(57)【要約】【課題】レンズアレイを構成するレンズの面精度を高める。【解決手段】レンズＬＳの形状に応じた凹部６３と非レンズ部ＮＬに対応する連結部６４が形成された、金型６０とガラス基板２９９１で樹脂ＲＳを挟み込む。これにより、樹脂ＲＳは凹部６３に流入するが、流入した後も連結部６４とガラス基板２９９１の隙間を介して流動自在となっている。このように樹脂流動を確保した状態でＵＶ光線により樹脂ＲＳを硬化させてレンズＬＳを形成する。また、このレンズ成型に続いて、まず最初に長手方向ＬＧＤにおける金型６０の一方端（同図の左手端部）をガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから剥がし、その一方端をさらにガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから離間させることで長手方向ＬＧＤの一方側（同図の左手側）から他方側（同図の右手側）に順番に離型させている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の凹部、第２の凹部および該第１の凹部と該第２の凹部とを連結する連結部を形成した金型と光透過性基板との間に樹脂を挟み込むことにより、前記第１の凹部で第１のレンズを成型し、前記第２の凹部で第２のレンズを成型し、前記連結部で前記両レンズを接続する接続部を成型する工程と、
前記第１のレンズ、前記接続部および前記第２のレンズが配設された第１方向から応力をかけて該第１のレンズ、該第２のレンズおよび前記接続部を前記金型から剥離する工程と
を備えたことを特徴とするレンズアレイの製造方法。
【請求項２】
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面で前記第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第１のレンズの光軸に交わる位置の曲率の絶対値が小さくする請求項１記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項３】
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面形状が、前記第１のレンズの外周部と光軸に交わる位置とで曲率の符号が反転させる請求項２記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項４】
前記第１のレンズは、
【数１】
2010139549.tif 000011
の関係を有する請求項２記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
前記第２のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面で前記第２のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも前記第２のレンズの光軸に交わる位置の曲率の絶対値が小さくする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
光透過性基板と、
第１の凹部、第２の凹部および該第１の凹部と該第２の凹部とを連結する連結部を形成する金型と前記光透過性基板との間に樹脂を挟み込むことにより、前記第１の凹部で成型された第１のレンズ、前記第２の凹部で成型された第２のレンズ、および前記連結部で該第１のレンズと該第２のレンズとを接続するように成型された接続部とを備え、
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面で前記第１のレンズの光軸と交わる位置の曲率の絶対値が前記第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも小さいことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項７】
第１の発光素子と第２の発光素子が第１方向に配設された発光素子基板と、
前記第１の発光素子から発光される光を結像する第１のレンズと、前記第２の発光素子から発光される光を結像する第２のレンズとが樹脂で光透過性基板に前記第１方向に形成されるとともに、前記該第１のレンズと該第２のレンズとを接続するように接続部が前記樹脂で前記光透過性基板に形成されたレンズアレイとを備え、
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面で前記第１のレンズの光軸と交わる位置の曲率の絶対値が前記第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも小さいことを特徴とするラインヘッド。
【請求項８】
潜像担持体と、
第１の発光素子と第２の発光素子が第１方向に配設された発光素子基板、前記第１の発光素子から発光される光を前記潜像担持体に結像する第１のレンズ、及び前記第２の発光素子から発光される光を前記潜像担持体に結像する第２のレンズが樹脂で光透過性基板に前記第１方向に形成されるとともに、前記該第１のレンズと該第２のレンズとを接続するように接続部が前記樹脂で前記光透過性基板に形成されたレンズアレイとを有する露光部と、
前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像部と、を備え、
前記第１のレンズの光軸を含む前記第１方向の断面で前記第１のレンズの光軸と交わる位置の曲率の絶対値が前記第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光透過性基板の表面にレンズを形成したレンズアレイおよびその製造方法、ならびにレンズアレイを有するラインヘッドおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズアレイを用いたラインヘッドとしては、複数の発光素子に対して一つのレンズを設けるとともに、発光素子からの光をレンズにより結像して、潜像担持体表面等の像面を露光するラインヘッドが知られている。例えば、特許文献１に記載のラインヘッドでは、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ（同特許文献における発光ダイオード素子アレイに設けられた複数の発光ダイオードに相当）が、長手方向に複数並べられている。そして、レンズアレイでは各発光素子グループ毎にレンズが設けられており、発光素子グループはレンズに向けて光ビームを射出する。
【０００３】
このような機能を担うレンズアレイでは、複数のレンズを長手方向（第１方向）に並べて配設する必要があり、例えば特許文献２に記載されたような製造方法が用いられている。このレンズアレイの製造方法では、フォトリソグラフィー法と電鋳法により型を作成した後、ガラス基板（本発明の「光透過性基板」に相当）上に滴下された光硬化性樹脂を上記型で成型する。そして、光硬化性樹脂に対して当該樹脂を硬化させる波長を有する光、例えば紫外線などを照射してガラス基板上に複数のレンズを形成している。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０１８３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２７６８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、紫外線などの光を光硬化性樹脂に照射することで当該樹脂が重合反応により数％程度の収縮する。このとき、レンズ間で樹脂の流動がないとレンズ毎に成形収縮率に差が生じてしまい、その結果、レンズ面精度に大きなバラツキが生じることがある。また、金型にはレンズ面に対応した凹部が形成されているが、流動性を良くして成形した場合には、光硬化後においても金型のレンズ面（凹部の内面）とレンズアレイのレンズ面とが良好に離れず、離型時に金型の凹凸に樹脂が食いついてしまい、離型のための力でレンズを変形させて面精度が悪化するという問題もある。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、レンズアレイを構成するレンズの面精度を高める技術、ならびに高い面精度を有するレンズを備えたレンズアレイ、当該レンズアレイを装備するラインヘッドおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかるレンズアレイの製造方法は、上記目的を達成するため、第１の凹部、第２の凹部および該第１の凹部と該第２の凹部とを連結する連結部を形成した金型と光透過性基板との間に樹脂を挟み込むことにより、第１の凹部で第１のレンズを成型し、第２の凹部で第２のレンズを成型し、連結部で両レンズを接続する接続部を成型する工程と、第１のレンズ、接続部および第２のレンズが配設された第１方向から応力をかけて該第１のレンズ、該第２のレンズおよび接続部を金型から剥離する工程とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
