JP2010164717A - Lens array, lens unit, led head, exposure device, image forming apparatus, and reader - Google Patents

Lens array, lens unit, led head, exposure device, image forming apparatus, and reader Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent degradation in resolution by suppressing a relative displacement and a shape difference between members, due to contraction and expansion of their materials. <P>SOLUTION: In a lens array in which a plurality of lens elements are arrayed so as to form lines extending in a direction nearly orthogonal to an optical axis. In the lens array, a positioning part that engages with a light shield member is disposed substantially in the middle in the direction that the lens elements are arrayed. A lens unit includes: a lens array in which a plurality of lens elements are arrayed so as to form lines extending in a direction nearly orthogonal to an optical axis; and a light shield member in which a plurality of diaphragms through which the optical axis passes are disposed so as to extend in the direction nearly orthogonal to the optical axis. In the lens unit, the plurality of lens arrays of the identical shape are arranged opposite each other so that the optical axes of the lens elements are aligned with each other. One of the lens array is disposed in the position where this lens array is rotated relative to the other lens array, with a straight line parallel to the array direction of the lens elements as a rotation axis. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レンズアレイ、レンズユニット、LEDヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置に関する。   The present invention relates to a lens array, a lens unit, an LED head, an exposure apparatus, an image forming apparatus, and a reading apparatus.

従来のレンズアレイは、複数のLED(発光ダイオード)を直線状に配列したLEDヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置や複数の受光素子を直線状に配列した受光部に読取り原稿の像を結像させるスキャナやファクシミリ等の読取装置に物体の正立等倍像をライン状に形成することができる光学系として用いられている。
このレンズアレイは、物体の正立等倍像を形成するように複数のレンズからなるレンズ群を構成し、このレンズ群を略直線状に配列して物体の正立等倍像をライン状に形成する光学系として構成することができ、この複数のレンズを射出成型で一体に形成することにより部品点数を少なく構成するようにしているものがある(例えば、特許文献1参照)。
Conventional lens arrays are used to form an image of a read original on an electrophotographic image forming apparatus using an LED head in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) are linearly arranged, or on a light receiving portion in which a plurality of light receiving elements are linearly arranged. It is used as an optical system that can form an erecting equal-magnification image of an object in a line on a reading device such as a scanner or a facsimile.
This lens array forms a lens group composed of a plurality of lenses so as to form an erecting equal-magnification image of an object. There is an optical system that can be formed, and a plurality of lenses are integrally formed by injection molding to reduce the number of parts (for example, see Patent Document 1).

特開2008−92006号公報(段落「0032」〜段落「0039」、図1)JP 2008-92006 A (paragraph “0032” to paragraph “0039”, FIG. 1)

しかしながら、上述した従来の技術において、光学系を構成する各部材は、レンズの配列方向に長い、長尺な形状となるため、素材の収縮および膨張によって各部材の相対的な位置ずれや形状変化が発生し、その光学系の解像度を低下させてしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、素材の収縮および膨張による各部材の相対的な位置ずれや形状の差を抑制し、解像度の低下を防止することを目的とする。
However, in the above-described conventional technology, each member constituting the optical system has a long shape that is long in the lens arrangement direction. Therefore, relative displacement and shape change of each member due to contraction and expansion of the material. Occurs and the resolution of the optical system is lowered.
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to suppress a relative positional shift and a difference in shape of each member due to contraction and expansion of a material, and to prevent a decrease in resolution.

そのため、本発明によるレンズアレイは、複数のレンズ素子が光軸に対して略直交する方向に延在する列を形成するように配列されたレンズアレイにおいて、前記レンズ素子が配列された方向の略中央に、遮光部材に係合する位置決め部を配置したことを特徴とする。
また、本発明によるレンズユニットは、複数のレンズ素子が光軸に対して略直交する方向に延在する列を形成するように配列されたレンズアレイと、前記光軸が通過する複数の絞りが前記光軸に対して略直交する方向に延在するように配列された遮光部材とを有するレンズユニットにおいて、略同一形状の複数の前記レンズアレイを、それぞれの前記レンズ素子の光軸が一致するように対向させて配置し、一の前記レンズアレイを、他の前記レンズアレイに対し、前記レンズ素子の配列方向に平行な直線を回転軸として回転した位置に配置したことを特徴とする。
Therefore, the lens array according to the present invention is a lens array in which a plurality of lens elements are arranged so as to form a row extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis. A positioning portion that engages with the light shielding member is disposed in the center.
The lens unit according to the present invention includes a lens array in which a plurality of lens elements are arranged to form a row extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis, and a plurality of stops through which the optical axis passes. In a lens unit having a light shielding member arranged so as to extend in a direction substantially orthogonal to the optical axis, the optical axes of the lens elements of the plurality of lens arrays having substantially the same shape coincide with each other. The one lens array is arranged at a position rotated with respect to the other lens array about a straight line parallel to the arrangement direction of the lens elements as a rotation axis.

このようにした本発明は、素材の収縮および膨張による各部材の相対的な位置ずれや形状の差を抑制し、解像度の低下を防止することができるという効果が得られる。   According to the present invention thus configured, it is possible to suppress the relative position shift and shape difference of each member due to the contraction and expansion of the material, and to prevent the resolution from being lowered.

第1の実施例におけるレンズユニットの分解斜視図Exploded perspective view of the lens unit in the first embodiment 第1の実施例におけるプリンタの構成を示す概略図1 is a schematic diagram showing the configuration of a printer in a first embodiment. 第1の実施例におけるLEDヘッドの概略側面図Schematic side view of the LED head in the first embodiment 第1の実施例におけるLEDヘッドの概略断面図Schematic sectional view of the LED head in the first embodiment 第1の実施例におけるレンズユニットの平面図Plan view of the lens unit in the first embodiment 第1の実施例におけるレンズユニットのBB断面図BB sectional view of the lens unit in the first embodiment 第1の実施例におけるレンズユニットのCC断面図CC sectional view of the lens unit in the first embodiment 第1の実施例におけるレンズアレイの平面図Plan view of the lens array in the first embodiment 第1の実施例における遮光部材の平面図The top view of the light-shielding member in a 1st Example 第1の実施例における遮光部材の開口部の平面図The top view of the opening part of the light shielding member in a 1st Example 第1の実施例におけるレンズアレイの動作を示す説明図Explanatory drawing which shows operation | movement of the lens array in a 1st Example. 第1の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図Explanatory drawing which shows operation | movement of the lens unit in 1st Example. 第1の実施例における画像形成装置の画像評価の説明図Explanatory drawing of image evaluation of the image forming apparatus in the first embodiment 第2の実施例における読取装置の構成を示す概略図Schematic which shows the structure of the reader in 2nd Example. 第2の実施例における読取装置の読取ヘッドの構成を示す概略図Schematic which shows the structure of the read head of the reader in 2nd Example. 第2の実施例における読取装置の読取ヘッドの動作を示す概略図Schematic which shows operation | movement of the read head of the reader in 2nd Example.

以下、図面を参照して本発明によるレンズアレイ、レンズユニット、LEDヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置の実施例を説明する。   Hereinafter, embodiments of a lens array, a lens unit, an LED head, an exposure apparatus, an image forming apparatus, and a reading apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施例の情報処理装置としてのプリンタを図2の第1の実施例におけるプリンタの構成を示す概略図に基づいて説明する。
図2において、プリンタ100は、色材としての顔料を含む樹脂からなるトナーにより、画像データをもとに印字媒体上に画像を形成する。
プリンタ100には、印字媒体としての用紙101を貯留する給紙カセット60が装着され、用紙101を給紙カセット60から取り出す給紙ローラ61を備え、用紙101を給紙して搬送する搬送ローラ62、63が配置される。
A printer as an information processing apparatus according to this embodiment will be described with reference to a schematic diagram illustrating a configuration of the printer according to the first embodiment shown in FIG.
In FIG. 2, a printer 100 forms an image on a print medium based on image data with toner made of a resin containing a pigment as a color material.
The printer 100 is provided with a paper feed cassette 60 that stores paper 101 as a printing medium, and includes a paper feed roller 61 that takes out the paper 101 from the paper feed cassette 60, and a transport roller 62 that feeds and transports the paper 101. , 63 are arranged.

本発明におけるプリンタ100は、カラー電子写真方式であり、プリンタ100内には画像形成部としてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する静電潜像担持体としての感光体ドラム41、その感光体ドラム41に形成された静電潜像をトナーにより現像し、トナー像を形成する現像器5、その現像器5にトナーを供給するトナーカートリッジ51が用紙101の搬送路に沿って並べて配置されている。   The printer 100 according to the present invention is a color electrophotographic system, and a photosensitive drum 41 as an electrostatic latent image carrier that forms an image of each color of yellow, magenta, cyan, and black as an image forming unit in the printer 100. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 41 is developed with toner, a developing device 5 that forms a toner image, and a toner cartridge 51 that supplies toner to the developing device 5 are arranged along the conveyance path of the paper 101. Has been placed.

また、感光体ドラム41の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ42、光学ヘッドとしてのLEDヘッド3が、感光体ドラム41の表面に対向するように配置され、LEDヘッド3は帯電ローラ42で帯電された感光体ドラム41の表面に画像データをもとに選択的に光を照射して静電画像を形成する。
さらに、感光体ドラム41上に形成され、トナーにより静電潜像を可視化した像であるトナー像を用紙101上に転写する転写ローラ80が、転写部で用紙101を搬送する転写ベルト81を挟むように感光体ドラム41に対向して配置され、また用紙101が転写部を通過した後の感光体ドラム41の表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレード43が感光体ドラム41の表面に接触して配置されている。
Further, a charging roller 42 for supplying electric charges to the surface of the photosensitive drum 41 and an LED head 3 as an optical head are disposed so as to face the surface of the photosensitive drum 41, and the LED head 3 is charged by the charging roller 42. An electrostatic image is formed by selectively irradiating light on the surface of the photosensitive drum 41 charged in step S4 based on image data.
Further, a transfer roller 80 formed on the photosensitive drum 41 and transferring a toner image, which is an image obtained by visualizing an electrostatic latent image with toner, onto the paper 101 sandwiches a transfer belt 81 that conveys the paper 101 at the transfer portion. The cleaning blade 43 is disposed so as to face the photosensitive drum 41 and removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 41 after the sheet 101 passes through the transfer portion. Are arranged.

