(57)【要約】【課題】多くの光をレンズへ取り込んで良好な露光を可能とする技術を提供する。【解決手段】第１の方向ＬＧＤの長さがＷ1であるとともに第１の方向ＬＧＤに直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板２９９１、光透過性基板２９９１に配設された第１のレンズＬＳ11、および光透過性基板２９９に第１のレンズＬＳ11の第１の方向ＬＧＤに配設された第２のレンズＬＳ12を有するレンズアレイ２９９を備え、第１のレンズＬＳ11および第２のレンズＬＳ12が第１の方向ＬＧＤで接続している。【選択図】図１６
2009190397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向の長さがＷ1であるとともに前記第１の方向に直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板、前記光透過性基板に配設された第１のレンズ、および前記光透過性基板に前記第１のレンズの前記第１の方向に配設された第２のレンズを有するレンズアレイと、
前記第１のレンズに光を発光する第１の発光素子、および前記第２のレンズに光を発光する第２の発光素子を有するヘッド基板と、
を備え、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズが前記第１の方向で接続していることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記レンズアレイは、前記光透過性基板に前記第１のレンズの前記第２の方向側に配設された第３のレンズを有し、
前記第３のレンズおよび第１のレンズが接続している請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記第３のレンズおよび前記第２のレンズが接続している請求項２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記ヘッド基板は、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の前記第２の方向側に前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を駆動する駆動回路を有する請求項２または３に記載の露光ヘッド。
【請求項５】
前記駆動回路はＴＦＴにより構成されている請求項４に記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子は有機ＥＬ素子である請求項１ないし５のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項７】
前記有機ＥＬ素子はボトムエミッション型である請求項６に記載の露光ヘッド。
【請求項８】
前記光透過性基板はガラスにより形成されている請求項１ないし７のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項９】
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは光硬化性樹脂により形成されている請求項１ないし８のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項１０】
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは自由曲面レンズである請求項１ないし９のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項１１】
第１の方向の長さがＷ1であるとともに前記第１の方向に直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板、前記光透過性基板に配設された第１のレンズ、および前記光透過性基板に前記第１のレンズの前記第１の方向に配設された第２のレンズを有するレンズアレイと、
前記第１のレンズにより結像される光を発光する発光素子と、
前記第２のレンズにより結像される光を発光する発光素子と
を備え、
前記第1のレンズの頂点の位置を第１の位置としたとき、
ｘ：前記第１の位置を原点とする前記第１の方向の位置、
ｙ：前記第１の位置を原点とする前記第２の方向の位置、
ｈ：前記第１の位置での前記光透過性基板から前記第１のレンズの頂点までの高さ、
ｆ(ｘ、ｙ)：座標(ｘ、ｙ)での前記第１のレンズまたは前記第２のレンズのレンズ面から前記第１の位置までの高さ、
ｐ：前記第１のレンズと前記第２のレンズの前記第１の方向への間隔
が、次式、
ｆ（ｐ／２、０）＜ｈ
の関係を有することを特徴とする露光ヘッド。
【請求項１２】
潜像担持体と、
前記潜像担持体を露光する露光ヘッドと
を備え、
前記露光ヘッドは、第１の方向の長さがＷ1であるとともに前記第１の方向に直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板、前記光透過性基板に配設された第１のレンズ、および前記光透過性基板に前記第１のレンズの前記第１の方向に配設された第２のレンズを有するレンズアレイと、前記第１のレンズにより前記潜像担持体に結像される光を発光する第１の発光素子、および前記第２のレンズにより前記潜像担持体に結像される光を発光する第２の発光素子を有するヘッド基板と、を有し、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズが前記第１の方向に接続していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記潜像担持体は感光体ドラムであり、
前記レンズアレイは、前記光透過性基板に前記第１のレンズの前記第２の方向側に配設された第３のレンズを有し、
前記ヘッド基板は、前記第３のレンズにより前記潜像担持体に結像される光を発光する第３の発光素子を有し、
前記第１のレンズで結像された前記第１の発光素子からの光の結像位置および前記第３のレンズで結像された前記第３の発光素子からの光の結像位置が前記感光体ドラムの形状に応じた位置となるように、前記第１のレンズおよび前記第３のレンズの形状を構成する請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記第３のレンズおよび前記第１のレンズが接続している請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記第３のレンズおよび前記第２のレンズが接続している請求項１４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のレンズを配したレンズアレイを用いた露光ヘッドおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなレンズアレイとしては、例えば特許文献１の図２等に記載されているように、長手方向に所定のピッチで複数のレンズを並べたものが知られている。このレンズアレイでは、長手方向に隣接するレンズは互いに所定間隔を空けて並んでおり、各レンズは入射してきた光を結像する。そして、各レンズが結像した光により感光体ドラム等の潜像担持体が露光されて、潜像が形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７８３１４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、露光を良好に行なうとの観点からは、レンズに入射する光の量は多いことが好適である。そこで、例えば、レンズの直径を大きくすることが考えられる。しかしながら、長手方向（第１方向）に各レンズ間が所定間隔を空けて並ぶ上記構成においてレンズの直径を大きくした場合、長手方向（第１方向）におけるレンズピッチが大きくなってしまい、所望の解像度が得られない可能性があった。つまり、従来の技術では、レンズへの入射光量を多くしたのと引き換えに、解像度が低下してしまう場合があった。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高解像度においても多くの光をレンズへ取り込んで良好な露光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】
