JP2002144626A - 光プリントヘッド及び画像形成装置 - Google Patents
光プリントヘッド及び画像形成装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
- B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
- B41J2/451—Special optical means therefor, e.g. lenses, mirrors, focusing means
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビームスポット径の小径化を図り、かつビー
ムウエスト位置を像担持体近傍にすることで、解像度の
高い光プリントヘッドを提供するとともに、当該光プリ
ントヘッドを用いた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 複数の発光素子を配列してなる発光素子
アレイ１００と、上記発光素子からの光束を像担持体３
００上に光スポットとして結像させるための複数のロッ
ドレンズを配列してなるロッドレンズアレイ２００とか
らなる光プリントヘッドにおいて、上記ロッドレンズの
共役長が、等倍結像が得られる上記発光素子アレイ１０
０と上記像担持体３００の間の距離より長い。
ムウエスト位置を像担持体近傍にすることで、解像度の
高い光プリントヘッドを提供するとともに、当該光プリ
ントヘッドを用いた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 複数の発光素子を配列してなる発光素子
アレイ１００と、上記発光素子からの光束を像担持体３
００上に光スポットとして結像させるための複数のロッ
ドレンズを配列してなるロッドレンズアレイ２００とか
らなる光プリントヘッドにおいて、上記ロッドレンズの
共役長が、等倍結像が得られる上記発光素子アレイ１０
０と上記像担持体３００の間の距離より長い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子アレイと
ロッドレンズアレイとからなる光プリントヘッド及び、
当該光プリントヘッドを露光ユニットに用いた画像形成
装置に関するものである。
ロッドレンズアレイとからなる光プリントヘッド及び、
当該光プリントヘッドを露光ユニットに用いた画像形成
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル複写機、プリンタ、デジ
タルファクシミリ等のデジタル画像出力機器の小型化に
伴い、デジタル書込みを行うための光書込みユニットの
小型化が要求されている。デジタル書込みを行う方式と
しては、半導体レーザ等の光源から出射された光束を光
偏向器によって光走査し、走査結像レンズによって光ス
ポットを形成する光走査方式と、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）アレイや有機ＥＬアレイ等の発光素子アレイから出
射された光束を結像素子アレイによって光スポットを形
成する固体書込方式とがある。光走査方式は、光偏向器
によって光を走査するため光路長が長くなるのに対し、
固体書込方式は、光路長を非常に短くすることが可能で
あるため、光書込みユニットの小型化に適している。光
プリントヘッドに用いられる結像素子アレイには、屈折
率分布型のロッドレンズを複数配列したロッドレンズア
レイが一般的に用いられる。ロッドレンズは図１７に示
すように、ロッドの中心からの距離ｒに対して放物線状
の屈折率分布ｎを有しており、次式により近似される。 ｎ（ｒ）＝ｎ0（１−Ａ／２×ｒ2） ここで、ｎ0はロッドレンズの材質及び発光素子の発光
波長で決まる中心軸上の屈折率であり、Ａは屈折率分布
定数を示す。図１５は、従来の光プリントヘッドの例を
示す断面図であり、符号７００，８００，９００は、そ
れぞれ発光素子アレイ、ロッドレンズアレイ、及び像担
持体を示し、ＴＣ′はロッドレンズアレイ８００を構成
するロッドレンズの共役長を示す。ロッドレンズアレイ
８００を用いて等倍結像を得るためには、発光素子アレ
イ７００と像担持体９００との間の距離をロッドレンズ
の共役長と等しくする必要がある。また、ロッドレンズ
アレイ８００を発光素子アレイ７００と像担持体９００
との間の中心位置に配置しないと、変調伝達関数（ＭＴ
Ｆ）が劣化する。すなわちビームスポット径を絞ること
ができない。ここでロッドレンズの共役長ＴＣは、図１
６に示すようにロッドレンズアレイ８０１を構成するロ
ッドレンズのレンズ長Ｚ0、ロッドレンズアレイ８０１
と物体面７０１の間の距離（物体側作動距離）Ｌ0、及
びロッドレンズアレイ８０１と像面９０１の間の距離
（像側作動距離）Ｌ0とを用いて、次式により算出でき
る。 ＴＣ＝Ｚ0＋２Ｌ0 また、Ｌ0は、次式で算出できる。 Ｌ0＝−１／（ｎ0√Ａ）×ｔａｎ（Ｚ0√Ａ／２） よって、ＴＣはＬ0を用いて、次式により算出できる。 ＴＣ＝Ｚ0−２／（ｎ0√Ａ）×ｔａｎ（Ｚ0√Ａ／２） よって、ロッドレンズの共役長ＴＣは、レンズ長Ｚ0と
屈折率分布定数Ａとを用いて算出できる。したがって、
ロッドレンズの結像倍率Ｍを正立等倍（Ｍ＝１）とする
のであれば、その条件からＺ0とＡが求まり、Ｌ0とＴＣ
とが求まる。
タルファクシミリ等のデジタル画像出力機器の小型化に
伴い、デジタル書込みを行うための光書込みユニットの
小型化が要求されている。デジタル書込みを行う方式と
しては、半導体レーザ等の光源から出射された光束を光
偏向器によって光走査し、走査結像レンズによって光ス
ポットを形成する光走査方式と、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）アレイや有機ＥＬアレイ等の発光素子アレイから出
射された光束を結像素子アレイによって光スポットを形
成する固体書込方式とがある。光走査方式は、光偏向器
によって光を走査するため光路長が長くなるのに対し、
固体書込方式は、光路長を非常に短くすることが可能で
あるため、光書込みユニットの小型化に適している。光
プリントヘッドに用いられる結像素子アレイには、屈折
率分布型のロッドレンズを複数配列したロッドレンズア
レイが一般的に用いられる。ロッドレンズは図１７に示
すように、ロッドの中心からの距離ｒに対して放物線状
の屈折率分布ｎを有しており、次式により近似される。 ｎ（ｒ）＝ｎ0（１−Ａ／２×ｒ2） ここで、ｎ0はロッドレンズの材質及び発光素子の発光
波長で決まる中心軸上の屈折率であり、Ａは屈折率分布
定数を示す。図１５は、従来の光プリントヘッドの例を
示す断面図であり、符号７００，８００，９００は、そ
れぞれ発光素子アレイ、ロッドレンズアレイ、及び像担
持体を示し、ＴＣ′はロッドレンズアレイ８００を構成
するロッドレンズの共役長を示す。ロッドレンズアレイ
８００を用いて等倍結像を得るためには、発光素子アレ
イ７００と像担持体９００との間の距離をロッドレンズ
の共役長と等しくする必要がある。また、ロッドレンズ
アレイ８００を発光素子アレイ７００と像担持体９００
との間の中心位置に配置しないと、変調伝達関数（ＭＴ
Ｆ）が劣化する。すなわちビームスポット径を絞ること
ができない。ここでロッドレンズの共役長ＴＣは、図１
６に示すようにロッドレンズアレイ８０１を構成するロ
ッドレンズのレンズ長Ｚ0、ロッドレンズアレイ８０１
と物体面７０１の間の距離（物体側作動距離）Ｌ0、及
びロッドレンズアレイ８０１と像面９０１の間の距離
（像側作動距離）Ｌ0とを用いて、次式により算出でき
る。 ＴＣ＝Ｚ0＋２Ｌ0 また、Ｌ0は、次式で算出できる。 Ｌ0＝−１／（ｎ0√Ａ）×ｔａｎ（Ｚ0√Ａ／２） よって、ＴＣはＬ0を用いて、次式により算出できる。 ＴＣ＝Ｚ0−２／（ｎ0√Ａ）×ｔａｎ（Ｚ0√Ａ／２） よって、ロッドレンズの共役長ＴＣは、レンズ長Ｚ0と
屈折率分布定数Ａとを用いて算出できる。したがって、
ロッドレンズの結像倍率Ｍを正立等倍（Ｍ＝１）とする
のであれば、その条件からＺ0とＡが求まり、Ｌ0とＴＣ
とが求まる。
【０００３】特開平５−１３８９３４号公報では、発光
素子アレイと像担持体との間の距離がロッドレンズの共
役長と等しくなり、発光素子アレイと像担持体との間の
中心位置にロッドレンズアレイを精度よく配置すること
ができる光プリントヘッドの製造方法が開示されてい
る。また、特開平６−３２０７９０号公報では、発光ダ
イオードの発光領域の平均的高さからレンズアレイの中
心までの距離をレンズアレイの共振長の半分の長さより
長くすることで、発光領域の高さばらつき（±０．２ｍ
ｍ）に対する５０％以上のＭＴＦが確保できる光プリン
トヘッドが開示されている。
素子アレイと像担持体との間の距離がロッドレンズの共
役長と等しくなり、発光素子アレイと像担持体との間の
中心位置にロッドレンズアレイを精度よく配置すること
ができる光プリントヘッドの製造方法が開示されてい
る。また、特開平６−３２０７９０号公報では、発光ダ
イオードの発光領域の平均的高さからレンズアレイの中
心までの距離をレンズアレイの共振長の半分の長さより
長くすることで、発光領域の高さばらつき（±０．２ｍ
ｍ）に対する５０％以上のＭＴＦが確保できる光プリン
トヘッドが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デフォ
ーカスに対するビームスポット径を測定する光学シミュ
