(57)【要約】【課題】縦スジの発生を抑制し、印刷画像の品質を向上することを目的とする。【解決手段】レンズアレイとしてのレンズ板１１（１４）は、複数のレンズ（１２，１３，１５，１６）を配列したものである。レンズ板１１（１４）の複数のレンズ（１２，１３，１５，１６）は、いずれも、光軸（Ａｘ）の近傍に入射した光線の焦点距離である近軸焦点距離ＦＡよりも、光軸（Ａｘ）から離れた位置に入射した光線の焦点距離である外郭焦点距離ＦＥが長くなるように構成されている。【選択図】図７
2019061060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを配列したレンズアレイにおいて、
前記複数のレンズは、いずれも、光軸の近傍に入射した光線の焦点距離である近軸焦点距離ＦＡよりも、光軸から離れた位置に入射した光線の焦点距離である外郭焦点距離ＦＥが長くなるように構成されている
ことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記複数のレンズは、いずれも、非球面レンズであることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
複数の第１のレンズを配列した第１のレンズアレイと、
前記複数の第１のレンズと光軸がそれぞれ一致するように配置された複数の第２のレンズを配列した第２のレンズアレイと
を備え、
前記複数の第１のレンズおよび前記複数の第２のレンズは、いずれも、光軸の近傍に入射した光線の焦点距離である近軸焦点距離ＦＡよりも、光軸から離れた位置に入射した光線の焦点距離である外郭焦点距離ＦＥが長くなるように構成されている
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項４】
前記第１のレンズアレイが物体側に配置され、前記第２のレンズアレイが結像面側に配置され、
前記物体から前記第１のレンズアレイまでの距離と、前記第２のレンズアレイから前記結像面までの距離とが略等しく、
前記結像面に、前記物体の正立等倍像が形成される
ことを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとの間に、半径ＲＡの複数の開口部を有する遮光部材をさらに備え、
前記遮光部材の前記複数の開口部は、前記複数の第１のレンズおよび前記複数の第２のレンズに対向し、
前記第１のレンズアレイおよび前記第２のレンズアレイは、光を透過する屈折率ｎの材料で構成され、
前記第２のレンズの主平面から前記結像面までの距離をＰＩとし、
当該距離ＰＩの前記近軸焦点距離ＦＡに対する比ＰＩ／ＦＡを、Ｋとし、
以下の式でΔＦＢを求めると、
【数９】
2019061060.tif 000016
前記近軸焦点距離ＦＡと前記外郭焦点距離ＦＥとの差ΔＦは、
０．４５×ΔＦＢ≦ΔＦ≦１．７９×ΔＦＢ
の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記近軸焦点距離ＦＡと前記外郭焦点距離ＦＥとの差ΔＦは、
０．０４≦ΔＦ≦０．１５９
の範囲にあることを特徴とする請求項３から５までの何れか１項に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記複数の第１のレンズおよび前記複数の第２のレンズは、いずれも、非球面レンズであることを特徴とする請求項３から６までの何れか１項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
発光部と、
前記発光部から発せられた光線を集光させる、請求項３から７までの何れか１項に記載のレンズユニットと
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
ＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイから発せられた光線を集光させる、請求項３から７までの何れか１項に記載のレンズユニットと
を備えたことを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項１０】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
発光部と、
前記発光部から発せられた光線を前記静電潜像担持体の表面に集光させる、請求項３から７までの何れか１項に記載のレンズユニットと
を備えた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】
本発明は、レンズアレイ、レンズユニット、露光装置、ＬＥＤヘッド、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、複数の発光素子（例えばＬＥＤ）を配列した露光装置が用いられる。露光装置は、発光素子から発せられた光線を結像する複数のレンズを配列したレンズアレイを有する（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２００９−２２３１８６号公報（図２〜図３）
【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、上記した露光装置には、レンズの配列間隔と同じ間隔（周期）でビーム形状が変化し、その結果、印刷画像に同じ間隔で縦スジが発生する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、縦スジの発生を抑制し、印刷画像の品質を向上することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズアレイは、複数のレンズを配列したものであり、当該複数のレンズは、いずれも、光軸の近傍に入射した光線の焦点距離である近軸焦点距離ＦＡよりも、光軸から離れた位置に入射した光線の焦点距離である外郭焦点距離ＦＥが長くなるように構成されている。
【０００７】
また、本発明のレンズユニットは、複数の第１のレンズを配列した第１のレンズアレイと、複数の第１のレンズと光軸がそれぞれ一致するように配置された複数の第２のレンズを配列した第２のレンズアレイとを備える。複数の第１のレンズおよび複数の第２のレンズは、いずれも、光軸の近傍に入射した光線の焦点距離である近軸焦点距離ＦＡよりも、光軸から離れた位置に入射した光線の焦点距離である外郭焦点距離ＦＥが長くなるように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ビーム形状の変化を抑制することができ、これにより印刷画像における縦スジの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１のカラープリンタの全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１のＬＥＤヘッドと感光体ドラムとの位置関係を示す図である。