【０００６】
この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、第１の方向の長さがＷ1であるとともに第１の方向に直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板、光透過性基板に配設された第１のレンズ、および光透過性基板に第１のレンズの第１の方向に配設された第２のレンズを有するレンズアレイと、第１のレンズに光を発光する第１の発光素子、および第２のレンズに光を発光する第２の発光素子を有するヘッド基板と、を備え、第１のレンズおよび第２のレンズが第１の方向で接続していることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された露光ヘッドでは、第１のレンズおよび第２のレンズが第１の方向で接続している。したがって、第１のレンズおよび第２のレンズの第１の方向への間隔を広げること無く、より多くの光を第１のレンズおよび第２のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となっている。
【０００８】
また、レンズアレイは、光透過性基板に第１のレンズの第２の方向側に配設された第３のレンズを有し、第３のレンズおよび第１のレンズが接続しているように構成しても良い。このように構成することで、第３のレンズおよび第１のレンズの間隔を広げること無く、より多くの光を第３のレンズおよび第１のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となる。
【０００９】
さらには、第３のレンズおよび第２のレンズが接続しているように構成しても良い。このように構成することで、第３のレンズおよび第２のレンズの間隔を広げること無く、より多くの光を第３のレンズおよび第１のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となる。
【００１０】
このように、第１のレンズまたは第２のレンズとこれらのレンズの第２方向側に配された第３のレンズとを接続した構成では、第１のレンズまたは第２のレンズと第３のレンズとの間隔を広げることなく、多くの光量をレンズに取り込むことができる。換言すれば、レンズアレイの第２方向への幅を抑制することが可能な構成である。その結果、各レンズに対応して発光素子が配置される領域も、第２の方向において比較的省スペース化することが可能となる。したがって、発光素子が配置されるヘッド基板では、第２の方向の両側にスペースを空けることができる。そこで、この空いたスペースに発光素子を駆動する駆動回路を配設すると良い。つまり、ヘッド基板は、第１の発光素子および第２の発光素子の第２の方向側に第１の発光素子および第２の発光素子を駆動する駆動回路を有するように構成すると良い。このさい、駆動回路はＴＦＴにより構成することができる。
【００１１】
また、発光素子が有機ＥＬ素子である構成に対しては、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。そこで、このような構成に対しては本発明を適用して、レンズに多くの光を取り込むことが好適である。
【００１２】
また、レンズアレイ基板はガラスにより形成されても良い。つまり、ガラスは線膨張係数が比較的小さい。したがって、レンズアレイ基板をガラスにより形成することで、温度変化によるレンズアレイの変形を抑制することができ、温度に依らず良好な露光が実現可能となる。
【００１３】
また、レンズは光硬化性樹脂により形成されても良い。つまり、光硬化性樹脂は光を照射することで硬化する。したがって、この光硬化性樹脂によりレンズを形成することで、簡便にレンズアレイを製造することができるため、レンズアレイのコストを抑制することが可能となる。
【００１４】
また、レンズは自由曲面レンズであるように構成しても良い。なぜなら、自由曲面レンズを採用することで、レンズの結像特性が向上して、より良好な露光が実現可能となるからである。
【００１５】
また、この発明の別態様にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、第１の方向の長さがＷ1であるとともに第１の方向に直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板、光透過性基板に配設された第１のレンズ、および光透過性基板に第１のレンズの第１の方向に配設された第２のレンズを有するレンズアレイと、第１のレンズにより結像される光を発光する発光素子と、第２のレンズにより結像される光を発光する発光素子とを備え、第１のレンズの頂点の位置を第１の位置としたとき、ｘ：第１の位置を原点とする第１の方向の位置、ｙ：第１の位置を原点とする第２の方向の位置、ｈ：第１の位置での光透過性基板から第１のレンズの頂点までの高さ、ｆ(ｘ、ｙ)：座標(ｘ、ｙ)での第１のレンズまたは第２のレンズのレンズ面から第１の位置までの高さ、ｐ：第１のレンズと第２のレンズの第１の方向への間隔が、次式、
ｆ（ｐ／２、０）＜ｈ
の関係を有することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された露光ヘッドでは、第１のレンズおよび第２のレンズが第１の方向に接続することとなる。したがって、第１のレンズおよび第２のレンズの第１の方向への間隔を広げること無く、より多くの光を第１のレンズおよび第２のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となっている。
【００１７】
また、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、潜像担持体と、潜像担持体を露光する露光ヘッドとを備え、露光ヘッドは、第１の方向の長さがＷ1であるとともに第１の方向に直交する第２の方向の長さがＷ2でありＷ1＞Ｗ2の関係を有する光透過性基板、光透過性基板に配設された第１のレンズ、および光透過性基板に第１のレンズの第１の方向に配設された第２のレンズを有するレンズアレイと、第１のレンズにより潜像担持体に結像される光を発光する第１の発光素子、および第２のレンズにより潜像担持体に結像される光を発光する第２の発光素子を有するヘッド基板と、を有し、第１のレンズおよび第２のレンズが第１の方向に接続していることを特徴としている。
【００１８】
このように構成された画像形成装置では、第１のレンズおよび第２のレンズが第１の方向に接続している。したがって、第１のレンズおよび第２のレンズの第１の方向への間隔を広げること無く、より多くの光を第１のレンズおよび第２のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となっている。
【００１９】
また、潜像担持体は感光体ドラムである構成では、感光体ドラムが円筒形状を有しているため、第１レンズおよび第３のレンズの形状を同じにすると、レンズによっては結像位置が感光体ドラムの表面からずれてしまう場合がある。その結果、良好な露光が実行できない場合がある。そこで、レンズアレイは、光透過性基板に第１のレンズの第２の方向側に配設された第３のレンズを有し、ヘッド基板は、第３のレンズにより潜像担持体に結像される光を発光する第３の発光素子を有し、第１のレンズで結像された第１の発光素子からの光の結像位置および第３のレンズで結像された第３の発光素子からの光の結像位置が感光体ドラムの形状に応じた位置となるように、第１のレンズおよび第３のレンズの形状を構成しても良い。
