(57)【要約】【課題】複数のレンズ行の各々が第２方向において互いに異なる位置に対向することに起因した、上述の露光不良の発生を抑制する技術の提供をする。【解決手段】発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子と、第１方向と直交もしくは略直交する第２方向に搬送される像面に向けて発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像光学系を、発光素子グループ毎に有するアレイとを備え、アレイでは、複数の結像光学系が第２方向に対応する方向に互いにずらして設けられて像面の第２方向の互いに異なる位置に対向しており、各結像光学系は、像面への第２方向における対向位置の違いに対応して調整されている。【選択図】図１７
2009083416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子と、
第１方向と直交もしくは略直交する第２方向に搬送される像面に向けて前記発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像光学系を、前記発光素子グループ毎に有するアレイと
を備え、
前記アレイでは、複数の前記結像光学系が前記第２方向に対応する方向に互いにずらして設けられて前記像面の前記第２方向の互いに異なる位置に対向しており、
前記各結像光学系は、前記像面への前記第２方向における対向位置の違いに対応して調整されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記像面の前記第２方向への搬送に合わせて、前記第２方向の上流側に対向する前記結像光学系から順次前記光ビームを結像してスポットグループを形成し、前記第２方向の上流側に対向する結像光学系ほど小さいスポット径で前記スポットグループのスポットを形成する請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記第２方向の上流側に対向する結像光学系ほど小さい倍率で前記スポットを形成する請求項２記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記像面のうち前記アレイと対向する領域は前記第２方向の断面において曲率を有しており、
前記結像光学系はレンズで構成されるとともに、前記結像光学系のレンズのレンズ構成および／またはレンズ位置は、該結像光学系の結像位置が前記像面の曲率形状に応じた位置となるように調整されている請求項１記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記各レンズの像面側のレンズ面のレンズ口径は互いに等しい請求項４記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記スポットグループにおけるスポットピッチと、該スポットグループに対応する前記発光素子グループにおける前記発光素子ピッチとの比を、該発光素子グループに対応する前記レンズのピッチ倍率としたとき、
前記スポットピッチが前記スポットグループに依らず一定となるように、前記各発光素子グループでは、該発光素子グループが対応する前記レンズの前記ピッチ倍率に応じて、前記発光素子の配置が調整されている請求項４または５記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記結像光学系と該結像光学系に対応する前記発光素子グループとの間に開口絞りを設けて、前記結像光学系の像側がテレセントリックに構成されている請求項１ないし６のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項８】
第１方向と直交もしくは略直交する第２方向に表面が搬送される潜像担持体と、
前記潜像担持体表面を露光して潜像を形成するラインヘッドと、
前記潜像を現像する現像部と
を備え、
前記ラインヘッドは、発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子と、前記潜像担持体表面に対して前記発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像光学系を前記発光素子グループ毎に有するアレイとを備え、
前記アレイでは、複数の前記結像光学系が前記第２方向に対応する方向に互いにずらして設けられて前記像面の前記第２方向の互いに異なる位置に対向しており、
前記各結像光学系は、前記像面への前記第２方向における対向位置の違いに対応して調整されてい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】
この発明は、ラインヘッドを用いて潜像担持体表面を露光することで、画像を形成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体の表面を副走査方向に搬送しつつ、該感光体表面に光ビームを露光することで静電潜像を形成する技術が知られている。つまり、かかる技術では、感光体表面を副走査方向に搬送しつつ、光ビームを主走査方向に並べて露光することで、感光体表面に対して二次元の静電潜像が形成される。また、特許文献１には、発光素子から射出された光ビームを感光体表面に向けて結像するラインヘッドが記載されるとともに、該ラインヘッドを用いて感光体表面を露光する技術が記載されている。より具体的には、かかるラインヘッドでは、複数の発光素子からなる発光素子グループが、主走査方向に対応する長手方向に複数並べられている。また、これら複数の発光素子グループに一対一で対応して複数のレンズが配置されている。そして、複数のレンズの各々は、対応する発光素子グループの発光素子から射出された光ビームを感光体表面に向けて結像する。そして、このように結像された光ビームにより、感光体表面が露光される。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−４５４６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、特許文献１記載の技術では、複数の発光素子グループが長手方向に並ぶのに対応して、複数のレンズは長手方向に直線状に並んでレンズ行を構成している。また、同文献に記載の技術ではレンズ行は１行のみであるが、潜像担持体（感光体）の表面に形成される潜像の解像度を上げる等の理由から、長手方向に直交する方向に並ぶ複数のレンズ行を、潜像担持体表面に対向して配置することができる。しかしながら、かかる構成では、各レンズ行が副走査方向において互いに異なる位置に対向するため、レンズ行によって形成する像に差異が発生して、良好な露光が実現できない場合があった。
【０００５】
つまり、複数のレンズ行を用いるラインヘッドは、これら複数のレンズ行を、潜像担持体表面の搬送方向である副走査方向に対応する幅方向に並べて、該潜像担持体表面に対向配置する。このとき、複数のレンズ行のそれぞれは、潜像担持体表面の副走査方向において互いに異なる対向位置に対向する。したがって、異なるレンズ行に属するレンズによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向において互いに異なる。これに対して、潜像担持体表面が副走査断面において曲率を有していると、かかる曲率に起因して、複数のレンズ行の間で、結像位置と潜像担持体表面との距離に差異が発生する場合があった。そして、このような距離の差異のため、潜像担持体表面に形成される潜像がレンズ行によって異なり、結果として、良好な露光が行なえないという露光不良が発生する可能性があった。
【０００６】
また、複数行のレンズ行を用いるラインヘッドでは、副走査方向の上流側に対向するレンズ行から順次潜像を形成することで、主走査方向に伸びるライン潜像を形成することができる。しかしながら、一のレンズ行が潜像を形成してから次のレンズ行が潜像を形成するまでの間に、一のレンズ行により形成された潜像が経時変化する場合がある。そして、このような潜像の経時変化が発生すると、潜像担持体表面に形成される潜像がレンズ行によって異なってしまい、良好な露光が行なえない場合があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数のレンズ行の各々が副走査方向において互いに異なる位置に対向することに起因した、上述の露光不良の発生を抑制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】
【０００８】
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、発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子と、第１方向と直交もしくは略直交する第２方向に搬送される像面に向けて発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像光学系を、発光素子グループ毎に有するアレイとを備え、アレイでは、複数の結像光学系が第２方向に対応する方向に互いにずらして設けられて像面の第２方向の互いに異なる位置に対向しており、各結像光学系は、像面への第２方向における対向位置の違いに対応して調整されていることを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成装置は、第１方向と直交もしくは略直交する第２方向に表面が搬送される潜像担持体と、潜像担持体表面を露光して潜像を形成するラインヘッドと、潜像を現像する現像部とを備え、ラインヘッドは、発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子と、潜像担持体表面に対して発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像光学系を発光素子グループ毎に有するアレイとを備え、アレイでは、複数の結像光学系が第２方向に対応する方向に互いにずらして設けられて像面の第２方向の互いに異なる位置に対向しており、各結像光学系は、像面への第２方向における対向位置の違いに対応して調整されていることを特徴としている。
【００１０】
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、各結像光学系は像面への対向位置の違いに対応して調整されている。したがって、この発明は、上述したような、複数のレンズ行の各々が副走査方向において互いに異なる位置に対向することに起因した露光不良の発生を抑制可能であり、好適である。
【００１１】
ところで、上述の通り、潜像は経時変化を示す場合があり、良好な露光が実行できない可能性がある。つまり、潜像としてスポットを形成した際、このスポットのスポット径は時間とともに大きくなる傾向にある。その結果、第２方向の上流側に対向する結像光学系により形成されたスポットほど、最終的に大きなスポット径を有する場合があった。そこで、次のようにラインヘッドを構成しても良い。すなわち、像面の第２方向への搬送に合わせて、第２方向の上流側に対向する結像光学系から順次光ビームを結像してスポットグループを形成し、第２方向の上流側に対向する結像光学系ほど小さいスポット径でスポットグループのスポットを形成するように、ラインヘッドを構成しても良い。このように構成されたラインヘッドでは、第２方向の上流側に対向する結像光学系ほど小さいスポット径でスポットを形成するため、最終的には各スポットのスポット径を一定の範囲内に収めることが可能となり、潜像の経時変化に起因した露光不良の抑制が可能となる。
【００１２】
このとき、第２方向の上流側に対向する結像光学系ほど小さい倍率でスポットを形成するように構成してもよい。つまり、このような構成では、結像光学系の倍率を調整するだけで、第２方向の上流側に対向する結像光学系ほど小さいスポット径でスポットを形成するようにラインヘッドを構成することができる。したがって、潜像の経時変化に起因した露光不良を簡便に抑制することが可能となる。
【００１３】
ところで、上述したとおり、像面のうちアレイと対向する領域は第２方向の断面において曲率を有しているラインヘッドにあっては、像面の曲率形状に起因して、結像位置と潜像担持体表面との距離が異なって、形成される潜像が結像光学系によって異なる場合があった。そこで、結像光学系はレンズで構成されるとともに、結像光学系のレンズのレンズ構成および／またはレンズ位置は、該結像光学系の結像位置が像面の曲率形状に応じた位置となるように調整されるように、ラインヘッドを構成しても良い。なんとなれば、このように構成されたラインヘッドでは、各結像位置は像面の曲率形状に応じた位置に調整されるため、結像位置と潜像担持体表面との距離の差異が抑制されて、良好な露光が実現可能となるからである。
【００１４】
このとき、各レンズの像面側のレンズ面のレンズ口径が互いに等しくなるように、ラインヘッドを構成しても良い。つまり、レンズによってレンズ口径が異なると、各レンズでレンズ効率が異なって、各スポットが互いに異なってしまう場合がある。これに対して、レンズ口径を各レンズで等しくしておくと、各レンズでレンズ効率が略同じとなるため、良好な露光が可能となる。
【００１５】
ところで、レンズのレンズ構成および／またはレンズ位置を調整した場合、ピッチ倍率がレンズによって異なる可能性があった。ここで、スポットグループにおけるスポットピッチと、該スポットグループに対応する発光素子グループにおける発光素子ピッチとの比を、該発光素子グループに対応するレンズのピッチ倍率とした。そして、このようにレンズによってピッチ倍率が異なると、像面に形成されるスポットのスポットピッチが、スポットグループによって異なる可能性がある。そこで、次のようにラインヘッドを構成しても良い。つまり、スポットピッチがスポットグループに依らず一定となるように、各発光素子グループでは、該発光素子グループが対応するレンズのピッチ倍率に応じて、発光素子の配置が調整されるように、ラインヘッドを構成しても良い。なんとなれば、このように構成は、スポットのスポットピッチをスポットグループに依らず略同じとすることが可能であるからである。
【００１６】
また、結像光学系と該結像光学系に対応する発光素子グループとの間に開口絞りを設けて、結像光学系の像側がテレセントリックに構成されるように、ラインヘッドを構成しても良い。つまり、結像光学系と像面との距離が変動する場合があり、このような変動はスポット形成位置の第２方向への変動の原因となる。これに対して、結像光学系の像側をテレセントリックに構成することで、スポット形成位置の第２方向への変動を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１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１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。
【００１８】
この実施形態にかかる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１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。
【００１９】
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。なお、本明細書において、円筒形の周表面の形状を「曲率形状」と定義するとともに、「表面が曲率を有し」と称した場合は表面の形状が曲率形状であることを意味するものとする。また、本明細書において、「曲率形状の曲率中心」と称した場合は、該曲率中心は円筒形の中心軸上の点を意味するものとする。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１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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いる。したがって、ラインヘッド２９の長手方向は、主走査方向ＭＤと略平行である。そして、ラインヘッドは、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の表面に対して光を照射して（つまり、露光して）該表面に潜像を形成する（露光工程）。なお、この実施形態では、各色のラインヘッド２９を制御するためにヘッドコントローラＨＣが設けられ、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からの信号とに基づき各ラインヘッド２９を制御している。すなわち、この実施形態では、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラＭＣの画像処理部５１に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータＶＤが作成されるとともに、該ビデオデータＶＤがメイン側通信モジュール５２を介してヘッドコントローラＨＣに与えられる。また、ヘッドコントローラＨＣでは、ビデオデータＶＤはヘッド側通信モジュール５３を介してヘッド制御モジュール５４に与えられる。このヘッド制御モジュール５４には、上記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号ＶsyncがエンジンコントローラＥＣから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータＶＤなどに基づきヘッドコントローラＨＣは各色のラインヘッド２９に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド２９に出力する。こうすることで、各ラインヘッド２９において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。
【００２２】
そして、この実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を感光体カートリッジとしてユニット化している。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１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１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
図３は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図である。また、図４は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の幅方向の断面図である。上述の通り、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、互いに略直交する。本実施形態におけるラインヘッド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。
【００３４】
ケース２９１は、感光体ドラム２１の表面に対向する位置にレンズアレイ２９９を保持するとともに、その内部に、該レンズアレイ２９９に近い順番で、遮光部材２９７及びヘッド基板２９３を備えている。また、ヘッド基板２９３の裏面（ヘッド基板２９３が有する２つの面のうちレンズアレイ２９９と逆側の面）には、複数の発光素子グループ２９５が設けられている。即ち、複数の発光素子グループ２９５は、ヘッド基板２９３の裏面に、長手方向ＬＧＤ及び幅方向ＬＴＤに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に配置されている。ここで、複数の発光素子グループ２９５の各々は、複数の発光素子を２次元的に配列して構成されるが、これについては後に説明する。また、本実施形態では、発光素子としてボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いる。つまり、本実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面に有機ＥＬ素子を発光素子として配置している。これにより、全ての発光素子２９５１は、同一平面（ヘッド基板２９３の裏面）の上に配置される。そして、同ヘッド基板２９３に形成された駆動回路によって各発光素子が駆動されると、該発光素子から感光体ドラム２１の方向に光ビームが射出される。このとき、全発光素子２９５１は互いに等しい波長の光ビームを射出する。この光ビームは、ヘッド基板２９３を介して遮光部材２９７へ向うこととなる。
【００３５】
遮光部材２９７には、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が穿設されている。また、かかる導光孔２９７１は、ヘッド基板２９３の法線と平行な線を中心軸として遮光部材２９７を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。よって、１つの発光素子グループ２９５に属する発光素子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からでた光ビーム同士の干渉が遮光部材２９７により防止される。そして、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１を通過した光ビームは、レンズアレイ２９９により、感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像されることとなる。なお、レンズアレイ２９９の具体的構成、及び、該レンズアレイ２９９による光ビームの結像状態については、後に詳述する。
【００３６】
図４に示すように、固定器具２９１４によって、裏蓋２９１３がヘッド基板２９３を介してケース２９１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側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋を押圧することで、ケース２９１の内部を光密に（つまり、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）密閉している。なお、固定器具２９１４は、ケース２９１の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ２９５は、封止部材２９４により覆われている。
【００３７】
図５は、レンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図６は、レンズアレイの長手方向ＬＧＤの断面図である。レンズアレイ２９９は、レンズ基板２９９１有する。そして、該レンズ基板２９９１の裏面２９９１ＢにレンズＬＳの第１面ＬＳＦfが形成されるとともに、レンズ基板２９９１の表面２９９１ＡにレンズＬＳの第２面ＬＳＦsが形成される。そして、互いに対向するレンズの第１面ＬＳＦfと第２面ＬＳＦsと、これら２面に挟まれるレンズ基板２９９１とで、１つのレンズＬＳとして機能する。なお、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfおよび第２面ＬＳＦsは、例えば樹脂により形成することができる。
【００３８】
そして、レンズアレイ２９９は、複数のレンズＬＳをそれぞれの光軸ＯＡが互いに略平行となるように配置している。また、レンズアレイ２９９は、レンズＬＳの光軸ＯＡがヘッド基板２９３の裏面（発光素子２９５１が配置されている面）に略直交するように配置されている。このとき、これら複数のレンズＬＳは、複数の発光素子グループ２９５に一対一で配置されている。つまり、複数のレンズＬＳは、発光素子グループ２９５の配置に対応して、長手方向ＬＧＤ及び幅方向ＬＴＤに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に配置されている。より具体的に述べると、長手方向ＬＧＤに複数のレンズＬＳを並べてなるレンズ行ＬＳＲを、幅方向ＬＴＤに複数行並べている。なお、本実施形態では、３行のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ2、ＬＳＲ3が幅方向ＬＴＤに並べられている。また、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、長手方向互いに所定のレンズピッチＰlsだけずれて配置されている。
【００３９】
図７はラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図である。図８は、各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図である。本実施形態では、複数の発光素子２９５１は発光素子グループ２９５毎にグループ化されており、各発光素子グループ２９５では、長手方向ＬＧＤに８個の発光素子２９５１が所定の素子ピッチＰelで並べられている。各発光素子グループ２９５は、長手方向ＬＧＤに４個の発光素子２９５１を所定間隔（素子ピッチＰelの２倍の間隔）で並べてなる発光素子行２９５１Ｒを、幅方向ＬＴＤに素子行ピッチＰelrだけ間隔を空けて２行配置している。そして、複数の発光素子グループ２９５は次のように配置されている。
【００４０】
つまり、発光素子グループ２９５を長手方向ＬＧＤに所定個数並べて構成される発光素子グループ行２９５Ｒが、幅方向ＬＴＤに３行並ぶように、複数の発光素子グループ２９５は配置されている。また、全ての発光素子グループ２９５は、互いに異なる長手方向位置に配置されている。更に、長手方向位置が隣り合う発光素子グループ（例えば、発光素子グループ２９５_Ｃ１と発光素子グループ２９５_Ｂ１）の幅方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ２９５は配置されている。このように、複数（図７では３個）の発光素子グループ２９５が幅方向ＬＴＤにおいて互いにずらして配置されて発光素子グループ列２９５Ｃが構成されている。そして、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。なお、本明細書において、発光素子２９５１の幾何重心を発光素子２９５１の位置とするとともに、同一の発光素子グループ２９５に属する全ての発光素子位置の幾何重心を発光素子グループ２９５の位置とする。また、長手方向位置及び幅方向位置とはそれぞれ注目する位置の長手方向成分及び幅方向成分を意味する。
【００４１】
上記した発光素子グループ２９５の配置に対応して、遮光部材２９７に導光孔２９７１が穿設されるとともに、レンズＬＳが配置される。つまり、複数（図７では３個）のレンズＬＳが幅方向ＬＴＤにおいて互いにずらして配置されてレンズ列ＬＳＣが構成されている。そして、複数のレンズ列ＬＳＣが、長手方向ＬＧＤに沿って並んでいる。本実施形態においては、発光素子グループ２９５の重心位置と、導光孔２９７１の中心軸と、レンズＬＳの光軸ＯＡとは、略一致するように構成されている。そして、発光素子グループ２９５の発光素子２９５１から射出された光ビームは、対応する導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９に入射するとともに、該レンズアレイ２９９により感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像される。
【００４２】
図９は、長手方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図である。また、同図は、レンズＬＳの結像状態を示すために、ヘッド基板２９３の裏面にある仮想物点ＯＭ0、ＯＭ1、ＯＭ2からの光ビームの軌跡を表している。ここで、仮想物点ＯＭ0は、光軸ＯＡの上にある。また、仮想物点ＯＭ1、ＯＭ2は、光軸ＯＡに対して互いに対称な位置に位置する。かかる軌跡が示すように、仮想物点から射出された光ビームは、ヘッド基板２９３の裏面に入射した後、該ヘッド基板２９３の表面から射出される。そして、ヘッド基板２９３の表面から射出された光ビームはレンズＬＳを介して像面ＩＰ（感光体ドラム２１の表面）に到達する。ここで、ヘッド基板２９３及びレンズＬＳは、それぞれ所定の屈折率を有する。
【００４３】
図９が示すように、仮想物点ＯＭ0から射出される光ビームは、像面ＩＰと光軸ＯＡとの交点ＩＭ0に結像される。また、仮想物点ＯＭ1，ＯＭ2から射出される光ビームは、それぞれ像面の位置ＩＭ1，ＩＭ2に結像される。つまり、仮想物点ＯＭ1から射出される光ビームは、長手方向ＬＧＤにおいて光軸ＯＡを挟んで逆側の位置ＩＭ1に結像されるとともに、仮想物点ＯＭ2から射出される光ビームは、長手方向ＬＧＤにおいて光軸ＯＡを挟んで逆側の位置Ｉ2に結像される。このように、本実施形態における、レンズＬＳは反転特性を有するいわゆる反転光学系である。また、同図が示すように、仮想物点ＯＭ1，ＯＭ0の間の距離と比較して、光ビームが結像される位置ＩＭ1，ＩＭ0の間の距離は短い。即ち、本実施形態におけるヘッド基板２９３とレンズＬＳからなる光学系の倍率の絶対値は１未満である。また、ヘッド基板２９３とレンズＬＳの第１面ＬＳＦfとの間（つまり、物体空間）の前側焦点には、開口絞りＤＩＡが配置されている。その結果、像空間において光ビームの主光線ＰＲＭ0〜ＰＲＭ2はいずれも光軸ＯＡに対して平行となっている。即ち、レンズＬＳの像側がテレセントリックに構成されている。
【００４４】
図１０は、幅方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図である。また、同図は、レンズＬＳの結像状態を示すために、ヘッド基板２９３の裏面にある仮想物点ＯＳ0、ＯＳ1、ＯＳ2からの光ビームの軌跡を表している。ここで、仮想物点ＯＳ0は、光軸ＯＡの上にある。また、仮想物点ＯＳ1、ＯＳ2は、光軸ＯＡに対して互いに対称な位置に位置する。かかる軌跡が示すように、仮想物点から射出された光ビームは、ヘッド基板２９３の裏面に入射した後、該ヘッド基板２９３の表面から射出される。そして、ヘッド基板２９３の表面から射出された光ビームはレンズＬＳを介して像面ＩＰ（感光体ドラム２１の表面）に到達する。上述の通り、ヘッド基板２９３及びレンズＬＳは、それぞれ所定の屈折率を有する。
【００４５】
図１０が示すように、仮想物点ＯＳ0から射出される光ビームは、像面ＩＰと光軸ＯＡとの交点ＩＳ0に結像される。また、仮想物点ＯＳ1，ＯＳ2から射出される光ビームは、それぞれ像面の位置ＩＳ1，ＩＳ2に結像される。つまり、仮想物点ＯＳ1から射出される光ビームは、幅方向ＬＴＤにおいて光軸ＯＡを挟んで逆側の位置ＩＳ1に結像されるとともに、仮想物点ＯＳ2から射出される光ビームは、幅方向ＬＴＤにおいて光軸ＯＡを挟んで逆側の位置Ｉ2に結像される。このように、本実施形態における、レンズＬＳは反転特性を有するいわゆる反転光学系である。また、同図が示すように、仮想物点ＯＳ1，ＯＳ0の間の距離と比較して、光ビームが結像される位置ＩＳ1，ＩＳ0の間の距離は短い。即ち、本実施形態におけるヘッド基板２９３とレンズＬＳからなる光学系の倍率の絶対値は１未満である。また、ヘッド基板２９３とレンズＬＳの第１面ＬＳＦfとの間（つまり、物体空間）の前側焦点には、開口絞りＤＩＡが配置されている。その結果、像空間において光ビームの主光線ＰＲＳ0〜ＰＲＳ2はいずれも光軸ＯＡに対して平行となっている。即ち、レンズＬＳの像側がテレセントリックに構成されている。
【００４６】
図１１、図１２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、上述の通り、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。
【００４７】
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１１、１２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からの光ビームを該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳにより像面ＩＰに向けて結像することで、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。
【００４８】
なお、図１１、１２は、発光素子グループ２９５とレンズＬＳとスポットグループＳＧとの対応関係が理解しやすいように、像面が静止した状態でスポットＳＰを形成した場合を表した。したがって、スポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、発光素子グループ２９５における発光素子２９５１の配置位置に略相似する。しかしながら、後述するように、実際のスポット形成動作は、像面ＩＰ（感光体ドラム２１の表面）を副走査方向ＳＤに搬送しつつ実行する。その結果、ヘッド基板２９３が有する複数の発光素子２９５１により形成されるスポットＳＰは、主走査方向ＭＤに略平行な直線上に形成される。
【００４９】
また、図１２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、同ピッチで並ぶ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、同ピッチで並ぶ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。
【００５０】
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、同ピッチで並ぶ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、同ピッチで並ぶ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。
【００５１】
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、同ピッチで並ぶ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、同ピッチで並ぶ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。
