JP5088496B2 - ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に、マイクロレンズアレイを用いて発光素子列を被照射面上に投影して結像スポット列を形成するラインヘッドとそれを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、複数のＬＥＤアレイチップをＬＥＤアレイ方向に配置し、各ＬＥＤアレイチップのＬＥＤアレイを対応して配置した正レンズで感光体上に拡大投影し、感光体上で隣接するＬＥＤアレイチップの端部の発光ドットの像同士が同一ＬＥＤアレイチップの発光ドットの像間ピッチと同一ピッチで隣接して結像するようにする光書き込みラインヘッド、及び、その光路を逆にして光読み取りラインヘッドとするものが特許文献１で提案されている。

また、特許文献１のような配置で、正レンズを２枚のレンズで構成し、投影光を平行光に近づくようにして焦点深度を深いものにすることが特許文献２で提案されている。

また、ＬＥＤアレイチップを隙間をおいて２列に配置し、その繰り返し位相を半周期ずらし、各ＬＥＤアレイチップに各々正レンズを対応させて正レンズアレイを２列配置し、感光体上での発光ドットアレイの像が一列になるようにした光書き込みラインヘッドが特許文献３で提案されている。
特開平２−４５４６号公報 特開平６−３４４５９６号公報 特開平６−２７８３１４号公報

これらの従来技術において、ＬＥＤアレイの配列に対応した正レンズ（系）のアレイを用いるが、ＬＥＤアレイの軸外の発光ドットからの光線がレンズアレイ中の対応する正レンズ（系）ではなく隣接する正レンズ（系）に入って所定の結像位置ではない位置に達するクロストークの問題が発生し、ゴーストや光量損失の原因となり、画像劣化や光の利用効率が低下する問題がある。

また、理想像面上で発光ドットアレイの像同士が等ピッチで整合していても、感光体の振れ等に起因して像面がレンズの光軸方向に前後すると、感光体上での発光ドットの位置ずれが生じ、発光ドットアレイが副走査方向に相対移動して描く走査線間のピッチにむらが発生してしまう（主走査方向のピッチむら）。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アレイ状に配置された複数の正レンズ系の各レンズ系に対応して列状の複数の発光素子が配置されてなる光書き込みラインヘッドにおいて、クロストークに基づくゴーストや光量損失を防止することである。

本発明の別の目的は、書き込み面が光軸方向に変動しても発光ドットの位置ずれに基づくむらが生じないようにすることである。

また、本発明はこのような光書き込みラインヘッドを用いた画像形成装置と、その光路を逆にした光読み取りラインヘッドを提供することも目的とする。

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系と、
前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイと、
前記レンズアレイの物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
前記２つのレンズの物体側の開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記２つのレンズの物体側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足することを特徴とするものである。

ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
ただし、ｄ₀ は発光体アレイと物体側のレンズの前側主面との間の距離、
Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の発光素子の中、前記第１方向における両端の発光素子間の幅、
Ｄ₁ は物体側のレンズの有効径、
である。

このように構成することで、レンズアレイの隣接する正レンズ系へ光線が入射してクロストークを起こし、光量損失となること、及び、ゴーストとして像面に届くことを防止することができる。

また、前記開口絞りは、前記正レンズ系の前側焦点位置に配置されていることが望ましい。

このように構成することで、書き込み面の位置が光軸方向にずれても結像スポットの位置ずれが発生せず、形成される画像の劣化を防止することができる。

また、前記正レンズ系が２枚の正レンズからなるようにすることができる。

本発明のラインヘッドは、正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系と、
前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイと、
前記レンズアレイの物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
前記２つのレンズの物体側あるいは２つのレンズの間の開口絞りを形成する絞り板と、を有し、
前記２つのレンズの物体側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足することを特徴とするように構成してもよい。

ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
ただし、ｄ₀ は発光体アレイと物体側のレンズの前側主面との間の距離、
Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の発光素子の中、前記第１方向における両端の発光素子間の幅、
Ｄ₁ は物体側のレンズの有効径、
である。

この場合に、前記開口絞りは、前記２つのレンズの中、像側のレンズの前側焦点位置に配されているようにすることが望ましい。

このように構成することで、書き込み面の位置が光軸方向にずれても結像スポットの位置ずれが発生せず、形成される画像の劣化を防止することができる。

また、少なくとも像側の前記レンズの像側の面が平面からなるようにすることが望ましい。

このように構成することで、像面に最も近いレンズの射出面を平面とすることができ、その射出面に付着したホコリやトナー等の異物を簡単に清掃できようになり、クリーニング性が向上する。

また、前記複数の発光素子は前記第１の方向に直交する第２の方向に複数配列された発光素子列をなすことが望ましい。

このように構成することで、結像スポットの密度の高い画像形成に対応することができる。

また、前記複数の発光素子は、第１の方向に間隔をおいた発光体群をなすように配されることが望ましい。

このように構成することで、結像スポットの密度の高い画像形成に対応することができる。

また、以上のようなラインヘッドを用いて次のような画像形成装置を構成することができる。すなわち、潜像担持体と、
前記潜像担持体を帯電する帯電部と、
正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系、前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイ、前記レンズアレイの物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイ、及び、前記２つのレンズの物体側あるいは２つのレンズの間の開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記２つのレンズの物体側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、下記の条件式を満足するラインヘッドと、
前記潜像担持体を現像する現像部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
ただし、ｄ₀ は発光体アレイと物体側のレンズの前側主面との間の距離、
Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の発光素子の中、前記第１方向における両端の発光素子間の幅、
Ｄ₁ は物体側のレンズの有効径、
である。

このように構成することで、小型で解像力が高く画像の劣化の少ないプリンター等の画像形成装置を構成することができる。

本発明は、正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系と、
前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイと、
前記レンズアレイの像側に１の前記正レンズ系に対して複数の受光素子が配された受光体アレイと、
前記２つのレンズの像側あるいは前記２つのレンズの間の開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記２つのレンズの像側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足することを特徴とするラインヘッドも含むものである。

ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１５）
ただし、ｄ₀ は受光体アレイと像側のレンズの後側主面との間の距離、
Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の受光素子の中、前記第１方向における両端の受光素子間の幅、
Ｄ₁ は像側のレンズの有効径、
である。

このように構成することで、光読み取りラインヘッドにおいても、レンズアレイの隣接する正レンズ系へ光線が入射してクロストークを起こし、光量損失となること、及び、ゴーストとして像面に届くことを防止することができる。

なお、レンズアレイを構成する各正レンズ系は、正屈折力の２つレンズ群からなり、その２つのレンズ群からなる合成レンズ系としてもよい（前記レンズ各々は正屈折力のレンズ群からなる。）。

本発明のラインヘッドの光学系を詳細に説明する前に、その発光素子の配置と発光タイミングについて簡単に説明しておく。

図４は、本発明の１実施形態に係る発光体アレイ１と光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５との対応関係を示す説明図である。この実施形態のラインヘッドにおいては、１つのマイクロレンズ５に２列の発光素子が対応している。ただし、マイクロレンズ５が光学倍率がマイナス（倒立結像）の結像素子であるので、発光素子の位置が主走査方向及び副走査方向で反転している。すなわち、図１の構成では、像担持体の移動方向の上流側（１列目）に偶数番号の発光素子（８、６、４、２）を配列し、同下流側（２列目）には奇数番号の発光素子（７、５、３、１）を配列している。また、主走査方向の先頭側に番号が大きな発光素子を配列している。

図１〜図３は、この実施形態のラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。図２に示してあるように、像担持体４１の下流側に配列された奇数番号の発光素子２に対応した像担持体４１の結像スポット８ａは、主走査方向で反転した位置に形成される。Ｒは、像担持体４１の移動方向である。また、図３に示されるように、像担持体４１の上流側（１列目）に配列された偶数番号の発光素子２に対応した像担持体４１の結像スポット８ｂは、副走査方向で反転した下流側の位置に形成される。しかしながら、主走査方向では、先頭側からの結像スポットの位置は、発光素子１〜８の番号で順番に対応している。したがって、この例では像担持体の副走査方向における結像スポット形成のタイミングを調整することにより、主走査方向に同列に結像スポットを形成することが可能であることが分かる。

図５は、画像データが格納されているラインバッファのメモリテーブル１０の例を示す説明図である。図５のメモリテーブル１０は、図４の発光素子の番号に対して、主走査方向で反転して格納されている。図５において、ラインバッファのメモリテーブル１０に格
納された画像データの中、先に像担持体４１の上流側（１列目）の発光素子に対応する第１の画像データ（１、３、５、７）を読み出し、発光素子を発光させる。次に、Ｔ時間後に、メモリアドレスに格納されている像担持体４１の下流側（２列目）の発光素子に対応する第２の画像データ（２、４、６、８）を読み出し、発光させる。このようにして、図６に８の位置で示されるように、像担持体上の１列目の結像スポットが２列目の結像スポットと主走査方向で同列に形成される。

図１は、図５のタイミングで画像データを読み出して結像スポットを形成する例を、概念的に示す斜視図である。図５を参照にして説明したように、先に像担持体４１の上流側（１列目）の発光素子を発光させ、像担持体４１に結像スポットを形成する。次に、所定のタイミングＴ経過後に像担持体４１の下流側（２列目）の奇数番号の発光素子を発光させ、像担持体に結像スポットを形成する。この際に、奇数番号の発光素子による結像スポットは、図２で説明した８ａの位置ではなく、図６に示されているように、主走査方向に同列に８の位置に形成されることになる。

図７は、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。図７において、発光体アレイ１には、発光素子２を主走査方向に複数配列した発光素子列３を副走査方向に複数列設けて発光体ブロック４（図４参照）を形成している。図７の例では、発光体ブロック４は、主走査方向に４個の発光素子２を配列した発光素子列３を、副走査方向に２列形成している（図４参照）。この発光体ブロック４は、発光体アレイ１に多数配置されており、各発光体ブロック４はマイクロレンズ５に対応して配置されている。

マイクロレンズ５は、発光体アレイ１の主走査方向及び副走査方向に複数設けられてマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）６を形成している。このＭＬＡ６は、副走査方向では主走査方向の先頭位置をずらして配列されている。このようなＭＬＡ６の配列は、発光体アレイ１に発光素子を千鳥状に設ける場合に対応している。図７の例では、ＭＬＡ６が副走査方向に３列配置されているが、ＭＬＡ６の副走査方向の３列のそれぞれの位置に対応する各単位ブロック４を、説明の便宜上、グループＡ、グループＢ、グループＣに区分する。

上記のように、光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５内に複数個の発光素子２が配置され、かつ、当該レンズが副走査方向に複数列配置されている場合には、像担持体４１の主走査方向に一列に並んだ結像スポットを形成するためには、以下のような画像データ制御が必要となる。（１）副走査方向の反転、（２）主走査方向の反転、（３）レンズ内の複数列発光素子の発光タイミング調整、（４）グループ間の発光素子の発光タイミング調整。

図８は、図７の構成で、各発光素子２の出力光によりマイクロレンズ５を通して像担持体の露光面を照射した場合の結像位置を示す説明図である。図８において、図７で説明したように、発光体アレイ１には、グループＡ、グループＢ、グループＣに区分された単位ブロック４が配置されている。グループＡ、グループＢ、グループＣの各単位ブロック４の発光素子列を、像担持体４１の上流側（１列目）と下流側（２列目）に分け、１列目に偶数番号の発光素子を割り当て、２列目に奇数番号の発光素子を割り当てる。

グループＡについては、図１〜図３で説明したように各発光素子２を動作させることにより、像担持体４１には主走査方向及び副走査方向で反転した位置に結像スポットが形成される。このようにして、像担持体４１上には主走査方向の同じ列に１〜８の順序で結像スポットが形成される。以下、像担持体４１を副走査方向に所定時間移動させてグループＢの処理を同様に実行する。さらに、像担持体４１を副走査方向に所定時間移動させてグループＣの処理を実行させることにより、主走査方向の同じ列に１〜２４・・・の順序で
、入力された画像データに基づく結像スポットが形成される。

