JP2021060441A - レンズアレイユニット、光書込装置、画像形成装置、およびレンズアレイユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズアレイおよび絞り部材が互いに傾きを有して積層された構成において、マイクロレンズおよび絞り開口の光軸が高精度に一致したレンズアレイユニットを提供する。【解決手段】マイクロレンズを二次元配置したレンズアレイ２００、４００と、絞り開口を二次元配置した絞り部材３００とが、所定角度の傾きを有して積層されたレンズアレイユニット２３ｂにおいて、レンズアレイ及び絞り部材は、所定角度で積層された状態で位置決めする際に、検査光Ｈが照射されるアライメントマークＭ２、Ｍ３、Ｍ４を備え、検査光の入射方向の下流側に位置する部材のアライメントマークは、検査光の入射方向の上流側に位置する部材のアライメントマークに対して、検査光が通過する部材の屈折率に対応する量だけずれた位置に設ける。【選択図】図３

Description

本発明は、レンズアレイユニット、光書込装置、画像形成装置、およびレンズアレイユニットの製造方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる発光配列方式の光書込装置は、円筒状の感光体の軸方向（以下、「主走査方向」という）に沿って発光点群と結像光学系とを配列した構成のものである。このような光書込装置は、マイクロレンズが二次元配置されたレンズアレイと絞り開口が二次元配置された絞り部材とを積層したレンズアレイユニットを備える。レンズアレイユニットは、レンズアレイに設けられたマイクロレンズと、絞り部材に設けた絞り開口の光軸を一致させる状態で、レンズアレイおよび絞り部材が積層された状態で位置合わせされている。

このようなレンズアレイユニットの組み立てに関し、下記特許文献１には「第３のレンズアレイ６２１を第１のスペーサー６３上に載せる。このとき、第３のレンズアレイ６２１を、位置合わせするべき位置から少しずらして第１のスペーサー６３上に載せる。…調整用当接部材としての調整用スライダー１１００，１２００，１３００によって、第３のレンズアレイ６２１に形成されたアライメントマークＭ２を、第１のレンズアレイ６１１に形成されたアライメントマークＭ１に合わせる。」と記載されている。

特開２０１１−８８３１２号公報

ところで、レンズアレイユニットの中には、レンズアレイと絞り部材とが、平行ではなく傾きをもって積層された構成のものがある。この場合、レンズアレイと絞り部材との位置合わせを行う場合においては、レンズアレイと絞り部材とを傾きをもって積層した状態で、積層方向から検査光を照射してアライメントマークを観察することになる。このため、検査光の入射方向の奥側に位置する部材のアライメントマークの観察位置は、検査光の屈折により、実際の配置位置との間で乖離する。したがって、アライメントマークを使用してレンズアレイに設けられたレンズと、絞り部材に設けられた絞りの光軸を高精度に一致させることが困難であった。

そこで本発明は、レンズアレイおよび絞り部材が互いに傾きを有して積層された構成において、マイクロレンズおよび絞り開口の光軸が高精度に一致したレンズアレイユニットを提供すること、このレンズアレイユニットを有する光書込装置および画像形成装置を提供すること、さらにこのレンズアレイユニットの製造方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明は、マイクロレンズを二次元配置したレンズアレイと、絞り開口を二次元配置した絞り部材とが、所定角度の傾きを有して積層されたレンズアレイユニットにおいて、前記レンズアレイおよび前記絞り部材は、前記所定角度で積層された状態で位置決めする際に、検査光が照射されるアライメントマークを備え、前記検査光の入射方向の下流側に位置する部材のアライメントマークは、前記検査光の入射方向の上流側に位置する部材のアライメントマークに対して、前記検査光が通過する部材の屈折率に対応する量だけずれた位置に設けられているレンズアレイユニットである。

本発明によれば、レンズアレイおよび絞り部材が互いに傾きを有して積層された構成において、マイクロレンズおよび絞り開口の光軸が高精度に一致したレンズアレイユニットを提供すること、このレンズアレイユニットを有する光書込装置および画像形成装置を提供すること、さらにこのレンズアレイユニットの製造方法を提供することを目的ことができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するための図である。 実施形態に係る光書込装置の構成を示す模式的な断面図である。 実施形態に係る光書込装置の構成を示す模式的な斜視図である。 発光素子基板の平面図である。 発光点群の平面図である。 第１レンズアレイの平面図である。 絞り部材の平面図である。 第２レンズアレイの平面図である。 アライメントマークの配置状態を説明する図である。 レンズアレイユニットの保持構造を示す図である。

≪画像形成装置≫
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するための図である。この図は、以降に説明する実施形態の光書込装置を有する電子写真方式の画像形成装置１を前面（正面）から見た構成図である。図１に示す画像形成装置１は、筐体１０を有し、その内部に、画像形成部２０、転写部３０、定着部４０、用紙供給部５０、および用紙搬送部６０を備えている。これらの各要素の構成は次のようである。

＜画像形成部２０＞
画像形成部２０は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋを有する。各画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋは、それぞれが感光体２１と、感光体２１の周囲に配置された帯電装置２２、光書込装置２３、および現像装置２４を備えている。

