JP2008221570A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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Ryuta Koizumi
竜太 小泉
Yujiro Nomura
雄二郎 野村
Takeshi Ikuma
健 井熊
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology of suppressing the occurrence of poor exposure regardless of a curvature shape of a surface of a latent image carrier, when the surface of the latent image carrier such as a photoreceptor is exposed to light by using a plurality of lens lines. <P>SOLUTION: A line head is arranged on the surface of the latent image carrier so that an image surface facing distance of a lens belonging to the lens line except the end lens line can become smaller than that of a lens belonging to the end lens line, when the lens line at each end in a width direction among the lens lines of N-lines (N is an integer not smaller than 3) is set as the end lens line. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、ラインヘッドを用いて感光対等の潜像担持体表面を露光することで、画像を形成する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for forming an image by exposing a surface of a latent image carrier such as a photosensitive pair using a line head.

感光体の表面を副走査方向に搬送しつつ、該感光体表面に光ビームを露光することで静電潜像を形成する技術が知られている。つまり、かかる技術では、感光体表面を副走査方向に搬送しつつ、光ビームを主走査方向に並べて露光することで、感光体表面に対して二次元の静電潜像が形成される。また、特許文献1には、発光素子から射出された光ビームを感光体表面に向けて結像するラインヘッドが記載されるとともに、該ラインヘッドを用いて感光体表面を露光する技術が記載されている。より具体的には、かかるラインヘッドでは、複数の発光素子からなる発光素子グループが、主走査方向に対応する長手方向に複数並べられている。また、これら複数の発光素子グループに一対一で対応して複数のレンズが配置されている。そして、複数のレンズの各々は、対応する発光素子グループの発光素子から射出された光ビームを、感光体表面に向けて結像する。そして、このように結像された光ビームにより感光体表面が露光される。   A technique is known in which an electrostatic latent image is formed by exposing a light beam to the surface of the photoconductor while conveying the surface of the photoconductor in the sub-scanning direction. That is, in such a technique, a two-dimensional electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member by exposing the surface of the photosensitive member in the sub-scanning direction while aligning and exposing the light beam in the main scanning direction. Patent Document 1 describes a line head that forms an image with a light beam emitted from a light emitting element directed toward the surface of the photoreceptor, and a technique for exposing the surface of the photoreceptor using the line head. ing. More specifically, in such a line head, a plurality of light emitting element groups composed of a plurality of light emitting elements are arranged in the longitudinal direction corresponding to the main scanning direction. In addition, a plurality of lenses are arranged in one-to-one correspondence with the plurality of light emitting element groups. Each of the plurality of lenses forms an image of the light beam emitted from the light emitting element of the corresponding light emitting element group toward the surface of the photoreceptor. Then, the surface of the photoreceptor is exposed by the light beam imaged in this way.

特開平2−4546号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-4546

ところで、特許文献1記載の技術では、複数の発光素子グループが長手方向に並ぶのに対応して、複数のレンズは長手方向に直線状に並んでレンズ行を構成している。また、同文献に記載の技術ではレンズ行は1行のみであるが、感光体表面に形成される潜像の解像度を上げる等の理由から、レンズ行を複数用いることが従来より提案されている。しかしながら、いわゆる感光体ドラムのように、表面の形状が曲率を有している感光体に対して、複数のレンズ行を用いて露光を行なうにあたっては、次のような問題が発生する場合があった。   By the way, in the technique described in Patent Document 1, in correspondence with the plurality of light emitting element groups arranged in the longitudinal direction, the plurality of lenses are arranged in a straight line in the longitudinal direction to form a lens row. Further, in the technique described in this document, there is only one lens row, but it has been conventionally proposed to use a plurality of lens rows for reasons such as increasing the resolution of the latent image formed on the surface of the photoreceptor. . However, the following problems may occur when performing exposure using a plurality of lens rows on a photoconductor having a curved surface shape such as a so-called photoconductor drum. It was.

複数のレンズ行を用いるラインヘッドでは、これら複数のレンズ行は、感光体表面の搬送方向である副走査方向に対応する幅方向の互いに異なる位置に、該感光体表面に対向して配置される。つまり、複数のレンズ行は、曲率形状を有する感光体表面の副走査方向において互いに異なる位置に対向する。したがって、レンズと感光体表面までの距離を像面対向距離としたとき、複数のレンズ行の間で該像面対向距離に差異が発生する。そして、ラインヘッドと感光体表面との配置関係が適切でないと、かかる像面対向距離の差異が大きくなって、次のような問題が引き起こされる場合があった。つまり、像面対向距離の差異が大きいことに起因して、光ビームの結像位置と感光体表面との距離が、複数のレンズ行の間で大きく異なる可能性があった。その結果、感光体表面に形成される像が複数のレンズ行の間で大きく異なり、良好な露光が行なえないという問題、つまり露光不良が発生する可能性があった。したがって、かかる露光不良の発生を抑制するとの観点から、複数のレンズ行の間での像面対向距離の差異は、小さいことが望まれる。   In a line head that uses a plurality of lens rows, the plurality of lens rows are arranged opposite to the surface of the photoconductor at positions different from each other in the width direction corresponding to the sub-scanning direction that is the conveyance direction of the photoconductor surface. . That is, the plurality of lens rows are opposed to different positions in the sub-scanning direction of the surface of the photosensitive member having a curvature shape. Accordingly, when the distance between the lens and the photosensitive member surface is defined as the image surface facing distance, a difference occurs in the image surface facing distance among a plurality of lens rows. If the arrangement relationship between the line head and the surface of the photoconductor is not appropriate, the difference in the image surface facing distance becomes large, which may cause the following problems. In other words, the distance between the imaging position of the light beam and the surface of the photoconductor may be greatly different among a plurality of lens rows due to the large difference in the image plane facing distance. As a result, there is a possibility that an image formed on the surface of the photoconductor is greatly different among a plurality of lens rows, and that a good exposure cannot be performed, that is, an exposure failure occurs. Therefore, from the viewpoint of suppressing the occurrence of such exposure failure, it is desired that the difference in the image plane facing distance between the plurality of lens rows is small.

また、レンズ行間での像面対向距離の差異に起因した上述の露光不良に対応すべく、各レンズのレンズ構成を、該レンズの像面対向距離に応じて調整することも考えられる。しかしながら、複数のレンズ行間での像面対向距離の差異が大きい状態で、レンズ毎にレンズ構成を変えるとなると、レンズ行間でレンズ構成を大きく変える必要が生じる場合がある。その結果、レンズの設計或いは製造の複雑化が招来される可能性がある。したがって、レンズ構成を像面対向距離に応じて調整する場合であっても、複数のレンズ行の間での像面対向距離の差異は小さいことが望まれる。   It is also conceivable to adjust the lens configuration of each lens in accordance with the image plane facing distance of the lens in order to cope with the above-described exposure failure caused by the difference in image plane facing distance between the lens rows. However, if the lens configuration is changed for each lens in a state where the difference in image plane facing distance between the plurality of lens rows is large, it may be necessary to change the lens configuration greatly between the lens rows. As a result, the design or manufacture of the lens may be complicated. Therefore, even when the lens configuration is adjusted according to the image plane facing distance, it is desired that the difference in the image plane facing distance between the plurality of lens rows is small.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数のレンズ行を用いて感光体等の潜像担持体の表面を露光するにあたって、潜像担持体表面の曲率形状に起因したレンズ行間での像面対向距離の差異を抑制して、良好な露光を可能とする技術の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and when exposing the surface of a latent image carrier such as a photoconductor using a plurality of lens rows, the lens rows between the lens rows due to the curvature shape of the surface of the latent image carrier are disclosed. An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing a difference in image plane facing distance and enabling good exposure.

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、表面が主走査方向と略直交する副走査方向に搬送される潜像担持体と、主走査方向に対応する長手方向に複数のレンズを並べてなるレンズ行を、N行(Nは3以上の整数)副走査方向に対応する幅方向の互いに異なる配置位置に潜像担持体表面に対向して配置したレンズアレイと、複数の発光素子からなる発光素子グループを複数のレンズのそれぞれに対して配置したヘッド基板とを有し、複数のレンズのそれぞれは、該レンズが対応する発光素子グループの発光素子から射出された光ビームを、該レンズが対向する潜像担持体表面に向けて結像するラインヘッドとを備え、複数のレンズの各々について、該レンズの潜像担持体側のレンズ面の頂点と潜像担持体表面との該レンズの光軸方向における距離を像面対向距離と定義したとき、N行のレンズ行のそれぞれは、潜像担持体表面の記副走査方向において互いに異なる対向位置に対向しており、潜像担持体の表面のうちレンズアレイと対向する表面領域は副走査断面において曲率を有してレンズアレイに対して凸面となっており、ラインヘッドは、N行のレンズ行のうち幅方向の各端部のレンズ行を端部レンズ行としたとき、端部レンズ行以外のレンズ行に属するレンズの像面対向距離が、端部レンズ行に属するレンズの像面対向距離よりも小さくなるように、潜像担持体表面に対して配置されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has a latent image carrier whose surface is conveyed in a sub-scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction, and a plurality of longitudinal image carriers in the longitudinal direction corresponding to the main scanning direction. A lens array in which lenses are arranged side by side in a width direction corresponding to N rows (N is an integer of 3 or more) in the sub-scanning direction and facing the surface of the latent image carrier, and a plurality of light emission Each of the plurality of lenses, and each of the plurality of lenses has a light beam emitted from the light emitting element of the light emitting element group corresponding to the lens, A line head that forms an image toward the surface of the latent image carrier facing the lens, and for each of the plurality of lenses, the apex of the lens surface on the latent image carrier side of the lens and the surface of the latent image carrier Len When the distance in the optical axis direction is defined as the image plane facing distance, each of the N lens rows is opposed to a different facing position on the surface of the latent image carrier in the sub-scanning direction. The surface area of the surface facing the lens array has a curvature in the sub-scanning section and is convex with respect to the lens array, and the line head is formed at each end in the width direction of the N lens rows. When the lens row is an end lens row, the latent image is set so that the image plane facing distance of lenses belonging to lens rows other than the end lens row is smaller than the image surface facing distance of lenses belonging to the end lens row. It is characterized by being arranged with respect to the surface of the carrier.

また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、表面が主走査方向と略直交する副走査方向に搬送される潜像担持体の表面をラインヘッドにより露光する露光工程を備え、ラインヘッドは、主走査方向に対応する長手方向に複数のレンズを並べてなるレンズ行を、N行(Nは3以上の整数)副走査方向に対応する幅方向の互いに異なる配置位置に潜像担持体表面に対向して配置したレンズアレイと、複数の発光素子からなる発光素子グループを複数のレンズのそれぞれに対して配置したヘッド基板とを有し、複数のレンズのそれぞれは、該レンズが対応する発光素子グループの発光素子から射出された光ビームを、該レンズが対向する潜像担持体表面に向けて結像し、複数のレンズの各々について、該レンズの潜像担持体側のレンズ面の頂点と潜像担持体表面との該レンズの光軸方向における距離を像面対向距離と定義したとき、N行のレンズ行のそれぞれは、潜像担持体表面の副走査方向において互いに異なる対向位置に対向しており、潜像担持体の表面のうちレンズアレイと対向する表面領域は副走査断面において曲率を有してレンズアレイに対して凸面となっており、しかも、ラインヘッドは、N行のレンズ行のうち幅方向の各端部のレンズ行を端部レンズ行としたとき、端部レンズ行以外のレンズ行に属するレンズの像面対向距離が、端部レンズ行に属するレンズの像面対向距離よりも小さくなるように、潜像担持体表面に対して配置されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the image forming method according to the present invention includes an exposure step in which the surface of the latent image carrier that is transported in the sub-scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction is exposed by a line head. The line head includes lens rows in which a plurality of lenses are arranged in the longitudinal direction corresponding to the main scanning direction and are arranged in different arrangement positions in the width direction corresponding to the N rows (N is an integer of 3 or more) and the sub-scanning direction. A lens array disposed opposite to the surface of the image bearing member; and a head substrate in which a light emitting element group including a plurality of light emitting elements is disposed for each of the plurality of lenses. The light beam emitted from the light emitting element of the corresponding light emitting element group is imaged toward the surface of the latent image carrier that the lens faces, and the latent image of the lens is carried on each of the plurality of lenses. When the distance between the apex of the side lens surface and the surface of the latent image carrier in the optical axis direction of the lens is defined as an image surface facing distance, each of the N lens rows is in the sub-scanning direction of the surface of the latent image carrier In the surface of the latent image carrier, the surface area facing the lens array has a curvature in the sub-scan section and is convex with respect to the lens array, When the head has a lens row at each end in the width direction among the N lens rows as an end lens row, an image surface facing distance of a lens belonging to a lens row other than the end lens row is the end lens row. It is characterized in that it is arranged with respect to the surface of the latent image carrier so as to be smaller than the image plane facing distance of the lens belonging to.

このように構成された発明(画像形成装置、画像形成方法)では、潜像担持体の表面の露光をラインヘッドにより行なう。潜像担持体の表面は、主走査方向に略直交する副走査方向に搬送されている。そして、このように副走査方向に搬送される潜像担持体表面に対して、ラインヘッドにより露光を行なうことで、静電潜像を形成することが可能となる。このとき、ラインヘッドは、その長手方向が主走査方向に対応するとともに、その幅方向が副走査方向に対応するように、潜像担持体に対して配置されている。   In the invention thus configured (image forming apparatus, image forming method), the surface of the latent image carrier is exposed by the line head. The surface of the latent image carrier is conveyed in the sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction. An electrostatic latent image can be formed by exposing the surface of the latent image carrier conveyed in the sub-scanning direction with a line head. At this time, the line head is arranged with respect to the latent image carrier so that the longitudinal direction thereof corresponds to the main scanning direction and the width direction thereof corresponds to the sub scanning direction.

ラインヘッドは、レンズアレイとヘッド基板とを備える。レンズアレイは、長手方向に複数のレンズを並べてなるレンズ行を、N行(Nは3以上の整数)幅方向の互いに異なる配置位置に潜像担持体表面に対向して配置している。また、ヘッド基板は、複数の発光素子からなる発光素子グループを複数のレンズのそれぞれに対して配置している。そして、複数のレンズのそれぞれは、該レンズが対応する発光素子グループの発光素子から射出された光ビームを潜像担持体表面に向けて結像する。   The line head includes a lens array and a head substrate. In the lens array, lens rows formed by arranging a plurality of lenses in the longitudinal direction are arranged opposite to the surface of the latent image carrier at different arrangement positions in N rows (N is an integer of 3 or more) in the width direction. The head substrate has a light emitting element group composed of a plurality of light emitting elements arranged for each of the plurality of lenses. Each of the plurality of lenses forms an image of the light beam emitted from the light emitting element of the light emitting element group corresponding to the lens toward the surface of the latent image carrier.

また、上記ラインヘッドでは、N行のレンズ行のそれぞれは、潜像担持体表面の副走査方向において互いに異なる対向位置に対向する。一方、潜像担持体の表面のうちレンズアレイと対向する表面領域は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイに対して凸面となっている。したがって、N行のレンズ行の間で、レンズと潜像担持体表面までの像面対向距離に差異が発生する。そして、ラインヘッドと潜像担持体表面との配置関係が適切でないと、かかる像面対向距離の差異が大きくなって、次のような問題が引き起こされる場合があった。つまり、像面対向距離の差異が大きいことに起因して、光ビームの結像位置と潜像担持体表面との距離が、N行のレンズ行の間で大きく異なる可能性があった。その結果、潜像担持体の表面に形成される像がN行のレンズ行の間で大きく異なり、良好な露光が行なえないという問題、つまり露光不良が発生する可能性があった。ここで、像面対向距離は次のように定義される。すなわち、複数のレンズの各々について、該レンズの潜像担持体側のレンズ面の頂点と潜像担持体表面との該レンズの光軸方向における距離が、像面対向距離である。   In the line head, each of the N lens rows is opposed to a different facing position on the surface of the latent image carrier in the sub-scanning direction. On the other hand, the surface area facing the lens array in the surface of the latent image carrier has a curvature in the sub-scan section and is convex with respect to the lens array. Therefore, a difference occurs in the distance between the lens surface and the surface of the latent image carrier between the N lens rows. If the arrangement relationship between the line head and the surface of the latent image carrier is not appropriate, the difference in the image surface facing distance becomes large, which may cause the following problems. That is, due to the large difference in the image plane facing distance, there is a possibility that the distance between the imaging position of the light beam and the surface of the latent image carrier is greatly different among the N lens rows. As a result, the image formed on the surface of the latent image carrier is greatly different among the N lens rows, and there is a possibility that good exposure cannot be performed, that is, exposure failure occurs. Here, the image plane facing distance is defined as follows. That is, for each of the plurality of lenses, the distance in the optical axis direction of the lens between the apex of the lens surface on the latent image carrier side of the lens and the surface of the latent image carrier is the image surface facing distance.

これに対して、上記発明では、ラインヘッドは、N行のレンズ行のうち幅方向の各端部のレンズ行を端部レンズ行としたとき、端部レンズ行以外のレンズ行に属するレンズの像面対向距離が、端部レンズ行に属するレンズの像面対向距離よりも小さくなるように、潜像担持体表面に対して配置されている。よって、N行のレンズ行の間における像面対向距離の差異を抑制することが可能となり、その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。   On the other hand, in the above-described invention, the line head has a lens line belonging to a lens row other than the end lens row when the lens row at each end in the width direction among the N lens rows is an end lens row. The image surface facing distance is arranged with respect to the surface of the latent image carrier so that the image surface facing distance of the lens belonging to the end lens row is smaller. Accordingly, it is possible to suppress the difference in the image plane facing distance between the N lens rows, and as a result, it is possible to suppress the occurrence of the above-described exposure failure and realize good exposure.

また、N行のレンズ行が、幅方向に所定のレンズ行ピッチで並ぶとともに、副走査断面において、幅方向に略垂直な対称軸に対して幅方向において略対称に配置されている場合は、ラインヘッドを次のように配置しても良い。つまり、ラインヘッドを、N行のレンズ行のうち対称軸に最も近い中央レンズ行に属するレンズの像面対向距離が、中央レンズ行以外の各レンズ行に属するレンズの像面対向距離と比較して小さくなるように、潜像担持体表面に対して配置しても良い。なんとなれば、このようにラインヘッドを潜像担持体表面に対して配置することで、N行のレンズ行の間における像面対向距離の差異を、抑制することが可能となり、良好な露光が実現されるからである。   Further, when the N lens rows are arranged at a predetermined lens row pitch in the width direction and are arranged substantially symmetrically in the width direction with respect to a symmetry axis substantially perpendicular to the width direction in the sub-scanning section, The line head may be arranged as follows. That is, the line head compares the image plane facing distance of the lens belonging to the central lens row closest to the symmetry axis among the N lens rows with the image plane facing distance of the lens belonging to each lens row other than the central lens row. It may be arranged with respect to the surface of the latent image carrier so as to be smaller. If this is the case, by disposing the line head with respect to the surface of the latent image carrier in this way, it becomes possible to suppress the difference in the image plane facing distance between the N lens rows, and good exposure can be achieved. This is because it is realized.

また、潜像担持体表面の曲率形状が曲率中心を有する場合においては、ラインヘッドは対称軸が前記曲率中心を通るように配置されても良い。なんとなれば、ラインヘッドを潜像担持体表面に対して配置することで、N行のレンズ行の間における像面対向距離の差異を、より小さくすることが可能となり、良好な露光が実現されるからである。   When the curvature shape of the latent image carrier surface has the center of curvature, the line head may be arranged so that the axis of symmetry passes through the center of curvature. If the line head is arranged with respect to the surface of the latent image carrier, the difference in the image plane facing distance between the N lens rows can be further reduced, and good exposure can be realized. This is because that.

また、各レンズに対して該レンズと対応する発光素子グループとの間に開口絞りを設けて、各レンズの像側をテレセントリックに構成しても良い。つまり、潜像担持体の偏心等に起因してレンズと潜像担持体表面との距離が、変動する場合がある。そして、後述するように、このような変動は、潜像担持体表面に形成されるスポットの位置の副走査方向への変動を引き起こす可能性がある。これに対して、各レンズの像側をテレセントリックに構成することで、かかるスポット位置の副走査方向への変動を抑制することが可能となり、良好な露光が実現され、好適である。   Further, an aperture stop may be provided between each lens and the corresponding light emitting element group, and the image side of each lens may be configured to be telecentric. That is, the distance between the lens and the surface of the latent image carrier may vary due to the eccentricity of the latent image carrier. As will be described later, such fluctuations may cause fluctuations in the sub-scanning direction of the positions of spots formed on the surface of the latent image carrier. On the other hand, if the image side of each lens is configured telecentric, it is possible to suppress the fluctuation of the spot position in the sub-scanning direction, and it is preferable because good exposure is realized.

また、上述のようにラインヘッドを潜像担持体表面に対して配置して、N行のレンズ行の間における像面対向距離の差異を抑制した上で、複数のレンズそれぞれにおいて、該レンズの像面対向距離に応じて該レンズのレンズ形状を調整して、該レンズが対応する発光素子グループから射出された光ビームの結像位置を潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置としても良い。つまり、かかる構成においては、N行のレンズ行の間における像面対向距離の差異が抑制されるように、潜像担持体表面に対してラインヘッドは配置されている。したがって、N行のレンズ行間で、レンズ形状を大きく変えずとも、光ビームの結像位置を潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置とすることが可能である。よって、レンズの設計或いは製造の複雑化を抑制しつつ、非常に良好な露光を実現することが可能となり、好適である。   Further, as described above, the line head is arranged with respect to the surface of the latent image carrier to suppress the difference in the image plane facing distance between the N lens rows, and each of the plurality of lenses has the lens. The lens shape of the lens is adjusted according to the image plane facing distance, and the imaging position of the light beam emitted from the light emitting element group corresponding to the lens is set as the position corresponding to the curvature shape of the surface of the latent image carrier. good. That is, in such a configuration, the line head is disposed on the surface of the latent image carrier so that the difference in the image plane facing distance between the N lens rows is suppressed. Therefore, it is possible to set the imaging position of the light beam to a position corresponding to the curvature shape of the surface of the latent image carrier without greatly changing the lens shape between the N lens rows. Therefore, it is possible to achieve very good exposure while suppressing the complexity of lens design or manufacture, which is preferable.

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 formation 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 and the like to the engine controller EC as well as an image formation 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は、主走査方向MDに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム21を設けている。なお、本明細書において、円筒形の周表面の形状を「曲率形状」と定義するとともに、「表面が曲率を有し」と称した場合は表面の形状が曲率形状であることを意味するものとする。また、本明細書において、「曲率形状の曲率中心」と称した場合は、該曲率中心は円筒形の中心軸上の点を意味するものとする。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム21の表面に形成する。感光体ドラムは、軸方向が主走査方向MDに略平行となるように配置されている。また、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、主走査方向MDに略直交する副走査方向SD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 cylindrical photosensitive drum 21 having a surface with a predetermined length in the main scanning direction MD. In this specification, the shape of the cylindrical peripheral surface is defined as “curvature shape”, and “surface has curvature” means that the shape of the surface is a curvature shape. And Further, in the present specification, when referred to as “curvature center of curvature”, the center of curvature means a point on the central axis of the cylinder. Each of the image forming stations Y, M, C, and K forms a corresponding color toner image on the surface of the photosensitive drum 21. The photosensitive drum is arranged so that the axial direction is substantially parallel to the main scanning direction MD. 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 SD substantially orthogonal to the main scanning direction MD. 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、その長手方向が主走査方向MDに対応するとともに、その幅方向が副走査方向SDに対応するように、感光体ドラム21に対して配置されている。したがって、ラインヘッド29の長手方向は、主走査方向MDと略平行である。そして、ラインヘッドは、長手方向に並べて配置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(つまり、露光して)該表面に潜像を形成する(露光工程)。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。   The line head 29 is arranged with respect to the photosensitive drum 21 such that the longitudinal direction thereof corresponds to the main scanning direction MD and the width direction thereof corresponds to the sub scanning direction SD. Accordingly, the longitudinal direction of the line head 29 is substantially parallel to the main scanning direction MD. The line head includes a plurality of light emitting elements arranged side by side in the longitudinal direction and is spaced 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 (that is, exposed) to form a latent image on the surface (exposure process). 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 of 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.

