JP2009160740A - Line head and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、発光素子グループ毎に設けられたレンズを複数配したレンズアレイを備えたラインヘッド、および該ラインヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a line head including a lens array in which a plurality of lenses provided for each light emitting element group are arranged, and an image forming apparatus using the line head.
このようなラインヘッドとしては、複数の発光素子に対して1つのレンズを設けるとともに、発光素子からの光をレンズにより結像して、潜像担持体表面等の像面を露光するラインヘッドが知られている。例えば、特許文献1に記載のラインヘッドでは、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ(同特許文献における発光ダイオード素子アレイに設けられた複数の発光ダイオードに相当)が、長手方向に複数並べられている。一方、レンズアレイでは各発光素子グループ毎にレンズが設けられている。したがって、発光素子グループから射出された光ビームはレンズの入射面に入射するとともに、レンズは入射してきた光ビームを結像しつつ、その射出面から射出する。こうして、像面が露光される。
As such a line head, there is provided a line head that provides one lens for a plurality of light emitting elements and forms an image of light from the light emitting elements by the lens to expose an image surface such as a latent image carrier surface. Are known. For example, in the line head described in
ところで、レンズ口径を大きく取って口径食を抑制すること等を目的として、複数のレンズを長手方向(第1方向)に並べてレンズ行を構成するとともに、複数のレンズ行を幅方向(第2方向)に並べたラインヘッドを用いることができる。つまり、このラインヘッドは複数のレンズを2次元的に配置している。したがって、レンズの射出面が凸面であると、レンズアレイにおいてレンズの射出面が並ぶ領域は、2次元的な凹凸形状を有することとなる。しかしながら、このレンズの射出面が並ぶ領域は像面に対向して配置されるため、当該領域が2次元的な凹凸形状を有すると、像面から飛散したトナーや埃等の異物がレンズアレイに付着するとの問題が発生する場合があった。その結果、良好な露光動作が実行できない場合があった。 By the way, for the purpose of suppressing the vignetting by increasing the lens aperture, a plurality of lenses are arranged in the longitudinal direction (first direction) to form a lens row, and the plurality of lens rows are arranged in the width direction (second direction). ) Can be used. That is, this line head has a plurality of lenses arranged two-dimensionally. Therefore, when the exit surface of the lens is a convex surface, the region where the exit surfaces of the lens are arranged in the lens array has a two-dimensional uneven shape. However, since the region where the exit surfaces of the lens are arranged is arranged to face the image surface, if the region has a two-dimensional uneven shape, foreign matters such as toner and dust scattered from the image surface are incident on the lens array. There was a case where the problem of adhering occurred. As a result, a good exposure operation may not be performed.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数のレンズを2次元的に配したレンズアレイへの異物付着を抑制して、良好な露光を実現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 an object of the present invention is to provide a technique capable of realizing good exposure by suppressing foreign matter adhesion to a lens array in which a plurality of lenses are two-dimensionally arranged. .
この発明にかかるラインヘッドは、上記目的を達成するために、入射面から入射した光を射出面から射出するレンズを第1方向に複数並べた、レンズ行を第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配したレンズアレイと、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループをレンズ毎に対応して設けたヘッド基板とを備え、ヘッド基板では、発光素子グループは対応するレンズの入射面に対向して設けられるとともにレンズの入射面に向けて光を射出し、レンズの入射面は凸面であるとともにレンズの射出面は平面であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the line head according to the present invention has a plurality of lenses arranged in the first direction for emitting light incident from the incident surface in the first direction, and the lens rows are orthogonal or substantially orthogonal to the first direction. A plurality of lens arrays arranged in the second direction, and a head substrate provided with a light emitting element group in which a plurality of light emitting elements are grouped corresponding to each lens, wherein the light emitting element group is incident on a corresponding lens The lens is provided so as to face the surface and emits light toward the entrance surface of the lens. The entrance surface of the lens is a convex surface and the exit surface of the lens is a plane.
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、入射面から入射した光を射出面から射出するレンズを第1方向に複数並べた、レンズ行を第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配したレンズアレイと、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループをレンズ毎に対応して設けたヘッド基板とを有するラインヘッドと、ラインヘッドのレンズの射出面に対向して、射出面から射出された光により露光される潜像担持体とを備え、ヘッド基板では、発光素子グループは対応するレンズの入射面に対向して設けられるとともにレンズの入射面に向けて光を射出し、レンズの入射面は凸面であるとともにレンズの射出面は平面であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of lenses arranged in the first direction that emit light incident from the incident surface in the first direction, and the lens rows are orthogonal to the first direction. A line head having a plurality of lens arrays arranged in a substantially orthogonal second direction, a head substrate provided with a light emitting element group obtained by grouping a plurality of light emitting elements corresponding to each lens, and an exit surface of the lens of the line head And a latent image carrier that is exposed by light emitted from the exit surface.In the head substrate, the light emitting element group is provided to face the entrance surface of the corresponding lens and the entrance surface of the lens. Light is emitted toward the lens, and the entrance surface of the lens is a convex surface, and the exit surface of the lens is a flat surface.
