JP2010253882A - 画像形成装置及びレンズアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発光点から出射される光束を用いて画像を形成する画像形成装置及びレンズアレイを提供する。
【解決手段】発光点である複数のＬＥＤから出射した光束は、それに対応した各レンズ部ＬＳ１，ＬＳ２を通過してそれぞれ略平行光束となり、感光体２０１ａ（又は２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）に入射するので、焦点位置や焦点深度に対する要求が緩和され、レンズ部ＬＳ１，ＬＳ２から感光体２０１ａまでの距離に関係なく、高画質な画像を形成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置及びレンズアレイに関し、特に複数の発光点から出射される光束を用いて画像を形成する画像形成装置及びレンズアレイに関する。

ＬＥＤアレイを用いて画像を形成するＬＥＤプリンタが開発されている。かかるＬＥＤプリンタにおいては、ＬＥＤアレイからの光線を感光体に導くために、ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤ毎にマイクロレンズを含む光学素子を設け、これらのマイクロレンズ等の光学素子により集光された光線を感光体ドラムに照射するように構成されたＬＥＤプリンタヘッド、及び個々のＬＥＤからの光をそれぞれの導波路を介してマイクロレンズに導きこれらのマイクロレンズにより集光された光線を感光体ドラムに照射するように構成されてなる。

このとき、ＬＥＤの発光点間隔は一般的には数１０μｍと狭く、１つの発光点からの出射光をマイクロレンズで感光体に適切に集光させたい場合はＬＥＤ、マイクロレンズ、感光体は各々近接させなければならないが、レンズと感光体を近接させることは出来るだけ避けたい。しかし、間隔を広げようとすると、今度は、集光に必要な開口数（ＮＡ）が不足し、暗く（露光不足と）なってしまうという問題がある。

そこで特許文献１のＬＥＤプリンタにおいては、ＬＥＤと感光体との間にロッドレンズ（又はセルフォックレンズ）を設け、集光に必要なＮＡを不足させることなく、また、レンズと感光体との間の距離をある程度確保し、ＬＥＤからの出射光を、ロッドレンズを介して収束光に変換し、感光体に集光させている。

特開２００２−１０７６６１号公報 特開２００５−３７８９１号公報

しかしながら、かかる従来技術の構成では、収束光を感光体に入射させるため、ロッドレンズから感光体までの距離は依然として充分長い距離を確保できているとは言い難く、感光体に付着したトナーが飛散してレンズに付着し、集光性能に悪影響を及ぼす可能性がまだ高く、さらにレンズから感光体までの距離を長くしたいという課題があった。

又、焦点深度が浅いので、光学素子の製造精度や組み立て精度を高める必要がありコスト高を招くと共に、温度変化による各部品の熱膨張・収縮に伴い光路長が変化し易いため、感光体上でデフォーカスが生じやすいという問題もある。

更に従来技術では、ロッドレンズ自身が比較的高額であるため、コストが増大するという問題もある。また、ロッドレンズに代えて２枚玉のレンズを用いた場合も、レンズの数が多いことからコスト増大を招くという問題もある。このとき、コスト低減のために１枚玉の集光レンズを用いようとすると、先述したように、レンズから感光体までの距離が近くなってしまい、或いはこの距離を伸ばそうとすると暗くなってしまうという課題がある。また、１枚玉の集光レンズを用いる場合、部分的に倒立像になってしまうという課題もあった。こうしたことから、従来の当業者は１枚玉のレンズを用いるという発想に至ることがなかった。

また、感光体は回転して用いられるため、当該感光体の回転の偏心によってマイクロレンズと感光体の間の距離が変化した場合に、感光体上のスポットが劣化してしまうというＬＥＤプリンタ特有の問題もある。

更に、特許文献１のロッドレンズを用いる例を含む多くの従来技術においては、光源の発光点間隔が数１０μｍと狭い状態で、発光点からの出射光を感光体へ集光するために必要なＮＡを得るために、隣り合う発光点の光路が重なり合う光学系がよく用いられている。このとき発光点の数が、レンズの数に比べて多くなる。この様な場合、各発光点の光路が重なり合うため複雑な光路となり、迷光対策が難しいという問題もあった。

