(57)【要約】【課題】ガラス基板にレンズを配したレンズアレイの離型性向上を可能とする技術を提供する。【解決手段】ガラス基板に対して樹脂で形成されたレンズを設けたレンズアレイを備える。レンズアレイでは、複数のレンズを第１方向に並べたレンズ行が、第１方向に直交もしくは略直交する第２方向に複数並んでおり、ガラス基板のうちのレンズが設けられた領域をレンズエリアとしたとき、レンズエリアの第１方向における第１方向幅Ｗl1と第２方向における第２方向幅Ｗl2とが次式、Ｗl1＞Ｗl2を満たす関係にある。結像光学系の光軸を含んだ第１方向のレンズ切断面において、レンズ外周部の曲率は、レンズ中心の曲率と逆の符号を有する、あるいは、レンズ中心の曲率よりも小さい絶対値を有する。【選択図】図１９
2009196345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板に樹脂で形成された第１のレンズと、
第１の方向に発光素子が配設された発光素子基板と、を備え、
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面の前記第１のレンズの形状は、前記第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第１のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さいことを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記ガラス基板に、前記第１のレンズと、樹脂製の第２のレンズとが、前記第１方向に配設されたレンズアレイを有し、
前記第１レンズの前記光軸を含む前記第１方向の断面の前記第２のレンズの形状は、前記第２のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第２のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さい請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記ガラス基板は、前記第１のレンズに対して、前記第１方向とは異なる方向に配設された樹脂製の第３のレンズを有し、
前記第３のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面の前記第３のレンズの形状は、前記第３のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第３のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さい請求項１または２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記ガラス基板は、前記第３のレンズの前記第１方向に配設された樹脂製の第４のレンズを有し、
前記第４のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面の前記第４のレンズの形状は、前記第４のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第４のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さい請求項３記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記ガラス基板の前記第１の方向に配設された第２のガラス基板に樹脂製の第５のレンズを有し、
前記第５のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面の前記第５のレンズの形状は、前記第５のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第５のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さい請求項１ないし４のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面形状は、前記第１のレンズの外周部と光軸とで曲率の符号が反転している請求項１ないし５のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記第１のレンズは、
【数１】
2009196345.tif 000009
の関係を有する請求項１ないし５のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項８】
前記第１のレンズの直径は、０．５[mm]以上である請求項１ないし７のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項９】
前記第１のレンズは、前記第１方向における直径と前記第２方向における直径とが異なる請求項１ないし７のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１０】
前記発光素子と前記第１のレンズとの間に絞りが設けられている請求項１ないし９のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１１】
前記第１のレンズは光硬化性樹脂で形成されている請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１２】
前記ガラス基板は、前記第１方向の幅が前記第２方向の幅より長い請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１３】
前記発光素子は、有機ＥＬ素子である請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１４】
前記有機ＥＬ素子は、ボトムエミッション型である請求項１３記載のラインヘッド。
【請求項１５】
ガラス基板に樹脂で形成されたレンズ、及び発光素子が前記第１方向に配設された発光素子基板を有する露光部と、
前記露光部により潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像と、を備え
前記レンズの光軸を含む前記第１方向の断面の形状は、前記レンズの外周部の曲率の絶対値より前記レンズの光軸の曲率の絶対値が小さい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】
この発明は、ガラス基板に樹脂で形成されたレンズと、発光素子が配設された発光素子基板とを備えたラインヘッド、および該ラインヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなラインヘッドとしては、複数の発光素子に対して一つのレンズを設けるとともに、発光素子からの光をレンズにより結像して、潜像担持体表面等の像面を露光するラインヘッドが知られている。例えば、特許文献１に記載のラインヘッドでは、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ（同特許文献における発光ダイオード素子アレイに設けられた複数の発光ダイオードに相当）が、長手方向に複数並べられている。そして、レンズアレイでは各発光素子グループ毎にレンズが設けられており、発光素子グループはレンズに向けて光ビームを射出する。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８０１８３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２７６８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レンズ直径を大きく取ること等を目的として、複数のレンズを長手方向（第１方向）に複数並べたレンズ行を、幅方向（第２方向）に複数並べてレンズアレイを構成することができる。つまり、このレンズアレイでは、複数のレンズが２次元的に配置されている。また、このレンズアレイの作成は、レンズ形状に応じて凹部が形成された、いわゆる金型を用いて行うことができる。例えば特許文献２では、ガラス基板と金型（同文献の型１１２）とを当接させた状態で凹部に光硬化性樹脂が充填されるとともに、光硬化性樹脂が光照射により固められることで、ガラス基板にレンズが形成される。そして、光硬化性樹脂が固まったところで、金型がレンズおよびガラス基板から離される（離型）。そして、この離型動作は、レンズ形成の際の温度変化により樹脂であるレンズが変形することで、効率的に実行される。つまり、温度変化によりレンズが収縮することでレンズが金型から離れるため、レンズアレイを金型から容易に離型させることができる。
【０００５】
しかしながら、ガラス基板を用いたレンズアレイは、離型性の観点から次のような問題があった。つまり、一般的にガラスの線膨張率は低いため、ガラスを基材とするガラス基板は温度変化に対する収縮量が小さい。したがって、上述した温度変化に伴うレンズの収縮がガラス基板に妨げられて、レンズが金型から速やかに離れずに、良好な離型性を実現することが困難である場合があった。そして、その結果、レンズに欠陥が発生したり、レンズ特性がレンズ毎でばらついたりするとの様々な問題が引き起こされる恐れがあった。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ガラス基板に樹脂製のレンズを配したレンズアレイの離型性向上を可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかるラインヘッドは、上記目的を達成するために、ガラス基板に樹脂で形成された第１のレンズと、第１の方向に発光素子が配設された発光素子基板と、を備え、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面の第１のレンズの形状は、第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも第１のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さいことを特徴としている。
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、ガラス基板に樹脂で形成されたレンズ、及び発光素子が第１方向に配設された発光素子基板を有する露光部と、露光部により潜像が形成される潜像担持体と、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像と、を備えレンズの光軸を含む第１方向の断面の形状は、レンズの外周部の曲率の絶対値よりレンズの光軸の曲率の絶対値が小さいことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明（ラインヘッド、画像形成装置）では、ガラス基板に樹脂でレンズを形成しており、金型をレンズおよびガラス基板から離型する際には第１方向から金型の離型が行われるため、離型時にはレンズおよびガラス基板に対して不均一な応力がかかる。つまり、離型時には第１方向に比較的大きな応力がレンズおよびガラス基板にかかる。そこで、本発明では、レンズの光軸を含む第１方向の断面の第１のレンズは、第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも第１のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さいという形状を有している。したがって、第１方向におけるレンズ外周部における接線角度が小さく抑えられており、このレンズ外周部は金型から離れやすい形状を有している。その結果、このようなレンズとガラス基板によりレンズアレイを構成した場合、当該レンズアレイの離型性を向上させることができる。なお、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面形状を、第１のレンズの外周部と光軸とで曲率の符号が反転した形状に仕上げてもよい。
【００１０】
また、より高精細な露光動作等を目的として、上記レンズに対して第１方向に樹脂製の第２のレンズを配設したり、上記レンズに対して第３のレンズを第１方向と異なる方向に配設したり、第３のレンズに対して第４のレンズを第１方向に配設してもよく、これらのレンズについても、上記と同様に構成することで、レンズ外周部が金型から離れやすくなり、レンズアレイの離型性が向上する。
