CN101807028A - 行式打印头及图像形成装置 - Google Patents

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CN101807028A CN201010115741A CN201010115741A CN101807028A CN 101807028 A CN101807028 A CN 101807028A CN 201010115741 A CN201010115741 A CN 201010115741A CN 201010115741 A CN201010115741 A CN 201010115741A CN 101807028 A CN101807028 A CN 101807028A
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imaging optical
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宗和健
野村雄二郎
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Abstract

本发明提供一种能够实现高精度曝光处理的行式打印头，另外提供一种能够得到高质量图像的图像形成装置。行式打印头(13)具有在沿第一方向互不相同的位置所设置的多个发光元件(74)、和将各发光元件(74)所射出的光(L)进行成像的成像光学系统(60)，将成像光学系统(60)的光(L)的通过区域的纵向像差的最大值和最小值之差设为G，发光元件(74)彼此在第一方向上的距离设为Pe1，所述成像光学系统(60)的光学倍率设为β时，满足G＞|β|·Pe1关系。

Description

行式打印头及图像形成装置
技术领域
本发明涉及行式打印头及图像形成装置。
背景技术
在利用电子写真方式的复印机、打印机等图像形成装置中，装设有对旋转的感光体外表面进行曝光处理而形成静电潜像的曝光装置。作为这样的曝光装置，公知具有将多个发光元件沿感光体的旋转轴线方向排列的结构的行式打印头(例如，参照专利文献1)。
作为这样的行式打印头，例如，专利文献1中公开了一种将具备多个LED(发光元件)的LED阵列式芯片沿一个方向排列多个的光信息写入装置。
在这样的光信息写入装置中，各LED阵列式芯片的多个LED沿感光体的旋转轴线方向排列，对应于每个LED阵列式芯片而设有凸透镜元件(成像光学系统)，该凸透镜元件将来自LED阵列式芯片的各LED的光进行成像。
在这种专利文献1所公开的行式打印头中，因凸透镜元件的像面弯曲而凸透镜元件的成像性能就随着远离光轴而降低，因此在感光体表面上，来自相对于凸透镜元件的光轴在近位置所设置的LED的光的光斑直径、和来自相对于凸透镜元件的光轴在远位置所设置的LED的光的光斑直径就不同。即，就形成于感光体表面的潜像而言，按由来自相对于凸透镜元件的光轴设置于近位置的LED的光所形成的像素、和由来自相对于凸透镜元件的光轴设置于远位置的LED的光所形成的像素，其大小必然不同。将这种潜像显影得到的图像会在上述两个像素间产生浓度差，导致产生浓度不均。
另外，因行式打印头对图像形成装置主体的组装误差、感光体的偏心等而凸透镜元件的像面和被照射面(感光体表面)的位置关系偏移或波动，因此会引起光斑直径波动。在这点上，也会在所得到的图像上产生浓度不均。
专利文献1：(日本)特开2-4546号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够实现高精度曝光处理的行式打印头，另外提供一种能够得到高质量图像的图像形成装置。
这种目的通过下述的本发明来实现。
本发明的行式打印头的特征为：
具有：
沿第一方向配设的第一发光元件及第二发光元件；
成像光学系统，其将所述第一发光元件及第二发光元件所射出的光进行成像，
设所述成像光学系统的纵向像差的最大值和最小值之差为G，设所述第一发光元件的几何重心和所述第二发光元件的几何重心的在所述第一方向上的距离为Pe1，设所述成像光学系统的光学倍率为β时，具有下述关系：
G＞|β|·Pe1。
在本发明的行式打印头中，所述成像光学系统优选具有透镜面，该透镜面包含以不同的定义式规定了面形状的第一区域及第二区域，
所述第二区域优选配设得以圆环状包围所述第一区域，
以光轴上的成像点为基准，以光轴的光线行进方向为正向时，所述成像光学系统以从所述第一发光元件射出的光中、穿过所述第一区域的光的纵向像差的最小值为Δ1，且以穿过所述第二区域的光的纵向像差的最大值为Δ2，Δ1和Δ2优选具有以下关系：
Δ2-Δ1＝G。
在本发明的行式打印头中，包含所述第一发光元件和所述第二发光元件的三个以上的发光元件优选沿所述第一方向被配设，
所述三个以上的发光元件中、所述第一发光元件和所述第二发光元件优选在所述第一方向上相邻。
在本发明的行式打印头中，所述透镜面优选具有第三区域，该第三区域按照以与所述第一区域不同的定义式被定义、且包含与光轴相交的点的方式进行设置，
所述第一区域优选配设得以圆环状包围所述第三区域。
在本发明的行式打印头中，穿过所述第一区域的光的所述纵向像差的最小值Δ1优选为负数，且穿过所述第二区域的光的所述纵向像差的最大值Δ2优选为正数。
在本发明的行式打印头中，优选在所述成像光学系统的前侧焦点侧设有孔径光阑。
在本发明的行式打印头中，所述第一区域及所述第二区域优选被包含在所述成像光学系统具有的透镜面中的、距所述孔径光阑最近的透镜面中。
本发明的图像形成装置的特征为：
具有：
形成潜像的潜像载体；
行式打印头，其对所述潜像载体进行曝光而形成所述潜像，
所述行式打印头具有：
沿第一方向配设的第一发光元件及第二发光元件；
成像光学系统，其将所述第一发光元件及第二发光元件所射出的光进行成像，
设所述成像光学系统的纵向像差的最大值和最小值之差为G，设所述第一发光元件的几何重心和所述第二发光元件的几何重心的在所述第一方向上的距离为Pe1，设所述成像光学系统的光学倍率为β时，具有下述关系：
G＞|β|·Pe1。
根据具有以上那种构成的本发明的行式打印头，在将发光元件所射出的光由成像光学系统进行成像时，能够使其光的光斑直径在遍及成像面附近的光轴方向的比较大的范围成为大致恒定(即能够使焦深增大)。因此，即使像面和被照射面的在光轴方向的位置关系波动或偏移，也能够抑制被照射面上的光斑直径波动，其结果是，能够实现高精度的曝光处理。
另外，根据本发明的图像形成装置，通过实现上述那种高精度的曝光处理，能够获得浓度不均得以抑制的高质量图像。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的图像形成装置整体构成的概要图；
图2是图1所示的图像形成装置所具备的行式打印头的局部剖面立体图；
图3是图2中的A-A线剖面图；
图4是表示在俯视图2所示的行式打印头时的、透镜和发光元件之位置关系图；
图5是表示图2所示的行式打印头所具备的成像光学系统的剖面图(主方向剖面)；
图6是用于对图2所示的行式打印头所具备的成像光学系统的光学倍率进行说明的剖面图(主方向剖面)；
图7是表示发光元件配置的另一例的平面图；
图8是表示图5所示的成像光学系统所具备的发光元件侧透镜的图；
