(57)【要約】【課題】レンズの径よりも小さな径の開口部を有する柱状部材から成る遮光部材を使用することによって、加工工程数が少なく製造が容易で、焦点ぼけの発生を的確に防止することができるようにする。【解決手段】複数の発光素子を配列することによって形成された光源と、該光源から発せられた光が入射して出射する複数のレンズから成るレンズアレイ１２と、該レンズアレイ１２から出射する前記光を部分的に遮光する遮光部材１１とを有し、該遮光部材１１は前記レンズの径よりも小さな径の開口部を備える複数の柱状部材から成り、該柱状部材の各々は、前記レンズの各々に対向するように配列される。【選択図】図１
2005305855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の発光素子を配列することによって形成された光源と、
（ｂ）該光源から発せられた光が入射して出射する複数のレンズから成るレンズアレイと、
（ｃ）該レンズアレイから出射する前記光を部分的に遮光する遮光部材とを有し、
（ｄ）該遮光部材は前記レンズの径よりも小さな径の開口部を備える複数の柱状部材から成り、該柱状部材の各々は、前記レンズの各々に対向するように配列されることを特徴とするレンズアレイユニット。
【請求項２】
前記発光素子はＬＥＤ素子である請求項１に記載のレンズアレイユニット。
【請求項３】
前記開口部は、前記光を透過する透過部材が充填される請求項１又は２に記載のレンズアレイユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズアレイユニットを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
（ａ）前記遮光部材は、
（ｂ）複数の前記柱状部材を所定の位置に配列する配列工程と、
（ｃ）該配列工程によって配列された柱状部材間を充填材によって埋める充填工程と、
（ｄ）該充填工程によって充填材を充填されて固定された前記柱状部材を、該柱状部材の長軸方向とほぼ垂直に所定の厚さに切断する切断工程とによって製造される請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズアレイユニットの製造方法。
【請求項６】
（ａ）感光体の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付着させて形成した可視像を媒体に転写して印刷を行う画像形成装置であって、
（ｂ）複数の発光素子を配列することによって形成された光源と、
（ｃ）該光源から発せられた光が入射して出射する複数のレンズを備えるレンズアレイと、
（ｄ）該レンズアレイから出射する前記光を部分的に遮光し、前記レンズの径よりも小さな径の開口部を備える複数の柱状部材から成る遮光部材を備えた露光部とを有し、
（ｅ）該露光部によって前記感光体の表面に静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記発光素子はＬＥＤ素子である請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイユニット、その製造方法及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、感光体上に画像データに基づいた静電潜像を形成する露光プロセスにおいて、光源に複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を並べたＬＥＤアレイを使用し、該ＬＥＤアレイからの光をレンズで集光して感光体に照射することによって、該感光体上に露光像を形成するようになっている。この場合、前記レンズとしては、レンズ素子を複数並列に並べて形成したレンズアレイを使用している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、該レンズアレイとしては、レンズ素子の光軸に垂直な方向、すなわち、レンズ素子の中心から半径方向に屈折率分布を有するロッドレンズをレンズ素子とし、前記ロッドレンズを複数並列に並べて形成したロッドレンズアレイが用いられている。
【０００４】
ここで、該ロッドレンズアレイが光源の光を集光して感光体の面に露光するときの明るさは、ロッドレンズアレイを構成するロッドレンズの開口角によって決まり、該開口角が大きいほど明るさが大きくなる。なお、一般的に使用されているロッドレンズの開口角は、約１０〜３０度である。特に、半導体レーザ等と比較して光量の小さいＬＥＤ素子から成るＬＥＤアレイを光源として使用する画像形成装置の場合、前記ロッドレンズアレイを構成するロッドレンズの開口角は、なるべく大きいものを用いることが好ましい。現在、画像形成装置の露光装置において使用されているロッドレンズアレイを構成するロッドレンズの開口角は、２０度程度である。
