(57)【要約】【課題】高精度な露光処理を実現することができるラインヘッドを提供すること、また、高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】ラインヘッド１３は、主走査方向に配列した複数の発光素子７４を備える発光素子群７１と、発光素子群７１からの光を受光面１１１に投影して発光素子群像を形成する結像光学系６０とを有し、結像光学系６０は、屈折力を有するレンズ面６２’を備える。レンズ面６２’の主走査方向での有効径をＤとし、発光素子群像の主走査方向での幅をＨとしたとき、Ｈ＞０．５Ｄなる関係を満足する。また、発光素子群７１は、光軸に最も近位な第１の発光素子と、これとは異なる位置に設けられた第２の発光素子とを有し、第１の発光素子から射出された光束と、第２の発光素子から射出された光束とは、光軸６０１を含む主走査方向の断面にて、レンズ面６２’上にて重ならない。【選択図】図７
2010194764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配設された、第１の発光素子、第２の発光素子および第３の発光素子と、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子から射出される光を結像面に結像して発光素子像を形成する結像光学系とを有し、
前記第１の発光素子は、前記第１方向の前記第２の発光素子と前記第３の発光素子との間に配され、
前記結像光学系は、次の関係を有するように配設された屈折力を有する第１のレンズ面を備えるとともに、第１の発光素子から射出された光と、前記第２の発光素子から射出された光とが、前記第１のレンズ面の前記結像光学系の光軸を含む前記第１方向の断面にて重ならないことを特徴とするラインヘッド。
Ｈ＞０．５Ｄ
［ただし、Ｈは、前記結像光学系により結像された、前記第２の発光素子の像の幾何重心と前記第３の発光素子の像幾何重心との間の前記第１方向での距離であり、Ｄは、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子より射出された光束が前記第１のレンズ面を通過する領域の前記第１方向の最大幅である。］
【請求項２】
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子を含む前記第１方向に配された４つ以上の発光素子から射出された光が、前記結像光学系により結像面に結像され、
前記第１の発光素子は、前記４つ以上の発光素子のうち、前記光軸に最も近位に配され、
前記第２の発光素子は、前記４つ以上の発光素子のうち、前記光軸から前記第１方向の一方側の最も遠位に配され、
前記第３の発光素子は、前記４つ以上の発光素子のうち、前記光軸から前記第１方向の前記第２の発光素子の反対側の最も遠位に配されている請求項１に記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記結像光学系は、前記第１のレンズ面を含む２面以上の屈折力を有するレンズ面を備え、
前記第１のレンズ面は、前記２面以上の屈折力を有するレンズ面のうち、もっとも像側に配されている請求項１または２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記第２の発光素子と前記結像光学系との間に開口絞りを有し、
前記第２の発光素子から射出される光の主光線と前記光軸とが前記第１方向になす角をωとし、前記結像光学系の像側開口角（半角）をμとし、前記開口絞りと前記第１のレンズ面との離間距離をＬ１とし、前記第１のレンズ面と前記結像面との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１・ｔａｎω＞２・Ｌ２・ｔａｎμなる関係を有するように前記レンズ面が配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記開口絞りは、前記結像光学系の前側焦点面に設けられている請求項４に記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記４つ以上の発光素子のうち、前記第１方向にて隣り合って配設された２つの発光素子から射出された光は、前記第１のレンズ面の前記光軸を含む前記第１方向の断面にて重ならない請求項１ないし５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体に露光して前記潜像を形成するラインヘッドとを有し、
前記ラインヘッドは、第１方向に配設された第１の発光素子、第２の発光素子および第３の発光素子と、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子から射出される光を前記潜像担持体に結像して潜像を形成する結像光学系とを有し、
前記第１の発光素子は、前記第１方向の前記第２の発光素子と前記第３の発光素子との間に配され、
前記結像光学系は、次の関係を有するように配設された屈折力を有する第１のレンズ面を備えるとともに、前記第１の発光素子から射出された光と、前記第２の発光素子から射出された光とが、前記第１のレンズ面の前記結像光学系の光軸を含む前記第１方向の断面にて重ならないことを特徴とする画像形成装置。
Ｈ＞０．５Ｄ
［ただし、Ｈは、前記結像光学系により結像された、前記第２の発光素子の像の幾何重心と前記第３の発光素子の像の幾何重心との間の前記第１方向での距離であり、Ｄは、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子より射出された光が前記第１のレンズ面を通過する領域の前記第１方向の最大幅である。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインヘッドおよびそれを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる複写機、プリンター等の画像形成装置には、回転する感光体の外表面を露光処理して静電潜像を形成する露光手段が備えられている。かかる露光手段としては、複数の発光素子を感光体の回転軸線方向に配列した構造を有するラインヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかるラインヘッドとして、例えば、特許文献１には、複数のＬＥＤ（発光素子）を備えるＬＥＤアレイチップを一方向に複数配列した光情報書き込み装置が開示されている。
かかる光情報書き込み装置では、各ＬＥＤアレイチップの複数のＬＥＤが感光体の回転軸線方向に配列され、各ＬＥＤアレイチップ毎に対応して凸レンズ要素（結像光学系）が設けられており、この凸レンズ要素がＬＥＤアレイチップの各ＬＥＤからの光を結像する。
【０００３】
このような特許文献１に開示されたラインヘッドでは、凸レンズ要素の像面湾曲に起因して、凸レンズ要素の結像性能が光軸から離れるにつれて低下するため、感光体表面において、凸レンズ要素の光軸に対し近位に設けられたＬＥＤからの光のスポット径と、凸レンズ要素の光軸に対し遠位に設けられたＬＥＤからの光のスポット径とが異なってしまう。その結果、感光体表面に形成される潜像は、凸レンズ要素の光軸に対し近位に設けられたＬＥＤからの光によって形成される画素と、凸レンズ要素の光軸に対し遠位に設けられたＬＥＤからの光によって形成される画素とで濃度差が生じ、濃度ムラが生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−４５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高精度な露光処理を実現することができるラインヘッドを提供すること、また、高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のラインヘッドは、第１方向に配設された、第１の発光素子、第２の発光素子および第３の発光素子と、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子から射出される光を結像面に結像して発光素子像を形成する結像光学系とを有し、
前記第１の発光素子は、前記第１方向の前記第２の発光素子と前記第３の発光素子との間に配され、
前記結像光学系は、次の関係を有するように配設された屈折力を有する第１のレンズ面を備えるとともに、第１の発光素子から射出された光と、前記第２の発光素子から射出された光とが、前記第１のレンズ面の前記結像光学系の光軸を含む前記第１方向の断面にて重ならないことを特徴とする。
Ｈ＞０．５Ｄ
［ただし、Ｈは、前記結像光学系により結像された、前記第２の発光素子の像の幾何重心と前記第３の発光素子の像幾何重心との間の前記第１方向での距離であり、Ｄは、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子より射出された光束が前記第１のレンズ面を通過する領域の前記第１方向の最大幅である。］
【０００７】
本発明のラインヘッドでは、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子を含む前記第１方向に配された４つ以上の発光素子から射出された光が、前記結像光学系により結像面に結像され、