【００５２】
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、同ピッチで並ぶ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、同ピッチで並ぶ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。
【００５３】
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、同ピッチで並ぶ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、同ピッチで並ぶ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。
【００５４】
また、ここで、本明細書において用いる、レンズＬＳのレンズ構成、レンズ枚数およびレンズ位置について定義しておく。まず、「レンズ構成」は、レンズＬＳのレンズ形状・レンズＬＳのレンズ厚さ・レンズＬＳのレンズ材質・レンズの枚数等を含む概念である。そして、レンズＬＳのレンズ位置、レンズ厚さ、およびレンズ形状は、それぞれ次のとおりである。
【００５５】
図１３は、レンズの位置等についての説明図である。同図の（ａ）は、発光素子グループ２９５、ヘッド基板２９３およびレンズＬＳを、レンズＬＳの光軸ＯＡの垂直方向から見た場合に対応する。また、同図の（ｂ）は、レンズＬＳを、レンズＬＳの光軸ＯＡの方向から見た場合に対応する。レンズＬＳのレンズ位置は、該レンズＬＳが対応する発光素子グループ２９５の配置平面（本実施形態においては、ヘッド基板２９３の裏面）と光軸ＯＡとの交点を原点とした場合における、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfの頂点ＶＴfの位置である。ここで、頂点ＶＴfは、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfと光軸ＯＡとの交点である。また、レンズＬＳのレンズ厚さＴＨＫは、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfと第２面ＬＳＦsとの面間距離である。つまり、同図が示すように、レンズ厚さＴＨＫは、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfの頂点ＶＴfと、レンズＬＳの第２面ＬＳＦsの頂点ＶＴsとの距離である。なお、頂点ＶＴsは、レンズＬＳの第２面ＬＳＦsと光軸ＯＡとの交点である。また、レンズＬＳのレンズ形状は、レンズＬＳの第１面ＬＳＦf・第２面ＬＳＦsの形状である。よって、第１面ＬＳＦfおよび第２面ＬＳＦsのいずれかが異なるレンズ同士は、互いにレンズ形状が異なることとなる。さらに、本明細書は、像面対向距離ｌｄを次のように定義する。すなわち、像面対向距離ｌｄは、レンズＬＳの第２面ＬＳＦs、つまり感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦs（潜像担持体側のレンズ面）の頂点ＶＴsと、該レンズＬＳが対向する感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）との該レンズの光軸方向（つまり、光軸ＯＡが伸びる方向）における距離である。また、本明細書において、レンズ口径Ｄoutは、レンズＬＳの第２面ＬＳＦs（感光体ドラム表面側のレンズ面）の径（直径）である。また、レンズＬＳの枚数は、１個の発光素子グループ２９５に対して設けられるレンズＬＳの枚数であり、図１３ではレンズＬＳの枚数は１枚である。
【００５６】
図１４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２、図７、図１４を用いて本実施形態におけるラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。また、発明の理解を容易にするため、ここでは主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面を副走査方向ＳＤに搬送しながら、ヘッド制御モジュール５４により複数の発光素子を所定のタイミングで発光させることで、主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００５７】
つまり、本実施形態のラインヘッドでは、幅方向位置ＬＴＤ１〜ＬＴＤ６の各位置に対応して、幅方向ＬＴＤに６個の発光素子行２９５１Ｒが並べて配置されている（図７）。そこで、本実施形態では、同一の幅方向位置にある発光素子行２９５１Ｒは、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副幅方向位置にある発光素子行２９５１Ｒは、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、幅方向位置ＬＴＤ１〜ＬＴＤ６の順番で、発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、感光体ドラム２１の表面を幅方向ＬＴＤに対応する副走査方向ＳＤに搬送しながら、上述の順番で発光素子行２９５１Ｒを発光させることで、該表面の主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００５８】
かかる動作を、図７、１４を用いて説明する。まず最初に、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤに最上流の発光素子グループ２９５_Ｃ１，２９５_Ｃ２，２９５_Ｃ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ１の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１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、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１４の「１回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。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を表す。また、同図において、符号２９５_Ｃ１，２９５_Ｂ１，２９５_Ａ１，２９５_Ｃ２でラベルされたスポットは、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であることを示す。
【００５９】
次に、同発光素子グループ２９５_Ｃ１，２９５_Ｃ２，２９５_Ｃ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ２の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１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、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１４の「２回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。ここで、感光体ドラム２１の表面の搬送方向が副走査方向ＳＤであるのに対して、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒから順番に（つまり、幅方向位置ＬＴＤ１，ＬＴＤ２の順番に）発光させたのは、レンズＬＳが反転特性を有することに対応するためである。
【００６０】
次に、幅方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５_Ｂ１，２９５_Ｂ２，２９５_Ｂ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ３の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１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、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１４の「３回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６１】
次に、同発光素子グループ２９５_Ｂ１，２９５_Ｂ２，２９５_Ｂ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ４の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１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、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１４の「４回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６２】
次に、幅方向最下流の発光素子グループ２９５_Ａ１，２９５_Ａ２，２９５_Ａ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ５の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１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、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１４の「５回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６３】
そして最後に、同発光素子グループ２９５_Ａ１，２９５_Ａ２，２９５_Ａ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ６の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１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、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１４の「６回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。このように、１〜６回目までの発光動作を実行することで、主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００６４】
以上のように、本実施形態では、発光素子グループ内において、複数の発光素子２９５１を長手方向ＬＧＤにおいて互いに異なる位置に配置するとともに、互いに隣接するスポットを形成するために発光する２つの発光素子を幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に配置している。そして、発光素子２９５１をそれぞれ感光体ドラム２１の副走査方向ＳＤの移動に応じたタイミングで発光させて発光素子２９５１から射出される光ビームを主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる位置で感光体表面に結像してスポットＳＰを主走査方向ＭＤに並んで形成している。
【００６５】
このように、本実施形態におけるラインヘッド２９は、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3を幅方向ＬＴＤに並べて配置している。そして、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、感光体ドラム２１に対して配置されている。一方、感光体ドラム２１の表面は、曲率形状を有する。したがって、後に詳述するように、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、曲率形状を有する感光体ドラム表面の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置に対向する。よって、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係が適切でないと、ラインヘッド２９による感光体ドラム表面の露光が良好に実行できないという問題、つまり露光不良が発生する場合があった。そこで、かかる露光不良の内容を、次に説明する。また、露光不良の説明に続いて、該露光不良の発生を抑制する本実施形態の詳細について説明する。
【００６６】
図１５、図１６は、ラインヘッドの配置が適切でない場合における、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。なお、図１５の上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。これらの図を用いて、露光不良が発生する原因について説明する。
【００６７】
まず、ラインヘッド２９の構成について説明する。ラインヘッド２９は、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3を、幅方向ＬＴＤの互いに異なる配置位置ＡＰ1〜ＡＰ3に配置している。より具体的には、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。かかる対称軸ＳＡは、幅方向ＬＴＤに対して略直交する。また、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。したがって、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の第２面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs3（つまり、感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs3）の頂点ＶＴs1〜ＶＴs3は、略同一平面ＳＰＬ_vtsにある。さらに、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれの光軸ＯＡ1〜ＯＡ3が互いに平行となるように配置されている。なお、同図において、レンズＬＳ2の光軸ＯＡは、対称軸ＳＡと一致する。
【００６８】
レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3のそれぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ1は、結像位置ＦＰ1に結像される。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ2は、結像位置ＦＰ2に結像される。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ3は、結像位置ＦＰ3に結像される。
【００６９】
このように、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置ＦＰは、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。ここで、結像位置ＦＰとは、レンズＬＳを通過した光ビームＬＢが、最も小さいスポット径で像を形成する位置とその近傍である。なお、上述の通り、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ構成・レンズ位置は互いに等しい。よって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、同一平面ＳＰＬ_fpの上にある。
【００７０】
ところで、レンズアレイ２９９と対向する感光体ドラム２１の表面は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイ２９９に対して凸面となっている。したがって、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、レンズＬＳと感光体ドラム表面までの像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3に差異が発生する。そして、図１５、図１６においては、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係が適切でないために、像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxが大きいことが判る。ここで、差異Δld_maxは、各レンズＬＳの像面対向距離ｌｄの最大値と最小値との差である。
【００７１】
詳述すると、図１５、図１６においては、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3のうちの像面対向距離ｌｄ1が、他の像面対向距離ｌｄ2、ｌｄ3と比べて小さくなるように、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。換言すれば、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1が最小となるように、ラインヘッド２９は配置されている。ここで、端部レンズ行は、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3のうち幅方向ＬＴＤの各端部のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3である。
【００７２】
そして、このようにラインヘッド２９を感光体ドラム表面に対して配置した場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間での差異Δld_maxが大きくなる。つまり、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1が最小となるようにラインヘッド２９を配置した場合、端部レンズ行ＬＳＲ1から幅方向ＬＴＤに向うに連れて（レンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3と向うに連れて）、像面対向距離ｌｄが単調に増加する（図１５、図１６に示す例では、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の順番で単調に増加する）。すなわち、像面対向距離ｌｄの幅方向ＬＴＤにおける変化は、単調増加である。したがって、各端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に対応する、像面対向距離ｌｄ1と像面対向距離ｌｄ3との差が大きくなり、結果として、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間における像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxが大きくなってしまう。
【００７３】
そして、このような像面対向距離ｌｄの差異は、光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3と感光体ドラム表面との距離（像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3）の差異を引き起こす。ここで、像感光体距離ｆｄは、結像位置ＦＰと感光体ドラム表面との該結像位置ＦＰに対応するレンズＬＳの光軸ＯＡの方向における距離である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆd3は、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3と感光体ドラム表面との、各結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が対応するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸ＯＡの方向における距離である。つまり、図１５の上段が示すように、幅方向ＬＴＤに向うに連れて、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は単調に増加する。その結果、像感光体距離の最小値ｆｄ1と最大値ｆｄ3との差が大きくなっている。そして、かかる像感光体距離ｆｄの差異が大きくなると、感光体ドラム表面に形成される像が３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で大きく異なり、良好な露光が行なえないという問題、つまり露光不良が発生する可能性があった。
【００７４】
次に、発明の理解を容易にするために、上述の露光不良についてより具体的な比較例１を用いて説明する。つまり、図１５、図１６で示したような感光体ドラム２１とラインヘッド２９との配置関係におけるシミュレーション結果を通じて、露光不良の具体的内容を説明する。
【００７５】
比較例１
比較例１におけるシミュレーションでは、感光体ドラム２１とラインヘッドとの配置関係は、図１５、図１６で示した配置関係である。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3のうちの像面対向距離ｌｄ1（つまり、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1）が、他の像面対向距離ｌｄ2、ｌｄ3と比べて小さくなるように、ラインヘッド２９は配置されている。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsrおよび発光素子グループ行ピッチＰegrは、いずれも1．６５ｍｍとした。また、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍ、４０ｍｍ、８０ｍｍのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。
【００７６】
表１は、比較例１のシミュレーションで用いたレンズＬＳのレンズデータである。面番号Ｓ1〜Ｓ6について、図９、図１０を用いて説明する。面番号Ｓ1は、物体面、即ち発光素子２９５１が配置されるヘッド基板２９３の裏面に対応する。面番号Ｓ2は、ヘッド基板２９３の表面に対応する。面番号Ｓ3は、開口絞りＤＩＡが配置された面（絞り面）に対応する。上述の通り、開口絞りＤＩＡはレンズＬＳの前側焦点に配置されており、像側テレセントリックが実現されている。面番号Ｓ4は、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfに対応する。面番号Ｓ5は、レンズＬＳの第２面ＬＳＦsに対応する。面番号Ｓ6は、像面ＩＰ、即ち感光体ドラム（潜像担持体）の表面に対応する。ここで、面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和がレンズ位置を与える。また、面番号Ｓ4の面間隔がレンズ厚さを与える。なお、以下に複数のレンズデータを適宜示すが、いずれのレンズデータにおいても、面番号に対応する面は同様である。
【００７７】
【表１】
2009083416.tif 000003
【００７８】
表２は、非球面Ｓ4、Ｓ5の非球面係数である。また、数１は、非球面の形状を与える式である。つまり、非球面Ｓ4、Ｓ5の形状（換言すれば、レンズＬＳのレンズ形状）は、表２および数１で決まる。
【００７９】
【表２】
2009083416.tif 000004
【００８０】
【数１】
2009083416.tif 000005
【００８１】
表３は、比較例１におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。ここで、波長は、発光素子から射出される光ビームの波長である。レンズ口径は、レンズＬＳの射出面、即ち第２面ＬＳＦsの直径である。また、光源径は、発光素子２９５１の直径である。また、同諸元において物体高０．６ｍｍとあるのは、シミュレーションを物体高０．６ｍｍにある仮想発光素子から光ビームが射出されたとの条件で行なったことを意味する。このとき、倍率は−０．５であるので、像高は−０．３ｍｍとなる。
【表３】
2009083416.tif 000006
【００８２】
表４は、上記条件にて実行したシミュレーション結果である。同表が示す、値Δldは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3のそれぞれから、最小の像面対向距離ｌｄ1を引いた値である。したがって、値Δldの最大値が、上述してきた像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間における差異Δld_maxとなる。以下に、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍ、４０ｍｍ、８０ｍｍのそれぞれの場合について、シミュレーション結果を説明する。
【００８３】
【表４】
2009083416.tif 000007
【００８４】
まず、感光体ドラム径が２５ｍｍの場合ついて説明する。表４の「感光体径φ２５ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異Δld_maxは０．４４３ｍｍである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異に起因して、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径が、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間で異なる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径が最小値２９．１μｍであるのに対して、レンズＬＳ3により形成されるスポットのスポット径が最大値２２４．７μｍとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大１９５．６μｍ（＝２２４．７μｍ−２９．１μｍ）である。このように、比較例１では、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合において、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、形成するスポットの径が最大１９５．６μｍ異なるという、露光不良が発生している。
【００８５】
次に、感光体ドラム径４０ｍｍの場合について説明する。表４の「感光体径φ４０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が４０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異Δld_maxは０．２７４ｍｍである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異に起因して、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径が、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間で異なる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径が最小値２９．１μｍであるのに対して、レンズＬＳ3により形成されるスポットのスポット径が最大値１３３．０μｍとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大１０３．９μｍ（＝１３３．０μｍ−２９．１μｍ）である。このように、比較例１では、感光体ドラム２１の径が４０ｍｍの場合において、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、形成するスポットの径が最大１０３．９μｍ異なるという、露光不良が発生している。
【００８６】
最後に、感光体ドラム径８０ｍｍの場合について説明する。表４の「感光体径φ８０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が８０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異Δld_maxは０．１３６ｍｍである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異に起因して、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径が、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間で異なる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径が最小値２９．１μｍであるのに対して、レンズＬＳ3により形成されるスポットのスポット径が最大値６９．７μｍとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大４０．６μｍ（＝６９．７μｍ−２９．１μｍ）である。このように、比較例１では、感光体ドラム２１の径が８０ｍｍの場合において、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、形成するスポットの径が最大４０．６μｍ異なるという、露光不良が発生している。
【００８７】
比較例１を用いて説明したように、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因して像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間に差異が発生し、その結果、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径に差異が発生するとの露光不良が引き起こされる。そこで、かかる露光不良の発生を抑制する本発明の実施形態について、次の実施例１を通じて詳述する。
【００８８】
実施例１
図１７、図１８は、実施例１におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。なお、図１７の上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。つまり、図１７、図１８ともに、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を長手方向ＬＧＤから見た場合を表している。
【００８９】
ラインヘッド２９は、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3を、幅方向ＬＴＤの互いに異なる配置位置ＡＰ1〜ＡＰ3に配置している。より具体的には、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。かかる対称軸ＳＡは、幅方向ＬＴＤに対して略直交する。また、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。したがって、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の第２面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs3（つまり、感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs3）の頂点ＶＴs1〜ＶＴs3は、略同一平面ＳＰＬ_vtsにある。さらに、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれの光軸ＯＡ1〜ＯＡ3が互いに平行となるように配置されている。なお、実施例１において、レンズＬＳ2の光軸ＯＡは、対称軸ＳＡと一致する。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を通るように配置されている。よって、対称軸ＳＡは、感光体ドラム２１の回転軸を通ることとなる。
【００９０】
レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ1は、結像位置ＦＰ1に結像される。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ2は、結像位置ＦＰ2に結像される。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ3は、結像位置ＦＰ3に結像される。
【００９１】
このように、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置ＦＰは、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。なお、上述の通り、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ構成・レンズ位置は互いに等しい。よって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、同一平面ＳＰＬ_fpの上にある。そして、レンズアレイ２９９と対向する感光体ドラム２１の表面は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイ２９９に対して凸面となっている。したがって、ラインヘッド２９と感光体ドラム表面との配置関係が適切でないと、かかる像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の差異が大きくなって、上述の露光不良が発生する場合があった。