このように構成された発明(ラインヘッド、画像形成装置)では、レンズアレイが有する複数のレンズそれぞれの射出面は平面である。したがって、レンズアレイにおいてレンズの射出面が並ぶ領域は凹凸形状を有さない。よって、レンズアレイへの異物付着が抑制されて、良好な露光が実現可能となっている。 In the invention thus configured (line head, image forming apparatus), the exit surface of each of the plurality of lenses included in the lens array is a plane. Therefore, the region where the exit surfaces of the lenses are arranged in the lens array does not have an uneven shape. Therefore, the adhesion of foreign matter to the lens array is suppressed and good exposure can be realized.
また、入射面は非球面であってもよい。なぜなら、入射面を非球面で構成することで、レンズの結像特性が向上して良好な露光が可能となるからである。 Further, the incident surface may be an aspherical surface. This is because, by forming the incident surface as an aspherical surface, the imaging characteristics of the lens are improved and good exposure is possible.
また、入射面は、レンズの光軸を回転対称軸とする回転対称面であるように構成しても良い。このように入射面を回転対称面で構成することで、レンズ構成の簡素化が可能となる。 Further, the incident surface may be configured to be a rotationally symmetric surface having the optical axis of the lens as a rotationally symmetric axis. By configuring the entrance surface with a rotationally symmetric surface in this way, the lens configuration can be simplified.
また、入射面の第1方向における断面形状と、入射面の前記第2方向における断面形状とが異なるように構成しても良い。このように入射面を構成した場合、第1方向と第2方向とでレンズの結像特性を変更することができるため、ラインヘッドの構成等に応じてレンズの結像特性を適切に調整することが可能となる。 Moreover, you may comprise so that the cross-sectional shape in the 1st direction of an incident surface may differ from the cross-sectional shape in the said 2nd direction of an incident surface. When the entrance surface is configured in this way, the imaging characteristics of the lens can be changed in the first direction and the second direction, so that the imaging characteristics of the lens are appropriately adjusted according to the configuration of the line head and the like. It becomes possible.
特に、発光素子グループは複数の発光素子を第1方向に並べた発光素子行を有するラインヘッドに対しては、入射面の第1方向における断面形状と入射面の前記第2方向における断面形状とが異なるように構成することが好適である。なぜなら、発光素子グループの構成に応じて、レンズの結像特性を適切に調整することが可能となるからである。 Particularly, for a line head having a light emitting element row in which a plurality of light emitting elements are arranged in a first direction, the light emitting element group has a cross sectional shape in a first direction of an incident surface and a cross sectional shape in the second direction of the incident surface. It is preferable to configure so that they are different. This is because the imaging characteristics of the lens can be adjusted appropriately according to the configuration of the light emitting element group.
また、レンズの前側焦点に絞りが設けられているように構成しても良い。このように構成することで、像側がテレセントリックとなる。したがって、像面に位置変動が生じたとしても、この位置変動が像に与える影響を抑制することができ、良好な露光が可能となる。 Further, a stop may be provided at the front focal point of the lens. With this configuration, the image side is telecentric. Therefore, even if the position variation occurs on the image plane, the influence of the position variation on the image can be suppressed, and good exposure can be performed.
以下では、最初に本明細書で用いる用語について説明する。この用語の説明に続いて、本発明の実施形態について説明する。 In the following, terms used in this specification will be described first. Following the explanation of this term, an embodiment of the present invention will be explained.
用語の説明
図1および図2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、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に直交あるいは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。
Explanation of Terms FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory diagrams of terms used in this specification. Here, the terms used in this specification will be organized using these drawings. In this specification, the transport direction of the surface (image surface IP) of the
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1および図2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からの光ビームが該発光素子グループ295に対応するレンズLSにより結像されて、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. 1 and FIG. 2)
また、図2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、副走査方向SDに互いに隣接する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、主走査方向MDに互いに隣接する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. 2, 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 adjacent to each other in the sub-scanning direction SD. The spot group pitch Psg is the distance in the main scanning direction MD of the geometric centroids of two spot groups SG adjacent to each other in the main scanning direction MD.
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、幅方向LTDに互いに隣接する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、長手方向LGDに互いに隣接する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 two lens rows LSR adjacent to each other in the width direction LTD. The lens pitch Pls is a distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of the two lenses LS adjacent to each other in the longitudinal direction LGD.
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、幅方向LTDに互いに隣接する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、長手方向LGDに互いに隣接する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 column “Head Substrate” in the drawing, a light emitting
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、幅方向LTDに互いに隣接する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、長手方向LGDに互いに隣接する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 “light emitting element group” column of FIG. 2, a light emitting
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、副走査方向SDに互いに隣接する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、主走査方向MDに互いに隣接する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 a distance in the sub-scanning direction SD between the geometric centroids of two spot rows SPR adjacent to each other in the sub-scanning direction SD. The spot pitch Psp is a distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of two spots SP adjacent to each other in the main scanning direction MD.
