JP2010042633A - ラインヘッド、ラインヘッド用レンズアレイおよびその型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削等の機械加工で型を製造した場合、加工に時間を要し、工具も消耗して均一な加工が難しい。また、途中で工具を交換することも可能であるが、交換前後で工具の位置がずれるためレンズ面位置が変化し、レンズの位置精度の確保が難しい。
【解決手段】レンズを形成する凹型の面が第１の方向ＸＸに複数配置されたレンズアレイの型の製造方法であって、第１の方向ＸＸに凹型の面に対応する凹型の面が複数形成された第１の原盤３１０を機械加工により形成する工程と、第１の原盤３１０から射出成型により凸型の面が複数形成された第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを形成する工程と、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを第１の方向ＸＸに複数並べて第３の原盤３３０を形成する工程と、第３の原盤３３０から電鋳により型を形成する工程と、を含むレンズアレイの型の製造方法。
【選択図】図８

Description

本発明は、潜像担持体の被走査面に対して光を走査するラインヘッド、それに用いるレンズアレイおよびその型の製造方法に関する。

潜像担持体である感光体の被走査面に対して光を走査して潜像を形成するラインヘッドは、画像形成装置である電子写真式プリンタの光源として使用されている。
ラインヘッドとしての光プリンタヘッドは、複数の発光素子グループが載置されたヘッド基板と発光素子グループに対応したレンズを有するレンズアレイとを備えている。

ラインヘッドであるＬＥＤアレイ、ラインヘッドレンズアレイであるマイクロレンズアレイおよびその型の製造方法として、ガラスのレンズ基板上に樹脂レンズを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、フォトリソグラフィーと電鋳により型を形成し、光硬化性樹脂を用いてガラス基板上にレンズを形成する。
マイクロレンズアレイおよびその製造方法として、マイクロレンズを形成した樹脂膜をガラスまたは透光性樹脂からなる基板部に接合する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、切削により加工された現型から電鋳により金型を作り、光硬化性樹脂を用いてガラス基板上にレンズを形成する。

特開２００５−２７６８４９号公報（７頁および８頁、図９〜図１３） 特開２００２−１２２７０６号公報（６頁、図６および図７）

レンズアレイに形成されたレンズのレンズ口径は１ｍｍ程度で、レンズ高さは０．３ｍｍ程度である。レンズアレイに対応した型をフォトリソグラフィーで製造する場合、対応できるレンズ高さは０．１ｍｍ程度であり、これよりも高いレンズ面を形成した場合には、エッチングのムラが顕著となって、要求される面形状精度、表面粗さを達成するのが困難である。
切削等の機械加工で型を製造した場合、加工に時間を要し、工具も消耗して均一な加工が難しい。また、途中で工具を交換することも可能であるが、交換前後で工具の位置がずれるためレンズ面位置が変化し、レンズの位置精度の確保が難しい。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］第１の方向に凹型の面が形成された第１の原盤を機械加工により形成する工程と、前記第１の原盤から射出成型により凸型の面が形成された樹脂原盤を形成する工程と、前記樹脂原盤の前記第１の方向の端部を切断して第２の原盤を形成する工程と、前記第２の原盤を前記第１の方向に配設して第３の原盤を形成する工程と、前記第３の原盤から電鋳により型を形成する工程と、を含むことを特徴とするレンズアレイの型の製造方法。

この適用例によれば、樹脂原盤が射出成型により第１の原盤から形成されており、第１の原盤と同じ面形状精度、表面粗さを備えた樹脂原盤が得られる。樹脂原盤の第１の方向における端部を切り取った第２の原盤は、第１の原盤と同じ面形状精度、表面粗さを備えている。第３の原盤は、複数の第２の原盤を第１の方向に並べて形成されており、第２の原盤と同じ面形状精度、表面粗さを備えた第３の原盤が得られる。レンズアレイを形成するための型は、第３の原盤から電鋳により第１の方向に長い一体の型として得られ、第２の原盤の面形状精度、表面粗さが転写されている。したがって、第３の原盤から電鋳により得られる型の面形状精度、表面粗さが、第１の原盤と同等で一体としてのレンズアレイの型の製造方法が得られる。

