JP2007290303A

JP2007290303A - 露光装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2007290303A
Application number: JP2006123036A
Authority: JP
Inventors: Tanio Urushiya; 多二男漆谷; Hideyuki Aoki; 英之青木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】各スポット領域の形状を均一化する。
【解決手段】発光装置は、ピッチＰaで配列された複数の発光素子Ｅを含む。集束性レンズアレイは、発光素子Ｅの配列に沿ってピッチＰbで配列されて各発光素子Ｅからの出射光を集光する複数の屈折率分布型レンズ３２を含む。複数の発光素子Ｅのうち屈折率分布型レンズ３２の配列に対して同様の位置関係にある各発光素子Ｅは屈折率分布型レンズ３２の光軸の方向からみた形状が共通する。複数の発光素子Ｅのうち屈折率分布型レンズ３２の配列との位置関係が相違する各発光素子は屈折率分布型レンズ３２の光軸の方向からみた形状が相違する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の発光素子を具備する露光装置とこれを利用した画像形成装置とに関す
る。

有機発光ダイオード素子などの発光素子を像担持体（例えば感光体ドラム）の露光に利
用した画像形成装置が従来から提案されている。例えば特許文献１には、複数の屈折率分
布型レンズを配列した集束性レンズアレイによって各発光素子からの出射光を像担持体の
表面に結像する技術が開示されている。同文献の技術においては、画像の主要な構成の角
度と各発光素子の長軸とが平行となるように総ての発光素子が長尺状（楕円状や短冊状）
に形成される。
特開２００１−１６２８６１号公報

ところで、発光素子の配列のピッチと屈折率分布型レンズの配列のピッチとは異なるか
ら、各屈折率分布型レンズとの位置関係は発光素子ごとに相違する。したがって、集束性
レンズアレイを透過した各発光素子からの出射光が所定値を上回る強度で像担持体に到達
する領域（以下「スポット領域」という）の形状は、当該発光素子と屈折率分布型レンズ
の配列との位置関係に応じて発光素子ごとにバラつく。例えば、ひとつの発光素子からの
出射光を結像したスポット領域が円形状であっても他の発光素子のスポット領域が楕円状
となる場合がある。特許文献１のように、各々の長軸が平行となるように総ての発光素子
を長尺状の同形状とした場合であっても以上の問題は何ら解決されない。このような事情
に鑑みて、本発明は、屈折率分布型レンズとの位置関係が発光素子ごとに異なる構成にあ
っても各スポット領域の形状を均一化するという課題の解決を目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る露光装置は、複数の発光素子
が第１ピッチ（例えば図３のピッチＰa）で配列された発光装置と、各発光素子からの出
射光を集光する複数の屈折率分布型レンズが第１ピッチとは異なる第２ピッチ（例えば図
３のピッチＰb）で複数の発光素子の配列に沿って配列された集束性レンズアレイとを具
備し、複数の発光素子のうち複数の屈折率分布型レンズの配列に対する位置関係が異なる
第１の発光素子（例えば図３の位置Ａ1の発光素子Ｅ）と第２の発光素子（例えば図３の
位置Ａ2の発光素子Ｅ）とは、屈折率分布型レンズの光軸の方向（図１のＺ方向）からみ
た形状が相違する。
この態様においては第１の発光素子と第２の発光素子とで形状が相違する。したがって
、屈折率分布型レンズに対する位置関係の相違に起因した各スポット領域の形状のバラツ
キが抑制されるように屈折率分布型レンズに対する位置関係に応じて各発光素子の形状を
選定することが可能である。

