(57)【要約】【課題】解像度が低下したり、光量が低下したりすることがないようにする。【解決手段】  各レンズの光軸が一致するように配設された複数のレンズ対を前記光軸に対して直角の方向にほぼ直線状に配列し、前記各レンズ対に、隣接するレンズ対からの光を遮断する遮光部材が配設される。そして、前記各レンズの口径をＤとし、前記各レンズの配列間隔をＰとしたとき、Ｐ＜Ｄにされる。この場合、レンズの口径Ｄがレンズの配列間隔Ｐより大きくされるので、レンズの配列間隔の周期で、解像度が低下したり、光量が低下したりするのを防止することができる。【選択図】図１
2008083576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）各レンズの光軸が一致するように配設された複数のレンズ対を前記光軸に対して直角の方向にほぼ直線状に配列し、
（ｂ）前記各レンズ対に、隣接するレンズ対からの光を遮断する遮光部材が配設されるとともに、
（ｃ）前記各レンズの口径をＤとし、前記各レンズの配列間隔をＰとしたとき、
Ｐ＜Ｄ
にされることを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
（ａ）前記各レンズ対は正立等倍像を形成し、
（ｂ）各レンズは縮小倒立像を形成する請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
前記レンズの曲面は前記光軸に対して回転対称である請求項１又は２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
前記レンズの曲面は、隣接するレンズとの境界の近傍で、前記光軸と平行な平面で切断される形状を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
前記各レンズは一体に形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
前記レンズは樹脂成形によって形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項７】
（ａ）前記遮光部材は、光線を遮断する材料から成り、かつ、複数の開口を備え、
（ｂ）該開口の配列間隔が前記各レンズの配列間隔と等しくされ、
（ｃ）前記開口の開口幅のうち、前記レンズの配列方向に対して直角の方向の開口幅をＷX とし、前記レンズの配列方向と平行な方向の開口幅をＷY としたとき、
ＷY ＜ＷX 
にされる請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項８】
前記レンズは複数のレンズによって構成された複合レンズ系のレンズである請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項９】
前記遮光部材の開口は、中心軸を光軸と一致させて形成され、直径が開口幅ＷX と等しくされ、ほぼ円筒状、かつ、開口幅ＷY と等しい間隔を置いて光軸と平行に配設された二つの平面に囲まれた形状を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズアレイを備えた露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置が搭載された画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズアレイを備えた読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイ、露光装置、画像形成装置及び読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナ等の読取装置、又はプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタのうち、複数のＬＥＤをアレイに配列したＬＥＤプリンタにおいては、発光部に隣接させて、複数のロッドレンズをアレイに配列したレンズアレイが使用される。
【０００３】
また、複数の受光素子をアレイに配列したスキャナにおいては、受光部に隣接させて、複数のロッドレンズをアレイに配列したレンズアレイが使用される。
【０００４】
前記ロッドレンズは、ガラスファイバーにイオンを含浸させ、中央部から周辺部に向かって屈折率が低下するようにしたものであり、物体の正立等倍像を形成する光学素子である。そして、前記ロッドレンズを複数のアレイに配列したレンズアレイは、物体の結像像をライン状に形成する光学系として使用される。
【０００５】
