(57)【要約】【課題】光パワーを十分に大きく保って鮮明な像を結ぶことができる長寿命の露光装置を提供する。【解決手段】露光装置１０は、発光パネル２１、第１隙間充填層２３、透光部材２７、第２隙間充填層２５および集束性レンズアレイ２４を備える。第１隙間充填層２３は発光パネル２１と透光部材２７との間の隙間を埋めており、第２隙間充填層２５は透光部材２７と集束性レンズアレイ２４との隙間を埋めている。第１隙間充填層２３および第２隙間充填層２５の屈折率は１．４７以上１．５１１以下である。【選択図】図１
2007253375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に沿って配列された複数の発光素子と光透過性の板材とを有し、前記複数の発光
素子からの光が前記板材を透過して出射する発光装置と、
前記発光装置からの出射光の一部を透過させて正立の実像を結像可能な複数の屈折率分
布型レンズが配列されてなり、前記複数の屈折率分布型レンズが結ぶ像が１つの連続した
像を構成する集束性レンズアレイと、
前記発光装置と前記集束性レンズアレイとの間に介在している光透過性の透光部材と、
屈折率が１．４７以上１．５１１以下であり、前記発光装置と透光部材との隙間および
前記透光部材と前記集束性レンズアレイとの隙間の片方または両方を埋めている光透過性
の隙間充填層と、
を備える露光装置。
【請求項２】
一方向に沿って配列された複数の発光素子と光透過性の板材とを有し、前記複数の発光
素子からの光が前記板材を透過して出射する発光装置と、
前記発光装置からの出射光の一部を透過させて正立の実像を結像可能な複数の屈折率分
布型レンズが配列されてなり、前記複数の屈折率分布型レンズが結ぶ像が１つの連続した
像を構成する集束性レンズアレイと、
前記発光装置と前記集束性レンズアレイとの間に介在している光透過性の透光部材と、
屈折率が前記板材または前記透光部材よりも低く、前記発光装置と透光部材との隙間お
よび前記透光部材と前記集束性レンズアレイとの隙間の片方または両方を埋めている光透
過性の隙間充填層と、
を備える露光装置。
【請求項３】
前記透光部材の屈折率は、１．５１５以上２未満である、
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項４】
前記板材の屈折率は、１．５１５以上２未満である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記隙間充填層は接着剤を兼ねている、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記屈折率分布型レンズの、透過光が出射する面には、反射防止処理が施されている、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電器と、
前記像担持体の帯電された面に前記露光装置からの光を照射して潜像を形成する、請求
項１ないし６のいずれか一項に記載の露光装置と、
前記潜像にトナーを付着させて顕像を形成する現像器とを備え、
前記顕像を他の物体に転写す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、複数の発光素子を備えた露光装置およびこの露光装置を利用した画像形成装
置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め帯電された感光体ドラムなどの像担持体の像形成面を多数の発光素子によって選択
的に露光して潜像（静電潜像）を形成する画像形成装置が従来から提案されている。上記
の発光素子としては、例えば、ＥＬ（Electro  Luminescent）素子を採用可能である。ま
た、特許文献１には、発光素子と像担持体との間に集束性レンズアレイを介在させた構成
が開示されている。集束性レンズアレイは、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)である（セルフォック＼ＳＥＬＦＯＣは日本板硝
子株式会社の登録商標）。この構成によれば、発光素子からの光の利用効率が向上する。
【特許文献１】特開２００２−２４８８０３号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、高解像度で高品位な画像（潜像）を形成するためには像形成面への照射光の
強度（以下「光パワー」という）を十分に大きく保つことが必要となる。しかしながら、
発光素子としてＥＬ素子（特に有機ＥＬ素子）を用いる構成では光パワーが小さくなって
しまい、特許文献１の構成を採ったとしても、光パワーを十分に大きく保つことは困難で
