JP2010162849A - Line head and image forming apparatus - Google Patents

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JP2010162849A JP2009009383A JP2009009383A JP2010162849A JP 2010162849 A JP2010162849 A JP 2010162849A JP 2009009383 A JP2009009383 A JP 2009009383A JP 2009009383 A JP2009009383 A JP 2009009383A JP 2010162849 A JP2010162849 A JP 2010162849A
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Ken Sowa
健 宗和
Yujiro Nomura
雄二郎 野村
Ryuta Koizumi
竜太 小泉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a line head which can achieve highly accurate exposure processing, and to provide an image forming apparatus which can obtain high-quality images. <P>SOLUTION: The line head 13 has a light emitting element group 71 comprised of a plurality of light emitting elements 74 arranged in one direction, and an imaging optical system 60 which images the light from the light emitting elements 74 that constitute the light emitting element group 71. The imaging optical system 60 has an axis of symmetry (light axis 601) when seen on a cross section that includes its light axis 601 and in the one direction. Moreover, the imaging optical system is configured to have focal points FP1 and FP2 present shifting in the light axis direction respectively on the imaging optical system 60 side and the opposite side to an imaging point FP0 in the vicinity of the axis of symmetry of the imaging optical system 60. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ラインヘッドおよび画像形成装置に関する。   The present invention relates to a line head and an image forming apparatus.

電子写真方式を用いる複写機、プリンター等の画像形成装置には、回転する感光体の外表面を露光処理して静電潜像を形成する露光手段が備えられている。かかる露光手段としては、複数の発光素子を感光体の回転軸線方向に配列した構造を有するラインヘッドが知られている(例えば、特許文献1参照)。
かかるラインヘッドとして、例えば、特許文献1には、複数のLED(発光素子)を備えるLEDアレイチップを一方向に複数配列した光情報書き込み装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copying machines and printers using an electrophotographic system are provided with exposure means for forming an electrostatic latent image by exposing the outer surface of a rotating photoreceptor. As such an exposure means, a line head having a structure in which a plurality of light emitting elements are arranged in the direction of the rotation axis of a photoreceptor is known (for example, see Patent Document 1).
As such a line head, for example, Patent Document 1 discloses an optical information writing device in which a plurality of LED array chips each having a plurality of LEDs (light emitting elements) are arranged in one direction.

かかる光情報書き込み装置では、各LEDアレイチップの複数のLEDが感光体の回転軸線方向に配列され、各LEDアレイチップ毎に対応して凸レンズ要素(結像光学系)が設けられており、この凸レンズ要素がLEDアレイチップの各LEDからの光を結像する。
このような特許文献1に開示されたラインヘッドでは、凸レンズ要素の像面湾曲に起因して、凸レンズ要素の結像性能が光軸から離れるにつれて低下するため、感光体表面において、凸レンズ要素の光軸に対し近位に設けられたLEDからの光のスポット径と、凸レンズ要素の光軸に対し遠位に設けられたLEDからの光のスポット径とが異なってしまう。その結果、感光体表面に形成される潜像は、凸レンズ要素の光軸に対し近位に設けられたLEDからの光によって形成される画素と、凸レンズ要素の光軸に対し遠位に設けられたLEDからの光によって形成される画素とで濃度差が生じ、濃度ムラが生じてしまう。
また、画像形成装置本体に対するラインヘッドの組み付け誤差、感光体の偏心等によって、凸レンズ要素の像面と被照射面(感光体表面)との位置関係がずれたり変動したりするため、この点でも、濃度ムラが生じてしまう。
In such an optical information writing device, a plurality of LEDs of each LED array chip are arranged in the rotation axis direction of the photosensitive member, and a convex lens element (imaging optical system) is provided for each LED array chip. A convex lens element images light from each LED of the LED array chip.
In such a line head disclosed in Patent Document 1, the imaging performance of the convex lens element decreases as it moves away from the optical axis due to the curvature of field of the convex lens element. The spot diameter of light from the LED provided proximal to the axis is different from the spot diameter of light from the LED provided distal to the optical axis of the convex lens element. As a result, the latent image formed on the surface of the photoreceptor is provided distal to the optical axis of the convex lens element and the pixel formed by the light from the LED provided proximal to the optical axis of the convex lens element. A density difference occurs between the pixels formed by the light from the LEDs and density unevenness occurs.
In addition, the positional relationship between the image surface of the convex lens element and the irradiated surface (photosensitive member surface) may be shifted or fluctuated due to an assembly error of the line head with respect to the image forming apparatus main body, the eccentricity of the photosensitive member, etc. Density unevenness occurs.

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

本発明の目的は、高精度な露光処理を実現することができるラインヘッドを提供すること、また、高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a line head capable of realizing a highly accurate exposure process and to provide an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のラインヘッドは、第1方向に配された発光素子と、
前記発光素子から放射された光を結像する結像光学系と、を備え、
前記結像光学系は、回転対称なレンズを含み、
前記レンズの対称軸を通る前記第1方向断面で、前記結像光学系は像面に対して符号が反転する縦収差を有することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The line head of the present invention includes a light emitting element disposed in the first direction,
An imaging optical system that forms an image of light emitted from the light emitting element;
The imaging optical system includes a rotationally symmetric lens,
In the first direction cross section passing through the symmetry axis of the lens, the imaging optical system has a longitudinal aberration whose sign is inverted with respect to the image plane.

本発明のラインヘッドでは、前記結像光学系は、前記対称軸を含み前記第1方向と直交する第2方向断面に対して面対称であることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記結像光学系は、前記結像光学系の前記第1方向断面での縦収差の最大値と最小値の差が、前記発光素子から射出され前記結像光学系を通過して収束された光の最小スポット径よりも大きいことが好ましい。
In the line head according to the aspect of the invention, it is preferable that the imaging optical system is plane-symmetric with respect to a second direction cross section including the symmetry axis and orthogonal to the first direction.
In the line head according to the aspect of the invention, the imaging optical system may be configured such that a difference between a maximum value and a minimum value of longitudinal aberration in the first direction cross section of the imaging optical system is emitted from the light emitting element. It is preferable that it is larger than the minimum spot diameter of the light converged after passing through.

本発明のラインヘッドでは、前記回転対称なレンズは、異なる焦点を有する多焦点レンズであることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記レンズは、該レンズの対称軸との交点を含むように設けられた第1の領域と、該第1の領域の周囲に設けられた第2の領域とを含むレンズ面を有し、前記レンズ面の形状は、前記第1の領域と前記第2の領域とが互いに異なる定義式で規定されることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記結像光学系は、前記対称軸方向に配設された複数のレンズを有し、
前記複数のレンズのうちの最も前記発光素子に対して近位に位置するレンズが、前記第1の領域および前記第2の領域を有することが好ましい。
In the line head according to the aspect of the invention, it is preferable that the rotationally symmetric lens is a multifocal lens having different focal points.
In the line head according to the aspect of the invention, the lens includes a first region provided so as to include an intersection with the symmetry axis of the lens, and a second region provided around the first region. It is preferable that the lens surface has a lens surface, and the shape of the lens surface is defined by different definition formulas for the first region and the second region.
In the line head of the present invention, the imaging optical system has a plurality of lenses arranged in the direction of the symmetry axis,
It is preferable that the lens located closest to the light emitting element among the plurality of lenses has the first region and the second region.

本発明の画像形成装置は、潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体に露光して前記潜像を形成するラインヘッドと、を有し、
前記ラインヘッドは、
第1方向に配された発光素子と、
前記発光素子から放射された光を結像する結像光学系と、を備え、
前記結像光学系は、回転対称なレンズを含み、
前記レンズの対称軸を通る前記第1方向断面で、前記結像光学系は前記潜像担持体に対して符号が反転する縦収差を有することを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention includes a latent image carrier on which a latent image is formed,
A line head that exposes the latent image carrier to form the latent image, and
The line head is
A light emitting device arranged in a first direction;
An imaging optical system that forms an image of light emitted from the light emitting element;
The imaging optical system includes a rotationally symmetric lens,
In the first direction cross section passing through the symmetry axis of the lens, the imaging optical system has a longitudinal aberration whose sign is inverted with respect to the latent image carrier.

以上のような構成を有する本発明のラインヘッドによれば、発光素子から出射された光を結像光学系により結像したとき、像面付近の光軸方向での比較的広い範囲に亘ってスポット径をほぼ一定にすることができる。そのため、像面と被照射面との光軸方向での位置関係が変動したりずれたりしても、被照射面でのスポット径の変動を抑え、その結果、形成される潜像の濃度ムラを抑えることができる。このようにして、本発明のラインヘッドは、高精度な露光処理を実現することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、前述したような高精度な露光処理を実現することで、濃度ムラを抑えた高品位な画像を得ることができる。
According to the line head of the present invention having the above configuration, when the light emitted from the light emitting element is imaged by the imaging optical system, it covers a relatively wide range in the optical axis direction near the image plane. The spot diameter can be made almost constant. For this reason, even if the positional relationship in the optical axis direction between the image surface and the irradiated surface fluctuates or shifts, the fluctuation of the spot diameter on the irradiated surface is suppressed, and as a result, the density unevenness of the formed latent image is reduced. Can be suppressed. In this way, the line head of the present invention can realize high-precision exposure processing.
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to obtain a high-quality image in which density unevenness is suppressed by realizing the high-precision exposure processing as described above.

本発明の実施形態にかかる画像形成装置の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す画像形成装置に備えられたラインヘッドの部分断面斜視図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of a line head provided in the image forming apparatus shown in FIG. 1. 図2中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図2に示すラインヘッドを平面視したときのレンズと発光素子との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a lens and a light emitting element when the line head shown in FIG. 2 is planarly viewed. 図2に示すラインヘッドに備えられた結像光学系を示す断面図(第1の方向に沿った断面)である。FIG. 3 is a cross-sectional view (a cross section along a first direction) showing an imaging optical system provided in the line head shown in FIG. 2. 図5に示す結像光学系に備えられた発光素子側のレンズを示す図である。It is a figure which shows the lens by the side of the light emitting element with which the imaging optical system shown in FIG. 5 was equipped. 図6に示すレンズの作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the lens shown in FIG. 図5に示す結像光学系の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the imaging optical system shown in FIG. 本発明の実施例にかかるラインヘッドに備えられた結像光学系を示す図である。It is a figure which shows the imaging optical system with which the line head concerning the Example of this invention was equipped. 本発明の実施例にかかるラインヘッドに備えられた結像光学系の縦収差を示すグラフである。It is a graph which shows the longitudinal aberration of the imaging optical system with which the line head concerning the Example of this invention was equipped. 本発明の実施例のラインヘッドの結像光学系と比較例のラインヘッドの結像光学系とのそれぞれにおける感光体表面(像面)付近でのスポット径を示すグラフである。6 is a graph showing spot diameters in the vicinity of the photoreceptor surface (image plane) in each of the imaging optical system of the line head of the example of the present invention and the imaging optical system of the line head of the comparative example.

以下、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置の全体構成を示す概略図、図2は、図1に示す画像形成装置に備えられたラインヘッドの部分断面斜視図、図3は、図2中のA−A線断面図、図4は、図2に示すラインヘッドを平面視したときのレンズと発光素子との位置関係を示す図、図5は、図2に示すラインヘッドに備えられた結像光学系を示す断面図(第1の方向に沿った断面)、図6は、図5に示す結像光学系に備えられた発光素子側のレンズを示す図、図7は、図6に示すレンズの作用を説明するための図、図8は、図5に示す結像光学系の作用を説明するための図である。なお、以下では、説明の都合上、図1〜図3および図5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
Hereinafter, a line head and an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional perspective view of a line head provided in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the lens and the light emitting element when the line head shown in FIG. 2 is viewed in plan, and FIG. 5 is provided in the line head shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a lens on the light emitting element side provided in the imaging optical system shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view showing the imaging optical system obtained. FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the lens shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the imaging optical system shown in FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 1 to 3 and FIG. 5 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

(画像形成装置)
図1に示す画像形成装置1は、帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・定着工程を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体Pに記録する電子写真方式のプリンターである。本実施形態では、画像形成装置1は、いわゆるタンデム方式を採用するカラープリンターである。
このような画像形成装置1は、図1に示すように、帯電工程・露光工程・現像工程のための画像形成ユニット10と、転写工程のための転写ユニット20と、定着工程のための定着ユニット30と、紙などの記録媒体Pを搬送するための搬送機構40と、この搬送機構40に記録媒体Pを供給する給紙ユニット50とを有している。
(Image forming device)
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an electrophotographic printer that records an image on a recording medium P through a series of image forming processes including a charging process, an exposure process, a developing process, a transfer process, and a fixing process. In the present embodiment, the image forming apparatus 1 is a color printer that employs a so-called tandem method.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes an image forming unit 10 for a charging process, an exposure process, and a developing process, a transfer unit 20 for a transfer process, and a fixing unit for a fixing process. 30, a transport mechanism 40 for transporting a recording medium P such as paper, and a paper feed unit 50 that supplies the recording medium P to the transport mechanism 40.

画像形成ユニット10は、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーション10Yと、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーション10Mと、シアンのトナー像を形成する画像形成ステーション10Cと、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーション10Kとの4つの画像形成ステーションを備えている。
各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kは、それぞれ、静電的な潜像を担持する潜像担持体である感光ドラム(感光体)11を有している。そして、感光ドラム11の周囲(外周側)には、その回転方向に沿って、帯電ユニット12、ラインヘッド(露光ユニット)13、現像装置14、クリーニングユニット15が配設されている。なお、各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kは、用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同じ構成である。
The image forming unit 10 includes an image forming station 10Y that forms a yellow toner image, an image forming station 10M that forms a magenta toner image, an image forming station 10C that forms a cyan toner image, and a black toner image. Four image forming stations including an image forming station 10K to be formed are provided.
Each of the image forming stations 10Y, 10C, 10M, and 10K has a photosensitive drum (photoconductor) 11 that is a latent image carrier that carries an electrostatic latent image. A charging unit 12, a line head (exposure unit) 13, a developing device 14, and a cleaning unit 15 are arranged around the photosensitive drum 11 (outer peripheral side) along the rotation direction. The image forming stations 10Y, 10C, 10M, and 10K have substantially the same configuration except that the color of the toner used is different.

