JP2008036938A - Line head and image forming apparatus using the same - Google Patents

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雄二郎 野村
Nozomi Inoue
望 井上
Takeshi Ikuma
健 井熊
Ryuta Koizumi
竜太 小泉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique of enabling realization of good spot formation by suppressing distortion of a spot shape in a line head which uses a plurality of light emitting elements. <P>SOLUTION: The line head is equipped with a plurality of the light emitting elements arranged two-dimensionally, and an imaging lens which forms spots by imaging light beams from each of a plurality of the light emitting elements to a face to be scanned. When an intersection between a luminous flux center of the light beam emitted from a surface of the light emitting element and the surface is defined as a luminous flux center point of the light emitting element, the light emitting element whose luminous flux center point is farthest from an optical axis of the imaging lens among a plurality of the light emitting elements is defined as the outermost element, an intersection between a perpendicular line drawn from the luminous flux center point of the outermost element to the optical axis and the optical axis is defined as an element side intersection, and an intersection between a plane of incidence of the imaging lens and the optical axis is defined as an incidence plane side intersection, a distance L from the luminous flux center point of the outermost element to the optical axis and a distance Mr from the element side intersection to the incidence plane side intersection satisfy the following inequality L/Mr<0.08. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、被走査面に対して光ビームを走査するラインヘッド及び該ラインヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a line head that scans a surface to be scanned with a light beam and an image forming apparatus using the line head.

この種のラインヘッドとしては、例えば特許文献1に記載のように、複数の発光素子を一定のピッチで主走査方向に直線状に配列して構成される発光素子アレイを用いたものが提案されている。かかるラインヘッドでは、発光素子アレイが有する複数の発光素子それぞれから射出される光ビームを、結像レンズにより被走査面に結像することで、被走査面にスポットを形成している。   As this type of line head, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260, a light emitting element array configured by linearly arranging a plurality of light emitting elements at a constant pitch in the main scanning direction has been proposed. ing. In such a line head, a light beam emitted from each of the plurality of light emitting elements included in the light emitting element array is imaged on the scanned surface by an imaging lens, thereby forming a spot on the scanned surface.

特開2000−158705号公報JP 2000-158705 A

しかしながら、結像レンズにより複数の発光素子から射出される光ビームを被走査面に結像するラインヘッドにあっては、次のような問題が発生する場合があった。つまり、かかるラインヘッドでは、発光素子からの光ビームをスポットとして被走査面に結像するが、結像レンズの光軸から遠い位置に配置された発光素子によるスポットの形状が歪み、良好なスポット形成が困難となる場合があった。また、このラインヘッドを用いて画像形成を行った場合には、画像品質の劣化を招くという問題が発生する。   However, in the line head that forms an image on the surface to be scanned with the light beams emitted from the plurality of light emitting elements by the imaging lens, the following problems may occur. That is, in such a line head, the light beam from the light emitting element forms an image on the surface to be scanned as a spot, but the spot shape by the light emitting element disposed at a position far from the optical axis of the imaging lens is distorted, and a good spot is obtained. It may be difficult to form. Further, when an image is formed using this line head, there arises a problem that image quality is deteriorated.

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の発光素子を用いるラインヘッドにおいて、スポット形状の歪みを抑制して、良好なスポット形成の実現を可能にする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing spot shape distortion and realizing good spot formation in a line head using a plurality of light emitting elements. And

この発明にかかるラインヘッドの第1態様は、被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドであって、上記目的を達成するために、それぞれの表面から光ビームを射出可能であるとともに、それぞれの主走査方向位置が互いに異なるように2次元的に配置された複数の発光素子と、複数の発光素子に対向して配置され、その入射面に入射してくる複数の発光素子各々からの光ビームを被走査面に結像してスポットを形成する結像レンズとを備え、発光素子の表面から射出される光ビームの光束中心と該表面との交点を発光素子の光束中心点と定義し、複数の発光素子のうちその光束中心点が結像レンズの光軸から最も離れている発光素子を最外素子と定義し、最外素子の光束中心点から光軸に下ろした垂線と光軸との交点を素子側交点と定義し、結像レンズの入射面と光軸との交点を入射面側交点と定義したとき、最外素子の光束中心点から光軸までの距離Lと、素子側交点から前記入射面側交点までの距離Mrとが下記の不等式
L/Mr<0.08
を満たすことを特徴としている。
A first aspect of the line head according to the present invention is a line head that forms a spot by forming an image of a light beam on a surface to be scanned. In order to achieve the above object, a light beam can be emitted from each surface. And a plurality of light emitting elements that are two-dimensionally arranged so that their positions in the main scanning direction are different from each other, and a plurality of light emitting elements that are arranged to face the plurality of light emitting elements and are incident on the incident surface thereof And an imaging lens that forms a spot by forming an image of the light beam from each element on the surface to be scanned, and the intersection of the center of the light beam emitted from the surface of the light emitting element and the surface is the light flux of the light emitting element The center point is defined, and the light emitting element whose light beam center point is farthest from the optical axis of the imaging lens among the plurality of light emitting elements is defined as the outermost element. Intersection of vertical line and optical axis When the intersection point between the incident surface of the imaging lens and the optical axis is defined as the incident surface side intersection point, the distance L from the light beam center point of the outermost element to the optical axis is defined as the element side intersection point and the element side intersection point. The distance Mr to the incident surface side intersection is the following inequality L / Mr <0.08
It is characterized by satisfying.

このように構成されたラインヘッドでは、発光素子を2次元的に配置している。よって、主走査方向に直線状に発光素子を配置する特許文献1記載のラインヘッドとは異なり、光軸から発光素子までの距離は主走査方向成分のみならず副走査方向成分も有することとなる。その結果、発光素子を2次元的に配置したラインヘッドでは、発光素子を直線状に配置したラインヘッドと比較して、光軸から発光素子までの距離が長くなる傾向にある。つまり、発光素子を2次元的に配置したラインヘッドでは、上述のスポット形状の歪みが、より深刻な問題となる可能性がある。   In the line head configured as described above, the light emitting elements are two-dimensionally arranged. Therefore, unlike the line head described in Patent Document 1 in which the light emitting elements are linearly arranged in the main scanning direction, the distance from the optical axis to the light emitting element has not only the main scanning direction component but also the sub scanning direction component. . As a result, in the line head in which the light emitting elements are two-dimensionally arranged, the distance from the optical axis to the light emitting element tends to be longer than that in the line head in which the light emitting elements are linearly arranged. That is, in the line head in which the light emitting elements are two-dimensionally arranged, the above spot shape distortion may become a more serious problem.

これに対して、この発明にかかるラインヘッドの第1態様では、最外素子の光束中心点から光軸までの距離Lと、素子側交点から入射面側交点までの距離Mrとが下記の不等式
L/Mr<0.08
を満たすように構成している。よって、発光素子を2次元的に配置しているにも拘わらず、上述のスポット形状の歪みが抑制されて、良好なスポット形成の実現が可能となっている。
On the other hand, in the first aspect of the line head according to the present invention, the distance L from the light beam center point of the outermost element to the optical axis and the distance Mr from the element side intersection to the incident surface side intersection are expressed by the following inequality. L / Mr <0.08
It is configured to satisfy. Therefore, although the light emitting elements are two-dimensionally arranged, the above-described distortion of the spot shape is suppressed, and favorable spot formation can be realized.

また、この発明にかかるラインヘッドの第2態様は、被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドであって、上記目的を達成するために、それぞれの表面から光ビームを射出可能であるとともに、それぞれの主走査方向位置が互いに異なるように2次元的に配置された複数の発光素子と、複数の発光素子に対向して配置され、その入射面に入射してくる複数の発光素子各々からの光ビームを被走査面に結像してスポットを形成する結像レンズと、複数の発光素子と結像レンズとの間に配置され、その内部を光ビームが透過可能である透明部材とを備え、発光素子の表面から射出される光ビームの光束中心と該表面との交点を発光素子の光束中心点と定義し、複数の発光素子のうちその光束中心点が結像レンズの光軸から最も離れている発光素子を最外素子と定義し、最外素子の光束中心点から光軸に下ろした垂線と光軸との交点を素子側交点と定義し、結像レンズの入射面と光軸との交点を入射面側交点と定義したとき、最外素子の光束中心点から光軸までの距離Lと、透明部材による素子側交点の虚像から入射面側交点までの距離Mvとが下記の不等式
L/Mv<0.08
を満たすことを特徴としている。
A second aspect of the line head according to the present invention is a line head for forming a spot by forming an image of a light beam on a surface to be scanned. In order to achieve the above object, a light beam is emitted from each surface. A plurality of light emitting elements that can be emitted and are two-dimensionally arranged so that their positions in the main scanning direction are different from each other, and a plurality of light emitting elements that are arranged to face the plurality of light emitting elements and are incident on the incident surface An image forming lens that forms a spot by forming an image of a light beam from each of the light emitting elements on the surface to be scanned, and a plurality of light emitting elements and the image forming lens, and the inside of which can transmit the light beam. A transparent member is defined, and the intersection of the light beam center of the light beam emitted from the surface of the light emitting element and the surface is defined as the light beam center point of the light emitting element, and the light beam center point of the plurality of light emitting elements forms an image. From the optical axis of the lens The distant light-emitting element is defined as the outermost element, the intersection of the perpendicular line drawn from the light flux center point of the outermost element to the optical axis and the optical axis is defined as the element-side intersection, and the incident surface of the imaging lens and the optical axis Is defined as the incident surface side intersection point, the distance L from the light beam center point of the outermost element to the optical axis, and the distance Mv from the virtual image of the element side intersection point by the transparent member to the incident surface side intersection point are as follows: Inequality L / Mv <0.08
It is characterized by satisfying.

この発明にかかるラインヘッドの第2態様においても、発光素子を2次元的に配置している。よって、第2態様においても、発光素子を直線的に配置したラインヘッドと比較して、上述のスポット形状の歪みが、より深刻な問題となる可能性がある。また、第2態様のラインヘッドは、第1態様のラインヘッドと異なり、複数の発光素子と結像レンズとの間に配置され、その内部を光ビームが透過可能である透明部材を備えている。つまり、第2態様のラインヘッドでは、かかる透明部材の存在によって、複数の発光素子と結像レンズとの間に広がる空間内に屈折率の分布が発生することとなる。   Also in the second aspect of the line head according to the present invention, the light emitting elements are two-dimensionally arranged. Therefore, also in the second aspect, the above-described spot shape distortion may become a more serious problem as compared with a line head in which light emitting elements are linearly arranged. Further, unlike the line head of the first aspect, the line head of the second aspect includes a transparent member that is disposed between the plurality of light emitting elements and the imaging lens and through which the light beam can be transmitted. . That is, in the line head according to the second aspect, due to the presence of the transparent member, a refractive index distribution is generated in a space extending between the plurality of light emitting elements and the imaging lens.

そこで、この発明にかかるラインヘッドの第2態様では、かかる透明部材による屈折率分布を考慮して、次のように構成している。すなわち、最外素子の光束中心点から光軸までの距離Lと、透明部材による素子側交点の虚像から入射面側交点までの距離Mvとが下記の不等式
L/Mv<0.08
を満たすように構成している。よって、発光素子を2次元的に配置しているにも拘わらず、上述のスポット形状の歪みが抑制されて、良好なスポット形成の実現が可能となっている。
Therefore, the second aspect of the line head according to the present invention is configured as follows in consideration of the refractive index distribution by the transparent member. That is, the distance L from the light flux center point of the outermost element to the optical axis and the distance Mv from the virtual image of the element side intersection by the transparent member to the incident surface side intersection are expressed by the following inequality L / Mv <0.08.
It is configured to satisfy. Therefore, although the light emitting elements are two-dimensionally arranged, the above-described distortion of the spot shape is suppressed, and favorable spot formation can be realized.

ここで、複数の発光素子については結像レンズの光軸に対して対称に配置するのが望ましい。その理由は、対称配置により距離Lが最も小さくなり、上記不等式を満足させるのに有利に作用するからである。   Here, it is desirable to arrange the plurality of light emitting elements symmetrically with respect to the optical axis of the imaging lens. The reason is that the distance L becomes the smallest due to the symmetrical arrangement, which is advantageous for satisfying the above inequality.

