JP2009023136A - ラインヘッドおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインヘッドにおける光学系の相対位置の変動による光学系のデフォーカスに対して、形成されるスポットの精鋭度を維持するデフォーカス特性に優れた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１のラインヘッド４Ｙは、光を射出する発光素子４１１を複数有する発光素子グループ４１０が、離散的に並べて配置されたガラス基板４５０と、発光素子グループ４１０に対して一対一で対向して配置され、それぞれ対向する発光素子グループ４１０に属する複数の発光素子４１１から射出される光を受けて、表面２００にそれぞれの発光素子４１１の正立像を形成する複数のマイクロレンズアレイ４３２と、ガラス基板４５０とマイクロレンズアレイ４３２との間に配置され、１つのマイクロレンズアレイ４３２と対向しない発光素子４１１から射出される光を、このマイクロレンズアレイ４３２に入射しないように遮断する遮光部４４０とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、被走査面に対して光ビームを走査するラインヘッドおよび画像形成装置に関する。

潜像担持体である感光体の被走査面に対して光を走査することにより潜像を形成するラインヘッドは、画像形成装置である電子写真式プリンタの光源に使用されている。このようなラインヘッドは、下記特許文献１に示すように、複数の光源をライン状に配置すると共に、それぞれの光源から射出された光束を、それぞれが正立像光学系である複数の結像レンズにそれぞれ入射させることにより、それぞれの光源像を感光体の被走査面に形成した。そして、このようにして形成された光源像の有無により感光体上に潜像を形成し、形成した潜像に基づいて画像を出力した。

特開２００５−１２２０４１号公報

しかしながら、１つの光源に対応した光源像を複数の結像レンズにより形成するため、それぞれの結像レンズから射出された光束が１つに集光する結象点が、感光体の被走査面と一致せずに何れかの光軸方向にズレた場合、複数の光源像は、感光体の被走査面で一致することなく非合焦（デフォーカス）な状態で結像された。従って、例えばラインヘッド内の温度変化等の環境変動により、光学系の相対位置に変化が生じた場合、形成される潜像の精鋭度が低下すると共に、出力される画像の解像度が低下した。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかるラインヘッドは、それぞれが光を射出する発光素子を複数有する発光素子グループが、離散的に複数並べて配置された基板と、前記発光素子グループに対して一対一で対向して配置されると共に、それぞれ対向する前記発光素子グループに属する複数の前記発光素子から射出される光を、像面にそれぞれの前記発光素子の正立像を形成する複数の結像レンズで構成される結像光学系と、前記基板と前記結像レンズとの間に配置され、前記結像光学系と対向する前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記結像光学系に入射させると共に、前記結像光学系と対向しない前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記結像光学系に入射しないように遮断する遮光部とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、発光素子グループと結像レンズがそれぞれ一対一に対応し、１つの結像レンズと対応する発光素子グループから射出される光は、この結像レンズで構成される結像光学系に入射し、結像レンズと対応しない発光素子グループから射出される光は、この結像レンズで構成される結像光学系に入射しないように遮断される。従って、像面に形成される１つの実像は、この結像レンズに対応する発光素子グループから射出された光により形成されることから、結像レンズの非合焦な位置に像面が配置された場合であっても、実像は複数に分離されないため、形成される潜像の精鋭度、および出力される画像の解像度の低下を回避できる。

［適用例２］
上記適用例にかかるラインヘッドにおいて、前記基板には、前記発光素子グループが一方の方向に離間配置されてなる発光素子グループ列が形成されると共に、複数の当該発光素子グループ列が前記一方の方向と直交する他方の方向に相互に離間配置され、前記結像光学系は、前記正立像をそれぞれ等倍に形成しても良い。

［適用例３］
上記適用例にかかるラインヘッドにおいて、前記基板には、１つの前記発光素子グループが一方の方向に配置され、前記結像光学系は、前記正立像をそれぞれ拡大して形成しても良い。

［適用例４］
上記適用例にかかるラインヘッドにおいて、前記遮光部は、前記結像光学系と対向する前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記結像レンズに導く導光孔を備えることが好ましい。

このような構成によれば、発光素子グループに属する発光素子から射出される光を、この発光素子グループに対応する１つの結像レンズに導くことができる。

［適用例５］
上記適用例にかかるラインヘッドにおいて、前記光選択部は、１つの前記結像光学系と対向しない前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記導光孔の内部もしくは側壁に反射させることにより遮断しても良い。

［適用例６］
上記適用例にかかるラインヘッドにおいて、前記導光孔は、前記光の領域を絞る光学絞りを備えても良い。

［適用例７］
本適用例にかかる画像形成装置は、表面が１つの方向に搬送される潜像担持体と、前記表面を像面としてスポットを形成する上記に記載のラインヘッドとを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、発光素子グループと結像レンズがそれぞれ一対一に対応し、１つの結像レンズと対応する発光素子グループから射出される光は、この結像レンズで構成される結像光学系に入射し、この結像レンズと対応しない発光素子グループから射出される光は、この結像レンズで構成される結像光学系に入射しないように遮断される。従って、像面に形成される１つの実像は、この結像レンズに対応する発光素子グループから射出された光により形成されることから、結像レンズの非合焦な位置に像面が配置された場合であっても、実像は複数に分離されないため、形成される潜像の精鋭度、および出力される画像の解像度の低下を回避できる。