実施形態
図3は本発明の適用対象であるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図である。また、図4は図3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3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。
Embodiment FIG. 3 is a diagram showing an example of an image forming apparatus equipped with a line head to which the present invention is applied. FIG. 4 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. 3 is a diagram corresponding to the execution of the color mode. In this image forming apparatus, when an image forming command is given from an external device such as a host computer to a main controller MC having a CPU, a memory, etc., the main controller MC gives a control signal to the engine controller EC and also outputs an image forming command. Corresponding video data VD is supplied to the head controller HC. The head controller HC controls the
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3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。
An
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。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に直交もしくは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3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
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
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おり、ラインヘッド29の長手方向は主走査方向MDと略平行となっている。ラインヘッド29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の表面に対して光が照射されて、該表面に静電潜像が形成される。
The
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
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
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, the
転写ベルトユニット8は、駆動ローラ82と、図3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3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
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
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
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 driving
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
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
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
図5は、本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図6は、図5に示したラインヘッドの幅方向断面図である。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、互いに直交もしくは略直交する。ラインヘッド29はケース291を備えており、このケース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。そしてさらに、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. 5 is a perspective view showing an outline of the line head according to the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view in the width direction of the line head shown in FIG. As described above, the
ケース291の内部には、ヘッド基板293、絞り板298およびレンズアレイ299が配置されている。ヘッド基板293の表面293Aにはケース291の内側が当接する一方、ヘッド基板293の裏面293Bには裏蓋2913が当接している。この裏蓋2913は、固定器具2914によりヘッド基板293を介してケース291内部に押圧されている。つまり、固定器具2914は、裏蓋2913をケース291内部側(図6における上側)に押圧する弾性力を有しており、かかる弾性力により裏蓋が押圧されることで、ケース291の内部が光密に(換言すれば、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)密閉される。なお、固定器具2914は、ケース291の長手方向LGDに複数箇所設けられている。
Inside the
ヘッド基板293の裏面293Bには、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ295が設けられている。ヘッド基板293はガラス等の光透過性部材で形成されており、発光素子グループ295の各発光素子が射出した光ビームは、ヘッド基板293の裏面293Bから表面293Aへと透過可能である。この発光素子はボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子であり、封止部材294により覆われている。
A light emitting
ヘッド基板293と絞り板298とは台座296Aを介して対向配置されるとともに、絞り板298とレンズアレイ299とは台座296Bを介して対向配置されている。つまり、図6において、ヘッド基板表面293Aの上に台座296Aが配置されるとともに、この台座296Aの上に絞り板298が配置されている。また、絞り板298の上には台座296Bが配置されるとともに、この台座296Bの上にレンズアレイ299が配置されている。レンズアレイ299には、発光素子グループ295からの光ビームを結像するレンズLSが、発光素子グループ295毎に設けられている。また、ヘッド基板293とレンズアレイ299との間にある絞り板298には、発光素子グループ295毎に絞り開口2981が穿設されている。したがって、発光素子グループ295から射出された光ビームのうち、絞り開口2981を通過した光ビームがレンズLSに入射する。
The
図7は、レンズアレイおよび絞り板等の長手方向の断面図であり、レンズLSの光軸OAを含む長手方向断面を示している。レンズアレイ299は、レンズ基板2991と、レンズ基板2991の裏面2991Bに設けられた複数のレンズ面LSFから構成される。各レンズ面LSFは凸面であり、曲率を有している。このレンズアレイ299は、例えば特開2005−276849号公報等に記載の方法により形成される。つまり、レンズ面LSFの凸形状に応じた凹部を有する金型が、レンズ基板2991としての光透過性基板に対して当接される。この光透過性基板としては例えばガラス基板を用いることができる。金型と光透過性基板との間に光硬化性樹脂が充填されると、この光硬化性樹脂に光が照射されて、光透過性基板にレンズ面LSFが形成される。そして、光硬化性樹脂が硬化したタイミングで金型が離型される。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the lens array, the diaphragm plate, etc., and shows a longitudinal sectional view including the optical axis OA of the lens LS. The