ある。光パワーを大きくするために、ＥＬ素子を十分に高い輝度で発光させることが考え
られる。しかし、これは、ＥＬ素子の寿命の短縮、ひいては露光装置の寿命の短縮を招い
てしまう。また、光パワーを大きくするために、ＥＬ素子のサイズ（発光面の面積）を大
きくしてＥＬ素子毎の発光光量を十分に多くすることが考えられる。しかし、上述の従来
の構成においては、ＥＬ素子のサイズに対するその結像のサイズの比（以降、「結像サイ
ズ比」と称する）が大きいため、ＥＬ素子を大きくすると、その結像のサイズが大幅に大
きくなってしまう。これは不鮮明な潜像の形成につながる。
そこで、本発明は、光パワーを十分に大きく保って鮮明な像を結ぶことができる長寿命
の露光装置およびこの露光装置を利用した画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る露光装置は、一方向に沿って配列された複数の発光素子と光透過性の板材
とを有し、前記複数の発光素子からの光が前記板材を透過して出射する発光装置と、前記
発光装置からの出射光の一部を透過させて正立の実像を結像可能な複数の屈折率分布型レ
ンズが配列されてなり、前記複数の屈折率分布型レンズが結ぶ像が１つの連続した像を構
成する集束性レンズアレイと、前記発光装置と前記集束性レンズアレイとの間に介在して
いる光透過性の透光部材と、屈折率が１．４７以上１．５１１以下であり、前記発光装置
と透光部材との隙間（第１隙間）および前記透光部材と前記集束性レンズアレイとの隙間
（第２隙間）の片方または両方を埋めている光透過性の隙間充填層と、を備える。
ここで、「発光素子」とは、電気エネルギを受けて発光する固体の発光層を電極で挟ん
でなる素子を意味する。発光素子としては、ＯＬＥＤや、無機ＥＬ素子、無機ＬＥＤ（Li
ght  Emitting  Diode）を例示することができる。ＯＬＥＤは有機ＥＬ（Electro  Lumin
escent）素子とも呼ばれる。つまり、ＯＬＥＤおよび無機ＥＬ素子は共にＥＬ素子の一種
である。本明細書において、「ＥＬ素子」は励起子の励起を経て発光する電界励起型の素
子を指す。一方、無機ＬＥＤおよびＯＬＥＤは共にＬＥＤの一種である。本明細書におい
て、「ＬＥＤ」は電子と正孔との再結合を経て発光するキャリア注入型の素子を指す。ま
た、「板材」は、複数の発光素子が形成される光源基板や複数の発光素子を封止する封止
基板を含む概念である。また、隙間を埋めている層についてその「屈折率」とは、隙間内
の部分を形成している材料の屈折率を意味する。また、隙間充填層が第１隙間および第２
隙間を埋めている場合、その「屈折率」は、第１隙間を埋めている第１層の屈折率および
第２隙間を埋めている第２層の屈折率を意味する。第１層の屈折率と第２層の屈折率とは
、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、集束性レンズアレイは、屈折率分
布型レンズアレイの一種であり、その一例としては、ＳＬＡが挙げられる。
上記の露光装置によれば、発光装置と集束性レンズアレイとの間に、透光部材が介在し
ていることにより、発光装置からの出射光のうち集束性レンズアレイに進入する光の割合
を増やすことが可能である。また、透光部材と発光装置との間の第１隙間、および透光部
材と集束性レンズアレイとの間の第２隙間の片方または両方が、隙間充填層により埋めら
れているから、第１隙間および第２隙間の両方に空気が充填されている形態や、第１隙間
が存在せずに第２隙間に空気が充填されている形態、第２隙間が存在せずに第１隙間に空
気が充填されている形態に比較して、発光素子からの光の反射ロスを低減することができ
る。よって、発光素子からの光の損失を低減することが可能である。この低減の程度は、
片方が埋められている形態よりも両方が埋められている形態の方が大きい。
また、上記の露光装置によれば、隙間充填層の屈折率が１．４７以上１．５１１以下で
あるため、結像サイズ比が十分に小さくなる。したがって、発光素子のサイズを大きくし
つつも、十分に鮮明な像を結像可能である。このことから明らかなように、上記の露光装
置によれば、発光素子を十分に高い輝度で発光させることなく、光パワーを十分に大きく
保つことができる。
以上より、上記の露光装置によれば、光パワーを十分に大きく保って鮮明な像を結ぶこ
と及び長寿命を達成可能である。
【０００５】
本発明に係る別の露光装置は、一方向に沿って配列された複数の発光素子と光透過性の
板材とを有し、前記複数の発光素子からの光が前記板材を透過して出射する発光装置と、
発光装置からの出射光の一部を透過させて正立の実像を結像可能な複数の屈折率分布型レ
ンズが配列されてなり、前記複数の屈折率分布型レンズが結ぶ像が１つの連続した像を構