图9是用于对图8所示的透镜的作用进行说明的图；
图10是用于对图5所示的成像光学系统的作用进行说明的图；
图11是表示图5所示的成像光学系统所具备的发光元件侧透镜的另一例的图；
图12是表示本发明实施例的行式打印头所具备的成像光学系统的图；
图13是表示本发明实施例的行式打印头所具备的成像光学系统的纵向像差的曲线图；
图14是表示本发明实施例的行式打印头的成像光学系统、和比较例的行式打印头的成像光学系统各自的感光体表面(成像面)附近的光斑直径的曲线图；
符号说明
1    图像形成装置
6    第二透镜阵列
6′  第一透镜阵列
60、60a、60b、60c    成像光学系统
601    光轴
62、62′、62A    透镜面
62a、62b、62c、62d、62e    区域
64、64′、64A、64a、64a′、64b、64b′、64c、64c′    透镜
65、65′透镜支承部
7       发光元件阵列
71      发光元件群(发光元件群)
72      支承板(打印头基板)
721     下表面
722     上表面
73      收纳部
74、74a、74b、74c、74d    发光元件
82      第一遮光部件
81      第二遮光部件
83      光阑部件
811、821、831    贯通孔
84      衬垫
9       外壳体
91      框部件(外壳体主体)
911     内腔部
915     分界部(台阶部)
916     台肩部
92      盖部件(后盖)
922     凹部
93      卡紧部件
931     棘爪部
932     弯曲部
10      图像形成单元
10C、10K、10M、10Y   图像形成工位(station)
11     感光鼓(感光体)
111    受光面
12     带电单元
13     行式打印头(曝光单元)
14     显影装置
15     清洗单元
151    清洗叶片
20     转印单元
21     中间转印带
22     一次转印辊
23     驱动辊
24     从动辊
25     二次转印辊
26     清洗单元
261    清洗叶片
30     定影单元
301    定影辊
302    加压辊
40     输送机构
41     保护(レジスト)辊对
42、43、44    输送辊对
50     供纸单元
51     供纸盒
52     捡拾辊
a      通过区域(也称穿过区域)
P      记录介质
S1～S10    面
g、G1    距离
I     成像面
L1、L2、L3、L4    光
FP0、FP1、FP2    成像点
fp0、fp1、fp2    焦点
IFP、IFP10、IFP11、IFP12、IFP20、IFP21、IFP22、IFP30、IFP31、IFP32、IFP40、IFP41、IFP42    成像位置
具体实施方式
下面，基于附图所示的最佳实施方式对本发明的行式打印头及图像形成装置进行详细地说明。
图1是表示本发明实施方式的图像形成装置的整体构成的概要图；图2是图1所示的图像形成装置所具备的行式打印头的局部剖面立体图；图3是图2中的A-A线剖面图；图4是表示俯视图2所示的行式打印头时的透镜和发光元件的位置关系图；图5是表示图2所示的行式打印头所具备的成像光学系统的剖面图(沿着第一方向的剖面)；图6是表示用于对图2所示的行式打印头所具备的成像光学系统的光学倍率进行说明的剖面图(主方向剖面)；图7是表示发光元件的配置的另一例的平面图；图8是表示图5所示的成像光学系统所具备的发光元件侧透镜的图；图9是用于对图8所示的透镜的作用进行说明的图；图10是用于对图5所示的成像光学系统的作用进行说明的图；图11是表示图5所示的成像光学系统所具备的发光元件侧透镜的另一例的图；另外，以下为方便说明，称图1～图3及图5中的上侧为“上”，称下侧为“下”。
(图像形成装置)
图1所示的图像形成装置1为通过包括带电工序(也称充电工序)、曝光工序、显影工序、转印工序、定影工序等一系列图像形成工艺过程而将图像记录于记录介质P的电子写真方式的打印机。在本实施方式中，图像形成装置1为采用所谓的串联方式的彩色打印机。
如图1所示，这种图像形成装置1具有用于充电工序、曝光工序、显影工序的图像形成单元10、和用于转印工序的转印单元20、和用于定影工序的定影单元30、和用于输送纸等记录介质P的输送机构40、和向该输送机构40供给记录介质P的供纸单元50。
图像形成单元10具备形成黄色调色剂像的图像形成工位10Y、和形成品红色调色剂像的图像形成工位10M、和形成蓝绿色调色剂像的图像形成工位10C、和形成黑色调色剂像的图像形成工位10K等四个图像形成工位。
各图像形成工位10Y、10C、10M、10K分别具有作为担载静电潜像的潜像载体的感光鼓(感光体)11。而且，在感光鼓11的周围(外周侧)沿着其旋转方向配设有带电单元12、行式打印头(曝光单元)13、显影装置14、清洗单元15。另外，各图像形成工位10Y、10C、10M、10K除使用的调色剂的色不同以外，其构成大致相同。
感光鼓11的整体形状呈圆筒状，感光鼓11可绕其轴线沿图1中箭头方向旋转。而且，在感光鼓11的外周围(圆筒面)附近设有感光层(未图示)。这种感光鼓11的外周面具有接收来自行式打印头13的光L(出射光)的受光面111(参照图2)。
带电单元12通过电晕充电等使感光鼓11的受光面111均匀充电。
行式打印头13从未图示的个人电脑等主机接收图像信息，据此向感光鼓11的受光面111照射光L。当向已均匀充电的感光鼓11的受光面111照射光L时，与其光L的照射图案对应的潜像(静电潜像)形成在受光面111上。另外，关于行式打印头13的构成，后面进行详述。
显影装置14具有贮存调色剂的贮存部(未图示)，自该贮存部向担载静电潜像的感光鼓11的受光面111供给、赋予调色剂。由此，感光鼓11上的潜像作为调色剂像而被可视化(显影)。
清洗单元15具有与感光鼓11的受光面111抵接的橡胶制的清洗叶片151，利用清洗叶片151将残留在后述的一次转印后的感光鼓11上的调色剂刮掉除去。
转印单元20将上述那种形成在各图像形成工位10Y、10C、10M、10K的感光鼓11上的各色的调色剂像一并转印到记录介质P。
在各图像形成工位10Y、10C、10M、10K中，分别在感光鼓11旋转一周的期间，依次进行：基于带电单元12的感光鼓11的受光面111的充电、基于行式打印头13的受光面111的曝光、基于显影装置14的对受光面111的调色剂供给、基于与后述的一次转印辊22的压接而对中间转印带21的一次转印、基于清洗单元15的受光面111的清洗。
转印单元20具有环形带状中间转印带21，该中间转印带21由多个(图1所示的构成中，4个)一次转印辊22和驱动辊23和从动辊24架撑，并且通过驱动辊23的旋转而沿图1所示的箭头方向、以与感光鼓11的线速度大致相同的线速度被旋转驱动。
各一次转印辊22分别与对应的感光鼓11经由中间转印带21对向配设，将感光鼓11上的单色调色剂像转印(一次转印)于中间转印带21。该一次转印辊22在进行一次转印时被附加有与调色剂的充电极性相反的极性的一次转印电压(一次转印偏压)。
