JP2020148919A - レンズユニット、露光装置、読取ヘッド、画像形成装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ素子の光軸のずれを低減し、解像度を向上することを目的とする。
【解決手段】レンズユニットは、第１の光軸を有する複数の第１のレンズ素子２１を第１の光軸に直交する配列方向に配列した第１のレンズアレイ２と、第１のレンズ素子に対向し、第２の光軸を有する複数の第２のレンズ素子４１を配列方向に配列した第２のレンズアレイ４と、両レンズアレイの間に配置され、複数の開口部３１を配列方向に配列した遮光部材３とを備える。第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイに対して、第１の光軸および配列方向の両方に直交する仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転した位置関係にあり、各レンズアレイの配列方向の略中央部に位置するレンズ素子の光軸が略一致するように配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、レンズユニット、露光装置、読取ヘッド、画像形成装置および画像読取装置に関する。

画像形成装置の露光装置は、レンズ素子を一方向に配列した第１のレンズアレイおよび第２のレンズアレイと、これらの間に配置された遮光部材とを備えたレンズユニットを有する。第１のレンズアレイのレンズ素子と、第２のレンズアレイのレンズ素子とは、互いの光軸が一致するように配置される。

例えば特許文献１に開示されたレンズユニットでは、第２のレンズアレイが、第１のレンズアレイに対して、レンズ素子の配列方向に平行な仮想線を回転軸として回転した位置に配置されている。

特開２０１３−１５８４７号公報（請求項１）

しかしながら、各レンズアレイのレンズ素子の配列間隔にばらつきが生じると、第１のレンズアレイのレンズ素子と第２のレンズアレイのレンズ素子とで光軸のずれが生じ、解像度の低下を招く可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、レンズ素子の光軸のずれを低減し、解像度を向上することを目的とする。

本発明のレンズユニットは、第１の光軸を有する複数の第１のレンズ素子を第１の光軸に直交する配列方向に配列した第１のレンズアレイと、第１のレンズ素子に対向し、第２の光軸を有する複数の第２のレンズ素子を当該配列方向に配列した第２のレンズアレイと、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの間に配置され、複数の開口部を当該配列方向に配列した遮光部材とを備える。第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイに対して、第１の光軸および当該配列方向の両方に直交する仮想線を回転軸として１８０度回転した位置にあり、第１のレンズアレイの配列方向の略中央部の第１のレンズ素子の第１の光軸と、第２のレンズアレイの配列方向の略中央部の第２のレンズ素子の第２の光軸とが略一致するように配置されている。

本発明の露光装置は、上記のレンズユニットと、レンズユニットに対向するように配置された発光素子とを備える。本発明の画像形成装置は、上記の露光装置と、露光装置に対向するように配置された像担持体と、露光装置によって像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、現像部によって現像された像を記録媒体に転写する転写部とを備える。

本発明の読取ヘッドは、上記のレンズユニットと、レンズユニットに対向するように配置された受光素子とを備える。本発明の画像読取装置は、上記の読取ヘッドと、読取ヘッドに対向する位置で読取対象物を保持する支持台とを備える。

本発明では、第２のレンズアレイが、第１のレンズアレイに対して、第１の光軸および配列方向の両方に直交する仮想線を回転軸として回転した位置関係にあり、各レンズアレイの配列方向の略中央部のレンズ素子の光軸が互いに略一致するように配置されているため、レンズ素子の配列間隔にばらつきが生じても、光軸のずれを抑え、解像度を向上することができる。

第１の実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。 第１の実施の形態のＬＥＤヘッドを示す断面図である。 第１の実施の形態のＬＥＤヘッドを示す断面図である。 第１の実施の形態のレンズユニットを示す断面図である。 第１の実施の形態のレンズユニットを示す分解斜視図（Ａ）および部分拡大図（Ｂ）である。 第１の実施の形態のレンズユニットを図５とは反対側から見た分解斜視図（Ａ）および部分拡大図（Ｂ）である。 第１の実施の形態の遮光板に対する各レンズアレイの取り付け状態を示す模式図（Ａ），（Ｂ）である。 第１の実施の形態の第１のレンズアレイを示す平面図（Ａ）および背面図（Ｂ）である。 第１の実施の形態の第２のレンズアレイを示す平面図（Ａ）および背面図（Ｂ）である。 第１の実施の形態のレンズユニットの作用を示す図である。 比較例のレンズユニットにおける光軸ずれを説明するための模式図（Ａ），（Ｂ）である。 第１の実施の形態のレンズユニットにおける光軸ずれを説明するための模式図（Ａ），（Ｂ）である。 第１の実施の形態および比較例のレンズユニットにおける光軸ずれの測定結果を示すグラフである。 第２の実施の形態のレンズユニットを示す模式図である。 第２の実施の形態のレンズユニットの作用を示す図である。 第２の実施の形態の各レンズアレイのレンズ素子の配置を示す図（Ａ）、遮光部材の開口部の配置を示す図（Ｂ）、およびマスクの開口部の配置を示す図（Ｃ）である。 第２の実施の形態のＬＥＤの配置を示す図である。 印刷試験で用いた印刷パターンを示す図（Ａ）〜（Ｃ）である。 変形例のレンズユニットを示す斜視図である。 各実施の形態および変形例のレンズユニットが適用可能な読取ヘッドを示す断面図である。 図２０の読取ヘッドを備えた画像読取装置を示す斜視図である。

第１の実施の形態．
＜画像形成装置の構成＞
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１の構成を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、電子写真法を用いて画像を形成するものであり、例えばカラープリンタである。

画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）のトナー像を形成する画像形成部としてのプロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃと、プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃに印刷用紙等の媒体Ｐを供給する媒体供給部１１０と、トナー像を媒体Ｐに転写する転写ユニット１２０と、トナー像を媒体Ｐに定着させる定着装置１３０と、トナー像が定着した媒体Ｐを排出する媒体排出部１４０とを有する。

媒体供給部１１０は、媒体Ｐを収容する用紙カセット１１１と、用紙カセット１１１に収容された用紙を一枚ずつ繰り出す給紙ローラ１１２と、給紙ローラ１１２によって繰り出された媒体Ｐをプロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃに向けて搬送する搬送ローラ対１１３とを有する。媒体Ｐとしては、印刷用紙のほか、ＯＨＰシート、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。

プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、媒体Ｐの搬送路に沿って上流側から下流側（ここでは右側から左側）に配列されている。プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、使用するトナーを除いて共通の構成を有するため、特に区別する必要が無い場合には「プロセスユニット１２」と称する。

プロセスユニット１２は、像担持体としての円筒状の感光体ドラム１３と、感光体ドラム１３の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ１４と、感光体ドラム１３の表面に形成された静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像（現像剤像）を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１５とを備える。

プロセスユニット１２は、また、現像ローラ１５にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ１６と、現像ローラ１５の表面に形成されるトナー層の厚さを規制する規制部材としての現像ブレード１７と、供給ローラ１６にトナーを補給する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１８とを備える。

プロセスユニット１２のうち、現像ローラ１５、供給ローラ１６および現像ブレード１７を含む部分は、現像部を構成する。トナーカートリッジ１８は、現像部に対して着脱可能に取り付けられている。

プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの各感光体ドラム１３に対向するように、露光装置としてのＬＥＤヘッド１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃが配置されている。ＬＥＤヘッド１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、各色の画像データに基づき、感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。ＬＥＤヘッド１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、共通の構成を有するため、特に区別する必要が無い場合には「ＬＥＤヘッド１０」と称する。

転写ユニット１２０は、プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの下側に配置されている。転写ユニット１２０は、媒体Ｐを吸着して走行するベルト部材としての搬送ベルト１２１と、搬送ベルト１２１を駆動する駆動ローラ１２２と、搬送ベルト１２１に張力を付与するテンションローラ１２３と、搬送ベルト１２１を介して各感光体ドラム１３に対向する転写部材としての４つの転写ローラ１９とを有する。転写ローラ１９は、用紙をトナーと逆の極性に帯電させ、感光体ドラム１３に形成された各色のトナー像を用紙に転写する。