【００９２】
かかる問題に対応すべく、本実施形態の実施例１では、ラインヘッド２９は次のように配置されている。つまり、ラインヘッド２９は、３行のレンズ行のうち幅方向ＬＴＤの各端部の端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3以外のレンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄ2が、端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1、ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3よりも小さくなるように、感光体ドラム表面に対して配置されている。つまり、次の大小関係
ｌｄ2＜ｌｄ1
ｌｄ2＜ｌｄ3
が満たされるように、ラインヘッド２９は配置されている。よって、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間における像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxを抑制することが可能となり、その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。
【００９３】
つまり、このようにラインヘッド２９を配置した場合、比較例１で示したような端部レンズ行ＬＳＲ1から幅方向ＬＴＤに向うに連れて像面対向距離ｌｄが単調増加するという状況の発生が抑制されている。詳述すると、図１７、図１８では、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄは、距離ｌｄ1である。そして、端部レンズ行ＬＳＲ1から幅方向ＬＴＤに向かって像面対向距離ｌｄは減少し、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄは、距離ｌｄ2である。さらに、幅方向ＬＴＤに向かうと像面対向距離ｌｄは増加し、端部レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3の像面対向距離ｌｄは、距離ｌｄ3となる。このとき、像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxは、端部レンズ行ＬＳＲ1（または、端部レンズ行ＬＳＲ3）に対応する像面対向距離ｌｄ1（または、像面対向距離ｌｄ3）と、レンズ行ＬＳＲ2に対応する像面対向距離ｌｄ2との差である。そして、図１７、図１８に示すように、実施例１では、比較例１と比べて、像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxが小さくなっている。
【００９４】
このように、図１７、図１８に示すようにラインヘッド２９を配置した場合、像面対向距離ｌｄの幅方向ＬＴＤにおける変化は、減少傾向を示すのに続いて増加傾向へと転じる。したがって、像面対向距離ｌｄの幅方向ＬＴＤにおける変化が単調増加である場合と比較して、像面対向距離の差異Δld_maxを抑制することが可能となる。その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。
【００９５】
特に、本実施形態では、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向ＬＴＤに略垂直な対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤにおいて略対称に配置されている。そして、該対称軸ＳＡに最も近いレンズ行ＬＳＲ2（中央レンズ行）に属するレンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄ2が、中央レンズ行ＬＳＲ2以外の各レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1、ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3と比較して小さくなるように、ラインヘッド２９が配置されている。したがって、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっている。
【００９６】
つまり、差異Δld_maxは像面対向距離ｌｄの最大値と最小値との差である。ここで、像面対向距離ｌｄの最大値は、幅方向ＬＴＤの両端にある各端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3のいずれかに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄとなる。つまり、像面対向距離ｌｄの最大値は、像面対向距離ｌｄ1か像面対向距離ｌｄ3の何れか大きい方となる。したがって、差異Δld_maxを抑制するという観点からは、端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3の両方を、できるだけ小さくすることが好適である。これに対して、各端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3は、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。つまり、例えば、ラインヘッド２９の位置を幅方向ＬＴＤにおいて調整して（つまり、幅方向ＬＴＤに動かして）、像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3の両方を小さくしようとしても、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。このような関係の下では、差異Δld_maxを抑制するにあたっては、これら像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3が同程度であるのが好適である。
【００９７】
そこで、本実施形態における画像形成装置は、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3を対称軸ＳＡに対して略対称に配置するとともに、対称軸ＳＡに最も近い中央レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄ2が、中央レンズ行ＬＳＲ2以外のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1、ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3と比較して小さくなるようにラインヘッド２９を配置している。なんとなれば、このように構成することで、端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3を同程度とすることができるからである。その結果、本実施形態における画像形成装置では、像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されて、良好な露光が実現されている。
【００９８】
さらに、感光体ドラム２１のように表面形状が曲率中心ＣＣ21を有する潜像担持体に対してラインヘッド２９を配置するに際しては、次のようにラインヘッドを配置することが好適である。つまり、実施例１では、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム21の回転軸）を通るように、ラインヘッド２９は配置されている。したがって、端部レンズＬＳＲ1、ＬＳＲ3に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3は、互いに等しくなる。その結果、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっており、より良好な露光が実現でき、好適である。そこで、発明の理解の容易のため、図１７、図１８に示すようにラインヘッド２９を配置したとの条件で実行したシミュレーションの結果について、次に説明する。
【００９９】
実施例１におけるシミュレーションでは、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は所定のレンズ行ピッチＰlsrで幅方向ＬＴＤに配置されている。ラインヘッド２９は、中央レンズ行ＬＳＲ2に対応する像面対向距離ｌｄ2が他のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ3に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ3よりも小さくなるように、配置されている。レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の対称軸ＳＡは、感光体ドラムの表面形状の曲率中心ＣＣ21を通る。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsrおよび発光素子グループ行ピッチＰegrは、1．６５ｍｍとした。また、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍ、４０ｍｍ、８０ｍｍのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。なお、レンズＬＳのレンズ構成・レンズ位置に関する条件においては、実施例１と比較例１とは同様である。つまり、レンズデータ、非球面係数および光学系諸元については、実施例１と比較例１とは同様である。
【０１００】
表５は、上記条件にて実行した実施例１におけるシミュレーション結果である。以下に、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合と、４０ｍｍの場合と、８０ｍｍの場合とについて、かかるシミュレーション結果を説明する。
【０１０１】
【表５】
2009083416.tif 000008
【０１０２】
まず、感光体ドラム径２５ｍｍの場合について説明する。表５の「感光体径φ２５ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異Δld_maxは０．１０９ｍｍであり、比較例１における０．４４３ｍｍと比べて改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が２９．１μｍ（レンズＬＳ2によるスポットのスポット径）である一方、最大値が５９．１μｍ（レンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットのスポット径）である。つまり、実施例１では、スポット径の差異は最大２９．９μｍ（＝５９．０μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例１におけるスポット径の差異１６５．７μｍと比較して大幅に改善されていることがわかる。
【０１０３】
次に、感光体ドラム径４０ｍｍの場合について説明する。表５の「感光体径φ４０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が４０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異Δld_maxは０．０６８ｍｍであり、比較例１における０．２７４ｍｍと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が２９．１μｍ（レンズＬＳ2によるスポットのスポット径）である一方、最大値が４０．２μｍ（レンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットのスポット径）である。つまり、実施例１では、スポット径の差異は最大１１．１μｍ（＝４０．２μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例１におけるスポット径の差異１０３．９μｍと比較して大幅に改善されていることがわかる。
【０１０４】
次に、感光体ドラム径８０ｍｍの場合について説明する。表５の「感光体径φ８０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が８０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間の差異Δld_maxは０．０３４ｍｍであり、比較例１における０．１３６ｍｍと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が２９．１μｍ（レンズＬＳ2によるスポットのスポット径）である一方、最大値が３２．３μｍ（レンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットのスポット径）である。つまり、実施例１では、スポット径の差異は最大３．２μｍ（＝３２．３μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例１におけるスポット径の差異４０．６μｍと比較して大幅に改善されていることがわかる。
【０１０５】
このように、実施例１では、ラインヘッド２９を図１７、図１８に示したように配置することで、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ3の間における差異Δld_maxが抑制されている。そして、このように像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されることで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異は、比較例１と比べて抑制されている。つまり、実施例１では、比較例１と比べて良好な露光が実現されている。
【０１０６】
ところで、上述の比較例１、実施例１では、レンズ行ＬＳＲが幅方向ＬＴＤに３行並ぶラインヘッド２９を用いて、本発明についての説明を行なった。しかしながら、レンズ行の行数はこれに限られず、４行以上であっても良い。そこで、レンズ行が４行であるラインヘッド２９を用いた場合について説明する。以下の説明では、まず、レンズ行が４行である場合において、上述したような露光不良が発生することを、シミュレーション結果を示しつつ説明する（比較例２）。かかる比較例２の説明に続いて、本発明の具体的な実施例について、シミュレーション結果を示しつつ説明する（実施例２）。
【０１０７】
比較例２
図１９、図２０は、ラインヘッドの配置が適切で無い場合に対応する副走査断面図である。なお、図１９の上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。これらの図を用いて、露光不良が発生する原因について説明する。
【０１０８】
ラインヘッド２９は、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4を、幅方向ＬＴＤの互いに異なる配置位置ＡＰ1〜ＡＰ4に配置している。より具体的には、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。かかる対称軸ＳＡは、幅方向ＬＴＤに対して略直交する。また、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の第２面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs4（つまり、感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs4）の頂点ＶＴs1〜ＶＴs4は、略同一平面ＳＰＬ_vtsにある。また、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。さらに、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4の光軸ＯＡ1〜ＯＡ4が互いに平行となるように配置されている。
【０１０９】
また、ラインヘッド２９は、感光体ドラム２１に対して次のように配置されている。すなわち、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4の像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4のうちの像面対向距離ｌｄ1が、他の像面対向距離ｌｄ2〜ｌｄ4と比べて小さくなるように、ラインヘッド２９は配置されている。換言すれば、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1が最小となるように、ラインヘッド２９を配置している。ここで、端部レンズ行は、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4のうち幅方向ＬＴＤの各端部のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4である。なお、対称軸ＳＡは感光体ドラムの表面形状の曲率中心ＣＣ21を通過しない。
【０１１０】
このように、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1が最小となるようにラインヘッド２９を配置した場合、端部レンズ行ＬＳＲ1から幅方向ＬＴＤに向うに連れて（レンズ行ＬＳＲ2〜ＬＳＲ4と向うに連れて）、像面対向距離ｌｄが単調増加する。したがって、各端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に対応する、像面対向距離ｌｄ1と像面対向距離ｌｄ4との差が大きくる。よって、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間における像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxが大きくなってしまう。そして、このような像面対向距離ｌｄの差異は、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を引き起こす。つまり、図１９の上段が示すように、像感光体距離の最小値ｆｄ1と最大値ｆｄ4との差が大きくなっている。そして、かかる像感光体距離ｆｄの差異が大きくなると、感光体ドラム表面に形成される像が４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で大きく異なり、良好な露光が行なえないという問題、つまり露光不良が発生する可能性があった。そこで、発明の理解を容易にするために、上述の露光不良について、より具体的なシミュレーションの結果を用いて説明する。つまり、図１９、図２０で示したような感光体ドラム２１とラインヘッド２９との配置関係におけるシミュレーション結果を通じて、露光不良の具体的内容を説明する。
【０１１１】
比較例２におけるシミュレーションでは、感光体ドラム２１とラインヘッドとの配置関係は、図１９、図２０で示した配置関係である。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4の像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4のうちの像面対向距離ｌｄ1（つまり、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1）が、他の像面対向距離ｌｄ2〜ｌｄ4と比べて小さくなるように、ラインヘッド２９は配置されている。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsrおよび発光素子グループ行ピッチＰegrは、1．６５ｍｍとした。また、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍ、４０ｍｍ、８０ｍｍのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。比較例２のシミュレーションにおける、レンズデータ、非球面係数および光学系諸元は、比較例１と同様である。つまり、比較例２におけるシミュレーションは、表１〜表３のデータおよび数１に基づいて実行された。
【０１１２】
表６は、上記条件にて実行したシミュレーション結果である。同表が示す、値Δldは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4それぞれから、最小の像面対向距離ｌｄ1を引いた値である。したがって、値Δldの最大値が、上述してきた像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間における差異Δld_maxとなる。以下に、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合と、４０ｍｍの場合と、８０ｍｍの場合とについて、かかるシミュレーション結果を説明する。
【０１１３】
【表６】
2009083416.tif 000009
【０１１４】
まず、感光体ドラム径が２５ｍｍの場合ついて説明する。表６の「感光体径φ２５ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異Δld_maxは１．０２２ｍｍである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異に起因して、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径が、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間で異なる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径が最小値２９．１μｍであるのに対して、レンズＬＳ4により形成されるスポットのスポット径が最大値５６７．３μｍとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大５３８．２μｍ（＝５６７．３μｍ−２９．１μｍ）である。このように、比較例２では、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で、形成するスポットの径が最大５３８．２μｍ異なるという、露光不良が発生している。
【０１１５】
次に、感光体ドラム径４０ｍｍの場合について説明する。表６の「感光体径φ４０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が４０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異Δld_maxは０．６２２ｍｍである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異に起因して、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径が、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間で異なる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径が最小値２９．１μｍであるのに対して、レンズＬＳ4により形成されるスポットのスポット径が最大値３２８．３μｍとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大２９９．２μｍ（＝３２８．３μｍ−２９．１μｍ）である。このように、比較例２では、感光体ドラム２１の径が４０ｍｍの場合、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で、形成するスポットの径が最大２９９．２μｍ異なるという、露光不良が発生している。
【０１１６】
最後に、感光体ドラム径８０ｍｍの場合について説明する。表６の「感光体径φ８０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が８０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異Δld_maxは０．３０７ｍｍである。このように、大きな像面対向距離の差異Δld_maxが発生する原因は、上述の通り、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因している。そして、同欄のスポット径が示すように、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異に起因して、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径が、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間で異なる。具体的には、レンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径が最小値２９．１μｍであるのに対して、レンズＬＳ4により形成されるスポットのスポット径が最大値１５１．４μｍとなっている。つまり、同比較例では、スポット径の差異は最大１２２．３μｍ（＝１５１．４μｍ−２９．１μｍ）である。このように、比較例２では、感光体ドラム２１の径が８０ｍｍの場合、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で、形成するスポットの径が最大１２２．３μｍ異なるという、露光不良が発生している。
【０１１７】
比較例２を用いて説明したように、ラインヘッド２９の配置位置が適切でないことに起因して像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間に差異が発生し、その結果、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径に差異が発生するとの露光不良が引き起こされる。しかしながら、かかる露光不良の発生は、ラインヘッド２９と感光体ドラム２１との配置関係を適切にすることで抑制することができる。そこで、次に実施例２において、感光体ドラム２１とラインヘッド２９との配置関係が適切な場合におけるシミュレーション結果を示しつつ、露光不良の発生が抑制されることを説明する。
【０１１８】
実施例２
図２１、図２２は、実施例２におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。なお、同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。つまり、図２１、図２２ともに、ラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を長手方向ＬＧＤから見た場合を表している。
【０１１９】
ラインヘッド２９は、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4を、幅方向ＬＴＤの互いに異なる配置位置ＡＰ1〜ＡＰ4に配置している。より具体的には、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。かかる対称軸ＳＡは、幅方向ＬＴＤに対して略直交する。また、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の第２面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs4（つまり、感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦs1〜ＬＳＦs4）の頂点ＶＴs1〜ＶＴs4は、略同一平面ＳＰＬ_vtsにある。また、レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳそれぞれのレンズ構成およびレンズ位置は互いに等しい。さらに、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4の光軸ＯＡ1〜ＯＡ4が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を通るように配置されている。よって、対称軸ＳＡは、感光体ドラム２１の回転軸を通ることとなる。
【０１２０】
レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ1は、結像位置ＦＰ1に結像される。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ2は、結像位置ＦＰ2に結像される。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ4は、該レンズＬＳ4が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ4を、対向位置ＦＣＰ4に向けて結像する。その結果、光ビームＬＢ4は、結像位置ＦＰ4に結像される。
【０１２１】
このように、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置ＦＰは、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。ここで、結像位置ＦＰとは、レンズＬＳを通過した光ビームＬＢが、最も小さいスポット径で像を形成する位置とその近傍である。なお、上述の通り、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ構成・レンズ位置は互いに等しい。よって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、同一平面ＳＰＬ_fpの上にある。
【０１２２】
ところで、レンズアレイ２９９と対向する感光体ドラム２１の表面は、副走査断面において曲率を有してレンズアレイ２９９に対して凸面となっている。したがって、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で、レンズＬＳと感光体ドラム表面までの像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4に差異が発生する。そして、ラインヘッド２９と感光体ドラム表面との配置関係が適切でないと、かかる像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の差異が大きくなって、比較例２で示したような露光不良が発生する場合があった。
【０１２３】
かかる問題に対応すべく、本実施形態では、ラインヘッド２９は次のように配置されている。つまり、ラインヘッド２９は、４行のレンズ行のうち幅方向ＬＴＤの各端部の端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4以外のレンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ2、ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ2、ｌｄ3が、端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1、ＬＳ4の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4よりも小さくなるように、感光体ドラム表面に対して配置されている。
つまり、次の大小関係
ｌｄ2＜ｌｄ1
ｌｄ2＜ｌｄ4
ｌｄ3＜ｌｄ1
ｌｄ3＜ｌｄ4
が満たされるように、ラインヘッド２９は配置されている。よって、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間における像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxを抑制することが可能となり、その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。
【０１２４】
つまり、図２１、図２２に示すようにラインヘッド２９を配置した場合、図１９、図２０で示したような端部レンズ行ＬＳＲ1から幅方向ＬＴＤに向うに連れて像面対向距離ｌｄが単調増加するという状況の発生が抑制される。詳述すると、図２１、図２２では、端部レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄは、距離ｌｄ1である。そして、端部レンズ行ＬＳＲ1から幅方向ＬＴＤに向かって像面対向距離ｌｄは減少し、レンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ2、ＬＳ3それぞれの像面対向距離ｌｄは、距離ｌｄ2、ｌｄ3である。さらに、幅方向ＬＴＤに向かうと像面対向距離ｌｄは増加し、端部レンズ行ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ4の像面対向距離ｌｄは、距離ｌｄ4となる。このとき、像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxは、端部レンズ行ＬＳＲ1（または、端部ＬＳＲ4）に対応する像面対向距離ｌｄ1（または、像対向距離ｌｄ4）と、レンズ行ＬＳＲ2（または、レンズ行ＬＳＲ3）に対応する像面対向距離ｌｄ2（または、像面対向距離ｌｄ3）との差である。その結果、図２１、図２２における像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxが、図１９、図２０における像面対向距離ｌｄの差異Δld_maxと比較して小さくなっている。
【０１２５】
