(57)【要約】【課題】  アルカリ成分の析出を抑え、析出時間を遅らせることができるレンズアレイユニットを提供する。【解決手段】  複数のセルフォックレンズ１４からなるセルフォックレンズアレイ１２の光入射面及び光出射面の少なくとも一方に、撥水性を有する撥水膜１６を設ける。【選択図】  図４
2005173086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射された光を受光面上に結像する複数のレンズを配列したレンズアレイと、
前記レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に設けられた撥水性を有する膜と、
を含むレンズアレイユニット。
【請求項２】
前記撥水性を有する膜は、入射された光の光量を所定量減ずる特性を有する請求項１記載のレンズアレイユニット。
【請求項３】
前記撥水性を有する膜は、入射された所定の波長領域の光の光量を所定量減ずる特性を有する請求項１または請求項２記載のレンズアレイユニット。
【請求項４】
前記撥水性を有する膜は、無反射特性を有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のレンズアレイユニット。
【請求項５】
前記撥水性を有する膜は、５Ｎ／ｃｍ2以上の剥離強度を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のレンズアレイユニット。
【請求項６】
前記撥水性を有する膜と、前記レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方との間に所定の光学特性を有する少なくとも一層からなる膜を更に設けた請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のレンズアレイユニット。
【請求項７】
光源から入射された光を受光面上に結像する複数のレンズを配列したレンズアレイと、
前記レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に設けられた所定の光学特性を有する膜と、
を含むレンズアレイユニット。
【請求項８】
前記所定の光学特性は、入射された光の光量を所定量減ずる特性、入射された所定の波長領域の光の光量を所定量減ずる特性、及び無反射特性の少なくともいずれかである請求項６または請求項７のいずれか１項記載のレンズアレイユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射された光を結像するレンズアレイにより構成されるレンズアレイユニットに関し、特に、セルフォックレンズアレイにより構成されるレンズアレイユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップから出射した光を結像するセルフォックレンズアレイとにより感光体ドラムに潜像を形成するＬＥＤ光書込み方式のプリンタ装置や複写機が知られている。
【０００３】
図１は、ＬＥＤ光書込み方式のプリンタ装置におけるＬＥＤプリントヘッド及びその周辺部の構成を示した図である。図示されるように、感光体ドラム１の近傍に感光体ドラム１を帯電する帯電器２と、帯電された感光体ドラム１にＬＥＤ光を照射するためのＬＥＤプリントヘッド３が設けられている。
【０００４】
図２は、図１のＬＥＤプリントヘッドの太い一点鎖線で囲まれた部分に形成された光学結像系の構成を示した図である。本図では、ＬＥＤプリントヘッド３のケーシングや各種連結部等については図示を省略している。図示されるように、ＬＥＤチップ４から出射された光がセルフォックレンズアレイ５に入射し、入射した光は感光体ドラム１に出射される（焦点Ｆ）。
【０００５】
このようなＬＥＤプリントヘッド３において、ＬＥＤチップ４から出射された光を入射して感光体ドラム１上に結像するセルフォックレンズアレイ５のレンズ表面（図では光出射面）に、レンズに含まれるアルカリ成分が析出する場合がある。これは、空気中の二酸化炭素が高温多湿雰囲気中で炭酸となりレンズの表面をアタックしたり、画像形成により発生したオゾンと空気中の窒素とにより窒素化合物が発生し、これが水に溶けて硝酸となりレンズの表面をアタックするためと考えられる。また、アルカリ成分は、セルフォックレンズアレイ５の光出射面だけでなく光入射面にも析出する場合がある。
【０００６】
セルフォックレンズアレイ５のレンズ表面が曇るほどアルカリ成分が析出した場合には、感光体ドラム１に照射されたＬＥＤ光の戻り光Ｒが析出物で拡散されて迷光Ｄとなり、この迷光Ｄにより焦点Ｆの近傍が露光され印字ボケが発生することがある。
【０００７】
図３（Ａ）は、通常の印字状態の一例を示した図であり、図３（Ｂ）は、印字ボケした状態の一例を示した図である。このように、レンズ表面に析出したアルカリ成分により画質は著しく劣化する。
【０００８】
