(57)【要約】【課題】露光面におけるスポット領域を充分に微細化する。【解決手段】露光装置Ｈは、複数の発光素子Ｅが配列された発光装置１０と、各発光素子Ｅからの出射光を集光する集束性レンズアレイ３０と、集束性レンズアレイ３０からの出射光を通過させる開口部Ａ2が形成された遮光体４４とを具備する。集束性レンズアレイ３０を挟んで発光装置１０とは反対側には光透過性の板材である透光体４２が配置される。遮光体４４は、透光体４２のうち集束性レンズアレイ３０とは反対側の表面に形成される。【選択図】図２
2007283546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が配列された発光装置と、
前記各発光素子からの出射光を集光する集光体と、
前記集光体からの出射光が通過する複数の開口部が形成された第１遮光体と
を具備する露光装置。
【請求項２】
前記第１遮光体の各開口部は、前記集光体の光軸の方向からみて前記複数の発光素子の
各々と重なり合う
請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１遮光体の各開口部の面積は、前記発光素子の面積よりも小さい
請求項１または請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記発光装置は、前記発光素子からの出射光が通過する複数の開口部が形成された第２
遮光体を含み、
前記集光体は、前記第２遮光体の各開口部を透過した光を集光する
請求項１から請求項３の何れかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記集光体を挟んで前記発光装置とは反対側に配置された第１透光体を具備し、
前記第１遮光体は、前記第１透光体のうち前記集光体とは反対側の表面に固定されてい
る
請求項１から請求項４の何れかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１透光体のうち前記集光体に対向する表面は当該集光体に密着する
請求項７に記載の露光装置。
【請求項７】
前記集光体と前記第１透光体との間には、屈折率が前記第１透光体と同等である屈折率
整合液が充填されている
請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１透光体のうち前記集光体とは反対側の表面には反射防止処理が施されている
請求項５から請求項７の何れかに記載の露光装置。
【請求項９】
前記各発光素子からの出射光が入射する第２透光体を具備し、
前記集光体は、前記第２透光体を挟んで前記発光装置とは反対側に配置され、前記第２
透光体を透過した前記各発光素子からの出射光を集光する
請求項１から請求項８の何れかに記載の露光装置。
【請求項１０】
露光によって潜像が形成される像担持体と、
前記第１遮光体の各開口部を通過した光線によって前記像担持体を露光する請求項１か
ら請求項９の何れかに記載の露光装置と、
前記像担持体に形成された潜像に対する現像剤の付加によって顕像を形成する現像器と
を具備する画像形成装置。
【請求項１１】
前記第１遮光体のうち前記像担持体に対向する表面と前記像担持体の像形成面との距離
は０．３ｍｍ以下である
請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を具備する露光装置とこれを利用した画像形成装置とに関す
る。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード素子などの発光素子が基板の面上に配列された発光装置を像担持体
（例えば感光体ドラム）の露光に利用する電子写真方式の画像形成装置が従来から提案さ
れている。特許文献１には、各光源に対向する部位に開口部（アパーチャ）が形成された
遮光層を基板の面上に設置した構成が開示されている。光源からの出射光のうち開口部を
通過した成分のみが像担持体に到達する。
【特許文献１】特開平６−２６２８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の構成のもとで開口部を通過した光線は拡散しながら進行す
るから、特に像担持体と発光装置とが離間した構成においては、像担持体の表面のうちひ
とつの発光素子からの出射光が到達するスポット領域を充分に微細化すること（さらには
画像の高精細化）が困難である。各発光素子からの出射光を集光するレンズを発光装置と
像担持体との間隙に配置した構成も考えられるが、多数の発光素子からの出射光を充分に
微細なスポット領域に結像させる高性能なレンズの採用はコストの観点から必ずしも容易
ではない。このような事情に鑑みて、本発明は、スポット領域を充分に微細化するという
課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために、本発明に係る露光装置は、複数の発光素子が配列された発
