透镜阵列、曝光头及图像形成装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910003724.0

申请日:

2009.02.01

公开号:

CN101497275A

公开日:

2009.08.05

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B41J 2/447申请公布日:20090805|||实质审查的生效IPC(主分类):B41J 2/447申请日:20090201|||公开

IPC分类号:

B41J2/447; H04N1/03; G03G15/01

主分类号:

B41J2/447

申请人:

精工爱普生株式会社

发明人:

小泉龙太; 野村雄二郎; 宗和健; 井熊健

地址:

日本东京

优先权:

2008.1.28 JP 2008-016047; 2008.11.28 JP 2008-304815

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

李贵亮

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内容摘要

本发明提供透镜阵列、具备该透镜阵列的曝光头及具备该曝光头的图像形成装置,即,提供一种在高析像度下也将大量的光取入透镜,从而能够进行良好的曝光的技术。具备:在第一方向(LGD/MD)上配设有透镜(LS)的透镜阵列(299);配设有发出利用透镜(LS)成像的光的发光元件的发光元件基板,其中,第一方向(LGD/MD)的透镜(LS)的长度L1及与第一方向正交的第二方向(LTD/SD)的透镜的长度L2满足下述式1<L2/L1的关系。

权利要求书

1.  一种曝光头,其特征在于,具备:
透镜阵列,其在第一方向上配设有透镜;
发光元件基板,其配设有发出利用所述透镜成像的光的发光元件,
其中,
所述第一方向的所述透镜的长度L1及与所述第一方向正交的第二方向的所述透镜的长度L2具有下述式的关系,即:
1<L2/L1。

2.
  根据权利要求1所述的曝光头,其中,
所述第一方向的所述透镜的长度L1及所述第二方向的所述透镜的长度L2具有下述关系,即:
L2/L1<1.2。

3.
  根据权利要求1或2所述的曝光头,其中,
具备:配设在所述发光元件和所述透镜之间的光圈。

4.
  根据权利要求3所述的曝光头,其中,
所述第一方向的所述光圈的长度La1及所述第二方向的所述光圈的长度La2具有下述式的关系,即:
1<La2/La1。

5.
  根据权利要求4所述的曝光头,其中,
所述第一方向的所述透镜的长度L1、所述第二方向的所述透镜的长度L2、所述第一方向的所述光圈的长度La1及所述第二方向的所述光圈的长度La2具有下述式的关系,即:
L2/L1=La2/La1。

6.
  根据权利要求5所述的曝光头,其中,
所述透镜的形状和所述光圈的形状相似。

7.
  根据权利要求3~6中任一项所述的曝光头,其中,
所述光圈的形状为椭圆形。

8.
  根据权利要求3~7中任一项所述的曝光头,其中,
所述透镜中来自所述发光元件的光的入射面为凸面。

9.
  根据权利要求9或10所述的曝光头,其中,
所述光圈配设于比所述透镜的顶点更靠像面侧。

10.
  根据权利要求1~11中任一项所述的曝光头,其中,
所述透镜为自由曲面透镜。

11.
  根据权利要求1~12中任一项所述的曝光头,其中,
所述发光元件为有机EL元件。

12.
  一种透镜阵列,其特征在于,
具备:透镜,其配设于第一方向上,
其中,
所述第一方向的所述透镜的长度L1及与所述第一方向正交的第二方向的所述透镜的长度L2具有下述式的关系,即:
1<L2/L1。

13.
  一种图像形成装置,其特征在于,
具备曝光头,
该曝光头具有:
透镜阵列,其在第一方向上配设有透镜;
发光元件基板,其配设有发出利用所述透镜成像的光的发光元件,
其中,
所述第一方向的所述透镜的长度L1及与所述第一方向正交的第二方向的所述透镜的长度L2具有下述式的关系,即:
1<L2/L1。

