(57)【要約】    【課題】  結像素子アレイとレンズとの組み合わせによる簡単な構成で、光取り込み角度を広げて、光利用効率を向上させ、高速印字と、発光パワーの低減による省エネルギーとの少なくとも一方を可能とし、小型化をも可能とする。    【解決手段】  結像素子アレイ１００は、複数の結像素子が配列され、結像素子の配列方向に配列された入射面アレイ１０１と射出面アレイ１０２を形成し、結像素子の配列方向に配列されたプリズム反射面アレイ１０３を設けている。レンズ５０は、光源１０からの光線が入射する入射面５１と、結像素子アレイ１００の入射面アレイ１０１へ向けて光線を射出する射出面５２とを形成しており、レンズ５０と結像素子アレイ１００との間に設けられる開口で決定される最周辺光線に対して、レンズ５０の射出面５２における最周辺光線が射出する射出点を接点とする接線と、当該レンズ５０から射出される最周辺光線とが直交する形状とする。【選択図】    図１
2015114342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を第１の方向に配列してなる光源と、
前記光源の光を結像させるための結像素子を前記第１の方向に複数個配列してなる結像素子アレイと、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する第２の方向に正のパワーを持つレンズと
を具備し、
前記レンズの射出面は、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向について、当該射出面における射出点を接点とする接線と、当該レンズから射出される光線とが直交する形状をなすことを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記レンズの入射面は、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向について凸形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】
前記光源が、前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向に複数列配設されており、
前記レンズの入射面は、前記第２の方向について前記光源の列にほぼ対向する位置にそれぞれ凸形状をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記レンズは、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向である前記第１の方向についてと、前記第１の方向と直交する前記第２の方向についてとの倍率が異なることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記結像素子アレイは、それぞれに、入射面と、プリズム反射部と、射出面とが形成されてなる結像素子を複数個一体的に配列してなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項の結像光学系を用いて光書込み用の書込み光学系を構成したことを特徴とする光書込みユニット。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれか１項の結像光学系を用いて光書込み用の露光装置としてのプリントヘッドを構成した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、ディジタル複写機、ディジタルプリンタおよびディジタルファクシミリ等におけるディジタル光書込光学系に適用することができ、特に、固体光書込方式に好適な、結像光学系、該結像光学系を用いた光書込ユニットおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発展に伴い、スモールオフィス（小規模事務所）およびホームオフィス（自宅事務所）等におけるプリンタや複写機等の需要が増加している。この場合のような、ＳＯＨＯ（Small Office/Home Office）などと称される規模の小さいオフィスにおいては、機器の設置スペースが限られるため、一層小型の機器が要求される傾向にある。
ところで、プリンタや複写機等においては、ＬＥＤ(発光ダイオード)アレイや有機ＥＬ(エレクトロルミネッセンス)アレイ等の複数の発光部を有する光源と、複数の結像素子を有して光源から射出された光を被露光面に集光するアレイ形の結像光学系とを備える光書き込みユニットとしてのプリントヘッドが、露光装置として用いられている。なお、プリンタや複写機等の露光装置としては、これらの他に、半導体レーザと光偏向器を用いた露光装置（いわゆる光走査装置）もあるが、装置の小型化という観点では、先に述べたアレイ形の光源およびアレイ形の結像光学系を用いた固体光書込み方式のプリントヘッドの方が有利である。
