JP2007276254A - Exposing device, and image forming device - Google Patents

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JP2007276254A
JP2007276254A JP2006105052A JP2006105052A JP2007276254A JP 2007276254 A JP2007276254 A JP 2007276254A JP 2006105052 A JP2006105052 A JP 2006105052A JP 2006105052 A JP2006105052 A JP 2006105052A JP 2007276254 A JP2007276254 A JP 2007276254A
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light emitting
light
image
lens array
exposure apparatus
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JP2006105052A
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Hidekazu Kobayashi
英和 小林
Osamu Yokoyama
修 横山
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposing device which can form a clearer image, and to provide an image forming device utilizing the exposing device. <P>SOLUTION: This exposing device is equipped with a plurality of light emitting elements 21 which are arranged in one direction, and is equipped with a light emitting panel 20 which emits light from the light emitting elements 21. Also, the exposing device is equipped with a focusing type lens array 40. In this case, the focusing type lens array 40 has a plurality of refractive rate distribution type lenses 41 which can form an upright real image by permeating a part of the light, which has been emitted from the light emitting panel 20 and has entered. By the focusing type lens array 40, the image formed by the refractive rate distribution type lenses 41 constitutes one continuous image. Also, the exposing device is equipped with an opening section 30 which is inserted between the light emitting panel 20 and the focusing type lens array 40, is formed of a member which bars the rectilinear propagation of the incident light. On the member, a plurality of openings 31 which respectively make a part of the light emitted from the plurality of light emitting elements 21 pass through are formed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の発光素子を備えた露光装置およびこの露光装置を利用した画像形成装
置に関する。
The present invention relates to an exposure apparatus including a plurality of light emitting elements and an image forming apparatus using the exposure apparatus.

予め帯電された感光体ドラムなどの像担持体の像形成面(感光面)を多数の発光素子に
よって選択的に露光して潜像(静電潜像)を形成する画像形成装置が従来から提案されて
いる。この画像形成装置に利用される露光装置として、発光素子としてEL(Electro L
uminescent)素子を備えたものや(特許文献1参照)、結像光学系として集束性レンズア
レイを備えたもの(特許文献2参照)が知られている。集束性レンズアレイは、例えば、
日本板硝子株式会社から入手可能なSLA(セルフォック・レンズ・アレイ)である(セル
フォック\SELFOCは日本板硝子株式会社の登録商標)。
特開昭59−214672号公報 特開平11−231212号公報
Conventionally proposed is an image forming apparatus that forms a latent image (electrostatic latent image) by selectively exposing an image forming surface (photosensitive surface) of an image carrier such as a pre-charged photosensitive drum by a plurality of light emitting elements. Has been. As an exposure apparatus used in this image forming apparatus, an EL (Electro L) is used as a light emitting element.
One having an uminescent element (see Patent Document 1) and one having a focusing lens array as an imaging optical system (see Patent Document 2) are known. The focusing lens array is, for example,
SLA (Selfoc Lens Array) available from Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (Selfoc \ SELFOC is a registered trademark of Nippon Sheet Glass Co., Ltd.).
JP 59-214672 A JP-A-11-231212

EL素子および集束性レンズアレイを備えた露光装置を画像形成装置に利用した場合、
像担持体の像形成面に結ばれる像が不鮮明になってしまう。つまり、像形成面上の像がボ
ケてしまう。
そこで、本発明は、より鮮明な像を結ぶことができる露光装置およびこの露光装置を利
用した画像形成装置を提供する。
When an exposure apparatus including an EL element and a converging lens array is used in an image forming apparatus,
The image formed on the image forming surface of the image carrier becomes unclear. That is, the image on the image forming surface is blurred.
Therefore, the present invention provides an exposure apparatus capable of forming a clearer image and an image forming apparatus using the exposure apparatus.

本発明に係る露光装置は、一方向に沿って配列された複数の発光素子を備え、前記複数
の発光素子からの光を射出する発光装置と、前記発光装置から出射して入射した光の一部
を透過させて正立等倍の実像を結像可能な複数の屈折率分布型レンズを有し、前記複数の
屈折率分布型レンズが結ぶ像が1つの連続した像を構成する集束性レンズアレイと、前記
発光装置と前記集束性レンズアレイとの間に介在し、入射光の直進を妨げる部材から形成
され、前記部材に前記複数の発光素子から出射した光のうち一部の光をそれぞれ通過させ
る複数の開口が形成された開口部と、を備える。
ここで、「発光素子」とは、電気エネルギを受けて発光する固体の発光層を電極で挟ん
でなる素子を意味する。発光素子としては、OLEDや、無機EL素子、無機LED(Li
ght Emitting Diode)を例示することができる。OLEDは有機EL(Electro Lumin
escent)素子とも呼ばれる。つまり、OLEDおよび無機EL素子は共にEL素子の一種
である。本明細書において、「EL素子」は励起子の励起を経て発光する素子を指す。一
方、無機LEDおよびOLEDは共にLEDの一種である。本明細書において、「LED
」は電子と正孔との再結合を経て発光するキャリア注入型の素子を指す。また、入射光の
直進を妨げる部材としては、入射光を吸収によって遮る部材や、入射光を反射によって遮
る部材、入射光を屈折させる部材を例示することができる。
ところで、集束性レンズアレイには、像形成面において、発光素子からの出射光のうち
当該発光素子の近くの屈折率分布型レンズを通る光を用いて結ばれる像と、当該発光素子
からの出射光のうち当該発光素子から遠く離れた屈折率分布型レンズを通る光を用いて結
ばれる像とが大きくズレてしまう、という傾向がある。この傾向が、像形成面上の像がボ
ケてしまう原因である。
これに対し、上記の露光装置(第1の露光装置)では、発光装置と集束性レンズアレイ
との間に介在している開口部において、複数の発光素子の各々から出射した光のうち、一
部の光が、当該発光素子に対応する開口を通過し、他の光の直進が妨げられる。したがっ
て、上記の露光装置によれば、開口を適切に設計することにより、1つの連続した像の結
像に用いられる光を、発光素子からの出射光のうち当該発光素子の近くの屈折率分布型レ
ンズを通る光のみに限定することができる。よって、上記の露光装置によれば、より鮮明
な像を結ぶことができる。
An exposure apparatus according to the present invention includes a plurality of light emitting elements arranged along one direction, a light emitting apparatus that emits light from the plurality of light emitting elements, and one of light emitted from the light emitting apparatus and incident. A converging lens having a plurality of gradient index lenses capable of forming an erecting equal-magnification real image through a portion, and an image formed by the plurality of gradient index lenses forming one continuous image An array, a member interposed between the light emitting device and the converging lens array, and formed of a member that prevents the straight light of the incident light from traveling. And an opening having a plurality of openings to be passed therethrough.
Here, the “light emitting element” means an element in which a solid light emitting layer that emits light upon receiving electric energy is sandwiched between electrodes. As the light emitting element, OLED, inorganic EL element, inorganic LED (Li
ght Emitting Diode). OLED is organic EL (Electro Lumin
Also called escent element. That is, the OLED and the inorganic EL element are both types of EL elements. In this specification, an “EL element” refers to an element that emits light through excitation of excitons. On the other hand, both inorganic LEDs and OLEDs are types of LEDs. In this specification, “LED
"Refers to a carrier injection type device that emits light through recombination of electrons and holes. Examples of the member that prevents the incident light from going straight include a member that blocks incident light by absorption, a member that blocks incident light by reflection, and a member that refracts incident light.
By the way, the converging lens array has an image formed on the image forming surface by using light passing through the gradient index lens near the light emitting element among the light emitted from the light emitting element and the light emitted from the light emitting element. There is a tendency that an image formed by using light passing through a gradient index lens far from the light emitting element is greatly deviated from the incident light. This tendency is a cause of blurring of the image on the image forming surface.
On the other hand, in the above exposure apparatus (first exposure apparatus), one of the lights emitted from each of the plurality of light emitting elements in the opening portion interposed between the light emitting apparatus and the converging lens array. Part of the light passes through the opening corresponding to the light emitting element, and other light is prevented from traveling straight. Therefore, according to the above-described exposure apparatus, by appropriately designing the aperture, the light used for forming one continuous image can be converted into a refractive index distribution near the light emitting element among the light emitted from the light emitting element. It can be limited to only light passing through the mold lens. Therefore, according to the exposure apparatus, a clearer image can be formed.