说明书

透镜阵列、曝光头及图像形成装置
技术领域
本发明涉及使用透镜将光成像的透镜阵列、具备该透镜阵列的曝光头及具备该曝光头的图像形成装置。
背景技术
作为这样的曝光头,例如在专利文献1的图2等中所记载一样,公知的有将大致圆形的透镜在长度方向上排列多个的线头(line head)。在该线头中,在长度方向上以规定的间距排列有透镜,各透镜将从发光元件入射的光进行成像。还有,各透镜利用成像的光将感光体鼓等潜影担载体曝光,从而形成潜影。
【专利文献1】:日本特开平6—278314号公报
还有,从良好地进行曝光的观点来说,入射于透镜的光的量多为佳。因此,例如,考虑了增大透镜。然而,上述以往技术的透镜为大致圆形,因此,在透镜变大的情况下,长度方向(第一方向)上的透镜间距变大,可能导致得不到期望的析像度。即,在以往的技术中,相对于向透镜的入射光量的增多,析像度有时反而降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做成的,其目的在于提供在高析像度下也能够将大量的光取入透镜,从而能够进行良好的曝光的技术。
本发明的曝光头为了实现上述目的,其特征在于,具备:透镜阵列,其在第一方向上配设有透镜;发光元件基板,其配设有发出利用透镜成像的光的发光元件,其中,第一方向的透镜的长度L1及与第一方向正交的第二方向的透镜的长度L2具有下述式的关系,即:1<L2/L1。
另外,本发明的透镜阵列,为了实现上述目的,其特征在于,具备:透镜,其配设于第一方向上,其中,第一方向的透镜的长度L1及与第一方向正交的第二方向的透镜的长度L2具有下述式的关系,即:1<L2/L1。
另外,本发明的图像形成装置为了实现上述目的,其特征在于,具备曝光头,该曝光头具有:透镜阵列,其在第一方向上配设有透镜;发光元件基板,其配设有发出利用透镜成像的光的发光元件,其中,第一方向的透镜的长度L1及与第一方向正交的第二方向的透镜的长度L2具有下述式的关系,即:1<L2/L1。
在这样构成的发明(曝光头、透镜阵列、图像形成装置)中,第一方向上的透镜的长度L1及与第一方向正交或大致正交的第二方向上的透镜的长度L2满足下述式的关系,即:1<L2/L1。从而,不会扩大在第一方向上配设的透镜的间距,能够在第二方向上将大量的光量取入透镜,从而能够进行良好的曝光。
另外,第一方向上的透镜的长度L1及第二方向上的透镜的长度L2满足下述式的关系也可,即:L2/L1<1.2。通过这样构成,抑制第一方向上的透镜的长度L1和第二方向上的透镜的长度L2之差,能够容易地形成散光少的透镜,因此,能够简便地实现良好的曝光。
另外,对于在发光元件和透镜之间具备光圈的结构,也能够适用本发明。还有,如上所述,在本发明中,透镜具备能够在第二方向上取入大量的光量的特性,另一方面,光圈遮蔽从发光元件朝向透镜的光的一部分。从而,从有效地应用本发明的透镜的特性的观点来说,为了抑制光圈产生的无用的遮光,有效利用来自发光元件的光,光圈的形状适合有利于在第二方向上将大量的光量取入透镜的形状。因此,第一方向的光圈的长度La1及第二方向的光圈的La2满足下述式的关系也可,即:1<La2/La1。由此,能够在第二方向上将更多的光量取入透镜,能够进行良好的曝光。
此时,第一方向的透镜的长度L1、第二方向的透镜的长度L2、第一方向的光圈的长度La1、第二方向的光圈的La2满足下述式也可,即:L2/L1=La2/La1。由此,能够更有效地利用来自发光元件的光。
进而,透镜的形状与光圈的形状相似也可。由此,能够更有效地利用来自发光元件的光。
还有,光圈的形状可以为椭圆形。
另外,可以将透镜构成为来自发光元件的光的入射面为凸面。此时,光圈配设于比透镜的顶点更靠像面侧,由此,能够进一步提高来自发光元件的光的利用效率。
另外,透镜为自由曲面透镜也可。因为通过采用自由曲面透镜,提高透镜的成像特性,能够实现更良好的曝光。
本发明的线头为了实施上述目的,其特征在于,具有:配置有多个将多个发光元件作为一组的发光元件组的头基板;具有在第一方向上排列多个对应每一个发光元件组而设置的透镜的透镜行,来自发光元件组的光入射于对应该发光元件组而设置的所述透镜的透镜阵列,在发光元件组中,在所述第一方向上配置了多个所述发光元件的发光元件行,在与所述第一方向正交或大致正交的第二方向上配置有n行(n为1以上的整数),各发光元件行的在第一方向上配置的发光元件的个数为m个以上(m为2以上且大于n的整数),将透镜的第一方向的长度设为L1,将透镜的第二方向的长度设为L2时,满足下述式L2>L1。
另外,本发明的图像形成装置为了实现上述目的,其特征在于,具备线头和利用线头曝光的潜影担载体,该线头具有:配置有多个将多个发光元件作为一组的发光元件组的头基板;具有在第一方向上排列多个对应每一个发光元件组而设置的透镜的透镜行,来自发光元件组的光入射于对应该发光元件组而设置的所述透镜的透镜阵列,在发光元件组中,在所述第一方向上配置了多个所述发光元件的发光元件行,在与所述第一方向正交或大致正交的第二方向上配置有n行(n为1以上的整数),各发光元件行的在第一方向上配置的发光元件的个数为m个以上(m为2以上且大于n的整数),将透镜的第一方向的长度设为L1,将透镜的第二方向的长度设为L2时,满足下述式L2>L1。
在这样构成的发明(线头、图像形成装置)中,设置有配置了多个将多个发光元件作为一组的发光元件组的头基板。在该发光元件组中,在所述第一方向上配置了多个所述发光元件的发光元件行,在与所述第一方向正交或大致正交的第二方向上配置有n行(n为1以上的整数),各发光元件行的在第一方向上配置的发光元件的个数为m个以上(m为2以上且大于n的整数)。另外,在透镜阵列中,设置有对应每一个发光元件组而设置的透镜在第一方向上排列多个的透镜行,来自发光元件组的光入射于对应该发光元件组而设置的透镜。还有,在本发明中,将透镜的第一方向的长度设为L1,将透镜的第二方向的长度设为L2时,满足下述式L2>L1。即,透镜具有第二方向比第一方向长的形状。从而,不会扩大在第一方向上排列的多个透镜的透镜间距,透镜能够在第二方向上将更多的光取入。从而,在高析像度下也能够将大量的光取入透镜,能够进行良好的曝光。
另外,透镜阵列具有透镜阵列基板,相对于透镜阵列基板形成有透镜也可。这样,通过透镜阵列基板和透镜构成透镜阵列,能够在透镜阵列基板和透镜中选择其他基材等,从而提高透镜阵列的结构的自由度。从而,能够根据对线头要求的规格,适当地设计透镜阵列,能够更简便地实现利用线头的更良好的曝光。
另外,透镜阵列基板由玻璃形成也可。即,玻璃的线膨胀系数比较小。从而,通过利用玻璃形成透镜阵列基板,能够抑制温度变化引起的透镜阵列的变形,能够不依赖于温度而实现良好的曝光。
另外,利用光固化性树脂形成透镜也可。即,光固化性树脂通过照射光而固化。从而,通过利用该光固化性树脂形成透镜,能够简便地制造透镜阵列,因此,能够抑制线头的成本。
另外,透镜为自由曲面透镜也可。因为通过采用自由曲面透镜,能够提高透镜的成像特性,能够实现更良好的曝光。
另外,对于发光元件为有机EL元件的线头,尤其适合适用本发明。即,作为发光元件使用有机EL元件的情况下,与使用LED等的情况相比,发光元件的光量少。尤其,将底部发光型有机EL元件用作发光元件的情况下更少。因此,从实现良好的曝光的观点来说,适合适用本发明,从而将更多的光取入透镜。
附图说明
图1是在说明书中使用的用语的说明图。
图2是在说明书中使用的用语的说明图。
图3是表示本发明的图像形成装置的一例的图。
图4是表示图3的图像形成装置的电结构的图。
图5是表示本实施方式的线头的概略的立体图。
图6是图5所示的线头的宽度方向部分剖面图。
图7是表示头基板的背面的结构的图。
图8是表示在头基板背面设置的发光元件组的结构的图。
图9是本实施方式的透镜阵列的俯视图。
图10是透镜阵列及头基板等长度方向的剖面图。
图11是用于说明利用线头形成的光点的立体图。
图12是表示基于上述线头的光点形成动作的图。
图13是表示本发明的第二实施方式的局部剖面图。
图14是表示第二实施方式的光圈的结构的局部剖面图。
图15是表示发光元件组的其他结构的俯视图。
图16是表示配置了多个图15的发光元件组的头基板背面的图。
图17是表示线头的另一实施方式的立体图。
图18是图17所示的线头的宽度方向局部剖面图。
图19是表示另一实施方式中的发光元件组和透镜的关系的俯视图。
图20是表示在图17~图19的结构中代替遮光部件而设置有光圈的结构的图。
图21是表示第一实施例中的光学系的图。
图22是表示第一实施例中的光学系的图。
图23是表示第一实施例中的光学系各要素的图。
图24是表示图21所示的第一实施例的光学系的数据的图。
图25是表示XY多项式面的定义式的图。
图26是表示第一实施例的光学系的面S4的系数值的图。
图27是表示第一实施例的光学系的面S7的系数值的图。
图28是表示第二实施例中的光学系的图。
图29是表示第二实施例中的光学系的图。