さらに、簡単な光学系の例として、ロッドレンズを１列のアレイに配列したレンズアレイがある。また、一対のマイクロレンズを光軸が一致するように焦点距離に応じた間隔で配置したレンズ対をアレイに配列することによってロッドレンズアレイと同様のレンズアレイを構成することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１０７６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のロッドレンズを１列のアレイに配列したレンズアレイにおいては、各ロッドレンズの光軸付近の光学特性と周囲の光学特性とに差が生じるので、ロッドレンズの配列間隔を周期で、解像度が低下したり、光量が低下したりしてしまう。また、マイクロレンズを使用したレンズアレイにおいても、同様に、各マイクロレンズの光軸付近の光学特性と周囲の光学特性とに差が生じるので、マイクロレンズの配列間隔の周期で、解像度が低下したり、光量が低下したりしてしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来のレンズアレイの問題点を解決して、解像度が低下したり、光量が低下したりすることがないレンズアレイ、露光装置、画像形成装置及び読取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】
【０００８】
そのために、本発明のレンズアレイにおいては、各レンズの光軸が一致するように配設された複数のレンズ対を前記光軸に対して直角の方向にほぼ直線状に配列し、前記各レンズ対に、隣接するレンズ対からの光を遮断する遮光部材が配設される。
【０００９】
そして、前記各レンズの口径をＤとし、前記各レンズの配列間隔をＰとしたとき、
Ｐ＜Ｄ
にされる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズアレイにおいては、各レンズの光軸が一致するように配設された複数のレンズ対を前記光軸に対して直角の方向にほぼ直線状に配列し、前記各レンズ対に、隣接するレンズ対からの光を遮断する遮光部材が配設される。
【００１１】
そして、前記各レンズの口径をＤとし、前記各レンズの配列間隔をＰとしたとき、
Ｐ＜Ｄ
にされる。
【００１２】
この場合、レンズの口径Ｄがレンズの配列間隔Ｐより大きくされるので、レンズの配列間隔の周期で、解像度が低下したり、光量が低下したりするのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタ、及び読取装置について説明する。この場合、プリンタは、現像剤として、色材を構成する顔料を含む樹脂から成るトナーを使用し、画像データに従って媒体としての用紙に、カラー画像、モノクロ画像等の画像を形成する。
【００１４】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【００１５】
図において、１０は画像形成装置としてのプリンタであり、該プリンタ１０内には、ほぼ「Ｓ字」状の形状を有し、媒体としての図示されない用紙を搬送するための搬送路２５が配設され、該搬送路２５に搬送ローラ２６〜２９が配設される。また、前記搬送路２５に沿って、各色の現像剤像としてのトナー像を形成するための画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが配設され、該各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃより下方には、用紙を搬送するとともに、前記各トナー像を用紙に転写するための転写ユニット３４が配設され、各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃと転写ユニット３４との間に前記搬送路２５が形成される。なお、前記転写ユニット３４によってベルト駆動ユニットが構成される。
【００１６】
また、プリンタ１０には、像担持体としての感光体ドラム１１と対向させて、露光装置としての、かつ、記録ヘッドとしてのＬＥＤヘッド２３が配設される。そして、前記転写ユニット３４の下流側には、転写されたトナー像を用紙に定着させるための定着ユニット３５が配設される。
【００１７】
各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいて、前記感光体ドラム１１は、所定の回転速度で回転し、表面に電荷を蓄えることができ、前記ＬＥＤヘッド２３による露光によって表面の電荷が除去されると、潜像としての図示されない静電潜像が形成される。前記感光体ドラム１１に、帯電装置としての帯電ローラ１２が一定の圧力で接触させられ、感光体ドラム１１と反対方向に回転させられ、感光体ドラム１１の表面に所定の電圧を印加する。
