JP2012063659A - 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、レンズアレイの製造方法および成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズアレイの成形時に生じるフローマークに起因する解像度の低下を防止すること。
【解決手段】レンズアレイ１は、光軸ＡＸＬが互いに略平行な複数のレンズ１２Ａ，１２Ｂを有しており、これら複数のレンズ１２Ａ，１２Ｂは、光軸ＡＸＬと略直交する方向に配列され、互いに一体に形成されている。各光軸ＡＸＬと各レンズ１２Ａ，１２Ｂのレンズ面の法線とのなす角の最大値をレンズ面の最大傾斜角とすると、レンズ面の最大傾斜角は５０．８度以下である。このように構成すれば、成形時のフローマークの発生を抑制し、解像度の低下を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、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、レンズアレイの製造方法および成形型に関する。

従来、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を略直線状に配列したＬＥＤヘッドを用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置や、複数の受光素子を略直線状に配列した受光部に原稿の像を結像させるスキャナやファクシミリ等の読取装置が知られている。これらの装置では、物体の正立等倍像をライン状に形成する光学系として、複数のマイクロレンズを略直線状に配列したレンズアレイが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−８６６４９号公報（図５参照）

上記のようなレンズアレイは、射出成形により形成されるのが一般的であるが、射出成形時にフローマークが発生し、レンズアレイの解像度が低下することが知られている。そのため、このレンズアレイを画像形成装置の光学系に使用すると、印刷画像にスジや濃度ムラが発生し、また、読取装置の光学系に使用すると、原稿の画像データを正確に取り込むことができないという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、成形時のフローマークに起因するレンズアレイの解像度の低下を防止することを目的とする。

本発明のレンズアレイは、光軸が互いに略平行な複数のレンズを有するレンズアレイであって、これら複数のレンズは、光軸と略直交する方向に配列され、互いに一体に形成され、各光軸とレンズのレンズ面の法線とのなす角の最大値をレンズ面の最大傾斜角とすると、レンズ面の最大傾斜角が５０．８度以下であることを特徴とする。

本発明のレンズユニットは、それぞれ複数のレンズが形成された第１および第２のレンズアレイと、当該第１および第２のレンズアレイの間に配置され、複数の開口部が形成された遮光部材とを備えたレンズユニットにおいて、第１のレンズアレイは、物体の縮小倒立像を形成し、第２のレンズアレイは、縮小倒立像の拡大倒立像を形成し、拡大倒立像は物体の正立等倍像であり、第１のレンズアレイおよび第２のレンズアレイが、上述したレンズアレイであることを特徴とする。

本発明のＬＥＤヘッドは、上記のレンズユニットを備えたことを特徴とする。また、本発明の露光装置は、上記のＬＥＤヘッドを備えたことを特徴とする。また、本発明の画像形成装置は、上記の露光装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の読取装置は、上述したレンズユニットを備えたことを特徴とする。

本発明の成形型は、光軸が互いに平行な複数のレンズを有するレンズアレイを形成するために用いられる成形型であって、レンズアレイを形成するためのキャビティを構成する、分割可能な第１の型および第２の型を有し、第１の型および第２の型には、複数のレンズ面に対応する曲面が形成され、光軸に対向する方向と、曲面の法線とのなす角の最大値を曲面の最大傾斜角としたとき、曲面の最大傾斜角が５０．８度以下であることを特徴とする。

本発明のレンズアレイの製造方法は、上述した成形型であって、当該成形型の長手方向端部に注入口を設けたものを用い、第１の型と第２の型とを型締めすることによりキャビティを形成し、ノズルから、キャビティに溶融樹脂を注入して、当該キャビティ内を溶融樹脂充填し、成形型を保圧することにより、キャビティ内の溶融樹脂を固化する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、レンズ面の最大傾斜角を５０．８度以下とすることにより、射出成形時における成形型内での溶融樹脂の流れを円滑にし、フローマークの発生を抑制することができる。その結果、レンズアレイの解像度の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタを示す図である。 第１の実施の形態における露光装置としてのＬＥＤヘッドを示す図である。 図２に示した線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおけるＬＥＤヘッドの断面図である。 第１の実施の形態におけるレンズユニットを示す分解斜視図である。 第１の実施の形態における第１のレンズ板を示す斜視図である。 第１の実施の形態における第１のレンズ板を示す平面図である。 第１の実施の形態における遮光板を示す平面図である。 第１の実施の形態におけるレンズユニット、物体面および結像面を示す断面図である。 第１の実施の形態におけるレンズユニット、物体面および結像面を示す断面図である。 第１の実施の形態における第１および第２のレンズ板の射出成形に用いる成形型を示す断面図である。 図１０に示した線分ＸＩ−ＸＩにおける成形型の断面図である。 射出成形機の概略構成の一例を示す図である。 結像ドットの輝度分布を示す図である。 画像印刷に用いたパターンを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における読取装置としてのスキャナを示す図である。 図１５に示したスキャナの読取ヘッドを示す断面図である。 図１５に示した読取ヘッドのレンズユニットを示す断面図である。

＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタ１００を示す図である。プリンタ１００は、入力された画像データに基づき、電子写真法により、着色材としての顔料を含む樹脂製のトナー（現像剤）を用いて印刷媒体に画像を形成するものである。

プリンタ１００は、いわゆるカラーＬＥＤプリンタであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するプロセスユニット（画像形成部）１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備えている。各プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、共通の構成を有しているため、総称してプロセスユニット１０とする。プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、用紙１０１の搬送経路に沿って、（ここでは図１における右から左に）一列に配置されている。

プロセスユニット１０は、静電潜像担持体としての感光体ドラム４１を有している。感光体ドラム４１の周囲には、帯電ローラ（帯電装置）４２と、ＬＥＤヘッド（露光装置）３と、現像器５と、クリーニングブレード４３とが配置されている。帯電ローラ４２は、感光体ドラム４１の表面に電荷を供給して一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド３は、帯電された感光体ドラム４１の表面に、画像データに応じて選択的に光を照射し、静電潜像を形成する。現像器５は、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像し、トナー像を形成する。現像器５には、トナーを補給するためのトナーカートリッジ５１が取り付けられている。また、クリーニングブレード４３は、トナー像の転写（後述）後に感光体ドラム４１の表面に残留するトナーを除去する。

プリンタ１００の下部には、印刷媒体としての用紙１０１を収容する給紙カセット６０が装着されている。この給紙カセット６０の近傍には、用紙１０１を給紙カセット６０から取り出して搬送路に送り出す給紙ローラ６１が備えられている。この給紙ローラ６１に隣接して、用紙１０１をプロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに向けて搬送する搬送ローラ６２，６３が備えられている。

プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下方には、転写ベルトユニット８が配置されている。転写ベルトユニット８は、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに沿って用紙１０１を搬送する転写ベルト８１と、この転写ベルト８１が張架された駆動ローラ８２ａおよび従動ローラ８２ｂとを有している。転写ベルト８１は、その表面で用紙１０１を吸着保持すると共に、駆動ローラ８２ａの回転によって移動し、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに沿って用紙１０１を搬送する。

プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各感光体ドラム４１との間で転写ベルト８１を挟むように、４つの転写ローラ（転写器）８０が配置されている。これら転写ローラ８０は、各感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を用紙１０１上に転写するものである。

用紙１０１の搬送路に沿って、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下流側には、定着器９が配置されている。定着器９は、加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとを有し、用紙１０１上に転写されたトナー像を熱および圧力により定着させる。また、定着器９のさらに下流側には、定着器９を通過した用紙１０１をプリンタ１００の外部の排出部６６に排出する排出ローラ６４，６５が配置されている。

上述した帯電ローラ４２および転写ローラ８０には、図示しない電源から所定の電圧が印可される。また、感光体ドラム４１および各ローラには、それぞれ図示しないモータから、ギアを介して駆動力が伝達される。

プリンタ１００には、外部装置から印刷データを受信する外部インターフェースと、プリンタ１００の全体の制御を行う制御部（図示せず）とが備えられている。また、現像器５、ＬＥＤヘッド３、定着器９および図示しない各モータには、それぞれ制御部および電源が接続されている。

＜ＬＥＤヘッド＞
次に、本実施の形態におけるＬＥＤヘッド３の構成について説明する。
図２は、本実施の形態における露光装置としてのＬＥＤヘッド３の構成を示す概略図である。ＬＥＤヘッド３は、複数のＬＥＤ素子３０（発光部）を略直線状に一列に配列してなるＬＥＤアレイ３００と、このＬＥＤアレイ３００が配置された配線基板３３と、ＬＥＤアレイ３００に対向配置されたレンズユニット１と、このレンズユニット１を保持するホルダ３４とを有している。

ここでは、ＬＥＤアレイ３００の長手方向、すなわちＬＥＤ素子３０の配列方向を、Ｙ方向（図２における左右方向）とする。レンズユニット１は長尺形状を有し、長手方向がＹ方向と一致するように配置されている。図２には、上述した感光体ドラム４１も併せて示し、その回転軸を符号ＡＸＲ（一転鎖線）で示す。感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲは、ＬＥＤアレイ３００およびレンズユニット１の長手方向（すなわちＹ方向）と平行である。レンズユニット１には、複数のマイクロレンズがＹ方向に配列されており、各マイクロレンズの光軸の方向は、Ｙ方向に直交するＺ方向（図２における上下方向）である。

図３は、図２に示した線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおけるＬＥＤヘッド３の断面図である。レンズユニット１は、上記のＹ方向（レンズユニット１の長手方向）およびＺ方向（マイクロレンズの光軸方向）に直交するＸ方向（図３における左右方向）の幅を有している。レンズユニット１のＸ方向中心を通るＺ方向の直線を中心線ＣＬとすると、中心線ＣＬの延長線上に、ＬＥＤ素子３０および感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲが位置している。

ＬＥＤアレイ３００が配設された配線基板３３は、ホルダ３４に取り付けられている。この配線基板３３には、ＬＥＤ素子３０を駆動するためのドライバＩＣ３１が配置されている。ＬＥＤ素子３０およびドライバＩＣ３１は、ワイヤ３２により互いに結線されている。

＜レンズユニット＞
次に、本実施の形態におけるレンズユニット１の構成について説明する。
図４は、本実施の形態におけるレンズユニット１を示す分解斜視図である。レンズユニット１は、第１のレンズ板（物体側のレンズアレイ）１１Ａと、第２のレンズ板（結像側のレンズアレイ）１１Ｂと、これらの間に配置された遮光板２１（遮光部材）とを備えている。第１のレンズ板１１Ａには、マイクロレンズとしての第１のレンズ１２Ａが千鳥状に２列に配列されている。第２のレンズ板１１Ｂには、マイクロレンズとしての第２のレンズ１２Ｂが千鳥状に２列に配列されている。

第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂは、いずれも２列に、レンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）に配列されている。また、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの光軸ＡＸＬの方向は、上述したようにＺ方向である。遮光板２１には、絞りとしての開口部２２が、Ｙ方向に２列に配列されている。第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの配列間隔は同じであり、それぞれの光軸ＡＸＬが一致するように配置されている。

すなわち、レンズユニット１は、光軸が互いに一致するように配置された２つのマイクロレンズと絞りとからなるレンズ群を、その光軸に垂直な方向に２列に配置した構成となっている。

図５は、第１のレンズ板１１Ａの構成を示す斜視図である。第１のレンズ１２Ａは、上述したように光軸方向をＺ方向とし、レンズ板１１Ａの長手方向（Ｙ方向）に略直線状に配列されている。レンズ板１１Ａの幅方向（Ｘ方向）両端には、Ｚ方向に突出するリブ１５が形成され、それぞれＹ方向に延在している。また、レンズ板１１Ａの長手方向（Ｙ方向）の一端には、ゲート痕１６が形成される。このゲート痕１６は、射出成形時に、後述するゲート７１７の形状が転写されたものである。レンズ板１１Ａの長手方向（Ｙ方向）の寸法をＬとし、幅方向（Ｘ方向）の寸法をＷとし、厚さ方向（Ｚ方向）の寸法をＨとする。

図６は、第１のレンズ板１１Ａの構成を示す平面図である。第１のレンズ板１１Ａには、上述したように、複数の第１のレンズ１２Ａが、Ｙ方向に２列に配置されている。第１のレンズ１２Ａの物体側のレンズ面は、第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ａであり、結像側のレンズ面（図６では隠れている）は、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ａである（図８参照）。第１のレンズ１２Ａの光軸ＡＸＬは、外側レンズ面１３Ａの光軸、および、内側レンズ面１４Ａの光軸と一致する。

第１のレンズ１２Ａの配列間隔は、第１のレンズ板１１Ａの長手方向（Ｙ方向）にＰＹであり、幅方向（Ｘ方向）にＰＸである。また、第１のレンズ１２Ａの外側レンズ面１３Ａおよび内側レンズ面１４Ａの半径は、Ｙ方向においてＲＹであり、Ｘ方向においてＲＸである。外側レンズ面１３Ａは、同じ列で隣接する外側レンズ面１３Ａと直線状の境界線（Ｘ方向に延在する境界線）で接し、また、隣の列で隣接する外側レンズ面１３Ａとも直線状の境界線（Ｘ方向に対して約４５度傾いた境界線）で接し、隙間なく連続して配置されている。従って、外側レンズ面１３ＡのＹ方向の半径ＲＹは、ＰＹ／２（配列間隔の半分）と同じであり、Ｘ方向の半径ＲＸよりも小さい。また、第１のレンズ板１１Ａのリブ１５のＸ方向の寸法は、ＲＢとする。

第２のレンズ板１１Ｂは、第１のレンズ板１１Ａと同様に構成されている。また、第２のレンズ１２Ｂは、第１のレンズ１２Ａと同様に構成されている。但し、第２のレンズ１２Ｂの物体側のレンズ面は、第２のレンズ面としての内側レンズ面１４Ｂ（図８）であり、結像側のレンズ面は、第１のレンズ面としての外側レンズ面１３Ｂ（図８）である。第１および第２のレンズ板１１Ａ，１１Ｂは、いずれも、発光部であるＬＥＤ素子３０から発せられた光線を透過する素材により構成されている。