【図３】図２に示した線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける矢視方向の断面図である。
【図４】実施の形態１のＬＥＤヘッドの外観を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１のレンズユニットの端部近傍を拡大して示す分解斜視図である。
【図６】実施の形態１のレンズユニットの第１レンズ板のレンズ面の配列を示す図である。
【図７】実施の形態１のレンズユニットを示すＸＺ面に平行な面における断面図である。
【図８】実施の形態１のレンズユニットを示すＹＺ面に平行な面における断面図である。
【図９】実施の形態１のマスクの開口部の配列を示す図である。
【図１０】実施の形態１の遮光板の開口部の配列を示す図である。
【図１１】実施の形態１のレンズユニットのレンズの作用を示す図である。
【図１２】実施の形態１のレンズユニットのレンズの像面湾曲を示す図である。
【図１３】比較例のレンズの像面湾曲を示す図である。
【図１４】実施の形態１のレンズユニットが形成するＬＥＤの像を説明するための模式図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図１５】比較例１のレンズユニットが形成するＬＥＤの像を説明するための模式図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図１６】光像測定器によるＬＥＤヘッドの光量の測定方法を説明するための斜視図である。
【図１７】光像測定器によるＬＥＤヘッドのスリット波形の測定方法を説明するための斜視図である。
【図１８】光像測定器により測定したスリット波形の一例を示す模式図である。
【図１９】実施の形態１および比較例１のレンズユニットにおけるビーム径の変化を示すグラフである。
【図２０】印刷試験で用紙に印刷した印刷パターンを示す図（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図２１】実施の形態２の構成例２−１，２−２のレンズユニットにおけるビーム径の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
＜プリンタの構成＞
図１は、本発明の実施の形態１の画像形成装置としてのプリンタ１００の全体構成を示す図である。プリンタ１００は、電子写真方式のカラープリンタとして構成され、顔料（着色剤）を含む現像剤としてのトナーを用いて媒体に画像を形成する。
【００１１】
プリンタ１００は、媒体としての用紙Ｐを供給する給紙搬送部６と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成ユニットとしてのプロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、トナー像を用紙Ｐに転写する転写ユニット８と、トナー像を用紙Ｐに定着する定着ユニット５と、用紙Ｐをプリンタ１００外に排出する排出ユニット７とを備える。これらの構成要素は、プリンタ１００の筐体１０２に収容されている。
【００１２】
給紙搬送部６は、用紙Ｐを積層状態で収納する給紙カセット６０と、給紙カセット６０から用紙Ｐを取り出す給紙ローラ６１と、給紙ローラ６１によって取り出された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対６２，６３とを有する。
【００１３】
プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、用紙Ｐの搬送経路に沿って、ここでは右から左に一列に配置されている。プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、使用するトナーを除いて共通の構成を有するため、プロセスユニット４と総称する場合もある。
【００１４】
プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの各感光体ドラム４１（後述）に対向するように、露光装置としてのＬＥＤヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが配置されている。ＬＥＤヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、ＬＥＤヘッド３と総称する場合もある。
【００１５】
プロセスユニット４は、静電潜像担持体としての感光体ドラム４１と、感光体ドラム４１の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ４２と、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置４０と、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４６を備える。
【００１６】
感光体ドラム４１は、円筒状の導電性支持体の表面に感光層を形成したものであり、図中時計回りに回転する。帯電ローラ４２は、感光体ドラム４１の表面に当接するように配置され、感光体ドラム４１の回転に追従して回転する。帯電ローラ４２は、帯電電圧を付与され、感光体ドラム４１の表面を一様に帯電させる。
【００１７】
ＬＥＤヘッド３は、画像データに基づいて感光体ドラム４１の表面に光を照射して、感光体ドラム４１の表面に静電潜像を形成する。ＬＥＤヘッド３の具体的な構成については、後述する。
【００１８】
現像装置４０は、現像剤担持体としての現像ローラ４３と、供給部材としての供給ローラ４４とを有する。現像ローラ４３は、感光体ドラム４１の表面に当接するように配置され、感光体ドラム４１の回転方向とは反対方向（図中時計回り）に回転する。現像ローラ４３は、現像電圧を付与され、感光体ドラム４１の表面の静電潜像をトナーにより現像する。供給ローラ４４は、現像ローラ４３の表面に当接するように配置され、現像ローラ４３にトナーを供給する。現像装置４０の上部には、トナーを補給するためのトナーカートリッジ４５が取り付けられている。
【００１９】
転写ユニット８は、表面に用紙Ｐを保持して搬送する無端状の転写ベルト８１と、この転写ベルト８１が架け渡された駆動ローラ８２および従動ローラ８３と、転写ベルト８１を介して各感光体ドラム４１に対向配置された４つの転写ローラ８０と、転写ベルト８１に付着したトナーを除去するクリーニングブレード８４とを備える。
【００２０】
転写ローラ８０は、転写電圧を付与され、感光体ドラム４１の表面のトナー像を、転写ベルト８１上の用紙Ｐに転写する。駆動ローラ８２は、図中反時計回りに回転し、転写ベルト８１を矢印で示す方向に走行させる。従動ローラ８３は、転写ベルト８１に張力を付与する。転写ベルト８１は、表面に用紙Ｐを静電吸着し、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに沿って搬送する。クリーニングブレード８４は、転写ローラ８０の表面に接触するように配置され、転写ベルト８１に付着したトナーを掻き取る。