感光ドラム11は、全体形状が円筒状をなし、その軸線まわりに図1中矢印方向に回転可能となっている。そして、感光ドラム11の外周面(円筒面)付近には、感光層(図示せず)が設けられている。このような感光ドラム11の外周面は、ラインヘッド13からの光L(出射光)を受光する受光面111を有している(図2参照)。
帯電ユニット12は、コロナ帯電などにより感光ドラム11の受光面111を一様に帯電させるものである。
The photosensitive drum 11 has a cylindrical shape as a whole, and can rotate around the axis in the direction of the arrow in FIG. A photosensitive layer (not shown) is provided near the outer peripheral surface (cylindrical surface) of the photosensitive drum 11. The outer peripheral surface of the photosensitive drum 11 has a light receiving surface 111 that receives light L (emitted light) from the line head 13 (see FIG. 2).
The charging unit 12 uniformly charges the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11 by corona charging or the like.

ラインヘッド13は、図示しないパーソナルコンピューターなどのホストコンピューターから画像情報を受け、これに応じて、感光ドラム11の受光面111に向けて光Lを照射するものである。一様に帯電された感光ドラム11の受光面111に光Lが照射されると、その光Lの照射パターンに対応した潜像(静電潜像)が受光面111上に形成される。なお、ラインヘッド13の構成については、後に詳述する。   The line head 13 receives image information from a host computer such as a personal computer (not shown) and irradiates the light L toward the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11 in response to the image information. When the light L is irradiated on the light receiving surface 111 of the uniformly charged photosensitive drum 11, a latent image (electrostatic latent image) corresponding to the irradiation pattern of the light L is formed on the light receiving surface 111. The configuration of the line head 13 will be described in detail later.

現像装置14は、トナーを貯留する貯留部(図示せず)を有しており、当該貯留部から、静電的な潜像を担持する感光ドラム11の受光面111にトナーを供給し、付与する。これにより、感光ドラム11上の潜像がトナー像として可視化(現像)される。
クリーニングユニット15は、感光ドラム11の受光面111に当接するゴム製のクリーニングブレード151を有し、後述する一次転写後の感光ドラム11上に残存するトナーをクリーニングブレード151により掻き落として除去するようになっている。
The developing device 14 has a storage unit (not shown) that stores toner, and supplies toner from the storage unit to the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11 that carries an electrostatic latent image. To do. Thereby, the latent image on the photosensitive drum 11 is visualized (developed) as a toner image.
The cleaning unit 15 has a rubber cleaning blade 151 that abuts on the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11, so that the toner remaining on the photosensitive drum 11 after the primary transfer described later is scraped off and removed by the cleaning blade 151. It has become.

転写ユニット20は、前述したような各画像形成ステーション10Y、10M、10C、10Kの感光ドラム11上に形成された各色のトナー像を一括して記録媒体Pに転写するようになっている。
各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kでは、それぞれ、感光ドラム11が1回転する間に、帯電ユニット12による感光ドラム11の受光面111の帯電と、ラインヘッド13による受光面111の露光と、現像装置14による受光面111へのトナーの供給と、後述する一次転写ローラ22との圧着による中間転写ベルト21への一次転写と、クリーニングユニット15による受光面111のクリーニングとが順次行なわれる。
The transfer unit 20 collectively transfers the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 11 of the image forming stations 10Y, 10M, 10C, and 10K as described above to the recording medium P.
In each of the image forming stations 10Y, 10C, 10M, and 10K, the charging unit 12 charges the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11 and the line head 13 exposes the light receiving surface 111 while the photosensitive drum 11 rotates once. Then, supply of toner to the light receiving surface 111 by the developing device 14, primary transfer to the intermediate transfer belt 21 by pressure contact with a primary transfer roller 22 described later, and cleaning of the light receiving surface 111 by the cleaning unit 15 are sequentially performed.

転写ユニット20は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト21を有し、この中間転写ベルト21は、複数(図1に示す構成では4つ)の一次転写ローラ22と駆動ローラ23と従動ローラ24とで張架されており、駆動ローラ23の回転により、図1に示す矢印方向に、感光ドラム11の周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動される。
各一次転写ローラ22は、それぞれ、対応する感光ドラム11に中間転写ベルト21を介して対向配設されており、感光ドラム11上の単色のトナー像を中間転写ベルト21に転写(一次転写)するようになっている。この一次転写ローラ22は、一次転写時に、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。
The transfer unit 20 includes an endless belt-like intermediate transfer belt 21, and the intermediate transfer belt 21 includes a plurality of (four in the configuration shown in FIG. 1) primary transfer rollers 22, drive rollers 23, and driven rollers 24. It is stretched, and is driven to rotate in the direction of the arrow shown in FIG.
Each primary transfer roller 22 is disposed opposite to the corresponding photosensitive drum 11 via an intermediate transfer belt 21, and transfers a single color toner image on the photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt 21 (primary transfer). It is like that. At the time of primary transfer, the primary transfer roller 22 is applied with a primary transfer voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the charging polarity of the toner.

中間転写ベルト21上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうちの少なくとも1色のトナー像が担持される。例えば、フルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト21上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が中間転写像として形成される。
また、転写ユニット20は、中間転写ベルト21を介して駆動ローラ23に対向配設される二次転写ローラ25と、中間転写ベルト21を介して従動ローラ24に対向配設されるクリーニングユニット26とを有している。
On the intermediate transfer belt 21, a toner image of at least one of yellow, magenta, cyan, and black is carried. For example, when a full-color image is formed, four color toner images of yellow, magenta, cyan, and black are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 21 to form a full-color toner image as an intermediate transfer image.
Further, the transfer unit 20 includes a secondary transfer roller 25 disposed to face the driving roller 23 via the intermediate transfer belt 21, and a cleaning unit 26 disposed to face the driven roller 24 via the intermediate transfer belt 21. have.

二次転写ローラ25は、中間転写ベルト21上に形成された単色あるいはフルカラーなどのトナー像(中間転写像)を、給紙ユニット50から供給される紙、フィルム、布等の記録媒体Pに転写(二次転写)するようになっている。二次転写ローラ25は、二次転写時に、中間転写ベルト21に押圧されるとともに二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。このような二次転写時には、駆動ローラ23は、二次転写ローラ25のバックアップローラとしても機能する。   The secondary transfer roller 25 transfers a single-color or full-color toner image (intermediate transfer image) formed on the intermediate transfer belt 21 to a recording medium P such as paper, film, or cloth supplied from the paper supply unit 50. (Secondary transfer). The secondary transfer roller 25 is pressed against the intermediate transfer belt 21 and applied with a secondary transfer voltage (secondary transfer bias) during secondary transfer. During such secondary transfer, the drive roller 23 also functions as a backup roller for the secondary transfer roller 25.

クリーニングユニット26は、中間転写ベルト21の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード261を有し、二次転写後の中間転写ベルト21上に残存するトナーをクリーニングブレード261により掻き落として除去するようになっている。
定着ユニット30は、定着ローラ301と、定着ローラ301に圧接される加圧ローラ302とを有しており、定着ローラ301と加圧ローラ302との間を記録媒体Pが通過するよう構成されている。また、定着ローラ301は、その内側に当該定着ローラの外周面を加熱するヒータが内蔵されており、通過する記録媒体Pを加熱および加圧することができる。このような構成の定着ユニット30より、トナー像の二次転写を受けた記録媒体Pを加熱および加圧して、トナー像を記録媒体Pに融着させて永久像として定着する。
The cleaning unit 26 has a rubber cleaning blade 261 that contacts the surface of the intermediate transfer belt 21, and the toner remaining on the intermediate transfer belt 21 after the secondary transfer is scraped off and removed by the cleaning blade 261. It has become.
The fixing unit 30 includes a fixing roller 301 and a pressure roller 302 that is pressed against the fixing roller 301, and is configured such that the recording medium P passes between the fixing roller 301 and the pressure roller 302. Yes. The fixing roller 301 has a built-in heater for heating the outer peripheral surface of the fixing roller, and can heat and press the recording medium P passing therethrough. The fixing unit 30 having such a configuration heats and presses the recording medium P that has received the secondary transfer of the toner image, and fuses the toner image to the recording medium P to fix it as a permanent image.

搬送機構40は、前述した二次転写ローラ25と中間転写ベルト21との間の二次転写部へ給紙タイミングを計りつつ記録媒体Pを搬送するレジストローラ対41と、定着ユニット30での定着処理済みの記録媒体Pを挟持搬送する搬送ローラ対42、43、44とを有している。
このような搬送機構40は、記録媒体Pの一方の面のみに画像形成を行う場合には、定着ユニット30によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを搬送ローラ対42により挟持搬送して、画像形成装置1の外部へ排出する。また、記録媒体Pの両面に画像形成する場合には、定着ユニット30によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを一旦搬送ローラ対42により挟持した後に、搬送ローラ対42を反転駆動するとともに、搬送ローラ対43、44を駆動して、当該記録媒体Pを表裏反転してレジストローラ対41へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Pの他方の面に画像を形成する。
給紙ユニット50は、未使用の記録媒体Pを収容する給紙カセット51と、給紙カセット51から記録媒体Pを1枚ずつレジストローラ対41へ向け給送するピックアップローラ52とを備えている。
The conveyance mechanism 40 includes a registration roller pair 41 that conveys the recording medium P while feeding the recording medium P to the secondary transfer portion between the secondary transfer roller 25 and the intermediate transfer belt 21 described above, and fixing by the fixing unit 30. Conveying roller pairs 42, 43, and 44 for nipping and conveying the processed recording medium P are provided.
When such a transport mechanism 40 forms an image on only one surface of the recording medium P, the transport mechanism 40 sandwiches and transports the recording medium P fixed on one surface by the fixing unit 30 by the transport roller pair 42. Then, it is discharged outside the image forming apparatus 1. When forming an image on both surfaces of the recording medium P, the recording medium P fixed on one surface by the fixing unit 30 is once sandwiched by the conveying roller pair 42 and then the conveying roller pair 42 is driven to reverse. Then, the pair of conveying rollers 43 and 44 are driven, the recording medium P is turned upside down and returned to the registration roller pair 41, and an image is formed on the other surface of the recording medium P by the same operation as described above.
The paper feeding unit 50 includes a paper feeding cassette 51 that stores unused recording media P, and a pickup roller 52 that feeds the recording media P from the paper feeding cassette 51 to the registration roller pair 41 one by one. .

(ラインヘッド)
ここで、ラインヘッド13について詳述する。なお、以下では、説明の都合上、長尺なレンズアレイ6の長手方向(第1の方向)を「主走査方向」と言い、幅方向(第2の方向)を「副走査方向」と言う。
図3に示すように、ラインヘッド13は、感光ドラム11の下方に、その受光面111に対向して配置されている。このラインヘッド13は、感光ドラム11側から、レンズアレイ(第1のレンズアレイ)6’、スペーサ84、レンズアレイ(第2のレンズアレイ)6、遮光部材(第1の遮光部材)82、絞り部材(開口絞り)83、遮光部材(第2の遮光部材)81および発光素子アレイ7がこの順で配置され、これらの部材がケーシング9内に収納されている。
(Line head)
Here, the line head 13 will be described in detail. In the following, for convenience of explanation, the longitudinal direction (first direction) of the long lens array 6 is referred to as “main scanning direction”, and the width direction (second direction) is referred to as “sub-scanning direction”. .
As shown in FIG. 3, the line head 13 is disposed below the photosensitive drum 11 so as to face the light receiving surface 111. The line head 13 includes, from the photosensitive drum 11 side, a lens array (first lens array) 6 ′, a spacer 84, a lens array (second lens array) 6, a light shielding member (first light shielding member) 82, a diaphragm. A member (aperture stop) 83, a light shielding member (second light shielding member) 81, and the light emitting element array 7 are arranged in this order, and these members are accommodated in the casing 9.

このラインヘッド13では、発光素子アレイ7から出射した光Lが、絞り部材83で絞られた後に、レンズアレイ6’およびレンズアレイ6をこの順で通過し、感光ドラム11の受光面111に照射される。
図2に示すように、レンズアレイ6およびレンズアレイ6’は、それぞれ、外形が長尺状をなす板状体で構成されている。
In the line head 13, the light L emitted from the light emitting element array 7 is narrowed by the diaphragm member 83, and then passes through the lens array 6 ′ and the lens array 6 in this order to irradiate the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11. Is done.
As shown in FIG. 2, each of the lens array 6 and the lens array 6 ′ is composed of a plate-like body whose outer shape is long.

図3に示すように、レンズアレイ6の光Lが入射する下面(入射面)には、複数のレンズ面(凸曲面)62が形成されている。一方、レンズアレイ6の光Lが出射する上面(出射面)は、平坦面となっている。
すなわち、レンズアレイ6では、光Lの入射側の面を凸曲面とし、光Lの出射側の面を平面とする平凸レンズであるレンズ64が複数配置されている。ここで、レンズアレイ6の各レンズ64以外の部分は、各レンズ64を支持する支持部65を構成する。
As shown in FIG. 3, a plurality of lens surfaces (convex curved surfaces) 62 are formed on the lower surface (incident surface) on which the light L of the lens array 6 is incident. On the other hand, the upper surface (emission surface) from which the light L of the lens array 6 is emitted is a flat surface.
That is, in the lens array 6, a plurality of lenses 64, which are planoconvex lenses having a light curved surface on the incident side of the light L and a flat surface on the light emitting side of the light L, are arranged. Here, portions of the lens array 6 other than the lenses 64 constitute a support portion 65 that supports the lenses 64.

