JP2019200221A - Micro-lens array, optical writing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロレンズアレイ、光書き込み装置及び画像形成装置に関し、特に、マイクロレンズアレイの歪みに起因する画像劣化を防止する技術に関する。 The present invention relates to a microlens array, an optical writing device, and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for preventing image deterioration due to distortion of a microlens array.
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成する光書き込み装置としてライン光学型の光書き込み装置を用いたものがある。ライン光学型の光書き込み装置は、マイクロレンズアレイを用いて多数の発光素子の出射光を感光体上に結像させる。 Some electrophotographic image forming apparatuses use a line optical type optical writing apparatus as an optical writing apparatus that forms an electrostatic latent image on a photosensitive member. The line optical type optical writing apparatus forms an image on the photosensitive member by using light emitted from a number of light emitting elements using a microlens array.
このマイクロレンズアレイは、例えば、ガラス基板上に多数の樹脂レンズを形成したものである。樹脂レンズは硬化する際に収縮するため、この収縮によってガラス基板が反ると、樹脂レンズの位置が変化し得る。すると、感光体上での結像状態が変化するので、画像品質が劣化する恐れがある。 This microlens array is formed by, for example, forming a large number of resin lenses on a glass substrate. Since the resin lens contracts when it is cured, the position of the resin lens can change when the glass substrate is warped by this contraction. Then, since the image formation state on the photoconductor changes, the image quality may be deteriorated.
このような問題に対して、例えば、ガラス基板の面外方向の反りについては、ガラス基板の両面に同一形状の樹脂レンズを形成する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。このようにすれば、ガラス基板に作用する樹脂の収縮力がガラス基板の両面で同じになるので、反りを防止することができる。 In order to deal with such a problem, for example, with respect to the warpage in the out-of-plane direction of the glass substrate, a technique of forming resin lenses having the same shape on both surfaces of the glass substrate has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this way, since the shrinkage force of the resin acting on the glass substrate is the same on both surfaces of the glass substrate, warping can be prevented.
また、ガラス基板の面内方向の反りについては、樹脂レンズの個数が十分多い場合には、樹脂レンズの形状をランダムに変化させることによって、反りを抑制することができる(例えば、特許文献2を参照)。 As for the warpage in the in-plane direction of the glass substrate, when the number of resin lenses is sufficiently large, the warpage can be suppressed by randomly changing the shape of the resin lens (for example, Patent Document 2). reference).
マイクロレンズアレイの光軸方向からの平面視において、発光素子を周期的に2次元配列した光書き込み装置は、発光素子から感光体までの距離が発光素子どうしで異なっている場合がある。例えば、主走査方向に延設された発光素子列が副走査方向に複数並設されており、発光素子列どうしで発光素子から感光体までの距離が異なっている場合、当該発光素子列に対応させて、主走査方向に延設された樹脂レンズ列を副走査方向に発光素子列と同数並設すると、同じ樹脂レンズ列に属する樹脂レンズどうしは形状が同じになる一方、異なる樹脂レンズ列に属する樹脂レンズどうしは形状を異ならせる必要がある。 In a plan view from the optical axis direction of the microlens array, an optical writing device in which light emitting elements are periodically arranged two-dimensionally may have different distances from the light emitting elements to the photoconductors. For example, when a plurality of light emitting element arrays extending in the main scanning direction are arranged in parallel in the sub scanning direction and the distance from the light emitting element to the photoconductor is different between the light emitting element arrays, it corresponds to the light emitting element array. When the same number of resin lens rows extending in the main scanning direction as the light emitting element rows are arranged in the sub-scanning direction, the resin lenses belonging to the same resin lens row have the same shape, but different resin lens rows. The resin lenses to which they belong must have different shapes.
このような場合には、すべての樹脂レンズを同一の形状にすることもできなければ、樹脂レンズの形状をランダムに変化させることもできないため、上記従来技術を適用するだけではガラス基板の反りを抑制することができない。 In such a case, if all the resin lenses cannot be made the same shape, the shape of the resin lens cannot be changed randomly, so that the glass substrate is warped only by applying the above prior art. It cannot be suppressed.
ガラス基板において面内方向の反りが発生すると、樹脂レンズどうしの位置関係が変化することによって、発光素子と発光素子に対応する樹脂レンズの位置関係がばらつくので、樹脂レンズごとに結像性能がばらついてしまう。樹脂レンズの形状の変化に周期性があると、結像性能のばらつきによる濃度変化にも周期性が表れて視認し易くなるので、画像品質の低下を免れない。 When warping in the in-plane direction occurs on the glass substrate, the positional relationship between the resin lenses changes, and the positional relationship between the light emitting element and the resin lens corresponding to the light emitting element varies, so the imaging performance varies from resin lens to resin lens. End up. If there is periodicity in the change in the shape of the resin lens, periodicity also appears in density changes due to variations in imaging performance, making it easy to visually recognize, so deterioration in image quality is inevitable.
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、ガラス基板の歪みに起因する画像劣化を抑制することができるマイクロレンズアレイ、光書き込み装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a microlens array, an optical writing device, and an image forming apparatus that can suppress image deterioration due to distortion of a glass substrate. With the goal.
上記目的を達成するため、本発明に係るマイクロレンズアレイは、ガラス基板と、前記ガラス基板の基板面上において、同一形状の複数の樹脂レンズを第1の方向に沿って列設した樹脂レンズ列が、前記第1の方向とは異なる第2の方向に複数列並設されたレンズ光学系と、前記樹脂レンズと一体成形され、当該樹脂レンズと前記ガラス基板との間に挟まれた樹脂層と、を備え、前記複数の樹脂レンズ列は、前記樹脂レンズのレンズ形状域が大きい樹脂レンズ列ほど、当該樹脂レンズ列に属する樹脂レンズと前記ガラス基板との間に介在する樹脂層が薄いことを特徴とする。 To achieve the above object, a microlens array according to the present invention includes a glass substrate and a resin lens array in which a plurality of resin lenses having the same shape are arranged along a first direction on the substrate surface of the glass substrate. However, a lens optical system arranged in a plurality of rows in a second direction different from the first direction, and a resin layer integrally formed with the resin lens and sandwiched between the resin lens and the glass substrate In the plurality of resin lens arrays, the resin lens array having a larger lens shape area of the resin lens has a thinner resin layer interposed between the resin lens belonging to the resin lens array and the glass substrate. It is characterized by.
この場合において、前記樹脂レンズは、その形状に関わらず、いずれもガラス基板の基板面から当該樹脂レンズの頂部までの高さが等しいのが望ましい。 In this case, regardless of the shape of the resin lens, it is desirable that the height from the substrate surface of the glass substrate to the top of the resin lens is the same.