在中间转印带21上担载有黄色、品红色、蓝绿色、黑色中至少一色调色剂像。例如，在全彩色图像形成时，黄色、品红色、蓝绿色、黑色4色调色剂像依次重叠并被转印在中间转印带21上，从而形成全彩色调色剂像以作为中间转印像。
另外，转印单元20具有经由中间转印带21与驱动辊23对向配设的二次转印辊25、和经由中间转印带21与从动辊24对向配设的清洗单元26。
二次转印辊25将中间转印带21上所形成的单色或全彩色等调色剂像(中间转印像)转印(二次转印)到从供纸单元50供给的纸、薄膜、布等记录介质P。二次转印辊25在进行二次转印时，被按压于中间转印带21，并且附加有二次转印电压(二次转印偏压)。在进行这样的二次转印时，驱动辊23也作为二次转印辊25的辅助辊发挥功能。
清洗单元26具有与中间转印带21的表面抵接的橡胶制的清洗叶片261，利用清洗叶片261将二次转印后的中间转印带21上所残留的调色剂刮掉除去。
定影单元30具有定影辊301、和压接于定影辊301的加压辊302，构成为：记录介质P穿过定影辊301和加压辊302之间。另外，定影辊301在其内侧内装有对该定影辊的外周面进行加热的加热器，能够对穿过的记录介质P进行加热及加压。通过这种构成的定影单元30，对受到调色剂像二次转印的记录介质P进行加热及加压，将调色剂像熔接于记录介质P，作为永久像而定影。
输送机构40具有计量向上述的二次转印辊25和中间转印带21之间的二次转印部的供纸定时且输送记录介质P的保护辊对41、和将由定影单元30的定影处理完成的记录介质P夹持输送的输送辊对42、43、44。
就这种输送机构40而言，在仅在记录介质P的一个面进行图像形成的情况下，利用输送辊对42将由定影单元30定影处理了一个面的记录介质P进行夹持输送，向图像形成装置1的外部排出。另外，在记录介质P的双面进行图像形成的情况下，将定影单元30所定影处理了一个面的记录介质P由输送辊对42暂时夹持之后，将输送辊42反转驱动，同时驱动输送辊43、44，将该记录介质P进行表背翻转，使其返回保护辊对41，通过上述同样的动作，在记录介质P的另一面形成图像。
供纸单元50具备收纳未使用的记录介质P的供纸盒51、和从供纸盒51将记录介质P一张一张地向保护辊对41输送的捡拾辊52。
(行式打印头)
在此，对行式打印头13进行详细说明。另外，以下为方便说明，将纵长的透镜阵列的长边方向(第一方向)称为“主扫描方向”，将宽度方向(第二方向)称为“副扫描方向”。
如图3所示，行式打印头13在感光鼓11的下方按照与其受光面111对向的方式配置。该行式打印头13从感光鼓11侧起，依次配置有透镜阵列(第一透镜阵列)6′、衬垫84、透镜阵列(第二透镜阵列)6、遮光部件(第一遮光部件)82、光阑部件(孔径光阑)83、遮光部件(第二遮光部件)81及发光元件阵列7，这些部件收纳于外壳体9内。
在该行式打印头13中，从发光元件阵列7出射的光L由光阑部件83限束后，依次穿过透镜阵列6′及透镜阵列6，照射到感光鼓11的受光面111。
如图2所示，透镜阵列6′及透镜阵列6分别由外形呈纵长状的板状体构成。
如图3所示，在透镜阵列6的光L入射的下表面(入射面)形成有多个透镜面(凸曲面)62。另一方面，透镜阵列6的光L出射的上表面(出射面)为平面。
即，在透镜阵列6中配置有多个平凸透镜的透镜64，该透镜64的光L入射侧的面为凸曲面、光L出射侧的面为平面。在此，透镜阵列6的各透镜64以外的部分构成支承各透镜64的支承部65。
同样，在透镜阵列6′的光L入射的下表面(入射面)按照对应于上述的多个透镜面62的方式形成有多个透镜面(凸曲面)62′。另一方面，透镜阵列6′的光L出射的上表面(出射面)为平面。
即，在透镜阵列6′中配置有多个使光L入射侧的面为凸曲面、使光L出射侧的面为平面的平凸透镜即透镜64′。在此，透镜阵列6′的各透镜64′以外的部分构成支承各透镜64′的支承部65′。
而且，对应的一对透镜64及透镜64′构成将从对应的发光元件组71的各发光元件74发射的光进行成像的成像光学系统60(参照图5及图6)。另外，关于该成像光学系统60(特别是64、64′的透镜面形状)，后面进行详述。
下面，对透镜64的配置进行说明。另外，透镜64′的配置(俯视时的配置)与透镜64的配置同样，因此省略其说明。
如图4所示，透镜64在主扫描方向(第一方向)上配置有多列，并且在与主扫描方向及透镜64的光轴方向均正交的副扫描方向(第二方向)上配置有多列。
更具体而言，多个透镜64被配置为3行n列(n为2以上的整数)的矩阵状。另外，以下将属于一个列(透镜列)的3个透镜64中、位于中央的透镜64称为“透镜64b”，与此相对，将位于图3中左侧(图4中上侧)的透镜64称为“透镜64a”，将位于图3中右侧(图4中下侧)的透镜64称为“透镜64c”。另外，关于与透镜64成对的透镜64′，将与透镜64a对应的透镜64′称为“透镜64a′”，将与透镜64b对应的透镜64′称为“透镜64b′”，将与透镜64c对应的透镜64′称为“透镜64c′”。
在本实施方式中，按照属于一个列的多个透镜64(64a～64c)中的、距副扫描方向的中心侧最近的位置的透镜64b相对于感光鼓11的受光面111位于最近的位置的方式，将行式打印头13设置于图像形成装置1。由此，多个透镜64的光学特性的设定变得容易。
另外，如图2及图4所示，在各透镜列中，分别配置为：透镜64a～64c依次沿主扫描方向(图4中右方向)按等距离错位。即，在各透镜列中，分别将透镜64a～64c的各透镜中心彼此连结的线相对于主扫描方向及副扫描方向倾斜规定角度。
在图3所示的剖面上观察时，在属于一个透镜列的三个透镜64、即透镜64a～64c中，透镜64a和透镜64c两者的光轴601彼此经由透镜64b的光轴601对称配置。另外，透镜64a～64c配置为：光轴601相互平行。
作为这种透镜阵列6、6′的构成材料，只要是能够发挥上述那种光学特性的材料，不作特别限定，但优选采用例如：树脂材料及/或玻璃材料。
作为该树脂材料，可以使用各种树脂材料，举出例如：聚酰胺、热塑性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、芳香族聚酯等液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯等聚烯烃、改性聚烯烃、聚碳酸酯、丙烯酸(甲基丙烯酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚缩醛等热塑性树脂、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂等热固性树脂、光固化性树脂等，可以将其中一种或二种以上组合来使用。
在这种树脂材料中，热固性树脂、及光固化性树脂那样的树脂材料除具有折射率比较高这种优点以外，热膨胀系数比较低，是难以发生由热引起的膨胀(变形)、变性、劣化的材料，因此优选。
另外，作为玻璃材料，举出：钠玻璃、晶体玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等各种玻璃材料等，但在后述的发光元件阵列7的支承板72由玻璃材料构成的情况下，通过使用线性膨胀率与该玻璃材料大致相等的玻璃材料，能够防止温度波动引起的发光元件和各透镜的相对位置偏移。