本発明の第２の態様に係る露光装置は、複数の発光素子が第１ピッチで配列された発光
装置と、各発光素子からの出射光を集光する複数の屈折率分布型レンズが第１ピッチとは
異なる第２ピッチで複数の発光素子の配列に沿って配列された集束性レンズアレイとを具
備し、複数の発光素子のうち複数の屈折率分布型レンズの配列に対して同様の位置関係に
ある各発光素子は屈折率分布型レンズの光軸の方向からみた形状が共通し、複数の発光素
子のうち複数の屈折率分布型レンズの配列との位置関係が相違する各発光素子は屈折率分
布型レンズの光軸の方向からみた形状が相違する。
この態様においては屈折率分布型レンズの配列との位置関係が相違する各発光素子の形
状が相違するから、第１の態様に係る露光装置と同様の効果が得られる。さらに、屈折率
分布型レンズの配列に対して同様の位置関係にある各発光素子は形状が共通するから、総
ての発光素子の形状を個別に選定した場合と比較して発光装置の製造が容易化される。

第２の態様に係る露光装置において、複数の屈折率分布型レンズの配列に対する各発光
素子の位置関係が所定数の発光素子を単位（例えば図３のグループＧ）として周期的に繰
り返し、各発光素子の形状は、複数の屈折率分布型レンズの配列と各発光素子との位置関
係の周期に応じた周期性をもって選定される。以上の態様によれば、各発光素子の形状が
周期性をもって選定されるから、発光装置の設計や製造が簡素化されるという利点がある
。

本発明に係る画像形成装置は、像形成面を有する像担持体と、集束性レンズアレイを通
過した光の照射によって像形成面に潜像を形成する本発明の露光装置と、像形成面に形成
された潜像に対する現像剤の付加によって顕像を形成する現像器とを具備する。本発明の
露光装置においては各発光素子からの出射光が像形成面に到達するスポット領域の形状の
バラツキが抑制されるから、これを利用した画像形成装置によれば、濃淡のムラが低減さ
れた高品位な画像を形成することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置の好適な態様においては、像形成面のうち各発光素子からの
出射光が所定値を上回る強度で到達するスポット領域の形状が正円形となるように、各屈
折率分布型レンズの光軸の方向からみた各発光素子の形状が選定される。この態様によれ
ば、屈折率分布型レンズの配列との位置関係が相違する各発光素子に対応したスポット領
域の形状が正円形に均一化されるから、濃淡のムラが低減されるという本発明の効果はい
っそう顕著となる。

もっとも、本発明に係る露光装置の用途は像担持体の露光に限定されない。例えば、ス
キャナなどの画像読取装置においては、本発明に係る露光装置を原稿の照明に利用するこ
とが可能である。この画像読取装置は、本発明に係る露光装置と、露光装置から出射して
読取対象（原稿）で反射した光を電気信号に変換する受光装置（例えばＣＣＤ（Charge C
oupled Device）素子などの受光素子）とを具備する。

＜Ａ：露光装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の部分的な構成を示す斜視図である。
図１に示すように、画像形成装置は、外周面が像形成面７２として機能する感光体ドラム
７０と、感光体ドラム７０の露光によって像形成面７２に潜像を形成する露光装置（ライ
ンヘッド）Ｈとを具備する。感光体ドラム７０は、Ｘ方向（主走査方向）に延在する回転
軸に支持され、像形成面７２を露光装置Ｈに対向させた状態で回転する。

図１および図２に示すように、露光装置Ｈは発光装置１０と集束性レンズアレイ３０と
を含む。集束性レンズアレイ３０は発光装置１０と感光体ドラム７０との間隙に配置され
る。発光装置１０からの出射光は集束性レンズアレイ３０によって集光されたうえで感光
体ドラム７０の像形成面７２に到達する。

図２は、露光装置Ｈの構造を示す断面図である。同図に示すように、発光装置１０は、
Ｘ方向を長手とする姿勢に固定された長方形状の基板１２と、基板１２の面上に配列され
た複数の発光素子Ｅとを含む。基板１２は、ガラスやプラスチックなどで成形された光透
過性の板材である。発光素子Ｅは、電流の供給によって発光する有機発光ダイオード素子
である。