【０００５】
ところが、開口角の大きなロッドレンズの場合、ロッドレンズの中心から離れた位置での屈折率が大きいことに起因するコマ収差（Ｃｏｍａｔｉｃ  Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）が発生する。すなわち、ロッドレンズの中心付近を通過した光線が像を結ぶ位置とレンズ面との距離である焦点距離に対し、開口角の大きいロッドレンズの中心を離れた位置を通過した光線が像を結ぶ位置とレンズ面との距離は短い。つまり、開口角の大きいロッドレンズの中心を離れた位置を通過した光線は、ロッドレンズの中心付近を通過した光線よりも近い位置で像を結ぶ。
【０００６】
このように、レンズ素子として開口角の大きいロッドレンズを用いたロッドレンズアレイにおいては、コマ収差に起因する結像の焦点ぼけが発生し、点光源であるＬＥＤ素子の発光点の露光像が感光体の面上に結像しなくなってしまう。そのため、露光像各点の光量むらが発生したり、露光像のコントラストが低下する。これにより、画像形成装置の印字において、濃度むらや印刷画像が鮮明でないドット再現性の低下が発生してしまう。
【０００７】
次に、コマ収差による焦点ぼけについて説明する。
【０００８】
図２は従来のロッドレンズを透過した光線の結像面を示す図である。
【０００９】
なお、光線源は図示されていないが、ロッドレンズ１１１に対し結像面と反対側（図における左側）にあるものとする。
【００１０】
ここで、Ｏ1 〜Ｏ3 は、それぞれ、点光源からの光線であり、光線Ｏ2 は光線Ｏ1 よりもロッドレンズ１１１の中心から離れたところを通る光線を示し、光線Ｏ3 は更にロッドレンズ１１１の中心から離れたところを通る光線を示す。これらの光線Ｏ1 〜Ｏ3 の結像面上に焦点を結ぶ点は、それぞれ、Ｐ1 〜Ｐ3 となる。この焦点を結ぶ点Ｐ1 〜Ｐ3 のずれがコマ収差であり、結像面上の露光像の焦点ぼけの原因である。これら結像面上に焦点を結ぶ点Ｐ1 〜Ｐ3 とレンズ面上のレンズの中心点との距離は、それぞれ、ｆ1 〜ｆ3 となり、ｆ1 ＜ｆ2 ＜ｆ3 となる。
【００１１】
そこで、従来の画像形成装置の露光装置においては、開口角の大きいロッドレンズ１１１を用いたロッドレンズアレイのコマ収差に起因する結像の焦点ぼけによる露光像のコントラスト低下を改善するために、ロッドレンズアレイを構成する各ロッドレンズ１１１の中心点から離れた部分に入射する光線、又は、各ロッドレンズ１１１の中心点から離れた部分から出射する光線を遮光するために遮光部材を配設するようになっている。すなわち、図２に示される光線Ｏ2 及びＯ3 を遮光することによって焦点ぼけを解消するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−３５２４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来のロッドレンズアレイにおいては、遮光部材を製造するための機械加工やレーザ加工を施す場合、ロッドレンズアレイを構成するロッドレンズ１１１の数だけ加工工程数が必要になり、製造効率が非常に悪くなってしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、レンズの径よりも小さな径の開口部を有する柱状部材から成る遮光部材を使用することによって、加工工程数が少なく製造が容易で、焦点ぼけの発生を的確に防止することができるレンズアレイユニット、その製造方法及びそれを用いた画像形成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】
【００１４】
そのために、本発明のレンズアレイユニットにおいては、複数の発光素子を配列することによって形成された光源と、該光源から発せられた光が入射して出射する複数のレンズから成るレンズアレイと、該レンズアレイから出射する前記光を部分的に遮光する遮光部材とを有し、該遮光部材は前記レンズの径よりも小さな径の開口部を備える複数の柱状部材から成り、該柱状部材の各々は、前記レンズの各々に対向するように配列される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レンズアレイユニットは、光源と、該光源から発せられた光が入射して出射する複数のレンズから成るレンズアレイと、該レンズアレイから出射する前記光を部分的に遮光する遮光部材とを有し、該遮光部材は前記レンズの径よりも小さな径の開口部を備える複数の柱状部材から成り、該柱状部材の各々は、前記レンズの各々に対向するように配列される。
【００１６】
