JP2008221790A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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、潜像担持体の表面の曲率形状に依らず露光不良の発生を抑制する技術の提供を目的とする。
【解決手段】発光素子グループが配置されている平面領域を発光素子グループの配置平面と定義し、発光素子グループの配置平面とレンズの該発光素子グループ側のレンズ面の頂点との光軸方向における距離をレンズ対向距離と定義したとき、各発光素子グループのレンズ対向距離は、該発光素子グループから射出される光ビームの結像位置が潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。
【選択図】図１７

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。

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。

特開平２−４５４６号公報

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、レンズ行を複数行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。

複数のレンズ行を用いるラインヘッドは、これら複数のレンズ行を、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に並べて、該感光体表面に対向配置する。このとき、複数のレンズ行のそれぞれは、感光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。したがって、異なるレンズ行に属するレンズによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向において互いに異なる。これに対して、感光体の表面が副走査断面において曲率を有していると、かかる曲率に起因して、複数のレンズ行の間で、結像位置と感光体表面との距離に差異が発生する場合があった。そして、このような距離の差異のため、感光体の表面に形成される像がレンズ行によって異なり、結果として、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、潜像担持体の表面の曲率形状に依らず露光不良の発生を抑制する技術の提供を目的とする。

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、複数行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、複数の発光素子グループを複数のレンズに対応して配置したヘッド基板とを有し、複数の発光素子グループのそれぞれは複数の発光素子からなり、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、複数のレンズのそれぞれは互いに同じレンズ構成を有し、複数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おり、発光素子グループのそれぞれについて、ヘッド基板の基板面のうち該発光素子グループが配置されている平面領域を該発光素子グループの配置平面と定義し、該発光素子グループの配置平面と該発光素子グループに対応するレンズの該発光素子グループ側のレンズ面の頂点との該レンズの光軸方向における距離を該発光素子グループのレンズ対向距離と定義したとき、複数の発光素子グループのレンズ対向距離は、該複数の発光素子グループのそれぞれから射出される光ビームの結像位置が潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置となるように、調整されていることを特徴としている。

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、複数行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、複数の発光素子グループを複数のレンズに対応して配置したヘッド基板とを有し、複数の発光素子グループのそれぞれは複数の発光素子からなり、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、複数のレンズのそれぞれは互いに同じレンズ構成を有し、複数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おり、発光素子グループのそれぞれについて、ヘッド基板の基板面のうち該発光素子グループが配置されている平面領域を該発光素子グループの配置平面と定義し、該発光素子グループの配置平面と該発光素子グループに対応するレンズの該発光素子グループ側のレンズ面の頂点との該レンズの光軸方向における距離を該発光素子グループのレンズ対向距離と定義したとき、複数の発光素子グループのレンズ対向距離は、該複数の発光素子グループのそれぞれから射出される光ビームの結像位置が潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置となるように、調整されていることを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）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。

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、複数行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、複数のレンズのそれぞれは互いに同じレンズ構成を有する。ヘッド基板は、複数の発光素子グループを複数のレンズに対応して配置している。また、複数の発光素子グループのそれぞれは、複数の発光素子からなる。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、該レンズが対向する潜像担持体表面に向けて結像する。

また、上記ラインヘッドでは、複数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。つまり、異なるレンズ行に属するレンズによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向において互いに異なる。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いる。したがって、かかる曲率に起因して、複数のレンズ行の間で、結像位置と潜像担持体表面との距離に差異が発生する場合があった。そして、このような距離の差異のため、潜像担持体表面に形成する像がレンズ行によって異なり、結果として、良好な露光が行なえないという露光不良が発生する可能性があった。

これに対して、上記発明では、複数の発光素子グループのレンズ対向距離は、該複数の発光素子グループのそれぞれから射出される光ビームの結像位置が潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。ここで、レンズ対向距離は、次のように定義される。つまり、発光素子グループのそれぞれについて、ヘッド基板の基板面のうち該発光素子グループが配置されている平面領域が該発光素子グループの配置平面と定義され、該発光素子グループの配置平面と該発光素子グループに対応するレンズの該発光素子グループ側のレンズ面の頂点との該レンズの光軸方向における距離が該発光素子グループのレンズ対向距離と定義される。したがって、上述のような、複数のレンズ行の間で、結像位置と潜像担持体表面との距離が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、上記発明は、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。