光装置と、各発光素子からの出射光を集光する集光体（例えば図４の集束性レンズアレイ
３０）と、集光体からの出射光が通過する複数の開口部（例えば図４の開口部Ａ2）が形
成された第１遮光体（例えば図４の遮光体４４）とを具備する。本発明においては、集光
体からの出射光の光束幅が第１遮光体によって縮小されるから、露光装置が露光する物体
の表面（以下「露光面」という）におけるスポット領域を充分に微細化することが可能で
ある。
【０００５】
本発明の好適な態様において、第１遮光体の各開口部は、集光体の光軸の方向（例えば
図４のＺ方向）からみて複数の発光素子の各々と重なり合う。この態様によれば、発光素
子からの出射光が高効率に開口部に到達するから、露光面におけるエネルギの密度を充分
に確保することが可能となる。また、第１遮光体の各開口部を発光素子の面積（換言する
と、設計上において露光面で必要となるスポット領域の面積）よりも小面積とすれば、露
光面におけるスポット領域がいっそう微細化される。
【０００６】
さらに好適な態様において、発光装置は、発光素子からの出射光が通過する複数の開口
部（例えば図４の開口部Ａ1）が形成された第２遮光体（例えば図４の遮光層１６）を含
み、集光体は、第２遮光体の各開口部を透過した光を集光する。この態様によれば、集光
体に向かう各発光素子からの出射光の拡散が抑制されるという利点がある。
【０００７】
本発明の好適な態様に係る露光装置は、集光体を挟んで発光装置とは反対側に配置され
た第１透光体（例えば図４の透光体４２）を具備し、第１遮光体は、第１透光体のうち集
光体とは反対側の表面に固定される。この態様によれば、第１遮光体の薄型化によって集
光体の出射光のうち開口部を通過する光量の割合を充分に確保しながら第１遮光体の変形
を抑制することが可能である。さらに、第１遮光体を第１透光体の厚さに応じて露光面に
容易かつ充分に近接させることが可能となる。
【０００８】
さらに具体的な態様において、第１透光体のうち集光体に対向する表面は当該集光体に
密着する。この態様によれば、第１透光体のうち集光体に対向する表面における光の反射
や屈折が抑制される。「密着」とは、第１透光体と集光体との間に空気層が介在しないこ
とを意味する。したがって、第１透光体が集光体に対して直接的に接触する構成のほか、
第１透光体が他の部材や接着剤を介して間接的に集光体に近接する構成も本発明にいう「
密着」の概念に含まれる。例えば、集光体と第１透光体との間に、屈折率が第１透光体と
同等である屈折率整合液を充填した構成が採用される。この構成によれば、第１透光体（
第１遮光体）と発光装置や集光体との相対的な位置の調整を可能としながら、第１透光体
と集光体との間隙における光の反射や屈折が効果的に抑制される。
【０００９】
また、第１透光体のうち集光体とは反対側の表面に反射防止処理（例えば図４のＡＲコ
ート層４６を形成する処理）が施された構成も採用される。この構成によれば、第１透光
体のうち集光体とは反対側の表面における光の反射が抑制されるから、集光体からの出射
光のうち第１遮光体の開口部を通過して露光面に到達する光量の割合を充分に確保するこ
とが可能となる。
【００１０】
本発明の好適な態様に係る露光装置は、各発光素子からの出射光が入射する第２透光体
（例えば図６の透光体３６）を具備し、集光体は、第２透光体を挟んで発光装置とは反対
側に配置され、第２透光体を透過した各発光素子からの出射光を集光する。この態様によ
れば、発光装置と集光体との間隙に第２透光体が介挿されるから、発光装置のうち集光体
側の表面や集光体のうち発光装置側の表面における反射が抑制される。したがって、発光
素子からの出射光のうち集光体に入射する光量の割合を増加させることが可能である。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、露光によって潜像が形成される像担持体（例えば図１の
感光体ドラム７０）と、第１遮光体の各開口部を通過した光線によって像担持体を露光す
る本発明の露光装置と、像担持体に形成された潜像に対する現像剤の付加によって顕像を
形成する現像器とを具備する。本発明の露光装置によれば像担持体の表面におけるスポッ
ト領域が微細化されるから、画像形成装置は高精細な画像を形成することができる。特に
、第１遮光体のうち像担持体に対向する表面と像担持体の像形成面との距離を0.3ｍｍ以
下（さらに好適には0.1ｍｍ以下）とした構成によれば、像担持体の表面におけるスポッ
ト領域の形態（サイズ・形状）を第１遮光体の開口部の形態に応じて高精度に規定するこ
とが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の部分的な構成を示す斜視図であり
、図２は、図１におけるII−II線からみた断面図である。図１および図２に示すように、
画像形成装置は、露光によって表面（以下「像形成面」という）７２に潜像が形成される
