(57)【要約】【課題】  像面湾曲を良好に補正し、光利用効率と結像性能との両立を達成した光学装置を提供すること。【解決手段】  第１の方向（Ｙ方向）に配列された複数の発光点を有する光源１０１と、第１の方向に配列された複数の結像部１０２を夫々が有する２つのレンズアレイ１０３と、を備え、複数の結像部１０２の夫々により複数の発光点を受光面１０６上に正立結像する光学装置であって、結像部１０２の光軸方向（Ｘ方向）に垂直でかつ第１の方向とは異なる第２の方向（Ｚ方向）において、２つのレンズアレイ１０３は、夫々の光軸列同士の間に複数の発光点の夫々が位置するように配列されており、光軸方向において、複数の結像部１０２の夫々の像面は、軸上では受光面１０６よりも光源１０１から遠い側に位置しており、最軸外では受光面１０６よりも光源１０１に近い側に位置している。【選択図】  図１
2015114445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に配列された複数の発光点を有する光源と、前記第１の方向に配列された複数の結像部を夫々が有する２つのレンズアレイと、を備え、前記複数の結像部の夫々により前記複数の発光点を受光面上に正立結像する光学装置であって、
前記結像部の光軸方向に垂直でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向において、前記２つのレンズアレイは、夫々の光軸列同士の間に前記複数の発光点の夫々が位置するように配列されており、
前記光軸方向において、前記複数の結像部の夫々の像面は、軸上では前記受光面よりも前記光源から遠い側に位置しており、最軸外では前記受光面よりも前記光源に近い側に位置していることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記複数の結像部の前記第１の方向における配列ピッチをＰとするとき、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√６７／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて、前記複数の結像部の夫々のメリジオナル像面及びサジタル像面が前記受光面に一致することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の結像部の夫々の前記メリジオナル像面及び前記サジタル像面は、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√３９／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて前記受光面に一致することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記複数の結像部の夫々は、前記発光点の中間像を形成する第１のレンズ部と、前記中間像を再結像する第２のレンズ部と、を有しており、
前記第１のレンズ部の倍率をβ、前記第１のレンズ部の実効ＦナンバーをＦｎｏ、とするとき
−１．５＜β・Ｆｎｏ＜−０．７
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数の結像部の夫々において、入射面が最も大きな正のパワーを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の結像部の夫々は、同一の光軸上において前記光源側から順に配置された第１の光学素子、第２の光学素子、及び第３の光学素子を含み、前記第２の光学素子の入射面及び出射面の端部は凹形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
前記複数の結像部の夫々は、２枚乃至４枚の樹脂製レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学装置と、前記光学装置により前記受光面に配置された感光体上に形成される静電潜像を、トナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、前記転写されたトナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学装置と、外部機器から入力されたコードデータを画像信号に変換して前記光学装置に入力せしめるプリンタコントローラと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
原稿を照明する照明手段と、第１の方向に配列された複数の結像部を夫々が有する２つのレンズアレイと、前記原稿における読取領域からの光束を受光する受光部と、を備え、前記複数の結像部の夫々により前記読取領域を前記受光部の受光面上に正立結像する画像読取装置であって、
前記結像部の光軸方向に垂直でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向において、前記２つのレンズアレイは、夫々の光軸列同士の間に前記読取領域が位置するように配列されており、
