CN101486277A - 曝光头和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
一种曝光头,包括透镜阵列(299),所述透镜阵列(299)具有:透光性基板(2991),其第一方向(LGD)的长度为W1且与第一方向(LGD)正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于透光性基板(2991)的第一透镜(LS11);以及在透光性基板(2991)上沿第一透镜(LS11)的第一方向(LGD)配置的第二透镜(LS12),第一透镜(LS11)与第二透镜(LS12)在第一方向(LGD)上连接。由此,能够提供向透镜入射大量光从而能够良好曝光的技术。
Description
技术领域
本发明涉及使用了配置有多个透镜的透镜阵列的曝光头和图像形成装置。
背景技术
作为这种透镜阵列,已知有例如专利文献1的图2等所记载的那样,长度方向上以规定的间距排列有多个透镜的结构。在该透镜阵列中,长度方向上邻接的透镜相互保持规定间隔排列,各透镜使入射的光成像。并且,利用各透镜成像的光将感光体鼓等的潜像担载体曝光,形成潜像。
专利文献1:特开平6—278314号公报
另外,出于良好进行曝光的观点,入射到透镜的光量较多为好。因此,例如考虑加大透镜的直径。然而,在长度方向(第一方向)上各透镜间保持规定间隔排列的上述构成中,加大了透镜的直径的情况下,长度方向(第一方向)上的透镜间距变大,有可能无法获得期望的分辨率。也就是说,在现有技术中,存在增加入射到透镜的光量的同时造成分辨率降低的情况。
发明内容
本发明鉴于上述问题而实现,目的在于提供高分辨率下也能够向透镜入射大量光从而能够良好曝光的技术。
为了达到上述目的,本发明的曝光头,包括透镜阵列和头基板,所述透镜阵列具有:透光性基板,其第一方向的长度为W1且与第一方向正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于透光性基板的第一透镜;以及在透光性基板上沿第一透镜的第一方向配置的第二透镜,所述头基板具有:向第一透镜发出光的第一发光元件以及向第二透镜发出光的第二发光元件,第一透镜与第二透镜在第一方向上连接。
在这样构成的曝光头中,第一透镜与第二透镜在第一方向上连接。因而,不会增大第一透镜与第二透镜在第一方向上的间隔,能够向第一透镜与第二透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
另外,也可以构成为:透镜阵列具有在透光性基板上配置于第一透镜的第二方向侧的第三透镜,第三透镜与第一透镜连接。通过这样构成,不会增大第三透镜与第一透镜的间隔,能够向第三透镜与第一透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
另外,也可以构成为:第三透镜与第二透镜连接。通过这样构成,不会增大第三透镜与第二透镜的间隔,能够向第三透镜与第一透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
这样,在连接了第一透镜或第二透镜与配置在这些透镜的第二方向侧的第三透镜的构成中,不会增大第一透镜或第二透镜与第三透镜的间隔,能够向透镜射入很多光量。换言之,是能够抑制透镜阵列在第二方向的宽度的构成。其结果,与各透镜对应地配置发光元件的区域也能够在第二方向上比较节约空间。因而,在配置发光元件的头基板中,能够在第二方向的两侧空出空间。因此,在该空出的空间中配置驱动发光元件的驱动电路即可。也就是说,可以构成为:头基板在第一发光元件与第二发光元件的第二方向侧具有驱动第一发光元件与第二发光元件的驱动电路。此时,驱动电路可以由TFT构成。
另外,对于发光元件为有机EL元件的结构来说,特别适合应用本发明。也就是说,在作为发光元件使用了有机EL元件的情况下,与使用了LED等的情况相比,发光元件的光量少。特别是,在将底部发射型有机EL元件用作发光元件的情况下更少。因此,适合对这样的结构应用本发明,向透镜射入大量光。
另外,透镜阵列基板可以由玻璃形成。也就是说,玻璃的线膨胀系数比较小。因而,通过由玻璃形成透镜阵列基板,能够抑制温度变化所带来的透镜阵列的变形,不依赖于温度而实现良好的曝光。
另外,透镜可以由光硬化性树脂形成。也就是说,光硬化性树脂通过照射光而硬化。因而,通过由该光硬化性树脂形成透镜,能够简单地制造透镜阵列,所以能够抑制透镜阵列的成本。
另外,透镜可以为自由曲面透镜。原因在于,通过采用自由曲面透镜,透镜的成像特性提高,能够实现更好的曝光。
另外,为了实现上述目的,本发明的另一方式的曝光头,包括:透镜阵列,该透镜阵列具有:透光性基板,其第一方向的长度为W1且与第一方向正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于透光性基板的第一透镜;以及在透光性基板上沿第一透镜的第一方向配置的第二透镜;发出由第一透镜成像的光的发光元件;发出由第二透镜成像的光的发光元件;在将第一透镜的顶点的位置作为第一位置时,x为以第一位置为原点的第一方向的位置,y为以第一位置为原点的第二方向的位置,h为第一位置上的透光性基板到第一透镜的顶点的高度,f(x,y)为坐标(x,y)上的第一透镜或第二透镜的透镜面到第一位置的高度,p为第一透镜和第二透镜在第一方向上的间隔,并且具有下式的关系:f(p/2,0)<h。
在这样构成的曝光头中,第一透镜与第二透镜在第一方向上连接。因而,不会增大第一透镜与第二透镜在第一方向上的间隔,能够向第一透镜与第二透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
另外,为了实现上述目的,本发明的图像形成装置,包括潜像担载体和对潜像担载体进行曝光的曝光头,曝光头包括透镜阵列和头基板,其中,透镜阵列具有:透光性基板,其第一方向的长度为W1且与第一方向正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于透光性基板的第一透镜;以及在透光性基板上沿第一透镜的第一方向配置的第二透镜;头基板具有:发出由第一透镜在潜像担载体上成像的光的第一发光元件;以及发出由第二透镜在潜像担载体上成像的光的第二发光元件;第一透镜与第二透镜在第一方向上连接。
在这样构成的图像形成装置中,第一透镜与第二透镜在第一方向上连接。因而,不会增大第一透镜与第二透镜在第一方向上的间隔,能够向第一透镜与第二透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
另外,在潜像担载体为感光体鼓的构成中,由于感光体鼓具有圆筒形状,所以若使第一透镜和第三透镜的形状相同,则有时因透镜的不同而使成像位置从感光体鼓的表面偏离。其结果,有时无法执行良好的曝光。因此,也可以构成为:透镜阵列具有在透光性基板上配置于第一透镜的第二方向侧的第三透镜,头基板具有发出由第三透镜在潜像担载体上成像的光的第三发光元件,按照由第一透镜成像的来自第一发光元件的光的成像位置以及由第三透镜成像的来自第三发光元件的光的成像位置成为与感光体鼓的形状对应的位置的方式,构成第一透镜和第三透镜的形状。
另外,也可以构成为:第三透镜与第一透镜连接。通过这样构成,不会增大第三透镜与第一透镜的间隔,能够向第三透镜与第一透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
另外,也可以构成为:第三透镜与第二透镜连接。通过这样构成,不会增大第三透镜与第二透镜的间隔,能够向第三透镜与第一透镜射入更多的光,能够良好地曝光。
这样,在连接了第一透镜或第二透镜与配置在这些透镜的第二方向侧的第三透镜的构成中,不会增大第一透镜或第二透镜与第三透镜的间隔,能够向透镜射入很多光量。换言之,是能够抑制透镜阵列在第二方向的宽度的构成。因而,能够使曝光头的宽度小型化,能够在潜像担载体的周围空出空间。其结果,能够在该空余空间中配置其他功能部,能够实现图像形成装置的小型化。