【００１８】
また、４５は、前記感光体ドラム１１に隣接させて配設され、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器であり、該現像器４５は、感光体ドラム１１に現像剤としてのトナーを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ１６、該現像ローラ１６上のトナーの厚さを規制する規制部材としての図示されない現像ブレード、現像ローラ１６にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８等を備える。前記現像ローラ１６は、感光体ドラム１１に一定の圧力で接触させられ、感光体ドラム１１と反対方向に回転させられ、トナー供給ローラ１８は、現像ローラ１６に一定の圧力で接触させられ、現像ローラ１６と同じ方向に回転させられる。
【００１９】
前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器４５等は、画像形成ユニット本体を構成する筐体２０内に収容され、該筐体２０の上方には、トナーを収容する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１５が筐体２０に対して着脱自在に配設される。
【００２０】
前記転写ユニット３４は、走行自在に配設された転写ベルト２１、及び各感光体ドラム１１と対向させて配設された転写部材としての転写ローラ２２を備える。前記転写ベルト２１及び転写ローラ２２は、図示されない電源によって所定の電圧が印加され、感光体ドラム１１上の各トナー像を用紙に転写する。
【００２１】
また、３８はロワフレーム、４０は、該ロワフレーム３８に対して揺動自在に配設され、排出された用紙を積載するためのスタッカ３１を備えたアッパフレームである。そして、前記転写ユニット３４より下方において、搬送路２５の端部に、用紙を収容する媒体収容部としての給紙カセット３０が配設され、該給紙カセット３０に、用紙を繰り出す繰出部３２が配設される。
【００２２】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００２３】
前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃにおいて、帯電ローラ１２は感光体ドラム１１の表面を、一様に、かつ、均一に帯電させ、ＬＥＤヘッド２３は感光体ドラム１１の表面を露光して、静電潜像を形成する。続いて、現像器４５は、静電潜像を現像して各色のトナー像を形成する。
【００２４】
一方、繰出部３２によって繰り出された用紙は、搬送ローラ２６、２７によって搬送され、静電効果によって転写ベルト２１に付着させられ、該転写ベルト２１の走行に伴って、各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃと転写ユニット３４との間を搬送され、その間に、各色のトナー像が重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。その後、用紙は、定着ユニット３５を通過し、カラーのトナー像が定着させられ、カラーの画像が形成される。続いて、用紙は、搬送ローラ２８、２９によって更に搬送され、スタッカ３１に排出される。
【００２５】
ここで、前記プリンタ１０には、図示されない外部装置と通信を行い、印刷データを受信する図示されない外部インタフェースが配設され、該外部インタフェースから印刷データを受信し、プリンタ１０全体の制御を行う図示されない制御部が配設される。
【００２６】
次に、前記ＬＥＤヘッド２３について説明する。
【００２７】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの断面図である。
【００２８】
図に示されるように、ＬＥＤヘッド２３にはレンズアレイ５０が配設され、該レンズアレイ５０は保持部材４６によって支持体２３ａに固定される。
【００２９】
また、１１は感光体ドラム、４１は前記ＬＥＤヘッド２３の発光部であり、該発光部４１には発光素子としてのＬＥＤ素子が複数、本実施の形態においては、１インチ（約２．５〔ｃｍ〕）当たり６００個、直線状に等間隔で配設される。なお、図示されない遮光部材が発光部４１とレンズアレイ５０との間に配設される。
【００３０】
また、４２は前記発光部４１のＬＥＤ素子の発光を制御するドライバＩＣであり、前記発光部４１及びドライバＩＣ４２は、配線基板４４上に配設され、互いにワイヤ４３によって結線される。
【００３１】
次に、前記構成のＬＥＤヘッド２３の動作について説明する。
【００３２】
