(57)【要約】【課題】より良好な画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】この画像形成装置は、第１の方向に並んで光を各々発する複数の発光素子を含む発光素子アレイと、第１の方向と直交する第２の方向において発光素子アレイと対向して配置され、複数の発光素子により各々発せられた複数の光を各々結像するレンズアレイとを有し、レンズアレイにより結像した複数の光のうちの少なくとも１つの光の第１の方向の光量分布において、下記の式（１）によって算出した対称性Ｓが式（２）を満たし、かつ式（３）をも満たす。Ｓ＝｜（ＨＬ−ＨＲ）／（ＸＥ／２）｜  ……（１）０≦Ｓ≦０．６５  ……（２）Ｌｏ≠ＬＢ  ……（３）【選択図】図８
2017128084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に並んで光を各々発する複数の発光素子を含む発光素子アレイと、
前記第１の方向と直交する第２の方向において前記発光素子アレイと対向して配置され、前記複数の発光素子により各々発せられた複数の前記光を各々結像するレンズアレイと
を有し、
前記レンズアレイにより結像した前記複数の光のうちの少なくとも１つの光の前記第１の方向の光量分布において下記の式（１）によって算出した対称性Ｓが式（２）を満たし、かつ式（３）をも満たす
露光装置。
Ｓ＝｜（ＨＬ−ＨＲ）／（ＸＥ／２）｜  ……（１）
０≦Ｓ≦０．６５  ……（２）
Ｌｏ≠ＬＢ  ……（３）
但し、
ＸＥ：第１の方向における発光素子の寸法。
ＨＬ：レンズアレイにより結像された光の第１の方向の光量分布における、互いに隣り合う極大点位置と第１の極小点位置との差。
ＨＲ：レンズアレイにより結像された光の第１の方向の光量分布における、極大点位置と、その極大点位置を挟んで第１の極小点位置と反対側において極大点位置と隣り合う第２の極小点位置との差。
Ｌｏ：発光素子アレイとレンズアレイとの距離。
ＬＢ：レンズアレイの焦点距離（レンズアレイにより結像された光の第１の方向の光量分布から算出したコントラストが最大となる距離）。
【請求項２】
前記レンズアレイにより結像した前記複数の光の前記第１の方向の全ての光量分布について前記式（１）によって算出した対称性Ｓの平均値が式（２）を満たす
請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記レンズアレイにより結像した前記複数の光の前記第１の方向の全ての光量分布について前記式（１）によって算出した対称性Ｓがいずれも式（２）を満たす
請求項１または請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
下記の式（４）をさらに満たす
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の露光装置。
（Ｓ／Ｓｏ）≦１．３  ……（４）
但し、
Ｓｏ：｜Ｌｏ−ＬＢ｜の変化に対するＳの極小値。
【請求項５】
下記の式（５）をさらに満たす
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
０．１８４×ＬＢ−０．２８８≦｜Ｌｏ−ＬＢ｜≦０．４０８×ＬＢ−０．５３８  ……（５）
【請求項６】
下記の式（６）をさらに満たす
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の露光装置。
−０．１１２×ＬＢ＋０．１２５≦ＳＢ≦０．１１２×ＬＢ−０．１２５  ……（６）
但し、
ＳＢ：ＯＢを起点とした｜Ｌｏ−ＬＢ｜の変化量。
ＯＢ：Ｓの極小値に対応した｜Ｌｏ−ＬＢ｜の値。
【請求項７】
下記の式（７）をさらに満たす
−０．１２４×Ｚ＋４．６１６≦｜Ｌｏ−ＬＢ｜≦−２．２６９×Ｚ＋１０．３３０  ……（７）
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の露光装置。
但し、
Ｚ：レンズアレイの光軸方向の寸法。
【請求項８】
下記の式（８）をさらに満たす
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の露光装置。
０．６２３×Ｚ−２．８５７≦ＳＢ≦−０．６２３×Ｚ＋２．８５７  ……（８）
但し、
ＳＢ：ＯＢを起点とした｜Ｌｏ−ＬＢ｜の変化量。
ＯＢ：Ｓの極小値に対応した｜Ｌｏ−ＬＢ｜の値。
Ｚ：レンズアレイの光軸方向の寸法。
【請求項９】
下記の式（９）をさらに満たす
請求項６または請求項８に記載の露光装置。
−０．３ｍｍ≦ＳＢ≦０．３ｍｍ  ……（９）
【請求項１０】
下記の式（１０）をさらに満たす
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の露光装置。
２６．６≦ＬＢ＋５．５７×Ｚ１≦２６．８  ……（１０）
但し、
Ｚ１：レンズアレイの光軸方向の寸法。
【請求項１１】
下記の式（１１）をさらに満たす
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の露光装置。
４．１１１ｍｍ≦Ｚ１≦４．３９４ｍｍ  ……（１１）
但し、
Ｚ１：レンズアレイの光軸方向の寸法。
【請求項１２】
下記の式（１２）をさらに満たす
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の露光装置。
０．１２ｍｍ≦｜Ｌｏ−ＬＢ｜≦１．００ｍｍ  ……（１２）
【請求項１３】
下記の式（１３）をさらに満たす
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の露光装置。
２．２０１ｍｍ≦ＬＢ≦３.８１５ｍｍ  ……（１３）
【請求項１４】
前記レンズアレイは、それぞれ０．１４ｍｍ以上０．１６ｍｍ以下の半径を有するロッドレンズを複数含んでなる
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の露光装置を備えた画像形成ユニット。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の露光装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成ユニットおよびそれを備えた画像形成装置、ならびにそれらに用いられる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いて画像を形成する電子プリンタやファクシミリ装置などの各種画像形成装置には、ＬＥＤ（light emitting diode）素子などの発光素子とレンズアレイとを有する露光装置が使用されている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１９６４号公報
【特許文献２】特開閉１１−１８８９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような露光装置を備えた画像形成装置では、レンズアレイを構成する複数のロッドレンズの光学特性のばらつきに起因して、形成された画像にすじ（副走査方向に伸びる主走査方向における濃度むら）などの品質上の問題が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、より良好な画像を形成することのできる画像形成ユニットおよび画像形成装置、ならびにそれらに好適に搭載される露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態としての露光装置は、第１の方向に並んで光を各々発する複数の発光素子を含む発光素子アレイと、第１の方向と直交する第２の方向において発光素子アレイと対向して配置され複数の発光素子により各々発せられた複数の光を各々結像するレンズアレイとを有し、レンズアレイにより結像した複数の光のうちの少なくとも１つの光の第１の方向の光量分布において下記の式（１）によって算出した対称性Ｓが式（２）を満たし、かつ式（３）をも満たすものである。
Ｓ＝｜（ＨＬ−ＨＲ）／（ＸＥ／２）｜  ……（１）
０≦Ｓ≦０．６５  ……（２）
Ｌｏ≠ＬＢ  ……（３）
但し、ＸＥは第１の方向における発光素子の寸法であり、ＨＬはレンズアレイにより結像された光の第１の方向の光量分布における、互いに隣り合う極大点位置と第１の極小点位置との差であり、ＨＲはレンズアレイにより結像された光の第１の方向の光量分布における、極大点位置と、その極大点位置を挟んで第１の極小点位置と反対側において極大点位置と隣り合う第２の極小点位置との差である。また、Ｌｏは発光素子アレイとレンズアレイとの距離であり、ＬＢはレンズアレイの焦点距離（レンズアレイにより結像された光の第１の方向の光量分布から算出したコントラストが最大となる距離）である。
【０００７】
本発明の一実施形態としての画像形成ユニットおよび画像形成装置は、それぞれ、上記本発明の一実施形態としての露光装置を備えたものである。
