JP2011116005A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置において、残存キャリアの発生を抑えて、良好な画像形成を実現可能とする技術を提供する。
【解決手段】軸を有するアモルファスシリコン感光体ドラムと、６００[nm]以上で６５０[nm]以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する有機ＥＬ発光素子、および有機ＥＬ発光素子が発光する光を結像してアモルファスシリコン感光体に照射する結像光学系を有する露光ヘッドと、露光ヘッドが照射した光によってアモルファスシリコン感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部と、を備える。
【選択図】図４

Description

この発明は、発光素子からの光をアモルファスシリコン感光体に照射して、前記アモルファスシリコン感光体に静電潜像を形成する画像形成装置に関する。

従来、発光素子からの光を結像することで、スポット状の光を感光体に照射し、当該感光体に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。また、このような感光体として、アモルファスシリコンを主成分とする感光体（アモルファスシリコン感光体）が提案されている（特許文献１）。このアモルファスシリコン感光体は、耐摩耗性や耐熱性の点で優れた性能を有するものである。

特開昭６０−１６８１８７号公報

しかしながら、特許文献１にも指摘があるように、アモルファスシリコン感光体は、長波長の光に対して露光履歴を生じるという課題を有している。つまり、アモルファスシリコン感光体は長波長の光ほど感光層の深くまで到達するとう特性を有するため、長波長光による露光を行なった場合に感光層の深くにキャリアが発生し、この感光層深部に発生したキャリアの一部は感光層の中にそのままトラップされてしまうこととなる。その結果、過去に露光された部分にキャリアが残存して（露光履歴）、その後に形成する静電潜像にこの残存キャリアが悪影響を及ぼして、良好な画像を形成できない場合があった。具体的には、静電潜像を現像した画像に、残存キャリアに起因した意図しない画像パターンが薄く現れるといった画像メモリー（残像、ゴースト現象）が起こる場合があった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、アモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置において、残存キャリアの発生を抑えて、良好な画像形成を実現可能とする技術の提供を目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、軸を有するアモルファスシリコン感光体ドラムと、６００[nm]以上で６５０[nm]以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する有機ＥＬ発光素子、および有機ＥＬ発光素子が発光する光を結像してアモルファスシリコン感光体に照射する結像光学系を有する露光ヘッドと、露光ヘッドが照射した光によってアモルファスシリコン感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部と、を備えることを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成装置）が備えるアモルファスシリコン感光体ドラムは、７５０[nm]以上の長波長の光を照射した場合に、残存キャリアの発生が顕著となる。そこで、この発明は、アモルファスシリコン感光体ドラムを露光する光の光源として、有機ＥＬ発光素子を用いている。つまり、この有機ＥＬ発光素子は、６００[nm]以上で６５０[nm]以下の範囲にピーク波長を有しており、長波長成分が少ないという性質を有するものである。このように、残存キャリアの発生が顕著となる波長領域よりも十分に短い波長範囲に、波長分布のピークを持つ有機ＥＬ発光素子を用いることで、残存キャリアの発生を抑えて、良好な画像形成の実現を図ることができる。

また、結像光学系は、第１のレンズおよび第２のレンズを有する結像光学系を有し、有機ＥＬ発光素子が発光した光は、第１のレンズを透過した後に第２のレンズを透過してアモルファスシリコン感光体ドラムに照射されるように構成しても良い。このように、２枚のレンズを有する結像光学系を用いることで有機ＥＬ発光素子のような拡散光源に対しても収差の少ない結像を得られ、高精細な静電潜像の形成が容易となる。また、有機ＥＬ発光素子の発光プロファイルは、強度分布がフラットであるとともにエッジが極めてシャープとなる。そのため、収差の少ない２枚のレンズで構成された結像光学系によって、有機ＥＬ発光素子からの光を結像することで、くっきりとした輪郭の小径なスポットＳＰを容易に形成することができる。その結果、高精細な静電潜像の形成が可能となり、高解像度の画像を良好に形成することができる。

また、結像光学系は、（アモルファスシリコン感光体ドラム）の軸方向と当該軸方向に直交する方向とで倍率が異なっても良い。これにより、軸方向（主走査方向）に細長く発光素子が配列されていても収差を小さく抑えて、高精細な静電潜像の形成が可能となる。

ところで、上記構成では、これにより、結像光学系が有機ＥＬ発光素子の光を結像することで、アモルファスシリコン感光体ドラムに光のスポットを照射する。そして、高精細な静電潜像を形成するにあたっては、このスポットは、ぼやけの少ないシャープなエッジを有することが好適となる。そこで、アモルファスシリコン感光体ドラムが有する感光層の厚みは、結像光学系の倍率の絶対値に有機ＥＬ発光素子の上記軸方向の長さを乗じた値以下であるように構成しても良い。これにより、ぼやけの少ないシャープなエッジを有するスポットの形成が容易となる。

このように、この画像形成装置では、発光素子からの光を結像光学系が結像することで、アモルファスシリコン感光体ドラムにスポットが照射されて、静電潜像が形成される。そこで、より高精細な静電潜像を実現するために、種々の条件を満たすように各スポットを形成することが好適となる。特に、結像光学系の収差を小さく抑えることと、スポット形成に供する光量を十分に確保することを実現することで、より高精細な静電潜像の形成が容易となる。そして、これら２つの条件を両立させるにあたっては、結像光学系の倍率が重要なパラメーターとなる。つまり、倍率が大きくなると収差が悪化する一方、倍率が小さくなると光利用効率が悪化して、スポット形成に供する光量が低下する。

そこで、結像光学系の倍率の絶対値は、０．７倍以上かつ０．８倍以下であるように構成しても良い。この構成では、結像光学系の倍率が０．８倍以下であるため、結像光学系の収差を小さく抑えることが可能となるとともに、結像光学系の倍率が０．７倍以上であるため、光利用効率の低下を抑えて、スポット形成に供する光量を十分に確保することが可能となっている。その結果、より高精細な静電潜像の実現が図られている。

また、現像部は、粒径が３[μm]以下のトナーにより静電潜像を現像するように構成しても良い。このように、小粒径のトナーにより静電潜像を現像することで、高精細な画像の形成が容易となる。