第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの各曲面（レンズ面１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ）は、以下の数式（１）で表される回転対称高次非球面で構成されている。

関数Ｚ（ｒ）は、各レンズ面の頂点を原点とし、物体面ＯＰから結像面ＩＰへ向かう方向を正の数で表す。ｒは、レンズの光軸方向（Ｚ方向）の軸を中心とする半径方向の回転座標系を示し、各図に示した方向Ｘ，Ｙの各座標に対して、ｒ＝（Ｘ^２＋Ｙ^２）^１／２の関係がある。ＣＲは曲率半径、Ａは非球面係数４次の係数、Ｂは非球面係数６次の係数、Ｃは非球面係数８次の係数を示す。

図７は、遮光板２１を示す平面図である。遮光板２１には、複数の開口部２２が形成されている。開口部２２は、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂに対応する位置に形成され、これらレンズ１２Ａ，１２Ｂと同様に２列に配列されている。開口部２２の配列間隔は、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの配列間隔と同一である。また、２列の開口部２２の間には、厚さ（Ｘ方向寸法）がＴＢの遮光壁が形成されている。

開口部２２は、光軸ＡＸＬに直交する断面（ＸＹ断面）において、半径ＡＸの円の一部をなす円弧２０１と、当該円の中心から距離ＡＹ（＜ＡＸ）だけ離れたＸ方向の二直線２０２と、当該円の中心から距離（ＰＸ−ＴＢ）／２だけ離れたＹ方向の直線２０３とで囲まれた形状を有している。第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの光軸ＡＸＬは、開口部２２の円弧２０１を規定する円の中心と一致している。遮光板２１は、発光部であるＬＥＤ素子３０から発せられた光線を遮光する素材により形成される。

次に、図８および図９を参照して、レンズ面の最大傾斜角について説明する。図８は、レンズユニット１と、その物体面ＯＰおよび結像面ＩＰとを示す断面図であり、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの光軸ＡＸＬを含むＸＺ断面図である。また、この図８は、図６に示した線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図に相当する。

図８において、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの光軸ＡＸＬの方向は、上述したようにＺ方向（鉛直方向）である。第１のレンズ板１１Ａおよび第２のレンズ板１１Ｂの幅方向（Ｘ方向）において、各レンズ面１３Ａ，１４Ａ，１３Ｂ，１４Ｂの任意の位置での面の法線と光軸ＡＸＬのなす角を、レンズ面の傾斜角βとする。レンズ面の傾斜角βは、レンズ面形状によって、０度以上、９０度以下の値をとりうる。

第１のレンズ板１１Ａに含まれる全て（複数）のレンズ面１３Ａの傾斜角βのうち、最も大きい傾斜角βを、レンズ面１３Ａの最大傾斜角βＭＡＸとする。同様に、第１のレンズ板１１Ａに含まれる全てのレンズ面１４Ａの傾斜角βのうち、最も大きい傾斜角βを、レンズ面１４Ａの最大傾斜角βＭＡＸとする。また、第２のレンズ板１１Ｂに含まれる全てのレンズ面１３Ｂの傾斜角βのうち、最も大きい傾斜角βを、レンズ面１３Ｂの最大傾斜角βＭＡＸとする。第２のレンズ板１１Ｂに含まれる全てのレンズ面１４Ｂの傾斜角βのうち、最も大きい傾斜角βを、レンズ面１４Ｂの最大傾斜角βＭＡＸとする。

本実施の形態では、レンズ面の最大傾斜角βＭＡＸは、１３．６度以上、５０．８度以下である。より好ましい例では、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの最大傾斜角βＭＡＸは、４０．８度以上、５０．８度以下である。

図９は、レンズユニット１と、その物体面ＯＰおよび結像面ＩＰとを示す断面図であり、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂの光軸ＡＸＬを含む平面における断面図である。この図９は、図６に示した線分ＩＸ−ＩＸにおける断面図に相当する。図９では、第１のレンズ板１１Ａおよび第２のレンズ板１１Ｂの長手方向（Ｙ方向）において、各レンズ面１３Ａ，１４Ａ，１３Ｂ，１４Ｂの任意の位置での法線と光軸ＡＸＬのなす角を、レンズ面の傾斜角αとする。レンズ面の傾斜角αは、レンズ面の形状によって、０度以上、９０度以下の値をとりうる。

第１のレンズ板１１Ａに含まれる全て（複数）のレンズ面１３Ａの傾斜角αのうち、最も大きい傾斜角αを、レンズ面１３Ａの最大傾斜角αＭＡＸとする。同様に、第１のレンズ板１１Ａに含まれる全てのレンズ面１４Ａの傾斜角αのうち、最も大きい傾斜角αを、レンズ面１４Ａの最大傾斜角αＭＡＸとする。また、第２のレンズ板１１Ｂに含まれる全てのレンズ面１３Ｂの傾斜角αのうち、最も大きい傾斜角αを、レンズ面１３Ｂの最大傾斜角αＭＡＸとする。第２のレンズ板１１Ｂに含まれる全てのレンズ面１４Ｂの傾斜角αのうち、最も大きい傾斜角αを、レンズ面１４Ｂの最大傾斜角αＭＡＸとする。

本実施の形態では、レンズ面の最大傾斜角αＭＡＸは、３７．７度以下であり、より好ましくは１３．６度以上、３７．７度以下である。さらに好ましい例では、外側レンズ面１３Ａ，１３Ｂの最大傾斜角αＭＡＸは、３３．５度以上、３７．７度以下である。

なお、レンズ面の傾斜角α，βは、以下のようにして求めた。すなわち、三次元形状測定器（パナソニック株式会社製「三次元測定機ＵＡ３Ｐ」）を用いて、レンズ面を測定し、上記の数式（１）の各係数を算出し、求めた数式（１）から傾斜角α，βを算出した。なお、傾斜角α，βの算出は、例えばレンズ設計ソフトウエアにより行うが、他の方法で算出してもよい。

レンズユニット１の光学系について、図８を参照して説明する。物体面ＯＰ上で、レンズユニット１の幅方向（Ｘ方向）中心を通り光軸ＡＸＬと平行な直線（中心線）ＣＬの延長線上に、物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０が配置されている。物体面ＯＰから距離ＬＯの位置に、第１のレンズ１２Ａが配置されている。第１および第２のレンズ１２Ａ，１２Ｂは、それぞれの光軸が光軸ＡＸＬと一致するように、各内側レンズ面１４Ａ，１４Ｂを互いに対向させ、距離ＬＳを隔てて配置されている。レンズユニット１の結像面ＩＰは、第２のレンズ１２Ｂから光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＩの位置にある。第１のレンズ１２Ａは、厚さＬＴ１を有し、第２のレンズ１２Ｂは、厚さＬＴ２を有している。

