JP2022018835A - 光学アレイ、光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】迷光が結像に与える影響を抑えた光学アレイ、光学装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】実施形態の光学アレイは、入射面、第１の反射面、第２の反射面、出射面及び屈折面を備える。入射面は、入射する光を透過させて収束させる。第１の反射面は、前記入射面を介して入射した光を反射する。第２の反射面は、前記第１の反射面により反射された光を反射する。出射面は、前記第２の反射面により反射された光を出射する。屈折面は、前記第１の反射面で反射されずに前記第１の反射面から出射した光が入射し、入射する前記光を、進行方向が前記出射面とは異なる方向になるように屈折させる。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、光学アレイ、光学装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置は、ライン状に並んだ発光素子から出射される光を、光学アレイを介して像面で結像させる。光学アレイは、発光素子から出射される光を反射するミラーなどの光学要素がライン状に配列されている。光学アレイは、遮光層が形成された遮光面が形成されている。しかしながら、遮光面を光が透過して迷光となってしまう場合がある。そして、遮光面を透過した迷光は、光学アレイの結像に影響を与える場合がある。

特開２０１６－１３８９４７号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、迷光が結像に与える影響を抑えた光学アレイ、光学装置及び画像形成装置を提供することである。

実施形態の光学アレイは、入射面、第１の反射面、第２の反射面、出射面及び屈折面を備える。入射面は、入射する光を透過させて収束させる。第１の反射面は、前記入射面を介して入射した光を反射する。第２の反射面は、前記第１の反射面により反射された光を反射する。出射面は、前記第２の反射面により反射された光を出射する。屈折面は、前記第１の反射面で反射されずに前記第１の反射面から出射した光が入射し、入射する前記光を、進行方向が前記出射面とは異なる方向になるように屈折させる。

実施形態に係る画像形成装置の要部構成の一例を示す図。 図１中の画像形成部及び走査ヘッドの構成の概略の一例を示す図。 図１中の読取モジュールの構成の概略の一例を示す図。 図２及び図３中の光学アレイの一例を示す斜視図。 光学エレメントを図４の光学アレイから切断して示す平面図。 図５中の第１のミラー面を透過する光の様子を示す平面図。 従来の光学アレイの第１のミラー面を透過する光の様子を示す平面図。 実施形態に係るインスタントカメラの一例を示す斜視概略図。 図８中のプリンターの要部を示す概略図。

以下、実施形態に係る画像形成装置について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。また、各図面及び本明細書中において、同一の符号は同様の要素を示す。
図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の要部構成の一例を示す図である。

画像形成装置１００は、例えば、ＭＦＰ（multifunction peripheral）、コピー機、プリンター又はファクシミリなどである。ただし、以下、画像形成装置１００はＭＦＰであるとして説明する。画像形成装置１００は、例えば、印刷機能、スキャン機能、コピー機能、及びファクシミリ機能などを備える。印刷機能は、画像形成媒体Ｐなどに対してトナーなどの記録材を用いて画像を形成する機能である。画像形成媒体Ｐは、例えば、シート状の紙などである。スキャン機能は、画像が形成された原稿などから画像を読み取る機能である。コピー機能は、スキャン機能を用いて原稿などから読み取った画像を、印刷機能を用いて画像形成媒体Ｐに印刷する機能である。画像形成装置１００は、一例として、プリンター１０１、スキャナー１０２、及び操作パネル１０３を含む。

プリンター１０１は、画像形成媒体Ｐに画像を形成する（印刷する）。プリンター１０１は、一例として、給紙トレイ１０４、手差しトレイ１０５、給紙ローラー１０６、トナーカートリッジ１０７、画像形成部１０８、走査ヘッド１０９、転写ベルト１１０、２次転写ローラー１１１、定着部１１２、両面ユニット１１３及び排紙トレイ１１４を含む。
プリンター１０１は、光学装置の一例である。

給紙トレイ１０４は、印刷に用いる画像形成媒体Ｐを収容する。
手差しトレイ１０５は、画像形成媒体Ｐを手差しするための台である。
給紙ローラー１０６は、モーターの働きにより回転することで、給紙トレイ１０４又は手差しトレイ１０５に収容された画像形成媒体Ｐを給紙トレイ１０４又は手差しトレイ１０５から搬出する。

トナーカートリッジ１０７は、画像形成部１０８に供給するための、トナーなどの記録材を蓄える。画像形成装置１００は、１又は複数のトナーカートリッジ１０７を備える。画像形成装置１００は、一例として、図１に示すように、トナーカートリッジ１０７１、トナーカートリッジ１０７２、トナーカートリッジ１０７３及びトナーカートリッジ１０７４の４つのトナーカートリッジ１０７を備える。トナーカートリッジ１０７１、トナーカートリッジ１０７２、トナーカートリッジ１０７３及びトナーカートリッジ１０７４は、それぞれがＣＭＹＫ（cyan, magenta, yellow, and key）の各色に対応する記録材を蓄える。例えば、トナーカートリッジ１０７１は黄色の記録材を蓄える。トナーカートリッジ１０７２は、マゼンタ色の記録材を蓄える。トナーカートリッジ１０７３は、シアン色の記録材を蓄える。トナーカートリッジ１０７４は、黒色の記録材を蓄える。なお、トナーカートリッジ１０７が蓄える記録材の色は、ＣＭＹＫの各色に限らず、その他の色であっても良い。