また、現像部は、液体現像剤により静電潜像を現像するように構成しても良い。このように、液体現像剤を用いることで、さらに小粒径のトナーにより静電潜像を現像することが可能となり、より高精細な画像の形成が容易となる。

本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。 図１の装置の電気的構成を示すブロック図。 ラインヘッドの一例を示す平面図。 ラインヘッドの一例を示す部分階段断面図。 遮光部材のＡ−Ａ線における階段断面図。 遮光部材の分解斜視図。 発光素子グループでの発光素子の配列態様を示す部分平面図。 ラインヘッドの電気的構成を示すブロック図。 結像光学系のレンズデータ。 図９のＳ4面の面形状を与えるデータ。 図９のＳ7面の面形状を与えるデータ。 結像光学系の主方向断面における光路図。 結像光学系の副方向断面における光路図。 光路を求めるにあたって用いた値等を表としてまとめた図。 倍率の絶対値＝０．６０倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．６５倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．７０倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．７５倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．８０倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．８５倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．９０倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．９５倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝１．００倍でのスポットダイアグラムを示す図。 倍率の絶対値＝０．７倍の結像光学系のレンズデータ。 図２４のＳ4面の面形状を与えるデータ。 図２４のＳ7面の面形状を与えるデータ。 倍率の絶対値＝０．７倍の結像光学系の主方向断面における光路図。 倍率の絶対値＝０．７倍の結像光学系の副方向断面における光路図。 倍率の絶対値＝０．８倍の結像光学系のレンズデータ。 図２９のＳ4面の面形状を与えるデータ。 図２９のＳ7面の面形状を与えるデータ。 倍率の絶対値＝０．８倍の結像光学系の主方向断面における光路図。 倍率の絶対値＝０．８倍の結像光学系の副方向断面における光路図。 結像光学系のシミュレーションに用いたデータを表として示した図。 図３４のデータＷsm、Ｗssの説明図。 主走査方向への倍率の絶対値に対する光利用効率を示した図。 主走者方向への倍率の絶対値に対するエネルギー損失を示した図。 アモルファスシリコン感光体ドラムの分光感度特性を示す図。 有機ＥＬ素子およびＬＥＤの波長分布を示す図。 有機ＥＬ素子およびＬＥＤのビームプロファイルを示す図。 有機ＥＬ素子およびＬＥＤで形成したスポットのビームプロファイル。 画像形成装置で形成した文字画像を示す図。 有機ＥＬ素子およびＬＥＤのビームプロファイルを示す図。 有機ＥＬ素子およびＬＥＤで形成したスポットのビームプロファイル。

図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに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２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）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となっている。

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、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およびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド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状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。

画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。この感光体ドラム２１は、厚み（膜厚）が２０[μm]の感光層を有するアモルファスシリコン正帯電感光体ドラムである。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動することとなる。

感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。

この実施形態では、帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。

そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がビデオデータＶＤに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９のデータ転送基板ＴＢにビデオデータＶＤを送信すると（図８）、データ転送基板ＴＢが各ドライバーＩＣ２９５にビデオデータＶＤを転送し、ドライバーＩＣがこのビデオデータＶＤに基づいて各発光素子Ｅを発光させる。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。

こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。

また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー２４１へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。

現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。

上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。

また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー圧縮コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー圧縮コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー圧縮コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー圧縮コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、帯電、圧縮が施される。なお、このトナー帯電、圧縮には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるコンパクションローラーを用いてもよい。

また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。

感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。

これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。

ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。

転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。

こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。

二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。

以上が画像形成装置１の概略構成である。続いて、画像形成装置１が備えるラインヘッド２９の構成および動作の詳細について説明する。図３および図４は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係をラインヘッド２９の厚さ方向ＴＫＤから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺であるとともに、厚さ方向ＴＫＤに所定の厚さ（高さ）を有するものである。図３および図４含む以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤ、幅方向ＬＴＤおよび厚さ方向ＴＫＤを示す。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、ＴＫＤは互いに直交もしくは略直交している。また、以下では、必要に応じて、厚さ方向ＴＫＤの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、厚さ方向ＴＫＤの矢印と反対側を「裏」あるいは「下」と表現する。

また、上述したとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して露光を行なうものであり、しかも、主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。

本実施形態のラインヘッド２９では、複数の発光素子Ｅをグループ化して１つの発光素子グループＥＧが構成されており（発光素子Ｅの配置態様は後に図７を用いて詳述する）、さらに、複数の発光素子グループＥＧが千鳥状（３行千鳥）で離散的に並べられている（図３）。こうして、複数の発光素子グループＥＧのそれぞれは、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ相互にずれるとともに幅方向ＬＴＤに距離Ｄtだけ相互にずれて配置されている。なお、見方を変えれば、複数の発光素子グループＥＧが長手方向に直線的に並ぶ発光素子グループ行ＧＲが、幅方向ＬＴＤの異なる位置に３行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲc配置されているとも言える。

また、各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。

複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対しては１つの結像光学系が対向している。この結像光学系は、発光素子グループＥＧ側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2から構成されている。なお、図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線円で示されているが、これらは、厚さ方向ＴＫＤの平面視における発光素子グループＥＧとレンズＬＳ1、ＬＳ2との位置関係を示すものであり、レンズＬＳ1、ＬＳ2がヘッド基板２９３に直接形成されていることを示すものではない。また、図４では、発光素子グループＥＧと結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2との間には部材２９７が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。

このラインヘッド２９では、３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧのそれぞれに対向してレンズＬＳ1、ＬＳ2を配置するために、複数のレンズＬＳ1を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ1と、複数のレンズＬＳ2を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ2とが設けられている。つまり、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）では、複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）それぞれが、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ相互にずれるとともに幅方向ＬＴＤに距離Ｄtだけ相互にずれて配置されている。

ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で並べて１つの短尺なレンズアレイを作製し、この短尺レンズアレイを長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を構成している。

