(57)【要約】【課題】ロッドレンズアレイの中心軸から離れた周辺部において、結像面積の増大を抑制し画像品質の低下を防止する光学ヘッドを提供すること。【解決手段】ロッドレンズアレイ６５のセンターライン（中心軸）Ｃ．Ｌから離れた位置に配置する発光素子ラインの各発光素子の大きさ（形状）を、ロッドレンズアレイの中心軸Ｃ．Ｌから周辺部までの距離に応じて変える。すなわち、中心軸から離れて周辺部に近づくほど発光素子の大きさは小さくなる。【選択図】　図１
2004074515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の主走査方向に配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて２次元的に配列された発光素子と、前記発光素子と像担持体との間に配置されるロッドレンズとを備え、
１ラインの各発光素子で像担持体上の画素を露光してから像担持体を移動し、前記画素に対して次の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う光学ヘッドであって、
前記発光素子は、それぞれのスポット形状が略同一となるように形状を変えることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記発光素子は、前記ロッドレンズアレイの中心軸付近に配置された発光素子の大きさよりも、周辺部付近に配置された発光素子の大きさを小さくしたことを特徴とする、請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記発光素子は、前記ロッドレンズアレイの中心軸に対して略対称に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記発光素子は、千鳥状に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記発光素子は、有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の光学ヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッドレンズアレイの中心軸から離れた周辺部において結像面積の増大を抑制し、画像品質の低下を防止する構成とした、光学ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体上に潜像を書き込む画像形成装置において、書き込み手段として、ＬＥＤアレイを用いたものが知られている。ＬＥＤのような発光素子を用いた場合には、各発光素子の輝度（光量）と寿命との関係に留意する必要がある。
【０００３】
すなわち、発光素子の輝度を小さくすることにより寿命を延長させることができるが、この場合には画像を形成するための露光量が不足するという問題が生ずる。また、発光素子の輝度を大きくすると画像を形成するために必要な露光量が得られるが、寿命が短縮されるという問題が生じる。
【０００４】
このため、輝度が大きく、しかも寿命が長い発光素子を得るために、材料開発が進められているが、現状ではコストが高く実用化が困難な状況にある。そこで、１画素を複数の発光素子で照射して重ねて露光する、多重露光方式のラインヘッド（光学ヘッド）が開発されている。
【０００５】
このような多重露光方式のラインヘッドの例として、（１）特開昭６１−１８２９６６号公報には、ラインヘッドに複数列の発光記録素子を配置し、感光ドラムを移動させると共に当該発光記録素子を列方向にシフトさせて、同一画素に重ねて画像データを形成することが記載されている。この例では、発光出力が低い発光記録素子を用いた場合でも高速に画像形成が行えるという利点がある。
【０００６】
また、（２）特開２０００−２６０４１１号公報には、ラインヘッドに複数列のＬＥＤアレイチップを配置し、各ラインのＬＥＤアレイチップをオン、またはオフすることにより、１画素の階調出力を３段階に切り替えることが記載されている。なお、この例では、ＬＥＤアレイチップと像担持体（感光ドラム）との間に、ロッドレンズアレイを配置している。
【０００７】
図１０は、前記（２）の従来例のように、発光素子アレイの前面にロッドレンズアレイを配置させる例を示す説明図である。図１０において、ロッドレンズアレイ９０は、ロッドレンズ９０ａ〜９０ｅを２列に千鳥状に配置している。
【０００８】
９１〜９３は、複数の発光素子が配列された発光素子ラインで、この例では同じ大きさの発光素子を各ラインに同数配置している。Ｃ．Ｌは、ロッドレンズアレイ９０のセンターラインであり、センターラインＣ．Ｌ上に発光素子アレイ９２を配置する。また、センターラインＣ．Ｌから等距離の対称の位置にあるラインａ、ｂにそれぞれ発光素子ライン９１、９３を配置する。Ｘは像担持体の副走査方向、Ｙは主走査方向を示している。
【０００９】
ロッドレンズを前面に配置したラインヘッドにおいては、発光素子の光軸がロッドレンズを通る位置によって光線の広がり量が相違している。すなわち、像担持体の副走査方向においてスポット径が拡大する傾向がある。このことは、ロッドレンズアレイは、中心軸付近よりも周辺部において結像性能が低下し、発光素子の大きさが同じであれば、周辺部に対応する像担持体の像面でスポット径が大きくなることを示している。
【００１０】
図１１は、前記スポット径拡大の例を示す特性図である。図１１は、図１０の構成に対応するものであり、Ｃ．Ｌは、ロッドレンズアレイ９０のセンターライン、ａ、ｂはセンターラインＣ．Ｌから等距離の対称の位置にあるラインを示している。
【００１１】
図１１の横軸には、センターラインＣ．Ｌを基準としたときの副走査方向位置（ｍｍ）を示している。また、縦軸にはスポット径の大きさ（μｍ）を示している。センターラインＣ．Ｌにおけるスポット径の大きさをＤｃ、前記ラインａ、ｂのスポット径の大きさをＤａ、Ｄｂで示している。
【００１２】