尚、特許文献２に示すように、ロッドレンズを用いる代わりに２枚玉のマイクロレンズを設ける場合もあるが、同様な問題を招く恐れがある。更に、ＬＥＤの代わりにＬＤを用いたＬＤプリンタでも、同様な問題が生じうる。

加えて、微細なレンズ部を複数有するレンズアレイを、どのようにして効率的に製造するかという問題もある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の発光点から出射される光束を用いて画像を形成する画像形成装置及びレンズアレイを提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像形成装置は、
複数の発光点をアレイ状に配置してなるアレイ光源と、
前記発光点の数以上であるレンズ部を備えたレンズアレイと、を有し、前記発光点から出射された光束を、前記レンズ部を介して感光体上に露光することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記レンズアレイは光軸方向に複数の素材を積層して形成されており、
前記発光点から出射した光束は、前記レンズ部を通過して平行光束又は略平行光束となり、前記感光体に入射することを特徴とする。

本発明者は、鋭意研究の結果、上述の課題を全て解決し得る本発明に想い至った。即ち、本発明によれば、発光点から出射した光束は、レンズ部を通過して平行光束又は略平行光束となり、感光体に入射するので、レンズ部から感光体までの距離として、充分長い距離を確保することが可能となり、感光体に付着したトナーが飛散してレンズに付着することを防止でき、良好な集光性能を長時間維持することが可能となる。

又、本発明によれば、光学素子の製造精度や組み立て精度を高める必要がなく、コストを低減でき、更に、温度変化による各部品の熱膨張・収縮に伴い光路長が変化したとしても、平行光束又は略平行光束を感光体上に照射するため、デフォーカスの問題が生じない。

加えて、本発明によれば、前記レンズアレイを、複数の素材を光軸方向に積層して形成したので、例えばガラス基板又はシリコン基板上に型を用いて樹脂製の光学面部を積層して複数のレンズ部を一度に形成することで、製造コストを大幅に低減することが可能となる。更に、この場合、温度変化時の線膨張、屈折率変化を小さく抑えることも可能となり、温度変化が起きても、より安定した性能を得ることができる。プリンタのような画像形成装置においては、高温を発生する部品を有することが多く、温度変化時の性能安定性は非常に重要な課題の一つであるが、それを解決可能とするものである。加えて、レンズの光軸上の厚さが薄い場合、プラスチックレンズの射出成形による成形が困難となるが、本発明によれば、光軸上の厚さが薄いレンズであっても、容易に製造を行なえるものである。

また、レンズ部により１枚玉のレンズを構成したとしても、レンズから感光体までの距離を離すことができ、しかも、暗くなってしまうという問題も生じない。画像形成装置へのレンズアレイの取付を容易にするという観点からも、レンズ部は複数の素材を積層してなる単玉レンズであることが好ましい。

更に、感光体の回転の偏心によってマイクロレンズと感光体の間の距離が変化した場合であっても、感光体上のスポットが劣化してしまうという問題も発生しない。

加えて、発光点の数を、レンズの数に比べて同じか少なくするため、各発光点の光路が重なり合いにくくなり、迷光の問題も低減することが可能となる。

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記レンズアレイは、ガラス基板又はシリコン基板と、前記ガラス基板又はシリコン基板上に積層された樹脂製の光学面部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば平行平板であるガラス基板又はシリコン基板上に、型を用いて樹脂を積層し、成形することによって、複数のレンズ部を一度に精度良く形成することができる。また上述したように、温度変化時においても、安定した性能を得ることが可能となる。樹脂としては、ＵＶ硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。

請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記レンズ部と前記感光体の間の光路中に、光束の発散度を変更する光学素子を有さないことを特徴とする。

本発明によれば、レンズ部以外の他の発散度を変更する光学素子を有さないため、構造をシンプルにすることが可能となると共に、各構成の配置の自由度を増加させることが可能となる。但し、発散度を変更しない光学素子は、レンズ部と感光体の間の光路中に配置してもよい。例えば、ミラー等の反射光学素子をレンズ部と感光体の間に配置してもよい。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記アレイ光源の発光点の数と、前記レンズアレイのレンズ部の数とは等しいことを特徴とする。