以下、ラインヘッドおよび画像形成装置について図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の一部分を模式的に示す図である。この画像形成装置１は、トナー粒子を液体キャリアに分散させた液体現像剤を用いて画像を形成する装置である。なお、回転する部材については、回転方向を実線矢印で示した。また、この画像形成装置１は、中間転写媒体である無端状の中間転写ベルト１０と、中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ１１および従動ローラ１２と、２次転写装置１４と、中間転写ベルトクリーニング装置１５と１次転写ユニットとを備えている。１次転写ユニットは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のそれぞれの色に対応した、１次転写ユニット５０Ｙ、１次転写ユニット５０Ｍ、１次転写ユニット５０Ｃおよび１次転写ユニット５０Ｋを備えている。以下、各色に対応する装置、部材等についても、装置、部材等の符号にそれぞれ各色を表すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

尚、図示は略すが、この画像形成装置１は、２次転写を行う従来の一般的な画像形成装置と同様に、２次転写装置１４より転写材搬送方向上流側に、例えば紙等の転写材を収納する転写材収納装置と、この転写材収納装置からの転写材を２次転写装置１４へ搬送供給するローラ対とを備えている。この図１において、転写材の搬送方向は、破線矢印で示す。また、この画像形成装置１は、２次転写装置１４より転写材搬送方向下流側に定着装置および排紙トレイを備えている。

中間転写ベルト１０は、互いに離間して配設された一対の駆動ローラ１１および従動ローラ１２に張架されて、反時計回りに回転可能に設けられている。この中間転写ベルト１０は、紙等の転写材への２次転写の転写効率を向上させるうえで弾性中間転写ベルトにすることが好ましい。また、画像形成装置１では、各１次転写ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋは、中間転写ベルト１０の回転方向上流側から色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に配設されているが、色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順は任意に設定することができる。なお、中間転写ベルト１０は中間転写ドラムで構成することもできる。

中間転写ベルト１０の駆動ローラ１１側には２次転写装置１４が設けられ、また中間転写ベルト１０の従動ローラ１２側には中間転写ベルトクリーニング装置１５が設けられている。２次転写装置１４は、２次転写ローラ４３を備えている。この２次転写ローラ４３は、駆動ローラ１１に掛けられた中間転写ベルト１０に紙等の転写材を当接させて、中間転写ベルト１０上の各色のトナー像が合わせられたカラーのトナー像を転写材に転写するものである。その場合、駆動ローラ１１は２次転写時のバックアップローラとしても機能する。また、２次転写装置１４は、２次転写ローラクリーナ４６と２次転写ローラクリーナ回収液貯留容器４７とを備えている。２次転写ローラクリーナ４６は、ゴム等の弾性体からなる。そして、この２次転写ローラクリーナ４６は２次転写ローラ４３に当接されて２次転写後に２次転写ローラ４３の表面に残留する液体現像剤を掻き落として除去する。また、２次転写ローラクリーナ回収液貯留容器４７は、２次転写ローラクリーナ４６によって２次転写ローラ４３から掻き落とされた液体現像剤を回収して貯留する。

中間転写ベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルトクリーナ４４と中間転写ベルトクリーナ回収液貯留容器４５とを備えている。中間転写ベルトクリーナ４４は中間転写ベルト１０に当接されて２次転写後に中間転写ベルト１０の表面に残留する液体現像剤を掻き落として除去するものである。その場合、従動ローラ１２は中間転写ベルトクリーニング時のバックアップローラとしても機能する。この中間転写ベルトクリーナ４４はゴム等の弾性体からなっている。また、中間転写ベルトクリーナ回収液貯留容器４５は、中間転写ベルトクリーナ４４が中間転写ベルト１０から掻き落とした液体現像剤を回収して貯留するものである。

各１次転写ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋは、それぞれ対応した現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、１次転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、直列に配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の潜像担持体である感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとを備えている。また、各１次転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋより中間転写ベルト１０の回転方向下流側の各１次転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの近傍には、それぞれ、中間転写ベルトスクイーズ装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋが配設されている。

各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、図１に示す例ではいずれも、感光体ドラムから構成されている。そして、これらの感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも作動時に図１に実線矢印で示すように時計回りに回転するように構成されている。なお、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、無端ベルト状に構成してもよい。また、各１次転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト１０を各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに当接させる１次転写用のバックアップローラ３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋを備えている。

以下に、各１次転写ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋについて、１次転写ユニット５０Ｙを例に詳しく説明する。１次転写ユニット５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋの構成要素は、色Ｍ，Ｃ，Ｋにかかるものが異なるだけで構造および配置は、１次転写ユニット５０Ｙと同様である。

図２は、１次転写ユニット５０Ｙを示す概略拡大図である。感光体２Ｙの周囲には、回転方向上流側から順に、帯電部材３Ｙ、露光手段としてのラインヘッド４Ｙ、現像装置５Ｙ、感光体スクイーズ装置６Ｙ、１次転写装置７Ｙ、および除電装置８Ｙが配設されている。

最初に、帯電部材３Ｙは例えば帯電ローラから成り、図示しない電源装置から液体現像剤の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この結果、帯電部材３Ｙは、感光体２Ｙを帯電する。また、ラインヘッド４Ｙは、感光体２Ｙから離間して配置され、後述する走査光学系から光を感光体２Ｙの表面２００に照射することによって、帯電された感光体２Ｙ上に静電潜像を形成する。ここで、ラインヘッド４Ｙから引き出された実線矢印は、光の照射方向を示す。尚、走査光学系の走査方向は、図２の紙面に対して垂直な方向を主走査方向ＸＸとし、主走査方向ＸＸに直交し、光が照射される感光体２Ｙの表面２００の接線方向を副走査方向ＹＹとする。