前記第１の発光素子は、前記４つ以上の発光素子のうち、前記光軸に最も近位に配され、
前記第２の発光素子は、前記４つ以上の発光素子のうち、前記光軸から前記第１方向の一方側の最も遠位に配され、
前記第３の発光素子は、前記４つ以上の発光素子のうち、前記光軸から前記第１方向の前記第２の発光素子の反対側の最も遠位に配されていることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記結像光学系は、前記第１のレンズ面を含む２面以上の屈折力を有するレンズ面を備え、
前記第１のレンズ面は、前記２面以上の屈折力を有するレンズ面のうち、もっとも像側に配されていることが好ましい。
【０００８】
本発明のラインヘッドでは、前記第２の発光素子と前記結像光学系との間に開口絞りを有し、
前記第２の発光素子から射出される光の主光線と前記光軸とが前記第１方向になす角をωとし、前記結像光学系の像側開口角（半角）をμとし、前記開口絞りと前記第１のレンズ面との離間距離をＬ１とし、前記第１のレンズ面と前記結像面との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１・ｔａｎω＞２・Ｌ２・ｔａｎμなる関係を有するように前記レンズ面が配置されていることが好ましい。
【０００９】
本発明のラインヘッドでは、前記開口絞りは、前記結像光学系の前側焦点面に設けられていることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記４つ以上の発光素子のうち、前記第１方向にて隣り合って配設された２つの発光素子から射出された光は、前記第１のレンズ面の前記光軸を含む前記第１方向の断面にて重ならないことが好ましい。
【００１０】
本発明の画像形成装置は、潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体に露光して前記潜像を形成するラインヘッドとを有し、
前記ラインヘッドは、第１方向に配設された第１の発光素子、第２の発光素子および第３の発光素子と、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子から射出される光を前記潜像担持体に結像して潜像を形成する結像光学系とを有し、
前記第１の発光素子は、前記第１方向の前記第２の発光素子と前記第３の発光素子との間に配され、
前記結像光学系は、次の関係を有するように配設された屈折力を有する第１のレンズ面を備えるとともに、前記第１の発光素子から射出された光と、前記第２の発光素子から射出された光とが、前記第１のレンズ面の前記結像光学系の光軸を含む前記第１方向の断面にて重ならないことを特徴とする。
Ｈ＞０．５Ｄ
［ただし、Ｈは、前記結像光学系により結像された、前記第２の発光素子の像の幾何重心と前記第３の発光素子の像の幾何重心との間の前記第１方向での距離であり、Ｄは、前記第２の発光素子および前記第３の発光素子より射出された光が前記第１のレンズ面を通過する領域の前記第１方向の最大幅である。］
【００１１】
以上のような構成を有する本発明のラインヘッドによれば、画角の異なる発光素子間において、像面湾曲に起因する被投影面（受光面）でのスポットサイズの不均一を小さく抑えることができる。そのため、ムラを抑えた高品位な潜像を形成することができる。このようにして、本発明のラインヘッドは、高精度な露光処理を実現することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、前述したような高精度な露光処理を実現することで、濃度ムラを抑えた高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す画像形成装置が有する本発明のラインヘッドの部分断面斜視図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示すラインヘッドの平面図である。
【図５】図２に示すラインヘッドが備えるレンズの平面図である。
【図６】図２に示すラインヘッドが備える発光素子から射出された光束の主光線を示す図である。
【図７】図２に示すラインヘッドが備える結像光学系の結像点を示す図である。
【図８】図２に示すラインヘッドが備える結像光学系の結像点を示す図である。
【図９】図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図である。
【図１０】図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図である。
【図１１】図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図である。
【図１２】図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図である。
【図１３】図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図である。
【図１４】図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の実施例を示す図である。
【図１６】実施例の結像光学系について、スポット径の光軸方向での変化を示すグラフである。
【図１７】比較例の結像光学系について、スポット径の光軸方向での変化を示すグラフである。
【図１８】図１６に示す結像光学系における結像点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
以下、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図、図２は、図１に示す画像形成装置が有する本発明のラインヘッドの部分断面斜視図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図２に示すラインヘッドの平面図、図５は、図２に示すラインヘッドが備えるレンズの平面図、図６は、図２に示すラインヘッドが備える発光素子から照射された光の主光線を示す図７および図８は、それぞれ、図２に示すラインヘッドが備える結像光学系の結像点を示す図、図９〜図１４は、それぞれ、図２に示すラインヘッドの経時的な作動状態を示す概略斜視図、図１５は、本発明の実施例を示す図、図１６〜１７は、実施例および比較例の結像光学系について、スポット径の光軸方向での変化を示すグラフである。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３および図１０〜図１６中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
【００１５】
（画像形成装置）
図１に示す画像形成装置１は、帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・定着工程を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体Ｐに記録する電子写真方式のプリンタである。本実施形態では、画像形成装置１は、いわゆるタンデム方式を採用するカラープリンタである。
このような画像形成装置１は、図１に示すように、帯電工程・露光工程・現像工程のための画像形成ユニット１０と、転写工程のための転写ユニット２０と、定着工程のための定着ユニット３０と、紙などの記録媒体Ｐを搬送するための搬送機構４０と、この搬送機構４０に記録媒体Ｐを供給する給紙ユニット５０とを有している。
【００１６】
画像形成ユニット１０は、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｙと、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｍと、シアンのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｃと、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｋとの４つの画像形成ステーションを備えている。
各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、それぞれ、静電的な潜像を担持する感光ドラム（感光体）１１を有し、その周囲（外周側）には、帯電ユニット１２、ラインヘッド（露光ユニット）１３、現像装置１４、クリーニングユニット１５が配設されている。各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋを構成するこれらの装置は、同じ構成であるため、以下、１つの装置について説明する。
【００１７】
感光ドラム１１は、全体形状が円筒状をなすものである。感光ドラム１１の外周面（円筒面）は、ラインヘッド１３（レンズアレイ６）からの光Ｌ（出射光）を受光する受光面（被照射面）１１１を構成している。すなわち、感光ドラム１１の外周面に感光層（図示せず）が形成されている。また、この感光ドラム１１は、その軸線まわりに図１中矢印方向に回転可能となっている。また、感光ドラム１１の外周面の受光面１１１を除く部分（両端部）は、光Ｌに対して感光しない非感光領域１１２となっている。