また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、その表面が副走査方向に搬送される潜像担持体と、潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する上記ラインヘッドと同一構成を有する露光手段とを備えることを特徴としている。このように、上記ラインヘッドを用いて潜像担持体表面にスポットを形成することで、歪みが抑制された良好なスポット形成が可能となり好適である。   In order to achieve the above object, the image forming apparatus according to the present invention has a latent image carrier whose surface is conveyed in the sub-scanning direction, and the latent image carrier with the surface of the latent image carrier as the surface to be scanned. And an exposure unit having the same configuration as that of the line head for forming spots on the body surface. Thus, by forming spots on the surface of the latent image carrier using the above-described line head, it is possible to form favorable spots with suppressed distortion.

図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図1は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリなどを有するメインコントローラMCに与えられると、このメインコントローラMCはエンジンコントローラECに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラHCに与える。また、このヘッドコントローラHCは、メインコントローラMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部EGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。   FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus uses a color mode in which four color toners of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are superimposed to form a color image, and only black (K) toner. Thus, the image forming apparatus can selectively execute a monochrome mode for forming a monochrome image. FIG. 1 is a diagram corresponding to the execution of the color mode. In this image forming apparatus, when an image forming command is given from an external device such as a host computer to a main controller MC having a CPU, a memory, etc., the main controller MC gives a control signal to the engine controller EC and also outputs an image forming command. Corresponding video data VD is supplied to the head controller HC. The head controller HC controls the line head 29 for each color based on the video data VD from the main controller MC, the vertical synchronization signal Vsync from the engine controller EC, and parameter values. Thus, the engine unit EG executes a predetermined image forming operation, and forms an image corresponding to the image forming command on a sheet such as a copy sheet, a transfer sheet, a sheet, and an OHP transparent sheet.

この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体3内には、電源回路基板、メインコントローラMC、エンジンコントローラECおよびヘッドコントローラHCを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット7、転写ベルトユニット8および給紙ユニット11もハウジング本体3内に配設されている。また、図1においてハウジング本体3内右側には、2次転写ユニット12、定着ユニット13、シート案内部材15が配設されている。なお、給紙ユニット11は、装置本体1に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット11および転写ベルトユニット8については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。   In the housing main body 3 of the image forming apparatus according to this embodiment, an electrical component box 5 is provided that incorporates a power circuit board, a main controller MC, an engine controller EC, and a head controller HC. An image forming unit 7, a transfer belt unit 8, and a paper feeding unit 11 are also disposed in the housing body 3. In FIG. 1, a secondary transfer unit 12, a fixing unit 13, and a sheet guide member 15 are disposed on the right side in the housing body 3. The paper feeding unit 11 is configured to be detachable from the apparatus main body 1. The paper feed unit 11 and the transfer belt unit 8 can be removed and repaired or exchanged.

画像形成ユニット7は、複数の異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンダ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム21が設けられている。各感光体ドラム21はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム21の表面が副走査方向に搬送されることとなる。また、感光体ドラム21の周囲には、回転方向に沿って帯電部23、ラインヘッド29、現像部25および感光体クリーナ27が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションY,M,C,Kで形成されたトナー像を転写ベルトユニット8が有する転写ベルト81に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションKで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図1において、画像形成ユニット7の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。   The image forming unit 7 includes four image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form a plurality of images of different colors. Each of the image forming stations Y, M, C, and K is provided with a photosensitive drum 21 on which a toner image of each color is formed. Each photosensitive drum 21 is connected to a dedicated drive motor and is driven to rotate at a predetermined speed in the direction of arrow D21 in the figure. As a result, the surface of the photosensitive drum 21 is conveyed in the sub-scanning direction. A charging unit 23, a line head 29, a developing unit 25, and a photoconductor cleaner 27 are disposed around the photoconductive drum 21 along the rotation direction. Then, a charging operation, a latent image forming operation, and a toner developing operation are executed by these functional units. Therefore, when the color mode is executed, the toner images formed at all the image forming stations Y, M, C, and K are superimposed on the transfer belt 81 of the transfer belt unit 8 to form a color image, and the monochrome mode is executed. In some cases, a monochrome image is formed using only the toner image formed at the image forming station K. In FIG. 1, the image forming stations of the image forming unit 7 have the same configuration, and therefore, for convenience of illustration, only some image forming stations are denoted by reference numerals, and the other image forming stations are omitted. .

帯電部23は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム21の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム21の回転動作に伴って感光体ドラム21に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部23と感光体ドラム21が当接する帯電位置で感光体ドラム21の表面を帯電させる。   The charging unit 23 includes a charging roller whose surface is made of elastic rubber. The charging roller is configured to rotate in contact with the surface of the photosensitive drum 21 at the charging position, and at a peripheral speed in the driven direction with respect to the photosensitive drum 21 as the photosensitive drum 21 rotates. Followed rotation. The charging roller is connected to a charging bias generator (not shown). The charging roller is supplied with the charging bias from the charging bias generator and is charged at the charging position where the charging unit 23 and the photosensitive drum 21 come into contact with each other. The surface of 21 is charged.

ラインヘッド29は、感光体ドラム21の軸方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に配列された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム21から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部23により帯電された感光体ドラム21の表面に対して光を照射して該表面に潜像を形成する。なお、この実施形態では、各色のラインヘッド29を制御するためにヘッドコントローラHCが設けられ、メインコントローラMCからのビデオデータVDと、エンジンコントローラECからの信号とに基づき各ラインヘッド29を制御している。すなわち、この実施形態では、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラMCの画像処理部51に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータVDが作成されるとともに、該ビデオデータVDがメイン側通信モジュール52を介してヘッドコントローラHCに与えられる。また、ヘッドコントローラHCでは、ビデオデータVDはヘッド側通信モジュール53を介してヘッド制御モジュール54に与えられる。このヘッド制御モジュール54には、上記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号VsyncがエンジンコントローラECから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータVDなどに基づきヘッドコントローラHCは各色のラインヘッド29に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド29に出力する。こうすることで、各ラインヘッド29において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。なお、本発明の第1・第2実施形態に相当するラインヘッド29の構成については後で詳述する。   The line head 29 includes a plurality of light emitting elements arranged in the axial direction of the photosensitive drum 21 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1), and is spaced apart from the photosensitive drum 21. From these light emitting elements, the surface of the photosensitive drum 21 charged by the charging unit 23 is irradiated with light to form a latent image on the surface. In this embodiment, a head controller HC is provided to control the line heads 29 for the respective colors, and each line head 29 is controlled based on the video data VD from the main controller MC and a signal from the engine controller EC. ing. That is, in this embodiment, the image data included in the image formation command is input to the image processing unit 51 of the main controller MC. Various image processing is performed on the image data to create video data VD for each color, and the video data VD is given to the head controller HC via the main-side communication module 52. In the head controller HC, the video data VD is given to the head control module 54 via the head side communication module 53. As described above, the head controller module 54 is supplied with the signal indicating the parameter value related to the latent image formation and the vertical synchronization signal Vsync from the engine controller EC. Based on these signals, video data VD, and the like, the head controller HC creates a signal for controlling element driving for the line head 29 of each color, and outputs the signal to each line head 29. Thus, the operation of the light emitting elements is appropriately controlled in each line head 29, and a latent image corresponding to the image formation command is formed. The configuration of the line head 29 corresponding to the first and second embodiments of the present invention will be described in detail later.

そして、この実施形態においては、各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム21、帯電部23、現像部25および感光体クリーナ27を感光体カートリッジとしてユニット化している。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラECと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラECに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。   In this embodiment, the photosensitive drum 21, the charging unit 23, the developing unit 25, and the photosensitive cleaner 27 of each of the image forming stations Y, M, C, and K are unitized as a photosensitive cartridge. Each photoconductor cartridge is provided with a nonvolatile memory for storing information related to the photoconductor cartridge. Then, wireless communication is performed between the engine controller EC and each photoconductor cartridge. In this way, information on each photoconductor cartridge is transmitted to the engine controller EC, and information in each memory is updated and stored.

現像部25は、その表面にトナーが担持する現像ローラ251を有する。そして、現像ローラ251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ251に印加される現像バイアスによって、現像ローラ251と感光体ドラム21とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ251から感光体ドラム21に移動してラインヘッド29により形成された静電潜像が顕在化される。   The developing unit 25 has a developing roller 251 on which toner is carried. The charged toner is developed at a developing position where the developing roller 251 and the photosensitive drum 21 come into contact with each other by a developing bias applied to the developing roller 251 from a developing bias generator (not shown) electrically connected to the developing roller 251. Is moved from the developing roller 251 to the photosensitive drum 21, and the electrostatic latent image formed by the line head 29 becomes obvious.

このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム21の回転方向D21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト81と各感光体ドラム21が当接する1次転写位置TR1において転写ベルト81に1次転写される。   The toner image that has been made visible at the developing position in this way is conveyed in the rotational direction D21 of the photosensitive drum 21, and then a primary transfer position TR1 at which each of the photosensitive drums 21 comes into contact with the transfer belt 81 described in detail later. 1 is primarily transferred to the transfer belt 81.

また、この実施形態では、感光体ドラム21の回転方向D21の1次転写位置TR1の下流側で且つ帯電部23の上流側に、感光体ドラム21の表面に当接して感光体クリーナ27が設けられている。この感光体クリーナ27は、感光体ドラムの表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム21の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。   In this embodiment, a photoreceptor cleaner 27 is provided in contact with the surface of the photoreceptor drum 21 on the downstream side of the primary transfer position TR1 in the rotation direction D21 of the photoreceptor drum 21 and on the upstream side of the charging unit 23. It has been. The photoconductor cleaner 27 abuts on the surface of the photoconductor drum to remove the toner remaining on the surface of the photoconductor drum 21 after the primary transfer.

転写ベルトユニット8は、駆動ローラ82と、図1において駆動ローラ82の左側に配設される従動ローラ83(ブレード対向ローラ)と、これらのローラに張架され図示矢印D81の方向(搬送方向)へ循環駆動される転写ベルト81とを備えている。また、転写ベルトユニット8は、転写ベルト81の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションY,M,C,Kが有する感光体ドラム21各々に対して一対一で対向配置される、4個の1次転写ローラ85Y,85M,85C,85Kを備えている。これらの1次転写ローラ85は、それぞれ1次転写バイアス発生部(図示省略)と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図1に示すように全ての1次転写ローラ85Y,85M,85C,85Kを画像形成ステーションY,M,C,K側に位置決めすることで、転写ベルト81を画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれが有する感光体ドラム21に押し遣り当接させて、各感光体ドラム21と転写ベルト81との間に1次転写位置TR1を形成する。そして、適当なタイミングで上記1次転写バイアス発生部から1次転写ローラ85に1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してカラー画像を形成する。   The transfer belt unit 8 includes a driving roller 82, a driven roller 83 (blade facing roller) disposed on the left side of the driving roller 82 in FIG. 1, and stretched around these rollers in a direction indicated by an arrow D81 (conveying direction). And a transfer belt 81 that is driven to circulate. Further, the transfer belt unit 8 is disposed on the inner side of the transfer belt 81 so as to be opposed to each of the photosensitive drums 21 included in the image forming stations Y, M, C, and K when the photosensitive cartridge is mounted. Four primary transfer rollers 85Y, 85M, 85C, and 85K are provided. Each of these primary transfer rollers 85 is electrically connected to a primary transfer bias generator (not shown). As will be described in detail later, when the color mode is executed, as shown in FIG. 1, all the primary transfer rollers 85Y, 85M, 85C, and 85K are positioned on the image forming stations Y, M, C, and K side. Then, the transfer belt 81 is pushed and brought into contact with the photosensitive drums 21 included in the image forming stations Y, M, C, and K, so that the primary transfer position TR1 is set between each photosensitive drum 21 and the transfer belt 81. Form. Then, by applying a primary transfer bias from the primary transfer bias generator to the primary transfer roller 85 at an appropriate timing, the toner images formed on the surfaces of the photosensitive drums 21 correspond respectively. A color image is formed by transferring to the surface of the transfer belt 81 at the primary transfer position TR1.