【０００８】
本発明の一実施形態としての露光装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置では、式（１）から（３）を満たすようにしたので、レンズアレイにより結像された光の光量分布における良好な対称性が確保される。このため、例えば感光体に対する露光量分布における意図しない偏りが低減される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態としての露光装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置によれば、適切な露光を行うことができ、より良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る露光装置の全体構成例を表す斜視図である。
【図２】図１に示した露光装置を表す側面図である。
【図３】図１に示した露光装置を表す断面図である。
【図４】図３に示したレンズアレイを拡大して表す斜視図である。
【図５】図４に示したロッドレンズを拡大して表す分解斜視図である。
【図６Ａ】図２に示した発光素子アレイを拡大して表す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した発光素子を拡大して表す平面図である。
【図７】発光素子とロッドレンズとの相対位置と、結像の光量分布との関係を説明するための概念図である。
【図８】図３に示したレンズアレイによる結像の光量分布の一例を表す模式図である。
【図９】図１に示した露光装置におけるオフセット量と対称性との関係を表す特性図である。
【図１０】図３に示したレンズアレイによる結像の光量分布からＭＴＦ値を算出する方法を説明するための模式図である。
【図１１】レンズアレイとＬＥＤ素子と距離と、ＭＴＦ値との関係を表す特性図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。
【図１３】焦点距離測定装置の要部を表す斜視図である。
【図１４】焦点距離測定装置の要部を表す側面図である。
【図１５】図１３および図１４に示した焦点距離測定装置を用いたＭＴＦ値および対称性の測定方法を説明する流れ図である。
【図１６Ａ】図１３および図１４に示した焦点距離測定装置により撮影したＬＥＤアレイの撮影画像である。
【図１６Ｂ】図１３および図１４に示した焦点距離測定装置により撮影したレンズアレイの端面の撮影画像である。
【図１７Ａ】実験例１−１のレンズアレイについて焦点距離測定装置を用いて求めた対称性とオフセット量との関係を示す特性図である。
【図１７Ｂ】実験例１−２のレンズアレイについて焦点距離測定装置を用いて求めた対称性とオフセット量との関係を示す特性図である。
【図１７Ｃ】実験例１−３のレンズアレイについて焦点距離測定装置を用いて求めた対称性とオフセット量との関係を示す特性図である。
【図１７Ｄ】実験例１−４のレンズアレイについて焦点距離測定装置を用いて求めた対称性とオフセット量との関係を示す特性図である。
【図１７Ｅ】実験例１−５のレンズアレイについて焦点距離測定装置を用いて求めた対称性とオフセット量との関係を示す特性図である。
【図１７Ｆ】実験例１−６のレンズアレイについて焦点距離測定装置を用いて求めた対称性とオフセット量との関係を示す特性図である。
【図１８】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイについての、高さと焦点距離との関係を示す特性図である。
【図１９】光像測定機の要部を表す斜視図である。
【図２０】他の光像測定機の要部を表す斜視図である。
【図２１】図１９および図２０に示した光像測定機を用いたＬＥＤ素子の光量補正の手順について説明する流れ図である。
【図２２Ａ】図１９に示した光像測定機により求められたＬＥＤ素子の結像のスリット波形である。
【図２２Ｂ】図２０に示した光像測定機により求められたＬＥＤ素子の結像の補正されたスリット波形である。
【図２３Ａ】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイの評価に用いた印刷画像の第１の例である。
【図２３Ｂ】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイの評価に用いた印刷画像の第２の例である。
【図２３Ｃ】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイの評価に用いた印刷画像の第３の例である。
【図２４】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイについての焦点距離と、ＯＳＡ１、ＯＢおよびＯＳＡ２との関係を表す特性図である。
【図２５】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイについての高さと、ＯＳＡ１、ＯＢおよびＯＳＡ２との関係を表す特性図である。
【図２６】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイについての焦点距離と、ＳＢ１およびＳＢ２との関係を表す特性図である。
【図２７】実験例１−１〜１−６の各レンズアレイについての高さと、ＳＢ１およびＳＢ２との関係を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
発光素子アレイとレンズアレイとを有する露光装置。
２．第２の実施の形態
露光装置を備えた画像形成ユニットおよび画像形成装置。
３．実験例
４．変形例
【００１２】
＜１．第１の実施の形態＞
［露光装置３の概略構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置３の全体構成例を表す斜視図である。図２および図３は、それぞれ露光装置３を表す側面図および断面図である。露光装置３は、本発明の「露光装置」の一具体例に対応する。
【００１３】
露光装置３は、レンズアレイ１と、ＬＥＤ（light emitting diode）アレイ３００と、それらを保持するホルダ３４とを有するいわゆるＬＥＤヘッドである。レンズアレイ１は、例えばホルダ３４の上部にシール部材３１により固定されている。ＬＥＤアレイ３００は、ベース３５と、このベース３５に支持された配線基板３３と、この配線基板３３の上に例えばＸ軸方向に一列に並ぶ複数のＬＥＤ素子３０とを有するものであり、例えばホルダ３４の下部に固定されている。ホルダ３４は、レンズアレイ１とＬＥＤ素子３０とを、ＬＥＤ素子３０の光軸方向（Ｚ軸方向）において距離Ｌｏの間隔で保持している（図２および図３参照）。なお、Ｘ軸方向は本発明の「第１の方向」に対応する一具体例である。
【００１４】
図４は、レンズアレイ１を拡大して表す部分破断斜視図である。図４に示したように、レンズアレイ１は、レンズ群１１Ｇと、そのレンズ群１１ＧをＹ軸方向に挟持するように対向配置された１対の側板１７とを有する。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方と直交する方向である。レンズ群１１Ｇは、略円筒状のロッドレンズ１１が例えばＸ軸方向に並ぶ第１のロッドレンズ列１１Ａと、同じく略円筒状のロッドレンズ１１がＸ軸方向に並ぶ第２のロッドレンズ列１１Ｂとが、Ｙ軸方向に互いに隣り合うように配置されたものである。複数のロッドレンズ１１同士の隙間、およびロッドレンズ１１と側板１７との隙間には、接着剤が充填されている。
【００１５】
図５は、ロッドレンズ１１の内部構造を部分的に示す斜視図である。ロッドレンズ１１は、Ｚ軸方向に沿った中心軸ＡＸ１１を有する略円柱状の透明部材であり、光が入出射する一対の端面１２Ａ，１２Ｂと、外周面１３とを有している。ロッドレンズ１１の外周面１３の近傍は光吸収層１５となっており、さらにその内側は外周面１３から中心軸ＡＸ１１へ向かうほど屈折率が低下するような屈折率分布を有するレンズ部分１４となっている。光吸収層１５は、例えばレンズ部分１４の最外周部分における屈折率とほぼ同じ屈折率を有する媒質に、染料や顔料などの光線を吸収する成分が分散したものである。
【００１６】
全てのロッドレンズ１１およびそれらを挟持する一対の側板１７は、いずれもＺ軸方向において同一の寸法を有しており、これを高さＺ１とする。したがって、レンズアレイ１のＺ軸方向の寸法も高さＺ１である。
【００１７】
この露光装置３は、例えば電子プリンタなどの画像形成装置（後に詳述）に搭載され、図３に示したように、光を照射する対象物、例えば感光体ドラム４１と対向するように配置される。その場合、露光装置３の、Ｙ軸方向における中心位置ＣＬ（Ｙ軸方向においてＬＥＤ素子３０の光軸ＡＸ３０と一致している）の延長上に、感光体ドラム４１の回転軸４１Ｊが位置するとよい。感光体ドラム４１は、例えばその回転軸４１ＪがＸ軸と平行となるように配置される。また、露光装置３の中心位置ＣＬにおいて、感光体ドラム４１の表面４１Ｓと、レンズアレイ１を構成するロッドレンズ１１の端面１２Ａとは、距離Ｌｉの間隔となるように保持されている。ここで、距離Ｌｉは距離Ｌｏと一致していることが望ましい。