そこで、レンズ表面に析出したアルカリ成分は軽く拭き取ることができ、拭き取り後もレンズの初期光学特性を満足することから、従来は定期的に拭き取り作業を行うことにより印字ボケを防止していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、拭き取り作業のようなメンテナンスは一般的にサービスエンジニアに依頼して行われるため、頻繁にメンテナンスが行われるとランニングコストが上昇してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、アルカリ成分の析出を抑え、析出時間を遅らせることができるレンズアレイユニット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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第１のレンズアレイユニットは、光源から入射された光を受光面上に結像する複数のレンズを配列したレンズアレイと、前記レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に設けられた撥水性を有する膜と、を含んで構成されている。
【００１２】
ここで、レンズアレイは、複数のセルフォックレンズを配列したセルフォックレンズアレイとすることができる。また、受光面は、このレンズアレイユニットが例えばＬＥＤプリンタ等の光学結像系に適用される場合には、感光体ドラムとすることができる。このようなレンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に撥水性を有する膜を設ける。これにより、レンズアレイのレンズ表面がオゾンや高温多湿雰囲気にさらされることを防止することができ、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。また、膜が撥水性を有することから、膜自体に汚れが付着することを防止することができる。
【００１３】
なお、レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に、撥水膜だけでなく他の膜をコーティングする場合には、撥水膜が最外層に配置されるように構成することが好ましい。これにより、より効果的に、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。
【００１４】
前記撥水性を有する膜は、入射された光の光量を所定量減ずる特性を有することもできる。これにより、入射された光を所望の光量で受光面上に結像することができる。
【００１５】
前記撥水性を有する膜は、入射された所定の波長領域の光の光量を所定量減ずる特性を有することもできる。これにより、受光面が感度を有する波長領域の光について所望の光量で受光面上に結像することができる。
【００１６】
前記撥水性を有する膜は、無反射特性を有することもできる。これにより、入射した光が反射して拡散することを防止でき、反射戻り光を低減することができる。
【００１７】
前記撥水性を有する膜は、５Ｎ／ｃｍ2以上の剥離強度を有することもできる。人がレンズ等の汚れを拭き取る際にかける力は一般的に５Ｎ／ｃｍ2以下である。従って、この値以上の剥離強度を有することにより、本レンズアレイユニットを用いたＬＥＤプリントヘッドの製造中、あるいはメンテナンス時の膜表面の拭き取り作業中に撥水膜がレンズアレイから剥離することを防止でき、耐久性に優れる。
【００１８】
前記撥水性を有する膜と、前記レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方との間に所定の光学特性を有する少なくとも一層からなる膜を更に設けることもできる。
例えば、所定の光学特性を有する膜は、入射された光の光量を所定量減ずる特性、入射された所定の波長領域の光の光量を所定量減ずる特性、及び無反射特性の少なくともいずれかを有することができる。
【００１９】
レンズアレイに設ける所定の光学特性を有する膜が、無反射特性を有する膜である場合には、入射した光が反射して拡散することを防止でき、反射戻り光を低減することができる。また、入射された光の光量を所定量減ずる特性あるいは入射された所定の波長領域の光の光量を所定量減ずる特性を有する場合には、入射された光を所望の光量で受光面上に結像することができる。
【００２０】
本発明の第２のレンズアレイユニットは、光源から入射された光を受光面上に結像する複数のレンズを配列したレンズアレイと、前記レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に設けられた所定の光学特性を有する膜と、を含んで構成されている。
【００２１】
この第２のレンズアレイユニットも、第１のレンズアレイユニットと同様に作用するため、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。
【００２２】
