JP2001091877A

JP2001091877A - 露光ヘッド

Info

Publication number: JP2001091877A
Application number: JP2000216093A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Uejima; 敦上島; Hisamitsu Hori; 久満堀; Kenichi Kodama; 憲一児玉
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の光ビームを用いて形成される画像に濃
度ムラ等の画像の品質低下を抑制できる露光ヘッドを得
る。【解決手段】複数のＬＥＤ素子３６₁〜３６₃₁を備え
たＬＥＤチップ３６の出射側に、ＬＥＤ素子の個数と一
致する個数のマイクロレンズ１００₁〜１００₃₁が一定
間隔を隔ててアレイ状に配列されたマイクロレンズアレ
イ１００が設けられている。マイクロレンズアレイ１０
０は、ＬＥＤチップ３６から出射される光ビームについ
て拡がりの制限等をする照明系のレンズであり、光ビー
ムを露光ドラム１４上に結像させるときの理論的な物体
平面１０２に、均質な形状かつ均質なプロファイルの光
ビームを照明する。このようにＬＥＤ素子３６₁〜３６
₃₁から出射された光ビームが独立して機能するマイクロ
レンズ１００₁〜１００₃₁により、照射領域１０２₁〜１
０２₃₁に均質な形状及び光量分布で照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光ヘッドにかか
り、特に、画像露光装置や画像記録装置等に用いて好適
な光源からの光ビームを投影レンズにより投影する露光
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像を記録するために画像データにより
変調された光ビームを露光するデジタル露光系の露光装
置が知られており、記録時間の短縮化等のために、複数
の光ビームを略同時に露光する複数光ビームによる光学
系が数多く提案されている。この場合、複数の光源を用
いて複数の光ビームを得て光学系を構成する場合、光源
のばらつきや組立誤差等により、各光源の位置誤差によ
る画素間のばらつきや光スポット形状の不均一を招き、
得られる画像に濃度ムラ等が生じ、画像の品質低下を招
いていた。

【０００３】これを解消するため、光源の出射側にアパ
ーチャを設けて光スポット形状を均一化したり拡散板を
設けて光量を均一化したりする技術が知られている（特
許第２７７１９３２号、特表平５−５０３１６９号公報
参照）。この技術では、複数光源の各々の出射側に一定
ピッチでかつ一定の穴の直径のアパーチャが複数配置さ
れている。これらのアパーチャは感光材料の位置に対し
て共役位置に設けられ、これらのアパーチャへコリメー
トされた光源からの光ビームを照射することまたアパー
チャ近傍に拡散板を設けることで、形状及びプロファイ
ルが均一化された光ビームの感光材料への照射を可能に
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術のように、単にアパーチャを設けたり拡散板を設け
たりすることでは、ある程度各スポット形状の形状均質
化はできるものの、拡散板の拡散度ローカリティのた
め、微細な均質化は不適切である。

【０００５】また、光源、アパーチャ、また拡散板を密
着することは困難であるため、離間した距離に応じて位
置誤差が生じることになる。

【０００６】さらに、拡散板を用いた場合、その拡散度
が低いときには結像レンズの光軸以外の素子において
は、ＬＥＤ像と拡散板上に２次光源像が離間して結象さ
れるために、形状ばらつきを誘発することになる。

【０００７】本発明は、上記事実を考慮して、複数の光
ビームを用いて形成される画像に濃度ムラ等の画像の品
質低下を抑制できる露光ヘッドを得ることが目的であ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、画像を露光する露光装置における光源から
の光ビームを投影レンズにより投影する露光ヘッドにお
いて、複数の発光素子が並べられた光源と、前記複数の
発光素子の数に対応するレンズを有するレンズアレイ
と、を備えたことを特徴とする。

【０００９】露光ヘッドにより、複数の発光素子を用い
て光源からの光ビームを投影するとき、複数の発光素子
が例えば一方に向かって並べられた光源の出射側に複数
の発光素子の数に対応するレンズを有するレンズアレイ
を設ける。このレンズアレイはマイクロレンズが複数ア
レイ状に配設されたマイクロレンズアレイを用いること
ができる。これにより、光源にばらつきを有した場合で
あっても、レンズアレイの各レンズにより光源からの光
ビームを均一化できる。また、レンズの集光性によりレ
ンズアレイの出射側における光の拡散性を向上させるこ
ともできる。

【００１０】前記レンズアレイは、各レンズの入射面及
び出射面の形状を凸形状にすることができる。このレン
ズアレイの各レンズは、入射面及び出射面の間隔を広く
することにより、２群のレンズの組み合わせたレンズと
して機能する１つのレンズで構成することができる。入
射面及び出射面の形状が凸形状にするレンズとしては凸
レンズがある。レンズの界面形状を凸形状例えば凸レン
ズにすることにより、各レンズについて光軸に沿って光
ビームを集光させる方向に向かわせることができ、光ビ
ームを集光させることができる。