【００１８】
露光装置３のＬＥＤアレイ３００は、例えば６００ｄｐｉまたは１２００ｄｐｉの解像度を有する。ＬＥＤアレイ３００が６００ｄｐｉの解像度を有する場合、ＬＥＤ素子３０が１インチ当たり（１インチは約２５．４ｍｍ）６００個配置されている。すなわち、ＬＥＤ素子３０の配列ピッチＰＥは０．０４２３３ｍｍである。１２００ｄｐｉのＬＥＤアレイ３００のＬＥＤ素子３０は１インチ当たり１２００個配置されている。すなわち、ＬＥＤ素子３０の配列ピッチＰＥは０．０２１１６７ｍｍである。ＬＥＤ素子３０の発光波長の中心値は、例えば７７０ｎｍである。
【００１９】
図６Ａは、図２などに示したＬＥＤアレイ３００の一部を拡大して表す平面図である。さらに、図６Ｂは、図６Ａに示した複数のＬＥＤ素子３０のうちの１つを拡大して表す平面図である。図６Ａに示したように、複数のＬＥＤ素子３０が配列ピッチＰＥでＸ軸方向に並んでいる。複数のＬＥＤ素子３０には、それぞれ電極３６の一端が接続されている。図６Ｂに示したように、１つのＬＥＤ素子３０において、Ｘ軸方向の寸法を幅ＸＥとしＹ軸方向の寸法を長さＹＥとする。また、ＬＥＤ素子３０と重なり合う電極３６の先端部３６１のＸ軸方向の寸法を幅ＸＰとする。
【００２０】
［露光装置３の作用］
露光装置３は、電極３６を介してＬＥＤアレイ３００におけるＬＥＤ素子３０に電圧が印加されると、複数のＬＥＤ素子３０は印加電圧に応じて所定の強度の光３０Ｌをそれぞれ発する。複数のＬＥＤ素子３０により各々発せられた複数の光３０Ｌは、端面１２Ｂからロッドレンズ１１に入射し、ロッドレンズ１１によってそれぞれ結像され、光１１Ｌとして端面１２Ａからそれぞれ出射される（図３参照）。端面１２Ａから出射された光１１Ｌは、そのまま露光の対象物（例えば感光体ドラム４１）に向かうこととなる。
【００２１】
ここで、図７を参照しつつ、レンズアレイ１による光Ｌ１１の結像の形状について説明する。図７中、符号（ａ）を付したものは、レンズアレイ１とＬＥＤ素子３０とのＸＹ平面における位置関係を表している。図７では、複数のロッドレンズ１１におけるＸＹ平面上の位置と、複数のＬＥＤ素子３０におけるＸＹ平面上の位置とを、同一紙面に投影して（重ね合わせて）示している。ここでは、複数のＬＥＤ素子３０が、２列に配列されたロッドレンズ１１のＹ方向における略中心の直線ＣＬ１１上に配列されるとよい。すなわち、第１のロッドレンズ列１１Ａを構成するロッドレンズ１１の中心軸ＡＸ１１Ａを通りＸ軸方向に伸びる直線Ｌ１１Ａと、第２のロッドレンズ列１１Ｂを構成するロッドレンズ１１の中心軸ＡＸ１１Ｂを通りＸ軸方向に伸びる直線Ｌ１１Ｂとの双方から実質的に等距離にある直線ＣＬ１１上に複数のＬＥＤ素子３０が並んでいるとよい。
【００２２】
図７では、そのように配列された複数のＬＥＤ素子３０のうち、隣り合う２つのロッドレンズ１１の接点上に位置するものをＥＳ１と示し、ロッドレンズ１１の中心軸ＡＸ１１Ａまたは中心軸ＡＸ１１Ｂのいずれかと等しいＸ座標を有するものをＥＳ２と示した。このとき、符号ＥＳ１または符号ＥＳ２を付したＬＥＤ素子３０に対し、複数のロッドレンズ１１は等価の位置に配置されている。すなわち、Ｘ軸方向において複数のロッドレンズ１１はＥＳ１の位置またはＥＳ２の位置に対して対称に配置されている。したがって、ＥＳ１に位置するＬＥＤ素子３０からの光の、レンズアレイ１による結像は、Ｘ軸方向において対称をなす光量分布となる。例えば図７中、符号（ｂ）を付したものが、ＥＳ１に位置するＬＥＤ素子３０からの光がレンズアレイ１により結像されたものの光量分布を示しており、紙面横方向が光量Ｉに対応し、紙面縦方向がＸ座標に対応している。Ｘ座標の位置は図７中の符号（ａ）を付した図のＸ座標の位置と一致させている。同様に、ＥＳ２に位置するＬＥＤ素子３０からの光の、レンズアレイ１による結像についても、Ｘ軸方向において対称をなす光量分布となる。
【００２３】
一方、複数のＬＥＤ素子３０のうち、上記のＥＳ１およびＥＳ２のいずれにも該当しないＬＥＤ素子３０を図７においてＥＡＳと示した。すなわち、Ｘ軸方向において複数のロッドレンズ１１はＥＡＳの位置に対して非対称に配置されている。したがって、ＥＡＳに位置するＬＥＤ素子３０からの光のレンズアレイ１による結像は、Ｘ軸方向において非対称をなす光量分布となる。例えば図７中、符号（ｃ）を付したものが、ＥＡＳに位置するＬＥＤ素子３０からの光がレンズアレイ１により結像されたものの光量分布を示しており、紙面横方向が光量Ｉに対応し、紙面縦方向がＸ座標に対応している。Ｘ座標の位置は図７中の符号（ａ）を付した図のＸ座標の位置と一致させている。
【００２４】
このように、ＬＥＤ素子３０のレンズアレイ１による結像には、Ｘ座標上の分布が対称となっているものと非対称となっているものが存在する。ここで、例えば対称の光量分布を有する結像により画像形成装置で印刷上のドットが形成された場合と、非対称の光量分布を有する結像により画像形成装置で印刷上のドットが形成された場合とでは、形成された印刷画像の濃度が異なってしまうことがある。その場合、すじ状の模様や濃度むらが発生し、印刷品質が低下するおそれがある。したがって、レンズアレイ１による結像の光量分布が、より高い対称性を有することが望ましい。
【００２５】
そこで本実施の形態の露光装置３では、後述する「対称性Ｓ」が所定の範囲に収まるように構成されている。さらに、本実施の形態の露光装置３では、ＬＥＤ素子３０からロッドレンズ１１までの距離Ｌｏが、結像のコントラストが最も高くなる距離ＬＢ（焦点距離ＬＢ）と僅かに異なるように、ＬＥＤ素子３０とレンズアレイ１とを配置するようにしている。こうすることにより不鮮明な結像が形成され、その結果、レンズアレイ１による結像の光量分布が、より高い対称性を有することとなる。以下、これについてさらに詳細に説明する。
【００２６】
図８は、レンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）の一例を模式的に表したものである。図８において、横軸はＸ軸方向の位置Ｘを示し、縦軸は光量Ｉを示している。複数のＬＥＤ素子３０が配列ピッチＰＥでＸ軸方向に並んでいることから、レンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）においてもＸ軸方向に沿って光量ＩのピークＰが複数ならんでいる。各ピークＰは、Ｘ軸方向に並ぶ各ＬＥＤ素子３０に対応する。図８は、そのうちの任意の光量ＩのピークＰの近傍を拡大したものである。図８において、ピークＰの極大点をＴＰ、一方の極小点をＢＬ、他方の極小点をＢＲとする。さらに、極大点ＴＰと極小点ＢＬとのＸ軸方向の位置の差をＨＬとし、極大点ＴＰと極小点ＢＲとのＸ軸方向の位置の差をＨＲとすると、下記の式（１）で表されるパラメータとして対称性Ｓが規定できる。なお、ＸＥは、ピークＰに対応するＬＥＤ素子３０のＸ軸方向の寸法である。
【００２７】
Ｓ＝｜（ＨＬ−ＨＲ）／（ＸＥ／２）｜  ……（１）
【００２８】
このように、対称性Ｓは、光量分布Ｅ（Ｘ）の極大点ＴＰの位置からのずれ量｜ＨＬ−ＨＲ｜を、対応するＬＥＤ素子３０のＸ軸方向の幅ＸＥの１／２で割った値である。対称性Ｓは０（零）以上の値であり、対称性Ｓが０（零）のとき結像はＸ軸方向において対して対称な光量分布を有し、対称性Ｓの数値が大きいほど光量分布の非対称が高い（対称性が低い）ことを示す。したがって本実施の形態では、レンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）のうちの少なくとも１つのピークＰについての対称性Ｓが下記の式（２）を満たすことが望ましい。後述するように、レンズアレイ１による結像の光量分布が高い対称性を有するので、例えば露光装置３を電子プリンタなどの画像形成装置に用いた場合、露光量の分布に起因する印刷画像におけるすじ状の模様の発生や濃度むらの発生が抑制されるからである。また、そのようなすじ状の模様の発生や濃度むらの発生を抑制するという観点から、レンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）における全てのピークＰについて上記の式（１）により算出した対称性Ｓの平均値が下記の式（２）を満たすことがより望ましい。さらに、レンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）における全てのピークＰについての対称性Ｓが下記の式（２）を満たすことがよりいっそう望ましい。
【００２９】
０≦Ｓ≦０．６５  ……（２）
【００３０】
本実施の形態では、露光装置３が下記の式（３）をさらに満たすことが望ましい。
【００３１】
Ｌｏ≠ＬＢ  ……（３）
但し、ＬｏはＬＥＤアレイ３００のＬＥＤ素子３０とレンズアレイ１の端面１２Ｂとの距離であり、ＬＢはレンズアレイ１の焦点距離、すなわちレンズアレイ１により結像された光のＸ軸方向の光量分布Ｅ（Ｘ）から算出したコントラスト（ＭＴＦ値）が最大となる距離である。