另外,为了实现上述目的,本发明的透镜阵列具有透光性的透镜阵列基板,在透镜阵列基板中,设有在第一方向上排列了多个透镜的透镜行,在透镜行中在第一方向上邻接的透镜相互连接。
另外,为了实现上述目的,本发明的线式头包括:配置了多个将多个发光元件组化的发光元件组的头基板和在透光性的透镜阵列基板上针对每个发光元件组配置了透镜的透镜阵列,在透镜阵列基板中,设有在第一方向上排列了多个透镜的透镜行,在透镜行中在第一方向上邻接的透镜相互连接。
另外,为了实现上述目的,本发明的图像形成装置,包括线式头和由线式头曝光而形成潜像的潜像担载体,所述线式头包括:配置了多个将多个发光元件组化的发光元件组的头基板和在透光性的透镜阵列基板上针对每个发光元件组配置了透镜的透镜阵列,在透镜阵列基板中,设有在第一方向上排列了多个透镜的透镜行,在透镜行中在第一方向上邻接的透镜相互连接。
在这样构成的发明(透镜阵列、线式头、图像形成装置)中,在透光性的透镜阵列基板上设有多个透镜。在该透镜阵列基板中,设有在第一方向上排列了多个透镜的透镜行。并且,在透镜行中在第一方向上邻接的透镜相互连接。也就是说,在本发明中,在第一方向上邻接的透镜之间没有设置如现有技术那样的间隔,这些邻接的透镜相互连接。因而,高分辨率下也能够向透镜入射大量光从而能够良好曝光。
另外,也可以构成为:在透镜阵列基板中,在与第一方向正交或大致正交的第二方向上配置有多个透镜行,在第二方向上邻接的透镜行的透镜相互连接。这样,通过使透镜在第二方向上也连接,能够向透镜入射更多的光,能够更好地曝光。
另外,透镜阵列基板可以由玻璃形成。也就是说,玻璃的线膨胀系数比较小。因而,通过由玻璃形成透镜阵列基板,能够抑制温度变化所带来的透镜阵列的变形,不依赖于温度而实现良好的曝光。
另外,透镜可以由光硬化性树脂形成。也就是说,光硬化性树脂通过照射光而硬化。因而,通过由该光硬化性树脂形成透镜,能够简单地制造透镜阵列,所以能够抑制透镜阵列的成本。
另外,透镜可以为自由曲面透镜。原因在于,通过采用自由曲面透镜,透镜的成像特性提高,能够实现更好的曝光。
附图说明
图1是本说明书中使用的用语的说明图;
图2是本说明书中使用的用语的说明图;
图3是表示本发明的图像形成装置的一例的图;
图4是表示图3的图像形成装置的电气构成的图;
图5是表示第一实施方式的线式头的概略的立体图;
图6是图5所示的线式头的A-A线局部剖视图;
图7是表示头基板的背面的构成的图;
图8是表示头基板背面设置的发光元件组的构成的图;
图9是第一实施方式的透镜阵列的俯视图;
图10是透镜阵列和头基板等的长度方向的剖视图;
图11是用于说明由线式头形成的点的立体图;
图12是表示上述线式头的点形成动作的图;
图13是表示第二实施方式的线式头的概略的立体图;
图14是第二实施方式的透镜阵列的俯视图;
图15是表示第三实施方式的头基板的构成的俯视图;
图16是表示第四实施方式的透镜阵列的构成的俯视图;
图17是表示透镜的透镜面的构成的图;
图18是本发明的效果的说明图;
图19是本发明的追加效果的说明图;
图20是表示发光元件组的另一构成的俯视图;
图21是表示配置了多个图20的发光元件组的头基板背面的图;
图22是表示实施例的光学系统的图;
图23是实施例1的线式头等的A-A线局部剖视图;
图24是表示实施例的光学系统各部分的图;
图25是表示包括中央透镜的光学系统的数据的图;
图26是表示XY多项式面的定义式的图;
图27是表示包括中央透镜的光学系统的面S4的系数值的图;
图28是表示包括中央透镜的光学系统的面S7的系数值的图;
图29是表示包括上游透镜、下游透镜的光学系统的数据的图;
图30是表示包括上游透镜、下游透镜的光学系统的面S4的系数值的图;
图31是表示包括上游透镜、下游透镜的光学系统的面S7的系数值的图。
图中:21Y、21K—感光体鼓(潜像担载体);29—线式头;293—头基板;295—发光元件组;2951—发光元件;299、299A、299B—透镜阵列;2991—透镜阵列基板;LS、LS1、LS2—透镜;SP—点;Lsp—点潜像;MD—主扫描方向(第一方向);SD—副扫描方向(第二方向);LGD—长度方向(第一方向);LTD—宽度方向(第二方向)。
具体实施方式
以下,首先对本说明书中使用的用语进行说明(参照“A.用语的说明”一项)。接着该用语的说明,对本发明的实施方式进行说明(参照“B.第一实施方式”、“C.第二实施方式”项等)。
A.用语的说明
图1和图2是本说明书中使用的用语的说明图。在此,利用这些图对本说明书中使用的用语进行整理。在本说明书中,将感光体鼓21的表面(像面IP)的输送方向定义为副扫描方向SD,将与该副扫描方向SD正交或大致正交的方向定义为主扫描方向MD。另外,线式头29按照其长度方向LGD与主扫描方向MD对应、其宽度方向LTD与副扫描方向SD对应的方式,相对于感光体鼓21的表面(像面IP)配置。
与透镜阵列299所具有的多个透镜LS一对一的对应关系配置在头基板293上的多个(图1和图2中为8个)发光元件2951的集合定义为发光元件组295。也就是说,在头基板293中,由多个发光元件2951构成的发光元件组295相对于多个透镜LS的每一个配置。另外,来自发光元件组295的光束由与该发光元件组295对应的透镜LS成像而在像面IP上形成的多个点SP的集合定义为点组SG。也就是说,能够与多个发光元件组295一对一对应地形成多个点组SG。另外,在各点组SG中,将主扫描方向MD和副扫描方向SD上最上游的点特别定义为第一点。并且,将与第一点对应的发光元件2951特别定义为第一发光元件。
另外,如图2的“像面上”一栏所示,定义点组行SGR、点组列SGC。也就是说,将主扫描方向MD上排列的多个点组SG定义为点组行SGR。并且,多行点组行SGR以规定的点组行间距Psgr在副扫描方向SD上排列配置。另外,将在副扫描方向SD上以点组行间距Psgr且在主扫描方向MD上以点组间距Psg排列的多个(该图中为3个)点组SG定义为点组列SGC。此外,点组行间距Psgr是副扫描方向SD上相互邻接的两个点组行SGR各自的几何重心的副扫描方向SD上的距离。另外,点组间距Psg是主扫描方向MD上相互邻接的两个点组SG各自的几何重心的主扫描方向MD上的距离。
如该图的“透镜阵列”一栏所示,定义透镜行LSR、透镜列LSC。也就是说,将长度方向LGD上排列的多个透镜LS定义为透镜行LSR。并且,多行透镜行LSR以规定的透镜行间距Plsr在宽度方向LTD上排列配置。另外,将在宽度方向LTD上以透镜行间距Plsr且在长度方向LGD上以透镜间距Pls排列的多个(该图中为3个)透镜LS定义为透镜列LSC。此外,透镜行间距Plsr是宽度方向LTD上相互邻接的两个透镜行LSR各自的几何重心的宽度方向LTD上的距离。另外,透镜间距Pls是长度方向LGD上相互邻接的两个透镜LS各自的几何重心的长度方向LGD上的距离。
如该图的“头基板”一栏所示,定义发光元件组行295R、发光元件组列295C。也就是说,将长度方向LGD上排列的多个发光元件组295定义为发光元件组行295R。并且,多行发光元件组行295R以规定的发光元件组行间距Pegr在宽度方向LTD上排列配置。另外,将在宽度方向LTD上以发光元件组行间距Pegr且在长度方向LGD上以发光元件组间距Peg排列的多个(该图中为3个)发光元件组295定义为发光元件组列295C。此外,发光元件组行间距Pegr是宽度方向LTD上相互邻接的两个发光元件组行295R各自的几何重心的宽度方向LTD上的距离。另外,发光元件组间距Peg是长度方向LGD上相互邻接的两个发光元件组295各自的几何重心的长度方向LGD上的距离。