前記光軸方向において、前記複数の結像部の夫々の像面は、軸上では前記受光面よりも前記読取領域から遠い側に位置しており、最軸外では前記受光面よりも前記読取領域に近い側に位置していることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
前記複数の結像部の前記第１の方向における配列ピッチをＰとするとき、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√６７／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて、前記複数の結像部の夫々のメリジオナル像面及びサジタル像面が前記受光面に一致することを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記複数の結像部の夫々の前記メリジオナル像面及び前記サジタル像面は、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√３９／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて前記受光面に一致することを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記複数の結像部の夫々は、前記読取領域の中間像を形成する第１のレンズ部と、前記中間像を再結像する第２のレンズ部と、を有しており、
前記第１のレンズ部の倍率をβ、前記第１のレンズ部の実効ＦナンバーをＦｎｏ、とするとき
−１．５＜β・Ｆｎｏ＜−０．７
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記複数の結像部の夫々において、入射面が最も大きな正のパワーを有することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記複数の結像部の夫々は、同一の光軸上において前記読取領域側から順に配置された第１の光学素子、第２の光学素子、及び第３の光学素子を含み、前記第２の光学素子の入射面及び出射面の端部は凹形状であることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記複数の結像部の夫々は、２枚乃至４枚の樹脂製レンズで構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１７】
前記第２の方向における前記原稿と前記複数のレンズアレイとの相対的位置を変更する駆動部を有することを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関するものであり、例えば画像形成装置に用いられる光学装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置において、複数のレンズにより構成されたレンズアレイを用いた光学装置が採用されている。レンズアレイを光学装置に適用することにより、ポリゴンミラーにより光束を偏向させる構成等と比較して、画像形成装置全体の小型化や低コスト化を実現することができる。
【０００３】
特許文献１には、複数の発光点を正立等倍結像する正立等倍結像系としてのレンズアレイが開示されている。正立等倍結像系のレンズアレイにおいては、レンズアレイの内部で発光点を一旦結像（中間結像）し、形成された中間像を再結像することにより、正立等倍像を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、レンズアレイの内部の中間結像面において像面湾曲が生じた場合、中間結像面以降で像面湾曲が増大し、再結像位置での結像性能が低下してしまう。よって、このレンズアレイを画像形成装置に適用した場合、複数の発光点から出射した光束の夫々は、互いにピントのずれ方が異なる状態で感光面上に集光されるため、良好な画像が得られなくなる。
【０００６】
なお、各レンズの画角を狭くすることにより像面湾曲を補正する方法も考えられるが、レンズ画角を小さくすると光学装置の光利用効率が低下するという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、像面湾曲を良好に補正し、光利用効率と結像性能との両立を達成した光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光学装置は、第１の方向に配列された複数の発光点を有する光源と、前記第１の方向に配列された複数の結像部を夫々が有する２つのレンズアレイと、を備え、前記複数の結像部の夫々により前記複数の発光点を受光面上に正立結像する光学装置であって、前記結像部の光軸方向に垂直でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向において、前記２つのレンズアレイは、夫々の光軸列同士の間に前記複数の発光点の夫々が位置するように配列されており、前記光軸方向において、前記複数の結像部の夫々の像面は、軸上では前記受光面よりも前記光源から遠い側に位置しており、最軸外では前記受光面よりも前記光源に近い側に位置していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の更なる目的またはその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、像面湾曲を良好に補正し、光利用効率と結像性能との両立を達成した光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る光学装置の要部概略図。
