JP2023184025A - Lens unit, led head, exposure device, image forming apparatus, reading head, and image reading device - Google Patents

Lens unit, led head, exposure device, image forming apparatus, reading head, and image reading device Download PDF

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Abstract

To solve the problem in which in a lens unit of an exposure device, a light beam incident on an outer peripheral part of a lens cannot be formed into an image at one point, which causes flare and deteriorates print quality.SOLUTION: A lens unit has: a first lens plate 106 in which a plurality of first lenses 106a are arranged in an arrangement direction substantially orthogonal to an optical axis 106b; a second lens plate 108 in which a plurality of second lenses 108d are arranged in an arrangement direction substantially orthogonal to an optical axis 108e; and a mask 105 and a shield 107 in which a plurality of openings 105a, 107a through which the optical axis 106b and the optical axis 108e pass are arranged in the arrangement direction. The first lens plate 106 and the second lens plate having substantially the same shape are arranged opposite to each other so that the optical axis 106b and the optical axis 108e match each other. The lens plates are arranged so that a distance Lc1 between an intermediate image to be formed and the first lens plate 106 is larger than a distance Lc2 between the intermediate image and the second lens plate 108.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、レンズユニット、露光装置、読取ヘッド、画像形成装置、及び画像読取装置に関する。 The present invention relates to a lens unit, an exposure device, a reading head, an image forming device, and an image reading device.

2枚のレンズを使用して正立等倍像を形成する場合、1枚目のレンズで形成される中間像としての倒立縮小像に対して、2枚目のレンズによって倒立拡大像が形成されることで実現される。このとき、中間像としての倒立縮小像が、2枚のレンズから略等距離の位置で形成されている(例えば、特許文献1参照)。 When two lenses are used to form an erect, same-magnification image, the first lens forms an inverted reduced image as an intermediate image, while the second lens forms an inverted enlarged image. This is achieved by At this time, an inverted reduced image as an intermediate image is formed at a position approximately equidistant from the two lenses (see, for example, Patent Document 1).

特開2020-34795号公報(第9頁、図6)JP 2020-34795 (Page 9, Figure 6)

しかしながら、従来の方法では、レンズの外周部に入射する光線が一点に結像できず、フレアの原因となって印刷品質を悪化させてしまうという問題があった。 However, in the conventional method, there was a problem in that the light rays incident on the outer periphery of the lens could not be focused on a single point, causing flare and deteriorating printing quality.

本発明によるレンズユニットは、複数の第1のレンズ素子が第1の光軸に対して略直交する配列方向に列をなして配置された第1のレンズアレイと、複数の第2のレンズ素子が第2の光軸に対して略直交する前記配列方向に列をなして配置された第2のレンズアレイと、前記第1の光軸及び前記第2の光軸が通過する複数の絞りが前記配列方向に列をなして配置された遮光部材とを有するレンズユニットであって、
略同一形状の前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイを、前記第1の光軸と前記第2の光軸が一致するように対向させて配置し、前記第1のレンズアレイによって形成される中間像と前記第1のレンズアレイとの距離が、前記中間像と前記第2のレンズアレイとの距離よりも大きくなるように配置されたことを特徴とする。
A lens unit according to the present invention includes a first lens array in which a plurality of first lens elements are arranged in a row in an arrangement direction substantially perpendicular to a first optical axis, and a plurality of second lens elements. a second lens array arranged in a row in the arrangement direction substantially perpendicular to the second optical axis; and a plurality of apertures through which the first optical axis and the second optical axis pass. A lens unit having light shielding members arranged in rows in the arrangement direction,
The first lens array and the second lens array having substantially the same shape are arranged to face each other so that the first optical axis and the second optical axis coincide, and the first lens array The present invention is characterized in that the distance between the intermediate image to be formed and the first lens array is greater than the distance between the intermediate image and the second lens array.

本発明によれば、第2のレンズ素子上に入射する光の領域を狭くすることができるため、フレアの原因となるレンズ外周部への光線の入射を防ぐことができ、フレアを低減させて光学系全体としての解像度が向上し、印刷品質を向上させることができる。 According to the present invention, since the area of light incident on the second lens element can be narrowed, it is possible to prevent light rays from entering the outer periphery of the lens, which causes flare, and reduce flare. The resolution of the optical system as a whole is improved, and printing quality can be improved.

本発明によるLEDヘッドを備えた実施の形態1の画像形成装置の要部構成を概略的に示す要部構成図である。1 is a diagram schematically showing a main part configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, which includes an LED head according to the present invention; FIG. LEDヘッドの外観斜視図である。It is an external perspective view of an LED head. 図2に示すLEDヘッドの積層された各構成部材を分解して示す積層分解図である。FIG. 3 is a stacked exploded view showing the stacked components of the LED head shown in FIG. 2 in an exploded manner. 光源基板とマスクとにおいて、(a)が長手方向の左側端部近傍の、(b)が長手方向中央部の、そして(c)が長手方向右側端部近傍の各係合関係の説明に供する図である。Regarding the light source board and the mask, (a) is an explanation of the engagement relationship near the left end in the longitudinal direction, (b) is in the center part in the longitudinal direction, and (c) is near the right end in the longitudinal direction. It is a diagram. マスクと第1レンズプレートとにおいて、(a)が長手方向の左側端部近傍の、(b)が長手方向中央部の、そして(c)が長手方向右側端部近傍の各係合関係の説明に供する図である。Description of each engagement relationship between the mask and the first lens plate: (a) near the left end in the longitudinal direction, (b) near the center in the longitudinal direction, and (c) near the right end in the longitudinal direction FIG. シールドと第2レンズプレートとにおいて、(a)が長手方向の左側端部近傍の、(b)が長手方向中央部の、そして(c)が長手方向右側端部近傍の各係合関係の説明に供する図である。Description of each engagement relationship between the shield and the second lens plate: (a) near the left end in the longitudinal direction, (b) near the center in the longitudinal direction, and (c) near the right end in the longitudinal direction. FIG. ヘッドホルダと第2レンズプレートの係合関係の説明に供する図で、(a)、(b)、(c)は、それぞれ第2レンズプレートの長手方向における左側端部近傍、中央部、右側端部近傍を斜め下方からみた斜視図であり、(d)は、ヘッドホルダを長手方向中央部で切断した断部を斜め上方からみた斜視図である。This is a diagram for explaining the engagement relationship between the head holder and the second lens plate, and (a), (b), and (c) are the vicinity of the left end, the center, and the right end of the second lens plate in the longitudinal direction, respectively. FIG. 3D is a perspective view of the vicinity of the head holder as seen diagonally from below, and FIG. ヘッドホルダと、その内部に積層配置された各部材とによって構成されたLEDヘッドの、長手方向の中央部で切断した断部周辺を、斜め上方からみた斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the area around a section cut at the center in the longitudinal direction of an LED head configured by a head holder and members laminated therein, as seen diagonally from above. (a)はマスクを下側からみた構成図であり、(b)は第1レンズプレートを下側からみた構成図であり、(c)はシールドを下側からみた構成図であり、(d)は第2レンズプレートを下側からみた構成図である。(a) is a configuration diagram of the mask viewed from below, (b) is a configuration diagram of the first lens plate viewed from below, (c) is a configuration diagram of the shield viewed from below, and (d ) is a configuration diagram of the second lens plate viewed from below. 第1レンズプレートの第1レンズの光軸を含み、ZY平面に平行な面によってレンズユニットを切断した断面を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the lens unit taken along a plane that includes the optical axis of the first lens of the first lens plate and is parallel to the ZY plane. シミュレーション結果を示すグラフであり、(a)は、MTFの平均値の変化を示し、(b)は、MTFのばらつきの変化を示す。3 is a graph showing simulation results, in which (a) shows a change in the average value of MTF, and (b) shows a change in MTF dispersion. 実施の形態2の画像読取装置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an image reading device according to a second embodiment. 実施の形態2における読取ヘッドの構成を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing the configuration of a reading head in Embodiment 2. FIG.

