特開 2015-191109 遮光性インク、レンズアレイ及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-191109(P2015-191109A)

(43)【公開日】2015年11月2日

(54)【発明の名称】遮光性インク、レンズアレイ及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20151006BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20151006BHJP

   G02B 1/11 20150101ALI20151006BHJP

   C09D 11/00 20140101ALI20151006BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/00 B

   G02B3/00 A

   G02B1/10 A

   C09D11/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-68439(P2014-68439)

(22)【出願日】2014年3月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000235

【氏名又は名称】特許業務法人 天城国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 良造

(72)【発明者】

【氏名】久保田 敦

【テーマコード（参考）】

2H042

2K009

4J039

【Ｆターム（参考）】

2H042AA09

2H042AA11

2H042AA15

2H042AA22

2H042AA23

2H042AA24

2H042AA29

2H042AA30

2H042AA31

2K009AA01

2K009CC09

2K009CC33

2K009DD02

2K009DD05

2K009DD06

2K009EE01

4J039AD21

4J039BA04

4J039BA13

4J039BE01

4J039BE26

4J039EA48

4J039FA02

4J039FA04

(57)【要約】

【課題】短時間に膜形成が可能であり、かつ精密な遮光膜特性を有するための反射率特性を制御することが可能な遮光性インクを提供する。
【解決手段】レンズの周辺部に遮光膜を形成するための遮光性インクであって、可視光を遮蔽する遮光材料と、紫外線を含む光照射あるいは加熱により硬化が開始される光硬化型材料を含有し、遮光膜と前記レンズとの界面で生じる反射率を０．１％以下にしたレンズ光学素子用の遮光性インクである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズの周辺部に遮光膜を形成するための遮光性インクであって、
可視光を遮蔽する遮光材料と、紫外線を含む光照射あるいは加熱により硬化が開始される光硬化型材料を含有し、遮光膜と前記レンズとの界面で生じる反射率を０．１％以下にしたレンズ光学素子用の遮光性インク。

【請求項2】

さらに無機酸化物粒子を配合することにより、前記遮光膜の屈折率制御を行う請求項１記載の遮光性インク。

【請求項3】

前記無機酸化物粒子が酸化チタン又は酸化ジルコニウムである請求項２記載の遮光性インク。

【請求項4】

透明基板に形成された複数のレンズと、
前記複数のレンズの周辺に遮光性インクで形成した遮光膜と、を含み、
前記遮光性インクとして、可視光を遮蔽する遮光材料と、紫外線を含む光照射あるいは加熱により硬化が開始される光硬化型材料を含有し、遮光膜と前記レンズとの界面で生じる反射率を０．１％以下にしたことを特徴とするレンズアレイ。

【請求項5】

光を出射する光源と、
前記光源から出射した光が通過する請求項４記載のレンズアレイと、
を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、レンズアレイの遮光膜の形成に用いる遮光性インク、及びレンズアレイと画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ）、ファクシミリ、スキャナ等の画像形成装置、或いは液晶表示装置、固体撮像素子、共焦点型レーザー顕微鏡等においては、レンズアレイが用いられており、レンズアレイには、迷光を防止するため、非レンズ部分に遮光膜を設けたものがある。レンズアレイの応用分野としては、画像表示分野に限らず、光通信分野、光ディスク分野、画像転送・結合分野、光計測、光センシング分野、光プロセシッシング分野等がある。

【0003】

レンズアレイの非レンズ部分に遮光膜を形成するには、紫外線を照射することで硬化する黒色インクを非レンズ部分に印刷し、その後、硬化処理を行う方法や、フォトリソグラフィ法を利用して現像除去する方法などがある。さらに特許文献１には光学素子用の遮光膜について開示されており、遮光膜の遮光特性と屈折率の制御についての開示がなされている。

【0004】

ところで、レンズなどに形成する遮光膜の遮光特性においては、レンズと遮光膜の界面で生じる反射光特性と、遮光膜と雰囲気との表面で生じる反射光特性とを一定量以下に抑えることが必要である。特許文献１では、染料、顔料、非黒色粒子を遮光膜中の成分として用いることにより、反射特性の制御を試みている。

【0005】

しかしながら、各種成分を配合した遮光膜を形成するための遮光塗料は、レンズ面上へ塗布するための塗布性能が考慮されておらず、瞬間的に遮光膜を形成するには不十分であった。即ち、特許文献１では溶剤を用いた塗料であるがゆえに、レンズ面への遮光塗料を塗布した後、溶剤を乾燥させる工程が必須であり、時間的な要因とレンズ面への非遮光膜形成領域への溶剤汚染が生じる可能性があり、非常に精度の高い光学性能が必要とされる光学素子、例えば、レンズアレイなどへの適用は難しかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１８６４３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