このうち各感光体２１は、円筒状のものであって、駆動モーターによって円筒状の軸２１φ（以下、回転軸２１φとする）を中心として回転するものであり、円筒状の側周表面を像担持面２１ａとしている。このような感光体２１は、次に説明する転写部３０の中間転写ベルト３１に当接して配置されている。なお、帯電装置２２、光書込装置２３、および現像装置２４は、感光体２１と転写部３０との当接位置から感光体２１の回転方向下流側に向かって、帯電装置２２、光書込装置２３、および現像装置２４の順に配置されている。

帯電装置２２は、感光体２１の像担持面２１ａをコロナ放電により帯電させるためのものである。

光書込装置２３は、画像データに基づいて、感光体２１の像担持面２１ａにレーザー光を照射して静電潜像を形成する書込部である。画像データは、画像形成装置１に備えられた画像読取部（図示省略）で生成されるデータや、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したデータであることとする。このような光書込装置２３の詳細な構成は、以降の各実施形態において説明する。

現像装置２４は、攪拌して帯電させたトナーを、感光体２１の像担持面２１ａに付着させるためのものである。なお、感光体２１と転写部３０との当接位置と、帯電装置２２の配置箇所との間には、感光体２１の像担持面に当接する状態で、ここでの図示を省略したクリーナーが配置され、感光体２１の像担持面２１ａに残留したトナーを除去する構成となっている。

＜転写部３０＞
転写部３０は、画像形成部２０と並列して配置されている。この転写部３０は、中間転写ベルト３１、一次転写ローラー３２、および一対の二次転写ローラー３３を備えている。

このうち中間転写ベルト３１は、回転する無端ベルトとして構成され、その外周面が像担持面３１ａとなっている。この中間転写ベルト３１は、各感光体２１の回転とは逆方向に回転し、感光体２１の全てに、像担持面３１ａを順次接触させる状態で配置されている。

一次転写ローラー３２は、トナーと反対の極性の電圧が印加され、各感光体２１との間に中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。これにより、感光体２１の像担持面２１ａ上に付着したトナーは、中間転写ベルト３１の像担持面３１ａに転写され、中間転写ベルト３１の像担持面３１ａ上に各色のトナー像が重なり合ったカラー画像が形成される。

一対の二次転写ローラー３３は、中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置され、中間転写ベルト３１の像担持面３１ａ上に形成されたトナー画像を、以降に説明する用紙供給部５０から搬送されたシート状の記録媒体Ｓに転写する。

＜定着部４０＞
定着部４０は、加熱部４１と、この加熱部４１に対向配置された圧着ローラー４２とを備え、二次転写ローラー３３から搬送された記録媒体Ｓをニップし、記録媒体Ｓに転写されたトナー像を記録媒体Ｓに定着させる。

＜用紙供給部５０＞
用紙供給部５０は、記録媒体Ｓを収納するカセット５１と、カセット５１に収納された記録媒体Ｓを１枚ずつカセット５１から送り出す送り出しローラー５２を備え、記録媒体Ｓをカセット５１から用紙搬送部６０に供給する。

＜用紙搬送部６０＞
用紙搬送部６０は、用紙供給部５０から供給された記録媒体Ｓを、所定のルートに沿って搬送するものであって、複数のローラー対６１によって構成されている。このような用紙搬送部６０は、用紙供給部５０から供給された記録媒体Ｓを、二次転写ローラー３３、定着部４０、および筐体１０の外のトレー（図示省略）の順に搬送する。これにより、二次転写ローラー３３においてトナー像が形成された記録媒体Ｓを、定着部４０に搬送してトナー像を記録媒体Ｓに定着させ、トナー像が定着した記録媒体Ｓを筐体の外のトレーに搬送する。

≪光書込装置２３の構成≫
図２は、実施形態に係る光書込装置２３の構成を示す模式的な断面図である。また図３は、実施形態に係る光書込装置２３の構成を示す模式的な斜視図である。これらの図２、図３、および先の図１に示す光書込装置２３は、実施形態のレンズアレイユニットを備えたものあって、発光配列方式のものである。この光書込装置２３は、円筒状の感光体２１の側周面によって構成された像担持面２１ａに対向して配置される。

以下、この光書込装置２３の構成を説明するにあたり、感光体２１の像担持面２１ａに対して光書込装置２３が対向配置された位置において、像担持面２１ａの法線方向であって、感光体２１の回転軸２１φに向かう一つの方向を光の入射方向ｘとする。また、入射方向ｘと垂直をなす方向で、感光体２１の回転軸２１φに沿った方向を主走査方向ｙとする。さらに、入射方向ｘおよび主走査方向ｙに対して垂直をなす方向で、感光体２１の回転方向に沿った方向を、副走査方向ｚとする。

この光書込装置２３は、光の入射方向ｘに沿って、像担持面２１ａから遠い側から順に、発光素子部材１００、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００が配置された構成となっている。これらのうち、発光素子部材１００を除いた、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００によって、レンズアレイユニット２３ｂが構成されている。なお、第２レンズアレイ４００と像担持面２１ａとの間には、ここでの図示は省略した汚れ防止用の透明基板からなるウインドウが設けられている。

これらの発光素子部材１００、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００のそれぞれは、像担持面２１ａに対向して配置され、入射方向ｘに対して所定の傾きを有して配置されている。その傾きは、感光体２１から遠い位置に配置されている部材ほど大きい。

