(57)【要約】【課題】集束性レンズアレイを備える電気光学装置において、屈折率分布型レンズの配列方向における結像の光学特性のバラツキを小さくする。【解決手段】電気光学装置１Ａを提供する。電気光学装置１Ａは、発光パネル２０と、発光パネル２０から進行する光を透過させて発光パネル２０上の像に対する正立像を結像可能な屈折率分布型レンズ４１が一方向に複数配列され、複数の屈折率分布型レンズ４１で得られた像が１つの連続した像を構成する集束性レンズアレイ４０と、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０に挟まれ、発光パネル２０から進行する光を透過させるスペーサ８０とを備える。スペーサ８０は、屈折率が互いに異なる複数の部材（部材８１および部材８２、または部材８２および部材８３）が屈折率分布型レンズの配列方向に連なっている屈折率分布部を有する。【選択図】図７
2008152167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する複数の電気光学素子を有し、前記複数の電気光学素子の各々からの光を射出する電気光学パネルと、
前記電気光学パネルから進行する光を透過させて前記電気光学パネル上の像に対する正立像を結像可能な屈折率分布型レンズが一方向に複数配列され、複数の前記屈折率分布型レンズで得られた像が１つの連続した像を構成する集束性レンズアレイと、
前記電気光学パネルと前記集束性レンズアレイに挟まれ、前記電気光学パネルから進行する光を透過させるスペーサとを備え、
前記スペーサは、屈折率が互いに異なる複数の部材が前記一方向に連なっている屈折率分布部を有する、
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記スペーサは、前記屈折率分布型レンズの光軸を横切る複数の層を有し、
前記屈折率分布部は、前記複数の層のうち少なくとも一つの層に含まれている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記スペーサは、前記屈折率分布型レンズの光軸を横切る複数の層と少なくとも二つの前記屈折率分布部を有し、
前記屈折率分布部は、それぞれ、前記複数の層のうち少なくとも二つの層の各々に含まれており、
前記少なくとも二つの層のうち一つの層に含まれている前記屈折率分布部における屈折率の分布と、前記少なくとも二つの層のうち別の一つの層に含まれている前記屈折率分布部における屈折率の分布は、互いに相違している、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電器と、
前記電気光学パネルから進行して前記集束性レンズアレイを透過する光を、前記像担持体の帯電された面に照射して潜像を形成する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電気光学装置と、
前記潜像にトナーを付着させることにより前記像担持体に顕像を形成する現像器と、
前記像担持体から前記顕像を他の物体に転写する転写器と、
を備える画像形成装置。
【請求項５】
与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する複数の電気光学素子を有し、前記複数の電気光学素子の各々からの光を射出する電気光学パネルと、
前記電気光学パネルから進行する光を透過させて前記電気光学パネル上の像に対する正立像を結像可能な屈折率分布型レンズが一方向に複数配列され、複数の前記屈折率分布型レンズで得られた像が１つの連続した像を構成する集束性レンズアレイと、
前記電気光学パネルと前記集束性レンズアレイに挟まれ、前記電気光学パネルから進行する光を透過させるスペーサとを備える電気光学装置の製造方法であって、
前記集束性レンズアレイの物体側の作動距離を前記一方向に並ぶ複数の位置で測定する測定工程と、
前記測定工程にて測定された作動距離の前記一方向における分布に応じて屈折率が分布している前記スペーサを、前記電気光学パネルと前記集束性レンズアレイの間に介在させる介在工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光素子またはライトバルブ素子のような電気光学素子が配列された電気光学パネルを備えた電気光学装置、この電気光学装置を用いた画像形成装置および電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の像担持体（例えば感光体ドラム）に静電潜像を書き込むために、エレクトロルミネセント素子（以下、「ＥＬ素子」と呼ぶ）のアレイを使用する技術が開発されている。このような技術では、一般的に、ＥＬ素子アレイと像担持体の間に集束性レンズアレイが配置される。このような配置において、ＥＬ素子から発せられた光の損失を低減するために、ＥＬ素子アレイと集束性レンズアレイの間に光透過性のスペーサを配置する技術が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
図１は、従来の画像形成装置の一部の概略を示す斜視図である。この画像形成装置では、ＥＬ素子アレイが設けられた発光パネル２０と感光体ドラム１１０の間に、集束性レンズアレイ４０が配置され、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０の間に光透過性のスペーサ７０が配置されている。集束性レンズアレイ４０としては、例えば、日本板硝子株式会社から入手可能なＳＬＡ(セルフォック・レンズ・アレイ)がある（セルフォック＼ＳＥＬＦＯＣは日本板硝子株式会社の登録商標）。