転写部の下流には用紙101上に形成されたトナー像を熱および圧力で定着させる定着器9が配置され、その定着器9を通過した用紙101を搬送する搬送ローラ64、その搬送ローラ64により搬送され、画像が形成された用紙101を貯留する排出部7へ排出する排出ローラ65が配置される。
また、帯電ローラ42および転写ローラ80には図示しない電源により所定の電圧が印加される。そして、転写ベルト81、感光体ドラム41および各ローラはそれぞれ図示しないモータと図示しない駆動を伝達するギアにより回転駆動される。さらに、現像器5、LEDヘッド3、定着器9、および図示しない各モータには、それぞれ電源および制御装置が接続されている。
A fixing device 9 for fixing the toner image formed on the paper 101 with heat and pressure is disposed downstream of the transfer unit, and the conveying roller 64 that conveys the paper 101 that has passed through the fixing device 9 and the conveying roller 64. A discharge roller 65 that discharges the sheet 101 on which the conveyed paper 101 on which the image is formed is stored is disposed.
A predetermined voltage is applied to the charging roller 42 and the transfer roller 80 by a power source (not shown). The transfer belt 81, the photosensitive drum 41, and each roller are rotationally driven by a motor (not shown) and a gear that transmits driving (not shown). Furthermore, a power source and a control device are connected to the developing device 5, the LED head 3, the fixing device 9, and each motor (not shown).

プリンタ100は、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を有し、その外部インターフェースで受信した印刷データをもとに印字媒体上に画像を形成する。
このように構成されたプリンタ100は、制御プログラムをメモリ等の記憶部に記憶し、その制御プログラムに基づいて全体を制御する制御手段および演算手段としての制御部を備えている。
The printer 100 has an external interface that receives print data from an external device, and forms an image on a print medium based on the print data received by the external interface.
The printer 100 configured as described above includes a control unit that stores a control program in a storage unit such as a memory and controls the whole based on the control program, and a control unit as a calculation unit.

次に、露光装置としてのLEDヘッド3の構成を図3の第1の実施例におけるLEDヘッドの概略側面図に基づいて説明する。
LEDヘッド3には、レンズユニット1が配置され、そのレンズユニット1はホルダ34によりLEDヘッド3に固定されている。また、発光部としての複数のLED素子30は配線基板33上に略直線に配置されている。
Next, the configuration of the LED head 3 as an exposure apparatus will be described based on a schematic side view of the LED head in the first embodiment of FIG.
A lens unit 1 is disposed in the LED head 3, and the lens unit 1 is fixed to the LED head 3 by a holder 34. In addition, the plurality of LED elements 30 as light emitting units are arranged on the wiring board 33 in a substantially straight line.

レンズユニット1は、長尺であり、略直線に配置されたLED素子30と平行に配置され、またレンズユニット1と静電潜像が形成される感光体ドラム41とは平行に配置される。さらに、レンズユニット1のマイクロレンズの光軸は図における上下方向になるように配置される。
図4は、第1の実施例におけるLEDヘッドの概略断面図であり、図3におけるAA断面図である。
The lens unit 1 is long and is arranged in parallel with the LED elements 30 arranged in a substantially straight line, and the lens unit 1 and the photosensitive drum 41 on which the electrostatic latent image is formed are arranged in parallel. Furthermore, the optical axis of the microlens of the lens unit 1 is arranged so as to be in the vertical direction in the figure.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the LED head in the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along AA in FIG.

図4において、レンズユニット1のマイクロレンズ12の光軸は図における上下方向となるように配置され、またLED素子30およびドライバIC31は配線基板33上に配置されている。LED素子30とドライバIC31はワイヤ32により結線され、発光部としてのLED素子30はドライバIC31により制御されて発光する。また、LED素子30は1列の直線に配列され、間隔PDmm(ミリメートル)で配置されている。   In FIG. 4, the optical axis of the microlens 12 of the lens unit 1 is arranged in the vertical direction in the figure, and the LED element 30 and the driver IC 31 are arranged on the wiring board 33. The LED element 30 and the driver IC 31 are connected by a wire 32, and the LED element 30 as a light emitting unit is controlled by the driver IC 31 to emit light. In addition, the LED elements 30 are arranged in a line of a straight line and are arranged at intervals of PDmm (millimeters).

このレンズユニット1により、感光体ドラム41にLED素子30の像が結像し、感光体ドラム41の回転に合わせてLED素子30を発光させることにより感光体ドラム41上に静電潜像が形成される。
本実施例においては、LEDヘッド3は600dpi(dots per inch)の解像度であり、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が間隔PDを0.0423mmとして配列されている。
With this lens unit 1, an image of the LED element 30 is formed on the photosensitive drum 41, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 41 by causing the LED element 30 to emit light in accordance with the rotation of the photosensitive drum 41. Is done.
In this embodiment, the LED head 3 has a resolution of 600 dpi (dots per inch), and 600 LED elements 30 are arranged per inch (1 inch is about 25.4 mm). That is, the LED elements 30 are arranged with a spacing PD of 0.0423 mm.

次に、レンズユニット1の構成を図1の第1の実施例におけるレンズユニットの分解斜視図に基づいて説明する。
図1において、レンズユニット1は、レンズ素子の集合体としてのレンズアレイ10と遮光部材20とからなる。
そのレンズアレイ10には、複数のレンズ素子としてのマイクロレンズ12が配列間隔PYとして略直線状に平行する2列に配列されている。また、レンズユニット1には、2枚の略同一形状のレンズアレイ10が対向して配置されている。すなわち、レンズユニット1は、光軸が一致するように配置された2枚のマイクロレンズ12からなるレンズ群を、光軸に対して略直交する方向に2列に配置した構成となっている。なお、レンズアレイ10は、発光部の光線を透過する素材により形成されている。
Next, the configuration of the lens unit 1 will be described based on an exploded perspective view of the lens unit in the first embodiment of FIG.
In FIG. 1, the lens unit 1 includes a lens array 10 and a light shielding member 20 as an assembly of lens elements.
In the lens array 10, microlenses 12 as a plurality of lens elements are arranged in two rows substantially parallel to each other as an arrangement interval PY. Further, two lens arrays 10 having substantially the same shape are arranged opposite to the lens unit 1. That is, the lens unit 1 has a configuration in which a lens group including two microlenses 12 arranged so that their optical axes coincide with each other is arranged in two rows in a direction substantially orthogonal to the optical axis. The lens array 10 is formed of a material that transmits the light rays of the light emitting unit.

レンズユニット1において、2枚のレンズアレイ10のうち、一方のレンズアレイ10は、他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向と平行な直線25を回転軸として180度回転されて配置される。
レンズアレイ10は、マイクロレンズ12が配列された方向に長い、長尺な形状であり、マイクロレンズ12の配列方向の各位置で素材の組成や密度等の特性(素材特性の分布)が僅かに異なっている。したがって、製造工程におけるレンズアレイ10の加熱や冷却および使用環境における温度や湿度の変化により、レンズアレイ10が収縮または膨張するとき、マイクロレンズ12の配列方向の各位置で収縮率または膨張率が異なってくる。
In the lens unit 1, one lens array 10 out of the two lens arrays 10 is rotated 180 degrees with respect to the other lens array 10 around a straight line 25 parallel to the arrangement direction of the microlenses 12 as a rotation axis. Is done.
The lens array 10 has a long shape that is long in the direction in which the microlenses 12 are arranged, and the characteristics such as composition and density of the material (distribution of material characteristics) are slightly at each position in the arrangement direction of the microlenses 12. Is different. Therefore, when the lens array 10 contracts or expands due to heating and cooling of the lens array 10 in the manufacturing process and changes in temperature and humidity in the usage environment, the contraction rate or expansion rate differs at each position in the arrangement direction of the microlenses 12. Come.

本発明とは異なる従来の構成のレンズユニット1、すなわち一方のレンズアレイ10が他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向と光軸の両方に直交する直線を回転軸として180度回転されて配置されたレンズユニット1においては、温度や湿度の変化によって該レンズアレイ10が収縮または膨張したとき、対向して配置された2枚のレンズアレイ10のそれぞれのマイクロレンズ12の光軸が一致しなくなる不具合が発生する。   A lens unit 1 having a conventional configuration different from the present invention, that is, one lens array 10 rotates 180 degrees with respect to the other lens array 10 about a straight line orthogonal to both the arrangement direction of the microlenses 12 and the optical axis as a rotation axis. In the lens unit 1 arranged in this manner, when the lens array 10 contracts or expands due to changes in temperature or humidity, the optical axes of the microlenses 12 of the two lens arrays 10 arranged opposite to each other are A defect that does not match occurs.

ところが、本発明による構成のレンズユニット1において、2枚のレンズアレイ10のうち、一方のレンズアレイ10は、他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向と平行な直線を回転軸として180度回転されて配置されるため、一方のレンズアレイ10の素材特性の分布と他方のレンズアレイ10の素材特性の分布が略一致し、温度や湿度の変化によって該レンズアレイ10が収縮または膨張したときでも、各マイクロレンズ12の光軸は一致する。   However, in the lens unit 1 configured according to the present invention, of the two lens arrays 10, one lens array 10 has a rotation axis that is a straight line parallel to the arrangement direction of the microlenses 12 with respect to the other lens array 10. Since the material characteristics of one lens array 10 and the material characteristics of the other lens array 10 substantially coincide with each other because they are rotated by 180 degrees, the lens array 10 contracts or expands due to changes in temperature and humidity. Even when this is done, the optical axes of the microlenses 12 coincide.

さらに、レンズユニット1において、一方のレンズアレイ10を他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向に間隔PY/2ずらして配置することにより、一方のレンズアレイ10のマイクロレンズ12の光軸と他方のレンズアレイ10のマイクロレンズ12の光軸が一致する。
遮光部材20には、絞りとしての開口部22がレンズアレイ10のマイクロレンズ12の配置に対応するように貫通孔として形成されている。その開口部22の配列間隔はレンズアレイ10のマイクロレンズ12の配列と同じであり、マイクロレンズ12の光軸と開口部22の位置が一致するように配置されている。また、開口部22は、その光軸に対して略直交する方向に配列されている。
Further, in the lens unit 1, one lens array 10 is arranged with a spacing PY / 2 in the arrangement direction of the microlenses 12 with respect to the other lens array 10, so that the light of the microlenses 12 of the one lens array 10 is disposed. The optical axis of the micro lens 12 of the other lens array 10 coincides with the axis.
In the light shielding member 20, an opening 22 as a diaphragm is formed as a through hole so as to correspond to the arrangement of the microlenses 12 of the lens array 10. The arrangement interval of the openings 22 is the same as the arrangement of the microlenses 12 of the lens array 10 and is arranged so that the optical axis of the microlenses 12 and the position of the openings 22 coincide. The openings 22 are arranged in a direction substantially orthogonal to the optical axis.