上記の露光装置において前記複数の開口の各々の長さは、当該開口の前記集束性レンズ
アレイ側の直径よりも長い、ようにしてもよい。この態様の露光装置(第2の露光装置)
によれば、より確実に、上記の効果を得ることができる。
In the above exposure apparatus, each of the plurality of openings may have a length longer than a diameter of the opening on the converging lens array side. Exposure apparatus of this aspect (second exposure apparatus)
According to the above, the above-described effect can be obtained more reliably.

上記の各露光装置において、前記発光装置および前記集束性レンズアレイに接し、前記
発光装置と前記集束性レンズアレイとの間の間隙を埋めて存在する透明部材を備える、よ
うにしてもよい。この間隙には、上記の開口も含まれる。この態様の露光装置では、発光
素子から出射して集束性レンズアレイに入射する光の光路上に、固体と気体との界面が存
在しない。したがって、界面での反射が抑制され、光の利用効率が向上する。
Each of the above-described exposure apparatuses may include a transparent member that is in contact with the light emitting device and the converging lens array and that is present to fill a gap between the light emitting device and the converging lens array. This gap also includes the opening described above. In the exposure apparatus of this aspect, there is no solid-gas interface on the optical path of the light emitted from the light emitting element and incident on the converging lens array. Therefore, reflection at the interface is suppressed, and light utilization efficiency is improved.

第1または第2の露光装置において、前記複数の発光素子の各々は、光を発する発光面
を有し、前記複数の屈折率分布型レンズの各々の光入射面は、前記集束性レンズアレイの
前記発光装置側の端面の一部をなし、前記開口部は板状をなし、前記複数の開口の各々は
、前記集束性レンズアレイ側の形状が略円形であり、前記集束性レンズアレイの前記発光
装置側の端面において当該開口に対応する前記発光素子からの光が届く略円形の範囲を定
めており、前記集束性レンズアレイの物体側の作動距離をL、前記複数の開口の各々の
前記集束性レンズアレイ側の直径をR1、前記発光面の直径あるいは最大幅をR、前記複
数の屈折率分布型レンズの各々の直径をdとし、前記複数の屈折率分布型レンズの各々の
直径に対する前記範囲の直径の比をαとしたときに、前記複数の開口の各々の長さtは、
±10%の誤差範囲で、式(1)により表される、ようにしてもよい。この態様の露光装
置によれば、R1およびtを定めるための試行錯誤が不要となるから、設計が容易となる
In the first or second exposure apparatus, each of the plurality of light emitting elements has a light emitting surface that emits light, and each light incident surface of the plurality of gradient index lenses is formed of the converging lens array. A part of the end face on the light emitting device side is formed, the opening has a plate shape, and each of the plurality of openings has a substantially circular shape on the converging lens array side, and the opening of the converging lens array A substantially circular range in which light from the light emitting element corresponding to the opening reaches the end surface on the light emitting device side is defined, the working distance on the object side of the converging lens array is L 0 , and each of the plurality of openings The diameter on the converging lens array side is R1, the diameter or maximum width of the light emitting surface is R, the diameter of each of the plurality of gradient index lenses is d, and the diameter of each of the plurality of gradient index lenses is Diameter of said range against When the ratio was alpha, each of length t of the plurality of openings,
It may be expressed by the formula (1) with an error range of ± 10%. According to the exposure apparatus of this aspect, since trial and error for determining R1 and t are not required, the design is facilitated.

この態様の露光装置において、前記複数の屈折率分布型レンズの各々の直径に対する前
記範囲の直径の比は2.25以上2.75以下である、ようにしてもよい。この態様の露
光装置によれば、広く流通している一般的な集束性レンズアレイを用いて上述の各種効果
を得ることができるから、製造が容易となる。
In the exposure apparatus of this aspect, the ratio of the diameter of the range to the diameter of each of the plurality of gradient index lenses may be 2.25 or more and 2.75 or less. According to the exposure apparatus of this aspect, since the various effects described above can be obtained using a general converging lens array that is widely distributed, manufacture is facilitated.

上記の各露光装置において、前記開口部を形成している部材の全部または表面は、吸光
性の材料から形成されている、ようにしてもよい。吸光性の材料としては、金属や炭素等
の光吸収率が高い材料を例示することができる。この態様の露光装置では、開口部からの
反射光や透過光が少なく抑えられる。したがって、この態様によれば、発光装置から出射
して開口部に入射した光が1つの連続した像の結像に用いられる可能性を低く抑えること
ができる。つまり、より確実に、鮮明な像を結ぶことができる。
In each of the exposure apparatuses described above, the whole or the surface of the member forming the opening may be made of a light absorbing material. Examples of the light-absorbing material include materials having high light absorption such as metal and carbon. In the exposure apparatus of this aspect, reflected light and transmitted light from the opening can be reduced. Therefore, according to this aspect, it is possible to reduce the possibility that the light emitted from the light emitting device and entering the opening is used for forming one continuous image. That is, a clear image can be formed more reliably.

また、本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記像担持体の帯
電された面に前記露光装置からの光を照射して潜像を形成する、上記の各露光装置と、前
記潜像にトナーを付着させて顕像を形成する現像器とを備え、前記顕像を他の物体に転写
することを特徴とする画像形成装置を提供する。この画像形成装置によれば、上記の各露
光装置を用いるから、より鮮明な画像を形成することができる。
The present invention also provides an image carrier, a charger for charging the image carrier, and a latent image is formed by irradiating the charged surface of the image carrier with light from the exposure apparatus. There is provided an image forming apparatus comprising: each exposure device; and a developing unit that forms a visible image by attaching toner to the latent image, and transferring the visible image to another object. According to this image forming apparatus, since each of the exposure apparatuses described above is used, a clearer image can be formed.

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の各図面においては、
各部の寸法の比率を便宜的に実際のものとは相違させている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings,
The ratio of the dimensions of each part is made different from the actual one for convenience.

<露光装置>
図1は、本発明の実施の形態に係る露光装置10の概略を示す斜視図である。露光装置
10は、電子写真方式の画像形成装置における感光体ドラム110の外周面(像形成面)
110aに光を照射して潜像を書き込むライン型の光ヘッドとして用いられる。
<Exposure device>
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an exposure apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The exposure apparatus 10 includes an outer peripheral surface (image forming surface) of the photosensitive drum 110 in the electrophotographic image forming apparatus.
110a is used as a line-type optical head that irradiates light to write a latent image.

露光装置10は、光源からの光を出射する発光パネル(発光装置)20と、発光パネル
20と感光体ドラム110との間に介在する集束性レンズアレイ40と、発光パネル20
と集束性レンズアレイ40との間に介在する厚みがtの板状の開口部30とを備える。開
口部30は、発光パネル20の集束性レンズアレイ40側に接合されている。
The exposure apparatus 10 includes a light emitting panel (light emitting apparatus) 20 that emits light from a light source, a converging lens array 40 interposed between the light emitting panel 20 and the photosensitive drum 110, and the light emitting panel 20.
And a plate-like opening 30 having a thickness t interposed between the focusing lens array 40 and the focusing lens array 40. The opening 30 is bonded to the light converging lens array 40 side of the light emitting panel 20.