【０００４】
図２は、集束性レンズアレイ４０の概略を示す斜視図である。集束性レンズアレイ４０は、二列かつ千鳥状のパターンで一方向に配列された複数の屈折率分布型レンズ４１を有する。屈折率分布型レンズ４１の各々は、中心軸での屈折率が低く、中心軸から離れるほど屈折率が高くなるように形成されたグレーデッドインデックス光ファイバであり、発光パネル２０から進行する光を透過させて発光パネル２０上の像に対する正立像を感光体ドラム１１０に結像可能である。これらの複数の屈折率分布型レンズ４１で得られた像は感光体ドラム１１０上で１つの連続した像を構成する。
【０００５】
図３は、集束性レンズアレイ４０を、屈折率分布型レンズ４１の配列方向（以降、「Ｘ方向」と呼ぶ）に直交する面で切断した場合の断面図である。この図に示すように、集束性レンズアレイ４０の光学的距離には、物体側の作動距離（Ｌo）、像側の作動距離（Ｌi）、および共役長（ＴＣ）がある。結像の光学特性（例えば鮮明度）を十分に高くするために、感光体ドラム１１０と集束性レンズアレイ４０は、感光体ドラム１１０の結像面Ｐと集束性レンズアレイ４０の光出射面Ｓ１との間隔（Ｄi）がＬiに合致するように配置され、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０は、発光パネル２０内の発光面Ｑと集束性レンズアレイ４０の光入射面Ｓ２との間隔（Ｄo）がＬoに合致するように配置される。
【特許文献１】特開２００６−２１８８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４は、従来の画像形成装置の一部の概略を示す側面図である。この図に示すように、集束性レンズアレイ４０のＬiおよびＬoは、通常、Ｘ方向においてバラつく。例えば、Ｘ方向に順に並ぶ第１位置（x1）、第２位置（x2）および第３位置（x3）に注目した場合、各位置におけるＬi[x1]、Ｌi[x2]およびＬi[x3]は互いに異なっており、各位置におけるＬo[x1]、Ｌo[x2]およびＬo[x3]も互いに異なっている。具体的には、Ｌi[x1]＜Ｌi[x3]≪Ｌi[x2]であり、Ｌo[x1]＜Ｌo[x3]≪Ｌo[x2]である。
【０００７】
上述した例から明らかなように、Ｘ方向におけるＬiおよびＬoのバラツキは、非線形となり得る。これに対して、結像面Ｐ、光出射面Ｓ１、光入射面Ｓ２および発光面Ｑは、Ｘ方向において、それぞれ平坦である。よって、ＤiとＬiとが集束性レンズアレイ４０の全長にわたって高い精度で合致するように感光体ドラム１１０と集束性レンズアレイ４０を配置することや、ＤoとＬoとが集束性レンズアレイ４０の全長にわたって高い精度で合致するように発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０を配置することは困難である。このため、従来の画像形成装置では、結像の光学特性がＸ方向において大きくバラつく可能性があった。
【０００８】
図５は、従来の画像形成装置における、Ｄiに対する結像径Ｒの特性を示すグラフである。結像径Ｒは、結像面Ｐに結ばれるＥＬ素子の像の径である。結像径Ｒが小さいほど、結像の光学特性が高くなる。特性線Ｃ１は、ＤoとＬoに合致する理想間隔（Ｂo）との差が０の位置（Ｘ方向における位置）における特性を示している。ＬoとＢoとの差分の最大値の１／２をａとしたとき（ａ＞０）、特性線Ｃ２は、ＤoとＢoとの差分がａの位置（Ｘ方向における位置）における特性を、特性線Ｃ３は、ＤoとＢoとの差分がａの２倍の位置（Ｘ方向における位置）における特性を示している。
【０００９】
特性線Ｃ１〜Ｃ３の相対位置から、ＤoとＢoとの差分が小さいほど結像径Ｒが小さくなることが分かる。また、特性線Ｃ１〜Ｃ３の各々の形状から、ＤiとＬiに合致する理想間隔（Ｂi）との差分が小さいほど結像径Ｒが小さくなることが分かる。例えば、特性線Ｃ１では、ＤiとＢiとの差が０の場合（点Ｔ１）の結像径Ｒ（r1）は、ＤiとＢiとの差分がｂの場合（各点Ｔ２）の結像径Ｒ（r2）よりも小さく、r2は、ＤiとＢiとの差分がｂの２倍の場合（各点Ｔ３）の結像径Ｒ（r3）よりも小さい。ただし、ｂ＞０である。
【００１０】
ＬiとＢiとの差分の最大値の１／２をｂとしたとき、従来の画像形成装置における結像径Ｒの最大変動幅（Ｗ１）は、r1とr4の差分となる。r4は、ＤiとＢiとの差分がｂの２倍であり、かつ、ＤoとＢoとの差分がａの２倍である点Ｔ４の結像径Ｒである。従来の画像形成装置における結像の光学特性がＸ方向において大きくバラつく可能性があるのは、Ｗ１が大き過ぎるからである。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、屈折率分布型レンズの配列方向における結像の光学特性のバラツキを小さくすることができる電気光学装置、この電気光学装置を用いた画像形成装置および電気光学装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電気光学装置は、与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する複数の電気光学素子を有し、前記複数の電気光学素子の各々からの光を射出する電気光学パネルと、前記電気光学パネルから進行する光を透過させて前記電気光学パネル上の像に対する正立像を結像可能な屈折率分布型レンズが一方向に複数配列され、複数の前記屈折率分布型レンズで得られた像が１つの連続した像を構成する集束性レンズアレイと、前記電気光学パネルと前記集束性レンズアレイに挟まれ、前記電気光学パネルから進行する光を透過させるスペーサとを備え、前記スペーサは、屈折率が互いに異なる複数の部材が前記一方向に連なっている屈折率分布部を有する、ことを特徴とする。