【００２０】
また、第３のレンズおよび第１のレンズが接続しているように構成しても良い。このように構成することで、第３のレンズおよび第１のレンズの間隔を広げること無く、より多くの光を第３のレンズおよび第１のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となる。
【００２１】
さらには、第３のレンズおよび第２のレンズが接続しているように構成しても良い。このように構成することで、第３のレンズおよび第２のレンズの間隔を広げること無く、より多くの光を第３のレンズおよび第１のレンズに取り込むことができ、良好な露光が可能となる。
【００２２】
このように、第１のレンズまたは第２のレンズとこれらのレンズの第２方向側に配された第３のレンズとを接続した構成では、第１のレンズまたは第２のレンズと第３のレンズとの間隔を広げることなく、多くの光量をレンズに取り込むことができる。換言すれば、レンズアレイの第２方向への幅を抑制することが可能な構成である。したがって、露光ヘッドの幅を小型化して、潜像担持体の周りにスペースを空けることができる。その結果、この空きスペースに他の機能部を配置することができ、画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。
【００２３】
また、この発明にかかるレンズアレイは、上記目的を達成するために、光透過性のレンズアレイ基板を有し、レンズアレイ基板では複数のレンズを第１方向に並べたレンズ行が設けられており、レンズ行では第１方向に隣接するレンズが相互に接続していることを特徴としている。
【００２４】
また、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、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを複数配したヘッド基板と、光透過性のレンズアレイ基板に対してレンズが発光素子グループ毎に配されているレンズアレイとを備え、レンズアレイ基板では複数のレンズを第１方向に並べたレンズ行が設けられており、レンズ行では第１方向に隣接するレンズが相互に接続していることを特徴としている。
【００２５】
また、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、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを複数配したヘッド基板と、光透過性のレンズアレイ基板に対してレンズが発光素子グループ毎に配されているレンズアレイとを有するラインヘッドと、ラインヘッドにより露光されて潜像が形成される潜像担持体とを備え、レンズアレイ基板では複数のレンズを第１方向に並べたレンズ行が設けられており、レンズ行では第１方向に隣接するレンズが相互に接続していることを特徴としている。
【００２６】
このように構成された発明（レンズアレイ、ラインヘッド、画像形成装置）では、光透過性のレンズアレイ基板に複数のレンズが設けられている。このレンズアレイ基板では、複数のレンズを第１方向に並べたレンズ行が設けられている。そして、レンズ行では第１方向に隣接するレンズが相互に接続している。つまり、この発明では、第１方向に隣接するレンズの間には従来技術のような間隔が設けられておらず、これら隣接するレンズが相互に接続されている。したがって、高解像度においても多くの光をレンズへ取り込むことができ、良好な露光が可能となっている。
【００２７】
また、レンズアレイ基板では第１方向に直交もしくは略直交する第２方向に複数のレンズ行が配されており、第２方向に隣接するレンズ行のレンズが相互に接続しているように構成しても良い。このように、第２方向においてもレンズが接続することで、より多くの光をレンズに入射させることができ、より良好な露光が可能となるからである。
【００２８】
また、レンズアレイ基板はガラスにより形成されても良い。つまり、ガラスは線膨張係数が比較的小さい。したがって、レンズアレイ基板をガラスにより形成することで、温度変化によるレンズアレイの変形を抑制することができ、温度に依らず良好な露光が実現可能となる。
【００２９】
また、レンズは光硬化性樹脂により形成されても良い。つまり、光硬化性樹脂は光を照射することで硬化する。したがって、この光硬化性樹脂によりレンズを形成することで、簡便にレンズアレイを製造することができるため、レンズアレイのコストを抑制することが可能となる。
【００３０】
また、レンズは自由曲面レンズであるように構成しても良い。なぜなら、自由曲面レンズを採用することで、レンズの結像特性が向上して、より良好な露光が実現可能となるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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、本発明の実施形態について説明する（「Ｂ．第１実施形態」、「Ｃ．第２実施形態」の項等参照）。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
Ｂ−１．第１実施形態
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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前記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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図５は、第１実施形態におけ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Ａ−Ａ線部分断面図である。なお、Ａ−Ａ線は後述するレンズ列を構成する各レンズの光軸を含む線であり、図６はＡ−Ａ線を含みレンズの光軸に平行な断面である。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。
【００５５】
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。
【００５６】
ケース２９１の内部には、ヘッド基板２９３、遮光部材２９７、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の内部が当接する一方、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。
【００５７】
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。このヘッド基板２９３の裏面２９３−tにおける、発光素子の配置の詳細は次の通りである。
【００５８】
図７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８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。図７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８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に素子ピッチＰelだけ相互にずれており、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。