【００１１】また、前記レンズアレイは、光軸方向に複
数配設した複数レンズアレイを用いることができる。す
なわち、光源から出射された光ビームを複数のレンズに
より機能分散して集光させることができる。例えば、２
個のレンズアレイを光軸方向に配設した場合、１つのレ
ンズについて見ると、所謂照明系の光学系に相当する構
成とすることができる。光源側がコレクタレンズ、露光
側がコンデンサレンズに相当する。このように配置する
ことで、光源からの光ビームに関する光学設計を容易に
することができる。

【００１２】このレンズアレイの各レンズは、正パワー
を有するレンズすなわち凸レンズを用いることができ
る。

【００１３】本発明の露光ヘッドは、前記複数の発光素
子の数に対応する開口を一定間隔で穿設した開口手段を
さらに備えることができる。この開口手段の開口により
レンズを透過する光ビームを制限でき、レンズの光軸以
外の光ビームの透過を抑制することができる。

【００１４】前記開口手段の開口は、前記レンズの有効
径以下の大きさを採用することができる。このようにす
ることで、レンズを透過する光ビームのみを有効に制限
することができる。

【００１５】前記開口手段は、各レンズの入射面及び出
射面の間に設けることができる。これにより各レンズの
入射面及び出射面の間を透過した光ビームのみを制限す
ることができ、この開口と透過した光ビームのみを出射
することができる。

【００１６】本発明の露光ヘッドは、前記レンズアレイ
から出射された光ビームを拡散させるための拡散手段を
さらに備えることができる。この拡散手段により前記レ
ンズアレイから出射された光ビームを効率よく拡散する
ことができる。

【００１７】前記レンズアレイは、前記複数の発光素子
の数から偶数個増加した数に対応するレンズを有するこ
とができる。例えば、複数の発光素子の両側に同数のレ
ンズを設けることができる。このようにすることによ
り、１つのレンズ光軸からみて隣接する光源からの光ビ
ームの入射を、全てのレンズの各々について同様の状態
となり、得られる光ビームの状態は各光源毎に均質にな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はＬＥ
Ｄからの光ビームによる露光によって画像を形成する画
像形成装置に本発明を適用したものである。

【００１９】本発明の実施の形態にかかる露光部１０を
備えた画像形成装置５４について説明する。図１は本発
明の実施の形態にかかる露光部１０を備えた画像形成装
置５４の概略構成を示したものであり、図２には、本発
明の実施の形態にかかる露光部１０の概略構成を示した
ものである。

【００２０】図１に示すように、画像形成装置５４のハ
ウジング５６の下方に配置された感材マガジン５８に
は、供給リール６０に巻き取られた感光材料４０がセッ
トされている。この供給リール６０は、図示しない駆動
手段により回転して感光材料４０を巻き出すようになっ
ている。この感光材料４０の先端部は、感材マガジン５
８の取付口に設けられた引出しローラ６２にニップされ
る。この引出しローラ６２は、所定の条件で感光材料４
０を引き出してガイド板６４へ送り出したり、或いは、
所定の条件下においてバッファ（２点鎖線で表示）を形
成する。

【００２１】ガイド板６４を通過した感光材料４０は、
露光ドラム１４に巻き掛けられ、詳細を後述する露光部
１０の走査ヘッド２８によって、画像が露光される。画
像が露光された感光材料４０は、支持台６５と圧着板６
６で挟持され、塗布タンク６８に設けられた吸水性の塗
布部材７０（スポンジ等）で水が塗布される。水が塗布
された感光材料４０は、ハロゲンランプが内蔵されたヒ
ートドラム７２に、テンションローラ７４、７６によっ
て一定の圧力で巻き掛けられる。巻き掛けられた感光材
料４０は加熱されながら、後述する受像紙７８に上面か
ら重ね合わせられ、画像が転写される。画像が転写され
た感光材料４０は、廃棄リール８０に巻き取られる。こ
のように、感光材料４０をカットせずに、供給リール６
０から廃棄リール８０に受け渡すことで、感光材料４０
自体が受像紙７８に一定の圧力を付与するタイミングベ
ルトとして機能する。

【００２２】一方、ハウジング５６の上方に配置された
受材マガジン８２には、供給リール８４に巻き取られた
受像紙７８がセットされている。この受像紙７８は、ニ
ップローラ８６で引き出され、所定の長さにカッタ８８
で切断された後、搬送ローラ９０及びガイド板９２に案
内され、感光材料４０と重ね合わせられながらヒートド
ラム７２に巻き掛けられる。そして、感光材料４０から
画像が転写された受像紙７８は、ヒートドラム７２から
図示しない剥離爪で剥離され、搬送ローラ９４及びガイ
ド板９６に案内されて、受け皿９８の上に至る。