図１１に示されているように、ロッドレンズアレイの中心軸付近よりも、副走査方向の周辺領域でスポット径が拡大している。このように、スポット径が拡大すると、像担持体の像面に対する結像面積が増大し、画像の輪郭が明確にならないことがある。
【００１３】
図１２は、像担持体の像面に対する結像面積が増大する例を示す特性図である。図１２において、縦軸には像担持体の電位Ｖが示されている。横軸には、露光部Ａａ、Ａｂと、露光部間の非露光部Ｂが示されている。スポット径の拡大がない場合には、像担持体の電位は（Ｓ）のような特性となる。図１１で説明したようなスポット径の拡大が生じると、像担持体の電位は（Ｔ）のような特性となり、画素周縁部で画像の輪郭がぼやけてしまうことになる。
【００１４】
特に、多重露光方式のラインヘッドにおいては、発光素子列が幅を持って配列されており、発光素子の光軸がロッドレンズを通る位置がそれぞれ異なるため、同一画素を形成する発光素子のうち、ロッドレンズアレイ周辺部のスポット形状は相違している。
【００１５】
図１３は、図１０のようにロッドレンズアレイを用いて、各ラインに複数の発光素子が設けられた発光素子アレイを複数列配置して多重露光を行う例の説明図である。
【００１６】
図１３において、９４〜９６は画素ライン、９７〜９９は、前記スポット径の拡大により各画素ラインにおいて、画素端部がぼやけた状態となる画素の輪郭部である。このように画素の輪郭部がぼやけてしまうので、画素ラインのピッチが狭い場合には、隣接したライン間の空白部（非露光部）１００がつぶれて画像の品質が低下する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ロッドレンズアレイを前面に配置した光学ヘッドで多重露光を行う場合には、ロッドレンズアレイの中心軸から離れた周辺部において、スポット径が拡大し結像面積が増大するため、画像の品質が低下するという問題があった。
【００１８】
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、ロッドレンズアレイの中心軸から離れた周辺部において結像面積の増大を抑制し、画像品質の低下を防止する構成とした光学ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の光学ヘッドは、像担持体の主走査方向に配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて２次元的に配列された発光素子と、前記発光素子と像担持体との間に配置されるロッドレンズとを備え、
１ラインの各発光素子で像担持体上の画素を露光してから像担持体を移動し、前記画素に対して次の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う光学ヘッドであって、
前記発光素子は、それぞれのスポット形状が略同一となるように形状を変えることを特徴とする。このため、ロッドレンズアレイ周辺部の結像面積の増大を抑制し、画像劣化を防止することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記発光素子は、前記ロッドレンズアレイの中心軸付近に配置された発光素子の大きさよりも、周辺部付近に配置された発光素子の大きさを小さくしたことを特徴とする。このため、ロッドレンズアレイの周辺部に対応する像担持体の像面において、スポット径の拡大を防止することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記発光素子は、前記ロッドレンズアレイの中心軸に対して略対称に配置されていることを特徴とする。このため、画素に対して多重露光を行う際に、発光素子を動作させるための位相が逆になり、ロッドレンズ透過後の光量むらが平均化される。
【００２２】
また、本発明は、前記発光素子は、千鳥状に配置されていることを特徴とする。このため、解像度の低下や白抜け防止のために、発光素子を千鳥状に配置した際に、ロッドレンズアレイ周辺部の結像面積の増大を抑制し、画像劣化を防止することができる。
【００２３】
また、本発明は、前記発光素子は、有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作製することができるので、製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、本発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の露光ヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにした画像形成装置を構成したことを特徴とする。このため、画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置とそれに用いる像担持体カートリッジの１実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図５は、本発明が適用される画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。本実施例は、転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。
【００２７】
図５において、本実施例の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。さらに、第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３’を備え、開閉蓋３’は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。
【００２８】
ハウジング本体２内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。
【００２９】
画像形成ユニット６及び給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理又は交換を行うことが可能な構成になっている。
【００３０】