【００１８】
帯電ユニット１２は、コロナ帯電などにより感光ドラム１１の受光面１１１を一様に帯電させるものである。
ラインヘッド１３は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受け、これに応じて、感光ドラム１１の受光面１１１に向けて光Ｌを放射する。一方、感光ドラム１１の受光面１１１は、一様に帯電された状態となっており、光Ｌの放射パターンに対応した潜像が形成される。なお、ラインヘッド１３の構成については、後に詳述する。
【００１９】
現像装置１４は、トナーを貯留する貯留部（図示せず）を有しており、当該貯留部から、静電的な潜像を担持する感光ドラム１１の受光面１１１にトナーを供給し、付与する。これにより、感光ドラム１１上の潜像がトナー像として可視化（現像）される。
クリーニングユニット１５は、感光ドラム１１の受光面１１１に当接するゴム製のクリーニングブレード１５１を有し、後述する一次転写後の感光ドラム１１上に残存するトナーをクリーニングブレード１５１により掻き落として除去するようになっている。
【００２０】
転写ユニット２０は、前述したような各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像を一括して記録媒体Ｐに転写するようになっている。
各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋでは、それぞれ、感光ドラム１１が１回転する間に、帯電ユニット１２による感光ドラム１１の受光面１１１の帯電と、ラインヘッド１３による受光面１１１の露光と、現像装置１４による受光面１１１へのトナーの供給と、後述する一次転写ローラ２２との圧着による中間転写ベルト２１への一次転写と、クリーニングユニット１５による受光面１１１のクリーニングとが順次行なわれる。
【００２１】
転写ユニット２０は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト２１を有し、この中間転写ベルト２１は、複数（図１に示す構成では４つ）の一次転写ローラ２２と駆動ローラ２３と従動ローラ２４とで張架されており、駆動ローラ２３の回転により、図１に示す矢印方向に、感光ドラム１１の周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動される。
各一次転写ローラ２２は、それぞれ、対応する感光ドラム１１に中間転写ベルト２１を介して対向配設されており、感光ドラム１１上の単色のトナー像を中間転写ベルト２１に転写（一次転写）するようになっている。この一次転写ローラ２２は、一次転写時に、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。
【００２２】
中間転写ベルト２１上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうちの少なくとも１色のトナー像が担持される。例えば、フルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト２１上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が中間転写像として形成される。
また、転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１を介して駆動ローラ２３に対向配設される二次転写ローラ２５と、中間転写ベルト２１を介して従動ローラ２４に対向配設されるクリーニングユニット２６とを有している。
【００２３】
二次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２１上に形成された単色あるいはフルカラーなどのトナー像（中間転写像）を、給紙ユニット５０から供給される紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写（二次転写）するようになっている。二次転写ローラ２５は、二次転写時に、中間転写ベルト２１に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。このような二次転写時には、駆動ローラ２３は、二次転写ローラ２５のバックアップローラとしても機能する。
【００２４】
クリーニングユニット２６は、中間転写ベルト２１の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード２６１を有し、二次転写後の中間転写ベルト２１上に残存するトナーをクリーニングブレード２６１により掻き落として除去するようになっている。
定着ユニット３０は、定着ローラ３０１と、定着ローラ３０１に圧接される加圧ローラ３０２とを有しており、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２との間を記録媒体Ｐが通過するよう構成されている。また、定着ローラ３０１は、その内側に当該定着ローラの外周面を加熱するヒータが内蔵されており、通過する記録媒体Ｐを加熱および加圧することができる。このような構成の定着ユニット３０より、トナー像の二次転写を受けた記録媒体Ｐを加熱および加圧して、トナー像を記録媒体Ｐに融着させて永久像として定着する。
【００２５】
搬送機構４０は、前述した二次転写ローラ２５と中間転写ベルト２１との間の二次転写部へ給紙タイミングを計りつつ記録媒体Ｐを搬送するレジストローラ対４１と、定着ユニット３０での定着処理済みの記録媒体Ｐを挟持搬送する搬送ローラ対４２、４３、４４とを有している。
このような搬送機構４０は、記録媒体Ｐの一方の面のみに画像形成を行う場合には、定着ユニット３０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを搬送ローラ対４２により挟持搬送して、画像形成装置１の外部へ排出する。また、記録媒体Ｐの両面に画像形成する場合には、定着ユニット３０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦搬送ローラ対４２により挟持した後に、搬送ローラ対４２を反転駆動するとともに、搬送ローラ対４３、４４を駆動して、当該記録媒体Ｐを表裏反転してレジストローラ対４１へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。
給紙ユニット５０は、未使用の記録媒体Ｐを収容する給紙カセット５１と、給紙カセット５１から記録媒体Ｐを１枚ずつレジストローラ対４１へ向け給送するピックアップローラ５２とを備えている。
【００２６】
（ラインヘッド）
ここで、ラインヘッド１３について詳述する。なお、以下では、説明の都合上、長尺なラインヘッド１３（第１のレンズアレイ６、後述する第２のレンズアレイ６’）の長手方向を「主走査方向」と言い、幅方向を「副走査方向」と言う。
図３に示すように、ラインヘッド１３は、感光ドラム１１の下方に、その受光面１１１に対向して配置されている。また、ラインヘッド１３は、その主走査方向が、感光ドラム１１の回転軸と平行となるように配置されている。
【００２７】
このラインヘッド１３は、感光ドラム１１側から、第２のレンズアレイ６’、スペーサ８４、第１のレンズアレイ６、スペーサ８３、絞り８２、遮光部材８１および発光素子アレイ７がこの順で配置され、これらの部材がケーシング９内に収納されている。
このラインヘッド１３では、発光素子アレイ７から出射した光Ｌを、絞り８２にて絞った後、第１のレンズアレイ６および第２のレンズアレイ６’を通過させ、感光ドラム１１の受光面１１１に集光させるように構成されている。
【００２８】
図２ないし４に示すように、第１のレンズアレイ６は、外形が長尺状をなす板状体で構成されている。また、この第１のレンズアレイ６の発光素子アレイ７側の面（光Ｌが入射する入射面）には、複数の凸曲面（レンズ面）６２が形成されている。一方、第１のレンズアレイ６の感光体１１側の面（光Ｌが出射する出射面）は、平坦面で構成されている。
すなわち、第１のレンズアレイ６では、光Ｌの入射側の面を凸曲面６２とし、光Ｌの出射側の面を平坦面とする平凸レンズであるレンズ６４が複数配置されている。また、第１のレンズアレイ６の各レンズ６４以外の部分（主に各レンズ６４の周囲の部分）は、各レンズ６４を支持するレンズ支持部６５を構成する。なお、各レンズ６４の構成については、後に詳述する。
【００２９】
図４に示すように、レンズ６４は、主走査方向に複数列配置されるとともに、主走査方向およびレンズ６４の光軸方向のそれぞれに直交する副走査方向に複数行配置されている。
より具体的には、複数のレンズ６４は、３行ｎ列（ｎは２以上の整数）の行列状に配置されている。なお、以下、１つの列（レンズ列）に属する３つのレンズ６４のうち、中央に位置するレンズ６４を「レンズ６４ｂ」と言い、それに対して図３中左側（図４中上側）に位置するレンズ６４を「レンズ６４ａ」と言い、図３中右側（図４中下側）に位置するレンズ６４を「レンズ６４ｃ」と言う。
【００３０】