一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラ85のうち、カラー1次転写ローラ85Y,85M,85Cをそれぞれが対向する画像形成ステーションY,M,Cから離間させるとともにモノクロ1次転写ローラ85Kのみを画像形成ステーションKに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションKのみを転写ベルト81に当接させる。その結果、モノクロ1次転写ローラ85Kと画像形成ステーションKとの間にのみ1次転写位置TR1が形成される。そして、適当なタイミングで前記1次転写バイアス発生部からモノクロ1次転写ローラ85Kに1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してモノクロ画像を形成する。   On the other hand, when the monochrome mode is executed, among the four primary transfer rollers 85, the color primary transfer rollers 85Y, 85M, and 85C are separated from the image forming stations Y, M, and C facing each other, and the monochrome primary transfer is performed. By bringing only the roller 85K into contact with the image forming station K, only the monochrome image forming station K is brought into contact with the transfer belt 81. As a result, the primary transfer position TR1 is formed only between the monochrome primary transfer roller 85K and the image forming station K. Then, by applying a primary transfer bias from the primary transfer bias generator to the monochrome primary transfer roller 85K at an appropriate timing, the toner image formed on the surface of each photosensitive drum 21 is subjected to primary transfer. A monochrome image is formed by transferring to the surface of the transfer belt 81 at a position TR1.

さらに、転写ベルトユニット8は、モノクロ1次転写ローラ85Kの下流側で且つ駆動ローラ82の上流側に配設された下流ガイドローラ86を備える。また、この下流ガイドローラ86は、モノクロ1次転写ローラ85Kが画像形成ステーションKの感光体ドラム21に当接して形成する1次転写位置TR1での1次転写ローラ85Kと感光体ドラム21との共通内接線上において、転写ベルト81に当接するように構成されている。   Further, the transfer belt unit 8 includes a downstream guide roller 86 disposed downstream of the monochrome primary transfer roller 85K and upstream of the driving roller 82. Further, the downstream guide roller 86 is formed between the primary transfer roller 85K and the photosensitive drum 21 at the primary transfer position TR1 formed by the monochrome primary transfer roller 85K contacting the photosensitive drum 21 of the image forming station K. It is configured to contact the transfer belt 81 on a common inscribed line.

駆動ローラ82は、転写ベルト81を図示矢印D81の方向に循環駆動するとともに、2次転写ローラ121のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ82の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1000kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ121を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ82に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ82と2次転写ローラ121との当接部分(2次転写位置TR2)へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト81に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。   The drive roller 82 circulates and drives the transfer belt 81 in the direction of the arrow D81 in the figure, and also serves as a backup roller for the secondary transfer roller 121. A rubber layer having a thickness of about 3 mm and a volume resistivity of 1000 kΩ · cm or less is formed on the peripheral surface of the driving roller 82, and secondary transfer is omitted by grounding through a metal shaft. The conductive path of the secondary transfer bias supplied from the bias generation unit via the secondary transfer roller 121 is used. When the rubber layer having high friction and shock absorption is provided on the driving roller 82 in this way, the sheet enters the contact portion (secondary transfer position TR2) between the driving roller 82 and the secondary transfer roller 121. Is difficult to be transmitted to the transfer belt 81, and image quality deterioration can be prevented.

給紙ユニット11は、シートを積層保持可能である給紙カセット77と、給紙カセット77からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対80において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材15に沿って2次転写位置TR2に給紙される。   The paper feed unit 11 includes a paper feed unit having a paper feed cassette 77 capable of stacking and holding sheets and a pickup roller 79 for feeding sheets one by one from the paper feed cassette 77. The sheet fed from the sheet feeding unit by the pickup roller 79 is fed to the secondary transfer position TR2 along the sheet guide member 15 after the sheet feeding timing is adjusted by the registration roller pair 80.

2次転写ローラ121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット13は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ131と、この加熱ローラ131を押圧付勢する加圧部132とを有している。そして、その表面に画像が2次転写されたシートは、シート案内部材15により、加熱ローラ131と加圧部132の加圧ベルト1323とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部132は、2つのローラ1321,1322と、これらに張架される加圧ベルト1323とで構成されている。そして、加圧ベルト1323の表面のうち、2つのローラ1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラ131の周面に押し付けることで、加熱ローラ131と加圧ベルト1323とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体3の上面部に設けられた排紙トレイ4に搬送される。   The secondary transfer roller 121 is provided so as to be able to come into contact with and separate from the transfer belt 81 and is driven to come into contact with and separate from a secondary transfer roller drive mechanism (not shown). The fixing unit 13 includes a heating roller 131 that includes a heating element such as a halogen heater and is rotatable, and a pressure unit 132 that presses and biases the heating roller 131. The sheet on which the image has been secondarily transferred is guided to a nip formed by the heating roller 131 and the pressure belt 1323 of the pressure unit 132 by the sheet guide member 15, and in the nip, a predetermined value is formed. The image is heat-fixed at temperature. The pressure unit 132 includes two rollers 1321 and 1322 and a pressure belt 1323 stretched between them. A nip portion formed by the heating roller 131 and the pressure belt 1323 is formed by pressing the belt tension surface stretched by the two rollers 1321 and 1322 out of the surface of the pressure belt 1323 against the peripheral surface of the heating roller 131. Is configured to be widely taken. Further, the sheet thus subjected to the fixing process is conveyed to a paper discharge tray 4 provided on the upper surface portion of the housing body 3.

また、この装置では、ブレード対向ローラ83に対向してクリーナ部71が配設されている。クリーナ部71は、クリーナブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナブレード711は、その先端部を転写ベルト81を介してブレード対向ローラ83に当接することで、2次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス713に回収される。また、クリーナブレード711及び廃トナーボックス713は、ブレード対向ローラ83と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ83が移動する場合は、ブレード対向ローラ83と一緒にクリーナブレード711及び廃トナーボックス713も移動することとなる。   Further, in this apparatus, a cleaner portion 71 is disposed to face the blade facing roller 83. The cleaner unit 71 includes a cleaner blade 711 and a waste toner box 713. The cleaner blade 711 removes foreign matters such as toner and paper dust remaining on the transfer belt after the secondary transfer by bringing the tip of the cleaner blade 711 into contact with the blade facing roller 83 via the transfer belt 81. The foreign matter removed in this way is collected in a waste toner box 713. Further, the cleaner blade 711 and the waste toner box 713 are integrally formed with the blade facing roller 83. Therefore, when the blade facing roller 83 moves as will be described below, the cleaner blade 711 and the waste toner box 713 also move together with the blade facing roller 83.

図3は、本発明にかかるラインヘッド(露光手段)の第1実施形態の概略を示す斜視図である。また、図4は、本発明にかかるラインヘッド(露光手段)の第1実施形態の副走査方向の断面図である。本実施形態におけるラインヘッド29は、主走査方向XXを長手方向とするケース291を備えるとともに、かかるケース291の両端には、位置決めピン2911とねじ挿入孔2912が設けられている。そして、かかる位置決めピン2911を、感光体ドラム21を覆うとともに感光体ドラム21に対して位置決めされた感光体カバー(図示省略)に穿設された位置決め孔(図示省略)に嵌め込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔2912を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔(図示省略)にねじ込んで固定することで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決め固定される。   FIG. 3 is a perspective view schematically showing a first embodiment of a line head (exposure means) according to the present invention. FIG. 4 is a sectional view in the sub-scanning direction of the first embodiment of the line head (exposure means) according to the present invention. The line head 29 according to the present embodiment includes a case 291 whose longitudinal direction is the main scanning direction XX, and positioning pins 2911 and screw insertion holes 2912 are provided at both ends of the case 291. Then, the positioning pin 2911 covers the photosensitive drum 21 and is fitted into a positioning hole (not shown) formed in a photosensitive cover (not shown) positioned with respect to the photosensitive drum 21, thereby The head 29 is positioned with respect to the photosensitive drum 21. Further, the line head 29 is positioned and fixed with respect to the photosensitive drum 21 by screwing and fixing a fixing screw into a screw hole (not shown) of the photosensitive member cover through the screw insertion hole 2912.

ケース291は、感光体ドラム21の表面に対向する位置にマイクロレンズアレイ299を保持するとともに、その内部に、該マイクロレンズアレイ299に近い順番で、遮光部材297及びガラス基板293を備えている。また、ガラス基板293の裏面(ガラス基板293が有する2つの面のうちマイクロレンズアレイ299と逆側の面)には、複数の発光素子グループ295が設けられている。即ち、複数の発光素子グループ295は、基板293の表面に、主走査方向XX及び副走査方向YYに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されている。ここで、複数の発光素子グループ295の各々は、複数の発光素子を2次元的に配列して構成されるが、これについては後に説明する。また、本実施形態では、発光素子としてLED(Light Emitting Diode)を用いる。つまり、本実施形態では、基板293の表面にLEDを発光素子として配置している。そして、複数の発光素子それぞれから感光体ドラム21の方向に射出される光ビームは直接遮光部材297へ向うこととなる。   The case 291 holds the microlens array 299 at a position facing the surface of the photosensitive drum 21, and includes a light shielding member 297 and a glass substrate 293 in the order close to the microlens array 299. In addition, a plurality of light emitting element groups 295 are provided on the back surface of the glass substrate 293 (the surface opposite to the microlens array 299 among the two surfaces of the glass substrate 293). In other words, the plurality of light emitting element groups 295 are two-dimensionally arranged on the surface of the substrate 293 so as to be separated from each other by a predetermined distance in the main scanning direction XX and the sub scanning direction YY. Here, each of the plurality of light emitting element groups 295 is configured by two-dimensionally arranging a plurality of light emitting elements, which will be described later. In the present embodiment, an LED (Light Emitting Diode) is used as the light emitting element. That is, in this embodiment, LEDs are arranged as light emitting elements on the surface of the substrate 293. The light beam emitted from each of the plurality of light emitting elements toward the photosensitive drum 21 is directed directly to the light shielding member 297.

遮光部材297には、複数の発光素子グループ295に対して一対一で複数の導光孔2971が穿設されている。また、かかる導光孔2971は、ガラス基板293の法線と平行な線を中心軸として遮光部材297を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。よって、1つの発光素子グループ295に属する発光素子から射出された光は全て同一の導光孔2971を介してマイクロレンズアレイ299へ向うとともに、異なる発光素子グループ295から射出された光ビーム同士の干渉が遮光部材297により防止される。そして、遮光部材297に穿設された導光孔2971を通過した光ビームは、マイクロレンズアレイ299により、感光体ドラム21の表面にスポットとして結像される。なお、マイクロレンズアレイ299の具体的構成、及び、該マイクロレンズアレイ299による光ビームの結像状態については、後に詳述する。   A plurality of light guide holes 2971 are formed in the light shielding member 297 on a one-to-one basis with respect to the plurality of light emitting element groups 295. Further, the light guide hole 2971 is formed as a substantially cylindrical hole that penetrates the light shielding member 297 with a line parallel to the normal line of the glass substrate 293 as a central axis. Therefore, all the light emitted from the light emitting elements belonging to one light emitting element group 295 is directed to the microlens array 299 through the same light guide hole 2971 and interference between the light beams emitted from different light emitting element groups 295 is obtained. Is prevented by the light shielding member 297. Then, the light beam that has passed through the light guide hole 2971 formed in the light shielding member 297 is imaged as a spot on the surface of the photosensitive drum 21 by the microlens array 299. The specific configuration of the microlens array 299 and the imaging state of the light beam by the microlens array 299 will be described in detail later.

図4に示すように、固定器具2914によって、裏蓋2913が基板293を介してケース2913に押圧されている。つまり、固定器具2914は、裏蓋2913をケース291側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋を押圧することで、ケース291の内部を光密に(つまり、ケース291内部から光が漏れないように、及び、ケース291の外部から光が侵入しないように)密閉している。なお、固定器具2914は、ケース291の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ295は、封止部材294により覆われている。   As shown in FIG. 4, the back cover 2913 is pressed against the case 2913 via the substrate 293 by the fixing device 2914. That is, the fixing device 2914 has an elastic force that presses the back cover 2913 toward the case 291, and presses the back cover with the elastic force, thereby making the inside of the case 291 light-tight (that is, from inside the case 291. It is sealed so that light does not leak and so that light does not enter from the outside of the case 291. Note that a plurality of fixing devices 2914 are provided in the longitudinal direction of the case 291. The light emitting element group 295 is covered with a sealing member 294.