レーションを実施した結果、発光素子アレイと像担持体
との距離をロッドレンズの共役長と等しくすると、ビー
ムスポット径が十分に絞れず、またビームウエスト位置
（デフォーカスに対してビームスポット径が最小となる
位置）が像担持体上からずれることが分かる（後述する
図５に光学シミュレーションの結果を示す）。また、発
光ダイオードの発光領域の平均的高さからレンズアレイ
の中心までの距離をレンズアレイの共振長の半分の長さ
より長くすると、発光領域の高さばらつきに対するＭＴ
Ｆの変化は小さくなるが、ＭＴＦは劣化してしまい、結
像素子アレイの高解像度化には適さない。
ーカスに対するビームスポット径を測定する光学シミュ
レーションを実施した結果、発光素子アレイと像担持体
との距離をロッドレンズの共役長と等しくすると、ビー
ムスポット径が十分に絞れず、またビームウエスト位置
（デフォーカスに対してビームスポット径が最小となる
位置）が像担持体上からずれることが分かる（後述する
図５に光学シミュレーションの結果を示す）。また、発
光ダイオードの発光領域の平均的高さからレンズアレイ
の中心までの距離をレンズアレイの共振長の半分の長さ
より長くすると、発光領域の高さばらつきに対するＭＴ
Ｆの変化は小さくなるが、ＭＴＦは劣化してしまい、結
像素子アレイの高解像度化には適さない。
【０００５】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、ビームスポット径の小
径化を図り、かつビームウエスト位置を像担持体近傍に
することで、解像度の高い光プリントヘッドを提供する
とともに、当該光プリントヘッドを用いた画像形成装置
を提供することを目的とする。
解消するためになされたもので、ビームスポット径の小
径化を図り、かつビームウエスト位置を像担持体近傍に
することで、解像度の高い光プリントヘッドを提供する
とともに、当該光プリントヘッドを用いた画像形成装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の発光素子を配列してなる発光素子アレイと、上記
発光素子からの光束を像担持体上に光スポットとして結
像させるための複数のロッドレンズを配列してなるロッ
ドレンズアレイとからなる光プリントヘッドにおいて、
上記ロッドレンズの共役長が、等倍結像が得られる上記
発光素子アレイと上記像担持体の間の距離より長いこと
を特徴とする。
複数の発光素子を配列してなる発光素子アレイと、上記
発光素子からの光束を像担持体上に光スポットとして結
像させるための複数のロッドレンズを配列してなるロッ
ドレンズアレイとからなる光プリントヘッドにおいて、
上記ロッドレンズの共役長が、等倍結像が得られる上記
発光素子アレイと上記像担持体の間の距離より長いこと
を特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ロッドレンズの共役長ＴＣと、発光素子ア
レイと像担持体の間の距離において等倍結像が得られる
ロッドレンズの共役長ＴＣ′との間に、ＴＣ／ＴＣ′≧
１．０２なる関係が成り立つことを特徴とする。
明において、ロッドレンズの共役長ＴＣと、発光素子ア
レイと像担持体の間の距離において等倍結像が得られる
ロッドレンズの共役長ＴＣ′との間に、ＴＣ／ＴＣ′≧
１．０２なる関係が成り立つことを特徴とする。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、ロッドレンズの共役長を長くする
ために、屈折率分布定数を変化させたことを特徴とす
る。
記載の発明において、ロッドレンズの共役長を長くする
ために、屈折率分布定数を変化させたことを特徴とす
る。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、ロッドレンズの共役長を長くする
ために、上記ロッドレンズのレンズ長を変化させたこと
を特徴とする。
記載の発明において、ロッドレンズの共役長を長くする
ために、上記ロッドレンズのレンズ長を変化させたこと
を特徴とする。
【００１０】請求項５記載の発明は、複数の発光素子を
配列してなる発光素子アレイと、上記発光素子からの光
束を像担持体上に光スポットとして結像させるための複
数のロッドレンズを配列してなるロッドレンズアレイと
からなる光プリントヘッドにおいて、上記発光素子アレ
イと上記像担持体の間の距離が上記ロッドレンズの共役
長より短いことを特徴とする。
配列してなる発光素子アレイと、上記発光素子からの光
束を像担持体上に光スポットとして結像させるための複
数のロッドレンズを配列してなるロッドレンズアレイと
からなる光プリントヘッドにおいて、上記発光素子アレ
イと上記像担持体の間の距離が上記ロッドレンズの共役
長より短いことを特徴とする。
【００１１】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、発光素子アレイと像担持体の間の距離Ｘ
と、ロッドレンズの共役長ＴＣとの間に、Ｘ／ＴＣ≦
０．９８なる関係が成り立つことを特徴とする。
明において、発光素子アレイと像担持体の間の距離Ｘ
と、ロッドレンズの共役長ＴＣとの間に、Ｘ／ＴＣ≦
０．９８なる関係が成り立つことを特徴とする。
【００１２】請求項７記載の発明は、露光ユニットを有
する画像形成装置において、上記露光ユニットに請求項
１乃至６のいずれかに記載の光プリントヘッドを用い像
担持体に静電潜像を形成することを特徴とする。
する画像形成装置において、上記露光ユニットに請求項
１乃至６のいずれかに記載の光プリントヘッドを用い像
担持体に静電潜像を形成することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる光プリントヘッド及び画像形成装置の実施の形
態について説明する。図１は、本発明にかかる光プリン
トヘッドの実施の形態を示す断面図であり、発光素子ア
レイ１００とロッドレンズアレイ２００とからなる。ま
た、符号３００は像担持体を示す。発光素子アレイ１０
０の正面図を図２（ａ）に、断面図を図２（ｂ）に示
す。発光素子アレイ１００は、基板１１０上に、発光ダ
イオード（ＬＥＤ）アレイチップ１４０が複数個配列さ
れており、その両側（もしくは片側でも構わない）にＬ
ＥＤを駆動するためのドライバＩＣ１３０が実装されて
いる。また、ドライバＩＣ１３０に画像信号などの情報
を与えるための信号ケーブルを接続するためのコネクタ
部１２０がある。図２（ｃ）は、ＬＥＤアレイチップ１
４０の正面図であり、ＬＥＤアレイチップ１４０上に
は、ＬＥＤ１５０が複数個配列されている。一般的に
は、１ＬＥＤアレイチップ上に数十から数百個のＬＥＤ
が配列されており、基板１１０上には、数十のＬＥＤア
レイチップ１４０が配列される。例えば、６００ｄｐｉ
でＡ４サイズを印字するためには、１ＬＥＤアレイチッ
プ上に１２８個のＬＥＤが配列され、基板上には４０の
ＬＥＤアレイチップが配列されて、全部で５１２０（１
２８×４０）個のＬＥＤが配列されることになる。
にかかる光プリントヘッド及び画像形成装置の実施の形
態について説明する。図１は、本発明にかかる光プリン
トヘッドの実施の形態を示す断面図であり、発光素子ア
レイ１００とロッドレンズアレイ２００とからなる。ま
た、符号３００は像担持体を示す。発光素子アレイ１０
０の正面図を図２（ａ）に、断面図を図２（ｂ）に示
す。発光素子アレイ１００は、基板１１０上に、発光ダ
イオード（ＬＥＤ）アレイチップ１４０が複数個配列さ
れており、その両側（もしくは片側でも構わない）にＬ
ＥＤを駆動するためのドライバＩＣ１３０が実装されて
いる。また、ドライバＩＣ１３０に画像信号などの情報
を与えるための信号ケーブルを接続するためのコネクタ
部１２０がある。図２（ｃ）は、ＬＥＤアレイチップ１
４０の正面図であり、ＬＥＤアレイチップ１４０上に
は、ＬＥＤ１５０が複数個配列されている。一般的に
は、１ＬＥＤアレイチップ上に数十から数百個のＬＥＤ
が配列されており、基板１１０上には、数十のＬＥＤア
レイチップ１４０が配列される。例えば、６００ｄｐｉ
でＡ４サイズを印字するためには、１ＬＥＤアレイチッ
プ上に１２８個のＬＥＤが配列され、基板上には４０の
ＬＥＤアレイチップが配列されて、全部で５１２０（１
２８×４０）個のＬＥＤが配列されることになる。
【００１４】ロッドレンズアレイは、屈折率分布型のロ
ッドレンズを１列もしくは複数列に列状に複数個配列し
たものである。図３（ａ）は、ロッドレンズ２１０を１
列に配列した例を、図３（ｂ）は、ロッドレンズ２１０
を２列に俵積みした例を示す。図３の例のほかに、ロッ
ドレンズを３列としてもよいし、俵積みにしなくてもよ
い。ロッドレンズアレイは機械的強度を得るために、ロ
ッドレンズ２１０の両側を側板２２０によって保持され
ている。また、ロッドレンズ同士の間隙にはロッドレン
ズ同士を固化するために接着部材２３０が充填されてい
る。接着部材２３０は、不透明であり、フレア光を防止
する機能も持つ。図１に示すロッドレンズアレイ２００
は、図３（ｂ）に示す２列俵積みのロッドレンズアレイ
とする。
ッドレンズを１列もしくは複数列に列状に複数個配列し
たものである。図３（ａ）は、ロッドレンズ２１０を１
列に配列した例を、図３（ｂ）は、ロッドレンズ２１０
を２列に俵積みした例を示す。図３の例のほかに、ロッ
ドレンズを３列としてもよいし、俵積みにしなくてもよ
い。ロッドレンズアレイは機械的強度を得るために、ロ