图30是表示第二实施例中的光学系各要素的图。
图31是表示图28及图29所示的光学系的数据的图。
图32是表示第二实施例的光学系的面S4的系数值的图。
图33是表示第二实施例的光学系的面S7的系数值的图。
附图标号说明:21Y、21K—感光体鼓(潜影担载体);29—线头;293—头基板;295—发光元件组;2951—发光元件;299、299A、299B—透镜阵列;2991—透镜阵列基板;LS、LS1、LS2—透镜;SP—光点;Lsp—光点潜影;MD—主扫描方向(第一方向);SD—副扫描方向(第二方向);LGD—长度方向(第一方向);LTD—宽度方向(第二方向)。
具体实施方式
以下,首先说明在本说明书中使用的用语(参照“A.用语的说明”项)。接着该用语的说明,说明本发明的实施方式(参照“B.实施方式”项等)。
A.用语的说明
图1及图2是在本说明书中使用的用语的说明图。在此,使用这些图,对在本说明书中使用的用语进行整理。在本说明书中,将感光体鼓21的表面(像面IP)的输送方向定义为副扫描方向SD,将与该副扫描方向SD正交或大致正交的方向定义为主扫描方向MD。另外,线头29以其长度方向LGD对应于主扫描方向MD,其宽度方向LTD对应于副扫描方向SD的方式,配置于感光体鼓21的表面(像面IP)。
将以与透镜阵列299具有的多个透镜LS一对一的对应关系,配置于头基板293的多个(在图1及图2中为8个)发光元件2951的集合定义为发光元件组295。即,在头基板293中,由多个发光元件2951构成的发光元件组295分别对应于多个透镜LS而配置。另外,将自发光元件组295的光束通过与该发光元件组295对应的透镜LS成像,形成于像面IP的多个光点SP的集合定义为光点组SG。即,能够以一对一对应于多个发光元件组295,形成多个光点组SG。另外,在各光点组SG中,将主扫描方向MD及副扫描方向SD上的最上游的光点特别地定义为第一光点。还有,将对应于第一光点的发光元件2951特别地定义为第一发光元件。
另外,如图2的“像面上”的栏所示,进行定义光点组行SGR、光点组列SGC。即,将在主扫描方向MD上排列的多个光点组SG定义为光点组行SGR。还有,多个行的光点组行SGR以规定的光点组行间距Psgr排列配置于副扫描方向SD上。另外,将在副扫描方向SD上以光点组行间距Psgr且在主扫描方向MD上以光点组间距Psg排列的多个(在相同图中为三个)光点组SG定义为光点组列SGC。还有,光点组行间距Psgr是在副扫描方向SD上相互邻接的两个光点组行SGR各自的几何重心的、在副扫描方向SD上的距离。另外,光点组间距Psg是在主扫描方向MD上相互邻接的两个光点组SG各自的几何重心的、在主扫描方向MD上的距离。
如相同图的“透镜阵列”的栏所示,进行定义透镜行LSR、透镜列LSC。即,将在长度方向LGD上排列的多个透镜LS定义为透镜行LSR。还有,多个行的透镜行LSR以规定的透镜行间距Plsr排列配置于宽度方向LTD上。另外,将在宽度方向LTD上以透镜行间距Plsr且在长度方向LGD上以透镜间距Pls排列的多个(在相同图中为三个)透镜LS定义为透镜列LSC。还有,透镜行间距Plsr是在宽度方向LTD上相互邻接的两个透镜行LSR各自的几何重心的、在宽度方向LTD上的距离。另外,透镜间距Pls是在长度方向LGD上相互邻接的两个透镜LS各自的几何重心的、在长度方向LGD上的距离。
如相同图的“头基板”的栏所示,进行定义发光元件组行295R、发光元件组列295C。即,将在长度方向LGD上排列的多个发光元件组295定义为发光元件组行295R。还有,多个行的发光元件组行295R以规定的发光元件组行间距Pegr排列配置于宽度方向LTD上。另外,将在宽度方向LTD上以发光元件组行间距Pegr且在长度方向LGD上以发光元件组间距Peg排列的多个(在相同图中为三个)发光元件组295定义为发光元件组列295C。还有,发光元件组行间距Pegr是在宽度方向LTD上相互邻接的两个发光元件组行295R各自的几何重心的、在宽度方向LTD上的距离。另外,发光元件组间距Peg是在长度方向LGD上相互邻接的两个发光元件组295各自的几何重心的、在长度方向LGD上的距离。
如相同图的“发光元件组”的栏所示,进行定义发光元件行2951R、发光元件列2951C。即,在各发光元件组295中,将在长度方向LGD上排列的多个发光元件2951定义为发光元件行2951R。还有,多个行的发光元件行2951R以规定的发光元件行间距Pelr排列配置于宽度方向LTD上。另外,将在宽度方向LTD上以发光元件行间距Pelr且在长度方向LGD上以发光元件间距Pel排列的多个(在相同图中为两个)发光元件2951定义为发光元件列2951C。还有,发光元件行间距Pelr是在宽度方向LTD上相互邻接的两个发光元件行2951R各自的几何重心的、在宽度方向LTD上的距离。另外,发光元件间距Pel是在长度方向LGD上相互邻接的两个发光元件2951各自的几何重心的、在长度方向LGD上的距离。
如相同图的“光点组”的栏所示,进行定义光点行SPR、光点列SPC。即,在各光点组SG中,将在长度方向LGD上排列的多个光点SP定义为光点行SPR。还有,多个行的光点行SPR以规定的光点行间距Pspr排列配置于宽度方向LTD上。另外,将在宽度方向LTD上以发光元件行间距Pelr且在长度方向LGD上以发光元件间距Pel排列的多个(在相同图中为两个)光点定义为光点列SPC。还有,光点行间距Pspr是在副扫描方向SD上相互邻接的两个光点行SPR各自的几何重心的、在副扫描方向SD上的距离。另外,光点间距Psp是在主扫描方向MD上相互邻接的两个光点SP各自的几何重心的、在长度方向LGD上的距离。
B—1.第一实施方式
图3是表示装配了作为本发明的适用对象的线头的图像形成装置的一例的图。另外,图4是表示图3的图像形成装置的电结构的图。该装置是能够有选择地执行重合黑色(K)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)四色的调色剂,形成彩色图像的彩色模式、和仅使用黑色(K)的调色剂,形成黑白图像的黑白模式的图像形成装置。还有,图3是与彩色模式执行时对应的附图。在该图像形成装置中,若从主机等外部装置向具有CPU或存储器等主控制器MC赋予图像形成指令,则该主控制器MC向引擎控制器EC赋予控制信号等,并且将与图像形成指令对应的视频数据VD向头控制器HC赋予。另外,该头控制器HC基于来自主控制器MC的视频数据VD和来自引擎控制器EC的垂直同步信号Vsync及参数值,控制各色的线头29。由此,引擎部EG执行规定的图像形成动作,在复写纸、转印纸、纸张及OHP用透明片等片上形成与图像形成指令对应的图像。
在图像形成装置具有的外壳主体3内设置有内置电源电路基板、主控制器MC、引擎控制器EC及头控制器HC的电装品箱5。另外,图像形成单元7、转印带单元8及供纸单元11也配设于外壳主体3内。另外,在图3中,在外壳主体3内右侧配设有二次转印单元12、定影单元13、片引导部件15。还有,供纸单元11构成为相对于装置主体1装卸自如。还有,关于该供纸单元11及转印带单元8,形成为能够分别卸下进行修理或更换的结构。
图像形成单元7具备:形成多个不同颜色的图像的四个图像形成站Y
(黄色用)、M(品红色用)、C(青色用)、K(黑色用)。另外,各图像形成站Y、M、C、K设置有在主扫描方向MD上具有规定长度的表面的圆筒形的感光体鼓21。还有,各图像形成站Y、M、C、K分别将对应的颜色的调节剂像形成于感光体鼓21的表面。感光体鼓配置成轴向与主扫描方向MD大致平行。另外,各感光体鼓21分别与专用的驱动马达连接,向图箭头D21的方向以规定速度被旋转驱动。由此,感光体鼓21的表面在与主扫描方向MD正交或大致正交的副扫描方向SD上被输送。另外,在感光体鼓21的周围沿旋转方向配设有带电部23、线头29、显影部25及感光体清洁器27。还有,通过这些功能部执行带电动作、潜影形成动作及调色剂显影动作。从而,在彩色模式执行时,使由所有的图像形成站Y、M、C、K形成的调节剂像与转印带单元8具有的转印带81重合,形成彩色图像,并且在黑白模式执行时,进行使用由图像形成站K形成的调节剂像,形成黑白图像。还有,在图3中,图像形成单元7的各图像形成站的结构相互相同,因此,为了便于图示,仅对一部分的图像形成站标注符号,对于其他的图像形成站,省略符号。
带电部23具备表面由弹性橡胶构成的带电辊。该带电辊在带电位置与感光体鼓21的表面抵接而从动旋转,伴随感光体鼓21的旋转动作,向从动方向以周向速度相对于感光体鼓21从动旋转。另外,该带电辊与带电偏压产生部(省略图示)连接,接受来自带电偏压产生部的带电偏压的供电,在带电部23和感光体鼓21抵接的带电位置使感光体鼓21的表面带电。