上述したアレイ形の結像光学系としては、例えば、特許文献１（特開２０００−１０８４０３号公報）に開示されているように、複数のプリズムと複数のレンズとを一方向に配列し、一体的に形成したルーフプリズムレンズアレイ（ＲＰＬＡ）が提案されている。
【０００３】
光書込ユニットとして明るさを向上させることは、印字速度を上げることにつながり、同じ印字速度の場合でも光源の発光パワーを低減することができる。そのため、ＲＰＬＡのプリズムピッチを狭くすることで、光利用効率を向上させたナローピッチプリズムレンズアレイ（ＮＰＬＡ）も提案されている。
また、例えば、特許文献２（特開２００３−９８４７４号公報）に開示されるように、結像光学系としてＲＰＬＡとカップリングレンズを組み合わせることで光利用効率を向上させる技術が提案されている。特許文献２の構成においては、カップリングレンズと組み合わせることによって、結像素子アレイの配列方向と直交する方向についての光取り込み角度を２０度程度まで広げることが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２のような既存のカップリングレンズを用いた技術では、アレイの配列方向と直交する方向の取り込み角度を最大で２０度程度までしか広げることができなかったため、光利用効率の大幅な向上が達成できなかった。
また、光利用効率を向上させるためにカップリングレンズの入射面の曲率を大きくしようとすると、カップリングレンズの入射面の曲率が大きくなりすぎるために入射面の開口幅を充分に確保することができなかった。
さらに、カップリングレンズによって一旦収束状態の光束を形成する構成は、光源からカップリングレンズまでの距離を確保しなければならないので、結像素子の入射軸方向の距離を広く確保する必要がある。そのため、画像形成装置の露光ユニットとしては、感光体周りの必要なスペースを確保しなければならず、小型化を実現することができなかった。
したがって、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、結像素子アレイとカップリングレンズとの組み合わせによる簡単な構成で、光取り込み角度を大幅に広げて、光利用効率を向上させ、高速印字と、発光パワーの低減による省エネルギーとの少なくとも一方を可能とし、しかも小型化をも可能とする結像光学系を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る結像光学系は、上述した目的を達成するために、
複数の発光部を第１の方向に配列してなる光源と、
前記光源の光を結像させるための結像素子を前記第１の方向に複数個配列してなる結像素子アレイと、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する第２の方向に正のパワーを持つレンズと
を具備し、
前記レンズの射出面は、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向について、当該射出面における射出点を接点とする接線と、当該レンズから射出される光線とが直交する形状をなすことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る結像光学系によれば、
複数の発光部を第１の方向に配列してなる光源と、
前記光源の光を結像させるための結像素子を前記第１の方向に複数個配列してなる結像素子アレイと、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する第２の方向に正のパワーを持つレンズと
を具備し、
前記レンズの射出面は、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向について、当該射出面における射出点を接点とする接線と、当該レンズから射出される光線とが直交する形状をなすことにより、
結像素子アレイとレンズとの組み合わせによる簡単な構成で、発散面の広い光源からの光を第一面で発散角を減少させ、第二面で減少させた発散角を再び広げることのない構成とすることで、指向性を高めて、光利用効率を向上させ、高速印字と、発光パワーの低減による省エネルギーとの少なくとも一方が可能となり、しかも小型化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る結像光学系としての結像素子ユニットの要部の構成を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】図１の結像素子ユニットにおける結像光路を示す光路図である。
【図３】図１の結像素子ユニットにおける要部となるレンズによる光源から発散される光の光路を詳細に説明するための要部についての拡大光路図である。
【図４】図１の結像素子ユニットにおける要部となるレンズの図３とは異なる第２の実施の形態の構成を示す拡大光路図である。
