JP2015052708A - 結像素子アレイ、結像素子アレイの製造方法及び光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学性能の劣化を抑えた結像素子アレイを提供する。
【解決手段】光線を透過する入射面及び出射面と、前記入射面と前記出射面の間に設けた反射面とを有し、前記入射面及び出射面と前記反射面が基材に対して凸構造である結像素子を複数個並べて一体成形した結像素子アレイであって、互いに隣接する前記凸構造の面の周辺部に形成した、遮光材を誘導するガイド溝と、前記ガイド溝上に塗付された遮光材によって、前記凸構造の面の光透過領域と光反射領域の周辺部に形成した遮光膜と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、結像素子アレイ、結像素子アレイの製造方法及び結像素子アレイを用いた光学装置に関する。

従来、スキャナ、複写機、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置では、照明装置と複数のレンズを配列したマイクロレンズアレイを用いて原稿の画像をイメージセンサに結像して原稿画像を読み取るようにしている。また、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置では、ＬＥＤ等の発光素子とマイクロレンズアレイを用いて、ＬＥＤからの光線を、マイクロレンズアレイを介して感光体ドラム上に結像し、感光体ドラム上に像を形成（露光）するようにしている。

またマイクロレンズアレイは、ファクシミリの光学系、ＬＥＤ又はＬＣＤプリンタの光プリントヘッド、液晶表示装置、固体撮像素子、光インターコネクションによる多重画像転送装置、共焦点型レーザー顕微鏡等に用いられている。したがって、光通信分野、光ディスク分野、画像表示分野、画像伝送・結合分野、光計測、光センシング分野、光プロセッシング分野等の幅広い用途が期待されている。特に迷光のない高品質（高分解能）のマイクロ結像素子アレイが要求されている。

密着型イメージセンサ等の光学装置に用いられるレンズアレイとして、特許文献１に記載の例がある。特許文献１のレンズアレイは、光軸方向に長さを有する複数の凸レンズがそれぞれ列状に並んだ第１、第２のレンズアレイを備え、第１、第２のレンズアレイの凸レンズ同士の光軸が合うように積層し、かつ正立等倍像が得られるように組み合せたものである。また複数の凸レンズ同士を光学的に分離させるため、複数の凸レンズ同士の各間には凹部を含み、凹部を規定する内壁面を黒色または暗色系の遮光材で覆っている。このような構成によれば、各凸レンズの内部からその側方に漏れ出ようとする光や、各凸レンズの側方から各凸レンズの内部に向けて進行しようとする光が、遮光材によって吸収されるため、各凸レンズ間の迷光が防止される。

しかしながら、凹部を規定する内壁面を遮光材により覆うため、非接触法、例えばインクジェット法等で遮光材を凹部に塗布する方法が考えられるが、塗布した遮光材で均一に凹部を覆うことは難しく、十分な遮光特性が得られない。また内壁面以外にも遮光材が付着し、光学効率等の光学性能を劣化させてしまうという問題点がある。

特開２０００−３２１５２６号公報

発明が解決しようとする課題は、光学性能の劣化を抑えた結像素子アレイ及び結像素子アレイの製造方法、結像素子アレイを用いた光学装置を提供することにある。

実施形態に係る結像素子アレイは、光線を透過する入射面及び出射面と、前記入射面と前記出射面の間に設けた反射面とを有し、前記入射面及び出射面と前記反射面が基材に対して凸構造である結像素子を複数個並べて一体成形した結像素子アレイであって、互いに隣接する前記凸構造の面の周辺部に形成した、遮光材を誘導するガイド溝と、前記ガイド溝上に塗付された遮光材によって、前記凸構造の面の光透過領域と光反射領域の周辺部に形成した遮光膜と、を備える。