ここで、レンズアレイ10にマイクロレンズ12を偶数列に配置した場合、レンズアレイ10を他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向にn×間隔PY/2(nは0以外の整数)ずらして配置することにより、一方のレンズアレイ10の各マイクロレンズ12の光軸と他方のレンズアレイ10のマイクロレンズの光軸を一致させることができる。   Here, in the case where the microlenses 12 are arranged in an even number column in the lens array 10, the lens array 10 is n × interval PY / 2 in the arrangement direction of the microlens 12 with respect to the other lens array 10 (n is an integer other than 0) ) By displacing, the optical axis of each microlens 12 of one lens array 10 and the optical axis of the microlens of the other lens array 10 can be matched.

また、レンズアレイ10にマイクロレンズ12を奇数列に配置してレンズユニット1を構成することもできる。この場合、一方のレンズアレイ10を他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向にずらさずに配置して一方のレンズアレイ10の各マイクロレンズ12の光軸と他方のレンズアレイ10のマイクロレンズの光軸を一致させることができる。   Further, the lens unit 1 can be configured by arranging the microlenses 12 in the lens array 10 in an odd-numbered row. In this case, one lens array 10 is arranged without being shifted in the arrangement direction of the microlenses 12 with respect to the other lens array 10, and the optical axis of each microlens 12 of the one lens array 10 and the other lens array 10. The optical axis of the microlens can be matched.

さらに、レンズユニット1の2枚のレンズアレイ10を同一形状とすることなく、共通した形状を有する異なる形状の部材を用いて構成することもできる。このとき、2枚のレンズアレイ10の各々のマイクロレンズ12の配列間隔を同間隔とし、2枚のレンズアレイ10の各々のマイクロレンズ12の光軸は一致するように配置されるものとする。
また、2枚以上のレンズアレイ10でレンズユニット1を構成することもできる。
Furthermore, the two lens arrays 10 of the lens unit 1 can be configured using members having different shapes without having the same shape. At this time, it is assumed that the arrangement intervals of the microlenses 12 of the two lens arrays 10 are the same, and the optical axes of the microlenses 12 of the two lens arrays 10 are aligned.
In addition, the lens unit 1 can be constituted by two or more lens arrays 10.

さらに、レンズアレイ10には、レンズアレイ10と遮光部材20のマイクレンズ12の配列方向の相対的位置を定めるための位置決め部13が形成され、またレンズアレイ10と遮光部材20のマイクレンズ12の配列方向と直交する方向の位置を定めるための凸部14が形成されている。また、レンズアレイ10には、マイクロレンズ12の配列方向と平行する両側部にリブ11が形成されている。   Further, the lens array 10 is formed with a positioning portion 13 for determining the relative position of the lens array 10 and the light shielding member 20 in the arrangement direction of the microphone lens 12, and the lens array 10 and the microphone lens 12 of the light shielding member 20. A convex portion 14 is formed for determining a position in a direction orthogonal to the arrangement direction. In the lens array 10, ribs 11 are formed on both sides parallel to the arrangement direction of the microlenses 12.

一方、遮光部材20には、開口部22の配列方向と平行する両側部にリブ21が形成され、そのリブ21に、レンズアレイ10の位置決め部13と係合する凹部23およびレンズアレイ10の凸部14に当接する突き当て部24が形成されている。
遮光部材20の凹部23にレンズアレイ10の位置決め部13を挿入することにより、レンズアレイ10と遮光部材20のマイクロレンズ12の配列方向の相対的位置を定め、遮光部材20の突き当て部24にレンズアレイ10の凸部14を突き当てることにより、レンズアレイ10と遮光部材20のマイクロレンズ12の配列方向および光軸方向と直交する方向の位置を定める。
On the other hand, the light shielding member 20 is formed with ribs 21 on both sides parallel to the arrangement direction of the openings 22, and the ribs 21 are formed with concave portions 23 that engage with the positioning portions 13 of the lens array 10 and convex portions of the lens array 10. An abutting portion 24 that contacts the portion 14 is formed.
By inserting the positioning portion 13 of the lens array 10 into the concave portion 23 of the light shielding member 20, the relative position of the lens array 10 and the microlens 12 of the light shielding member 20 in the arrangement direction is determined, and the abutting portion 24 of the light shielding member 20 is placed. By abutting the convex portions 14 of the lens array 10, the positions of the lens array 10 and the light blocking member 20 in the direction orthogonal to the arrangement direction of the microlenses 12 and the optical axis direction are determined.

図5は、第1の実施例におけるレンズユニットの平面図である。図5(a)は、図4におけるレンズユニット1を上から下方向(マイクロレンズ12の光軸方向)に見た平面図であり、図5(b)は、図4におけるレンズユニット1を下から上方向(マイクロレンズ12の光軸方向)に見た平面図である。図5(b)に示されるレンズユニット1は図5(a)で示されるレンズユニット1をマイクロレンズ12の配列方向と平行な直線を回転軸として180度回転したものとなっている。なお、図における上下方向はマイクロレンズ12が配列されている方向である。   FIG. 5 is a plan view of the lens unit in the first embodiment. FIG. 5A is a plan view of the lens unit 1 in FIG. 4 as viewed from above downward (the optical axis direction of the microlens 12). FIG. 5B is a plan view of the lens unit 1 in FIG. It is the top view seen from above to the upper direction (optical axis direction of the micro lens 12). The lens unit 1 shown in FIG. 5B is obtained by rotating the lens unit 1 shown in FIG. 5A 180 degrees about a straight line parallel to the arrangement direction of the microlenses 12 as a rotation axis. The vertical direction in the figure is the direction in which the microlenses 12 are arranged.

図5において、位置決め部13はレンズアレイ10のマイクロレンズ12の配列方向における略中央に配置され、凹部23は遮光部材20の開口部22の配列方向における略中央に配置されている。
レンズユニット1はマイクロレンズ12の配列方向に長い、長尺な形状であるため、本発明と異なる構成のレンズユニット、すなわち位置決め部13および凹部23を該レンズユニットの一方の端部に配置したレンズユニットの場合、該レンズユニットの他方の端部は、位置決め部13および凹部23から離れているため、素材の膨張または収縮によって、光学特性が変化するほどマイクロレンズ12の光軸と絞りとしての開口部22の位置にずれが生じることが考えられる。
In FIG. 5, the positioning portion 13 is disposed at approximately the center in the arrangement direction of the microlenses 12 of the lens array 10, and the recess 23 is disposed at approximately the center in the arrangement direction of the openings 22 of the light shielding member 20.
Since the lens unit 1 has a long and long shape in the arrangement direction of the microlenses 12, a lens unit having a configuration different from that of the present invention, that is, a lens in which the positioning portion 13 and the concave portion 23 are arranged at one end portion of the lens unit. In the case of a unit, since the other end of the lens unit is separated from the positioning unit 13 and the recess 23, the optical axis of the microlens 12 and the aperture as an aperture stop as the optical characteristics change due to the expansion or contraction of the material. It is conceivable that the position of the portion 22 is displaced.

しかし、本発明のレンズユニット1においては、位置決め部13および凹部23をレンズユニット1の略中央に配置するようにしたことにより、素材の膨張または収縮によるマイクロレンズ12の光軸と絞りとしての開口部22の位置のずれを小さく抑えることができる。
凸部14はレンズアレイ10のマイクロレンズ12の配列方向に沿った複数の位置に配置され、また突き当て部24は凸部14にと当接するように遮光部材20の開口部22の配列方向に沿った複数の位置に配置されている。
However, in the lens unit 1 of the present invention, the positioning portion 13 and the concave portion 23 are arranged at substantially the center of the lens unit 1, so that the optical axis of the microlens 12 and the aperture as the diaphragm are caused by the expansion or contraction of the material. Deviations in the position of the portion 22 can be suppressed small.
The convex portions 14 are arranged at a plurality of positions along the arrangement direction of the microlenses 12 of the lens array 10, and the abutting portions 24 are arranged in the arrangement direction of the openings 22 of the light shielding member 20 so as to contact the convex portions 14. It is arranged at a plurality of positions along.

また、マイクロレンズ12を千鳥状になるようにジグザグに偶数個の列に配置した場合、2枚のレンズアレイ10のマイクロレンズ12の配列方向のズレ量SHを、レンズアレイ10を他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向にn×間隔PY/2(nは0以外の整数)とすることにより、一方のレンズアレイ10の各マイクロレンズ12の光軸と他方のレンズアレイ10のマイクロレンズ12の光軸を一致させることができる。   Further, when the microlenses 12 are arranged in an even number of rows in a zigzag pattern so as to form a staggered pattern, the shift amount SH in the arrangement direction of the microlenses 12 of the two lens arrays 10 is set, and the lens array 10 is set to the other lens array. By setting nx interval PY / 2 (n is an integer other than 0) in the arrangement direction of the microlenses 12 with respect to 10, the optical axis of each microlens 12 of one lens array 10 and the other lens array 10 The optical axes of the microlenses 12 can be matched.

なお、マイクロレンズ12が千鳥状に偶数個の列に配置された2枚の略同一形状のレンズアレイ10を対向して配置した場合、レンズアレイ10のマイクロレンズ12のうち、端部の少なくともひとつのマイクロレンズ12は、光軸が一致する他方のレンズアレイ10のマイクロレンズ12が存在しなくなり、使用することができなくなる。
図6は第1の実施例におけるレンズユニットの断面図であり、図5のBBの位置におけるマイクロレンズ12の配列方向と直交する平面による断面図である。
When two lens arrays 10 having substantially the same shape, which are arranged in an even number of rows in a staggered pattern, are arranged facing each other, at least one of the end portions of the microlenses 12 of the lens array 10 is arranged. This microlens 12 cannot be used because the microlens 12 of the other lens array 10 having the same optical axis does not exist.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens unit in the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the arrangement direction of the microlenses 12 at the position BB in FIG.