【００１１】
また、第１方向に長いラインヘッドを得るためには、レンズアレイを第１方向に延設する必要がある。これに対応するために、上記レンズアレイに対して第２のレンズアレイを第１方向に配設してもよい。つまり、複数のレンズアレイを第１方向に配設してラインヘッドの長尺化に対応してもよい。この場合にも、第５のレンズについても、上記と同様に構成することで、レンズ外周部が金型から離れやすくなり、レンズアレイの離型性が向上する。
【００１２】
また、第１のレンズが、
【００１３】
【数２】
2009196345.tif 000003
の関係を有するように構成してもよい。
【００１４】
また、レンズの直径が０．５[mm]以上であるラインヘッドに対しては、本発明を適用することが特に好適である。なぜなら、このラインヘッドでは、レンズアレイは０．５[ｍｍ]以上と比較的大きなレンズを有することとなり、離型性が悪化する可能性がある。そこで、本発明を適用して、レンズアレイの離型性の向上を図ることが好適であるからである。
【００１５】
また、レンズでは、第１方向における直径と第２方向における直径とが異なるように構成しても良い。なんとなれば、このようにレンズを構成することで、レンズ設計の自由度が向上して、良好なレンズ特性が容易に得ることが可能となるからである。
【００１６】
また、発光素子とレンズとの間に絞りが設けられているように構成しても良い。なんとなれば、レンズに対する不要な光の入射が抑制されて、良好な露光動作が実現可能となるからである。
【００１７】
また、レンズは光硬化性樹脂で形成されても良い。なんとなれば、光硬化性樹脂は光を照射することで速やかに硬化させることができる。したがって、簡便にレンズを形成することができるため、レンズアレイの作成工程を簡素化して、レンズアレイのコスト低下可能となるからである。
【００１８】
また、ガラス基板が、第１方向の幅が第２方向の幅より長いレンズエリアを有し、レンズエリア内にレンズが配設される場合には、第１方向においてはレンズエリアの温度変化による収縮量は比較的大きい。しかしながら、本発明では、上記したようにレンズエリアの温度変化による収縮量が比較的大きい第１方向において、レンズ外周部は金型から離れやすい形状を有している。その結果、レンズアレイの離型性が向上される。
【００１９】
また、発光素子が有機ＥＬ素子であるラインヘッドに対しては、本発明を適用することが特に好適である。つまり、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた場合、ＬＥＤ等を用いた場合と比較して発光素子の光量が少ない。特に、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を発光素子として用いた場合はなおさらである。したがって、十分な光をレンズに取り込むためにレンズ直径を大きくする必要が生じる場合がある。しかしながら、レンズ直径を大きくしたことで、上述のような離型性が悪化する可能性があった。これに対して本発明を適用した場合、レンズ外周部における接線角度が小さく抑えられて、各レンズは金型から離れやすい形状を有することとなる。その結果、レンズ直径を大きくした場合であっても、レンズアレイの離型性の向上が可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下では、最初に本明細書で用いる用語について説明する（「Ａ．用語の説明」の項参照）。この用語の説明に続いて、本発明の適用対象であるラインヘッドを装備した画像形成装置の基本構成（「Ｂ．基本構成」の項参照）、および該ラインヘッドの基本動作（「Ｃ．基本動作」の項参照）について説明する。そして、これらの基本構成および基本動作の説明に続いて、本実施形態にかかるラインヘッドのレンズアレイに求められる構成（「Ｄ．レンズアレイに求められる構成」の項参照）について説明するとともに、本発明の実施形態におけるレンズアレイが備える構成（「Ｅ．本実施形態におけるレンズアレイの構成」の項参照）について説明する。
【００２１】
Ａ．用語の説明
図１および図２は、本明細書で用いる用語の説明図である。ここで、これらの図を用いて本明細書において用いる用語について整理する。本明細書では、感光体ドラム２１の表面（像面ＩＰ）の搬送方向を副走査方向ＳＤと定義し、該副走査方向ＳＤに直交あるいは略直交する方向を主走査方向ＭＤと定義している。また、ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応し、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１の表面（像面ＩＰ）に対して配置されている。
【００２２】
レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳに一対一の対応関係でヘッド基板２９３に配置された、複数（図１および図２においては８個）の発光素子２９５１の集合を、発光素子グループ２９５と定義する。つまり、ヘッド基板２９３において、複数の発光素子２９５１からなる発光素子グループ２９５は、複数のレンズＬＳのそれぞれに対して配置されている。また、発光素子グループ２９５からの光ビームが該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳにより結像されて、像面ＩＰに形成される複数のスポットＳＰの集合を、スポットグループＳＧと定義する。つまり、複数の発光素子グループ２９５に一対一で対応して、複数のスポットグループＳＧを形成することができる。また、各スポットグループＳＧにおいて、主走査方向ＭＤおよび副走査方向ＳＤに最上流のスポットを、特に第１のスポットと定義する。そして、第１のスポットに対応する発光素子２９５１を、特に第１の発光素子と定義する。
【００２３】
また、図２の「像面上」の欄に示すように、スポットグループ行ＳＧＲ、スポットグループ列ＳＧＣを定義する。つまり、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポットグループＳＧをスポットグループ行ＳＧＲと定義する。そして、複数行のスポットグループ行ＳＧＲは、所定のスポットグループ行ピッチＰsgrで副走査方向ＳＤに並んで配置される。また、副走査方向ＳＤにスポットグループ行ピッチＰsgrで且つ主走査方向ＭＤにスポットグループピッチＰsgで並ぶ複数（同図においては３個）のスポットグループＳＧをスポットグループ列ＳＧＣと定義する。なお、スポットグループ行ピッチＰsgrは、副走査方向ＳＤに互いに隣接する２つのスポットグループ行ＳＧＲそれぞれの幾何重心の、副走査方向ＳＤにおける距離である。また、スポットグループピッチＰsgは、主走査方向ＭＤに互いに隣接する２つのスポットグループＳＧそれぞれの幾何重心の、主走査方向ＭＤにおける距離である。
【００２４】
同図の「レンズアレイ」の欄に示すように、レンズ行ＬＳＲ、レンズ列ＬＳＣを定義する。つまり、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数のレンズＬＳをレンズ行ＬＳＲと定義する。そして、複数行のレンズ行ＬＳＲは、所定のレンズ行ピッチＰlsrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで且つ長手方向ＬＧＤにレンズピッチＰlsで並ぶ複数（同図においては３個）のレンズＬＳをレンズ列ＬＳＣと定義する。なお、レンズ行ピッチＰlsrは、幅方向ＬＴＤに互いに隣接する２つのレンズ行ＬＳＲそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、レンズピッチＰlsは、長手方向ＬＧＤに互いに隣接する２つのレンズＬＳそれぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００２５】
同図の「ヘッド基板」の欄に示すように、発光素子グループ行２９５Ｒ、発光素子グループ列２９５Ｃを定義する。つまり、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の発光素子グループ２９５を発光素子グループ行２９５Ｒと定義する。そして、複数行の発光素子グループ行２９５Ｒは、所定の発光素子グループ行ピッチＰegrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤに発光素子グループ行ピッチＰegrで且つ長手方向ＬＧＤに発光素子グループピッチＰegで並ぶ複数（同図においては３個）の発光素子グループ２９５を発光素子グループ列２９５Ｃと定義する。なお、発光素子グループ行ピッチＰegrは、幅方向ＬＴＤに互いに隣接する２つの発光素子グループ行２９５Ｒそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、発光素子グループピッチＰegは、長手方向ＬＧＤに互いに隣接する２つの発光素子グループ２９５それぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００２６】
同図の「発光素子グループ」の欄に示すように、発光素子行２９５１Ｒ、発光素子列２９５１Ｃを定義する。つまり、各発光素子グループ２９５において、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の発光素子２９５１を発光素子行２９５１Ｒと定義する。そして、複数行の発光素子行２９５１Ｒは、所定の発光素子行ピッチＰelrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤに発光素子行ピッチＰelrで且つ長手方向ＬＧＤに発光素子ピッチＰelで並ぶ複数（同図においては２個）の発光素子２９５１を発光素子列２９５１Ｃと定義する。なお、発光素子行ピッチＰelrは、幅方向ＬＴＤに互いに隣接する２つの発光素子行２９５１Ｒそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、発光素子ピッチＰelは、長手方向ＬＧＤに互いに隣接する２つの発光素子２９５１それぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００２７】
同図の「スポットグループ」の欄に示すように、スポット行ＳＰＲ、スポット列ＳＰＣを定義する。つまり、各スポットグループＳＧにおいて、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数のスポットＳＰをスポット行ＳＰＲと定義する。そして、複数行のスポット行ＳＰＲは、所定のスポット行ピッチＰsprで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤにスポットピッチＰsprで且つ長手方向ＬＧＤにスポットピッチＰspで並ぶ複数（同図においては２個）のスポットをスポット列ＳＰＣと定義する。なお、スポット行ピッチＰsprは、副走査方向ＳＤに互いに隣接する２つのスポット行ＳＰＲそれぞれの幾何重心の、副走査方向ＳＤにおける距離である。また、スポットピッチＰspは、主走査方向ＭＤに互いに隣接する２つのスポットＳＰそれぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００２８】
Ｂ．基本構成
図３は本発明の適用対象であるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図である。また、図４は図３の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図３は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣはエンジンコントローラＥＣに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに与える。また、このヘッドコントローラＨＣは、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２９】