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. 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の一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の一実施形態の幅方向の断面図である。上述の通り、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応するとともに、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、ラインヘッド29は感光体ドラム21に対して配置されている。なお、長手方向LGDと幅方向LTDは、互いに略直交する。本実施形態におけるラインヘッド29は、ケース291を備えるとともに、かかるケース291の長手方向LGD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 an embodiment of the line head according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view in the width direction of one embodiment of the line head according to the present invention. As described above, the line head 29 is arranged with respect to the photosensitive drum 21 such that the longitudinal direction LGD corresponds to the main scanning direction MD and the width direction LTD corresponds to the sub-scanning direction SD. The longitudinal direction LGD and the width direction LTD are substantially orthogonal to each other. The line head 29 in the present embodiment includes a case 291, and positioning pins 2911 and screw insertion holes 2912 are provided at both ends of the case 291 in the longitudinal direction LGD. 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レンズアレイ299を保持するとともに、その内部に、該レンズアレイ299に近い順番で、遮光部材297及びヘッド基板293を備えている。また、ヘッド基板293の裏面(ヘッド基板293が有する2つの面のうちレンズアレイ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、ヘッド基板293の裏面に、長手方向LGD及び幅方向LTD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、発光素子としてボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子を用いる。つまり、本実施形態では、ヘッド基板293の裏面に有機EL素子を発光素子として配置している。これにより、全ての発光素子2951は、同一平面(ヘッド基板293の裏面)の上に配置される。そして、同ヘッド基板293に形成された駆動回路によって各発光素子が駆動されると、該発光素子から感光体ドラム21の方向に光ビームが射出される。この光ビームは、ヘッド基板293を介して遮光部材297へ向うこととなる。   The case 291 holds the lens array 299 at a position facing the surface of the photosensitive drum 21, and includes a light shielding member 297 and a head substrate 293 in the order close to the lens array 299. A plurality of light emitting element groups 295 are provided on the back surface of the head substrate 293 (the surface opposite to the lens array 299 among the two surfaces of the head substrate 293). That is, the plurality of light emitting element groups 295 are two-dimensionally arranged on the back surface of the head substrate 293 so as to be separated from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction LGD and the width direction LTD. 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, a bottom emission type organic EL (Electro-Luminescence) element is used as the light emitting element. That is, in this embodiment, the organic EL element is disposed as a light emitting element on the back surface of the head substrate 293. Thus, all the light emitting elements 2951 are arranged on the same plane (the back surface of the head substrate 293). When each light emitting element is driven by the drive circuit formed on the head substrate 293, a light beam is emitted from the light emitting element toward the photosensitive drum 21. This light beam is directed to the light shielding member 297 via the head substrate 293.

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、ヘッド基板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出た光は全て同一の導光孔2971を介してレンズアレイ299へ向うとともに、異なる発光素子グループ295からで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、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こととなる。なお、レンズアレイ299の具体的構成、及び、該レンズアレイ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 penetrating the light shielding member 297 with a line parallel to the normal line of the head 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 lens array 299 through the same light guide hole 2971, and interference between light beams from different light emitting element groups 295 is blocked by the light shielding member. 297 prevents it. 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 lens array 299. Note that the specific configuration of the lens array 299 and the imaging state of the light beam by the lens 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がヘッド基板293を介してケース291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 291 via the head 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、レンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図6は、レンズアレイの長手方向LGDの断面図である。レンズアレイ299は、レンズ基板2991有する。そして、該レンズ基板2991の裏面2991BにレンズLSの第1面LSFfが形成されるとともに、レンズ基板2991の表面2991AにレンズLSの第2面LSFsが形成される。そして、互いに対向するレンズの第1面LSFfと第2面LSFsと、これら2面に挟まれるレンズ基板2991とで、1つのレンズLSとして機能する。なお、レンズLSの第1面LSFfおよび第2面LSFsは、例えば樹脂により形成することができる。   FIG. 5 is a perspective view schematically showing the lens array. FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens array in the longitudinal direction LGD. The lens array 299 has a lens substrate 2991. The first surface LSFf of the lens LS is formed on the back surface 2991B of the lens substrate 2991, and the second surface LSFs of the lens LS is formed on the surface 2991A of the lens substrate 2991. The first surface LSFf and the second surface LSFs of the lenses facing each other and the lens substrate 2991 sandwiched between these two surfaces function as one lens LS. The first surface LSFf and the second surface LSFs of the lens LS can be formed of, for example, a resin.

そして、レンズアレイ299は、複数のレンズLSをそれぞれの光軸OAが互いに略平行となるように配置している。また、レンズアレイ299は、レンズLSの光軸OAがヘッド基板293の裏面(発光素子2951が配置されている面)に略直交するように配置されている。このとき、これら複数のレンズLS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、複数のレンズLSは、発光素子グループ295の配置に対応して、長手方向LGD及び幅方向LTD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。より具体的に述べると、長手方向LGDに複数のレンズLSを並べてなるレンズ行LSRを、幅方向LTDに複数行並べている。なお、本実施形態では、3行のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3が幅方向LTDに並べられている。また、3行のレンズ行LSR1〜LSR3は、長手方向互いに所定のレンズピッチPlsだけずれて配置されている。   In the lens array 299, the plurality of lenses LS are arranged such that the optical axes OA are substantially parallel to each other. The lens array 299 is arranged so that the optical axis OA of the lens LS is substantially orthogonal to the back surface of the head substrate 293 (the surface on which the light emitting element 2951 is disposed). At this time, the plurality of lenses LS are arranged one-on-one in the plurality of light emitting element groups 295. That is, the plurality of lenses LS are two-dimensionally arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction LGD and the width direction LTD corresponding to the arrangement of the light emitting element groups 295. More specifically, a plurality of lens rows LSR in which a plurality of lenses LS are arranged in the longitudinal direction LGD are arranged in the width direction LTD. In the present embodiment, three lens rows LSR1, LSR2, and LSR3 are arranged in the width direction LTD. Further, the three lens rows LSR1 to LSR3 are arranged so as to be shifted from each other in the longitudinal direction by a predetermined lens pitch Pls.

図7はラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図である。図8は、各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図である。本実施形態では、各発光素子グループ295において、長手方向LGDに8個の発光素子2951が所定の素子ピッチPelで並べられている。また、本実施形態の各発光素子グループ295は、長手方向LGDに4個の発光素子2951を所定間隔(素子ピッチPelの2倍の間隔)で並べてなる発光素子行2951Rを、幅方向LTDに素子行ピッチPelrだけ間隔を空けて2行配置している。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。   FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of the light emitting element groups in the line head. FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of light emitting elements in each light emitting element group. In the present embodiment, in each light emitting element group 295, eight light emitting elements 2951 are arranged at a predetermined element pitch Pel in the longitudinal direction LGD. Further, each light emitting element group 295 of the present embodiment includes a light emitting element row 2951R in which four light emitting elements 2951 are arranged at a predetermined interval (interval twice the element pitch Pel) in the longitudinal direction LGD, and an element in the width direction LTD. Two rows are arranged at an interval of the row pitch Perl. The plurality of light emitting element groups 295 are arranged as follows.

つまり、発光素子グループ295を長手方向LGDに所定個数並べて構成される発光素子グループ行295Rが、幅方向LTDに3行並ぶように、複数の発光素子グループ295は配置されている。また、全ての発光素子グループ295は、互いに異なる長手方向位置に配置されている。更に、長手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295_C1と発光素子グループ295_B1)の幅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、長手方向位置及び幅方向位置とはそれぞれ注目する位置の長手方向成分及び幅方向成分を意味する。   That is, the plurality of light emitting element groups 295 are arranged such that three light emitting element group rows 295R configured by arranging a predetermined number of light emitting element groups 295 in the longitudinal direction LGD are arranged in the width direction LTD. Further, all the light emitting element groups 295 are arranged at different longitudinal positions. Further, the light emitting element groups 295 are arranged so that the light emitting element groups (for example, the light emitting element group 295_C1 and the light emitting element group 295_B1) whose longitudinal positions are adjacent to each other are different in the width direction. Note that in this specification, the geometric center of gravity of the light emitting element 2951 is defined as the position of the light emitting element 2951, and the geometric center of gravity of all light emitting element positions belonging to the same light emitting element group 295 is defined as the position of the light emitting element group 295. Further, the longitudinal direction position and the width direction position mean the longitudinal direction component and the width direction component of the position of interest, respectively.

上記した発光素子グループ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LS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LS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を介してレンズアレイ299に入射するとともに、該レンズアレイ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 described above, a light guide hole 2971 is formed in the light shielding member 297 and a lens LS is arranged. That is, in the present embodiment, the center of gravity of the light emitting element group 295, the center axis of the light guide hole 2971, and the optical axis OA of the lens LS are configured to substantially coincide. Then, the light beam emitted from the light emitting element 2951 of the light emitting element group 295 enters the lens array 299 through the corresponding light guide hole 2971 and is connected as a spot on the surface of the photosensitive drum 21 by the lens array 299. Imaged.

図9は、長手方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図である。また、同図は、レンズLSの結像状態を示すために、ヘッド基板293の裏面にある仮想物点OM0、OM1、OM2からの光ビームの軌跡を表している。ここで、仮想物点OM0は、光軸OAの上にある。また、仮想物点OM1、OM2は、光軸OAに対して互いに対称な位置に位置する。かかる軌跡が示すように、仮想物点から射出された光ビームは、ヘッド基板293の裏面に入射した後、該ヘッド基板293の表面から射出される。そして、ヘッド基板293の表面から射出された光ビームはレンズLSを介して像面IP(感光体ドラム21の表面)に到達する。ここで、ヘッド基板293及びレンズLSは、それぞれ所定の屈折率を有する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an imaging state of the lens in a cross section including the longitudinal direction and the optical axis. In addition, this figure shows the trajectory of the light beam from the virtual object points OM0, OM1, and OM2 on the back surface of the head substrate 293 in order to show the imaging state of the lens LS. Here, the virtual object point OM0 is on the optical axis OA. Further, the virtual object points OM1, OM2 are located at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis OA. As shown by the locus, the light beam emitted from the virtual object point is incident on the back surface of the head substrate 293 and then emitted from the surface of the head substrate 293. The light beam emitted from the surface of the head substrate 293 reaches the image plane IP (the surface of the photosensitive drum 21) via the lens LS. Here, the head substrate 293 and the lens LS each have a predetermined refractive index.

図9が示すように、仮想物点OM0から射出される光ビームは、像面IPと光軸OAとの交点IM0に結像される。また、仮想物点OM1,OM2から射出される光ビームは、それぞれ像面の位置IM1,IM2に結像される。つまり、仮想物点OM1から射出される光ビームは、長手方向LGDにおいて光軸OAを挟んで逆側の位置IM1に結像されるとともに、仮想物点OM2から射出される光ビームは、長手方向LGDにおいて光軸OAを挟んで逆側の位置I2に結像される。このように、本実施形態における、レンズLSは反転特性を有するいわゆる反転光学系である。また、同図が示すように、仮想物点OM1,OM0の間の距離と比較して、光ビームが結像される位置IM1,IM0の間の距離は短い。即ち、本実施形態におけるヘッド基板293とレンズLSからなる光学系の倍率の絶対値は1未満である。また、ヘッド基板293とレンズLSの第1面LSFfとの間(つまり、物体空間)の前側焦点には、開口絞りDIAが配置されている。その結果、像空間において光ビームの主光線PRM0〜PRM2はいずれも光軸OAに対して平行となっている。即ち、レンズLSの像側がテレセントリックに構成されている。   As shown in FIG. 9, the light beam emitted from the virtual object point OM0 is imaged at an intersection point IM0 between the image plane IP and the optical axis OA. The light beams emitted from the virtual object points OM1 and OM2 are imaged at the image plane positions IM1 and IM2, respectively. That is, the light beam emitted from the virtual object point OM1 is imaged at a position IM1 on the opposite side across the optical axis OA in the longitudinal direction LGD, and the light beam emitted from the virtual object point OM2 is In LGD, an image is formed at a position I2 on the opposite side across the optical axis OA. Thus, the lens LS in the present embodiment is a so-called reversal optical system having reversal characteristics. As shown in the figure, the distance between the positions IM1 and IM0 where the light beam is imaged is shorter than the distance between the virtual object points OM1 and OM0. That is, the absolute value of the magnification of the optical system including the head substrate 293 and the lens LS in this embodiment is less than 1. An aperture stop DIA is disposed at the front focal point between the head substrate 293 and the first surface LSFf of the lens LS (that is, the object space). As a result, the principal rays PRM0 to PRM2 of the light beam are all parallel to the optical axis OA in the image space. That is, the image side of the lens LS is configured to be telecentric.

図10は、幅方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図である。また、同図は、レンズLSの結像状態を示すために、ヘッド基板293の裏面にある仮想物点OS0、OS1、OS2からの光ビームの軌跡を表している。ここで、仮想物点OS0は、光軸OAの上にある。また、仮想物点OS1、OS2は、光軸OAに対して互いに対称な位置に位置する。かかる軌跡が示すように、仮想物点から射出された光ビームは、ヘッド基板293の裏面に入射した後、該ヘッド基板293の表面から射出される。そして、ヘッド基板293の表面から射出された光ビームはレンズLSを介して像面IP(感光体ドラム21の表面)に到達する。上述の通り、ヘッド基板293及びレンズLSは、それぞれ所定の屈折率を有する。   FIG. 10 is a diagram illustrating an imaging state of the lens in a cross section including the width direction and the optical axis. In addition, this figure shows the trajectory of the light beam from the virtual object points OS0, OS1, and OS2 on the back surface of the head substrate 293 in order to show the imaging state of the lens LS. Here, the virtual object point OS0 is on the optical axis OA. The virtual object points OS1 and OS2 are located at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis OA. As shown by the locus, the light beam emitted from the virtual object point is incident on the back surface of the head substrate 293 and then emitted from the surface of the head substrate 293. The light beam emitted from the surface of the head substrate 293 reaches the image plane IP (the surface of the photosensitive drum 21) via the lens LS. As described above, the head substrate 293 and the lens LS each have a predetermined refractive index.

図10が示すように、仮想物点OS0から射出される光ビームは、像面IPと光軸OAとの交点IS0に結像される。また、仮想物点OS1,OS2から射出される光ビームは、それぞれ像面の位置IS1,IS2に結像される。つまり、仮想物点OS1から射出される光ビームは、幅方向LTDにおいて光軸OAを挟んで逆側の位置IS1に結像されるとともに、仮想物点OS2から射出される光ビームは、幅方向LTDにおいて光軸OAを挟んで逆側の位置I2に結像される。このように、本実施形態における、レンズLSは反転特性を有するいわゆる反転光学系である。また、同図が示すように、仮想物点OS1,OS0の間の距離と比較して、光ビームが結像される位置IS1,IS0の間の距離は短い。即ち、本実施形態におけるヘッド基板293とレンズLSからなる光学系の倍率の絶対値は1未満である。また、ヘッド基板293とレンズLSの第1面LSFfとの間(つまり、物体空間)の前側焦点には、開口絞りDIAが配置されている。その結果、像空間において光ビームの主光線PRS0〜PRS2はいずれも光軸OAに対して平行となっている。即ち、レンズLSの像側がテレセントリックに構成されている。   As shown in FIG. 10, the light beam emitted from the virtual object point OS0 is imaged at the intersection IS0 between the image plane IP and the optical axis OA. The light beams emitted from the virtual object points OS1 and OS2 are imaged at the image plane positions IS1 and IS2, respectively. That is, the light beam emitted from the virtual object point OS1 is imaged at the opposite position IS1 across the optical axis OA in the width direction LTD, and the light beam emitted from the virtual object point OS2 is In the LTD, an image is formed at a position I2 on the opposite side across the optical axis OA. Thus, the lens LS in the present embodiment is a so-called reversal optical system having reversal characteristics. As shown in the figure, the distance between the positions IS1 and IS0 where the light beam is imaged is shorter than the distance between the virtual object points OS1 and OS0. That is, the absolute value of the magnification of the optical system including the head substrate 293 and the lens LS in this embodiment is less than 1. An aperture stop DIA is disposed at the front focal point between the head substrate 293 and the first surface LSFf of the lens LS (that is, the object space). As a result, the principal rays PRS0 to PRS2 of the light beam are all parallel to the optical axis OA in the image space. That is, the image side of the lens LS is configured to be telecentric.

図11、図12は、本明細書で用いる用語の説明図である。ここで、これらの図を用いて本明細書において用いる用語について整理する。本明細書では、上述の通り、感光体ドラム21の表面(像面IP)の搬送方向を副走査方向SDと定義し、該副走査方向SDに略直交する方向を主走査方向MDと定義している。また、ラインヘッド29は、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応し、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、感光体ドラム21の表面(像面IP)に対して配置されている。   11 and 12 are explanatory diagrams of terms used in this specification. Here, the terms used in this specification will be organized using these drawings. In the present specification, as described above, the transport direction of the surface (image surface IP) of the photosensitive drum 21 is defined as the sub-scanning direction SD, and the direction substantially orthogonal to the sub-scanning direction SD is defined as the main scanning direction MD. ing. The line head 29 is arranged with respect to the surface (image surface IP) of the photosensitive drum 21 so that the longitudinal direction LGD corresponds to the main scanning direction MD and the width direction LTD corresponds to the sub-scanning direction SD. Has been.

レンズアレイ299が有する複数のレンズLSに一対一の対応関係でヘッド基板293に配置された、複数(図11、12においては8個)の発光素子2951の集合を、発光素子グループ295と定義する。つまり、ヘッド基板293において、複数の発光素子2951からなる発光素子グループ295は、複数のレンズLSのそれぞれに対して配置されている。また、発光素子グループ295からの光ビームを該発光素子グループ295に対応するレンズLSにより像面IPに向けて結像することで、像面IPに形成される複数のスポットSPの集合を、スポットグループSGと定義する。つまり、複数の発光素子グループ295に一対一で対応して、複数のスポットグループSGを形成することができる。また、各スポットグループSGにおいて、主走査方向MDおよび副走査方向SDに最上流のスポットを、特に第1のスポットと定義する。そして、第1のスポットに対応する発光素子2951を、特に第1の発光素子と定義する。   A set of a plurality of (eight in FIG. 11 and FIG. 12) light emitting elements 2951 arranged on the head substrate 293 in a one-to-one correspondence with the plurality of lenses LS included in the lens array 299 is defined as a light emitting element group 295. . That is, in the head substrate 293, the light emitting element group 295 including the plurality of light emitting elements 2951 is disposed for each of the plurality of lenses LS. Further, the light beam from the light emitting element group 295 is imaged toward the image plane IP by the lens LS corresponding to the light emitting element group 295, whereby a set of a plurality of spots SP formed on the image plane IP is obtained. It is defined as group SG. That is, the plurality of spot groups SG can be formed in one-to-one correspondence with the plurality of light emitting element groups 295. In each spot group SG, the most upstream spot in the main scanning direction MD and the sub-scanning direction SD is particularly defined as the first spot. The light emitting element 2951 corresponding to the first spot is particularly defined as the first light emitting element.

なお、図11、12は、発光素子グループ295とレンズLSとスポットグループSGとの対応関係が理解しやすいように、像面が静止した状態でスポットSPを形成した場合を表した。したがって、スポットグループSGにおけるスポットSPの形成位置は、発光素子グループ295における発光素子2951の配置位置に略相似する。しかしながら、後述するように、実際のスポット形成動作は、像面IP(感光体ドラム21の表面)を副走査方向SDに搬送しつつ実行する。その結果、ヘッド基板293が有する複数の発光素子2951により形成されるスポットSPは、主走査方向MDに略平行な直線上に形成される。   11 and 12 show the case where the spot SP is formed in a state where the image plane is stationary so that the correspondence between the light emitting element group 295, the lens LS, and the spot group SG can be easily understood. Therefore, the formation position of the spot SP in the spot group SG is substantially similar to the arrangement position of the light emitting element 2951 in the light emitting element group 295. However, as will be described later, the actual spot forming operation is performed while conveying the image plane IP (the surface of the photosensitive drum 21) in the sub-scanning direction SD. As a result, the spots SP formed by the plurality of light emitting elements 2951 included in the head substrate 293 are formed on a straight line substantially parallel to the main scanning direction MD.

また、図12の「像面上」の欄に示すように、スポットグループ行SGR、スポットグループ列SGCを定義する。つまり、主走査方向MDに並ぶ複数のスポットグループSGをスポットグループ行SGRと定義する。そして、複数行のスポットグループ行SGRは、所定のスポットグループ行ピッチPsgrで副走査方向SDに並んで配置される。また、副走査方向SDにスポットグループ行ピッチPsgrで且つ主走査方向MDにスポットグループピッチPsgで並ぶ複数(同図においては3個)のスポットグループSGをスポットグループ列SGCと定義する。なお、スポットグループ行ピッチPsgrは、同ピッチで並ぶ2つのスポットグループ行SGRそれぞれの幾何重心の、副走査方向SDにおける距離である。また、スポットグループピッチPsgは、同ピッチで並ぶ2つのスポットグループSGそれぞれの幾何重心の、主走査方向MDにおける距離である。   Further, as shown in the column “on image plane” in FIG. 12, a spot group row SGR and a spot group column SGC are defined. That is, a plurality of spot groups SG arranged in the main scanning direction MD are defined as spot group rows SGR. The plurality of spot group rows SGR are arranged side by side in the sub-scanning direction SD at a predetermined spot group row pitch Psgr. A plurality (three in the figure) of spot groups SG arranged at the spot group row pitch Psgr in the sub scanning direction SD and at the spot group pitch Psg in the main scanning direction MD are defined as a spot group column SGC. The spot group row pitch Psgr is a distance in the sub-scanning direction SD between the geometric centroids of two spot group rows SGR arranged at the same pitch. The spot group pitch Psg is a distance in the main scanning direction MD between the geometric centroids of two spot groups SG arranged at the same pitch.

同図の「レンズアレイ」の欄に示すように、レンズ行LSR、レンズ列LSCを定義する。つまり、長手方向LGDに並ぶ複数のレンズLSをレンズ行LSRと定義する。そして、複数行のレンズ行LSRは、所定のレンズ行ピッチPlsrで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで且つ長手方向LGDにレンズピッチPlsで並ぶ複数(同図においては3個)のレンズLSをレンズ列LSCと定義する。なお、レンズ行ピッチPlsrは、同ピッチで並ぶ2つのレンズ行LSRそれぞれの幾何重心の、幅方向LTDにおける距離である。また、レンズピッチPlsは、同ピッチで並ぶ2つのレンズLSそれぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。   Lens rows LSR and lens columns LSC are defined as shown in the “lens array” column of FIG. That is, a plurality of lenses LS arranged in the longitudinal direction LGD are defined as a lens row LSR. The plurality of lens rows LSR are arranged side by side in the width direction LTD at a predetermined lens row pitch Plsr. A plurality (three in the figure) of lenses LS arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD and at the lens pitch Pls in the longitudinal direction LGD are defined as a lens row LSC. The lens row pitch Plsr is a distance in the width direction LTD of the geometric centroids of the two lens rows LSR arranged at the same pitch. The lens pitch Pls is a distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of the two lenses LS arranged at the same pitch.