図2は発光パネル20および開口部30の平面図であり、図3は集束性レンズアレイ4
0の構成を示す斜視図であり、図4は露光装置10の平面図であり、図5は露光装置10
の断面図である。図5は図4のA−A線断面図でもある。図2および図5に示すように、
発光パネル20は、複数の発光素子21を有する。各発光素子21は面発光する光源であ
り、直径がRの略円形の発光面21aを有する。複数の発光素子21の発光面21aは、
同一の平面に略一致している。本実施の形態では、発光素子21としてOLEDを採用し
ている。したがって、発光素子21は、図示を略すが、有機EL材料から形成された発光
層と、発光層を挟む一方の電極および他方の電極とを有する。また、発光面21aの直径
(R)は発光素子21の直径でもある。発光面の形状は円形でなくともよく、楕円、長方
形でもよい。その場合、発光面の最大幅を直径Rとすればよい。
FIG. 2 is a plan view of the light emitting panel 20 and the opening 30, and FIG. 3 is a focusing lens array 4.
4 is a perspective view showing the configuration of 0, FIG. 4 is a plan view of the exposure apparatus 10, and FIG.
FIG. FIG. 5 is also a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 2 and FIG.
The light emitting panel 20 includes a plurality of light emitting elements 21. Each light emitting element 21 is a light source that emits surface light, and has a substantially circular light emitting surface 21a having a diameter R. The light emitting surfaces 21a of the plurality of light emitting elements 21 are:
It almost coincides with the same plane. In the present embodiment, an OLED is employed as the light emitting element 21. Therefore, although not shown, the light emitting element 21 includes a light emitting layer formed of an organic EL material, and one electrode and the other electrode sandwiching the light emitting layer. The diameter (R) of the light emitting surface 21 a is also the diameter of the light emitting element 21. The shape of the light emitting surface does not have to be a circle, and may be an ellipse or a rectangle. In that case, the maximum width of the light emitting surface may be the diameter R.

発光パネル20は、平板状の光源基板(図示略)を備える。複数の発光素子21は、こ
の光源基板上に、感光体ドラム110の回転軸と略平行な方向に沿って二列千鳥状に配列
されている。なお、本実施の形態を変形し、複数の発光素子21の配列パターンを単列と
してもよいし、三列以上としてもよい。また、発光パネル20は、複数の発光素子21を
覆って外気から保護する封止層(図示略)を備える。つまり、各発光素子21は、光源基
板と封止層とに挟まれている。
The light emitting panel 20 includes a flat light source substrate (not shown). The plurality of light emitting elements 21 are arranged in a staggered pattern in two rows on the light source substrate along a direction substantially parallel to the rotation axis of the photosensitive drum 110. In addition, this Embodiment is deform | transformed and the arrangement pattern of the several light emitting element 21 is good also as a single row, and good also as three or more rows. The light emitting panel 20 includes a sealing layer (not shown) that covers the plurality of light emitting elements 21 and protects from the outside air. That is, each light emitting element 21 is sandwiched between the light source substrate and the sealing layer.

発光パネル20は、各発光素子21からの光が封止層を透過して出射するトップエミッ
ション型のものであっても、各発光素子21からの光が光源基板を透過して出射するボト
ムエミッション型のものであってもよい。トップエミッション型の場合には、一方の電極
(封止層側の電極)と封止層とが光透過率の高い材料から形成され、ボトムエミッション
型の場合には、他方の電極(光源基板側の電極)と光源基板とが光透過率の高い材料から
形成される。
Even if the light emitting panel 20 is of a top emission type in which light from each light emitting element 21 is transmitted through the sealing layer, the bottom emission in which light from each light emitting element 21 is transmitted through the light source substrate is emitted. It may be of a type. In the case of the top emission type, one electrode (electrode on the sealing layer side) and the sealing layer are formed from a material having a high light transmittance. In the case of the bottom emission type, the other electrode (light source substrate side) Electrode) and the light source substrate are formed of a material having a high light transmittance.

各発光素子21の発光層において、発光面21aの位置は任意である。しかし、ここで
は、トップエミッション型の場合には、発光層の一方の端面(封止層側の端面)の一部が
発光面21aとなり、ボトムエミッション型の場合には、発光層の他方の端面(光源基板
側の端面)の一部が発光面21aとなるものとし、これに従って以降の説明を行う。
In the light emitting layer of each light emitting element 21, the position of the light emitting surface 21a is arbitrary. However, here, in the case of the top emission type, a part of one end face (end face on the sealing layer side) of the light emitting layer becomes the light emitting face 21a, and in the case of the bottom emission type, the other end face of the light emitting layer. It is assumed that a part of (the end surface on the light source substrate side) becomes the light emitting surface 21a, and the following description will be made accordingly.

開口部30は、吸光性の部材から形成されており、複数の発光素子21からの出射光の
うち一部の光をそれぞれ通過させる複数の開口31が形成されている。開口31の形成は
、例えば、金属や遮光フィルム等の吸光性の部材のエッチングまたはパンチングによって
実現可能である。各開口31は、直径がR1の円柱状をなし、開口部30の厚み方向に貫
通しており、その長さ(深さ)は開口部30の厚み(t)と一致している。複数の開口3
1と複数の発光素子21とは1対1で対応しており、互いに対応する開口31および発光
素子21は中心軸が略一致している。なお、本実施の形態を変形し、各開口31の形状を
円柱以外の回転体(例えば円錐台)状としてもよい。その場合には、開口31の集束性レ
ンズアレイ40側の直径がR1となる。
The opening 30 is formed of a light-absorbing member, and a plurality of openings 31 through which a part of light emitted from the plurality of light emitting elements 21 passes is formed. The opening 31 can be formed, for example, by etching or punching a light absorbing member such as a metal or a light shielding film. Each opening 31 has a cylindrical shape with a diameter R1 and penetrates in the thickness direction of the opening 30. The length (depth) of the opening 31 matches the thickness (t) of the opening 30. Multiple openings 3
The one and the plurality of light emitting elements 21 correspond one-to-one, and the central axes of the openings 31 and the light emitting elements 21 corresponding to each other substantially coincide with each other. Note that the present embodiment may be modified so that the shape of each opening 31 may be a rotating body (for example, a truncated cone) other than a cylinder. In that case, the diameter of the aperture 31 on the converging lens array 40 side is R1.

図1および図3〜図5に示すように、集束性レンズアレイ40は、実像を結ぶ複数の屈
折率分布型レンズ(Gradient Index lens: GRIN lens)41を含む長尺状の部材であ
り、物体側(発光パネル20側)の端面40aと像面側(感光体ドラム110側)の端面
40bとを有する。複数の屈折率分布型レンズ41は、各々の中心軸(光軸)を発光面2
1aと略垂直な方向に向けた姿勢で、集束性レンズアレイ40の長手方向(感光体ドラム
110の回転軸の方向)に沿って二列かつ千鳥状に配列されている。なお、本実施の形態
を変形し、複数の屈折率分布型レンズ41の配列パターンを単列としてもよいし、三列以
上としてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 3 to 5, the converging lens array 40 is a long member including a plurality of gradient index lenses (GRIN lenses) 41 that connect real images, Side (light emitting panel 20 side) end surface 40a and image surface side (photosensitive drum 110 side) end surface 40b. The plurality of gradient index lenses 41 each have a central axis (optical axis) on the light emitting surface 2.
They are arranged in two rows and zigzag along the longitudinal direction of the converging lens array 40 (the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 110) in a posture that is oriented substantially perpendicular to 1a. It should be noted that the present embodiment may be modified so that the arrangement pattern of the plurality of gradient index lenses 41 may be a single row or three or more rows.

各屈折率分布型レンズ41は円柱状をなし、その横断面内では、中心軸から周縁に向か
って離れるほど低くなるように屈折率が分布している。また、各屈折率分布型レンズ41
は、その平坦な両端面の各々が端面40aまたは端面40bの一部となっており、発光パ
ネル20から出射して一端面(端面40aの一部)に入射した光の一部を透過させて他端
面(端面40bの一部)から射出する。
Each gradient index lens 41 has a cylindrical shape, and the refractive index is distributed so that the lower the distance from the central axis toward the peripheral edge, the lower the cross section. Further, each gradient index lens 41
Each of the flat end faces is a part of the end face 40a or the end face 40b, and transmits a part of the light emitted from the light emitting panel 20 and incident on one end face (a part of the end face 40a). Injected from the other end surface (a part of the end surface 40b).