一実施形態に係る画像形成装置（光学装置）の構成図。 一実施形態に係る画像形成部を拡大して示す構成図。 一実施形態に係る画像読取装置を拡大して示す構成図。 一実施形態に係る結像素子アレイの斜視図。 一実施形態に係る結像素子アレイを拡大して示す斜視図。 一実施形態に係る結像素子アレイを拡大して示す側面図。 一実施形態に係る、遮光膜を形成した結像素子アレイを示す斜視図。 一実施形態に係る結像素子アレイを拡大した平面図。 一実施形態に係る結像素子アレイのミラー面を拡大して示す斜視図。 一実施形態における遮光膜の形成を説明する平面図。 一実施形態におけるガイド溝と遮光材の滴下位置を示す平面図。 図１１におけるガイド溝を説明する断面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第１の例を示す平面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第２の例を示す平面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第３の例を示す平面図と斜視図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第４の例を示す平面図と断面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第５の例を示す平面図と断面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第６の例を示す平面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第７の例を示す平面図。 第２の実施形態におけるガイド溝の第８の例を示す平面図。 第３の実施形態に係る結像素子アレイのレンズ面を拡大して示す正面図。

以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る結像素子アレイを用いた光学装置の一例である画像形成装置の構成図である。図１において、画像形成装置１０は、例えば複合機であるＭＦＰ（Multi-Function Peripherals）や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではＭＦＰを例に説明する。

ＭＦＰ１０の本体１１の上部には透明ガラスの原稿台１２があり、原稿台１２上には自動原稿搬送部（ＡＤＦ）１３を開閉自在に設けている。また本体１１の上部には操作パネル１４を設けている。操作パネル１４は、各種のキーとタッチパネル式の表示部を有している。

本体１１内のＡＤＦ１３の下部には、読取装置であるスキャナ部１５を設けている。スキャナ部１５は、ＡＤＦ１３によって送られる原稿または原稿台上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成するもので、密着型イメージセンサ１６（以下、単にイメージセンサと呼ぶ）を備えている。イメージセンサ１６は、主走査方向（図１では奥行方向）に配置されている。

イメージセンサ１６は、原稿台１２に載置された原稿の画像を読み取る場合は原稿台１２に沿って移動しながら原稿画像を１ライン分ずつ読み取る。これを原稿サイズ全体にわたって実行し１ページ分の原稿の読み取りを行う。またＡＤＦ１３によって送られる原稿の画像を読み取る場合、イメージセンサ１６は、固定位置（図示の位置）にある。

さらに本体１１内の中央部にはプリンタ部１７を有し、本体１１の下部には、各種サイズの用紙を収容する複数のカセット１８を備えている。プリンタ部１７は、感光体ドラムと、感光体ドラムを露光する光走査装置を有する。光走査装置は発光素子であるＬＥＤを含む走査ヘッド１９を有し、走査ヘッド１９からの光線によって感光体を走査して画像を生成する。

プリンタ部１７は、スキャナ部１５で読み取った画像データや、ＰＣ（Personal Computer）などで作成された画像データを処理して記録媒体である用紙に画像を形成する。プリンタ部１７は、例えばタンデム方式によるカラーレーザプリンタであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを含む。

画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、中間転写ベルト２１の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置している。また、走査ヘッド１９も画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対応して複数の走査ヘッド１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋを有している。

図２は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうち、画像形成部２０Ｋを拡大して示す構成図である。なお、以下の説明において各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同じ構成であるため、画像形成部２０Ｋを代表に説明する。

図２に示すように、画像形成部２０Ｋは、像担持体である感光体ドラム２２Ｋを有する。感光体ドラム２２Ｋの周囲には、回転方向ｔに沿って帯電チャージャ２３Ｋ、現像器２４Ｋ、１次転写ローラ２５Ｋ、クリーナ２６Ｋ、ブレード２７Ｋ等を配置している。感光体ドラム２２Ｋの露光位置には、走査ヘッド１９Ｋから光を照射し、感光体ドラム２２Ｋ上に静電潜像を担持する。

画像形成部２０Ｋの帯電チャージャ２３Ｋは、感光体ドラム２２Ｋの表面を一様に全面帯電する。現像器２４Ｋは、現像バイアスが印加される現像ローラ２４ａによりブラックのトナー及びキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム２２Ｋに供給し、感光体ドラム２２Ｋ上にトナー像を形成する。クリーナ２６Ｋは、ブレード２７Ｋを用いて感光体ドラム２２Ｋ表面の残留トナーを除去する。

