JP2019200391A - レンズミラーアレイおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ光を確実にカットすることができるレンズミラーアレイ、およびこのレンズミラーアレイを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】レンズミラーアレイ２０は、複数の透明な光学エレメント２１を一方向に一体につなげて有する。各光学エレメント２１は、光を入射させる入射側レンズ面２２と、入射させた光を出射させる出射側レンズ面と、入射側レンズ面２２に連続した表面を有するフランジ部２８と、フランジ部２８の表面に設けた光を反射するためのプリズム構造体１と、を有する。プリズム構造体１は、プリズム構造体１に入射する光の入射方向に対して傾斜したフランジ部２８の表面に設けられている。【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、例えば、複写機や複合機、プリンタ、スキャナなどの原稿読取装置や露光装置に組み込むレンズミラーアレイ、およびこのレンズミラーアレイを用いた画像形成装置に関する。

近年、半導体発光素子を光源に使用した露光光学系を有する固体走査方式のＬＥＤ複写機が普及されつつある。ＬＥＤ複写機の感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置は、光源から入射する画像信号に基づく光を屈折、反射して感光体ドラムの表面に集光するレンズミラーアレイを有する。レンズミラーアレイは、例えば、主走査方向に並んだ複数の光源からの光を感光体ドラムの表面へ集光する複数の光学エレメントを有する。レンズミラーアレイは、例えば透明な樹脂により形成され、複数の光学エレメントを主走査方向に一体につなげた構造を有する。各光学エレメントの表面には、露光に不要なノイズ光（例えば、隣の光学エレメントへ不所望に入射する光など）をカットするための遮光材が塗布される。

この他に、レンズに入射する光に含まれるノイズ光をカットする手段として、レンズを形成した光の出射面においてレンズの周りにプリズム構造を設けたレンズアレイ素子などが知られている。プリズム構造は、再帰反射の原理によりノイズ光を反射する。

特開２０１１−２７９２２号公報

上述した従来のレンズアレイ素子のように、レンズを形成した出射面にプリズム構造を設けると、レンズアレイ素子に入射した光のうちレンズを通らない光が、プリズム構造にて反対方向へ反射される。つまり、プリズム構造にてカットしたノイズ光が、光源側に戻されてしまう。

このため、例えば、原稿の画像を読み取る光学系にこのレンズアレイ素子を使用すると、プリズム構造にて反射されたノイズ光が原稿面に照射されてしまい、原稿の読み取り画質が劣化する。また、露光装置など画像を書き込む光学系にこのレンズアレイ素子を使用すると、光源側に戻ったノイズ光が光源自体、或いはその周りのパターンや配線等で反射され、二次的なノイズ光が発生してしまう。

よって、ノイズ光を確実にカットすることができるレンズミラーアレイ、およびこのレンズミラーアレイを用いた画像形成装置の開発が望まれている。

実施形態に係るレンズミラーアレイは、複数の透明な光学エレメントを一方向に一体につなげて有する。各光学エレメントは、光を入射させる入射面と、入射させた光を出射させる出射面と、入射面に連続した表面を有する突出部分と、突出部分の表面に設けた光を反射するためのプリズム構造体と、を有する。プリズム構造体は、プリズム構造体に入射する光の入射方向に対して傾斜した突出部分の表面に設けられている。

図１は、実施形態に係る複写機を示す概略図である。 図２は、図１の複写機に組み込まれた原稿読取装置を示す概略図である。 図３は、図２の原稿読取装置に組み込まれたレンズミラーアレイを示す外観斜視図である。 図４は、図１の複写機に組み込まれた画像形成部の露光装置およびその周辺構造を示す概略図である。 図５は、実施形態に係るプリンタの要部を示す概略図である。 図６は、図３のレンズミラーアレイの一部を部分的に拡大して示す外観斜視図である。 図７は、図６のレンズミラーアレイのＦ７−Ｆ７に沿った断面図である。 図８は、図７のレンズミラーアレイを通る光の光路について説明するための断面図である。 図９は、図６のレンズミラーアレイの第１の変形例を部分的に拡大して示す外観斜視図である。 図１０は、図６のレンズミラーアレイの第２の変形例を部分的に拡大して示す外観斜視図である。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、画像形成装置の一実施形態である複写機１００を示す概略図である。この複写機１００は、例えば、ＬＥＤなどの半導体発光素子を光源に使用した露光光学系を有する固体走査方式のＬＥＤ複写機である。

複写機１００は、筐体２を有する。筐体２の上面には、原稿をセットする透明な原稿台ガラス３が設けられている。原稿台ガラス３の上には、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）４が設けられている。ＡＤＦ４は、原稿台ガラス３上で開閉可能に設けられている。ＡＤＦ４は、原稿台ガラス３上に載置した原稿を押える原稿押えとして機能するとともに、後述する原稿読取位置（読取ガラス５）を通して原稿を給送する機能を担う。

原稿台ガラス３の下方には、原稿読取装置１０が設けられている。図２は、原稿読取装置１０を示す概略図である。原稿読取装置１０は、図示しない駆動機構によって原稿台ガラス３に沿って図示左右方向（副走査方向）へ移動可能に設けられ、原稿台ガラス３と面一に並設した透明な読取ガラス５の下（図１に示す位置）に固定可能に設けられている。

図２に示すように、原稿読取装置１０は、矩形ブロック状の支持体１１を有する。支持体１１は、後述する感光体ドラムの回転軸と平行な紙面と直交する方向（主走査方向）に延設されている。支持体１１は、基板１２上に配置されている。基板１２は、水平な姿勢で主走査方向に延設されている。基板１２および支持体１１は、原稿台ガラス３に沿って副走査方向に移動可能に設けられている。

