JP2006256201A - 書込ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の伝達効率を向上させると共に、発光出力の調整を容易にし、光スポットばらつきが小さく、光スポット位置精度が高く、フレア光を発生させない。
【解決手段】光書込ユニットは、複数の発光素子が配列されたＬＥＤアレイ１と、各ＬＥＤに対応して形成された液体マイクロレンズアレイ２から構成する。液体マイクロレンズのレンズ位置、焦点距離を調整することにより、光スポットのばらつきを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル書き込み光学系、特に固体光書き込み方式に関し、例えばデジタル複写機、プリンタ、デジタルＦＡＸなどのデジタル出力機器に好適な技術に関する。

近年、デジタル複写機、プリンタ、デジタルファクシミリなどのデジタル画像出力機器の小型化に伴い、デジタル書き込みを行うための光書き込みユニットの小型化が要求されている。デジタル書き込み方式として、現在では大きく分けて２種類に分類することができる。その一つは、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であり、もう一つは、ＬＥＤ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、光学素子アレイによって光スポットを形成する固体書き込み方式である。

上記光走査方式は光偏向器によって光を走査するため、光路長が大きくなってしまうのに対し、上記固体光書き込み方式は光路長を非常に短くすることが可能であるため、光書き込みユニットをコンパクトに構成することができるというメリットがある。また、光偏向器のような可動部品を用いないので、騒音を抑えることができる（低騒音）というメリットがある。

まず、従来の一般的な固体光書込方式の光書込ユニットについて説明する。固体光書込方式の光書込ユニットは、複数の発光素子からなる発光素子アレイと、複数の結像素子からなる結像素子アレイとから構成される。ロッドレンズアレイを用いた光書込ユニットの例を図１１に示す。

発光素子アレイとしては、一般的に発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を所定の配列ピッチで配列したＬＥＤアレイが用いられている。

発光素子アレイは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイからなる。ＬＥＤアレイは、基板上に数十〜百程度の発光ダイオードアレイチップが実装されており、各発光ダイオードアレイチップ上には、発光ダイオード（ＬＥＤ）が数十〜数百個程度、所定間隔に配列されている。このとき、隣り合う発光ダイオードアレイチップは、その端部同士の発光ダイオードの間隔が、前記所定間隔になるように、基板上に実装されている（図１２）。

また、固体光書込方式の光書込ユニットに用いられる結像素子アレイとしては、屈折率分布型のロッドレンズを複数個束ねたロッドレンズアレイが一般的に用いられている。図１３に示すように、二列に俵積みに束ねられ、周囲を側板によって保持されている。ロッドレンズ間には不透明部材が充填され固化される。

その他の結像素子アレイとしては、図１４に示すように、入射側レンズ面、出射側レンズ面、およびルーフプリズムが一体的に形成されたルーフプリズムレンズアレイ（ＲＰＬＡ）などが提案されている。またレンズ間にゴースト光となる光を遮るための光遮光部材を備えることもできる。

上述のようなロッドレンズアレイやルーフプリズムレンズアレイといった結像素子アレイを用いた固体光書込方式の光書込ユニットでは、個々の発光素子から放出される発光量のうち、数％（約１〜５％）程度の光量しか像担持体上に伝達することができていない。そのため、伝達される光量を増加させるためには、発光素子そのものの発光量を、注入電流を増加させる等の手段により、高める必要がある。しかし、それは消費電力の増加につながるため、発光量を変えずに像担持体上に伝達される光量を増やすことが望まれており、すなわち、光学系の光伝達効率を向上させることが必要である。

光学系の光伝達効率を向上させる手段として、
１）より明るい結像素子アレイを用いる。
２）結像素子アレイをなくし、発光素子からの放出される光束をマイクロレンズを用いて直接像担持体上に光スポットを形成する。
などが挙げられる。
１）については、例えばロッドレンズアレイの開口数を向上させるといった手段があるが、良好な画像を得るために均一な光スポット特性も合わせて確保する必要があり、そのようなロッドレンズアレイを加工することは難しい現状にある。
２）については、例えば特許文献１、２に示されるように、発光素子と１対１となるようにマイクロレンズや導波構造を設け、結像素子アレイを介さずに像担持体上に光スポットを形成する方式がある。

