JP2010076131A

JP2010076131A - Light emitting element head and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2010076131A
Application number: JP2008244163A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hashimoto; 隆寛橋本; Seishi Aikawa; 清史相川; Yoshinao Kondo; 義尚近藤; Nanao Inoue; 七穂井上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting element head or the like which can take in much light from a light emitting element, has little optical loss and aberration, and exhibits higher utilization efficiency of the light. SOLUTION: The light emitting element head is characterized by including a light emitting element array 51 in which a plurality of light emitting array chips are aligned in the main scanning direction, and an imaging optical element 54 which has a lens array part 81 in which a plurality of SELFOC (R) lenses are arranged, and a pair of condenser lens parts 82a and 82b which are arranged in being brought into contact with the incident side and the outgoing side of the light of the lens array part 81 and includes a rectangular parallelepiped-shaped base part 83 and a cylindrical curvature part 84, and images the optical output of the light emitting element array. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光素子ヘッド等に関し、特に発光素子にＬＥＤを使用する発光素子ヘッド等に関する。 The present invention relates to a light emitting element head and the like, and more particularly, to a light emitting element head and the like using an LED as a light emitting element.

電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段によって照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行なわれる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、ＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)アレイ光源を主走査方向に多数、配列してなるＬＥＤヘッドを用いた光記録手段が採用されている。 In image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles that employ an electrophotographic method, after obtaining an electrostatic latent image by irradiating image information onto a uniformly charged photoreceptor by optical recording means The electrostatic latent image is visualized by adding toner, and the image is formed by transferring and fixing on the recording paper. As such an optical recording means, in addition to an optical scanning method in which a laser beam is scanned in a main scanning direction using a laser for exposure, in recent years, a large number of LED (Light Emitting Diode) array light sources are arranged in the main scanning direction. An optical recording means using an LED head is employed.

このＬＥＤアレイ光源を用いた画像形成装置は、光走査方式の画像形成装置に比べて、スキャンする空間が不要となり、駆動系が不要となることから、画像形成装置全体が小型化し、信頼性が向上するという利点がある。また、振動や熱による光学系の変形に強いという利点もある。 The image forming apparatus using the LED array light source does not require a scanning space and does not require a drive system, as compared with an optical scanning type image forming apparatus, so that the entire image forming apparatus is downsized and reliable. There is an advantage of improvement. There is also an advantage that it is strong against deformation of the optical system due to vibration and heat.

一方、ＬＥＤアレイ光源における各ＬＥＤ素子は、光の放射角が広いので感光ドラムに対して、効率よく光を入射させにくい。そのため光を集光する手段が必要である。光を集光するための光学系として例えば、特許文献１では、屈折率分布型ロッドレンズアレイの光学パス内の物空間と像空間に、実質的に同一の形状および結像特性を有する２個の透光性光学要素を、屈折率分布型ロッドレンズアレイを中心として対称に配設したことを特徴とする結像光学装置が提案されている。 On the other hand, since each LED element in the LED array light source has a wide light emission angle, it is difficult for light to efficiently enter the photosensitive drum. Therefore, a means for condensing light is necessary. As an optical system for condensing light, for example, in Patent Document 1, two pieces having substantially the same shape and imaging characteristics in an object space and an image space in an optical path of a gradient index rod lens array There has been proposed an imaging optical device characterized in that the translucent optical elements are arranged symmetrically with respect to the gradient index rod lens array.

また、特許文献２では、主走査Ｘ方向に屈折率分布を持ち、主走査Ｘ方向と直交する方向に一定の屈折率を持つバイアキシアルレンズアレイと、主走査Ｘ方向に沿ってバイアキシアルレンズアレイの入射側Ｎおよび結像側Ｋに配設された、球面収差を低減する一対の非球面シリンドリカルレンズとからなる結像光学系が提案されている。 In Patent Document 2, a biaxial lens array having a refractive index distribution in the main scanning X direction and having a constant refractive index in a direction orthogonal to the main scanning X direction, and a biaxial lens array along the main scanning X direction. There has been proposed an imaging optical system comprising a pair of aspherical cylindrical lenses disposed on the incident side N and imaging side K of the lens to reduce spherical aberration.

更に特許文献３では、主走査方向（Ｘ方向）について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、Ｘ方向に配列されてなるレンズアレイと、主走査方向に沿ってレンズアレイの入射側および結像側に配置され副走査方向（Ｙ方向）にのみパワーを有する一対のシリンドリカルレンズとから結像光学系を構成し、光学素子の主走査方向のＮＡの大きさが、シリンドリカルレンズにおける副走査方向のＮＡの大きさより小さくなるようにする結像光学系が提案されている。 Further, in Patent Document 3, a lens array in which a plurality of optical elements having a refractive index distribution gradually decreasing in the main scanning direction (X direction) from the center to both ends is arranged in the X direction, An imaging optical system is configured with a pair of cylindrical lenses arranged on the incident side and imaging side of the lens array along the scanning direction and having power only in the sub-scanning direction (Y direction), and in the main scanning direction of the optical element. An imaging optical system has been proposed in which the NA is smaller than the NA in the sub-scanning direction of the cylindrical lens.

特開２００１−１９４５８５号公報JP 2001-194585 A 特開２００３−２２８０２１号公報JP 2003-228021 A 特開２００３−２５５２２４号公報JP 2003-255224 A

ＬＥＤアレイ光源を使用したＬＥＤヘッドでは、ＬＥＤからの光を多く取り込み、効率よく感光ドラムに光を結像させることが求められる。
本発明の目的は、ＬＥＤからの光をより多く取り込むことができ、光の損失や収差が少なく、光の利用効率が高い発光素子ヘッド等を提供することにある。 An LED head using an LED array light source is required to capture a large amount of light from the LED and efficiently form an image of the light on a photosensitive drum.
An object of the present invention is to provide a light emitting element head or the like that can capture more light from an LED, has less light loss and aberration, and has high light utilization efficiency.

請求項１に係る発明は、発光素子アレイチップを主走査方向に複数配列してなる発光素子アレイと、複数のセルフォックレンズを並べたレンズアレイ部と、当該レンズアレイ部の光の入射側および出射側に接して配され直方体形状のベース部とシリンドリカル形状の曲率部とからなる一対の集光レンズ部と、を有し、前記発光素子アレイの光出力を結像させる結像光学素子とを備えたことを特徴とする発光素子ヘッドである。 The invention according to claim 1 is a light emitting element array in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in the main scanning direction, a lens array part in which a plurality of selfoc lenses are arranged, a light incident side of the lens array part, and An imaging optical element that has a pair of condensing lens portions that are arranged in contact with the emission side and each include a base portion having a rectangular parallelepiped shape and a cylindrical curvature portion, and that forms an image of the light output of the light emitting element array; A light-emitting element head including the light-emitting element head.