如该图的“发光元件组”一栏所示,定义发光元件行2951R、发光元件列2951C。也就是说,在各发光元件组295中,将长度方向LGD上排列的多个发光元件2951定义为发光元件行2951R。并且,多行发光元件行2951R以规定的发光元件行间距Pelr在宽度方向LTD上排列配置。另外,将在宽度方向LTD上以发光元件行间距Pelr且在长度方向LGD上以发光元件间距Pel排列的多个(该图中为2个)发光元件2951定义为发光元件列2951C。此外,发光元件行间距Pelr是宽度方向LTD上相互邻接的两个发光元件行2951R各自的几何重心的宽度方向LTD上的距离。另外,发光元件间距Pel是长度方向LGD上相互邻接的两个发光元件2951各自的几何重心的长度方向LGD上的距离。
如该图的“点组”一栏所示,定义点行SPR、点列SPC。也就是说,在各点组SG中,将长度方向LGD上排列的多个点SP定义为点行SPR。并且,多行点行SPR以规定的点行间距Pspr在宽度方向LTD上排列配置。另外,将在宽度方向LTD上以点行间距Pspr且在长度方向LGD上以点间距Psp排列的多个(该图中为2个)点定义为点列SPC。此外,点行间距Pspr是副扫描方向SD上相互邻接的两个点行SPR各自的几何重心的副扫描方向SD上的距离。另外,点间距Psp是主扫描方向MD上相互邻接的两个点SP各自的几何重心的长度方向LGD上的距离。
B-1.第一实施方式
图3是表示本发明的装备了作为应用对象的线式头的图像形成装置的一例的图。另外,图4是表示图3的图像形成装置的电气构成的图。该装置是能够选择性执行彩色模式和单色模式的图像形成装置,其中,所述彩色模式是将黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)、黄色(Y)4种颜色的调色剂重叠形成彩色图像的模式,所述单色模式是只使用黑色(K)的调色剂形成单色图像的模式。此外,图3是与彩色模式执行时对应的图。在该图像形成装置中,在从主机等外部装置向具有CPU和存储器等的主控制器MC赋予图像形成指令时,该主控制器MC向发动机控制器EC赋予控制信号等,并且向头控制器HC赋予与图像形成指令对应的视频数据VD。另外,该头控制器HC基于来自主控制器MC的视频数据VD、来自发动机控制器EC的垂直同步信号Vsync和参数值控制各种颜色的线式头29。由此,发动机部EG执行规定的图像形成动作,在复印纸、转印纸、用纸及OHP用透明片等薄片上形成与图像形成指令对应的图像。
在图像形成装置所具有的壳体主体3内设置有电装件箱5,该电装件箱5内置有电源电路基板、主控制器MC、发动机控制器EC及头控制器HC。另外,图像形成单元7、转印带单元8和给纸单元11也设置在壳体主体3内。另外,在图3中,在主体壳体3内右侧配置有2次转印单元12、定影单元13、薄片引导构件15。再有,给纸单元11相对于装置主体1拆装自如地构成。并且,关于该给纸单元11和转印带单元8,能够分别拆下而进行修理或更换。
图像形成单元7具备形成多种不同颜色的图像的4个图像形成站Y(黄色用)、M(品红色用)、C(蓝绿色用)、K(黑色用)。另外,各图像形成站Y、M、C、K设置有在主扫描方向MD上具有规定长度的表面的圆筒形的感光体鼓21。并且,各图像形成站Y、M、C、K分别在感光体鼓21的表面形成对应颜色的调色剂像。感光体鼓配置成轴向与主扫描方向MD大致平行。另外,各感光体鼓21分别与专用的驱动马达连接,被驱动成向图中箭头D21的方向以规定速度旋转。由此,感光体鼓21的表面向与主扫描方向MD正交或大致正交的副扫描方向SD输送。另外,在感光体鼓21的周围沿着旋转方向配置有带电部23、线式头29、显影部25和感光体清洁器27。并且,利用这些功能部分执行带电动作、潜像形成动作和调色剂显影动作。因此,在彩色模式执行时,将由所有的图像形成站Y、M、C、K形成的调色剂像重叠到转印带单元8所具有的转印带81上形成彩色图像,并且在单色模式执行时,只利用由图像形成站K形成的调色剂像形成单色图像。再有,在图3中,图像形成单元7的各图像形成站的结构相同,所以为了便于图示,只对一部分图像形成站添加了符号,其他图像形成站省略了符号。
带电部23具备其表面由弹性橡胶构成的带电辊。该带电辊在带电位置与感光体鼓21的表面抵接而从动旋转,随着感光体鼓21的旋转动作相对于感光体鼓21向从动方向以周速从动旋转。另外,该带电辊与带电偏压产生部(省略图示)连接,接受来自带电偏压产生部的带电偏压的给电,在带电部23和感光体鼓21抵接的带电位置使感光体鼓21的表面带电。
线式头29按照其长度方向与主扫描方向MD对应且其宽度方向与副扫描方向SD对应的方式相对于感光体鼓21配置,线式头29的长度方向与主扫描方向MD大致平行。线式头29具备在长度方向上排列配置的多个发光元件,并且与感光体鼓21分离配置。并且,从这些发光元件向在带电部23的作用下带电的感光体鼓21的表面照射光,在该表面形成静电潜像。
显影部25具有在其表面担载调色剂的显影辊251。并且,从与显影辊251电连接的显影偏压产生部(省略图示)向显影辊251施加显影偏压,在该显影偏压的作用下,在显影辊251与感光体鼓21抵接的显影位置,带电调色剂从显影辊251向感光体鼓21移动,使利用线式头29形成的静电潜像显著化。
这样在上述显影位置显著化的调色剂像,在向感光体鼓21的旋转方向D21输送后,在后面叙述的转印带81和各感光体鼓21抵接的1次转印位置TR1,1次转印到转印带81上。
另外,在该实施方式中,在感光体鼓21的旋转方向D21的1次转印位置TR1的下游侧且带电部23的上游侧,与感光体鼓21的表面抵接地设置有感光体清洁器27。该感光体清洁器27通过与感光体鼓的表面抵接来清洁去除1次转印后残留在感光体鼓21的表面的调色剂。
转印带单元8具备驱动辊82、在图3中配置在驱动辊82的左侧的从动辊83(刮板对置辊)和架设在这些辊上且被驱动成向图示箭头D81的方向(输送方向)循环的转印带81。另外,转印带单元8在转印带81的内侧具备:在感光体盒安装时与各图像形成站Y、M、C、K所具有的感光体鼓21的每一个一对一地对置配置的4个1次转印辊85Y、85M、85C、85K。这些1次转印辊85分别与1次转印偏压产生部(省略图示)电连接。并且,如后面所详述,在彩色模式执行时,如图3所示,通过将所有的1次转印辊85Y、85M、85C、85K定位在图像形成站Y、M、C、K侧,由此将转印带81压到图像形成站Y、M、C、K分别具有的感光体鼓21上使其与之抵接,在各感光体鼓21和转印带81之间形成1次转印位置TR1。并且,以适当的时机从上述1次转印偏压产生部向1次转印辊85施加1次转印偏压,由此将在各感光体鼓21的表面上形成的调色剂像在分别对应的1次转印位置TR1转印到转印带81表面而形成彩色图像。
另一方面,在单色模式执行时,使4个1次转印辊85中的彩色1次转印辊85Y、85M、85C从分别对置的图像形成站Y、M、C离开,并且只使单色1次转印辊85K与图像形成站K抵接,由此只使单色图像形成站K与转印带81抵接。其结果,只在单色1次转印辊85K和图像形成站K之间形成1次转印位置TR1。并且,以适当的时机从所述1次转印偏压产生部向单色1次转印辊85K施加1次转印偏压,由此将在各感光体鼓21的表面上形成的调色剂像在1次转印位置TR1转印到转印带81表面而形成单色图像。
进而,转印带单元8具备在单色1次转印辊85K的下游侧且驱动辊82的上游侧配置的下游导向辊86。另外,该下游导向辊86在单色1次转印辊85K与图像形成站K的感光体鼓21抵接而形成的1次转印位置TR1上的1次转印辊85K和感光体鼓21的共用内切线上与转印带81抵接。
驱动辊82将转印带81向图示箭头D81的方向循环驱动,并且兼作2次转印辊121的支承辊。在驱动辊82的周面形成有厚度3mm左右、体积电阻率1000kΩ·cm以下的橡胶层,通过金属制的轴接地,由此作为从省略图示的2次转印偏压产生部经2次转印辊121供给的2次转印偏压的导电路径。通过这样在驱动辊82上设置具有高摩擦且冲击吸收性的橡胶层,使得薄片向驱动辊82和2次转印辊121的抵接部分(2次转印位置TR2)进入时的冲击不易传递到转印带81,能够防止画质的劣化。
给纸单元11具备给纸部,该给纸部具有能够层叠保持薄片的给纸盒77、从给纸盒77一片一片地供给薄片的支承辊79。在支承辊79作用下从给纸部供给的薄片,在阻碍辊对80中调节了供给时机后,沿着薄片引导构件15向2次转印位置TR2供给。