【００３２】
図９は、オフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）と、レンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）から求めた対称性Ｓとの関係を表す特性図である。図９では、横軸がオフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）を示し、縦軸が図８の光量分布Ｅ（Ｘ）から算出した対称性Ｓである。図９に示したように、オフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）が０のとき、すなわちＬｏ＝ＬＢのとき、対称性Ｓの値は極大値となる。対称性Ｓの値が極小値Ｓｏとなるオフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）の値のうち、０未満の値をＯＢ１、０より大きい値をＯＢ２とする。
【００３３】
このように、露光装置３においては、図９に示したように対称性Ｓの値が極小値Ｓｏとなるオフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）の値にはＯＢ１とＯＢ２との２つが存在する。本実施の形態では、下記の式（４）をさらに満たしていることが望ましい。
（Ｓ／Ｓｏ）≦１．３  ……（４）
但し、Ｓｏはオフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）の絶対値ＯＳＡ（＝｜Ｌｏ−ＬＢ｜）の変化に対するＳの極小値である。
【００３４】
なお、ＭＴＦ値は、例えば図１０に示したレンズアレイ１による結像の光量分布Ｅ（Ｘ）から、下記の式（５）により求められる値である。なお、式（５）においてＥＭＡＸは、ＬＥＤアレイ３００のうち点灯しているＬＥＤ素子３０の結像のピークに相当する光量分布Ｅ（Ｘ）の極大値である。また、ＥＭＩＮは、その点灯しているＬＥＤ素子３０に隣接する点灯していない他のＬＥＤ素子３０の位置に相当する光量分布Ｅ（Ｘ）の極小値である。
【００３５】
ＭＴＦ＝｛（ＥＭＡＸ−ＥＭＩＮ）／（ＥＭＡＸ＋ＥＭＩＮ）｝×１００  ……（５）
【００３６】
図１１は、距離ＬｏとＭＴＦ値との関係を表す特性図である。図１１では、横軸が距離Ｌｏを示し、縦軸が図１０の光量分布Ｅ（Ｘ）から算出したＭＴＦ値である。図１１に示したように、ＭＴＦ値は距離Ｌｏに依存しており、オフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）が０のとき、すなわちＬｏ＝ＬＢのときＭＴＦ値は最大値となり、距離Ｌｏが焦点距離ＬＢよりも増加もしくは減少すると、ＭＴＦ値も単調減少する。
【００３７】
このように、本実施の形態の露光装置３によれば、式（１）から（３）を満足するように、レンズアレイ１による結像の光量分布がより高い対称性を有するようにした。これにより、例えば露光装置３を電子プリンタなどの画像形成装置に用いた場合、露光量の分布に起因する印刷画像におけるすじ状の模様の発生や濃度むらの発生を抑え、印刷品質を高めることができる。
【００３８】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像形成装置１００の概略構成］
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置１００の全体構成例を表す模式図である。画像形成装置１００は、例えば用紙やフィルムなどの媒体（印刷媒体、転写材ともいう。）１０１に対して画像（例えばカラー画像）を形成する電子写真方式のプリンタであり、本発明の「画像形成装置」に対応する一具体例である。
【００３９】
画像形成装置１００は、図１２に示したように、４つの画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋと、給紙カセット６０と、給紙ローラ（ホッピングローラ）６１と、搬送ローラ６２，６３とを備えている。画像形成装置１００は、さらに、転写ローラ８０と、転写ベルト８１と、転写ベルト駆動ローラ８３と、転写ベルト従動ローラ８２と、定着器（定着装置）９と、搬送ローラ６４と、排出ローラ６５と、排出トレー７とを備えている。なお、これらの各部材は、開閉可能な上部カバー等（図示せず）を有する所定の筐体１０内に収容されている。また、各画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋは一体的に構成されており、画像形成装置１００に対して着脱自在に装着されているとよい。さらに、画像形成装置１００は、ＰＣなどの外部装置から印刷データを受信する外部インターフェース部を内蔵し、画像形成装置１００の全体の動作制御を行う制御部７０を有する。
【００４０】
給紙カセット６０は、媒体１０１を積層した状態で収納する部材であり、画像形成装置１００の下部に着脱自在に装着されている。
【００４１】
給紙ローラ６１は、給紙カセット６０に収納されている媒体１０１をその最上部から１枚ずつ分離して取り出し、搬送ローラ６２へ向けて繰り出す部材（給紙機構）である。
【００４２】
搬送ローラ６２，６３は、それぞれ、給紙ローラ６１から繰り出された媒体１０１を挟持して搬送すると共に、その際に媒体１０１の斜行を修正して転写ベルト８１へ搬送する部材である。
【００４３】
画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋは、媒体１０１の搬送路ｄ（図１２に破線で示す）に沿って並んで配置されている。具体的には、この搬送路ｄに沿って（上流側から下流側へ向かって）、画像形成部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃの順に配置されている。なお、この搬送路ｄは、図１２に示したように、この例では全体としてＳ字状の経路となっている。なお、画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋは、本発明の「画像形成ユニット」に対応する一具体例である。
【００４４】
これらの画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋは、互いに異なる色のトナー（現像剤）を用いて、記録媒体上に画像（トナー像）を形成するものである。具体的には、画像形成部５Ｃは、シアン（Ｃ：Cyan）トナーを用いてシアン色のトナー像を形成し、画像形成部５Ｍは、マゼンダ（Ｍ：Magenta）トナーを用いてマゼンダ色のトナー像を形成する。同様に、画像形成部５Ｙは、イエロー（Ｙ：Yellow）トナーを用いて黄色のトナー像を形成し、画像形成部５Ｋは、ブラック（Ｋ：blacK）トナーを用いて黒色のトナー像を形成する。
【００４５】
このような各色のトナーはそれぞれ、例えば、所定の着色剤、離型剤、帯電制御剤および処理剤等を含んで構成されており、これらの各成分が適宜混合され、あるいは表面処理されることによって製造されるようになっている。これらのうち、着色剤、離型剤および帯電制御材はそれぞれ、内部添加剤として機能する。外部添加剤としては、例えばシリカや酸化チタン等が用いられ、結着樹脂としては例えばポリエステル樹脂等が用いられる。また、着色剤としては、染料や顔料等を単独、もしくは、複数種併用して使用することができる。
【００４６】
ここで、画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋは、上記したように互いに異なる色のトナーを用いてトナー像（現像剤像）を形成する点を除き、同じ構成を有している。したがって、以下では、これらのうちの画像形成部５Ｋを用いて代表して説明する。
【００４７】
図１２に示したように、画像形成部５Ｋは、トナーカートリッジ５１（現像剤収容容器）、感光体ドラム４１（像担持体）、帯電ローラ４２（帯電部材）、現像ローラ４４（現像剤担持体）、供給ローラ４５（供給部材）、クリーニングブレード４３および露光装置３を有している。
【００４８】
トナーカートリッジ５１は、上記した各色のトナーが収容されている容器である。すなわち、この画像形成部１１Ｃの例では、トナーカートリッジ５１内にはシアントナーが収容されている。同様に、画像形成部１１Ｍにおけるトナーカートリッジ５１内にはマゼンダトナーが収容され、画像形成部１１Ｙにおけるトナーカートリッジ５１内にはイエロートナーが収容され、画像形成部１１Ｋにおけるトナーカートリッジ５１内にはブラックトナーが収容されている。
【００４９】
感光体ドラム４１は、静電潜像を表面（表層部分）に担持する部材であり、感光体（例えば有機系感光体）を用いて構成されている。具体的には、感光体ドラム４１は、導電性支持体と、その外周（表面）を覆う光導電層とを有している。導電性支持体は、例えば、アルミニウムからなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層を順に積層した構造を有している。なお、このような感光体ドラム４１は、所定の周速度で回転するようになっている。