定着装置１３０は、媒体Ｐの搬送方向に沿って転写ユニット１２０の下流側に配置されている。定着装置１３０は、媒体Ｐ上のトナー像に熱および圧力を加えて媒体Ｐに定着させる定着ローラ１３１および加圧ローラ１３２と、定着ローラ１３１の表面温度を検出する温度センサ１３３を備えている。

媒体排出部１４０は、定着装置１３０のさらに下流側に配置されている。媒体排出部１４０は、定着装置１３０から排出された媒体Ｐを搬送して排出口から排出する排出ローラ対１４１，１４２を有する。画像形成装置１の上部には、排出ローラ対１４１，１４２によって排出された用紙を載置するスタッカ部１５０が設けられている。

画像形成装置１は、これらの構成要素を収容する筐体１Ａと、筐体１Ａの上方を覆う開閉可能なトップカバー１Ｂとを有する。ＬＥＤヘッド１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、トップカバー１Ｂによって懸架されて支持されている。

以上の構成において、プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの各感光体ドラム１３の回転軸の方向を、Ｘ方向とする。また、プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃを通過する際の用紙の移動方向を、Ｙ方向（より具体的には、＋Ｙ方向）とする。

また、Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向をＺ方向とする。ここでは、ＬＥＤヘッド１０から感光体ドラム１３に向かう方向を＋Ｚ方向とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。

＜ＬＥＤヘッドの構成＞
次に、露光装置としてのＬＥＤヘッド１０の構成について説明する。図２は、ＸＺ面と平行な面におけるＬＥＤヘッド１０の断面図である。図３は、ＹＺ面と平行な面におけるＬＥＤヘッド１０の断面図である。図２および図３には、感光体ドラム１３も併せて示す。

図２および図３に示すように、ＬＥＤヘッド１０は、感光体ドラム１３に対向するように配置されたレンズユニット１１と、レンズユニット１１に対して感光体ドラム１３と反対の側に配置された配線基板５と、これらを保持する保持部材としてのホルダ７とを有する。

配線基板５は、ガラスエポキシ等で構成された基板５２の表面に、複数の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）５１ａを有するＬＥＤアレイチップ５１と、このＬＥＤアレイチップ５１を駆動する駆動回路とを実装したものである。

ＬＥＤアレイチップ５１の各ＬＥＤ５１ａの光の出射方向は、＋Ｚ方向である。各ＬＥＤ５１ａは、Ｘ方向（すなわち感光体ドラム１３の軸方向）に一列に配列されている。そのため、Ｘ方向は主走査方向とも称し、Ｙ方向は副走査方向とも称する。

レンズユニット１１は、ＬＥＤアレイチップ５１の各ＬＥＤ５１ａから出射された光を感光体ドラム１３の表面１３ａに結像させるものである。レンズユニット１１の構成については、後述する。

ホルダ７は、−Ｚ方向が開放された筐体である。ホルダ７は壁部７１を有し、壁部７１の内側に設けられた固定部材７５に配線基板５が固定されている。また、ホルダ７は、感光体ドラム１３に対向する側に開口部７２を有し、この開口部７２にレンズユニット１１が接着等により固定されている。なお、ホルダ７の構成は、図２，３に示した構成に限らず、配線基板５とレンズユニット１１とをＺ方向に位置決めして保持できる構成であればよい。

図４は、レンズユニット１１を示す断面図である。レンズユニット１１は、ＬＥＤ５１ａ（図３）からの光の進行方向（すなわち＋Ｚ方向）に沿って、第１のレンズアレイ２と、遮光部材（第１の遮光部材）としての遮光板３と、第２のレンズアレイ４とを備える。

第１のレンズアレイ２および第２のレンズアレイ４は、いずれも、シクロオレフィンポリマー等の樹脂で一体に構成される。遮光板３は、ポリカーボネート等の樹脂で構成される。

第１のレンズアレイ２は、マイクロレンズである複数のレンズ素子２１（第１のレンズ素子）を有する。レンズ素子２１は、ＬＥＤ５１ａ（図３）からの光が入射するレンズ面２１ａと、光を出射するレンズ面２１ｂとを有する。また、レンズ素子２１は、Ｚ方向の光軸Ａ１（第１の光軸）を有する。

遮光板３は、絞りである複数の開口部３１を有する。開口部３１は例えば円筒状であり、その中心軸は、レンズ素子２１の光軸Ａ１と略同一直線上（すなわち略同軸上）にある。遮光板３の開口部３１は、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１からの光を通過させる。

第２のレンズアレイ４は、マイクロレンズである複数のレンズ素子４１（第２のレンズ素子）を有する。レンズ素子４１は、遮光板３の開口部３１を通過した光が入射するレンズ面４１ａと、光を出射するレンズ面４１ｂとを有する。また、レンズ素子４１は、Ｚ方向の光軸Ａ２（第２の光軸）を有する。

レンズ素子２１の光軸Ａ１と、レンズ素子４１の光軸Ａ２とは、互いに略一致しており（略同軸上にあり）、これらによりレンズユニット１１の光軸Ａが規定される。

次に、レンズユニット１１の個々の構成要素について説明する。図５（Ａ）は、レンズユニット１１を示す分解斜視図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示したレンズユニット１１のＸ方向の中央部を拡大して示す図である。図６（Ａ）は、レンズユニット１１を図５（Ａ）とは反対方向から見た示す分解斜視図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示したレンズユニット１１のＸ方向の中央部を拡大して示す図である。

＜第１のレンズアレイの構成＞
図５（Ａ）に示すように、第１のレンズアレイ２は、Ｘ方向に配列された複数のレンズ素子２１を有する。レンズ素子２１は、千鳥状に２列に配列されており、各列においてＸ方向に一定の配列間隔で配列されている。

第１のレンズアレイ２は、Ｘ方向に長く、Ｙ方向に幅を有する。第１のレンズアレイ２は、−Ｚ方向の端部に位置する下面２ａと、＋Ｚ方向の端部に位置する上面２ｂと、Ｙ方向の両端に位置する２つの側面２ｃと、Ｘ方向の両端に位置する２つの端面２ｄとを有する。

図５（Ｂ）に示すように、第１のレンズアレイ２の上面２ｂには、＋Ｚ方向に突出する第１の位置決め部としてのボス２３が形成されている。ボス２３は、第１のレンズアレイ２のＸ方向中央部に形成されている。ここでは、２つのボス２３が、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。ボス２３は、遮光板３の凹部３４（後述）に係合する部分である。

図５（Ａ）に示すように、第１のレンズアレイ２の両側面２ｃには、ガイド面２５が形成されている。ガイド面２５は、第１のレンズアレイ２のＸ方向の複数箇所（ここでは６箇所）で、且つレンズ素子２１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。ガイド面２５は、遮光板３のガイド部３３（後述）に当接し、第１のレンズアレイ２をＹ方向に位置決めする面である。

第１のレンズアレイ２の上面２ｂには、当接面２６が形成されている。当接面２６は、第１のレンズアレイ２のＸ方向の複数箇所（ここでは８箇所）で、且つレンズ素子２１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。当接面２６は、遮光板３の下面３ａ（後述）に当接し、第１のレンズアレイ２をＺ方向に位置決めする面である。

また、第１のレンズアレイ２の上面２ｂには、＋Ｚ方向に突出する第１の係合部としての突起２８が形成されている。突起２８は、第１のレンズアレイ２のＸ方向の一端部で、且つＹ方向の一端部に一つ形成されている。突起２８は、第１のレンズアレイ２と遮光板３とが正しい向きに組み合わされた状態で、遮光板３の穴部３８（後述）に係合する。

＜遮光板の構成＞
遮光板３は、Ｘ方向に配列された複数の開口部３１を有する。開口部３１は、千鳥状に２列に配列されており、各列においてＸ方向に一定の配列間隔（レンズ素子２１と同じ配列間隔）で配列されている。