集束性レンズアレイ40には、物体(光源)の正立等倍像が実像として像面に結ばれる
ようにするための理想的な距離、すなわち最適な結像を可能とするための理想的な距離が
定められている。以降、この距離を「作動距離」と称する。作動距離には、物体と端面4
0aとの間の物体側作動距離(L)と、端面40bと像面との間の像面側作動距離(L
)とがある。本実施の形態では、複数の発光素子21の発光面21aと端面40aとの
間隔はいずれもLに一致し、端面40bと外周面110aとの間隔はLに一致してい
る。したがって、複数の屈折率分布型レンズ41は、それぞれ、発光パネル20上の像の
正立等倍像を外周面110aに結像可能である。これらの正立等倍像は、1つの連続した
像(潜像)を構成する実像である。
The converging lens array 40 has an ideal distance for allowing an erecting equal-magnification image of an object (light source) to be connected to the image plane as a real image, that is, an ideal image for enabling optimum image formation. A distance is defined. Hereinafter, this distance is referred to as “working distance”. The working distance includes the object and the end face 4
The object-side working distance (L 0 ) between 0a and the image-side working distance (L
1 ). In this embodiment, both the distance between the light emitting surface 21a and the end face 40a of the plurality of light emitting elements 21 matches the L 0, the distance between the end surface 40b and the outer peripheral surface 110a coincides with the L 1. Therefore, each of the plurality of gradient index lenses 41 can form an erecting equal-magnification image of the image on the light emitting panel 20 on the outer peripheral surface 110a. These erecting equal-magnification images are real images that form one continuous image (latent image).

なお、作動距離は、物体から発して屈折率分布型レンズ41へ入射する光が空気中のみ
を通過することを前提に定められている。しかし、実際には、発光面21aと端面40a
との間に封止層または光源基板が存在する。また、詳しくは後述するが、この実施の形態
の変形例においては、発光パネル20と集束性レンズアレイ40の間を透明部材で充填す
ることもある。この場合、光源基板または封止層の屈折率をn1、光源基板または封止層
の厚みをd1、透明部材の屈折率をn2、透明部材の厚みをd2として、空気中を通過す
る部分の距離をLaとすれば、L=d1/n1+d2/n2+Laと記述できる。
The working distance is determined on the assumption that light emitted from an object and incident on the gradient index lens 41 passes only in the air. However, actually, the light emitting surface 21a and the end surface 40a.
Between them, there is a sealing layer or a light source substrate. Further, as will be described in detail later, in the modification of this embodiment, the space between the light emitting panel 20 and the converging lens array 40 may be filled with a transparent member. In this case, assuming that the refractive index of the light source substrate or the sealing layer is n1, the thickness of the light source substrate or the sealing layer is d1, the refractive index of the transparent member is n2, and the thickness of the transparent member is d2, the distance of the portion that passes through the air Can be described as L 0 = d1 / n1 + d2 / n2 + La.

集束性レンズアレイ40としては、広く流通している一般的なものを採用可能である。
例えば、各屈折率分布型レンズ41の長さが約4.3mm、各屈折率分布型レンズ41の
中心軸における屈折率が1.63、および各屈折率分布型レンズ41の周縁における屈折
率が1.586といった集束性レンズアレイを採用可能である。なお、通常、L=L
であるが、L=Lではない集束性レンズアレイを採用することも可能である。
As the converging lens array 40, a general one that is widely distributed can be adopted.
For example, the length of each gradient index lens 41 is about 4.3 mm, the refractive index at the central axis of each gradient index lens 41 is 1.63, and the refractive index at the periphery of each gradient index lens 41 is A converging lens array such as 1.586 can be employed. Normally, L 0 = L 1
However, it is also possible to employ a converging lens array where L 0 = L 1 is not satisfied.

複数の発光素子21の配列の中心軸、複数の開口31の配列の中心軸、および複数の屈
折率分布型レンズ41の配列の中心軸は、互いに略平行であり、発光面21aと略垂直な
方向において互いに重なっている。また、複数の開口31の各々の長さは、当該開口31
の集束性レンズアレイ40側の直径よりも長い。
The central axis of the array of the plurality of light emitting elements 21, the central axis of the array of the plurality of apertures 31, and the central axis of the array of the plurality of gradient index lenses 41 are substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the light emitting surface 21a. Overlapping in the direction. The length of each of the plurality of openings 31 is the same as the opening 31.
Longer than the diameter of the converging lens array 40 side.

開口部30は、開口31毎に、端面40aにおいて当該開口31に対応する発光素子2
1からの光が届く範囲を限定している。この限定の一例を図6に示す。図6には、端面4
0aの一部が模式的に示されており、一つの発光面21aの中心点Pと7個の屈折率分布
型レンズ41とが示されている。これら7個の屈折率分布型レンズ41は、いずれも、開
口部30が存在しない場合には、当該発光面21aからの光の多くを透過させることがで
きる。7個の屈折率分布型レンズ41のうち、中心点Pに最も近いのが屈折率分布型レン
ズ411、次に近いのが2個の屈折率分布型レンズ412,412であり、次に近いのが
2個の屈折率分布型レンズ413,413であり、次に近いのが2個の屈折率分布型レン
ズ414,414である。
For each opening 31, the opening 30 corresponds to the light emitting element 2 corresponding to the opening 31 on the end surface 40a.
The range from which the light from 1 reaches is limited. An example of this limitation is shown in FIG. 6 shows the end face 4
A part of 0a is schematically shown, and the center point P of one light emitting surface 21a and seven gradient index lenses 41 are shown. Any of these seven gradient index lenses 41 can transmit most of the light from the light emitting surface 21a when the opening 30 is not present. Of the seven gradient index lenses 41, the closest to the center point P is the gradient index lens 411, the next closest is the two gradient index lenses 412, 412, and the next closest. Are the two gradient index lenses 413 and 413, and the next closest are the two gradient index lenses 414 and 414.

本実施の形態では、開口部30が存在するため、端面40aにおいて当該発光素子21
からの光が届く略円形の範囲Sは図に示す通りとなる。図中のdは各屈折率分布型レンズ
41の直径であり、α・dは範囲Sの直径である。αは、各屈折率分布型レンズ41の直
径に対する範囲Sの直径の比であり、採用する集束性レンズアレイ40に応じて定まる定
数である。この図の例では、α=2.5であり、当該発光素子21からの光の多くを透過
させることができる屈折率分布型レンズ41は、屈折率分布型レンズ411、屈折率分布
型レンズ412,412、および屈折率分布型レンズ413,413のみに限られる。
In the present embodiment, since the opening 30 exists, the light emitting element 21 in the end face 40a.
A substantially circular range S in which light from the light reaches is as shown in the figure. In the figure, d is the diameter of each gradient index lens 41, and α · d is the diameter of the range S. α is the ratio of the diameter of the range S to the diameter of each gradient index lens 41, and is a constant determined according to the converging lens array 40 to be employed. In the example of this figure, α = 2.5, and the gradient index lens 41 that can transmit most of the light from the light emitting element 21 is a gradient index lens 411 and a gradient index lens 412. , 412, and gradient index lenses 413, 413 only.

上述した限定を実現するために、本実施の形態では、式(1)を±10%の誤差範囲で
満たすように各部の寸法が定められている。式(1)を満たすように各部の寸法を定める
ことによって上述した限定が可能となる理由について、図7を参照して説明する。図7に
は、一つの発光素子21と、開口部30の一つの開口31と、集束性レンズアレイ40の
端面40aとが示されている。
In order to realize the above-described limitation, in this embodiment, the dimensions of the respective parts are determined so as to satisfy Equation (1) with an error range of ± 10%. The reason why the above-described limitation becomes possible by determining the dimensions of the respective parts so as to satisfy Expression (1) will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows one light emitting element 21, one opening 31 of the opening 30, and an end surface 40 a of the converging lens array 40.

図7においては、各開口31の長さ(t)と、発光面21aと開口部30の集束性レン
ズアレイ40側の端との距離とが一致している。これは、簡略化のため封止層または光源
基板の図示を省略しているためである。
In FIG. 7, the length (t) of each opening 31 matches the distance between the light emitting surface 21 a and the end of the opening 30 on the converging lens array 40 side. This is because the illustration of the sealing layer or the light source substrate is omitted for simplification.