【００５０】
帯電ローラ４２は、感光体ドラム４１の表面（表層部分）を帯電させる部材であり、感光体ドラム４１の表面（周面）に接するように配置されている。帯電ローラ４２は、例えば、金属シャフトと、その外周（表面）を覆う半導電性ゴム層（例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層）とを有している。なお、帯電ローラ４２は、例えば感光体ドラム４１とは逆方向に回転するようになっている。
【００５１】
現像ローラ４４は、静電潜像を現像するトナーを表面に担持する部材であり、感光体ドラム４１の表面（周面）に接するように配置されている。現像ローラ４４は、例えば、金属シャフトと、その外周（表面）を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。なお、このような現像ローラ４４は、所定の周速度にて、例えば感光体ドラム４１とは逆方向に回転するようになっている。
【００５２】
供給ローラ４５は、トナーカートリッジ５１内に収容されているトナーを現像ローラ４４に対して供給するための部材であり、現像ローラ４４の表面（周面）に接するように配置されている。供給ローラ４５は、例えば、金属シャフトと、その外周（表面）を覆う発泡性のシリコーンゴム層とを有している。なお、供給ローラ４５は、例えば現像ローラ４４と同じ方向に回転するようになっている。
【００５３】
クリーニングブレード４３は、感光体ドラム４１の表面（表層部分）に残留するトナーを掻き取って除去（クリーニング）するための部材である。クリーニングブレード４３は、感光体ドラム４１の表面に対してカウンタで当接する（感光体ドラム４１の回転方向に対して逆向きで突出する）ようにして配置されている。クリーニングブレード４３は、例えば、ポリウレタンゴム等の弾性体により構成されている。
【００５４】
露光装置３は、上記第１の実施の形態で説明したものである。露光装置３は、帯電ローラ４２によって帯電された感光体ドラム４１の表面に、画像データに基づいて照射光を選択的に照射して露光することにより、その感光体ドラム４１の表面（表層部分）に静電潜像を形成する装置である。露光装置３は、例えば筐体１０に支持されている。
【００５５】
転写ベルト８１は、搬送ローラ６２などによって搬送された媒体１０１を静電吸着することにより、その媒体１０１を搬送路ｄに沿って搬送する無端状のベルトである。また、転写ベルト駆動ローラ８３および転写ベルト従動ローラ８２はそれぞれ、転写ベルト８１を回転動作させるための部材である。
【００５６】
転写ローラ８０は、各画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ内で形成されたトナー像を、媒体１０１上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ８０は、各画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋにおける各感光体ドラム４１と、転写ベルト８１を介して対向配置されている。なお、転写ローラ８０は、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。
【００５７】
定着器９は、転写ベルト８１から搬送された媒体１０１上のトナー（トナー像）に対して熱および圧力を付与することにより、そのトナー像を媒体１０１に定着させるための装置である。この定着器９は、例えば、媒体１０１の搬送路ｄを介して互いに対向配置された、加熱ユニット９１および加圧ローラ９２を含んで構成されている。なお、定着器９は、例えば、画像形成装置１００に対して一体的に装着されていてもよいし、画像形成装置１００に対して着脱可能に装着されていてもよい。
【００５８】
搬送ローラ６４および排出ローラ６５は、定着器９によってトナーが定着された媒体１０１を画像形成装置１００の外部へ排出する際の案内部材である。搬送ローラ６４と排出ローラ６５とを順次経由して筐体１０の外部に排出された媒体１０１は、筐体１０の上部の排出トレー７へ向けて、フェースダウンにて排出されるようになっている。なお、この排出トレー７は、画像が形成（印刷）された媒体１０１を集積する部分である。
【００５９】
［動作および作用］
（Ａ．基本動作）
この画像形成装置１００では、以下のようにして、媒体１０１に対してトナー像が転写される（印刷動作が行われる）。
【００６０】
起動状態の画像形成装置１００に対してＰＣなどの外部機器から印刷画像データおよび印刷命令が制御部７０に入力されると、制御部７０は、印刷命令に応じて印刷画像データの印刷動作を開始させる。
【００６１】
例えば図１２に示したように、給紙カセット６０に収容されている媒体１０１が給紙ローラ６１によって最上部から１枚ずつピックアップされ、搬送ローラ６２，６３などによって斜行が矯正されつつ下流の画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋへ搬送される。画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋでは、以下のようにしてトナー像が媒体１０１上に転写される。
【００６２】
画像形成部５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋでは、制御部の印刷命令により、以下の電子写真プロセスによって各色のトナー像が形成される。具体的には、制御部７０は、駆動部を起動し、感光体ドラム４１を所定の回転方向へ一定速度で回転させる。これに伴い、帯電ローラ４２、現像ローラ４４および供給ローラ４５なども所定の方向に回転動作を開始することとなる。
【００６３】
一方、制御部７０は、各色の帯電ローラ４２に対し所定の電圧を印加し、各色の感光体ドラム４１の表面を一様に帯電させる。次いで、制御部７０は制御信号を露光装置３に送り、露光装置３を起動する。起動された露光装置３は、画像データに基づく印刷画像の色成分に対応する光を各色の感光体ドラム４１へ各々照射し、各色の感光体ドラム４１の表面４１Ｓに静電潜像をそれぞれ形成する。具体的には、制御部７０からの制御信号に基づき、各ＬＥＤ素子３０が所定の光量で発光する。各ＬＥＤ素子３０からの光はレンズアレイ１に入射したのち、感光体ドラム４１の表面４１Ｓに結像する（図３参照）。
【００６４】
トナーカートリッジ５１内のトナーは供給ローラ４５を介して現像ローラ４４へ供給され、現像ローラ４４の表面に担持される。現像ローラ４４は感光体ドラム４１上に形成された静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する。さらに、転写ローラ８０の電圧が印加され、感光体ドラム４１と転写ローラ８０との間に電界が発生する。その状態で感光体ドラム４１と転写ローラ８０との間を媒体１０１が走行すると、その媒体１０１上に、感光体ドラム４１に形成されたトナー像が転写される。
【００６５】
そののち、媒体１０１上のトナー像は、定着器９において熱および圧力が付与されることで媒体１０１に定着させられる。最後に搬送ローラ６４および排出ローラ６５により、トナー像が定着した媒体１０１が画像形成装置１００へ排出され、排出トレー７にストックされる。以上により、媒体１０１に対する印刷動作が終了する。
【００６６】
（Ｂ．露光装置３による作用および効果）
この画像形成装置１００では、上記第１の実施の形態で説明した露光装置３を備えるようにした。このため、感光体ドラム４１に対する露光量分布の偏りを十分に抑えることができる。よって、画像形成装置１００では、露光装置３による露光量分布に起因するすじ状の模様や濃度むらの少ない印刷画像が得られ、印刷品質を高めることができる。
【００６７】
＜３．実験例＞
（実験例１−１〜１−６）
次に、上記実施の形態で説明したレンズアレイ１を作製し、レンズアレイ１による結像の光量分布についてのＭＴＦ値および対称性Ｓを測定した。ここでは、図１３および図１４に示した焦点距離測定装置７００を用いて、ＭＴＦ値および対称性Ｓの測定を実施した。図１３は、焦点距離測定装置７００の要部を表す斜視図であり、図１４は、焦点距離測定装置７００の要部を側方から眺めた側面図である。
【００６８】
図１３および図１４に示したように、焦点距離測定装置７００は、回路基板７０１上においてＬＥＤ素子３０がＸ軸方向に一列に配置されてなるＬＥＤアレイ７０２と、カメラ７０３との間に、被検体であるレンズアレイ１を配置するように構成されている。カメラ７０３はレンズアレイ１の結像を撮影するものである。ＬＥＤアレイ７０２、レンズアレイ１およびカメラ７０３は、Ｚ軸方向に並ぶように順に配置されている。カメラ７０３は、ＬＥＤ素子３０が並ぶＸ軸方向に沿って走査することができる。レンズアレイ１はＸ軸方向において、カメラ７０３の視野から外れた位置にまで移動することもできる。さらに、レンズアレイ１とカメラ７０３とは、それぞれ個別にＺ軸方向に移動することができる。
