JP7135423B2 - Microlens array, optical writing device and image forming device - Google Patents
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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 caused by distortion of the 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。 2. Description of the Related Art Some electrophotographic image forming apparatuses use a line optical type optical writing device as an optical writing device for forming an electrostatic latent image on a photoreceptor. A line optical type optical writing device uses a microlens array to form an image of light emitted from a large number of light emitting elements on a photoreceptor.
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, for example, formed by forming a large number of resin lenses on a glass substrate. Since the resin lens shrinks when it is cured, the position of the resin lens may change if the glass substrate warps due to this shrinkage. As a result, the imaging state on the photoreceptor changes, and the image quality may deteriorate.
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。 To address such a problem, for example, with respect to the out-of-plane warpage of the glass substrate, a technique has been proposed in which resin lenses having the same shape are formed on both sides of the glass substrate (see, for example, Patent Document 1). With this arrangement, the shrinkage force of the resin acting on the glass substrate is the same on both sides of the glass substrate, so 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)。 In addition, with respect to warping in the in-plane direction of the glass substrate, when the number of resin lenses is sufficiently large, warping can be suppressed by randomly changing the shape of the resin lenses (for example, see 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 an optical writing device in which light-emitting elements are periodically arranged two-dimensionally in a plan view from the optical axis direction of the microlens array, the distance from the light-emitting elements to the photosensitive member may differ among the light-emitting elements. For example, if a plurality of light-emitting element rows extending in the main scanning direction are arranged side by side in the sub-scanning direction and the distances from the light-emitting element to the photoreceptor are different between the light-emitting element rows, If 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, while the resin lenses belonging to different resin lens rows have the same shape. It is necessary to make the shapes of the resin lenses belonging to each other different.
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, it is not possible to make all the resin lenses have the same shape, and it is not possible to change the shape of the resin lenses at random. 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 the glass substrate warps in the in-plane direction, the positional relationship between the resin lenses changes, which causes variations in the positional relationship between the light emitting elements and the resin lenses corresponding to the light emitting elements. end up If there is periodicity in the change in the shape of the resin lens, the periodicity also appears in the density change due to the variation in the imaging performance, making it easier to visually recognize, which inevitably lowers the image quality.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems described above, and provides a microlens array, an optical writing device, and an image forming apparatus that can suppress image degradation caused by 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、前記ガラス基板の第1基板面上において、同一形状の複数の第1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るとともに前記ガラス基板の第2基板面上において、複数の第2樹脂レンズがそれぞれ前記第1樹脂レンズに対応する位置に配設されたレンズ光学系と、前記第1樹脂レンズと一体成形され、当該第1樹脂レンズと前記ガラス基板との間に挟まれた第1樹脂層と、前記第2樹脂レンズと一体成形され、当該第2樹脂レンズと前記ガラス基板との間に挟まれた第2樹脂層と、を備え、前記複数の樹脂レンズ列に属する第1樹脂レンズは、レンズ形状域の大きさが前記第2の方向で異なり、樹脂体積が異なる第1樹脂レンズどうしで、第1樹脂レンズと第1樹脂層とを合わせた樹脂体積の差を小さくなるように、前記第1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第1樹脂レンズと前記ガラス基板との間に介在する第1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 comprises a glass substrate, and a plurality of first resin lenses having the same shape are arranged along a first direction on a first substrate surface of the glass substrate. A plurality of resin lens rows are arranged in parallel in a second direction different from the first direction, and a plurality of second resin lenses are arranged on the second substrate surface of the glass substrate, respectively. a first resin layer integrally molded with the first resin lens and sandwiched between the first resin lens and the glass substrate; and the second resin a second resin layer molded integrally with a lens and sandwiched between the second resin lens and the glass substrate, wherein the first resin lens belonging to the plurality of resin lens rows has a large lens shape area The thickness of the first resin lens is different in the second direction and the resin volume is different between the first resin lenses. A resin lens row having a larger lens shape area has a thinner first resin layer interposed between the first resin lens belonging to the resin lens row and the glass substrate.
この場合において、前記第1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第1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, it is desirable that the height from the substrate surface of the glass substrate to the top of the first resin lens is the same regardless of the shape of the first resin lens.