遮光板３は、Ｘ方向に長い部材であり、Ｙ方向の幅がレンズアレイ２，４よりも広い。遮光板３は、−Ｚ方向の端部に位置する下面３ａと、＋Ｚ方向の端部に位置する上面３ｂと、Ｙ方向の両端に位置する２つの側面３ｃと、Ｘ方向の両端に位置する２つの端面３ｄとを有する。

図６（Ｂ）に示すように、遮光板３の下面３ａには、第１の嵌合部としての凹部３４が形成されている。凹部３４は、遮光板３のＸ方向中央部に形成されている。ここでは、２つの凹部３４が、遮光板３の開口部３１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。凹部３４は、第１のレンズアレイ２のボス２３に係合する部分である。

同様に、図５（Ｂ）に示すように、遮光板３の上面３ｂには、第２の嵌合部としての凹部３６が形成されている。凹部３６は、遮光板３のＸ方向中央部に形成されている。ここでは、２つの凹部３６が、遮光板３の開口部３１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。凹部３６は、第２のレンズアレイ４のボス４３（図４）に係合する部分である。

また、図６（Ａ）に示すように、遮光板３の下面３ａには、−Ｚ方向に突出する第１のガイド部としてのガイド部３３が形成されている。ガイド部３３は、遮光板３のＸ方向の複数箇所（ここでは６箇所）で、且つ遮光板３の開口部３１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。ガイド部３３は、第１のレンズアレイ２のガイド面２５に当接し、第１のレンズアレイ２をＹ方向に位置決めする部分である。

同様に、図６（Ｂ）に示すように、遮光板３の上面３ｂには、＋Ｚ方向に突出する第２のガイド部としてのガイド部３５が形成されている。ガイド部３５は、遮光板３のＸ方向の複数箇所（ここでは６箇所）で、且つ遮光板３の開口部３１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。ガイド部３５は、第２のレンズアレイ４のガイド面４５に当接し、第２のレンズアレイ４をＹ方向に位置決めする部分である。

また、図６（Ａ）に示すように、遮光板３の下面３ａには、第１の被係合部としての穴部３８が形成されている。穴部３８は、遮光板３のＸ方向の一端部で、且つＹ方向の一端部に一つ形成されている。穴部３８は、遮光板３と第１のレンズアレイ２とが正しい向きに組み合わされた状態で、第１のレンズアレイ２の突起２８に係合する。

同様に、図５（Ａ）に示すように、遮光板３の上面３ｂには、第２の被係合部としての穴部３９が形成されている。穴部３９は、Ｘ方向において穴部３８とは反対側の端部で、且つ、Ｙ方向において穴部３８と同じ側の端部に形成されている。穴部３９は、遮光板３と第２のレンズアレイ４とが正しい向きに組み合わされた状態で、第２のレンズアレイ４の突起４８に係合する。

遮光板３の上面３ｂには、当接面３７が形成されている。当接面３７は、遮光板３のＸ方向の複数箇所（ここでは１０箇所）で、且つ開口部３１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。当接面３７は、第２のレンズアレイ４の下面４ａ（後述）に当接し、遮光板３のＺ方向に位置決めする面である。

＜第２のレンズアレイ＞
第２のレンズアレイ４は、Ｘ方向に配列された複数のレンズ素子４１を有する。レンズ素子４１は、千鳥状に２列に配列されており、各列においてＸ方向に一定の配列間隔（レンズ素子２１と同じ配列間隔）で配列されている。

第２のレンズアレイ４は、Ｘ方向に長く、Ｙ方向に幅を有する。第２のレンズアレイ４は、−Ｚ方向の端部に位置する下面４ａと、＋Ｚ方向の端部に位置する上面４ｂと、Ｙ方向の両端に位置する２つの側面４ｃと、Ｘ方向の両端に位置する２つの端面４ｄとを有する。

図６（Ｂ）に示すように、第２のレンズアレイ４の下面４ａには、−Ｚ方向に突出する第２の位置決め部としてのボス４３（図６（Ｂ））が形成されている。ボス４３は、第２のレンズアレイ４のＸ方向中央部に形成されている。ここでは、２つのボス４３が、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。ボス４３は、遮光板３の凹部３６（図５（Ａ））に係合する部分である。

図６（Ａ）に示すように、第２のレンズアレイ４の両側面４ｃには、ガイド面４５が形成されている。ガイド面４５は、第２のレンズアレイ４のＸ方向の複数箇所（ここでは６箇所）で、且つレンズ素子４１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。ガイド面４５は、遮光板３のガイド部３５に当接し、第２のレンズアレイ４をＹ方向に位置決めする面である。

第２のレンズアレイ４の下面４ａには、当接面４６が形成されている。当接面４６は、第２のレンズアレイ４のＸ方向の複数箇所（ここでは８箇所）で、且つレンズ素子４１の配置領域のＹ方向両側に形成されている。当接面４６は、遮光板３の上面３ｂに当接し、第２のレンズアレイ４をＺ方向に位置決めする面である。

また、第２のレンズアレイ４の下面４ａには、−Ｚ方向に突出する第２の係合部としての突起４８が形成されている。第２のレンズアレイ４の突起４８は、上述した第１のレンズアレイ２の突起２８（図５（Ａ））に対して、Ｘ方向において反対側で、Ｙ方向において同じ側に形成されている。突起４８は、第２のレンズアレイ４と遮光板３とが正しい向きに組み合わされた状態で、遮光板３の穴部３９（図５（Ａ））に係合する。

＜レンズユニットの組立工程＞
第１のレンズアレイ２と第２のレンズアレイ４とは、互いに同一形状を有する。そのため、製造工程において同一の金型で成形された成形体で構成することができる。具体的には、シクロオレフィンポリマー等の樹脂を、同一の金型を用いて射出成形することにより、同一形状の２つの成形体を形成する。

レンズユニット１１を組み立てる際には、２つの成形体の一方を第１のレンズアレイ２として、遮光板３の下面３ａ側に取り付ける。具体的には、第１のレンズアレイ２のボス２３（図５（Ａ））を、遮光板３の凹部３４（図６（Ａ））に嵌合させる。このとき、図７（Ａ）に示すように、第１のレンズアレイ２の突起２８が遮光板３の穴部３８に挿入される。

この状態で、第１のレンズアレイ２のガイド面２５に遮光板３のガイド部３３が係合し、第１のレンズアレイ２の当接面２６が遮光板３の下面３ａに当接する。これにより、第１のレンズアレイ２と遮光板３とが、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に互いに位置決めされる。

次に、もう一方の成形体である第２のレンズアレイ４を、第１のレンズアレイ２に対してＹ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させ、且つ、レンズアレイ２，４のＸ方向の略中央部のレンズ素子２１，４１の光軸Ａ１，Ａ２を略一致させるように、遮光板３の上面３ｂ側に取り付ける。そして、第２のレンズアレイ４のボス４３（図６（Ｂ））を遮光板３の凹部３６（図５（Ｂ））に嵌合させる。第２のレンズアレイ４の突起４８（図６（Ａ））は、遮光板３の穴部３９（図５（Ａ））に挿入される。

このとき、第２のレンズアレイ４を、誤って、第１のレンズアレイ２に対してＸ方向の仮想線を回転軸として１８０度回転させて遮光板３に取り付けようとすると、図７（Ｂ）に示すように、第２のレンズアレイ４の突起４８が遮光板３の上面３ｂに当接する。すなわち、第２のレンズアレイ４を遮光板３に取り付けることができない。そのため、誤った向きでの取り付けを防止することができる。

このようにして、レンズユニット１１の組立が完了する。レンズユニット１１では、各レンズアレイ２，４および遮光板３のＸ方向の位置決めは、いずれもＸ方向中央部に位置するボス２３，４３によって行われる。そのため、各レンズアレイ２，４および遮光板３の熱膨張あるいは熱収縮が生じたとしても、各レンズ素子２１，４１の光軸同士のずれを抑制し、また各光軸と開口部３１の中心軸とのずれを抑制することができる。