発明が解決しようとする課題は、短時間に遮光膜の形成が可能であり、かつ精密な遮光膜特性を有するための反射率特性を制御することが可能な遮光性インク、この遮光性インクにより形成された遮光膜を有するレンズアレイ及び画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態は、レンズの周辺部に遮光膜を形成するための遮光性インクであって、可視光を遮蔽する遮光材料と、紫外線を含む光照射あるいは加熱により硬化が開始される光硬化型材料を含有し、遮光膜と前記レンズとの界面で生じる反射率を０．１％以下にしたレンズ光学素子用の遮光性インクである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係るレンズアレイの一例を示す構成図。

【図2】一実施形態におけるレンズアレイの遮光膜形成装置の一例を示す構成図。

【図3】一実施形態におけるレンズアレイの遮光膜形成装置の動作を示す構成図。

【図4】一実施形態におけるレンズアレイの反射率の測定例を示す構成図。

【図5】一実施形態における遮光膜の屈折率の制御を概略的に示す説明図。

【図6】一実施形態における遮光性インクの調製例を示す説明図。

【図7】一実施形態に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図。

【図8】一実施形態における画像形成装置の画像読取部を示す概略構成図。

【図9】一実施形態における画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。

【0011】

（第１の実施形態）
（レンズアレイ）
先ず、本実施形態のレンズアレイの構成について図１を参照して説明する。図１は、レンズアレイ１０の構成図であり、（ａ）はレンズアレイ１０の上面図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線Ａ−Ａ’に沿う断面図、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大して示す拡大図である。

【0012】

図１に示すように、レンズアレイ１０（マイクロレンズアレイとも言う）は、例えば透明な基板１１上に配列した複数のレンズ１２を備える。レンズアレイ１０は、各レンズ１２の間に、例えば膜厚１２μｍの黒色の遮光膜１３を形成している。各レンズ１２の間に遮光膜１３を形成することにより、遮光膜１３で覆われたレンズ部分は非レンズ部分となる。遮光膜１３は、本実施形態の遮光性インクを用いて形成する。基板１１及びレンズ１２は、例えば金型成形される。

【0013】

尚、図１では、基板１１の片面にレンズ１２を配置した例を示しているが、両面にレンズ１２を形成することも可能である。レンズアレイ１０と遮光膜１３を合わせてレンズアレイユニットと称することもある。

【0014】

（遮光膜の形成）
遮光膜１３の形成には、例えばインクジェットヘッドを備える遮光膜形成装置２０が用いられる。図２には、遮光膜形成装置２０の概略構成図を示す。図２に示すように、遮光膜形成装置２０は、レンズアレイ１０を搬送する搬送台２１と、遮光性インク２５を吐出するインクジェット印刷部２２と、紫外線照射部２３、及びインクジェット印刷部２２と紫外線照射部２３を制御する制御部２４を備える。

【0015】

搬送台２１は、複数のレンズ１２を備える透明な基板１１からなるレンズアレイ１０を固定支持して、矢印Ｘ方向に移動し、レンズアレイ１０の透明基板１１をインクジェット印刷部２２の位置及び紫外線照射部１３の位置に搬送する。

【0016】

制御部２４は、搬送台２１の搬送速度と搬送タイミングを制御する。透明基板１１がインクジェット印刷部２２の位置まで移動すると、制御部１４は、インクジェット印刷部２２からの遮光性インク２５の吐出量を制御し、インクジェット印刷部２２は、基板１１の上方から各レンズ１２の間に遮光性インク２５を吐出する。

【0017】

遮光性インク２５の吐出量は、例えばインクを吐出させる電圧を調整して制御する。他の制御方法として、インクジェット印刷部２２から吐出される微小な遮光性インク滴を複数回、同一位置に滴下させるマルチドロップ印刷により、その液滴数を調整して遮光性インクの吐出量を制御することも可能である。

【0018】

なお、基板１１の両面にレンズ１２を配置したレンズアレイの場合には、片面（表面）への遮光膜の形成の後、基板を反転して搬送台２１にセットし、同様の操作を行うことで、もう一方の面（裏面）に遮光膜を形成することができる。

【0019】

次に制御部２４は、図３で示すように、搬送台２１を紫外線照射部１３の位置にまで搬送し、レンズアレイ１０に塗付された遮光性インク２５を紫外線照射部２３から照射される紫外線２６によって硬化する。制御部２４は、紫外線２６の照射量や紫外線の波長等を制御する。

【0020】

遮光膜形成装置２０は、インクジェット方式ではなく、塗布によっても遮光性インクの供給を行うこともできる。また、搬送台２１を固定して、インクジェット印刷部２２と紫外線照射部２３をレンズアレイ１０に対して走査する態様としてもよい。また、インクジェット印刷部２２と紫外線照射部２３をそれぞれ複数設けた態様としてもよい。さらに、遮光性インク２５を効率よく硬化させるため、搬送台２１の透明基板１１を取り付ける部分は、例えばガラス板として裏面側からも紫外線を照射するように構成することもできる。