また図１に示すように、画像形成部２０Ｙ〜２０Ｋの上部には、現像器２４Ｙ〜２４Ｋにトナーを供給するトナーカートリッジ２８を設けている。トナーカートリッジ２８は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジ（２８Ｙ〜２８Ｋ）を含む。

中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１及び従動ローラ３２に張架され循環的に移動する。また中間転写ベルト２１は感光体ドラム２２Ｙ〜２２Ｋに対向して接触している。図２に示すように、中間転写ベルト２１の感光体ドラム２２Ｋに対向する位置には、１次転写ローラ２５Ｋにより１次転写電圧が印加され、感光体ドラム２２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト２１に１次転写する。

中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ３１には、２次転写ローラ３３を対向して配置している。駆動ローラ３１と２次転写ローラ３３間を用紙Ｓが通過する際に、２次転写ローラ３３により２次転写電圧が用紙Ｓに印加される。そして中間転写ベルト２１上のトナー像を用紙Ｓに２次転写する。中間転写ベルト２１の従動ローラ３２付近には、ベルトクリーナ３４を設けている。

また図１で示すように、給紙カセット１８から２次転写ローラ３３に至る間には、給紙カセット１８内から取り出した用紙Ｓを搬送する搬送ローラ３５を設けている。さらに２次転写ローラ３３の下流には定着器３６を設けている。また定着器３６の下流には搬送ローラ３７を設けている。搬送ローラ３７は用紙Ｓを排紙部３８に排出する。さらに、定着器３６の下流には、反転搬送路３９を設けている。反転搬送路３９は、用紙Ｓを反転させて２次転写ローラ３３の方向に導くもので、両面印刷を行う際に使用する。

次に図２を参照して光走査装置の走査ヘッド１９Ｋの構成を説明する。走査ヘッド１９Ｋは、感光体ドラム２２Ｋと対向し、感光体ドラム２２Ｋを露光する。感光体ドラム２２Ｋは、予め設定した回転速度で回転し、表面に電荷を蓄えることができ、走査ヘッド１９Ｋからの光を感光体ドラム２２Ｋに照射して露光し、感光体ドラム２２Ｋの表面に静電潜像を形成する。

走査ヘッド１９Ｋは、結像素子アレイ５０を有し、結像素子アレイ５０は保持部材４１に支持されている。また保持部材４１の底部には支持体４２を有し、支持体４２には、光源であるＬＥＤ素子４３を配置している。ＬＥＤ素子４３は主走査方向に直線状に等間隔で設けている。また、支持体４２にはＬＥＤ素子４３の発光を制御するドライバＩＣを含む基板（図示せず）を配置している。結像素子アレイ５０の詳細な構成については後述する。

ドライブＩＣは制御部を構成し、スキャナ部１５で読み取った画像データや、ＰＣなどで作成された画像データに基づいて走査ヘッド１９Ｋの制御信号を発生し、制御信号に従って所定の光量でＬＥＤ素子を発光させる。そして、ＬＥＤ素子４３から出射した光線は、結像素子アレイ５０に入射し、結像素子アレイ５０を通過して感光体ドラム２２Ｋ上に結像し、像を感光体ドラム２２Ｋ上に形成する。また走査ヘッド１９Ｋの上部（出射側）にはカバーガラス４４を取り付けている。

図３は、スキャナ部１５（読取装置）の密着型のイメージセンサ１６の構成を示す説明図である。イメージセンサ１６は、原稿台１２上に載置された原稿の画像、またはＡＤＦ１３によって給紙された原稿の画像を、操作パネル１４の操作に従って読み取る。イメージセンサ１６は、主走査方向に配置された１次元のセンサであり、筐体４５を有する。

筐体４５は基板４６上に配置され、筐体４５の原稿台１２側の上面には、原稿の方向に光を照射する２つのＬＥＤライン照明装置４７，４８を主走査方向（図の奥行方向）に延びるように設けている。ＬＥＤライン照明装置４７，４８は、光源でありＬＥＤと導光体を備える。なお、光源はＬＥＤに限定されず、蛍光管、キセノン管、冷陰極管又は有機ＥＬ等であってもよい。