【００６９】
図１４に示したように、焦点距離測定装置７００では、レンズアレイ１の長手方向とＬＥＤアレイ７０２のＬＥＤ素子３０の配列方向とはいずれもＸ軸方向であり、互いに平行である。ＬＥＤアレイ７０２とレンズアレイ１とは距離Ｌｏを隔てて配置される。レンズアレイ１はＸ軸方向に加え、Ｚ軸方向にも移動可能である。図１４における符号ＩＭＧはカメラ７０３の焦点位置（結像位置）を表し、Ｚ軸方向において、焦点位置ＩＭＧとレンズアレイ１とは距離Ｌｉを隔てて配置される。カメラ７０３もまた、Ｘ軸方向に加えＺ軸方向にも移動可能である。
【００７０】
ここで、ＬＥＤアレイ７０２におけるＬＥＤ素子３０の各寸法は以下のようにした。すなわち、配列ピッチＰＥを４２μｍとし、幅ＸＥを２１μｍとし、長さＹＥを２１μｍとした。また、電極３６の先端部３６１の幅ＸＰを５μｍとした。また、ＬＥＤアレイ７０２の解像度は６００ｄｐｉ、ＬＥＤ素子３０の発光波長の中心値は７７０ｎｍとした。各実施例のレンズアレイ１におけるロッドレンズ１１は、いずれも０．１４ｍｍ〜０．１６ｍｍの半径を有し、屈折率分布の特性もほぼ同じものを用いた。さらに、レンズアレイ１の高さＺ１は表１に示した通りである。高さＺ１はダイヤルゲージ等を用いて測定した。なお、表１には、レンズアレイ１の焦点距離ＬＢをも併せて示す。
【００７１】
【表１】
2017128084.tif 000003
【００７２】
次に、図１５の流れ図を参照して、焦点距離測定装置７００を用いたＭＴＦ値および対称性Ｓの測定方法について説明する。
【００７３】
まず、レンズアレイ１をＸ軸方向に移動し、カメラ７０３の視野外へ退避させる（ステップＦ１０１）。次に、ＬＥＤアレイ７０２のＬＥＤ素子３０を点灯し、カメラ７０３によってＬＥＤアレイ７０２のＺ方向位置を測定する（ステップＦ１０２）。そののち、レンズアレイ１によってＬＥＤアレイ７０２の像が結像されるように、また、レンズアレイ１の端面１２Ａをカメラ７０３によって撮影できる位置に、レンズアレイ１をＸ軸方向に移動する（ステップＦ１０３）。次に、Ｌｏ＝ＬＭＩＮとなるようにレンズアレイ１をＺ軸方向に移動し、レンズアレイ１の端面１２ＡにおけるＺ軸方向の位置をカメラ７０３によって測定する（ステップＦ１０４）。次に、Ｌｉ＝ＬＭＩＮとなるようにカメラ７０３をＺ軸方向に移動する（ステップＦ１０５）。次に、ＬＥＤアレイ７０２におけるＬＥＤ素子３０を１つおきに点灯させ、レンズアレイ１によるＬＥＤアレイ７０２の結像をカメラ７０３で撮影する。さらに、ＬＥＤアレイ７０２の結像の光量分布に基づき、ＭＴＦ値と対称性Ｓとをそれぞれ算出する（ステップＦ１０６）。併せて焦点距離ＬＢの算出もおこなった。ＭＴＦ値、対称性Ｓおよび焦点距離ＬＢの算出方法については既に述べた通りである。ＭＴＦ値および対称性Ｓの算出ののち、距離Ｌｉの値がＬＭＡＸと同等以上であるか判断する（ステップＦ１０７）。そこで距離Ｌｉの値がＬＭＡＸより小さい場合（ステップＦ１０７Ｎ）、レンズアレイ１を＋Ｚ方向へ距離ＰＳだけ移動させると共にカメラ７０３を＋Ｚ方向へ２×ＰＳの距離だけ移動させたのち（ステップＦ１０８）、ステップＦ１０６の処理を再度実行する。一方、距離Ｌｉの値がＬＭＡＸと同等以上である場合（ステップＦ１０７Ｙ）、焦点距離測定装置７００による測定を終了する。ここでの測定においては、ＬＭＩＮはレンズアレイ１の焦点距離ＬＢのおおよそ−０．２５ｍｍとし、ＬＭＡＸはレンズアレイ１の焦点距離ＬＢのおおよそ＋０．２５ｍｍとした。また、距離ＰＳは０．０１ｍｍとした。
【００７４】
焦点距離測定装置７００における、ＬＥＤアレイ７０２のＺ軸方向位置の測定とレンズアレイ１のＺ軸方向位置の測定とについては、以下のように実施した。以下、図１６を参照して説明する。
【００７５】
図１６Ａは、カメラ７０３によるＬＥＤアレイ７０２の撮影画像である。ＬＥＤアレイ７０２を点灯させ、カメラ７０３をＺ軸方向に移動させながらＬＥＤアレイ７０２を撮影した。撮影画像について、隣接する画素の輝度の引き算を算出しその絶対値の撮影画像の全画像の和を算出する。すると、隣接画素の輝度の差の絶対値の全画像の和が最も大きいカメラ７０３の焦点位置ＩＭＧのＺ座標が、ＬＥＤアレイ７０２のＺ軸方向の位置となっている。図１６Ｂは、レンズアレイ１の端面１２Ａの、カメラ７０３による撮影画像である。カメラ７０３をＺ軸方向に移動させながら端面１２Ａを撮影する。その撮影画像について、隣接する画素の輝度の引き算を算出しその絶対値の撮影画像の全画像の和を算出する。すると、隣接画素の輝度の差の絶対値の全画像の和が最も大きいカメラ７０３の焦点位置ＩＭＧのＺ座標が、端面１２ＡのＺ軸方向の位置、すなわちレンズアレイ１のＺ軸方向の位置となる。
【００７６】
図１７Ａ〜１７Ｆに、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１について焦点距離測定装置７００を用いて求めた対称性Ｓとオフセット量との関係を示す。オフセット量の増加はレンズアレイ１から遠ざかる方向を意味し、オフセット量の減少はレンズアレイ１に近づく方向を意味する。なお、各レンズアレイ１の対称性Ｓは、多数の結像について測定し、それらを平均した値を示している。
【００７７】
図１８における実線Ｌ１８は、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１についての、高さＺ１（ｍｍ）と焦点距離ＬＢ（ｍｍ）との関係を示したものである。また、図１８において実線Ｌ１８を挟むように位置する２つの破線Ｌ１８Ａ，Ｌ１８Ｂの間のトーンを付した領域は、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１と同じ条件で作製した複数のレンズアレイについての高さＺ１と焦点距離ＬＢとの関係をプロットしたものが含まれる領域である。図１８においてそのような領域が存在するのは、ロッドレンズ１１のレンズ部分１４における屈折率分布のばらつきを反映している。すなわち、破線Ｌ１８Ａと破線Ｌ１８Ｂとの間の領域に含まれるレンズアレイ１は、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１と実質的に同じ光学特性を示し、オフセット量と対称性Ｓとの関係も実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１のそれと実質的に同じである。したがって、破線Ｌ１８Ａと破線Ｌ１８Ｂとの間の領域に含まれるレンズアレイ１を用いて得られた印刷画像は、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１を用いて得られた印刷画像と実質的に同じ印刷品質の傾向を示す。破線Ｌ１８Ａおよび破線Ｌ１８Ｂは、それぞれ、下記の式（６）および式（７）に近似される。
【００７８】
ＬＢ＝−５.５７×Ｚ１＋２６．６  ……（６）
ＬＢ＝−５.５７×Ｚ１＋２６．８  ……（７）
【００７９】
式（６）および式（７）から、下記の式（８）を満足するレンズアレイは、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１と実質的に同じ屈折率分布を有し、オフセット量と対称性Ｓとの関係も実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１と実質的に同じであり、印刷品質も同様の傾向を示すものと言える。
【００８０】
２６．６≦ＬＢ＋５．５７×Ｚ１≦２６．８  ……（８）
【００８１】
次に、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１を用いた露光装置３を画像形成装置１００に搭載し、印刷画像の形成を行い、その品質の評価を実施した。但し、印刷画像の形成に先立ち、ＬＥＤアレイ７０２に含まれる全てのＬＥＤ素子３０からレンズアレイ１へそれぞれ向かう光量が実質的に同一となるように、全てのＬＥＤ素子３０に対してそれぞれ光量補正を加えるようにした。
【００８２】
このような光量補正の実施にあたっては、図１９および図２０にそれぞれ示した光像測定機により、レンズアレイ１による結像の光量分布を測定した。
【００８３】
図１９に示した光像測定機は、被検体である露光装置３におけるレンズアレイ１の端面１２Ａと対向するように配置されたフォトセンサ８０４を備えている。この光像測定機は、レンズアレイ１の端面１２Ａから距離Ｌｉだけ離れた位置の結像の光量を、ＬＥＤ素子３０ごとに測定するものである。具体的には、フォトセンサ８０４を露光装置３の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って走査させながら、Ｘ軸方向におけるフォトセンサ８０４の位置と測定対象とする点灯したＬＥＤ素子３０の位置とが一致するところでフォトセンサ８０４により結像の光量分布を測定する。
【００８４】