第１のレンズ１２Ａは、光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＯ１だけ離れた物体３０Ａの結像としての中間像（縮小等立像）３０Ｂを、光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＩ１だけ離れた中間像面ＩＭＰ上に形成する。第２のレンズ１２Ｂは、光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＯ２だけ離れた中間像３０Ｂの結像３０Ｃを、光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＩ２だけ離れた結像面ＩＰ上に結像する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像となっている。

レンズユニット１の物体面ＯＰから第１のレンズ１２Ａまでの距離ＬＯは、距離ＬＯ１と同じ（ＬＯ＝ＬＯ１）に設定されている。また、第１のレンズ１２Ａと第２のレンズ１２Ｂとの間隔ＬＳは、ＬＳ＝ＬＩ１＋ＬＯ２に設定されている。第２のレンズ１２Ｂからレンズユニット１の結像面ＩＰまでの距離ＬＩは、ＬＩ２と同じ（ＬＩ＝ＬＩ１）に設定されている。

＜プリンタの動作＞
このように構成された画像形成装置としてのプリンタ１００の動作について、図１を参照して説明する。各プロセスユニット１０では、電圧が印加された帯電ローラ４２により、感光体ドラム４１の表面が一様に帯電される。感光体ドラム４１の回転に伴い、帯電された表面がＬＥＤヘッド３に対向する位置に達すると、ＬＥＤヘッド３により感光体ドラム４１の表面が露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器５によって現像され、感光体ドラム４１の表面にトナー像が形成される。

一方、給紙カセット６０にセットされた用紙１０１は、給紙ローラ６１によって一枚ずつ給紙カセット６０から取り出され、搬送ローラ６２，６３によって転写ベルトユニット８に搬送される。さらに、用紙１０１は、転写ベルト８１に吸着保持されて搬送され、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ、１０Ｃ，１０Ｋを順に通過する。各プロセスユニット１０では、感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム４１の回転に伴って転写部（転写ローラ８０および転写ベルト８１）の近傍に到達した際に、転写ローラ８０および転写ベルト８１との電位差により、用紙１０１上に転写される。

プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを通過し、各色のトナー像が重ね合わされるように転写された用紙１０１は、転写ベルト８１により、定着器９に搬送される。定着器９では、加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂによる加圧および加熱が行われ、トナーが溶融して用紙１０１に固定される。すなわち、トナー像が用紙１０１に定着する。トナー像の定着が完了した用紙１０１は、排出ローラ６４，６５により、排出部６６に排出され、プリンタ１００の動作が終了する。

＜ＬＥＤヘッドの動作＞
次に、露光装置としてのＬＥＤヘッド３の動作について、図３を参照して説明する。
プリンタ１００の制御装置から、画像データに基づく制御信号がＬＥＤヘッド３に送信されると、ＬＥＤヘッド３のドライバＩＣ３１の制御信号により、各ＬＥＤ素子３０が任意の光量で発光する。ＬＥＤ素子３０から出射された光線は、レンズユニット１に入射し、感光体４１の表面に結像する。

このときのレンズユニット１の作用について、図８および図９を参照して説明する。第１のレンズ１２Ａは、物体３０Ａの倒立縮小像である中間像３０Ｂを、中間像面ＩＭＰ上に形成する。第２のレンズ１２Ｂは、中間像３０Ｂの拡大倒立像である結像３０Ｃを、結像面ＩＰ上（感光体４１の表面）に形成する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像となっている。また、第１のレンズ１２Ａと第２のレンズ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（すなわちテレセントリックな関係となっている）。

物体３０Ａからの発せられた光線のうち、結像に寄与しない光線は、遮光板２１により遮断される。第１のレンズ１２Ａ、第２のレンズ１２Ｂおよび開口部２２は、いずれも同じ間隔で配列されており、略直線状に配置された物体３０Ａ（ＬＥＤ素子３０）の全ての結像３０Ｃを、感光体ドラム４１の長手方向全域に亘って形成することができる。感光体ドラム４１の回転とＬＥＤヘッド３の発光により、感光体ドラム４１の表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

＜レンズ板の製造方法＞
次に、第１のレンズ板１１Ａの製造方法について説明する。
第１のレンズ板１１Ａは、射出成形により製造される。図１０は、射出成形に用いる金型（成形型）７００を示す断面図である。金型７００は、レンズ板１１Ａの長手方向（Ｙ方向）に長い形状を有しており、第１の型７０１と第２の型７０２とを有している。第１の型７０１と第２の型７０２は、組み合わせられてキャビティ（空洞部）７０３を形成するものであり、第１のレンズ１２Ａの光軸方向に対応する方向（Ｚ方向）を型開き方向としている。型開き工程では、第２の型７０２が第１の型７０１から離れる方向に移動し、キャビティ７０３から成形品が取り出される。

金型７００のキャビティ７０３には、外側レンズ面１３Ａに対応する形状の曲面７１３と、内側レンズ面１４Ａに対応する形状の曲面７１４とが設けられている。曲面７１３，７１４は、いずれも、Ｙ方向に略直線状に複数（第１のレンズ板１１Ａの第１のレンズ１２Ａの数だけ）配列されている。曲面７１３，７１４の鉛直方向（面中心を通る法線の方向）は、第１及び第２のレンズ１２Ａ，１２Ｂの光軸方向（Ｚ方向）と一致している。

金型７００のＹ方向の一端には、射出成形材料（溶融樹脂）の注入口であるゲート７１７が設けられている。後述する射出成形機（図１２）から送り出された射出成形材料は、ゲート７１７を通って、金型７００のキャビティ７０３内に注入される。

金型７００の長手方向（Ｙ方向）における、曲面７１３，７１４の任意の位置での面の法線と、Ｚ方向である鉛直方向ＮＬとのなす角を、曲面の傾斜角ψとする。このとき、曲面の傾斜角ψは、対応するレンズ面の傾斜角αと同じである。曲面の傾斜角ψは、曲面の形状によって、０度以上、９０度以下の値をとりうる。

キャビティ７０３の全て（複数）の曲面７１３の傾斜角ψのうち、最も大きい傾斜角ψを、曲面７１３の最大傾斜角ψＭＡＸとする。同様に、キャビティ７０３の全ての曲面７１４の傾斜角ψのうち、最も大きい傾斜角ψを、曲面７１４の最大傾斜角ψＭＡＸとする。各曲面の最大傾斜角ψＭＡＸは、対応するレンズ面の最大傾斜角αＭＡＸと一致する。

本実施の形態では、曲面の最大傾斜角ψＭＡＸは、３７．７度以下であり、より好ましくは１３．６度以上、３７．７度以下である。さらに好ましい例では、外側レンズ面１３Ａに対応する曲面７１３の最大傾斜角ψＭＡＸは、３３．５度以上、３７．７度以下である。