この場合、レンズの径よりも小さな径の開口部を有する柱状部材から成る遮光部材を使用することによって、加工工程数が少なく製造が容易で、焦点ぼけの発生を的確に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】
【００１７】
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。
【００１８】
図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【００１９】
図において、１０は画像形成装置であり、例えば、ファクシミリ機、複写機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。本実施の形態において、前記画像形成装置１０は、電子写真方式によって画像を形成するものであり、内部には、現像装置６０及び定着装置８０が媒体としての記録媒体４１の搬送経路に沿って配設されている。そして、前記現像装置６０において電子写真方式の現像プロセスが行われて記録媒体４１上にトナー像が形成され、定着装置８０において定着プロセスが行われてトナー像が記録媒体４１上に定着される。なお、前記画像形成装置１０は、カラー画像を形成する装置であってもよいし、白黒画像を形成する装置であってもよい。
【００２０】
そして、画像形成装置１０の右下部には給紙装置４２が配設される。該給紙装置４２は、用紙収容カセット４３、ホッピングローラ４４、押し上げ板４５、押圧手段４６、及び、弁別手段４７を有する。この場合、用紙収容カセット４３内に収納された記録媒体４１は、押し上げ板４５を介して押圧手段４６からの押圧力を受け、ホッピングローラ４４に圧接させられる。そして、前記記録媒体４１は、ホッピングローラ４４に圧接された弁別手段４７によって１枚ずつ弁別される。
【００２１】
前記記録媒体４１がホッピングローラ４４に圧接させられている状態で、図示されないモータによってホッピングローラ４４を矢印ａで示される方向に回転させると、ホッピングローラ４４と弁別手段４７との間に挟まれた記録媒体４１は、シートガイド４８によって案内され、レジストローラ４９ａ及びレジストローラ４９ｂに送り込まれる。そして、該レジストローラ４９ａ及びレジストローラ４９ｂによって、記録媒体４１の前端と現像装置６０とのタイミングが採られる。なお、５０は、前記記録媒体４１の搬送方向に関してレジストローラ４９ａ及びレジストローラ４９ｂよりも上流側に配設され、前記記録媒体４１の前端及び後端を検出する媒体検出センサである。該媒体検出センサ５０は、前記記録媒体４１の先端及び後端を所定時間内で検出することによって、記録媒体４１の搬送異常を検出することができる。
【００２２】
続いて、図示されないモータによってレジストローラ４９ａ及びレジストローラ４９ｂを、それぞれ、矢印ｂ及びｃで示される方向に回転させると、前記記録媒体４１は、シートガイド５１によって案内され、現像装置６０に向けて搬送される。
【００２３】
ここで、該現像装置６０について説明する。
【００２４】
６１は印刷データに従って静電潜像を形成する像担持体として機能する感光体としての感光体ドラム、６２は該感光体ドラム６１の表面を帯電させるための帯電部としての帯電ローラ、６３は画像データに基づいて感光体ドラム６１の表面を露光して静電潜像を形成するための露光部、６４は前記感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に現像剤としとてのトナーを付着させてトナー像を形成する現像部、６５は前記感光体ドラム６１上に残ったトナーを掻（か）き取るためのクリーニング部である。このように、現像装置６０は、感光体ドラム６１、帯電ローラ６２、露光部６３、現像部６４、クリーニング部６５によって構成される。そして、現像部６４で形成されたトナー像は、転写ローラ６６によって記録媒体４１に転写される。なお、現像装置６０の各要素は図示されない装置本体の枠体によって支持される。
【００２５】
また、現像部６４は、現像ローラ６７、現像ブレード６８、スポンジローラ６９及びトナーカートリッジ７０を備える。前記現像部６４において、トナーカートリッジ７０から供給された非磁性一成分の図示されないトナーは、現像部６４内の図示されない攪拌（かくはん）部材によって攪拌され、スポンジローラ６９を介して現像ローラ６７に送られ、該現像ローラ６７の表面において現像ブレード６８によって薄層化され、感光体ドラム６１と現像ローラ６７との間の接触面に送られる。そして、トナーは薄層化されるときに現像ローラ６７及び現像ブレード６８によって強く擦（こす）られて帯電させられる。また、トナーはスポンジローラ６９と現像ローラ６７との接触部においても帯電させられる。また、本実施の形態において、現像ローラ６７は、半導電性のゴム材から成り、トナーカートリッジ７０はトナーがなくなると交換可能に形成されている。