画像形成装置１００は、１又は複数の画像形成部１０８を備える。画像形成装置１００は、一例として、図１に示すように、画像形成部１０８１、画像形成部１０８２、画像形成部１０８３及び画像形成部１０８４の４つの画像形成部１０８を備える。画像形成部１０８１、画像形成部１０８２、画像形成部１０８３及び画像形成部１０８４は、それぞれがトナーカートリッジ１０７から供給されたＣＭＹＫの各色に対応する記録材で画像を形成する。例えば、画像形成部１０８１は、黄色の記録材で画像を形成する。画像形成部１０８２は、マゼンタ色の記録材で画像を形成する。画像形成部１０８３は、シアン色の記録材で画像を形成する。画像形成部１０８４は、黒色の記録材で画像を形成する。

画像形成装置１００は、１又は複数の走査ヘッド１０９を備える。画像形成装置１００は、一例として、図１に示すように、走査ヘッド１０９１、走査ヘッド１０９２、走査ヘッド１０９３及び走査ヘッド１０９４の４つの走査ヘッド１０９を備える。走査ヘッド１０９１、走査ヘッド１０９２、走査ヘッド１０９３及び走査ヘッド１０９４は、それぞれがＣＭＹＫの各色に対応する静電潜像を、当該各色に対応する感光体ドラム１０８０１の表面に形成する。例えば、走査ヘッド１０９１は、黄色の静電潜像を形成する。走査ヘッド１０９２は、マゼンタ色の静電潜像を形成する。走査ヘッド１０９３は、シアン色の静電潜像を形成する。走査ヘッド１０９４は、黒色の静電潜像を形成する。走査ヘッド１０９は、固体走査方式によって感光体ドラム１０８０１の表面に静電潜像を形成する。

画像形成部１０８及び走査ヘッド１０９について、図２を用いてさらに説明する。図２は、画像形成部１０８及び走査ヘッド１０９の構成の概略の一例を示す図である。
画像形成部１０８は、一例として、感光体ドラム１０８０１、帯電ユニット１０８０２、現像ユニット１０８０３、１次転写ローラー１０８０４及びクリーナー１０８０５を含む。

感光体ドラム１０８０１は、走査ヘッド１０９から照射される光が表面に当たる。これにより、感光体ドラム１０８０１の表面に静電潜像が形成される。
帯電ユニット１０８０２は、感光体ドラム１０８０１の表面に所定の正電荷を帯電させる。

現像ユニット１０８０３は、トナーカートリッジから供給される記録材を用いて、感光体ドラム１０８０１の表面の静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム１０８０１の表面に、記録材による画像が形成される。

１次転写ローラー１０８０４は、感光体ドラム１０８０１との間で転写電圧を生じさせる。これにより、１次転写ローラー１０８０４は、感光体ドラム１０８０１の表面に形成された画像を転写ベルト上に転写（１次転写）する。
クリーナー１０８０５は、感光体ドラム１０８０１の表面に残留している記録材を除去する。

走査ヘッド１０９は、一例として、光学アレイ２００１、光源１０９０１、保護ガラス１０９０２、遮光体１０９０３、筐体１０９０４及び基板１０９０５を含む。

光学アレイ２００１は、光源１０９０１から出射される光を感光体ドラム１０８０１の表面の所定の領域である像面に結像させる光学部品である。当該所定の領域は、例えば、感光体ドラム１０８０１の側周面を１周するような帯状の領域である。すなわち、光学アレイ２００１は、複数の発光素子から出射される光を結像させることで静電潜像を像面に形成する。なお、光学アレイ２００１については、後でさらに詳細に説明する。

光源１０９０１は、例えば、ＬＥＤ（light-emitting diode）、有機ＥＬ（electro-luminescence）、蛍光管又はレーザー発振器などの発光素子を、一列又は複数列に並べたものである。光源１０９０１は、光を出射する。

保護ガラス１０９０２は、光学アレイ２００１と感光体ドラム１０８０１との間に設けられた透明なガラス又は透明な樹脂などである。保護ガラス１０９０２は、光学アレイ２００１を保護する。保護ガラス１０９０２は、例えば、光学アレイ２００１への記録材及び埃などの付着を防止する。

遮光体１０９０３は、光学アレイ２００１と光源１０９０１との間に設けられる。遮光体１０９０３は、例えば、表面に遮光材が塗布された部材である。遮光体１０９０３は、光源１０９０１が備える発光素子から出射される光の一部を遮光する。例えば、遮光体１０９０３は、当該発光素子が出射する光の光軸から所定距離以上離れた位置を通る光を遮光する。

