レンズアレイ、レンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法
【課題】解像度の低下を抑制することができる。
【解決手段】画像形成装置や読取装置に用いられるレンズアレイは、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂが、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂに対して所定の傾斜角度ＴＸだけ傾斜して形成され、さらに、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂが、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬと外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの光軸ＡＸＯとが外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂ側で交差する方向に偏心距離ＥＸだけ偏心して形成され、偏心距離ＥＸは、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの傾斜による結像の位置ずれの距離と、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの偏心による結像の位置ずれの距離と、が略一致する距離である、ことを特徴とする。
【解決手段】画像形成装置や読取装置に用いられるレンズアレイは、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂが、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂに対して所定の傾斜角度ＴＸだけ傾斜して形成され、さらに、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂが、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬと外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの光軸ＡＸＯとが外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂ側で交差する方向に偏心距離ＥＸだけ偏心して形成され、偏心距離ＥＸは、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの傾斜による結像の位置ずれの距離と、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの偏心による結像の位置ずれの距離と、が略一致する距離である、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレンズが配列されるレンズアレイ、レンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、又はプリンタ部とスキャナ部を備える複合機（ＭＦＰ:Multi Function Printer）等がある。
読取装置としては、複写機、ファクシミリ装置、スキャナ装置、又はプリンタ部とスキャナ部を備える複合機等がある。
【０００３】
また、複数のＬＥＤ(発光ダイオード：Light Emitting Diode)素子をアレイに配列したＬＥＤヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置や、複数の受光素子をアレイに配列した受光部に原稿の像を結像させるスキャナ装置やファクシミリ装置等の読取装置は、物体の正立等倍像をライン状に形成する光学系が用いられている。
ここで、物体の正立等倍像を形成するために、対向する複数の両凸レンズ（マイクロレンズ）の組を略直線状に配置することで、ＬＥＤアレイの正立等倍像を高い解像度で形成する光学系を構成することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９２００６号公報（段落００３０〜００７８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の光学系（レンズアレイ）は、金型に樹脂を一方向から注入して形成するため、冷却時の内部応力により、レンズの光軸が傾斜することがあった。このため、従来の光学系（レンズアレイ）は、解像度が低下することがあった。したがって、従来の光学系（レンズアレイ）を用いた画像形成装置においては、印刷画像にスジや濃度ムラが発生するという問題があった。一方、従来の光学系（レンズアレイ）を用いた読取装置においては、原稿どおりの画像データを形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、解像度の低下を抑制することができる、レンズアレイ、レンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイは、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイであって、前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、前記偏心距離は、前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの距離とが略一致する、ことを特徴とする。
それにより、前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの距離が、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの距離により相殺される。
【０００８】
また、本発明に係るレンズユニットは、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットであって、物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズアレイとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致する距離であり、前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する距離である、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、及び読取装置は、前記記載のレンズユニットを搭載することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るレンズアレイ成型用型は、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを成型するレンズアレイ成型用型であって、前記第１のレンズ面の形状を転写する複数の第１の曲面と、前記第２のレンズ面の形状を転写する複数の第２の曲面と、素材の注入口としてのゲートと、を有し、右手系のＸＹＺ座標において、前記複数の第１の曲面及び前記複数の第２の曲面の配列方向をＹ方向とし、＋Ｙ方向の端部に前記ゲートを配置し、前記複数の第１の曲面を前記複数の第２の曲面よりも−Ｚ方向に配置したとき、各々の前記第１の曲面は対応する前記第２の曲面に対して＋Ｙ方向に偏心している、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るレンズアレイ製造方法は、前記記載のレンズアレイ成型用型に前記素材を注入する工程と、冷却途中で前記複数の第１の曲面、及び前記複数の第２の曲面を有する型と前記素材とを分離する工程と、前記分離された素材を常温まで冷却する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るレンズアレイ製造方法は、第１のレンズ面を転写するための第１の型と、第２のレンズ面を転写するための第２の型と、前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法であって、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材を成型することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、解像度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の縦断面図である。
【図２】第１実施形態に係る画像形成装置の拡大縦断面図である。
【図３】第１実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図４】第１実施形態に係る露光装置の縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係るレンズユニットの外観斜視図である。
【図６】第１実施形態に係るレンズアレイの底面図である。
【図７】第１実施形態に係るマイクロレンズの概略断面図である。（ａ）は、第１のレンズ板に形成するマイクロレンズの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。（ｂ）は、第１のレンズ板に形成するマイクロレンズの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。（ｃ）は、第２のレンズ板に形成するマイクロレンズの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。（ｄ）は、第２のレンズ板に形成するマイクロレンズの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。
【図８】第１実施形態に係る遮光板の上面図である。
【図９】第１実施形態に係るレンズユニットの幅方向(Ｘ方向)における縦断面図である。
【図１０】第１実施形態に係るレンズユニットの長手方向(Ｙ方向)における縦断面図である。
【図１１】第１実施形態に係るマイクロレンズの動作を説明するための図である。図１１（ａ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズに偏心があって傾斜がない場合を想定した概略断面図である。図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズに傾斜があって偏心がない場合を想定した概略断面図である。図１１（ｃ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズに偏心があって傾斜がない場合を想定した概略断面図である。図１１（ｄ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズに傾斜があって偏心がない場合を想定した概略断面図である。
【図１２】第２実施形態に係るレンズアレイの外観斜視図である。
【図１３】第２実施形態に係るレンズアレイの縦断面図である。
【図１４】第２実施形態に係るレンズアレイを成型する型の縦断面図である。
【図１５】第２実施形態に係るレンズアレイを製造するためのフローチャートである。
【図１６】第２実施形態に係る画像形成装置の印刷画像の評価を説明するための図である。
【図１７】第３実施形態に係る読取装置の縦断面図である。
【図１８】第３実施形態に係る読取ヘッドの縦断面図である。
【図１９】第３実施形態に係る読取ヘッドの拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１６】
［第１実施形態］
≪画像形成装置の構成≫
最初に、図１を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。なお、図１は、第１実施形態に係る画像形成装置１００の縦断面図である。
【００１７】
第１実施形態に係る画像形成装置１００は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、スキャナ装置、又はプリンタ部とスキャナ部を備える複合機等である。ここでは、画像形成装置１００としてカラー電子写真方式を用いたプリンタを想定して説明する。以下、画像形成装置１００を「プリンタ１００」と称する場合がある。
【００１８】
プリンタ１００は、印字媒体上に、色材としての顔料を含む樹脂からなるトナーを用いて入力された画像データに基づく画像を形成する。プリンタ１００は、印字媒体としての用紙１０１を貯留する給紙カセット６０を着脱可能に備える。また、プリンタ１００は、用紙１０１を給紙カセット６０から取り出す給紙ローラ６１、及び用紙１０１を搬送する搬送ローラ６２、６３を備える。
【００１９】
また、プリンタ１００は、静電潜像担持体としての感光体ドラム４１と、感光体ドラム４１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ４２と、帯電された感光体ドラム４１の表面に画像データ(印刷データ)に基づいて選択的に光線を発して静電潜像を形成する、露光装置としてのＬＥＤヘッド３と、ＬＥＤヘッド３により感光体ドラム４１に形成された静電潜像をトナーにより可視化することにより、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する現像器５と、現像器５にトナーを供給するトナーカートリッジ５１と、感光体ドラム４１に接触して配置され、感光体ドラム４１の表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレード４３と、で構成される画像形成部を備える。プリンタ１００の画像形成部は、用紙１０１の搬送経路に沿って配置される。
【００２０】
ここで、図２を参照して、現像器５の構成を説明する。図２は、第１実施形態に係る画像形成装置１００の拡大縦断面図である。
現像器５は、負のバイアス電圧（例えば、−３００Ｖ）が印加されることにより、トナーカートリッジ５１内部の現像剤としてのトナーを帯電させ、負に帯電したトナーを現像ローラ９６に供給する供給ローラ９５と、現像ローラ９６に供給されたトナーを薄層化し、現像ローラ９６の表面に一様なトナー層を形成する現像ブレード９４と、負のバイアス電圧（例えば、−２００Ｖ）が印加されており、電界の作用により、負に帯電されたトナーを静電潜像の上に移動させる現像ローラ９６とで構成される。
【００２１】
図１に戻り、プリンタ１００の構成の説明を続ける。プリンタ１００は、用紙１０１を搬送する転写ベルト８１と、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を用紙１０１上に転写する転写ローラ８０とを備える。転写ローラ８０は、転写ベルト８１を挟むように感光体ドラム４１に対向して配置され、正の電圧に帯電される。
また、プリンタ１００は、用紙１０１上に形成されたトナー像を熱及び圧力で定着する定着器９と、定着器９を通過した用紙１０１を搬送する搬送ローラ６４と、画像が形成された用紙１０１を貯留する排出部７と、排出部７に用紙１０１を排出する排出ローラ６５とを備える。
【００２２】
また、プリンタ１００は、感光体ドラム４１、帯電ローラ４２、転写ローラ８０、転写ベルト８１等のプリンタ１００内部の装置を駆動させるために、これらの装置に所定の電圧を印加する電源９９と、これらの装置の駆動を制御する制御部９８と、外部装置から印刷データを受信する外部インタフェース９７とを備える。
【００２３】
＜露光装置＞
次に、図３及び図４を参照して、第１実施形態に係る露光装置３の構成を説明する。本実施形態では、露光装置３としてＬＥＤヘッドを想定して説明する。以下、露光装置３を「ＬＥＤヘッド３」と称する場合がある。なお、図３は、第１実施形態に係るＬＥＤヘッド３の側面図である。図４は、図３に示す第１実施形態に係るＬＥＤヘッド３をＡ−Ａ方向に切断した縦断面図である。
なお、図３及び図４では、ＬＥＤヘッド３の配置を説明するために、感光体ドラム４１を同一図面上に記載している。また、説明の便宜上、ＬＥＤヘッド３と感光体ドラム４１との位置関係を図１に示す位置関係とは上下逆さまに記載してある。符号ＡＸＲは、感光体ドラム４１の回転軸を表している。回転軸ＡＸＲの方向は、Ｙ方向(図３の横方向)である。
【００２４】
図３に示すように、ＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤアレイ３００と、レンズユニット１とを備える。
（ＬＥＤアレイ）
ＬＥＤアレイ３００は、発光部である複数のＬＥＤ素子３０が配線基板３３上に略直線状に配列して構成される。ＬＥＤ素子３０の配列方向は、感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲと並行である。すなわち、ＬＥＤ素子３０の配列方向は、感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲと同じＹ方向(図３の横方向)である。ＬＥＤ素子３０は、ワイヤ３２によりドライバＩＣ３１に接続され(図４参照)、ドライバＩＣ３１の指示に従って任意の光量で発光する。ＬＥＤ素子３０が発光した光は、レンズユニット１に入射する。
【００２５】
（レンズユニット）
レンズユニット１は、長尺形状であり、レンズユニット１の長手方向が、ＬＥＤアレイ３００におけるＬＥＤ素子３０の配列方向(Ｙ方向)と平行になるように構成される。レンズユニット１は、ホルダ３４により係る位置で固定されている。
また、レンズユニット１は、ＬＥＤアレイ３００と対向する面に複数の第１のマイクロレンズ１２Ａを備え、また、第１のマイクロレンズ１２Ａが配置される面とは反対の面であり感光体ドラム４１と対向する面に第１のマイクロレンズ１２Ａと同数の第２のマイクロレンズ１２Ｂを備える。
【００２６】
ここで、第１のマイクロレンズ１２Ａのうち、発光体であるＬＥＤ素子３０側のレンズ面を第１のレンズ面としての「外側レンズ面１３Ａ」と呼び、結像される感光体ドラム４１側のレンズ面を第２のレンズ面としての「内側レンズ面１４Ａ」と呼ぶ。
また、第２のマイクロレンズ１２Ｂのうち、結像側のレンズ面を第１のレンズ面としての「外側レンズ面１３Ｂ」と呼び、発光体側のレンズ面を第２のレンズ面としての「内側レンズ面１４Ｂ」と呼ぶ。
ここでは、レンズユニット１がプリンタ１００のＬＥＤヘッド３に用いられているため、レンズユニット１による投影対象の物体が発光体であるＬＥＤ素子３０となっている。以下、「発光体」と「物体」と呼ぶ場合がある。特に、投影対象の物体を、レンズユニット１によって投影された結像と対比して説明する場合に、その投影対象を単に「物体」と呼ぶものとする。なお、仮に、レンズユニット１が読取装置の光学系に用いられる場合に、レンズユニット１による投影対象は、読取装置の対象となる媒体の表面に形成された画像となる。
【００２７】
第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの詳細な構成は後記するが、外側レンズ面１３Ａと内側レンズ面１４Ａとは、光軸がずれているとともに、外側レンズ面１３Ａが内側レンズ面１４Ａに対して傾斜している。同様に、外側レンズ面１３Ｂと内側レンズ面１４Ｂとは、光軸がずれているとともに、外側レンズ面１３Ｂが内側レンズ面１４Ｂに対して傾斜している。なお、内側レンズ面１４Ａと内側レンズ面１４Ｂとは、光軸が一致している。内側レンズ面１４Ａ及び内側レンズ面１４Ｂの光軸は、Ｚ方向(図面縦方向)となるようにレンズユニット１は構成される。
【００２８】
また、レンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)とレンズユニット１のマイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸方向(Ｚ方向)との両方に直交する方向をレンズユニット１の幅方向とした場合に、レンズユニット１は、レンズユニット１の幅方向がＸ方向(図４の横方向)となるように構成される。また、図４に示すように、レンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)におけるレンズユニット１の中心を符号ＣＬで表すと、符号ＣＬの直線上にＬＥＤ素子３０及び感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲが配置される。
【００２９】
次に、図５を参照して、第１実施形態に係るレンズユニット１の構成について説明する。なお、図５は、第１実施形態に係るレンズユニット１の外観斜視図である。
レンズユニット１は、物体側(ＬＥＤアレイ３００側)のレンズアレイとしての第１のレンズ板１１Ａと、結像側(感光体ドラム４１側)のレンズアレイとしての第２のレンズ板１１Ｂと、遮光板２１とで構成される。第１のレンズ板１１Ａ、及び第２のレンズ板１１Ｂは、遮光板２１を挟んで対向して配置される。
【００３０】
（レンズアレイ）
レンズアレイとしての第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂは、発光部としてのＬＥＤ素子３０(図４参照)からの光線を透過する素材でできていればよい。本実施形態では、第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂは、シクロオレフィン系樹脂である光学樹脂(日本ゼオン社製、商品名：ＺＥＯＮＥＸ(ゼオネックス)Ｅ４８Ｒ)を素材として用いている。そして、第１のレンズ板１１Ａは、射出成型により複数の第１のマイクロレンズ１２Ａと一体に成型してあり、また、第２のレンズ板１１Ｂは、射出成型により複数の第１のマイクロレンズ１２Ｂと一体に成型してある。なお、第１のマイクロレンズ１２Ａ、及び第２のマイクロレンズ１２Ｂは、略凸レンズ形状（略両凸レンズ形状）である。
【００３１】
第１のマイクロレンズ１２Ａの内側レンズ面１４Ａ、及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬは、Ｚ方向(図面縦方向)となり、また、内側レンズ面１４Ａ及び内側レンズ面１４Ｂ(図４参照)の光軸は一致する。そのため、第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列間隔は同様となる。