本実施形態では、１つの列に属する複数のレンズ６４（６４ａ〜６４ｃ）のうち、副走査方向の中心側に最も近い位置のレンズ６４ｂが、感光ドラム１１の受光面１１１に対し、最も近い位置になるようにラインヘッド１３が画像形成装置に設置される。これにより、後述する結像光学系６０の光学的特性の設定が容易となる。
また、図４に示すように、各レンズ列では、それぞれ、レンズ６４ａ〜６４ｃが順に主走査方向（図４中右方向）に等距離ずつずれて配置されている。すなわち、各レンズ列では、それぞれ、レンズ６４ａ〜６４ｃの各レンズ中心同士を結ぶ線が主走査方向および副走査方向に対して所定角度傾斜している。
【００３１】
図３に示す断面でみたときに、１つのレンズ列に属する３つのレンズ６４、すなわちレンズ６４ａ〜６４ｃでは、レンズ６４ａとレンズ６４ｃとは、それらの光軸同士がレンズ６４ｂの光軸を介して対称的に配置さている。また、レンズ６４ａ〜６４ｃは、互いの光軸が平行となるように配置されている。
図３に示すように、第１のレンズアレイ６の光Ｌの出射側には、スペーサ８４を介して、第２のレンズアレイ６’が設置されている。第２のレンズアレイ６’は、第１のレンズアレイ６と、ほぼ同様の構成をなしている。すなわち、第２のレンズアレイ６’の第１のレンズアレイ６側の面には、複数の凸曲面（レンズ面）６２’が形成されており、また、感光体１１側の面は、平坦面で構成されている。
【００３２】
すなわち、第２のレンズアレイ６’では、光Ｌの入射側の面を凸曲面６２’とし、光Ｌの出射側の面を平坦面とする平凸レンズであるレンズ６４’が複数配置されていると言える。また、第２のレンズアレイ６’の各レンズ６４’以外の部分は、各レンズ６４’を支持するレンズ支持部６５’を構成する。なお、各レンズ６４’の構成については、後に詳述する。
【００３３】
複数のレンズ６４’は、前述した複数のレンズ６４に対応して、互いに離間して、３行ｎ列（ｎは２以上の整数）の行列状に配置されている。すなわち、複数のレンズ６４’は、図４に示すような行列状に配置されている。また、１つのレンズ６４’が、１つのレンズ６４と対向するように、かつ、その光軸が対向するレンズ６４の光軸と一致するように配置されている。
【００３４】
このような第２のレンズアレイ６’の上面（ラインヘッド１３外部に露出している平坦面）には、防汚処理が施されていてもよい。この防汚処理としては、上面に汚れが付着するのを防止または抑制する処理と、上面に汚れが付着してもその汚れを容易に除去することが可能な処理とが挙げられる。このような防汚処理としては、例えば、上面に含フッ素シラン化合物を例えばディッピング法で塗布する方法が挙げられる（例えば、特開２００５−３８１７号公報参照）。
【００３５】
また、第２のレンズアレイ６’の上面には、防傷処理が施されていてもよい。防傷処理としては、例えば、上面にＣ６Ｈ１４とＣ２Ｆ６とを主材料とする層を高周波プラズマＣＶＤ法等の気相成膜法により形成する方法が挙げられる（例えば、特開２００６−１３３４２０号公報参照）。
また、このような防汚処理や防傷処理を第２のレンズアレイ６’の上面に施す際、当該上面が平坦面であるため、その作業を容易に行なうことができる。また、上面が平坦面であるため、防汚処理や防傷処理で形成される層を、上面に均一に形成することができる。
【００３６】
各レンズ６４、６４’の構成材料としては、前述したような光学特性を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料および／またはガラス材料が好適に用いられる。
この樹脂材料としては、各種樹脂材料を用いることができ、例えば、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル（メタクリル）、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような樹脂材料の中でも、熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂を用いた場合には、以下のような効果を得ることができる。すなわち、このような樹脂材料は、屈折率が比較的高いという利点を持つ他、熱膨張係数が比較的低く、熱による膨張（変形）、変性、劣化が発生しにくい材料である。
【００３７】
また、ガラス材料としては、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス材料等が挙げられるが、後述する発光素子アレイ７を構成する支持板７２がガラス材料で構成されたものである場合、このガラス材料と略等しい線膨張率のガラス材料を用いることによって、温度変動による発光素子と各レンズの相対位置ずれを防止することができる。
【００３８】
例えば、前述したような樹脂材料およびガラス材料を複合して第１、第２のレンズアレイ６、６’を構成する場合、ガラス材料で構成されたガラス基板の一方の面に、樹脂材料で構成された樹脂層を形成した積層構造において、樹脂層のガラス基板とは反対側の面に凸曲面６２、６２’を形成すればよい。また、第１、第２のレンズアレイ６、６’は、例えば、上面および下面がそれぞれ平坦面をなす平板状の部材（基板）の一方の面に凸曲面状に突出した複数の凸部を付与することによっても形成することができる。この場合、製造の容易さおよび第１、第２のレンズアレイ６、６’の剛性確保等の観点から、平板状の部材を例えばガラス材料で構成し、各凸部をそれぞれ樹脂材料で構成するのが好ましい。
なお、以下、１つの列（レンズ列）に属する３つのレンズ６４’のうち、レンズ６４ａに対向するレンズ６４’を「レンズ６４ａ’」と言い、レンズ６４ｂに対向するレンズ６４’を「レンズ６４ｂ’」と言い、レンズ６４ｃに対向するレンズ６４’を「レンズ６４ｃ’」と言う（図３参照）。
【００３９】
以上、複数のレンズ６４を有する第１のレンズアレイ６と、複数のレンズ６４’を有する第２のレンズアレイ６’とについて説明したが、本実施形態のラインヘッド１３では、対応する１組のレンズ６４、６４’が１つの結像光学系６０を構成している。なお、以下では、説明の便宜上、１組のレンズ６４ａ、６４ａ’で構成される結像光学系６０を「結像光学系ａ」と言い、１組のレンズ６４ｂ、６４ｂ’で構成される結像光学系６０を「結像光学系ｂ」と言い、１組のレンズ６４ｃ、６４ｃ’で構成される結像光学系６０を「結像光学系ｃ」と言う（図３参照）。
【００４０】
図３に示すように、第１のレンズアレイ６の光Ｌの入射側には、スペーサ８３、絞り８２および遮光部材８１を介して、発光素子アレイ７が設置されている。発光素子アレイ７は、複数の発光素子群（発光素子グループ）７１と、支持板（ヘッド基板）７２とを有している。
支持板７２は、各発光素子群７１をそれぞれ支持するものであり、外形が長尺状をなす板状体で構成されている。この支持板７２は、第１のレンズアレイ６と平行に配置されている。
また、支持板７２は、その主走査方向の長さが第１のレンズアレイ６の主走査方向の長さよりも長いものである。支持板７２の副走査方向の長さも、第１のレンズアレイ６の副走査方向の長さよりも長く設定されている。
【００４１】
支持板７２の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態のように、支持板７２の裏面側に発光素子群７１を設ける場合（すなわち発光素子７４としてボトムエミッション型の発光素子を用いる場合）、各種ガラス材料や各種プラスチック等の透明性を有する材料が好適に用いられる。なお、発光素子７４としてトップエミッション型の発光素子を用いる場合、支持板７２の構成材料としては、透明性を有する材料に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼のような各種金属材料、各種ガラス材料や各種プラスチック等を単独または組み合わせて用いることができる。支持板７２を各種金属材料や各種ガラス材料で構成した場合には、各発光素子７４の発光により生じる熱を支持板７２を介して効率良く放熱することができる。また、支持板７２を各種プラスチックで構成した場合には、支持板７２の軽量化に寄与する。
【００４２】
また、支持板７２の裏面側には、支持板７２側に開放する箱状の収納部７３が設置されている。この収納部７３には、複数の発光素子群７１やこれらの発光素子群７１（各発光素子７４）に電気的に接続された導線類(図示せず)、または、各発光素子７４を駆動させるための回路(図示せず)が収納されている。
複数の発光素子群７１は、前述した複数のレンズ６４（結像光学系６０）に対応して、互いに離間して、３行ｎ列（ｎは２以上の整数）の行列状に配置されている（例えば、図４参照）。また、各発光素子群７１は、それぞれ、複数（本実施形態では８つ）の発光素子７４で構成されている。
【００４３】
図３に示すように、各発光素子群７１を構成する８つの発光素子７４は、支持板７２の下面７２１に沿って配置されている。各発光素子７４から発せられた光Ｌは、それぞれ、絞り８２にて絞られた後、結像光学系６０（レンズ６４およびレンズ６４’）を通過して、感光ドラム１１の受光面１１１上で集光する。なお、後に詳述するが、各発光素子７４から発せられた光Ｌが受光面１１１を露光することで、受光面１１１上にスポットＳＰが形成される。
【００４４】