請求項２に係る発明は、前記集光レンズ部は、当該集光レンズ部の前記ベース部と前記レンズアレイ部とが接して配されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ヘッドである。
請求項３に係る発明は、光の入射側に配される前記集光レンズ部と光の出射側に配される前記集光レンズ部とは、略同一形状を有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子ヘッドである。
請求項４に係る発明は、前記集光レンズ部の屈折率ｎ１と前記レンズアレイ部の屈折率ｎ２とは、ｎ１≦ｎ２の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ヘッドである。
請求項５に係る発明は、前記シリンドリカル形状は、半円柱形状であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ヘッドである。
請求項６に係る発明は、前記発光素子アレイチップは、自己走査型発光素子アレイチップであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ヘッドである。
請求項７に係る発明は、発光素子アレイチップを主走査方向に複数配列してなる発光素子アレイと、複数のセルフォックレンズを並べたレンズアレイ部と当該レンズアレイ部の光の入射側および出射側に接して配され直方体形状のベース部とシリンドリカル形状の曲率部とからなる一対の集光レンズ部とからなる結像光学素子とを備える発光素子ヘッドを備え、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。 The invention according to claim 2 is characterized in that the condensing lens part is arranged such that the base part of the condensing lens part and the lens array part are in contact with each other. It is.
The invention according to claim 3 is characterized in that the condensing lens portion disposed on the light incident side and the condensing lens portion disposed on the light exit side have substantially the same shape. The light-emitting element head according to 1.
The invention according to claim 4 is characterized in that the refractive index n1 of the condensing lens portion and the refractive index n2 of the lens array portion are in a relationship of n1 ≦ n2. It is.
The invention according to claim 5 is the light emitting element head according to claim 1, wherein the cylindrical shape is a semi-cylindrical shape.
The invention according to claim 6 is the light emitting element head according to claim 1, wherein the light emitting element array chip is a self-scanning light emitting element array chip.
The invention according to claim 7 is a light emitting element array in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in the main scanning direction, a lens array unit in which a plurality of selfoc lenses are arranged, and a light incident side and an output of the lens array unit. Toner image forming comprising a light emitting element head including an imaging optical element comprising a pair of condensing lens parts comprising a rectangular parallelepiped base part and a cylindrical curvature part arranged in contact with the side, and forming a toner image An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers the toner image onto a recording medium; and a fixing unit that fixes the toner image onto the recording medium.

請求項１の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、発光素子からの光をより多く取り込むことができ、光の損失や収差が少なく、光の利用効率がより高い発光素子ヘッドを実現できる。
請求項２の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、結像光学素子における光の損失をより少なくすることができる。
請求項３の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、結像光学素子における収差をより少なくすことができ、結像光学素子の光軸合わせをより簡単に行うことができる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、結像光学素子における集光レンズ部とレンズアレイ部の間の光の反射をより少なくでき、光の利用効率をより高くすることができる。
請求項５の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、集光レンズ部をより容易に作製することができる。
請求項６の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、発光素子アレイチップの大きさをより小さくすることができる。
請求項７の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より光出力の強度が大きい発光素子ヘッドを備え、画像形成をより高い画質で行うことができる画像形成装置が実現できる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to take in more light from the light emitting element, less light loss and aberration, and higher utilization efficiency of light as compared with the case where this configuration is not adopted. A head can be realized.
According to the second aspect of the present invention, light loss in the imaging optical element can be further reduced as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the invention of claim 3, the aberration in the imaging optical element can be reduced and the optical axis alignment of the imaging optical element can be performed more easily than in the case where this configuration is not adopted. .
According to the invention of claim 4, compared with the case where this configuration is not adopted, the reflection of light between the condensing lens portion and the lens array portion in the imaging optical element can be reduced, and the light utilization efficiency can be further increased. Can be high.
According to the fifth aspect of the present invention, the condensing lens portion can be more easily produced as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the invention of claim 6, the size of the light emitting element array chip can be further reduced as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to realize an image forming apparatus that includes a light emitting element head having a higher light output intensity and can perform image formation with higher image quality than when this configuration is not employed. .

以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明は、以下の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist. Also, the drawings used are used to describe the present embodiment and do not represent the actual size.

図１は、本実施の形態の画像形成装置の全体構成を示した図である。
図１に示す画像形成装置１は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置であって、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)２や画像読取装置(ＩＩＴ：Image Input Terminal)３に接続され、これらから受信された画像データに対して画像処理を施す画像処理部(ＩＰＳ:Image Processing System)４０を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an image forming apparatus generally called a tandem type, and performs image formation corresponding to gradation data of each color, and image output control for controlling the image process system 10. Image processing unit (IPS: Image Processing System) connected to a unit 30, for example, a personal computer (PC) 2 or an image reading device (IIT: Image Input Terminal) 3, and performs image processing on image data received from these 40.

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなるトナー像形成手段の一例としての画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋから構成されており、夫々、静電潜像を形成してトナー像を形成させる像保持体(感光体)である感光ドラム１２、感光ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光ドラム１２を露光する発光装置である発光素子ヘッド１４、発光素子ヘッド１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写手段の一例としての転写ロール２３を備えている。 The image processing system 10 includes an image forming unit 11 as an example of a toner image forming unit including a plurality of engines arranged in parallel at a constant interval in the horizontal direction. The image forming unit 11 is composed of four image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The photosensitive drum 12, which is an image carrier (photosensitive member) for forming an image by forming an image, a charger 13 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 12, and the photosensitive drum 12 charged by the charger 13 are exposed. The light emitting device head 14 is a light emitting device that performs the development, and the developing device 15 that develops the latent image obtained by the light emitting device head 14 is provided. The image process system 10 also transfers the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 12 of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K onto a recording sheet as an example of a recording medium. A sheet conveying belt 21 that conveys the recording sheet, a driving roll 22 that is a roll for driving the sheet conveying belt 21, and a transfer roll 23 as an example of a transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 12 to the recording sheet are provided.

ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、発光素子ヘッド１４によって静電潜像を形成する。形成された静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着手段の一例としての定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。 Image signals input from the PC 2 or IIT 3 are subjected to image processing by the image processing unit 40 and supplied to the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K through the interface. The image process system 10 operates based on a control signal such as a synchronization signal supplied from the image output control unit 30. First, in the yellow image forming unit 11Y, an electrostatic latent image is formed by the light emitting element head 14 on the surface of the photosensitive drum 12 charged by the charger 13 based on the image signal obtained from the image processing unit 40. A yellow toner image is formed on the formed electrostatic latent image by the developing device 15, and the formed yellow toner image is transferred to a recording sheet on a sheet conveying belt 21 that rotates in the direction of the arrow in the figure. 23 is transferred. Similarly, magenta, cyan, and black toner images are formed on the respective photosensitive drums 12 and are multiple-transferred onto the recording paper on the paper transport belt 21 using the transfer roll 23. The multiple transferred toner image on the recording paper is conveyed to a fixing device 24 as an example of a fixing unit, and is fixed on the recording paper by heat and pressure.