2次转印辊121相对于转印带81脱离、抵接自如地设置,由2次转印辊驱动机构(省略图示)驱动成脱离或抵接。定影单元13具有内置卤素加热器等发热体且旋转自如的加热辊131、对该加热辊131按压施力的加压部132。并且,在其表面2次转印了图像的薄片由薄片引导构件15引导至加热辊131和加压部132的加压带1323所形成的夹紧部,在该夹紧部以规定的温度热定影图像。加压部132由两个辊1321、1322和架设在这些辊上的加压带1323构成。并且,将加压带1323的表面中的由两个辊1321、1322展开的带展开面按压向加热辊131的周面,由此加热辊131和加压辊1323所形成的夹紧部扩张。另外,这样受到了定影处理的薄片输送到壳体主体3的上面部设置的排纸盘4。
另外,在该装置中,与刮板对置辊83对置地配置有清洁部71。清洁部71具有清洁板711和废弃调色剂箱713。清洁部71使其前端部经转印带81与刮板对置辊83抵接,由此去除2次转印后残留在转印带上的调色剂或纸粉等异物。并且,这样去除的异物回收到废弃调色剂箱713中。另外,清洁板711和废弃调色剂箱713与刮板对置辊83一体地构成。因此,如以下所说明那样,在刮板对置辊83移动时,清洁板711和废弃调色剂箱713与刮板对置辊83一起移动。
图5是表示第一实施方式的线式头的概略的立体图。图6是图5所示的线式头的A-A线局部剖视图。再有,A-A线是包括构成后述的透镜列的各透镜的光轴的线,图6是包括A-A线与透镜的光轴平行的截面。如上所述,线式头29按照其长度方向LGD与主扫描方向MD对应、其宽度方向LTD与副扫描方向SD对应的方式,相对于感光体鼓21配置。再有,长度方向LGD与宽度方向LTD相互正交或大致正交。如后所述,在该线式头29中,在头基板293上形成有多个发光元件,各发光元件向感光体鼓21的表面射出光束。为此,在本说明书中,将与长度方向LGD和宽度方向LTD正交的方向即从发光元件向感光体鼓表面的方向作为光束的行进方向Doa。该光束的行进方向Doa与后述的光轴OA平行或大致平行。
线式头29具备壳体291,并且,在该壳体291的长度方向LGD的两端,设置有定位销2911和螺钉插入孔2912。并且,通过将该定位销2911嵌入在覆盖感光体鼓21且相对于感光体鼓21定位的感光体罩(省略图示)上贯穿设置的定位孔(省略图示)中,由此线式头29相对于感光体鼓21定位。并且,通过将固定螺钉经螺钉插入孔2912拧入固定在感光体罩的螺纹孔(省略图示)中,由此线式头29相对于感光体鼓21定位固定。
在壳体291的内部配置有头基板293、遮光构件297、2片透镜阵列299(299A、299B)。壳体291的内部与头基板293的表面293—h抵接,同时,背盖2913与头基板293的背面293—t抵接。该背盖2913由固定器具2914经头基板293按压在壳体291的内部。也就是说,固定器具2914具有将背盖2913向壳体291的内部侧(图6中的上侧)按压的弹性力,利用该弹性力按压背盖,壳体291的内部光密(换言之,以不从壳体291的内部露光以及不从壳体291的外部侵入光的方式)地密闭。再有,固定器具2914在壳体291的长度方向LGD上设有多处。
在头基板293的背面293—t设置有将多个发光元件组化的发光元件组295。头基板293由玻璃等透光性构件形成,发光元件组295的各发光元件射出的光束能够从头基板293的背面293—t向表面293—h透过。该发光元件是底部发射型有机EL(Electro—Luminescence)元件,由密封构件294覆盖。该头基板293的背面293—t上的发光元件的配置的详细情况如后所述。
图7是表示头基板的背面的构成的图,相当于从头基板的表面看背面的情况。另外,图8是表示头基板背面设置的发光元件组的构成的图。如图7所示,发光元件组295将8个发光元件2951组化而成。并且,在各发光元件组295中,8个发光元件2951如下配置。也就是说,如图8所示,在发光元件组295中,沿着长度方向LGD排列4个发光元件2951构成发光元件行2951R,并且,2个发光元件行2951R在宽度方向LTD上以发光元件行间距Pelr排列设置。另外,各发光元件行2951R在长度方向LGD上以元件间距Pel相互错开,各发光元件2951的长度方向LGD上的位置相互不同。
另外,在头基板293的背面293—t,配置有多个这样构成的发光元件组295。也就是说,在宽度方向LTD上相互不同的位置配置3个发光元件组295而构成发光元件组列295C,并且,多个发光元件组列295C沿着长度方向LGD排列。在各发光元件组列295C中,3个发光元件组295在长度方向LGD上以发光元件组间距Peg相互错开配置,其结果,各发光元件组295的长度方向LGD上的位置PTE相互不同。换言之,在头基板293的背面293—t,在长度方向LGD上排列多个发光元件组295而构成发光元件组行295R,并且,在宽度方向LTD上设置3行发光元件组行295R。另外,各发光元件组行295R在长度方向LGD上以发光元件组间距Peg相互错开配置,其结果,各发光元件组295的长度方向LGD上的位置PTE相互不同。这样在本实施方式中,在头基板293上,二维配置多个发光元件组295。再有,在该图中,发光元件组295的位置由发光元件组295的重心位置代表,发光元件组295的长度方向LGD上的位置PTE由从发光元件组295的位置引向长度方向轴LGD的垂线的点表示。
这样形成在头基板293上的各发光元件2951例如受到TFT(Thin FilmTransistor)电路等的驱动,射出相等波长的光束。该发光元件2951的发光面是所谓的完全扩散面光源,从发光面射出的光束遵守朗伯余弦原则。
回到图5、图6继续说明。在头基板293的表面293—h抵接配置有遮光构件297。在遮光构件297上,针对多个发光元件组295的每一个设置有导光孔2971(换言之,相对于多个发光元件组295一对一地设有多个导光孔2971)。各导光孔2971作为在光束的行进方向Doa上贯通的孔而形成在遮光构件297上。另外,在遮光构件297的上侧(头基板293的相反侧),在光束的行进方向Doa上排列配置有2片透镜阵列299。
这样,在光束Doa的行进方向上,在发光元件组295和透镜阵列299之间配置有针对每个发光元件组295都设有导光孔2971的遮光构件297。因而,从发光元件组295发出的光束,通过与该发光元件组295对应的导光孔2971而朝向透镜阵列299。换句话说,从发光元件组295射出的光束中,朝向与该发光元件组295对应的导光孔2971以外的光束,被遮光构件297遮蔽。这样,从一个发光元件组295发出的光,全部通过同一导光孔2971而朝向透镜阵列299,并且,利用遮光构件297防止从不同的发光元件组295发出的光束彼此的干涉。
图9是第一实施方式的透镜阵列的俯视图,相当于从像面侧(光束的行进方向Doa侧)观察透镜阵列的情况。再有,该图中的各透镜LS形成于透镜阵列基板2991的背面2991—t,该图表示该透镜阵列基板背面2991—t的结构。另外,该图中,尽管记载有发光元件组295,但这只是为了表示发光元件组295和透镜LS的对应关系,并不是表示在透镜阵列基板背面2991—t设置有发光元件组295。在透镜阵列299中,针对每个发光元件组295都设有透镜LS。也就是说,在透镜阵列299中,配置在宽度方向LTD的不同的位置上配置的3个透镜LS来构成透镜列LSC,并且沿着长度方向LGD排列多个透镜列LSC。在各透镜列LSC中,3个透镜在长度方向LGD上以透镜间距Pls相互错开配置,其结果,各透镜LS的长度方向LGD的位置PTL相互不同。
换言之,在透镜阵列299中,在长度方向LGD上排列多个透镜LS构成透镜行LSR,并且3行透镜行LSR设置在宽度方向LTD上。另外,各透镜行LSR在长度方向LGD上以透镜间距Pls相互错开配置,各透镜LS的长度方向LGD的位置PTL相互不同。这样,在透镜阵列299中,多个透镜LS二维配置。再有,在该图中,透镜LS的位置由透镜LS的顶点(垂度最大的点)来代表,透镜LS的长度方向LGD的位置PTL由从透镜LS的顶点引向长度方向轴LGD的垂线的点表示。