請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記アレイ光源の発光点の数より、前記レンズアレイのレンズ部の数が多いことを特徴とする。

請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１〜５のいずれかの画像形成装置において、前記レンズ部には、絞りが形成されていることを特徴とする。この構成により、別個に絞りを設ける必要がなく部品点数が削減される。「絞り」としては、例えばレンズ部の光学面において形成される段差、粗度を大きくした部位、変曲点を持つ部位、遮光膜などがある。

請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１〜６のいずれかの画像形成装置において、前記発光点と前記レンズ部との間に、前記レンズ部とは別体の絞りが設けられていることを特徴とする。この構成により、万一、迷光が発生したとしても、となりの迷光が光路に入り込んでくるリスクを低減することが可能となる。「絞り」としては、平板状の絞りや、鏡筒状の絞りや、光学フィルターや、液晶装置等を用いることができる。

請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記発光点のうち、或る発光点から出射された光束と、前記或る発光点の隣の発光点から出射された光束とが交じり合うことを防止する遮蔽部材が形成されていることを特徴とする。この構成により、迷光の発生を確実に抑制できる。尚、「或る発光点から出射された光束と、前記或る発光点の隣の発光点から出射された光束とが交じり合う」とは、例えば或る発光点から出射された光束が感光体上に露光した場合において、その露光範囲の少なくとも一部に、隣の発光点から出射された光束が重ねて露光することをいう。即ち、遮蔽部材とは、２つの光束の少なくとも一方を遮光して交じり合わないように機能するものをいう。

請求項９に記載の画像形成装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記発光点はＬＤ（レーザダイオード）又はＬＥＤ（発光ダイオード）であることを特徴とする。

請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項１〜９のいずれかの画像形成装置において、前記発光点と前記レンズ部の間の光路長が、前記レンズ部と前記感光体の間の距離に比べて短いことを特徴とする。この構成により、感光体のトナーがレンズ部に付着することをより確実に防止すると共に、隣の発光点からの迷光がレンズ部に混入することをより確実に防止することが可能となる。

請求項１１に記載のレンズアレイは、
複数の発光点をアレイ状に配置してなるアレイ光源と、前記発光点の数以上であるレンズ部を備えたレンズアレイと、を有し、前記発光点から出射された光束を、前記レンズ部を介して前記感光体上に露光することによって画像を形成する画像形成装置のレンズアレイにおいて、
前記レンズアレイは、光軸方向に複数の素材を積層して形成されており、前記発光点から前記レンズ部に入射した光束を、平行光束又は略平行光束に変換して出射することを特徴とする。

本発明によるレンズアレイによって、請求項１の画像形成装置と同様の効果を得ることができる。

請求項１２に記載のレンズアレイは、請求項１１のレンズアレイにおいて、前記レンズアレイは、ガラス基板又はシリコン基板と、前記ガラス基板又はシリコン基板上に積層された樹脂製のレンズ部とを有することを特徴とする。

請求項１３に記載のレンズアレイは、請求項１１又は１２のレンズアレイにおいて、前記アレイ光源の発光点の数と、前記レンズアレイのレンズ部の数とは等しいことを特徴とする。

請求項１４に記載のレンズアレイは、請求項１１又は１２のレンズアレイにおいて、前記アレイ光源の発光点の数より、前記レンズアレイのレンズ部の数が多いことを特徴とする。

請求項１５に記載のレンズアレイは、請求項１１〜１４のいずれかに記載のレンズアレイにおいて、前記レンズ部には、絞りが形成されていることを特徴とする。

レンズアレイの素材としては、ガラスや、環状ポリオレフィン等の熱可塑性の樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、シリコンなどがある。環状ポリオレフィン等の熱可塑性の樹脂を用いる場合、射出成形により製造できるため、製造コストを大幅に低減させることができる。特に好ましくは、図３に示すように、ガラス基板又はシリコン基板上に、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂製の光学面部を積層させてレンズ部を形成することである。

また、一般に、透明な樹脂材料に微粉末を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできることが分かってきた。

また、樹脂材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメ一トルの無機粒子を分散させることにより、総合的に温度依存性の極めて低い材料を提供できる。