基板１２のうち感光体ドラム７０とは反対側の表面には配線層１４が形成される。配線
層１４は、発光素子Ｅの輝度を制御する能動素子（トランジスタ）や各種の信号を伝送す
る配線や電源線といった導電層と各要素を電気的に絶縁する絶縁層とが積層された部分で
ある。配線層１４の面上には、発光素子Ｅの陽極として機能する第１電極２１が発光素子
Ｅごとに相互に離間して形成される。第１電極２１の材料には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）など光透過性の導電材料が採用される。

第１電極２１が形成された配線層１４の表面には絶縁層２３が形成される。絶縁層２３
は、第１電極２１と重なり合う領域に開口部２３１（絶縁層２３を厚さ方向に貫通する孔
）が形成された絶縁性の膜体である。第１電極２１および絶縁層２３は、有機ＥＬ（Elec
troLuminescent）材料からなる発光層２５に覆われる。発光層２５は、複数の発光素子Ｅ
にわたって連続する膜体である。第１電極２１は発光素子Ｅごとに独立に形成されるから
、発光層２５が複数の発光素子Ｅにわたって連続するとは言っても発光素子Ｅの輝度は各
第１電極２１の電圧に応じて発光素子Ｅごとに個別に制御される。

発光層２５の表面は、発光素子Ｅの陰極として機能する第２電極２７に覆われる。第２
電極２７は、複数の発光素子Ｅにわたって連続する光反射性の導電膜である。発光層２５
は第１電極２１から第２電極２７に流れる電流に応じた輝度で発光する。発光層２５から
第１電極２１側への出射光と第２電極２７の表面における反射光とは、図２に矢印で示す
ように第１電極２１と基板１２とを透過して集束性レンズアレイ３０に到達する。第１電
極２１と第２電極２７との間に絶縁層２３が介在する領域に電流は流れないから、発光層
２５のうち絶縁層２３と重なり合う部分は発光しない。すなわち、図２に示すように、第
１電極２１と発光層２５と第２電極２７とが積層された部分のうち開口部２３１の内周縁
の内側に位置する領域が発光素子Ｅとして機能する。したがって、Ｚ方向からみたときの
発光素子Ｅの平面的な形状は開口部２３１の内周縁の形態に応じて決定される。

集束性レンズアレイ３０は、各発光素子Ｅからの出射光に対応した等倍の正立像を像形
成面７２に結像する手段であり、図２に示すように、各々の中心軸（光軸）をＺ方向に向
けて配列する複数の屈折率分布型レンズ３２を含む。各屈折率分布型レンズ３２は、中心
軸から周縁に向かって離間した位置ほど屈折率が低くなるように横断面内にて屈折率が分
布する円柱状の透明体である。各屈折率分布型レンズ３２の間隙には遮光体３４が充填さ
れる。集束性レンズアレイ３０としては、例えば日本板硝子株式会社から入手できるＳＬ
Ａ（セルフォック・レンズ・アレイ）が好適に採用される。なお、「セルフォック／ＳＥ
ＬＦＯＣ」は日本板硝子株式会社の登録商標である。

図３は、Ｚ方向からみたときの各発光素子Ｅと各屈折率分布型レンズ３２との相対的な
位置を示す平面図である。同図にて便宜的に斜線が付された小円は発光素子Ｅの外形を示
し、同図の大円は屈折率分布型レンズ３２の端面（横断面）を示す。本実施形態における
各発光素子Ｅの実際の形状は後述するように適宜に調整されるが、図３では総ての発光素
子Ｅの形状が便宜的に円形とされている。

図３に示すように、複数の発光素子ＥはＸ方向に沿って２列かつ千鳥状に配列される。
さらに詳述すると、Ｘ方向に延在する直線Ｌa1上に各々の重心が位置するようにピッチＰ
aで配列された複数の発光素子Ｅの集合と、直線Ｌa1に平行な直線Ｌa2上に各々の重心が
位置するようにピッチＰaで配列された複数の発光素子Ｅの集合とが、Ｘ方向に沿ってＰa
／２だけズレた位置に配置される。