次に、ラインヘッド４Ｙの詳細について、図３および図４を参照して説明する。尚、図３は、ラインヘッド４Ｙの概略を示す斜視図であり、図４は、ラインヘッド４Ｙの副走査方向ＹＹの断面図である。このラインヘッド４Ｙは、主走査方向ＸＸに配列された複数の発光素子グループ４１０を備え、それぞれの発光素子グループ４１０は、複数の発光素子４１１を備えている。これらの発光素子４１１から射出された光から成る光束は、後述する光学系をそれぞれ通過することにより、帯電された感光体２Ｙの被走査面である表面２００上に集光され、表面２００に静電潜像が形成される。

ラインヘッド４Ｙは、主走査方向ＸＸを長手方向とするケース４２０を備えるとともに、このケース４２０の両端には、位置決めピン４２１とねじ挿入孔４２２が設けられている。この位置決めピン４２１を、図示しない感光体カバーに穿設された位置決め孔に嵌め込むことで、ラインヘッド４Ｙが感光体２Ｙに対して位置決めされる。ここで、感光体カバーは、感光体２Ｙを覆うと共に、感光体２Ｙに対して位置決めされる。また、ねじ挿入孔４２２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により、ラインヘッド４Ｙは、感光体２Ｙに対して位置決めされて固定される。

また、このケース４２０は、感光体２Ｙの表面２００に対向する位置に、２次元に配置された結像レンズが多段に積層されたレンズ装置４３０を保持するとともに、その内部には、レンズ装置４３０に近い側から、遮光部４４０とガラス基板４５０がそれぞれ積層されて配置される。このガラス基板４５０は透明な基板であり、ガラス基板４５０の裏面４５２には、封止部材４８０により覆われた複数の発光素子グループ４１０が設けられている。複数の発光素子グループ４１０は、ガラス基板４５０の裏面４５２に、主走査方向ＸＸおよび副走査方向ＹＹに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に、離散的に並べて配置されている。尚、発光素子グループ４１０は、図３中の円で囲んだ部分に示すように、複数の発光素子４１１がそれぞれ２次元的に配列されると共に、それぞれの発光素子４１１から射出された光束は、ガラス基板４５０を透過して遮光部４４０の方向へ向かうように配置されている。尚、本実施形態では、発光素子４１１として有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を採用するが、有機ＥＬに限定されるものでは無く、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような発光デバイスであってもよい。

遮光部４４０は、図示を略すが、複数の孔部を厚さ方向にそれぞれ備える複数の遮光板を、これらの孔部が連通するように積層して形成されても良く、また、複数の遮光板が空隙層をそれぞれ介して、孔部がそれぞれ連通するように重畳することにより形成されても良い。このようにして形成された遮光部４４０は、複数の孔部が連通して成る導光孔４４４を複数備え、光選択部として機能する。即ち、これらの導光孔４４４は、発光素子グループ４１０と一対一に対応し、それぞれの導光孔４４４は、対応する発光素子グループ４１０からの光束を、レンズ装置４３０側から射出するように構成されている。従って、対応する発光素子グループ４１０の発光素子４１１から射出された光束が、導光孔４４４の発光素子グループ４１０側に入射する場合、導光孔４４４は、この光束を導光孔４４４のレンズ装置４３０側に導いて射出させる。この結果、対応する発光素子グループ４１０の発光素子４１１から射出された光束は、レンズ装置４３０に入射する。他方で、対応する発光素子グループ４１０とは異なる他の発光素子グループ４１０の発光素子４１１から射出された光束が、この導光孔４４４に入射した場合、遮光部４４０は、この光束を導光孔４４４の内部もしくは側壁において、反射等により減衰させ遮断する。この結果、対応する発光素子グループ４１０とは異なる他の発光素子グループ４１０の発光素子４１１から射出された光束は、レンズ装置４３０に入射しない。

レンズ装置４３０は、図５に示すように、一対一の対を成すレンズ対と、このレンズ対によって挟まれたガラス基板４３１とから成り結像光学系を構成するマイクロレンズＭＬがアレイ状に配置された複数のマイクロレンズアレイ４３２Ａ，４３２Ｂ，４３２Ｃと、スペーサ４３３Ａ，４３３Ｂとを備える。本実施形態では、マイクロレンズアレイは、遮光部４４０に近い側から光軸方向ＺＺに従い、４３２Ｃ、４３２Ｂ、４３２Ａと積層される。また、スペーサ４３３Ａは、２つのマイクロレンズアレイ４３２Ａ、４３２Ｂの間に所定のレンズ面間隔ＬＳ１を確保すべく、これらの間に挿入される。更に、スペーサ４３３Ｂは、２つのマイクロレンズアレイ４３２Ｂ、４３２Ｃの間に所定のレンズ面間隔ＬＳ２を確保すべく、これらの間に挿入される。