【0021】

なお、後述のカチオン型の光硬化型材料を用いる場合には、紫外線照射後に加熱工程を加えることにより、効率的な硬化が可能になる。紫外線照射後の加熱を行うことにより発生したカチオンが拡散し効果的にモノマーやオリゴマーなどの反応性重合化合物を重合硬化させることができる。加熱工程における加熱温度や加熱時間は、レンズアレイのレンズ形状、レンズの光学特性等に影響を与えない範囲で適宜設定できる。

【0022】

（遮光性インク）
遮光膜１３の形成に用いる遮光性インク２５は、主として遮光材料、光硬化型材料から構成される。

【0023】

（遮光材料）
遮光材料は、光学的な遮光性及び反射特性が第一に求められる。また、インクジェット印刷法を用いる場合には、さらにインク特性としての飛翔性能、分散安定性などが求められる。これらの特性を考慮し、遮光材料には光吸収性の顔料が用いられる。

【0024】

このような遮光材料としては、例えばカーボンブラック、及びカーボンナノチューブのような炭素系顔料、鉄黒、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロム、及び酸化鉄のような金属酸化物顔料、硫化亜鉛のような硫化物顔料、フタロシアニン系顔料、金属の硫酸塩、炭酸塩、珪酸塩、及びリン酸塩のような塩からなる顔料、並びにアルミ粉末、ブロンズ粉末、及び亜鉛粉末のような金属粉末からなる顔料等を挙げることができる。これらは単独、または２種以上混合して用いることができる。

【0025】

（光硬化型材料）
一実施形態の遮光性インク２５に用いられる光硬化型材料は、遮光膜の骨格となる材料であり、重合性官能基を有する反応性モノマー、オリゴマー等の光で重合する反応性重合化合物と、これらの重合を開始させる光開始剤から構成される。

【0026】

反応性重合化合物については、現在、多種多様なものが様々な用途で使用されているが、重合様式で大別するとラジカル型とカチオン型に分けることができる。

【0027】

ラジカル型は、アクリロイル官能基を有するアクリルモノマー・オリゴマーが代表的なもので、光照射された光開始剤から発生するラジカルにより重合が促進される。ラジカル型重合の際に酸素阻害が生じることや硬化後の体積収縮が比較的大きいことが欠点として上げられる。

【0028】

これに対して、カチオン型は、エポキシやオキセタン化合物に代表される環状エーテル化合物、またビニルエーテル基を有するビニルエーテル化合物等が挙げられ、光開始剤として光照射によるプロトン発生を利用し重合を開始させる光酸発生剤である。これらの中で環状エーテル化合物は重合後の体積収縮が少なく、それに伴い基材との密着性が優れていることが特徴に挙げられる。また、カチオン型重合では、酸素阻害を生じることなく重合でき、薄膜の形成能に優れている点でラジカル型とは異なる。

【0029】

レンズアレイ１０用の遮光膜１３としては、上記の特性を踏まえた上で、インクジェット法による遮光性インク２５としてのインク特性を両立する材料を適宜選択することができる。即ち、一実施形態の遮光性インク２５に用いる材料は、遮光性、反射特性、硬化膜強度、紫外線硬化条件などの性能とインクジェット法による紫外線硬化インク特性としての粘度、表面張力などの物性及び遮光性の分散安定性、ヘッド部材との適合性等を満足することができるものであれば特に制限はない。

【0030】

ラジカル型の反応性重合化合物は、分子中のアクリロイル基の有する数により、単官能アクリレート、２官能アクリレート、３つ以上の多官能アクリレートなどのモノマーや、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどに代表されるオリゴマーが例示できる。

【0031】

この内、単官能のモノマーは反応性希釈剤として用いられることが多く、またインクジェットインクとしては、粘度の調整材料として重要な役割を果たす。具体的には、例えばイソボニルアクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンタジエニルアクリレート、フェニルグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、２-ヒドロキシエチルアクリレート、２-ヒドロキシプロピルアクリレート、２-ヒドロキシブチルアクリレート、２-ヒドロキシヘキシルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２-アクリロイルオキシエチルフタレート、ベンジルアクリレートなどや、２-ヒドロキシヘキシルメタクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのメタクリルアクリレートが挙げられる。また、アクリル系以外では、Ｎ-ビニルピロリドン、Ｎ-ビニルカプロラクタムなどは希釈剤としても有用である。

【0032】

２官能アクリレートは、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ノナンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物アクリレートなどが挙げられる。多官能アクリレートは、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ付加物のトリアクリレートなどが挙げられる。

【0033】

カチオン型の反応性重合化合物には、例えば脂環式エポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニルエーテル化合物などが挙げられる。