画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット７、転写ベルトユニット８および給紙ユニット１１もハウジング本体３内に配設されている。また、図３においてハウジング本体３内右側には、２次転写ユニット１２、定着ユニット１３、シート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット１１は、装置本体１に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット１１および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００３０】
画像形成ユニット７は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンダ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、主走査方向ＭＤに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム２１を設けている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム２１の表面に形成する。感光体ドラムは、軸方向が主走査方向ＭＤに略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送されることとなる。また、感光体ドラム２１の周囲には、回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８が有する転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションＫで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図３において、画像形成ユニット７の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００３１】
帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って感光体ドラム２１に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を帯電させる。
【００３２】
ラインヘッド２９は、その長手方向が主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向が副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１に対して配置されており、ラインヘッド２９の長手方向は主走査方向ＭＤと略平行となっている。ラインヘッド２９は、長手方向に並べて配置された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム２１から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に対して光が照射されて、該表面に静電潜像が形成される。
【００３３】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してラインヘッド２９により形成された静電潜像が顕在化される。
【００３４】
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に１次転写される。
【００３５】
また、この実施形態では、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１の１次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００３６】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図３において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され図示矢印Ｄ８１の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを備えている。これらの１次転写ローラ８５は、それぞれ１次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図３に示すように全ての１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に１次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで上記１次転写バイアス発生部から１次転写ローラ８５に１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してカラー画像を形成する。
【００３７】
一方、モノクロモード実行時は、４個の１次転写ローラ８５のうち、カラー１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間させるとともにモノクロ１次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーションＫに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションＫのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーションＫとの間にのみ１次転写位置ＴＲ1が形成される。そして、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部からモノクロ１次転写ローラ８５Ｋに１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００３８】
さらに、転写ベルトユニット８は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。また、この下流ガイドローラ８６は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーションＫの感光体ドラム２１に当接して形成する１次転写位置ＴＲ1での１次転写ローラ８５Ｋと感光体ドラム２１との共通内接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３９】
駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ８１の方向に循環駆動するとともに、２次転写ローラ１２１のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３mm程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１２１を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ８２と２次転写ローラ１２１との当接部分（２次転写位置ＴＲ２）へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００４０】
給紙ユニット１１は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って２次転写位置ＴＲ２に給紙される。
【００４１】
２次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３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１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が２次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００４２】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、２次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ８３が移動する場合は、ブレード対向ローラ８３と一緒にクリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３も移動することとなる。
【００４３】
図５は、本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図６は、図５に示したラインヘッドの幅方向断面図である。上述した通り、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、ラインヘッド２９は感光体ドラム２１に対して配置されている。なお、長手方向ＬＧＤと幅方向ＬＴＤは、互いに直交もしくは略直交している。後述するように、このラインヘッド２９では、ヘッド基板２９３に複数の発光素子が形成されており、各発光素子は感光体ドラム２１の表面に向けて光ビームを射出する。そこで、本明細書では、長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤに直交する方向であって、発光素子から感光体ドラム表面に向う方向を、光ビームの進行方向Ｄoaとする。この光ビームの進行方向Ｄoaは、後述する光軸ＯＡと平行もしくは略平行である。
【００４４】
ラインヘッド２９は、ケース２９１を備えるとともに、かかるケース２９１の長手方向ＬＧＤの両端には、位置決めピン２９１１とねじ挿入孔２９１２が設けられている。そして、かかる位置決めピン２９１１を、感光体ドラム２１を覆うとともに感光体ドラム２１に対して位置決めされた感光体カバー（図示省略）に穿設された位置決め孔（図示省略）に嵌め込むことで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔２９１２を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔（図示省略）にねじ込んで固定することで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決め固定される。
【００４５】
ケース２９１の内部には、ヘッド基板２９３、絞り板２９８および２枚のレンズアレイ２９９（２９９Ａ，２９９Ｂ）が配置されている。ヘッド基板２９３の表面２９３−hにはケース２９１の内側が当接する一方、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tには裏蓋２９１３が当接している。この裏蓋２９１３は、固定器具２９１４によりヘッド基板２９３を介してケース２９１内部に押圧されている。つまり、固定器具２９１４は、裏蓋２９１３をケース２９１内部側（図６における上側）に押圧する弾性力を有しており、かかる弾性力により裏蓋が押圧されることで、ケース２９１の内部が光密に（換言すれば、ケース２９１内部から光が漏れないように、及び、ケース２９１の外部から光が侵入しないように）密閉される。なお、固定器具２９１４は、ケース２９１の長手方向ＬＧＤに複数箇所設けられている。
【００４６】
ヘッド基板２９３の裏面２９３−tには、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ２９５が設けられている。ヘッド基板２９３はガラス等の光透過性部材で形成されており、発光素子グループ２９５の各発光素子が射出した光ビームは、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tから表面２９３−hへと透過可能である。この発光素子はボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子であり、封止部材２９４により覆われている。
【００４７】
ヘッド基板２９３に対しては、絞り板２９８が台座２９６Ａを介して対向配置される。この絞り板２９８には発光素子グループ２９５毎に絞り開口２９８１が穿設されており、発光素子グループ２９５から射出された光ビームは、この絞り開口２９８１により絞られる。また、絞り板２９８の光ビームの進行方向Ｄoa側には、２枚のレンズアレイ２９９が並んで配置されている。つまり、レンズアレイ２９９Ａが台座２９６Ｂを介して絞り板２９８に対向配置されており、さらに、レンズアレイ２９９Ｂが台座２９６Ｃを介してレンズアレイ２９９Ａに対向配置されている。これら２枚のレンズアレイ２９９Ａ，２９９Ｂそれぞれには、発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが設けられており、発光素子グループ２９５からの光ビームはレンズＬＳに入射する。このように、ラインヘッド２９では、ヘッド基板２９３、絞り板２９８、レンズアレイ２９９Ａおよびレンズアレイ２９９Ｂの各部材が、この順番で光ビームの進行方向Ｄoaに並んで配置されており、各部材の間に台座２９６が設けられている。