このようにして、マイクロレンズアレイ４３２Ａ，４３２Ｂ，４３２Ｃと、スペーサ４３３Ａ，４３３Ｂとを、例えば外形基準でそれぞれを組み立てることで、マイクロレンズアレイ４３２Ａ，４３２Ｂ，４３２Ｃのそれぞれ１つで構成される１組のマイクロレンズＭＬは、それぞれ光軸が一致する。更に、図４に示すように、ガラス基板４５０、遮光部４４０およびレンズ装置４３０を、それぞれケース４２０内に組み込むことにより、１つの発光素子グループ４１０、１つの導光孔４４４および１組のマイクロレンズＭＬがそれぞれ対向するように配置される。尚、本実施形態では、マイクロレンズアレイ４３２とスペーサ４３３とを別体にしたが、一体として形成された様態であっても良い。この場合、それぞれのマイクロレンズＭＬの光軸のアライメントが容易になることに加え、マイクロレンズアレイ４３２とスペーサ４３３の熱膨張率が同一になるため、温度変化によるアライメントのズレを抑制できる。

次に、図６は、レンズ装置４３０における１組のマイクロレンズＭＬの光学系を示し、図７は、レンズ装置４３０の光学系の数値データを示し、１組のマイクロレンズＭＬを構成する各レンズの面（Ｓ４〜Ｓ９）の形状データを示す。尚、図６は、光束の経路を強調すべく、光軸方向ＺＺに拡大して表示している。このレンズ装置４３０は、正立像を結像する正立光学系である。従って、レンズ装置４３０により結像される物体の像は、光軸方向ＺＺを基準にして２つの方向（走査方向ＸＸおよび副走査方向ＹＹ）で定義される座標系において、物体と同一の象現に結像される。このような正立光学系では、隣接する発光素子４１１同士の像の向きが連続して正しく接続されると共に、発光素子４１１の設置が光軸に垂直な方向（走査方向ＸＸおよび副走査方向ＹＹ）に対してズレた場合、倒立光学系と比較して、そのズレ量が抑えられることが知られている。更に、本実施形態では、レンズ装置４３０の光学系による物体と像との大きさの比率（倍率）が等倍（１倍）となる正立等倍光学系である。従って、感光体２Ｙの表面２００上に結像されるスポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３は、発光素子グループ４１０内の隣接する発光素子４１１Ａ，４１１Ｂ，４１１Ｃと同一の配置間隔（Ｈ１＝ｈ１、Ｈ２＝ｈ２）が保たれる。

このような正立等倍光学系においては周知のように、正立等倍光学系の光軸と物体高Ｙの物体との相対位置が所定量αだけズレた場合、正立等倍光学系の倍率をβとすると、像高Ｌは下記の式で表示できる。
Ｌ＝β×（α＋Ｙ）・・・・・（式１）
ここで、正立等倍光学系の光軸がズレる前の光軸からの像高（Ｌ０）は、下記の式で表示できる。
Ｌ０＝β×Ｙ＋α×（β−１）・・・・・（式２）
上記した式から、正立等倍光学系の光軸と物体との相対位置がズレない場合の像高（β×Ｙ）を減ずると、ズレ量（ｄＹ）は下記の式で表示できる。
ｄＹ＝α×（β−１）・・・・・（式３）
ここで光学系は等倍であるため、上記した（式３）にβ＝１を代入すると、ｄＹ＝０になることから、正立等倍光学系の光軸と物体との相対位置がズレた場合でも、像高位置は変動しない。

以上の構成において、１つの発光素子グループ４１０に属する複数の発光素子４１１Ａ，４１１Ｂ，４１１Ｃから射出された光束は、この発光素子グループ４１０に一対一で対応する導光孔４４４および絞り孔４４６によって、１組のマイクロレンズＭＬに導かれ、それぞれの曲率半径を有するレンズにより屈折されて、感光体２Ｙの表面２００にスポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３としてそれぞれ結像される。この場合、１つのマイクロレンズＭＬには、対応する発光素子グループ４１０の発光素子４１１Ａ，４１１Ｂ，４１１Ｃから射出された光束のみが入射し、それ以外の発光素子４１１から射出された光束は、このマイクロレンズＭＬに入射されない。ここで、図１０は、１つのマイクロレンズＭＬに対応する発光素子４１１から射出された光束のみが入射する場合（実線）と、１つのマイクロレンズＭＬに対応しない発光素子４１１から射出された光束も入射する場合（一点鎖線）における、デフォーカスとＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の関係を示す。これらのことから、マイクロレンズＭＬ毎に対応した発光素子４１１から形成される実像は、デフォーカスな状態であっても、複数に分離されることなく１つであることに加え、ＭＴＦ特性も優れることから、デフォーカス特性および結像性能に優れたスポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３が得られる。

続いて、図８は複数の発光素子グループ４１０の配置を示す図である。本実施形態では、主走査方向ＸＸに４個の発光素子４１１を所定間隔ごとに並べて構成される発光素子列Ｌ４１１を、副走査方向ＹＹに２列並べることにより１つの発光素子グループ４１０を構成している。即ち、同図の２点鎖線の円形で示される１つのマイクロレンズＭＬの外径の位置に対応して８個の発光素子４１１が、発光素子グループ４１０を構成している。そして、複数の発光素子グループ４１０は次のように配置されている。

主走査方向ＸＸに発光素子グループ４１０を所定個数（２個以上）並べて構成される発光素子グループ列Ｌ４１０（グループ列）が副走査方向ＹＹに３列並ぶように、発光素子グループ４１０は２次元的に配置されている。また、全ての発光素子グループ４１０は、互いに異なる主走査方向位置に配置されている。さらに、主走査方向位置が隣り合う発光素子グループ（例えば、発光素子グループ４１０Ｃ１と発光素子グループ４１０Ｂ１）の副走査方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ４１０は配置されている。尚、主走査方向位置および副走査方向位置とはそれぞれ注目する位置の主走査方向成分および副走査方向成分を意味する。