成する集束性レンズアレイと、前記発光装置と前記集束性レンズアレイとの間に介在して
いる光透過性の透光部材と、屈折率が前記板材または前記透光部材よりも低く、前記発光
装置と透光部材との隙間および前記透光部材と前記集束性レンズアレイとの隙間の片方ま
たは両方を埋めている光透過性の隙間充填層と、を備える。
この露光装置によれば、発光装置と集束性レンズアレイとの間に透光部材が介在してお
り、かつ、透光部材と発光装置との間の第１隙間、および透光部材と集束性レンズアレイ
との間の第２隙間の片方または両方が、隙間充填層により埋められているから、発光素子
からの光の損失を低減することができる。また、この露光装置によれば、隙間充填層の屈
折率が板材または透光部材よりも低いため、結像サイズ比が十分に小さくなるから、発光
素子を十分に高い輝度で発光させることなく、光パワーを十分に大きく保つことができる
。よって、この露光装置によれば、光パワーを十分に大きく保って鮮明な像を結ぶこと及
び長寿命を達成可能である。
【０００６】
上記の各露光装置において、前記透光部材の屈折率は、１．５１５以上２未満である、
ようにしてもよいし、前記板材の屈折率は、１．５１５以上２未満である、ようにしても
よいし、両屈折率が共に１．５１５以上２未満である、ようにしてもよい。これらの露光
装置の各々によれば、上述した効果をより確実に得ることができる。なぜなら、後述の実
験の結果から、透光部材および板材（光源基板）の片方または両方の屈折率が１．５１５
以上であれば、隙間充填層の屈折率が１．４７以上１．５１１以下の場合または板材また
は透光部材よりも低い場合に、結像サイズ比が著しく小さくなる、と推定される一方、透
光部材および板材の片方または両方の屈折率が２以上の場合には界面反射による光の損失
が多すぎて光パワーを十分に大きく保てなくなってしまうことが分かっているからである
。
【０００７】
上記の各露光装置において、隙間充填層は接着剤から形成されている、ようにしてもよ
い。この形態の露光装置では、隙間充填層が、発光装置（板材）と透光部材とを接着によ
って接合する接合層として機能するから、構成が簡素となり、製造が容易となる。
【０００８】
上記の各露光装置において、前記屈折率分布型レンズの、透過光が出射する面には、反
射防止処理が施されている、ようにしてもよい。この態様によれば、上記面での光の反射
が抑制されるから、発光素子からの光の利用効率がさらに向上する。なお、反射防止処理
としては、ＡＲ（Anti Reflection）コーティングやモスアイ（Moth Eye）構造化を例示
することができる。
【０００９】
また、本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記像担持体の帯
電された面に前記露光装置からの光を照射して潜像を形成する、上記の各露光装置と、前
記潜像にトナーを付着させて顕像を形成する現像器とを備え、前記顕像を他の物体に転写
することを特徴とする画像形成装置を提供する。この画像形成装置によれば、上記の各露
光装置を用いるから、可用性が向上するとともに、高解像度で高品位な画像を形成するこ
とができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の各図面においては、
各部の寸法の比率を便宜的に実際のものとは相違させている。
【００１１】
＜露光装置＞
図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置１０の概略を示す斜視図である。図に例示
された露光装置１０は、電子写真方式を利用した画像形成装置における感光体ドラム１１
０の外周面（像形成面）に光を照射して潜像を書き込むライン型の光ヘッドとして用いら
れる。
【００１２】
露光装置１０は、光源からの光を出射させる発光パネル（発光装置）２１と、発光パネ
ル２１と感光体ドラム１１０との間に介在する集束性レンズアレイ２４と、発光パネル２
１と集束性レンズアレイ２４との間に介在する透光部材２７と、発光パネル２１と透光部
材２７との間に介在する第１隙間充填層２３と、透光部材２７と集束性レンズアレイ２４
との間に介在する第２隙間充填層２５とを備える。
【００１３】
図２は、発光パネル２１の平面図である。図１および図２に示すように、発光パネル２
１は、光源となる複数の発光素子２２と、複数の発光素子２２が形成された光源基板（板
材）２１１を有する。光源基板２１１は、ガラスやプラスチックなどの光透過性の材料か
ら形成された厚み０．５ｍｍ程度の長尺状の板材であり、その長手方向を感光体ドラム１
１０の回転軸と略平行に向けた姿勢に固定される。光源基板２１１（を形成している材料