より具体的には、ヘッド基板２９３の表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部には、スペーサーＡＳ1が配置されており、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の短尺レンズアレイのそれぞれがこれらスペーサーＡＳ1、ＡＳ1に架設されて、１つのレンズアレイＬＡ1が構成されている。また、レンズアレイＬＡ1の表面の幅方向ＬＴＤの両側にはスペーサーＡＳ2が配置されており、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の短尺レンズアレイのそれぞれがこれらスペーサーＡＳ2、ＡＳ2に架設されて、１つのレンズアレイＬＡ2が構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2の表面には平板状の支持ガラス２９９が接着されており、レンズアレイＬＡ2を構成する各短尺レンズアレイはスペーサーＡＳ2のみならず、当該スペーサーＡＳ2の反対側から支持ガラス２９９によっても支持されている。また、この支持ガラス２９９は、レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。

こうして、厚さ方向ＴＫＤにおいて、所定間隔を空けて並ぶレンズアレイＬＡ1、ＬＡ2がヘッド基板２９３に対向する。これにより、厚さ方向ＴＫＤに平行もしくは略平行な光軸ＯＡを有する結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2が発光素子グループＥＧに対向することとなり、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、ヘッド基板２９３、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2および支持ガラスＳＳをこの順番に透過して、感光体ドラム２１表面に照射される（図４の破線）。これにより、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅからの光が結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2から結像作用を受けてスポットとして感光体ドラム２１表面に照射され、感光体ドラム２１表面に複数のスポットから成るスポットグループＳＧが形成される。ちなみに、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2は倒立像を形成するとともに、倍率の絶対値が１未満の反転縮小光学系である。この結像光学系の具体的な構成は後述する。

上述の説明から判るように、本実施形態のラインヘッド２９は、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2を配置している。そして、このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系にのみ入射し、それ以外の結像光学系に入射しないことが望ましい。そこで、本実施形態では、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間に、遮光部材２９７が設けられている。

図５は、遮光部材のＡ−Ａ線における階段断面図であり、図６は、遮光部材の分解斜視図である。両図では、光軸ＯＡに平行であって発光素子グループＥＧから感光体ドラム２１表面に向かう方向に、光進行方向Ｄoaがとられている（この光進行方向Ｄoaは厚さ方向ＴＫＤに平行もしくは略平行となる）。両図に示すように、遮光部材２９７は、第１遮光平板ＦＰ、第２遮光平板ＬＳＰa、第３遮光平板ＬＳＰbおよび絞り平板ＡＰと、これら平板ＦＰ、ＬＳＰa、ＬＳＰb、ＡＰの間隔を規定する第１スペーサーＳＳaおよび第２スペーサーＳＳbから成っており、具体的には、これらの平板およびスペーサーを厚さ方向ＴＫＤに積層して接着剤で固定した構成を備えている。

平板ＦＰ、ＬＳＰa、ＬＳＰb、ＡＰはいずれも、発光素子グループＥＧからの光の一部の通過を許し、その他の光の通過を遮る機能を有するものであり、発光素子グループＥＧとこれに対向する結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2との間に開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpを有している。これら開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpそれぞれは、幾何重心が結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2の光軸に一致もしくは略一致するように位置決めされている。つまり、図５、図６に示すように、平板ＦＰ、ＬＳＰa、ＬＳＰb、ＡＰのそれぞれには、発光素子グループＥＧの３行千鳥配列に対応して、厚さ方向ＴＫＤに貫通する円形の開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpが３行千鳥で並んでいる。そして、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpを通過した光が結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2に入射し、その他の光のほとんどは平板ＦＰ、ＬＳＰa、ＬＳＰb、ＡＰに遮られる。なお、平板ＦＰ、ＬＳＰa、ＬＳＰb、ＡＰの厚さは次の大小関係、ＦＰ≒ＡＰ≒ＬＳＰa＜ＬＳＰbを満たしており、各開口の径は次の大小関係、Ｈf＜Ｈp＜Ｈa＜Ｈbを満たしている。

スペーサーＳＳa、ＳＳbは、厚さ方向ＴＫＤに貫通する略長方形の長孔Ｈsa、Ｈsbが形成された枠体である。この長孔Ｈsa、Ｈsbは、厚さ方向ＴＫＤから遮光部材２９７を平面透視した場合において、各開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpをすっぽりとその内部に含む程度に十分な大きさで形成されている。したがって、各発光素子グループＥＧから射出された光は、長孔Ｈsa、Ｈsbを抜けて感光体ドラム２１表面（図４）に向けて進行する。

続いて、遮光部材２９７のより具体的な配列態様について詳述する。第１遮光平板ＦＰはヘッド基板２９３の表面２９３−h（図４）上に載置・固定されており、さらに、この第１遮光平板ＦＰの光進行方向Ｄoa側に第２遮光平板ＬＳＰaが配置されている。これら第１遮光平板ＦＰと第２遮光平板ＬＳＰaとの間には２枚のスペーサーＳＳa、ＳＳbが介挿されている。この第２遮光平板ＬＳＰaの光進行方向Ｄoa側では、２種類の平板から迷光吸収層ＡＬが構成されており、当該第２遮光平板ＬＳＰaと迷光吸収層ＡＬとの間には第１スペーサーＳＳaが介挿されている。迷光吸収層ＡＬは、開口径および厚さにおいて異なる２種類の遮光平板ＬＳＰa、ＬＳＰbを光進行方向Ｄoaに交互に積層したものであり、具体的には、４枚の第１遮光平板ＬＳＰaおよび３枚の第２遮光平板ＬＳＰbで構成されている。迷光吸収層ＡＬの光進行方向Ｄoa側には、第１遮光平板ＬＳＰaと絞り平板ＡＰとが光進行方向Ｄoaにこの順番に配置されている。また、迷光吸収層ＡＬと第１遮光平板ＬＳＰaとの間にはスペーサーＳＳaが介挿されており、当該第１遮光平板ＬＳＰaと絞り平板ＡＰとの間には２枚のスペーサーＳＳa、ＳＳbが介挿されている。