実施の形態1.
図1は、本発明による露光装置としてのLEDヘッド15を備えた実施の形態1の画像形成装置11の要部構成を概略的に示す要部構成図である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of main parts of an image forming apparatus 11 according to a first embodiment, which includes an LED head 15 as an exposure device according to the present invention.

画像形成装置11は、例えば、電子写真カラープリンタとしての構成を備え、画像形成部を構成する、4つの独立した画像形成ユニット12K、12Y、12M、12C(特に区別する必要がない場合は単に画像形成ユニット12と称す場合がある)が、記録媒体としての記録用紙40の搬送方向(矢印A方向)に沿って上流側から順に配設されている。 The image forming apparatus 11 has, for example, a configuration as an electrophotographic color printer, and includes four independent image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C that constitute an image forming section (if there is no particular need to distinguish, it is simply an image forming unit). Forming units 12 (sometimes referred to as forming units 12) are arranged in order from the upstream side along the conveyance direction (direction of arrow A) of recording paper 40 as a recording medium.

画像形成ユニット12Kはブラック(K)の画像を形成し、画像形成ユニット12Yはイエロー(Y)の画像を形成し、画像形成ユニット12Mはマゼンタ(M)の画像を形成し、画像形成ユニット12Cはシアン(C)の画像を形成する。尚、記録媒体として、記録用紙40の他に、OHP用紙、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。 The image forming unit 12K forms a black (K) image, the image forming unit 12Y forms a yellow (Y) image, the image forming unit 12M forms a magenta (M) image, and the image forming unit 12C forms a magenta (M) image. A cyan (C) image is formed. In addition to the recording paper 40, OHP paper, envelopes, copy paper, special paper, etc. can be used as the recording medium.

各画像形成ユニット12K、12Y、12M、12Cは、使用する現像剤の色以外は同一の構成を備えているため、ここでは代表して画像形成ユニット12Kの構成について説明する。 Since each of the image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C has the same configuration except for the color of the developer used, the configuration of the image forming unit 12K will be described here as a representative.

画像形成ユニット12Kには、感光体ドラム13Kと、感光体ドラム13Kの表面を一様に、且つ、均一に帯電させる帯電ローラ14Kと、感光体ドラム13Kの表面に形成された静電潜像に図示しない現像剤(例えば、トナー)を付着させ、可視像であるトナー像を形成する現像ローラ16Kと、現像ローラ16Kに圧接させたトナー供給ローラ18K、と、転写後に、感光体ドラム13Kに残留するトナーを除去するクリーニングブレード27Kが配設されている。 The image forming unit 12K includes a photoreceptor drum 13K, a charging roller 14K that uniformly charges the surface of the photoreceptor drum 13K, and a charging roller 14K that charges the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor drum 13K. A developing roller 16K to which a developer (for example, toner, not shown) is attached to form a visible toner image, and a toner supply roller 18K in pressure contact with the developing roller 16K. A cleaning blade 27K is provided to remove residual toner.

トナー供給ローラ18Kは、画像形成ユニット本体に対して着脱可能に装着された対応するトナーカートリッジ20Kから供給されたトナーを現像ローラ16Kに供給するローラである。現像ローラ16Kには、現像ブレード19Kが圧接されている。現像ブレード19は、現像ローラ16K上において、トナー供給ローラ18Kから供給されたトナーを薄層化するものである。尚、ここでは、トナーカートリッジ20Kは、画像形成ユニット12K本体に対して着脱自在に装着されるものとしたが、一体的に形成されていてもよい。 The toner supply roller 18K is a roller that supplies toner supplied from a corresponding toner cartridge 20K that is detachably attached to the image forming unit main body to the developing roller 16K. A developing blade 19K is pressed against the developing roller 16K. The developing blade 19 forms a thin layer of toner supplied from the toner supply roller 18K on the developing roller 16K. Here, the toner cartridge 20K is detachably attached to the main body of the image forming unit 12K, but it may be integrally formed.

尚、画像形成ユニット12Kの各構成部材には符号末尾に(K)を付したが、画像形成ユニット12Y、画像形成ユニット12M、画像形成ユニット12Cの対応する各構成部材にはそれぞれ(Y)、(M)、(C)を付して区別するが、特にこの区別を必要としない場合には付さない。 Note that each component of the image forming unit 12K has a (K) suffixed with the reference numeral, but each of the corresponding components of the image forming unit 12Y, image forming unit 12M, and image forming unit 12C has a (Y), respectively. (M) and (C) are added to distinguish them, but they are not added if this distinction is not particularly required.

各画像形成ユニット12K、12Y、12M、12Cにおける、感光体ドラム13K、13Y、13M、13Cの上方には、それぞれ対応するLEDヘッド15K、15Y、15M、15C(特に区別する必要がない場合は単にLEDヘッド15と称す場合がある)が、感光体ドラム13K、13Y、13M、13Cと対向する位置に配設されている。各LEDヘッド15は、対応する色の画像データに従って、感光体ドラム13を露光し、静電潜像を形成する装置である。尚、LEDヘッド15については後で詳細に説明する。 Above the photoreceptor drums 13K, 13Y, 13M, 13C in each image forming unit 12K, 12Y, 12M, 12C are the corresponding LED heads 15K, 15Y, 15M, 15C (if there is no particular need to distinguish, simply An LED head 15 (sometimes referred to as an LED head 15) is disposed at a position facing the photoreceptor drums 13K, 13Y, 13M, and 13C. Each LED head 15 is a device that exposes the photoreceptor drum 13 to light according to image data of a corresponding color to form an electrostatic latent image. Note that the LED head 15 will be explained in detail later.

4つの画像形成ユニット12の各感光体ドラム13の下方には、転写ユニット21が配設されている。転写ユニット21は、転写ローラ17K、17Y、17M、17C(特に区別する必要がない場合は単に転写ローラ17と称す場合がある)と、転写ベルト駆動ローラ21a及び転写ベルト従動ローラ21bによって、張架した状態で図1中の矢印A方向へ走行可能に配設された転写ベルト26を備えている。各転写ローラ17は、転写ベルト26を介してそれぞれ対応する感光体ドラム13に圧接して配置され、このニップ部において記録用紙40をトナーと逆の極性に帯電させ、対応する感光体ドラム13に形成された各色のトナー像を順次記録用紙40に重ねて転写する。 A transfer unit 21 is arranged below each photosensitive drum 13 of the four image forming units 12. The transfer unit 21 is configured to be tensioned by transfer rollers 17K, 17Y, 17M, and 17C (sometimes simply referred to as the transfer roller 17 if there is no need to distinguish between them), a transfer belt drive roller 21a, and a transfer belt driven roller 21b. The transfer belt 26 is provided so as to be able to run in the direction of arrow A in FIG. 1 in this state. Each transfer roller 17 is placed in pressure contact with the corresponding photoconductor drum 13 via the transfer belt 26, and charges the recording paper 40 to the opposite polarity to the toner at this nip portion, and charges the recording paper 40 with the polarity opposite to that of the toner. The formed toner images of each color are sequentially transferred onto the recording paper 40 in an overlapping manner.

画像形成装置11内の下部には、転写ベルト26に記録用紙40を供給するための給紙機構が配設されている。給紙機構は、ホッピングローラ43、レジストローラ対45、用紙収容カセット24等を備えている。 A paper feeding mechanism for feeding recording paper 40 to transfer belt 26 is disposed at the lower part of image forming apparatus 11 . The paper feeding mechanism includes a hopping roller 43, a pair of registration rollers 45, a paper storage cassette 24, and the like.

更に、転写ベルト26による記録用紙40の排出側には、定着器28が設けられている。定着器28は、加熱ローラ29及びバックアップローラ30を有し、記録用紙40上に転写されたトナーを加圧、加熱することによって定着させる装置であり、この排出側には、用紙ガイド42に沿って配置された搬送ローラ対46、排出ローラ対47、及び用紙スタッカ部48等が設けられている。 Further, a fixing device 28 is provided on the side where the recording paper 40 is discharged by the transfer belt 26. The fixing device 28 has a heating roller 29 and a backup roller 30, and is a device that fixes the toner transferred onto the recording paper 40 by applying pressure and heating. A pair of conveyance rollers 46, a pair of ejection rollers 47, a paper stacker section 48, and the like are provided.