上記の通り、第２のレンズアレイ４は、第１のレンズアレイ２に対して、Ｙ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転した位置で、レンズアレイ２，４のＸ方向の略中央部のレンズ素子２１，４１の光軸Ａ１，Ａ２が略一致するように、遮光板３に取り付けられる。ここで、各レンズアレイ２，４のＸ方向の略中央部とは、各レンズアレイ２，４のＸ方向の厳密な中央部である必要はなく、例えば、レンズ素子２１，４１の数個分（例えば２，３個分）のずれがあってもよい。

また、光軸Ａ１，Ａ２の略一致とは、厳密な一致に対して、製造工程で生じ得るレンズ素子２１，４１の配列間隔のずれ（後述する図１２（Ａ）に示すΔＰ）を含む範囲に含まれることを言う。

また、第１のレンズアレイ２と第２のレンズアレイ４との関係は、逆であってもよい。すなわち、第２のレンズアレイ４を第１のレンズアレイ２に対してＹ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させる代わりに、第１のレンズアレイ２を第２のレンズアレイ４に対してＹ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させてもよい。

また、ボス２３，４３の位置は、レンズアレイ２，４のＸ方向中央部であることが最も望ましいが、厳密にレンズアレイ２，４のＸ方向中央部である必要は無い。熱収縮あるいは熱収縮時の光軸等のずれを防止する観点では、Ｘ方向においてレンズアレイ２，４の略中央部であればよく、レンズアレイ２，４の両端部を除く領域であればよい。

上記の通り、レンズアレイ２，４は射出成形によって形成されるが、射出成形用の金型のゲートは、レンズアレイ２，４のそれぞれのＸ方向中央部にあることが望ましい。この場合、樹脂がレンズアレイ２，４のそれぞれのＸ方向中央部からＸ方向両端部に向かって流れるため、レンズ素子２１，４１の密度等の素材特性は、Ｘ方向中央部からＸ方向両端部に向かう分布を有する。

第１の実施の形態では、第２のレンズアレイ４が、第１のレンズアレイ２に対して、Ｙ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転した位置関係にあり、レンズアレイ２，４のＸ方向の略中央部のレンズ素子２１，４１の光軸Ａ１，Ａ２が略一致するように配置されているため、Ｚ方向に対向するレンズ素子２１，４１の素材特性を互いに同一に近付けることができる。

なお、第１のレンズアレイ２および第２のレンズアレイ４は、同一の金型で成形されたものであれば、厳密に同一形状でなくてもよい。

また、レンズアレイ２，４の突起２８，４８は、ここでは、レンズアレイ２，４のＸ方向の一端部で且つＹ方向の一端部に形成されているが、遮光板３にレンズアレイ２，４を誤った向きに取り付けることを防止できれば、他の箇所に配置されていてもよい。また、レンズアレイ２，４および遮光板３に、レンズアレイ２，４をそれぞれ遮光板３に誤った向きに取り付けた場合には係合し合わないような形状の部位を形成してもよい。

＜レンズ素子および開口部の配置＞
次に、レンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１および遮光板３の開口部３１の配置について説明する。図８（Ａ）は、第１のレンズアレイ２を＋Ｚ側（出射側）から見た平面図であり、図８（Ｂ）は、第１のレンズアレイ２を−Ｚ側（入射側）から見た平面図である。

図８（Ａ）に示すように、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１は、千鳥状に２列（列２１１，２１２とする）に配列され、各列のレンズ素子２１はＸ方向に配列間隔ＰＸで配置されている。なお、配列間隔ＰＸは、Ｘ方向に隣り合うレンズ素子２１の中心間（すなわち光軸Ａ１間）の最短距離である。また、レンズ素子２１の列２１１，２１２のＹ方向の間隔は、ＰＹである。

レンズ素子２１は、入射側のレンズ面２１ａ（図８（Ｂ））の半径が、出射側のレンズ面２１ｂ（図８（Ａ））の半径よりも大きい。そのため、図８（Ａ）に示した出射側では、同一列に属するレンズ素子２１が互いに離れており、図８（Ｂ）に示した入射側では、同一列に属するレンズ素子２１が互いに接している。但し、このようなレンズ形状に限定されるものではない。

第２のレンズアレイ４は、上記の通り、第１のレンズアレイ２と同一形状を有し、第１のレンズアレイ２に対して、Ｙ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させた位置関係にある。

仮想線Ｔは、図８（Ａ）に示すように、何れかのレンズ素子２１の光軸Ａ１を通るか、あるいは、Ｘ方向に隣り合うレンズ素子２１の中間位置Ｎを通る。そのため、この仮想線Ｔを回転軸として第２のレンズアレイ４を１８０度回転させると、レンズアレイ２，４のＸ方向の略中央部のレンズ素子２１，４１の光軸Ａ１，Ａ２を互いに略一致させることができる。ここでは、仮想線Ｔは、列２１２に属する１つのレンズ素子２１の光軸Ａ１を通り、なお且つ、列２１１に属する２つのレンズ素子２１の中間位置Ｎを通る。

図９（Ａ）は、遮光板３を＋Ｚ側（出射側）から見た平面図であり、図９（Ｂ）は、遮光板３を−Ｚ側（入射側）から見た平面図である。遮光板３の開口部３１は、千鳥状に２列（列３１１，３１２とする）に配列され、各列の開口部３１はＸ方向にレンズ素子２１と同じ配列間隔ＰＸで配置されている。なお、配列間隔ＰＸは、Ｘ方向に隣り合う開口部３１の中心間の最短距離である。また、開口部３１の列３１１，３１２のＹ方向の間隔は、ＰＹである。

＜レンズユニット１１の作用＞
図１０は、レンズユニット１１の作用を説明するための図であり、図８（Ａ）における線分１０−１０における断面図に相当する。上記の通り、Ｚ方向に対向する第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１と第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１とは、光軸Ａ１，Ａ２が互いに略一致する。光軸Ａ１，Ａ２により、レンズユニット１１の光軸Ａが規定される。

レンズユニット１１の物体面ＯＰは、配線基板５のＬＥＤアレイチップ５１のＬＥＤ５１ａと一致する。物体面ＯＰと第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１とは、光軸Ａの方向（以下、光軸方向）に距離ＬＯだけ離れている。

第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１は、光軸方向に厚さＬＴ１を有する。また、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１は、光軸方向に距離ＬＩ１だけ離れた中間像面ＩＭＰに、ＬＥＤ５１ａ（物体）の中間像５１ｂを形成する。

第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１は、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１から、光軸方向に距離（面間隔）ＬＳだけ離れている。また、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１は、中間像面ＩＭＰから光軸方向に距離ＬＯ２だけ離れている。

第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１は、光軸方向に厚さＬＴ２を有する。また、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１は、光軸方向に距離ＬＩだけ離れた位置に、中間像面ＩＭＰの中間像５１ｂの結像５１ｃを形成する。

物体面ＯＰからレンズ素子２１までの距離ＬＯと、レンズ素子４１から結像面ＩＰまでの距離ＬＩとは、同じである（ＬＯ＝ＬＩ）。レンズ素子２１，４１の距離ＬＳは、上述した距離ＬＩ１と距離ＬＯ２との和（ＬＳ＝ＬＩ１＋ＬＯ２）である。

上記の通り、第１のレンズアレイ２と第２のレンズアレイ４とは同一形状を有し、第２のレンズアレイ４は、第１のレンズアレイ２に対してＹ方向の仮想線Ｔで１８０度回転した位置にある。そのため、レンズ素子２１の厚さＬＴ１とレンズ素子４１の厚さＬＴ２とは、同じである。

また、レンズ素子２１のレンズ面２１ａとレンズ素子４１のレンズ面４１ｂとは同一の面形状を有し、レンズ素子２１のレンズ面２１ｂとレンズ素子４１のレンズ面４１ａとは同一の面形状を有する。また、レンズ素子２１，４１の距離ＬＳは、上記の距離ＬＯ２の２倍（２×Ｌ）であり、距離ＬＩ１の２倍（２×ＬＩ１）でもある。