ッドレンズ２１０の両側を側板２２０によって保持され
ている。また、ロッドレンズ同士の間隙にはロッドレン
ズ同士を固化するために接着部材２３０が充填されてい
る。接着部材２３０は、不透明であり、フレア光を防止
する機能も持つ。図１に示すロッドレンズアレイ２００
は、図３（ｂ）に示す２列俵積みのロッドレンズアレイ
とする。
【００１５】図１において、発光素子アレイ１００から
ロッドレンズアレイ２００の入射面までの距離をＬ1、
ロッドレンズアレイ２００を構成するロッドレンズのレ
ンズ長をＺ0、ロッドレンズアレイ２００から像担持体
３００までの距離をＬ2とする。また、ロッドレンズア
レイ２００を構成するロッドレンズの中心軸上の屈折率
をｎ0、ロッドレンズ径をＤ、及び屈折率分布定数をＡ
とする。以下、本発明にかかる光プリントヘッドの実施
の形態における結像特性と、等倍結像を得るための光プ
リントヘッドの例（以下、「比較例」という）における
結像特性を光学シミュレーションの結果を用いて比較す
る。ここでは、発光素子アレイ１００と像担持体３００
との配置関係は予め決まっているため、結像特性はロッ
ドレンズアレイ２００を構成するロッドレンズの諸元に
よって決まる。なお、比較例と本実施の形態において、
ロッドレンズの諸元 ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） は共通である。
ロッドレンズアレイ２００の入射面までの距離をＬ1、
ロッドレンズアレイ２００を構成するロッドレンズのレ
ンズ長をＺ0、ロッドレンズアレイ２００から像担持体
３００までの距離をＬ2とする。また、ロッドレンズア
レイ２００を構成するロッドレンズの中心軸上の屈折率
をｎ0、ロッドレンズ径をＤ、及び屈折率分布定数をＡ
とする。以下、本発明にかかる光プリントヘッドの実施
の形態における結像特性と、等倍結像を得るための光プ
リントヘッドの例（以下、「比較例」という）における
結像特性を光学シミュレーションの結果を用いて比較す
る。ここでは、発光素子アレイ１００と像担持体３００
との配置関係は予め決まっているため、結像特性はロッ
ドレンズアレイ２００を構成するロッドレンズの諸元に
よって決まる。なお、比較例と本実施の形態において、
ロッドレンズの諸元 ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） は共通である。
【００１６】ロッドレンズのレンズ長Ｚ0′が Ｚ0′＝５．８０（ｍｍ） である場合、比較例において、 Ｌ1′＝Ｌ2′＝３．００ とすると、発光素子アレイ１００と像担持体３００の間
の距離Ｘ′は、 Ｘ′＝Ｚ0′＋Ｌ1′＋Ｌ2′＝１１．８０（ｍｍ） であるから、ロッドレンズの共役長をＴＣ′とすると ＴＣ′＝Ｘ′＝１１．８０（ｍｍ） の関係が成り立つように屈折率分布定数Ａ′を求めれば
よく、このとき （√Ａ）′＝０．６４７３４７５ となる。これに対して本実施の形態では、屈折率分布定
数Ａを上記比較例のＡ′より小さくし、 √Ａ＝０．６４１９ とする。ロッドレンズのその他の諸元は、上記の比較例
と同じく、 Ｚ0＝Ｚ0′＝５．８０（ｍｍ） ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） である。このとき、Ｌ1，Ｌ2，及びロッドレンズの共役
長ＴＣは、 Ｌ1＝Ｌ2＝３．２０（ｍｍ） ＴＣ＝１２．２０（ｍｍ） と算出できる。このときの結像倍率Ｍは、 Ｍ＝１．１３ である。以上より、本実施の形態でのロッドレンズの共
役長ＴＣと比較例でのロッドレンズの共役長ＴＣ′との
間には、 ＴＣ＞ＴＣ′ の関係が成り立ち、 ＴＣ／ＴＣ′＝１．０３４ である。
の距離Ｘ′は、 Ｘ′＝Ｚ0′＋Ｌ1′＋Ｌ2′＝１１．８０（ｍｍ） であるから、ロッドレンズの共役長をＴＣ′とすると ＴＣ′＝Ｘ′＝１１．８０（ｍｍ） の関係が成り立つように屈折率分布定数Ａ′を求めれば
よく、このとき （√Ａ）′＝０．６４７３４７５ となる。これに対して本実施の形態では、屈折率分布定
数Ａを上記比較例のＡ′より小さくし、 √Ａ＝０．６４１９ とする。ロッドレンズのその他の諸元は、上記の比較例
と同じく、 Ｚ0＝Ｚ0′＝５．８０（ｍｍ） ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） である。このとき、Ｌ1，Ｌ2，及びロッドレンズの共役
長ＴＣは、 Ｌ1＝Ｌ2＝３．２０（ｍｍ） ＴＣ＝１２．２０（ｍｍ） と算出できる。このときの結像倍率Ｍは、 Ｍ＝１．１３ である。以上より、本実施の形態でのロッドレンズの共
役長ＴＣと比較例でのロッドレンズの共役長ＴＣ′との
間には、 ＴＣ＞ＴＣ′ の関係が成り立ち、 ＴＣ／ＴＣ′＝１．０３４ である。
【００１７】図４と図５は、それぞれ本実施の形態と比
較例とにおけるデフォーカスに対するビームスポット径
の光学シミュレーション結果を示す図である。なお発光
素子は、６００ｄｐｉのＬＥＤを想定し、２０μｍ四方
の発光サイズを持つ完全拡散光源とした。また、ロッド
レンズアレイ２００に対する光源の位置は、図６に示す
ように、２列俵積みのロッドレンズ２４０の配列直交方
向のセンター位置２５０に対向する位置、すなわち、ロ
ッドレンズ２４０の配列方向の物体高さをＨとすると、
Ｈ＝０．０ｍｍとした。図５に示す比較例では、デフォ
ーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が絞られて
おらず、ビームウエスト位置もマイナスデフォーカス側
にずれている。一方、図４に示す本実施の形態では、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が３５
μｍと絞れており、かつビームウエスト位置も、デフォ
ーカス０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性を示し
ている。
較例とにおけるデフォーカスに対するビームスポット径
の光学シミュレーション結果を示す図である。なお発光
素子は、６００ｄｐｉのＬＥＤを想定し、２０μｍ四方
の発光サイズを持つ完全拡散光源とした。また、ロッド
レンズアレイ２００に対する光源の位置は、図６に示す
ように、２列俵積みのロッドレンズ２４０の配列直交方
向のセンター位置２５０に対向する位置、すなわち、ロ
ッドレンズ２４０の配列方向の物体高さをＨとすると、
Ｈ＝０．０ｍｍとした。図５に示す比較例では、デフォ
ーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が絞られて
おらず、ビームウエスト位置もマイナスデフォーカス側
にずれている。一方、図４に示す本実施の形態では、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が３５
μｍと絞れており、かつビームウエスト位置も、デフォ
ーカス０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性を示し
ている。
【００１８】図７は、図１の実施の形態において屈折率
分布定数Ａを、等倍結像が得られるときの屈折率分布定
数より小さくなるように変化させていったときのデフォ
ーカス０．０ｍｍ、Ｈ＝０．０ｍｍにおける、√Ａに対
するビームスポット径、及び√Ａに対するＴＣ／ＴＣ′
の光学シミュレーション結果を示す図である。６００ｄ
ｐｉでの１画素ピッチは４２．３μｍであり、高解像度
で書込みを行うためには、１／ｅ2スレッシュホールド
レベルのビームスポット径として、５０μｍ以下とする
ことが望ましい。よって、ビームスポット径を良好に得
るためには、図７より ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２ の条件を満たすことが望ましい。さらに、レンズ中心と
レンズ最周辺での屈折率差Δは、 Δ＝ｎ（ｒ＝Ｄ／２）−ｎ（ｒ＝０） で求められ、√Ａ＝０．６４１９（図１の実施の形態）
のとき、Δ＝０．０４７００であり、（√Ａ）′＝０．
６４７３４７５（比較例）のとき、Δ＝０．０４７４０
である。ここで、屈折率分布定数Ａを小さくすること
で、屈折率差Δは小さくなるので、屈折率分布を与える
製造工程でのタクトタイムは短くなり、製造コストも下
がる。また、ビームスポット径を良好に絞るためには、 ＴＣ／ＴＣ′≦１．０５ とすることが望ましい。
分布定数Ａを、等倍結像が得られるときの屈折率分布定
数より小さくなるように変化させていったときのデフォ
ーカス０．０ｍｍ、Ｈ＝０．０ｍｍにおける、√Ａに対
するビームスポット径、及び√Ａに対するＴＣ／ＴＣ′
の光学シミュレーション結果を示す図である。６００ｄ
ｐｉでの１画素ピッチは４２．３μｍであり、高解像度
で書込みを行うためには、１／ｅ2スレッシュホールド
レベルのビームスポット径として、５０μｍ以下とする
ことが望ましい。よって、ビームスポット径を良好に得
るためには、図７より ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２ の条件を満たすことが望ましい。さらに、レンズ中心と
レンズ最周辺での屈折率差Δは、 Δ＝ｎ（ｒ＝Ｄ／２）−ｎ（ｒ＝０） で求められ、√Ａ＝０．６４１９（図１の実施の形態）
のとき、Δ＝０．０４７００であり、（√Ａ）′＝０．
６４７３４７５（比較例）のとき、Δ＝０．０４７４０
である。ここで、屈折率分布定数Ａを小さくすること