まず、前記制御部は、画像データに基づいてＬＥＤヘッド２３の制御信号を発生させ、ドライバＩＣ４２に送ると、該ドライバＩＣ４２は、制御信号に従って所定の光量で各ＬＥＤ素子を発光させる。そして、該ＬＥＤ素子からの光線は、レンズアレイ５０に入射され、該レンズアレイ５０を通過して感光体ドラム１１上で結像され、発光部４１の結像像が感光体ドラム１１上に形成される。
【００３３】
次に、前記レンズアレイ５０について説明する。
【００３４】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの平面図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの縦断面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの横断面図である。
【００３５】
図に示されるように、レンズアレイ５０は、二つのレンズ板５１ａ、５１ｂ間に配設され、光線を遮断する材料から成り、かつ、複数の開口５５が形成された遮光部材としての遮光部５４を備える。また、本実施の形態においては、レンズ板５１ａ、５１ｂの幅方向の中央に、複数のマイクロレンズ５３が光軸に対して直角の方向にほぼ直線状に並べられ、一体に形成される。なお、光軸が一致するように配設されたマイクロレンズ５３によってレンズ対５２が構成される。また、前記マイクロレンズ５３は縮小倒立像を形成する光学系であり、レンズ対５２は正立等倍像を形成する光学系を構成する。
【００３６】
前記マイクロレンズ５３の曲面は光軸に対して回転対称であり、マイクロレンズ５３の曲面は、隣接するマイクロレンズ５３との境界の近傍で、光軸と平行な平面で切断される形状を有する。このとき、マイクロレンズ５３の口径（マイクロレンズ口径）Ｄは、マイクロレンズ５３の光軸を中心として、マイクロレンズ５３に外接する円の直径である。
【００３７】
前記レンズ板５１ａ、５１ｂ及び遮光部５４は、レンズ対５２の光軸と開口５５の中心軸とが一致するように配設される。なお、前記マイクロレンズ５３の配列間隔（マイクロレンズ配列間隔）Ｐは、本実施の形態においては、マイクロレンズ５３の口径Ｄに対して、
Ｐ＜Ｄ
になるように構成される。
【００３８】
また、遮光部５４の開口５５の寸法は、マイクロレンズ５３の配列方向に対して直角の方向の開口幅（幅方向遮光部開口幅）をＷX とし、マイクロレンズ５３の配列方向の開口幅（配列方向遮光部開口幅）をＷY としたとき、
ＷY ＜ＷX 
になるように構成される。前記開口５５は、中心軸が光軸と一致させられ、直径が開口幅ＷX と等しくされたほぼ円筒の形状、かつ、間隔が開口幅ＷY と等しくされ、光軸と平行に配設された２枚の平面によって囲まれた形状を有する。
【００３９】
ここで、本実施の形態における効果を検証するために比較例のレンズアレイを作成した。
【００４０】
比較例のレンズアレイ５０′において、マイクロレンズ５３の配列間隔Ｐをマイクロレンズ５３の口径Ｄと等しくし、マイクロレンズ５３の光軸方向から見た形状は円形である。また、比較例のレンズアレイにおいては、遮光部５４の開口５５の開口幅ＷY と開口幅ＷX とが等しく、開口５５の形状は中心軸が光軸と一致する直径がＷY の円筒形状である。
【００４１】
そして、本実施の形態におけるレンズアレイ５０及び比較例におけるレンズアレイにおいて、レンズ板５１ａ、５１ｂとして、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）Ｅ４８Ｒ）を使用し、樹脂成形によって形成した。
【００４２】
また、本実施の形態におけるレンズアレイ５０及び比較例におけるレンズアレイにおいて、遮光部５４は、ポリカーボネートを使用し、樹脂成形によって形成した。
【００４３】
図６は本発明の第１の実施の形態における光学系の概略図である。
【００４４】
図に示されるように、レンズアレイ５０と発光部４１との間の距離（物体面−レンズ面距離）Ｌo はマイクロレンズ５３の外部曲面５３ａの頂点と発光部４１が配置される平面（物体面）との間の距離、前記レンズアレイ５０と感光体ドラム１１との間の距離（結像面−レンズ面距離）ＬI はマイクロレンズ５３の外部曲面５３ａの頂点と感光体ドラム１１が配設される平面（結像面）との間の距離、レンズ厚ＬT はマイクロレンズ５３の外部曲面５３ａと内部曲面５３ｂとの間の距離、レンズ面間距離ＬS は各内部曲面５３ｂ間の距離、結像面−物体面距離ＴＣは感光体ドラム１１と発光部４１との間の距離である。
【００４５】
また、マイクロレンズ５３の各外部曲面５３ａ及び内部曲面５３ｂは、回転対称高次非球面であり、次の関数ｚ（ｒ）で表される。
【００４６】
【数１】
2008083576.tif 000003
【００４７】