このように、図２１、図２２に示すようにラインヘッド２９を配置した場合、像面対向距離ｌｄの幅方向ＬＴＤにおける変化は、減少傾向を示すのに続いて増加傾向へと転じる。したがって、像面対向距離ｌｄの幅方向ＬＴＤにおける変化が単調増加である場合と比較して、像面対向距離の差異Δld_maxを抑制することが可能となる。その結果、上記露光不良の発生を抑制して良好な露光が実現される。
【０１２６】
特に、本実施形態では、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向ＬＴＤに略垂直な対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤにおいて略対称に配置されている。そして、該対称軸ＳＡに最も近いレンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3（中央レンズ行）に属するレンズＬＳ2、ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ2、ｌｄ3が、中央レンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3以外の各レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1、ＬＳ4の像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4と比較して小さくなるように、ラインヘッド２９が配置されている。したがって、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっている。
【０１２７】
つまり、差異Δld_maxは像面対向距離ｌｄの最大値と最小値との差であるが、像面対向距離ｌｄの最大値は、幅方向ＬＴＤの両端にある各端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4のいずれかに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄとなる。つまり、像面対向距離ｌｄの最大値は、像面対向距離ｌｄ1か像面対向距離ｌｄ4の何れか大きい方となる。したがって、差異Δld_maxを抑制するという観点からは、端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4の両方を、できるだけ小さくすることが好適である。これに対して、各端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4は、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。つまり、例えば、ラインヘッド２９の位置を幅方向ＬＴＤにおいて調整して（つまり、幅方向ＬＴＤに動かして）、像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4の両方を小さくしようとしても、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にある。このような関係の下では、差異Δld_maxを抑制するにあたっては、これら像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4が同程度であるのが好適である。
【０１２８】
そこで、本実施形態における画像形成装置は、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4を対称軸ＳＡに対して略対称に配置するとともに、対称軸ＳＡに最も近い中央レンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ2、ＬＳ3の像面対向距離ｌｄ2、ｌｄ3が、中央レンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3以外のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4と比較して小さくなるようにラインヘッド２９を配置している。なんとなれば、このように構成することで、端部レンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4を同程度とすることができるからである。その結果、本実施形態における画像形成装置では、像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されて、良好な露光が実現されている。
【０１２９】
さらに、感光体ドラム２１のように表面形状が曲率中心ＣＣ21を有する潜像担持体に対してラインヘッド２９を配置するに際しては、次のようにラインヘッドを配置することが好適である。つまり、実施例２では、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム21の回転軸）を通るように、ラインヘッド２９は配置されている。したがって、端部レンズＬＳＲ1、ＬＳＲ4に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4は、互いに等しくなる。その結果、像面対向距離の差異Δld_maxをより効果的に抑制することが可能となっており、より良好な露光が実現でき、好適である。そこで、発明の理解の容易のため、図２１、図２２に示すようにラインヘッド２９を配置したとの条件で実行したシミュレーションの結果について、次に説明する。
【０１３０】
実施例２におけるシミュレーションでは、感光体ドラム２１とラインヘッドとの配置関係は、図２１、図２２で示した配置関係である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は所定のレンズ行ピッチＰlsrで幅方向ＬＴＤに配置されている。また、中央レンズ行ＬＳＲ2、ＬＳＲ3に対応する像面対向距離ｌｄ2、ｌｄ3が、他のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ4に対応する像面対向距離ｌｄ1、ｌｄ4よりも小さくなるように、ラインヘッド２９は配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の対称軸ＳＡは、感光体ドラムの表面形状の曲率中心ＣＣ21を通る。また、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsrおよび発光素子グループ行ピッチＰegrは、1．６５ｍｍとした。また、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍ、４０ｍｍ、８０ｍｍのそれぞれの場合について、シミュレーションを行なった。なお、レンズＬＳのレンズ構成・レンズ位置に関する条件においては、実施例２と比較例２とは同様である。つまり、レンズデータ、非球面係数および光学系諸元については、実施例２と比較例２とは同様である。
【０１３１】
表７は、上記条件にて実行した実施例２におけるシミュレーション結果である。以下に、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合と、４０ｍｍの場合と、８０ｍｍの場合とについて、かかるシミュレーション結果を説明する。
【０１３２】
【表７】
2009083416.tif 000010
【０１３３】
まず、感光体ドラム径２５ｍｍの場合について説明する。表７の「感光体径φ２５ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が２５ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異Δld_maxは０．２２ｍｍであり、比較例２における１．０２２ｍｍと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成されるスポットのスポット径は、最小値が２９．１μｍ（レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットのスポット径）である一方、最大値が１０７．６μｍ（レンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットのスポット径）である。つまり、実施例２では、スポット径の差異は最大７８．５μｍ（＝１０７．６μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例２におけるスポット径の差異５３８．２μｍと比較して大幅に改善されていることがわかる。
【０１３４】
次に、感光体ドラム径４０ｍｍの場合について説明する。表７の「感光体径φ４０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が４０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異Δld_maxは０．１３７ｍｍであり、比較例２における０．６２２ｍｍと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4により形成されるスポットのスポット径は、最小値が２９．１μｍ（レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットのスポット径）である一方、最大値が７０．０μｍ（レンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットのスポット径）である。つまり、実施例２では、スポット径の差異は最大４０．９μｍ（＝７０．０μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例２におけるスポット径の差異２９９．２μｍと比較して大幅に改善されていることがわかる。
【０１３５】
次に、感光体ドラム径８０ｍｍの場合について説明する。表７の「感光体径φ８０ｍｍ」の欄に示すように、感光体ドラム２１の径が８０ｍｍの場合、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間の差異Δld_maxは０．０６８ｍｍであり、比較例２における０．３０７ｍｍと比較して改善されていることがわかる。また、同欄のスポット径が示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4により形成されるスポットのスポット径は、最小値が２９．１μｍ（レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットのスポット径）である一方、最大値が４０．２μｍ（レンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットのスポット径）である。つまり、実施例２では、スポット径の差異は最大１１．１μｍ（＝４０．２μｍ−２９．１μｍ）であり、比較例２におけるスポット径の差異１２２．３μｍと比較して大幅に改善されていることがわかる。
【０１３６】
このように、実施例２では、ラインヘッド２９を図２１、図２２に示したように配置することで、像面対向距離ｌｄ1〜ｌｄ4の間における差異Δld_maxを抑制している。そして、このように像面対向距離の差異Δld_maxが抑制されることで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が、比較例２と比べて抑制されている。つまり、実施例２では、比較例２と比べて良好な露光が実現されている。
【０１３７】
ところで、上述の図１５、１７、１９、２１が示すように、各レンズＬＳから射出された光ビームの結像位置ＦＰは、同一平面ＳＰＬ_fpにある。一方、これらの光ビームが照射される感光体ドラム２１は曲率を有する。したがって、結像位置ＦＰと感光体表面までの像感光体距離ｆｄは、光ビームによって異なる。実施例１の場合を用いて具体的に説明すると次の通りである。
【０１３８】
実施例１では、レンズアレイ２９９が有する全てのレンズＬＳのレンズ位置およびレンズ構成が同一である。その結果、、光ビームＬＢ1〜ＬＢ3それぞれの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査断面において副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）に略平行な同一平面ＳＰＬ_fpに位置することとなる。一方、図１７が示すように、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面のうちレンズアレイ２９９と対向する表面領域ＦＣＲは、副走査断面において曲率を有している。したがって、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3のそれぞれと感光体ドラム２１の表面との距離を像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3としたとき、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間で差異が発生する。つまり、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で、結像位置ＦＰと感光体表面との像感光体距離に差異が発生する。
【０１３９】
つまり、上記実施例１、２のように、ラインヘッド２９を適切に配置した場合であっても、像感光体距離ｆｄの差異は若干残存する。その結果、表５や表７のシミュレーション結果に示すように、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットの径にも差異が残存することとなる。そこで、以下では、結像位置ＦＰを感光体ドラム表面の曲率形状に応じて調整することで、像感光体距離ｆｄの差異を抑制して、良好な露光を実現する発明について説明する。
【０１４０】
実施例３
図２３は、本発明の実施例３における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズである。
【０１４１】
また、実施例３における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例１と同様である。つまり、図１８を用いて説明したとおり、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸ＯＡ1〜ＯＡ3が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム２１の回転軸）を通るように配置されている。
【０１４２】
また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。つまり、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。
【０１４３】
したがって、実施例１のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例１で示した程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例３は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２３）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状を調整している。具体的には、次の通りである。
【０１４４】
表８はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表９はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表１０は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表１１は、レンズＬＳ1、ＬＳ3の非球面係数である。これらの表から判るように、実施例３は、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、非球面係数を変えている。また、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の全てにおいて、レンズ厚さおよびレンズ位置は同じである。また、表１２は、実施例３におけるシミュレーションで用いた光学系諸元である。このように、本発明の実施例３では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3とは同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3とレンズＬＳ2とは異なる。
【０１４５】
【表８】
2009083416.tif 000011
【０１４６】
【表９】
2009083416.tif 000012
【０１４７】
【表１０】
2009083416.tif 000013
【０１４８】
【表１１】
2009083416.tif 000014
【０１４９】
【表１２】
2009083416.tif 000015
【０１５０】
表１３は、上述の表８〜１２で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表１３が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例３では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は、互いに等しい。これは、図２３に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例３においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表１３の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、レンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．５μｍである。したがって、実施例３におけるスポット径の差異は０．４μｍ（＝２９．５μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例１におけるスポット径の差異３．２μｍと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例３では、実施例１と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異がさらに抑制されている。
【０１５１】
【表１３】
2009083416.tif 000016
【０１５２】
このように、実施例３では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状（レンズ構成）は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表１３に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０１５３】
ところで、上述のように、結像位置ＦＰを感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置とすべく、各レンズＬＳのレンズ構成を調整することで、レンズの効率（レンズ効率）が各レンズＬＳで異なるという露光不良が引き起こされる場合がある。ここで、レンズ効率は、次式
（レンズ効率）＝（レンズの透過効率）／（有効Ｆナンバー）2／４
で与えられる。なお、レンズの透過効率は、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfへの入射光の光量（入射光量ＬＱin）と、該レンズＬＳの第２面ＬＳＦsからの射出光の光量（射出光量ＬＱout）との比である。すなわち、レンズの透過効率は、射出光量ＬＱout／入射光量ＬＱinで与えられる。また、有効ＦナンバーＦeは、倍率ＬＭ、レンズＬＳの第２面ＬＳＦsの径Ｄout、およびレンズＬＳの焦点距離ｆlsを用いて、次式
Ｆe＝（１+ＬＭ）ｆls／Ｄout
で与えられる。
【０１５４】
図２４は、レンズ口径とレンズ効率との関係を示す図である。なお、同図では、レンズＬＳの透過効率を０．９としてレンズ効率は計算された。同図が示すように、レンズ口径Ｄoutに対して、レンズ効率は単調増加である。したがって、レンズ口径Ｄoutが変動すると、レンズ効率も変動する。その結果、次のような問題が発生する場合がある。つまり、各レンズＬＳのレンズ構成の調整に伴って、各レンズＬＳの感光体ドラム２１（潜像担持体側）のレンズ面ＬＳＦsのレンズ口径ＤoutがレンズＬＳに依って異なってしまい、その結果、レンズ効率がレンズＬＳに依って異なる場合があった。したがって、感光体ドラム表面での像形成に関わる光ビームＬＢの光量がレンズＬＳによって異なり、良好な露光が行なえないという露光不良が発生する可能性があった。
【０１５５】
これに対して、実施例３では、複数のレンズＬＳそれぞれの感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦsのレンズ口径Ｄoutは互いに等しい。具体的に、全てのレンズＬＳにおいて、レンズ口径は１．７ｍｍである（表１２）。したがって、各レンズＬＳのレンズ構成を調整した場合であっても、各レンズＬＳのレンズ効率は略一定となる。よって、上述の実施例３は、像形成に関わる光ビームＬＢの光量がレンズＬＳによって異なって良好な露光が行なえないという露光不良の発生を抑制しており、好適である。
【０１５６】
ところで、実施例３は、レンズ形状のみを調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例４に示すように、レンズ形状（レンズ構成）の他にレンズ厚さ（レンズ構成）およびレンズ位置を調整しても良い。
【０１５７】
実施例４
図２５は、本発明の実施例４における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズである。
【０１５８】
また、実施例４における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例１と同様である。つまり、図１８を用いて説明したとおり、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸ＯＡ1〜ＯＡ3が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム２１の回転軸）を通るように配置されている。
【０１５９】
また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。つまり、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。
【０１６０】
したがって、実施例１のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例１で示した程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例４は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２５）。そして、このように結像位置を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状（レンズ構成）・レンズ厚さ（レンズ構成）・レンズ位置を調整している。具体的には、次の通りである。
【０１６１】
表１４はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表１５はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表１６は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表１７は、レンズＬＳ1、ＬＳ3の非球面係数である。面番号Ｓ5の非球面係数がレンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで異なることから判るように、実施例４では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、第２面ＬＳＦsの非球面係数が異なる。また、面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和がレンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで異なることから判るように、実施例４では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とでレンズ位置が異なる。また、面番号Ｓ４の面間隔がレンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで異なることから判るように、実施例４では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、レンズ厚さが異なる。また、表１８は、実施例４におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。このように、本発明の実施例４では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3とは同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3とレンズＬＳ2とは異なる。
【０１６２】
【表１４】
2009083416.tif 000017
【０１６３】
【表１５】
2009083416.tif 000018
【０１６４】
【表１６】
2009083416.tif 000019
【０１６５】
【表１７】
2009083416.tif 000020
【０１６６】
【表１８】
2009083416.tif 000021
【０１６７】
表１９は、上述の表１４〜１８で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表１９が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例４では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は、互いに等しい。これは、図２５に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ３が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例４においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表１９の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる（つまり、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のそれぞれに対応するスポット径の全てが２９．１μｍ）。具体的には、レンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍであるとともに、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、実施例４におけるスポット径の差異は０μｍであり、実施例１におけるスポット径の差異３．２μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例４では、実施例１と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異が略完全に抑制されている。
【０１６８】
【表１９】
2009083416.tif 000022
【０１６９】
このように、実施例４では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状（レンズ構成）・レンズ厚さ（レンズ構成）・レンズ位置は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表１９に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０１７０】
ところで、上述のように、結像位置ＦＰを感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置とすべく、各レンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を調整することで、レンズの効率（レンズ効率）が各レンズＬＳで異なるという露光不良が引き起こされる場合がある。つまり、図２４を用いて説明した露光不良が発生する場合がある。これに対して、実施例４では、複数のレンズＬＳそれぞれの感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦsのレンズ口径Ｄoutは互いに等しい。具体的に、全てのレンズＬＳにおいて、レンズ口径は１．７ｍｍである（表１８）。したがって、各レンズＬＳのレンズ構成を調整した場合であっても、各レンズＬＳのレンズ効率は略一定となる。よって、上述の実施例４は、像形成に関わる光ビームＬＢの光量がレンズＬＳによって異なって良好な露光が行なえないという露光不良の発生を抑制しており、好適である。
【０１７１】
実施例５
図２６は、本発明の実施例５における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズである。
【０１７２】
また、実施例５における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例２と同様である。つまり、図２２を用いて説明したとおり、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4の光軸ＯＡ1〜ＯＡ4が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム２１の回転軸）を通るように配置されている。
【０１７３】
また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ4は、該レンズＬＳ4が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ4を、対向位置ＦＣＰ4に向けて結像する。つまり、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。
【０１７４】
したがって、実施例２のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例２で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例５は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２６）。そして、このように結像位置を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状を調整している。具体的には、次の通りである。
【０１７５】
表２０はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表２１はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表２２は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表２３は、レンズＬＳ1、ＬＳ4の非球面係数である。これらの表から判るように、実施例５は、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、非球面係数を変えている。また、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、レンズ厚さおよびレンズ位置は同じである。また、表２４は、実施例５におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。このように、本発明の実施例５では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ3とが同一であるとともに、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4とが同一である。また、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とは異なる。
【０１７６】
【表２０】
2009083416.tif 000023
【０１７７】
【表２１】
2009083416.tif 000024
【０１７８】
【表２２】
2009083416.tif 000025
【０１７９】
【表２３】
2009083416.tif 000026
【０１８０】
【表２４】
2009083416.tif 000027
【０１８１】
表２５は、上述の表２０〜２４で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例２と同様である。表２５が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例５では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4は、互いに等しい。これは、図２６に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例５においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表２５の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は２８．７μｍである。したがって、実施例５におけるスポット径の差異は０．４μｍ（＝２９．１μｍ−２８．７μｍ）であり、実施例２におけるスポット径の差異１１．１μｍと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例５では、実施例２と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０１８２】