更に、前記樹脂レンズは、その形状に関わらず、任意の2つの樹脂レンズどうしで、各樹脂レンズの光軸を通過して樹脂層と接しているレンズ部界面からレンズ光学面頂点までの距離がそれぞれL1、L2であり、各樹脂レンズのレンズ形状域がφ1、φ2であり、各樹脂レンズが占有する樹脂層の面積がS1、S2であり、当該樹脂層の厚さがT1、T2であるときに、以下の関係式を満足するが等しいのが望ましい。 Further, regardless of the shape of the resin lens, the distance between the lens unit interface passing through the optical axis of each resin lens and in contact with the resin layer between any two resin lenses is as follows. L1 and L2 respectively, the lens shape area of each resin lens is φ1 and φ2, the area of the resin layer occupied by each resin lens is S1 and S2, and the thickness of the resin layer is T1 and T2. Sometimes it is desirable that the following relational expression is satisfied but equal:
また、前記樹脂レンズ列および樹脂層が前記ガラス基板の両方の基板面上に配設されており、一方の基板面上に配設された樹脂レンズ列及び樹脂層の体積の総和が、他方の基板面上に配設された樹脂レンズ列及び樹脂層の体積の総和に等しくてもよい。 The resin lens array and the resin layer are disposed on both substrate surfaces of the glass substrate, and the sum of the volumes of the resin lens array and the resin layer disposed on one substrate surface is the other. It may be equal to the sum of the volumes of the resin lens array and the resin layer disposed on the substrate surface.
また、本発明に係る光書き込み装置は、本発明に係るマイクロレンズアレイと、平面視における前記樹脂レンズに対応する位置ごとに、複数の発光点からなる発光点群が配設された光源基板と、を備え、前記発光点群から当該発光点群に対応する前記樹脂レンズまでの距離は、当該樹脂レンズの形状ごとに異なっていることを特徴とする。 Further, an optical writing device according to the present invention includes a microlens array according to the present invention, and a light source substrate in which a light emitting point group including a plurality of light emitting points is disposed for each position corresponding to the resin lens in a plan view. , And the distance from the light emitting point group to the resin lens corresponding to the light emitting point group is different for each shape of the resin lens.
この場合において、前記光源基板は、複数の単位基板からなっており、形状が互いに異なる樹脂レンズに対応する発光点群どうしは、互いに異なる単位基板に配設されてもよい。 In this case, the light source substrate includes a plurality of unit substrates, and the light emitting point groups corresponding to the resin lenses having different shapes may be disposed on the different unit substrates.
また、前記発光点はOLEDであってもよい。 The light emitting point may be an OLED.
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光書き込み装置を備えることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes the optical writing device according to the present invention.
このようにすれば、樹脂レンズのレンズ形状域が大きい樹脂レンズ列ほど樹脂層が薄いので、ガラス基板の基板面上における樹脂体積の分布を均一化することによってマイクロレンズアレイの歪みを抑制することができる。 In this way, since the resin layer of the resin lens array having a larger lens shape area of the resin lens is thinner, the distortion of the microlens array is suppressed by making the resin volume distribution uniform on the substrate surface of the glass substrate. Can do.
以下、本発明に係るマイクロレンズアレイ、光書き込み装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1]画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of a microlens array, an optical writing apparatus, and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
図1に示すように、画像形成装置1は、所謂タンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)各色のトナー像を形成する作像部110Y、110M、110C及び110Kを備えている。作像部110Y、110M、110C及び110Kは、それぞれ矢印A方向に回転する感光体ドラム101Y、101M、101C及び101Kを有している。
As shown in FIG. 1, the
感光体ドラム101Y、101M、101C及び101Kの周囲には、その外周面に沿って、矢印A方向に順に帯電装置102Y、102M、102C及び102K、光書き込み装置100Y、100M、100C及び100K、現像装置103Y、103M、103C及び103K、1次転写ローラー104Y、104M、104C及び104K及びクリーニング装置105Y、105M、105C及び105Kが配設されている。
Around the
帯電装置102Y、102M、102C及び102Kは感光体ドラム101Y、101M、101C及び101Kの外周面を一様に帯電させる。光書き込み装置100Y、100M、100C及び100Kは、有機EL(Electro- Luminescence)を用いた所謂OLED−PH(Organic Light Emitting Diode - Print Head)であって、感光体ドラム101Y、101M、101C及び101Kの外周面を露光して静電潜像を形成する。
The
有機ELは発光部に面積を有しているため、結像点におけるビーム径は発光面積×光学倍率で決まる点がLED等の他の発光方式と大きく異なる。OLED−PHでは、共役長が異なることで設計的に光学倍率を発光点毎に変えなくてはならない場合でも、光学倍率に合わせて発光面積・形状を最適化することでビーム径を均一化することができる。 Since the organic EL has an area in the light emitting portion, the beam diameter at the image forming point is greatly different from other light emitting methods such as LEDs in that it is determined by the light emitting area × optical magnification. OLED-PH makes the beam diameter uniform by optimizing the light emission area and shape according to the optical magnification, even when the optical magnification must be changed by design for each light emitting point due to the different conjugate lengths. be able to.
また、面積を有する発光部をアレイ状に配列すると、光源基板が大型化してしまう傾向があるが、本実施の形態においては後述のように光源基板を複数の単位基板に分割して配線等の回路部品の実装面積を稼ぐことによって、光軸方向からの平面視における光源基板の基板面積の小型化を図っている。 Further, when the light emitting units having an area are arranged in an array, the light source substrate tends to be enlarged, but in this embodiment, the light source substrate is divided into a plurality of unit substrates as will be described later, and wiring and the like are arranged. By increasing the mounting area of the circuit components, the substrate area of the light source substrate in a plan view from the optical axis direction is reduced.