このように、レンズユニット１１は、第１のレンズアレイ２と第２のレンズアレイ４とが遮光板３を挟んで対称に配置される。レンズ素子２１とレンズ素子４１とは、互いの光軸Ａ１，Ａ２を一致させて共役の位置に配置され、正立等倍率の光学系を構成する。これにより、レンズユニット１１により、結像面ＩＰにＬＥＤ５１ａ（物体）の正立等倍像が形成される。

また、このレンズユニット１１では、レンズアレイ２，４において異なる列で隣接する２つのレンズ素子２１および２つのレンズ素子４１により、結像面ＩＰに共通のＬＥＤ５１ａの像が形成される。

また、遮光板３は、レンズ素子４１に、当該レンズ素子４１に光軸方向に対向するレンズ素子２１以外からの光（すなわち迷光）が入射することを防止する。

＜画像形成装置の動作＞
次に、画像形成装置１の画像形成動作について、図１および図３を参照して説明する。画像形成装置１の制御部は、上位装置から送られた印刷コマンドに基づき、画像形成動作を開始する。まず給紙ローラ１１２が回転し、用紙カセット１１１に収容された媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す。さらに、搬送ローラ対１１３が所定のタイミングで回転し、搬送路に送り出された媒体Ｐを搬送ベルト１２１まで搬送する。搬送ベルト１２１は、駆動ローラ１２２の回転によって矢印Ｂで示す方向に走行し、媒体Ｐを吸着保持して搬送する。

一方、プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃでは、それぞれの感光体ドラム１３の表面が、帯電ローラ１４によってそれぞれ一様に帯電される。

さらに、ＬＥＤヘッド１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、色毎のイメージデータに応じて感光体ドラム１３に光を照射する。各ＬＥＤヘッド１０のレンズユニット１１から出射された光は、感光体ドラム１３の表面１３ａに収束し、感光体ドラム１３の表面１３ａの感光層に静電潜像が形成される。

感光体ドラム１３の表面１３ａに形成された静電潜像は、現像ローラ１５によってトナーで現像され、トナー像となる。さらに、搬送ベルト１２１の走行に伴い、媒体Ｐは、プロセスユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃと転写ローラ１９との間を通過し、その際に、感光体ドラム１３の各表面に形成されたトナー像が、搬送ベルト１２１上の媒体Ｐに順次転写される。

トナー像が転写された媒体Ｐは、定着装置１３０に送られる。定着装置１３０では、定着ローラ１３１および加圧ローラ１３２によりトナー像が加熱および加圧され、トナー像が溶融して媒体Ｐに定着する。トナー像が定着した媒体Ｐは、排出ローラ対１４１，１４２によって画像形成装置１の外部に排出され、画像形成装置１の上部に設けられたスタッカ部１５０に積載される。

次に、露光装置としてのＬＥＤヘッド１０の動作について、図１０を参照して説明する。ＬＥＤヘッド１０は、画像形成装置１の制御部から制御信号を受信すると、配線基板５の駆動回路によりＬＥＤ５１ａを発光させる。ＬＥＤ５１ａから出射された光は、レンズユニット１１を介して感光体ドラム１３の表面１３ａに集光する。

ＬＥＤ５１ａから出射された光は、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１に入射し、光軸方向に距離ＬＩ１だけ離れた中像面ＩＭＰ上に中間像５１ｂを形成する。さらに、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１により、中間像５１ｂの像５１ｃが結像面ＩＰ上に形成される。すなわち、ＬＥＤ５１ａ（物体）の像５１ｃが結像面ＩＰ上に形成される。

第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１により形成される中間像５１ｂは、ＬＥＤ５１ａの倒立縮小像である。また、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１により形成される結像５１ｃは、中間像５１ｂの倒立拡大像である。第１のレンズアレイ２と第２のレンズアレイ４とは、同一形状のレンズアレイを表裏反転させて配置したものであるため、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１による倍率を１／Ｍとすると、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１による倍率はＭとなり、像５１ｃはＬＥＤ５１ａの正立等倍像となる。

第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１と第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１との間では、物体面ＯＰ上の各点からの光の主光線が平行である。すなわち、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１と第２のレンズアレイ４のレンズ素子４０とは、テレセントリックな光学系を構成する。このようにして、レンズユニット１１は、ＬＥＤ５１ａの正立等倍像を形成する。

また、ＬＥＤ５１ａから出射され、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１を通過した光のうち、結像に寄与しない光線は遮光板３によって遮光され、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１には入射しない。

＜実施の形態の作用＞
次に、第１の実施の形態の作用について説明する。第１の実施の形態のレンズユニット１１は、２つのレンズアレイ２，４のうち、一方のレンズアレイ（例えば第２のレンズアレイ４）が、他方のレンズアレイ（例えば第１のレンズアレイ２）に対して、Ｘ方向（レンズ配列方向）と直交する仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転し、各レンズアレイ２，４のＸ方向の略中央部のレンズ素子２１，４１の光軸Ａ１，Ａ２が略一致する位置関係にある。そのため、レンズ素子２１，４１の配列間隔が加工精度によってバラついたとしても、対向するレンズ素子２１，４１の光軸ずれを抑制することができる。

以下、光軸ずれの抑制作用について説明する。レンズアレイ２，４は加工機で高精度に加工されるが、同一列におけるレンズ素子２１の配列間隔ＰＸには加工上のばらつきが生じる。そのため、異なる列で隣接するレンズ素子２１のＸ方向のピッチＰＸ／２にもばらつきが生じる。

図１１（Ａ）は、比較例のレンズユニットの第１のレンズアレイ２を出射側から見た平面図であり、図１１（Ｂ）は、レンズアレイ２，４のＸＺ面における断面形状を示す模式図である。図１１（Ｂ）では、各レンズアレイ２，４の２列のレンズ素子を１列に並べて示している。比較例のレンズユニットの構成要素についても、第１の実施の形態と同じ符号を用いて説明する。

ここで、第１のレンズアレイ２において、一方の列２１２の一つのレンズ素子２１ｅのレンズ中心が＋Ｘ方向にΔＰだけずれた場合を考える。隣の列２１１でレンズ素子２１ｅに−Ｘ方向に隣接するレンズ素子をレンズ素子２１ｄとし、レンズ素子２１ｅに＋Ｘ方向に隣接するレンズ素子をレンズ素子２１ｆとする。

上記のレンズ素子２１ｅの＋Ｘ方向のずれΔＰにより、レンズ素子２１ｅとレンズ素子２１ｄとのＸ方向の間隔はＰＸ／２＋ΔＰとなり、レンズ素子２１ｅとレンズ素子２１ｆとのＸ方向の間隔はＰＸ／２−ΔＰとなる。

比較例のレンズユニットでは、第２のレンズアレイ４が、第１のレンズアレイ２に対して、Ｘ方向の仮想線Ｓを回転軸として１８０度回転し、Ｘ方向に半ピッチＰＸ／２だけ移動した位置にある。

この場合、図１１（Ｂ）に示すように、第２のレンズアレイ４において第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１ｅと同一のずれを有するレンズ素子４１ｅは、レンズ素子２１ｄとＺ方向に対向する。

そのため、図１１（Ｂ）から明らかなように、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１ｄと第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１ｅとの光軸のずれ量Ｅは、２×ΔＰとなる。

図１２（Ａ）は、第１の実施の形態のレンズユニット１１の第１のレンズアレイ２を出射側から見た平面図であり、図１２（Ｂ）は、レンズアレイ２，４のＸＺ面における断面形状を示す模式図である。図１２（Ｂ）では、各レンズアレイ２，４の２列のレンズ素子を１列に並べて示している。

第１の実施の形態のレンズユニット１１では、第２のレンズアレイ４が、第１のレンズアレイ２に対して、Ｙ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転した位置にある。

