(57)【要約】【課題】部品点数を削減できる結像素子アレイを提供すること。【解決手段】結像素子１０が複数配列された結像素子アレイ１において、入射レンズ面１３に物体面１６から光線ｌが入射され、配列方向Ｘに正の屈折力を有する第１反射面２１により第２反射面２２に向けて反射される。反射面前群と反射面後群との間（第１反射面２１と第２反射面２２との間）に、配列方向Ｘにおける倒立像（中間像ｉ）が形成される。第２反射面２２により反射された光線ｌが出射レンズ面１５から像面１７に出射され、配列方向Ｘにおける中間像ｉ（物体の倒立像）の倒立像が形成される。出射レンズ面１５、入射レンズ面１３、第１反射面２１及び第２反射面２２は透明体１１の所定の各面に形成されているので、２枚のレンズアレイを対向配置する必要がなく、部品点数を削減できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体面から入射される光線を像面に集光する結像素子が複数配列された結像素子アレイにおいて、
前記結像素子は、
前記物体面から光線が入射される入射レンズ面と、
その入射レンズ面から入射される光線を反射するｎ面（但しｎは自然数）の反射面から構成される反射面前群と、
その反射面前群から入射される光線を反射するｎ面の反射面から構成される反射面後群と、
その反射面後群から入射される光線を出射し前記像面に結像する出射レンズ面とから構成され、
その出射レンズ面、前記入射レンズ面、前記反射面前群および前記反射面後群は、１の透明体の所定の各面に形成され、
前記入射レンズ面および前記反射面前群は、前記反射面前群と前記反射面後群との間の位置に、物体の前記結像素子の配列方向の倒立像を中間像として形成し、
前記反射面後群および前記出射レンズ面は、前記中間像を被写体として前記中間像の前記配列方向の倒立像を前記像面に形成することを特徴とする結像素子アレイ。
【請求項２】
前記反射面前群および前記反射面後群は、前記結像素子の配列直交方向の屈折力が前記配列方向の屈折力より小さく設定され、
前記中間像は、前記配列直交方向に延びる焦線として構成され、
前記入射レンズ面、前記反射面前群、前記反射面後群および前記出射レンズ面から構成されるレンズ系は、前記物体の前記配列直交方向の倒立像を前記像面に形成することを特徴とする請求項１記載の結像素子アレイ。
【請求項３】
光スポットを書込面に形成する光書込装置において、
複数の発光素子が所定の間隔で配列された発光素子アレイと、
その発光素子アレイからの光線を前記書込面に集光する請求項１又は２に記載の結像素子アレイとを備えていることを特徴とする光書込装置。
【請求項４】
像担持体に光スポットを照射して露光を行い、画像を形成する画像形成装置において、
複数の発光素子が所定の間隔で配列された発光素子アレイと、
その発光素子アレイからの光線を前記像担持体に集光する請求項１又は２に記載の結像素子アレイとを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は結像素子アレイ、光書込装置および画像形成装置に関し、特に部品点数を削減できる結像素子アレイ、光書込装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、プリンタ、デジタルファクシミリ等のデジタル画像出力機器においてデジタル光書込みを行う方式には、大きく分けて２つの方式がある。その一つは、半導体レーザ等の光源から出射された光線束を偏光器によって走査し、結像レンズによって結像し光スポットを形成する光走査方式である。もう一つは、ＬＥＤアレイやＥＬアレイ等の発光素子アレイから出射された光線束を結像素子アレイによって結像し光スポットを形成する固体光書込方式である。
【０００３】
光走査方式は偏光器によって光線束を走査するため、光路長が大きくなってしまうのに対し、偏光器を省略できる固体光書込方式は光路長を小さくできる。そのため、固体光書込方式は光走査方式と比較して光書込装置を小型化できる利点がある。また、固体光書込方式は偏光器のような可動部品を用いないので、光走査方式と比較して騒音を抑えることができる利点がある。
【０００４】
固体光書込方式に使用される従来の結像素子アレイとして、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。特許文献１には、遮光板を挟んで２枚のレンズアレイ（凸レンズ）を対向させたレンズユニット（結像素子アレイ）が開示されている。特許文献１に開示されるレンズユニットは、発光素子アレイからの光線束を２枚のレンズアレイ（凸レンズ）に透過させることにより、正立像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来の技術では、レンズユニット（結像素子アレイ）を組み立てるのに２枚のレンズアレイを必要とすると共に、２枚のレンズアレイを所定間隔に支持するための支持体等を要するので、部品点数が増加するという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を削減できる結像素子アレイ、光書込装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