このように、遮光部材２９７を設けることで、各発光素子グループＥＧとこれに対向する結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2との間には、複数の開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpが光の進行方向Ｄoaに並ぶこととなる。その結果、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、当該発光素子グループＥＧに対向する開口Ｈf、Ｈa、Ｈb、Ｈpを通過した光が結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2にまで到達し、その他の光のほとんどは遮光平板ＦＰ、ＬＳＰa、ＬＳＰb、ＡＰに遮光されて結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2に到達しない。こうして、ゴーストの影響の少ない良好な露光の実現が図られている。

続いて、発光素子グループＥＧにおける発光素子Ｅの配置態様について説明する。図７は、発光素子グループでの発光素子の配列態様を示す部分平面図である。同図の左端の１点鎖線円は、同図略中央の一点鎖線円で囲まれた範囲を抜粋したものである。同図はヘッド基板２９３の裏面２９３−tの構成を示しており、同図に示された構成はいずれもヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されている。発光素子グループＥＧは、直径２７．５[μｍ]の円形の複数（１７個×４行）の発光素子Ｅを、１つのグループとして構成したものである。つまり、同図が示すように、１７個の発光素子Ｅが長手方向ＬＧＤにピッチＰe1（＝６０[μm]）で直線的に並んで１行の発光素子行ＥＲが構成されており、しかも、１個の発光素子グループＥＧは、幅方向ＬＴＤにおいて異なる位置に配置された４行の発光素子行ＥＲ1〜ＥＲ4から構成されている。

ちなみに、発光素子Ｅの直径を２７．５[μｍ]とした理由は次のとおりである。つまり、発光素子Ｅからの光が倍率β（主走査方向倍率）で結像されて、スポットが感光体ドラム２１表面に形成される。この際、解像度１２００〜４８００ｄｐｉ（dot per inch）の高解像度露光を実現するにあたっては、スポットの主走査方向ＭＤへの直径は、１０〜３０[μｍ]以下とする必要がある。一方、後述するように、本実施形態の結像光学系では、主走査方向ＭＤへの倍率βの絶対値が０．７倍〜０．８倍に設定される。したがって、発光素子Ｅの主走査方向ＭＤへの直径は、スポットの主走査方向ＭＤへの直径を、主走査方向ＭＤへの倍率βで除算した値に概ね設定すると良い。そこで、発光素子Ｅの直径を２７．５[μｍ]としたのである。なお、スポットの主走査方向ＭＤへの直径は、スポットのビームプロファイルにおいてピークの半値以上となる範囲の主走査方向ＭＤへの直径として求めることができる。

また、この発光素子Ｅの直径Ｄeは、アモルファスシリコン感光体２１の感光層の厚みＴ21と、結像光学系の倍率の絶対値｜β｜との間に次式、
Ｔ21＜｜β｜×Ｄe …式１
を満たす。

図７を用いて、発光素子グループＥＧにおける、発光素子Ｅのより詳細な配置態様について説明を続ける。発光素子行ＥＲ1と発光素子行ＥＲ2とは、長手方向ＬＧＤにピッチＰe2（＝Ｐe1／２）だけ互いにシフトしており、その結果、発光素子行ＥＲ1に属する発光素子Ｅと発光素子行ＥＲ2に属する発光素子Ｅとが交互に、長手方向ＬＧＤにピッチＰe2で千鳥状に並んでいる。また、同様に、発光素子行ＥＲ3と発光素子行ＥＲ4とは、長手方向ＬＧＤにピッチＰe2だけ互いにシフトしており、その結果、発光素子行ＥＲ3に属する発光素子Ｅと発光素子行ＥＲ4に属する発光素子Ｅとが交互に、長手方向ＬＧＤにピッチＰe2で千鳥状に並んでいる。また、発光素子行ＥＲ1、ＥＲ2の発光素子Ｅから成る千鳥配置ＺＡ12と発光素子行ＥＲ3、ＥＲ4の発光素子Ｅから成る千鳥配置ＺＡ34とは、長手方向ＬＧＤにピッチＰe3（＝Ｐe2／２）だけ互いにシフトしている。その結果、発光素子行ＥＲ2、ＥＲ4、ＥＲ1、ＥＲ2に属する４個の発光素子Ｅがこの順番で周期的に、長手方向ＬＧＤにピッチＰe3で並んでいる。

ここで、例えば、長手方向ＬＧＤへの発光素子Ｅのピッチは、当該ピッチで並ぶ２個の発光素子Ｅ、Ｅそれぞれの幾何重心間の長手方向ＬＧＤへの距離として求めることができる。

また、発光素子グループＥＧにおける、４行の発光素子行ＥＲ1〜ＥＲ4それぞれの間の幅方向ＬＴＤへの距離Ｄr12、Ｄr23、Ｄr34は次の通りである。つまり、発光素子行ＥＲ1と発光素子行ＥＲ2との距離Ｄr12と、発光素子行ＥＲ2と発光素子行ＥＲ3との距離Ｄr23と、発光素子行ＥＲ3発光素子行ＥＲ4との距離Ｄr34とは、整数比を満たす。すなわち次式、Ｄr12：Ｄr23：Ｄr34＝ｌ：ｍ：ｎ（ｌ、ｍ、ｎは正の自然数）が満足される。特に、本実施形態では、Ｄr12：Ｄr23：Ｄr34＝ｌ：ｍ：ｎ＝２：３：２となっている。

ここで、例えば、距離Ｄr12は、発光素子行ＥＲ1の発光素子Ｅの幾何重心を通って長手方向ＬＧＤに平行な仮想直線と、発光素子行ＥＲ2の発光素子Ｅの幾何重心を通って長手方向ＬＧＤに平行な仮想直線との間の幅方向ＬＴＤへの距離として求められる。距離Ｄr23、Ｄr34についても同様にして求めることができる。

また、発光素子グループＥＧの幅方向ＬＴＤの一方側には、発光素子行ＥＲ1、ＥＲ2に属して千鳥配置ＺＡ12を構成する複数の発光素子Ｅを駆動するための駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2が配置されている。具体的には、発光素子行ＥＲ1の発光素子Ｅを駆動する駆動回路ＤＣ1と、発光素子行ＥＲ2の発光素子Ｅを駆動する駆動回路ＤＣ2とが長手方向ＬＧＤに交互に並んでいる。これら駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2、…は、ピッチＰdc（＞Ｐe2）で長手方向ＬＧＤに直線的に並んでいる。駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2のそれぞれは、ＴＦＴ(thin film transistor）から構成されており、後述するドライバーＩＣ２９５により書き込まれた信号値を一時的に保持し（具体的には、信号値としての電圧値を容量に記憶し）、当該信号値に応じた駆動電流を発光素子Ｅに供給するものである。