次に、発光素子ヘッド１４について詳細に説明する。図２は、本実施の形態の発光素子ヘッド１４の拡大断面図を示している。この発光素子ヘッド１４は、後述するように多数の発光素子としてのＬＥＤを直線上に配列した発光素子アレイチップ１００を千鳥状に配列してなる発光素子アレイ５１、発光素子アレイ５１を支持すると共に発光素子アレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、プリント基板５２を支持する支持部材５３、各発光素子から出射された光出力を感光ドラム１２上に結像させる結像光学素子５４、プリント基板５２が取り付けられた支持部材５３および結像光学素子５４を保持するハウジング５５を備えている。 Next, the light emitting element head 14 will be described in detail. FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the light emitting element head 14 of the present embodiment. The light-emitting element head 14 supports the light-emitting element array 51, which is a staggered arrangement of light-emitting element array chips 100 in which LEDs as a large number of light-emitting elements are arranged in a straight line, as will be described later. A printed circuit board 52 on which a circuit for controlling the driving of the light emitting element array 51 is formed, a support member 53 that supports the printed circuit board 52, and an image forming the light output emitted from each light emitting element on the photosensitive drum 12. An optical element 54, a support member 53 to which a printed circuit board 52 is attached, and a housing 55 for holding the imaging optical element 54 are provided.

図３は発光素子ヘッド１４の斜視図を示している。この発光素子ヘッド１４では、結像光学素子５４の主走査方向両端部よりも外側までハウジング５５が突出形成されている。なお、ハウジング５５のうち、これら突出形成される部位を第１の突出部５５ａ、第２の突出部５５ｂと呼ぶことにする。ここで、第１の突出部５５ａは突出する部位としての機能を有しており、第１の突出部５５ａは第２の突出部５５ｂよりも長く設定されている。そして、これら突出部５５ａ,５５ｂには、画像形成装置１(図１参照)に設けられたフレーム(図示せず)に対して発光素子ヘッド１４を位置決めするためのボルト５８ａ,５８ｂが上下方向にそれぞれ貫通配置されている。また、発光素子ヘッド１４の主走査方向一端部側、具体的には、ハウジング５５に設けられた第１の突出部５５ａの上部には、発光素子アレイ５１（図２参照）が取り付けられるプリント基板５２が延設配置されている。そして、第１の突出部５５ａ上に露出しているプリント基板５２の上面には、発光素子アレイ５１を駆動するためのドライバＩＣ６４が取り付けられている。 FIG. 3 is a perspective view of the light emitting element head 14. In the light emitting element head 14, the housing 55 is formed so as to protrude from both ends of the imaging optical element 54 in the main scanning direction. In the housing 55, these protruding portions are referred to as a first protruding portion 55a and a second protruding portion 55b. Here, the 1st protrusion part 55a has a function as a site | part to protrude, and the 1st protrusion part 55a is set longer than the 2nd protrusion part 55b. Bolts 58a and 58b for positioning the light-emitting element head 14 with respect to a frame (not shown) provided in the image forming apparatus 1 (see FIG. 1) are vertically provided on the protrusions 55a and 55b. Each is arranged through. Further, a printed circuit board to which a light emitting element array 51 (see FIG. 2) is attached to one end side of the light emitting element head 14 in the main scanning direction, specifically, an upper portion of the first protrusion 55a provided in the housing 55. 52 is extended and arranged. A driver IC 64 for driving the light emitting element array 51 is attached to the upper surface of the printed circuit board 52 exposed on the first protrusion 55a.

また、ドライバＩＣ６４とボルト５８ａの取り付け位置との間のプリント基板５２上面には、ドライバＩＣ６４や発光素子アレイ５１等に給電を行う電源ケーブル６１が取り付けられている。さらに、ボルト５８ａの取り付け位置よりも外側のプリント基板５２の上面には、画像処理部４０(図１参照)からのビデオデータ、画像出力制御部３０(図１参照)からのクロックおよび同期信号等を受け取るためのハーネス６２が取り付けられている。このように、本実施の形態では、発光素子ヘッド１４の主走査方向一端部側であって結像光学素子５４(発光素子アレイ５１)と略直列の位置に、発光素子アレイ５１を駆動するためのドライバＩＣ６４、電源ケーブル６１が取り付けられる電源供給用の電源線コネクタやハーネス６２が取り付けられる通信用の信号線コネクタが配置される。 A power cable 61 for supplying power to the driver IC 64, the light emitting element array 51, and the like is attached to the upper surface of the printed board 52 between the driver IC 64 and the bolt 58a attachment position. Furthermore, video data from the image processing unit 40 (see FIG. 1), a clock and a synchronization signal from the image output control unit 30 (see FIG. 1), etc. are provided on the upper surface of the printed circuit board 52 outside the mounting position of the bolts 58a. A harness 62 for receiving the signal is attached. As described above, in the present embodiment, the light emitting element array 51 is driven to a position substantially in series with the imaging optical element 54 (light emitting element array 51) on the one end side in the main scanning direction of the light emitting element head 14. The driver IC 64, the power supply power line connector to which the power cable 61 is attached, and the communication signal line connector to which the harness 62 is attached are arranged.

図４は、発光素子アレイ５１の構造を説明した概略図である。
図４に示した発光素子アレイ５１は、複数の発光素子アレイチップ１００が主走査方向に千鳥状に配列して形成される。
発光素子アレイチップ１００は、矩形形状の基板の両側に配線等を行うスペースであるボンディングパッド１０１を備える。このようにボンディングパッド１０１を配すれば、ほぼボンディングパッド１０１自体が必要とする幅までチップ幅を小さくできる利点がある。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the structure of the light emitting element array 51.
The light emitting element array 51 shown in FIG. 4 is formed by arranging a plurality of light emitting element array chips 100 in a staggered manner in the main scanning direction.
The light emitting element array chip 100 includes a bonding pad 101 that is a space for wiring and the like on both sides of a rectangular substrate. By providing the bonding pad 101 in this way, there is an advantage that the chip width can be reduced to a width almost required by the bonding pad 101 itself.

また発光素子アレイチップ１００において両側のボンディングパッド１０１に挟まれる領域には、発光素子であるＬＥＤ１０２が主走査方向である矩形の長辺に沿って直線状に等間隔で配列する。ここで、ＬＥＤ１０２は、発光素子アレイチップ１００の一方の長辺側に寄せて配置される。そして奇数番目の発光素子アレイチップ１００と偶数番目の発光素子アレイチップ１００とは、ＬＥＤ１０２が向かい合わせになるように、また、ボンディングパッド１０１を重ねるようにして配置される。このような配置により全てのＬＥＤ１０２を、主走査方向に対し等間隔に並べて配置することができる。
また各ＬＥＤ１０２が形成される発光素子部およびこの発光素子部に隣接する隣接部には、透明樹脂よりなる図示しないマイクロレンズ１０３が取り付けられている。 In the region between the bonding pads 101 on both sides of the light emitting element array chip 100, the LEDs 102 as light emitting elements are arranged linearly at equal intervals along the long side of the rectangle in the main scanning direction. Here, the LED 102 is arranged close to one long side of the light emitting element array chip 100. The odd-numbered light-emitting element array chip 100 and the even-numbered light-emitting element array chip 100 are arranged so that the LEDs 102 face each other and the bonding pads 101 are overlapped. With this arrangement, all the LEDs 102 can be arranged at equal intervals in the main scanning direction.
In addition, a microlens 103 (not shown) made of a transparent resin is attached to a light emitting element portion where each LED 102 is formed and an adjacent portion adjacent to the light emitting element portion.