この目的を達成するために請求項１記載の結像素子アレイによれば、物体面から入射された光線を像面に集光する結像素子が複数配列されるものにおいて、結像素子は、入射レンズ面に物体面から光線が入射され、その入射レンズ面から入射された光線が、ｎ面（但しｎは自然数）の反射面から構成される反射面前群により反射される。反射面前群により反射された光線は、ｎ面の反射面から構成される反射面後群に入射し、出射レンズ面に反射される。出射レンズ面は、反射面後群から入射される光線を出射し、像面に結像する。
【０００９】
入射レンズ面および反射面前群により、反射面前群と反射面後群との間の位置に、物体の結像素子の配列方向の倒立像が中間像として形成される。また、反射面後群および出射レンズ面により、中間像を被写体として中間像の配列方向の倒立像が像面に形成される。その結果、入射レンズ面、反射面前群、反射面後群および出射レンズ面のレンズ系全体で、物体の配列方向の正立像が像面に形成される。
【００１０】
入射レンズ面、反射面前群、反射面後群および出射レンズ面は、１の透明体の所定の各面に形成されている。従って、従来のように２枚のレンズアレイを対向配置する必要がない。よって、部品点数を削減できる効果がある。
【００１１】
請求項２記載の結像素子アレイによれば、反射面前群および反射面後群は、結像素子の配列直交方向の屈折力が配列方向の屈折力より小さく設定され、中間像は配列直交方向に延びる焦線として構成される。入射レンズ面、反射面前群、反射面後群および出射レンズ面から構成されるレンズ系により、物体の配列直交方向の倒立像が像面に形成される。その結果、請求項１の効果に加え、像面に形成される像の配列直交方向における位置精度を向上できる効果がある。
【００１２】
請求項３記載の光書込装置によれば、光スポットを書込面に形成するものにおいて、複数の発光素子が所定の間隔で配列された発光素子アレイからの光線が、請求項１又は２に記載の結像素子アレイに入射され、書込面に集光される。これにより、請求項１又は２に記載の結像素子アレイが奏する効果と同様の効果がある。
【００１３】
請求項４記載の画像形成装置によれば、像担持体に光スポットを照射して露光を行い、画像を形成するものにおいて、複数の発光素子が所定の間隔で配列された発光素子アレイからの光線が、請求項１又は２に記載の結像素子アレイに入射され、像担持体に集光される。これにより、請求項１又は２に記載の結像素子アレイが奏する効果と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施の形態における結像素子アレイの斜視図である。
【図２】結像素子の配列直交方向における結像素子アレイの光路図である。
【図３】反射面群と反射光との関係を示す模式図である。
【図４】光書込装置の模式図である。
【図５】画像形成装置の模式図である。
【図６】（ａ）は第２実施の形態における結像素子アレイの１単位を構成する結像素子の配列直交方向における断面図であり、（ｂ）は反射面群と反射光との関係を示す模式図である。
【図７】（ａ）は第３実施の形態における結像素子アレイの１単位を構成する結像素子の光路図であり、（ｂ）は第４実施の形態における結像素子アレイの１単位を構成する結像素子の光路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１から図３を参照して第１実施の形態について説明する。まず、図１を参照して結像素子アレイ１について説明する。図１は本発明の第１実施の形態における結像素子アレイ１の斜視図である。なお、図１の矢印Ｘ、矢印Ｙ及び矢印Ｚは互いに直交する軸を示し、矢印Ｘは結像素子アレイ１における結像素子１０の配列方向を示す。また、矢印Ｙ及び矢印Ｚを含むＸＹ平面は矢印Ｘ（Ｘ軸）と直交する平面であって、結像素子アレイ１における結像素子１０の配列直交方向を示している。
【００１６】
図１に示すように結像素子アレイ１は、合成樹脂製の結像素子１０が複数個連設され、一体的に形成されている。結像素子１０は、断面矩形状に形成された透明体１１により形成される。透明体１１は、一端側を構成する入射端部１２と、その入射端部１２の反対向きの他端側を構成する出射端部１４とを備えている。入射端部１２及び出射端部１４の各端面には、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５（図２参照）がそれぞれ形成されている。透明体１１は、空気の屈折率より大きい屈折率を有する透光性を有する合成樹脂により形成されている。
【００１７】