另外，在将上述的树脂材料及玻璃材料合成而构成玻璃阵列6的情况下，例如，只要如下进行即可：将由玻璃材料构成的玻璃基板设定为支承部65，在其一个面上形成由树脂材料构成的树脂层，在该树脂层的与玻璃基板相反侧的面上成形透镜面62，从而形成透镜64(参照图5及图6)。另外，透镜阵列6也可以通过例如在由玻璃材料构成的平板状部件(基板)的一个面赋予由树脂材料构成的突出为凸曲面状的多个凸部而被形成。
如图2、图3所示，在透镜阵列6和透镜阵列6′之间配置有衬垫84。而且，透镜阵列6和透镜阵列6′经由衬垫84来接合。
衬垫84具有规定限制透镜阵列6和透镜阵列6′之间的距离即间隙长度的功能。
通过调整衬垫84的厚度，能够将透镜阵列6和透镜阵列6′的隔开距离调整到所希望的值。
该衬垫84按照分别对应于透镜阵列6的外周部和透镜阵列6′的外周部的方式形成框状，与该外周部分别接合。另外，衬垫84只要能发挥上述的功能，不局限于上述的框状，例如，按照仅与透镜阵列6、6′的外周部中的相互对向的一个边对应的部分相对应的方式，由一对部件构成也可，采用如后述的遮光部件81、83那样在板状部件上形成对应于光路的贯通孔的构成也可。
作为这种衬垫84的构成材料，只要能发挥上述那样的功能，就不作特别限定，可以使用树脂材料、金属材料、玻璃材料、陶瓷材料等。
如图3所示，在透镜阵列6的光L入射侧经由遮光部件82、光阑部件83设有发光元件阵列7。发光元件阵列7具有多个发光元件群(发光元件群)71、和支承板(打印头基板)72。
支承板72分别支承各发光元件群71，由外形呈纵长状的板状体构成。该支承板72与透镜阵列6平行配置。
另外，支承板72其主扫描方向的长度比透镜阵列6的主扫描方向的长度长。支承板72的副扫描方向的长度也设定得比透镜阵列6的副扫描方向的长度长。
作为支承板72的构成材料，不作特别限定，但如本实施方式那样在支承板72的背面侧设置发光元件群71的情况(即，作为发光元件71采用底发光型发光元件的情况)下，优选采用各种玻璃材料及各种塑料等具有透明性的材料。另外，在作为发光元件74使用顶发光型发光元件的情况下，作为支承板72的构成材料，不局限于具有透明性的材料，可以单独或组合使用例如：铝、不锈钢那样的各种金属材料、各种玻璃材料及各种塑料等。在由各种金属材料及各种玻璃材料构成支承板72的情况下，由各发光元件74的发光所产生的热量可以经由支承板72效率良好地散热。另外，在由各种塑料构成支承板72的情况下，有助于支承板72轻量化。
另外，在支承板72的背面侧设有向支承板72侧敞开的箱状收纳部73。在该收纳部73收纳有多个发光元件群71及与这些发光元件群71(各发光元件74)电连接的导线类(未图示)、或用于驱动各发光元件74的电路(未图示)。
多个发光元件群71与上述的多个透镜64对应并相互隔开地配置为3行n列(n为2以上的整数)矩阵状(例如，参照图4)。另外，各发光元件群71分别由多个(在本实施方式中，8个)发光元件74构成。
构成各发光元件群71的8个发光元件74沿着图3所示的支承板72的下表面721而配置。从该8个发光元件74发出的光L分别经过对应的透镜64而在感光鼓11的受光面111上聚光(成像)。
另外，如图4所示，8个发光元件74相互隔开、并在主扫描方向上配置有4列且在副扫描方向上配置有2行。这样，8个发光元件74形成2行4列的矩阵状。属于一个列(发光元件列)的相邻的两个发光元件74彼此沿主扫描方向错位配置。
而且，在如此形成2行4列的矩阵状的8个发光元件74中，主扫描方向上相邻的发光元件74彼此之间由下一行的一个发光元件74补足。
在将8个发光元件74例如尽量密地配置在一个行上受限制，但通过将8个发光元件74如上述那样错位配置，就可以将这些发光元件74的配置密度设定为更高的密度。由此，在将图像记录于记录介质P时，能够进一步提高相对于其记录介质P的记录密度。因而可以得到担载有分辨率高、多灰度级、且鲜明的图像的记录介质P。
另外，属于一个发光元件群71的8个发光元件74在本实施方式中配置为2行4列的矩阵状，但不局限于此，也可以配置为例如4行2列的矩阵状。
如上所述，多个发光元件群71相互隔开并配置为3行n列的矩阵状。如图4所示，属于一个列(发光元件群列)的3个发光元件群71在主扫描方向(图4中右方向)上等间隔地错位配置。
而且，在如此形成3行n列的矩阵状的发光元件群71中，相邻的发光元件群71彼此的间隔，由下一行的发光元件群71及其下一行的发光元件群71依次补足。
在将多个发光元件群71例如尽量密地配置在一个行上受限制，但通过将多个发光元件群71如上述那样错位配置，就可以将这些发光元件群71的配置密度设定为更高的密度。由此，与一个发光元件群71内的8个发光元件74错位配置相辅相成，在将图像记录于记录介质P时，能够提高相对于其记录介质P的记录密度。因而可以得到担载有分辨率更高、多灰度级且色再现性良好、更鲜明的图像的记录介质P。
另外，各发光元件74为具有底发光结构的有机EL元件(有机电发光元件)。另外，发光元件74不局限于具有底发光结构的元件，也可以为具有顶发光结构的元件。在这种情况下，如上所述，不对支承板72要求具有光透射性。
当各发光元件74为有机EL元件时，可以较小地设定发光元件74彼此的间隔(节距)。由此，在将图像记录于记录介质P时，相对于其记录介质P的记录密度较高。另外，能够利用各种成膜法以高精度的尺寸及位置形成各发光元件74。因而可以得到担载有更鲜明的图像的记录介质P。
在本实施方式中，构成为各发光元件74都发红色光。在此，作为发红色光的发光层的构成材料，举例：如(4-二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)及尼罗红等。另外，各发光元件74不局限于按照发红色光的方式进行构成，也可以按照发其他色的单色光及白色光的方式进行构成。这样，在有机EL元件中，可以根据发光层的构成材料将该发光层发的光L适当设定为任意色的单色光。
另外，通常在电子写真工艺过程中所使用的感光鼓的光谱响应特性，按照在半导体激光的发光波长即红色至近红外的范围内具有峰值的方式进行设定，因此如上所述，优选利用红色的发光材料。
如图3所示，在透镜阵列6和发光元件阵列7之间设有遮光部件82、光阑部件83及遮光部件81。
遮光部件81、82分别是防止相邻的发光元件群71彼此间的光L串扰的部件。
在这种遮光部件81上形成有沿图3中上下方向(厚度方向)贯通该遮光部件81的多个贯通孔(孔径部)811。这些贯通孔811分别配置在对应于各透镜64的位置。
同样，在遮光部件82上形成有沿图3中上下方向(厚度方向)贯通该遮光部件82的多个贯通孔821。这些贯通孔821分别配置在对应于各透镜64的位置。
贯通孔811、821分别形成从发光元件群71到与之对应的透镜64的光路。另外，各贯通孔811、821分别在俯视时呈圆形，在其内侧包含与该贯通孔811、821对应的发光元件群71的8个发光元件74。
另外，贯通孔811、821在图3所示的构成中呈圆筒状，但不局限于此，也可以形成例如向上方扩大的圆锥台状。
在这种遮光部件81、82之间设有光阑部件83。
光阑部件83是将从发光元件群71入射到透镜64的光L限制为规定量的孔径光阑。