で、屈折率差Δは小さくなるので、屈折率分布を与える
製造工程でのタクトタイムは短くなり、製造コストも下
がる。また、ビームスポット径を良好に絞るためには、 ＴＣ／ＴＣ′≦１．０５ とすることが望ましい。
【００１９】図１に示す実施の形態によれば、複数の発
光素子を配列してなる発光素子アレイ１００と、上記発
光素子からの光束を像担持体３００上に光スポットとし
て結像させるための複数のロッドレンズを配列してなる
ロッドレンズアレイ２００とからなる光プリントヘッド
において、上記ロッドレンズの共役長ＴＣを、等倍結像
が得られる上記発光素子アレイ１００と上記像担持体３
００の間の距離Ｘ′より長くすることで、デフォーカス
０．０ｍｍの位置でビームスポット径が約３５μｍに絞
られており、かつビームウエスト位置もデフォーカス
０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性が得られる。
したがって、発光素子アレイ１００と像担持体３００と
の配置関係が予め決まっている場合には、ロッドレンズ
アレイ２００を構成するロッドレンズの諸元を本発明に
示すように設定することで、ビームスポット径の小径化
を図ることができ、かつビームウエスト位置を像担持体
３００近傍にすることができ、高解像度な光プリントヘ
ッドを提供できる。
光素子を配列してなる発光素子アレイ１００と、上記発
光素子からの光束を像担持体３００上に光スポットとし
て結像させるための複数のロッドレンズを配列してなる
ロッドレンズアレイ２００とからなる光プリントヘッド
において、上記ロッドレンズの共役長ＴＣを、等倍結像
が得られる上記発光素子アレイ１００と上記像担持体３
００の間の距離Ｘ′より長くすることで、デフォーカス
０．０ｍｍの位置でビームスポット径が約３５μｍに絞
られており、かつビームウエスト位置もデフォーカス
０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性が得られる。
したがって、発光素子アレイ１００と像担持体３００と
の配置関係が予め決まっている場合には、ロッドレンズ
アレイ２００を構成するロッドレンズの諸元を本発明に
示すように設定することで、ビームスポット径の小径化
を図ることができ、かつビームウエスト位置を像担持体
３００近傍にすることができ、高解像度な光プリントヘ
ッドを提供できる。
【００２０】また、ロッドレンズの共役長ＴＣと、発光
素子アレイ１００と像担持体３００の間の距離において
等倍結像が得られるロッドレンズの共役長ＴＣ′との間
に、ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２なる関係が成り立つように
することで、ビームスポット径をさらに良好に絞ること
ができる。
素子アレイ１００と像担持体３００の間の距離において
等倍結像が得られるロッドレンズの共役長ＴＣ′との間
に、ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２なる関係が成り立つように
することで、ビームスポット径をさらに良好に絞ること
ができる。
【００２１】次に、本発明にかかる光プリントヘッドの
別の実施の形態についての結像特性を、前記の比較例の
結像特性と比較する。本実施の形態におけるロッドレン
ズの諸元は、 Ｚ0＝５．７４（ｍｍ） ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） √Ａ＝√Ａ′＝０．６４７３４７５ である。このとき Ｌ1＝Ｌ2＝３．２１６（ｍｍ） ＴＣ＝１２．１７２（ｍｍ） と算出できる。このときの結像倍率Ｍは、 Ｍ＝１．１４ である。また、等倍結合が得られるロッドレンズの諸元
は前記の比較例の通りであり、 ＴＣ′＝Ｘ′＝１１．８０（ｍｍ） であるので、本実施の形態でのロッドレンズの共役長Ｔ
Ｃと比較例でのロッドレンズの共役長ＴＣ′との間に
は、 ＴＣ＞ＴＣ′ の関係が成り立ち、 ＴＣ／ＴＣ′＝１．０３１ である。
別の実施の形態についての結像特性を、前記の比較例の
結像特性と比較する。本実施の形態におけるロッドレン
ズの諸元は、 Ｚ0＝５．７４（ｍｍ） ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） √Ａ＝√Ａ′＝０．６４７３４７５ である。このとき Ｌ1＝Ｌ2＝３．２１６（ｍｍ） ＴＣ＝１２．１７２（ｍｍ） と算出できる。このときの結像倍率Ｍは、 Ｍ＝１．１４ である。また、等倍結合が得られるロッドレンズの諸元
は前記の比較例の通りであり、 ＴＣ′＝Ｘ′＝１１．８０（ｍｍ） であるので、本実施の形態でのロッドレンズの共役長Ｔ
Ｃと比較例でのロッドレンズの共役長ＴＣ′との間に
は、 ＴＣ＞ＴＣ′ の関係が成り立ち、 ＴＣ／ＴＣ′＝１．０３１ である。
【００２２】本実施の形態では、ロッドレンズのレンズ
長Ｚ0を、等倍結合が得られるときのレンズ長Ｚ0′より
も短くなるように変化させることにより、ロッドレンズ
の共役長ＴＣを、等倍結合が得られるときのロッドレン
ズの共役長ＴＣ′より長くしている。
長Ｚ0を、等倍結合が得られるときのレンズ長Ｚ0′より
も短くなるように変化させることにより、ロッドレンズ
の共役長ＴＣを、等倍結合が得られるときのロッドレン
ズの共役長ＴＣ′より長くしている。
【００２３】図８は、本実施の形態におけるデフォーカ
スに対するビームスポット径の光学シミュレーション結
果を示す図である。なお発光素子は、６００ｄｐｉのＬ
ＥＤを想定し、２０μｍ四方の発光サイズを持つ完全拡
散光源とした。また、ロッドレンズアレイ２００に対す
る光源の位置は、Ｈ＝０．０ｍｍとした。図８より、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が約３
５μｍに絞られており、かつビームウエスト位置も、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性を
示している。
スに対するビームスポット径の光学シミュレーション結
果を示す図である。なお発光素子は、６００ｄｐｉのＬ
ＥＤを想定し、２０μｍ四方の発光サイズを持つ完全拡
散光源とした。また、ロッドレンズアレイ２００に対す
る光源の位置は、Ｈ＝０．０ｍｍとした。図８より、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が約３
５μｍに絞られており、かつビームウエスト位置も、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性を
示している。
【００２４】図９は、本実施の形態において、ロッドレ
ンズのレンズ長Ｚ0を等倍結像が得られるときのレンズ
長より短くしていったときのデフォーカス０．０ｍｍ、
Ｈ＝０．０ｍｍにおける、ロッドレンズのレンズ長Ｚ0
に対するビームスポット径、及びロッドレンズのレンズ
長Ｚ0に対するＴＣ／ＴＣ′の光学シミュレーション結
果を示す図である。図９より、ビームスポット径を５０
μｍ以下とするためには、 ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２ の条件を満たすことが望ましい。さらに、ロッドレンズ
のレンズ長Ｚ0を短くすることにより、部品コストが下
がり望ましいが、ビームスポット径を良好に絞るために
は、 ＴＣ／ＴＣ′≦１．０５ とすることが望ましい。
ンズのレンズ長Ｚ0を等倍結像が得られるときのレンズ
長より短くしていったときのデフォーカス０．０ｍｍ、
Ｈ＝０．０ｍｍにおける、ロッドレンズのレンズ長Ｚ0
に対するビームスポット径、及びロッドレンズのレンズ
長Ｚ0に対するＴＣ／ＴＣ′の光学シミュレーション結
果を示す図である。図９より、ビームスポット径を５０
μｍ以下とするためには、 ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２ の条件を満たすことが望ましい。さらに、ロッドレンズ
のレンズ長Ｚ0を短くすることにより、部品コストが下
がり望ましいが、ビームスポット径を良好に絞るために
は、 ＴＣ／ＴＣ′≦１．０５ とすることが望ましい。
【００２５】以上の実施の形態より、ロッドレンズの共
役長ＴＣを長くするために、上記ロッドレンズのレンズ
長Ｚ0を変化させたことにより、発光素子アレイ１００
と像担持体３００との配置関係が予め決まっている場合
において、ビームスポット径の小径化を図ることがで
き、かつビームウエスト位置を像担持体３００近傍にす
ることができ、高解像度な光プリントヘッドを提供でき
る。
役長ＴＣを長くするために、上記ロッドレンズのレンズ
長Ｚ0を変化させたことにより、発光素子アレイ１００
と像担持体３００との配置関係が予め決まっている場合
において、ビームスポット径の小径化を図ることがで
き、かつビームウエスト位置を像担持体３００近傍にす
ることができ、高解像度な光プリントヘッドを提供でき
る。
【００２６】図１０は、本発明にかかる光プリントヘッ
ドのさらに別の実施の形態を示す断面図である。発光素
子アレイ４００からロッドレンズアレイ５００の入射面
までの距離をＬ1、ロッドレンズアレイ５００のレンズ
長をＺ0、ロッドレンズアレイ５００から像担持体６０
０までの距離をＬ2とする。また、ロッドレンズアレイ
５００を構成するロッドレンズの中心軸上の屈折率をｎ
0、ロッドレンズ径をＤ、及び屈折率分布定数をＡとす