更に、前記第1樹脂レンズは、その形状に関わらず、任意の2つの第1樹脂レンズどうしで、各第1樹脂レンズの光軸を通過して第1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、各第1樹脂レンズのレンズ形状域がφ1、φ2であり、各第1樹脂レンズが占有する第1樹脂層の面積がS1、S2であり、当該第1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。 Furthermore, regardless of the shape of the first resin lens, any two of the first resin lenses may be arranged from the interface of the lens portion that passes through the optical axis of each first resin lens and is in contact with the first resin layer. The distances to the vertex of the lens optical surface are L1 and L2, respectively, the lens shape areas of the first resin lenses are φ1 and φ2, and the areas of the first resin layer occupied by the first resin lenses are S1 and S2. When the thicknesses of the first resin layer are T1 and T2, it is desirable that the following relational expressions are satisfied but equal.
また、前記第1基板面上に配設された第1樹脂レンズ及び第1樹脂層の体積の総和が、前記第2基板面上に配設された第2樹脂レンズ及び第2樹脂層の体積の総和に等しくてもよい。 Further , the total volume of the first resin lens and the first resin layer provided on the first substrate surface is equal to the second resin lens and the second resin layer provided on the second substrate surface. It may be equal to the total volume of the resin layers.
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第1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第1樹脂レンズまでの距離は、当該第1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 in which a light emitting point group including a plurality of light emitting points is arranged at each position corresponding to the first resin lens in plan view. and a substrate, wherein the distance from the light emitting point group to the first resin lens corresponding to the light emitting point group is different for each shape of the first 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第1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 may be composed of a plurality of unit substrates, and the light emitting point groups corresponding to the first resin lenses having different shapes may be arranged on different unit substrates.
また、前記発光点はOLEDであってもよい。 Also, 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。 Further, an image forming apparatus according to the present invention is characterized by comprising 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 manner, since the resin layer is thinner as the resin lens row has a larger lens shape area, the distortion of the microlens array can be suppressed by making the resin volume distribution uniform on the substrate surface of the glass substrate. can be done.
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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a microlens array, an optical writing device, 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 an 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。
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, it differs greatly from other light emitting methods such as LED in that the beam diameter at the imaging point is determined by the light emitting area×optical magnification. In OLED-PH, even if the optical magnification must be changed for each light-emitting point due to different conjugate lengths, the beam diameter is made uniform by optimizing the light-emitting area and shape according to the optical magnification. 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。 In addition, when the light emitting units having a large area are arranged in an array, the light source substrate tends to be large. By increasing the mounting area of the circuit components, the substrate area of the light source substrate in 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)。
Two rollers forming 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 carrying the color toner image 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 this 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, all light emitting points are arranged on the same plane, but due to wiring restrictions on the light emitting substrate, manufacturing restrictions, spatial restrictions when arranging the light emitting substrate, etc., all the light emitting points are placed on the same plane. If it is not suitable to dispose them inside, it is effective to distribute the light emitting points on 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。
Further, 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。
Therefore, 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-emitting points are grouped for each level of conjugate length and the light-emitting points are mounted on different unit substrates for each group as in the present embodiment, the adjustment value is individually set for each level of conjugate length. Therefore, each level of imaging performance can be optimized without sacrificing other levels of imaging performance. Such a configuration is not limited to the case where the number of unit substrates is three. It is also effective for adjusting the error of the shift component, which is the displacement, and the 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, not only the conjugate length but also the shift component and tilt component errors 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 point area, and a large number of OLEDs are arranged in an array. On the other hand, by arranging circuits such as wiring other than the OLED at the overlapping portions of the plurality of
[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。
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。
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。
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。
In this manner, a plurality of
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501b、501d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501a、501c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。
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。
Further, when the resin lenses are formed only on one substrate surface of the
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 that occurs on one side of the resin-glass layer acts in a direction that cancels out the difference in linear expansion that occurs in the glass-resin layer on the opposite side. can be done. In particular, in the present embodiment, the total resin volume is the same between
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。
The volume of the resin lens is determined by the square of the cross-sectional area of the cross section containing the optical axis, and the cross-sectional area is proportional to the product of the core thickness L and the lens shape area φ. 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 total 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 dimensions of resin lenses and resin layers according to the present embodiment. The height of the lens surface is the height from the main surface of the
[4] Modifications Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is of course not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(4-1) In the above-described embodiment, the resin lens and the resin layer corresponding to the resin lens have the same resin volume as an example, but the present invention is limited to this. Needless to say, the following may be done in addition 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 larger the resin volume of the resin lens, the smaller the resin volume of the resin layer corresponding to the resin lens. In such a microlens array, there are resin lenses with a lens shape area φ1 and resin lenses with a lens shape area φ2.