入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５は、結像素子アレイ１においては、光学的に等価なレンズ面として結像素子１０の配列方向Ｘに沿ってそれぞれ配列される。また、１単位の結像素子１０においては、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５は結像素子１０の配列直交方向（矢印Ｚ方向）に沿って光軸が位置する。
【００１８】
次に図２及び図３を参照して、結像素子アレイ１による結像について説明する。なお、結像素子アレイ１を構成する複数の結像素子１０は光学的に等価なものとして構成されているので、以下、１単位の結像素子１０による結像について説明する。図２は結像素子１０の配列直交方向における結像素子アレイ１の光路図であり、図３は反射面群２０（第１反射面２１及び第２反射面２２）と反射光（光線ｌ）との関係を示す模式図である。
【００１９】
図２に示すように、各単位の結像素子１０において、物体面１６上にある任意の光源から出射した光線ｌは、入射レンズ面１３から透明体１１に入射し、反射面群２０（第１反射面２１、第２反射面２２）で反射されて出射レンズ面１５から出射し、像面１７上に結像する。
【００２０】
入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５は光線ｌが入射し出射する部位であり、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５は、各々の光軸（矢印Ｚ方向）が互いに平行となるように設定されている。これにより、物体面１６及び像面１７を、結像素子アレイ１を挟んで対向する位置に配置できる。
【００２１】
入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５は、いずれも正の屈折力を有しており、その屈折力は同じ値に設定されている。また、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５は、いずれも結像素子１０の配列方向Ｘの屈折力と配列直交方向（図２紙面方向）の屈折力とが異なるレンズ面とされている。但し、これに限定されるものではなく、球面レンズ等を採用して入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５を形成することは可能である。
【００２２】
反射面群２０は、正の偶数の反射面から構成される群であり、入射レンズ面１３から入射された光線ｌを出射レンズ面１５に向けて反射するためのものである。反射面群２０は、ｎ面（但しｎは自然数）の反射面から構成される反射面前群と、反射面前群から入射される光線を反射するｎ面の反射面から構成される反射面後群とから構成される。本実施の形態では、反射面群２０は、第１反射面２１（反射面前群）及び第２反射面２２（反射面後群）という２つの反射面（反射面前群、反射面後群は各１面）により構成されている。
【００２３】
第１反射面２１（反射面前群）及び第２反射面２２（反射面後群）は、同じ屈折力に設定されている。また、入射レンズ面１３及び反射面前群（第１反射面２１）は、正の屈折力を有するレンズ系として構成されている。各反射面は、結像素子１０の配列方向Ｘの屈折力と配列直交方向（図２紙面方向）の屈折力とが異なる曲面（アナモルフィック非球面）とされている。具体的には、結像素子１０の配列方向Ｘの屈折力が配列直交方向の屈折力より大きい値に設定されている。入射レンズ面１３及び反射面前群（第１反射面２１）により、第１反射面２１（反射面前群）と第２反射面２２（反射面後群）との間の位置に、結像素子１０の配列方向Ｘの中間像（倒立像）を形成するためである。
【００２４】
また、第１反射面２１は、入射レンズ面１３から第１反射面２１に入射する光線の入射角との関係で、結像素子１０の配列直交方向において、入射光が第２反射面２２に向けて全反射するような角度に設定されている。また、第２反射面２２は、第１反射面２１から入射する光線の入射角との関係で、結像素子１０の配列直交方向において、入射光が出射レンズ面１５に向けて全反射するような角度に設定されている。これにより、第１反射面２１や第２反射面２２からの反射光の光量が減少することを防止できる。
【００２５】
なお、第１反射面２１や第２反射面２２の背面に対応する透明体１１の表面に反射コーティング（金属コーティング）を施し、第１反射面２１や第２反射面２２の反射率を向上させることは可能である。
【００２６】
図３に示すように、第１反射面２１は、結像素子１０の配列方向Ｘに正の屈折力を有し、配列方向Ｘの中間像ｉを形成する一方、反射面群２０の系全体として、配列直交方向の中間像を形成せずに配列方向の正立等倍像を形成するものとして構成されている。その結果、配列方向Ｘの入射レンズ面１３及び第１反射面２１（反射面前群）の屈折力により、第１反射面２１と第２反射面２２（反射面後群）との間に配列直交方向（図３矢印Ｚ方向）に延びる中間像ｉ（焦線）が形成される。中間像ｉ（焦線）は結像素子１０の配列方向Ｘの倒立結像となり、その像を被写体として第２反射面２２に光線ｌが入射する。
【００２７】