【００４８】
図７はレンズアレイの斜視図である。また、図８はレンズアレイの平面図であり、光ビームの進行方向Ｄoaから見た場合に相当する。レンズアレイ２９９はガラスで構成されたガラス基板２９９１を有している。このガラス基板２９９１は、長手方向ＬＧＤに長尺な形状を有している。ガラス基板２９９１の裏面２９９１−tにはレンズエリアＬＡが設けられており、このレンズエリアＬＡに対して上記レンズＬＳが複数形成されている。このレンズエリアＬＡの長手方向ＬＧＤにおける長手方向幅Ｗl1（第１方向幅）と、幅方向ＬＴＤにおける幅方向幅Ｗl2（第２方向幅）とは、次式
Ｗl1＞Ｗl2
とを満たす関係にあり、レンズエリアＬＡは長手方向ＬＧＤに長尺な形状を有している。また、幅方向ＬＴＤにおいて、レンズアレイＬＡの外側には、座面突起２９９３，２９９５およびアライメントマーク２９９７が取り付けられている。このアライメントマーク２９９７は、ラインヘッド２９を組み立てる際に、レンズアレイ２９９と他の部材との位置合わせに用いられる。また、座面突起２９９３の幅方向ＬＴＤの端部には、当接面２９９３Ｆが形成されている。そして、レンズアレイ２９９がケース２９１に取り付いた状態において、座面突起２９９３の当接面２９９３Ｆがケース２９１の内部に当接する。これにより、レンズアレイ２９９がケース２９１に対して位置決めされる。また、レンズアレイ２９９をケース２９１に取り付ける前に、座面突起２９９３より高さの低い座面突起２９９５に開口絞りを接着などの方法により取り付けて、レンズアレイと開口絞りを一体部品とすることで、レンズと開口絞りを精度良く配置することが可能となり、ラインヘッド２９の高精度な組立てが可能となる。なお、本実施形態では、複数のレンズアレイ２９９が長手方向ＬＧＤに並んでいる。つまり、例えば、日本工業規格Ａ３の用紙に対応する画像形成装置に搭載するラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤにおいて３００[ｍｍ]程度の長さが必要となる。しかしながら、レンズ金型加工寸法の制限等によりレンズエリアＬＡの長さが３００[ｍｍ]のレンズアレイを製造することは困難である。そこで、この実施形態では、複数のレンズアレイ２９９が長手方向ＬＧＤに並べて配置されている。
【００４９】
このようなレンズアレイ２９９は、例えば図９に示す方法により形成することができる。つまり、ガラス基板（光透過性基板）２９９１の裏面（レンズ形成面）２９９１−t上に光硬化性樹脂９１が供給される。この供給量はレンズＬＳに対応した量に調整されている。これに続いて、レンズＬＳの形状に応じた凹部９２を有する金型９３がガラス基板２９９１の裏面２９９１−tに対して当接し、さらに押圧される。これによって、金型９３とガラス基板２９９１との間には光硬化性樹脂９１が充填される。そして、ガラス基板２９９１の表面２９９１−h側からＵＶ光線が照射されて光硬化性樹脂９１が硬化して、ガラス基板２９９１にレンズＬＳが形成される（同図（ｂ））。
【００５０】
次に、レンズアレイ２９９から金型９３が離型される。この実施形態で採用しているガラス基板２９９１は、長手方向ＬＧＤの幅が幅方向ＬＴＤの幅よりも長い、いわゆる長尺形状を有している。したがって、ガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから金型９３を均等に離間させて離型を行うことは事実上不可能であるため、同図（ｃ）に示すように、まず最初に長手方向ＬＧＤにおける金型９３の一方端（同図の左手端部）をガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから剥がし、その一方端をさらにガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから離間させることで長手方向ＬＧＤの一方側（同図の左手側）から他方側（同図の右手側）に順番に離型させている。そして、金型９３の他方端（同図の右手端部）がガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから離間することで離型処理が完了する（同図（ｄ））。このようにしてレンズアレイ２９９を形成しているため、離型時にはレンズＬＳおよびガラス基板２９９１に対して不均一な応力がかかってしまう。つまり、離型時には長手方向ＬＧＤに比較的大きな応力がレンズＬＳおよびガラス基板２９９１にかかる。
【００５１】
図１０はヘッド基板の裏面の構成を示す図であり、ヘッド基板の表面から裏面を見た場合に相当する。また、図１１は、ヘッド基板裏面に設けられた発光素子グループの構成を示す図である。なお、図１０において、レンズＬＳが二点鎖線で示されているが、これはレンズＬＳに対して発光素子グループ２９５が一対一で設けられていることを示すためのものであり、レンズＬＳがヘッド基板裏面に配置されていることを示すものではない。図１０に示すように、発光素子グループ２９５は８個の発光素子２９５１をグループ化して構成されている。そして、各発光素子グループ２９５において、８個の発光素子２９５１は次のように配置されている。つまり、図１１に示すように、発光素子グループ２９５では、長手方向ＬＧＤに沿って４個の発光素子２９５１を並べて発光素子行２９５１Ｒが構成されるとともに、２個の発光素子行２９５１Ｒが幅方向ＬＴＤに発光素子行ピッチＰelrで並んで設けられている。また、各発光素子行２９５１Ｒは長手方向ＬＧＤに相互にずれており、各発光素子２９５１の長手方向ＬＧＤにおける位置は互いに異なる。そして、このように構成された発光素子グループ２９５は、長手方向ＬＧＤに長手発光素子グループ幅Ｗ295gmを有するとともに、幅方向ＬＴＤに幅発光素子グループ幅Ｗ295gsを有しており、長手発光素子グループ幅Ｗ295gmは、幅発光素子グループ幅Ｗ295gsよりも大きい。
【００５２】
また、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tでは、このように構成された発光素子グループ２９５が複数配置されている。つまり、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に３個の発光素子グループ２９５を配置した発光素子グループ列２９５Ｃが、長手方向ＬＧＤに沿って複数並んでいる。換言すれば、長手方向ＬＧＤに複数の発光素子グループ２９５を並べて発光素子グループ行２９５Ｒが構成されるとともに、３行の発光素子グループ行２９５Ｒが幅方向ＬＴＤに設けられている。また、各発光素子グループ行２９５Ｒは長手方向ＬＧＤに互いにずらして配置されており、各発光素子グループ２９５の長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＥは互いに異なる。このように本実施形態では、ヘッド基板２９３において複数の発光素子グループ２９５が２次元的に配置されている。なお、同図においては、発光素子グループ２９５の位置は発光素子グループ２９５の重心位置で代表されており、発光素子グループ２９５の長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＥは、発光素子グループ２９５の位置から長手方向軸ＬＧＤに下ろした垂線の足で表されている。
【００５３】
このようにしてヘッド基板２９３に形成された各発光素子２９５１は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路等からの駆動を受けて、互いに等しい波長の光ビームを射出する。この発光素子２９５１の発光面はいわゆる完全拡散面光源であり、発光面から射出される光ビームはランバートの余弦則に従う。
【００５４】
図１２は、レンズアレイの平面図であり、像面側（図６における上側）からレンズアレイを見た場合に相当する。レンズアレイ２９９では、発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが設けられている。つまり、同図が示すように、レンズアレイ２９９では、幅方向ＬＴＤの異なる位置に配された３個のレンズＬＳからなるレンズ列ＬＳＣが、長手方向ＬＴＤに複数並んでいる。換言すれば、レンズアレイ２９９では、長手方向ＬＧＤに複数のレンズＬＳを並べてレンズ行ＬＳＲが構成されるとともに、３行のレンズ行ＬＳＲが幅方向ＬＴＤに設けられている。また、各レンズ行ＬＳＲは長手方向ＬＧＤに互いにずらして配置されており、各レンズＬＳの長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＬは互いに異なる。このように、レンズアレイ２９９において複数のレンズＬＳは２次元的に配置されている。なお、同図においては、レンズＬＳの位置は、レンズＬＳのレンズ面ＬＳＦの中心で代表されており、レンズＬＳの長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＬは、レンズＬＳの中心から長手方向軸ＬＧＤに下ろした垂線の足で表されている。
【００５５】
図１３は、レンズアレイおよびヘッド基板等の長手方向の断面図であり、レンズアレイに形成されたレンズＬＳの光軸を含む長手方向断面を示している。上述の通り、レンズアレイ２９９は長手方向ＬＧＤに長尺であるガラス基板２９９１を有しており、このガラス基板表面２９９１−hは平坦な形状である一方、ガラス基板裏面２９９−tには発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが形成されている。したがって、裏面２９９−tには、レンズＬＳが形成されて有限の曲率を有する部分と、レンズＬＳが形成されずに無限大の曲率を有する平端部ＰＬとが存在することになる。
【００５６】
このラインヘッド２９では、このような構成を有するレンズアレイ２９９が２枚（２９９Ａ，２９９Ｂ）光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されており、光の進行方向Ｄoaに並ぶ２枚のレンズＬＳ1，ＬＳ2が発光素子グループ２９５毎に配置されることとなる（図５、図６、図１３）。また、互いに同じ発光素子グループ２９５に対応する第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2それぞれのレンズ中心を通る光軸ＯＡ（図１３二点鎖線）は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに直交もしくは略直交している。ここで、光ビームの進行方向Ｄoaの上流側のラインヘッド２９９ＡのレンズＬＳが第１レンズＬＳ1であり、光ビームの進行方向Ｄoaの下流側のラインヘッド２９９ＡのレンズＬＳが第２レンズＬＳ2である。このように、本実施形態では、複数のレンズアレイ２９９が光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されているため、光学設計の自由度を向上させることが可能となっている。
【００５７】
また、光ビームの進行方向Ｄoaにおいてレンズアレイ２９９Ａ，２９９Ｂの上流側には、絞り板２９８が設けられており、この絞り板２９８には絞り開口２９８１が発光素子グループ２９５毎に穿設されている。なお、絞り板２９８において、絞り開口２９８１およびその周縁部分を「絞り２９８２」と称することとする。つまり、この絞り２９８２は発光素子グループ２９５毎に設けられる。このように絞り２９８２を設けることで、レンズＬＳに対する不要な光ビームの入射が抑制されている。
【００５８】