特别是，该光阑部件83设置于成像光学系统60的前侧焦点面附近。由此，成像光学系统60成为像侧焦阑的，即使在受光面111和行式打印头13的距离上存在安装误差等引起的误差，也能够防止发光元件74a、74d、74b、74c(第一发光元件及第二发光元件)各自的像的位置偏移。
光阑部件83呈板状或层状，形成有沿图3中上下方向(厚度方向)贯通该光阑部件83的多个贯通孔(孔径部)831。这些贯通孔831分别配置在对应于各透镜64的位置(即上述的贯通孔811、821)。
另外，光阑部件83的贯通孔831俯视时呈圆形，其直径比上述的遮光部件81的贯通孔811的直径小。
这种光阑部件83优选其与透镜64的距离设定得较小。由此，即使在距光轴601的距离不同的发光元件74间(即使视场角不同)，也能够使光入射到透镜64的大致相同的区域。
这种遮光部件81、82及光阑部件83也具有高精度地规定透镜阵列6和支承板72之间的距离、位置关系及姿势的功能。
各透镜64的透镜面62和与之对应的发光元件群71的距离，在确定后述的成像光学系统60的成像位置的图3中上下方向的位置上是重要的条件(要素)。因此，如上所述，当遮光部件81、82及光阑部件83也作为限制透镜阵列6和发光元件阵列7之间的距离即间隙长度的衬垫发挥功能时，可以得到高精度且可靠性高的图像形成装置1。
另外，遮光部件81、82及光阑部件83分别优选至少其内周面成为黑色、茶褐色、藏青色等暗色。
作为这种遮光部件81、82及光阑部件83的构成材料，各自只要是不透射光的材料，就不作特别限定，可列举出：例如各种着色剂、及铬、氧化铬等金属类材料、混合有碳黑及着色剂的树脂等。
如图2、图3所示，上述的透镜阵列6和发光元件阵列7和衬垫84和遮光部件81、82和光阑部件83一并收纳于外壳体9。该外壳体9具有框部件(外壳体主体)91、盖部件(后盖)92、将盖部件92固定于框部件91的多个卡紧部件93(参照图3)。
如图2、图5及图6所示，框部件91的整体形状为纵向长。
另外，框部件91呈框状，如图3所示，在框部件91上形成有向其上侧及下侧开口的内腔部911。该内腔部911的宽度在图3中从下方向上方阶梯式减小。
在内腔部911分别嵌入有透镜阵列6′和衬垫84和透镜阵列6和遮光部件81和光阑部件83和遮光部件82和发光元件阵列7，这些部件由例如粘接剂来固定。由此，透镜阵列6′和衬垫84和透镜阵列6和遮光部件81和光阑部件83和遮光部件82和发光元件阵列7一并保持于框部件91，使得透镜阵列6′和衬垫84和透镜阵列6和遮光部件81和光阑部件83和遮光部件82和发光元件阵列7的主扫描方向及副扫描方向的定位完成。
在此，发光元件阵列7的支承板72的上表面722与形成为内腔部911的壁面的台阶部915、和第二遮光部件81的下表面抵接(抵接)。而且，在内腔部911从下方嵌入有盖部件92。
盖部件92由具有凹部922的纵长部件构成，该凹部922在其上部插入有收纳部73。该盖部件92的上端面在与框部件91的分界部915之间夹持有发光元件阵列7的支承板72的缘部。
另外，通过各卡紧部件93，将盖部件92向上方压紧。由此，盖部件92被固定于框部件91。另外，通过压紧的盖部件92，发光元件阵列7和遮光部件81、82和光阑部件83和透镜阵列6的主扫描方向、副扫描方向及图3中上下方向各方向的位置关系得以固定。
卡紧部件93优选沿主扫描方向等间隔地配置多个。由此，能够将框部件91和盖部件92沿主扫描方向均匀地夹持。
卡紧部件93在图3所示的剖面中呈大致コ字状，通过将金属板进行弯曲加工来形成。该卡紧部件93的两端部分别形成向内侧弯曲的棘爪部931。各棘爪部931分别与框部件91的台肩部916卡合。
另外，在卡紧部件93的中间部形成有向上弯曲成拱状的弯曲部932。在如上述那样各棘爪部931与台肩部916卡合的状态下，该弯曲部932的顶部压接于盖部件92的下表面。由此，在弯曲部932发生了弹性变形的状态下，将盖部件92向上方施力。
另外，在分别将夹持框部件91和盖部件92的各卡紧部件93卸下来的情况下，能够将盖部件92从框部件91上卸下来。由此能够实施发光元件阵列7的更换、修理等维护保养。
另外，作为框部件91及盖部件92的构成材料，不作特别限定，可以与例如支承板72采用同样的构成材料。作为卡紧部件93的构成材料，不作特别限定，可以举出：例如铝、不锈钢。另外，卡紧部件93也可以由硬质树脂材料构成。
另外，未进行图示，在框部件91的长边方向的两端部分别设有向上方突出的衬垫。该衬垫规定限制受光面111和透镜阵列6的距离。
(成像光学系统)
在此，基于图5～图11对行式打印头13的成像光学系统60进行详述。
如上所述，在行式打印头13中，对应于发光元件群71的一对透镜64、64′沿光轴方向并列设置(配设于透镜64的对称轴方向)。而且，如图5所示，该一对透镜64、64′构成成像光学系统60，该成像光学系统60将自与该一对透镜64、64′对应的发光元件群71所属的发光元件74的光L进行成像。
另外，以下将包含光轴601且平行于主扫描方向的剖面(第一剖面)也称为“主方向剖面”，将包含光轴601且垂直于主方向剖面的剖面(第二剖面)也称为“副方向剖面”。另外，图5是表示在主方向剖面上看到各成像光学系统60的图。另外，以下根据需要，将由一对透镜64a、64a′构成成像光学系统60称为“成像光学系统60a”，将由一对透镜64b、64b′构成成像光学系统60称为“成像光学系统60b”，将由一对透镜64c、64c′构成成像光学系统60称为“成像光学系统60c”。另外，发光元件74a、74b、74c、74d设置于在主扫描方向(第一方向)上互不相同的位置，这些发光元件74a、74b、74c、74d中任意两个发光元件构成第一发光元件及第二发光元件。
该成像光学系统60将穿过光阑部件83的贯通孔831(孔径光阑)之后的光L成像于感光鼓11的受光面111附近。
在本实施方式中，成像光学系统60关于垂直于主扫描方向(第一方向)的对称面(第一对称面)的对称为面对称(映像对称)，且，成像光学系统60关于垂直于副扫描方向(第二方向)的对称面(第二对称面)的对称为面对称(映像对称)。将该两个对称面的交线称为对称轴。
另外，在成像光学系统60为旋转对称的情况下，上述的对称轴与光轴一致，但在成像光学系统60不为旋转对称的情况下，严格地讲，有时不对成像光学系统60的光轴进行定义。以下的说明中，为方便起见，以上述的对称轴为光轴进行说明。
如图5所示，成像光学系统60在从发光元件74侧入射有光时，该光随着穿过成像光学系统60的部分而成像于不同的位置(成像点FP0、FP1、FP2)。另外，图5中表示在假设从支承板72的下表面721和光轴601相交的点(以下称为“假想光源”)射出的光入射到成像光学系统60时的光线的状态。
成像点FP0是在从上述假想光源射出的光入射到成像光学系统60的光轴601附近时、其光(出射光)的光线与光轴601相交的位置(近轴成像点)。另外，成像点FP1是在从上述假想光源射出的光经由光阑部件83入射到成像光学系统60时、其光(出射光)的光线与光轴601相交的位置中相对于成像光学系统60最近的位置。另外，成像点FP2是在从上述假想光源射出的光经由光阑部件83入射到成像光学系统60时、其光(出射光)的光线与光轴601相交的位置中相对于成像光学系统60最远的位置。