φ1 > φ2 (3)
Then, the thickness T1 of the resin layer corresponding to the resin lens having the lens shape area φ1 and the thickness T2 of the resin layer corresponding to the resin lens having the lens shape area φ2 are
T1<T2 (4)
It becomes a relationship like
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。 By doing so, it is possible to reduce the difference in the resin volume, which is the sum of the resin lens and the resin layer, between the resin lenses having different resin volumes. Therefore, since the difference in shrinkage force and expansion force of the resin caused by the difference in resin volume is reduced, the amount of cooling shrinkage after injection molding and the amount of expansion when heat is applied can be reduced at any point 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 total resin volume between the resin lens and the resin layer, the higher the effect of suppressing the in-plane distortion of the microlens array. Therefore, it is sufficient to make the difference in resin volume small to such an extent that deterioration in image quality caused by distortion of the microlens array cannot be visually recognized.
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 area 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 area φ, and a microscope or the like is used to measure the lens shape area φ. can be measured by optical observation. Further, when the boundary between the resin lens and the resin layer is polygonal, the polygon is approximated by a circle, and the lens shape area φ can be obtained by measuring the diameter of the approximated 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 precision by cutting the microlens array and optically observing the cross section of the microlens array using a microscope or the like. As a method for measuring the thickness T of the resin layer without destroying the microlens array, there is thickness measurement using a white light 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。
By measuring the lens shape area φ of the resin lens and the thickness T of the resin layer using the above method, it is confirmed whether the measured values satisfy the relationships 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 the resin lens and the resin layer by injection molding using a mold, the core block is fitted into the mold to form the optical surface of the resin lens. By adjusting the position of this 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 the resin lenses. Therefore, if the height of the top of each resin lens is different, the height of the core block must be adjusted for each resin lens. 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。 In addition, if the height of the apex is different for each resin lens, the thickness of the resin will be different for each resin lens. As a result, if resin lenses having different thicknesses are arranged in the pressurizing 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 the problem that if the glass substrate cracks, the yield decreases.
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。
To solve 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 the resin lens rows has been described as an example. Alternatively, you can do the following:
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, needless to say, the thicknesses 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。
In this way, the removal resistance during injection molding of the lens array can be reduced, so that the releasability can be improved. Therefore, when the same mold is repeatedly used to continuously mold a large number of microlens arrays, 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, the resin layer becomes continuous for all the resin lenses formed on the same substrate surface. can be uniform along the Therefore, it is possible to more effectively suppress the occurrence of distortion in the in-plane direction of the
(4-4) In the above embodiment, 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 form
(4-5) In the above embodiment, the
(4-6) In the above embodiments, examples of dimensions of the resin lens and the resin layer have been described, but the present invention is not limited to this, and the following alternatives may be adopted. FIG. 11A shows dimensions that are prerequisites to be considered when determining the dimensions of the resin lens and the resin layer. where NAO is the F-number and NA is the effective F-number. The panel thickness, panel refractive index n, and panel-lens distance are dimensions related to the light source substrate, and the lens diameter R is the radius of curvature when the lens surface is the Kyo plane.
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. 11(b) exemplifies the dimensions of the resin lens and the resin layer that meet the above preconditions. For example, the distance between the apexes of the lens surface represents the distance in the P direction between the adjacent resin lenses. Further, the lens portion surface vertex distance (secondary) is the distance in the Q direction between adjacent resin lenses. In this way, the resin volume obtained by combining the resin lens and the resin layer can be perfectly matched in two significant digits, so that distortion of the microlens array can be suppressed and excellent image quality can be realized. can be done.
(4-7) In the above modified example, the case where the height of the core block is easily adjusted 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 thereto. Instead of this or in addition to this, the following may be done.
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
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 top surface of
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, as shown in FIG. 12(b), 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, the core blocks It is sufficient to individually adjust the heights of
(4-8) In the above embodiments, the resin layer of each resin lens has a parallelogram shape when viewed from above in the direction of the optical axis. However, the present invention is limited to this. Needless to say, it may be a shape other than a parallelogram. Further, the thickness of the resin layer corresponding to each resin lens does not need to be constant, and the smaller the resin volume of the resin lens, the larger the resin volume of the resin layer corresponding to the resin lens. If so, it is possible to obtain the effect of suppressing distortion of the microlens array due to expansion and contraction of the resin.
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 rays passing through the lens surface of the resin lens must pass through interfaces other than the interface between the resin layer and the glass substrate among the interfaces between the resin layers. It is desirable to design the shape of the resin layer so that it does not occur. Specifically, it is preferable that all the lower surfaces of the resin lenses (virtual plane facing the glass substrate) are in contact with the upper surface of the resin layer (virtual surface in contact with the resin lenses).