特開平９−１８７９９１号公報 特開平１０−１８１０８９号公報 特開平２−６２２５７号公報 特開平４−３０５６６７号公報 特開２００２−１２７４９２号公報

上記した特許文献１においては、結像光学系がマイクロレンズであることから、発光ダイオードが均一な発光パターンで製作できたとすると、感光体上の光スポットは個々のマイクロレンズの形状精度に大きく依存する。そのため、個々のマイクロレンズアレイの形状ばらつきがそのまま像担持体上の光スポットのばらつきとして現れてしまい、良好な画像が得られないという課題がある。

また、特許文献２においては、発光素子からの出射光は導光路によって導かれ、レンズによって結像され感光体上に光スポットを形成している。導光路によってフレア光の発生は低減されているものの、結像性能は導波路構造体に設けられたレンズの形状精度に大きく依存する。そのため、個々のレンズの形状ばらつきがそのまま像担持体上の光スポットばらつきとして現れてしまい、良好な画像が得られないという課題がある。また、導波構造体をエッチングし、さらにレンズ部分をフォトリソグラフィー及びエッチングで製作しており、工程が複雑であるという課題もある。

いずれにおいても、マイクロレンズに結像機能を持たせているため、個々のマイクロレンズの形状精度が、像担持体上の光スポットばらつきとして現れる。そのため、均一なマイクロレンズを作製する必要があり、良好な画像を得ることは難しい現状にある。

固体光書込方式の光書込ユニットを用いた画像形成装置における画像上の問題点として濃度ムラが発生しやすいことが一般に知られている。これは多数の発光素子と多数の結像素子を用いているために、各々の発光素子のばらつき（発光出力や発光素子位置など）や各々の結像素子のばらつき（素子形状など）に起因するものであって、光書込ユニットから発する光スポットにばらつきを生じ、それが画像形成装置によって出力される画像上における濃度ムラとして発生してしまう。

そこで、良好な画像を得るために、これら光スポットのばらつきを低減しようと、発光素子の発光出力を調整する補正手法が提案されており、例えば像担持体へ照射する光スポットの出力を一定とする光量一定補正（例えば、特許文献３を参照）や、像担持体へ照射した光スポットの径を一定とするスポット径一定補正（例えば、特許文献４を参照）などがある。これらは通常のパッシブな結像素子では、製造後のばらつきは変化できないのに対し、唯一アクティブに変化できる発光素子の発光出力を用いて調整しようとするものである（もちろん発光素子位置は変化できない）。そのため、発光出力を調整する補正手法は上記以外にも複雑な補正手法がいくつも提案されている（例えば、特許文献５を参照）。また、サイズという観点から見ると、より小型な光書込ユニットが望まれており、ロッドレンズアレイのような結像素子アレイをなくすことが求められている。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、光学系の伝達効率を向上させることができるとともに、小型な光書込ユニットを実現し、発光出力の調整を容易とする光書込ユニットを提供することにある。

さらに、本発明の目的は、光スポットばらつきの小さい、光スポット位置精度の高い、フレア光を発生させない光書込ユニットを実現し、上記光書込ユニットを用いることにより、より高速な、より低消費電力であるとともに、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、複数の発光素子が配列された発光素子アレイと、各々の発光素子に１対１対応して形成されたマイクロレンズアレイとを有する光書込ユニットにおいて、上記マイクロレンズアレイは各レンズのレンズ位置および焦点距離が調整可能な液体マイクロレンズアレイであることを最も主要な特徴とする。

請求項１の光書込ユニットにおいては、各レンズのレンズ位置および焦点距離が調整可能な液体マイクロレンズアレイを用いており、共役長の長い結像素子アレイを用いていないので、伝達効率を向上させ、小型な光書込ユニットが実現できる。さらに、個々のマイクロレンズのレンズ位置および焦点距離が調整ができるので、光スポットばらつきが小さく、光スポット位置精度の高い光書込ユニットが実現できる。