また、第１の原盤は第１の方向の長さに対して短いので、第１の原盤を形成する原盤も短くてすみ、機械加工に要する時間を短縮することができる。また、機械加工で工具等の交換回数が少なくなる。したがって、レンズの位置精度が確保されたレンズアレイの型の製造方法が得られる。

［適用例２］前記第２の原盤は、アライメントマークが設けられるとともに、前記第３の原盤を形成する工程は、前記第２の原盤を前記アライメントマークにしたがって前記第２の原盤間に隙間を設けて配設して形成する上記記載のレンズアレイの型の製造方法。

この適用例では、第２の原盤をアライメントマークにしたがって並べるので、それぞれの第２の原盤の凸型の面の位置合わせが行いやすい。また、第２の原盤間に隙間を空けることによって、位置合わせ時に遊びが生じ、より位置合わせが行いやすい。したがって、レンズの位置精度が確保されたレンズアレイの型の製造方法が得られる。

［適用例３］前記隙間を樹脂で埋める上記記載のレンズアレイの型の製造方法。
この適用例では、第２の原盤間の隙間を樹脂で埋めることにより、第２の原盤が一体として形成される。

［適用例４］前記第１の原盤の凹型の面は、２次元に配設されている上記記載のレンズアレイの型の製造方法。
この適用例では、第１の方向の複数列のレンズを備えたレンズアレイの型の製造方法が得られる。

［適用例５］上記記載のレンズアレイの型の製造方法で製造されたレンズアレイの型を用いて形成したことを特徴とするレンズアレイ。
この適用例によれば、前述の効果を達成できるレンズアレイが得られる。

［適用例６］上記記載のレンズアレイと、前記レンズアレイのレンズで結像される光を発光する２個以上の発光素子が設けられたヘッド基板と、を備えたことを特徴とするラインヘッド。
この適用例によれば、前述の効果を達成できるラインヘッドが得られる。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態）

図１は画像形成装置１の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置１の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣはエンジンコントローラＥＣに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに与える。また、このヘッドコントローラＨＣは、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラＥＣからの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。

本実施形態にかかる画像形成装置１が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット７、転写ベルトユニット８および給紙ユニット１１もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、２次転写ユニット１２、定着ユニット１３、シート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット１１は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット１１および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

画像形成ユニット７は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され回転方向Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム２１の表面が副走査方向に搬送されることとなる。また、感光体ドラム２１の周囲には、回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８が有する転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションＫで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図１において、画像形成ユニット７の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。

帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って感光体ドラム２１に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を帯電させる。

ラインヘッド２９は、感光体ドラム２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に配列された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム２１から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に対して光を照射して該表面に潜像を形成する。なお、本実施形態では、各色のラインヘッド２９を制御するためにヘッドコントローラＨＣが設けられ、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤと、エンジンコントローラＥＣからの信号とに基づき各ラインヘッド２９を制御している。すなわち、本実施形態では、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラＭＣの画像処理部５１に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータＶＤが作成されるとともに、該ビデオデータＶＤがメイン側通信モジュール５２を介してヘッドコントローラＨＣに与えられる。また、ヘッドコントローラＨＣでは、ビデオデータＶＤはヘッド側通信モジュール５３を介してヘッド制御モジュール５４に与えられる。このヘッド制御モジュール５４には、上記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号ＶｓｙｎｃがエンジンコントローラＥＣから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータＶＤなどに基づきヘッドコントローラＨＣは各色のラインヘッド２９に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド２９に出力する。こうすることで、各ラインヘッド２９において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。

そして、本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を感光体カートリッジとしてユニット化している。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。

