(57)【要約】【課題】迷光除去性能を向上する。【解決手段】正立等倍レンズアレイ１１は、複数の第１レンズ２８が主走査方向に沿って配置された第１レンズアレイプレート２５と、複数の第２レンズ２９が主走査方向に沿って配置された第２レンズアレイプレート２６と、第１レンズ２８および第２レンズ２９に対応する複数の貫通孔３０を有する遮光部材２７とを備える。貫通孔３０の第１開口部３１および第２開口部３２は、副走査方向内径Ｄ１が主走査方向内径Ｄ３よりも大きい長方形状を有する。貫通孔３０は、ライン状の光の倒立像が形成される位置に、結像に寄与しない光を遮断するためのスリット状の絞り部３５を有する。絞り部３５は、副走査方向内径Ｄ２が主走査方向内径Ｄ４よりも小さい長方形状を有する。【選択図】図２
2013228625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１レンズが主走査方向に沿って配置された第１レンズアレイプレートと、
複数の第２レンズが主走査方向に沿って配置された第２レンズアレイプレートと、
前記第１レンズおよび前記第２レンズに対応する複数の貫通孔を有する遮光部材であって、前記貫通孔が対応する前記第１レンズおよび前記第２レンズの正面に位置するように前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間に設けられる遮光部材と、
を備え、ライン状の光を受けて、像面にライン状の光の正立等倍像を形成する正立等倍レンズアレイにおいて、
前記貫通孔の開口部は、副走査方向内径が主走査方向内径よりも大きくなるような形状を有し、
前記貫通孔は、ライン状の光の倒立像が形成される位置に、結像に寄与しない光を遮断するためのスリット状の絞り部を有し、
前記絞り部は、副走査方向内径が主走査方向内径よりも小さくなるような形状を有することを特徴とする正立等倍レンズアレイ。
【請求項２】
前記貫通孔の開口形状は、長方形状、楕円形状、小判形状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項３】
前記絞り部の形状は、長方形状、楕円形状、小判形状のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項４】
前記貫通孔を規定する側面に突起部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項５】
前記第１レンズおよび前記第２レンズは、副走査方向の有効寸法が主走査方向の有効寸法よりも大きくなるような形状を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項６】
前記第１レンズおよび前記第２レンズの平面形状は、長方形状、楕円形状、小判形状のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項７】
前記遮光部材は、前記複数の貫通孔の両開口端を通る面によって分割された第１分割遮光部材および第２分割遮光部材から構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項８】
前記第１レンズアレイプレートの一方の副走査方向端部は、前記第１分割遮光部材の一方の副走査方向端部と連結されており、前記第１分割遮光部材の他方の副走査方向端部は、前記第２レンズアレイプレートの一方の副走査方向端部と連結されており、前記第２レンズアレイプレートの他方の副走査方向端部は、前記第２分割遮光部材の一方の端部と連結されており、
前記第１レンズアレイプレート、前記第２レンズアレイプレート、前記第１分割遮光部材および前記第２分割遮光部材を連結する各連結部を折り曲げることにより、前記第１レンズが前記貫通孔の一方の開口部の正面に位置し、前記第２レンズが前記貫通孔の他方の開口部の正面に位置するように組み付けられることを特徴とする請求項７に記載の正立等倍レンズアレイ。
【請求項９】
被読取画像に光を照射するライン状光源と、
前記被読取画像から反射した光を集光する請求項１から８のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイと、
前記正立等倍レンズアレイを透過した光を受光するラインイメージセンサと、
を備えることを特徴とする光走査ユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載の光走査ユニットと、