また、複数の発光素子グループが配置されているヘッド基板の基板面に段差を設けて、各発光素子グループの配置平面の位置を該発光素子グループが対応するレンズの光軸方向に調整することで、該発光素子グループのレンズ対向距離を調整するように構成してもよい。なんとなれば、このように構成した場合、ヘッド基板の基板面に段差を設けるのみで、各発光素子グループのレンズ対向距離を調整することが可能であり、好適である。

また、潜像担持体表面がレンズアレイに対して凸面であって、ラインヘッドが潜像担持体に対して次のように配置されている場合、すなわち、幅方向の一方端部の端部レンズ行に属するレンズの像面対向距離が、該一方端部の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より小さくなるように、ラインヘッドが潜像担持体表面に対して配置されている場合は、以下のように構成しても良い。ここで、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と定義され、複数のレンズ行のうち幅方向の各端部のレンズ行が端部レンズ行と定義される。

つまり、複数の発光素子グループが配置されているヘッド基板の基板面の形状は平面であって複数の発光素子グループの配置位置は同一平面にあり、複数の発光素子グループが配置されているヘッド基板の基板面をレンズアレイに対して傾斜させて、各発光素子グループの配置平面の位置を該発光素子グループが対応するレンズの光軸方向に調整することで、該発光素子グループのレンズ対向距離を調整するように構成しても良い。なんとなれば、このように構成した場合、ヘッド基板の基板面をレンズアレイに対して傾斜させるのみで、各発光素子グループのレンズ対向距離を調整することが可能であり、好適である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。そして、同ヘッド基板２９３に形成された駆動回路（後の図７中の符号Ｄ２９５）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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の裏面の配置平面ＡＰＬ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。

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。

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の裏面の配置平面ＡＰＬ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。

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。

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。

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、複数の発光素子グループ２９５は、複数のレンズＬＳに対応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。

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。

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。

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。

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。

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。

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にスポット行ピッチ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。

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。

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及びレンズ対向距離ｅｄ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、光軸上）における距離である。また、レンズ対向距離ｅｄは、発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬと発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳの該発光素子グループ側のレンズ面ＬＳＦfの頂点ＶＴfとの該レンズＬＳの光軸方向（つまり、光軸上）における距離である。ここで、発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬは、ヘッド基板２９３の基板面のうち該発光素子グループ２９５が配置されている平面領域である。

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。

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。

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。

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。

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１３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。

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。

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。

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。

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。

図１５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。図１６は、ラインヘッドが有するレンズアレイ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。つまり、図１５、図１６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。以下に、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係の説明を通じて、上述のラインヘッド２９により感光体ドラム２１の表面にスポットを形成する際に発生する問題について説明する。

３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤの互いに異なる配置位置ＡＰ1〜ＡＰ3に配置されている。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、幅方向ＬＴＤに略直交する対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3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。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。

また、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳは、互いに同一のレンズ構成を有する。さらに、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳは、それぞれの第１面ＬＳＦfの頂点ＶＴfが同一平面上にくるように、且つ、それぞれの第２面ＬＳＦsの頂点ＶＴsが同一平面上にくるように配置されている。つまり、図１６に示すように、レンズＬＳ1の第１面ＬＳＦf1の頂点ＶＴf1と、レンズＬＳ2の第１面ＬＳＦf2の頂点ＶＴf2と、レンズＬＳ3の第１面ＬＳＦf3の頂点ＶＴf3とは、同一平面ＳＰＬ_vtfに在る。また、レンズＬＳ1の第２面ＬＳＦs1の頂点ＶＴs1と、レンズＬＳ2の第２面ＬＳＦs2の頂点ＶＴs2と、レンズＬＳ3の第２面ＬＳＦs3の頂点ＶＴs3とは、同一平面ＳＰＬ_vtsに在る。したがって、レンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ1であり、レンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ2であり、レンズＬＳ3の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ3である。

また、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3に一対一の対応関係で発光素子グループ２９５が配置されている。つまり、レンズＬＳ1に対向する配置平面ＡＰＬ1に発光素子グループ２９５が配置されている。また、レンズＬＳ2に対向する配置平面ＡＰＬ2に発光素子グループ２９５が配置されている。また、レンズＬＳ3に対向する配置平面ＡＰＬ3に発光素子グループ２９５が配置されている。このとき、配置平面ＡＰＬ1に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ1であり、配置平面ＡＰＬ2に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ2であり、配置平面ＡＰＬ3に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ3である。そして、発光素子グループ２９５のそれぞれから射出された光ビームは、該発光素子グループ２９５が対向するレンズＬＳにより結像される。