図９は、図８において、副走査方向の結像スポット形成の状態を示す説明図である。Ｓは、像担持体４１の移動速度、ｄ１は、グループＡの１列目と２列目の発光素子の間隔、ｄ２はグループＡの２列目の発光素子とグループＢの２列目の発光素子の間隔、ｄ３はグループＢの２列目の発光素子とグループＣの２列目の発光素子の間隔、Ｔ１はグループＡの２列目の発光素子の発光後に１列目の発光素子が発光するまでの時間、Ｔ２はグループＡの２列目の発光素子による結像位置がグループＢの２列目の発光素子の結像位置に移動する時間、Ｔ３はグループＡの２列目の発光素子による結像位置がグループＣの２列目の発光素子の結像位置に移動する時間である。

Ｔ１は以下のようにして求めることができる。Ｔ２、Ｔ３についても、ｄ１をｄ２、ｄ３に置き換えることにより同様に求めることができる。

Ｔ１＝｜（ｄ１×β）／Ｓ｜
ここで、各パラメータは、以下の通りである。
ｄ１：発光素子の副走査方向の距離
Ｓ：結像面（像担持体）の移動速度
β：レンズの倍率
図９においては、グループＡの２列目の発光素子が発光した時間のＴ２時間後にグループＢの２列目の発光素子を発光させる。さらに、Ｔ２からＴ３時間後にグループＣの２列目の発光素子を発光させる。各グループの１列目の発光素子は、２列目の発光素子が発光してからＴ１時間後に発光する。このような処理をすることにより、図８に示されているように、発光体アレイ１に２次元的に配置された発光体による結像スポットを、像担持体上で一列に形成することが可能となる。図１０は、マイクロレンズ５を複数配列した場合に、像担持体の主走査方向に結像スポットが反転して形成される例を示す説明図である。

以上のようなラインヘッドを用いて画像形成装置を構成することができる。その１実施形態においては、４つの感光体に４つのラインヘッドで露光し、４色の画像を同時に形成し、１つの無端状中間転写ベルト（中間転写媒体）に転写する、タンデム式カラープリンター（画像形成装置）に以上のようなラインヘッドを用いることができる。図１１は、発光素子として有機ＥＬ素子を用いたタンデム式画像形成装置の１例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個のラインヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

図１１に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト（中間転写媒体）５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。

上記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ
、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のようなラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、このラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。

ここで、各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１’を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２’によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。

なお、図１１中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

さて、本発明は、以上のようなラインヘッド（光書き込みラインヘッド）の光学系に関するものである。

本発明においては、マイクロレンズアレイ６を構成するマイクロレンズ５として、同軸に配置した２枚の正レンズからなるレンズ系から構成することを前提とする。このように、マイクロレンズ５を２枚の正レンズから構成する方が収差補正の自由度等の観点からより望ましい。

そして、本発明においては、１個のマイクロレンズ５に対応する発光体ブロック４の最軸外の発光素子２から出た光線がそのマイクロレンズ５ではなく隣接するマイクロレンズ５に入るのを防止するようにする。そのための原理を図１２〜図１４の説明図を用いて説明する。

まず、マイクロレンズ５を構成する２枚の正レンズを薄肉レンズと考える。考察の前に、各パラメータの符号について図１２のように定義しておく。すなわち、光軸Ｏ−Ｏ’から測った角度θは右周りを正、光軸Ｏ−Ｏ’から測った像高ｈは上を正、薄肉レンズから測った光軸Ｏ−Ｏ’方向の距離を右を正とし、符号の後の小文字“ｉｎ”は物体側のパラメータを、符号の後の小文字“ｏｕｔ”は像面側のパラメータを意味するものとする。そして、ｆは焦点距離、ｈは光線高、Ｓは軸上距離とする。

隣接するマイクロレンズ５へ光線が入射してクロストークを起こし、光量損失となること、及び、ゴーストとして像面に届くことを防ぐためには、マイクロレンズ５を構成する２枚の正レンズ中の隣接する像側の第２レンズへ光線が入射することを防止すればよい。像側の第２レンズの上で光軸から最も遠くを通る光線が物体側の第１レンズを射出した後、光軸と平行であるか、光線が進むにつれて光軸に近寄るようになっていれば、第２レンズ上で光線が隣接するマイクロレンズ５へはみ出すことによって生じる光量損失やゴーストを防ぎ、画像欠陥を防止できる。

以降、第２レンズ上で光軸から最も遠くを通る光線に着目して考える。

まず、図１２を参照にして、近軸結像式はレンズの焦点距離をｆとして下記のように表される。

１／Ｓ_out ＝１／Ｓ_in＋１／ｆ ・・・（１）
上記近軸結像式の両辺にレンズ上での光線通過高さｈを掛けると、
ｈ／Ｓ_out ＝ｈ／Ｓ_in＋ｈ／ｆ ・・・（２）
この式（２）において、ｈ／Ｓ_out ＝ｔａｎ（θ_out ）、ｈ／Ｓ_in＝ｔａｎ（θ_in）を代入し、近軸解析なのでtan(θ) ＝θとして整理すると、次式を得ることができる。

θ_out ＝θ_in＋ｈ／ｆ ・・・（３）
図１３に示すように、開口絞り１１が第１レンズＬ１の手前（物体側）に位置する場合のレンズ系５の第１レンズＬ１前後のパラメータθ_1out、θ_1in 、ｈ₁ 、ｆ₁ を式（３）に代入する。ここで、θ_1in は第１レンズＬ１への入射光線の光軸Ｏ−Ｏ’となす角度、θ_1outは第１レンズＬ１からの射出光線の光軸光軸Ｏ−Ｏ’となす角度、ｈ₁ は第１レンズＬ１の光線通過高さ、ｆ₁ は第１レンズＬ１の焦点距離とすると、
θ_1out＝θ_1in ＋ｈ₁ ／ｆ₁ ・・・（４）
となる。