図6において、レンズユニット1は、2枚のレンズアレイ10のマイクロレンズ12の光軸AX1が一致し、さらに遮光部材20の開口部22の位置が光軸AX1に一致している。
レンズアレイ10の位置決め部13が遮光部材20の凹部23に挿入されてマイクロレンズ12の配列方向におけるレンズアレイ10と遮光部材20との相対的な位置が定められる。
In FIG. 6, in the lens unit 1, the optical axis AX1 of the microlenses 12 of the two lens arrays 10 coincides, and the position of the opening 22 of the light shielding member 20 coincides with the optical axis AX1.
The positioning portion 13 of the lens array 10 is inserted into the concave portion 23 of the light shielding member 20 to determine the relative positions of the lens array 10 and the light shielding member 20 in the arrangement direction of the microlenses 12.

図7は第1の実施例におけるレンズユニットの断面図であり、図5のCCの位置におけるマイクロレンズ12の配列方向と直交する平面による断面図である。
図7において、レンズユニット1は、2枚のレンズアレイ10のマイクロレンズ12の光軸AX1が一致し、さらに遮光部材20の開口部22の位置が光軸AX1に一致している。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the lens unit in the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the arrangement direction of the microlenses 12 at the position CC in FIG.
In FIG. 7, in the lens unit 1, the optical axis AX1 of the microlenses 12 of the two lens arrays 10 coincides, and the position of the opening 22 of the light shielding member 20 coincides with the optical axis AX1.

レンズアレイ10の凸部14が遮光部材20の突き当て部24に突き当てられ、マイクロレンズ12の配列方向および光軸AX1の両方向に直交する方向におけるレンズアレイ10と遮光部材20との相対的な位置が定められる。
図8は、第1の実施例におけるレンズアレイの平面図である。
図8において、レンズアレイ10には、複数のマイクロレンズ12が平行する2列の略直線に交互に、すなわち千鳥状になるようにジグザグに配置され、各列で並ぶそれぞれのマイクロレンズ12の間隔はPY、二つの平行する列、すなわちマイクロレンズ12の配列方向と直交する方向の間隔はPXである。
The convex portion 14 of the lens array 10 is abutted against the abutting portion 24 of the light shielding member 20, and the relative relationship between the lens array 10 and the light shielding member 20 in the direction orthogonal to both the arrangement direction of the microlenses 12 and the optical axis AX1. A position is defined.
FIG. 8 is a plan view of the lens array in the first embodiment.
In FIG. 8, in the lens array 10, a plurality of microlenses 12 are alternately arranged in two substantially straight lines in parallel, that is, zigzag in a zigzag manner, and the intervals between the microlenses 12 arranged in each row are arranged. Is PY, and the interval between two parallel rows, that is, the direction perpendicular to the arrangement direction of the microlenses 12 is PX.

2列のマイクロレンズ12の列と図示しない複数のLED素子30が配置された直線は互いに平行であり、また2列のマイクロレンズ12の列と図示しない複数のLED素子30が配置された直線との距離は等しくなるように構成されている。
それぞれのマイクロレンズ12の半径はRLであり、隣接するマイクロレンズ12の中心間を距離PNとして隣接するマイクロレンズ12にオーバーラップするように配置され、隣接するマイクロレンズ12と接する部分は光軸と平行な平面によって切断された形状となって連結さている。また、レンズアレイ10には、マイクロレンズ12の配列方向と平行にリブ11が形成されている。
The two rows of microlenses 12 and the straight lines on which the plurality of LED elements 30 (not shown) are arranged are parallel to each other, and the two rows of microlenses 12 and the straight lines on which the plurality of LED elements 30 (not shown) are arranged Are configured to be equal in distance.
The radius of each microlens 12 is RL, and is arranged so as to overlap the adjacent microlens 12 with a distance PN between the centers of adjacent microlenses 12, and the portion in contact with the adjacent microlens 12 is the optical axis. They are connected in a shape cut by parallel planes. In addition, ribs 11 are formed in the lens array 10 in parallel with the arrangement direction of the microlenses 12.

なお、レンズアレイ10は、LED素子30の光線を透過する素材により形成されている。
本実施例では、レンズアレイ10はシクロオレフィン系樹脂である光学樹脂(日本ゼオン社製、商品名;ZEONEX(ゼオネックス)(登録商標)E48R)を使用し、射出成型により複数のマイクロレンズ12を一体に成型した。
The lens array 10 is formed of a material that transmits the light rays of the LED elements 30.
In this embodiment, the lens array 10 uses an optical resin (trade name: ZEONEX (registered trademark) E48R, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), which is a cycloolefin resin, and a plurality of microlenses 12 are integrated by injection molding. Molded into.

マイクロレンズ12の各曲面(マイクロレンズ12と空気層の境界面)は数式1で表される多項式非球面で構成される。Z(r)は、マイクロレンズ12の光軸に平行な方向を軸とし、半径方向の座標をrとした回転座標系を示し、マイクロレンズ12の各曲面の頂点を原点とし、マイクロレンズ12側の方向を正の数で表し、空気層側の方向を負の数で表す。このとき、半径rはX座標、Y座標の値を用いて、数式2で表される。kはコーニック定数、Cは曲率半径、Aは非球面係数、lとmは正の整数である。   Each curved surface of the microlens 12 (the boundary surface between the microlens 12 and the air layer) is configured by a polynomial aspherical surface expressed by Equation 1. Z (r) represents a rotating coordinate system in which the direction parallel to the optical axis of the microlens 12 is an axis and the coordinate in the radial direction is r, the vertex of each curved surface of the microlens 12 is the origin, and the microlens 12 side The direction of is represented by a positive number, and the direction on the air layer side is represented by a negative number. At this time, the radius r is expressed by Equation 2 using the values of the X coordinate and the Y coordinate. k is a conic constant, C is a radius of curvature, A is an aspherical coefficient, and l and m are positive integers.

Figure 2010164717
Figure 2010164717

Figure 2010164717
図9は、第1の実施例における遮光部材の平面図である。
図9において、遮光部材20には、複数の開口部22が略直線に配列され、また開口部22の配列方向と平行にリブ21が形成されている。
Figure 2010164717
FIG. 9 is a plan view of the light shielding member in the first embodiment.
In FIG. 9, a plurality of openings 22 are arranged in a substantially straight line on the light shielding member 20, and ribs 21 are formed in parallel with the arrangement direction of the openings 22.

遮光部材20は、間隔PYで開口部22が形成され、その開口部22の配列方向と直交する方向に間隔PXで2列に配列されている。この配列間隔はマイクロレンズ12の光軸の間隔に一致する。
また、開口部22は、隣接するマイクロレンズ12に対応してその中心間を距離PNとして形成され、さらにマイクロレンズ12の配列方向と直交する方向に間隔TBが保持されるように形成されている。
The light shielding members 20 have openings 22 formed at intervals PY, and are arranged in two rows at intervals PX in a direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 22. This arrangement interval coincides with the interval between the optical axes of the microlenses 12.
Further, the opening 22 is formed with a distance PN between the centers corresponding to the adjacent microlenses 12, and is further formed so as to hold the interval TB in a direction orthogonal to the arrangement direction of the microlenses 12. .

なお、遮光部材20は、LED素子30の光線を遮光する素材により形成されている。
図10は、第1の実施例における遮光部材の開口部の平面図である。
図10において、開口部22は半径RAの円、および半径RAの円の中心から(間隔PX―間隔TB)/2の位置におけるマイクロレンズ12の配列方向と平行する直線からなる形状である。この開口部22の半径RAの円の中心は、マイクロレンズ22の光軸AX1と一致するように配置されている。
The light shielding member 20 is formed of a material that shields the light from the LED element 30.
FIG. 10 is a plan view of the opening of the light shielding member in the first embodiment.
In FIG. 10, the opening 22 has a shape composed of a circle with a radius RA and a straight line parallel to the arrangement direction of the microlenses 12 at a position of (interval PX−interval TB) / 2 from the center of the circle with the radius RA. The center of the circle of radius RA of the opening 22 is arranged so as to coincide with the optical axis AX1 of the microlens 22.

本実施例の遮光部材20は、ポリカーボネートを用いて射出成型により作成した。
次にレンズユニット1の詳細を図11の第1の実施例におけるレンズアレイの動作を示す説明図に基づいて説明する。図11はレンズアレイ10を含むレンズユニット1および物体面OPならびに結像面IPの断面図であり、隣接する2つのマイクロレンズ12の光軸AX1を含む平面による断面図、すなわち図8および図9における直線DDの位置における断面図である。
The light shielding member 20 of this example was prepared by injection molding using polycarbonate.
Next, details of the lens unit 1 will be described based on an explanatory view showing an operation of the lens array in the first embodiment of FIG. 11 is a cross-sectional view of the lens unit 1 including the lens array 10, the object plane OP, and the imaging plane IP, and is a cross-sectional view of a plane including the optical axis AX1 of two adjacent microlenses 12, that is, FIGS. It is sectional drawing in the position of the straight line DD in.

図11において、レンズユニット1の物体面OPから距離LOの位置に第1のマイクロレンズ12a、第2のマイクロレンズ12bが第1のマイクロレンズ12aと光軸が一致するように対向し、距離LSを隔てて配置される。レンズユニット1の結像面IPは第2のマイクロレンズ12bから光軸方向に距離LIを隔てた位置である。
第1のマイクロレンズ12aは、厚みがLT1であり、光軸AX1方向に距離LO1の位置にある物体30aの像を中間像30bとして、光軸方向に距離LI1離れた中間像面IMPに形成する。
In FIG. 11, the first microlens 12a and the second microlens 12b are opposed to the first microlens 12a so that their optical axes coincide with each other at a distance LO from the object plane OP of the lens unit 1, and the distance LS. Are arranged apart from each other. The imaging plane IP of the lens unit 1 is a position separated from the second microlens 12b by a distance LI in the optical axis direction.
The first microlens 12a has a thickness of LT1, and forms an image of the object 30a located at a distance LO1 in the optical axis AX1 direction as an intermediate image 30b on an intermediate image plane IMP separated by a distance LI1 in the optical axis direction. .