前記光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイから出射された光を集光する請求項１から８のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイと、
前記正立等倍レンズアレイを透過した光を受光する感光体ドラムと、
を備えることを特徴とする画像書込装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置や画像形成装置に用いられる正立等倍レンズアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナ等の画像読取装置として、正立等倍結像光学系を用いた装置が知られている。正立等倍結像光学系を用いた場合、縮小結像光学系の場合よりも装置をコンパクトにすることができる。画像読取装置の場合、正立等倍結像光学系は、ライン状光源と、正立等倍レンズアレイと、ラインイメージセンサから構成される。
【０００３】
正立等倍結像光学系における正立等倍レンズアレイとしては、従来、正立等倍像を結像可能なロッドレンズアレイが用いられてきたが、近年では、複数の微小凸レンズを規則的に配列した透明なレンズアレイプレートを、個々の凸レンズの光軸が一致するように２枚積層したものが提案されている。
【０００４】
上記のような正立等倍レンズアレイは、隣接したレンズ間に光線を隔離するための壁が無いため、正立等倍レンズアレイに斜めに入射した光線が、プレート内部を斜めに進んで隣接した凸レンズに入り込み、出射してノイズ（ゴーストともいう）を形成するという問題がある。ゴーストを形成する結像に寄与しない光は、迷光と呼ばれる。
【０００５】
従来、この迷光対策のため、２枚のレンズアレイプレートの間に遮光部材を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の正立等倍レンズアレイには迷光除去の点で改善の余地がある。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、迷光除去性能を向上できる正立等倍レンズアレイ、および該正立等倍レンズアレイを用いた光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の正立等倍レンズアレイは、複数の第１レンズが主走査方向に沿って配置された第１レンズアレイプレートと、複数の第２レンズが主走査方向に沿って配置された第２レンズアレイプレートと、第１レンズおよび第２レンズに対応する複数の貫通孔を有する遮光部材であって、貫通孔が対応する第１レンズおよび第２レンズの正面に位置するように第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間に設けられる遮光部材とを備え、ライン状の光を受けて、像面にライン状の光の正立等倍像を形成する。貫通孔の開口部は、副走査方向内径が主走査方向内径よりも大きくなるような形状を有する。貫通孔は、ライン状の光の倒立像が形成される位置に、結像に寄与しない光を遮断するためのスリット状の絞り部を有する。絞り部は、副走査方向内径が主走査方向内径よりも小さくなるような形状を有する。
【００１０】
貫通孔の開口形状は、長方形状、楕円形状、小判形状のいずれかであってもよい。また、絞り部の形状は、長方形状、楕円形状、小判形状のいずれかであってもよい。
【００１１】
貫通孔を規定する側面に突起部が設けられていてもよい。
【００１２】
第１レンズおよび第２レンズは、副走査方向の有効寸法が主走査方向の有効寸法よりも大きくなるような形状を有してもよい。
【００１３】
第１レンズおよび第２レンズの平面形状は、長方形状、楕円形状、小判形状のいずれかであってもよい。
【００１４】
遮光部材は、複数の貫通孔の両開口端を通る面によって分割された第１分割遮光部材および第２分割遮光部材から構成されてもよい。
【００１５】
第１レンズアレイプレートの一方の副走査方向端部は、第１分割遮光部材の一方の副走査方向端部と連結されており、第１分割遮光部材の他方の副走査方向端部は、第２レンズアレイプレートの一方の副走査方向端部と連結されており、第２レンズアレイプレートの他方の副走査方向端部は、第２分割遮光部材の一方の端部と連結されており、第１レンズアレイプレート、第２レンズアレイプレート、第１分割遮光部材および第２分割遮光部材を連結する各連結部を折り曲げることにより、第１レンズが貫通孔の一方の開口部の正面に位置し、第２レンズが貫通孔の他方の開口部の正面に位置するように組み付けられてもよい。