【００３２】
次に、図６を参照して、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列について説明する。図６は、第１実施形態に係るレンズアレイとしてのマイクロレンズ１２Ａの底面図である。第１実施形態に係るレンズユニット１は、第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂという２つのレンズアレイを備えるが、第１のレンズ板１１Ａに形成する第１のマイクロレンズ１２Ａと、第２のレンズ板１１Ｂに形成する第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列は同様なので、ここでは第１のレンズ板１１Ａについて説明し、第２のレンズ板１１Ｂの詳細な説明は省略する。
【００３３】
第１のマイクロレンズ１２Ａの配置は、図６に示すように、Ｘ方向に２列の千鳥配置が好ましい。第１のマイクロレンズ１２Ａを千鳥配置にすることで、最もレンズを緻密に配置することができる。ここで、第１のレンズ板１１Ａに配列された一方の第１のマイクロレンズ１２Ａの列を第１のレンズ列１５Ａと呼び、他方の第１のマイクロレンズ１２Ａの列を第２のレンズ列１６Ａと呼ぶことにする。第１のレンズ列１５Ａと第２のレンズ列１６Ａとの配列間隔はＰＸである。
【００３４】
また、第１のレンズ列１５Ａ内の第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向は、第１のレンズ板１１Ａの長手方向(Ｙ方向)で、配列間隔はＰＹであり、同様に、第２のレンズ列１６Ａ内の第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向は第１のレンズ板１１Ａの長手方向(Ｙ方向)で、配列間隔はＰＹである。また、第１のレンズ列１５Ａ内の第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のレンズ列１６Ａ内の隣接する第１のマイクロレンズ１２Ａとの配列間隔はＰＮである。
【００３５】
第１のレンズ板１１Ａに形成される、ある第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａは、隣接する第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａと境界で接することで、隙間なく連続して配置され、その境界は鋸歯状に形成されている。そのため、外側レンズ面１３Ａの配列方向(Ｙ方向)の半径ＬＢ１は、ＰＹ／２となる。また、第1のレンズ列１５Ａ内のある第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のレンズ列１６Ａ内の隣接する第１のマイクロレンズ１２Ａとを結ぶ方向における外側レンズ面１３Ａの半径ＬＢ２は、ＰＮ／２となる。なお、外側レンズ面１３Ａの最大半径ＲＬは、ＬＢ１及びＬＢ２に対して大きな値である。
【００３６】
次に、図７を参照して、第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの詳細な構成を説明する。
図７は、第１実施形態に係るマイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの概略断面図である。図７（ａ）は、第１のレンズ板１１Ａに形成する第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。図７（ｂ）は、第１のレンズ板１１Ａに形成する第１のマイクロレンズ１２Ａの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。図７（ｃ）は、第２のレンズ板１１Ｂに形成する第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。図７（ｄ）は、第２のレンズ板１１Ｂに形成する第２のマイクロレンズ１２Ｂの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。
【００３７】
最初に、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの曲面の構成について説明する。第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａ及び内側レンズ面１４Ａや、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂ及び内側レンズ面１４Ｂは、式１で表される回転対称高次非球面で構成することにより、高い解像度を得ることができる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
式１の関数Ｚ(ｒ)は、第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａ及び内側レンズ面１４Ａや、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂ及び内側レンズ面１４Ｂの頂点を原点とし、レンズユニット１の物体面から結像面へ向かう方向を正の数で表す。ｒは、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの光軸に平行な方向を軸とし、半径方向の回転座標系を示し、各図面に示したＸ方向、Ｙ方向の各座標に対して式２の関係がある。ＣＲは曲率半径を示し、Ａは非球面係数４次の係数を示し、Ｂは非球面係数６次の係数を示し、Ｃは非球面係数８次の係数を示す。
【００４０】
【数２】
【００４１】
次に、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの光軸の偏心及び傾斜について説明する。
図７（ａ）は、第１のマイクロレンズ１２Ａの断面構成を示している。図面横方向(Ｙ方向)がマイクロレンズ１２Ａの配列方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａの下に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図４参照)が配置される。矢印ＥＹは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯのＹ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＹは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯのＹ方向の傾斜を示す。
【００４２】
ここで、右手系のＸＹＺ座標において、第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向をＹ方向、物体に対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａは、外側レンズ面１３Ａの傾斜ＴＹが＋α方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ａの偏心ＥＹは−Ｙ方向となるように構成される。一方、第１のマイクロレンズ１２Ａは、傾斜ＴＹが−α方向に発生している場合に、偏心ＥＹは＋Ｙ方向となるように構成される。
【００４３】
図７（ｂ）は、第１のマイクロレンズ１２Ａの断面構成を示している。図面横方向(Ｘ方向)がレンズユニット１の幅方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａの下に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図３参照)が配置される。矢印ＥＸは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯのＸ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＸは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸のＸ方向の傾斜を示す。
【００４４】
ここで、右手系のＸＹＺ座標において、第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向をＹ方向、物体に対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｙ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋β(βは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａは、外側レンズ面１３Ａの傾斜ＴＸが＋β方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ａの偏心ＥＸは＋Ｘ方向となるように構成される。一方、第１のマイクロレンズ１２Ａは、傾斜ＴＸが−β方向に発生している場合に、偏心ＥＸは−Ｘ方向となるように構成される。
【００４５】
図７（ｃ）は、第２のマイクロレンズ１２Ｂの断面構成を示している。図面横方向(Ｙ方向)がマイクロレンズの配列方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂの上に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図３参照)が配置される。矢印ＥＹは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＹ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＹは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＹ方向の傾斜を示す。
【００４６】
第２のマイクロレンズ１２Ｂは、外側レンズ面１３Ｂの傾斜ＴＹが＋α方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ｂの偏心ＥＹは＋Ｙ方向となるように構成される。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、傾斜ＴＹが−α方向に発生している場合に、偏心ＥＹは−Ｙ方向となるように構成される。
【００４７】
図７（ｄ）は、第２のマイクロレンズ１２Ｂの断面構成を示している。図面横方向(Ｘ方向)がレンズユニット１の幅方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂの上に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図３参照)が配置される。矢印ＥＸは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＸ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＸは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＸ方向の傾斜を示す。
【００４８】
第２のマイクロレンズ１２Ｂは、外側レンズ面１３Ｂの傾斜ＴＸが＋β方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ｂの偏心ＥＸは−Ｘ方向となるように構成される。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、傾斜ＴＸが−β方向に発生している場合に、偏心ＥＸは＋Ｘ方向となるように構成される。
【００４９】
（遮光板）
次に、図８を参照して、第１実施形態に係る遮光板の構成について説明する。なお、図８は、第１実施形態に係る遮光板２１の上面図である。
遮光板２１には、絞りとしての複数の開口部２２が形成される。遮光板２１に形成される開口部２２の配列間隔は、第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列間隔に一致する。そのため、遮光板２１の開口部２２の配置は、Ｘ方向に２列の千鳥配置となる。また、遮光板２１は、ＴＢの範囲内に形成された遮光壁２３を有し、遮光壁２３の厚さをＴＢとする。
【００５０】
開口部２２は、半径ＲＡの円をレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)に平行で半径ＲＡの円の中心から距離ＡＢにある直線で切断し、また、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向(Ｙ方向)と平行で半径ＲＡの円の中心から距離ＴＢ／２にある直線で切断した形状である。このとき、ＲＡ＞ＡＢとなっており、また、ＲＡ＞ＴＢ／２となっている。内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬの位置は、開口部２２の一部である半径ＲＡの円の中心と一致する。
【００５１】
遮光板２１は、発光部としてのＬＥＤ素子３０の光線を遮光する素材により形成される。本実施形態の遮光板２１は、ポリカーボネートを用いて、射出成型法により作成してある。遮光板２１は、物体であるＬＥＤ素子３０からの光線のうち、結像３０Ｃ(図９参照)に寄与する光線を開口部２２を介して通過させ、結像３０Ｃに寄与しない光線を遮光する。
【００５２】
次に、図９及び図１０を参照して、レンズユニット１が行う結像について説明する。なお、図９は、第１実施形態に係るレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)における縦断面図である。具体的には、図６及び図８における直線Ａ−Ａの位置での断面図である。図１０は、第１実施形態に係るレンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)における縦断面図である。具体的には、図６及び図８における直線Ｂ−Ｂの位置での断面図である。
【００５３】
図９に示すように、物体３０ＡとしてのＬＥＤアレイ３００は、物体面ＯＰとレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)における中心線ＣＬとが交差する位置に配置される。第１のマイクロレンズ１２Ａは、物体面ＯＰから距離ＬＯを隔てて配置される。第２のマイクロレンズ１２Ｂは、第１のマイクロレンズ１２Ａの内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬと、第２のマイクロレンズ１２Ｂの内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬとが一致し、第１のマイクロレンズ１２Ａから距離ＬＳを離れた位置に第１のマイクロレンズ１２Ａと対向するように配置される。結像３０Ｃは、第２のマイクロレンズ１２Ｂから距離ＬＩを離れた位置の結像面とレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)における中心線ＣＬとが交差する位置に形成される。なお、第１のマイクロレンズ１２Ａの厚さは、ＬＴ１であり、第２のマイクロレンズ１２Ｂの厚さはＬＴ２である。
【００５４】
ここで、右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向をＹ方向、物体３０Ａに対する結像３０Ｃの方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｙ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋β(βは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｘ方向に偏心ＥＸし、＋β方向へ傾斜ＴＸしている。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して−Ｘ方向に偏心ＥＸし、＋β方向へ傾斜ＴＸしている。すなわち、外側レンズ面１３Ａと外側レンズ面１３Ｂとは、Ｘ方向において逆方向に偏心し、β方向において同一方向に傾斜している。
【００５５】
また、図１０に示すように、右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向をＹ方向、物体３０Ａに対する結像３０Ｃの方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向に偏心ＥＹし、−α方向へ傾斜ＴＹしている。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向に偏心ＥＹし、＋α方向へ傾斜ＴＹしている。すなわち、外側レンズ面１３Ａと外側レンズ面１３Ｂとは、Ｙ方向において同一方向に偏心し、α方向において逆方向に傾斜している。
【００５６】
第１のマイクロレンズ１２Ａは、−Ｚ方向に距離ＬＯ１を離れた位置にある物体３０Ａの縮小倒立像としての中間像３０Ｂを、＋Ｚ方向に距離ＬＩ１を離れた位置である中間像面ＩＭＰ上に形成する。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、−Ｚ方向に距離ＬＯ２を離れた位置にある中間像３０Ｂの拡大倒立像３０Ｃを、＋Ｚ方向に距離ＬＩ２を離れた結像面ＩＰ上に結像する。この結果、結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像になる。
【００５７】
レンズユニット１の物体面ＯＰから第１のマイクロレンズ１２Ａまでの距離ＬＯは、距離ＬＯ１と等しく設定される。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂの間隔ＬＳは、ＬＳ＝ＬＩ１＋ＬＯ２に設定される。また、第２のマイクロレンズ１２Ｂからレンズユニット１の結像面ＩＰまでの距離ＬＩは、ＬＩ２と等しく設定される。
【００５８】
なお、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとを同じ構成のレンズとすることができる。このとき、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとは、ともに厚さがＬＴ１である。また、第１のマイクロレンズ１２Ａの物体面側の曲面である外側レンズ面１３Ａと同じ形状の面が、第２のマイクロレンズ１２Ｂの結像面側の曲面である外側レンズ面１３Ｂとなるように対向して配置する。また、距離ＬＯ１と距離ＬＩ２とは等しく設定され、距離ＬＯと距離ＬＩとは等しく設定される。また、距離ＬＯ２と距離ＬＩ１とは等しく設定され、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間隔ＬＳは、ＬＳ＝２×ＬＩ１に設定される。
以上で、第１実施形態の画像形成装置の構成の説明を終了する。
【００５９】
≪画像形成装置の動作≫
＜画像形成装置の画像形成動作＞
次に、図１を参照して、第1実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１００の画像形成動作の概要について説明する。
【００６０】
最初に、電圧が印加された帯電ローラ４２は、感光体ドラム４１の表面を帯電する。続いて、感光体ドラム４１が回転することで当該感光体ドラム４１の帯電部がＬＥＤヘッド３の付近に到達する。続いて、ＬＥＤヘッド３は、帯電された当該感光体ドラム４１の表面を露光し、当該感光体ドラム４１の表面に静電潜像を形成する。続いて、現像器５は、静電潜像を現像し、当該感光体ドラム４１の表面にトナー像を形成する。なお、ＬＥＤヘッド３の露光動作の詳細については後記する。
【００６１】
一方、給紙ローラ６１は、給紙カセット６０から用紙１０１を取り出す。続いて、搬送ローラ６２，６３は、給紙カセット６０から取り出された用紙１０１を、転写ローラ８０及び転写ベルト８１の付近に搬送する。そして、現像によって得られた感光体ドラム４１の表面上のトナー像は、感光体ドラム４１が回転することによって転写ローラ８０及び転写ベルト８１の付近に到達する。それにより、電圧が印加されている転写ローラ８０及び転写ベルト８１は、感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像を用紙１０１上に転写する。
【００６２】
続いて、転写ベルト８１は、回転することで、表面にトナー像が形成された用紙１０１を定着器９に搬送する。続いて、定着器９は、用紙１０１上に形成されたトナー像を加圧しながら過熱することで、トナーを溶融し、用紙１０１上にトナーを定着する。続いて、搬送ローラ６４及び排出ローラ６５は、用紙１０１を排出部７に排出する。これで、プリンタ１００の画像形成動作の概要についての説明を終了する。
【００６３】
＜露光装置の露光動作＞
次に、図４を参照して、第１実施形態に係る露光装置としてのＬＥＤヘッド３の露光動作の概要について説明する。
制御部９８(図１参照)は、外部インタフェース９７を介して受信した画像データを基にして、ＬＥＤヘッド３に対して制御信号を出力する。続いて、ＬＥＤヘッド３のドライバＩＣ３１は、制御部９８から出力された制御信号に基づき、任意の光量でＬＥＤ素子３０を発光する。ＬＥＤアレイ３００の各々のＬＥＤ素子３０から出た光線は、レンズユニット１に入射し、感光体ドラム４１の表面に結像する。これにより、結像された部分が露光され、露光されることで静電潜像が形成される。なお、レンズユニット１の結像動作の詳細については後記する。
【００６４】
＜レンズユニットの結像動作＞
次に、図９及び図１０を参照して、第１実施形態に係るレンズユニット１の結像動作について説明する。