【図５】図１の結像素子ユニットにおける結像素子アレイの入射方向による光路長の相違を説明するための光路図であり、（ａ）は、第１の実施の形態に係る平凸形状のレンズの射出面を凸形状とした場合の光路を、そして（ｂ）は、（ａ）のレンズと同じ屈折率の第３の実施の形態に係る平凸形状のレンズで、射出面をフラットとした場合の光路を、それぞれ示している。
【図６】結像素子ユニットの要部において図３とは異なる第４の実施の形態の光源を有する構成を模式的に示しており、結像素子の配列方向に直交する方向に光源を複数列配置した場合の光路図である。
【図７】結像素子ユニットにおける要部となるレンズの図６とは異なる第５の実施の形態の構成を模式的に示しており、結像素子の配列方向に直交する方向に複数列配置した光源に対応してレンズの入射面に複数列の凸形状を形成した場合の光路図である。
【図８】本発明の第１〜第５のうちのいずれかの実施の形態に係る結像光学系を用いて構成した本発明の第６の実施の形態に係る多色画像形成装置の要部の概略的な構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の結像光学系および画像形成装置を詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明の第１〜第５の実施の形態に係る結像光学系の要部の構成を説明するためのものである。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る結像光学系としての結像素子ユニットの要部の構成を示す概略斜視図、図２は、図１の結像素子ユニットにおける結像光路を模式的に示す光路図である。そして図３は、図１の結像素子ユニットにおける要部となるレンズによる光源から発散される光の光路を詳細に説明するための要部についての拡大光路図である。
図１〜図３に示す第１の実施の形態に係る結像素子ユニットは、光源１０、結像素子アレイ１００およびレンズ５０を具備している。
光源１０は、複数の発光部が図１に示すＹ方向（以下、「第１の方向」ということがある）に配列されており、図１においては、理解を容易にするために、アレイ状の発光部のうちの１つを抜き出して示している。光源１０（の各発光部）は、図１に示すＸ方向（以下、「第３の方向」ということがある）に最も強い光強度で発光するように構成されており、Ｘ方向が垂直に交わる面から見た場合に発光している面の中心からＸ方向に射出される光線の光路を図１に示している。
【０００９】
結像素子アレイ１００は、複数の結像素子（１１０）が図１に示すＹ方向に配列されたものであり、少なくとも、結像素子の配列方向（図１のＹ方向）に配列されたレンズ面アレイを入射面側と射出面側にそれぞれ入射面アレイ１０１と射出面アレイ１０２として形成し、少なくとも、結像素子の配列方向、すなわち図１に示すＹ方向に配列されたプリズム反射面アレイ１０３を設けている。入射面アレイ１０１および射出面アレイ１０２は、いずれも結像素子の配列方向（Ｙ方向）と直交する方向（以下、「Ｚ方向」ということがある）に曲率を有し、結像素子の配列方向（Ｙ方向）に曲率を持たない面として形成されている。プリズム反射面アレイ１０３は、いずれの方向にも曲率を持たない平面として形成されている。複数の結像素子１１０は、入射面アレイ１０１、射出面アレイ１０２およびプリズム面アレイ１０３を形成して、単一の素子からなる結像素子アレイ１００として、樹脂により一体的に集積化されて形成されている。
レンズ５０は、光源１０からの光線が入射する入射面５１と、結像素子アレイ１００の入射面アレイ１０１へ向けて光線を射出する射出面５２とを形成している。図１〜図３に示すレンズ５０において、入射面５１は、結像素子の配列方向（Ｙ方向）についても配列方向と直交する方向（Ｚ方向）についても曲率を持たない平面として形成されており、射出面５２は、結像素子の配列方向と直交する方向（Ｚ方向）については、曲率を有し、結像素子の配列方向（Ｙ方向）については曲率を持たない面として形成され、結像素子の配列方向（Ｙ方向）に延びる平凸型の円筒レンズを形成している。
【００１０】
図２は、光源１０から射出された光線が結像ユニットで結像するための光線の光路を説明するための図である。この図２は、図１において結像素子ユニットを−Ｙ方向から見た図である。
図２において、光源１０から射出された光線のうち発散して射出された光線は、レンズ５０の入射面５１にて結像素子の配列方向と直交する方向（Ｚ方向）について屈折して、射出面５２から射出される。そして結像素子の配列方向と直交する方向（Ｚ方向）についてのみ、結像素子の配列方向（Ｙ方向）に延びるスリット状の絞りとしての開口７０を通過して、結像素子アレイ１００により９０度折り返されて結像する。すなわち、結像素子アレイ１００は、レンズ５０から入射面アレイ１０１に入射された光線を、結像素子の配列方向と直交する方向（Ｚ方向）に対して４５度傾いたプリズム反射面アレイ１０３によりＺ方向に反射し、射出面アレイ１０２から射出して結像面上に結像させる。
