(57)【要約】【課題】レンズユニットが形成する結像の解像度を向上させる。【解決手段】物体の縮小倒立画像を形成する第１のレンズと該第１のレンズが形成した像の拡大倒立画像を形成する第２のレンズとからなるレンズ対が略直線に複数配列されたレンズアレイと、前記それぞれの第１のレンズと第２のレンズとの間に第１の絞りが形成された第１の遮光部材とからなるレンズユニットにおいて、前記レンズ対の配列間隔と一致するように略直線に配置され、前記レンズ対の光軸方向の位置により開口形状が異なる第２の絞りが形成された第２の遮光部材を設け、前記第２の遮光部材は、前記第１のレンズと物体面との間および前記第２のレンズと結像面との間の少なくとも一方に配置されている。【選択図】        図１
2010204208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の縮小倒立画像を形成する第１のレンズと該第１のレンズが形成した像の拡大倒立画像を形成する第２のレンズとからなるレンズ対が略直線に複数配列されたレンズアレイと、前記それぞれの第１のレンズと第２のレンズとの間に第１の絞りが形成された第１の遮光部材とからなるレンズユニットにおいて、
前記レンズ対の配列間隔と一致するように略直線に配置され、前記レンズ対の光軸方向の位置により開口形状が異なる第２の絞りが形成された第２の遮光部材を設け、
前記第２の遮光部材は、前記第１のレンズと物体面との間および前記第２のレンズと結像面との間の少なくとも一方に配置されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
請求項１のレンズユニットにおいて、
前記第２の絞りは、前記レンズ対の光軸方向の物体面または結像面からの距離が閾値を超える位置に配置されたとき、物体面側または結像面側の開口が前記第１のレンズ側または前記第２のレンズ側の開口より小さく形成されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項３】
請求項１のレンズユニットにおいて、
前記第２の絞りは、前記レンズ対の光軸方向の物体面または結像面からの距離が閾値より小さい位置に配置されたとき、物体面側または結像面側の開口が前記第１のレンズ側または前記第２のレンズ側の開口より大きく形成されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３のレンズユニットにおいて、
前記レンズ対の配列間隔をＰＹ、前記第１のレンズの配列方向の半径をＲＹ１、物体面と前記第１のレンズの第１主平面までの距離をＳＯ、前記レンズ対の光軸方向の前記第２の絞り内の物体面からの位置をＭＯとしたとき、
位置ＭＯにおける前記第２の絞りの配列方向の開口半径ＲＯＹが、数式１７で表されることを特徴とするレンズユニット。
【数１７】
2010204208.tif 000019
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項のレンズユニットにおいて、
前記レンズ対の配列間隔をＰＹ、前記第２のレンズの配列方向の半径をＲＹ２、結像面と前記第２のレンズの第２主平面までの距離をＳＩ、前記レンズ対の光軸方向の前記第２の絞り内の結像面からの位置をＭＩとしたとき、
位置ＭＩにおける前記第２の絞りの配列方向の開口半径ＲＩＹが、数式１８で表されることを特徴とするレンズユニット。
【数１８】
2010204208.tif 000020
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項のレンズユニットにおいて、
前記レンズ対の配列間隔をＰＹ、前記第１のレンズの焦点距離をＦ１、物体面と前記第１のレンズの第１主平面までの距離をＳＯ、前記レンズ対の光軸方向の前記第２の絞り内の物体面からの位置をＭＯ、前記第１の絞りの配列方向の半径をＲＡＹとしたとき、
位置ＭＯにおける前記第２の絞りの配列方向の開口半径ＲＯＹが、数式１９で表されることを特徴とするレンズユニット。
【数１９】
2010204208.tif 000021
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項のレンズユニットにおいて、
前記レンズ対の配列間隔をＰＹ、前記第２のレンズの焦点距離をＦ２、結像面と前記第２のレンズの第２主平面までの距離をＳＩ、前記レンズ対の光軸方向の前記第２の絞り内の結像面からの位置をＭＩ、前記第１の絞りの配列方向の半径をＲＡＹとしたとき、
位置ＭＩにおける前記第２の絞りの配列方向の開口半径ＲＩＹが、数式２０で表されることを特徴とするレンズユニット。
【数２０】
2010204208.tif 000022
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項のレンズユニットにおいて、
前記レンズ対は２列に配列され、前記レンズ対の配列方向および前記レンズ対の光軸の両方に直交する方向で、前記レンズ対の光軸から前記レンズアレイの幅方向における中心線へ向かう方向をｘ方向とし、前記第１のレンズのｘ方向の半径をＲＸ１、前記レンズ対の光軸と前記第１の絞りの内壁とのｘ方向の距離をＲＡＸ、前記レンズ対のｘ方向の配列間隔をＰＸ、物体面と前記第１のレンズの第１主平面までの距離をＳＯ、前記レンズ対の光軸方向の前記第２の絞り内の物体面からの位置をＭＯとしたとき、
位置ＭＯにおける前記レンズ対の光軸と前記第２の絞りの内壁とのｘ方向の距離ＲＯＸが、数式２１で表されることを特徴とするレンズユニット。
【数２１】
2010204208.tif 000023
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項のレンズユニットにおいて、
前記レンズ対は２列に配列され、前記レンズ対の配列方向および前記レンズ対の光軸の両方に直交する方向で、前記レンズ対の光軸から前記レンズアレイの幅方向における中心線へ向かう方向をｘ方向とし、前記第２のレンズのｘ方向の半径をＲＸ２、前記レンズ対の光軸と前記第１の絞りの内壁とのｘ方向の距離をＲＡＸ、前記レンズ対のｘ方向の配列間隔をＰＸ、結像面と前記第２のレンズの第２主平面までの距離をＳＩ、前記レンズ対の光軸方向の前記第２の絞り内の結像面からの位置をＭＩとしたとき、
位置ＭＩにおける前記レンズ対の光軸と前記第２の絞りの内壁とのｘ方向の距離ＲＩＸが、数式２２で表されることを特徴とするレンズユニット。
【数２２】
2010204208.tif 000024
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項のレンズユニットを用いたＬＥＤヘッド。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか１項のレンズユニットを用いた露光装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項９のいずれか１項のレンズユニットを用いた画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項９のいずれか１項のレンズユニットを用いた読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズユニットは、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を直線状に配列したＬＥＤヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置や複数の受光素子を直線状に配列した受光部に読取り原稿の像を結像させるスキャナやファクシミリ等の読取装置に物体の正立等倍像をライン状に形成することができる光学系として用いられている。