このよう構成された発明では、金型には、第１のレンズを成型するための第１の凹部および第２のレンズを成型するための第２の凹部以外に、第１の凹部と該第２の凹部とを連結する連結部が設けられている。そして、この金型と光透過性基板とに樹脂を挟み込むことで両レンズが成型されるとともに、連結部で両レンズを接続する接続部が成型される。このように接続部が設けられることでレンズ間での樹脂の流動が可能となっており、成型時に樹脂収縮が発生したとしても、上記樹脂流動により各レンズでの成型収縮率がほぼ一定となる。そのため、面精度のバラツキが抑えられて高い面精度のレンズ面が形成される。また、第１のレンズ、接続部および第２のレンズが並ぶ第１方向から応力をかけて両レンズおよび接続部が金型から剥離されるため、離型時にこれらが順番に剥離されていき金型への樹脂の食いつきが防止される。その結果、上記のようにして成型されたレンズ面の精度を高い状態に維持したまま離型することができ、高い面精度を有するレンズアレイが製造される。
【０００９】
また、離型性をさらに高めるために、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面で第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも第１のレンズの光軸に交わる位置の曲率の絶対値が小さくしてもよい。この場合、離型時での金型への樹脂の食いつきがさらに効果的に防止することができ、レンズ面の精度を高く保つことができる。また、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面形状が、第１のレンズの外周部と光軸に交わる位置とで曲率の符号が反転するように構成してもよい。あるいは、第１のレンズは
【００１０】
【数２】
2010139549.tif 000003
の関係を有してもよい。このように第１のレンズの形状を調整することで離型性がさらに高まりレンズ面の精度を高く保つことができる。
【００１１】
さらに、第１のレンズのみならず、第２のレンズについても、第２のレンズの光軸を含む第１方向の断面で第２のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも第２のレンズの光軸に交わる位置の曲率の絶対値が小さくしてもよい。これにより剥離性をさらに高めることができる。
【００１２】
また、この発明にかかるレンズアレイは、上記目的を達成するため、光透過性基板と、  第１の凹部、第２の凹部および該第１の凹部と該第２の凹部とを連結する連結部を形成する金型と光透過性基板との間に樹脂を挟み込むことにより、第１の凹部で成型された第１のレンズ、第２の凹部で成型された第２のレンズ、および連結部で該第１のレンズと該第２のレンズとを接続するように成型された接続部とを備え、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面で第１のレンズの光軸と交わる位置の曲率の絶対値が第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも小さいことを特徴としている。
【００１３】
また、この発明にかかるラインヘッドは、上記目的を達成するため、第１の発光素子と第２の発光素子が第１方向に配設された発光素子基板と、第１の発光素子から発光される光を結像する第１のレンズと、第２の発光素子から発光される光を結像する第２のレンズとが樹脂で光透過性基板に第１方向に形成されるとともに、該第１のレンズと該第２のレンズとを接続するように接続部が樹脂で光透過性基板に形成されたレンズアレイとを備え、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面で第１のレンズの光軸と交わる位置の曲率の絶対値が第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも小さいことを特徴としている。
【００１４】
さらに、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、潜像担持体と、  第１の発光素子と第２の発光素子が第１方向に配設された発光素子基板、第１の発光素子から発光される光を潜像担持体に結像する第１のレンズ、及び第２の発光素子から発光される光を潜像担持体に結像する第２のレンズが樹脂で光透過性基板に第１方向に形成されるとともに、該第１のレンズと該第２のレンズとを接続するように接続部が樹脂で光透過性基板に形成されたレンズアレイとを有する露光部と、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、を備え、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面で第１のレンズの光軸と交わる位置の曲率の絶対値が第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも小さいことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された発明（レンズアレイ、ラインヘッドおよび画像形成装置）では、第１のレンズと第２のレンズを接続する接続部が設けられているため、上記したようにレンズ成型時にレンズ間での樹脂の流動が可能となっており、面精度のバラツキが抑えられて高い面精度のレンズ面が形成されている。また、離型時についても、第１のレンズの光軸を含む第１方向の断面で第１のレンズの外周部の曲率の絶対値よりも第１のレンズの光軸の曲率の絶対値が小さいため、優れた離型性を有しており、レンズ面の精度が高く保たれている。このように優れた面精度でレンズ面が形成されているため、優れた結像性能が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
Ａ．基本構成
図１は本発明にかかる製造方法により作成されたレンズアレイを装備する画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図１は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣはエンジンコントローラＥＣに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに与える。また、このヘッドコントローラＨＣは、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット７、転写ベルトユニット８および給紙ユニット１１もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、２次転写ユニット１２、定着ユニット１３、シート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット１１は、装置本体１に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット１１および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１８】
画像形成ユニット７は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンダ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、主走査方向ＭＤに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム２１を設けている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム２１の表面に形成する。感光体ドラムは、軸方向が主走査方向ＭＤに略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送されることとなる。また、感光体ドラム２１の周囲には、回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８が有する転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションＫで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図１において、画像形成ユニット７の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００１９】
帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って感光体ドラム２１に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を帯電させる。
【００２０】