【００５９】
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を配置して発光素子グループ列２９５Ｃが構成されるとともに、複数の発光素子グループ列２９５Ｃが長手方向ＬＧＤに沿って並んでいる。各発光素子グループ列２９５Ｃでは、３個の発光素子グループ２９５が長手方向ＬＧＤに発光素子グループピッチＰegだけ互いにずらして配置されており、その結果、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。換言すれば、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tでは、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に発光素子グループピッチＰegだけ互いにずらして配置されており、その結果、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。
【００６０】
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。
【００６１】
図５、図６に戻って説明を続ける。ヘッド基板２９３の表面２９３−hには、遮光部材２９７が当接配置されている。遮光部材２９７には、複数の発光素子グループ２９５毎に導光孔２９７１が設けられている（換言すれば、複数の発光素子グループ２９５に対して一対一で複数の導光孔２９７１が設けられている）。各導光孔２９７１は、光ビームの進行方向Ｄoaに貫通する孔として、遮光部材２９７に形成されている。また、遮光部材２９７の上側（ヘッド基板２９３の反対側）には、２枚のレンズアレイ２９９が光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されている。
【００６２】
このように、光ビームＤoaの進行方向において、発光素子グループ２９５とレンズアレイ２９９との間には、発光素子グループ２９５毎に導光孔２９７１を設けた遮光部材２９７が配置されている。したがって、発光素子グループ２９５から出た光ビームは、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１を通過してレンズアレイ２９９へと向う。逆に言うと、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１以外に向う光ビームは、遮光部材２９７により遮光されることとなる。こうして、１つの発光素子グループ２９５から出た光は全て同一の導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９へ向うとともに、異なる発光素子グループ２９５から出た光ビーム同士の干渉が遮光部材２９７により防止されている。
【００６３】
図９は、第１実施形態におけるレンズアレイの平面図であり、像面側（光ビームの進行方向Ｄoa側）からレンズアレイを見た場合に相当する。なお、同図における各レンズＬＳはレンズアレイ基板２９９１の裏面２９９１−tに形成されており、同図はこのレンズアレイ基板裏面２９９１−tの構成を示している。また、同図において、発光素子グループ２９５が記載されているが、これは発光素子グループ２９５とレンズＬＳとの対応関係を示すためであり、レンズアレイ基板裏面２９９１−tに発光素子グループ２９５が設けられていることを示すものではない。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、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を配置してレンズ列ＬＳＣが構成されるとともに、複数のレンズ列ＬＳＣが長手方向ＬＴＤに沿って並んでいる。各レンズ列ＬＳＣでは、３個のレンズが長手方向ＬＧＤにレンズピッチＰlsだけ互いにずらして配置されており、その結果、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。
【００６４】
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にレンズピッチＰlsだけ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の頂点（つまり、サグが最大となる点）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の頂点から長手方向軸ＬＧＤに下ろした垂線の足で表されている。
【００６５】
そして、図９に示すように本実施形態では、各レンズ行ＬＳＲにおいて、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳは相互に接続している。一方、幅方向ＬＴＤにおいて、各レンズ行ＬＳＲ間には間隔（クリアランス）ＣＬが設けられており、各レンズ行ＬＳＲは互いに離間して配置されている。
【００６６】
また、図９に示すように、レンズ行ＬＳＲによってレンズＬＳの形状が異なっている。つまり、幅方向ＬＴＤにおいて、最上流のレンズ行ＬＳＲに属する上流レンズＬＳ−u、および最下流のレンズ行ＬＳＲに属する下流レンズＬＳ−dのそれぞれは、長方形に円弧を接続したような形状を有している。また、幅方向ＬＴＤにおいて真ん中のレンズ行ＬＳＲに属する中央レンズＬＳ−mの形状は、略長方形である。また、図５に示すように、導光孔２９７１は、対応するレンズＬＳに応じた形状を有している。つまり、上流レンズＬＳ−uに対応する導光孔２９７１−u、および下流レンズＬＳ−dに対応する導光孔２９７１−dは、いずれも長方形に円弧を接続したような形状を有している。また、中央レンズＬＳ−mに対応する導光孔２９７１−mの形状は略長方形である。
【００６７】
図１０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。レンズアレイ２９９は光透過性のレンズアレイ基板２９９１を有している。本実施形態では、このレンズアレイ基板２９９１は、線膨張係数の比較的小さいガラスにより形成されている。レンズアレイ基板２９９１の表面２９９１−hおよび裏面２９９１−tのうち、レンズアレイ基板２９９１裏面２９９１−tにレンズＬＳが形成されている。このレンズアレイ２９９は、例えば特開２００５−２７６８４９号公報等に記載の方法により形成される。つまり、レンズＬＳの形状に応じた凹部を有する金型が、レンズアレイ基板２９９１としてのガラス基板に対して当接される。金型と光透過性基板との間には、光硬化性樹脂が充填される。この光硬化性樹脂に光が照射されると、光硬化性樹脂が硬化して、光透過性基板にレンズＬＳが形成される。そして、光硬化性樹脂が硬化してレンズＬＳが形成されると、金型が離型される。このように本実施形態では、光を照射することで速やかに硬化させることができる光硬化性樹脂によりレンズＬＳが形成される。したがって、簡便にレンズＬＳを形成することができるため、レンズアレイ２９９の作成工程を簡素化して、レンズアレイ２９９のコスト低下が可能となっている。また、レンズアレイ基板２９９１が線膨張係数の小さいガラスにより形成されているため、温度変化によるレンズアレイ２９９の変形が抑制されて、温度に依らず良好な露光が実現可能となっている。
【００６８】
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が各発光素子グループ２９５毎に配置されることとなる（図５、図６、図１０）。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１０二点鎖線）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の上流側のレンズアレイ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の下流側のレンズアレイ２９９Ｂ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。