このレンズユニットは、物体の縮小倒立像を形成するレンズと、拡大倒立像を形成するレンズとを対向して配置したレンズ対を構成し、複数の該レンズ対を略直線状に配列することにより、物体の正立等倍像をライン状に形成する光学系として構成することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８７１８５号公報（段落「００３３」〜段落「００４１」、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、複数のレンズ対を略直線状に配列することにより、隣り合う２つのレンズの一方のレンズから他方のレンズへ透過する光線が少なからず存在し、物体の結像のコントラストを低下させ、光学系の解像度を低下させてしまうことがあるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、レンズユニットが形成する結像の解像度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明は、物体の縮小倒立画像を形成する第１のレンズと該第１のレンズが形成した像の拡大倒立画像を形成する第２のレンズとからなるレンズ対が略直線に複数配列されたレンズアレイと、前記それぞれの第１のレンズと第２のレンズとの間に第１の絞りが形成された第１の遮光部材とからなるレンズユニットにおいて、前記レンズ対の配列間隔と一致するように略直線に配置され、前記レンズ対の光軸方向の位置により開口形状が異なる第２の絞りが形成された第２の遮光部材を設け、前記第２の遮光部材は、前記第１のレンズと物体面との間および前記第２のレンズと結像面との間の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このようにした本発明は、レンズユニットが形成する結像の解像度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施例におけるレンズユニットの断面図
【図２】第１の実施例におけるプリンタの構成を示す概略図
【図３】第１の実施例におけるＬＥＤヘッドの概略側面図
【図４】第１の実施例におけるＬＥＤヘッドの概略側面図
【図５】第１の実施例におけるレンズユニットの分解斜視図
【図６】第１の実施例におけるマスクの平面図
【図７】第１の実施例におけるレンズアレイの平面図
【図８】第１の実施例における遮光板の平面図
【図９】第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図
【図１０】第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図
【図１１】第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図
【図１２】第１の実施例における焦点距離測定器の説明図
【図１３】第１の実施例における画像形成装置の画像評価の説明図
【図１４】第２の実施例における読取装置の構成を示す概略図
【図１５】第２の実施例における読取装置の読取ヘッドの構成を示す概略図
【図１６】第２の実施例における読取装置の読取ヘッドの動作を示す概略図
【図１７】第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明によるレンズユニット、ＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
本実施例の画像形成装置としてのプリンタを図２の第１の実施例におけるプリンタの構成を示す概略図に基づいて説明する。
図２において、プリンタ１００は、色材としての顔料を含む樹脂からなるトナーにより、画像データをもとに印字媒体上に画像を形成する。
プリンタ１００には、印字媒体としての用紙１０１を貯留する給紙カセット６０が装着され、用紙１０１を給紙カセット６０から取り出す給紙ローラ６１を備え、用紙１０１を給紙して搬送する搬送ローラ６２、６３が配置される。
【００１０】
本発明におけるプリンタ１００は、カラー電子写真方式であり、プリンタ１００内には画像形成部としてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する静電潜像担持体としての感光体ドラム４１、その感光体ドラム４１に形成された静電潜像をトナーにより現像し、トナー像を形成する現像器５、その現像器５にトナーを供給するトナーカートリッジ５１が用紙１０１の搬送路に沿って並べて配置されている。
【００１１】
また、感光体ドラム４１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ４２、光学ヘッドとしてのＬＥＤヘッド３が、感光体ドラム４１の表面に対向するように配置され、ＬＥＤヘッド３は帯電ローラ４２で帯電された感光体ドラム４１の表面に画像データをもとに選択的に光を照射して静電画像を形成する。
さらに、感光体ドラム４１上に形成され、トナーにより静電潜像を可視化した像であるトナー像を用紙１０１上に転写する転写ローラ８０が、転写部で用紙１０１を搬送する転写ベルト８１を挟むように感光体ドラム４１に対向して配置され、また用紙１０１が転写部を通過した後の感光体ドラム４１の表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレード４３が感光体ドラム４１の表面に接触して配置されている。
【００１２】
転写部の下流には用紙１０１上に形成されたトナー像を熱および圧力で定着させる定着器９が配置され、その定着器９を通過した用紙１０１を搬送する搬送ローラ６４、その搬送ローラ６４により搬送され、画像が形成された用紙１０１を貯留する排出部７へ排出する排出ローラ６５が配置される。
また、帯電ローラ４２および転写ローラ８０には図示しない電源により所定の電圧が印加される。そして、転写ベルト８１、感光体ドラム４１および各ローラはそれぞれ図示しないモータと図示しない駆動を伝達するギアにより回転駆動される。さらに、現像器５、ＬＥＤヘッド３、定着器９、および図示しない各モータには、それぞれ電源および制御装置が接続されている。
【００１３】
プリンタ１００は、外部装置から印刷データを受信する外部インターフェースを有し、その外部インターフェースで受信した印刷データをもとに印字媒体上に画像を形成する。
このように構成されたプリンタ１００は、制御プログラムをメモリ等の記憶部に記憶し、その制御プログラムに基づいて全体を制御する制御手段および演算手段としての制御部を備えている。
【００１４】
次に、露光装置としてのＬＥＤヘッド３の構成を図３の第１の実施例におけるＬＥＤヘッドの概略側面図に基づいて説明する。
ＬＥＤヘッド３には、レンズユニット１が配置され、そのレンズユニット１はホルダ３４によりＬＥＤヘッド３に固定されている。また、発光部としての複数のＬＥＤ素子３０は配線基板３３上に略直線に配置されている。
【００１５】
静電潜像が形成される感光体ドラム４１は、図における水平方向が感光体ドラム４１の回転軸ＰＶとなるように配置されている。
レンズユニット１は、長尺であり、略直線に配置されたＬＥＤ素子３０と平行に配置され、またレンズユニット１と感光体ドラム４１の回転軸ＰＶとは平行に配置される。さらに、レンズユニット１のマイクロレンズの光軸は図における鉛直方向になるように配置される。
【００１６】
図４は、第１の実施例におけるＬＥＤヘッドの概略断面図であり、図３におけるＡＡ断面図である。