現像装置103Y、103M、103C及び103KはYMCK各色のトナーを供給して静電潜像を顕像化し、YMCK各色のトナー像を形成する。1次転写ローラー104Y、104M、104C及び104Kは感光体ドラム101Y、101M、101C及び101Kが担持するトナー像を中間転写ベルト106へ静電転写する(1次転写)。
The developing
クリーニング装置105Y、105M、105C及び105Kは、1次転写後に感光体ドラム101Y、101M、101C及び101Kの外周面上に残留する電荷を除電すると共に残留トナーを除去する。なお、以下において、作像部110Y、110M、110C及び110Kに共通する構成について説明する際にはYMCKの文字を省略する。
The
中間転写ベルト106は、無端状のベルトであって、2次転写ローラー対107及び従動ローラー108、109に張架されており、矢印B方向に回転走行する。この回転走行に合わせて1次転写することによって、YMCK各色のトナー像が互いに重ね合わされカラートナー像が形成される。中間転写ベルト106はカラートナー像を担持した状態で回転走行することによって、カラートナー像を2次転写ローラー対107の2次転写ニップまで搬送する。
The
2次転写ローラー対107を構成する2つのローラーは互いに圧接されることによって2次転写ニップを形成する。これらのローラー間には2次転写電圧が印加されている。中間転写ベルト106によるカラートナー像の搬送にタイミングを合わせて給紙トレイ120から記録シートSが供給されると、2次転写ニップにおいてカラートナー像が記録シートSに静電転写される(2次転写)。
The two rollers constituting the secondary
記録シートSは、カラートナー像を担持した状態で定着装置130まで搬送され、カラートナー像を熱定着された後、排紙トレイ140上へ排出される。
The recording sheet S is conveyed to the
画像形成装置1は、更に制御部150を備えている。制御部150は、PC(Personal Computer)等の外部装置から印刷ジョブを受け付けると、画像形成装置1の動作を制御して画像形成を実行させる。
[2]光書き込み装置100の構成
次に、光書き込み装置100の構成について説明する。
The
[2] Configuration of
光書き込み装置100は、図2に示すように、マイクロレンズアレイ200と光源基板230とを備えており、マイクロレンズアレイ200と光源基板230は不図示のホルダーによって支持されている。
As shown in FIG. 2, the
光源基板230は、図3に示すように、単位基板231、232および233を光軸方向に積層したものである。単位基板231、232および233にはそれぞれ発光点群241、242および243が主走査方向に沿って列設されており、発光点群列251、252および253を構成する。発光点群243は発光点303を千鳥状に配列したものであり、発光点群241、242もまた同様である。
As shown in FIG. 3, the
本実施の形態においては、発光点303としてOLED(Organic Light Emitting Diode)を用いる。OLEDは発光領域を面状に形成することができるため、OLEDの発光領域の面積と光学倍率との乗算値を設定することによって、当該OLEDに対応する結像点におけるビーム径を設定することができる。従って、共役長が異なることで設計的に光学倍率を発光点毎に変えなくてはならない場合でも、光学倍率に合わせてOLEDの発光領域の面積および形状を最適化すれば、結像点におけるビーム径を均一化することができるという利点がある。なお、発光点としてOLED以外の発光素子を用いてもよい。
In the present embodiment, an OLED (Organic Light Emitting Diode) is used as the
一般的には、発光点は全て同一平面内に配設されるが、発光基板における配線の制約、製造上の制約、発光基板を配置する際の空間的な制約等によって発光点は全て同一平面内に配設することが適わない場合には、本実施の形態のように、複数の平面に分けて発光点を配設するのが有効である。 In general, the light emitting points are all arranged in the same plane, but the light emitting points are all in the same plane due to wiring restrictions, manufacturing restrictions, spatial restrictions when arranging the light emitting board, etc. When it is not suitable to arrange in the inside, it is effective to arrange the light emitting points in a plurality of planes as in this embodiment.
また、光源基板230が発光点群列251、252および253毎に単位基板231、232および233に分かれており、単位基板231、232および233は、感光体ドラム101からの距離がL1、L2およびL3になるように、不図示のホルダーによって個別に位置決めされている。距離L1、L2およびL3はいわゆる共役長である。
The
このため、単位基板231、232および233は個別に共役長を調整することができる。例えば、マイクロレンズアレイ200や光源基板230の製造時に寸法などの誤差が発生した場合、光源基板230が複数の単位基板に分かれておらず、共役長が異なる発光点が同一基板上に実装されていると、共役長の水準毎に調整値が異なる条件下ではいずれかの航路における結像性能を犠牲にしなければならなくなる。
For this reason, the conjugate lengths of the
一方、本実施の形態のように、共役長の水準毎に発光点をグループ化して、グループ毎に異なる単位基板に発光点を実装すれば、共役長の水準毎に調整値を個別に設定することができるので、他の水準の結像性能を犠牲にすることなく、各水準の結像性能を最適化することができる。このような構成は、単位基板が3枚である場合に限定されることなく、また、光路長さに相当する共役長だけでなく、光軸方向に直交する主走査方向や副走査方向への変位であるシフト成分や、光軸方向に対する基板面の傾き成分の誤差を調整する場合にも有効である。 On the other hand, if the light emission points are grouped for each conjugate length level and the light emission points are mounted on different unit substrates for each group as in the present embodiment, the adjustment value is individually set for each conjugate length level. Therefore, it is possible to optimize each level of imaging performance without sacrificing other levels of imaging performance. Such a configuration is not limited to the case where the number of unit substrates is three, and not only in the conjugate length corresponding to the optical path length, but also in the main scanning direction and the sub scanning direction orthogonal to the optical axis direction. This is also effective when adjusting a shift component, which is a displacement, or an error of a tilt component of the substrate surface with respect to the optical axis direction.