以上のように構成された画像形成装置11における印刷動作について、簡単に説明する。先ず、用紙収容カセット24内の記録用紙40は、ホッピングローラ43によって用紙ガイド41に繰り出され、レジストローラ対45へ送られて斜行が矯正され、続いてレジストローラ対45から転写ベルト26に送られ、この転写ベルト26の走行に伴って、画像形成ユニット12K、12Y、12M、12Cへと順次搬送される。 The printing operation in the image forming apparatus 11 configured as described above will be briefly described. First, the recording paper 40 in the paper storage cassette 24 is fed out to the paper guide 41 by the hopping roller 43, sent to a pair of registration rollers 45 to correct the skew, and then sent from the pair of registration rollers 45 to the transfer belt 26. As the transfer belt 26 runs, it is sequentially conveyed to the image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C.

一方、各画像形成ユニット12において、感光体ドラム13の表面は、帯電ローラ14によって帯電された後、対応するLEDヘッド15によって露光され、この露光によって表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分には、現像ローラ16上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて対応する色のトナー像が形成される。各感光体ドラム13に形成されたトナー像は、対応する転写ローラ17によって記録用紙40に順次重ねて転写され、記録用紙40上にカラーのトナー像を形成する。転写後に、各感光体ドラム13上に残留したトナーは、それぞれクリーニングブレード27によって除去される。 On the other hand, in each image forming unit 12, the surface of the photoreceptor drum 13 is charged by a charging roller 14 and then exposed to light by a corresponding LED head 15, and an electrostatic latent image is formed on the surface by this exposure. A thin layer of toner is electrostatically adhered to the area where the electrostatic latent image is formed on the developing roller 16, thereby forming a toner image of the corresponding color. The toner images formed on each photosensitive drum 13 are sequentially transferred onto the recording paper 40 by the corresponding transfer rollers 17 in an overlapping manner to form a color toner image on the recording paper 40 . After the transfer, the toner remaining on each photoreceptor drum 13 is removed by a cleaning blade 27, respectively.

カラーのトナー像が形成された記録用紙40は、定着器28に送られる。この定着器28において、カラーのトナー像が記録用紙40に定着され、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された記録用紙40は、搬送ローラ対46によって用紙ガイド42に沿って搬送され、排出ローラ対47によって用紙スタッカ部48へ排出される。以上のような過程を経て、カラー画像が記録用紙40上に形成される。尚、転写ベルト26上に付着する残留トナーは、ベルトクリーニングブレード34によってベルトクリーナ容器35内に収容される。 The recording paper 40 on which the color toner image has been formed is sent to the fixing device 28. In this fixing device 28, the color toner image is fixed onto the recording paper 40 to form a color image. The recording paper 40 on which the color image has been formed is transported along the paper guide 42 by a pair of transport rollers 46, and is ejected to a paper stacker section 48 by a pair of ejection rollers 47. Through the process described above, a color image is formed on the recording paper 40. Note that residual toner adhering to the transfer belt 26 is contained in a belt cleaner container 35 by a belt cleaning blade 34.

尚、図1中のX、Y、Zの各方向は、記録用紙40が画像形成ユニット12K、12Y、12M、12Cを通過する際の搬送方向(矢印A方向)をX方向とし、感光体ドラム13K、13Y、13M、13Cの回転軸方向をY方向とし、これら両軸と直交する方向をZ方向としている。また、後述する他の図(図10まで)においてX、Y、Zの各方向が示される場合、これらの方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のXYZ方向は、各図の描写部分が、図1に示す画像形成装置11を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Z方向が略鉛直方向となるように配置されるものとする。 Note that the X, Y, and Z directions in FIG. The direction of the rotational axes of 13K, 13Y, 13M, and 13C is the Y direction, and the direction perpendicular to these axes is the Z direction. Furthermore, when X, Y, and Z directions are shown in other figures (up to FIG. 10) to be described later, these directions are assumed to indicate a common direction. That is, the XYZ directions in each figure indicate the directions in which the depicted portions in each figure are arranged when constructing the image forming apparatus 11 shown in FIG. 1. Further, here, it is assumed that the Z direction is arranged to be substantially vertical.

図2は、LEDヘッド15の外観斜視図であり、図3は、図2に示すLEDヘッド15の積層された各構成部材を分解して示す積層分解図である。尚、矢印A方向からみてLEDヘッド15の左右、上下、前後の方向を特定する場合がある。 FIG. 2 is an external perspective view of the LED head 15, and FIG. 3 is an exploded view showing the laminated components of the LED head 15 shown in FIG. 2. Note that when viewed from the direction of arrow A, the left and right, up and down, and front and back directions of the LED head 15 may be specified.

これらの図に示すように、LEDヘッド15には、ヘッドホルダ110、同一形状の出射側に配置された第2のレンズアレイとしての第2レンズプレート108と入射側に配置された第1のレンズアレイとしての第1レンズプレート106、遮光部材としてのシールド107とマスク105、及び光源とその制御を行う光源基板104と制御基板101が存在する。 As shown in these figures, the LED head 15 includes a head holder 110, a second lens plate 108 as a second lens array arranged on the exit side having the same shape, and a first lens arranged on the entrance side. There are a first lens plate 106 as an array, a shield 107 and a mask 105 as light shielding members, and a light source and a light source board 104 and a control board 101 that control the light source.

これらの部材は、ヘッドホルダ110の内部110aにおいて、下から第2レンズプレート108、シールド107、第1レンズプレート106、マスク105、及び光源基板104の順に積層して搭載される。このとき、第2レンズプレート108の下面端部が、後述するようにヘッドホルダ110の底部110c(図8)において長手方向に延在して配置された一対の載置部材110e(図8)に当接して載置される。 These members are stacked and mounted in the inside 110a of the head holder 110 in the order of the second lens plate 108, the shield 107, the first lens plate 106, the mask 105, and the light source substrate 104 from the bottom. At this time, the lower end of the second lens plate 108 is placed on a pair of mounting members 110e (FIG. 8) extending in the longitudinal direction at the bottom 110c (FIG. 8) of the head holder 110, as described later. They are placed in contact with each other.

そしてこれらの各部材は、図示しない治具によって-Z方向に付勢された状態で、ヘッドホルダ110の側壁に形成された複数の貫通孔110bを介して外側から嵌入して内側に突出するように配置される複数の固定部材109によって光源基板104の上面が規制されてZ方向において挟持されて内部110aに固定される。その後、絶縁性フィルム103、制御基板101を取り付けた後、封止部材としてのシリコーンゴム102によって封止される。 Each of these members is fitted from the outside through a plurality of through holes 110b formed in the side wall of the head holder 110 and protrudes inward while being biased in the -Z direction by a jig (not shown). The upper surface of the light source substrate 104 is regulated by a plurality of fixing members 109 disposed in the substrate, and is clamped in the Z direction and fixed in the interior 110a. After that, the insulating film 103 and the control board 101 are attached, and then sealed with silicone rubber 102 as a sealing member.

次に、積層される各部材の相互の係合関係について説明する。 Next, the mutual engagement relationship of the stacked members will be explained.

図4は、光源基板104とマスク105とにおいて、同図(a)が長手方向(矢印Y方向)左側端部近傍の、同図(b)が長手方向中央部の、そして同図(c)が長手方向右側端部近傍の各係合関係の説明に供する図である。 FIG. 4 shows the light source substrate 104 and the mask 105 in the vicinity of the left end in the longitudinal direction (arrow Y direction) in FIG. 4(a), in the center in the longitudinal direction, and in FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining each engagement relationship in the vicinity of the right end in the longitudinal direction.