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、被読取画像に光を照射するライン状光源と、被読取画像から反射した光を集光する上述の正立等倍レンズアレイと、正立等倍レンズアレイを透過した光を受光するラインイメージセンサとを備える光走査ユニットである。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、上述の光走査ユニットと、該光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部とを備える画像読取装置である。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイから出射された光を集光する上述の正立等倍レンズアレイと、該正立等倍レンズアレイを透過した光を受光する感光体ドラムとを備える画像書込装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、迷光除去性能が向上した正立等倍レンズアレイ、および該正立等倍レンズアレイを用いた光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイを用いた画像読取装置を説明するための図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は、正立等倍レンズアレイを説明するための図である。
【図３】第１レンズアレイプレートの一部の拡大斜視図である。
【図４】貫通孔の概略斜視図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイの動作を説明するための図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイの動作を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイの迷光除去効果を説明するための図である。
【図８】フレア率の計算結果を示す図である。
【図９】図９（ａ）および（ｂ）は、組立前の正立等倍レンズアレイを説明するための図である。
【図１０】図１０（ａ）および（ｂ）は、正立等倍レンズアレイの組立の様子を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る画像書込装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイについて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイを用いた画像読取装置１００を説明するための図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、光走査ユニット１０、原稿Ｇを載置する原稿台としてのガラス板１４、光走査ユニット１０を走査する駆動機構（図示せず）、光走査ユニット１０によって読み取られたデータを処理する画像処理部（図示せず）等を備える。
【００２３】
光走査ユニット１０は、ガラス板１４上に載置された原稿Ｇに光を照射するライン状光源１６と、原稿Ｇからの反射光を集光する正立等倍レンズアレイ１１と、正立等倍レンズアレイ１１により集光された光を受けるラインイメージセンサ（光電変換素子）２０と、ライン状光源１６、正立等倍レンズアレイ１１およびラインイメージセンサ２０を収容する筐体１２とを備える。
【００２４】
筐体１２は、略直方体形状に形成されており、筐体１２の上面には第１凹部１２ａおよび第２凹部１２ｂが形成され、下面には第３凹部１２ｃが形成されている。筐体１２は、樹脂の射出成形により形成される。射出成形により筐体１２を形成することにより、筐体１２を容易に形成でき、安価とすることができる。第１凹部１２ａ内には、ライン状光源１６が斜めに固定されている。ライン状光源１６は、照射光の光軸が、正立等倍レンズアレイ１１の光軸Ａｘとガラス板１４の上面との交点を通るように固定される。
【００２５】
第２凹部１２ｂには、正立等倍レンズアレイ１１が固定されている。第３凹部１２ｃには、ラインイメージセンサ２０を備えた基板２２が取り付けられている。基板２２は、その上面が第３凹部１２ｃに設けられた段差部１２ｄに当接するように固定されている。
【００２６】
正立等倍レンズアレイ１１は、その長手方向が主走査方向に、短手方向が副走査方向に一致するように画像読取装置１００に装着される。正立等倍レンズアレイ１１は、上方に位置する原稿Ｇから反射されたライン状の光を受けて、下方に位置する像面、すなわちラインイメージセンサ２０の受光面に正立等倍像を形成する。原稿Ｇにおける光反射領域は、ライン状の光を出射する仮想光源と考えることができる。画像読取装置１００は、光走査ユニット１０を副走査方向に走査することにより、原稿Ｇを読み取ることができる。