レンズ系（マイクロレンズ）５に対応する発光体ブロック４中の最軸外の発光素子２間の発光素子グループ幅をＷ₀ 、第１レンズＬ１の有効径をＤ₁ 、発光体アレイ１（光源）と第１レンズＬ１間の距離をｄ₀ とすると、
ｈ₁ ＝Ｄ₁ ／２ ・・・（５）
θ_1in ＝−（Ｄ₁ ／２＋Ｗ₀ ／２）／ｄ₀ ・・・（６）
となる。

さらに、第１レンズＬ１からの射出光線が光軸Ｏ−Ｏ’と平行あるいは光軸Ｏ−Ｏ’に近づく方向に進むとすると、
θ_1out≧０ ・・・（７）
となる。式（４）に式（５）、（６）、（７）式を代入すると、
０≦−（Ｄ₁ ／２＋Ｗ₀ ／２）／ｄ₀ ＋Ｄ₁ ／（２・ ｆ₁ ） ・・・（８）
となり、この式（８）をｆ₁ について整理すると、
ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（９）
となる。この式（９）を満足することで、第１レンズＬ１からの射出光線が光軸Ｏ−Ｏ’と平行あるいは光軸Ｏ−Ｏ’に近づく方向に進み、第２レンズＬ２に入射して感光体面（像面）４１に結像する。そのため、隣接するマイクロレンズ（レンズ系）５へはみ出してクロストークを起こすことはなくなる。

次に、図１４に示すように、開口絞り１１が第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間にある場合について検討する。「第１レンズＬ１の有効径の半分Ｄ₁ ／２」と「第２レンズＬ２上で光軸Ｏ−Ｏ’から最も遠くを通る光線の第１レンズＬ１入射高さｈ」との差をδとして、上記式（５）と（６）が下記のように表される。

ｈ₁ ＋δ＝Ｄ₁ ／２ ・・・（５）’
θ_1in ＝−（ｈ₁ ／２＋Ｗ₀ ／２）／ｄ₀ ・・・（６）’
式（４）に式（５）’、（６）’、（７）式を代入すると、
０≦−（Ｄ₁ ／２−δ＋Ｗ₀ ／２）／ｄ₀ ＋（Ｄ₁ ／２−δ）／ｆ₁
・・・（１０）
となり、この式（１０）をｆ₁ について整理すると、
ｆ₁ ≦ｄ₀ ／｛１＋Ｗ₀ ／（Ｄ₁ −２δ）｝ ・・・（１１）
となる。開口絞り１１が第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間にある系においては、δ≧０なので、
Ｄ₁ −２δ≦Ｄ₁ ・・・（１２）
となり、式（１１）は、
ｆ₁ ≦ｄ₀ ／｛１＋Ｗ₀ ／（Ｄ₁ −２δ）｝≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ）
・・・（１３）
となる。

よって、開口絞り１１が第１レンズＬ１より物体側に位置する場合、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間の場合共に、下式が成り立つ。

ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
以上は、２枚の正レンズを薄肉レンズとして考えてきたが、厚肉レンズで構成される場合、発光体アレイ１（光源）と第１レンズＬ１間の距離ｄ₀ は発光体アレイ１（光源）と第１レンズＬ１の第１主点（前側主点）との間の距離がｄ₀ となる。

なお、発光体アレイ１（光源）と第１レンズＬ１間の媒質が空気でない場合、あるいは、光軸に垂直な平行平板からなる複数の媒質が存在場合にも、それぞれの媒質の厚みを媒質の屈折率で割った値（換算厚み）の総和をｄ₀ とすることで、式（１４）は対応することができる。

ところで、開口絞り１１のレンズ系（マイクロレンズ）５に対する位置関係については、像側にテレセントリックな配置にすることが好ましい。像側にテレセントリックな構成にするためには、図１３に示すように、開口絞り１１が第１レンズＬ１の手前（物体側）に位置する場合には、レンズ系５（マイクロレンズ）５の前側焦点位置、図１４に示すように、開口絞り１１が第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に位置する場合には、第２レンズＬ２の前側焦点位置にそれぞれ開口絞り１１を配置する。このようにレンズ系（マイクロレンズ）５を像側にテレセントリックな配置とすることで、感光体の振れ等に起因して像面である感光体（像面）４１の面がレンズ光軸Ｏ−Ｏ’方向に前後して感光体４１上での発光体ブロック４の発光素子２に対応する結像スポットの位置ずれは生じず、その結像スポットが相対的に副走査方向に移動して描く走査線間のピッチのむら（主走査方向の結像スポットのピッチむら）が発生することがない。

ところで、以上の説明では、マイクロレンズ５を構成するそれぞれの正レンズＬ１、Ｌ２は１枚のレンズからなるものとしていたが、それぞれ２枚以上のレンズが同軸に配置されてなる正屈折力のレンズ系からなっていてもよい。

また、以上の説明では、マイクロレンズ５は主走査方向と副走査方向の焦点距離、焦点位置が一致する軸対称なレンズ系を前提にしていたが、マイクロレンズ５を構成するレンズ系がアナモフィックレンズ系からなり、主走査方向と副走査方向の焦点距離と倍率が異なるものを用いてもよい。その場合は、主走査方向（主走査断面）において、像側テレセントリックになるように、開口絞り１１をレンズ系５（マイクロレンズ）５の主走査方向の前側焦点位置（図１３の場合）、あるいは、第２レンズＬ２の主走査方向の前側焦点位置（図１４の場合）に配置すればよい。

