JP2010243548A - レンズアレイとその製造方法、及びラインヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ボイドのないレンズアレイを製造できる製造方法とレンズアレイ、及びこのレンズアレイを備えてなるラインヘッドを提供する。
【解決手段】板状の基部４３１の表面に、複数のマイクロレンズ４３３を備えたレンズアレイ４３０ａの製造方法である。アレイ形成面３６１に第１凹部３６２、第２凹部３６４が形成されたアレイ製造用型３６０用い、アレイ製造用型３６０と基板４３５との間に光硬化性樹脂ＪＳを配し、減圧下において、アレイ製造用型３６０で加圧して光硬化性樹脂を第１凹部及び第２凹部内に圧入する。その際、光硬化性樹脂ＪＳをアレイ形成面３６１と基板４３５との間からはみ出させることなく、これらの間に挟持する。その後、光硬化性樹脂ＪＳに光を照射して硬化させ、アレイ製造用型３６０から離型することでレンズアレイ４３０ａを得る。
【選択図】図１０

Description

本発明は、レンズアレイとその製造方法、及びラインヘッドに関する。

画像形成装置としての電子写真式プリンターでは、潜像担持体である感光体の走査面に対して光を走査し、潜像を形成する光源として、ラインヘッドが用いられている。
このような光プリンターヘッドとしてのラインヘッドは、一般に、複数の発光素子群が設けられたヘッド基板と、これら発光素子群に対応したレンズからなるレンズアレイとを備えて形成されている。

従来、このようなラインヘッドとなるＬＥＤアレイにおけるマイクロレンズアレイの製造方法として、ガラス基板上に樹脂レンズを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、型とガラス基板との間に光硬化性樹脂を充填し、該光硬化性樹脂に光を照射して硬化させ、その後、前記型を剥離することにより、マイクロレンズアレイを製造している。

ところが、前記の方法では、その成型時に光硬化性樹脂が収縮し、形状が変化して面精度が低下する。そこで、収縮率が小さい光硬化性樹脂を用いることにより、形状の変化を小さくして面精度の低下を抑制することが考えられる。しかし、収縮率が小さい光硬化性樹脂を用いると、光硬化性樹脂の離型性が低下するといった新たな課題を生じてしまう。離型性低下の防止としては、型に撥液処理（離型処理）を行うのが一般的である。

特開２００５−２７６８４９号公報

しかし、撥液処理を行うと、型の表面（内面）が液状の光硬化性樹脂をはじいてしまい、レンズの形成領域となる凹部内においてその表面（内面）とこの凹部内に充填された光硬化性樹脂との間に気泡が入り込んでしまう。すると、形成されたレンズアレイは、そのレンズ部分にボイドが形成されてしまい、レンズとしての機能が著しく損なわれてしまう。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ボイドのない良好なレンズアレイを製造することのできるレンズアレイの製造方法と、この製造方法によって得られたレンズアレイ、及びこのレンズアレイを備えてなるラインヘッドを提供することにある。

本発明のレンズアレイの製造方法は、板状の基部の表面に、複数のマイクロレンズを配列させた状態で備えてなるレンズアレイの製造方法であって、
アレイ形成面を有し、該アレイ形成面に前記レンズアレイにおける前記基部の外形に対応する第１凹部が形成され、かつ該第１凹部の底面に前記マイクロレンズに対応する複数の第２凹部が形成されてなるアレイ製造用型と、基板とを用意し、該アレイ製造用型の前記アレイ形成面と前記基板との間に、前記第１凹部の容積と第２凹部の容積との合計量より大きい体積の光硬化性樹脂を配する準備工程と、
準備した前記アレイ製造用型と前記基板と前記光硬化性樹脂との環境を減圧する減圧工程と、
前記の減圧環境下において、前記アレイ製造用型を前記基板側に相対的に加圧して該アレイ製造用型と基板との間を狭め、前記光硬化性樹脂を前記アレイ製造用型の前記第１凹部及び前記第２凹部内に圧入することにより、前記光硬化性樹脂の一部を前記第１凹部及び前記第２凹部内に充填するとともに、残部を前記アレイ製造用型のアレイ形成面と前記基板との間からはみ出させることなく、前記第１凹部の外側のアレイ形成面と基板との間に挟持する圧入工程と、
前記光硬化性樹脂を前記圧入工程の状態に保持したままで、該光硬化性樹脂に光を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させて前記レンズアレイを形成する硬化工程と、
前記硬化工程で形成したレンズアレイを前記アレイ製造用型から離型する離型工程と、を含むことを特徴としている。