現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してラインヘッド２９により形成された静電潜像が顕在化される。

このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する１次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１に１次転写される。

また、本実施形態では、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１の１次転写位置ＴＲ１の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラム２１の表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され図示矢印Ｄ８１の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを備えている。これらの１次転写ローラ８５は、それぞれ１次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図１に示すように全ての１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に１次転写位置ＴＲ１を形成する。そして、適当なタイミングで上記１次転写バイアス発生部から１次転写ローラ８５に１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する１次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１表面に転写してカラー画像を形成する。

一方、モノクロモード実行時は、４個の１次転写ローラ８５のうち、カラー１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間させるとともにモノクロ１次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーションＫに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションＫのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーションＫとの間にのみ１次転写位置ＴＲ１が形成される。そして、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部からモノクロ１次転写ローラ８５Ｋに１次転写バイアスを印加することで、感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、１次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。

さらに、転写ベルトユニット８は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。また、この下流ガイドローラ８６は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーションＫの感光体ドラム２１に当接して形成する１次転写位置ＴＲ１での１次転写ローラ８５Ｋと感光体ドラム２１との共通内接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。

駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ８１の方向に循環駆動するとともに、２次転写ローラ１２１のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１２１を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ８２と２次転写ローラ１２１との当接部分（２次転写位置ＴＲ２）へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。

給紙ユニット１１は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って２次転写位置ＴＲ２に給紙される。

２次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が２次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、２つのローラ１３２１，１３２２により張られた加圧ベルト１３２３を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。

また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、２次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ８３が移動する場合は、ブレード対向ローラ８３と一緒にクリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３も移動することとなる。

以下に、本実施形態におけるラインヘッド２９を図に基づいて詳しく説明する。
図３は、本実施形態にかかるラインヘッド２９の概略斜視図である。また、図４は、ラインヘッド２９を副走査方向ＹＹに切断した断面図である。
図３において、ラインヘッド２９は、主走査方向ＸＸに配列された発光素子グループ４１０を備えている。発光素子グループ４１０は、複数の発光素子４１１を備えている。これらの発光素子４１１から、図４に示したように、帯電部２３（図１参照）により帯電された感光体２Ｙの被走査面である表面２００に対して光が照射され、表面２００に静電潜像が形成される。

図３において、ラインヘッド２９は、主走査方向ＸＸを第１の方向とするケース４２０を備えるとともに、かかるケース４２０の両端には、位置決めピン４２１とねじ挿入孔４２２が設けられている。かかる位置決めピン４２１を、図示しない感光体カバーに穿設された位置決め孔に嵌め込むことで、ラインヘッド２９が、図４に示した感光体２Ｙに対して位置決めされている。感光体カバーは、感光体２Ｙを覆うとともに感光体２Ｙに対して位置決めされている。また、ねじ挿入孔４２２を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔（図示省略）にねじ込んで固定することで、ラインヘッド２９が感光体２Ｙに対して位置決め固定されている。

図３および図４において、ケース４２０は、感光体２Ｙの表面２００に対向する位置に、結像レンズが配列された２つのレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを重なるように保持するとともに、その内部に、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂに近い順番で、遮光部材４４０および基板としてのヘッド基板４５０を備えている。
ヘッド基板４５０は透明なガラス基板である。ヘッド基板４５０のうら面４５２（ヘッド基板４５０が有する２つの面のうち遮光部材４４０に対向するおもて面４５１とは逆側の面）には、複数の発光素子グループ４１０が設けられている。複数の発光素子グループ４１０は、ヘッド基板４５０のうら面４５２に、図３に示すように、主走査方向ＸＸおよび副走査方向ＹＹに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に、並べて配置されている。ここで、発光素子グループ４１０は、図３中の円で囲んだ部分に示すように、複数の発光素子４１１を２次元的に配列することによって構成されている。