【0034】

脂環式エポキシ化合物としては、２価の脂肪族骨格または脂環式骨格を有する炭化水素基、或いは脂肪族鎖または脂環式骨格を一部に有する２価の基の一方あるいは両方に、エポキシ基あるいは脂環式エポキシ基を有する化合物を挙げることができる。

【0035】

具体的には、例えばダイセル化学社のセロキサイド２０２１、セロキサイド２０２１Ａ、セロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド２０８１、セロキサイド２０００、セロキサイド３０００に例示される脂環式エポキシ化合物、エポキシ基を有する（メタ）アクリレート化合物であるサイクロマーＡ２００、サイクロマーＭ１００、ＭＧＭＡ（メチルグリシジルメタクリレート）、低分子エポキシ化合物であるグリシドール、β−メチルエピクロルヒドリン、α−ピネンオキサイド、炭素数１２〜１４のα−オレフィンモノエポキシド、炭素数１６〜１８のα−オレフィンモノエポキシド、ダイマックＳ−３００Ｋのようなエポキシ化大豆油、ダイマックＬ−５００のようなエポキシ化亜麻仁油、エポリードＧＴ３０１、エポリードＧＴ４０１のような多官能エポキシ等が挙げられる。

【0036】

さらに、サイラキュアのような米国ダウケミカル社の脂環式エポキシ化合物や、水素添加し、且つ脂肪族化した低分子フェノール化合物の水酸基末端を、エポキシを有する基で置換した化合物、エチレングリコール、グリセリン、ネオペンチルアルコール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパンなどの多価脂肪族アルコール／脂環式アルコールなどのグリシジルエーテル化合物、ヘキサヒドロフタル酸や、水添芳香族の多価カルボン酸のグリシジルエステルなどが挙げられる。これら脂環式エポキシ化合物は、単独で、又は２種以上を使用してもよい。

【0037】

オキセタン化合物としては、例えば（ジ〔１−エチル（３−オキセタニル）〕メチルエーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、〔（１−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕シクロヘキサン、ビス〔（１−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕シクロヘキサンや、ビス〔（１−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕ノルボルナンなどの脂環に１以上のオキセタン含有基が導入された化合物、エチレングリコールやプロピレンゴリコール、ネオペンチルアルコールなど脂肪族多価アルコールに、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタンのようなオキセタン含有アルコールを脱水縮合させたエーテル化合物）などが挙げられる。

【0038】

また、芳香族骨格を含むオキセタン化合物としては、例えば１，４−ビス（（１−エチル−３オキセタニル）メトキシ）ベンゼン、１，３−ビス（（１−エチル−３オキセタニル）メトキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（（３−エチル−３オキセタニル）メトキシ）ビフェニル、フェノールノボラックオキセタン類などが挙げられる。これらオキセタン化合物は、単独で、又は２種以上を使用してもよい。

【0039】

ビニルエーテル化合物としては、例えば２-エチルヘキシルビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ジチレングリコールモノビニルエーテル、ジチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、４-ヒドロキシブチルビニルエーテルなどが挙げられる。これらビニルエーテル化合物は、単独で、又は２種以上を使用してもよい。

【0040】

（光重合開始剤）
光重合開始剤としては、ラジカル系とカチオン系が挙げられ、配合する反応性重合化合物により適宜選択できる。ラジカル系としては、例えばベンゾインエーテル系、アセトフェノン系、フォスフィンオキサイド系があり、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１等の開裂型、ベンゾフェノン、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン等の水素引き抜き型などが挙げられる。

【0041】

カチオン系としては、例えばオニウム塩、ジアゾニウム塩、キノンジアジド化合物、有機ハロゲン化物、芳香族スルフォネート化合物、バイスルフォン化合物、スルフォニル化合物、スルフォネート化合物、スルフォニウム化合物、スルファミド化合物、ヨードニウム化合物、スルフォニルジアゾメタン化合物、及びそれらの混合物などを使用することができる。

【0042】

具体的には、例えばトリフェニルスルフォニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムトリフレート、２，３，４，４−テトラヒドロキシベンゾフェノン−４−ナフトキノンジアジドスルフォネート、４−Ｎ−フェニルアミノ−２−メトキシフェニルジアゾニウムスルフェート、４−Ｎ−フェニルアミノ−２−メトキシフェニルジアゾニウムｐ−エチルフェニルスルフェート、４−Ｎ−フェニルアミノ−２−メトキシフェニルジアゾニウム２−ナフチルスルフェート、４−Ｎ−フェニルアミノ−２−メトキシフェニルジアゾニウムフェニルスルフェート、２，５−ジエトキシ−４−Ｎ−４’−メトキシフェニルカルボニルフェニルジアゾニウム−３−カルボキシ−４−ヒドロキシフェニルスルフェート、２−メトキシ−４−Ｎ−フェニルフェニルジアゾニウム−３−カルボキシ−４−ヒドロキシフェニルスルフェート、ジフェニルスルフォニルメタン、ジフェニルスルフォニルジアゾメタン、ジフェニルジスルホン、α−メチルベンゾイントシレート、ピロガロールトリメシレート、ベンゾイントシレートなどが挙げられる。