また、共役長だけでなく、シフト成分や傾き成分の誤差についても単位基板231、232および233毎に個別に修正することができる。従って、これらの誤差に起因する画質の劣化を抑制することができるので、高い画像品質を達成することができる。
In addition to the conjugate length, errors in shift components and tilt components can be individually corrected for each of the
また、OLEDは発光点の面積が比較的大きくなることに加えて、多数のOLEDをアレイ状に配列することから、光源基板230を単一基板にすると大型化してしまう。一方、上記のように複数の単位基板231、232および233基板どうしで重なり合う箇所にOLED以外の配線等の回路を配設すれば、光軸方向から見た光源基板230の面積を小型化することができる。
[3]マイクロレンズアレイ200の構成
次に、マイクロレンズアレイ200の構成について説明する。
In addition, the OLED has a relatively large light emitting area, and a large number of OLEDs are arranged in an array. Therefore, if the
[3] Configuration of
マイクロレンズアレイ200は、図2に示すように、レンズアレイ200a、200bを組み合わせたテレセントリック光学系である。レンズアレイ200aは、ガラス基板220の光源基板230に対向する基板面220aに樹脂レンズ211a、212aおよび213aが形成されている。樹脂レンズ211a、212aおよび213aは、ガラス基板220との間に樹脂層261a、262aおよび263aを挟んでいる。樹脂レンズ211a、212aおよび213aと、樹脂層261a、262aおよび263aとを一体成形すれば、成形の工程を削減することができるので低コスト化を図ることができる。
As shown in FIG. 2, the
また、ガラス基板220のレンズアレイ200bに対向する基板面220b上の樹脂レンズ211a、212aおよび213aに対応する位置には、樹脂レンズ211b、212bおよび213bが形成されている。樹脂レンズ212b、213bは、ガラス基板220との間に樹脂層262b、263bを挟んでいる。
一方、樹脂レンズ211bは、樹脂レンズ212b、213b、211a、212aおよび213aよりも樹脂体積が大きい樹脂レンズであって、樹脂層を挟むことなく、ガラス基板220の基板面220b上に直接形成されている。このようにすれば、マイクロレンズアレイ200における樹脂体積を最小化することができるので、樹脂の収縮や膨張によってマイクロレンズアレイ200に加わる応力を最小化することができる。また、マイクロレンズアレイ200に用いる樹脂量を削減して低コスト化したり、マイクロレンズアレイ200を小型軽量化することができる
樹脂レンズ211a、211bは発光点群241の出射光を平行光にする。また、樹脂レンズ212a、212bは発光点群242の出射光を平行光にし、樹脂レンズ213a、213bは発光点群243の出射光を平行光にする。当該平行光はレンズアレイ200bによって感光体ドラム101の外周面上に結像させられる。レンズアレイ200bは、ガラス基板250の両面220aに樹脂レンズ251を形成したものである。
On the other hand, the
単位基板231、232および233からガラス基板220までの距離は単位基板231、232および233毎に異なる一方、ガラス基板250から感光体ドラム101までの距離は樹脂レンズ251の如何に関わらず一定している。このため、樹脂レンズ251はすべて同一形状である。従って、樹脂レンズ251が収縮したり膨張したりしても、樹脂レンズどうしで収縮量や膨張量が等しいので、ガラス基板250は反らない。一方、ガラス基板220上に形成された樹脂レンズ211、212および213は互いに形状が異なっている。
While the distance from the
図4に示すように、樹脂レンズ211a、212aおよび213aは、それぞれ主走査方向に列設されており、樹脂レンズ列401、402および403を構成する。
As shown in FIG. 4, the
樹脂レンズ列401、402および403は互いに副走査方向に並設されている。また、樹脂レンズ列401、402および403は互いに主走査方向にずれており、樹脂レンズ列401、402および403の各主走査方向端部の樹脂レンズ211、212および213の光軸中心を結んだ方向Qは樹脂レンズ211、212および213の列設方向P(主走査方向)に斜交する。図4においては、方向P、Qの交差角度が30度である場合を例示したが、方向P、Qが平行でなければ、交差角度が90度(図5)など、30度以外の角度であってもよい。
The
このように、樹脂レンズ211a、212aおよび213aは、ガラス基板220上で二次元的かつ周期的に複数配置されており、感光体ドラム101の外周面上での書き込み幅に対応するように並んでいる。方向Qに沿って隣り合う樹脂レンズどうしは形状が異なる。これらの樹脂レンズは、像担持体(感光体)までの距離(共役長)が異なる発光点群からの出射光を結像させるためである。
As described above, the
樹脂層261a、262aおよび263aもまた樹脂レンズ211a、212aおよび213aと同様に配置されている。光軸方向からの平面視において各樹脂層が占める領域は、図5に示すように、当該樹脂層262cに対応する樹脂レンズ212cの中心212ccと、方向Pにおいて隣り合う樹脂レンズ212r、212lの中心212rc、212lcとの各中点501r、501lを通り、かつ方向Qに沿った直線502r、502lと、中心212ccと、方向Qにおいて樹脂レンズ212cと隣り合う樹脂レンズ211、213の各中心211c、213cとの各中点501b、501tを通り、かつ方向Pに沿った直線502b、502tに囲まれた領域である。樹脂層が占める領域は、光軸方向からの平面視において、すべて同じ形状になっている。
The
一方、樹脂層261a、262a、263aの厚みは互いに異なっており、また、樹脂層262b、263bの厚みは互いに異なっている。なお、本実施の形態においては、樹脂レンズ211bに対応する樹脂層が無い場合を例にとっており、その意味において、樹脂レンズ211b、212bおよび213bに対応する樹脂層の厚みは互いに異なっている。
On the other hand, the
これは、発光点群241、242および243から感光体ドラム101の外周面までの共役長が互いに異なるために、樹脂レンズ211a、212aおよび213aの形状が互いに異なり、かつ樹脂レンズ211b、212bおよび213bの形状が互いに異なることから、これらの樹脂レンズの体積が互いに異なっていることに対応している。
This is because the conjugate lengths from the light emitting
各樹脂層の厚みは、樹脂レンズと、当該樹脂レンズとガラス基板220とに挟まれた樹脂層とを合わせた体積が、樹脂レンズどうしで同じになっており、樹脂レンズの体積が小さいほど、樹脂層の厚みが大きくなる。このようにすれば、樹脂体積が大きいほど樹脂の収縮力が大きくなるところ、樹脂レンズどうしで樹脂体積が同じになっているので、光源基板200の面内方向および面外方向のいずれについても歪みを抑制することができる。
As for the thickness of each resin layer, the volume of the resin lens and the resin layer sandwiched between the resin lens and the
また、マイクロレンズアレイ200は、ガラス基板220の一方の基板面にしか樹脂レンズを形成しない場合は樹脂−ガラスの2層構造となる。この2層構造では、温度変化が生じると、ガラスと樹脂との線膨張の差で面外方向へガラス基板220がたわむように歪みが生じてしまう。一方、ガラス基板220を挟みこむように両方の基板面に樹脂レンズを形成すれば、樹脂−ガラス−樹脂の3層構造となり、ガラスを挟んで線膨張係数の同じ層が存在することとなる。
こうすれば、樹脂−ガラスの片側で発生する線膨張差は、反対側のガラス−樹脂層で発生する線膨張差と打ち消しあう方向に作用するので、ガラス基板220の歪みの発生を解消することができる。特に、本実施の形態においては、ガラス基板220の基板面220aと基板面220bとの間で樹脂体積の総和が同じになっており、ガラス基板220の両方の基板面どうしで線膨張差が等しくなるので、ガラス基板220の歪みを更に精度よく解消することができる。
In this way, the difference in linear expansion generated on one side of the resin-glass acts in a direction that cancels out the difference in linear expansion generated on the opposite glass-resin layer, thereby eliminating the occurrence of distortion of the
図6においては、ガラス基板220の基板面220aでは、樹脂レンズ211aは芯厚L1a、レンズ形状域φ1aになっている。また、樹脂レンズ212aは芯厚L2a、レンズ形状域φ2aになっており、樹脂レンズ213aは芯厚L3a、レンズ形状域φ3aになっている。芯厚Lは、樹脂レンズの光軸位置における厚さであり、樹脂層の上面からの飛び出し量に等しい。また、レンズ形状域φは、ガラス基板220上で樹脂レンズが形状を有する領域の外径である。
In FIG. 6, on the
樹脂レンズの体積は、光軸を含む断面における断面積の自乗で決まり、当該断面積は芯厚Lとレンズ形状域φの積に比例するので、形状の異なる樹脂レンズどうしの体積比は芯厚Lとレンズ形状域φの積の自乗(L×φ)2に比例する。また、樹脂層の体積は、樹脂層の厚さTに、光軸方向からの平面視における樹脂レンズごとの樹脂層の面積Sを乗算したT×Sである。上述のように、樹脂層の面積Sは対応する樹脂レンズによらず一定であるので、樹脂層の体積比は樹脂層の厚さTに比例する。従って、樹脂レンズと樹脂層とを合わせた樹脂体積が等しいためには、これらの比率の和
(L×φ)2 + T …(2)
が樹脂レンズどうしで等しくなるように樹脂層の厚さTを設定する必要がある。
Since the volume of the resin lens is determined by the square of the cross-sectional area in the cross section including the optical axis, and the cross-sectional area is proportional to the product of the core thickness L and the lens shape region φ, the volume ratio between the resin lenses having different shapes is the core thickness. It is proportional to the square of the product of L and the lens shape area φ (L × φ) 2 . The volume of the resin layer is T × S obtained by multiplying the thickness T of the resin layer by the area S of the resin layer for each resin lens in plan view from the optical axis direction. As described above, since the area S of the resin layer is constant regardless of the corresponding resin lens, the volume ratio of the resin layer is proportional to the thickness T of the resin layer. Therefore, in order for the resin volume of the resin lens and the resin layer to be equal, the sum of these ratios (L × φ) 2 + T (2)
It is necessary to set the thickness T of the resin layer so that is equal between the resin lenses.