本実施形態では、発光素子として有機ＥＬを用いる。つまり、本実施形態では、ヘッド基板４５０のうら面４５２に有機ＥＬを発光素子４１１として配置している。そして、複数の発光素子４１１のそれぞれから感光体２Ｙの方向に射出される光は、ヘッド基板４５０を介して遮光部材４４０へ向かう。
発光素子はＬＥＤであってもよい。この場合、基板はガラス基板でなくてもよく、ＬＥＤは、おもて面４５１に設けることができる。

図３および図４において、遮光部材４４０は、複数の発光素子グループ４１０に対して一対一で対応する複数の導光孔４４１０を備えている。
発光素子グループ４１０に属する発光素子４１１から射出された光は、発光素子グループ４１０に一対一で対応する導光孔４４１０によって、一対のレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂに導かれる。そして、導光孔４４１０を通過した光は、二点鎖線で示すように、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂにより、感光体２Ｙの表面２００にスポットとして結像されることとなる。

図４に示すように、裏蓋４７０が、固定器具４６０によって、ヘッド基板４５０を介してケース４２０に押圧されている。固定器具４６０は、裏蓋４７０をケース４２０側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋４７０を押圧することで、ケース４２０の内部から光が漏れないように、および、ケース４２０の外部から光が侵入しないように密閉している。なお、固定器具４６０は、図３に示すケース４２０の主走査方向ＸＸに複数箇所設けられている。また、発光素子グループ４１０は、封止部材４８０により覆われている。

図５に、レンズアレイ４３０ａの斜視図を、図６に、レンズアレイ４３０ａの主走査方向ＸＸの部分断面図を示した。レンズアレイ４３０ａの構成は、レンズアレイ４３０ｂの構成と同じである。
図６において、レンズアレイ４３０ａは、ベース基板としてのレンズ基板４３１とレンズ部４３２とを備えている。
なお、図３におけるレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの固定は、レンズ基板４３１を固定することによって行われている。また、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂは、レンズ部４３２がヘッド基板４５０側に配置されている。したがって、レンズ部４３２の形成されている面に対向する平面が、感光体２Ｙに対向する位置に配置されている。
図６において、レンズ部４３２は、複数のレンズ４３３を備えている。これらのレンズ４３３は、以下のように配置されている。

図４において、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂにそれぞれ設けられた図６のレンズ４３３は一対をなし、相互に図中一点鎖線で示した光軸を共通にする。また、これら一対のレンズ４３３は、図３に示した複数の発光素子グループ４１０に一対一で対向して配置されている。
各発光素子４１１から射出された光は、二点鎖線で示すようにレンズ４３３によって感光体２Ｙの表面２００上に結像する。

以下に、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの製造方法について述べる。
図７に、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの製造方法を表すフローチャート図を示した。レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂは、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを形成するための型（不図示）を用いて形成される。図７において、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの製造工程は、第１の原盤を形成する工程であるステップ１（Ｓ１）と、樹脂原盤を形成する工程であるステップ２（Ｓ２）と、第２の原盤を形成する工程であるステップ３（Ｓ３）と、第３の原盤を形成する工程であるステップ４（Ｓ４）と、型を形成する工程であるステップ５（Ｓ５）とを含む。

図８、図９には、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの製造方法を表す断面図を示した。図８、図９の工程間を結ぶ矢印は、矢印の始点における原盤を矢印の終点においても同じ原盤を用いることを示す。図８（ａ）は、第１の原盤３１０を形成する工程であるステップ１（Ｓ１）を示す。（ｂ）は、樹脂原盤３２０を形成する工程であるステップ２（Ｓ２）を示す。（ｃ）は、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを形成する工程であるステップ３（Ｓ３）を示す。（ｄ）は、第３の原盤３３０を形成する工程であるステップ４（Ｓ４）を示す。図９（ｅ）は、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを形成するための型３４０を形成する工程であるステップ５（Ｓ５）を示す。（ｆ）は、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを形成する工程を示す。