ラインヘッド２９は、その長手方向が主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向が副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１に対して配置されており、ラインヘッド２９の長手方向は主走査方向ＭＤと略平行となっている。ラインヘッド２９は、長手方向に並べて配置された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム２１から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に対して光が照射されて、該表面に静電潜像が形成される。
【００２１】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してラインヘッド２９により形成された静電潜像が顕在化される。
【００２２】
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に１次転写される。
【００２３】
また、この実施形態では、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１の１次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００２４】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され図示矢印Ｄ８１の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを備えている。これらの１次転写ローラ８５は、それぞれ１次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図１に示すように全ての１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に１次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで上記１次転写バイアス発生部から１次転写ローラ８５に１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してカラー画像を形成する。
【００２５】
一方、モノクロモード実行時は、４個の１次転写ローラ８５のうち、カラー１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間させるとともにモノクロ１次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーションＫに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションＫのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーションＫとの間にのみ１次転写位置ＴＲ1が形成される。そして、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部からモノクロ１次転写ローラ８５Ｋに１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００２６】
さらに、転写ベルトユニット８は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。また、この下流ガイドローラ８６は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーションＫの感光体ドラム２１に当接して形成する１次転写位置ＴＲ1での１次転写ローラ８５Ｋと感光体ドラム２１との共通内接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００２７】
駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ８１の方向に循環駆動するとともに、２次転写ローラ１２１のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３mm程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１２１を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ８２と２次転写ローラ１２１との当接部分（２次転写位置ＴＲ２）へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００２８】
給紙ユニット１１は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って２次転写位置ＴＲ２に給紙される。
【００２９】
２次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が２次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３０】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、２次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ８３が移動する場合は、ブレード対向ローラ８３と一緒にクリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３も移動することとなる。
【００３１】
図３は、本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図４は、図３に示したラインヘッドの幅方向断面図である。上述した通り、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、ラインヘッド２９は感光体ドラム２１に対して配置されている。なお、長手方向ＬＧＤと幅方向ＬＴＤは、互いに直交もしくは略直交している。後述するように、このラインヘッド２９では、ヘッド基板２９３に複数の発光素子が形成されており、各発光素子は感光体ドラム２１の表面に向けて光ビームを射出する。そこで、本明細書では、長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤに直交する方向であって、発光素子から感光体ドラム表面に向う方向を、光ビームの進行方向Ｄoaとする。この光ビームの進行方向Ｄoaは、後述する光軸ＯＡと平行もしくは略平行である。
【００３２】
ラインヘッド２９は、ケース２９１を備えるとともに、かかるケース２９１の長手方向ＬＧＤの両端には、位置決めピン２９１１とねじ挿入孔２９１２が設けられている。そして、かかる位置決めピン２９１１を、感光体ドラム２１を覆うとともに感光体ドラム２１に対して位置決めされた感光体カバー（図示省略）に穿設された位置決め孔（図示省略）に嵌め込むことで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔２９１２を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔（図示省略）にねじ込んで固定することで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決め固定される。
【００３３】
ケース２９１の内部には、ヘッド基板２９３、遮光部材２９７、および２枚のレンズアレイ２９９（２９９Ａ，２９９Ｂ）が配置されている。ヘッド基板２９３の表面２９３−hにはケース２９１の内部が当接する一方、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tには裏蓋２９１３が当接している。この裏蓋２９１３は、固定器具２９１４によりヘッド基板２９３を介してケース２９１内部に押圧されている。つまり、固定器具２９１４は、裏蓋２９１３をケース２９１内部側（図４における上側）に押圧する弾性力を有しており、かかる弾性力により裏蓋が押圧されることで、ケース２９１の内部が光密に（換言すれば、ケース２９１内部から光が漏れないように、及び、ケース２９１の外部から光が侵入しないように）密閉される。なお、固定器具２９１４は、ケース２９１の長手方向ＬＧＤに複数箇所設けられている。
【００３４】
ヘッド基板２９３の裏面２９３−tには、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ２９５が設けられている。ヘッド基板２９３はガラス等の光透過性部材で形成されており、発光素子グループ２９５の各発光素子が射出した光ビームは、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tから表面２９３−hへと透過可能である。この発光素子はボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子であり、封止部材２９４により覆われている。このヘッド基板２９３の裏面２９３−tにおける、発光素子の配置の詳細は次の通りである。
【００３５】