ところで、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（配置平面ＡＰＬ1に配置された発光素子グループ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（配置平面ＡＰＬ2に配置された発光素子グループ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（配置平面ＡＰＬ3に配置された発光素子グループ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。つまり、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。

ここで、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3が互いに等しい場合における、光ビームＬＢ1〜ＬＢ3それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3について考える。上述の通り、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は互いに同一のレンズ構成を有するので、この場合、光ビームＬＢ1〜ＬＢ3それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査断面において副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）に略平行な同一平面ＳＰＬ_fpに位置することとなる。一方、図１５、図１６が示すように、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面のうちレンズアレイ２９９と対向する表面領域ＦＣＲは、副走査断面において曲率を有している。したがって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3のそれぞれと感光体ドラム２１の表面との距離を像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3としたとき、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間で差異が発生する。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、結像位置ＦＰと感光体表面との像感光体距離に差異が発生する。そして、このような像感光体距離の差異のため、感光体ドラム２１の表面に形成する像がレンズ行ＬＳＲによって異なり、結果として、良好な露光が行なえないという露光不良が発生する可能性がある。ここで、像感光体距離ｆｄ1〜ｆd3のそれぞれは、対応するレンズＬＳの光軸ＯＡの方向における、結像位置ＦＰと感光体ドラム表面との距離とした。

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との配置関係において、全ての発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを同じとした場合の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。

比較例１
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（配置平面ＡＰＬ）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対向距離ｅｄ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。

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。

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。また、同シミュレーションにおける倍率は、−０．５である。したがって、像高は−０．３ｍｍとなる。また、表１の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3は、いずれも３．５６２ｍｍである。

表４は、上述の表１〜３および数１で与えられるデータに基づいて実行された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は、1．６５ｍｍとした。また、感光体ドラム２１の径は８０ｍｍとした。同表が示す、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。

表４によると、レンズＬＳ1に対応する像感光体距離ｆｄ1と、レンズＬＳ2に対応する像感光体距離ｆｄ2との間には、０．０３４ｍｍの差異Δfdが発生している。また、レンズＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ3と、レンズＬＳ2に対応する像感光体距離ｆｄ2との間には、０．０３４ｍｍの差異Δfdが発生している。なお、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間で差異Δfdが発生する原因は、上述の通り、感光体ドラム２１が副走査断面において曲率を有していることにある。そして、同表のスポット径が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3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の間で異なることがわかる。具体的には、レンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は３２．３μｍである。したがって、レンズＬＳ2によるスポットの径と、レンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットの径とは、３．２μｍ（＝３２．３μｍ−２９．１μｍ）異なる。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、形成するスポットの径が異なるという、露光不良が発生している。

比較例１を用いて説明したように、副走査断面において感光体ドラム２１が曲率を有していることに起因して像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3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径に差異が発生する。かかる問題に対して、本発明に用いるラインヘッド２９では、複数の発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、該複数の発光素子グループ２９５のそれぞれから射出される光ビームの結像位置が感光体表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。ここで、本発明の理解を容易とするために、より具体的な実施例１を用いて説明する。

実施例１
図１７は、本発明の実施例１における、レンズアレイ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。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。図１８は、ラインヘッドが有するレンズアレイ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。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。

実施例１における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、比較例１と同様である。つまり、図１６を用いて説明したとおり、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。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸ＯＡ1〜ＯＡ3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）を通るように配置されている。

また、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、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。したがって、比較例１のように、全ての発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを同一とした場合、比較例１で示したのと同様の露光不良が発生する。

これに対して、本発明の実施例１は、光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図１７）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、複数の発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、該複数の発光素子グループ２９５のそれぞれから射出される光ビームの結像位置が感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。特に、実施例１では、複数の発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面に段差を設けて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬ1〜ＡＰＬ3の位置を該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3が調整されている。具体的には、次の通りである。

表５はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表６はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表７は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表８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１は、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、対応する発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを変えている。つまり、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ2は、表５の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、３．５６２ｍｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ1、ｅｄ3は、表７の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、３．４３ｍｍである。