また、図４に示すように、８つの発光素子７４は、互いに離間して、主走査方向に４列配置され、副走査方向に２行配置されている。このように、８つの発光素子７４は、２行４列の行列状をなしている。１つの列（発光素子列）に属する互いに隣接した２つの発光素子７４同士は、主走査方向にずれて配置されている。そして、このように２行４列の行列状をなす８つの発光素子７４では、主走査方向に隣接する発光素子７４同士の間を、次の行の１つの発光素子７４で補完している。
【００４５】
８つの発光素子７４を例えばできる限り密に１つの行に配置するのには限界が生じるが、８つの発光素子７４を前述したようにずらして配置することにより、これらの発光素子７４の配置密度をより高いものとすることができる。これにより、画像を記録媒体Ｐに記録した際、その記録媒体Ｐに対する記録密度をより高めることができる。よって、解像度が高く、多階調で、かつ鮮明な画像が担持された記録媒体Ｐが得られる。
なお、１つの発光素子群７１に属する８つの発光素子７４は、本実施形態では２行４列の行列状に配置されているが、これに限定されず、例えば、２列１１行や、４行２列等の行列状に配置されていてもよい。
【００４６】
前述したように、複数の発光素子群７１は、互いに離間して、３行ｎ列の行列状に配置されている。図４に示すように、１つの列（発光素子群列）に属する３つの発光素子群７１は、主走査方向（図４中右方向）に等間隔にずれて配置されている。
そして、このように３行ｎ列の行列状をなす発光素子群７１では、隣接する発光素子群７１同士の間隔を、次の行の発光素子群７１およびその次の行の発光素子群７１で順次補完している。
【００４７】
複数の発光素子群７１を例えばできる限り密に１つの行に配置するのには限界が生じるが、複数の発光素子群７１を前述したようにずらして配置することにより、これらの発光素子群７１の配置密度をより高いものとすることができる。これにより、１つの発光素子群７１内の８つの発光素子７４がずれて配置されていることと相まって、画像を記録媒体Ｐに記録した際、その記録媒体Ｐに対する記録密度を高めることができる。よって、解像度がより高く、多階調で色再現性が良く、より鮮明な画像が担持された記録媒体Ｐが得られる。
また、各発光素子７４は、ボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）である。なお、発光素子７４は、ボトムエミッション構造の素子に限定されず、トップエミッション構造の素子であってもよい。この場合、前述したように、支持板７２には、光透過性は要求されない。
【００４８】
各発光素子７４が有機ＥＬ素子であると、発光素子７４同士の間隔（ピッチ）を比較的小さく設定することができる。これにより、画像を記録媒体Ｐに記録した際、その記録媒体Ｐに対する記録密度が比較的高くなる。また、各種成膜法を用いて高精度な寸法および位置で各発光素子７４を形成することができる。よって、より鮮明な画像が担持された記録媒体Ｐが得られる。
【００４９】
本実施形態では、各発光素子７４がいずれも赤色光を発光するように構成されている。ここで、赤色光を発光する発光層の構成材料としては、例えば、（４−ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（パラジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）およびナイルレッド等が挙げられる。なお、各発光素子７４は、赤色光を発光するよう構成されているのに限定されず、他の色の単色光や白色光を発光するよう構成されていてもよい。このように、有機ＥＬ素子では、発光層の構成材料に応じて当該発光層が発する光Ｌを任意の色の単色光に適宜設定することができる。
なお、一般に電子写真プロセスに用いられる感光ドラムの分光感度特性は、半導体レーザーの発光波長である赤色から近赤外の領域でピークを持つように設定されているので、上記のように赤色の発光材料を利用することが好ましい。
【００５０】
図３に示すように、第１のレンズアレイ６と発光素子アレイ７との間には、発光素子アレイ７側から、遮光部材８１、絞り８２およびスペーサ８３が、この順で設置されている。
遮光部材８１は、隣接する発光素子群７１同士間の光Ｌのクロストークを防止するものである。この遮光部材８１は、外形が長尺なブロック体で構成されている。このブロック体で構成された遮光部材８１には、当該遮光部材８１を図３中上下方向（厚さ方向）に貫通する複数の貫通孔８１１が形成されている。これらの貫通孔８１１は、それぞれ、前述した各レンズ６４に対応した位置に配置されており、発光素子群７１からそれに対応するレンズ６４までの光路の一部を形成する。また、各貫通孔８１１は、平面視で円形をなしており、その内側に、当該貫通孔８１１に対応する発光素子群７１の８つの発光素子７４を包含している。なお、各貫通孔８１１は、図３に示す構成では円筒状をなしているが、これに限定されず、例えば、上方に向かって拡がった円錐台状をなしていてもよい。
このような遮光部材８１は、発光素子アレイ７と絞り８２との間の距離（ギャップ）を規制するスペーサとしても機能する。
【００５１】
絞り８２は、各発光素子群７１から放射された光Ｌの一部のみを結像光学系６０に到達させるようにするものである。絞り８２は、外径が長尺な板部材に複数の開口８２１を設けることにより構成されている。
複数の開口８２１は、それぞれ、前述したレンズ６４（貫通孔８１１）に対応した位置に形成されている。また、各開口８２１は、平面視にて、貫通孔８１１の直径よりも小さい直径の円形をなしていて、その中心が、対応する貫通孔８１１の中心とほぼ一致している。
【００５２】
スペーサ８３は、絞り８２と第１のレンズアレイ６との間の距離（ギャップ）を規制するものである。スペーサ８３は、前述した遮光部材８１と同様に、外形が長尺なブロック体に、図３中上下方向（厚さ方向）に貫通する複数の貫通孔８３１を形成することにより構成されている。これらの貫通孔８３１は、それぞれ、各レンズ６４に対応した位置に配置されており、それに対応する貫通孔８１１と共に、発光素子群７１からレンズ６４までの光路を形成する。
なお、発光素子アレイ７と遮光部材８１、遮光部材８１と絞り８２、絞り８２とスペーサ８３、スペーサ８３と第１のレンズアレイ６は、それぞれ、例えば接着（接着剤や溶媒による接着）により固定されていてもよい。
【００５３】
また、遮光部材８１およびスペーサ８３は、それぞれ、少なくとも各貫通孔８１１、８３１の内周面が黒色、茶褐色、紺色等の暗色となっているのが好ましい。また、絞り８２は、少なくとも各開口８２１の内周面と、下面の光路に露出している部分とが黒色、茶褐色、紺色等の暗色となっているのが好ましい。これにより、光Ｌが貫通孔８１１、８３１および開口８２１を通過する際、その内周面で反射するのを防止することができる。
なお、遮光部材８１、絞り８２およびスペーサ８３の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、支持板７２と同様の構成材料を用いることができる。
【００５４】
図３に示すように、第１のレンズアレイ６と第２のレンズアレイ６’との間には、スペーサ８４が設置されている。このスペーサ８４は、第１のレンズアレイ６と第２のレンズアレイ６’との間の距離であるギャップ長を規制するものである。このようなスペーサ８４は、前述したスペーサ８３と同様の構成をなしているため、その説明を省略する。
図２、図３に示すように、前述した第１のレンズアレイ６、第２のレンズアレイ６’、発光素子アレイ７、遮光部材８１、絞り８２およびスペーサ８３、８４は、一括してケーシング９に収納さている。このケーシング９は、枠部材（ケーシング本体）９１と、蓋部材（裏蓋）９２と、蓋部材９２を枠部材９１に固定する複数のクランプ部材９３とを有している（図３参照）。
【００５５】
図２に示すように、枠部材９１は、全体形状が長尺なものである。
また、枠部材９１は、枠状をなしていて、図３に示すように、枠部材９１には、その上側および下側に開口する内腔部９１１が形成されている。この内腔部９１１の幅は、図３中下方から上方に向かって、段階的に減少している。
内腔部９１１には、第２のレンズアレイ６’と、スペーサ８４と、第１のレンズアレイ６と、スペーサ８３と、絞り８２と、遮光部材８１と発光素子アレイ７とがそれぞれはめ込まれており、これらが例えば接着剤で固定されている。これにより、第２のレンズアレイ６’と、スペーサ８４と、第１のレンズアレイ６と、スペーサ８３と、絞り８２と、遮光部材８１と発光素子アレイ７とが枠部材９１に一括して保持され、第２のレンズアレイ６’と、スペーサ８４と、第１のレンズアレイ６と、スペーサ８３と、絞り８２と、遮光部材８１と、発光素子アレイ７との主走査方向および副走査方向の位置決めがなされる。
ここで、発光素子アレイ７の支持板７２の上面７２２は、内腔部９１１の壁面に形成された段差部９１５と、遮光部材８１の下端面とにそれぞれ当て付いて（当接して）いる。そして、内腔部９１１には、下方から蓋部材９２がはめ込まれている。
【００５６】
蓋部材９２は、その上部に収納部７３が挿入される凹部９２２を有する長尺部材で構成されている。この蓋部材９２の上端面は、枠部材９１の段差部９１５との間で発光素子アレイ７の支持板７２の縁部を挟持している。