図２に戻って説明する。図２に示すように、第１反射面２１から第２反射面２２に入射された光線ｌは出射レンズ面１５に向かって反射され、出射レンズ面１５により像面１７に結像される。入射レンズ面１２、第１反射面２１、第２反射面２２及び出射レンズ面１５は透明体１１の各面に形成されており、透明体１１は、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５により正の屈折力を有するレンズ系（凸レンズ）として構成されているので、像面１７には、結像素子１０の配列直交方向における物体の倒立像が形成される。
【００２８】
一方、第１反射面２１と第２反射面２２との間に形成される中間像ｉ（図３参照）は、結像素子１０の配列方向Ｘの倒立結像となる。その中間像ｉを被写体として、第２反射面２２及び出射レンズ面１５により、中間像ｉの配列方向Ｘの倒立像が像面１７に形成される。よって、透明体１１のレンズ系全体では、結像素子１０の配列方向Ｘにおける物体の正立像（正立等倍像）を像面１７に得ることができる。従って、結像素子アレイ１を構成する１単位の結像素子１０は、物体面１６と像面１７との関係において、配列方向Ｘには略正立等倍系をなし、配列直交方向には略倒立等倍系をなすといえる。よって、物体の正立像を像面１７にライン状に形成する光学系として結像素子アレイ１を構成できる。
【００２９】
なお、結像素子１０は、反射面群２０により配列直交方向（図３矢印Ｚ方向）に延びる中間像ｉ（焦線）を形成するので、像面１７に形成される像（光スポット）の配列直交方向（図２Ｙ方向）における位置精度を向上できる。
【００３０】
即ち、光学系全体として中間像（焦点）を形成するようにレンズ面や反射面の屈折力が設定されている場合には、入射レンズ面１３から入射される光線の入射角（配列方向Ｘにおける）によって、中間像（焦点）が配列方向（図３矢印Ｘ方向）の複数箇所に形成される。中間像が、結像素子１０の配列方向および配列直交方向の倒立結像である場合には、その中間像（焦点）が配列直交方向（図３矢印Ｙ方向）に位置ずれすることがある。配列直交方向（図３矢印Ｙ方向）に位置ずれした中間像（焦点）を被写体とする場合には、像面１７に結ばれる像（光スポット）の位置が配列直交方向（図２矢印Ｙ方向）にずれて、光スポットの位置精度が低下することがある。
【００３１】
これに対し結像素子１０は、光学系全体として、配列直交方向の中間像を形成せずに、配列直交方向に延びる中間像ｉ（配列方向の倒立結像を結ぶ焦線）を透明体１１の内部に形成する。入射レンズ面１３から入射される光線の入射角（配列方向Ｘにおける）が異なる場合も、中間像ｉ（焦線）に像が結ばれる。その中間像ｉを被写体とすることで、像面１７に光スポット（配列直交方向の倒立結像および配列方向の正立結像）が形成される。複数の焦点（配列方向および配列直交方向の倒立結像）を被写体とする場合と比較して、焦線（中間像ｉ）を被写体として結像することで、配列直交方向における光スポットの位置精度を向上させることができる。よって、結像素子アレイ１によれば、結像素子１０の配列直交方向に像のずれやにじみが生じることを抑制できる。
【００３２】
また、結像素子アレイ１によれば、結像素子１０の配列方向Ｘにおける正立像を像面に形成できる入射レンズ面１３、第１反射面２１、第２反射面２２及び出射レンズ面１５は、一つの透明体１１の各面に形成されているので、従来のように２枚のレンズアレイを対向配置する必要がない。よって、結像素子アレイ１の部品点数を削減できる。
【００３３】
なお、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５からなる正の屈折力を有する光学系（結像素子１０）において、透明体１１の屈折率や入射レンズ面１３の曲率を大きくすることにより、透明体１１への反射面群２０の形成を省略して、入射レンズ面１３と出射レンズ面１５との間に中間像ｉを形成するように設定することは可能である。しかし、透明体１１の材質や入射レンズ面１３の曲率に大きな制約が課されるので、結像素子１０の設計の自由度が低下するという問題がある。
【００３４】
これに対し本実施の形態における結像素子アレイ１によれば、結像素子１０は、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５からなる正の屈折力を有する光学系において、入射レンズ面１３と出射レンズ面１５との間に反射面群２０（反射面前群および反射面後群）を形成することにより、第１反射面２１（反射面前群）と第２反射面２２（反射面後群）との間に中間像ｉが形成されるように設定されている。従って、配列方向Ｘにおいては、中間像ｉ（倒立結像）が形成されるように、入射レンズ面１３及び第１反射面２１の２面の屈折力を設定することができる。また、中間像ｉを被写体として像面１７に結像できるように、第２反射面２２及び出射レンズ面１５の２面の屈折力を設定することができる。よって、結像素子１０の設計の自由度を大きくすることができる。
【００３５】