また、幅方向ＬＴＤにおいて、千鳥配置ＺＡ12を構成する発光素子Ｅと駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2、…との間には、複数のコンタクトＣＴが形成されている。これら複数のコンタクトＣＴは、千鳥配置ＺＡ12を構成する複数の発光素子Ｅに対して一対一の対応関係で隣接して設けられており、これら複数の発光素子Ｅと同じピッチＰe2で長手方向ＬＧＤに直線的に並んでいる。そして、千鳥配置ＺＡ12を構成する各発光素子Ｅと、当該発光素子Ｅに隣接するコンタクトＣＴとが配線ＷＬa（図７の破線）で接続される。なお、図７に示すように、発光素子行ＥＲ1の発光素子ＥとコンタクトＣＴとを接続する配線Ｗlaは略一定の幅を有している。これに対して、発光素子行ＥＲ2の発光素子ＥとコンタクトＣＴとを接続する配線Ｗlaの幅は一定ではなく、発光素子Ｅ側の先端部分が細くなっている。これは、発光素子行ＥＲ1の発光素子Ｅの間を抜けて、発光素子行ＥＲ2の発光素子Ｅにまで配線ＷＬaを通すためである。

そして、発光素子行ＥＲ1の発光素子Ｅに接続されたコンタクトＣＴと、駆動回路ＤＣ1とが配線ＷＬbで接続される。また、発光素子行ＥＲ2の発光素子Ｅに接続されたコンタクトＣＴと、駆動回路ＤＣ2とが配線ＷＬbで接続される。そして、これらの配線経路を介して、駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2はそれぞれ対応する発光素子Ｅに駆動電流を供給する。なお、図７に示すように、千鳥配置ＺＡ12を構成する複数の発光素子Ｅのうち、長手方向ＬＧＤの両端部に２個ずつ形成された発光素子Ｅには駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2が接続されていない。つまり、これらの発光素子Ｅは、駆動電流が供給されず、実際には発光しないダミー素子である。

また、同様に、発光素子グループＥＧの幅方向ＬＴＤの他方側にも、複数の駆動回路が長手方向ＬＧＤにピッチＰdc（＞Ｐe2）で並んでいる。これら駆動回路ＤＣ3、ＤＣ4は、発光素子行ＥＲ3、ＥＲ4に属して千鳥配置ＺＡ34を構成する複数の発光素子Ｅを駆動するために設けられたものであり、駆動回路ＤＣ3、ＤＣ4と発光素子行ＥＲ3、ＥＲ4（千鳥配置ＺＡ34）との関係は、上述した駆動回路ＤＣ1、ＤＣ2と発光素子行ＥＲ1、ＥＲ2（千鳥配置ＺＡ12）との関係と同様であるので、説明を省略する。

このように、発光素子グループＥＧの発光素子Ｅには、駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4が接続されており、駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4からの駆動電流の供給を受けて、各発光素子Ｅは光を射出する。この駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4による電流供給は、ラインヘッド２９が備える電気的構成により制御される。

図８は、ラインヘッドの電気的構成を示すブロック図である。図８に示すように、ラインヘッド２９の電気的構成は、上述した駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4以外に、データ転送基板ＴＢと複数のドライバーＩＣ２９５とを備える。データ転送基板ＴＢは、ヘッドコントローラーＨＣから受信したビデオデータＶＤを各ドライバーＩＣ２９５に転送する。また、各ドライバーＩＣ２９５は、ビデオデータＶＤ（具体的には、電圧値に変換されたビデオデータＶＤ）を駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4に書き込んで、発光素子Ｅの発光制御を行う。この際、ドライバーＩＣ２９５は、発光素子Ｅの劣化や温度特性等に応じて補正したビデオデータＶＤを駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4に書き込んでも良い。また、この書き込み動作は、いわゆる時分割駆動によって実行しても良い。ちなみに、データ転送基板ＴＢは、ヘッドコントローラーＨＣから供給された電源Ｖddを、ヘッド基板２９３（の駆動回路ＤＣ1〜ＤＣ4）に給電する機能も果たす。

以上がラインヘッド２９の概略的な構成である。続いて、レンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系の具体的例について説明する。なお、以下の説明では適宜、主走査方向ＭＤに対応する方向として主方向（あるいは主方向ｘ）との表現を用い、副走査方向ＳＤに対応する方向として副方向（あるいは副方向ｙ）との表現を用いることとする。

図９〜図１３は、結像光学系の構成を示すデータである。つまり、図９は、結像光学系のレンズデータであり、図１０は、図９のＳ4面の面形状を与えるデータであり、図１１は、図９のＳ7面の面形状を与えるデータであり、図１２は、結像光学系の主方向断面における光路図であり、図１３は、結像光学系の副方向断面における光路図である。また、図１４は、図１２および図１３の光路を求めるにあたって用いた値等を表としてまとめた図である。

図９〜図１３から判るように、面Ｓ1は、ヘッド基板２９３としてのガラス基板の裏面（有機ＥＬ素子が形成された面）であり、面Ｓ2は、ヘッド基板２９３としてのガラス基板の表面であり、面Ｓ3は、開口絞りであり、面Ｓ4は、樹脂レンズＬＳ1のレンズ面であり、面Ｓ5は、樹脂レンズＬＳ1と当該樹脂レンズＬＳ1が形成されたガラス基板ＳＢ1の裏面との境界であり、面Ｓ6は、ガラス基板ＳＢ1の表面であり、面Ｓ7は、樹脂レンズＬＳ2のレンズ面であり、面Ｓ8は、樹脂レンズＬＳ2と当該樹脂レンズＬＳ2が形成されたガラス基板ＳＢ2のレンズ面であり、面Ｓ9は、ガラス基板ＳＢ2の表面であり、面Ｓ10は像面（感光体ドラム２１表面）である。