）の屈折率は１．５１５以上２未満である。これは、屈折率が１．５１５以上の光源基板
２１１については後述の実験により効果が確認されていることと、光源基板２１１の屈折
率が２未満であれば界面反射による光の損失を十分に少なく抑えることができることに拠
る。
【００１４】
複数の発光素子２２は、光源基板２１１の最も広い二つの面（表面および裏面）のうち
の一方の面（表面）上に、光源基板２１１の長手方向（感光体ドラム１１０の回転軸の方
向）に沿って一列に配列されている。これは一例であり、例えば、２列以上であってもよ
いし、複数列かつ千鳥状であってもよい。各発光素子２２を光源基板２１１に垂直な方向
からみたときの外形は、直径が約４０μｍ程度の略円形である。これは一例であり、例え
ば、略楕円形または略長方形であってもよい。
【００１５】
発光素子２２はＯＬＥＤであり、図４に示されるように、相互に対向する第１電極２２
１と第２電極２２２との間隙に発光層２２４が介在する構造となっている。発光層２２４
は、有機ＥＬ材料からなる膜体であり、第１電極２２１と第２電極２２２との電位差（換
言すると第１電極２２１と第２電極２２２とにわたって流れる電流）に応じた輝度で発光
する。発光層２２４からみて光源基板２１１側に位置する第１電極２２１は、ＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）など光透過性の導電材料によって形成されている。一方、第２電極２２
２は、アルミニウムや銀といった導電材料によって形成されている。
【００１６】
また、発光パネル２１は、複数の発光素子２２を封止して外気から保護する封止基板２
１２を有する。封止基板２１２は、ガラスやプラスチック、金属等の材料から形成された
長尺状の部材であり、長手方向を一致させて光源基板２１１に接合され、光源基板２１１
の表面上に閉空間を画定している。複数の発光素子２２は、この閉空間内に存在する。な
お、封止基板を用いない形態の封止（例えば膜による封止）を採用することも可能である
。
【００１７】
本実施の形態では、複数の発光素子２２からの光が光源基板２１１を透過して出射する
ボトムエミッション型の発光パネル２１を採用しているが、本実施の形態を変形して、複
数の発光素子２２からの光が封止基板を透過して出射光となるトップエミッション型の発
光パネルを採用することも可能である。この場合、本実施の形態において光源基板２１１
に課される屈折率の制約は、封止基板（板材）に課されることになる。
【００１８】
図１の透光部材２７は、ガラスやプラスチック等の光透過性の材料から形成された長尺
状の部材であり、長手方向を一致させて光源基板２１１に接合されている。ただし、光源
基板２１１と透光部材２７との間には高さが略均一な隙間がある。以降、この隙間を「第
１隙間」と称する。透光部材２７（を形成している材料）の屈折率は１．５１５以上２未
満である。これは、屈折率が１．５１５以上の透光部材２７については後述の実験により
効果が確認されていることと、透光部材２７の屈折率が２未満であれば界面反射による光
の損失を十分に少なく抑えることができることに拠る。
【００１９】
第１隙間は、第１隙間充填層２３によって埋められている。第１隙間充填層２３は、光
透過性の接着剤から形成された層状の部材であり、光源基板２１１および透光部材２７に
密着し、両者を接合している。第１隙間充填層２３は、例えば、第１隙間に光透過性の接
着剤を充填して固化させることにより形成可能である。第１隙間充填層２３（を形成して
いる接着剤）の屈折率は１．４７以上１．５１１以下である。これは、屈折率が１．５１
５以上の透光部材２７については後述の実験により効果が確認されていることに拠る。
【００２０】
図３は、集束性レンズアレイ２４の構成を示す斜視図である。同図に示すように、集束
性レンズアレイ２４は、実像を結ぶ複数の屈折率分布型レンズ（Gradient  Index  lens:
GRIN  lens）２４１を含む長尺状の部材である。集束性レンズアレイ２４には、物体側
の作動距離（Ｌ０）と像側の作動距離（Ｌ１）が定められている。Ｌ０＝Ｌ１である。Ｌ
０およびＬ１については後述する。
【００２１】
屈折率分布型レンズ２４１は、発光パネル２１からの出射光の一部を透過させて発光パ
ネル２１上の像の正立の実像を像面に結像可能であり、複数の屈折率分布型レンズ２４１
は、これらの屈折率分布型レンズ２４１が結ぶ像が１つの連続した像を構成するように、
各々の中心軸（光軸）を光源基板２１１と略垂直な方向に向けた姿勢で、集束性レンズア
レイ２４の長手方向（感光体ドラム１１０の回転軸の方向）に沿って二列かつ千鳥状に配
列されている。これは一例であり、例えば単列または３列以上であってもよい。
【００２２】