【0043】

（光増感剤）
光増感剤としては、例えば下記一般式（１）で表わされるアントラセンジエーテル化合物が挙げられる。

【化1】

【0044】

（式中、Ｒ^３は、炭素数１〜５の１価の有機基を表し、Ｒ^４及びＲ^５は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、アルキルスルホニル基またはアルコキシ基を表す。）
上記一般式（２）において、Ｒ^３として導入され得る１価の有機基としては、例えばアルキル基、アリール基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、アリル基、ベンジル基、及びビニル基などが挙げられる。

【0045】

アルキル基としては、具体的には、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、及びｉ−ペンチル基などが挙げられる。

【0046】

アリール基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、及びｐ−トリル基などが挙げられる。

【0047】

また、ヒドロキシアルキル基としては、例えば２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、２−メチル−２−ヒドロキシエチル基、及び２−エチル−２−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。

【0048】

また、アルコキシアルキル基としては、例えば２−メトキシエチル基、３−メトキシプロピル基、２−エトキシエチル基、３−エトキシプロピル基などが挙げられる。

【0049】

また、アリル基としては、例えば２−メチルアリル基などが挙げられる。このような基を有する化合物は、例えばＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１２４，Ｎｏ．８，１５９０（２００２）に示されるような方法で合成することができる。

【0050】

また、Ｒ^４及びＲ^５は、式中に表わされたものであれば特に制限されないが、合成の簡便さを考慮すると、いずれも水素原子であることが好ましい。

【0051】

上記一般式（２）で表わされる化合物としては、具体的には、例えば９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、９，１０−ジプロポキシアントラセン、９，１０−ジブトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジエトキシアントラセン、２，３−ジエチル−９，１０−ジエトキシアントラセンのようなジアルコキシアントラセン、９，１０−ジフェノキシアントラセン、９，１０−ジアリルオキシアントラセン、９，１０−ジ（２−メチルアリルオキシ）アントラセン、９，１０−ジビニルオキシアントラセン、９，１０−ジ（２−ヒドロキシエトキシ）アントラセン、９，１０−ジ（２−メトキシエトキシ）アントラセンなどが挙げられる。

【0052】

これらの化合物はいずれを用いても十分な効果を発揮するが、化合物もしくはその合成原料の入手コストや、化合物の安全性を考慮すると、９，１０−ジブトキシアントラセン、及び９，１０−ジビニルオキシアントラセンが特に好ましい。

【0053】

このような光増感剤の含有量は、用いられる化合物の種類にもよるが、一般的には、光酸発生剤に対して１０〜５０重量％程度の割合で配合されていれば、その効果を発揮することができる。

【0054】

また、本実施形態の遮光性インクは、必要に応じて重合禁止剤を用いることができる。重合禁止剤は、カチオン系、ラジカル系がある。カチオン系としては、例えばｎ−ヘキシルアミン、ドデシルアミン、アニリン、ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデカン、３−フェニルピリジン、４−フェニルピリジン、ルチジン、２７−ジ−t−ブチルピリジンなどが挙げられる。

【0055】

ラジカル系としては、ＤＰＰＨ（１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル）、ＴＥＭＰＯ（２，２７，６−テトラメチルピペリジニル−１−オキシル）、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、ニトロベンゼン、ハイドロキノン（ＨＱ）、メチルハイドロキノン（ＭＥＨＱ）、t−ブチルカテコール、ジメチルアニリンなどが挙げられる。

【0056】

（遮光性インクの調製）
これらの材料を用いて遮光性インクを調製するには、予め遮光材をモノマーに分散させる分散工程と、得られた分散液に適切なモノマー、オリゴマー等の反応性重合化合物及び光酸発生剤、さらに必要に応じて増感剤、重合禁止剤等の添加剤を加えて混合攪拌する混合工程を経て、最終的に粗粒子や不要な固形分を除去するろ過、或いは遠心分離などの精製工程を行い、紫外線硬化型の遮光性インクとする。

【0057】

なお、分散工程では、遮蔽材料の分散性を高めるために必要に応じて分散剤を添加することができる。分散剤としては、例えばノニオン系、イオン系の界面活性剤のような分散剤や、高分子系分散剤を挙げることができる。