筐体４５上部のＬＥＤライン照明装置４７と４８の間には、結像素子アレイ５０が支持され、筐体４５の底部にある基板４６には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成されるセンサ４９が実装されている。また筐体４５の上部にはスリット５１を有する遮光体５２を取り付けている。

ＬＥＤライン照明装置４７，４８は原稿台１２上の原稿の画像読み取り位置を照射し、画像読み取り位置で反射した光は、スリット５１を介して結像素子アレイ５０に入射する。結像素子アレイ５０は、正立等倍レンズとして機能する。結像素子アレイ５０に入射した光は、結像素子アレイ５０の出射面から出射され、センサ４９上に結像する。すなわち照明装置４７、４８が照射した光のうちの原稿での反射光が結像素子アレイ５０の中を透過する。結像した光は、センサ４９によって電気信号に変換され、電気信号は、基板４６のメモリ部（図示せず）に転送される。

以下、結像素子アレイ５０の構成について詳しく説明する。図４は、第１の実施形態に係る結像素子アレイ５０を示す斜視図である。光の入射方向を矢印Ａで示し、光の出射方向を矢印Ｂで示す。

結像素子アレイ５０は、入射面であるレンズ面５１と、出射面であるレンズ面５２と、レンズ面５１から入射した光を複数回（図４の例では２回）反射して出射レンズ面５２に反射する反射面５３，５４とを有する結像素子を主走査方向に複数個配列したものである。複数の結像素子で成る結像素子アレイ５０は、樹脂またはガラスにて一体に形成される。尚、以下の説明では、結像素子アレイ５０を単にアレイ５０と呼ぶこともある。

図４において、レンズ面５１は、主走査方向に対して垂直な方向に非対称なレンズ面（入射面）であり、レンズ面５２は、主走査方向と垂直な方向に非対称なレンズ面（出射面）である。レンズ面５１、５２は光線を透過し、結像素子アレイ５０の基材に対して凸構造の面となっている。また反射面５３，５４は光線を反射し、結像素子アレイ５０の基材に対して凸構造の面（凸レンズ）となっている。以下、レンズ面５１を入射レンズ面、レンズ面５２を出射レンズ面、反射面５３，５４をミラー面と呼ぶこともある。尚、図４において、「主」は、主走査方向を示し、「副」は、副走査方向を示す。

図５は、結像素子アレイ５０を拡大して示す斜視図である。また図６は、結像素子アレイ５０の側面図である。図５、図６に示すように、結像素子アレイ５０は、入射レンズ面５１、ミラー面５３，５４及び出射レンズ面５２を含む。入射光Ｘ（図６では光路の中心光線のみを示す）は、レンズ面５１に入る。ミラー面５３は、光の入射方向から見て外方に突出した凸構造となっており、凸部の頂部に反射面が形成されている。同様にミラー面５４は、光の入射方向から見て外方に突出した凸構造となっており、凸部の頂部に反射面が形成されている。

入射光線Ｘは、主走査方向と垂直な方向に非対称な入射レンズ面５１に入り、主、副走査方向両方に収束光となって、主走査方向と垂直な方向に非対称なミラー面５３に入射する。光線は、全反射条件を満たす入射角で入射するため、全ての光線は反射されて、主走査方向と垂直な方向に対称なミラー面５４に全反射条件を満たす入射角で入射する。ここで、全ての光線は反射されて、反転像が形成されて、主走査方向と垂直な方向に非対称な出射レンズ面５４に導かれ、出射レンズ面５４を透過し、再度結像されて等倍正立像を像面に形成する。