【図２】実施例１に係る結像部の要部概略図。
【図３】実施例１に係るレンズアレイの配列を示す図。
【図４】他の実施例に係るレンズアレイの配列を示す図。
【図５】従来の光学装置における結像部に対する像面湾曲を示す図。
【図６】実施例１に係る光学装置における結像部に対する像面湾曲を示す図。
【図７】実施例２に係る光学装置の要部概略図。
【図８】実施例２に係る結像部の要部概略図。
【図９】実施例２に係る光学装置における結像部に対する像面湾曲を示す図。
【図１０】実施形態に係る画像形成装置の要部概略図。
【図１１】変形例に係るレンズアレイの配列を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
［実施例１］
以下に、本発明の実施例１に係る光学装置について詳細に説明する。図１は、本実施例に係る光学装置の要部概略図（ＸＹ断面図）である。
【００１４】
本実施例に係る光学装置は、第１の方向（Ｙ方向）に配列された複数の発光点を有する光源１０１と、第１の方向に配列された複数の結像部１０２を夫々が有する２つのレンズアレイ（結像光学系）１０３と、を備えている。図１では、２つのレンズアレイ１０３のうちの１つのレンズアレイのみを図示している。本実施例においては、２０μｍ×２０μｍの発光点が２１６ｍｍに渡って４２．３μｍピッチで配列された有機ＥＬ素子（有機発光素子）を光源１０１として用いているが、これに限らず、例えばＬＥＤを用いてもよい。なお、本実施例における発光点とは、光源１０１において発光する発光領域の全体のことを指している。
【００１５】
複数の結像部１０２の夫々は、光源１０１の各発光点を一旦結像（中間結像）して中間像を形成する第１のレンズ部１０４と、その中間像を受光面１０６上に再結像する第２のレンズ部１０５と、を有している。本実施例においては、第１のレンズ部１０４の倍率（結像倍率）をβとすると、第２のレンズ部１０５の倍率（結像倍率）は１／βとなる。すなわち、複数の結像部１０２の夫々は、光源１０１の各発光点を受光面１０６上に正立等倍結像する正立等倍結像系である。よって、理想的な状態においては、受光面１０６上には、各発光点に対応して２０μｍ×２０μｍのスポット像が４２．３μｍピッチで形成されることになる。
【００１６】
本実施例において、第１のレンズ部１０４と第２のレンズ部１０５とは、各発光点の中間像が形成される面（中間結像面）Ａに対して対称な形状を有する直径０．９ｍｍのレンズである。ここで、中間結像面Ａとは、結像部１０２が光源１０１（物体面）の中間像を形成する（物体面を中間結像する）仮想的な面であり、光源１０１と受光面１０６（像面）との略中間位置に存在する。
【００１７】
複数の結像部１０２の夫々は、幅２２１ｍｍに渡って１ｍｍピッチで配列されているため、隣接する結像部１０２同士の間隔は０．１ｍｍとなっている。なお、本実施例に係る２つのレンズアレイ１０３は、結像部１０２の光軸方向（Ｘ方向）に垂直でかつ第１の方向とは異なる第２の方向（Ｚ方向）に配列されており、ＹＺ断面内においては各結像部１０２が俵積み状（千鳥状）に配列される構成となっている。
【００１８】
また、本実施例に係る光学装置は遮光部材１０７を備えている。この遮光部材１０７には、第１のレンズ部１０４を通過する光束のうち結像に関与する光束を通過させるための複数の開口が設けられており、結像に寄与しない迷光を開口以外の部分で遮光している。
【００１９】
図２は、複数の結像部１０２のうちの１つの結像部の要部概略図（ＸＹ断面図）であり、光源１０１の各発光点から出射してこの結像部を通過し、受光面１０６上に集光される複数の光束の光路を示している。図２において、光源１０１は紙面に対して＋Ｚ方向又は−Ｚ方向にずれて配置されている。なお、実際には第１のレンズ部１０４及び第２のレンズ部１０５を通過する光束は無数に存在するが、図２においては特徴的な光束のみを数本図示している。
【００２０】
表１に、本実施例に係る各結像部１０２の光学設計値を示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
ここで、各結像部１０２において、光軸（Ｘ軸）との交点を原点、第１の方向において光軸と直交する軸をＹ軸、第２の方向において光軸と直交する軸をＺ軸、として、各レンズ面の形状について説明する。各結像部１０２が有する第１のレンズ部１０４及び第２のレンズ部１０５が備えるレンズ面１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂの全ては、回転対称な非球面であり、その非球面形状は次式（１）で表わされる。ただし、Ｒは曲率半径、ｋは円錐定数、Ａ２ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５・・・）は非球面係数である。