図４において、レンズユニット１のマイクロレンズの光軸は図における鉛直方向、レンズユニット１の中心線ＣＬがＬＥＤ素子３０と感光体ドラム４１を結ぶ線と一致するように配置されている。なお、ＬＥＤ素子３０の配列方向は、図における紙面の表裏方向であり、また感光体ドラム４１は、その回転軸ＰＶが図における紙面の表裏方向に配置される。
【００１７】
またＬＥＤ素子３０およびドライバＩＣ３１は配線基板３３上に配置されている。ＬＥＤ素子３０とドライバＩＣ３１はワイヤ３２により結線され、発光部としてのＬＥＤ素子３０はドライバＩＣ３１により制御されて発光する。また、ＬＥＤ素子３０は１列の直線に配列され、間隔ＰＤｍｍ（ミリメートル）で配置されている。
このレンズユニット１により、感光体ドラム４１にＬＥＤ素子３０の像が結像し、感光体ドラム４１の回転に合わせてＬＥＤ素子３０を発光させることにより感光体ドラム４１上に静電潜像が形成される。
【００１８】
本実施例においては、ＬＥＤヘッド３は６００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）の解像度であり、ＬＥＤ素子３０が１インチ当たり（１インチは約２５．４ｍｍ）６００個配置されている。すなわち、ＬＥＤ素子３０が間隔ＰＤを０．０４２３ｍｍとして配列されている。
次に、レンズユニット１の構成を図５の第１の実施例におけるレンズユニットの分解斜視図および図１の第１の実施例におけるレンズユニットの断面図に基づいて説明する。
【００１９】
図５において、レンズユニット１は、レンズ素子の集合体としてのレンズアレイ１０と遮光部材としての遮光板２０（第１の遮光部材）およびマスク２５（第２の遮光部材）とからなる。
そのレンズアレイ１０には、複数のレンズ素子としてのマイクロレンズ１２が光軸と直交する方向に略直線に配置されている。
【００２０】
マスク２５は、平板に略円柱状の貫通孔としての開口である絞り２６（第２の絞り）が略直線に複数配列された構成で、物体（発光部）からの光線がその絞り２６を通して透過する。
また、遮光板２０は、平板に略円柱状の貫通孔としての開口である中間絞り２２（第１の絞り）が略直線に複数配列された構成で、物体（発光部）からの光線がその中間絞り２２を通して透過する。
【００２１】
レンズアレイ１０のマイクロレンズ１２、マスク２５の絞り２６、および遮光板２０の中間絞り２２の配列方向は互いに平行であり、それぞれのマイクロレンズ１２、絞り２６、および中間絞り２２の光軸の透過方向は略同一方向である。
レンズユニット１は、２枚のレンズアレイ１０が遮光板２０を挟んで対向して配置され、その遮光板２０と近接するレンズアレイ１０の面と反対の面に近接してマスク２５が配置されている。
【００２２】
図１は、レンズユニット１のマイクロレンズ１２の配列方向と直交する平面による断面図である。
図１において、マイクロレンズ１２の光軸ＡＸは、図における鉛直方向と平行になるように配置され、またマイクロレンズ１２の配列方向は図における紙面の表裏方向となるように配置されている。また、ＣＬは、マイクロレンズ１２の配列方向と光軸ＡＸの両方に直交する方向（レンズアレイ１０の幅方向）におけるレンズユニット１の中央を示す中心線である。
【００２３】
レンズユニット１は、２枚のマイクロレンズ１２の光軸ＡＸが一致し、さらに絞り２６と中間絞り２２の位置がその光軸ＡＸに一致している。すなわち、レンズユニット１は、光軸ＡＸが一致するように配置された２枚のマイクロレンズ１２（第１のレンズおよび第２のレンズ）からなるレンズ対を光軸ＡＸに対して直交する方向に２列に配列した構成となっている。
【００２４】
なお、本実施例では、遮光部材としてのマスク２５をレンズユニット１の物体面側および結像面側の両側（図における上下両側）に配置したが、どちらか一方の側に配置するようにしてもよい。
次に、マスク２５を図６の第１の実施例におけるマスクの平面図に基づいて説明する。図６（ａ）はマスク２５の平面図、図６（ｂ）は絞り２６の平面図であり、マスク２５を物体面とレンズアレイ１０との間に配置する場合の寸法を示している。
【００２５】
図６において、絞り２６は、マスク２５に配列間隔ＰＹとして略直線に配列され、またマイクロレンズ１２の光軸ＡＸおよび絞り２６の配列方向の両方に直交する方向に配列間隔ＰＸで２列に配列される。その列間で隣接する絞り２６の間隔をＰＮとすると、間隔ＰＮ＜配列間隔ＰＹとなっている。
さらに、絞り２６は、半径ＲＯＹの円、およびその半径ＲＯＹの円の中心から距離ＲＯＸを隔てた位置にある、絞り２６の配列方向と平行な直線からなる形状である。半径ＲＯＹの円の中心はマイクロレンズ１２の光軸ＡＸと一致するように構成されている。また、絞り２６の半径ＲＯＹおよび距離ＲＯＸは光軸ＡＸ方向の開口の深さにより、異なるものである。
【００２６】
ここで、マスク２５をレンズアレイ１０と結像面との間に配置する場合、絞り２６の配置は、物体面との間に配置する場合と同じであるが、半径ＲＯＹおよび距離ＲＯＸの寸法が異なる。つまり、図６に示したマスク２５の各寸法のうち、絞り２６の開口部の半径ＲＯＹおよび距離ＲＯＸを、それぞれ半径ＲＩＹおよび距離ＲＩＸに置き換えることにより、レンズアレイ１０と結像面との間に配置されるマスク２５が示される。
【００２７】
なお、マスク２５は、物体からの光線を遮光する素材により形成され、本実施例のマスク２５は、ポリカーボネートを用いて射出成型法により作成した。
図７は、第１の実施例におけるレンズアレイの平面図であり、図におけるレンズアレイ１０はレンズユニット１の物体側のレンズアレイを示している。なお、図７（ａ）はレンズアレイ１０の平面図であり、図７（ｂ）はマイクロレンズ１２の平面図である。
【００２８】
図７において、レンズアレイ１０には、複数のマイクロレンズ１２が、配列間隔ＰＹで略直線に配置され、またマイクロレンズ１２の配列方向および光軸ＡＸの両方に直交する方向に配列間隔ＰＸで２列に配列されている。
２列のマイクロレンズ１２の列と図示しない複数のＬＥＤ素子３０が配置された直線は互いに平行であり、また２列のマイクロレンズ１２の列と図示しない複数のＬＥＤ素子３０が配置された直線との距離は等しくなるように構成されている。
【００２９】
列間で隣接するマイクロレンズ１２の中心間を距離ＰＮとすると、距離ＰＮ＜配列間隔ＰＹとなっている。したがって、２つの列間で隣接するマイクロレンズ１２は、互いにオーバーラップするように配置され、隣接するマイクロレンズ１２と接する部分は光軸と平行な平面によって切断された形状となって連結されている。
また、マイクロレンズ１２は、半径ＲＹ１の円、およびその半径ＲＹ１の円の中心から距離ＰＮ／２隔てた位置にある直線からなる形状である。
【００３０】
ここで、レンズアレイ１０を結像面側に配置する場合、各部の構成は同様であるが、後述する半径ＲＹ１および半径ＲＸ１の寸法が異なる。つまり、図７に示したマイクロレンズ１２の各寸法のうち、半径ＲＹ１および半径ＲＸ１を、それぞれ半径ＲＹ２および半径ＲＸ２に置き換えることにより、結像面側に配置されるレンズアレイ１０が示される。
なお、レンズアレイ１０は、ＬＥＤ素子３０の光線を透過する素材により形成されている。本実施例では、レンズアレイ１０はシクロオレフィン系樹脂である光学樹脂（日本ゼオン社製、商品名；ＺＥＯＮＥＸ（ゼオネックス）（登録商標）Ｅ４８Ｒ）を使用し、射出成型により複数のマイクロレンズ１２を一体に成型した。
【００３１】
マイクロレンズ１２の各曲面（マイクロレンズ１２と空気層の境界面）は数式１で表される多項式非球面で構成される。Ｚ（ｒ）は、マイクロレンズ１２の光軸に平行な方向を軸とし、半径方向の座標をｒとした回転座標系を示し、マイクロレンズ１２の各曲面の頂点を原点とし、マイクロレンズ１２側の方向を正の数で表し、空気層側の方向を負の数で表す。このとき、半径ｒはＸ座標、Ｙ座標の値を用いて、数式２で表される。ｋはコーニック定数、Ｃは曲率半径、Ａは非球面係数、ｌとｍは正の整数である。