請求項２の光書込ユニットにおいては、各発光素子の発光出力が略同一となるように発光素子を駆動すればよいので、複雑な光量調整方法を必要とすることなく、簡便に光量調整を行うことができる光書込ユニットが実現できる。

請求項３の光書込ユニットにおいては、液体マイクロレンズアレイの各レンズのレンズ位置調整により、各発光素子に対応する光スポットの間隔が略同一となるように調整されているので、発光素子位置の製造誤差を補正して、高い光スポット位置精度を確保することができる光書込ユニットを実現できる。

請求項４の光書込ユニットにおいては、発光素子アレイチップが複数配列した発光素子アレイに対して、より効果的に適用できるので、発光素子アレイチップの実装誤差を補正して、高い光スポット位置精度を確保することができる光書込ユニットを実現できる。

請求項５の光書込ユニットにおいて、液体マイクロレンズアレイの各レンズの焦点距離調整により、各発光素子に対応する光スポットの所定の閾値における特性値が略同一となるように調整されているので、液体マイクロレンズアレイの製造誤差、特に小滴の体積誤差を補正して、光スポットばらつきを低減することができる光書込ユニットを実現できる。

請求項６の光書込ユニットにおいて、発光素子アレイと、前記液体マイクロレンズアレイとの間に、発光素子に１対１対応して配置する液体マイクロレンズ以外のレンズへ入射する光束を低減するための遮光部材を備えることによって、フレア光を低減した光書込ユニットを実現できる。

請求項７の画像形成装置において、請求項１〜６記載の光書込ユニットを露光ユニットとして用いているので、より高速な印字出力が可能な画像形成装置を実現できる。また従来と同一の印字出力可能な画像形成装置に適用した場合には、より低消費電力な画像形成装置を実現できる。

さらに、光スポットばらつきを低減し、高い光スポット位置精度を持つ露光ユニットを適用することにより、良好な画像、特に濃度ムラを低減できる画像を得ることができる画像形成装置を実現できる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光書込ユニットを示す。図１は、発光素子をＬＥＤとした複数の発光素子が配列されたＬＥＤアレイ１と、各々のＬＥＤに１対１に対応して形成された液体マイクロレンズアレイ２から構成される光書込ユニットを配列方向から見た様子である（ユニットの筐体は図示していない）。

ここで、配列方向とはＬＥＤアレイが配列される方向であり、それに直交する方向を配列直交方向とする。なお、画像形成装置において像担持体（感光体６）が回転する方向が配列直交方向である。

図２は、実施例１の光書込ユニットを配列直交方向断面で見た様子であり、ＬＥＤアレイ１と液体マイクロレンズアレイ２は各々それらの保持部材（ＬＥＤアレイ保持部材３、レンズ保持部材４）によって保持され、光書込ユニットの筐体を構成している。ＬＥＤアレイ１はＬＥＤアレイ基板５上に実装されている。なお、ここに示す保持部材は一例であって、筐体の構造は既知の種々の構成を用いることができ、本発明に影響を与えるものではない。

ここで液体マイクロレンズアレイについて説明する。液体マイクロレンズは例えば特開２００３−５０３０３号公報に示されるような液体マイクロレンズ（図３に示す）をアレイ状に形成したものである。

図３を用いて、液体マイクロレンズの構成および動作について説明する。まず、図３（ａ）よりその構成について説明する。液体マイクロレンズは、透明な絶縁層と、その表面上に配置された透明な流体からなる小滴と、小滴から絶縁層により絶縁された複数の電極と、さらには絶縁層と電極を支持する透明基板を有している。また図３（ｂ）は複数の電極の構成を示す上面図である。各電極（電圧Ｖ１〜Ｖ４）と、小滴に接続された小滴電極（電圧Ｖ０）は結合され、これらＶ０〜Ｖ４の電圧差によって、液体マイクロレンズを動作させる。