図９は、ラインヘッド４Ｙによるスポット形成動作を示す図である。このようなスポットの集合によって静電潜像が形成される。以下に、ラインヘッド４Ｙによるスポット形成動作を図８および図９を参照して説明する。尚、発明の理解を容易にするべく、主走査方向ＸＸに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体２Ｙの表面２００を副走査方向ＹＹに搬送しながら、複数の発光素子を所定のタイミングで発光させることにより、主走査方向ＸＸに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。

図８において、本実施形態のラインヘッド４Ｙでは、副走査方向位置Ｙ１〜Ｙ６の各位置に対応して、副走査方向ＹＹに発光素子列Ｌ４１１が６列配置されている。副走査方向ＹＹの同一の位置にある発光素子列Ｌ４１１は、略同一のタイミングで発光させるとともに、副走査方向ＹＹの異なる位置にある発光素子列Ｌ４１１は、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、副走査方向位置Ｙ１〜Ｙ６の順番で、発光素子列Ｌ４１１を発光させる。そして、感光体２Ｙの表面２００を副走査方向ＹＹに搬送しながら、上述の順番で発光素子列Ｌ４１１を発光させることで、表面２００の主走査方向ＸＸに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。

より詳細には、最初に、副走査方向ＹＹに最上流の発光素子グループ４１０Ａ１，４１０Ａ２，４１０Ａ３・・・に属する副走査方向位置Ｙ１の発光素子列Ｌ４１１の発光素子４１１を発光させる。そして、この発光動作により射出される複数の光は、上述の正立かつ等倍特性を有するマイクロレンズＭＬにより、同一の大きさの正立像が感光体２Ｙの表面２００に結像される。この結果、図９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。尚、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４１０Ｃ１，４１０Ｂ１，４１０Ａ１，４１０Ｃ２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４１０により形成されるスポットであることを示す。

次に、発光素子グループ４１０Ａ１，４１０Ａ２，４１０Ａ３・・・に属する副走査方向位置Ｙ２の発光素子列Ｌ４１１の発光素子４１１を発光させる。そして、この発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズＭＬにより、同一の大きさの正立像が感光体２Ｙの表面２００に結像される。この結果、図９において、「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。

次に、副走査方向ＹＹの上流側から２番目の発光素子グループ４１０Ｂ１，４１０Ｂ２，４１０Ｂ３・・・に属する副走査方向位置Ｙ３の発光素子列Ｌ４１１の発光素子４１１を発光させる。そして、この発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズＭＬより、同一の大きさの正立像が感光体２Ｙの表面２００に結像される。この結果、図９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。

以下、同様にして、図９の「４回目」〜「６回目」のハッチングパターンの位置にスポットがそれぞれ形成される。この結果、主走査方向ＸＸに伸びる直線上に、複数のスポットが並べて形成される。

次に、図２に戻って現像装置５Ｙについて説明する。現像装置５Ｙは、感光体２Ｙに形成された静電潜像を液体現像剤２１Ｙによって現像する。この現像装置５Ｙは、それぞれ、現像剤供給部１６Ｙと、現像ローラ１７Ｙと、コンパクションローラ１８Ｙと、現像ローラクリーナ１９Ｙと、現像ローラクリーナ回収液貯留容器２０Ｙとから構成されている。

現像剤供給部１６Ｙは、それぞれ、トナー粒子および不揮発性の液体キャリアからなる液体現像剤２１Ｙを収納する現像剤容器２２Ｙと、現像剤汲み上げローラ２３Ｙと、アニロクスローラ２４Ｙと、現像剤規制ブレード２５Ｙとからなっている。

現像剤容器２２Ｙ内に収納される液体現像剤２１Ｙにおいて、トナーとしては、トナーに使用される公知の熱可塑性樹脂中へ同じく公知の顔料等の着色剤を分散させた例えば平均粒径１μｍの粒子を用いることができる。また、低粘性低濃度の液体現像剤を得るには、液体キャリアとして、例えば、有機溶媒、フェニルメチルシロキサン、ジメチルポリシロキサンおよびポリジメチルシクロシロキサン等の引火点２１０℃以上のシリコーンオイル、鉱物油等の絶縁性液体キャリアを用いることができる。そして、液体現像剤２１Ｙはトナー粒子を分散剤とともに液体キャリアへ添加し、トナー固形分濃度を約２０％としたものである。

現像剤汲み上げローラ２３Ｙは、それぞれ、現像剤容器２２Ｙ内の液体現像剤２１Ｙを汲み上げてアニロクスローラ２４Ｙに供給するローラである。現像剤汲み上げローラ２３Ｙは、図２において矢印で示す時計回りに回転する。また、アニロクスローラ２４Ｙは、円筒状の部材で表面に微細かつ一様に螺旋状の溝を形成したローラである。溝の寸法は、例えば、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍに設定される。
もちろん、溝の寸法はこれらの値に限定されることはない。アニロクスローラ２４Ｙは、現像ローラ１７Ｙと同じ回転方向で図２において矢印で示す反時計回りに回転する。なお、アニロクスローラ２４Ｙは、いずれも現像ローラ１７Ｙと連れ回りで時計回りに回転するようにすることもできる。すなわち、アニロクスローラ２４Ｙの回転方向は、限定されず任意である。