【００２３】
【数１】
2015114445.tif 000004
【００２４】
図３は、本実施例に係る２つのレンズアレイ１０３の要部断面図（ＹＺ断面図）である。発光点列１０は、光源１０１の各発光点の配列を示している。なお、本実施例では、結像部１０２の配列ピッチ（１ｍｍ）に対して発光点の配列ピッチ（４２．３μｍ）が十分に小さい（１／２０以下）ため、図３では発光点１１以外の発光点を省略している。
【００２５】
このように、レンズアレイ１０３を複数配列することにより、結像部１０２の数が増えるため、受光面１０６上に集光する光量を増やすことができる。さらに、図３に示したように各結像部１０２を千鳥状に配列することにより、図４に示すように配列した場合と比較して、ＺＸ断面内での結像部１０２の密度を高くすることができる。これにより、図４に示した構成と比較して、光学装置に係る光利用効率を高くすることができる。
【００２６】
図３に示したように各結像部１０２を千鳥状に配列した場合、発光点１１から各結像部１０２の光軸までの距離は、各結像部１０２の配列ピッチをＰとするとき、√（３＋４×ｎ２）／４×Ｐ（ただし、ｎは０以上の整数）で表すことができる。よって、発光点１１からの距離は、結像部Ａまでは√３／４×Ｐ、結像部Ｂ（Ｂ’）までは√７／４×Ｐ、結像部Ｃ（Ｃ’）までは√１９／４×Ｐ、結像部Ｄ（Ｄ’）までは√３９／４×Ｐ、結像部Ｅ（Ｅ’）までは√６７／４×Ｐ、となる。
【００２７】
ここで、本実施例では、複数の発光点の夫々を、第２の方向において２つのレンズアレイ１０３の光軸列（各結像部１０２の光軸の列）同士の間に配置している。この構成を採ることにより、各結像部１０２の光軸上（ＺＸ断面内における物体高０の位置）には発光点が一切存在しなくなるため、物体高０での結像性能を考慮する必要が無くなる。よって、結像性能を考慮する必要がある最小物体高は、発光点１１から最も近い位置に配置された結像部Ａの光軸までの距離である√３／４×Ｐとなる。
【００２８】
また、図３に示した構成においては、１つの発光点１１から出射した光束のうち、結像部Ｅ（Ｅ’）よりも外側の結像部を通過する光束の幅は非常に小さくなる。すなわち、発光点１１から光軸までの距離が√６７／４×Ｐ以上である結像部を通過した光束は、発光点１１から出射した全光束の集光光量に対してほとんど影響しない。よって、結像性能を考慮する必要がある最大物体高は√６７／４×Ｐとなる。
【００２９】
図５は、従来の光学装置に用いられる結像部に対する像面湾曲を示した図であり、横軸が像面湾曲量、縦軸が像高（物体高）、を示している。図５を見てわかるように、メリジオナル像面及びサジタル像面は、像高（画角）が大きくなるに従ってアンダーになっている。結像部が有するレンズの数が少なくなる程、像面湾曲を補正することが難しくなるため、図５に示したような傾向が大きくなる。
【００３０】
上述したように、本実施例に係る複数の結像部の夫々は、第１及び第２のレンズ部を有しており、かつ、第１及び第２のレンズ部の夫々は１つの光学素子（レンズ）で構成されている。よって、中間結像面において生じる像面湾曲等の収差を、第１のレンズ部としての１つのレンズのみで補正する必要がある。しかし、１つのレンズのみで像面湾曲を補正する場合、そのレンズの画角を小さくする必要があるため、集光光量が低下してしまう。
【００３１】
そこで、本実施例に係る光学装置においては、図６に示すように、軸上（物体高０）における像面（近軸像面）が、光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置する（受光面に対してオーバーとなる）ように、各結像部を構成している。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置する（受光面に対してアンダーとなる）ように構成されている。この構成により、各結像部の画角を小さくせずに、像面湾曲を補正することを可能にしている。
【００３２】
なお、ここでの近軸像面とは、近軸光線が最も集光する像面のことであり、メリジオナル像面はメリジオナル光線が最も集光する像面、サジタル像面はサジタル光線が最も集光する像面、のことである。近軸像面を、光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置させることができるのは、複数のレンズアレイを配列し、かつその光軸列同士の間に各発光点を配置して、物体高０での結像性能を無視できるように構成したからである。
【００３３】
なお、上述したように、結像性能を考慮する必要がある物体高の範囲は√３／４×Ｐから√６７／４×Ｐまでである。また、本実施例に係る各結像部は正立等倍結像系であるため、各結像部に係る物体高と像高とは等しくなる。よって、各結像部のメリジオナル像面及びサジタル像面が受光面に一致する像高Ｙが、次式（２）を満たすように構成することが望ましい。
【００３４】
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√６７／４×Ｐ      ・・・（２）