複数の屈折率分布型レンズ３２も同様にＸ方向に沿って２列かつ千鳥状に配列される。
すなわち、Ｘ方向に延在する直線Ｌb1上に各々の中心が位置するようにピッチＰbで配列
された複数の屈折率分布型レンズ３２の集合と、直線Ｌb1に平行な直線Ｌb2上に各々の中
心が位置するようにピッチＰbで配列された複数の屈折率分布型レンズ３２の集合とが、
Ｘ方向に沿ってＰb／２だけズレた位置に配置される。ピッチＰbは発光素子Ｅの配列のピ
ッチＰaよりも長い。また、相互に隣接する各屈折率分布型レンズ３２は接触するから、
ピッチＰbは屈折率分布型レンズ３２の直径に等しい。発光素子Ｅの配列の中心軸（直線
Ｌa1と直線Ｌa2とから等距離にある直線）Ｌcと屈折率分布型レンズ３２の配列の中心軸
（直線Ｌb1と直線Ｌb2とから等距離にある直線）Ｌcとは一致する。

以上のように発光素子Ｅの配列のピッチＰaと屈折率分布型レンズ３２の配列のピッチ
Ｐbとは相違するから、屈折率分布型レンズ３２の配列に対する位置関係は発光素子Ｅご
とに相違する。ただし、本実施形態におけるピッチＰbはピッチＰaの整数倍（７倍）に設
定されるから、屈折率分布型レンズ３２の配列に対する各発光素子Ｅの位置関係の態様は
、所定数の発光素子Ｅを単位として周期的に繰り返す。

例えば、図３に示すように、各発光素子Ｅの中心のＸ方向における位置は、屈折率分布
型レンズ３２の配列に対する各々の位置関係に応じて４種類の位置Ａ1〜Ａ4に分類される
。位置Ａ1は、Ｘ方向の位置がその直近の屈折率分布型レンズ３２の中心と一致し、当該
屈折率分布型レンズ３２の中心からＹ方向の正側または負側に距離Ｄ1だけ離間した位置
である。また、位置Ａ2は、その直近の屈折率分布型レンズ３２の中心からＸ方向の正側
または負側にＰa／２だけ離間し、かつ、当該屈折率分布型レンズ３２の中心からＹ方向
の正側または負側に距離Ｄ2だけ離間した位置である。

位置Ａ3・Ａ4についても同様に屈折率分布型レンズ３２の配列との位置関係に応じて区
別される。以上のように位置Ａ1〜Ａ4を選定すると、図３に破線で示すように、位置Ａ1
・Ａ2・Ａ3・Ａ4・Ａ4・Ａ3・Ａ2の各々にこの順番でＸ方向に配列された７個の発光素子
Ｅの集合（以下「グループ」という）Ｇを単位として、屈折率分布型レンズ３２の配列に
対する同等の位置関係がＸ方向に沿って周期的に繰り返される。

図４は、像形成面７２のうち各発光素子Ｅからの出射光が到達するスポット領域のＸ方
向およびＹ方向の寸法（径）を示すグラフである。スポット領域は、屈折率分布型レンズ
３２を透過した各発光素子Ｅからの出射光の強度が最大強度の１／ｅ²を上回る強度で像
形成面７２に到達した領域として定義される。図４においては、発光素子Ｅの平面的な形
状（開口部２３１の内周縁の形状）を直径45μｍの正円形とした場合の実測値が図示され
ている。図４の横軸は各発光素子Ｅの位置（Ａ1〜Ａ4）を示す。

図３に示したように屈折率分布型レンズ３２の配列に対する位置関係は発光素子Ｅごと
に相違するから、各発光素子Ｅから出射した光線束の横断面（光軸に垂直な断面）の形状
は、当該発光素子Ｅと屈折率分布型レンズ３２との位置関係（例えば発光素子Ｅの中心軸
上における屈折率分布型レンズ３２の屈折率）に応じて変形する。したがって、総ての発
光素子Ｅを正円形とした場合、各発光素子Ｅに対応するスポット領域の形状（Ｘ方向およ
びＹ方向における寸法）は、図４に示すように発光素子Ｅの位置に応じて区々である。こ
のように各スポット領域の形状がバラつくと、実際に出力される画像に濃淡のムラが発生
するという問題がある。例えば、各スポット領域の長軸に沿った直線が、各スポット領域
の短軸に沿った直線よりも細い直線として印刷されるといった具合である。