次に図４を参照して、結像素子アレイ１を用いて構成される光書込装置３０について説明する。図４は光書込装置３０の模式図であり、結像素子１０の配列直交方向における光書込装置３０の断面を図示している。光書込装置３０は、発光素子アレイ３３の各発光素子３５から出射された光線束を、結像素子アレイ１を介して書込面３６（結像面）上に集光し、発光素子アレイ３３の配列と対応する位置にそれぞれの光スポット（結像光）を照射するための装置である。
【００３６】
支持体３１は、結像素子アレイ１及び発光素子アレイ３３を支持するための部材であり、結像素子アレイ１の長手方向（結像素子１０の配列方向）に沿って配設され、内側に形成された装着部３２内に結像素子アレイ１が装着される。結像素子アレイ１は、光軸が平行となるように入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５が形成され、且つ、入射レンズ面１３及び出射レンズ面１５が互いに反対側を向いているので、支持体３１への組み付けを容易にできる。また、支持体３１の対向面（図４左右方向の２面）の一方に発光素子アレイ３３を装着し、他方の面から光線を出射させることができるので、光書込装置３０を画像形成装置等に配置するときの自由度を向上できる。
【００３７】
発光素子アレイ３３は、発光素子３５としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を複数配列したＬＥＤアレイチップが基板３４に装着されたものである。一般には、一つのＬＥＤアレイチップに数十〜数百個のＬＥＤが配列され、ドライバＩＣ（図示せず）及び数十のＬＥＤアレイチップが基板３４に実装されている。多数の発光素子３５は、結像素子アレイ１の長手方向（結像素子１０の配列方向）に沿って配設される。発光素子３５の１ドットが画像の１ドットに対応しており、基板３４上のドライバＩＣの制御により出力画像に応じて各ドットを順次点灯させることができる。
【００３８】
発光素子３５は物体面１６（図２参照）と一致する位置に配置される。発光素子３５から放出された光は、結像素子アレイ１によって書込面３６、例えば感光体などからなる像担持体面に収束させられ、光スポットを形成する。
【００３９】
次に図５を参照して、光書込装置３０を用いて構成される画像形成装置４０について説明する。ここでは、画像を形成する技術の一例として、電子写真技術による画像形成装置４０について説明する。図５は画像形成装置４０の模式図である。
【００４０】
図５に示すように画像形成装置４０は、感光体ドラムからなる像担持体４１と、その像担持体４１の周囲に配置された帯電部４２、光書込装置３０、現像部４３、転写部４４、クリーニング部４６及び除電部４７とを主に備えて構成されている。また、転写部４４の側方には、記録紙等の媒体ｍに転写されたトナー像を定着する定着部４５が配置されている。
【００４１】
画像形成装置４０は、回転駆動される像担持体４１（回転方向は図５時計回り）に対して、帯電部４２により一様に電位を与える（帯電）。次に、光書込装置３０から出射される光スポットを像担持体４１上に照射することにより、像担持体４１上に静電潜像を形成する（露光）。その静電潜像に現像部４３によってトナーを付着させ、像担持体４１上にトナー像を形成する（現像）。次いで、転写部４４により媒体ｍ上にトナー像を写し（転写）、定着部４５により圧力や熱を加え媒体ｍに融着させる（定着）。媒体ｍ上にトナー像を転写した像担持体４１は、クリーニング部４６により表面に残留したトナーが除去され、除電部４７により電荷が除去される。これにより、電子写真技術による一連の画像形成プロセスが終了する。
【００４２】
なお、本実施の形態では像担持体４１が一つである画像形成装置４０の例を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、像担持体４１及び周囲の帯電部４２等の各種作像部（定着部４５を除く）を媒体ｍの搬送方向に複数並設した所謂タンデム型と称するカラー画像形成装置に適用することは可能である。このカラー画像形成装置では、並設された像担持体４１等を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｂｋ）等の各色の作像部とし、各作像部でＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ等の各色の画像を形成して、媒体ｍに順次重ね合わせて転写する。最後に、各色の重ね画像を定着部４５で媒体ｍに定着することによりカラー画像を得ることができる。
【００４３】
次に図６を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、反射面群２０により結像素子１０の配列直交方向に延びる焦線（中間像ｉ、配列方向の倒立結像）が形成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、反射面群５４により焦点（中間像ｉ、配列方向および配列直交方向の倒立結像）が形成される場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【００４４】