(4-9) Although not specifically mentioned in the above embodiments, the following conditions must be satisfied in order for resin lenses to have the same resin volume, which is the sum of the resin lens and the resin layer.
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、 In the resin volume VL of the resin lens, the distance from the interface of the lens portion that passes through the optical axis of the resin lens and is in contact with the resin layer to the apex of the lens optical surface is L, 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、 Further, when the area is S and the thickness is T, the resin volume VT of the resin layer is
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。 Therefore, the following relational expression must be satisfied in order to equalize the resin volumes of the resin lenses and the resin layers of different resin lenses.
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。
By doing so, it becomes possible to optimize the thickness of the resin layer and the lens parameters when minimizing the difference in resin volume between the resin lenses.
(4-10) In the above embodiment, 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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The microlens array, optical writing device, and image forming apparatus according to the present invention are particularly useful as devices that can prevent image deterioration caused by distortion of the microlens array due to contraction or expansion of the resin.
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 ………………………… Conjugation length
Claims (9)
前記ガラス基板の第1基板面上において、同一形状の複数の第1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るとともに、
前記ガラス基板の第2基板面上において、複数の第2樹脂レンズがそれぞれ前記第1樹脂レンズに対応する位置に配設されたレンズ光学系と、
前記第1樹脂レンズと一体成形され、当該第1樹脂レンズと前記ガラス基板との間に挟まれた第1樹脂層と、
前記第2樹脂レンズと一体成形され、当該第2樹脂レンズと前記ガラス基板との間に挟まれた第2樹脂層と、を備え、
前記複数の樹脂レンズ列に属する第1樹脂レンズは、レンズ形状域の大きさが前記第2の方向で異なり、樹脂体積が異なる第1樹脂レンズどうしで、第1樹脂レンズと第1樹脂層とを合わせた樹脂体積の差を小さくなるように、前記第1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第1樹脂レンズと前記ガラス基板との間に介在する第1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 first substrate surface of the glass substrate, a plurality of resin lens rows in which a plurality of first resin lenses having the same shape are arranged along a first direction are arranged in a second direction different from the first direction. Along with being arranged in rows,
a lens optical system in which a plurality of second resin lenses are arranged at positions corresponding to the first resin lenses on the second substrate surface of the glass substrate;
a first resin layer integrally molded with the first resin lens and sandwiched between the first resin lens and the glass substrate;
a second resin layer integrally molded with the second resin lens and sandwiched between the second resin lens and the glass substrate;
The first resin lenses belonging to the plurality of resin lens rows have different lens shape area sizes in the second direction, and the first resin lenses have different resin volumes. In order to reduce the difference in resin volume including 1. A microlens array characterized by having a thin resin layer.
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 first resin lenses have the same height from the substrate surface of the glass substrate to the tops of the first resin lenses regardless of their shapes.
各第1樹脂レンズの光軸を通過して第1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、
各第1樹脂レンズのレンズ形状域がφ1、φ2であり、
各第1樹脂レンズが占有する第1樹脂層の面積がS1、S2であり、当該第1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
L1 and L2 are the distances from the interface of the lens portion passing through the optical axis of each first resin lens and in contact with the first resin layer to the apex of the lens optical surface,
The lens shape regions of the respective first resin lenses are φ1 and φ2,
When the areas of the first resin layers occupied by the respective first resin lenses are S1 and S2, and the thicknesses of the first resin layers are T1 and T2,
satisfies the following relations
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 first resin layer is provided continuously over the plurality of first resin lenses along the first substrate surface of the glass substrate, and has a thickness that varies continuously along the second direction. 4. The microlens array according to any one of claims 1 to 3, characterized by:
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 sum of the volumes of the first resin lenses and the first resin layer disposed on the first substrate surface is the sum of the volumes of the second resin lenses and the second resin layer disposed on the second substrate surface. 5. The microlens array according to any one of claims 1 to 4, wherein is equal to .
平面視における前記第1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第1樹脂レンズまでの距離は、当該第1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;
a light source substrate on which a light emitting point group composed of a plurality of light emitting points is arranged at each position corresponding to the first resin lens in plan view,
The optical writing device according to claim 1, wherein the distance from the group of light emitting points to the first resin lens corresponding to the group of light emitting points is different for each shape of the first resin lens.
形状が互いに異なる第1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 first resin lenses having different shapes are arranged 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. An optical writing device according to claim 6, wherein said 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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