ハウジング本体２の前面下部の両側には、回動軸３ｂを介して第１の開閉部材３がハウジング本体２に開閉自在に装着されている。本実施例においては、装置の前面のみからのアクセスで各ユニットの着脱を可能としており、装置を室内にコンパクトに設置することができるようにしている。
【００３１】
図５において、転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に離当接されるクリーニング手段１７とを備えている。
【００３２】
従動ローラ１５及び中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより、中間転写ベルト１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。本実施例においては、前記ベルト面１６ａはベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）である。
【００３３】
上記駆動ローラ１４及び従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成され、この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。
【００３４】
また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。
【００３５】
駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成する二次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ１５をクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用させている。また、クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。
【００３６】
また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０に対向して板バネ電極からなる一次転写部材２１がその弾性力で当接され、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。
【００３７】
転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
【００３８】
画像形成ユニット６は、複数（本実施例では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備え、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４を有している。
【００３９】
なお、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４は、画像形成ステーションＹのみに図番を付けて、他の画像形成ステーションについては構成が同一のため、図番を省略する。また、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は任意である。
【００４０】
そして、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体２０は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。
【００４１】
帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体２０に対して逆方向で、かつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。
【００４２】
また、本実施例のように、クリーナレス構成の画像形成装置にこのような導電性ブラシローラを用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加することで、ブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体２０に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト１６上に転写して、中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で回収する構成とすることができる。
【００４３】
このような帯電手段２２を用いることで、極めて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外を多量のオゾンによって汚染することがない。また、像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いたときに発生する転写残りトナーの帯電ローラへの固着も発生し難く、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。
【００４４】
像書込手段２３は、後述するように、有機ＥＬ発光素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッドを用いている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。
【００４５】
本実施例においては、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２及び像書込手段２３を１つの像担持体ユニット２５としてユニット化し、転写ベルトユニット９と共に支持フレーム９ａに交換可能にすることにより、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの像担持体２０に対する位置決めを保持する構成とし、像担持体ユニット２５の交換時には有機ＥＬアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。