支持体１１の原稿台ガラス３側（読取ガラス５側）の上面には、２つの照明装置１３、１４が設けられている。照明装置１３、１４は、主走査方向に延設され、図２で左右方向（副走査方向）に互いに離間して設けられている。照明装置１３、１４は、支持体１１とともに副走査方向に移動して原稿台ガラス３に載置された原稿を照明するとともに、読取ガラス５に沿って給送される原稿を読取ガラス５を介して照明する。照明装置１３、１４は、その照明光が原稿の読取領域に向かう傾斜した姿勢で支持体１１に取り付けられている。

照明装置１３、１４は、例えば、図示しない複数個のＬＥＤ素子を主走査方向に並べた光源を有し、主走査方向に延設した図示しない導光体を備えている。照明装置１３、１４として、これ以外に、蛍光管、キセノン管、冷陰極線管、有機ＥＬなどを用いることができる。

支持体１１は、その上面近くで且つ上述した２つの照明装置１３、１４の間に、レンズミラーアレイ２０を支持している。図３は、レンズミラーアレイ２０の外観斜視図を示す。レンズミラーアレイ２０は、主走査方向に延設され、原稿の正立像を基板１２に実装したイメージセンサ１５（光電変換部）上で結像させるよう機能する。レンズミラーアレイ２０については後に詳述する。

イメージセンサ１５は、光を電気信号（画像信号）に変換する撮像素子がライン状に複数個配列されたラインセンサである。イメージセンサ１５は、１本または複数本のラインセンサである。イメージセンサ１５の複数の撮像素子は主走査方向に並んで配列されている。イメージセンサ１５は、例えばCharge Coupled Device（ＣＣＤ）、Complimentary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）、または他の撮像素子により構成される。

また、支持体１１の上面には、遮光部材１６が取り付けられている。遮光部材１６は、主走査方向に延設され、原稿からの反射光を通過させてレンズミラーアレイ２０へ導くスリット１７を有する。遮光部材１６は、長尺な矩形の板を長手方向に沿って折り曲げた構造を有し、その表面に遮光材が塗布されている。遮光部材１６のスリット１７は、原稿の所定の範囲からの反射光以外の光がレンズミラーアレイ２０に入射することを防ぐよう機能する。

また、支持体１１は、レンズミラーアレイ２０のイメージセンサ１５側に、主走査方向に延びたスリット１８を有する。支持体１１は、レンズミラーアレイ２０を収容配置した部屋１１ａとイメージセンサ１５を収容配置した部屋１１ｂを有し、部屋１１ａ、１１ｂの間にスリット１８が設けられている。スリット１８は、レンズミラーアレイ２０から出射された光のうち原稿からの反射光を通す幅を有し、ノイズ成分となる不要光（ノイズ光）をスリット１８のエッジで遮光する。

例えば、読取ガラス５の下に原稿読取装置１０が固定された状態（図１および図２に示す状態）でＡＤＦ４によって原稿が給送されると、照明装置１３、１４によって読取ガラス５を介して原稿が照明される。原稿からの反射光は、遮光部材１６のスリット１７を介してレンズミラーアレイ２０へ入射する。レンズミラーアレイ２０は、原稿からの反射光を後述するように反射および集光して、スリット１８を介してイメージセンサ１５へ向けて出射する。イメージセンサ１５は、原稿からの反射光を受光して光電変換して画像信号を出力する。

このとき、ＡＤＦ４の動作により読取ガラス５上を通過する原稿のレンズミラーアレイ２０によりイメージセンサ１５上に結像される正立像が主走査方向に沿った１ラインずつ読み取られる。そして、原稿が読取ガラス５を副走査方向に通過することで、原稿の全体（複数ライン分）の画像を取得することができる。或いは、原稿台ガラス３に原稿をセットして原稿読取装置１０を原稿台ガラス３に沿って副走査方向に移動させる場合も、同様に、レンズミラーアレイ２０によりイメージセンサ１５上に結像される原稿の正立像を主走査方向に沿った１ラインずつ読み取って原稿の全体の画像を取得することができる。

複写機１００は、筐体２内の略中央に画像形成部３０を有する。画像形成部３０は、中間転写ベルト４０の走行方向に沿って、イエロー画像形成部３０Ｙ、マゼンタ画像形成部３０Ｍ、シアン画像形成部３０Ｃ、およびブラック画像形成部３０Ｋを有する。各色の画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは略同じ構造を有するため、ここではブラック画像形成部３０Ｋについて代表して説明し、他の色の画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃについての詳細な説明を省略する。

図４は、ブラック画像形成部３０Ｋとその周辺構造を拡大して示す概略図である。ブラック画像形成部３０Ｋは、例えば、感光体ドラム３１Ｋ（感光体）、帯電チャージャ３２Ｋ、露光装置５０Ｋ、現像器３３Ｋ（現像装置）、一次転写ローラ３４Ｋ、クリーナ３５Ｋ、およびブレード３６Ｋを有する。

感光体ドラム３１Ｋは、主走査方向に延びた回転軸を有し、その外周面を中間転写ベルト４０の表面に接触せしめて回転可能に配置されている。感光体ドラム３１Ｋに対向した中間転写ベルト４０の内側には、一次転写ローラ３４Ｋが設けられている。感光体ドラム３１Ｋは、図示しない駆動機構により中間転写ベルト４０と同じ周速で図示矢印方向（時計回り方向）に回転される。

帯電チャージャ３２Ｋは、感光体ドラム３１Ｋの表面を一様に帯電させる。露光装置５０Ｋは、色分解されたブラックの画像信号に基づく露光光を感光体ドラム３１Ｋの表面に照射し、感光体ドラム３１Ｋの表面にブラック用の画像信号に基づく静電潜像を形成する。現像器３３Ｋは、感光体ドラム３１Ｋの表面に形成した静電潜像にブラックトナーを供給し、感光体ドラム３１Ｋの表面にブラックトナー像を形成する。