感光体ドラム７０と像形成面７２を露光する露光装置（ラインヘッド）Ｈとを具備する。
感光体ドラム７０は、Ｘ方向（主走査方向）に延在する回転軸に支持され、像形成面７２
（外周面）を露光装置Ｈに対向させた状態で回転する。
【００１３】
図１および図２に示すように、露光装置Ｈは、発光装置１０と集束性レンズアレイ３０
と光束規制体４０とを含む。集束性レンズアレイ３０は発光装置１０と感光体ドラム７０
との間隙に配置される。光束規制体４０は、集束性レンズアレイ３０を挟んで発光装置１
０とは反対側（集束性レンズアレイ３０と感光体ドラム７０との間隙）に配置される。露
光装置Ｈからの出射光は集束性レンズアレイ３０と光束規制体４０とを通過して感光体ド
ラム７０の像形成面７２に到達する。
【００１４】
図３は、露光装置Ｈを感光体ドラム７０側からみたときの構造を示す平面図であり、図
４は、図３におけるIV−IV線からみた断面図（図２の拡大図）である。図１から図４に示
すように、発光装置１０は、Ｘ方向を長手とする姿勢に固定された長方形状の基板１２と
、基板１２の面上に配列された複数の発光素子Ｅとを含む。基板１２は、ガラスやプラス
チックなどで成形された光透過性の板材である。各発光素子Ｅは、電流の供給によって発
光する有機発光ダイオード素子である。図３に示すように、複数の発光素子Ｅは、Ｘ方向
に沿って２列かつ千鳥状に配列される。ただし、本発明における発光素子Ｅの配列のパタ
ーンは任意である。
【００１５】
次に、図４を参照して発光装置１０の具体的な構造を説明する。同図に示すように、基
板１２のうち感光体ドラム７０とは反対側の表面には配線層１４が形成される。配線層１
４は、発光素子Ｅの輝度を制御する能動素子（例えばトランジスタ）や各種の信号を伝送
する配線や電源線といった導電層と各要素を絶縁する絶縁層とが積層された部分である。
配線層１４の面上には、発光素子Ｅの陽極として機能する第１電極２１が発光素子Ｅごと
に相互に離間して形成される。第１電極２１の材料には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）な
ど光透過性の導電材料が採用される。
【００１６】
第１電極２１が形成された配線層１４の表面には絶縁層２３が形成される。絶縁層２３
は、第１電極２１と重なり合う各領域に開口部２３１が形成された絶縁性の膜体である。
有機ＥＬ（ElectroLuminescent）材料からなる発光層２５は、各第１電極２１や絶縁層２
３を被覆するように複数の発光素子Ｅにわたって連続に形成される。第１電極２１は発光
素子Ｅごとに離間して形成されるから、発光層２５が複数の発光素子Ｅにわたって連続す
るとは言っても発光層２５の輝度は各第１電極２１の電圧に応じて発光素子Ｅごとに個別
に制御される。発光層２５の表面は第２電極２７に覆われる。第２電極２７は、複数の発
光素子Ｅにわたって連続する光反射性の導電膜である。第１電極２１と第２電極２７とが
発光層２５を挟んで対向する部分（開口部２３１の内側の部分）が発光素子Ｅとして機能
する。
【００１７】
図４に示すように、配線層１４は、遮光性の材料で形成された遮光層１６を含む。遮光
層１６のうちＺ方向からみて発光素子Ｅと重なり合う部分には略円形の開口部Ａ1が形成
される。したがって、発光層２５から第１電極２１側への出射光および第２電極２７の表
面での反射光のうち開口部Ａ1を通過した成分のみが選択的に基板１２を透過して露光装
置Ｈの外部に出射し、それ以外の成分は遮光層１６で遮光（吸収または反射）される。図
３および図４に示すように、Ｚ方向からみた開口部Ａ1の形状は直径ｄ1の略円形である。
なお、遮光層１６は、配線層１４を構成する各配線によって構成されてもよい。また、開
口部Ａ1は円形以外の形状（例えば四角形）でもよい。
【００１８】
図１や図２の集束性レンズアレイ３０は、各発光素子Ｅからの出射光を集光する手段（
集光体）である。本実施形態の集束性レンズアレイ３０は、各発光素子Ｅからの出射光に
対応した等倍の正立像を像形成面７２に結像する正立等倍結像素子であり、図４に示すよ
うに各々の中心軸（光軸）をＺ方向に向けて配列する複数の屈折率分布型レンズ３４を含
む。各屈折率分布型レンズ３４は、中心軸（光軸）から周縁に向かって離間した位置ほど
屈折率が低くなるように横断面内にて屈折率が分布する円柱状の部材である。集束性レン
ズアレイ３０としては、例えば日本板硝子株式会社から入手できるＳＬＡ（セルフォック
・レンズ・アレイ）がある。なお、「セルフォック／ＳＥＬＦＯＣ」は日本板硝子株式会
社の登録商標である。
【００１９】
ところで、各発光素子Ｅからの出射光を集光するための手段としては、例えば各発光素
子Ｅに対応する多数の凸レンズがアレイ状に配列されたマイクロレンズアレイを採用する
ことも可能である。しかしながら、各発光素子Ｅの中心軸を凸レンズの光軸に合致させる
関係上、発光装置１０に対するマイクロレンズアレイの位置の調整に極めて高い精度が必