次にその動作について説明する。小滴と絶縁層がなす接触角θ１は、小滴と絶縁層と空気との相互の界面張力から決定される。そして小滴と電極との間に電圧差が存在しない場合（Ｖ０＝Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４）には、小滴は、小滴の体積（Ｖｏｌ）と接触角θ１により規定される形状（実線で示される）が維持され、小滴の曲率半径Ｒ１が定まる。また、小滴は電極に対し中心に存在する（図３（ｂ）の実線の位置）。

次に、小滴に対して４つの電極に等しい電圧Ｖが加えられた（すなわちＶ０≠Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４）場合には、点線で示される接触角θ２で規定される形状に変化し、接触角はθ１からθ２に減少する。小滴の体積（Ｖｏｌ）は変化していないので、接触角θ２で規定される形状との関係から、小滴の曲率半径Ｒ２が定まる。このとき、電圧Ｖに対して接触角は可逆的に変化し、すなわち曲率半径も可逆的に決定できる。このとき、小滴は電極に対し中心に存在したままである（図３（ｂ）の点線の位置）。

このように、液体マイクロレンズは小滴に対して電極に電圧Ｖをかけることによって、曲率半径Ｒを調整することができる、すなわち焦点距離が調整可能である。

続いて、小滴の位置を移動させる動作について説明する。４つの電極に選択的に電圧をかけることにより、小滴の位置を変化させることができる。例えば、Ｖ１とＶ３をＶ０と等しくし、Ｖ２をＶ４より大きくすることにより、小滴はより高い電圧の方向に引かれて、図３（ｃ）に示す矢印の方向に移動する。このように、液体マイクロレンズは電極に選択的に電圧をかけることによって、レンズ位置、すなわち焦点位置が調整可能である。言うまでもないが、これは液体マイクロレンズの１つの構成例であって、これに限定されるものではない。

本発明では、このような個々の液体マイクロレンズをアレイ状に構成した液体マイクロレンズアレイを用いるものである。図２に示すような光書込ユニットでは、従来のロッドレンズアレイを用いた光書込ユニットに比べて、より小型な光書込ユニットを構成することができる。また各々の液体マイクロレンズの形状は可変であることから、製造誤差等によるマイクロレンズ形状を補正することができる。一方で補正することを前提にして、マイクロレンズの製造精度を落として安価な製法を用いることも可能である。

本発明では、各々のマイクロレンズの製造誤差等によって発生する光スポットばらつきは、形状を可変にできるアクティブな液体マイクロレンズを用いることによって補正することが可能であるので、発光素子の発光出力は最も容易な調整方法を採用することができる。すなわち、発光素子の発光出力のばらつきをなくすように、略同一となるように駆動すればよい。ＬＥＤを例にとれば、ＬＥＤの発光出力はＬＥＤの駆動方法に応じて、ＬＥＤに注入する電流値や、印加する電圧値、抵抗値、発光時間などのパラメータによって制御されており、ＬＥＤの発光出力が略同一となるように駆動制御できる。

発光出力の測定は、マイクロレンズを透過させず、発光素子のみの状態で行うこともできるし、より正確には、マイクロレンズを透過させて、光書込ユニットの状態で測定することが望ましい。

図４は、光スポットの間隔が略同一となるように調整する例を説明する図である。図４（ａ）には、所定間隔Ｐで配列された発光素子と、同じ所定間隔Ｐで配列された液体マイクロレンズと、液体マイクロレンズで結像された光スポットを模式的に示している。像担持体上に形成される光スポットの間隔が所定間隔Ｐから大きくずれると、そこで濃度ムラが発生してしまうため、光スポット間隔は適正な範囲にあることが必要であり、それらは画像形成装置の条件（書込密度やプロセス条件）にも依存するが、所定間隔Ｐの２０％以下である。より望ましくは１０％以下である。

ここで所定間隔とは、６００ｄｐｉの書込密度を持つ場合にはＰ＝４２．３μｍ、１２００ｄｐｉの書込密度を持つ場合にはＰ＝２１．２μｍ程度である。

図４（ａ）では発光素子位置、液体マイクロレンズ位置とも製造誤差のない理想的な状態を示しており、光スポット間隔は所定間隔Ｐである。

しかしながら、発光素子位置に誤差が生じた場合には、光スポット間隔はＰからずれてくる。図４（ｂ）で説明する。例として、発光素子Ｍの位置が図示するように左側、発光素子Ｎの位置が右側にずれたとする。すなわち、発光素子間隔はＰａ＜Ｐ、Ｐｂ＞Ｐとなる。