【0058】

(ディスペンサーによる塗布)
なお、本実施形態のレンズアレイ１０を形成するために遮光膜１３及びレンズ部材料を塗布する方法として、ディスペサーによる微量液体の塗布により行うことができる。例えば、武蔵エンジニアリング社製の非接触ジェットディスペンサー（Ｃｙｂｅｒ Ｊｅｔ２）、兵神装備社製のマイクロディスペンサー（ヘイシンマイクロディスペンサー）、マイクロドロップテクノロジー社製のマイクロディスペンサー（ナノジェット）などにより行うことが可能である。これらを用いレンズ基板上に所定量の遮光性インクやレンズ部材料液を塗布し、塗布直後に硬化を行い塗布と硬化を繰り返すことにより、レンズ構造を形成する。

【0059】

（反射率の測定）
反射率の測定は、まず測定用サンプルを作成する。サンプルはレンズに使用する樹脂材料と同じ材料でブロック形状のサンプルと、そのサンプルの一面に遮光性インクを塗布し、必要な硬化処理を行って硬化膜を形成する。

【0060】

反射率の測定は、図４に示した構成で行う。図４の測定器では、レーザー光源２７、レーザー光量の検出器２８、レンズのサンプルブロック１１０、遮光性インク１３０を有する。レーザー光源２７は、ＳＩＧＭＡ ＫＯＫＩのＬＤＵ３３−５Ｖを用いた。レーザー光量の検出器２８は、アドバンテストのオプティカルパワーメータＱ８２３０である。レーザー光源２７から所定の角度でサンプルブロック１１０の側面にレーザー光を照射し、遮光性インク１３０塗布面を反射して出力されるレーザー光を検出器２８で検出する。

【0061】

遮光性インク１３０が塗布されていないサンプルブロック１１０における検出器２８での検出光量に対して、遮光性インク１３０が塗布されたときの検出器２８での検出光量の割合を反射率とした。遮光性インク１３０を塗布したサンプルブロック１１０において検出器２８の光量がゼロのとき、反射率は０％となりレーザー光は全吸収されたことになる。

【0062】

（屈折率の制御）
遮光膜の屈折率を調整するためのいくつかの材料的な方法を挙げる。遮光膜の機械的な骨格を形成するのがモノマー、オリゴマーなどの硬化性樹脂であり、各種類により屈折率は異なる。屈折率の異なるモノマーを配合することにより、所望の屈折率に調整することが可能となる。

【0063】

また、酸化チタンや酸化ジルコニウムなどの高屈折率の金属酸化物微粒子（無機酸化物微粒子）を樹脂中に分散させる方法がある。金属酸化物微粒子を用いる場合は、微粒子の含有量によって屈折率の調節が可能となるが粒子の微粒化やその分散特性を均一にすることが求められる。さらに、樹脂自体に工夫をして原子屈折の高い硫黄、ハロゲン、芳香環などを樹脂の構造中に導入することも可能である。

【0064】

図５は、遮光膜の屈折率の制御を概略的に示す説明図である。図５（ａ）は、遮光膜１３に遮光材料としてカーボンブラック（Ｂ）が含まれている例を示す。図５（ａ）において、レンズ基板１１と遮光膜１３の両者の屈折率が同じ場合は、光は透過するが、両者の屈折率が異なると、レンズ基板１１に入った光は、レンズ基板１１と遮光膜１３との界面部分で反射する（反射光を点線で示す）。

【0065】

図５（ｂ）は、遮光膜１３に遮光材料としてカーボンブラック（Ｂ）が含まれ、屈折率調整剤として無機酸化物粒子（Ｃ）が含まれている例である。屈折率調整剤が含まれているため、遮光膜１３に入射した光は、カーボンブラック（Ｂ）によって吸収され、反射されない。無機酸化物粒子（Ｃ）は、例えば酸化チタンである。

【0066】

以下に、本実施形態の遮光性インク２５の具体例を示し、さらに詳細に説明する。

【0067】

[遮光材分散液の調製]
以下に示す遮光材料、分散剤、及び溶媒分としての反応性重合化合物を混合し、遮光材料の配合比の異なる混合液を得た。なお、遮光材料としてカーボンブラック顔料を用いた。

【0068】

・遮光材料（カーボンブラック顔料） ２０．０重量％
・分散剤（アビシア・ソルスパース３２０００） ５.５重量％
・分散剤（アビシア・ソルスパース２２０００） ０.７重量％
・反応性重合化合物 （ＴＥＧＤＶＥ） ７３.８重量％
（ＴＥＧＤＶＥ：トリエチレングリコールジビニルエーテル）
得られた混合液を、それぞれ循環式のサンドミルに０．５ｍｍ径のビーズを充填して、約１時間の分散処理を施した。分散処理後、孔径５μｍのフィルターを用いて粗粒子を除去し、カーボンブラック顔料の遮光材分散液を得た。なお、本実施例においてはインクジェットインクを例とするため、平均粒径を小さくすることと、粒子径分布をシャープにするべく上記フィルターによる処理を行ったが、インクジェットインクとして使用しない場合には上記処理を省略してもよい。