図６（ａ）は第２実施の形態における結像素子アレイの１単位を構成する結像素子５０の配列直交方向Ｘにおける断面図であり、図６（ｂ）は反射面群５４を構成する第１反射面５４ａ及び第２反射面５４ｂと反射光（光線ｌ）との関係を示す模式図である。図６（ａ）に示す結像素子５０は、光学的に等価なものとして配列方向Ｘ（図６（ａ）紙面垂直方向）に沿って複数連設されている。なお、図６（ａ）では、図を簡略にするため、結像素子５０の断面の切り口に施すハッチングの図示を省略している。
【００４５】
図６（ａ）に示すように結像素子５０は、光透過性を有する透明な合成樹脂製の透明体５１の入射端部５２に形成された入射レンズ面５３、反射面群５４（第１反射面５４ａ、第２反射面５４ｂ）及び出射端部５５に形成された出射レンズ面５６から構成されている。物体面（図示せず）上にある任意の光源から出射した光線は、入射レンズ面５３から透明体５１に入射し、第１反射面５４ａ（反射面前群）で反射され、その反射光が第２反射面５４ｂ（反射面後群）で反射されて出射レンズ面５６から出射し、像面（図示せず）上に結像する。透明体５１は、入射レンズ面５３及び出射レンズ面５６により正の屈折力を有するレンズ系として構成されている。
【００４６】
入射レンズ面５３及び出射レンズ面５６は非球面（回転対称面または非回転対称面）とされ、第１反射面５４ａ及び第２反射面５４ｂは、結像素子５０の配列方向Ｘの屈折力と配列直交方向の屈折力とが異なる凹面（トロイダル面、自由曲面等のアナモルフィック非球面）とされている。第１反射面５４ａ及び第２反射面５４ｂは、配列方向Ｘ及び配列直交方向の正の屈折力を有している。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、第１反射面５４ａの配列方向Ｘ及び配列直交方向の屈折力により、第１反射面５４ａと第２反射面５４ｂとの間に中間像ｉ（焦点）が形成される。よって、第１反射面５４ａからの反射光（光線ｌ）は物体の倒立結像となり、その像を被写体として第２反射面５４ｂに入射する。
【００４８】
また、透明体１１は、入射レンズ面５３及び出射レンズ面５６により正の屈折力を有するレンズ系（凸レンズ）として構成されているので、像面（図示せず）には物体の倒立像が形成される。従って、結像素子アレイを構成する１単位の結像素子５０は、物体面と像面（いずれも図示せず）との関係において、配列方向Ｘ及び配列直交方向に略正立等倍系をなすようにできる。よって、物体の正立像を像面に結像できる光学系として結像素子アレイを構成できる。
【００４９】
次に図７を参照して、第３実施の形態および第４実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態では、反射面群２０，５４がそれぞれ２つの反射面（反射面前群、反射面後群は各１面）により構成される場合について説明した。これに対し、第３実施の形態では４つの反射面により反射面群６４（反射面前群、反射面後群は各２面）が構成される場合について説明し、第４実施の形態では６つの反射面により反射面群７４（反射面前群、反射面後群は各３面）が構成される場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【００５０】
図７（ａ）は第３実施の形態における結像素子アレイの１単位を構成する結像素子６０の光路図であり、図７（ｂ）は第４実施の形態における結像素子アレイの１単位を構成する結像素子７０の光路図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す結像素子６０，７０は、いずれも光学的に等価なものとして配列方向Ｘ（図７（ａ）、図７（ｂ）紙面垂直方向）に沿って複数連設されることにより結像素子アレイが構成される。
【００５１】
図７（ａ）に示すように、結像素子６０は、光透過性を有する透明な合成樹脂製の透明体６１の入射端部６２に形成された入射レンズ面６３、反射面群６４（第１反射面６４ａ〜第４反射面６４ｄ）及び出射端部６５に形成された出射レンズ面６６から構成されている。物体面（図示せず）上にある任意の光源から出射した光線ｌは、入射レンズ面６３から透明体６１に入射し、反射面群６４（第１反射面６４ａ〜第４反射面６４ｄ）で反射され、その反射光が出射レンズ面６６から出射し、像面（図示せず）上に結像する。透明体６１は、入射レンズ面６３及び出射レンズ面６６により正の屈折力を有するレンズ系として構成されている。また、反射面前群（第１反射面６４ａ及び第２反射面６４ｂ）と反射面後群（第３反射面６４ｃ及び第４反射面６４ｄ）とは同じ屈折力に設定されている。
【００５２】