第2のマイクロレンズ12bは、厚みがLT2であり、距離LO2の位置にある中間像面IMP上の中間像30bの結像30cを、光軸AX1方向に距離LI2隔てた位置に形成する。
レンズユニット1の物体面OPから第1のマイクロレンズ12aまでの距離LOは距離LO1と等しく設定され、第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bの間隔LSは、(距離LI1+距離LO2)に設定され、第2のマイクロレンズ12bからレンズユニット1の結像面IPまでの距離LIは距離LI2と等しく設定される。
The second microlens 12b has a thickness LT2 and forms an image 30c of the intermediate image 30b on the intermediate image plane IMP at the position of the distance LO2 at a position separated by the distance LI2 in the optical axis AX1 direction.
The distance LO from the object plane OP of the lens unit 1 to the first microlens 12a is set equal to the distance LO1, and the distance LS between the first microlens 12a and the second microlens 12b is (distance LI1 + distance LO2). The distance LI from the second microlens 12b to the image plane IP of the lens unit 1 is set equal to the distance LI2.

また、第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bを同じ構成のレンズとすることができる。このとき、第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bは、ともに厚さがLT1であり、レンズユニット1の物体面から第1のマイクロレンズ12aまでの距離LOは距離LO1と等しく設定される。
さらに、第1のマイクロレンズ12aの物体面側の曲面と同じ形状の面が第2のマイクロレンズ12bの結像面側の曲面となるように対向して配置され、第2のマイクロレンズ12bから中間像面IMPまでの距離LO2はLI1と等しく設定される。
In addition, the first microlens 12a and the second microlens 12b can be lenses having the same configuration. At this time, both the first microlens 12a and the second microlens 12b have a thickness LT1, and the distance LO from the object plane of the lens unit 1 to the first microlens 12a is set equal to the distance LO1. The
Further, a surface having the same shape as the object surface side curved surface of the first microlens 12a is arranged so as to be a curved surface on the image forming surface side of the second microlens 12b. The distance LO2 to the intermediate image plane IMP is set equal to LI1.

第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bの間隔LSは、(2×距離LI1)に設定され、第2のマイクロレンズ12bからレンズユニット1の結像面までの距離LIは距離LO1と等しく設定され、距離LI=距離LOである。
このようにレンズユニット1は、遮光部材20を挟んで2個のレンズアレイ10は表裏が逆となるように対向して結像面に結像できる間隔で保持されている。遮光部材20を挟んで2個のマイクロレンズ12が光軸を一致させて共役の位置に配置され、正立等倍率の光学系が形成される。このように光軸が一致する2個のマイクロレンズ12からなる光学系は、LED素子30の像を感光体ドラム41の表面に正立等倍率で結像することができる。
The distance LS between the first microlens 12a and the second microlens 12b is set to (2 × distance LI1), and the distance LI from the second microlens 12b to the image plane of the lens unit 1 is the distance LO1. Equally set, distance LI = distance LO.
Thus, in the lens unit 1, the two lens arrays 10 are held so as to face each other with the light shielding member 20 interposed therebetween, and are opposed to each other so that the image can be formed on the imaging surface. The two microlenses 12 are arranged at conjugate positions with the optical axes coincident with the light shielding member 20 in between, and an optical system with erecting equal magnification is formed. As described above, the optical system including the two microlenses 12 whose optical axes coincide with each other can form the image of the LED element 30 on the surface of the photosensitive drum 41 at an equal magnification.

また、遮光部材20は、レンズアレイ10の間にあって光軸が一致する2個のマイクロレンズからなる光学系に他の光学系から入る迷光(一部の光)を遮断するとともに他の光学系に迷光を出さないように遮断している。
上述した構成の作用について説明する。
まず、プリンタ100の動作を図2に基づいて説明する。
Further, the light blocking member 20 blocks stray light (part of light) entering from the other optical system into the optical system composed of two microlenses between the lens arrays 10 and having the same optical axis, and also to other optical systems. It is blocked so as not to emit stray light.
The operation of the above configuration will be described.
First, the operation of the printer 100 will be described with reference to FIG.

プリンタ100の感光体ドラム41表面は、図示しない電源装置により電圧が印加された帯電ローラ42により帯電される。続いて、感光体ドラム41が回転することによって帯電された感光体ドラム41表面がLEDヘッド3の付近に到達するとLEDヘッド3によって露光され、感光体ドラム41表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器5により現像され、感光体ドラム41の表面にトナー像が形成される。   The surface of the photosensitive drum 41 of the printer 100 is charged by a charging roller 42 to which a voltage is applied by a power supply device (not shown). Subsequently, when the surface of the photosensitive drum 41 charged by the rotation of the photosensitive drum 41 reaches the vicinity of the LED head 3, the surface is exposed by the LED head 3, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 41. . This electrostatic latent image is developed by the developing device 5, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 41.

一方、給紙カセット60にセットされた用紙101が給紙ローラ61によって給紙カセット60から取り出され、搬送ローラ62、63により、転写ローラ80および転写ベルト81の付近に搬送される。
感光体ドラム41が回転することにより、現像によって得られた感光体ドラム41表面上のトナー像が転写ローラ80および転写ベルト81の付近に到達すると図示しない電源装置により電圧が印加されている転写ローラ80および転写ベルト81によって、感光体ドラム41表面上のトナー像は用紙101上に転写される。
On the other hand, the paper 101 set in the paper feed cassette 60 is taken out from the paper feed cassette 60 by the paper feed roller 61 and is transported to the vicinity of the transfer roller 80 and the transfer belt 81 by the transport rollers 62 and 63.
When the photosensitive drum 41 rotates and the toner image on the surface of the photosensitive drum 41 obtained by development reaches the vicinity of the transfer roller 80 and the transfer belt 81, a transfer roller to which a voltage is applied by a power supply device (not shown). The toner image on the surface of the photoconductive drum 41 is transferred onto the paper 101 by 80 and the transfer belt 81.

続いて、表面にトナー像が形成された用紙101は、転写ベルト81の回転により定着器9へ搬送され、用紙101上のトナー像はその定着器9により加圧されながら加熱されることにより溶解し、用紙101上に固定される。トナー像が固定された用紙101は、搬送ローラ64および排出ローラ65により排出部7に排出されてプリンタ100の動作が終了する。   Subsequently, the paper 101 on which the toner image is formed is conveyed to the fixing device 9 by the rotation of the transfer belt 81, and the toner image on the paper 101 is heated while being pressed by the fixing device 9 to be melted. And fixed on the sheet 101. The sheet 101 on which the toner image is fixed is discharged to the discharge unit 7 by the transport roller 64 and the discharge roller 65, and the operation of the printer 100 is completed.

次に、露光装置としてのLEDヘッド3の動作を図4に基づいて説明する。
画像データをもとにプリンタ100の制御部によりLEDヘッド3の制御信号が発信されるとドライバIC31はその制御信号に基づき任意の光量でLED素子30を発光させる。そのLED素子30からの光線はレンズユニット1に入射し、感光体ドラム41上に結像が形成される。
Next, the operation of the LED head 3 as an exposure apparatus will be described with reference to FIG.
When a control signal for the LED head 3 is transmitted from the control unit of the printer 100 based on the image data, the driver IC 31 causes the LED element 30 to emit light with an arbitrary light amount based on the control signal. The light beam from the LED element 30 enters the lens unit 1, and an image is formed on the photosensitive drum 41.

次に、レンズユニット1の動作を図11に基づいて説明する。
物体30aとしてのLED素子30の光線は第1のマイクロレンズ12aに入射し、その第1のマイクロレンズ12aによって光軸方向に距離LI1隔てた位置にある中間像面MIP上に中間像30bが形成される。さらに、第2のマイクロレンズ12bによってその中間像30bの像である結像30cが結像面IP上に形成されることにより、物体30aの結像30cが結像面IP上に形成される。このとき、結像30cは物体30aの正立等倍像になっている。
Next, the operation of the lens unit 1 will be described with reference to FIG.
The light beam of the LED element 30 as the object 30a enters the first microlens 12a, and the first microlens 12a forms an intermediate image 30b on the intermediate image plane MIP located at a distance LI1 in the optical axis direction. Is done. Further, an image 30c that is an image of the intermediate image 30b is formed on the image plane IP by the second microlens 12b, whereby an image 30c of the object 30a is formed on the image plane IP. At this time, the image 30c is an erecting equal-magnification image of the object 30a.

第1のマイクロレンズ12aによって形成される中間像30bは物体30aの倒立縮小像であり、結像30cはその中間像30bの第2のマイクロレンズ12bによる倒立拡大像である。
また、第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bとの間では物体面上の各点からの光線の主光線が平行である、いわゆるテレセントリックになっている。
The intermediate image 30b formed by the first microlens 12a is an inverted reduced image of the object 30a, and the imaging 30c is an inverted enlarged image of the intermediate image 30b by the second microlens 12b.
Further, the first microlens 12a and the second microlens 12b are so-called telecentric in which principal rays of light rays from each point on the object plane are parallel.

このようにしてレンズユニット1はLED素子30の正立等倍像を形成する。
また、LED素子30からの光線は第1のマイクロレンズ12aから射出された後、結像に寄与しない光線は遮光部材20により遮光される。
一方、第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bを同じ構成のレンズとした場合もレンズユニット1は物体30aの正立等倍像を形成する。
In this way, the lens unit 1 forms an erecting equal-magnification image of the LED element 30.
Further, after the light beam from the LED element 30 is emitted from the first microlens 12 a, the light beam that does not contribute to image formation is blocked by the light blocking member 20.
On the other hand, when the first microlens 12a and the second microlens 12b are lenses having the same configuration, the lens unit 1 forms an erecting equal-magnification image of the object 30a.

物体30aとしてのLED素子30の光線は第1のマイクロレンズ12aに入射し、その第1のマイクロレンズ12aによって光軸方向に距離(LS/2)隔てた位置にある中間像面MIP上に中間像30bが形成される。さらに、第2のマイクロレンズ12bによってその中間像30bの像である結像30cが結像面IP上に形成される。このとき、結像30cは物体30aの正立等倍像になっている。   The light beam of the LED element 30 as the object 30a is incident on the first micro lens 12a, and is intermediate on the intermediate image plane MIP located at a position (LS / 2) away in the optical axis direction by the first micro lens 12a. An image 30b is formed. Further, an image 30c that is an image of the intermediate image 30b is formed on the image plane IP by the second microlens 12b. At this time, the image 30c is an erecting equal-magnification image of the object 30a.

