JP5688998B2 - Lens unit, LED head, exposure apparatus, image forming apparatus, and reading apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、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 unit, an LED head, an exposure apparatus, an image forming apparatus, and a reading apparatus.

従来より、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子を略直線状に配列したＬＥＤヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置や、複数の受光素子を略直線状に配列した受光部に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では、物体の正立等倍像をライン状に形成するレンズユニットが用いられている。   Conventionally, an image of an original is formed on an electrophotographic image forming apparatus using an LED head in which a plurality of LED (light emitting diode) elements are arranged in a substantially straight line, or in a light receiving unit in which a plurality of light receiving elements are arranged in a substantially straight line. In a reading device such as a scanner or a facsimile that forms an image, a lens unit that forms an erecting equal-magnification image of an object in a line shape is used.

このようなレンズユニットは、物体の縮小倒立像を形成する第１のレンズと、縮小倒立像の拡大倒立像を形成する第２のレンズとを対向配置させてなるレンズ対を有し、複数のレンズ対を略直線状に配列している。また、第１のレンズと第２のレンズとの間に第１の遮光部材を配置し、物体と第１のレンズとの間に第２の遮光部材を配置することで、他のレンズ対からの光線の侵入によるクロストークを抑制している（例えば、特許文献１参照）。   Such a lens unit has a lens pair in which a first lens that forms a reduced inverted image of an object and a second lens that forms an enlarged inverted image of the reduced inverted image are arranged to face each other. The lens pairs are arranged substantially linearly. Further, by arranging the first light shielding member between the first lens and the second lens, and arranging the second light shielding member between the object and the first lens, the other lens pairs can be separated. The crosstalk due to the invasion of the light beam is suppressed (for example, see Patent Document 1).

特開２０１０−２０４２０８号公報（特に、段落００３６および図９参照）JP 2010-204208 A (refer to paragraph 0036 and FIG. 9 in particular)

しかしながら、上述した従来の構成では、第２の遮光部材の内壁で反射された光線が、迷光として第１のレンズに入射して結像面に到達する場合があり、結像のコントラストが低下し、例えば印刷画像の白抜き文字や白細線の汚れが生じるという問題があった。   However, in the above-described conventional configuration, the light beam reflected by the inner wall of the second light shielding member may enter the first lens as stray light and reach the imaging surface, and the imaging contrast may be reduced. For example, there has been a problem that white characters or white thin lines in the printed image are smeared.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、迷光によるコントラストの低下を防止することが可能なレンズユニット、並びに、このレンズユニットを備えたＬＥＤヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a lens unit capable of preventing a decrease in contrast due to stray light, and an LED head, an exposure apparatus, and an image forming apparatus including the lens unit. And it aims at providing a reader.

本発明に係るレンズユニットは、物体の縮小倒立像を形成する第１のレンズを２列に配列した第１のレンズアレイと、第１のレンズが形成した像の拡大倒立像を形成する第２のレンズを２列に配列した第２のレンズアレイと、第１のレンズと第２のレンズとの間に第１の空孔を有する第１の遮光部材と、物体と第１のレンズとの間に第２の空孔を有する第２の遮光部材とを備える。第１の空孔は、第１のレンズ側の開口寸法よりも第２のレンズ側の開口寸法が大きく形成され、第２の空孔は、第１のレンズ側の開口寸法よりも物体側の開口寸法が大きく形成されている。第１の空孔の第１のレンズ側の開口寸法は、第２の空孔の第１のレンズ側の開口寸法よりも大きい。第１のレンズおよび第２のレンズは、共通の光軸上に位置すると共に、同じ配列方向にそれぞれ配列されている。光軸の方向および配列方向の両方に直交する方向を各レンズアレイの幅方向とすると、光軸から第１の空孔の内壁までの幅方向の距離は、第１のレンズ側および第２のレンズ側のいずれにおいても、配列方向における第１の空孔の開口寸法の半分よりも大きい。第１の空孔および第２の空孔は、いずれも、配列方向に略直交する方向に延在する一対の内壁と、一対の内壁の間に湾曲して延在する内壁とを有している。第１のレンズアレイでは、同じ列で隣り合う第１のレンズ同士が互いに接触すると共に、異なる列で隣り合う第１のレンズ同士が互いに接触し、且つ、ある第１のレンズの光軸から、当該第１のレンズに対して異なる列で隣り合う２つの第１のレンズの両光軸までの距離が互いに等しい。第２のレンズアレイでは、同じ列で隣り合う第２のレンズ同士が互いに接触すると共に、異なる列で隣り合う第２のレンズ同士が互いに接触し、且つ、ある第２のレンズの光軸から、当該第２のレンズに対して異なる列で隣り合う２つの第２のレンズの両光軸までの距離が互いに等しい。 The lens unit according to the present invention includes a first lens array in which first lenses that form a reduced inverted image of an object are arranged in two rows, and a second lens that forms an enlarged inverted image of the image formed by the first lens. a second lens array having an array of lenses in two rows, the first light blocking member having a first air hole between the first lens and the second lens, the object and the first lens A second light shielding member having a second hole in between . The first hole is formed such that the opening size on the second lens side is larger than the opening size on the first lens side, and the second hole is closer to the object side than the opening size on the first lens side. The opening size is large . The opening dimension of the first hole on the first lens side is larger than the opening dimension of the second hole on the first lens side. The first lens and the second lens are located on a common optical axis and are arranged in the same arrangement direction. When the direction orthogonal to both the optical axis direction and the arrangement direction is the width direction of each lens array, the distance in the width direction from the optical axis to the inner wall of the first hole is the first lens side and the second lens side. On either lens side, it is larger than half the opening dimension of the first holes in the arrangement direction. Each of the first hole and the second hole has a pair of inner walls extending in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction, and an inner wall extending curvedly between the pair of inner walls. Yes. In the first lens array, the first lenses adjacent in the same row are in contact with each other, the first lenses adjacent in different rows are in contact with each other, and from the optical axis of a certain first lens, The distances to both optical axes of two first lenses adjacent to each other in different rows with respect to the first lens are equal to each other. In the second lens array, adjacent second lenses in the same row are in contact with each other, adjacent second lenses in different rows are in contact with each other, and from the optical axis of a certain second lens, The distances to both optical axes of two second lenses adjacent to each other in different rows with respect to the second lens are equal to each other .