【００２１】
定着ユニット５は、定着ローラ５１と加圧ローラ５２とを備える。定着ローラ５１は、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵する。加圧ローラ５２は、定着ローラ５１に押圧され、定着ローラ５１との間で定着ニップを形成する。定着ローラ５１および加圧ローラ５２は、用紙Ｐに転写されたトナー像を、熱および圧力を加えて定着させる。
【００２２】
排出ユニット７は、定着ユニット５を通過した用紙Ｐを排出する排出ローラ対７１，７２を有する。プリンタ１００の上部カバーには、排出された用紙Ｐを載置するスタッカ部７３が設けられている。
【００２３】
また、プリンタ１００は、外部装置との通信により印刷データを受信する外部インタフェース、および、受信した印刷データに基づいてプリンタ１００全体の制御を行う制御部を備えている。これらについては、詳細説明を省略する。
【００２４】
図１において、感光体ドラム４１の回転軸の方向を、Ｘ方向とする。用紙Ｐがプロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを通過する際の用紙Ｐの移動方向を、Ｙ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向を、Ｚ方向とする。Ｚ方向は、ここでは鉛直方向である。
【００２５】
また、Ｙ方向については、用紙Ｐがプロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを通過する際の用紙Ｐの進行方向（図中右から左に向かう方向）を＋Ｙ方向とし、その反対方向を−Ｙ方向とする。Ｚ方向については、ＬＥＤヘッド３から感光体ドラム４１に向かう方向（図１における下方）を＋Ｚ方向とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。Ｘ方向については、図１の手前に向かう方向を＋Ｘ方向とし、奥に向かう方向を−Ｘ方向とする。
【００２６】
＜ＬＥＤヘッドの構成＞
図２は、ＬＥＤヘッド３および感光体ドラム４１を、＋Ｙ側から見た図である。図２では、＋Ｚ方向が上方であり、−Ｚ方向が下方である（図１とは上下が逆である）。感光体ドラム４１は、図２に矢印ｒ１で示す方向に回転する。
【００２７】
ＬＥＤヘッド３は、レンズユニット１と、発光部としてのＬＥＤアレイ３０と、ホルダ３４とを備える。ホルダ３４は、レンズユニット１とＬＥＤアレイ３０とを所定の位置関係に保持する。ＬＥＤアレイ３０は、回路基板３３上に略直線状に１列に配列された複数のＬＥＤ素子３２（発光素子）を有する。回路基板３３は、ベース３５（図３）により支持され、ホルダ３４に取り付けられている。
【００２８】
ＬＥＤ素子３２の配列方向は、Ｘ方向（すなわち感光体ドラム４１の回転軸の方向）である。ＬＥＤアレイ３０の長さＷＥは、ここでは２０８ｍｍである。レンズユニット１は長尺であり、その長手方向がＸ方向となるように、ホルダ３４に保持されている。すなわち、ＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤアレイ３０のＬＥＤ素子３２の配列方向およびレンズユニット１の長手方向が、いずれもＸ方向となるように配置される。
【００２９】
図３は、図２に示す線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける矢視方向の断面図である。図４は、ＬＥＤヘッド３の外観を示す斜視図である。図３に示すように、レンズユニット１のＹ方向の中心を、ＣＬとする。ＬＥＤ素子３２および感光体ドラム４１の回転軸４１ｂは、レンズユニット１のＹ方向の中心ＣＬ上に位置している。
【００３０】
レンズユニット１は、ホルダ３４の上面部３４ａに形成された開口部に挿入され、接着剤等で固定されている。レンズユニット１とホルダ３４の開口部との隙間は、シール部材３６によって封止され、光漏れを防止している。
【００３１】
ＬＥＤ素子３２の出光面からレンズユニット１のレンズ面（後述するレンズ面１２）までの距離ＬＯと、感光体ドラム４１の表面からレンズユニット１のレンズ面（後述するレンズ面１６）までの距離ＬＩとは、等距離である（すなわちＬＩ＝ＬＯ）。レンズユニット１のそれぞれのレンズの光軸は、Ｚ方向を向いている。
【００３２】
ＬＥＤヘッド３は、例えば６００ｄｐｉまたは１２００ｄｐｉの解像度を有する。６００ｄｐｉの場合には、１インチ（約２５．４ｍｍ）につき、６００個のＬＥＤ素子３２（図２）が配置されている。この場合、ＬＥＤ素子３２の配列ピッチは、０．０４２３３３ｍｍである。ＬＥＤ素子３２の発光波長の中心値は、例えば７７０ｎｍである。
【００３３】
図５は、レンズユニット１の端部近傍を拡大して示す分解斜視図である。図５に示すように、レンズユニット１は、ＬＥＤ素子３２（図３）からの光線の進行方向に沿って、マスク２３と、第１のレンズアレイとしての第１レンズ板１１と、遮光部材としての遮光板２１と、第２のレンズアレイとしての第２レンズ板１４とを備える。
【００３４】
第１レンズ板１１の＋Ｚ側の面である裏面１１ｂには、複数のレンズ面１３がＸ方向に配列されている。第２レンズ板１４の＋Ｚ側の面である裏面１４ｂには、複数のレンズ面１６がＸ方向に配列されている。第１レンズ板１１および第２レンズ板１４は、ＬＥＤ素子３２（図３）から発せられた光線を透過する材料で構成される。
【００３５】
遮光板２１には、複数の開口２２がＸ方向に配列されている。マスク２３には、複数の開口２４がＸ方向に配列されている。遮光板２１およびマスク２３は、ＬＥＤ素子３２（図３）から発せられた光線を透過しない材料で構成される。開口２２および開口２４のＸ方向およびＹ方向における位置（すなわちＸＹ面内の位置）は、レンズ面１３，１６のＸ方向およびＹ方向における位置と一致している。
【００３６】
なお、図５では隠れているが、第１レンズ板１１の−Ｚ側の面である表面１１ａには、複数のレンズ面１２（図７）がＸ方向に配列されている。同様に、第２レンズ板１４の−Ｚ側の面である表面１４ａには、複数のレンズ面１５（図７）がＸ方向に配列されている。
【００３７】
図６は、図５に示す第１レンズ板１１の表面１１ａ（−Ｚ側の面）のレンズ面１２の配列を＋Ｚ側から透過して見た図である。図６に示すように、第１レンズ板１１の表面１１ａには、複数のレンズ面１２が千鳥状に２列に配置され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接するレンズ面１２のＸ方向の間隔（中心間距離）をＰＸとすると、各列におけるレンズ面１２のＸ方向の配列間隔は、２×ＰＸである。
【００３８】