同図の「ヘッド基板」の欄に示すように、発光素子グループ行295R、発光素子グループ列295Cを定義する。つまり、長手方向LGDに並ぶ複数の発光素子グループ295を発光素子グループ行295Rと定義する。そして、複数行の発光素子グループ行295Rは、所定の発光素子グループ行ピッチPegrで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDに発光素子グループ行ピッチPegrで且つ長手方向LGDに発光素子グループピッチPegで並ぶ複数(同図においては3個)の発光素子グループ295を発光素子グループ列295Cと定義する。なお、発光素子グループ行ピッチPegrは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子グループ行295Rそれぞれの幾何重心の、幅方向LTDにおける距離である。また、発光素子グループピッチPegは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子グループ295それぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。   As shown in the “head substrate” column of the same figure, a light emitting element group row 295R and a light emitting element group column 295C are defined. That is, a plurality of light emitting element groups 295 arranged in the longitudinal direction LGD is defined as a light emitting element group row 295R. The plurality of light emitting element group rows 295R are arranged side by side in the width direction LTD at a predetermined light emitting element group row pitch Pegr. Further, a plurality of (three in the figure) light emitting element groups 295 arranged at the light emitting element group row pitch Pegr in the width direction LTD and at the light emitting element group pitch Peg in the longitudinal direction LGD are defined as a light emitting element group column 295C. The light emitting element group row pitch Pegr is a distance in the width direction LTD between the geometric centroids of two light emitting element group rows 295R arranged at the same pitch. The light emitting element group pitch Peg is the distance in the longitudinal direction LGD of the geometric centroids of the two light emitting element groups 295 arranged at the same pitch.

同図の「発光素子グループ」の欄に示すように、発光素子行2951R、発光素子列2951Cを定義する。つまり、各発光素子グループ295において、長手方向LGDに並ぶ複数の発光素子2951を発光素子行2951Rと定義する。そして、複数行の発光素子行2951Rは、所定の発光素子行ピッチPelrで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDに発光素子行ピッチPelrで且つ長手方向LGDに発光素子ピッチPelで並ぶ複数(同図においては2個)の発光素子2951を発光素子列2951Cと定義する。なお、発光素子行ピッチPelrは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子行2951Rそれぞれの幾何重心の、幅方向LTDにおける距離である。また、発光素子ピッチPelは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子2951それぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。   As shown in the column of “light emitting element group” in the drawing, a light emitting element row 2951R and a light emitting element column 2951C are defined. That is, in each light emitting element group 295, a plurality of light emitting elements 2951 arranged in the longitudinal direction LGD is defined as a light emitting element row 2951R. The plurality of light emitting element rows 2951R are arranged side by side in the width direction LTD at a predetermined light emitting element row pitch Pelr. In addition, a plurality of (two in the figure) light emitting elements 2951 arranged at the light emitting element row pitch Pelr in the width direction LTD and at the light emitting element pitch Pel in the longitudinal direction LGD are defined as a light emitting element column 2951C. The light emitting element row pitch Pelr is the distance in the width direction LTD of the geometric center of gravity of each of the two light emitting element rows 2951R arranged at the same pitch. The light emitting element pitch Pel is a distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of two light emitting elements 2951 arranged at the same pitch.

同図の「スポットグループ」の欄に示すように、スポット行SPR、スポット列SPCを定義する。つまり、各スポットグループSGにおいて、長手方向LGDに並ぶ複数のスポットSPをスポット行SPRと定義する。そして、複数行のスポット行SPRは、所定のスポット行ピッチPsprで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDにスポットピッチPsprで且つ長手方向LGDにスポットピッチPspで並ぶ複数(同図においては2個)のスポットをスポット列SPCと定義する。なお、スポット行ピッチPsprは、同ピッチで並ぶ2つのスポット行SPRそれぞれの幾何重心の、副走査方向SDにおける距離である。また、スポットピッチPspは、同ピッチで並ぶ2つのスポットSPそれぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。   As shown in the column “Spot Group” in the figure, a spot row SPR and a spot column SPC are defined. That is, in each spot group SG, a plurality of spots SP arranged in the longitudinal direction LGD are defined as spot rows SPR. The plurality of spot rows SPR are arranged side by side in the width direction LTD at a predetermined spot row pitch Pspr. Further, a plurality of (two in the figure) spots arranged at the spot pitch Pspr in the width direction LTD and at the spot pitch Psp in the longitudinal direction LGD are defined as a spot row SPC. The spot row pitch Pspr is the distance in the sub-scanning direction SD between the geometric centroids of two spot rows SPR arranged at the same pitch. The spot pitch Psp is the distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of two spots SP arranged at the same pitch.

また、ここで、本明細書において用いる、レンズLSのレンズ構成およびレンズ位置について定義しておく。まず、「レンズ構成」は、レンズLSのレンズ形状・レンズLSのレンズ厚さ・レンズLSのレンズ材質等を含む概念である。そして、レンズLSのレンズ位置、レンズ厚さ、およびレンズ形状は、それぞれ次のとおりである。   Here, the lens configuration and lens position of the lens LS used in this specification will be defined. First, the “lens configuration” is a concept including the lens shape of the lens LS, the lens thickness of the lens LS, the lens material of the lens LS, and the like. The lens position, lens thickness, and lens shape of the lens LS are as follows.

図13は、レンズの位置等についての説明図である。まず、レンズLSのレンズ位置は、該レンズLSが対応する発光素子グループ295の配置平面(本実施形態においては、ヘッド基板293の裏面)と光軸OAとの交点を原点とした場合における、レンズLSの第1面LSFfの頂点VTfの位置である。ここで、頂点VTfは、レンズLSの第1面LSFfと光軸OAとの交点である。また、レンズLSのレンズ厚さTHKは、レンズLSの第1面LSFfと第2面LSFsとの面間距離である。つまり、同図が示すように、レンズ厚さTHKは、レンズLSの第1面LSFfの頂点VTfと、レンズLSの第2面LSFsの頂点VTsとの距離である。なお、頂点VTsは、レンズLSの第2面LSFsと光軸OAとの交点である。また、レンズLSのレンズ形状は、レンズLSの第1面LSFf・第2面LSFsの形状である。よって、第1面LSFfおよび第2面LSFsのいずれかが異なるレンズ同士は、互いにレンズ形状が異なることとなる。さらに、本明細書は、像面対向距離ldを次のように定義する。すなわち、像面対向距離ldは、レンズLSの第2面LSFs、つまり感光体ドラム側のレンズ面LSFs(潜像担持体側のレンズ面)の頂点VTsと、該レンズLSが対向する感光体ドラム21の表面(潜像担持体表面)との該レンズの光軸方向(つまり、光軸OAが伸びる方向)における距離である。   FIG. 13 is an explanatory diagram of lens positions and the like. First, the lens position of the lens LS is the lens position when the origin is the intersection of the arrangement plane of the light emitting element group 295 corresponding to the lens LS (in this embodiment, the back surface of the head substrate 293) and the optical axis OA. This is the position of the vertex VTf of the first surface LSFf of LS. Here, the vertex VTf is an intersection of the first surface LSFf of the lens LS and the optical axis OA. The lens thickness THK of the lens LS is a distance between the first surface LSFf and the second surface LSFs of the lens LS. That is, as shown in the figure, the lens thickness THK is the distance between the vertex VTf of the first surface LSFf of the lens LS and the vertex VTs of the second surface LSFs of the lens LS. The vertex VTs is an intersection between the second surface LSFs of the lens LS and the optical axis OA. The lens shape of the lens LS is the shape of the first surface LSFf and the second surface LSFs of the lens LS. Therefore, lenses having different first surfaces LSFf and second surfaces LSFs have different lens shapes. Further, in this specification, the image plane facing distance ld is defined as follows. That is, the image surface facing distance ld is equal to the second surface LSFs of the lens LS, that is, the vertex VTs of the lens surface LSFs on the photosensitive drum side (lens surface on the latent image carrier side), and the photosensitive drum 21 facing the lens LS. Is the distance in the optical axis direction of the lens (that is, the direction in which the optical axis OA extends) to the surface (latent image carrier surface)

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MD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)の表面を副走査方向SD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MD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 MD 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 of the photosensitive drum 21 (latent image carrier) in the sub scanning direction SD, thereby causing the main scanning direction MD to be emitted. A plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in a straight line.

つまり、本実施形態のラインヘッドでは、幅方向位置LTD1〜LTD6の各位置に対応して、幅方向LTDに6個の発光素子行2951Rが並べて配置されている(図7)。そこで、本実施形態では、同一の幅方向位置にある発光素子行2951Rは、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副幅方向位置にある発光素子行2951R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、幅方向位置LTD1〜LTD6の順番で、発光素子行2951Rを発光させる。そして、感光体ドラム21の表面を幅方向LTDに対応する副走査方向SDに搬送しながら、上述の順番で発光素子行2951Rを発光させることで、該表面の主走査方向MD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 2951R are arranged side by side in the width direction LTD corresponding to the respective positions in the width direction LTD1 to LTD6 (FIG. 7). Accordingly, in the present embodiment, the light emitting element rows 2951R at the same width direction position emit light at substantially the same timing, and the light emitting element rows 2951R at different sub width direction positions emit light at different timings. More specifically, the light emitting element rows 2951R are caused to emit light in the order of the width direction positions LTD1 to LTD6. Then, while the surface of the photosensitive drum 21 is conveyed in the sub-scanning direction SD corresponding to the width direction LTD, the light-emitting element rows 2951R are caused to emit light in the above-described order, so that the surface extends on a straight line extending in the main scanning direction MD. A plurality of spots are formed side by side.

かかる動作を、図7、14を用いて説明する。まず最初に、副走査方向SDに対応する幅方向LTDに最上流の発光素子グループ295_C1,295_C2,295_C3…に属する幅方向位置LTD1の発光素子行2951R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レンズLSにより、反転されて感光体表面に結像される。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295_C1,295_B1,295_A1,295_C2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 2951R in the width direction position LTD1 belonging to the most upstream light emitting element group 295_C1, 295_C2, 295_C3,. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are reversed and imaged on the surface of the photosensitive member by the lens LS having the reversal characteristics described above. 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 295_C1, 295_B1, 295_A1, 295_C2 are 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295_C1,295_C2,295_C3…に属する幅方向位置LTD2の発光素子行2951R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レンズLSにより、反転されて感光体表面に結像される。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SDであるのに対して、副走査方向SDに対応する幅方向LTDの下流側の発光素子行2951Rから順番に(つまり、幅方向位置LTD1,LTD2の順番に)発光させたのは、レンズLS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 in the light emitting element row 2951R at the width direction position LTD2 belonging to the same light emitting element group 295_C1, 295_C2, 295_C3. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are reversed and imaged on the surface of the photosensitive member by the lens LS having the reversal characteristics described above. 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 SD, the light emitting element rows 2951R on the downstream side in the width direction LTD corresponding to the sub scanning direction SD are sequentially (that is, the width direction). The reason why light is emitted in the order of the positions LTD1 and LTD2 is to correspond to the fact that the lens LS has a reversal characteristic.

次に、幅方向上流側から2番目の発光素子グループ295_B1,295_B2,295_B3…に属する幅方向位置LTD3の発光素子行2951R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レンズLSにより、反転されて感光体表面に結像される。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 in the light emitting element row 2951R at the width direction position LTD3 belonging to the second light emitting element group 295_B1, 295_B2, 295_B3. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are reversed and imaged on the surface of the photosensitive member by the lens LS having the reversal characteristics described above. 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295_B1,295_B2,295_B3…に属する幅方向位置LTD4の発光素子行2951R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レンズLSにより、反転されて感光体表面に結像される。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 in the light emitting element row 2951R in the width direction position LTD4 belonging to the light emitting element groups 295_B1, 295_B2, 295_B3. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are reversed and imaged on the surface of the photosensitive member by the lens LS having the reversal characteristics described above. That is, a spot is formed at the position of the “fourth” hatching pattern in FIG.

次に、幅方向最下流の発光素子グループ295_A1,295_A2,295_A3…に属する幅方向位置LTD5の発光素子行2951R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レンズLSにより、反転されて感光体表面に結像される。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 in the light emitting element row 2951R at the width direction position LTD5 belonging to the light emitting element groups 295_A1, 295_A2, 295_A3. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are reversed and imaged on the surface of the photosensitive member by the lens LS having the reversal characteristics described above. 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295_A1,295_A2,295_A3…に属する幅方向位置LTD6の発光素子行2951R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レンズLSにより、反転されて感光体表面に結像される。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MD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 in the light emitting element row 2951R at the width direction position LTD6 belonging to the light emitting element groups 295_A1, 295_A2, 295_A3. The plurality of light beams emitted by the light emission operation are reversed and imaged on the surface of the photosensitive member by the lens LS having the reversal characteristics described above. 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 MD.

以上のように、本実施形態では、発光素子グループ内において、複数の発光素子2951を長手方向LGDにおいて互いに異なる位置に配置するとともに、互いに隣接するスポットを形成するために発光する2つの発光素子を幅方向LTDにおいて互いに異なる位置に配置している。そして、発光素子2951をそれぞれ感光体ドラム21の副走査方向SDの移動に応じたタイミングで発光させて発光素子2951から射出される光ビームを主走査方向MDにおいて互いに異なる位置で感光体表面に結像してスポットSPを主走査方向MDに並んで形成している。   As described above, in the present embodiment, in the light emitting element group, a plurality of light emitting elements 2951 are arranged at different positions in the longitudinal direction LGD, and two light emitting elements that emit light to form adjacent spots are provided. They are arranged at different positions in the width direction LTD. Then, the light emitting elements 2951 are caused to emit light at timings corresponding to the movement of the photosensitive drum 21 in the sub scanning direction SD, and the light beams emitted from the light emitting elements 2951 are connected to the surface of the photosensitive member at different positions in the main scanning direction MD. The spot SP is formed side by side in the main scanning direction MD.

このように、本実施形態におけるラインヘッド29は、3行のレンズ行LSR1〜LSR3を幅方向LTDに並べて配置している。そして、ラインヘッド29は、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応するとともに、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、感光体ドラム21に対して配置されている。一方、感光体ドラム21の表面は、曲率形状を有する。したがって、後に詳述するように、レンズ行LSR1〜LSR3は、曲率形状を有する感光体ドラム表面の副走査方向SDにおいて互いに異なる位置に対向する。よって、ラインヘッド29と感光体ドラム21との配置関係が適切でないと、ラインヘッド29による感光体ドラム表面の露光が良好に実行できないという問題、つまり露光不良が発生する場合があった。そこで、かかる露光不良の内容を、次に説明する。また、露光不良の説明に続いて、該露光不良の発生を抑制する本実施形態の詳細について説明する。   Thus, the line head 29 in the present embodiment arranges the three lens rows LSR1 to LSR3 side by side in the width direction LTD. The line head 29 is arranged with respect to the photosensitive drum 21 such that the longitudinal direction LGD corresponds to the main scanning direction MD and the width direction LTD corresponds to the sub scanning direction SD. On the other hand, the surface of the photosensitive drum 21 has a curvature shape. Therefore, as will be described in detail later, the lens rows LSR1 to LSR3 face different positions in the sub-scanning direction SD on the surface of the photosensitive drum having a curvature shape. Therefore, if the arrangement relationship between the line head 29 and the photosensitive drum 21 is not appropriate, there is a problem that the exposure of the surface of the photosensitive drum by the line head 29 cannot be performed satisfactorily, that is, an exposure failure occurs. The contents of such exposure failure will be described next. Further, following the description of the exposure failure, details of this embodiment for suppressing the occurrence of the exposure failure will be described.

図15、図16は、ラインヘッドの配置が適切でない場合における、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。なお、図15の上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。これらの図を用いて、露光不良が発生する原因について説明する。   FIGS. 15 and 16 are sub-scan sectional views showing the positional relationship between the line head and the photosensitive drum when the line head is not properly positioned. Note that the upper part of FIG. 15 is an enlarged view of the broken-line square part in the lower part of the figure. The cause of the exposure failure will be described with reference to these drawings.

まず、ラインヘッド29の構成について説明する。ラインヘッド29は、3行のレンズ行LSR1〜LSR3を、幅方向LTDの互いに異なる配置位置AP1〜AP3に配置している。より具体的には、3行のレンズ行LSR1〜LSR3は、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、対称軸SAに対して幅方向LTDに略対称に配置されている。かかる対称軸SAは、幅方向LTDに対して略直交する。また、レンズアレイ299が有する複数のレンズLSそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。したがって、レンズLS1〜LS3の第2面LSFs1〜LSFs3(つまり、感光体ドラム側のレンズ面LSFs1〜LSFs3)の頂点VTs1〜VTs3は、略同一平面SPL_vtsにある。さらに、レンズLS1〜LS3は、それぞれの光軸OA1〜OA3が互いに平行となるように配置されている。なお、同図において、レンズLS2の光軸OAは、対称軸SAと一致する。   First, the configuration of the line head 29 will be described. In the line head 29, three lens rows LSR1 to LSR3 are arranged at different arrangement positions AP1 to AP3 in the width direction LTD. More specifically, the three lens rows LSR1 to LSR3 are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are arranged substantially symmetrically in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA. The symmetry axis SA is substantially orthogonal to the width direction LTD. In addition, the lens configuration and the lens position of each of the plurality of lenses LS included in the lens array 299 are the same. Therefore, the vertices VTs1 to VTs3 of the second surfaces LSFs1 to LSFs3 (that is, the lens surfaces LSFs1 to LSFs3 on the photosensitive drum side) of the lenses LS1 to LS3 are substantially in the same plane SPL_vts. Further, the lenses LS1 to LS3 are arranged so that their optical axes OA1 to OA3 are parallel to each other. In the figure, the optical axis OA of the lens LS2 coincides with the symmetry axis SA.

レンズ行LSR1〜LSR3は、いずれも感光体ドラム21の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行LSR1〜LSR3のそれぞれは、感光体ドラム表面(潜像担持体表面)の副走査方向SDにおいて互いに異なる対向位置FCP1〜FCP3に対向する。したがって、レンズ行LSR1に属するレンズLS1は、該レンズLS1が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB1を、対向位置FCP1に向けて結像する。その結果、光ビームLB1は、結像位置FP1に結像される。また、レンズ行LSR2に属するレンズLS2は、該レンズLS2が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB2を、対向位置FCP2に向けて結像する。その結果、光ビームLB2は、結像位置FP2に結像される。また、レンズ行LSR3に属するレンズLS3は、該レンズLS3が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB3を、対向位置FCP3に向けて結像する。その結果、光ビームLB3は、結像位置FP3に結像される。   The lens rows LSR1 to LSR3 are all disposed so as to face the surface of the photosensitive drum 21. At this time, each of the lens rows LSR1 to LSR3 faces opposite positions FCP1 to FCP3 that are different from each other in the sub-scanning direction SD on the surface of the photosensitive drum (latent image carrier surface). Accordingly, the lens LS1 belonging to the lens row LSR1 forms an image of the light beam LB1 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS1 toward the facing position FCP1. As a result, the light beam LB1 is imaged at the imaging position FP1. The lens LS2 belonging to the lens row LSR2 forms an image of the light beam LB2 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS2 toward the facing position FCP2. As a result, the light beam LB2 is imaged at the imaging position FP2. Further, the lens LS3 belonging to the lens row LSR3 forms an image of the light beam LB3 emitted from the light emitting element group 295 facing the lens LS3 toward the facing position FCP3. As a result, the light beam LB3 is imaged at the imaging position FP3.

このように、異なるレンズ行LSRに属するレンズLSによって結像された光ビームの結像位置FPは、副走査方向SDにおいて互いに異なる。ここで、結像位置FPとは、レンズLSを通過した光ビームLBが、最も小さいスポット径で像を形成する位置とその近傍である。なお、上述の通り、レンズLS1〜LS3のレンズ構成・レンズ位置は互いに等しい。よって、結像位置FP1〜FP3は、同一平面SPL_fpの上にある。   As described above, the imaging positions FP of the light beams formed by the lenses LS belonging to different lens rows LSR are different from each other in the sub-scanning direction SD. Here, the imaging position FP is a position where the light beam LB that has passed through the lens LS forms an image with the smallest spot diameter and its vicinity. As described above, the lens configurations and lens positions of the lenses LS1 to LS3 are equal to each other. Therefore, the imaging positions FP1 to FP3 are on the same plane SPL_fp.

ところで、レンズアレイ299と対向する感光体ドラム21の表面は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイ299に対して凸面となっている。したがって、3行のレンズ行LSR1〜LSR3の間で、レンズLSと感光体ドラム表面までの像面対向距離ld1〜ld3に差異が発生する。そして、図15、図16においては、ラインヘッド29と感光体ドラム21との配置関係が適切でないために、像面対向距離ldの差異Δld_maxが大きいことが判る。ここで、差異Δld_maxは、各レンズLSの像面対向距離ldの最大値と最小値との差である。   By the way, the surface of the photosensitive drum 21 facing the lens array 299 is convex with respect to the lens array 299 with a curvature in the sub-scan section. Therefore, there is a difference in the image plane facing distances ld1 to ld3 between the lens LS and the photosensitive drum surface among the three lens rows LSR1 to LSR3. 15 and 16, it can be seen that the difference Δld_max in the image plane facing distance ld is large because the positional relationship between the line head 29 and the photosensitive drum 21 is not appropriate. Here, the difference Δld_max is a difference between the maximum value and the minimum value of the image plane facing distance ld of each lens LS.

詳述すると、図15、図16においては、レンズLS1〜LS3の像面対向距離ld1〜ld3のうちの像面対向距離ld1が、他の像面対向距離ld2、ld3と比べて小さくなるように、ラインヘッド29は感光体ドラム21に対して配置されている。換言すれば、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ld1が最小となるように、ラインヘッド29は配置されている。ここで、端部レンズ行は、3行のレンズ行LSR1〜LSR3のうち幅方向LTDの各端部のレンズ行LSR1、LSR3である。   More specifically, in FIGS. 15 and 16, the image surface facing distance ld1 among the image surface facing distances ld1 to ld3 of the lenses LS1 to LS3 is made smaller than the other image surface facing distances ld2 and ld3. The line head 29 is disposed with respect to the photosensitive drum 21. In other words, the line head 29 is arranged so that the image plane facing distance ld1 of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1 is minimized. Here, the end lens rows are the lens rows LSR1 and LSR3 at each end in the width direction LTD among the three lens rows LSR1 to LSR3.