現像剤規制ブレード２５Ｙは、アニロクスローラ２４Ｙの表面に当接して設けられている。これらの現像剤規制ブレード２５Ｙは、アニロクスローラ２４Ｙの表面に当接する、ウレタンゴム等からなるゴム部と、このゴム部を支持する金属等の板とから構成されている。そして、現像剤規制ブレード２５Ｙは、アニロクスローラ２４Ｙの溝部以外の表面に付着する液体現像剤２１Ｙをゴム部で掻き落として除去する。したがって、アニロクスローラ２４Ｙは、それらの溝部内に付着する液体現像剤２１Ｙのみを各現像ローラ１７Ｙに供給するようになっている。

現像ローラ１７Ｙは、例えば鉄等金属シャフトの外周部に、導電性ウレタンゴム等の導電性樹脂層や導電性ゴム層からなる所定幅の円筒状の導電性弾性体を備えたものである。
これらの現像ローラ１７Ｙは感光体２Ｙに当接され、かつ図２において矢印で示すように反時計回りに回転する。

コンパクションローラ１８Ｙは、それらの外周面が対応する現像ローラ１７Ｙの外周面に当接されて配置されている。このとき、コンパクションローラ１８Ｙと現像ローラ１７Ｙとは互いに所定量の食い込みになっている。

そして、コンパクションローラ１８Ｙは、図２において矢印で示すように時計回りに回転するようにされている。そして、コンパクションローラ１８Ｙはそれぞれ電圧を印加されて、対応する現像ローラ１７Ｙを帯電するようになっている。その場合、コンパクションローラ１８Ｙへの印加電圧は、それぞれ直流電圧（ＤＣ）に設定されている。コンパクションローラ１８Ｙへの印加電圧は、それぞれ直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）が重畳された電圧に設定することもできる。

これらのコンパクションローラ１８Ｙによる現像ローラ１７Ｙの帯電で、コンパクションローラ１８Ｙは、それぞれ、現像ローラ１７Ｙ上の液体現像剤２１Ｙに対して接触転圧を行う。

コンパクションローラ１８Ｙによる接触転圧で、それぞれ、現像ローラ１７Ｙ上の液体現像剤２１Ｙが現像ローラ１７Ｙに押し付けられる。

コンパクションローラ１８Ｙには、それぞれ、コンパクションローラクリーナブレード２６Ｙと、コンパクションローラクリーナ回収液貯留容器２７Ｙとが設けられている。これらのコンパクションローラクリーナブレード２６Ｙは、それぞれ対応するコンパクションローラ１８Ｙの表面に当接する例えばゴム等で構成され、コンパクションローラ１８Ｙに残留する液体現像剤２１Ｙを掻き落として除去するためのものである。さらに、コンパクションローラクリーナ回収液貯留容器２７Ｙは、コンパクションローラクリーナブレード２６Ｙによってコンパクションローラ１８Ｙから掻き落とされた液体現像剤２１Ｙを貯留するタンク等の容器から構成されている。

また、現像ローラクリーナ１９Ｙは、現像ローラ１７Ｙの表面に当接する例えばゴム等で構成され、現像ローラ１７Ｙに残留する液体現像剤２１Ｙを掻き落として除去するためのものである。さらに、現像ローラクリーナ回収液貯留容器２０Ｙは、現像ローラクリーナ１９Ｙによって現像ローラ１７Ｙから掻き落とされた液体現像剤２１Ｙを貯留するタンク等の容器から構成されている。

さらに、画像形成装置１は、液体現像剤２１Ｙを現像剤容器２２Ｙに補給する現像剤補給装置２８Ｙを備えている。これらの現像剤補給装置２８Ｙは、トナータンク２９Ｙと、キャリアタンク３０Ｙと、撹拌装置３１Ｙとからなっている。

トナータンク２９Ｙには、高濃度液体トナー３２Ｙが収納されている。また、キャリアタンク３０Ｙには、液体キャリア（キャリアオイル）３３Ｙが収納されている。
さらに、撹拌装置３１Ｙには、トナータンク２９Ｙからの所定量の高濃度液体トナー３２Ｙとキャリアタンク３０Ｙからの所定量の液体キャリア３３Ｙとが供給されるようになっている。

そして、撹拌装置３１Ｙは、供給された高濃度液体トナー３２Ｙおよび液体キャリア３３Ｙをそれぞれ混合撹拌して現像装置５Ｙで使用する液体現像剤２１Ｙを作製する。その場合、液体現像剤２１Ｙ全体の粘度は１００ｍＰａｓ〜１０００ｍＰａｓであり、また液体キャリア（キャリアオイル）単体の粘度は１０ｍＰａｓ〜２００ｍＰａｓであることが好ましい。粘度の測定方法は、例えば粘弾性測定装置ＡＲＥＳ（ＴＡインストルメント・ジャパン製）を用いて測定する。撹拌装置３１Ｙで作製された液体現像剤２１Ｙは、現像剤容器２２Ｙに供給されるようになっている。

感光体スクイーズ装置６Ｙは、スクイーズローラ３４Ｙと、スクイーズローラクリーナ３５Ｙと、スクイーズローラクリーナ回収液貯留容器３６Ｙとから構成されている。スクイーズローラ３４Ｙは、それぞれ、感光体２Ｙと現像ローラ１７Ｙとの当接部（ニップ部）より感光体２Ｙの回転方向下流側に設置されている。そして、スクイーズローラ３４Ｙは、感光体２Ｙと逆方向（図２において反時計回り）に回転し、感光体２Ｙ上の液体現像剤２１Ｙを除去するようになっている。