このように、ラインヘッド２９は、絞り板２９８、第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2を有する結像光学系を備えている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、絞り開口２９８１を通過した光ビームが、第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2により結像される。こうして、光ビームは第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2により結像されて、感光体ドラム表面（像面）にスポットＳＰが形成される。一方、上述のとおり、感光体ドラム表面は、スポット形成に先立って帯電部２３により帯電されている。したがって、スポットＳＰが形成された領域は除電されて、スポット潜像Ｌspが形成される。そして、このように形成されたスポット潜像Ｌspは感光体ドラム表面に担持されながら、副走査方向ＳＤの下流側へと搬送される。そして、次の「Ｃ．基本動作」の項で説明するように、スポットＳＰは感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで形成されて、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポット潜像Ｌspが形成される。
【００５９】
Ｃ．基本動作
図１４はラインヘッドにより形成されるスポットを説明するための斜視図である。なお、図１４においてレンズアレイ２９９の記載は省略されている。図１４に示すように、各発光素子グループ２９５は、主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる露光領域ＥＲにスポットグループＳＧを形成可能である。ここで、スポットグループＳＧは、発光素子グループ２９５の全発光素子２９５１が同時発光して形成される複数のスポットＳＰの集合である。同図に示すように、主走査方向ＭＤに連続する露光領域ＥＲにスポットグループＳＧを形成可能である３個の発光素子グループ２９５は、幅方向ＬＴＤに相互にずらして配置されている。つまり、例えば、主走査方向ＭＤに連続する露光領域ＥＲ_1，ＥＲ_2，ＥＲ_3にスポットグループＳＧ_1，ＳＧ_2，ＳＧ_3を形成可能である３個の発光素子グループ２９５_1，２９５_2，２９５_3は、幅方向ＬＴＤに相互にずらして配置されている。これら３個の発光素子グループ２９５は発光素子グループ列２９５Ｃを構成し、複数の発光素子グループ列２９５Ｃが長手方向ＬＧＤに沿って並ぶ。その結果、図７の説明の際にも述べたが、３行の発光素子グループ行２９５Ｒ_A，２９５Ｒ_B，２９５Ｒ_Cが幅方向ＬＴＤに並ぶとともに、各発光素子グループ行２９５Ｒ_A等は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置にスポットグループＳＧを形成する。
【００６０】
つまり、このラインヘッド２９では、複数の発光素子グループ２９５（例えば、発光素子グループ２９５_1，２９５_2，２９５_3）は、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に配置されている。そして、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に配置された各発光素子グループ２９５は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置にスポットグループＳＧ（例えば、スポットグループＳＧ_1，ＳＧ_2，ＳＧ_3）を形成する。
【００６１】
換言すれば、このラインヘッド２９では、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に複数の発光素子２９５１が配置されている（例えば、発光素子グループ２９５_1に属する発光素子２９５１と、発光素子グループ２９５_2に属する発光素子２９５１とは、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に配置されている）。そして、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に配置された各発光素子２９５１は、副走査方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置にスポットＳＰを形成する（例えば、スポットグループＳＧ_1に属するスポットＳＰと、スポットグループＳＧ_2に属するスポットＳＰとは、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置に形成される）。
【００６２】
このように、発光素子２９５１によって副走査方向ＳＤにおけるスポットＳＰの形成位置が異なる。したがって、複数のスポット潜像Ｌspを主走査方向ＭＤに並べて形成するためには（つまり、複数のスポット潜像Ｌspを副走査方向ＳＤにおいて同じ位置に形成するためには）、かかるスポット形成位置の違いを考慮する必要がある。そこで、このラインヘッド２９では、各発光素子２９５１は感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで発光する。
【００６３】
図１５は、上述のラインヘッドによるスポット形成動作を示す図である。以下に、図１０、図１４、図１５を用いてラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。概略的には、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）が副走査方向ＳＤに移動するとともに、ヘッド制御モジュール５４（図４）が感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで発光素子２９５１を発光させることで、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポット潜像Ｌspが形成される。
【００６４】
まず、幅方向ＬＴＤに最上流の発光素子グループ２９５_1，２９５Ａ4等に属する発光素子行２９５１Ｒ（図１４）のうち、幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、レンズＬＳにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットＳＰが形成される。なお、レンズＬＳは倒立特性を有し、発光素子２９５１からの光ビームは倒立して結像される。こうして、図１５の「１回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Ｌspが形成される。なお、同図において、白抜きの丸印は、未だ形成されておらず今後形成される予定のスポット潜像を表す。また、同図において、符号２９５_1〜２９５_4でラベルされたスポット潜像は、それぞれに付された符号に対応する発光素子グループ２９５により形成されるスポット潜像であることを示す。
【００６５】
次に、同発光素子グループ２９５_1，２９５Ａ4等に属する発光素子行２９５１Ｒのうち、幅方向ＬＴＤの上流側の発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームはレンズＬＳにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットＳＰが形成される。こうして、図１５の「２回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Ｌspが形成される。ここで、幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒから順番に発光させたのは、レンズＬＳが倒立特性を有することに対応するためである。
【００６６】
次に、幅方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５_2等に属する発光素子行２９５１Ｒのうち幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームはレンズＬＳにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットＳＰが形成される。こうして、図１５の「３回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Ｌspが形成される。
【００６７】
次に、幅方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５_2等に属する発光素子行２９５１Ｒのうち幅方向ＬＴＤの上流側の発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームはレンズＬＳにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットＳＰが形成される。こうして、図１５の「４回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Ｌspが形成される。
【００６８】
次に、幅方向上流側から３番目の発光素子グループ２９５_3等に属する発光素子行２９５１Ｒのうち幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームはレンズＬＳにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットＳＰが形成される。こうして、図１５の「５回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Ｌspが形成される。
【００６９】
そして最後に、幅方向上流側から３番目の発光素子グループ２９５_3に属する発光素子行２９５１Ｒのうち幅方向ＬＴＤの上流側の発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームはレンズＬＳにより結像されて、感光体ドラム表面にスポットＳＰが形成される。こうして、図１５の「６回目」のハッチングパターンの位置にスポット潜像Ｌspが形成される。このように、１〜６回目までの発光動作を実行することで、副走査方向ＳＤの上流側のスポットＳＰから順番にスポットＳＰが形成されて、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポット潜像Ｌspが形成される。
【００７０】
Ｄ．レンズアレイに求められる構成
上述の通り、レンズアレイ２９９では、複数のレンズＬＳが２次元的に配置されている。そこで、このようなレンズアレイ２９９に求められる構成について考える。一般的に知られているように、光の回折の影響から、エアリーディスク強度がゼロとなる直径ａは、次式、
ａ＝１．２２×λ／ＮＡimg
＝１．２２×λ／ｓｉｎ（θ）  …式１
に従って決まる。ここで、λは光ビームの波長であり、ＮＡimgは像側開口数であり、θは開口角（半角）である。よって、像面でのスポットＳＰの形状には、光源としての発光素子２９５１の形状および光学系の収差から決まる形状に加えて、回折の影響による太りが生じる。この式１によると、開口角（半角）が８[°]かつ波長が６３０[ｎｍ]の場合における、スポットＳＰの太りは５．５[μｍ]程度となる。これは解像度が１２００ｄｐｉ（dots per inch）の場合における画素ピッチ（換言すれば隣接して形成されるスポット潜像Ｌsp間のピッチ）の２５％以上に相当する。したがって、高解像度の光書込を行なうとの観点からは、スポット形状に対する回折の影響が、これ以上大きくならないことが望まれる。すなわち、像側開口角（半角）を８[°]程度よりも大きくすることで、回折によるスポットＳＰの太りを抑制することが好適である。
【００７１】
また、ラインヘッド２９は、像面（被照射面）に近接して使用されるが、部品の干渉や放電等の不具合を避けるために、最低限のクリアランスＳ（ラインヘッド２９と像面との間隔）が必要となる。感光体ドラム２１の表面の振れ等により生じるクリアランスＳの変動により書込位置変動（感光体ドラム表面におけるスポットＳＰの位置の変動）が発生し難いように像側テレセントリックな光学系を採用した場合、次式
Ｗlpm≧２×Ｓ×ｔａｎ（θ）×ｍ／（ｍ−１）  …式２