表９は、上述の表５〜８で与えられるデータに基づいて実行された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、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、比較例１と同様である。表９における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ3が対応する像高は−０．３１８２ｍｍである）の位置までの光路長である。

表９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１７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１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９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、実施例１におけるレンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．５μｍである。したがって、実施例１におけるレンズＬＳ2によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットの径との差異は、０．４μｍ（＝２９．５μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例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１では、比較例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が異なるという露光不良の発生が抑制されている。

このように、実施例１では、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、各発光素子グループ２９５から射出される光ビームの結像位置ＦＰが感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように調整されている。したがって、上述のような、複数のレンズ行ＬＳＲの間で、結像位置と感光体ドラム表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表９に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、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。

特に、実施例１は、各発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面に段差を設けて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬの位置を該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳの光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整するように構成しており、好適である。なんとなれば、このように構成した場合、ヘッド基板２９３の基板面に段差を設けるのみで、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整することが可能であり、好適である。

ところで、実施例１は、ヘッド基板２９３の基板面に段差を設けて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬの位置を発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳの光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整している。しかしながら、ラインヘッド２９と感光体ドラム２９（潜像担持体）との配置関係が次の比較例２に示すような場合においては、発光素子グループ２９５のレンズ対向距離の調整は、発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面をレンズアレイ２９９に対して傾斜させることによってもできる。そこで、以下の説明では、比較例２に示すラインヘッドの配置関係おいて、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。そして、かかる比較例２の説明に続いて、ヘッド基板２９３の基板面を傾斜させて該露光不良の発生を抑制する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２）。

比較例２
図１９は、比較例２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、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。図２０は、比較例２におけるラインヘッドが有するレンズアレイ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。つまり、図１９、図２０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。以下に、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係の説明を通じて、上述のラインヘッド２９により感光体ドラム２１の表面にスポットを形成する際に発生する問題について説明する。

比較例２は、ラインヘッド２９の構成において比較例１と同様であり、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係において比較例１と異なる。そこで、以下では、ラインヘッド２９の構成に関する説明は省略するとし、ラインヘッド２９（および、ラインヘッド２９が有するレンズアレイ２９９）と感光体ドラム２１の配置関係に関する説明を中心に行なう。

ラインヘッド２９は感光体ドラム２１の表面に対向して配置される。そして、感光体ドラム２１の表面は、ラインヘッドに対して凸面となっている。さらに、ラインヘッド２９は、幅方向ＬＴＤの一方端部（図１９、図２０において右方端部）の端部レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3の像面対向距離ｌｄ3が、該一方端部の端部レンズ行ＬＳＲ3以外のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ1、ＬＳ2の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ2より小さくなるように、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に対して配置されている。したがって、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の大小関係は、
ｌｄ3＜ｌｄ2＜ｌｄ1
となっている。ここで、端部レンズ行は、複数のレンズ行ＬＳＲのうち幅方向ＬＴＤの各端部のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3である。

また、図１９、図２０に示すとおり、レンズアレイ２９９が有するレンズ行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、比較例１等と同様に、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。つまり、レンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いにことなる。

ここで、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3が互いに等しい場合における、光ビームＬＢ1〜ＬＢ3それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3について考える。レンズＬＳ1〜ＬＳ3は互いに同一のレンズ構成を有するので、この場合、光ビームＬＢ1〜ＬＢ3それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査断面において副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）に略平行な同一平面ＳＰＬ_fpに位置することとなる。一方、図１９、図２０が示すように、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面のうちレンズアレイ２９９と対向する表面領域ＦＣＲは、副走査断面において曲率を有している。したがって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3のそれぞれと感光体ドラム２１の表面との距離を像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3としたとき、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間で差異が発生する。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、結像位置ＦＰと感光体表面との像感光体距離に差異が発生する。そして、このような像感光体距離の差異のため、感光体ドラム２１の表面に形成する像がレンズ行ＬＳＲによって異なり、結果として、良好な露光が行なえないという露光不良が発生する可能性がある。

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シミュレーション結果を用いて説明する。つまり、図１９、図２０で示したような感光体ドラム２１とラインヘッド２９との配置関係においてレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3を同一とした場合の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。なお、比較例２におけるシミュレーションで用いたレンズＬＳのレンズデータ、非球面係数および光学系諸元は、比較例１と同様であり、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係のみが異なる。