る。以下、本発明にかかる光プリントヘッドの上記実施
の形態における結像特性と、前述の比較例（等倍結像を
得るための例）における結像特性を光学シミュレーショ
ンの結果を用いて比較する。ここでは、ロッドレンズア
レイ５００を構成するロッドレンズの諸元が予め決まっ
ているため、結像特性は発光素子アレイ４００と像担持
体６００との配置関係によって決まる。なお、ロッドレ
ンズの諸元は前述の比較例と同一であり、 Ｚ0＝Ｚ0′＝５．８０（ｍｍ） √Ａ＝√Ａ′＝０．６４７３４７５ ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） である。したがって、等倍結像が得られるときの
Ｌ1′，Ｌ2′は、前述の通り Ｌ1′＝Ｌ2′＝３．００（ｍｍ） である。また、ロッドレンズの共役長ＴＣは比較例のロ
ッドレンズの共役長ＴＣ′と等しく、 ＴＣ＝ＴＣ′＝Ｘ′＝Ｚ0′＋Ｌ1′＋Ｌ2′＝１１．８
０（ｍｍ） である。
ドのさらに別の実施の形態を示す断面図である。発光素
子アレイ４００からロッドレンズアレイ５００の入射面
までの距離をＬ1、ロッドレンズアレイ５００のレンズ
長をＺ0、ロッドレンズアレイ５００から像担持体６０
０までの距離をＬ2とする。また、ロッドレンズアレイ
５００を構成するロッドレンズの中心軸上の屈折率をｎ
0、ロッドレンズ径をＤ、及び屈折率分布定数をＡとす
る。以下、本発明にかかる光プリントヘッドの上記実施
の形態における結像特性と、前述の比較例（等倍結像を
得るための例）における結像特性を光学シミュレーショ
ンの結果を用いて比較する。ここでは、ロッドレンズア
レイ５００を構成するロッドレンズの諸元が予め決まっ
ているため、結像特性は発光素子アレイ４００と像担持
体６００との配置関係によって決まる。なお、ロッドレ
ンズの諸元は前述の比較例と同一であり、 Ｚ0＝Ｚ0′＝５．８０（ｍｍ） √Ａ＝√Ａ′＝０．６４７３４７５ ｎ0＝１．６２７ Ｄ＝０．６０（ｍｍ） である。したがって、等倍結像が得られるときの
Ｌ1′，Ｌ2′は、前述の通り Ｌ1′＝Ｌ2′＝３．００（ｍｍ） である。また、ロッドレンズの共役長ＴＣは比較例のロ
ッドレンズの共役長ＴＣ′と等しく、 ＴＣ＝ＴＣ′＝Ｘ′＝Ｚ0′＋Ｌ1′＋Ｌ2′＝１１．８
０（ｍｍ） である。
【００２７】本実施の形態では、Ｌ1，Ｌ2を上記比較例
のＬ1′，Ｌ2′より短くし、 Ｌ1＝Ｌ2＝２．８０（ｍｍ） とすると Ｘ＝Ｚ0＋Ｌ1＋Ｌ2＝１１．４０（ｍｍ） である。以上より、ＸとＴＣとの間には、 Ｘ＜ＴＣ の関係が成り立ち、 Ｘ／ＴＣ＝０．９６６ である。
のＬ1′，Ｌ2′より短くし、 Ｌ1＝Ｌ2＝２．８０（ｍｍ） とすると Ｘ＝Ｚ0＋Ｌ1＋Ｌ2＝１１．４０（ｍｍ） である。以上より、ＸとＴＣとの間には、 Ｘ＜ＴＣ の関係が成り立ち、 Ｘ／ＴＣ＝０．９６６ である。
【００２８】図１１は、上記形態におけるデフォーカス
に対するビームスポット径の光学シミュレーション結果
を示す図である。なお発光素子は、６００ｄｐｉのＬＥ
Ｄを想定し、２０μｍ四方の発光サイズを持つ完全拡散
光源とした。また、ロッドレンズアレイ５００に対する
光源の位置は、Ｈ＝０．０ｍｍとした。図１１より、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が約３
５μｍに絞られており、かつビームウエスト位置も、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性を
示している。
に対するビームスポット径の光学シミュレーション結果
を示す図である。なお発光素子は、６００ｄｐｉのＬＥ
Ｄを想定し、２０μｍ四方の発光サイズを持つ完全拡散
光源とした。また、ロッドレンズアレイ５００に対する
光源の位置は、Ｈ＝０．０ｍｍとした。図１１より、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置でビームスポット径が約３
５μｍに絞られており、かつビームウエスト位置も、デ
フォーカス０．０ｍｍの位置にあり、良好な結像特性を
示している。
【００２９】図１２は、本実施の形態において、ロッド
レンズの共役長ＴＣよりもＬ1及びＬ2を短くすること
で、Ｘを短くしていったときのデフォーカス０．０ｍ
ｍ、Ｈ＝０．０ｍｍにおける、Ｘに対するビームスポッ
ト径、及びＸに対するＸ／ＴＣの光学シミュレーション
結果を示す図である。図１２より、ビームスポット径を
５０μｍ以下とするためには、 Ｘ／ＴＣ≦０．９８ の条件を満たすことが望ましい。一方で、Ｌ1及びＬ2を
短くすることは発光素子アレイ４００とロッドレンズア
レイ５００の間の距離、及び光プリントヘッドと像担持
体６００の間の距離が短くなり、組付けが難しくなるた
め、Ｘ／ＴＣをあまり小さくすることは好ましくない。
ビームスポット径を良好に絞るためには、 Ｘ／ＴＣ≧０．９５ とすることが望ましい。
レンズの共役長ＴＣよりもＬ1及びＬ2を短くすること
で、Ｘを短くしていったときのデフォーカス０．０ｍ
ｍ、Ｈ＝０．０ｍｍにおける、Ｘに対するビームスポッ
ト径、及びＸに対するＸ／ＴＣの光学シミュレーション
結果を示す図である。図１２より、ビームスポット径を
５０μｍ以下とするためには、 Ｘ／ＴＣ≦０．９８ の条件を満たすことが望ましい。一方で、Ｌ1及びＬ2を
短くすることは発光素子アレイ４００とロッドレンズア
レイ５００の間の距離、及び光プリントヘッドと像担持
体６００の間の距離が短くなり、組付けが難しくなるた
め、Ｘ／ＴＣをあまり小さくすることは好ましくない。
ビームスポット径を良好に絞るためには、 Ｘ／ＴＣ≧０．９５ とすることが望ましい。
【００３０】図１０に示す実施の形態によれば、複数の
発光素子を配列してなる発光素子アレイ４００と、上記
発光素子からの光束を像担持体６００上に光スポットと
して結像させるための複数のロッドレンズを配列してな
るロッドレンズアレイ５００とからなる光プリントヘッ
ドにおいて、上記発光素子アレイ４００と上記像担持体
６００の間の距離が上記ロッドレンズの共役長ＴＣより
短くすることにより、ロッドレンズアレイ５００の諸元
が予め決まっている場合において、ビームスポット径の
小径化を図ることができ、かつビームウエスト位置を像
担持体６００近傍にすることができ、高解像度な光プリ
ントヘッドを提供できる。
発光素子を配列してなる発光素子アレイ４００と、上記
発光素子からの光束を像担持体６００上に光スポットと
して結像させるための複数のロッドレンズを配列してな
るロッドレンズアレイ５００とからなる光プリントヘッ
ドにおいて、上記発光素子アレイ４００と上記像担持体
６００の間の距離が上記ロッドレンズの共役長ＴＣより
短くすることにより、ロッドレンズアレイ５００の諸元
が予め決まっている場合において、ビームスポット径の
小径化を図ることができ、かつビームウエスト位置を像
担持体６００近傍にすることができ、高解像度な光プリ
ントヘッドを提供できる。
【００３１】以上説明した本発明にかかる光プリントヘ
ッドの実施の形態においては、いずれの実施の形態にお
いても発光素子アレイとロッドレンズアレイの間の距離
（物体側作動距離）とロッドレンズアレイと像担持体の
間の距離（像側作動距離）を等しくしている。ロッドレ
ンズアレイでは、物体側作動距離と像側作動距離が異な
るとＭＴＦが劣化する。すなわちビームスポット径を絞
ることができない。また、いずれの実施の形態において
も、光書込ユニットを構成するものとして発光素子アレ
イにＬＥＤアレイを用いているが、必ずしもこれに限定
されるものではない。発光素子アレイとしては、ＬＥＤ
アレイの他に、有機ＥＬ素子を用いたＥＬアレイ等があ
り、一列もしくは複数列に配列することができる。さら
に、タイプの違うものとして、ハロゲン光源とその前方
に各画素毎に開閉制御できるシャッタアレイを配置した
光シャッタアレイを発光素子アレイとして用いることも
できる。
ッドの実施の形態においては、いずれの実施の形態にお
いても発光素子アレイとロッドレンズアレイの間の距離
（物体側作動距離）とロッドレンズアレイと像担持体の
間の距離（像側作動距離）を等しくしている。ロッドレ
ンズアレイでは、物体側作動距離と像側作動距離が異な
るとＭＴＦが劣化する。すなわちビームスポット径を絞
ることができない。また、いずれの実施の形態において
も、光書込ユニットを構成するものとして発光素子アレ
イにＬＥＤアレイを用いているが、必ずしもこれに限定
されるものではない。発光素子アレイとしては、ＬＥＤ
アレイの他に、有機ＥＬ素子を用いたＥＬアレイ等があ
り、一列もしくは複数列に配列することができる。さら
に、タイプの違うものとして、ハロゲン光源とその前方
に各画素毎に開閉制御できるシャッタアレイを配置した
光シャッタアレイを発光素子アレイとして用いることも
できる。
【００３２】図１３は、これまで説明してきた本発明に
かかる光プリントヘッドを用いた画像形成装置の実施の
形態を示す。図１３において、画像形成装置は、像担持
体としての感光体ドラム２８の周囲に配置された、帯電
ユニット２０、露光ユニット２１、現像ユニット２２、
転写ユニット２３、クリーナユニット２５、除電ユニッ
ト２６、及び定着ユニット２４を有してなる。画像形成
装置による画像形成は、以下の通りである。先ず、帯電
ユニット２０により感光体ドラム２８を一様に帯電し、
露光ユニット２１からの光スポットを感光体ドラム２８
上に照射することにより感光体ドラム２８上に静電潜像
を形成し、現像ユニット２２により感光体ドラム２８上