【0069】

[遮光性インクの調製]
調製した遮光性分散液に反応性重合化合物、光酸発生剤、及び増感剤を配合し、ホノジナイザーなどの攪拌機を用いて約１時間混合攪拌した。得られた混合液を５μmのメンブレンフィルターで濾過することにより、反応性重合化合物の含有量の異なるインクＮｏ．１〜Ｎｏ．８を調製した。なお、インクジェットによるインク塗布以外の方法で、レンズを作成する場合は、濾過後の工程を省略することも可能である。図６（ａ）は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の各インクの配合比を示す。なお、図６（ａ）は、遮光材分散液を含めた配合比であり、分散剤についてはＴＥＧＤＶＥ（反応性重合化合物）に含めた。

【0070】

尚、図６（ａ）において、反応性重合化合物Ｃ２０２１として、ダイセル社のエポキシ樹脂モノマーを使用し、増感剤ＤＢＡとして、川崎化成社のジブトキシアントラセンを使用し、屈折率調整剤の酸化チタンとして、アルドリッチ社の
Ｃａｓ．１３１７−７０−０を使用した。

【0071】

図６（ａ）の処方により作成した遮光性インクを、反射率測定用のブロックサンプルにバーコーダで塗布し、ＨＯＹＡ ＵＶ照射装置(Ｈ−８ＬＨ４)を用いてＵＶ照射処理を行い、遮光膜を形成した。作成したサンプルを用いて反射率測定を行ったところ、図６（ｂ）のような結果となった。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６及びＮｏ．８のインクでは、いずれも反射率を０．１以下にすることができた。

【0072】

ＴＥＧＤＶＥとＣ２０２１の屈折率は、ＴＥＧＤＶＥ＜Ｃ２０２１と予想される。ＴＥＧＤＶＥとＣ２０２１の配合比を制御することによって、屈折率の微量調整が可能であることが確認できる。Ｃ２０２１を含有していないＮｏ．７のインクは反射率が大きく、実際のレンズに遮光膜を形成したとき光学特性が低下した。

【0073】

またインク（Ｎｏ．４−Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）の結果から、酸化チタン微粒子を用いて屈折率を調整可能であることも確認できた。

【0074】

（画像形成装置）
図７は、一実施形態に係るレンズアレイ１０を用いた光学装置の一例である画像形成装置の構成図である。

【0075】

図７に示すように、画像形成装置１００は、原稿等の画像を読み取るスキャナ部３０と、スキャナ部３０で生成された画像データ等を処理して用紙に画像を形成するプリンタ部４０と、プリンタ部４０に用紙を給紙する給紙部７０を備えている。

【0076】

スキャナ部３０は、画像形成装置１００の上部に設けられており、自動原稿搬送装置３１によって送られる原稿または原稿台３２上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成するもので、イメージセンサ３３を備えている。

【0077】

図８は、画像読取部のイメージセンサ３３を拡大して示す断面図である。イメージセンサ３３は、主走査方向（図７，８では奥行き方向）に配置された１次元のセンサであり、筐体３４を有する。筐体３４は基板３５上に配置され、筐体３４の原稿台３２側の上面には、原稿の方向に光を照射する光源（発光素子）３６，３７を主走査方向に延びるように設けている。

【0078】

光源３６，３７は、例えばＬＥＤ、蛍光管、キセノン管、冷陰極管又は有機ＥＬ等を挙げることができる。筐体３４上部の光源３６と３７の間には、レンズアレイ１０が支持され、筐体３４の底部にある基板３５には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成されるセンサ３８が実装されている。

【0079】

光源３６，３７は、原稿台３２上の原稿の画像読み取り位置を照射し、画像読み取り位置で反射した光は、レンズアレイ１０に入射する。レンズアレイ１０は、正立等倍レンズとして機能し、レンズアレイ１０に入射した光は、レンズアレイ１０の出射面から出射され、センサ３８上に結像する。結像した光は、センサ３８によって電気信号に変換され、電気信号は、基板３５のメモリ部（図示せず）に転送される。

【0080】

プリンタ部４０は、画像形成装置１００の中央部に設けられており、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋと、これら画像形成部に対応する走査ヘッド５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋを有する露光装置５０を備えている。画像形成部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋは、中間転写ベルト４２の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置している。

【0081】

図９は、画像形成部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋのうち、画像形成部４１Ｋを拡大して示す構成図である。なお、以下の説明において各画像形成部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋは同じ構成であるため、画像形成部４１Ｋを代表に説明する。