図２に示すように、このうち、発光素子部材１００は、複数の発光点群１０１によって構成された発光素子を有するものである。また第１レンズアレイ２００は、複数の第１レンズ２０１を有するものである。さらに絞り部材３００は、複数の絞り開口３０１を有するものである。また第２レンズアレイ４００は、複数の第２レンズ４０１を有するものである。

これらの部材からなる光書込装置２３は、１つの発光点群１０１の中央から入射方向ｘに沿って延設された光軸［ｘφ］を中心として、第１レンズ２０１と、絞り開口３０１と、第２レンズ４０１とが、１：１：１で配置され、これらによって１つの書込光学系２３ａが構成されている。またこれらの発光点群１０１と、第１レンズ２０１と、絞り開口３０１と、第２レンズ４０１とは、光軸［ｘφ］を一致させて配置されている。

また光書込装置２３は、主走査方向ｙに沿って複数の書込光学系２３ａを配列した複数の書込列［Ｌ］を有する。ここでは一例として、複数の書込光学系２３ａを主走査方向ｙに沿って所定間隔で配列した３列の書込列［Ｌ］を有することとする。

これらの書込列［Ｌ］のうちの１つは、感光体２１の像担持面２１ａに対する法線と、書込光学系２３ａの光軸［ｘφ］とが一致している中央列［Ｌφ］である。また書込列［Ｌ］のうちの、残りの２つは、中央列［Ｌφ］よりも像担持面２１ａの回転方向であって副走査方向ｚの上流側に位置する上流側列［Ｌ−］と、中央列［Ｌφ］よりも像担持面２１ａの回転方向であって副走査方向ｚの下流側に位置する下流側列［Ｌ＋］とである。これらの上流側列［Ｌ−］および下流側列［Ｌ＋］は、中央列［Ｌφ］に対して等間隔で配置されている。

また特に図３に示すように、レンズアレイユニット２３ｂを構成する第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００には、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］が設けられている。アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］は、光書込装置２３を組み立てる際に、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の相対的な位置関係を調整するためのものであって、第１レンズ２０１と、絞り開口３０１と、第２レンズ４０１とは、光軸［ｘφ］を一致させるためのものである。本実施形態においては、これらのアライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］の配置状態が特徴的である。以下、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］の配置状態を説明するに先立ち、光書込装置２３を構成する各部材の詳細を説明する。

［発光素子部材１００］
図４は、発光素子部材１００の平面図である。この図は、図２および図３に示す発光素子部材１００を、感光体２１側から見た図である。図４、図２および図３に示すように、発光素子部材１００は、基板１００ｓの板面に沿って発光点群１０１からなる発光素子を設けたものである。これらの発光点群１０１は、書込列［Ｌ］に沿って設けられている。

図５は、発光点群１０１の平面図である。この図に示すように、各発光点群１０１は、例えば主走査方向ｙに長く、それと垂直な方向に短い矩形形状の領域に複数の発光点１０２を配置した構成となっている。各発光点１０２は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）やＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）によって構成されている。

また全ての発光点群１０１の中心［φ１］は、略同一平面上に存在する。ここで、発光点群１０１の中心［φ１］とは、二次元に配列された発光点１０２のうちの対角上に位置する発光点１０２を通過する２つの線が交わる位置であることとする。また発光点群１０１の中心［φ１］は、ここでは発光点群１０１の発光面にあることとする。

図２に示したように、各発光点群１０１の中心［φ１］が存在する平面１０７と、光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）に垂直な平面１０８とのなす角度［θ１］は、０度ではなく傾きを有している。

このような発光点群１０１が配置された基板１００ｓは、中央列［Ｌφ］、上流側列［Ｌ−］、および下流側列［Ｌ＋］のそれぞれについて発光点群１０１が設けられた基板を備え、これらの基板を光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）方向に重ねた構成のものとなっている。また各基板がそれぞれ独立して保持部に保持された構成であってもよい。

［第１レンズアレイ２００］
図６は、第１レンズアレイ２００の平面図である。この図は、図２および図３に示す第１レンズアレイ２００を発光素子部材１００側から見た図である。図６、図２および図３に示すように、第１レンズアレイ２００は、透明基板２００ｓと、この透明基板２００ｓの板面に沿って配置された複数の第１レンズ２０１と、透明基板２００ｓの一主面側に設けられたアライメントマーク［Ｍ２］とで構成されている。

このうち第１レンズ２０１は、書込列［Ｌ］に沿って設けられている。各第１レンズ２０１は、両側凸のマイクロレンズであって、透明基板２００ｓを構成するガラス基板と、ガラス基板上に設けられた樹脂レンズ部分とからなる。透明基板２００ｓは、ガラス基板と樹脂膜とで構成されていてもよい。このように、第１レンズアレイ２００を、ガラス基板と、樹脂材料とによって構成したことにより、環境変化が生じた場合、線膨張による第１レンズアレイ２００の変形はガラス基板の線膨張係数に依存することになる。ガラスの線膨張係数は樹脂の線膨張係数に比べて１桁程度小さいので、第１レンズアレイ２００の変形が抑制される。これによって、環境変化時の各第１レンズ２０１間の位置ズレを抑制することが可能となる。