図５はヘッド基板の裏面の構成を示す図であり、ヘッド基板の表面から裏面を見た場合に相当する。また、図６は、ヘッド基板裏面に設けられた発光素子グループの構成を示す図である。なお、図５において、レンズＬＳが二点鎖線で示されているが、これはレンズＬＳに対して発光素子グループ２９５が一対一で設けられていることを示すためのものであり、レンズＬＳがヘッド基板裏面に配置されていることを示すものではない。図５に示すように、発光素子グループ２９５は８個の発光素子２９５１をグループ化して構成されている。そして、各発光素子グループ２９５において、８個の発光素子２９５１は次のように配置されている。つまり、図６に示すように、発光素子グループ２９５では、長手方向ＬＧＤに沿って４個の発光素子２９５１を並べて発光素子行２９５１Ｒが構成されるとともに、２個の発光素子行２９５１Ｒが幅方向ＬＴＤに発光素子行ピッチＰelrで並んで設けられている。また、各発光素子行２９５１Ｒは長手方向ＬＧＤに相互にずれており、各発光素子２９５１の長手方向ＬＧＤにおける位置は互いに異なる。そして、このように構成された発光素子グループ２９５は、長手方向ＬＧＤに長手発光素子グループ幅Ｗ295gmを有するとともに、幅方向ＬＴＤに幅発光素子グループ幅Ｗ295gsを有しており、長手発光素子グループ幅Ｗ295gmは、幅発光素子グループ幅Ｗ295gsよりも大きい。
【００３６】
また、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tでは、このように構成された発光素子グループ２９５が複数配置されている。つまり、幅方向ＬＴＤにおいて互いに異なる位置に３個の発光素子グループ２９５を配置した発光素子グループ列２９５Ｃが、長手方向ＬＧＤに沿って複数並んでいる。換言すれば、長手方向ＬＧＤに複数の発光素子グループ２９５を並べて発光素子グループ行２９５Ｒが構成されるとともに、３行の発光素子グループ行２９５Ｒが幅方向ＬＴＤに設けられている。また、各発光素子グループ行２９５Ｒは長手方向ＬＧＤに互いにずらして配置されており、各発光素子グループ２９５の長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＥは互いに異なる。このように本実施形態では、ヘッド基板２９３において複数の発光素子グループ２９５が２次元的に配置されている。なお、同図においては、発光素子グループ２９５の位置は発光素子グループ２９５の重心位置で代表されており、発光素子グループ２９５の長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＥは、発光素子グループ２９５の位置から長手方向軸ＬＧＤに下ろした垂線の足で表されている。
【００３７】
このようにしてヘッド基板２９３に形成された各発光素子２９５１は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路等からの駆動を受けて、互いに等しい波長の光ビームを射出する。この発光素子２９５１の発光面はいわゆる完全拡散面光源であり、発光面から射出される光ビームはランバートの余弦則に従う。
【００３８】
図３、図４に戻って説明を続ける。ヘッド基板２９３の表面２９３−hには、遮光部材２９７が当接配置されている。遮光部材２９７には、複数の発光素子グループ２９５毎に導光孔２９７１が設けられている（換言すれば、複数の発光素子グループ２９５に対して一対一で複数の導光孔２９７１が設けられている）。各導光孔２９７１は、光ビームの進行方向Ｄoaに貫通する略円柱状の孔として、遮光部材２９７に形成されている。また、遮光部材２９７の上側（ヘッド基板２９３の反対側）には、２枚のレンズアレイ２９９が光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されている。
【００３９】
このように、光ビームＤoaの進行方向において、発光素子グループ２９５とレンズアレイ２９９との間には、発光素子グループ２９５毎に導光孔２９７１を設けた遮光部材２９７が配置されている。したがって、発光素子グループ２９５から出た光ビームは、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１を通過してレンズアレイ２９９へと向う。逆に言うと、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１以外に向う光ビームは、遮光部材２９７により遮光されることとなる。こうして、１つの発光素子グループ２９５から出た光は全て同一の導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９へ向うとともに、異なる発光素子グループ２９５から出た光ビーム同士の干渉が遮光部材２９７により防止されている。
【００４０】
図７は、レンズアレイの平面図であり、像面側（図４における上側）からレンズアレイを見た場合に相当する。レンズアレイ２９９では、発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが設けられている。つまり、同図が示すように、レンズアレイ２９９では、幅方向ＬＴＤの異なる位置に配された３個のレンズＬＳからなるレンズ列ＬＳＣが、長手方向ＬＴＤに複数並んでいる。換言すれば、レンズアレイ２９９では、長手方向ＬＧＤに複数のレンズＬＳを並べてレンズ行ＬＳＲが構成されるとともに、３行のレンズ行ＬＳＲが幅方向ＬＴＤに設けられている。また、各レンズ行ＬＳＲは長手方向ＬＧＤに互いにずらして配置されており、各レンズＬＳの長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＬは互いに異なる。このように、レンズアレイ２９９において複数のレンズＬＳは２次元的に配置されている。なお、同図においては、レンズＬＳの位置は、レンズＬＳのレンズ面ＬＳＦの中心で代表されており、レンズＬＳの長手方向ＬＧＤにおける位置ＰＴＬは、レンズＬＳの中心から長手方向軸ＬＧＤに下ろした垂線の足で表されている。
【００４１】
図８は、レンズアレイおよびヘッド基板等の長手方向の断面図であり、レンズアレイに形成されたレンズＬＳの光軸を含む長手方向断面を示している。レンズアレイ２９９は表面２９９−hおよび裏面２９９−tとを有しており、表面２９９−hには発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが形成されている。したがって、表面２９９−hには、レンズＬＳが形成されて有限の曲率を有する部分と、レンズＬＳが形成されずに無限大の曲率を有する非レンズ部ＮＬとが存在することになる。なお、レンズアレイ２９９の製造方法については後で詳述する。
【００４２】
このラインヘッド２９では、このような構成を有するレンズアレイ２９９が２枚（２９９Ａ，２９９Ｂ）光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されており、光の進行方向Ｄoaに並ぶ２枚のレンズＬＳ1，ＬＳ2が各発光素子グループ２９５毎に配置されることとなる（図３、図４、図８）。また、互いに同じ発光素子グループ２９５に対応する第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2それぞれのレンズ中心を通る光軸ＯＡ（図８二点鎖線）は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに直交もしくは略直交している。ここで、光ビームの進行方向Ｄoaの上流側のラインヘッド２９９ＡのレンズＬＳが第１レンズＬＳ1であり、光ビームの進行方向Ｄoaの下流側のラインヘッド２９９ＡのレンズＬＳが第２レンズＬＳ2である。このように、本実施形態では、複数のレンズアレイ２９９が光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されているため、光学設計の自由度を向上させることが可能となっている。
【００４３】
また、図３、図４では記載が省略されているが、光ビームの進行方向Ｄoaにおいてレンズアレイ２９９Ａ，２９９Ｂの間には、絞り板２９８が設けられており、この絞り板２９８には絞り開口２９８１が発光素子グループ２９５毎に穿設されている。なお、絞り板２９８において、絞り開口２９８１およびその周縁部分を「絞り２９８２」と称することとするつまり、この絞り２９８２は発光素子グループ２９５毎に設けられている。
【００４４】
このように、ラインヘッド２９は、第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2および絞り２９８２を有する結像光学系を備えている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームは、第１レンズＬＳ1を通過した後、絞り２９８２（絞り板２９８）により絞られて第２レンズＬＳ2へと入射する。こうして、光ビームは第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2により結像されて、感光体ドラム表面（像面）にスポットＳＰが形成される。一方、上述のとおり、感光体ドラム表面は、スポット形成に先立って帯電部２３により帯電されている。したがって、スポットＳＰが形成された領域は除電されて、スポット潜像Ｌspが形成される。そして、このように形成されたスポット潜像Ｌspは感光体ドラム表面に担持されながら、副走査方向ＳＤの下流側へと搬送される。そして、スポットＳＰは感光体ドラム表面の移動に応じたタイミングで形成されて、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポット潜像Ｌspが形成される。