以上に説明したスポット領域の形状のバラツキを抑制するために、本実施形態において
は、各発光素子Ｅの形状を正円形とした場合と比較して各スポット領域が正円形に近づく
ように各発光素子Ｅの形態（より具体的には絶縁層２３の開口部２３１の形態）が選定さ
れる。例えば、各発光素子Ｅは、各々の長軸の方向（Ｘ方向に対する傾斜）や平面的な形
状が個別に選定された楕円形や長円形とされる。各発光素子Ｅの形状の条件について詳述
すると以下の通りである。

図４に示すように、屈折率分布型レンズ３２の配列に対する位置関係が共通する各発光
素子Ｅに対応したスポット領域は略同じ形状となる。すなわち、屈折率分布型レンズ３２
の配列に対する各発光素子Ｅの相対的な位置がスポット領域の形状（光線束の横断面が変
形する程度）を左右する主要な要因であるという傾向が把握される。以上の傾向を考慮し
て、本実施形態においては、屈折率分布型レンズ３２の配列との相対的な位置が相違する
各発光素子Ｅの形状が各々の位置に応じて選定される。例えば、屈折率分布型レンズ３２
の配列に対して所定の位置にある発光素子Ｅを正円形とした場合に当該発光素子Ｅに対応
したスポット領域のＸ方向またはＹ方向の寸法が大きいほど、実際にその位置に配置され
る発光素子ＥのＸ方向またはＹ方向の寸法を小さく設定するといった具合である。したが
って、屈折率分布型レンズ３２に対して異なる位置にある各発光素子Ｅの形状は相違する
。

図５は、各発光素子Ｅの位置（Ａ1〜Ａ4）と各々の実際のＸ方向およびＹ方向の寸法と
の関係を示す図表である。図４に示したように、位置Ａ1の発光素子Ｅを正円形とした場
合のスポット領域のＸ方向における寸法は、位置Ａ2〜Ａ4の各々に配置された正円形の発
光素子Ｅに対応したスポット領域のＸ方向およびＹ方向の寸法と比較して大きい。したが
って、図５に示すように、実際に位置Ａ1に配置される発光素子ＥのＸ方向およびＹ方向
の寸法は、位置Ａ2〜Ａ4に配置される発光素子ＥのＸ方向およびＹ方向における寸法と比
較して相対的に小さく設定される。なお、屈折率分布型レンズ３２に対する位置関係は位
置Ａ2と位置Ａ3とで相違するが、位置Ａ2およびＡ3の各々にある正円形の発光素子Ｅの各
スポット領域の形状は図４に示すように略同等である。したがって、図５に示すように、
位置Ａ2およびＡ3の各々に実際に配置される各発光素子ＥのＸ方向およびＹ方向の寸法は
共通する。

また、屈折率分布型レンズ３２の配列に対する各発光素子Ｅの相対的な位置に応じてス
ポット領域の形状が決定されるのであるから、屈折率分布型レンズ３２の配列との位置関
係が共通する各発光素子Ｅに対応したスポット領域の形状は略同等となる。そこで、本実
施形態においては、屈折率分布型レンズ３２の配列に対して同様の位置関係にある各発光
素子Ｅが同形状とされる。例えば、屈折率分布型レンズ３２との関係で位置Ａ2にある発
光素子Ｅは、図５に示すように、何れのグループＧについても共通に、Ｘ方向の寸法が45
.5μｍでＹ方向の寸法が43μｍである楕円形とされる。