屈折率分布型レンズ２４１は、高さ４．３ｍｍ程度の略円柱状に成形された光透過性の
部材であり、中心軸（光軸）での屈折率が高く中心軸から周縁に向かって離れるほど屈折
率が低くなるように横断面内にて屈折率が分布する。本実施の形態における屈折率分布型
レンズ２４１は、中心軸における屈折率が１．６４であり周縁における屈折率が１．３１
である。この種の集束性レンズアレイ２４に発光パネル２１からの出射光を透過させるこ
とによって、発光パネル２１上の像に対する正立像が感光体ドラム１１０の外周面に結像
される。集束性レンズアレイ２４としては、ＳＬＡがある。
【００２３】
各屈折率分布型レンズ２４１の感光体ドラム１１０側の端面（光出射面）には、光の界
面反射を抑制するための反射防止処理が施されている。この反射防止処理としては、ＡＲ
（Anti Reflection）コーティングやモスアイ（Moth Eye）構造化が挙げられる。
【００２４】
集束性レンズアレイ２４は、長手方向を一致させて透光部材２７に接合されている。た
だし、集束性レンズアレイ２４と透光部材２７との間には高さが略均一な隙間がある。以
降、この隙間を「第２隙間」と称する。第２隙間は、第２隙間充填層２５によって埋めら
れている。第２隙間充填層２５は、光透過性の接着剤から形成された層状の部材であり、
集束性レンズアレイ２４および透光部材２７に密着し、両者を接合している。第２隙間充
填層２５は、例えば、第２隙間に光透過性の接着剤を充填して固化させることにより形成
可能である。第２隙間充填層２５を形成している接着剤は、第１隙間充填層２３を形成し
ているものと同一である。
【００２５】
図４は、発光している一つの発光素子２２の発光層２２４内の点Ｐから発して屈折率分
布型レンズ２４１を透過する光の光路に注目して各部の構成を示す断面図である。この図
に示すように、点Ｐから発した光の一部は、第１電極２２１、第１隙間充填層２３、透光
部材２７、第２隙間充填層２５および集束性レンズアレイ２４（複数の屈折率分布型レン
ズ２４１）を順に透過して感光体ドラム１１０の外周面に到達する。これと同様に、当該
発光層２２４内の他の点から発した光の一部も、感光体ドラム１１０の外周面に到達する
。これらの到達光により、当該発光素子２２の発光により発光パネル２１上に現れた像の
正立像が形成される。この正立像は「スポット像」と呼ばれる。以降、スポット像の直径
をスポット径Ｒと称する。上述と同様に、発光している他の発光素子２２についてもスポ
ット像が形成される。こうして、感光体ドラム１１０の外周面のうち、複数の発光素子２
２に対向するライン状の領域には、スポット像を構成要素とする１つの連続した像が形成
される。この像は、単位時間内における複数の発光素子２２の発光／非発光により発光パ
ネル２１上に現れた像の正立像となっており、潜像となる。
【００２６】
上記の作用を導くため、発光パネル２１と集束性レンズアレイ２４との配置は、集束性
レンズアレイ２４の物体側の作動距離であるＬ０に応じて定められている。Ｌ０は、基本
的には、最適な結像を可能とする、光源と屈折率分布型レンズ２４１との間隔と一致する
。最適な結像とは、理想的には、潜像が正立等倍像となり、かつ、スポット像が正立等倍
像となることをいう。ただし、Ｌ０は、光源から発して屈折率分布型レンズ２４１へ入射
する光が空気中のみを通過することを前提に定められている。したがって、露光装置１０
のように、光源と屈折率分布型レンズ２４１との間に空気よりも屈折率が高い物質が介在
する構成では、最適な結像を可能とする間隔はＬ０よりも長くなる。よって、図４に示す
ように、各発光素子２２と集束性レンズアレイ２４との距離ｄは、Ｌ０よりも長くなって
いる。
【００２７】
上記の作用を導くためには、露光装置１０と感光体ドラム１１０との配置を、集束性レ
ンズアレイ２４の像側の作動距離であるＬ１に応じて定める必要がある。Ｌ１は、基本的
には、最適な結像を可能とする、像面と屈折率分布型レンズ２４１との間隔と一致する。
Ｌ１もまた、屈折率分布型レンズ２４１から出射して感光体ドラム１１０に到達する光が
空気中のみを通過することを前提に定められている。
【００２８】
図４に示すように、発光パネル２１からの光は、透光部材２７において、角度θで発散
しながら進行する。透光部材２７の屈折率は空気の屈折率よりも大きいから、角度θは、
透光部材２７の代わりに空気の層が存在する構成において当該層内を進行する光の発散角
度よりも小さくなる。したがって、露光装置１０では、発光パネル２１から屈折率分布型
レンズ２４１に入射する光の入射角が小さくなり、屈折率分布型レンズ２４１の光入射面
での反射により失われる光が少なくなる。
また、露光装置１０によれば、透光部材２７と発光パネル２１との間の第１隙間が第１