线头29以其长度方向与主扫描方向MD对应并且其宽度方向与副扫描方向SD对应的方式相对于感光体鼓21配置,线头29的长度方向与主扫描方向MD大致平行。线头29具备在长度方向上排列配置的多个发光元件,并且配置为从感光体鼓21远离。还有,从这些发光元件向利用带电部23带电的感光体鼓21的表面照射光,在该表面形成静电潜影。
显影部25具有在表面担载调色剂的显影辊251。还有,通过从与显影辊251电连接的显影偏压部(省略图示)向显影辊251施加的显影偏压,在显影辊251和感光体鼓21抵接的显影位置,带电调色剂从显影辊251向感光体鼓21移动,使得由线头29形成的静电潜影明显化。
这样,在上述显影位置被明显化的调节剂像在感光体鼓21的旋转方向D21上被输送后,在之后详述的转印带81和感光体鼓21抵接的一次转印位置TR1一次转印于转印带81。
另外,在该实施方式中,在感光体鼓21的旋转方向D21的一次转印位置TR1的下游侧且带电部23的上游侧,与感光体鼓21的表面抵接而设置有感光体清洁器27。该感光体清洁器27通过与感光体鼓的表面抵接,清洁除去在一次转印后残留于感光体鼓21的表面的调色剂。
转印带单元8具备:驱动辊82;在图3中配设于驱动辊82的左侧的从动辊83(板对置辊);在这些辊上张设的且向图示箭头D81的方向(输送方向)被循环驱动的转印带81。另外,转印带单元8在转印带81的内侧具备:在感光体盒装配时,与各图像形成站Y、M、C、K具有的感光体鼓21分别以一对一对置配置的、四个一次转印辊85Y、85M、85C、85K。这些一次转印辊85分别与一次转印偏压产生部(省略图示)电连接。还有,如后所述,在彩色模式执行时,如图3所示,通过将所有的一次转印辊85Y、85M、85C、85K定位于图像形成站Y、M、C、K侧,将转印带81推向图像形成站Y、M、C、K分别具有的感光体鼓21并与其抵接,在各感光体鼓21和转印带81之间形成一次转印位置TR1。还有,通过以适当的时序从上述一次转印偏压产生部向一次转印辊85施加一次转印偏压,将在各感光体鼓21的表面上形成的调节剂像在与各自对应的一次转印位置TR1转印于转印带81的表面,从而形成彩色图像。
另一方面,在黑白模式执行时,使四个一次转印辊85中彩色一次转印辊85Y、85M、85C从分别对置的图像形成站Y、M、C、远离,并且仅使黑白一次转印辊85K与图像形成站K抵接,由此,仅使黑白图像形成站K与转印带81抵接。其结果,仅在黑白一次转印辊85K和图像形成站K之间形成一次转印位置TR1。还有,通过以适当的时序从所述一次转印偏压产生部向黑白一次转印辊85K施加一次转印偏压,将在各感光体鼓21的表面上形成的调节剂像在一次转印位置TR1转印于转印带81表面,从而形成黑白图像。
进而,转印带单元8具备:配设于黑白一次转印辊85K的下游侧且驱动辊82的上游侧的下游引导辊86。另外,该下游引导辊86在黑白一次转印辊85K与图像形成站K的感光体鼓21抵接而形成的一次转印位置TR1处的一次转印辊85K、和感光体鼓21的共通内切线上与转印带81抵接。
驱动辊82将转印带81向图示箭头D81的方向循环驱动,并且同时作为二次转印辊121的垫辊。在驱动辊82的周面形成有厚度3mm左右、体积电阻率为1000kΩ·cm以下的橡胶层,经由金属制的轴接地,由此,形成为从省略图示的二次转印偏压产生部经由二次转印辊121供给的二次转印偏压的导电路径。通过这样在驱动辊82设置高摩擦且具有冲击吸收性的橡胶层,片材进入驱动辊82和二次转印辊121的抵接部分(二次转印位置TR2)时的冲击难以向转印带81传递,从而能够防止画质的劣化。
供纸单元11具备供纸部,该供纸部具有:能够将片材层叠保持的供纸盒77;从供纸盒77将片材一张张供给的拾纸辊79。利用拾纸辊79从供纸部供给的片材在对置辊对80中调节供纸时序后,沿片材引导部件15供给于二次转印位置TR2。
二次转印辊121设置为相对于转印带81远离抵接自如,利用二次转印辊驱动机构(省略图示)被远离抵接驱动。定影单元13具有:内置卤素加热器等放热体而旋转自如的加热辊131;将该加热辊131按压施力的加压部132。还有,在表面二次转印有图像的片材通过片材引导部件15,引导至由加热辊131和加压部132的加压带1323形成的捏夹部,在该捏夹部以规定的温度热定影图像。加压部132包括:两个辊1321、1322、和在张设于这些上的加压带1323。还有,通过将加压带1323的表面中由两个辊1321、1322张开的带张开面压紧于加热辊131的周面,使由加热辊131和加压带1323形成的捏夹部变宽。另外,这样接受了定影处理的片材输送至在外壳主体3的上表面部设置的排纸托架4。
另外,在该装置中,与板对置辊83对置而配设有清洁部71。清洁部71具有:清洁板711、废调色剂箱713。清洁板711通过经由转印带81将其前端部抵接于板对置辊83,从而除去在二次转印后残留于转印带的调色剂或纸粉等异物。还有,这样除去的异物被回收于废调色剂箱713。另外,清洁板711及废调色剂箱713与板对置辊83一体地构成。从而,如下述说明一样,在板对置辊83移动的情况下,清洁板711及废调色剂箱713也与板对置辊83一同移动。
图5是表示本实施方式的线头的概略的立体图。另外,图6是图5所示的线头的宽度方向局部剖面图,所述剖面是与透镜的光轴平行的剖面。如上所述,以其长度方向LGD对应于主扫描方向MD,并且其宽度方向LTD对应于副扫描方向SD的方式,将线头29相对于感光体鼓21而配置。还有,长度方向LGD和宽度方向LTD相互正交或大致正交。如后所述,在该线头29中,在头基板293形成有多个发光元件,各发光元件朝向感光体鼓21的表面照射光束。因此,在本说明书中,将与长度方向LGD及宽度方向LTD正交的方向即从发光元件朝向感光体鼓表面的方向作为光束的前进方向Doa。该光束的前进方向Doa与后述的光轴OA平行或大致平行。
线头29具备箱291,并且在所述箱291的长度方向LGD的两端设置有定位销2911和螺钉插入孔2912。还有,通过将所述定位销2911嵌入定位孔(省略图示),将线头29相对于感光体鼓21定位,其中,所述定位孔是在覆盖感光体鼓21并且相对于感光体鼓21定位的感光体罩(省略图示)上冲孔的定位孔。还有,进而,通过经由螺钉插入孔2912将固定螺钉拧入感光体罩的螺纹孔(省略图示)而固定,将线头29相对于感光体鼓21进行定位固定。
在箱291的内部配置有头基板293、遮光部件297、及两片透镜阵列299(299A、299B)。头基板293的表面293—h与箱291的内部抵接,另一方面,头基板293的背面293—t与背面盖2913抵接。该背面盖2913通过固定器件2914经由头基板293按压于箱291内部。即,固定器件2914具有将背面盖2913按压于箱291内部侧(图6中的上侧)的弹性力,并通过利用所述弹性力而按压背面盖,将箱291的内部以光密性地(换而言之,从箱291内部不漏光及光不从箱291的外部进入地)密闭。还有,固定器件2914设置在箱291的长度方向LGD上的多个位置。
在头基板293的背面293—t设置有将多个发光元件作为一个组的发光元件组295。头基板293由玻璃等光透过性部件形成,发光元件组295的各发光元件射出的光束能够从头基板293的背面293—t向表面293—h透过。该发光元件是底部发光(bottom emission)型有机EL(Electro—Luminescence)元件,并被密封部件294覆盖。该头基板293的背面293—t上的发光元件的配置的详细情况如下所述。
图7是表示头基板的背面的结构的图,相当于从头基板的表面观察背面的情况。另外,图8是表示在头基板背面设置的发光元件组的结构的图。如图7所示,发光元件组295将八个发光元件2951作为一组。还有,在各发光元件组295中,八个发光元件2951如下所述地配置。即,如图8所示,在发光元件组295中,沿长度方向LGD排列四个发光元件2951,构成发光元件行2951R,并且两个发光元件行2951R以发光元件行间距Pelr排列设置于宽度方向LTD上。另外,各发光元件行2951R在长度方向LGD上相互错开发光元件间距Pel程度,各发光元件2951的长度方向LGD上的位置互不相同。这样构成的发光元件组295在长度方向LGD上具有长度方向宽度Wegg,并且在宽度方向LTD上具有宽度方向宽度Wegt,长度方向宽度Wegg比宽度方向宽度Wegt长。这样,在本实施方式中,在各发光元件行2951R中,在长度方向LGD上排列的发光元件2951的个数为m(=4)个,在发光元件组295中,在宽度方向LTD上排列的发光元件行2951R的个数为n(=2)。