一次転写ローラ３４Ｋは、感光体ドラム３１Ｋの表面に形成したブラックトナー像を他の色のトナー像に重ねて中間転写ベルト４０に転写する。クリーナ３５Ｋおよびブレード３６Ｋは、感光体ドラム３１Ｋの表面に残留したトナーを除去する。中間転写ベルト４０の表面に重ねて転写された各色トナー像は、中間転写ベルト４０の走行により、一対の二次転写ローラ３７ａ、３７ｂ（以下の説明では総称して転写ローラ対３７とする場合もある）の間へ送り込まれる。

図４に示すように、露光装置５０Ｋは、矩形ブロック状の支持体５１を有する。支持体５１は、感光体ドラム３１Ｋの回転軸と平行な紙面と直交する主走査方向に延びて感光体ドラム３１Ｋの図示下方に離間対向して設けられている。

支持体５１は、上述した原稿読取装置１０のレンズミラーアレイ２０と同じ構造のレンズミラーアレイ２０を天地を逆転した向きで支持している。レンズミラーアレイ２０は、主走査方向に延設され、光源５３から入射した光を後述するように反射および集光して、感光体ドラム３１Ｋの表面に向けて出射する。光源５３は、基板５２の表面に図示しない複数個の発光素子を主走査方向に並べてライン状に実装したものである。光源５３は、１本または複数本のライン状に設けられる。レンズミラーアレイ２０については後に詳述する。

光源５３は、原稿読取装置１０で取得した画像データや図示しないパーソナルコンピュータなどの外部機器を介して取得した画像データを色分解したブラック用の画像データ（画像信号）に基づく光を出射する。光源５３の複数の発光素子は、例えば、画像データに基づいて発光または消灯するＬＥＤまたはＯＬＥＤである。

支持体５１は、レンズミラーアレイ２０の感光体ドラム３１Ｋ側で、透明な保護ガラス５４を支持している。保護ガラス５４は、レンズミラーアレイ２０にトナーや埃などが付着することを防ぐ。保護ガラス５４は、レンズミラーアレイ２０の一端を突き当てて位置決めする。支持体５１は、レンズミラーアレイ２０の光源５３側で、遮光体５５を支持している。遮光体５５は、主走査方向に延びたスリット５６を有し、例えば表面に遮光材が塗布されている。遮光体５５は、光源５３から出射された光の一部を遮光する。

また、支持体５１は、保護ガラス５４の光の出射側に主走査方向に延びたスリット５７を有する。スリット５７は、露光に必要な光成分を通過させる幅を有し、露光に不必要なノイズ光をスリット５７のエッジで遮光する。

光源５３から出射した光は、遮光体５５のスリット５６を通過してレンズミラーアレイ２０に入射する。レンズミラーアレイ２０は、光源５３からの光を反射および集光して出射する。レンズミラーアレイ２０から出射された光は、保護ガラス５４およびスリット５７を介して、回転する感光体ドラム３１Ｋの表面に集光される。

このとき、感光体ドラム３１Ｋの回転により感光体ドラム３１Ｋの表面に静電潜像が主走査方向に沿った１ラインずつ書き込まれる。そして、感光体ドラム３１Ｋが一定量回転すると、原稿の全体画像に対応した色分解したブラック用の静電潜像が感光体ドラム３１Ｋの表面に形成される。

図１に示すように、複写機１００は、中間転写ベルト４０の表面に重ねて転写した各色のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ対３７を有する。図４に示すように、一方の転写ローラ３７ａは中間転写ベルト４０の内側に配置され、中間転写ベルト４０が掛け回されている。もう一方の転写ローラ３７ｂは、中間転写ベルト４０を間に挟んで一方の転写ローラ３７ａに対向して設けられている。中間転写ベルト４０の表面に重ねて転写した各色のトナー像は、中間転写ベルト４０の走行により、転写ローラ対３７のニップへ送り込まれる。

一方、複写機１００の筐体２内の下端近くには、複数枚の所定サイズの用紙Ｐを重ねて収容した給紙カセット６１が設けられている。給紙カセット６１は、例えば、筐体２の前面から引き出しおよび収納可能に設けられている。給紙カセット６１の図示右端上方には、給紙カセット６１内に収容した用紙Ｐのうち重ね方向の最上端の用紙Ｐを取り出すピックアップローラ６２が配置されている。ピックアップローラ６２は、その周面を用紙Ｐに接触させて回転することで用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。

筐体２内の上方には、排紙トレイ６３が設けられている。排紙トレイ６３は、原稿台ガラス３より下方に配置されており、画像形成した用紙Ｐを複写機１００の胴内に排紙する。ピックアップローラ６２と排紙トレイ６３の間には、給紙カセット６１から取り出した用紙Ｐを排紙トレイ６３に向けて縦方向に搬送するための搬送路６４が延設されている。搬送路６４は、転写ローラ対３７のニップを通って延びており、複数の搬送ローラ対６４ａおよび図示しない搬送ガイドを備えている。搬送路６４の終端には、排紙トレイ６３へ用紙Ｐを排紙するための排紙ローラ対６３ａが設けられている。排紙ローラ対６３ａは、正逆両方向に回転することができる。

転写ローラ対３７の下流側（図示上側）の搬送路６４上には、定着ローラ対６５が配設されている。定着ローラ対６５は、搬送路６４を介して搬送される用紙Ｐを加熱するとともに加圧し、用紙Ｐの表面に転写されたトナー像を用紙Ｐの表面に定着させる。