【００２３】次に、本発明の実施の形態にかかる露光部
１０及びその周辺部分を説明する。図１に示すように、
露光部１０には、回転可能な回転軸１２に感光材料が巻
き掛けられる露光ドラム１４の両端部が支持されてい
る。この露光ドラム１４は円筒形をしており、露光面は
回転軸１２を中心として一定の曲率を有している。ま
た、露光ドラム１４の斜め左上には、回転軸１２と平行
に２本のシャフト１６、１８が配設されている。このシ
ャフト１６、１８には、支持ブロック２０、２２を貫通
する支持孔２４、２６が挿通され、シャフト１６、１８
に沿ってスライドできるようになっている。なお、露光
ドラム１４側の支持ブロック２０は２つ、支持ブロック
２２は１つ設けられ、３つで平面を構成している。

【００２４】図２に示すように、支持ブロック２０、２
２には、走査ヘッド２８のケーシング３０が固定されて
いる。このケーシング３０の底板３２の内側には、画像
信号が記憶されたコントローラ３４からの信号によって
点灯するＲＧＢの３枚のＬＥＤチップ３６が配設されて
おり、発光面は、ケーシング３０の内側に向けられてい
る。ＬＥＤチップ３６は、露光ヘッド２８の主走査方向
に沿って３枚並べられており、各チップは、副走査方向
に３１個の素子を備えている。

【００２５】詳細は後述するが、ＬＥＤチップ３６の発
光面側には、ＬＥＤチップ３６から出射される光ビーム
の拡がりを制限したり拡散したり等をするためのスリッ
ト板を含むことが可能な光源部３８が設けられている。
光源部３８の内側には、結像レンズ４２が配置されてい
る。この結像レンズ４２は、複数枚のレンズと絞りで構
成されており、ＬＥＤチップ３６からの光を集光し、露
光ドラム１４に巻き掛けられた感光材料４０の上に画像
を結像させる役目を果たしている。なお、ピントは、図
示しないオートフォーカス機構によって自動的に調整さ
れる。

【００２６】一方、底板３２外面には、連結板４４が取
付けられている。この連結板４４には、無端のタイミン
グベルト４６が固定されている。タイミングベルト４６
の両端は、それぞれシャフト１６、１８の両端近傍に設
けられたスプロケット４８、５０に巻き掛けられてい
る。スプロケット４８の軸部は、減速機の駆動軸４８Ａ
に取付けられており、この駆動軸４８Ａの正転逆転に伴
うステッピングモータ５２の回転力がスプロケット４８
へ伝達され、走査ヘッド２８がシャフト１６、１８に沿
って往復移動する。

【００２７】ステッピングモータ５２の駆動は、コント
ローラ３４によって制御され、感光材料４０のステップ
駆動と同期が取られている。すなわち、感光材料４０が
ステップ移動して停止した状態で、ステッピングモータ
５２が正転し、走査ヘッド２８がシャフト１６、１８に
沿って、感光材料４０の幅方向（主走査方向）に移動す
る。そして、所定パルスを確認した後、さらに、感光材
料４０がステップ移動して停止した状態で、ステッピン
グモータ５２を逆転させることで、往復の主走査が行わ
れる。

【００２８】次に、光源部３８を説明する。本実施の形
態では、ＬＥＤチップ３６から出射される光ビームの拡
がりを制限したり拡散したり等をするためのスリット板
を含むことが可能な光源部３８を備えている。この光源
部３８及びＬＥＤチップ３６は、露光部１０の走査ヘッ
ド２８における光ビームの出射部分である。

【００２９】図３に示すように、ＬＥＤチップ３６は複
数（本実施の形態では、３１個）のＬＥＤ素子３６₁〜
３６₃₁を備えている。このＬＥＤチップ３６の出射側に
はマイクロレンズアレイ１００が設けられている。この
マイクロレンズアレイ１００には、ＬＥＤチップ３６が
備えたＬＥＤ素子の個数（３１個）のマイクロレンズ１
００₁〜１００₃₁が一定間隔を隔ててアレイ状に配列さ
れている。マイクロレンズ１００₁〜１００₃₁の各々
は、入射面及び出射面の形状が凸の凸レンズとして機能
する構成である。

【００３０】このマイクロレンズアレイ１００は、ＬＥ
Ｄチップ３６から出射される光ビームについて拡がりを
制限したり拡散したりする照明系のレンズであり、光ビ
ームを露光ドラム１４上に結像させるときの理論的な物
体平面１０２に、均質な形状かつ均質なプロファイルの
光ビームを照明するためのものである。図３の例では、
ＬＥＤ素子３６₁〜３６₃₁から出射された光ビームはマ
イクロレンズアレイ１００のマイクロレンズ１００₁〜
１００₃₁により、物体平面１０２へ照射領域１０２₁〜
１０２₃₁に均質な形状かつ均質なプロファイル（光量分
布）の光ビームが照射される。すなわち、マイクロレン
ズ１００₁〜１００₃₁の各々の形状は均一化が可能であ
ると共に一定間隔で配列できるので、得られる光束は略
同一のものとなる。