スクイーズローラ３４Ｙとしては、いずれも、金属製芯金の表面に導電性ウレタンゴム等の弾性部材とフッ素樹脂製表層を配した弾性ローラが好適である。また、スクイーズローラクリーナ３５Ｙは、いずれもゴム等の弾性体からなり、それぞれ対応するスクイーズローラ３４Ｙの面に当接され、これらのスクイーズローラ３４Ｙに残留する液体現像剤２１Ｙを掻き落として除去するものである。さらに、スクイーズローラクリーナ回収液貯留容器３６Ｙは、それぞれ対応するスクイーズローラクリーナ３５Ｙが掻き落とした液体現像剤２１Ｙを貯留するタンク等の容器である。

コンパクションローラクリーナ回収液貯留容器２７Ｙ、現像ローラクリーナ回収液貯留容器２０Ｙおよびスクイーズローラクリーナ回収液貯留容器３６Ｙに溜まった液体現像剤２１Ｙは、撹拌装置３１Ｙに戻り再利用される。

バックアップローラ３７Ｙは、トナー粒子の帯電極性と逆極性の例えば約−２００Ｖが印加されて、感光体２Ｙ上の液体現像剤２１Ｙで形成された像を中間転写ベルト１０に１次転写する。また、除電装置８Ｙは、１次転写後に感光体２Ｙに残留する電荷を除去するものである。

中間転写ベルトスクイーズ装置１３Ｙは、中間転写ベルトスクイーズローラ４０Ｙと、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ４１Ｙと、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ回収液貯留容器４２Ｙとからなっている。中間転写ベルトスクイーズローラ４０Ｙは、中間転写ベルト１０上の液体現像剤２１Ｙを回収するものである。また、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ４１Ｙは、中間転写ベルトスクイーズローラ４０Ｙのローラ上の回収した液体現像剤２１Ｙを掻き取るものである。これらの中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ４１Ｙは、スクイーズローラクリーナ３５Ｙと同様にゴム等の弾性体からなっている。さらに、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ回収液貯留容器４２Ｙは、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ４１Ｙで掻き取った液体現像剤２１Ｙを回収貯留するものである。

画像形成動作が開始されると、感光体２Ｙが帯電部材３Ｙによって一様帯電される。次いで、感光体２Ｙに、ラインヘッド４Ｙによって静電潜像が形成される。
次に、現像装置５Ｙにおいて、イエロー（Ｙ）の液体現像剤２１Ｙが現像剤汲み上げローラ２３Ｙによってアニロクスローラ２４Ｙに汲み上げられる。アニロクスローラ２４Ｙに付着した液体現像剤２１Ｙは、現像剤規制ブレード２５Ｙによってアニロクスローラ２４Ｙの溝内に適正量付着される。このアニロクスローラ２４Ｙの溝内の液体現像剤２１Ｙは現像ローラ１７Ｙに供給される。

このとき、アニロクスローラ２４Ｙの溝内の液体現像剤２１Ｙの一部がアニロクスローラ２４Ｙの左右両端の方に移動する。さらに、現像ローラ１７Ｙ上の液体現像剤２１Ｙのイエロー（Ｙ）のトナー粒子は、コンパクションローラ１８Ｙによる接触コンパクションでその現像ローラ１７Ｙに押し付けられる。
現像ローラ１７Ｙ上の液体現像剤２１Ｙはコンパクションされた状態で、現像ローラ１７Ｙの回転によって感光体２Ｙの方へ搬送される。

コンパクションローラ１８Ｙによる接触コンパクションが終了してコンパクションローラ１８Ｙに残留する液体現像剤２１Ｙは、コンパクションローラクリーナブレード２６Ｙによってコンパクションローラ１８Ｙから除去される。

イエロー（Ｙ）の感光体２Ｙに形成された静電潜像が現像装置５Ｙにおいてイエロー（Ｙ）の液体現像剤２１Ｙで現像され、感光体２Ｙにイエロー（Ｙ）の液体現像剤２１Ｙによって像が形成される。現像が終了して現像ローラ１７Ｙに残留する液体現像剤２１Ｙは、現像ローラクリーナ１９Ｙによって現像ローラ１７Ｙから除去される。感光体２Ｙ上のイエロー（Ｙ）の液体現像剤２１Ｙによって形成される像は、スクイーズローラ３４Ｙにより感光体２Ｙ上の液体現像剤２１Ｙが回収されてイエロー（Ｙ）のトナー像とされる。
さらに、このイエロー（Ｙ）のトナー像は１次転写装置７Ｙで中間転写ベルト１０に転写される。中間転写ベルト１０上のイエロー（Ｙ）のトナー像は、中間転写ベルトスクイーズローラ４０Ｙにより中間転写ベルト１０上の液体現像剤２１Ｙが回収されながら、図１に示したマゼンタ（Ｍ）の１次転写装置７Ｍの方へ搬送される。

図１において、次いで、マゼンタ（Ｍ）の感光体２Ｍに形成された静電潜像が現像装置５Ｍにおいて、イエロー（Ｙ）の場合と同様にして搬送されてきたマゼンタ（Ｍ）の液体現像剤で現像され、感光体２Ｍにマゼンタ（Ｍ）の液体現像剤によって像が形成される。
このとき、コンパクションローラ１８Ｍによる接触コンパクションの終了後コンパクションローラ１８Ｍに残留するキャリアは、コンパクションローラクリーナブレード２６Ｍによってコンパクションローラ１８Ｍから除去される。また、現像が終了して現像ローラ１７Ｍに残留する液体現像剤は、現像ローラクリーナ１９Ｍによって現像ローラ１７Ｍから除去される。

