JP2010253897A - Image carrier unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像担持体と当該像担持体を露光する露光ヘッドを備えた像担持体ユニットおよび画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image carrier and an image forming apparatus including an image carrier and an exposure head for exposing the image carrier.
従来から、発光素子とレンズとを用いて感光体ドラム等の像担持体に光を収束させる露光ヘッドが提案されている。例えば、特許文献1記載の露光ヘッド(同文献のラインヘッド)では、ガラス基板の両面それぞれに複数枚のレンズがアレイ配置されており、厚さ方向からガラス基板を挟む2枚のレンズが対を成している。また、各レンズ対には、発光素子が所定個数毎にグループ化されて対向配置されており、各発光素子は対向するレンズ対に向けて光を射出する。そして、発光素子からレンズ対に入射した光が、このレンズ対を構成する各レンズの光学的作用を受けて、像担持体に収束する。 Conventionally, an exposure head that uses a light emitting element and a lens to focus light onto an image carrier such as a photosensitive drum has been proposed. For example, in the exposure head described in Patent Document 1 (line head in the same document), a plurality of lenses are arranged in an array on both surfaces of a glass substrate, and two lenses sandwiching the glass substrate from the thickness direction form a pair. It is made. In addition, each lens pair has a predetermined number of light emitting elements that are arranged to face each other, and each light emitting element emits light toward the opposing lens pair. Then, the light incident on the lens pair from the light emitting element is focused on the image carrier by receiving the optical action of each lens constituting the lens pair.
ところで、特許文献1の画像形成装置では、像担持体として感光体ドラムが用いられ、露光ヘッドは感光体ドラムの周面を露光する。この感光体ドラムの周面は主走査方向に平行な回転軸を中心として回転し、その結果、主走査方向に直交する副走査方向へと移動する。しかしながら、この回転軸が感光体ドラムの中心に対して若干ずれたり(つまり、偏心したり)、あるいは感光体ドラムの断面が完全な真円でなかったりする等の理由により、感光体ドラムの回転に伴なって、感光体ドラム周面と露光ヘッドとの間隔が変動する場合がある。このとき、収束光(の主光線)の感光体ドラム周面への入射角が大きいと、この感光体ドラム周面と露光ヘッドの間隔変動に応じて、収束光の感光体ドラム周面への入射位置が大きく変動することとなる。そこで、収束光の感光体ドラム周面への入射位置を安定させるという観点からは、収束光の感光体ドラム周面への入射角は極力小さいことが望まれる。
By the way, in the image forming apparatus of
しかしながら、上記露光ヘッドでは、この収束光の入射角を小さく抑えることが難しい場合があった。つまり、この露光ヘッドでは、副走査方向への位置が互いに異なるようにして、複数(同特許文献では3)のレンズ対が配設されており、これらレンズ対のそれぞれが副走査方向に異なる位置へ光を収束させる。換言すれば、この露光ヘッドによる露光では、複数の収束光が互いに副走査方向に異なる位置で、感光体ドラム周面へと入射する。しかも、この露光ヘッドによる各収束光(の主光線)は互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であった。これに対して、感光体ドラム周面は副走査方向に有限の曲率半径を有している(換言すれば、副走査方向断面において湾曲している)。そのため、複数の収束光のうちの全部あるいは一部の収束光が、副走査方向断面において感光体ドラム周面の法線に対して傾いてしまい、比較的大きな入射角で感光体ドラム周面へ入射してしまう場合があった。その結果、光の入射位置が安定せずに、露光を良好に実行できないおそれがあった。 However, in the above exposure head, it may be difficult to keep the incident angle of the convergent light small. That is, in this exposure head, a plurality of (3 in the same patent document) lens pairs are arranged so that the positions in the sub-scanning direction are different from each other, and each of these lens pairs is located in a position different in the sub-scanning direction. To converge light. In other words, in the exposure by this exposure head, a plurality of convergent lights are incident on the circumferential surface of the photosensitive drum at different positions in the sub-scanning direction. Moreover, the respective convergent lights (principal rays) by the exposure head are parallel to each other or slightly inclined with respect to each other. In contrast, the peripheral surface of the photosensitive drum has a finite radius of curvature in the sub-scanning direction (in other words, curved in the cross section in the sub-scanning direction). For this reason, all or a part of the plurality of convergent lights is inclined with respect to the normal line of the circumferential surface of the photosensitive drum in the cross section in the sub-scanning direction, and enters the circumferential surface of the photosensitive drum at a relatively large incident angle. In some cases, it was incident. As a result, the incident position of light is not stable, and there is a possibility that exposure cannot be performed satisfactorily.
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、像担持体に複数の光を入射させる像担持体ユニットおよび画像形成装置において、各光の入射角を小さくして各光の入射位置を安定させることで、良好な露光を実行可能とする技術の提供を目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an image carrier unit and an image forming apparatus in which a plurality of lights are incident on an image carrier, the incident angle of each light is stabilized by reducing the incident angle of each light. It is an object of the present invention to provide a technique capable of executing good exposure.
本発明の第1態様にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、回転軸で回転する像担持体ドラムと、第1の発光素子、第1の発光素子が発光した光を結像する第1の光学系、第1の発光素子の像担持体ドラムの回転方向に配設された第2の発光素子、および第2の発光素子が発光した光を結像する第2の光学系を有する露光ヘッドと、を有し、第1の光学系を通過した第1の光、および第2の光学系を通過した第2の光を像担持体ドラムの回転軸もしくは回転軸の近傍に出射させることをを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first aspect of the present invention forms an image of an image carrier drum that rotates on a rotation shaft, a first light emitting element, and light emitted by the first light emitting element. A first optical system, a second light emitting element disposed in the rotation direction of the image carrier drum of the first light emitting element, and a second optical system that forms an image of light emitted by the second light emitting element The first light that has passed through the first optical system and the second light that has passed through the second optical system in the vicinity of the rotation axis of the image carrier drum or the vicinity of the rotation axis. It is characterized by emitting light.
このように構成された画像形成装置では、第1の光学系および第2の光学系のいずれもが像担持体ドラム(像担持体)の回転軸もしくは回転軸近傍へ向けて光を射出する。したがって、第1の光学系の射出光および第2の光学系の射出光それぞれの像担持体ドラムへの入射角を小さくすることができ、光の入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。 In the image forming apparatus configured as described above, both the first optical system and the second optical system emit light toward the rotation axis of the image carrier drum (image carrier) or the vicinity of the rotation axis. Therefore, the incident angles of the light emitted from the first optical system and the light emitted from the second optical system to the image carrier drum can be reduced, the light incident position is stabilized, and good exposure is realized. It is possible to do.
また、回転軸で像担持体ドラムを回転駆動させるモーターを備えるように構成しても良い。このようなモーターを備えることで、像担持体ドラムを所定速度で適切に回転駆動することができる。 Further, a motor for rotating the image carrier drum with a rotation shaft may be provided. By providing such a motor, the image carrier drum can be appropriately rotated at a predetermined speed.
また、この発明の第2態様にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、回転軸で回転するローラーと、ローラーに巻きかけられた像担持体ベルトと、第1の発光素子、第1の発光素子が発光した光を結像する第1の光学系、第1の発光素子のローラーの回転方向に配設された第2の発光素子、および第2の発光素子が発光した光を結像する第2の光学系を有する露光ヘッドと、を有し、第1の光学系を通過した第1の光、および第2の光学系を通過した第2の光をローラーの回転軸もしくは回転軸の近傍に出射させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a second aspect of the present invention includes a roller that rotates on a rotation shaft, an image carrier belt wound around the roller, a first light emitting element, a first light emitting element, A first optical system that forms an image of light emitted by one light emitting element, a second light emitting element disposed in a rotation direction of a roller of the first light emitting element, and light emitted by the second light emitting element. An exposure head having a second optical system that forms an image, and the first light that has passed through the first optical system and the second light that has passed through the second optical system are rotated on the axis of rotation of the roller or The light is emitted near the rotation axis.
このように構成された画像形成装置では、ローラーに巻きかけられた像担持体ベルト(像担持体)に露光ヘッドが光を入射させる。したがって、上述した感光体ドラムと同様に、ローラーの回転軸が偏心したりローラーの断面が完全な真円でなかったりすることで、像担持体ベルトと露光ヘッドとの間隔が変動して、像担持体ベルトへの光の入射位置が安定しないおそれがある。これに対して、この画像形成装置では、第1の光学系および第2の光学系のいずれもが像ローラーの回転軸もしくは回転軸近傍へ向けて光を射出する。したがって、第1の光学系の射出光および第2の光学系の射出光それぞれの像担持体ベルトへの入射角を小さくすることができ、光の入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。 In the image forming apparatus configured as described above, the exposure head causes light to enter the image carrier belt (image carrier) wound around the roller. Therefore, as with the above-described photosensitive drum, the rotation axis of the roller is decentered or the cross section of the roller is not a perfect circle, so that the distance between the image carrier belt and the exposure head varies, and the image There is a possibility that the light incident position on the carrier belt is not stable. In contrast, in this image forming apparatus, both the first optical system and the second optical system emit light toward the rotation axis of the image roller or the vicinity of the rotation axis. Therefore, the incident angles of the light emitted from the first optical system and the light emitted from the second optical system to the image carrier belt can be reduced, the light incident position is stabilized, and good exposure is realized. It is possible to do.
また、この発明にかかる像担持体ユニットは、上記目的を達成するために、回転軸で回転する像担持体ドラムと、第1の発光素子、第1の発光素子が発光した光を結像する第1の光学系、第1の発光素子の像担持体ドラムの回転方向に配設された第2の発光素子、および第2の発光素子が発光した光を結像する第2の光学系を有する露光ヘッドと、を有し、第1の光学系を通過した第1の光、および第2の光学系を通過した第2の光を像担持体ドラムの回転軸もしくは回転軸の近傍に出射させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the image carrier unit according to the present invention forms an image of the image carrier drum that rotates on the rotation shaft, the first light emitting element, and the light emitted by the first light emitting element. A first optical system, a second light emitting element disposed in the rotation direction of the image carrier drum of the first light emitting element, and a second optical system that forms an image of light emitted by the second light emitting element. An exposure head, and the first light that has passed through the first optical system and the second light that has passed through the second optical system are emitted to the rotating shaft of the image carrier drum or in the vicinity of the rotating shaft. It is characterized by letting.
このように構成された像担持体ユニットでは、第1の光学系および第2の光学系のいずれもが像担持体ドラム(像担持体)の回転軸もしくは回転軸近傍へ向けて光を射出する。したがって、第1の光学系の射出光および第2の光学系の射出光それぞれの像担持体ドラムへの入射角を小さくすることができ、光の入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。 In the image carrier unit configured as described above, both the first optical system and the second optical system emit light toward the rotation axis of the image carrier drum (image carrier) or in the vicinity of the rotation axis. . Therefore, the incident angles of the light emitted from the first optical system and the light emitted from the second optical system to the image carrier drum can be reduced, the light incident position is stabilized, and good exposure is realized. It is possible to do.