図９に示すように、第１のマイクロレンズ１２Ａは、物体３０Ａの縮小倒立像を中間像面ＩＭＰ上の中間像３０Ｂとして形成する。次に、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、中間像３０Ｂの拡大倒立像を結像面ＩＰ上の結像３０Ｃとして形成する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像となっており、物体面ＯＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)は結像面ＩＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)となっている。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間では物体面ＯＰ上の各点からの主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになっている。ここで、遮光板２１は、物体３０Ａからの光線のうち、結像３０Ｃに寄与しない光線を遮断する。
【００６５】
また、図１０に示すように、第１のマイクロレンズ１２Ａは、物体３０Ａの縮小倒立像を中間像面ＩＭＰ上に中間像３０Ｂとして形成する。次に、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、中間像３０Ｂの拡大倒立像を結像面ＩＰ上に結像３０Ｃとして形成する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像となっている。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間では物体面ＯＰ上の各点からの主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになっている。ここで、遮光板２１は、物体３０Ａからの光線のうち、結像３０Ｃに寄与しない光線を遮断する。
【００６６】
レンズユニット１は、複数の第１のマイクロレンズ１２Ａ、第２のマイクロレンズ１２Ｂ、及び開口部２２が同じ間隔で配列されているため、プリンタ１００の感光体ドラム４１にＬＥＤアレイ３００として略直線状に配置された物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０の全ての結像３０Ｃを形成することができる。
【００６７】
なお、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとを同じ構成のレンズとした場合にも、第１のマイクロレンズ１２Ａは物体３０Ａの縮小倒立像を中間像面ＩＭＰ上に中間像３０Ｂとして形成し、第２のマイクロレンズ１２Ｂは中間像３０Ｂの拡大倒立像を結像面ＩＰ上に結像３０Ｃとして形成する。結像３０Ｃは物体３０Ａの正立等倍像となっており、物体面ＯＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)は結像面ＩＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)となっている。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間では物体面上の各点からの主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになる。
【００６８】
＜マイクロレンズの動作＞
次に、図１１を参照して、第１実施形態に係るマイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの動作について説明する。
なお、図１１は、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの動作を説明するための図である。図１１（ａ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹが無い場合を想定した概略断面図である。図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹが無い場合を想定した概略断面図である。図１１（ｃ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹが無い場合を想定した概略断面図である。図１１（ｄ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹが無い場合を想定した概略断面図である。
【００６９】
図１１では、図７（ａ）及び図７（ｃ）と同様に、右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向をＹ方向、物体に対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。
【００７０】
図１１（ａ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹがない場合を想定している。外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯに対して−Ｙ方向へ距離ＧＹ離れた位置に物体３０Ａがあるとすると、中間像面ＩＭＰ上では、内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対し＋Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に中間像３０Ｂが形成される。
【００７１】
図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹがない場合を想定している。外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯに対して＋Ｙ方向へ距離ＧＹ離れた位置に物体３０Ａがあるとすると、中間像面ＩＭＰ上では、内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対し−Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に中間像３０Ｂが形成される。
【００７２】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）より、本実施形態の第１のマイクロレンズ１２Ａは、偏心ＥＹによる中間像３０Ｂの位置のずれと、傾斜ＴＹによる中間像３０Ｂの位置のずれとが反対方向になるので、位置のずれが互いに相殺されることで中間像３０Ｂの位置のずれが軽減される。
なお、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）では、レンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)を例にとりマイクロレンズ１２Ａの動作を説明したが、レンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)においても長手方向(Ｙ方向)と同様に位置のずれが互いに相殺されることで中間像３０Ｂの位置のずれが軽減される。
【００７３】
図１１（ｃ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹがない場合を想定している。結像面ＩＰと外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯとの交点は、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向へ距離ＧＹ離れた点に位置する。結像３０Ｃは、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に形成される。
【００７４】
図１１（ｄ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹがない場合を想定している。結像面ＩＰと外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯとの交点は、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して−Ｙ方向に距離ＧＹ離れた点に位置する。結像３０Ｃは、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して−Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に形成される。
【００７５】
図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）より、本実施形態の第２のマイクロレンズ１２Ｂは、偏心ＥＹによる結像３０Ｃの位置のずれと、傾斜ＴＹによる結像３０Ｃの位置のずれとが反対方向になるので、位置のずれが互いに相殺されることで結像３０Ｃの位置のずれが軽減される。
なお、図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）では、レンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)を例にとりマイクロレンズ１２Ｂの動作を説明したが、レンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)においても長手方向(Ｙ方向)と同様に位置のずれが互いに相殺されることで結像３０Ｃの位置のずれが軽減される。
以上で、第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成動作の説明を終了する。
【００７６】
以上のように、第１実施形態に係るレンズアレイとしてのレンズ板１１Ａ，１１Ｂは、第２のレンズ面に対する第１のレンズ面の傾斜により物体の結像が形成される位置のずれが、第２のレンズ面に対する第１のレンズ面の偏心によって相殺されるように構成されている。
【００７７】
例えば、本実施形態のように右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａの配列方向がＹ方向で、第１のレンズ面が第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置され、＋Ｘ方向を右回りに回転する傾斜を＋α(αは０以上の数)として表す場合に、第１のレンズ面が第２のレンズ面に対して−αに傾斜しているとき、第１のレンズ面は第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心していることによって、傾斜による物体の結像（中間像）が形成される位置のずれが、偏心によって相殺され解像度の低下が抑制される。
【００７８】
また、本実施形態のように右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａの配列方向がＹ方向で、第１のレンズ面が第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置され、＋Ｙ方向を右回りに回転する傾斜を＋β(βは０以上の数)として表す場合に、第１のレンズ面が第２のレンズ面に対して＋βに傾斜しているとき、第１のレンズ面は第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心していることによって、傾斜による物体の結像（中間像）が形成される位置のずれが、偏心によって相殺され解像度の低下が抑制される。
【００７９】
さらに、本実施形態の通りに構成することで、レンズユニット１においては、レンズ面の傾斜による結像が形成される位置のずれが軽減され、レンズユニット１の解像度の低下を抑制することができ、ＬＥＤヘッド３においては、コントラストの高い露光像を形成することができ、画像形成装置１００においては、濃度ムラやスジのない鮮明な画像を形成することができる。その為、画像形成装置１００においては、印刷画像の品質低下を抑制することができる。
【００８０】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０００は、レンズユニット１１０の構成が、第１実施形態に係るレンズユニット１と異なる。
【００８１】
≪第２実施形態に係る画像形成装置の構成≫
（レンズユニット）
第２実施形態に係るレンズユニット１１０の構成を説明する。
第２実施形態に係るレンズユニット１１０は、第１実施形態に係るレンズユニット１(図５参照)と比較すると、第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂの構成が異なる点で相違している。以下、第２実施形態に係る第１のレンズ板１１Ａを「第１のレンズ板１１１Ａ」と呼び、第２実施形態に係る第２のレンズ板１１Ｂを「第２のレンズ板１１１Ｂ」と呼ぶ。第２実施形態に係るレンズユニット１１０は、第１のレンズ板１１１Ａと第２のレンズ板１１１Ｂの構成が同様なので、ここでは第１のレンズ板１１１Ａについて説明し、第２のレンズ板１１１Ｂの詳細な説明は省略する。
【００８２】
（レンズアレイ）
図１２及び図１３を参照して、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの構成を説明する。なお、図１２は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの外観斜視図である。図１３は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの縦断面図である。
【００８３】
第１のレンズ板１１１Ａは、第２のレンズ板１１１Ｂに対して物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０側に配置される。第１のレンズ板１１１Ａは、射出成型により複数の第１のマイクロレンズ１１２Ａと一体に成型してある。第１のマイクロレンズ１１２Ａの配置は、図１２に示すように、Ｘ方向に２列の千鳥配置である。第１のマイクロレンズ１１２Ａのうち、物体であるＬＥＤ素子３０側のレンズ面を第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａと呼び、結像が形成される感光体ドラム４１側のレンズ面を第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａと呼ぶ(図１３参照)。また、外側レンズ面１１３Ａの光軸をＡＸＯで表し、内側レンズ面１１４Ａの光軸をＡＸＬで表す。
【００８４】
ここで、図１３に示すように、右手系のＸＹＺ座標において、第１のマイクロレンズ１１２Ａの配列方向をＹ方向、物体３０Ａに対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。その場合、第１のマイクロレンズ１１２Ａの内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬは、図面のＺ方向(縦方向)で、第１のマイクロレンズ１１２Ａの配列方向は、図面のＹ方向(横方向)である。
【００８５】
外側レンズ面１１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬに対して偏心しており、Ｙ方向の偏心をＥＹで表す。また、外側レンズ面１１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬに対して傾斜しており、Ｙ方向の傾斜をＴＹで表す。偏心ＥＹと傾斜ＴＹとの方向の関係は、第１実施形態と同様である。
【００８６】
また、第１のレンズ板１１１ＡのＹ方向における一方の端部には、第１のレンズ板１１１Ａを射出成形する際にできるバリであるゲート痕１１７Ａが形成されている。ゲート痕１１７Ａを図面の＋Ｙ方向の端部に配置した場合、傾斜ＴＹは、−αの方向で、偏心ＥＹは＋Ｙ方向となっている。
以上で、第２実施形態に係る画像形成装置の構成の説明を終了する。
【００８７】
≪レンズアレイ成型用型の構成≫
次に、第２実施形態に係るプリンタ１０００を構成するレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａを成型するための型について説明する。図１４は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａや第２のレンズ板１１１Ｂを成型する金型７００の縦断面図である。
【００８８】
レンズアレイ成型用型としての金型７００は、第１の型としての上型７０２と、第２の型としての下型７０１とで構成される。下型７０１は、第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａ，１１３Ｂの形状に対応する外側曲面７１３が形成され、外側レンズ面１１３Ａ，１１３Ｂの形状を転写する。上型７０２は、第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａ，１１４Ｂの形状に対応する内側曲面７１４が形成され、内側レンズ面１１４Ａ，１１４Ｂの形状を転写する。図１４では、外側曲面７１３の配列方向が図面のＹ方向(横方向)となっている。
【００８９】
金型７００の外側曲面７１３は、外側レンズ面１１３Ａ，１１３Ｂの配列に対応するように配置され、内側曲面７１４は、内側レンズ面１１４Ａ，１１４Ｂの配列に対応するように配置されている。このとき、外側曲面７１３は、内側曲面７１４に対して距離ＭＥＹだけ偏心して(ずらして)形成される。偏心ＭＥＹの方向は、ゲート７１７が＋Ｙ方向に配置され、外側曲面７１３が内側曲面７１４の−Ｚ方向(下側)に配置されている場合に＋Ｙ方向となる。
【００９０】
ここで、第１の型としての上型７０２に形成される第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａの曲率は、第２の型としての下型７０１に形成される第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａの曲率よりも小さい。このようにすることで、第１のレンズ板１１１Ａ(図１３参照)の外側レンズ面１１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬに対してゲート７１７が配置されている方向と反対側(−Ｙ方向)に傾斜する。詳細は、レンズアレイの製造方法で説明する。
【００９１】
また、金型７００の図面Ｙ方向(横方向)端部には、第１のレンズ板１１１Ａの素材を注入するゲート７１７が形成されている。ゲート７１７は、内側曲面７１４が形成される第１の型としての上型７０２寄りに形成される。
以上で、第２実施形態に係るレンズアレイ成型用型の構成の説明を終了する。
【００９２】
≪レンズアレイの製造方法≫
次に、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの製造方法について説明する。図１５は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａや第２のレンズ板１１１Ｂを製造するためのフローチャートである。
【００９３】
図１４に示すレンズアレイ成型用型としての金型７００は、下型７０１と上型７０２とが組み合わされることで、外側曲面７１３と内側曲面７１４との間に囲まれた空間を形成する。最初に、軟化された素材を成型機によりゲート７１７を介してこの空間に注入される（ステップＳ１０）。このとき、注入された素材は、成型機により高い圧力が加えられる。この圧力の加えられる方向は、図１４に示すゲート７１７から反対側の端部に向かう方向(−Ｙ方向)である。そのため、外側曲面７１３内に流入した素材には、外側曲面７１３の頂点(外側レンズ面１１３Ａの頂点)が圧力の方向に倒れるような内部応力が発生する。すなわち、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａの頂点には、図１３の−α方向に内部応力が働く。
【００９４】
次に、上型７０２と下型７０１とを分離して、射出成型された第１のレンズ板１１１Ａを金型７００から取り出す（ステップＳ２０）。このとき、第１のレンズ板１１１Ａの素材は、比較的高温であり硬化していない。そのため、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａの頂点に対して−α方向に働いている内部応力を解放するように、成型された第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａは、−α方向へ傾斜し、冷却が進むにつれ外側レンズ面１１３Ａは−α方向へ傾斜した状態で徐々に硬化してゆく（ステップＳ０３０）。
【００９５】
なお、内側曲面７１４内に流入した素材には、外側レンズ面１１３Ａと同様に、内側曲面７１４の頂点(内側レンズ面１１４Ａ)が圧力の方向に倒れるような内部応力が発生する。すなわち、第１のレンズ板１１１Ａの内側レンズ面１１４Ａの頂点には、図１３の＋α方向に内部応力が働く。そして、上型７０２と下型７０１とが分離されるときに、第１のレンズ板１１１Ａの素材は比較的高温であり硬化していないため、＋α方向に働いている内部応力を解放するように、成型された第１のレンズ板１１１Ａの内側レンズ面１１４Ａは、＋α方向へ傾斜し、冷却が進むにつれ傾斜した状態で徐々に硬化してゆく。
しかしながら、上述したように、第１の型としての上型７０２に形成される第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａの曲率は第２の型としての下型７０１に形成される第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａの曲率よりも小さいので、内側レンズ面１１４Ａの傾斜は、無視することができる。
【００９６】
この結果、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａには、内側レンズ面１１４Ａを基準として−α方向の傾斜ＴＹが形成される(図１３参照)。また、金型７００の外側曲面７１３は、内側曲面７１４に対して偏心ＭＥＹとなるように構成されているので、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａは、内側レンズ面１１４Ａを基準として＋Ｙ方向に偏心ＥＹされて形成される(図１３参照)。そのため、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａは、第１実施形態に係る第１のレンズ板１１Ａの構成(Ｙ方向)と同様の偏心及び傾斜が形成される。