【００３１】これによって、露光ドラム１４上には、マ
イクロレンズアレイ１００の一定間隔で配列されたマイ
クロレンズによる均質な形状かつ光量分布の光による像
形成が可能となる。従って、各ＬＥＤ素子の形状が微妙
に不均一であるＬＥＤチップを用いた場合であっても、
位置誤差が解消されると共に、均一な光量分布の光ビー
ムを得ることができる。

【００３２】ここで、１つのマイクロレンズアレイ１０
０（マイクロレンズ）の入射面と出射面との間隔を大き
くした場合、２群のレンズを組み合わせた群レンズとし
て機能する。この場合の光源部３８の作動を説明する。
なお、説明を簡単にするため、１つの光学系すなわち、
ＬＥＤ素子３６₁から出射された光ビームがマイクロレ
ンズ１００₁により、物体平面１０２の照射領域１０２₁
へ照射される点について説明する。

【００３３】図４に示すように、マイクロレンズ１００
₁（マイクロレンズアレイ１００）は、第１レンズ１１
０と第２レンズ１１２として機能するように構成する。
具体的には、第１レンズ１１０による光源像が結像され
る位置（図４の矢印１１６を含み光軸ＣＬと直交する平
面、以下、開口面Ａという）に第２レンズ１１２の前側
焦点位置に設定する。この場合、物体平面１０２の第２
レンズ１１２による共役位置（図４の矢印１１４を含み
光軸ＣＬと直交する平面、以下、視野面Ｆという）は第
１レンズの出射側の位置となり、ＬＥＤ素子の形状及び
位置に影響されない。

【００３４】このことは、ＬＥＤ素子３６₁と開口面Ａ
とは第１レンズ１１０を介して共役であることを意味
し、視野面Ｆと物体平面１０２とは第２レンズ１１２を
介して共役であることを意味する。また、開口面Ａは第
２レンズ１１２の前側焦点位置に位置することを意味す
る。なお、視野面Ｆは第１レンズ１１０の後側焦点位置
に位置することが好ましい。

【００３５】このように構成することで、ＬＥＤ素子３
６₁から出射された光ビームは第１レンズ１１０を通過
後に視野面Ｆに広がり、開口面Ａに結像し、第２レンズ
１１２を通過し物体平面１０２で、所定の開口数を有す
る平行光束となる。これによって、ＬＥＤ素子３６₁に
輝度ムラが存在しても、物体平面１０２全体を均質に照
明できる。

【００３６】この物体平面１０２の各照射領域に均質に
照明された光束を、結像レンズ４２により感光材料４０
に結像することによって、ＬＥＤ素子の位置誤差が解消
されると共に、均一な光量分布の光ビームによる結像ス
ポットを得ることができるので、得られる画像に濃度ム
ラ等が生じることなく、画像の品質低下を抑制すること
ができる。

【００３７】次に、第２実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００３８】上記実施の形態では、１個のマイクロレン
ズアレイで２群のレンズを組み合わせた群レンズとして
機能する構成を説明したが、簡単に構成するためには、
各々独立した複数のレンズを組み合わせることが好まし
い。そこで、本実施の形態では、図５に示すように、上
記マイクロレンズアレイ１００を、第１マイクロレンズ
アレイ１２０及び第２マイクロレンズアレイ１２２から
構成する。図５の例では、ＬＥＤ素子３６₁〜３６₃₁か
ら出射された光ビームはマイクロレンズアレイ１２０及
び１２２の一対のマイクロレンズ１２０₁，１２２₁〜１
２０₃₁，１２２ ₃₁により、物体平面１０２へ照射領域１
０２₁〜１０２₃₁に均質な形状かつ均質なプロファイル
（光量分布）の光ビームが照射される。

【００３９】このように構成することで、第１マイクロ
レンズアレイ１２０及び第２マイクロレンズアレイ１２
２の各々を独立して設計及び製造することができ、設計
の自由度を増加させることができる。

【００４０】次に、第３実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００４１】上記実施の形態では、マイクロレンズアレ
イによりＬＥＤチップ３６から出射される光ビームの拡
がりを制限したり拡散したり等をする構成を説明した
が、光軸以外の光ビームは遮光することが好ましい。そ
こで、本実施の形態では、図６に示すように、分離独立
して形成されたマイクロレンズアレイ１２０、１２２の
間にアパーチャアレイ１３０を設けている。

【００４２】このアパーチャアレイ１３０は、ＬＥＤ素
子３６₁〜３６₃₁及びマイクロレンズアレイ１２０及び
１２２の一対のマイクロレンズ１２０₁，１２２₁〜１２
０₃₁，１２２₃₁の個数と一致する個数の開口を有してお
り、マイクロレンズの間隔と同一の一定間隔で穿孔され
ている。このアパーチャアレイ１３０の各開口の大きさ
は、マイクロレンズアレイの有効径より小さくされてい
る。