これらの図に示すように、マスク105の左右両端部には、上方に突出する円筒状の位置決め突起115L、115Rが形成され、光源基板104の左右両端部には、位置決め突起115L、115Rに対向する位置において長手方向に延びたU字溝114L、114Rが形成されている。従って、位置決め突起115LがU字溝114Lに、また位置決め突起115RがU字溝114Rにそれぞれ嵌入するように接合されることにより、マスク105と光源基板104とは、相対的に短手方向(矢印X方向)において位置決めされる。 As shown in these figures, cylindrical positioning protrusions 115L and 115R that protrude upward are formed at both left and right ends of the mask 105, and cylindrical positioning protrusions 115L and 115R are formed at both left and right ends of the light source board 104, facing the positioning protrusions 115L and 115R. U-shaped grooves 114L and 114R extending in the longitudinal direction are formed at the positions. Therefore, the mask 105 and the light source board 104 are relatively connected in the lateral direction (arrow X direction).

また、マスク105の長手方向における中央部には、短手方向の前側端部において上方に突出する円筒状の位置決め突起125が形成され、光源基板104の長手方向の中央部には、位置決め突起125に対向する位置において短手方向に延びたU字溝124が形成されている。従って、位置決め突起125がU字溝124に嵌入するように接合されることにより、マスク105と光源基板104とは、相対的に長手方向において位置決めされる。 Further, a cylindrical positioning protrusion 125 is formed in the longitudinal center of the mask 105 and protrudes upward at the front end in the transverse direction, and a positioning protrusion 125 is formed in the longitudinal center of the light source board 104. A U-shaped groove 124 extending in the lateral direction is formed at a position facing the . Therefore, by fitting the positioning protrusion 125 into the U-shaped groove 124 and joining them, the mask 105 and the light source substrate 104 are relatively positioned in the longitudinal direction.

以上のように構成することにより、長手方向は1点での規制なので、各部材の線膨張係数の差によって、長手方向において伸縮の差が生じた場合でも、その時のずれをU字溝114L,114Rによって許容することが出来る。 With the above configuration, since the longitudinal direction is regulated at one point, even if a difference in expansion/contraction occurs in the longitudinal direction due to a difference in the coefficient of linear expansion of each member, the deviation at that time can be corrected by the U-shaped groove 114L, 114R.

図5は、マスク105と第1レンズプレート106とにおいて、同図(a)が長手方向(矢印Y方向)左側端部近傍の、同図(b)が長手方向中央部の、そして同図(c)が長手方向右側端部近傍の各係合関係の説明に供する図である。 FIG. 5 shows the mask 105 and the first lens plate 106 in the vicinity of the left end in the longitudinal direction (arrow Y direction) in the same figure (a), in the central part in the longitudinal direction, and in the same figure ( c) is a diagram for explaining each engagement relationship in the vicinity of the right end in the longitudinal direction.

これらの図に示すように、マスク105の、短手方向の前後両端部には、下方に突出する方形状の位置決め突起135(前端側のみ示す)が、長手方向に略等間隔に複数形成され、第1レンズプレート106の短手方向の前後両端部には、各位置決め突起135に対向する位置において長手方向に延びた長溝116が複数形成されている。従って、各位置決め突起135がそれぞれ対向する長溝116に嵌入するように接合されることにより、マスク105と第1レンズプレート106とは、相対的にX方向において位置決めされる。 As shown in these figures, a plurality of rectangular positioning protrusions 135 (only the front end side is shown) projecting downward are formed at approximately equal intervals in the longitudinal direction at both front and rear ends of the mask 105 in the width direction. A plurality of long grooves 116 extending in the longitudinal direction are formed at both front and rear ends of the first lens plate 106 in the lateral direction at positions facing each positioning protrusion 135 . Therefore, the mask 105 and the first lens plate 106 are relatively positioned in the X direction by joining each positioning protrusion 135 so as to fit into the opposing long groove 116.

また、第1レンズプレート106の長手方向の中央部には、短手方向の両端部において同方向に延びる一対の凹状溝126が形成され、マスク105の長手方向の中央部には、各凹状溝126に対向する位置に図示しない一対の位置決め突起が形成されている。従って、位置決め突起が凹状溝126に嵌入するように接合されることにより、マスク105と第1レンズプレート106とは、相対的に長手方向において位置決めされる。 In addition, a pair of concave grooves 126 are formed in the longitudinal center of the first lens plate 106 and extend in the same direction at both ends in the transverse direction, and each concave groove 126 is formed in the longitudinal center of the mask 105. A pair of positioning protrusions (not shown) are formed at positions opposite to 126. Therefore, the mask 105 and the first lens plate 106 are relatively positioned in the longitudinal direction by being joined so that the positioning protrusion fits into the concave groove 126.

以上のように構成することにより、長手方向は1点での規制なので、各部材の線膨張係数の差によって、長手方向において伸縮の差が生じた場合でも、その時のずれを長溝116によって許容することが出来る。 With the above configuration, since the longitudinal direction is regulated at one point, even if a difference in expansion/contraction occurs in the longitudinal direction due to a difference in the coefficient of linear expansion of each member, the deviation at that time can be tolerated by the long groove 116. I can do it.

図6は、シールド107と第2レンズプレート108とにおいて、同図(a)が長手方向(矢印Y方向)左側端部近傍の、同図(b)が長手方向中央部の、そして同図(c)が長手方向右側端部近傍の各係合関係の説明に供する図である。 6A and 6B show the shield 107 and the second lens plate 108 in the vicinity of the left end in the longitudinal direction (arrow Y direction) in the same figure (a), in the central part in the longitudinal direction in the same figure (b), and in the same figure ( c) is a diagram for explaining each engagement relationship in the vicinity of the right end in the longitudinal direction.

これらの図に示すように、シールド107の、短手方向の前後両端部には、下方に突出する方形状の位置決め突起117(前端側のみ示す)が、長手方向に略等間隔に複数形成され、第2レンズプレート108の短手方向の前後両端部には、各位置決め突起117に対向する位置において長手方向に延びた長溝118が複数形成されている。従って、各位置決め突起117がそれぞれ対向する長溝118に嵌入するように接合されることにより、シールド107と第2レンズプレート108とは、相対的にX方向において位置決めされる。 As shown in these figures, a plurality of rectangular positioning protrusions 117 (only the front end side shown) projecting downward are formed at approximately equal intervals in the longitudinal direction at both the front and rear ends of the shield 107 in the transverse direction. A plurality of long grooves 118 extending in the longitudinal direction are formed at both front and rear ends of the second lens plate 108 in the lateral direction at positions facing each positioning protrusion 117 . Therefore, the shield 107 and the second lens plate 108 are relatively positioned in the X direction by joining each positioning protrusion 117 so as to fit into the opposing long groove 118.

また、第2レンズプレート108の長手方向の中央部には、上方に突出する一対の円筒状の位置決め突起128が形成され、シールド107の長手方向の中央部には、位置決め突起128に対向する位置において短手方向に延びた一対のU字溝127が形成されている。従って、位置決め突起128がU字溝127に嵌入するように接合されることにより、シールド107と第2レンズプレート108とは、相対的に長手方向において位置決めされる。 A pair of cylindrical positioning protrusions 128 that protrude upward are formed at the longitudinal center of the second lens plate 108, and a position opposite to the positioning protrusions 128 is formed at the longitudinal center of the shield 107. A pair of U-shaped grooves 127 extending in the lateral direction are formed in the lateral direction. Therefore, by fitting the positioning protrusion 128 into the U-shaped groove 127 and joining them, the shield 107 and the second lens plate 108 are relatively positioned in the longitudinal direction.

以上のように構成することにより、長手方向は1点での規制なので、各部材の線膨張係数の差によって、長手方向において伸縮の差が生じた場合でも、その時のずれを長溝118によって許容することが出来る。 With the above configuration, since the longitudinal direction is regulated at one point, even if a difference in expansion/contraction occurs in the longitudinal direction due to a difference in the coefficient of linear expansion of each member, the long groove 118 allows the deviation at that time. I can do it.

尚、第1レンズプレート106とシールド107の係合関係は、第2レンズプレート108とシールド107との係合関係と、上下方向において面対称に形成されているため、ここでの説明は省略する。 The engagement relationship between the first lens plate 106 and the shield 107 is symmetrical in the vertical direction with the engagement relationship between the second lens plate 108 and the shield 107, so a description thereof will be omitted here. .