隙間充填層２３により、透光部材２７と集束性レンズアレイ２４との間の第２隙間が第２
隙間充填層２５により埋められているから、第１隙間および第２隙間の両方に空気が充填
されている形態はもちろん、第１隙間および第２隙間のいずれか一方に空気が充填されて
いる形態に比較しても、界面反射により失われる光が少なくなる。
以上より、露光装置１０によれば、発光パネル２１からの出射光のうち集束性レンズア
レイ２４に進入する光の割合を増やすことが可能である。
また、各屈折率分布型レンズ２４１の光出射面には反射防止処理が施されているから、
この処理が施されていない形態に比較して、界面反射により失われる光が少なくなる。
よって、露光装置１０によれば、発光パネル２１からの光の損失を十分に低減すること
が可能である。
【００２９】
また、上記の露光装置によれば、第１隙間充填層２３および第２隙間充填層２５の屈折
率が１．４７以上１．５１１以下であるため、各発光素子２２に関する結像サイズ比（各
発光素子２２の直径に対するそのスポット径Ｒの比）が十分に小さくなる。このことは、
発光素子２２を発光させてそのスポット像の面積を顕微分析法によって計測する実験によ
り裏付けられている。この実験では、上記の計測を、第１隙間充填層２３および第２隙間
充填層２５の屈折率を変化させて繰り返し行った。
【００３０】
図５は、上記の実験の計測データをまとめた表であり、図６はその折れ線グラフである
。これらの計測データは、光源基板２１１および透光部材２７の屈折率が共に１．５１５
の場合（図６の点線）と１．５８の場合（図６の実線）の各々について、第１隙間充填層
２３および第２隙間充填層２５の屈折率を共に変化させて得られたものである。第１隙間
充填層２３および第２隙間充填層２５の屈折率が１の場合の計測データは、第１隙間充填
層２３および第２隙間充填層２５に代えて空気の層を用いることにより得られている。な
お、屈折率が１．５１５の光源基板２１１および透光部材２７は、例えばSchott社から提
供されるガラス（商品名「BK7」）を用いて形成可能である。
【００３１】
図７は、上記の実験の別の計測データをまとめた表であり、図８はその折れ線グラフで
ある。これらの計測データは、光源基板２１１の屈折率を１．５１５に固定した条件下で
、透光部材２７の屈折率が１．５８の場合（図８の実線）と１．６６３の場合（図８の点
線）の各々について、第１隙間充填層２３および第２隙間充填層２５の屈折率を共に変化
させて得られたものである。第１隙間充填層２３および第２隙間充填層２５の屈折率が１
の場合の計測データの取得方法については前述の通りである。なお、屈折率が１．６６３
の透光部材２７は、例えばSchott社から提供されるガラス（商品名「BAFN11」）を用いて
形成可能である。
【００３２】
図５〜図８に示されるように、スポット径Ｒ（スポット像の面積）は、第１隙間充填層
２３および第２隙間充填層２５の屈折率が１．４７６以上１．５０７７以下の場合に著し
く小さくなっている。そして、これらの図から、第１隙間充填層２３および第２隙間充填
層２５の屈折率が１．４７以上１．５１１以下であればスポット径Ｒが著しく小さくなる
、と推定可能である。また、これらの図から、スポット径Ｒが著しく小さくなる第１隙間
充填層２３および第２隙間充填層２５の屈折率の範囲は、光源基板２１１の屈折率にも、
透光部材２７の屈折率にも、光源基板２１１と透光部材２７との屈折率の異同にも依存し
ない、と推定可能である。
【００３３】
上記の実験において、光源基板の屈折率および透光部材の屈折率はいずれも１．５１５
以上である。したがって、図５〜図８から、スポット径Ｒは、第１隙間充填層２３および
第２隙間充填層２５の屈折率が、共に、光源基板２１１の屈折率および透光部材２７の屈
折率の片方または両方よりも低い場合に、著しく小さくなる、とも推定可能である。この
推定に拠って本実施の形態を変形し、第１隙間充填層２３および第２隙間充填層２５の屈
折率を上記の範囲（１．４７以上１．５１１以下）外としてもよい。
【００３４】
上記のいずれの推定に拠っても、露光装置１０によれば各発光素子２２に関する結像サ
イズ比が十分に小さくなる、ということに変わりはない。なお、上記の実験においては、
第１隙間充填層２３および第２隙間充填層２５の厚みを共に１０μｍに固定し、各発光素
子２２と集束性レンズアレイ２４との距離ｄについても固定とした。そして、第１隙間充
填層２３の屈折率または第２隙間充填層２５の屈折率を変化させる際には、潜像が発光パ
ネル２１上に現れる像の等倍像となるように、透光部材２７の厚みを調整した。しかし、
これらは一例であり、例えば、上記の範囲（１．４７以上１．５１１以下）は、第１隙間