このように本実施形態では、1つのレンズ面LSFと、当該レンズ面LSFが形成されたレンズ基板2991とで、1つのレンズLSが構成されており、換言すれば、レンズLSは射出面が平面の凸平レンズである。そして、同図の破線に示すように、レンズLSは、レンズ面LSF(入射面)から入射してきた光ビームをレンズ基板表面2991A(射出面)から射出する。そして、レンズ基板表面2991Aは感光体ドラム表面に対向する。こうして、発光素子グループ295から射出された光ビームは、レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面(像面)が露光される。
Thus, in the present embodiment, one lens LS is configured by one lens surface LSF and the
図8は、レンズアレイの平面図であり、像面側(図7における上側)からレンズアレイを見た場合に相当する。同図が示すように、レンズアレイ299では、幅方向LTDの異なる位置に配された3個のレンズLSからなるレンズ列LSCが、長手方向LTDに複数並んでいる。換言すれば、レンズアレイ299では、長手方向LGDに複数のレンズLSを並べてレンズ行LSRが構成されるとともに、3行のレンズ行LSRが幅方向LTDに設けられている。また、各レンズ行LSRは長手方向LGDに互いにずらして配置されており、各レンズLSの長手方向LGDにおける位置PTLは互いに異なる。このように、レンズアレイ299において複数のレンズLSは2次元的に配置されており、レンズアレイはレンズLS(凸平レンズLS)をアレイ状に配置して構成されている。なお、同図においては、レンズLSの位置は、レンズLSのレンズ面LSFの頂点で代表されており、レンズLSの長手方向LGDにおける位置PTLは、レンズLSの位置から長手方向軸LGDに下ろした垂線の足で表されている。
FIG. 8 is a plan view of the lens array, which corresponds to a case where the lens array is viewed from the image plane side (upper side in FIG. 7). As shown in the drawing, in the
図9はヘッド基板の裏面の構成を示す図であり、ヘッド基板の表面から裏面を見た場合に相当する。図10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。なお、図9において、レンズLSが二点鎖線で示されているが、これはレンズLSに対して発光素子グループ295が一対一で設けられていることを示すためのものであり、レンズLSがヘッド基板裏面に配置されていることを示すものではない。図9に示すように、幅方向LTDにおいて互いに異なる位置に3個の発光素子グループ295を配置した発光素子グループ列295Cが、長手方向LGDに沿って複数並んでいる。換言すれば、長手方向LGDに複数の発光素子グループ295を並べて発光素子グループ行295Rが構成されるとともに、3行の発光素子グループ行295Rが幅方向LTDに設けられている。また、各発光素子グループ行295Rは長手方向LGDに互いにずらして配置されており、各発光素子グループ295の長手方向LGDにおける位置PTEは互いに異なる。このように、ヘッド基板293において複数の発光素子グループ295は2次元的に配置されている。なお、同図においては、発光素子グループ295の位置は発光素子グループ295の重心位置で代表されており、発光素子グループ295の長手方向LGDにおける位置PTEは、発光素子グループ295の位置から長手方向軸LGDに下ろした垂線の足で表されている。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the back surface of the head substrate, which corresponds to the case where the back surface is viewed from the front surface of the head substrate. FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of light emitting elements in each light emitting element group. In FIG. 9, the lens LS is indicated by a two-dot chain line. This is for indicating that the light emitting
発光素子グループ295では、長手方向LGDに沿って4個の発光素子2951を並べて発光素子行2951Rが構成されるとともに、2個の発光素子行2951Rが幅方向LTDに設けられている(図10)。各発光素子行2951Rは長手方向LGDに相互にずれており、各発光素子2951の長手方向LGDにおける位置は互いに異なる。このように構成された発光素子グループ295は、長手方向LGDに発光素子グループ幅W295を有する。この発光素子グループ幅W295は、次のように定義される。つまり、長手方向LGDにおいて両端部に位置する発光素子2951を端部発光素子2951Xとしたとき、発光素子グループ幅W295は、端部発光素子2951Xの長手方向LGDにおけるピッチである。
In the light emitting
こうして、ヘッド基板293に設けられた各発光素子2951は、例えばTFT(Thin
Film Transistor)回路等からの駆動を受けて、互いに等しい波長の光ビームを射出する。この発光素子2951の発光面はいわゆる完全拡散面光源であり、発光面から射出される光ビームはランバートの余弦則に従う。
Thus, each
Film Transistor) is driven by a circuit or the like and emits light beams having the same wavelength. The light emitting surface of the
発光素子2951が発光した光ビームはレンズLSにより結像されて、感光体ドラム21の表面(感光体ドラム表面)にスポットSPが形成される。一方、上述のとおり、感光体ドラム表面は、スポット形成に先立って帯電部23により帯電されている。したがって、スポットSPが形成された領域は除電されて、スポット潜像Lspが形成される。そして、このように形成されたスポット潜像Lspは感光体ドラム表面に担持されながら、副走査方向SDの下流側へと搬送される。そして、次に説明するように、スポットSPは感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで形成されて、主走査方向MDに並ぶ複数のスポット潜像Lspが形成される。
The light beam emitted from the
図11はラインヘッドにより形成されるスポットを説明するための斜視図である。なお、図11においてレンズアレイ299の記載は省略されている。図11に示すように、各発光素子グループ295は、主走査方向MDにおいて互いに異なる露光領域ERにスポットグループSGを形成可能である。ここで、スポットグループSGは、発光素子グループ295の全発光素子2951が同時発光して形成される複数のスポットSPの集合である。また、同図が示すように、互いに異なる発光素子グループ行295Rに属する3個の発光素子グループ295(換言すれば、幅方向LTDに互いにずらして配置された3個の発光素子グループ295)により、主走査方向MDに連続する3個の露光領域ERにスポットグループSGが形成される。つまり、互いに異なる発光素子グループ行295Rに属する発光素子グループ295_1,295_2,295_3により、主走査方向MDに連続する露光領域ER_1,ER_2,ER3にスポットグループSG_1,SG2,SG3が形成される。
FIG. 11 is a perspective view for explaining spots formed by the line head. In FIG. 11, the description of the
ところで、図9にも示したとおり、3個の発光素子グループ行295Rは、幅方向LTDにおいて互いに異なる位置に配置されている。したがって、互いに異なる発光素子グループ行295Rに属する発光素子グループ295は、副走査方向SDにおいて互いに異なる位置にスポットグループSGを形成する。したがって、複数のスポット潜像Lspを主走査方向MDに並べて形成するためには(つまり、複数のスポット潜像Lspを副走査方向SDにおいて同じ位置に形成するためには)、かかるスポット形成位置の違いを考慮する必要がある。そこで、このラインヘッド29では、各発光素子2951は感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで発光する。
Incidentally, as shown in FIG. 9, the three light emitting
図12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9、図11、図12を用いてラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。概略的には、感光体ドラム表面(潜像担持体表面)が副走査方向SDに移動するとともに、ヘッド制御モジュール54(図4)が感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで発光素子2951を発光させることで、主走査方向MDに並ぶ複数のスポット潜像Lspが形成される。