本発明によれば、迷光が結像面に到達することを抑制することができ、結像のコントラストを向上することができる。   According to the present invention, stray light can be prevented from reaching the imaging plane, and the contrast of imaging can be improved.

本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの基本構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a basic configuration of a printer according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドを示す概略図である。It is the schematic which shows the LED head in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤへツドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows LED head in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるレンズユニットを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the lens unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるレンズユニットの長手方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the longitudinal direction of the lens unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるレンズユニットの遮光板を示す平面図である。It is a top view which shows the light-shielding plate of the lens unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるレンズユニットのマスク板を示す平面図である。It is a top view which shows the mask board of the lens unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるレンズユニットの第１のレンズ板を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st lens plate of the lens unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるレンズユニット１の長手方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the longitudinal direction of the lens unit 1 in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に対する比較例におけるレンズユニットの長手方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the longitudinal direction of the lens unit in the comparative example with respect to the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態におけるレンズユニットの長手方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the longitudinal direction of the lens unit in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態におけるレンズユニットのマスク板を示す平面図である。It is a top view which shows the mask board of the lens unit in the 2nd Embodiment of this invention. マスク板の粗面部の表面粗さとエッチング処理時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the surface roughness of the rough surface part of a mask board, and etching processing time. 照度分布の測定方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the measuring method of illuminance distribution. 図１４の照度分布の測定方法により測定された照度分布である。It is an illuminance distribution measured by the illuminance distribution measuring method of FIG. 本発明の第２の実施の形態におけるマスク板の粗面部の十点平均粗さＲｚと照度分布との関係を示す。The relationship between the 10-point average roughness Rz of the rough surface part of the mask board in the 2nd Embodiment of this invention and illuminance distribution is shown. 本発明の第３の実施の形態におけるスキャナを示す概略図である。It is the schematic which shows the scanner in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態におけるスキャナの読取ヘッドの基本構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the basic composition of the read head of the scanner in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態におけるスキャナの読取ヘッドの光学系を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical system of the reading head of the scanner in the 3rd Embodiment of this invention.

第１の実施の形態．
＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタを示す概略図である。プリンタ１００は、電子写真方式を用いたカラーＬＥＤプリンタであり、着色材としての顔料を含む樹脂からなるトナーを用いて、画像データをもとに印字媒体上に画像を形成する。 First embodiment.
<Overall configuration of image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a printer as an image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. The printer 100 is a color LED printer using an electrophotographic method, and forms an image on a print medium based on image data using a toner made of a resin containing a pigment as a coloring material.

プリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するプロセスユニット（画像形成部）１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備えている。各プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、共通の構成を有しているため、総称してプロセスユニット１０とする。プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、用紙１０１の搬送経路に沿って、（ここでは図１における右から左に）一列に配置されている。   The printer 100 includes process units (image forming units) 10Y, 10M, 10C, and 10K that form images of colors of yellow, magenta, cyan, and black. Since the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K have a common configuration, they are collectively referred to as the process unit 10. The process units 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged in a line (here, from right to left in FIG. 1) along the conveyance path of the sheet 101.