そのため、第２のレンズアレイ４において、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１ｅと同一のずれを有するレンズ素子４１は、仮想線Ｔを挟んでレンズ素子２１ｅとは反対側に位置する。その結果、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１と第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１との光軸のずれ量Ｅは、比較例（２×ΔＰ）よりも小さくなる。

この点についてさらに説明する。図１２（Ａ）に示すように、仮想線Ｔから等距離にある２つのレンズ素子２１ｅ，２１ｇの配列間隔をそれぞれＰＸ／２＋ΔＰ，ＰＸ／２＋ΔＱとし、ΔＰ＞ΔＱとする。

第２のレンズアレイ４は、第１のレンズアレイ２に対して、Ｙ方向の仮想線Ｔを回転軸して１８０度回転した位置にある。そのため、図１２（Ｂ）に示すように、第２のレンズアレイ４において第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１ｅにＺ方向に対向するレンズ素子４１をレンズ素子４１ｇとすると、このレンズ素子４１ｇは、レンズ素子２１ｇと同じ配列間隔のずれ（ＰＸ／２＋ΔＱ）を有する。従って、レンズ素子２１ｅの光軸とレンズ素子４１ｇの光軸とのずれ量Ｅは、｜ΔＰ−ΔＱ｜または｜ΔＰ＋ΔＱ｜となる。

上記の通り、ΔＰ＞ΔＱであるため、｜ΔＰ−ΔＱ｜および｜ΔＰ＋ΔＱ｜は、いずれも２×ΔＰよりも小さい。従って、第１の実施の形態における第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１ｄと第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１ｅとの光軸のずれ量Ｅは、比較例（２×ΔＰ）よりも小さい。ここではΔＰ＞ΔＱとしたが、ΔＰ＜ΔＱの場合も同様である。

図１３は、第１の実施の形態および比較例のレンズユニットにおける光軸ずれの測定結果を示すグラフである。図１３の縦軸に示す光軸ずれ量Ｅは、図１１（Ｂ）および図１２（Ｂ）に示した光軸ずれ量Ｅである。光軸ずれ量Ｅは、レンズアレイ２，４の各レンズ素子２１，４１のレンズ面２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂの面頂点の位置を測定し、それぞれのレンズ素子２１，４１の光軸を算出して求めたものである。

また、Ｚ方向に対向するレンズ素子２１，４１を２つ１組とし、Ｘ方向端部に位置する１組のレンズ素子２１，４１を１番として、各組のレンズ素子２１，４１に通し番号（レンズ番号と称する）を付した。図１３の横軸に、レンズ番号を示す。

図１３から、比較例のレンズユニットでは、光軸ずれ量Ｅが２μｍを超える場合も見られたが、第１の実施の形態のレンズユニット１１では、光軸ずれ量Ｅが最大でも１μｍであった。すなわち、この第１の実施の形態では、光軸ずれ量Ｅを比較例の半分以下に抑制することができた。

＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、第１の実施の形態のレンズユニット１１は、複数のレンズ素子２１をＸ方向に配列した第１のレンズアレイ２と、レンズ素子２１に対向する複数のレンズ素子４１をＸ方向に配列した第２のレンズアレイ４と、これらの間に配置された遮光板３とを備える。第２のレンズアレイ４は、第１のレンズアレイ２をレンズ配列方向（Ｘ方向）に直交する仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させた位置に配置されている。そのため、レンズ素子２１，４１の配列間隔ＰＸに誤差が生じた場合であっても、光軸ずれを抑制することができる。これにより、レンズユニット１１の解像度を向上し、鮮明な画像を形成することができる。

また、第１のレンズアレイ２と第２のレンズアレイ４とは、互いに同一の形状を有するため、同一の金型で成形した成形体で構成することができ、製造コストを低減することができる。

また、仮想線Ｔは、第１のレンズアレイ２の１つのレンズ素子２１の光軸Ａ１を通る位置、または、Ｘ方向に隣り合う２つのレンズ素子２１の中間位置Ｎを通るため、第２のレンズアレイ４を仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させた状態で、レンズ素子２１，４１を互いに対向させることができる。

また、第１のレンズアレイ２および第２のレンズアレイ４は、Ｘ方向の略中央部にボス２３，４３（第１の位置決め部）を有し、遮光板３は、ボスに係合する凹部３４，３６（第２の位置決め部）を有する。そのため、レンズアレイ２，４の熱膨張あるいは熱伸縮が生じたとしても、各レンズ素子２１，４１の光軸同士のずれを抑制し、各レンズ素子２１，４１と開口部３１とのずれを抑制することができる。

また、レンズアレイ２，４は、遮光板３と対向する側に突起（係合部）２８，４８を有し、遮光板３は、突起２８，４８が係合する穴部（被係合部）３８，３９を有する。遮光板３の穴部３９は、第２のレンズアレイ４が、第１のレンズアレイ２に対して仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転した状態にある場合に突起４８に係合するように配置されている。そのため、第２のレンズアレイ４を誤った向きに取り付けることを防止することができる。

また、遮光板３が、第１のレンズアレイ２をＹ方向に位置決めするガイド部３３（第１のガイド部）と、第２のレンズアレイ４をＹ方向に位置決めするガイド部３５（第２のガイド部）とを有するため、レンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１および遮光板３の開口部３１を互いに位置決めすることができる。

第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、解像度の向上を可能にするレンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１の配列間隔のずれΔＰ（図１１〜図１２）の範囲を求める。

図１４は、第２の実施の形態のレンズユニット１１を模式的に示す分解斜視図である。このレンズユニット１１は、第１のレンズアレイ２の入射側に第２の遮光部材としてのマスク６を備える。なお、上述した第１の実施の形態のレンズユニット１１に、マスク６を設けてもよい。

図１５は、レンズユニット１１の作用を説明するための図である。第１の実施の形態で説明した通り、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１の光軸Ａ１と第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１の光軸Ａ２とは互いに略同軸上に位置し、これら光軸Ａ１，Ａ２により、レンズユニット１１の光軸Ａが規定される。

レンズユニット１１の物体面ＯＰは、配線基板５のＬＥＤアレイチップ５１のＬＥＤ５１ａと一致する。物体面ＯＰから第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１までの距離ＬＯ、第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１の厚さＬＴ１、第１のレンズアレイ２から第２のレンズアレイ４までの距離ＬＳ、第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１の厚さＬＴ２、および第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１から結像面ＩＰまでの距離ＬＩは、第１の実施の形態で説明したとおりである。

また、物体面ＯＰからマスク６までのＺ方向の距離はＬＦＭであり、マスク６の厚さはＭＴである。第１のレンズアレイ２から遮光板３までのＺ方向の距離はＬＦＳであり、遮光板３の厚さはＳＴである。

図１６（Ａ）は、第１のレンズアレイ２を＋Ｚ側（出射側）から見た平面図である。第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１は、千鳥状に２列（列２１１，２１２とする）に配列され、各列のレンズ素子２１はＸ方向に配列間隔ＰＸで配置されている。レンズ素子２１の半径はＲＬであり、列２１１，２１２のＹ方向の間隔はＰＹである。

第２のレンズアレイ４は、第１のレンズアレイ２に対して、Ｘ方向中心を通るＹ方向の仮想線Ｔを回転軸として１８０度回転させた位置関係にある。

図１６（Ｂ）は、遮光板３を＋Ｚ側（出射側）から見た平面図である。遮光板３の開口部３１は、千鳥状に２列に配列され、各列の開口部３１はＸ方向にレンズ素子２１と同じ配列間隔ＰＸで配置されている。開口部３１の半径はＲＳであり、２つの列のＹ方向の間隔はＰＹである。

図１６（Ｃ）は、マスク６を＋Ｚ側（出射側）から見た平面図である。マスク６の開口部６１は、千鳥状に２列に配列され、各列の開口部６１はＸ方向にレンズ素子２１と同じ配列間隔ＰＸで配置されている。開口部６１の半径は、入射側（−Ｚ側）でＲＭ１であり、出射側（＋Ｚ側）でＲＭ２であり、半径ＲＭ１は半径ＲＭ２よりも小さい。２つの列のＹ方向の間隔はＰＹである。