【００４３】このアパーチャアレイ１３０の光軸方向の
位置は、上記図４で説明した開口面Ａ近傍または視野面
Ｆ近傍に設置することが好ましい。視野面Ｆにおける開
口は所謂視野絞りに相当し、視野面Ｆ近傍に設置した場
合、開口の大きさにより物体平面１０２に照射される光
ビームの領域を制限することができるためである。ま
た、上記開口面Ａにおける開口は、所謂開口絞りに相当
し、開口面Ａ近傍に設置した場合、開口の大きさにより
光軸周辺を通過する光ビームを制限すなわち物体平面１
０２に照射される光ビームの総量を制限することができ
るためである。なお、アパーチャアレイ１３０は複数枚
設けても良い。

【００４４】このように、本実施の形態では、所謂絞り
としてのアパーチャアレイを設けているので、物体平面
上に得られる光スポットを光量分布が均一にしたり形状
を均一にしたりすることが容易となる。このため、物体
平面１０２の各照射領域に均質に照明された光束を、結
像レンズ４２により感光材料４０に結像することによっ
て、感光材料４０上では、均一でかつ光量分布が均質な
光ビームによる結像スポットを等間隔で得ることができ
るので、得られる画像に濃度ムラ等が生じることなく、
画像の品質低下を抑制することができる。

【００４５】なお、本実施の形態では、２個のマイクロ
レンズアレイの間にアパーチャアレイ１３０を設けた場
合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、１個のマイクロレンズアレイ１００の内部に設けて
もよい。また、アパーチャアレイ１３０をマイクロレン
ズアレイ１２０及び１２２の間に挟んでこれらを接合し
て１つのマイクロレンズアレイを構成してもよい。ま
た、マイクロレンズアレイから出射される光ビームの光
量を制限するために、マイクロレンズアレイの出射側に
設けてもよい。

【００４６】また、光軸以外の光ビームは遮光する他の
手段としてマイクロレンズアレイの隣合うマイクロレン
ズの間に遮光部材例えば遮光板を設けてもよい。

【００４７】次に、第４実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００４８】上記実施の形態では、マイクロレンズアレ
イによりＬＥＤチップ３６から出射される光ビームの拡
がりを制限したり拡散したり等をする構成、及びマイク
ロレンズアレイによる絞りを付与した場合を説明した
が、物体平面１０２側における拡散性が低いときがあ
る。そこで、本実施の形態では、図７に示すように、物
体平面１０２近傍の位置に拡散板１４０を設けている。

【００４９】このように構成することで、感光材料４０
の感光面と共役な位置である物体平面１０２において拡
散性が向上された光スポットを得ることができる。この
ため、物体平面１０２の各照射領域により均質になる光
束を、結像レンズ４２により感光材料４０に結像するこ
とによって、感光材料４０上では、均一でかつ光量分布
が均質な光ビームによる結像スポットを等間隔で得るこ
とができるので、得られる画像に濃度ムラ等が生じるこ
となく、画像の品質低下を抑制することができる。

【００５０】次に、第５実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００５１】上記実施の形態では、ＬＥＤチップ３６の
ＬＥＤ素子の個数と同数のマイクロレンズを有するマイ
クロレンズアレイによりＬＥＤチップ３６から出射され
る光ビームの拡がりを制限したり拡散したり等をする構
成を説明したが、各マイクロレンズは隣合うＬＥＤ素子
からの光ビームの影響を受けることがある。すなわち、
光スポットの副走査方向の端部付近のＬＥＤ素子（ＬＥ
Ｄ素子３６₁及び３６₃ ₁）による光ビームで照射された
物体平面１０２上の光スポットの状態が他の光ビームで
照射された物体平面１０２上の光スポットの状態と異な
る状態になることがある。これは、１つのマイクロレン
ズでは左右に同数のＬＥＤ素子からの光ビームが入射さ
れる可能性があるのに対して、端部のマイクロレンズ例
えば、マイクロレンズ１２０₁では左右一方からのみの
ＬＥＤ素子からしか光ビームが入射される可能性がない
ためである。

【００５２】そこで、本実施の形態では、図８に示すよ
うに、ＬＥＤチップ３６の出射側にはマイクロレンズア
レイ１５０及びアパーチャアレイ１５２が設けられてい
る。このマイクロレンズアレイ１５０には、ＬＥＤチッ
プ３６が備えたＬＥＤ素子の個数から偶数個だけ増加さ
れた個数のマイクロレンズが設けられている。すなわ
ち、マイクロレンズアレイ１５０には、ＬＥＤチップ３
６が備えたＬＥＤ素子の個数（３１個）と一致する個数
のマイクロレンズ１５０₁〜１５０₃₁に、偶数個（本実
施の形態では２個）のマイクロレンズ１５０Ａ，１５０
Ｂが各々端部に増加され、一定間隔を隔ててアレイ状に
配列されている。従って、ＬＥＤチップ３６のＬＥＤ素
子から光軸として直接光ビームが入射されないマイクロ
レンズ１５０Ａ，１５０Ｂがマイクロレンズアレイの端
部に増加される。