図7において、θは、ある種の光の進行方向と発光面21aに垂直な方向とのなす角で
ある。ある種の光とは、発光面21aの周縁から出射し、開口31の集束性レンズアレイ
40側の縁を通り、端面40aに届く光である。光の進行方向とは、この光が二点を通る
場合に当該二点を結ぶ直線に平行な方向である。
In FIG. 7, θ is an angle formed by a traveling direction of a certain kind of light and a direction perpendicular to the light emitting surface 21a. The certain kind of light is light that is emitted from the periphery of the light emitting surface 21a, passes through the edge of the aperture 31 on the converging lens array 40 side, and reaches the end surface 40a. The traveling direction of light is a direction parallel to a straight line connecting the two points when the light passes through the two points.

図7から明らかなように、範囲Sの直径(α・d)は式(2)で表され、開口31の直
径(R1)は式(3)で表される。そして、式(2)および式(3)を連立させて解くこ
とにより、式(1)が得られる。よって、式(1)を満たすように各部の寸法を定めれば
、上述した限定を実現可能である。

Figure 2007276254
Figure 2007276254
As is clear from FIG. 7, the diameter (α · d) of the range S is expressed by Expression (2), and the diameter (R1) of the opening 31 is expressed by Expression (3). Then, Equation (1) is obtained by simultaneously solving Equation (2) and Equation (3). Therefore, if the dimensions of the respective parts are determined so as to satisfy Expression (1), the above-described limitation can be realized.
Figure 2007276254
Figure 2007276254

本実施の形態に係る露光装置10では、発光パネル20と集束性レンズアレイ40との
間に介在している開口部30において、発光パネル20の発光素子21から出射した光の
うち、一部の光が開口31を通過し、他の光の直進が妨げられる。つまり、露光装置10
によれば、各発光素子21からの出射光のうち外周面110aにおける1つの連続した像
の結像に用いられる光を、当該発光素子21の近くの屈折率分布型レンズ41を透過する
光(集束性レンズアレイ40の端面40aの範囲Sに入射して集束性レンズアレイ40を
通過する光)のみに限定することができる。よって、露光装置10によれば、より鮮明な
像を結ぶことができる。このことは、次に述べる実験の結果にも裏付けられている。
In the exposure apparatus 10 according to the present embodiment, a part of the light emitted from the light emitting element 21 of the light emitting panel 20 in the opening 30 interposed between the light emitting panel 20 and the converging lens array 40. Light passes through the opening 31 and other light is prevented from traveling straight. That is, the exposure apparatus 10
According to the above, light that is used to form one continuous image on the outer peripheral surface 110 a out of the light emitted from each light emitting element 21 is transmitted through the gradient index lens 41 near the light emitting element 21 ( The light entering the range S of the end face 40a of the converging lens array 40 and passing through the converging lens array 40). Therefore, the exposure apparatus 10 can form a clearer image. This is supported by the results of the following experiment.

この実験では、集束性レンズアレイ40として、各屈折率分布型レンズ41の直径(d
)が0.56mmであり、物体側作動距離(L)が2.4mmであり、αを2.5とす
べき集束性レンズアレイを採用した。また、各発光面21aの直径(R)を40μmとし
、各開口31の直径(R1)を40μmとした。また、式(1)に従って、各開口31の
長さ(t)を0.133mmとした。この実験に係る露光装置10では、外周面110a
に結ばれるスポット像(発光面21aの像)の直径が約60μmとなった。これは、この
実験に係る露光装置10から開口部30を取り除いた構成の露光装置によって結ばれるス
ポット像の直径(約70μm)よりも遥かに短い。つまり、この実験に係る露光装置10
によれば、より鮮明な像が得られた。
In this experiment, the diameter of each gradient index lens 41 (d
) Is 0.56 mm, the object side working distance (L 0 ) is 2.4 mm, and a converging lens array in which α should be 2.5 is employed. The diameter (R) of each light emitting surface 21a was 40 μm, and the diameter (R1) of each opening 31 was 40 μm. Moreover, according to Formula (1), the length (t) of each opening 31 was 0.133 mm. In the exposure apparatus 10 according to this experiment, the outer peripheral surface 110a.
The diameter of the spot image (the image of the light-emitting surface 21a) tied to is about 60 μm. This is much shorter than the diameter (about 70 μm) of the spot image formed by the exposure apparatus in which the opening 30 is removed from the exposure apparatus 10 according to this experiment. That is, the exposure apparatus 10 according to this experiment.
According to this, a clearer image was obtained.

また、上記の実験において採用した集束性レンズアレイ(αを2.5とすべき集束性レ
ンズアレイ)は広く流通している一般的なものである。したがって、露光装置10によれ
ば、集束性レンズアレイ40として、広く流通している一般的な集束性レンズアレイを採
用した場合にも、上述の効果を得ることができる。つまり、露光装置10は、その製造が
容易である。
In addition, the converging lens array (the converging lens array in which α should be 2.5) employed in the above experiment is a general one that is widely distributed. Therefore, according to the exposure apparatus 10, the above-described effects can be obtained even when a general converging lens array that is widely distributed is adopted as the converging lens array 40. That is, the exposure apparatus 10 is easy to manufacture.

また、露光装置10において、開口部30は吸光性の部材から形成されている。したが
って、露光装置10によれば、開口部30の表面によって反射される光や、開口部30を
透過する光を少なく抑えることができる。よって、発光パネル20から出射して開口部3
0の表面に入射した光が外周面110aにおける結像に用いられる可能性を低く抑えるこ
とができる。つまり、より確実に、上述の効果を得ることができる。
Further, in the exposure apparatus 10, the opening 30 is formed from a light absorbing member. Therefore, according to the exposure apparatus 10, light reflected by the surface of the opening 30 and light transmitted through the opening 30 can be reduced. Therefore, the light is emitted from the light emitting panel 20 and the opening 3
The possibility that the light incident on the zero surface is used for image formation on the outer peripheral surface 110a can be kept low. That is, the above-described effect can be obtained more reliably.

露光装置10にあっては、式(1)に従って各部の寸法(例えば、R1およびt)が定
められるが、寸法の具体的な求め方は任意である。例えば、式(1)を用いた演算によっ
て寸法を求めるようにしてもよいし、試行錯誤によって寸法を求めるようにしてもよい。
後者の求め方で求められた寸法は、結果として式(1)を満たす。前者の求め方を採用し
た場合、寸法を求めるための試行錯誤が不要であるから、露光装置10の設計が容易とな
る。後者の求め方を採用した場合でも、露光装置10には、各開口31の長さは当該開口
31の集束性レンズアレイ40側の直径よりも長い、という満たすべき条件があるから、
少ない回数の試行で、上記の効果を得ることができる寸法を求めることができる。もちろ
ん、本実施の形態を変形し、この条件を排除した形態としてもよい。また、本実施の形態
を変形し、各開口31の形状を回転体以外の形状としてもよい。また、本実施の形態を変
形し、発光素子21として、無機EL素子または無機LEDを採用してもよい。
In the exposure apparatus 10, the dimensions (for example, R1 and t) of each part are determined according to the equation (1), but the specific method for obtaining the dimensions is arbitrary. For example, the dimension may be obtained by calculation using Expression (1), or the dimension may be obtained by trial and error.
The dimension obtained by the latter method satisfies the formula (1) as a result. When the former method is adopted, trial and error for obtaining the dimensions is unnecessary, and thus the design of the exposure apparatus 10 is facilitated. Even when the latter method is used, the exposure apparatus 10 has a condition to be satisfied that the length of each opening 31 is longer than the diameter of the opening 31 on the converging lens array 40 side.
With a small number of trials, a dimension capable of obtaining the above effect can be obtained. Of course, the present embodiment may be modified to eliminate this condition. Further, the present embodiment may be modified so that each opening 31 has a shape other than the rotating body. Further, the present embodiment may be modified to employ an inorganic EL element or an inorganic LED as the light emitting element 21.