この図１〜図３に示す第１の実施の形態においては、結像素子アレイ１００は、入射面アレイ１０１、プリズム反射面アレイ１０３および射出面アレイ１０２から構成されるものとして説明している。但し、ロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイを用いてほぼ  
【００１１】
同様の機能を達成するようにした光学系としても、ほぼ同様の効果を得ることができる。
また、この第１の実施の形態における結像素子アレイ１００やマイクロレンズアレイは、入射面や射出面の形状により、結像素子の配列方向と該配列方向に直交する方向の屈折力を必要に応じて変更することができる。但し、ロッドレンズアレイを用いた場合には、結像素子の配列方向と該配列方向に直交する方向の屈折力を容易に変更することができないので、レンズ５０による屈折力が結像倍率に直接的に影響することになる。
図３は、光源１０から発散される光のレンズ５０による指向性について説明するための図である。図３は、図２におけるレンズ５０近傍の部位を拡大した図として示している。
光源１０から広がりを持って発散光として射出された光線は、入射面５１が平面であるため屈折する。図３における上下の最周辺光線は、図２の開口７０によって決定されており、射出面５２は、図３における各最周辺光線に対してほぼ垂直となるような形状として、屈折角がなるべく小さくなるようにしている。
なお、この構成で、ロッドレンズアレイを用いる場合には、ロッドレンズの径によって実質的な開口、つまり最周辺光線が決定され、マイクロレンズアレイを用いる場合には、上述と同様に開口７０によって最周辺光線が決定されるものとする。
【００１２】
上述したような構成とすることによって、光源１０からある発散角をもってレンズ５０の入射面５１に入射した光束の発散角が小さくなる。
結像素子ユニット全体の光の取り込み量は、開口７０によって決定されるため、光源１０から射出された光束の発散角が大きいと、開口７０により周辺部分の光束がケラレてしまい、光源１０からの光が遮断されて、結像素子アレイ１００に取り込むことができる光量が少なくなってしまう。したがって、光源１０と開口７０の位置を固定した場合、より開口７０から遠く、光源１０に近い位置で、光源１０から射出された光の発散角を小さくしたほうが光の取り込み量が多くなることになる。そのため、結像素子アレイ１００と光源１０の間にレンズ５０を配置する場合には、光源１０から発散された光線を、光源１０に近い面で屈折させたほうが、光を多く取り込むことができる。
結像素子アレイ１００がレンズ５０の無い状態に対応していれば、射出面５２において、最周辺光線をさらに屈折させて発散角を小さくすることは可能であるが、射出面５２が円弧状のシリンドリカル面である場合には、射出面５２における周辺光線を大きく屈折させてしまうと、射出面５２の軸上の光線の結像位置と周辺光線の結像位置とが大きくずれてくるため、それが収差となって結像性能が劣化する。
【００１３】
図４は、レンズ５０の入射面５１ａに凸形状の入射面部５１ａ０を形成した第２の実施の形態について説明するための図である。
レンズ５０の入射面５１ａに、図４に示すように凸面の入射面部５１ａ０を形成した場合には、図３のようにレンズ５０の入射面５１が平面の場合よりも、光源１０から射出された光束は大きく屈折されるため、光源１０から射出される光束の取り込み角度はさらに大きくなる。このときも、光源１０により近い面で光の取り込み角をより大きくして光利用効率を向上させ、結像性能を劣化させないために、開口７０で決定される最周辺光線に対して、レンズ５０の射出面５２における最周辺光線が射出する射出点を接点とする接線と、当該レンズ５０から射出される最周辺光線とが直交する形状とする。
図５は、結像素子アレイ１００の入射側の光路長について説明するための図である。すなわち、図５には、結像素子の配列方向と直交する方向についての光路を示しており、（ａ）は、上述した第１の実施の形態に係るレンズ５０を用いる場合を示しており、（ｂ）は、（ａ）と同様の光の取り込み角度の光線について同じ屈折力を持つ第３の実施の形態に係るレンズ５０′を用いる場合を示している。
【００１４】
図５（ａ）のように、レンズ５０の射出面５２で最周辺光を屈折させないように射出面５２側を凸形状とすることで結像素子アレイ１００から見た場合の見かけ上の光源位置は光源１０′の位置となり、実際の結像素子アレイ１００と光源１０の間隔を見かけ上の間隔より狭めることができる。
しかしながら、図５（ｂ）のように、図５（ａ）と同じ屈折率のレンズ５０′を使用しても、射出面５２′の形状がフラット面であると、レンズ５０′としては同じ屈折力を持っていても、結像素子アレイ１００から見た場合の見かけ上の光源位置１０″に対して、結像素子アレイも近づくが、図５（ａ）の場合と比べると、光源１０から結像素子アレイ１００までの距離が伸びてしまう。