【００４６】
次に、現像手段２４の詳細について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。本実施例においては、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが斜め方向に配設され、かつ、像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接される関係上、トナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像手段２４として特別の構成を採用している。
【００４７】
すなわち、現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０を有している。
【００４８】
また、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１及び像担持体２０に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とが設けられてている。
【００４９】
像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、現像ローラ３３及び供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。
【００５０】
トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。
【００５１】
現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。
【００５２】
本実施例においては、像担持体２０と対向する側の現像ローラ３３、トナー供給ローラ３１及び現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部がトナー貯留部２７内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ３３に対する規制ブレード３４の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部２７へ落下するので、現像ローラ３３のフィルミングを防ぐことができる。
【００５３】
また、供給ローラ３１と現像ローラ３３の当接位置下方に現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部を位置させ、供給ローラ３１によって現像ローラ３３へ供給されて現像ローラ３３に移行しなかった余剰トナーと、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から規制除去された余剰トナーを現像手段下部のトナー貯留部２７へ戻す経路を設けている。
【００５４】
トナー貯留部２７へ戻ったトナーは撹拌部材２９によってトナー貯留部２７内のトナーと撹拌され、撹拌部材２９によって再度、供給ローラ３１近傍のトナー導入部へ供給される。
【００５５】
したがって、余剰トナーを供給ローラ３１と現像ローラ３３の摺擦部や現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部２７のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【００５６】
また、給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５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３６とからなる給紙部を備えている。
【００５７】
第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４及び中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００５８】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００５９】
本実施例においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６及び中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【００６０】
以上のような本実施例の画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
【００６１】
（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が電装品ボックス５内の制御回路に入力されると、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、現像手段２４の各ローラ、及び中間転写ベルト１６が回転駆動される。
【００６２】
（２）像担持体２０の表面が帯電手段２２によって一様に帯電される。
【００６３】
（３）各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて一様に帯電した像担持体２０の表面に、像書込手段２３によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
【００６４】
（４）それぞれの像担持体２０に形成された静電潜像が現像手段２４によりトナー像が現像される。
【００６５】
（５）中間転写ベルト１６の一次転写部材２１には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体２０上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト１６の移動に伴って順次、中間転写ベルト１６上に重ねて転写される。
【００６６】
（６）この一次画像を一次転写した中間転写ベルト１６の移動に同期して、給紙カセット３５に収納された記録媒体Ｐが、レジストローラ対３７を経て二次転写ローラ１９に給送される。