図5は、マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図6は、マイクロレンズアレイの主走査方向の断面図である。マイクロレンズアレイ299は、ガラス基板2991を有するとともに、該ガラス基板2991を挟むように一対一で配置された2枚のレンズ2993A,2993Bにより構成されるレンズ対を複数有している。なお、これらレンズ2993A,2993Bは樹脂により形成することができる。   FIG. 5 is a perspective view schematically showing the microlens array. FIG. 6 is a cross-sectional view of the microlens array in the main scanning direction. The microlens array 299 includes a glass substrate 2991 and a plurality of lens pairs configured by two lenses 2993A and 2993B arranged one-on-one so as to sandwich the glass substrate 2991. These lenses 2993A and 2993B can be formed of resin.

つまり、ガラス基板2991の表面2991Aには複数のレンズ2993Aが配置されるとともに、複数のレンズ2993Aに一対一で対応するように、複数のレンズ2993Bがガラス基板2991の裏面2991Bに配置されている。また、レンズ対を構成する2枚のレンズ2993A,2993Bは、相互に光軸OAを共通にする。また、これら複数のレンズ対は、複数の発光素子グループ295に一対一で配置されている。つまり、これら複数のレンズ対は、発光素子グループ295の配置に対応して、主走査方向XX及び副走査方向YYに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されている。   That is, a plurality of lenses 2993A are arranged on the front surface 2991A of the glass substrate 2991, and a plurality of lenses 2993B are arranged on the back surface 2991B of the glass substrate 2991 so as to correspond to the plurality of lenses 2993A on a one-to-one basis. Further, the two lenses 2993A and 2993B constituting the lens pair share a common optical axis OA. The plurality of lens pairs are arranged one-on-one in the plurality of light emitting element groups 295. That is, the plurality of lens pairs are two-dimensionally arranged at a predetermined interval in the main scanning direction XX and the sub-scanning direction YY corresponding to the arrangement of the light emitting element groups 295.

図7は、複数の発光素子グループの配置を示す図である。本実施形態では、主走査方向XXに4個の発光素子2951を所定間隔毎に配列された発光素子列L2951が形成されている。また、このように構成された発光素子列L2951が副走査方向YYに2個並べて配列されている。こうして、1つの発光素子グループ295が構成されている。つまり、同図の2点鎖線で示されるマイクロレンズML(後で詳述する)に対応して8個の発光素子2951が、発光素子グループ295を構成している。そして、複数の発光素子グループ295は次のように配置されている。つまり、主走査方向XXに所定個数並べて構成される発光素子グループ列(295A1,295A2,295A3,…)、(295B1,295B2,295B3)、(295C1,295C2,295C3,…)が副走査方向YYに3個並ぶように、発光素子グループ295は配置されている。また、全ての発光素子グループ295は、互いに異なる主走査方向位置に配置されている。更に、主走査方向位置が隣り合う発光素子グループ(例えば、発光素子グループ295C1と発光素子グループ295B1)の副走査方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ295は配置されている。なお、本明細書において、発光素子2951の幾何重心点を発光素子2951の位置とするとともに、同一の発光素子グループ295に属する全ての発光素子位置の幾何重心を発光素子グループ295の位置とする。また、主走査方向位置及び副走査方向位置とはそれぞれ注目する位置の主走査方向成分及び副走査方向成分を意味する。   FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement of a plurality of light emitting element groups. In the present embodiment, a light emitting element row L2951 in which four light emitting elements 2951 are arranged at predetermined intervals in the main scanning direction XX is formed. In addition, two light emitting element rows L2951 configured as described above are arranged in the sub-scanning direction YY. Thus, one light emitting element group 295 is configured. That is, eight light emitting elements 2951 corresponding to a microlens ML (described in detail later) indicated by a two-dot chain line in FIG. The plurality of light emitting element groups 295 are arranged as follows. That is, the light emitting element group rows (295A1, 295A2, 295A3,...), (295B1, 295B2, 295B3), (295C1, 295C2, 295C3,...) Configured in a predetermined number in the main scanning direction XX The light emitting element groups 295 are arranged so that three are arranged. Further, all the light emitting element groups 295 are arranged at different main scanning direction positions. Further, the plurality of light emitting element groups 295 are arranged so that the sub scanning direction positions of the light emitting element groups (for example, the light emitting element group 295C1 and the light emitting element group 295B1) whose main scanning direction positions are adjacent to each other are different. Note that in this specification, the geometric gravity center point of the light emitting element 2951 is set as the position of the light emitting element 2951, and the geometric gravity center of all the light emitting element positions belonging to the same light emitting element group 295 is set as the position of the light emitting element group 295. In addition, the main scanning direction position and the sub scanning direction position mean the main scanning direction component and the sub scanning direction component at the position of interest, respectively.

そして、かかる発光素子グループ295の配置に対応して、遮光部材297に導光孔2971が穿設されるとともに、レンズ2993A,2993Bで構成されるレンズ対が配置される。つまり、本実施形態においては、発光素子グループ295の重心位置と、導光孔2971の中心軸と、レンズ2993A,2993Bで構成されるレンズ対の光軸OAとは、略一致するように構成されている。そして、発光素子グループ295の発光素子2951から射出された光ビームは、対応する導光孔2971を介してマイクロレンズアレイ299に入射するとともに、該マイクロレンズアレイ299により感光体ドラム21の表面にスポットとして結像される。   Corresponding to the arrangement of the light emitting element groups 295, a light guide hole 2971 is formed in the light shielding member 297, and a lens pair including lenses 2993A and 2993B is arranged. That is, in the present embodiment, the gravity center position of the light emitting element group 295, the central axis of the light guide hole 2971, and the optical axis OA of the lens pair configured by the lenses 2993A and 2993B are configured to substantially coincide. ing. The light beams emitted from the light emitting elements 2951 of the light emitting element group 295 enter the microlens array 299 through the corresponding light guide holes 2971 and are spotted on the surface of the photosensitive drum 21 by the microlens array 299. Is imaged.

図8は発光素子グループ内における発光素子の配置を示す図である。また、図9は発光素子から射出された光ビームの結像状態を示す図である。図8に示すように、各発光素子グループ295内において8個の発光素子2951はレンズ対の光軸OAに対して対称に配置されている。そして、図9に示すように、各発光素子2951から射出された光ビームはマイクロレンズMLを介して感光体ドラム表面(被走査面)に結像される。なお、この明細書では、「マイクロレンズML」とは、一対一の対を成すレンズ対2993A,2993Bと、かかるレンズ対によって挟まれたガラス基板2991から成る光学系を意味する。また、図9においては、参考のために発光素子グループ295の光軸中心(素子側交点DI2951)から光ビームが射出されたときの結像状態を図示している。また、図8および図9における符号OM2951、CB2951、DI2951、EIはそれぞれ次の技術事項を示している。   FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of the light emitting elements in the light emitting element group. FIG. 9 is a diagram showing an imaging state of the light beam emitted from the light emitting element. As shown in FIG. 8, in each light emitting element group 295, eight light emitting elements 2951 are arranged symmetrically with respect to the optical axis OA of the lens pair. As shown in FIG. 9, the light beam emitted from each light emitting element 2951 forms an image on the surface of the photosensitive drum (scanned surface) through the microlens ML. In this specification, “microlens ML” means an optical system including a pair of lenses 2993A and 2993B that form a one-to-one pair and a glass substrate 2991 sandwiched between the pair of lenses. In addition, FIG. 9 illustrates an imaging state when a light beam is emitted from the optical axis center (element side intersection DI2951) of the light emitting element group 295 for reference. In addition, reference numerals OM2951, CB2951, DI2951, and EI in FIG. 8 and FIG. 9 indicate the following technical matters, respectively.

符号OM2951は、マイクロレンズML(結像レンズ)の光軸OAから最も離れている発光素子2951を示しており、以下においては「最外素子」という、なお、本実施形態では、光軸OAを中心に8個の発光素子が対称配置されていることに起因して、最外素子OM2951は2個存在している、
符号CB2951は、発光素子2951の表面と、該表面から射出される光ビームの光束中心との交点を示しており、以下においては「光束中心点」という、つまり、この光束中心点CB2951が発光部に相当している、
符号DI2951は、最外素子の光束中心点CB2951から光軸OAに下ろした垂線と光軸OAとの交点を示しており、以下においては「素子側交点」という、
符号EIは、光軸OAとマイクロレンズML(結像レンズ)の入射面EFとの交点を示しており、以下においては「入射面側交点」という。
Reference numeral OM2951 denotes the light emitting element 2951 that is the farthest from the optical axis OA of the microlens ML (imaging lens). Hereinafter, the light emitting element 2951 is referred to as the “outermost element”. Two outermost elements OM2951 exist because eight light emitting elements are arranged symmetrically in the center.
Reference numeral CB2951 indicates an intersection between the surface of the light emitting element 2951 and the light beam center of the light beam emitted from the surface. Hereinafter, the light beam center point CB2951 is referred to as a “light beam center point”. Is equivalent to
Reference numeral DI2951 indicates an intersection of a perpendicular drawn from the light beam central point CB2951 of the outermost element to the optical axis OA and the optical axis OA, and hereinafter referred to as an “element-side intersection”.
Reference numeral EI indicates an intersection between the optical axis OA and the incident surface EF of the microlens ML (imaging lens), and is hereinafter referred to as an “incident surface side intersection”.

そして、図9の2点鎖線で示すように、素子側交点DI2951から射出される光ビームは、感光体ドラム21の表面とマイクロレンズMLの光軸OA(換言すれば、レンズ2993A,2993Bの光軸OA)との交点I0に結像される。これは、上述の通り、素子側交点DI2951がマイクロレンズMLの光軸OAの上に在ることに起因するものである。また、素子側交点DI2951から距離Lの位置に配置された発光素子2951から射出される光ビームは、感光体ドラム21の表面の位置I1に結像される。つまり、光軸OAに対して所定方向にずれて配置された発光素子から射出される光ビームはレンズ2993A,2993Bの光軸OA(マイクロレンズMLの光軸OA)を挟んで配置方向と逆側の位置I1に結像される。即ち、マイクロレンズMLは反転特性を有するいわゆる反転光学系である。また、かかるマイクロレンズMLは、距離Lと、感光体ドラム表面における位置I0,I1間距離との比に相当する倍率(光学倍率)を有する。   9, the light beam emitted from the element side intersection DI 2951 is emitted from the surface of the photosensitive drum 21 and the optical axis OA of the microlens ML (in other words, the light beams of the lenses 2993A and 2993B). An image is formed at the intersection I0 with the axis OA). As described above, this is because the element side intersection DI2951 is on the optical axis OA of the microlens ML. In addition, the light beam emitted from the light emitting element 2951 disposed at a distance L from the element side intersection DI 2951 forms an image at a position I 1 on the surface of the photosensitive drum 21. In other words, the light beam emitted from the light emitting element arranged in a predetermined direction with respect to the optical axis OA is opposite to the arrangement direction across the optical axis OA of the lenses 2993A and 2993B (the optical axis OA of the microlens ML). The image is formed at the position I1. That is, the microlens ML is a so-called reversal optical system having reversal characteristics. The microlens ML has a magnification (optical magnification) corresponding to a ratio between the distance L and the distance between the positions I0 and I1 on the surface of the photosensitive drum.