【００４５】
Ｂ．レンズアレイの製造方法
図９は本発明にかかるレンズアレイの製造方法の一実施形態を示す模式図であり、図９に示す方法により上記レンズアレイ２９９Ａ、２９９Ｂは製造されている。この製造方法では、同図（ａ）に示すように、ガラス基板（光透過性基板）２９９１の裏面（レンズ形成面）２９９１−t上に光硬化性樹脂ＲＳが供給される。この供給量はレンズＬＳおよび非レンズ部ＮＬに対応した量に調整されている。また、次の構成に構成された金型６０が予め準備されている。この金型６０は長手方向軸ＬＧＤに延びる長尺状の金型本体６１を有している。この本体表面のうちレンズ形成面２９９１−tに対向する面６２に、レンズＬＳの形状に応じた凹部６３と非レンズ部ＮＬに対応する連結部６４が形成されている。すなわち、凹部６３の開口６３ａがレンズ形成面２９９１−tを臨むように凹部６３が対向面６２に複数個所定間隔（後の図２３に示す隣接レンズ間の間隔）で設けられている。また、凹部６３の開口側で隣接する凹部６３を連結するように連結部６４が平面状に設けられている。なお、この実施形態では、連結部６４は対向面６２から所定深さ（後の図２３に示す非レンズ部樹脂厚に相当する深さ）だけ金型本体６１の内部に後退して設けられている。
【００４６】
次に、このように構成された金型６０の対向面６２がガラス基板２９９１の裏面２９９１−tに対して当接して金型６０とガラス基板２９９１で樹脂ＲＳを挟み込む。これにより、樹脂ＲＳは凹部６３に流入するが、流入した後も連結部６４とガラス基板２９９１の隙間を介して流動自在となっている。このように隣接する凹部６３間での樹脂ＲＳの流動を確保した状態でガラス基板２９９１の表面２９９１−ｈ側からＵＶ光線が照射されて光硬化性樹脂ＲＳが硬化して、凹部６３に流入した樹脂ＲＳによりレンズＬＳが形成される（同図（ｂ））。また、連結部６４とガラス基板２９９１の隙間に介在している樹脂ＲＳが硬化して非レンズ部ＮＬが形成されて互いに隣接するレンズＬＳを接続している。こうしてレンズＬＳが成型される際、樹脂収縮が発生することがあるが、上記樹脂流動により各レンズＬＳでの成型収縮率がほぼ一定となる。そのため、面精度のバラツキが抑えられて高い面精度のレンズ面が形成される。
【００４７】
レンズ成型に続いて、レンズアレイ２９９から金型６０が離型される。この実施形態では、同図（ｃ）に示すように、まず最初に長手方向ＬＧＤにおける金型６０の一方端（同図の左手端部）をガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから剥がし、その一方端をさらにガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから離間させることで長手方向ＬＧＤの一方側（同図の左手側）から他方側（同図の右手側）に順番に離型させている。そして、金型６０の他方端（同図の右手端部）がガラス基板２９９１の裏面２９９１−tから離間することで離型処理が完了する（同図（ｄ））。このようにレンズＬＳと非レンズ部ＮＬが並んでいる方向ＬＧＤから応力をかけてレンズＬＳおよび非レンズ部ＮＬを金型６０から剥離している。したがって、離型時にレンズＬＳと非レンズ部ＮＬが順番に剥離されていき金型６０への樹脂ＲＳの食いつきを防止することができる。その結果、上記のようにして成型されたレンズ面の精度を高い状態に維持したまま離型することができ、高い面精度を有するレンズアレイ２９９を製造することができる。
【００４８】
なお、この実施形態では、ガラス基板２９９１上に光硬化性樹脂ＲＳを供給した後にレンズ成型を行っているが、樹脂ＲＳの供給態様はこれに限定されるものではなく、任意である。例えば、金型６０に樹脂ＲＳを供給した後で金型６０とガラス基板２９９１と当接させてレンズ成型してもよい。
【００４９】
Ｃ．レンズアレイに求められる構成
上述の通り、レンズアレイ２９９では、複数のレンズＬＳが２次元的に配置されている。そこで、このようなレンズアレイ２９９に求められる構成について考える。一般的に知られているように、光の回折の影響から、エアリーディスク強度がゼロとなる直径ａは、次式、
ａ＝１．２２×λ／ＮＡimg
＝１．２２×λ／ｓｉｎ（θ）  …式１
に従って決まる。ここで、λは光ビームの波長であり、ＮＡimgは像側開口数であり、θは開口角（半角）である。よって、像面でのスポットＳＰの形状には、光源としての発光素子２９５１の形状および光学系の収差から決まる形状に加えて、回折の影響による太りが生じる。この式１によると、開口角（半角）が８[°]かつ波長が６３０[ｎｍ]の場合における、スポットＳＰの太りは５．５[μｍ]程度となる。これは解像度が１２００ｄｐｉ（dots per inch）の場合における画素ピッチ（換言すれば隣接して形成されるスポット潜像Ｌsp間のピッチ）の２５％以上に相当する。したがって、高解像度の光書込を行なうとの観点からは、スポット形状に対する回折の影響が、これ以上大きくならないことが望まれる。すなわち、像側開口角（半角）を８[°]程度よりも大きくすることで、回折によるスポットＳＰの太りを抑制することが好適である。
【００５０】
また、ラインヘッド２９は、像面（被照射面）に近接して使用されるが、部品の干渉や放電等の不具合を避けるために、最低限のクリアランスＳ（ラインヘッド２９と像面との間隔）が必要となる。感光体ドラム２１の表面の振れ等により生じるクリアランスＳの変動により書込位置変動（感光体ドラム表面におけるスポットＳＰの位置の変動）が発生し難いように像側テレセントリックな光学系を採用した場合、次式
Ｗlpm≧２×Ｓ×ｔａｎ（θ）×ｍ／（ｍ−１）  …式２
が満たされる必要がある。ここで、ｍはレンズ行ＬＳＲの個数（行数）である。また、Ｗlpmは、光学系最終面での光線通過領域ＬＰの主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）における幅である。なお、光学系最終面とは最も非像面側にある光学面であり、図８に示した光学系においては第２レンズＬＳ2のレンズ面が光学系最終面に相当する。また、光線通過領域ＬＰとは、注目する光学面において光ビームが通過する範囲である。なお、式２の導出については後述する。
【００５１】
実際のレンズアレイ製造時において、レンズ外周近傍は面の精度が出しづらい傾向にある。したがって、レンズ直径ＤＭは、光線通過領域幅ＬＰに数１０[μｍ]程度の余裕を持たせた大きさであることが望まれる。ここで、レンズ直径の余裕をαとすると、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）におけるレンズ直径ＤＭｍ（主走査レンズ直径ＤＭm）は、次式、
ＤＭｍ＝Ｗlpm＋α  …式３
で与えられる。さらに、レンズアレイ２９９において隣接するレンズＬＳ間での干渉を抑制するためには、主走査レンズ直径ＤＭｍに対して、主走査方向ＭＤにおけるスポットグループＳＧの幅Ｗsgm（主走査スポットグループ幅Ｗsgm）は、次式、
Ｗsgm＞ＤＭm／ｍ  …式４
で定められる範囲に設定される必要がある。したがって、像側開口角θが８[°]であり、クリアランスＳが１[ｍｍ]であり、レンズ直径の余裕αが０．１[ｍｍ]であるとすると、レンズ直径および主走査スポットグループ幅Ｗsgmは次のようになる。すなわち、レンズ行ＬＳＲの行数ｍ＝２の場合は、ＤＭm＞０．６６[ｍｍ]、かつ、Ｗsgm＞ＤＭm／２＝０．３３[ｍｍ]となる必要がある。また、レンズ行ＬＳＲの行数ｍ＝３の場合は、ＤＭm＞０．５２[ｍｍ]、かつ、Ｗsgm＞ＤＭm／３＝０．１７３[ｍｍ]となる必要がある。また、レンズ行ＬＳＲの行数ｍ＝４の場合は、ＤＭm＞０．４７[ｍｍ]、かつ、Ｗsgm＞ＤＭm／４＝０．１１７５[ｍｍ]となる必要がある。このように、レンズ直径は０．５[ｍｍ]程度以上のレンズを２次元的に配置した構成を、レンズアレイ２９９は備える必要がある。
【００５２】
ここで、式２を導出しておく。この式２は、スポットグループとレンズ径とが満たすべき関係から導出される。そこで、図１０を用いてスポットグループに関する量について説明した後に、図１１、図１２を用いて式２の導出を行なう。図１０は、像面に形成されるスポットグループを示す図である。図１０に示すように、スポットグループＳＧは、主走査方向ＭＤに主走査スポットグループ幅Ｗsgmを有するとともに、副走査方向ＳＤに副走査スポットグループ幅Ｗsgsを有する。図１０に示すように、この主走査スポットグループ幅Ｗsgmは、隣接する露光領域ＥＲに形成される２つのスポットグループＳＧ（例えば、図１１におけるスポットグループＳＧ１、ＳＧ２）それぞれの第１スポットＳＰ1の間のピッチとして求めることができる。ここで、第１スポットＳＰ1は、各スポットグループＳＧにおいて主走査方向ＭＤの最上流にあるスポットＳＰである。
【００５３】