さらに、各クランプ部材９３によって、蓋部材９２が上方に押し付けられている。これにより、蓋部材９２が枠部材９１に固定される。また、押し付けられた蓋部材９２によって、第２のレンズアレイ６’と、スペーサ８４と、第１のレンズアレイ６と、スペーサ８３と、絞り８２と、遮光部材８１と発光素子アレイ７との主走査方向、副走査方向および図３中上下方向のそれぞれの位置関係が固定される。
【００５７】
クランプ部材９３は、主走査方向に沿って等間隔に複数配置されているのが好ましい。これにより、枠部材９１と蓋部材９２とを主走査方向に沿って均一に挟持することができる。
クランプ部材９３は、図３に示す断面において、略コ字状をなしていて、金属板を折り曲げ加工することで形成されたものである。このクランプ部材９３の両端部は、それぞれ、内側に曲げられた爪部９３１を形成している。各爪部９３１は、それぞれ、枠部材９１の肩部９１６に係合している。
【００５８】
また、クランプ部材９３の中間部には、上向きにアーチ状に湾曲した湾曲部９３２が形成されている。この湾曲部９３２の頂部は、前述したように各爪部９３１が肩部９１６に係合した状態で、蓋部材９２の下面に圧接している。これにより、湾曲部９３２が弾性変形した状態で、蓋部材９２を上方に付勢する。
なお、枠部材９１と蓋部材９２とを挟持している各クランプ部材９３をそれぞれ取り外した場合には、枠部材９１から蓋部材９２を取り外すことができる。これにより、発光素子アレイ７の交換、修理等のメンテナンスを施すことができる。
【００５９】
また、枠部材９１および蓋部材９２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、支持板７２と同様の構成材料を用いることができる。クランプ部材９３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼が挙げられる。また、クランプ部材９３は、硬質樹脂材料で構成されていてもよい。
さらに、図示しないが、枠部材９１の長手方向での両端部には、それぞれ、上方に突出するスペーサが設けられている。このスペーサは、感光体１１の受光面１１１と第１、第２のレンズアレイ６、６’との距離を規制するものである。
【００６０】
（結像光学系）
次いで、ラインヘッド１３が備える結像光学系６０について説明する。前述したように、ラインヘッド１３では、１つのレンズ６４と、それに対向する１つのレンズ６４’とにより１つの結像光学系６０が構成されており、この結像光学系６０が、行列状に複数配置されている。本実施形態では、各結像光学系６０は、光の出射側（感光体１１側）にてテレセントリックな結像光学系である。なお、本実施形態では、光軸６０１は、発光素アレイ７の基板面に垂直で、発光素子群７１の幾何重心を通る。
【００６１】
複数の結像光学系６０は、それぞれ、同様の構成をなしているため、以下では、説明の便宜上、１つの結像光学系６０について代表して説明し、その他の結像光学系６０については、その説明を省略する。
まず、結像光学系６０を構成する２枚のレンズ６４、６４’について説明する。
レンズ６４は、その平面視にて略円状をなしている。また、レンズ６４のレンズ面６２は、光軸６０１に対して回転対称な非球面レンズ面で構成されている。このようなレンズ面６２の面形状は、下記に示す式（１）で規定される。
【００６２】
【数１】
2010194764.tif 000003
［ただし、式（１）中のｒは、光軸からの距離であり、ＣＵは、頂点曲率であり、Ｋは、コーニック定数であり、Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、非球面係数である。］
【００６３】
一方、レンズ６４’は、その平面視にて略円状をなしている。また、レンズ６４’のレンズ面（第１のレンズ面）６２’の形状は、下記に示す式（２）で規定される。
【００６４】
【数２】
2010194764.tif 000004
［ただし、式（２）中のｘは、主方向（主走査方向）座標であり、ｙは、副方向（副走査方向）座表であり、ＣＵは、頂部曲率であり、Ｋは、コーニック係数であり、Ｃｍ，ｎは、ｘｍｙｎの係数である。］
【００６５】
次いで、２枚のレンズ６４、６４’の配置について、図５ないし図８に基づいて説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図５に示すように、発光素子群７１に含まれ、主走査方向（第１方向）に配列された８つの発光素子７４を図５中左側から順に「発光素子７４ａ」、「発光素子７４ｂ」、「発光素子７４ｃ」、「発光素子７４ｄ」、「発光素子７４ｅ」、「発光素子７４ｆ」、「発光素子７４ｇ」、「発光素子７４ｈ」と言う。また、このような８つの発光素子７４ａ〜７４ｈのうち、発光素子７４ｄ、７４ｅが、光軸６０１に最も近くに位置し、発光素子７４ａ、７４ｈが、光軸６０１から最も遠くに位置している。
【００６６】
図６は、光軸６０１を含む主走査方向の断面図であり、光軸６０１に対して図５中左側に位置するとともに光軸６０１から最も遠くに位置する発光素子（第２の発光素子）７４ａから射出された光束Ｌ７４ａと、光軸６０１に対して図５中右側に位置するとともに光軸６０１から最も遠くに位置する発光素子（第３の発光素子）７４ｈから射出された光束Ｌ７４ｈと、光軸６０１から最も近くに位置する発光素子（第１の発光素子）７４ｄから射出された光束Ｌ７４ｄを図示している。同図に示すように、レンズ６４’のレンズ面６２’上での光束Ｌ７４ａと光束Ｌ７４ｈとの最大離間距離（レンズ面６２’の有効径（光が通過する領域の主走査方向での径））をＤとし、光束Ｌ７４ａの結像点ＦＰ７４ａと、光束Ｌ７４ｈの結像点ＦＰ７４ｈとの離間距離（発光素子群７１の像（発光素子群像）の幅）をＨとしたとき、Ｈ＞０．５Ｄなる関係を満足するように、レンズ６４、６４’が配置されている。なお、本明細書において結像点とは、結像作用により光のスポットサイズ（断面での幅）が最小となる位置を言う。
【００６７】
また、レンズ６４、６４’は、光束Ｌ７４ｄと光束Ｌ７４ｈとがレンズ面６２’上で重ならないとともに、光束Ｌ７４ｄと光束Ｌ７４ｈとがレンズ面６２’上で重ならないように配置されている。
また、同図に示すように、発光素子７４ａから射出された光束Ｌ７４ａの主光線ＭＬ７４ａと光軸６０１とのなす角（画角）をωとし、光束Ｌ７４ａの像側開口角をμとし、絞り８２とレンズ６４’のレンズ面６２’との離間距離をＬ１とし、レンズ面６２’と発光素子群７１の像（受光面１１１）との離間距離をＬ２としたとき、レンズ６４は、Ｌ１・ｔａｎω＞２・Ｌ２・ｔａｎμなる関係を満足するように配置されている。
【００６８】
ここで、「主光線ＭＬ７４ａ」とは、発光素子７４ａから放射された光束Ｌ７４ａのうち、絞り８２（開口８２１）の中心Ｏを通過する光線のことを言う。したがって、主光線ＭＬ７４ａは、発光素子７４ａと絞り８２の中心とを結ぶ線分とほぼ一致する。なお、ここでは、発光素子７４ａについて代表して説明したが、その他の各発光素子７４ｂ〜７４ｈについても同様の関係が成り立っている。
【００６９】
また、図７は、光軸６０１を含む主走査方向の断面図であり、主走査方向に隣り合う２つの発光素子７４ｄ、７４ｃから射出された光束Ｌ７４ｄ、Ｌ７４ｃを図示している。同図に示すように、光束Ｌ７４ｄと光束Ｌ７４ｃとがレンズ６４’のレンズ面６２’上で重ならない（レンズ面６２’の別の領域を通過する）ように、レンズ６４’が配置されている。なお、図７では、主走査方向に隣り合う２つの発光素子として、発光素子７４ｄ、７４ｃを例に挙げて説明したが、他の発光素子間（すなわち、発光素子７４ａ、７４ｂ間、発光素子７４ｂ、７４ｃ間、発光素子間７４ｄ、７４ｅ間、発光素子７４ｅ、７４ｆ間、発光素子７４ｆ、７４ｇ間、発光素子７４ｇ、７４ｈ間、）でも同様のことが言える。すなわち、本実施形態では、レンズ６４’は、そのレンズ面６２’上にて、光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈが互いに重ならないように配置されている。
【００７０】
このように、レンズ６４、６４’を、Ｈ＞０．５Ｄなる関係を満足するとともに、光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈがレンズ６４’のレンズ面６２’上で互いに重ならないように配置すると、光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈが通過する領域ごとにレンズ面６２’の屈折力を設定することができる（すなわち、各光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈの結像点の光軸方向での位置をそれぞれ自由に設定することができる）。
【００７１】
そのため、図８に示すように、画角の異なる発光素子７４ａ〜７４ｈからの光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈの結像点ＦＰ７４ａ〜ＦＰ７４ｈの位置を、それぞれ、光軸方向においてほぼ同じとすることができ、画角の異なる発光素子７４ａ〜７４ｈ間において、像面湾曲に起因する受光面１１１でのスポットサイズの不均一を小さく抑えることができる。その結果、ムラを抑えた高品位な潜像を形成することができる。