さて、以上は、光書き込みラインヘッドの光学系であったが、光路を逆にして、主走査方向に複数の受光素子が列状に配置され、その複数の受光素子に対応して１個の正レンズが配置され、その受光素子の列の像（読み取りスポットのアレイ）を読み取り面に逆投影することで画像を読み取る光読み取りラインヘッドの場合も、その投影光学系を２枚の正レンズからなり、その２つの正レンズの像面側（受光素子側）あるいは２枚の正レンズの間に開口絞りを配置し、その２枚の正レンズの像面側の正レンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足するようにすることで、同様に、光量損失とゴーストを防止した光読み取りラインヘッドを構成することができる。

ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１５）
ただし、ｄ₀ は受光体アレイと像側のレンズ群の後側主面との間の距離、
Ｗ₀ は受光体ブロック中の最軸外の受光素子間の幅、
Ｄ₁ 像側のレンズ群の有効径、
である。

この場合は、図１３、図１４において、符号４１は読み取り面、１は受光面となり、その原理は光書き込みラインヘッドの光学系と同様である。

次に、このような本発明の原理を適用した１実施例の光書き込みラインヘッドを説明する。

図１５はこの実施例の光書き込みラインヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図であり、図１６はその副走査方向に沿ってとった断面図である。また、図１７はこの場合の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。さらに、図１８は１個のマイクロレンズとそれに対応する発光体ブロックとの対応関係を示す図である。

本実施例では、図４、図７の場合と同様に、主走査方向に４個のこの例では有機ＥＬ素子からなる発光素子２を配列した発光素子列３を、副走査方向に２列形成して１個の発光体ブロック４とし、その発光体ブロック４を主走査方向及び副走査方向に複数設けて発光体アレイ１が形成されており、発光体ブロック４は副走査方向では主走査方向の先頭位置をずらして千鳥状に配列されている。図１５の例では、発光体ブロック４が副走査方向に３列配置されている。このような発光体アレイ１は、ガラス基板２０の裏面上に形成されており、同じガラス基板２０の裏面上に形成された駆動回路により駆動される。なお、ガラス基板２０の裏面の有機ＥＬ素子（発光素子２）は封止部材２７で封止されている。

ガラス基板２０は長尺のケース２１に設けられた受け穴２２中に嵌め込まれ、裏蓋２３を被せて固定金具２４により固定される。長尺のケース２１の両端に設けた位置決めピン２５を対向する画像形成装置本体の位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のケース２１の
両端に設けたねじ挿入孔２６を通して固定ねじを画像形成装置本体のねじ穴にねじ込んで固定することにより、光書き込みラインヘッド１０１が所定位置に固定されている。

そして、ケース２１のガラス基板２０の表面側には、第１スペーサ７１を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と整列するように開口３１（図１９、図２０）が設けられた絞り板３０が配置され、その上に第２スペーサ７２を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と正レンズＬ１が整列するようにその正レンズＬ１を構成要素とする第１マイクロレンズアレイ６１が配置され、さらにその上に第３スペーサ７３を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と正レンズＬ２が整列するようにその正レンズＬ２を構成要素とする第２マイクロレンズアレイ６２が固定されている。

このように、各発光体ブロック４の発光素子列を投影するマイクロレンズ５のレンズアレイは第１マイクロレンズアレイ６１と第２マイクロレンズアレイ６２の組み合わせからなる。

そして、本発明に基づき、第１マイクロレンズアレイ６１を構成する正レンズＬ１と第２マイクロレンズアレイ６２を構成する正レンズＬ２の合成レンズ系の物体側（前側）焦点位置に一致して絞り板３０が配置され、かつ、式（１４）を満たすように正レンズＬ１の焦点距離ｆ₁ が設定されている。絞り板３０の詳細は、図１９、図２０に示されている。図１９は発光体アレイ１の発光体ブロック４に対応して配置された絞り板３０の平面図であり、図２０は１個の発光体ブロック４に対する絞り板３０の開口３１を示す図である。絞り板３０には、正レンズＬ１と正レンズＬ２からなるマイクロレンズ５各々の中心（光軸）と発光体ブロック４の中心に整列して開口３１が設けてあり、この実施例では、各開口３１の形状は円形となっているが、少なくとも主走査方向の開口径を制限する楕円形、矩形等の開口形状としてもよい。

以上の実施例は、発光素子２としてガラス基板２０の裏面に設けた有機ＥＬ素子を用い、そのガラス基板２０の表面側に発光する光を利用するいわゆるボトムエミッション配置の光書き込みラインヘッド１０１であったが、基板の表面側に発光素子２を配置するＥＬ素子やＬＥＤを用いるようにしてもよい。

なお、絞り板３０が第１マイクロレンズアレイ６１と第２マイクロレンズアレイ６２の間に配置される場合の図１５と図１６に対応する図をそれぞれ図２１、図２２に示す。その場合は、ケース２１のガラス基板２０の表面側には、第１スペーサ７１を介して、第１スペーサ７１を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と正レンズＬ１が整列するようにその正レンズＬ１を構成要素とする第１マイクロレンズアレイ６１が配置され、その上に第２スペーサ７２を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と整列するように開口３１（図１９、図２０）が設けられた絞り板３０が配置され、さらにその上に第３スペーサ７３を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と正レンズＬ２が整列するようにその正レンズＬ２を構成要素とする第２マイクロレンズアレイ６２が固定されている。その他の構成は図１５と図１６の場合と同様であり、説明を省く。そして、本発明に基づき、式（１４）を満たすように正レンズＬ１の焦点距離ｆ₁ が設定されている。