同様に、レンズアレイ6’の光Lが入射する下面(入射面)には、前述した複数のレンズ面62に対応して、複数のレンズ面(凸曲面)62’が形成されている。一方、レンズアレイ6’の光Lが出射する上面(出射面)は、平坦面となっている。
すなわち、レンズアレイ6’では、光Lの入射側の面を凸曲面とし、光Lの出射側の面を平面とする平凸レンズであるレンズ64’が複数配置されている。ここで、レンズアレイ6’の各レンズ64’以外の部分は、各レンズ64’を支持する支持部65’を構成する。
Similarly, a plurality of lens surfaces (convex curved surfaces) 62 ′ are formed on the lower surface (incident surface) on which the light L of the lens array 6 ′ is incident, corresponding to the plurality of lens surfaces 62 described above. On the other hand, the upper surface (outgoing surface) from which the light L of the lens array 6 ′ is emitted is a flat surface.
That is, in the lens array 6 ′, a plurality of lenses 64 ′, which are planoconvex lenses having a light curved surface on the incident side of the light L and a flat surface on the light emitting side of the light L, are arranged. Here, the portions other than the lenses 64 ′ of the lens array 6 ′ constitute a support portion 65 ′ that supports the lenses 64 ′.

そして、対応する1対のレンズ64およびレンズ64’は、対応する発光素子群71の各発光素子74から放射された光を結像する結像光学系60を構成する(図5および図6参照)。なお、この結像光学系60(特にレンズ64、64’のレンズ面形状)については、後に詳述する。
以下、レンズ64の配置について説明する。なお、レンズ64’の配置(平面視での配置)については、レンズ64の配置と同様であるので、その説明を省略する。
The corresponding pair of lenses 64 and lens 64 ′ constitutes an imaging optical system 60 that forms an image of light emitted from each light emitting element 74 of the corresponding light emitting element group 71 (see FIGS. 5 and 6). ). The imaging optical system 60 (particularly the lens surface shape of the lenses 64 and 64 ′) will be described in detail later.
Hereinafter, the arrangement of the lenses 64 will be described. Note that the arrangement of the lens 64 ′ (arrangement in plan view) is the same as the arrangement of the lens 64, and thus description thereof is omitted.

図4に示すように、レンズ64は、主走査方向(第1の方向)に複数列配置されるとともに、主走査方向およびレンズ64の光軸方向のそれぞれに直交する副走査方向(第2の方向)に複数行配置されている。
より具体的には、複数のレンズ64は、3行n列(nは2以上の整数)の行列状に配置されている。なお、以下、1つの列(レンズ列)に属する3つのレンズ64のうち、中央に位置するレンズ64を「レンズ64b」と言い、それに対して図3中左側(図4中上側)に位置するレンズ64を「レンズ64a」と言い、図3中右側(図4中下側)に位置するレンズ64を「レンズ64c」と言う。また、レンズ64と対をなすレンズ64’について、レンズ64aに対応するレンズ64’を「レンズ64a’」と言い、レンズ64bに対応するレンズ64’を「レンズ64b’」と言い、レンズ64cに対応するレンズ64’を「レンズ64c’」と言う。
As shown in FIG. 4, the lenses 64 are arranged in a plurality of rows in the main scanning direction (first direction), and in the sub-scanning direction (second scanning direction orthogonal to the main scanning direction and the optical axis direction of the lens 64, respectively. Multiple lines are arranged in the direction).
More specifically, the plurality of lenses 64 are arranged in a matrix of 3 rows and n columns (n is an integer of 2 or more). Hereinafter, among the three lenses 64 belonging to one row (lens row), the lens 64 located at the center is referred to as a “lens 64b” and is located on the left side in FIG. 3 (upper side in FIG. 4). The lens 64 is referred to as “lens 64a”, and the lens 64 positioned on the right side in FIG. 3 (lower side in FIG. 4) is referred to as “lens 64c”. In addition, regarding the lens 64 ′ paired with the lens 64, the lens 64 ′ corresponding to the lens 64a is referred to as “lens 64a ′”, the lens 64 ′ corresponding to the lens 64b is referred to as “lens 64b ′”, and the lens 64c. The corresponding lens 64 ′ is referred to as “lens 64c ′”.

本実施形態では、1つの列に属する複数のレンズ64(64a〜64c)のうち、副走査方向の中心側に最も近い位置のレンズ64bが、感光ドラム11の受光面111に対し、最も近い位置になるようにラインヘッド13が画像形成装置1に設置される。これにより、複数のレンズ64の光学的特性の設定が容易となる。
また、図2および図4に示すように、各レンズ列では、それぞれ、レンズ64a〜64cが順に主走査方向(図4中右方向)に等距離ずつずれて配置されている。すなわち、各レンズ列では、それぞれ、レンズ64a〜64cの各レンズ中心同士を結ぶ線が主走査方向および副走査方向に対して所定角度傾斜している。
In the present embodiment, among the plurality of lenses 64 (64a to 64c) belonging to one row, the lens 64b closest to the center side in the sub-scanning direction is closest to the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11. The line head 13 is installed in the image forming apparatus 1 so that Thereby, the setting of the optical characteristics of the plurality of lenses 64 is facilitated.
As shown in FIGS. 2 and 4, in each lens row, the lenses 64 a to 64 c are sequentially arranged at equal distances in the main scanning direction (right direction in FIG. 4). That is, in each lens row, the line connecting the lens centers of the lenses 64a to 64c is inclined at a predetermined angle with respect to the main scanning direction and the sub-scanning direction.

図3に示す断面でみたときに、1つのレンズ列に属する3つのレンズ64、すなわちレンズ64a〜64cでは、レンズ64aとレンズ64cとは、それらの光軸601同士がレンズ64bの光軸601を介して対称的に配置さている。また、レンズ64a〜64cは、互いの光軸601が平行となるように配置されている。
このようなレンズアレイ6、6’の構成材料としては、前述したような光学特性を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料および/またはガラス材料が好適に用いられる。
In the cross section shown in FIG. 3, in the three lenses 64 belonging to one lens row, that is, the lenses 64 a to 64 c, the lens 64 a and the lens 64 c have the optical axes 601 of the lenses 64 a and the optical axes 601 of the lenses 64 b. Are arranged symmetrically. The lenses 64a to 64c are arranged so that their optical axes 601 are parallel to each other.
The constituent material of the lens arrays 6 and 6 ′ is not particularly limited as long as it can exhibit the optical characteristics as described above. For example, a resin material and / or a glass material is preferably used. It is done.

この樹脂材料としては、各種樹脂材料を用いることができ、例えば、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル(メタクリル)、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   As this resin material, various resin materials can be used. For example, a liquid crystal polymer such as polyamide, thermoplastic polyimide, polyamideimide aromatic polyester, polyolefin such as polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethylene, modified polyolefin, polycarbonate, acrylic (Methacrylic), Polymethylmethacrylate, Polyethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate and other polyesters, Polyether, Polyetheretherketone, Polyetherimide, Polyacetal and other thermoplastic resins, Epoxy resins, Phenol resins, Urea resins, Melamine resins Thermosetting resins such as saturated polyester resins and polyimide resins, photocurable resins, etc. are mentioned, and one or more of these are combined. It is possible to have.

このような樹脂材料の中でも、熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂のような樹脂材料は、屈折率が比較的高いという利点を持つ他、熱膨張係数が比較的低く、熱による膨張(変形)、変性、劣化が発生しにくい材料であるため、好ましい。
また、ガラス材料としては、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス材料等が挙げられるが、後述する発光素子アレイ7の支持板72がガラス材料で構成されたものである場合、このガラス材料と略等しい線膨張率のガラス材料を用いることによって、温度変動による発光素子と各レンズの相対位置ずれを防止することができる。
Among such resin materials, resin materials such as thermosetting resins and photo-curing resins have the advantage of a relatively high refractive index, and also have a relatively low thermal expansion coefficient, and expansion (deformation) due to heat. ), A material that is unlikely to be modified or deteriorated.
Examples of the glass material include various glass materials such as soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and non-alkali glass. When 72 is made of a glass material, a relative displacement between the light emitting element and each lens due to temperature fluctuations can be prevented by using a glass material having a linear expansion coefficient substantially equal to the glass material.

また、前述したような樹脂材料およびガラス材料を複合してレンズアレイ6を構成する場合、例えば、後述するように、ガラス材料で構成されたガラス基板を支持部65とし、その一方の面に、樹脂材料で構成された樹脂層を形成し、その樹脂層のガラス基板とは反対側の面にレンズ面62を成形してレンズ64を形成すればよい(図5および図6参照)。また、レンズアレイ6は、例えば、ガラス材料で構成された平板状の部材(基板)の一方の面に、樹脂材料で構成された凸曲面状に突出した複数の凸部を付与することによっても形成することができる。   Further, when the lens array 6 is configured by combining the resin material and the glass material as described above, for example, as described later, a glass substrate made of a glass material is used as the support portion 65, and on one surface thereof, A lens 64 may be formed by forming a resin layer made of a resin material and molding the lens surface 62 on the surface of the resin layer opposite to the glass substrate (see FIGS. 5 and 6). The lens array 6 can also be formed by, for example, providing a plurality of convex portions projecting in a convex curved shape made of a resin material on one surface of a flat plate member (substrate) made of a glass material. Can be formed.

図2、図3に示すように、レンズアレイ6とレンズアレイ6’との間には、スペーサ84が設置されている。そして、レンズアレイ6とレンズアレイ6’とは、スペーサ84を介して接合されている。
スペーサ84は、レンズアレイ6とレンズアレイ6’との間の距離であるギャップ長を規制する機能を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, a spacer 84 is provided between the lens array 6 and the lens array 6 ′. The lens array 6 and the lens array 6 ′ are bonded via a spacer 84.
The spacer 84 has a function of regulating a gap length that is a distance between the lens array 6 and the lens array 6 ′.

このスペーサ84は、レンズアレイ6の外周部とレンズアレイ6’の外周部とにそれぞれ対応するように枠状をなし、これらの外周部のそれぞれに接合されている。なお、スペーサ84は、前述した機能を発揮することができるものであれば、前述した枠状のものに限定されず、例えば、レンズアレイ6、6’の外周部のうちの互いに対向する1つの辺に対応する部分のみに対応するように1対の部材で構成されていてもよいし、後述する遮光部材81、83のように板状部材に光路に対応した貫通孔を形成した構成であってもよい。
このようなスペーサ84の構成材料としては、前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されず、樹脂材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料などを用いることができる。
The spacer 84 has a frame shape so as to correspond to the outer peripheral portion of the lens array 6 and the outer peripheral portion of the lens array 6 ′, and is joined to each of the outer peripheral portions. The spacer 84 is not limited to the above-described frame shape as long as it can perform the above-described function. For example, one of the outer peripheral portions of the lens arrays 6 and 6 ′ facing each other is disposed. It may be configured by a pair of members so as to correspond only to the portion corresponding to the side, or it is configured such that a through-hole corresponding to the optical path is formed in a plate-like member like light shielding members 81 and 83 described later. May be.
The constituent material of the spacer 84 is not particularly limited as long as it can exhibit the functions described above, and a resin material, a metal material, a glass material, a ceramic material, or the like can be used.

図3に示すように、レンズアレイ6の光Lの入射側には、遮光部材82、絞り部材83および遮光部材81を介して、発光素子アレイ7が設置されている。発光素子アレイ7は、複数の発光素子群(発光素子グループ)71と、支持板(ヘッド基板)72とを有している。
支持板72は、各発光素子群71をそれぞれ支持するものであり、外形が長尺状をなす板状体で構成されている。この支持板72は、レンズアレイ6と平行に配置されている。
As shown in FIG. 3, the light emitting element array 7 is installed on the light incident side of the lens array 6 via a light shielding member 82, a diaphragm member 83, and a light shielding member 81. The light emitting element array 7 includes a plurality of light emitting element groups (light emitting element groups) 71 and a support plate (head substrate) 72.
The support plate 72 supports each light emitting element group 71, and is configured by a plate-like body having a long outer shape. The support plate 72 is disposed in parallel with the lens array 6.

また、支持板72は、その主走査方向の長さがレンズアレイ6の主走査方向の長さよりも長いものである。支持板72の副走査方向の長さも、レンズアレイ6の副走査方向の長さよりも長く設定されている。
支持板72の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態のように、支持板72の裏面側に発光素子群71を設ける場合(すなわち発光素子74としてボトムエミッション型の発光素子を用いる場合)、各種ガラス材料や各種プラスチック等の透明性を有する材料が好適に用いられる。なお、発光素子74としてトップエミッション型の発光素子を用いる場合、支持板72の構成材料としては、透明性を有する材料に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼のような各種金属材料、各種ガラス材料や各種プラスチック等を単独または組み合わせて用いることができる。支持板72を各種金属材料や各種ガラス材料で構成した場合には、各発光素子74の発光により生じる熱を支持板72を介して効率良く放熱することができる。また、支持板72を各種プラスチックで構成した場合には、支持板72の軽量化に寄与する。
The support plate 72 is longer in the main scanning direction than the lens array 6 in the main scanning direction. The length of the support plate 72 in the sub-scanning direction is also set longer than the length of the lens array 6 in the sub-scanning direction.
The constituent material of the support plate 72 is not particularly limited, but when the light emitting element group 71 is provided on the back side of the support plate 72 as in the present embodiment (that is, when a bottom emission type light emitting element is used as the light emitting element 74). ), Transparent materials such as various glass materials and various plastics are preferably used. In addition, when using a top emission type light emitting element as the light emitting element 74, the constituent material of the support plate 72 is not limited to a material having transparency, for example, various metal materials such as aluminum and stainless steel, and various glasses. A material, various plastics, etc. can be used individually or in combination. When the support plate 72 is made of various metal materials or various glass materials, heat generated by light emission of each light emitting element 74 can be efficiently radiated through the support plate 72. Further, when the support plate 72 is made of various plastics, it contributes to weight reduction of the support plate 72.