図7は、本実施の形態に係る樹脂レンズおよび樹脂層の寸法を例示する表である。なお、レンズ面高さはガラス基板220の主面から樹脂レンズの最も高い位置までの高さである。図7に示すように、本実施の形態に係る寸法を採用すれば、樹脂レンズどうしでの樹脂レンズと樹脂層とを合算した樹脂体積の比を1.00にすることができる。従って、マイクロレンズアレイの反りを抑制することができるので、優れた画質を達成することができる。
[4]変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(4−1)上記実施の形態においては、樹脂レンズどうしで、樹脂レンズと当該樹脂レンズに対応する樹脂層とを合わせた樹脂体積が同じ場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに加えて次のようにしてもよい。
FIG. 7 is a table illustrating the dimensions of the resin lens and the resin layer according to this embodiment. The lens surface height is a height from the main surface of the
[4] Modifications As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(4-1) In the above embodiment, the case where the resin volumes of the resin lenses and the resin layers corresponding to the resin lenses are the same has been described as an example, but the present invention is limited to this. Needless to say, the following may be added to this.
例えば、樹脂レンズの樹脂体積が大きいほど、当該樹脂レンズに対応する樹脂層の樹脂体積を小さくしてもよい。このようなマイクロレンズアレイでは、レンズ形状域φ1の樹脂レンズと、レンズ形状域φ2の樹脂レンズとがあって、
φ1 > φ2 …(3)
であるとき、レンズ形状域φ1の樹脂レンズに対応する樹脂層の厚みT1と、レンズ形状域φ2の樹脂レンズに対応する樹脂層の厚みT2とは、
T1 < T2 …(4)
のような関係になる。
For example, the resin volume of the resin layer corresponding to the resin lens may be reduced as the resin volume of the resin lens is increased. In such a microlens array, there are a resin lens having a lens shape region φ1 and a resin lens having a lens shape region φ2,
φ1> φ2 (3)
The thickness T1 of the resin layer corresponding to the resin lens in the lens shape area φ1 and the thickness T2 of the resin layer corresponding to the resin lens in the lens shape area φ2 are:
T1 <T2 (4)
It becomes a relationship like this.
このようにすれば、樹脂体積が異なる樹脂レンズどうしで、樹脂レンズと樹脂層とを合わせた樹脂体積の差を小さくすることができる。従って、樹脂体積の差に起因して発生する樹脂の収縮力や膨張力の差を小さくなるので、射出成形後の冷却収縮量や熱が加わった際の膨張量がマイクロレンズの任意の箇所で等方的になり、マイクロレンズアレイの面内歪みを抑制することができる。 If it does in this way, the difference of the resin volume which match | combined the resin lens and the resin layer with the resin lenses from which resin volume differs can be made small. Therefore, the difference between the shrinkage and expansion force of the resin caused by the difference in resin volume is reduced, so the amount of cooling shrinkage after injection molding and the amount of expansion when heat is applied are at any location of the microlens. It becomes isotropic and the in-plane distortion of the microlens array can be suppressed.
言うまでもなく、樹脂レンズと樹脂層とを合わせた樹脂体積の差が小さいほど、マイクロレンズアレイの面内歪みを抑制する効果が高くなる。従って、マイクロレンズアレイの歪みに起因する画像品質の劣化が視認できない程度に樹脂体積の差を小さくすればよく、樹脂体積を厳密に同じにしなくても実用上は十分である。 Needless to say, the smaller the difference in the resin volume of the resin lens and the resin layer, the higher the effect of suppressing the in-plane distortion of the microlens array. Therefore, the difference in the resin volume may be reduced to such an extent that the degradation of the image quality due to the distortion of the microlens array cannot be visually recognized, and it is sufficient in practical use even if the resin volumes are not exactly the same.
なお、マイクロレンズアレイを構成する樹脂レンズのレンズ形状域φを測定する場合、樹脂レンズと樹脂層との境界が円形ならば、当該境界の直径がレンズ形状域φに相当し、顕微鏡等を用いて光学的に観察すれば、測定することができる。また、樹脂レンズと樹脂層との境界が多角形状である場合には、当該多角形を円形で近似して、近似円の直径を測定すればレンズ形状域φを得ることができる。 When measuring the lens shape region φ of the resin lens constituting the microlens array, if the boundary between the resin lens and the resin layer is circular, the diameter of the boundary corresponds to the lens shape region φ, and a microscope or the like is used. It can be measured by optical observation. When the boundary between the resin lens and the resin layer is polygonal, the lens shape region φ can be obtained by approximating the polygon with a circle and measuring the diameter of the approximate circle.
また、樹脂層の厚みTに関しては、マイクロレンズアレイを切断し、顕微鏡等を用いてマイクロレンズアレイの断面を光学的に観察すれば、高精度に樹脂層の厚みTを測定することができる。マイクロレンズアレイを破壊することなく樹脂層の厚みTを測定する方法としては、白色干渉計を用いた厚み測定が挙げられる。 Regarding the thickness T of the resin layer, the thickness T of the resin layer can be measured with high accuracy by cutting the microlens array and optically observing the cross section of the microlens array using a microscope or the like. An example of a method for measuring the thickness T of the resin layer without destroying the microlens array is a thickness measurement using a white interferometer.