ところで、以上の説明において、発光体アレイ１は、図７、図１７に示すように、発光素子２を主走査方向に複数配列した発光素子列３を副走査方向に１列あるいは複数列設けて発光体ブロック４を形成し、各発光体ブロック４にマイクロレンズ５が対応して配置されているものとしてきた。しかしながら、発光素子２を主走査方向に微細な間隔で連続する長い列状に配置し、その中の発光体ブロック４に対応する発光素子群のみを発光させるように制御し、その発光素子群間の発光素子は発光させないように制御することで、図７
、図１７の場合と同様の発光体ブロック４を構成することができる。図２３にその場合の図１７に対応する図を示す。すなわち、発光体アレイ１として、発光素子２が主走査方向に微細な等間隔で連続する長い列状の発光素子列３’として配列され、その中のマイクロレンズ５を通して結像スポット８の形成に関与させる発光素子２’（○で表示）の群のみが発光制御され、その発光素子２’の群の間に存在する発光素子２”（●で表示）の群は発光させないようにして、発光体ブロック４の各々を構成することができる。図２３の場合は、マイクロレンズ５が主走査方向に３列配置され、マイクロレンズ５の各列に対応するように２列の発光素子列３’が副走査方向に２列形成され、その２列の発光素子列３’中の発光素子２が千鳥状の配置になるようにされており、各々の発光素子列３’中の４個の発光素子２’のみが発光され、その４個の発光素子２’の間の８個の発光素子２”は発光しないように制御されている。

また、以上の説明において、主走査方向に伸びる１本の直線を描くために全発光体ブロック４中の全ての発光素子２、２’をタイミングを調整して点灯した場合、像担持体４１上に並ぶ結像スポット８は発光体ブロック４間で過不足なく隣接して並ぶように構成されるものとした。しかし、発光体ブロック４を構成する発光素子２、２’間に像担持体４１上で結像スポット８が重なるように、発光体ブロック４を構成する発光素子２、２’の数と位置を冗長性をもつように設定してもよい。こうすることで、例えば発光体ブロック４の端部近傍の発光素子２、２’の像である結像スポット８に濃度むらが発生しても相互に重畳させることでそれを補正するようにすることができる。

図２４は、その１例として、発光体アレイ１が図２３の構成の場合に、各発光体ブロック４を構成する発光素子２’を４×２個に１個（発光素子２ａ）増やして、隣接するマイクロレンズ５によって像担持体４１上に並ぶ結像スポット８の列が端部で相互に１個の結像スポット８だけ重なって露光されるようにした例を図示した図である。ただし、図２４は、発光体アレイ１側で発光素子２ａが隣接する発光体ブロック４の反対側の端部で重なるように図示してあるが（点線間の発光素子）、この図が正しいのは、マイクロレンズ５の結像倍率が−１倍のときである。

ところで、本発明の光書き込みラインヘッド１０１に用いるマイクロレンズアレイ６１、６１は、従来公知の如何なる構成のものでも使用可能であるが、図２５に、第１マイクロレンズアレイ６１と第２マイクロレンズアレイ６２を各マイクロレンズＬ１、Ｌ２が同軸に整列するように組み合わせてマイクロレンズ５のアレイを構成する場合（図１３、図１４）の主走査方向に沿ってとった断面図を示す。この例では、それぞれのマイクロレンズアレイ６１、６２のガラス基板３４の片面（物体側）に整列して透明樹脂からなるレンズ面部３５を一体に成形して各マイクロレンズＬ１、Ｌ２を構成したものである。この場合、第２マイクロレンズアレイ６２の像側の面を平面とすることで、例えば画像形成装置のラインヘッドのマイクロレンズアレイとして用いるとき、現像剤のトナーが飛散してマイクロレンズアレイのその平面に付着しても簡単に清掃できクリーニング性が向上することになる。

次に、上記実施例に用いる光学系の具体的数値例を実施例１〜４として示す。

図２６（ａ）、（ｂ）は実施例１の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系の物体側（前側）に配置し、かつ、その凸平正レンズＬ１の焦点距離ｆ₁ が式（１４）を満たすように設定されている例である。なお、この実施例は像側にテレセントリックな配置とはなっていない。

この実施例のように、第１正レンズＬ１、第２正レンズＬ２を共に凸平正レンズとすることにより、マイクロレンズアレイ６１、６２として形成するレンズ形成面が片面のみとなり、その製造が容易になるとの利点がある。

さらに、第２正レンズＬ２の像側の面を平面とすることで、マイクロレンズ５のレンズアレイを構成する第２マイクロレンズアレイ６２の像側の面全体を平面とすることができ、例えば画像形成装置のラインヘッドのマイクロレンズアレイとして用いるとき、現像剤のトナーが飛散してマイクロレンズアレイのその平面に付着しても簡単に清掃できクリーニング性が向上することになる。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ は絞り板３０の開口３１、ｒ₃ 、ｒ₄ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。

図２７（ａ）、（ｂ）は実施例２の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系の物体側（前側）焦点に配置して像側にテレセントリックとしており、かつ、その凸平正レンズＬ１の焦点距離ｆ₁ が式（１４）を満たすように設定されている例である。

この実施例においても、第１正レンズＬ１、第２正レンズＬ２を共に凸平正レンズとしている。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ は絞り板３０の開口３１、ｒ₃ 、ｒ₄ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。

図２８（ａ）、（ｂ）は実施例３の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を合成レンズ系中の凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２の間に配置し、かつ、その凸平正レンズＬ１の焦点距離ｆ₁ が式（１４）を満たすように設定されている例である。なお、この実施例は像側にテレセントリックな配置とはなっていない。

この実施例においても、第１正レンズＬ１、第２正レンズＬ２を共に凸平正レンズとしている。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のア
ッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ 、ｒ₃ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₄ は絞り板３０の開口３１、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。

図２９（ａ）、（ｂ）は実施例４の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を合成レンズ系中の凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２の間であって凸平正レンズＬ２の物体側（前側）焦点に配置して像側にテレセントリックとしており、かつ、その凸平正レンズＬ１の焦点距離ｆ₁ が式（１４）を満たすように設定されている例である。

この実施例においても、第１正レンズＬ１、第２正レンズＬ２を共に凸平正レンズとしている。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ 、ｒ₃ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₄ は絞り板３０の開口３１、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。また、凸平正レンズＬ２の物体側の面ｒ₅ は非球面であるが、非球面形状は、光軸からの距離をｒとするとき、
ｃｒ² ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ² ｒ² ｝］＋Ａｒ⁴
で表される。ただし、ｃは光軸上曲率（１／ｒ）、Ｋはコーニック係数、Ａは４次の非球面係数である。下記の数値データ中、Ｋ₅ 、Ａ₅ は凸平正レンズＬ２の物体側の面ｒ₅ のそれぞれコーニック係数、４次の非球面係数である。