なお、レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に、所定の光学特性を有する膜だけでなく他の膜をコーティングする場合には、所定の光学特性を有する膜が最外層に配置されるように構成することが好ましい。これにより、より効果的に、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。
【００２３】
また、前記所定の光学特性は、入射された光の光量を所定量減ずる特性、入射された所定の波長領域の光の光量を所定量減ずる特性、及び無反射特性の少なくともいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した如く本発明によれば、レンズアレイの光入射面及び光出射面の少なくとも一方に撥水性を有する膜あるいは所定の光学特性を有する膜を設けたため、レンズアレイのアルカリ成分の析出を抑え、析出時間を遅らせることができる、という優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズアレイユニットの構成を示した図である。本レンズアレイユニット１０は、ＬＥＤ光書込み方式のプリンタにおけるＬＥＤプリントヘッドを構成する光学結像系に使用される。なお、ここでいうＬＥＤ光書込み方式のプリンタは、周知の電子写真方式のプリンタである。以下、図２に示される光学結像系を、従来のセルフォックレンズアレイ５に代えて本レンズアレイユニット１０を用いて構成し、該光学結像系を用いて図１に示されるＬＥＤプリントヘッド３を構成した場合を例に挙げて、本レンズアレイユニット１０の構成と作用について説明する。
【００２７】
図４に示されるように、本実施の形態に係るレンズアレイユニット１０は、ＬＥＤチップ４から出射された光を入射して感光体ドラム１表面に結像させる複数のセルフォックレンズ１４を配置したセルフォックレンズアレイ１２と、セルフォックレンズアレイ１２の光出射面（図中の白抜きの矢印側の面）に設けられた撥水膜１６とにより構成されている。
【００２８】
セルフォックレンズアレイ１２を構成する複数のセルフォックレンズ１４は、断面の半径方向に屈折率分布をもつ棒状の厚肉レンズである。これらセルフォックレンズ１４は、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）等からなる２枚のフレーム１８の間に俵積み状に規則正しく配置されている。各セルフォックレンズ１４の間隙は黒色シリコン樹脂２０等により充たされ、間隙から光が後方に漏れないようにしている。
【００２９】
撥水膜１６は、撥水性を有する膜であり、例えば、鉄とフッ素を組み合わせた材料で構成することができる。また、この撥水膜１６は、５Ｎ／ｃｍ2以上の剥離強度を有する。すなわち、ＬＥＤプリントヘッドの製造中、あるいはメンテナンス時の拭き取り作業中のスクラッチ等により剥離しない強度を有する。更に、該撥水膜１６は、酸化物誘電体等による無反射コート（ＡＲコート）が施され、無反射特性を有している。
【００３０】
なお、本図では、セルフォックレンズアレイ１２の光出射面と撥水膜１６との関係を明瞭するために、撥水膜１６をセルフォックレンズアレイ１２の光出射面から若干離間させて図示しているが、実際には撥水膜１６はセルフォックレンズアレイ１２の光出射面に当接された状態で接合されている。
【００３１】
このように、撥水膜１６をセルフォックレンズアレイ１２の光出射面に設けたため、膜自体に汚れが付着することを防止できると共に、セルフォックレンズアレイ１２のレンズ表面が画像形成により発生するオゾンや高温多湿雰囲気にさらされることを防止することができ、これにより、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。従って、メンテナンスの頻度を大幅に削減することができる。
【００３２】
また、撥水膜１６は、ＬＥＤプリントヘッドの製造中、あるいはメンテナンス時の拭き取り作業中に剥離しない十分な強度を有するため、耐久性に優れる。更に、撥水膜１６は、無反射特性を有しているため、入射した光が反射して拡散することを防止でき、反射戻り光を低減することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、撥水膜１６をセルフォックレンズアレイ１２の光出射面に設けた例について説明したが、セルフォックレンズアレイ１２の光入射面に設けてもよいし、光入射面及び光出射面の双方に設けてもよい。このような構成によっても、上述と同様の効果を奏する。
【００３４】