このレンズアレイの製造方法によれば、減圧環境下において光硬化性樹脂をアレイ製造用型の第１凹部及び第２凹部内に圧入するので、特に第２凹部内に気泡が残留するのが抑制される。また、光硬化性樹脂を圧入工程の状態に保持したまま、すなわちアレイ製造用型を基板側に相対的に加圧した状態のままで光硬化性樹脂を硬化させるので、特に第２凹部内には気泡が入り込むことなく、したがってボイドが形成されることなく、マイクロレンズが形成される。

また、圧入工程において、光硬化性樹脂の残部をアレイ製造用型のアレイ形成面と基板との間からはみ出させることなく、第１凹部の外側のアレイ形成面と基板との間に挟持するようにしたので、この圧入工程の状態に保持したままで硬化工程を行うことにより、ボイドの形成をより確実に防止することができる。
すなわち、第１凹部の容積と第２凹部の容積との合計量より大きい体積の光硬化性樹脂を配し、この光硬化性樹脂の、前記第１凹部及び前記第２凹部内に充填した残り（残部）を、第１凹部の外側のアレイ形成面と基板との間に挟持するようにしたので、この残部が存在することにより、第１凹部及び第２凹部内に充填された樹脂が少ないことでこれら凹部内に空隙が形成され、この空隙内に流入した気体に起因してボイドが形成されることが確実に防止される。また、この残部をアレイ形成面と基板との間からはみ出させないようにしたので、残部がはみ出ることによって第１凹部及び第２凹部内に充填された樹脂が減圧状態にある型の外側に引っ張られ、これら凹部内に空隙が形成されてしまうことも防止される。

また、前記レンズアレイの製造方法において、前記準備工程では、前記アレイ製造用型として、前記アレイ形成面が撥液処理されているものを用意するのが好ましい。
このようにすれば、硬化工程において、形成したレンズアレイをアレイ製造用型から離型するのが容易になる。また、圧入工程において、撥液処理されたアレイ形成面の第２凹部の表面によって光硬化性樹脂がはじかれても、前述したように減圧環境下にあるため、この第２凹部内に気泡が入り込み、残留するのが防止される。

また、前記レンズアレイの製造方法においては、前記アレイ製造用型として、前記マイクロレンズが複数列配列されてなるレンズアレイのマイクロレンズに対応して前記第２凹部が複数列配列された型を、用いてもよい。
このようにすれば、マイクロレンズが複数列配列されてなるレンズアレイを、ボイドがない良好な状態に製造することができる。

また、前記レンズアレイの製造方法においては、前記光硬化性樹脂として、硬化前に対する硬化後の収縮率が３％以下であるものを用いるのが好ましい。
このようにすれば、形成するマイクロレンズの精度をより高めることができる。

また、前記レンズアレイの製造方法においては、前記基板として透光性基板を用い、前記硬化工程では、前記透光性基板を介して前記光硬化性樹脂に光を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させるのが好ましい。
このようにすれば、第１凹部及び第２凹部内に容易にかつ確実に光を照射することができ、したがって光硬化性樹脂をより良好に硬化させることができる。また、透光性基板を、そのままレンズアレイの支持基板として利用することもできる。

本発明のレンズアレイは、板状の基部の表面に、複数のマイクロレンズを配列させた状態に形成してなるレンズアレイであって、
前記基部は、前記マイクロレンズを形成した表面側に位置する第１板部と、前記表面と反対の裏面側に位置する第２板部とを有してなり、
前記第２板部は、平面視した状態で前記第１板部の外側に拡がって形成されていることを特徴としている。

このレンズアレイは、基部が、第１板部と、平面視した状態で該第１板部の外側に拡がって形成された第２板部とを有してなるので、前記のレンズアレイの製造方法によって形成することができる。すなわち、そのマイクロレンズが前記のアレイ製造用型の第２凹部によって形成され、第１板部が前記第１凹部によって形成され、第２板部が、第１凹部の外側のアレイ形成面と基板との間に挟持された部分によって形成されたものとなる。
したがって、このレンズアレイによれば、前述したようにボイドの形成が確実に防止されていることにより、ボイドがない良好なものとなる。
また、第１板部の外側に拡がって形成された第２板部を有しているので、例えばレンズアレイをラインヘッドに組み付ける際にこの第２板部を利用することにより、種々の手法や形態による組み付けを行うことが可能になり、さらにはハンドリングも容易になる。

また、前記レンズアレイにおいては、前記第２板部の厚さが、前記第１板部の厚さより薄いのが好ましい。
このようにすれば、レンズアレイの薄厚化が可能になるとともに、光硬化性樹脂の使用量も少なくすることができる。

また、前記レンズアレイにおいて、前記基部は、前記第２板部側が透光性基板に接合されているのが好ましい。
このようにすれば、透光性基板によってレンズアレイが補強されたものとなる。また、前記の製造方法において用いる基板として透明基板を用いることで、この透明基板上にレンズアレイを一体に形成することができ、したがって製造工程も簡略化される。