要となって製造のコストが増大するという問題がある。これに対し、本実施形態に係る集
束性レンズアレイ３０には配置に高い精度が要求されないという利点がある。しかしなが
ら、集束性レンズアレイ３０を採用した場合には、マイクロレンズアレイと比較して像形
成面７２におけるスポット領域（像形成面７２のうちひとつの発光素子Ｅからの出射光が
所定値を上回る強度で到達する領域）を充分に微細化できない場合がある。
【００２０】
そこで、本実施形態においては、集束性レンズアレイ３０と感光体ドラム７０との間隙
に配置された光束規制体４０によって集束性レンズアレイ３０からの出射光の光束幅を規
制（縮小）する。図２から図４に示すように、光束規制体４０は、透光体４２と遮光体４
４とＡＲ（Anti Reflection）コート層４６とを含む。透光体４２は、集束性レンズアレ
イ３０を挟んで発光装置１０とは反対側に配置された光透過性の平板（例えばガラス基板
）である。例えばSchott社から提供されるB270が透光体４２として好適に採用される。
【００２１】
図４に示すように、透光体４２のうち集束性レンズアレイ３０との対向面（以下「第１
面」という）４２１と集束性レンズアレイ３０における光出射側の端面（以下「出光面」
という）３１とは、両者間に充填された屈折率整合液５４を挟んで密着する。すなわち、
第１面４２１と出光面３１とは接合されない。屈折率整合液５４は、屈折率が透光体４２
と同等である粘性の流動体（インデックスマッチングオイル）である。したがって、集束
性レンズアレイ３０の出光面３１からの出射光は、屈折率整合液５４と第１面４２１との
界面にて反射または屈折せずに透光体４２に入射する。なお、屈折率整合液５４の屈折率
は集束性レンズアレイ３０と同等であってもよい。
【００２２】
図１に示すように画像形成装置は調整機構５０を具備する。調整機構５０は、集束性レ
ンズアレイ３０や発光装置１０に対する透光体４２の相対的な位置を調整する手段である
。本実施形態の調整機構５０は、各々の先端が透光体４２の各側面に当接する複数のネジ
を含む。各ネジを回転によって透光体４２に接近または離間させることで透光体４２は集
束性レンズアレイ３０の出光面３１に密着したまま移動し、これによって集束性レンズア
レイ３０や発光装置１０に対する光束規制体４０のＸ-Ｙ平面内における位置が調整され
る。
【００２３】
遮光体４４は、透光体４２のうち感光体ドラム７０との対向面（以下「第２面」という
）４２２に形成された遮光性の膜体である。図２から図４に示すように、遮光体４４には
、各々が別個の発光素子Ｅに対応する複数（発光素子Ｅと同数）の開口部Ａ2が形成され
る。各開口部Ａ2は、遮光体４４を厚さ方向に貫通する小孔（アパーチャ）である。ひと
つの開口部Ａ2は、図３に示すように、遮光体４４のうちＺ方向からみて当該開口部Ａ2に
対応する発光素子Ｅ（開口部Ａ1）と重なり合う部位に形成される。したがって、複数の
開口部Ａ2はＸ方向に沿って２列かつ千鳥状に配列する。Ｚ方向からみた開口部Ａ2の形状
は発光素子Ｅ（開口部Ａ1）の形状と相似することが望ましい。
【００２４】
遮光体４４は、例えば、透光体４２の第２面４２２の全域に成膜された遮光性の膜体の
うち各開口部Ａ2に対応した領域をフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって選
択的に除去することで形成される。遮光体４４の材料としては、例えば、カーボンブラッ
クが分散された樹脂材料やクロムなどの低反射率な金属材料が好適に採用される。
【００２５】
各開口部Ａ2の外形は、直径ｄ2が開口部Ａ1の直径ｄ1（または発光素子Ｅの直径）より
も小さい略円形である。別の観点からすると、開口部Ａ2のサイズは、像形成面７２で要
求されるスポット領域（設計上のスポット領域のサイズ）よりも僅かに小さいサイズとさ
れる。例えば、直径70μｍの正円形のスポット領域が要求されるのであれば、開口部Ａ2
は直径68μｍの正円形とされる。また、縦50μｍ×横70μｍの長方形のスポット領域が要
求される場合には、開口部Ａ2は縦49μｍ×横68μｍの長方形状とされる。さらに詳述す
ると、開口部Ａ2のサイズは遮光体４４の表面と像形成面７２との距離に応じて選定され
る。例えば、遮光体４４と像形成面７２との距離が短い場合には開口部Ａ2を通過した光
束が像形成面７２への到達前に拡散する区間が短くなるから、開口部Ａ2は設計値に近い
寸法でもよい。逆に遮光体４４と像形成面７２との距離が短い場合には開口部Ａ2を通過
した光束が像形成面７２に到達するまでに拡散してスポット領域のサイズは拡大する（ボ
ケる）から、開口部Ａ2は設計値よりも小さい寸法に設定される。
【００２６】
図３および図４に示すように、Ｘ-Ｙ平面内における透光体４２の位置（発光装置１０
に対する相対的な位置）は、Ｚ方向からみて開口部Ａ1の中心と開口部Ａ2の中心とが略一
致するように調整機構５０によって調整される。したがって、図３のようにＺ方向からみ