【００９７】
第２実施形態に係るレンズユニットの効果を検証するために、第２実施形態に係るレンズアレイの製造方法を用いてレンズユニットとしての第１のレンズ板１１１Ａ及び第２のレンズ板１１１Ｂを作成したので説明する。作成したレンズユニットの各部位の寸法は、表１に示す通りである。
【００９８】
【表１】
【００９９】
レンズユニットとしての第１のレンズ板１１１Ａ及び第２のレンズ板１１１Ｂに用いる材料は、シクロオレフィン系樹脂である光学樹脂(日本ゼオン社製、商品名：ＺＥＯＮＥＸ(ゼオネックス)Ｅ４８Ｒ)で、ガラス転移温度は１３９℃である。射出成型の前工程として、射出成型に用いる材料を１００℃で４時間真空乾燥し、窒素ガス雰囲気下で常温に戻した。
【０１００】
射出成型に用いた射出成型機は、スクリュー径が２６ｍｍ、ノズル径が２．５ｍｍ、型締め力が１０００ＫＮである。射出成型においては、スクリュー回転数を８０ｒｐｍ、背圧を８０ｋｇ／ｃｍ２で計量を行った。
【０１０１】
過熱筒の温度は、ノズル、前部、中間部、後部でそれぞれ、２７５℃、２８０℃、２８０℃、２６０℃としたが、ノズル、前部、中間部において２７０〜３００℃、後部で２５０〜２８０℃としてもよい。射出速度は、７０ｍｍ／秒としたが、２０〜２００ｍｍ／秒としてもよい。保圧開始時圧力は、１２００ｋｇ／ｃｍ２で、保圧時間は７秒としたが、それぞれ１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ２、３〜１０秒としてもよい。成型サイクルは、９０秒であった。
【０１０２】
躯出成型したレンズ板１１１Ａの内側レンズ面１１４Ａを基準とした外側レンズ面１１３Ａの傾斜ＴＹを測定したところ、図１３の−α方向に傾斜ＴＹ＝０．１°であった。傾斜ＴＹの測定は、超高精度三次元測定機ＵＡ−３Ｐ(パナソニック社製)を用いた。
【０１０３】
本実施形態のレンズユニット１１０のレンズ板１１１Ａ，１１１Ｂとして、金型７００の偏心ＭＥＹ＝０．００２ｍｍとして、あらためて射出成型を行った。射出成型後のレンズ板１１１Ａ，１１１Ｂの偏心ＥＹを測定したところ、ＥＹ＝０．００２ｍｍであった。偏心ＥＹの測定は、超高精度三次元測定機ＵＡ−３Ｐ(パナソニック社製)を用いた。ここで、ＭＥＹがレンズ径ＲＬの「０．１％〜０．８％」の範囲内であれば同様の効果が得られる。
【０１０４】
次に作成したレンズユニット１１０の性能を評価した結果について述べる。レンズユニット１１０の性能の評価においては、ＬＥＤ素子３０の配列間隔がＰＤ＝０．０４２ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用いた。これは、１インチ(凡そ２５．４ｍｍ)に６００個のＬＥＤ素子３０が配列されており、いわゆる解像度は６００ｄｐｉ(Dot per inch)である。
【０１０５】
まず、作成したレンズユニット１１０を実装したＬＥＤヘッド３によって形成されたＬＥＤの結像の解像度を示すＭＴＦ(振輻伝達関数：Modulation Transfer Function)を測定したところ「９２％」であった。
ＭＴＦとは、ＬＥＤヘッド３の結像３０Ｃのコントラストを示す。１００％でコントラストが最も大きく、パーセンテージが小さいほどコントラストは小さくなる。ＭＴＦは、結像の輝度の最大値ＩＭＡＸ、隣り合う２つの結像３０Ｃの間の輝度の最小値をＩＭＩＮとしたとき、式３のように定義される。
【０１０６】
【数３】
【０１０７】
ＭＴＦの測定においては、ＬＥＤ素子３０の配列間隔ＰＤ＝０．０４２ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用いて、ＬＥＤ素子３０のうち１個を点灯し隣接する１個を非点灯とするパターンで点灯させ、ＣＣＤカメラにより結像面ＩＰ上の結像３０Ｃを撮影し、輝度分布を解析した。
【０１０８】
さらに、作成したレンズユニット１１０を実装したプリンタ１０００を用いて、印刷画像を評価したところ、第２実施形態に係るレンズユニット１１０では良好な画像が得られた。プリンタ１０００の印刷画像の評価については、図１６を用いて説明する。印刷画像の評価において、ＬＥＤ素子３０の配列間隔がＰＤ＝０．０４２ｍｍであるプリンタ１００を用いた。印刷画像は、図１６の印刷ドット８０１と空白領域８０２により構成される。印刷ドット８０１はトナー像であり、空白領域８０２はトナーが付着せず、印刷用紙の表面が露出する領域である。印刷ドットの間隔ＰＰ＝０．０８４ｍｍで、１つおきに印刷ドット８０１と空白領域８０２を形成した印刷画像を形成し評価した。
以上で、第２実施形態に係るレンズアレイの製造方法の説明を終了する。
【０１０９】
以上のように、第２実施形態に係るレンズアレイ製造方法は、レンズ面が傾斜してしまっても解像度の低下が抑制されるようにレンズアレイを形成することができる。
【０１１０】
［第３実施形態］
第１実施形態では、レンズアレイを画像形成装置に適用する場合を説明した。第３実施形態では、レンズアレイを読取装置に適用する場合を説明する。
【０１１１】
≪読取装置の構成≫
図１７を参照して、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ５００の構成を説明する。図１７は、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ５００の縦断面図である。
【０１１２】
読取装置としてのスキャナ５００は、原稿６００の電子データを生成する。読取ヘッド４００は、原稿６００の表面で反射した光線を取り込み電子データに変換する。読取ヘッド４００は、レール５０３上に移動可能に配置される。原稿６００は、原稿台５０２上に配置される。原稿台５０２は、可視光線を透過する素材で構成される。照明装置としてのランプ５０１は、発せられた光線が原稿６００表面で反射し、読取ヘッド４００内に取り込まれるように配置される。駆動ベルト５０５は、複数のローラ５０４により張架され、駆動ベルト５０５の一部は、読取ヘッド４００の一部に接続する。モータ５０６は、駆動ベルト５０５を駆動し、読取ヘッド４００を移動させる。
【０１１３】
次に、図１８を参照して、第３実施形態に係る読取ヘッド４００の構成を説明する。なお、図１８は、第３実施形態に係る読取ヘッド４００の縦断面図である。ここで、第３実施形態に係る読取ヘッド４００を構成するレンズユニットの構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１又は第２実施形態に係るレンズユニット１１０と同様であってよい。ここでは、レンズユニットの構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１の構成と同様である場合を説明する。
【０１１４】
ミラー４０２は、原稿６００で反射された光線の光路を折曲する。レンズユニット１は原稿６００の像を結像する。ラインセンサ４０１は、複数の受光素子が略直線状に配置されており、原稿６００の結像を電気信号に変換する。
【０１１５】
また、図１９に第１実施形態に係るレンズユニット１を読取装置としてのスキャナ５００に用いた場合の構成を示す。なお、図１９は、第３実施形態に係る読取ヘッド４００の拡大縦断面図である。本実施形態では、レンズユニット１の物体面ＯＰが原稿６００となるように、また、結像面ＩＰがラインセンサ４０１となるように配置される。
【０１１６】
≪読取装置の動作≫
＜読取装置の読取動作＞
図１７を参照して、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ５００の読取動作について説明する。
ランプ５０１が点灯すると、ランプ５０１から放射された光線は、原稿６００の表面で反射する。一方、モータ５０６は、駆動ベルト５０５を駆動して読取ヘッド４００とランプ５０１とを図面の平行方向に移動する。それにより、読取ヘッド４００は、原稿全面から反射した光線を取り込む。
【０１１７】
＜読取ヘッドの動作＞
次に、図１８を参照して、読取ヘッド４００の動作を説明する。原稿６００で反射された光線は、原稿台５０２を透過し、ミラー４０２を用いて光路が折り曲げられ、レンズユニット１に入射する。原稿６００の結像は、レンズユニット１によりラインセンサ４０１上に形成される。ラインセンサ４０１は、原稿６００の結像を電気信号に変換する。
以上で、第３実施形態に係る読取装置の動作の説明を終了する。
【０１１８】
以上のように、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ４００は、レンズ面の傾斜による解像度の低下が抑制され、原稿どおりの画像データを得ることができる。
【０１１９】
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
【０１２０】
（第１のレンズ面、第２のレンズ面）
第１実施形態において、第１のマイクロレンズ１２Ａの第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａ及び第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａや、第２のマイクロレンズ１２Ｂの第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂ及び第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂは、球面で形成してもよい。また、これらのレンズ面は、アナモフィック非球面、ＸＹ多項式、放物面、楕円面、双曲面、コーニック面等の曲面で形成してもよい。第２実施形態、及び第３実施形態についても同様である。
【０１２１】
（レンズアレイ）
第１実施形態において、レンズアレイとしての第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂは、金型成型により形成されているが、樹脂を型に用いた型成型法でもよく、また、切削加工により第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂを形成してもよい。さらに、第１実施形態においては、第1のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂの素材は樹脂を用いているが、ガラスを用いてもよい。第２実施形態、及び第３実施形態についても同様である。
【０１２２】
（遮光板）
第１実施形態において、遮光板２１は、ポリカーボネートを用いて、射出成型法により作成したがこの限りではなく、切削加工により作成してもよく、また、金属をエッチングするなどして作成してもよい。第２実施形態、及び第３実施形態についても同様である。
【０１２３】
（露光装置）
第１実施形態において、露光装置３として発光部であるＬＥＤ素子３０を複数配置したＬＥＤアレイ３００を用いたが、他にも、例えば有機ＥＬを発光部にしてもよく、レーザーを用いた露光装置でもよい。第２実施形態についても同様である。
【０１２４】
（金型）
第２実施形態において、金型７００は、外側曲面７１３と内側曲面７１４とがゲート７１７の方向に対して偏心して形成されていたが、金型７００自体は偏心させずに、金型７００に素材を注入後、外側曲面７１３と内側曲面７１４とがゲート７１７の方向に対して偏心するように上型７０２と下型７０１とをずらすようにしてもよい。
【０１２５】
（読取装置）
第３実施形態においては、原稿６００を電子データに変換する読取装置としてのスキャナ４００を例に説明したが、読取装置は、光学的信号を電気的信号に変換するセンサやスイッチ、及びそれらを用いた入出力装置、生態認証装置、通信装置、寸法測定器等であってもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１，１１０ レンズユニット
３ ＬＥＤヘッド（露光装置）
５ 現像器
１１Ａ，１１Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ レンズアレイ（第１のレンズアレイ、第２のレンズアレイ）
１２Ａ，１２Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ マイクロレンズ（第１のマイクロレンズ、第２のマイクロレンズ）
１３Ａ，１３Ｂ，１１３Ａ 外側レンズ面（第１のレンズ面）
１４Ａ，１４Ｂ，１１４Ａ 内側レンズ面（第２のレンズ面）
２１ 遮光板
２２ 開口部
３０ ＬＥＤ素子（発光部）
３０Ａ 物体
３０Ｂ 中間像
３０Ｃ 結像
４１ 感光体ドラム（像担持体）
４２ 帯電ローラ
１１７Ａ ゲート痕
３００ ＬＥＤアレイ
４００ 読取ヘッド
５００ スキャナ（読取装置）
７００ 金型（レンズアレイ成型用型）
７０１ 下型（第２の型）
７０２ 上型（第１の型）
７１３ 外側曲面（第１の曲面）
７１４ 内側曲面（第２の曲面）
７１７ ゲート
１００，１０００ プリンタ（画像形成装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレンズが配列されるレンズアレイ、レンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、又はプリンタ部とスキャナ部を備える複合機（ＭＦＰ:Multi Function Printer）等がある。
読取装置としては、複写機、ファクシミリ装置、スキャナ装置、又はプリンタ部とスキャナ部を備える複合機等がある。
【０００３】
また、複数のＬＥＤ(発光ダイオード：Light Emitting Diode)素子をアレイに配列したＬＥＤヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置や、複数の受光素子をアレイに配列した受光部に原稿の像を結像させるスキャナ装置やファクシミリ装置等の読取装置は、物体の正立等倍像をライン状に形成する光学系が用いられている。
ここで、物体の正立等倍像を形成するために、対向する複数の両凸レンズ（マイクロレンズ）の組を略直線状に配置することで、ＬＥＤアレイの正立等倍像を高い解像度で形成する光学系を構成することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９２００６号公報（段落００３０〜００７８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の光学系（レンズアレイ）は、金型に樹脂を一方向から注入して形成するため、冷却時の内部応力により、レンズの光軸が傾斜することがあった。このため、従来の光学系（レンズアレイ）は、解像度が低下することがあった。したがって、従来の光学系（レンズアレイ）を用いた画像形成装置においては、印刷画像にスジや濃度ムラが発生するという問題があった。一方、従来の光学系（レンズアレイ）を用いた読取装置においては、原稿どおりの画像データを形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、解像度の低下を抑制することができる、レンズアレイ、レンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイは、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイであって、前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、前記偏心距離は、前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの距離とが略一致する、ことを特徴とする。
それにより、前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの距離が、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの距離により相殺される。
【０００８】
また、本発明に係るレンズユニットは、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットであって、物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズアレイとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致する距離であり、前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する距離である、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置、及び読取装置は、前記記載のレンズユニットを搭載することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るレンズアレイ成型用型は、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを成型するレンズアレイ成型用型であって、前記第１のレンズ面の形状を転写する複数の第１の曲面と、前記第２のレンズ面の形状を転写する複数の第２の曲面と、素材の注入口としてのゲートと、を有し、右手系のＸＹＺ座標において、前記複数の第１の曲面及び前記複数の第２の曲面の配列方向をＹ方向とし、＋Ｙ方向の端部に前記ゲートを配置し、前記複数の第１の曲面を前記複数の第２の曲面よりも−Ｚ方向に配置したとき、各々の前記第１の曲面は対応する前記第２の曲面に対して＋Ｙ方向に偏心している、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るレンズアレイ製造方法は、前記記載のレンズアレイ成型用型に前記素材を注入する工程と、冷却途中で前記複数の第１の曲面、及び前記複数の第２の曲面を有する型と前記素材とを分離する工程と、前記分離された素材を常温まで冷却する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るレンズアレイ製造方法は、第１のレンズ面を転写するための第１の型と、第２のレンズ面を転写するための第２の型と、前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法であって、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材を成型することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、解像度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の縦断面図である。
【図２】第１実施形態に係る画像形成装置の拡大縦断面図である。
【図３】第１実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図４】第１実施形態に係る露光装置の縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係るレンズユニットの外観斜視図である。
【図６】第１実施形態に係るレンズアレイの底面図である。
【図７】第１実施形態に係るマイクロレンズの概略断面図である。（ａ）は、第１のレンズ板に形成するマイクロレンズの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。（ｂ）は、第１のレンズ板に形成するマイクロレンズの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。（ｃ）は、第２のレンズ板に形成するマイクロレンズの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。（ｄ）は、第２のレンズ板に形成するマイクロレンズの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。
【図８】第１実施形態に係る遮光板の上面図である。
【図９】第１実施形態に係るレンズユニットの幅方向(Ｘ方向)における縦断面図である。
【図１０】第１実施形態に係るレンズユニットの長手方向(Ｙ方向)における縦断面図である。
【図１１】第１実施形態に係るマイクロレンズの動作を説明するための図である。図１１（ａ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズに偏心があって傾斜がない場合を想定した概略断面図である。図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズに傾斜があって偏心がない場合を想定した概略断面図である。図１１（ｃ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズに偏心があって傾斜がない場合を想定した概略断面図である。図１１（ｄ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズに傾斜があって偏心がない場合を想定した概略断面図である。
【図１２】第２実施形態に係るレンズアレイの外観斜視図である。
【図１３】第２実施形態に係るレンズアレイの縦断面図である。
【図１４】第２実施形態に係るレンズアレイを成型する型の縦断面図である。
【図１５】第２実施形態に係るレンズアレイを製造するためのフローチャートである。
【図１６】第２実施形態に係る画像形成装置の印刷画像の評価を説明するための図である。
【図１７】第３実施形態に係る読取装置の縦断面図である。
【図１８】第３実施形態に係る読取ヘッドの縦断面図である。
【図１９】第３実施形態に係る読取ヘッドの拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１６】
［第１実施形態］
≪画像形成装置の構成≫
最初に、図１を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。なお、図１は、第１実施形態に係る画像形成装置１００の縦断面図である。
【００１７】
第１実施形態に係る画像形成装置１００は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、スキャナ装置、又はプリンタ部とスキャナ部を備える複合機等である。ここでは、画像形成装置１００としてカラー電子写真方式を用いたプリンタを想定して説明する。以下、画像形成装置１００を「プリンタ１００」と称する場合がある。