【００２６】
また、記録媒体４１の搬送方向に関して前記現像装置６０の下流側には、定着装置８０が配設される。該定着装置８０は、搬送された記録媒体４１に転写されたトナー像を定着させる。前記定着装置８０は、記録媒体４１上のトナーを加熱する加熱ローラ８１、及び、該加熱ローラ８１に接触して配設され、前記記録媒体４１を加熱ローラ８１に押し付けて加圧する加圧ローラ８２によって構成される。また、前記加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２は、駆動部からの駆動信号によって矢印ｄ及びｅで示される方向に、それぞれ、回転することができるように支持されている。
【００２７】
そして、前記加熱ローラ８１は、アルミニウム等から成る中空円筒状の心金の上に、シリコーンゴム系等の耐熱弾性層を被覆し、該耐熱弾性層の上にテフロン（Ｒ）系のＰＦＡ、ＥＴＴＥ等の離型層を被覆することによって形成される。なお、加熱ローラ８１の心金内にはハロゲンランプ等の加熱体として加熱ヒータが配設される。
【００２８】
また、前記加圧ローラ８２は、アルミニウム、ステンレス等から成る心金の上に耐熱性のプラスチック製の耐熱非弾性層を被覆し、該耐熱非弾性層の上にテフロン（Ｒ）系のＰＦＡ、ＥＴＴＥ等の離型層を被覆することによって形成される。このように、加熱ローラ８１に耐熱弾性層を、加圧ローラ８２に耐熱非弾性層をそれぞれ形成することによって、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間の圧接部（ニップ部）が形成される。
【００２９】
そして、前記加熱ローラ８１の外周面には、加熱ローラ８１の表面温度を検出するために図示されない温度検出手段としてのサーミスタが接触して配設されている。該サ−ミスタによって検出された加熱ローラ８１の表面温度に基づいて、加熱ローラ８１内に備えられた図示されない加熱ヒータを選択的に通電し、加熱ローラ８１の表面温度を制御して所定の値に維持するようになっている。
【００３０】
そして、記録媒体４１の搬送方向に関して前記定着装置８０より下流側には、定着された記録媒体４１を排出側に搬送するシートガイド５２が配設されている。該シートガイド５２の中間には媒体搬送ローラ５３ａ及び媒体搬送ローラ５３ｂが配設される。該媒体搬送ローラ５３ａ及び媒体搬送ローラ５３ｂは、図示されないモータによってそれぞれ矢印ｆ及びｇで示される方向に回転され、定着された記録媒体４１を排紙装置５４に搬送する。
【００３１】
さらに、シートガイド５２の媒体搬送ローラ５３ａ及び媒体搬送ローラ５３ｂの下流側には、記録媒体４１を排紙トレイ５７に排出するための排紙ローラ５６ａ及び排紙ローラ５６ｂが配設されている。該排紙ローラ５６ａ及び排紙ローラ５６ｂは、図示されないモータによって矢印ｈ及びｉで示される方向に、それぞれ、回転させられ、記録媒体４１を排紙トレイ５７に排出する。該排紙トレイ５７は、画像形成装置１０のアッパカバーと兼用されていて、回転支点５８を中心に回動することができるように取り付けられている。前記排紙トレイ５７を回動して開いた状態とすることによって、画像形成装置１０内部でジャムとなった記録媒体４１を取り除くことができるようになっている。そして、排紙トレイ５７は、閉じた状態では、排紙ローラ５６ａ及び排紙ローラ５６ｂによって搬送される記録媒体４１を積載するためのスタック機能を奏する。
【００３２】
次に、前記露光部６３の構成について説明する。
【００３３】
図１は本発明の第１の実施の形態における露光部の構成を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における遮光部材の構成を示す図であり図１のＡ−Ａ矢視図である。
【００３４】
図１に示されるように、レンズアレイユニットとしての露光部６３は、光源としてのＬＥＤアレイ１３、レンズアレイ１２及び遮光部材１１を有し、前記ＬＥＤアレイ１３からの光をレンズアレイ１２で集光して感光体ドラム６１上に画像データに基づいた静電潜像を形成する。ここで、前記ＬＥＤアレイ１３は、配列された複数の図示されないＬＥＤ素子、該ＬＥＤ素子の発光を制御する図示されないドライバＩＣ等を同一基板上に配設したものである。
【００３５】
そして、レンズアレイ１２は、図１及び４に示されるように、複数のレンズとしてのレンズ素子３１、該レンズ素子３１同士の間隙（げき）を埋めるレンズ充填（てん）材３３、及び、レンズ素子３１を固定する当て板３２を有する。なお、前記レンズ素子３１の各々は、中心から半径方向に屈折率分布を有するロッドレンズによって構成される。
【００３６】