複写機１００は、一方の面に画像形成した用紙Ｐを表裏反転させて転写ローラ対３７のニップへ送り込むための反転搬送路６６を有する。反転搬送路６６は、用紙Ｐを挟持して回転することで搬送する複数の搬送ローラ対６６ａおよび図示しない搬送ガイドを有する。排紙ローラ対６３ａの上流側には、用紙Ｐの搬送先を搬送路６４と反転搬送路６６の間で切り換えるゲート６７が設けられている。

ピックアップローラ６２が回転されて給紙カセット６１から用紙Ｐが取り出されると、複数の搬送ローラ対６４ａにより当該用紙Ｐが搬送路６４を介して排紙トレイ６３に向けて搬送される。このとき、用紙Ｐの搬送タイミングに合わせて中間転写ベルト４０の表面に転写形成された各色のトナー像が転写ローラ対３７のニップへ送り込まれ、転写ローラ対３７から付与される転写電圧によって用紙Ｐの表面に各色のトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ローラ対６５を通過することで加熱および加圧され、トナー像が溶融されて用紙Ｐの表面に押し付けられ、トナー像が用紙Ｐに定着される。このようにして画像形成された用紙Ｐは、排紙ローラ対６３ａを介して排紙トレイ６３へ排出される。

このとき、当該用紙Ｐの裏面にも画像形成する両面モードが選択されている場合、排紙トレイ６３に向けて排出されている用紙Ｐの排出方向の後端が排紙ローラ対６３ａのニップを抜ける直前のタイミングでゲート６７が反転搬送路６６に切り換えられて排紙ローラ対６３ａが逆転され、用紙Ｐがスイッチバック搬送される。これにより、用紙Ｐの後端が反転搬送路６６に指向され、表裏反転されて転写ローラ対３７のニップへ送り込まれる。

そして、当該用紙Ｐの裏面に形成する画像データに基づくトナー像が中間転写ベルト４０の表面に形成され、このように各色のトナー像を保持した中間転写ベルト４０の走行により、各色のトナー像が転写ローラ対３７のニップへ送り込まれる。そして、反転された用紙Ｐの裏面にトナー像が転写されて定着され、排紙ローラ対６３ａを介して排紙トレイ６３へ排出される。

複写機１００は、上述した各機構を動作制御する制御部７０を有する。制御部７０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、及びメモリを備える。制御部７０は、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、各種の処理機能を実現する。制御部７０は、原稿読取装置１０を制御することにより、原稿から画像を取得する。また、制御部７０は、画像形成部３０を制御することにより、用紙Ｐの表面に画像を形成する。例えば、制御部７０は、原稿読取装置１０で読み取った画像データを画像形成部３０に入力する。制御部７０は、複数の搬送ローラ対６４ａ、６６ａを動作制御して、搬送路６４および反転搬送路６６を通して用紙Ｐを搬送する。

図５は、画像形成装置の他の実施形態であるプリンタ２００の要部を示す概略図である。このプリンタ２００は、例えば、インスタントカメラに組み込まれたプリンタ、またはデジタルカメラなどで撮影した画像を現像するインスタント写真用のプリンタなどである。

プリンタ２００は、例えば銀塩写真フィルムのような感光媒体２０１を図示矢印方向（図５で右方向）に搬送する図示しない搬送機構を有する。感光媒体２０１は、搬送機構によって水平な姿勢で搬送される。感光媒体２０１は、搬送方向の先端側に、現像剤を収容した収容部２０１ａを備えている。感光媒体２０１を搬送する搬送路上には、感光媒体２０１を挟持押圧して収容部２０１ａを破封する一対の押圧ローラ２０２、２０３が設けられている。一対の押圧ローラ２０２、２０３は、感光媒体２０１の搬送方向と直交する方向の幅を超える長さを有する。

感光媒体２０１は、一対の押圧ローラ２０２、２０３の間を通って搬送される。押圧ローラ２０２、２０３の少なくとも一方は、互いに近付く方向に付勢されている。このため、一対の押圧ローラ２０２、２０３の間を通って搬送される感光媒体２０１は、一対の押圧ローラ２０２、２０３によって押し潰されつつ搬送される。これにより、感光媒体２０１の収容部２０１ａが一対の押圧ローラ２０２、２０３によって押し潰されて破封され、感光媒体２０１をさらに搬送することで、現像剤が感光媒体２０１の全面に行きわたる。

感光媒体２０１を搬送する搬送路の図示下方には、露光装置２１０が離間対向して配置されている。露光装置２１０は、搬送路を介して搬送される感光媒体２０１の感光面に、画像データを色分解した３色（ＲＧＢ）の露光光を照射して、感光媒体２０１にカラー潜像を形成する。露光装置２１０は、搬送路に沿って、一対の押圧ローラ２０２、２０３の上流側に配置されている。

露光装置２１０は、感光媒体２０１の搬送方向と直交する幅方向（紙面と直交する方向）に延設された支持体２１１を有する。支持体２１１は、上述したレンズミラーアレイ２０と略同じ構造のレンズミラーアレイ２２０を支持している。レンズミラーアレイ２２０は、紙面と直交する幅方向に延設され、光源２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂから入射した光を後述するように反射および集光して、感光媒体２０１の感光面に向けて出射する。レンズミラーアレイ２２０については後に詳述する。

光源２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂは、例えば、白色有機ＥＬ素子２１３に対して各色それぞれ２列に千鳥配置したフィルターとアパーチャが配置されたＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）である。白色有機ＥＬ素子２１３は、透明ガラス２１６に取り付けられている。また、ＯＬＥＤは、透明ガラス２１６と封止板２１５と、封止板２１５の外周に塗られ、透明ガラス２１６と封止板２１５の間の空間を密閉する枠状に設けた接着剤２１８により、外気から遮断され、吸湿しないようにされている。白色有機ＥＬ素子２１３は、フレキシブル基板２１９につながれており、フレキシブル基板２１９上の回路から給電される。支持体２１１は、レンズミラーアレイ２２０と光源２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの間で、透明ガラス２１６を支持している。