【００３２】
【数１】
2010204208.tif 000003
【００３３】
【数２】
2010204208.tif 000004
図８は、第１の実施例における遮光板の平面図である。なお、図８（ａ）は遮蔽板２０の平面図であり、図８（ｂ）は中間絞り２２の平面図である。
図８において、遮光板２０には、複数の中間絞り２２が配列間隔ＰＹで略直線に配列され、その中間絞り２２は、マイクロレンズ１２の光軸ＡＸおよび中間絞り２２の配列方向の両方に直交する方向に、配列間隔ＰＸで２列に配列されている。列間で隣接する中間絞り２２の間隔をＰＮとすると、間隔ＰＮ＜配列間隔ＰＹとなっている。
【００３４】
また、中間絞り２２は、半径ＲＡＹの円、およびその半径ＲＡＹの円の中心から距離ＲＡＸ隔てた位置にある直線からなる形状である。その半径ＲＡＹの円の中心は、マイクロレンズ１２の光軸ＡＸと一致するように構成されている。
なお、遮光板２０は、物体からの光線を遮光する素材により形成され、本実施例の遮光板２０は、ポリカーボネートを用いて射出成型法により作成した。
【００３５】
次にレンズユニット１の詳細を図９の第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図に基づいて説明する。図９はレンズアレイ１０を含むレンズユニット１および物体面ＯＰならびに結像面ＩＰの断面図であり、隣接する２つのマイクロレンズ１２の光軸ＡＸ１を含む平面による断面図、すなわち図６、図７および図８における直線ＡＡの位置での断面図である。
【００３６】
図９において、レンズユニット１の物体面ＯＰから距離ＬＯの位置に第１のレンズアレイ１０ａが配置され、また第２のレンズアレイ１０ｂが第１のレンズアレイ１０ａと対向し、距離ＬＳを隔てて配置される。レンズユニット１の結像面ＩＰは第２のレンズアレイ１０ｂから光軸ＡＸ方向に距離ＬＩを隔てた位置である。
物体面側のマスク２５ａは、第１のレンズアレイ１０ａと物体面ＯＰとの間に配置され、結像面側のマスク２５ｂは、第２のレンズアレイ１０ｂと結像面ＩＰとの間に配置されている。また、遮光板２０は、第１のレンズアレイ１０ａと第２のレンズアレイ１０ｂとの間に配置されている。
【００３７】
第１のレンズアレイ１０ａおよび第２のレンズアレイ１０ｂは、それぞれの光軸が光軸ＡＸに一致するように配置され、また物体面側の絞り２６ａと結像面側の絞り２６ｂと中間絞り２２の位置は光軸ＡＸに一致している。
第１のマイクロレンズ１２ａは、厚さがＬＴ１であり、光軸ＡＸ方向に距離ＬＯ１の位置にある物体３０Ａの像を中間像３０Ｂとして、光軸ＡＸ方向に距離ＬＩ１離れた中間像面ＩＭＰに形成する。
【００３８】
第２のマイクロレンズ１２ｂは、厚さがＬＴ２であり、距離ＬＯ２の位置にある中間像面ＩＭＰ上の中間像３０Ｂの結像３０Ｃを、光軸ＡＸ方向に距離ＬＩ２隔てた結像面ＩＰに形成する。
レンズユニット１の物体面ＯＰから第１のマイクロレンズ１２ａまでの距離ＬＯは距離ＬＯ１と等しく設定され、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂの間隔ＬＳは、（距離ＬＩ１＋距離ＬＯ２）に設定され、第２のマイクロレンズ１２ｂからレンズユニット１の結像面ＩＰまでの距離ＬＩは距離ＬＩ２と等しく設定される。
【００３９】
また、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂを同じ形状のレンズとした場合、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂは、ともに厚さがＬＴ１であり、レンズユニット１の物体面から第１のマイクロレンズ１２ａまでの距離ＬＯは距離ＬＯ１と等しく設定される。
さらに、第１のマイクロレンズ１２ａの物体面側の曲面と同じ形状の面が第２のマイクロレンズ１２ｂの結像面側の曲面となるように対向して配置され、第２のマイクロレンズ１２ｂから中間像面ＩＭＰまでの距離ＬＯ２はＬＩ１と等しく設定される。
【００４０】
第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂの間隔ＬＳは、（２×距離ＬＩ１）に設定され、第２のマイクロレンズ１２ｂからレンズユニット１の結像面までの距離ＬＩは距離ＬＯ１と等しく設定され、距離ＬＩ＝距離ＬＯである。
上述した構成の作用について説明する。
まず、プリンタ１００の動作を図２に基づいて説明する。
【００４１】
プリンタ１００の感光体ドラム４１表面は、図示しない電源装置により電圧が印加された帯電ローラ４２により帯電される。続いて、感光体ドラム４１が回転することによって帯電された感光体ドラム４１表面がＬＥＤヘッド３の付近に到達するとＬＥＤヘッド３によって露光され、感光体ドラム４１表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器５により現像され、感光体ドラム４１の表面にトナー像が形成される。
【００４２】
一方、給紙カセット６０にセットされた用紙１０１が給紙ローラ６１によって給紙カセット６０から取り出され、搬送ローラ６２、６３により、転写ローラ８０および転写ベルト８１の付近に搬送される。
感光体ドラム４１が回転することにより、現像によって得られた感光体ドラム４１表面上のトナー像が転写ローラ８０および転写ベルト８１の付近に到達すると図示しない電源装置により電圧が印加されている転写ローラ８０および転写ベルト８１によって、感光体ドラム４１表面上のトナー像は用紙１０１上に転写される。
【００４３】
続いて、表面にトナー像が形成された用紙１０１は、転写ベルト８１の回転により定着器９へ搬送され、用紙１０１上のトナー像はその定着器９により加圧されながら加熱されることにより溶解し、用紙１０１上に固定される。トナー像が固定された用紙１０１は、搬送ローラ６４および排出ローラ６５により排出部７に排出されてプリンタ１００の動作が終了する。
【００４４】
次に、露光装置としてのＬＥＤヘッド３の動作を図４に基づいて説明する。
画像データをもとにプリンタ１００の制御部によりＬＥＤヘッド３の制御信号が発信されるとドライバＩＣ３１はその制御信号に基づき任意の光量でＬＥＤ素子３０を発光させる。そのＬＥＤ素子３０からの光線はレンズユニット１に入射し、感光体ドラム４１上に結像が形成される。
【００４５】
次に、レンズユニット１の動作を図９に基づいて説明する。
物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０の光線は第１のマイクロレンズ１２ａに入射し、その第１のマイクロレンズ１２ａによって光軸方向に距離ＬＩ１隔てた位置にある中間像面ＭＩＰ上に中間像３０Ｂが形成される。このとき、遮光板２０および物体面側のマスク２５ａにより、中間像３０Ｂの形成に寄与しない光線の一部が遮光される。
【００４６】
さらに、第２のマイクロレンズ１２ｂによってその中間像３０Ｂの像である結像３０Ｃが結像面ＩＰ上に形成されることにより、物体３０Ａの結像３０Ｃが結像面ＩＰ上に形成される。このとき、遮光板２０および結像面側のマスク２５ｂにより、結像３０Ｃの形成に寄与しない光線の一部が遮光される。
第１のマイクロレンズ１２ａによって形成される中間像３０Ｂは物体３０Ａの倒立縮小像であり、結像３０Ｃはその中間像３０Ｂの第２のマイクロレンズ１２ｂによる倒立拡大像である。
【００４７】