レンズとミラーが一体になった結像素子アレイ５０では、入射レンズ面５１の光透過領域を通った入射光Ｘが収束されて、ミラー面５３に向かい、ミラー面５３の光反射領域で反射されてミラー面５４に向かう。ミラー面５４の光反射領域で反射された光線は、出射レンズ面５２の光透過領域を通って出射し、像面に結像する。また入射ミラー面の光透過領域と、ミラー面５３，５４の光反射領域、及び出射ミラー面５２の光透過領域の周辺部は遮光材を塗布して遮光膜を形成し、迷光を防止するようにしている。

図７は、結像素子アレイ５０の斜視図であり、ミラー面５３の凸部の光反射領域の周辺部（壁面５５を含む）に遮光膜６０を形成した例を示している。ミラー面５４の凸部の光反射領域の周辺部（壁面５６を含む）にも遮光膜が形成されるが、図示は省略する。

図８は、ミラー面５３を上方向から見た平面図である。また図９は、ミラー面５３を拡大して斜め上方向から見た斜視図である。ミラー面５４は、ミラー面５３と同じ形状であるため、説明は省略する。

図９に示すように、ミラー面５３は、凸部５７の頂部に形成しており、光線Ｘがミラー面５３に入射し、ミラー面５３で反射して出射する。光線Ｘ（実線）は、ミラー面５３によって全反射し、次の光学面（ミラー面５４）に向かい、出射レンズ面５２から出射し、最終的には像面（センサ４９、或いは感光体ドラム２２）に導かれる。また隣り合うミラー面５３の間の壁面５５に、遮光膜６０を形成することにより、壁面５５に達した光を吸収することができ、迷光が像面に結像するのを防ぐことができる。

結像素子アレイ５０は、透明高分子樹脂にて製造する場合には、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂等の樹脂や、熱可塑性樹脂を使用する。結像素子アレイ５０を成型する為の金型を使って、射出成型、射出圧縮成型、圧縮成型等によりプラスチック成型することで高効率・高生産性を持った方法で結像素子アレイ５０を製造することができる。透明高分子樹脂に変えて、石英、光学ガラス、電子光学用ガラス（無アルカリガラスなど）、透光性セラミックス等を使用しても良い。

遮光膜６０は、遮光材として、例えば有機遮光液（モノマーや溶媒系）を用いる。遮光膜６０は、流動性の高い遮光材を用いて形成されるのが好ましく、塗布位置に供給したときの濡れ拡がりを容易にするため、低粘度かつ低表面張力の材料が望ましい。また遮光膜６０は、遮光膜形成後の膜表面における反射に伴う、ゴースト等の性能低下を防止するため、反射率が低い材料が望ましい。さらに、遮光膜６０は、できるだけ薄膜で十分な透過濃度が得られるよう、遮光性のある顔料もしくは染料の含有量が高いものが望ましい。

図７、図８において、塗りつぶした領域（灰色部）は、ミラー面５３の光反射領域の周辺部に形成した遮光膜６０を示し、遮光材を塗布して濡れ広がらせて遮光膜６０を形成する。また図８、図９で示すように、遮光膜６０はミラー面５３に干渉しない部分に塗布し、隣接するミラー面５３間の境界部だけでなく、ミラー面５３の周辺部と、ミラー面５３を設けた凸部の壁面５５にそれぞれ塗付する。

図１０は、ミラー面５３を拡大して示す平面図であり、遮光材を塗布した領域（遮光膜６０）を灰色で示している。図中の円６１は、遮光材を滴下する滴下位置の一例を示す。滴下位置６１は、例えば隣接するミラー面５３の間、又はミラー面５３の先端から少し離れた位置のミラー面５３の間に設定する。遮光材は、例えばインクジェット法等の非接触方法や、ディスペンサ等の液体接触方法の塗布装置（図示せず）を使用して滴下する。遮光材は、滴下すると濡れ広がり、ミラー面５３間とミラー面５３の壁面５５に濡れ広がり遮光膜６０ができる。