筐体１０９０４は、光源１０９０１、光学アレイ２００１、保護ガラス１０９０２、遮光体１０９０３、及び基板１０９０５を支持する部材である。また、筐体１０９０４は、光学アレイ２００１から出射される光の一部を遮光する遮光部を備える。当該遮光部は、感光体ドラム１０８０１に入射すると迷光となる光などを遮光する。また、当該遮光部は、光学アレイ２００１から像面に入射しない方向に出射した光などを遮光する。

基板１０９０５は、光源１０９０１及び光源１０９０１を駆動する駆動回路などが搭載された回路基板である。

図１の説明に戻る。
転写ベルト１１０は、例えば無端状のベルトであり、ローラーの働きにより回転可能である。転写ベルト１１０は、回転することで、各画像形成部１０８から転写された画像を２次転写ローラー１１１の位置に搬送する。

２次転写ローラー１１１は、互いに対向する２つのローラーを備える。２次転写ローラー１１１は、転写ベルト１１０上に形成された画像を、２次転写ローラー１１１間を通過する画像形成媒体Ｐ上に転写（２次転写）させる。

定着部１１２は、画像が転写された画像形成媒体Ｐに対して加熱及び加圧を行う。これにより、画像形成媒体Ｐ上に転写された画像が定着する。定着部１１２は、例えば、互いに対向する加熱部１１５と加圧ローラー１１６とを備える。

加熱部１１５は、例えば、加熱部１１５を加熱するための熱源を備えるローラーである。当該熱源は、例えばヒーターである。熱源によって加熱されたローラーは、画像形成媒体Ｐを加熱する。
加圧ローラー１１６は、加圧ローラー１１６と加熱部１１５との間を通過する画像形成媒体Ｐを加圧する。

両面ユニット１１３は、画像形成媒体Ｐを、裏面への印刷が可能な状態にする。例えば、両面ユニット１１３は、ローラーなどを用いて画像形成媒体Ｐをスイッチバックさせることで画像形成媒体Ｐの表裏を反転させる。
排紙トレイ１１４は、印刷が終わった画像形成媒体Ｐが排出される台である。

スキャナー１０２は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサーなどの撮像素子を備える光学縮小方式である。あるいは、スキャナー１０２は、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサーなどの撮像素子を備える密着センサー（ＣＩＳ（contact image sensor））方式である。あるいは、スキャナー１０２は、その他の公知の方式であっても良い。スキャナー１０２は、原稿から画像を読み取る。スキャナー１０２は、一例として、原稿台１１７、読取モジュール１１８、原稿送り装置１１９及び裏面読取モジュール１２０を含む。
スキャナー１０２は、光学装置の一例である。

原稿台１１７は、原稿を載せるための台である。原稿台１１７は、例えば、透明なガラス又は透明な樹脂製の板である。原稿に反射した光が原稿台１１７を透過して読取モジュール１１８に入射する。

読取モジュール１１８について図３を用いて説明する。図３は、読取モジュール１１８の構成の概略の一例を示す図である。読取モジュール１１８は、入射した光をイメージセンサーによってデジタル信号に変換する。これにより、読取モジュール１１８は、原稿の表面から画像を読み取る。また、読取モジュール１１８は、副走査方向Ｓａに移動可能である。これにより、読取モジュール１１８は、原稿の表面を走査して画像を読み取ることが可能である。なお、主走査方向Ｍｂと副走査方向Ｓａとは直交する。また、主走査方向Ｍｂ及び副走査方向Ｓａは、原稿台１１７の上面と並行である。読取モジュール１１８は、一例として、光学アレイ２００２、イメージセンサー１１８０１、照明１１８０２、遮光体１１８０３、筐体１１８０４及び基板１１８０５を含む。

光学アレイ２００２は、走査ヘッド１０９が備える光学アレイ２００１と同様の構成である。ただし、光学アレイ２００２は、光学アレイ２００１を鏡像反転した形状であっても良い。なお、光学アレイ２００２は、光学アレイ２００１とは天地逆向きに取り付けられている。光学アレイ２００２は、所定の読取範囲から入射する光をイメージセンサー１１８０１の画素に結像させる光学部品である。当該読取範囲は、原稿台１１７上の長方形状の領域である。光学アレイ２００２は、原稿台１１７に置かれた原稿によって反射した光をイメージセンサー１１８０１の画素に結合させる。なお、光学アレイ２００２については、後でさらに詳細に説明する。

イメージセンサー１１８０１は、ＣＣＤイメージセンサー、ＣＭＯＳイメージセンサー又はその他の撮像素子である。イメージセンサー１１８０１は、例えば、光を電気信号（画像信号）に変換する画素がライン状に並んでいるラインセンサーである。