ここで注目すべき点は、図8から明らかなように各発光素子2951の配設位置に応じて光軸OAから発光素子2951までの距離Lが異なっている点である。つまり、光軸OAに比較的近い発光素子2951に関する距離Lはゼロに近く、かかる発光素子2951から射出された光ビームはマイクロレンズMLを介して光軸OA近傍で感光体ドラム表面に結像されて良好なスポット形状が得られる。これに対し、光軸OAから離れる、つまり距離Lが増大するにしたがってスポット形状は歪んでいく。そして、光軸OAから最も離れた発光素子、つまり最外素子OM2951に対する距離Lが最大となり、これら最外素子OM2951に対応するスポット形状が歪み、良好なスポット形成が困難となる場合がある。特に、本実施形態におけるラインヘッド29では、発光素子2951を2次元的に配置しているため、光軸OAから発光素子2951までの距離Lは主走査方向成分のみならず副走査方向成分も有することとなる。その結果、発光素子2951を2次元的に配置したラインヘッド29では、発光素子2951を例えば特許文献1に記載の装置のように直線状に配置したラインヘッドと比較して、距離Lが長くなる。つまり、発光素子2951を2次元的に配置したラインヘッド29では、上述のスポット形状の歪みが、より深刻な問題となる可能性がある。そこで、発光素子2951を2次元的に配置した場合であっても、スポット形状のひずみを抑制して良好なスポット形成を可能にすべく、本願発明者等は種々の光学的解析やシミュレーションを行った。その結果、第1実施形態では、次の不等式
L/Mr<0.08
ただし、Mrは素子側交点DI2951から入射面側交点EIまでの距離である、
を満たすようにラインヘッド29を構成するのが望ましいことを、本願発明者等は見出した。以下、その結論に至った理由について説明する。
The point to be noted here is that the distance L from the optical axis OA to the light emitting element 2951 differs depending on the arrangement position of each light emitting element 2951 as is apparent from FIG. That is, the distance L related to the light emitting element 2951 relatively close to the optical axis OA is close to zero, and the light beam emitted from the light emitting element 2951 is imaged on the surface of the photosensitive drum near the optical axis OA via the microlens ML. And a good spot shape can be obtained. On the other hand, the spot shape is distorted as the distance from the optical axis OA increases, that is, the distance L increases. Then, the distance L to the light emitting element farthest from the optical axis OA, that is, the outermost element OM2951, becomes maximum, and the spot shape corresponding to the outermost element OM2951 may be distorted, and it may be difficult to form a favorable spot. In particular, in the line head 29 according to this embodiment, since the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged, the distance L from the optical axis OA to the light emitting elements 2951 has not only a main scanning direction component but also a sub scanning direction component. It will be. As a result, in the line head 29 in which the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged, the distance L is longer than in the line head in which the light emitting elements 2951 are linearly arranged as in the apparatus described in Patent Document 1, for example. . That is, in the line head 29 in which the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged, the above-described distortion of the spot shape may become a more serious problem. Therefore, even when the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged, the inventors of the present application perform various optical analyzes and simulations in order to suppress spot shape distortion and enable favorable spot formation. It was. As a result, in the first embodiment, the following inequality L / Mr <0.08
However, Mr is the distance from the element side intersection DI2951 to the incident surface side intersection EI.
The inventors of the present application have found that it is desirable to configure the line head 29 to satisfy the above. Hereinafter, the reason for the conclusion will be described.

図10は発光素子の配置と入射角との関係を模式的に示す図である。本願発明者等は、結像レンズの光軸OAから遠い位置に配置された発光素子によるスポットの形状が歪むという現象は光ビームのマイクロレンズMLへの入射角に関連するという解析結果を得た。つまり、発光素子位置が光軸OAから遠くなるに連れて、該発光素子から射出される光ビームのマイクロレンズMLへの入射角θが増大し、スポット形状の歪みを引き起こす。そこで、入射角θに直接関連する距離LLおよび距離Mrと、スポットの歪との関係についてシミュレーションを行った。つまり、比LL/Mvを変化させることで角度θを変化させて、メリジオナル面及びサジタル面それぞれにおけるスポット径についてシミュレーションにより調べた。ここで、主走査方向長さLLとは、素子側交点DI2951から見て最外素子が主走査方向XX側に在る場合を正、主走査方向XXの反対方向側に在る場合を負とした場合の最外素子の光束中心点から光軸OAまでの長さとする。つまり、最外素子の光束中心点から光軸OAまでの主走査方向長さLLと最外素子の光束中心点から光軸OAまでの距離Lとの関係は、次の等式
L=|LL|
となる。即ち、LはLLの絶対値で与えられる。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the arrangement of the light emitting elements and the incident angle. The inventors of the present application have obtained an analysis result that the phenomenon that the spot shape caused by the light emitting element disposed at a position far from the optical axis OA of the imaging lens is distorted is related to the incident angle of the light beam to the microlens ML. . That is, as the position of the light emitting element becomes farther from the optical axis OA, the incident angle θ of the light beam emitted from the light emitting element to the microlens ML increases and causes distortion of the spot shape. Therefore, a simulation was performed on the relationship between the distance LL and the distance Mr directly related to the incident angle θ and the spot distortion. That is, the angle θ was changed by changing the ratio LL / Mv, and the spot diameters on the meridional plane and the sagittal plane were examined by simulation. Here, the length LL in the main scanning direction is positive when the outermost element is on the main scanning direction XX side as viewed from the element side intersection DI2951, and is negative when the outermost element is on the opposite side of the main scanning direction XX. In this case, the length is from the light flux center point of the outermost element to the optical axis OA. That is, the relationship between the length LL in the main scanning direction from the light beam center point of the outermost element to the optical axis OA and the distance L from the light beam center point of the outermost element to the optical axis OA is expressed by the following equation: L = | LL |
It becomes. That is, L is given by the absolute value of LL.

シミュレーションSM1
表1は、シミュレーションSM1における光学系諸元を示す表である。つまり、シミュレーションSM1においては、発光素子の直径(発光画素直径)を30μmとするとともに、該発光素子から射出される光ビームの波長を760nmとした。また、結像レンズの倍率(光学倍率)は、1倍とした。表2は、シミュレーションSM1におけるレンズデータを示す表である。また、図11(a)は、シミュレーションSM1における結像状態を示す図である。シミュレーションSM1におけるラインヘッドは、発光素子としてLEDを用いている。そして、同図(a)は、距離Lを0.152mmと、距離Mvを2.11mmと、即ち、L/Mv=0.072と設定した場合の結像状態を示している。そして、図11(b)は、シミュレーションSM1の結果を示す図である。つまり、図11(b)は、被走査面(S4)におけるメリジオナル面及びサジタル面のスポット径を、比LL/Mvを変化させながらプロットした図である。
Simulation SM1
Table 1 is a table showing optical system specifications in the simulation SM1. That is, in the simulation SM1, the diameter of the light emitting element (light emitting pixel diameter) was set to 30 μm, and the wavelength of the light beam emitted from the light emitting element was set to 760 nm. The magnification (optical magnification) of the imaging lens was set to 1. Table 2 is a table showing lens data in the simulation SM1. FIG. 11A is a diagram illustrating an imaging state in the simulation SM1. The line head in the simulation SM1 uses LEDs as light emitting elements. FIG. 5A shows an image formation state when the distance L is set to 0.152 mm and the distance Mv is set to 2.11 mm, that is, L / Mv = 0.072. FIG. 11B shows the result of the simulation SM1. That is, FIG. 11B is a diagram in which the spot diameters of the meridional surface and the sagittal surface on the surface to be scanned (S4) are plotted while changing the ratio LL / Mv.

Figure 2008036938
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Figure 2008036938
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シミュレーションSM2
表3は、シミュレーションSM2における光学系諸元を示す表である。つまり、シミュレーションSM2においては、発光素子の直径(発光画素直径)を30μmとするとともに、該発光素子から射出される光ビームの波長を760nmとした。また、結像レンズの倍率(光学倍率)は、0.75倍とした。表4は、シミュレーションSM2におけるレンズデータを示す表である。また、図12(a)は、シミュレーションSM2における結像状態を示す図である。シミュレーションSM2におけるラインヘッドは、発光素子としてLEDを用いている。そして、同図(a)は、距離Lを0.202mmと、距離Mvを2.96mmと、即ち、L/Mv=0.068と設定した場合の結像状態を示している。そして、図12(b)は、シミュレーションSM2の結果を示す図である。つまり、図12(b)は、被走査面(S4)におけるメリジオナル面及びサジタル面のスポット径を、比LL/Mvを変化させながらプロットした図である。
Simulation SM2
Table 3 is a table showing optical system specifications in the simulation SM2. That is, in the simulation SM2, the diameter of the light emitting element (light emitting pixel diameter) was set to 30 μm, and the wavelength of the light beam emitted from the light emitting element was set to 760 nm. The magnification (optical magnification) of the imaging lens was 0.75 times. Table 4 is a table showing lens data in the simulation SM2. FIG. 12A is a diagram illustrating an imaging state in the simulation SM2. The line head in the simulation SM2 uses LEDs as light emitting elements. FIG. 9A shows an image formation state when the distance L is set to 0.202 mm and the distance Mv is set to 2.96 mm, that is, L / Mv = 0.068. FIG. 12B shows the result of the simulation SM2. That is, FIG. 12B is a diagram in which the spot diameters of the meridional surface and the sagittal surface on the surface to be scanned (S4) are plotted while changing the ratio LL / Mv.

Figure 2008036938
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Figure 2008036938
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シミュレーションSM3
表5は、シミュレーションSM3における光学系諸元を示す表である。つまり、シミュレーションSM3においては、発光素子の直径(発光画素直径)を30μmとするとともに、該発光素子から射出される光ビームの波長を760nmとした。また、結像レンズの倍率(光学倍率)は、0.5倍とした。表6は、シミュレーションSM3におけるレンズデータを示す表である。また、図13(a)は、シミュレーションSM3における結像状態を示す図である。シミュレーションSM3におけるラインヘッドは、発光素子としてLEDを用いている。そして、同図(a)は、距離Lを0.202mmと、距離Mvを2.96mmと、即ち、L/Mv=0.068と設定した場合の結像状態を示している。そして、図13(b)は、シミュレーションSM3の結果を示す図である。つまり、図13(b)は、被走査面(S4)におけるメリジオナル面及びサジタル面のスポット径を、比LL/Mvを変化させながらプロットした図である。
Simulation SM3
Table 5 is a table showing optical system specifications in the simulation SM3. That is, in the simulation SM3, the diameter of the light emitting element (light emitting pixel diameter) was set to 30 μm, and the wavelength of the light beam emitted from the light emitting element was set to 760 nm. The magnification (optical magnification) of the imaging lens was 0.5. Table 6 is a table showing lens data in the simulation SM3. FIG. 13A is a diagram illustrating an imaging state in the simulation SM3. The line head in the simulation SM3 uses LEDs as light emitting elements. FIG. 9A shows an image formation state when the distance L is set to 0.202 mm and the distance Mv is set to 2.96 mm, that is, L / Mv = 0.068. FIG. 13B shows the result of the simulation SM3. That is, FIG. 13B is a diagram in which the spot diameters of the meridional surface and the sagittal surface on the surface to be scanned (S4) are plotted while changing the ratio LL / Mv.

Figure 2008036938
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Figure 2008036938
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本願発明の発明者等は、上記シミュレーションSM1〜SM3について次のような検討を行なった。まず、図11(b)、図12(b)、図13(b)のいずれもが示すように、比LL/Mvの小さい範囲では、サジタル面のスポット径とメリジオナル面のスポット径は略同値である。つまり、比LL/Mvの小さい範囲では、スポットの形状は、均一で歪みの少ない良好な形状に保たれている。これに対して、比LL/Mvの絶対値が0.08を超えると、サジタル面におけるスポット径が減少傾向にあるのに対し、メリジオナル面におけるスポット径が急激に増大するのが判る。つまり、比LL/Mvの絶対値が0.08以上になると、サジタル面におけるスポット径とメリジオナル面におけるスポット径の差が急激に増大し、スポットの形状が急激に歪み始めることが判る。   The inventors of the present invention have conducted the following studies on the simulations SM1 to SM3. First, as shown in FIGS. 11 (b), 12 (b), and 13 (b), in the range where the ratio LL / Mv is small, the spot diameter of the sagittal surface and the spot diameter of the meridional surface are substantially the same. It is. That is, in the range where the ratio LL / Mv is small, the spot shape is kept in a good shape with uniform distortion and little distortion. On the other hand, when the absolute value of the ratio LL / Mv exceeds 0.08, the spot diameter on the sagittal surface tends to decrease, whereas the spot diameter on the meridional surface increases rapidly. That is, when the absolute value of the ratio LL / Mv is 0.08 or more, it can be seen that the difference between the spot diameter on the sagittal surface and the spot diameter on the meridional surface increases rapidly, and the spot shape starts to be distorted rapidly.

そこで、本願発明者等は、上記考察に鑑みて最外素子OM2951を上記のように配置することとした。つまり、比LL/Mvの絶対値が0.08未満である範囲に、最外素子を配置することとした。なんとなれば、かかる範囲ではサジタル面のスポット径とメリジオナル面のスポット径の差が小さいため、被走査面におけるスポット形状の歪みが抑制されて、良好なスポット形成の実現が可能となるからである。   Therefore, the inventors of the present application decided to arrange the outermost element OM2951 as described above in view of the above consideration. That is, the outermost element is arranged in a range where the absolute value of the ratio LL / Mv is less than 0.08. This is because in such a range, the difference between the spot diameter of the sagittal surface and the spot diameter of the meridional surface is small, so that distortion of the spot shape on the surface to be scanned is suppressed, and favorable spot formation can be realized. .