并且,如图9所示,在本实施方式中,在各透镜行LSR中,在长度方向LGD上邻接的透镜LS相互连接。另一方面,在宽度方向LTD上,各透镜行LSR之间设有间隔(间隙)CL,各透镜行LSR相互分离配置。
另外,如图9所示,因透镜行LSR的不同,透镜LS的形状有所不同。也就是说,在宽度方向LTD上,属于最上游的透镜行LSR的上游透镜LS—u以及属于最下游的透镜行LSR的下游透镜LS—d分别具有在长方形上连接了圆弧的形状。另外,属于宽度方向LTD上正中间的透镜行LSR的中央透镜LS—m的形状为大致长方形。另外,如图5所示,导光孔2971具有与对应的透镜LS对应的形状。也就是说,与上游透镜LS—u对应的导光孔2971—u以及与下游透镜LS—d对应的导光孔2971—d均具有在长方形上连接了圆弧的形状。另外,与中央透镜LS—m对应的导光孔2971—m的形状为大致长方形。
图10是透镜阵列和头基板等的长度方向的剖视图,表示包括在透镜阵列上形成的透镜LS的光轴的长度方向截面。透镜阵列299具有透光性的透镜阵列基板2991。在本实施方式中,该透镜阵列基板2991由线膨胀系数比较小的玻璃形成。在透镜阵列基板2991的表面2991—h以及背面2991—t中,透镜阵列基板2991的背面2991—t形成有透镜LS。该透镜阵列299例如利用特开2005—276849号公报等记载的方法形成。也就是说,具有与透镜LS的形状对应的凹部的模具与作为透镜阵列基板2991的玻璃基板抵接。在模具和透光性基板之间,填充光硬化性树脂。若对该光硬化性树脂照射光,则光硬化性树脂硬化,在透光性基板上形成透镜LS。并且,使光硬化性树脂硬化而形成透镜LS后,将模具脱模。这样,在本实施方式中,利用通过照射光而能够迅速硬化的光硬化性树脂形成透镜LS。因而,能够简单地形成透镜LS,所以能够简化透镜阵列299的制作工序,降低透镜阵列299的成本。另外,由于透镜阵列基板2991由线膨胀系数小的玻璃形成,所以能够抑制因温度变化而造成的透镜阵列299的变形,不依赖于温度而实现良好的曝光。
在该线式头29中,具有这种结构的透镜阵列299在光束的行进方向Doa上排列配置有2个(299A、299B),在光的行进方向Doa上排列的2个透镜LS1、LS2针对各发光元件组295配置(参照图5、图6、图10)。另外,在相互与相同的发光元件组295对应的第一透镜LS1以及第二透镜LS2各自的透镜中心上通过的光轴OA(图10中的双点划线)与头基板293的背面293—t正交或大致正交。在此,光束的行进方向Doa的上游侧的透镜阵列299A的透镜LS为第一透镜LS1,光束的行进方向Doa的下游侧的透镜阵列299B的透镜LS为第二透镜LS2。这样,在本实施方式中,多个透镜阵列299在光束的行进方向Doa上排列配置,所以能够提高光学设计的自由度。
这样,线式头29具备包括第一、第二透镜LS1、LS2的光学系统。因而,从发光元件组295射出的光束利用第一透镜LS1以及第二透镜LS2成像,在感光体鼓表面(像面)形成点SP。另一方面,如上所述,感光体鼓表面在形成点之前已利用带电部23带电。因而,形成了点SP的区域被去电,形成点潜像Lsp。并且,这样形成的点潜像Lsp由感光体鼓表面担载的同时被输送向副扫描方向SD的下游侧。并且,如下面所说明,点SP以与感光体鼓表面的移动对应的时机来形成,形成在主扫描方向MD上排列的多个点潜像Lsp。
图11是用于说明由线式头形成的点的立体图。再有,图11中省略了透镜阵列299的记载。如图11所示,各发光元件组295能够在主扫描方向MD上相互不同的曝光区域ER形成点组SG。在此,点组SG是发光元件组295的全部发光元件2951同时发光而形成的多个点SP的集合。如该图所示,能够在主扫描方向MD上连续的曝光区域ER形成点组SG的3个发光元件组295在宽度方向LTD上相互错开配置。也就是说,例如,能够在主扫描方向MD上连续的曝光区域ER_1、ER_2、ER_3形成点组SG_1、SG_2、SG_3的3个发光元件组295_1、295_2、295_3在宽度方向LTD上相互错开配置。这3个发光元件组295构成发光元件组列295C,多个发光元件组列295C沿着长度方向LGD排列。其结果,在说明图7时也已叙述,3行发光元件组行295R_A、295R_B、295R_C在宽度方向LTD上排列,并且,各发光元件组行295R_A等在副扫描方向SD上相互不同的位置形成点组SG。
也就是说,在该线式头29中,多个发光元件组295(例如,发光元件组295_1、295_2、295_3)配置在宽度方向LTD上相互不同的位置。并且,配置在宽度方向LTD上相互不同的位置的各发光元件组295在副扫描方向SD上相互不同的位置形成点组SG(例如,点组SG_1、SG_2、SG_3)。
换言之,在该线式头29中,在宽度方向LTD上相互不同的位置配置有多个发光元件2951(例如,属于发光元件组295_1的发光元件2951和属于发光元件组295_2的发光元件2951配置在宽度方向LTD上相互不同的位置)。并且,配置在宽度方向LTD上相互不同的位置的各发光元件2951在副扫描方向SD上相互不同的位置形成点SP(例如,属于点组SG_1的点SP和属于点组SG_2的点SP形成在副扫描方向SD上相互不同的位置)。
这样,因发光元件2951的不同,副扫描方向SD上的点SP的形成位置有所不同。因而,为了在主扫描方向MD上排列形成多个点潜像Lsp(也就是说,为了在副扫描方向SD上相同的位置形成多个点潜像Lsp),需要考虑所述点形成位置的差异。为此,在该线式头29中,各发光元件2951以与感光体鼓表面的移动对应的时机来发光。
图12是表示上述线式头的点形成动作的图。以下,利用图7、图11、图12对线式头的点形成动作进行说明。概括地说,感光体鼓表面(潜像担载体表面)沿副扫描方向SD移动,并且头控制模块54(图4)以与感光体鼓表面的移动对应的时机来使发光元件2951发光,由此形成在主扫描方向MD上排列的多个点潜像Lsp。
首先,在宽度方向LTD上属于最上游的发光元件组295_1、295A4等的发光元件行2951R(图11)中,使宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R发光。并且,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成点SP。再有,透镜LS具有倒立特性,来自发光元件2951的光束倒立成像。这样,在图12的“第一次”的影线图案的位置形成点潜像Lsp。再有,在该图中,白色圆圈表示还未形成而在今后形成的预定的点潜像。另外,在该图中,用符号295_1~295_4分级的点潜像表示利用与各自赋予的符号对应的发光元件组295形成的点潜像。
接着,在属于该发光元件组295_1、295A4等的发光元件行2951R中,使宽度方向LTD的上游侧的发光元件行2951R发光。并且,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成点SP。这样,在图12的“第二次”的影线图案的位置形成点潜像Lsp。在此,从宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R开始依次发光是为了与透镜LS具有倒立特性这一情况相对应。
接着,在属于从宽度方向上游侧数第二个的发光元件组295_2等的发光元件行2951R中,使宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R发光。并且,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成点SP。这样,在图12的“第三次”的影线图案的位置形成点潜像Lsp。