照明１１８０２は、原稿台１１７に置かれた原稿に光を照射する光源である。照明１１８０２は、光源と、光源が放射する光を導光して原稿面に照射する導光体とを備える。光源は、例えばＬＥＤ、有機ＥＬ、又は蛍光管などである。導光体は、光源から放射される光を導光して、上記の読取範囲を含む領域に照射させる。導光体は、光源から放射される光を導光して原稿に照射させる。

遮光体１１８０３は、上記の読取範囲の外からの光を遮光して、当該光が光学アレイ２００２に入射することを防ぐ。遮光体１１８０３は、例えば、表面に遮光材が塗布された部材である。

筐体１１８０４は、イメージセンサー１１８０１、光学アレイ２００２、照明１１８０２、遮光体１１８０３及び基板１１８０５を支持する部材である。また、筐体１１８０４は、光学アレイ２００２から出射される光の一部を遮光する遮光部を備える。当該遮光部は、イメージセンサー１１８０１に入射した場合に迷光となる光を遮光する。また、当該遮光部は、光学アレイ２００２から出射してイメージセンサー１１８０１に入射しない光を遮光する。

基板１１８０５は、画像信号に関する各種処理を実行する回路を含む回路基板である。基板１１８０５は、イメージセンサー１１８０１から画像信号を読み出す。また、基板１１８０５は、当該画像信号に信号処理を行って画像を取得する。さらに、基板１１８０５は、当該画像を一時的に記憶するメモリを含む。

図１の説明に戻る。
原稿送り装置１１９は、例えば、ＡＤＦ（auto document feeder）などとも呼ばれる。原稿送り装置１１９は、原稿用のトレイに載せられた原稿を次々と搬送する。原稿送り装置１１９は、原稿を搬送するためのローラー及びモーターなどを備える。搬送された原稿は、スキャナー１０２によって画像が読み取られる。なお、上記の説明では、読取モジュール１１８が副走査方向Ｓａに移動して原稿から画像を読み取ると説明した。しかしながら、画像形成装置１００は、原稿送り装置１１９を用いた原稿の読み取りでは、読取モジュール１１８を固定して原稿を副走査方向Ｓａに搬送する。これにより、画像形成装置１００は、原稿から画像を読み取る。また、原稿送り装置１１９は、裏面読取モジュール１２０を備える。

裏面読取モジュール１２０は、原稿送り装置１１９によって搬送される原稿の裏面から画像を読み取る。裏面読取モジュール１２０は、例えば、読取モジュール１１８と同様の構成を備える。画像形成装置１００は、読取モジュール１１８及び裏面読取モジュール１２０を用いることで、原稿送り装置１１９によって搬送される原稿の両面から画像を読み取ることができる。

操作パネル１０３は、画像形成装置１００と画像形成装置１００の操作者との間で入出力を行うマンマシンインターフェースなどを備える。操作パネル１０３は、例えば、ボタンなどの入力デバイス及びタッチパネルなどを備える。

以下、光学アレイ２００１及び光学アレイ２００２について図を用いて説明する。なお、光学アレイ２００１及び光学アレイ２００２を光学アレイ２００と総称するものとする。図４は、実施形態に係る光学アレイ２００の一例を示す斜視模式図である。なお、図４中の主走査方向Ｍは、主走査方向Ｍａ及び主走査方向Ｍｂを総称したものである。

光学アレイ２００は、例えば、透明な樹脂製である。あるいは、光学アレイ２００は、透明なガラス製などであっても良い。光学アレイ２００は、例えば、射出成形又は３Ｄ（three-dimensional）プリントなどによって一体として形成される。あるいは、光学アレイ２００は、複数の部分に分けて形成された後に接合される。光学アレイ２００の長手方向は、主走査方向Ｍである。光学アレイ２００は、２つのフランジ部２０１及び複数の光学エレメント２０２を含む。

光学アレイ２００は、２つのフランジ部２０１を備える。フランジ部２０１は、複数の光学エレメント２０２を挟むように光学アレイ２００の両端に設けられる。フランジ部２０１は、光学アレイ２００の取り付けなどに用いられる。

光学アレイ２００は、同じ形状の複数の光学エレメント２０２が主走査方向Ｍに並んでいる。光学エレメント２０２は、入射した光を結像対象で結像させる機能を有する。光学エレメント２０２は、例えば、光源１０９０１から出射された光を感光体ドラム１０８０１上の像面で結像させる。また、光学エレメント２０２は、例えば、原稿に照射された光の反射光をイメージセンサー１１８０１上で結像させる。

図５は、１つの光学エレメント２０２を光学アレイ２００から切断して示す図である。なお、図５は、フランジ部２０１側から光学エレメント２０２を見た平面図である。また、光学アレイ２００の切断面と主走査方向Ｍとは直交する。また、図５には、物点Ｏから光学アレイ２００に入射して結像点Ｆに収束する光の軌跡を光線Ｒａとして示している。光学エレメント２０２は、例えば、主走査方向Ｍに対して垂直な対称面Ｘに対して面対称である。光学エレメント２０２は、一例として、第１のレンズ面２１１、第１のミラー面２１２、第２のミラー面２１３、第２のレンズ面２１４、第１の遮光面２１５、第２の遮光面２１６、第３の遮光面２１７及びフランジ部２３０を含む。