すなわち、上述した本発明に係る図５（ａ）のような構成をとることによって、光利用効率を向上させて、しかも結像素子アレイ１００の入射側の光路長を短くすることができ、小型化に有利な構成とすることが可能となる。
図６は、光源が結像素子の配列方向に直交する方向（Ｚ方向）に複数列設けられている第４の実施の形態について説明するための図である。
【００１５】
図６は、結像素子の配列方向に直交する方向（Ｚ方向）について開口７０の中心に対応する光源１０と、結像素子の配列方向に直交する方向について開口７０の中心からずれた位置に光源１１および光源１２とが設けられている第４の実施の形態を示している。
光源１１から射出された光と光源１２から射出された光は、開口７０を通過し結像素子アレイ１００の入射面１０１に入射するまで光源１０の光路に対して互いに対称な光路を通るので、ここでは、主として光源１１から射出される光について説明する。
光源１１から射出された光束はある発散角をもってレンズ５０の入射面５１に入射し、該光束は大きく屈折して発散角が小さくなる。この光源１１から射出された光は、光源１０から射出された光とは異なり、最周辺光線は射出面５２において屈折する。図６における上側の最周辺光線（上）と下側の最周辺光線（下）は、いずれも図６に示す−Ｚ方向（Ｚ方向の逆側）に屈折する。
図６には、レンズ５０が挿入されていない場合の最周辺光線を破線で示しており、レンズ５０が挿入された場合のほうが光の取り込み角度が広がっていることがわかる。
また、光源１１から射出される最も強い発光強度の光線は、光源１０の場合と同様にＸ方向に射出された光線であり、通常の場合、Ｘ方向に対する傾斜角度が小さい光線ほど強度は強い。そのため、レンズ５０が存在しない場合に比べて、光源１１から図６の＋Ｚ方向（Ｚ方向側）に射出された光線のうち強度の比較的強い光線を取り込める構成となっている。
【００１６】
したがって、結像素子アレイ１００とレンズ５０とを組み合わせることによって、結像素子アレイ１００の単体よりも、結像素子の配列方向に直交する方向についてずれた位置にある光源１１および１２に対して、光利用効率の低下を効果的に抑制することができる。
そのため、例えば図６における光源１０が存在せず、光源１１と光源１２が配列された構成の光源アレイとしても、光利用効率を向上させるために有利になる。
図７は、レンズ５０の入射面側に複数列の凸形状の入射面部５１ｂが形成される第５の実施の形態について説明するための図である。
図７においては、図６と同様に結像素子の配列方向に直交する方向（Ｚ方向）について開口７０の中心に対応する光源１０と、結像素子の配列方向に直交する方向について開口７０の中心からずれた位置に光源１１および光源１２がある場合の例を示している。
光源１１と光源１２からの光は、は、開口７を通過し結像素子アレイ１００の入射面１０１に入射するまで光路が光源１０に対して対称な光路を通るので、ここでは、主として光源１１から射出される光について説明する。
【００１７】
レンズ５０の入射面５１ｂには、光源１０、光源１１および光源１２に対応してそれぞれ凸形状の入射面部５１ｂ０、５１ｂ１および５１ｂ２を形成している。
このような構成とすることにより、図６に関連して説明した効果に加え、それぞれの光源１０〜１２から射出された光束が入射面５１ｂの入射面部５１ｂ０、５１ｂ１および５１ｂ２によって、最適に集光される。
レンズ５０の入射面５１ｂは、それぞれの光源のうちで射出された発散光の発散角を小さくするだけでよいので、レンズ５０の光学面において、光源に近い入射面側では光源からの射出された発散光の広がりが小さいため、光源１０、光源１１および光源１２のそれぞれに対応して独立に凸形状を形成し、集光機能を持たせる。
次に、上述した本発明の第１〜第５の実施の形態のいずれかに係る結像光学系を露光装置として用いてプリントヘッドを構成した本発明の第６の実施の形態に係る画像形成装置について図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第１〜第５の実施の形態のいずれかに係る結像光学系を露光装置として用いてプリントヘッドを構成した本発明の第６の実施の形態に係る画像形成装置（請求項７に対応する）としての多色画像形成装置の基本的な構成を模式的に示している。
【００１８】
図８に示す多色画像形成装置は、感光体１００１Ｙ，１００１Ｍ，１００１Ｃ，１００１Ｋ；帯電器１００２Ｙ，１００２Ｍ，１００２Ｃ，１００２Ｋ；プリントヘッド１０２０Ｙ，１０２０Ｍ，１０２０Ｃ，１０２０Ｋ；現像器１００４Ｙ，１００４Ｍ，１００４Ｃ，１００４Ｋ；クリーニング手段１００５Ｙ，１００５Ｍ，１００５Ｃ，１００５Ｋ；転写用帯電手段１００６Ｙ，１００６Ｍ，１００６Ｃ，１００６Ｋ；転写ベルト１１０５；および定着手段１０３０を備えている。これら各構成要素の参照符号における添字Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫは、ぞれぞれＹ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアンおよびＫ：ブラックの各色毎の構成要素であることを意味している。これらの添字が付された構成要素は、各色毎に色の相違のみで、同様の機能構成を有している。