另外,在头基板293的背面293—t上,配置有多个这样构成的发光元件组295。即,在宽度方向LTD上相互不同的位置配置三个发光元件组295,构成发光元件组列295C,并且,多个发光元件组列295C沿长度方向LGD排列。在各发光元件组列295C中,三个发光元件组295配置为在长度方向LGD上相互错开发光元件组间距Peg程度,其结果,各发光元件组295的长度方向LGD上的位置PTE相互不同。换而言之,在头基板293的背面293—t上,在长度方向LGD上排列多个发光元件组295,构成发光元件组行295R,并且,三行的发光元件组行295R设置于宽度方向LTD上。另外,各发光元件组行295R配置为在长度方向LGD上相互错开发光元件组间距Peg程度,其结果,各发光元件组295的长度方向LGD上的位置PTE相互不同。这样,在本实施方式中,在头基板293上,多个发光元件组295以二维配置。还有,在相同图中,发光元件组295的位置以发光元件组295的重心位置为代表,发光元件组295的长度方向LGD上的位置PTE由从发光元件组295的位置沿长度方向轴LGD下划的垂线的底部点表示。
这样,形成于头基板293的各发光元件2951例如接受来自TFT(ThinFilm Transistor)电路等的驱动,射出相互相等的波长的光束。该发光元件2951的发光面是所谓的完全漫射面光源,从发光面射出的光束按照朗伯余弦定律。
返回图5、图6,继续说明。在头基板293的表面293—h上抵接配置有遮光部件297。在遮光部件297对应每一个多个发光元件组295而设置有导光孔2971(换而言之,与多个发光元件组295一对一设置有多个导光孔2971)。各导光孔2971作为在光束的前进方向Doa上贯通的孔,形成于遮光部件297。另外,在遮光部件297的上侧(头基板293的相反侧)沿光束的前进方向Doa排列配置有两片透镜阵列299。
这样,在光束Doa的前进方向上,在发光元件组295和透镜阵列299之间,配置有按发光元件组295每一个设置有导光孔2971的遮光部件297。从而,从发光元件组295发出的光束通过与该发光元件组295对应的导光孔2971,朝向透镜阵列299。相反,从发光元件组295射出的光束中朝向与该发光元件组295对应的导光孔2971以外的光束被遮光部件297遮蔽。这样,从一个发光元件组295发出的光均经由同一导光孔2971而朝向透镜阵列299,并且通过遮光部件297,防止从不同的发光元件组295发出的光束之间的干涉。
图9是本实施方式中的透镜阵列的俯视图,相当于从像面侧(光束的前进方向Doa侧)观察透镜阵列的情况。还有,相同图中的各透镜LS形成于透镜阵列基板2991的表面2991—h,相同图示出了该透镜阵列基板表面2991—h的结构。在透镜阵列299中,按发光元件组295每一个设置有透镜LS。即,在透镜阵列299中,配置在宽度方向LTD的不同位置配置的三个透镜LS,构成透镜列LSC,并且,多个透镜列LSC沿宽度方向LTD排列。在该透镜列LSC中,配置为三个透镜在长度方向LGD上相互错开透镜间距Pls程度,其结果,各透镜LS的长度方向LGD上的位置PTL相互不同。换而言之,在透镜阵列299中,在长度方向LGD上排列多个透镜LS,构成透镜行LSR,并且,三行的透镜行LSR设置于宽度方向LTD上。另外,各透镜行LSR配置为在长度方向LGD上相互错开透镜间距Pls程度,各透镜LS的长度方向LGD上的位置PTL相互不同。这样,在透镜阵列299中,多个透镜LS以二维配置。还有,在相同图中,透镜LS的位置以透镜LS的顶点(即,垂度最大的点)为代表,透镜LS的长度方向LGD上的位置PTL由从透镜LS的顶点沿长度方向轴LGD下划的垂线的底部点表示。
如图9所示,在本实施方式中,各透镜LS具有在宽度方向LTD上长的椭圆形状。即,将透镜LS的长度方向LGD上的长度设为透镜长度方向长度L1,将透镜LS的宽度方向LTD上的长度设为透镜宽度方向长度L2时,满足如下式地构成各透镜LS,即:L2>L1。另外,上述遮光部件297的导光孔2971的形状也与透镜LS的形状对应地为在宽度方向LTD上长的椭圆形状。
图10是透镜阵列及头基板等长度方向的剖面图,表示包含在透镜阵列上形成的透镜LS的光轴的长度方向剖面。透镜阵列299具有光透过性的透镜阵列基板2991。在本实施方式中,该透镜阵列基板2991由线膨胀系数比较小的玻璃形成。在透镜阵列基板2991的表面2991—h及背面2991—t中的、透镜阵列基板2991表面2991—h形成有透镜LS。该透镜阵列299例如通过特开2005—276849号公报等中记载的方法来形成。即,具有对应于透镜LS的形状的凹部的金属模与作为透镜阵列基板2991的玻璃基板抵接。在金属模和光透过性基板之间填充有光固化性树脂。在该光固化性树脂被照射光的情况下,光固化性树脂固化,在光透过性基板上形成透镜LS。还有,若光固化性树脂固化而形成透镜LS,则将金属模脱模。
这样,在本实施方式中,由透镜阵列基板2991和透镜LS构成透镜阵列299。从而,可以在透镜阵列基板2991和透镜LS中选择其他基材等,提高透镜阵列299的结构的自由度。从而,能够根据针对线头29所要求的规格,适当地设计透镜阵列299,能够更简便地实现基于线头29的良好曝光。另外,在本实施方式中,利用能够通过光的照射迅速固化的光固化性树脂来形成透镜LS。从而,能够简便地形成透镜LS,因此,简单化透镜阵列299的制作工序,能够降低透镜阵列299的成本。进而,透镜阵列基板2991由线膨胀系数小的玻璃形成,因此,抑制温度变化引起的透镜阵列299的变形,从而能够实现不依赖于温度的良好曝光。
在该线头29中,具有这样的结构的透镜阵列299排列两片配置于(299A、299B)光束的前进方向Doa上。这些两片透镜阵列299A、299B夹着台座296而对置,该台座296发挥规定透镜阵列299A、299B的间隔的功能。这样,在本实施方式中,在光的前进方向Doa上排列的两片透镜LS1、LS2按各发光元件组295每一个配置(图5、图6、图10)。另外,通过对应于相互相同的发光元件组295的第一透镜LS1及第二透镜LS2各自的透镜中心的光轴OA(图10中两点划线),与头基板293的背面293—t正交或大致正交。在此,光束的前进方向Doa的上游侧的透镜阵列299A的透镜LS为第一透镜LS1,光束的前进方向Doa的下游侧的透镜阵列299B的透镜LS为第二透镜LS2。在本实施方式中,多个透镜阵列299排列配置于光束的前进方向Doa上,因此,能够提高光学设计的自由度。
这样,线头29具备:具有第一/第二透镜LS1、LS2的成像光学系。从而,从发光元件组295射出的光束通过第一透镜LS1及第二透镜LS2来成像,而在感光体鼓表面(像面)形成光点SP。另一方面,如上所述,感光体鼓表面在光点形成之前通过带电部23被带电。从而,形成有光点SP的区域被除电,形成光点潜影Lsp。还有,这样形成的光点潜影Lsp担载于感光体鼓表面,同时向副扫描方向SD的下游侧被输送。还有,如下述说明所示,光点SP以对应于感光体鼓表面的移动的时序来形成,从而形成在主扫描方向MD上排列的多个光点潜影Lsp。
图11是用于说明利用线头来形成的光点的立体图。还有,关于图11,省略透镜阵列299的记载。如图11所示,各发光元件组295能够在主扫描方向MD上相互不同的曝光区域ER形成光点组SG。在此,光点组SG为发光元件组295的所有的发光元件2951同时发光而形成的多个光点SP的集合。如相同图所示,能够在主扫描方向MD上连续的曝光区域ER形成光点组SG的三个发光元件组295配置为在宽度方向LTD上相互错开。即,例如,能够在主扫描方向MD上连续的曝光区域ER_1、ER_2、ER_3上形成光点组SG_1、SG_2、SG_3的三个发光元件组295_1、295_2、295_3,配置为在宽度方向LTD上相互错开。这些三个发光元件组295构成发光元件组列295C,多个发光元件组列295C沿长度方向LGD排列。其结果,在图7的说明时也进行了叙述,但三行的发光元件组行295R_A、295R_B、295R_C在宽度方向LTD上排列,并且各发光元件组行295R_A等在副扫描方向SD上以相互不同的位置形成光点组SG。
即,在该线头29中,多个发光元件组295(例如,发光元件组295_1、295_2、295_3)配置于在宽度方向LTD上相互不同的位置。还有,在宽度方向LTD上以相互不同的位置配置的各发光元件组295在副扫描方向SD上以相互不同的位置形成光点组SG(例如,光点组SG_1、SG_2、SG_3)。
换而言之,在该线头29中,在宽度方向LTD上的相互不同的位置配置有多个发光元件2951(例如,属于发光元件组295_1的发光元件2951和属于发光元件组295_2的发光元件2951配置于在宽度方向LTD上相互不同的位置)。还有,配置于宽度方向LTD上相互不同的位置的各发光元件2951在副扫描方向SD上以相互不同的位置形成光点SP(例如,属于光点组SG_1的光点SP和属于光点组SG_2的光点SP形成于在副扫描方向SD上相互不同的位置)。
这样,根据发光元件2951,副扫描方向SD上的光点SP的形成位置不同。从而,为了将多个光点潜影Lsp排列形成于主扫描方向MD上(即,将多个光点潜影Lsp形成在副扫描方向SD上相同的位置),需要考虑所述光点形成位置的差异。因此,在该线头29中,各发光元件2951以对应于感光体鼓表面的移动的时序来发光。