図１１は、図１０に示した線分ＸＩ−ＸＩにおける金型７００の断面図である。金型７００の幅方向（Ｘ方向）における、曲面７１３，７１４の任意の位置での法線と鉛直方向ＮＬとのなす角を、曲面の傾斜角ωとする。曲面の傾斜角ωは、対応するレンズ面の傾斜角βと同じである。曲面の傾斜角ωは、曲面の形状によって、０度以上、９０度以下の値をとりうる。また、各曲面内での傾斜角ωの最大値を、曲面の最大傾斜角ωＭＡＸとする。曲面の最大傾斜角ωＭＡＸは、対応するレンズ面の最大傾斜角βＭＡＸと一致する。

本実施の形態では、曲面の最大傾斜角ωＭＡＸは、１３．６度以上、５０．８度以下である。より好ましい例では、外側レンズ面１３Ａに対応する曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸは、４０．８度以上、５０．８度以下である。

なお、図１１に示されているように、ゲート７１７の大きさは、Ｘ方向、Ｚ方向において、それぞれＧＸ、ＧＺで表わされる。また、金型７００のＸ方向両側には、レンズ板１１Ａのリブ１５に対応する形状の凹部（空洞部）７１８が、Ｙ方向に沿って形成される。

＜実施例＞
本実施の形態の効果を検証するため、実施例１、実施例２および比較例のレンズユニットをそれぞれ作成した。表１に、実施例１、実施例２および比較例のレンズユニットの各部の寸法を示す。実施例１、実施例２および比較例のレンズユニットは、表１に示した各部の寸法については、互いに共通である。

次に、実施例１、実施例２および比較例の各レンズ板１１Ａ，１１Ｂの面形状と、作成条件について説明する。表２には、外側レンズ面１３Ａ，内側レンズ面１４Ａ，外側レンズ面１３Ｂおよび内側レンズ面１４Ｂの面形状を表わす係数ＣＲ，Ａ，Ｂ，Ｃ（上記数式（１）参照）を示す。

また、表２には、各レンズ板の射出成形に用いた金型７００の曲面７１３，７１４のαＭＡＸ，ψＭＡＸ，βＭＡＸ，ωＭＡＸを併せて示す。なお、実施例１、実施例２および比較例の各レンズユニットは、表２に示した面形状を除き、作成条件は同じである。レンズ板１１Ａ、１１Ｂ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（日本ゼオン株式会社製、製品名：ＺＥＯＮＥＸ（ゼオネックス）Ｅ４８Ｒ）であり、ガラス転移温度は１３９℃である。

＜射出成形＞
図１２に、射出成形機の概略構成の一例を示す。射出成形機９０は、射出成形材料を加熱して溶融させる加熱筒（シリンダ）９１を備えている。加熱筒９１の端部には、射出成形材料を外部に送り出すためのノズル９２が設けられており、加熱筒９１の内部には、回転および直進移動が可能なスクリュー９３が設けられている。ここでは、スクリュー９３の外径を２６ｍｍとし、ノズル９２の内径を２．５ｍｍとした。また、スクリュー９３の回転数を８０ｒｐｍとし、背圧を８０ｋｇ／ｃｍ^２とした。加熱筒９１は、図示しないヒータにより加熱され、その温度は、ノズル９２、前部、中間部および後部において、それぞれ、２７５℃、２８０℃、２８０℃および２６０℃とした。

図１０に示した金型７００は、射出成形機９０の先端部に取り付けられ、ノズル９２から送り出された射出成形材料は、金型７００のゲート７１７を介してキャビティ７０３に注入される。ゲート７１７の寸法ＧＸ，ＧＺ（図１１参照）は、それぞれ、２ｍｍおよび１．３５ｍｍとした。

射出成形は、（１）前工程、（２）型締め工程、（３）射出工程、（４）保圧工程、（５）冷却工程、および（６）型開き工程の順で行う。

前工程では、射出成形材料を、例えば１００℃で真空乾燥し、窒素ガス雰囲気下で常温に戻す。この射出成形材料を、ホッパ９４を介して射出成形機９０の加熱筒９１に供給する。加熱筒９１に供給された射出成形材料は、スクリュー９３の回転により前方（ノズル９２側）に送られると共に、加熱により溶融する。

次に、金型７００の第１の型７０１と第２の型７０２とを型締めする（型締め工程）。このときの型締め力は、１０００ＫＮとする。さらに、スクリュー９３の直進移動により、射出成形材料（溶融樹脂）をノズル９２から送り出し、金型７００のキャビティ７０３に注入する（射出工程）。射出速度は、２０〜２００ｍｍ／秒の範囲内であるが、ここでは７０ｍｍ／秒とした。

射出成形材料がキャビティ７０３に充填された状態で、保圧を開始し、射出成形材料を固化させる（保圧工程）。保圧開始時圧力は、１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ^２であるが、ここでは１２００ｋｇ／ｃｍ^２とした。保圧時間は３〜１０秒であるが、ここでは７秒とした。保圧が完了したのち、金型７００を常温まで冷却し（冷却工程）、第１の型７０１を第２の型７０２から離れる方向に移動させ（型開き工程）、成形品であるレンズ板を取り出す。以上の成形サイクルは、ここでは９０秒とした。

以上の射出成形により形成した第１のレンズ板１１Ａと第２のレンズ板１１Ｂと、遮光板２１とを組み合わせて、実施例１、実施例２および比較例レンズユニット１を作成した。なお、遮光板２１は、ポリカーボネートを用いて射出成形により作成した。

＜評価方法および結果＞
次に、実施例１、実施例２および比較例のレンズユニット１の性能を評価した結果について説明する。レンズユニット１の性能の評価では、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。この場合、１インチ（略２５．４ｍｍ）に６００個のＬＥＤ素子３０が配列されるため、解像度６００ｄｐｉ（Ｄｏｔ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）に対応する。

実施例１、実施例２および比較例の各レンズユニット１をＬＥＤヘッド３に実装し、ＬＥＤ素子３０を発光させ、ＬＥＤ素子３０の結像である結像ドット８００の大きさＷＤを測定した。

結像ドット８００の大きさＷＤの測定方法は、以下のとおりである。ＷＤの測定において、ＬＥＤ素子３０の配列間隔が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連続した７個を非点灯とするパターンで点灯させた。図１３は、結像ドット８００の輝度分布Ｉ（Ｙ）を表わすグラフである。輝度分布Ｉ（Ｙ）は、結像面ＩＰ上のレンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）の座標Ｙ（ｍｍ）の関数である。ＣＣＤカメラを用いて結像面ＩＰ上の結像ドット８００を撮影し、輝度分布Ｉ（Ｙ）を解析し、輝度分布Ｉ（Ｙ）が最大値ＩＭＡＸをｅ^２（ｅは自然対数の低）で割った値より大きくなる領域の寸法を、結像ドット８００の大きさＷＤとした。

測定の結果、結像ドット８００の大きさＷＤは、実施例１では０．０４１ｍｍ、実施例２では０．０３９ｍｍ、比較例では０．０４０ｍｍであった。すなわち、結像ドットの大きさＷＤは、実施例１、実施例２および比較例のレンズユニットで殆んど違いが見られなかった。