また、図２０に示した光像測定機は、図１９に示した光像測定機のフォトセンサ８０４をスリットセンサ８００に置き換えたものである。スリットセンサ８００は、レンズアレイ１の端面１２Ａと対向するように配置されたフォトセンサ８０３と、そのフォトセンサ８０３とレンズアレイ１との間に、スリット８０１が形成された遮光板８０２とを有している。スリット８０１は、図２０に示したように、ＬＥＤ素子３０の配列方向であるＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿って形成されている。ＬＥＤ素子３０から発せられてレンズアレイ１を透過した光は、スリット８０１を通過したのちフォトセンサ８０３に入射し、電気信号に変換される。図２０に示した光像測定機では、フォトセンサ８０３を露光装置３の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って走査させながら、Ｘ軸方向におけるフォトセンサ８０３の位置と測定対象とする点灯したＬＥＤ素子３０の位置とが一致するところでフォトセンサ８０３により結像の光量分布を測定する。
【００８５】
次に、図２１の流れ図を参照して、図１９および図２０の光像測定機を用いたＬＥＤ素子３０の光量補正の手順について説明する。
【００８６】
まず、ＬＥＤアレイ３００における複数のＬＥＤ素子３０を１ドットずつ一定電流値で点灯させ、その光量をフォトセンサ８０４で測定する（ステップＦ２０１）。次に、ステップＦ２０１で測定した全てのＬＥＤ素子３０の光量値に基づき、全てのＬＥＤ素子３０の光量が同じになるような、各ＬＥＤ素子３０の電流値（これを光量補正値とする）を算出する。そののち、複数のＬＥＤ素子３０を１ドットずつ、算出した光量補正値で点灯させ、ＬＥＤ素子３０の結像の波形であるスリット波形をスリットセンサ８００で測定する（ステップＦ２０２）。ステップＦ２０２で測定したスリット波形から、全てのＬＥＤ素子３０のスリット波形の断面積が同じになるような、各ＬＥＤ素子３０の電流値（これをスリット補正値とする）を算出する（ステップＦ２０３）。そののち、そのスリット補正値を露光装置３のＲＯＭに書き込む（ステップＦ２０４）。
【００８７】
図２２Ａは、図２１に示した流れ図のステップＦ２０２で測定される、ＬＥＤ素子３０の結像の波形であるスリット波形である。各ＬＥＤ素子３０は同一の光量となるように光量補正値で制御されている。図２２Ａでは、各スリット波形で幅ＷＳとなる波形の高さはまちまちである。一方、図２２Ｂは、図２１に示した流れ図のステップＦ２０３で算出される、スリット補正値の算出方法を示している。各スリット波形で幅ＷＳとなる波形の高さが同じとなるように設定される各ＬＥＤ素子３０の電流値がスリット補正値である。本実施例の露光装置３では、スリット波形の幅ＷＳが６０μｍとなる位置の高さが等しくなるようにスリット補正値を算出した。
【００８８】
上述の光量補正を行ったのち、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１を用いた露光装置３を画像形成装置１００に搭載し、印刷画像の形成を行い、その品質の評価を実施した。以下、図２３Ａ〜２３Ｃを参照して印刷評価について説明する。
【００８９】
印刷評価は、６００ｄｐｉの解像度である露光装置３を搭載した画像形成装置１００を用いた。ここでは、ＬＥＤ素子３０を２ドット連続点灯および２ドット連続消灯させて形成した印刷画像（図２３Ａ）、媒体１０１の搬送方向であるＹ軸方向に縦細線を有する印刷画像（図２３Ｂ）、あるいはＬＥＤ素子３０の配列方向であるＸ軸方向に縦細線を有する印刷画像（図２３Ｃ）を印刷した。それらの印刷画像につき、縦すじや濃度むらが認められないものを良好と判断した。具体的には、レンズアレイ１とＬＥＤ素子３０との距離Ｌｏ、およびレンズアレイ１と感光体ドラム４１との距離Ｌｉの双方が焦点距離ＬＢと一致している場合の印刷画像の評価結果を基準（△で表示）とし、それより良好なものを○、不良のものを×で示した。その結果を表２〜表７にそれぞれ示す。なお、表２〜表７に示したオフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）の増加はレンズアレイ１から遠ざかる方向を意味し、オフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）の減少はレンズアレイ１に近づく方向を意味する。
【００９０】
【表２】
2017128084.tif 000004
【００９１】
【表３】
2017128084.tif 000005
【００９２】
【表４】
2017128084.tif 000006
【００９３】
【表５】
2017128084.tif 000007
【００９４】
【表６】
2017128084.tif 000008
【００９５】
【表７】
2017128084.tif 000009
【００９６】
なお、図２３Ａ〜２３Ｃでは、符号９０１を付した黒塗りのドットが点灯しているＬＥＤ素子３０を示し、そのＬＥＤ素子３０に対応する位置にトナーが媒体１０１に付着することを意味する。一方、符号９０２を付した白抜きのドットはＬＥＤ素子３０が点灯せず、それに対応する位置の媒体１０１にはトナーが付着しないことを示している。ここで、ＬＥＤアレイ３００におけるＬＥＤ素子３０の各寸法は以下のようにした。すなわち、配列ピッチＰＥを４２μｍとし、幅ＸＥを２１μｍとし、長さＹＥを２１μｍとした。また、電極３６の先端部３６１の幅ＸＰを５μｍとした。表２〜表７には、｜ＨＬ−ＨＲ｜の値および対称性Ｓの値についてもそれぞれ示す。
【００９７】
表２〜表７に示したように、対称性Ｓが＋０．６５以下である場合に良好な印刷結果が得られた。また、オフセット量（Ｌｏ−ＬＢ）の値を表２〜表７に記載した最大値よりもさらに大きくしたところ、印刷画像の評価結果はともに不良（×）となった。オフセット量の値を表２に記載した最小値よりもさらに小さくした場合においても、印刷画像の評価結果はともに不良（×）となった。また、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１におけるオフセット量の絶対値ＯＳＡの変化に応じた対称性Ｓの極小値Ｓｏはいずれも０．５であり、印刷画像の評価結果が良好であった対称性Ｓの値の極小値Ｓｏに対する比は、１３０％以下となった。すなわち、実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１は、いずれも上述の式（４）を満たしていることが確認された。
【００９８】
ここで、オフセット量の絶対値｜Ｌｏ−ＬＢ｜をＯＳＡと表し、良好な印刷画像が得られるＯＳＡの下限値をＯＳＡ１と表し、良好な印刷画像が得られるＯＳＡの上限値をＯＳＡ２と表し、対称性Ｓが極小値Ｓｏとなる場合のＯＳＡをＯＢと表すこととする。それらをまとめて表８に示す。
【００９９】
【表８】
2017128084.tif 000010
【０１００】
図２４は表８の焦点距離ＬＢと、ＯＳＡ１、ＯＢおよびＯＳＡ２との関係を表す特性図である。図２４において、プロット「■」がＯＢの値であり、プロット「◆」がＯＳＡ１の値であり、プロット「▲」がＯＳＡ２の値である。実線はＯＢの値を表すプロット「■」を結ぶ直線であり、破線はＯＳＡ１の値を表すプロット「◆」を結ぶ直線であり、１点鎖線がＯＳＡ２の値を表すプロット「▲」を結ぶ直線である。レンズアレイ１の焦点距離ＬＢに応じて、距離Ｌｏおよび距離Ｌｉを焦点距離ＬＢに対してＯＳＡ１以上ＯＳＡ２以下の範囲で変化させることにより、距離Ｌｏ，Ｌｉを焦点距離ＬＢと等しく設定するよりも良好な印刷が得られる。
【０１０１】
ここで、表８に示したＯＳＡ１の値を焦点距離ＬＢの１次関数に近似すると式（９）が得られ、表８に示したＯＳＡ２の値を焦点距離ＬＢの１次関数に近似すると式（１０）が得られる。
【０１０２】
ＯＳＡ１＝０．１８４×ＬＢ−０．２８８  ……（９）
【０１０３】
ＯＳＡ２＝０．４０８×ＬＢ−０．５３８  ……（１０）
【０１０４】
したがって、レンズアレイ１の焦点距離ＬＢに対し、良好な印刷が得られるＯＳＡの範囲は、下記の式（１１）で表すことができる。
【０１０５】
０．１８４×ＬＢ−０．２８８≦ＯＳＡ≦０．４０８×ＬＢ−０．５３８  ……（１１）
【０１０６】
実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１の焦点距離ＬＢは２．２０２ｍｍ〜３．８１５ｍｍの範囲であるから、良好な印刷の得られるＯＳＡの値は０．１２ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲である。
【０１０７】