【００５３】また、マイクロレンズアレイ１５０の光ビ
ームの出射側には、上記マイクロレンズアレイと同様
に、ＬＥＤチップ３６が備えたＬＥＤ素子の個数から偶
数個だけ増加された個数の開口を有するアパーチャアレ
イ１５２が設けられている。

【００５４】ここで、ＬＥＤチップ３６のＬＥＤ素子３
６₁，３６₂の光ビームを考える。まず、ＬＥＤ素子３６
₂の光ビームは担当のマイクロレンズ１５０₂に照射され
るが、光ビームは発散しているので、隣合うマイクロレ
ンズ１５０₁，１５０₃（図示省略）にも照射される。こ
れによって、ＬＥＤ素子３６₂による照射領域１０２₂に
はＬＥＤ素子３６₂によりマイクロレンズ１５０₁，１５
０₂，１５０₃（図示省略）から光ビームが照射されるこ
とが想定される。すなわち、周辺からの光の影響を受け
ることがある。

【００５５】本実施の形態では、マイクロレンズ１５０
₁の外側にマイクロレンズ１５０Ａ及びアパーチャアレ
イ１５２の開口が設けられている。すなわち、ＬＥＤ素
子を担当するマイクロレンズと開口に相当する構成のも
のが増設されている。従って、ＬＥＤ素子３６₁による
照射領域１０２₁にはＬＥＤ素子３６₁によりマイクロレ
ンズ１５０₁，１５０₂，１５０Ａから光ビームが照射さ
れることが想定される。

【００５６】このように、ＬＥＤ素子の端部付近であっ
ても周辺からの光の影響を受けることを想定してマイク
ロレンズと開口を増設しているので、物体平面では均質
な形状かつ均質なプロファイル（光量分布）の光ビーム
の各々が照射される。すなわち、ＬＥＤ素子３６₁〜３
６₃₁からの各々の光ビームは、物体平面上へ均質化され
て照射される。

【００５７】このようにマイクロレンズアレイのマイク
ロレンズ及びアパーチャアレイの開口を偶数個増加させ
ることにより、ＬＥＤ素子３６₁〜３６₃₁からの各光ビ
ームは物体平面上へ均質化されて照射されるので、物体
平面１０２の各照射領域により均質になる光束を、結像
レンズ４２により感光材料４０に結像することによっ
て、感光材料４０上では、均一でかつ光量分布が均質な
光ビームによる結像スポットを等間隔で得ることができ
るので、得られる画像に濃度ムラ等が生じることなく、
画像の品質低下を抑制することができる。

【００５８】なお、上記実施の形態では、露光ヘッドが
画像を書き込む場合について説明したが、画像を読み込
むスキャナーに利用することもできる。

【００５９】次に、第６実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００６０】例えば上記第１実施の形態では、ＬＥＤチ
ップ３６の出射側にマイクロレンズアレイ１００が１個
配置された場合を説明したが、本実施の形態では、図９
に示すように、ＬＥＤチップ３６の出射側にマイクロレ
ンズアレイ１００Ａ，１００Ｂが２個並べて配置されて
いる。

【００６１】このマイクロレンズアレイ１００Ａ、１０
０Ｂは同一構成であり、ＬＥＤチップ３６が備えたＬＥ
Ｄ素子の個数（３１個）のマイクロレンズ１００Ａ₁〜
１００Ａ₃₁、マイクロレンズ１００Ｂ₁〜１００Ｂ₃₁が
一定間隔を隔ててアレイ状にそれぞれ配列されている。

【００６２】図９の例では、ＬＥＤ素子３６₁〜３６₃₁
から出射された光ビームはマイクロレンズアレイ１００
Ａ，及び１００Ｂのマイクロレンズ１００Ａ₁〜１００
Ａ₃₁，１００Ｂ₁〜１００Ｂ₃₁により、物体平面１０２
へ照射領域１０２₁〜１０２₃₁に均質な形状かつ均質な
プロファイル（光量分布）の光ビームが照射される。

【００６３】また、このように構成することにより、マ
イクロレンズアレイ１００Ａ，１００Ｂの各々を独立し
て設計及び製造することができ、設計の自由度を増加さ
せることができる。

【００６４】次に、第７実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００６５】例えば上記第１実施の形態では、ＬＥＤチ
ップ３６の出射側にマイクロレンズアレイ１００が１個
配置された場合を説明したが、本実施の形態では、図１
０に示すように、ＬＥＤチップ３６の出射側にマイクロ
レンズアレイ１００Ａ，１００Ｂが２個並べて配置され
ると共に、マイクロレンズアレイ１００Ａ，１００Ｂの
間にアパーチャアレイ１３０を設けている。