【００６９】
このように、ラインヘッド２９は、第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2を有する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は、第１レンズＬＳ1および第２レンズ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、次に説明するように、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。
【００７０】
図１１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１１においてレンズアレイ２９９の記載は省略されている。図１１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，ＥＲ3にスポットグループＳＧ_1，ＳＧ2，ＳＧ3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。
【００７１】
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。
【００７２】
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ＳＤ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）。
【００７３】
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。
【００７４】
図１２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７、図１１、図１２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。
【００７５】
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１１）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１２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。
【００７６】
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１２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。
【００７７】
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１２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。
【００７８】
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１２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。
【００７９】
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１２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。
【００８０】
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１２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。
【００８１】
上述してきたとおり、第１実施形態では、光透過性のレンズアレイ基板２９９１に複数のレンズＬＳが設けられている。このレンズアレイ基板２９９１では、複数のレンズＬＳを長手方向ＬＧＤ（第１方向）に並べたレンズ行ＬＳＲが設けられている。そして、レンズ行ＬＳＲでは長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳが相互に接続している。つまり、第１実施形態では、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳの間には従来技術のような間隔が設けられておらず、これら隣接するレンズＬＳが相互に接続されている。したがって、高解像度においても多くの光をレンズへ取り込むことができ、良好な露光が可能となっている。
【００８２】
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。これに対して、上記実施形態では、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳが相互に接続されており、多くの光をレンズＬＳに取り込むことが可能となっている。したがって、発光素子２９５１としてボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を用いた構成においても、良好な露光が可能となっている。
【００８３】
Ｂ−２．第２実施形態
図１３は、第２実施形態におけるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図１４は、第２実施形態におけるレンズアレイの平面図であり、像面側（光ビームの進行方向Ｄoa側）からレンズアレイを見た場合に相当する。なお、図１４における各レンズＬＳはレンズアレイ基板２９９１の裏面２９９１−tに形成されており、同図はこのレンズアレイ基板裏面２９９１−tの構成を示している。また、同図において、発光素子グループ２９５が記載されているが、これは発光素子グループ２９５とレンズＬＳとの対応関係を示すためであり、レンズアレイ基板裏面２９９１−tに発光素子グループ２９５が設けられていることを示すものではない。以下では、第２実施形態と第１実施形態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相当符号を付して説明を省略する。
【００８４】
図１４に示すように、第２実施形態においても、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にレンズピッチＰlsだけ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。また、各レンズ行ＬＳＲにおいて、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳは相互に接続している。一方、第２実施形態では、第１実施形態のような間隔ＣＬは各レンズ行間で設けられておらず、幅方向ＬＴＤに隣接するレンズ行ＬＳＲのレンズＬＳが相互に接続している。
【００８５】
また、図１４に示すように、第２実施形態においても、レンズ行ＬＳＲによってレンズＬＳの形状が異なっている。つまり、幅方向ＬＴＤにおいて、最上流のレンズ行ＬＳＲに属する上流レンズＬＳ−u、および最下流のレンズ行ＬＳＲに属する下流レンズＬＳ−dのそれぞれは、五角形（ホームベース状の五角形）に円弧を接続したような形状を有している。また、幅方向ＬＴＤにおいて真ん中のレンズ行ＬＳＲに属する中央レンズＬＳ−mの形状は、略六角形である。また、図１３に示すように、導光孔２９７１は、対応するレンズＬＳに応じた形状を有している。つまり、上流レンズＬＳ−uに対応する導光孔２９７１−u、および下流レンズＬＳ−dに対応する導光孔２９７１−dは、いずれもホームベース状の五角形に円弧を接続したような形状を有している。また、中央レンズＬＳ−mに対応する導光孔２９７１−mの形状は略六角形である。