【００６７】
（７）一次転写画像は、二次転写部位で記録媒体と同期合流し、押圧機構によって中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４に向かって押圧された二次転写ローラ１９で、一次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト１６上に形成された一次転写画像は、同期給送された記録媒体に二次転写される。
【００６８】
（８）二次転写における転写残りのトナーは、従動ローラ１５方向へと搬送されて、このローラ１５に対向して配置したクリーニング手段１７によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト１６はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
【００６９】
（９）記録媒体が定着手段１２を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ４に向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４０に向け）搬送される。
【００７０】
図６は、図５の像担持体２０近傍の部分的な断面図である。像担持体ユニット２５は、中間転写ベルト１６に接する側が開口した不透明な金属板等からなるケース５０中に、相互に離間して平行に画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４本の像担持体（感光体ドラム）２０が回転可能に支持されている。
【００７１】
各像担持体２０の所定位置で当接回転するように帯電手段２２の導電性ブラシローラが支持されており、帯電手段２２の下流側に各々有機ＥＬアレイ露光ヘッドからなる像書込手段２３が各像担持体２０に位置決めしてそれに平行に支持されている。
【００７２】
像書込手段２３の下流側のケース５０の壁面には、各像担持体２０に対応して現像手段２４の現像ローラ３３を当接させる開口５１が設けられている。各開口５１と像書込手段２３の間には、ケース５０の遮蔽部分５２が残されており、また、帯電手段２２と像書込手段２３の間にケース５０の遮蔽部分５３が残されている。
【００７３】
この遮蔽部分５２、５３、特に、開口５１と像書込手段２３の間の遮蔽部分５２が像書込手段２３中の有機ＥＬ材料からなる発光部へ外から紫外線が達するのを防いでいる。８２は、有機ＥＬ発光素子アレイ６１を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５が汚れた場合に、拭き取りを行うクリーンングパッドである。クリーンングパッド８２は、図示を省略した把手により往復動される。
【００７４】
図７は、像書込手段２３を拡大して示す概略の斜視図である。図７においては、像書込手段２３に設ける露光ヘッド７０の細部が示されている。像担持体ユニット２５に取り付けられた各像担持体（感光体ドラム）２０に対して、像書込手段２３を正確に位置決めするための機構が示されている。像担持体２０は、図５、図６に示されているように、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０内に回転可能に取り付けられている。
【００７５】
一方、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、長尺のハウジング６０中に保持されている。長尺のハウジング６０の両端に設けた位置決めピン６９をケース５０の対向する位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のハウジング６０の両端に設けたねじ挿入孔６８を通して固定ねじをケース５０のねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段２３が所定位置に固定される。
【００７６】
像書込手段２３は、ガラス基板６２上に有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３を載置し、同じガラス基板６２上に形成されたＴＦＴ７１により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５は結像光学系を構成し、発光部６３の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ６５’を俵積みしている。
【００７７】
６０は、詳細を後述するハウジング、６６はカバーである。ハウジング６０は、ガラス基板６２の周囲を覆い、像担持体２０に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ６５’から像担持体２０に光線を射出する。ハウジング６０のガラス基板６２の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００７８】
図８は、像書込手段２３の副走査方向の断面図である。像書込手段２３には、ハウジング６０中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５の後面に面して取り付けられた有機ＥＬ発光素子アレイ６１と、ハウジング６０の背面からその中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１を遮蔽する不透明なカバー６６とが設けられている。
【００７９】
また、固定板バネ６７によりハウジング６０背面に対してカバー６６を押圧して、ハウジング６０内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板６２は、固定板バネ６７によりハウジング６０で光学的に密閉されている。固定板バネ６７は、ハウジング６０の長手方向に複数個所設けられている。
【００８０】