ところで、図３に示したように複数の屈折率分布型レンズ３２の配列に対する各発光素
子Ｅの位置関係はグループＧを単位として周期的に繰り返されるから、図４に示すように
、各発光素子Ｅに対応するスポット領域の形状（光線束の横断面が変形する程度）にはグ
ループＧを単位とした周期性が現れる。例えば、図４を例にとると、位置Ａ1〜Ａ4の各々
にある発光素子に対応したスポット領域のＸ方向およびＹ方向の寸法は、位置Ａ4→Ａ3→
Ａ2→Ａ1の順番に大きくなるという周期的な傾向が把握される。したがって、以上の各条
件を充足するように屈折率分布型レンズ３２との位置関係（スポット領域の変形の程度）
に応じて各発光素子Ｅの形状を選定すると、各発光素子Ｅの形状は、屈折率分布型レンズ
３２の配列と各発光素子Ｅとの位置関係の周期に応じた周期性をもってグループＧごとに
同様のパターンが繰り返される。換言すると、位置Ａ1〜Ａ4に応じて各々の形状が図５の
ように選定された７個の発光素子Ｅの組合せ（グループＧ）がＸ方向に沿って配列される
。

図６は、以上の条件が充足されるように各発光素子Ｅの形状を選定したときの各スポッ
ト領域の形状（Ｘ方向・Ｙ方向の寸法）を示すグラフである。図６に示すように、屈折率
分布型レンズ３２との相対的な位置に応じて各発光素子Ｅの形状を選定すると、各々に対
応したスポット領域のＸ方向およびＹ方向の寸法の差異が図４の場合（各発光素子Ｅを一
律に正円形とした場合）と比較して低減される。より具体的には、総てのスポット領域に
ついてＸ方向およびＹ方向の双方の寸法が73μｍ程度となる。すなわち、本実施形態によ
れば、発光素子Ｅの位置の相違に拘わらず各スポット領域の形状が略正円形に均一化され
る。したがって、周期的な濃淡のムラが抑制された高品位な画像を形成することができる
。

なお、スポット領域の形状を調整する方法としては、集束性レンズアレイ３０からの出
射光を所定の光学素子で変調する方法や各発光素子Ｅの出射光の特性を電気的に制御する
方法がある。しかしながら、これらの方法を採用した場合には、光学素子を配置するスペ
ースを確保したり発光素子Ｅを駆動する回路の規模を拡大したりする必要がある。これに
対して本実施形態においては、各発光素子Ｅの形状を適宜に選定することで各スポット領
域の形状が均一化されるから、光学素子の配置や回路規模の拡大が原理的には不要である
。したがって、画像形成装置を小型化することが可能である。

また、各発光素子Ｅの形状の組合せが周期的に繰り返されるから発光装置１０の製造の
コストが低減されるという利点がある。例えば、フォトリソグラフィ技術やエッチング技
術を利用した絶縁層２３の選択的な除去によって開口部２３１が形成される場合を想定す
る。発光装置１０の総ての発光素子Ｅの形状が相違するとすれば、総ての開口部２３１の
形状に対応したマスクが必要となってコストが嵩むという問題がある。これに対し、本実
施形態においては、ひとつのグループＧに対応した７個の開口部２３１を形成するための
マスクを順次に移動させて繰り返し利用することで総ての発光素子Ｅの開口部２３１を形
成することができるからコストを大幅に削減することが可能である。また、大型のマスク
を利用して総ての発光素子Ｅの開口部２３１を一括的に形成する場合には、マスクのうち
各グループＧの開口部２３１を形成するための部分の形態が共通化されるから、マスクの
設計や製作に要するコストが削減されるという利点がある。

＜Ｂ：変形例＞
以上の形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以
下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。

（１）変形例１
Ｚ方向からみた発光素子Ｅの形状は楕円形や長円形に限定されず、例えば多角形でもよ
い。また、各発光素子Ｅの形状を規定する要素は絶縁層２３（開口部２３１）に限定され
ない。例えば、第１電極２１の形状を適宜に選定することで各発光素子Ｅを各々の位置に
応じた形状としてもよい。また、以上の形態においては発光層２５が複数の発光素子Ｅに
わたって連続する構成を例示したが、発光層２５が発光素子Ｅごとに離間して形成された
構成においては、発光層２５の形状の選定によって発光素子Ｅの形状を規定してもよい。