次に、実施例１、実施例２および比較例のレンズユニット１を実装したＬＥＤヘッド３によって形成されたＬＥＤ素子３０の結像の解像度を示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：振幅伝達関数）を測定した。

ＭＴＦとは、ＬＥＤ素子３０の結像ドット８００のコントラストを示す。ＭＴＦが１００％のときにコントラストが最大であり、ＭＴＦが小さいほどコントラストは小さい。ＭＴＦは結像の輝度の最大値ＩＭＡＸ、隣り合う２つの結像ドット８００の間の輝度の最小値をＩＭＩＮとしたとき、以下の式（２）で定義される。

ＭＴＦの測定においては、ＬＥＤ素子３０の配列間隔がＰＤ＝０．０４２ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用い、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上の結像ドット８００を撮影し、輝度分布を解析した。

測定の結果、実施例１のレンズユニット１のＭＴＦは９０％であり、実施例２のレンズユニット１のＭＴＦは９２％であった。一方、比較例のレンズユニット１のＭＴＦは、概ね８５％程度であったが、部分的に低い箇所があり、その箇所でのＭＴＦは７５％であった。

さらに、実施例１、実施例２および比較例のレンズユニット１を実装したプリンタ１００（ＬＥＤプリンタ）を用いて画像を印刷し、印刷画像を評価した。

画像の印刷および評価は、以下のようにして行った。プリンタ１００（図１）として、ＬＥＤ素子３０の配列間隔がＰＤ＝０．０４２ｍｍであるＬＥＤプリンタを用いた。印刷パターンとしては、図１４に示したように、印刷ドット８０１と空白８０２とを一つおきに配列したパターンを用いた。印刷ドット８０１はトナーが付着した部分であり、空白８０２はトナーが付着しない部分、すなわち印刷用紙の表面が露出する部分である。印刷ドット８０１の間隔ＰＰは０．０８４ｍｍとした。

図１４のパターンを用いて印刷試験を行い、印刷画像を評価した結果、実施例１および実施例２のレンズユニットを用いた場合には、良好な画像が得られた。これに対し、比較例のレンズユニットを用いた場合には、濃度ムラが発生し、印刷用紙１０１の搬送方向にスジが発生した。スジの発生した部分は、ＭＴＦが低い部分と一致した。

実施例１、実施例２および比較例のレンズユニットを用いた、以上の評価結果について説明する。
結像ドットの大きさＷＤについては、実施例１、実施例２および比較例では、殆ど違いは見られなかった。しかしながら、ＭＴＦについては、実施例１，２と比較例とで異なる結果が得られた。

すなわち、比較例では、ＭＴＦが低い部分が生じた。これに対し、実施例１および実施例２では、ＭＴＦがそれぞれ９０％、９２％で安定しており、部分的にＭＴＦが低下することはなかった。これは、比較例のレンズユニットのレンズ板においてフローマークが発生し、これによりＬＥＤ素子３０からの光線の一部が迷光となって結像面ＩＰの結像ドット８００とは異なる位置に到達し、結像ドット８００のコントラストが低下したためと考えられる。

フローマークは、レンズ板を作成する射出成形の工程において、型内部を流動する射出成形材料（溶融樹脂）の流れに乱れが生じ、射出成形材料の密度や屈折率が不均一となる現象である。射出成形の金型７００の曲面７１３，７１４の最大傾斜角ψ，ωが大きいほど、フローマークが発生しやすい。レンズ板を作成する際の射出成形材料の流れ方向は、概ね、図１０における金型７００の長手方向（Ｙ方向）に沿った方向である。

表２に示したように、実施例２の曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸ（Ｘ方向）が５０．８度であるのに対し、比較例の曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸは５７．８度と大きい。そのため、比較例のレンズ板を作成する際に型内部を流動する射出成形材料の流れに乱れが生じやすく、従ってフローマークが発生し易い。その結果、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストが低下し、Ｄプリンタ１００の印刷画像の品質が低下したと考えられる。

実施例２の曲面７１３の最大傾斜角ψＭＡＸ（Ｙ方向）は３７．７度で、曲面７１４の最大傾斜角ψＭＡＸ，ωＭＡＸは共に１３．６度であり、いずれも、上記の曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸ（５０．８度）よりも小さかった。すなわち、実施例２のレンズ板１１Ａの全体で、最大傾斜角ψＭＡＸ，ωＭＡＸは、１３．６度〜５０．８度の範囲内であった。

また、実施例１の曲面７１３の最大傾斜角ψＭＡＸ，ωＭＡＸはそれぞれ３３．５度、４０．８度であり、曲面７１４の最大傾斜角ψＭＡＸ，ωＭＡＸは共に１９．３度であった。すなわち、実施例１のレンズ板１１Ａの全体で、最大傾斜角ψＭＡＸ，ωＭＡＸは、上述した１３．６度〜５０．８度の範囲内であった。

実施例１および実施例２のレンズユニット１を用いたＬＥＤヘッド３はＭＴＦが高く、このＬＥＤヘッド３を用いたＬＥＤプリンタ１００では印刷画像が良好であった。このことから、曲面７１３，７１４の最大傾斜角ψＭＡＸおよびωＭＡＸが、１３．６度〜５０．８度の範囲内の場合には、フローマークが発生せず、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストが良好で、プリンタ１００の印刷画像も良好であることが分かる。

また、表２から明らかなように、実施例１の曲面７１３の最大傾斜角ψＭＡＸは３３．５度、曲面７１４の最大傾斜角ψＭＡＸは１９．３度であり、実施例２の曲面７１３の最大傾斜角ψＭＡＸは３７．７度、曲面７１４の最大傾斜角ψＭＡＸは１３．６度である。すなわち、実施例１および実施例２のレンズ板全体で、最大傾斜角ψＭＡＸは、１３．６度〜３７．７度の範囲にある。

上述したように、実施例１および実施例２では、フローマークが発生せず、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストが良好で、ＬＥＤプリンタ１００の印刷画像も良好である。このことから、曲面７１３および曲面７１４の最大傾斜角ωＭＡＸが１３．６度以上、５０．８度以下で、なお且つ、曲面７１３および７１４の最大傾斜角ψＭＡＸが１３．６度以上、３７．７度以下の場合に、フローマークが発生せず、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストが良好で、ＬＥＤプリンタ１００の印刷画像も良好であることが分かる。

さらに、表２から明らかなように、曲面７１３および曲面７１４の最大傾斜角ωＭＡＸのうち大きい方の値は、実施例１では曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸ（４０．８度）であり、実施例２では曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸ（５０．８度）である。実施例１および実施例２においてフローマークが発生せず、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストが良好で、プリンタ１００の印刷画像も良好であることから、少なくとも、曲面７１３および曲面７１４の最大傾斜角ωＭＡＸのうちの大きい方の値が４０．８度以上、５０．８度以下の場合には、フローマークが発生せず、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストが良好で、プリンタ１００の印刷画像も良好であることが分かる。