即，成像光学系统60在以成像点FP0为基准时，在成像光学系统60侧和其相反侧分别具有纵向像差。即，成像光学系统60具有相对于像面I而符号相反的纵向像差。在此，成像点FP1和成像点FP2之间的距离相当于该纵向像差的最大值和最小值之差。
在这种成像光学系统60中，在上述多个成像点FP0、FP1、FP2中的相对于成像光学系统60位于最远位置的成像点FP1和位于最近位置的成像点FP2之间，能够使来自发光元件74的光L的光斑直径减小且大致恒定。
特别是，设成像光学系统60的光通过区域的纵向像差的最大值和最小值之差为G，设发光元件74的主扫描方向(第一方向)上的距离为Pe1，设成像光学系统60的光学倍率为β时，满足下述关系式。
G＞|β|·Pe1…(1)
通过满足这种式(1)的关系，在将从发光元件74射出的光通过成像光学系统60进行成像时，能够使其光的光斑直径遍及像面I附近的在光轴方向上的比较大的范围成为恒定(即，能够使焦深增大)。因此即使像面I和被照射面即受光面111的在光轴方向上的位置关系波动或偏移，也能够抑制受光面111上的光斑直径波动，其结果是，能够实现高精度的曝光处理。
在此，如图6所示，例如，设发光元件74d的中心和光轴601的间距为XO，设来自发光元件74d的光L4的成像位置IFP和光轴601的隔开距离为Xi时，成像光学系统60的光学倍率β满足：|β|＝|Xi|/|XO|的关系。
另外，如图7所示，如上所述，发光元件群71的8个发光元件74配设为2行4列的矩阵状，距离Pe1在主方向剖面上看时为相邻的两个发光元件74的中心距离。在此，发光元件的中心是指发光元件的几何重心，距离Pe1为发光元件的几何重心之间的主方向距离。
如上所述，在主方向剖面上看时，从相邻的两个发光元件74射出的光在受光面111上形成相邻的两个像素。因此，(|β|·Pe1)相当于受光面111上的像素间距。例如，在形成1200dpi的图像的情况下，像素间距为21.166μm。
另外，成像光学系统60通过使光轴601附近的成像点FP0位于成像点FP1和成像点FP2之间，能够满足成像光学系统60所需的其他光学特性，同时能够加大成像点FP1和成像点FP2之间的距离(纵向像差的最大值和最小值之差G)。其结果是，在将从发光元件74射出的光通过成像光学系统60来成像时，能够遍及成像面附近的在光轴方向上的比较大的范围使光斑直径成为大致恒定。
因此，即使像面I和被照射面即受光面111的在光轴方向(第三方向)的位置关系波动或偏移，也能够抑制受光面111的光斑直径波动，其结果是，能够抑制所形成的潜像浓度不均。
另外，就成像光学系统60而言，优选位于相对于成像光学系统60为最远位置的成像点FP2和位于最近位置的成像点FP1的光轴方向的距离(即成像光学系统60的主方向剖面上的纵向像差的最大值和最小值之差G)比从发光元件74射出的光的光斑直径(像面I的光斑直径)大。由此，能够高效地抑制上述那种受光面111上的光斑直径波动。
具有这种特性的成像光学系统60能够通过具备具有不同的焦点的多焦点透镜来实现。
在本实施方式中，通过将透镜64设定为具有多个焦点的多焦点透镜，将透镜64′设定为具有单一焦点的单焦点透镜，以成像光学系统60具有上述那种多个成像点FP0、FP1、FP2的方式构成。
如图8所示，透镜64形成在由例如玻璃材料构成的支承部65上。而且，透镜64在与支承部65相反侧具有透镜面62。
如图9所示，透镜64的透镜面62按照透镜64具有在其光轴方向上的位置互不相同的多个焦点fp0、fp1、fp2的方式来形成。
在此，焦点fp0是在平行于光轴601的光(来自无限远的光)入射到透镜64的光轴601附近时、其光(出射光)的光线与光轴601相交的位置(近轴焦点)。另外，焦点fp1是在平行于光轴601的光经由光阑部件83入射到透镜64时、其光(出射光)的光线与光轴601相交的位置中相对于透镜64最近的位置。另外，焦点fp2是在平行于光轴601的光经由光阑部件83入射到透镜64时、其光(出射光)的光线与光轴601相交的位置中相对于透镜64最远的位置。
即，透镜64在以成像点fp0为基准时，在透镜64侧和其相反侧分别具有纵向像差。其纵向像差的最大值和最小值之差相当于焦点fp1和fp2之间的距离g。
更具体而言，如图8所示，透镜64的透镜面62具有在其中央部(按照包含与透镜64的对称轴的交点的方式)所设置的圆形的第一区域62a、和在该第一区域62a周围所设置的圆环状第二区域62b。另外，在图8中，用虚线表示穿过光阑部件83(孔径光阑)的光的通过区域。
这种第一区域62a的面形成和第二区域62b的面形状由互不相同的定义式来规定。作为该定义式，可以利用例如下述式1表示的定义式(旋转对称非球面)(更具体地，参照后述的实施例)。由此，能够比较简单且可靠地实现具有上述那种特性的透镜64。
(式1)
Z =
cr 2 1 + 1 - ( 1 + K ) c 2 r 2 + Ar 4 + B r 6 + Cr 8 + Δ
在此，上述式1表示的定义式中：
z：光轴方向(第三方向)的座标
r：距光轴的距离
c：光轴上曲率
K：非球面二次曲面常数
A～C、Δ：非球面系数
另外，上述定义式的各系数A～C、Δ，根据成像光学系统60的焦距、透镜64′的透镜面62′的形状等，以成像光学系统60具有上述那种多个成像点的方式进行适当设定。
另外，通过使上述定义式的系数A～C、Δ中至少一个不同，能够在第一区域62a和第二区域62b赋予不同的定义式。
另外，上述定义式中的光轴是指旋转对称的透镜的对称轴。
另外，第一区域62a的面积比第二区域62b的面积大。由此能够使光的通过区域a内的第一区域62a的面积、和光的通过区域a内的第二区域62b的面积大致相等。其结果是，即使像面和受光面111的在光轴方向的位置波动，也能够抑制形成于受光面111的光斑的光量不均(浓度不均)。
另外，如上所述，成像光学系统60具有沿其光轴方向并列设置的多个透镜64、64′，但通过将距孔径光阑83最近的透镜64的孔径光阑侧的透镜面设定为包含上述的第一区域62a及第二区域62b的透镜面62，则即使在距光轴601的距离不同的发光元件74间(即使视场角不同)，也能够减少透镜面62上的光通过区域偏移。因此，能够得到上述那种使成像光学系统60的焦深增大的效果在不同的发光元件74间相同
另外，由于包含第一区域62a及第二区域62b的透镜面62设置于透镜64的发光元件74侧，因此在这点上，也能够抑制视场角引起的特性波动。
另一方面，透镜64′与透镜64同样地被形成于由例如玻璃材料构成的支承部65′上。而且，透镜64′在与支承部65′相反侧具有透镜面62′。
透镜64′的透镜面62′可以为球面，也可以为非球面，其面形状可以用一个定义式来规定。作为其定义式，可以利用例如下述式2表示的定义式(x y多项式面)(更具体地，参照后述的实施例)。
(式2)
Z =
cτ 2 1 + 1 - ( 1 + K ) c 2 r 2 + Ax 2 + By 2 + Cx 4 + Dx 2 y 2 + E y 4 + Fx 6 + Gx 4 y 2 + Hx 2 y 4 + Iy 6
在此，在上述式2所示的式中，r2＝x2+y2，
x：主扫描方向(第一方向)的座标
y：副扫描方向(第二方向)的座标
z：光轴方向(第三方向)的座标