インクジェット法等の非接触法であれば、インクジェット装置から塗布される液量（液滴径）、ミスディレクション（方向性）、距離により遮光領域が求められ、適切な遮光材塗布領域が得られる。また、ディスペンサ等の液体接触方法であれば、塗布される液量（液滴径）で遮光材塗布領域が求められる。この結果、適切な遮光材塗布領域の大きさを確保することにより、遮光材がミラー面５３に干渉する（液体がミラー面の表面に接触すること）のを防止できる。遮光材塗布領域に、インクジェット法やディスペンサ等の塗布装置を使用して遮光材を塗布することにより、ミラー面５３を汚すことがなく、光学性能低下を防止することが可能となる。

図１１は、遮光材を塗布したときの濡れ広がりを助長させるガイド溝を説明する図であり、隣接するミラー面５３間の境界部に、ガイド溝として細い溝６２を設けた例である。溝６２は、ミラー面５３の長手方向と並行に複数条、設けている。楕円６１は、遮光材を滴下する位置を示し、隣接するミラー面５３間に設定する。複数の溝６２をミラー面５３間の境界部に並行に設けることにより、遮光材はミラー面５３の長手方向に毛管現象と同じ現象により、溝６２のエッジに沿って短時間に濡れ広がることが可能になる。またミラー面５３間に塗付される遮光材の厚さ、すなわちレベリング状態も均一になり遮光特性のバラツキが抑えられた遮光膜６０を形成することができる。

図１２（ａ）、（ｂ）は、溝６２の形状を示す断面図である。（ａ）は、結像素子アレイ５０の表面５０１に凹状の溝６２１を形成したものである。（ｂ）は、結像素子アレイ５０の表面５０１に凸状の溝６２２を形成したものである。いずれの形状であっても、遮光材はミラー面５３の長手方向に毛管現象と同じ現象により、複数の溝６２１，６２２のエッジに沿って短時間に濡れ広がることができ、毛管現象によりミラー面５３の周辺部に遮光膜６０を正確に形成することができる。したがって、光学性能を劣化させることがない結像素子アレイを提供できる。

（第２の実施形態）
次に結像素子アレイ５０への遮光膜６０の形成のし方を説明する。第２の実施形態は、遮光膜６０をミラー５３（又はミラー５４）の光反射領域の周辺部に形成する際に、遮光材を濡れ広がりやすくするガイド溝６２の幾つかの例を示す。

図１３は、図１１におけるガイド溝６２のパターン形状を変化させたもので、隣接するミラー面５３の間に、斜めの複数条の溝６２を形成したものである。楕円６１は、遮光材を滴下する位置を示し、隣接するミラー面５３の間に設定する。溝６２は、ミラー面５３間の中央部から放射状に形成されているため、遮光材は、均一性が高くかつ濡れ広がる時間を短縮することが可能になる。

図１４は、隣接するミラー面５３の間に細い溝６２を設けた例である。溝６２は、ミラー面５３の長手方向よりも長く延長した形状となっている。楕円６１は、遮光材の滴下位置を示す。滴下位置６１は、ミラー面５３の先端部から外れた溝６２の上に設定する。溝６２をミラー面５３よりも長くし、ミラー面５３の凸構造の面から離れた領域６１に遮光材を滴下することにより、遮光材は溝形状に沿って互いに隣接するミラー面５３間の境界部に速やかに濡れ広がることが可能であり、均一なレベリング状態を保つことができる。また遮光材の塗布位置６１をミラー面５３間の領域以外のところに設定することで、ミラー面５３上に遮光材が塗布されるのを防ぐことができる。したがって、塗布ミスを低減することができ、より精度の高いアレイ５０を製造することができる。

図１５（ａ）は、隣接するミラー面５３の間に細い溝６２を設け、かつ溝６２は、ミラー面５３の長手方向よりも長く延長し、延長した部分、つまりミラー面５３の凸構造の面から離れた領域に三角形状の凸部６３を形成したものである。楕円６１は、遮光材の滴下位置を示し、三角形状の凸部６３に滴下する。

図１５（ｂ）は、三角形状の凸部６３を拡大して示す斜視図である。遮光材を三角形状の凸部６３に滴下することで、遮光材が効率よく溝６２に流れ込むようにすることができ、濡れ広がる時間を短縮することができる。また、遮光材の塗布位置が多少変動しても溝６２に流れ込ませる遮光材量を制御することができる。