また、セルフォックレンズアレイ１２に設ける撥水膜１６は、撥水性を有するだけでなく、更に所定の光学特性、例えば入射する光の光量を所定量減ずる特性を有したものであってもよい。例えば、ＬＥＤプリントヘッドを製造する場合に、プリンタの機種によって感光体ドラムに照射する光の条件（光量）が異なるため、従来は該条件に合わせてＬＥＤプリントヘッドを新規に開発する必要があった。しかしながら、入射された光を条件に応じた量だけ減ずる特性を有する撥水膜（光透過率の低い撥水膜）１６をセルフォックレンズアレイ１２に設けたレンズアレイユニットをＬＥＤプリントヘッド３の光学結像系に用いて構成することによって、既存のＬＥＤプリントヘッドのユニットを使用して条件に合致したＬＥＤプリントヘッドを容易に製造できる。すなわち、ＬＥＤプリントヘッドを新規に開発せずとも、レンズアレイユニットを入れ替えるだけで、条件に合致したＬＥＤプリントヘッドを容易に製造でき、これにより製造コストを抑えることができる。
【００３５】
また、感光体ドラムが感度を有する光の波長領域は、感光体ドラム毎に異なるため、セルフォックレンズアレイ１２に設ける撥水膜１６が、感光体ドラムが感度を有する波長領域の光の光量を所定量減ずる特性を有したものであってもよい。例えば、ＬＥＤプリントヘッド３を製造する場合に、感光体ドラム１が感度を有する波長領域の光が、感光体ドラム１に照射する光の条件（光量）に合致した光量で照射されるように、該条件に応じた量だけ減ずる特性を有する撥水膜１６をセルフォックレンズアレイ１２に設けたレンズアレイユニットをＬＥＤプリントヘッド３の光学結像系に用いて構成することができる。これにより、ＬＥＤプリントヘッドを新規に開発せずとも、条件に合致したＬＥＤプリントヘッドを容易に製造でき、製造コストを抑えることができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、セルフォックレンズアレイ１２に撥水膜１６を設けた例について説明したが、本実施の形態では、セルフォックレンズアレイ１２に、撥水膜１６の他に、所定の光学特性を有する層を更に設けた例について説明する。
【００３７】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るレンズアレイユニットの構成を示した図である。本レンズアレイユニット３０も、第１の実施の形態と同様にＬＥＤ光書込み方式のプリンタにおけるＬＥＤプリントヘッドを構成する光学結像系に使用される。なお、第１の実施の形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図５に示されるように、本実施の形態に係るレンズアレイユニット３０は、複数のセルフォックレンズ１４を配置したセルフォックレンズアレイ１２と、セルフォックレンズアレイ１２の光出射面（図中の白抜きの矢印側の面）に設けられた撥水膜１６と、撥水膜１６とセルフォックレンズアレイ１２の光出射面との間に設けられた無反射コート層２２とにより構成されている。
【００３９】
無反射コート層２２は、反射率を低減する無反射コート（ＡＲコート）が施された多層からなる膜である。この無反射コートの具体的な態様としては、一般的に知られている種々の構成を採ることが可能である。ここでは、無反射コート層２２は、酸化物誘電体からなる多層の反射防止膜から形成されている。酸化物誘電体としては、様々なものを用いることができるが、ここではSiO2とZrO2とを使用している。具体的には、SiO2の層とZrO2の層とが交互に重畳され、電子ビーム蒸着法等により薄膜形成されている。
【００４０】
また、この無反射コート層２２は、入射する光の光量を所定量減ずる特性を有している。例えば、入射する光の光量を、感光体ドラム１に照射する光の条件（光量）に応じた量だけ減ずる特性を有するように構成することができる。
【００４１】
なお、本図では、セルフォックレンズアレイ１２の光出射面、撥水膜１６、及び無反射コート層２２の関係を明瞭するために、それらを若干離間させて図示しているが、実際には各々隣接する層（面）に当接された状態で接合されている。
【００４２】
このように、本実施の形態においても、撥水膜１６をセルフォックレンズアレイ１２の光出射面に設けたため、膜自体に汚れが付着することを防止できると共に、セルフォックレンズアレイ１２のレンズ表面が画像形成により発生するオゾンや高温多湿雰囲気にさらされることを防止することができ、これにより、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。従って、メンテナンスの頻度を大幅に削減することができる。
【００４３】
また、所定の光学特性を有する層（無反射コート層２２）をセルフォックレンズアレイ１２の光出射面と撥水膜１６との間に設けたため、入射された光を所望の光量で感光体ドラム１上に結像することができる。例えば、ＬＥＤプリントヘッドを製造する場合に、入射された光を感光体ドラム１の条件に応じた量だけ減ずる特性を有する無反射コート層２２をセルフォックレンズアレイ１２に設けたレンズアレイユニットをＬＥＤプリントヘッド３の光学結像系に用いて構成することによって、既存のＬＥＤプリントヘッドのユニットを使用して条件に合致したＬＥＤプリントヘッドを容易に製造できる。すなわち、ＬＥＤプリントヘッドを新規に開発せずとも、レンズアレイユニットを入れ替えるだけで、条件に合致したＬＥＤプリントヘッドを容易に製造でき、製造コストを抑えることができる。