レンズ面１２の中心（面頂点）は、第１レンズ板１１のＹ方向の中心（すなわちレンズユニット１のＹ方向の中心ＣＬ）から、ＰＹの距離にある。レンズ面１２の半径は、ＲＬである。第１レンズ板１１の表面１１ａのレンズ面１２が形成されない部分は、平坦面である。
【００３９】
第１レンズ板１１の裏面１１ｂのレンズ面１３、第２レンズ板１４の表面１４ａのレンズ面１５、および第２レンズ板１４の裏面１４ｂのレンズ面１６は、いずれも、ＸＹ面内において、第１レンズ板１１の表面１１ａのレンズ面１２と同様に配置されている。
【００４０】
また、レンズ面１２，１３は、第１レンズ板１１の他の部分と一体に形成される。レンズ面１５，１６は、第２レンズ板１４の他の部分と一体に形成される。
【００４１】
図７は、レンズユニット１を、レンズ面１２，１３，１５，１６の各面頂点を通りＸＺ面に平行な面で切断した断面図である。図８は、図７に示す線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける矢視方向の断面図である。
【００４２】
ＬＥＤアレイ３０は、レンズユニット１の−Ｚ側に配置され、結像面（すなわち感光体ドラム４１の表面４１ａ）は、レンズユニット１の＋Ｚ側に配置される。マスク２３および遮光板２１は、結像に寄与しない不要光（迷光およびフレア光）を遮光する。開口２２，２４のＸ方向の位置は、レンズ面１２，１３，１５，１６のＸ方向の位置と一致している。
【００４３】
ＬＥＤアレイ３０の出光面３２ａから第１レンズ板１１のレンズ面１２までの距離を、距離ＬＯとする。第１レンズ板１１のレンズ面１２とレンズ面１３との間隔（すなわちレンズ厚）を、面間隔ＬＴとする。第１レンズ板１１のレンズ面１３と第２レンズ板１４のレンズ面１５の間隔を、面間隔ＬＧとする。第２レンズ板１４のレンズ面１５とレンズ面１６との間隔（すなわちレンズ厚）を、面間隔ＬＴとする。第２レンズ板１４のレンズ面１６と感光体ドラム４１の表面４１ａ（結像面）との距離を、距離ＬＩとする。
【００４４】
また、ＬＥＤアレイ３０の出光面３２ａとマスク２３との間隔を、面間隔ＬＦＭとする。第１レンズ板１１のレンズ面１３と遮光板２１との間隔を、面間隔ＬＦＳとする。マスク２３の厚さを、厚さＭＴとする。遮光板２１の厚さを、厚さＳＴとする。
【００４５】
図７に示すように、第１レンズ板１１の相対するレンズ面１２，１３は、レンズＬ１（第１のレンズ）を構成する。第２レンズ板１４の相対するレンズ面１５，１６は、レンズＬ２（第２のレンズ）を構成する。レンズＬ１およびレンズＬ２は、互いに共通の光軸Ａｘを有する。光軸Ａｘの方向は、Ｚ方向である。レンズＬ１の倍率は、例えば１／２であり、レンズＬ２の倍率は、例えば２倍である。
【００４６】
Ｒ１は、レンズＬ１，Ｌ２の光軸Ａｘ近傍のＬＥＤ素子３２から発せられた光線の主光線である。Ｒ４は、光軸Ａｘから離れたＬＥＤ素子３２から発せられた光線の主光線である。
【００４７】
第１レンズ板１１および第２レンズ板１４は、レンズ面１３とレンズ面１５との間で主光線が平行となるテレセントリックな構成を有する。この構成は、第１レンズ板１１のレンズＬ１と第２レンズ板１４のレンズＬ２とを略同一形状とし、物体から第１レンズ板１１までの距離ＬＯと、第２レンズ板１４から結像面までの距離ＬＩとを略等しくすることによって実現される。
【００４８】
図８において、ＬＥＤ素子３２から発せられる光線は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で示される。Ｒ１は、ＬＥＤ素子３２から発せられる光線の主光線である。上記の通り、レンズ板１１，１４は、レンズ面１３とレンズ面１５との間で主光線が平行となるテレセントリックな構成を有する。レンズ面１２，１３，１５，１６の面頂点のＹ方向の位置は、レンズユニット１のＹ方向の中心ＣＬ（すなわちＬＥＤ素子３２の位置）から距離ＰＹの位置にある。また、開口２２，２４のＹ方向の位置は、レンズ面１２，１３，１５，１６のＹ方向の位置と一致している。
【００４９】
図９は、マスク２３（第２の遮光部材）の開口２４の配列を＋Ｚ側から見た図である。マスク２３には、複数の開口２４が千鳥状に２列に配置され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接する開口２４のＸ方向の間隔（中心間距離）をＰＸとすると、各列における開口２４のＸ方向の配列間隔は、２×ＰＸである。開口２４は円形状であり、ＬＥＤアレイ３０（図３）に対向する面の開口半径ＲＡ１は、第１レンズ板１１（図５）に対向する面の開口半径ＲＡ２より小さい。すなわち、開口２４は、＋Ｚ方向に進むほど開口半径が大きくなる形状を有する。
【００５０】
図１０は、遮光板２１（第１の遮光部材）の開口２２の配列を＋Ｚ側から見た図である。遮光板２１には、複数の開口２２が千鳥状に２列に配置され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接する開口２２のＸ方向の間隔（中心間距離）をＰＸとすると、各列における開口２２のＸ方向の配列間隔は、２×ＰＸである。開口２２は円形状であり、開口半径ＲＡを有する。開口２２の開口半径ＲＡは、Ｚ方向に一定である。
【００５１】
次に、レンズ板１１，１４のレンズＬ１，Ｌ２の焦点距離と像面湾曲について説明する。図１１は、レンズＬ１，Ｌ２を通過した光の結像状態を示す模式図である。なお、図１１では、レンズＬ１，Ｌ２のうち、レンズＬ２のレンズ面１６のみ示している。上記の通り、光軸Ａｘの方向は、Ｚ方向である。
【００５２】
レンズＬ１，Ｌ２の光軸Ａｘの近傍を通る光線を、近軸光線とする。一方、レンズ面１５（図１１では省略）において光軸Ａｘから最も離れた位置（すなわち光軸Ａｘから開口２２の半径ＲＡ分だけ離れた位置）にＺ方向に入射した光線を、外郭光線とする。外郭光線は、軸外光線とも称する。
【００５３】
近軸光線の焦点距離を、近軸焦点距離ＦＡとする。言い換えると、近軸光線の焦点は、レンズＬ２の主平面ＰＳから距離ＦＡの位置にある。主平面ＰＳから受光面ＲＳまでの距離をＰＩとし、距離ＰＩの近軸焦点距離ＦＡに対する比をＫとする。Ｋは、２以上の整数である。受光面ＲＳは、点Ｂを通り光軸Ａｘに垂直な平面である。この受光面ＲＳは、感光体ドラム４１の表面４１ａと一致するように設定される。
【００５４】
レンズ面１５，１６を有するレンズＬ２の倍率は（Ｋ−１）に等しく、レンズ面１２，１３を有するレンズＬ１の倍率は１／（Ｋ−１）倍に等しい。一例としては、Ｋ＝３である。近軸光線の結像位置Ｂは、図１１から明らかなように、主平面ＰＳから距離Ｋ×ＦＡ（例えば、３×ＦＡ）の位置にある。
【００５５】
外郭光線の焦点距離を、外郭焦点距離（または軸外焦点距離）ＦＥとする。言い換えると、外郭光線の焦点は、レンズＬ２の主平面ＰＳから距離ＦＥの位置にある。外郭光線の結像位置は、点Ｃである。
【００５６】