図１６（ａ）は、隣接するミラー面５３の間に細い溝６２を設けた例である。溝６２は、ミラー面５３の長手方向よりも長く延長し、延長した部分、つまりミラー面５３の凸構造の面から離れた領域が傾斜している。

図１６（ｂ）は断面図であり、ミラー面５３の長手方向の先端は、傾斜しており（傾斜部５０２で示す）、長い楕円６１は、遮光材の滴下位置を示し、傾斜部５０２に滴下する。また平坦面に遮光材を滴下させるよりも傾斜部５０２に滴下させる方が遮光材を受け止める部分の面積を広くすることができる。

即ち、図１６（ｂ）に示すように平坦面に滴下したときの幅Ｗ１に対して、傾斜部５０２に滴下したときの幅Ｗ２を広くすることができる（Ｗ１＜Ｗ２）。遮光材は広く傾斜面５０２に滴下することができ、かつ傾斜面５０２に沿って溝６２に流れ落ちるため、遮光材が濡れ広がる時間の短縮化と共に、遮光材の塗布位置が多少変動しても効率よく溝６２に遮光材を流すことが可能になる。

また、図１１〜１６では、互いに隣接するミラー面５３の間に溝６２を設けた例を示したが、遮光材の濡れ広がりを向上させる形状は、これらに限定されることはなく、毛管現象を利用して濡れ広がりを助長する他の形状も考えられる。図１７〜図２０は、ガイド溝の変形例を示す。

図１７（ａ）は、隣接するミラー面５３の間、及びミラー面５３の先端部の周囲に多数の半円状の凸部６４を設けたものである。多数の半円状の凸部６４を形成することにより、凸部６４と凸部６４の間にガイド溝ができ、ガイド溝に沿って遮光材を導くことができる。楕円６１は、遮光材の滴下位置の一例を示し、隣接するミラー面５３の先端部の間に滴下する。

図１７（ｂ）は、ミラー面５３の断面図であり、隣接するミラー面５３の間に多数の半円状の凸部６４があり、凸部６４の間を縫うように遮光材が濡れ広がり、遮光膜６０が形成される。遮光膜６０は、例えば紫外線を照射して硬化させるが、遮光膜６０塗付厚が厚いと硬化するのに時間がかかる。遮光材を半円状の凸部６４に塗付した場合、遮光膜６０の塗付厚を薄くすることができ、紫外線による硬化時間を短縮することができる。

図１８は、隣接するミラー面５３の間に細い溝６２を設けた例である。溝６２は、ミラー面５３の先端部から外れた位置を起点にして、隣接するミラー面５３の間の境界部に向かって放射状に延びる形状となっている。起点の部分は溝６２が密に設けられ、放射状の端部ほど溝６２は疎になる。楕円６１は、遮光材の滴下位置を示す。滴下位置６１は、溝６２が密に存在する部分に設定する。遮光材は溝６２の密の部分から疎の部分に向かって、ミラー面５３間に速やかに濡れ広がる。

図１９は、隣接するミラー面５３の間、及びミラー面５３の先端部の周囲に格子状の溝６５を設けたものである。楕円６１は、遮光材の滴下位置の一例を示し、隣接するミラー面５３の間、及びミラー面５３の先端間に設定する。

図２０は、隣接するミラー面５３の間、及びミラー面５３の先端部の周囲に傾斜した格子状の溝６６を設けたものである。楕円６１は、遮光材の滴下位置の一例を示し、隣接するミラー面５３の間、及びミラー面５３の先端間に設定する。

尚、遮光材濡れ広がりをよくするために、コロナ処理、プラズマ処理等の物理的な表面処理を遮光材塗布前に行ってもよい。

（第３の実施形態）
図２１は、第３の実施形態に係る結像素子アレイ５０を示すもので、入射レンズ面５１（又は出射レンズ面５２）の周辺部に遮光膜６０を形成する例を示す正面図である。