また各第１レンズ２０１は、それぞれの芯厚が、レンズの平面的な中心に存在し、入射方向ｘに平行でかつ同一の大きさを有する。また全ての第１レンズ２０１の芯厚の中心［φ２］が、同一平面上に配置されている。芯厚の中心［φ２］が配置された平面２０７と、光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）に垂直な平面２０８とのなす角度［θ２］は、角度［θ２］＜［θ１］の範囲で傾きを有する。

またアライメントマーク［Ｍ２］は、透明基板２００ｓの発光素子部材１００側の面において、第１レンズ２０１が配置されていない領域に設けられている。第１レンズ２０１が設けられていない領域にアライメントマーク［Ｍ２］を設けることにより、各第１レンズ２０１とアライメントマーク［Ｍ２］との相対位置精度は、第１レンズアレイ２００を形成する際の金型の精度で管理することが可能になり、相対位置精度の向上が図られる。このようなアライメントマーク［Ｍ２］は、第１レンズ２０１を構成する樹脂材料からなるものであってよい。

またアライメントマーク［Ｍ２］は、光軸［ｘφ］周りの回転位置ズレを抑制するために、すなわち透明基板２００ｓの面内における回転方向の位置合わせを可能とするため、透明基板２００ｓの複数個所に設けられてよい。

この場合、複数のアライメントマーク［Ｍ２］は、できるだけ離れた位置に配置されることが好ましく、例えば透明基板２００ｓの長手方向の両側に配置されていることとする。これにより、光軸［ｘφ］周りの回転位置ズレの抑制精度を向上させることができる。つまり、絞り部材３００および第２レンズアレイ４００のアライメントマーク［Ｍ３］，［Ｍ４］との位置合わせに誤差があったとしても、複数のアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ２］間のスパンが長いので、回転誤差に換算すると小さくなるのである。

以上のようなアライメントマーク［Ｍ２］の配置位置は、一例として、中央列［Ｌφ］に配置された第１レンズ２０１の中心［φ２］を結ぶ中心線［Ｏ２］上で、走査方向ｙの所定位置に設けられていることとする。アライメントマーク［Ｍ２］の走査方向ｙの位置は、各第１レンズ２０１の中心［φ２］を基準とした所定位置であってよく、例えば中心線［Ｏ２］上の第１レンズ２０１の中心［φ２］から所定間隔［ｗ］だけ離れた位置であることとする。ここで、第１レンズ２０１の中心［φ２］は、芯厚の中心であって、また平面的な中心にも一致する。

このようなアライメントマーク［Ｍ２］は、例えば主走査方向ｙ、およびこれに垂直な方向に対して位置合わせが可能で、さらにこれらの方向によって構成される平面での回転角度の合わせが可能な形状を備えていることが好ましい。図示した例では、主走査方向ｙとこれに垂直な方向に延設されたクロス形状としている。

［絞り部材３００］
図７は、絞り部材３００の平面図である。この図は、図２および図３に示す絞り部材３００を、第１レンズアレイ２００側から見た図である。絞り部材３００は、透明基板３００ｓと、透明基板３００ｓ上に設けられた遮光膜３０１ｓと、透明基板３００ｓの一主面側に設けられたアライメントマーク［Ｍ３］とで構成されている。

このうち遮光膜３０１ｓは、透明基板３００ｓにおいて、例えば第１レンズアレイ２００側に向かう面に設けられている。この遮光膜３０１ｓには、複数の開口が絞り開口３０１として形成されている。

絞り開口３０１は、書込列［Ｌ］に沿って設けられている。各絞り開口３０１は、例えばその中心［φ３］が透明基板３００ｓの表面であって、略同一平面上に存在する。絞り開口３０１の中心［φ３］が存在する平面３０７と、光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）に垂直な平面３０８とのなす角度［θ３］は、角度［θ３］＜［θ２］の範囲で傾きを有する。

またアライメントマーク［Ｍ３］は、例えば遮光膜３０１ｓを構成する遮光膜材料によって形成されたのであって透明基板３００ｓにおいて、第１レンズアレイ２００側に向かう面に設けられている。このようなアライメントマーク［Ｍ３］は、絞り開口３０１が形成された遮光膜３０１ｓに対して独立して配置されている。

またアライメントマーク［Ｍ３］は、第１レンズアレイ２００が有するアライメントマーク［Ｍ２］に対応する位置に設けられていることとする。ここでは一例として、中央列［Ｌφ］に配置された絞り開口３０１の中心［φ３］を結ぶ中心線［Ｏ３］から、所定のズレ量だけずれた位置で、走査方向ｙの所定位置に設けられていることとする。このズレ量は、次のアライメントマークの配置状態において詳細に説明する。またアライメントマーク［Ｍ３］の走査方向ｙの位置は、各絞り開口３０１の中心［φ３］を基準とした所定位置であってよく、第１レンズ２０１の中心［φ２］に対するアライメントマーク［Ｍ２］の関係と同一であることとする。この場合、例えば中心線［Ｏ３］上の絞り開口３０１の中心［φ３］から所定間隔［ｗ］だけ離れた位置であることとする。

このようなアライメントマーク［Ｍ３］は、例えば主走査方向ｙ、およびこれに垂直な方向に対して位置合わせが可能で、さらにこれらの方向によって構成される平面での回転角度の合わせが可能な形状を備えていることとする。図示した例では、主走査方向ｙとこれに垂直な方向に延設されたクロス形状としている。