これにより、結像性能を考慮すべき像高（物体高）の範囲において、像面湾曲を良好に補正することができる。なお、各結像部のメリジオナル像面及びサジタル像面が受光面に一致する像高Ｙが大きくなると、光量が少ない軸外光束のみがアンダーの態になるため、像面湾曲のバランスがとれなくなってしまう。よって、次式（３）を満たすように構成することがより好ましい。
【００３５】
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√３９／４×Ｐ      ・・・（３）
図６に示したように、本実施例に係る各結像部について、メリジオナル像面は像高０．６６において、サジタル像面は像高０．４９において、夫々受光面に一致しており、条件式（２）及び（３）を満たしていることがわかる。なお、各結像部のメリジオナル像面及びサジタル像面が受光面に一致する像高が一箇所でもあれば、本発明の効果を得ることができる。
【００３６】
本実施例に係る光学装置によれば、各結像部の画角を小さくすることなく、像面湾曲を補正することができるため、光利用効率を確保することができる。ここで、光利用効率をさらに向上させるためには、各結像部の夫々の画角を広くすること、あるいはＦナンバーを小さくすることが必要となる。しかし、光利用効率を向上させるために画角を広げ過ぎると、結像性能を考慮すべき像高も広がるため、必然的に像面湾曲の補正が困難になる。
【００３７】
また、光利用効率を向上させるためにＦナンバーを小さくする場合、球面収差等の収差が大きくなり易くなるだけでなく、レンズのコバ厚を薄くすることが必要となり、レンズの製造が困難になってしまう。これに対して、レンズの肉厚を厚くすることでコバ厚を厚くする方法も考えられるが、この場合、光軸から離れた周辺像高の光束がレンズの出射面に到達する前にコバに入射してしまい、正しい位置に集光されなくなってしまう。すなわち、レンズの肉厚を厚くし過ぎると画角が狭くなり、光利用効率の向上が阻害されることになる。
【００３８】
そこで、各結像部において、第１のレンズ部の倍率をβ、第１のレンズ部の軸上における実効ＦナンバーをＦｎｏ、とするときとするとき、次式（４）を満たすように構成することが望ましい。
【００３９】
−１．５＜β・Ｆｎｏ＜−０．７      ・・・（４）
式（４）の下限値を下回ると、光利用効率を向上させて十分な光量を得ることが困難になり、上限値を上回ると、球面収差や像面湾曲等の収差の増大を招いてしまう。表１に示したように、本実施例に係る各結像部において、第１のレンズ部の倍率βは−０．２６、第１のレンズ部の軸上における実効ＦナンバーＦｎｏは３．３３である。よって、β・Ｆｎｏ＝−０．８７となるため、条件式（４）を満たしており、本実施例に係る光学装置が光利用効率と結像性能とを両立させていることがわかる。
【００４０】
なお、レンズアレイにおいては、結像部の配列ピッチが決まると必然的に各レンズ面の有効径の上限が決まってしまう。よって、Ｆナンバーを小さくするためには、各結像部の入射面（最も光源側の光学面）、あるいは入射面及び出射面（最も像側の光学面）で光束幅が決まるように構成すればよい。すなわち、結像部の入射面あるいは入射面及び出射面の両方に最も大きな正のパワー持たせる必要がある。
【００４１】
仮に、結像部における入射面以外の光学面が最も大きな正のパワーを有する構成の場合、少なくとも軸上の光束幅は入射面では決まらなくなるため、入射面における光束幅が狭くなり、Ｆナンバーが大きくなってしまう。本実施例においては、各結像部を、入射面及び出射面（図２に示したレンズ面１０４ａ及び１０５ｂ）が最も大きな正のパワーを有するように構成しているため、Ｆナンバーを小さくして光利用効率を確保することができる。
【００４２】
以上、本実施例に係る光学装置においては、軸上における像面が光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置するように、各結像部が構成されている。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置するように構成されている。この構成によれば、光利用効率と結像性能との両立を達成することができる。
【００４３】
［実施例２］
以下に、本発明の実施例２に係る光学装置について詳細に説明するが、実施例１と同一または同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
【００４４】
図７は、本実施例に係る光学装置の要部概略図（ＸＹ断面図）である。図７を見てわかるように、本実施例が実施例１に対して異なる点は、複数の結像部２０２の夫々が３つのレンズ（第１の光学素子２０３、第２の光学素子２０４、及び第３の光学素子２０５）を有しているという点である。本実施例では、１つの結像部２０２を奇数枚のレンズで構成したため、中央に配置したレンズ２０４の略中央に中間結像面Ａが存在する構成となっている。なお、本実施例に係る光学装置も、第２の方向（Ｚ方向）に配列された２つのレンズアレイ２０９と、結像に寄与しない迷光を遮光するための遮光部材２１０と、を備えている。
【００４５】
図８は、複数の結像部２０２のうちの１つの結像部の要部概略図（ＸＹ断面図）であり、光源２０１の各発光点から出射してこの結像部を通過し、受光面２０８上に集光される複数の光束の光路を示している。図８において、光源２０１は紙面に対して＋Ｚ方向又は−Ｚ方向にずれて配置されている。なお、実際には１つの結像部２０２を通過する光束は無数に存在するが、図８においては特徴的な光束のみを数本図示している。