（２）変形例２
発光素子Ｅや屈折率分布型レンズ３２の配列の態様は図３の例示に限定されない。例え
ば、発光素子Ｅや屈折率分布型レンズ３２は、端列または３列以上に配列されてもよいし
他の適切なパターンに配列されてもよい。また、以上の形態ではボトムエミッション型の
発光装置１０を例示したが、トップエミッション型の発光装置にも本発明は適用される。

（３）変形例３
以上の形態においては有機発光ダイオード素子を発光素子Ｅとして例示したが、発光素
子Ｅの具体的な形態は任意に変更される。本発明に適用される発光素子について、自身が
発光する素子と外光の透過率を変化させる素子（例えば液晶素子）の区別や、電流の供給
によって駆動される電流駆動型の素子と電圧の印加によって駆動される電圧駆動型の素子
との区別は不問である。例えば、無機ＥＬ素子やフィールド・エミッション（ＦＥ）素子
、表面導電型エミッション（ＳＥ：Surface-conduction Electron-emitter）素子、弾道
電子放出（ＢＳ：Ballistic electron Surface emitting）素子、ＬＥＤ（Light Emi
tting Diode）素子、液晶素子など様々な発光素子が本発明に利用される。

＜Ｃ：応用例＞
次に、本発明に係る露光装置を利用した機器のひとつの形態として画像形成装置を例示
する。
図７は、以上の形態に係る露光装置Ｈを採用した画像形成装置の構成を示す断面図であ
る。画像形成装置は、タンデム型のフルカラー画像形成装置であり、以上の形態に係る４
個の露光装置Ｈ（ＨK，ＨC，ＨM，ＨY）と、各露光装置Ｈに対応する４個の感光体ドラム
７０（７０K，７０C，７０M，７０Y）とを具備する。ひとつの露光装置Ｈは、これに対応
した感光体ドラム７０の像形成面（外周面）に対向するように配置される。なお、各符号
の添字「K」「C」「M」「Y」は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（
Ｙ）の各顕像の形成に利用されることを意味している。

図７に示すように、駆動ローラ７１１と従動ローラ７１２とには無端の中間転写ベルト
７２が巻回される。４個の感光体ドラム７０は、相互に所定の間隔をあけて中間転写ベル
ト７２の周囲に配置される。各感光体ドラム７０は、中間転写ベルト７２の駆動に同期し
て回転する。

各感光体ドラム７０の周囲には、露光装置Ｈのほかにコロナ帯電器７３１（７３１K，
７３１C，７３１M，７３１Y）と現像器７３２（７３２K，７３２C，７３２M，７３２Y）
とが配置される。コロナ帯電器７３１は、これに対応する感光体ドラム７０の像形成面を
一様に帯電させる。この帯電した像形成面を各露光装置Ｈが露光することで静電潜像が形
成される。各現像器７３２は、静電潜像に現像剤（トナー）を付着させることで感光体ド
ラム７０に顕像（可視像）を形成する。

以上のように感光体ドラム７０に形成された各色（黒・シアン・マゼンタ・イエロー）
の顕像が中間転写ベルト７２の表面に順次に転写（一次転写）されることでフルカラーの
顕像が形成される。中間転写ベルト７２の内側には４個の一次転写コロトロン（転写器）
７４（７４K，７４C，７４M，７４Y）が配置される。各一次転写コロトロン７４は、これ
に対応する感光体ドラム７０から顕像を静電的に吸引することによって、感光体ドラム７
０と一次転写コロトロン７４との間隙を通過する中間転写ベルト７２に顕像を転写する。

シート（記録材）７５は、ピックアップローラ７６１によって給紙カセット７６２から
１枚ずつ給送され、中間転写ベルト７２と二次転写ローラ７７との間のニップに搬送され
る。中間転写ベルト７２の表面に形成されたフルカラーの顕像は、二次転写ローラ７７に
よってシート７５の片面に転写（二次転写）され、定着ローラ対７８を通過することでシ
ート７５に定着される。排紙ローラ対７９は、以上の工程を経て顕像が定着されたシート
７５を排出する。