例えば、アクリル樹脂に酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）の微粒子を分散させることにより、このような温度に対する屈折率変化を小さくすることができ、従って温度変化に起因した像点位置の変動を効果的に抑えることができる。

本発明によれば、複数の発光点から出射される光束を用いて画像を形成する画像形成装置及びレンズアレイにおいて、レンズ部から感光体までの距離として、充分長い距離を確保することが可能となり、感光体に付着したトナーが飛散してレンズに付着することを防止でき、良好な集光性能を長時間維持することが可能となる。また、光学素子の製造精度や組み立て精度を高める必要がなく、コストを低減でき、更に、温度変化による各部品の熱膨張・収縮に伴い光路長が変化したとしても、平行光を感光体上に照射するため、デフォーカスの問題が生じることを防止できる。また、各部品の熱膨張・収縮自体を小さく抑えることが可能となる。加えて、レンズアレイ自身のコストを低減することも可能となる。また、感光体の回転の偏心によってマイクロレンズと感光体の間の距離が変化した場合であっても、感光体上のスポットが劣化してしまうという問題も発生しない。加えて、各発光点の光路が重なり合いにくくなり、迷光の問題も低減することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態の画像形成装置の概略図である。図２は、本実施の形態のレンズアレイを含む光源ユニットの斜視図である。図３は、ＬＥＤアレイとレンズアレイの断面図である。図４は、マイクロレンズアレイＭＬＹの製造工程を示す図である。

図２、３において、アレイ光源であるＬＥＤアレイＬＡＹは、数１０μｍの間隔で複数のＬＥＤを発光点としてアレイ状に並べて形成している。暗くすることなく、レンズとＬＥＤの距離を長く出来るという本願発明の効果がより発揮されるという観点からは、各発光点の間隔は１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。ＬＥＤアレイＬＡＹに対向してマイクロレンズアレイＭＬＹが配置されている。マイクロレンズアレイＭＬＹは、後述の製造工程で形成されるが、１枚のガラス基板（又はシリコン基板）ＧＬの光軸方向両側に、複数対の光学面部ＬＳ１，ＬＳ２をアレイ状に形成（積層）してなる。各対の光学面部ＬＳ１，ＬＳ２の光軸は一致しており、光軸の一致した光学面部ＬＳ１，ＬＳ２及び間のガラス基板ＧＬにて１枚玉（単玉）のレンズ部ＬＳを構成している。光学面部ＬＳ２は、各ＬＥＤに１対１に対応して近接配置されている。ここでは、ＬＥＤと光学面部ＬＳ１，ＬＳ２とは１列に配置されているが、千鳥状に配置されても良い。また、複数列を有するレンズアレイとしてもよい。ＬＥＤアレイＬＡＹとマイクロレンズアレイＭＬＹとは、図２に示す筐体ＢＸ内に保持されて光源ユニットＯＰＵを構成している。

又、図３に示すように、ＬＥＤに近い光学面部ＬＳ２の光源側面の周囲には、絞りの機能を発揮する遮光膜ＳＭが成膜されている。遮光膜ＳＭはＣＶＤやスパッタリングで形成できるが、それに限られない。但し、遮光膜ＳＭの代わりに、金型の面粗度を悪化させた面を転写しても良いし、段差や変曲点などを転写成形して、粗面や段差、又は曲率の異なる面によって絞りの機能を発揮させＬＥＤからの光束を絞ることもできる。絞りは、レンズ部に設けなくても、各ＬＥＤと光学面部ＬＳ２の間に、レンズ部とは別体の絞りを設けてもよい。

又、図３に示すように、ＬＥＤアレイＬＡＹとマイクロレンズアレイＭＬＹとの間には、隣接するＬＥＤ間に遮蔽板（遮蔽部材ともいう）ＳＨが配置され、ＬＥＤから発生した光束が、隣の光学面部ＬＳ２に侵入することがないようにしている。遮蔽板ＳＨには絞りが付いていてもよい。