FIG. 12 is a diagram showing a spot forming operation by the above-described line head. Hereinafter, the spot forming operation by the line head will be described with reference to FIG. 9, FIG. 11, and FIG. Schematically, the surface of the photosensitive drum (latent image carrier surface) moves in the sub-scanning direction SD, and the head control module 54 (FIG. 4) controls the
まず、幅方向LTDに最上流の発光素子グループ295_1,295_4等に属する発光素子行2951R(図10)のうち、幅方向LTDの下流側の発光素子行2951R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、レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットSPが形成される。なお、レンズLSは倒立特性を有し、発光素子2951からの光ビームは倒立して結像される。こうして、図12の「1回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Lsp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潜像を表す。また、同図において、符号295_1〜295_4でラベルされたスポット潜像は、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潜像であることを示す。
First, among the light emitting
次に、同発光素子グループ295_1,295_4等に属する発光素子行2951Rのうち、幅方向LTDの上流側の発光素子行2951R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レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットSPが形成される。こうして、図12の「2回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Lspが形成される。ここで、幅方向LTDの下流側の発光素子行2951Rから順番に発光させたのは、レンズLSが倒立特性を有することに対応するためである。
Next, among the light emitting
次に、幅方向上流側から2番目の発光素子グループ295_2等に属する発光素子行2951Rのうち幅方向LTDの下流側の発光素子行2951R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レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットSPが形成される。こうして、図12の「3回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Lspが形成される。
Next, among the light emitting
次に、幅方向上流側から2番目の発光素子グループ295_2等に属する発光素子行2951Rのうち幅方向LTDの上流側の発光素子行2951R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レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットSPが形成される。こうして、図12の「4回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Lspが形成される。
Next, among the light emitting
次に、幅方向上流側から3番目の発光素子グループ295_3等に属する発光素子行2951Rのうち幅方向LTDの下流側の発光素子行2951R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レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットSPが形成される。こうして、図12の「5回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Lspが形成される。
Next, among the light emitting
そして最後に、幅方向上流側から3番目の発光素子グループ295_3に属する発光素子行2951Rのうち幅方向LTDの上流側の発光素子行2951R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レンズLSにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットSPが形成される。こうして、図12の「6回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Lsp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、副走査方向SDの上流側のスポットSPから順番にスポットSPが形成されて、主走査方向MDに並ぶ複数のスポット潜像Lspが形成される。
Finally, among the light emitting
このように本実施形態にかかるラインヘッド29では、レンズ基板2991の表面2991Aが、本発明における「レンズの射出面」として機能しており、レンズアレイ299が有する複数のレンズLSそれぞれの射出面(2991A)は平面である。したがって、レンズアレイ299においてレンズLSの射出面が並ぶ領域は凹凸形状を有さない。よって、レンズアレイ299への異物付着が抑制されて、良好な露光が実現可能となっている。
As described above, in the
また、仮にレンズアレイ299においてレンズLSの射出面が並ぶ領域に異物が付着したとしても、この領域の形状は平面形状であり凹凸形状では無いため、簡便に異物を取り除くことが可能となっている。
Further, even if foreign matter adheres to a region where the exit surfaces of the lenses LS are arranged in the
また、本実施形態にかかるラインヘッド29は、複数(3個)のレンズ行LSRを幅方向LTDに並べている。したがって、本実施形態にかかるラインヘッド29は、レンズ行LSRを1個しか有していないラインヘッド29と比較して、レンズLSによる口径食を抑制することができ、良好な露光が可能となっている。つまり、レンズLSによる口径食がある場合、レンズLSを通過する光ビームにケラレが発生する。その結果、レンズLSから射出される光ビームの主光線の像面への入射角が大きくなってしまう場合があった。
In the
そこで、本実施形態は、複数(3個)のレンズ行LSRを幅方向LTDに並べて、レンズLSの口径を大きく取ることを可能としている。つまり、レンズ行LSRにおいて長手方向LGDに隣り合うレンズLS間のピッチをピッチΔlsとしたとき、図13に示すように、1個のレンズ行LSRを有するラインヘッドよりも、3個のレンズ行LSRを有するラインヘッドの方が、ピッチΔlsを大きく取ることができる。ここで、図13は、3個のレンズ行を有するラインヘッドと、1個のレンズ行を有するラインヘッドとを比較した図である。したがって、レンズLSによる口径食を抑制することができ、良好な露光が可能となっている。 Therefore, in the present embodiment, a plurality of (three) lens rows LSR are arranged in the width direction LTD, so that the aperture of the lens LS can be increased. That is, when the pitch between the lenses LS adjacent to each other in the longitudinal direction LGD in the lens row LSR is set to the pitch Δls, as shown in FIG. 13, the three lens rows LSR than the line head having one lens row LSR are used. A line head having a larger pitch Δls can be obtained. Here, FIG. 13 is a diagram comparing a line head having three lens rows and a line head having one lens row. Therefore, vignetting due to the lens LS can be suppressed, and good exposure is possible.