ΔＺは、光軸Ａｘ上の主平面ＰＳからの距離Ｋ×ＦＥ（例えば、３×ＦＥ）と、主平面ＰＳから点ＣまでのＺ方向の距離Ｋ×ＦＡ（例えば、３×ＦＡ）との差である。このΔＺは、像面湾曲の大きさを表す。ここでレンズＬ１，Ｌ２の屈折率をｎとし、焦点距離をＦとすると、ペッツバール和Ｐ＝１／（ｎＦ）より、外郭光線の像面ＩＳは、点Ｃを通る曲率半径ｎＦＥの曲面である。
【００５７】
図１１では、点Ａ，Ｂ，Ｃを結ぶ三角形は、直角三角形である。点Ａ，Ｂを結ぶ線分の長さをＡＢとし、点Ｂ，Ｃを結ぶ線分の長さをＢＣとし、点Ａ，Ｃを結ぶ線分の長さをＡＣとすると、以下の式（１）が成立する。
【数１】
2019061060.tif 000003
【００５８】
辺ＢＣの長さＢＣを、ＢＣ≒２×ＲＡと近似すると、以下の式（２）が成立する。
【数２】
2019061060.tif 000004
【００５９】
この式（２）から、ΔＺの２次関数として、以下の式（３）が導かれる。
【数３】
2019061060.tif 000005
【００６０】
この式（３）から、ΔＺを以下の式（４）で表すことができる。
【数４】
2019061060.tif 000006
【００６１】
一方、主平面ＰＳから点Ｂまでの距離はＫ×ＦＡであるため、ΔＺは、以下の式（５）で表すことができる。
【数５】
2019061060.tif 000007
【００６２】
ここで、ΔＦを、以下の式（６）のように定義する。
【数６】
2019061060.tif 000008
すなわち、ΔＺ＝Ｋ×ΔＦである。
【００６３】
像面湾曲が最も低減するのは、点Ｂと点ＣのＺ方向位置が同じになるときである。このときの外郭焦点距離ＦＥと近軸焦点距離ＦＡとの差ΔＦをΔＦＢと定義すると、以下の式（７）が得られる。
【数７】
2019061060.tif 000009
【００６４】
＜プリンタの動作＞
以上のように構成されたプリンタ１００の動作について、図１を参照して説明する。
プリンタ１００の制御部は、外部装置から印刷コマンドおよび印刷データを受信すると、印刷動作を開始する。各プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋでは、帯電電圧が付与された帯電ローラ４２により、感光体ドラム４１の表面が一様に帯電される。感光体ドラム４１の回転により、その帯電された表面がＬＥＤヘッド３に対向する位置に到達すると、ＬＥＤヘッド３による露光が行われ、感光体ドラム４１の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４０によって現像され、感光体ドラム４１の表面にトナー像が形成される。
【００６５】
一方、給紙カセット６０に収容された用紙Ｐは、給紙ローラ６１によって給紙カセット６０から取り出され、搬送ローラ対６２，６３により転写ユニット８まで搬送される。転写ユニット８では、駆動ローラ８２の回転によって転写ベルト８１が走行し、用紙Ｐを保持してプロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに沿って搬送する。
【００６６】
感光体ドラム４１の回転により、感光体ドラム４１の表面のトナー像が転写ローラ８０および転写ベルト８１の近傍に到達すると、転写ローラ８０に転写電圧が付与され、感光体ドラム４１の表面のトナー像が転写ベルト８１上の用紙Ｐに転写される。すなわち、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの感光体ドラム４１に形成された各色のトナー像が、転写ベルト８１上の用紙Ｐに順次転写される。
【００６７】
続いて、各色のトナー像が転写された用紙Ｐは、転写ベルト８１の走行により、定着ユニット５に搬送される。定着ユニット５の定着ローラ５１および加圧ローラ５２は、用紙Ｐ上のトナー像を加圧および加熱により溶融させ、用紙Ｐに定着させる。トナー像が定着した用紙Ｐは、排出ローラ対７１，７２によって排出され、スタッカ部７３に載置される。これにより、プリンタ１００による印刷動作（画像形成の動作）が終了する。
【００６８】
次に、ＬＥＤヘッド３の動作について、図３および図７を参照して説明する。ＬＥＤアレイ３０のＬＥＤ素子３２から発せられた光線は、レンズユニット１の第１レンズ板１１のレンズ面１２に入射し、レンズ板１１，１４のレンズ面１２，１３，１５，１６を透過して、感光体ドラム４１の表面１４ａに集光する。
【００６９】
図７に示すように、レンズ面１２の光軸近傍のＬＥＤ素子３２から発せられた光線は、経路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３等を経て感光体ドラム４１の表面４１ａに到達する。光軸から離れたＬＥＤ素子３２から発せられた光線は、例えば図７に示す経路Ｒ４を経て感光体ドラム４１の表面４１ａに到達する。
【００７０】
ＬＥＤアレイ３０の光線は、レンズ面１２，１３を透過して、レンズ面１３とレンズ面１５との略中間位置にＬＥＤアレイ３０の縮小倒立像（中間像）を形成し、更にレンズ面１５，１６を透過して、結像位置に縮小倒立像の拡大倒立像（結像）を形成する。すなわち、レンズユニット１によって、結像位置にＬＥＤアレイ３０の正立等倍像７０が形成される。
【００７１】
＜像面湾曲の低減作用＞
次に、実施の形態１のレンズユニット１による像面湾曲の低減について、図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態１のレンズユニット１における像面湾曲を示す模式図である。実施の形態１のレンズ板１１，１４の各レンズＬ１，Ｌ２は、いずれも非球面レンズであり、近軸焦点距離ＦＡよりも外郭焦点距離ＦＥが長い（ＦＡ＜ＦＥ）。また、レンズＬ１，Ｌ２では、近軸光線の入射領域と外郭光線の入射領域との間が滑らかに連続しており、この領域に入射する光線の焦点距離Ｆは、ＦＡ＜Ｆ＜ＦＥとなっている。
【００７２】
レンズＬ１，Ｌ２により形成される像面のレンズＬ２からの距離は、焦点距離に比例する。そのため、上述したＦＡ＜ＦＥの関係から、外郭光線とその周辺光線の像面Ｓ２は、近軸光線の像面Ｓ１よりも、レンズＬ２からＺ方向（光軸方向）に離れている。但し、外郭光線とその周辺光線の像面Ｓ２は、像面湾曲の分だけＺ方向においてレンズＬ２に近づく。その結果、外郭光線の結像位置（像面Ｓ２）のレンズＬ２からのＺ方向距離と、近軸光線の結像位置（像面Ｓ１）のレンズＬ２からのＺ方向距離とは、略等しくなる。これにより、レンズユニット１により形成される像面は、像面湾曲が低減されて、平面に近づく。
【００７３】
図１３は、比較例のレンズユニットにおける像面湾曲を示す模式図である。説明の便宜上、比較例のレンズユニットの構成要素には、実施の形態１のレンズユニット１の構成要素と同一の符号を付して説明する。比較例のレンズユニットのレンズＬ２では、近軸焦点距離ＦＡと外郭焦点距離ＦＥとは等しい（ＦＥ＝ＦＡ）。レンズＬ２のレンズ面１５，１６はいずれも凸面である。この比較例では、光軸Ａｘから離れるほど像面ＩＳがＺ方向においてレンズＬ２に近づき、結像側に凸となる像面湾曲が発生する。