プロセスユニット１０は、静電潜像担持体としての感光体ドラム４１を有している。感光体ドラム４１の周囲には、帯電ローラ（帯電装置）４２と、ＬＥＤヘッド（露光装置）３と、現像器５と、クリーニングブレード４３とが配置されている。帯電ローラ４２は、感光体ドラム４１の表面に電荷を供給して一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド３は、帯電された感光体ドラム４１の表面に、画像データに応じて選択的に光を照射し、静電潜像を形成する。現像器５は、感光体ドラム４１の表面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には、トナーを補給するためのトナーカートリッジ５１が取り付けられている。クリーニングブレード４３は、トナー像の転写（後述）後に感光体ドラム４１の表面に残留するトナーを除去する。   The process unit 10 has a photosensitive drum 41 as an electrostatic latent image carrier. Around the photosensitive drum 41, a charging roller (charging device) 42, an LED head (exposure device) 3, a developing device 5, and a cleaning blade 43 are arranged. The charging roller 42 supplies electric charge to the surface of the photosensitive drum 41 to uniformly charge it. The LED head 3 selectively irradiates light on the surface of the charged photosensitive drum 41 according to image data to form an electrostatic latent image. The developing device 5 develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 41 with toner to form a toner image. A toner cartridge 51 for replenishing toner is attached to the developing device 5. The cleaning blade 43 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 41 after the toner image is transferred (described later).

プリンタ１００の下部には、印刷媒体としての用紙１０１を収容する給紙カセット６０が装着されている。この給紙カセット６０の近傍には、用紙１０１を給紙カセット６０から取り出して搬送路に送り出す給紙ローラ６１が備えられている。この給紙ローラ６１に隣接して、用紙１０１をプロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに向けて搬送する搬送ローラ６２，６３が備えられている。   A paper feed cassette 60 that stores paper 101 as a print medium is mounted at the bottom of the printer 100. In the vicinity of the paper feed cassette 60, there is provided a paper feed roller 61 for taking out the paper 101 from the paper feed cassette 60 and feeding it to the transport path. Conveying rollers 62 and 63 for conveying the paper 101 toward the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K are provided adjacent to the paper feeding roller 61.

プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下方には、転写ベルトユニット８が配置されている。転写ベルトユニット８は、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに沿って用紙１０１を搬送する転写ベルト８１と、この転写ベルト８１が張架された駆動ローラ８２ａおよび従動ローラ８２ｂとを有している。転写ベルト８１は、その表面で用紙１０１を吸着保持すると共に、駆動ローラ８２ａの回転によって移動し、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに沿って用紙１０１を搬送する。   A transfer belt unit 8 is disposed below the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K. The transfer belt unit 8 includes a transfer belt 81 that conveys the paper 101 along the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K, and a driving roller 82a and a driven roller 82b on which the transfer belt 81 is stretched. . The transfer belt 81 attracts and holds the sheet 101 on its surface, and moves by the rotation of the driving roller 82a, and conveys the sheet 101 along the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K.

プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各感光体ドラム４１との間で転写ベルト８１を挟むように、４つの転写ローラ（転写器）８０が配置されている。これら転写ローラ８０は、各感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を用紙１０１上に転写するものである。   Four transfer rollers (transfer devices) 80 are arranged so that the transfer belt 81 is sandwiched between the photosensitive drums 41 of the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K. These transfer rollers 80 transfer the toner image formed on each photosensitive drum 41 onto the paper 101.

用紙１０１の搬送路に沿って、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下流側には、定着器９が配置されている。定着器９は、加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとを有し、用紙１０１上に転写されたトナー像を熱および圧力により定着させる。また、定着器９のさらに下流側には、定着器９を通過した用紙１０１をプリンタ１００の外部の排出部６６に排出する排出ローラ６４，６５が配置されている。   A fixing device 9 is disposed on the downstream side of the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K along the conveyance path of the sheet 101. The fixing device 9 includes a heating roller 9a and a pressure roller 9b, and fixes the toner image transferred onto the paper 101 by heat and pressure. Further, on the further downstream side of the fixing device 9, discharge rollers 64 and 65 that discharge the paper 101 that has passed through the fixing device 9 to a discharge portion 66 outside the printer 100 are arranged.

上述した帯電ローラ４２および転写ローラ８０には、図示しない電源から所定の電圧が印可される。また、感光体ドラム４１および各ローラには、それぞれ図示しないモータから、ギアを介して駆動力が伝達される。   A predetermined voltage is applied to the charging roller 42 and the transfer roller 80 described above from a power source (not shown). A driving force is transmitted to the photosensitive drum 41 and each roller from a motor (not shown) via a gear.