【００２７】
図２（ａ）および（ｂ）は、正立等倍レンズアレイ１１を説明するための図である。図２（ａ）は正立等倍レンズアレイ１１の主走査方向の断面図であり、図２（ｂ）は正立等倍レンズアレイ１１の副走査方向の断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、正立等倍レンズアレイ１１は、第１レンズアレイプレート２５と第２レンズアレイプレート２６との間に、迷光を遮断するための遮光部材２７が設けられた構造となっている。
【００２８】
第１レンズアレイプレート２５および第２レンズアレイプレート２６は、長方形状のプレートであり、それらの一方の面には複数の凸レンズが形成されている。すなわち、第１レンズアレイプレート２５の下面（遮光部材２７側の面）には、複数の第１レンズ２８が主走査方向（長手方向）に沿って一列に配置されており、第２レンズアレイプレート２６の上面（遮光部材２７側の面）には、複数の第２レンズ２９が主走査方向（長手方向）に沿って一列に配置されている。
【００２９】
第１レンズアレイプレート２５と第２レンズアレイプレート２６は、対応する第１レンズ２８と第２レンズ２９が対向するように配置される。対応する第１レンズ２８と第２レンズ２９は共軸のレンズ系を構成しており、第１レンズアレイプレート２５の上方からライン状の光を受けて、第２レンズアレイプレート２６の下方の像面に正立等倍像を形成する。
【００３０】
図３は、第１レンズアレイプレート２５の一部の拡大斜視図である。図３に示すように、本実施形態において、第１レンズアレイプレート２５の第１レンズ２８は、副走査方向の有効寸法が主走査方向の有効寸法よりも大きくなるような形状を有している。有効寸法とは、レンズとして機能する部分の寸法をいう。具体的には、本実施形態に係る第１レンズ２８は、平面形状が長方形状の凸レンズである。なお、ここでは第１レンズアレイプレート２５の第１レンズ２８を示したが、第２レンズアレイプレート２６の第２レンズ２９も同様の形状を有する。
【００３１】
一般的に、物体と正立等倍像の間隔を一定値として円形開口の凸レンズを用いる場合には、レンズ径を小さくすれば諸収差が小さくなるので鮮鋭な像を得ることができるが、光を集めるレンズ面の面積が小さくなるのでラインイメージセンサ２０に到達する光量が低下する。本実施形態では、そのような光量低下を補償するために、図３に示すような副走査方向の有効寸法が主走査方向の有効寸法よりも大きい長方形状の第１レンズ２８および第２レンズ２９を採用してレンズ面の面積を拡大している。また、後述するようにレンズ形状に合わせて第１レンズ２８を通過した光が通過する遮光部材２７の貫通孔は、主走査方向内径が副走査方向内径より小さくなるよう形成されている。
【００３２】
レンズ面の寸法を副走査方向に拡大することにより収差量は増大するが、その増大した収差による像の悪化は、ラインイメージセンサ２０の位置から副走査方向に離れたところで大きく、センサ上では小さくなるので実用的にはほとんど問題にならない。なお、本実施形態では、第１レンズ２８及び第２レンズ２９の平面形状を長方形としたが、楕円形状や小判形状であってもよい。ただし、より多くの光量を得る、という観点では、長方形状が望ましい。
【００３３】
遮光部材２７は、例えば黒色のＡＢＳ樹脂などの光吸収性材料を用いて形成されたプレート状の部材であり、主走査方向に沿って一列に複数の貫通孔３０が形成されている。一組の第１レンズ２８と第２レンズ２９に、一つの貫通孔３０が対応している。遮光部材２７は、各貫通孔３０が対応する第１レンズ２８および第２レンズ２９の正面に位置するように、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間に設けられる。遮光部材２７は、結像に寄与する光（結像光）を貫通孔３０を通って第１レンズ２８から第２レンズ２９に通過させるとともに、結像に寄与しない光（迷光）を遮光し、ゴーストノイズを低減する機能を有する。また、遮光部材２７は、第１レンズアレイプレート２５の第１レンズ２８と第２レンズアレイプレート２６の第２レンズ２９との間の距離を、所望の光学特性を達成するための距離に保つ機能を有する。
【００３４】
本実施形態に係る正立等倍レンズアレイ１１は、遮光部材２７における貫通孔３０の形状に特徴を有する。図４は、１つの貫通孔３０の概略斜視図である。図２（ａ）および（ｂ）並びに図４を参照して、貫通孔３０の形状について説明する。