結像素子６０によれば、入射レンズ面６３と、入射レンズ面６３寄りの２面の反射面（第１反射面６４ａ及び第２反射面６４ｂ）とによる配列方向（矢印Ｘ方向）の正の屈折力により、反射面群６４の中間である第２反射面６４ｂと第３反射面６４ｃとの間に、配列直交方向（矢印Ｙ方向）に延びる中間像ｉ（焦線）が形成される。中間像ｉ（焦線）は配列方向（矢印Ｘ方向）における物体の倒立結像となり、その像を被写体として出射レンズ面６６から出射され、像面（図示せず）上に、配列方向（矢印Ｘ方向）に正立し配列直交方向（矢印Ｙ方向）に倒立した物体の等倍像が形成される。
【００５３】
第３実施の形態によれば、４つの反射面（第１反射面６４ａ〜第４反射面６４ｄ）により反射面群６４が構成され、入射レンズ面６３及び反射面前群（第１反射面６４ａ及び第２反射面６４ｂ）の配列方向（矢印Ｘ方向）の正の屈折力により中間像ｉを形成することができる。その中間像を被写体として、反射面後群（第３反射面６４ｃ及び第４反射面６４ｄ）及び出射レンズ面６６の配列方向（矢印Ｘ方向）の正の屈折力により、物体の正立像が結像される。中間像ｉを形成するのに必要な屈折力を入射レンズ面６３及び反射面前群（第１反射面６４ａ及び第２反射面６４ｂ）の３面で負担できる。また、物体の正立像を像面に形成するのに必要な屈折力を、反射面後群（第３反射面６４ｃ及び第４反射面６４ｄ）及び出射レンズ面６６の３面で負担できるので、第１実施の形態と比較して、レンズ面および反射面の設計の自由度を向上できる。
【００５４】
次に、図７（ｂ）に示すように、結像素子７０は、光透過性を有する透明な合成樹脂製の透明体７１の入射端部７２に形成された入射レンズ面７３、反射面群７４（第１反射面７４ａ〜第６反射面７４ｆ）及び出射端部７５に形成された出射レンズ面７６から構成されている。物体面（図示せず）上にある任意の光源から出射した光線は、入射レンズ面７３から透明体７１に入射し、反射面群７４（第１反射面７４ａ〜第６反射面７４ｆ）で反射され、その反射光が出射レンズ面７６から出射し、像面（図示せず）上に結像する。
【００５５】
結像素子７０によれば、入射レンズ面７３と、入射レンズ面７３寄りの３面の反射面（第１反射面７４ａ〜第３反射面７４ｃ）の配列方向（矢印Ｘ方向）の正の屈折力により、反射面群７４の中間である第３反射面７４ｃと第４反射面７４ｄとの間に、配列直交方向（矢印Ｚ方向）に延びる中間像ｉ（焦線）が形成される。中間像ｉ（焦線）は配列方向（矢印Ｘ方向）における物体の倒立結像となり、その像を被写体として出射レンズ面７６から出射され、像面（図示せず）上に、配列方向（矢印Ｘ方向）に正立し配列直交方向（矢印Ｙ方向）に倒立した物体の等倍像が形成される。
【００５６】
第４実施の形態によれば、６つの反射面（第１反射面７４ａ〜第６反射面７４ｆ）により反射面群７４が構成され、入射レンズ面７３及び反射面前群（第１反射面７４ａ〜第３反射面７４ｃ）の４面の配列方向（矢印Ｘ方向）の正の屈折力により中間像ｉが形成される。また、反射面後群（第４反射面７４ｄ〜第６反射面７４ｆ）及び出射レンズ面７６の４面の配列方向（矢印Ｘ方向）の正の屈折力により像面に結像される。中間像ｉを形成するのに必要な屈折力を入射レンズ面７３及び第１反射面７４ａ〜第３反射面７４ｃの４面で負担でき、像面の結像に必要な屈折力を第４反射面７４ｄ〜第６反射面７４ｆ及び出射レンズ面７６の４面で負担できるので、第３実施の形態と比較して、レンズ面および反射面の設計の自由度をさらに向上できる。
【００５７】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記各実施の形態で説明した透明体１１，５１，６１，７１の形状、結像素子アレイ１に配列される結像素子１０，５０，６０，７０の数等は一例であり、任意に設定することができる。
【００５８】
上記各実施の形態では、透明体１１，５１，６１，７１が合成樹脂製の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、透明体１１，５１，６１，７１をガラスによって製造することは当然可能である。
【００５９】
上記各実施の形態では、２つの反射面から構成される反射面群２０，５４（各１面の反射面前群および反射面後群）をもつ結像素子１０，５０、４つの反射面から構成される反射面群６４（各２面の反射面前群および反射面後群）をもつ結像素子６０、６つの反射面から構成される反射面群７４（各３面の反射面前群および反射面後群）をもつ結像素子７０が複数配列された結像素子アレイについて説明した。しかしながら、反射面群を構成する反射面の数を２，４，６に限定するものではない。反射面群を構成する反射面の数は、正の偶数であれば適宜設定できる。入射レンズ面１３，５３，６３，７３と、ｎ面（但しｎは自然数）の反射面（配列方向（矢印Ｘ方向）に正の屈折力をもつ）によって、反射面群の光路内（反射面前群と反射面後群との間の位置）に結像素子の配列方向（矢印Ｘ方向）の倒立結像（中間像ｉ）を形成し、その中間像ｉを被写体として、反射面後群および出射レンズ面１５，５６，６６，７６により像面に結像できるからである。
【００６０】