以上のデータ（特に図１４の表）に示すように、この結像光学系の主走査方向ＭＤへの倍率βは−０．７０５６であり、当該倍率βの絶対値が０．７倍以上でかつ０．８倍以下に設定されている。以下では、このように倍率を設定する理由について説明する。

図１５〜図２３は、倍率βの絶対値｜β｜を０．６０倍〜１．００倍にまで変化させた際のスポットダイアグラムをシミュレーションによって求めた結果であり、より詳しくは、図１５は｜β｜＝０．６０倍に対応し、図１６は｜β｜＝０．６５倍に対応し、図１７は｜β｜＝０．７０倍に対応し、図１８は｜β｜＝０．７５倍に対応し、図１９は｜β｜＝０．８０倍に対応し、図２０は｜β｜＝０．８５倍に対応し、図２１は｜β｜＝０．９０倍に対応し、図２２は｜β｜＝０．９５倍に対応し、図２３は｜β｜＝１．００倍に対応する。

また、図２４は、｜β｜＝０．７倍の結像光学系のレンズデータであり、図２５は、図２４のＳ4面の面形状を与えるデータであり、図２６は、図２４のＳ7面の面形状を与えるデータであり、図２７は、｜β｜＝０．７倍の結像光学系の主方向断面における光路図であり、図２８は、｜β｜＝０．７倍の結像光学系の副方向断面における光路図である。

また、図２９は、｜β｜＝０．８倍の結像光学系のレンズデータであり、図３０は、図２９のＳ4面の面形状を与えるデータであり、図３１は、図２９のＳ7面の面形状を与えるデータであり、図３２は、｜β｜＝０．８倍の結像光学系の主方向断面における光路図であり、図３３は、｜β｜＝０．８倍の結像光学系の副方向断面における光路図である。

図２４〜図３３から判るように、面Ｓ1は、ヘッド基板２９３としてのガラス基板の裏面（有機ＥＬ素子が形成された面）であり、面Ｓ2は、ヘッド基板２９３としてのガラス基板の表面であり、面Ｓ3は、開口絞りであり、面Ｓ4は、樹脂レンズＬＳ1のレンズ面であり、面Ｓ5は、樹脂レンズＬＳ1と当該樹脂レンズＬＳ1が形成されたガラス基板ＳＢ1の裏面との境界であり、面Ｓ6は、ガラス基板ＳＢ1の表面であり、面Ｓ7は、樹脂レンズＬＳ2のレンズ面であり、面Ｓ8は、樹脂レンズＬＳ2と当該樹脂レンズＬＳ2が形成されたガラス基板ＳＢ2のレンズ面であり、面Ｓ9は、ガラス基板ＳＢ2の表面であり、面Ｓ10は像面（被露光面）である。ちなみに、ヘッド基板２９３、ガラス基板ＳＢ1、ＳＢ2としては、SCHOTT BK7を用いた。

また、図３４は、結像光学系のシミュレーションに用いたデータを表として示した図であり、図３５は、図３４のデータＷsm、Ｗssの説明図である。つまり、結像光学系が、発光素子グループＥＧのダミー素子以外の各発光素子Ｅからの光を結像することで、複数のスポットＳＰから成るスポットグループＳＧが形成される（図３５）。そして、像側スポットグループ主方向全幅Ｗsmが０．５８２[mm]、像側スポットグループ副方向全幅Ｗssが０．０６３[mm]、像側開口数が０．３０３８という条件を満たすように、以上のシミュレーションは行なわれた。

図１５〜図２３が示すように、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜が０．８５倍から大きくなるに連れて、スポットダイアグラムが大きくなって、収差が大きくなっているのが判る。逆に、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜が０．８倍以下では、スポットダイアグラムは小さく、収差が小さく抑えられているのが判る。そこで、この実施形態では、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜は０．８倍以下に設定される。ただし、この値をあまりに小さくすると、光利用効率が低下して、スポット形成に供する光量を十分に確保できないおそれがある。そこで、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜の下限は次のようにして求められた。

図３６は、主走査方向への倍率の絶対値（横軸）に対する光利用効率（縦軸）をグラフで示した図である。また、ここでは、光が利用されないことで生じるエネルギー損失を、図３７で示した。なお、図３７は、主走者方向への倍率の絶対値（横軸）に対するエネルギー損失（縦軸）をグラフで示した図である。

図３６に示すように、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜が０．７０倍未満になると、光の利用効率が５[%]を下回っているのが判る。逆に、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜が０．７０倍以上では、５[%]以上の光利用効率を実現して、スポット形成に供する光量を十分に確保できるのが判る。また、付け加えると、図３７から次のことが判る。つまり、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜が０．７０倍未満になると、エネルギー損失が９５[%]より大きくなっており、この損失分のエネルギーの一部が熱となることで、有機ＥＬ素子である発光素子Ｅの熱劣化が加速されるおそれがある。これらを踏まえて、この実施形態では、主走査方向ＭＤへの倍率の絶対値｜β｜は０．７倍以上に設定される。

このように本実施形態では、結像光学系の主走査方向ＭＤの倍率が０．８倍以下であるため、結像光学系の収差を小さく抑えることが可能となるとともに、結像光学系の主走査方向ＭＤの倍率が０．７倍以上であるため、光利用効率の低下を抑えて、スポット形成に供する光量を十分に確保することが可能となっている。その結果、高精細な静電潜像の実現が図られている。

ところで、特許文献１でも指摘されているとおり、本実施形態のようにアモルファスシリコン感光体を感光体ドラム２１として用いた場合、感光体ドラム２１に残存キャリアが生じてしまい、良好な画像形成ができないおそれがあった。これについて、図３８を用いて説明する。ここで、図３８は、本実施形態のアモルファスシリコン感光体ドラムの分光感度特性を示す図である。同図に示すとおり、このような感光体ドラム２１は、７５０[nm]以上の長波長領域（同図斜線領域）において残存キャリアの発生が顕著となり、その結果、画像メモリー効果が生じやすい。したがって、発光素子Ｅとして、この長波長領域の成分を多く含む波長分布を有する素子を用いた場合、良好な画像形成が実行できないおそれがあった。