この電気光学装置によれば、スペーサが、屈折率が互いに異なる複数の部材が屈折率分布型レンズの配列方向に連なっている屈折率分布部を有するから、屈折率分布型レンズの配列方向において、電気光学パネルと集束性レンズアレイとの間隔が一様であっても、電気光学パネルと集束性レンズアレイの間の光学的距離を相違させることができる。したがって、この電気光学装置によれば、屈折率分布部における複数の部材の配置や各部材の屈折率を適宜に定めることにより、屈折率分布型レンズの配列方向における結像の光学特性のバラツキを小さくすることができる。
【００１３】
上記の電気光学装置には、前記スペーサは、前記屈折率分布型レンズの光軸を横切る１つの層であり、前記屈折率分布部は、前記一つの層に含まれている、という態様や、前記スペーサは、前記屈折率分布型レンズの光軸を横切る複数の層を有し、前記屈折率分布部は、前記複数の層のうち少なくとも一つの層に含まれている、という態様も含まれる。後者の態様には、光透過性のスペーサ本体と電気光学パネルの間および当該スペーサ本体と集束性レンズアレイの間の一方または両方に光透過性の接着剤が充填された態様が含まれる。
【００１４】
上記の電気光学装置において、前記スペーサは、前記屈折率分布型レンズの光軸を横切る複数の層と少なくとも二つの前記屈折率分布部を有し、前記屈折率分布部は、それぞれ、前記複数の層のうち少なくとも二つの層の各々に含まれており、前記少なくとも二つの層のうち一つの層に含まれている前記屈折率分布部における屈折率の分布と、前記少なくとも二つの層のうち別の一つの層に含まれている前記屈折率分布部における屈折率の分布は、互いに相違している、ようにしてもよい。
この態様では、電気光学パネルと集束性レンズアレイの間の光学的距離は、間に挟まれる少なくとも二つの層のうち一つの層に含まれている屈折率分布部における屈折率の分布と、これら少なくとも二つの層のうち別の一つの層に含まれている屈折率分布部における屈折率の分布に応じたものとなる。したがって、この態様によれば、屈折率分布部に用いる部材の種類が少なくても、屈折率分布型レンズの配列方向において、電気光学パネルと集束性レンズアレイの間の光学的距離を多様化することができる。これは、屈折率分布型レンズの配列方向における結像の光学特性のバラツキをより小さくすることに寄与する利点である。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電器と、前記電気光学パネルから進行して前記集束性レンズアレイを透過する光を、前記像担持体の帯電された面に照射して潜像を形成する上記の電気光学装置または上記の各態様に係る電気光学装置と、前記潜像にトナーを付着させることにより前記像担持体に顕像を形成する現像器と、前記像担持体から前記顕像を他の物体に転写する転写器と、を備える。
この画像形成装置によれば、上記の電気光学装置または上記の各態様に係る電気光学装置を備えるから、高い品質の画像を形成することができる。
【００１６】
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する複数の電気光学素子を有し、前記複数の電気光学素子の各々からの光を射出する電気光学パネルと、前記電気光学パネルから進行する光を透過させて前記電気光学パネル上の像に対する正立像を結像可能な屈折率分布型レンズが一方向に複数配列され、複数の前記屈折率分布型レンズで得られた像が１つの連続した像を構成する集束性レンズアレイと、前記電気光学パネルと前記集束性レンズアレイに挟まれ、前記電気光学パネルから進行する光を透過させるスペーサとを備える電気光学装置の製造方法であって、前記集束性レンズアレイの物体側の作動距離を前記一方向に並ぶ複数の位置で測定する測定工程と、前記測定工程にて測定された作動距離の前記一方向における分布に応じて屈折率が分布している前記スペーサを、前記電気光学パネルと前記集束性レンズアレイの間に介在させる介在工程と、を有することを特徴とする。
この製造方法によれば、屈折率分布型レンズの配列方向における集束性レンズアレイの物体側の作動距離の分布に応じて屈折率が分布している前記スペーサを、電気光学パネルと集束性レンズアレイの間に介在させた電気光学装置を製造することができる。この電気光学装置によれば、屈折率分布型レンズの配列方向において、電気光学パネルと集束性レンズアレイとの間隔が一様であっても、電気光学パネルと集束性レンズアレイの間の光学的距離を、集束性レンズアレイの物体側の作動距離の分布に応じて相違させることができる。したがって、この電気光学装置によれば、屈折率分布型レンズの配列方向における結像の光学特性のバラツキを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。本発明は、その実施の形態を変形して得られる変形例をも範囲に含む。なお、図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。また、本発明の各実施の形態に係る電気光学装置は、それぞれ、電子写真方式を利用した画像形成装置における像担持体（例えば図１に示すように感光体ドラム１１０）の結像面Ｐに潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして用いられる。
【００１８】
＜電気光学装置＞
＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置１Ａについて説明する。この電気光学装置１Ａでは、スペーサは、屈折率分布型レンズの光軸を横切る１つの層であり、この層に屈折率分布部が含まれている。以下、詳細に説明する。
【００１９】
＜構成＞
まず、電気光学装置１Ａの構成について説明する。
図６は、電気光学装置１Ａの平面図であり、図７は電気光学装置１Ａの側面図（立面図）である。電気光学装置１Ａは、発光パネル（電気光学パネル）２０と、集束性レンズアレイ４０と、発光パネルと集束性レンズアレイ４０に挟まれた光透過性のスペーサ８０を備える。発光パネル２０は、光透過性の素子基板２２と、素子基板２２上に形成された複数のＥＬ素子２１と、これらのＥＬ素子２１を覆う封止体２３とを有し、各ＥＬ素子２１の各々からの光を素子基板２２側の光出射面Ｓ３から射出する。
【００２０】
各ＥＬ素子２１は、与えられた電気エネルギにより発光特性が変化する電気光学素子であり、具体的には、注入されたキャリヤの再結合によって励起して発光する発光層と、この発光層を挟む一対の電極を有し、これら一対の電極間に印加された電圧に応じて発光する有機ＥＬ素子である。これら一対の電極のうち、素子基板２２側の電極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極である。発光パネル２０には、各ＥＬ素子２１へ駆動電圧を与えるための配線が設けられている。なお、発光パネル２０に、各ＥＬ素子２１へ駆動電圧を与えるための回路素子（例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ））を設けてもよい。
【００２１】
素子基板２２は、ガラスや透明なプラスチックなどの光透過性の材料で形成された平板であり、その屈折率はｎ２である。ＥＬ素子２１は素子基板２２上に２列かつ千鳥状に配列されており、これらのＥＬ素子２１を通る平面が発光面Ｑとなっている。封止体２３は、素子基板２２に取り付けられており、素子基板２２と協働して、ＥＬ素子２１を外気、特に水分および酸素から隔離してその劣化を抑制する。
【００２２】
集束性レンズアレイ４０は、その光入射面Ｓ２に入射した光の一部を透過させてその光出射面Ｓ１から射出するものであり、発光パネル２０から進行する光を透過させて発光面Ｑの像（発光パネル２０上の像）に対する正立像を結像可能な複数の屈折率分布型レンズ４１を有する。光入射面Ｓ２と発光パネル２０の光出射面Ｓ３は互いに対向しており、発光面Ｑと光出射面Ｓ３との間隔（Ｄo）は、素子基板２２の厚みとスペーサ８０の厚みの和に略一致している。電気光学装置１Ａは、光出射面Ｓ１と結像面Ｐとの間隔（Ｄi）が、集束性レンズアレイ４０の像側の作動距離（Ｌi）に合致するように配置される。
【００２３】
各屈折率分布型レンズ４１は、Ｘ方向に、２列かつ千鳥状に配列されており、発光パネル２０のＥＬ素子２１が形成された領域に重なっている。複数の屈折率分布型レンズ４１で得られた像は、１つの連続した像を構成する。なお、ＥＬ素子２１および屈折率分布型レンズ４１の配列パターンは、それぞれ、図示の形態に限定されず、単列または三列以上でもよいし他の適切なパターンで配列されていてもよい。
【００２４】
スペーサ８０は、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０の間に充填されて両者の間隔を一様とする等厚の層であり、各屈折率分布型レンズ４１の光軸を横切って延在し、ガラスまたは透明なプラスチックで形成されたＸ方向に連なる直方体状の複数の部材８１〜８３から構成され、発光パネル２０から進行する光を透過させる。スペーサ８０の面のうち、発光パネル２０側の面の全域は発光パネル２０の光出射面Ｓ３に接し、集束性レンズアレイ４０側の面には集束性レンズアレイ４０の光入射面Ｓ２の全域が接している。
【００２５】
複数の部材８１〜８３の各々は、発光パネル２０の光出射面Ｓ３と集束性レンズアレイ４０の光入射面Ｓ２に接している。部材８２の屈折率はｎ３であり、部材８２を挟む部材８１および部材８３の屈折率は共にｎ１である。つまり、スペーサ８０は、屈折率が互いに異なる部材がＸ方向に連なっている屈折率分布部を有する。このため、発光面Ｑと光入射面Ｓ２の間の光学的距離は、Ｘ方向において多様になる。
【００２６】
ｎ１〜ｎ３、スペーサ８０の厚み、およびＸ方向において各部材８１〜８３が占める領域（各部材８１〜８３の占有領域）は、集束性レンズアレイ４０の物体側の作動距離（Ｌo）に応じて、式（１）を満たすように定められている。式（１）において、ｍは、発光面Ｑと光入射面Ｓ２の間の層の数である。本実施の形態では、スペーサ８０や素子基板２２がそれぞれ一つとして数えられる。ｎiおよびｄiは、ｉ番目の層の屈折率および厚みである。
【数１】
2008152167.tif 000003
【００２７】
通常、素子基板２２の屈折率（ｎ２）は、発光パネル２０が満たすべき仕様に応じて定められる。また、スペーサ８０の厚みはＸ方向において一様である。したがって、Ｘ方向における位置に応じて定められているのは、部材８１および部材８３の屈折率（ｎ３）、部材８２の屈折率（ｎ１）、および各部材８１〜８３の占有領域である。これらについて、具体的には、図７に示すように、第１位置（x1）付近を比較的に高い屈折率（ｎ１）の材料で形成された部材８１が占め、第３位置（x3）付近を比較的に高い屈折率（ｎ１）の材料で形成された部材８３が占め、第２位置（x2）付近を比較的に低い屈折率（ｎ３）の材料で形成された部品８２が占めるように定められている。このため、図４と図７を比較すれば明らかなように、集束性レンズアレイ４０の光入射面Ｓ２からＬoに合致する理想間隔（Ｂo）だけ離れた面と発光面Ｑとのズレが小さく抑えられている。Ｂoは、発光面Ｑと光入射面Ｓ２の光学的距離がＬoに一致するときの発光面Ｑと光入射面Ｓ２との間隔である。