ケース５０の内面に紫外線を吸収する黒色の塗料を塗布しておくと、有機ＥＬ発光素子アレイ６１に対する紫外線遮蔽作用をより確実に行うことができ、有機ＥＬ発光素子の劣化を防止することができる。また、像書込手段２３のハウジング６０は不透明部材で形成され、その背面には不透明なカバー６６により覆われている。このため、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の背面に入射する蛍光灯や太陽からの紫外線も、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３へ達することは防止される。
【００８１】
図９は、図８に示した有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３近傍の構成例を示す断面図である。有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、例えば０．５ｍｍ厚のガラス基板６２上に、各発光部６３の発光を制御する厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）７１が、例えば千鳥配置の２列の発光部６３各々に対応して欄外に設けられている。
【００８２】
ガラス基板６２上にはそのＴＦＴ７１上のコンタクトホールを除いて厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ２　からなる絶縁膜７２が成膜され、コンタクトホールを介してＴＦＴ７１に接続するように発光部６３位置に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯからなる陽極７３が形成されている。
【００８３】
次いで、発光部６３以外の位置に対応する部分には厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ２　からなる別の絶縁膜７４が成膜され、その上に発光部６３に対応する穴７６を形成した厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク７５が設けられる。
【００８４】
そのバンク７５の穴７６内に、陽極７３側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層７７、厚さ５０ｎｍの発光層７８が成膜され、その発光層７８の上面と穴７６の内面及びバンク７５の外面を覆うように厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第１層７９ａと厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第２層７９ｂとが順に成膜されている。
【００８５】
そして、その上に窒素ガス等の不活性ガス８０を介して厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス６４でカバーされて有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３が構成されている。発光部６３からの発光はガラス基板６２側に行われる。
【００８６】
なお、発光層７８に用いる材料、正孔注入層７７に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等で公知の種々のものが利用でき、詳細な説明は省略する。このような有機ＥＬ発光素子は、発光素子をガラス基板上に容易に作製することができるので、製造コストを低減することができる。
【００８７】
図１は、本発明の実施形態に係る光学ヘッドの構成例を示す説明図である。図１において、ロッドレンズアレイ６５は、ロッドレンズ６５ａ〜６５ｅを２列に千鳥状に配置している。１２８ａ〜１２８ｉは、複数の発光素子が配列された発光素子ラインである。
【００８８】
この例では、ロッドレンズアレイ６５のセンターライン（中心軸）Ｃ．Ｌ上にも発光素子ライン１２８ｅを配置する。前記中心軸から離れた位置に配置する発光素子ライン１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｇ、１２８ｈの発光素子の大きさは、中心軸付近の発光素子ライン１２８ｄ〜１２８ｆの発光素子の大きさよりも小さくしている。
【００８９】
また、ロッドレンズアレイ６５の周辺部に配置した発光素子ライン１２８ａ、１２８ｉの各発光素子の大きさは、前記中間部に配置した発光素子ライン１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｇ、１２８ｈの各発光素子の大きさよりも更に小さくしている。すなわち、図１の例では、ロッドレンズアレイの中心軸Ｃ．Ｌから周辺部までの距離に応じて発光素子の大きさ（形状）を変えている。
【００９０】
このように、本発明においては、発光素子それぞれのスポット形状が略同一となるように、ロッドレンズアレイの中心軸から離間した周辺部に配列された発光素子の発光部の大きさを中心軸からの距離に応じて順次小さくしている。
【００９１】
図１の例では、ロッドレンズアレイの中心軸から離間する距離に応じて発光部の大きさを変えているので、周辺部に配置された発光素子のスポット径の拡大による画素端部の結像面積の増大を抑制し、画像劣化を防止することができる。
【００９２】
図２は、本発明による画像形成の例を示す説明図である。図１３と対応するところには同一の符号を付している。この例では、画素ライン９４〜９６の端部において結像面積は増大しないので、画像の劣化は発生しない。そして、ライン間の空白部１００も明瞭に示されている。
【００９３】
図１の例では、ロッドレンズアレイの中心軸を基準として、各ラインに配列した発光素子ラインは、発光素子の大きさが対称になるように配置されている。すなわち、中心軸Ｃ．Ｌに配置した発光素子ライン１２８ｅを基準として、発光素子ライン１２８ｄの発光素子と、発光素子ライン１２８ｆの発光素子の大きさは同じである。
【００９４】