関数ｚ（ｒ）は、マイクロレンズ５３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５３の各外部曲面５３ａ及び内部曲面５３ｂの頂点を原点とし、レンズアレイ５０の物体面から結像面に向かう方向を正の数で表す。なお、Ｃは曲率半径（外部曲面曲率半径ＣO 、内部曲面曲率半径ＣI ）を、Ａは非球面係数４次（外部曲面非球面係数４次ＡO 、内部曲面非球面係数４次ＡI ）の係数を、Ｂは非球面係数６次（外部曲面非球面係数６次ＢO 、内部曲面非球面係数６次ＢI ）の係数を示す。
【００４８】
前記レンズ板５１ａ、５１ｂには複数のマイクロレンズ５３が一体に形成されるが、該マイクロレンズ５３を個々に作成し、所定の配列間隔で固定することができる。
【００４９】
本実施の形態においては、各外部曲面５３ａ及び内部曲面５３ｂを回転対称の高次非球面で形成するようになっているが、球面で形成することもできる。また、放物面、楕円面、双曲面等のコーニック面、光軸に垂直な各方向に非対称なトロイド面、シリンダ面等で形成したり、公知の自由曲面で形成したりすることができる。
【００５０】
さらに、前記マイクロレンズ５３は、光源の光線を透過する均一な屈折率を有する透明材料に所定の曲面を形成することによって構成されるが、所定の屈折率分布を有する屈折率分布型レンズ、光ファイバ等で形成することができる。
【００５１】
そして、前記遮光部５４は樹脂成形によって形成されるが、切削加工によって形成することができる。また、光線を透過する材料の上に光源の光線を遮光する遮光材料によって遮光パターンを形成したり、前記レンズ板５１ａ、５１ｂの一部に、遮光材料によって遮光パターンを形成したり、粗面加工を施して光線を遮光したり、前記レンズ板５１ａ、５１ｂの一部を切り落として光線の一部が入射しないようにしたりすることができる。
【００５２】
本実施の形態においては、前記発光部４１に発光素子としてＬＥＤ素子を複数配設したＬＥＤアレイを使用するようになっているが、例えば、発光素子として有機ＥＬを使用することができる。また、プリンタ１０の記録ヘッドとして半導体レーザを使用したり、蛍光灯、ハロゲンランプ等の光源に液晶素子によって構成されたシャッタを併用した記録ヘッドを使用したりすることができる。
【００５３】
次に、前記構成のレンズアレイ５０の動作について説明する。
【００５４】
図７は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの平面図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの断面図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの比較例を示す平面図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの比較例を示す断面図である。
【００５５】
なお、本実施の形態におけるレンズアレイ５０及び比較例におけるレンズアレイ５０′は表１に示されるように構成される。
【００５６】
【表１】
2008083576.tif 000004
【００５７】
また、図において、４１ａは隣接するマイクロレンズ５３、５３′の境界付近の発光部である。
【００５８】
ところで、レンズアレイ５０、５０′を使用して発光部４１ａの結像像Ｉを形成した場合、比較例のレンズアレイ５０′においては、本発明のレンズアレイ５０と比べて解像度及び光量が低くなる。
【００５９】
なお、図８及び１０は、前記発光部４１ａからレンズアレイ５０、５０′を透過して感光体ドラム１１に到達し、結像像Ｉを形成する光路を示す。また、該光路の最短経路を示す主光線をＲM とし、該主光線ＲM に対して最も外側の経路を示す周辺光線をＲS とする。
【００６０】
前記発光部４１ａから出射された光線は、レンズ対５２、５２′のうち発光部４１ａ側のマイクロレンズ５３、５３′に入射した後、発光部４１ａの縮小像を結像し、感光体ドラム１１側のマイクロレンズ５３、５３′に入射する。前記感光体ドラム１１側のマイクロレンズ５３、５３′は発光部４１ａの縮小像の倒立拡大像を形成し、レンズ対５２、５２′全体において発光部４１ａの像は正立等倍像として感光体ドラム１１に結像される。
【００６１】
図８及び１０に示されるように、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０においては、比較例におけるレンズアレイ５０′と比べ、発光部４１ａがマイクロレンズ５３の光軸に一層近いところに配設される。
【００６２】
ところで、一般に、レンズによる物体の結像像は、レンズの光軸に近い物体の方が収差が小さく、光量が大きい。