また、支持板72の裏面側には、支持板72側に開放する箱状の収納部73が設置されている。この収納部73には、複数の発光素子群71やこれらの発光素子群71(各発光素子74)に電気的に接続された導線類(図示せず)、または、各発光素子74を駆動させるための回路(図示せず)が収納されている。
複数の発光素子群71は、前述した複数のレンズ64に対応して、互いに離間して、3行n列(nは2以上の整数)の行列状に配置されている(例えば、図4参照)。また、各発光素子群71は、それぞれ、複数(本実施形態では8つ)の発光素子74で構成されている。
A box-shaped storage portion 73 that opens to the support plate 72 side is installed on the back side of the support plate 72. In this housing portion 73, a plurality of light emitting element groups 71, conductive wires (not shown) electrically connected to these light emitting element groups 71 (each light emitting element 74), or each light emitting element 74 is driven. A circuit (not shown) is housed.
The plurality of light emitting element groups 71 are arranged in a matrix of 3 rows and n columns (n is an integer equal to or greater than 2) spaced apart from each other, corresponding to the plurality of lenses 64 described above (for example, see FIG. 4). ). Each light emitting element group 71 is composed of a plurality (eight in this embodiment) of light emitting elements 74.

各発光素子群71を構成する8つの発光素子74は、図3に示す支持板72の下面721に沿って配置されている。この8つの発光素子74から発せられた光Lは、それぞれ、対応するレンズ64を経て、感光ドラム11の受光面111上で集光(結像)する。
また、図4に示すように、8つの発光素子74は、互いに離間して、主走査方向に4列配置され、副走査方向に2行配置されている。このように、8つの発光素子74は、2行4列の行列状をなしている。1つの列(発光素子列)に属する互いに隣接した2つの発光素子74同士は、主走査方向にずれて配置されている。
The eight light emitting elements 74 constituting each light emitting element group 71 are arranged along the lower surface 721 of the support plate 72 shown in FIG. The light L emitted from the eight light emitting elements 74 is condensed (imaged) on the light receiving surface 111 of the photosensitive drum 11 via the corresponding lens 64.
Further, as shown in FIG. 4, the eight light emitting elements 74 are spaced apart from each other, arranged in four columns in the main scanning direction, and arranged in two rows in the sub scanning direction. As described above, the eight light emitting elements 74 are arranged in a matrix of 2 rows and 4 columns. Two adjacent light emitting elements 74 belonging to one row (light emitting element row) are arranged shifted in the main scanning direction.

そして、このように2行4列の行列状をなす8つの発光素子74では、主走査方向に隣接する発光素子74同士の間を、次の行の1つの発光素子74で補完している。
8つの発光素子74を例えばできる限り密に1つの行に配置するのには限界が生じるが、8つの発光素子74を前述したようにずらして配置することにより、これらの発光素子74の配置密度をより高いものとすることができる。これにより、画像を記録媒体Pに記録した際、その記録媒体Pに対する記録密度をより高めることができる。よって、解像度が高く、多階調で、かつ鮮明な画像が担持された記録媒体Pが得られる。
In the eight light emitting elements 74 having a matrix of 2 rows and 4 columns in this way, the light emitting elements 74 adjacent in the main scanning direction are complemented by one light emitting element 74 in the next row.
For example, there is a limit to arranging the eight light emitting elements 74 in one row as densely as possible. However, by arranging the eight light emitting elements 74 to be shifted as described above, the arrangement density of these light emitting elements 74 is reduced. Can be higher. Thereby, when an image is recorded on the recording medium P, the recording density on the recording medium P can be further increased. Therefore, it is possible to obtain the recording medium P having a high resolution, a multi-gradation and a clear image.

なお、1つの発光素子群71に属する8つの発光素子74は、本実施形態では2行4列の行列状に配置されているが、これに限定されず、例えば、4行2列の行列状に配置されていてもよい。
前述したように、複数の発光素子群71は、互いに離間して、3行n列の行列状に配置されている。図4に示すように、1つの列(発光素子群列)に属する3つの発光素子群71は、主走査方向(図4中右方向)に等間隔にずれて配置されている。
The eight light emitting elements 74 belonging to one light emitting element group 71 are arranged in a matrix of 2 rows and 4 columns in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and for example, a matrix of 4 rows and 2 columns. May be arranged.
As described above, the plurality of light emitting element groups 71 are spaced apart from each other and arranged in a matrix of 3 rows and n columns. As shown in FIG. 4, the three light emitting element groups 71 belonging to one row (light emitting element group row) are arranged at equal intervals in the main scanning direction (right direction in FIG. 4).

そして、このように3行n列の行列状をなす発光素子群71では、隣接する発光素子群71同士の間隔を、次の行の発光素子群71およびその次の行の発光素子群71で順次補完している。
複数の発光素子群71を例えばできる限り密に1つの行に配置するのには限界が生じるが、複数の発光素子群71を前述したようにずらして配置することにより、これらの発光素子群71の配置密度をより高いものとすることができる。これにより、1つの発光素子群71内の8つの発光素子74がずれて配置されていることと相まって、画像を記録媒体Pに記録した際、その記録媒体Pに対する記録密度を高めることができる。よって、解像度がより高く、多階調で色再現性が良く、より鮮明な画像が担持された記録媒体Pが得られる。
In the light emitting element group 71 having a matrix of 3 rows and n columns in this way, the interval between the adjacent light emitting element groups 71 is set so that the light emitting element group 71 in the next row and the light emitting element group 71 in the next row have the same distance. Complements sequentially.
For example, there is a limit in arranging the plurality of light emitting element groups 71 in one row as densely as possible. However, by arranging the plurality of light emitting element groups 71 so as to be shifted as described above, these light emitting element groups 71 are arranged. The arrangement density of can be made higher. Thereby, coupled with the fact that the eight light-emitting elements 74 in one light-emitting element group 71 are shifted and arranged, when an image is recorded on the recording medium P, the recording density on the recording medium P can be increased. Therefore, it is possible to obtain the recording medium P having higher resolution, multi-gradation, good color reproducibility and carrying a clearer image.

また、各発光素子74は、ボトムエミッション構造の有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)である。なお、発光素子74は、ボトムエミッション構造の素子に限定されず、トップエミッション構造の素子であってもよい。この場合、前述したように、支持板72には、光透過性は要求されない。
各発光素子74が有機EL素子であると、発光素子74同士の間隔(ピッチ)を比較的小さく設定することができる。これにより、画像を記録媒体Pに記録した際、その記録媒体Pに対する記録密度が比較的高くなる。また、各種成膜法を用いて高精度な寸法および位置で各発光素子74を形成することができる。よって、より鮮明な画像が担持された記録媒体Pが得られる。
Each light emitting element 74 is an organic EL element (organic electroluminescence element) having a bottom emission structure. Note that the light emitting element 74 is not limited to an element having a bottom emission structure, and may be an element having a top emission structure. In this case, as described above, the support plate 72 is not required to have optical transparency.
When each light emitting element 74 is an organic EL element, the interval (pitch) between the light emitting elements 74 can be set to be relatively small. Thereby, when an image is recorded on the recording medium P, the recording density on the recording medium P becomes relatively high. In addition, each light emitting element 74 can be formed with highly accurate dimensions and positions by using various film forming methods. Therefore, the recording medium P carrying a clearer image can be obtained.

本実施形態では、各発光素子74がいずれも赤色光を発光するように構成されている。ここで、赤色光を発光する発光層の構成材料としては、例えば、(4−ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(パラジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)およびナイルレッド等が挙げられる。なお、各発光素子74は、赤色光を発光するよう構成されているのに限定されず、他の色の単色光や白色光を発光するよう構成されていてもよい。このように、有機EL素子では、発光層の構成材料に応じて当該発光層が発する光Lを任意の色の単色光に適宜設定することができる。
なお、一般に電子写真プロセスに用いられる感光ドラムの分光感度特性は、半導体レーザーの発光波長である赤色から近赤外の領域でピークを持つように設定されているので、上記のように赤色の発光材料を利用することが好ましい。
In the present embodiment, each light emitting element 74 is configured to emit red light. Here, examples of the constituent material of the light emitting layer that emits red light include (4-dicyanomethylene) -2-methyl-6- (paradimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM) and Nile red. It is done. In addition, each light emitting element 74 is not limited to being configured to emit red light, and may be configured to emit monochromatic light of other colors or white light. Thus, in the organic EL element, the light L emitted from the light emitting layer can be appropriately set to monochromatic light of an arbitrary color according to the constituent material of the light emitting layer.
In general, the spectral sensitivity characteristics of a photosensitive drum used in an electrophotographic process is set to have a peak in the region from red to the near infrared, which is the emission wavelength of a semiconductor laser. It is preferable to use materials.

図3に示すように、レンズアレイ6と発光素子アレイ7との間には、遮光部材82、絞り部材83および遮光部材81が設置されている。
遮光部材81、82は、それぞれ、隣接する発光素子群71同士間の光Lのクロストークを防止するものである。
このような遮光部材81には、当該遮光部材81を図3中上下方向(厚さ方向)に貫通する複数の貫通孔(開口部)811が形成されている。これらの貫通孔811は、それぞれ、各レンズ64に対応した位置に配置されている。
As shown in FIG. 3, a light shielding member 82, a diaphragm member 83, and a light shielding member 81 are installed between the lens array 6 and the light emitting element array 7.
The light shielding members 81 and 82 prevent crosstalk of the light L between the adjacent light emitting element groups 71, respectively.
In such a light shielding member 81, a plurality of through holes (openings) 811 are formed through the light shielding member 81 in the vertical direction (thickness direction) in FIG. 3. Each of these through holes 811 is disposed at a position corresponding to each lens 64.

同様に、遮光部材82には、当該遮光部材82を図3中上下方向(厚さ方向)に貫通する複数の貫通孔821が形成されている。これらの貫通孔821は、それぞれ、前述した各レンズ64に対応した位置に配置されている。
貫通孔811、821は、それぞれ、発光素子群71からそれに対応するレンズ64までの光路を形成する。また、各貫通孔811、821は、それぞれ、平面視で円形をなしており、その内側に、当該貫通孔811、821に対応する発光素子群71の8つの発光素子74を包含している。
なお、各貫通孔811、821は、図3に示す構成では円筒状をなしているが、これに限定されず、例えば、上方に向かって拡がった円錐台状をなしていてもよい。
Similarly, the light shielding member 82 is formed with a plurality of through holes 821 that penetrate the light shielding member 82 in the vertical direction (thickness direction) in FIG. Each of these through holes 821 is disposed at a position corresponding to each lens 64 described above.
The through holes 811 and 821 each form an optical path from the light emitting element group 71 to the corresponding lens 64. The through holes 811 and 821 each have a circular shape in plan view, and include eight light emitting elements 74 of the light emitting element group 71 corresponding to the through holes 811 and 821 inside.
In addition, although each through-hole 811 and 821 has comprised the cylindrical shape in the structure shown in FIG. 3, it is not limited to this, For example, you may comprise the truncated cone shape expanded toward upper direction.

このような遮光部材81、82の間には、絞り部材83が設置されている。
絞り部材83は、発光素子群71からレンズ64に入射する光Lを所定量に制限する開口絞りである。
絞り部材83は、板状または層状をなし、当該絞り部材83を図3中上下方向(厚さ方向)に貫通する複数の貫通孔(開口部)831が形成されている。これらの貫通孔831は、それぞれ、各レンズ64に対応した位置(すなわち前述した貫通孔811、821)に配置されている。
A diaphragm member 83 is installed between the light shielding members 81 and 82.
The diaphragm member 83 is an aperture diaphragm that limits the light L incident on the lens 64 from the light emitting element group 71 to a predetermined amount.
The diaphragm member 83 is plate-shaped or layered, and a plurality of through-holes (openings) 831 are formed through the diaphragm member 83 in the vertical direction (thickness direction) in FIG. These through-holes 831 are respectively arranged at positions corresponding to the respective lenses 64 (that is, the above-described through-holes 811 and 821).

また、絞り部材83の貫通孔831は、平面視で円形をなし、その直径は、前述した遮光部材81の貫通孔811の直径よりも小さくなっている。
このような絞り部材83は、レンズ64との距離を比較的短く設定するのが好ましい。これにより、光軸601からの距離が異なる発光素子74間であっても(画角が異なっていても)、レンズ64の略同じ領域に光を入射させることができる。
Further, the through hole 831 of the aperture member 83 is circular in plan view, and the diameter thereof is smaller than the diameter of the through hole 811 of the light shielding member 81 described above.
Such a diaphragm member 83 is preferably set to a relatively short distance from the lens 64. Thereby, even if it is between the light emitting elements 74 from which the distance from the optical axis 601 differs (even if an angle of view is different), light can be entered into the substantially same area | region of the lens 64. FIG.

このような遮光部材81、82および絞り部材83は、レンズアレイ6と支持板72との間の距離、位置関係および姿勢を高精度に規定する機能をも有する。
各レンズ64のレンズ面62とそれに対応する発光素子群71との距離は、後述する結像光学系60の結像位置の図3中の上下方向の位置を定める上で重要な条件(要素)である。したがって、前述したように、遮光部材81、82および絞り部材83がレンズアレイ6と発光素子アレイ7との間の距離であるギャップ長を規制するスペーサとしても機能していると、高精度で、信頼性の高い画像形成装置1が得られる。
Such light shielding members 81 and 82 and the diaphragm member 83 also have a function of defining the distance, positional relationship, and posture between the lens array 6 and the support plate 72 with high accuracy.
The distance between the lens surface 62 of each lens 64 and the corresponding light emitting element group 71 is an important condition (element) for determining the vertical position in FIG. 3 of the imaging position of the imaging optical system 60 described later. It is. Therefore, as described above, when the light shielding members 81 and 82 and the diaphragm member 83 function also as a spacer that regulates the gap length, which is the distance between the lens array 6 and the light emitting element array 7, with high accuracy, A highly reliable image forming apparatus 1 is obtained.