図１７は、配線基板５におけるＬＥＤ５１ａの配置を示す図である。図１７に示すように、ＬＥＤ５１ａは、Ｘ方向に配列間隔ＰＥで配置されている。１２００ｄｐｉのＬＥＤヘッド１０の場合、配列間隔ＰＥは０．０２１ｍｍである。また、ＬＥＤ５１ａは、Ｘ方向に長さＸＥを有し、Ｙ方向に長さＹＥを有し、ここではＸＥ＝ＹＥ＝０．０１０ｍｍである。

ＬＥＤ５１ａには、駆動回路の配線５３が接続されている。ＬＥＤ５１ａにおいて配線５３との接続部（電極部分）のＸ方向の幅は、ＸＰ（＜ＸＥ）である。

次に、第２の実施の形態の具体的な数値実施例について説明する。表１には、第２の実施の形態のレンズアレイの各部の寸法を示す。

表２には、各レンズ面の形状を示す。第１のレンズアレイ２のレンズ素子２１のレンズ面２１ａ，２１ｂおよび第２のレンズアレイ４のレンズ素子４１のレンズ面４１ａ，４１ｂは、いずれも回転非球面形状であり、曲率半径と４次、６次および８次の非球面係数とで表される。

レンズアレイ２，４は、第１の実施の形態で説明したように、例えばシクロオレフィン樹脂で構成される。ここでは、シクロオレフィン樹脂の一例として、三井化学株式会社製「アペル（登録商標）ＡＰＬ５５１３ＴＬ」を用いる。この樹脂の温度２５℃での波長７７０ｎｍの光に対する屈折率は、１．５３７３である。

レンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１は、いずれも、焦点距離ｆが１．１６６ｍｍであり、バックフォーカスが０．６１４ｍｍである。レンズ素子２１のレンズ面２１ａから第１主平面までの距離は、０．５５２ｍｍである。レンズ素子４１のレンズ面４１ｂから第２主平面までの距離も同様である。レンズ素子２１，４１の倍率ｍは、いずれも３である。

遮光板３およびマスク６は、例えばポリカーボネートで構成される。ここでは、ポリカーボネートの一例として、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製の「ユーピロン（登録商標）Ｈ−４０００」を用いる。

このＬＥＤヘッド１０において、レンズアレイ２，４の各レンズ素子２１，４１の面頂点の位置を測定し、レンズ素子２１の配列間隔とレンズ素子４１の配列間隔とのずれΔＰ（図１１〜１２）を求めた。

さらに、このＬＥＤヘッド１０において、ＬＥＤ５１ａを順次点灯させ、レンズユニット１１により形成されるＬＥＤ５１ａの像を観察した。

さらに、ＬＥＤヘッド１０を搭載した画像形成装置１（図１）としてのカラーＬＥＤプリンタを用い、ブラックのプロセスユニット１２Ｋを用いて印刷試験を行った。ＬＥＤヘッド１０の解像度は、１２００ｄｐｉとした。媒体Ｐとしては、Ａ４サイズの普通紙を用いた。印刷環境は、温度２２℃、湿度５０％とした。

印刷試験では、図１８（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す３種類のパターンを印刷した。図１８（Ａ）〜（Ｃ）においては、点状ハッチングを付したドットは、ＬＥＤ５１ａの点灯により形成され、白抜きのドットは、ＬＥＤ５１ａの消灯により形成される。

図１８（Ａ）に示すパターンは、２×２ドットのマトリクス状の４個のドットを、Ｘ方向およびＹ方向に２ドット間隔でマトリクス状に配列したパターン（２×２パターン）である。図１８（Ｂ）に示すパターンは、Ｙ方向に延びる細線をＸ方向に１ドット間隔で配列したパターンである。図１８（Ｃ）に示すパターンは、Ｘ方向に延びる細線をＹ方向に１ドット間隔で配列したパターンである。印刷された各パターンを目視観察し、縦スジ等のむらの有無を観察した。

このレンズ素子２１，４１の配列間隔のずれΔＰの測定結果と、ＬＥＤ５１ａの像の観察結果と、印刷試験により得られた印刷画像の観察結果とを対照した。

その結果、配列間隔のずれΔＰが３．３μｍを超える場合には、ＬＥＤ５１ａの像が２つに分裂（スプリット）した状態で観察され、また、印刷画像にＹ方向のスジむら（縦スジ）の発生が見られた。

これに対し、配列間隔のずれΔＰが３．３μｍ未満の場合には、ＬＥＤ５１ａの像の分裂は観察されず、また、印刷画像に縦スジの発生も見られなかった。

この結果から、解像度を向上して鮮明な画像を形成するためには、レンズアレイ２，４の各レンズ素子２１，４１の配列間隔のずれΔＰは、０＜ΔＰ＜３．３μｍの範囲にあることが望ましいことが分かる。

また、この０＜ΔＰ＜３．３μｍの関係を、レンズ素子２１，４１の倍率ｍ（３倍）およびＬＥＤ５１ａのＸ方向の長さＸＥ（０．０１ｍｍ）を用いて表すと、０＜ΔＰ＜ＸＥ／ｍとなる。そのため、解像度を向上して鮮明な画像を形成するためには、レンズ素子２１，４１の配列間隔のずれΔＰが、０＜ΔＰ＜ＸＥ／ｍの範囲にあることが望ましいことが分かる。

以上説明したように、この第２の実施の形態では、レンズアレイ２，４の各レンズ素子２１，４１の配列間隔のずれΔＰが０＜ΔＰ＜ＸＥ／ｍ（あるいは０＜ΔＰ＜３．３μｍ）の範囲にあることにより、レンズユニット１１の解像度をさらに向上し、より鮮明な画像を形成することができる。

第１の変形例．
上述した各実施の形態では、レンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１がいずれも２列に配列されていたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図１９の模式図に示すように、レンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１がいずれも１列に配列されていてもよい。この場合、遮光板３の開口部３１およびマスク６の開口部６１もそれぞれ１列に配列される。

また、レンズアレイ２，４のレンズ素子２１，４１（さらに遮光板３の開口部３１およびマスク６の開口部６１）がいずれも３列以上に配列されていてもよい。

第２の変形例．
また、上述した各実施の形態では、光学素子としてのＬＥＤ５１ａを有するＬＥＤヘッド１０について説明した。しかしながら、図２０に示すように、光学素子としての受光素子５５ａを有する読取ヘッド９０を用いてもよい。この場合、第２の実施の形態で説明した長さＸＥは、受光素子５５ａのＸ方向の長さとなる。

図２１は、図２０に示した読取ヘッド９０を備えた画像読取装置９を示す斜視図である。画像読取装置９は、例えばフラットベッド型のイメージスキャナである。画像読取装置９は、筐体９２と、筐体９２の上面に設けられた原稿台（支持台）９３と、原稿台９３の下側に配置された読取ヘッド９０（コンタクトイメージセンサヘッド）と、原稿台９３の上側を覆う蓋９４とを備える。原稿台９３は、可視光線を透過するガラス等の材料で構成されており、その表面に読取原稿（読取対象物）が載置される。

読取ヘッド９０は、上述したＬＥＤ５１ａを有するＬＥＤアレイチップ５１（図２）を、受光素子５５ａを有する受光素子チップ５５に置き換えたものである。読取ヘッド９０は、ＬＥＤアレイチップ５１を受光素子チップ５５に置き換えたことを除き、ＬＥＤヘッド１０と同様に構成されている。

読取ヘッド９０を副走査方向（Ｙ方向）に案内するため、原稿台９３に沿って一対のガイド９５が設けられている。また、読取ヘッド９０は、駆動ベルト９６に連結されており、この駆動ベルト９６は、ステッピングモータ９７に連結されている。また、読取ヘッド９０は、フレキシブルフラットケーブル９８を介して制御回路９１に接続されている。