図８（ａ）において、基板３００に凹型の面Ｑ１を自由曲面加工機によって形成することによって第１の原盤３１０を得る。自由曲面加工機としては、５軸同時制御のものを用いることができる。

第１の原盤３１０の第１の方向ＸＸの長さは、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの長さの１／３〜１／４の長さとするのが好ましい。例えば、レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの長さが３００ｍｍである場合、１００ｍｍ程度の長さとする。

基板３００の材質としては、鉄、ステンレス、銅、ニッケル等を用いることができる。加工バイトにダイアモンドを用いる場合、基板３００と炭素が反応しないものが好ましく、例えば、ニッケル、無酸素銅が好ましい。また、例えば鉄等の基材にニッケル、無酸素銅をコーティングしたものであってもよい。この場合、ニッケル等の部分を加工する。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、アライメントマークを形成する方法について説明する図である。図１０（ａ）の第１の原盤３１０の凹型の面Ｑ１の周辺における平面に、図に示すようなアライメントマークＺ１を自由曲面加工機によって形成する。

図８（ｂ）において、第１の原盤３１０から射出成型により凸型の面Ｔ１を有する樹脂原盤３２０を形成する。この射出成型により、図１０（ｂ）の樹脂原盤３２０には、第１の原盤３１０のアライメントマークＺ１が転写されてアライメントマークＺ２が形成される。本実施形態では、３個の樹脂原盤３２０を射出成型により形成する。

図８（ｃ）において、３個の樹脂原盤３２０の破線に示す第１の方向ＸＸの両端部分を切削加工によってそれぞれ切断する。図１０（ｃ）は、１個の樹脂原盤３２０の破線と実線で囲まれた第１の方向ＸＸの両端部を切削加工によって切断して形成した１個の第２の原盤３２０ａを示す。同様に、残りの２個の樹脂原盤３２０の両端部を切削加工によってそれぞれ切断して第２の原盤３２０ｂ、第２の原盤３２０ｃを得る。第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃは、凸型の面Ｔ１を有する。

本実施形態では、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃの第１の方向ＸＸの両端部を切断したが、第１の方向ＸＸにおける片側の端部を切断してもよい。すなわち、図８（ｃ）の第２の原盤３２０ａは、第２の原盤３２０ｂ側すなわち図面右側のみを切断し、第２の原盤３２０ｃは、第２の原盤３２０ｂ側すなわち図面左側のみを切断してもよい。

図８（ｄ）において、基板６００上で第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを第１の方向ＸＸに並べる。基板６００は、後述する電鋳による熱からの影響を少なくするため、線膨張係数が小さいステンレスが望ましい。第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃの凸型の面Ｔ１が形成されている面と反対側が基板６００と向き合うように並べる。並べる前に、予め、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃと基板６００が接する面には、接着剤を塗布しておく。

図８（ｄ）において、次に、紫外線が照射されると硬化する樹脂としての紫外線硬化型樹脂を、隣接する二つの第２の原盤との隙間ＳＫ１に充填する。

図１１（ａ）は、図８（ｄ）において、基板６００上に並ぶ第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを示す図で、図８（ｄ）の図面上側から見た図である。図１１（ａ）に示すように、隣接する第２の原盤３２０ａ，３２０ｂおよび隣接する第２の原盤３２０ｂ，３２０ｃとの隙間ＳＫ１をそれぞれ設けるようにして、基板６００上に第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを第１の方向ＸＸに並べる。

基板６００には、アライメントマークＡＭが形成されている。例えば、ＣＣＤカメラを用いて、アライメントマークＡＭ付近を撮像し、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃのそれぞれに形成されたアライメントマークＺ２の位置と、基板６００に形成されたアライメントマークＡＭとの位置が一致するように、基板６００上に第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを並べる。基板６００上の第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃの位置を合わせる工程は、基板６００と第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃとの間に塗布した接着剤が硬化しないうちに行う。