【００７２】
前述したように、レンズ６４を、Ｌ１・ｔａｎω＞２・Ｌ２・ｔａｎμなる関係を満足するように配置することにより、比較的簡単に、レンズ面６２’上で光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈが互いに重ならないように、レンズ６４’を配置することができる。
また、絞り８２をレンズ面６２’の物体側焦点（発光素子群７１側の焦点）を含む平面に配置することによっても、比較的簡単に、レンズ面６２’上で光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈが互いに重ならないように、レンズ６４’を配置することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、レンズ面６２’上で光束Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈが互いに重ならないように、レンズ６４、６４’を配置しているが、少なくとも、光束Ｌ７４ｄと光束Ｌ７４ｈ（すなわち、光軸から最も遠い位置にある発光素子の光束と、光軸から最も近い位置にある発光素子の光束）とがレンズ面６２’上で重ならないようにレンズ６４、６４’が配置されていればよい。
【００７４】
次に、ラインヘッド１３の作動、すなわち、各発光素子７４の発光タイミングの一例について、図９〜図１４を参照しつつ説明する。なお、各発光素子群列の作動は、同じであるため、以下、１列目に位置する発光素子群列（発光素子群７１ａ〜７１ｃ）の作動について代表的に説明する。また、前述したように、発光素子群７１ａに属する８つの発光素子７４に、それぞれ、１番〜８番の番号を付与する。発光素子群７１ｂに属する８つの発光素子７４にも同様に、９番〜１６番の番号を付与する。発光素子群７１ｃに属する８つの発光素子７４にも同様に、１７番〜２４番の番号を付与する。また、以下の説明では、発光素子７４に付与した各番号と、スポット（潜像）ＳＰに付与した各番号とが対応している。
【００７５】
ラインヘッド１３が作動するときには、感光ドラム１１が所定の周速度で等速回転している。
まず、図９に示すように、１番、３番、５番、７番の発光素子７４が同時にそれぞれ所定時間（瞬間的に）発光する。これらの発光素子７４の発光により、感光ドラム１１の受光面１１１に各発光素子７４に対応した４つのスポットＳＰが形成される。各スポットＳＰは、それぞれ、微少な面積を持ったものである。
【００７６】
４つのスポットＳＰは、それぞれ、レンズ６４ａを介して、１番、３番、５番、７番の発光素子７４と反転した位置に形成される。
換言すれば、図９中の最も右側に位置する１番の発光素子７４に対応する１番のスポットＳＰは、図９中の最も左側に位置する。３番のスポットＳＰは、１番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。５番のスポットＳＰは、３番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。７番のスポットＳＰは、５番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。
【００７７】
次に、感光ドラム１１の回転に同期して（連動して）、２番、４番、６番、８番の発光素子７４が同時にそれぞれ所定時間（瞬間的に）発光する（図１０参照）。これらの発光素子７４の発光により、感光ドラム１１の受光面１１１に各発光素子７４に対応した４つのスポットＳＰがさらに形成される。
このとき、感光ドラム１１の回転に伴って、前述した１番、３番、５番、７番のスポットＳＰは移動しているため、これらの２番、４番、６番、８番の４つのスポットＳＰは、それぞれ、１番、３番、５番、７番のスポットＳＰの各間を埋めるように形成される。これにより、１番〜８番のスポットＳＰが図１０中左側から順に、主走査方向に沿って一直線状に配置されることとなる。
【００７８】
次に、感光ドラム１１の回転に同期して、９番、１１番、１３番、１５番の発光素子７４が同時にそれぞれ所定時間（瞬間的に）発光する（図１１参照）。これらの発光素子７４の発光により、感光ドラム１１の受光面１１１に各発光素子７４に対応した４つのスポットＳＰがさらに形成される。
これらの４つのスポットＳＰは、それぞれ、８番のスポットＳＰの主走査方向の右側に形成される。９番のスポットＳＰは、８番のスポットＳＰの主走査方向の右側近傍に隣接して位置する。１１番のスポットＳＰは、９番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。１３番のスポットＳＰは、１１番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。１５番のスポットＳＰは、１３番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。
【００７９】
次に、前記と同様に、１０番、１２番、１４番、１６番の発光素子７４が同時にそれぞれ所定時間（瞬間的に）発光する（図１２参照）。これらの発光素子７４の発光により、感光ドラム１１の受光面１１１に各発光素子７４に対応した４つのスポットＳＰがさらに形成される。これにより、１番〜１６番のスポットＳＰが図１２中左側から順に、主走査方向に沿って一直線状に配置されることとなる。
【００８０】
次に、前記と同様に、１７番、１９番、２１番、２３番の発光素子７４が同時にそれぞれ所定時間（瞬間的に）発光する（図１３参照）。これらの発光素子７４の発光により、感光ドラム１１の受光面１１１に各発光素子７４に対応した４つのスポットＳＰがさらに形成される。
１７番のスポットＳＰは、１６番のスポットＳＰの主走査方向の右側近傍に隣接して位置する。１９番のスポットＳＰは、１７番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。２１番のスポットＳＰは、１９番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。２３番のスポットＳＰは、２１番のスポットＳＰの主走査方向の右側に間隙を介して隣接して位置する。
【００８１】
次に、前記と同様に、１８番、２０番、２２番、２４番の発光素子７４が同時にそれぞれ所定時間（瞬間的に）発光する（図１４参照）。また、これらの発光素子７４の発光により、感光ドラム１１の受光面１１１に各発光素子７４に対応した４つのスポットＳＰがさらに形成される。これにより、１番〜２４番のスポットＳＰが図１４中左側から順に、主走査方向に沿って一直線状に配置されることとなる。
【００８２】
このように、ラインヘッド１３では、１つの発光素子群７１内で、それに属する２つの発光素子行同士の発光素子７４を発光タイミングをずらして作動させており、さらに、１つの発光素子群列で、発光素子群７１同士を発光タイミングをずらして作動させている。
また、前述したように、複数の発光素子群７１は、高密度に配置されており、１つの発光素子群７１内でも、それに属する複数の発光素子７４が高密度に配置されている。
【００８３】
以上、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ラインヘッドおよび画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、レンズアレイは、複数のレンズが３行ｎ列の行列状に配置さているのに限定されず、例えば、３行ｎ列、４行ｎ列等の行列状に配置されていてもよい。
【００８４】
また、レンズアレイでは、１つの列に属するレンズのうちの少なくとも２つのレンズ同士が互いに焦点距離が異なっている。この焦点距離を変える手段としては、例えば、レンズ同士の凸曲面の曲率半径（形状）を変える手段を用いることができる。
また、レンズ保護部材は、ガラス材料で構成されたものに限定されず、実質的に透明な材料であれば、いかなる材料で構成されたものであってもよい。
【００８５】
また、前述した実施形態では、１つのレンズに対応する発光素子が複数ある場合について説明したが、これに限定されず、１つのレンズに対して１つの発光素子であってもよい。
また、１つの発光素子群を構成する発光素子の設置数は、８つに限定されず、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、９つ以上であってもよい。
【００８６】
また、各発光素子群では、それぞれ、発光素子が行列状に配置されているのに限定されず、例えば、行列状とは異なる任意の形状に配置されていてもよい。例えば、１つの発光素子群が３つの発光素子で構成されている場合、これら３つの発光素子が、各中心を結んだ線が三角形をなすように配置されていてもよい。
また、各発光素子は、それぞれ、有機ＥＬ素子で構成されているに限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されていてもよい。
【実施例】
【００８７】
次に、本発明の実施例について説明する。