【００２８】
図８は、電気光学装置１Ａを光ヘッドとして用いた画像形成装置における、Ｄiに対する結像径Ｒの特性を示すグラフである。結像径Ｒは、結像面Ｐに結ばれるＥＬ素子の像の径である。結像径Ｒが小さいほど、結像の光学特性が高くなる。特性線Ｃ１〜Ｃ６のうち、特性線Ｃ１〜Ｃ３は図４に示すものと同一であり、特性線Ｃ４〜Ｃ６は電気光学装置１Ａに係る特性を示す。
【００２９】
特性線Ｃ４は、ＤoとＢoとの差が０の位置（Ｘ方向における位置）における特性を示し、特性線Ｃ５は、ＬoとＢoとの差分の最大値の１／２をｇとしたときの（ｇ＞０）、ＤoとＢoとの差分がｇの位置（Ｘ方向における位置）における特性を示しており、特性線Ｃ６は、ＬoとＢoとの差分の最大値の１／２をｇとしたときの、ＤoとＢoとの差分がｇの２倍の位置（Ｘ方向における位置）における特性を示している。特性線Ｃ４は、特性線Ｃ１と完全に一致している。
【００３０】
前述したように、電気光学装置１Ａでは、集束性レンズアレイ４０の光入射面Ｓ２からＢoだけ離れた面と発光面Ｑとのズレが小さく抑えられている。したがって、ＤoとＢoとの差分の最大値は、従来の画像形成装置におけるそれよりも小さい。つまり、ｇ＜ａである。このため、図８に示すように、特性線Ｃ４〜Ｃ６の密集度は、特性線Ｃ１〜Ｃ３の密集度よりも高く、電気光学装置１Ａを光ヘッドとして用いる画像形成装置における結像径Ｒの最大変動幅（Ｗ２）は、Ｗ１よりも小さくなっている。なお、Ｗ２はr1とr5の差分であり、r5は、ＤiとＢiとの差分がｂの２倍であり、かつ、ＤoとＢoとの差分がｇの２倍である点Ｔ５の結像径Ｒである。
【００３１】
以上説明したように、電気光学装置１Ａは、発光パネル２０と、発光パネル２０から進行する光を透過させて発光パネル２０上の像に対する正立像を結像可能な屈折率分布型レンズ４１が一方向に複数配列され、複数の屈折率分布型レンズ４１で得られた像が１つの連続した像を構成する集束性レンズアレイ４０と、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０に挟まれ、発光パネル２０から進行する光を透過させるスペーサ８０とを備える。また、スペーサ８０は、屈折率が互いに異なる複数の部材（部材８１および部材８２、または部材８２および部材８３）がＸ方向に連なっている屈折率分布部を有する。よって、電気光学装置１Ａによれば、Ｘ方向において発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０との間隔が一様であるにも関わらず、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０の間の光学的距離を相違させることができる。また、この電気光学装置１Ａでは、部材８１〜８３の配置や各部材の屈折率が、集束性レンズアレイ４０のＬoに応じて適宜に定められている。よって、電気光学装置１Ａによれば、Ｘ方向における結像の光学特性のバラツキを小さくすることができる。
【００３２】
＜製造方法＞
次に、電気光学装置１Ａの製造方法について説明する。電気光学装置１Ａの製造方法としては多種の方法が考えられる。ここでは、製造方法１および製造方法２を例示する。
＜製造方法１＞
製造方法１では、まず、発光パネル２０およびスペーサ８０を製造する。発光パネル２０の製造では、屈折率がｎ２の光透過性の平板を素子基板２２として用い、この平板上にＥＬ素子２１を２列かつ千鳥状に配列する。スペーサ８０の製造では、まず、集束性レンズアレイ４０のＬoを測定する。この測定では、例えば、光源と集束性レンズアレイ４０との間に空気のみが介在し、光源と集束性レンズアレイ４０との相対位置が可変であり、集束性レンズアレイ４０と結像面との相対位置が固定であるシステムにおいて、光源から発して集束性レンズアレイ４０を透過した光による結像の径が最小となるときの発光面と集束性レンズアレイ４０との間隔をＬoとする作業を、集束性レンズアレイ４０の全長にわたって繰り返し行う。
【００３３】
スペーサ８０の製造では、次に、測定されたＬoに応じて、部材８１〜８３の各々の屈折率、寸法および配置を定め、次に、部材８１〜８３を接合する。具体的には、部材８１および部品８３の屈折率をｎ１に、部材８２の屈折率をｎ３に定め、各部材８１〜８３の占有領域を、部材８１〜８３を接合したときに、一方向において、部材８１と部材８３の間に部材８２が介在し、上記一方向がＸ方向に一致したときに、部材８１が第１位置（x1）付近を占め、部材８２が第２位置（x2）付近を占め、部材８３が第３位置（x3）付近を占めるように定める。
【００３４】
次に、図９に示すように、発光パネル２０にスペーサ８０を接合する。この接合は、スペーサ８０の一方の最広面の全域が発光パネル２０の光出射面Ｓ３に接し、発光パネル２０のＥＬ素子２１が形成された領域の全域が当該最広面に重なり、上記一方向とＥＬ素子２１の配列方向とが一致するように行われる。次に、図１０に示すように、スペーサ８０に集束性レンズアレイ４０を接合する。この接合は、集束性レンズアレイ４０の光入射面Ｓ２の全域がスペーサ８０の他方の最広面に接し、集束性レンズアレイ４０の屈折率分布型レンズ４１の配列方向（Ｘ方向）と上記一方向とが一致し、各屈折率分布型レンズ４１が発光パネル２０のＥＬ素子２１が形成された領域に重なるように行われる。
【００３５】