【００８６】
このように、第２実施形態においても、レンズ行ＬＳＲでは長手方向ＬＧＤ（第１方向）に隣接するレンズＬＳが相互に接続している。つまり、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳの間には従来技術のような間隔が設けられておらず、これら隣接するレンズＬＳが相互に接続されている。したがって、高解像度においても多くの光をレンズへ取り込むことができ、良好な露光が可能となっている。
【００８７】
また、第２実施形態では、レンズアレイ基板２９９１では幅方向ＬＴＤ（第２方向）に複数のレンズ行ＬＳＲが配されており、幅方向ＬＴＤに隣接するレンズ行ＬＳＲのレンズＬＳが相互に接続している。つまり、第２実施形態では、長手方向ＬＧＤのみならず幅方向ＬＴＤにおいてもレンズＬＳが接続している。したがって、より多くの光をレンズＬＳに入射させることができ、より良好な露光が可能となっている。
【００８８】
Ｂ−３．第３実施形態
ところで、図１４に示した構成では、レンズＬＳ−u（第１のレンズ、第２のレンズ）と、レンズＬＳ−m（第３のレンズ）とが相互に接続されており、レンズＬＳ−uとレンズＬＳ-mとの間隔を広げること無く、多くの光量をレンズに取り込むことができる。また、レンズＬＳ−m（第１のレンズ、第２のレンズ）と、レンズＬＳ−d（第３のレンズ）とが相互に接続されており、レンズＬＳ−mとレンズＬＳ-dとの間隔を広げること無く、多くの光量をレンズに取り込むことができる。換言すれば、図１４の構成は、レンズアレイ２９９の幅方向ＬＴＤ（第２の方向）への幅を抑制することが可能な構成である。その結果、ヘッド基板２９３で各レンズＬＳに対応して発光素子２９５１が配置される領域も、幅方向ＬＴＤにおいて省スペース化することが可能となる。したがって、発光素子２９５１が配置されるヘッド基板２９３では、幅方向ＬＴＤの両側にスペースを空けることができる。そこで、この空いたスペースに発光素子を駆動する駆動回路を配置すると良い。具体的には次のとおりである。
【００８９】
図１５は第３実施形態のヘッド基板の構成を示す平面図である。同図が示すように、ヘッド基板２９３の幅方向ＬＴＤの両側に空いたスペースに、ＴＦＴで構成された駆動回路ＤＣが配置されている。この駆動回路ＤＣは、配線ＷＬにより発光素子２９５１に接続されており、各発光素子２９５１に駆動信号を与える。このように、ヘッド基板２９３の幅方向ＬＴＤの両側に空いたスペースに駆動回路ＤＣを配置することで、駆動回路ＤＣを発光素子２９５１の比較的近くに配置することができる。よって、配線ＷＬを短くすることができ、配線ＷＬの浮遊容量に起因した鈍りの少ない駆動信号を発光素子２９５１に供給して、良好な露光動作を実行することができる。
【００９０】
Ｂ−４．第４実施形態
図１６は、第４実施形態にかかるレンズアレイの構成を示す平面図である。このレンズアレイ２９９は、ガラスを基材とするレンズアレイ基板２９９１（光透過性基板）を備える。このレンズアレイ基板２９９１は、長手方向ＬＧＤに長さＷ1を有し、幅方向ＬＴＤに幅Ｗ2（長さＷ2）を有する。また、長さＷ1＞幅Ｗ2となっており、レンズアレイ基板２９９１は長手方向ＬＧＤに長尺である。レンズアレイ基板２９９１の表面２９９１−ｈには、複数のレンズＬＳが２次元的に配置されている。各レンズ行ＬＳＲで長手方向ＬＧＤに間隔ｐで隣接するレンズＬＳが長手方向ＬＧＤで互いに接続されている。また、同図では、レンズアレイ基板表面２９９１−hのうち、レンズＬＳが形成されていない平らな領域が平坦領域Ａp（第１の領域）として示されている。
【００９１】
また、図１６では、レンズアレイ基板表面２９９１−ｈでの位置を示すためにｘ−ｙ座標（ｘ、ｙ）が示されている。ｘ軸は長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行な座標軸であり、ｙ軸は幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行な座標軸であり、ｘ軸とｙ軸とは互いに直交する。また、このｘ−ｙ座標では、同図左上のレンズＬＳ11の頂点Ｌt11（をｘ−ｙ平面に投影した位置）を原点としている。なお、レンズＬＳの頂点Ｌtは、平坦領域ＡpからのレンズＬＳの高さが最高となる位置である。このように、ｘは頂点Ｌt11を原点とする長手方向ＬＧＤの位置を示し、ｙは頂点Ｌt11を原点とする幅方向ＬＴＤの位置を示している。そして、各レンズＬＳのレンズ面は、次のように構成されている。
【００９２】
図１７は、レンズのレンズ面の構成を示す図であり、同図の「平面図」は光ビームの進行方向Ｄoaから平面視した場合に相当し、同図の「断面図」はレンズＬＳの頂点Ｌtを含む長手方向ＬＧＤ断面図である。同図では、長手方向ＬＧＤに隣接する２つのレンズＬＳの関係を示すために、レンズＬＳ11とレンズＬＳとが代表して示されている。以下、必要に応じて、レンズＬＳ11を「第１のレンズ」と称し、レンズＬＳ12を「第２のレンズ」と称することとする。
【００９３】
同図の「断面図」に示す符号ｈは、各レンズＬＳのレンズ面において、平坦領域Ａpからの高さが最高となる位置（頂点Ｌt）の当該平坦領域Ａpからの高さを示している。つまり、符号ｈは各レンズＬＳのレンズ頂点Ｌtの平坦領域Ａp（換言すれば、レンズアレイ基板表面２９９１−ｈ）からの高さであり、各レンズＬＳは同じ高さｈを有している。また、関数ｆ（ｘ、ｙ）は、座標（ｘ、ｙ）のレンズ面から、レンズＬＳの頂点Ｌt（第１の位置）までの高さである。そして、この実施形態では、次式、
ｆ（ｐ／２、０）＜ｈ
が満たされている。つまり、第１のレンズＬＳ11と第２のレンズＬＳ12とは長手方向ＬＧＤに相互に接続しており、第１のレンズＬＳ11と第２のレンズＬＳ12との境界ＢＤは平坦領域Ａpから高さΔ（＝ｈ−ｆ（ｐ／２、０）＞０）を有している。
【００９４】
このように本実施形態においても、長手方向ＬＧＤにおいて隣接するレンズＬＳが相互に接続している。したがって、レンズＬＳの間隔ｐを広げること無く、より多くの光をレンズＬＳに取り込むことが可能となっている。これについて詳述すると次のとおりである。
【００９５】
図１８は、本発明の効果の説明図である。同図の「未接続」の欄は、長手方向ＬＧＤにおいて隣接するレンズＬＳが接続されていない場合に相当し、同図の「接続」の欄は、長手方向ＬＧＤにおいてレンズＬＳが接続されている場合（つまり、本発明を適用した場合）に相当する。また、同図の二点鎖線円で囲まれた領域はレンズＬＳの有効領域ＬＳeを示し、同図の実線円はレンズＬＳのレンズ外周ＬＳcを示している。一般に、レンズ外周ＬＳc近傍のレンズ面は面精度の保証ができない。そこで、レンズ外周ＬＳcとレンズＬＳの有効領域ＬＳeとの間には余裕ｄを設ける必要がある。そして、「未接続」の欄に示すように、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳを接続しない場合は、レンズ外周ＬＳcの全周にわたって余裕ｄを設ける必要がある。これに対して、「接続」の欄に示すように、長手方向ＬＧＤに隣接するレンズＬＳを相互に接続することにより、長手方向ＬＧＤには余裕ｄを設ける必要がなくなる。その結果、レンズ間隔ｐを変えること無く、レンズ有効領域ＬＳeを拡大することが可能となる。
【００９６】