画像読取装置９の基本動作は、以下の通りである。原稿台９３上に読取原稿を載置し、スキャンボタン等のスイッチを押下すると、読取ヘッド９０に取り付けられた光源（図示せず）が点灯して読取原稿を照明する。読取ヘッド９０は、ステッピングモータ９７によって駆動される駆動ベルト９６によってＹ方向に移動しながら、読取原稿の表面で反射された光を取り込む。読取ヘッド９０は、受光した光信号を電気信号に変換する。

読取ヘッド９０は、各実施の形態および各変形例で説明したレンズユニット１１を有するため、原稿の像を良好に受光素子５５ａに結像させることができ、読取解像度を向上することができる。

なお、上記のように読取ヘッド９０を移動させる代わりに、原稿台９３上の所定の読取位置を通過するようにＡＤＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）で読取原稿を搬送し、当該読取位置に停止した読取ヘッド９０で読取原稿の画像を読み取ってもよい。

上述した各実施の形態および各変形例では、画像形成装置の例として、カラープリンタ（図１）について説明した。しかしながら、本発明の画像形成装置は、カラープリンタに限定されるものではなく、例えば単色（モノクロ）のプリンタであってもよい。また、本発明の画像形成装置は、プリンタに限定されるものではなく、例えば、複写機、ファクシミリ装置、複合機等であってもよい。

以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。

１ 画像形成装置、 ２ 第１のレンズアレイ、 ２ａ 下面、 ２ｂ 上面、 ２ｃ 側面、 ２ｄ 端面、 ３ 遮光板、 ３ａ 下面、 ３ｂ 上面、 ３ｃ 側面、 ３ｄ 端面、 ４ 第２のレンズアレイ、 ４ａ 下面、 ４ｂ 上面、 ４ｃ 側面、 ｄ 端面、 ５ 配線基板、 ７ ホルダ、 ９ 画像読取装置、 １０，１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ ＬＥＤヘッド、 １１ レンズユニット、 １２，１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ プロセスユニット、 １３ 感光体ドラム（像担持体）、 １４ 帯電ローラ（帯電部材）、 １５ 現像ローラ（現像剤担持体）、 １６ 供給ローラ（供給部材）、 １７ 現像ブレード、 １８ トナーカートリッジ、 １９ 転写ローラ（転写部材）、 ２１ レンズ素子、 ２１ａ レンズ面、 ２１ｂ レンズ面、 ２３ ボス（係合部）、 ２５ ガイド面、 ２６ 当接面、 ２８ 突起、 ３１ 開口部、 ３３ ガイド部、 ３４ 凹部、 ３５ ガイド部、 ３６ 凹部、 ３７ 当接面、 ３８ 穴部、 ３９ 穴部、 ４１ レンズ素子、 ４３ ボス、 ４５ ガイド面、 ４６ 当接面、 ４８ 突起、 ５１ ＬＥＤアレイチップ（発光素子）、 ５２ 基板、 ９０ 読取ヘッド、 ９３ 原稿台、 １１０ 媒体供給部、 １２０ 転写ユニット、 １３０ 定着装置、 １４０ 媒体排出部。

Claims (18)

1. 第１の光軸を有する複数の第１のレンズ素子を、前記第１の光軸に直交する配列方向に配列した第１のレンズアレイと、
   前記第１のレンズ素子に対向し、第２の光軸を有する複数の第２のレンズ素子を、前記配列方向に配列した第２のレンズアレイと、
   前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとの間に配置され、複数の開口部を前記配列方向に配列した遮光部材と
   を備え、
   前記第２のレンズアレイは、前記第１のレンズアレイに対して、前記第１の光軸および前記配列方向の両方に直交する仮想線を回転軸として１８０度回転した位置関係にあり、前記第１のレンズアレイの前記配列方向の略中央部に位置する前記第１のレンズ素子の前記第１の光軸と、前記第２のレンズアレイの前記配列方向の略中央部に位置する前記第２のレンズ素子の前記第２の光軸とが略一致するように配置されている
   ことを特徴とするレンズユニット。
2. 前記仮想線は、前記第１のレンズアレイの前記配列方向における中央部に位置している
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記仮想線は、前記第１のレンズアレイの１つの第１のレンズ素子の前記第１の光軸を通る位置、または、前記第１のレンズアレイの前記配列方向に隣り合う２つの第１のレンズ素子の中間部を通る位置に位置している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズユニット。
4. 前記第１のレンズアレイは、前記配列方向における略中央部に、第１の位置決め部を有し、前記第２のレンズアレイは、前記配列方向における略中央部に、第２の位置決め部を有し、
   前記遮光部材は、前記第１の位置決め部に嵌合する第１の嵌合部と、前記第２の位置決め部に嵌合する第２の嵌合部とを有する
   ことを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載のレンズユニット。
5. 前記第１のレンズアレイは、前記遮光部材に対向する側に、第１の係合部を有し、前記第２のレンズアレイは、前記遮光部材に対向する側に、第２の係合部を有し、
   前記遮光部材は、前記第１の係合部が係合する第１の被係合部と、前記第２の係合部が係合する第２の被係合部とを有し、
   前記遮光部材の前記第２の被係合部は、前記第２のレンズアレイが、前記第１のレンズアレイに対して前記仮想線を回転軸として１８０度回転した位置関係にあり、前記第１のレンズアレイの前記略中央部に位置する前記第１のレンズ素子の前記第１の光軸と前記第２のレンズアレイの前記略中央部に位置する前記第２のレンズ素子の前記第２の光軸とが略一致するように配置されている場合に、前記第２の係合部に係合するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のレンズユニット。
6. 前記第１の被係合部と前記第２の被係合部とは、前記配列方向における前記遮光部材の中心に対して互いに反対側に形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
7. 前記遮光部材は、前記第１のレンズアレイを前記回転軸の方向に位置決めする第１のガイド部と、前記第２のレンズアレイを前記回転軸の方向に位置決めする第２のガイド部とを有する
   ことを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載のレンズユニット。
8. 前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイは、互いに同一形状を有する
   ことを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載のレンズユニット。
9. 前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイは、いずれも、樹脂で一体に成形されている
   ことを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載のレンズユニット。
10. 前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイは、いずれも、成形時の金型のゲート位置が、前記配列方向の略中央に位置している
    ことを特徴とする請求項９に記載のレンズユニット。
11. 前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイは、前記複数の第１のレンズ素子のそれぞれの前記第１の光軸と、前記複数の前記第２のレンズ素子のそれぞれの前記第２の光軸とが略一致するように配置されている
    ことを特徴とする請求項１から１０までの何れか１項に記載のレンズユニット。
12. 前記レンズユニットは、複数の光学素子からの光を集光し、または複数の光学素子に光を集光し、
    前記第１のレンズ素子の倍率をｍとし、
    前記光学素子の前記配列方向の大きさをＸＥとすると、
    前記第１のレンズ素子の前記配列方向における配列間隔のずれΔＰが、
    ０＜ΔＰ＜ＸＥ／ｍ
    の範囲にあることを特徴とする請求項１から１１までの何れか１項に記載のレンズユニット。
13. 前記ずれΔＰは、
    ０＜ΔＰ＜３．３
    を満足す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. 前記第１のレンズアレイの前記第１のレンズ素子は、２列に配列され、
    前記第２のレンズアレイの前記第２のレンズ素子は、２列に配列されている
    ことを特徴とする請求項８に記載のレンズユニット。
15. 請求項１から１４までの何れか１項に記載のレンズユニットと、
    前記レンズユニットに対向するように配置された発光素子と
    を備えたことを特徴とする露光装置。
16. 請求項１５に記載の露光装置と、
    前記露光装置に対向するように配置された像担持体と、
    前記露光装置によって像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、
    前記現像部によって現像された像を媒体に転写する転写部と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１から１４までの何れか１項に記載のレンズユニットと、
    前記レンズユニットに対向するように配置された受光素子と
    を備えたことを特徴とする読取ヘッド。
18. 請求項１７に記載の読取ヘッドと、
    前記読取ヘッドに対向する位置で読取対象物を保持する支持台と
    を備えたことを特徴とする画像読取装置。

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