充填層２３および第２隙間充填層２５の厚みやその異同に依存しないことが分かっている
。
【００３５】
上述したように、本実施の形態によれば、各発光素子２２について結像サイズ比が十分
に小さくなるから、光パワー（外周面への照射光の強度）を十分に大きくするために発光
素子２２のサイズを大きくしても、スポット径Ｒが十分に小さくなり、鮮明な潜像が得ら
れる。つまり、発光素子２２を十分に高い輝度で発光させることなく、光パワーを十分に
大きく保つことができる。以上より、露光装置１０によれば、光パワーを十分に大きく保
って鮮明な像を結ぶこと及び長寿命を達成可能である。
【００３６】
また、第１隙間充填層２３は、発光パネル２１からの出射光を透過させる透光層である
だけでなく、光源基板２１１と透光部材２７とを接着によって接合する接合層をも兼ねて
いる。これと同様に、第２隙間充填層２５も透光層および接合層を兼ねている。よって、
露光装置１０は、構成が簡素で、製造が容易なものとなっている。もちろん、第１隙間充
填層２３および第２隙間充填層２５の片方または両方が透光層および接合層を兼ねないよ
うにしてもよい。そのような隙間充填層を形成する材料としては、例えばマッチングオイ
ルが挙げられる。
【００３７】
図５〜図８から推定可能な事項は、上述した事項に限らない。例えば、透光部材の屈折
率が１．５１５以上１．６６３以下であれば、隙間充填層の屈折率が前述の範囲内にある
場合に、スポット径Ｒが著しく小さくなる、と推定可能である。また例えば、光源基板の
屈折率が１．５１５以上１．５８以下であれば、隙間充填層の屈折率が前述の範囲内にあ
る場合に、スポット径Ｒが著しく小さくなる、と推定可能である。また例えば、隙間充填
層の屈折率が前述の範囲内にある場合にスポット径Ｒが小さくなる程度は、透光部材およ
び光源基板の片方または両方の屈折率が高いほど大きくなる、と推定可能である。そして
、これらの事項、および光源基板２１１および透光部材２７の屈折率が２未満であるため
に界面反射による光の損失が十分に少なく抑えられているという事実から、透光部材およ
び光源基板の片方または両方の屈折率が１．５１５以上２未満であれば、隙間充填層の屈
折率が前述の範囲内にある場合に、スポット径Ｒが著しく小さくなる、と推定可能である
。
【００３８】
これらの事項に基づいて、本実施の形態を変形してもよい。例えば、透光部材の屈折率
を１．５１５以上２未満に限定した形態としてもよいし、１．５１５以上１．６６３以下
に限定した形態としてもよい。また例えば、光源基板の屈折率を１．５１５以上２未満に
限定した形態としてもよいし、１．５１５以上１．５８以下に限定した形態としてもよい
。また例えば、透光部材の屈折率および光源基板の屈折率を、共に、１．５１５以上２未
満に限定した形態としてもよいし、１．５１５以上１．５８未満に限定した形態としても
よい。
【００３９】
本実施の形態を変形し、例えば、第１隙間充填層２３の屈折率と第２隙間充填層２５の
屈折率とを異ならせてもよい。また例えば、発光パネル２１と透光部材２７とを直接的に
接合した第１隙間が無い構成や、透光部材２７と集束性レンズアレイ２４とを直接的に接
合した第２隙間が無い構成が考慮される。言い換えれば、前者の場合には第１隙間充填層
２３が存在せず、後者の場合には第２隙間充填層２５が存在しないことになる。また例え
ば、第１隙間および第２隙間が存在する構成において、第１隙間充填層２３および第２隙
間充填層２５の片方を省略した構成が考慮される。また例えば、光源の発光素子として、
無機ＥＬ素子または無機ＬＥＤを備えるようにしてもよい。つまり、光源の発光素子とし
て、電気エネルギを受けて発光する固体の発光層を電極で挟んでなる任意の素子を採用可
能である。
【００４０】
＜画像形成装置＞
図９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。
【００４１】
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，１０
Ｙは、上述した露光装置１０またはその変形例に係る露光装置である。
【００４２】
図９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。
【００４３】
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，１１
０Ｃ，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。
【００４４】
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ＯＬＥＤ素子１４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