そして、このようにラインヘッド29を感光体ドラム表面に対して配置した場合、像面対向距離ld1〜ld3の間での差異Δld_maxが大きくなる。つまり、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ld1が最小となるようにラインヘッド29を配置した場合、端部レンズ行LSR1から幅方向LTDに向うに連れて(レンズ行LSR2、LSR3と向うに連れて)、像面対向距離ldが単調に増加する(図15、図16に示す例では、像面対向距離ld1〜ld3の順番で単調に増加する)。すなわち、像面対向距離ldの幅方向LTDにおける変化は、単調増加である。したがって、各端部レンズ行LSR1、LSR3に対応する、像面対向距離ld1と像面対向距離ld3との差が大きくなり、結果として、3行のレンズ行LSR1〜LSR3の間における像面対向距離ldの差異Δld_maxが大きくなってしまう。   When the line head 29 is thus arranged with respect to the surface of the photosensitive drum, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 increases. In other words, when the line head 29 is arranged so that the image plane facing distance ld1 of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1 is minimized, the distance from the end lens row LSR1 to the width direction LTD (lens row LSR2,. As it goes to LSR3, the image plane facing distance ld monotonously increases (in the example shown in FIGS. 15 and 16, the image plane facing distance ld1 to ld3 increases monotonously in the order). That is, the change in the width direction LTD of the image plane facing distance ld is monotonously increased. Therefore, the difference between the image surface facing distance ld1 and the image surface facing distance ld3 corresponding to each of the end lens rows LSR1 and LSR3 is increased, and as a result, the image surface facing distance between the three lens rows LSR1 to LSR3. The difference Δld_max of ld becomes large.

そして、このような像面対向距離ldの差異は、光ビームの結像位置FP1〜FP3と感光体ドラム表面との距離(像感光体距離fd1〜fd3)の差異を引き起こす。ここで、像感光体距離fdは、結像位置FPと感光体ドラム表面との該結像位置FPに対応するレンズLSの光軸OAの方向における距離である。つまり、像感光体距離fd1〜fd3は、結像位置FP1〜FP3と感光体ドラム表面との、各結像位置FP1〜FP3が対応するレンズLS1〜LS3の光軸OAの方向における距離である。つまり、図15の上段が示すように、幅方向LTDに向うに連れて、像感光体距離fd1〜fd3は単調に増加する。その結果、像感光体距離の最小値fd1と最大値fd3との差が大きくなっている。そして、かかる像感光体距離fdの差異が大きくなると、感光体ドラム表面に形成される像が3行のレンズ行LSR1〜LSR3の間で大きく異なり、良好な露光が行なえないという問題、つまり露光不良が発生する可能性があった。   Such a difference in the image surface facing distance ld causes a difference in the distance between the imaging positions FP1 to FP3 of the light beam and the surface of the photosensitive drum (image photosensitive member distances fd1 to fd3). Here, the image photosensitive member distance fd is a distance between the imaging position FP and the surface of the photosensitive drum in the direction of the optical axis OA of the lens LS corresponding to the imaging position FP. That is, the image photosensitive member distances fd1 to fd3 are distances between the imaging positions FP1 to FP3 and the surface of the photosensitive drum in the direction of the optical axis OA of the lenses LS1 to LS3 corresponding to the imaging positions FP1 to FP3. That is, as shown in the upper part of FIG. 15, the image photosensitive member distances fd1 to fd3 monotonously increase toward the width direction LTD. As a result, the difference between the minimum value fd1 and the maximum value fd3 of the image photoreceptor distance is large. When the difference in the image photosensitive member distance fd becomes large, the image formed on the surface of the photosensitive drum is greatly different among the three lens rows LSR1 to LSR3, and a satisfactory exposure cannot be performed, that is, exposure failure. Could occur.

次に、発明の理解を容易にするために、上述の露光不良についてより具体的な比較例1を用いて説明する。つまり、図15、図16で示したような感光体ドラム21とラインヘッド29との配置関係におけるシミュレーション結果を通じて、露光不良の具体的内容を説明する。   Next, in order to facilitate understanding of the invention, the above-described exposure failure will be described using a more specific comparative example 1. That is, the specific contents of the exposure failure will be described through simulation results on the arrangement relationship between the photosensitive drum 21 and the line head 29 as shown in FIGS.

比較例1
比較例1におけるシミュレーションでは、感光体ドラム21とラインヘッドとの配置関係は、図15、図16で示した配置関係である。つまり、各レンズLS1〜LS3の像面対向距離ld1〜ld3のうちの像面対向距離ld1(つまり、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ld1)が、他の像面対向距離ld2、ld3と比べて小さくなるように、ラインヘッド29は配置されている。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチPlsrおよび発光素子グループ行ピッチPegrは、いずれも1.65mmとした。また、感光体ドラム21の径が25mm、40mm、80mmのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。
Comparative Example 1
In the simulation in the comparative example 1, the positional relationship between the photosensitive drum 21 and the line head is the positional relationship shown in FIGS. That is, the image plane facing distance ld1 (that is, the image plane facing distance ld1 of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1) among the image plane facing distances ld1 to ld3 of the lenses LS1 to LS3 is the other image plane facing distance. The line head 29 is arranged so as to be smaller than ld2 and ld3. In the simulation, the lens row pitch Plsr and the light emitting element group row pitch Pegr were both 1.65 mm. In addition, a simulation was performed for each case where the diameter of the photosensitive drum 21 was 25 mm, 40 mm, and 80 mm.

表1は、比較例1のシミュレーションで用いたレンズLSのレンズデータである。面番号S1〜S6について、図9、図10を用いて説明する。面番号S1は、物体面、即ち発光素子2951が配置されるヘッド基板293の裏面に対応する。面番号S2は、ヘッド基板293の表面に対応する。面番号S3は、開口絞りDIAが配置された面(絞り面)に対応する。上述の通り、開口絞りDIAはレンズLSの前側焦点に配置されており、像側テレセントリックが実現されている。面番号S4は、レンズLSの第1面LSFfに対応する。面番号S5は、レンズLSの第2面LSFsに対応する。面番号S6は、像面IP、即ち感光体ドラム(潜像担持体)の表面に対応する。ここで、面番号S1〜S3までの面間隔の和がレンズ位置を与える。また、面番号S4の面間隔がレンズ厚さを与える。なお、以下に複数のレンズデータを適宜示すが、いずれのレンズデータにおいても、面番号に対応する面は同様である。   Table 1 shows lens data of the lens LS used in the simulation of Comparative Example 1. The surface numbers S1 to S6 will be described with reference to FIGS. The surface number S1 corresponds to the object surface, that is, the back surface of the head substrate 293 on which the light emitting element 2951 is disposed. The surface number S2 corresponds to the surface of the head substrate 293. The surface number S3 corresponds to the surface (aperture surface) on which the aperture stop DIA is arranged. As described above, the aperture stop DIA is disposed at the front focal point of the lens LS, and image-side telecentricity is realized. The surface number S4 corresponds to the first surface LSFf of the lens LS. The surface number S5 corresponds to the second surface LSFs of the lens LS. The surface number S6 corresponds to the image surface IP, that is, the surface of the photosensitive drum (latent image carrier). Here, the sum of the surface intervals from surface numbers S1 to S3 gives the lens position. Further, the surface distance of the surface number S4 gives the lens thickness. In addition, although several lens data are suitably shown below, the surface corresponding to a surface number is the same also in any lens data.

Figure 2008221570
Figure 2008221570

表2は、非球面S4、S5の非球面係数である。また、数1は、非球面の形状を与える式である。つまり、非球面S4、S5の形状(換言すれば、レンズLSのレンズ形状)は、表2および数1で決まる。   Table 2 shows the aspheric coefficients of the aspheric surfaces S4 and S5. Equation 1 is an expression that gives an aspherical shape. That is, the shapes of the aspheric surfaces S4 and S5 (in other words, the lens shape of the lens LS) are determined by Table 2 and Equation 1.

Figure 2008221570
Figure 2008221570

Figure 2008221570
Figure 2008221570

表3は、比較例1におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。ここで、波長は、発光素子から射出される光ビームの波長である。レンズ径は、レンズLSの射出面、即ち第2面LSFsの直径である。また、光源径は、発光素子2951の直径である。また、同諸元において物体高0.6mmとあるのは、シミュレーションを物体高0.6mmにある仮想発光素子から光ビームが射出されたとの条件で行なったことを意味する。このとき、倍率は−0.5であるので、像高は−0.3mmとなる。

Figure 2008221570
Table 3 shows the optical system specifications used in the simulation in Comparative Example 1. Here, the wavelength is the wavelength of the light beam emitted from the light emitting element. The lens diameter is the diameter of the exit surface of the lens LS, that is, the second surface LSFs. The light source diameter is the diameter of the light emitting element 2951. Further, the object height of 0.6 mm in the same specification means that the simulation was performed under the condition that the light beam was emitted from the virtual light emitting element having the object height of 0.6 mm. At this time, since the magnification is −0.5, the image height is −0.3 mm.
Figure 2008221570

表4は、上記条件にて実行したシミュレーション結果である。同表が示す、値Δldは、レンズLS1〜LS3に対応する像面対向距離ld1〜ld3のそれぞれから、最小の像面対向距離ld1を引いた値である。したがって、値Δldの最大値が、上述してきた像面対向距離ld1〜ld3の間における差異Δld_maxとなる。以下に、感光体ドラム21の径が25mm、40mm、80mmのそれぞれの場合について、シミュレーション結果を説明する。   Table 4 shows the simulation results executed under the above conditions. The value Δld shown in the table is a value obtained by subtracting the minimum image plane facing distance ld1 from each of the image plane facing distances ld1 to ld3 corresponding to the lenses LS1 to LS3. Therefore, the maximum value Δld is the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 described above. In the following, simulation results will be described for each case where the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, 40 mm, and 80 mm.

Figure 2008221570
Figure 2008221570

まず、感光体ドラム径が25mmの場合ついて説明する。表4の「感光体径φ25mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が25mmの場合、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異Δld_maxは0.443mmである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異に起因して、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットの径が、レンズLS1〜LS3の間で異なる。具体的には、レンズLS1により形成されるスポットのスポット径が最小値29.1μmであるのに対して、レンズLS3により形成されるスポットのスポット径が最大値224.7μmとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大195.6μm(=224.7μm−29.1μm)である。このように、比較例1では、感光体ドラム21の径が25mmの場合において、レンズ行LSR1〜LSR3の間で、形成するスポットの径が最大195.6μm異なるという、露光不良が発生している。   First, the case where the photosensitive drum diameter is 25 mm will be described. As shown in the column “photosensitive member diameter φ25 mm” in Table 4, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is 0.443 mm. As described above, the reason why the large difference Δld_max in the image plane facing distance is generated is that the position of the line head 29 is not appropriate as described above. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed on the surface of the photosensitive drum 21 due to the difference between the image plane facing distances ld1 to ld3 is between the lenses LS1 to LS3. Different. Specifically, the spot diameter of the spot formed by the lens LS1 has a minimum value of 29.1 μm, whereas the spot diameter of the spot formed by the lens LS3 has a maximum value of 224.7 μm. That is, in the comparative example, the maximum spot diameter difference is 195.6 μm (= 224.7 μm−29.1 μm). As described above, in Comparative Example 1, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, an exposure failure occurs in which the diameter of the spot to be formed differs by a maximum of 195.6 μm between the lens rows LSR1 to LSR3. .

次に、感光体ドラム径40mmの場合について説明する。表4の「感光体径φ40mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が40mmの場合、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異Δld_maxは0.274mmである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異に起因して、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットの径が、レンズLS1〜LS3の間で異なる。具体的には、レンズLS1により形成されるスポットのスポット径が最小値29.1μmであるのに対して、レンズLS3により形成されるスポットのスポット径が最大値133.0μmとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大103.9μm(=133.0μm−29.1μm)である。このように、比較例1では、感光体ドラム21の径が40mmの場合において、レンズ行LSR1〜LSR3の間で、形成するスポットの径が最大103.9μm異なるという、露光不良が発生している。   Next, a case where the photosensitive drum diameter is 40 mm will be described. As shown in the column “photosensitive member diameter φ40 mm” in Table 4, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 40 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is 0.274 mm. As described above, the reason why the large difference Δld_max in the image plane facing distance is generated is that the position of the line head 29 is not appropriate as described above. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed on the surface of the photosensitive drum 21 due to the difference between the image plane facing distances ld1 to ld3 is between the lenses LS1 to LS3. Different. Specifically, the spot diameter of the spot formed by the lens LS1 has a minimum value of 29.1 μm, whereas the spot diameter of the spot formed by the lens LS3 has a maximum value of 133.0 μm. That is, in the comparative example, the maximum spot diameter difference is 103.9 μm (= 133.0 μm−29.1 μm). As described above, in Comparative Example 1, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 40 mm, an exposure failure occurs in which the diameters of spots to be formed differ by a maximum of 103.9 μm between the lens rows LSR1 to LSR3. .

最後に、感光体ドラム径80mmの場合について説明する。表4の「感光体径φ80mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が80mmの場合、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異Δld_maxは0.136mmである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異に起因して、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットの径が、レンズLS1〜LS3の間で異なる。具体的には、レンズLS1により形成されるスポットのスポット径が最小値29.1μmであるのに対して、レンズLS3により形成されるスポットのスポット径が最大値69.7μmとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大40.6μm(=69.7μm−29.1μm)である。このように、比較例1では、感光体ドラム21の径が80mmの場合において、レンズ行LSR1〜LSR3の間で、形成するスポットの径が最大40.6μm異なるという、露光不良が発生している。   Finally, a case where the photosensitive drum diameter is 80 mm will be described. As shown in the column of “photosensitive member diameter φ80 mm” in Table 4, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 80 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is 0.136 mm. As described above, the reason why the large difference Δld_max in the image plane facing distance is generated is that the position of the line head 29 is not appropriate as described above. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed on the surface of the photosensitive drum 21 due to the difference between the image plane facing distances ld1 to ld3 is between the lenses LS1 to LS3. Different. Specifically, the spot diameter of the spot formed by the lens LS1 has a minimum value of 29.1 μm, whereas the spot diameter of the spot formed by the lens LS3 has a maximum value of 69.7 μm. That is, in the comparative example, the maximum spot diameter difference is 40.6 μm (= 69.7 μm−29.1 μm). As described above, in Comparative Example 1, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 80 mm, the exposure defect that the diameter of the spot to be formed differs by a maximum of 40.6 μm between the lens rows LSR1 to LSR3 occurs. .

比較例1を用いて説明したように、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因して像面対向距離ld1〜ld3の間に差異が発生し、その結果、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットのスポット径に差異が発生するとの露光不良が引き起こされる。そこで、かかる露光不良の発生を抑制する本発明の実施形態について、次の実施例1を通じて詳述する。   As described with reference to the first comparative example, a difference occurs between the image plane facing distances ld1 to ld3 due to an inappropriate arrangement position of the line head 29. As a result, the surface of the photosensitive drum 21 is changed. An exposure failure occurs when a difference occurs in the spot diameters of the formed spots. Therefore, an embodiment of the present invention that suppresses the occurrence of such exposure failure will be described in detail through Example 1 below.

実施例1
図17、図18は、実施例1におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。なお、図17の上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。つまり、図17、図18ともに、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を長手方向LGDから見た場合を表している。
Example 1
FIGS. 17 and 18 are sub-scan sectional views showing the positional relationship between the line head and the photosensitive drum in the first embodiment. Note that the upper part of FIG. 17 is an enlarged view of the broken-line square part in the lower part of the figure. That is, both FIG. 17 and FIG. 18 represent the case where the arrangement relationship between the line head and the photosensitive drum is viewed from the longitudinal direction LGD.

ラインヘッド29は、3行のレンズ行LSR1〜LSR3を、幅方向LTDの互いに異なる配置位置AP1〜AP3に配置している。より具体的には、3行のレンズ行LSR1〜LSR3は、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、対称軸SAに対して幅方向LTDに略対称に配置されている。かかる対称軸SAは、幅方向LTDに対して略直交する。また、レンズアレイ299が有する複数のレンズLSそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。したがって、レンズLS1〜LS3の第2面LSFs1〜LSFs3(つまり、感光体ドラム側のレンズ面LSFs1〜LSFs3)の頂点VTs1〜VTs3は、略同一平面SPL_vtsにある。さらに、レンズLS1〜LS3は、それぞれの光軸OA1〜OA3が互いに平行となるように配置されている。なお、実施例1において、レンズLS2の光軸OAは、対称軸SAと一致する。そして、レンズアレイ299は、対称軸SAが感光体ドラム21の表面形状の曲率中心CC21を通るように配置されている。よって、対称軸SAは、感光体ドラム21の回転軸を通ることとなる。   In the line head 29, three lens rows LSR1 to LSR3 are arranged at different arrangement positions AP1 to AP3 in the width direction LTD. More specifically, the three lens rows LSR1 to LSR3 are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are arranged substantially symmetrically in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA. The symmetry axis SA is substantially orthogonal to the width direction LTD. In addition, the lens configuration and the lens position of each of the plurality of lenses LS included in the lens array 299 are the same. Therefore, the vertices VTs1 to VTs3 of the second surfaces LSFs1 to LSFs3 (that is, the lens surfaces LSFs1 to LSFs3 on the photosensitive drum side) of the lenses LS1 to LS3 are substantially in the same plane SPL_vts. Further, the lenses LS1 to LS3 are arranged so that their optical axes OA1 to OA3 are parallel to each other. In the first embodiment, the optical axis OA of the lens LS2 coincides with the symmetry axis SA. The lens array 299 is arranged so that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum 21. Therefore, the symmetry axis SA passes through the rotation axis of the photosensitive drum 21.

レンズ行LSR1〜LSR3は、いずれも感光体ドラム21の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行LSR1〜LSR3それぞれは、感光体ドラム表面(潜像担持体表面)の副走査方向SDにおいて互いに異なる対向位置FCP1〜FCP3に対向する。したがって、レンズ行LSR1に属するレンズLS1は、該レンズLS1が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB1を、対向位置FCP1に向けて結像する。その結果、光ビームLB1は、結像位置FP1に結像される。また、レンズ行LSR2に属するレンズLS2は、該レンズLS2が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB2を、対向位置FCP2に向けて結像する。その結果、光ビームLB2は、結像位置FP2に結像される。また、レンズ行LSR3に属するレンズLS3は、該レンズLS3が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB3を、対向位置FCP3に向けて結像する。その結果、光ビームLB3は、結像位置FP3に結像される。   The lens rows LSR1 to LSR3 are all disposed so as to face the surface of the photosensitive drum 21. At this time, each of the lens rows LSR1 to LSR3 faces opposite positions FCP1 to FCP3 that are different from each other in the sub-scanning direction SD on the surface of the photosensitive drum (latent image carrier surface). Accordingly, the lens LS1 belonging to the lens row LSR1 forms an image of the light beam LB1 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS1 toward the facing position FCP1. As a result, the light beam LB1 is imaged at the imaging position FP1. The lens LS2 belonging to the lens row LSR2 forms an image of the light beam LB2 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS2 toward the facing position FCP2. As a result, the light beam LB2 is imaged at the imaging position FP2. Further, the lens LS3 belonging to the lens row LSR3 forms an image of the light beam LB3 emitted from the light emitting element group 295 facing the lens LS3 toward the facing position FCP3. As a result, the light beam LB3 is imaged at the imaging position FP3.

このように、異なるレンズ行LSRに属するレンズLSによって結像された光ビームの結像位置FPは、副走査方向SDにおいて互いに異なる。なお、上述の通り、レンズLS1〜LS3のレンズ構成・レンズ位置は互いに等しい。よって、結像位置FP1〜FP3は、同一平面SPL_fpの上にある。そして、レンズアレイ299と対向する感光体ドラム21の表面は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイ299に対して凸面となっている。したがって、ラインヘッド29と感光体ドラム表面との配置関係が適切でないと、かかる像面対向距離ld1〜ld3の差異が大きくなって、上述の露光不良が発生する場合があった。   As described above, the imaging positions FP of the light beams formed by the lenses LS belonging to different lens rows LSR are different from each other in the sub-scanning direction SD. As described above, the lens configurations and lens positions of the lenses LS1 to LS3 are equal to each other. Therefore, the imaging positions FP1 to FP3 are on the same plane SPL_fp. The surface of the photosensitive drum 21 facing the lens array 299 is convex with respect to the lens array 299 with a curvature in the sub-scan section. Accordingly, if the arrangement relationship between the line head 29 and the surface of the photosensitive drum is not appropriate, the difference between the image surface facing distances ld1 to ld3 becomes large, and the above-described exposure failure may occur.

かかる問題に対応すべく、本実施形態の実施例1では、ラインヘッド29は次のように配置されている。つまり、ラインヘッド29は、3行のレンズ行のうち幅方向LTDの各端部の端部レンズ行LSR1、LSR3以外のレンズ行LSR2に属するレンズLS2の像面対向距離ld2が、端部レンズ行LSR1、LSR3に属するレンズLS1、LS3の像面対向距離ld1、ld3よりも小さくなるように、感光体ドラム表面に対して配置されている。つまり、次の大小関係
ld2<ld1
ld2<ld3
が満たされるように、ラインヘッド29は配置されている。よって、3行のレンズ行LSR1〜LSR3の間における像面対向距離ldの差異Δld_maxを抑制することが可能となり、その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。
In order to deal with this problem, in Example 1 of the present embodiment, the line head 29 is arranged as follows. That is, in the line head 29, the end surface lens row LS2 has an image plane facing distance ld2 of the lens LS2 belonging to the lens rows LSR2 other than the end lens rows LSR1 and LSR3 at each end in the width direction LTD among the three lens rows. The lenses LS1 and LS3 belonging to LSR1 and LSR3 are arranged with respect to the surface of the photosensitive drum so as to be smaller than the image plane facing distances ld1 and ld3. In other words, the following magnitude relationship ld2 <ld1
ld2 <ld3
The line head 29 is arranged so that Therefore, it is possible to suppress the difference Δld_max in the image plane facing distance ld between the three lens rows LSR1 to LSR3, and as a result, it is possible to suppress the occurrence of the above-described exposure failure and realize good exposure.

つまり、このようにラインヘッド29を配置した場合、比較例1で示したような端部レンズ行LSR1から幅方向LTDに向うに連れて像面対向距離ldが単調増加するという状況の発生が抑制されている。詳述すると、図17、図18では、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ldは、距離ld1である。そして、端部レンズ行LSR1から幅方向LTDに向かって像面対向距離ldは減少し、レンズ行LSR2に属するレンズLS2の像面対向距離ldは、距離ld2である。さらに、幅方向LTDに向かうと像面対向距離ldは増加し、端部レンズ行LSR3に属するレンズLS3の像面対向距離ldは、距離ld3となる。このとき、像面対向距離ldの差異Δld_maxは、端部レンズ行LSR1(または、端部レンズ行LSR3)に対応する像面対向距離ld1(または、像面対向距離ld3)と、レンズ行LSR2に対応する像面対向距離ld2との差である。そして、図17、図18に示すように、実施例1では、比較例1と比べて、像面対向距離ldの差異Δld_maxが小さくなっている。   That is, when the line head 29 is arranged in this way, the occurrence of a situation in which the image plane facing distance ld monotonously increases from the end lens row LSR1 toward the width direction LTD as shown in Comparative Example 1 is suppressed. Has been. More specifically, in FIGS. 17 and 18, the image plane facing distance ld of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1 is the distance ld1. Then, the image surface facing distance ld decreases from the end lens row LSR1 in the width direction LTD, and the image surface facing distance ld of the lens LS2 belonging to the lens row LSR2 is the distance ld2. Further, when going in the width direction LTD, the image surface facing distance ld increases, and the image surface facing distance ld of the lens LS3 belonging to the end lens row LSR3 becomes the distance ld3. At this time, the difference Δld_max in the image plane facing distance ld is determined by the image surface facing distance ld1 (or image surface facing distance ld3) corresponding to the end lens row LSR1 (or end lens row LSR3) and the lens row LSR2. This is the difference from the corresponding image plane facing distance ld2. As shown in FIGS. 17 and 18, the difference Δld_max in the image plane facing distance ld is smaller in the first embodiment than in the first comparative example.