また、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂとの間では物体面上の各点からの光線の主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになっている。
このようにしてレンズユニット１は物体Ａの正立等倍像を形成する。
一方、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂを同じ形状のレンズとした場合もレンズユニット１は物体３０Ａの正立等倍像を形成する。
【００４８】
物体３０ＡとしてのＬＥＤ素子３０の光線は第１のマイクロレンズ１２ａに入射し、その第１のマイクロレンズ１２ａによって光軸方向に距離（ＬＳ／２）隔てた位置にある中間像面ＭＩＰ上に中間像３０Ｂが形成される。さらに、第２のマイクロレンズ１２ｂによってその中間像３０Ｂの像である結像３０Ｃが結像面ＩＰ上に形成される。
また、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂとの間ではテレセントリックになっている。
【００４９】
さらに、レンズユニット１の動作を図７、図１０および図１７を用いて説明する。
図７は、第１の実施例におけるレンズアレイの平面図であり、物体（ＬＥＤ素子３０）と光軸ＡＸとの位置関係を示している。
図７において、物体３０Ａａは、ＬＥＤ素子３０のうちマイクロレンズ１２ａの光軸ＡＸに最も近いものを示し、その物体３０Ａａを直線ＢＢおよび光軸ＡＸの両方に直交する方向へ平行移動した直線ＢＢ上の物体を物体３０Ａａ´と表すものとする。
【００５０】
また、物体３０Ａｂは、ＬＥＤ素子３０のうち、マイクロレンズ１２ａの視野の最も外側のものを示し、その物体３０Ａｂを直線ＢＢおよび光軸ＡＸの両方に直交する方向へ平行移動した直線ＢＢ上の物体を物体３０Ａｂ´と表すものとする。
図１０および図１７はともに第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図であり、レンズユニット１、物体面ＯＰ、および結像面ＩＰの図７における直線ＢＢの位置での断面図である。
【００５１】
図１０および図１７において、結像３０Ｃａ´および結像３０Ｃｂ´は、それぞれ物体３０Ａａ´および物体３０Ａｂ´のレンズユニット１による結像である。
また、図１０および図１７では、物体３０Ａａ´から発せられた光線のうち、結像３０Ｃａ´の形成に寄与し、第１のマイクロレンズ１２ａに入射する最も外側の光線である周辺光線ＢＭ１、および物体３０Ａｂ´から発せられた光線のうち、結像３０Ｃｂ´の形成に寄与する主光線ＢＣ２を示している。
【００５２】
第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂの間は、テレセントリックであるため、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂの間で主光線ＢＣ２は光軸ＡＸに平行である。また、物体３０Ａｂ´が第１のマイクロレンズ１２ａの視野の最も外側の物体であるため、主光線ＢＣ２は、中間絞り２２の内壁近傍を通過し、物体３０Ａｂ´の周辺光線は遮光板２０によって遮光される。
【００５３】
図１０および図１７において、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰからの距離をＭＯ、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰからの距離をＭＩ、物体面ＯＰから距離ＭＯにおける物体面側の絞り２６ａの開口寸法の半値をＲＯＹ、結像面ＩＰから距離ＭＩにおける結像面側の絞り２６ｂの開口寸法の半値をＲＩＹとする。
第１のマイクロレンズ１２ａの第１焦点面をＦＰ１、第２のマイクロレンズ１２ｂの第２焦点面をＦＰ２、第１のマイクロレンズ１２ａの第１主平面をＨＰ１、第２のマイクロレンズ１２ｂの第２主平面をＨＰ２とする。
【００５４】
物体面ＯＰから第１主平面ＨＰ１までの距離をＳＯ、結像面ＩＰから第２主平面ＨＰ２までの距離をＳＩ、第１主平面ＨＰ１から第１焦点面ＦＰ１までの距離をＦ１、第２主平面ＨＰ２から第２焦点面ＦＰ１までの距離をＦ２とする。
第１のマイクロレンズ１２ａの半径ＲＹ１と第２のマイクロレンズ１２ｂの半径ＲＹ２は、それぞれ第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂの配列方向の半径である。また、中間絞り２２の開口の半径ＲＡＹは、中間絞り２２の開口幅の半値であり、光軸ＡＸから中間絞り２２の内壁までの距離である。
【００５５】
図１０は、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰからの距離ＭＯが、物体面ＯＰと第１のマイクロレンズ１２ａの間での光線ＢＭ１と光線ＢＣ２との交点の物体面ＯＰからの距離ＰＯと等しいか大きい場合を示す。また、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰからの距離ＭＩが、結像面ＩＰと第２のマイクロレンズ１２ｂの間での光線ＢＭ１と光線ＢＣ２との交点の結像面ＩＰからの距離ＰＩと等しいか大きい場合を示す。
【００５６】
図１７は、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰからの距離ＭＯが、距離ＰＯと等しいか小さい場合を示す。また、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰからの距離ＭＩが、距離ＰＩと等しいか小さい場合を示す。
図１０において、物体３０Ａａ´から発せられ、第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間で周辺光線ＢＭ１より外側を通過する光線は、第１のマイクロレンズ１２ａの周囲に入射し、一部が迷光として結像面ＩＰに到達して結像３０Ｃａ´のコントラストを低下させる。
【００５７】
したがって、第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間で、周辺光線ＢＭ１より外側を通過する光線を遮光するように物体面側の絞り２６ａを配置すればよい。さらに、周辺光線ＢＭ１は、物体面ＯＰから離れるにしたがって広がって行くので、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰ側の開口を小さく、第１のマイクロレンズ１２ａ側の開口を大きくすることにより、結像３０Ｃａ´の形成に寄与する光線を遮光せず、迷光としてコントラストを低下させる光線を効率よく遮光することができる。
【００５８】
また、図１０において、結像面ＩＰに到達して結像３０Ｃａ´のコントラストを低下させる光線は、第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間でも、周辺光線ＢＭ１より外側を透過するので、第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間で、周辺光線ＢＭ１より外側を通過する光線を遮光するように結像面側の絞り２６ｂを配置すればよい。さらに、周辺光線ＢＭ１は、結像面ＩＰに近づくにしたがって集光するので、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰ側の開口を小さく、第２のマイクロレンズ１２ｂ側の開口を大きくすることにより、結像３０Ｃａ´の形成に寄与する光線を遮光せず、迷光としてコントラストを低下させる光線を効率よく遮光することができる。
【００５９】