［第２レンズアレイ４００］
図８は、第２レンズアレイ４００の平面図である。この図は、図２および図３に示す第２レンズアレイ４００を絞り部材３００側から見た図である。図８、図２および図３に示すように、第２レンズアレイ４００は、透明基板４００ｓと、この透明基板４００ｓの板面に沿って配置された複数の第２レンズ４０１と、透明基板４００ｓの一主面側に設けられたアライメントマーク［Ｍ４］とで構成されている。

このうち第２レンズ４０１は、書込列［Ｌ］に沿って設けられている。各第２レンズ４０１は、両側凸のマイクロレンズであって、第１レンズ２０１と同様に、透明基板４００ｓを構成するガラス基板と、ガラス基板上に設けられた樹脂レンズ部分とからなる。

また各第２レンズ４０１は、それぞれの芯厚が、レンズの平面的な中心に存在し、入射方向ｘに平行でかつ同一の大きさを有する。また全ての第２レンズ４０１の芯厚の中心［φ４］が、同一平面上に配置されている。芯厚の中心［φ４］が配置された平面４０７と、光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）に垂直な平面４０８とのなす角度［θ４］は、角度［θ４］＜［θ３］の範囲で傾きを有する。

またアライメントマーク［Ｍ４］は、透明基板４００ｓの絞り部材３００側に向かう面において、第２レンズ４０１が配置されていない領域であって、第１レンズアレイ２００が有するアライメントマーク［Ｍ２］および絞り部材３００が有するアライメントマーク［Ｍ３］に対応する位置に設けられていることとする。このようなアライメントマーク［Ｍ４］は、第２レンズ４０１を構成する樹脂材料からなるものであってよい。

以上のようなアライメントマーク［Ｍ４］の配置位置は、一例として、中央列［Ｌφ］に配置された第２レンズ４０１の中心［φ４］を結ぶ中心線［Ｏ４］から、所定のズレ量だけずれた位置で、走査方向ｙの所定位置に設けられていることとする。このズレ量は、次のアライメントマークの配置状態において詳細に説明する。アライメントマーク［Ｍ４］の走査方向ｙの位置は、各第２レンズ４０１の中心［φ４］を基準とした位置であってよく、第１レンズ２０１の中心［φ２］に対するアライメントマーク［Ｍ２］の関係と同一であることとする。この場合、例えば中心線［Ｏ４］上の第２レンズ４０１の中心［φ４］から所定間隔［ｗ］だけ離れた位置であることとする。

このようなアライメントマーク［Ｍ４］は、例えば主走査方向ｙ、およびこれに垂直な方向に対して位置合わせが可能で、さらにこれらの方向によって構成される平面での回転角度の合わせが可能な形状を備えていることとする。図示した例では、主走査方向ｙとこれに垂直な方向に延設されたクロス形状としている。

［アライメントマークの配置状態］
次に、上述した第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００に設けられたアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］，［Ｍ４］の配置状体の詳細を説明する。

ここで図３に示すように、レンズアレイユニット２３ｂの組み立てにおいては、それぞれ所定角度に傾けた第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を、所定間隔で積層する。この状態で、例えば第１レンズアレイ２００側から、アライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］，［Ｍ４］に対して検査光Ｈを照射する。そして、アライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］，［Ｍ４］が、所定状態で重なるように、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の位置合わせが実施される。なお、検査光Ｈは、例えば光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）と平行に入射されることとする。

この際、検査光Ｈは、互いに傾いた状態で配置された透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓに対して照射されるため、全ての透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓに対する照射角度が９０度にはならない。したがって検査光Ｈは、透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓに入射した際に屈折し、透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓを通過した際に、光路にズレが生じる。

そこで、検査光Ｈの入射方向の上流側から２枚目以降の透明基板３００ｓ，４００ｓに設けられるアライメントマーク［Ｍ３］，［Ｍ４］の形成位置を、検査光Ｈの光路のズレ量を考慮した位置にずらす。

図９は、アライメントマークの配置状態を説明する図である。この図は、検査光Ｈの入射方向の上流側に位置する透明基板２００ｓ上のアライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ）］に対して、下流側に位置する透明基板３００ｓ上のアライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ＋１）］のズレ量［ｄ（ｍ＋１）］を説明する図である。

図９に示すように、検査光Ｈの入射方向の上流側に位置する透明基板２００ｓの板厚［ｔ（ｍ）］、入射角［θ（ｍ）］、屈折角［θ’（ｍ）］とし、検査光Ｈの入射方向の下流側に位置する透明基板３００ｓに対する検査光Ｈの入射角［θ（ｍ＋１）］とした場合、ズレ量［ｄ（ｍ＋１）］は、下記式（１）のように表される。

この式（１）は、スネルの法則に基づき、次の式（２）〜式（６）の手順で導かれる。すなわち、図９に示す検査光Ｈの入射方向の上流側の透明基板２００ｓの各部の寸法［ｈ０（ｍ）］，［ｈ１（ｍ）］，［ｈ２（ｍ）］は、下記式（２）〜（４）の通りに導かれる。

次に、上記の各部の寸法［ｈ０（ｍ）］，［ｈ１（ｍ）］，［ｈ２（ｍ）］に基づいて、透明基板２００ｓを通過した後の検査光の光路のずれ量［ｄ（ｍ）］が、下記式（５）の通りに導かれる。