次に、発光パネル２０とスペーサ８０と集束性レンズアレイ４０との相対位置を固定化する。この固定化の方法は任意であり、例えば、スペーサ８０の側面を発光パネル２０および集束性レンズアレイ４０に接着してもよいし、発光パネル２０および集束性レンズアレイ４０をスペーサ８０側に付勢するケースに、発光パネル２０、スペーサ８０および集束性レンズアレイ４０を収容してもよい。
【００３６】
＜製造方法２＞
製造方法２では、まず、発光パネル２０および部材８２を製造する。部材８２の製造では、まず、集束性レンズアレイ４０のＬoを測定し、次に、測定されたＬoに応じて、部材８１〜８３の各々の屈折率、寸法および配置を定め、部材８２を形成する。
【００３７】
次に、図１１に示すように、発光パネル２０にスペーサ８０を接合し、スペーサ８０に集束性レンズアレイ４０を接合する。次に、図１２に示すように、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０の間に屈折率がｎ１の透明な接着剤を注入し、これを硬化させて部材８１および８３とする。なお、流動性のある硬化前の接着剤の流出を防止し、所望の形状に接着剤が固化するように、ガイド枠を用いてもよい。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置１Ｂについて説明する。この電気光学装置１Ｂでは、スペーサは、屈折率分布型レンズの光軸を横切る複数の層を有し、これらの層の少なくとも二つに、それぞれ、屈折率分布部が含まれている。以下、電気光学装置１Ａと異なる点について、詳細に説明する。
【００３９】
＜構成＞
まず、電気光学装置１Ｂの構成について説明する。
図１３は、電気光学装置１Ｂの側面図（立面図）である。電気光学装置１Ｂが電気光学装置１Ａと異なる点は、スペーサ８０に代えてスペーサ９０を備えた点である。スペーサ９０は、発光パネル２０と集束性レンズアレイ４０の間に充填されて両者の間隔を一様とする部品であり、各屈折率分布型レンズ４１の光軸を横切って延在する光透過性の複数の層９１〜９３から構成され、発光パネル２０から進行する光を透過させる。
【００４０】
層９１は、層９２と層９３に挟まれた等厚のスペーサ本体であり、ガラスまたは透明なプラスチックで形成されている。層９１の屈折率はｎ１である。層９１の発光パネル２０側の面の全面は、層９２の集束性レンズアレイ４０側の面の全面に接合しており、層９１の集束性レンズアレイ４０側の面の全面は、層９３の発光パネル２０側の面の全面に接合している。
【００４１】
層９２は層９１と発光パネル２０に挟まれた等厚の接着層であり、Ｘ方向に連なる直方体状の複数の部材９２１〜９２３から構成されている。部材９２２は屈折率がｎ６の透明な接着剤で形成されており、部材９２１および部材９２３は、それぞれ、屈折率がｎ５の透明な接着剤で形成されている。つまり、層９２は、屈折率が互いに異なる部材がＸ方向に連なっている屈折率分布部を含んでいる。
【００４２】
層９３は層９１と集束性レンズアレイ４０に挟まれた等厚の接着層であり、Ｘ方向に連なる直方体状の複数の部材９３１〜９３３から構成されている。部材９３１は屈折率がｎ５の透明な接着剤で形成されており、部材９３２は、屈折率がｎ６の透明な接着剤で形成されている。つまり、層９３は、屈折率が互いに異なる部材がＸ方向に連なっている屈折率分布部でもある。この屈折率分布部における屈折率の分布は、層９２に含まれている屈折率分布部における屈折率の分布と、完全には一致しない。すなわち、両分布は互いに相違している。
【００４３】
ｎ２、ｎ４〜ｎ６、層９１〜９３の各厚み、Ｘ方向において各部材９２１〜９２３，９３１〜９３２が占める領域（各部材９２１〜９２３，９３１〜９３２の占有領域）は、集束性レンズアレイ４０のＬoに応じて、式（１）を満たすように定められている。ｎ２は、通常、発光パネル２０が満たすべき仕様に応じて定められ、層９１の屈折率（ｎ４）および層９１〜９３の各厚みはＸ方向において一様であるから、Ｘ方向における位置に応じて定められているのは、ｎ５、ｎ６、および各部材９２１〜９２３，９３１〜９３２の占有領域である。
【００４４】
以上の説明から明らかなように、電気光学装置１Ｂは、電気光学装置１Ａと同様の効果を奏する。また、層９２または層９３のいずれか一方が存在しない場合には、屈折率がｎ５の部材と屈折率がｎ６の部材を用いて発光面Ｑと光入射面Ｓ２の間の光学的距離を多様化したとしても、２種類の光学的距離が得られるに過ぎないが、電気光学装置１Ｂでは、スペーサ９０は屈折率分布部を含む層９２と別の屈折率分布部である層９３を有し、層９２に含まれている屈折率分布部における屈折率の分布と層９３における屈折率の分布とが互いに相違しているから、より多くの種類の光学的距離が得られる。これは、Ｘ方向における結像の光学特性のバラツキを更に小さくすることに寄与する利点である。
【００４５】
＜製造方法＞
次に、電気光学装置１Ｂの製造方法について説明する。電気光学装置１Ｂの製造方法としては多種の方法が考えられる。ここでは、一つの製造方法を例示する。
まず、発光パネル２０および層９１を製造する。層９１の製造では、まず、集束性レンズアレイ４０のＬoを測定し、次に、測定されたＬoに応じて、層９１の屈折率および厚みと、各部材９２１〜９２３，９３１，９３２の屈折率および占有領域とを定め、次に、屈折率がｎ４の層９１を形成する。
【００４６】
次に、図１４に示すように、発光パネル２０の光出射面Ｓ３上の部材９２２の占有領域に、屈折率がｎ６の透明な接着剤をコートし、この接着剤を、発光パネル２０と層９１とで定められた厚さになるまで圧縮し、その状態で硬化させる。すなわち、発光パネル２０に層９１を接着する。硬化した接着剤は部材９２２となる。次に、図１５に示すように、発光パネル２０と層９１の間に屈折率がｎ５の透明な接着剤を注入し、これを硬化させる。硬化した接着剤は部材９２１および部材９２３となる。