一方、図１７において、物体３０Ａｂ´から発せられ、第１のマイクロレンズ１２ａに入射する光線のうち、主光線ＢＣ２より光軸ＡＸに近い位置に入射する光線の一部は、迷光として結像面ＩＰに到達して結像３０Ｃｂ´のコントラストを低下させる。
したがって、第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間で、主光線ＢＣ２より光軸ＡＸに近い位置に入射する光線を遮光するように物体面側の絞り２６ａを配置すればよい。さらに、主光線ＢＣ２は、物体面ＯＰから離れるにしたがって光軸に近づくので、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰ側の開口を大きく、第１のマイクロレンズ１２ａ側の開口を小さくすることにより、結像３０Ｃｂ´の形成に寄与する光線を遮光せず、迷光としてコントラストを低下させる光線を効率よく遮光することができる。
【００６０】
また、図１７において、結像面ＩＰに到達して結像３０Ｃｂ´のコントラストを低下させる光線は、第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間で、結像面ＩＰ上の主光線ＢＣ２より外側に入射するので、第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間で、結像面側の絞り２６ｂを配置すればよい。さらに、主光線ＢＣ２は、結像面ＩＰに近づくにしたがって光軸に近づくので、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰ側の開口を大きく、第２のマイクロレンズ１２ｂ側の開口を小さくすることにより、結像３０Ｃｂ´の形成に寄与する光線を遮光せず、迷光としてコントラストを低下させる光線を効率よく遮光することができる。
【００６１】
なお、本実施例では、物体面側の絞り２６ａおよび結像面側の絞り２６ｂをレンズユニット１の物体面側および結像面側の両側（図における上下両側）に配置したものとして説明したが、どちらか一方の側に配置するようにしてもよい。
ここで、物体面側の絞り２６ａおよび結像面側の絞り２６ｂの開口の大きさについて説明する。
【００６２】
図１０より、物体面ＯＰから距離ＭＯにおける光線ＢＭ１と光軸ＡＸとの距離ＢＭＯは、（第１のマイクロレンズ１２ａの半径ＲＹ１／距離ＳＯ）×距離ＭＯとなり、
また、結像面ＩＰから距離ＭＩにおける光線ＢＭ１と光軸ＡＸとの距離ＢＭＩは、（第２のマイクロレンズ１２ｂの半径ＲＹ２／距離ＳＩ）×距離ＭＩとなっている。
よって、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰから距離ＭＯの位置での開口寸法ＲＯＹを、数式３で表される範囲とし、
【００６３】
【数３】
2010204208.tif 000005
また、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰから距離ＭＩの位置での開口寸法ＲＩＹを、数式４で表される範囲とすれば、
【００６４】
【数４】
2010204208.tif 000006
結像のコントラストを低下させる、結像に寄与しない光線を遮光し、レンズユニット１の解像度を高くすることができる。
また、図１７より、物体面ＯＰから距離ＭＯにおける光線ＢＣ２と光軸ＡＸとの距離ＢＣＯは、数式５となり、
【００６５】
【数５】
2010204208.tif 000007
また、結像面ＩＰから距離ＭＩにおける光線ＢＣ２と光軸ＡＸとの距離ＢＣＩは、数式６となっている。
【００６６】
【数６】
2010204208.tif 000008
よって、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰから距離ＭＯの位置での開口寸法ＲＯＹを、数式７で表される範囲とし、
【００６７】
【数７】
2010204208.tif 000009
結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰから距離ＭＩの位置での開口寸法ＲＩＹを、数式８で表される範囲とすれば、
【００６８】
【数８】
2010204208.tif 000010
結像のコントラストを低下させる、結像に寄与しない光線を遮光し、レンズユニット１の解像度を高くすることができる。
ところで、物体面ＯＰと第１のマイクロレンズ１２ａの間での光線ＢＭ１と光線ＢＣ２との交点の物体面ＯＰからの距離ＰＯは、数式９で表され、
【００６９】
【数９】
2010204208.tif 000011
物体面ＯＰと第１のマイクロレンズ１２ａの間での光線ＢＭ１と光線ＢＣ２との交点の光軸ＡＸからの距離ＲＰＯは、数式１０で表される。
【００７０】
【数１０】
2010204208.tif 000012
したがって、距離ＭＯが、距離ＰＯ以上のとき、図１０のように、開口寸法ＲＯＹを数式３で表される範囲に設定し、物体面ＯＰ側の開口を小さく、第１のマイクロレンズ１２ａ側の開口を大きくする。
【００７１】
また、距離ＭＯが、距離ＰＯ以下のとき、図１７のように、開口寸法ＲＯＹを数式７で表される範囲に設定し、物体面ＯＰ側の開口を大きく、第１のマイクロレンズ１２ａ側の開口を小さくする。
さらに、結像面ＩＰと第２のマイクロレンズ１２ｂの間での光線ＢＭ１と光線ＢＣ２との交点の結像面ＩＰからの距離ＰＩは、数式１１で表され、
【００７２】
【数１１】
2010204208.tif 000013
結像面ＩＰと第２のマイクロレンズ１２ｂの間での光線ＢＭ１と光線ＢＣ２との交点の光軸ＡＸからの距離ＲＰＩは、数式１２で表される。
【００７３】
【数１２】
2010204208.tif 000014
したがって、距離ＭＩが、距離ＰＩ以上のとき、図１０のように、開口寸法ＲＩＹを数式４で表される範囲に設定し、結像面ＩＰ側の開口を小さく、第２のマイクロレンズ１２ｂ側の開口を大きくする。
【００７４】
また、距離ＭＩが、距離ＰＩ以下のとき、図１７のように、開口寸法ＲＩＹを数式８で表される範囲に設定し、結像面ＩＰ側の開口を大きく、第２のマイクロレンズ１２ｂ側の開口を小さくする。
またさらに、レンズユニット１の動作について、図１１を用いて説明する。
図１１は第１の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図であり、レンズユニット１、物体面ＯＰ、および結像面ＩＰの図６、図７および図８における直線ＣＣの位置での断面図である。
【００７５】
図１１において、物体３０Ａの結像３０Ｃを形成する光線のうちの主光線をＢＣ、第１のマイクロレンズ１２ａの最も外側を入射する周辺光線をＢＭとする。第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂとの間はテレセントリックであるため、第１のマイクロレンズ１２ａと第２のマイクロレンズ１２ｂとの間で主光線ＢＣは光軸ＡＸに平行である。
【００７６】
光軸ＡＸからレンズユニット１の幅方向における中心線ＣＬへ向かう方向をｘ方向としたとき、第１のマイクロレンズ１２ａのｘ方向の半径をＲＸ１、第２のマイクロレンズ１２ｂのｘ方向の半径をＲＸ２、光軸ＡＸと中間絞り２２の内壁とのｘ方向の距離をＲＡＸとする。
さらに、物体面側の絞り２６ａの物体面ＯＰからの距離をＭＯ、結像面側の絞り２６ｂの結像面ＩＰからの距離をＭＩ、物体面ＯＰから距離ＭＯにおける光軸ＡＸからｘ方向の物体面側の絞り２６ａの内壁までの距離をＲＯＸ、結像面ＩＰから距離ＭＩにおける光軸ＡＸからｘ方向の結像面側の絞り２６ｂの内壁までの距離をＲＩＸとする。
【００７７】