以上のような方法を用いて樹脂レンズのレンズ形状域φと樹脂層の厚みTとを測定すれば、測定値が上式(1)、(2)の関係を充足しているか否かを確認することができる。
(4−2)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、ガラス基板220の基板面から樹脂レンズの頂部までの高さを、樹脂レンズどうしで同じにしてもよい。
If the lens shape region φ of the resin lens and the thickness T of the resin layer are measured using the method as described above, it is confirmed whether or not the measured value satisfies the relationship of the above formulas (1) and (2). can do.
(4-2) Although not specifically mentioned in the above embodiment, the height from the substrate surface of the
金型を用いた射出成形によって樹脂レンズおよび樹脂層を成形する場合、コアブロックを金型に嵌め込んで樹脂レンズの光学面を形成する。このコアブロックの位置を調整することによって、樹脂レンズの頂部の高さが調整される。マイクロレンズアレイを成形する場合には、樹脂レンズの個数と同じ個数のコアブロックを金型に嵌め込んで樹脂レンズを成形することになる。このため、樹脂レンズ毎に頂部の高さが異なっていると、コアブロックの高さを樹脂レンズ毎に調整しなければならないので、製造時に手間がかかるだけでなく、樹脂レンズの頂部の高さを精度よく調整することが難しくなる。 When molding a resin lens and a resin layer by injection molding using a mold, the optical surface of the resin lens is formed by fitting the core block into the mold. By adjusting the position of the core block, the height of the top of the resin lens is adjusted. When molding a microlens array, the same number of core blocks as the number of resin lenses are fitted into a mold to mold a resin lens. For this reason, if the height of the top is different for each resin lens, the height of the core block must be adjusted for each resin lens. It becomes difficult to adjust accurately.
また、樹脂レンズ毎に頂部の高さが異なっていると、樹脂レンズ毎に樹脂の肉厚が異なってしまう。これによって、マイクロレンズアレイの成形時における加圧方向に肉厚の異なる樹脂レンズが配列されることになると、成形時にガラス基板にかかる荷重が不均一になる。その結果、ガラス基板に割れが発生すると、収率が低下する、という問題もある。 Further, when the height of the top portion is different for each resin lens, the thickness of the resin is different for each resin lens. As a result, when resin lenses having different thicknesses are arranged in the pressing direction during molding of the microlens array, the load applied to the glass substrate during molding becomes non-uniform. As a result, there is also a problem that when the glass substrate is cracked, the yield is lowered.
これらの問題に対して、ガラス基板220の基板面から樹脂レンズの頂部までの高さを、樹脂レンズどうしで同じにすれば、樹脂レンズ毎にコアブロックの高さを調整する手間が不要になり、マイクロレンズアレイの寸法精度も向上させることができる。また、成形時にガラス基板にかかる荷重を均一化することができるので、ガラス基板の割れを抑制して、成形安定性を高めることができる。
(4−2)上記実施の形態においては、樹脂レンズ列どうしで不連続的に樹脂層の厚みが変化する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。
For these problems, if the height from the substrate surface of the
(4-2) In the above embodiment, the case where the thickness of the resin layer changes discontinuously between resin lens rows has been described as an example, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. Instead, it may be as follows.
例えば、図8に示すように、ガラス基板220の基板面220a上では、互いに異なる樹脂レンズ列に属する樹脂レンズ211a、212aおよび213aが、基板面220aに沿って連続的に設けられている樹脂層260a上に配設されており、樹脂層260aの厚さは副走査方向に沿って連続的に変化している。同様に、ガラス基板220の基板面220b上でも、互いに異なる樹脂レンズ列に属する樹脂レンズ211b、212bおよび213bが、基板面220aに沿って連続的に設けられている樹脂層260b上に配設されており、樹脂層260bの厚さは副走査方向に沿って連続的に変化している。
For example, as shown in FIG. 8, on the
従って、言うまでもないが、光軸方向からの平面視において、樹脂層260a、260bの樹脂レンズ以外の部分は厚さが連続的に変化していることになる。なお、このように樹脂層260a、260bの高さを連続的に変化させるためには、共役長が副走査方向に沿って単調に変化しているのが望ましい。
Therefore, it goes without saying that the thickness of the portions of the
このようにすれば、レンズアレイを射出成形する際の抜き抵抗を減少させることができるので、離型性を向上させることができる。従って、同じ金型を繰り返し用いて多数のマイクロレンズアレイを連続して成形する際に、これらのマイクロレンズアレイの形状を安定化させることができるとともに、金型の寿命を延長することができる。
(4−3)上記実施の形態においては、樹脂レンズ211bがガラス基板220の基板面220b上に直接形成されている場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えてマイクロレンズアレイのすべての樹脂レンズがガラス基板との間に樹脂層を挟んだ構成にしてもよい。
By doing so, it is possible to reduce the punching resistance when the lens array is injection-molded, so that it is possible to improve the mold release property. Accordingly, when a large number of microlens arrays are continuously formed using the same mold repeatedly, the shape of these microlens arrays can be stabilized and the life of the mold can be extended.
(4-3) In the above embodiment, the case where the
このような構成にすれば、同じ基板面に形成されたすべての樹脂レンズどうしで樹脂層が連続的になるので、樹脂の収縮や膨張に起因してガラス基板220に加わる応力の分布を基板面に沿って均一にすることができる。従って、ガラス基板220の面内方向における歪みの発生を更に効果的に抑制することができる。
(4−4)上記実施の形態においては、互いに形状が異なる3種類の樹脂レンズ211a、212aおよび213aが、互いに主走査方向にずれて配設された樹脂レンズ列401、402および403をなす場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。
With such a configuration, since the resin layer is continuous between all the resin lenses formed on the same substrate surface, the distribution of the stress applied to the
(4-4) In the above embodiment, when the three types of
例えば、図9に示すように、樹脂レンズ列401、402および403が主走査方向にずれておらず、樹脂レンズ列401、402および403の各主走査方向端部の樹脂レンズ211、212および213の光軸中心を結んだ方向Qが副走査方向に一致するように配設してもよい。
For example, as shown in FIG. 9, the
また、図10に示すように、互いに形状が異なる4種類の樹脂レンズ1011a、1012a、1013aおよび1014aが、互いに主走査方向にずれて配設された樹脂レンズ列1001、1002、1003および1004をなしていてもよい。いずれの場合においても、樹脂レンズと当該樹脂レンズに対応する樹脂層とを合わせた樹脂体積が樹脂レンズどうしで同じになるように樹脂層の厚さを設定すれば、本発明の効果を得ることができる。
(4−5)上記実施の形態においては、樹脂レンズ列401、402および403が互いに異なる単位基板231、232、233上に配設される場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。例えば、共役長が同じ樹脂レンズ列が複数ある場合には、これら共役長が同じ樹脂レンズ列どうしはおなじ単位基板に配設するのが望ましい。このようにすれば、共役長が同じ樹脂レンズ列について単位基板の位置や傾きをまとめて調整することができるので、調整の手間を省いて効率よくマイクロレンズアレイ200を製造することができる。
(4−6)上記実施の形態においては、樹脂レンズ並びに樹脂層の寸法例を記載したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。図11(a)は、樹脂レンズ並びに樹脂層の寸法を決定する際に考慮すべき前提条件となる寸法であって、例えば、物体高は光軸方向からの平面視における発光点群の外径であり、NAOはFナンバーであり、NAは有効Fナンバーである。また、パネル厚、パネル屈折率nおよびパネル−レンズ距離は光源基板に関する寸法であり、レンズ直径Rはレンズ面を京面としたときの曲率直径である。
Further, as shown in FIG. 10, four types of resin lenses 1011a, 1012a, 1013a, and 1014a having different shapes are arranged in
(4-5) In the above embodiment, the case where the
(4-6) In the above embodiment, the example of the dimensions of the resin lens and the resin layer is described. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and the following may be used instead. FIG. 11A shows dimensions that are preconditions to be considered when determining the dimensions of the resin lens and the resin layer. For example, the object height is the outer diameter of the light emitting point group in plan view from the optical axis direction. NAO is the F number, and NA is the effective F number. Further, the panel thickness, the panel refractive index n, and the panel-lens distance are dimensions relating to the light source substrate, and the lens diameter R is a curvature diameter when the lens surface is a Kyoto surface.