次に、基板６００とは反対側から紫外線を照射し、隙間ＳＫ１に充填した紫外線硬化型樹脂を硬化させる。

このようにして、基板６００に固定され、隙間ＳＫ１に充填された紫外線硬化型樹脂により一体となった第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃによって構成される図８（ｄ）の第３の原盤３３０を形成する。

図９（ｅ）において、第３の原盤３３０から電鋳によりニッケルの層を形成し、凹型の面Ｑ２を有する型３４０を形成する。

図９（ｆ）において、型３４０を用いて、レンズ４３３（図５、図６参照）を形成するレンズ４３３を有するレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを射出成型によって形成する。

型３４０における凹型の面Ｑ２は、第１の方向ＸＸと、第１の方向ＸＸと垂直方向に並んで２次元に配置されている。型３４０における凹型の面Ｑ２が第１の方向ＸＸに並ぶ間隔と、第１の方向ＸＸと垂直方向に並ぶ間隔は、第１の原盤３１０における凹型の面Ｑ１が第１の方向ＸＸに並ぶ間隔と、第１の方向ＸＸと垂直方向に並ぶ間隔と同じである。従って、第１の原盤３１０における複数の凹型の面Ｑ１と、型３４０における複数の凹型の面Ｑ２とは位置がそれぞれ対応している。

図１１（ｂ）は、型３４０を示す図である。図の破線Ｌに示す範囲は、第３の原盤３３０が転写された範囲を示す。図８（ｄ）の第３の原盤３３０の隙間ＳＫ１に充填された紫外線硬化型樹脂が収縮した場合には、図１１（ａ）の第３の原盤３３０の隙間ＳＫ１に凹状の溝部が形成されるので、電鋳により、第３の原盤３３０から形成した型３４０には、断面が凸状の筋ＳＪ１が形成される。

図１１（ｃ）は、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を示す。型３４０に形成された凸状の筋ＳＪ１が電鋳により転写されるので、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）には、断面が凹状の筋ＳＪ２が形成される。

反対に、隙間ＳＫ１に紫外線硬化型樹脂を充填し、紫外線硬化型樹脂が隙間ＳＫ１より盛り上がった場合には、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）には断面が凸状の筋ＳＪ２が形成される。

以上、本実施形態で説明したレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを形成するための型の製造方法は、第１の方向ＸＸに凹型の面Ｑ１が形成された第１の原盤３１０を機械加工により形成する工程と、第１の原盤３１０から射出成型により凸型の面Ｔ１が形成された樹脂原盤３２０を形成する工程と、樹脂原盤３２０の第１の方向ＸＸの端部を切断して第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを形成する工程と、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを第１の方向ＸＸに配設して第３の原盤３３０を形成する工程と、第３の原盤３３０から電鋳により型３４０を形成する工程と、を含む（図８、図９参照）。

本実施形態の製造方法によれば、樹脂原盤３２０が射出成型により第１の原盤３１０から形成されており、第１の原盤３１０と同じ面形状精度、表面粗さを備えた樹脂原盤３２０が得られる。樹脂原盤３２０の第１の方向ＸＸにおける端部を切り取った第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃは、第１の原盤３１０と同じ面形状精度、表面粗さを備えている。第３の原盤３３０は、３個の第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを第１の方向ＸＸに並べて形成されており、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃと同じ面形状精度、表面粗さを備えている。レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂを形成するための型３４０は、第３の原盤３３０から電鋳により得られる。これにより、型３４０は、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃの面形状精度、表面粗さが転写されている。したがって、本実施形態のレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの型３４０の製造方法によれば、面形状精度、表面粗さが、第１の原盤３１０と同等である。

また、第１の原盤３１０は第１の方向ＸＸの長さに対して短いので、第１の原盤３１０を形成する基板３００も短くてすみ、機械加工に要する時間を短縮することができる。また、機械加工で工具等の交換も必要も少なくなる。したがって、レンズの位置精度が確保されたレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの型３４０の製造方法が得られる。