接着,在属于从宽度方向上游侧数第二个的发光元件组295_2等的发光元件行2951R中,使宽度方向LTD的上游侧的发光元件行2951R发光。并且,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成点SP。这样,在图12的“第四次”的影线图案的位置形成点潜像Lsp。
接着,在属于从宽度方向上游侧数第三个的发光元件组295_3等的发光元件行2951R中,使宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R发光。并且,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成点SP。这样,在图12的“第五次”的影线图案的位置形成点潜像Lsp。
最后,在属于从宽度方向上游侧数第三个的发光元件组295_3等的发光元件行2951R中,使宽度方向LTD的上游侧的发光元件行2951R发光。并且,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成点SP。这样,在图12的“第六次”的影线图案的位置形成点潜像Lsp。这样,通过执行第一~第六次的发光动作,从副扫描方向SD的上游侧的点SP开始依次形成点SP,形成在主扫描方向MD上排列的多个点潜像Lsp。
如上所述,在第一实施方式中,在透光性的透镜阵列基板2991上设有多个透镜LS。在该透镜阵列基板2991中,设有多个透镜LS在长度方向LGD(第一方向)上排列的透镜行LSR。并且,在透镜行LSR中,长度方向LGD上邻接的透镜LS相互连接。也就是说,在第一实施方式中,在长度方向LGD上邻接的透镜LS之间没有设置现有技术那样的间隔,这些邻接的透镜LS相互连接。因而,高分辨率下也能够向透镜入射大量光从而能够良好曝光。
另外,在上述实施方式中,作为发光元件2951使用了有机EL元件,该有机EL元件与LED(Light Emitting Diode)等相比光量少,所以进入透镜LS的光量具有变少的倾向。特别是在使用了底部发射型有机EL元件的情况下,从有机EL元件射出的光束的一部分被头基板293吸收,所以进入透镜LS的光量进一步减少。与此相对,在上述实施方式中,长度方向LGD上邻接的透镜LS相互连接,从而能够使大量的光进入透镜LS。因而,即便是在作为发光元件2951使用了底部发射型有机EL元件的结构中,也能够良好曝光。
B—2.第二实施方式
图13是表示第二实施方式的线式头的概略的立体图。另外,图14是第二实施方式的透镜阵列的俯视图,相当于从像面侧(光束的行进方向Doa侧)观察透镜阵列的情况。再有,图14中的各透镜LS形成于透镜阵列基板2991的背面2991—t,该图表示该透镜阵列基板背面2991—t的结构。另外,该图中,尽管记载有发光元件组295,但这只是为了表示发光元件组295和透镜LS的对应关系,并不是表示在透镜阵列基板背面2991—t设置有发光元件组295。以下,主要说明第二实施方式与第一实施方式的不同点,对于相同部分赋予相当符号而省略说明。
如图14所示,在第二实施方式中也是在长度方向LGD上排列多个透镜LS构成透镜行LSR,并且3行透镜行LSR设置在宽度方向LTD上。另外,各透镜行LSR在长度方向LGD上以透镜间距Pls相互错开配置,各透镜LS的长度方向LGD的位置PTL相互不同。另外,在各透镜行LSR中,长度方向LGD上邻接的透镜LS相互连接。另一方面,在第二实施方式中,在各透镜行之间没有设置第一实施方式那样的间隔CL,宽度方向LTD上邻接的透镜行LSR的透镜LS相互连接。
另外,如图14所示,在第二实施方式中也是因透镜行LSR的不同,透镜LS的形状有所不同。也就是说,在宽度方向LTD上,属于最上游的透镜行LSR的上游透镜LS—u以及属于最下游的透镜行LSR的下游透镜LS—d分别具有在五边形(本垒(home base)状的五边形)上连接了圆弧的形状。另外,属于宽度方向LTD上正中间的透镜行LSR的中央透镜LS—m的形状为大致六边形。另外,如图13所示,导光孔2971具有与对应的透镜LS对应的形状。也就是说,与上游透镜LS—u对应的导光孔2971—u以及与下游透镜LS—d对应的导光孔2971—d均具有在本垒状的五边形上连接了圆弧的形状。另外,与中央透镜LS—m对应的导光孔2971—m的形状为大致六边形。
这样,在第二实施方式中也是在透镜行LSR中在长度方向LGD(第一方向)上邻接的透镜LS相互连接。也就是说,在长度方向LGD上邻接的透镜LS之间没有设置现有技术那样的间隔,这些邻接的透镜LS相互连接。因而,高分辨率下也能够向透镜入射大量光从而能够良好曝光。
另外,在第二实施方式中,在透镜阵列基板2991中,在宽度方向LTD(第二方向)上配置有多个透镜行LSR,宽度方向LTD上邻接的透镜行LSR的透镜LS相互连接。也就是说,在第二实施方式中,不仅在长度方向LGD上,在宽度方向LTD上透镜LS也连接。因而,能够向透镜LS入射更多的光,能够更好地曝光。
B—3.第三实施方式
另外,在图14所示的结构中,透镜LS—u(第一透镜、第二透镜)和透镜LS—m(第三透镜)相互连接,不会扩大透镜LS—u和透镜LS—m的间隔,能够向透镜入射很多光量。另外,透镜LS—m(第一透镜、第二透镜)和透镜LS—d(第三透镜)相互连接,不会扩大透镜LS—m和透镜LS—d的间隔,能够向透镜入射很多光量。换言之,图14的结构是能够抑制透镜阵列299的宽度方向LTD(第二方向)的宽度的结构。其结果,在头基板293上与各透镜LS对应配置发光元件2951的区域也能够在宽度方向LTD上达到节省空间。因而,在配置发光元件2951的头基板293中,能够在宽度方向LTD的两侧空出空间。因此,在该空出的空间配置驱动发光元件的驱动电路即可。具体如下所述。
图15是表示第三实施方式的头基板的构成的俯视图。如该图所示,在头基板293的宽度方向LTD的两侧空出的空间中配置有由TFT构成的驱动电路DC。该驱动电路DC通过布线WL与发光元件2951连接,向各发光元件2951赋予驱动信号。这样,通过在头基板293的宽度方向LTD的两侧空出的空间中配置驱动电路DC,能够在发光元件2951的较近位置配置驱动电路DC。因而,能够缩短布线WL,能够向发光元件2951供给布线WL的杂散电容所引起的延迟少的驱动信号,能够执行良好的曝光动作。
B—4.第四实施方式
图16是表示第四实施方式的透镜阵列的构成的俯视图。该透镜阵列299具备以玻璃为基材的透镜阵列基板2991(透光性基板)。该透镜阵列基板2991在长度方向LGD上具有长度W1,在宽度方向LTD上具有宽度W2(长度W2)。另外,长度W1>宽度W2,透镜阵列基板2991在长度方向LGD上是长条形。在透镜阵列基板2991的表面2991—h二维配置有多个透镜LS。各透镜行LSR中长度方向LGD上以间隔p邻接的透镜LS在长度方向LGD上相互连接。另外,在该图中,在透镜阵列基板表面2991—h中,没有形成透镜LS的平坦的区域表示为平坦区域Ap(第一区域)。
另外,图16中,为了表示透镜阵列基板表面2991—h上的位置示出了x—y坐标(x,y)。x轴是与长度方向LGD平行或大致平行的坐标轴,y轴是与宽度方向LTD平行或大致平行的坐标轴,x轴和y轴相互正交。另外,在该x—y坐标中,以该图左上的透镜LS11的顶点Lt11(将其向x—y平面投影的位置)为原点。再有,透镜LS的顶点Lt是距平坦区域Ap的透镜LS的高度为最高的位置。这样,x表示以顶点Lt11为原点的长度方向LGD的位置,y表示以顶点Lt11为原点的宽度方向LTD的位置。并且,各透镜LS的透镜面如下构成。
图17是表示透镜的透镜面的构成的图,该图的“俯视图”相当于从光束的行进方向Doa俯视的情况,该图的“剖视图”是包括透镜LS的顶点Lt的长度方向LGD剖视图。该图中,为了表示长度方向LGD上邻接的两个透镜LS的关系,以透镜LS11和透镜LS12为代表表示。以下,根据需要,将透镜LS11称为“第一透镜”,将透镜LS12称为“第二透镜”。