【００４７】
次に、図１６に示すように、層９１の集束性レンズアレイ４０側の面上の部材９３２の占有領域に、屈折率がｎ６の透明な接着剤をコートし、この接着剤を、層９１と集束性レンズアレイ４０とで定められた厚さになるまで圧縮し、その状態で硬化させる。すなわち、層９１に集束性レンズアレイ４０を接着する。硬化した接着剤は部材９３２となる。次に、図１７に示すように、層９１と集束性レンズアレイ４０の間に屈折率がｎ５の透明な接着剤を注入し、これを硬化させる。硬化した接着剤は部材９３１となる。
【００４８】
なお、接着剤をコートまたは注入する工程では、流動性のある硬化前の接着剤の流出を防止し、所望の形状に接着剤が固化するように、ガイド枠を用いてもよい。また、圧縮される接着剤の厚みを確実に適切にするために、圧縮される接着剤に固体のギャップ確保材を含ませてもよい。ギャップ確保材としては、光透過性を有し、ボール状であり、周囲の接着剤とほぼ屈折率を有するものが好ましい。
【００４９】
＜画像形成装置＞
本発明の実施の形態に係る電気光学装置は、それぞれ、電子写真方式を利用した画像形成装置における像担持体に潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして用いることが可能である。画像形成装置の例としては、プリンタ、複写機の印刷部分およびファクシミリの印刷部分がある。
【００５０】
図１８は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。この画像形成装置では、同様な構成の４個の光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置にそれぞれ配置されている。光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、本発明の実施の形態に係る電気光学装置である。
【００５１】
図に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２が設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。
【００５２】
この中間転写ベルト１２０の周囲には、互いに所定間隔をおいて４個の外周面に感光層を有する感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。
【００５３】
各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数のＥＬ素子２１の配列方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数のＥＬ素子２１により光を感光体ドラムに照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。
【００５４】
このような４色の単色顕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、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされて、この結果フルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。
【００５５】
最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。
【００５６】
図１９は、本発明の実施の形態に係る他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置である。図１９に示す画像形成装置において、感光体ドラム（像担持体）１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリ式の現像ユニット１６１、光ヘッド１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。光ヘッド１６７は、本発明の実施の形態に係る電気光学装置である。
【００５７】
コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。光ヘッド１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。光ヘッド１６７は、電気光学装置またはその変形例に係る電気光学装置であり、複数のＥＬ素子２１の配列方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数のＥＬ素子２１により光を感光体ドラムに照射することにより行う。
【００５８】
現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。
【００５９】
無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。
【００６０】
具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、光ヘッド１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、光ヘッド１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム９が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。