また、支持体２１１は、レンズミラーアレイ２２０の感光媒体２０１側で、透明な保護ガラス２１４を支持している。保護ガラス２１４は、レンズミラーアレイ２２０を保護するとともに、レンズミラーアレイ２２０に埃が付着することを防ぐ。保護ガラス２１４は、レンズミラーアレイ２２０の一端を突き当てて位置決めする。支持体２１１は、保護ガラス２１４の光の出射側に幅方向に延びたスリット２１７を有する。スリット２１７は、露光に必要な光成分を通過させる幅を有し、露光に不必要なノイズ光をスリット２１７のエッジで遮光する。

搬送機構によって感光媒体２０１が搬送されて、レンズミラーアレイ２２０を介して光源２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂからの光が感光媒体２０１に照射されると、感光媒体２０１にカラー潜像が形成される。感光媒体２０１がさらに搬送されると、感光媒体２０１が一対の押圧ローラ２０２、２０３によって押し潰されて、感光媒体２０１の収容部２０１ａが破封され、現像剤が感光媒体２０１に供給される。これにより、感光媒体２０１のカラー潜像が現像されて感光媒体２０１にカラー画像が形成される。

以下、上述したレンズミラーアレイ２０について、図３、図６、図７、および図８を参照して説明する。図３は、レンズミラーアレイ２０の外観斜視図であり、図６は、レンズミラーアレイ２０の部分拡大斜視図である。図７は、レンズミラーアレイ２０を隣接する２つの光学エレメント２１の間で且つ長手方向と直交する面で切断した断面図である。図８は、レンズミラーアレイ２０の１つの光学エレメント２１の主走査方向の中心を通り且つレンズミラーアレイ２０の長手方向と直交する面でレンズミラーアレイ２０を切断した断面図であり、レンズミラーアレイ２０を通る光の光路を説明するための断面図である。なお、上述した他の実施形態のレンズミラーアレイ２２０は、ここで説明するレンズミラーアレイ２０と略同じ構造を有するため、ここではレンズミラーアレイ２０について代表して説明し、レンズミラーアレイ２２０の説明を省略する。

レンズミラーアレイ２０は、その長手方向が主走査方向に沿う姿勢で複写機１００の原稿読取装置１０および露光装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋのそれぞれに組み込まれる。レンズミラーアレイ２０は、複数（図６では４つのみ図示）の略同じ形状の透明な光学エレメント２１を主走査方向に並べて一体にした構造を有する。また、レンズミラーアレイ２０は、複数の光学エレメント２１以外に、その長手方向の両端に、作業者が手指でレンズミラーアレイ２０を把持する際に接触することが可能な延長部分２０ａを有する。本実施形態では、レンズミラーアレイ２０は、透明な樹脂の一体成形により形成した。レンズミラーアレイ２０は、ガラスにより形成してもよい。

レンズミラーアレイ２０の各光学エレメント２１は、図８に示すように、物点Ｏからの拡散光を結像点Ｆに結像させるよう導光する。１つの光学エレメント２１には、主走査方向に並んだ複数の物点Ｏからの光が入射し、所定の物点の範囲から入射した光を出射する。例えば、１つの光学エレメント２１は、光学エレメント２１の主走査方向のピッチの２倍乃至３倍の幅の中に配置された物点Ｏからの光を出射する。レンズミラーアレイ２０の各光学エレメント２１は、それぞれ、入射した光を２回反射して出射して、結像点Ｆにて物点Ｏの正立像を形成する。

例えば、レンズミラーアレイ２０を図２に示す原稿読取装置１０に組み込んだ場合、複数の光学エレメント２１は、原稿からの反射光をイメージセンサ１５の受光面に結像する。また、レンズミラーアレイ２０を図４に示す露光装置５０Ｋに組み込んだ場合、複数の光学エレメント２１は、光源５３からの光を感光体ドラム３１Ｋの表面に結像する。以下、レンズミラーアレイ２０を露光装置５０Ｋに組み込んだ場合を例にとって、各光学エレメント２１の構造および機能について説明する。

図６乃至図８に示すように、光学エレメント２１は、その表面に、入射側レンズ面２２（入射面）、上流側反射面２３（第１反射面）、下流側反射面２４（第２反射面）、および出射側レンズ面２５（出射面）を有する。入射側レンズ面２２、下流側反射面２４、および出射側レンズ面２５は、外側に凸となるように湾曲した面である。上流側反射面２３は、平らな面である。入射側レンズ面２２と上流側反射面２３の間には概ねレンズミラーアレイ２０の長手方向に沿って延びた稜部２２ａが設けられている。長手方向に隣接する２つの光学エレメント２１の間の架空の境界面（図７の断面）は、上述した各面２２、２３、２４、２５と概ね直交する。

光学エレメント２１の各面２２、２３、２４、２５は、概ねレンズミラーアレイ２０の長手方向に沿った面である。つまり、複数の光学エレメント２１を長手方向に一体につなげたレンズミラーアレイ２０において、光学エレメント２１の各面２２、２３、２４、２５は、それぞれ、長手方向につながった連続した面となる。そして、レンズミラーアレイ２０は、複数の光学エレメント２１の入射側レンズ面２２が光源５３に対向する姿勢で取り付けられる。

図８に示すように、１つの光学エレメント２１に着目すると、入射側レンズ面２２には、物点Ｏに置かれた光源５３からの拡散光が入射する。入射側レンズ面２２は、入射した拡散光を収束させるとともに中間倒立像を形成する。稜部２２ａを介して入射側レンズ面２２に連続した上流側反射面２３は、入射側レンズ面２２を介して入射した光を下流側反射面２４に向けて全反射またはフレネル反射により反射する。