このように、図17、図18に示すようにラインヘッド29を配置した場合、像面対向距離ldの幅方向LTDにおける変化は、減少傾向を示すのに続いて増加傾向へと転じる。したがって、像面対向距離ldの幅方向LTDにおける変化が単調増加である場合と比較して、像面対向距離の差異Δld_maxを抑制することが可能となる。その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。   As described above, when the line head 29 is arranged as shown in FIGS. 17 and 18, the change in the width direction LTD of the image plane facing distance ld turns to an increasing tendency after showing a decreasing tendency. Therefore, it is possible to suppress the difference Δld_max in the image plane facing distance as compared with the case where the change in the width direction LTD of the image plane facing distance ld is monotonously increased. As a result, it is possible to achieve good exposure while suppressing the occurrence of the exposure failure.

特に、本実施形態では、レンズ行LSR1〜LSR3は、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向LTDに略垂直な対称軸SAに対して幅方向LTDにおいて略対称に配置されている。そして、該対称軸SAに最も近いレンズ行LSR2(中央レンズ行)に属するレンズLS2の像面対向距離ld2が、中央レンズ行LSR2以外の各レンズ行LSR1、LSR3に属するレンズLS1、LS3の像面対向距離ld1、ld3と比較して小さくなるように、ラインヘッド29が配置されている。したがって、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっている。   In particular, in the present embodiment, the lens rows LSR1 to LSR3 are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are substantially symmetrical in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA substantially perpendicular to the width direction LTD in the sub-scanning section. Is arranged. The image plane facing distance ld2 of the lens LS2 belonging to the lens row LSR2 (center lens row) closest to the symmetry axis SA is the image plane of the lenses LS1 and LS3 belonging to the lens rows LSR1 and LSR3 other than the center lens row LSR2. The line head 29 is arranged so as to be smaller than the facing distances ld1 and ld3. Therefore, the difference Δld_max in the image plane facing distance can be more effectively suppressed.

つまり、差異Δld_maxは像面対向距離ldの最大値と最小値との差である。ここで、像面対向距離ldの最大値は、幅方向LTDの両端にある各端部レンズ行LSR1、LSR3のいずれかに属するレンズLSの像面対向距離ldとなる。つまり、像面対向距離ldの最大値は、像面対向距離ld1か像面対向距離ld3の何れか大きい方となる。したがって、差異Δld_maxを抑制するという観点からは、端部レンズ行LSR1、LSR3に属するレンズLSの像面対向距離ld1、ld3の両方を、できるだけ小さくすることが好適である。これに対して、各端部レンズ行LSR1、LSR3に対応する像面対向距離ld1、ld3は、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。つまり、例えば、ラインヘッド29の位置を幅方向LTDにおいて調整して(つまり、幅方向LTDに動かして)、像面対向距離ld1、ld3の両方を小さくしようとしても、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。このような関係の下では、差異Δld_maxを抑制するにあたっては、これら像面対向距離ld1、ld3が同程度であるのが好適である。   That is, the difference Δld_max is a difference between the maximum value and the minimum value of the image plane facing distance ld. Here, the maximum value of the image plane facing distance ld is the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to one of the end lens rows LSR1 and LSR3 at both ends in the width direction LTD. That is, the maximum value of the image surface facing distance ld is the larger of the image surface facing distance ld1 and the image surface facing distance ld3. Therefore, from the viewpoint of suppressing the difference Δld_max, it is preferable that both the image plane facing distances ld1 and ld3 of the lenses LS belonging to the end lens rows LSR1 and LSR3 are made as small as possible. On the other hand, the image plane facing distances ld1 and ld3 corresponding to the end lens rows LSR1 and LSR3 have a relationship in which, when one is reduced, the other is increased. That is, for example, even if the position of the line head 29 is adjusted in the width direction LTD (that is, moved in the width direction LTD) to reduce both the image plane facing distances ld1 and ld3, if one is reduced, the other is increased. There is a relationship. Under such a relationship, in order to suppress the difference Δld_max, it is preferable that the image plane facing distances ld1 and ld3 are approximately the same.

そこで、本実施形態における画像形成装置は、レンズ行LSR1〜LSR3を対称軸SAに対して略対称に配置するとともに、対称軸SAに最も近い中央レンズ行LSR2に属するレンズLS2の像面対向距離ld2が、中央レンズ行LSR2以外のレンズ行LSR1、LSR3に属するレンズLS1、LS3の像面対向距離ld1、ld3と比較して小さくなるようにラインヘッド29を配置している。なんとなれば、このように構成することで、端部レンズ行LSR1、LSR3に対応する像面対向距離ld1、ld3を同程度とすることができるからである。その結果、本実施形態における画像形成装置では、像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されて、良好な露光が実現されている。   Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the lens rows LSR1 to LSR3 are arranged substantially symmetrically with respect to the symmetry axis SA, and the image plane facing distance ld2 of the lens LS2 belonging to the central lens row LSR2 closest to the symmetry axis SA. However, the line head 29 is arranged to be smaller than the image plane facing distances ld1 and ld3 of the lenses LS1 and LS3 belonging to the lens rows LSR1 and LSR3 other than the central lens row LSR2. This is because with this configuration, the image plane facing distances ld1 and ld3 corresponding to the end lens rows LSR1 and LSR3 can be made comparable. As a result, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the difference Δld_max in the image plane facing distance is suppressed, and good exposure is realized.

さらに、感光体ドラム21のように表面形状が曲率中心CC21を有する潜像担持体に対してラインヘッド29を配置するに際しては、次のようにラインヘッドを配置することが好適である。つまり、実施例1では、対称軸SAが感光体ドラム21の表面形状の曲率中心CC21(つまり、感光体ドラム21の回転軸)を通るように、ラインヘッド29は配置されている。したがって、端部レンズLSR1、LSR3に対応する像面対向距離ld1、ld3は、互いに等しくなる。その結果、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっており、より良好な露光が実現でき、好適である。そこで、発明の理解の容易のため、図17、図18に示すようにラインヘッド29を配置したとの条件で実行したシミュレーションの結果について、次に説明する。   Further, when the line head 29 is disposed on a latent image carrier having a surface center of curvature CC21 such as the photosensitive drum 21, it is preferable to dispose the line head as follows. That is, in Example 1, the line head 29 is arranged so that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum 21 (that is, the rotational axis of the photosensitive drum 21). Accordingly, the image plane facing distances ld1 and ld3 corresponding to the end lenses LSR1 and LSR3 are equal to each other. As a result, it is possible to more effectively suppress the difference Δld_max in the image plane facing distance, and it is possible to achieve better exposure, which is preferable. Therefore, for easy understanding of the invention, the result of the simulation executed under the condition that the line head 29 is arranged as shown in FIGS. 17 and 18 will be described below.

実施例1におけるシミュレーションでは、レンズ行LSR1〜LSR3は所定のレンズ行ピッチPlsrで幅方向LTDに配置されている。ラインヘッド29は、中央レンズ行LSR2に対応する像面対向距離ld2が他のレンズ行LSR1、LSR3に対応する像面対向距離ld1、ld3よりも小さくなるように、配置されている。レンズ行LSR1〜LSR3の対称軸SAは、感光体ドラムの表面形状の曲率中心CC21を通る。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチPlsrおよび発光素子グループ行ピッチPegrは、1.65mmとした。また、感光体ドラム21の径が25mm、40mm、80mmのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。なお、レンズLSのレンズ構成・レンズ位置に関する条件においては、実施例1と比較例1とは同様である。つまり、レンズデータ、非球面係数および光学系諸元については、実施例1と比較例1とは同様である。   In the simulation in the first embodiment, the lens rows LSR1 to LSR3 are arranged in the width direction LTD at a predetermined lens row pitch Plsr. The line head 29 is arranged such that the image plane facing distance ld2 corresponding to the central lens row LSR2 is smaller than the image plane facing distances ld1 and ld3 corresponding to the other lens rows LSR1 and LSR3. The symmetry axis SA of the lens rows LSR1 to LSR3 passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum. In the simulation, the lens row pitch Plsr and the light emitting element group row pitch Pegr were 1.65 mm. In addition, a simulation was performed for each case where the diameter of the photosensitive drum 21 was 25 mm, 40 mm, and 80 mm. Note that Example 1 and Comparative Example 1 are the same in terms of the lens configuration and lens position of the lens LS. That is, Example 1 and Comparative Example 1 are the same in terms of lens data, aspherical coefficients, and optical system specifications.

表5は、上記条件にて実行した実施例1におけるシミュレーション結果である。以下に、感光体ドラム21の径が25mmの場合と、40mmの場合と、80mmの場合とについて、かかるシミュレーション結果を説明する。   Table 5 shows the simulation results in Example 1 executed under the above conditions. The simulation results will be described below for the case where the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, 40 mm, and 80 mm.

Figure 2008221570
Figure 2008221570

まず、感光体ドラム径25mmの場合について説明する。表5の「感光体径φ25mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が25mmの場合、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異Δld_maxは0.109mmであり、比較例1における0.443mmと比べて改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズLS1〜LS3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が29.1μm(レンズLS2によるスポットのスポット径)である一方、最大値が59.1μm(レンズLS1、LS3によるスポットのスポット径)である。つまり、実施例1では、スポット径の差異は最大29.9μm(=59.0μm−29.1μm)であり、比較例1におけるスポット径の差異165.7μmと比較して大幅に改善されていることがわかる。   First, the case where the photosensitive drum diameter is 25 mm will be described. As shown in the column “photosensitive member diameter φ25 mm” in Table 5, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is 0.109 mm. It can be seen that this is an improvement over 0.443 mm. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed by the lenses LS1 to LS3 has a minimum value of 29.1 μm (spot diameter of the spot by the lens LS2), while the maximum value is 59. 1 μm (the spot diameter of the spots formed by the lenses LS1 and LS3). That is, in Example 1, the maximum spot diameter difference is 29.9 μm (= 59.0 μm−29.1 μm), which is a significant improvement compared to the spot diameter difference 165.7 μm in Comparative Example 1. I understand that.

次に、感光体ドラム径40mmの場合について説明する。表5の「感光体径φ40mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が40mmの場合、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異Δld_maxは0.068mmであり、比較例1における0.274mmと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズLS1〜LS3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が29.1μm(レンズLS2によるスポットのスポット径)である一方、最大値が40.2μm(レンズLS1、LS3によるスポットのスポット径)である。つまり、実施例1では、スポット径の差異は最大11.1μm(=40.2μm−29.1μm)であり、比較例1におけるスポット径の差異103.9μmと比較して大幅に改善されていることがわかる。   Next, a case where the photosensitive drum diameter is 40 mm will be described. As shown in the column of “photosensitive member diameter φ40 mm” in Table 5, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 40 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is 0.068 mm. It can be seen that this is an improvement over 0.274 mm. Further, as shown by the spot diameter in the column, the spot diameter formed by the lenses LS1 to LS3 has a minimum value of 29.1 μm (spot diameter of the spot by the lens LS2), while the maximum value is 40. 2 μm (the spot diameter of the spots formed by the lenses LS1 and LS3). That is, in Example 1, the maximum spot diameter difference is 11.1 μm (= 40.2 μm−29.1 μm), which is greatly improved compared to the spot diameter difference 103.9 μm in Comparative Example 1. I understand that.

次に、感光体ドラム径80mmの場合について説明する。表5の「感光体径φ80mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が80mmの場合、像面対向距離ld1〜ld3の間の差異Δld_maxは0.034mmであり、比較例1における0.136mmと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズLS1〜LS3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が29.1μm(レンズLS2によるスポットのスポット径)である一方、最大値が32.3μm(レンズLS1、LS3によるスポットのスポット径)である。つまり、実施例1では、スポット径の差異は最大3.2μm(=32.3μm−29.1μm)であり、比較例1におけるスポット径の差異40.6μmと比較して大幅に改善されていることがわかる。   Next, the case where the photosensitive drum diameter is 80 mm will be described. As shown in the column “photosensitive member diameter φ80 mm” in Table 5, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 80 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is 0.034 mm. It can be seen that this is an improvement over 0.136 mm. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed by the lenses LS1 to LS3 has a minimum value of 29.1 μm (spot diameter of the spot by the lens LS2), while the maximum value is 32. 3 μm (the spot diameter of the spots formed by the lenses LS1 and LS3). That is, in Example 1, the maximum spot diameter difference is 3.2 μm (= 32.3 μm−29.1 μm), which is a significant improvement compared to the spot diameter difference of 40.6 μm in Comparative Example 1. I understand that.

このように、実施例1では、ラインヘッド29を図17、図18に示したように配置することで、像面対向距離ld1〜ld3の間における差異Δld_maxが抑制されている。そして、このように像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されることで、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットのスポット径の差異は、比較例1と比べて抑制されている。つまり、実施例1では、比較例1と比べて良好な露光が実現されている。   As described above, in the first embodiment, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 is suppressed by arranging the line head 29 as shown in FIGS. In addition, by suppressing the difference Δld_max in the image plane facing distance in this way, the difference in the spot diameters of the spots formed on the surface of the photosensitive drum 21 is suppressed as compared with the first comparative example. That is, in Example 1, better exposure is realized as compared with Comparative Example 1.

ところで、上記実施例1では、ラインヘッド29を感光体ドラム表面に対して、図17、図18に示すように配置して、レンズ行LSR1〜LSR3の間における像面対向距離ldの差異を抑制している。そこで、さらに、複数のレンズLSのそれぞれにおいて、該レンズLSの像面対向距離ldに応じて該レンズlSのレンズ形状を調整して、該レンズLSが対応する発光素子グループ295から射出された光ビームの結像位置FPを感光体ドラム表面の曲率形状に応じた位置としても良い。   By the way, in the first embodiment, the line head 29 is arranged with respect to the surface of the photosensitive drum as shown in FIGS. 17 and 18 to suppress the difference in the image plane facing distance ld between the lens rows LSR1 to LSR3. is doing. Therefore, in each of the plurality of lenses LS, the lens shape of the lens 1S is adjusted according to the image plane facing distance 1d of the lens LS, and the light emitted from the light emitting element group 295 corresponding to the lens LS. The beam imaging position FP may be a position corresponding to the curvature shape of the surface of the photosensitive drum.

つまり、ラインヘッド29を図17、図18に示すように配置することで、レンズ行LSR1〜LSR3の間における像面対向距離ldの差異が抑制されている。したがって、次の実施例2に示すように、レンズ行間LSR1〜LSR3で、レンズ形状を大きく変えずとも、光ビームの結像位置FPを感光体ドラム表面の曲率形状に応じた位置とすることが可能である。よって、レンズの設計或いは製造の複雑化を抑制しながらも、非常に良好な露光を実現することができる。   That is, by disposing the line head 29 as shown in FIGS. 17 and 18, the difference in the image plane facing distance ld between the lens rows LSR1 to LSR3 is suppressed. Therefore, as shown in the following second embodiment, the image formation position FP of the light beam can be set to a position corresponding to the curvature shape of the surface of the photosensitive drum without changing the lens shape greatly between the lens rows LSR1 to LSR3. Is possible. Therefore, very good exposure can be realized while suppressing the complexity of lens design or manufacture.

実施例2
図19は、本発明の実施例2におけるレンズアレイを示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。レンズアレイ299と感光体ドラム21との配置関係は、図17、図18を用いて説明した配置関係(つまり、実施例1の配置関係)と同じである。したがって、実施例2においては、レンズLS1〜LS3の像面対向距離ld1〜ld3の差異Δld_maxは、抑制されている。また、実施例2において、感光体ドラム21の径は、80μmとした。以下に説明するように、実施例2は、このように像面対向距離ldを抑制した上で、さらにレンズLSのレンズ構成を調整して、レンズLS1〜LS3による光ビームの結像位置FP1〜FP3を、感光体ドラム21の曲率形状に応じた位置とする。具体的には、結像位置FP1〜FP3を曲率形状に対応させるべく、レンズLS1〜LS3のレンズ形状を調整している。
Example 2
FIG. 19 is a sub-scan sectional view showing a lens array in Embodiment 2 of the present invention. The upper part of the figure is an enlarged view of the broken-line square part in the lower part of the figure. The arrangement relationship between the lens array 299 and the photosensitive drum 21 is the same as the arrangement relationship described with reference to FIGS. 17 and 18 (that is, the arrangement relationship in the first embodiment). Therefore, in the second embodiment, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld3 of the lenses LS1 to LS3 is suppressed. In Example 2, the diameter of the photosensitive drum 21 was 80 μm. As described below, in the second embodiment, the image plane facing distance ld is suppressed as described above, and the lens configuration of the lens LS is further adjusted to form the light beam imaging positions FP1 to FP1 to LS3. FP3 is set to a position corresponding to the curvature shape of the photosensitive drum 21. Specifically, the lens shapes of the lenses LS1 to LS3 are adjusted so that the imaging positions FP1 to FP3 correspond to the curvature shape.

表6はレンズLS2のレンズデータであり、表7はレンズLS2の非球面係数である。一方、表8は、レンズLS1、LS3のレンズデータであり、表9は、レンズLS1、LS3の非球面係数である。これらの表から判るように、実施例2は、レンズLS2とレンズLS1、LS3とで、非球面係数を変えている(つまり、レンズ形状を変えている)。また、レンズLS1〜LS3の全てにおいて、レンズ厚さおよびレンズ位置は同じである。また、表10は、実施例2におけるシミュレーションで用いた光学系諸元である。このように、本発明の実施例2では、レンズLS1とレンズLS3とは同一である。一方、レンズLS1、LS3とレンズLS2とは異なる。   Table 6 shows lens data of the lens LS2, and Table 7 shows aspherical coefficients of the lens LS2. On the other hand, Table 8 shows lens data of the lenses LS1 and LS3, and Table 9 shows aspheric coefficients of the lenses LS1 and LS3. As can be seen from these tables, in Example 2, the aspherical coefficient is changed between the lens LS2 and the lenses LS1 and LS3 (that is, the lens shape is changed). In all of the lenses LS1 to LS3, the lens thickness and the lens position are the same. Table 10 shows the specifications of the optical system used in the simulation in Example 2. Thus, in Example 2 of the present invention, the lens LS1 and the lens LS3 are the same. On the other hand, the lenses LS1, LS3 and the lens LS2 are different.

Figure 2008221570
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表11は、上述の表6〜10で与えられるデータに基づいて、レンズLS1〜LS3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチPlsrおよび発光素子グループ行ピッチPegr等その他の条件は、実施例1と同様である。表11が示す、差異Δfdは、レンズLS1〜LS3に対応する像感光体距離fd1〜fd3と、像感光体距離fd2との差である。つまり、像感光体距離fd1〜fd3の間における差異Δfdを、像感光体距離fd2を基準として求めている。同表が示すように、実施例1では差異Δfdは0となっている。つまり、像感光体距離fd1〜fd3は、互いに等しい。これは、図19に示すように、レンズLS1〜LS3による光ビームの結像位置FP1〜FP3が、感光体ドラム21の曲率形状に応じた位置(実施例2においては、同図が示すように感光体ドラム21の略表面)に調整されていることによる。そして、表11の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離fd1〜fd3の差異を抑制することで、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、最小値が29.1μm(レンズLS2によるスポットのスポット径)である一方、最大値が29.5μm(レンズLS1、LS3によるスポットのスポット径)である。したがって、実施例2におけるスポット径の差異は0.4μm(=29.5μm−29.1μm)であり、実施例1におけるスポット径の差異3.2μmと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例2では、実施例1と比べて、複数のレンズ行LSR1〜LSR3の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されており、より良好な露光が実現されている。   Table 11 shows simulation results when the lenses LS1 to LS3 are configured based on the data given in Tables 6 to 10 described above. In the simulation, other conditions such as the lens row pitch Plsr and the light emitting element group row pitch Pegr are the same as those in the first embodiment. The difference Δfd shown in Table 11 is the difference between the image photoreceptor distances fd1 to fd3 corresponding to the lenses LS1 to LS3 and the image photoreceptor distance fd2. That is, the difference Δfd between the image photosensitive member distances fd1 to fd3 is obtained on the basis of the image photosensitive member distance fd2. As shown in the table, the difference Δfd is 0 in the first embodiment. That is, the image photosensitive member distances fd1 to fd3 are equal to each other. As shown in FIG. 19, the image forming positions FP1 to FP3 of the light beams by the lenses LS1 to LS3 are positions corresponding to the curvature shape of the photosensitive drum 21 (in the second embodiment, as shown in FIG. This is because it is adjusted to the substantially surface) of the photosensitive drum 21. As shown in the “Spot Diameter” column of Table 11, the difference in the spot diameters of the spots formed on the surface of the photosensitive drum 21 is suppressed by suppressing the difference in the image photosensitive member distances fd1 to fd3. You can see that Specifically, the minimum value is 29.1 μm (spot spot diameter by the lens LS2), while the maximum value is 29.5 μm (spot spot diameter by the lenses LS1 and LS3). Therefore, the difference in spot diameter in Example 2 is 0.4 μm (= 29.5 μm−29.1 μm), which is an improvement compared to the difference in spot diameter in Example 1 of 3.2 μm. . That is, in the second embodiment, as compared with the first embodiment, the difference in the diameters of the spots formed between the plurality of lens rows LSR1 to LSR3 is further suppressed, and better exposure is realized.

Figure 2008221570
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このように、実施例2は、像面対向距離ldを抑制した上で、さらにレンズLSのレンズ構成を調整して、レンズLS1〜LS3による光ビームの結像位置FP1〜FP3を、感光体ドラム21の曲率形状に応じた位置とする。したがって、レンズ行間LSR1〜LSR3で、レンズ形状を大きく変えずとも、光ビームの結像位置FPを感光体ドラム表面の曲率形状に応じた位置とすることが可能である。よって、レンズの設計或いは製造の複雑化を抑制しながらも、非常に良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。   As described above, in the second embodiment, the image surface facing distance ld is suppressed, and the lens configuration of the lens LS is further adjusted, so that the imaging positions FP1 to FP3 of the light beams by the lenses LS1 to LS3 are changed to the photosensitive drum. The position is in accordance with the 21 curvature shape. Accordingly, it is possible to set the image forming position FP of the light beam at a position corresponding to the curvature shape of the surface of the photosensitive drum without greatly changing the lens shape between the lens rows LSR1 to LSR3. Therefore, it is possible to realize very good exposure while suppressing the complicated design or manufacture of the lens, which is preferable.

ところで、上述の比較例1、実施例1、2では、レンズ行LSRが幅方向LTDに3行並ぶラインヘッド29を用いて、本発明についての説明を行なった。しかしながら、レンズ行の行数はこれに限られず、4行以上であっても良い。そこで、レンズ行が4行であるラインヘッド29を用いた場合について説明する。以下の説明では、まず、レンズ行が4行である場合において、上述したような露光不良が発生することを、シミュレーション結果を示しつつ説明する(比較例2)。かかる比較例2の説明に続いて、本発明の具体的な実施例について、シミュレーション結果を示しつつ説明する(実施例3、4)。   By the way, in the above-described comparative example 1 and examples 1 and 2, the present invention has been described using the line head 29 in which three lens rows LSR are arranged in the width direction LTD. However, the number of lens rows is not limited to this, and may be four or more. Therefore, a case where the line head 29 having four lens rows is used will be described. In the following description, first, it will be described with reference to simulation results that the above-described exposure failure occurs when there are four lens rows (Comparative Example 2). Following the description of Comparative Example 2, specific examples of the present invention will be described with showing simulation results (Examples 3 and 4).