図14は、上述のラインヘッドによるスポット形成動作を示す図である。以下に、図2、図7、図14を用いて本実施形態におけるラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。また、発明の理解を容易にするため、ここでは主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体ドラム21(潜像担持体)の表面(被走査面)を副走査方向YYに搬送しながら、ヘッド制御モジュール54により複数の発光素子を所定のタイミングで発光させることで、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。   FIG. 14 is a diagram showing a spot forming operation by the above-described line head. Hereinafter, the spot forming operation by the line head in this embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 7, and 14. In order to facilitate understanding of the invention, here, a case where a plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX will be described. In the present embodiment, the head control module 54 causes a plurality of light emitting elements to emit light at a predetermined timing while transporting the surface (scanned surface) of the photosensitive drum 21 (latent image carrier) in the sub-scanning direction YY. A plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX.

つまり、本実施形態のラインヘッドでは、副走査方向位置Y1〜Y6の各位置に対応して、副走査方向YYに6個の発光素子列L2951が並べて配置されている(図7)。そこで、本実施形態では、同一の副走査方向位置にある発光素子列L2951は、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副走査方向位置にある発光素子列L2951は、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、副走査方向位置Y1〜Y6の順番で、発光素子列L2951を発光させる。そして、感光体ドラム21の表面を副走査方向YYに搬送しながら、上述の順番で発光素子列L2951を発光させることで、該表面の主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。   That is, in the line head of this embodiment, six light emitting element rows L2951 are arranged side by side in the sub-scanning direction YY corresponding to each position of the sub-scanning direction positions Y1 to Y6 (FIG. 7). Therefore, in this embodiment, the light emitting element rows L2951 at the same sub-scanning direction position emit light at substantially the same timing, and the light emitting element rows L2951 at different sub-scanning direction positions emit light at different timings. More specifically, the light emitting element rows L2951 are caused to emit light in the order of the sub-scanning direction positions Y1 to Y6. A plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX of the surface by causing the light emitting element array L2951 to emit light in the order described above while transporting the surface of the photosensitive drum 21 in the sub scanning direction YY. To do.

かかる動作を、図7および図14を用いて説明する。まず最初に、副走査方向YYに最上流の発光素子グループ295A1,295A2,295A3,…に属する副走査方向位置Y1の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するマイクロレンズMLにより、反転されつつ所定倍率で感光体ドラム表面に結像される。つまり、図14の「1回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。なお、同図において、白抜きの丸印は、未だ形成されておらず今後形成される予定のスポットを表す。また、同図において、符号295C1,295B1,295A1,295C2でラベルされたスポットは、それぞれに付された符号に対応する発光素子グループ295により形成されるスポットであることを示す。   Such an operation will be described with reference to FIGS. First, the light emitting elements 2951 of the light emitting element row L2951 in the sub scanning direction position Y1 belonging to the most upstream light emitting element groups 295A1, 295A2, 295A3,. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are imaged on the surface of the photosensitive drum at a predetermined magnification while being inverted by the microlens ML having the above-described inversion characteristics. That is, a spot is formed at the position of the “first” hatching pattern in FIG. In the figure, white circles represent spots that have not yet been formed and are to be formed in the future. In the same figure, the spots labeled with reference numerals 295C1, 295B1, 295A1, and 295C2 indicate spots formed by the light emitting element groups 295 corresponding to the reference numerals assigned thereto.

次に、同発光素子グループ295A1,295A2,295A3,…に属する副走査方向位置Y2の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するマイクロレンズMLにより、反転されつつ所定倍率で感光体ドラム表面に結像される。つまり、図14の「2回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。ここで、感光体ドラム21の表面の搬送方向が副走査方向YYであるのに対して、副走査方向YYの下流側の発光素子列L2951から順番に(つまり、副走査方向位置Y1,Y2の順番に)発光させたのは、マイクロレンズMLが反転特性を有することに対応するためである。   Next, the light emitting elements 2951 of the light emitting element row L2951 in the sub-scanning direction position Y2 belonging to the same light emitting element group 295A1, 295A2, 295A3,. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are imaged on the surface of the photosensitive drum at a predetermined magnification while being inverted by the microlens ML having the above-described inversion characteristics. That is, a spot is formed at the position of the “second” hatching pattern in FIG. Here, while the conveyance direction of the surface of the photosensitive drum 21 is the sub-scanning direction YY, the light emitting element rows L2951 on the downstream side in the sub-scanning direction YY are sequentially arranged (that is, at the positions Y1 and Y2 in the sub-scanning direction). The reason why the light is emitted in order is that the microlens ML has a reversal characteristic.

次に、副走査方向上流側から2番目の発光素子グループ295B1,295B2,295B3…に属する副走査方向位置Y3の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するマイクロレンズMLにより、反転されつつ所定倍率で感光体ドラム表面に結像される。つまり、図14の「3回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。   Next, the light emitting elements 2951 of the light emitting element row L2951 in the sub scanning direction position Y3 belonging to the second light emitting element group 295B1, 295B2, 295B3,. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are imaged on the surface of the photosensitive drum at a predetermined magnification while being inverted by the microlens ML having the above-described inversion characteristics. That is, a spot is formed at the position of the “third” hatching pattern in FIG.

次に、同発光素子グループ295B1,295B2,295B3,…に属する副走査方向位置Y4の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するマイクロレンズMLにより、反転されつつ所定倍率で感光体ドラム表面に結像される。つまり、図14の「4回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。   Next, the light emitting elements 2951 of the light emitting element row L2951 in the sub-scanning direction position Y4 belonging to the light emitting element groups 295B1, 295B2, 295B3,. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are imaged on the surface of the photosensitive drum at a predetermined magnification while being inverted by the microlens ML having the above-described inversion characteristics. That is, a spot is formed at the position of the “fourth” hatching pattern in FIG.

次に、副走査方向最下流の発光素子グループ295C1,295C2,295C3,…に属する副走査方向位置Y5の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するマイクロレンズMLにより、反転されつつ所定倍率で感光体ドラム表面に結像される。つまり、図14の「5回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。   Next, the light emitting elements 2951 of the light emitting element row L2951 in the sub scanning direction position Y5 belonging to the light emitting element groups 295C1, 295C2, 295C3,. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are imaged on the surface of the photosensitive drum at a predetermined magnification while being inverted by the microlens ML having the above-described inversion characteristics. That is, a spot is formed at the position of the “fifth” hatching pattern in FIG.

そして最後に、同発光素子グループ295C1,295C2,295C3…に属する副走査方向位置Y6の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するマイクロレンズMLにより、反転されつつ所定倍率で感光体ドラム表面に結像される。つまり、図14の「6回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。このように、1〜6回目までの発光動作を実行することで、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。   Finally, the light emitting elements 2951 of the light emitting element row L2951 in the sub-scanning direction position Y6 belonging to the light emitting element groups 295C1, 295C2, 295C3. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are imaged on the surface of the photosensitive drum at a predetermined magnification while being inverted by the microlens ML having the above-described inversion characteristics. That is, a spot is formed at the position of the “sixth” hatching pattern in FIG. In this way, by performing the first to sixth light emitting operations, a plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX.

以上のように、この実施形態にかかるラインヘッド29では、発光素子2951が2次元的に配置されている。よって、例えば上述の特許文献1のように、発光素子を直線的に配置したラインヘッドと比較して、スポット形状の歪みがより深刻な問題となる可能性がある。これに対して、第1実施形態のラインヘッド29は上記した不等式
L/Mv<0.08
を満たすように構成している。よって、発光素子2951を2次元的に配置しているにも拘わらず、上述のスポット形状の歪みが抑制されて、良好なスポット形成の実現が可能となっている。
As described above, in the line head 29 according to this embodiment, the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged. Therefore, for example, as in Patent Document 1 described above, the distortion of the spot shape may be a more serious problem compared to a line head in which light emitting elements are linearly arranged. On the other hand, the line head 29 of the first embodiment has the above inequality L / Mv <0.08.
It is configured to satisfy. Therefore, although the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged, the above-described distortion of the spot shape is suppressed, and favorable spot formation can be realized.

ところで上記第1実施形態では、発光素子2951としてLEDを用いたが、発光素子2951の具体的構成はこれに限られるものではなく、例えば有機EL(Electro-Luminescence)素子を発光素子2951として用いても良い。そこで、有機EL素子を発光素子2951として用いたラインヘッドについて第1実施形態との相違点を中心に説明する一方、共通する構成や動作については説明を省略する。   By the way, in said 1st Embodiment, although LED was used as the light emitting element 2951, the specific structure of the light emitting element 2951 is not restricted to this, For example, an organic EL (Electro-Luminescence) element is used as the light emitting element 2951. Also good. Therefore, a line head using an organic EL element as the light emitting element 2951 will be described with a focus on differences from the first embodiment, while description of common configurations and operations will be omitted.

図15は、本発明にかかるラインヘッド(露光手段)の第2実施形態を示す副走査方向の断面図である。つまり、図15のラインヘッドでは発光素子として有機ELを用いている。発光素子としてLEDを用いた図4記載のラインヘッドとの主な違いは、発光素子の配置場所である。つまり、図4に示すように、発光素子としてLEDを用いた図4記載のラインヘッドでは、基板293の表面に発光素子を配置している。これに対して、発光素子として有機EL素子を用いたラインヘッドでは、ガラス基板293の裏面に発光素子(発光素子グループ295)が配置されている。なお、その他の構成は、図4、図15記載のラインヘッドは互いに共通するため、相当符号を付して説明を省略する。また、基板293の面内における発光素子2951の配置態様としては、LEDの場合と同様の配置態様を有機EL素子の場合においても採用できる。つまり、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に「光束中心点」「最外素子」「素子側交点」「入射面側交点」が定義できる。   FIG. 15 is a sectional view in the sub-scanning direction showing a second embodiment of a line head (exposure means) according to the present invention. That is, the line head of FIG. 15 uses an organic EL as a light emitting element. The main difference from the line head shown in FIG. 4 using LEDs as the light emitting elements is the location of the light emitting elements. That is, as shown in FIG. 4, in the line head illustrated in FIG. 4 using LEDs as light emitting elements, the light emitting elements are arranged on the surface of the substrate 293. On the other hand, in a line head using an organic EL element as a light emitting element, a light emitting element (light emitting element group 295) is arranged on the back surface of the glass substrate 293. In addition, since the line head of FIG. 4, FIG. In addition, as the arrangement mode of the light emitting elements 2951 in the plane of the substrate 293, the same arrangement mode as in the case of the LED can be adopted in the case of the organic EL element. That is, also in the second embodiment, “light flux center point”, “outermost element”, “element side intersection”, and “incident surface side intersection” can be defined as in the first embodiment.

図16は第2実施形態におけるマイクロレンズの結像状態を示す図であり、発光素子(有機EL素子)から射出された光ビームの結像状態を示す図である。同図の2点鎖線で示すように、素子側交点DI2951から射出される光ビームは、感光体ドラム21の表面とマイクロレンズMLの光軸OA(換言すれば、レンズ2993A,2993Bの光軸OA)との交点I0に結像される。また、素子側交点DI2951から距離Lの位置に配置された発光素子2951から射出される光ビームは、感光体ドラム21の表面の位置I1に結像される。つまり、光軸OAに対して所定方向にずれて配置された発光素子から射出される光ビームはレンズ2993A,2993Bの光軸OA(マイクロレンズMLの光軸OA)を挟んで配置方向と逆側の位置I1に結像される。このように、マイクロレンズMLは、距離Lと、感光体ドラム表面における位置I0,I1間距離との比に相当する倍率(光学倍率)を有する。   FIG. 16 is a diagram illustrating an imaging state of the microlens in the second embodiment, and is a diagram illustrating an imaging state of the light beam emitted from the light emitting element (organic EL element). As indicated by a two-dot chain line in the figure, the light beam emitted from the element side intersection DI 2951 is the surface of the photosensitive drum 21 and the optical axis OA of the microlens ML (in other words, the optical axes OA of the lenses 2993A and 2993B). And an image at an intersection I0 with (). In addition, the light beam emitted from the light emitting element 2951 disposed at a distance L from the element side intersection DI 2951 forms an image at a position I 1 on the surface of the photosensitive drum 21. In other words, the light beam emitted from the light emitting element arranged in a predetermined direction with respect to the optical axis OA is opposite to the arrangement direction across the optical axis OA of the lenses 2993A and 2993B (the optical axis OA of the microlens ML). The image is formed at the position I1. As described above, the microlens ML has a magnification (optical magnification) corresponding to the ratio between the distance L and the distance between the positions I0 and I1 on the surface of the photosensitive drum.