ＯＬＥＤ素子１４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。
【００４５】
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１１
０（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。
【００４６】
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。
【００４７】
図１０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１０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。
【００４８】
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１
６７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１
６７は、露光装置１０またはその変形例に係る露光装置であり、複数の発光素子１４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、上記の複数の発光素子１４により光を感光体ドラムに照射することにより行
う。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、露光ヘッド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、露光ヘッド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。
【００５２】
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。
【００５３】
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１
７５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
。
【００５４】
上記の各画像形成装置は、光ヘッドとして光パワーを十分に大きく保って鮮明な像を結
ぶことができる長寿命の露光装置を用いているから、可用性が向上するとともに、高解像
度で高品位な画像を形成することができる。以上、露光装置１０またはその変形例に係る
露光装置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
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にも応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置１０の概略を示す斜視図である。
【図２】露光装置１０を構成する発光パネル２１の平面図である。
【図３】露光装置１０を構成する集束性レンズアレイ２４の構成を示す斜視図である。
【図４】露光装置１０の各部の構成を示す断面図である。
【図５】実験により得られた計測データをまとめた表である。
【図６】図５の表に対応する折れ線グラフである。
【図７】実験により得られた別の計測データをまとめた表である。
【図８】図７の表に対応する折れ線グラフである。
【図９】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。
【図１０】本発明の実施の形態に係る別の画像形成装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…露光装置、２２…発光素子、２１…発光パネル（発光装置）、２１１…光源基板
、２１２…封止基板、２３…第１隙間充填層、２４…集束性レンズアレイ、２４１…屈折
率分布型レンズ、２５…第２隙間充填層、２７…透光部材、１１０…感光体ドラム（像担
持体）。
【図１】
2007253375.tif 000003
【図２】
2007253375.tif 000004
【図３】
2007253375.tif 000005
【図４】
2007253375.tif 000006
【図５】
2007253375.tif 000007
【図６】
2007253375.tif 000008
【図７】
2007253375.tif 000009
【図８】
2007253375.tif 000010
【図９】
2007253375.tif 000011
【図１０】
2007253375.tif 000012