また、本実施形態では、ヘッド基板293、絞り板298およびレンズアレイ299の3個の部材を、台座296A,296B介して重ね合わせることで、ラインヘッド29は構成されている。したがって、発光素子グループ295、絞り開口2981およびレンズLSの位置関係の調整は、これら3個の部材の配置を合わせるだけで簡便に実行可能であり、ラインヘッド29の組立性が向上されている。
In the present embodiment, the
その他
このように上記実施形態では、長手方向LGDが本発明の「第1方向」に相当し、幅方向LTDが本発明の「第2方向」に相当し、感光体ドラム21が本発明の「潜像担持体」に相当し、感光体ドラム21の表面が本発明の「像面」に相当している。また、レンズ面LSFが本発明の「入射面」に相当し、レンズ基板表面2991Aが本発明の「射出面」に相当している。
Others As described above, in the above embodiment, the longitudinal direction LGD corresponds to the “first direction” of the present invention, the width direction LTD corresponds to the “second direction” of the present invention, and the
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、レンズ基板2991としての光透過性基板に対してレンズ面LSFとしての光硬化性樹脂を形成することで、レンズアレイ299は形成される。しかしながら、レンズアレイ299の形成方法はこれに限られず、特開2005−276849号公報等に記載のある次のような方法でレンズアレイ299を形成しても良い。この形成方法では、熱可塑性樹脂からなる基板(樹脂基板)が転移温度以上の温度に保たれた状態で、樹脂基板に金型が加圧密着される。そして、樹脂基板および金型が、樹脂基板の転移温度以下にまで冷却されたタイミングで、樹脂基板から金型が離型される。つまり、同公報記載の形成方法により本発明におけるレンズアレイを形成する場合は、樹脂基板の裏面にのみ金型を加圧密着することで、樹脂基板裏面にのみレンズ面LSFを形成すれば良い。なぜなら、このように構成されたレンズアレイ299のレンズLSの射出面(樹脂基板の表面)は平面であるため、レンズアレイ299においてレンズLSの射出面が並ぶ領域は凹凸形状を有さない。よって、レンズアレイ299への異物付着が抑制されて、良好な露光が実現可能となるからである。
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
また、上記実施形態では、3個の発光素子グループ行295Rが幅方向LTDに並んでいる。しかしながら、発光素子グループ行295Rの個数は3個に限られず、2個以上であれば良い。
In the above embodiment, the three light emitting
また、上記実施形態では、発光素子グループ295は、2個の発光素子行2951Rから構成されている。しかしながら、発光素子グループ295を構成する発光素子行2951Rの個数は2個に限られず、例えば1個であっても良い。
In the above embodiment, the light emitting
また、上記実施形態では、発光素子行2951Rは4個の発光素子2951から構成されている。しかしながら、発光素子行2951Rを構成する発光素子2951の個数は4個に限られない。
In the above embodiment, the light emitting
また、上記実施形態では、発光素子2951として有機EL素子が用いられている。しかしながら、有機EL素子以外のものを発光素子2951として用いても良く、例えば、LED(Light Emitting Diode)を発光素子2951として用いても良い。
In the above embodiment, an organic EL element is used as the
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。 Next, examples of the present invention will be shown. However, the present invention is not limited by the following examples as a matter of course, and it is of course possible to implement the present invention with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the preceding and following descriptions. They are all included in the technical scope of the present invention.
上記実施形態では、レンズアレイは、凸平レンズLSをアレイ状に配置して構成されている。そこで、以下に示す実施例は、凸平レンズLSを採用した光学系のデータを示すとともに、凸平レンズの結像特性について評価を行なう。 In the above embodiment, the lens array is configured by arranging the convex flat lenses LS in an array. Therefore, the following embodiment shows data of an optical system employing the convex flat lens LS and evaluates the imaging characteristics of the convex flat lens.
実施例1
図14は、実施例1にかかる光学系のデータを示す図である。図15は、実施例1にかかる光学系の光路図であり、レンズLSの光軸を含む主走査方向断面を表している。図16は、実施例1にかかる光学系のスポットダイアグラムを示す図である。
Example 1
FIG. 14 is a diagram illustrating data of the optical system according to the first example. FIG. 15 is an optical path diagram of the optical system according to the first example and illustrates a cross section in the main scanning direction including the optical axis of the lens LS. FIG. 16 is a diagram illustrating a spot diagram of the optical system according to the first example.
図15では、レンズLSの光軸上にある物点OP0から射出される光ビーム(同図の実線)と、長手方向LGDにおいて物点OP0から0.21[mm](=発光素子グループ幅W295/2)だけ離れた物点OP1から射出される光ビーム(同図の破線)の光路図が示されている。つまり、図15は、発光素子グループ295の幅W295が0.42[mm]である場合に相当し、物点OP1から射出される光ビームは、発光素子グループ295の長手方向端部にある発光素子2951から射出される光ビームに相当する。なお、物点OP0および物点OP1は、何れもレンズLSの光軸を含む主走査方向断面の上に存在する物点である。
In FIG. 15, the light beam emitted from the object point OP0 on the optical axis of the lens LS (solid line in the figure) and 0.21 [mm] (= light emitting element group width W295) from the object point OP0 in the longitudinal direction LGD. The optical path diagram of the light beam (broken line in the figure) emitted from the object point OP1 separated by / 2) is shown. That is, FIG. 15 corresponds to the case where the width W295 of the light emitting
また、図16では、像面におけるスポットの位置は主走査方向MDに対応する像高で表されている。また、同図における入射角は、スポットを形成する光ビームの主光線の入射瞳に対する入射角を示している。 In FIG. 16, the position of the spot on the image plane is represented by the image height corresponding to the main scanning direction MD. Further, the incident angle in the figure indicates the incident angle of the principal ray of the light beam forming the spot with respect to the entrance pupil.