c：光轴上曲率
K：非球面二次曲面常数
A～I：非球面系数
另外，上述定义式的各系数A～I，根据成像光学系统60的焦距、透镜64的透镜面62的形状等，以成像光学系统60具有上述那种多个成像点的方式进行适当设定。
另外，在成像光学系统60中，第二区域62b按照在比第一区域62a更靠透镜面62的外周侧且与第一区域62a相接的方式设置，在设从发光元件74射出的光中、穿过第一区域62a的光的纵向像差的最小值(穿过边界附近的光的纵向像差)为Δ1，设穿过第二区域62b的光的纵向像差的最大值(穿过边界部附近的光的纵向像差)为Δ2时，优选满足下述式(2)的关系：
Δ2-Δ1＝G  …(2)
由此，能够高效地增大成像光学系统60的纵向像差的最大值和最小值之差G。
特别是，在本实施方式中，纵向像差Δ1为负值，纵向像差Δ2为正值。由此，能够高效地增大纵向像差Δ1和纵向像差Δ2之差。进而，能够高效地增大纵向像差的最大值和最小值之差G。
另外，如图8所示，在透镜面62由定义式不同的两个区域(第一区域62a、第二区域62b)构成的情况下，第一区域62a按照包含透镜面62的中心的方式进行设置，但是，代替透镜面62，也可以如图11所示使用具有由定义式不同的三个区域62c、62d、62e构成的透镜面62A的透镜64A。
区域(第三区域)62c按照包含与透镜64A的对称轴的交点的方式进行设置，区域(第一区域)62d按照比区域62c更靠透镜面62A的外周侧且与区域62c相接的方式进行设置，区域62e按照比区域62d更靠透镜面62A的外周侧且与区域62d相接的方式进行设置。
这样，图11所示的透镜面62A包含区域(第三区域)62c，该区域(第三区域)62c包含透镜面62A的中心、且按照比区域(第一区域)62d更靠透镜面62A的内周侧并与区域62d相接的方式进行设置，用与区域62d不同的定义式规定面形状。在这种情况下，设从发光元件74射出的光中、通过区域62d的与区域62e的边界附近的光的纵向像差为Δ1，设通过区域62e的区域62d的边界附近的光的纵向像差为Δ2，满足上述式(2)的关系，由此能够高效地增大成像光学系统60的纵向像差的最大值和最小值之差G。
在如上述构成的成像光学系统60中，如图5、6所示，从在主扫描方向上沿一个方向排列的4个发光元件74(74a、74b、74c、74d)分别射出的光L(L1、L2、L3、L4)穿过光阑部件83之后，依次穿过透镜64、透镜64′。由此，如图10所示，各光L1、L2、L3、L4在感光鼓11的受光面111附近进行成像(聚光)。
此时，通过上述那种具有多个成像点的成像光学系统60的作用，光L1在其行进方向(第三方向)上的位置互不相同的多个成像位置IFP10、IFP11、IFP12进行成像。
在此，成像位置IFP10是在从发光元件74a射出的光L1经由光阑部件83入射到透镜64时、穿过光轴601附近的光线所成像(聚光)的位置(近轴成像点)。另外，成像位置IFP11是在从发光元件74a射出的光L1经由光阑部件83入射到透镜64时、穿过透镜64的第一区域62a的光线所成像(聚光)的位置中相对于成像光学系统60最近的位置。另外，成像位置IFP12是在从发光元件74a射出的光L1经由光阑部件83入射到透镜64时、穿过透镜64的第二区域62b的光线所成像(聚光)的位置中相对于成像光学系统60最远的位置。
同样，光L2在其行进方向(第三方向)上的位置互不相同的多个成像位置IFP20、IFP21、IFP22进行成像。另外，光L3在其行进方向(第三方向)上的位置互不相同的多个成像位置IFP30、IFP31、IFP32进行成像。另外，光L4在其行进方向(第三方向)上的位置互不相同的多个成像位置IFP40、IFP41、IFP42进行成像。
这种由成像光学系统60所成像的各光L1、L2、L3、L4，其光斑直径分别在遍及成像面附近的在光轴方向上的比较大的范围(距离G1)为大致恒定。
而且，成像光学系统60按照成像位置IFP10、成像位置IFP20、成像位置IFP30及成像位置IFP40分别位于受光面111附近的方式进行设置。
由此，即使像面I和被照射面即受光面111的在光轴方向(第三方向)上的位置关系波动或偏移，受光面111也位于在成像位置IFP11和成像位置IFP12之间、成像位置IFP21和成像位置IFP22之间、成像位置IFP31和成像位置IFP32之间及成像位置IFP41和成像位置IFP42之间。
这样，行式打印头13能够抑制受光面111上的光斑直径波动，其结果是，能够抑制所形成的潜像的浓度不均。
在图10中，图示了成像光学系统60具有像面弯曲的情况，光L1的成像位置IFP10、光L2的成像位置IFP20、光L3的成像位置IFP30及光L4的成像位置IFP40位于弯曲的像面I上。由此，成像位置IFP10、IFP40、和成像位置IFP20、IFP30相互沿光轴方向偏移。
更具体而言，如图5、6所示，在主扫描方向上沿一个方向排列的4个发光元件74(74a、74b、74c、74d)存在位于相对于成像光学系统60的光轴601为近位置的两个发光元件74b、74c、和位于远位置的两个发光元件74a、74d。因此，在发光元件74a、74d和发光元件74b、74c中，视场角不同，成像位置IFP10、IFP40、和成像位置IFP20、IFP30有时因成像光学系统60的像面弯曲而导致沿光轴方向(第三方向)偏移。
即使是这种情况，在上述的成像点FP1和成像点FP2之间距离(纵向像差的最大值和最小值之差G)也比该偏移量的最大值G1大。由此，即使成像光学系统60的像面I和受光面111沿光轴方向稍微偏移，也能够抑制在受光面111上来自相对于光轴601位于近位置的发光元件74的光的光斑直径、和来自相对于光轴601位于远位置的发光元件74的光的光斑直径之差。
另外，即使因行式打印头13相对于图像形成装置1主体的组装误差、感光鼓11的偏心等而成像光学系统60的像面I和受光面111的位置关系偏移或波动，也能够抑制在受光面111上来自发光元件74的光的光斑直径波动。
以上就图示的实施方式对本发明的行式打印头及图像形成装置进行了说明，但本发明不局限于此，构成行式打印头及图像形成装置的各部可以与能发挥同样功能的任意构成的各部置换。另外，也可以附加任意的构成物。
另外，透镜阵列不局限于多个透镜配置为2行n列的矩阵状，也可以配置为例如3行n列、4行n列的矩阵状。
另外，一个成像光学系统可以由多个透镜构成，还可以由一个或三个以上的透镜面构成。
另外，在上述的实施方式中，为方便说明，对发光元件排列为1行n列进行了说明，但不局限于此，发光元件也可以排列为2行n列、3行n列的矩阵状。
下面，对本发明的具体实施例进行说明。
(实施例)
设计具备图12所示的成像光学系统的行式打印头，通过模拟仿真来进行特性评价。图12是表示本发明实施例的行式打印头所具备的成像光学系统的剖面(主方向剖面)图。
本实施例的行式打印头除将三个发光元件74沿主扫描方向排列以外，其他构成与图3及图5所示的行式打印头同样。
在此，在主方向剖面上，按照将沿主扫描方向排列的三个发光元件74相对于光轴对称的方式进行配置。
另外，作为支承部65、65′的构成材料，采用玻璃材料，作为透镜64、64′的构成材料，采用树脂材料。
另外，表1表示行式打印头的成像光学系统的面构成。