また、遮光部材１１は、複数の柱状の後述される遮光素子２１、及び、該各遮光素子２１の間隙を埋める充填材としての遮光充填材２３を有する。そして、前記遮光部材１１は、レンズアレイ１２のレンズ素子３１の外周部分３１ａの一部をＬＥＤアレイ１３上のＬＥＤ素子からの光線を遮光するように配設される。なお、１１ａは遮光部材１１の遮光部分、１１ｂは遮光部材１１の開口部としての開口である。該開口１１ｂは直径ｒ１の円である。さらに、前記遮光部材１１の厚さはｔである。また、前記ＬＥＤアレイ１３、レンズアレイ１２及び遮光部材１１は、図示されない筐（きょう）体によって一体的に保持されている。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、レンズアレイ１２と感光体ドラム６１との間に遮光部材１１が配設されているが、これらの構成はこの限りではなく、例えば、ＬＥＤアレイ１３とレンズアレイ１２との間に遮光部材１１を配設してもよい。また、本実施の形態において、遮光部材１１はレンズアレイ１２に近接して配設されているが、これらの構成はこの限りではなく、レンズアレイ１２と遮光部材１１との間に所定の間隔を設定することもできる。
【００３８】
さらに、本実施の形態においては、光源としてＬＥＤ素子を複数配列したＬＥＤアレイ１３を使用したが、この限りではなく、例えば、画像形成装置１０の光源として一般に用いられている半導体レーザ、蛍光灯、ハロゲンランプ等の光源に液晶素子で構成されたシャッタを併用した光源を使用することもできる。
【００３９】
そして、本実施の形態においては、レンズアレイ１２のレンズ素子３１として、円筒形状であり、中心軸から半径方向に屈折率分布を有するロッドレンズを使用したが、この限りではなく、例えば、複数の凸レンズを並列したレンズの組を複数個対向するように配設したものをレンズアレイ１２としてを使用することもできる。
【００４０】
また、遮光部材１１、レンズアレイ１２及びＬＥＤアレイ１３は、図示されない支持手段によって一体的に組まれて露光部６３を構成している。
【００４１】
次に、前記遮光部材１１の製造方法について説明する。
【００４２】
図５は本発明の第１の実施の形態における遮光部材の製造工程を示す図である。
【００４３】
まず、図５に示されるように、遮光部材１１の厚さｔに比較して長い円筒形状、すなわち、柱状部材としての遮光素子２１を長さ方向に平行に配列する。このとき、該遮光素子２１を数本配列する毎に、遮光素子２１の配列間隔を測定し、設計値からの誤差を修正しながら配列することによって、開口１１ｂの位置がレンズ素子３１の配列位置とずれることによって生じる不具合を解消することができる。そして、配列された遮光素子２１を挟み込むように遮光板２２を配設する。さらに、各遮光素子２１の間隙を埋めるように遮光充填材２３を充填し、各遮光素子２１及び遮光板２２を固定する。
【００４４】
続いて、遮光充填材２３によって固定された遮光素子２１及び遮光板２２を、遮光素子２１の長軸方向と垂直に、図５に示される切断線Ｃに沿って切断する。これにより、厚さｔの遮光部材１１を得ることができる。この場合、各切断線Ｃの間隔は、遮光部材１１の厚さｔに等しい。
【００４５】
すなわち、本実施の形態において、遮光部材１１は、複数の遮光部材２１を所定の位置に配列する配列工程と、該配列工程によって配列された遮光部材２１間を遮光充填材２３によって埋める充填工程と、該充填工程によって遮光充填材２３が充填されて固定された前記遮光部材２１を、該遮光部材２１の長軸方向とほぼ垂直に所定の厚さに切断する切断工程とによって製造される。
【００４６】
なお、前記遮光素子２１の製造方法は、特に限定されるものではないが、一般に広く用いられる切削加工や型成形法による曲げ加工によって製造したり、射出成形によって製造したり、押し出し成形法によって成形された矩（く）形板状のものに曲げ加工を施して製造してもよい。さらに、遮光素子２１の外径寸法によって遮光素子２１を配列したときの位置精度が決まってしまうので、遮光素子２１を製造した後、製造された該遮光素子２１の外形寸法を計測し、設計寸法に合致するように、再度、曲げ加工、切削加工、研磨加工等を施すことによって、完成した遮光部材１１における開口１１ｂの位置精度が向上する。
【００４７】
そして、遮光素子２１を配列して遮光充填材２３を充填する際、該遮光充填材２３が硬化して遮光素子２１が固定される前に、各遮光素子２１の位置を計測し、設計寸法に合致するように修正することによって、完成した遮光部材１１における開口１１ｂの位置精度が向上する。例えば、遮光部材１１の両端部に対応する遮光素子２１の距離を測定し、該距離が設計寸法となるように修正することによって、遮光素子２１のすべての位置精度を向上させることができる。
【００４８】