また、本実施の形態を変形し、発光パネル20と集束性レンズアレイ40との間の間隙
に光透過率が高い材料を充填した形態としてもよい。この形態に係る露光装置の構造を図
8に示す。この形態では、発光パネル20と集束性レンズアレイ40との間に、樹脂など
の光透過率が高い材料から形成された透明部材50が存在する。透明部材50は、発光パ
ネル20および集束性レンズアレイ40に接しており、開口部30と集束性レンズアレイ
40との間の間隙を埋めている。よって、図に示すように、各開口31には、光透過率が
高い材料が充填されている。
Further, the present embodiment may be modified so that a gap between the light emitting panel 20 and the converging lens array 40 is filled with a material having a high light transmittance. The structure of the exposure apparatus according to this embodiment is shown in FIG. In this embodiment, there is a transparent member 50 formed of a material having a high light transmittance such as resin between the light emitting panel 20 and the converging lens array 40. The transparent member 50 is in contact with the light emitting panel 20 and the converging lens array 40 and fills the gap between the opening 30 and the converging lens array 40. Therefore, as shown in the figure, each opening 31 is filled with a material having a high light transmittance.

この露光装置では、各発光素子21から出射して集束性レンズアレイ40に入射する光
の光路上に、固体と気体との界面が存在しない。したがって、界面での反射が抑制される
。また、この露光装置では、各発光素子21からの出射光は、空気中ではなく固体中を進
むから、さほど広がらない。つまり、開口部30に遮られない光が多くなる。これらの利
点を有するため、この露光装置によれば、光の利用効率が10%程度向上する。なお、こ
の露光装置では、各発光面21aと屈折率分布型レンズ41との間の間隙に空気よりも屈
折率が高い物質が充填されるから、各発光面21aと集束性レンズアレイ40との間隔は
、Lよりも長くなる。すなわち、L=d1/n1+d2/n2なる関係が成り立つよ
うに、光源基板または封止層、および透明部材の厚みを調整する。
In this exposure apparatus, there is no solid-gas interface on the optical path of the light emitted from each light emitting element 21 and incident on the converging lens array 40. Therefore, reflection at the interface is suppressed. Further, in this exposure apparatus, the light emitted from each light emitting element 21 does not spread so much because it travels in the solid rather than in the air. That is, the amount of light that is not blocked by the opening 30 increases. Because of these advantages, according to this exposure apparatus, the light utilization efficiency is improved by about 10%. In this exposure apparatus, the gap between each light emitting surface 21a and the gradient index lens 41 is filled with a material having a refractive index higher than that of air. interval is longer than the L 0. That is, the thickness of the light source substrate or the sealing layer and the transparent member is adjusted so that the relationship L 0 = d1 / n1 + d2 / n2 is established.

また、本実施の形態を変形し、開口部30を、入射光を反射させる部材や、入射光を屈
折させる部材から形成してもよい。また、開口部30の表面(開口31の側面を含む)の
みを、光吸収率の高い材料または光反射率の高い材料から形成するようにしてもよい。た
だし、この場合には、開口部30からの反射光や透過光が屈折率分布型レンズ41を透過
しない方向に進むように留意すべきである。
Further, by modifying the present embodiment, the opening 30 may be formed from a member that reflects incident light or a member that refracts incident light. Further, only the surface of the opening 30 (including the side surface of the opening 31) may be formed from a material having a high light absorption rate or a material having a high light reflectance. However, in this case, it should be noted that the reflected light or transmitted light from the opening 30 proceeds in a direction in which it does not pass through the gradient index lens 41.

<画像形成装置>
図9は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置
は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
<Image forming apparatus>
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. This image forming apparatus is a tandem type full-color image forming apparatus using a belt intermediate transfer body system.

この画像形成装置では、同様な構成の4個の光ヘッド10K,10C,10M,10Y
が、同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)110K,110C,110M,
110Yの露光位置にそれぞれ配置されている。光ヘッド10K,10C,10M,10
Yは、上述した露光装置10またはその変形例に係る露光装置である。
In this image forming apparatus, four optical heads 10K, 10C, 10M, and 10Y having the same configuration are used.
Are four photosensitive drums (image carriers) 110K, 110C, 110M, which have the same configuration.
110Y is disposed at the exposure position. Optical heads 10K, 10C, 10M, 10
Y is an exposure apparatus according to the above-described exposure apparatus 10 or a modification thereof.

図9に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ121と従動ローラ122が設
けられており、これらのローラ121,122には無端の中間転写ベルト120が巻回さ
れて、矢印に示すようにローラ121,122の周囲を回転させられる。図示しないが、
中間転写ベルト120に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよ
い。
As shown in FIG. 9, this image forming apparatus is provided with a driving roller 121 and a driven roller 122, and an endless intermediate transfer belt 120 is wound around these rollers 121 and 122, as indicated by arrows. Thus, the periphery of the rollers 121 and 122 is rotated. Although not shown,
A tension applying unit such as a tension roller that applies tension to the intermediate transfer belt 120 may be provided.

この中間転写ベルト120の周囲には、互いに所定間隔をおいて4個の外周面に感光層
を有する感光体ドラム110K,110C,110M,110Yが配置される。添え字K
,C,M,Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用さ
れることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム110K,11
0C,110M,110Yは、中間転写ベルト120の駆動と同期して回転駆動される。
Around the intermediate transfer belt 120, photosensitive drums 110K, 110C, 110M, and 110Y having photosensitive layers on four outer peripheral surfaces are arranged at predetermined intervals. Subscript K
, C, M, and Y mean that they are used to form visible images of black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. Photosensitive drums 110K and 11
0C, 110M, and 110Y are rotationally driven in synchronization with the driving of the intermediate transfer belt 120.

各感光体ドラム110(K,C,M,Y)の周囲には、コロナ帯電器111(K,C,
M,Y)と、光ヘッド10(K,C,M,Y)と、現像器114(K,C,M,Y)が配
置されている。コロナ帯電器111(K,C,M,Y)は、対応する感光体ドラム110
(K,C,M,Y)の外周面を一様に帯電させる。光ヘッド10(K,C,M,Y)は、
感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各光ヘッド10(K,C,
M,Y)は、複数のOLED素子14の配列方向が感光体ドラム110(K,C,M,Y
)の母線(主走査方向)に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の
OLED素子14により光を感光体ドラムに照射することにより行う。現像器114(K
,C,M,Y)は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラ
ムに顕像すなわち可視像を形成する。
Around each photosensitive drum 110 (K, C, M, Y), a corona charger 111 (K, C,
M, Y), an optical head 10 (K, C, M, Y), and a developing device 114 (K, C, M, Y) are arranged. Corona chargers 111 (K, C, M, Y) have corresponding photosensitive drums 110.
The outer peripheral surface of (K, C, M, Y) is uniformly charged. The optical head 10 (K, C, M, Y)
An electrostatic latent image is written on the charged outer peripheral surface of the photosensitive drum. Each optical head 10 (K, C,
M, Y) indicates that the arrangement direction of the plurality of OLED elements 14 is the photosensitive drum 110 (K, C, M, Y).
) Along the bus (in the main scanning direction). The electrostatic latent image is written by irradiating the photosensitive drum with light from the plurality of OLED elements 14. Developer 114 (K
, C, M, and Y) form a visible image, ie, a visible image, on the photosensitive drum by attaching toner as a developer to the electrostatic latent image.

このような4色の単色顕像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、
イエローの各顕像は、中間転写ベルト120上に順次一次転写されることにより、中間転
写ベルト120上で重ね合わされて、この結果フルカラーの顕像が得られる。中間転写ベ
ルト120の内側には、4つの一次転写コロトロン(転写器)112(K,C,M,Y)
が配置されている。一次転写コロトロン112(K,C,M,Y)は、感光体ドラム11
0(K,C,M,Y)の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム110(K,C,
M,Y)から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの
間を通過する中間転写ベルト120に顕像を転写する。
Black, cyan, magenta, and black formed by such a four-color monochromatic image forming station
The yellow visible images are sequentially primary-transferred onto the intermediate transfer belt 120 to be superimposed on the intermediate transfer belt 120, and as a result, a full-color visible image is obtained. Inside the intermediate transfer belt 120, four primary transfer corotrons (transfer units) 112 (K, C, M, Y) are provided.
Is arranged. The primary transfer corotron 112 (K, C, M, Y) is connected to the photosensitive drum 11.
0 (K, C, M, Y) are arranged in the vicinity of the photosensitive drum 110 (K, C,
The visible image is electrostatically attracted from (M, Y) to transfer the visible image to the intermediate transfer belt 120 passing between the photosensitive drum and the primary transfer corotron.