表１０は、比較例２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ける、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム２１の径はいずれも比較例１と同様である。つまり、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であり、感光体ドラム２１の径は８０ｍｍである。また、同シミュレーションにおいてレンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3は、いずれも３．５６２ｍｍである。同表が示す、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ｆｄ3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ｆｄ3を基準として求めている。

表１０によると、レンズＬＳ1に対応する像感光体距離ｆｄ1と、レンズＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ3との間には、０．１３６ｍｍの差異Δｆｄが発生している。また、レンズＬＳ2に対応する像感光体距離ｆｄ2と、レンズＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ2との間には、０．０３４ｍｍの差異Δｆｄが発生している。なお、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間で差異Δfdが発生する原因は、上述の通り、感光体ドラム２１が副走査断面において曲率を有していることにある。そして、同表のスポット径が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3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の間で異なることがわかる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットの径は６９．７μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットの径は３２．３μｍであり、レンズＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間において、スポット径は、最大で４０．６μｍ（＝６９．７μｍ−２９．１μｍ）異なる。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、形成するスポットの径が異なるという、露光不良が発生している。

比較例２を用いて説明したように、副走査断面において感光体ドラム２１が曲率を有していることに起因して像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3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径に差異が発生する。かかる問題に対して、本発明に用いるラインヘッド２９では、複数の発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、該複数の発光素子グループ２９５のそれぞれから射出される光ビームの結像位置が感光体表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。ここで、本発明の理解を容易とするために、より具体的な実施例２を用いて説明する。

実施例２
図２１は、本発明の実施例２における、レンズアレイ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。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。図２２は、ラインヘッドが有するレンズアレイ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。つまり、図２１、図２２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。

実施例２における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、比較例２と同様である。つまり、ラインヘッド２９は、幅方向ＬＴＤの一方端部（図２１、図２２において右方端部）の端部レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3の像面対向距離ｌｄ3が、該一方端部の端部レンズ行ＬＳＲ3以外のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ1、ＬＳ2の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ2より小さくなるように、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に対して配置されている。

また、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、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。したがって、比較例２のように、全ての発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを同一とした場合、比較例２で示したのと同様の露光不良が発生する。

これに対して、本発明の実施例２は、光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２１）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、複数の発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、該複数の発光素子グループ２９５のそれぞれから射出される光ビームの結像位置ＦＰが感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。特に、実施例２では、複数の発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面をレンズアレイ２９９に対して傾斜させて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬの位置を該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳの光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整する。

つまり、図２１、図２２に示すように、発光素子グループ２９５が配置されたヘッド基板２９３の基板面（つまり、ヘッド基板２９３の裏面２９３b）は、レンズアレイ２９９に対して傾斜している。このとき、レンズアレイ２９９が有する各レンズＬＳの第１面ＬＳＦfの頂点ＶＴfが存在する平面ＳＰＬ_vtfに対して、ヘッド基板裏面２９３bは傾斜する（つまり、平行でない）。また、ヘッド基板裏面２９３bの形状は平面である。その結果、図２２が示すように、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬ1〜ＡＰＬ3の位置は、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸方向に調整される。したがって、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3は互いに異なる。つまり、レンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3の大小関係は、
ｅｄ1＜ｅｄ2＜ｅｄ3
を満たす。具体的には、次の通りである。

表１１はレンズＬＳ1のレンズデータであり、表１２はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表１３はレンズＬＳ3のレンズデータである。また、表１４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ＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3が互いに異なる。つまり、レンズＬＳ1に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ1は、表１１の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、３．４３ｍｍである。また、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ2は、表１２の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、３．９ｍｍである。また、レンズＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ3は、表１３の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、４．３７１２ｍｍである。

表１５は、上述の表１１〜１４で与えられるデータに基づいて実行された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、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、比較例２と同様である。表１５における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ1に対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ2に対応する像高は−０．２８３６ｍｍであり、レンズＬＳ3に対応する像高は−０．２５６７ｍｍである）の位置までの光路長である。

表１５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ｆｄ3との差である。つまり、比較例２と同様に、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ3を基準として求めている。同表が示すように、実施例２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２１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１５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、レンズＬＳ1により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。また、レンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２８．３μｍである。また、レンズＬＳ3により形成されるスポットの径は２５．１μｍである。
したがって、実施例２においては、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間におけるスポット径の差異は、最大でも４．０μｍ（＝２９．１μｍ−２５．１μｍ）であり、比較例２におけるスポット径の最大差異４０．６μｍ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、比較例２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が異なるという露光不良の発生が抑制されている。