【００１８】
プリンタ１００は、印字媒体上に、色材としての顔料を含む樹脂からなるトナーを用いて入力された画像データに基づく画像を形成する。プリンタ１００は、印字媒体としての用紙１０１を貯留する給紙カセット６０を着脱可能に備える。また、プリンタ１００は、用紙１０１を給紙カセット６０から取り出す給紙ローラ６１、及び用紙１０１を搬送する搬送ローラ６２、６３を備える。
【００１９】
また、プリンタ１００は、静電潜像担持体としての感光体ドラム４１と、感光体ドラム４１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ４２と、帯電された感光体ドラム４１の表面に画像データ(印刷データ)に基づいて選択的に光線を発して静電潜像を形成する、露光装置としてのＬＥＤヘッド３と、ＬＥＤヘッド３により感光体ドラム４１に形成された静電潜像をトナーにより可視化することにより、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する現像器５と、現像器５にトナーを供給するトナーカートリッジ５１と、感光体ドラム４１に接触して配置され、感光体ドラム４１の表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレード４３と、で構成される画像形成部を備える。プリンタ１００の画像形成部は、用紙１０１の搬送経路に沿って配置される。
【００２０】
ここで、図２を参照して、現像器５の構成を説明する。図２は、第１実施形態に係る画像形成装置１００の拡大縦断面図である。
現像器５は、負のバイアス電圧（例えば、−３００Ｖ）が印加されることにより、トナーカートリッジ５１内部の現像剤としてのトナーを帯電させ、負に帯電したトナーを現像ローラ９６に供給する供給ローラ９５と、現像ローラ９６に供給されたトナーを薄層化し、現像ローラ９６の表面に一様なトナー層を形成する現像ブレード９４と、負のバイアス電圧（例えば、−２００Ｖ）が印加されており、電界の作用により、負に帯電されたトナーを静電潜像の上に移動させる現像ローラ９６とで構成される。
【００２１】
図１に戻り、プリンタ１００の構成の説明を続ける。プリンタ１００は、用紙１０１を搬送する転写ベルト８１と、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を用紙１０１上に転写する転写ローラ８０とを備える。転写ローラ８０は、転写ベルト８１を挟むように感光体ドラム４１に対向して配置され、正の電圧に帯電される。
また、プリンタ１００は、用紙１０１上に形成されたトナー像を熱及び圧力で定着する定着器９と、定着器９を通過した用紙１０１を搬送する搬送ローラ６４と、画像が形成された用紙１０１を貯留する排出部７と、排出部７に用紙１０１を排出する排出ローラ６５とを備える。
【００２２】
また、プリンタ１００は、感光体ドラム４１、帯電ローラ４２、転写ローラ８０、転写ベルト８１等のプリンタ１００内部の装置を駆動させるために、これらの装置に所定の電圧を印加する電源９９と、これらの装置の駆動を制御する制御部９８と、外部装置から印刷データを受信する外部インタフェース９７とを備える。
【００２３】
＜露光装置＞
次に、図３及び図４を参照して、第１実施形態に係る露光装置３の構成を説明する。本実施形態では、露光装置３としてＬＥＤヘッドを想定して説明する。以下、露光装置３を「ＬＥＤヘッド３」と称する場合がある。なお、図３は、第１実施形態に係るＬＥＤヘッド３の側面図である。図４は、図３に示す第１実施形態に係るＬＥＤヘッド３をＡ−Ａ方向に切断した縦断面図である。
なお、図３及び図４では、ＬＥＤヘッド３の配置を説明するために、感光体ドラム４１を同一図面上に記載している。また、説明の便宜上、ＬＥＤヘッド３と感光体ドラム４１との位置関係を図１に示す位置関係とは上下逆さまに記載してある。符号ＡＸＲは、感光体ドラム４１の回転軸を表している。回転軸ＡＸＲの方向は、Ｙ方向(図３の横方向)である。
【００２４】
図３に示すように、ＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤアレイ３００と、レンズユニット１とを備える。
（ＬＥＤアレイ）
ＬＥＤアレイ３００は、発光部である複数のＬＥＤ素子３０が配線基板３３上に略直線状に配列して構成される。ＬＥＤ素子３０の配列方向は、感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲと並行である。すなわち、ＬＥＤ素子３０の配列方向は、感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲと同じＹ方向(図３の横方向)である。ＬＥＤ素子３０は、ワイヤ３２によりドライバＩＣ３１に接続され(図４参照)、ドライバＩＣ３１の指示に従って任意の光量で発光する。ＬＥＤ素子３０が発光した光は、レンズユニット１に入射する。
【００２５】
（レンズユニット）
レンズユニット１は、長尺形状であり、レンズユニット１の長手方向が、ＬＥＤアレイ３００におけるＬＥＤ素子３０の配列方向(Ｙ方向)と平行になるように構成される。レンズユニット１は、ホルダ３４により係る位置で固定されている。
また、レンズユニット１は、ＬＥＤアレイ３００と対向する面に複数の第１のマイクロレンズ１２Ａを備え、また、第１のマイクロレンズ１２Ａが配置される面とは反対の面であり感光体ドラム４１と対向する面に第１のマイクロレンズ１２Ａと同数の第２のマイクロレンズ１２Ｂを備える。
【００２６】
ここで、第１のマイクロレンズ１２Ａのうち、発光体であるＬＥＤ素子３０側のレンズ面を第１のレンズ面としての「外側レンズ面１３Ａ」と呼び、結像される感光体ドラム４１側のレンズ面を第２のレンズ面としての「内側レンズ面１４Ａ」と呼ぶ。
また、第２のマイクロレンズ１２Ｂのうち、結像側のレンズ面を第１のレンズ面としての「外側レンズ面１３Ｂ」と呼び、発光体側のレンズ面を第２のレンズ面としての「内側レンズ面１４Ｂ」と呼ぶ。
ここでは、レンズユニット１がプリンタ１００のＬＥＤヘッド３に用いられているため、レンズユニット１による投影対象の物体が発光体であるＬＥＤ素子３０となっている。以下、「発光体」と「物体」と呼ぶ場合がある。特に、投影対象の物体を、レンズユニット１によって投影された結像と対比して説明する場合に、その投影対象を単に「物体」と呼ぶものとする。なお、仮に、レンズユニット１が読取装置の光学系に用いられる場合に、レンズユニット１による投影対象は、読取装置の対象となる媒体の表面に形成された画像となる。
【００２７】
第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの詳細な構成は後記するが、外側レンズ面１３Ａと内側レンズ面１４Ａとは、光軸がずれているとともに、外側レンズ面１３Ａが内側レンズ面１４Ａに対して傾斜している。同様に、外側レンズ面１３Ｂと内側レンズ面１４Ｂとは、光軸がずれているとともに、外側レンズ面１３Ｂが内側レンズ面１４Ｂに対して傾斜している。なお、内側レンズ面１４Ａと内側レンズ面１４Ｂとは、光軸が一致している。内側レンズ面１４Ａ及び内側レンズ面１４Ｂの光軸は、Ｚ方向(図面縦方向)となるようにレンズユニット１は構成される。
【００２８】
また、レンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)とレンズユニット１のマイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸方向(Ｚ方向)との両方に直交する方向をレンズユニット１の幅方向とした場合に、レンズユニット１は、レンズユニット１の幅方向がＸ方向(図４の横方向)となるように構成される。また、図４に示すように、レンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)におけるレンズユニット１の中心を符号ＣＬで表すと、符号ＣＬの直線上にＬＥＤ素子３０及び感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲが配置される。
【００２９】
次に、図５を参照して、第１実施形態に係るレンズユニット１の構成について説明する。なお、図５は、第１実施形態に係るレンズユニット１の外観斜視図である。
レンズユニット１は、物体側(ＬＥＤアレイ３００側)のレンズアレイとしての第１のレンズ板１１Ａと、結像側(感光体ドラム４１側)のレンズアレイとしての第２のレンズ板１１Ｂと、遮光板２１とで構成される。第１のレンズ板１１Ａ、及び第２のレンズ板１１Ｂは、遮光板２１を挟んで対向して配置される。
【００３０】
（レンズアレイ）
レンズアレイとしての第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂは、発光部としてのＬＥＤ素子３０(図４参照)からの光線を透過する素材でできていればよい。本実施形態では、第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂは、シクロオレフィン系樹脂である光学樹脂(日本ゼオン社製、商品名：ＺＥＯＮＥＸ(ゼオネックス)Ｅ４８Ｒ)を素材として用いている。そして、第１のレンズ板１１Ａは、射出成型により複数の第１のマイクロレンズ１２Ａと一体に成型してあり、また、第２のレンズ板１１Ｂは、射出成型により複数の第１のマイクロレンズ１２Ｂと一体に成型してある。なお、第１のマイクロレンズ１２Ａ、及び第２のマイクロレンズ１２Ｂは、略凸レンズ形状（略両凸レンズ形状）である。
【００３１】
第１のマイクロレンズ１２Ａの内側レンズ面１４Ａ、及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬは、Ｚ方向(図面縦方向)となり、また、内側レンズ面１４Ａ及び内側レンズ面１４Ｂ(図４参照)の光軸は一致する。そのため、第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列間隔は同様となる。
【００３２】
次に、図６を参照して、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列について説明する。図６は、第１実施形態に係るレンズアレイとしてのマイクロレンズ１２Ａの底面図である。第１実施形態に係るレンズユニット１は、第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂという２つのレンズアレイを備えるが、第１のレンズ板１１Ａに形成する第１のマイクロレンズ１２Ａと、第２のレンズ板１１Ｂに形成する第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列は同様なので、ここでは第１のレンズ板１１Ａについて説明し、第２のレンズ板１１Ｂの詳細な説明は省略する。
【００３３】
第１のマイクロレンズ１２Ａの配置は、図６に示すように、Ｘ方向に２列の千鳥配置が好ましい。第１のマイクロレンズ１２Ａを千鳥配置にすることで、最もレンズを緻密に配置することができる。ここで、第１のレンズ板１１Ａに配列された一方の第１のマイクロレンズ１２Ａの列を第１のレンズ列１５Ａと呼び、他方の第１のマイクロレンズ１２Ａの列を第２のレンズ列１６Ａと呼ぶことにする。第１のレンズ列１５Ａと第２のレンズ列１６Ａとの配列間隔はＰＸである。
【００３４】
また、第１のレンズ列１５Ａ内の第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向は、第１のレンズ板１１Ａの長手方向(Ｙ方向)で、配列間隔はＰＹであり、同様に、第２のレンズ列１６Ａ内の第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向は第１のレンズ板１１Ａの長手方向(Ｙ方向)で、配列間隔はＰＹである。また、第１のレンズ列１５Ａ内の第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のレンズ列１６Ａ内の隣接する第１のマイクロレンズ１２Ａとの配列間隔はＰＮである。
【００３５】
第１のレンズ板１１Ａに形成される、ある第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａは、隣接する第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａと境界で接することで、隙間なく連続して配置され、その境界は鋸歯状に形成されている。そのため、外側レンズ面１３Ａの配列方向(Ｙ方向)の半径ＬＢ１は、ＰＹ／２となる。また、第1のレンズ列１５Ａ内のある第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のレンズ列１６Ａ内の隣接する第１のマイクロレンズ１２Ａとを結ぶ方向における外側レンズ面１３Ａの半径ＬＢ２は、ＰＮ／２となる。なお、外側レンズ面１３Ａの最大半径ＲＬは、ＬＢ１及びＬＢ２に対して大きな値である。
【００３６】
次に、図７を参照して、第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの詳細な構成を説明する。
図７は、第１実施形態に係るマイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの概略断面図である。図７（ａ）は、第１のレンズ板１１Ａに形成する第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。図７（ｂ）は、第１のレンズ板１１Ａに形成する第１のマイクロレンズ１２Ａの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。図７（ｃ）は、第２のレンズ板１１Ｂに形成する第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列方向(Ｙ方向)における概略断面図である。図７（ｄ）は、第２のレンズ板１１Ｂに形成する第２のマイクロレンズ１２Ｂの幅方向(Ｘ方向)における概略断面図である。
【００３７】
最初に、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの曲面の構成について説明する。第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａ及び内側レンズ面１４Ａや、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂ及び内側レンズ面１４Ｂは、式１で表される回転対称高次非球面で構成することにより、高い解像度を得ることができる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
式１の関数Ｚ(ｒ)は、第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａ及び内側レンズ面１４Ａや、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂ及び内側レンズ面１４Ｂの頂点を原点とし、レンズユニット１の物体面から結像面へ向かう方向を正の数で表す。ｒは、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの光軸に平行な方向を軸とし、半径方向の回転座標系を示し、各図面に示したＸ方向、Ｙ方向の各座標に対して式２の関係がある。ＣＲは曲率半径を示し、Ａは非球面係数４次の係数を示し、Ｂは非球面係数６次の係数を示し、Ｃは非球面係数８次の係数を示す。
【００４０】
【数２】
【００４１】
次に、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの光軸の偏心及び傾斜について説明する。
図７（ａ）は、第１のマイクロレンズ１２Ａの断面構成を示している。図面横方向(Ｙ方向)がマイクロレンズ１２Ａの配列方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａの下に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図４参照)が配置される。矢印ＥＹは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯのＹ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＹは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯのＹ方向の傾斜を示す。
【００４２】
ここで、右手系のＸＹＺ座標において、第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向をＹ方向、物体に対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａは、外側レンズ面１３Ａの傾斜ＴＹが＋α方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ａの偏心ＥＹは−Ｙ方向となるように構成される。一方、第１のマイクロレンズ１２Ａは、傾斜ＴＹが−α方向に発生している場合に、偏心ＥＹは＋Ｙ方向となるように構成される。
【００４３】
図７（ｂ）は、第１のマイクロレンズ１２Ａの断面構成を示している。図面横方向(Ｘ方向)がレンズユニット１の幅方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａの下に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図３参照)が配置される。矢印ＥＸは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯのＸ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＸは、結像側の内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対する物体側の外側レンズ面１３Ａの光軸のＸ方向の傾斜を示す。
【００４４】
ここで、右手系のＸＹＺ座標において、第１のマイクロレンズ１２Ａの配列方向をＹ方向、物体に対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｙ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋β(βは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａは、外側レンズ面１３Ａの傾斜ＴＸが＋β方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ａの偏心ＥＸは＋Ｘ方向となるように構成される。一方、第１のマイクロレンズ１２Ａは、傾斜ＴＸが−β方向に発生している場合に、偏心ＥＸは−Ｘ方向となるように構成される。
【００４５】
図７（ｃ）は、第２のマイクロレンズ１２Ｂの断面構成を示している。図面横方向(Ｙ方向)がマイクロレンズの配列方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂの上に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図３参照)が配置される。矢印ＥＹは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＹ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＹは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＹ方向の傾斜を示す。
【００４６】
第２のマイクロレンズ１２Ｂは、外側レンズ面１３Ｂの傾斜ＴＹが＋α方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ｂの偏心ＥＹは＋Ｙ方向となるように構成される。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、傾斜ＴＹが−α方向に発生している場合に、偏心ＥＹは−Ｙ方向となるように構成される。
【００４７】
図７（ｄ）は、第２のマイクロレンズ１２Ｂの断面構成を示している。図面横方向(Ｘ方向)がレンズユニット１の幅方向であり、図面縦方向(Ｚ方向)が物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬの方向である。第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂは、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂの上に配置される。なお、図面下方向に物体としてのＬＥＤ素子３０(図３参照)が配置される。矢印ＥＸは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＸ方向のずれ(偏心)を示す。矢印ＴＸは、物体側の内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対する結像側の外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯのＸ方向の傾斜を示す。
【００４８】
第２のマイクロレンズ１２Ｂは、外側レンズ面１３Ｂの傾斜ＴＸが＋β方向に発生している場合に、外側レンズ面１３Ｂの偏心ＥＸは−Ｘ方向となるように構成される。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、傾斜ＴＸが−β方向に発生している場合に、偏心ＥＸは＋Ｘ方向となるように構成される。
【００４９】
（遮光板）
次に、図８を参照して、第１実施形態に係る遮光板の構成について説明する。なお、図８は、第１実施形態に係る遮光板２１の上面図である。