図１１は、スポットグループとレンズ径等との関係を示す図であり、図１２は、スポットグループと光学系最終面の光線通過領域との関係を示す図である。図１１の「レンズアレイ」の欄では、レンズＬＳと、レンズＬＳにおける光線通過領域ＬＰとの関係が示されている。また、レンズＬＳの主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）における直径が主走査レンズ径ＤＭmとして表されるとともに、レンズＬＳの副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）における直径が副走査レンズ径ＤＭsとして表されている。さらに、光線通過領域ＬＰの主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）における幅が主走査通過領域幅Ｗlpmとして表されるとともに、光線通過領域ＬＰの副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）における幅が副走査通過領域幅Ｗlpsとして表されている。なお、図６に示したように、発光素子グループ２９５において、長手発光素子グループ幅Ｗ295gmは幅発光素子グループ幅Ｗ295gsよりも大きい。したがって、これに対応して、主走査通過領域幅Ｗlpmは副走査通過領域幅Ｗlpsよりも大きい。また、図１１の「感光体ドラム表面」の欄では、感光体ドラム表面（像面）に形成されるスポットグループＳＧが表される。なお、同欄の二点鎖線は、各スポットグループを形成するレンズＬＳを感光体ドラム表面に投影したものである。
【００５４】
レンズ行ＳＧＲにおいて隣接するレンズＬＳ間のピッチ（行内レンズピッチ）は、（ｍ×Ｗsgm）と表せる。レンズＬＳを配列するためには、この行内レンズピッチは、各レンズにおける光線通過領域ＬＰの主走査方向ＭＤの幅Ｗlpmよりも大きい必要があるので、次式
Ｌ≦ｍ×Ｗsgm  …式５
が満たされる必要がある。また、像面（被照射面）とラインヘッド２９との距離の変動に起因した、スポットＳＰの形成位置（ビームスポットＳＰの入射位置）の変動を抑制するために、像側が略テレセントリックとなるように光学系を構成した場合、次式、
Ｗlpm／２≧Ｗsgm／２＋Ｓ×ｔａｎ（θ）
が成立する。この式の両辺を２倍すると、次式、
Ｗlpm≧Ｗsgm＋２×Ｓ×ｔａｎ（θ）  …式６
が得られる。横軸Ｗsgm、縦軸Ｗlpmとして式５と式６をプロットすると、図１２に示すようになり、両式を満たすのは図１２の斜線範囲となる。そして、図１２における２線の交点を求め、斜線部に対応するＷlpmの取りうる範囲を求めると、次式、
Ｗlpm≧２×Ｓ×ｔａｎ（θ）×ｍ／（ｍ−１）  …式２
が導出される。
【００５５】
Ｄ．本実施形態におけるレンズアレイの構成
以上の検討より、グループ化された発光素子グループ２９５毎に１つのレンズＬＳを設けるとともに、このレンズＬＳを２次元的に配置したレンズアレイ２９９を構成するためには、レンズ直径は０．５[ｍｍ]程度以上とする必要がある。つまり、レンズアレイ２９９においては、０．５[ｍｍ]というマイクロレンズとしては比較的大きなレンズ直径を有するレンズＬＳが２次元的に配置されこととなり、凹凸形状が密に並ぶこととなる。このように、凹凸形状が密に並んだレンズアレイ２９９は、レンズアレイ形成に際して金型の離型性が低下する傾向にある。したがって、離型性の向上を図るために、レンズＬＳを次のように構成するのが好適である。すなわち、この実施形態では、結像光学系の光軸ＯＡを含んだレンズＬＳの断面において、ＬＳレンズの外周部ＯＣの曲率は、レンズＬＳの光軸ＯＡ上の曲率（すなわち、レンズ中心ＣＴの曲率）と逆の符号を有する、あるいは、レンズＬＳの光軸上ＯＡの曲率（すなわち、レンズ中心ＣＴの曲率）よりも小さい絶対値を有する。したがって、レンズ外周部ＯＣにおける接線角度が小さく抑えられており、各レンズＬＳは金型から離れやすい形状を有している。その結果、レンズアレイの離型性の向上が可能となっている。これについて詳述する。なお、特に断らない限り、「レンズ断面」あるいは「レンズの断面」とは何れも、光軸ＯＡを含むレンズＬＳの断面を表すものとする。
【００５６】
図１３は、レンズの光軸を含む断面を示す図である。同図に示すレンズＬＳbあるいはレンズＬＳcが、本発明にかかるレンズに相当する。レンズＬＳaは、本発明にかかるレンズとの比較のために記載されている。レンズレンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは、いずれもレンズアレイ表面２９９−hに形成されている。同図において、レンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは、それぞれのレンズ中心が一致するように重ねて記載されており、レンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは互いに等しい大きさのサグを有する。また、各レンズＬＳa，ＬＳb，ＬＳcは、レンズ中心ＣＴにおいて互いに等しい曲率半径Ｒaを有する。
【００５７】
同図において、レンズＬＳaの曲率中心ＣＣは曲率中心ＣＣaとして表されており、レンズＬＳbの外周部の中心ＣＣは曲率中心ＣＣbとして表されており、レンズＬＳcの外周部の曲率中心ＣＣは曲率中心ＣＣcとして表されている。また、本明細書における曲率ＣＶは、次のように定義できる（図１３の四角囲み参照）。つまり、曲率ＣＶ（ＣＶa，ＣＶb，ＣＶc）の絶対値は曲率半径Ｒ（Ｒa，Ｒb，Ｒc）の逆数である。また、レンズＬＳのレンズ面よりも光ビームの進行方向Ｄoaの先の空間（方向Ｄoaの下流側）に曲率中心ＣＣある場合は、該曲率中心ＣＣで与えられる曲率ＣＶは正である。一方、レンズＬＳのレンズ面よりも光ビームの進行方向Ｄoaの手前側（方向Ｄoaの上流側）に曲率中心ＣＣある場合は、該曲率中心ＣＣで与えられる曲率ＣＶは負である。
【００５８】
さらに、同図において、レンズＬＳaの外周部ＯＣには符合ＯＣaが付されており、レンズＬＳbの外周部ＯＣには符合ＯＣbが付されており、レンズＬＳcの外周部ＯＣには符合ＯＣcが付されている。なお、本明細書において、レンズＬＳの外周部ＯＣは、次のように定義される。つまり、非レンズ部ＮＬを含む平坦な平坦面ＮＬＳとレンズＬＳとの境界がレンズ外周部である。なお、後にレンズ外周部における接線角度を用いた説明を行なう。そこで、この接線角度について定義しておく。
【００５９】
図１４は、レンズ外周部における接線角度の定義図面であり、光軸ＯＡを含む断面を示している。まず、レンズ外周部ＯＣにおけるレンズ面ＬＳＦに対する接線をＴＬとする。次に、レンズＴＬと平坦面ＮＬＳとが交差してできる角度のうち、レンズ側にできる角度を角度β1、β2とする。そして、これらの角度β1，β2のうち、レンズ中心側にできる角度β1が接線角度である。このとき、角度β1は、次式、
０°＜β1＜９０°
の範囲の値をとりうる。また、接線傾きはｔａｎ（β1）で与えられるものとする。
【００６０】
図１３が示すように、レンズＬＳaでは、レンズ中心ＣＴにおける曲率とレンズ外周部ＯＣaにおける曲率は何れも曲率ＣＶa＝−１／Ｒaである。これに対して、レンズＬＳbにおいては、レンズ外周部ＯＣbの曲率ＣＶb＝−１／Ｒbは、レンズ中心ＣＴの曲率ＣＶa＝−１／Ｒaよりも小さい絶対値を有する。また、レンズＬＳcにおいては、レンズ外周部ＯＣcの曲率ＣＶc＝１／Ｒcは、レンズ中心の曲率ＣＶa＝−１／Ｒaと逆の符号を有する。このように、レンズＬＳb、ＬＳcは構成されているため、レンズ外周部ＯＣb，ＯＣcにおける接線角度は、レンズＬＳaのレンズ外周部ＯＣaの接線角度よりも小さく抑えることが可能となっている。つまり、各レンズＬＳb，ＬＳcは金型から離れやすい形状を有しており、その結果、このようなレンズＬＳb，ＬＳcを配列したレンズアレイは良好な離型性を有することとなる。
【００６１】
ここで、上記のような曲率を有するレンズＬＳb，ＬＳcのレンズ面について考察する。レンズ面を特定する上で例えば図１５に示すような曲座標系を用いるのが有効である。つまり、光軸ＯＡからの距離ｒと光軸ＯＡ周りの回転角度θからｒθ座標における光軸方向のレンズ面高さｚは
ｚ＝ｆ（ｒ，θ）
となる。この場合に、レンズ面上の座標ｒ，θにおける曲率ｃ（ｒ，θ)は、以下の式で表される。
【００６２】
【数３】
2010139549.tif 000004
【００６３】
ある角度θ1における光軸ＯＡ上の曲率は、光軸上でｒ＝０であるため、
【００６４】
【数４】
2010139549.tif 000005
として表され、その断面の周辺部の曲率はｒ≠０に対して
【００６５】
【数５】
2010139549.tif 000006
として表される。
【００６６】
したがって、ある光軸ＯＡを通る断面において、レンズ面の外周部の曲率が光軸ＯＡ上の曲率と逆符号を有する条件は、ｒ≠０として
【００６７】
【数６】
2010139549.tif 000007
で表され、光軸ＯＡ上の曲率よりも表面周辺部の曲率の方が小さい絶対値を有する条件は、
【００６８】
【数７】
2010139549.tif 000008
で表される。
【００６９】