また、遮光部材81、82および絞り部材83は、それぞれ、少なくとも内周面が黒色、茶褐色、紺色等の暗色となっているのが好ましい。
このような遮光部材81、82および絞り部材83の構成材料としては、それぞれ、光を透過しない材料であれば特に限定されず、例えば、各種着色剤や、クロム、酸化クロム等の金属系材料、カーボンブラックや着色剤を混練した樹脂等が挙げられる。
Moreover, it is preferable that the light shielding members 81 and 82 and the diaphragm member 83 each have a dark color such as black, brown, or amber at least on the inner peripheral surface.
The constituent materials of the light shielding members 81 and 82 and the diaphragm member 83 are not particularly limited as long as they do not transmit light. For example, various colorants, metal materials such as chromium and chromium oxide, Examples thereof include carbon black and a resin kneaded with a colorant.

図2、図3に示すように、前述したレンズアレイ6と発光素子アレイ7とスペーサ84と遮光部材81、82と絞り部材83とは、一括してケーシング9に収納さている。このケーシング9は、枠部材(ケーシング本体)91と、蓋部材(裏蓋)92と、蓋部材92を枠部材91に固定する複数のクランプ部材93とを有している(図3参照)。
図2、図5および図6に示すように、枠部材91は、全体形状が長尺なものである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the lens array 6, the light emitting element array 7, the spacer 84, the light shielding members 81 and 82, and the diaphragm member 83 are collectively stored in the casing 9. The casing 9 includes a frame member (casing body) 91, a lid member (back cover) 92, and a plurality of clamp members 93 that fix the lid member 92 to the frame member 91 (see FIG. 3).
As shown in FIGS. 2, 5, and 6, the frame member 91 has a long overall shape.

また、枠部材91は、枠状をなしていて、図3に示すように、枠部材91には、その上側および下側に開口する内腔部911が形成されている。この内腔部911の幅は、図3中下方から上方に向かって、段階的に減少している。
内腔部911には、レンズアレイ6’とスペーサ84とレンズアレイ6と遮光部材82と絞り部材83と遮光部材81と発光素子アレイ7とがそれぞれはめ込まれており、これらが例えば接着剤で固定されている。これにより、レンズアレイ6’とスペーサ84とレンズアレイ6と遮光部材82と絞り部材83と遮光部材81と発光素子アレイ7とが枠部材91に一括して保持され、レンズアレイ6’とスペーサ84とレンズアレイ6と遮光部材82と絞り部材83と遮光部材81と発光素子アレイ7との主走査方向および副走査方向の位置決めがなされる。
Further, the frame member 91 has a frame shape, and as shown in FIG. 3, the frame member 91 is formed with a lumen portion 911 that opens to the upper side and the lower side thereof. The width of the lumen portion 911 gradually decreases from the lower side to the upper side in FIG.
In the lumen portion 911, the lens array 6 ′, the spacer 84, the lens array 6, the light shielding member 82, the diaphragm member 83, the light shielding member 81, and the light emitting element array 7 are fitted, and these are fixed with, for example, an adhesive. Has been. As a result, the lens array 6 ′, the spacer 84, the lens array 6, the light shielding member 82, the diaphragm member 83, the light shielding member 81, and the light emitting element array 7 are collectively held by the frame member 91. The lens array 6, the light shielding member 82, the diaphragm member 83, the light shielding member 81, and the light emitting element array 7 are positioned in the main scanning direction and the sub scanning direction.

ここで、発光素子アレイ7の支持板72の上面722は、内腔部911の壁面に形成された段差部915と、第2の遮光部材81の下面とにそれぞれ当て付いて(当接して)いる。そして、内腔部911には、下方から蓋部材92がはめ込まれている。
蓋部材92は、その上部に収納部73が挿入される凹部922を有する長尺部材で構成されている。この蓋部材92の上端面は、枠部材91の境界部915との間で、発光素子アレイ7の支持板72の縁部を挟持している。
Here, the upper surface 722 of the support plate 72 of the light emitting element array 7 is in contact with (in contact with) the stepped portion 915 formed on the wall surface of the lumen portion 911 and the lower surface of the second light shielding member 81. Yes. A lid member 92 is fitted into the lumen portion 911 from below.
The lid member 92 is formed of a long member having a recess 922 into which the storage portion 73 is inserted. The upper end surface of the lid member 92 sandwiches the edge portion of the support plate 72 of the light emitting element array 7 with the boundary portion 915 of the frame member 91.

さらに、各クランプ部材93によって、蓋部材92が上方に押し付けられている。これにより、蓋部材92が枠部材91に固定される。また、押し付けられた蓋部材92によって、発光素子アレイ7と遮光部材81、82と絞り部材83とレンズアレイ6との主走査方向、副走査方向および図3中上下方向のそれぞれの位置関係が固定される。
クランプ部材93は、主走査方向に沿って等間隔に複数配置されているのが好ましい。これにより、枠部材91と蓋部材92とを主走査方向に沿って均一に挟持することができる。
Further, the lid member 92 is pressed upward by each clamp member 93. Thereby, the lid member 92 is fixed to the frame member 91. Further, the positional relationship between the light emitting element array 7, the light shielding members 81, 82, the diaphragm member 83, and the lens array 6 in the main scanning direction, the sub scanning direction, and the vertical direction in FIG. 3 is fixed by the pressed lid member 92. Is done.
A plurality of clamp members 93 are preferably arranged at equal intervals along the main scanning direction. Thereby, the frame member 91 and the lid member 92 can be uniformly clamped along the main scanning direction.

クランプ部材93は、図3に示す断面において、略コ字状をなしていて、金属板を折り曲げ加工することで形成されたものである。このクランプ部材93の両端部は、それぞれ、内側に曲げられた爪部931を形成している。各爪部931は、それぞれ、枠部材91の肩部916に係合している。
また、クランプ部材93の中間部には、上向きにアーチ状に湾曲した湾曲部932が形成されている。この湾曲部932の頂部は、前述したように各爪部931が肩部916に係合した状態で、蓋部材92の下面に圧接している。これにより、湾曲部932が弾性変形した状態で、蓋部材92を上方に付勢する。
The clamp member 93 has a substantially U shape in the cross section shown in FIG. 3 and is formed by bending a metal plate. Both end portions of the clamp member 93 form claw portions 931 that are bent inward. Each claw portion 931 is engaged with the shoulder portion 916 of the frame member 91.
A curved portion 932 that is curved upward in an arch shape is formed in the intermediate portion of the clamp member 93. The top portion of the curved portion 932 is in pressure contact with the lower surface of the lid member 92 in a state where each claw portion 931 is engaged with the shoulder portion 916 as described above. Thereby, the lid member 92 is biased upward in a state where the bending portion 932 is elastically deformed.

なお、枠部材91と蓋部材92とを挟持している各クランプ部材93をそれぞれ取り外した場合には、枠部材91から蓋部材92を取り外すことができる。これにより、発光素子アレイ7の交換、修理等のメンテナンスを施すことができる。
また、枠部材91および蓋部材92の構成材料としては、特に限定されず、例えば、支持板72と同様の構成材料を用いることができる。クランプ部材93の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼が挙げられる。また、クランプ部材93は、硬質樹脂材料で構成されていてもよい。
さらに、図示しないが、枠部材91の長手方向での両端部には、それぞれ、上方に突出するスペーサが設けられている。このスペーサは、受光面111とレンズアレイ6との距離を規制するものである。
In addition, when each clamp member 93 holding the frame member 91 and the lid member 92 is removed, the lid member 92 can be removed from the frame member 91. Thereby, maintenance such as replacement and repair of the light emitting element array 7 can be performed.
Moreover, it does not specifically limit as a constituent material of the frame member 91 and the cover member 92, For example, the constituent material similar to the support plate 72 can be used. It does not specifically limit as a constituent material of the clamp member 93, For example, aluminum and stainless steel are mentioned. The clamp member 93 may be made of a hard resin material.
Furthermore, although not shown, spacers that protrude upward are provided at both ends of the frame member 91 in the longitudinal direction. This spacer regulates the distance between the light receiving surface 111 and the lens array 6.

(結像光学系)
ここで、図5ないし図8に基づいて、ラインヘッド13の結像光学系60について詳述する。
前述したように、ラインヘッド13では、第1の方向(第1方向)に配された発光素子74を含む発光素子群71に対応する1対のレンズ64、64’が光軸方向に並設されている(レンズ64の対称軸方向に配設されている)。そして、図5に示すように、この1対のレンズ64、64’は、これに対応する発光素子群71に属する発光素子74からの光Lを結像する結像光学系60を構成する。
(Imaging optics)
Here, the imaging optical system 60 of the line head 13 will be described in detail with reference to FIGS.
As described above, in the line head 13, the pair of lenses 64 and 64 ′ corresponding to the light emitting element group 71 including the light emitting elements 74 arranged in the first direction (first direction) are arranged in parallel in the optical axis direction. (Disposed in the direction of the axis of symmetry of the lens 64). As shown in FIG. 5, the pair of lenses 64 and 64 ′ constitute an imaging optical system 60 that forms an image of the light L from the light emitting elements 74 belonging to the corresponding light emitting element group 71.

なお、図5は、各結像光学系60の光軸方向(第3の方向)および主走査方向(第1の方向)に平行な断面(以下、「主方向断面」または「第1方向断面」と言う)で見た図を示している。また、以下では、必要に応じて、1対のレンズ64a、64a’で構成される結像光学系60を「結像光学系60a」と言い、1対のレンズ64b、64b’で構成される結像光学系60を「結像光学系60b」と言い、1対のレンズ64c、64c’で構成される結像光学系60を「結像光学系60c」と言う。   5 shows a cross section (hereinafter referred to as “main direction cross section” or “first direction cross section”) parallel to the optical axis direction (third direction) and the main scanning direction (first direction) of each imaging optical system 60. "). Hereinafter, the imaging optical system 60 including the pair of lenses 64a and 64a ′ is referred to as an “imaging optical system 60a” as necessary, and includes the pair of lenses 64b and 64b ′. The imaging optical system 60 is referred to as “imaging optical system 60b”, and the imaging optical system 60 including the pair of lenses 64c and 64c ′ is referred to as “imaging optical system 60c”.

この結像光学系60は、絞り部材83の貫通孔831(開口絞り)を通過した後の光Lを感光体11の受光面111付近に結像する。なお、本実施形態では、結像光学系60は、像側テレセントリックとなっている。
ここで、結像光学系60は、後述するような回転対称なレンズ64を含み、かつ、レンズ64の対称軸を通る第1方向断面で、後述する像面Iに対して符号が反転する縦収差を有する。
The imaging optical system 60 forms an image of the light L after passing through the through hole 831 (aperture stop) of the diaphragm member 83 in the vicinity of the light receiving surface 111 of the photoconductor 11. In the present embodiment, the imaging optical system 60 is image side telecentric.
Here, the imaging optical system 60 includes a rotationally symmetric lens 64 as will be described later, and is a longitudinal section whose sign is inverted with respect to an image plane I to be described later in a first direction cross section passing through the symmetry axis of the lens 64. Has aberrations.

このような結像光学系60は、その光軸601を含みかつ主走査方向(第1の方向)に沿った断面(主方向断面)でみたときに対称軸を有している。本実施形態では、結像光学系60の対称軸と光軸601とが一致している。すなわち、結像光学系60は、前記対称軸(光軸601)を含み第1方向と直交する断面(以下、「副方向断面」または「第2方向断面」と言う)に対して面対称である。これにより、後述するような結像光学系60の結像特性を簡単かつ確実に実現することができる。   Such an imaging optical system 60 has an axis of symmetry when viewed in a cross section (main cross section) including the optical axis 601 and along the main scanning direction (first direction). In the present embodiment, the symmetry axis of the imaging optical system 60 and the optical axis 601 coincide. That is, the imaging optical system 60 is plane-symmetric with respect to a cross section including the symmetry axis (optical axis 601) and orthogonal to the first direction (hereinafter referred to as “sub-direction cross section” or “second direction cross section”). is there. Thereby, the imaging characteristics of the imaging optical system 60 as will be described later can be realized easily and reliably.

なお、結像光学系60は、前述したように主方向断面において対称軸を有していればよく、この対称軸と光軸601とが異なっていてもよい。また、結像光学系60は、光軸601に対して回転対称であってもそうでなくてもよいが、以下の説明では、説明の便宜上、結像光学系60が光軸601に対して回転対称であるものとして説明する。
結像光学系60は、結像光学系60の対称軸近傍の結像点FP0に対して結像光学系60側にずれて位置する結像点FP1とその反対側にずれて位置する結像点FP1とを有するように構成されている。
The imaging optical system 60 only needs to have an axis of symmetry in the cross section in the main direction as described above, and the axis of symmetry may be different from the optical axis 601. In addition, the imaging optical system 60 may or may not be rotationally symmetric with respect to the optical axis 601, but in the following description, for convenience of explanation, the imaging optical system 60 is relative to the optical axis 601. It demonstrates as what is rotationally symmetric.
The imaging optical system 60 has an imaging point FP1 that is shifted to the imaging optical system 60 side with respect to the imaging point FP0 in the vicinity of the symmetry axis of the imaging optical system 60 and an imaging point that is shifted to the opposite side. It is configured to have a point FP1.