図５（ａ）〜（ｂ）は、発光素子アレイチップ１００の構造を説明した図である。
図５（ａ）は、発光素子アレイチップ１００をＬＥＤ１０２の光が出射する方向から見た図である。また図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
上述の通り、発光素子アレイチップ１００には、その両側にボンディングパッド１０１が配され、また両側のボンディングパッド１０１に挟まれる領域には、ＬＥＤ１０２が直線状に等間隔に配されている。それぞれのＬＥＤ１０２には光が出射する側にマイクロレンズ１０３が形成されている。このマイクロレンズ１０３は、ＬＥＤ１０２から出射した光を集光し、感光ドラム１２（図１、図２参照）に対して、効率よく光を入射させることができる。
このマイクロレンズ１０３は、光硬化性樹脂等の透明樹脂からなり、より効率よく光を集光するためその表面は非球面形状をとることが好ましい。また、マイクロレンズ１０３の大きさ、厚さ、焦点距離等は、使用されるＬＥＤ１０２の波長、使用される光硬化性樹脂の屈折率等により決定される。 FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the structure of the light emitting element array chip 100. FIG.
FIG. 5A is a view of the light emitting element array chip 100 as viewed from the direction in which the light of the LED 102 is emitted. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As described above, the bonding pads 101 are arranged on both sides of the light emitting element array chip 100, and the LEDs 102 are arranged in a straight line at equal intervals in a region sandwiched between the bonding pads 101 on both sides. Each LED 102 is formed with a microlens 103 on the light emitting side. The microlens 103 collects the light emitted from the LED 102 and allows the light to efficiently enter the photosensitive drum 12 (see FIGS. 1 and 2).
The microlens 103 is made of a transparent resin such as a photocurable resin, and the surface thereof preferably has an aspherical shape in order to collect light more efficiently. In addition, the size, thickness, focal length, and the like of the microlens 103 are determined by the wavelength of the LED 102 used, the refractive index of the photocurable resin used, and the like.

なお、本実施の形態では、発光素子アレイチップ１００として自己走査型発光素子アレイチップを使用するのが好ましい。自己走査型発光素子アレイチップは、発光素子アレイの構成要素としてｐｎｐｎ構造を持つ発光サイリスタを用い、発光素子の自己走査が実現できるように構成したものであり、特開平１−２３８９６２号公報、特開平２−１４５８４号公報、特開平２−９２６５０号公報、特開平２−９２６５１号公報に開示されている。また、特開平２−２６３６６８号公報には、転送素子アレイを転送部として、発光部である発光素子アレイと分離した構造の自己走査型発光素子アレイが開示されている。 In the present embodiment, it is preferable to use a self-scanning light emitting element array chip as the light emitting element array chip 100. The self-scanning light-emitting element array chip uses a light-emitting thyristor having a pnpn structure as a component of the light-emitting element array, and is configured to realize self-scanning of the light-emitting element. It is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-14584, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-92650, and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-92651. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-263668 discloses a self-scanning light emitting element array having a structure separated from a light emitting element array as a light emitting part using the transfer element array as a transfer part.

図６は、分離タイプの自己走査型発光素子アレイの等価回路図である。この自己走査
型発光素子アレイは、転送用サイリスタＴ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，…、書込み用発光サイリスタＬ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，…からなる。転送部の構成は、ダイオード接続を用いている。Ｖ_ＧＫは電源（通常５Ｖ）であり、電源ライン７２から各負荷抵抗Ｒ_Ｌを経て各転送用サイリスタのゲート電極Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，…に接続されている。また、転送用サイリスタのゲート電極Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，…は、書込み用発光サイリスタのゲート電極にも接続される。転送用サイリスタＴ_１のゲート電極にはスタートパルスφ_Ｓが加えられ、転送用サイリスタのアノード電極には、交互に転送用クロックパルスφ１，φ２が加えられる。これら転送用クロックパルスφ１，φ２は、クロックパルスライン７４，７６を経て供給される。書込み用発光サイリスタのアノード電極には、信号ライン７８を経て、書込み信号φ_Ｉが加えられている。 FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a separation type self-scanning light emitting element array. This self-scanning light emitting element array includes transfer thyristors T ₁ , T ₂ , T ₃ ,... And write light emitting thyristors L ₁ , L ₂ , L ₃ ,. The configuration of the transfer unit uses a diode connection. V _GK is a power supply (usually 5 V), and is connected to the gate electrodes G ₁ , G ₂ , G ₃ ,... Of each transfer thyristor through the load resistance _RL from the power line 72. Further, the gate electrodes G ₁ , G ₂ , G ₃ ,... Of the transfer thyristor are also connected to the gate electrode of the write light-emitting thyristor. The gate electrode of the transfer thyristor T ₁ is the start pulse phi _S is applied to the anode electrode of the transfer thyristor, transfer clock pulses φ1 alternately, .phi.2 is applied. These transfer clock pulses φ 1 and φ 2 are supplied via clock pulse lines 74 and 76. The anode electrode of the write light emitting thyristor, via a signal line 78, a write signal phi _I is added.

次に動作を簡単に説明する。まず転送用クロックパルスφ１の電圧がＨレベルで転送用サイリスタＴ_２がオン状態であるとする。このとき、ゲート電極Ｇ_２の電位はＶ_ＧＫの５Ｖからほぼ０Ｖにまで低下する。この電位降下の影響はダイオードＤ_２によってゲート電極Ｇ_３に伝えられ、その電位を約１Ｖに（ダイオードＤ_２の順方向立上り電圧（拡散電位に等しい））に設定する。しかし、ダイオードＤ_１は逆バイアス状態であるためゲート電極Ｇ_１への電位の接続は行われず、ゲート電極Ｇ_１の電位は５Ｖのままとなる。書込み用発光サイリスタのオン電位は、ゲート電極電位＋ｐｎ接合の拡散電位（約１Ｖ）で近似されるから、次の転送用クロックパルスφ２のＨレベル電圧は約２Ｖ（転送用サイリスタＴ_３をオンさせるために必要な電圧）以上でありかつ約４Ｖ（転送用サイリスタＴ_４をオンさせるために必要な電圧）以下に設定しておけば転送用サイリスタＴ_３のみがオンし、これ以外の転送用サイリスタはオフのままにすることができる。従って２本の転送用クロックパルスでオン状態が転送されることになる。 Next, the operation will be briefly described. First voltage of the transfer clock pulses φ1 to the transfer thyristor T ₂ at the H level is on. At this time, the potential of the gate electrode _{G 2} is lowered to approximately 0V from 5V to _{V GK.} The effect of this potential drop is transmitted by the diode D ₂ to the gate electrode G _3, it is set to the potential of about 1V (forward threshold voltage of the diode D ₂ (equal to the diffusion potential)). However, the connection of the potential of the gate electrode G ₁ for the diode D ₁ is reverse biased state is not performed, the potential of the gate electrode G ₁ remains at 5V. ON potential of the write light emitting thyristor, since is approximated by a diffusion potential of the gate electrode potential + pn junction (approximately 1V), H-level voltage of the next transfer clock pulse φ2 turns on about 2V (the transfer thyristor T ₃ and a voltage) than necessary and about 4V (only the transfer thyristor T ₃ by setting the voltage) or less necessary to turn on the transfer thyristor T ₄ is turned on, other than the transfer thyristor for Can be left off. Therefore, the ON state is transferred by two transfer clock pulses.