遮光板２１には、絞りとしての複数の開口部２２が形成される。遮光板２１に形成される開口部２２の配列間隔は、第１のマイクロレンズ１２Ａ及び第２のマイクロレンズ１２Ｂの配列間隔に一致する。そのため、遮光板２１の開口部２２の配置は、Ｘ方向に２列の千鳥配置となる。また、遮光板２１は、ＴＢの範囲内に形成された遮光壁２３を有し、遮光壁２３の厚さをＴＢとする。
【００５０】
開口部２２は、半径ＲＡの円をレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)に平行で半径ＲＡの円の中心から距離ＡＢにある直線で切断し、また、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向(Ｙ方向)と平行で半径ＲＡの円の中心から距離ＴＢ／２にある直線で切断した形状である。このとき、ＲＡ＞ＡＢとなっており、また、ＲＡ＞ＴＢ／２となっている。内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬの位置は、開口部２２の一部である半径ＲＡの円の中心と一致する。
【００５１】
遮光板２１は、発光部としてのＬＥＤ素子３０の光線を遮光する素材により形成される。本実施形態の遮光板２１は、ポリカーボネートを用いて、射出成型法により作成してある。遮光板２１は、物体であるＬＥＤ素子３０からの光線のうち、結像３０Ｃ(図９参照)に寄与する光線を開口部２２を介して通過させ、結像３０Ｃに寄与しない光線を遮光する。
【００５２】
次に、図９及び図１０を参照して、レンズユニット１が行う結像について説明する。なお、図９は、第１実施形態に係るレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)における縦断面図である。具体的には、図６及び図８における直線Ａ−Ａの位置での断面図である。図１０は、第１実施形態に係るレンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)における縦断面図である。具体的には、図６及び図８における直線Ｂ−Ｂの位置での断面図である。
【００５３】
図９に示すように、物体３０ＡとしてのＬＥＤアレイ３００は、物体面ＯＰとレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)における中心線ＣＬとが交差する位置に配置される。第１のマイクロレンズ１２Ａは、物体面ＯＰから距離ＬＯを隔てて配置される。第２のマイクロレンズ１２Ｂは、第１のマイクロレンズ１２Ａの内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬと、第２のマイクロレンズ１２Ｂの内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬとが一致し、第１のマイクロレンズ１２Ａから距離ＬＳを離れた位置に第１のマイクロレンズ１２Ａと対向するように配置される。結像３０Ｃは、第２のマイクロレンズ１２Ｂから距離ＬＩを離れた位置の結像面とレンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)における中心線ＣＬとが交差する位置に形成される。なお、第１のマイクロレンズ１２Ａの厚さは、ＬＴ１であり、第２のマイクロレンズ１２Ｂの厚さはＬＴ２である。
【００５４】
ここで、右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向をＹ方向、物体３０Ａに対する結像３０Ｃの方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｙ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋β(βは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｘ方向に偏心ＥＸし、＋β方向へ傾斜ＴＸしている。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して−Ｘ方向に偏心ＥＸし、＋β方向へ傾斜ＴＸしている。すなわち、外側レンズ面１３Ａと外側レンズ面１３Ｂとは、Ｘ方向において逆方向に偏心し、β方向において同一方向に傾斜している。
【００５５】
また、図１０に示すように、右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向をＹ方向、物体３０Ａに対する結像３０Ｃの方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。第１のマイクロレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向に偏心ＥＹし、−α方向へ傾斜ＴＹしている。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂの外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向に偏心ＥＹし、＋α方向へ傾斜ＴＹしている。すなわち、外側レンズ面１３Ａと外側レンズ面１３Ｂとは、Ｙ方向において同一方向に偏心し、α方向において逆方向に傾斜している。
【００５６】
第１のマイクロレンズ１２Ａは、−Ｚ方向に距離ＬＯ１を離れた位置にある物体３０Ａの縮小倒立像としての中間像３０Ｂを、＋Ｚ方向に距離ＬＩ１を離れた位置である中間像面ＩＭＰ上に形成する。一方、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、−Ｚ方向に距離ＬＯ２を離れた位置にある中間像３０Ｂの拡大倒立像３０Ｃを、＋Ｚ方向に距離ＬＩ２を離れた結像面ＩＰ上に結像する。この結果、結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像になる。
【００５７】
レンズユニット１の物体面ＯＰから第１のマイクロレンズ１２Ａまでの距離ＬＯは、距離ＬＯ１と等しく設定される。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂの間隔ＬＳは、ＬＳ＝ＬＩ１＋ＬＯ２に設定される。また、第２のマイクロレンズ１２Ｂからレンズユニット１の結像面ＩＰまでの距離ＬＩは、ＬＩ２と等しく設定される。
【００５８】
なお、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとを同じ構成のレンズとすることができる。このとき、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとは、ともに厚さがＬＴ１である。また、第１のマイクロレンズ１２Ａの物体面側の曲面である外側レンズ面１３Ａと同じ形状の面が、第２のマイクロレンズ１２Ｂの結像面側の曲面である外側レンズ面１３Ｂとなるように対向して配置する。また、距離ＬＯ１と距離ＬＩ２とは等しく設定され、距離ＬＯと距離ＬＩとは等しく設定される。また、距離ＬＯ２と距離ＬＩ１とは等しく設定され、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間隔ＬＳは、ＬＳ＝２×ＬＩ１に設定される。
以上で、第１実施形態の画像形成装置の構成の説明を終了する。
【００５９】
≪画像形成装置の動作≫
＜画像形成装置の画像形成動作＞
次に、図１を参照して、第1実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１００の画像形成動作の概要について説明する。
【００６０】
最初に、電圧が印加された帯電ローラ４２は、感光体ドラム４１の表面を帯電する。続いて、感光体ドラム４１が回転することで当該感光体ドラム４１の帯電部がＬＥＤヘッド３の付近に到達する。続いて、ＬＥＤヘッド３は、帯電された当該感光体ドラム４１の表面を露光し、当該感光体ドラム４１の表面に静電潜像を形成する。続いて、現像器５は、静電潜像を現像し、当該感光体ドラム４１の表面にトナー像を形成する。なお、ＬＥＤヘッド３の露光動作の詳細については後記する。
【００６１】
一方、給紙ローラ６１は、給紙カセット６０から用紙１０１を取り出す。続いて、搬送ローラ６２，６３は、給紙カセット６０から取り出された用紙１０１を、転写ローラ８０及び転写ベルト８１の付近に搬送する。そして、現像によって得られた感光体ドラム４１の表面上のトナー像は、感光体ドラム４１が回転することによって転写ローラ８０及び転写ベルト８１の付近に到達する。それにより、電圧が印加されている転写ローラ８０及び転写ベルト８１は、感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像を用紙１０１上に転写する。
【００６２】
続いて、転写ベルト８１は、回転することで、表面にトナー像が形成された用紙１０１を定着器９に搬送する。続いて、定着器９は、用紙１０１上に形成されたトナー像を加圧しながら過熱することで、トナーを溶融し、用紙１０１上にトナーを定着する。続いて、搬送ローラ６４及び排出ローラ６５は、用紙１０１を排出部７に排出する。これで、プリンタ１００の画像形成動作の概要についての説明を終了する。
【００６３】
＜露光装置の露光動作＞
次に、図４を参照して、第１実施形態に係る露光装置としてのＬＥＤヘッド３の露光動作の概要について説明する。
制御部９８(図１参照)は、外部インタフェース９７を介して受信した画像データを基にして、ＬＥＤヘッド３に対して制御信号を出力する。続いて、ＬＥＤヘッド３のドライバＩＣ３１は、制御部９８から出力された制御信号に基づき、任意の光量でＬＥＤ素子３０を発光する。ＬＥＤアレイ３００の各々のＬＥＤ素子３０から出た光線は、レンズユニット１に入射し、感光体ドラム４１の表面に結像する。これにより、結像された部分が露光され、露光されることで静電潜像が形成される。なお、レンズユニット１の結像動作の詳細については後記する。
【００６４】
＜レンズユニットの結像動作＞
次に、図９及び図１０を参照して、第１実施形態に係るレンズユニット１の結像動作について説明する。
図９に示すように、第１のマイクロレンズ１２Ａは、物体３０Ａの縮小倒立像を中間像面ＩＭＰ上の中間像３０Ｂとして形成する。次に、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、中間像３０Ｂの拡大倒立像を結像面ＩＰ上の結像３０Ｃとして形成する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像となっており、物体面ＯＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)は結像面ＩＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)となっている。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間では物体面ＯＰ上の各点からの主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになっている。ここで、遮光板２１は、物体３０Ａからの光線のうち、結像３０Ｃに寄与しない光線を遮断する。
【００６５】
また、図１０に示すように、第１のマイクロレンズ１２Ａは、物体３０Ａの縮小倒立像を中間像面ＩＭＰ上に中間像３０Ｂとして形成する。次に、第２のマイクロレンズ１２Ｂは、中間像３０Ｂの拡大倒立像を結像面ＩＰ上に結像３０Ｃとして形成する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像となっている。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間では物体面ＯＰ上の各点からの主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになっている。ここで、遮光板２１は、物体３０Ａからの光線のうち、結像３０Ｃに寄与しない光線を遮断する。
【００６６】
レンズユニット１は、複数の第１のマイクロレンズ１２Ａ、第２のマイクロレンズ１２Ｂ、及び開口部２２が同じ間隔で配列されているため、プリンタ１００の感光体ドラム４１にＬＥＤアレイ３００として略直線状に配置された物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０の全ての結像３０Ｃを形成することができる。
【００６７】
なお、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとを同じ構成のレンズとした場合にも、第１のマイクロレンズ１２Ａは物体３０Ａの縮小倒立像を中間像面ＩＭＰ上に中間像３０Ｂとして形成し、第２のマイクロレンズ１２Ｂは中間像３０Ｂの拡大倒立像を結像面ＩＰ上に結像３０Ｃとして形成する。結像３０Ｃは物体３０Ａの正立等倍像となっており、物体面ＯＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)は結像面ＩＰ上の矢印の方向(＋Ｘ方向)となっている。また、第１のマイクロレンズ１２Ａと第２のマイクロレンズ１２Ｂとの間では物体面上の各点からの主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになる。
【００６８】
＜マイクロレンズの動作＞
次に、図１１を参照して、第１実施形態に係るマイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの動作について説明する。
なお、図１１は、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの動作を説明するための図である。図１１（ａ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹが無い場合を想定した概略断面図である。図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹが無い場合を想定した概略断面図である。図１１（ｃ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹが無い場合を想定した概略断面図である。図１１（ｄ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹが無い場合を想定した概略断面図である。
【００６９】
図１１では、図７（ａ）及び図７（ｃ）と同様に、右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａ，１２Ｂの配列方向をＹ方向、物体に対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。
【００７０】
図１１（ａ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹがない場合を想定している。外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯに対して−Ｙ方向へ距離ＧＹ離れた位置に物体３０Ａがあるとすると、中間像面ＩＭＰ上では、内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対し＋Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に中間像３０Ｂが形成される。
【００７１】
図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１のマイクロレンズ１２Ａに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹがない場合を想定している。外側レンズ面１３Ａの光軸ＡＸＯに対して＋Ｙ方向へ距離ＧＹ離れた位置に物体３０Ａがあるとすると、中間像面ＩＭＰ上では、内側レンズ面１４Ａの光軸ＡＸＬに対し−Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に中間像３０Ｂが形成される。
【００７２】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）より、本実施形態の第１のマイクロレンズ１２Ａは、偏心ＥＹによる中間像３０Ｂの位置のずれと、傾斜ＴＹによる中間像３０Ｂの位置のずれとが反対方向になるので、位置のずれが互いに相殺されることで中間像３０Ｂの位置のずれが軽減される。
なお、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）では、レンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)を例にとりマイクロレンズ１２Ａの動作を説明したが、レンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)においても長手方向(Ｙ方向)と同様に位置のずれが互いに相殺されることで中間像３０Ｂの位置のずれが軽減される。
【００７３】
図１１（ｃ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに偏心ＥＹがあって傾斜ＴＹがない場合を想定している。結像面ＩＰと外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯとの交点は、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向へ距離ＧＹ離れた点に位置する。結像３０Ｃは、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して＋Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に形成される。
【００７４】
図１１（ｄ）は、図７（ｃ）に示す第２のマイクロレンズ１２Ｂに傾斜ＴＹがあって偏心ＥＹがない場合を想定している。結像面ＩＰと外側レンズ面１３Ｂの光軸ＡＸＯとの交点は、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して−Ｙ方向に距離ＧＹ離れた点に位置する。結像３０Ｃは、内側レンズ面１４Ｂの光軸ＡＸＬに対して−Ｙ方向へ距離ＧＹａ離れた位置に形成される。
【００７５】
図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）より、本実施形態の第２のマイクロレンズ１２Ｂは、偏心ＥＹによる結像３０Ｃの位置のずれと、傾斜ＴＹによる結像３０Ｃの位置のずれとが反対方向になるので、位置のずれが互いに相殺されることで結像３０Ｃの位置のずれが軽減される。
なお、図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）では、レンズユニット１の長手方向(Ｙ方向)を例にとりマイクロレンズ１２Ｂの動作を説明したが、レンズユニット１の幅方向(Ｘ方向)においても長手方向(Ｙ方向)と同様に位置のずれが互いに相殺されることで結像３０Ｃの位置のずれが軽減される。
以上で、第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成動作の説明を終了する。
【００７６】
以上のように、第１実施形態に係るレンズアレイとしてのレンズ板１１Ａ，１１Ｂは、第２のレンズ面に対する第１のレンズ面の傾斜により物体の結像が形成される位置のずれが、第２のレンズ面に対する第１のレンズ面の偏心によって相殺されるように構成されている。
【００７７】
例えば、本実施形態のように右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａの配列方向がＹ方向で、第１のレンズ面が第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置され、＋Ｘ方向を右回りに回転する傾斜を＋α(αは０以上の数)として表す場合に、第１のレンズ面が第２のレンズ面に対して−αに傾斜しているとき、第１のレンズ面は第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心していることによって、傾斜による物体の結像（中間像）が形成される位置のずれが、偏心によって相殺され解像度の低下が抑制される。
【００７８】
また、本実施形態のように右手系のＸＹＺ座標において、マイクロレンズ１２Ａの配列方向がＹ方向で、第１のレンズ面が第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置され、＋Ｙ方向を右回りに回転する傾斜を＋β(βは０以上の数)として表す場合に、第１のレンズ面が第２のレンズ面に対して＋βに傾斜しているとき、第１のレンズ面は第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心していることによって、傾斜による物体の結像（中間像）が形成される位置のずれが、偏心によって相殺され解像度の低下が抑制される。
【００７９】
さらに、本実施形態の通りに構成することで、レンズユニット１においては、レンズ面の傾斜による結像が形成される位置のずれが軽減され、レンズユニット１の解像度の低下を抑制することができ、ＬＥＤヘッド３においては、コントラストの高い露光像を形成することができ、画像形成装置１００においては、濃度ムラやスジのない鮮明な画像を形成することができる。その為、画像形成装置１００においては、印刷画像の品質低下を抑制することができる。
【００８０】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０００は、レンズユニット１１０の構成が、第１実施形態に係るレンズユニット１と異なる。
【００８１】
≪第２実施形態に係る画像形成装置の構成≫
（レンズユニット）
第２実施形態に係るレンズユニット１１０の構成を説明する。
第２実施形態に係るレンズユニット１１０は、第１実施形態に係るレンズユニット１(図５参照)と比較すると、第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂの構成が異なる点で相違している。以下、第２実施形態に係る第１のレンズ板１１Ａを「第１のレンズ板１１１Ａ」と呼び、第２実施形態に係る第２のレンズ板１１Ｂを「第２のレンズ板１１１Ｂ」と呼ぶ。第２実施形態に係るレンズユニット１１０は、第１のレンズ板１１１Ａと第２のレンズ板１１１Ｂの構成が同様なので、ここでは第１のレンズ板１１１Ａについて説明し、第２のレンズ板１１１Ｂの詳細な説明は省略する。