図２１は、入射レンズ面５１への遮光膜６０の形成方法を示す。入射レンズ面５１は、アレイ５０の基材に対して凸構造の面となっており、隣接した入射レンズ面５１の間にはガイド溝として作用する境界部７１が形成される。図２１（ａ）に示すように、隣接するレンズ面５１間の境界部から少し離れた位置に三角形状の溝７２を設けている。図２１（ｂ）の楕円６１は、遮光材の滴下位置を示す。三角形状の溝７２に遮光材を滴下することによって、図２１（ｃ）に示すように、遮光材は三角形状の溝７２のエッジに沿って流れやすくなり、隣接するレンズ面５１の間の境界部７１に濡れ広がり、レンズ面５１の光透過領域以外の部分に遮光膜６０を形成することができる。

尚、三角形状の溝７２は、各レンズ面５１間の上部だけでなく、各レンズ面５１間の下部に設けても良い。下部に設けた三角形状の溝を７２’で示す。遮光膜６０は、上下部の三角形状の溝７２、７２’により効率よく短時間で各レンズ面５１の周辺部に塗付することができる。

尚、以上述べた実施形態において、遮光材の滴下位置６１は、一例を示したものであり、ミラー面５３を避けた位置、例えば複数のミラー面５３の間、或いはミラー面５３の先端部から少し離れた領域に滴下させるとよい。同様にレンズ面５１についても、レンズ面５１から少し離れた位置に滴下させるとよい。

また以上の説明では、遮光膜６０をミラー面５３の周囲、又は入射レンズ５１の周囲に形成する例を説明したが、ミラー面５４の周囲、又は出射レンズ５２の周囲に遮光膜６０を形成する際も上述した例と同様の手法を用いることができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、光線を透過する面又は反射する面が基材に対して凸構造の面である結像素子アレイにおいて、光透過領域又は光反射領域の周辺部にガイド溝を設け、ガイド溝に遮光材を塗布することにより、遮光材を毛管現象で凸構造の面の周辺部に効率的に遮光膜を形成することができ、光学性能を劣化させることのない結像素子アレイを提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…画像形成装置（光学装置）
１６…密着型イメージセンサ
１９…走査ヘッド
５０…結像素子アレイ
５１…入射レンズ面
５２…出射レンズ面
５３、５４…反射面
６０…遮光膜
６１…遮光材の滴下位置
６２…ガイド溝
７１…境界部

Claims (5)

1. 光線を透過する入射面及び出射面と、前記入射面と前記出射面の間に設けた反射面とを有し、前記入射面及び出射面と前記反射面が基材に対して凸構造である結像素子を複数個並べて一体成形した結像素子アレイであって、
   互いに隣接する前記凸構造の面の周辺部に形成した、遮光材を誘導するガイド溝と、
   前記ガイド溝上に塗付された遮光材によって、前記凸構造の面の光透過領域と光反射領域の周辺部に形成した遮光膜と、
   を備える結像素子アレイ。
2. 前記ガイド溝は、前記凸構造の面よりも離れた領域から、互いに隣接する前記凸構造の面間の境界部に向かって延びるように形成した請求項１記載の結像素子アレイ。
3. 前記ガイド溝は、前記凸構造の面よりも離れた領域を起点として、互いに隣接する前記凸構造の面間の境界部に向かって延び、前記起点となる部分の溝の分布を密とし、前記境界部の溝の分布を疎となるように形成した請求項１記載の結像素子アレイ。
4. 光線を透過する入射面及び出射面と、前記入射面と前記出射面の間に設けた複数の反射面とを有し、前記入射面及び出射面と前記反射面が基材に対して凸構造である結像素子を複数個並べて一体成形し、
   前記凸構造の面よりも離れた領域から、互いに隣接する前記凸構造の面間の境界部に向かってガイド溝を形成し、
   前記ガイド溝に沿って、前記凸構造の面よりも離れた領域から前記境界部に向かって遮光材を塗布し、前記凸構造の面の光透過領域と光反射領域の周辺部に遮光膜を形成する結像素子アレイの製造方法。
5. 光を照射する光源と、
   前記光源からの光を入射して像面に結像させる前記請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の結像素子アレイと、
   を備える光学装置。

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