该图的“剖视图”所示的符号h表示在各透镜LS的透镜面中,距平坦区域Ap的高度为最高的位置(顶点Lt)距该平坦区域Ap的高度。也就是说,符号h是各透镜LS的透镜顶点Lt距平坦区域Ap(换言之,透镜阵列基板表面2991—h)的高度,各透镜LS具有相同高度h。另外,函数f(x,y)是从坐标(x,y)的透镜面到透镜LS的顶点Lt(第一位置)的高度。并且,该实施方式中满足下式:
f(p/2,0)<h
也就是说,第一透镜LS11和第二透镜LS12在长度方向LGD上相互连接,第一透镜LS11和第二透镜LS12的边界BD具有距平坦区域Ap的高度Δ(=—f(p/2,0)>0)。
这样,在本实施方式中也是在长度方向LGD上邻接的透镜LS相互连接。因而,不会扩大透镜LS的间隔p,能够向透镜LS射入更多的光。对此详述如下。
图18是本发明的效果的说明图。该图的“未连接”一栏相当于长度方向LGD上邻接的透镜LS没有连接的情况,该图的“连接”一栏相当于长度方向LGD上透镜LS连接的情况(也就是说,应用了本发明的情况)。另外,该图的双点划线圆围成的区域表示透镜LS的有效区域LSe,该图的实线圆表示透镜LS的透镜外周LSc。一般来说,透镜外周LSc附近的透镜面无法保证面精度。因此,在透镜外周LSc和透镜LS的有效区域LSe之间需要设置余量d。并且,如“未连接”一栏所示,在不连接长度方向LGD上邻接的透镜LS的情况下,需要在透镜外周LSc的整个圆周上设置余量d。与此相对,如“连接”一栏所示,通过将长度方向LGD上邻接的透镜LS相互连接,不再需要在长度方向LGD上设置余量d。其结果,能够在不改变透镜间隔p的情况下扩大透镜有效区域LSe。
另外,如本实施方式所述,相互连接的透镜LS的边界BD具有高度Δ的结构具有如下优点。也就是说,在利用上述的模具制作透镜阵列299时,在模具和透镜阵列基板2991之间填充作为透镜LS的基材的光硬化性树脂。此时,为了形成具有高精度的面形状的透镜LS,优选在大致整个透镜阵列基板2991上涂敷光硬化性树脂,为此,确保光硬化性树脂的流动性非常重要。与此相对,在本实施方式中,由于边界BD具有高度Δ,所以模具也在与边界BD对应的部分具有规定的高度。因而,能够经由与该边界BD对应的部分使光硬化性树脂流动,其结果,能够形成具有高精度的面形状的透镜LS。
此外,在本实施方式中,无需扩大透镜LS的间隔p,换言之能够抑制成较短的透镜的间隔p。其结果,本实施方式能够起到如下的效果。图19是本发明的追加效果的说明图。如上所述,以线式头29的长度方向LGD与感光体鼓21的轴向(也就是说,主扫描方向MD)平行的方式配置线式头29。但是,根据情况,有时也将线式头29的长度方向LGD相对于主扫描方向MD螺旋安装。其结果,如图19所示,在第一透镜LS11形成的多个点潜像Lsp和第二透镜LS12形成的多个点潜像Lsp之间,在副扫描方向SD上产生阶梯差g。再有,在图19中,与图12中的标记相对应,对第一透镜LS11的点潜像赋予符号295_1,并且,对第二透镜LS12的点潜像赋予符号295_4。这样,尽管因螺旋的产生而导致产生阶梯差g,但在本实施方式中,由于抑制成较短的透镜LS的间隔p,所以能够将该阶梯差g抑制成较小。其结果,能够不依赖于螺旋的产生,执行良好的曝光动作。
C.其他
这样,在上述实施方式中,长度方向LGD及主扫描方向MD相当于本发明的“第一方向”,宽度方向LTD及副扫描方向SD相当于本发明的“第二方向”,感光体鼓21相当于本发明的“潜像担载体”。另外,线式头29相当于本发明的“曝光头”。
再有,本发明并不限定于上述实施方式,能够在不脱离其宗旨的范围内进行上述以外的各种变更。例如,在上述实施方式中,发光元件组295由2个发光元件行2951R构成。不过,构成发光元件组295的发光元件行2951R的个数不限于2个,例如也可以为1个。另外,在上述实施方式中,发光元件行2951R由4个发光元件2951构成。不过,构成发光元件行2951R的发光元件2951的个数不限于4个。因此,也可以如下所示构成发光元件组295。
图20是表示发光元件组的另一构成的俯视图。另外,图21是表示配置了多个图20的发光元件组的头基板背面的图,相当于从头基板的表面观察背面的情况。在图20所示的另一构成中,在长度方向LGD上排列15个发光元件2951构成发光元件行2951R。在该发光元件行2951R中,各发光元件2951以元件间距Pel(=0.021[mm])的4倍间距(=0.084[mm])排列。并且,这样构成的发光元件行2951R在宽度方向LTD上排列4个(2951R—1、2951R—2、2951R—3、2951R—4)。在宽度方向LTD上,发光元件行2951 R—4和发光元件行2951 R—1之间的间距为0.1155[mm],发光元件行2951 R—4和发光元件行2951 R—2之间的间距为0.084[mm],发光元件行2951 R—4和发光元件行2951 R—3之间的间距为0.0315[mm]。另外,将通过发光元件组295的中心(重心)并与宽度方向LTD平行的直线设为中心线CTL时,发光元件行2951 R—1及发光元件行2951 R—4各自与中心线CTL的间距为0.05775[mm]。
另外,在图20中,由中心线CTL上侧的2行2951 R—1、2951 R—2构成一个发光元件行组2951 RT,并且由中心线CTL下侧的2行2951 R—3、2951 R—4构成一个发光元件行组2951 RT。在各发光元件行组2951RT中,两个发光元件行2951 R在长度方向LGD上以元件间距Pel(=0.021[mm])的2倍(=0.042[mm])相互错开。而且,两个发光元件行组2951RT在长度方向LGD上以元件间距Pel(=0.021[mm])相互错开。因而,四个发光元件行2951 R在长度方向LGD上以元件间距Pel(=0.021[mm])相互错开,其结果,在长度方向LGD上各发光元件2951的位置不同。在此,若将发光元件组295的位于长度方向LGD的两端的发光元件2951设为端部发光元件2951x,则长度方向LGD的端部发光元件2951x之间的间距为1.239[mm],长度方向LGD的端部发光元件2951x和发光元件组295中心的间距为0.6195[mm]。
在图21所示的例子中,图20所示的发光元件组295二维配置。如图21所示,在长度方向LGD上排列多个发光元件组295构成发光元件组行295R。在该发光元件组行295R中,各发光元件组295以发光元件组间距Peg的3倍间距(=1.778[mm])排列。并且,这样构成的发光元件组行295R在宽度方向LTD上以发光元件组行间距Pegr(=1.77[mm])排列3个(295R—1、295 R—2、295 R—3)。另外,各发光元件组行295R在长度方向LGD上以发光元件组间距Peg(约0.593[mm])相互错开。也就是说,发光元件组行295R—1和发光元件组行295R—2在长度方向LGD上错开0.59275[mm],发光元件组行295R—2和发光元件组行295R—3在长度方向LGD上错开0.5925[mm],发光元件组行295R—3和发光元件组行295R—1在长度方向LGD上错开0.59275[mm]。因而,发光元件组行295R—1和发光元件组行295R—3在长度方向LGD上错开1.18525[mm]。
另外,在上述实施方式中,透镜阵列299在透镜阵列基板的背面2991—t上形成透镜LS而构成。不过,透镜阵列的构成方式不限于此。也就是说,也可以在透镜阵列基板的表面2991—h上形成透镜LS而构成透镜阵列299,或者还可以在透镜阵列基板的两面2991—t、2991—h上形成透镜LS而构成透镜阵列299。
另外,在上述实施方式中,3个透镜行LSR在宽度方向LTD上排列。不过,透镜行LSR的个数不限于3个,例如也可以为1个。
另外,在上述实施方式中,使用了2片透镜阵列299,不过,透镜阵列299的片数不限于此。
另外,在上述实施方式中,作为发光元件2951使用了有机EL元件。不过,也可以将有机EL元件以外的元件用作发光元件2951,例如可以将LED(Light Emitting Diode)用作发光元件2951。