次に、上記の検査光の光路のずれ量［ｄ（ｍ）］に基づいて、アライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ＋１）］のズレ量［ｄ（ｍ＋１）］が、下記式（６）の通りに導かれ、この式（６）に式（５）を代入することにより、先の式（１）が導かれる。

なお、以上は、検査光Ｈの入射方向の上流側を絞り部材３００の透明基板３００ｓとし、検査光Ｈの入射方向の下流側を第２レンズアレイ４００の透明基板４００ｓとした場合であっても同様に適用される。また以上においては、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００に設けられたアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］，［Ｍ４］が、同一方向に配置された場合を説明したが、これに限定されることはない。この場合であってもスネルの法則に基づき、検査光Ｈが通過する部材の屈折率を考慮した所定のずれ量だけアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］，［Ｍ４］をずらせばよい。

［レンズアレイユニット２３ｂの保持構造］
図１０は、レンズアレイユニット２３ｂの保持構造を示す図であって、保持構造の第１例（Ａ）〜第３例（Ｃ）を示す。

第１例（Ａ）に示すように、レンズアレイユニット２３ｂを構成する第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００は、スペーサー７１を介して積層されている。各スペーサー７１は、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を、所定の配置間隔および角度に保持するためのものである。このような各スペーサー７１は、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の終端縁に配置され、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および絞り部材３００に向かう座面が、所定の角度に成形されたものであることとする。

このようなスペーサー７１であれば、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の相互の配置間隔および配置角度を保った状態で、これらの配置位置を相互に調整することができる。これらの配置関係は、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の板面に沿った配置であって、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］を用いて、以降に説明するように位置合わせされる。

第２例（Ｂ）に示すように、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を所定の角度に保持するためのスペーサー７２は、一体に形成されたものであってもよい。この場合、スペーサー７２は、積層方向の中間に配置される絞り部材３００の終端縁に当接される構成であってよい。これにより、絞り部材３００の配置位置を基準にして、絞り部材３００に対して、第１レンズアレイ２００および第２レンズアレイ４００の配置位置が調整される。これらの配置関係は、アライメントマークを用いて調整される。

第３例（Ｃ）に示すように、第１レンズアレイ２００と絞り部材３００との間、および絞り部材３００と第２レンズアレイ４００との間に配置されるスペーサー７３は、これらの部材に向かう座面が平行であってもよい。この場合、スペーサー７３と、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００との間には、これらの配置角度を所定状態に保つための角度調整部材７４を挟持させる。このような構成であれば、スペーサー７３含めて積層した状態で、アライメントマークを用いた配置位置を調整でき、作業性の向上が図られる。

［レンズアレイユニット２３ｂの製造方法］
次に、各図を参照し、以上のように構成されたレンズアレイユニット２３ｂの製造方法を説明する。まず図２および図３を参照し、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］が形成された面が、上述した所定の方向を向くように第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を配置する。そして、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を、所定角度で積層させる。この際、例えば図１０の第１例（Ａ）に示すように、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００間に、例えばスペーサー７１を挟持させる。また、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００のアライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］が重なるように、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の向きを調整する。

この状態で、例えば第１レンズアレイ２００側から、第１レンズ２０１、絞り開口３０１、および第２レンズ４０１の光軸［ｘφ］に沿って検査光Ｈを照射する。この検査光Ｈは、第１レンズアレイ２００側に配置したカメラからの検査光であって、焦点をずらしながら、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］の形成位置を確認する。そして、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］が重なるように、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の配置位置を調整する。これにより、スペーサー７１によって、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の配置間隔および配置角度を保った状態で、これらの配置位置を相互に調整し、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の位置決めを実施する。

＜実施形態の効果＞
以上説明した実施形態の構成では、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００が互いに傾きを有して積層された構成において、各アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］が、検査光Ｈの屈折率に合わせた分だけずらして配置されている。これにより、アライメントマーク［Ｍ２］、［Ｍ３］、［Ｍ４］が一致するように第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の位置調整を行うことで、これらの部材の相対的な位置精度の向上を図ることが可能になる。この結果、第１レンズ２０１、絞り開口３０１、および第２レンズ４０１の光軸は、高精度に一致したものとなる。

またこのように第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００の相対的な位置精度の高いレンズアレイユニット２３ｂを用いた光書込装置２３は、画像品質の高い光学書き込みが可能なものとなる。さらにこの光書込装置２３を用いた画像形成装置１は、画像品質の高い画像形成が可能なものとなる。

≪光書込装置２３の具体例≫
次に、図２を参照し、上述した光書込装置２３の具体例を説明する。下記表１は、第２実施形の光書込装置２３における中央列［Ｌφ］の書込光学系２３ａφの座標データである。また下記表２は、第２実施形の光書込装置２３における上流側列［Ｌ−］の書込光学系２３ａ−の座標データである。さらに下記表３は、第２実施形の光書込装置２３における下流側列［Ｌ＋］の書込光学系２３ａ＋の座標データである。