【００４４】
さらにまた、セルフォックレンズアレイ１２に設ける無反射コート層２２が、感光体ドラム１が感度を有する波長領域の光の光量を所定量減ずる特性を有したものであってもよい。例えば、ＬＥＤプリントヘッド３を製造する場合に、感光体ドラム１が感度を有する波長領域の光が、感光体ドラム１に照射する光の条件（光量）に合致した光量で照射されるように、該条件に応じた量だけ減ずる特性を有する無反射コート層２２をセルフォックレンズアレイ１２に設けたレンズアレイユニットをＬＥＤプリントヘッド３の光学結像系に用いて構成することができる。これにより、ＬＥＤプリントヘッドを新規に開発せずとも、条件に合致したＬＥＤプリントヘッドを容易に製造でき、製造コストを抑えることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、撥水膜１６自体には、所定の光学特性を設けない例について説明したが、撥水膜１６自体にも、無反射コート層２２が有する光学特性と同様の光学特性を設けてもよい。例えば、撥水膜１６自体にも入射された光の光量を所定量減ずる特性を設け、無反射コート層と組み合わせて、感光体ドラム１に照射する光の条件（光量）に応じた量だけ光量を減ずるように構成することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、撥水膜１６及び無反射コート層２２をセルフォックレンズアレイ１２の光出射面に設けた例について説明したが、セルフォックレンズアレイ１２の光入射面に設けてもよいし、光入射面及び光出射面の双方に設けてもよい。このような構成によっても、上述と同様の効果を奏する。
【００４７】
以上、本発明に係る様々な実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々な設計上の変更を行うことができる。
【００４８】
例えば、上述した第１及び第２の実施の形態では、セルフォックレンズアレイ１２に撥水膜１６を設けた例について説明したが、セルフォックレンズアレイ１２に撥水膜１６を設けず、所定の光学特性を有する膜のみを設けた構成とすることもできる。このような構成の場合には、図示は省略するが、第２の実施の形態における図５に示した撥水膜１６を省略して、レンズアレイユニットを構成すればよい。所定の光学特性を有する膜は、第２の実施の形態で説明したような無反射コート層２２とすることができる。
【００４９】
このような構成によっても、セルフォックレンズアレイ１２のレンズ表面が画像形成により発生するオゾンや高温多湿雰囲気にさらされることを防止することができ、これにより、レンズに含まれるアルカリ成分の析出を抑えると共に、析出時間を大幅に遅らせることができる。従って、メンテナンスの頻度を大幅に削減することができる。また、第１及び第２の実施の形態で説明したように、感光体ドラム上に所望の光量で結像できるように構成することができるため、感光体の条件に応じてＬＥＤプリントヘッドを容易に製造することができる。
【００５０】
ただし、このような光学特性を有する膜は、撥水膜に比べてアルカリ成分の析出時間が短く、耐剥離性に劣る場合がある。従って、プリンタの仕様やメンテナンスの頻度に応じて構成するようにしてもよい。例えば、予め実験などにより本構成におけるレンズアレイユニットのアルカリ成分の析出時間を求めておき、この析出時間が、周辺部品（感光体ドラムなど）のメンテナンス間隔以上であれば、これをＬＥＤプリントヘッドの光学結像系に適用するようにしてもよい。この場合には、周辺部品のメンテナンスの際にレンズアレイユニットの清掃も合わせて行うようにすることにより、十分に印字ぼけを防止することができる。また、プリンタ装置の寿命に合わせて適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＬＥＤ光書込み方式のプリンタ装置におけるＬＥＤプリントヘッド及びその周辺部の構成を示した図である。
【図２】従来の光学結像系の構成を示した図である。
【図３】図３（Ａ）は、正常な印字状態の一例を示した図であり、図３（Ｂ）は、印字ボケした状態の一例を示した図である。
【図４】第１の実施の形態に係るレンズアレイユニットの構成を示した図である。
【図５】第２の実施の形態に係るレンズアレイユニットの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０、３０    レンズアレイユニット
１２   セルフォックレンズアレイ
１４   セルフォックレンズ
１６   撥水膜
２２   無反射コート層
【図１】
2005173086.tif 000003
【図２】
2005173086.tif 000004
【図３】
2005173086.tif 000005
【図４】
2005173086.tif 000006
【図５】
2005173086.tif 000007