このとき、光スポットの位置は光学系の横倍率を考慮した分だけずれることになり、発光素子Ｍ、Ｎに対応する光スポット間隔はＰＡ＞Ｐ、ＰＢ＜Ｐとなる。本発明の液体マイクロレンズは前述したようにレンズ位置を変化、すなわち焦点位置を変化させることができる。これを利用して、レンズＭ、レンズＮを図４（ｃ）の矢印が示す方向に移動させることによって、発光素子Ｍ、Ｎに対応する光スポット間隔を所定間隔Ｐとすることができる。

図５は、チップ間の繋ぎ目の光スポット間隔が略同一となるように調整する例を説明する図である。図５では、図１２に示す発光ダイオード（ＬＥＤ）に代表される発光素子アレイチップが基板上に複数配列されて、発光素子アレイを構成するような場合について示している。

以下、ＬＥＤを例に挙げて説明する。ＬＥＤアレイチップは半導体ウェハ上に半導体プロセスを用いて製作されており、一般にＬＥＤアレイチップ上のＬＥＤは実使用上無視できるような高い位置精度で配置されている。ＬＥＤアレイはＬＥＤアレイチップを基板上に複数配置して形成されるが、この際にはダイボンダと呼ばれる製造装置などを用いてＬＥＤアレイチップを実装している。この実装において、１μｍ〜１０μｍ程度の実装誤差が発生してしまう。１μｍ程度の実装誤差であれば、一般に画像に対する影響は見られないが、４〜５μｍともなると、画像上に濃度ムラ、縦筋といった悪影響を及ぼす。

図５（ａ）ではＬＥＤアレイチップ位置が実装誤差なく、理想的な状態を示しており、光スポット間隔は所定間隔Ｐである。しかしながら、上述したように、発光素子アレイチップの実装誤差が生じた場合には、光スポット間隔はＰからずれてくる。図５（ｂ）で説明する。例として発光素子アレイチップＮが図示するように右側にずれたとする。すなわち、発光素子アレイチップＭと発光素子アレイチップＮの繋ぎ目の発光素子間隔はＰｂ＞Ｐとなる。

このとき光スポットの位置は光学系の横倍率を考慮した分だけずれることになり、発光素子アレイチップＭと発光素子アレイチップＮの繋ぎ目の発光素子に対応する光スポット間隔はＰＢ＜Ｐとなる。本発明の液体マイクロレンズは前述したようにレンズ位置を変化、すなわち焦点位置を変化させることができる。これを利用して、レンズＮ１、レンズＮ２、レンズＮ３を図５（ｃ）の矢印が示す方向に移動させることによって、発光素子アレイチップＭと発光素子アレイチップＮの繋ぎ目の光スポット間隔を所定間隔Ｐとすることができる。

もちろん、発光素子アレイチップの実装誤差と、発光素子位置の製造誤差が複合していても、各々の発光素子に対応するレンズの移動距離を各々調整することによって、光スポット位置間隔を所定間隔Ｐとすることができる。

図６は、光スポットの所定の閾値における特性値が略同一となるように調整する例を説明する図である。以下、液体マイクロレンズの製造誤差、具体的には小滴の体積誤差について説明する。液体マイクロレンズのレンズ形状（曲率半径）は、小滴の体積（Ｖｏｌ）と接触角θで規定される。接触角は小滴と絶縁層と空気の相互の界面張力、および小滴と電極との電圧差によって決まるが、万が一、液体マイクロレンズをアレイ状に配置したときの、液体マイクロレンズアレイ毎に材料の不均一性などによる界面張力にばらつきがあったとしても、電圧差による接触角の調整が可能である。小滴の体積は製造時で決定されてしまうので、ここでは製造時の小滴の体積誤差が発生した場合のレンズ形状（曲率半径）について説明する。