図7は、ヘッドホルダ110と第2レンズプレート108の係合関係の説明に供する図で、同図(a)、(b)、(c)は、それぞれ第2レンズプレート108の長手方向における左側端部近傍、中央部、右側端部近傍を斜め下方からみた斜視図であり、同図(d)は、ヘッドホルダ110を長手方向中央部で切断した断部を斜め上方からみた斜視図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the engagement relationship between the head holder 110 and the second lens plate 108. FIGS. It is a perspective view of the vicinity of the end, the center, and the right end as seen diagonally from below, and FIG. .

これらの図に示すように、第2レンズプレート108の左右両端部の下面には、長手方向に延びたU字溝138L、138Rが形成され、ヘッドホルダ110の左右両端部には、U字溝138L、138Rに対向する位置において上方に突出する図示しない位置決め突起が形成されている。従って、各位置決め突起がU字溝138L、138Rにそれぞれ嵌入するように接合されることにより、ヘッドホルダ110と第2レンズプレート108とは、相対的に短手方向(矢印X方向)において位置決めされる。 As shown in these figures, U-shaped grooves 138L and 138R extending in the longitudinal direction are formed on the lower surface of both left and right ends of the second lens plate 108, and U-shaped grooves 138R are formed on both left and right ends of the head holder 110. A positioning protrusion (not shown) that protrudes upward is formed at a position facing 138L and 138R. Therefore, the head holder 110 and the second lens plate 108 are relatively positioned in the lateral direction (direction of the arrow Ru.

また、第2レンズプレート108の長手方向における中央部の前端側には、短手方向に突出する一対の凸部108a及び108bに挟まれた凹部溝108cが形成され、ヘッドホルダ110の長手方向の中央部には、凹部溝108cに対向する位置において短手方向に突出する位置決め突起110dが形成されている。従って、位置決め突起110dが凹部溝108cに嵌入するように接合されることにより、ヘッドホルダ110と第2レンズプレートとは、相対的に長手方向において位置決めされる。 Further, a recessed groove 108c is formed at the front end of the central portion in the longitudinal direction of the second lens plate 108, and is sandwiched between a pair of convex portions 108a and 108b that protrude in the lateral direction. A positioning protrusion 110d that protrudes in the lateral direction is formed in the center at a position facing the recessed groove 108c. Therefore, the head holder 110 and the second lens plate are relatively positioned in the longitudinal direction by being joined so that the positioning protrusion 110d is fitted into the recessed groove 108c.

以上のように構成することにより、長手方向は1点での規制なので、各部材の線膨張係数の差によって、長手方向において伸縮の差が生じた場合でも、その時のずれをU字溝138L,138Rによって許容することが出来る。 With the above configuration, since the longitudinal direction is regulated at one point, even if a difference in expansion/contraction occurs in the longitudinal direction due to a difference in the linear expansion coefficient of each member, the U-shaped groove 138L, 138R.

図8は、ヘッドホルダ110と、その内部110aに積層配置された各部材とによって構成されたLEDヘッド15の、長手方向の中央部で切断した断部周辺を、斜め上方からみた斜視図である。 FIG. 8 is a perspective view of the periphery of a section cut at the center in the longitudinal direction of the LED head 15, which is configured by the head holder 110 and each member stacked in the interior 110a thereof, as seen diagonally from above. .

同図に示すように、光源基板104、マスク105、第1レンズプレート106、シールド107、及び第2レンズプレート108は、それぞれがその上下に配置される各部材に形成された当接凸部と当接する当接凸部を備え、これらの各当接部が当接した状態で保持される。ヘッドホルダ110の底部110cには、その長手方向の全域にわたって長孔110fが形成されている。この長孔110fからは、後述するように収束光が出力する。 As shown in the figure, the light source substrate 104, the mask 105, the first lens plate 106, the shield 107, and the second lens plate 108 each have a contact convex portion formed on each member disposed above and below them. It is provided with an abutting convex portion that abuts, and each of these abutting portions is held in an abutting state. A long hole 110f is formed in the bottom portion 110c of the head holder 110 over the entire length thereof. Convergent light is output from this elongated hole 110f, as will be described later.

従って、マスク105、第1レンズプレート106、シールド107、及び第2レンズプレート108からなるレンズユニット140は、ヘッドホルダ110の底部110cと光源基板104との間で挟持され、ヘッドホルダ110の内部110aに納まっている。 Therefore, the lens unit 140 consisting of the mask 105, the first lens plate 106, the shield 107, and the second lens plate 108 is held between the bottom 110c of the head holder 110 and the light source substrate 104, and is held in the interior 110a of the head holder 110. It is settled in.

次に、LEDヘッド15のマスク105に形成された絞りとしての開口部105a、第1レンズプレート106に形成された第1のレンズ素子としての第1レンズ106a、シールド107に形成された絞りとしての開口部107a、及び第2レンズプレート108に形成された第2のレンズ素子としての第2レンズ108dの位置関係について説明する。 Next, an opening 105a as an aperture formed in the mask 105 of the LED head 15, a first lens 106a as a first lens element formed in the first lens plate 106, and an aperture formed in the shield 107 as an aperture. The positional relationship between the opening 107a and the second lens 108d as a second lens element formed in the second lens plate 108 will be explained.

図9(a)は、マスク105を下側からみた構成図である。XY面における開口部105aの配置は、次に説明する第1レンズ106aの配置に対応している。開口部105aは、第1レンズ106aの第1の光軸としての光軸106b(Z方向に延在)を中心とする円錐台形状を有する。開口部105aの結像面側(―Z方向)の半径は、光源側の半径よりも大きい。 FIG. 9A is a configuration diagram of the mask 105 viewed from below. The arrangement of the opening 105a in the XY plane corresponds to the arrangement of the first lens 106a, which will be described next. The opening 105a has a truncated cone shape centered on the optical axis 106b (extending in the Z direction) as the first optical axis of the first lens 106a. The radius of the opening 105a on the imaging plane side (-Z direction) is larger than the radius on the light source side.

図9(b)は、第1レンズプレート106を下側からみた構成図である。第1レンズ106aは、XY面において千鳥状に2列に配列されている。X方向における第1レンズ106aの光軸間距離はPXであり、Y方向における第1レンズ106aの光軸間距離はPYである。 FIG. 9(b) is a configuration diagram of the first lens plate 106 viewed from below. The first lenses 106a are arranged in two rows in a staggered manner on the XY plane. The distance between the optical axes of the first lens 106a in the X direction is PX, and the distance between the optical axes of the first lens 106a in the Y direction is PY.

図9(c)は、シールド107を下側からみた構成図である。XY面における開口部107aの配置は、第1レンズプレート106の第1レンズ106aの配置に対応している。開口部107aは、第1レンズ106aの光軸106bを中心とする円筒形状を有する。 FIG. 9(c) is a configuration diagram of the shield 107 viewed from below. The arrangement of the opening 107a in the XY plane corresponds to the arrangement of the first lens 106a of the first lens plate 106. The opening 107a has a cylindrical shape centered on the optical axis 106b of the first lens 106a.

図9(d)は、第2レンズプレート108を下側からみた構成図である。XY面における第2レンズ108dの配置は、第1レンズプレート106の第1レンズ106aの配置に対応している。即ち、第2レンズ108dの第2の光軸としての光軸108eは、第1レンズ106aの光軸106bと一致している。また、第2レンズ108dは、千鳥状に2列に配列され、X方向における第2レンズ108dの光軸間距離はPXであり、Y方向における第2レンズ108dの光軸間距離はPYである。 FIG. 9(d) is a configuration diagram of the second lens plate 108 viewed from below. The arrangement of the second lens 108d in the XY plane corresponds to the arrangement of the first lens 106a of the first lens plate 106. That is, the optical axis 108e as the second optical axis of the second lens 108d coincides with the optical axis 106b of the first lens 106a. The second lenses 108d are arranged in two rows in a staggered manner, and the distance between the optical axes of the second lenses 108d in the X direction is PX, and the distance between the optical axes of the second lenses 108d in the Y direction is PY. .