すなわち、結像光学系60は、発光素子から放射された光が入射したとき、その光が結像光学系60を通過する部分によって異なる位置(結像点FP0、FP1、FP2)に結像する。言い換えると、結像光学系60は、光軸方向で異なる位置に形成される複数の結像点FP0、FP1、FP2を有している(縦収差を有している)。
ここで、結像点FP0は、支持板72の下面721と光軸601とが交わる点(物点)から出射した光が結像光学系60の光軸601近傍に入射したときに、その光(出射光)の光線が光軸601と交わる位置(近軸結像点)である。また、結像点FP1は、支持板72の下面721と光軸601とが交わる点(物点)から出射した光が絞り部材83を介して結像光学系60に入射したときに、その光(出射光)の光線が光軸601と交わる位置のうち最も結像光学系60に対し近位となる位置である。また、結像点FP2は、支持板72の下面721と光軸601とが交わる点(物点)から出射した光が絞り部材83を介して結像光学系60に入射したときに、その光(出射光)の光線が光軸601と交わる位置のうち最も結像光学系60に対し遠位となる位置である。
That is, when the light emitted from the light emitting element is incident, the imaging optical system 60 forms an image at different positions (imaging points FP0, FP1, FP2) depending on the portion through which the light passes through the imaging optical system 60. . In other words, the imaging optical system 60 has a plurality of imaging points FP0, FP1, and FP2 formed at different positions in the optical axis direction (having longitudinal aberration).
Here, the imaging point FP0 is obtained when light emitted from a point (object point) where the lower surface 721 of the support plate 72 and the optical axis 601 intersect is incident on the vicinity of the optical axis 601 of the imaging optical system 60. This is the position (paraxial imaging point) where the beam of (emitted light) intersects the optical axis 601. The imaging point FP1 is obtained when light emitted from a point (object point) where the lower surface 721 of the support plate 72 and the optical axis 601 intersect is incident on the imaging optical system 60 via the diaphragm member 83. This is the position closest to the imaging optical system 60 among the positions where the light beam (emitted light) intersects the optical axis 601. The imaging point FP2 is obtained when light emitted from a point (object point) where the lower surface 721 of the support plate 72 and the optical axis 601 intersect is incident on the imaging optical system 60 through the diaphragm member 83. Of the positions where the (emitted light) light beam intersects the optical axis 601, this is the position most distant from the imaging optical system 60.

すなわち、結像光学系60は、結像点FP0を基準としたときに、結像光学系60側とその反対側とにそれぞれ縦収差を有する。すなわち、結像光学系60は、像面Iに対して符号が反転する縦収差を有する。その縦収差の最大値と最小値との差は、結像点FP1とFP2との間の距離G1に相当する。
このような結像光学系60において、上記複数の結像点FP0、FP1、FP2のうちの結像光学系60に対し最も遠位に位置する結像点FP1と最も近位に位置する結像点FP2との間では、発光素子74からの光Lのスポット径を小さくかつほぼ一定にすることができる。特に、結像光学系60が光軸601近傍の結像点FP0を結像点FP1と結像点FP2との間に位置するようにすることで、結像光学系60に必要な他の光学特性を満足しながら、結像点FP1と結像点FP2との間に距離G1(縦収差の最大値と最小値との差)を大きくすることができる。その結果、発光素子74から出射された光を結像光学系60により結像したとき、像面付近の光軸方向での比較的広い範囲に亘ってスポット径をほぼ一定にすることができる。
That is, the imaging optical system 60 has longitudinal aberration on the imaging optical system 60 side and the opposite side when the imaging point FP0 is used as a reference. That is, the imaging optical system 60 has a longitudinal aberration in which the sign is inverted with respect to the image plane I. The difference between the maximum value and the minimum value of the longitudinal aberration corresponds to the distance G1 between the imaging points FP1 and FP2.
In such an imaging optical system 60, an imaging point located closest to the imaging point FP1 located most distal to the imaging optical system 60 among the plurality of imaging points FP0, FP1, and FP2. Between the point FP2, the spot diameter of the light L from the light emitting element 74 can be made small and substantially constant. In particular, when the imaging optical system 60 is positioned at the imaging point FP0 in the vicinity of the optical axis 601 between the imaging point FP1 and the imaging point FP2, other opticals necessary for the imaging optical system 60 are obtained. While satisfying the characteristics, the distance G1 (difference between the maximum value and the minimum value of longitudinal aberration) can be increased between the image formation point FP1 and the image formation point FP2. As a result, when the light emitted from the light emitting element 74 is imaged by the imaging optical system 60, the spot diameter can be made substantially constant over a relatively wide range in the optical axis direction near the image plane.

そのため、像面と被照射面である受光面111との光軸方向(第3の方向)での位置関係が変動したりずれたりしても、受光面111でのスポット径の変動を抑え、その結果、形成される潜像の濃度ムラを抑えることができる。
また、結像光学系60は、結像光学系60に対して最も遠位に位置する結像点FP2と最も近位に位置する結像点FP1との光軸方向での距離G1(すなわち結像光学系60の前記第1方向断面での縦収差の最大値と最小値の差)が、発光素子74から出射された光の最小スポット径(最小スポットサイズ)よりも大きいのが好ましい。これにより、前述したような受光面111でのスポット径の変動を効果的に抑えることができる。
Therefore, even if the positional relationship in the optical axis direction (third direction) between the image surface and the light receiving surface 111 that is the irradiated surface fluctuates or shifts, the variation in the spot diameter on the light receiving surface 111 is suppressed, As a result, the density unevenness of the formed latent image can be suppressed.
In addition, the imaging optical system 60 has a distance G1 in the optical axis direction between the imaging point FP2 located most distal to the imaging optical system 60 and the imaging point FP1 located most proximal (that is, the coupling point). The difference between the maximum value and the minimum value of longitudinal aberration in the first direction cross section of the image optical system 60 is preferably larger than the minimum spot diameter (minimum spot size) of the light emitted from the light emitting element 74. Thereby, the fluctuation | variation of the spot diameter in the light-receiving surface 111 as mentioned above can be suppressed effectively.

このような特性を有する結像光学系60は、異なる焦点を有する多焦点レンズを有することで実現することができる。
本実施形態では、レンズ64と複数の焦点を有する複数焦点レンズとし、レンズ64’を単一の焦点を有する単焦点レンズとすることにより、結像光学系60が前述したような複数の結像点FP0、FP1、FP2を有するように構成されている。
The imaging optical system 60 having such characteristics can be realized by including multifocal lenses having different focal points.
In the present embodiment, the lens 64 and a multifocal lens having a plurality of focal points are used, and the lens 64 ′ is a single focal point lens having a single focal point, so that the imaging optical system 60 performs a plurality of imaging as described above. It is configured to have points FP0, FP1, and FP2.

レンズ64は、図6(a)に示すように、例えばガラス材料で構成された支持部65上に形成されている。そして、図6(b)に示すように、レンズ64は、支持部65と反対側に、レンズ面62を有している。
レンズ64のレンズ面62は、図7に示すように、レンズ64がその光軸方向での位置が互いに異なる複数の焦点fp0、fp1、fp2をもつように形成されている。
As shown in FIG. 6A, the lens 64 is formed on a support portion 65 made of, for example, a glass material. As shown in FIG. 6B, the lens 64 has a lens surface 62 on the side opposite to the support portion 65.
As shown in FIG. 7, the lens surface 62 of the lens 64 is formed such that the lens 64 has a plurality of focal points fp0, fp1, and fp2 whose positions in the optical axis direction are different from each other.

ここで、焦点fp0は、光軸601に平行な光(無限遠方からの光)がレンズ64の光軸601近傍に入射したときに、その光(出射光)の光線が光軸601と交わる位置(近軸焦点)である。また、焦点fp1は、光軸601に平行な光が絞り部材83を介してレンズ64に入射したときに、その光(出射光)の光線が光軸601と交わる位置のうち最もレンズ64に対し近位となる位置である。また、焦点fp2は、光軸601に平行な光が絞り部材83を介してレンズ64に入射したときに、その光(出射光)の光線が光軸601と交わる位置のうち最もレンズ64に対し遠位となる位置である。   Here, the focal point fp0 is a position where a light beam (emitted light) intersects the optical axis 601 when light parallel to the optical axis 601 (light from infinity) enters the vicinity of the optical axis 601 of the lens 64. (Paraxial focus). Further, the focal point fp1 is the most relative to the lens 64 among the positions where the light beam (emitted light) intersects the optical axis 601 when light parallel to the optical axis 601 enters the lens 64 via the diaphragm member 83. This is the proximal position. Further, the focal point fp <b> 2 is the most relative to the lens 64 among the positions where the light beam of the light (emitted light) intersects the optical axis 601 when light parallel to the optical axis 601 enters the lens 64 through the diaphragm member 83. This is the distal position.

すなわち、レンズ64は、焦点fp0を基準としたときに、レンズ64側とその反対側とにそれぞれ縦収差を有する。その縦収差の最大値と最小値との差は、焦点fp1とfp2との間の距離gに相当する。
より具体的に説明すると、図6に示すように、レンズ64のレンズ面62は、その中央部に(レンズ64の対称軸との交点を含むように)設けられた円形の第1の領域62aと、この第1の領域62aの周囲に設けられた円環状の第2の領域62bとを有する。なお、図6では、絞り部材83(開口絞り)を通過した光の通過領域を破線で示している。
That is, the lens 64 has longitudinal aberration on the lens 64 side and the opposite side when the focal point fp0 is used as a reference. The difference between the maximum value and the minimum value of the longitudinal aberration corresponds to the distance g between the focal points fp1 and fp2.
More specifically, as shown in FIG. 6, the lens surface 62 of the lens 64 has a circular first region 62a provided at the center (including the intersection with the symmetry axis of the lens 64). And an annular second region 62b provided around the first region 62a. In FIG. 6, a light passing area that has passed through the diaphragm member 83 (aperture stop) is indicated by a broken line.

このような第1の領域62aの面形状と第2の領域62bの面形状とは、互いに異なる定義式で規定されている。この定義式としては、例えば下記の数1で表わされる定義式(回転対称非球面)を用いることができる(より具体的には、後述する実施例参照)。これにより、比較的簡単かつ確実に、前述したような特性を有するレンズ64を実現することができる。   The surface shape of the first region 62a and the surface shape of the second region 62b are defined by different definition formulas. As this definition formula, for example, the definition formula (rotationally symmetric aspherical surface) represented by the following formula 1 can be used (more specifically, refer to the examples described later). Thereby, the lens 64 having the above-described characteristics can be realized relatively easily and reliably.

Figure 2010162849
ここで、上記の数1で表わされる定義式において、
z:光軸方向(第3の方向)での座標
r:光軸からの距離
c:光軸上曲率
K:コーニック定数
A〜C、Δ:非球面係数
である。
Figure 2010162849
Here, in the definition formula represented by the above equation 1,
z: coordinates in the optical axis direction (third direction) r: distance from the optical axis c: curvature on the optical axis K: conic constants A to C, Δ: aspheric coefficient.

また、上記の定義式の各係数A〜C、Δは、結像光学系60の焦点距離、レンズ64’のレンズ面62’の形状等に応じて、結像光学系60が前述したような複数の結像点を有するように適宜設定される。
また、上記の定義式の係数A〜C、Δのうちの少なくとも1つを異ならせることにより、第1の領域62aと第2の領域62bとで異なる定義式を与えることができる。
Further, the coefficients A to C and Δ in the above definition formula are as described above for the imaging optical system 60 according to the focal length of the imaging optical system 60, the shape of the lens surface 62 ′ of the lens 64 ′, and the like. It is appropriately set so as to have a plurality of image forming points.
Also, different definition formulas can be given to the first region 62a and the second region 62b by making at least one of the coefficients A to C and Δ of the above definition formula different.

なお、上記の定義式における光軸とは、回転対称のレンズの対称軸である。
また、このような第1の領域62aおよび第2の領域62bは、光の通過領域aにおいて、互いの面積がほぼ等しいのが好ましい。これにより、像面と受光面111との光軸方向での位置が変動しても、受光面111に形成されるスポットの光量ムラ(濃度ムラ)を抑制することができる。
In addition, the optical axis in said definitional expression is a symmetry axis of a rotationally symmetric lens.
Further, it is preferable that the first region 62a and the second region 62b have substantially the same area in the light passage region a. Thereby, even if the position of the image plane and the light receiving surface 111 in the optical axis direction fluctuates, the light amount unevenness (density unevenness) of the spot formed on the light receiving surface 111 can be suppressed.

また、前述したように、結像光学系60は、その光軸方向に並設された複数(2つ)のレンズ64、64’を有しているが、最も発光素子74側のレンズ64が前述したような第1の領域62aおよび第2の領域62bを含むレンズ面62を有することで、光軸601からの距離が異なる発光素子74間であっても(画角が異なっていても)、結像光学系60が前述したような特性を安定して発揮することができる。
また、第1の領域62aおよび第2の領域62bを含むレンズ面62がレンズ64の発光素子74側に設けられているので、この点でも、画角による特性変動を抑えることができる。
Further, as described above, the imaging optical system 60 has a plurality (two) of lenses 64 and 64 ′ arranged in parallel in the optical axis direction. By having the lens surface 62 including the first region 62a and the second region 62b as described above, even between the light emitting elements 74 having different distances from the optical axis 601 (even if the angle of view is different). The imaging optical system 60 can stably exhibit the characteristics described above.
In addition, since the lens surface 62 including the first region 62a and the second region 62b is provided on the light emitting element 74 side of the lens 64, the characteristic fluctuation due to the angle of view can be suppressed also in this respect.

一方、レンズ64’は、レンズ64と同様に、例えばガラス材料で構成された支持部65’上に形成されている。そして、レンズ64’は、支持部65’と反対側に、レンズ面62’を有している。
レンズ64’のレンズ面62’は、球面であっても非球面であってもよく、その面形状は、1つの定義式で規定することができる。その定義式としては、例えば下記数2で表わされる定義式(xy多項式面)を用いることができる(より具体的には、後述する実施例参照)
On the other hand, like the lens 64, the lens 64 ′ is formed on a support portion 65 ′ made of, for example, a glass material. And lens 64 'has lens surface 62' on the opposite side to support part 65 '.
The lens surface 62 ′ of the lens 64 ′ may be a spherical surface or an aspheric surface, and the surface shape can be defined by one defining formula. As the definition formula, for example, a definition formula (xy polynomial plane) represented by the following formula 2 can be used (more specifically, refer to an example described later).