ここで、遮光部材１１を製造するために使用される材料は、特に限定されるものではないが、材料そのものに光源の発する光を吸収するものを使用するか、又は、遮光部材１１の全体又は一部を光源の発する光を吸収する材料で被覆する。また、遮光部材１１は、少なくとも露光部６３の長さと同程度の長さを有するので、十分な強度が必要であり、曲がりや折れに対して強い材料を使用する。さらに、温度や湿度等の環境変化による膨張、収縮の少ない材料を使用する。そして、遮光部材１１に使用する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニルサルフォン樹脂等がある。
【００４９】
また、前記遮光素子２１の形状は、円筒形に限定されるものではない。次に、前記遮光素子２１の主な形状について説明する。
【００５０】
図６は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第１の図、図７は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第２の図、図８は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第３の図、図９は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第４の図、図１０は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第５の図、図１１は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第６の図、図１２は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第７の図、図１３は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第８の図、図１４は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第９の図、図１５は本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第１０の図である。
【００５１】
前記遮光素子２１の主なものとしては、例えば、図６に示されるような遮光部分１１ａの形状が楕（だ）円形で楕円筒形状を有しているもの、図７に示されるような開口１１ｂの形状が楕円形状を有しているもの、図８に示されるような遮光部分１１ａの形状が矩形で角柱形状を有しているもの、図９に示されるような開口１１ｂの形状が矩形形状を有しているもの、図１０及び１１に示されるような長さ方向に垂直に切断したときの遮光部分１１ａの断面がコの字型を有しているもの、図１２及び１３に示されるような長さ方向に垂直に切断したときの遮光部分１１ａの断面がＵ字型を有しているもの、並びに、図１４及び１５に示されるような長さ方向に垂直に切断したときの遮光部分１１ａの断面がＬ字型を有しているものがある。また、複数の板状のものを組み合わせ、長さ方向に垂直に切断したときの断面がこれらの形状を有していてもよく、また、これらの形状が組み合わされたものでもよい。さらに、これらの形状に類似したものであれば、特に限定されるものではない。
【００５２】
次に、前記構成の露光部６３の動作について説明する。
【００５３】
まず、ＬＥＤアレイ１３の基板上に配設されたドライバＩＣによってＬＥＤアレイ１３が駆動されると、各ＬＥＤ素子が発光し、光がレンズアレイ１２に入射する。ここで、前記ＬＥＤアレイ１３から発せられた光のうち、レンズアレイ１２の各レンズ素子３１の外周部付近を通過する光の一部は、遮光部材１１の遮光部分１１ａに当たって遮られる。
【００５４】
一方、レンズアレイ１２の各レンズ素子３１を通過した光の一部が、遮光部材１１の開口１１ｂを通過し、ＬＥＤアレイ１３の発光した発光点の像が感光体ドラム６１上に結像し、感光体ドラム６１上に露光像、すなわち、静電潜像を形成する。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、遮光部材１１は、複数の柱状部材としての遮光部材２１を所定の位置に配列する配列工程と、該配列工程によって配列された遮光部材２１間を遮光充填材２３によって埋める充填工程と、該充填工程によって遮光充填材２３を充填されて固定された前記遮光部材２１を、該遮光部材２１の長軸方向とほぼ垂直に所定の厚さに切断する切断工程とによって製造される。そのため、遮光部材１１を製造するための加工工程数を減らすことができる。
【００５６】
また、あらかじめ様々な形状に成形した遮光素子２１をレンズアレイ１２のレンズ素子３１と同じ数だけ、該レンズ素子３１の配列ピッチ及び配列方法に合わせて自在に配列することができ、多種類の遮光部材１１を製造することができる。さらに、同じ製造ロット内でのピッチ誤差を極めて低く抑えることもできる。