【００７４】
図１４（Ａ）は、実施の形態１のレンズユニット１により形成されたＬＥＤ素子３２の像を示す模式図である。横軸はＸ方向の位置を示し、縦軸はＹ方向の位置を示す。図１４（Ｂ）は、実施の形態１のレンズユニット１による像の形成を説明するための模式図である。
【００７５】
図１４（Ｂ）に示すように、実施の形態１のレンズユニット１では、第１レンズ板１１のレンズＬ１が、近軸焦点距離ＦＡよりも外郭焦点距離ＦＥが長い構成を有するため、レンズ板１１，１４の間に形成される中間像の像面Ｍは、像面湾曲が抑えられ、略平面となる。さらに、第２レンズ板１４のレンズＬ２が、近軸焦点距離ＦＡよりも外郭焦点距離ＦＥが長い構成を有するため、ＬＥＤ素子３２の像の像面ＩＳも、像面湾曲が抑えられ、略平面となる。
【００７６】
その結果、図１４（Ａ）に示すように、受光面ＲＳにおける各ＬＥＤ素子３２の像であるビームスポットが小さくなり、これにより、略一定のサイズのビームスポットがＸ方向に配列される。そのため、このレンズユニット１を備えたＬＥＤヘッド３をプリンタ１００に搭載することで、印刷画像における縦スジの発生を抑制することができる。
【００７７】
図１５（Ａ）は、比較例のレンズユニットにより形成されたＬＥＤ素子３２の像を示す模式図である。横軸はＸ方向の位置を示し、縦軸はＹ方向の位置を示す。図１５（Ｂ）は、比較例のレンズユニットによる像の形成を説明するための模式図である。
【００７８】
比較例のレンズユニットのレンズＬ１，Ｌ２は、いずれも、近軸焦点距離ＦＡと外郭焦点距離ＦＥとが同じである。そのため、中間像の像面Ｍは、結像側に凸の曲面となり、ＬＥＤ素子３２の像の像面ＩＳも、結像側に凸の曲面となる。
【００７９】
そのため、受光面ＲＳにおけるＬＥＤ素子３２の像であるビームスポットは、レンズＬ１，Ｌ２の光軸Ａｘに対応する位置では集光により小さくなるが、Ｘ方向に隣り合う２つのレンズの境界に対応する位置では、ぼやけて大きくなる。その結果、ビームスポットのビーム径は、Ｘ方向にレンズの配列間隔と同じ間隔（周期）で変動する。これにより、印刷画像には、レンズの配列間隔と同じ間隔の縦スジが発生する。
【００８０】
次に、この実施の形態１の具体的な数値実施例について、比較例と対比して説明する。表１には、実施の形態１および比較例のレンズアレイの各部の寸法を示す。表１に示した各部の寸法は、実施の形態１および比較例のレンズアレイとも共通である。また、表１において、半径ＲＬは、光軸（Ｚ方向）に直交する面内におけるレンズの半径であり、レンズ面の曲率半径とは異なる。
【００８１】
【表１】
2019061060.tif 000010
【００８２】
表２には、実施の形態１および比較例のレンズアレイの各レンズ面の形状を示す。実施の形態１および比較例のいずれにおいても、各レンズ面１２，１３，１５，１６は回転非球面形状であり、曲率半径と、４次、６次および８次の非球面係数とで表される。
【表２】
2019061060.tif 000011
【００８３】
なお、実施の形態１および比較例のいずれにおいても、レンズ面１６の形状は、レンズ面１２と同じであり、レンズ面１２をＹ方向の回転軸を中心として１８０度回転した形状である。また、レンズ面１５の形状は、レンズ面１３と同じであり、レンズ面１３をＹ方向の回転軸を中心として１８０度回転した形状である。また、レンズ板１１，１４は、レンズ面１２，１３，１５，１６をそれぞれＸ方向に２１２ｍｍに亘って配列されている。
【００８４】
また、レンズ板１１，１４は、日本ゼオン株式会社製のシクロオレフィン樹脂「ゼオネックスＥ４８Ｒ」（ゼオネックスは日本ゼオン株式会社の登録商標）で形成されている。この材料の波長７７０ｎｍの光（ＬＥＤ素子３２の光）に対する屈折率は、１．５２４７である。
【００８５】
また、遮光板２１およびマスク２３は、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製のポリカーボネート樹脂「ユーピロンＨ‐４０００」（ユーピロンは三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社の登録商標）で形成されている。
【００８６】
表３には、実施の形態１および比較例における近軸焦点距離ＦＡ、外郭焦点距離ＦＥおよびその差ΔＦ（＝ＦＡ−ＦＥ）を示す。
【００８７】
【表３】
2019061060.tif 000012
【００８８】
表３に示すように、実施の形態１のレンズユニットでは、近軸焦点距離ＦＡと外郭焦点距離ＦＥとの差ΔＦは、０．０９７ｍｍである。一方、比較例のレンズユニットでは、近軸焦点距離ＦＡと外郭焦点距離ＦＥとの差ΔＦは、０である。
【００８９】
次に、ＬＥＤヘッド３のビーム径の測定方法について、図１６および図１７を参照して説明する。ここでは、各ＬＥＤ素子３２の光量補正を行った上で、スリット波形からビーム径を測定している。図１６は、ＬＥＤヘッド３の光量の測定方法を説明するための模式図である。図１７は、ＬＥＤヘッド３のスリット波形の測定方法を説明するための模式図である。
【００９０】
ＬＥＤヘッド３の光量およびスリット波形の測定には、光像測定機を用いる。光像測定機は、ＬＥＤヘッド３の光量測定に用いるフォトセンサ１０１（図１６）、およびスリット波形の測定に用いるスリットセンサ２０１（図１７）を備える。
【００９１】
図１６において、光像測定機のフォトセンサ１０１は、ＬＥＤヘッド３のレンズ面１６から距離ＬＩだけ離れた位置における光量を、ＬＥＤ素子３２毎に測定する。そのため、フォトセンサ１０１は、Ｘ方向に移動可能である。ＬＥＤヘッド３の各ＬＥＤ素子３２を順次発光させながら、その発光しているＬＥＤ素子３２に対応する位置にフォトセンサ１０１を移動させて光を受光し、光量を測定する。
【００９２】
図１７において、光像測定機のスリットセンサ２０１は、スリット２０３を有する遮光板２０２とフォトセンサ２０４とを備える。遮光板２０２は、スリット２０３の向きが、Ｙ方向（Ｘ方向に対して９０度の方向）とＸ方向に対して４５度の方向とで切り替え可能であるが、ここではスリット２０３の向きをＹ方向（Ｘ方向に対して９０度の方向）として使用する。フォトセンサ２０４は、スリット２０３を通過した光線を受光し、電気信号に変換する。
【００９３】
スリットセンサ２０１は、Ｘ方向に移動可能である。ＬＥＤヘッド３の各ＬＥＤ素子３２を順次発光させながら、その発光しているＬＥＤ素子３２に対応する位置にスリットセンサ２０１を移動させて、スリット２０３を介してフォトセンサ２０４で光を受光し、スリット波形（すなわち、結像の波形）を測定する。
【００９４】
光像測定機を用いた光量補正およびビーム径の測定について説明する。まず、ＬＥＤヘッド３のＬＥＤ素子３２の光量補正を行う。具体的には、図１６のフォトセンサ１０１を備えた光像測定機を用い、ＬＥＤヘッド３のＬＥＤ素子３２を１つずつ同一電流値で発光させ、各ＬＥＤ素子３２（各ドット）の光量をフォトセンサ１０１で測定する。