【００３５】
本実施形態において、遮光部材２７の各貫通孔３０は、中間部分が括れた直方体を基本形状として形成されている。貫通孔３０の副走査方向内径Ｄ５は、主走査方向内径Ｄ６よりも大きい（Ｄ５＞Ｄ６）。
【００３６】
貫通孔３０は、第１レンズ２８に対向する第１開口部３１と、第２レンズ２９に対向する第２開口部３２とを有する。第１開口部３１および第２開口部３２を画定する側面３３および３４は、開口端部から貫通孔３０の高さ方向中心に向かって開口径が小さくなるテーパ状に形成されており、対向する第１レンズ２８および第２レンズ２９の位置を規定するレンズストッパとして機能する。テーパ状の側面３３および３４の内側端部は、第１開口部３１および第２開口部３２の副走査方向内径Ｄ１および主走査方向内径Ｄ３を規定する。本実施形態において、第１開口部３１および第２開口部３２は、副走査方向内径Ｄ１が主走査方向内径Ｄ３よりも大きくなるような形状を有している（Ｄ１＞Ｄ３）。具体的には、本実施形態に係る第１開口部３１および第２開口部３２は、副走査方向内径Ｄ１が主走査方向内径Ｄ３よりも大きい長方形状を有する。なお、第１開口部３１および第２開口部３２の形状は長方形状に限定されず、例えば楕円形状や小判形状であってもよい。
【００３７】
また、貫通孔３０は、ライン状の光の倒立像が形成される位置に、迷光を遮断するためのスリット状の絞り部３５を有する。絞り部３５は、貫通孔３０の他の部分よりも孔の面積が小さくなっている。本実施形態では、絞り部３５は貫通孔３０の中間部分に形成されている。絞り部３５は、貫通孔３０の中間部分における４つの側面３６〜３９のうち、副走査方向の２つの側面３６および３７を貫通孔３０の内側に向けて突出させることにより形成されている。従って、絞り部３５の副走査方向内径Ｄ２は、第１開口部３１および第２開口部３２の副走査方向内径Ｄ１並びに貫通孔３０の副走査方向内径Ｄ５よりも小さい（Ｄ２＜Ｄ１，Ｄ５）。絞り部３５の副走査方向内径Ｄ２はさらに、第１開口部３１および第２開口部３２の主走査方向内径Ｄ３よりも小さくされる（Ｄ２＜Ｄ３）。
【００３８】
一方、貫通孔３０の中間部分における主走査方向の２つの側面３８および３９は、貫通孔３０の内側に向かって突出していないので、絞り部３５の主走査方向内径Ｄ４は、貫通孔３０の主走査方向内径Ｄ６と同じである。従って、絞り部３５の主走査方向内径Ｄ４は、貫通孔３０の副走査方向内径Ｄ５よりも小さい（Ｄ４＜Ｄ５）。
【００３９】
本実施形態において、絞り部３５は、副走査方向内径Ｄ２が主走査方向内径Ｄ４よりも小さくなるような形状を有している（Ｄ２＜Ｄ４）。具体的には、本実施形態に係る絞り部３５は、副走査方向内径Ｄ２が主走査方向内径Ｄ４よりも小さい長方形状を有する。また、絞り部３５の主走査方向内径Ｄ４は、第１開口部３１および第２開口部３２の副走査方向内径Ｄ１よりも大きい（Ｄ４＞Ｄ１）。なお、絞り部３５の形状は長方形状に限定されず、例えば楕円形状や小判形状であってもよい。
【００４０】
上記のＤ１（第１開口部および第２開口部の副走査方向内径）、Ｄ２（絞り部の副走査方向内径）、Ｄ３（第１開口部および第２開口部の主走査方向内径）、Ｄ４（絞り部の主走査方向内径）、およびＤ５（貫通孔の副走査方向内径）の関係をまとめると、以下の（１）式のようになる。
Ｄ５＞Ｄ４＞Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２  ・・・（１）
（１）式のような関係にＤ１〜Ｄ５を設定することにより、ゴーストノイズおよびフレアノイズを好適に低減できる。
【００４１】
また、本実施形態において、貫通孔３０を規定する側面には、複数の突起部４０が設けられている。この突起部４０は、絞り部３５を画定する側面３６および３７の突起に比して小さい。貫通孔３０の側面に入射した光は、完全には該側面で吸収されず、フレネル反射により一部が反射する。この反射光が第２レンズ２９を介してラインイメージセンサ２０に到達すると、所謂フレアノイズが発生する。そこで、貫通孔３０の側面に複数の突起部４０を設けることにより、フレアノイズを低減することができる。但し、突起部４０の形状、数等によって波、乱反射する光線が増加し、迷光の原因となるおそれがある。従って、突起部４０の形状、数等は、求められる光学性能のレベルに従って決定される。
【００４２】