図８の多色画像形成装置において、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの感光体１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃおよび１００１Ｋは、図８に示す矢印の方向に回転し、それぞれ周囲に回転方向に沿って、順次、イエローの帯電器１００２Ｙ；プリントヘッド１０２０Ｙ；現像器１００４Ｙ；転写用帯電手段１００６Ｙ；クリーニング手段１００５Ｙ、マゼンタの帯電器１００２Ｍ；プリントヘッド１０２０Ｍ；現像器１００４Ｍ；転写用帯電手段１００６Ｍ；クリーニング手段１００５Ｍ、シアンの帯電器１００２Ｃ；プリントヘッド１０２０Ｃ；現像器１００４Ｃ；転写用帯電手段１００６Ｃ；クリーニング手段１００５Ｃおよびブラックの帯電器１００２Ｋ；プリントヘッド１０２０Ｋ；現像器１００４Ｋ；転写用帯電手段１００６Ｋ；クリーニング手段１００５Ｋが配備されている。
【００１９】
イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの帯電部材１００２Ｙ、１００２Ｍ、１００２Ｃおよび１００２Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの感光体１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃおよび１００１Ｋの表面を均一に帯電させるための帯電装置を構成する帯電部材である。これらイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの帯電部材１００２Ｙ、１００２Ｍ、１００２Ｃおよび１００２Ｋにより、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの感光体１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃおよび１００１Ｋを帯電させた後、露光装置として本発明の例えば、第１の実施の形態に係る結像素子ユニットを用いて構成したイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのプリントヘッド１０２０Ｙ、１０２０Ｍ、１０２０Ｃおよび１０２０Ｋにより、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの感光体１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃおよび１００１Ｋを露光させることによってイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの静電潜像を形成させる。そして、これらイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの静電潜像に基づき、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの現像器１００４Ｙ、１００４Ｍ、１００４Ｃおよび１００４Ｋの現像部材により、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの感光体１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃおよび１００１Ｋの周囲表面上にトナー像を形成する。
【００２０】
さらに、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの転写用帯電手段１００６Ｙ、１００６Ｍ、１００６Ｃおよび１００６Ｋにより、転写ベルト１１０５上に各色のトナー像を転写させ、転写ベルト１１０５上で各色トナー像を重ね合わせて、記録紙１０１１に重ね合わされた各色トナー像を一括して転写してカラー画像を形成し、最終的に定着手段１０３０により記録紙に画像を定着させる。
本発明の第１〜第５の実施の形態のいずれかに係る結像光学系として構成した結像素子ユニットは、上述したように、光利用効率が高く、高速印字や低電力での光書込みユニットとして安定した画像を出力することが可能で、且つ感光体周りの狭いスペースに収まるため、小型で省スペースな画像形成装置を提供することができる。
画像形成装置の小型化に対しては、感光体の小径化が有効であるが、図８に示すように感光体１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃおよび１００１Ｋの周囲には、帯電、露光、現像、並びにクリーニング等の多くのユニットを配置しなければならず、感光体の小径化は容易ではない。