図６（ａ）では、小滴の体積誤差がなく、理想的な状態を示しており、その小滴の体積はＶｏｌである。そして光スポットは結像面（像担持体面）で同一の光スポットプロファイルを示している。

ここで光スポットプロファイルについて図７で説明する。図７（ａ）は２次元ＣＣＤを用いて光スポットのプロファイルを測定した例である。図７（ｂ）には、配列方向、または配列直交方向の断面で見たときの模式図である。この光スポットのプロファイルをある所定の閾値（強度）でスライスしたときの面積を露光面積、そのときの配列方向、または配列直交方向の幅を、配列方向露光幅、または配列直交方向露光幅と呼ぶ。これら露光面積や露光幅のことを光スポットの特性値と呼ぶ。

図６（ａ）では、同一の光スポットプロファイルを示していることから、各発光素子に対応する光スポットの所定の閾値における特性値は同一となっている。

図６（ｂ）では、例としてレンズＭ、レンズＮの小滴の体積Ｖｏｌｍ、Ｖｏｌｎが図に示すように所定の体積より異なるとする。すなわちＶｏｌｍ＜Ｖｏｌ、Ｖｏｌｎ＞Ｖｏｌとなる。このとき、接触角は等しいが、小滴の体積が異なることから、レンズ形状（曲率半径）は異なることになり、レンズＭ、レンズＮの曲率半径ＲＭ、ＲＮは、ＲＭ＜Ｒ、ＲＮ＞Ｒとなり、レンズＭでは結像面よりレンズに近い位置で結像し、レンズＮでは結像面よりレンズより遠い位置で結像することになる。本発明の液体マイクロレンズは前述したように曲率半径を変化、すなわち焦点距離を変化させることができる。これを利用して、図６（ｃ）に図示するように、レンズＭの接触角を小さく（すなわち曲率半径を大きく）、レンズＮの接触角を大きく（すなわち曲率半径を小さく）することができ、光スポットの所定の閾値における特性値（たとえば露光面積）が略同一となるように電圧差によって接触角を調整することができる。これにより液体マイクロレンズの製造誤差等によって発生する光スポットのばらつきを補正することができる。

図８は、本発明の実施例２に係る光書込ユニットを示す。図８（ａ）は発光素子をＬＥＤとした複数の発光素子が配列されたＬＥＤアレイ１と、各々のＬＥＤに１対１に対応して形成された液体マイクロレンズアレイ２と、その間に備えた遮光部材７から構成される光書込ユニットを配列方向から見た様子である（ユニットの筐体は図示していない）。

図８（ｂ）には遮光部材７を図８（ａ）の上面から見た図を示す。また、図８（ｃ）には遮光部材７の効果の様子を示す。ＬＥＤから発する光束は非常に発散角が広いため（半値全角で約１２０度程度）、ＬＥＤに１対１に対応して配置する液体マイクロレンズ以外のレンズにも光束の一部が入射してしまい、それは所謂フレア光となってしまう場合がある。それを防ぐために、ＬＥＤアレイ１と液体マイクロレンズアレイ２の間に、ＬＥＤに１対１に対応して配置する液体マイクロレンズ以外のレンズへ入射する光束を低減するための遮光部材７を備えている。光束の低減効果としては、画像に影響の出ない範囲で遮光していれば良く、もちろん図８（ｂ）に示す形状に限定されるものではない。言うまでもないが、望ましくは完全に遮光できることが良い。

図９は、図８の光書込ユニットを配列直交方向断面で見た様子であり、ＬＥＤアレイ１と液体マイクロレンズアレイ２は各々それらの保持部材（ＬＥＤアレイ保持部材３、レンズ保持部材４）によって保持され、光書込ユニットの筐体を構成している。なお、ここに示す保持部材は一例であって、筐体の構造は既知の種々の構成を用いることができ、本発明に影響を与えるものではない。また、液体マイクロレンズの小滴部分は筐体内にあり、レンズ面へのゴミ、異物等の付着を防げるという構造である。