図５（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイ１１の動作を説明するための図である。図５（ａ）は、貫通孔３０に絞り部が形成されていない比較例に係る正立等倍レンズアレイの副走査方向の断面を示す。図５（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイの副走査方向の断面を示す。
【００４３】
図５（ａ）および（ｂ）においては、結像に寄与する光線を実線で示しており、結像に寄与しない光線を破線で示している。図５（ａ）において、第１レンズ２８の有効径外を通過した結像に寄与しない光線は、例えば貫通孔３０の側面に到達するがフレネル反射によって結像面に到達し、フレアノイズの要因となる。一方、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイにおいては、図５（ｂ）に示すように、貫通孔３０の中間部分に形成された絞り部３５によって、結像に寄与しない迷光が結像面側に到達するのを防ぐことができる。
【００４４】
同様に、主走査方向において、迷光が効果的に除去されることを図６（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）および（ｂ）はいずれも正立等倍レンズアレイの主走査方向の断面を示す。図６（ｂ）は、貫通孔３０の側壁に複数の突起部４０が形成された本実施形態に係る正立等倍レンズアレイを示す。図６（ａ）は、そのような突起部を有さない比較例に係る正立等倍レンズアレイを示す。図６（ａ）および（ｂ）においては、結像に寄与する光線を実線で示しており、結像に寄与しない光線を破線で示している。
【００４５】
図６（ａ）において、第１レンズ２８の有効径外を通過した結像に寄与しない光線は、例えば貫通孔３０の側壁に到達するが、フレネル反射のために結像面に到達し、フレアノイズの要因となる。しかしながら本発明による正立等倍レンズアレイにおいては、図６（ｂ）に示すように貫通孔３０の側壁に形成された複数の突起部４０によって、迷光が結像面側に到達するのを防ぐことができる。適当な光線追跡ソフトウェア等により、多数の参照光線が所定の光学系を通過する際に迷光等が発生しないように突起部４０の大きさや数量を設定することが可能である。
【００４６】
図７（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイ１１の迷光除去効果を説明するための図である。図７（ａ）および（ｂ）は、仮想光源から正立等倍レンズアレイに入射した光の光線追跡図である。図７（ａ）は、比較例として、遮光部材の貫通孔に絞り部が形成されていない正立等倍レンズアレイの光線追跡シミュレーション結果を示す。図７（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイの光線追跡シミュレーション結果を示す。図７（ｂ）に示すように、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイは、図７（ａ）に示す比較例に比べて結像面に到達する迷光が減少していることが分かる。これは、貫通孔３０の中間部に、上記のようなスリット状の絞り部３５を設けたことが影響している。このように、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイ１１は、迷光除去性能を向上できる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイ１１のフレアノイズ除去効果を説明する。ここでは、光線追跡シミュレーションにて、正立等倍レンズアレイの主走査方向の領域にわたり、点状の光線をランバシャン９０度の条件で発し、像面の特定の点に到達した結像光の光量を結像光伝達光量とし、特定の点以外に到達した光量をノイズ伝達光量とした。これを主走査方向にわたるライン状で実施した。ノイズ伝達光量の総和を結像光伝達光量で割った値をフレア率とした。
【００４８】
シミュレーションを行った条件は、結像距離ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズピッチＰ＝０．５ｍｍ、作動距離ＷＤ＝３．１５ｍｍ、レンズ厚みＣＴ＝０．６ｍｍ、第１レンズと第２レンズ間の距離ｄ＝２．４ｍｍである。また、以下に第１レンズ２８の非球面式を示す。
z=cr2／{1+(1-c2r2)0.5 }+AD・r4+AE・r6+AF・r8+AG・r10
c=1/R=-1.86567mm-1
AD=1.207mm-3
AE=4.115mm-5
AF=-36.601mm-7
AG=160.179mm-9