第1実施形態
図1は本発明の第1実地形態にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図1は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCはエンジンコントローラーECに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。このとき、メインコントローラーMCは、ヘッドコントローラーHCから水平リクエスト信号HREQを受け取る毎に、主走査方向MDに1ライン分のビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。また、このヘッドコントローラーHCは、メインコントローラーMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラーECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部ENGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
First Embodiment FIG. 1 is a view showing an example of an image forming apparatus equipped with a line head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus uses a color mode in which four color toners of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are superimposed to form a color image, and only black (K) toner. Thus, the image forming apparatus can selectively execute a monochrome mode for forming a monochrome image. FIG. 1 is a diagram corresponding to the execution of the color mode. In this image forming apparatus, when an image forming command is given from an external device such as a host computer to a main controller MC having a CPU, a memory, etc., the main controller MC gives a control signal to the engine controller EC and also outputs an image forming command. Corresponding video data VD is supplied to the head controller HC. At this time, every time the main controller MC receives the horizontal request signal HREQ from the head controller HC, the main controller MC supplies video data VD for one line to the head controller HC in the main scanning direction MD. The head controller HC controls the
画像形成装置が有するハウジング本体3内には、電源回路基板、メインコントローラーMC、エンジンコントローラーECおよびヘッドコントローラーHCを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット7、転写ベルトユニット8および給紙ユニット11もハウジング本体3内に配設されている。また、図1においてハウジング本体3内右側には、2次転写ユニット12、定着ユニット13、シート案内部材15が配設されている。なお、給紙ユニット11は、装置本体1に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット11および転写ベルトユニット8については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
An
画像形成ユニット7は、複数の異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンダ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kは、主走査方向MDに所定長さの周面(表面)を有する円筒形の感光体ドラム21を有している。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム21の周面に形成する。
The
図3は、感光体ドラムの概略構成を示す斜視図である。同図に示すように、感光体ドラム21には、ドラム軸棒RS21が設けられている。より詳しくは、このドラム軸棒RS21は、感光体ドラム21の円筒形中心を貫通するようにして形成されており、その一端が感光体ドラム21の側面から突出している。そして、ドラム軸棒RS21が主走査方向MDに平行となるように、感光体ドラム21は配置されている。また、各色の感光体ドラム21にはそれぞれ専用の駆動モーターMM(Y)、MM(M)、MM(C)、MM(K)が設けられており(図2)、この駆動モーターは感光体ドラム21のドラム軸棒RS21に直接あるいはギアを介して接続されている。そして、この駆動モーターがドラム軸棒RS21に回転駆動力を与えると、感光体ドラム21がドラム軸棒RS21と共に図中矢印D21の方向に所定速度で回転する。これにより感光体ドラム21の周面が、主走査方向MDに直交する副走査方向SDに搬送されることとなる。このようなモーターMM(Y)、MM(M)、MM(C)、MM(K)を備えることで、感光体ドラム21を所定速度で適切に回転駆動することができる。そして、この副走査方向SDに有限の曲率半径(あるいは曲率)を有する(換言すれば、副走査方向SDの断面において有限の曲率半径(あるいは曲率)を有する)感光体ドラム21周面を被露光面として、ラインヘッド29は露光を行なう。なお、感光体ドラム21の曲率中心は円筒形状の中心線で与えられ、ラインヘッド29に対して感光体ドラム21周面(被露光面)の逆側にある。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the photosensitive drum. As shown in the figure, the
また、感光体ドラム21の周囲(外周側)には、回転方向D21に沿って帯電部23、ラインヘッド29、現像部25および感光体クリーナー27が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションY,M,C,Kで形成されたトナー像を転写ベルトユニット8が有する転写ベルト81に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションKで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図1において、画像形成ユニット7の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
Further, a charging
帯電部23は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラーを備えている。この帯電ローラーは帯電位置で感光体ドラム21の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム21の回転動作に伴って感光体ドラム21に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラーは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部23と感光体ドラム21が当接する帯電位置で感光体ドラム21の表面を帯電させる。
The charging
ラインヘッド29は感光体ドラム21に対して離間して配置されており、ラインヘッド29の長手方向は主走査方向MDに平行であるとともに、ラインヘッド29の幅方向は副走査方向SDに平行である。このラインヘッド29は複数の発光素子を備えており、各発光素子はヘッドコントローラーHCからのビデオデータVDに応じて発光する。そして、帯電した感光体ドラム21表面に発光素子からの光が照射されることで、感光体ドラム21表面に静電潜像が形成される。
The
現像部25は、その表面にトナーを担持する現像ローラー251を有する。そして、現像ローラー251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラー251に印加される現像バイアスによって、現像ローラー251と感光体ドラム21とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラー251から感光体ドラム21に移動してラインヘッド29により形成された静電潜像が顕在化される。
The developing
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム21の回転方向D21に搬送された後、転写ベルト81と各感光体ドラム21が当接する1次転写位置TR1において転写ベルト81に1次転写される。
The toner image that has been made visible at the developing position as described above is conveyed in the rotational direction D21 of the
また、感光体ドラム21の回転方向D21の1次転写位置TR1の下流側で且つ帯電部23の上流側に、感光体ドラム21の表面に当接して感光体クリーナー27が設けられている。この感光体クリーナー27は、感光体ドラムの表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム21の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
A
転写ベルトユニット8は、駆動ローラー82と、図1において駆動ローラー82の左側に配設される従動ローラー83(ブレード対向ローラー)と、これらのローラーに張架され図示矢印D81の方向(搬送方向)へ循環駆動される転写ベルト81とを備えている。また、転写ベルトユニット8は、転写ベルト81の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションY,M,C,Kが有する感光体ドラム21各々に対して一対一で対向配置される、4個の1次転写ローラー85Y,85M,85C,85Kを備えている。これらの1次転写ローラー85は、それぞれ1次転写バイアス発生部(図示省略)と電気的に接続される。そして、カラーモード実行時は、図1に示すように全ての1次転写ローラー85Y,85M,85C,85Kを画像形成ステーションY,M,C,K側に位置決めすることで、転写ベルト81を画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれが有する感光体ドラム21に押し遣り当接させて、各感光体ドラム21と転写ベルト81との間に1次転写位置TR1を形成する。そして、適当なタイミングで上記1次転写バイアス発生部から1次転写ローラー85に1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してカラー画像を形成する。
The
一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラー85のうち、カラー1次転写ローラー85Y,85M,85Cをそれぞれが対向する画像形成ステーションY,M,Cから離間させるとともにモノクロ1次転写ローラー85Kのみを画像形成ステーションKに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションKのみを転写ベルト81に当接させる。その結果、モノクロ1次転写ローラー85Kと画像形成ステーションKとの間にのみ1次転写位置TR1が形成される。そして、適当なタイミングで前記1次転写バイアス発生部からモノクロ1次転写ローラー85Kに1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してモノクロ画像を形成する。
On the other hand, when the monochrome mode is executed, among the four primary transfer rollers 85, the color
さらに、転写ベルトユニット8は、モノクロ1次転写ローラー85Kの下流側で且つ駆動ローラー82の上流側に配設された下流ガイドローラー86を備える。また、この下流ガイドローラー86は、モノクロ1次転写ローラー85Kが画像形成ステーションKの感光体ドラム21に当接して形成する1次転写位置TR1での1次転写ローラー85Kと感光体ドラム21との共通内接線上において、転写ベルト81に当接するように構成されている。
Further, the
駆動ローラー82は、転写ベルト81を図示矢印D81の方向に循環駆動するとともに、2次転写ローラー121のバックアップローラーを兼ねている。駆動ローラー82の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1000kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラー121を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラー82に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラー82と2次転写ローラー121との当接部分(2次転写位置TR2)へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト81に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
The
給紙ユニット11は、シートを積層保持可能である給紙カセット77と、給紙カセット77からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラー79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラー79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラー対80において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材15に沿って2次転写位置TR2に給紙される。
The
2次転写ローラー121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラー駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット13は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラー131と、この加熱ローラー131を押圧付勢する加圧部132とを有している。そして、その表面に画像が2次転写されたシートは、シート案内部材15により、加熱ローラー131と加圧部132の加圧ベルト1323とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部132は、2つのローラー1321,1322と、これらに張架される加圧ベルト1323とで構成されている。そして、加圧ベルト1323の表面のうち、2つのローラー1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラー131の周面に押し付けることで、加熱ローラー131と加圧ベルト1323とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体3の上面部に設けられた排紙トレイ4に搬送される。
The
また、この装置では、ブレード対向ローラー83に対向してクリーナー部71が配設されている。クリーナー部71は、クリーナーブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナーブレード711は、その先端部を転写ベルト81を介してブレード対向ローラー83に当接することで、2次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス713に回収される。
Further, in this apparatus, a
図4は、ラインヘッドの概略を示す斜視図である。同図では、ラインヘッド29の厚さ方向TKDの構成を理解しやすくするために、ラインヘッド29の一部が断面で示されている。ここで、厚さ方向TKDは、長手方向LGDおよび幅方向LTDに垂直な方向であり、後述する発光素子Eが光を射出する側(つまり、ラインヘッド29から感光体ドラム21に向う側)を向いた方向とする。ラインヘッド29は長手方向LGDに長尺なヘッドフレーム291を備えている。そして、ヘッドフレーム291の長手方向LGDの両端に設けられた位置決めピン2991およびネジ挿入孔2912によって、ラインヘッド29を感光体ドラム21に対して位置決めして固定することができる。つまり、感光体ドラム21を覆う感光体カバー(図示省略)は、感光体ドラム21に対して位置決めされているとともに、位置決め孔を有している。したがって、ヘッドフレーム291の位置決めピン2991を感光体カバーの位置決め孔に嵌め込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決めされる。さらに、ネジ挿入孔2912を介して固定ネジを感光体カバーのネジ孔にねじ込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に固定される。
FIG. 4 is a perspective view showing an outline of the line head. In the drawing, a part of the
また、ヘッドフレーム291の内部には、ヘッド基板293、遮光部材297、第1レンズアレイLA1および第2レンズアレイLA2がこの順番で厚さ方向TKDに配置されている。次に、これらの各部材について、図4、図5および図6を用いつつ説明する。なお、この実施形態の説明において、厚さ方向TKDの下流側(図4の上側)を「(厚さ方向TKDの)一方側」と称し、厚さ方向TKDの上流側(図4の下側)を「(厚さ方向TKDの)他方側」と称する。また、基板あるいは平板の一方側の面を表面と称し、基板あるいは平板の他方側の面を裏面と称することとする。
In the
図5は、厚さ方向からヘッド基板293を平面視した部分平面図であり、厚さ方向TKDの下流側(図4の上側)からヘッド基板293の裏面293−tを透視した場合に相当する。図6は、図5に示すA−A線におけるラインヘッドの階段断面図であり、当該断面を長手方向LGD(主走査方向MD)から見た場合に相当する。なお、図5では、ヘッド基板293に形成された発光素子グループEG、第1レンズアレイLA1に形成された第1レンズLS1(LSa1、LSb1、LSc1)、および第2レンズアレイLA2に形成された第2レンズLS2(LSa2、LSb2、LSc2)の位置関係を示すために、第1レンズおよび第2レンズが一点鎖線で示されている。なお、第1レンズおよび第2レンズについての図中記載は、これらの位置関係を示すためのものであり、第1レンズおよび第2レンズがヘッド基板裏面293−t(図6)に形成されていることを示すものではない。
FIG. 5 is a partial plan view of the
ヘッド基板293は光を透過するガラス基板で構成されており、ヘッド基板裏面293−tにはボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子である発光素子Eが複数形成されている。これら複数の発光素子Eは、互いに同一波長の光ビームを感光体ドラム21表面へ向けて射出する。また、図5に示すように、ヘッド基板裏面293−tに形成された複数の発光素子Eの配置態様は、グループ構造を有している。つまり、15個の発光素子Eが長手方向LGDに3行千鳥で配置されて1個の発光素子グループEGが構成されており、さらに複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに3行千鳥で離散的に配置されている。
The
より詳しくは、この配置態様は次のように説明することができる。つまり、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子Eが長手方向LGDの互いに異なる位置に配置されており、しかも長手方向LGDにおける位置が隣り合う2つの発光素子E、Eの長手方向LGDへの距離は素子間距離Pelとなっている(言い換えれば、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子EがピッチPelで長手方向LGDに配置されている)。さらに言えば、各発光素子グループEGでは、5個の発光素子Eが主走査方向MDに沿って直線的に並んで1個の発光素子行が構成されるとともに、3行の発光素子行ERa、ERb、ERcが主走査方向MDに素子間距離Pelだけ互いにシフトしながら副走査方向SDに異なる位置へ配置されている。 In more detail, this arrangement | positioning aspect can be demonstrated as follows. That is, in each light emitting element group EG, 15 light emitting elements E are arranged at different positions in the longitudinal direction LGD, and the longitudinal direction LGD of two light emitting elements E and E whose positions in the longitudinal direction LGD are adjacent to each other. Is the inter-element distance Pel (in other words, in each light emitting element group EG, 15 light emitting elements E are arranged in the longitudinal direction LGD with a pitch Pel). Further, in each light emitting element group EG, five light emitting elements E are linearly arranged along the main scanning direction MD to form one light emitting element row, and three light emitting element rows ERa, ERb and ERc are arranged at different positions in the sub-scanning direction SD while being shifted from each other by the inter-element distance Pel in the main scanning direction MD.