ここで注目すべき点は、第1実施形態と同様に、各発光素子2951の配設位置に応じて光軸OAから発光素子2951までの距離Lが異なっており、しかも発光素子2951を2次元的に配置している点である。このような構成を採用したことにより、最外素子OM2951に対応するスポット形状が歪み、良好なスポット形成が困難となることがあった。そこで、有機EL素子を発光素子2951として2次元的に配置した場合であっても、スポット形状のひずみを抑制して良好なスポット形成を可能にすべく、本願発明者等は種々の光学的解析やシミュレーションを行った。その結果、第2実施形態では、M1をガラス基板293の光軸OA方向の厚みとし、M2を光軸OA上におけるガラス基板293と入射面側交点EIとの距離とし、N1をガラス基板293の屈折率としたとき、次の不等式
L/Mv<0.08
ただし、Mv=(M1/N1)+M2、
を満たすようにラインヘッド29を構成するのが望ましいことを本願発明者等は見出した。以下、その結論に至った理由について説明する。
The point to be noted here is that, as in the first embodiment, the distance L from the optical axis OA to the light emitting element 2951 differs depending on the arrangement position of each light emitting element 2951, and the light emitting element 2951 is two-dimensionally arranged. It is a point that is arranged. By adopting such a configuration, the spot shape corresponding to the outermost element OM2951 may be distorted, and it may be difficult to form a favorable spot. Therefore, even when the organic EL element is two-dimensionally arranged as the light emitting element 2951, the inventors of the present application have made various optical analyzes in order to suppress the distortion of the spot shape and enable favorable spot formation. And simulated. As a result, in the second embodiment, M1 is the thickness of the glass substrate 293 in the optical axis OA direction, M2 is the distance between the glass substrate 293 and the incident surface side intersection EI on the optical axis OA, and N1 is the glass substrate 293. In terms of refractive index, the following inequality L / Mv <0.08
However, Mv = (M1 / N1) + M2,
The inventors of the present application have found that it is desirable to configure the line head 29 to satisfy the above. Hereinafter, the reason for the conclusion will be described.

結像レンズの光軸OAから遠い位置に配置された発光素子によるスポットの形状が歪むという現象に関する光学的解析(図10)は上述したとおりである。しかしながら、第2実施形態では発光素子2951から射出された光ビームはガラス基板293を介してマイクロレンズMLに入射する。したがって、上述した光学的解析を第2実施形態に対してそのまま適用することはできない。そこで、本願発明者等は第2実施形態に対応した光学的解析を行った。その光学的解析およびシミュレーションについて、図10および図17を参照しつつ詳述する。   The optical analysis (FIG. 10) regarding the phenomenon that the spot shape is distorted by the light emitting element disposed at a position far from the optical axis OA of the imaging lens is as described above. However, in the second embodiment, the light beam emitted from the light emitting element 2951 enters the microlens ML via the glass substrate 293. Therefore, the optical analysis described above cannot be directly applied to the second embodiment. Therefore, the inventors of the present application performed an optical analysis corresponding to the second embodiment. The optical analysis and simulation will be described in detail with reference to FIG. 10 and FIG.

図17はガラス基板における光ビームの光路を模式的に示す図である。ガラス基板293は所定の屈折率N1を有する。よって、発光素子として有機EL素子を用いた場合、発光素子とマイクロレンズMLとの間に広がる空間内に屈折率分布が発生することとなる。その結果、図17に示すように、マイクロレンズMLから素子側交点DI2951を見た場合、該素子側交点DI2951は、同図中の「DI2951の虚像」として見えることとなる。ここで、「DI2951の虚像」とは、ガラス基板293による素子側交点DI2951の虚像である。つまり、素子側交点DI2951から入射面側交点EIまでの距離が、素子側交点DI2951の虚像から入射面側交点EIまでの距離に見かけ上変わることと成る。そして、ガラス基板293の屈折率N1が空間的に一様である場合は、次式
Mv=(M1/N1)+M2 …(式1)
により、素子側交点DI2951の虚像から入射面側交点EIまでの距離Mvを求めることができる。そして、式1により求められた距離Mvと最外素子OM2951の光束中心点CB2951から光軸OAまでの主走査方向長さLLとの比LL/Mvを変化させることで角度θを変化させて、メリジオナル面及びサジタル面それぞれにおけるスポット径について調べた。以下に、本願発明者等が行った具体的なシミュレーション内容について説明する。
FIG. 17 is a diagram schematically showing the optical path of the light beam on the glass substrate. The glass substrate 293 has a predetermined refractive index N1. Therefore, when an organic EL element is used as the light emitting element, a refractive index distribution is generated in a space extending between the light emitting element and the microlens ML. As a result, as shown in FIG. 17, when the element-side intersection DI2951 is viewed from the microlens ML, the element-side intersection DI2951 appears as a “virtual image of DI2951” in FIG. Here, the “virtual image of DI2951” is a virtual image of the element side intersection DI2951 by the glass substrate 293. That is, the distance from the element side intersection DI2951 to the incident surface side intersection EI apparently changes to the distance from the virtual image of the element side intersection DI2951 to the incident surface side intersection EI. When the refractive index N1 of the glass substrate 293 is spatially uniform, the following formula Mv = (M1 / N1) + M2 (Formula 1)
Thus, the distance Mv from the virtual image of the element side intersection DI2951 to the incident surface side intersection EI can be obtained. Then, the angle θ is changed by changing the ratio LL / Mv between the distance Mv obtained by Equation 1 and the length LL in the main scanning direction from the light beam center point CB2951 to the optical axis OA of the outermost element OM2951; The spot diameters on the meridional surface and the sagittal surface were examined. Hereinafter, specific simulation contents performed by the inventors will be described.

シミュレーションSM4
表7は、シミュレーションSM4における光学系諸元を示す表である。つまり、シミュレーションSM4においては、発光素子の直径(発光画素直径)を30μmとするとともに、該発光素子から射出される光ビームの波長を760nmとした。また、結像レンズの倍率(光学倍率)は、0.5倍とした。表8は、シミュレーションSM4におけるレンズデータを示す表である。また、図18(a)は、シミュレーションSM4における結像状態を示す図である。シミュレーションSM4におけるラインヘッドは、発光素子として有機EL素子を用いている。そして、有機EL素子はガラス基板293の裏面に配置される。よって、発光素子の発光面(面番号S1)とガラス基板293の裏面(面番号S2)とは面間隔0で互いに対向している。そして、同図(a)は、距離Lを0.304mmと、上記式1で求められる距離Mvを4.66mmと、即ち、L/Mv=0.065と設定した場合の結像状態を示している。そして、図18(b)は、シミュレーションSM4の結果を示す図である。つまり、図18(b)は、被走査面(S6)におけるメリジオナル面及びサジタル面におけるスポット径を、比LL/Mvを変化させながらプロットした図である。
Simulation SM4
Table 7 is a table showing optical system specifications in the simulation SM4. That is, in the simulation SM4, the diameter of the light emitting element (light emitting pixel diameter) was set to 30 μm, and the wavelength of the light beam emitted from the light emitting element was set to 760 nm. The magnification (optical magnification) of the imaging lens was 0.5. Table 8 is a table showing lens data in the simulation SM4. FIG. 18A is a diagram illustrating an imaging state in the simulation SM4. The line head in the simulation SM4 uses an organic EL element as a light emitting element. The organic EL element is disposed on the back surface of the glass substrate 293. Therefore, the light emitting surface (surface number S1) of the light emitting element and the back surface (surface number S2) of the glass substrate 293 are opposed to each other with a surface interval of zero. FIG. 5A shows the imaging state when the distance L is set to 0.304 mm and the distance Mv obtained by the above equation 1 is set to 4.66 mm, that is, L / Mv = 0.065. ing. FIG. 18B shows the result of the simulation SM4. That is, FIG. 18B is a diagram in which the spot diameters on the meridional surface and the sagittal surface on the surface to be scanned (S6) are plotted while changing the ratio LL / Mv.

Figure 2008036938
Figure 2008036938

Figure 2008036938
Figure 2008036938

本願の発明者等は、上記シミュレーションについて次のような検討を行なった。まず、図18(b)が示すように、比LL/Mvの小さい範囲では、サジタル面のスポット径とメリジオナル面のスポット径は略同値である。つまり、比LL/Mvの小さい範囲では、スポットの形状は、均一で歪みの少ない良好な形状に保たれている。これに対して、比LL/Mvの絶対値が0.08を超えると、サジタル面におけるスポット径が減少傾向にあるのに対し、メリジオナル面におけるスポット径が急激に増大するのが判る。つまり、比LL/Mvの絶対値が0.08以上になると、サジタル面におけるスポット径とメリジオナル面におけるスポット径の差が急激に増大し、スポットの形状が急激に歪み始めることが判る。   The inventors of the present application have made the following examination on the simulation. First, as shown in FIG. 18B, in the range where the ratio LL / Mv is small, the spot diameter of the sagittal surface and the spot diameter of the meridional surface are substantially the same value. That is, in the range where the ratio LL / Mv is small, the spot shape is kept in a good shape with uniform distortion and little distortion. On the other hand, when the absolute value of the ratio LL / Mv exceeds 0.08, the spot diameter on the sagittal surface tends to decrease, whereas the spot diameter on the meridional surface increases rapidly. That is, when the absolute value of the ratio LL / Mv is 0.08 or more, it can be seen that the difference between the spot diameter on the sagittal surface and the spot diameter on the meridional surface increases abruptly, and the spot shape starts to be abruptly distorted.

そこで、本願発明者等は、上記考察に鑑みて最外素子OM2951を上記のように配置することとした。つまり、比LL/Mvの絶対値が0.08未満である範囲に、最外素子を配置することとした。なんとなれば、かかる範囲ではサジタル面のスポット径とメリジオナル面のスポット径の差が小さいため、被走査面におけるスポット形状の歪みが抑制されて、良好なスポット形成の実現が可能となるからである。   Therefore, the inventors of the present application decided to arrange the outermost element OM2951 as described above in view of the above consideration. That is, the outermost element is arranged in a range where the absolute value of the ratio LL / Mv is less than 0.08. This is because in such a range, the difference between the spot diameter of the sagittal surface and the spot diameter of the meridional surface is small, so that distortion of the spot shape on the surface to be scanned is suppressed, and favorable spot formation can be realized. .

以上のように、この実施形態にかかるラインヘッド29では、発光素子2951が2次元的に配置されている。よって、例えば上述の特許文献1のように、発光素子を直線的に配置したラインヘッドと比較して、スポット形状の歪みがより深刻な問題となる可能性がある。これに対して、第1実施形態のラインヘッド29は上記した不等式
L/Mv<0.08
を満たすように構成している。よって、発光素子2951を2次元的に配置しているにも拘わらず、上述のスポット形状の歪みが抑制されて、良好なスポット形成の実現が可能となっている。また、このように構成されたラインヘッド29を用いて画像形成を行う際には、第1実施形態と同様のスポット形成動作を実行することができる。つまり、図14に示すスポット形成動作を実行することによって、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを良好に並べて形成することができる。
As described above, in the line head 29 according to this embodiment, the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged. Therefore, for example, as in Patent Document 1 described above, the distortion of the spot shape may be a more serious problem compared to a line head in which light emitting elements are linearly arranged. On the other hand, the line head 29 of the first embodiment has the above inequality L / Mv <0.08.
It is configured to satisfy. Therefore, although the light emitting elements 2951 are two-dimensionally arranged, the above-described distortion of the spot shape is suppressed, and favorable spot formation can be realized. Further, when image formation is performed using the line head 29 configured as described above, a spot forming operation similar to that in the first embodiment can be performed. That is, by performing the spot forming operation shown in FIG. 14, a plurality of spots can be formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX.