図１１において、物体３０Ａから発せられ、第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間で周辺光線ＢＭより外側で、中心線ＣＬ付近を通過する光線は、第１のマイクロレンズ１２ａの周囲に入射し、一部が迷光として結像面ＩＰに到達して結像３０Ｃのコントラストを低下させる。
また、結像面ＩＰに到達して結像３０Ｃのコントラストを低下させる光線は、第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間でも、周辺光線ＢＭより外側で、中心線ＣＬ付近を透過する
したがって、第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間、または第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間において、周辺光線ＢＭより外側で中心線ＣＬ付近を透過する光線を遮光するように物体面側の絞り２６ａ、または結像面側の絞り２６ｂを配置すればよい。
【００７８】
図１１より、物体面ＯＰから距離ＭＯにおける光線ＢＭのうち中心線ＣＬに近い光線の光軸ＡＸからの距離ＢＭＯは、数式１３となり、
【００７９】
【数１３】
2010204208.tif 000015
物体面側の絞り２６ａの寸法ＲＯＸを、数式１４で表す範囲としたとき、
【００８０】
【数１４】
2010204208.tif 000016
結像のコントラストを低下させる結像に寄与しない光線を遮光し、レンズユニット１の解像度を高くすることができる。
また、結像面ＩＰから距離ＭＩにおける光線ＢＭのうち中心線ＣＬに近い光線の光軸ＡＸからの距離ＢＭＩは、数式１５となり、
【００８１】
【数１５】
2010204208.tif 000017
結像面側の絞り２６ｂの寸法ＲＩＸを、数式１６で表す範囲としたとき、
【００８２】
【数１６】
2010204208.tif 000018
結像のコントラストを低下させる結像に寄与しない光線を遮光し、レンズユニット１の解像度を高くすることができる。
次に、焦点測定器を図１２の第１の実施例における焦点距離測定器の説明図に基づいて説明する。なお、図１２（ａ）は焦点距離測定器の概略平面図であり、図１２（ｂ）は焦点距離測定器の概略側面図である。
【００８３】
図１２において、焦点測定器２００は、回転台２０１、ステージ２０２、顕微鏡２０３および照明装置２０４から構成される。
回転台２０１は、回転軸２０１Ａを中心に、その回転台２０１上に配置されているステージ２０２と披検レンズ１２（マイクロレンズ１２）を回転できるように構成されている。このステージ２０２上には披検レンズ１２が、その披検レンズ１２の光軸ＡＸが顕微鏡２０３の光軸と一致するように固定される。ステージ２０２は、光軸ＡＸと平行する方向に移動できるように構成されている。
【００８４】
また、顕微鏡２０３は、光軸ＡＸと平行する方向に移動できるように構成されており、顕微鏡２０３の結像点の位置を回転軸２０１Ａの位置とした場合を基準に顕微鏡２０３の移動量が計測できるように構成されている。
照明装置２０４は、披検レンズ１２に平行光線ＢＴが入射するように光線を出射する。
次に、焦点距離の測定方法について、図１２を用いて説明する。
【００８５】
照明装置２０４より光線を出射させ、顕微鏡２０３で披検レンズ１２による光線ＢＴの結像を確認しながら、顕微鏡２０３を披検レンズ１２から離れる方向に移動させる。光線ＢＴの結像の大きさが最も小さくなったら、回転台２０１を微小に回転させても光線ＢＴの結像の位置が変わらないステージ２０２の位置と顕微鏡２０３の位置を検出するように、ステージ２０２と顕微鏡２０３をそれぞれ別に移動させる。
【００８６】
そして、回転台２０１を微小に回転させても光線ＢＴの結像の位置が変わらなくなったときの顕微鏡２０３の回転軸２０１Ａの位置からの移動量Ｚ１を計測する。ここで、移動量Ｚ１は、披検レンズ１２の焦点距離Ｆに相当する。また、このときの回転軸２０１Ａの位置は披検レンズ１２の第１主平面に相当する。
次に、ステージ２０２の位置は固定したまま、顕微鏡２０３のみを披検レンズ１２へ近づける方向に移動させ、顕微鏡２０３の結像点が披検レンズ１２の面頂点となるように移動させる。そして、顕微鏡２０３の結像点が披検レンズ１２の面頂点となる位置の顕微鏡２０３の回転軸２０１Ａの位置からの移動量Ｚ２を計測する。
【００８７】
さらに、披検レンズ１２の面頂点と物体面までの距離ＬＯを別の方法で測定することにより、披検レンズ１２の物体面と主平面との距離ＳＯを、ＳＯ＝移動量Ｚ２＋距離ＬＯより求めることができる。
以上の焦点距離の測定方法は、ノーダル・スライド法による既知の測定方法である。
本実施例のレンズアレイ１０を用いたＬＥＤヘッド３について、結像の解像度示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：振幅伝達関数）の測定をしたところ８０％以上の値を測定した。
【００８８】
ここで、ＭＴＦとは、露光装置の解像度を示し、露光装置中で点灯しているＬＥＤ素子３０の結像のコントラストを示す。１００％が結像のコントラストが最も大きく、露光装置としての解像度が高いことを示し、小さいほど光量のコントラストは小さく、露光装置の解像度は低い。
ＭＴＦ（％）は、結像の光量の最大値をＥＭＡＸ、隣り合う２つの結像の間の光量の最小値をＥＭＩＮとしたとき、
ＭＴＦ＝（ＥＭＡＸ−ＥＭＩＮ）／（ＥＭＡＸ＋ＥＭＩＮ）×１００（％）
のように定義される。
【００８９】
このＭＴＦの測定においては、ＬＥＤヘッド３のレンズユニット１の結像面ＩＰ上、第２のマイクロレンズ１２ｂの結像面側レンズの頂点から距離Ｌ１（ｍｍ）離れた位置の結像を顕微鏡デジタルカメラにより撮影し、撮影画像よりＬＥＤ素子３０の結像の光量分布を解析し、このＭＴＦを算出した。
また、ＭＴＦの測定においては、ＬＥＤ素子３０の配列間隔ＰＤ＝０．０４２３ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用いた。
【００９０】
さらに、ＭＴＦの値と画像形成装置の画像品質について説明する。
本来、画像形成装置が形成する画像でトナーが乗らない部分は、静電潜像においては電位が十分に高くなければならない。また、ＬＥＤヘッドで形成される結像は暗くなければならない。ところが、ＭＴＦの値が小さいとＬＥＤヘッドで形成される結像において、暗くなければならない部分にも光線が入射してしまう。
【００９１】
光線が入射してしまうと静電潜像においては電位が十分に高くなければならないところの電位が下がってしまい、本来、画像形成装置の画像でトナーが乗らない部分にトナーが付着してしまう。
画像形成装置の画像でトナーが乗らない部分は、本来、用紙の色である白色によって画像が構成されるが、トナーが付着してしまった部分は、トナーの色が混ざって見えるため、画像形成装置の画像品質が低下する。
【００９２】
様々な評価を重ねた結果、ＭＴＦが８０％以上のとき、画像形成装置の画像は筋や濃淡斑のない良好な画像となった。
次に、カラーＬＥＤプリンタを用いて本実施例のレンズユニットを実装した画像形成装置の画像を評価したところ、筋や濃淡斑のない良好な画像が得られた。画像形成装置の画像の評価は、印刷領域全面に図１３に示した全画素のうち１つおきにドットを形成する画像を形成し、画像品質の良否を評価した。図１３において、３０１はトナーが乗っているドット、３０２はトナーが乗っていないドットを示している。
【００９３】
なお、本実施例では、マイクロレンズ１２は回転対称高次非球面で構成したが、これに限られることなく、球面を形成するようにしてもよい。また、アナモフィック非球面、放物面、楕円面、双曲面、コーニック面等の曲面を形成してもよい。