本発明のラインヘッドは、前記のレンズアレイと、前記レンズアレイで結像される光を発光する発光素子が設けられたヘッド基板と、を備えてなることを特徴としている。
このラインヘッドによれば、ボイドがない良好なレンズアレイを備えてなるので、感光体の被走査面に高精度で潜像を形成することが可能になる。

画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 ラインヘッドの概略構成を示す斜視図である。 ラインヘッドを副走査方向に切断した断面図である。 レンズアレイの斜視図である。 レンズアレイの主走査方向の部分断面図である。 レンズアレイの成型装置の概略構成図である。 アレイ製造用型の概略構成を示す側断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はレンズアレイの製造工程説明図である。 （ａ）、（ｂ）はレンズアレイの製造工程説明図である。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
まず、本発明に係るラインヘッドが備えられた画像形成装置の一例について、この画像形成装置の概略構成図である図１、及びこの画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である図２を参照して説明する。

図１、図２において符号１は画像形成装置であり、この画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを、選択的に実行可能にしたものである。この画像形成装置１では、図２に示すようにホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣはエンジンコントローラーＥＣに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。また、このヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラーＥＣからの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。

図１に示すようにこの画像形成装置１が有するハウジング本体３内には、図２に示した電源回路基板、メインコントローラーＭＣ、エンジンコントローラーＥＣおよびヘッドコントローラーＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット７、転写ベルトユニット８および給紙ユニット１１もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、２次転写ユニット１２、定着ユニット１３、シート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット１１は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット１１および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

画像形成ユニット７は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１は、それぞれ専用の駆動モータに接続されて回転方向Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動されるようになっている。これにより、感光体ドラム２１の表面が副走査方向に搬送されることとなる。また、感光体ドラム２１の周囲には、回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部により、帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行されるようになっている。

したがって、カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成されたトナー像が、転写ベルトユニット８を有する転写ベルト８１で重ね合わされてカラー画像が形成されるとともに、モノクロモード実行時には、画像形成ステーションＫで形成されたトナー像のみにより、モノクロ画像が形成されるようになっている。なお、図１において、画像形成ユニット７の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略している。

帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラーを備えている。この帯電ローラーは、帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接し、この感光体ドラム２１の回転動作に伴って従動回転するようになっている。また、この帯電ローラーは、帯電バイアス発生部（図示せず）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受け、帯電部２３と感光体ドラム２１とが当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を帯電させるようになっている。

ラインヘッド２９は、本発明のラインヘッドの一実施形態となるもので、感光体ドラム２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に配列された複数の発光素子を備えたものであり、感光体ドラム２１から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に対して光を照射して該表面に潜像を形成する。なお、本例では、図２に示したように各色のラインヘッド２９を制御するためにヘッドコントローラーＨＣが設けられ、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤと、エンジンコントローラーＥＣからの信号とに基づいて、各ラインヘッド２９を制御している。

すなわち、本例では、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラーＭＣの画像処理部５１に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータＶＤが作成されるとともに、該ビデオデータＶＤがメイン側通信モジュール５２を介してヘッドコントローラーＨＣに与えられる。また、ヘッドコントローラーＨＣでは、ビデオデータＶＤはヘッド側通信モジュール５３を介してヘッド制御モジュール５４に与えられる。このヘッド制御モジュール５４には、前記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号ＶｓｙｎｃがエンジンコントローラーＥＣから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータＶＤなどに基づいて、ヘッドコントローラーＨＣは各色のラインヘッド２９に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド２９に出力する。こうすることで、各ラインヘッド２９において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。

そして、本例においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７が感光体カートリッジとしてユニット化されている。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラーＥＣと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラーＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶されるようになっている。

図１に示すように現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラー２５１を有している。そして、現像ローラー２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示せず）から現像ローラー２５１に印加される現像バイアスにより、現像ローラー２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラー２５１から感光体ドラム２１に移動する。これにより、ラインヘッド２９によって形成された静電潜像が顕在化される。このように前記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１に搬送された後、後述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１とが当接する１次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１に１次転写される。

また、本例では、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１の１次転写位置ＴＲ１の下流側でかつ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラム２１の表面に当接することにより、１次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去するようになっている。

転写ベルトユニット８は、駆動ローラー８２と、駆動ローラー８２の左側に配設される従動ローラー８３（ブレード対向ローラー）と、これらのローラーに張架され図示矢印Ｄ８１の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えて構成されている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の１次転写ローラー８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを備えている。これらの１次転写ローラー８５は、それぞれ１次転写バイアス発生部（図示せず）と電気的に接続されている。