【００６３】
そして、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０は、比較例におけるレンズアレイ５０′に比べ、発光部４１ａから出射する光線の周辺光線ＲS の成す角αO が大きいので、発光部４１ａから出射される光線のうちマイクロレンズ５３に入射する光線が多くなる。したがって、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０による発光部４１ａの結像像Ｉが比較例におけるレンズアレイ５０′による発光部４１ａの結像像Ｉと比べて明るくなる。
【００６４】
その結果、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０の方が比較例におけるレンズアレイ５０′より各マイクロレンズ５３の光軸の近い位置に発光部４１ａがあり、結像像Ｉの収差が小さいので鮮明な画像が形成され、光量の大きい結像像Ｉを得ることができる。そして、レンズアレイ５０のマイクロレンズ５３の配列周期の解像度及び光量の低下を改善することができる。
【００６５】
次に、本発明の実施の形態におけるＬＥＤヘッド２３及び比較例におけるＬＥＤヘッド２３′について、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：振幅伝達関数）及び光量の測定結果について説明する。
【００６６】
ここで、ＭＴＦは、ＬＥＤヘッド２３の結像像の解像度を表し、ＬＥＤヘッド２３内で点灯しているＬＥＤ素子による結像像の光量のコントラストを示す。そして、結像像の光量のコントラストが最も大きく、かつ、ＬＥＤヘッド２３としての解像度が最も高い場合のＭＴＦを１００〔％〕とし、ＭＴＦが小さくなるほど結像像の光量のコントラストが小さくなり、ＬＥＤヘッド２３としての解像度は低くなる。
【００６７】
図１１は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイのＭＴＦを示す図、図１２は比較例におけるレンズアレイのＭＴＦを示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの光量を示す図、図１４は比較例におけるレンズアレイの光量を示す図である。なお、図１１及び１２において、横軸に発光点位置を、縦軸にＭＴＦを、図１３及び１４において、横軸に発光点位置を、縦軸に光量を採ってある。
【００６８】
この場合、ＭＴＦ〔％〕は、結像像の光量の最大値をＩmax とし、隣り合う二つの結像像間の光量の最小値をＩmin としたとき、
ＭＴＦ＝（（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ））×１００〔％〕
のように定義される。
【００６９】
そして、ＭＴＦ及び光量の測定においては、解像度が６００〔ｄｐｉ〕のカラーＬＥＤプリンタのＬＥＤヘッドに、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０及び比較例におけるレンズアレイ５０′を実装し、結像面側（感光体ドラム１１側）の外部曲面５３ａから、結像面−レンズ面距離ＬI 〔ｍｍ〕離れた位置の結像像を顕微鏡デジタルカメラによって撮影し、撮影画像からＬＥＤ素子の結像像の光量分布を解析し、前記ＭＴＦ及び光量を測定した。各ＬＥＤ素子のＭＴＦ及び光量の値は、ＭＴＦの最大値及び光量の最大値に対する割合（百分率）で表される。
【００７０】
なお、ＭＴＦについては、前記ＬＥＤヘッド２３、２３′に１〔インチ〕（約２．５〔ｃｍ〕）当たり６００個配列されたＬＥＤ素子を一つおきに発光させて、光量の測定については、ＬＥＤヘッド２３、２３′のＬＥＤ素子をすべて発光させて測定し、測定結果のうち２０〔ｍｍ〕の範囲について示した。
【００７１】
そして、比較例におけるレンズアレイ５０′を使用したＬＥＤヘッド２３′においては、図１２に示されるように、ＭＴＦの振れ幅が５０〔％〕程度であるのに対して、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０を使用したＬＥＤヘッド２３においては、図１１に示されるように、ＭＴＦの振れ幅が５〔％〕程度である。
【００７２】
また、比較例におけるレンズアレイ５０′を使用したＬＥＤヘッド２３′においては、図１４に示されるように、光量の振れ幅が４０〔％〕程度であるのに対して、本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０を使用したＬＥＤヘッド２３においては、図１３に示されるように、光量の振れ幅が２０〔％〕程度である。
【００７３】