このように、実施例２では、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、各発光素子グループ２９５から射出される光ビームの結像位置ＦＰが感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように調整されている。したがって、上述のような、複数のレンズ行ＬＳＲの間で、結像位置と感光体ドラム表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表１５に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、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。

特に、実施例２は、複数の発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面（ヘッド基板裏面２９３b）をレンズアレイ２９９に対して傾斜させて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬの位置を該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳの光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整するように構成しており、好適である。なんとなれば、このように構成した場合、ヘッド基板２９３の基板面をレンズアレイ２９９に対して傾斜させるのみで、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整することが可能あるからである。

ところで、上述の比較例１、２および実施例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３）。かかる比較例３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）。

比較例３
図２３は、比較例３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、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。図２４は、比較例３におけるラインヘッドが有するレンズアレイ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。つまり、図２３、図２４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。以下に、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係の説明を通じて、上述のラインヘッド２９により感光体ドラム２１の表面にスポットを形成する際に発生する問題について説明する。

４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤの互いに異なる配置位置ＡＰ1〜ＡＰ4に配置されている。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、幅方向ＬＴＤに略直交する対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、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。

また、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳは、互いに同一の構成を有する。さらに、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳは、それぞれの第１面ＬＳＦfの頂点ＶＴfが同一平面上にくるように、且つ、それぞれの第２面ＬＳＦsの頂点ＶＴsが同一平面上にくるように配置されている。つまり、図２４に示すように、レンズＬＳ1の第１面ＬＳＦf1の頂点ＶＴf1と、レンズＬＳ2の第１面ＬＳＦf2の頂点ＶＴf2と、レンズＬＳ3の第１面ＬＳＦf3の頂点ＶＴf3と、レンズＬＳ4の第１面ＬＳＦf4の頂点ＶＴf4とは、同一平面ＳＰＬ_vtfに在る。また、レンズＬＳ1の第２面ＬＳＦs1の頂点ＶＴs1と、レンズＬＳ2の第２面ＬＳＦs2の頂点ＶＴs2と、レンズＬＳ3の第２面ＬＳＦs3の頂点ＶＴs3と、レンズＬＳ4の第２面ＬＳＦs4の頂点ＶＴs4とは、同一平面ＳＰＬ_vtsに在る。したがって、レンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ1であり、レンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ2であり、レンズＬＳ3の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ3で、レンズＬＳ4の像面対向距離ｌｄは距離ｌｄ4である。

また、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4に一対一の対応関係で発光素子グループ２９５が配置されている。つまり、レンズＬＳ1に対向する配置平面ＡＰＬ1に発光素子グループ２９５が配置されている。また、レンズＬＳ2に対向する配置平面ＡＰＬ2に発光素子グループ２９５が配置されている。また、レンズＬＳ3に対向する配置平面ＡＰＬ3に発光素子グループ２９５が配置されている。また、レンズＬＳ4に対向する配置平面ＡＰＬ4に発光素子グループ２９５が配置されている。このとき、配置平面ＡＰＬ1に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ1であり、配置平面ＡＰＬ2に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ2であり、配置平面ＡＰＬ3に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ3で、配置平面ＡＰＬ4に配置された発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは距離ｅｄ4である。そして、発光素子グループ２９５のそれぞれから射出された光ビームは、該発光素子グループ２９５が対向するレンズＬＳにより結像される。

ところで、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（配置平面ＡＰＬ1に配置された発光素子グループ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（配置平面ＡＰＬ2に配置された発光素子グループ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（配置平面ＡＰＬ3に配置された発光素子グループ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。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（配置平面ＡＰＬ4に配置された発光素子グループ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。つまり、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、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ4が互いに等しい場合における、光ビームＬＢ1〜ＬＢ4それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4について考える。上述の通り、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は互いに同一のレンズ構成を有するので、この場合、光ビームＬＢ1〜ＬＢ4それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、副走査断面において副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）に略平行な同一平面ＳＰＬ_fpに位置することとなる。一方、図２３、図２４が示すように、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面のうちレンズアレイ２９９と対向する表面領域ＦＣＲは、副走査断面において曲率を有している。したがって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4のそれぞれと感光体ドラム２１の表面との距離を像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4としたとき、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間で差異が発生する。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で、結像位置ＦＰと感光体表面との像感光体距離に差異が発生する。そして、このような像感光体距離の差異のため、感光体ドラム２１の表面に形成する像がレンズ行ＬＳＲによって異なり、結果として、良好な露光が行なえないという露光不良が発生する可能性がある。ここで、像感光体距離ｆｄ1〜ｆd4のそれぞれは、対応するレンズＬＳの光軸ＯＡの方向における、結像位置ＦＰと感光体ドラム表面との距離とした。