下記表１〜表３において示す座標データは、中央列［Ｌφ］に設けられた発光点群１０１の中心［φ１］を、入射方向ｘ＝０、主走査方向ｙ＝０、副走査方向ｚ＝０とした座標データである。第１レンズ２０１の入射面および射出面、絞り開口３０１、および第２レンズ４０１の入射面および射出面については、それぞれの中心の値を示している。また、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を構成する各透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓについては、中央列［Ｌφ］の書込光学系２３ａφにおける入射面側の中心座標を共通で用いた。これらの透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓの射出面の座標は、入射面側の中心座標においての入射面に対する法線方向の座標を示した。発光素子部材１００の基板１００ｓは、中央列［Ｌφ］、上流側列［Ｌ−］、および下流側列［Ｌ＋］のそれぞれについて発光点群１０１が設けられた基板を重ねた構成であるため、座標もそれぞれ示している。

さらに感光体２１の座標データは、感光体２１の像担持面２１ａにおける像点［Ｐφ］，［Ｐ−］，［Ｐ＋］においての座標データである。この感光体２１は、半径２５ｍｍの円筒形（円筒状）のものである。

表１〜表３に示されるように書込光学系２３ａφ，２３ａ−，２３ａ＋のいずれも、第１レンズ２０１の入射面２０２および射出面２０３、絞り開口３０１、第２レンズ４０１の入射面４０２および射出面４０３の主走査方向ｙおよび副走査方向ｚの値が同一であり、これらが入射方向ｘに沿って一直線上に配置されていることがわかる。

また、第１レンズ２０１、絞り開口３０１、第２レンズ４０１、およびこれらを設けた基板の、光軸［ｘφ］（入射方向ｘ）に垂直な平面とのなす角度は０度ではなく傾きを有している。また感光体２１は、円筒状である。このため、表１〜表３の像担持面２１ａの座標を比較すると、入射方向ｘについては、中央列［Ｌφ］の書込光学系２３ａφの方が、上流側列［Ｌ−］の書込光学系２３ａ−および下流側列［Ｌ＋］の書込光学系２３ａ＋よりも小さくなっている。また像担持面２１ａの角度は、中央列［Ｌφ］の書込光学系２３ａφでは０度であり、流側列［Ｌ−］の書込光学系２３ａ−および下流側列［Ｌ＋］の書込光学系２３ａ＋では斜めになっている。

下記表４（１）〜（４）には、中央列［Ｌφ］の書込光学系２３ａφを構成する第１レンズ２０１φと第２レンズ４０１φの非球面係数を示す。また下記表５（１）〜（４）には、上流側列［Ｌ−］の書込光学系２３ａ−を構成する第１レンズ２０１−と第２レンズ４０１−の非球面係数を示す。さらに下記表６（１）〜（４）には、下流側列［Ｌ＋］の書込光学系２３ａ＋を構成する第１レンズ２０１＋と第２レンズ４０１＋の非球面係数を示す。

ここで示した第１レンズ２０１と第２レンズ４０１の面形状は軸対称非球面であり、球面項はなく、形状式は下記式（７）の通りである。

軸対称非球面において、近軸曲率＝２×［２次の非球面係数］で表現される。表４〜表６において、２次の非球面係数はｉ＝２の非球面係数である。なお、第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００を構成する各透明基板２００ｓ，３００ｓ，４００ｓは、屈折率１．５１４５（波長６５０ｎｍ）のガラス基板である。また、第１レンズ２０１および第２レンズ４０１は、ガラス基板の両側主面上に、屈折率１．５２８５（波長６５０ｎｍ）の樹脂からなる凸状レンズ部を設けた構成である。また、これらの第１レンズ２０１および第２レンズ４０１用いて構成された各書込光学系２３ａの結像倍率は、何れも［−１］倍である。

≪アライメントマークの配置状態の具体例≫
次に、図２、図３、および図９を参照し、上述したアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］、［Ｍ４］の配置状態の具体例を説明する。ここでは、所定角度で積層させた第１レンズアレイ２００、絞り部材３００、および第２レンズアレイ４００のアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］、［Ｍ４］に対して、第１レンズアレイ２００側から、検査光Ｈを照射してこれらの位置合わせを行う場合を想定している。検査光Ｈは、波長６５０ｎｍであって、光軸［ｘφ］と並行に照射する。

先ず、第１レンズアレイ２００と、絞り部材３００の透明基板２００ｓ，３００ｓに設けるアライメントマーク［Ｍ２］，［Ｍ３］について着目する。検査光Ｈに対して上流側に配置された透明基板２００ｓの板厚［ｔ（ｍ）］＝０．７、透明基板２００ｓに対する検査光Ｈの入射角［θ（ｍ）］＝−１２．６７５、下流側の透明基板３００ｓに対する検査光Ｈの入射角［θ（ｍ＋１）］＝−８．５３１とした。なお、透明基板２００ｓは、波長６５０ｎｍの検査光Ｈに対する屈折率［ｎ］＝１．５１４５である。

これらの値を上記式（１）に当てはめると、上流側に位置する透明基板２００ｓ上のアライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ）］に対する、下流側に位置する透明基板３００ｓ上のアライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ＋１）］のズレ量［ｄ（ｍ＋１）］＝−０．０５４となる。