【００９５】
そして、測定した全てのＬＥＤ素子３２の光量値に基づき、全てのＬＥＤ素子３２の光量が同じになるような各ＬＥＤ素子３２の電流値（光量補正値）を算出する。
【００９６】
次に、全てのＬＥＤ素子３２について、ビーム径の測定を行う。図１７のスリットセンサ２０１を備えた光像測定機を用い、ＬＥＤヘッド３のＬＥＤ素子３２を１つずつ光量補正値で発光させ、各ＬＥＤ素子３２の結像の波形をスリットセンサ２０１で測定する。
【００９７】
図１８は、スリットセンサ２０１で測定したスリット波形の一例を示す図である。測定した全てのＬＥＤ素子３２のスリット波形のピークの平均値Ｈを算出し、ピークの平均値Ｈの１０％の高さＨ１０におけるスリット波形の幅Ｗを、ビーム径とする。
【００９８】
図１９は、実施の形態１および比較例におけるＬＥＤ素子３２毎のビーム径の測定結果を示すグラフである。横軸には、Ｘ方向における位置Ｘ（ｍｍ）を示し、縦軸には、その位置でのビーム径（μｍ）を示す。Ｘ方向における測定範囲（−１．２ｍｍ〜＋１．２ｍｍ）は、レンズ面１２，１３，１５，１６のそれぞれのＸ方向の配列間隔（ＰＸ＝１．２ｍｍ）の２倍に相当する。
【００９９】
図１９において、実施の形態１のＬＥＤヘッド３の測定結果は、実線（符号Ｅ１）で示し、比較例のＬＥＤヘッドの測定結果は、破線（符号Ｅ０）で示す。
【０１００】
図１９に示すように、比較例のＬＥＤヘッドでは、ビーム径の最大値と最小値との差が概ね１０．０μｍであるのに対し、実施の形態１のＬＥＤヘッド３では、ビーム径の最大値と最小値との差が概ね２．４μｍである。すなわち、実施の形態１のＬＥＤヘッド３では、比較例のＬＥＤヘッドと比較して、ビーム径の変化量（変化幅）が大幅に低減されている。
【０１０１】
次に、実施の形態１のＬＥＤヘッド３および比較例１のＬＥＤヘッドを、プリンタ１００（図１）に装着して行った印刷試験について説明する。これらのＬＥＤヘッドは、解像度が１２００ｄｐｉであり、ＬＥＤアレイ３０の長さは２０８ｍｍ（Ａ４サイズ対応）とした。
【０１０２】
図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、印刷試験において用紙Ｐに印刷した印刷パターンを示す図である。図２０（Ａ）〜（Ｃ）において、符号９１は、ＬＥＤ素子３２の点灯によって形成されたドット（図示の便宜上、黒塗りではなく、点状のハッチングで表す）を示し、符号９２は、ＬＥＤ素子３２の消灯によって形成された白抜き部（ブランク部）を示す。
【０１０３】
図２０（Ａ）は、Ｘ方向に２つおきに選択した２つずつ連続するＬＥＤ素子３２を、２回続けて点灯（発光）させ、２回続けて消灯させて印刷した印刷パターンである。図２０（Ｂ）は、Ｙ方向（用紙Ｐの搬送方向）に延在する縦細線を、Ｘ方向に１ドットおきに印刷した印刷パターンである。図２０（Ｃ）は、Ｘ方向に延在する横細線を、Ｙ方向に１ドットおきに印刷した印刷パターンである。
【０１０４】
実施の形態１のＬＥＤヘッド３および比較例のＬＥＤヘッドを、プリンタ１００にそれぞれ装着し、図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示した印刷パターンを印刷した。印刷後の画像を目視で観察し、縦スジおよび濃度ムラがないものを良好と判断し、縦スジおよび濃度ムラのいずれかが観察されたものを不良と判断した。
【０１０５】
その結果、実施の形態１のＬＥＤヘッド３を装着したプリンタ１００で印刷した場合には、良好な印刷結果が得られたが、比較例のＬＥＤヘッドを装着したプリンタ１００で印刷した場合には、レンズ面１２，１３，１５，１６の配列間隔ＰＸ（１．２ｍｍ）と同じ間隔の縦スジが発生した。
【０１０６】
この結果から、実施の形態１のＬＥＤヘッド３では、ビーム径の変化量を低減することにより、印刷画像における縦スジの発生を抑制できることが確認された。
【０１０７】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、実施の形態１のレンズ板１１，１４は、光軸Ａｘの近傍に入射した光線の焦点距離である近軸焦点距離ＦＡよりも、光軸Ａｘから離れた位置に入射した光線の焦点距離である外郭焦点距離ＦＥが長いレンズＬ１，Ｌ２を有するため、光軸方向（Ｚ方向）において、レンズから外郭光線の結像位置までの距離と、レンズから近軸光線の結像位置までの距離とが略等しくなる。これにより、像面が平面に近づき、ビーム径の変化量を小さくすることができる。その結果、印刷画像における縦スジの発生を抑制することができる。
【０１０８】
また、レンズ板１１，１４の各レンズＬ１，Ｌ２が非球面レンズであるため、上記のように近軸焦点距離ＦＡよりも外郭焦点距離ＦＥが長い構成を容易に実現することができる。
【０１０９】
また、物体から第１レンズ板１１までの距離ＬＯと、第２レンズ板１４から結像面までの距離ＬＩとが略等しく、結像面に物体の正立等倍像を形成する構成のため、結像面におけるビーム径を小さくし、縦スジの発生を抑制する効果を高めることができる。
【０１１０】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１で説明したＬＥＤヘッド３の近軸焦点距離ＦＡおよび外郭焦点距離ＦＥの範囲を定めるものである。
【０１１１】
この実施の形態２では、第１レンズ板１１のレンズ面１２，１３および第２レンズ板１４のレンズ面１５，１６の面形状（曲率半径および非球面係数）が、実施の形態１と異なる。
【０１１２】
表４には、実施の形態２のレンズユニット１の２つの構成例（構成例２−１および構成例２−２とする）の各レンズ面の形状を示す。
【表４】
2019061060.tif 000013
【０１１３】
なお、実施の形態１でも説明したように、レンズ面１６の形状は、レンズ面１２と同じであり、レンズ面１２をＹ方向の回転軸を中心として１８０度回転した形状である。また、レンズ面１５の形状は、レンズ面１３と同じであり、レンズ面１３をＹ方向の回転軸を中心として１８０度回転した形状である。
【０１１４】
表５には、実施の形態２（構成例２−１，２−２）のレンズユニットにおける近軸焦点距離ＦＡおよび外郭焦点距離ＦＥを示す。
【表５】
2019061060.tif 000014
【０１１５】
表５には、さらに、近軸焦点距離ＦＡと外郭焦点距離ＦＥとの差ΔＦと、実施の形態１で説明した式（７）から求めたΔＦＢと、これらの比ΔＦ／ΔＦＢとを示す。さらに、上述した実施の形態１および比較例のレンズユニットにおける近軸焦点距離ＦＡ、外郭焦点距離ＦＥおよびこれらの差ΔＦ、ΔＦＢおよびΔＦ／ΔＦＢも合わせて示す。
【０１１６】
表５から、実施の形態１および実施の形態２の構成例２−１，２−２のΔＦは、０．０４０〜０．１５９の範囲内にあり、ΔＦ／ΔＦＢは、０．４５〜１．７９の範囲内にある。一方、比較例では、ΔＦおよびΔＦ／ΔＦＢは、いずれも０であり、上記の範囲には含まれない。