下流側反射面２４は、上流側反射面２３で反射した光を出射側レンズ面２５に向けて全反射またはフレネル反射によりさらに反射する。下流側反射面２４は、平らな面により形成してもよい。出射側レンズ面２５は、下流側反射面２４で反射した光を結像点Ｆに配置された感光体ドラム３１Ｋの表面に向けて出射する。出射側レンズ面２５は、下流側反射面２４と組み合わされて、入射側レンズ面２２により形成された中間倒立像の倒立像である正立像を形成する。出射側レンズ面２５から出射された光は、結像点Ｆに配置された感光体ドラム３１Ｋの表面にて結像する。

光学エレメント２１の表面には、遮光材２６（図６参照）が塗布されている。遮光材２６はディスペンサやインクジェットヘッド等により光学エレメント２１の表面に塗布される。遮光材２６は、例えば、レンズミラーアレイ２０と略同じ屈折率を有するポリマーを基材とする遮光性の高いインク（例えばカーボンブラックや顔料や染料などの遮光材料を含有させたＵＶインク）である。遮光材２６は、レンズミラーアレイ２０を伝わる光が反射されること及びレンズミラーアレイ２０の外へ出射されることを防ぐ。

レンズミラーアレイ２０の長手方向に隣接する複数の光学エレメント２１の各上流側反射面２３は、入射側レンズ面２２に近い稜部２２ａ側の端部同士が面一につながっている。言い換えると、複数の光学エレメント２１の上流側反射面２３の間には、反射面を分断する櫛歯状の溝２７が設けられている。溝２７は、複数の上流側反射面２３の入射側レンズ面２２から離間した端部を囲うように形成され、出射側レンズ面２５の一端を規定している。溝２７は、稜部２２ａを除く上流側反射面２３の周囲に設けられている。

そして、この櫛歯状の溝２７の全表面に遮光材２６を塗布してある。遮光材２６は、例えば、ディスペンサにより溝２７内に注入され、溝２７の毛細管現象や濡れ拡がり等によって溝２７の内面に塗布される。このように、毛細管現象や濡れ拡がり等を利用して遮光材２６を溝２７の内面に塗布すると、適量の遮光材２６を連続的に素早く塗布することができ、作業を簡単にできるとともに遮光材２６を各光学エレメント２１に均一に塗布することができる。言い換えると、本実施形態では、溝２７以外のレンズミラーアレイ２０の表面（特に、上流側反射面２３）には遮光材２６を塗布していない。

また、レンズミラーアレイ２０は、その全長にわたって、２つのフランジ部２８、２９を有する。各フランジ部２８、２９の長手方向の両端は、上述した延長部分２０ａに含まれる。図６および図７に示すように、複数の光学エレメント２１の入射側レンズ面２２と下流側反射面２４の間に入射側のフランジ部２８（突出部分）が設けられている。入射側のフランジ部２８は、長手方向に連続した複数の入射側レンズ面２２と長手方向に連続した複数の下流側反射面２４との間から外方へ突設されている。また、複数の光学エレメント２１の下流側反射面２４と出射側レンズ面２５の間に出射側のフランジ部２９が設けられている。出射側のフランジ部２９は、長手方向に連続した複数の下流側反射面２４と長手方向に連続した複数の出射側レンズ面２５との間から外方へ突設されている。フランジ部２８、２９は、レンズミラーアレイ２０の位置決めや取り付けのために必要な構成である。

例えば、図４に示すように、レンズミラーアレイ２０を露光装置５０Ｋに組み込んだ場合、光源５３からの光は遮光体５５のスリット５６を介してレンズミラーアレイ２０の入射側レンズ面２２に入射する。しかし、スリット５６の幅やレンズミラーアレイ２０の取り付け位置に設計値からのズレや誤差があると、スリット５６を通過した光の一部が入射側のフランジ部２８に入射する可能性がある。このようにフランジ部２８に入射した不要な光は、フランジ部２８を一旦出て下流側反射面２４を介して再びレンズミラーアレイ２０へ入射し、出射側レンズ面２５を介してノイズ光として出射されてしまう。

このようなノイズ光は、レンズミラーアレイ２０を露光装置５０Ｋに組み込んだ場合、感光体ドラム３１Ｋの表面に照射され、感光体ドラム３１Ｋに形成される静電潜像に悪影響を与え、画質低下の原因となる。また、レンズミラーアレイ２０を原稿読取装置１０に組み込んだ場合、このようなノイズ光がイメージセンサ１５に入射されると、読取画像の画質が低下する。よって、本実施形態では、このようなノイズ光をカットするため、入射側のフランジ部２８の表面にプリズム構造体１を設けた。本実施形態では、フランジ部２８の第４の表面２８ｄにプリズム構造体１を設けた。

入射側のフランジ部２８は、第１乃至第４の表面２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを有する。第１の表面２８ａは、主走査方向に連続した複数の入射側レンズ面２２の稜部２２ａと反対の縁部２２ｂに連続して主走査方向に延設された平らな面である。第２の表面２８ｂは、第１の表面２８ａの入射側レンズ面２２と反対の縁部に連続して主走査方向に延設された平らな面である。第３の表面２８ｃは、第２の表面２８ｂの第１の表面２８ａと反対の縁部に連続して主走査方向に延設された平らな面である。第４の表面２８ｄは、第３の表面２８ｃの第２の表面２８ｂと反対の縁部に連続して主走査方向に延設された平らな面である。第４の表面２８ｄの第３の表面２８ｃと反対の縁部は、主走査方向に連続した複数の下流側反射面２４に連続している。第４の表面２８ｄは、第１の表面２８ａと略平行な面である。