ところで、上記実施形態では、発光素子２９５１として有機ＥＬ素子が用いられており、この有機ＥＬ素子はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等と比較して光量が少ないため、レンズＬＳに取り込める光量は少なくなる傾向にある。特にボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を用いた場合、有機ＥＬ素子から射出された光ビームの一部はヘッド基板２９３に吸収されるため、レンズＬＳに取り込める光量がなおさら少なくなる。このような場合、十分な光をレンズＬＳに取り込むためにレンズ直径を大きくすることが考えられる。しかしながら、従来では、レンズ直径を大きくすることで離型性が悪化するおそれがあった。これに対して、上記実施形態では、各レンズＬＳb，ＬＳcは金型から離れやすい形状を有しているため、離型性を悪化させること無く容易にレンズ直径を大きくすることができる。よって、レンズＬＳに十分な光ビームを取り込んで良好な露光が実行可能となっている。
【００７０】
また、レンズＬＳと非レンズ部ＮＬの並び方向、つまり長手方向ＬＧＤの断面についてレンズ形状条件を満足させているが、当然のことながら、全ての方向でのレンズ断面において、レンズ形状条件が満たされるようにレンズＬＳを構成することもできる。かかるレンズＬＳを含む結像光学系では、離型性改善の効果は勿論のこと、収差改善の効果も見込まれるため、ラインヘッド２９はより精細な潜像の書込が可能となる。
【００７１】
Ｅ．その他
このように上記実施形態では、長手方向ＬＧＤおよび主走査方向ＳＤが本発明の「第１方向」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当している。
【００７２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、表面２９９−hにレンズＬＳが形成されたレンズアレイ２９９を用いて光学系が構成されている。しかしながら、光学系の構成態様はこれに限られない。
【００７３】
図１６は、別の光学系における長手方向の断面図であり、レンズアレイに形成されたレンズＬＳの光軸を含む長手方向断面を示している。なお、以下の説明では、別の光学系の特徴部分について述べることとし、既に上述した光学系との共通部分については相当符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、別の光学系においては、レンズアレイ２９９の裏面２９９−tにレンズＬＳが形成されている。したがって、裏面２９９−tには、レンズＬＳが形成されて有限の曲率を有する部分と、所定の樹脂厚で無限大の曲率を有する非レンズ部ＮＬとが存在することになる。
【００７４】
同図に示す光学系では、このような構成を有するレンズアレイ２９９が、２枚（２９９Ａ，２９９Ｂ）光ビームの進行方向Ｄoaに並べて配置されており、光の進行方向Ｄoaに並ぶ２枚のレンズＬＳ1，ＬＳ2が各発光素子グループ２９５毎に配置されることとなる。また、互いに同じ発光素子グループ２９５に対応する第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2それぞれのレンズ中心を通る光軸ＯＡ（図１６中の二点鎖線）は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに直交もしくは略直交している。また、光ビームの進行方向Ｄoaにおいてヘッド基板２９３とレンズアレイ２９９Ａとの間には、絞り板２９８が設けられており、この絞り板２９８には絞り開口２９８１が発光素子グループ２９５毎に穿設されている。
【００７５】
このように、別の光学系は、絞り２９８２および第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2を有している。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームは、絞り２９８２（絞り板２９８）により絞られた後、第１・第２レンズＬＳ1，ＬＳ2により結像される。
【００７６】
そして、別の光学系においても、結像光学系の光軸ＯＡを含んだレンズＬＳの断面において、ＬＳレンズの外周部ＯＣの曲率は、レンズＬＳの光軸ＯＡ上の曲率（すなわち、レンズ中心ＣＴの曲率）と逆の符号を有する、あるいは、レンズＬＳの光軸上ＯＡの曲率（すなわち、レンズ中心ＣＴの曲率）よりも小さい絶対値を有するように、レンズＬＳが構成されている。したがって、レンズ外周部ＯＣにおける接線角度が小さく抑えられており、各レンズＬＳは金型から離れやすい形状を有している。これについて詳述する。
【００７７】
図１７は、レンズの光軸ＯＡを含む断面を示す図である。図１７は、レンズアレイ２９９の裏面２９９−tにレンズＬＳが形成されている点においてのみ図１３と異なり、その他の部分については図１７は図１３と同様である。したがって、以下では、図１３との差異点について主に説明することとし、共通部分については説明を省略する。
【００７８】
図１３の場合と同様に、図１７に示すレンズＬＳbあるいはレンズＬＳcが本発明にかかるレンズに相当し、レンズＬＳaは本発明にかかるレンズとの比較のために記載されている。レンズＬＳaおいては、レンズ中心ＣＴにおける曲率とレンズ外周部ＯＣaにおける曲率は何れも曲率ＣＶa＝１／Ｒaである。これに対して、レンズＬＳbにおいては、レンズ外周部ＯＣbの曲率ＣＶb＝１／Ｒbは、レンズ中心ＣＴの曲率ＣＶa＝１／Ｒaよりも小さい絶対値を有する。また、レンズＬＳcにおいては、レンズ外周部ＯＣcの曲率ＣＶc＝−１／Ｒcは、レンズ中心の曲率ＣＶa＝１／Ｒaと逆の符号を有する。このように、レンズＬＳb、ＬＳcは構成されているため、レンズ外周部ＯＣb，ＯＣcにおける接線角度は、レンズＬＳaのレンズ外周部ＯＣaの接線角度よりも小さく抑えることが可能となっている。つまり、各レンズＬＳb，ＬＳcは金型から離れやすい形状を有しており、その結果、このようなレンズＬＳb，ＬＳcを配列したレンズアレイは良好な離型性を有することとなる。
【００７９】
また、上述の実施形態では、レンズＬＳは、レンズアレイ２９９の表面２９９−hあるいは裏面２９９−tのいずれか一方面にのみ設けられているが、レンズアレイ２９９の両面にレンズＬＳが形成されるように構成しても良い。
【００８０】
また、上記実施形態では、２枚のレンズアレイ２９９が用いられているが、レンズアレイ２９９の枚数はこれに限られない。
【００８１】
また、上記実施形態では、３個の発光素子グループ行２９５Ｒが幅方向ＬＴＤに並んでいる。しかしながら、発光素子グループ行２９５Ｒの個数は３個に限られず、１個以上であれば良い。
【００８２】
また、上記実施形態では、発光素子グループ２９５は、２個の発光素子行２９５１Ｒから構成されている。しかしながら、発光素子グループ２９５を構成する発光素子行２９５１Ｒの個数は２個に限られず、例えば１個であっても良い。
【００８３】
また、上記実施形態では、発光素子行２９５１Ｒは４個の発光素子２９５１から構成されている。しかしながら、発光素子行２９５１Ｒを構成する発光素子２９５１の個数は４個に限られない。
【００８４】
また、上記実施形態では、発光素子２９５１として有機ＥＬ素子が用いられている。しかしながら、有機ＥＬ素子以外のものを発光素子２９５１として用いても良く、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光素子２９５１として用いても良い。
【実施例】
【００８５】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８６】
図１８は、実施例における光学系のデータを示す図である。図１８において、主走査方向座標ｘは主走査方向ＭＤにおける座標軸であり、副走査方向座標ｙは副走査方向ＳＤにおける座標軸である。また、ｘ−ｙ座標の原点は光軸ＯＡを通過する。また、図１９は、実施例における光学系の主走査方向における断面図であり、図２０は、実施例における副走査方向における断面図である。図１９、図２０が示すように、物体面Ｓ1はガラス基材の裏面に相当しており、この実施例はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を発光素子２９５１として用いた場合に相当する。また、第１レンズＬＳ1および第２レンズＬＳ2は何れもガラス基材の裏面に形成されている。
【００８７】
図２１は、図１９および図２０に示す光路をシミュレーションにより求めるにあたり用いた条件を示す図である。図２１に示すように、実施例において主走査スポットグループ幅Ｗsgmは０．６５[ｍｍ]である。これに対応して、図１９では、像ＩＭm0，ＩＭm1，ＩＭm2を結ぶ光路が示されている。つまり、像ＩＭm0は、光軸上にできる（換言すれば主走査方向ＭＤにおける像高が０[mm]である）像であり、像ＩＭm1は、主走査方向ＭＤにおける像高が０．３２５[ｍｍ]（＝Ｗsgm／２）にできる像であり、像ＩＭm2は、主走査方向ＭＤにおける像高が−０．３２５[ｍｍ]（＝−Ｗsgm／２）にできる像である。また、図２１に示すように、実施例において副走査スポットグループ幅Ｗsgsは０．０６３５[ｍｍ]である。これに対応して、図２０では、像ＩＭs1，ＩＭs2を結ぶ光路が示されている。つまり、像ＩＭs1は、副走査方向ＳＤにおける像高が０．０３１７５[ｍｍ]（＝Ｗsgs／２）にできる像であり、像ＩＭm2は、副走査方向ＳＤにおける像高が−０．０３１７５[ｍｍ]（＝−Ｗsgs／２）にできる像である。