表1
  面序号   主剖面中心曲率   面间隔   参照波长折射率
  S1光源面   r1＝∞   d1＝0.55   n1＝1.499857
  S2玻璃基材出射面   r2＝∞   d2＝4.2535
  S3孔径光阑   r3＝∞   d3＝0.01
  S4树脂部入射面   r4＝(面形状另有记载)   d4＝0.3   n4＝1.525643
  S5树脂-玻璃分界面   r5＝∞   d5＝0.9   n5＝1.536988
  S6玻璃基材出射面   r6＝∞   d6＝1.4276
  S7树脂部入射面   r7＝(面形状另有记载)   d7＝0.3   n7＝1.525543
  S8树脂-玻璃分界面   r8＝∞   d8＝0.9   n8＝1.536988
  S9玻璃基材出射面   r9＝∞   d9＝0.886270
  S10成像面   r10＝∞
如图12所示，表1中，面S1为发光元件74和支承板72的分界面(光源面)；面S2为支承板72的与发光元件74相反侧的面(玻璃基材出射面)；面S3为光阑部件83的发光元件74侧的面(孔径光阑)；面S4为透镜64的透镜面62(树脂部入射面)；面S5为透镜64和支承部65的分界面(树脂-玻璃分界面)；面S6为支承部65的与透镜64相反侧的面(玻璃基材出射面)；面S7为透镜64′的透镜面62′(树脂部入射面)；面S8为透镜64′和支承部65′的分界面(树脂-玻璃分界面)；面S9为支承部65′的与透镜64′相反侧的面(玻璃基材出射面)；面S10为受光面111(成像面)。
另外，面间隔d1为面S1和面S2的间隔；面间隔d2为面S2和面S3的间隔；面间隔d3为面S3和面S4的间隔；面间隔d4为面S4和面S5的间隔；面间隔d5为面S5和面S6的间隔；面间隔d6为面S6和面S7的间隔；面间隔d7为面S7和面S8的间隔；面间隔d8为面S8和面S9的间隔；面间隔d9为面S9和面S10的间隔。
另外，参照波长折射率是各面相对于参照波长的光的折射率。
另外，将从发光元件74射出的光的波长(参照波长)设定为690nm；将物体侧数值孔径设定为0.153；将物体侧像素群的在主扫描方向的整体宽度设定为1.176mm；将物体侧像素群的在副扫描方向的整体宽度设定为0.127mm。
另外，将相邻的发光元件彼此的在主扫描方向的距离(节距)Pe1设定为0.042mm；将成像光学系统的光学倍率β设定为-0.5039。
另外，透镜64的透镜面62，将以光轴为中心、半径0～0.604mm的范围设定为第一区域，将以光轴为中心、比半径0.604更靠外侧的范围设定为第二区域，各区域的面形状在上述的式1所示的定义式中，利用下述的各系数来规定。
<透镜面62的第一区域的定义式的系数>
c＝1/1.498749
K＝-0.99931244
A＝-0.01825629
B＝0.083801118
C＝-0.1
Δ＝0.0
<透镜面62的第二区域的定义式的系数>
c＝1/1.517423
K＝-1.21004
A＝-0.007269
B＝0.0
C＝0.0
Δ＝0.001385889
另外，透镜64′的透镜面62′的面形状在上述的式2所示的定义式中，利用下述的各系数来规定。
<透镜面62′的定义式的系数>
c＝1/1.41337
K＝-3.8946025
A＝0.03959898
B＝0.035508266
C＝0.11256865
D＝0.2034097
E＝0.1094741
F＝-0.07921190
G＝-0.2126654
H＝-0.2376198
I＝-0.078115926
这样得到的成像光学系统具有图13所示的纵向像差。另外，在图13中，横轴在以光轴附近的纵向像差为0(基准)时以左侧为光源侧、以右侧为像侧来表示，纵轴以光阑部件83(孔径光阑)的中心为0、以光阑部件83的贯通孔(孔径)的半径为1时，表示穿过光阑部件83(孔径光阑)的光线距光轴的距离。
(比较例)
除将透镜64的透镜面62的面形状与透镜64′的透镜面62′的面形状制成同样以外，与上述的实施例同样，设计行式打印头，通过模拟仿真进行特性评价。
(评价)
就上述的实施例及比较例各例而言，将所得到的成像光学系统的光轴方向的位置所引起的光斑直径变化表示在图14中。另外，在图14中，(a)是与本发明的实施例有关的图，(b)是与比较例有关的图。
由图14表明，在本发明实施例的行式打印头(成像光学系统)中，与比较例的行式打印头相比，能够抑制最小光斑直径附近的光斑直径变化。
另外，在将这种实施例的行式打印头组装于图1所示的图像形成装置的情况下，能够得到使不均得以抑制的高质量图像。

Claims (8)

1.一种行式打印头，其特征在于，
具有：
沿第一方向配设的第一发光元件及第二发光元件；
成像光学系统，其将所述第一发光元件及第二发光元件所射出的光进行成像，
设所述成像光学系统的纵向像差的最大值和最小值之差为G，设所述第一发光元件的几何重心和所述第二发光元件的几何重心的在所述第一方向上的距离为Pe1，设所述成像光学系统的光学倍率为β时，具有下述关系：
G＞|β|·Pe1。
2.如权利要求1所述行式打印头，其特征在于，
所述成像光学系统具有透镜面，该透镜面包含以不同的定义式规定了面形状的第一区域及第二区域，
所述第二区域被配设得以圆环状包围所述第一区域，
以光轴上的成像点为基准，以光轴的光线行进方向为正向时，所述成像光学系统以从所述第一发光元件射出的光中的、穿过所述第一区域的光的纵向像差的最小值为Δ1，且以穿过所述第二区域的光的纵向像差的最大值为Δ2，并且Δ1和Δ2具有以下关系：
Δ2-Δ1＝G。
3.如权利要求2所述行式打印头，其特征在于，
包含所述第一发光元件和所述第二发光元件的三个以上的发光元件沿所述第一方向被配设，
所述三个以上的发光元件中的、所述第一发光元件和所述第二发光元件在所述第一方向上相邻。
4.如权利要求2所述行式打印头，其特征在于，
所述透镜面具有第三区域，该第三区域按照以与所述第一区域不同的定义式被定义、且包含与光轴相交的点的方式进行设置，
所述第一区域被配设得以圆环状包围所述第三区域。
5.如权利要求2～4中任一项所述行式打印头，其特征在于，
穿过所述第一区域的光的所述纵向像差的最小值Δ1为负数，且穿过所述第二区域的光的所述纵向像差的最大值Δ2为正数。
6.如权利要求2～5中任一项所述行式打印头，其特征在于，
在所述成像光学系统的前侧焦点侧设有孔径光阑。
7.如权利要求6所述行式打印头，其特征在于，
所述第一区域及所述第二区域被包含在所述成像光学系统具有的透镜面中的、距所述孔径光阑最近的透镜面中。
8.一种图像形成装置，其特征在于，
具有：
形成潜像的潜像载体；
行式打印头，其对所述潜像载体进行曝光而形成所述潜像，
所述行式打印头具有：
沿第一方向配设的第一发光元件及第二发光元件；
成像光学系统，其将所述第一发光元件及第二发光元件所射出的光进行成像，
设所述成像光学系统的纵向像差的最大值和最小值之差为G，设所述第一发光元件的几何重心和所述第二发光元件的几何重心的所述第一方向上的距离为Pe1，设所述成像光学系统的光学倍率为β时，具有下述关系：
G＞|β|·Pe1。
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