【００６６】このアパーチャアレイ１３０は、ＬＥＤ素
子３６₁〜３６₃₁及びマイクロレンズアレイ１００Ａ及
び１００Ｂのマイクロレンズ１００Ａ₁〜１００Ａ₃₁，
１００Ｂ₁〜１００Ｂ₃₁の個数と一致する個数の開口を
有しており、マイクロレンズの間隔と同一の一定間隔で
穿孔されている。このアパーチャアレイ１３０の各開口
の大きさは、マイクロレンズアレイの有効径より小さく
されている。

【００６７】このアパーチャアレイ１３０の光軸方向の
位置は、上記図４で説明した開口面Ａ近傍または視野面
Ｆ近傍に設置することが好ましい。視野面Ｆにおける開
口は所謂視野絞りに相当し、視野面Ｆ近傍に設置した場
合、開口の大きさにより物体平面１０２に照射される光
ビームの領域を制限することができるためである。ま
た、上記開口面Ａにおける開口は、所謂開口絞りに相当
し、開口面Ａ近傍に設置した場合、開口の大きさにより
光軸周辺を通過する光ビームを制限すなわち物体平面１
０２に照射される光ビームの総量を制限することができ
るためである。なお、アパーチャアレイ１３０は複数枚
設けても良い。

【００６８】このように、本実施の形態では、所謂絞り
としてのアパーチャアレイを設けているので、物体平面
上に得られる光スポットを光量分布が均一にしたり形状
を均一にしたりすることが容易となる。このため、物体
平面１０２の各照射領域に均質に照明された光束を、結
像レンズ４２により感光材料４０に結像することによっ
て、感光材料４０上では、均一でかつ光量分布が均質な
光ビームによる結像スポットを等間隔で得ることができ
るので、得られる画像に濃度ムラ等が生じることなく、
画像の品質低下を抑制することができる。

【００６９】なお、本実施の形態では、２個のマイクロ
レンズアレイの間にアパーチャアレイ１３０を設けた場
合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、２個のマイクロレンズアレイ１００Ａ，１００Ｂの
内部に各々設けてもよい。また、マイクロレンズアレイ
から出射される光ビームの光量を制限するために、マイ
クロレンズアレイの出射側に設けてもよい。

【００７０】また、光軸以外の光ビームは遮光する他の
手段としてマイクロレンズアレイの隣合うマイクロレン
ズの間に遮光部材例えば遮光板を設けてもよい。

【００７１】次に、第８実施の形態を説明する。本実施
の形態は、上記実施の形態と同様の構成のため、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる光
源部３８周辺を説明する。

【００７２】上記実施の形態では、ＬＥＤチップ３６
は、副走査方向に３１個の素子が１列に配置された場合
を説明したが、本実施の形態では、図１１（Ａ）に示す
ように、ＬＥＤチップ３６は、副走査方向（図中Ａ方
向）に各々３１個のＬＥＤ素子３６Ａ₁〜３６Ａ₃₁、３
６Ｂ₁〜３６Ｂ₃₁が２列に配置されている。

【００７３】また、図１１（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、ＬＥＤチップ３６の出射側には、主走査方向（図中
Ｂ方向）にマイクロレンズアレイ１００Ａ、１００Ｂが
並んで配置されている。

【００７４】また、図１２（Ａ）、（Ｃ）に示すよう
に、ＬＥＤチップ３６を２個のＬＥＤチップ３６Ａ，３
６Ｂで構成して主走査方向（図中Ｂ方向）に沿って配置
し、図１２（Ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ
１００を、副走査方向（図中Ａ方向）に各々３１個のマ
イクロレンズ１００Ａ₁〜１００Ａ₃₁、１００Ｂ₁〜１０
０Ｂ₃₁を２列配置した構成としてもよい。

【００７５】また、図１３（Ａ）、（Ｃ）に示すよう
に、ＬＥＤチップ３６を副走査方向（図中Ａ方向）に各
々３１個のＬＥＤ素子３６Ａ₁〜３６Ａ₃₁、３６Ｂ₁〜３
６Ｂ₃₁３６Ｃ₁〜３６Ｃ₃₁を３列配置してもよい。この
場合、図１３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子と同様
に、マイクロレンズアレイ１００を、副走査方向に各々
３１個のマイクロレンズ１００Ａ₁〜１００Ａ₃₁、１０
０Ｂ₁〜１００Ｂ₃₁、マイクロレンズ１００Ｃ₁〜１００
Ａ₃₁を３列配置した構成としてもよい。なお、図１３
（Ａ），（Ｂ）の例では、３列のＬＥＤ素子又はマイク
ロレンズは副走査方向に各々所定距離ずつずらされて配
置されているが、配置の仕方についてはこの限りでな
い。

【００７６】また、図１４（Ｂ）に示すように、マイク
ロレンズアレイ１００を、３１個の分離独立したマイク
ロレンズアレイ１００Ｘ₁〜１００Ｘ₃₁で構成してもよ
い。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の発光素子を用いて光源からの光ビームを投影すると
き、複数の発光素子が並べられた光源の出射側に複数の
発光素子の数に対応するレンズを有するレンズアレイを
設けるので、光源にばらつきを有した場合であっても、
レンズアレイの各レンズにより光源からの光ビームを均
一化でき、また、レンズの集光性によりレンズアレイの
出射側における光の拡散性を向上させることができる、
という効果がある。