【０１１７】
図２１は、実施の形態２の構成例２−１，２−２のＬＥＤヘッド３において、ＬＥＤ素子３２毎のビーム径の測定結果を示すグラフである。横軸には、Ｘ方向の位置Ｘ（ｍｍ）を示し、縦軸には、その位置でのビーム径（μｍ）を示す。Ｘ方向の測定範囲（−１．２ｍｍ〜＋１．２ｍｍ）は、レンズ面１２，１３，１５，１６のそれぞれのＸ方向の配列間隔（ＰＸ＝１．２ｍｍ）の２倍に相当する。ビーム径の測定結果は、実施の形態１で説明した通りである。
【０１１８】
図２１において、構成例２−１のＬＥＤヘッド３の測定結果は、破線（符号Ｅ２）で示し、構成例２−２のＬＥＤヘッド３の測定結果は、実線（符号Ｅ３）で示す。
【０１１９】
図２１に示すように、構成例２−１のＬＥＤヘッド３では、ビーム径の最大値と最小値との差が概ね５．２μｍであり、構成例２−２のＬＥＤヘッド３では、ビーム径の最大値と最小値との差が概ね５．６μｍである。すなわち、構成例２−１，２−２のＬＥＤヘッド３では、比較例のＬＥＤヘッド（ビーム径の最大値と最小値との差が１０μｍ）と比較して、ビーム径の変化量が大幅に低減されている。
【０１２０】
次に、実施の形態２の構成例２−１，２−２のＬＥＤヘッド３を、プリンタ１００（図１）に装着して行った印刷試験結果について説明する。ＬＥＤヘッド３は、解像度が１２００ｄｐｉであり、ＬＥＤアレイ３０の長さは２０８ｍｍ（Ａ４サイズ対応）とした。印刷試験の方法は、実施の形態１で説明した通りである。
【０１２１】
印刷パターンは、図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したものを使用した。印刷後の画像を目視で観察し、縦スジおよび濃度ムラがないものを良好と判断した。その結果、実施の形態２の構成例２−１，２−２のＬＥＤヘッド３を装着したプリンタ１００で印刷した場合には、いずれも良好な印刷結果が得られた。この結果から、実施の形態２（構成例２−１，２−２）のＬＥＤヘッド３においても、印刷画像における縦スジの発生が抑制されることが確認された。
【０１２２】
＜実施の形態２の効果＞
以上説明したように、実施の形態２のレンズユニット１は、第１レンズ板１１と第２レンズ板１４との間に、半径ＲＡの開口２２を有する遮光板２１を備え、ΔＦＢを以下のように定義すると、
【数８】
2019061060.tif 000015
近軸焦点距離ＦＡと外郭焦点距離ＦＥとの差ΔＦが、
０．４５×ΔＦＢ≦ΔＦ≦１．７９×ΔＦＢ
の範囲にあることにより、レンズユニット１によって形成される像面が平面に近づき、ビーム径の変化量を小さくすることができる。これにより、結像面上に大きさが一定のＬＥＤ素子３２の像を形成することができる。その結果、印刷画像における縦スジの発生を抑制することができる。
【０１２３】
また、上記のΔＦが０．０４≦ΔＦ≦０．１５９の範囲にあることにより、縦スジの発生を抑制し、良好な印刷画像を得ることができる。
【０１２４】
なお、上記の各実施の形態では、レンズ板１１（１４）にレンズＬ１（Ｌ２）を千鳥状に２列に配列したが、このような構成に限らず、例えばレンズＬ１（Ｌ２）を１列に配列してもよい。
【０１２５】
また、上記の各実施の形態では、本発明をカラープリンタに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ等の画像形成装置にも適用可能である。また、上記の各実施の形態では、カラープリンタについて説明したが、モノクロプリンタであってもよい。
【０１２６】
また、前記した実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、レンズユニットを配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。
【０１２７】
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  レンズユニット、  ３，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ  ＬＥＤヘッド（露光装置）、  ４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  プロセスユニット、  ５  定着ユニット、  ６  給紙搬送部、  ７  排出部、  ８  転写ユニット、  １１  第１レンズ板（第１のレンズアレイ）、  １２，１３  レンズ面、  １４  第２レンズ板（第２のレンズアレイ）、  １５，１６  レンズ面、  ２１  遮光板（遮光部材）、  ２２  開口、  ２３  マスク、  ２４  開口、  ３０  ＬＥＤアレイ（発光部）、  ３２  ＬＥＤ素子（発光素子）、  ３３  回路基板、  ３４  ホルダ、  ３５  ベース、  ４０  現像装置、  ４１  感光体ドラム（像担持体）、  ４２  帯電ローラ（帯電部材）、  ４５  トナーカートリッジ、  ７０  正立等倍像、  １００  プリンタ、  １０１  フォトセンサ、  １０２  筐体、  ２０１  スリットセンサ、  ２０２  遮光板、  ２０３  スリット、  ２０４  フォトセンサ。
【図１】
2019061060.tif 000017
【図２】
2019061060.tif 000018
【図３】
2019061060.tif 000019
【図４】
2019061060.tif 000020
【図５】
2019061060.tif 000021
【図６】
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【図７】
2019061060.tif 000023
【図８】
2019061060.tif 000024
【図９】
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【図１０】
2019061060.tif 000026
【図１１】
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【図１２】
2019061060.tif 000028
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019061060.tif 000031
【図１６】
2019061060.tif 000032
【図１７】
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【図１８】
2019061060.tif 000034
【図１９】
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【図２０】
2019061060.tif 000036
【図２１】
2019061060.tif 000037