【表２５】
2009083416.tif 000028
【０１８３】
このように、実施例５では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状（レンズ構成）は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ4それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表２５に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０１８４】
ところで、上述のように、結像位置ＦＰを感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置とすべく、各レンズＬＳのレンズ構成を調整することで、レンズの効率（レンズ効率）が各レンズＬＳで異なるという露光不良が引き起こされる場合がある。つまり、図２４を用いて説明した露光不良が発生する場合がある。これに対して、実施例５では、複数のレンズＬＳそれぞれの感光体ドラム側のレンズ面ＬＳＦsのレンズ口径Ｄoutは互いに等しい。具体的に、全てのレンズＬＳにおいて、レンズ口径は１．７ｍｍである（表２４）。したがって、各レンズＬＳのレンズ構成を調整した場合であっても、各レンズＬＳのレンズ効率は略一定となる。よって、上述の実施例５は、像形成に関わる光ビームＬＢの光量がレンズＬＳによって異なって良好な露光が行なえないという露光不良の発生を抑制しており、好適である。
【０１８５】
ところで、実施例５は、レンズ形状のみを調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例６に示すように、レンズ形状（レンズ構成）の他にレンズ厚さ（レンズ構成）およびレンズ位置を調整しても良い。
【０１８６】
実施例６
図２７は、本発明の実施例６における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は、それぞれレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズである。
【０１８７】
また、実施例６における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例２と同様である。つまり、図２２を用いて説明したとおり、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4の光軸ＯＡ1〜ＯＡ4が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム２１の回転軸）を通るように配置されている。
【０１８８】
また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、レンズ行ＬＳＲ1に属するレンズＬＳ1は、該レンズＬＳ1が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ1を、対向位置ＦＣＰ1に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ2に属するレンズＬＳ2は、該レンズＬＳ2が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ2を、対向位置ＦＣＰ2に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ3は、該レンズＬＳ3が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ3を、対向位置ＦＣＰ3に向けて結像する。また、レンズ行ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ4は、該レンズＬＳ4が対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームＬＢ4を、対向位置ＦＣＰ4に向けて結像する。つまり、異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳによって結像された光ビームの結像位置は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。
【０１８９】
したがって、実施例２のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例２で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例６は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２７）。そして、このように結像位置を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状（レンズ構成）・レンズ厚さ（レンズ構成）・レンズ位置を調整している。具体的には、次の通りである。
【０１９０】
表２６はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表２７はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表２８は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表２９は、レンズＬＳ1、ＬＳ4の非球面係数である。面番号Ｓ5の非球面係数がレンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで異なることから判るように、実施例６では、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、第２面ＬＳＦsの非球面係数が異なる。また、面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和がレンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで異なることから判るように、実施例６では、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とでレンズ位置が異なる。また、面番号Ｓ４の面間隔がレンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで異なることから判るように、実施例６では、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、レンズ厚さが異なる。また、表３０は、実施例６におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。このように、本発明の実施例６では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ3とが同一であるとともに、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4とが同一である。また、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とは異なる。
【０１９１】
【表２６】
2009083416.tif 000029
【０１９２】
【表２７】
2009083416.tif 000030
【０１９３】
【表２８】
2009083416.tif 000031
【０１９４】
【表２９】
2009083416.tif 000032
【０１９５】
【表３０】
2009083416.tif 000033
【０１９６】
表３１は、上述の表２６〜３０で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例２と同様である。表３１が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。
【０１９７】
同表が示すように、実施例６では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4は、互いに等しい。これは、図２７に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ４が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例６においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表３１の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍであるとともに、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、具体的には、実施例６におけるスポット径の差異は０μｍであり、実施例２におけるスポット径の差異１１．１μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例６では、実施例４と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で形成するスポットの径の差異が略完全に抑制されている。
【０１９８】
【表３１】
2009083416.tif 000034
【０１９９】
このように、実施例６では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状（レンズ構成）・レンズ厚さ（レンズ構成）・レンズ位置は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ4それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表３１に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０２００】
ところで、感光体ドラム表面の曲率形状に応じて、レンズＬＳのレンズ構成等を調整した場合、後述するピッチ倍率がレンズＬＳによって異なってしまう場合がある。そこで、以下では、このようなピッチ倍率の差異が発生した場合であっても、良好な露光を実現する発明について説明する。
【０２０１】
実施例７
図２８は、実施例７における発光素子の配置およびスポットの形成位置の説明図である。上述の通り、ラインヘッド２９は、発光素子グループ２９５に対してレンズＬＳを対向して配置している。そして、発光素子グループ２９５の複数の発光素子２９５１から射出された光ビームは、レンズＬＳにより感光体ドラム２１の表面に向けて結像される。その結果、感光体ドラム２１の表面に複数のスポットＳＰからなるスポットグループＳＧが形成される。
【０２０２】
同図の「発光素子グループ」の欄は、発光素子グループ２９５における発光素子２９５１の配置を示している。同図の「スポットグループ」の欄は、かかる発光素子グループ２９５に対応して形成されるスポットグループＳＧを示している。なお、「発光素子グループ」の欄は、同図の「観察方向」の欄に示す発光素子グループ観察方向Ｄob_295から発光素子グループ２９５を見た場合における、発光素子２９５１の配置を示す。「スポットグループ」の欄は、同図の「観察方向」の欄に示すスポットグループ観察方向Ｄob_sgからスポットグループＳＧを見た場合における、スポットＳＰの形成位置を示す。
【０２０３】
「発光素子グループ」の欄において、座標軸Ｘ_lgdは長手方向ＬＧＤに対応するとともに、座標軸Ｙ_ltdは幅方向ＬＴＤに対応する。座標軸Ｘ_lgd、Ｙ_ltdは、各発光素子グループ２９５に対して設けられる。また、発光素子グループ２９５が対向するレンズＬＳの光軸ＯＡは、該発光素子グループ２９５に対する座標軸Ｘ_lgdと座標軸Ｙ_ltdの交点（つまり、原点）を通る。
【０２０４】
「スポットグループ」の欄において、座標軸Ｘ_mdは主走査方向ＭＤに対応するとともに、座標軸Ｙ_sdは副走査方向ＳＤに対応する。また、スポットグループＳＧを形成するレンズＬＳの光軸ＯＡは、該スポットグループＳＧに対する座標軸Ｘ_mdと座標軸Ｙ_sdの交点（つまり、原点）を通る。
【０２０５】
同図の「発光素子グループ」の欄に示すように、座標軸Ｘ_lgdの方向（つまり、長手方向ＬＧＤ）に並ぶ７個の発光素子２９５１が発光素子行２９５１Ｒを構成する。そして、座標軸Ｙ_ltdの方向（つまり、幅方向ＬＴＤ）に２行の発光素子行２９５１Ｒが並ぶ。つまり、発光素子グループ２９５は、１４個の発光素子２９５１からなる。また、１４個の発光素子２９５１は発光素子ピッチＰelで配置されるとともに、２行の発光素子行２９５１Ｒは発光素子行ピッチＰelrで配置される。また、同図に示すように、１４個の発光素子２９５１のそれぞれに発光素子番号ｅ1〜ｅ14を付した。
【０２０６】
同図の「スポットグループ」の欄に示すように、１４個の発光素子２９５１に対応して１４個のスポットＳＰからなるスポットグループＳＧが形成される。実施例７は、感光体ドラム２１の表面が静止した状態でスポット形成を行った場合に対応する。なお、以後の説明で示す実施例７〜１４は、いずれも感光体ドラム２１の表面が静止した状態でスポット形成を行った場合に対応する。したがって、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットグループＳＧの形状は、発光素子グループ２９５の形状と略相似である。具体的には、座標軸Ｘ_mdの方向（つまり、主走査方向ＭＤ）に並ぶ７個のスポットＳＰがスポット行ＳＰＲを構成する。そして、座標軸Ｙ_sdの方向（つまり、副走査方向ＳＤ）に２行のスポット行ＳＰＲが並ぶ。つまり、スポットグループＳＧは、１４個のスポットＳＰからなる。また、１４個のスポットＳＰはスポットピッチＰspで形成されるとともに、２行のスポット行ＳＰＲはスポット行ピッチＰsprで形成される。また、同図に示すように、１４個の発光素子ｅ1〜ｅ14に対応して形成される１４個のスポットＳＰのそれぞれにスポット番号s1〜s14を付した。
【０２０７】
このように、発光素子ピッチＰelの発光素子グループ２９５から射出される光ビームを該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳにより結像することで、スポットピッチＰspのスポットグループＳＧが形成される。そこで、本明細書において、スポットピッチＰspと発光素子ピッチＰelとの比（つまり、スポットピッチＰsp／発光素子ピッチＰel）を、レンズＬＳのピッチ倍率と定義する。
【０２０８】
図２９は、本発明の実施例７における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズである。
【０２０９】
また、実施例７における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例１と同様である。つまり、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3の光軸ＯＡ1〜ＯＡ3が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム２１の回転軸）を通るように配置されている。
【０２１０】
また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。
【０２１１】
したがって、実施例１のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例１で示した程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例７は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図２９）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状を調整している。具体的には、次の通りである。
【０２１２】
表３２はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表３３はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表３４は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表３５は、レンズＬＳ1、ＬＳ3の非球面係数である。これらの表から判るように、実施例７は、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、非球面係数を変えている（つまり、レンズ形状を変えている）。なお、実施例７におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例７では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3とは同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3とレンズＬＳ2とは、レンズ形状において異なる。
【０２１３】
【表３２】
2009083416.tif 000035
【０２１４】
【表３３】
2009083416.tif 000036
【０２１５】
【表３４】
2009083416.tif 000037
【０２１６】
【表３５】
2009083416.tif 000038
【０２１７】
表３６は、上述の表３２〜３５で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表３６における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ3が対応する像高は−０．３０２ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０２１８】
表３６が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例７では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は、互いに等しい。これは、図２９に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例７においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表３６の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例７におけるレンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２８．７μｍである。したがって、実施例７におけるレンズＬＳ2によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットの径との差異は、０．４μｍ（＝２９．１μｍ−２８．７μｍ）であり、実施例１におけるスポット径の差異３．２μｍと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例７では、実施例１と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０２１９】
【表３６】
2009083416.tif 000039
【０２２０】
このように、実施例７では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状（レンズ構成）は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表３６に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０２２１】
ところで、表３６のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５０３３である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3においてレンズ形状を調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成するスポットの径の差異を抑制すべくレンズ形状を調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率が異なっている。そして、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelが一定であるような場合において、ピッチ倍率にこのような差異があると、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspが、スポットグループＳＧによって異なるという問題が引き起こされる場合がある。つまり、ピッチ倍率の絶対値が大きいレンズＬＳにより形成されたスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは比較的大きくなる一方、ピッチ倍率の絶対値が小さいレンズＬＳにより形成されたスポットピッチは比較的小さくなる。すなわち、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０２２２】
このような問題に対応すべく、実施例７は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０２２３】
図３０は、実施例７における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図３０における、発光素子番号ｅ1〜ｅ14は、図２８において発光素子グループ２９５を構成する各発光素子２９５１に対して付した番号である。また、座標軸Ｘ_lgd、Ｙ_ltdは、図２８において、各発光素子グループ２９５に対して設けられた座標軸である。つまり、「素子位置１−１」と付された表はレンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置１−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。
【０２２４】
また、図３０における、スポット番号ｓ1〜ｓ14は、図２８においてスポットグループＳＧを構成する各スポットＳＰに対して付した番号である。また、座標軸Ｘ_md、Ｙ_sdは、図２８において、各スポットグループＳＧに対して設けられた座標軸である。つまり、「スポット位置１−１」「スポット位置１−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０２２５】
図３０に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。なお、発光素子ピッチＰelは、Ｘ_lgd座標方向に互いに隣り合う発光素子（例えば発光素子e1と発光素子e2）それぞれのＸ_lgd座標位置の差から求められる。また、発光素子行ピッチＰelrは、Ｙ_ltd座標方向に互いに隣り合う発光素子（例えば発光素子e1と発光素子e2）それぞれのＹ_ltd座標位置の差から求められる。
【０２２６】
レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．１μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは１９８．７μｍである。このように、実施例７では、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きい。
【０２２７】
つまり、表３６に示したとおり、レンズＬＳ2のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率よりも、絶対値において小さい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも小さくなるとともに、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも小さくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０２２８】
そこで、実施例７では、レンズＬＳ2のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値よりも小さいことに応じて、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０２２９】
図３０の「スポット位置１−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図３０の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例７では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。なお、スポットピッチＰspは、Ｘ_md座標方向に互いに隣り合うスポット（例えばスポットｓ1とスポットｓ2）それぞれのＸ_md座標位置の差から求められる。また、スポット行ピッチＰsprは、Ｙ_sd座標方向に互いに隣り合うスポット（例えばスポットｓ1とスポットｓ2）それぞれのＹ_sd座標位置の差から求められる。
【０２３０】
ちなみに、図３０の「スポット位置１−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置１−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置１−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４２．６１μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは１００．６６μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０２３１】
このように、実施例７は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ形状（レンズ構成）を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０２３２】
ところで、実施例７は、レンズ形状を調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例８に示すように、レンズＬＳのレンズ位置を調整しても良い。
【０２３３】
実施例８
図３１は、本発明の実施例８における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズである。
【０２３４】
また、実施例８における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例１と同様である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。よって、実施例１のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例１で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例８は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図３１）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ位置を調整している。具体的には、次の通りである。
【０２３５】
表３７はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表３８はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表３９は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表４０は、レンズＬＳ1、ＬＳ3の非球面係数である。面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和が表３７と表３９とで異なっていることから判るように、実施例８は、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とでレンズ位置を変えている。なお、実施例８におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例８では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3とは同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3とレンズＬＳ2とは、レンズ位置において異なる。
【０２３６】
【表３７】
2009083416.tif 000040
【０２３７】
【表３８】
2009083416.tif 000041
【０２３８】
【表３９】
2009083416.tif 000042
【０２３９】
【表４０】
2009083416.tif 000043
【０２４０】
表４１は、上述の表３７〜４０で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表４１における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ3が対応する像高は−０．２９７ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０２４１】
表４１が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例８では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は、互いに等しい。これは、図３１に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例８においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表４１の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例８におけるレンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２８．７μｍである。したがって、実施例８におけるレンズＬＳ2によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットの径との差異は、０．４μｍ（＝２９．１μｍ−２８．７μｍ）であり、実施例１におけるスポット径の差異３．２μｍと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例８では、実施例１と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０２４２】
【表４１】
2009083416.tif 000044
【０２４３】
このように、実施例８では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ位置は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表４１に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０２４４】
ところで、表４１のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．４９５２である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3においてレンズ位置を調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ位置を調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０２４５】
このような問題に対応すべく、実施例８は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０２４６】
図３２は、実施例８における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図３２において、「素子位置２−１」と付された表はレンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置２−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、「スポット位置２−１」「スポット位置２−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０２４７】
図３２に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８５．４８μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２０１．９４μｍである。このように、実施例８では、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも小さい。
【０２４８】