图12是表示基于上述线头的光点形成动作的图。以下,使用图7、图11、图12,说明基于线头的光点形成动作。简单来说,通过感光体鼓表面(潜影担载体表面)在副扫描方向SD上移动,并且,头控制模块54(图4)以对应于感光体鼓表面的移动的时序使发光元件2951发光,形成在主扫描方向MD上排列的多个光点潜影Lsp。
首先,使属于宽度方向LTD上的最上游的发光元件组295_1、295A4等的发光元件行2951R(图11)中的、宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R发光。然后,通过所述发光动作射出的多个光束通过透镜LS成像,在感光体鼓表面形成光点SP。还有,透镜LS具有倒立特性,自发光元件2951的光束倒立而成像。这样,在图12的“第一”的阴影图案的位置形成光点潜影Lsp。还有,在相同图中,泛白的圆形标记表示还未形成以后形成的预定的光点潜影。另外,在相同图中,用符号295_1~295_4标记的光点潜影表示通过对应于向各自赋予的符号的发光元件组295形成的光点潜影。
其次,使属于相同发光元件组295_1、295A4等的发光元件行2951R中的、宽度方向LTD的上游侧的发光元件行2951R发光。然后,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS来成像,在感光体鼓表面形成光点SP。这样,在图12的“第二”的阴影图案的位置形成光点潜影Lsp。在此,从宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R依次发光是为了应对透镜LS具有倒立特性的情况。
其次,使属于从宽度方向上游侧数起第二个的发光元件组295_2等的发光元件行2951R中的、宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R发光。然后,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成光点SP。这样,在图12的“第三”的阴影图案的位置形成光点潜影Lsp。
其次,使属于从宽度方向上游侧数起第二个的发光元件组295_2等的发光元件行2951R中、宽度方向LTD的上游侧的发光元件行2951R发光。然后,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成光点SP。这样,在图12的“第四”的阴影图案的位置形成光点潜影Lsp。
其次,使属于从宽度方向上游侧数起第三个的发光元件组295_3等的发光元件行2951R中、宽度方向LTD的下游侧的发光元件行2951R发光。还有,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成光点SP。这样,在图12的“第五”的阴影图案的位置形成光点潜影Lsp。
还有,最后,使属于从宽度方向上游侧数起第三个的发光元件组295_3等的发光元件行2951R中、宽度方向LTD的上游侧的发光元件行2951R发光。然后,通过所述发光动作射出的多个光束利用透镜LS成像,在感光体鼓表面形成光点SP。这样,在图12的“第六”的阴影图案的位置形成光点潜影Lsp。这样,通过执行第一~第六的发光动作,从副扫描方向SD的上游侧的光点SP依次形成光点SP,形成在主扫描方向MD上排列的多个光点潜影Lsp。
如上所述,在本实施方式中,以使透镜长度方向长度L1和透镜宽度方向长度L2满足下述式的方式构成各透镜LS,即:L2>L1。即,透镜LS具有宽度方向LTD(第二方向)比长度方向LGD(第一方向)长的形状。从而,不会增大在长度方向LGD上排列的多个透镜LS的透镜间距Pls,透镜LS能够通过宽度方向LTD而取入更多的光。从而,在高析像度下也能够将大量的光向透镜LS取入,能够进行良好的曝光。
不过,在本实施方式中,作为发光元件2951,使用有机EL元件,该有机EL元件与LED(Light Emitting Diode)等相比,光量少,因此,取入透镜LS的光量存在变少的倾向。尤其,在使用底部发光型有机EL元件的情况下,从有机EL元件射出的光束的一部分被吸收于头基板293,因此,取入透镜LS的光量还进而变少。相对于此,在本实施方式中,透镜LS具有宽度方向LTD(第二方向)比长度方向LGD(第一方向)长的形状,因此,能够通过宽度方向LTD将更多的光取入透镜LS。从而,作为发光元件2951,即使在使用底部发光型有机EL元件的结构中,也能够进行良好的曝光。
B—2.第二实施方式
图13是表示本发明的第二实施方式的局部剖面图。在相同图中,两点划线的大的圆中示出的结构是两点划线的小的圆中示出的结构的放大结构。如图13所示,在两片透镜阵列299A、299b形成的透镜LS1、LS2均相对于发光元件组295凸出。换而言之,透镜LS1、LS2的自发光元件组295(发光元件2951)的入射面为凸面。进而,在该第二实施方式中,在透镜LS1和发光元件组295之间设置有光圈DIA。该光圈DIA形成为开口Ap朝向光圈用平板298打开。
光圈DIA和透镜LS(LS1)的光束的前进方向Doa上的位置关系如下所述。即,光圈DIA在光束的前进方向Doa上配置于从透镜LS的顶点Lt开始的该透镜LS的垂度Lsg的10%以内的范围内。使用相同图的两点划线的大圆,具体说明。首先,将通过透镜LS的顶点Lt,并与长度方向LGD平行的直线设为直线L(0)时,该直线L(0)和透镜阵列基板2991的背面2991—t的光束的前进方向Doa上的距离成为透镜LS的垂度Lsg。还有,将在光束的前进方向Doa上与透镜阵列背面2991—t的距离为0.9×Lsg,且与长度方向LGD平行的直线设为直线(-1),将在光束的前进方向Doa上与透镜阵列背面2991—t的距离为1.1×Lsg,且与长度方向LGD平行的直线设为直线(+1)时,光圈DIA在光束的前进方向Doa上配置于直线(-1)和直线(+1)之间。尤其,在第二实施方式中,光圈DIA比透镜LS的顶点Lt更位于像面侧,即,光圈DIA在光束的前进方向Doa上配置于直线L(0)和直线(-1)之间。即,以发光元件2951的位置为原点的光束的前进方向Doa上的顶点Lt的位置P1、和以发光元件2951的位置为原点的光束的前进方向Doa上的光圈DIA的位置P2满足下述式,即:P1≤P2≤P1+0.1×Lsg。
图14是表示第二实施方式的光圈的结构的局部俯视图。在相同图中,用虚线表示透镜LS1,但这表示的是透镜LS1和光圈DIA的关系,并不是表示在光圈用平板298设置有透镜LS1的情况。首先,如下所述地说明第二实施方式中的透镜LS1在俯视情况下的结构。透镜LS在俯视的情况下具有椭圆形状。另外,长度方向LGD上的透镜LS1上的长度L1(透镜主扫描宽度L1)及宽度方向LTD上的透镜SL1的长度L2(透镜副扫描宽度L2)满足下述式,即:1<L2/L1<1.2。另外,在长度方向LGD上,透镜LS以透镜间距Pls排列,另一方面,在宽度方向LTD上,透镜LS以透镜行间距Plsr排列。
其次,说明光圈在俯视情况下的结构。如图14所示,在光圈用平板298上,与多个透镜LS1一对一对应地设置有多个光圈DIA,处于相互对应关系的透镜LS1和光圈DIA的几何重心一致。还有,在第二实施方式中,长度方向LGD上的光圈DIA的长度La1(光圈主扫描直径La1)及宽度方向LTD上的光圈DIA的长度La2(光圈副扫描直径La2)满足下述式,即:1<La2/La1。尤其,在第二实施方式中如下所述,即:L2/L1=La2/La1。而且,各光圈DIA具有与对应的透镜LS1相似的椭圆形状。
这样,在第二实施方式中,透镜主扫描宽度L1及透镜副扫描宽度L2满足下述关系,即:1<L2/L1。从而,不会增大在长度方向LGD上配设的透镜LS的透镜间距Pls,能够在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上将大量的光量取入透镜LS1,而进行良好的曝光。
还有,所述结构不需要增大透镜间距Pls,因此,有利于高析像度化。即,各透镜LS的相对位置关系可在透镜的制造工序的精度的范围内偏移。还有,各透镜LS的位置偏移成为各透镜LS形成的光点的位置的偏移的原因。此时,若透镜间距Pls大,则所述光点位置的偏移与作为目标的析像度相比,在长的周期中显现,人观察的情况下显著。针对此,通过缩短抑制透镜间距Pls,抑制这样的光点位置的偏移,从而能够实现高析像度化。
另外,在第二实施方式中,透镜主扫描宽度L1及透镜副扫描宽度L2构成为满足下述式的关系,即:L2/L1<1.2。