また、第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bとの間ではテレセントリックになっている。
このようにして第1のマイクロレンズ12aと第2のマイクロレンズ12bを同じ構成のレンズとした場合もレンズユニット1はLED素子30の正立等倍像を形成する。
本発明のレンズユニット1において、2枚のレンズアレイ10のうち、一方のレンズアレイ10は、他方のレンズアレイ10に対してマイクロレンズ12の配列方向と平行な直線を回転軸として180度回転されて配置されるため、一方のレンズアレイ10の素材特性の分布と他方のレンズアレイ10の素材特性の分布が略一致し、温度や湿度の変化によってレンズアレイ10が収縮または膨張しても、各マイクロレンズ12の光軸は一致する。
Further, the first micro lens 12a and the second micro lens 12b are telecentric.
In this way, even when the first microlens 12 a and the second microlens 12 b have the same configuration, the lens unit 1 forms an erecting equal-magnification image of the LED element 30.
In the lens unit 1 of the present invention, one of the two lens arrays 10 is rotated 180 degrees with respect to the other lens array 10 around a straight line parallel to the arrangement direction of the microlenses 12 as a rotation axis. Therefore, even if the lens array 10 contracts or expands due to changes in temperature and humidity, the distribution of the material characteristics of one lens array 10 and the distribution of the material characteristics of the other lens array 10 are substantially the same. The optical axes of the microlenses 12 coincide.

また、本発明のレンズユニット1においては、位置決め部13および凹部23をレンズユニット1の略中央に配置するようにしたことにより、素材の膨張または収縮によるマイクロレンズ12の光軸と絞りとしての開口部22の位置とのずれを小さく抑えることができる。
さらに、レンズユニット1の動作を図11および図12の第1の実施例におけるレンズユニットの動作を示す説明図に基づいて説明する。
Further, in the lens unit 1 of the present invention, the positioning portion 13 and the concave portion 23 are arranged at substantially the center of the lens unit 1, so that the optical axis of the microlens 12 and the aperture as the diaphragm are caused by the expansion or contraction of the material. Deviation from the position of the portion 22 can be kept small.
Further, the operation of the lens unit 1 will be described based on the explanatory views showing the operation of the lens unit in the first embodiment of FIGS.

図12(a)は第1の実施例におけるレンズユニット1であり、図12(a)においてレンズユニット1の2枚のレンズアレイ10の第1のマイクロレンズ12aおよび第2のマイクロレンズ12bは同一の構成のものである。またレンズアレイ10上の第1のマイクロレンズ12aおよび第2のマイクロレンズ12bの倍率はm1、m2となっている。
ここで、倍率m1、m2は、マイクロレンズ12が形成する中間像の大きさの、物体の大きさに対する比であり、詳述すると図11において第1のマイクロレンズ12aから距離LI1離れた中間像面IMP上に形成される中間像30bの大きさの、第1のマイクロレンズ12aから距離LO1離れた物体面OP上の物体30aの大きさに対する比である。
12A shows the lens unit 1 in the first embodiment. In FIG. 12A, the first microlens 12a and the second microlens 12b of the two lens arrays 10 of the lens unit 1 are the same. Of the configuration. The magnifications of the first microlens 12a and the second microlens 12b on the lens array 10 are m1 and m2.
Here, the magnifications m1 and m2 are ratios of the size of the intermediate image formed by the microlens 12 to the size of the object. Specifically, in FIG. 11, the intermediate image separated from the first microlens 12a by the distance LI1. This is the ratio of the size of the intermediate image 30b formed on the surface IMP to the size of the object 30a on the object plane OP that is a distance LO1 away from the first microlens 12a.

また、m1は、図12で第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)の配列方向における、一方の端部付近の複数の第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)の倍率であり、m2は、第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)の配列方向における、他方の端部付近の複数の第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)の倍率である。なお、レンズアレイ10は長尺な形状であり、長手方向の各位置でマイクロレンズ12の形状や屈折率などの光学特性が異なるため、倍率m1と倍率m2とは僅かに異なり、m1≠m2となっている。   In addition, m1 represents a plurality of first microlenses 12a (second microlenses 12b) near one end in the arrangement direction of the first microlenses 12a (second microlenses 12b) in FIG. The magnification m2 is the magnification of the plurality of first microlenses 12a (second microlenses 12b) near the other end in the arrangement direction of the first microlenses 12a (second microlenses 12b). It is. The lens array 10 has a long shape, and the optical characteristics such as the shape and refractive index of the microlens 12 are different at each position in the longitudinal direction. Therefore, the magnification m1 and the magnification m2 are slightly different, and m1 ≠ m2. It has become.

図12(a)において、Saを物体30aの大きさ、Sc1を第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)の配列方向における、一方の端部付近の複数の第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)により形成される結像30cの大きさ、Sc2を第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)の配列方向における、他方の端部付近の複数の第1のマイクロレンズ12a(第2のマイクロレンズ12b)により形成される結像30cの大きさとすると、本実施例の構成のレンズユニット1においては、結像30cの大きさSc1、Sc2は、それぞれSc1=Sa×m1/m1=Sa、Sc2=Sa×m2/m2=Saとなる。   In FIG. 12A, Sa is the size of the object 30a, and Sc1 is a plurality of first microlenses 12a near one end in the arrangement direction of the first microlenses 12a (second microlenses 12b). The size of the image 30c formed by the (second microlens 12b), Sc2 is a plurality of first portions near the other end in the arrangement direction of the first microlens 12a (second microlens 12b). In the lens unit 1 having the configuration of the present embodiment, the sizes Sc1 and Sc2 of the imaging 30c are Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sc1 = Sa × m1 / m1 = Sa and Sc2 = Sa × m2 / m2 = Sa.

一方、図12(b)は、一方のレンズアレイ10が他方のレンズアレイ10に対してレンズ素子の配列方向と直交する直線を回転軸として180度回転されて配置されているレンズユニット1を示している。この場合、結像30cの大きさSc1、Sc2は、それぞれSc1=Sa×m1/m2≠Sa、Sc2=Sa×m2/m1≠Saとなり、正立等倍像を形成することができない。   On the other hand, FIG. 12B shows the lens unit 1 in which one lens array 10 is rotated 180 degrees with respect to the other lens array 10 with a straight line orthogonal to the lens element arrangement direction as a rotation axis. ing. In this case, the sizes Sc1 and Sc2 of the imaging 30c are Sc1 = Sa × m1 / m2 ≠ Sa and Sc2 = Sa × m2 / m1 ≠ Sa, respectively, and an erecting equal-magnification image cannot be formed.

このため、一方のレンズアレイ10が他方のレンズアレイ10に対してレンズ素子の配列方向と直交する直線を回転軸として180度回転されて配置されているレンズユニット1の場合、倍率m1=m2となるように長手方向の各位置でのマイクロレンズ12の形状や屈折率などの光学特性の精度を厳密に管理しなければならない。
本実施例では、長手方向の各位置でのマイクロレンズ12の形状や屈折率などの光学特性の精度を緩和することができる。
Therefore, in the case of the lens unit 1 in which one lens array 10 is rotated 180 degrees with respect to the other lens array 10 with a straight line orthogonal to the lens element arrangement direction as a rotation axis, the magnification m1 = m2. Thus, the accuracy of the optical characteristics such as the shape and refractive index of the microlens 12 at each position in the longitudinal direction must be strictly managed.
In the present embodiment, the accuracy of the optical characteristics such as the shape and refractive index of the microlens 12 at each position in the longitudinal direction can be relaxed.

本実施例のレンズアレイ10を用いたLEDヘッド3について、結像の解像度を示すMTF(Modulation Transfer Function:振幅伝達関数)の測定をしたところ80%以上の値を測定した。
ここで、MTFとは、露光装置の解像度を示し、露光装置中で点灯しているLED素子30の結像のコントラストを示す。100%が結像のコントラストが最も大きく、露光装置としての解像度が高いことを示し、小さいほど光量のコントラストは小さく、露光装置の解像度は低い。
With respect to the LED head 3 using the lens array 10 of this example, MTF (Modulation Transfer Function) indicating the resolution of image formation was measured, and a value of 80% or more was measured.
Here, MTF indicates the resolution of the exposure apparatus, and indicates the contrast of image formation of the LED element 30 that is lit in the exposure apparatus. 100% indicates that the imaging contrast is the highest and the resolution as the exposure apparatus is high. The smaller the contrast, the smaller the contrast of the light amount, and the lower the resolution of the exposure apparatus.

MTF(%)は、結像の光量の最大値をEMAX、隣り合う2つの結像の間の光量の最小値をEMINとしたとき、
MTF=(EMAX−EMIN)/(EMAX+EMIN)×100(%)
のように定義される。
このMTFの測定においては、LEDヘッド3のレンズユニット1の結像面IMP上、第2のマイクロレンズ12bの結像面側レンズの頂点から距離LI(mm)離れた位置の結像を顕微鏡デジタルカメラにより撮影し、撮影画像よりLED素子30の結像の光量分布を解析し、このMTFを算出した。
MTF (%) is EMAX as the maximum value of the amount of imaged light, and EMIN as the minimum value of the amount of light between two adjacent images.
MTF = (EMAX−EMIN) / (EMAX + EMIN) × 100 (%)
Is defined as follows.
In this MTF measurement, an image formed at a distance LI (mm) away from the apex of the image forming surface side lens of the second microlens 12b on the image forming surface IMP of the lens unit 1 of the LED head 3 is microscopic digital. The MTF was calculated by photographing with a camera, analyzing the light distribution of the image of the LED element 30 from the photographed image.