つまり、表４１に示したとおり、レンズＬＳ2のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率よりも、絶対値において大きい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも大きくなるとともに、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも大きくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０２４９】
そこで、実施例８では、レンズＬＳ2のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値よりも大きいことに応じて、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも小さくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０２５０】
図３２の「スポット位置２−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図３２の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例８では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０２５１】
ちなみに、図３２の「スポット位置２−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置２−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置２−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４１．９２μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは９９．０４μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０２５２】
このように、実施例８は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ位置を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０２５３】
ところで、実施例８は、レンズ位置を調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例９に示すように、レンズＬＳのレンズ厚さ（レンズ構成）を調整しても良い。
【０２５４】
実施例９
図３３は、本発明の実施例９における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズである。
【０２５５】
また、実施例９における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例１と同様である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。よって、実施例１のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例１で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例９は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図３３）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ厚さ（レンズ構成）を調整している。具体的には、次の通りである。
【０２５６】
表４２はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表４３はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表４４は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表４５は、レンズＬＳ1、ＬＳ3の非球面係数である。面番号Ｓ4の面間隔が表４２と表４４とで異なっていることから判るように、実施例９は、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とでレンズ厚さを変えている。なお、実施例９におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例９では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3とは同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3とレンズＬＳ2とは、レンズ厚さにおいて異なる。
【０２５７】
【表４２】
2009083416.tif 000045
【０２５８】
【表４３】
2009083416.tif 000046
【０２５９】
【表４４】
2009083416.tif 000047
【０２６０】
【表４５】
2009083416.tif 000048
【０２６１】
表４６は、上述の表４２〜４５で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表４５における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ3が対応する像高は−０．３０３ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０２６２】
表４６が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例９では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は、互いに等しい。これは、図３３に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例９においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表４６の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例９におけるレンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍであるとともに、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、実施例９におけるレンズＬＳ2によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットの径との差異は、０μｍ（＝２９．１μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例１におけるスポット径の差異３．２μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例９では、実施例１と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０２６３】
【表４６】
2009083416.tif 000049
【０２６４】
このように、実施例９では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ厚さは、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表４６に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０２６５】
ところで、表４６のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５０５５である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3においてレンズ厚さを調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ厚さを調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０２６６】
このような問題に対応すべく、実施例９は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０２６７】
図３４は、実施例９における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図３４において、「素子位置３−１」と付された表はレンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置３−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、「スポット位置３−１」「スポット位置３−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０２６８】
図３４に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８３．７４μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは１９７．８２μｍである。このように、実施例９では、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きい。
【０２６９】
つまり、表４６に示したとおり、レンズＬＳ2のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率よりも、絶対値において小さい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも小さくなるとともに、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも小さくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０２７０】
そこで、実施例９では、レンズＬＳ2のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値よりも小さいことに応じて、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０２７１】
図３４の「スポット位置３−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図３４の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例９では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０２７２】
ちなみに、図３４の「スポット位置３−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置３−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置３−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４２．８０μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは１０１．１μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０２７３】
このように、実施例９は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ厚さ（レンズ構成）を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０２７４】
ところで、実施例９は、レンズ厚さを調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例１０に示すように、レンズＬＳのレンズ厚さ（レンズ構成）のみならずレンズ形状（レンズ構成）およびレンズ位置の全てを調整しても良い。
【０２７５】
実施例１０
図３５は、本発明の実施例１０における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ3は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズである。
【０２７６】
また、実施例１０における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例１と同様である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。よって、実施例１のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例１で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例１０は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図３５）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状（レンズ構成）、レンズ厚さ（レンズ構成）およびレンズ位置を調整している。具体的には、次の通りである。
【０２７７】
表４７はレンズＬＳ2のレンズデータであり、表４８はレンズＬＳ2の非球面係数である。一方、表４９は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のレンズデータであり、表５０は、レンズＬＳ1、ＬＳ3の非球面係数である。レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、第２面ＬＳＦsの非球面係数（つまり、レンズ形状）が異なる。また、面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和が表４７と表４９で異なることから判るように、実施例１０では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とでレンズ位置が異なる。また、面番号Ｓ４の面間隔が表４７と表４９で異なることから判るように、実施例１０では、レンズＬＳ2とレンズＬＳ1、ＬＳ3とで、レンズ厚さが異なる。なお、実施例１０におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例１０では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3とは同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3とレンズＬＳ2とは異なる。
【０２７８】
【表４７】
2009083416.tif 000050
【０２７９】
【表４８】
2009083416.tif 000051
【０２８０】
【表４９】
2009083416.tif 000052
【０２８１】
【表５０】
2009083416.tif 000053
【０２８２】
表５１は、上述の表４７〜５０で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表５１における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ3が対応する像高は−０．３０３ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０２８３】
表５１が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ3に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例１０では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3は、互いに等しい。これは、図３５に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例１０においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表５１の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ3の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例１０におけるレンズＬＳ2により形成されるスポットの径は２９．１μｍであるとともに、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、実施例１０におけるレンズＬＳ2によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットの径との差異は、０μｍ（＝２９．１μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例１におけるスポット径の差異３．２μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例１０では、実施例１と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０２８４】
【表５１】
2009083416.tif 000054
【０２８５】
このように、実施例１０では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ3のレンズ形状、レンズ厚さおよびレンズ位置は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ3それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表５１に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０２８６】
ところで、表５１のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５０５５である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3においてレンズ形状、レンズ厚さおよびレンズ位置を調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ3により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ形状、レンズ厚さおよびレンズ位置を調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ3の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０２８７】
このような問題に対応すべく、実施例１０は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０２８８】
図３６は、実施例１０における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図３６において、「素子位置４−１」と付された表はレンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置４−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、「スポット位置４−１」「スポット位置４−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０２８９】
図３６に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８３．７４μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは１９７．８２μｍである。このように、実施例１０では、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きい。
【０２９０】
つまり、表５１に示したとおり、レンズＬＳ2のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率よりも、絶対値において小さい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも小さくなるとともに、レンズＬＳ2によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも小さくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０２９１】
そこで、実施例１０では、レンズＬＳ2のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値よりも小さいことに応じて、レンズＬＳ2に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０２９２】
図３６の「スポット位置４−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図３６の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ3のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例１０では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０２９３】
ちなみに、図３６の「スポット位置４−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置４−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置４−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４２．８０μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは１０１．１μｍであり、レンズＬＳ2により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０２９４】
このように、実施例１０は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ形状（レンズ構成）・レンズ厚さ（レンズ構成）およびレンズ位置を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０２９５】
ところで、上述の実施例７〜１０では、レンズ行ＬＳＲが幅方向ＬＴＤに３行並ぶラインヘッド２９を用いて、本発明についての説明を行なった。しかしながら、レンズ行の行数はこれに限られず、４行以上であっても良い。そこで、レンズ行が４行であるラインヘッド２９を用いた場合について説明する実施例（１１〜１４）。
【０２９６】
実施例１１
図３７は、本発明の実施例１１における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズである。
【０２９７】
また、実施例１１における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例２と同様である。つまり、４行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤに略対称に配置されている。また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、それぞれに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4の光軸ＯＡ1〜ＯＡ4が互いに平行となるように配置されている。そして、レンズアレイ２９９は、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21（つまり、感光体ドラム２１の回転軸）を通るように配置されている。
【０２９８】
また、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4は、いずれも感光体ドラム２１の表面に対向して配置されている。このとき、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4のそれぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。
【０２９９】
したがって、実施例２のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例２で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例１１は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図３７）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状を調整している。具体的には、次の通りである。
【０３００】
表５２はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表５３はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表５４は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表５５は、レンズＬＳ1、ＬＳ4の非球面係数である。これらの表から判るように、実施例１１は、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、非球面係数を変えている（つまり、レンズ形状を変えている）。なお、実施例１１におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例１１では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4とが同一であるとともに、レンズＬＳ2とレンズＬＳ3とが同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4とレンズＬＳ2、ＬＳ3とは、レンズ形状において異なる。
【０３０１】
【表５２】
2009083416.tif 000055
【０３０２】
【表５３】
2009083416.tif 000056
【０３０３】
【表５４】
2009083416.tif 000057
【０３０４】
【表５５】
2009083416.tif 000058
【０３０５】
表５６は、上述の表５２〜５５で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例２と同様である。表５６における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ4が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2、ＬＳ3が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ4が対応する像高は−０．３０４８ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０３０６】
表５６が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例１１では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4は、互いに等しい。これは、図３７に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例１１においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表５６の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例１１におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍである一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は３１．９μｍである。したがって、実施例１１におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットの径との差異は、２．８μｍ（＝３１．９μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例２におけるスポット径の差異１１．１μｍと比較して、改善されていることがわかる。つまり、実施例１１では、実施例２と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０３０７】
【表５６】
2009083416.tif 000059
【０３０８】
このように、実施例１１では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状（レンズ構成）は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ4それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表５６に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０３０９】
ところで、表５６のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率は−０．５０８である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4においてレンズ形状を調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ形状を調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、上述してきたような４行のレンズ行ＬＳＲを有するラインヘッド２９による露光動作においても、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０３１０】
このような問題に対応すべく、実施例１１は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０３１１】
図３８は、実施例１１における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図３８において、「素子位置５−１」と付された表はレンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置５−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、図３８において、「スポット位置５−１」「スポット位置５−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０３１２】
図３８に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８３．３２μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは１９６．８６μｍである。このように、実施例１１では、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きい。
【０３１３】
つまり、表５６に示したとおり、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率よりも、絶対値において小さい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも小さくなるとともに、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも小さくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０３１４】
そこで、実施例１１では、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率の絶対値よりも小さいことに応じて、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０３１５】
図３８の「スポット位置５−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図３８の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例１１では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０３１６】
ちなみに、図３８の「スポット位置５−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置５−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置５−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４３．０１μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは１０１．６μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０３１７】
このように、実施例１１は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ形状（レンズ構成）を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０３１８】