また、発光素子ライン１２８ｂ、１２８ｃの発光素子の大きさと、発光素子ライン１２８ｇ、１２８ｈの発光素子の大きさは同じである。更に、発光素子ライン１２８ａの発光素子の大きさと、発光素子ライン１２８ｉの発光素子の大きさは同じである。
【００９５】
このように、ロッドレンズアレイの中心軸を基準として、各ラインに配列した発光素子ラインは、発光素子の大きさが対称になるように配置している。このため、画素に対して多重露光を行う際に、発光素子を動作させるための位相が逆になり、ロッドレンズ透過後の光量むらが平均化される。
【００９６】
また、図１の構成では、発光素子は千鳥状の配置としている。すなわち、発光素子ライン１２８ａ〜１２８ｉは、発光部の大きさは相違するが、発光素子ライン全体としての配置に着目すると、千鳥状の配列に形成されている。このように、図１の例では、像担持体の主走査方向Ｙに配置されたラインを、像担持体の副走査方向Ｘに複数列設けて、２次元的に千鳥状に発光素子を配置している。
【００９７】
画像形成装置においては、１ラインに複数の発光素子を配列する場合に、隣接する発光素子を隙間なく設置することは構造上できない。例えば、像担持体のスポット位置のラインに対応して発光素子を配列した場合に、隣接する発光素子間には間隙が生ずる。
【００９８】
このように間隙部分があるために解像度が低下したり、記録媒体に画像データを記録した際にいわゆる白抜けが発生したりして品質が低下する。このような事態に対処するために、像担持体の副走査方向に発光素子を千鳥状に配列することが行われている。したがって、本発明においては、図１のように発光素子ラインを千鳥状に配列した構成において、画像劣化を防止できることになる。
【００９９】
図３は、本発明に係る光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図である。図３において、ホストコンピュータ１２１は、印刷データを形成して画像形成装置の制御部１２２に送信する。画像形成装置の制御部１２２は、データ処理手段１２３、記憶手段１２４〜１２７、発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）１２８〜１３１を有している。
【０１００】
発光素子ラインヘッド１２８〜１３１は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するものであり、感光体にカラー画像を形成する。記憶手段１２４〜２７は、各色の発光素子ラインヘッド１２８〜１３１に対応した画像データを記憶する。
【０１０１】
データ処理手段１２３は、ホストコンピュータ１２１から送信された印刷データに基づいて、色分解、階調処理、画像データのビットマップへの展開、色ずれ調整などの処理を行う。データ処理手段１２３は、１ラインづつの画像データを各記憶手段１２４〜１２７に出力する。
【０１０２】
発光素子ラインヘッド１２８〜１３１には、それぞれ像担持体の副走査方向に複数列の発光素子が設けられており、各列の発光素子が同一の画素に重ねて露光を行う多重露光の構成とされている。このため、各記憶手段１２４〜１２７は、それぞれ発光素子ラインヘッド１２８〜１３１に対して複数列の画像データを出力している。
【０１０３】
図４は、図３の構成を部分的に示すブロック図である。図４においては、発光素子（イエロー）ラインヘッド１２８と、それに対応する記憶手段１２４の細部を示している。図４の例では、図１に示した発光素子ライン１２８ａ〜１２８ｉに画像データを出力するものとする。
【０１０４】
記憶手段１２４は、発光素子の各ライン１２８ａ〜１２８ｉに対応して、画像データの転送、保持と発光素子への出力を行うシフトレジスタ１２４ａ〜１２４ｉを配列している。データ処理手段１２３は、１ラインづつの画像データ（ａ）〜（ｅ）を記憶手段１２４に出力する。
【０１０５】
これらの画像データは、同一の大きさの発光素子には同一データとなるように形成されている。すなわち、図４の例では、画像データ（ｂ）と（ｃ）は同一である。また、画像データ（ｄ）と（ｅ）は同一である。したがって、データ処理手段１２３からは、異なる大きさの三種類の画像データが記憶手段１２４に出力される。
【０１０６】
次に、図４のブロック図の動作について説明する。像面に形成されるある画素ライン、例えば画素ライン（Ｐ）を形成する際に、データ処理装置１２３からの画像データ（ａ）〜（ｅ）が記憶手段１２４に入力され、シフトレジスタ１２４ａ〜１２４ｅに保持される。
【０１０７】
次に、シフトレジスタ１２４ａから画像データ（ａ）が出力され、先頭の１ライン１２８ａの発光素子から出力光が照射され所定の光量で像担持体上の像面を露光する。シフトレジスタ１２４ａに入力された画像データ（ａ）は、シフトレジスタ１２４ｉに転送されて保持される。
【０１０８】
像担持体を駆動して矢視Ｘ方向（副走査方向）に移動させ、先頭の１ライン１２８ａの発光素子で露光された画素ライン（Ｐ）を次の１ライン１２８ｃに配列された発光素子の位置に到達させる。このときのタイミングで、シフトレジスタ１２４ｃに入力された画像データを出力する。
【０１０９】
このため、１ライン１２８ａの発光素子で露光された画素ライン（Ｐ）の画素は、所定の光量で再度露光される。前記シフトレジスタ１２４ｃに入力された画像データ（ｃ）は、シフトレジスタ１２４ｇに転送されて保持される。
【０１１０】
次に、像担持体を駆動して矢視Ｘ方向に移動させ、前記画素ライン（Ｐ）を発光素子ライン１２８ｅの位置に到達させる。このときのタイミングでシフトレジスタ１２４ｅに保持されている画像データを発光素子ライン１２８ｅに出力して、当該画素ライン（Ｐ）の画素に対して多重露光を行う。
【０１１１】
以下、同様にして像担持体の移動と、シフトレジスタ１２４ｇ、１２４ｉからの画像データを発光素子ライン１２８ｇ、１２８ｉへの出力を繰り返し、この例では、発光素子ラインに（１）〜（５）の画像データを出力し、画素ライン（Ｐ）の画素に５回の多重露光を行う。
【０１１２】
また、前記多重露光された画素ライン（Ｐ）と隣接する他の画素ライン、例えば画素ライン（Ｑ）を形成する場合には、発光素子ライン１２８ｂ、１２８ｄ、１２８ｆ、１２８ｈに順次（６）〜（９）の画像データを出力し、この際に、前記のように像担持体を副走査方向に移動させ、同様に画素に対する多重露光を行う。