実施例１
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 2.7013
ｒ₂ = ∞（絞り） ｄ₂ = 0.1000
ｒ₃ = 0.7420 ｄ₃ = 0.5000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 0.7000
ｒ₅ = 1.2000 ｄ₅ = 0.5000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 0.6200
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率 -0.45
発光体ブロック中の最軸外の発光素子間の幅Ｗ₀ 0.4mm
絞り直径 0.386mm
第１レンズ有効径Ｄ₁ 0.424mm
第１レンズ焦点距離ｆ₁ 1.440mm
物体（発光体アレイ）と第１レンズ前側主面距離ｄ₀ 2.8013mm
ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ）の値 1.441mm 。

実施例２
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 2.7013
ｒ₂ = ∞（絞り） ｄ₂ = 0.1000
ｒ₃ = 0.7420 ｄ₃ = 0.5000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 1.0000
ｒ₅ = 0.7000 ｄ₅ = 0.5000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 0.3500
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率 -0.49
発光体ブロック中の最軸外の発光素子間の幅Ｗ₀ 0.4mm
絞り直径 0.386mm
第１レンズ有効径Ｄ₁ 0.424mm
第１レンズ焦点距離ｆ₁ 1.440mm
物体（発光体アレイ）と第１レンズ前側主面距離ｄ₀ 2.8013mm
ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ）の値 1.441mm 。

実施例３
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 3.0000
ｒ₂ = 1.1000 ｄ₂ = 0.7000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 0.5000
ｒ₄ = ∞（絞り） ｄ₄ = 1.0000
ｒ₅ = 1.0000 ｄ₅ = 0.7000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 0.7000
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率 -0.61
発光体ブロック中の最軸外の発光素子間の幅Ｗ₀ 0.4mm
絞り直径 0.39mm
第１レンズ有効径Ｄ₁ 1.1033mm
第１レンズ焦点距離ｆ₁ 2.1355mm
物体（発光体アレイ）と第１レンズ前側主面距離ｄ₀ 3.0mm
ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ）の値 2.2017mm 。

実施例４
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 3.0000
ｒ₂ = 1.1000 ｄ₂ = 0.7000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 0.5000
ｒ₄ = ∞（絞り） ｄ₄ = 1.0000
ｒ₅ = 0.52210 （非球面）ｄ₅ = 0.7000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
Ｋ₅ =-1.4409
Ａ₅ = 0.7397
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 0.3500
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率 -0.384
発光体ブロック中の最軸外の発光素子間の幅Ｗ₀ 0.4mm
絞り直径 0.39mm
第１レンズ有効径Ｄ₁ 1.1033mm
第１レンズ焦点距離ｆ₁ 2.1355mm
物体（発光体アレイ）と第１レンズ前側主面距離ｄ₀ 3.0mm
ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ）の値 2.2017mm 。

ところで、以上のような本発明に基づく光書き込みラインヘッドの光学系において、マイクロレンズアレイの特定のマイクロレンズ５に入射する発光体ブロック４からの光が隣接するマイクロレンズ５の光路中に入ってフレアを発生させるのを防止するために、発光体アレイ１と絞り板３０の間、絞り板３０とマイクロレンズ５の間（図１３の場合）、あるいは、発光体アレイ１とマイクロレンズ５の間（図１４の場合）に１枚又は複数枚のフレア絞り板を配置することが望ましい。その場合の１例の主走査方向に沿ってとった断面図を図３０、図３１に示す。図３０の場合、発光体アレイ１と絞り板３０の間に５枚のフレア絞り板３２を、絞り板３０とマイクロレンズ５の間に１枚のフレア絞り板３２を、絞り板３０と平行に間隔をおいて配置しており、また、図３１の場合、発光体アレイ１とマイクロレンズ５の間に６枚のフレア絞り板３２を同様に配置しており、各フレア絞り板３２は絞り板３０の開口３１に対応する開口３３が設けられている。本発明で意図する開口絞りは、絞り板３０の開口３１を言うのであり、このようなフレア絞り板３２の開口３３を言うものではない。

ところで、例えば図２４のように、各発光体ブロック４を構成する発光素子２を余分に配置する等の目的で、発光素子２をマイクロレンズ５の光軸に対して主走査方向に非対称に配置する場合の本発明におけるパラメータＷ₀ は、本発明の目的（クロストークに基づくゴーストや光量損失を防止すること）から、マイクロレンズ５の光軸から最も遠い発光素子２までの距離の２倍と定義しなおすことで、式（６）〜式（１４）等はそのまま適用できることになる。

以上、本発明のラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明の１実施形態に係るラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。 本発明の１実施形態に係るラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。 本発明の１実施形態に係るラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。 本発明の１実施形態に係る発光体アレイと光学倍率がマイナスのマイクロレンズとの対応関係を示す説明図である。 画像データが格納されているラインバッファのメモリテーブルの例を示す説明図である。 主走査方向に奇数番号と偶数番号の発光素子による結像スポットが同列に形成される様子を示す説明図である。 ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。 図７の構成で各発光素子の出力光によりマイクロレンズを通して像担持体の露光面を照射した場合の結像位置を示す説明図である。 図８において副走査方向の結像スポット形成の状態を示す説明図である。 マイクロレンズを複数配列した場合に像担持体の主走査方向に結像スポットが反転して形成される例を示す説明図である。 本発明による電子写真プロセスを用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。 各パラメータの符号の定義を示す図である。 開口絞りがマイクロレンズを構成する２枚の正レンズの物体側に位置する場合の本発明の原理を説明するための図である。 開口絞りがマイクロレンズを構成する２枚の正レンズの間に位置する場合の本発明の原理を説明するための図である。 本発明の１実施例の光書き込みラインヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図である。 図１５の副走査方向に沿ってとった断面図である。 図１５の場合の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。 １個のマイクロレンズとそれに対応する発光体ブロックとの対応関係を示す図である。 発光体アレイの発光体ブロックに対応して配置された絞り板の平面図である。 １個の発光体ブロックに対する絞り板の開口を示す図である。 絞り板が第１マイクロレンズアレイと第２マイクロレンズアレイの間に配置される場合の図１５に対応する図である。 絞り板が第１マイクロレンズアレイと第２マイクロレンズアレイの間に配置される場合の図１６に対応する図である。 発光素子を主走査方向に長い列状に配置し、その中の一部を発光制御することで発光体ブロックを構成する場合の図１７に対応する図である。 発光体ブロックを構成する発光素子の数を増やして像担持体上で隣接する発光体ブロックの結像スポットの列が端部で重なって露光されるようにした例を図示した図である。 ２枚のマイクロレンズアレイでマイクロレンズアレイを構成する場合の主走査方向に沿ってとった断面図である。 実施例１の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 実施例２の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 実施例３の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 実施例４の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 本発明の光書き込みラインヘッドの光学系において絞り板とは別にフレア絞り板を配置する例の主走査方向に沿ってとった断面図である。 本発明の光書き込みラインヘッドの光学系において絞り板とは別にフレア絞り板を配置する別の例の主走査方向に沿ってとった断面図である。