感光体２Ｍ上のマゼンタ（Ｍ）の液体現像剤で形成された像は、スクイーズローラ３４Ｍにより感光体２Ｍ上の液体現像剤が回収されてマゼンタ（Ｍ）のトナー像とされ、このマゼンタ（Ｍ）のトナー像は１次転写装置７Ｍで中間転写ベルト１０にイエロー（Ｙ）のトナー像と色重ねされて転写される。同様にして、色重ねされたイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）のトナー像は、中間転写ベルトスクイーズローラ４０Ｙにより中間転写ベルト１０上の液体現像剤が回収されながらシアン（Ｃ）の１次転写装置７Ｃの方へ搬送される。
以下、同様にして、シアン（Ｃ）のトナー像およびブラック（Ｋ）のトナー像が中間転写ベルト１０に順次色重ねされて転写され、中間転写ベルト１０にフルカラーのトナー像が形成される。

次いで、２次転写装置１４により、中間転写ベルト１０上のカラーのトナー像が紙等の転写材の転写面に２次転写される。転写材上に転写されたカラーのトナー像は、従来と同様に図示しない定着器によって定着され、フルカラーの定着像が形成された転写材は排紙トレイに搬送されて、カラー画像形成動作が終了する。

以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）画像形成装置１が備える何れのラインヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、デフォーカス特性および結像性能に優れた鮮明なスポットを形成するため、温度変化や振動等の環境変動に対して画質の低下の少ない画像形成装置１を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、発光素子グループ４１０を副走査方向ＹＹに複数列並べ、等倍特性を有するマイクロレンズＭＬにより、等倍の発光素子４１１像を形成して露光する方法に代えて、副走査方向ＹＹに発光素子グループ４１０を１列並べて発光素子列を形成し、それぞれが拡大特性を有するマイクロレンズＭＬにより、発光素子４１１の像を拡大して形成することにより露光しても良い。また、画像形成装置１が形成する画像は、カラー画像に限定されるものではなく、いわゆる単色（モノクロ）画像であっても良い。更に、画像形成装置１は、トナー粒子を不揮発性液体キャリアに分散させた液体トナーだけでなく、乾式のトナーを用いても良い。

実施形態に係る画像形成装置を部分的かつ模式的に示す図。 １次転写ユニットを示す概略拡大図。 ラインヘッドの概略を示す斜視図。 ラインヘッドの副走査方向の断面図。 マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図。 レンズ装置における１組のマイクロレンズの光学系を示す図。 レンズ装置の光学系の数値データを示す図。 複数の発光素子グループの配置を示す図。 ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。 デフォーカスとＭＴＦの関係を示す図。

符号の説明

１…画像形成装置、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…ラインヘッド、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ…１次転写ユニット、２００…表面、４１０…発光素子グループ、４１１，４１１Ａ，４１１Ｂ，４１１Ｃ…発光素子、４３０…レンズ装置、４３１…ガラス基板、４３２，４３２Ａ，４３２Ｂ，４３２Ｃ…マイクロレンズアレイ、４３３，４３３Ａ，４３３Ｂ…スペーサ、４４０…遮光部、４４４…導光孔、４４６…絞り孔、４５０…ガラス基板、ＭＬ…マイクロレンズ。

Claims (7)

1. それぞれが光を射出する発光素子を複数有する発光素子グループが、離散的に複数並べて配置された基板と、
   前記発光素子グループに対して一対一で対向して配置されると共に、それぞれ対向する前記発光素子グループに属する複数の前記発光素子から射出される光を、像面にそれぞれの前記発光素子の正立像を形成する複数の結像レンズで構成される結像光学系と、
   前記基板と前記結像レンズとの間に配置され、前記結像光学系と対向する前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記結像光学系に入射させると共に、前記結像光学系と対向しない前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記結像光学系に入射しないように遮断する遮光部とを備えることを特徴とするラインヘッド。
2. 請求項１に記載のラインヘッドにおいて、
   前記基板には、前記発光素子グループが一方の方向に離間配置されてなる発光素子グループ列が形成されると共に、複数の当該発光素子グループ列が前記一方の方向と直交する他方の方向に相互に離間配置され、
   前記結像光学系は、前記正立像をそれぞれ等倍に形成することを特徴とするラインヘッド。
3. 請求項１に記載のラインヘッドにおいて、
   前記基板には、１つの前記発光素子グループが一方の方向に配置され、
   前記結像光学系は、前記正立像をそれぞれ拡大して形成することを特徴とするラインヘッド。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のラインヘッドにおいて、
   前記遮光部は、前記結像光学系と対向する前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記結像レンズに導く導光孔を備えることを特徴とするラインヘッド。
5. 請求項４に記載のラインヘッドにおいて、
   前記光選択部は、１つの前記結像光学系と対向しない前記発光素子グループに属する前記発光素子から射出される光を、前記導光孔の内部もしくは側壁に反射させることにより遮断することを特徴とするラインヘッド。
6. 請求項４乃至５のいずれかに記載のラインヘッドにおいて、
   前記導光孔は、前記光の領域を絞る光学絞りを備えることを特徴とするラインヘッド。
7. 表面が１つの方向に搬送される潜像担持体と、
   前記表面を像面としてスポットを形成する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のラインヘッドとを備えることを特徴とする画像形成装置。

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