【００７８】また、前記レンズアレイとして光軸方向に
複数配設した複数レンズアレイを用いることにより、光
源から出射された光ビームを複数のレンズにより機能分
散して集光させることができ、光源からの光ビームに関
する光学設計を容易にすることができる、という効果が
ある。

【００７９】また、前記複数の発光素子の数に対応する
開口を一定間隔で穿設した開口手段をさらに備えること
により、レンズを透過する光ビームを制限でき、レンズ
の光軸以外の光ビームの透過を抑制することができる、
という効果がある。

【００８０】また、レンズアレイから出射された光ビー
ムを拡散させるための拡散手段をさらに備えることによ
り、前記レンズアレイから出射された光ビームを効率よ
く拡散することができる、という効果がある。

【００８１】また、複数の発光素子の数から偶数個増加
した数に対応するレンズを有するレンズアレイを用いる
ことにより、全てのレンズの各々について同様の光状態
となり、得られる光ビームの状態は各光源毎に均質にな
る、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る露光部を備えた画像
形成装置の概略概略図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る走査ヘッドを有する
露光部の概略構成図である。

【図３】本発明の第１実施の形態に係る露光部内の光源
部を示す概略構成図である。

【図４】マイクロレンズの厚さを大きくした光源部の概
念構成を示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施の形態に係る露光部内の光源
部を示す概略構成図である。

【図６】本発明の第３実施の形態に係る露光部内の光源
部を示す概略構成図である。

【図７】本発明の第４実施の形態に係る露光部内の光源
部を示す概略構成図である。

【図８】本発明の第５実施の形態に係る露光部内の光源
部を示す概略構成図である。

【図９】本発明の第６実施の形態に係る露光部内の光源
部を示す概略構成図である。

【図１０】本発明の第７実施の形態に係る露光部内の光
源部を示す概略構成図である。

【図１１】（Ａ）は本発明の第８実施の形態に係る露光
部内の光源部のＬＥＤチップの平面図、（Ｂ）はマイク
ロレンズアレイの平面図、（Ｃ）は（Ａ）又は（Ｂ）を
上側から見た図である。

【図１２】（Ａ）は本発明の第８実施の形態に係る露光
部内の光源部のＬＥＤチップの平面図、（Ｂ）はマイク
ロレンズアレイの平面図、（Ｃ）は（Ａ）又は（Ｂ）を
上側から見た図である。

【図１３】（Ａ）は本発明の第８実施の形態に係る露光
部内の光源部のＬＥＤチップの平面図、（Ｂ）はマイク
ロレンズアレイの平面図、（Ｃ）は（Ａ）又は（Ｂ）を
上側から見た図である。

【図１４】（Ａ）は本発明の第８実施の形態に係る露光
部内の光源部のＬＥＤチップの平面図、（Ｂ）はマイク
ロレンズアレイの平面図、（Ｃ）は（Ａ）又は（Ｂ）を
上側から見た図である。

【符号の説明】

１０露光部３６ＬＥＤチップ３８光源部１００マイクロレンズアレイ１３０アパーチャアレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ４１Ｊ 2/455 Ｈ０４Ｎ 1/036 ＡＧ０２Ｂ 3/00 Ｂ４１Ｊ 3/21 ＬＧ０３Ｂ 27/32 Ｈ０４Ｎ 1/04 ＢＨ０４Ｎ 1/036 1/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を露光する露光装置における光源か
らの光ビームを投影レンズにより投影する露光ヘッドに
おいて、複数の発光素子が並べられた光源と、前記複数の発光素子の数に対応するレンズを有するレン
ズアレイと、を備えたことを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】前記レンズアレイの各レンズは、正パワ
ーを有することを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッ
ド。
【請求項３】前記レンズアレイは、光軸方向に複数配
設した複数レンズアレイであることを特徴とする請求項
１または２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】前記レンズアレイは、各レンズの入射面
及び出射面の形状が凸形状であることを特徴とする請求
項１乃至請求項３の何れか１項に記載の露光ヘッド。
【請求項５】前記複数の発光素子の数に対応する開口
を一定間隔で穿設した開口手段をさらに備えたことを特
徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の露
光ヘッド。
【請求項６】前記開口手段の開口は、前記レンズの有
効径以下の大きさであることを特徴とする請求項５に記
載の露光ヘッド。
【請求項７】前記開口手段は、各レンズの入射面及び
出射面の間に設けることを特徴とする請求項５または６
に記載の露光ヘッド。
【請求項８】前記レンズアレイから出射された光ビー
ムを拡散させるための拡散手段をさらに備えたことを特
徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の露
光ヘッド。
【請求項９】前記レンズアレイは、前記複数の発光素
子の数から偶数個増加した数に対応するレンズを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に
記載の露光ヘッド。