また、光学系の焦点距離は1.1043[mm]であるのに対して、絞りDIAからレンズLSの入射面LSFまでの距離は1.103753[mm]である。したがって、絞りDIAは略前側焦点に配置されており、像側が略テレセントリックとなっている(図15)。具体的には、発光素子グループ295の長手方向LGDにおける端部からでた光ビーム(図15の破線)の主光線の像面に対する入射角(端部入射角)は0.3[度]程度である。この光学系においては、絞りDIAの位置と前側焦点とのずれを、焦点距離の10%程度に抑えることで、端部入射角を1[度]程度に抑えることができる。このとき、例えば像面が±50μmずれたとしても、スポットの位置のずれは0.9μm程度であり、実用上問題の無いレベルである。つまり、本実施形態において、絞りDIAの位置と前側焦点とのずれが焦点距離の10%以内である場合、実質的に絞りDIAは前側焦点に設けられていると言える。
The focal length of the optical system is 1.1043 [mm], whereas the distance from the stop DIA to the incident surface LSF of the lens LS is 1.103753 [mm]. Accordingly, the stop DIA is disposed at a substantially front focal point, and the image side is substantially telecentric (FIG. 15). Specifically, the incident angle (end portion incident angle) of the light beam (dashed line in FIG. 15) from the end portion in the longitudinal direction LGD of the light emitting
図14、図15が示すように、レンズLSは射出面が平面の凸平レンズであり、レンズLSの入射面に相当する面番号S3の面は凸面であり曲率を有する一方、レンズLSの射出面に相当する面番号S4は平面である。したがって、実施例1におけるレンズLSをアレイ状に配置してレンズアレイ299を構成することで、レンズアレイ299への異物付着を抑制することが可能となっている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the lens LS is a convex and convex lens having a flat exit surface, and the surface of surface number S3 corresponding to the entrance surface of the lens LS is a convex surface and has a curvature, while the exit of the lens LS. The surface number S4 corresponding to the surface is a plane. Therefore, by arranging the lenses LS in the first embodiment in an array and configuring the
また、実施例1では、レンズLSの入射面LSFは非球面であるため、簡便に端部入射角を略0[度]とすることができ、良好な結像特性が実現可能となっている。 In Example 1, since the incident surface LSF of the lens LS is aspherical, the end incident angle can be easily set to approximately 0 [degree], and good imaging characteristics can be realized. .
また、実施例1では、図14の非球面定義式から判るように、レンズLSの入射面LSFは、レンズLSの光軸OAを回転対称軸とする回転対称面であり、レンズ構成の簡素化が可能となっている。 Further, in Example 1, as can be seen from the aspherical definition formula of FIG. 14, the incident surface LSF of the lens LS is a rotationally symmetric surface with the optical axis OA of the lens LS as the rotationally symmetric axis, and the lens configuration is simplified. Is possible.
実施例2
図17は、実施例2にかかる光学系のデータを示す図である。図18は、実施例2にかかる光学系の光路図であり、レンズLSの光軸を含む主走査方向断面を表している。図19は、実施例2にかかる光学系のスポットダイアグラムを示す図である。図17において、座標xは主走査方向MDに対応し、座標yは副走査方向SDに対応する。
Example 2
FIG. 17 is a diagram illustrating data of the optical system according to the second example. FIG. 18 is an optical path diagram of the optical system according to the second example and illustrates a cross section in the main scanning direction including the optical axis of the lens LS. FIG. 19 is a diagram illustrating a spot diagram of the optical system according to the second example. In FIG. 17, the coordinate x corresponds to the main scanning direction MD, and the coordinate y corresponds to the sub-scanning direction SD.
図18では、レンズLSの光軸上にある物点OP0から射出される光ビーム(同図の実線)と、長手方向LGDにおいて物点OP0から0.21[mm](=発光素子グループ幅W295/2)だけ離れた物点OP1から射出される光ビーム(同図の破線)の光路図が示されている。つまり、図17は、発光素子グループ295の幅W295が0.42[mm]である場合に相当し、物点OP1から射出される光ビームは、発光素子グループ295の長手方向端部にある発光素子2951から射出される光ビームに相当する。なお、物点OP0および物点OP1は、何れもレンズLSの光軸を含む主走査方向断面の上に存在する物点である。この実施例2において、光学系の焦点距離は1.1185[mm]である。
In FIG. 18, a light beam emitted from an object point OP0 on the optical axis of the lens LS (solid line in the figure) and 0.21 [mm] (= light emitting element group width W295) from the object point OP0 in the longitudinal direction LGD. The optical path diagram of the light beam (broken line in the figure) emitted from the object point OP1 separated by / 2) is shown. That is, FIG. 17 corresponds to the case where the width W295 of the light emitting
また、図19では、像面におけるスポットの位置は主走査方向MDに対応する像高で表されている。また、同図における入射角は、スポットを形成する光ビームの主光線の入射瞳に対する入射角を示している。 In FIG. 19, the position of the spot on the image plane is represented by the image height corresponding to the main scanning direction MD. Further, the incident angle in the figure indicates the incident angle of the principal ray of the light beam forming the spot with respect to the entrance pupil.