の静電潜像にトナーを付着させてトナー像をつくる。次
に、感光体ドラム２８上のトナー像を転写ユニット２３
により記録紙２７に転写し、定着ユニット２４により記
録紙２７に融解固着する。クリーナユニット２５により
感光体ドラム２８上の残留トナーは除去され、除電ユニ
ット２６により感光体ドラム２８を除電する。露光ユニ
ット２１に、前述の光プリントヘッドが適用される。
かかる光プリントヘッドを用いた画像形成装置の実施の
形態を示す。図１３において、画像形成装置は、像担持
体としての感光体ドラム２８の周囲に配置された、帯電
ユニット２０、露光ユニット２１、現像ユニット２２、
転写ユニット２３、クリーナユニット２５、除電ユニッ
ト２６、及び定着ユニット２４を有してなる。画像形成
装置による画像形成は、以下の通りである。先ず、帯電
ユニット２０により感光体ドラム２８を一様に帯電し、
露光ユニット２１からの光スポットを感光体ドラム２８
上に照射することにより感光体ドラム２８上に静電潜像
を形成し、現像ユニット２２により感光体ドラム２８上
の静電潜像にトナーを付着させてトナー像をつくる。次
に、感光体ドラム２８上のトナー像を転写ユニット２３
により記録紙２７に転写し、定着ユニット２４により記
録紙２７に融解固着する。クリーナユニット２５により
感光体ドラム２８上の残留トナーは除去され、除電ユニ
ット２６により感光体ドラム２８を除電する。露光ユニ
ット２１に、前述の光プリントヘッドが適用される。
【００３３】図１４は、本発明にかかる画像形成装置の
別の実施の形態を示した構成図であり、高速のカラー画
像出力に有利なタンデム型画像形成装置を示す。タンデ
ム型画像形成装置は、給紙カセット１、搬送ベルト２、
除電ユニット９、クリーニングユニット１０、定着ユニ
ット１１、排紙ローラ１２とを有してなる。搬送ベルト
２の上方には、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、
シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の感光体３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが搬送ベルト２の移動方向の上流側か
ら順に等間隔に配設されている。感光体３Ｙの周囲に
は、帯電ユニット４Ｙ、露光ユニット５Ｙ、現像ユニッ
ト６Ｙ、転写ユニット７Ｙ等の電子写真プロセスに従う
プロセス部材が順に配設されており、他の感光体３Ｍ、
３Ｃ、３Ｋについても同様である。また、搬送ベルト２
の周囲には、感光体３Ｋよりも下流側に位置させて、除
電ユニット９、クリーニングユニット１０等を設けてお
り、除電ユニット９の搬送方向下流側には定着ユニット
１１が設けられ、排紙ローラ１２を介して図示しない排
紙トレイに結ばれる。このようなタンデム型画像形成装
置において、例えば複数色モード選択時であれば、各感
光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに対して、対応する色の画
像信号に応じて各々の露光ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、
５Ｋの露光により、各々の感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３
Ｋ上に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々
の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送
ベルト２上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上
に順次転写されることにより、重ね合わせられる。そし
て、カラー画像として定着され、排紙される。また、単
色モード選択時であれば、ある色Ｓ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの
いずれか）として、他の色の感光体及びプロセス部材は
非動作状態となる。ここで、感光体３Ｓに対してのみ、
露光ユニット５Ｓの露光により静電潜像が形成され、あ
る色Ｓのトナーで現像されてトナー像となり、搬送ベル
ト２上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上に転
写されることにより、単色画像として定着され、排紙さ
れる。
別の実施の形態を示した構成図であり、高速のカラー画
像出力に有利なタンデム型画像形成装置を示す。タンデ
ム型画像形成装置は、給紙カセット１、搬送ベルト２、
除電ユニット９、クリーニングユニット１０、定着ユニ
ット１１、排紙ローラ１２とを有してなる。搬送ベルト
２の上方には、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、
シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の感光体３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが搬送ベルト２の移動方向の上流側か
ら順に等間隔に配設されている。感光体３Ｙの周囲に
は、帯電ユニット４Ｙ、露光ユニット５Ｙ、現像ユニッ
ト６Ｙ、転写ユニット７Ｙ等の電子写真プロセスに従う
プロセス部材が順に配設されており、他の感光体３Ｍ、
３Ｃ、３Ｋについても同様である。また、搬送ベルト２
の周囲には、感光体３Ｋよりも下流側に位置させて、除
電ユニット９、クリーニングユニット１０等を設けてお
り、除電ユニット９の搬送方向下流側には定着ユニット
１１が設けられ、排紙ローラ１２を介して図示しない排
紙トレイに結ばれる。このようなタンデム型画像形成装
置において、例えば複数色モード選択時であれば、各感
光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに対して、対応する色の画
像信号に応じて各々の露光ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、
５Ｋの露光により、各々の感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３
Ｋ上に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々
の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送
ベルト２上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上
に順次転写されることにより、重ね合わせられる。そし
て、カラー画像として定着され、排紙される。また、単
色モード選択時であれば、ある色Ｓ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの
いずれか）として、他の色の感光体及びプロセス部材は
非動作状態となる。ここで、感光体３Ｓに対してのみ、
露光ユニット５Ｓの露光により静電潜像が形成され、あ
る色Ｓのトナーで現像されてトナー像となり、搬送ベル
ト２上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上に転
写されることにより、単色画像として定着され、排紙さ
れる。
【００３４】図１３の画像形成装置における露光ユニッ
ト２１、あるいは図１４のタンデム型画像形成装置にお
ける露光ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに、前記の本
発明にかかる光プリントヘッドを適用すると、感光体ド
ラム２８、あるいは３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に照射す
るビームスポット径の小径化を図ることができ、かつビ
ームウエスト位置を感光体ドラム２８、あるいは３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ近傍にすることができるので、感光体
ドラム２８、あるいは３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に形成
される静電潜像の解像度を向上でき、解像度の高い画像
を出力することができる画像形成装置、及びタンデム型
画像形成装置を得ることができる。
ト２１、あるいは図１４のタンデム型画像形成装置にお
ける露光ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに、前記の本
発明にかかる光プリントヘッドを適用すると、感光体ド
ラム２８、あるいは３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に照射す
るビームスポット径の小径化を図ることができ、かつビ
ームウエスト位置を感光体ドラム２８、あるいは３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ近傍にすることができるので、感光体
ドラム２８、あるいは３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に形成
される静電潜像の解像度を向上でき、解像度の高い画像