また、露光するためのプリントヘッドとして、光の射出方向と直交する方向についての薄型化は感光体の小径化に優位であり、画像形成装置の小型化に有効である。
【００２１】
上述したように、本発明によれば、
複数の発光部を第１の方向に配列してなる光源と、
前記光源の光を結像させるための結像素子を前記第１の方向に複数個配列してなる結像素子アレイと、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する第２の方向に正のパワーを持つレンズと
を具備し、
前記レンズの射出面は、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向について、当該射出面における射出点を接点とする接線と、当該レンズから射出される光線とが直交する形状をなすことにより、
発散角の広い光源からの光を第一面で発散角を減少させ、第二面では、減少させた発散角を再び広げることのない構成とすることで指向性を高め、光利用効率を向上させることができる。
【００２２】
また、第２の方向に複数列ある光源に対して、中心からずれた位置にある光源の光を中心に寄せることで、中心から結像素子の配列方向と直交する第２の方向に離れた光源の光利用効率を向上させることができる。
また、前記レンズの入射面は、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向について凸形状をなすことが望ましい（請求項２に対応する）。
このように構成することで、光利用効率を一層向上させることができる。
また、前記光源が、前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向と直交する前記第２の方向に複数列配設されており、
前記レンズの入射面は、前記第２の方向について前記光源の列にほぼ対向する位置にそれぞれ凸形状をなすことが望ましい（請求項３に対応する）。
このように、結像素子とレンズの組み合わせにおいて、射出面の形状を規定することにより、光利用効率の向上と小型化の両立が実現でき、特に、複数列光源に対して光利用効率の向上が実現可能となる。
【００２３】
また、前記レンズは、
前記結像素子アレイにおける前記結像素子の配列方向である前記第１の方向についてと、前記第１の方向と直交する前記第２の方向についての倍率を異なるようにしてもよい（請求項４に対応する）。
このように、レンズによって配列方向と配列に直交する方向（第二の方向）に異なるパワーの偏差を緩和し、希望のビーム径とすることができる。
また、前記結像素子アレイは、それぞれに、入射面と、プリズム反射部と、射出面とが形成されてなる結像素子を複数個一体的に配列してなることが望ましい（請求項５に対応する）。
このようにすることにより、結像素子アレイの入射軸方向の光路長を延ばすことなく、光利用効率を向上させることができる。
上記いずれかの結像光学系を用いて光書込みユニットを構成してもよい（請求項６に対応する）。
このように構成することで、より線束が早く低電力・省エネルギーで且つ小型の光書込みユニットを提供することができる。
上記いずれかの結像光学系を用いて光書込み用の露光装置としてのプリントヘッドを構成した画像形成装置としてもよい（請求項７に対応する）。
このように構成することで、より線束が早く、低電力・省エネルギーで且つ小型の画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０，１１，１２  光源
５０  レンズ
５１，５１ａ，５１ｂ  入射面
５１ａ０，５１ｂ０，５１ｂ１，５１ｂ２  入射面部
５２  射出面
７０  開口
１００  結像素子アレイ
１０１  入射面アレイ
１０２  射出面アレイ
１０３  プリズム反射面アレイ
１１０  結像素子
１００１Ｙ，１００１Ｍ，１００１Ｃ，１００１Ｋ  感光体
１００２Ｙ，１００２Ｍ，１００２Ｃ，１００２Ｋ  帯電器
１０２０Ｙ，１０２０Ｍ，１０２０Ｃ，１０２０Ｋ  プリントヘッド
１００４Ｙ，１００４Ｍ，１００４Ｃ，１００４Ｋ  現像器
１００５Ｙ，１００５Ｍ，１００５Ｃ，１００５Ｋ  クリーニング手段
１００６Ｙ，１００６Ｍ，１００６Ｃ，１００６Ｋ  転写用帯電手段
１１０５  転写ベルト
１０３０  定着手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２０００−１０８４０３号公報
【特許文献２】特開２００３−９８４７４号公報
【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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【図８】
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