図２５は、表８のレンズアレイ１の高さＺ１と、ＯＳＡ１、ＯＢおよびＯＳＡ２との関係を表す特性図である。図２５において、プロット「■」がＯＢの値であり、プロット「◆」がＯＳＡ１の値であり、プロット「▲」がＯＳＡ２の値である。実線はＯＢの値を表すプロット「■」を結ぶ直線であり、破線はＯＳＡ１の値を表すプロット「◆」を結ぶ直線であり、１点鎖線がＯＳＡ２の値を表すプロット「▲」を結ぶ直線である。レンズアレイ１の高さＺ１に応じて、距離Ｌｏおよび距離Ｌｉを焦点距離ＬＢに対してＯＳＡ１以上ＯＳＡ２以下の範囲で変化させることにより、距離Ｌｏ，Ｌｉを焦点距離ＬＢと等しく設定するよりも良好な印刷が得られる。
【０１０８】
ここで、表８に示したＯＳＡ１の値を高さＺ１の１次関数に近似すると式（１２）が得られ、表８に示したＯＳＡ２の値を高さＺ１の１次関数に近似すると式（１３）が得られる。
【０１０９】
ＯＳＡ１＝−１．０２４×Ｚ１＋４．６１６  ……（１２）
【０１１０】
ＯＳＡ２＝−２．２６９×Ｚ１＋１０．３３０  ……（１３）
【０１１１】
したがって、レンズアレイ１の高さＺ１に対し、良好な印刷が得られるＯＳＡの範囲は、下記の式（１４）で表すことができる。
【０１１２】
−１．０２４×Ｚ１＋４．６１６≦ＯＳＡ≦−２．２６９×Ｚ１＋１０．３３０  ……（１４）
【０１１３】
実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１の高さ寸法Ｚ１は４．１１１ｍｍ〜４．３９４ｍｍの範囲であるから、良好な印刷の得られるＯＳＡの値は０．１２ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲である。
【０１１４】
ここで、ＯＢを起点としたＯＳＡの変化量をＳＢと表すと共に、良好な印刷画像が得られるＳＢの下限値をＳＢ１と表し、良好な印刷画像が得られるＳＢの上限値をＳＢ２と表すこととする。それらをまとめて表９に示す。
【０１１５】
【表９】
2017128084.tif 000011
【０１１６】
図２６は表９の焦点距離ＬＢと、ＳＢ１およびＳＢ２との関係を表す特性図である。図２６において、プロット「○」がＳＢ１の値であり、プロット「×」がＳＢ２の値である。実線はＳＢ１の値を表すプロット「○」を結ぶ直線であり、破線はＳＢ２の値を表すプロット「×」を結ぶ直線である。レンズアレイ１の焦点距離ＬＢに応じて、ＯＳＡを、ＯＢを起点としてＳＢ１以上ＳＢ２以下の範囲で変化させることにより、距離Ｌｏ，Ｌｉを焦点距離ＬＢと等しく設定するよりも良好な印刷が得られる。
【０１１７】
ここで、表９に示したＳＢ１の値を焦点距離ＬＢの１次関数に近似すると式（１５）が得られ、表９に示したＳＢ２の値を焦点距離ＬＢの１次関数に近似すると式（１６）が得られる。
【０１１８】
ＳＢ１＝−０．１１２×ＬＢ＋０．１２５  ……（１５）
【０１１９】
ＳＢ２＝０．１１２×ＬＢ−０．１２５  ……（１６）
【０１２０】
したがって、レンズアレイ１の焦点距離ＬＢに対し、良好な印刷が得られるＳＢの範囲は、下記の式（１７）で表すことができる。
【０１２１】
−０．１１２×ＬＢ＋０．１２５≦ＳＢ≦０．１１２×ＬＢ−０．１２５  ……（１７）
【０１２２】
実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１の焦点距離ＬＢは２．２０２ｍｍ〜３．８１５ｍｍの範囲であるから、良好な印刷の得られるＳＢの値は−０．３０ｍｍ〜＋０．３０ｍｍの範囲である。
【０１２３】
図２７は、表９のレンズアレイ１の高さＺ１と、ＳＢ１およびＳＢ２との関係を表す特性図である。図２７において、プロット「○」がＳＢ１の値であり、プロット「×」がＳＢ２の値である。実線はＳＢ１の値を表すプロット「○」を結ぶ直線であり、破線はＳＢ２の値を表すプロット「×」を結ぶ直線である。レンズアレイ１の高さＺ１に応じて、ＯＳＡを、ＯＢを起点としてＳＢ１以上ＳＢ２以下の範囲で変化させることにより、距離Ｌｏ，Ｌｉを焦点距離ＬＢと等しく設定するよりも良好な印刷が得られる。
【０１２４】
ここで、表９に示したＳＢ１の値を高さＺ１の１次関数に近似すると式（１８）が得られ、表９に示したＳＢ２の値を高さＺ１の１次関数に近似すると式（１９）が得られる。
【０１２５】
ＳＢ１＝０．６２３×Ｚ１−２．８５７  ……（１８）
【０１２６】
ＳＢ２＝−０．６２３×Ｚ１＋２．８５７  ……（１９）
【０１２７】
したがって、レンズアレイ１の高さＺ１に対し、良好な印刷が得られるＳＢの範囲は、下記の式（２０）で表すことができる。
【０１２８】
０．６２３×Ｚ１−２．８５７≦ＳＢ≦−０．６２３×Ｚ１＋２．８５７  ……（２０）
【０１２９】
実験例１−１〜１−６の各レンズアレイ１の高さ寸法Ｚ１は４．１１１ｍｍ〜４．３９４ｍｍの範囲であるから、良好な印刷の得られるＳＢの値は−０．３ｍｍ〜＋０．３ｍｍの範囲である。
【０１３０】
このように、本実験例によれば、ＬＥＤアレイ３００とレンズアレイ１とを、その距離Ｌｏが、結像のコントラストが最も高くなる焦点距離ＬＢと異なるように配置し、不鮮明な結像を形成することで、画像形成装置の印刷画像にすじや濃度むらなどの印刷不良の発生を抑制できることが確認できた。
【０１３１】
＜４．その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、レンズアレイ１が２列に並ぶロッドレンズ１１を有するようにしたが、ロッドレンズの配置位置や数についてはこれに限定されるものではない。
【０１３２】
例えば、上記実施の形態では、１次転写方式の画像形成装置１００を例示して説明したが、本発明は２次転写方式にも適用されうるものである。
【０１３３】
また、上記実施の形態では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１…レンズアレイ、３…露光装置、１１…ロッドレンズ、１２Ａ，１２Ｂ…端面、１３…外周面、１４…レンズ部分、１５…光吸収層、１７…側板、３０…ＬＥＤ素子、３００…ＬＥＤアレイ、３１…シール部材、３３…配線基板、３４…ホルダ、３５…ベース、３６…電極、１００…画像形成装置、１０１…媒体、５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ…画像形成部、６０…給紙カセット、６１…給紙ローラ、６２，６３…搬送ローラ、８０…転写ローラ、８１…転写ベルト、９…定着器、６４…搬送ローラ、６５…排出ローラ、７…排出トレー、１０…筐体、５１…トナーカートリッジ、４１…感光体ドラム、４１Ｊ…回転軸、４２…帯電ローラ、４３…クリーニングブレード、４４…現像ローラ、４５…供給ローラ、７０…制御部、７００…焦点距離測定装置、７０１…回路基板、７０２…ＬＥＤアレイ、７０３…カメラ、８００…スリットセンサ、８０１…スリット、８０２…遮光板、８０３…フォトセンサ、８０４…フォトセンサ、Ｌｉ．Ｌｏ…距離、ＬＢ…焦点距離、ＣＬ…中心位置、ＰＥ…配列ピッチ。
【図１】
2017128084.tif 000012
【図２】
2017128084.tif 000013
【図３】
2017128084.tif 000014
【図４】
2017128084.tif 000015
【図５】
2017128084.tif 000016
【図６Ａ】
2017128084.tif 000017
【図６Ｂ】
2017128084.tif 000018
【図７】
2017128084.tif 000019
【図８】
2017128084.tif 000020
【図９】
2017128084.tif 000021
【図１０】
2017128084.tif 000022
【図１１】
2017128084.tif 000023
【図１２】
2017128084.tif 000024
【図１３】
2017128084.tif 000025
【図１４】
2017128084.tif 000026
【図１５】
2017128084.tif 000027
【図１６Ａ】
2017128084.tif 000028
【図１６Ｂ】
2017128084.tif 000029
【図１７Ａ】
2017128084.tif 000030
【図１７Ｂ】
2017128084.tif 000031
【図１７Ｃ】
2017128084.tif 000032
【図１７Ｄ】
2017128084.tif 000033
【図１７Ｅ】
2017128084.tif 000034
【図１７Ｆ】
2017128084.tif 000035
【図１８】
2017128084.tif 000036
【図１９】
2017128084.tif 000037
【図２０】
2017128084.tif 000038
【図２１】
2017128084.tif 000039
【図２２Ａ】
2017128084.tif 000040
【図２２Ｂ】
2017128084.tif 000041
【図２３Ａ】
2017128084.tif 000042
【図２３Ｂ】
2017128084.tif 000043
【図２３Ｃ】
2017128084.tif 000044
【図２４】
2017128084.tif 000045
【図２５】
2017128084.tif 000046
【図２６】
2017128084.tif 000047
【図２７】
2017128084.tif 000048