が満たされる必要がある。ここで、ｍはレンズ行ＬＳＲの個数（行数）である。また、Ｗlpmは、光学系最終面での光線通過領域ＬＰの主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）における幅である。なお、光学系最終面とは最も非像面側にある光学面であり、図１１に示した光学系においてはレンズアレイ２９９Ｂのガラス基板表面２９９１−hが光学系最終面に相当する。また、光線通過領域ＬＰとは、注目する光学面において光ビームが通過する範囲である。なお、式２の導出については後述する。
【００７２】
実際のレンズアレイ製造時において、レンズ外周近傍は面の精度が出しづらい傾向にある。したがって、レンズ直径ＤＭは、光線通過領域幅ＬＰに数１０[μｍ]程度の余裕を持たせた大きさであることが望まれる。ここで、レンズ直径の余裕をαとすると、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）におけるレンズ直径ＤＭｍ（主走査レンズ直径ＤＭm）は、次式、
ＤＭｍ＝Ｗlpm＋α  …式３
で与えられる。さらに、レンズアレイ２９９において隣接するレンズＬＳ間での干渉を抑制するためには、主走査レンズ直径ＤＭｍに対して、主走査方向ＭＤにおけるスポットグループＳＧの幅Ｗsgm（主走査スポットグループ幅Ｗsgm）は、次式、
Ｗsgm＞ＤＭm／ｍ  …式４
で定められる範囲に設定される必要がある。したがって、像側開口角θが８[°]であり、クリアランスＳが１[ｍｍ]であり、レンズ直径の余裕αが０．１[ｍｍ]であるとすると、レンズ直径および主走査スポットグループ幅Ｗsgmは次のようになる。すなわち、レンズ行ＬＳＲの行数ｍ＝２の場合は、ＤＭm＞０．６６[ｍｍ]、かつ、Ｗsgm＞ＤＭm／２＝０．３３[ｍｍ]となる必要がある。また、レンズ行ＬＳＲの行数ｍ＝３の場合は、ＤＭm＞０．５２[ｍｍ]、かつ、Ｗsgm＞ＤＭm／３＝０．１７３[ｍｍ]となる必要がある。また、レンズ行ＬＳＲの行数ｍ＝４の場合は、ＤＭm＞０．４７[ｍｍ]、かつ、Ｗsgm＞ＤＭm／４＝０．１１７５[ｍｍ]となる必要がある。このように、レンズ直径は０．５[ｍｍ]程度以上のレンズを２次元的に配置した構成を、レンズアレイ２９９は備える必要がある。
【００７３】
ここで、式２を導出しておく。この式２は、スポットグループとレンズ径とが満たすべき関係から導出される。そこで、図１６を用いてスポットグループに関する量について説明した後に、図１７、図１８を用いて式２の導出を行なう。図１６は、像面に形成されるスポットグループを示す図である。図１６に示すように、スポットグループＳＧは、主走査方向ＭＤに主走査スポットグループ幅Ｗsgmを有するとともに、副走査方向ＳＤに副走査スポットグループ幅Ｗsgsを有する。図１６に示すように、この主走査スポットグループ幅Ｗsgmは、隣接する露光領域ＥＲに形成される２つのスポットグループＳＧ（例えば、図１２におけるスポットグループＳＧ１、ＳＧ２）それぞれの第１スポットＳＰ1の間のピッチとして求めることができる。ここで、第１スポットＳＰ1は、各スポットグループＳＧにおいて主走査方向ＭＤの最上流にあるスポットＳＰである。
【００７４】
図１７は、スポットグループとレンズ径等との関係を示す図であり、図１８は、スポットグループと光線通過領域との関係を示す図である。図１７の「レンズアレイ」の欄では、レンズＬＳと、レンズＬＳにおける光線通過領域ＬＰとの関係が示されている。また、レンズＬＳの主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）における直径が主走査レンズ径ＤＭmとして表されるとともに、レンズＬＳの副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）における直径が副走査レンズ径ＤＭsとして表されている。さらに、光線通過領域ＬＰの主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）における幅が主走査通過領域幅Ｗlpmとして表されるとともに、光線通過領域ＬＰの副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）における幅が副走査通過領域幅Ｗlpsとして表されている。なお、図１１に示したように、発光素子グループ２９５において、長手発光素子グループ幅Ｗ295gmは幅発光素子グループ幅Ｗ295gsよりも大きい。したがって、これに対応して、主走査通過領域幅Ｗlpmは副走査通過領域幅Ｗlpsよりも大きい。また、図１７の「感光体ドラム表面」の欄では、感光体ドラム表面（像面）に形成されるスポットグループＳＧが表される。なお、同欄の二点鎖線は、各スポットグループを形成するレンズＬＳを感光体ドラム表面に投影したものである。
【００７５】
レンズ行ＳＧＲにおいて隣接するレンズＬＳ間のピッチ（行内レンズピッチ）は、（ｍ×Ｗsgm）と表せる。レンズＬＳを配列するためには、この行内レンズピッチは、各レンズにおける光線通過領域ＬＰの主走査方向ＭＤの幅Ｗlpmよりも大きい必要があるので、次式
Ｌ≦ｍ×Ｗsgm  …式５
が満たされる必要がある。また、像面（被照射面）とラインヘッド２９との距離の変動に起因した、スポットＳＰの形成位置（ビームスポットＳＰの入射位置）の変動を抑制するために、像側が略テレセントリックとなるように光学系を構成した場合、次式、
Ｗlpm／２≧Ｗsgm／２＋Ｓ×ｔａｎ（θ）
が成立する。この式の両辺を２倍すると、次式、
Ｗlpm≧Ｗsgm＋２×Ｓ×ｔａｎ（θ）  …式６
が得られる。横軸Ｗsgm、縦軸Ｗlpmとして式５と式６をプロットすると、図１８に示すようになり、両式を満たすのは図１６の斜線範囲となる。そして、図１８における２線の交点を求め、斜線部に対応するＷlpmの取りうる範囲を求めると、次式、
Ｗlpm≧２×Ｓ×ｔａｎ（θ）×ｍ／（ｍ−１）  …式２
が導出される。
【００７６】
Ｅ．本実施形態におけるレンズアレイの構成
上記したようにレンズアレイ２９９を製造するために金型９３を用いており、その離型時には長手方向ＬＧＤに比較的大きな応力がレンズＬＳおよびガラス基板２９９１にかかってしまう。したがって、レンズ外周部を金型９３から離れやすい形状に仕上げることがレンズアレイ２９９の離型性を向上させる上で重要となる。
【００７７】
また、上記した検討より、グループ化された発光素子グループ２９５毎に１つのレンズＬＳを設けるとともに、このレンズＬＳを２次元的に配置したレンズアレイ２９９を構成するためには、レンズ直径は０．５[ｍｍ]程度以上とする必要がある。つまり、レンズアレイ２９９においては、０．５[ｍｍ]というマイクロレンズとしては比較的大きなレンズ直径を有するレンズＬＳが２次元的に配置されこととなり、凹凸形状が密に並ぶこととなる。このように、凹凸形状が密に並んだレンズアレイ２９９は、レンズアレイ形成に際して金型の離型性が低下する傾向にある。特に、上記実施形態のように、ガラス基板２９９１に対してンズＬＳを樹脂で形成したレンズアレイ２９９は、離型性の観点から次のような問題があった。つまり、一般的にガラスの線膨張率は低いため、ガラスを基材とするガラス基板２９９１は温度変化に対する収縮量が小さい。したがって、温度変化に伴うレンズＬＳの収縮がガラス基板２９９１に妨げられて、レンズＬＳが金型から速やかに離れずに、良好な離型性を実現することが困難である場合があった。そして、その結果、レンズＬＳに欠陥が発生したり、レンズ特性がレンズＬＳ毎でばらついたりするとの様々な問題が引き起こされる恐れがあった。
【００７８】
そこで、本実施形態では、結像光学系の光軸ＯＡを含んだ長手方向ＬＧＤのレンズ切断面において、レンズ外周部ＯＣの曲率は、レンズ中心ＣＴの曲率と逆の符号を有する、あるいは、レンズ中心ＣＴの曲率よりも小さい絶対値を有する。したがって、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ外周部ＯＣにおける接線角度が小さく抑えられており、このレンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。しかも、ガラス基板２９９１のうちのレンズが設けられた領域をレンズエリアＬＡとしたとき、レンズエリアＬＡの長手方向における長手方向幅Ｗl1と幅方向ＬＴＤにおける幅方向幅Ｗl2とが次式、
Ｗl1＞Ｗl2
を満たす関係にある。したがって、長手方向ＬＧＤにおいては、ガラス基板２９９１に設けられたレンズエリアＬＡの温度変化による収縮量は比較的大きい。つまり、この実施形態では、レンズエリアＬＡの温度変化による収縮量が比較的大きい長手方向ＬＧＤにおいて、レンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。その結果、レンズアレイ２９９の離型性の向上が可能となっている。これらの内容について以下に詳述する。なお、特に断らない限り、「レンズ切断面」、「レンズ断面」、および「レンズの断面」とは何れも、光軸ＯＡを含むレンズＬＳの断面を表すものとする。
【００７９】
図１９は、レンズのレンズ中心を含む長手方向断面を示す図であり、レンズＬＳの光軸ＯＡを含んでいる。同図に示すレンズＬＳbあるいはレンズＬＳcが、本発明にかかるレンズに相当する。レンズＬＳaは、本発明にかかるレンズとの比較のために記載されている。レンズレンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは、いずれもガラス基板表面２９９１−tに形成されている。同図において、レンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは、それぞれのレンズ中心が一致するように重ねて記載されており、レンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは互いに等しい大きさのサグを有する。また、各レンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは、レンズ中心ＣＴにおいて互いに等しい曲率半径Ｒaを有する。
【００８０】
同図において、レンズＬＳaの曲率中心ＣＣは曲率中心ＣＣaとして表されており、レンズＬＳbの曲率中心ＣＣは曲率中心ＣＣbとして表されており、レンズＬＳcの曲率中心ＣＣは曲率中心ＣＣcとして表されている。また、本明細書における曲率ＣＶは、次のように定義できる（図１９の四角囲み参照）。つまり、曲率ＣＶ（ＣＶa，ＣＶb，ＣＶc）の絶対値は曲率半径Ｒ（Ｒa，Ｒb，Ｒc）の逆数である。また、レンズＬＳのレンズ面よりも光ビームの進行方向Ｄoaの先の空間（方向Ｄoaの下流側）に曲率中心ＣＣある場合は、該曲率中心ＣＣで与えられる曲率ＣＶは正である。一方、レンズＬＳのレンズ面よりも光ビームの進行方向Ｄoaの手前側（方向Ｄoaの上流側）に曲率中心ＣＣある場合は、該曲率中心ＣＣで与えられる曲率ＣＶは負である。
【００８１】
さらに、同図において、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズＬＳaの外周部ＯＣには符合ＯＣaが付されており、レンズＬＳbの外周部ＯＣには符合ＯＣbが付されており、レンズＬＳcの外周部ＯＣには符合ＯＣcが付されている。なお、本明細書において、レンズＬＳの外周部ＯＣは、次のように定義される。つまり、平端部ＰＬを含む平坦な平坦面ＰＬＳとレンズＬＳとの境界がレンズ外周部である。換言すれば、本実施形態では、ガラス基板２９９１に対してレンズＬＳとしての樹脂が形成されているため、樹脂とガラス基板２９９１との境界がレンズ外周部ＯＣに相当する。なお、後にレンズ外周部における接線角度を用いた説明を行なう。そこで、この接線角度について定義しておく。
【００８２】
図２０は、レンズ外周部における接線角度の定義図面であり、レンズ中心を含む断面を示している。まず、レンズ外周部ＯＣにおけるレンズ面ＬＳＦに対する接線をＴＬとする。次に、レンズＴＬと平坦面ＰＬＳとが交差してできる角度のうち、レンズ側にできる角度を角度β1、β2とする。そして、これらの角度β1，β2のうち、レンズ中心側にできる角度β1が接線角度である。このとき、角度β1は、次式、
０°＜β1＜９０°
の範囲の値をとりうる。また、接線傾きはｔａｎ（β1）で与えられるものとする。
【００８３】