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シミュレーション結果を用いて説明する。つまり、図２３、図２４で示したような感光体ドラム２１とラインヘッド２９との配置関係においてレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ3を同一とした場合の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。なお、比較例３におけるシミュレーションで用いたレンズＬＳのレンズデータ、非球面係数および光学系諸元は、比較例１と同様である。

表１６は、比較例３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は、1．６５ｍｍとした。また、感光体ドラム２１の径は８０ｍｍとした。同表が示す、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。

表１６によると、レンズＬＳ1に対応する像感光体距離ｆｄ1と、レンズＬＳ2に対応する像感光体距離ｆｄ2との間には、０．０６８ｍｍの差異Δfdが発生している。また、レンズＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ4と、レンズＬＳ2に対応する像感光体距離ｆｄ2との間には、０．０６８ｍｍの差異Δfdが発生している。また、レンズＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ3とレンズＬＳ2に対応する像感光体距離ｆｄ2との間には、差異Δfdは無い。なお、このように像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間で差異Δfdが発生する原因は、上述の通り、感光体ドラム２１が副走査断面において曲率を有していることにある。そして、同表のスポット径が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4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の間で異なることがわかる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は４０．２μｍである。したがって、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットの径と、レンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットの径とは、１１．１μｍ（＝４０．２μｍ−２９．１μｍ）異なる。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で、形成するスポットの径が異なるという、露光不良が発生している。

比較例３を用いて説明したように、副走査断面において感光体ドラム２１が曲率を有していることに起因して像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4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径に差異が発生する。かかる問題に対して、本発明に用いるラインヘッド２９では、複数の発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、該複数の発光素子グループ２９５のそれぞれから射出される光ビームの結像位置が感光体表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。ここで、本発明の理解を容易とするために、より具体的な実施例３を用いて説明する。

実施例３
図２５は、本発明の実施例３における、レンズアレイ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。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。図２６は、ラインヘッドが有するレンズアレイ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。つまり、図２５、図２６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。

実施例３における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、比較例３と同様である。つまり、図２４を用いて説明したとおり、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。また、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）を通るように配置されている。

また、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、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。したがって、比較例３のように、全ての発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを同一とした場合、比較例３で示したのと同様の露光不良が発生する。

これに対して、本発明の実施例３は、光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２５）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を曲率形状に対応させるべく、複数の発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、該複数の発光素子グループ２９５のそれぞれから射出される光ビームの結像位置が感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。特に、実施例３では、複数の発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面に段差を設けて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬ1〜ＡＰＬ4の位置を該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳ1〜ＬＳ4の光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄ1〜ｅｄ4が調整されている。具体的には、次の通りである。

表１７はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表１８はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表１９は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表２０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３は、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、対応する発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを変えている。つまり、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ2、ｅｄ3は、表１７の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、３．４３ｍｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の対向距離ｅｄ1、ｅｄ4は、表１９の面Ｓ1〜Ｓ3の和から求められるように、３．３０５５ｍｍである。

表２１は、上述の表１７〜２０で与えられるデータに基づいて実行された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、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、比較例３と同様である。表２１における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ4が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2、ＬＳ3が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ4が対応する像高は−０．３３２３ｍｍである）の位置までの光路長である。

表２１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３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２５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３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２１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、実施例３におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は２９．５μｍである。したがって、実施例３におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットの径との差異は、０．４μｍ（＝２９．５μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例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３では、比較例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が異なるという露光不良の発生が抑制されている。

このように、実施例３では、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄは、各発光素子グループ２９５から射出される光ビームの結像位置ＦＰが感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように調整されている。したがって、上述のような、複数のレンズ行ＬＳＲの間で、結像位置と感光体ドラム表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表２１に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、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。