最終的に画像を形成する対象としてのシート102は、ピックアップローラ103によ
って、給紙カセット101から1枚ずつ給送されて、駆動ローラ121に接した中間転写
ベルト120と二次転写ローラ126の間のニップに送られる。中間転写ベルト120上
のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ126によってシート102の片面に一括して二
次転写され、定着部である定着ローラ対127を通ることでシート102上に定着される
。この後、シート102は、排紙ローラ対128によって、装置上部に形成された排紙カ
セット上へ排出される。
A sheet 102 as an object on which an image is finally formed is fed one by one from the sheet feeding cassette 101 by the pickup roller 103, and between the intermediate transfer belt 120 and the secondary transfer roller 126 in contact with the driving roller 121. Sent to the nip. The full-color visible image on the intermediate transfer belt 120 is secondarily transferred to one side of the sheet 102 by the secondary transfer roller 126 and fixed on the sheet 102 by passing through a fixing roller pair 127 as a fixing unit. . Thereafter, the sheet 102 is discharged onto a paper discharge cassette formed on the upper part of the apparatus by a paper discharge roller pair 128.

図10は、本発明の実施の形態に係る他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形
成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置で
ある。図10に示す画像形成装置において、感光体ドラム(像担持体)165の周囲には
、コロナ帯電器168、ロータリ式の現像ユニット161、光ヘッド167、中間転写ベ
ルト169が設けられている。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of another image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. This image forming apparatus is a rotary developing type full-color image forming apparatus using a belt intermediate transfer body system. In the image forming apparatus shown in FIG. 10, a corona charger 168, a rotary developing unit 161, an optical head 167, and an intermediate transfer belt 169 are provided around a photosensitive drum (image carrier) 165.

コロナ帯電器168は、感光体ドラム165の外周面を一様に帯電させる。光ヘッド1
67は、感光体ドラム165の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。光ヘッド1
67は、露光装置10またはその変形例に係る露光装置であり、複数の発光素子14の配
列方向が感光体ドラム165の母線(主走査方向)に沿うように設置される。静電潜像の
書き込みは、上記の複数の発光素子14により光を感光体ドラムに照射することにより行
う。
The corona charger 168 uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 165. Optical head 1
67 writes an electrostatic latent image on the charged outer peripheral surface of the photosensitive drum 165. Optical head 1
Reference numeral 67 denotes an exposure apparatus according to the exposure apparatus 10 or a modification thereof, and is installed so that the arrangement direction of the plurality of light emitting elements 14 is along the bus line (main scanning direction) of the photosensitive drum 165. The electrostatic latent image is written by irradiating the photosensitive drum with light by the plurality of light emitting elements 14 described above.

現像ユニット161は、4つの現像器163Y,163C,163M,163Kが90
°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸161aを中心にして反時計回りに回転
可能である。現像器163Y,163C,163M,163Kは、それぞれイエロー、シ
アン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム165に供給して、静電潜像に現像剤として
のトナーを付着させることにより感光体ドラム165に顕像すなわち可視像を形成する。
The developing unit 161 includes four developing units 163Y, 163C, 163M, and 163K.
The drums are arranged at an angular interval of ° and can be rotated counterclockwise about the shaft 161a. The developing units 163Y, 163C, 163M, and 163K supply yellow, cyan, magenta, and black toners to the photosensitive drum 165, respectively, and attach the toner as a developer to the electrostatic latent image, thereby the photosensitive drum 165. A visible image, that is, a visible image is formed.

無端の中間転写ベルト169は、駆動ローラ170a、従動ローラ170b、一次転写
ローラ166およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す
向きに回転させられる。一次転写ローラ166は、感光体ドラム165から顕像を静電的
に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ166の間を通過する中間転写ベ
ルト169に顕像を転写する。
The endless intermediate transfer belt 169 is wound around a driving roller 170a, a driven roller 170b, a primary transfer roller 166, and a tension roller, and is rotated around these rollers in a direction indicated by an arrow. The primary transfer roller 166 transfers the visible image to the intermediate transfer belt 169 that passes between the photosensitive drum and the primary transfer roller 166 by electrostatically attracting the visible image from the photosensitive drum 165.

具体的には、感光体ドラム165の最初の1回転で、露光ヘッド167によりイエロー
(Y)像のための静電潜像が書き込まれて現像器163Yにより同色の顕像が形成され、
さらに中間転写ベルト169に転写される。また、次の1回転で、露光ヘッド167によ
りシアン(C)像のための静電潜像が書き込まれて現像器163Cにより同色の顕像が形
成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト169に転写される。そして
、このようにして感光体ドラム9が4回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の
顕像が中間転写ベルト169に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベ
ルト169上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を
形成する場合には、中間転写ベルト169に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間
転写ベルト169に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中
間転写ベルト169上で得る。
Specifically, in the first rotation of the photosensitive drum 165, an electrostatic latent image for a yellow (Y) image is written by the exposure head 167, and a developed image of the same color is formed by the developing unit 163Y.
Further, the image is transferred to the intermediate transfer belt 169. Further, in the next rotation, an electrostatic latent image for a cyan (C) image is written by the exposure head 167 and a developed image of the same color is formed by the developing device 163C, and an intermediate transfer is performed so as to overlap the yellow developed image. Transferred to the belt 169. Then, during the four rotations of the photosensitive drum 9, the yellow, cyan, magenta, and black visible images are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 169. As a result, a full-color visible image is formed on the transfer belt 169. It is formed. When images are finally formed on both sides of a sheet as an object on which an image is to be formed, the same color visible images of the front and back surfaces are transferred to the intermediate transfer belt 169, and then the front and back surfaces are transferred to the intermediate transfer belt 169. A full-color visible image is obtained on the intermediate transfer belt 169 by transferring the next-color visible image.

画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路174が設けられている。シ
ートは、給紙カセット178から、ピックアップローラ179によって1枚ずつ取り出さ
れ、搬送ローラによってシート搬送路174を進行させられ、駆動ローラ170aに接し
た中間転写ベルト169と二次転写ローラ171の間のニップを通過する。二次転写ロー
ラ171は、中間転写ベルト169からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引するこ
とにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ171は、図示しないクラッ
チにより中間転写ベルト169に接近および離間させられるようになっている。そして、
シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ171は中間転写ベルト169
に当接させられ、中間転写ベルト169に顕像を重ねている間は二次転写ローラ171か
ら離される。
The image forming apparatus is provided with a sheet conveyance path 174 through which a sheet passes. The sheets are picked up one by one from the paper feed cassette 178 by the pick-up roller 179, advanced through the sheet transport path 174 by the transport roller, and between the intermediate transfer belt 169 and the secondary transfer roller 171 in contact with the drive roller 170a. Pass through the nip. The secondary transfer roller 171 transfers the developed image to one side of the sheet by electrostatically attracting a full-color developed image from the intermediate transfer belt 169 collectively. The secondary transfer roller 171 can be moved closer to and away from the intermediate transfer belt 169 by a clutch (not shown). And
The secondary transfer roller 171 moves the intermediate transfer belt 169 when transferring a full-color visible image onto the sheet.
And is separated from the secondary transfer roller 171 while the visible image is superimposed on the intermediate transfer belt 169.

上記のようにして画像が転写されたシートは定着器172に搬送され、定着器172の
加熱ローラ172aと加圧ローラ172bの間を通過させられることにより、シート上の
顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対176に引き込まれて矢印Fの向
きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対176を通過した後
、排紙ローラ対176が逆方向に回転させられ、矢印Gで示すように両面印刷用搬送路1
75に導入される。そして、二次転写ローラ171により顕像がシートの他面に転写され
、再度定着器172で定着処理が行われた後、排紙ローラ対176でシートが排出される
The sheet on which the image has been transferred as described above is conveyed to the fixing device 172 and is passed between the heating roller 172a and the pressure roller 172b of the fixing device 172, whereby the visible image on the sheet is fixed. The sheet after the fixing process is drawn into the discharge roller pair 176 and proceeds in the direction of arrow F. In the case of double-sided printing, after most of the sheet passes through the paper discharge roller pair 176, the paper discharge roller pair 176 is rotated in the reverse direction.
75. Then, the visible image is transferred to the other surface of the sheet by the secondary transfer roller 171, the fixing process is performed again by the fixing device 172, and then the sheet is discharged by the discharge roller pair 176.