符号の説明

Ｏ−Ｏ’…レンズ光軸、Ｆ…マイクロレンズの前側焦点、１…発光体アレイ、２…発光素子、２ｘ…端部発光素子又は端部受光素子、２’…結像スポットの形成に関与させる発光素子、２”…発光させない発光素子、２ａ…像担持体上で結像スポットが重なる発光素子、３…発光素子列、３’…主走査方向に連続する長い列状の発光素子列、４…発光体ブロック、５…マイクロレンズ、６…マイクロレンズアレイ、８、８ａ、８ｂ…結像スポット、１０…メモリテーブル、１１…開口絞り、２０…ガラス基板、２１…長尺のケース、２２…受け穴、２３…裏蓋、２４…固定金具、２５…位置決めピン、２６…挿入孔、２７…封止部材、３０…絞り板、３１…絞り板の開口、３２…フレア絞り板、３３…フレア絞り板の開口、３４…ガラス基板、３５…レンズ面部、４１…感光体（像担持体）又は読み取り面、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…一次転写ローラ、５０…中間転写ベルト、５１…駆動ローラ、５２…従動ローラ、５３…テンションローラ、５５…発光素子配置面、５５’…発光素子配置面のずれ位置、６１…第１マイクロレンズアレイ、６２…第２マイクロレンズアレイ、６６…二次転写ローラ、７１…第１スペーサ、７２…第２スペーサ、７３…第３スペーサ、１０１、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ…ラインヘッド（光書き込みラインヘッド）、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ

Claims (9)

1. 正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系と、
   前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイと、
   前記レンズアレイの物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
   前記２つのレンズの物体側の開口絞りを形成する絞り板と、
   を有し、
   前記２つのレンズの物体側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足することを特徴とするラインヘッド。
   ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
   ただし、ｄ₀ は発光体アレイと物体側のレンズの前側主面との間の距離、
   Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の発光素子の中、前記第１方向における両端の発光素子間の幅、
   Ｄ₁ は物体側のレンズの有効径、
   である。
2. 前記開口絞りは、前記正レンズ系の前側焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のラインヘッド
3. 正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系と、
   前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイと、
   前記レンズアレイの物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
   前記２つのレンズの物体側あるいは２つのレンズの間の開口絞りを形成する絞り板と、を有し、
   前記２つのレンズの物体側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足することを特徴とするラインヘッド。
   ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
   ただし、ｄ₀ は発光体アレイと物体側のレンズの前側主面との間の距離、
   Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の発光素子の中、前記第１方向における両端の発光素子間の幅、
   Ｄ₁ は物体側のレンズの有効径、
   である。
4. 前記開口絞りは、前記２つのレンズの中、像側のレンズの前側焦点位置に配されていることを特徴とする請求項３記載のラインヘッド
5. 少なくとも像側の前記レンズの像側の面が平面からなることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のラインヘッド。
6. 前記複数の発光素子は前記第１の方向に直交する第２の方向に複数配列された発光素子列をなすことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のラインヘッド。
7. 前記複数の発光素子は、第１の方向に間隔をおいた発光体群をなすように配される請求項１から６の何れか１項記載のラインヘッド。
8. 潜像担持体と、
   前記潜像担持体を帯電する帯電部と、
   正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系、前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイ、前記レンズアレイの物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイ、及び、前記２つのレンズの物体側あるいは２つのレンズの間の開口絞りを形成する絞り板と、
   を有し、
   前記２つのレンズの物体側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、下記の条件式を満足するラインヘッドと、
   前記潜像担持体を現像する現像部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
   ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
   ただし、ｄ₀ は発光体アレイと物体側のレンズの前側主面との間の距離、
   Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の発光素子の中、前記第１方向における両端の発光素子間の幅、
   Ｄ₁ は物体側のレンズの有効径、
   である。
9. 正屈折力の２つのレンズを有する正レンズ系と、
   前記正レンズ系を第１の方向に複数配したレンズアレイと、
   前記レンズアレイの像側に１の前記正レンズ系に対して複数の受光素子が配された受光体アレイと、
   前記２つのレンズの像側あるいは前記２つのレンズの間の開口絞りを形成する絞り板と、
   を有し、
   前記２つのレンズの像側のレンズの焦点距離をｆ₁ としたとき、次の条件式を満足することを特徴とするラインヘッド。
   ｆ₁ ≦ｄ₀ ／（１＋Ｗ₀ ／Ｄ₁ ） ・・・（１４）
   ただし、ｄ₀ は受光体アレイと像側のレンズの後側主面との間の距離、
   Ｗ₀ は１の正レンズ系に対応して配された複数の受光素子の中、前記第１方向における両端の受光素子間の幅、
   Ｄ₁ は像側のレンズの有効径、
   である。

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