また、本実施形態のように、相互に接続されるレンズＬＳの境界ＢＤが高さΔを有する構成は、次のような利点を有する。つまり、上述した金型を用いてレンズアレイ２９９を作成する場合、金型とレンズアレイ基板２９９１との間に、レンズＬＳの基材である光硬化性樹脂を充填する。この際、精度の高い面形状を有するレンズＬＳを形成するためには、レンズアレイ基板２９９１の略全体に渡って光硬化性樹脂を行き渡らせることが望ましく、そのためには、光硬化性樹脂の流動性の確保が重要となる。これに対して、本実施形態では、境界ＢＤが高さΔを有するため、金型も境界ＢＤに対応する部分に所定の高さを有することとなる。したがって、この境界ＢＤに対応する部分を介して光硬化性樹脂を流動させることができ、その結果、高精度な面形状を有するレンズＬＳを形成することが可能となっている。
【００９７】
さらに、本実施形態では、レンズＬＳの間隔ｐを広げる必要がなく、換言すればレンズの間隔ｐを短く抑えることができる。その結果、本実施形態は次のような効果を奏することができる。図１９は本発明のさらなる効果の説明図である。上述のとおり、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤは感光体ドラム２１の軸方向（つまり、主走査方向ＭＤ）に平行となるように、ラインヘッド２９は配置される。しかしながら、場合によっては、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対してスキューした取り付けられることがある。その結果、図１９に示すように、第１のレンズＬＳ11が形成する複数のスポット潜像Ｌspと、第２のレンズＬＳ12が形成する複数のスポット潜像Ｌspとの間に、副走査方向ＳＤに段差ｇが発生してしまう。なお、図１９では、図１２での表記に対応して、第１のレンズＬＳ11によるスポット潜像に符号２９５_1を付するとともに、第２のレンズＬＳ12によるスポット潜像に符号２９５_4を付している。このようにスキューの発生により段差ｇが発生するものの、本実施形態では、レンズＬＳの間隔ｐが短く抑えられているため、この段差ｇを比較的小さく抑えることができる。その結果、スキューの発生に依らず、良好な露光動作を実行することが可能となっている。
【００９８】
Ｃ．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ＭＤが本発明の「第１の方向」に相当し、幅方向ＬＴＤおよび副走査方向ＳＤが本発明の「第２の方向」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。また、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当している。
【００９９】
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、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。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。したがって、次に示すように、発光素子グループ２９５を構成することもできる。
【０１００】
図２０は、発光素子グループの別の構成を示す平面図である。また、図２１は、図２０の発光素子グループを複数配した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。図２０に示す別の構成では、長手方向ＬＧＤに１５個の発光素子２９５１が並んで発光素子行２９５１Ｒが構成されている。この発光素子行２９５１Ｒにおいて、各発光素子２９５１は素子ピッチＰel（＝０．０２１[ｍｍ]）の４倍のピッチ（＝０．０８４[ｍｍ]）で並んでいる。そして、このように構成された発光素子行２９５１Ｒが４個（２９５１Ｒ−1，２９５１Ｒ−2，２９５１Ｒ−3，２９５１Ｒ−4）幅方向ＬＴＤに並んでいる。幅方向ＬＴＤにおいて、発光素子行２９５１Ｒ−4と発光素子行２９５１Ｒ−1との間のピッチは０．１１５５[ｍｍ]であり、発光素子行２９５１Ｒ−4と発光素子行２９５１Ｒ−2との間のピッチは０．０８４[ｍｍ]であり、発光素子行２９５１Ｒ−4と発光素子行２９５１Ｒ−3との間のピッチは０．０３１５[ｍｍ]である。また、発光素子グループ２９５の中心（重心）を通って幅方向ＬＴＤに平行な直線を中心線ＣＴＬとしたとき、発光素子行２９５１Ｒ−1および発光素子行２９５１Ｒ−4それぞれと、中心線ＣＴＬとのピッチは０．０５７７５[ｍｍ]である。
【０１０１】
また、図２０において、中心線ＣＴＬより上側の２行２９５１Ｒ−1，２９５１Ｒ−2で１つの発光素子行組２９５１ＲＴが構成されるとともに、中心線ＣＴＬより下側の２行２９５１Ｒ−3，２９５１Ｒ−4で１つの発光素子行組２９５１ＲＴが構成されている。発光素子行組２９５１ＲＴそれぞれでは、２つの発光素子行２９５１Ｒが長手方向ＬＧＤに素子ピッチＰel（＝０．０２１[ｍｍ]）の２倍（＝０．０４２[ｍｍ]）だけ相互にずれている。しかも、２つの発光素子行組２９５１ＲＴは、長手方向ＬＧＤに素子ピッチＰel（＝０．０２１[ｍｍ]）だけ相互にずれている。したがって、４個の発光素子行２９５１Ｒは、長手方向ＬＧＤに素子ピッチＰel（＝０．０２１[ｍｍ]）だけ相互にずれることとなり、その結果、長手方向ＬＧＤにおいて各発光素子２９５１の位置は異なっている。ここで、発光素子グループ２９５の長手方向ＬＧＤにおける両端に位置する発光素子２９５１を端部発光素子２９５１ｘとすると、長手方向ＬＧＤにおける端部発光素子２９５１ｘ間のピッチは１．２３９[ｍｍ]であり、長手方向ＬＧＤにおける端部発光素子２９５１ｘと発光素子グループ２９５中心とのピッチは０．６１９５[ｍｍ]となる。
【０１０２】
図２１に示す例では、図２０に示した発光素子グループ２９５が２次元的に配置されている。図２１に示すように、長手方向ＬＧＤに複数の発光素子グループ２９５が並んで発光素子グループ行２９５Ｒが構成されている。この発光素子グループ行２９５Ｒにおいて、各発光素子グループ２９５は発光素子グループピッチＰegの３倍のピッチ（＝１．７７８[ｍｍ]）で並んでいる。そして、このように構成された発光素子グループ行２９５Ｒが３個（２９５Ｒ−1，２９５Ｒ−2，２９５Ｒ−3）幅方向ＬＴＤに、発光素子グループ行ピッチＰegr（＝１．７７[ｍｍ]）で並んでいる。また、各発光素子グループ行２９５Ｒは長手方向ＬＧＤにおいて発光素子グループピッチＰeg（約０．５９３[ｍｍ]）だけ相互にずれている。つまり、発光素子グループ行２９５Ｒ−1と発光素子グループ行２９５Ｒ−2とは、長手方向ＬＧＤに０．５９２７５[ｍｍ]だけずれており、発光素子グループ行２９５Ｒ−2と発光素子グループ行２９５Ｒ−3とは、長手方向ＬＧＤに０．５９２５[ｍｍ]だけずれており、発光素子グループ行２９５Ｒ−3と発光素子グループ行２９５Ｒ−1とは、長手方向ＬＧＤに０．５９２７５[ｍｍ]だけずれている。したがって、発光素子グループ行２９５Ｒ−1と発光素子グループ行２９５Ｒ−3とは、長手方向ＬＧＤに１．１８５２５[ｍｍ]だけずれている。
【０１０３】
また、上記実施形態では、レンズアレイ２９９は、レンズアレイ基板の裏面２９９１−tにレンズＬＳを形成して構成されている。しかしながら、レンズアレイの構成態様はこれに限られない。つまり、レンズアレイ基板の表面２９９１−hにレンズＬＳを形成してレンズアレイ２９９を構成しても良く、あるいは、レンズアレイ基板の両面２９９１−t，２９９１−hにレンズＬＳを形成してレンズアレイ２９９を構成しても良い。
【０１０４】
また、上記実施形態では、３個のレンズ行ＬＳＲが幅方向ＬＴＤに並んでいる。しかしながら、レンズ行ＬＳＲの個数は３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、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。
【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。