そして、素子間距離Pelよりも長いグループ間距離Pegを空けて複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに沿って離散的に並んで、1行の発光素子グループ行GRa等が構成されている。さらに、3行の発光素子グループ行GRa、GRb、GRcが距離Dtだけ空けて幅方向LTDの異なる位置に離散的に配置されており、しかも、発光素子グループ行GRa、GRb、GRcのそれぞれは、長手方向LGDに距離Dgだけ相互にシフトされている。 A plurality of light emitting element groups EG are discretely arranged along the longitudinal direction LGD with a group distance Peg longer than the element distance Pel to form one light emitting element group row GRa and the like. Further, three light emitting element group rows GRa, GRb, GRc are discretely arranged at different positions in the width direction LTD with a distance Dt therebetween, and each of the light emitting element group rows GRa, GRb, GRc is: They are mutually shifted by a distance Dg in the longitudinal direction LGD.
ここで、素子間距離Pelは、対象となる2個の発光素子Eの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、グループ間距離Pegは、対象となる2個の発光素子グループEGのうち、長手方向LGDの一方側の発光素子グループEGの他方側端部にある発光素子Eの幾何重心と、長手方向LGDの他方側の発光素子グループEGの一方側端部にある発光素子Eの幾何重心との長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dgは、長手方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dtは、幅方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の幅方向LTDにおける距離として求めることができる。 Here, the inter-element distance Pel can be obtained as a distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of the two light emitting elements E to be processed. Further, the inter-group distance Peg is the geometric center of gravity of the light emitting element E at the other end of the light emitting element group EG on one side in the longitudinal direction LGD, and the longitudinal direction LGD of the two target light emitting element groups EG. The distance in the longitudinal direction LGD with the geometric center of gravity of the light emitting element E at the one end of the other light emitting element group EG can be obtained. The distance Dg can be obtained as a distance in the longitudinal direction LGD between the geometric centroids of two light emitting element groups EG whose positions in the longitudinal direction LGD are adjacent to each other. The distance Dt can be obtained as the distance in the width direction LTD between the geometric centroids of the two light emitting element groups EG whose positions in the width direction LGD are adjacent to each other.
このようにヘッド基板293の裏面293−tには、複数の発光素子グループEGが離散的に配置されている。一方、図6に示すように、ヘッド基板293の表面293−hには、遮光部材297が配置されている。なお、遮光部材297の他方側は、ヘッド基板表面293−hに接着剤により固定されている。遮光部材297には厚さ方向TKDに貫通する導光孔2971が形成されており、この導光孔2971は厚さ方向TKDからの平面視において円形状を有している。また、各導光孔2971の内壁には黒色メッキが施されている。そして、遮光部材297には、この導光孔2971が発光素子グループEG毎に1個づつ形成されており、すなわち、1個の発光素子グループEGに対して1個の導光孔2971が開口している。
Thus, the plurality of light emitting element groups EG are discretely arranged on the back surface 293-t of the
このような遮光部材297を設ける目的は、いわゆる迷光がレンズLS1、LS2に入射するのを抑制するためである。つまり、後述するように、各発光素子グループEGにはそれぞれ専用のレンズLS1、LS2が設けられている。このような構成では、光ビームは、それ自身の射出源である発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2にのみ入射して結像されることが望ましい。しかしながら、光ビームの一部には、その射出源である発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2に向わずに迷光となってしまうものもある。そして、このような迷光が、それ自身の射出源でない発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2に入射してしまうと、いわゆるゴーストが発生してしまうおそれがある。これに対して、発光素子グループEGとレンズLS1、LS2との間には遮光部材297が設けられており、この遮光部材297には、内壁に黒色メッキが施された導光孔2971が発光素子グループEGに開口して設けられている。したがって、迷光の多くは、導光孔2971の内壁で吸収されることとなる。こうして、ゴーストの抑制が図られている。
The purpose of providing such a
遮光部材297の厚さ方向TKDの一方側には、第1レンズアレイLA1が配置されている。この第1レンズアレイLA1は長手方向LGDに長尺な略平板形状を有しており、幅方向LTDからヘッドフレーム291により狭持されている。また、第1レンズアレイLA1の裏面には、第1レンズLS1(図4)が各発光素子グループEGに対して一枚づつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1枚の第1レンズLS1(図4)が対向している。こうして、第1レンズアレイLA1では、複数の第1レンズLS1が3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第1レンズLS1(LSa1、LSb1、LSc1)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、第1レンズLS1を副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある第1レンズLS1に対しては符号LSa1が付され、副走査方向SDにおいて中央にある第1レンズLS1に対しては符号LSb1が付され、副走査方向SDにおいて最下流にある第1レンズLS1に対しては符号LSc1が付されている。
The first lens array LA1 is disposed on one side of the
さらに、この第1レンズアレイLA1の厚さ方向TKDの一方側では、第2レンズアレイLA2が第1レンズLA1から離間した状態で対向している。この第2レンズアレイLA2は長手方向LGDに長尺な略平板形状を有しており、幅方向LTDからヘッドフレーム291により狭持されている。また、第2レンズアレイLA2の裏面には、第2レンズLS2(図4)が各発光素子グループEGに対して一枚づつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1枚の第2レンズLS2(図4)が対向している。こうして、第2レンズアレイLA2では、複数の第2レンズLS2が3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第2レンズLS2(LSa2、LSb2、LSc2)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、第2レンズLS2を副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある第2レンズLS2に対しては符号LSa2が付され、副走査方向SDにおいて中央にある第2レンズLS2に対しては符号LSb2が付され、副走査方向SDにおいて最下流にある第2レンズLS2に対しては符号LSc2が付されている。なお、こうして同一の発光素子グループEGに対向する2枚のレンズLS1、LS2は、協働して縮小した倒立像を結像する。
Furthermore, on the one side in the thickness direction TKD of the first lens array LA1, the second lens array LA2 is opposed in a state of being separated from the first lens LA1. The second lens array LA2 has a substantially flat plate shape elongated in the longitudinal direction LGD, and is sandwiched by the
このように、ラインヘッド29では、1個の発光素子グループEGに対して、導光孔2971、第1レンズLS1および第2レンズLS2が1セットづつ対向して配置されている。したがって、発光素子グループEGからの光ビームは、導光孔2971を通過した後に第1レンズLS1および第2レンズLS2へと入射する。また、この第1レンズLS1および第2レンズLS2は協働して1つの結像光学系(LS1、LS2)を構成しているため、発光素子グループEGの発光素子Eが発光すると、感光体ドラム21の周面にスポットが形成される。したがって、このラインヘッド29は、特開2008−036937の図11に記載されている露光動作と同様にして、感光体ドラム21の周面に潜像を形成することができる。つまり、感光体ドラム21周面の副走査方向SDへの移動に応じたタイミングで、各発光素子Eを発光させることで、複数のスポットを主走査方向MDに並べて形成することができる。
As described above, in the
ところで、かかる露光動作では、第1レンズLS1および第2レンズLS2の光学的作用を受けた収束光LBa、LBb、LBcが、副走査方向SDに異なる位置で感光体ドラム21周面に入射する。そして、第1実施形態のラインヘッド29は、各収束光LBa、LBb、LBcが感光体ドラム21に入射する位置を安定させるために、以下に説明する構成を備えている。
By the way, in such an exposure operation, convergent lights LBa, LBb, and LBc that have received the optical action of the first lens LS1 and the second lens LS2 are incident on the circumferential surface of the
図7は、A−A線階段断面における第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの位置関係を示した図である。以下必要に応じて、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最上流端に位置する第1レンズLSa1を「上流側第1レンズLSa1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の中央に位置する第1レンズLSb1を「中央第1レンズLSb1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最下流端に位置する第1レンズLSc1を「下流側第1レンズLSc1」と称することとする。さらに、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最上流端に位置する第2レンズLSa2を「上流側第2レンズLSa2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の中央に位置する第2レンズLSb2を「中央第2レンズLSb2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最下流端に位置する第2レンズLSc2を「下流側第2レンズLSc2」と称することとする。 FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between the first lens array and the second lens array in the step AA line cross section. Hereinafter, if necessary, the first lens LSa1 positioned at the most upstream end of the first lens array LA1 in the sub-scanning direction SD is referred to as an “upstream first lens LSa1”, and the first lens array LA1 in the sub-scanning direction SD is referred to as “first upstream lens LSA1”. The first lens LSb1 positioned at the center is referred to as “center first lens LSb1”, and the first lens LSc1 positioned at the most downstream end of the first lens array LA1 in the sub-scanning direction SD is referred to as “downstream first lens LSc1”. I will call it. Further, the second lens LSa2 positioned at the most upstream end of the second lens array LA2 in the sub-scanning direction SD is referred to as “upstream second lens LSa2”, and is positioned in the center of the second lens array LA2 in the sub-scanning direction SD. The second lens LSb2 is referred to as a “center second lens LSb2”, and the second lens LSc2 located at the most downstream end of the second lens array LA2 in the sub-scanning direction SD is referred to as a “downstream second lens LSc2”. .
同図に示すように、第1レンズアレイLA1はガラス製の第1光透過性基板SB1を有しており、この第1光透過性基板SB1の裏面SB1−tには樹脂製の第1レンズLSa1、LSb1、LSc1が形成されている。また同様に、第2レンズアレイLA2はガラス製の第2光透過性基板SB2を有しており、この第2光透過性基板SB2の裏面SB2−tには樹脂製の第2レンズLSa2、LSb2、LSc2が形成されている。そして、それぞれのレンズアレイLA1、LA2において、これらのレンズは、副走査方向SDへ所定のレンズ間距離で配置されている。なお、副走査方向SDへのレンズ間距離とは、各レンズの中心線の副走査方向SDへの距離とする。具体的には次のとおりである。 As shown in the figure, the first lens array LA1 has a first light-transmitting substrate SB1 made of glass, and a first lens made of resin is placed on the back surface SB1-t of the first light-transmitting substrate SB1. LSa1, LSb1, and LSc1 are formed. Similarly, the second lens array LA2 has a second light-transmitting substrate SB2 made of glass, and the second lenses LSa2 and LSb2 made of resin are disposed on the back surface SB2-t of the second light-transmitting substrate SB2. , LSc2 is formed. In each of the lens arrays LA1 and LA2, these lenses are arranged at a predetermined inter-lens distance in the sub scanning direction SD. The inter-lens distance in the sub scanning direction SD is the distance of the center line of each lens in the sub scanning direction SD. Specifically, it is as follows.
上流側第1レンズLSa1と中央第1レンズLSb1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1と中央第1レンズLSb1の中心線Cb1との副走査方向SDへの距離として求められ、第1距離Dls1である。 The inter-lens distance between the upstream first lens LSa1 and the central first lens LSb1 in the sub scanning direction SD is the sub scanning direction between the center line Ca1 of the upstream first lens LSa1 and the center line Cb1 of the central first lens LSb1. It is calculated | required as a distance to SD, and is the 1st distance Dls1.
中央第1レンズLSb1と下流側第1レンズLSc1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第1レンズLSb1の中心線Cb1と下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1との副走査方向SDへの距離として求められ、第1距離Dls1である。 The inter-lens distance in the sub-scanning direction SD between the central first lens LSb1 and the downstream first lens LSc1 is the sub-scanning direction between the center line Cb1 of the central first lens LSb1 and the center line Cc1 of the downstream first lens LSc1. It is calculated | required as a distance to SD, and is the 1st distance Dls1.
上流側第2レンズLSa2と中央第2レンズLSb2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第2レンズLSa2の中心線Ca2と中央第2レンズLSb2の中心線Cb2との副走査方向SDへの距離として求められ、第2距離Dls2である。 The inter-lens distance in the sub-scanning direction SD between the upstream second lens LSa2 and the central second lens LSb2 is the sub-scanning direction between the center line Ca2 of the upstream second lens LSa2 and the center line Cb2 of the central second lens LSb2. It is calculated | required as a distance to SD, and is 2nd distance Dls2.
中央第2レンズLSb2と下流側第2レンズLSc2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第2レンズLSb2の中心線Cb2と下流側第2レンズLSc2の中心線Cc2との副走査方向SDへの距離として求められ、第2距離Dls2である。 The inter-lens distance in the sub scanning direction SD between the center second lens LSb2 and the downstream second lens LSc2 is the sub scanning direction between the center line Cb2 of the center second lens LSb2 and the center line Cc2 of the downstream second lens LSc2. It is calculated | required as a distance to SD, and is 2nd distance Dls2.