ると、開口部Ａ2の内周縁はその全周にわたって開口部Ａ1の内周縁に内側に位置する。以
上の構成において、透光体４２を透過して第２面４２２に到達した各発光素子Ｅからの出
射光のうち当該発光素子Ｅに対応する開口部Ａ2を通過した成分のみが露光装置Ｈから出
射して感光体ドラム７０に到達し、それ以外の成分は遮光体４４で遮光（吸収または反射
）される。
【００２７】
ＡＲコート層４６は、第２面４２２での光反射を抑制するための反射防止処理によって
形成され、図２から図４に示すように、遮光体４４が形成された第２面４２２の全域を被
覆する。本実施形態のＡＲコート層４６は、各々の屈折率が相違する複数の光透過層が積
層された構造となっている。図２に示すように、光束規制体４０は、ＡＲコート層４６の
表面が感光体ドラム７０の像形成面７２に間隔をあけて対向するように配置される。以上
のようにＡＲコート層４６が設置された構成によれば、第２面４２２を通過して感光体ド
ラム７０に向かう光量を充分に確保することが可能となる。なお、透光体４２を覆うＡＲ
コート層４６の表面に遮光体４４が形成された構成としてもよい。
【００２８】
次に、図５は、ひとつの発光素子Ｅからの出射光の光路を説明するための概念図である
。なお、同図においてはＡＲコート層４６や屈折率整合液５４といった要素の図示が適宜
に省略されている。
【００２９】
発光素子Ｅからの出射光のうち開口部Ａ1を通過した成分は、図５に示すように、基板
１２を透過して拡散しながら集束性レンズアレイ３０の各屈折率分布型レンズ３４に入射
する。集束性レンズアレイ３０への入射光は、屈折率分布型レンズ３４における屈折率の
分布に応じて蛇行しながら進行し、集束性レンズアレイ３０の出光面３１から屈折率整合
液５４を透過して透光体４２に入射する。透光体４２への入射光のうち遮光体４４の開口
部Ａ2を通過した成分はＡＲコート層４６を透過して感光体ドラム７０の像形成面７２に
到達し、それ以外の成分は遮光体４４で遮断されて感光体ドラム７０には到達しない。
【００３０】
図５に示すように、開口部Ａ2の直径ｄ2は、発光素子Ｅから第２面４２２に到達した光
の光束幅よりも小さい。したがって、開口部Ａ2を通過した光が到達するスポット領域Ｓ1
の直径ＤS1は、集束性レンズアレイ３０からの出射光が直接的に感光体ドラム７０の表面
に到達する構成（すなわち光束規制体４０が配置されない構成である。以下「対比例」と
いう）でのスポット領域Ｓ2の直径ＤS2よりも縮小される。
【００３１】
ところで、集束性レンズアレイ３０の出光面３１と感光体ドラム７０の像形成面７２と
の間にｍ個（ｍは自然数）の要素が介在する構成においては、空気中における集束性レン
ズアレイ３０の像面距離（作動距離）Ｌoとの関係で以下の式(1)を満たすように各要素の
厚さＴA1〜ＴAmおよび各要素の屈折率ＮA1〜ＮAmを選定すれば、感光体ドラム７０の像形
成面７２におけるスポット領域の面積を論理的には最小化することが可能である。
Ｌo＝（ＴA1／ＮA1）＋（ＴA2／ＮA2）＋…＋（ＴAm／ＮAm）    ……(1)
いま、出光面３１と像形成面７２との間の要素として便宜的に透光体４２（厚さＴA1・
屈折率ＮA1）と第２面４２２から像形成面７２までの空気層（厚さＴA2・屈折率１）とを
考慮すると、本実施形態においては式(1)が以下の式(2)に変形される。
Ｌo＝（ＴA1／ＮA1）＋ＴA2    ……(2)
例えば、像面距離Ｌoが2.4ｍｍである集束性レンズアレイ３０と屈折率ＮA1が1.515で
ある透光体４２とが採用される構成のもとで空気層の厚さＴA2を0.1ｍｍに設定するとす
れば、透光体４２の最適な厚さＴA1は約3.5ｍｍとなる（以下「条件Ａ」という）。
【００３２】
しかしながら、式(1)や式(2)を満たす場合であっても現実の画像形成装置においてはス
ポット領域が充分に微細化されない場合がある。例えば、対比例の構成（光束規制体４０
が配置されない構成）のもとで条件Ａを満たしたうえで開口部Ａ1の直径ｄ1（発光素子Ｅ
の放射光が出射する領域）を50μｍに設定した場合、現実のスポット領域Ｓ2の直径ＤS2
は85μｍ程度まで拡大する。これに対し、本実施形態のように光束規制体４０が配置され
た構成によれば、条件Ａのもとで例えば開口部Ａ2の直径ｄ2を40μｍに設定することで、
スポット領域Ｓ1の直径ＤS1を48μｍに縮小することが可能である。以上に説明したよう
に本実施形態によれば、結像の性能が充分でない低廉な集束性レンズアレイ３０を採用し
た場合であってもスポット領域Ｓ1を微細化して高精細な画像の形成が可能となる。
【００３３】
なお、光束規制体４０を持たない対比例の構成においても各発光素子Ｅからの出射光の
光束幅は遮光層１６（開口部Ａ1）によって縮小される。しかしながら、開口部Ａ1を通過
した光は像形成面７２に到達するまでに拡散するから、像形成面７２におけるスポット領