そして、後述するようにカラーモード実行時には、図１に示すように全ての１次転写ローラー８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に１次転写位置ＴＲ１を形成する。そして、適当なタイミングで前記１次転写バイアス発生部から１次転写ローラー８５に１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する１次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１表面に転写してカラー画像を形成する。

一方、モノクロモード実行時には、４個の１次転写ローラー８５のうち、カラー１次転写ローラー８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間させるとともに、モノクロ１次転写ローラー８５Ｋのみを画像形成ステーションＫに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションＫのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、モノクロ１次転写ローラー８５Ｋと画像形成ステーションＫとの間にのみ１次転写位置ＴＲ１が形成される。そして、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部からモノクロ１次転写ローラー８５Ｋに１次転写バイアスを印加することで、感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、１次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。

さらに、転写ベルトユニット８は、モノクロ１次転写ローラー８５Ｋの下流側でかつ駆動ローラー８２の上流側に配設された下流ガイドローラー８６を備えている。また、この下流ガイドローラー８６は、モノクロ１次転写ローラー８５Ｋが画像形成ステーションＫの感光体ドラム２１に当接して形成する１次転写位置ＴＲ１での１次転写ローラー８５Ｋと感光体ドラム２１との共通内接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。

駆動ローラー８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ８１の方向に循環駆動するとともに、２次転写ローラー１２１のバックアップローラーを兼ねている。駆動ローラー８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラー１２１を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラー８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラー８２と２次転写ローラー１２１との当接部分（２次転写位置ＴＲ２）にシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達しにくくなり、画質の劣化を防止することができる。

給紙ユニット１１は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラー７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラー７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラー対８０において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って２次転写位置ＴＲ２に給紙されるようになっている。

２次転写ローラー１２１は、転写ベルト８１に対して接離可能に設けられ、２次転写ローラー駆動機構（図示せず）によって接離駆動されるようになっている。定着ユニット１３は、ハロゲンヒーター等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラー１３１と、この加熱ローラー１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が２次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラー１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着されるようになっている。

加圧部１３２は、２つのローラー１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、２つのローラー１３２１，１３２２により張られた加圧ベルト１３２３を加熱ローラー１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラー１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートは、ハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送されるようになっている。

また、この装置１では、ブレード対向ローラー８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有している。クリーナブレード７１１は、その先端部が転写ベルト８１を介してブレード対向ローラー８３に当接することで、２次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去するようになっている。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収されるようになっている。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラー８３と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラー８３が移動する場合は、ブレード対向ローラー８３と一緒にクリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３も移動することになる。

次に、本発明に係るラインヘッド２９を、図面に基づいて詳しく説明する。図３は、本発明に係るラインヘッド２９の概略斜視図であり、図４は、ラインヘッド２９を副走査方向ＹＹに切断した断面図である。図３に示すようにラインヘッド２９は、主走査方向ＸＸに配列された発光素子群４１０を備えている。発光素子群４１０は、複数の発光素子４１１を備えている。これらの発光素子４１１から、図４に示すように、帯電部２３により帯電された感光体２Ｙの被走査面である表面２００に対して光が照射され、表面２００に静電潜像が形成されるようになっている。

図３においてラインヘッド２９は、主走査方向ＸＸを長手方向である第１の方向ＸＸとするケース４２０を備えるとともに、このケース４２０の両端に、位置決めピン４２１とねじ挿入孔４２２とを設けている。この位置決めピン４２１を、図示しない感光体カバーに穿設された位置決め孔に嵌め込むことにより、ラインヘッド２９は図４に示した感光体２Ｙに対して位置決めされている。感光体カバーは、感光体２Ｙを覆うとともに感光体２Ｙに対して位置決めされている。また、ねじ挿入孔４２２を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔（図示せず）にねじ込んで固定することによっても、ラインヘッド２９は感光体２Ｙに対して位置決め固定されている。

図３および図４においてケース４２０は、感光体２Ｙの表面２００に対向する位置に、マイクロレンズ（結像レンズ）が配列された２つのレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを重なるように保持するとともに、その内部に、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂに近い順番で、遮光部材４４０およびヘッド基板４５０を備えている。
ヘッド基板４５０は透明なガラス基板である。このヘッド基板４５０の裏面４５２（ヘッド基板４５０が有する２つの面のうち遮光部材４４０に対向する表面４５１とは逆側の面）には、複数の発光素子群４１０が設けられている。複数の発光素子群４１０は、ヘッド基板４５０の裏面４５２に、図３に示すように主走査方向ＸＸおよび副走査方向ＹＹに互いに所定間隔あけて、２次元的に複数列配列され配置されたもので、前記レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂで結像される光を発光する複数の発光素子から構成されている。すなわち、発光素子群４１０は、図３中の円で囲んだ部分に示すように、複数の発光素子４１１を２次元的に配列することで構成されている。