上記の各画像形成装置は、光ヘッドとして、より鮮明な像を結ぶことができる露光装置
を用いているから、高解像度で高品位な画像を形成することができる。以上、露光装置1
0またはその変形例に係る露光装置を応用可能な画像形成装置を例示したが、他の電子写
真方式の画像形成装置にも応用することが可能であり、そのような画像形成装置は本発明
の範囲内にある。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕
像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも応用
することが可能である。
Since each of the image forming apparatuses uses an exposure apparatus that can form a clearer image as the optical head, it is possible to form a high-resolution and high-quality image. As described above, the exposure apparatus 1
Although the image forming apparatus to which the exposure apparatus according to 0 or a modification thereof can be applied has been exemplified, the present invention can also be applied to other electrophotographic image forming apparatuses. Is in range. For example, the present invention can be applied to an image forming apparatus that transfers a visible image directly from a photosensitive drum to a sheet without using an intermediate transfer belt, and an image forming apparatus that forms a monochrome image.

本発明の実施の形態に係る露光装置10の概略を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an outline of an exposure apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. 露光装置10を構成する発光パネル20および開口部30の平面図である。2 is a plan view of a light-emitting panel 20 and an opening 30 constituting the exposure apparatus 10. FIG. 露光装置10を集束性レンズアレイ40の構成を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a configuration of a converging lens array 40 in the exposure apparatus 10. FIG. 露光装置10の平面図である。2 is a plan view of the exposure apparatus 10. FIG. 露光装置10の断面図である。1 is a sectional view of an exposure apparatus 10. 開口部30による、光が届く範囲の限定の様子を例示する図である。It is a figure which illustrates the mode of the limitation of the range which light reaches by the opening part. 式(1)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Formula (1). 発光パネル20と集束性レンズアレイ40との間の間隙に光透過率が高い材料を充填した形態の露光装置の構造を示す断面である。6 is a cross section showing the structure of an exposure apparatus in a form in which a gap between the light emitting panel 20 and the converging lens array 40 is filled with a material having a high light transmittance. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る別の画像形成装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of another image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…露光装置、20…発光パネル(発光装置)、21…発光素子、21a…発光面、
30…開口部、31…開口、40…集束性レンズアレイ、41…屈折率分布型レンズ、4
0a…端面、50…透光部材、110,165…感光体ドラム(像担持体)、111,1
68…コロナ帯電器(帯電器)、114,163Y,163C,163M,163K…現
像器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exposure apparatus, 20 ... Light emission panel (light emission device), 21 ... Light emitting element, 21a ... Light emission surface,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Opening part, 31 ... Opening, 40 ... Converging lens array, 41 ... Refractive index distribution type lens, 4
0a ... end face, 50 ... translucent member, 110, 165 ... photosensitive drum (image carrier), 111, 1
68 ... Corona charger (charger), 114, 163Y, 163C, 163M, 163K ... Developer.

Claims (7)

一方向に沿って配列された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子からの光を射出
する発光装置と、
前記発光装置から出射して入射した光の一部を透過させて正立等倍の実像を結像可能な
複数の屈折率分布型レンズを有し、前記複数の屈折率分布型レンズが結ぶ像が1つの連続
した像を構成する集束性レンズアレイと、
前記発光装置と前記集束性レンズアレイとの間に介在し、入射光の直進を妨げる部材か
ら形成され、前記部材に前記複数の発光素子から出射した光のうち一部の光をそれぞれ通
過させる複数の開口が形成された開口部と、
を備える露光装置。
A light emitting device comprising a plurality of light emitting elements arranged along one direction, and emitting light from the plurality of light emitting elements;
An image having a plurality of gradient index lenses capable of forming a real image of erecting equal magnification by transmitting a part of incident light emitted from the light emitting device, and connecting the plurality of gradient index lenses A converging lens array comprising one continuous image;
A plurality of members that are interposed between the light-emitting device and the converging lens array, are formed from members that prevent linear light from traveling straight, and allow a part of the light emitted from the plurality of light-emitting elements to pass through the members. An opening in which an opening is formed;
An exposure apparatus comprising:
前記複数の開口の各々の長さは、当該開口の前記集束性レンズアレイ側の直径よりも長
い、
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
The length of each of the plurality of openings is longer than the diameter of the opening on the converging lens array side,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
前記発光装置および前記集束性レンズアレイに接し、前記発光装置と前記集束性レンズ
アレイとの間の間隙を埋めて存在する透明部材を備える、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。
A transparent member that is in contact with the light emitting device and the converging lens array and fills a gap between the light emitting device and the converging lens array;
The exposure apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記複数の発光素子の各々は、光を発する発光面を有し、
前記複数の屈折率分布型レンズの各々の光入射面は、前記集束性レンズアレイの前記発
光装置側の端面の一部をなし、
前記開口部は板状をなし、
前記複数の開口の各々は、前記集束性レンズアレイ側の形状が略円形であり、前記集束
性レンズアレイの前記発光装置側の端面において当該開口に対応する前記発光素子からの
光が届く略円形の範囲を定めており、
前記集束性レンズアレイの物体側の作動距離をL、前記複数の開口の各々の前記集束
性レンズアレイ側の直径をR1、前記発光面の直径あるいは最大幅をR、前記複数の屈折
率分布型レンズの各々の直径をdとし、前記複数の屈折率分布型レンズの各々の直径に対
する前記範囲の直径の比をαとしたときに、前記複数の開口の各々の長さtは、±10%
の誤差範囲で、式(1)により表される、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の露光装置。
Figure 2007276254
Each of the plurality of light emitting elements has a light emitting surface that emits light,
The light incident surface of each of the plurality of gradient index lenses forms part of an end surface of the converging lens array on the light emitting device side,
The opening is plate-shaped,
Each of the plurality of openings has a substantially circular shape on the converging lens array side, and a substantially circular shape from which light from the light emitting element corresponding to the opening reaches an end surface of the converging lens array on the light emitting device side. The scope of
The working distance on the object side of the converging lens array is L 0 , the diameter on the converging lens array side of each of the plurality of apertures is R1, the diameter or maximum width of the light emitting surface is R, and the plurality of refractive index distributions. When the diameter of each of the mold lenses is d and the ratio of the diameter of the range to the diameter of each of the plurality of gradient index lenses is α, the length t of each of the plurality of apertures is ± 10 %
Expressed by the equation (1) in the error range of
The exposure apparatus according to claim 1, 2, or 3.
Figure 2007276254
前記複数の屈折率分布型レンズの各々の直径に対する前記範囲の直径の比は2.25以
上2.75以下である、
ことを特徴とする請求項4に記載の露光装置。
The ratio of the diameter of the range to the diameter of each of the plurality of gradient index lenses is 2.25 or more and 2.75 or less.
The exposure apparatus according to claim 4, wherein:
前記開口部を形成している部材の全部または表面は、吸光性の材料から形成されている

ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の露光装置。
The whole or the surface of the member forming the opening is formed from a light-absorbing material,
6. An exposure apparatus according to claim 1, wherein
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電器と、
前記像担持体の帯電された面に前記露光装置からの光を照射して潜像を形成する、請求
項1ないし6のいずれか一項に記載の露光装置と、
前記潜像にトナーを付着させて顕像を形成する現像器とを備え、
前記顕像を他の物体に転写することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
A charger for charging the image carrier;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a latent image is formed by irradiating light from the exposure apparatus onto a charged surface of the image carrier.
A developing unit for forming a visible image by attaching toner to the latent image;
An image forming apparatus, wherein the visible image is transferred to another object.
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