ところで、前記ＬＥＤヘッド２３においては、光量の振れ幅が３０〔％〕以下であれば、各ＬＥＤ素子の光量が一定になるように制御することができる。
【００７４】
本発明の実施の形態におけるＬＥＤヘッド２３において、ドライバＩＣ４２によって各ＬＥＤ素子の光量が一定になるように制御した場合、光量の振れ幅を１〔％〕以下にすることができた。ところが、比較例におけるＬＥＤヘッド２３′においては、各発光部の光量が一定になるように制御することができなかった。
【００７５】
前記カラーＬＥＤプリンタに本発明の実施の形態におけるレンズアレイ５０を使用したプリンタの画像を評価すると、筋、縞等は見られなかった。一方、比較例におけるレンズアレイ５０′を使用したプリンタにおいては、画像にマイクロレンズ５３′の配列間隔Ｐに一致する１．６〔ｍｍ〕周期の縞が発生した。
【００７６】
なお、プリンタの画像評価は、６００〔ｄｐｉ〕、１×１画像（１〔インチ〕当たり６００個の全画素のうち一つおきにドットを形成する画像）を用紙上に形成し、画像品質の劣化を評価した。
【００７７】
このように、本実施の形態においては、レンズアレイ５０によってマイクロレンズ５３の配列間隔Ｐの周期で解像度が低下したり、光量が低下したりするのを防止することができる。
【００７８】
また、本発明の実施の形態におけるプリンタ１０においては、画像に筋、縞等を発生させることなく画像データのとおりの画像を用紙上に形成することができる。
【００７９】
ところで、本発明の実施の形態においては、遮光部５４の両側にそれぞれマイクロレンズ５３を配設するようになっているが、遮光部５４の両側に複数のマイクロレンズ５３を重ねて形成した複合レンズを配設することができる。
【００８０】
次に、遮光部５４の両側に複合レンズを配設するようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００８１】
図１５は本発明の第２の実施の形態におけるレンズアレイの平面図、図１６は本発明の第２の実施の形態におけるレンズアレイの縦断面図、図１７は本発明の第２の実施の形態におけるレンズアレイの横断面図である。
【００８２】
この場合、レンズアレイ５０は、四つのレンズ板５１ａ〜５１ｄ、及び複数の開口５５が形成された遮光部材としての遮光部５４を備え、レンズ板５１ａ、５１ｃが互いに重ねて配設され、レンズ板５１ｄ、５１ｂが互いに重ねて配設され、かつ、前記遮光部５４が各レンズ板５１ｃと５１ｄとの間に配設される。
【００８３】
前記レンズ板５１ａ〜５１ｄの所定の箇所、本実施の形態においては、レンズ板５１ａ〜５１ｄの幅方向の中央に、複数のマイクロレンズ５３が光軸と垂直方向に並べてほぼ直線状に形成される。
【００８４】
そして、レンズ板５１ａ、５１ｃの各マイクロレンズ５３によって、また、レンズ板５１ｄ、５１ｂの各マイクロレンズ５３によって複合レンズ６１が構成され、各複合レンズ６１によってレンズ対６２が構成される。
【００８５】
この場合、レンズ板５１ａ、５１ｃの各マイクロレンズ５３の口径をＤ１とし、レンズ板５１ｄ、５１ｂの各マイクロレンズ５３の口径をＤ２とし、マイクロレンズ５３の配列間隔をＰとしたとき、本実施の形態においては、
Ｄ１＝Ｄ２
にされるが、口径Ｄ１、Ｄ２が異なる場合、
Ｐ＜Ｄ１
Ｐ＜Ｄ２
にされる。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、前記第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００８７】
図１８は本発明の第３の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの断面図である。
【００８８】
この場合、７０は図示されない原稿を読み取って電子データを生成する読取装置であり、該読取装置７０は、原稿の結像像を所定の位置に形成する光学系のレンズアレイ５０、受光した結像像を電気信号に変換する受光素子７１、該受光素子７１と図示されない制御装置とが並べて配設され、接続される配線基板７２、原稿に光線を照射する光源７３、及び該光源７３の光線を透過する素材によって形成され、原稿を配置する原稿台７５等を備える。なお、７４は読取装置７０の各部材を保持する保持部材である。
【００８９】
図１９は本発明の第３の実施の形態における光学系の概略図である。
【００９０】
図に示されるように、レンズアレイ５０と原稿との間の距離（物体面−レンズ面距離）Ｌo はマイクロレンズ５３の外部曲面５３ａの頂点と原稿が配置される平面（物体面）との間の距離、前記レンズアレイ５０と受光素子７１との間の距離（結像面−レンズ面距離）ＬI はマイクロレンズ５３の外部曲面５３ａの頂点と受光素子７１が配置される平面（結像面）との間の距離、レンズ厚ＬT は外部曲面５３ａと内部曲面５３ｂとの間の距離、レンズ面間距離ＬS は各内部曲面５３ｂ間の距離、結像面−物体面距離ＴＣは原稿と受光素子７１との間の距離である。