フランジ部２８の第４の表面２８ｄに設けたプリズム構造体１は、フランジ部２８の長手方向と直交する方向に延設された複数の凸条部１ａ（プリズム要素）を有する。複数の凸条部１ａは、レンズミラーアレイ２０の長手方向に隣接して並べて配置されている。複数の凸条部１ａは、第４の表面２８ｄから外方へ突出してレンズミラーアレイ２０の一部として一体に設けられている。各凸条部１ａは、第４の表面２８ｄと直交し且つ長手方向と平行な面に沿った断面が略直角三角形の断面形状を有する。つまり、各凸条部１ａの頂角は、略９０°である。凸条部１ａの数および大きさは任意に変更可能である。

例えば、図７に光線Ｌを図示するように、フランジ部２８の第１の表面２８ａを介してレンズミラーアレイ２０に入射した光源５３からの光は、第１の表面２８ａで屈折されて、フランジ部２８の第４の表面２８ｄに設けたプリズム構造体１によって大部分が反射される。プリズム構造体１は、再帰反射の原理によりフランジ部２８から外に出ようとする光を内側に反射する。すなわち、プリズム構造体１の複数の凸条部１ａは、頂部を間に挟んで互いに略直交する２つの表面を有するため、例えば第４の表面２８ａと直交する方向から凸条部１ａに入射した光は、凸条部１ａの一方の表面で反射された後に他方の面で反射され、プリズムの稜線方向から見た場合、入射方向と略反対方向に反射される。このとき、長手方向から見た場合（図７の状態）の光の反射方向は、プリズム構造体１を備えた第４の表面２８ａの入射光に対する角度によって決まる。つまり、本実施形態では、フランジ部２８に入射した光を上流側反射面２３の方向に反射するように、光の入射方向に対して傾斜した第４の表面２８ｄにプリズム構造体１を設けた。

図７では、フランジ部２８の第１の表面２８ａを介して入射する光線Ｌを図示したが、第２の表面２８ｂを介してフランジ部２８に入射して第４の表面２８ｄに設けたプリズム構造体１に入射する光も同様に、プリズム構造体１で大部分が反射されて上流側反射面２３の方向に指向される。よって、本実施形態によると、フランジ部２８に入射したほとんどの光を上流側反射面２３の方向に反射させることができ、出射側レンズ面２５を介してレンズミラーアレイ２０から出射されてしまうノイズ光を低減することができる。また、本実施形態によると、プリズム構造体１を光の入射方向に対して傾斜した第４の表面２８ｄに設けたため、長手方向から見た場合（図７の状態）、フランジ部２８に入射した光を入射方向と逆方向に反射することがなく、光源５３側に戻るノイズ光をほとんど無くすことができる。

このため、例えば、本実施形態のレンズミラーアレイ２０を、図２に示すように、複写機１００の原稿読取装置１０に組み込んだ場合、フランジ部２８を介して出射されるノイズ光がイメージセンサ１５に入射される不具合を防止することができ、原稿読取装置１０による読取画像の画質の低下を抑制することができる。また、この場合、プリズム構造体１で反射されたノイズ光が原稿の表面に照射される不具合を防止することができ、原稿の読取画像に悪影響を与えることがない。

また、例えば、本実施形態のレンズミラーアレイ２０を、図４に示すように、露光装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋに組み込んだ場合、ノイズ光が感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面に照射される不具合を防止することができ、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに形成される静電潜像に悪影響を与えることを防止でき、画質の低下を防止することができる。また、この場合、プリズム構造体１で反射されたノイズ光が光源５３側に戻る不具合を防止することができ、二次的なノイズ光の発生を防ぐことができる。

また、本実施形態によると、レンズミラーアレイ２０にフランジ部２８を介して入射した光をプリズム構造体１によって上流側反射面２３の方向へ反射させるため、ノイズ光の多くの部分が遮光材２６によって遮光され易い。なお、遮光材２６によって遮光されずに上流側反射面２３を透過したノイズ光は、支持体１１の内面または支持体５１の内面に照射されるため、画像に悪影響を及ぼす不具合を生じることがない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は、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。上述した新規な実施形態は、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。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

例えば、上述した実施形態では、フランジ部２８の第４の表面２８ｄにプリズム構造体１を設けたが、プリズム構造体１は、フランジ部２８の他の表面２８ａ、２８ｂ、２８ｃのいずれに設けてもよい。ノイズ光を最も効果的にカットするためには、フランジ部２８の第４の表面にプリズム構造体１を設けることが望ましい。しかし、プリズム構造体１を他の表面２８ａ、２８ｂ、２８ｃに設けても、フランジ部２８に入るノイズ光を少なくとも部分的にカットすることができる。

図９は、フランジ部２８の第１の表面２８ａにプリズム構造体１を設けた第１の変形例に係るレンズミラーアレイ２０’を示す部分拡大斜視図である。図９に示すように、フランジ部２８の第１の表面２８ａにプリズム構造体１を設けた場合であっても、第１の表面２８ａを介してフランジ部２８に入射する光の一部をプリズム構造体１によって反射させることができ、ノイズ光を低減することができる。また、フランジ部２８に入射する光の入射方向に対して第１の表面２８ａが傾斜しているため、入射方向と反対方向に光が反射されることがない。

図１０は、フランジ部２８の第４の表面２８ｄに加えて、第１および第２の表面２８ａ、２８ｂにもプリズム構造体１を設けた第２の変形例に係るレンズミラーアレイ２０”を示す部分拡大斜視図である。図１０に示すように、フランジ部２８の第４の表面２８ｄに加えて第１および第２の表面２８ａ、２８ｂにもプリズム構造体１を設けることにより、第１および第２の表面２８ａ、２８ｂにプリズム構造体１を設けない場合と比較して、ノイズ光をより確実にカットすることができる。