これに対して、本実施形態では、発光素子Ｅとして有機ＥＬ素子（有機ＥＬ発光素子）を用いている。つまり、長波長成分を少なくすることができる有機ＥＬ素子を用いることで、残存キャリアの発生を抑制しているのである。その結果、本実施形態では、良好な画像形成が実現可能となっている。この点について、図３９を用いてより具体的に説明する。

図３９は、有機ＥＬ素子（同図上段）およびＬＥＤ（同図下段）の波長分布を示す図である。図３９に示すように、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の波長分布は、７５０[nm]以上で８００[nm]以下の範囲に単一の大きなピークを有するのに対して、有機ＥＬ素子の波長分布は、６００[nm]以上で６５０[nm]以下の範囲に１番高いピーク（最大ピーク）を有する。つまり、ＬＥＤの波長分布と比較して、有機ＥＬ素子の波長分布は７５０[nm]以上の長波長成分が極めて少ない。このように、残存キャリアの発生が顕著となる長波長領域（７５０[nm]以上の領域）よりも十分に短い波長範囲に、波長分布のピークを持つ有機ＥＬ素子を用いることで、残存キャリアの発生を抑えて、良好な画像形成の実現を図ることができる。なお、このような有機ＥＬ素子は、例えば、特開平１０−２３７４３９号公報に記載の技術を用いて作製することができる。

また、ビームプロファイル（発光プロファイル）という観点からも、ＬＥＤと比較して有機ＥＬ素子は、良好な画像形成にとって有利である。図４０は、有機ＥＬ素子（同図上段）およびＬＥＤ（同図下段）のビームプロファイルの主走査方向断面を示す図である。ＬＥＤのプロファイルは、中央を対称軸として概ね対称な形状を有する２つのピークを有している。これは、中央部分に形成された電極の両側を抜けた光がそれぞれピークを形成するためである。そして、各ピークは比較的なだらかな広がり持っている。この理由の１つは、ＬＥＤチップ周辺のボンディングワイヤなどに光が散乱されることにある。そして、ＬＥＤがブロードなプロファイルを有することから、ＬＥＤからの光を結像して得られるスポットＳＰのビームプロファイルもなだらかな広がりを持つこととなり、その結果、ＬＥＤでは小径のスポットＳＰを形成することが困難であった。一方、有機ＥＬ素子では光の散乱はほとんど生じず、その結果、有機ＥＬ素子のプロファイルは、強度分布がフラットであるとともにエッジが極めてシャープである。そのため、有機ＥＬ素子からの光を結像することで、くっきりとした輪郭の小径なスポットＳＰを容易に形成することができる。その結果、高精細な静電潜像の形成が可能となり、高解像度の画像を良好に形成することができる。

しかも、本実施形態の画像形成装置１は、このような有機ＥＬ素子からの光を、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成された結像光学系により結像しているため、より小径なスポットＳＰを形成することができる（図４１）。図４１は、２枚のレンズで構成された結像光学系により有機ＥＬ素子からの光を結像して形成されるスポットのビームプロファイル（同図上段）と、屈折率分布型ロッドレンズで構成された結像光学系によりＬＥＤ素子からの光を結像して形成されるスポットのビームプロファイル（同図下段）それぞれの主走査方向断面である。ＬＥＤからの光を屈折率分布型ロッドレンズで結像して形成されるスポットＳＰのビームプロファイルは、比較的なだらかな広がりを持つのが判る。これに対して、有機ＥＬ素子からの光を２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で結像して形成されるスポットＳＰのビームプロファイルは、矩形に近い強度分布を示しており、比較的シャープな裾を持つため、小径化が容易という利点を有する。その結果、極めて高精細な静電潜像の形成が可能となり、高解像度の画像を良好に形成することができる。

図４２は、以上の構成を備える画像形成装置で形成した文字画像を示す図である。同図では、黒抜き文字（同図上段）と白抜き文字（同図下段）とが示されており、また、各段において、小さい方の文字は２ポイントの文字であり、大きい方の文字は３ポイントの文字である。また、解像度は２４００ｄｐｉである。同図の画像より、有機ＥＬ素子からの光を２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で結像するラインヘッド２９を用いることにより、黒抜き文字（ポジ）および白抜き文字（ネガ）の両方の文字に対して、十分に解像できていることが判る。

また、本実施形態の画像形成装置１は、さらに以下の点においても有利な構成を備えている。つまり、この画像形成装置では、結像光学系を構成する２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2のうち像側のレンズＬＳ2が主走査方向と副走査方向で曲率が異なり、結像光学系がアナモルフィックである。これにより、図７のように発光素子グループＥＧにおいて複数の発光素子Ｅが主走査方向ＭＤに細長く配列されていても、収差を小さく抑えて、極めて高精細な静電潜像の形成が可能となる。

また、上述のとおり本実施形態では、アモルファスシリコン感光体２１の感光層の厚みＴ21と、結像光学系の倍率の絶対値｜β｜との間に次式、
Ｔ21＜｜β｜×Ｄe …式１
が成立しており、アモルファスシリコン感光体が有する感光層の厚みＴ21は、結像光学系の倍率の絶対値に発光素子の直径を乗じた値以下である。したがって、ぼやけの少ないシャープなエッジを有するスポット形成が容易となり、高精細な静電潜像を簡便に形成することができる。ちなみに、有機ＥＬ素子Ｅ（の発光面）の形状は上述したような円形に限られず、例えば楕円やその他の形状であっても良い。この場合は、感光体ドラム２１の軸方向（主走査方向ＭＤ）における有機ＥＬ素子Ｅ（の発光面）の長さに、結像光学系の倍率の絶対値｜β｜を乗じた値が、感光層の厚みＴ21より大きくなるようにすれば良い（換言すれば、感光体ドラム２１の軸方向（主走査方向ＭＤ）における有機ＥＬ素子Ｅ（の発光面）の長さをＤeとして扱って、式１を満たすように構成すれば良い）。これにより、同様の効果を奏することができる。

また、上記実施形態では、粒径が３[μm]以下のトナーにより静電潜像を現像するように現像器２４を構成することで、小粒径のトナーにより静電潜像を現像して、高精細な画像の形成が容易となる。