図17、図18が示すように、レンズLSは射出面が平面の凸平レンズであり、レンズLSの入射面に相当する面番号S3の面は凸面であり曲率を有する一方、レンズLSの射出面に相当する面番号S4は平面である。したがって、実施例2におけるレンズLSをアレイ状に配置してレンズアレイ299を構成することで、レンズアレイ299への異物付着を抑制することが可能となっている。
As shown in FIGS. 17 and 18, the lens LS is a convex and convex lens having a flat exit surface, and the surface of the surface number S3 corresponding to the entrance surface of the lens LS is a convex surface and has a curvature, while the exit of the lens LS. The surface number S4 corresponding to the surface is a plane. Therefore, by arranging the lenses LS in the second embodiment in an array and configuring the
また、実施例2では、図17の非球面定義式から判るように、入射面LSFは非回転対称非球面であり、入射面LSFの主走査方向MD(または長手方向LGD)における断面形状と、入射面の副走査方向SD(または幅方向LTD)における断面形状とが異なる。したがって、主走査方向MDと副走査方向SDとでレンズLSの結像特性を変更することができるため、ラインヘッド29の構成等に応じてレンズLSの結像特性を適切に調整することが可能となっている。
In Example 2, as can be seen from the aspherical definition formula of FIG. 17, the incident surface LSF is a non-rotationally symmetric aspheric surface, and the cross-sectional shape of the incident surface LSF in the main scanning direction MD (or the longitudinal direction LGD) The cross-sectional shape of the incident surface in the sub-scanning direction SD (or the width direction LTD) is different. Accordingly, since the imaging characteristics of the lens LS can be changed between the main scanning direction MD and the sub-scanning direction SD, it is possible to appropriately adjust the imaging characteristics of the lens LS according to the configuration of the
特に、上記実施形態のように、発光素子グループ295が複数の発光素子2951を長手方向LGDに並べた発光素子行2951Rを有する場合、入射面LSFの長手方向LGDにおける断面形状と入射面LSFの幅方向LTDにおける断面形状とが異なるように構成することが好適である。なぜなら、発光素子グループ295の構成に応じて、レンズLSの結像特性を適切に調整することが可能となるからである。
In particular, as in the above embodiment, when the light emitting
21Y、21K…感光体ドラム(潜像担持体)、 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…レンズ、 LSF…入射面、 2991…レンズ基板、 MD…主走査方向, SD…副走査方向、 LGD…長手方向(第1方向)、 LTD…幅方向(第2方向) 21Y, 21K ... photosensitive drum (latent image carrier), 29 ... line head, 293 ... head substrate, 295 ... light emitting element group, 2951 ... light emitting element, 299 ... lens array, LS ... lens, LSF ... incident surface, 2991 ... lens substrate, MD ... main scanning direction, SD ... sub-scanning direction, LGD ... longitudinal direction (first direction), LTD ... width direction (second direction)
Claims (7)
複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを前記レンズ毎に対応して設けたヘッド基板と
を備え、
前記ヘッド基板では、前記発光素子グループは対応する前記レンズの前記入射面に対向して設けられるとともに前記レンズの入射面に向けて光を射出し、
前記レンズの前記入射面は凸面であるとともに前記レンズの前記射出面は平面であることを特徴とするラインヘッド。 A lens array in which a plurality of lenses emitting light incident from an incident surface is emitted from an exit surface in a first direction, and a plurality of lens rows are arranged in a second direction orthogonal or substantially orthogonal to the first direction;
A head substrate provided with a light emitting element group in which a plurality of light emitting elements are grouped corresponding to each lens;
In the head substrate, the light emitting element group is provided facing the incident surface of the corresponding lens and emits light toward the incident surface of the lens,
The line head according to claim 1, wherein the entrance surface of the lens is a convex surface and the exit surface of the lens is a plane.
前記ラインヘッドの前記レンズの前記射出面に対向して、前記射出面から射出された光により露光される潜像担持体と
を備え、
前記ヘッド基板では、前記発光素子グループは対応する前記レンズの前記入射面に対向して設けられるとともに前記レンズの入射面に向けて光を射出し、
前記レンズの前記入射面は凸面であるとともに前記レンズの前記射出面は平面であることを特徴とする画像形成装置。 A lens array in which a plurality of lenses emitting light incident from an incident surface is emitted from an exit surface in a first direction, and a plurality of lens rows are arranged in a second direction orthogonal or substantially orthogonal to the first direction, and a plurality of light emitting elements A line head having a head substrate provided with a group of light emitting element groups corresponding to each lens,
A latent image carrier that is exposed by light emitted from the exit surface opposite to the exit surface of the lens of the line head;
In the head substrate, the light emitting element group is provided facing the incident surface of the corresponding lens and emits light toward the incident surface of the lens,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the entrance surface of the lens is a convex surface and the exit surface of the lens is a plane.
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