【００９１】
また、本発明の実施の形態における読取装置７０及び比較例における読取装置７０′の構成については、前記第１の実施の形態における表１の構成と同様である。
【００９２】
次に、前記構成の読取装置７０の動作について説明する。
【００９３】
まず、光源７３によって照射された光線は、原稿台７５の上面に配置された原稿の表面で反射する。続いて、レンズアレイ５０は原稿からの反射光の一部によって受光素子７１の表面に結像像を形成し、受光素子７１は結像像を電気信号に変換する。そして、該電気信号は読取装置７０の図示されない制御部に送られ、該制御部の画像処理部において、画像データが生成される。
【００９４】
本発明の実施の形態における読取装置７０及び比較例における読取装置７０′を使用して、同一の原稿から画像データを生成すると、本発明の実施の形態における読取装置７０においては、原稿と同一の画像データを得ることができた。一方、比較例における読取装置においては、マイクロレンズ５３の配列間隔Ｐと等しい１．６〔ｍｍ〕周期の縞が発生した。
【００９５】
なお、本発明の実施の形態における読取装置７０及び比較例における読取装置の作動については、６００〔ｄｐｉ〕、１×１画像（１〔インチ〕当たり６００個の全画素のうち一つおきにドットが形成された画像）を媒体上に形成した原稿を使用した。
【００９６】
このように、本実施の形態においては、読取装置７０によってマイクロレンズ５３の配列間隔の周期の解像度及び光量の低下を解消することができ、形成される画像データに筋、縞等が発生するのを防止することができる。したがって、画像品位を向上させることができ、原稿と同一の画像データを得ることができる。
【００９７】
前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのプリンタ及び読取装置に適用した例について説明したが、本発明を、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。
【００９８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの縦断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの横断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における光学系の概略図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの平面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの比較例を示す平面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの比較例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイのＭＴＦを示す図である。
【図１２】比較例におけるレンズアレイのＭＴＦを示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるレンズアレイの光量を示す図である。
【図１４】比較例におけるレンズアレイの光量を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態におけるレンズアレイの平面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態におけるレンズアレイの縦断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態におけるレンズアレイの横断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態における光学系の概略図である。
【符号の説明】
【０１００】
５０    レンズアレイ
５２、６２    レンズ対
５３、６１    マイクロレンズ
５４    遮光部
【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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【図１８】
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【図１９】
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