【００８８】
図２２は、実施例における第１レンズのレンズデータを示す図である。同図に示すように、第１レンズＬＳ1のレンズ直径は１．６０[ｍｍ]（＝主走査通過領域幅Ｗlpm+０．１８７[ｍｍ]）となっている。ここで注目すべきは、第１レンズＬＳ1において、レンズ中心での曲率は０．６８６であるのに対して、レンズ外周部での曲率は０．００３である点である。つまり、レンズ外周部の曲率はレンズ中心部の曲率よりも絶対値において小さい。その結果、レンズ外周部での接線傾き（０．５１２）が小さく抑えられている。したがって、第１レンズＬＳ1を配列してレンズアレイを構成することで、レンズアレイの離型性が向上される。なお、図２２（および後で説明する図２４、図２５）に示された「レンズ径」、「レンズサグ量」、「非レンズ部樹脂厚」および「隣接レンズ間の隙間」は図２３で定義した通りである。
【００８９】
また、図２４は、実施例における第２レンズの主走査方向レンズデータを示す図である。同図に示すように、第２レンズＬＳ2のレンズ直径は１．６０[ｍｍ]（＝主走査通過領域幅Ｗlpm+０．０７７[ｍｍ]）となっている。ここで注目すべきは、第２レンズＬＳ2において、レンズ中心での曲率は０．８８９であるのに対して、レンズ外周部での曲率は０．３５４である点である。レンズ外周部の曲率はレンズ中心部の曲率よりも絶対値において小さい。その結果、レンズ外周部での接線傾き（０．６６８）が小さく抑えられている。したがって、第２レンズＬＳ2を配列してレンズアレイを構成することで、レンズアレイの離型性が向上される。
【００９０】
さらに、実施例では次のような作用効果が奏される。つまり、図１８〜図２０に示すように、第２レンズＬＳのレンズ面はｘｙ多項式面であり、主走査方向ＭＤと副走査方向ＳＤとで断面形状が異なっている。離型性改善のために曲率を変化させる場合、急激に接線傾きを変化させることは、金型加工の効率悪化等の別の不具合を招く恐れがあるため好ましくない。しかしながら、図１９等に示したように、発光素子行２９５１Ｒを有する発光素子グループ２９５の構成に起因して、光線通過領域ＬＰは主走査方向ＭＤに長い長円形状をしている。したがって、副走査方向ＳＤにおける光線通過領域ＬＰの境界からレンズ外周までの距離が比較的長い。このため、主走査方向断面と副走査方向断面でのレンズ形状を異ならせることで、副走査方向断面においては緩やかな接戦傾きの変化でもレンズ外周部でのレンズ接線傾きを小さく抑えることが可能となっている。
【００９１】
図２５は、実施例における第２レンズの副走査方向レンズデータを示す図である。同図に示すように、第２レンズＬＳ2のレンズ直径は１．７０[ｍｍ]（＝副走査通過領域幅Ｗlps+０．６９３[ｍｍ]）となっている。ここで注目すべきは、第２レンズＬＳ2の副走査方向断面において、レンズ中心での曲率は０．８７７であるのに対して、レンズ外周部での曲率は−０．８８６である点である。つまり、レンズ外周部の曲率はレンズ中心部の曲率と逆の符号を有する。その結果、レンズ外周部での接線傾き（０．４４０）が小さく抑えられている。つまり、この実施例では、発光素子グループ２９５の構成に応じてレンズの構成を適切にすべく、第２レンズＬＳ2の主走査方向ＭＤにおける断面形状と、第２レンズＬＳ2の副走査方向ＳＤにおけるとで断面形状とが異なっている。
【００９２】
また、第２レンズＬＳのレンズ面Ｓ7をｒθ座標系で表すには、図２０で示されるｘｙ座標系をｒθ座標系に変換する必要があり、ｘ軸の正の方向をθ＝０とすると、
ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ
ｙ＝ｒ・ｓｉｎθ
で表される。このため、第２レンズＬＳのレンズ面Ｓ7を示すｘｙ多項式はｒθ座標系を用いて以下のように表される。
【００９３】
【数８】
2010139549.tif 000009
【００９４】
上記した式を用いてレンズ面Ｓ7上の座標（ｒ，θ1）における曲率ｃ（ｒ，θ1）は以下の式で表される。
【００９５】
【数９】
2010139549.tif 000010
【００９６】
そして、当該式を用いて曲率ｃ（ｒ，θ1）を求めたところ、図２６に示す結果が得られる。図２６に示すグラフから明らかなように、任意の角度θ1においてレンズ面Ｓ7は光軸ＯＡ上の曲率より周辺部の曲率の方が逆の符号であるか、光軸ＯＡ上の曲率よりも周辺の光軸の方が小さい絶対値を持つことがわかる。
【００９７】
ところで、実施例では、ボトムエミッションの有機ＥＬ素子が発光素子として用いられているが、有機ＥＬ素子は光量が比較的少ない。したがって、像面（非照射面）での光量を十分にとるために、像側開口数を大きく取る必要が生じる場合がある。その結果、レンズ直径が大きくなる可能性がある。また、光学系最終面にはトナー等の異物が付着しやすいため、実施例に示したように、光学系最終面を平面とすることが考えられる。このような場合、像面からレンズ主面までの距離が長くなる。その結果、レンズ直径が大きくなる可能性がある。したがって、このような大きな直径を有するレンズを使用する場合は、本発明を適用して、レンズアレイの離型性を向上させることが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図３】本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図４】図３に示したラインヘッドの幅方向断面図。
【図５】ヘッド基板の裏面の構成を示す図。
【図６】ヘッド基板裏面に設けられた発光素子グループの構成を示す図。
【図７】レンズアレイの平面図。
【図８】レンズアレイおよびヘッド基板等の長手方向の断面図。
【図９】本発明にかかるレンズアレイの製造方法の一実施形態を示す模式図。
【図１０】像面に形成されるスポットグループを示す図。
【図１１】スポットグループとレンズ径等との関係を示す図。
【図１２】スポットグループと光学系最終面の光線通過領域との関係を示す図。
【図１３】レンズの光軸を含む断面を示す図。
【図１４】レンズ外周部における接線角度の定義図面。
【図１５】レンズ面をｒθ座標系で定義した図。
【図１６】別の光学系における長手方向の断面図。
【図１７】レンズの光軸を含む断面を示す図。
【図１８】実施例における光学系のデータを示す図。
【図１９】実施例における光学系の主走査方向における断面図。
【図２０】実施例における副走査方向における断面図。
【図２１】図１９および図２０に示す光路を求めるにあたり用いた条件を示す図。
【図２２】実施例における第１レンズのレンズデータを示す図。
【図２３】本発明にかかるレンズアレイの構造を示す図。
【図２４】実施例における第２レンズのレンズデータを示す図。
【図２５】実施例における第２レンズのレンズデータを示す図。
【図２６】実施例における第２レンズのレンズ面の曲率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９９】
２１Ｙ、２１Ｋ…感光体ドラム（潜像担持体）、  ２５…現像部、  ２９…ラインヘッド（露光部）、  ６０…金型、  ６３…凹部、  ６３ａ…開口、  ６４…連結部、  ２９３…ヘッド基板、  ２９５…発光素子グループ、  ２９５１…発光素子、  ２９９，２９９Ａ，２９９Ｂ…レンズアレイ、  ２９９１…ガラス基板（光透過性基板）、  ＬＳ…レンズ、  ＬＧＤ…長手方向（第１方向）、  ＮＬ…非レンズ部（接続部）、  ＯＣ…レンズ外周部、  ＲＳ…（光硬化性）樹脂
【図１】
2010139549.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010139549.tif 000018
【図８】
2010139549.tif 000019
【図９】
2010139549.tif 000020
【図１０】
2010139549.tif 000021
【図１１】
2010139549.tif 000022
【図１２】
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【図１３】
2010139549.tif 000024
【図１４】
2010139549.tif 000025
【図１５】
2010139549.tif 000026
【図１６】
2010139549.tif 000027
【図１７】
2010139549.tif 000028
【図１８】
2010139549.tif 000029
【図１９】
2010139549.tif 000030
【図２０】
2010139549.tif 000031
【図２１】
2010139549.tif 000032
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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