上記各実施の形態では、結像素子アレイ１に光線束を照射する発光素子アレイ３３がＬＥＤアレイにより構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の発光素子アレイを採用することは当然可能である。他の発光素子アレイとしては、例えばＥＬ発光素子アレイ、単一のハロゲンランプ等の光源の前方に液晶シャッタ等のシャッタアレイを配置した光シャッタアレイを挙げることができる。光シャッタアレイは、画素毎に開閉制御できるシャッタアレイを光源の前方に配置したものである。画素毎にシャッタアレイを開閉することにより、擬似的に複数の発光素子（発光点）を配列したアレイと等価にできる。
【００６１】
上記各実施の形態では説明を省略したが、物体面１６と結像素子１０，５０，６０，７０（入射レンズ面１３，５３，６３，７３）との間や像面１７と結像素子１０，５０，６０，７０（出射レンズ面１５，５６，６６，７６）との間に、中間像ｉの形成に寄与しない光線の一部を遮光するアパーチャを配置することは可能である。アパーチャを配置することにより、結像素子１０，５０，６０，７０へ入射した光線が隣り合う結像素子１０，５０，６０，７０へ透過することを抑制できる。これにより、隣り合う結像素子１０，５０，６０，７０間の光線の透過が原因で物体の結像のコントラストが低下することを抑制できる。結像のコントラストの低下を抑制することで、光学系の解像度を向上できる。
【００６２】
上記各実施の形態では説明を省略したが、結像素子アレイ１の隣接する結像素子１０，５０，６０，７０間に溝状の配列直交方向に延びるスリットを形成し、結像素子１０，５０，６０，７０間を分離する（結像素子１０，５０，６０，７０間の一部が繋がった状態とする）ことは可能である。結像素子１０，５０，６０，７０間にスリットを形成することにより、入射レンズ面１３，５３，６３，７３から入射した光線が、隣接する結像素子１０，５０，６０，７０の出射レンズ面１５，５６，６６，７６に向かう光路を遮ることができる。これにより、結像素子１０，５０，６０，７０に入射した光線が隣接する結像素子１０，５０，６０，７０内に入射することを防止できるので、隣接する結像素子１０，５０，６０，７０から出射した光が、本来は結像すべきでない位置に集光してしまうゴースト光を抑制できる。
【００６３】
また、隣接する結像素子１０，５０，６０，７０間に形成された溝状の配列直交方向に延びるスリット内に、遮光部材を挿入または塗布することは可能である。遮光部材は、結像素子１０，５０，６０，７０（透明体１１，５１，６１，７１）と同程度の屈折率を有する部材で形成されている。遮光部材をスリット内に挿入または塗布することにより、スリットの境界面で光線束が反射することを抑制できる。さらに、光源の波長に対して吸収特性をもつ物質で遮光部材を形成することで、スリットの境界面に透過した光線束を減衰させることができる。その結果、スリットの境界面で反射する光線束が原因のゴースト光の発生を抑制できる。
【符号の説明】
【００６４】
１                      結像素子アレイ
１０，５０，６０，７０  結像素子
１１，５１，６１，７１  透明体
１３，５３，６３，７３  入射レンズ面
１５，５６，６６，７６  出射レンズ面
１６                    物体面
１７                    像面
２１，５４ａ            第１反射面（反射面、反射面前群）
２２，５４ｂ            第２反射面（反射面、反射面後群）
３０                    光書込装置
３３                    発光素子アレイ
３５                    発光素子
３６                    書込面
４０                    画像形成装置
４１                    像担持体
６４ａ，７４ａ          第１反射面（反射面、反射面前群の一部）
６４ｂ，７４ｂ          第２反射面（反射面、反射面前群の一部）
６４ｃ                  第３反射面（反射面、反射面後群の一部）
６４ｄ                  第４反射面（反射面、反射面後群の一部）
７４ｃ                  第３反射面（反射面、反射面前群の一部）
７４ｄ                  第４反射面（反射面、反射面後群の一部）
７４ｅ                  第５反射面（反射面、反射面後群の一部）
７４ｆ                  第６反射面（反射面、反射面後群の一部）
ｉ                      中間像
ｌ                      光線
【図１】
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【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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