そして、図7に示すように、中央第1レンズLSb1の中心線Cb1と中央第2レンズLSb2の中心線Cb2とは互いに一致している。また、これら中心線Cb1、Cb2(の延長線)が、感光体ドラム21の回転中心Ccy(図8)と交差するように、中央第1レンズLSb1および中央第2レンズLSb2は配置されている。このような中央のレンズLSb1、LSb2の位置関係に対して、上流側のレンズLSa1、LSa2および下流側のレンズLSc1、LSc2の位置関係は異なっている。つまり、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1に対して上流側第2レンズLSa2の中心線Ca2は副走査方向SDの下流側に距離ΔDlsだけ偏心している。また、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1に対して下流側第2レンズLSb2の中心線Ca2は副走査方向SDの上流側に距離ΔDlsだけ偏心している。そのため、第2レンズアレイLA2でのレンズ間距離Dls2は、第1レンズアレイLA1でのレンズ間距離Dls1よりも短くなっている。そして、このように構成することで、上流側結像光学系(LSa1、LSa2)による収束光LBa、中央結像光学系(LSb1、LSb2)による収束光LBb、および下流側結像光学系(LSc1、LSc2)による収束光LBc(の主光線)を互いに傾けることが可能となっている。
As shown in FIG. 7, the center line Cb1 of the center first lens LSb1 and the center line Cb2 of the center second lens LSb2 coincide with each other. Further, the central first lens LSb1 and the central second lens LSb2 are arranged so that these center lines Cb1, Cb2 (extension lines thereof) intersect with the rotation center Ccy (FIG. 8) of the
図8は、A−A線階段断面においてラインヘッドによる収束光を示した図である。なお、同図で示される3つの収束光LBa、LBb、LBcは、次のとおりである。つまり、上流側収束光LBaは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にある発光素子Eから射出されて上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の光学的作用を受けた収束光である。また、中央収束光LBbは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb2上にある発光素子Eから射出されて中央第1レンズLSb1および中央第2レンズLSb2の光学的作用を受けた収束光である。さらに、下流側収束光LBcは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にある発光素子Eから射出されて下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の光学的作用を受けた収束光である。また、同図において各収束光LBa、LBb、LBcには、一点鎖線で主光線PRa、PRb、PRcが併記されている。 FIG. 8 is a diagram showing convergent light by the line head in the AA line step cross section. The three convergent lights LBa, LBb, and LBc shown in the figure are as follows. That is, the upstream convergent light LBa is converged by being emitted from the light emitting element E on the center line Ca1 of the upstream first lens LSa1 and receiving the optical action of the upstream first lens LSa1 and the upstream second lens LSa2. Light. The central convergent light LBb is convergent light emitted from the light emitting element E on the center line Cb2 of the central first lens LSb1 and subjected to the optical action of the central first lens LSb1 and the central second lens LSb2. Further, the convergent light LBc on the downstream side is emitted from the light emitting element E on the center line Cc1 of the first downstream lens LSc1 and converged by the optical action of the downstream first lens LSc1 and the downstream second lens LSc2. Light. Further, in the same figure, the principal rays PRa, PRb, and PRc are shown together with the convergent lights LBa, LBb, and LBc by a one-dot chain line.
図8に示すように、上流側結像光学系(LSa1、LSa2)、中央結像光学系(LSb1、LSb2)および下流側結像光学系(LSc1、LSc2)はいずれも光ビームを収束させる光学的作用を有する。さらに、上流側結像光学系(LSa1、LSa2)および下流側結像光学系(LSc1、LSc2)は、光ビームの主光線を感光体ドラム21の回転中心Ccy側に曲げる光学的作用も有する。つまり、上流側第1レンズLSa1に対して上流側第2レンズLSa2は回転中心Ccy側(副走査方向SDの下流側)に距離ΔDlsだけ偏心しているため、上流側結像光学系を構成する上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。また、下流側第1レンズLSc1に対して下流側第2レンズLSc2は回転中心Ccy側(副走査方向SDの上流側)に距離ΔDlsだけ偏心しているため、下流側結像光学系を構成する下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。
As shown in FIG. 8, the upstream imaging optical system (LSa1, LSa2), the central imaging optical system (LSb1, LSb2), and the downstream imaging optical system (LSc1, LSc2) are all optical beams that converge the light beam. Has a positive effect. Further, the upstream imaging optical system (LSa1, LSa2) and the downstream imaging optical system (LSc1, LSa2) also have an optical function of bending the principal ray of the light beam toward the rotation center Ccy of the
このような各結像光学系の光学的作用により、上流側収束光LBaの主光線PRaと中央収束光LBbの主光線PRbとは角度θabだけ互いに傾くとともに、中央収束光LBbの主光線PRbと下流側収束光LBcの主光線PRcとは角度θbcだけ傾いている。その結果、上流側収束光LBaの主光線PRaは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾くとともに、下流側収束光LBcの主光線PRcは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾いている。
By such optical action of each imaging optical system, the principal ray PRa of the upstream convergent light LBa and the principal ray PRb of the central convergent light LBb are inclined with respect to each other by an angle θab, and the principal ray PRb of the central convergent light LBb The downstream convergent light LBc is inclined by an angle θbc with respect to the principal ray PRc. As a result, the principal ray PRa of the upstream convergent light LBa is inclined toward the rotation center Ccy of the
特に、第1実施形態では、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いて、感光体ドラム21周面に入射している(換言すれば、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyに出射されている)。ここで、収束光LBa、LBb、LBcの主光線PRa、PRb、PRcの延長線VLa、VLb、VLcが、感光体ドラムの回転中心Ccyと交差するとき、収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyを向いている(回転中心Ccyに出射されている)とする。
In particular, in the first embodiment, all of the convergent lights LBa, LBb, and LBc face the rotation center Ccy of the
以上のように、第1実施形態では、感光体ドラム21周面(被露光面)は副走査方向SDに有限の曲率半径(あるいは曲率)を有しており、ラインヘッド29は、副走査方向SDに異なる位置で収束光LBa、LBb、LBcを感光体ドラム21周面に入射させる。したがって、収束光LBa、LBb、LBc(の主光線PRa、PRb、PRc)が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、収束光LBa、LBb、LBcの全部あるいは一部が大きな入射角で被露光面へ入射してしまい、当該収束光の被露光面への入射位置が安定しない場合があった。かかる問題について詳述する。
As described above, in the first embodiment, the circumferential surface (exposed surface) of the
図9は、副走査方向に異なる位置で複数の収束光を被露光面に入射させる際に発生しうる問題の説明図である。同図では、各収束光の主光線PRa、PRb、PRcは互いに平行である。また、同図下段は感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動が無い場合を示し、同図上段は感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動がある場合を示している。つまり、上述したとおり、感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔は時間的に変動する場合があり、同図上段はかかる場合を示している。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a problem that may occur when a plurality of convergent lights are incident on the exposed surface at different positions in the sub-scanning direction. In the figure, the chief rays PRa, PRb, and PRc of the convergent lights are parallel to each other. The lower part of the figure shows the case where there is no fluctuation in the distance between the circumferential surface of the
まず、同図下段の間隔変動が無い場合から説明する。この場合、上流側収束光LBaは、位置SIaで感光体ドラム21周面に入射する(左側の欄)。また、下流側収束光LBcは、位置SIcで感光体ドラム21周面に入射する(右側の欄)。このように、感光体ドラム21とラインヘッド29との間隔に変動が無い場合には、予め設計された位置SIa、SIcで収束光LBa、LBcは感光体ドラム21周面に入射することができる。
First, the case where there is no interval variation in the lower part of the figure will be described. In this case, the upstream convergent light LBa is incident on the circumferential surface of the
一方、同図上段に示すように、感光体ドラム21周面が実線曲線から二点鎖線曲線へと位置変動して、感光体ドラム21とラインヘッド29との間隔が変動すると、収束光LBa、LBcの入射位置が変動してしまう。つまり、左側の欄に示すように、上流側収束光LBa(の主光線PRa)は感光体ドラム21周面の法線NLに対して傾いており、言わば、大きな入射角で感光体ドラム21周面に入射する。したがって、本来は位置SIaで感光体ドラム21周面に入射するはずの上流側収束光LBaが、位置SIaから周方向に距離dだけずれた位置Sraで感光体ドラム21周面に入射している。また、同様のことが下流側収束光LBcについても発生している。つまり、右側の欄に示すように、下流側収束光LBc(の主光線PRc)は感光体ドラム21周面の法線NLに対して傾いており、言わば、大きな入射角で感光体ドラム21周面に入射する。したがって、本来は位置SIcで感光体ドラム21周面に入射するはずの下流側収束光LBcが、位置SIcから周方向に距離dだけずれた位置Srcで感光体ドラム21周面に入射している。
On the other hand, as shown in the upper part of the figure, when the position of the circumferential surface of the
このような問題に対して、第1実施形態では、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。かかる効果について具体例を挙げて説明すると次のとおりである。
With respect to such a problem, in the first embodiment, the
図10は、第1実施形態のラインヘッドの効果を具体例を挙げて説明するための図である。図10においても図9と同様に、実線曲線はラインヘッド29との間隔変動の無い感光体ドラム21周面を表しており、二点鎖線曲線はラインヘッド29との間隔変動のある感光体ドラム21周面を表している。図10のラインヘッド29では図9のラインヘッドと異なり、上流側収束光LBaは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているため、上流側収束光LBa(の主光線PRa)は法線NLと概ね一致しており、極めて小さい入射角で感光体ドラム21周面に入射している(左側の欄)。したがって、感光体ドラム21の周方向において本来の入射位置SIaと実際の入射位置Sraとを略一致させることができ、上流側収束光LBaの入射位置を安定させることが可能となっている。また、同様に、下流側収束光LBc(の主光線PRc)は感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているため、法線NLと概ね一致しており、極めて小さい入射角で感光体ドラム21周面に入射している(右側の欄)。したがって、感光体ドラム21の周方向において本来の入射位置SIcと実際の入射位置Srcとを略一致させることができ、下流側収束光LBcの入射位置を安定させることが可能となっている。こうして、良好な露光が図られている。
FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the line head according to the first embodiment with a specific example. Also in FIG. 10, as in FIG. 9, the solid curve represents the circumferential surface of the
第2実施形態
図11は、A−A線階段断面において第2実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。以下、第1実施形態と第2実施形態との差異点について主に説明し、両実施形態で共通する部分については共通符号を付して説明を適宜省略する。
Second Embodiment FIG. 11 is a diagram partially showing a line head according to a second embodiment in the AA line step cross section. Hereinafter, differences between the first embodiment and the second embodiment will be mainly described, and portions common to both embodiments will be denoted by common reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.
第1実施形態に対する第2実施形態の主な違いは、上流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1、下流側第1レンズLSc1、上流側第2レンズLSa2、中央第2レンズLSb2および下流側第2レンズLSc2を1枚のレンズアレイLAの表裏面に配設している点である。つまり、上流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1はレンズアレイLAの裏面LA−tに配設される一方、上流側第2レンズLSa2、中央第2レンズLSb2および下流側第2レンズLSc2は、レンズアレイLAの表面LA−hに配設される。 The main differences between the first embodiment and the second embodiment are that the upstream first lens LSa1, the central first lens LSb1, the downstream first lens LSc1, the upstream second lens LSa2, the central second lens LSb2, and the downstream side. The second lens LSc2 is disposed on the front and back surfaces of one lens array LA. That is, the upstream first lens LSa1, the central first lens LSb1, and the downstream first lens LSc1 are disposed on the back surface LA-t of the lens array LA, while the upstream second lens LSa2, the central second lens LSb2, and the like. The downstream second lens LSc2 is disposed on the surface LA-h of the lens array LA.