ただし、ｚはレンズ面の頂点（光軸上の点）をゼロとした光軸方向の位置、ｒは光軸からの距離、cは光軸上の曲率、AD、AE、AF、AGはそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。また、第２レンズ２９の形状は第１レンズ２８の逆である。
【００４９】
この条件において、Ｄ１（第１開口部および第２開口部の副走査方向内径）、Ｄ２（絞り部の副走査方向内径）、Ｄ３（第１開口部および第２開口部の主走査方向内径）、Ｄ４（絞り部の主走査方向内径）、Ｄ５（貫通孔の副走査方向内径）の組合せを変化させ、フレア率を計算した。フレア率の計算結果を図８に示す。
【００５０】
図８において、Ｄ３＝０．４４ｍｍ、Ｄ４＝０．５６ｍｍ、Ｄ１＝０．４６ｍｍ、Ｄ２＝０．２ｍｍ、０．３８ｍｍ、Ｄ５＝０．６６ｍｍ、０．７４５ｍｍのとき、上記の（１）式が満たされる。このとき、フレア率は４．７４〜５．０４％と比較的低い値を達成できていることが分かる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイ１１の製造方法について説明する。図９（ａ）および（ｂ）は、組立前の正立等倍レンズアレイ１１を説明するための図である。図９（ａ）は組立前の正立等倍レンズアレイ１１の平面図であり、図９（ｂ）は組立前の正立等倍レンズアレイ１１のＡ−Ａ断面図である。
【００５２】
正立等倍レンズアレイ１１の遮光部材２７は、貫通孔３０の中間部分に絞り部３５が設けられているため、単純にピン形状の金型を用いただけでは射出成形で形成することができない。金型のピンを遮光部材から抜くことができないからである。
【００５３】
そこで本実施形態では、遮光部材２７は、複数の貫通孔３０の中心を通る面（分割面と呼ぶ）にて分割された第１分割遮光部材４２および第２分割遮光部材４３から構成されている。第１分割遮光部材４２に形成された第１分割貫通孔４４と、第２分割遮光部材４３に形成された第２分割貫通孔４５とが組み合わされて、貫通孔３０が形成される。なお、分割面は、必ずしも貫通孔３０の中心を通る面である必要はなく、複数の貫通孔３０の両開口端を通る面であればよい。
【００５４】
本実施形態において、第１レンズアレイプレート２５、第２レンズアレイプレート２６、第１分割遮光部材４２および第２分割遮光部材４３は一体的に形成されている。図９（ａ）および（ｂ）に示すように、第１レンズアレイプレート２５の一方の副走査方向端部は、第１分割遮光部材４２の一方の副走査方向端部と第１連結部４６を介して連結されている。また、第１分割遮光部材４２の他方の副走査方向端部は、第２レンズアレイプレート２６の一方の副走査方向端部と第２連結部４７を介して連結されている。また、第２レンズアレイプレート２６の他方の副走査方向端部は、第２分割遮光部材４３の一方の副走査方向端部と第３連結部４８を介して連結されている。
【００５５】
本実施形態において、第２分割遮光部材４３における第３連結部４８と反対側の副走査方向端部には、ラッチ部４９が形成されている。また、第１レンズアレイプレート２５における第１レンズ２８が形成された面上に、第１レンズ２８と貫通孔３０の距離を規定するための第１ギャップ調整部５０が形成されている。また、第２レンズアレイプレート２６における第２レンズ２９が形成された面上に、第２レンズ２９と貫通孔３０の距離を規定するための第２ギャップ調整部５１が形成されている。
【００５６】
正立等倍レンズアレイ１１は、第１レンズアレイプレート２５および第２レンズアレイプレート２６に透光性材料を用い、第１分割遮光部材４２および第２分割遮光部材４３に遮光性材料を用いた二色射出成形により形成することができる。透光性材料としては、必要な波長帯域の光に対して光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましく、例えばシクロオレフィン系樹脂や、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネートなどを例示できる。遮光性材料としては、射出成型に使用可能で、且つ必要な波長帯域の光に対して遮光性が高い材料が望ましく、たとえば黒色のＡＢＳ樹脂を例示することができる。
【００５７】
あるいは、正立等倍レンズアレイ１１は、透光性材料を用いて第１レンズアレイプレート２５、第２レンズアレイプレート２６、第１分割遮光部材４２および第２分割遮光部材４３を射出成形により形成した後に、第１分割遮光部材４２および第２分割遮光部材４３のみに黒色印刷または黒色塗装を行うことにより形成することもできる。
【００５８】