【００４６】
ここで、本実施例では、物体面（光源２０１）から中間結像面Ａまでを第１のレンズ部２０６、中間結像面Ａから像面（受光面２０８）までを第２のレンズ部２０７としている。すなわち、実施例１と同様に、本実施例においても、第１のレンズ部２０６により光源２０１の各発光点を中間結像して中間像を形成し、第２のレンズ部２０７によりその中間像を受光面２０８上に再結像している。
【００４７】
表２に、本実施例に係る各結像部２０２の光学設計値を示す。
【００４８】
【表２】
2015114445.tif 000005
【００４９】
ここで、各結像部２０２が有するレンズ２０３、２０４、２０５が備えるレンズ面２０３ａ、２０３ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、２０５ａ、２０５ｂの全ては、回転対称な非球面であり、その非球面形状は前述した式（１）で表わされる。
【００５０】
本実施例に係る光学装置においては、各結像部を構成するレンズを実施例１よりも多く設け、レンズ面の数を増やしたことにより、像面湾曲をより良好に補正することが可能になる。この時、中央に配置したレンズ２０４の入射面及び出射面の少なくとも端部（周縁部）を凹形状にすることで、軸外像高における像面湾曲を良好に補正することができる。
【００５１】
しかし、レンズ面の数を増やしたとしても、像面湾曲を完全に無くすことは困難である。そこで、本実施例においても、図９に示すように、軸上における像面が、光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置する（受光面に対してオーバーとなる）ように、各結像部を構成している。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置する（受光面に対してアンダーとなる）ように構成されている。
【００５２】
図９に示したように、メリジオナル像面は像高０．６７において、サジタル像面は像高０．５８において、夫々受光面に一致しており、前述した条件式（２）及び（３）を満たしていることがわかる。これにより、各結像部の画角を小さくすることなく、像面湾曲を補正することができるため、光学装置の光利用効率を確保することができる。
【００５３】
また、本実施例に係る各結像部において、第１のレンズ部の倍率βは−０．２、第１のレンズ部の軸上における実効ＦナンバーＦｎｏは４．８である。よって、β・Ｆｎｏ＝−０．９６となるため、前述した条件式（４）を満たしており、本実施例に係る光学装置が光利用効率と結像性能とを両立させていることがわかる。
【００５４】
以上、本実施例に係る光学装置においては、軸上における像面が光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置するように、各結像部が構成されている。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置するように構成されている。この構成によれば、光利用効率と結像性能との両立を達成することができる。
【００５５】
［画像形成装置］
図１０は本発明の実施形態に係る画像形成装置３３の要部概略図（ＺＸ断面図）である。画像形成装置３３は、上述した各実施例に示したいずれかの光学装置（露光ユニット）を４個備え、夫々が並行して感光ドラム（感光体）の受光面（感光面）を露光するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【００５６】
図１０において、１７、１８、１９、２０の夫々は各実施例に示したいずれかの構成を有する光学装置、２１、２２、２３、２４の夫々は像担持体としての感光ドラム、２５、２６、２７、２８の夫々は現像器、３４は搬送ベルト、３７は定着器である。ここで、光学装置１７、１８、１９、２０の夫々は、各レンズアレイの配列方向である第２の方向が感光ドラム２１、２２、２３、２４の回転方向である副走査方向（Ｚ方向）に一致するように配置されている。
【００５７】
画像形成装置３３には、パーソナルコンピュータ等の外部機器３５からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）が入力される。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ３６によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の画像信号（ドットデータ）に変換される。また、各色の画像信号は夫々対応する光学装置１７、１８、１９、２０に入力される。そして、光学装置１７、１８、１９、２０の夫々からは、各色の画像信号に応じて変調された露光光２９、３０、３１、３２が出射され、これらの露光光によって対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４の夫々の感光面が露光される。
【００５８】