ここでは、第2レンズプレート108は、第1レンズプレート106と同じものを、X方向の軸を中心として反転して用いる。そのため、第1レンズプレート106の出射側の面と第2レンズプレート108の入射側の面とが同一形状となり、第1レンズプレート106の入射側の面と第2レンズプレート108の出射側の面とが同一形状となる。 Here, the second lens plate 108 is the same as the first lens plate 106, but is inverted around the axis in the X direction. Therefore, the exit side surface of the first lens plate 106 and the entrance side surface of the second lens plate 108 have the same shape, and the entrance side surface of the first lens plate 106 and the exit side surface of the second lens plate 108 have the same shape. have the same shape.

尚、マスク105及びシールド107は、ポリカーボネート等の樹脂で構成される。また、第1レンズプレート106及び第2レンズプレート108は、シクロオレフィンポリマー等の樹脂で構成される。光源基板104は、ガラスエポキシ樹脂の基板に配線を形成したものである。 Note that the mask 105 and the shield 107 are made of resin such as polycarbonate. Further, the first lens plate 106 and the second lens plate 108 are made of resin such as cycloolefin polymer. The light source board 104 is a glass epoxy resin board on which wiring is formed.

図10は、例えば図8において、第1レンズプレート106の第1レンズ106aの光軸106bを含み、ZY平面に平行な面によってレンズユニット140を切断した断面を模式的に示す断面図で、光源基板104に配設された光源としてのLED素子150の出射面から出射された光が感光体ドラム13の表面に結像するまでの経路を示している。尚、図10に示すレンズユニット140は、図8に示すレンズユニット140に対して上下が逆になっている。 FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the lens unit 140 taken along a plane parallel to the ZY plane and including the optical axis 106b of the first lens 106a of the first lens plate 106 in FIG. 8, for example. It shows the path of light emitted from the output surface of the LED element 150 as a light source disposed on the substrate 104 until it forms an image on the surface of the photoreceptor drum 13. Note that the lens unit 140 shown in FIG. 10 is upside down compared to the lens unit 140 shown in FIG. 8.

図10に示すように、ここでは中間像の結像位置を基準として、第2レンズプレート108との距離Lc2が、第1レンズプレート106との距離Lc1よりも小さくなるように、LED素子150の出射面と第1レンズプレート106との距離Lo、第1レンズ106a及び第2レンズ108dの焦点距離f、及び第1レンズプレート106と第2レンズプレート108間の距離L(Lc1+Lc2)が設定されている。 As shown in FIG. 10, here, the LED element 150 is arranged so that the distance Lc2 to the second lens plate 108 is smaller than the distance Lc1 to the first lens plate 106, based on the imaging position of the intermediate image. The distance Lo between the exit surface and the first lens plate 106, the focal length f of the first lens 106a and the second lens 108d, and the distance L (Lc1+Lc2) between the first lens plate 106 and the second lens plate 108 are set. There is.

ここで、
1/Lo+1/Lc1=1/f
であるから、
Lc1=f・Lo/(Lo-f)
となる。
従って、不等式
f・Lo/(Lo-f)>L/2 ・・・(1)
を満たすことによって、
Lc1>Lc2
が得られる。
here,
1/Lo+1/Lc1=1/f
Because it is,
Lc1=f・Lo/(Lo−f)
becomes.
Therefore, the inequality f・Lo/(Lo−f)>L/2 (1)
By satisfying
Lc1>Lc2
is obtained.

上記不等式(1)を満たす中間像の位置は、焦点距離f、距離L、距離Loを調整することによって得られるが、特に距離Loを調整するのが望ましい。焦点距離fの修正は、高精度が要求されるレンズ面の修正を伴うため、時間もコストもかかってしまい、また距離Lの調整は、中間像が倍率mのn縮小像であるため、距離Loの調整に対して1/m倍だけ感度が高くなってしまうためである。 The position of the intermediate image that satisfies the above inequality (1) can be obtained by adjusting the focal length f, the distance L, and the distance Lo, and it is particularly desirable to adjust the distance Lo. Modifying the focal length f involves modifying the lens surface, which requires high precision, which takes time and cost.Adjusting the distance L requires adjusting the distance because the intermediate image is an n-reduced image with a magnification of m. This is because the sensitivity increases by 1/m times with respect to the adjustment of Lo.

LEDヘッド15による露光時には、所定のタイミングでLED素子150が発光する。LED素子150からの光線が第1レンズプレート106に入射するとき、第1レンズ106aのレンズ面外への光の入射を制限するのが、開口絞りとしてのマスク105の役割である。第1レンズプレート106の第1レンズ106aを通った光線は、この第1レンズ106aと第2レンズプレート108の第2レンズ108dとの間で倍率mの縮小等立像を形成する。 During exposure using the LED head 15, the LED element 150 emits light at a predetermined timing. When the light beam from the LED element 150 enters the first lens plate 106, the role of the mask 105 as an aperture stop is to restrict the light from entering outside the lens surface of the first lens 106a. The light beam passing through the first lens 106a of the first lens plate 106 forms a reduced image with a magnification m between the first lens 106a and the second lens 108d of the second lens plate 108.

このとき、収差の大きい高画角で入射した光を遮るのが、視野絞りとしてのシールド107の役割である。第2レンズプレート108は、この縮小等立像の拡大等立像を感光体ドラム13上に結像する。第2レンズプレート108は、第1レンズプレート106と同形状の部材を上下方向で反転させているため、その倍率は1/mとなる。こうしてレンズユニット140は、光源基板104においてLED素子150が長手方向(Y方向)に配列された光源アレイの正立等倍像を感光体ドラム13の表面に形成し、露光装置として動作する。 At this time, the role of the shield 107 as a field diaphragm is to block light incident at a high angle of view with large aberrations. The second lens plate 108 forms an enlarged standing image of this reduced standing image on the photoreceptor drum 13 . Since the second lens plate 108 is a member having the same shape as the first lens plate 106 but inverted in the vertical direction, its magnification is 1/m. In this way, the lens unit 140 forms an erect, same-size image of the light source array in which the LED elements 150 are arranged in the longitudinal direction (Y direction) on the light source substrate 104 on the surface of the photoreceptor drum 13, and operates as an exposure device.

ここでは、不等式(1)を満たすように構成されているため、中間像と第2レンズプレート108との距離が小さくなり、第2レンズプレート108の第2レンズ108dのレンズ面上での光線の入射範囲を狭めることができる。 Here, since the structure is configured to satisfy inequality (1), the distance between the intermediate image and the second lens plate 108 is small, and the light rays on the lens surface of the second lens 108d of the second lens plate 108 are The incident range can be narrowed.

次に、図10に示す配置において、距離Loをオフセット距離x(-Z方向を+とする)だけ変化させて、中間像の位置を調整する場合について説明する。ここで例えば距離Lc1が(L/2)となるようにした場合、
1/(Lo+x)+1/(L/2)=1/f
となり、
x=f・L/(L-2f)-Lo
となる。
Next, a case will be described in which the position of the intermediate image is adjusted by changing the distance Lo by an offset distance x (-Z direction is +) in the arrangement shown in FIG. For example, if the distance Lc1 is set to (L/2),
1/(Lo+x)+1/(L/2)=1/f
Then,
x=f・L/(L-2f)-Lo
becomes.