第１のレンズ面２１１は、例えば、表面が光学アレイ２００の外側に突出した凸形状の面である。また、第１のレンズ面２１１の形状は、例えば、対称面Ｘに対して面対称な自由曲面形状である。第１のレンズ面２１１上の任意の点は、２つの主曲率が同一であっても同一でなくても良い。第１のレンズ面２１１の曲率は、一定であっても一定でなくても良い。第１のレンズ面２１１の曲率は所定の変化量ずつ変化するものであっても良い。第１のレンズ面２１１は、球面の一部であっても良い。
第１のレンズ面２１１は、レンズとして機能する。第１のレンズ面２１１は、光源１０９０１から出射された光が入射する。あるいは、第１のレンズ面２１１は、原稿で反射した光が入射する。第１のレンズ面２１１は、入射した光を収束させるとともに、中間倒立像を形成する。第１のレンズ面２１１は、入射面の一例である。

第１のミラー面２１２は、凸状に形成された部分（第１の凸部２２１）の上面である。第１のミラー面２１２は、例えば平面である。
第１のミラー面２１２は、第１のレンズ面２１１から入射した光を全反射又はフレネル反射により反射する。なお、第１のレンズ面２１１から入射した光は、第１のミラー面２１２で反射後に中間倒立像を形成する。
以上より、第１のミラー面２１２は、第１のレンズ面２１１を介して入射した光を反射する第１の反射面の一例である。

第２のミラー面２１３は、光学エレメント２０２の、第１のミラー面２１２とは反対側に形成される。第２のミラー面２１３は、例えば、長方形状で形成され、内方に湾曲して形成される。第２のミラー面２１３の形状は、例えば、対称面Ｘに対して面対称な自由曲面形状である。第２のミラー面２１３上の任意の点は、２つの主曲率が同一であっても同一でなくても良い。第２のミラー面２１３の曲率は、一定であっても一定でなくても良い。第２のミラー面２１３の曲率は所定の変化量ずつ変化するものであっても良い。第２のミラー面２１３は、球面の一部であっても良い。第２のミラー面２１３は、平面であっても良い。
第２のミラー面２１３は、第１のミラー面で反射された光を全反射又はフレネル反射により反射する。
以上より、第２のミラー面２１３は、第１のミラー面２１２により反射された光を反射する第２の反射面の一例である。

第２のレンズ面２１４は、例えば、表面が光学アレイ２００の外側に突出した凸形状の面である。また、第２のレンズ面２１４の形状は、例えば、対称面Ｘに対して面対称な自由曲面形状である。第２のレンズ面２１４上の任意の点は、２つの主曲率が同一であっても同一でなくても良い。第２のレンズ面２１４の曲率は、一定であっても一定でなくても良い。第２のレンズ面２１４の曲率は所定の変化量ずつ変化するものであっても良い。第２のレンズ面２１４は、球面の一部であっても良い。
第２のレンズ面２１４は、レンズとして機能する。第２のレンズ面２１４は、第２のミラー面２１３で反射された光を光学アレイ２００の外に出射する。また、第２のレンズ面２１４は、第２のミラー面２１３と協働して、第１のレンズ面２１１により形成された中間倒立像の倒立像である成立像を形成する。第２のミラー面２１３から出射する光は、所定の結像点Ｆで結像する。結像点Ｆは、感光体ドラム１０８０１表面の像面上の点又はイメージセンサー１１８０１上の点である。
以上より、第２のレンズ面２１４は、第２のミラー面２１３により反射された光を出射する出射面の一例である。

第１の遮光面２１５、第２の遮光面２１６及び第３の遮光面２１７は、光学アレイ２００の表面に光を遮る遮光層を有する。遮光層は、例えば、光学アレイ２００の表面に塗布された遮光材が硬化したものである。すなわち、第１の遮光面２１５及び第２の遮光面２１６は、光学アレイ２００の表面に遮光材が塗布されて形成される。当該遮光材は、例えば、光学アレイ２００と同じ又はほぼ同じ屈折率のポリマーなどを基材とする遮光性の高いインクである。当該遮光材は、例えば、カーボンブラック、顔料又は染料などの遮光材料を含有させたＵＶ（ultraviolet）インクである。なお、ＵＶインクは、紫外線を照射することで固まるインクである。また、当該遮光材は、紫外線以外の光又は放射線などの照射によって硬化するインクであっても良い。あるいは、当該遮光材は、加熱するなどのその他の方法によって硬化するインクであっても良い。

第１の遮光面２１５は、第３の遮光面２１７と第２のミラー面２１３との間に挟まれている面である。第１の遮光面２１５は、２つのフランジ部２０１とフランジ部２０１とに挟まれ、一方のフランジ部２０１から他方のフランジ部２０１まで延びる面である。第１の遮光面２１５は、第１のミラー面２１２で反射されずに光学アレイ２００から出射した光が再び光学アレイ２００に入射することを防ぐ。