【００８２】
（レンズアレイ）
図１２及び図１３を参照して、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの構成を説明する。なお、図１２は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの外観斜視図である。図１３は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの縦断面図である。
【００８３】
第１のレンズ板１１１Ａは、第２のレンズ板１１１Ｂに対して物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０側に配置される。第１のレンズ板１１１Ａは、射出成型により複数の第１のマイクロレンズ１１２Ａと一体に成型してある。第１のマイクロレンズ１１２Ａの配置は、図１２に示すように、Ｘ方向に２列の千鳥配置である。第１のマイクロレンズ１１２Ａのうち、物体であるＬＥＤ素子３０側のレンズ面を第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａと呼び、結像が形成される感光体ドラム４１側のレンズ面を第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａと呼ぶ(図１３参照)。また、外側レンズ面１１３Ａの光軸をＡＸＯで表し、内側レンズ面１１４Ａの光軸をＡＸＬで表す。
【００８４】
ここで、図１３に示すように、右手系のＸＹＺ座標において、第１のマイクロレンズ１１２Ａの配列方向をＹ方向、物体３０Ａに対する結像の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向を右回りに回転する方向をプラスの傾斜として＋α(αは０以上の数)で表す。その場合、第１のマイクロレンズ１１２Ａの内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬは、図面のＺ方向(縦方向)で、第１のマイクロレンズ１１２Ａの配列方向は、図面のＹ方向(横方向)である。
【００８５】
外側レンズ面１１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬに対して偏心しており、Ｙ方向の偏心をＥＹで表す。また、外側レンズ面１１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬに対して傾斜しており、Ｙ方向の傾斜をＴＹで表す。偏心ＥＹと傾斜ＴＹとの方向の関係は、第１実施形態と同様である。
【００８６】
また、第１のレンズ板１１１ＡのＹ方向における一方の端部には、第１のレンズ板１１１Ａを射出成形する際にできるバリであるゲート痕１１７Ａが形成されている。ゲート痕１１７Ａを図面の＋Ｙ方向の端部に配置した場合、傾斜ＴＹは、−αの方向で、偏心ＥＹは＋Ｙ方向となっている。
以上で、第２実施形態に係る画像形成装置の構成の説明を終了する。
【００８７】
≪レンズアレイ成型用型の構成≫
次に、第２実施形態に係るプリンタ１０００を構成するレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａを成型するための型について説明する。図１４は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａや第２のレンズ板１１１Ｂを成型する金型７００の縦断面図である。
【００８８】
レンズアレイ成型用型としての金型７００は、第１の型としての上型７０２と、第２の型としての下型７０１とで構成される。下型７０１は、第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａ，１１３Ｂの形状に対応する外側曲面７１３が形成され、外側レンズ面１１３Ａ，１１３Ｂの形状を転写する。上型７０２は、第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａ，１１４Ｂの形状に対応する内側曲面７１４が形成され、内側レンズ面１１４Ａ，１１４Ｂの形状を転写する。図１４では、外側曲面７１３の配列方向が図面のＹ方向(横方向)となっている。
【００８９】
金型７００の外側曲面７１３は、外側レンズ面１１３Ａ，１１３Ｂの配列に対応するように配置され、内側曲面７１４は、内側レンズ面１１４Ａ，１１４Ｂの配列に対応するように配置されている。このとき、外側曲面７１３は、内側曲面７１４に対して距離ＭＥＹだけ偏心して(ずらして)形成される。偏心ＭＥＹの方向は、ゲート７１７が＋Ｙ方向に配置され、外側曲面７１３が内側曲面７１４の−Ｚ方向(下側)に配置されている場合に＋Ｙ方向となる。
【００９０】
ここで、第１の型としての上型７０２に形成される第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａの曲率は、第２の型としての下型７０１に形成される第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａの曲率よりも小さい。このようにすることで、第１のレンズ板１１１Ａ(図１３参照)の外側レンズ面１１３Ａの光軸ＡＸＯは、内側レンズ面１１４Ａの光軸ＡＸＬに対してゲート７１７が配置されている方向と反対側(−Ｙ方向)に傾斜する。詳細は、レンズアレイの製造方法で説明する。
【００９１】
また、金型７００の図面Ｙ方向(横方向)端部には、第１のレンズ板１１１Ａの素材を注入するゲート７１７が形成されている。ゲート７１７は、内側曲面７１４が形成される第１の型としての上型７０２寄りに形成される。
以上で、第２実施形態に係るレンズアレイ成型用型の構成の説明を終了する。
【００９２】
≪レンズアレイの製造方法≫
次に、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａの製造方法について説明する。図１５は、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａや第２のレンズ板１１１Ｂを製造するためのフローチャートである。
【００９３】
図１４に示すレンズアレイ成型用型としての金型７００は、下型７０１と上型７０２とが組み合わされることで、外側曲面７１３と内側曲面７１４との間に囲まれた空間を形成する。最初に、軟化された素材を成型機によりゲート７１７を介してこの空間に注入される（ステップＳ１０）。このとき、注入された素材は、成型機により高い圧力が加えられる。この圧力の加えられる方向は、図１４に示すゲート７１７から反対側の端部に向かう方向(−Ｙ方向)である。そのため、外側曲面７１３内に流入した素材には、外側曲面７１３の頂点(外側レンズ面１１３Ａの頂点)が圧力の方向に倒れるような内部応力が発生する。すなわち、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａの頂点には、図１３の−α方向に内部応力が働く。
【００９４】
次に、上型７０２と下型７０１とを分離して、射出成型された第１のレンズ板１１１Ａを金型７００から取り出す（ステップＳ２０）。このとき、第１のレンズ板１１１Ａの素材は、比較的高温であり硬化していない。そのため、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａの頂点に対して−α方向に働いている内部応力を解放するように、成型された第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａは、−α方向へ傾斜し、冷却が進むにつれ外側レンズ面１１３Ａは−α方向へ傾斜した状態で徐々に硬化してゆく（ステップＳ０３０）。
【００９５】
なお、内側曲面７１４内に流入した素材には、外側レンズ面１１３Ａと同様に、内側曲面７１４の頂点(内側レンズ面１１４Ａ)が圧力の方向に倒れるような内部応力が発生する。すなわち、第１のレンズ板１１１Ａの内側レンズ面１１４Ａの頂点には、図１３の＋α方向に内部応力が働く。そして、上型７０２と下型７０１とが分離されるときに、第１のレンズ板１１１Ａの素材は比較的高温であり硬化していないため、＋α方向に働いている内部応力を解放するように、成型された第１のレンズ板１１１Ａの内側レンズ面１１４Ａは、＋α方向へ傾斜し、冷却が進むにつれ傾斜した状態で徐々に硬化してゆく。
しかしながら、上述したように、第１の型としての上型７０２に形成される第２のレンズ面としての内側レンズ面１１４Ａの曲率は第２の型としての下型７０１に形成される第１のレンズ面としての外側レンズ面１１３Ａの曲率よりも小さいので、内側レンズ面１１４Ａの傾斜は、無視することができる。
【００９６】
この結果、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａには、内側レンズ面１１４Ａを基準として−α方向の傾斜ＴＹが形成される(図１３参照)。また、金型７００の外側曲面７１３は、内側曲面７１４に対して偏心ＭＥＹとなるように構成されているので、第１のレンズ板１１１Ａの外側レンズ面１１３Ａは、内側レンズ面１１４Ａを基準として＋Ｙ方向に偏心ＥＹされて形成される(図１３参照)。そのため、第２実施形態に係るレンズアレイとしての第１のレンズ板１１１Ａは、第１実施形態に係る第１のレンズ板１１Ａの構成(Ｙ方向)と同様の偏心及び傾斜が形成される。
【００９７】
第２実施形態に係るレンズユニットの効果を検証するために、第２実施形態に係るレンズアレイの製造方法を用いてレンズユニットとしての第１のレンズ板１１１Ａ及び第２のレンズ板１１１Ｂを作成したので説明する。作成したレンズユニットの各部位の寸法は、表１に示す通りである。
【００９８】
【表１】
【００９９】
レンズユニットとしての第１のレンズ板１１１Ａ及び第２のレンズ板１１１Ｂに用いる材料は、シクロオレフィン系樹脂である光学樹脂(日本ゼオン社製、商品名：ＺＥＯＮＥＸ(ゼオネックス)Ｅ４８Ｒ)で、ガラス転移温度は１３９℃である。射出成型の前工程として、射出成型に用いる材料を１００℃で４時間真空乾燥し、窒素ガス雰囲気下で常温に戻した。
【０１００】
射出成型に用いた射出成型機は、スクリュー径が２６ｍｍ、ノズル径が２．５ｍｍ、型締め力が１０００ＫＮである。射出成型においては、スクリュー回転数を８０ｒｐｍ、背圧を８０ｋｇ／ｃｍ２で計量を行った。
【０１０１】
過熱筒の温度は、ノズル、前部、中間部、後部でそれぞれ、２７５℃、２８０℃、２８０℃、２６０℃としたが、ノズル、前部、中間部において２７０〜３００℃、後部で２５０〜２８０℃としてもよい。射出速度は、７０ｍｍ／秒としたが、２０〜２００ｍｍ／秒としてもよい。保圧開始時圧力は、１２００ｋｇ／ｃｍ２で、保圧時間は７秒としたが、それぞれ１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ２、３〜１０秒としてもよい。成型サイクルは、９０秒であった。
【０１０２】
躯出成型したレンズ板１１１Ａの内側レンズ面１１４Ａを基準とした外側レンズ面１１３Ａの傾斜ＴＹを測定したところ、図１３の−α方向に傾斜ＴＹ＝０．１°であった。傾斜ＴＹの測定は、超高精度三次元測定機ＵＡ−３Ｐ(パナソニック社製)を用いた。
【０１０３】
本実施形態のレンズユニット１１０のレンズ板１１１Ａ，１１１Ｂとして、金型７００の偏心ＭＥＹ＝０．００２ｍｍとして、あらためて射出成型を行った。射出成型後のレンズ板１１１Ａ，１１１Ｂの偏心ＥＹを測定したところ、ＥＹ＝０．００２ｍｍであった。偏心ＥＹの測定は、超高精度三次元測定機ＵＡ−３Ｐ(パナソニック社製)を用いた。ここで、ＭＥＹがレンズ径ＲＬの「０．１％〜０．８％」の範囲内であれば同様の効果が得られる。
【０１０４】
次に作成したレンズユニット１１０の性能を評価した結果について述べる。レンズユニット１１０の性能の評価においては、ＬＥＤ素子３０の配列間隔がＰＤ＝０．０４２ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用いた。これは、１インチ(凡そ２５．４ｍｍ)に６００個のＬＥＤ素子３０が配列されており、いわゆる解像度は６００ｄｐｉ(Dot per inch)である。
【０１０５】
まず、作成したレンズユニット１１０を実装したＬＥＤヘッド３によって形成されたＬＥＤの結像の解像度を示すＭＴＦ(振輻伝達関数：Modulation Transfer Function)を測定したところ「９２％」であった。
ＭＴＦとは、ＬＥＤヘッド３の結像３０Ｃのコントラストを示す。１００％でコントラストが最も大きく、パーセンテージが小さいほどコントラストは小さくなる。ＭＴＦは、結像の輝度の最大値ＩＭＡＸ、隣り合う２つの結像３０Ｃの間の輝度の最小値をＩＭＩＮとしたとき、式３のように定義される。
【０１０６】
【数３】
【０１０７】
ＭＴＦの測定においては、ＬＥＤ素子３０の配列間隔ＰＤ＝０．０４２ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用いて、ＬＥＤ素子３０のうち１個を点灯し隣接する１個を非点灯とするパターンで点灯させ、ＣＣＤカメラにより結像面ＩＰ上の結像３０Ｃを撮影し、輝度分布を解析した。
【０１０８】
さらに、作成したレンズユニット１１０を実装したプリンタ１０００を用いて、印刷画像を評価したところ、第２実施形態に係るレンズユニット１１０では良好な画像が得られた。プリンタ１０００の印刷画像の評価については、図１６を用いて説明する。印刷画像の評価において、ＬＥＤ素子３０の配列間隔がＰＤ＝０．０４２ｍｍであるプリンタ１００を用いた。印刷画像は、図１６の印刷ドット８０１と空白領域８０２により構成される。印刷ドット８０１はトナー像であり、空白領域８０２はトナーが付着せず、印刷用紙の表面が露出する領域である。印刷ドットの間隔ＰＰ＝０．０８４ｍｍで、１つおきに印刷ドット８０１と空白領域８０２を形成した印刷画像を形成し評価した。
以上で、第２実施形態に係るレンズアレイの製造方法の説明を終了する。
【０１０９】
以上のように、第２実施形態に係るレンズアレイ製造方法は、レンズ面が傾斜してしまっても解像度の低下が抑制されるようにレンズアレイを形成することができる。
【０１１０】
［第３実施形態］
第１実施形態では、レンズアレイを画像形成装置に適用する場合を説明した。第３実施形態では、レンズアレイを読取装置に適用する場合を説明する。
【０１１１】
≪読取装置の構成≫
図１７を参照して、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ５００の構成を説明する。図１７は、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ５００の縦断面図である。
【０１１２】
読取装置としてのスキャナ５００は、原稿６００の電子データを生成する。読取ヘッド４００は、原稿６００の表面で反射した光線を取り込み電子データに変換する。読取ヘッド４００は、レール５０３上に移動可能に配置される。原稿６００は、原稿台５０２上に配置される。原稿台５０２は、可視光線を透過する素材で構成される。照明装置としてのランプ５０１は、発せられた光線が原稿６００表面で反射し、読取ヘッド４００内に取り込まれるように配置される。駆動ベルト５０５は、複数のローラ５０４により張架され、駆動ベルト５０５の一部は、読取ヘッド４００の一部に接続する。モータ５０６は、駆動ベルト５０５を駆動し、読取ヘッド４００を移動させる。
【０１１３】
次に、図１８を参照して、第３実施形態に係る読取ヘッド４００の構成を説明する。なお、図１８は、第３実施形態に係る読取ヘッド４００の縦断面図である。ここで、第３実施形態に係る読取ヘッド４００を構成するレンズユニットの構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１又は第２実施形態に係るレンズユニット１１０と同様であってよい。ここでは、レンズユニットの構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１の構成と同様である場合を説明する。
【０１１４】
ミラー４０２は、原稿６００で反射された光線の光路を折曲する。レンズユニット１は原稿６００の像を結像する。ラインセンサ４０１は、複数の受光素子が略直線状に配置されており、原稿６００の結像を電気信号に変換する。
【０１１５】
また、図１９に第１実施形態に係るレンズユニット１を読取装置としてのスキャナ５００に用いた場合の構成を示す。なお、図１９は、第３実施形態に係る読取ヘッド４００の拡大縦断面図である。本実施形態では、レンズユニット１の物体面ＯＰが原稿６００となるように、また、結像面ＩＰがラインセンサ４０１となるように配置される。
【０１１６】
≪読取装置の動作≫
＜読取装置の読取動作＞
図１７を参照して、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ５００の読取動作について説明する。
ランプ５０１が点灯すると、ランプ５０１から放射された光線は、原稿６００の表面で反射する。一方、モータ５０６は、駆動ベルト５０５を駆動して読取ヘッド４００とランプ５０１とを図面の平行方向に移動する。それにより、読取ヘッド４００は、原稿全面から反射した光線を取り込む。
【０１１７】
＜読取ヘッドの動作＞
次に、図１８を参照して、読取ヘッド４００の動作を説明する。原稿６００で反射された光線は、原稿台５０２を透過し、ミラー４０２を用いて光路が折り曲げられ、レンズユニット１に入射する。原稿６００の結像は、レンズユニット１によりラインセンサ４０１上に形成される。ラインセンサ４０１は、原稿６００の結像を電気信号に変換する。
以上で、第３実施形態に係る読取装置の動作の説明を終了する。
【０１１８】
以上のように、第３実施形態に係る読取装置としてのスキャナ４００は、レンズ面の傾斜による解像度の低下が抑制され、原稿どおりの画像データを得ることができる。
【０１１９】
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
【０１２０】
（第１のレンズ面、第２のレンズ面）
第１実施形態において、第１のマイクロレンズ１２Ａの第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａ及び第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａや、第２のマイクロレンズ１２Ｂの第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂ及び第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂは、球面で形成してもよい。また、これらのレンズ面は、アナモフィック非球面、ＸＹ多項式、放物面、楕円面、双曲面、コーニック面等の曲面で形成してもよい。第２実施形態、及び第３実施形態についても同様である。
【０１２１】
（レンズアレイ）
第１実施形態において、レンズアレイとしての第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂは、金型成型により形成されているが、樹脂を型に用いた型成型法でもよく、また、切削加工により第１のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂを形成してもよい。さらに、第１実施形態においては、第1のレンズ板１１Ａ及び第２のレンズ板１１Ｂの素材は樹脂を用いているが、ガラスを用いてもよい。第２実施形態、及び第３実施形態についても同様である。
【０１２２】
（遮光板）
第１実施形態において、遮光板２１は、ポリカーボネートを用いて、射出成型法により作成したがこの限りではなく、切削加工により作成してもよく、また、金属をエッチングするなどして作成してもよい。第２実施形態、及び第３実施形態についても同様である。
【０１２３】
（露光装置）
第１実施形態において、露光装置３として発光部であるＬＥＤ素子３０を複数配置したＬＥＤアレイ３００を用いたが、他にも、例えば有機ＥＬを発光部にしてもよく、レーザーを用いた露光装置でもよい。第２実施形態についても同様である。
【０１２４】
（金型）
第２実施形態において、金型７００は、外側曲面７１３と内側曲面７１４とがゲート７１７の方向に対して偏心して形成されていたが、金型７００自体は偏心させずに、金型７００に素材を注入後、外側曲面７１３と内側曲面７１４とがゲート７１７の方向に対して偏心するように上型７０２と下型７０１とをずらすようにしてもよい。
【０１２５】
（読取装置）
第３実施形態においては、原稿６００を電子データに変換する読取装置としてのスキャナ４００を例に説明したが、読取装置は、光学的信号を電気的信号に変換するセンサやスイッチ、及びそれらを用いた入出力装置、生態認証装置、通信装置、寸法測定器等であってもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１，１１０ レンズユニット
３ ＬＥＤヘッド（露光装置）
５ 現像器
１１Ａ，１１Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ レンズアレイ（第１のレンズアレイ、第２のレンズアレイ）
１２Ａ，１２Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ マイクロレンズ（第１のマイクロレンズ、第２のマイクロレンズ）
１３Ａ，１３Ｂ，１１３Ａ 外側レンズ面（第１のレンズ面）
１４Ａ，１４Ｂ，１１４Ａ 内側レンズ面（第２のレンズ面）
２１ 遮光板
２２ 開口部
３０ ＬＥＤ素子（発光部）
３０Ａ 物体
３０Ｂ 中間像
３０Ｃ 結像
４１ 感光体ドラム（像担持体）
４２ 帯電ローラ
１１７Ａ ゲート痕
３００ ＬＥＤアレイ
４００ 読取ヘッド
５００ スキャナ（読取装置）
７００ 金型（レンズアレイ成型用型）
７０１ 下型（第２の型）
７０２ 上型（第１の型）
７１３ 外側曲面（第１の曲面）
７１４ 内側曲面（第２の曲面）
７１７ ゲート
１００，１０００ プリンタ（画像形成装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイであって、