比較例2
図20、図21は、ラインヘッドの配置が適切で無い場合に対応する副走査断面図である。なお、図20の上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。これらの図を用いて、露光不良が発生する原因について説明する。
Comparative Example 2
20 and 21 are sub-scanning cross-sectional views corresponding to the case where the arrangement of the line head is not appropriate. The upper part of FIG. 20 is an enlarged view of the broken-line square part in the lower part of the figure. The cause of the exposure failure will be described with reference to these drawings.

ラインヘッド29は、4行のレンズ行LSR1〜LSR4を、幅方向LTDの互いに異なる配置位置AP1〜AP4に配置している。より具体的には、4行のレンズ行LSR1〜LSR4は、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、対称軸SAに対して幅方向LTDに略対称に配置されている。かかる対称軸SAは、幅方向LTDに対して略直交する。また、レンズLS1〜LS4の第2面LSFs1〜LSFs4(つまり、感光体ドラム側のレンズ面LSFs1〜LSFs4)の頂点VTs1〜VTs4は、略同一平面SPL_vtsにある。また、レンズアレイ299が有する複数のレンズLSそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。さらに、レンズ行LSR1〜LSR4は、それぞれに属するレンズLS1〜LS4の光軸OA1〜OA4が互いに平行となるように配置されている。   The line head 29 arranges four lens rows LSR1 to LSR4 at different arrangement positions AP1 to AP4 in the width direction LTD. More specifically, the four lens rows LSR1 to LSR4 are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are arranged substantially symmetrically in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA. The symmetry axis SA is substantially orthogonal to the width direction LTD. The vertices VTs1 to VTs4 of the second surfaces LSFs1 to LSFs4 of the lenses LS1 to LS4 (that is, the lens surfaces LSFs1 to LSFs4 on the photosensitive drum side) are substantially on the same plane SPL_vts. In addition, the lens configuration and the lens position of each of the plurality of lenses LS included in the lens array 299 are the same. Further, the lens rows LSR1 to LSR4 are arranged such that the optical axes OA1 to OA4 of the lenses LS1 to LS4 belonging to each of them are parallel to each other.

また、ラインヘッド29は、感光体ドラム21に対して次のように配置されている。すなわち、各レンズLS1〜LS4の像面対向距離ld1〜ld4のうちの像面対向距離ld1が、他の像面対向距離ld2〜ld4と比べて小さくなるように、ラインヘッド29は配置されている。換言すれば、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ld1が最小となるように、ラインヘッド29を配置している。ここで、端部レンズ行は、4行のレンズ行LSR1〜LSR4のうち幅方向LTDの各端部のレンズ行LSR1、LSR4である。なお、対称軸SAは感光体ドラムの表面形状の曲率中心CC21を通過しない。   The line head 29 is arranged with respect to the photosensitive drum 21 as follows. That is, the line head 29 is arranged so that the image surface facing distance ld1 of the image surface facing distances ld1 to ld4 of the lenses LS1 to LS4 is smaller than the other image surface facing distances ld2 to ld4. . In other words, the line head 29 is arranged so that the image plane facing distance ld1 of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1 is minimized. Here, the end lens rows are the lens rows LSR1 and LSR4 at the respective ends in the width direction LTD among the four lens rows LSR1 to LSR4. The symmetry axis SA does not pass through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum.

このように、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ld1が最小となるようにラインヘッド29を配置した場合、端部レンズ行LSR1から幅方向LTDに向うに連れて(レンズ行LSR2〜LSR4と向うに連れて)、像面対向距離ldが単調増加する。したがって、各端部レンズ行LSR1、LSR4に対応する、像面対向距離ld1と像面対向距離ld4との差が大きくる。よって、4行のレンズ行LSR1〜LSR4の間における像面対向距離ldの差異Δld_maxが大きくなってしまう。そして、このような像面対向距離ldの差異は、像感光体距離fd1〜fd4の差異を引き起こす。つまり、図20の上段が示すように、像感光体距離の最小値fd1と最大値fd4との差が大きくなっている。そして、かかる像感光体距離fdの差異が大きくなると、感光体ドラム表面に形成される像が4行のレンズ行LSR1〜LSR4の間で大きく異なり、良好な露光が行なえないという問題、つまり露光不良が発生する可能性があった。そこで、発明の理解を容易にするために、上述の露光不良について、より具体的なシミュレーションの結果を用いて説明する。つまり、図20、図21で示したような感光体ドラム21とラインヘッド29との配置関係におけるシミュレーション結果を通じて、露光不良の具体的内容を説明する。   In this way, when the line head 29 is arranged so that the image plane facing distance ld1 of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1 is minimized, the lens head is moved from the end lens row LSR1 to the width direction LTD (lens row). As the distance from LSR2 to LSR4 increases, the image plane facing distance ld monotonously increases. Therefore, the difference between the image surface facing distance ld1 and the image surface facing distance ld4 corresponding to each of the end lens rows LSR1 and LSR4 increases. Therefore, the difference Δld_max in the image plane facing distance ld between the four lens rows LSR1 to LSR4 becomes large. Such a difference in the image surface facing distance ld causes a difference in the image photosensitive member distances fd1 to fd4. That is, as shown in the upper part of FIG. 20, the difference between the minimum value fd1 and the maximum value fd4 of the image photoreceptor distance is large. When the difference in the image photosensitive member distance fd becomes large, the image formed on the surface of the photosensitive drum is greatly different among the four lens rows LSR1 to LSR4, and a satisfactory exposure cannot be performed. Could occur. Therefore, in order to facilitate understanding of the invention, the above-described exposure failure will be described using more specific simulation results. That is, the specific contents of the exposure failure will be described through simulation results on the arrangement relationship between the photosensitive drum 21 and the line head 29 as shown in FIGS.

比較例2におけるシミュレーションでは、感光体ドラム21とラインヘッドとの配置関係は、図20、図21で示した配置関係である。つまり、各レンズLS1〜LS4の像面対向距離ld1〜ld4のうちの像面対向距離ld1(つまり、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ld1)が、他の像面対向距離ld2〜ld4と比べて小さくなるように、ラインヘッド29は配置されている。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチPlsrおよび発光素子グループ行ピッチPegrは、1.65mmとした。また、感光体ドラム21の径が25mm、40mm、80mmのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。比較例2のシミュレーションにおける、レンズデータ、非球面係数および光学系諸元は、比較例1と同様である。つまり、比較例2におけるシミュレーションは、表1〜表3のデータおよび数1に基づいて実行された。   In the simulation in Comparative Example 2, the positional relationship between the photosensitive drum 21 and the line head is the positional relationship shown in FIGS. That is, the image plane facing distance ld1 (that is, the image plane facing distance ld1 of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1) among the image plane facing distances ld1 to ld4 of the lenses LS1 to LS4 is the other image plane facing distance. The line head 29 is arranged so as to be smaller than ld2 to ld4. In the simulation, the lens row pitch Plsr and the light emitting element group row pitch Pegr were 1.65 mm. In addition, a simulation was performed for each case where the diameter of the photosensitive drum 21 was 25 mm, 40 mm, and 80 mm. The lens data, aspheric coefficient, and optical system specifications in the simulation of Comparative Example 2 are the same as those of Comparative Example 1. That is, the simulation in Comparative Example 2 was executed based on the data in Tables 1 to 3 and Equation 1.

表12は、上記条件にて実行したシミュレーション結果である。同表が示す、値Δldは、レンズLS1〜LS4に対応する像面対向距離ld1〜ld4それぞれから、最小の像面対向距離ld1を引いた値である。したがって、値Δldの最大値が、上述してきた像面対向距離ld1〜ld4の間における差異Δld_maxとなる。以下に、感光体ドラム21の径が25mmの場合と、40mmの場合と、80mmの場合とについて、かかるシミュレーション結果を説明する。   Table 12 shows the simulation results executed under the above conditions. The value Δld shown in the table is a value obtained by subtracting the minimum image plane facing distance ld1 from the image plane facing distances ld1 to ld4 corresponding to the lenses LS1 to LS4. Therefore, the maximum value Δld is the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 described above. The simulation results will be described below for the case where the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, 40 mm, and 80 mm.

Figure 2008221570
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まず、感光体ドラム径が25mmの場合ついて説明する。表12の「感光体径φ25mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が25mmの場合、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異Δld_maxは1.022mmである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異に起因して、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットの径が、レンズLS1〜LS4の間で異なる。具体的には、レンズLS1により形成されるスポットのスポット径が最小値29.1μmであるのに対して、レンズLS4により形成されるスポットのスポット径が最大値567.3μmとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大538.2μm(=567.3μm−29.1μm)である。このように、比較例2では、感光体ドラム21の径が25mmの場合、レンズ行LSR1〜LSR4の間で、形成するスポットの径が最大538.2μm異なるという、露光不良が発生している。   First, the case where the photosensitive drum diameter is 25 mm will be described. As shown in the column “photosensitive member diameter φ25 mm” in Table 12, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is 1.022 mm. As described above, the reason why the large difference Δld_max in the image plane facing distance is generated is that the position of the line head 29 is not appropriate as described above. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed on the surface of the photosensitive drum 21 due to the difference between the image plane facing distances ld1 to ld4 is between the lenses LS1 to LS4. Different. Specifically, the spot diameter of the spot formed by the lens LS1 has a minimum value of 29.1 μm, whereas the spot diameter of the spot formed by the lens LS4 has a maximum value of 567.3 μm. That is, in the comparative example, the difference in spot diameter is 538.2 μm (= 567.3 μm−29.1 μm) at the maximum. As described above, in Comparative Example 2, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, an exposure failure occurs in which the diameters of spots to be formed differ by a maximum of 538.2 μm between the lens rows LSR1 to LSR4.

次に、感光体ドラム径40mmの場合について説明する。表12の「感光体径φ40mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が40mmの場合、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異Δld_maxは0.622mmである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異に起因して、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットの径が、レンズLS1〜LS4の間で異なる。具体的には、レンズLS1により形成されるスポットのスポット径が最小値29.1μmであるのに対して、レンズLS4により形成されるスポットのスポット径が最大値328.3μmとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大299.2μm(=328.3μm−29.1μm)である。このように、比較例2では、感光体ドラム21の径が40mmの場合、レンズ行LSR1〜LSR4の間で、形成するスポットの径が最大299.2μm異なるという、露光不良が発生している。   Next, a case where the photosensitive drum diameter is 40 mm will be described. As shown in the column of “photosensitive member diameter φ40 mm” in Table 12, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 40 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is 0.622 mm. As described above, the reason why the large difference Δld_max in the image plane facing distance is generated is that the position of the line head 29 is not appropriate as described above. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed on the surface of the photosensitive drum 21 due to the difference between the image plane facing distances ld1 to ld4 is between the lenses LS1 to LS4. Different. Specifically, the spot diameter of the spot formed by the lens LS1 has a minimum value of 29.1 μm, whereas the spot diameter of the spot formed by the lens LS4 has a maximum value of 328.3 μm. That is, in the comparative example, the difference in spot diameter is a maximum of 299.2 μm (= 328.3 μm−29.1 μm). As described above, in Comparative Example 2, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 40 mm, an exposure failure occurs in which the diameter of the spot to be formed differs by a maximum of 299.2 μm between the lens rows LSR1 to LSR4.

最後に、感光体ドラム径80mmの場合について説明する。表12の「感光体径φ80mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が80mmの場合、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異Δld_maxは0.307mmである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異に起因して、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットの径が、レンズLS1〜LS4の間で異なる。具体的には、レンズLS1により形成されるスポットのスポット径が最小値29.1μmであるのに対して、レンズLS4により形成されるスポットのスポット径が最大値151.4μmとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大122.3μm(=151.4μm−29.1μm)である。このように、比較例2では、感光体ドラム21の径が80mmの場合、レンズ行LSR1〜LSR4の間で、形成するスポットの径が最大122.3μm異なるという、露光不良が発生している。   Finally, a case where the photosensitive drum diameter is 80 mm will be described. As shown in the column of “photosensitive member diameter φ80 mm” in Table 12, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 80 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is 0.307 mm. As described above, the reason why the large difference Δld_max in the image plane facing distance is generated is that the position of the line head 29 is not appropriate as described above. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed on the surface of the photosensitive drum 21 due to the difference between the image plane facing distances ld1 to ld4 is between the lenses LS1 to LS4. Different. Specifically, the spot diameter of the spot formed by the lens LS1 has a minimum value of 29.1 μm, whereas the spot diameter of the spot formed by the lens LS4 has a maximum value of 151.4 μm. That is, in the comparative example, the maximum spot diameter difference is 122.3 μm (= 151.4 μm−29.1 μm). As described above, in Comparative Example 2, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 80 mm, an exposure failure occurs in which the diameters of spots to be formed differ by a maximum of 122.3 μm between the lens rows LSR1 to LSR4.

比較例2を用いて説明したように、ラインヘッド29の配置位置が適切でないことに起因して像面対向距離ld1〜ld4の間に差異が発生し、その結果、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットのスポット径に差異が発生するとの露光不良が引き起こされる。しかしながら、かかる露光不良の発生は、ラインヘッド29と感光体ドラム21との配置関係を適切にすることで抑制することができる。そこで、次に実施例3において、感光体ドラム21とラインヘッド29との配置関係が適切な場合におけるシミュレーション結果を示しつつ、露光不良の発生が抑制されることを説明する。   As described with reference to Comparative Example 2, a difference occurs between the image plane facing distances ld1 to ld4 due to an inappropriate arrangement position of the line head 29. As a result, the surface of the photosensitive drum 21 is changed. An exposure failure occurs when a difference occurs in the spot diameters of the formed spots. However, the occurrence of such exposure failure can be suppressed by making the arrangement relationship between the line head 29 and the photosensitive drum 21 appropriate. Therefore, in the third embodiment, it will be described that the occurrence of exposure failure is suppressed while showing a simulation result when the arrangement relationship between the photosensitive drum 21 and the line head 29 is appropriate.

実施例3
図22、図23は、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。なお、同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。つまり、図22、図23ともに、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を長手方向LGDから見た場合を表している。
Example 3
22 and 23 are sub-scan sectional views showing the positional relationship between the line head and the photosensitive drum. In the upper part of the figure, the broken-line square part in the lower part of the figure is enlarged and displayed. That is, both FIG. 22 and FIG. 23 show a case where the arrangement relationship between the line head and the photosensitive drum is viewed from the longitudinal direction LGD.

ラインヘッド29は、4行のレンズ行LSR1〜LSR4を、幅方向LTDの互いに異なる配置位置AP1〜AP4に配置している。より具体的には、4行のレンズ行LSR1〜LSR4は、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、対称軸SAに対して幅方向LTDに略対称に配置されている。かかる対称軸SAは、幅方向LTDに対して略直交する。また、レンズLS1〜LS4の第2面LSFs1〜LSFs4(つまり、感光体ドラム側のレンズ面LSFs1〜LSFs4)の頂点VTs1〜VTs4は、略同一平面SPL_vtsにある。また、レンズアレイ299が有する複数のレンズLSそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。さらに、レンズ行LSR1〜LSR4は、それぞれに属するレンズLS1〜LS4の光軸OA1〜OA4が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ299は、対称軸SAが感光体ドラム21の表面形状の曲率中心CC21を通るように配置されている。よって、対称軸SAは、感光体ドラム21の回転軸を通ることとなる。   The line head 29 arranges four lens rows LSR1 to LSR4 at different arrangement positions AP1 to AP4 in the width direction LTD. More specifically, the four lens rows LSR1 to LSR4 are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are arranged substantially symmetrically in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA. The symmetry axis SA is substantially orthogonal to the width direction LTD. The vertices VTs1 to VTs4 of the second surfaces LSFs1 to LSFs4 of the lenses LS1 to LS4 (that is, the lens surfaces LSFs1 to LSFs4 on the photosensitive drum side) are substantially on the same plane SPL_vts. In addition, the lens configuration and the lens position of each of the plurality of lenses LS included in the lens array 299 are the same. Further, the lens rows LSR1 to LSR4 are arranged such that the optical axes OA1 to OA4 of the lenses LS1 to LS4 belonging to each of them are parallel to each other. The lens array 299 is arranged so that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum 21. Therefore, the symmetry axis SA passes through the rotation axis of the photosensitive drum 21.

レンズ行LSR1〜LSR4は、いずれも感光体ドラム21の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行LSR1〜LSR4それぞれは、感光体ドラム表面(潜像担持体表面)の副走査方向SDにおいて互いに異なる対向位置FCP1〜FCP4に対向する。したがって、レンズ行LSR1に属するレンズLS1は、該レンズLS1が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB1を、対向位置FCP1に向けて結像する。その結果、光ビームLB1は、結像位置FP1に結像される。また、レンズ行LSR2に属するレンズLS2は、該レンズLS2が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB2を、対向位置FCP2に向けて結像する。その結果、光ビームLB2は、結像位置FP2に結像される。また、レンズ行LSR3に属するレンズLS3は、該レンズLS3が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB3を、対向位置FCP3に向けて結像する。また、レンズ行LSR4に属するレンズLS4は、該レンズLS4が対向する発光素子グループ295から射出された光ビームLB4を、対向位置FCP4に向けて結像する。その結果、光ビームLB4は、結像位置FP4に結像される。   The lens rows LSR1 to LSR4 are all arranged to face the surface of the photosensitive drum 21. At this time, each of the lens rows LSR1 to LSR4 faces different facing positions FCP1 to FCP4 in the sub scanning direction SD on the surface of the photosensitive drum (latent image carrier surface). Accordingly, the lens LS1 belonging to the lens row LSR1 forms an image of the light beam LB1 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS1 toward the facing position FCP1. As a result, the light beam LB1 is imaged at the imaging position FP1. The lens LS2 belonging to the lens row LSR2 forms an image of the light beam LB2 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS2 toward the facing position FCP2. As a result, the light beam LB2 is imaged at the imaging position FP2. Further, the lens LS3 belonging to the lens row LSR3 forms an image of the light beam LB3 emitted from the light emitting element group 295 facing the lens LS3 toward the facing position FCP3. The lens LS4 belonging to the lens row LSR4 forms an image of the light beam LB4 emitted from the light emitting element group 295 opposed to the lens LS4 toward the facing position FCP4. As a result, the light beam LB4 is imaged at the imaging position FP4.

このように、異なるレンズ行LSRに属するレンズLSによって結像された光ビームの結像位置FPは、副走査方向SDにおいて互いに異なる。ここで、結像位置FPとは、レンズLSを通過した光ビームLBが、最も小さいスポット径で像を形成する位置とその近傍である。なお、上述の通り、レンズLS1〜LS4のレンズ構成・レンズ位置は互いに等しい。よって、結像位置FP1〜FP4は、同一平面SPL_fpの上にある。   As described above, the imaging positions FP of the light beams formed by the lenses LS belonging to different lens rows LSR are different from each other in the sub-scanning direction SD. Here, the imaging position FP is a position where the light beam LB that has passed through the lens LS forms an image with the smallest spot diameter and its vicinity. As described above, the lens configurations and lens positions of the lenses LS1 to LS4 are equal to each other. Therefore, the imaging positions FP1 to FP4 are on the same plane SPL_fp.

ところで、レンズアレイ299と対向する感光体ドラム21の表面は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイ299に対して凸面となっている。したがって、4行のレンズ行LSR1〜LSR4の間で、レンズLSと感光体ドラム表面までの像面対向距離ld1〜ld4に差異が発生する。そして、ラインヘッド29と感光体ドラム表面との配置関係が適切でないと、かかる像面対向距離ld1〜ld4の差異が大きくなって、比較例2で示したような露光不良が発生する場合があった。   By the way, the surface of the photosensitive drum 21 facing the lens array 299 is convex with respect to the lens array 299 with a curvature in the sub-scan section. Therefore, a difference occurs in the image surface facing distances ld1 to ld4 between the lens LS and the photosensitive drum surface among the four lens rows LSR1 to LSR4. If the arrangement relationship between the line head 29 and the surface of the photosensitive drum is not appropriate, the difference between the image surface facing distances ld1 to ld4 becomes large, and the exposure failure as shown in Comparative Example 2 may occur. It was.

かかる問題に対応すべく、本実施形態では、ラインヘッド29は次のように配置されている。つまり、ラインヘッド29は、4行のレンズ行のうち幅方向LTDの各端部の端部レンズ行LSR1、LSR4以外のレンズ行LSR2、LSR3に属するレンズLS2、LS3の像面対向距離ld2、ld3が、端部レンズ行LSR1、LSR4に属するレンズLS1、LS4の像面対向距離ld1、ld4よりも小さくなるように、感光体ドラム表面に対して配置されている。
つまり、次の大小関係
ld2<ld1
ld2<ld4
ld3<ld1
ld3<ld4
が満たされるように、ラインヘッド29は配置されている。よって、4行のレンズ行LSR1〜LSR4の間における像面対向距離ldの差異Δld_maxを抑制することが可能となり、その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。
In order to cope with such a problem, in the present embodiment, the line head 29 is arranged as follows. That is, the line head 29 includes the image plane facing distances ld2 and ld3 of the lenses LS2 and LS3 belonging to the lens rows LSR2 and LSR3 other than the end lens rows LSR1 and LSR4 at the respective ends in the width direction LTD among the four lens rows. Is arranged with respect to the surface of the photosensitive drum so as to be smaller than the image plane facing distances ld1 and ld4 of the lenses LS1 and LS4 belonging to the end lens rows LSR1 and LSR4.
In other words, the following magnitude relationship ld2 <ld1
ld2 <ld4
ld3 <ld1
ld3 <ld4
The line head 29 is arranged so that Accordingly, it is possible to suppress the difference Δld_max in the image plane facing distance ld between the four lens rows LSR1 to LSR4, and as a result, it is possible to suppress the occurrence of the above-described exposure failure and realize good exposure.

つまり、図22、図23に示すようにラインヘッド29を配置した場合、図20、図21で示したような端部レンズ行LSR1から幅方向LTDに向うに連れて像面対向距離ldが単調増加するという状況の発生が抑制される。詳述すると、図22、図23では、端部レンズ行LSR1に属するレンズLS1の像面対向距離ldは、距離ld1である。そして、端部レンズ行LSR1から幅方向LTDに向かって像面対向距離ldは減少し、レンズ行LSR2、LSR3に属するレンズLS2、LS3それぞれの像面対向距離ldは、距離ld2、ld3である。さらに、幅方向LTDに向かうと像面対向距離ldは増加し、端部レンズ行LSR4に属するレンズLS4の像面対向距離ldは、距離ld4となる。このとき、像面対向距離ldの差異Δld_maxは、端部レンズ行LSR1(または、端部LSR4)に対応する像面対向距離ld1(または、像対向距離ld4)と、レンズ行LSR2(または、レンズ行LSR3)に対応する像面対向距離ld2(または、像面対向距離ld3)との差である。その結果、図22、図23における像面対向距離ldの差異Δld_maxが、図20、図21における像面対向距離ldの差異Δld_maxと比較して小さくなっている。   That is, when the line head 29 is arranged as shown in FIGS. 22 and 23, the image plane facing distance ld is monotonous from the end lens row LSR1 as shown in FIGS. 20 and 21 toward the width direction LTD. Occurrence of an increasing situation is suppressed. More specifically, in FIGS. 22 and 23, the image plane facing distance ld of the lens LS1 belonging to the end lens row LSR1 is the distance ld1. The image plane facing distance ld decreases from the end lens row LSR1 in the width direction LTD, and the image plane facing distances ld of the lenses LS2 and LS3 belonging to the lens rows LSR2 and LSR3 are distances ld2 and ld3. Furthermore, the image plane facing distance ld increases toward the width direction LTD, and the image plane facing distance ld of the lens LS4 belonging to the end lens row LSR4 becomes the distance ld4. At this time, the difference Δld_max in the image plane facing distance ld is determined by the image surface facing distance ld1 (or image facing distance ld4) corresponding to the end lens row LSR1 (or the end portion LSR4) and the lens row LSR2 (or lens). This is the difference from the image surface facing distance ld2 (or image surface facing distance ld3) corresponding to the row LSR3). As a result, the difference Δld_max in the image plane facing distance ld in FIGS. 22 and 23 is smaller than the difference Δld_max in the image plane facing distance ld in FIGS.