第２の遮光面２１６は、第１のミラー面２１２が上底面である第１の凸部２２１の側面である。第２の遮光面２１６は、光学アレイ２００内の光が第２の遮光面２１６で反射することを防ぐ。また、第２の遮光面２１６は、光学アレイ２００内の光が第２の遮光面２１６から光学アレイ２００の外に出射することを防ぐ。さらに、第２の遮光面２１６は、光学アレイ２００外の光が第２の遮光面２１６を透過して光学アレイ２００内に入ることを防ぐ。

第３の遮光面２１７は、第１の凸部２２１と隣の光学エレメント２０２の第１の凸部２２１との間の溝（第１の凹部２２２）の底面を含む。また、第３の遮光面２１７は、第１の凸部２２１と第１の遮光面２１５とに挟まれ、一方のフランジ部２０１から他方のフランジ部２０１まで延びる面を含む。第３の遮光面２１７は、例えば、段差を有する。第３の遮光面２１７と第１の遮光面２１５とは、Ｖ字状に繋がっている。第１の遮光面２１５の一部、第２の遮光面２１６の一部及び第３の遮光面２１７によって溝状の第２の凹部２２３が形成される。ここで、当該第１の遮光面２１５の一部は、第１の凸部２２１、第１の遮光面２１５、及びフランジ部２０１に挟まれ、一方のフランジ部２０１から他方のフランジ部２０１まで延びる面である。また、当該第２の遮光面２１６の一部は、第１の凸部２２１の下流側側面である。なお、第２の凹部２２３は、２つのフランジ部２０１とフランジ部２０１とに挟まれ、一方のフランジ部２０１から他方のフランジ部２０１まで延びている。また、第１の凸部２２１は、第３の遮光面２１７上に形成されているとも言える。第３の遮光面２１７は、光学アレイ２００内の光が第３の遮光面２１７で反射することを防ぐ。また、第３の遮光面２１７は、光学アレイ２００内の光が第３の遮光面２１７から光学アレイ２００の外に出射することを防ぐ。

フランジ部２３０は、光学アレイ２００の取り付けなどに用いられる。また、フランジ部２３０は、迷光が像面に到達することを防ぐ役割も有する。

前述したように、第１のレンズ面２１１から入射した光は、第１のミラー面２１２で反射する。しかしながら、第１のレンズ面２１１から入射した光の一部は、第１のミラー面２１２で反射せずに第１のミラー面２１２を透過して、光学アレイ２００の外に出射する可能性がある。第１のミラー面２１２への入射角が十分に大きい（入射角が十分に浅い）光は、光学アレイ２００内の屈折率と光学アレイ２００外の屈折率の違いによって全反射する。これに対して、全反射しない入射角で第１のミラー面２１２に光が入射した場合、当該光は、一部がフレネル反射し、一部が第１のミラー面２１２を透過する。
図６は、第１のミラー面２１２を透過する光の様子を示す平面図である。図６には、第１のミラー面２１２で反射せず透過する光の軌跡を光線Ｒｂとして示している。なお、第１のミラー面２１２で反射する光については図６に示していない。

第１のミラー面２１２を透過した光は、第２の遮光面２１６に当たる。第２の遮光面２１６が十分な遮光性能を有する場合には、第２の遮光面２１６に当たった光が第２の遮光面２１６を透過して光学エレメント２０２内に入ることはない。しかしながら、遮光層の形成が不十分であることなどを原因として、第２の遮光面２１６が十分な遮光性能を有していない場合、第２の遮光面２１６に当たった光が第２の遮光面２１６を透過する可能性がある。特に、光学アレイ２００に継ぎ目がある場合、継ぎ目において光が第２の遮光面２１６を透過しやすいと考えられる。光線Ｒｂは、このような第２の遮光面２１６を透過する迷光の軌跡を示している。

光線Ｒｂは、第２の遮光面２１６を透過する際、光学エレメント２０２外の屈折率と光学エレメント２０２内の屈折率の違いにより、第２の遮光面２１６で屈折する。第２の遮光面２１６は、第２の遮光面２１６を透過して屈折した光線Ｒｂが全てフランジ部２３０に入射するような角度で形成されている。したがって、第２の遮光面２１６を透過した光線Ｒｂの進行方向は、第２のレンズ面２１４とは異なる方向である。なお、図５には、第１のミラー面２１２と第２の遮光面２１６との間の角度を角度θとして示している。
以上より、第２の遮光面２１６は、光線Ｒｂを進行方向が第２のレンズ面２１４とは異なる方向になるように屈折させる屈折面の一例である。

第２の遮光面２１６を透過した光線Ｒｂは、散乱したものを除いてフランジ部２３０に入射する。このように、光線Ｒｂは、フランジ部２３０に入射して像面には入射しないので、光学アレイ２００の結像に影響がでない。ただし、フランジ部２３０に入射した光のその後の軌跡については、結像への影響が無い、あるいは無視できる程度に小さいと考えられるためここでは無視している。