【００５７】
次に、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成を有するものは、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００５８】
図１６は本発明の第２の実施の形態における露光部の構成を示す図である。
【００５９】
本実施の形態において、遮光部材１１の開口１１ｂは透過部分１１ｄとなっている。該透過部分１１ｄは、光源であるＬＥＤアレイ１３の発する光を透過する透過部材、例えば、樹脂又はガラスのような部材によって構成されている。前記遮光部材１１のうち開口１１ｂが光源の光を透過する透過部材で満たされた透過部分１１ｄとなっていることによって、開口部１１ｂの開口径ｒ１を大きくすることができる。
【００６０】
次に、前記遮光部材１１の製造方法について説明する。
【００６１】
図１７は本発明の第２の実施の形態における遮光部材の製造工程を示す図である。
【００６２】
まず、図１７に示されるように、遮光部材１１の厚さｔに比較して長い柱状部材としての遮光素子２１を長さ方向に平行に配列する。このとき、該遮光素子２１を数本配列する毎に、遮光素子２１の配列間隔を測定し、設計値からの誤差を修正しながら配列することによって、透過部分１１ｄの位置がレンズ素子３１の配列位置とずれることによって生じる不具合を解消することができる。そして、配列された遮光素子２１を挟み込むように遮光板２２を配設する。さらに、各遮光素子２１の間隙を埋めるように遮光充填材２３を充填し、各遮光素子２１及び遮光板２２を固定する。
【００６３】
続いて、遮光充填材２３によって固定された遮光素子２１及び遮光板２２を遮光素子２１の長軸方向と垂直に、図１７に示される切断線Ｃに沿って切断する。これにより、厚さｔの遮光部材１１を得ることができる。この場合、各切断線Ｃの間隔は、遮光部材１１の厚さｔに等しい。
【００６４】
本実施の形態においては、遮光素子２１はＬＥＤアレイ１３から発せられた光を遮光する遮光部分１１ａとＬＥＤアレイ１３から発せられた光を透過する透過部分１１ｄとを有する。そして、前記遮光素子２１は、例えば、ＬＥＤアレイ１３から発せられた光を透過する樹脂によって透過部分１１ｄを形成し、その周りにＬＥＤアレイ１３から発せられた光を遮光する吸光性の樹脂で遮光部分１１ａを形成することによって製造することができる。なお、前記透過部分１１ｄをガラスで形成してもよい。
【００６５】
なお、遮光素子２１の製造方法は、特に限定されるものではないが、一般に広く用いられる射出成形や押し出し成形等の方法によって製造される。さらに、遮光素子２１の外径寸法によって遮光素子２１を配列したときの位置精度が決まってしまうので、遮光素子２１を製造した後、製造された該遮光素子２１の外形寸法を計測し、設計寸法に合致するように、再度、曲げ加工、切削加工、研磨加工等を施すことによって、完成した遮光部材１１における透過部分１１ｄの位置精度が向上する。
【００６６】
そして、遮光素子２１を配列して遮光充填材２３を充填する際、該遮光充填材２３が硬化して遮光素子２１が固定される前に、各遮光素子２１の位置を計測し、設計寸法に合致するように修正することによって、完成した遮光部材１１における透過部分１１ｄの位置精度が向上する。例えば、遮光部材１１の両端部に対応する遮光素子２１の距離を測定し、該距離が設計寸法となるように修正することによって、遮光素子２１のすべての位置精度を向上させることができる。
【００６７】
ここで、遮光部材１１を製造するために使用される材料は、特に限定されるものではないが、材料そのものに光源の発する光を吸収するものを使用するか、又は、遮光部材１１の全体又は一部を光源の発する光を吸収する材料で被覆する。また、遮光部材１１は、少なくとも露光部６３の長さと同程度の長さを有するので、十分な強度が必要であり、曲がりや折れに対して強い材料を使用する。さらに、温度や湿度等の環境変化による膨張、収縮の少ない材料を使用する。そして、遮光部材１１に使用する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニルサルフォン樹脂等がある。
【００６８】
また、前記遮光素子２１の形状は、前記第１の実施の形態と同様に、円筒形に限定されるものではない。前記遮光素子２１の主なものとしては、例えば、遮光部分１１ａの形状及び透過部分１１ｄの形状が楕円状で楕円筒形状を有しているもの、遮光部分１１ａの形状及び透過部分１１ｄの形状が矩形で角柱形状を有しているもの、長さ方向に垂直に切断したときの遮光部分１１ａの断面がコの字型を有しているもの、Ｕ字型を有しているもの、並びに、Ｌ字型を有しているものがある。また、複数の板状のものを組み合わせ、長さ方向に垂直に切断したときの断面がこれらの形状をしていてもよく、また、これらの形状が組み合わされたものでもよい。さらに、これらの形状に類似したものであれば、特に限定されるものではない。