【００６１】
画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。
【００６２】
上記のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再度定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。
上述した各画像形成装置によれば、光ヘッドとして、本発明の実施の形態に係る電気光学装置を用いているから、高い品質の画像を形成することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態に係る電気光学装置のいずれかを応用可能な画像形成装置を例示したが、他の電子写真方式の画像形成装置にも、本発明の実施の形態に係る電気光学装置のいずれかを応用することが可能であり、そのような画像形成装置は本発明の範囲内にある。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置である。
【００６４】
＜他の変形＞
上述した第２の実施の形態では、層９２および層９３がそれぞれ屈折率分布部を有しているが、これを変形し、層９２および層９３のいずれか一方のみが屈折率分布部を有する形態としてもよい。また、上述した第１の実施の形態を変形し、スペーサ８０に、屈折率分布部を構成しない部材を含ませてもよい。これと同様に、上述した第２の実施の形態を変形し、層９２および層９３の少なくとも一方に、屈折率分布部を構成しない部材を含ませてもよい。さらに、上述した実施の形態を変形し、スペーサに、それぞれが屈折率分布部を有する３以上の層が含まれた形態としてもよい。
【００６５】
上述した各実施の形態では、各ＥＬ素子２１から発せられた光が素子基板２２を透過して発光パネル２０から出射するボトムエミッションタイプの発光パネル２０を用いるようにしたが、これとは逆の方向に光が出射するトップエミッションタイプの発光パネルを用いるようにしてもよい。つまり、複数の電気光学素子から進行する光を透過させる物体は、封止体であってもよい。この場合には、各ＥＬ素子から発して封止体側へ進行する光が遮られないように、各部の光透過性を定めることになる。
【００６６】
また、上述した各実施の形態では、与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する複数の電気光学素子として、キャリヤの再結合による励起を必須とする有機ＥＬ素子を採用したが、キャリヤの再結合を必須としない発光素子（例えば無機ＥＬ素子）や、励起を必須としない発光素子（例えば無機ＬＥＤ）、与えられた電気エネルギにより光の透過特性が変化するライトバルブ素子（例えば液晶素子）を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来の画像形成装置の一部の概略を示す斜視図である。
【図２】集束性レンズアレイ４０の概略を示す斜視図である。
【図３】集束性レンズアレイ４０の断面図である。
【図４】従来の画像形成装置の一部の概略を示す側面図である。
【図５】従来の画像形成装置における結像径Ｒの特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置１Ａの平面図である。
【図７】電気光学装置１Ａの側面図（立面図）である。
【図８】電気光学装置１Ａを光ヘッドとして用いた画像形成装置における結像径Ｒの特性を示すグラフである。
【図９】電気光学装置１Ａの製造（製造方法１）の最初の工程を示す図である。
【図１０】図９の次の工程を示す図である。
【図１１】電気光学装置１Ａの製造（製造方法２）の最初の工程を示す図である。
【図１２】図１１の次の工程を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置１Ｂの側面図（立面図）である。
【図１４】電気光学装置１Ｂの製造の最初の工程を示す図である。
【図１５】図１４の次の工程を示す図である。
【図１６】図１５の次の工程を示す図である。
【図１７】図１６の次の工程を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例を示す縦断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ，１Ｂ…電気光学装置、２０…発光パネル（電気光学パネル）、２１…ＥＬ素子（電気光学素子）、２２…素子基板、２３…封止体、４０…集束性レンズアレイ、４１…屈折率分布型レンズ、８０…スペーサ（屈折率分布部）、９０…スペーサ、９１…層、９２，９３…層（屈折率分布部）、１１０，１６５…感光体ドラム（像担持体）、１１１，１６８…コロナ帯電器（帯電器）、１１４，１６３…現像器、１１２…一次転写コロトロン（転写器）、１６６…一次転写ローラ（転写器）、１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１６７…光ヘッド（電気光学装置）。
【図１】
2008152167.tif 000004
【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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【図１９】
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