そして、第1実施形態と同様に第2実施形態においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
Similarly to the first embodiment, in the second embodiment, the
第3実施形態
図12は、A−A線階段断面において第3実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。以下、第1実施形態と第3実施形態との差異点について主に説明し、両実施形態で共通する部分については共通符号を付して説明を適宜省略する。
Third Embodiment FIG. 12 is a view partially showing a line head according to a third embodiment in a step cross section taken along line AA. Hereinafter, differences between the first embodiment and the third embodiment will be mainly described, and portions common to both embodiments will be denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
第1実施形態に対する第3実施形態の主な違いは、第3レンズアレイLA3が、第2レンズアレイと発光素子Eとの間に設けられている点である。この第3レンズアレイLA3は第2レンズアレイLA2と同じ構成を備えており、つまり、第3レンズアレイLA3の裏面には上流側第3レンズLSa3、中央第3レンズLSb3および下流側第3レンズLSc3が副走査方向SDに異なる位置に配置され、しかも、上流側第3レンズLSa3、中央第3レンズLSb3および下流側第3レンズLSc3の副走査方向SDへの距離は第1距離Dls1である。したがって、上流側収束光LBaは3枚のレンズLSa3、LSa1、LSa2の光学的作用を受けた収束光であり、中央収束光LBbは3枚のレンズLSb3、LSb1、LSb2の光学的作用を受けた収束光であり、下流側収束光LBcは3枚のレンズLSc3、LSc1、LSc2の光学的作用を受けた収束光である。 The main difference of the third embodiment from the first embodiment is that the third lens array LA3 is provided between the second lens array and the light emitting element E. The third lens array LA3 has the same configuration as the second lens array LA2, that is, on the back surface of the third lens array LA3, an upstream third lens LSa3, a central third lens LSb3, and a downstream third lens LSC3. Are arranged at different positions in the sub-scanning direction SD, and the distances of the upstream third lens LSa3, the central third lens LSb3, and the downstream third lens LSc3 in the sub-scanning direction SD are the first distance Dls1. Therefore, the upstream convergent light LBa is convergent light subjected to the optical action of the three lenses LSa3, LSa1, and LSa2, and the central convergent light LBb is subject to the optical action of the three lenses LSb3, LSb1, and LSb2. This is convergent light, and the downstream convergent light LBc is convergent light subjected to the optical action of the three lenses LSc3, LSc1, and LSc2.
そして、第1実施形態と同様に第3実施形態においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
As in the first embodiment, in the third embodiment, the
第4実施形態
図13は、ラインヘッドの概略を示す斜視図である。以下では、第1実施形態と第4実施形態との差異部分について主に説明することとし、共通する部分については相当符号を付して説明を適宜省略する。同図では、ラインヘッド29の厚さ方向TKDの構成を理解しやすくするために、ラインヘッド29の一部が断面で示されている。第4実施形態のラインヘッド29のヘッドフレーム291の内部には、ヘッド基板293、遮光部材297、絞り平板295、第1レンズアレイLA1および第2レンズアレイLA2がこの順番で厚さ方向TKDに配置されている。次に、これらの各部材について、図13、図14を用いつつ説明する。
Fourth Embodiment FIG. 13 is a perspective view schematically showing a line head. In the following, differences between the first embodiment and the fourth embodiment will be mainly described, and common portions are denoted by corresponding reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate. In the drawing, a part of the
図14は、図5のA−A線に相当する階段線でのラインヘッドの階段断面図であり、当該断面を長手方向LGD(主走査方向MD)から見た場合に相当する。図13、図14に示すように、第4実施形態のラインヘッド29では、遮光部材297の厚さ方向TKDの一方側には、絞り平板295が配置されている。この絞り平板は、幅方向TKDの両端に設けられたスペーサー2951を介して遮光部材297の一方側に配置されており、幅方向LTDの両側からヘッドフレーム291により狭持されている。絞り平板295には、厚さ方向TKDに貫通する開口絞りDA(図4)が、各発光素子グループEG毎に1個づつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1個の開口絞りDAが開口している。また、図4に示すように平面透視において、開口絞りDAは、レンズよりも小さい口径の円形状を有しており、レンズの内部にすっぽりと納まるように配設されている。この開口絞りDAは、レンズLS1、LS2が所望の結像作用を発揮できるようにすることを目的として設けられている。つまり、開口絞りDAは、第1レンズLS1に入射する光の量を制限して、最終的に形成されるスポットSPの大きさ、形状、あるいはスポット形成に供する光の量を調整する。
FIG. 14 is a step sectional view of the line head taken along a step line corresponding to the AA line in FIG. 5 and corresponds to a case where the section is viewed from the longitudinal direction LGD (main scanning direction MD). As shown in FIGS. 13 and 14, in the
こうして、絞り平板295では、複数の開口絞りDAが3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第1開口絞りDA(DAa、DAb、DAc)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図14においては、開口絞りDAを副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある開口絞りDAに対しては符号DAaが付され、副走査方向SDにおいて中央にある開口絞りDAに対しては符号DAbが付され、副走査方向SDにおいて最下流にある開口絞りに対しては符号DAcが付されている。
Thus, the
図15は、図5のA−A線に相当する階段線での開口絞りDA、第1レンズLS1および第2レンズLS2の位置関係を示した図である。以下必要に応じて、副走査方向SDにおいて絞り平板295の最上流端に位置する開口絞りDAaを「上流側開口絞りDAa」と称し、副走査方向SDにおいて絞り平板295の中央に位置する開口絞りDAbを「中央開口絞りDAb」と称し、副走査方向SDにおいて絞り平板295の最下流端に位置する開口絞りDAcを「下流側開口絞りDAc」と称することとする。また、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最上流端に位置する第1レンズLSa1を「上流側第1レンズLSa1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の中央に位置する第1レンズLSb1を「中央第1レンズLSb1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最下流端に位置する第1レンズLSc1を「下流側第1レンズLSc1」と称することとする。さらに、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最上流端に位置する第2レンズLSa2を「上流側第2レンズLSa2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の中央に位置する第2レンズLSb2を「中央第2レンズLSb2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最下流端に位置する第2レンズLSc2を「下流側第2レンズLSc2」と称することとする。
FIG. 15 is a diagram showing the positional relationship between the aperture stop DA, the first lens LS1, and the second lens LS2 along the staircase line corresponding to the AA line in FIG. Hereinafter, if necessary, the aperture stop DAa positioned at the most upstream end of the
同図に示すように、絞り平板295には、厚さ方向TKDに貫通して開口絞りDAa、DAb、DAcが形成されている。また、第1レンズアレイLA1はガラス製の第1光透過性基板SB1を有しており、この第1光透過性基板SB1の裏面SB1−tには樹脂製の第1レンズLSa1、LSb1、LSc1が形成されている。同様に、第2レンズアレイLA2はガラス製の第2光透過性基板SB2を有しており、この第2光透過性基板SB2の裏面SB2−tには樹脂製の第2レンズLSa2、LSb2、LSc2が形成されている。そして、絞り平板295において、開口絞りDAa、DAb、DAcが副走査方向SDへ所定の開口絞り間距離で配置されているとともに、レンズアレイLA1、LA2において、レンズLSa1、LSb1、LSc1、LSa2、LSb2、LSc2が、副走査方向SDへ所定のレンズ間距離で配置されている。なお、副走査方向SDへの開口絞り間距離とは、各開口絞りの中心線の副走査方向SDへの距離とし、副走査方向SDへのレンズ間距離とは、各レンズの中心線の副走査方向SDへの距離とする。具体的には次のとおりである。
As shown in the drawing, aperture diaphragms DAa, DAb, and DAc are formed in the
上流側開口絞りDAaと中央開口絞りDAbとの副走査方向SDへの開口絞り間距離は、上流側開口絞りDAaの中心線Cdaaと中央開口絞りDAbの中心線Cdabとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Ddaである。 The distance between the aperture stops in the sub-scanning direction SD between the upstream aperture stop DAa and the central aperture stop DAb is the distance between the center line Cdaa of the upstream aperture stop DAa and the center line Cdab of the central aperture stop DAb in the sub-scanning direction SD. It is obtained as a distance and is a distance Dda.
中央開口絞りDAbと下流側開口絞りDAcとの副走査方向SDへの開口絞り間距離は、中央開口絞りDAbの中心線Cdabと下流側開口絞りDAcの中心線Cdacとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Ddaである。 The distance between the aperture stops in the sub-scanning direction SD between the central aperture stop DAb and the downstream aperture stop DAc is the distance between the center line Cdab of the central aperture stop DAb and the center line Cdac of the downstream aperture stop DAc in the sub-scan direction SD. It is obtained as a distance and is a distance Dda.
上流側第1レンズLSa1と中央第1レンズLSb1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第1レンズLSa1の中心線Caと中央第1レンズLSb1の中心線Cbとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Dlsである。 The inter-lens distance between the upstream first lens LSa1 and the central first lens LSb1 in the sub scanning direction SD is the sub scanning direction between the center line Ca of the upstream first lens LSa1 and the center line Cb of the central first lens LSb1. The distance Dls is obtained as the distance to SD.
中央第1レンズLSb1と下流側第1レンズLSc1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第1レンズLSb1の中心線Cbと下流側第1レンズLSc1の中心線Ccとの副走査方向SDへの距離として求められ、第1距離Dlsである。 The inter-lens distance in the sub scanning direction SD between the central first lens LSb1 and the downstream first lens LSc1 is the sub scanning direction between the center line Cb of the central first lens LSb1 and the center line Cc of the downstream first lens LSc1. It is calculated | required as a distance to SD, and is the 1st distance Dls.
また、上流側第1レンズLSa1と上流側第2レンズLSa2のレンズ中心線は同じ中心線Caを有し、中央第1レンズLSb1と中央第2レンズLSb2のレンズ中心線は同じ中心線Cbを有し、下流側第1レンズLSc1と下流側第2レンズLSc2のレンズ中心線は同じ中心線Ccを有している。したがって、第2レンズアレイLA2は、次に示すように、第1レンズアレイLA1と同様の構成を備える。 The lens center lines of the upstream first lens LSa1 and the upstream second lens LSa2 have the same center line Ca, and the lens center lines of the central first lens LSb1 and the central second lens LSb2 have the same center line Cb. The lens center lines of the downstream first lens LSc1 and the downstream second lens LSc2 have the same center line Cc. Accordingly, the second lens array LA2 has a configuration similar to that of the first lens array LA1, as will be described below.
上流側第2レンズLSa2と中央第2レンズLSb2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第2レンズLSa2の中心線Caと中央第2レンズLSb2の中心線Cbとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Dlsである。 The inter-lens distance in the sub-scanning direction SD between the upstream second lens LSa2 and the central second lens LSb2 is the sub-scanning direction between the center line Ca of the upstream second lens LSa2 and the center line Cb of the central second lens LSb2. The distance Dls is obtained as the distance to SD.
中央第2レンズLSb2と下流側第2レンズLSc2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第2レンズLSb2の中心線Cbと下流側第2レンズLSc2の中心線Ccとの副走査方向SDへの距離として求められ、第2距離Dlsである。 The inter-lens distance in the sub-scanning direction SD between the center second lens LSb2 and the downstream second lens LSc2 is the sub-scanning direction between the center line Cb of the center second lens LSb2 and the center line Cc of the downstream second lens LSc2. It is calculated | required as a distance to SD, and is the 2nd distance Dls.