上述において発光素子アレイについては、ＬＥＤを例に説明してきたが、ＬＥＤに限られたものではなく、有機／無機のＥＬ光源などアレイ状の発光素子であれば本発明は適用できるものである。

図１０は、本発明の光書込ユニットを露光ユニットとして用いた画像形成装置を示す。画像形成装置において画像を形成する画像形成プロセスの１つとして、電子写真プロセスがある。以下に電子写真プロセスについて概略を説明する。

電子写真プロセスは、像担持体（たとえば感光体）に帯電ユニットによって電位を与え（帯電プロセス）、光書込ユニット（露光ユニット）からの光スポットを像担持体（たとえば感光体）上に照射することにより潜像をつくり（露光プロセス）、その潜像に現像ユニットによりトナーを付着させトナー像をつくり（現像プロセス）、記録紙に転写ユニットによりそのトナー像を写し（転写プロセス）、定着ユニットにより圧力や熱をかけ、記録紙に融着させる（定着プロセス）プロセスである。なお、像担持体上に残ったトナーはクリーナユニットによって清掃され、さらに帯電部分は除電ユニットによって除電される。前記帯電から除電までが１つのプロセスサイクルを形成している。

また、上述は単色の画像形成におけるプロセスについて説明したものであるが、これに限定するものではなく、複数色の画像形成においては、複数色に共用して露光ユニットを設けるような画像形成装置や、いわゆる高速書込に有利なタンデム型の画像形成装置のように各色毎に露光ユニットを設けるような画像形成装置に適用できることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係る光書込ユニット（配列方向）を示す。 実施例１の光書込ユニット（配列直交方向）を示す。 液体マイクロレンズの構成、動作を説明するための図である。 光スポットの間隔が略同一となるように調整する例を説明する図である。 チップ間の繋ぎ目の光スポット間隔が略同一となるように調整する例を説明する図である。 光スポットの所定の閾値における特性値が略同一となるように調整する例を説明する図である。 光スポットプロファイルを説明する図である。 本発明の実施例２に係る光書込ユニット（配列方向）を示す。 実施例２の光書込ユニット（配列直交方向）を示す。 本発明の光書込ユニットを露光ユニットとして用いた画像形成装置を示す。 ロッドレンズアレイを用いた光書込ユニットの例を示す。 発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを示す。 ロッドレンズアレイを示す。 ルーフプリズムレンズアレイを示す。

符号の説明

１ ＬＥＤアレイ
２ 液体マイクロレンズアレイ
３ ＬＥＤアレイ保持部材
４ レンズ保持部材
５ ＬＥＤアレイ基板
６ 感光体

Claims (7)

1. 複数の発光素子が配列された発光素子アレイと、各々の発光素子に１対１に対応して形成されたマイクロレンズアレイとを有する光書込ユニットにおいて、上記マイクロレンズアレイは、各レンズのレンズ位置および焦点距離が調整可能な液体マイクロレンズアレイであることを特徴とする光書込ユニット。
2. 前記各発光素子の発光出力が略同一となるように発光素子が駆動されることを特徴とする請求項１記載の光書込ユニット。
3. 前記液体マイクロレンズアレイの各レンズのレンズ位置調整により、前記各発光素子に対応する光スポットの間隔が略同一となるように調整されたことを特徴とする請求項１記載の光書込ユニット。
4. 前記発光素子アレイは、複数の発光素子が配列された発光素子アレイチップを、さらに複数配列した発光素子アレイであることを特徴とする請求項３記載の光書込ユニット。
5. 前記液体マイクロレンズアレイの各レンズの焦点距離調整により、前記各発光素子に対応する光スポットの所定の閾値における特性値が略同一となるように調整されたことを特徴とする請求項１記載の光書込ユニット。
6. 前記発光素子アレイと、前記液体マイクロレンズアレイとの間に、発光素子に１対１に対応して配置する液体マイクロレンズ以外のレンズへ入射する光束を低減するための遮光部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の光書込ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光書込ユニットを露光ユニットとして用いたことを特徴とする画像形成装置。

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