特に、上記実施形態のように、液体現像剤を用いることで、さらに小粒径（粒経１[μm]程度）のトナーにより静電潜像を現像することが可能となり、より高精細な画像の形成が容易となる。

また、有機ＥＬ素子は、発光部の形状を比較的自由に形成することができる。この点においても、有機ＥＬ素子は高精細な静電潜像形成に有利であり、かかる有機ＥＬ素子を用いることで良好な画像形成を図ることができる。

その他
以上のように、上記実施形態では、感光体ドラム２１が本発明の「アモルファスシリコン感光体」に相当し、現像器２４が本発明の「現像部」に相当し、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、レンズＬＳ1、ＬＳ2とが協働して本発明の「結像光学系」として機能し、レンズＬＳ1が本発明の「第１のレンズ」に相当し、レンズＬＳ2が本発明の「第２のレンズ」に相当している。また、主走査方向ＭＤが本発明の「軸方向」に対応している。また、本発明における「軸方向と直交する方向」とは、感光体ドラム表面の露光ヘッドからの光の照射点での接線方向であり、感光体ドラムが軸を中心に回転するときの感光体ドラム表面の移動方向すなわち、本実施形態の副走査方向ＳＤに対応する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。つまり、例えば、レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2それぞれの構成（レンズの配置態様、レンズの形成位置等）を適宜変更することができる。

さらに言えば、上記実施形態では、結像光学系を２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成していたが、結像光学系の構成はこれに限られず、特開２００６−４４０２３号公報に記載されているような日本板硝子株式会社製のセルフォック（登録商標）レンズ（屈折率分布型ロッドレンズ）により結像光学系を構成しても良い。そして、かかる構成においては、長波長成分を少なくすることができる有機ＥＬ素子からの光を屈折率分布型ロッドレンズにより結像することで、アモルファスシリコン感光体での残存キャリアの発生を抑制して、良好な画像形成を実現することができる。

また、屈折率分布型ロッドレンズを用いた構成においても、ビームプロファイル（発光プロファイル）という観点から、ＬＥＤと比較して有機ＥＬ素子は、良好な画像形成にとって有利である。図４３は、有機ＥＬ素子（同図上段）およびＬＥＤ（同図下段）のビームプロファイルを示す図である。ここで、同図上段では、主走査方向ＭＤへ２行千鳥で並べられた有機ＥＬ素子のビームプロファイルが示され、同図下段では、主走査方向ＭＤへ直線的に並べられたＬＥＤのビームプロファイルが示されている。ＬＥＤのプロファイルは、比較的ブロードな分布を持っている。この理由の１つは、上述の図４０を用いた説明と同様に、ＬＥＤチップ周辺のボンディングワイヤなどに光が散乱されることにある。一方、有機ＥＬ素子では、このような光の散乱はほとんど見られない。

そして、このような有機ＥＬ素子からの光を、屈折率分布型ロッドレンズにより結像することで、小径なスポットＳＰを形成することができる。図４４は、有機ＥＬ素子からの光を結像して形成されるスポットのビームプロファイル（同図上段）と、ＬＥＤ素子からの光を結像して形成されるスポットのビームプロファイル（同図下段）それぞれの主走査方向断面である。ＬＥＤからの光を結像して形成されるスポットＳＰのビームプロファイルは、比較的なだらかな広がりを持つのが判る。これに対して、有機ＥＬ素子からの光を結像して形成されるスポットＳＰのビームプロファイルは、矩形に近い強度分布を示しており、比較的シャープな裾を持つため、小径化が容易という利点を有する。具体的に数値を示すと、主走査方向ＭＤに２０[μm]で副走査方向ＳＤに３０[μm]の大きさの長方形状を有するＬＥＤの光を結像して、主走査方向ＭＤに５３[μm]の直径のスポットが形成されるのに対して、直径２７．５[μm]の円形状を有する有機ＥＬ素子の光を結像して、主走査方向ＭＤに４７[μm]の直径のスポットが形成される。ここで、主走査方向ＭＤへの直径は、強度が１／ｅ×ｅとなる領域の主走査方向ＭＤへの長さである（ｅは自然対数の底）。このように、ＬＥＤと比較して有機ＥＬ素子は、小径なスポットを形成するのに有利であるため、極めて高精細な静電潜像の形成が可能となり、高解像度の画像を良好に形成することができる。

また、上述した実施形態では、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として用いても良い。

また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、各発光素子Ｅの配置態様も適宜変更可能である。

２１…感光体ドラム、２４…現像器、 ２９…ラインヘッド、 Ｅ…発光素子、 ＥＧ…発光素子グループ、 ２９３…ヘッド基板、 ＬＡ1，ＬＡ2…レンズアレイ、 ＬＳ1，ＬＳ2…レンズ、 ２９７…遮光部材、 ＭＤ…主走査方向、 ＬＧＤ…長手方向ＬＧＤ

Claims (7)

1. 軸を有するアモルファスシリコン感光体ドラムと、
   ６００[nm]以上で６５０[nm]以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する有機ＥＬ発光素子、および前記有機ＥＬ発光素子が発光する光を結像して前記アモルファスシリコン感光体に照射する結像光学系を有する露光ヘッドと、
   前記露光ヘッドが照射した光によって前記アモルファスシリコン感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記結像光学系は、第１のレンズおよび第２のレンズを有し、前記有機ＥＬ発光素子が発光した光は、前記第１のレンズを透過した後に前記第２のレンズを透過して前記アモルファスシリコン感光体ドラムに照射される請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記結像光学系は、前記軸方向と前記軸方向に直交する方向とで倍率が異なる請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記アモルファスシリコン感光体ドラムが有する感光層の厚みは、前記結像光学系の前記軸方向の倍率の絶対値に前記有機ＥＬ発光素子の発光部の前記第軸方向の長さを乗じた値以下である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記結像光学系の前記軸方向の倍率の絶対値は、０．７倍以上かつ０．８倍以下である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像部は、粒径が３[μm]以下のトナーにより前記静電潜像を現像する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記現像部は、液体現像剤により前記静電潜像を現像する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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