その後、感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面上に形成された各色の静電潜像は、現像器２５、２６、２７、２８の夫々によって各色のトナー像として現像される。そして、各色のトナー像が不図示の転写器によって被転写材に多重転写された後、定着器３７によって定着されることにより、１枚のフルカラー画像を形成している。
【００５９】
［画像読取装置］
また、上述した各実施例に示したいずれかの構成を有するレンズアレイを画像読取装置に適用してもよい。この場合は、各レンズアレイの物体面に原稿を配置し、像面（受光面）に受光部を配置することにより、画像読取装置を構成する。
【００６０】
画像読取装置では、照明手段により原稿における読取領域を照明し、その読取領域からの複数の光束（反射光又は透過光）を各レンズアレイにより集光し、受光部の受光面により受光することにより、読取領域の画像を読み取ることができる。この時、各レンズアレイの配列方向である第２の方向が、駆動部によって原稿とレンズアレイとの相対的位置を変更する方向（副走査方向）に一致するように構成することにより、読取領域を副走査方向に順次読み取り、原稿全体の画像を読み取ることができる。
【００６１】
ここで、原稿における読取領域の第２の方向における幅は、各結像部の第２の方向における開口サイズよりも小さく、かつ、第２の方向において、複数のレンズアレイの内の何れか２つのレンズアレイの光軸列同士の間に読取領域が存在している。これにより、物体高０での結像性能を考慮する必要が無くなるため、上述したように、各結像部の画角を小さくせずに、像面湾曲を補正することが可能になる。
【００６２】
具体的には、本実施形態に係る画像読取装置においては、軸上における像面が光軸方向において受光面よりも読取領域から遠い側に位置するように、各結像部が構成されている。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも読取領域に近い側に位置するように構成されている。この構成により、光利用効率と結像性能との両立を達成することができる。
【００６３】
なお、前述した受光部としては、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のラインセンサを用いることができる。また、照明手段は、原稿を照明することができれば、光源を含まない構成でもよい。この画像読取装置を、前述した外部機器３５として画像形成装置３３に接続することにより、デジタル複写機を構成してもよい。
【００６４】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００６５】
上述した各実施例に係る光学装置は、いずれも第２の方向に配列された２つのレンズアレイを備える構成であるが、レンズアレイの数は複数であれば２つに限られない。例えば、図１１に示すように、各実施例に係るレンズアレイを４つ配列させた構成を採ってもよい。なお、レンズアレイを３つ以上配列した場合は、光源の複数の発光点の夫々を、第２の方向において何れか２つのレンズアレイの光軸列同士の間に配置すればよい。各実施例においては、各結像部をＹＺ断面内において千鳥状になるようにレンズアレイを配列しているが、これに限らず、例えば図４に示したようにレンズアレイを配列してもよい。
【００６６】
また、上述した各実施例においては、各結像部を構成する光学素子として樹脂製レンズを用いているが、これに限らず、硝材を用いたガラスレンズや屈折率分布を持つロッドレンズ等により各結像部を構成してもよい。ただし、樹脂レンズは、ガラスレンズやロッドレンズと比較して安価（製造コストが低い）であり、また、レンズ面の加工が容易で比較的自由な面形状（非球面やアナモフィック面）にすることができるため、各結像部を樹脂レンズにより構成することが好ましい。
【００６７】
ここで、樹脂レンズにより各結像部を構成する場合、そのレンズの枚数を２枚乃至４枚として構成することが好ましい。結像部を少なくとも２枚のレンズにより構成することが好ましいのは、レンズの肉厚が極度に厚い場合を除いて、１枚のレンズにより正立等倍結像系を構成することができないためである。また、レンズの枚数を４枚以下にすることが好ましいのは、レンズの枚数を増やしすぎると、樹脂レンズによりコストを低くするという効果が得られなくなるためである。なお、各実施例に係る複数の結像部の夫々は正立等倍結像系であるが、本発明の効果が得られる正立結像系であるならば、厳密に等倍結像系としなくてもよい。
【００６８】
本実施形態に係る画像形成装置の記録密度は特に限定されないが、記録密度が高くなればなるほど高画質が求められることを考えると、画像形成装置の記録密度を１２００ｄｐｉ以上とした場合において、より大きな本発明の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  光源
１０２  結像部
１０３  レンズアレイ
１０６  受光面
【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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