スタートパルスφ_Ｓは、このような転送動作を開始させるためのパルスであり、スタートパルスφ_ＳをＬレベル（約０Ｖ）にすると同時に転送用クロックパルスφ２をＨレベル（約２〜約４Ｖ）とし、転送用サイリスタＴ_１をオンさせる。その後すぐ、スタートパルスφ_ＳはＨレベルに戻される。 The start pulse φ _S is a pulse for starting such a transfer operation. At the same time, the start pulse φ _{S is set} to L level (about 0 V), and at the same time, the transfer clock pulse φ 2 is set to H level (about 2 to about 4 V). , to turn on the transfer thyristor _{T 1.} Shortly thereafter, a start pulse φ _S is returned to the H level.

いま、転送用サイリスタＴ_２がオン状態にあるとすると、ゲート電極Ｇ_２の電位は、Ｖ_ＧＫ（ここでは５Ｖと想定する）より低下し、ほぼ０Ｖとなる。したがって、書込み信号φ_Ｉの電圧が、ｐｎ接合の拡散電位（約１Ｖ）以上であれば、書込み用発光サイリスタＬ_２を発光状態とすることができる。 Assuming that the transfer thyristor T ₂ is in the ON state, the potential of the gate electrode G ₂ is, lower than V _{GK (here} assumed to 5V), becomes substantially 0V. Accordingly, the voltage of the write signal phi _I is, if the diffusion potential of the pn junction (approximately 1V) above, it is possible to write for the light-emitting thyristors L ₂ and the light-emitting state.

これに対し、ゲート電極Ｇ_１は約５Ｖであり、ゲート電極Ｇ_３は約１Ｖとなる。したがって、書込み用発光サイリスタＬ_１の書込み電圧は約６Ｖ、書込み用発光サイリスタＬ_３の書込み電圧は約２Ｖとなる。これから、書込み用発光サイリスタＬ_２のみに書き込める書込み信号φ_Ｉの電圧は、１〜２Ｖの範囲となる。書込み用発光サイリスタＬ_２がオン、すなわち発光状態に入ると、発光強度は書込み信号φ_Ｉに流す電流量で決められ、任意の強度にて画像書込みが可能となる。また、発光状態を次の発光素子に転送するためには、書込み信号φ_Ｉラインの電圧を一度０Ｖまで落とし、発光している発光素子をいったんオフにしておく必要がある。 In contrast, the gate electrode _{wherein G 1} is about 5V, the gate electrode _{G 3} are approximately 1V. Accordingly, the write voltage of the write light-emitting thyristor L ₁ of about 6V, the write voltage of the write light-emitting thyristor L ₃ is about 2V. Now, the voltage of the write signal phi _I can write only to the write light-emitting thyristor _{L 2} is a range of 1 to 2 V. When the write light-emitting thyristor L ₂ is turned on, i.e., enters the emission state, the light emission intensity is decided to the amount of current flowing to the write signal phi _I, it is possible to image writing at any intensity. Further, in order to transfer the light-emitting state to the next light emitting element is dropped voltage of the write signal phi _I line once to 0V, it is necessary to once turn off the light-emitting element that emits light.

次に結像光学素子５４について詳細に説明する。
図７は、結像光学素子５４の一例を説明した斜視図である。
図７は、結像光学素子５４の構造を示している。この結像光学素子５４は、径方向屈折率分布型レンズであるセルフォックレンズ５７（後述）を並べて格納したレンズアレイ部８１としてのセルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ：SelfocLens Array（登録商標）)と、レンズアレイ部８１の光の入射側および出射側にレンズアレイ部８１を挟む形で対向して配される一対の集光レンズ部８２ａ，８２ｂとからなる。 Next, the imaging optical element 54 will be described in detail.
FIG. 7 is a perspective view illustrating an example of the imaging optical element 54.
FIG. 7 shows the structure of the imaging optical element 54. The imaging optical element 54 includes a SelfocLens Array (SLA: SelfocLens Array (registered trademark)) as a lens array unit 81 in which Selfoc lenses 57 (to be described later) which are radial gradient index lenses are arranged and stored; The lens array unit 81 includes a pair of condensing lens units 82a and 82b arranged opposite to each other with the lens array unit 81 sandwiched between the light incident side and the light exit side.

レンズアレイ部８１は、正立等倍結像レンズアレイであり、主に発光素子アレイチップ１００に配されたＬＥＤ１０２（図４参照）から出射された光を感光ドラム１２（図１参照）の１点に結像するためのものである。レンズアレイ部８１のセルフォックレンズ５７は、図８は、レンズアレイ部８１を説明した図であり、図７のＢの方向からレンズアレイ部８１を見た場合を示している。図８に示したとおりレンズアレイ部８１は、主走査方向に２列に配列する。２列に配列するのは、図４において説明したとおり、発光素子アレイチップ１００が千鳥状に配置されるためである。即ち、発光素子アレイチップ１００が千鳥状に配置するため、感光ドラム１２へ結像させるためには、この配置に対応する形でセルフォックレンズ５７も２列に配列させる必要がある。 The lens array unit 81 is an erecting equal-magnification imaging lens array, and mainly emits light emitted from the LEDs 102 (see FIG. 4) arranged on the light emitting element array chip 100 on the photosensitive drum 12 (see FIG. 1). It is for forming an image on a point. FIG. 8 is a diagram for explaining the lens array unit 81, and shows the case where the lens array unit 81 is viewed from the direction B in FIG. As shown in FIG. 8, the lens array portions 81 are arranged in two rows in the main scanning direction. The reason why the light emitting element array chips 100 are arranged in two rows is that the light emitting element array chips 100 are arranged in a staggered manner as described in FIG. That is, since the light emitting element array chips 100 are arranged in a staggered manner, in order to form an image on the photosensitive drum 12, it is necessary to arrange the SELFOC lenses 57 in two rows corresponding to this arrangement.