また、本実施形態のレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの型３４０における凹型の面Ｑ２は、２次元に配置するように製造する。
これにより、第１の方向ＸＸの複数列のレンズ４３３を備えたレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの型３４０の製造方法が得られる。

また、上記レンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの型の製造方法であって、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃには、レンズ４３３の位置に対応したアライメントマークＺ２（図１０（ｃ）参照）が設けられ、図１１（ａ）の第３の原盤３３０は、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃをアライメントマークＺ２にしたがって隙間ＳＫ１を空けて並べて形成する。

これにより、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃをアライメントマークＺ２にしたがって並べるので、それぞれの第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃの凸型の面Ｔ１の位置合わせが行いやすい。また、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ間に隙間ＳＫ１を空けることによって、位置合わせ時に遊びが生じ、より位置合わせが行いやすい。したがって、レンズ４３３の位置精度が確保されたレンズアレイ４３０ａ，４３０ｂの型３４０の製造方法が得られる。

また、図１１（ａ）の隙間ＳＫ１を樹脂で埋める。
これにより、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ間の隙間ＳＫ１を樹脂で埋めることにより、第２の原盤３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃが一体として形成される。

また、本実施形態では、カラー画像形成装置に適用されているが、適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても適用することができる。

さらに、乾式のトナーだけでなく、トナー粒子を不揮発性液体キャリアに分散させた液体トナーを用いた画像形成装置に対しても適用することができる。

画像形成装置の一実施形態を示す図。 画像形成装置の電気的構成を示す図。 ラインヘッドの概略斜視図。 ラインヘッドを副走査方向に切断した断面図。 レンズアレイの斜視図。 レンズアレイの主走査方向の部分断面図。 レンズアレイの製造方法を表すフローチャート図。 レンズアレイの製造方法を表す断面図。 レンズアレイの製造方法を表す断面図。 アライメントマークを形成する方法について説明する図。 （ａ）は、基板上に並ぶ第２の原盤を示す図、（ｂ）は、型を示す図、（ｃ）は、レンズアレイを示す図。

符号の説明

２９…ラインヘッド、３１０…第１の原盤、３２０…樹脂原盤、３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ…第２の原盤、３３０…第３の原盤、３４０…型、４１０…発光素子グループ、４３３…レンズ、４３０ａ，４３０ｂ…レンズアレイ、４５０…ヘッド基板、Ｚ２…アライメントマーク、Ｑ１，Ｑ２…凹型の面、ＳＫ１…隙間、Ｔ１…凸型の面。

Claims (6)

1. 第１の方向に凹型の面が形成された第１の原盤を機械加工により形成する工程と、
   前記第１の原盤から射出成型により凸型の面が形成された樹脂原盤を形成する工程と、
   前記樹脂原盤の前記第１の方向の端部を切断して第２の原盤を形成する工程と、
   前記第２の原盤を前記第１の方向に配設して第３の原盤を形成する工程と、
   前記第３の原盤から電鋳により型を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするレンズアレイの型の製造方法。
2. 前記第２の原盤は、アライメントマークが設けられるとともに、
   前記第３の原盤を形成する工程は、前記第２の原盤を前記アライメントマークにしたがって前記第２の原盤間に隙間を設けて配設して形成する請求項１に記載のレンズアレイの型の製造方法。
3. 前記隙間を樹脂で埋める請求項２に記載のレンズアレイの型の製造方法。
4. 前記第１の原盤の凹型の面は、２次元に配設されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレンズアレイの型の製造方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレンズアレイの型の製造方法で製造されたレンズアレイの型を用いて成形したことを特徴とするレンズアレイ。
6. 請求項５に記載のレンズアレイと、
   前記レンズアレイのレンズで結像される光を発光する２個以上の発光素子が設けられたヘッド基板と、を備えたことを特徴とするラインヘッド。

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