本実施形態では、発光素子として有機ＥＬ素子を用いている。つまり、本実施形態では、ヘッド基板４５０の裏面４５２に有機ＥＬ素子を発光素子４１１として配置している。そして、複数の発光素子４１１のそれぞれから感光体２Ｙの方向に射出される光は、ヘッド基板４５０を介して遮光部材４４０に向かうようになっている。なお、発光素子としてはＬＥＤであってもよい。その場合、基板はガラス基板でなくてもよく、ＬＥＤをヘッド基板４５０の表面４５１に設けることができる。

図３および図４において、遮光部材４４０は、複数の発光素子群４１０に対して一対一で対応する複数の導光孔４４１０を備えている。
発光素子群４１０に属する発光素子４１１から射出された光は、発光素子群４１０に一対一で対応する導光孔４４１０によって、一対のレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂに導かれる。そして、導光孔４４１０を通過した光は、二点鎖線で示すように、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂにより、感光体２Ｙの表面２００にスポットとして結像されるようになっている。

図４に示すように裏蓋４７０が、固定器具４６０によって、ヘッド基板４５０を介してケース４２０に押圧されている。固定器具４６０は、裏蓋４７０をケース４２０側に押圧する弾性力を有するとともに、この弾性力で裏蓋４７０を押圧することにより、ケース４２０の内部から光が漏れないようにするとともに、ケース４２０の外部から光が侵入しないように密閉している。なお、固定器具４６０は、図３に示すケース４２０の主走査方向ＸＸに複数箇所設けられている。また、発光素子群４１０は、封止部材４８０によって覆われている。

図５に、本発明にかかるレンズアレイ４３０ａの斜視図を示す。また、図６に、このレンズアレイ４３０ａの主走査方向ＸＸにおける部分断面図を示す。なお、レンズアレイ４３０ｂの構成はレンズアレイ４３０ａの構成と同一である。
図６に示すようにレンズアレイ４３０ａは、板状の基部４３１と該基部４３１の表面に形成されたレンズ層４３２とを備えてなるもので、これら基部４３１及びレンズ層４３２は、光硬化性樹脂によって一体に形成されたものである。なお、本発明にかかるレンズアレイとしては、図６中二点鎖線で示したように、前記基部４３１の裏面側（レンズ層４３２と反対の側）がガラス基板（透光性基板）４３５に一体的に接合されていてもよく、したがって、このガラス基板４３５を含んでこれの上に前記基部４３１及びレンズ層４３２が形成されてなるものであってもよい。

前記基部４３１は、図５に示すように前記レンズ層４３２を形成した表面側に位置する矩形板状の第１板部４３１ａと、前記表面と反対の裏面側に位置する矩形板状の第２板部４３１ｂとを有したものである。第２板部４３１ｂは、平面視した状態で第１板部４３１ａより一回り大きく、したがってその外側に略相似状に拡がって形成されている。また、この第２板部４３１ｂは、図６に示すようにその厚さが第１板部４３１ａの厚さより十分に薄く、例えば第１板部４３１ａの厚さの（１／２）〜（１／１０）程度になっている。なお、この第２板部４３１ｂについては、その平面視形状が必ずしも矩形状になることなく、例えば略楕円形状や略長円形状などになっていてもよい。

レンズ層４３２は、図５に示すように、第１板部４３１ａの表面に、その長辺方向に沿って多数（複数）のマイクロレンズ４３３が配列させられた形成されたものである。また、本実施形態では、このようなマイクロレンズ４３３の列が複数列（図５では３列）設けられている。
なお、このような構成からなるレンズアレイ４３０ａ、４３０ｂについては、図３、図４に示したケース４２０に対して、第１板部４３１ａより外側に拡がって形成された第２板部４３１ｂを利用して取り付け固定してもよく、また、図６中の二点鎖線で示したガラス基板４３５が一体化されている場合には、このガラス基板４３５を利用して取り付け固定してもよい。

そして、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂは、それぞれのレンズ層４３２における対応したマイクロレンズ４３３が互いに対をなし、図４中一点鎖線で示すように共通の光軸を有するように、ケース４２０に取り付け固定されている。また、これら一対のマイクロレンズ４３３は、図３に示した複数の発光素子群４１０に一対一で対向して配置されている。これにより、各発光素子４１１から射出された光は、図４中二点鎖線で示すように、マイクロレンズ４３３によって感光体２Ｙの表面２００上に結像するようになっている。