図１９が示すように、レンズＬＳaでは、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ中心ＣＴにおける曲率とレンズ外周部ＯＣaにおける曲率は何れも曲率ＣＶa＝１／Ｒaである。これに対して、レンズＬＳbでは、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣbの曲率ＣＶb＝１／Ｒbは、レンズ中心ＣＴの曲率ＣＶa＝１／Ｒaよりも小さい絶対値を有する。また、レンズＬＳcでは、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣcの曲率ＣＶc＝−１／Ｒcは、レンズ中心の曲率ＣＶa＝１／Ｒaと逆の符号を有する。このように、レンズＬＳb、ＬＳcは構成されているため、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣb，ＯＣcにおける接線角度は、レンズＬＳaのレンズ外周部ＯＣaの接線角度よりも小さく抑えることが可能となっている。つまり、ガラス基板２９９１に設けられたレンズエリアＬＡの温度変化による収縮量が比較的大きい長手方向ＬＧＤにおいて、レンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。その結果、このようなレンズＬＳb，ＬＳcを配列したレンズアレイは良好な離型性を有することとなる。
【００８４】
ところで、上記実施形態では、発光素子２９５１として有機ＥＬ素子が用いられており、この有機ＥＬ素子はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等と比較して光量が少ないため、レンズＬＳに取り込める光量は少なくなる傾向にある。特にボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を用いた場合、有機ＥＬ素子から射出された光ビームの一部はヘッド基板２９３に吸収されるため、レンズＬＳに取り込める光量がなおさら少なくなる。このような場合、十分な光をレンズＬＳに取り込むためにレンズ直径を大きくすることが考えられる。しかしながら、従来では、レンズ直径を大きくすることで離型性が悪化するおそれがあった。これに対して、上記実施形態では、各レンズＬＳb，ＬＳcは金型から離れやすい形状を有しているため、離型性を悪化させること無く容易にレンズ直径を大きくすることができる。よって、レンズＬＳに十分な光ビームを取り込んで良好な露光が実行可能となっている。
【００８５】
ここで、上記のような曲率を有するレンズＬＳb，ＬＳcのレンズ面について考察する。レンズ面を特定する上で例えば図２１に示すような曲座標系を用いるのが有効である。つまり、光軸ＯＡからの距離ｒと光軸ＯＡ周りの回転角度θからｒθ座標における光軸方向のレンズ面高さｚは
ｚ＝ｆ（ｒ，θ）
となる。この場合に、レンズ面上の座標ｒ，θにおける曲率ｃ（ｒ，θ)は、以下の式で表される。
【００８６】
【数３】
2009196345.tif 000004
【００８７】
ある角度θ1における光軸ＯＡ上の曲率は、光軸上でｒ＝０であるため、
【００８８】
【数４】
2009196345.tif 000005
として表され、その断面の周辺部の曲率はｒ≠０に対して
【００８９】
【数５】
2009196345.tif 000006
として表される。
【００９０】
したがって、ある光軸ＯＡを通る断面において、レンズ面の外周部の曲率が光軸ＯＡ上の曲率と逆符号を有する条件は、ｒ≠０として
【００９１】
【数６】
2009196345.tif 000007
で表され、光軸ＯＡ上の曲率よりも表面周辺部の曲率の方が小さい絶対値を有する条件は、
【００９２】
【数７】
2009196345.tif 000008
で表される。
【００９３】
Ｆ．その他
このように上記実施形態では、長手方向ＬＧＤおよび主走査方向ＳＤが本発明の「第１方向」に相当し、幅方向ＬＴＤおよび副走査方向ＳＤが本発明の「第２方向」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当している。
【００９４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、ガラス基板裏面２９９１−tにレンズＬＳが形成されたレンズアレイ２９９を用いて光学系が構成されている。しかしながら、光学系の構成態様はこれに限られない。
【００９５】
図２２は、別の光学系における長手方向の断面図である。つまり、図２２は、レンズアレイに形成されたレンズＬＳの光軸を含む長手方向断面図であり、レンズＬＳの光軸ＯＡを含んでいる。なお、以下の説明では、別の光学系の特徴部分について述べることとし、既に上述した光学系との共通部分については相当符号を付して説明を省略する。図２２に示すように、別の光学系においては、ガラス基板の表面２９９１−ｈにレンズＬＳが形成されている。したがって、表面２９９１−ｈには、レンズＬＳが形成されて有限の曲率を有する部分と、レンズＬＳが形成されずに無限大の曲率を有する平端部ＰＬとが存在することになる。
【００９６】
同図に示す光学系では、このような構成を有するレンズアレイ２９９が、２枚（２９９Ａ，２９９Ｂ）光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されており、光の進行方向Ｄoaに並ぶ２枚のレンズＬＳ1，ＬＳ2が各発光素子グループ２９５毎に配置されることとなる。また、互いに同じ発光素子グループ２９５に対応する第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2それぞれのレンズ中心を通る光軸ＯＡ（図２２二点鎖線）は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに直交もしくは略直交している。また、光ビームの進行方向Ｄoaにおいて、レンズアレイ２９９Ａとレンズアレイ２９９Ｂとの間には、絞り板が設けられており、この絞り板２９８には絞り開口２９８１（絞り２９８２）が発光素子グループ２９５毎に設けられている。このように絞り２９８２を設けることで、レンズＬＳに対対する不要な光ビームの入射が抑制されている。
【００９７】
このように、別の光学系では、光ビームの進行方向Ｄoaにおいて、第１レンズＬＳ1、絞り２９８２および第２レンズＬＳ2が並んで配置されている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームは、第１レンズＬＳ1を通過した後、絞り２９８２（絞り板２９８）により絞られて、第２レンズに入射する。こうして、光ビームは結像される。
【００９８】
そして、別の光学系においても、結像光学系の光軸ＯＡを含んだ長手方向ＬＧＤのレンズ切断面において、レンズ外周部ＯＣの曲率は、レンズ中心ＣＴの曲率と逆の符号を有する、あるいは、レンズ中心ＣＴの曲率よりも小さい絶対値を有する。したがって、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ外周部ＯＣにおける接線角度が小さく抑えられており、このレンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。しかも、ガラス基板２９９１のうちのレンズが設けられた領域をレンズエリアＬＡとしたとき、レンズエリアＬＡの長手方向における長手方向幅Ｗl1と幅方向ＬＴＤにおける幅方向幅Ｗl2とが次式、
Ｗl1＞Ｗl2
を満たす関係にある。つまり、レンズエリアＬＡの温度変化による収縮量が比較的大きい長手方向ＬＧＤにおいて、レンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。その結果、レンズアレイ２９９の離型性の向上が可能となっている。これらの内容について以下に詳述する。
【００９９】
図２３は、レンズのレンズ中心を含む長手方向における断面を示す図であり、レンズＬＳの光軸ＯＡを含んでいる。図２３は、ガラス基板２９９１の表面２９９１−tにレンズＬＳが形成されている点においてのみ図１９と異なり、その他の部分については、図２３は図１９と同様である。したがって、以下では、図１９との差異点について主に説明することとし、共通部分については説明を省略する。
【０１００】
図１９の場合と同様に、図２３に示すレンズＬＳbあるいはレンズＬＳcが本発明にかかるレンズに相当し、レンズＬＳaは本発明にかかるレンズとの比較のために記載されている。レンズＬＳaでは、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ中心ＣＴにおける曲率とレンズ外周部ＯＣaにおける曲率は何れも曲率ＣＶa＝−１／Ｒaである。これに対して、レンズＬＳbでは、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣbの曲率ＣＶb＝−１／Ｒbは、レンズ中心ＣＴの曲率ＣＶa＝−１／Ｒaよりも小さい絶対値を有する。また、レンズＬＳcでは、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣcの曲率ＣＶc＝１／Ｒcは、レンズ中心の曲率ＣＶa＝−１／Ｒaと逆の符号を有する。このように、レンズＬＳb、ＬＳcは構成されているため、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣb，ＯＣcにおける接線角度は、レンズＬＳaのレンズ外周部ＯＣaの接線角度よりも小さく抑えることが可能となっている。つまり、ガラス基板２９９１に設けられたレンズエリアＬＡの温度変化による収縮量が比較的大きい長手方向ＬＧＤにおいて、レンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。その結果、このようなレンズＬＳb，ＬＳcを配列したレンズアレイは良好な離型性を有することとなる。
【０１０１】
また、上述の実施形態では、レンズＬＳは、ガラス基板２９９１の表面２９９１−ｈあるいは裏面２９９１−tのいずれか一方面にのみ設けられているが、ガラス基板２９９１の両面にレンズＬＳが形成されるように構成しても良い。
【０１０２】
また、上記実施形態では、２枚のレンズアレイ２９９が用いられているが、レンズアレイ２９９の枚数はこれに限られない。
【０１０３】
また、上記実施形態では、３個の発光素子グループ行２９５Ｒが幅方向ＬＴＤに並んでいる。しかしながら、発光素子グループ行２９５Ｒの個数は３個に限られず、２個以上であれば良い。
【０１０４】
また、上記実施形態では、発光素子グループ２９５は、２個の発光素子行２９５１Ｒから構成されている。しかしながら、発光素子グループ２９５を構成する発光素子行２９５１Ｒの個数は２個に限られず、例えば１個であっても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態では、発光素子行２９５１Ｒは４個の発光素子２９５１から構成されている。しかしながら、発光素子行２９５１Ｒを構成する発光素子２９５１の個数は４個に限られない。
【０１０６】
また、上記実施形態では、発光素子２９５１として有機ＥＬ素子が用いられている。しかしながら、有機ＥＬ素子以外のものを発光素子２９５１として用いても良く、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光素子２９５１として用いても良い。
【０１０７】
また、上記実施形態では、単一のレンズアレイ２９９を設けているが、レンズアレイの枚数はこれに限定されるのではなく、例えば図２４に示すように、４枚のレンズアレイ２９９１−1〜２９９１−4を長手方向ＬＧＤに配設してもよい。すなわち、この実施形態では、レンズフレーム２９９１−aの中央部に開口部２９９１−bが形成されるとともに、その開口部２９９１−bを跨ぐようにレンズアレイ２９９１−1〜２９９１−4の上端部および下端部がそれぞれレンズフレーム２９９１−aの上端部および下端部に当接している。これらのレンズアレイ２９９１−1〜２９９１−4は長手方向ＬＧＤに一直線状に配列されるとともに、接着剤などにより接合される。各レンズアレイ２９９１−1〜２９９１−4の基本構成は上記実施形態と同様にレンズエリアに樹脂製のレンズＬＳが設けられている。もちろん、離型性を向上させるために、各レンズＬＳはレンズで構成された結像光学系の光軸ＯＡを含む長手方向ＬＧＤの断面で、レンズの外周部の曲率がレンズの光軸ＯＡ上の曲率と逆の符号を有する、あるいはレンズの光軸ＯＡ上の曲率よりも小さい絶対値を有している。
【実施例】
【０１０８】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０９】