【実施例】
【０１０７】
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。
【０１０８】
図２２は実施例における光学系を示す図であり、主走査方向ＭＤにおける断面を示している。この実施例では、光ビームの進行方向Ｄoaにおいて第１レンズＬＳ1の手前に絞りＤＩＡが設けられており、絞りＤＩＡにより絞られた光ビームが第１レンズＬＳ1に入射する。同図では、光軸ＯＡ上の物点ＯＢ0から出て像点ＩＭ0に結像する光ビームの光路と、光軸ＯＡとは異なる物点ＯＢ1から出て像点ＩＭ1に結像する光ビームの光路とが示されている。絞りＤＩＡ以外の構成は、第１実施形態等で示したのと略同様であり、図５、図９等に示したＡ−Ａ線方向において、３つのレンズＬＳ−u，ＬＳ−m，ＬＳ−dが並んでレンズ列を構成するように、各レンズＬＳを含む光学系が並んでいる。
【０１０９】
図２３は、実施例１におけるラインヘッドおよび感光体ドラムのＡ−Ａ線部分断面図である。同図が示すように、発光素子グループ２９５、絞りＤＩＡ、およびレンズアレイ２９９Ａ，２９９Ｂで構成されるラインヘッドは、感光体ドラム２１に対向配置されている。この感光体ドラム２１は回転軸ＣＣ21を中心とした略円筒形状を有しており、感光体ドラム表面は有限の曲率を有している。ここで、この感光体表面の形状を特に「曲率形状」と称することとする。
【０１１０】
この実施例では、各光学系は図２３における左右方向に等ピッチで並んでいるとともに、中央レンズＬＳ−mを含む光学系の光軸ＯＡは感光体ドラム２１の回転軸ＣＣ21を通る。したがって、各光学系による光ビームの結像位置を感光体ドラム表面に略一致させるためには、光ビームの進行方向Ｄoa（光軸ＯＡ方向）における結像位置を光学系毎に調整する必要がある。図２３に示す例では、上流レンズＬＳ−uを含む光学系と下流レンズＬＳ−dを含む光学系との間では、光ビームの進行方向Ｄoaにおける結像位置ＦＰは互いに等しい。一方、上流レンズＬＳ−u（または下流レンズＬＳ−d）を含む光学系との間では、光ビームの進行方向Ｄoaにおける結像位置は距離ΔＦＰだけ異なる。そこで、以下のデータに示すように、この実施例では、レンズＬＳ−u，ＬＳ−dを含む光学系と、レンズＬＳ−mを含む光学系との間で、構成が異なる。
【０１１１】
図２４は実施例における光学系諸元を表す図である。同図に示すように、発光素子から射出される光ビームの波長は６９０[ｎｍ]である。また、感光体の直径は４０[ｍｍ]である。図２５は、中央レンズを含む光学系のデータを示す図である。同図が示すように、中央レンズＬＳ−mを含む光学系では、第１レンズＬＳ1のレンズ面（面番号Ｓ4）および第２レンズＬＳ2のレンズ面（面番号Ｓ7）は何れも自由曲面（ＸＹ多項式面）である。図２６はＸＹ多項式面の定義式を示す図であり、第１レンズＬＳ1のレンズ面形状は同定義式と図２７に示す係数で与えられ、第２レンズＬＳ2のレンズ面形状は同定義式と図２８に示す係数で与えられる。ここで、図２７は中央レンズを含む光学系の面Ｓ４の係数値を示す図であり、図２８は中央レンズを含む光学系の面Ｓ７の係数値を示す図である。
【０１１２】
図２９は、上流レンズ、下流レンズを含む光学系のデータを示す図である。同図が示すように、上流レンズＬＳ−u，下流レンズＬＳ−dを含む光学系においても、第１レンズＬＳ1のレンズ面（面番号Ｓ4）および第２レンズＬＳ2のレンズ面（面番号Ｓ7）は何れも自由曲面（ＸＹ多項式面）である。第１レンズＬＳ1のレンズ面形状は図２６の定義式と図３０に示す係数で与えられ、第２レンズＬＳ2のレンズ面形状は同定義式と図３１に示す係数で与えられる。ここで、図３０は上流レンズ、下流レンズを含む光学系の面Ｓ４の係数値を示す図であり、図３１は上流レンズ、下流レンズを含む光学系の面Ｓ７の係数値を示す図である。
【０１１３】
このように上記実施例では、レンズアレイ２９９のレンズＬＳは自由曲面レンズである。ここで、自由曲面レンズとはレンズ面が自由曲面であるレンズである。したがって、レンズの結像特性が向上して、より良好な露光が実現可能となるっている。
【０１１４】
なお、この実施例では、幅方向ＬＴＤにおいては各レンズＬＳは接続されておらず、つまり、レンズＬＳ−u、ＬＳ−m、ＬＳ−dは接続されていない。しかしながら、各レンズＬＳ−u、ＬＳ−m、ＬＳ−dを幅方向ＬＴＤに相互に接続しても良い。これにより、各レンズＬＳ−u、ＬＳ−m、ＬＳ−dの幅方向ＬＴＤの間隔を広げること無く、多くの光量をレンズＬＳ−u、ＬＳ−m、ＬＳ−dに取り込むことができる。換言すれば、レンズアレイ２９９の幅方向ＬＴＤへの幅を抑制することが可能となり、その結果、ラインヘッド２９の幅を小型化して、感光体ドラム２１の周りにスペースを空けることができる。したがって、この空きスペースに他の機能部を集約して配置することができ、画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【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】第１実施形態におけ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Ａ−Ａ線部分断面図。
【図７】ヘッド基板の裏面の構成を示す図。
【図８】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９】第１実施形態におけるレンズアレイの平面図。
【図１０】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１１】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１２】上述のラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。
【図１３】第２実施形態におけるラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図１４】第２実施形態におけるレンズアレイの平面図。
【図１５】第３実施形態のヘッド基板の構成を示す平面図。
【図１６】第４実施形態にかかるレンズアレイの構成を示す平面図。
【図１７】レンズのレンズ面の構成を示す図。
【図１８】本発明の効果の説明図。
【図１９】本発明のさらなる効果の説明図。
【図２０】発光素子グループの別の構成を示す平面図。
【図２１】図２０の発光素子グループを複数配したヘッド基板裏面を示す図。
【図２２】実施例における光学系を示す図。
【図２３】実施例１におけるラインヘッド等のＡ−Ａ線部分断面図。
【図２４】実施例における光学系諸元を表す図。
【図２５】中央レンズを含む光学系のデータを示す図。
【図２６】ＸＹ多項式面の定義式を示す図。
【図２７】中央レンズを含む光学系の面Ｓ４の係数値を示す図。
【図２８】中央レンズを含む光学系の面Ｓ７の係数値を示す図。
【図２９】上流レンズ、下流レンズを含む光学系のデータを示す図。
【図３０】上流レンズ、下流レンズを含む光学系の面Ｓ４の係数値を示す図。
【図３１】上流レンズ、下流レンズを含む光学系の面Ｓ７の係数値を示す図。
【符号の説明】
【０１１６】
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、  ２９９１…レンズアレイ基板、  ＬＳ，ＬＳ1，ＬＳ2…レンズ、  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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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