ところで、実施例１１は、レンズ形状を調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ3を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例１２に示すように、レンズＬＳのレンズ位置を調整しても良い。
【０３１９】
実施例１２
図３９は、本発明の実施例１２における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズである。
【０３２０】
また、実施例１２における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例２と同様である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。よって、実施例２のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例２で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例１２は、レンズＬＳ1〜ＬＳ４による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ４を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図３９）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ位置を調整している。具体的には、次の通りである。
【０３２１】
表５７はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表５８はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表５９は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表６０は、レンズＬＳ1、ＬＳ4の非球面係数である。面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和が表５７と表５９とで異なっていることから判るように、実施例１２は、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とでレンズ位置を変えている。なお、実施例１２におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例１２では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4とが同一であるとともに、レンズＬＳ2とレンズＬＳ3とが同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4とレンズＬＳ2、ＬＳ3とは、レンズ位置において異なる。
【０３２２】
【表５７】
2009083416.tif 000060
【０３２３】
【表５８】
2009083416.tif 000061
【０３２４】
【表５９】
2009083416.tif 000062
【０３２５】
【表６０】
2009083416.tif 000063
【０３２６】
表６１は、上述の表５７〜６０で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例２と同様である。表６１における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ4が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2、ＬＳ3が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ4が対応する像高は−０．２９２２ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０３２７】
表６１が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例１２では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4は、互いに等しい。これは、図３９に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例１２においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表６１の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例１２におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、実施例１２におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットの径との差異は、０μｍ（＝２９．１μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例２におけるスポット径の差異１１．１μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例１２では、実施例２と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０３２８】
【表６１】
2009083416.tif 000064
【０３２９】
このように、実施例１２では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ位置は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ4それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表６１に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０３３０】
ところで、表６１のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率は−０．４８７である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4においてレンズ位置を調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ位置を調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０３３１】
このような問題に対応すべく、実施例１２は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０３３２】
図４０は、実施例１２における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図４０において、「素子位置６−１」と付された表はレンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置６−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、「スポット位置６−１」「スポット位置６−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０３３３】
図４０に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８６．７２μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２０５．３４μｍである。このように、実施例１２では、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも小さい。
【０３３４】
つまり、表６１に示したとおり、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率よりも、絶対値において大きい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも大きくなるとともに、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも大きくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０３３５】
そこで、実施例１２では、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率の絶対値よりも大きいことに応じて、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも小さくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０３３６】
図４０の「スポット位置６−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図４０の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例１２では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０３３７】
ちなみに、図４０の「スポット位置６−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置６−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置６−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４１．２２μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは９７．４μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０３３８】
このように、実施例１２は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ位置を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０３３９】
ところで、実施例１２は、レンズ位置を調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例１３に示すように、レンズＬＳのレンズ厚さ（レンズ構成）を調整しても良い。
【０３４０】
実施例１３
図４１は、本発明の実施例１３における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズである。
【０３４１】
また、実施例１３における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例２と同様である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。よって、実施例２のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例２で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例１３は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図４１）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ厚さ（レンズ構成）を調整している。具体的には、次の通りである。
【０３４２】
表６２はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表６３はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表６４は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表６５は、レンズＬＳ1、ＬＳ4の非球面係数である。面番号Ｓ4の面間隔が表６２と表６４とで異なっていることから判るように、実施例１３は、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とでレンズ厚さを変えている。なお、実施例１３におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例１３では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4とが同一であるとともに、レンズＬＳ2とレンズＬＳ3とが同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4とレンズＬＳ2、ＬＳ3とは、レンズ厚さにおいて異なる。
【０３４３】
【表６２】
2009083416.tif 000065
【０３４４】
【表６３】
2009083416.tif 000066
【０３４５】
【表６４】
2009083416.tif 000067
【０３４６】
【表６５】
2009083416.tif 000068
【０３４７】
表６６は、上述の表６２〜６５で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例２と同様である。表６６における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ4が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2、ＬＳ3が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ4が対応する像高は−０．３０５６ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０３４８】
表６６が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例１３では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4は、互いに等しい。これは、図４１に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例１３においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表６６の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例１３におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍであるとともに、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、実施例１３におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットの径との差異は、０μｍ（＝２９．１μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例２におけるスポット径の差異１１．１μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例１３では、実施例２と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０３４９】
【表６６】
2009083416.tif 000069
【０３５０】
このように、実施例１３では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ厚さは、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ4それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表６６に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０３５１】
ところで、表６６のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率は−０．５０９である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4においてレンズ厚さを調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ厚さを調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０３５２】
このような問題に対応すべく、実施例１３は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０３５３】
図４２は、実施例１３における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図４２において、「素子位置７−１」と付された表はレンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置７−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、「スポット位置７−１」「スポット位置７−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０３５４】
図４２に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８３．１６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは１９６．４６μｍである。このように、実施例１３では、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きい。
【０３５５】
つまり、表６６に示したとおり、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率よりも、絶対値において小さい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも小さくなるとともに、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも小さくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０３５６】
そこで、実施例１３では、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率の絶対値よりも小さいことに応じて、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０３５７】
図４２の「スポット位置７−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図４２の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例１３では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０３５８】
ちなみに、図４２の「スポット位置７−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置７−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置７−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４３．１μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは１０１．８μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０３５９】
このように、実施例１３は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ厚さ（レンズ構成）を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０３６０】
ところで、実施例１３は、レンズ厚さを調整して、結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に対応する位置となるようにしている。しかしながら、例えば、次の実施例１４に示すように、レンズＬＳのレンズ厚さ（レンズ構成）のみならずレンズ形状（レンズ構成）およびレンズ位置の全てを調整しても良い。
【０３６１】
実施例１４
図４３は、本発明の実施例１４における、レンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す副走査断面図である。同図上段は、同図下段の破線四角部分を拡大して表示したものである。同図下段における、レンズＬＳ1〜ＬＳ4は、それぞれ互いに異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズである。
【０３６２】
また、実施例１４における、レンズアレイ２９９と感光体ドラム２１との配置関係は、実施例２と同様である。つまり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4それぞれは、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）の副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ4に対向する。したがって、異なるレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4に属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4によって結像された光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4は、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる。よって、実施例２のように、全てのレンズＬＳのレンズ構成およびレンズ位置を同一とした場合、実施例２で示したのと同程度のスポット径の差異が発生する。これに対して、本発明の実施例１４は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を感光体ドラム２１の表面の曲率形状に応じた位置としている（図４３）。そして、このように結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4を曲率形状に対応させるべく、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状（レンズ構成）、レンズ厚さ（レンズ構成）およびレンズ位置を調整している。具体的には、次の通りである。
【０３６３】
表６７はレンズＬＳ2、ＬＳ3のレンズデータであり、表６８はレンズＬＳ2、ＬＳ3の非球面係数である。一方、表６９は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のレンズデータであり、表７０は、レンズＬＳ1、ＬＳ4の非球面係数である。レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、第２面ＬＳＦsの非球面係数（つまり、レンズ形状）が異なる。また、面番号Ｓ1〜Ｓ3までの面間隔の和が表４７と表４９で異なることから判るように、実施例１０では、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とでレンズ位置が異なる。また、面番号Ｓ４の面間隔が表４７と表４９で異なることから判るように、実施例１４では、レンズＬＳ2、ＬＳ3とレンズＬＳ1、ＬＳ4とで、レンズ厚さが異なる。なお、実施例１４におけるシミュレーションで用いた光学系諸元は、実施例１における表３で示した内容と同様であるである。このように、本発明の実施例１４では、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4とが同一であるとともに、レンズＬＳ2とレンズＬＳ3とが同一である。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4とレンズＬＳ2、ＬＳ3とは異なる。
【０３６４】
【表６７】
2009083416.tif 000070
【０３６５】
【表６８】
2009083416.tif 000071
【０３６６】
【表６９】
2009083416.tif 000072
【０３６７】
【表７０】
2009083416.tif 000073
【０３６８】
表７１は、上述の表６７〜７０で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ4を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例２と同様である。表７１における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表３参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ4が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ2、ＬＳ3が対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ1、ＬＳ4が対応する像高は−０．３０４ｍｍである）の位置までの光路長である。
【０３６９】
表７１が示す、差異Δfdは、レンズＬＳ1〜ＬＳ4に対応する像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4と、像感光体距離ｆｄ2との差である。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の間における差異Δfdを、像感光体距離ｆｄ2を基準として求めている。同表が示すように、実施例１４では差異Δfdは０となっている。つまり、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4は、互いに等しい。これは、図４３に示すように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4による光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が、感光体ドラム２１の曲率形状に応じた位置（実施例１４においては、同図が示すように感光体ドラム２１の略表面）に調整されていることによる。そして、表７１の「スポット径」の欄が示すように、像感光体距離ｆｄ1〜ｆｄ4の差異を抑制することで、感光体ドラム２１の表面に形成されるスポットのスポット径の差異が抑制されていることがわかる。具体的には、実施例１４におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットの径は２９．１μｍであるとともに、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットの径は２９．１μｍである。したがって、実施例１４におけるレンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットの径とレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットの径との差異は、０μｍ（＝２９．１μｍ−２９．１μｍ）であり、実施例２におけるスポット径の差異１１．１μｍと比較して、大幅に改善されていることがわかる。つまり、実施例１４では、実施例２と比べて、複数のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ4の間で形成するスポットの径の差異がより抑制されている。
【０３７０】
【表７１】
2009083416.tif 000074
【０３７１】
このように、実施例１４では、互いに異なるレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳ1〜ＬＳ4のレンズ形状、レンズ厚さおよびレンズ位置は、該複数のレンズＬＳ1〜ＬＳ4それぞれによる光ビームの結像位置ＦＰ1〜ＦＰ4が感光体ドラム２１の表面（潜像担持体表面）の曲率形状に応じた位置となるように、調整されている。したがって、上述のような、レンズ行ＬＳＲによって結像位置と潜像担持体表面との距離（像感光体距離）が異なるという問題の発生を抑制することが可能となっている。その結果、表７１に示すようにスポット径の差異の発生を抑制して、良好な露光を実現することが可能となっており、好適である。
【０３７２】
ところで、表７１のピッチ倍率が示すように、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率と、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率とが異なる。具体的には、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は−０．５である一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率は−０．５０６７である。このように、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率に差が生じる原因は、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4においてレンズ形状、レンズ厚さおよびレンズ位置を調整したことによる。つまり、各レンズＬＳ1〜ＬＳ4により形成するスポットの径が異なるという露光不良の発生を抑制すべくレンズ形状、レンズ厚さおよびレンズ位置を調整したことで、レンズＬＳ1〜ＬＳ4の間でピッチ倍率が異なっている。したがって、実施例７で述べたように、レンズＬＳのピッチ倍率の差に起因して、スポットピッチＰspに差が発生するという露光不良が発生する可能性がある。
【０３７３】
このような問題に対応すべく、実施例１４は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。具体的には、次に示すように、各発光素子グループ２９５において、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを調整している。
【０３７４】
図４４は、実施例１４における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図である。図４４において、「素子位置８−１」と付された表はレンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示すとともに、「素子位置８−２」と付された表はレンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５における発光素子ｅ1〜ｅ14の位置を示す。また、「スポット位置８−１」「スポット位置８−２」と付されたそれぞれの表は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットｓ1〜ｓ14の位置を示す。
【０３７５】
図４４に示すこれらの表から、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを求める。レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８４．６６μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは２００μｍである。一方、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelは８３．５４μｍであり、発光素子行ピッチＰelrは１９７．３６μｍである。このように、実施例１４では、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrは、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きい。
【０３７６】
つまり、表７１に示したとおり、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率は、レンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率よりも、絶対値において小さい。したがって、全ての発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを等しくした場合、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspよりも小さくなるとともに、レンズＬＳ2、ＬＳ3によるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがレンズＬＳ1、ＬＳ4によるスポットグループＳＧのスポットピッチ行Ｐsprよりも小さくなってしまう。よって、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprが異なってしまう。
【０３７７】
そこで、実施例１４では、レンズＬＳ2、ＬＳ3のピッチ倍率の絶対値がレンズＬＳ1、ＬＳ4のピッチ倍率の絶対値よりも小さいことに応じて、レンズＬＳ2、ＬＳ3に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrを、レンズＬＳ1、ＬＳ4に対応する発光素子グループ２９５の発光素子ピッチＰelおよび発光素子行ピッチＰelrよりも大きくしている。具体的には、各発光素子グループ２９５において、発光素子ピッチＰelと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポットピッチＰspと略等しくなるとともに、発光素子行ピッチＰelrと該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳのピッチ倍率との積が所定のスポット行ピッチＰsprと略等しくなるように、発光素子２９５１の配置を調整している。