これに対して、従来の光学アレイでは、迷光が像面に入射して光学アレイの結像に影響が出る場合がある。図７は、従来の光学エレメント２０２２の第１のミラー面２１２を透過する光の様子を示す平面図である。図７には、第１のミラー面２１２で反射せず透過する光の軌跡を光線Ｒｃとして示している。なお、第１のミラー面２１２で反射する光については図７に示していない。
光学エレメント２０２２は、一例として、第１のレンズ面２１１、第１のミラー面２１２、第２のミラー面２１３、第２のレンズ面２１４２、第１の遮光面２１５、第２の遮光面２１６２、第３の遮光面２１７及びフランジ部２３０２を含む。

第１のミラー面２１２と第２の遮光面２１６２との間の角度は、第１のミラー面２１２と第２の遮光面２１６との間の角度θと比べて小さい。また、第２のレンズ面２１４２の大きさは、第２のレンズ面２１４と比べて大きい。さらに、フランジ部２３０２は、フランジ部２３０に比べて小さい。

第２の遮光面２１６２を透過した光線Ｒｃは、少なくとも一部が第２のレンズ面２１４に入射する。第２のレンズ面２１４に入射した光は、像面に入射する場合がある。そして、像面に光が入射することで、光学アレイ２００の結像に影響が出る場合がある。

ここで、画像形成装置の他の実施形態であるインスタントカメラについて図８に基づいて説明する。図８は、実施形態に係るインスタントカメラ３００の一例を示す斜視概略図である。インスタントカメラ３００は、一例として、撮像部３０１及びプリンター３０２を備える。また、インスタントカメラ３００には、スリット３０３が開いている。

撮像部３０１は、例えば、レンズなどを含む光学系及びイメージセンサーなどを備えるデジタルカメラである。撮像部３０１は、被写体像を撮像して、画像データを出力する。当該画像データは、プリンター３０２に入力されて印刷される。なお、当該画像データは、プリンター３０２による印刷が行われる前に各種の画像処理が行われても良い。また、当該画像データは、メモリなどの記憶装置に一旦記憶された後にプリンター３０２に入力されても良い。

プリンター３０２について、図９に基づいて説明する。図９は、プリンター３０２の要部を示す概略図である。プリンター３０２は、撮像部３０１によって出力された画像データに基づく画像を感光媒体３０４に形成する。プリンター３０２は、画像形成装置の一実施形態である。

感光媒体３０４は、例えば、銀塩写真フィルム又はインスタントフィルムなどである。
プリンター３０２は、感光媒体３０４を図示矢印方向（図９で右方向；Ｘ方向）に搬送する搬送機構を有する。感光媒体３０４は、搬送機構によって所定の平らな搬送面３００１（ＸＺ平面）に沿って搬送される。感光媒体３０４は、搬送方向の先端側に、現像剤を収容した収容部３０５を備えている。感光媒体３０４の搬送路上には、感光媒体３０４を挟持押圧して収容部３０５を破封する一対の押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７が設けられている。押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７は、感光媒体３０４の搬送方向と直交するＺ方向の幅を超える長さを有する。
プリンター３０２は、光学装置の一例である。

感光媒体３０４は、押圧ローラー３０６と押圧ローラー３０７の間を通って搬送される。押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７の少なくとも一方は、互いに近付く方向に付勢されている。このため、押圧ローラー３０６と押圧ローラー３０７の間を通って搬送される感光媒体３０４は、押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７によって押し潰されつつ搬送される。これにより、感光媒体３０４の収容部３０５が押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７によって押し潰されて破封され、現像剤が感光媒体３０４に供給される。感光媒体３０４をさらに搬送することで、現像剤が感光媒体３０４の全面に行きわたる。これにより、感光媒体３０４のカラー潜像が現像されて感光媒体３０４にカラー画像が形成される。押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７によって搬送される感光媒体３０４は、図９に示すスリット３０３から排出される。

感光媒体３０４を搬送する搬送路の図示下方には、露光装置３１０が離間対向して配置されている。露光装置３１０は、搬送路を介して搬送される感光媒体３０４の受光面３０４１に、入力された画像データを色分解した３色（ＲＧＢ（red, green, and blue））の露光光を照射して、感光媒体３０４にカラー潜像を形成する。露光装置３１０は、搬送路に沿って、押圧ローラー３０６及び押圧ローラー３０７の上流側に配置されている。

露光装置３１０は、一例として、支持体３１１、光源３１２、保護ガラス３１３、封止板３１４、透明ガラス３１５、スリット３１６、接着剤３１７、フレキシブル基板３１８及び光学アレイ２００３を備える。露光装置３１０は、感光媒体３０４に画像を形成する画像形成部の一例である。