次に、絞り部材３００と第２レンズアレイ４００の透明基板３００ｓ，４００ｓに設けるアライメントマーク［Ｍ３］，［Ｍ４］について着目する。検査光Ｈに対して上流側に配置された透明基板３００ｓの板厚［ｔ（ｍ）］＝０．７、透明基板３００ｓに対する検査光Ｈの入射角［θ（ｍ）］＝−８．５３１、下流側の透明基板４００ｓに対する検査光Ｈの入射角［θ（ｍ＋１）］＝−４．２９５とした。なお、透明基板３００ｓは、波長６５０ｎｍの検査光Ｈに対する屈折率［ｎ］＝１．５１４５である。また、屈折率［ｎ］＝１．５１４５である。

これらの値を上記式（１）に当てはめると、上流側に位置する透明基板３００ｓ上のアライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ）］に対する、下流側に位置する透明基板４００ｓ上のアライメントマーク形成位置［Ｐ（ｍ＋１）］のズレ量［ｄ（ｍ＋１）］＝−０．０３６となる。

１…画像形成装置
２１…感光体
２３ａ…書込光学系
２３ｂ…レンズアレイユニット
７１，７２，７３…スペーサー
２００…第１レンズアレイ
２００ｓ…透明基板
２０１…第１レンズ
３００…絞り部材
３００ｓ…透明基板
３０１…絞り開口
３０１ｓ…遮光膜
４００…第２レンズアレイ
４００ｓ…透明基板
４０１…第２レンズ
［Ｍ１］，［Ｍ２］，［Ｍ３］…アライメントマーク

Claims (12)

1. マイクロレンズを二次元配置したレンズアレイと、絞り開口を二次元配置した絞り部材とが、所定角度の傾きを有して積層されたレンズアレイユニットにおいて、
   前記レンズアレイおよび前記絞り部材は、前記所定角度で積層された状態で位置決めする際に、検査光が照射されるアライメントマークを備え、
   前記検査光の入射方向の下流側に位置する部材のアライメントマークは、前記検査光の入射方向の上流側に位置する部材のアライメントマークに対して、前記検査光が通過する部材の屈折率に対応する量だけずれた位置に設けられている
   レンズアレイユニット。
2. 前記レンズアレイは、透明基板と、前記透明基板に設けられた前記複数のマイクロレンズと、前記透明基板において前記マイクロレンズが設けられていない領域に配置された前記アライメントマークとを備え、
   前記絞り部材は、透明基板と、前記複数の絞り開口が形成された遮光膜と、前記透明基板において前記遮光膜で覆われていない領域に配置された前記アライメントマークとを備えた
   請求項１に記載のレンズアレイユニット。
3. 前記レンズアレイは、ガラス基板と、前記ガラス基板上に設けられた樹脂レンズ部分とからなる
   請求項２に記載のレンズアレイユニット。
4. 前記レンズアレイおよび前記絞り部材は、それぞれ複数のアライメントマークを備える
   請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のレンズアレイユニット。
5. 前記レンズアレイおよび前記絞り部材は、平面視的な長手方向の両端側に前記アライメントマークを備える
   請求項４に記載のレンズアレイユニット。
6. ２つの前記レンズアレイの間に、前記絞り部材が配置された
   請求項１〜５のうちの何れか１項に記載のレンズアレイユニット。
7. 前記レンズアレイおよび前記絞り部材のうち、前記検査光の入射方向の上流側からｍ番目に配置される部材において、前記アライメントマークが配置された領域の厚さを［ｔ（ｍ）］、検査光の入射角を［θ（ｍ）］、検査光の屈折角を［θ’（ｍ）］とし、
   前記検査光の入射方向の上流側からｍ＋１番目に配置される部材において、検査光の入射角を［θ（ｍ＋１）］とした場合、
   前記検査光の入射方向の上流側に位置する部材のアライメントマークに対する、前記検査光の入射方向の下流側に位置する部材のアライメントマークのずれ量［ｄ（ｍ+１）］は、下記式（１）で表される
   請求項１〜６のうちの何れか１項に記載のレンズアレイユニット。
   

   
8. 前記レンズアレイおよび前記絞り部材の間にスペーサーが挟持された
   請求項１〜７のうちの何れか１項に記載のレンズアレイユニット。
9. 請求項１〜８のうちの何れか１項の記載のレンズアレイユニットと、
   発光素子を二次元配置した発光素子部材とを備え、
   前記レンズアレイユニットの前記各マイクロレンズと前記各絞り開口とが、前記各発光素子で発光させた光の光軸に沿って配列された
   光書込装置。
10. 前記発光素子部材は、前記レンズアレイおよび前記絞り部材に対して、所定角度の傾きを有して積層された
    請求項９に記載の光書込装置。
11. 請求項９または１０に記載の光書込装置と、
    円筒状の感光体の側周面からなる像担持面を有し、前記像担持面に対して前記光書込装置からの光書き込みが行われる感光体とを備えた
    画像形成装置。
12. 請求項１〜８のうちの何れか１項に記載のレンズアレイユニットの製造方法であって、
    前記アライメントマークを備えた前記レンズアレイおよび前記絞り部材を所定角度で積層し、積層方向の何れか一方から焦点をずらしながら検査光を照射することにより、前記レンズアレイおよび前記絞り部材に設けられたアライメントマークの位置を確認し、
    前記レンズアレイおよび前記絞り部材に設けられた前記アライメントマークが所定状態で重なるように、前記レンズアレイおよび前記絞り部材の位置決めを行う
    レンズアレイユニットの製造方法。

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