ここでオフセット距離xを変えた場合のレンズ性能を評価するMTF(Modulation Transfer Function)の変化について、縦じまパターン(90°MTF)及び横じまパターン(0°MTF)を想定してシミュレーションを行った。図11は、このシミュレーション結果を示すグラフであり、同図(a)は、MTFの平均値の変化を示し、同図(b)は、MTFのばらつきの変化を示す。各グラフの横軸は、距離Loのオフセット量であるオフセット距離xをとり、ここでのレンズ106a及び第2レンズ108dの焦点距離fの値は1.16[mm]である。 Here, we performed a simulation assuming a vertical stripe pattern (90° MTF) and a horizontal stripe pattern (0° MTF) regarding changes in MTF (Modulation Transfer Function), which evaluates lens performance when the offset distance x is changed. . FIG. 11 is a graph showing the results of this simulation, in which (a) shows changes in the average value of MTF, and (b) shows changes in variation in MTF. The horizontal axis of each graph represents the offset distance x, which is the offset amount of the distance Lo, and the value of the focal length f of the lens 106a and the second lens 108d here is 1.16 [mm].

同図のグラフから明らかなように、LED素子150の出射面と第1レンズプレート106との距離Loを減らしていくと、MTFの平均値(MTF Average)は上がっていき、MTFのばらつき(MTF Peak to Valley))は下がっていくが、ある範囲を超えると平均値もばらつきも悪化していく。 As is clear from the graph in the same figure, as the distance Lo between the output surface of the LED element 150 and the first lens plate 106 is reduced, the average value of MTF (MTF Average) increases, and the variation in MTF (MTF Average) increases. Peak to Valley)) decreases, but beyond a certain range, both the average value and the dispersion worsen.

そこでここでは、LED素子150の出射面と第1レンズプレート106との距離Loが、中間像がレンズ間中央に結像する条件より短くする範囲を、x=-0.12[mm]程度、即ち焦点距離f(1.16[mm])の10%分までとした。それ以上近づけると、上記不等式(1)は満たせても、そもそもの結像状態が悪くなりすぎる可能性があるためである。従って、上記不等式(1)に加え、次の不等式
f・L/(L-2f)-Lo<f/10 ・・・(2)
を満たすことが望ましい。
Therefore, here, the range in which the distance Lo between the output surface of the LED element 150 and the first lens plate 106 is shorter than the condition that the intermediate image is formed at the center between the lenses is set to approximately x = -0.12 [mm]. That is, it was set to 10% of the focal length f (1.16 [mm]). This is because if it is brought closer than that, even if the above inequality (1) can be satisfied, the original imaging state may deteriorate too much. Therefore, in addition to the above inequality (1), the following inequality f・L/(L-2f)-Lo<f/10...(2)
It is desirable to satisfy the following.

以上のように、実施の形態1の画像形成装置によれば、第2レンズプレート108において、フレアの原因となるレンズ外周部への光線の入射を防ぐことができるため、フレアを低減させ、印刷品質を向上させることができる。 As described above, according to the image forming apparatus of the first embodiment, the second lens plate 108 can prevent light rays from entering the outer periphery of the lens, which causes flare, thereby reducing flare and printing. Quality can be improved.

実施の形態2.
次に、本発明による読取ヘッド210を備えた画像読取装置200について説明する。
Embodiment 2.
Next, an image reading device 200 including a reading head 210 according to the present invention will be described.

図12は、画像読取装置200を示す斜視図である。画像読取装置200は、例えばフラットベッド型のイメージスキャナである。画像読取装置200は、筐体202と、筐体202の上面に設けられた原稿台203と、原稿台203の下側に配置された読取ヘッド210(コンタクトイメージセンサヘッド)と、原稿台203の上側を覆う蓋204とを備える。原稿台203は、可視光を透過するガラス等の材料で構成されており、その表面に読取原稿(読取対象物)が載置される。 FIG. 12 is a perspective view showing the image reading device 200. The image reading device 200 is, for example, a flatbed type image scanner. The image reading device 200 includes a housing 202 , a document table 203 provided on the top surface of the case 202 , a reading head 210 (contact image sensor head) placed below the document table 203 , and a document table 203 provided on the top surface of the document table 203 . A lid 204 covering the upper side is provided. The document table 203 is made of a material such as glass that transmits visible light, and a document to be read (an object to be read) is placed on the surface thereof.

読取ヘッド210を副走査方向に案内するため、原稿台203に沿って同方向に延在する一対のガイド205が設けられている。また、読取ヘッド210は、駆動ベルト206に連結されており、この駆動ベルト206は、ステッピングモータ207に連結されている。また、読取ヘッド210は、フレキシブルフラットケーブル208を介して制御回路201に接続されている。 In order to guide the reading head 210 in the sub-scanning direction, a pair of guides 205 are provided along the document table 203 and extending in the same direction. The reading head 210 is also connected to a drive belt 206, which in turn is connected to a stepping motor 207. Further, the reading head 210 is connected to the control circuit 201 via a flexible flat cable 208.

図13は、読取ヘッド210の構成を示す断面図である。読取ヘッド210は、発光素子であるLED素子150を備えた光源基板104(図8)の代わりに、複数の受光素子211を備えた受光素子基板212を備えたものである。読取ヘッド210は、光源基板104を受光素子基板212に置き換えたことを除き、要部構成がLEDヘッド15と同様に構成されている。尚、図13に示す読取ヘッド210は、図8に示すLEDヘッド15に対して、また図12に示す読取ヘッド210に対して上下が逆に描かれている。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the reading head 210. The reading head 210 includes a light receiving element substrate 212 having a plurality of light receiving elements 211 instead of the light source board 104 (FIG. 8) having the LED element 150 which is a light emitting element. The reading head 210 has the same main structure as the LED head 15 except that the light source substrate 104 is replaced with a light receiving element substrate 212. Note that the reading head 210 shown in FIG. 13 is drawn upside down with respect to the LED head 15 shown in FIG. 8 and with respect to the reading head 210 shown in FIG. 12.

即ち、読取ヘッド210は、ヘッドホルダ110、カバー部材215、第1レンズプレート106、シールド107、第2レンズプレート108、マスク105、及び受光素子基板212を有する。 That is, the reading head 210 includes a head holder 110, a cover member 215, a first lens plate 106, a shield 107, a second lens plate 108, a mask 105, and a light receiving element substrate 212.

読取ヘッド210は、出射側(即ちカバー部材215側)を受光素子基板212に対向させるように配置されている。原稿台203に載せられた原稿220からの光は、マスク105の開口部105a、第1レンズプレート106の第1レンズ106a、シールド107の開口部107a、及び第2レンズプレート108の第2レンズ108dを通って、受光素子211に集光する。 The reading head 210 is arranged so that the output side (that is, the cover member 215 side) faces the light receiving element substrate 212. Light from the original 220 placed on the original table 203 is transmitted through the opening 105a of the mask 105, the first lens 106a of the first lens plate 106, the opening 107a of the shield 107, and the second lens 108d of the second lens plate 108. The light passes through and is focused on the light receiving element 211.

画像読取装置200の基本動作は、以下の通りである。原稿台203上に読取原稿を載置し、スキャンボタン等のスイッチを押下すると、読取ヘッド210に取り付けられた光源(図示せず)が点灯して読取原稿を照明する。読取ヘッド210は、ステッピングモータ207によって駆動される駆動ベルト206によって副走査方向に移動しながら、読取原稿の表面で反射された光を取り込む。読取ヘッド210は、受光した光信号を電気信号に変換する。 The basic operation of the image reading device 200 is as follows. When an original to be read is placed on the original table 203 and a switch such as a scan button is pressed, a light source (not shown) attached to the reading head 210 is turned on to illuminate the original to be read. The reading head 210 is moved in the sub-scanning direction by a drive belt 206 driven by a stepping motor 207, and captures light reflected from the surface of the original to be read. The reading head 210 converts the received optical signal into an electrical signal.

ここでも、レンズユニット140は前記した不等式(1)を満たすように構成されているため、中間像と第2レンズプレート108との距離が小さくなるため、第2レンズプレート108の第2レンズ108dのレンズ面上での光線の入射範囲を狭めることができる。 Also here, since the lens unit 140 is configured to satisfy the above-mentioned inequality (1), the distance between the intermediate image and the second lens plate 108 becomes small, so that the second lens 108d of the second lens plate 108 The range of incidence of light rays on the lens surface can be narrowed.