ＬＥＤアレイＬＡＹの各ＬＥＤから出射された発散光は、マイクロレンズアレイＭＬＹの各光学面部ＬＳ２に入射し、各光学面部ＬＳ１を経て略平行光束に変換されて出射するようになっている。各光学面部ＬＳ１からの出射光は、光束の発散度を変更する光学素子を介さず、感光体２０１ａ（又は２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）上に結像され、その上に各ＬＥＤに対応した像ＭＧが形成されることとなる。(図２では、理解を助けるために感光体が平面として描かれているが、実際は図１にあるような円柱状の形状である)本実施の形態によれば、発光点である複数のＬＥＤから出射した光束は、それに対応した各光学面ＬＳ１，ＬＳ２を通過してそれぞれ略平行光束となり、光束の発散度を変更する他の光学素子を介することなく、図２に示す感光体２０１ａ（又は２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）に入射するので、焦点位置や焦点深度に対する要求が緩和され、光学面部ＬＳ１から感光体２０１ａまでの距離に関係なく、高画質な画像を形成することができる。又、発光点であるＬＥＤと光学面部ＬＳ１の間の光路長が、光学面部ＬＳ１と感光体２０１ａの間の距離に比べて短いので、感光体２０１ａのトナーが光学面部ＬＳ１に付着することをより確実に防止すると共に、隣の発光点からの迷光が光学面部ＬＳ２に混入することをより確実に防止することが可能となる。

次に、図４を参照して、マイクロレンズアレイＭＬＹの製造工程について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、上型Ｍ１と下型Ｍ２を準備する。上型Ｍ１は、光学面部ＬＳ１に対応した複数の転写面Ｍ１ａを有し、下型Ｍ２は、光学面部ＬＳ２に対応した複数の転写面Ｍ２ａを有している。

次いで、離間した上型Ｍ１と下型Ｍ２の間に、平行平板であるガラス基板ＧＬを配置して、不図示のマーカー等で位置決めした状態で、図４（ｂ）に示すように、上型Ｍ１と下型Ｍ２とでガラス基板ＧＬを挟持するようにして型締めを行う。その後、不図示のゲートを介して、ＵＶ硬化樹脂等を、転写面Ｍ１ａとガラス基板ＧＬとで形成されるキャビティ内、及び転写面Ｍ２ａとガラス基板ＧＬとで形成されるキャビティ内に注入し、紫外線を照射する。

ＵＶ硬化樹脂が硬化した後、図４（ｃ）に示すように、上型Ｍ１と下型Ｍ２を離間させて型開きを行うことで、ガラス基板ＧＬの両側に光学面部Ｌ１，Ｌ２が積層してレンズ部が形成されたマイクロレンズアレイＭＬＹを取り出すことができる。この後、マイクロレンズアレイＭＬＹに所定のマスキングを施して、ＣＶＤやスパッタリング等で遮光膜ＳＭ（図３）を形成することができる。

図５は、変形例にかかるマイクロレンズアレイの製造工程を示す図である。本変形例で用いる上型及び下型（不図示）は、マトリクス状に並んだ転写面を有しているため、図５（ａ）に示すように、平面状のガラス板ＧＬに、マトリクス状に並んだレンズ部ＬＳ１（及びＬＳ２）を形成した中間生成品ＩＭＦを生成することができる。その後、図５（ｂ）に示すように、中間生成品ＩＭＦから、ダイシングブレードＤＢを用いて一列毎にレンズ部ＬＳ１（及びＬＳ２）を切り出すことにより、図５（ｃ）に示すようなイクロレンズアレイＭＬＹを効率的に製造することができる。

次に、本実施の形態の画像形成装置を、図１を用いて詳細に説明する。図１において、本体には、カラー画像形成に必要なイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーに対応した４つの感光体２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを縦に並べて配置している。さらに、縦に長く張った中間転写ベルト２０２を、感光体２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに接触するように並置している。各感光体２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの中間転写ベルト２０２の反対側には、各感光体２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの表面を露光し静電潜像を形成する４つの光源ユニットＯＰＵ、及び静電潜像をトナーで可視化する現像器２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄを縦方向に積層して配置している。