前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの方向が、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの方向と反対方向である、
ことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイであって、
前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記偏心距離は、前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項３】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数のレンズの配列方向をＹ方向とし、
前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｘ方向を右回りに回転する方向を＋α方向(αは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して−α方向であり、前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数のレンズの配列方向をＹ方向とし、
前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｙ方向を右回りに回転する方向を＋β方向(βは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して＋β方向であり、前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数のレンズの配列方向をＹ方向とし、
前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置した場合に、
前記レンズアレイの素材の注入口の形状が転写されたゲート痕が＋Ｙ方向の端部に形成され、前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットであって、
物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項７】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｘ方向を右回りに回転する方向を＋α方向(αは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向が前記第２のレンズ面に対して−α方向であり、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６に記載のレンズユニット。
【請求項８】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｙ方向を右回りに回転する方向を＋β方向(βは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して＋β方向であり、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のレンズユニット。
【請求項９】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも＋Ｚ方向に配置し、
＋Ｘ方向を右回りに回転する方向を＋α方向(αは０以上の数)とした場合に、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して＋α方向であり、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも＋Ｚ方向に配置し、
＋Ｙ方向を右回りに回転する方向を＋β方向(βは０以上の数)とした場合に、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して−β方向であり、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有するＬＥＤヘッドであって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項１２】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有する露光装置であって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有する画像形成装置であって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有する読取装置であって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とする読取装置。
【請求項１５】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを成型するレンズアレイ成型用型であって、
前記第１のレンズ面の形状を転写する複数の第１の曲面と、
前記第２のレンズ面の形状を転写する複数の第２の曲面と、
素材の注入口としてのゲートと、を有し、
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数の第１の曲面及び前記複数の第２の曲面の配列方向をＹ方向とし、＋Ｙ方向の端部に前記ゲートを配置し、前記複数の第１の曲面を前記複数の第２の曲面よりも−Ｚ方向に配置したとき、各々の前記第１の曲面は対応する前記第２の曲面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とするレンズアレイ成型用型。
【請求項１６】
請求項１５に記載のレンズアレイ成型用型に前記素材を注入する工程と、
冷却途中で前記複数の第１の曲面、及び前記複数の第２の曲面を有する型と前記素材とを分離する工程と、
前記分離された素材を常温まで冷却する工程と、
を備えることを特徴とするレンズアレイ製造方法。
【請求項１７】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法であって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材を成型することを特徴とするレンズアレイ製造方法。
【請求項１８】
前記素材を成形する成形工程は、
前記金型に前記素材を注入する工程と、
冷却途中で前記複数の第１の曲面、及び前記複数の第２の曲面を有する金型と前記素材とを分離する工程と、
前記分離された素材を常温まで冷却する工程と、
を備えることを特徴とするレンズアレイ製造方法。
【請求項１９】
前記第２のレンズ面の曲率は、前記第１のレンズ面の曲率よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１６乃至請求項１８の何れか１項に記載のレンズアレイ製造方法。
【請求項２０】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法によって成型されたレンズアレイであって、
前記レンズアレイ製造方法は、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２１】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法によって成型されたレンズアレイを有するＬＥＤヘッドであって、
前記レンズアレイ製造方法は、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２２】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法によって成型されたレンズアレイを有する画像形成装置であって、
前記レンズアレイ製造方法は、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いて成型されたレンズアレイであって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２４】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いて成型されたレンズアレイを有するＬＥＤヘッドであって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２５】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いて成型されたレンズアレイを有する画像形成装置であって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
第１のレンズ面を転写する第１の型と第２のレンズ面を転写する第２の型とを素材を注入するゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２７】
第１のレンズ面を転写する第１の型と第２のレンズ面を転写する第２の型とを素材を注入するゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたレンズアレイを有することを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２８】
第１のレンズ面を転写する第１の型と第２のレンズ面を転写する第２の型とを素材を注入するゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたレンズアレイを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイであって、
前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの方向が、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの方向と反対方向である、
ことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイであって、
前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面が、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記偏心距離は、前記第１のレンズ面の傾斜による結像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズ面の偏心による結像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項３】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数のレンズの配列方向をＹ方向とし、
前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｘ方向を右回りに回転する方向を＋α方向(αは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して−α方向であり、前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数のレンズの配列方向をＹ方向とし、
前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｙ方向を右回りに回転する方向を＋β方向(βは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して＋β方向であり、前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数のレンズの配列方向をＹ方向とし、
前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置した場合に、
前記レンズアレイの素材の注入口の形状が転写されたゲート痕が＋Ｙ方向の端部に形成され、前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットであって、
物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項７】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｘ方向を右回りに回転する方向を＋α方向(αは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向が前記第２のレンズ面に対して−α方向であり、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６に記載のレンズユニット。
【請求項８】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも−Ｚ方向に配置し、
＋Ｙ方向を右回りに回転する方向を＋β方向(βは０以上の数)とした場合に、
前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して＋β方向であり、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のレンズユニット。
【請求項９】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも＋Ｚ方向に配置し、
＋Ｘ方向を右回りに回転する方向を＋α方向(αは０以上の数)とした場合に、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して＋α方向であり、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
右手系のＸＹＺ座標において、
前記レンズの配列方向をＹ方向とし、前記物体に対する前記正立等倍像の方向を＋Ｚ方向とし、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面を前記第２のレンズ面よりも＋Ｚ方向に配置し、
＋Ｙ方向を右回りに回転する方向を＋β方向(βは０以上の数)とした場合に、
前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜の方向は前記第２のレンズ面に対して−β方向であり、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面は前記第２のレンズ面に対して＋Ｘ方向に偏心している、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有するＬＥＤヘッドであって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項１２】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有する露光装置であって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有する画像形成装置であって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを対向して配置するレンズユニットを有する読取装置であって、
前記レンズユニットの物体側の前記レンズアレイを第１のレンズアレイ、結像側の前記レンズアレイを第２のレンズとしたとき、前記第１のレンズアレイが物体の縮小倒立像を形成すると共に、前記第２のレンズアレイが前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成することにより、前記物体の正立等倍像を形成し、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して形成され、さらに、
前記第１のレンズ面は、前記第２のレンズ面の光軸と前記第１のレンズ面の光軸とが前記第１のレンズ面側で交差する方向に偏心距離だけ偏心して形成され、
前記第１のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記縮小倒立像の位置ずれの距離と、前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記縮小倒立像の位置ずれの距離とが略一致し、
前記第２のレンズアレイの前記偏心距離は、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の傾斜による前記正立等倍像の位置ずれの距離と、前記第２のレンズアレイの前記第１のレンズ面の偏心による前記正立等倍像の位置ずれの距離とが略一致する、
ことを特徴とする読取装置。
【請求項１５】
第１のレンズ面と第２のレンズ面とで構成される複数のレンズが、前記第２のレンズ面の光軸に対して直角の方向に略直線状に配列されたレンズアレイを成型するレンズアレイ成型用型であって、
前記第１のレンズ面の形状を転写する複数の第１の曲面と、
前記第２のレンズ面の形状を転写する複数の第２の曲面と、
素材の注入口としてのゲートと、を有し、
右手系のＸＹＺ座標において、
前記複数の第１の曲面及び前記複数の第２の曲面の配列方向をＹ方向とし、＋Ｙ方向の端部に前記ゲートを配置し、前記複数の第１の曲面を前記複数の第２の曲面よりも−Ｚ方向に配置したとき、各々の前記第１の曲面は対応する前記第２の曲面に対して＋Ｙ方向に偏心している、
ことを特徴とするレンズアレイ成型用型。
【請求項１６】
請求項１５に記載のレンズアレイ成型用型に前記素材を注入する工程と、
冷却途中で前記複数の第１の曲面、及び前記複数の第２の曲面を有する型と前記素材とを分離する工程と、
前記分離された素材を常温まで冷却する工程と、
を備えることを特徴とするレンズアレイ製造方法。
【請求項１７】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法であって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材を成型することを特徴とするレンズアレイ製造方法。
【請求項１８】
前記素材を成形する成形工程は、
前記金型に前記素材を注入する工程と、
冷却途中で前記複数の第１の曲面、及び前記複数の第２の曲面を有する金型と前記素材とを分離する工程と、
前記分離された素材を常温まで冷却する工程と、
を備えることを特徴とするレンズアレイ製造方法。
【請求項１９】
前記第２のレンズ面の曲率は、前記第１のレンズ面の曲率よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１６乃至請求項１８の何れか１項に記載のレンズアレイ製造方法。
【請求項２０】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法によって成型されたレンズアレイであって、
前記レンズアレイ製造方法は、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２１】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法によって成型されたレンズアレイを有するＬＥＤヘッドであって、
前記レンズアレイ製造方法は、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２２】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いたレンズアレイ製造方法によって成型されたレンズアレイを有する画像形成装置であって、
前記レンズアレイ製造方法は、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いて成型されたレンズアレイであって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２４】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いて成型されたレンズアレイを有するＬＥＤヘッドであって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２５】
第１のレンズ面を転写するための第１の型と、
第２のレンズ面を転写するための第２の型と、
前記第１の型と前記第２の型に素材を注入するゲートと、
を有する金型を用いて成型されたレンズアレイを有する画像形成装置であって、
前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを前記ゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
第１のレンズ面を転写する第１の型と第２のレンズ面を転写する第２の型とを素材を注入するゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２７】
第１のレンズ面を転写する第１の型と第２のレンズ面を転写する第２の型とを素材を注入するゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたレンズアレイを有することを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２８】
第１のレンズ面を転写する第１の型と第２のレンズ面を転写する第２の型とを素材を注入するゲートの方向に対してずらして、前記素材が成型されたレンズアレイを有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−２５１１０（Ｐ２０１３−２５１１０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０１６５（Ｐ２０１１−１６０１６５）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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