<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第2実施形態では、透明部材として屈折率がN1で一様なガラス基板293を用いているが、透明部材として採用可能な部材は、かかるガラス基板293に限られない。つまり、屈折率が空間的に分布する透明部材を用いることも可能である。要は、かかる透明部材による素子側交点DI2951の虚像から入射面側交点までの距離Mvを求めるとともに、下記の不等式
L/Mv<0.08
を満たすようにラインヘッドを構成することで、スポット形状の歪みを抑制して、良好なスポット形状の実現を可能にするという効果を奏する事が可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the second embodiment, a glass substrate 293 having a refractive index of N1 and a uniform refractive index is used as the transparent member. However, a member that can be used as the transparent member is not limited to the glass substrate 293. That is, it is possible to use a transparent member whose refractive index is spatially distributed. In short, the distance Mv from the virtual image of the element side intersection DI2951 to the incident surface side intersection by such a transparent member is obtained, and the following inequality L / Mv <0.08
By configuring the line head so as to satisfy the above, it is possible to suppress the distortion of the spot shape and to achieve the effect of realizing a good spot shape.

また、上記実施形態では、本発明にかかるラインヘッドを用いて、図14に示すような主走査方向XXに直線状に複数個のスポットを並べて形成している。しかしながら、かかるスポット形成動作は、本発明にかかるラインヘッドの動作の一例を示すものであり、該ラインヘッドが実行可能な動作はこれに限られるものではない。つまり、形成されるスポットは、主走査方向XXに並んで直線状に形成される必要は無く、例えば、主走査方向XXに所定の角度を有するように並べて形成しても良いし、ジグザグ状或いは波状に形成しても良い。   In the above embodiment, a plurality of spots are formed in a straight line in the main scanning direction XX as shown in FIG. 14 using the line head according to the present invention. However, the spot forming operation is an example of the operation of the line head according to the present invention, and the operation that can be executed by the line head is not limited thereto. That is, the formed spots do not need to be formed in a straight line along the main scanning direction XX. For example, the spots may be formed side by side with a predetermined angle in the main scanning direction XX, You may form in a waveform.

また、上記実施形態では、主走査方向XXに所定間隔毎に4個の発光素子2951を並べて構成される発光素子列L2951を、副走査方向YYに2個並べている。しかしながら、発光素子列L2951の構成及び配置の態様(換言すれば、複数の発光素子の配置態様)は、これに限られるものではない。つまり、主走査方向XXに所定間隔毎に5個の発光素子2951を並べて構成される発光素子列L2951を副走査方向YYに3個並べても良いし、主走査方向XXに所定間隔毎に6個の発光素子2951を並べて構成される発光素子列L2951を、副走査方向YYに4個並べても良い。要は、複数の発光素子のうちの最外素子を上記第1および第2実施形態のように配置すれば良い。   In the above embodiment, two light emitting element arrays L2951 configured by arranging four light emitting elements 2951 at predetermined intervals in the main scanning direction XX are arranged in the sub scanning direction YY. However, the configuration and arrangement mode of the light emitting element row L2951 (in other words, the arrangement mode of the plurality of light emitting elements) is not limited to this. That is, three light emitting element rows L2951 configured by arranging five light emitting elements 2951 at predetermined intervals in the main scanning direction XX may be arranged in the sub scanning direction YY, or six at a predetermined interval in the main scanning direction XX. Four light emitting element rows L2951 configured by arranging the light emitting elements 2951 may be arranged in the sub-scanning direction YY. In short, the outermost element of the plurality of light emitting elements may be arranged as in the first and second embodiments.

また、上記実施形態では、主走査方向XXに所定個数の発光素子2951を並べて構成される発光素子列L2951を用いているが、発光素子列L2951は本発明の必須の要件ではない。つまり、発光素子列L2951を形成するように、複数の発光素子2951を配置する必要は無い。よって、発光素子を、例えば、主走査方向XXに所定の角度を有するように並べて配置しても良いし、ジグザグ状或いは波状に配置しても良い要は、複数の発光素子のうち最外素子を上記第1,第2実施形態のように配置すれば良い。   In the above embodiment, the light emitting element array L2951 configured by arranging a predetermined number of light emitting elements 2951 in the main scanning direction XX is used, but the light emitting element array L2951 is not an essential requirement of the present invention. That is, it is not necessary to arrange the plurality of light emitting elements 2951 so as to form the light emitting element row L2951. Therefore, for example, the light emitting elements may be arranged side by side so as to have a predetermined angle in the main scanning direction XX, or may be arranged in a zigzag shape or a wave shape. May be arranged as in the first and second embodiments.

また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to a color image forming apparatus. However, the application target of the present invention is not limited to this, and it is also applicable to a monochrome image forming apparatus that forms a so-called monochromatic image. The present invention can be applied.

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図1の画像形成装置の電気的構成を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus in FIG. 1. 本発明にかかるラインヘッドの第1実施形態の概略を示す斜視図。1 is a perspective view showing an outline of a first embodiment of a line head according to the invention. 本発明にかかるラインヘッドの第1実施形態の副走査断面図。FIG. 2 is a sub-scan sectional view of the first embodiment of the line head according to the invention. マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of a microlens array. マイクロレンズアレイの主走査断面図。The main scanning sectional view of a micro lens array. 複数の発光素子グループの配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of a several light emitting element group. 発光素子グループ内における発光素子の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the light emitting element in a light emitting element group. 第1実施形態における光ビームの結像状態を示す図。The figure which shows the imaging state of the light beam in 1st Embodiment. 発光素子の配置と入射角との関係を模式的に示す図。The figure which shows typically the relationship between arrangement | positioning of a light emitting element, and an incident angle. シミュレーションSM1を示す図。The figure which shows simulation SM1. シミュレーションSM2を示す図。The figure which shows simulation SM2. シミュレーションSM3を示す図。The figure which shows simulation SM3. ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。The figure which shows the spot formation operation | movement by a line head. 本発明にかかるラインヘッドの第2実施形態の副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scan sectional view of a second embodiment of the line head according to the invention. 第2実施形態における光ビームの結像状態を示す図。The figure which shows the imaging state of the light beam in 2nd Embodiment. ガラス基板における光ビームの光路を模式的に示す図The figure which shows typically the optical path of the light beam in the glass substrate シミュレーションSM4を示す図。The figure which shows simulation SM4.

符号の説明Explanation of symbols

21Y,21M,21C,21K…感光体ドラム(潜像担持体)、 29…ラインヘッド(露光手段)、 295…発光素子グループ、 2951…発光素子、 CB2951…光束中心点、 OM2951…最外素子、 DI2951…素子側交点、 L2951…発光素子列、 293…基板,ガラス基板、 299…マイクロレンズアレイ、 2991…ガラス基板、 2993A,2993B…レンズ、 OA…光軸、 ML…マイクロレンズ(結像レンズ)、 EF…(結像レンズの)入射面、 EI…入射面側交点、 XX…主走査方向、 YY…副走査方向   21Y, 21M, 21C, 21K ... photosensitive drum (latent image carrier), 29 ... line head (exposure means), 295 ... light emitting element group, 2951 ... light emitting element, CB2951 ... light flux center point, OM2951 ... outermost element, DI2951 ... element side intersection, L2951 ... light emitting element array, 293 ... substrate, glass substrate, 299 ... microlens array, 2991 ... glass substrate, 2993A, 2993B ... lens, OA ... optical axis, ML ... microlens (imaging lens) EF ... incidence surface (of the imaging lens), EI ... incidence surface side intersection, XX ... main scanning direction, YY ... sub-scanning direction

Claims (4)

被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドにおいて、
それぞれの表面から光ビームを射出可能であるとともに、それぞれの主走査方向位置が互いに異なるように2次元的に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子に対向して配置され、その入射面に入射してくる前記複数の発光素子各々からの光ビームを前記被走査面に結像してスポットを形成する結像レンズと
を備え、
発光素子の表面から射出される光ビームの光束中心と該表面との交点を発光素子の光束中心点と定義し、前記複数の発光素子のうちその光束中心点が前記結像レンズの光軸から最も離れている発光素子を最外素子と定義し、前記最外素子の光束中心点から前記光軸に下ろした垂線と前記光軸との交点を素子側交点と定義し、前記結像レンズの前記入射面と前記光軸との交点を入射面側交点と定義したとき、
前記最外素子の光束中心点から前記光軸までの距離Lと、前記素子側交点から前記入射面側交点までの距離Mrとが下記の不等式
L/Mr<0.08
を満たすことを特徴とするラインヘッド。
In a line head that forms a spot by imaging a light beam on a surface to be scanned,
A plurality of light emitting elements that can emit light beams from the respective surfaces and are two-dimensionally arranged so that the positions in the main scanning direction are different from each other;
An imaging lens disposed opposite to the plurality of light emitting elements and forming a spot by forming an image of a light beam from each of the plurality of light emitting elements incident on the incident surface on the surface to be scanned; ,
The intersection of the light beam center of the light beam emitted from the surface of the light emitting element and the surface is defined as the light beam center point of the light emitting element, and the light beam center point of the plurality of light emitting elements is separated from the optical axis of the imaging lens. The farthest light emitting element is defined as the outermost element, and the intersection of the optical axis with the perpendicular drawn from the light flux center point of the outermost element to the optical axis is defined as the element side intersection, When the intersection of the incident surface and the optical axis is defined as the incident surface side intersection,
The distance L from the light beam center point of the outermost element to the optical axis and the distance Mr from the element side intersection point to the incident surface side intersection point are expressed by the following inequality L / Mr <0.08.
A line head characterized by satisfying
被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドにおいて、
それぞれの表面から光ビームを射出可能であるとともに、それぞれの主走査方向位置が互いに異なるように2次元的に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子に対向して配置され、その入射面に入射してくる前記複数の発光素子各々からの光ビームを前記被走査面に結像してスポットを形成する結像レンズと、
前記複数の発光素子と前記結像レンズとの間に配置され、その内部を光ビームが透過可能である透明部材と
を備え、
発光素子の表面から射出される光ビームの光束中心と該表面との交点を発光素子の光束中心点と定義し、前記複数の発光素子のうちその光束中心点が前記結像レンズの光軸から最も離れている発光素子を最外素子と定義し、前記最外素子の光束中心点から前記光軸に下ろした垂線と前記光軸との交点を素子側交点と定義し、前記結像レンズの前記入射面と前記光軸との交点を入射面側交点と定義したとき、
前記最外素子の光束中心点から前記光軸までの距離Lと、前記透明部材による前記素子側交点の虚像から前記入射面側交点までの距離Mvとが下記の不等式
L/Mv<0.08
を満たすことを特徴とするラインヘッド。
In a line head that forms a spot by imaging a light beam on a surface to be scanned,
A plurality of light emitting elements that can emit light beams from the respective surfaces and are two-dimensionally arranged so that the positions in the main scanning direction are different from each other;
An imaging lens that is arranged to face the plurality of light emitting elements and forms a spot by forming an image of a light beam from each of the plurality of light emitting elements incident on the incident surface on the surface to be scanned;
A transparent member disposed between the plurality of light emitting elements and the imaging lens, and capable of transmitting a light beam therein;
The intersection of the light beam center of the light beam emitted from the surface of the light emitting element and the surface is defined as the light beam center point of the light emitting element, and the light beam center point of the plurality of light emitting elements is separated from the optical axis of the imaging lens. The farthest light emitting element is defined as the outermost element, and the intersection of the optical axis with the perpendicular drawn from the light flux center point of the outermost element to the optical axis is defined as the element side intersection, When the intersection of the incident surface and the optical axis is defined as the incident surface side intersection,
The distance L from the light flux center point of the outermost element to the optical axis and the distance Mv from the virtual image of the element side intersection by the transparent member to the incident surface side intersection are expressed by the following inequality L / Mv <0.08
A line head characterized by satisfying
前記複数の発光素子は前記結像レンズの光軸に対して対称に配置されている請求項1または2記載のラインヘッド。   The line head according to claim 1, wherein the plurality of light emitting elements are arranged symmetrically with respect to an optical axis of the imaging lens. その表面が副走査方向に搬送される潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する請求項1ないし3のいずれかに記載のラインヘッドと同一構成を有する露光手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier whose surface is conveyed in the sub-scanning direction;
An exposure means having the same configuration as the line head according to claim 1, wherein spots are formed on the surface of the latent image carrier using the surface of the latent image carrier as a surface to be scanned. Image forming apparatus.
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