集光レンズ部８２ａ，８２ｂは、上述の通り、レンズアレイ部８１の光の入射側と出射側にレンズアレイ部８１を挟む形で対向して配置される。このうち入射側に配置される集光レンズ部８２ａは、本来レンズアレイ部８１に入射しない光もレンズアレイ部８１内部に取り込むためのものである。即ち、発光素子アレイチップ１００に配されたＬＥＤ１０２から出射される光の放射角は広いため、その一部しかレンズアレイ部８１に取り込むことができない。これは、特にレンズアレイ部８１の短辺方向である副走査方向において顕著である。即ち、長辺方向である主走査方向では多数のセルフォックレンズ５７が配列しているために、ＬＥＤ１０２から出射される光の放射角が広くても多くの光を取り込むことができる。しかしレンズアレイ部８１の短辺方向では、上述の通りセルフォックレンズ５７が配列するのは２列であるため、ＬＥＤ１０２から出射される光の多くは、取り込むことができない。よって、このように入射側に集光レンズ部８２ａを配置することで、本来取り込むことができなかったＬＥＤ１０２から出射される光を取り込むことができる。そのため光の利用効率を高めることができる。 As described above, the condensing lens portions 82a and 82b are arranged to face each other with the lens array portion 81 sandwiched between the light incident side and the light exit side of the lens array portion 81. Among these, the condensing lens portion 82 a arranged on the incident side is for taking in light that is not originally incident on the lens array portion 81 into the lens array portion 81. That is, since the emission angle of the light emitted from the LEDs 102 arranged on the light emitting element array chip 100 is wide, only a part of it can be taken into the lens array unit 81. This is particularly noticeable in the sub-scanning direction which is the short side direction of the lens array unit 81. That is, since a large number of Selfoc lenses 57 are arranged in the main scanning direction, which is the long side direction, a large amount of light can be captured even if the emission angle of the light emitted from the LED 102 is wide. However, since the Selfoc lenses 57 are arranged in two rows in the short side direction of the lens array portion 81 as described above, most of the light emitted from the LEDs 102 cannot be captured. Therefore, by arranging the condensing lens portion 82a on the incident side in this way, it is possible to capture light emitted from the LED 102 that could not be originally captured. Therefore, the light use efficiency can be increased.

また、出射側に配置される集光レンズ部８２ｂは、入射側に配置される集光レンズ部８２ａと同じ光学特性を有する。これを実現するために、集光レンズ部８２ａと集光レンズ部８２ｂは、同一形状にて形成することが好ましい。このように同じ光学特性を有する集光レンズ部８２ｂを出射側に設けることで、感光ドラム１２に結像する像を正立等倍結像とし、収差を少なくすることができる。即ち、入射側に配置される集光レンズ部８２ａだけでは、感光ドラム１２に結像する像が正立等倍結像とならず、収差が発生し感光ドラム１２に結像する像が拡大または縮小する。そのため集光レンズ部８２ｂを出射側に配置することが必要となる、また集光レンズ部８２ａと集光レンズ部８２ｂが同じ光学特性を有しないと、同様に感光ドラム１２に結像する像が正立等倍結像とならず、収差が発生し感光ドラム１２に結像する像が拡大または縮小する現象が生ずる。そのため、集光レンズ部８２ａと集光レンズ部８２ｂとは、同じ光学特性を有することが必要である。
なおここで、同一形状とは、幾何学的に厳密な意味で同一の形状であることを意味するわけではなく、概ね同一の形状であればよい。即ち略同一形状であることを意味する。 Further, the condensing lens portion 82b disposed on the exit side has the same optical characteristics as the condensing lens portion 82a disposed on the incident side. In order to realize this, the condensing lens portion 82a and the condensing lens portion 82b are preferably formed in the same shape. By providing the condensing lens portion 82b having the same optical characteristics on the emission side in this way, an image formed on the photosensitive drum 12 can be formed into an erecting equal magnification image, and aberration can be reduced. In other words, with only the condensing lens portion 82a arranged on the incident side, the image formed on the photosensitive drum 12 does not form an erecting equal magnification image, and the image formed on the photosensitive drum 12 due to aberration is enlarged or reduced. to shrink. For this reason, it is necessary to dispose the condensing lens portion 82b on the exit side, and if the condensing lens portion 82a and the condensing lens portion 82b do not have the same optical characteristics, an image formed on the photosensitive drum 12 is similarly formed. A phenomenon occurs in which the image formed on the photosensitive drum 12 is enlarged or reduced due to the occurrence of aberration, not the erecting equal magnification imaging. Therefore, the condensing lens part 82a and the condensing lens part 82b are required to have the same optical characteristics.
Here, the same shape does not mean that it is the same shape in a geometrically strict sense, but may be a shape that is substantially the same. That is, it means that they have substantially the same shape.

更に、集光レンズ部８２ａ，８２ｂの屈折率ｎ１は、レンズアレイ部８１の屈折率ｎ２に対しｎ１≦ｎ２であることが好ましい。このように屈折率を設定することで、集光レンズ部８２ａ，８２ｂの表面における反射を抑制することができ、より効率よく光を利用することができる。例えば、レンズアレイ部８１の屈折率ｎ２が、１．６３だった場合は、集光レンズ部８２ａ，８２ｂの屈折率ｎ１は１．６３と同じかそれより小さくすることが好ましい。 Further, the refractive index n1 of the condenser lens portions 82a and 82b is preferably n1 ≦ n2 with respect to the refractive index n2 of the lens array portion 81. By setting the refractive index in this way, reflection on the surfaces of the condenser lens portions 82a and 82b can be suppressed, and light can be used more efficiently. For example, when the refractive index n2 of the lens array unit 81 is 1.63, it is preferable that the refractive index n1 of the condensing lens units 82a and 82b is equal to or smaller than 1.63.