図２５は、実施例における光学系のデータを示す図である。図２５において、主走査方向座標ｘは主走査方向ＭＤにおける座標軸であり、副走査方向座標ｙは副走査方向ＳＤにおける座標軸であり、ｘ−ｙ座標の原点は光軸ＯＡを通過する。図２６は、実施例における光学系の主走査方向（長手方向）における断面図であり、図２７は、実施例における副走査方向（幅方向）における断面図であり、図２６および図２７はいずれもレンズＬＳの光軸ＯＡを含んでいる。図２５は、図２６および図２７に示す光路をシミュレーションにより求めるにあたり用いた条件を示す図である。図２６、図２７が示すように、物体面Ｓ1はガラス基材の裏面に相当しており、この実施例はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を発光素子２９５１として用いた場合に相当する。また、第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2は何れもガラス基材の裏面に形成されている。
【０１１０】
図２８に示すように、実施例において主走査スポットグループ幅Ｗsgmは０．５８２[ｍｍ]である。これに対応して、図２６では、像ＩＭm0，ＩＭm1，ＩＭm2を結ぶ光路が示されている。つまり、像ＩＭm0は、光軸上にできる（換言すれば主走査方向ＭＤにおける像高が０[mm]である）像であり、像ＩＭm1は、主走査方向ＭＤにおける像高が０．２９１[ｍｍ]（＝Ｗsgm／２）にできる像であり、像ＩＭm2は、主走査方向ＭＤにおける像高が−０．２９１[ｍｍ]（＝−Ｗsgm／２）にできる像である。また、図２８に示すように、実施例において副走査スポットグループ幅Ｗsgsは０．０５８[ｍｍ]である。これに対応して、図２７では、像ＩＭs1，ＩＭs2を結ぶ光路が示されている。つまり、像ＩＭs1は、副走査方向ＳＤにおける像高が０．０２９[ｍｍ]（＝Ｗsgs／２）にできる像であり、像ＩＭm2は、副走査方向ＳＤにおける像高−０．０２９[ｍｍ]（＝−Ｗsgs／２）にできる像である。
【０１１１】
図２９は、第１レンズの長手方向（主走査方向）におけるレンズ中心を含むレンズ断面形状を示すレンズデータであり、図３０は、第１レンズの幅方向（副走査方向）におけるレンズ中心を含むレンズ断面形状を示すレンズデータである。図２９に示すように、第１レンズＬＳ1では、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ直径は１．６６[ｍｍ]（＝主走査通過領域幅Ｗlpm+０．１１[ｍｍ]）であり、幅方向ＬＴＤにおけるレンズ直径は１．７４[mm]（＝副走査通過領域幅Ｗlps＋０．２５[ｍｍ]）である。このように、第１レンズＬＳ1では、長手方向ＬＧＤにおける直径と幅方向ＬＴＤにおける直径とが異なる。こうして、レンズ設計の自由度の向上が図られており、良好なレンズ特性が容易に得ることが可能となっている。
【０１１２】
図３１は、第２レンズの長手方向（主走査方向）におけるレンズ中心を含むレンズ断面形状を示すレンズデータであり、図３２は、第２レンズの幅方向（副走査方向）におけるレンズ中心を含むレンズ断面形状を示すレンズデータである。図３１に示すように、第１レンズＬＳ1では、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ直径は１．６６[ｍｍ]（＝主走査通過領域幅Ｗlpm+０．２０[ｍｍ]）であり、幅方向ＬＴＤにおけるレンズ直径は１．６５[mm]（＝副走査通過領域幅Ｗlps＋０．６５[ｍｍ]）である。このように、第２レンズＬＳ2では、長手方向ＬＧＤにおける直径と幅方向ＬＴＤにおける直径とが異なる。こうして、レンズ設計の自由度の向上が図られており、良好なレンズ特性が容易に得ることが可能となっている。
【０１１３】
ここで、例えば、レンズＬＳ（第１レンズＬＳ1または第２レンズＬＳ2）を複数配置したレンズアレイ２９９を、３個のレンズ行ＬＳＲで構成した場合について考える。この場合、幅方向ＬＴＤにおけるレンズＬＳの幅方向ＬＴＤにおける直径は１．６５〜１．７４[ｍｍ]程度であるので、レンズエリアＬＡの幅方向ＬＴＤにおける幅Ｗl2は５[ｍｍ]程度となる。一方、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤにおける幅は通常、印字領域幅より長く設定される。したがって、日本工業規格Ａ３の用紙に対応する画像形成装置に搭載するラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤにおいて３００[ｍｍ]程度の長さが必要となる。
【０１１４】
レンズ金型加工寸法の制限等によりレンズエリアＬＡの長さが３００[ｍｍ]のレンズアレイを製造することは困難であるため、複数のレンズアレイ２９９を長手方向ＬＧＤに接合して、長尺化する方法などが考えられる。しかしながら、高精度のレンズピッチを確保するためにレンズエリアを５０[ｍｍ]程度に抑えた場合であっても、レンズアレイ２９９の長手方向ＬＧＤにおける長さと幅方向ＬＴＤにおける幅との比は１０：１程度となり、結果、レンズアレイ２９９は非常に細長い形状を有することとなる。良好な組立性を実現するとの観点からは、接合前の個々のレンズアレイ２９９の長手方向ＬＧＤにおける長さは、なるべく長く取ることが望まれるが、その場合、長手方向ＬＧＤにおける長さと幅方向ＬＴＤにおける幅との比率はさらに大きくなり、レンズアレイ２９９はより細長い形状を有することとなる。そして、ガラス基板２９９１に対して光硬化性樹脂で凹凸を形成する方法でレンズアレイ２９９を製造する場合、ガラス基板の線膨張率が低いために、温度変化に伴う樹脂の収縮がガラス基板に妨げられて、良好な離型性を実現することが困難である場合があった。特に、先ほどの比率が１０倍以上となる場合には、離型タイミングのばらつきが大きくなって、レンズ欠陥が発生してしまう場合があった。
【０１１５】
これに対して、この実施例では、レンズＬＳのレンズ中心ＣＴを含む長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣの曲率は、レンズ中心ＣＴの曲率よりも小さい絶対値を有する。したがって、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ外周部ＯＣにおける接線傾きが小さく抑えられており、このレンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。つまり、第１レンズＬＳ1では、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣの曲率（＝０．４４８）は、レンズ中心ＣＴの曲率（＝０．６７４）よりも小さい絶対値を有している。したがって、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ外周部における接線傾き（＝０．５５５）が小さく抑えられている。また、第２レンズＬＳ2では、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ断面において、レンズ外周部ＯＣの曲率（＝０．０４７）は、レンズ中心ＣＴの曲率（＝０．７８５）よりも小さい絶対値を有している。したがって、長手方向ＬＧＤにおけるレンズ外周部における接線傾き（＝０．５３４）が小さく抑えられている。このように、この実施例では、ガラス基板２９９１に設けられたレンズエリアＬＡの温度変化による収縮量が比較的大きい長手方向ＬＧＤにおいて、レンズ外周部ＯＣは金型から離れやすい形状を有している。その結果、レンズアレイ２９９の離型性の向上が可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本明細書で用いる用語の説明図。
【図２】本明細書で用いる用語の説明図。
【図３】本発明にかかる画像形成装置の一例を示す図。
【図４】図３の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図５】本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図６】図５に示したラインヘッドの幅方向断面図。
【図７】レンズアレイの斜視図。
【図８】レンズアレイの平面図。
【図９】レンズアレイの製造方法を示す図。
【図１０】ヘッド基板の裏面の構成を示す図。
【図１１】ヘッド基板裏面に設けられた発光素子グループの構成を示す図。
【図１２】レンズアレイの平面図。
【図１３】レンズアレイおよびヘッド基板等の長手方向の断面図。
【図１４】ラインヘッドにより形成されるスポットを説明するための斜視図。
【図１５】上述のラインヘッドによるスポット潜像形成動作を示す図。
【図１６】像面に形成されるスポットグループを示す図。
【図１７】スポットグループとレンズ径等との関係を示す図。
【図１８】スポットグループと光学系最終面の光線通過領域との関係を示す図。
【図１９】レンズのレンズ中心を含む断面を示す図。
【図２０】レンズ外周部における接線角度の定義図面。
【図２１】レンズ面をｒθ座標系で定義した図。
【図２２】別の光学系における長手方向の断面図。
【図２３】レンズのレンズ中心を含む断面を示す図。
【図２４】レンズアレイの変形例を示す図。
【図２５】実施例１における光学系のデータを示す図。
【図２６】実施例１における光学系の主走査方向における断面図。
【図２７】実施例１における副走査方向における断面図。
【図２８】図２６および図２７に示す光路を求めるにあたり用いた条件を示す図。
【図２９】第１レンズの長手方向におけるレンズ断面形状を示すレンズデータ。
【図３０】第１レンズの幅方向におけるレンズ断面形状を示すレンズデータ。
【図３１】第２レンズの長手方向におけるレンズ断面形状を示すレンズデータ。
【図３２】第２レンズの幅方向におけるレンズ断面形状を示すレンズデータ。
【符号の説明】
【０１１７】
２１Ｙ、２１Ｋ…感光体ドラム（潜像担持体）、  ２９…ラインヘッド、  ２９３…ヘッド基板、  ２９５…発光素子グループ、  ２９５１…発光素子、  ２９９，２９９Ａ，２９９Ｂ…レンズアレイ、  ＬＳ…レンズ、  ＣＴ…レンズ中心、  ＯＣ…レンズ外周部、  ＳＰ…スポット、  Ｌsp…スポット潜像、  ＭＤ…主走査方向（第１方向），  ＳＤ…副走査方向（第２方向）、  ＬＧＤ…長手方向（第１方向）、  ＬＴＤ…幅方向（第２方向）
【図１】
2009196345.tif 000010
【図２】
2009196345.tif 000011
【図３】
2009196345.tif 000012
【図４】
2009196345.tif 000013
【図５】
2009196345.tif 000014
【図６】
2009196345.tif 000015
【図７】
2009196345.tif 000016
【図８】
2009196345.tif 000017
【図９】
2009196345.tif 000018
【図１０】
2009196345.tif 000019
【図１１】
2009196345.tif 000020
【図１２】
2009196345.tif 000021
【図１３】
2009196345.tif 000022
【図１４】
2009196345.tif 000023
【図１５】
2009196345.tif 000024
【図１６】
2009196345.tif 000025
【図１７】
2009196345.tif 000026
【図１８】
2009196345.tif 000027
【図１９】
2009196345.tif 000028
【図２０】
2009196345.tif 000029
【図２１】
2009196345.tif 000030
【図２２】
2009196345.tif 000031
【図２３】
2009196345.tif 000032
【図２４】
2009196345.tif 000033
【図２５】
2009196345.tif 000034
【図２６】
2009196345.tif 000035
【図２７】
2009196345.tif 000036
【図２８】
2009196345.tif 000037
【図２９】
2009196345.tif 000038
【図３０】
2009196345.tif 000039
【図３１】
2009196345.tif 000040
【図３２】
2009196345.tif 000041