なお、表２から明らかなように、実施例１、実施例２および比較例ともに、曲面７１３のＹ方向における最大傾斜角ψＭＡＸは、曲面７１３のＸ方向における最大傾斜角ωＭＡＸより小さい。これは、曲面７１３の金型７００の長手方向（Ｙ方向）寸法が幅方向（Ｘ方向）寸法より小さく、レンズ板１１の長手方向（Ｙ方向）におけるレンズの開口寸法ＲＹが、レンズ板１１の幅方向（Ｘ方向）におけるレンズの開口寸法ＲＸよりも小さいためである。

上述した実施例１、実施例２および比較例の対比から、さらに、次のことが言える。
比較例では、上述したようにＭＴＦが低い部分が見られた。これは、最大傾斜角ωＭＡＸが５７．８度と大きいことによりフローマークが部分的に発生したためと考えられる。これに対し、実施例１および実施例２では、ＭＴＦが９０％、９２％で安定しており、部分的なＭＴＦの低下も生じなかった。実施例１および実施例２では、最大傾斜角（ψＭＡＸ，ωＭＡＸ）の最も大きい値が５０．８度である。このことから、最大傾斜角が５０．８度以下であれば、フローマークは発生せず、安定した高いＭＴＦが得られることが分かる。

ここで、表１に示した光学条件を満足するためには、実施例１では、外側レンズ面１３Ａの最大傾斜角βＭＡＸ（曲面７１３の最大傾斜角ωＭＡＸ）が４０．８度であるときに、内側レンズ面１４Ａの最大傾斜角βＭＡＸ（曲面７１４の最大傾斜角ωＭＡＸ）は１９．３度であることが必要である。同様に、実施例２では、外側レンズ面１３Ａの最大傾斜角βＭＡＸが５０．８度であるときに、内側レンズ面１４Ａの最大傾斜角βＭＡＸは１３．６度であることが必要である。また、比較例では、外側レンズ面１３Ａの最大傾斜角βＭＡＸが５７．８度であるときに、内側レンズ面１４Ａの最大傾斜角βＭＡＸは１０．９度であることが必要である。このことから、外側レンズ面１３Ａの最大傾斜角が大きくなるほど、内側レンズ面１４Ａの最大傾斜角が小さくなることが分かる。

以上をまとめると、フローマークの発生を抑制するためには、最大傾斜角が５０．８度以上であることが必要であり、さらに光学条件（表１）を満足するためには、最大傾斜角１３．６度以上が必要であると言える。ここでは第１のレンズ１２Ａについて説明したが、第２のレンズ１２Ｂ（外側レンズ面１３Ｂ、内側レンズ面１４Ｂ）についても、同様のことが言える。

以上説明したように、本実施の形態によれば、レンズ板（レンズアレイ）を射出成形する際のフローマークの発生を抑制することができ、これにより、ＬＥＤヘッド３の露光像のコントラストを向上し、プリンタ１００の印刷画像の品質を向上することができる。

なお、本実施の形態では、第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂを非球面と説明したが、球面であっても良く、あるいは、アナモフイック非球面、ＸＹ多項式、放物面、楕円面、双曲面、コーニツク面といった曲面であっても良い。

第２の実施形態．
次に、本発明の第２の実施形態における読取装置について、図１５を参照して説明する。図１５において、読取装置としてのスキャナ５００は、原稿６００の画像を取り込み、電子データを生成するものである。

＜読取装置の構成＞
スキャナ５００は、原稿６００を載置する原稿台５０２と、原稿６００を照明する照明装置としてのランプ５０１と、原稿６００の表面で反射された光を取り込み、電子データに変換する読取ヘッド４００と、この読取ヘッド４００を原稿６００の面と平行に移動可能に支持するレール５０３と、読取ヘッド４００をレール５０３に沿って移動させる駆動機構５１０とを備えている。原稿台５０２は、可視光を透過する素材で構成されている。ランプ５０１から発せられた光は、原稿台５０２を透過して原稿６００の表面で反射され、再び原稿台５０２を透過して読取ヘッド４００に入射する。

駆動機構５１０は、モータ５０６と、このモータ５０６により回転駆動される駆動ベルト５０５と、駆動ベルト５０５が張架された複数の滑車５０４とを備え、駆動ベルト５０５の一部が読取ヘッド４００の接続されている。モータ５０６の回転により、駆動ベルト５０５が移動し、これにより読取ヘッド４００がレール５０３に沿って、原稿６００の面と平行に移動する。なお、上記のランプ５０１は読取ヘッド４００に取り付けられており、読取ヘッド４００と共に移動する。

＜読取ヘッド＞
図１６は、読取ヘッド４００の基本構成を示す断面図である。読取ヘッド４００は、原稿６００で反射された光の光路を折り曲げるミラーと、原稿６００の結像を形成するレンズユニット１と、レンズユニット１による結像位置に配設されたラインセンサ４０１とを備えている。ラインセンサ４０１は、複数の受光素子が略直線状に一列に配列されており、原稿６００の結像を電気信号に変換する。なお、ラインセンサ４０１における複数の受光素子の配列方向は、原稿台５０２と平行で、且つ、読取ヘッド４００の移動方向と直交する方向である。

図１７は、第２の実施の形態における読取ヘッド４００の光学系を示す図である。図１７に示すように、レンズアレイ１は、その物体面ＯＰが原稿６００の表面と一致し、結像面ＩＰがラインセンサ４０１の入射面と一致するように配置されている。レンズユニット１は、第１の実施の形態で説明したものであり、第１のレンズ１２Ａを有する第１のレンズ板１１Ａと、第２のレンズ１２Ｂを有する第２のレンズ板１１Ｂと、遮光板２１とを有している。第１のレンズ１２Ａの配列方向、および第２のレンズ１２Ｂの配列方向は、ラインヘッド４０１の受光素子の配列方向と平行である。

＜読取装置の動作＞
このように構成されたスキャナ（読取装置）５００の動作について、図１５および図１６を参照して説明する。図１５に示すように、ランプ５０１が点灯すると、ランプ５０１から発せられた光線は、原稿台５０２を透過して原稿６００の表面で反射され、再び原稿台５０２を透過して読取ヘッド４００に入射する。図１６に示すように、読取ヘッド４００に入射した光線は、ミラー４０２により反射され、レンズユニット１を透過して、ラインセンサ４０１に入射する。レンズユニット１の第１のレンズ１２Ａおよび第２のレンズ１２Ｂにより、ラインセンサ４０１上に原稿６００の結像が形成され、ラインセンサ４０１により電気信号に変換される。

また、図１５に示すように、モータ５０６により駆動ベルト５０５が駆動され、読取ヘッド４００およびランプ５０１がレール５０３に沿って移動する。これにより、読取ヘッド４００のラインセンサ４０１は、原稿６００の二次元イメージを取り込む。

この第２の実施の形態では、スキャナ５００（読取装置）のレンズユニット１が、射出成形時に際してフローマークが発生しないレンズ板１１Ａ，１１Ｂ（レンズアレイ）を有しているため、原稿６００の画像データを正確に取り込むことができる。