また、集光レンズ部８２ａ，８２ｂは、レンズアレイ部８１に接して配される。特に、後述する集光レンズ部８２ａ，８２ｂのベース部８３とレンズアレイ部８１が接触して配されることが好ましい。このようにすることにより、レンズアレイ部８１と集光レンズ部８２ａ，８２ｂの間に空気層が形成されず、その結果、レンズアレイ部８１と集光レンズ部８２ａ，８２ｂの間で生じる光の反射が生じにくく、光の損失が少ない。そのため効率よく光を利用することができる。ここで、レンズアレイ部８１と集光レンズ部８２ａ，８２ｂとは、接着剤等で接合することが好ましい。この接着剤による接着層が間に存在することにより空気層が更に形成されにくくなる。この場合、接着層は、利用する光に対し透明であることを要し、また接着層の屈折率をｎ３とすると、ｎ１≦ｎ３≦ｎ２であることが好ましい。このように屈折率を設定することで、屈折率の変化がよりなだらかになる。そのため上述した場合と同様に接着層の部分および集光レンズ部８２ａ，８２ｂの表面における反射をより抑制することができ、より効率よく光を利用することができる。
なお本実施の形態で、集光レンズ部８２ａ，８２ｂが、レンズアレイ部８１に接して配されると言った場合、このように接着層を介するような場合も「接して」の範囲に入るものとする。 The condensing lens portions 82 a and 82 b are arranged in contact with the lens array portion 81. In particular, it is preferable that a base portion 83 and a lens array portion 81 of condensing lens portions 82a and 82b described later are arranged in contact with each other. By doing so, an air layer is not formed between the lens array unit 81 and the condensing lens units 82a and 82b, and as a result, the light generated between the lens array unit 81 and the condensing lens units 82a and 82b is reduced. Less reflection and less light loss. Therefore, light can be used efficiently. Here, it is preferable to join the lens array part 81 and the condensing lens parts 82a and 82b with an adhesive or the like. The presence of the adhesive layer formed by the adhesive makes it difficult to form an air layer. In this case, the adhesive layer needs to be transparent to the light used, and n1 ≦ n3 ≦ n2 is preferable when the refractive index of the adhesive layer is n3. By setting the refractive index in this way, the change in the refractive index becomes smoother. Therefore, similarly to the case described above, reflection on the surface of the adhesive layer and the condensing lens portions 82a and 82b can be further suppressed, and light can be used more efficiently.
In the present embodiment, when it is said that the condensing lens portions 82a and 82b are arranged in contact with the lens array portion 81, such a case where the condensing lens portions 82a and 82b are disposed through the adhesive layer falls within the range of “in contact”. Shall.

また、集光レンズ部８２ａ，８２ｂは、直方体形状のベース部８３と、シリンドリカル形状の一形態である半円柱形状の曲率部８４とからなる。集光レンズ部８２ａ，８２ｂをこのような形状とすることで、効率よく光を感光ドラム１２に結像させることができる。例えば、ベース部８３を設けず、集光レンズ部８２ａ，８２ｂを、シリンドリカル形状の曲率部８４だけから構成する場合では、感光ドラム１２に結像する光が、直方体形状のベース部８３を設けた場合に比べ減少してしまう。 The condensing lens portions 82a and 82b include a rectangular parallelepiped base portion 83 and a semi-cylindrical curvature portion 84 which is one form of a cylindrical shape. By forming the condensing lens portions 82 a and 82 b in such a shape, light can be efficiently imaged on the photosensitive drum 12. For example, in the case where the condensing lens portions 82a and 82b are configured only from the cylindrical curvature portion 84 without providing the base portion 83, the light imaged on the photosensitive drum 12 is provided with the rectangular parallelepiped base portion 83. It will decrease compared to the case.

ベース部８３と曲率部８４とは同じ材料で構成されていてもよいが、異なる材料で構成されていてもよい。例えば、ベース部８３については、表面が平坦であることが好ましいため、平坦性をより実現しやすいガラス等で製造し、また曲率部８４は、成形の容易性から樹脂等で製造するようなことも考えられる。 The base portion 83 and the curvature portion 84 may be made of the same material, but may be made of different materials. For example, since it is preferable that the surface of the base portion 83 is flat, the base portion 83 is manufactured from glass or the like that can easily achieve flatness, and the curvature portion 84 is manufactured from resin or the like for ease of molding. Is also possible.

このベース部８３と曲率部８４とは、押し出し法、プレス成形法等の方法で製造することができる。そして、ベース部８３と曲率部８４は、一体となって形成されていてもよく、また、別途製造して、例えば接着剤等で貼り合わせて製造してもよい。一体成形の場合は、集光レンズ部８２ａ，８２ｂの位置合せが簡単になる利点がある。また、別途製造し、接着剤等で貼り合わせて製造する方法では異なる材料を使用できる利点がある。 The base portion 83 and the curvature portion 84 can be manufactured by a method such as an extrusion method or a press molding method. And the base part 83 and the curvature part 84 may be formed integrally, and may be manufactured separately and bonded together, for example with an adhesive agent. In the case of integral molding, there is an advantage that the alignment of the condenser lens portions 82a and 82b is simplified. Further, there is an advantage that different materials can be used in the method of manufacturing separately and bonding with an adhesive or the like.

なお、上述した例では、曲率部８４は、曲率角９０度のシリンドリカル形状である半円柱形状であったが、特にこれに限られるものではなく、他の曲率角を有するシリンドリカル形状を選択することもできる。
図９（ａ）〜（ｃ）は、曲率部８４の曲率角を変化させた場合の集光レンズ部８２ａ（８２ｂ）の形状を説明した図である。
図９（ａ）〜（ｃ）で示した集光レンズ部８２ａ（８２ｂ）は、集光レンズ部８２ａ（８２ｂ）を図７におけるＣの方向から見た図である。即ち、集光レンズ部８２ａ（８２ｂ）を主走査方向に向かって見ている。図９（ａ）〜（ｃ）において、曲率部８４のベース部８３と接していない部分である曲線で示した部分は、円の一部である円弧である。そして、Ｏ点はこの円弧を構成する円の中心を示し、点線で示した部分の長さはこの円の半径である。なお図９（ａ）においては、点線部分は、曲率部８４のベース部８３と接する部分と重複するため描かれていない。そして、Ｏ点から曲率部８４の曲線で示した部分の端部に対して結んだ２つの点線部分がなす角度の半分が曲率角として定義される。この場合、図９（ａ）は、曲率部８４の曲率角が９０度の場合であり、図９（ｂ）は、曲率部８４の曲率角が６０度の場合であり、図９（ｃ）は、曲率部８４の曲率角が４５度の場合を表している。特に図９（ａ）で示した曲率部８４の曲率角が９０度の場合は、曲率部８４の断面形状は、半円形状となり、曲率部８４全体は半円柱形状となる。 In the above-described example, the curvature portion 84 has a semi-cylindrical shape that is a cylindrical shape having a curvature angle of 90 degrees. However, the present invention is not limited to this, and a cylindrical shape having another curvature angle is selected. You can also.
FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating the shape of the condenser lens portion 82a (82b) when the curvature angle of the curvature portion 84 is changed.
The condensing lens portion 82a (82b) shown in FIGS. 9A to 9C is a view of the condensing lens portion 82a (82b) seen from the direction C in FIG. That is, the condenser lens portion 82a (82b) is viewed in the main scanning direction. 9A to 9C, a portion indicated by a curve which is a portion not in contact with the base portion 83 of the curvature portion 84 is an arc which is a part of a circle. The point O indicates the center of the circle constituting the arc, and the length of the portion indicated by the dotted line is the radius of the circle. In FIG. 9A, the dotted line portion is not drawn because it overlaps with the portion in contact with the base portion 83 of the curvature portion 84. Then, a half of the angle formed by two dotted line portions connected from the point O to the end portion of the portion indicated by the curve of the curvature portion 84 is defined as the curvature angle. In this case, FIG. 9A shows a case where the curvature angle of the curvature portion 84 is 90 degrees, and FIG. 9B shows a case where the curvature angle of the curvature portion 84 is 60 degrees, and FIG. Represents a case where the curvature angle of the curvature portion 84 is 45 degrees. In particular, when the curvature angle of the curvature portion 84 shown in FIG. 9A is 90 degrees, the cross-sectional shape of the curvature portion 84 is a semicircular shape, and the entire curvature portion 84 is a semi-cylindrical shape.