通过这样构成,能够抑制透镜主扫描宽度L1和透镜副扫描宽度L2之差,能够容易地形成散光少的透镜,因此,能够简便地实现良好的曝光。尤其,在使用金属模形成透镜的情况下,适合的是满足式L2/L1<1.2的结构。即,在利用金属模的透镜形成中,通过使透镜相对于金属模收缩,将透镜从金属模脱模。此时,若透镜主扫描宽度L1和透镜副扫描宽度L2之差大,则在长度方向LGD(主扫描方向MD)和宽度方向LTD(副扫描方向SD)上,透镜的收缩的程度上产生差异,导致容易发生散光。针对此,通过构成为满足式L2/L1<1.2,能够将散光容易地抑制至没有问题的程度,能够简便地实现良好的曝光。
另外,第二实施方式中光圈主扫描直径La1和光圈副扫描直径La2满足下述式的关系,因此是适合的,即:1<La2/La1。即,如上所述,在第二实施方式中,透镜LS1具备能够在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上取入大量的光量的特性,另一方面,光圈DIA遮蔽从发光元件2951朝向透镜LS1的光的一部分。从而,从有效地应用本实施方式的透镜特性的观点来说,为了抑制光圈DIA引起的无用的遮光,有效利用来自发光元件2951的光,光圈DIA的形状适合的是有利于在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上将大量的光量取入透镜的形状。针对此,在第二实施方式中,满足式1<La2/La1,因此,能够在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上将更大量的光量取入透镜LS1,能够进行良好的曝光。
另外,在第二实施方式中构成为透镜主扫描宽度L1、透镜副扫描宽度L2、光圈主扫描直径La1及光圈副扫描直径La2满足下述式,即:L2/L1=La2/La1。从而,能够更有效地利用来自发光元件2951的光。
进而,第二实施方式构成为透镜LS1的形状和光圈DIA的形状相似,能够更有效地利用来自发光元件2951的光。
另外,在第二实施方式中,构成为光圈DIA在从透镜LS1的顶点Lt开始的透镜LS的垂度Lsg的10%以内的范围内。从而,能够抑制光圈DIA引起的无用的遮光,能够极其有效地利用来自发光元件2951的光。而且,光圈DIA比透镜LS的顶点Lt更位于像面侧。从而,能够进一步提高来自发光元件2951的光的利用效率。
C.其他
这样,在上述实施方式中,长度方向LGD和宽度方向LTD相互正交或大致正交,主扫描方向MD和副扫描方向SD相互正交或大致正交,长度方向LGD和主扫描方向MD相互平行或大致平行,宽度方向LTD的副扫描方向SD相互平行或大致平行,因此,长度方向LGD及主扫描方向MD相当于本发明的“第一方向”,宽度方向LTD及副扫描方向SD相当于本发明的“第二方向”。另外,头基板293相当于本发明的“发光元件基板”。另外,线头29相当于本发明的“曝光头”。另外,感光体鼓21相当于本发明的“潜影担载体”。
还有,本发明不限定于此上述实施方式,只要不脱离其宗旨,就可以进行上述以外的各种变更。例如,在上述实施方式中,在构成发光元件组295的各发光元件行2951R中,在长度方向LGD上排列的发光元件2951的个数为m(=4)个。然而,m的值不限于4,必要的是,m为2以上且比n大的整数即可(n为构成发光元件组295的发光元件行2951R的个数)。另外,在上述实施方式中,发光元件行2951R均构成为在长度方向LGD上排列m个发光元件2951。然而,发光元件行2951R的构成方式不限于此。即,构成发光元件组295的发光元件行2951R中一个发光元件行2951R由排列m个发光元件2951而构成,另一方面,其他发光元件行2951R由排列(m+q)个发光元件2951而构成也可。在此,q为1以上的整数。必要的是,在构成发光元件组295的各发光元件行2951R的长度方向LGD上配置的发光元件2951的个数为m个以上即可,不需要由相同个数的发光元件2951构成各发光元件行2951R。另外,在上述实施方式中,在发光元件组295中,在宽度方向LTD上排列的发光元件行2951R的个数为n(=2)个,但n的值不限于2,1以上的整数即可。从而,也可以如下所述地构成发光元件组295。
图15是表示发光元件组的另一结构的俯视图。另外,图16是表示配置多个图15的发光元件组的头基板的背面的结构的图,相当于从头基板的表面观察背面的情况。在图15所示的另一结构中,在长度方向LGD上排列15个发光元件2951,构成发光元件行2951R(即,图15所示的例子相当于m=15的情况)。在该发光元件行2951R中,各发光元件2951以发光元件间距Pel(=0.021[nm])的四倍的间距(=0.084[mm])排列。还有,这样构成的发光元件行2951R在宽度方向LTD上排列四个(2951R—1、2951R—2、2951R—3、2951R—4)(即,图15所示的例子相当于n=4的情况)。在宽度方向LTD上,发光元件行2951R—4和发光元件行2951R—1之间的间距为0.1155[mm],发光元件行2951R—4和发光元件行2951R—2之间的间距为0.084[mm],发光元件行2951R—4和发光元件行2951R—3之间的间距为0.0315[mm]。另外,在将通过发光元件组295的中心(重心)并与宽度方向LTD平行的直线设为中心线CTL时,发光元件行2951R—1及发光元件行2951—4各自和中心线CTL的间距为0.05775[mm]。
另外,在图15中,由比中心线CTL更靠上侧的两行2951R—1、2951R—2构成一组发光元件行组2951RT,并且,由比中心线CTL更靠下侧的两行2951R—3、2951R—4构成一组发光元件行组2951RT。在发光元件行组2951RT各自中,两个发光元件行2951R在长度方向LGD上相互错开元件间距Pel(=0.021[mm])的两倍(=0.042[mm])程度。而且,两个发光元件行组2951RT在长度方向LGD上相互错开元件间距Pel(=0.021[mm])程度。从而,四个发光元件行2951R在长度方向LGD上错开元件间距Pel(=0.021[mm])程度,其结果,在长度方向LGD上,各发光元件2951的位置不同。在此,位于发光元件组295的长度方向LGD上的两端的发光元件2951设为端部发光元件2951x的情况下,长度方向LGD上的端部发光元件2951x之间的间距为1.239[mm],长度方向LGD上的端部发光元件2951x和发光元件组295中心的间距为0.6195[mm]。
在图16所示的例子中,图15所示的发光元件组295配置为二维。如图16所示,在长度方向LGD上排列多个发光元件组295,构成发光元件组行295R。在该发光元件组行295R中,各发光元件组295以发光元件组间距Peg的三倍的间距(=1.778[mm])排列。还有,这样构成的发光元件组行295R在宽度方向LTD上以发光元件组行间距Pegr(=1.77[mm])排列三个(295R—1、295R—2、295R—3)。另外,各发光元件组行295R在长度方向LGD上错开发光元件组间距Peg(约0.593[mm])程度。即,发光元件组行295R—1和发光元件组行295R—2在长度方向LGD上错开0.59275[mm]程度,发光元件组行295R—2和发光元件组行295R—3在长度方向LGD上错开0.5925[mm]程度,发光元件组行295R—3和发光元件组行295R—1在长度方向LGD上错开0.59275[mm]程度。从而,发光元件组行295R—1和发光元件组行295R—3在长度方向LGD上错开1.18525[mm]程度。
另外,在上述实施方式中,三个透镜行LSR在宽度方向LTD上排列。然而,透镜行LSR的个数不限于三个。从而,例如,如另一实施方式所示一样,透镜行LSR的个数可以为一个。
图17是表示线头的另一实施方式的立体图。另外,图18是图17所示的线头的宽度方向局部剖面图,该剖面是与透镜的光轴平行的剖面。另外,图19是表示另一实施方式中的发光元件组和透镜的关系的俯视图,相当于从像面侧(光束的前进方向Doa侧)观察的情况。以下,主要说明使用图5等说明的实施方式和与其他实施方式不同的差异点,对于共通点标注相称符号,省略说明。
在另一实施方式中,设置有配置了发光元件组295的头基板293,并且,在光束的前进方向Doa上两片透镜阵列299A、299B排列设置。在头基板293中,在长度方向LGD上排列配置多个发光元件组295。在各透镜阵列299A、299B中,对应每一个发光元件组295而设置透镜LS,在长度方向LGD上以透镜间距Pls排列多个透镜LS,构成一个透镜行LSR。在该另一实施方式中,在各透镜阵列299A、299B中,透镜LS形成于透镜阵列基板2991的背面2991—t。
如图19所示,透镜LS具有连接了U字和倒U字的形状。从而,透镜LS的外周部具有:在宽度方向LTD上延伸的直线部LIP、与该直线部LIP连接的圆弧部CAP。该透镜LS的透镜长度方向长度L1及透镜宽度方向长度L2满足下述式,即:L2>L1。另外,遮光部件297的导光孔2971的形状也是与透镜LS的形状对应的形状。