を出力することができる画像形成装置、及びタンデム型
画像形成装置を得ることができる。
【００３５】図１３に示す実施の形態によれば、露光ユ
ニット２１を有する画像形成装置において、上記露光ユ
ニット２１に前述した本発明にかかる光プリントヘッド
を用い像担持体（感光体ドラム２８）に静電潜像を形成
するようにしたことで、高解像度の画像を出力できる画
像形成装置が得られる。
ニット２１を有する画像形成装置において、上記露光ユ
ニット２１に前述した本発明にかかる光プリントヘッド
を用い像担持体（感光体ドラム２８）に静電潜像を形成
するようにしたことで、高解像度の画像を出力できる画
像形成装置が得られる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数の発
光素子を配列してなる発光素子アレイと、上記発光素子
からの光束を像担持体上に光スポットとして結像させる
ための複数のロッドレンズを配列してなるロッドレンズ
アレイとからなる光プリントヘッドにおいて、上記ロッ
ドレンズの共役長が、等倍結像が得られる上記発光素子
アレイと上記像担持体の間の距離より長くしたことによ
り、ビームスポット径の小型化、及びビームウエスト位
置を像担持体近傍にすることができ、高解像度な光プリ
ントヘッドが得られる。
光素子を配列してなる発光素子アレイと、上記発光素子
からの光束を像担持体上に光スポットとして結像させる
ための複数のロッドレンズを配列してなるロッドレンズ
アレイとからなる光プリントヘッドにおいて、上記ロッ
ドレンズの共役長が、等倍結像が得られる上記発光素子
アレイと上記像担持体の間の距離より長くしたことによ
り、ビームスポット径の小型化、及びビームウエスト位
置を像担持体近傍にすることができ、高解像度な光プリ
ントヘッドが得られる。
【００３７】請求項５記載の発明によれば、複数の発光
素子を配列してなる発光素子アレイと、上記発光素子か
らの光束を像担持体上に光スポットとして結像させるた
めの複数のロッドレンズを配列してなるロッドレンズア
レイとからなる光プリントヘッドにおいて、上記発光素
子アレイと上記像担持体の間の距離が上記ロッドレンズ
の共役長より短くしたことにより、ビームスポット径の
小型化、及びビームウエスト位置を像担持体近傍にする
ことができ、高解像度な光プリントヘッドが得られる。
素子を配列してなる発光素子アレイと、上記発光素子か
らの光束を像担持体上に光スポットとして結像させるた
めの複数のロッドレンズを配列してなるロッドレンズア
レイとからなる光プリントヘッドにおいて、上記発光素
子アレイと上記像担持体の間の距離が上記ロッドレンズ
の共役長より短くしたことにより、ビームスポット径の
小型化、及びビームウエスト位置を像担持体近傍にする
ことができ、高解像度な光プリントヘッドが得られる。
【００３８】請求項７記載の発明によれば、露光ユニッ
トを有する画像形成装置において、上記露光ユニットに
請求項１乃至６のいずれかに記載の光プリントヘッドを
用い像担持体に静電潜像を形成するようにしたことによ
り、高解像度な画像が出力できる画像形成装置が得られ
る。
トを有する画像形成装置において、上記露光ユニットに
請求項１乃至６のいずれかに記載の光プリントヘッドを
用い像担持体に静電潜像を形成するようにしたことによ
り、高解像度な画像が出力できる画像形成装置が得られ
る。
【図１】本発明にかかる光プリントヘッドの実施の形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】上記光プリントヘッドで使用する発光ダイオー
ドアレイと発光ダイオードアレイチップの例を示すもの
で、（ａ）は発光ダイオードアレイの正面図、（ｂ）は
発光ダイオードアレイの断面図、及び（ｃ）は発光ダイ
オードアレイチップの正面図である。
ドアレイと発光ダイオードアレイチップの例を示すもの
で、（ａ）は発光ダイオードアレイの正面図、（ｂ）は
発光ダイオードアレイの断面図、及び（ｃ）は発光ダイ
オードアレイチップの正面図である。
【図３】上記光プリントヘッドで使用するロッドレンズ
アレイの例を示すもので、（ａ）はロッドレンズを１列
に配列した場合、（ｂ）はロッドレンズを２列に俵積み
した場合の正面図である。
アレイの例を示すもので、（ａ）はロッドレンズを１列
に配列した場合、（ｂ）はロッドレンズを２列に俵積み
した場合の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるデフォーカスに対
するビームスポット径の光学シミュレーション結果を示
す図である。
するビームスポット径の光学シミュレーション結果を示
す図である。
【図５】本発明の実施の形態との比較例におけるデフォ
ーカスに対するビームスポット径の光学シミュレーショ
ン結果を示す図である。
ーカスに対するビームスポット径の光学シミュレーショ
ン結果を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるロッドレンズアレ
イに対する光源位置を示すためのロッドレンズアレイの
例の正面図である。
イに対する光源位置を示すためのロッドレンズアレイの
例の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態による屈折率分布定数に対
するビームスポット径の光学シミュレーション結果を示
す図である。
するビームスポット径の光学シミュレーション結果を示
す図である。
【図８】本発明の別の実施の形態によるデフォーカスに
対するビームスポット径の光学シミュレーション結果を
示す図である。
対するビームスポット径の光学シミュレーション結果を
示す図である。
【図９】本発明の別の実施の形態によるレンズ長に対す
るビームスポット径の光学シミュレーション結果を示す
図である。
るビームスポット径の光学シミュレーション結果を示す
図である。
【図１０】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別
の実施の形態を示す断面図である。
の実施の形態を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施の形態によるデフォ
ーカスに対するビームスポット径の光学シミュレーショ
ン結果を示す図である。
ーカスに対するビームスポット径の光学シミュレーショ
ン結果を示す図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施の形態による発光素
子アレイと像担持体の間の距離に対するビームスポット
径の光学シミュレーション結果を示す図である。
子アレイと像担持体の間の距離に対するビームスポット
径の光学シミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１４】本発明にかかるタンデム型画像形成装置の実
施の形態を示す構成図である。
施の形態を示す構成図である。
【図１５】従来の光プリントヘッドの実施の形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図１６】光プリントヘッドの実施の形態を示す断面図
である。
である。
【図１７】ロッドレンズの屈折率分布の例を示した図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １００，４００ 発光素子アレイ ２００，５００ ロッドレンズアレイ ３００，６００ 像担持体 １１０ 基板 １２０ コネクタ部 １３０ ドライバＩＣ １４０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ １５０ 発光ダイオード（ＬＥＤ） ２１０ ロッドレンズ ２２０ 側板 ２３０ 接着部材 ２０ 帯電ユニット ２１ 露光ユニット ２２ 現像ユニット ２３ 転写ユニット ２４ 定着ユニット ２５ クリーナユニット ２６ 除電ユニット ２７ 記録紙 ２８ 感光体
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の発光素子を配列してなる発光素子
アレイと、 上記発光素子からの光束を像担持体上に光スポットとし
て結像させるための複数のロッドレンズを配列してなる
ロッドレンズアレイとからなる光プリントヘッドにおい
て、 上記ロッドレンズの共役長が、等倍結像が得られる上記
発光素子アレイと上記像担持体の間の距離より長いこと
を特徴とする光プリントヘッド。 - 【請求項２】 ロッドレンズの共役長ＴＣと、発光素子
アレイと像担持体の間の距離において等倍結像が得られ
るロッドレンズの共役長ＴＣ′との間に、 ＴＣ／ＴＣ′≧１．０２ なる関係が成り立つ請求項１記載の光プリントヘッド。 - 【請求項３】 ロッドレンズの共役長を長くするため
に、屈折率分布定数を変化させた請求項１または２記載
の光プリントヘッド。 - 【請求項４】 ロッドレンズの共役長を長くするため
に、上記ロッドレンズのレンズ長を変化させた請求項１
または２記載の光プリントヘッド。 - 【請求項５】 複数の発光素子を配列してなる発光素子
アレイと、 上記発光素子からの光束を像担持体上に光スポットとし
て結像させるための複数のロッドレンズを配列してなる
ロッドレンズアレイとからなる光プリントヘッドにおい
て、 上記発光素子アレイと上記像担持体の間の距離が上記ロ
ッドレンズの共役長より短いことを特徴とする光プリン
トヘッド。 - 【請求項６】 発光素子アレイと像担持体の間の距離Ｘ