特に、実施例３は、各発光素子グループ２９５が配置されているヘッド基板２９３の基板面に段差を設けて、各発光素子グループ２９５の配置平面ＡＰＬの位置を該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳの光軸方向に調整することで、該発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整するように構成しており、好適である。なんとなれば、このように構成した場合、ヘッド基板２９３の基板面に段差を設けるのみで、各発光素子グループ２９５のレンズ対向距離ｅｄを調整することが可能であり、好適である。

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、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。

図２７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。

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。

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。

図２８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。

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。

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。

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２２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。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。 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。 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。 レンズアレイの概略を示す斜視図。 レンズアレイの長手方向ＬＧＤの断面図。 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。 各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図。 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。 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。 本明細書で用いる用語の説明図。 本明細書で用いる用語の説明図。 レンズの位置等についての説明図。 ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。 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。 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。 実施例１のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 実施例１のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 比較例２のラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 比較例２のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 実施例２のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 実施例２のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 比較例３のラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 比較例３のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 実施例３のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 実施例３のレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。 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図。 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。

符号の説明

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、 ＡＰＬ，ＡＰＬ1，ＡＰＬ2，ＡＰＬ3，ＡＰＬ4…配置平面、 ｅｄ，ｅｄ1，ｅｄ2，ｅｄ3，ｅｄ4…レンズ対向距離、 ｌｄ，ｌｄ1，ｌｄ2，ｌｄ3，ｌｄ4…像面対向距離

Claims (5)

1. 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、複数行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、複数の発光素子グループを前記複数のレンズに対応して配置したヘッド基板とを有し、前記複数の発光素子グループのそれぞれは複数の発光素子からなり、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それぞれは互いに同じレンズ構成を有し、
   前記複数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おり、
   前記発光素子グループのそれぞれについて、前記ヘッド基板の基板面のうち該発光素子グループが配置されている平面領域を該発光素子グループの配置平面と定義し、該発光素子グループの前記配置平面と該発光素子グループに対応する前記レンズの該発光素子グループ側のレンズ面の頂点との該レンズの光軸方向における距離を該発光素子グループのレンズ対向距離と定義したとき、
   前記複数の発光素子グループのレンズ対向距離は、該複数の発光素子グループのそれぞれから射出される光ビームの結像位置が前記潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置となるように、調整されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の発光素子グループが配置されている前記ヘッド基板の基板面に段差を設けて、前記各発光素子グループの前記配置平面の位置を該発光素子グループが対応する前記レンズの光軸方向に調整することで、該発光素子グループの前記レンズ対向距離を調整する請求項１記載の画像形成装置。
3. 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、前記複数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定義したとき、
   前記潜像担持体表面は、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、前記幅方向の一方端部の前記端部レンズ行に属する前記レンズの前記像面対向距離が、該一方端部の前記端部レンズ行以外の前記レンズ行に属する前記レンズの前記像面対向距離より小さくなるように、前記潜像担持体表面に対して配置されており、
   前記複数の発光素子グループが配置されている前記ヘッド基板の基板面の形状は平面であり、
   前記複数の発光素子グループが配置されている前記ヘッド基板の基板面を前記レンズアレイに対して傾斜させて、前記各発光素子グループの前記配置平面の位置を該発光素子グループが対応する前記レンズの光軸方向に調整することで、該発光素子グループの前記レンズ対向距離を調整する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記各レンズに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。
5. 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、複数行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、複数の発光素子グループを前記複数のレンズに対応して配置したヘッド基板とを有し、前記複数の発光素子グループのそれぞれは複数の発光素子からなり、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それぞれは互いに同じレンズ構成を有し、
   前記複数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おり、
   前記発光素子グループのそれぞれについて、前記ヘッド基板の基板面のうち該発光素子グループが配置されている平面領域を該発光素子グループの配置平面と定義し、該発光素子グループの前記配置平面と該発光素子グループに対応する前記レンズの該発光素子グループ側のレンズ面の頂点との該レンズの光軸方向における距離を該発光素子グループのレンズ対向距離と定義したとき、
   前記複数の発光素子グループのレンズ対向距離は、該複数の発光素子グループのそれぞれから射出される光ビームの結像位置が前記潜像担持体表面の曲率形状に応じた位置となるように、調整されていることを特徴とする画像形成方法。

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