以上に例示した画像形成装置は有機発光ダイオード素子を光源として利用しているので
、レーザ走査光学系を利用した構成よりも装置が小型化される。なお、以上に例示した以
外の構成の画像形成装置にも本発明を適用することができる。例えば、ロータリ現像式の
画像形成装置や、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムからシートに対して直接的に
顕像を転写するタイプの画像形成装置、あるいはモノクロの画像を形成する画像形成装置
にも本発明の露光装置を利用することが可能である。

また、本発明に係る露光装置の用途は像担持体の露光に限定されない。例えば、本発明
の露光装置は、原稿などの読取対象に光を照射するライン型の照明装置として画像読取装
置に採用される。この種の画像読取装置としては、スキャナ、複写機やファクシミリの読
取部分、バーコードリーダ、あるいはＱＲコード（登録商標）のような二次元画像コード
を読む二次元画像コードリーダがある。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の部分的な構造を示す斜視図である。露光装置の構造を示す断面図である。発光素子と屈折率分布型レンズとの位置関係を説明するための概念図である。各発光素子を正円形とした場合の各々の位置とスポット領域の形状との関係を示すグラフである。各発光素子の形状を示す表である。各発光素子を図５の形状とした場合の各々の位置とスポット領域の形状との関係を示すグラフである。本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

Ｈ……露光装置、Ｅ……発光素子、１０……発光装置、１２……基板、１４……配線層、
２１……第１電極、２３……絶縁層、２３１……開口部、２５……発光層、２７……第２
電極、３０……集束性レンズアレイ、３２……屈折率分布型レンズ、７０……感光体ドラ
ム、７２……像形成面。

Claims

複数の発光素子が第１ピッチで配列された発光装置と、
前記各発光素子からの出射光を集光する複数の屈折率分布型レンズが前記第１ピッチと
は異なる第２ピッチで前記複数の発光素子の配列に沿って配列された集束性レンズアレイ
とを具備し、
前記複数の発光素子のうち前記複数の屈折率分布型レンズの配列に対する位置関係が異
なる第１の発光素子と第２の発光素子とは、前記屈折率分布型レンズの光軸の方向からみ
た形状が相違する
ことを特徴とする露光装置。
複数の発光素子が第１ピッチで配列された発光装置と、
前記各発光素子からの出射光を集光する複数の屈折率分布型レンズが前記第１ピッチと
は異なる第２ピッチで前記複数の発光素子の配列に沿って配列された集束性レンズアレイ
とを具備し、
前記複数の発光素子のうち前記複数の屈折率分布型レンズの配列に対して同様の位置関
係にある各発光素子は前記屈折率分布型レンズの光軸の方向からみた形状が共通し、前記
複数の発光素子のうち前記複数の屈折率分布型レンズの配列との位置関係が相違する各発
光素子は前記屈折率分布型レンズの光軸の方向からみた形状が相違する
ことを特徴とする露光装置。
前記複数の屈折率分布型レンズの配列に対する各発光素子の位置関係は所定数の発光素
子を単位として周期的に繰り返し、
前記各発光素子の形状は、前記複数の屈折率分布型レンズの配列と前記各発光素子との
位置関係の周期に応じた周期性をもって選定されている
請求項２に記載の露光装置。
像形成面を有する像担持体と、
前記集束性レンズアレイを通過した光の照射によって像形成面に潜像を形成する請求項
１から請求項３の何れかに記載の露光装置と、
前記像形成面に形成された潜像に対する現像剤の付加によって顕像を形成する現像器と
を具備する画像形成装置。
前記像形成面のうち前記各発光素子からの出射光が所定値を上回る強度で到達するスポ
ット領域の形状が正円形となるように、前記各屈折率分布型レンズの光軸の方向からみた
前記各発光素子の形状が選定されている
請求項４に記載の画像形成装置。