このように、図22、図23に示すようにラインヘッド29を配置した場合、像面対向距離ldの幅方向LTDにおける変化は、減少傾向を示すのに続いて増加傾向へと転じる。したがって、像面対向距離ldの幅方向LTDにおける変化が単調増加である場合と比較して、像面対向距離の差異Δld_maxを抑制することが可能となる。その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。   As described above, when the line head 29 is disposed as shown in FIGS. 22 and 23, the change in the width direction LTD of the image plane facing distance ld starts to decrease and then increases. Therefore, it is possible to suppress the difference Δld_max in the image plane facing distance as compared with the case where the change in the width direction LTD of the image plane facing distance ld is monotonously increased. As a result, it is possible to achieve good exposure while suppressing the occurrence of the exposure failure.

特に、本実施形態では、レンズ行LSR1〜LSR4は、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向LTDに略垂直な対称軸SAに対して幅方向LTDにおいて略対称に配置されている。そして、該対称軸SAに最も近いレンズ行LSR2、LSR3(中央レンズ行)に属するレンズLS2、LS3の像面対向距離ld2、ld3が、中央レンズ行LSR2、LSR3以外の各レンズ行LSR1、LSR4に属するレンズLS1、LS4の像面対向距離ld1、ld4と比較して小さくなるように、ラインヘッド29が配置されている。したがって、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっている。   In particular, in the present embodiment, the lens rows LSR1 to LSR4 are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are substantially symmetrical in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA substantially perpendicular to the width direction LTD in the sub-scanning section. Is arranged. Then, the image plane facing distances ld2 and ld3 of the lenses LS2 and LS3 belonging to the lens rows LSR2 and LSR3 (center lens row) closest to the symmetry axis SA are in the lens rows LSR1 and LSR4 other than the center lens rows LSR2 and LSR3. The line head 29 is arranged so as to be smaller than the image plane facing distances ld1 and ld4 of the lenses LS1 and LS4 to which it belongs. Therefore, the difference Δld_max in the image plane facing distance can be more effectively suppressed.

つまり、差異Δld_maxは像面対向距離ldの最大値と最小値との差であるが、像面対向距離ldの最大値は、幅方向LTDの両端にある各端部レンズ行LSR1、LSR4のいずれかに属するレンズLSの像面対向距離ldとなる。つまり、像面対向距離ldの最大値は、像面対向距離ld1か像面対向距離ld4の何れか大きい方となる。したがって、差異Δld_maxを抑制するという観点からは、端部レンズ行LSR1、LSR4に属するレンズLSの像面対向距離ld1、ld4の両方を、できるだけ小さくすることが好適である。これに対して、各端部レンズ行LSR1、LSR4に対応する像面対向距離ld1、ld4は、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。つまり、例えば、ラインヘッド29の位置を幅方向LTDにおいて調整して(つまり、幅方向LTDに動かして)、像面対向距離ld1、ld4の両方を小さくしようとしても、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。このような関係の下では、差異Δld_maxを抑制するにあたっては、これら像面対向距離ld1、ld4が同程度であるのが好適である。   That is, the difference Δld_max is the difference between the maximum value and the minimum value of the image plane facing distance ld, and the maximum value of the image plane facing distance ld is any of the end lens rows LSR1 and LSR4 at both ends in the width direction LTD. This is the image surface facing distance ld of the lens LS belonging to the lens. That is, the maximum value of the image surface facing distance ld is the larger of the image surface facing distance ld1 and the image surface facing distance ld4. Therefore, from the viewpoint of suppressing the difference Δld_max, it is preferable to make both the image plane facing distances ld1 and ld4 of the lenses LS belonging to the end lens rows LSR1 and LSR4 as small as possible. On the other hand, the image plane facing distances ld1 and ld4 corresponding to the end lens rows LSR1 and LSR4 are in a relationship in which when one is reduced, the other is increased. That is, for example, even if the position of the line head 29 is adjusted in the width direction LTD (that is, moved in the width direction LTD) to reduce both of the image plane facing distances ld1 and ld4, if one is reduced, the other is increased. There is a relationship. Under such a relationship, in order to suppress the difference Δld_max, it is preferable that the image plane facing distances ld1 and ld4 are approximately the same.

そこで、本実施形態における画像形成装置は、レンズ行LSR1〜LSR4を対称軸SAに対して略対称に配置するとともに、対称軸SAに最も近い中央レンズ行LSR2、LSR3に属するレンズLS2、LS3の像面対向距離ld2、ld3が、中央レンズ行LSR2、LSR3以外のレンズ行LSR1、LSR4と比較して小さくなるようにラインヘッド29を配置している。なんとなれば、このように構成することで、端部レンズ行LSR1、LSR4に対応する像面対向距離ld1、ld4を同程度とすることができるからである。その結果、本実施形態における画像形成装置では、像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されて、良好な露光が実現されている。   Therefore, the image forming apparatus according to the present embodiment arranges the lens rows LSR1 to LSR4 substantially symmetrically with respect to the symmetry axis SA, and images of the lenses LS2 and LS3 belonging to the central lens rows LSR2 and LSR3 closest to the symmetry axis SA. The line head 29 is arranged so that the surface facing distances ld2, ld3 are smaller than those of the lens rows LSR1, LSR4 other than the central lens rows LSR2, LSR3. This is because with this configuration, the image plane facing distances ld1 and ld4 corresponding to the end lens rows LSR1 and LSR4 can be made comparable. As a result, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the difference Δld_max in the image plane facing distance is suppressed, and good exposure is realized.

さらに、感光体ドラム21のように表面形状が曲率中心CC21を有する潜像担持体に対してラインヘッド29を配置するに際しては、次のようにラインヘッドを配置することが好適である。つまり、実施例3では、対称軸SAが感光体ドラム21の表面形状の曲率中心CC21(つまり、感光体ドラム21の回転軸)を通るように、ラインヘッド29は配置されている。したがって、端部レンズLSR1、LSR4に対応する像面対向距離ld1、ld4は、互いに等しくなる。その結果、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっており、より良好な露光が実現でき、好適である。そこで、発明の理解の容易のため、図22、図23に示すようにラインヘッド29を配置したとの条件で実行したシミュレーションの結果について、次に説明する。   Further, when the line head 29 is disposed on a latent image carrier having a surface center of curvature CC21 such as the photosensitive drum 21, it is preferable to dispose the line head as follows. That is, in Example 3, the line head 29 is arranged so that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum 21 (that is, the rotational axis of the photosensitive drum 21). Accordingly, the image plane facing distances ld1 and ld4 corresponding to the end lenses LSR1 and LSR4 are equal to each other. As a result, it is possible to more effectively suppress the difference Δld_max in the image plane facing distance, and it is possible to achieve better exposure, which is preferable. Therefore, for easy understanding of the invention, the result of the simulation executed under the condition that the line head 29 is arranged as shown in FIGS. 22 and 23 will be described below.

実施例3におけるシミュレーションでは、感光体ドラム21とラインヘッドとの配置関係は、図22、図23で示した配置関係である。つまり、レンズ行LSR1〜LSR4は所定のレンズ行ピッチPlsrで幅方向LTDに配置されている。また、中央レンズ行LSR2、LSR3に対応する像面対向距離ld2、ld3が、他のレンズ行LSR1、LSR4に対応する像面対向距離ld1、ld4よりも小さくなるように、ラインヘッド29は配置されている。また、レンズ行LSR1〜LSR4の対称軸SAは、感光体ドラムの表面形状の曲率中心CC21を通る。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチPlsrおよび発光素子グループ行ピッチPegrは、1.65mmとした。また、感光体ドラム21の径が25mm、40mm、80mmのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。なお、レンズLSのレンズ構成・レンズ位置に関する条件においては、実施例3と比較例2とは同様である。つまり、レンズデータ、非球面係数および光学系諸元については、実施例3と比較例2とは同様である。   In the simulation in Example 3, the positional relationship between the photosensitive drum 21 and the line head is the positional relationship shown in FIGS. That is, the lens rows LSR1 to LSR4 are arranged in the width direction LTD at a predetermined lens row pitch Plsr. The line head 29 is arranged so that the image plane facing distances ld2 and ld3 corresponding to the central lens rows LSR2 and LSR3 are smaller than the image plane facing distances ld1 and ld4 corresponding to the other lens rows LSR1 and LSR4. ing. The symmetry axis SA of the lens rows LSR1 to LSR4 passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum. In the simulation, the lens row pitch Plsr and the light emitting element group row pitch Pegr were 1.65 mm. In addition, a simulation was performed for each case where the diameter of the photosensitive drum 21 was 25 mm, 40 mm, and 80 mm. Note that Example 3 and Comparative Example 2 are the same in terms of the lens configuration and lens position of the lens LS. That is, Example 3 and Comparative Example 2 are the same in terms of lens data, aspheric coefficient, and optical system specifications.

表13は、上記条件にて実行した実施例3におけるシミュレーション結果である。以下に、感光体ドラム21の径が25mmの場合と、40mmの場合と、80mmの場合とについて、かかるシミュレーション結果を説明する。   Table 13 shows simulation results in Example 3 executed under the above conditions. The simulation results will be described below for the case where the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, 40 mm, and 80 mm.

Figure 2008221570
Figure 2008221570

まず、感光体ドラム径25mmの場合について説明する。表13の「感光体径φ25mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が25mmの場合、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異Δld_maxは0.22mmであり、比較例2における1.022mmと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズLS1〜LS3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が29.1μm(レンズLS2、LS3によるスポットのスポット径)である一方、最大値が107.6μm(レンズLS1、LS4によるスポットのスポット径)である。つまり、実施例3では、スポット径の差異は最大78.5μm(=107.6μm−29.1μm)であり、比較例2におけるスポット径の差異538.2μmと比較して大幅に改善されていることがわかる。   First, the case where the photosensitive drum diameter is 25 mm will be described. As shown in the column “photosensitive member diameter φ25 mm” in Table 13, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 25 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is 0.22 mm. It turns out that it is improving compared with 1.022 mm. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed by the lenses LS1 to LS3 has a minimum value of 29.1 μm (the spot diameter of the spots by the lenses LS2 and LS3), while the maximum value is 107.6 μm (the spot diameter of the spots by the lenses LS1 and LS4). That is, in Example 3, the maximum spot diameter difference is 78.5 μm (= 107.6 μm−29.1 μm), which is greatly improved compared to the spot diameter difference 538.2 μm in Comparative Example 2. I understand that.

次に、感光体ドラム径40mmの場合について説明する。表13の「感光体径φ40mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が40mmの場合、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異Δld_maxは0.137mmであり、比較例2における0.622mmと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズLS1〜LS4により形成されるスポットのスポット径は、最小値が29.1μm(レンズLS2、LS3によるスポットのスポット径)である一方、最大値が70.0μm(レンズLS1、LS4によるスポットのスポット径)である。つまり、実施例3では、スポット径の差異は最大40.9μm(=70.0μm−29.1μm)であり、比較例2におけるスポット径の差異299.2μmと比較して大幅に改善されていることがわかる。   Next, a case where the photosensitive drum diameter is 40 mm will be described. As shown in the column of “photosensitive member diameter φ40 mm” in Table 13, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 40 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is 0.137 mm. It can be seen that this is an improvement compared to 0.622 mm. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed by the lenses LS1 to LS4 has a minimum value of 29.1 μm (the spot diameter of the spots by the lenses LS2 and LS3), while the maximum value is 70.0 μm (the spot diameter of the spots by the lenses LS1 and LS4). That is, in Example 3, the maximum spot diameter difference is 40.9 μm (= 70.0 μm−29.1 μm), which is a significant improvement compared to the spot diameter difference 299.2 μm in Comparative Example 2. I understand that.

次に、感光体ドラム径80mmの場合について説明する。表13の「感光体径φ80mm」の欄に示すように、感光体ドラム21の径が80mmの場合、像面対向距離ld1〜ld4の間の差異Δld_maxは0.068mmであり、比較例2における0.307mmと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズLS1〜LS4により形成されるスポットのスポット径は、最小値が29.1μm(レンズLS2、LS3によるスポットのスポット径)である一方、最大値が40.2μm(レンズLS1、LS4によるスポットのスポット径)である。つまり、実施例3では、スポット径の差異は最大11.1μm(=40.2μm−29.1μm)であり、比較例2におけるスポット径の差異122.3μmと比較して大幅に改善されていることがわかる。   Next, the case where the photosensitive drum diameter is 80 mm will be described. As shown in the column of “photosensitive member diameter φ80 mm” in Table 13, when the diameter of the photosensitive drum 21 is 80 mm, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is 0.068 mm. It can be seen that this is an improvement compared to 0.307 mm. As indicated by the spot diameter in the same column, the spot diameter formed by the lenses LS1 to LS4 has a minimum value of 29.1 μm (the spot diameter of the spots by the lenses LS2 and LS3), while the maximum value is 40.2 μm (the spot diameter of the spots by the lenses LS1 and LS4). That is, in Example 3, the maximum spot diameter difference is 11.1 μm (= 40.2 μm−29.1 μm), which is greatly improved compared to the spot diameter difference 122.3 μm in Comparative Example 2. I understand that.

このように、実施例3では、ラインヘッド29を図22、図23に示したように配置することで、像面対向距離ld1〜ld4の間における差異Δld_maxを抑制している。そして、このように像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されることで、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が、比較例2と比べて抑制されている。つまり、実施例3では、比較例2と比べて良好な露光が実現されている。   As described above, in the third embodiment, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 is suppressed by arranging the line head 29 as shown in FIGS. In addition, by suppressing the difference Δld_max in the image plane facing distance in this way, the difference in the spot diameter of the spots formed on the surface of the photosensitive drum 21 is suppressed as compared with the comparative example 2. That is, in Example 3, better exposure is realized compared to Comparative Example 2.

ところで、上記実施例3では、ラインヘッド29を感光体ドラム表面に対して、図22、図23に示すように配置することで、レンズ行LSR1〜LSR4の間における像面対向距離ldの差異を抑制している。そこで、さらに、複数のレンズLSのそれぞれにおいて、該レンズLSの像面対向距離ldに応じて該レンズlSのレンズ形状を調整して、該レンズLSが対応する発光素子グループ295から射出された光ビームの結像位置FPを感光体ドラム表面の曲率形状に応じた位置としても良い。   In the third embodiment, the line head 29 is arranged on the surface of the photosensitive drum as shown in FIGS. 22 and 23, so that the difference in the image plane facing distance ld between the lens rows LSR1 to LSR4 is reduced. Suppressed. Therefore, in each of the plurality of lenses LS, the lens shape of the lens 1S is adjusted according to the image plane facing distance 1d of the lens LS, and the light emitted from the light emitting element group 295 corresponding to the lens LS. The beam imaging position FP may be a position corresponding to the curvature shape of the surface of the photosensitive drum.

つまり、ラインヘッド29を図22、図23に示すように配置することで、レンズ行LSR1〜LSR4の間における像面対向距離ldの差異が抑制されている。したがって、次の実施例4に示すように、レンズ行間LSR1〜LSR4で、レンズ形状を大きく変えずとも、光ビームの結像位置FPを感光体ドラム表面の曲率形状に応じた位置とすることが可能である。よって、レンズの設計或いは製造の複雑化を抑制しながらも、非常に良好な露光を実現することが可能となる。   That is, by disposing the line head 29 as shown in FIGS. 22 and 23, the difference in the image plane facing distance ld between the lens rows LSR1 to LSR4 is suppressed. Therefore, as shown in Example 4 below, in the lens row intervals LSR1 to LSR4, the image formation position FP of the light beam can be set to a position corresponding to the curvature shape of the surface of the photosensitive drum without changing the lens shape greatly. Is possible. Therefore, it is possible to achieve very good exposure while suppressing the complexity of lens design or manufacture.

実施例4
図24は、本発明の実施例4におけるレンズアレイを示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。レンズアレイ299と感光体ドラム21との配置関係は、図20、図21を用いて説明した配置関係(つまり、実施例3の配置関係)と同じである。したがって、実施例4においては、レンズLS1〜LS4の像面対向距離ld1〜ld4の差異Δld_maxは、抑制されている。また、実施例4におけるシミュレーションでは、感光体ドラム21の径は80μmとした。以下に説明するように、実施例4は、このように像面対向距離ldを抑制した上で、さらにレンズLSのレンズ構成を調整して、レンズLS1〜LS4による光ビームの結像位置FP1〜FP4を、感光体ドラム21の曲率形状に応じた位置とする。具体的には、結像位置FP1〜FP4を曲率形状に対応させるべく、レンズLS1〜LS4のレンズ形状を調整している。
Example 4
FIG. 24 is a sub-scan sectional view showing a lens array in Embodiment 4 of the present invention. The upper part of the figure is an enlarged view of the broken-line square part in the lower part of the figure. The arrangement relationship between the lens array 299 and the photosensitive drum 21 is the same as the arrangement relationship described with reference to FIGS. 20 and 21 (that is, the arrangement relationship in the third embodiment). Therefore, in the fourth embodiment, the difference Δld_max between the image plane facing distances ld1 to ld4 of the lenses LS1 to LS4 is suppressed. In the simulation in Example 4, the diameter of the photosensitive drum 21 was 80 μm. As described below, in the fourth embodiment, the image plane facing distance ld is suppressed as described above, and the lens configuration of the lens LS is further adjusted to form the light beam imaging positions FP1 to FP1 to LS4. FP4 is set to a position corresponding to the curvature shape of the photosensitive drum 21. Specifically, the lens shapes of the lenses LS1 to LS4 are adjusted so that the imaging positions FP1 to FP4 correspond to the curvature shape.

表14はレンズLS2、LS3のレンズデータであり、表15はレンズLS2、LS3の非球面係数である。一方、表16は、レンズLS1、LS4のレンズデータであり、表17は、レンズLS1、LS4の非球面係数である。これらの表から判るように、実施例4は、レンズLS2、LS3とレンズLS1、LS4とで、非球面係数を変えている。また、レンズLS2、LS3とレンズLS1、LS4とで、レンズ厚さおよびレンズ位置は同じである。また、表18は、実施例4におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。このように、本発明の実施例4では、レンズLS2とレンズLS3とが同一であるとともに、レンズLS1とレンズLS4とが同一である。また、レンズLS2、LS3とレンズLS1、LS4とは異なる。   Table 14 shows lens data of the lenses LS2 and LS3, and Table 15 shows aspheric coefficients of the lenses LS2 and LS3. On the other hand, Table 16 shows lens data of the lenses LS1 and LS4, and Table 17 shows aspheric coefficients of the lenses LS1 and LS4. As can be seen from these tables, in Example 4, the aspheric coefficient is changed between the lenses LS2 and LS3 and the lenses LS1 and LS4. The lens thickness and the lens position are the same between the lenses LS2 and LS3 and the lenses LS1 and LS4. Table 18 shows the optical system specifications used in the simulation in Example 4. Thus, in Example 4 of the present invention, the lens LS2 and the lens LS3 are the same, and the lens LS1 and the lens LS4 are the same. Further, the lenses LS2 and LS3 are different from the lenses LS1 and LS4.

Figure 2008221570
Figure 2008221570

Figure 2008221570
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Figure 2008221570
Figure 2008221570

表19は、上述の表14〜18で与えられるデータに基づいて、レンズLS1〜LS4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチPlsrおよび発光素子グループ行ピッチPegr等のその他の条件は、実施例3と同様である。表19が示す、差異Δfdは、レンズLS1〜LS4に対応する像感光体距離fd1〜fd4と、像感光体距離fd2との差である。つまり、像感光体距離fd1〜fd4の間における差異Δfdを、像感光体距離fd2を基準として求めている。同表が示すように、実施例4では差異Δfdは0となっている。つまり、像感光体距離fd1〜fd4は、互いに等しい。これは、図24に示すように、レンズLS1〜LS4による光ビームの結像位置FP1〜FP4が、感光体ドラム21の曲率形状に応じた位置(実施例4においては、同図が示すように感光体ドラム21の略表面)に調整されていることによる。そして、表19の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離fd1〜fd4の差異を抑制することで、感光体ドラム21の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、最小値が28.7μm(レンズLS1、LS4によるスポットのスポット径)である一方、最大値が29.1μm(レンズLS2、LS3によるスポットのスポット径)である。したがって、実施例4におけるスポット径の差異は0.4μm(=29.1μm−28.7μm)であり、実施例3におけるスポット径の差異11.1μmと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例4では、実施例3と比べて、複数のレンズ行LSR1〜LSR4の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されており、より良好な露光が実現されている。

Figure 2008221570
Table 19 shows simulation results when the lenses LS1 to LS4 are configured based on the data given in Tables 14 to 18 described above. In the simulation, other conditions such as the lens row pitch Plsr and the light emitting element group row pitch Pegr are the same as those in the third embodiment. The difference Δfd shown in Table 19 is the difference between the image photoreceptor distances fd1 to fd4 corresponding to the lenses LS1 to LS4 and the image photoreceptor distance fd2. That is, the difference Δfd between the image photosensitive member distances fd1 to fd4 is obtained on the basis of the image photosensitive member distance fd2. As shown in the table, the difference Δfd is 0 in the fourth embodiment. That is, the image photosensitive member distances fd1 to fd4 are equal to each other. As shown in FIG. 24, this is because the positions FP1 to FP4 of the light beams by the lenses LS1 to LS4 correspond to the curvature shape of the photosensitive drum 21 (in the fourth embodiment, as shown in FIG. This is because the surface of the photosensitive drum 21 is adjusted. As shown in the “Spot Diameter” column of Table 19, the difference in the spot diameters of the spots formed on the surface of the photosensitive drum 21 is suppressed by suppressing the difference in the image photosensitive member distances fd1 to fd4. You can see that Specifically, the minimum value is 28.7 μm (spot spot diameter by the lenses LS1 and LS4), while the maximum value is 29.1 μm (spot spot diameter by the lenses LS2 and LS3). Therefore, the difference in spot diameter in Example 4 is 0.4 μm (= 29.1 μm−28.7 μm), which is an improvement compared to the spot diameter difference in Example 3 of 11.1 μm. . That is, in the fourth embodiment, compared to the third embodiment, the difference in the diameter of the spots formed between the plurality of lens rows LSR1 to LSR4 is further suppressed, and better exposure is realized.
Figure 2008221570

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、上記実施形態では、レンズ行LSRは、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向LTDに略垂直な対称軸SAに対して幅方向LTDにおいて略対称に配置されている。そして、対称軸SAが感光体ドラム21の表面形状の曲率中心CC21を通るように、ラインヘッド29は配置されている。しかしながら、対称軸SAが感光体ドラム21の曲率中心CC21を通過することは、本発明に必須の要件では無い。要するに、幅方向LTDの各端部の端部レンズ行LSR以外のレンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldが、端部レンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldよりも小さくなるようにラインヘッド29を配置することで、像面対向距離ldの差異ld_maxを抑制するという本発明の効果を奏することができる。ただし、対称軸SAが感光体ドラム21の曲率中心CC21を通過するようにラインヘッド29を配置することで、より効果的に像面対向距離ldを抑制でき、好適である点は、上述の通りである。
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 above embodiment, the lens rows LSR are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are arranged substantially symmetrically in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA substantially perpendicular to the width direction LTD in the sub-scan section. ing. The line head 29 is arranged so that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the surface shape of the photosensitive drum 21. However, it is not an essential requirement for the present invention that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the photosensitive drum 21. In short, the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to the lens row LSR other than the end lens row LSR at each end in the width direction LTD is smaller than the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to the end lens row LSR. By arranging the line head 29 in such a manner, the effect of the present invention can be achieved in which the difference ld_max in the image plane facing distance ld is suppressed. However, by arranging the line head 29 so that the symmetry axis SA passes through the center of curvature CC21 of the photosensitive drum 21, the image plane facing distance ld can be more effectively suppressed, which is preferable as described above. It is.