【００６９】
次に、本実施の形態における露光部６３の動作について説明する。
【００７０】
まず、ＬＥＤアレイ１３の基板上に配設されたドライバＩＣによってＬＥＤアレイ１３が駆動されると、各ＬＥＤ素子が発光し、光がレンズアレイ１２に入射する。ここで、前記ＬＥＤアレイ１３から発せられた光のうち、レンズアレイ１２の各レンズ素子３１の外周部付近を通過する光の一部は、遮光部材１１の遮光部分１１ａに当たって遮られる。
【００７１】
一方、レンズアレイ１２の各レンズ素子３１を通過した光の一部が、遮光部材１１の透過部分１１ｄを通過し、ＬＥＤアレイ１３の発光した発光点の像が感光体ドラム６１上に結像し、感光体ドラム６１上に露光像、すなわち、静電潜像を形成する。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、遮光素子２１の遮光部分１１ａの幅を小さくし、透過部分１１ｄの開口径ｒ１を大きくすることができる。また、遮光部材１１に空隙部分が少ないので強度が増し、遮光部材１１の厚さｔを薄くすることができる。
【００７３】
また、遮光部材１１の透過部分１１ｄにおいて、レンズアレイ１２のレンズ素子３１の材料と屈折率が近い材料を使用することによって、レンズ素子３１の開口１１ｂにおける透過光の反射を抑えることができる。
【００７４】
さらに、遮光部材１１の透過部分１１ｄにおいて、レンズアレイ１２のレンズ素子３１の材料と膨張係数の近い材料を使用することによって、レンズアレイ１２と遮光部材１１との環境変化による形状変化が原因のレンズ素子３１と遮光部材１１の遮光素子２１との配置位置のずれを抑制することができる。
【００７５】
なお、本発明は前記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】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における露光部の構成を示す図である。
【図２】従来のロッドレンズを透過した光線の結像面を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における遮光部材の構成を示す図であり図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における遮光部材の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第１の図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第２の図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第３の図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第４の図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第５の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第６の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第７の図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第８の図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第９の図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における遮光素子の形状を示す第１０の図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における露光部の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における遮光部材の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０    画像形成装置
１１    遮光部材
１１ｂ    開口
１２    レンズアレイ
１３    ＬＥＤアレイ
２１    遮光素子
２３    遮光充填材
３１    レンズ素子
４１    記録媒体
６１    感光体ドラム
６３    露光部
【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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