各感光体２０１ａ（２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）の周りには、感光体２０１を帯電する帯電器（図示せず）、光源ユニットＯＰＵ、現像器２０５ａ（２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ）、中間転写ベルト２０２、感光体２０１ａ（２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）表面を除電するイレーズランプ（図示せず）、残留トナーをクリーニングする感光体クリーナ（図示せず）を設けている。中間転写ベルト２０２の外周には、各色のトナー画像の位置ずれを検出する画像センサ２１１、トナーを帯電するトナー帯電器２１２、中間転写ベルト２０２上のトナー画像を用紙に転写する転写器２１３、用紙を中間転写ベルト２０２から剥離する用紙除電器２１４、中間転写ベルト２０２上のトナーをクリーニングする中間転写ベルトクリーナ２１５を設けている。さらに、用紙の搬送経路上には、用紙カセット２１６、給紙機構２１７、定着器２１９を配置している。

次に、上記画像形成装置の印字シーケンスについて説明する。最初にコントローラ（不図示）へプリント命令が送られると、中間転写ベルト２０２、感光体２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの駆動及び帯電が開始される。引き続き、中間転写ベルト２０２に最上流部で接触する感光体２０１ａを光源ユニットＯＰＵで画像露光し、静電潜像を現像器２０５ａで現像するとともに、中間転写ベルト２０２上へトナー画像を転写する。ほぼ同時に直下にある感光体２０１ｂでも光源ユニットＯＰＵで画像露光を行い、現像、転写を行う。この感光体２０１ｂの露光は、感光体２０１ｂに形成する画像が、先に感光体２０１ａで形成された画像と正確に重なるようなタイミングで開始される。このプロセスで中間転写ベルト２０２上に２色のトナー画像を重ねた画像が形成される。同様に、３色目、４色目の感光体２０１ｃ、２０１ｄで光源ユニットＯＰＵを用いて露光、現像、転写を行い、中間転写ベルト２０２上で各色トナー画像を重ねたフルカラー画像を形成する。中間転写ベルト２０２上のフルカラー画像は、転写器２１３によって用紙等、記録媒体に転写し、定着器２１９で定着する。

上記画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーに対応した４つの感光体を用いて同時に画像を形成する同時印字方式を採用している。さらに、各感光体２０１で形成された各色トナー画像を中間転写ベルト２０２上に重ねた後、一括して最終記録媒体である用紙等に転写するために、装置全体を小型化できる。

以上、発光点であるＬＥＤとレンズ部の数が等しい例について説明したが、発光点の数に比べて、レンズ部を多くしてもよい。例えば、図６は発光点数とレンズ部数が１：２の例を示している。この様な例においても上述した例と同様の効果を得ることが出来るが、光路中にレンズ部の繋ぎ目があるため光利用効率の点で、発光点数とレンズ部数が１：１の場合に比して劣るものの使用可能である。

図７は、別な変形例にかかるマイクロレンズアレイＭＬＹを示す図である。本変形例によれば、ガラス基板ＧＬの片面にのみ複数の光学面部ＬＳ１を積層し、レンズ部を形成している。

図８は、ＬＥＤアレイＬＡＹと、更に別な変形例にかかるマイクロレンズアレイＭＬＹの関係を示す図であって、並び方向に見た図である。本実施の形態では、マイクロレンズアレイＭＬＹは、ガラス基板ＧＬの片側に、光軸を異ならせて２対ずつ光学面部ＬＳ１を形成しており、１つのＬＥＤに対して、２つのレンズ部ＬＳ１をそれぞれ対応させている。即ち、ＬＥＤの数は光学面部ＬＳ１の数の半分である。本変形例によれば、ＬＥＤから出射した光束は、一方の光学面部ＬＳ１を通過して略平行光束となり、感光体２０１ａに入射し、他方の光学面部ＬＳ１を通過して略平行光束となり、感光体２０１ｂに入射するので、イエローとマゼンタ（或いはシアンとブラック）の光源ユニットを兼用して用いることが出来、これにより部品点数の削減と構成のコンパクト化を図ることができる。即ち、本例は、一つの発光点から出射する光束が複数のレンズ部に入射し、或るレンズ部を通過した光束は略平行光束として出射され、当該略平行光束が或る感光体を露光し、他のレンズ部を通過した光束も略平行光束として出射され、当該略平行光束が他の感光体を露光する実施形態である。特に、光学面部ＬＳ１から略平行光が出射されるので、一方の光学面部ＬＳ１から感光体２０１ａまでの距離と、他方の光学面部ＬＳ１から感光体２０１ｂまでの距離を任意に変更でき、これにより設計の自由度が広がる。