Figure 2010162849
ここで、上記の数2に示される式において、r2=x2+y2であり、
x:主走査方向(第1の方向)での座標
y:副走査方向(第2の方向)での座標
z:光軸に平行な面に対するサグ量
c:光軸上曲率
K:コーニック定数
A〜I:非球面係数
である。
Figure 2010162849
Here, in the equation shown in the above equation 2, r2 = x2 + y2,
x: coordinate in the main scanning direction (first direction) y: coordinate in the sub-scanning direction (second direction) z: sag amount with respect to the plane parallel to the optical axis c: curvature on the optical axis K: conic constant A ~ I: aspheric coefficient.

また、上記の定義式の各係数A〜Iは、結像光学系60の焦点距離、レンズ64のレンズ面の形状等に応じて、結像光学系60が前述したような複数の結像点を有するように適宜設定される。
以上説明したように構成された結像光学系60にあっては、図5に示すように主走査方向で一方向に配列された4つの発光素子74(74a、74b、74c、74d)からそれぞれ出射された光L(L1、L2、L3、L4)が絞り部材83を通過した後に、レンズ64、レンズ64’を順次通過する。これにより、各光L1、L2、L3、L4は、図8に示すように、感光体11の受光面111付近で結像(集光)される。
Further, the coefficients A to I of the above-described definition formulas represent a plurality of imaging points as described above by the imaging optical system 60 according to the focal length of the imaging optical system 60, the shape of the lens surface of the lens 64, and the like. It is suitably set so as to have
In the imaging optical system 60 configured as described above, each of the four light emitting elements 74 (74a, 74b, 74c, 74d) arranged in one direction in the main scanning direction as shown in FIG. After the emitted light L (L1, L2, L3, L4) passes through the diaphragm member 83, it passes through the lens 64 and the lens 64 ′ sequentially. As a result, the lights L1, L2, L3, and L4 are imaged (condensed) in the vicinity of the light receiving surface 111 of the photoreceptor 11 as shown in FIG.

このとき、前述したような複数の結像点を有する結像光学系60の作用により、光L1は、その進行方向(第3の方向)での位置が互いに異なる複数の結像位置IFP10、IFP11、IFP12で結像される。
ここで、結像位置IFP10は、発光素子74aから出射された光L1が絞り部材83を介してレンズ64に入射したときに、光軸601近傍を通る光線が結像(集光)する位置(近軸結像点)である。また、結像位置IFP11は、発光素子74aから出射された光L1が絞り部材83を介してレンズ64に入射したときに、レンズ64の第1の領域62aを通る光線が結像(集光)する位置のうち最も結像光学系60に対し近位となる位置である。また、結像位置IFP12は、発光素子74aから出射された光L1が絞り部材83を介してレンズ64に入射したときに、レンズ64の第2の領域62bを通る光線が結像(集光)する位置のうち最も結像光学系60に対し遠位となる位置である。
At this time, due to the action of the imaging optical system 60 having a plurality of imaging points as described above, the light L1 has a plurality of imaging positions IFP10 and IFP11 whose positions in the traveling direction (third direction) are different from each other. The image is formed by the IFP 12.
Here, the imaging position IFP10 is a position where light rays passing near the optical axis 601 form an image (condensate) when the light L1 emitted from the light emitting element 74a is incident on the lens 64 via the diaphragm member 83 ( Paraxial imaging point). Further, at the imaging position IFP11, when the light L1 emitted from the light emitting element 74a is incident on the lens 64 via the diaphragm member 83, the light beam passing through the first region 62a of the lens 64 is imaged (condensed). This is the position that is closest to the imaging optical system 60 among the positions. Further, at the imaging position IFP12, when the light L1 emitted from the light emitting element 74a is incident on the lens 64 through the diaphragm member 83, the light beam passing through the second region 62b of the lens 64 is imaged (condensed). This position is the most distal to the imaging optical system 60.

同様に、光L2は、その進行方向(第3の方向)での位置が互いに異なる複数の結像位置IFP20、IFP21、IFP22で結像される。また、光L3は、その進行方向(第3の方向)での位置が互いに異なる複数の結像位置IFP30、IFP31、IFP32で結像される。また、光L4は、その進行方向(第3の方向)での位置が互いに異なる複数の結像位置IFP40、IFP41、IFP42で結像される。   Similarly, the light L2 is imaged at a plurality of imaging positions IFP20, IFP21, and IFP22 whose positions in the traveling direction (third direction) are different from each other. The light L3 is imaged at a plurality of imaging positions IFP30, IFP31, and IFP32 whose positions in the traveling direction (third direction) are different from each other. The light L4 is imaged at a plurality of imaging positions IFP40, IFP41, and IFP42 whose positions in the traveling direction (third direction) are different from each other.

このような結像光学系60により結像された各光L1、L2、L3、L4は、それぞれ、像面付近の光軸方向での比較的広い範囲(距離G1)に亘ってスポット径がほぼ一定になっている。
そして、結像光学系60は、結像位置IFP10、結像位置IFP20、結像位置IFP30および結像位置IFP40がそれぞれ受光面111付近に位置するように設置されている。
Each of the lights L1, L2, L3, and L4 imaged by the imaging optical system 60 has a spot diameter of almost a wide range (distance G1) in the optical axis direction near the image plane. It is constant.
The imaging optical system 60 is installed such that the imaging position IFP10, the imaging position IFP20, the imaging position IFP30, and the imaging position IFP40 are located in the vicinity of the light receiving surface 111, respectively.

これにより、像面Iと被照射面である受光面111との光軸方向(第3の方向)での位置関係が変動したりずれたりしても、結像位置IFP11と結像位置IFP12との間、結像位置IFP21と結像位置IFP22との間、結像位置IFP31と結像位置IFP32との間および結像位置IFP41と結像位置IFP42との間に、受光面111が位置する。   As a result, even if the positional relationship in the optical axis direction (third direction) between the image plane I and the light receiving surface 111 that is the irradiated surface fluctuates or deviates, the imaging position IFP11 and the imaging position IFP12 The light receiving surface 111 is positioned between the imaging position IFP21 and the imaging position IFP22, between the imaging position IFP31 and the imaging position IFP32, and between the imaging position IFP41 and the imaging position IFP42.

このようにして、ラインヘッド13は、受光面111でのスポット径の変動を抑え、その結果、形成される潜像の濃度ムラを抑えることができる。
図8では、結像光学系60が像面湾曲を有する場合を図示しており、光L1の結像位置IFP10、光L2の結像位置IFP20、光L3の結像位置IFP30および光L4の結像位置IFP40が、湾曲した像面I上に位置している。これにより、結像位置IFP10、IFP40と、結像位置IFP20、IFP30とが、互いに光軸方向にずれている。
In this way, the line head 13 can suppress the variation of the spot diameter on the light receiving surface 111, and as a result, can suppress the density unevenness of the formed latent image.
FIG. 8 illustrates a case where the imaging optical system 60 has a curvature of field. The imaging position IFP10 of the light L1, the imaging position IFP20 of the light L2, the imaging position IFP30 of the light L3, and the light L4 are connected. The image position IFP40 is located on the curved image surface I. Thereby, the imaging positions IFP10 and IFP40 and the imaging positions IFP20 and IFP30 are shifted from each other in the optical axis direction.

より具体的に説明すると、図5に示すように、主走査方向で一方向に配列された4つの発光素子74(74a、74b、74c、74d)は、結像光学系60の光軸601に対し近位に位置する2つの発光素子74b、74cと遠位に位置する2つの発光素子74a、74dとが存在する。したがって、発光素子74a、74dと発光素子74b、74cとでは画角が異なり、結像位置IFP10、IFP40と、結像位置IFP20、IFP30とが、結像光学系60の像面湾曲により、光軸方向(第3の方向)にずれてしまう場合がある。   More specifically, as shown in FIG. 5, four light emitting elements 74 (74a, 74b, 74c, 74d) arranged in one direction in the main scanning direction are arranged on the optical axis 601 of the imaging optical system 60. On the other hand, there are two light emitting elements 74b and 74c located proximally and two light emitting elements 74a and 74d located distally. Accordingly, the light emitting elements 74a and 74d and the light emitting elements 74b and 74c have different angles of view, and the image forming positions IFP10 and IFP40 and the image forming positions IFP20 and IFP30 have an optical axis due to curvature of field of the image forming optical system 60. The direction (third direction) may be shifted.

このような場合であっても、前述した結像点FP1と結像点FP2との間に距離G1(縦収差の最大値と最小値との差)は、このずれ量の最大値G2よりも大きい。これにより、結像光学系60の像面Iと受光面111とが光軸方向に多少ずれても、受光面111において、光軸601に対し近位に位置する発光素子74からの光のスポット径と、光軸601に対し遠位に位置する発光素子74からの光のスポット径との差を抑えることができる。
また、画像形成装置1本体に対するラインヘッド13の組み付け誤差、感光ドラム11の偏心等によって、結像光学系60の像面Iと受光面111との位置関係がずれたり変動したりしても、受光面111において、発光素子74からの光のスポット径の変動を抑えることができる。
Even in such a case, the distance G1 (difference between the maximum value and the minimum value of longitudinal aberration) between the image formation point FP1 and the image formation point FP2 described above is larger than the maximum value G2 of the shift amount. large. As a result, even if the image plane I and the light receiving surface 111 of the imaging optical system 60 are slightly displaced in the optical axis direction, the light spot from the light emitting element 74 located proximal to the optical axis 601 on the light receiving surface 111. The difference between the diameter and the spot diameter of the light from the light emitting element 74 located distal to the optical axis 601 can be suppressed.
Further, even if the positional relationship between the image surface I and the light receiving surface 111 of the imaging optical system 60 is shifted or fluctuated due to an assembly error of the line head 13 with respect to the main body of the image forming apparatus 1 or the eccentricity of the photosensitive drum 11, In the light receiving surface 111, fluctuations in the spot diameter of light from the light emitting element 74 can be suppressed.

以上、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ラインヘッドおよび画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、レンズアレイは、複数のレンズが2行n列の行列状に配置さているのに限定されず、例えば、3行n列、4行n列等の行列状に配置されていてもよい。
The line head and the image forming apparatus of the present invention have been described above with respect to the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and each part constituting the line head and the image forming apparatus has the same function. It can be replaced with any configuration that can be exhibited. Moreover, arbitrary components may be added.
The lens array is not limited to a plurality of lenses arranged in a matrix of 2 rows and n columns, and may be arranged in a matrix of 3 rows and n columns, 4 rows and n columns, for example.

また、1つの結像光学系は、複数のレンズで構成されていてもよく、また、1つまたは3つ以上のレンズ面で構成されていてもよい。
また、前述した実施形態では、説明の便宜上、発光素子が1行n列に配列したものを説明したが、これに限定されるものではなく、発光素子が2行n列、3行n列等の行列状に配列されていてもよい。
One imaging optical system may be composed of a plurality of lenses, and may be composed of one or three or more lens surfaces.
In the above-described embodiment, for convenience of explanation, the light emitting elements are arranged in 1 row and n columns. However, the present invention is not limited to this, and the light emitting elements are 2 rows n columns, 3 rows n columns, and the like. May be arranged in a matrix.

以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
(実施例)
図9に示すような結像光学系を備えるラインヘッドを作成した。図9は、本発明の実施例にかかるラインヘッドに備えられた結像光学系を示す断面(主方向断面)図である。
本実施例のラインヘッドは、3つの発光素子74を主走査方向に配列した以外は、図3および図5に示すラインヘッドと同様の構成である。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
(Example)
A line head having an imaging optical system as shown in FIG. 9 was prepared. FIG. 9 is a cross-sectional view (main-direction cross-sectional view) showing the imaging optical system provided in the line head according to the example of the present invention.
The line head of this embodiment has the same configuration as the line head shown in FIGS. 3 and 5 except that three light emitting elements 74 are arranged in the main scanning direction.

ここで、主方向断面において、主走査方向に配列された3つの発光素子74を光軸に対し対称となるように配置した。
また、支持部65、65’の構成材料としてガラス材料を用い、レンズ64、64’の構成材料として樹脂材料を用いた。
また、ラインヘッドの結像光学系の面構成を表1に示す。
Here, in the cross section in the main direction, the three light emitting elements 74 arranged in the main scanning direction are arranged so as to be symmetric with respect to the optical axis.
Further, a glass material was used as a constituent material of the support portions 65 and 65 ′, and a resin material was used as a constituent material of the lenses 64 and 64 ′.
Table 1 shows the surface configuration of the imaging optical system of the line head.

Figure 2010162849
Figure 2010162849

図9に示すように、表1において、面S1は、発光素子74と支持板72との境界面(光源面)、面S2は、支持板72の発光素子74とは反対側の面(ガラス基材出射面)、面S3は、絞り部材83の発光素子74側の面(開口絞り)、面S4は、レンズ64のレンズ面62(樹脂部入射面)、面S5は、レンズ64と支持部65との境界面(樹脂−ガラス境界面)、面S6は、支持部65のレンズ64とは反対側の面(ガラス基材出射面)、面S7は、レンズ64’のレンズ面62’(樹脂部入射面)、面S8は、レンズ64’と支持部65’との境界部(樹脂−レンズ境界面)、面S9は、支持部65’のレンズ64’とは反対側の面(ガラス基材出射面)、面S10は、受光面111(像面)である。   As shown in FIG. 9, in Table 1, the surface S1 is a boundary surface (light source surface) between the light emitting element 74 and the support plate 72, and the surface S2 is a surface opposite to the light emitting element 74 of the support plate 72 (glass). The surface S3 is a surface (aperture stop) on the light emitting element 74 side of the diaphragm member 83, the surface S4 is a lens surface 62 (resin portion incident surface) of the lens 64, and the surface S5 is a support with the lens 64. The boundary surface (resin-glass interface surface) with the portion 65, the surface S6 is the surface opposite to the lens 64 of the support portion 65 (glass substrate emission surface), and the surface S7 is the lens surface 62 ′ of the lens 64 ′. (Resin portion incident surface), surface S8 is a boundary portion (resin-lens boundary surface) between lens 64 'and support portion 65', and surface S9 is a surface on the opposite side of lens 64 'of support portion 65' ( The glass substrate emission surface) and the surface S10 are the light receiving surface 111 (image surface).