次に、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの製造方法に基づき、本発明に係る製造方法の一実施形態を説明する。
まず、本実施形態で用いられるレンズアレイの成型装置について説明する。図７は、レンズアレイの成型装置の概略構成図である。レンズアレイの成型装置９００は、密閉容器９０２と、この密閉容器９０２に配管（図示せず）を介して接続されたロータリーポンプなどの真空ポンプ（図示せず）とを備えたもので、真空ポンプによって密閉容器９０２内が排気され、密閉容器９０２内が所望の減圧度（真空度）に減圧されるように構成されたものである。

密閉容器９０２の上部には保持孔（図示せず）が形成されており、この保持孔には、軸状の上プレス可動部保持部９０１が摺動可能かつ気密に内挿されている。上プレス可動部保持部９０１には、密閉容器９０２内に位置する下端部に、上プレス可動部９０３が取り付けられている。上プレス可動部９０３の下部には型保持部９０４が儲けられ、型保持部９０４の下部にはアレイ製造用型３６０が備えられている。

上プレス可動部保持部９０１は、図示しない昇降装置によって上下に移動（摺動）するようになっており、これによってアレイ製造用型３６０は、上プレス可動部９０３、型保持部９０４とともに上下動するようになっている。なお、上プレス可動部保持部９０１と前記保持孔との間には、Ｏリングなどのシール部材（図示せず）が儲けられており、これによって上プレス可動部保持部９０１は、前述したように保持孔に対して気密に摺動するようになっている。密閉容器９０２の下部には、下プレス台９０６が設けられており、この下プレス台９０６には、例えば石英ガラスなどの光を透過する透光性部材９０５が保持されている。透光性部材９０５の下方には、紫外線（光）を照射する紫外線照射ランプ９０７が設けられている。

前記アレイ製造用型３６０は、その側断面図である図８に示すように略直方体状のもので、その上面側が、図７に示した型保持部９０４に着脱可能に保持されるようになっており、その底面が、前記レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を形成するためのアレイ形成面３６１となっているものである。

アレイ形成面３６１には、その開口形状を矩形とする第１凹部３６２が形成されており、この第１凹部３６２には、その底面３６３に多数（複数）の第２凹部３６４が形成されている。第１凹部３６２は、図５に示した第１板部４３１ａの外径である矩形に対応した開口形状を有したもので、その深さが、第１板部４３１ａの厚さに対応して形成されたものである。第２凹部３６４は、図５に示したレンズ層４３２を構成する個々のマイクロレンズ４３３にそれぞれ対応して形成されたもので、複数列配列されて形成されたものである。

このようなレンズアレイの成型装置９００及びアレイ製造用型３６０を用いてレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を製造するには、まず、図８に示したアレイ製造用型３６０を用意するとともに、このアレイ製造用型３６０のアレイ形成面３６１、すなわち第１凹部３６２の内面及び第２凹部３６４の内面を含むアレイ製造用型３６０の底面全体を、撥液処理する。撥液水処理としては、特に限定されることなく、従来の一般的な手法（例えば離型処理）が用いられる。

そして、図９（ａ）に示すようにこのアレイ製造用型３６０をレンズアレイの成型装置９００の型保持部９０４に固定し、密閉容器９０２内にセットする。また、下プレス台９０６の透光性部材９０５上に、ガラス基板（透光性基板）４３５を載置する。ガラス基板４３５については、図６に示したようにこれを基部４３１に一体に接合してレンズアレイとする場合には、親液処理を行ってもよく、また、表面処理を行うことなく用いてもよい。一方、図５に示したようにレンズアレイ４３０ａに一体的に設けない場合には、アレイ形成面３６１と同様に、撥液処理を行っておくのが好ましい。

続いて、このガラス基板４３５上に、光硬化性樹脂ＪＳを配する。この光硬化性樹脂ＪＳとしては、本実施形態では紫外線照射硬化型のものが用いられ、特に、硬化前に対する硬化後の収縮率が、３％以下であるものが好適に用いられる。また、この光硬化性樹脂ＪＳとしては、前記第１凹部３６２の容積と第２凹部３６４の容積との合計量より大きい体積（量）を、ガラス基板４３５上に配する。その際、アレイ製造用型３６０の第１凹部３６２の開口形状に近い状態で、かつこの開口の直下に位置するようにして、光硬化性樹脂ＪＳをガラス基板４３５上に配する（準備工程）。

そして、このように密閉容器９０２内においてアレイ製造用型３６１と、ガラス基板４３５とを用意し、さらにこのガラス基板４３５上に所定量の光硬化性樹脂ＪＳを配したら、これらの環境である密閉容器９０２内を、真空ポンプによって所望の減圧度（真空度）にまで減圧（真空引き）する（減圧工程）。すると、密閉容器９０２内は十分に減圧されることで、アレイ製造用型３６１の第１凹部３６２内や第２凹部３６４内に存在していた空気等の気体（気泡）が排出され、また、ガラス基板４３５と光硬化性樹脂ＪＳとの間や光硬化性樹脂ＪＳ内に存在していた空気等の気体（気泡）も排出される。