【０１１３】
各シフトレジスタ１２４ａ〜１２４ｉにおいて、画像データ（ａ）〜（ｅ）の保持、他のシフトレジスタへの画像データの転送、発光素子ラインへの画像データ出力の各タイミングは、データ処理装置１２３で適宜設定することができる。
【０１１４】
図３の例では画素は単一の発光素子で露光される場合の５倍、または４倍の光量で露光されることになり、必要な輝度を高速で取得することができる。発光素子が配置されたラインの副走査方向の列数、すなわち露光光量の倍数は、必要に応じて適宜選定することができる。
【０１１５】
以上、本発明の光学ヘッドとそれを用いた画像形成装置をいくつかの実施例に基づいて説明したが、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。
【０１１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の光学ヘッドによれば、ロッドレンズアレイ周辺部の結像面積の増大を抑制し、画像劣化を防止することができる。また、画素に対して多重露光を行う際に、発光素子を動作させるための位相が逆になり、ロッドレンズ透過後の光量むらが平均化される。さらに、発光素子をガラス基板上に容易に作製することができるので、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光学ヘッドの構成例を示す説明図である。
【図２】本発明による画像形成の例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３の構成を部分的に示すブロック図である。
【図５】本発明の画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。
【図６】図３の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】露光ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図８】像担持体ユニットに用いる像書込手段の断面図である。
【図９】有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍の例を示す断面図である。
【図１０】従来の光学ヘッドの例を示す説明図である。
【図１１】従来の光学ヘッドの特性図である。
【図１２】従来の光学ヘッドの特性図である。
【図１３】従来の光学ヘッドによる多重露光の例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｐ…記録媒体
１…画像形成装置
２…ハウジング本体
２ｂ…回動軸（回動支点）
２ｃ…係止軸
３…第１の開閉部材
３’…開閉蓋
３ｂ…回動軸
４…第２の開閉部材
５…電装品ボックス
６…画像形成ユニット
７…送風ファン
９…転写ベルトユニット
９ａ…支持フレーム
９ｂ…回動部
９ｃ…ロックレバー
１０…給紙ユニット
１１…二次転写ユニット
１２…定着ユニット
１３…記録媒体搬送手段
１４…駆動ローラ
１５…従動ローラ
１６…中間転写ベルト
１６ａ…中間転写ベルト駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面
１７…クリーニング手段
１８…テストパターンセンサ
１９…二次転写ローラ
２０…像担持体
２１…一次転写部材
２２…帯電手段
２３…像書込手段
２４…現像手段
２５…像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）
２６…トナー貯留容器
２７…トナー貯留部
２９…トナー撹拌部材
３０…仕切部材
３１…トナー供給ローラ
３２…ブレード
３３…現像ローラ
３４…規制ブレード
３５…給紙カセット
３６…ピックアップローラ
３７…レジストローラ対
３９…排紙ローラ対
４０…両面プリント用搬送路
４５…加熱ローラ
４６…加圧ローラ
４７…ベルト張架部材
４９…耐熱ベルト
５０…ケース
５１…開口
５２…遮蔽部分
５３…遮蔽部分
５４…遮蔽フィルム
６０…ハウジング
６０ａ…試験片
６１…有機ＥＬ発光素子アレイ
６２…ガラス基板
６３…発光部
６４…カバーガラス
６５…屈折率分布型ロッドレンズアレイ
６５’…屈折率分布型ロッドレンズ
６６…カバー
６７…固定板バネ
６８…ねじ挿入孔
６９…位置決めピン
７０…露光ヘッド
７１…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
７２…絶縁膜
７３…陽極
７４…絶縁膜
７５…バンク
７６…バンクの穴
７７…正孔注入層
７８…発光層
７９ａ…陰極第１層
７９ｂ…陰極第２層
８０…不活性ガス
８２…クリーンングパッド
９０…ロッドレンズ
９１〜９３…発光素子ライン
９４〜９６…画素ライン
９７〜９９…画素の輪郭部
１００…隣接画素ライン間の空白部
１２１…ホストコンピュータ
１２２…画像形成装置の制御部
１２３…データ処理手段
１２４〜１２７…記憶手段
１２４ａ〜１２４ｉ…シフトレジスタ
１２８〜１３１…ラインヘッド
１２８ａ〜１２８ｉ…１ラインの発光素子
【図１】
2004074515.tif 000003
【図２】
2004074515.tif 000004
【図３】
2004074515.tif 000005
【図４】
2004074515.tif 000006
【図５】
2004074515.tif 000007
【図６】
2004074515.tif 000008
【図７】
2004074515.tif 000009
【図８】
2004074515.tif 000010
【図９】
2004074515.tif 000011
【図１０】
2004074515.tif 000012
【図１１】
2004074515.tif 000013
【図１２】
2004074515.tif 000014
【図１３】
2004074515.tif 000015