本発明によれば、複数の発光点から出射される光束を用いて画像を形成する画像形成装置及びレンズアレイを提供することができるが、ＬＥＤの代わりにＬＤを用いても良い。

本実施の形態の画像形成装置の概略図である。 本実施の形態のレンズアレイを含む光源ユニットの斜視図である。 ＬＥＤアレイとレンズアレイの断面図である。 マイクロレンズアレイＭＬＹの製造工程を示す図である。 変形例にかかるマイクロレンズアレイの製造工程を示す図である。 変形例にかかるＬＥＤアレイＬＡＹとマイクロレンズアレイＭＬＹの関係を示す図である。 別な変形例にかかるマイクロレンズアレイＭＬＹを示す図である。 ＬＥＤアレイＬＡＹと、更に別な変形例にかかるマイクロレンズアレイＭＬＹの関係を示す図である。

２０１ａ〜２０１ｄ 感光体
２０２ 中間転写ベルト
２０５ａ 現像器
２１１ 画像センサ
２１２ トナー帯電器
２１３ 転写器
２１４ 用紙除電器
２１５ 中間転写ベルトクリーナ
２１６ 用紙カセット
２１７ 給紙機構
２１９ 定着器
ＢＸ 筐体
ＬＡＹ レンズアレイ
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＬＳ レンズ部
ＬＳ１，ＬＳ２ 光学面部
ＭＧ 像
ＭＬＹ マイクロレンズアレイ
ＯＰＵ 光源ユニット
ＳＨ 遮蔽板
ＳＭ 遮光膜

Claims (15)

1. 複数の発光点をアレイ状に配置してなるアレイ光源と、
   前記発光点の数以上であるレンズ部を備えたレンズアレイと、を有し、前記発光点から出射された光束を、前記レンズ部を介して前記感光体上に露光することによって画像を形成する画像形成装置において、
   前記レンズアレイは光軸方向に複数の素材を積層して形成されており、
   前記発光点から出射した光束は、前記レンズ部を通過して平行光束又は略平行光束となり、前記感光体に入射することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レンズアレイは、ガラス基板又はシリコン基板と、前記ガラス基板又はシリコン基板上に積層された樹脂製の光学面部とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記レンズ部と前記感光体の間の光路中に、光束の発散度を変更する光学素子を有さないことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記アレイ光源の発光点の数と、前記レンズアレイのレンズ部の数とは等しいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記アレイ光源の発光点の数より、前記レンズアレイのレンズ部の数が多いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記レンズ部には、絞りが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記発光点と前記レンズ部との間に、前記レンズ部とは別体の絞りが設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記発光点のうち、或る発光点から出射された光束と、前記或る発光点の隣の発光点から出射された光束とが交じり合うことを防止する遮蔽部材が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記発光点はＬＤ又はＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記発光点と前記レンズ部の間の光路長が、前記レンズ部と前記感光体の間の距離に比べて短いことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 複数の発光点をアレイ状に配置してなるアレイ光源と、前記発光点の数以上であるレンズ部を備えたレンズアレイと、を有し、前記発光点から出射された光束を、前記レンズ部を介して前記感光体上に露光することによって画像を形成する画像形成装置のレンズアレイにおいて、
    前記レンズアレイは、光軸方向に複数の素材を積層して形成されており、前記発光点から前記レンズ部に入射した光束を、平行光束又は略平行光束に変換して出射することを特徴とするレンズアレイ。
12. 前記レンズアレイは、ガラス基板又はシリコン基板と、前記ガラス基板又はシリコン基板上に積層された樹脂製の光学面部とを有することを特徴とする請求項１１に記載のレンズアレイ。
13. 前記アレイ光源の発光点の数と、前記レンズアレイのレンズ部の数とは等しいことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のレンズアレイ。
14. 前記アレイ光源の発光点の数より、前記レンズアレイのレンズ部の数が多いことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のレンズアレイ。
15. 前記レンズ部には、絞りが形成されていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のレンズアレイ。

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