次いで、図１０（ａ）に示したように真空ポンプによって密閉容器９０２内を減圧しつつ、上プレス可動部保持部９０１を下降し、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示すようにアレイ製造用型３６０をガラス基板４３５側に相対的に加圧する。これにより、アレイ製造用型３６０とガラス基板４３５との間を狭め、光硬化性樹脂ＪＳをアレイ製造用型３６０の第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に圧入する（圧入工程）。

このようにして圧入すると、前述したように光硬化性樹脂ＪＳの体積量を、第１凹部３６２の容積と第２凹部３６４の容積との合計量より大きくしているので、図１０（ｂ）に示すように光硬化性樹脂ＪＳはその全量が第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填されることなく、その一部（過半部）のみが第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填され、残部は第１凹部３６２の外側のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間に挟持される。その際、上プレス可動部保持部９０１の下降によるアレイ製造用型３６０の加圧力を調整することにより、光硬化性樹脂ＪＳが、アレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間からはみ出さないようにする。

これは、例えば図１０（ｂ）中二点鎖線で示すように、光硬化性樹脂ＪＳがアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間からはみ出てしまうと、第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填された光硬化性樹脂ＪＳが減圧状態にあるアレイ製造用型３６０の外側に引っ張られ、これら凹部３６２、３６４内に空隙が形成されてしまうおそれがあるからである。すなわち、このように空隙が形成されると、得られるレンズアレイにボイドが形成され、所望のレンズ特性が得られなくなってしまうからである。

なお、光硬化性樹脂ＪＳの体積量を第１凹部３６２の容積と第２凹部３６４の容積との合計量より大きくし、この光硬化性樹脂ＪＳの一部（残部）を第１凹部３６２の外側のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間に挟持させるようにしたので、第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填された樹脂が少ないことでこれら凹部３６２、３６４内に空隙が形成されるといったことが防止されている。

次いで、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示したように、アレイ製造用型３６０による加圧状態のもとで、つまり圧入工程の状態に保持したままで、光硬化性樹脂ＪＳに対して紫外線照射ランプ９０７から光を照射し、該光硬化性樹脂ＪＳを硬化させる（硬化工程）。紫外線照射ランプ９０７から光（紫外線）を照射すると、透光性部材９０５、ガラス基板４３５を透過して光（紫外線）が光硬化性樹脂ＪＳに照射され、これによって光硬化性樹脂ＪＳは硬化し、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）が形成される。

その後、図９（ｃ）に示すように上プレス可動部保持部９０１を上昇させ、アレイ製造用型３６０による加圧を解除する。すると、アレイ製造用型３６０のアレイ形成面３６１には撥液処理を施しているので、形成されたレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）はアレイ製造用型３６０から容易に離型し、透光性部材９０５上に残る。したがって、真空ポンプを止めて密閉容器９０２内を大気圧に戻し、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を取り出すことにより、図５、図６に示した構造のレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を得ることができる。

なお、製造するレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を、図６に示したように基部４３１にガラス基板４３５を一体に接合したものとする場合には、前述したようにガラス基板４３５に撥液処理を施していないことから、このガラス基板４３５が一体に設けられた状態で製造される。一方、図５に示したようにレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）に一体的に設けない場合には、ガラス基板４３５に撥液処理を施していることから、このガラス基板４３５が基部４３１の底面から容易に剥離し、したがってガラス基板４３５のない状態に製造される。

このような製造方法にあっては、減圧環境下において光硬化性樹脂ＪＳをアレイ製造用型３６０の第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に圧入するので、特に第２凹部３６４内に気泡が残留するのを抑制することができる。また、光硬化性樹脂ＪＳを圧入工程の状態に保持したままで光硬化性樹脂ＪＳを硬化させるので、特に第２凹部３６４内に気泡が入り込むことがなく、したがってボイドを形成することなく、マイクロレンズ４３３を形成することができる。

また、圧入工程において、光硬化性樹脂ＪＳの残部をアレイ製造用型３６０のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間からはみ出させることなく、第１凹部３６２の外側のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間に挟持するようにしたので、この圧入工程の状態に保持したままで硬化工程を行うことにより、前述したようにボイドの形成をより確実に防止することができる。