図11(b)は、上記前提条件に適合した樹脂レンズ並びに樹脂層の寸法を例示したもので、例えば、レンズ面頂点間隔は隣り合う樹脂レンズどうしのP方向における距離を表している。また、レンズ部面頂点間隔(副)は隣り合う樹脂レンズどうしのQ方向における距離である。このようにすれば、樹脂レンズと樹脂層とを合わせた樹脂体積を、有効数字2桁で完全に一致させることができるので、マイクロレンズアレイの歪みを抑制して優れた画像品質を実現することができる。
(4−7)上記変形例においては、樹脂レンズの頂部を揃えることによってコアブロックの高さの調整を容易にする場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて或いはこれに加えて次のようにしてもよい。
FIG. 11B illustrates the dimensions of the resin lens and the resin layer that meet the above preconditions. For example, the lens surface vertex interval represents the distance in the P direction between adjacent resin lenses. The lens surface vertex distance (sub) is the distance in the Q direction between adjacent resin lenses. In this way, the resin volume of the resin lens and the resin layer can be perfectly matched with two significant figures, so that excellent image quality can be achieved by suppressing the distortion of the microlens array. Can do.
(4-7) In the above modification, the case where adjustment of the height of the core block is facilitated by aligning the tops of the resin lenses has been described as an example, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. Instead of or in addition to this, the following may be used.
図12(a)に示すように、金型1201、1202とコアブロック1200a、1200bおよび1200cを用いてマイクロレンズアレイを成形する場合に、樹脂層の厚さの異なる樹脂レンズどうしで、当該樹脂レンズの成形に用いるコアブロックがいずれも高さhになっていると、コアブロックごとに樹脂層の厚さ分だけ高さを調整しなければならない。
As shown in FIG. 12A, when a microlens array is molded using
例えば、コアブロック1200aは上面が金型1202の上面から高さHaになり、コアブロック1200bは上面が金型1202の上面から高さHbになり、コアブロック1200cは上面が金型1202の上面から高さHcになるように、個別にコアブロック1200a、1200bおよび1200cの高さを調整しなければならない。このため、高さ調整に手間が掛かり、また高い精度で高さを調整するのも難しい。
For example, the upper surface of the
一方、 図12(b)に示すように、成形すべき樹脂レンズに対応する樹脂層の厚さに応じてコアブロック1200a、1200bおよび1200cの高さha、hbおよびhcを設定すれば、コアブロック1200a、1200bおよび1200cの上面がいずれも金型1202の上面から高さHになるように、個別にコアブロック1200a、1200bおよび1200cの高さを調整すれば足りる。このため、高さ調整の手間を省き、また高さ精度を向上させることができる。
(4−8)上記実施の形態においては、樹脂レンズ毎の樹脂層の形状が、光軸方向からの平面視において、平行四辺形である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、平行四辺形以外の形状であってもよい。また、樹脂レンズ毎に当該樹脂レンズに対応する樹脂層の厚さが一定である必要はなく、樹脂レンズの樹脂体積が小さいほど、当該樹脂レンズに対応する樹脂層の樹脂体積が大きくなっていれば、樹脂の膨張収縮によるマイクロレンズアレイの歪みを抑制する効果を得ることができる。
On the other hand, if the heights ha, hb and hc of the core blocks 1200a, 1200b and 1200c are set according to the thickness of the resin layer corresponding to the resin lens to be molded, as shown in FIG. It is sufficient to individually adjust the height of the core blocks 1200a, 1200b, and 1200c so that the upper surfaces of 1200a, 1200b, and 1200c are all at a height H from the upper surface of the
(4-8) In the above embodiment, the case where the shape of the resin layer for each resin lens is a parallelogram in plan view from the optical axis direction has been described as an example, but the present invention is limited to this. Needless to say, the shape may be other than a parallelogram. Further, the thickness of the resin layer corresponding to the resin lens does not need to be constant for each resin lens, and the resin volume of the resin layer corresponding to the resin lens increases as the resin volume of the resin lens decreases. For example, the effect of suppressing the distortion of the microlens array due to the expansion and contraction of the resin can be obtained.
なお、樹脂レンズの光学特性に影響を与えないようにするためには、樹脂レンズのレンズ面を通過する光線が、樹脂層の界面のうち、樹脂層とガラス基板との界面以外の界面を通過しないように、樹脂層の形状を設計するのが望ましい。具体的には、樹脂レンズの下面(ガラス基板側に対向する仮想的な平面)がすべて樹脂層の上面(樹脂レンズに接する仮想的な面)に接しているのが好適である。
(4−9)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、樹脂レンズどうしで、当該樹脂レンズと樹脂層とを合わせた樹脂体積が等しいためには、以下の条件を満たす必要がある。
In order not to affect the optical characteristics of the resin lens, light passing through the lens surface of the resin lens passes through an interface other than the interface between the resin layer and the glass substrate among the resin layer interfaces. It is desirable to design the shape of the resin layer so that it does not occur. Specifically, it is preferable that the lower surface of the resin lens (virtual plane facing the glass substrate side) is in contact with the upper surface of the resin layer (virtual surface in contact with the resin lens).