また、上記実施形態では、レンズ行LSRは、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向LTDに略垂直な対称軸SAに対して幅方向LTDにおいて略対称に配置されている。そして、該対称軸SAに最も近いレンズ行LSR(中央レンズ行)に属するレンズLSの像面対向距離ldが、中央レンズ行LSR以外の各レンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldと比較して小さくなるように、ラインヘッド29が配置されている。しかしながら、このように構成することは本発明に必須の要件ではない。要するに、幅方向LTDの各端部の端部レンズ行LSR以外のレンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldが、端部レンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldよりも小さくなるようにラインヘッド29を配置することで、像面対向距離ldの差異ld_maxを抑制するという本発明の効果を奏することができる。ただし、中央レンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldが、中央レンズ行LSR以外の各レンズ行LSRに属するレンズLSの像面対向距離ldと比較して小さくなるように、ラインヘッド29を配置することで、より効果的に像面対向距離ldを抑制でき、好適である点は、上述の通りである。   In the above embodiment, the lens rows LSR are arranged at the lens row pitch Plsr in the width direction LTD, and are arranged substantially symmetrically in the width direction LTD with respect to the symmetry axis SA substantially perpendicular to the width direction LTD in the sub-scanning section. ing. The image plane facing distance ld of the lens LS belonging to the lens row LSR (center lens row) closest to the symmetry axis SA is equal to the image surface facing distance ld of the lens LS belonging to each lens row LSR other than the center lens row LSR. The line head 29 is arranged so as to be smaller in comparison. However, such a configuration is not an essential requirement for the present invention. In short, the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to the lens row LSR other than the end lens row LSR at each end in the width direction LTD is smaller than the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to the end lens row LSR. By arranging the line head 29 in such a manner, the effect of the present invention can be achieved in which the difference ld_max in the image plane facing distance ld is suppressed. However, the line head 29 so that the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to the central lens row LSR is smaller than the image plane facing distance ld of the lens LS belonging to each lens row LSR other than the central lens row LSR. As described above, it is possible to more effectively suppress the image plane facing distance ld by arranging.

また、上記実施形態では、レンズ行LSRの行数が3行或いは4行の場合について説明した。しかしながら、レンズ行LSRの行数はこれに限られず、N行(Nは3以上の整数)のレンズ行LSRを有するラインヘッド29に対して、本発明は適用可能である。   In the above embodiment, the case where the number of lens rows LSR is 3 or 4 has been described. However, the number of lens rows LSR is not limited to this, and the present invention is applicable to the line head 29 having N rows (N is an integer of 3 or more) lens rows LSR.

また、図9、図10を用いて説明したとおり、上述の実施形態では、開口絞りDIAがレンズLSの前側焦点に配置されており、レンズLSの像側がテレセントリックに構成されている。しかしながら、レンズLSの像側をテレセントリックに構成することは、本発明に必須の要件ではない。しかしながら、感光体ドラム21の偏心等に起因してレンズLSと感光体ドラム表面との距離とが、変動する場合がある。そして、このような変動は、感光体ドラム表面に形成されるスポットの位置の副走査方向SDへの変動を引き起こす可能性がある。これに対して、レンズLSのテレセントリックに構成した場合、かかるスポット位置の副走査方向SDへの変動を抑制するという効果を奏することができ、良好な露光が実現され、好適である。これについて詳述する。   As described with reference to FIGS. 9 and 10, in the above-described embodiment, the aperture stop DIA is disposed at the front focal point of the lens LS, and the image side of the lens LS is configured to be telecentric. However, it is not an essential requirement for the present invention that the image side of the lens LS is configured to be telecentric. However, the distance between the lens LS and the surface of the photosensitive drum may vary due to the eccentricity of the photosensitive drum 21 or the like. Such fluctuations may cause fluctuations in the sub-scanning direction SD of the positions of spots formed on the surface of the photosensitive drum. On the other hand, when the lens LS is configured to be telecentric, the effect of suppressing the fluctuation of the spot position in the sub-scanning direction SD can be obtained, and favorable exposure is realized, which is preferable. This will be described in detail.

図25は、レンズの像側をテレセントリックに構成した場合における効果を示す副走査断面図である。表面DSFは、偏心が無い場合の感光体ドラム21の表面を表す。表面DSFeは、感光体ドラム21に偏心が存在して、レンズLSの光軸OAの方向に距離CHoaだけずれた該感光体ドラム21の表面である。また、主光線PRMtは、像側テレセントリックが実現されている場合において、感光体ドラム表面の位置IMにスポットを形成する光ビームの主光線である。一方、主光線PRMntは、像側テレセントリックが実現されていない場合において、感光体ドラム表面の位置IMにスポットを形成する光ビームの主光線である。つまり、感光体ドラム21に偏心が無い場合は、主光線PRMtと主光線PRMntの感光体ドラム21の表面における位置は同じである。   FIG. 25 is a sub-scan sectional view showing an effect when the image side of the lens is telecentric. The surface DSF represents the surface of the photosensitive drum 21 when there is no eccentricity. The surface DSFe is a surface of the photosensitive drum 21 that is decentered in the photosensitive drum 21 and is shifted by a distance CHoa in the direction of the optical axis OA of the lens LS. The principal ray PRMt is a principal ray of a light beam that forms a spot at the position IM on the surface of the photosensitive drum when image-side telecentricity is realized. On the other hand, the principal ray PRMnt is a principal ray of a light beam that forms a spot at the position IM on the surface of the photosensitive drum when image-side telecentricity is not realized. That is, when the photosensitive drum 21 is not decentered, the positions of the principal ray PRMt and the principal ray PRMnt on the surface of the photosensitive drum 21 are the same.

ここで、感光体ドラム21に偏心が存在して、感光体ドラム21の表面がレンズLSの光軸OAの方向に距離CHoaだけずれた場合について考える。このとき、主光線PRMtの光ビームによるスポットの位置は位置IMeである。一方、主光線PRMntの光ビームによるスポットの位置は位置IMechである。同図が示すように、像側テレセントリックが実現されている場合は、光ビームの主光線PRMtはレンズLSの光軸OAに対して平行である。したがって、感光体ドラム21の表面が光軸OAの方向に変動した場合であっても、形成されるスポットの位置は光軸OAの方向に変動するのみであって、副走査方向SDには略変動しない。一方、像側テレセントリックが実現されていない場合は、光ビームの主光線PRMntはレンズLSの光軸OAに対して平行では無い。したがって、感光体ドラム21の表面が光軸OAの方向に変動した場合、形成されるスポットの位置は副走査方向SDに距離CHsだけ変動する。このように、レンズLSのテレセントリックに構成した場合、かかるスポット位置の副走査方向SDへの変動を抑制するという効果を奏することができ、良好な露光が実現され、好適である。   Here, consider a case where the photosensitive drum 21 is decentered and the surface of the photosensitive drum 21 is shifted by the distance CHoa in the direction of the optical axis OA of the lens LS. At this time, the spot position by the light beam of the principal ray PRMt is the position IMe. On the other hand, the spot position by the light beam of the principal ray PRMnt is the position IMech. As shown in the figure, when image-side telecentricity is realized, the principal ray PRMt of the light beam is parallel to the optical axis OA of the lens LS. Therefore, even when the surface of the photosensitive drum 21 changes in the direction of the optical axis OA, the position of the formed spot only changes in the direction of the optical axis OA, and is substantially in the sub-scanning direction SD. Does not fluctuate. On the other hand, when image-side telecentricity is not realized, the principal ray PRMnt of the light beam is not parallel to the optical axis OA of the lens LS. Therefore, when the surface of the photosensitive drum 21 varies in the direction of the optical axis OA, the position of the formed spot varies by the distance CHs in the sub-scanning direction SD. As described above, when the lens LS is configured to be telecentric, it is possible to achieve an effect of suppressing the fluctuation of the spot position in the sub-scanning direction SD, and it is preferable that favorable exposure is realized.

また、上述の実施形態は、潜像担持体として感光体ドラム21を用いた。しかしながら、本発明が適用可能である潜像担持体は、感光体ドラム21に限られない。要は、レンズアレイ299と対向する表面領域が副走査断面において曲率を有する潜像担持体全般に対して本発明を適用可能である。   In the above-described embodiment, the photosensitive drum 21 is used as the latent image carrier. However, the latent image carrier to which the present invention is applicable is not limited to the photosensitive drum 21. In short, the present invention can be applied to all latent image carriers in which the surface area facing the lens array 299 has a curvature in the sub-scan section.

図26は、本発明にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置を示す副走査断面図である。この実施形態が図1の実施形態と大きく相違する点は、感光体の態様である。すなわち、この実施形態では、感光体ドラム21の代わりに感光体ベルト21Bが用いられている。なお、その他の構成は上記実施形態と同様であるため、同一構成については同一または相当符号を付して構成説明を省略する。   FIG. 26 is a sub-scan sectional view showing an image forming apparatus equipped with a line head according to the present invention. The point that this embodiment differs greatly from the embodiment of FIG. 1 is the mode of the photoreceptor. That is, in this embodiment, a photosensitive belt 21B is used instead of the photosensitive drum 21. In addition, since the other structure is the same as that of the said embodiment, about the same structure, the same or equivalent code | symbol is attached | subjected and description of a structure is abbreviate | omitted.

この実施形態では、主走査方向MDに伸びる2本のローラ28に感光体ベルト21Bが張架されている。この感光体ベルト21Bは図示を省略する駆動モータによって所定の回転方向D21に回転移動される。また、この感光体ベルト21Bの周囲には、回転方向D21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。   In this embodiment, the photosensitive belt 21B is stretched between two rollers 28 extending in the main scanning direction MD. The photosensitive belt 21B is rotationally moved in a predetermined rotational direction D21 by a drive motor (not shown). A charging unit 23, a line head 29, a developing unit 25, and a photoconductor cleaner 27 are disposed around the photoconductor belt 21B along the rotation direction D21. Then, a charging operation, a latent image forming operation, and a toner developing operation are executed by these functional units.

この実施形態では、ラインヘッド29は、感光体ベルト21Bのローラ28への巻き掛け部に対して対向配置されている。ローラ28は円筒形である。したがって、感光体ベルト21Bの巻き掛け部は曲率形状を有する。このようにラインヘッド29を巻き掛け分に対して対向配置する理由は、次の通りである。つまり、感光体ベルト21Bの張り面は、ローラ28への巻き掛け部と比較してばたつきが大きい。そこで、感光体ベルト21Bの表面のうち比較的ばたつきが少ないローラ28への巻き掛け部にラインヘッド29を対向配置することで、ラインヘッド29と感光体ベルト21Bの表面との距離を安定化させている。   In this embodiment, the line head 29 is disposed so as to face the winding portion of the photosensitive belt 21B around the roller 28. The roller 28 is cylindrical. Therefore, the winding portion of the photoreceptor belt 21B has a curvature shape. The reason why the line head 29 is arranged so as to face the winding portion is as follows. In other words, the tension surface of the photoreceptor belt 21B has a large fluttering compared to the winding portion around the roller 28. Therefore, the distance between the line head 29 and the surface of the photosensitive belt 21B is stabilized by disposing the line head 29 so as to oppose the winding portion of the surface of the photosensitive belt 21B around the roller 28 with relatively little flutter. ing.

しかしながら、ローラ28への巻き掛け部における感光体ベルト21Bの表面形状は、副走査断面において曲率を有している。したがって、上述してきたような露光不良が発生する可能性がある。そこで、図26のような構成を備える画像形成装置においては、本発明を適用して、光ビームの結像位置を、感光体ベルト21Bの表面の曲率形状に応じた位置とすることで、良好な露光を実現可能であり好適である。   However, the surface shape of the photoreceptor belt 21B at the portion around the roller 28 has a curvature in the sub-scanning section. Therefore, the exposure failure as described above may occur. Therefore, in the image forming apparatus having the configuration as shown in FIG. 26, the present invention is applied, and the imaging position of the light beam is set to a position corresponding to the curvature shape of the surface of the photosensitive belt 21B. Therefore, it is possible to realize a proper exposure.

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一実施形態の概略を示す斜視図。1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a line head according to the present invention. 本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の幅方向の断面図。Sectional drawing of the width direction of one Embodiment of the line head concerning this invention. レンズアレイの概略を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of a lens array. レンズアレイの長手方向の断面図。Sectional drawing of the longitudinal direction of a lens array. ラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the light emitting element group in a line head. 各発光素子グループ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 each light emitting element group. 長手方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図。The figure which shows the image formation state of the lens in the cross section containing a longitudinal direction and an optical axis. 幅方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図。The figure which shows the image formation state of the lens in the cross section containing the width direction and an optical axis. 本明細書で用いる用語の説明図。Explanatory drawing of the term used by this specification. 本明細書で用いる用語の説明図。Explanatory drawing of the term used by this specification. レンズの位置等についての説明図。Explanatory drawing about the position etc. of a lens. 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. ラインヘッドの配置が適切で無い場合に対応する副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scan sectional view corresponding to a case where the line head is not properly arranged. ラインヘッドの配置が適切で無い場合に対応する副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scan sectional view corresponding to a case where the line head is not properly arranged. ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図。FIG. 3 is a sub-scanning cross-sectional view illustrating a positional relationship between a line head and a photosensitive drum. ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図。FIG. 3 is a sub-scanning cross-sectional view illustrating a positional relationship between a line head and a photosensitive drum. レンズアレイの構成を示す副走査断面図。FIG. 4 is a sub-scanning cross-sectional view illustrating a configuration of a lens array. ラインヘッドの配置が適切で無い場合に対応する副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scan sectional view corresponding to a case where the line head is not properly arranged. ラインヘッドの配置が適切で無い場合に対応する副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scan sectional view corresponding to a case where the line head is not properly arranged. ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図。FIG. 3 is a sub-scanning cross-sectional view illustrating a positional relationship between a line head and a photosensitive drum. ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図。FIG. 3 is a sub-scanning cross-sectional view illustrating a positional relationship between a line head and a photosensitive drum. レンズアレイの構成を示す副走査断面図。FIG. 4 is a sub-scanning cross-sectional view illustrating a configuration of a lens array. 像側をテレセントリックに構成した場合の効果を示す副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scanning sectional view showing an effect when the image side is configured telecentric. 本発明にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置を示す図。1 is a diagram showing an image forming apparatus equipped with a line head according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

21…感光体ドラム(潜像担持体)、 MD…主走査方向、 SD…副走査方向、 29…ラインヘッド、 293…ヘッド基板、 295…発光素子グループ、 2951…発光素子、 299…レンズアレイ、 LS,LS1,LS2,LS3,LS4…レンズ、 LSR…レンズ行、 LGD…長手方向、 LTD…幅方向、 ld1〜ld4…像面対向距離   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Photosensitive drum (latent image carrier), MD ... Main scanning direction, SD ... Sub scanning direction, 29 ... Line head, 293 ... Head substrate, 295 ... Light emitting element group, 2951 ... Light emitting element, 299 ... Lens array, LS, LS1, LS2, LS3, LS4 ... Lens, LSR ... Lens row, LGD ... Longitudinal direction, LTD ... Width direction, ld1 to ld4 ... Image surface facing distance

Claims (6)

表面が主走査方向と略直交する副走査方向に搬送される潜像担持体と、
前記主走査方向に対応する長手方向に複数のレンズを並べてなるレンズ行を、N行(Nは3以上の整数)前記副走査方向に対応する幅方向の互いに異なる配置位置に前記潜像担持体表面に対向して配置したレンズアレイと、複数の発光素子からなる発光素子グループを前記複数のレンズのそれぞれに対して配置したヘッド基板とを有し、前記複数のレンズのそれぞれは、該レンズが対応する前記発光素子グループの前記発光素子から射出された光ビームを、該レンズが対向する前記潜像担持体表面に向けて結像するラインヘッドと
を備え、
前記複数のレンズの各々について、該レンズの前記潜像担持体側のレンズ面の頂点と前記潜像担持体表面との該レンズの光軸方向における距離を像面対向距離と定義したとき、
前記N行のレンズ行のそれぞれは、前記潜像担持体表面の前記副走査方向において互いに異なる対向位置に対向しており、
前記潜像担持体の表面のうち前記レンズアレイと対向する表面領域は副走査断面において曲率を有して前記レンズアレイに対して凸面となっており、
前記ラインヘッドは、前記N行のレンズ行のうち前記幅方向の各端部の前記レンズ行を端部レンズ行としたとき、前記端部レンズ行以外のレンズ行に属する前記レンズの像面対向距離が、前記端部レンズ行に属する前記レンズの像面対向距離よりも小さくなるように、前記潜像担持体表面に対して配置されていることを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier whose surface is conveyed in a sub-scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction;
The latent image carrier has lens rows formed by arranging a plurality of lenses in a longitudinal direction corresponding to the main scanning direction, and N rows (N is an integer of 3 or more) at different arrangement positions in the width direction corresponding to the sub-scanning direction. A lens array disposed opposite to the surface; and a head substrate in which a light emitting element group including a plurality of light emitting elements is disposed for each of the plurality of lenses, and each of the plurality of lenses includes: A line head that forms an image of the light beam emitted from the light emitting element of the corresponding light emitting element group toward the surface of the latent image carrier facing the lens,
For each of the plurality of lenses, when the distance in the optical axis direction of the lens between the apex of the lens surface on the latent image carrier side of the lens and the surface of the latent image carrier is defined as an image plane facing distance,
Each of the N lens rows faces opposite positions on the surface of the latent image carrier in the sub-scanning direction,
Of the surface of the latent image carrier, the surface region facing the lens array has a curvature in the sub-scan section and is convex with respect to the lens array,
The line head faces the image plane of the lens belonging to a lens row other than the end lens row when the lens row at each end in the width direction among the N lens rows is an end lens row. The image forming apparatus, wherein the distance is arranged with respect to the surface of the latent image carrier so that the distance is smaller than an image surface facing distance of the lens belonging to the end lens row.
前記N行のレンズ行は、前記幅方向に所定のレンズ行ピッチで並ぶとともに、副走査断面において、前記幅方向に略垂直な対称軸に対して前記幅方向において略対称に配置されており、
前記ラインヘッドは、前記N行のレンズ行のうち前記対称軸に最も近い中央レンズ行に属する前記レンズの前記像面対向距離が、前記中央レンズ行以外の前記各レンズ行に属する前記レンズの前記像面対向距離と比較して小さくなるように、前記潜像担持体表面に対して配置されている請求項1記載の画像形成装置。
The N lens rows are arranged at a predetermined lens row pitch in the width direction, and are arranged substantially symmetrically in the width direction with respect to an axis of symmetry substantially perpendicular to the width direction in the sub-scan section.
The line head is configured such that an image plane facing distance of the lens belonging to the central lens row closest to the symmetry axis among the N lens rows is the lens belonging to each lens row other than the central lens row. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is disposed on the surface of the latent image carrier so as to be smaller than an image surface facing distance.
前記潜像担持体表面の曲率形状は曲率中心を有し、前記ラインヘッドは前記対称軸が前記曲率中心を通るように配置されている請求項2記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the curvature shape of the surface of the latent image carrier has a center of curvature, and the line head is disposed so that the axis of symmetry passes through the center of curvature. 前記各レンズ対して該レンズと対応する前記発光素子グループとの間に開口絞りを設けて、前記各レンズの像側がテレセントリックに構成されている請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。   4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an aperture stop is provided between each lens and the corresponding light emitting element group, and an image side of each lens is configured to be telecentric. 5. . 前記複数のレンズそれぞれにおいて、該レンズの前記像面対向距離に応じて該レンズのレンズ形状を調整して、該レンズが対応する前記発光素子グループから射出された光ビームの結像位置を前記潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置としている請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。   In each of the plurality of lenses, the lens shape of the lens is adjusted according to the image plane facing distance of the lens, and the imaging position of the light beam emitted from the light emitting element group to which the lens corresponds corresponds to the latent image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the position is set according to a curvature shape of the surface of the image carrier. 表面が主走査方向と略直交する副走査方向に搬送される潜像担持体の前記表面をラインヘッドにより露光する露光工程を備え、
前記ラインヘッドは、前記主走査方向に対応する長手方向に複数のレンズを並べてなるレンズ行を、N行(Nは3以上の整数)前記副走査方向に対応する幅方向の互いに異なる配置位置に前記潜像担持体表面に対向して配置したレンズアレイと、複数の発光素子からなる発光素子グループを前記複数のレンズのそれぞれに対して配置したヘッド基板とを有し、前記複数のレンズのそれぞれは、該レンズが対応する前記発光素子グループの前記発光素子から射出された光ビームを、該レンズが対向する前記潜像担持体表面に向けて結像し、
前記複数のレンズの各々について、該レンズの前記潜像担持体側のレンズ面の頂点と前記潜像担持体表面との該レンズの光軸方向における距離を像面対向距離と定義したとき、
前記N行のレンズ行のそれぞれは、前記潜像担持体表面の前記副走査方向において互いに異なる対向位置に対向しており、
前記潜像担持体の表面のうち前記レンズアレイと対向する表面領域は副走査断面において曲率を有して前記レンズアレイに対して凸面となっており、しかも、
前記ラインヘッドは、前記N行のレンズ行のうち前記幅方向の各端部の前記レンズ行を端部レンズ行としたとき、前記端部レンズ行以外のレンズ行に属する前記レンズの像面対向距離が、前記端部レンズ行に属する前記レンズの像面対向距離よりも小さくなるように、前記潜像担持体表面に対して配置されていることを特徴とする画像形成方法。
An exposure step of exposing the surface of the latent image carrier carried by the surface in a sub-scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction by a line head;
The line head has N rows (N is an integer of 3 or more) arranged in a longitudinal direction corresponding to the main scanning direction at different arrangement positions in the width direction corresponding to the sub-scanning direction. A lens array disposed facing the surface of the latent image carrier, and a head substrate in which a light emitting element group composed of a plurality of light emitting elements is disposed for each of the plurality of lenses, and each of the plurality of lenses Is formed by focusing the light beam emitted from the light emitting element of the light emitting element group corresponding to the lens toward the surface of the latent image carrier facing the lens,
For each of the plurality of lenses, when the distance in the optical axis direction of the lens between the apex of the lens surface on the latent image carrier side of the lens and the surface of the latent image carrier is defined as an image plane facing distance,
Each of the N lens rows faces opposite positions on the surface of the latent image carrier in the sub-scanning direction,
Of the surface of the latent image carrier, the surface region facing the lens array has a curvature in the sub-scan section and is convex with respect to the lens array,
The line head faces the image plane of the lens belonging to a lens row other than the end lens row when the lens row at each end in the width direction among the N lens rows is an end lens row. An image forming method, wherein the distance is arranged with respect to the surface of the latent image carrier so that the distance is smaller than an image surface facing distance of the lens belonging to the end lens row.
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