１．画像形成装置の製造
（実施例１）
［レンズ６４の作成］
ガラス材料で構成された平板状のガラス基板の一方の面に、樹脂材料で構成された樹脂層を形成し、この樹脂層のガラス基板とは反対側の面にレンズ面６２を形成することにより、平面視にて円状をなすレンズ６４を作成した。レンズ面６２の面形状は、前述した式（１）に、ＣＵ＝１／１．１９２２０９４０２４９６、Ｋ＝−０．１４５２９８２２２１８５、Ａ＝−０．０７８５６５１９８５４１２６、Ｂ＝−０．２３９８１５６５８４３６７を、それぞれ代入した定義式で規定した。
【００８８】
［レンズ６４’の作成］
ガラス材料で構成された平板状のガラス基板の一方の面に、樹脂材料で構成された樹脂層を形成し、この樹脂層のガラス基板とは反対側の面にレンズ面６２’を形成することによりレンズ６４’を作成した。レンズ面６２’の形状は、前述した式（２）に、ＣＵ＝１／１．２１９０３４８２８５４５、Ｋ＝−０．４２８５６４３２２２８６７、Ｃ０，２＝−０．０００３７６２５４２３５９１５４、Ｃ４，０＝−０．０８０１１２４５９１９５９２、Ｃ２，２＝−０．２１００５８４１５８３１５、Ｃ０，４＝−０．０８４８２５１３０５９１５２、Ｃ６，０＝−０．００４６０２１６４０１５２５９、Ｃ４，２＝０．０８２５６５７５７４８８０８、Ｃ２，４＝−０．１３１０３２８５３２７２５、Ｃ０，６＝０．２４９２０４４２２９５７１を、それぞれ代入した規定式で規定した。
【００８９】
［ラインヘッドの作成］
以上のような形状を有するレンズ６４、６４’を組み合わせて、図１５に示すようなラインヘッド１３を形成する。なお、図１５では、１つの結像光学系について代表して図示し、その他の結像光学系については、図示を省略している。また、図１５は、結像光学系６０の断面図であり、結像光学系６０の光軸６０１を含む主走査方向における断面を示している。
【００９０】
図１５に示すように、ラインヘッド１３は、左側から順に、発光素子群７１（複数の発光素子７４）が設けられた発光素子アレイ７、絞り８２、レンズ６４、レンズ６４’（結像光学系６０）を有している。
本実施例では、発光素子群７１は、発光素子７４１、７４２、７４３を含む３つ以上の発光素子７４を有している。これら３つ以上発光素子７４のうち、発光素子７４１を光軸６０１上（すなわち、光軸６０１から最も近い位置）に配置するとともに、発光素子７４２、７４３を、発光素子７４１に対して互いに反対側でかつ光軸６０１から最も遠い位置に配置した。なお、各発光素子７４の直径は、４０μｍであった。
【００９１】
各発光素子７４から放射する光の波長を６９０ｎｍとした（以下、この波長を「参考波長」とも言う）。また、結像光学系６０の物体側開口数は、０．１００であり、レンズ面６２’の主走査方向の有効径は、１．４０ｍｍであり、発光素子群７１の全幅ｗ（主走査方向での長さ）は、１．００ｍｍであった。
このようなラインヘッド１３を感光ドラム１１とともに、図１に示す画像形成装置に組み込んだ。この際、感光体１１は、その受光面１１１がラインヘッド１３の結像面と一致するように配した。
【００９２】
ここで、図１５に示すように、発光素子アレイ７の左側の面（発光素子群７１が形成されている面）をＳ１とし、発光素子アレイ７の右側の面をＳ２とし、絞り８２の面をＳ３とし、レンズ６４のレンズ面６２をＳ４とし、レンズ６４のガラス基板と樹脂層の境界面をＳ５とし、レンズ６４の平坦面（右側の面）をＳ６とし、レンズ６４’のレンズ面６２’をＳ７とし、レンズ６４’のガラス基板と樹脂層の境界面をＳ８とし、レンズ６４’の平坦面（右側の面）をＳ９とし、感光ドラム１１の受光面１１１をＳ１０としたとき、面Ｓ１〜Ｓ１０は、それぞれ、以下に示す表１のような構成をなしている。
【００９３】
また、面Ｓ１と面Ｓ２の面間隔（離間距離）をｄ１とし、面Ｓ２と面Ｓ３の面間隔をｄ２とし、面Ｓ３と面Ｓ４の面間隔をｄ３とし、面Ｓ４と面Ｓ５の面間隔をｄ４とし、面Ｓ５と面Ｓ６の面間隔をｄ５とし、面Ｓ６と面Ｓ７の面間隔をｄ６とし、面Ｓ７と面Ｓ８の面間隔をｄ７とし、面Ｓ８と面Ｓ９の面間隔をｄ８とし、面Ｓ９と面Ｓ１０の面間隔をｄ９としたとき、ｄ１〜ｄ９は、それぞれ、以下に示す表１のような値（単位は、ｍｍ）を有している。
【００９４】
【表１】
2010194764.tif 000005
【００９５】
このようなラインヘッド１３では、Ｌ１・ｔａｎω＝０．５６６４であり、２・Ｌ２・ｔａｎμ＝０．５２１９であるため、Ｌ１・ｔａｎω＞２・Ｌ２・ｔａｎμなる関係を満足している。
（比較例１）
比較例１は、レンズ６４’に代えて、レンズ６４”を用いた以外は、実施例１と同様である。
【００９６】
［レンズ６４”の作成］
レンズ６４”を、ガラス材料で構成された平板状のガラス基板の一方の面に、樹脂材料で構成された樹脂層を形成し、この樹脂層のガラス基板とは反対側の面に凸曲面（レンズ面）６２”を形成することに作成した。レンズ面６２”の面形状は、式（１）に、ＣＵ＝１／１．１６６３１３１７７４１７、Ｋ＝−０．８９５６８６６８７４８１７、Ａ＝−０．０７２０６８３３８８３１６４、Ｂ＝０．０７８０２５１９２８９４、Ｃ＝−０．０６５０１３１８９１４５４６を、それぞれ代入した定義式で規定した。
【００９７】
２．評価
このようにして得られた実施例の結像光学系は、図１６に示すような像面湾曲を有するものとなった。また、比較例の結像光学系は、図１７に示すような像面湾曲を有するものとなった。なお、図１６および図１７では、それぞれ、横軸は、光軸近傍の結像点近傍を０（基準）としたときに、左側を光源側とし、右側を像側として結像点のずれを示した像面湾曲である。また、子午切断面（tangential）での像面（結像点）を実線で示し、球欠切断面（sagittal）での像面（結像点）を破線で示している。
ここで、図１８に示すように、子午切断面とは、発光素子（例えば発光素子７４１）の発光位置（物点）と光軸６０１とを含む面（Ｔ−Ｔ線断面）であり、球欠切断面とは、発光素子７４から放射された光束の主光線を含み、かつ、Ｔ−Ｔ線断面（子午切断面）と直交する面（Ｓ−Ｓ線断面）である。
【００９８】
図１６および図１７から明らかなように、本発明に係る実施例のラインヘッド（結像光学系）では、比較例のラインヘッドに比べ、像面湾曲を抑えることができた。すなわち、実施例のラインヘッドでは、比較例のラインヘッドに比べ、像面湾曲に起因する受光面でのスポットサイズの不均一を小さく抑えることができた。
また、実施例および比較例のそれぞれのラインヘッドを図１に示すような画像形成装置に組み込んで、画像を形成したところ、実施例の画像形成装置は、比較例の画像形成装置に比し、ムラのない高品位な画像を得ることができた。
【符号の説明】
【００９９】
１……画像形成装置  １０……画像形成ユニット  １０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ……画像形成ステーション  １１……感光ドラム（感光体）  １１１……受光面  １１２……非感光領域  １２……帯電ユニット  １３……ラインヘッド（露光ユニット）  １４……現像装置  １５……クリーニングユニット  １５１……クリーニングブレード  ２０……転写ユニット  ２１……中間転写ベルト  ２２……一次転写ローラ  ２３……駆動ローラ  ２４……従動ローラ  ２５……二次転写ローラ  ２６……クリーニングユニット  ２６１……クリーニングブレード  ３０……定着ユニット  ３０１……定着ローラ  ３０２……加圧ローラ  ４０……搬送機構  ４１……レジストローラ対  ４２、４３、４４……搬送ローラ対  ５０……給紙ユニット  ５１……給紙カセット  ５２……ピックアップローラ  ６……第１のレンズアレイ  ６’……第２のレンズアレイ  ６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ……結像光学系  ６０１……光軸  ６２、６２’、６２”……凸曲面（レンズ面）  ６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４’、６４ａ’、６４ｂ’、６４ｃ’、６４”……レンズ  ６５、６５’……レンズ支持部  ７……発光素子アレイ  ７１、７１ａ〜７１ｃ……発光素子群（発光素子グループ）  ７２……支持板（ヘッド基板）  ７２１……下面  ７２２……上面  ７３……収納部  ７４、７４ａ〜７４ｄ、７４１〜７４３……発光素子  ８１……遮光部材  ８１１……貫通孔  ８２……絞り  ８２１……開口  ８３……スペーサ  ８３１……貫通孔  ８４……スペーサ  ９……ケーシング  ９１……枠部材（ケーシング本体）  ９１１……内腔部  ９１５……段差部  ９１６……肩部  ９２……蓋部材（裏蓋）  ９２２……凹部  ９３……クランプ部材  ９３１……爪部  ９３２……湾曲部  ＦＰ７４ａ〜ＦＰ７４ｈ……結像点  ＭＬ７４ａ……主光線  Ｌ……光  Ｌ７４ａ〜Ｌ７４ｈ……光束  Ｐ……記録媒体  ＳＰ……スポット
【図１】
2010194764.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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