支持体３１１は、感光媒体３０４の搬送方向と直交する幅方向（紙面と直交するＺ方向）に延設されている。支持体３１１は、上述した光学アレイ２００と同様の構造の光学アレイ２００３を支持している。光学アレイ２００３は、Ｚ方向に延設され、光源３１２から入射した光を後述するように反射及び集光して、感光媒体３０４の受光面３０４１に向けて出射する。

露光装置３１０は、一例として、ＲＧＢの３色の光源３１２を備える。光源３１２は、ＯＬＥＤ又はＬＥＤなどである。
光源３１２は、透明ガラス３１５と封止板３１４と、封止板３１４の外周に塗られ、透明ガラス３１５と封止板３１４の間の空間を密閉する枠状に設けた接着剤３１７により、外気から遮断され、吸湿しないようにされている。光源３１２は、フレキシブル基板３１８に接続されており、フレキシブル基板３１８上の回路から給電される。支持体３１１は、光学アレイ２００３と光源３１２との間で、透明ガラス３１５を支持している。

また、支持体３１１は、光学アレイ２００３の感光媒体３０４側で、透明な保護ガラス３１３を支持している。保護ガラス３１３は、光学アレイ２００３を保護するとともに、光学アレイ２００３に埃が付着することを防ぐ。保護ガラス３１３は、光学アレイ２００３の一端を突き当てて位置決めする。

支持体３１１は、保護ガラス３１３の光の出射側にＺ方向に延びたスリット３１６を有する。スリット３１６は、露光に必要な光成分を通過させる幅を有し、露光に不必要なノイズ光を遮光する。

上記の実施形態は以下のような変形も可能である。
プリンター３０２は、インスタントカメラに内蔵されたものでなくても良い。この場合のプリンター３０２は、有線又は無線で接続されたスマートホン、ＰＣ若しくはデジタルカメラなどの外部機器、又はメモリカード若しくはＵＳＢ（universal serial bus）メモリなどのリムーバブルな記憶媒体などから画像データを取得する。そして、プリンター３０２は、当該画像データに基づく画像を感光媒体３０４に印刷する。この場合のプリンター３０２は、画像形成装置の一実施形態である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００……画像形成装置、１０１，３０２……プリンター、１０２……スキャナー、１０８……画像形成部、１０９……走査ヘッド、１１８……読取モジュール、１２０……裏面読取モジュール、２００，２００１，２００２，２００３……光学アレイ、２０１，２３０……フランジ部、２０２……光学エレメント、２１１……第１のレンズ面、２１２……第１のミラー面、２１３……第２のミラー面、２１４……第２のレンズ面、２１５……第１の遮光面、２１６……第２の遮光面、２１７……第３の遮光面、２２１……第１の凸部、２２２……第１の凹部、２２３……第２の凹部、２２４……第２の凸部、３００……インスタントカメラ、３０１……撮像部、３１０……露光装置、３１２，１０９０１……光源、１０８０１……感光体ドラム、１０９０２……保護ガラス、１０９０３，１１８０３……遮光体、１０９０４，１１８０４……筐体、１０９０５，１１８０５……基板、１１８０１……イメージセンサー、１１８０２……照明

Claims (5)

1. 入射する光を透過させて収束させる入射面と、
   前記入射面を介して入射した光を反射する第１の反射面と、
   前記第１の反射面により反射された光を反射する第２の反射面と、
   前記第２の反射面により反射された光を出射する出射面と、
   前記第１の反射面で反射されずに前記第１の反射面から出射した光が入射し、入射する前記光を、進行方向が前記出射面とは異なる方向になるように屈折させる屈折面と、を備える光学アレイ。
2. フランジ部をさらに備え、
   前記屈折面は、前記光を前記フランジ部に向かう方向に屈折させる、請求項１に記載の光学アレイ。
3. 前記屈折面は、遮光層を備え、前記遮光層を透過する前記光を、進行方向が前記出射面とは異なる方向になるように屈折させる、請求項１又は請求項２に記載の光学アレイ。
4. 光を出射する光源と、
   入射する光を透過させて収束させる入射面と、
   前記入射面を介して入射した光を反射する第１の反射面と、
   前記第１の反射面により反射された光を反射する第２の反射面と、
   前記第２の反射面により反射された光を出射する出射面と、
   前記第１の反射面で反射されずに前記第１の反射面から出射した光が入射し、入射する前記光を、進行方向が前記出射面とは異なる方向になるように屈折させる屈折面と、を備える光学装置。
5. 光を出射する光源と
   入射する光を透過させて収束させる入射面と、
   前記入射面を介して入射した光を反射する第１の反射面と、
   前記第１の反射面により反射された光を反射する第２の反射面と、
   前記第２の反射面により反射された光を出射する出射面と、
   前記第１の反射面で反射されずに前記第１の反射面から出射した光が入射し、入射する前記光を、進行方向が前記出射面とは異なる方向になるように屈折させる屈折面と、
   前記第２の反射面から出射される前記光を用いて画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置。

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