以上のように、実施の形態2の画像読取装置によれば、第2レンズプレート108において、フレアの原因となるレンズ外周部への光線の入射を防ぐことができるため、フレアを低減させ、読取精度を向上させることができる。 As described above, according to the image reading device of the second embodiment, the second lens plate 108 can prevent light rays from entering the outer peripheral portion of the lens, which causes flare, thereby reducing flare and reading. Accuracy can be improved.

なお、上記のように読取ヘッド210を移動させる代わりに、原稿台203上の所定の読取位置を通過するようにADF(Automatic Document Feeder)で読取原稿を搬送し、当該読取位置に停止した読取ヘッド210で読取原稿の画像を読み取ってもよい。 Note that instead of moving the reading head 210 as described above, an ADF (Automatic Document Feeder) transports the original to be read so as to pass a predetermined reading position on the document table 203, and the reading head stops at the reading position. In step 210, the image of the read document may be read.

以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. be able to.

また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。 In addition, in the claims and the description of the embodiments described above, words such as "upper", "lower", "left", "right", "front", and "rear" are used for convenience. However, the absolute positional relationship in the state in which the devices are arranged is not limited.

画像形成装置としては、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置及び複合機などがある。画像読取装置としては、例えば、スキャナ及び複合機などがある。 Examples of image forming devices include printers, copying machines, facsimile machines, and multifunction devices. Examples of image reading devices include scanners and multifunction peripherals.

11 画像形成装置、 12 画像形成ユニット、 13 感光体ドラム、 14 帯電ローラ、 15 LEDヘッド、 16 現像ローラ、 17 転写ローラ、 18 トナー供給ローラ、 19 現像ブレード、 20 トナーカートリッジ、 21 転写ユニット、 21a 転写ベルト駆動ローラ、 21b 転写ベルト従動ローラ、 24 用紙収容カセット、 26 転写ベルト、 27 クリーニングブレード、 28 定着器、 29 加熱ローラ、 30 バックアップローラ、 34 ベルトクリーニングブレード、 35 ベルトクリーナ容器、 40記録用紙、 41 用紙ガイド、 42 用紙ガイド、 43 ホッピングローラ、 45 レジストローラ対、 46 搬送ローラ対、 47 排出ローラ対、 48 用紙スタッカ部、 101 制御基板、 102 シリコーンゴム、 103 絶縁性フィルム、 104 光源基板、 105 マスク、 105a 開口部、 106 第1レンズプレート、 106a 第1レンズ、 106b 光軸、 107 シールド、 107a 開口部、 108 第2レンズプレート、 108a 凸部、 108b 凸部、 108c 凹部溝、 108d 第2レンズ、 108e 光軸、 109 固定部材、 110 ヘッドホルダ、 110a 内部、 110b 貫通孔、 110c 底部、 110d 位置決め突起、 110e 載置部材、 110f 長孔、 114L U字溝、 114R U字溝、 115L 位置決め突起、 115R 位置決め突起、 116 長溝、 117 位置決め突起、 118 長溝、 124 U字溝、 125 位置決め突起、 126 凹状溝、 127 U字溝、 128 位置決め突起、 135 位置決め突起、 138L U字溝、 138R U字溝、 140 レンズユニット、 150 LED素子、 200 画像読取装置、 201 制御回路、 202 筐体、 203 原稿台、 204 蓋、 205 ガイド、 206 駆動ベルト、 207 ステッピングモータ、 208 フレキシブルフラットケーブル、 210 読取ヘッド、 211 受光素子、 212 受光素子基板、 215 カバー部材、 220 原稿。

11 image forming apparatus, 12 image forming unit, 13 photosensitive drum, 14 charging roller, 15 LED head, 16 developing roller, 17 transfer roller, 18 toner supply roller, 19 developing blade, 20 toner cartridge, 21 transfer unit, 21a transfer belt drive roller, 21b transfer belt driven roller, 24 paper storage cassette, 26 transfer belt, 27 cleaning blade, 28 fixing device, 29 heating roller, 30 backup roller, 34 belt cleaning blade, 35 belt cleaner container, 40 recording paper, 41 paper guide, 42 paper guide, 43 hopping roller, 45 registration roller pair, 46 transport roller pair, 47 discharge roller pair, 48 paper stacker section, 101 control board, 102 silicone rubber, 103 insulating film, 104 light source board, 105 mask , 105a opening, 106 first lens plate, 106a first lens, 106b optical axis, 107 shield, 107a opening, 108 second lens plate, 108a convex part, 108b convex part, 108c concave groove, 108d second lens, 108e optical axis, 109 fixing member, 110 head holder, 110a inside, 110b through hole, 110c bottom, 110d positioning protrusion, 110e mounting member, 110f long hole, 114L U-shaped groove, 114R U-shaped groove, 115L positioning protrusion, 115R Positioning projection, 116 Long groove, 117 Positioning projection, 118 Long groove, 124 U-shaped groove, 125 Positioning projection, 126 Concave groove, 127 U-shaped groove, 128 Positioning projection, 135 Positioning projection, 138L U-shaped groove, 138R U-shaped groove, 140 Lens unit, 150 LED element, 200 Image reading device, 201 Control circuit, 202 Housing, 203 Document table, 204 Lid, 205 Guide, 206 Drive belt, 207 Stepping motor, 208 Flexible flat cable, 210 Reading head, 211 Light receiving element , 212 light receiving element substrate, 215 cover member, 220 manuscript.

Claims (7)

複数の第1のレンズ素子が第1の光軸に対して略直交する配列方向に列をなして配置された第1のレンズアレイと、
複数の第2のレンズ素子が第2の光軸に対して略直交する前記配列方向に列をなして配置された第2のレンズアレイと、
前記第1の光軸及び前記第2の光軸が通過する複数の絞りが前記配列方向に列をなして配置された遮光部材とを有するレンズユニットにおいて、
略同一形状の前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイを、前記第1の光軸と前記第2の光軸が一致するように対向させて配置し、
前記第1のレンズアレイによって形成される中間像と前記第1のレンズアレイとの距離が、前記中間像と前記第2のレンズアレイとの距離よりも大きくなるように配置されたことを特徴とするレンズユニット。
a first lens array in which a plurality of first lens elements are arranged in a row in an arrangement direction substantially perpendicular to a first optical axis;
a second lens array in which a plurality of second lens elements are arranged in a row in the arrangement direction substantially perpendicular to the second optical axis;
A lens unit including a light shielding member in which a plurality of apertures through which the first optical axis and the second optical axis pass are arranged in a row in the arrangement direction,
The first lens array and the second lens array having substantially the same shape are arranged to face each other so that the first optical axis and the second optical axis coincide,
The lens array is arranged such that the distance between the intermediate image formed by the first lens array and the first lens array is greater than the distance between the intermediate image and the second lens array. lens unit.
前記レンズユニットにおいて、前記第1のレンズアレイと光源との距離Lo、前記第1のレンズ素子の焦点距離f、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの距離Lにおいて、不等式
f・Lo/(Lo-f)>L/2
及び、不等式
f・L/(L-2f)-Lo<f/10
を満たすことを特徴する請求項1記載のレンズユニット。
In the lens unit, in the distance Lo between the first lens array and the light source, the focal length f of the first lens element, and the distance L between the first lens array and the second lens array, an inequality f is satisfied.・Lo/(Lo-f)>L/2
And the inequality f・L/(L-2f)-Lo<f/10
The lens unit according to claim 1, wherein the lens unit satisfies the following.
請求項1又は2のレンズユニットとLED素子とを備えたことを特徴とするLEDヘッド。 An LED head comprising the lens unit according to claim 1 or 2 and an LED element. 請求項1又は2のレンズユニットと発光素子とを備えたことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising the lens unit according to claim 1 or 2 and a light emitting element. 請求項1又は2のレンズユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the lens unit according to claim 1 or 2. 請求項1又は2のレンズユニットと受光素子とを備えたことを特徴とする読取ヘッド。 A reading head comprising the lens unit according to claim 1 or 2 and a light receiving element. 請求項6の読取ヘッドを備えたことを特徴とする画像読取装置。 An image reading device comprising the reading head according to claim 6.
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