つまり、フランジ部２８の第４の表面２８ｄにプリズム構造体１を設け、且つ他の表面２８ａ、２８ｂ、２８ｃにもプリズム構造体１を設けることがより好ましく、他の表面２８ａ、２８ｂ、２８ｃにプリズム構造体１を設けない場合と比較して、ノイズ光をより確実にカットすることができる。

なお、フランジ部２８を透過した光がフランジ部２８から外部に出る面（第３の表面２８ｃおよび第４の表面２８ｄ）にプリズム構造体１を設ける場合には、凸条部１ａの頂角を約９０°に形成した場合にノイズ光を良好にカットできることがシミュレーションにより確認できた。また、第４の表面２８ｄにプリズム構造体１を設けない場合と比較して、第４の表面２８ｄにプリズム構造体１を設けた場合、ノイズ光を約半分にすることができることがシミュレーションにより確認できた。

一方、フランジ部２８に光が入射する面（第１の表面２８ａおよび第２の表面２８ｂ）にプリズム構造体１を設ける場合には、凸条部１ａの頂角を例えば６０°ほどの鋭角に形成した場合にノイズ光を良好にカットできることがシミュレーションにより確認できた。

また、上述したプリズム構造体１に加えて、プリズム構造体１の表面に遮光材を設けると、ノイズ光をより効果的にカットすることができる。プリズム構造体１を設けたフランジ部２８の表面に遮光材を設ける場合、プリズム構造体１の複数の凸条部１ａの間の溝に作用する毛細管現象を利用することができ、遮光材をプリズム構造体１の表面にムラなく安定して形成することができる。この場合、仮に、遮光材にムラがあっても、プリズム構造体１によりノイズ光をカットすることができるので、平らな面に遮光材を設ける場合と比較して、ノイズ光をより確実にカットすることができる。また、この場合、遮光材の塗布領域を高精度に制御する必要がないので、装置の製造コストを低減することができる。

言い換えると、本実施形態によると、ノイズ光をそれほど気にしない用途においては、レンズミラーアレイ２０に遮光材を設ける必要がなくなる。この場合、遮光材を設ける代わりに、フランジ部２８の表面（例えば第４の表面２８ｄ）にプリズム構造体１を設ければよい。これにより、ノイズ光を適度にカットすることができ、レンズミラーアレイ２０を安価に製造することができる。

また、本実施形態によると、レンズミラーアレイ２０のフランジ部２８の表面にプリズム構造体１を設けることで、レンズミラーアレイ２０の取り付け位置精度が低かったり、ノイズ光をカットするためのスリットの幅が設計値からずれていたりした場合であっても、ノイズ光を確実にカットすることができる。このため、本実施形態のレンズミラーアレイ２０を用いることで、レンズミラーアレイ２０の取り付け位置精度を高くする必要がなくなり、スリットの幅を高精度に形成する必要がなくなり、装置の製造コストを低く抑えることができる。装置の仕様によっては、物点側のスリットを無くすこともできる。

１…プリズム構造体、１ａ…凸条部、１０…原稿読取装置、１１…支持体、１５…イメージセンサ、２０…レンズミラーアレイ、２１…光学エレメント、２２…入射側レンズ面、２３…上流側反射面、２４…下流側反射面、２５…出射側レンズ面、２６…遮光材、２８…フランジ部、２８ａ…第１の表面、２８ｂ…第２の表面、２８ｃ…第３の表面、２８ｄ…第４の表面、３０…画像形成部、３１…感光体ドラム、４０…中間転写ベルト、５０…露光装置、５１…支持体、５３…光源、１００…複写機、２００…プリンタ、２０１…感光媒体、２１０…露光装置、２１１…支持体、２２０…レンズミラーアレイ、Ｆ…結像点、Ｏ…物点。

Claims (5)

1. 複数の透明な光学エレメントを一方向に一体につなげて有し、
   前記各光学エレメントが、
   光を入射させる入射面と、
   入射させた光を出射させる出射面と、
   前記入射面に連続した表面を有する突出部分と、
   前記突出部分の前記表面に設けた光を反射するためのプリズム構造体と、を有し、
   前記プリズム構造体が、当該プリズム構造体に入射する光の入射方向に対して傾斜した前記突出部分の前記表面に設けられている、
   レンズミラーアレイ。
2. 前記プリズム構造体が、前記突出部分の前記表面のうち、当該突出部分を通った光を内側に反射する面に設けられ、当該プリズム構造体のプリズム要素の頂角が直角である、
   請求項１のレンズミラーアレイ。
3. 原稿を照明する照明装置と、
   前記原稿からの反射光を導光する請求項１または請求項２のレンズミラーアレイと、
   前記レンズミラーアレイを介して導光された前記原稿からの反射光を受光して画像信号を出力する光電変換部と、
   前記光電変換部から出力された画像信号に基づく画像を形成する画像形成部と、
   を有する画像形成装置。
4. 画像信号に基づく光を出射する光源と、
   前記光源からの光を導光する請求項１または請求項２のレンズミラーアレイと、
   前記レンズミラーアレイを介して導光された前記画像信号に基づく光を受光して静電潜像を形成する感光体と、
   前記感光体の前記静電潜像に現像剤を供給して現像する現像装置と、
   を有する画像形成装置。
5. 画像信号に基づく光を出射する光源と、
   前記光源からの光を導光する請求項１または請求項２のレンズミラーアレイと、を有し、
   前記レンズミラーアレイを介して導光された前記画像信号に基づく光を感光材料に照射して像を形成する、
   画像形成装置。