また、MTFの測定においては、LED素子30の配列間隔PD=0.0423mmであるLEDヘッド3を用いた。
さらに、MTFの値と画像形成装置の画像品質について説明する。
本来、画像形成装置が形成する画像でトナーが乗らない部分は、静電潜像においては電位が十分に高くなければならない。また、LEDヘッドで形成される結像は暗くなければならない。ところが、MTFの値が小さいとLEDヘッドで形成される結像において、暗くなければならない部分にも光線が入射してしまう。
Further, in the MTF measurement, the LED head 3 in which the arrangement interval PD of the LED elements 30 is 0.0423 mm was used.
Further, the MTF value and the image quality of the image forming apparatus will be described.
Originally, the portion of the image formed by the image forming apparatus where no toner is applied must have a sufficiently high potential in the electrostatic latent image. In addition, the image formed by the LED head must be dark. However, if the MTF value is small, the light beam is incident on a portion that must be dark in the image formed by the LED head.

光線が入射してしまうと静電潜像においては電位が十分に高くなければならないところの電位が下がってしまい、本来、画像形成装置の画像でトナーが乗らない部分にトナーが付着してしまう。
画像形成装置の画像でトナーが乗らない部分は、本来、用紙の色である白色によって画像が構成されるが、トナーが付着してしまった部分は、トナーの色が混ざって見えるため、画像形成装置の画像品質が低下する。
When the light beam enters, the potential of the electrostatic latent image where the potential must be sufficiently high is lowered, and the toner adheres to the portion of the image forming apparatus where the toner is not originally placed.
In the image forming apparatus image, the portion where no toner is applied is originally composed of the white color of the paper, but the portion where the toner is attached appears to be mixed with the toner color, so image formation The image quality of the device is degraded.

様々な評価を重ねた結果、MTFが80%以上のとき、画像形成装置の画像は筋や濃淡斑のない良好な画像となった。
次に、カラーLEDプリンタを用いて本実施例のレンズユニットを実装した画像形成装置の画像を評価したところ、筋や濃淡斑のない良好な画像が得られた。画像形成装置の画像の評価は、印刷領域全面に図13に示した全画素のうち1つおきにドットを形成する画像を形成し、画像品質の良否を評価した。図13において、301はトナーが乗っているドット、302はトナーが乗っていないドットを示している。
As a result of various evaluations, when the MTF was 80% or more, the image of the image forming apparatus was a good image without streaks or light and dark spots.
Next, when an image of the image forming apparatus on which the lens unit of this example was mounted was evaluated using a color LED printer, a good image free of streaks and shading was obtained. In the image evaluation of the image forming apparatus, an image in which dots are formed every other pixel among all the pixels shown in FIG. 13 is formed on the entire surface of the printing area, and the quality of the image is evaluated. In FIG. 13, reference numeral 301 denotes a dot on which toner is placed, and 302 denotes a dot on which toner is not placed.

なお、本実施例では、マイクロレンズ12は回転対称高次非球面で構成したが、これに限られることなく、球面を形成するようにしてもよい。また、アナモフィック非球面、放物面、楕円面、双曲面、コーニック面等の曲面を形成してもよい。
また、レンズアレイ10は一般射出成型により作成したが、圧縮射出成型等の成型法でもよい。さらに、レンズアレイ10の素材は樹脂を用いているがガラスを用いてもよい。
In the present embodiment, the microlens 12 is composed of a rotationally symmetric high-order aspheric surface, but the present invention is not limited to this, and a spherical surface may be formed. Moreover, you may form curved surfaces, such as an anamorphic aspherical surface, a paraboloid, an ellipsoid, a hyperboloid, a conic surface.
Further, although the lens array 10 is created by general injection molding, a molding method such as compression injection molding may be used. Furthermore, although the material of the lens array 10 uses resin, glass may be used.

また、遮光部材20はポリカーボネートを用いて射出成型により作成したが、これに限られることなく、切削加工により作成してもよく、また金属をエッチングするなどして作成してもよい。
また、発光部としてLED素子30を複数配置したLEDアレイを用いたが、例えば有機ELを発光部にしてもよく、半導体レーザーを用いてもよく、さらには蛍光灯やハロゲンランプ等の発光部に液晶素子で構成されたシャッタを併用した露光装置でもよい。
Moreover, although the light shielding member 20 was produced by injection molding using polycarbonate, it is not limited to this, and may be produced by cutting, or may be produced by etching a metal.
In addition, an LED array in which a plurality of LED elements 30 are arranged is used as a light emitting unit. However, for example, an organic EL may be used as a light emitting unit, a semiconductor laser may be used, and a light emitting unit such as a fluorescent lamp or a halogen lamp is used. An exposure apparatus using a shutter composed of a liquid crystal element may also be used.

以上説明したように、第1の実施例では、レンズユニットの2枚のレンズアレイのうち、一方のレンズアレイを他方のレンズアレイに対してマイクロレンズの配列方向と平行な直線を回転軸として180度回転させて配置することにより、一方のレンズアレイの素材特性の分布と他方のレンズアレイの素材特性の分布が略一致し、レンズアレイの収縮または膨張による形状の差を抑制することができ、解像度の低下を防止することができるという効果が得られる。   As described above, in the first embodiment, of the two lens arrays of the lens unit, one lens array is 180 degrees with a straight line parallel to the arrangement direction of the microlens as the rotation axis with respect to the other lens array. By rotating the lens array, the distribution of the material characteristics of one lens array and the distribution of the material characteristics of the other lens array are substantially the same, and the difference in shape due to contraction or expansion of the lens array can be suppressed. The effect that the fall of the resolution can be prevented is obtained.

また、レンズアレイの位置決め部および遮光部材の凹部をレンズユニットの略中央に配置するようにしたことにより、素材の膨張または収縮によるマイクロレンズの光軸と絞りとしての開口部の位置とのずれを小さく抑えることができ、解像度の低下を防止することができるという効果が得られる。
その結果、露光装置の結像の良好なコントラストが得られ、画像形成装置で鮮明な画像を得ることができるという効果が得られる。
In addition, since the positioning portion of the lens array and the concave portion of the light shielding member are arranged at the approximate center of the lens unit, the displacement between the optical axis of the microlens and the position of the aperture as a diaphragm due to the expansion or contraction of the material is prevented. It is possible to reduce the resolution and to prevent the resolution from being lowered.
As a result, it is possible to obtain a favorable contrast in the image formation of the exposure apparatus and to obtain a clear image with the image forming apparatus.

第1の実施例では、本発明によるレンズユニットを画像形成装置としてのプリンタに適用したものとして説明したが、第2の実施例では読取装置に適用した例を説明する。
第2の実施例の構成を図14の第2の実施例における読取装置の構成を示す概略図に基づいて説明する。なお、上述した第1の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the first embodiment, the lens unit according to the present invention has been described as applied to a printer as an image forming apparatus. In the second embodiment, an example in which the lens unit is applied to a reading apparatus will be described.
The configuration of the second embodiment will be described with reference to the schematic diagram showing the configuration of the reading apparatus in the second embodiment of FIG. Note that parts similar to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図14において、500は、原稿を読取って画像データとしての電子データを生成する読取装置としてのスキャナである。
スキャナ500は、読取ヘッド400、ランプ501、原稿台502、レール503、駆動ベルト505、モータ506等で構成されている。
読取ヘッド400は、照明装置としてのランプ501により照射され、原稿の表面で反射した光線を取り込み電子データに変換するものである。ランプ501は、照射した光が原稿の表面で反射し、読取ヘッド400内に取り込まれるように配置されている。
In FIG. 14, reference numeral 500 denotes a scanner as a reading device that reads an original and generates electronic data as image data.
The scanner 500 includes a reading head 400, a lamp 501, a document table 502, a rail 503, a driving belt 505, a motor 506, and the like.
The reading head 400 takes in a light beam irradiated by a lamp 501 as an illuminating device and reflected by the surface of the document, and converts it into electronic data. The lamp 501 is arranged so that the irradiated light is reflected by the surface of the document and taken into the reading head 400.

原稿台502は、電子データが生成される原稿507を載置するものであり、可視光線を透過する素材で形成されている。
レール503は、原稿台502の下方に配置され、読取ヘッド400を移動可能にするものであり、読取ヘッド400は、その一部が複数の滑車504により張架された駆動ベルト505に接続され、モータ506で駆動された駆動ベルト505によりレール503上を移動可能に構成されている。
The document table 502 is used to place a document 507 on which electronic data is generated, and is formed of a material that transmits visible light.
The rail 503 is disposed below the document table 502 and allows the reading head 400 to move. The reading head 400 is connected to a driving belt 505 partially stretched by a plurality of pulleys 504, A driving belt 505 driven by a motor 506 is configured to be movable on the rail 503.

次に、読取ヘッド400の構成を図15の第2の実施例における読取装置の読取りヘッドの構成を示す概略図に基づいて説明する。
図15において、読取ヘッド400は、レンズユニット1、ラインセンサ401およびミラー402で構成されている。
ミラー402は、原稿503で反射された光線の光路を折り曲げてその光線をレンズユニット1に入射させるものである。
Next, the configuration of the reading head 400 will be described based on a schematic diagram showing the configuration of the reading head of the reading apparatus in the second embodiment of FIG.
In FIG. 15, the read head 400 includes the lens unit 1, a line sensor 401, and a mirror 402.
The mirror 402 bends the optical path of the light beam reflected by the document 503 and causes the light beam to enter the lens unit 1.

ラインセンサ401は、複数の受光素子が間隔PRで直線に配置されており、レンズユニット1により形成された原稿画像の結像を電気信号に変換するものである。
また、図16は本実施例の読取ヘッド400の構成および物体面OP(原稿507)と結像面IPとの位置関係を示している。なお、本実施例のレンズユニット1の構成は第1の実施例と同様である。
The line sensor 401 has a plurality of light receiving elements arranged in a straight line at intervals PR, and converts the image of the original image formed by the lens unit 1 into an electrical signal.
FIG. 16 shows the configuration of the reading head 400 of this embodiment and the positional relationship between the object plane OP (original 507) and the imaging plane IP. The configuration of the lens unit 1 of this embodiment is the same as that of the first embodiment.

なお、本実施例では、ラインセンサ401は600dpiの解像度であり、受光素子が1インチ当たり600個配置されている。すなわち、受光素子の間隔PRは0.0423mmである。
上述した構成の作用について説明する。
まず、読取装置の動作を図14に基づいて説明する。
In this embodiment, the line sensor 401 has a resolution of 600 dpi, and 600 light receiving elements are arranged per inch. That is, the interval PR of the light receiving elements is 0.0423 mm.
The operation of the above configuration will be described.
First, the operation of the reading apparatus will be described with reference to FIG.