【０３７８】
図４４の「スポット位置８−１」と付された表は、上述したように、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子２９５１の配置を調整した場合における、スポットＳＰの形成位置を示している。つまり、図４４の同表は、レンズＬＳ1〜ＬＳ4のそれぞれによって形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの位置を示している。このように、実施例１４では、各スポットグループＳＧにおいて、スポットピッチＰspは４２．３４μｍであり、スポット行ピッチＰsprは１００μｍである。つまり、スポットグループＳＧに依らず、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsprは一定である。
【０３７９】
ちなみに、図４４の「スポット位置８−２」と付された表は、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１を同図の「素子位置８−１」に示すように配置した場合の、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置である。このとき、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、「スポット位置８−１」に示すとおりである。同表から、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチＰspは４２．９０μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ４２．３４μｍと異なる。また、レンズＬＳ1、ＬＳ4により形成されるスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprは１０１．３４μｍであり、レンズＬＳ2、ＬＳ3により形成されるスポットグループＳＧのスポットピッチ１００μｍと異なる。つまり、全ての発光素子グループ２９５において発光素子２９５１の配置を同じとしたことで、スポットグループＳＧによって、スポットピッチＰspおよびスポット行ピッチＰsgrが異なるという露光不良が発生している。
【０３８０】
このように、実施例１４は、スポットピッチＰspがスポットグループＳＧに依らず一定となるように、発光素子グループ２９５のそれぞれにおいて、該発光素子グループ２９５が対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて、複数の発光素子２９５１の配置が調整されている。したがって、レンズＬＳのレンズ形状（レンズ構成）・レンズ厚さ（レンズ構成）およびレンズ位置を調整したことに起因して、ピッチ倍率がレンズＬＳによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面（潜像担持体表面）に形成される複数のスポットＳＰのスポットピッチＰspは、スポットグループＳＧに依らず略一定となる。よって、良好なスポット形成が可能となっており、好適である。
【０３８１】
実施例１５
ところで、複数行のレンズ行ＬＳＲを用いるラインヘッド２９では、図１４を用いて説明したように、副走査方向ＭＤの上流側に対向するレンズ行ＬＳＲから順次スポットを形成することで、主走査方向ＳＤに伸びるライン状の潜像を形成する。しかしながら、一のレンズ行ＬＳＲがスポットＳＰを形成してから次のレンズ行ＬＳＲがスポットＳＰを形成するまでの間に、一のレンズ行により形成されたスポットＳＰが経時変化する場合がある。そして、このようなスポットＳＰの経時変化が発生すると、感光体ドラム表面に形成されるスポットＳＰがレンズ行ＬＳＲによって異なってまう場合があった。
【０３８２】
図４５はスポットの経時変化を示す図であり、横軸は感光体ドラム表面における位置を示し、縦軸は感光体ドラム表面の表面電位を示す。同図において、表面電位ＳＶ50mは、露光してから時間５０ｍｓが経過したときのスポットＳＰの表面電位であり、表面電位ＳＶ70mは、露光してから時間７０ｍｓが経過したときのスポットＳＰの表面電位であり、表面電位ＳＶ100mは、露光してから時間１００ｍｓが経過したときのスポットＳＰの表面電位である。上述の通り、一様に帯電した感光体ドラム表面にスポット状の光ビームが露光されると、この露光部分の電荷が取り除かれて表面電位が減少し、スポットＳＰが形成される。しかしながら、同図に示すように、表面電位が減少した領域（換言すれば、スポットＳＰが形成された領域）は、時間経過とともに広がっていく。その結果、スポットＳＰの幅も、時間経過とともに幅ＷＳ50ｍ〜幅ＷＳ100ｍへと広がっていく。
【０３８３】
このように、スポットＳＰを形成した際、このスポットＳＰのスポット径は時間とともに大きくなる傾向にある。したがって、図４６に示すように最終的にスポットＳＰが現像位置に到着した時点では、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズ行ＬＳＲにより形成されたスポットＳＰほど、大きなスポット径を有する場合があり、良好な画像形成が実現できない場合があった。ここで、図４６は、各レンズ行により形成されたスポットの現像位置におけるスポット径を示す図である。同図および以下に示す実施例１５において、各レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3と感光体ドラムとの配置関係は図１７、図１８に示す配置関係と同様であり、レンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3はそれぞれ対向位置ＦＣＰ1〜ＦＣＰ3に対向する。そこで、実施例１５では、現像位置に到達した時点における各スポットＳＰのスポット径が略等しくなるように、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズ行ＬＳＲほど小さいスポット径でスポットを形成する。以下では、発明の理解を容易とするために、このようなラインヘッドを実現するレンズデータを示しつつ、同レンズデータに基づいたシミュレーション結果を説明する。
【０３８４】
表７２は、実施例１５のシミュレーションで用いたレンズＬＳのレンズデータである。面番号Ｓ1〜Ｓ6については、図９、図１０を用いて説明した通りである。
【０３８５】
【表７２】
2009083416.tif 000075
【０３８６】
表７３はレンズ行ＬＳＲ1のレンズＬＳ1の非球面Ｓ4、Ｓ5の非球面係数であり、表７４はレンズ行ＬＳＲ2のレンズＬＳ2の非球面Ｓ4、Ｓ5の非球面係数であり、表７３はレンズ行ＬＳＲ3のレンズＬＳ3の非球面Ｓ4、Ｓ5の非球面係数である。
【０３８７】
【表７３】
2009083416.tif 000076
【０３８８】
【表７４】
2009083416.tif 000077
【０３８９】
【表７５】
2009083416.tif 000078
【０３９０】
表７６は、実施例１５におけるシミュレーションにおいて用いた光学系諸元である。ここで、波長は、発光素子から射出される光ビームの波長である。レンズ口径はレンズＬＳの射出面、即ち第２面ＬＳＦsの直径である。レンズ行数は、レンズ行ＬＳＲの行数であり、同実施例では３行である。同諸元において物体高０．６ｍｍとあるのは、シミュレーションを物体高０．６ｍｍにある仮想発光素子から光ビームが射出されたとの条件で行なったことを意味する。感光体径は感光体ドラム２１の直径であり、光源径は発光素子２９５１の直径である。
【０３９１】
【表７６】
2009083416.tif 000079
【０３９２】
表７７は、上述の表７２〜７６で与えられるデータに基づいて、レンズＬＳ1〜ＬＳ3を構成した場合における、シミュレーション結果である。なお、同シミュレーションにおいて、レンズ行ピッチＰlsr、発光素子グループ行ピッチＰegrおよび感光体ドラム径等のその他の条件は、実施例１と同様である。表７７における光路長は、０．６ｍｍの物体高（表７６参照）の位置から、それぞれのレンズＬＳ1〜ＬＳ3が対応する像高（同表によると、レンズＬＳ1に対応する像高は−０．２７ｍｍであり、レンズＬＳ2に対応する像高は−０．３ｍｍであり、レンズＬＳ3に対応する像高は−０．３３ｍｍである）の位置までの光路長である。また、同表のスポット径は、光ビームが露光された時点におけるスポット（換言すれば、形成されたばかりのスポット）のスポット径である。
【０３９３】
【表７７】
2009083416.tif 000080
【０３９４】
同表が示すように、実施例１５では、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズ行ＬＳＲほど小さい倍率を有しており、具体的には、最上流の対向位置ＦＣＰ1に対向するレンズＬＳ1の倍率は−０．４５であり、対向位置ＦＣＰ1の下流側の対向位置ＦＣＰ2に対向するレンズＬＳ2の倍率は−０．５であり、最下流の対向位置ＦＣＰ3に対向するレンズＬＳ3の倍率は−０．５５である。その結果、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズＬＳほど小さいスポット径でスポットを形成することとなり、具体的には、最上流の対向位置ＦＣＰ1に対向するレンズＬＳ1により形成されるスポットのスポット径は１８．８μｍであり、対向位置ＦＣＰ2の下流側の対向位置ＦＣＰ2に対向するレンズＬＳ2により形成されるスポットのスポット径は２０．８μｍであり、、最下流の対向位置ＦＣＰ3に対向するレンズＬＳ3により形成されるスポットのスポット径は２２．４μｍである。
【０３９５】
このように実施例１５では、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズＬＳほど小さいスポット径でスポットＳＰを形成するため、現像位置に最終的に到達した時点では、各スポットＳＰのスポット径を一定の範囲内に収めることが可能となり、スポット径の経時変化に起因した露光不良・画像形成不良の抑制が可能となる。
【０３９６】
また、実施例１５は、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズＬＳほど小さい倍率でスポットＳＰを形成するように構成しており好適である。つまり、このような構成では、結像光学系の倍率を調整するだけで、副走査方向ＳＤの上流側に対向するレンズＬＳほど小さいスポット径でスポットＳＰを形成するようにラインヘッドを構成することができる。したがって、スポット径の経時変化に起因した露光不良を簡便に抑制することが可能となっている。
【０３９７】
上述してきたように、複数のレンズ行の各々が副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置に対向することに起因して、様々な露光不良が発生する。つまり、感光体表面が曲率を有するような場合は、異なる対向位置ＦＣＰに対向するレンズＬＳ間で像感光体距離ｆｄに差異が発生して、露光不良が発生する場合があった。あるいは、感光体表面に形成されたスポットＳＰが経時変化するために、副走査方向ＳＤの上流側の対向位置ＦＰに対向するレンズＬＳにより形成されたスポットＳＰほど、大きなスポット径を有してしまい、露光不良が発生する場合があった。これに対して、上述の実施例３〜１５では、各レンズＬＳは感光体表面への対向位置ＦＣＰの違いに対応して調整されている。したがって、実施例３〜１５に示したラインヘッド２９は、複数のレンズ行ＬＳＲの各々が副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置に対向することに起因した露光不良の発生を抑制しており、好適である。
【０３９８】
このように上記実施形態では、主走査方向ＭＤが本発明の「第１方向」に相当し、副走査方向ＳＤが本発明の「第２方向」に相当する。また、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、感光体ドラム２１の表面が本発明の「像面」に相当する。また、レンズＬＳ，ＬＳ1，ＬＳ2，ＬＳ3，ＬＳ4が本発明の「結像光学系」に相当する。また、レンズアレイ２９９が本発明の「アレイ」に相当する。
【０３９９】
結像位置の求め方の例
ところで、結像位置ＦＰはレンズＬＳを通過した光ビームＬＢが最も小さいスポット径で像を形成する位置とその近傍であると上述したが、ここで、この結像位置を求め方の一例を紹介する。図４７は、結像位置の求め方の一例を示す図である。この例は、スポットＳＰの面積から結像位置を求めており、スポットＳＰを同図（ａ）に示すように定義している。つまり、光ビームの光強度Ｉｎｔの頂点の高さを「１」としたとき、光強度Ｉｎｔが「１／ｅ２」となる領域がスポットＳＰである。ここで、「ｅ」は自然対数の底である。そして、このスポットＳＰの面積が最小値ｍｉｎとなる位置を結像位置ＦＰとして求めることが出来る。或いは、結像位置ＦＰを次のようにして求めても良い。つまり、上述の方法では、スポットＳＰの面積が最小となる位置を結像位置ＦＰとして求めたが、スポットＳＰの主走査方向ＭＤにおけるスポット径Ｄｍが最小となる位置を結像位置ＦＰとして求めても良い。
【０４００】
その他
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、上記実施例１〜１５では、結像光学系は１枚のレンズＬＳにより構成されるが、結像光学系を構成するレンズＬＳのレンズ枚数は２枚でも良い。
【０４０１】
また、上記実施例１、２では、レンズ行ＬＳＲは、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向ＬＴＤに略垂直な対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤにおいて略対称に配置されている。そして、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を通るように、ラインヘッド２９は配置されている。しかしながら、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21を通過することは必須では無い。要するに、幅方向ＬＴＤの各端部の端部レンズ行ＬＳＲ以外のレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄが、端部レンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄよりも小さくなるようにラインヘッド２９を配置することで、像面対向距離ｌｄの差異ｌｄ_maxを抑制するという本発明の効果を奏することができる。ただし、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21を通過するようにラインヘッド２９を配置することで、より効果的に像面対向距離ｌｄを抑制でき、好適である点は、上述の通りである。
【０４０２】
また、上記実施例１、２では、レンズ行ＬＳＲは、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで並ぶとともに、副走査断面において幅方向ＬＴＤに略垂直な対称軸ＳＡに対して幅方向ＬＴＤにおいて略対称に配置されている。そして、該対称軸ＳＡに最も近いレンズ行ＬＳＲ（中央レンズ行）に属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄが、中央レンズ行ＬＳＲ以外の各レンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄと比較して小さくなるように、ラインヘッド２９が配置されている。しかしながら、このように構成することは必須ではない。要するに、幅方向ＬＴＤの各端部の端部レンズ行ＬＳＲ以外のレンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄが、端部レンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄよりも小さくなるようにラインヘッド２９を配置することで、像面対向距離ｌｄの差異ｌｄ_maxを抑制することができる。ただし、中央レンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄが、中央レンズ行ＬＳＲ以外の各レンズ行ＬＳＲに属するレンズＬＳの像面対向距離ｌｄと比較して小さくなるように、ラインヘッド２９を配置することで、より効果的に像面対向距離ｌｄを抑制でき、好適である点は、上述の通りである。
【０４０３】
また、上記例１、２では、レンズ行ＬＳＲの行数が３行或いは４行の場合について説明した。しかしながら、レンズ行ＬＳＲの行数はこれに限られず、Ｎ行（Ｎは３以上の整数）のレンズ行ＬＳＲを有するラインヘッド２９に対して適用可能である。
【０４０４】
また、実施例３〜１４は、図１８、図２２を示して説明したように、感光体ドラム２１に対してラインヘッド２９を配置している。つまり、幅方向ＬＴＤに並んで配置された複数のレンズ行ＬＳＲの対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の曲率中心ＣＣ21を通るように、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。しかしながら、ラインヘッド２９の感光体ドラム２１に対する配置態様はこれに限られない。つまり、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を外れた位置を通るように、ラインヘッド２９を感光体ドラム２１に対して配置しても良い。しかしながら、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を通るように、ラインヘッド２９を配置することで、レンズ設計或いは製造の簡素化を図ることが可能になるという効果を得ることができる。これについて以下に説明する。
【０４０５】
つまり、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を通るようにラインヘッド２９を配置した場合、対称軸ＳＡに対して互いに対称関係にある２個のレンズＬＳの像面対向距離ｌｄは、互いに略等しくなる。具体的には、図１８において、レンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1とレンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄ3は略等しくなる。また、図２２において、レンズＬＳ1の像面対向距離ｌｄ1とレンズＬＳ4の像面対向距離ｌｄ4は略等しくなるとともに、レンズＬＳ2の像面対向距離ｌｄ2とレンズＬＳ3の像面対向距離ｌｄ3は略等しくなる。
【０４０６】
したがって、上述したように、レンズＬＳの結像位置ＦＰを感光体ドラム表面の曲率形状に合わせるにあたって、対称軸ＳＡに対して互いに対称関係にある２個のレンズＬＳのレンズ構成・レンズ位置を略等しくすることができる。具体的には、実施例３、４においては、レンズＬＳ1とレンズＬＳ3のレンズ構成・レンズ位置を等しくしている。また、実施例５、６においては、レンズＬＳ1とレンズＬＳ4のレンズ構成・レンズ位置を等しくしている。つまり、対称軸ＳＡに対して互いに対称関係にある２個のレンズＬＳのレンズ構成・レンズ位置を共通とすることができる。よって、対称軸ＳＡが感光体ドラム２１の表面形状の曲率中心ＣＣ21を通るようにラインヘッド２９を配置した場合は、レンズ設計或いは製造の簡素化を図ることが可能であり、好適である。
【０４０７】
また、レンズ設計・製造の簡素化という観点から、複数のレンズ行ＬＳＲの各々においては、該レンズ行ＬＳＲを構成する複数のレンズＬＳは同一のレンズ構成を有するようにしても良い。つまり、図５、図６、図１２等を用いて説明したように、レンズ行ＬＳＲは複数のレンズＬＳを、長手方向ＬＧＤに配置して成る。そこで、同一のレンズ行ＬＳＲを構成する複数のレンズを、全て同一のレンズ構成を有するようにしても良い。なんとなれば、同一のレンズ行に属する複数のレンズのレンズ構成・レンズ位置を共通化することができ、レンズ設計或いは製造の簡素化を図ることが可能となるからである。
【０４０８】
また、上述の実施例７〜１４では、発光素子行ピッチＰelrが、レンズＬＳのピッチ倍率に応じて調整されている。しかしながら、発光素子行ピッチＰelrをレンズＬＳのピッチ倍率に応じて変化させるとの構成は、本発明に必須の要件ではない。なんとなれば、図１４を用いて説明したとおり、ラインヘッド２９は、副走査方向ＳＤに搬送される感光体ドラム表面に対して露光を行なう。このとき、ラインヘッド２９は、発光素子２９５１をそれぞれ感光体ドラム２１の副走査方向ＳＤの移動に応じたタイミングで発光させて発光素子２９５１から射出される光ビームを主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる位置で感光体表面に結像してスポットＳＰを主走査方向ＭＤに並んで形成している。
【０４０９】
つまり、異なる発光素子行２９５１Ｒに属する発光素子２９５１は、互いに異なるタイミングで発光する。その結果、各スポットグループＳＧにおいて、複数のスポットＳＰは、主走査方向ＭＤに略一直線状に並ぶ。よって、上記実施例に示したように、対応するレンズＬＳのピッチ倍率の差異に起因して、感光体ドラム表面が静止した状態で形成されたスポットグループＳＧのスポット行ピッチＰsprがスポットグループＳＧによって異なる場合であっても、感光体ドラム表面の搬送に対する発光素子２９５１の発光タイミングを制御することで、主走査方向ＭＤに並ぶスポットＳＰの直線性を実現することができる。しかしながら、対応するレンズＬＳのピッチ倍率に応じて発光素子行ピッチＰelrを調整しておくことで、発光素子２９５１の発光タイミングの制御は、レンズＬＳのピッチ倍率の違いを考慮することなく実行可能である。よって、発光素子行ピッチＰelrをレンズＬＳのピッチ倍率に応じて調整した構成は、感光体ドラム表面に形成されるスポットグループの直線性を容易に実現することができ、好適である。
【０４１０】
また、図９、図１０を用いて説明したとおり、上述の実施形態では、開口絞りＤＩＡがレンズＬＳの前側焦点に配置されており、レンズＬＳの像側がテレセントリックに構成されている。しかしながら、レンズＬＳの像側をテレセントリックに構成することは、本発明に必須の要件ではない。しかしながら、感光体ドラム２１の偏心等に起因してレンズＬＳと感光体ドラム表面との距離とが、変動する場合がある。そして、このような変動は、感光体ドラム表面に形成されるスポットの位置の副走査方向ＳＤへの変動を引き起こす可能性がある。これに対して、レンズＬＳのテレセントリックに構成した場合、かかるスポット位置の副走査方向ＳＤへの変動を抑制するという効果を奏することができ、良好な露光が実現され、好適である。これについて詳述する。
【０４１１】
図４８は、レンズの像側をテレセントリックに構成した場合における効果を示す副走査断面図である。表面ＤＳＦは、偏心が無い場合の感光体ドラム２１の表面を表す。表面ＤＳＦeは、感光体ドラム２１に偏心が存在して、レンズＬＳの光軸ＯＡの方向に距離ＣＨoaだけずれた該感光体ドラム２１の表面である。また、主光線ＰＲＭtは、像側テレセントリックが実現されている場合において、感光体ドラム表面の位置ＩＭにスポットを形成する光ビームの主光線である。一方、主光線ＰＲＭntは、像側テレセントリックが実現されていない場合において、感光体ドラム表面の位置ＩＭにスポットを形成する光ビームの主光線である。つまり、感光体ドラム２１に偏心が無い場合は、主光線ＰＲＭtと主光線ＰＲＭntの感光体ドラム２１の表面における位置は同じである。
【０４１２】
ここで、感光体ドラム２１に偏心が存在して、感光体ドラム２１の表面がレンズＬＳの光軸ＯＡの方向に距離ＣＨoaだけずれた場合について考える。このとき、主光線ＰＲＭtの光ビームによるスポットの位置は位置ＩＭeである。一方、主光線ＰＲＭntの光ビームによるスポットの位置は位置ＩＭechである。同図が示すように、像側テレセントリックが実現されている場合は、光ビームの主光線ＰＲＭtはレンズＬＳの光軸ＯＡに対して平行である。したがって、感光体ドラム２１の表面が光軸ＯＡの方向に変動した場合であっても、形成されるスポットの位置は光軸ＯＡの方向に変動するのみであって、副走査方向ＳＤには略変動しない。一方、像側テレセントリックが実現されていない場合は、光ビームの主光線ＰＲＭntはレンズＬＳの光軸ＯＡに対して平行では無い。したがって、感光体ドラム２１の表面が光軸ＯＡの方向に変動した場合、形成されるスポットの位置は副走査方向ＳＤに距離ＣＨsだけ変動する。このように、レンズＬＳのテレセントリックに構成した場合、かかるスポット位置の副走査方向ＳＤへの変動を抑制するという効果を奏することができ、良好な露光が実現され、好適である。
【０４１３】
また、上述の実施形態は、潜像担持体として感光体ドラム２１を用いた。しかしながら、本発明が適用可能である潜像担持体は、感光体ドラム２１に限られない。要は、レンズアレイ２９９と対向する表面領域が副走査断面において曲率を有する潜像担持体全般に対して本発明を適用可能である。
【０４１４】
図４９は、本発明にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置を示す副走査断面図である。この実施形態が図１の実施形態と大きく相違する点は、感光体の態様である。すなわち、この実施形態では、感光体ドラム２１の代わりに感光体ベルト２１Ｂが用いられている。なお、その他の構成は上記実施形態と同様であるため、同一構成については同一または相当符号を付して構成説明を省略する。
【０４１５】
この実施形態では、主走査方向ＭＤに伸びる２本のローラ２８に感光体ベルト２１Ｂが張架されている。この感光体ベルト２１Ｂは図示を省略する駆動モータによって所定の回転方向Ｄ２１に回転移動される。また、この感光体ベルト２１Ｂの周囲には、回転方向Ｄ２１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。
【０４１６】
この実施形態では、ラインヘッド２９は、感光体ベルト２１Ｂのローラ２８への巻き掛け部に対して対向配置されている。ローラ２８は円筒形である。したがって、感光体ベルト２１Ｂの巻き掛け部は曲率形状を有する。このようにラインヘッド２９を巻き掛け分に対して対向配置する理由は、次の通りである。つまり、感光体ベルト２１Ｂの張り面は、ローラ２８への巻き掛け部と比較してばたつきが大きい。そこで、感光体ベルト２１Ｂの表面のうち比較的ばたつきが少ないローラ２８への巻き掛け部にラインヘッド２９を対向配置することで、ラインヘッド２９と感光体ベルト２１Ｂの表面との距離を安定化させている。
【０４１７】
しかしながら、ローラ２８への巻き掛け部における感光体ベルト２１Ｂの表面形状は、副走査断面において曲率を有している。したがって、上述してきたような露光不良が発生する可能性がある。そこで、図４９のような構成を備える画像形成装置においては、本発明を適用して、光ビームの結像位置を、感光体ベルト２１Ｂの表面の曲率形状に応じた位置とすることで、良好な露光を実現可能であり好適である。
【図面の簡単な説明】
【０４１８】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図３】本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図。
【図４】本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の幅方向の断面図。
【図５】レンズアレイの概略を示す斜視図。
【図６】レンズアレイの長手方向の断面図。
【図７】ラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図。
【図８】各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図。
【図９】長手方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図。
【図１０】幅方向と光軸とを含む断面におけるレンズの結像状態を示す図。
【図１１】本明細書で用いる用語の説明図。
【図１２】本明細書で用いる用語の説明図。
【図１３】レンズの位置等についての説明図。
【図１４】ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。
【図１５】配置が適切でないラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図１６】配置が適切でないラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図１７】実施例１におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図１８】実施例１におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図１９】配置が適切でないラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２０】配置が適切でないラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２１】実施例２におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２２】実施例２におけるラインヘッドと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２３】実施例３におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２４】レンズ口径とレンズ効率との関係を示す図。
【図２５】実施例４におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２６】実施例５におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２７】実施例６におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図２８】実施例７における発光素子の配置およびスポットの形成位置の説明図。
【図２９】実施例７におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図３０】実施例７における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図３１】実施例８におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図３２】実施例８における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図３３】実施例９におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図３４】実施例９における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図３５】実施例１０におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図３６】実施例１０における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図３７】実施例１１におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図３８】実施例１１における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図３９】実施例１２におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図４０】実施例１２における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図４１】実施例１３におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図４２】実施例１３における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図４３】実施例１４におけるレンズアレイと感光体ドラムとの配置関係を示す図。
【図４４】実施例１４における発光素子の配置およびスポットの形成位置を示す図。
【図４５】スポットの経時変化を示す図。
【図４６】スポットの現像位置におけるスポット径を示す図。
【図４７】結像位置の求め方の一例を示す図。
【図４８】像側をテレセントリックに構成した場合における効果を示す図。
【図４９】本発明にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置を示す図。
【符号の説明】
【０４１９】
２１…感光体ドラム（潜像担持体）、  ＭＤ…主走査方向（第１方向）、  ＳＤ…副走査方向（第２方向）、  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…レンズアレイ、  ＬＳ，ＬＳ1，ＬＳ2，ＬＳ3，ＬＳ4…レンズ、  ＬＳＲ，ＬＳＲ1，ＬＳＲ2，ＬＳＲ3，ＬＳＲ4…レンズ行、  ＬＧＤ…長手方向、  ＬＴＤ…幅方向
【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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