また、このようにして得られた本実施形態のレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）は、前述したようにボイドの形成が確実に防止されているので、ボイドがない良好なものとなる。また、第１板部４３１ａの外側に拡がって形成された第２板部４３１ｂを有しているので、例えばこのレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を前記ラインヘッド２９のケース４２０に組み付ける際、この第２板部４３１ｂを利用することで容易に組み付けることができる。さらに、この第２板部４３１ｂを利用することにより、ハンドリングも容易になる。

また、このようにボイドがない良好なレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を備えたラインヘッド２９にあっては、感光体の被走査面に高精度で潜像を形成することが可能になる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態ではレンズアレイにおけるマイクロレンズ４３３の列を複数列配列させるように、第２凹部３６４を複数列配列したアレイ製造用型３６０を用いたが、マイクロレンズ４３３の列を１列とするように、第２凹部３６４を１列のみ配列したアレイ製造用型３６０を用いてレンズアレイを製造してもよい。

また、前記実施形態では、本発明のラインヘッドをカラー画像形成装置に適用しているが、適用対象はこれに限定されるものでなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても適用可能である。さらに、乾式のトナーだけでなく、トナー粒子を不揮発性液体キャリアに分散させた体トナーを用いた画像形成装置に対しても適用可能である。

２９…ラインヘッド、３６０…アレイ製造用型、３６１…アレイ形成面、３６２…第１凹部、３６３…底面、３６４…第２凹部、４１０…発光素子群、４３０ａ，４３０ｂ…レンズアレイ、４３１…基部、４３１ａ…第１板部、４３１ｂ…第２板部、４３２…レンズ層、４３３…マイクロレンズ、４３５…ガラス基板（基板、透光性基板）、４５０…ヘッド基板、９０２…密閉容器、９０７…紫外線照射ランプ、ＪＳ…光硬化性樹脂

Claims (9)

1. 板状の基部の表面に、複数のマイクロレンズを配列させた状態で備えてなるレンズアレイの製造方法であって、
   アレイ形成面を有し、該アレイ形成面に前記レンズアレイにおける前記基部の外形に対応する第１凹部が形成され、かつ該第１凹部の底面に前記マイクロレンズに対応する複数の第２凹部が形成されてなるアレイ製造用型と、基板とを用意し、該アレイ製造用型の前記アレイ形成面と前記基板との間に、前記第１凹部の容積と第２凹部の容積との合計量より大きい体積の光硬化性樹脂を配する準備工程と、
   準備した前記アレイ製造用型と前記基板と前記光硬化性樹脂との環境を減圧する減圧工程と、
   前記の減圧環境下において、前記アレイ製造用型を前記基板側に相対的に加圧して該アレイ製造用型と基板との間を狭め、前記光硬化性樹脂を前記アレイ製造用型の前記第１凹部及び前記第２凹部内に圧入することにより、前記光硬化性樹脂の一部を前記第１凹部及び前記第２凹部内に充填するとともに、残部を前記アレイ製造用型のアレイ形成面と前記基板との間からはみ出させることなく、前記第１凹部の外側のアレイ形成面と基板との間に挟持する圧入工程と、
   前記光硬化性樹脂を前記圧入工程の状態に保持したままで、該光硬化性樹脂に光を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させて前記レンズアレイを形成する硬化工程と、
   前記硬化工程で形成したレンズアレイを前記アレイ製造用型から離型する離型工程と、を含むことを特徴とするレンズアレイの製造方法。
2. 前記準備工程では、前記アレイ製造用型として、前記アレイ形成面が撥液処理されているものを用意することを特徴とする請求項１記載のレンズアレイの製造方法。
3. 前記アレイ製造用型として、前記マイクロレンズが複数列配列されてなるレンズアレイのマイクロレンズに対応して前記第２凹部が複数列配列された型を、用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズアレイの製造方法。
4. 前記光硬化性樹脂として、硬化前に対する硬化後の収縮率が３％以下であるものを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法。
5. 前記基板として透光性基板を用い、前記硬化工程では、前記透光性基板を介して前記光硬化性樹脂に光を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法。
6. 板状の基部の表面に、複数のマイクロレンズを配列させた状態に形成してなるレンズアレイであって、
   前記基部は、前記マイクロレンズを形成した表面側に位置する第１板部と、前記表面と反対の裏面側に位置する第２板部とを有してなり、
   前記第２板部は、平面視した状態で前記第１板部の外側に拡がって形成されていることを特徴とするレンズアレイ。
7. 前記第２板部の厚さが、前記第１板部の厚さより薄いことを特徴とする請求項６記載のレンズアレイ。
8. 前記基部は、前記第２板部側が透光性基板に接合されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のレンズアレイ。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載のレンズアレイと、
   前記レンズアレイで結像される光を発光する発光素子が設けられたヘッド基板と、を備えてなることを特徴とするラインヘッド。

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