这样,在另一实施方式中,透镜LS也具有宽度方向LTD(第二方向)比长度方向LGD(第一方向)长的形状。从而,不会增大在长度方向LGD上排列的多个透镜LS的透镜间距Pls,透镜LS能够在宽度方向LTD上取入更多的光。从而,在高析像度下也能够将大量的光取入透镜LS,能够进行良好的曝光。
另外,在图17~图19的结构中,代替遮光部件297,设置光圈DIA也可。图20是表示在图17~图19的结构中代替遮光部件而设置光圈的结构的局部俯视图。在相同图中,用虚线表示透镜LS,但这表示的是透镜LS和光圈DIA的关系,并不表示在光圈用平板298上设置有透镜LS的情况。如相同图所示,多个光圈DIA与多个透镜LS以一对一对应地设置于光圈用平板298。另外,透镜LS具有连接了U字和倒U字的形状,另一方面,光圈DIA具有椭圆形状。另外,光圈主扫描直径La1及光圈副扫描直径La2满足下述式,即:1<La2/La1。从而,有效地应用在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上取入更多的光量的透镜特性,从而能够进行良好的曝光。
另外,在上述实施方式中,透镜阵列299在透镜阵列基板的表面2991—h或背面2991—t形成透镜LS而构成。然而,透镜阵列的结构方式不限于此。即,在透镜阵列基板的两面2991—t、2991—h上形成透镜LS来构成透镜阵列299也可。
另外,在上述实施方式中,使用两片透镜阵列299,但透镜阵列299的片数不限于此。
另外,在上述实施方式中,作为发光元件2951,使用了有机EL元件。然而,将有机EL元件以外的元件用作发光元件2951也可,例如,将LED(Light Emitting Diode)用作发光元件2951也可。
【实施例】
其次,示出本发明的实施例,但本发明原本不受限于下述实施例,当然也可以在适合前后所述的宗旨的范围内适当地施加变更,进行实施,这些均包含在本发明的技术范围内。
<第一实施例>
图21是表示第一实施例中的光学系的图,表示主扫描方向MD上的剖面。在该实施例中,在光束的前进方向Doa上,在第一透镜LS1的跟前设置有光圈DIA,利用光圈DIA缩小的光束入射于第一透镜LS1。在相同图中,示出了从光轴OA上的物点OB0出来后,成像于像点IM0的光束的光程和从与光轴OA不同的物点OB1出来后,成像于像点IM1的光束的光程。光圈DIA以外的结构与另一实施方式中示出的结构大致相同。
图22是表示第一实施例中的光学系的图,示出了副扫描方向SD上的剖面。在相同图中,示出了从物点OBs1出来后,成像于像点IS1的光束的光程和从物点OBs2出来后,成像于像点IS2的光束的光程。如图21及图22所示,第一实施例的光学系为反转光学系。
图23表示是第一实施例中的光学系各要素的图。如相同图所示,从发光元件射出的光束的波长为690[nm]。另外,透镜长度方向长度L1为1.4[mm],透镜宽度方向长度L2为1.63[mm],满足下述式,即:L2>L1。图24是表示图21所示的第一实施例的光学系的数据的图。如相同图所示,在该光学系中,第一透镜LS1的透镜面(面编号S4)及第二透镜LS2的透镜面(面编号S7)均为自由曲面(XY多项式面)。图25是表示XY多项式面的定义式的图,用相同定义式和图26所示的系数赋予第一透镜LS1的透镜面形状,用相同定义式和图27所示的系数赋予第二透镜LS2的透镜面形状。在此,图26是表示第一实施例的面S4的系数值的图,图27是表示第一实施例的光学系的面S7的系数值的图。
在该实施例中,透镜LS也具有宽度方向LTD(第二方向)比长度方向LGD(第一方向)长的形状。从而,不会增大在长度方向LGD上排列的多个透镜LS的透镜间距Pls,透镜LS能够在宽度方向LTD上而取入更多的光。从而,在高析像度下也能够将大量的光向透镜LS取入,能够进行良好的曝光。
另外,在该实施例中,透镜阵列299的透镜LS为自由曲面透镜。在此,自由曲面透镜是透镜面为自由曲面的透镜。从而,能够提高透镜的成像特性,能够实现更良好的曝光。
<第二实施例>
图28是表示第二实施例的光学系的图,表示主扫描方向MD上的剖面。图29是表示第二实施例的光学系的图,表示副扫描方向SD上的剖面。在该实施例中,在光束的前进方向Doa上,在第一透镜LS1的跟前设置有光圈DIA,利用光圈DIA缩小的光束入射于第一透镜LS1。这样,入射于第一透镜LS1的光束通过该第一透镜LS1及第二透镜LS2来成像。在图28中,示出了从光轴OA上的物点OBm0出来后,成像于像点IM0的光束的光束的光程、和从与光轴OA不同的物点OBml出来后,成像于像点IM1的光束的光程。在图29中,示出了从物点OBs1出来后,成像于像点IS1的光束的光程、和从物点OBs2出来后,成像于像点IS2的光束的光程。如这些图所示,第二实施例的光学系为反转缩小光学系。
图30是表示第二实施例的光学系各要素的图。如相同图所示,从发光元件射出的光束的波长为690[nm]。光圈DIA的形状为椭圆。另外,光圈主扫描直径La1(光圈长度方向长度La1)为1.4[mm],光圈副扫描直径La2(光圈宽度方向长度La2)为1.6[mm]。从而,比La2/La1为1.14。另外,第一透镜主扫描直径L1(1)(第一透镜长度方向长度L1(1))为1.66[mm],第二透镜副扫描直径L2(1)(第一透镜宽度方向长度L2(1))为1.9[mm]。从而,比L2(1)/L1(1)为1.14。另外,第二透镜主扫描直径L1(2)(第二透镜长度方向长度L1(2))为1.66[mm],第二透镜副扫描直径L2(2)(第一透镜宽度方向长度L2(2))为2.0[mm]。从而,比L2(2)/L1(2)为1.2。另外,“透镜主扫描有效系”是在将第一透镜LS1及第二透镜LS2视作一个透镜时的透镜的主扫描方向MD上的有效直径,“透镜副扫描有效系”是在将第一透镜LS1及第二透镜LS2视作一个透镜(成像光学系)时的该透镜的副扫描方向SD上的有效直径。另外,“透镜行数”栏表示本实施例与具备一行的透镜行LSR的线头对应的情况。
图31是表示图28及图29所示的光学系的数据的图。如相同图所示,在该光学系中,第一透镜LS1的透镜面(面编号S4)及第二透镜LS2的透镜面(面编号S7)均为自由曲面(XY多项式面)。还有,用图25所示的XY多项式面的定义式和图32所示的系数赋予第一透镜LS1的透镜面形状,用相同定义式和图33所示的系数赋予第二透镜LS2的透镜面形状。在此,图32是表示第二实施例的光学系的面S4的系数值的图,图33是表示第二实施例的光学系的面S7的系数值的图。
在该实施例中,透镜主扫描宽度L1(L1(1)或L1(2))及透镜副扫描宽度L2(L2(1)或L2(2))也满足下述式的关系,即:1<L2/L1。从而,不会扩大在长度方向LGD上配设的透镜LS的间距Pls,在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上将大量的光量取入透镜LS1,从而能够进行良好的曝光。
还有,所述结构中不需要扩大透镜间距Pls,因此,有利于高析像度化。即,各透镜LS的相对位置关系在透镜的制造工序的精度的范围内偏移。还有,各透镜LS的位置偏移成为各透镜LS形成的光点的位置的偏移的原因。此时,若透镜间距Pls大,则所述光点位置的偏移与作为目标的析像度相比,在长的周期中显现,人观察的情况下显著。针对此,通过缩短抑制透镜间距Pls,抑制这样的光点位置的偏移,从而能够实现高析像度化。
另外,透镜主扫描宽度L1(1)及透镜副扫描宽度L2(1)满足下述式的关系,即:L2(1)/L1(1)<1.2。从而,抑制透镜主扫描宽度L1(1)和透镜副扫描宽度L2(2)的差异,能够容易地形成散光少的透镜,因此,能够简便地实现良好的曝光。
另外,在第二实施例中,光圈主扫描直径La1和光圈副扫描直径La2满足下述式的关系,即:1<La2/La1。从而,能够在副扫描方向SD(宽度方向LTD)上向透镜LS1取入更多的光量,能够进行良好的曝光。
另外,在第二实施例中,第一透镜主扫描宽度L1(1)、第一透镜副扫描宽度L2(2)、光圈主扫描直径La1及光圈副扫描直径La2满足下述式。即:L2(1)/L1(1)=La2/La1(=1.14)。从而,能够更有效地利用来自发光元件2951的光。

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本发明提供透镜阵列、具备该透镜阵列的曝光头及具备该曝光头的图像形成装置,即,提供一种在高析像度下也将大量的光取入透镜,从而能够进行良好的曝光的技术。具备:在第一方向(LGD/MD)上配设有透镜(LS)的透镜阵列(299);配设有发出利用透镜(LS)成像的光的发光元件的发光元件基板,其中,第一方向(LGD/MD)的透镜(LS)的长度L1及与第一方向正交的第二方向(LTD/SD)的透镜的长度L2满足下。

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