[实施例]
下面表示本发明的实施例,不过,本发明自然不受下述实施例的限制,能够在适合前后所述宗旨的范围内适当追加变更而加以实施,而这些情况均包含在本发明的技术范围内。
图22是表示实施例的光学系统的图,表示主扫描方向MD的截面。在该实施例中,在光束的行进方向Doa上,在第一透镜LS1的跟前设有光圈DIA,由光圈DIA调整后的光束入射到第一透镜LS1。在该图中,表示了从光轴OA上的物点OB0发出并在像点IM0成像的光束的光路和从与光轴OA不同的物点OB1发出并在像点IM1成像的光束的光路。光圈DIA以外的构成与第一实施方式等中表示的构成大致同样,以在图5、图9等所示的A-A线方向上三个透镜LS—u、LS—m、LS—d排列构成透镜列的方式排列包括各透镜LS的光学系统。
图23是实施例1的线式头及感光体鼓的A-A线局部剖视图。如该图所示,由发光元件组295、光圈DIA、及透镜阵列299A、299B构成的线式头与感光体鼓21对置配置。该感光体鼓21具有以旋转轴CC21为中心的大致圆筒形状,感光体鼓表面具有有限的曲率。在此,将该感光体表面的形状特别称作“曲率形状”。
在该实施例中,各光学系统在图23的左右方向上以等间距排列,并且包括中央透镜LS—m的光学系统的光轴OA通过感光体鼓21的旋转轴CC21。因而,为了使各光学系统的光束的成像位置与感光体鼓表面大致一致,需要根据每个光学系统调节光束的行进方向Doa(光轴OA方向)的成像位置。在图23所示的例子中,在包括上游透镜LS—u的光学系统和包括下游透镜LS—d的光学系统之间,光束的行进方向Doa上的成像位置FP相互相等。另一方面,在包括上游透镜LS—u(或下游透镜LS—d)的光学系统之间,光束的行进方向Doa上的成像位置存在距离ΔFP的差异。因此,如以下的数据所示,在该实施例中,在包括透镜LS—u、LS—d的光学系统和包括透镜LS—m的光学系统之间结构不同。
图24是表示实施例的光学系统各部分的图。如该图所示,从发光元件射出的光束的波长为690[nm]。另外,感光体的直径为40[mm]。图25是表示包括中央透镜的光学系统的数据的图。如该图所示,在包括中央透镜LS—m的光学系统中,第一透镜LS1的透镜面(面编号S4)及第二透镜LS2的透镜面(面编号S7)均为自由曲面(XY多项式面)。图26是表示XY多项式面的定义式的图,第一透镜LS1的透镜面形状由该定义式和图27所示的系数赋予,第二透镜LS2的透镜面形状由该定义式和图28所示的系数赋予。在此,图27是表示包括中央透镜的光学系统的面S4的系数值的图,图28是表示包括中央透镜的光学系统的面S7的系数值的图。
图29是表示包括上游透镜、下游透镜的光学系统的数据的图。如该图所示,在包括上游透镜LS—u、下游透镜LS—d的光学系统中,第一透镜LS1的透镜面(面编号S4)及第二透镜LS2的透镜面(面编号S7)均为自由曲面(XY多项式面)。第一透镜LS1的透镜面形状由图26的定义式和图30所示的系数赋予,第二透镜LS2的透镜面形状由该定义式和图31所示的系数赋予。在此,图30是表示包括上游透镜、下游透镜的光学系统的面S4的系数值的图。图31是表示包括上游透镜、下游透镜的光学系统的面S7的系数值的图。
这样,在上述实施例中,透镜阵列299的透镜LS为自由曲面透镜。在此,自由曲面透镜是指透镜面为自由曲面的透镜。因而,透镜的成像特性提高,能够实现更好的曝光。
在此,在该实施例中,在宽度方向LTD上各透镜LS没有连接,也就是说,透镜LS—u、LS—m、LS—d没有连接。不过,各透镜LS—u、LS—m、LS—d也可以在宽度方向LTD上相互连接。由此,不会增大各透镜LS—u、LS—m、LS—d的宽度方向LTD的间隔,能够向透镜LS—u、LS—m、LS—d射入很多光量。换言之,能够抑制透镜阵列299的宽度方向LTD的宽度,其结果,能够将线式头29的宽度小型化,在感光体鼓21的周围空出空间。因而,能够在该空余空间集约配置其他功能部,能够实现图像形成装置的小型化。
Claims (15)
1、一种曝光头,包括透镜阵列和头基板,
所述透镜阵列具有:透光性基板,其第一方向的长度为W1且与所述第一方向正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于所述透光性基板的第一透镜;以及在所述透光性基板上沿所述第一透镜的所述第一方向配置的第二透镜,
所述头基板具有:向所述第一透镜发出光的第一发光元件以及向所述第二透镜发出光的第二发光元件,
所述第一透镜与所述第二透镜在所述第一方向上连接。
2、根据权利要求1所述的曝光头,其中,
所述透镜阵列具有在所述透光性基板上配置于所述第一透镜的所述第二方向侧的第三透镜,
所述第三透镜与第一透镜连接。
3、根据权利要求2所述的曝光头,其中,
所述第三透镜与所述第二透镜连接。
4、根据权利要求2或3所述的曝光头,其中,
所述头基板在所述第一发光元件与所述第二发光元件的所述第二方向侧具有驱动所述第一发光元件与所述第二发光元件的驱动电路。
5、根据权利要求4所述的曝光头,其中,
所述驱动电路由TFT构成。
6、根据权利要求1~5中任一项所述的曝光头,其中,
所述第一发光元件与所述第二发光元件为有机EL元件。
7、根据权利要求6所述的曝光头,其中,
所述有机EL元件为底部发射型。
8、根据权利要求1~7中任一项所述的曝光头,其中,
所述透光性基板由玻璃形成。
9、根据权利要求1~8中任一项所述的曝光头,其中,
所述第一透镜和所述第二透镜由光硬化性树脂形成。
10、根据权利要求1~9中任一项所述的曝光头,其中,
所述第一透镜和所述第二透镜为自由曲面透镜。
11、一种曝光头,包括:
透镜阵列,该透镜阵列具有:透光性基板,其第一方向的长度为W1且与所述第一方向正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于所述透光性基板的第一透镜;以及在所述透光性基板上沿所述第一透镜的所述第一方向配置的第二透镜;
发出由所述第一透镜成像的光的发光元件;和
发出由所述第二透镜成像的光的发光元件;
在将所述第一透镜的顶点的位置作为第一位置时,
x为以所述第一位置为原点的所述第一方向的位置,
y为以所述第一位置为原点的所述第二方向的位置,
h为所述第一位置上的所述透光性基板到所述第一透镜的顶点的高度,
f(x,y)为坐标(x,y)上的所述第一透镜或所述第二透镜的透镜面到所述第一位置的高度,
p为所述第一透镜和所述第二透镜在所述第一方向上的间隔,
并且具有下式的关系:
f(p/2,0)<h。
12、一种图像形成装置,包括潜像担载体和对所述潜像担载体进行曝光的曝光头,
所述曝光头包括透镜阵列和头基板,其中,
所述透镜阵列具有:透光性基板,其第一方向的长度为W1且与所述第一方向正交的第二方向的长度为W2,并且具有W1>W2的关系;配置于所述透光性基板的第一透镜;以及在所述透光性基板上沿所述第一透镜的所述第一方向配置的第二透镜;
所述头基板具有:发出由所述第一透镜在所述潜像担载体上成像的光的第一发光元件;以及发出由所述第二透镜在所述潜像担载体上成像的光的第二发光元件;
所述第一透镜与所述第二透镜在所述第一方向上连接。
13、根据权利要求12所述的图像形成装置,其中,
所述潜像担载体为感光体鼓,
所述透镜阵列具有在所述透光性基板上配置于所述第一透镜的所述第二方向侧的第三透镜,
所述头基板具有发出由所述第三透镜在所述潜像担载体上成像的光的第三发光元件,
按照由所述第一透镜成像的来自所述第一发光元件的光的成像位置以及由所述第三透镜成像的来自所述第三发光元件的光的成像位置成为与所述感光体鼓的形状对应的位置的方式,构成所述第一透镜和所述第三透镜的形状。
14、根据权利要求13所述的图像形成装置,其中,
所述第三透镜与所述第一透镜连接。
15、根据权利要求14所述的图像形成装置,其中,
所述第三透镜与所述第二透镜连接。
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