そして、図15に示すように、中央開口絞りDAbの中心線Cdabと、中央第1・第2レンズLSb1、LSb2の中心線Cbとは互いに一致している。また、これらの中心線Cadb、Cb(の延長線)が感光体ドラム21の回転中心Ccy(図16)と交差するように、中央開口絞りDAbおよび中央第1・第2レンズLSb1、LSb2は配置されている。このような中央開口絞りDAbおよび中央第1・第2レンズLSb1、LSb2の位置関係に対して、上流側の開口絞りDAa、レンズLSa1、LSa2および下流側の開口絞りDAc、レンズLSc1、LSc2の位置関係は異なっている。つまり、上流側の第1・第2レンズの中心線Caに対して上流側開口絞りDAaの中心線Cdaaは副走査方向SDの上流側に距離ΔDdlだけ偏心している。また、下流側の第1・第2レンズの中心線Ccに対して下流側開口絞りDAcの中心線Cdacは副走査方向SDの下流側に距離ΔDdlだけ偏心している。そのため、レンズ間距離Dlsは、開口絞り間距離Ddaよりも短くなっている。そして、このように構成することで、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)による収束光LBa、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)による収束光LBb、および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)による収束光LBc(の主光線)を互いに傾けることが可能となっている。
As shown in FIG. 15, the center line Cdab of the central aperture stop DAb and the center lines Cb of the central first and second lenses LSb1 and LSb2 coincide with each other. Further, the central aperture stop DAb and the central first and second lenses LSb1 and LSb2 are arranged so that these center lines Cadb and Cb (extension lines thereof) intersect the rotation center Ccy (FIG. 16) of the
図16は、図5のA−A線に相当する階段線の断面でのラインヘッドによる収束光を示した図である。なお、同図で示される3つの収束光LBa、LBb、LBcは、次のとおりである。つまり、上流側収束光LBaは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にある発光素子Eから射出されて、上流側開口絞りDAa、上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の光学的作用を受けた収束光である。また、中央収束光LBbは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb2上にある発光素子Eから射出されて、中央開口絞りDAb、中央第1レンズLSb1および中央第2レンズLSb2の光学的作用を受けた収束光である。さらに、下流側収束光LBcは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にある発光素子Eから射出されて、下流側開口絞りDAc、下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の光学的作用を受けた収束光である。また、同図において各収束光LBa、LBb、LBcには、一点鎖線で主光線PRa、PRb、PRcが併記されている。 FIG. 16 is a diagram showing convergent light by the line head at the cross section of the staircase line corresponding to the AA line of FIG. The three convergent lights LBa, LBb, and LBc shown in the figure are as follows. That is, the upstream convergent light LBa is emitted from the light emitting element E located on the center line Ca1 of the upstream first lens LSa1, and the upstream aperture stop DAa, the upstream first lens LSa1, and the upstream second lens LSa2 are emitted. It is convergent light that has undergone optical action. Further, the central convergent light LBb is emitted from the light emitting element E on the center line Cb2 of the central first lens LSb1, and receives the optical action of the central aperture stop DAb, the central first lens LSb1, and the central second lens LSb2. It is a convergent light. Further, the downstream convergent light LBc is emitted from the light emitting element E located on the center line Cc1 of the downstream first lens LSc1, and the downstream aperture stop DAc, the downstream first lens LSc1, and the downstream second lens LSc2 are emitted. It is convergent light that has undergone optical action. Further, in the same figure, the principal rays PRa, PRb, and PRc are shown together with the convergent lights LBa, LBb, and LBc by a one-dot chain line.
図16に示すように、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)はいずれも光ビームを収束させる光学的作用を有する。さらに、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)は、光ビームの主光線を感光体ドラム21の回転中心Ccy側に曲げる光学的作用も有する。つまり、上流側第1・第2レンズLSa1、LSa2に対して上流側開口絞りDAaは回転中心Ccy逆側(副走査方向SDの上流側)に距離ΔDdlだけ偏心しているため、上流側光学系を構成する上流側開口絞りDAa、上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。また、下流側第1・第2レンズLSc1、LSc2に対して下流側開口絞りDAcは回転中心Ccy逆側(副走査方向SDの下流側)に距離ΔDdlだけ偏心しているため、下流側光学系を構成する下流側開口絞りDAc、下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。
As shown in FIG. 16, the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2), the central optical system (DAb, LSb1, LSb2), and the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) all converge the light beam. Has a positive effect. Further, the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) and the downstream optical system (DAc, LSC1, LSc2) also have an optical action of bending the principal ray of the light beam toward the rotation center Ccy of the
このような各光学系の光学的作用により、上流側収束光LBaの主光線PRaと中央収束光LBbの主光線PRbとは角度θabだけ互いに傾くとともに、中央収束光LBbの主光線PRbと下流側収束光LBcの主光線PRcとは角度θbcだけ傾いている。その結果、上流側収束光LBaの主光線PRaは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾くとともに、下流側収束光LBcの主光線PRcは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾いている。
By such optical action of each optical system, the principal ray PRa of the upstream convergent light LBa and the principal ray PRb of the central convergent light LBb are inclined with respect to each other by an angle θab, and the principal ray PRb of the central convergent light LBb and the downstream side. The convergent light LBc is tilted by an angle θbc with respect to the principal ray PRc. As a result, the principal ray PRa of the upstream convergent light LBa is inclined toward the rotation center Ccy of the
特に、第4実施形態では、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いている。なお上述のとおり、収束光LBa、LBb、LBcの主光線PRa、PRb、PRcの延長線VLa、VLb、VLcが、感光体ドラムの回転中心Ccyと交差するとき、収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyを向いているとする。
In particular, in the fourth embodiment, all of the convergent lights LBa, LBb, and LBc are directed to the rotation center Ccy of the
以上のように、第1実施形態と同様に第4実施形態においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
As described above, in the fourth embodiment as well as in the first embodiment, the upstream convergent light LBa, the central convergent light LBb, and the downstream convergent light LBc are directed to the rotation center Ccy of the
第5実施形態
図17は、図5のA−A線に相当する階段線の断面において第5実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。図18は、第5実施形態のラインヘッドでの開口絞りの配置を説明するための斜視図である。なお、図18では、感光体ドラム21と開口絞りDAa、DAb、DAc以外のレンズ等の記載は省略されており、感光体ドラム21は主走査方向MDの一部分だけが図示されている。第4実施形態に対する第5実施形態の主な違いは、開口絞りDAa、DAb、DAcを回転中心Ccyの共役な位置に配置した点である。それ以外の構成は、第4実施形態と第5実施形態とは共通するため、以下では、共通部分については相当符号を付して説明を適宜省略し、差異点を中心に説明をすることとする。
Fifth Embodiment FIG. 17 is a diagram partially showing a line head according to a fifth embodiment in a cross section taken along a staircase line corresponding to the AA line in FIG. FIG. 18 is a perspective view for explaining the arrangement of aperture stops in the line head of the fifth embodiment. In FIG. 18, the description of the
第5実施形態においても、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短い。このように、第4実施形態のラインヘッド29と共通する構成を備える第5実施形態のラインヘッド29は、上述した第4実施形態のラインヘッド29の効果と同様の効果を奏することができる。
Also in the fifth embodiment, the first lens disposed in the first lens array LA1 is larger than the distance Dda between the aperture diaphragms in the sub-scanning direction SD of the aperture diaphragms DAa, DAb, DAc disposed on the
さらには、第5実施形態のラインヘッド29は、開口絞りDAa、DAb、DAcを感光体ドラム21の回転中心Ccyの共役な位置に配置している。これについて、図18を用いてより詳しく説明する。同図では、感光体ドラム21の回転中心Ccyの3個の所定位置Vta、Vtb、Vtcが主走査方向MDにこの順番で並んで示されている。さらに、所定位置Vta、Vtb、Vtcを通り回転中心Ccyに直交する3本の仮想直線Vpa、Vpb、Vpcが示されている。そして、同図に示すように、上流側開口絞りDAaは、回転中心Ccyの所定の位置Vtaを通る仮想垂線Vpa上の共役な位置に配置され、中央開口絞りDAbは、回転中心Ccyの所定の位置Vtbを通る仮想垂線Vpb上の共役な位置に配置され、下流側開口絞りDAcは、回転中心Ccyの所定の位置Vtcを通る仮想垂線Vpc上の共役な位置に配置されている。
Furthermore, in the
第5実施形態のラインヘッドは、このような構成を備えるため、次のような効果も奏することができる。つまり、このように開口絞りDAa、DAb、DAcを配置した場合、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、各発光素子Eからの光を感光体ドラム21の回転中心Ccyに向けることができる。具体的には、図17では、発光素子グループEGa、EGb、EGcのそれぞれにおいて、副走査方向SDに異なる3個の発光素子E1、E2、E3が配置されている。ここで、発光素子グループEGaで代表して、これら3個の発光素子E1、E2、E3から射出された光の軌跡を見てみると、発光素子E1からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa1は回転中心Ccyを向いており、また、発光素子E2からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa2は回転中心Ccyを向いており、さらに、発光素子E3からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa3は回転中心Ccyを向いている。このように、副走査方向SDに異なる3個の発光素子E1、E2、E3からの光が全て回転中心Ccyを向いている。また、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)についても同様である。このように第5実施形態のラインヘッド29は、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、収束光を確実に回転中心Ccyへ向わせることができるため、良好な露光の実現に有利と言える。
Since the line head of the fifth embodiment has such a configuration, the following effects can also be achieved. That is, when the aperture stops DAa, DAb, and DAc are arranged in this way, the light from each light emitting element E is directed to the rotation center Ccy of the
第6実施形態
図19は、図5のA−A線に相当する階段線の断面において第6実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。以下、第4実施形態と第6実施形態との差異点について主に説明し、両実施形態で共通する部分については共通符号を付して説明を適宜省略する。
Sixth Embodiment FIG. 19 is a diagram partially showing a line head according to a sixth embodiment in a cross section taken along a staircase line corresponding to the AA line in FIG. Hereinafter, differences between the fourth embodiment and the sixth embodiment will be mainly described, and portions common to both embodiments will be denoted by common reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.
第4実施形態に対する第6実施形態の主な違いは、遮光部材297の構成である。つまり、第6実施形態では、複数(5枚)の遮光板2973を厚さ方向TKDに並べて1個の遮光部材297が構成されている。より詳しくは、各遮光板2973には、発光素子グループEG毎に1個の貫通孔2975が形成されている。そして、5枚のうちの1枚の遮光板2973はヘッド基板293に載置されるとともに、残りの4枚の遮光板2973は厚さ方向TKDに間隔を空けて配置されている。そして、これら5枚の遮光板2973と第1レンズアレイLA1との間に絞り平板295が配置されている。なお、これら遮光板2973および絞り平板295はヘッドフレーム291により狭持されている。
The main difference of the sixth embodiment from the fourth embodiment is the configuration of the
そして、第6実施形態のラインヘッド29においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcが感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
Also in the
第7実施形態
上記実施形態では、画像形成装置に対して本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明の適用対象は画像形成装置に限られず、像担持体ユニットであっても良い。
Seventh Embodiment In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an image forming apparatus has been described. However, the application target of the present invention is not limited to the image forming apparatus, and may be an image carrier unit.