なお、この第２の実施の形態では、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を例に説明したが、光学的信号を電気的信号に変換するセンサやスイッチ、およびそれらを用いた入出力装置、生態認証装置、通信装置、寸法測定器であってもよい。

１ レンズユニット、 １１Ａ 第１のレンズ板（物体側のレンズアレイ）、 １１Ｂ 第２のレンズ板（像側のレンズアレイ）、 １２Ａ 第１のレンズ、 １２Ｂ 第２のレンズ、 １３Ａ 外側レンズ面、 １３Ｂ 内側レンズ面、 １４Ａ 内側レンズ面、 １４Ｂ 外側レンズ面、 １５ リブ、 １６ ゲート痕、 ２１ 遮光板、 ２２ 開口部、 ３ ＬＥＤヘッド、 ３０ 発光部、 ３００ ＬＥＤアレイ、 ３１ ＩＣドライバ、 ３３ 配線基板、 ３４ ホルダ、 ４１ 感光体ドラム、 ４２ 帯電ローラ、 ５ 現像器、 ６０ 給紙カセット、 ８０ 転写ローラ、 ８１ 転写ベルト、 １００ プリンタ、 ７００ 金型（成形型）、 ７０１ 第１の型、 ７０２ 第２の型、 ７０３ キャビティ、 ７１３，７１４ 曲面、 ７１７ ゲート、 ７１８ 凹部、 ８００ 結像ドット。

Claims (28)

1. 光軸が互いに略平行な複数のレンズを有するレンズアレイにおいて、
   前記複数のレンズは、前記光軸と略直交する方向に配列され、互いに一体に形成されており、
   前記光軸と前記レンズのレンズ面の法線とのなす角の最大値をレンズ面の最大傾斜角としたとき、レンズ面の最大傾斜角が５０．８度以下であること
   を特徴とするレンズアレイ。
2. 前記レンズ面の最大傾斜角が、１３．６度以上で、且つ５０．８度以下であることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
3. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
   前記レンズは、複数列をなして、前記レンズアレイの長手方向に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズアレイ。
4. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
   前記レンズアレイの長手方向におけるレンズ面の最大傾斜角が、前記レンズアレイの長手方向と直交する方向におけるレンズ面の最大傾斜角より小さいことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
5. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
   前記レンズアレイの長手方向におけるレンズ面の最大傾斜角が、３７．７度以下であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
6. 前記レンズアレイの長手方向におけるレンズ面の最大傾斜角が、１３．６度以上で、且つ３７．７度以下であることを特徴とする請求項５に記載のレンズアレイ。
7. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
   前記レンズアレイの長手方向と直交する方向におけるレンズ面の最大傾斜角が、４０．８度以上で、且つ５０．８度以下であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
8. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
   前記レンズアレイの長手方向における前記レンズの開口径が、前記レンズアレイの長手方向と直交する方向における前記レンズの開口径より小さいことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
9. 射出成形により形成されたことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
10. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
    前記レンズアレイの長手方向端部に、前記レンズアレイを形成する材料の注入口の形状が転写されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
11. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、
    前記レンズアレイの長手方向に沿って、前記光軸と略平行に突出するリブを有することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載のレンズアレイ。
12. それぞれ複数の前記レンズが形成された第１および第２のレンズアレイと、当該第１および第２のレンズアレイの間に配置され、複数の開口部が形成された遮光部材とを備えたレンズユニットにおいて、
    前記第１のレンズアレイは、物体の縮小倒立像を形成し、前記第２のレンズアレイは、前記縮小倒立像の拡大倒立像を形成し、前記拡大倒立像は前記物体の正立等倍像であり、
    前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイが、請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズアレイであることを特徴とするレンズユニット。
13. 前記第１のアレイの複数の前記レンズ、前記第２のアレイの複数の前記レンズ、および前記遮光部材の複数の前記開口部は、互いに略平行に略直線状に配列されていることを特徴とする請求項１２に記載のレンズユニット。
14. 請求項１２または１３に記載のレンズユニットを備えたＬＥＤヘッド。
15. 請求項１４に記載のＬＥＤヘッドを備えた露光装置。
16. 請求項１５に記載の露光装置を搭載した画像形成装置。
17. 請求項１２または１３に記載のレンズユニットを備えた読取装置。
18. 光軸が互いに略平行な複数のレンズを有するレンズアレイを形成するために用いられる成形型であって、
    前記レンズアレイを形成するためのキャビティを構成する、分割可能な第１の型および第２の型を有し、
    前記第１の型および第２の型には、前記レンズ面に対応する曲面が形成され、
    前記光軸に対向する方向と、前記曲面の法線とのなす角の最大値を曲面の最大傾斜角としたとき、前記曲面の最大傾斜角が５０．８度以下であることを特徴とする成形型。
19. 前記曲面の最大傾斜角は、１３．６度以上で、且つ５０．８度以下であることを特徴とする請求項１８に記載の成形型。
20. 前記型は、一方向に長い形状を有し、
    前記曲面は、複数列をなして、前記型の長手方向に配列されていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の成形型。
21. 前記型は、一方向に長い形状を有し、
    前記型の長手方向における前記曲面の最大傾斜角が、前記型の長手方向に直交する方向における前記曲面の最大傾斜角より小さいことを特徴とする請求項１８から２０までのいずれか１項に記載の成形型。
22. 前記型は、一方向に長い形状を有し、
    前記型の長手方向における前記曲面の最大傾斜角が、３７．７度以下であることを特徴とする請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の成形型。
23. 前記型の長手方向における前記曲面の最大傾斜角が、１３．６度以上で、且つ３７．７度以下であることを特徴とする請求項２２に記載の成形型。
24. 前記型は、一方向に長い形状を有し、
    前記型の長手方向に直交する方向における前記曲面の最大傾斜角が、４０．８度以上で、且つ５０．８度以下であることを特徴とする請求項１８から２３までのいずれか１項に記載の成形型。
25. 前記型は、一方向に長い形状を有し、
    前記型の長手方向における前記曲面の寸法が、前記型の長手方向に直交する方向における前記曲面の寸法より小さいことを特徴とする請求項１８から２４までのいずれか１項に記載の成形型。
26. 前記レンズアレイは、一方向に長い形状を有し、その長手方向に沿って、前記光軸と略平行に突出するリブを有し、
    前記型は、一方向に長い形状を有し、その長手方向に沿って、前記リブの形状に対応する空洞部を有することを特徴とする請求項１８から２５までのいずれか１項に記載の成形型。
27. 請求項１８から２６までのいずれか１項に記載の成形型であって、当該成形型の長手方向端部に注入口を設けたものを用い、
    前記第１の型と前記第２の型とを型締めすることによりキャビティを形成し、
    ノズルから、前記キャビティに溶融樹脂を注入して、当該キャビティ内を溶融樹脂充填し、
    前記成形型を保圧することにより、前記キャビティ内の前記溶融樹脂を固化する工程と
    を有することを特徴とするレンズアレイの製造方法。
28. 請求項２７に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするレンズアレイ。
    

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