図１０（ａ）および（ｂ）は、正立等倍レンズアレイ１１の組立の様子を示す。まず、図１０（ａ）に示すように、第１連結部４６および第２連結部４７を折り曲げて、第１分割貫通孔４４を第１レンズ２８および第２レンズ２９の正面に位置させる。
【００５９】
次に、図１０（ｂ）に示すように、第３連結部４８を折り曲げて、第２分割貫通孔４５を第１レンズ２８および第２レンズ２９の正面に位置させる。このとき、第１分割貫通孔４４と第２分割貫通孔４５とが組み合わされ、貫通孔３０が形成される。また、ラッチ部４９が第２レンズアレイプレート２５ｂの副走査方向端部と係合することにより、正立等倍レンズアレイ１１の組み付け状態が維持される。
【００６０】
正立等倍レンズアレイ１１を以上のような構成とすることにより、部品点数を削減でき、また、折り曲げるだけで容易に組み立てられるので、組立工数を削減できる。その結果、正立等倍レンズアレイ１１のコストを低減できる。
【００６１】
図１１は、本発明の別の実施形態に係る画像書込装置２００を説明するための図である。図１１に示すように、画像書込装置２００は、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイ２０６と、ＬＥＤアレイ２０６が搭載された基板２０４と、ＬＥＤアレイ２０６を制御する制御部２０２と、ＬＥＤアレイ２０６から出射された光を集光する上述の正立等倍レンズアレイ１１と、正立等倍レンズアレイ１１を透過した光を受光する感光体ドラム２０８と、上記構成要素を収容する筐体２１０とを備える。なお、図１１においては、感光体ドラム２０８の周辺に設けられる現像装置、転写装置などについては図示を省略している。図１に示す画像読取装置１００の原稿Ｇを、画像書込装置２００では感光体ドラム２０８に置き換え、更に、画像読取装置１００のラインイメージセンサ２０を画像書込装置２００のＬＥＤアレイ２０６に置き換えることで、画像読取装置１００に関して説明した事項は、画像書き込み装置にも当てはまる。
【００６２】
画像書込装置２００は、ＬＥＤを光源に用いた所謂ＬＥＤプリントヘッド方式の画像書込装置である。ＬＥＤプリントヘッド方式は、画素と発光源が１対１に対応しており、走査機構が不要である。従って、レーザ光源とポリゴンミラーを組み合わせたレーザＲＯＳ（Raster Output Scanner）方式と比べて、装置を小型且つ軽量化できる。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６４】
例えば、上述の実施形態では、第１レンズアレイプレート２５および第２レンズアレイプレート２６それぞれの一方の面にのみ凸レンズを形成したが、第１レンズアレイプレート２５および第２レンズアレイプレート２６の両面に凸レンズを形成することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  光走査ユニット、  １１  正立等倍レンズアレイ、  １２  筐体、  １４  ガラス板、  １６  ライン状光源、  ２０  ラインイメージセンサ、  ２２  基板、  ２５  第１レンズアレイプレート、  ２６  第２レンズアレイプレート、  ２７  遮光部材、  ２８  第１レンズ、  ２９  第２レンズ、  ３０  貫通孔、  ３１  第１開口部、  ３２  第２開口部、  ３３  側面、  ３５  絞り部、  ４０  突起部、  ４２  第１分割遮光部材、  ４３  第２分割遮光部材、  ４４  第１分割貫通孔、  ４５  第２分割貫通孔、  ４６  第１連結部、  ４７  第２連結部、  ４８  第３連結部、  ４９  ラッチ部、  ５０  第１ギャップ調整部、  ５１  第２ギャップ調整部、  １００  画像読取装置、  ２００  画像書込装置、  ２０２  制御部、  ２０４  基板、  ２０６  ＬＥＤアレイ、  ２０８  感光体ドラム、  ２１０  筐体。
【図１】
2013228625.tif 000003
【図２】
2013228625.tif 000004
【図３】
2013228625.tif 000005
【図４】
2013228625.tif 000006
【図５】
2013228625.tif 000007
【図６】
2013228625.tif 000008
【図８】
2013228625.tif 000009
【図９】
2013228625.tif 000010
【図１０】
2013228625.tif 000011
【図１１】
2013228625.tif 000012
【図７】
2013228625.tif 000013