(4-9) Although not specifically mentioned in the above embodiment, in order for the resin volumes of the resin lenses and the resin layer to be equal between the resin lenses, the following conditions must be satisfied.
樹脂レンズの樹脂体積VLは、当該樹脂レンズの光軸を通過して樹脂層と接しているレンズ部界面からレンズ光学面頂点までの距離がLであり、樹脂レンズのレンズ形状域がφであるときに、 The resin volume VL of the resin lens is a distance from the lens unit interface passing through the optical axis of the resin lens and contacting the resin layer to the apex of the lens optical surface, and the lens shape area of the resin lens is φ. sometimes,
また、樹脂層の樹脂体積VTは、面積がSであり、厚さがTであるときに、 The resin volume VT of the resin layer has an area S and a thickness T.
従って、互いに異なる樹脂レンズどうしで樹脂レンズと樹脂層とを合わせた樹脂体積が等しくなるためには、以下の関係式が満足されなければならない。 Accordingly, in order for the resin volumes of the resin lens and the resin layer to be equal between different resin lenses, the following relational expression must be satisfied.
このようにすれば、樹脂レンズどうしで樹脂体積の差を最小化する際の樹脂層の厚さとレンズパラメータを最適化することが可能となる。
(4−10)上記実施の形態においては、画像形成装置1がタンデム方式のカラープリンターである場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム方式以外の方式のカラープリンターであってもよいし、モノクロプリンターであってもよい。また、スキャナーを備えた複写装置や更にファクシミリ通信機能を備えたファクシミリ装置といった単機能機、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
In this way, it is possible to optimize the resin layer thickness and the lens parameters when minimizing the resin volume difference between the resin lenses.
(4-10) In the above embodiment, the case where the
本発明に係るマイクロレンズアレイ、光書き込み装置および画像形成装置は、特に、樹脂の収縮や膨張に伴ってマイクロレンズアレイが歪むことに起因する画像劣化を防止することができる装置として有用である。 The microlens array, the optical writing device, and the image forming apparatus according to the present invention are particularly useful as a device that can prevent image degradation caused by distortion of the microlens array as the resin contracts or expands.
1………………………………………………………………画像形成装置
100…………………………………………………………光書き込み装置
101…………………………………………………………感光体ドラム
200…………………………………………………………マイクロレンズアレイ
220、250………………………………………………ガラス基板
211a、212a、213a……………………………樹脂レンズ
211b、212b、213b、251…………………樹脂レンズ
261a、262a、263a、262b、263b…樹脂層
230…………………………………………………………光源基板
231、232、233……………………………………単位基板
241、242、243……………………………………発光点群
303…………………………………………………………発光点(OLED)
L1、L2、L3……………………………………………共役長
1 ………………………………………………………………
L1, L2, L3 …………………………………………… Conjugate length
Claims (9)
前記ガラス基板の基板面上において、同一形状の複数の樹脂レンズを第1の方向に沿って列設した樹脂レンズ列が、前記第1の方向とは異なる第2の方向に複数列並設されたレンズ光学系と、
前記樹脂レンズと一体成形され、当該樹脂レンズと前記ガラス基板との間に挟まれた樹脂層と、を備え、
前記複数の樹脂レンズ列は、前記樹脂レンズのレンズ形状域が大きい樹脂レンズ列ほど、当該樹脂レンズ列に属する樹脂レンズと前記ガラス基板との間に介在する樹脂層が薄い
ことを特徴とするマイクロレンズアレイ。 A glass substrate;
On the substrate surface of the glass substrate, a plurality of resin lens rows in which a plurality of resin lenses having the same shape are arranged along the first direction are arranged in parallel in a second direction different from the first direction. Lens optics,
A resin layer integrally molded with the resin lens and sandwiched between the resin lens and the glass substrate,
In the plurality of resin lens arrays, a resin lens array having a larger lens shape area of the resin lens has a thinner resin layer interposed between the resin lens belonging to the resin lens array and the glass substrate. Lens array.
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズアレイ。 2. The microlens array according to claim 1, wherein the resin lenses have the same height from the substrate surface of the glass substrate to the top of the resin lens regardless of the shape thereof.
各樹脂レンズの光軸を通過して樹脂層と接しているレンズ部界面からレンズ光学面頂点までの距離がそれぞれL1、L2であり、
各樹脂レンズのレンズ形状域がφ1、φ2であり、
各樹脂レンズが占有する樹脂層の面積がS1、S2であり、当該樹脂層の厚さがT1、T2であるときに、
以下の関係式を満足する
The distances from the lens portion interface passing through the optical axis of each resin lens and contacting the resin layer to the apex of the lens optical surface are L1 and L2, respectively.
The lens shape area of each resin lens is φ1, φ2,
When the area of the resin layer occupied by each resin lens is S1 and S2, and the thickness of the resin layer is T1 and T2,
The following relational expression is satisfied
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ。 The said resin layer is continuously provided over the some resin lens along the board | substrate surface of the said glass substrate, The thickness is changing continuously, The Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The microlens array according to any one of the above.
一方の基板面上に配設された樹脂レンズ列及び樹脂層の体積の総和が、他方の基板面上に配設された樹脂レンズ列及び樹脂層の体積の総和に等しい
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ。 The resin lens array and the resin layer are disposed on both substrate surfaces of the glass substrate,
The sum of the volumes of the resin lens array and the resin layer disposed on one substrate surface is equal to the sum of the volumes of the resin lens array and the resin layer disposed on the other substrate surface. Item 5. The microlens array according to any one of Items 1 to 4.
平面視における前記樹脂レンズに対応する位置ごとに、複数の発光点からなる発光点群が配設された光源基板と、を備え、
前記発光点群から当該発光点群に対応する前記樹脂レンズまでの距離は、当該樹脂レンズの形状ごとに異なっている
ことを特徴とする光書き込み装置。 A microlens array according to any one of claims 1 to 5,
For each position corresponding to the resin lens in a plan view, a light source substrate provided with a light emitting point group composed of a plurality of light emitting points, and
The optical writing device, wherein a distance from the light emitting point group to the resin lens corresponding to the light emitting point group is different for each shape of the resin lens.
形状が互いに異なる樹脂レンズに対応する発光点群どうしは、互いに異なる単位基板に配設される
ことを特徴とする請求項6に記載の光書き込み装置。 The light source substrate is composed of a plurality of unit substrates,
7. The optical writing device according to claim 6, wherein the light emitting point groups corresponding to the resin lenses having different shapes are disposed on different unit substrates.
ことを特徴とする請求項6または7に記載の光書き込み装置。 8. The optical writing device according to claim 6, wherein the light emitting point is an OLED.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the optical writing device according to claim 6.
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