また、面間隔d1は、面S1と面S2との間隔、面間隔d2は、面S2と面S3との間隔、面間隔d3は、面S3と面S4との間隔、面間隔d4は、面S4と面S5との間隔、面間隔d5は、面S5と面S6との間隔、面間隔d6は、面S6と面S7との間隔、面間隔d7は、面S7と面S8との間隔、面間隔d8は、面S8と面S9との間隔、面間隔d9は、面S9と面S10との間隔である。   The surface interval d1 is the interval between the surfaces S1 and S2, the surface interval d2 is the interval between the surfaces S2 and S3, the surface interval d3 is the interval between the surfaces S3 and S4, and the surface interval d4 is the surface. The distance between the surface S5 and the surface S5, the surface distance d5 is the distance between the surface S5 and the surface S6, the surface distance d6 is the distance between the surface S6 and the surface S7, the surface distance d7 is the distance between the surface S7 and the surface S8, The surface interval d8 is the interval between the surfaces S8 and S9, and the surface interval d9 is the interval between the surfaces S9 and S10.

また、参照波長屈折率は、参照波長の光に対する各面での屈折率である。
また、発光素子74から出射される光の波長(参照波長)と690nmとし、物体側開口数を0.153とし、物体側画素グループの主走査方向での全幅を1.176mmとし、物体側画素グループの副走査方向での全幅を0.127mmとした。
また、レンズ64のレンズ面62は、光軸を中心として半径0〜0.604mmの範囲を第1の領域とし、光軸を中心として半径0.604よりも外側の範囲を第2の領域とし、各領域の面形状は、前述した数1に示す定義式において、下記に示すような各係数を用いて規定した。
The reference wavelength refractive index is a refractive index at each surface with respect to light having a reference wavelength.
Further, the wavelength (reference wavelength) of light emitted from the light emitting element 74 is set to 690 nm, the object-side numerical aperture is set to 0.153, the entire width of the object-side pixel group in the main scanning direction is set to 1.176 mm, and the object-side pixel is set. The total width of the group in the sub-scanning direction was 0.127 mm.
Further, the lens surface 62 of the lens 64 has a first region in the range of radius 0 to 0.604 mm centered on the optical axis, and a second region in the range outside the radius 0.604 about the optical axis. The surface shape of each region was defined using the coefficients shown below in the definition formula shown in Equation 1 above.

<レンズ面62の第1の領域の定義式の係数>
c=1/1.498749
K=−0.99931244
A=−0.01825629
B=0.083801118
C=−0.1
Δ=0.0
<The coefficient of the definition formula of the 1st field of lens surface 62>
c = 1 / 1.498749
K = -0.99993244
A = −0.0825629
B = 0.083801118
C = −0.1
Δ = 0.0

<レンズ面62の第2の領域の定義式の係数>
c=1/1.517423
K=−1.21004
A=−0.007269
B=0.0
C=0.0
Δ=0.001385889
また、レンズ64’ のレンズ面62’の面形状は、前述した数2に示す定義式において、下記に示すような各係数を用いて規定した。
<The coefficient of the definition formula of the 2nd field of lens surface 62>
c = 1 / 1.517423
K = -1.21004
A = −0.007269
B = 0.0
C = 0.0
Δ = 0.0013885889
Further, the surface shape of the lens surface 62 ′ of the lens 64 ′ is defined by using the following coefficients in the definition formula shown in the above-described formula 2.

<レンズ面62’の定義式の係数>
c=1/1.41337
K=−3.8946025
A=0.03959898
B=0.035508266
C=0.11256865
D=0.2034097
E=0.1094741
F=−0.07921190
G=−0.2126654
H=−0.2376198
I=−0・078115926
このようにして得られた結像光学系は、図10に示すような縦収差を有するものとなった。なお、図10では、横軸は、光軸近傍の縦収差を0(基準)としたときに、左側を光源側とし、右側を像側として示し、縦軸は、絞り部材83(開口絞り)を通過した光線の光軸からの離間距離を示している。
<The coefficient of the definition formula of lens surface 62 '>
c = 1 / 1.41337
K = -3.8946025
A = 0.03959898
B = 0.035508266
C = 0.11256865
D = 0.2034097
E = 0.1094741
F = −0.07921190
G = −0.2126654
H = −0.2376198
I = −0 · 0781115926
The imaging optical system thus obtained has longitudinal aberrations as shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis shows the left side as the light source side and the right side as the image side when the longitudinal aberration near the optical axis is 0 (reference), and the vertical axis shows the diaphragm member 83 (aperture stop). The separation distance from the optical axis of the light beam that has passed through is shown.

(比較例)
レンズ64のレンズ面62の面形状をレンズ64’のレンズ面62’の面形状と同様にした以外は、前述した実施例と同様にしてラインヘッドを作成した。
(Comparative example)
A line head was produced in the same manner as in the previous embodiment except that the surface shape of the lens surface 62 of the lens 64 was the same as the surface shape of the lens surface 62 ′ of the lens 64 ′.

(評価)
前述した実施例および比較例のそれぞれについて、得られた結像光学系の光軸方向での位置によるスポット径変化を図11に示す。なお、図11において、(a)が本発明の実施例に関するものであり、(b)が比較例に関するものである。
図11から明らかなように、本発明に係る実施例のラインヘッド(結像光学系)では、比較例のラインヘッドに比し、最小スポット径付近におけるスポット径の変化を抑えることができた。
また、このような実施例および比較例のそれぞれのラインヘッドを図1に示すような画像形成装置に組み込んで、画像を形成したところ、実施例にかかる画像形成装置は、比較例にかかる画像形成装置に比し、ムラのない高品位な画像を得ることができた。
(Evaluation)
FIG. 11 shows changes in spot diameter depending on the position of the obtained imaging optical system in the optical axis direction for each of the above-described examples and comparative examples. In FIG. 11, (a) relates to an example of the present invention, and (b) relates to a comparative example.
As can be seen from FIG. 11, in the line head (imaging optical system) of the example according to the present invention, the change of the spot diameter in the vicinity of the minimum spot diameter could be suppressed as compared with the line head of the comparative example.
Further, when each of the line heads of the example and the comparative example is incorporated in an image forming apparatus as shown in FIG. 1 to form an image, the image forming apparatus according to the example forms an image according to the comparative example. Compared with the apparatus, a high-quality image without unevenness could be obtained.

1…画像形成装置 6…第2のレンズアレイ 6’…第1のレンズアレイ 60、60a、60b、60c…結像光学系 601…光軸 61…下面(入射面) 62、62’…レンズ面 62a、62b…領域 64、64’、64a、64a’、64b、64b’、64c、64c’…レンズ 65、65’…レンズ支持部 7…発光素子アレイ 71…発光素子群(発光素子グループ) 72…支持板(ヘッド基板) 721…下面 722…上面 73…収納部 74、74a、74b、74c、74d…発光素子 82…第1の遮光部材 81…第2の遮光部材 83…絞り部材 811、821、831…貫通孔 84…スペーサ 9…ケーシング 91…枠部材(ケーシング本体) 911…内腔部 915…境界部(段差部) 916…肩部 92…蓋部材(裏蓋) 922…凹部 93…クランプ部材 931…爪部 932…湾曲部 10…画像形成ユニット 10C、10K、10M、10Y…画像形成ステーション 11…感光ドラム(感光体) 111…受光面 12…帯電ユニット 13…ラインヘッド(露光ユニット) 14…現像装置 15…クリーニングユニット 151…クリーニングブレード 20…転写ユニット 21…中間転写ベルト 22…一次転写ローラ 23…駆動ローラ 24…従動ローラ 25…二次転写ローラ 26…クリーニングユニット 261…クリーニングブレード 30…定着ユニット 301…定着ローラ 302…加圧ローラ 40…搬送機構 41…レジストローラ対 42、43、44…搬送ローラ対 50…給紙ユニット 51…給紙カセット 52…ピックアップローラ a…通過領域 P…記録媒体 S1〜S10…面 g、G1…距離 G2…最大値 I…像面 L1、L2、L3、L4…光 FP0、FP1、FP2…結像点 fp0、fp1、fp2…焦点 IFP10、IFP11、IFP12、IFP20、IFP21、IFP22、IFP30、IFP31、IFP32、IFP40、IFP41、IFP42…結像位置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 6 ... 2nd lens array 6 '... 1st lens array 60, 60a, 60b, 60c ... Imaging optical system 601 ... Optical axis 61 ... Lower surface (incident surface) 62, 62' ... Lens surface 62a, 62b ... areas 64, 64 ', 64a, 64a', 64b, 64b ', 64c, 64c' ... lenses 65, 65 '... lens support 7 ... light emitting element array 71 ... light emitting element group (light emitting element group) 72 ... support plate (head substrate) 721 ... lower surface 722 ... upper surface 73 ... storage section 74, 74a, 74b, 74c, 74d ... light emitting element 82 ... first light shielding member 81 ... second light shielding member 83 ... aperture member 811, 821 831 ... Through-hole 84 ... Spacer 9 ... Casing 91 ... Frame member (casing body) 911 ... Lumen 915 ... Boundary part (step part) 916 ... Shoulder part DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Cover member (back cover) 922 ... Recessed part 93 ... Clamp member 931 ... Claw part 932 ... Curved part 10 ... Image forming unit 10C, 10K, 10M, 10Y ... Image forming station 11 ... Photosensitive drum (photoconductor) 111 ... Light reception Surface 12 ... Charging unit 13 ... Line head (exposure unit) 14 ... Developing device 15 ... Cleaning unit 151 ... Cleaning blade 20 ... Transfer unit 21 ... Intermediate transfer belt 22 ... Primary transfer roller 23 ... Drive roller 24 ... Driving roller 25 ... Second Next transfer roller 26 ... Cleaning unit 261 ... Cleaning blade 30 ... Fixing unit 301 ... Fixing roller 302 ... Pressure roller 40 ... Conveying mechanism 41 ... Registration roller pair 42, 43, 44 ... Conveying roller pair 50 ... Feeding unit 51 ... Feeding Paper cassette 52 ... Pickup roller a ... Passing area P ... Recording medium S1 to S10 ... Surface g, G1 ... Distance G2 ... Maximum value I ... Image plane L1, L2, L3, L4 ... Light FP0, FP1, FP2 ... Focus point fp0, fp1, fp2: Focus IFP10, IFP11, IFP12, IFP20, IFP21, IFP22, IFP30, IFP31, IFP32, IFP40, IFP41, IFP42 ... Imaging position

Claims (7)

第1方向に配された発光素子と、
前記発光素子から放射された光を結像する結像光学系と、を備え、
前記結像光学系は、回転対称なレンズを含み、
前記レンズの対称軸を通る前記第1方向断面で、前記結像光学系は像面に対して符号が反転する縦収差を有することを特徴とするラインヘッド。
A light emitting device arranged in a first direction;
An imaging optical system that forms an image of light emitted from the light emitting element;
The imaging optical system includes a rotationally symmetric lens,
The line head according to claim 1, wherein the imaging optical system has a longitudinal aberration in which a sign is inverted with respect to an image plane in the first direction cross section passing through the symmetry axis of the lens.
前記結像光学系は、前記対称軸を含み前記第1方向と直交する第2方向断面に対して面対称である請求項1に記載のラインヘッド。   2. The line head according to claim 1, wherein the imaging optical system is plane-symmetric with respect to a second direction cross section including the symmetry axis and perpendicular to the first direction. 前記結像光学系は、前記結像光学系の前記第1方向断面での縦収差の最大値と最小値の差が、前記発光素子から射出され前記結像光学系を通過して収束された光の最小スポット径よりも大きい請求項1または2に記載のラインヘッド。   In the imaging optical system, the difference between the maximum value and the minimum value of longitudinal aberration in the cross section in the first direction of the imaging optical system is emitted from the light emitting element and converged through the imaging optical system. The line head according to claim 1, wherein the line head is larger than a minimum spot diameter of light. 前記回転対称なレンズは、異なる焦点を有する多焦点レンズである請求項1ないし3のいずれか1項に記載のラインヘッド。   The line head according to claim 1, wherein the rotationally symmetric lens is a multifocal lens having different focal points. 前記レンズは、該レンズの対称軸との交点を含むように設けられた第1の領域と、該第1の領域の周囲に設けられた第2の領域とを含むレンズ面を有し、前記レンズ面の形状は、前記第1の領域と前記第2の領域とが互いに異なる定義式で規定される請求項1ないし4のいずれか1項に記載のラインヘッド。   The lens has a lens surface including a first region provided so as to include an intersection with the symmetry axis of the lens, and a second region provided around the first region, 5. The line head according to claim 1, wherein the shape of the lens surface is defined by a definition formula in which the first region and the second region are different from each other. 前記結像光学系は、前記対称軸方向に配設された複数のレンズを有し、
前記複数のレンズのうちの最も前記発光素子に対して近位に位置するレンズが、前記第1の領域および前記第2の領域を有する請求項5に記載のラインヘッド。
The imaging optical system has a plurality of lenses arranged in the direction of the symmetry axis,
The line head according to claim 5, wherein a lens located closest to the light emitting element among the plurality of lenses has the first region and the second region.
潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体に露光して前記潜像を形成するラインヘッドと、を有し、
前記ラインヘッドは、
第1方向に配された発光素子と、
前記発光素子から放射された光を結像する結像光学系と、を備え、
前記結像光学系は、回転対称なレンズを含み、
前記レンズの対称軸を通る前記第1方向断面で、前記結像光学系は前記潜像担持体に対して符号が反転する縦収差を有することを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier on which a latent image is formed;
A line head that exposes the latent image carrier to form the latent image, and
The line head is
A light emitting device arranged in a first direction;
An imaging optical system that forms an image of light emitted from the light emitting element;
The imaging optical system includes a rotationally symmetric lens,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical system has a longitudinal aberration in which a sign is inverted with respect to the latent image carrier in the first direction cross section passing through the symmetry axis of the lens.
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