ランプ501が点灯し、原稿507の表面を照射することにより、原稿507の表面で反射した光線が読取ヘッド400内に取り込まれる。モータ506により、駆動ベルト505が駆動して読取ヘッド400とランプ501が図14における左右方向に移動し、読取ヘッド400は原稿507の全面から反射した光線を取り込む。
次に、読取ヘッド400の動作を図15に基づいて説明する。
When the lamp 501 is turned on and the surface of the original 507 is irradiated, the light beam reflected by the surface of the original 507 is taken into the reading head 400. The driving belt 505 is driven by the motor 506 to move the reading head 400 and the lamp 501 in the left-right direction in FIG. 14, and the reading head 400 takes in the light beam reflected from the entire surface of the document 507.
Next, the operation of the read head 400 will be described with reference to FIG.

原稿507で反射された光線は、原稿台502を透過し、ミラー402で光路が折り曲げられ、レンズユニット1に入射する。レンズユニット1により結像された原稿画像の結像はラインセンサ401上に形成され、ラインセンサ401は形成された原稿画像の結像を電気信号に変換して電子データを生成する。
本実施例による読取装置を用いて原稿から画像データを形成したところ、原稿と同一の良好な画像データが得られた。なお、本実施例の読取装置を用いて読取った原稿は、図13で示すようにドットの間隔PD=0.0423mm、解像度600dpiとしたものである。つまり、間隔PD=0.0423mm、解像度600dpiの全ドットのうち、1つおきにドットを形成した画像を媒体上の印字領域全面に形成した原稿を用いた。
The light beam reflected by the original 507 passes through the original table 502, the optical path is bent by the mirror 402, and enters the lens unit 1. The image of the document image formed by the lens unit 1 is formed on the line sensor 401, and the line sensor 401 converts the formed image of the document image into an electrical signal to generate electronic data.
When image data was formed from a document using the reading apparatus according to this embodiment, the same good image data as the document was obtained. Note that a document read using the reading apparatus of this embodiment has a dot interval PD = 0.0423 mm and a resolution of 600 dpi as shown in FIG. In other words, a manuscript was used in which an image in which every other dot was formed on the entire printing area on the medium out of all dots having a spacing of PD = 0.0423 mm and a resolution of 600 dpi.

なお、本実施例においては、原稿画像を電子データに変換する読取装置としてスキャナを例に説明したが、光学的信号を電気信号に変換するセンサやスイッチ、およびそれらを用いた入出力装置、生体認証装置、通信装置、寸法測定器等であってもよい。
以上説明したように、第2の実施例では、読取装置においても第1の実施例と同様の効果が得られ、原稿と同一の画像データを読取ることができるという効果が得られる。
In this embodiment, a scanner is described as an example of a reading device that converts an original image into electronic data. However, sensors and switches that convert optical signals into electric signals, input / output devices using them, and biological It may be an authentication device, a communication device, a dimension measuring device, or the like.
As described above, in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in the reading apparatus, and the same image data as that of the original can be read.

1 レンズユニット
3 LEDヘッド
5 現像器
7 排出部
9 定着器
10 レンズアレイ
11 リブ
12 マイクロレンズ
13 位置決め部
14 凸部
20 遮光部材
21 リブ
22 開口部
23 凹部
24 突き当て部
30 LED素子
31 ドライバIC
32 ワイヤ
33 配線基板
34 ホルダ
41 感光体ドラム
42 帯電ローラ
43 クリーニングブレード
51 トナーカートリッジ
60 給紙カセット
61 給紙ローラ
62、63、64 搬送ローラ
65 排出ローラ
80 転写ローラ
81 転写ベルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens unit 3 LED head 5 Developing device 7 Ejection part 9 Fixing device 10 Lens array 11 Rib 12 Micro lens 13 Positioning part 14 Convex part 20 Light shielding member 21 Rib 22 Opening part 23 Concave part 24 Abutting part 30 LED element 31 Driver IC
32 Wire 33 Wiring board 34 Holder 41 Photosensitive drum 42 Charging roller 43 Cleaning blade 51 Toner cartridge 60 Paper feed cassette 61 Paper feed roller 62, 63, 64 Transport roller 65 Discharge roller 80 Transfer roller 81 Transfer belt

Claims (17)

複数のレンズ素子が光軸に対して略直交する方向に延在する列を形成するように配列されたレンズアレイにおいて、
前記レンズ素子が配列された方向の略中央に、遮光部材に係合する位置決め部を配置したことを特徴とするレンズアレイ。
In a lens array in which a plurality of lens elements are arranged to form a row extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis,
A lens array, wherein a positioning portion that engages with a light shielding member is disposed at a substantially center in a direction in which the lens elements are arranged.
請求項1のレンズアレイにおいて、
前記レンズ素子は、一体に形成されていることを特徴とするレンズアレイ。
The lens array of claim 1,
The lens array, wherein the lens elements are integrally formed.
請求項1または請求項2のレンズアレイを用いたLEDヘッド。 An LED head using the lens array according to claim 1. 請求項1または請求項2のレンズアレイを用いた露光装置。 An exposure apparatus using the lens array according to claim 1. 請求項1または請求項2のレンズアレイを用いた画像形成装置。 An image forming apparatus using the lens array according to claim 1. 請求項1または請求項2のレンズアレイを用いた読取装置。 A reading apparatus using the lens array according to claim 1. 請求項1または請求項2のレンズアレイと、複数の絞りが配列された遮光部材からなるレンズユニットであって、
複数の前記レンズアレイを、それぞれの前記レンズ素子の光軸が一致するように配置し、
前記レンズアレイ間に、それぞれの前記絞りが、それぞれの前記レンズ素子の光軸が通過するように前記光軸に対して略直交する方向に延在する列を形成した前記遮光部材を配置したことを特徴とするレンズユニット。
A lens unit comprising the lens array according to claim 1 or claim 2 and a light shielding member in which a plurality of stops are arranged,
A plurality of the lens arrays are arranged so that the optical axes of the lens elements coincide with each other,
Between the lens arrays, the light-shielding members in which the respective apertures are arranged to extend in a direction substantially orthogonal to the optical axis so that the optical axes of the respective lens elements pass are disposed. Lens unit characterized by
複数のレンズ素子が光軸に対して略直交する方向に延在する列を形成するように配列されたレンズアレイと、前記光軸が通過する複数の絞りが前記光軸に対して略直交する方向に延在するように配列された遮光部材とを有するレンズユニットにおいて、
略同一形状の複数の前記レンズアレイを、それぞれの前記レンズ素子の光軸が一致するように対向させて配置し、
一の前記レンズアレイを、他の前記レンズアレイに対し、前記レンズ素子の配列方向に平行な直線を回転軸として回転した位置に配置したことを特徴とするレンズユニット。
A lens array in which a plurality of lens elements are arranged to form a row extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis, and a plurality of stops through which the optical axis passes are substantially orthogonal to the optical axis In a lens unit having a light shielding member arranged to extend in the direction,
A plurality of the lens arrays having substantially the same shape are arranged facing each other so that the optical axes of the lens elements coincide with each other,
A lens unit, wherein one lens array is arranged at a position rotated with respect to another lens array with a straight line parallel to the arrangement direction of the lens elements as a rotation axis.
請求項8のレンズユニットにおいて、
前記レンズアレイは、一体に形成されていることを特徴とするレンズユニット。
The lens unit according to claim 8, wherein
The lens unit, wherein the lens array is integrally formed.
請求項8または請求項9のレンズユニットにおいて、
前記レンズアレイは、ふたつのレンズアレイであることを特徴とするレンズユニット。
The lens unit according to claim 8 or 9,
2. The lens unit according to claim 1, wherein the lens array is two lens arrays.
請求項8、請求項9または請求項10のレンズユニットにおいて、
前記レンズ素子は、前記レンズ素子の光軸に直交する方向に、複数個の列を形成するように千鳥状に配列され、
前記レンズ素子の各列内の配列間隔をPY、nを0以外の整数としたとき、一の前記レンズユニットを、他の前記レンズユニットに対し、前記レンズ素子の配列方向と平行にn×PY/2ずらして配置したことを特徴とするレンズユニット。
The lens unit according to claim 8, 9 or 10,
The lens elements are arranged in a staggered pattern so as to form a plurality of rows in a direction perpendicular to the optical axis of the lens elements,
When the arrangement interval in each column of the lens elements is PY and n is an integer other than 0, one lens unit is arranged in parallel with the arrangement direction of the lens elements with respect to the other lens units. / Lens unit characterized by being shifted by two.
複数のレンズ素子が千鳥状に配列されている複数のレンズアレイを有し、一方の前記レンズアレイを反転させ、それぞれの前記レンズ素子の光軸が略一致するように配置された少なくともふたつのレンズアレイを有するレンズユニットにおいて、
一の前記レンズユニットを、他の前記レンズユニットに対し、前記レンズ素子の配列方向と平行にずらして配置し、前記レンズ素子のうち、少なくともひとつのレンズ素子が不使用となるように配置したことを特徴とするレンズユニット。
At least two lenses having a plurality of lens arrays in which a plurality of lens elements are arranged in a staggered manner, one of the lens arrays is inverted, and the optical axes of the respective lens elements are substantially aligned. In a lens unit having an array,
The one lens unit is arranged so as to be shifted in parallel with the arrangement direction of the lens elements with respect to the other lens units, and at least one of the lens elements is arranged not to be used. Lens unit characterized by
請求項12のレンズユニットにおいて、
前記ふたつのレンズアレイは、共通した形状を有することを特徴とするレンズユニット。
The lens unit of claim 12,
The lens unit is characterized in that the two lens arrays have a common shape.
請求項7から請求項13のいずれか1項のレンズユニットを用いたLEDヘッド。 An LED head using the lens unit according to claim 7. 請求項7から請求項13のいずれか1項のレンズユニットを用いた露光装置。 An exposure apparatus using the lens unit according to any one of claims 7 to 13. 請求項7から請求項13のいずれか1項のレンズユニットを用いた画像形成装置。 An image forming apparatus using the lens unit according to claim 7. 請求項7から請求項13のいずれか1項のレンズユニットを用いた読取装置。 A reading apparatus using the lens unit according to claim 7.
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