【0082】

図９に示すように、画像形成部４１Ｋは、像担持体である感光体ドラム４３Ｋを有する。感光体ドラム４３Ｋの周囲には、回転方向ｔに沿って帯電チャージャ４４Ｋ、現像器４５Ｋ，１次転写ローラ４６Ｋ、クリーナ４７Ｋ、ブレード４８Ｋ等を配置している。感光体ドラム４３Ｋの露光位置には、走査ヘッド５１Ｋから光を照射し、感光体ドラム４３Ｋ上に静電潜像を形成する。

【0083】

帯電チャージャ４４Ｋは、感光体ドラム４３Ｋの表面を一様に全面帯電する。現像器４５Ｋは、現像バイアスが印加される現像ローラによりブラックのトナー及びキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム４３Ｋに供給する。クリーナ４７Ｋは、ブレード４８Ｋを用いて感光体ドラム４３Ｋ表面の残留トナーを除去する。

【0084】

次に露光装置５０の走査ヘッド５１Ｋの構成を説明する。走査ヘッド５１Ｋは、感光体ドラム４３Ｋと対向する。感光体ドラム４３Ｋは、予め設定した回転速度で回転し、表面に電荷を蓄えることができ、走査ヘッド５１Ｋからの光を感光体ドラム４３Ｋに照射して露光し、感光体ドラム４３Ｋの表面に静電潜像を形成する。

【0085】

走査ヘッド５１Ｋは、レンズアレイユニット１０Ｋを有し、レンズアレイユニット１０Ｋは保持部材５２Ｋに支持されている。また保持部材５２Ｋの底部には支持体５３Ｋを有し、支持体５３Ｋには、ＬＥＤ等の光源である発光素子５４Ｋを配置している。発光素子５４Ｋは主走査方向に直線状に等間隔で設けている。

【0086】

また、支持体５３Ｋには発光素子５４Ｋの発光を制御するドライバＩＣを含む基板（図示せず）を配置している。ドライブＩＣは制御部を構成し、画像データに基づいて走査ヘッド５１Ｋの制御信号を発生し、制御信号に従って所定の光量で発光素子５４Ｋを発光させる。発光素子５４Ｋから出射した光線は、レンズアレイユニット１０Ｋに入射し、レンズアレイユニット１０Ｋを通過して感光体ドラム４３Ｋ上に結像し、像が感光体ドラム４３Ｋ上に形成される。また走査ヘッド５１Ｋの上部（出射側）にはカバーガラス５５Ｋを取り付けている。

【0087】

図７に示すように、画像形成部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの上部には、現像器４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋにトナーを供給するトナーカートリッジ４９を設けている。トナーカートリッジ４９は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジ４９Ｙ，４９Ｍ，４９Ｃ，４９Ｋを含む。

【0088】

中間転写ベルト４２は、循環的に移動する。中間転写ベルト４２は、駆動ローラ６１及び従動ローラ６２に張架される。また中間転写ベルト４２は感光体ドラム４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋに対向して接触している。中間転写ベルト４２の感光体ドラム４３Ｋに対向する位置には、１次転写ローラ４６Ｋにより１次転写電圧が印加され、感光体ドラム４３Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト４２に１次転写する。

【0089】

中間転写ベルト４２を張架する駆動ローラ６１には、２次転写ローラ６４を対向して配置している。駆動ローラ６１と２次転写ローラ６４間を用紙Ｓが通過する際に、２次転写ローラ６４により２次転写電圧が用紙Ｓに印加される。そして中間転写ベルト４２上のトナー像を用紙Ｓに２次転写する。中間転写ベルト４２の従動ローラ６２付近には、ベルトクリーナ６５を設けている。

【0090】

給紙部７０は、各種サイズの用紙を収容する複数の給紙カセット７１を有する。給紙カセット７１から２次転写ローラ６４に至る間には、給紙カセット７１内から取り出した用紙Ｓを搬送する搬送ローラ７２を設けている。さらに２次転写ローラ６４の下流には定着器６６を設けている。

【0091】

また定着器６６の下流には搬送ローラ７３を設けている。搬送ローラ７３は用紙Ｓを排紙トレイ７４に排出する。さらに、定着器６６の下流には、反転搬送路７５を設けている。反転搬送路７５は、用紙Ｓを反転させて２次転写ローラ６４の方向に導くもので、両面印刷を行う際に使用する。

【0092】

以上説明した実施形態によれば、短時間に遮光膜の形成が可能であり、かつ精密な遮光膜特性を有するための反射率特性を制御することが可能な遮光性インクを提供することができる。またこの遮光性インクにより形成された遮光膜を有するレンズアレイ及び画像形成装置を提供することができる。

【0093】

尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、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。これらの実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0094】

１０…レンズアレイ
１１…透明基板
１２…レンズ
１３…遮光膜
１００…画像形成装置
３０…スキャナ部
３３…イメージセンサ
５０…露光装置
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ…走査ヘッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】