図20は、像担持体ユニットの副走査方向の部分断面図である。同図に示すように、像担持体ユニット3は、画像形成装置に対して着脱自在なユニットケース32を備えており、ユニットケース32の内部に、感光体ドラム21、帯電部23およびクリーナーブレード27が保持されている。感光体ドラム21は、回転方向D21に回転自在であり、回転方向D21にクリーナーブレード27、帯電部23およびラインヘッド29がこの順番で配置されている。
FIG. 20 is a partial cross-sectional view of the image carrier unit in the sub-scanning direction. As shown in the figure, the
クリーナーブレード27は、回転方向D21のカウンター方向から感光体ドラム21周面に当接して、感光体ドラム21周面の残留トナーを除去する。こうして除去されたトナーは、自重により廃トナー貯蔵部38に回収される。帯電部23は、残留トナーが除去された感光体ドラム21周面に当接して帯電ローラー231と、帯電ローラー231をクリーニングするクリーニングローラー232とを有している。そして、帯電ローラー231により所定電位に帯電された感光体ドラム21周面がラインヘッド29により露光される。また、回転方向D21のラインヘッド29の下流側では、現像用開口部36が設けられており、画像形成装置に像担持体ユニット3のユニットケース32が装着された状態において、現像用開口部36を介して現像ローラー251が感光体ドラム21に当接する。
The
そして、第7実施形態においても、図21に示すように、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。ここで、図21は、図5のA−A線に相当する階段線の断面において第7実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
Also in the seventh embodiment, as shown in FIG. 21, the
第8実施形態
上記実施形態では、像担持体として感光体ドラム21を用いた構成に対して本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明の適用対象はこれに限られず、像担持体として感光体ベルト41を用いることもできる。
Eighth Embodiment In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the configuration using the
図22は、第8実施形態の画像形成装置が備える構成の部分断面図である。同図に示すように、無端状の感光体ベルト41が、バックアップローラー42および張架ローラー43に掛け渡されている。バックアップローラー42の両端からはローラー軸棒42が突出しており、このローラー軸棒42を中心にバックアップローラー42は回転自在である。また、張架ローラー43も同様の構成を備えている。そして、これらのローラー42、43が回転方向D41、D43に回転することで、感光体ベルト41の表面が搬送される。また、感光体ベルト41がバックアップローラー42に巻きかけられて形成される巻きかけ部分にラインヘッド29は、収束光LBa、LBb、LBcを入射させる。
FIG. 22 is a partial cross-sectional view of the configuration of the image forming apparatus according to the eighth embodiment. As shown in the figure, an
ところで、このような構成では、上述した感光体ドラム21と同様に、バックアップローラー42の回転中心が偏心したりバックアップローラー42の断面が完全な真円でなかったりすることで、感光体ベルト41とラインヘッド29との間隔が変動して、感光体ベルト41への光の入射位置が安定しないおそれがある。これに対して、第8実施形態では、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcがバックアップローラー42の回転中心Ccy42を向くようにラインヘッド29を構成している。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ベルト41表面への入射角を小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ベルト41表面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
By the way, in such a configuration, similarly to the
第9実施形態
上記実施形態では、各収束光LBa、LBb、LBcは、感光体ドラム21の回転中心Ccyあるいはバックアップローラー42の回転中心Ccy42を向いている。しかしながら、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccy、Ccy42を正確に向いている必要は無く、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccy、Ccy42の近傍を向く(換言すれば、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccy、Ccy42の近傍に出射する)ようにラインヘッド29を構成しても良い。具体的に、感光体ドラム21で代表して説明する。
Ninth Embodiment In the above-described embodiment, the convergent lights LBa, LBb, and LBc face the rotation center Ccy of the
図23は、感光体ドラムの回転中心の近傍を向く光を説明するための概念図である。同図の距離Dyは、異なる光学系に対応した発光素子Eの間の副走査方向SDへの距離(つまり、上流側結像光学系(LSa1、LSa2)に対応する発光素子Eと中央光学系(LSb1、LSb2)に対応する発光素子Eとの間の副走査方向SDへの距離、あるいは中央結像光学系(LSb1、LSb2)に対応する発光素子Eと下流側光学系(LSc1、LSc2)に対応する発光素子Eとの間の副走査方向SDへの距離)である。換言すれば、距離Dyは、2個の発光素子グループEGの副走査方向SDへの距離Dt(図5)に相当し、特に図5に例示したような発光素子グループEGの幾何重心に発光素子Eが存在する構成では、2個の発光素子グループEGの幾何重心にある発光素子Eそれぞれの間の副走査方向SDへの距離Dtとして求めることができる。 FIG. 23 is a conceptual diagram for explaining light directed to the vicinity of the rotation center of the photosensitive drum. The distance Dy in the figure is the distance in the sub-scanning direction SD between the light emitting elements E corresponding to different optical systems (that is, the light emitting element E and the central optical system corresponding to the upstream imaging optical system (LSa1, LSa2)). The distance in the sub-scanning direction SD between the light emitting element E corresponding to (LSb1, LSb2) or the light emitting element E corresponding to the central imaging optical system (LSb1, LSb2) and the downstream optical system (LSc1, LSc2) (Distance in the sub-scanning direction SD) with the light emitting element E corresponding to In other words, the distance Dy corresponds to the distance Dt (FIG. 5) in the sub-scanning direction SD of the two light emitting element groups EG, and in particular, the light emitting element is located at the geometric center of gravity of the light emitting element group EG illustrated in FIG. In the configuration in which E exists, the distance Dt in the sub-scanning direction SD between the light emitting elements E at the geometric center of gravity of the two light emitting element groups EG can be obtained.
そして、感光体ドラム21の回転中心Ccyからの距離が距離Dyより短い(距離Dy未満の)範囲が、感光体ドラム21の回転中心Ccyの近傍となる。したがって、回転中心Ccyから距離Dyより短い距離範囲を主光線の延長線が通過する光は、回転中心Ccyの近傍を向いて感光体ドラム21周面に入射している(換言すれば、回転中心Ccyの近傍に出射している)。具体的には、主光線の延長線が一点鎖線VL1_1、VL_2である光は、回転中心Ccyの近傍を向いて感光体ドラム21周面に入射している。一方で、主光線の延長線が一点鎖線VL1_3、VL_4である光は、回転中心Ccyの近傍を向いていない。
A range where the distance from the rotation center Ccy of the
そして、収束光が感光体ドラム21の回転中心Ccyの近傍を向くようにラインヘッド29を構成することで、収束光の感光体ドラム21周面への入射角を抑制することができ、収束光の感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
Then, by configuring the
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当している。また、上流側光学系を本発明の「第1の光学系」としたとき中央光学系が本発明の「第2の光学系」に相当する。あるいは、中央光学系を本発明の「第1の光学系」としたとき下流側光学系が本発明の「第2の光学系」に相当し、収束光LBaが本発明の「第1の光」に相当し、収束光LBbが本発明の「第2の光」に相当する。また、感光体ドラム21が本発明の「像担持体ドラム」に相当し、感光体ベルト41が本発明の「像担持体ベルト」に相当している。また、回転中心Ccyが本発明の「回転軸」に相当している。
Others As described above, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、各レンズアレイLA1、LA2において3行千鳥でレンズが並んでいたが、レンズの配置態様はこれに限られない。したがって、例えば、2行千鳥等の他の配置態様でレンズを並べても良い。 In the above embodiment, the lenses are arranged in a staggered manner in three rows in each of the lens arrays LA1 and LA2, but the lens arrangement is not limited to this. Therefore, for example, the lenses may be arranged in other arrangement modes such as a two-row zigzag.
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2の裏面にレンズLS1、LS2が形成されていた。しかしながら、例えば、レンズアレイLA1、LA2の表面にレンズLS1、LS2が形成されても良い。 In the above embodiment, the lenses LS1 and LS2 are formed on the back surfaces of the lens arrays LA1 and LA2. However, for example, the lenses LS1 and LS2 may be formed on the surfaces of the lens arrays LA1 and LA2.
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2ガラス製の光透過性基板SB1、SB2に樹脂製のレンズLSa1、LSa2等を形成したものであった。しかしながら、レンズアレイLA1、LA2を1つの材料で一体的に構成することもできる。 In the above embodiment, resin lenses LSa1, LSa2 and the like are formed on the light transmissive substrates SB1, SB2 made of the lens arrays LA1, LA2. However, the lens arrays LA1 and LA2 can be integrally formed of one material.
また、上記実施形態では、複数の発光素子グループEGは3行千鳥で配置されていたが、複数の発光素子グループEGの配置態様はこれに限られない。 Moreover, in the said embodiment, although the several light emitting element group EG was arrange | positioned by 3 rows zigzag, the arrangement | positioning aspect of the some light emitting element group EG is not restricted to this.
また、上記実施形態では、15個の発光素子Eから発光素子グループEGが構成されている。しかしながら、発光素子グループEGを構成する発光素子Eの個数はこれに限られない。 In the above embodiment, the light emitting element group EG is composed of 15 light emitting elements E. However, the number of light emitting elements E constituting the light emitting element group EG is not limited to this.
また、上記実施形態では、発光素子グループEG内において、複数の発光素子Eが3行千鳥で配置されていたが、発光素子グループEG内での複数の発光素子Eの配置態様はこれに限られない。 Moreover, in the said embodiment, in the light emitting element group EG, although the some light emitting element E was arrange | positioned by 3 rows zigzag, the arrangement | positioning aspect of the some light emitting element E in the light emitting element group EG is restricted to this. Absent.
また、上記実施形態では、発光素子Eとしてボトムエミッション型の有機EL素子が用いられている。しかしながら、トップエミッション型の有機EL素子を発光素子Eとして用いても良く、あるいは有機EL素子以外のLED(Light Emitting Diode)等を発光素子Eとして用いても良い。 In the above embodiment, a bottom emission type organic EL element is used as the light emitting element E. However, a top emission type organic EL element may be used as the light emitting element E, or an LED (Light Emitting Diode) other than the organic EL element may be used as the light emitting element E.
また、上記実施形態では、感光体ドラム21あるいはバックアップローラー42を軸棒RS21、RS42により回転自在に支持していた。しかしながら、感光体ドラム21等の回転支持機構はこれに限られず、例えば、特開2001−305911号公報のようなフランジを用いた機構であっても良い。
In the above embodiment, the
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。 Next, examples of the present invention will be shown. However, the present invention is not limited by the following examples as a matter of course, and it is of course possible to implement the present invention with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the preceding and following descriptions. They are all included in the technical scope of the present invention.
図24は、A−A線階段断面において実施例のラインヘッドを部分的に示した図である。実施例のラインヘッドは、第5実施形態のラインヘッドと略同じ構成を有する。以下、像面の曲率半径を20[mm](R21=20[mm])とするとともに、その他の光学系諸元を図25、図26、図27に示す値として求めた、各光学系の光線図およびレンズデータを示す。 FIG. 24 is a diagram partially showing the line head of the example in the AA line step cross section. The line head of the example has substantially the same configuration as the line head of the fifth embodiment. Hereinafter, the radius of curvature of the image plane was set to 20 [mm] (R21 = 20 [mm]), and other optical system specifications were determined as values shown in FIGS. 25, 26, and 27. A ray diagram and lens data are shown.
図25は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図26は、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図27は、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図24および図25〜図27の各表では、中央光学系の中心(換言すれば、レンズ中心線Cbあるいは中央光学系の光軸)を原点として、副走査方向SDにおける位置が示されており、図24の右向きに負方向がとられ、図24の左向きに正方向がとられている。 FIG. 25 is a table summarizing the optical system specifications of the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) as a table. FIG. 26 is a table summarizing the optical system specifications of the central optical system (DAb, LSb1, LSb2) as a table. FIG. 27 is a table summarizing the optical system specifications of the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) as a table. 24 and FIGS. 25 to 27 show the positions in the sub-scanning direction SD with the center of the central optical system (in other words, the lens center line Cb or the optical axis of the central optical system) as the origin. 24, the negative direction is taken to the right in FIG. 24, and the positive direction is taken to the left in FIG.
まず、図25の表を用いて上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の中心位置は1.7[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、上流側第1レンズLSa1に対する上流側開口絞りDAaの副走査方向SDへの偏心量ΔDdlは0.154[mm]である(項目「副走査方向絞り偏心量」)。また、この上流側開口絞りDAaは、主走査方向MDへの幅が1.2[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が0.5[mm]である矩形を有しており、実質的に副走査方向SDへのみ光量制限機能を有する(項目「副走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。各レンズLSa1、LSa2のレンズ径は1.66[mm]である(項目「レンズ径」)。さらに、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)による収束光の主光線PRaの傾きθabは−4.65°であり(項目「θab」)、主光線PRaは回転中心CT21(=Ccy)を向いている(つまり、主光線PRaの延長線VLaは回転中心CT21と交差する)。そして、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の副走査方向SDにおける結像位置は1.77[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。さらに、実施例での上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)は、開口絞りMdaを備えており(図31)。この開口絞りMdaは、主走査方向MDへの幅が0.8[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が1.2[mm]である矩形を有しており、実質的に主走査方向MDへのみ光量制限機能を有する(項目「主走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。また、この開口絞りMdaは、結像光学系(LSa1、LSa2)の前側焦点位置に配置されており、主走査方向MDにおいて像側テレセントリックが実現されている。 First, the optical system specifications of the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) will be described using the table of FIG. The center position of the upstream first lens LSa1 and the upstream second lens LSa2 in the sub-scanning direction SD is 1.7 [mm] (item “lens position in the sub-scanning direction”), and is upstream of the upstream first lens LSa1. The amount of eccentricity ΔDdl of the side aperture stop DAa in the sub-scanning direction SD is 0.154 [mm] (item “sub-scanning direction amount of eccentricity”). The upstream-side aperture stop DAa has a rectangular shape with a width of 1.2 [mm] in the main scanning direction MD and a width of 0.5 [mm] in the sub-scanning direction SD. It has a light quantity limiting function substantially only in the sub-scanning direction SD (item “sub-scanning direction aperture width (rectangular main × sub)”). The lens diameter of each lens LSa1, LSa2 is 1.66 [mm] (item “lens diameter”). Further, the inclination θab of the principal ray PRa of the convergent light by the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) is −4.65 ° (item “θab”), and the principal ray PRa has the rotation center CT21 (= Ccy). It faces (that is, the extension line VLa of the principal ray PRa intersects the rotation center CT21). The imaging position in the sub-scanning direction SD of the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) is 1.77 [mm] (item “imaging position in the sub-scanning direction”). The light emitting element E is on the center line Ca1 of the upstream first lens LSa1 (item “object height (sub-scanning direction)”), and emits light having a wavelength of 690 [nm] (item “wavelength”). ). Furthermore, the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) in the embodiment includes an aperture stop Mda (FIG. 31). The aperture stop Mda has a rectangular shape with a width of 0.8 [mm] in the main scanning direction MD and a width of 1.2 [mm] in the sub-scanning direction SD. It has a light amount limiting function only in the scanning direction MD (item “aperture width in the main scanning direction (rectangular main × sub)”). The aperture stop Mda is disposed at the front focal position of the imaging optical system (LSa1, LSa2), and image-side telecentricity is realized in the main scanning direction MD.