また、上述した例では、ベース部８３は、その副走査方向の長さが曲率部８４と同じ場合について説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、曲率部８４に対し、ベース部８１を幅広にしてもよい。 In the above-described example, the case where the base portion 83 has the same length in the sub-scanning direction as the curvature portion 84 has been described. However, the present invention is not limited to this. The part 81 may be wide.

（実施例１）
結像光学素子５４のレンズアレイ部８１として、開口角約１７度のものを使用した。また、レンズアレイ部８１に図７で説明したように集光レンズ部８２ａ，８２ｂを取り付けた。集光レンズ部８２ａ，８２ｂとしては、屈折率がｎ１＝１．５のガラスを使用した。ここでベース部８３の厚さは２ｍｍとし、曲率部８４の曲率は、２ｍｍ、曲率角は９０度（半円柱形状）とした。この結像光学素子５４により、ランバーシアン分布を有するＬＥＤ光源を用いて、光の集光効率を調べた。その結果、結像面に到達する光量は、集光レンズ部８２ａ，８２ｂを取り付けない場合に比べて、１．７６倍となった。 Example 1
As the lens array portion 81 of the imaging optical element 54, one having an aperture angle of about 17 degrees was used. Further, the condenser lens portions 82a and 82b were attached to the lens array portion 81 as described with reference to FIG. As the condenser lens portions 82a and 82b, glass having a refractive index of n1 = 1.5 was used. Here, the thickness of the base portion 83 was 2 mm, the curvature of the curvature portion 84 was 2 mm, and the curvature angle was 90 degrees (semi-cylindrical shape). With this imaging optical element 54, the light collection efficiency was examined using an LED light source having a Lambertian distribution. As a result, the amount of light reaching the imaging surface was 1.76 times that in the case where the condenser lens portions 82a and 82b were not attached.

（実施例２）
結像光学素子５４のレンズアレイ部８１として、開口角約１７度のものを使用した。また、レンズアレイ部８１に図７で説明したように集光レンズ部８２ａ，８２ｂを取り付けた。集光レンズ部８２ａ，８２ｂとしては、屈折率がｎ１＝１．５のガラスを使用した。ここでベース部８３の厚さは１ｍｍとし、曲率部８４の曲率は、１ｍｍ、曲率角は９０度（半円柱形状）とした。この結像光学素子５４により、ランバーシアン分布を有するＬＥＤ光源を用いて、光の集光効率を調べた。その結果、結像面に到達する光量は、集光レンズ部８２ａ，８２ｂを取り付けない場合に比べて、２．１３倍となった。 (Example 2)
As the lens array portion 81 of the imaging optical element 54, one having an aperture angle of about 17 degrees was used. Further, the condenser lens portions 82a and 82b were attached to the lens array portion 81 as described with reference to FIG. As the condenser lens portions 82a and 82b, glass having a refractive index of n1 = 1.5 was used. Here, the thickness of the base portion 83 was 1 mm, the curvature of the curvature portion 84 was 1 mm, and the curvature angle was 90 degrees (semi-cylindrical shape). With this imaging optical element 54, the light collection efficiency was examined using an LED light source having a Lambertian distribution. As a result, the amount of light reaching the imaging surface is 2.13 times that in the case where the condenser lens portions 82a and 82b are not attached.

本実施の形態の画像形成装置の全体構成を示した図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 本実施の形態の発光素子ヘッドの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the light emitting element head of this Embodiment. 発光素子ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of a light emitting element head. 発光素子アレイの構造を説明した概略図である。It is the schematic explaining the structure of the light emitting element array. 発光素子アレイチップの構造を説明した図である。It is a figure explaining the structure of the light emitting element array chip. 分離タイプの自己走査型発光素子アレイの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a separation type self-scanning light emitting element array. 結像光学素子の一例を説明した斜視図である。It is a perspective view explaining an example of an image formation optical element. レンズアレイ部を説明した図である。It is a figure explaining the lens array part. 曲率部の曲率角を変化させた場合の集光レンズ部の形状を説明した図である。It is a figure explaining the shape of the condensing lens part at the time of changing the curvature angle of a curvature part.

Explanation of symbols

１…画像形成装置、１１Ｋ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ…画像形成ユニット、１４…発光素子ヘッド、２３…転写ロール、２４…定着器、５１…発光素子アレイ、５４…結像光学素子、５７…セルフォックレンズ、８１…レンズアレイ部、８２ａ，８２ｂ…集光レンズ部、８３…ベース部、８４…曲率部、１００…発光素子アレイチップ、１０１…ボンディングパッド、１０２…ＬＥＤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 11K, 11C, 11M, 11Y ... Image forming unit, 14 ... Light emitting element head, 23 ... Transfer roll, 24 ... Fixing device, 51 ... Light emitting element array, 54 ... Imaging optical element, 57 ... Cell Fock lens, 81... Lens array section, 82 a and 82 b, condensing lens section, 83... Base section, 84 ... curvature section, 100 ... light emitting element array chip, 101 ... bonding pad, 102 ... LED

Claims

A light emitting element array in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in the main scanning direction;
A lens array unit in which a plurality of Selfoc lenses are arranged, and a pair of condensing lens units each including a base unit having a rectangular parallelepiped shape and a cylindrical curvature unit disposed in contact with the light incident side and the light output side of the lens array unit A light-emitting element head comprising: an imaging optical element that forms an image of the light output of the light-emitting element array.

The light-emitting element head according to claim 1, wherein the condensing lens unit is disposed in contact with the base unit of the condensing lens unit and the lens array unit.

2. The light emitting element head according to claim 1, wherein the condensing lens unit disposed on the light incident side and the condensing lens unit disposed on the light emitting side have substantially the same shape.

2. The light emitting element head according to claim 1, wherein a refractive index n 1 of the condensing lens unit and a refractive index n 2 of the lens array unit are in a relationship of n 1 ≦ n 2.

The light emitting element head according to claim 1, wherein the cylindrical shape is a semi-cylindrical shape.

The light emitting element head according to claim 1, wherein the light emitting element array chip is a self-scanning light emitting element array chip.

A light emitting element array in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in the main scanning direction, a lens array part in which a plurality of selfoc lenses are arranged, and a rectangular parallelepiped shape arranged in contact with the light incident side and the light emitting side of the lens array part A toner image forming means for forming a toner image, comprising: a light-emitting element head including an imaging optical element including a pair of condensing lens portions each including a base portion and a cylindrical curvature portion;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit that fixes the toner image on a recording medium.