また、レンズアレイ１０は一般射出成型により作成したが、圧縮射出成型等の成型法でもよい。さらに、レンズアレイ１０の素材は樹脂を用いているがガラスを用いてもよい。
【００９４】
また、遮光板２０はポリカーボネートを用いて射出成型により作成したが、これに限られることなく、切削加工により作成してもよく、また金属をエッチングするなどして作成してもよい。
また、発光部としてＬＥＤ素子３０を複数配置したＬＥＤアレイを用いたが、例えば有機ＥＬを発光部にしてもよく、半導体レーザーを用いてもよく、さらには蛍光灯やハロゲンランプ等の発光部に液晶素子で構成されたシャッタを併用した露光装置でもよい。
【００９５】
以上説明したように、第１の実施例では、第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間において、周辺光線ＢＭ１より外側を通過する光線を遮光し、主光線ＢＣ２より光軸ＡＸに近い位置に入射する光線を遮光するように物体面ＯＰ側の開口を小さく、第１のマイクロレンズ１２ａ側の開口を大きく形成した物体面側の絞り２６ａ、または／および結像面ＩＰと第２のマイクロレンズ１２ｂとの間において、周辺光線ＢＭ１より外側を通過する光線を遮光し、主光線ＢＣ２より光軸ＡＸに近い位置に入射する光線を遮光するように結像面ＩＰ側の開口を小さく、第２のマイクロレンズ１２ｂ側の開口を大きく形成した結像面側の絞り２６ｂを配置し、または第１のマイクロレンズ１２ａと物体面ＯＰとの間において、周辺光線ＢＭより外側で中心線ＣＬ付近を透過する光線を遮光するように物体面ＯＰ側の開口を大きく、第１のマイクロレンズ１２ａ側の開口を小さく形成した物体面側の絞り２６ａ、または／および第２のマイクロレンズ１２ｂと結像面ＩＰとの間において、周辺光線ＢＭより外側で中心線ＣＬ付近を透過する光線を遮光するように結像面ＩＰの開口を大きく、第２のマイクロレンズ１２ｂ側の開口を小さく形成した結像面側の絞り２６ｂを配置したことにより、隣り合う２つのレンズの一方のレンズから他方のレンズへ透過する光線が結像面へ到達しないように遮光することができ、物体の結像のコントラストを低下させることなく、光学系の解像度を向上させることができるという効果が得られる。
【００９６】
その結果、露光装置の結像のコントラストが得られ、画像形成装置で鮮明な画像を得ることができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００９７】
第１の実施例では、本発明によるレンズユニットを画像形成装置としてのプリンタに適用したものとして説明したが、第２の実施例では読取装置に適用した例を説明する。
第２の実施例の構成を図１４の第２の実施例における読取装置の構成を示す概略図に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９８】
図１４において、５００は、原稿を読取って画像データとしての電子データを生成する読取装置としてのスキャナである。
スキャナ５００は、読取ヘッド４００、ランプ５０１、原稿台５０２、レール５０３、駆動ベルト５０５、モータ５０６等で構成されている。
読取ヘッド４００は、照明装置としてのランプ５０１により照射され、原稿の表面で反射した光線を取り込み電子データに変換するものである。ランプ５０１は、照射した光が原稿の表面で反射し、読取ヘッド４００内に取り込まれるように配置されている。
【００９９】
原稿台５０２は、電子データが生成される原稿５０７を載置するものであり、可視光線を透過する素材で形成されている。
レール５０３は、原稿台５０２の下方に配置され、読取ヘッド４００を移動可能にするものであり、読取ヘッド４００は、その一部が複数の滑車５０４により張架された駆動ベルト５０５に接続され、モータ５０６で駆動された駆動ベルト５０５によりレール５０３上を移動可能に構成されている。
【０１００】
次に、読取ヘッド４００の構成を図１５の第２の実施例における読取装置の読取りヘッドの構成を示す概略図に基づいて説明する。
図１５において、読取ヘッド４００は、レンズユニット１、ラインセンサ４０１およびミラー４０２で構成されている。
ミラー４０２は、原稿５０３で反射された光線の光路を折り曲げてその光線をレンズユニット１に入射させるものである。
【０１０１】
ラインセンサ４０１は、複数の受光素子が略直線に配置されており、レンズユニット１により形成された原稿画像の結像を電気信号に変換するものである。このラインセンサ４０１は、レンズユニット１の幅方向の中央を示す中心線ＣＬ上に位置するように配置される。
また、図１６は本実施例の読取ヘッド４００の構成および物体面ＯＰ（原稿５０７）と結像面ＩＰとの位置関係を示している。なお、本実施例のレンズユニット１の構成は第１の実施例と同様である。
【０１０２】
なお、本実施例では、ラインセンサ４０１は６００ｄｐｉの解像度であり、受光素子が１インチ当たり６００個配置されている。すなわち、受光素子の配列間隔は０．０４２３ｍｍである。
上述した構成の作用について説明する。
まず、読取装置の動作を図１４に基づいて説明する。
【０１０３】
ランプ５０１が点灯し、原稿５０７の表面を照射することにより、原稿５０７の表面で反射した光線が読取ヘッド４００内に取り込まれる。モータ５０６により、駆動ベルト５０５が駆動して読取ヘッド４００とランプ５０１が図１４における左右方向に移動し、読取ヘッド４００は原稿５０７の全面から反射した光線を取り込む。
次に、読取ヘッド４００の動作を図１５に基づいて説明する。
【０１０４】
原稿５０７で反射された光線は、原稿台５０２を透過し、ミラー４０２で光路が折り曲げられ、レンズユニット１に入射する。レンズユニット１により結像された原稿画像の結像はラインセンサ４０１上に形成され、ラインセンサ４０１は形成された原稿画像の結像を電気信号に変換して電子データを生成する。
本実施例による読取装置を用いて原稿から画像データを形成したところ、原稿と同一の良好な画像データが得られた。なお、本実施例の読取装置を用いて読取った原稿は、図１３で示すようにドットの間隔ＰＤ＝０．０４２３ｍｍ、解像度６００ｄｐｉの全ドットのうち、１つおきにドットを形成した画像を媒体上の印字領域全面に形成した。その原稿から本実施例の読取装置を用いて電子データを形成したところ、原稿と同一の電子データが得られた。
【０１０５】
なお、本実施例においては、原稿画像を電子データに変換する読取装置としてスキャナを例に説明したが、光学的信号を電気信号に変換するセンサやスイッチ、およびそれらを用いた入出力装置、生体認証装置、通信装置、寸法測定器等であってもよい。
以上説明したように、第２の実施例では、読取装置においても第１の実施例と同様の効果が得られ、原稿と同一の画像データを読取ることができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【０１０６】
１    レンズユニット
３    ＬＥＤヘッド
５    現像器
７    排出部
９    定着器
１０  レンズアレイ
１２  マイクロレンズ
２０  遮光板
２２  中間絞り
２５  マスク
２６  絞り
３０  ＬＥＤ素子
３１  ドライバＩＣ
３２  ワイヤ
３３  配線基板
３４  ホルダ
４１  感光体ドラム
４２  帯電ローラ
４３  クリーニングブレード
５１  トナーカートリッジ
６０  給紙カセット
６１  給紙ローラ
６２、６３、６４  搬送ローラ
６５  排出ローラ
８０  転写ローラ
８１  転写ベルト
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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