と、ロッドレンズの共役長ＴＣとの間に、 Ｘ／ＴＣ≦０．９８ なる関係が成り立つ請求項５記載の光プリントヘッド。 - 【請求項７】 露光ユニットを有する画像形成装置にお
いて、 上記露光ユニットに請求項１乃至６のいずれかに記載の
光プリントヘッドを用い像担持体に静電潜像を形成する
ことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348074A JP2002144626A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 光プリントヘッド及び画像形成装置 |
| US09/987,553 US6717606B2 (en) | 2000-11-15 | 2001-11-15 | Optical print head and image forming apparatus using a rod lens with a predetermined conjugate length |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348074A JP2002144626A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 光プリントヘッド及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002144626A true JP2002144626A (ja) | 2002-05-22 |
Family
ID=18821713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000348074A Pending JP2002144626A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 光プリントヘッド及び画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6717606B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002144626A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017128045A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社沖データ | 露光装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置 |
| JP2017128084A (ja) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 株式会社沖データ | 露光装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置 |
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| EP1324156A1 (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-02 | Seiko Epson Corporation | Image forming apparatus with an organic electrolumluminescent array exposure head |
| CN100334504C (zh) * | 2003-02-28 | 2007-08-29 | 罗姆股份有限公司 | 图像形成装置 |
| US7804513B2 (en) * | 2003-11-05 | 2010-09-28 | Ricoh Company, Ltd. | Optical writing unit, image forming apparatus, process cartridge, and method of adjusting light intensity |
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| JP2006218848A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-08-24 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、画像印刷装置方法および電気光学装置の製造方法 |
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| JP5181552B2 (ja) * | 2007-07-04 | 2013-04-10 | 株式会社リコー | 回折光学素子および光ビーム検出手段および光走査装置および画像形成装置 |
| JP2009020203A (ja) | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
| JP5151443B2 (ja) * | 2007-12-13 | 2013-02-27 | 株式会社リコー | 光走査装置および光走査方法および画像形成装置 |
| JP5262496B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2013-08-14 | 株式会社リコー | トナー濃度検出方法および反射型光学センサ装置および画像形成装置 |
| JP5316003B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2013-10-16 | 株式会社リコー | トナー位置検出方法および反射型光学センサおよび画像形成装置 |
| JP5531458B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2014-06-25 | 株式会社リコー | 速度検出装置及び多色画像形成装置 |
| JP4702436B2 (ja) * | 2008-11-19 | 2011-06-15 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | 画像形成装置 |
| JP5413579B2 (ja) * | 2009-04-20 | 2014-02-12 | 株式会社リコー | 画像形成装置及びトナー濃度検出方法 |
| JP5477551B2 (ja) | 2009-08-20 | 2014-04-23 | 株式会社リコー | 反射型光学センサ及び画像形成装置 |
| JP5477556B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2014-04-23 | 株式会社リコー | 反射型光学センサ及び画像形成装置 |
| JP2013190593A (ja) | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
| WO2020242501A1 (en) | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Focus adjustment in print apparatus |
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| JPS54124747A (en) * | 1978-03-20 | 1979-09-27 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JP2854537B2 (ja) * | 1995-03-29 | 1999-02-03 | 双葉電子工業株式会社 | 感光記録装置 |
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-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000348074A patent/JP2002144626A/ja active Pending
-
2001
- 2001-11-15 US US09/987,553 patent/US6717606B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2017128045A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社沖データ | 露光装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置 |
| JP2017128084A (ja) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 株式会社沖データ | 露光装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置 |
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|---|---|
| US6717606B2 (en) | 2004-04-06 |
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