次に、図26の表を用いて中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける中央第1レンズLSb1、中央第2レンズLSb2の中心位置は0[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、中央第1レンズLSb1に対する中央開口絞りDAbの副走査方向SDへの偏心量は0[mm]である。各レンズLSb1、LSb2のレンズ径は1.66[mm]であり(項目「レンズ径」)、開口絞りDAの径は0.8[mm]である(項目「絞り径」)。さらに、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)による収束光の主光線PRbは回転中心CT21を向いている(つまり、主光線PRbの延長線VLbは回転中心CT21と交差する)。そして、中央光学系(DAa、LSb1、LSb2)の副走査方向SDにおける結像位置は0[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。 Next, the optical system specifications of the central optical system (DAb, LSb1, LSb2) will be described using the table of FIG. The center positions of the central first lens LSb1 and the central second lens LSb2 in the sub-scanning direction SD are 0 [mm] (item “lens position in the sub-scanning direction”), and the sub-center of the central aperture stop DAb with respect to the central first lens LSb1. The amount of eccentricity in the scanning direction SD is 0 [mm]. The lens diameter of each lens LSb1 and LSb2 is 1.66 [mm] (item “lens diameter”), and the diameter of the aperture stop DA is 0.8 [mm] (item “diaphragm diameter”). Further, the principal ray PRb of the convergent light from the central optical system (DAb, LSb1, LSb2) faces the rotation center CT21 (that is, the extension line VLb of the principal ray PRb intersects the rotation center CT21). The imaging position in the sub-scanning direction SD of the central optical system (DAa, LSb1, LSb2) is 0 [mm] (item “imaging position in the sub-scanning direction”). The light emitting element E is on the center line Cb1 of the central first lens LSb1 (item “object height (sub-scanning direction)”), and emits light having a wavelength of 690 [nm] (item “wavelength”). .
最後に、図27の表を用いて下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の中心位置は−1.7[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、下流側第1レンズLSc1に対する下流側開口絞りDAcの副走査方向SDへの偏心量ΔDdlは−0.154[mm]である(項目「副走査方向絞り偏心量」)。また、この下流側開口絞りDAcは、主走査方向MDへの幅が1.2[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が0.5[mm]である矩形を有しており、実質的に副走査方向SDへのみ光量制限機能を有する(項目「副走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。各レンズLSc1、LSc2のレンズ径は1.66[mm]である(項目「レンズ径」)。さらに、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)による収束光の主光線PRcの傾きθbcは4.65°であり(項目「θbc」)、主光線PRcは回転中心CT21を向いている(つまり、主光線PRcの延長線VLcは回転中心CT21と交差する)。そして、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の副走査方向SDにおける結像位置は−1.77[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。さらに、実施例での下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)は、開口絞りMdaを備えており(図21)。この開口絞りMdaは、主走査方向MDへの幅が0.8[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が1.2[mm]である矩形を有しており、実質的に主走査方向MDへのみ光量制限機能を有する(項目「主走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。また、この開口絞りMdaは、結像光学系(LSc1、LSc2)の前側焦点位置に配置されており、主走査方向MDにおいて像側テレセントリックが実現されている。 Finally, the optical system specifications of the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) will be described using the table of FIG. The center position of the downstream first lens LSc1 and the downstream second lens LSc2 in the sub-scanning direction SD is −1.7 [mm] (the item “lens position in the sub-scanning direction”), and is relative to the downstream first lens LSc1. The amount of eccentricity ΔDdl of the downstream side aperture stop DAc in the sub-scanning direction SD is −0.154 [mm] (item “sub-scanning direction eccentric amount of eccentricity”). The downstream aperture stop DAc has a rectangular shape with a width of 1.2 [mm] in the main scanning direction MD and a width of 0.5 [mm] in the sub-scanning direction SD. It has a light quantity limiting function substantially only in the sub-scanning direction SD (item “sub-scanning direction aperture width (rectangular main × sub)”). The lens diameters of the lenses LSc1 and LSc2 are 1.66 [mm] (item “lens diameter”). Further, the inclination θbc of the principal ray PRc of the convergent light by the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) is 4.65 ° (item “θbc”), and the principal ray PRc faces the rotation center CT21 (that is, The extension line VLc of the principal ray PRc intersects the rotation center CT21). The imaging position in the sub-scanning direction SD of the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) is −1.77 [mm] (item “imaging position in the sub-scanning direction”). The light emitting element E is on the center line Cc1 of the downstream first lens LSc1 (item “object height (sub-scanning direction)”) and emits light having a wavelength of 690 [nm] (item “wavelength”). ). Further, the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) in the embodiment includes an aperture stop Mda (FIG. 21). The aperture stop Mda has a rectangular shape with a width of 0.8 [mm] in the main scanning direction MD and a width of 1.2 [mm] in the sub-scanning direction SD. It has a light amount limiting function only in the scanning direction MD (item “aperture width in the main scanning direction (rectangular main × sub)”). The aperture stop Mda is disposed at the front focal position of the imaging optical system (LSc1, LSc2), and image-side telecentricity is realized in the main scanning direction MD.
以上の光学系諸元を満たすように、各結像光学系の光線図およびレンズデータを求めたところ、次のようになった。図28は、副走査方向断面における上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光線図である。図29は、副走査方向断面における中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光線図である。図30は、副走査方向断面における下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光線図である。図31は、主走査方向断面における光線図である。この主走査方向断面における光線図は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)で共通する。図32は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)のレンズデータを表として示す図である。図33は、図32のレンズデータのS5面のデータを表として示す図である。図34は、図32のレンズデータのS8面のデータを表として示す図である。図35は、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)のレンズデータを表として示す図である。図36は、図35のレンズデータのS5面のデータを表として示す図である。図37は、図36のレンズデータのS8面のデータを表として示す図である。図38は、XY多項式面の定義式を示す図である。 When the ray diagram and lens data of each imaging optical system were obtained so as to satisfy the above specifications of the optical system, it was as follows. FIG. 28 is a ray diagram of the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) in the cross section in the sub-scanning direction. FIG. 29 is a ray diagram of the central optical system (DAb, LSb1, LSb2) in the sub-scanning direction cross section. FIG. 30 is a ray diagram of the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) in the sub-scanning direction cross section. FIG. 31 is a ray diagram in the cross section in the main scanning direction. The ray diagram in the cross section in the main scanning direction is common to the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2), the central optical system (DAb, LSb1, LSb2), and the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2). FIG. 32 is a table showing lens data of the upstream optical system (DAa, LSa1, LSa2) and the downstream optical system (DAc, LSc1, LSc2) as a table. FIG. 33 is a table showing the S5 surface data of the lens data of FIG. 32 as a table. FIG. 34 is a table showing the S8 surface data of the lens data of FIG. 32 as a table. FIG. 35 is a table showing lens data of the central optical system (DAb, LSb1, LSb2) as a table. FIG. 36 is a table showing the S5 surface data of the lens data of FIG. 35 as a table. FIG. 37 is a table showing the S8 surface data of the lens data of FIG. 36 as a table. FIG. 38 is a diagram showing the definition formula of the XY polynomial surface.
このように本実施例においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成している。したがって、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの主光線PRa、PRb、PRcは法線NLと略完全に一致しており、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれ(の主光線PRa、PRb、PRc)の感光体ドラム21周面への入射角を極めて小さくすることができ、入射位置を十分に安定させて、良好な露光の実現を確実に図ることが可能となっている。
Thus, also in the present embodiment, the
また、本実施例では、開口絞りDAa、DAb、DAcを回転中心Ccyの共役な位置に配置しており、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、収束光を確実に回転中心Ccyへ向わせることができるため、良好な露光の実現に有利と言える。 In this embodiment, the aperture stops DAa, DAb, DAc are arranged at conjugate positions of the rotation center Ccy, and the convergent light is reliably rotated at the rotation center regardless of the position of the light emitting element E in the sub-scanning direction SD. Since it can be directed to Ccy, it can be said that it is advantageous for realizing good exposure.
21…感光体ドラム、 29…ラインヘッド、 291…ヘッドフレーム、 293…ヘッド基板、 295…絞り平板、 DA…開口絞り、 297…遮光部材、 2971…導光孔、 CT21…回転中心(回転軸)、 D21…回転方向、 E…発光素子、 EG…発光素子グループ、 295…絞り平板、 DA…開口絞り、 DAa…上流側開口絞り、 DAb…中央開口絞り、 DAc…下流側開口絞り、 LA1…第1レンズアレイLA1、 LA2…第2レンズアレイ、 LA…レンズアレイ、 LS1…第1レンズ、 LS2…第2レンズ、 LSa1…上流側第1レンズ、 LSb1…中央第1レンズLSb1、 LSc1…下流側第1レンズ、 LSa2…上流側第2レンズ、 LSb2…中央第2レンズ、 LSc2…下流側第2レンズ、 LBa…上流側収束光、 LBb…中央収束光、 LBc…下流側収束光、 Dls…第1距離、 Dda…距離、 LGD…長手方向LGD、 LTD…幅方向、 MD…主走査方向、 SD…副走査方向、 NL…法線、 RS21…ドラム軸棒、 Ccy…回転中心(回転軸)、 SB1…第1光透過性基板、 SB2…第2光透過性基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1の発光素子、前記第1の発光素子が発光した光を結像する第1の光学系、前記第1の発光素子の前記像担持体ドラムの回転方向に配設された第2の発光素子、および前記第2の発光素子が発光した光を結像する第2の光学系を有する露光ヘッドと、を有し、
前記第1の光学系を通過した第1の光、および前記第2の光学系を通過した第2の光を前記像担持体ドラムの前記回転軸もしくは前記回転軸の近傍に出射させることをを特徴とする画像形成装置。 An image carrier drum that rotates about a rotation axis;
A first light emitting element; a first optical system that forms an image of light emitted by the first light emitting element; and a second light emitting element disposed in a rotation direction of the image carrier drum of the first light emitting element. An exposure head having an element, and a second optical system that forms an image of light emitted by the second light emitting element,
Emitting the first light that has passed through the first optical system and the second light that has passed through the second optical system to the rotating shaft of the image carrier drum or in the vicinity of the rotating shaft. An image forming apparatus.
前記ローラーに巻きかけられた像担持体ベルトと、
第1の発光素子、前記第1の発光素子が発光した光を結像する第1の光学系、前記第1の発光素子の前記ローラーの回転方向に配設された第2の発光素子、および前記第2の発光素子が発光した光を結像する第2の光学系を有する露光ヘッドと、を有し、
前記第1の光学系を通過した第1の光、および前記第2の光学系を通過した第2の光を前記ローラーの前記回転軸もしくは前記回転軸の近傍に出射させることを特徴とする画像形成装置。 A roller that rotates on a rotation axis;
An image carrier belt wound around the roller;
A first light emitting element; a first optical system that forms an image of light emitted by the first light emitting element; a second light emitting element disposed in a rotation direction of the roller of the first light emitting element; and An exposure head having a second optical system that images light emitted by the second light emitting element,
An image characterized in that the first light that has passed through the first optical system and the second light that has passed through the second optical system are emitted to the rotating shaft of the roller or in the vicinity of the rotating shaft. Forming equipment.
第1の発光素子、前記第1の発光素子が発光した光を結像する第1の光学系、前記第1の発光素子の前記像担持体ドラムの回転方向に配設された第2の発光素子、および前記第2の発光素子が発光した光を結像する第2の光学系を有する露光ヘッドと、を有し、
前記第1の光学系を通過した第1の光、および前記第2の光学系を通過した第2の光を前記像担持体ドラムの前記回転軸もしくは前記回転軸の近傍に出射させることを特徴とする像担持体ユニット。 An image carrier drum that rotates about a rotation axis;
A first light emitting element; a first optical system that forms an image of light emitted by the first light emitting element; and a second light emitting element disposed in a rotation direction of the image carrier drum of the first light emitting element. An exposure head having an element, and a second optical system that forms an image of light emitted by the second light emitting element,
The first light passing through the first optical system and the second light passing through the second optical system are emitted to the rotating shaft of the image carrier drum or the vicinity of the rotating shaft. An image carrier unit.
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