域Ｓ2を充分に微細化することは困難である。本実施形態においては、発光装置１０に遮
光層１６が形成された構成に加えて、感光体ドラム７０に近接する遮光体４４によって各
発光素子Ｅからの出射光の光束幅が縮小されるから、遮光層１６のみによって光束幅を縮
小する対比例の構成と比較してスポット領域Ｓ1を大幅に微細化することが可能である。
【００３４】
スポット領域Ｓ1の微細化という以上の効果は、遮光体４４が像形成面７２に近接する
ほど顕著となる。本実施形態によれば、透光体４２の第２面４２２に遮光体４４が設置さ
れるから、透光体４２の厚さＴA1に応じて遮光体４４を容易に像形成面７２に接近させる
（透光体４２の第２面４２２と感光体ドラム７０の像形成面７２との間隔ＴA2を削減する
）ことが可能である。なお、本願の発明者による試験によれば、間隔ＴA2が0.3ｍｍを上
回る場合には、遮光体４４で遮光される光量が過大になるとともにスポット領域Ｓ1の直
径ＤS1が顕著に増大するという知見を得るに至った。したがって、第２面４２２と像形成
面７２との間隔ＴA2は0.3ｍｍ以下であることが望ましく、より好適には0.1ｍｍ以下に設
定される。また、以上の範囲内に収まるように間隔ＴA2を選定すれば、スポット領域Ｓ1
を開口部Ａ2の形態に略一致させることが可能となる。したがって、各スポット領域Ｓ1の
形態が均一化され、この結果として画像のムラが抑制されるという利点もある。
【００３５】
また、発光素子Ｅからの出射光のエネルギは、発光素子Ｅの中心からＺ方向に延在する
直線上にて最大となる。したがって、Ｚ方向からみて各々の中心が合致するように発光素
子Ｅと開口部Ａ2とが重なり合う本実施形態によれば、発光素子Ｅの中心と開口部Ａ2の中
心とがＺ方向からみて合致しない構成と比較して、開口部Ａ2を通過して感光体ドラム７
０に到達する光のエネルギ（像形成面７２におけるエネルギ密度）を充分に確保すること
が可能である。しかも、集束性レンズアレイ３０に密着させたまま透光体４２を調整機構
５０によって移動させることで、透光体４２のＺ方向の位置を維持しながら、発光素子Ｅ
と開口部Ａ2とが重なり合うように透光体４２を高精度に調整することが可能である。
【００３６】
＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態のうち作用や機能が
第１実施形態と共通する要素については以上と同じ符号を付してその詳細な説明を適宜に
省略する。
【００３７】
図６は、本実施形態に係る画像形成装置の部分的な構造を示す断面図（図２に対応する
断面図）である。図６に示すように、発光装置１０と集束性レンズアレイ３０との間隙に
は透光体３６が介在する。透光体３６は、発光装置１０の基板１２と同等の屈折率を持つ
光透過性の平板（例えばガラス基板）である。透光体３６における発光装置１０との対向
面は基板１２の表面（発光素子Ｅの配列面とは反対側の表面）１２１に接触する。透光体
３６における集束性レンズアレイ３０との対向面は集束性レンズアレイ３０の光入射側の
端面（以下「入光面」という）３２に接触する。透光体３６は、光透過性の接着剤によっ
て基板１２および集束性レンズアレイ３０に接合される。
【００３８】
第１実施形態のように発光装置１０と集束性レンズアレイ３０との間隙に空気層が介在
する構成においては、基板１２の表面１２１や集束性レンズアレイ３０の入光面３２にお
いて各発光素子Ｅからの出射光が反射する可能性がある。これに対し、本実施形態におい
ては、発光装置１０と集束性レンズアレイ３０との間隙に透光体３６が充填されるから、
表面１２１や入光面３２における反射が抑制される。これによって各発光素子Ｅからの出
射光のうち集束性レンズアレイ３０に入射する光量の割合は第１実施形態と比較して増加
する。したがって、像形成面７２に鮮明な潜像を形成することが可能となる。換言すると
、像形成面７２に所期の光量を到達させるために発光素子Ｅに付与すべき電気エネルギが
低減されるから、発光素子Ｅの経時的な劣化を抑制することが可能である。
【００３９】
なお、発光素子Ｅ（発光層２５）と集束性レンズアレイ３０の入光面３２との間にｎ個
（ｎは自然数）の要素が介在する構成においては、集束性レンズアレイ３０の空気中にお
ける物体側の作動距離Ｌiとの関係で以下の式(3)を満たすように各要素の厚さＴB1〜ＴBn
および各要素の屈折率ＮB1〜ＮBnが選定される。
Ｌi＝（ＴB1／ＮB1）＋（ＴB2／ＮB2）＋…＋（ＴBn／ＮBn）    ……(3)
例えば、発光素子Ｅと集束性レンズアレイ３０の入光面３２との間の要素として基板１
２（厚さＴB1・屈折率ＮB1）と透光体３６（厚さＴB2・屈折率ＮB2）とを考慮すると、式
(3)は以下の式(4)に変形される。
Ｌi＝（ＴB1／ＮB1）＋（ＴB2／ＮB2）    ……(4)
透光体３６の厚さＴB2および屈折率ＮB2は式(4)を満たすように設定される。
【００４０】
＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば
以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
【００４１】
（１）変形例１  
以上の各形態においては遮光体４４が透光体４２に設置される構成を例示したが、透光
体４２は本発明に必須の要件ではない。例えば、図７に示すように、複数の開口部Ａ2が
形成された遮光性の板材を集束性レンズアレイ３０と感光体ドラム７０との間隙に遮光体
４４２として配置した構成も採用される。図７の構成によれば透光体４２が不要となるか
ら、露光装置Ｈの製造のコストが削減されるという利点がある。
【００４２】
ただし、図７の構成においては、例えば自重による撓みなどの変形が遮光体４４２に発
生し易いから、各開口部Ａ2と各発光素子Ｅとの相対的な位置を維持することが困難であ
るという問題がある。遮光体４４２を図７のように充分な厚さに形成して機械的な強度を
高めれば以上の問題を解消することも可能ではあるが、この場合には開口部Ａ2を通過す
る光量が減少するという問題がある。すなわち、図８に示すように、厚さｔ1の遮光体４
４を形成した場合には集束性レンズアレイ３０の出光面３１における範囲Ｒ1からの出射
光が開口部Ａ2を通過するのに対し、図７のように機械的な強度の確保のために遮光体４
４２の厚さｔ2を増加させた場合（ｔ2＞ｔ1）には、範囲Ｒ1よりも狭い範囲Ｒ2からの出
射光しか開口部Ａ2に取り込むことができない。
【００４３】
第１実施形態や第２実施形態のように透光体４２の表面に遮光体４４が形成された構成
によれば、遮光体４４を充分に薄く形成した場合であっても遮光体４４は殆ど変形しない
。したがって、各開口部Ａ2と各発光素子Ｅとを高い精度で所期の位置に維持しながら、
開口部Ａ2に入射する光量を充分に確保することができる。
【００４４】
（２）変形例２  
以上の各形態においては、複数の屈折率分布型レンズ３４を配列した集束性レンズアレ
イ３０が採用された構成を例示したが、各発光素子Ｅからの出射光を集光する集光体の具
体的な形態は任意である。例えば、以上の各形態における集束性レンズアレイ３０に代え
て、複数のマイクロレンズ（凸レンズまたは凹レンズ）が配列されたマイクロレンズアレ
イを配置してもよい。
【００４５】
（３）変形例３  
開口部Ａ1や開口部Ａ2の形状は任意である。例えば、楕円や長円や多角形（例えば正方
形や長方形）であってもよい。また、Ｚ方向からみて開口部Ａ2が発光素子Ｅと重なり合
う構成は本発明に必須ではない。すなわち、発光素子Ｅから露光の対象（像形成面７２）
に到達するまでの光路上に開口部Ａ2が存在する構成であれば足りる。
【００４６】
（４）変形例４  
以上の各形態においては開口部Ａ1と発光素子Ｅとの相対的な位置を調整するために光
束規制体４０（透光体４２）を移動させる構成を例示したが、光束規制体４０を固定した
まま発光装置１０（または発光装置１０に固定された集束性レンズアレイ３０）を調整機
構５０によって移動させてもよい。すなわち、本発明のひとつの態様においては、開口部
Ａ1と発光素子Ｅとが所期の位置関係となるように遮光体４４および発光装置１０の少な
くとも一方が調整機構５０によって移動させられる構成が採用される。
【００４７】
（５）変形例５  
以上の各形態においては有機発光ダイオード素子を発光素子Ｅとして例示したが、発光
素子Ｅの具体的な形態は任意に変更される。本発明に適用される発光素子について、自身
が発光する素子と外光の透過率を変化させる素子（例えば液晶素子）の区別や、電流の供
給によって駆動される電流駆動型の素子と電圧の印加によって駆動される電圧駆動型の素
子との区別は不問である。例えば、無機ＥＬ素子やフィールド・エミッション（ＦＥ）素
子、表面導電型エミッション（ＳＥ：Surface-conduction  Electron-emitter）素子、弾
道電子放出（ＢＳ：Ballistic  electron Surface  emitting）素子、ＬＥＤ（Light  Em
itting  Diode）素子、液晶素子など様々な発光素子が本発明に利用される。
【００４８】
＜Ｄ：応用例＞
次に、本発明に係る露光装置を利用した機器のひとつの形態として画像形成装置を例示
する。
図９は、以上の各形態に係る露光装置Ｈを採用した画像形成装置の構成を示す断面図で
ある。画像形成装置は、タンデム型のフルカラー画像形成装置であり、以上の形態に係る
４個の露光装置Ｈ（ＨK，ＨC，ＨM，ＨY）と、各露光装置Ｈに対応する４個の感光体ドラ
ム７０（７０K，７０C，７０M，７０Y）とを具備する。ひとつの露光装置Ｈは、これに対
応した感光体ドラム７０の像形成面（外周面）に対向するように配置される。なお、各符
号の添字「K」「C」「M」「Y」は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）の各顕像の形成に利用されることを意味している。
【００４９】
図９に示すように、駆動ローラ７１１と従動ローラ７１２とには無端の中間転写ベルト
７２が巻回される。４個の感光体ドラム７０は、相互に所定の間隔をあけて中間転写ベル
ト７２の周囲に配置される。各感光体ドラム７０は、中間転写ベルト７２の駆動に同期し
て回転する。
【００５０】
各感光体ドラム７０の周囲には、露光装置Ｈのほかにコロナ帯電器７３１（７３１K，
７３１C，７３１M，７３１Y）と現像器７３２（７３２K，７３２C，７３２M，７３２Y）
とが配置される。コロナ帯電器７３１は、これに対応する感光体ドラム７０の像形成面を
一様に帯電させる。この帯電した像形成面を各露光装置Ｈが露光することで静電潜像が形
成される。各現像器７３２は、静電潜像に現像剤（トナー）を付着させることで感光体ド
ラム７０に顕像（可視像）を形成する。
【００５１】
以上のように感光体ドラム７０に形成された各色（黒・シアン・マゼンタ・イエロー）
の顕像が中間転写ベルト７２の表面に順次に転写（一次転写）されることでフルカラーの
顕像が形成される。中間転写ベルト７２の内側には４個の一次転写コロトロン（転写器）
７４（７４K，７４C，７４M，７４Y）が配置される。各一次転写コロトロン７４は、これ
に対応する感光体ドラム７０から顕像を静電的に吸引することによって、感光体ドラム７
０と一次転写コロトロン７４との間隙を通過する中間転写ベルト７２に顕像を転写する。
【００５２】
シート（記録材）７５は、ピックアップローラ７６１によって給紙カセット７６２から
１枚ずつ給送され、中間転写ベルト７２と二次転写ローラ７７との間のニップに搬送され
る。中間転写ベルト７２の表面に形成されたフルカラーの顕像は、二次転写ローラ７７に
よってシート７５の片面に転写（二次転写）され、定着ローラ対７８を通過することでシ
ート７５に定着される。排紙ローラ対７９は、以上の工程を経て顕像が定着されたシート
７５を排出する。
【００５３】
以上に例示した画像形成装置は有機発光ダイオード素子を光源として利用しているので
、レーザ走査光学系を利用した構成よりも装置が小型化される。なお、以上に例示した以
外の構成の画像形成装置にも本発明を適用することができる。例えば、ロータリ現像式の
画像形成装置や、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムからシートに対して直接的に
顕像を転写するタイプの画像形成装置、あるいはモノクロの画像を形成する画像形成装置
にも本発明の露光装置を利用することが可能である。
【００５４】
また、本発明に係る露光装置の用途は像担持体の露光に限定されない。例えば、本発明
の露光装置は、原稿などの読取対象に光を照射するライン型の照明装置として画像読取装
置に採用される。この種の画像読取装置としては、スキャナ、複写機やファクシミリの読
取部分、バーコードリーダ、あるいはＱＲコード（登録商標）のような二次元画像コード
を読む二次元画像コードリーダがある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の部分的な構造を示す斜視図である。
【図２】図１におけるII−II線からみた断面図である。
【図３】露光装置Ｈを感光体ドラム側からみたときの構造を示す平面図である。
【図４】図３におけるIV−IV線からみた断面図である。
【図５】発光素子からの出射光の光路を説明するための概念図である。
【図６】第２実施形態に係る画像形成装置の構造を示す断面図である。
【図７】変形例に係る画像形成装置の構造を示す断面図である。
【図８】遮光体の厚さと開口部を通過する光量との関係を説明するための概念図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｈ……露光装置、Ｅ……発光素子、１０……発光装置、１２……基板、１４……配線層、
１６……遮光層、２１……第１電極、２３……絶縁層、２５……発光層、２７……第２電
極、３０……集束性レンズアレイ、３１……出光面、３４……屈折率分布型レンズ、４０
……光束規制体、４２……透光体、４２１……第１面、４２２……第２面、４４，４４２
……遮光体、４６……ＡＲコート層、Ａ1，Ａ2……開口部、５０……調整機構、５４……
屈折率整合液、７０……感光体ドラム、７２……像形成面、Ｓ1……スポット領域（直径
ＤS1）、Ｓ2……対比例におけるスポット領域（直径ＤS2）。
【図１】
2007283546.tif 000003
【図２】
2007283546.tif 000004
【図３】
2007283546.tif 000005
【図４】
2007283546.tif 000006
【図５】
2007283546.tif 000007
【図６】
2007283546.tif 000008
【図７】
2007283546.tif 000009
【図８】
2007283546.tif 000010
【図９】
2007283546.tif 000011