プリンタ１００には、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と、プリンタ１００の全体の制御を行う制御部（図示せず）とが備えられている。また、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、それぞれ制御部および電源が接続されている。   The printer 100 includes an external interface that receives print data from an external device, and a control unit (not shown) that controls the entire printer 100. Further, a control unit and a power source are connected to the developing device 5, the LED head 3, the fixing device 9, and each motor (not shown).

＜ＬＥＤヘッド＞
次に、本実施の形態におけるＬＥＤヘッド３の構成について説明する。図２は、本実施の形態における露光装置としてのＬＥＤヘッド３の概略図である。ＬＥＤヘッド３は、感光体ドラム４１に対向するように配置されている。なお、図示の便宜上、図２では、ＬＥＤヘッド３を感光体ドラム４１の下方に示している。 <LED head>
Next, the configuration of the LED head 3 in the present embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic diagram of an LED head 3 as an exposure apparatus in the present embodiment. The LED head 3 is disposed so as to face the photosensitive drum 41. For convenience of illustration, in FIG. 2, the LED head 3 is shown below the photosensitive drum 41.

ＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤアレイ３００と、このＬＥＤアレイ３００の出射側に配置されたレンズユニット１と、これらを支持するホルダ３４とを備えている。ＬＥＤアレイ３００は、発光部としての複数のＬＥＤ素子３０を、感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲと平行な方向に略直線状に配列したものである。   The LED head 3 includes an LED array 300, a lens unit 1 disposed on the emission side of the LED array 300, and a holder 34 that supports them. The LED array 300 is configured by arranging a plurality of LED elements 30 as light emitting units in a substantially straight line in a direction parallel to the rotation axis AXR of the photosensitive drum 41.

ここでは、ＬＥＤ素子３０の配列方向（すなわち感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲの方向）を、Ｙ方向とする。また、Ｙ方向と直交する方向であって、ＬＥＤ素子３０が感光体ドラム４１に対向する方向を、Ｚ方向とする。また、Ｙ方向およびＺ方向の両方と直交する方向を、Ｘ方向とする。   Here, the arrangement direction of the LED elements 30 (that is, the direction of the rotation axis AXR of the photosensitive drum 41) is defined as the Y direction. A direction perpendicular to the Y direction and in which the LED element 30 faces the photosensitive drum 41 is a Z direction. A direction orthogonal to both the Y direction and the Z direction is defined as an X direction.

レンズユニット１は、ＬＥＤ素子３０の配列方向（すなわちＹ方向）に長い長尺形状を有している。レンズユニット１の詳細については、後述する。   The lens unit 1 has a long shape that is long in the arrangement direction of the LED elements 30 (that is, the Y direction). Details of the lens unit 1 will be described later.

図３は、本実施の形態におけるＬＥＤヘッド３を示す断面図であり、図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。レンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）およびレンズ光軸の両方に直交する方向をレンズユニット１の幅方向とすると、レンズユニット１は、その幅方向がＸ方向と一致するように配置されている。また、図３に示す断面において、レンズユニット１の幅方向（Ｘ方向）中心を通るＺ方向の直線ＣＬの延長線上に、上述したＬＥＤ素子３０および感光体ドラム４１の回転軸ＡＸＲが位置している。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the LED head 3 in the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. If the direction perpendicular to both the longitudinal direction (Y direction) of the lens unit 1 and the lens optical axis is the width direction of the lens unit 1, the lens unit 1 is arranged so that the width direction coincides with the X direction. . Further, in the cross section shown in FIG. 3, the rotation axis AXR of the LED element 30 and the photosensitive drum 41 described above is positioned on the extension line of the straight line CL in the Z direction passing through the center in the width direction (X direction) of the lens unit 1. Yes.

ＬＥＤ素子３０と、このＬＥＤ素子３０を駆動するためのドライバＩＣ３１は、配線基板３３上に配置されており、これらＬＥＤ素子３０およびドライバＩＣ３１は、ワイヤ３２によって電気的に接続されている。   The LED element 30 and a driver IC 31 for driving the LED element 30 are disposed on the wiring board 33, and the LED element 30 and the driver IC 31 are electrically connected by a wire 32.

＜レンズユニット＞
次に、本実施の形態におけるレンズユニット１の構成について説明する。
図４は、本実施の形態におけるレンズユニット１を示す分解斜視図である。レンズユニット１は、物体側のレンズアレイとしての第１のレンズ板１１と、結像側のレンズアレイとしての第２のレンズ板１３と、第１の遮光部材としての遮光板２１と、第２の遮光部材としてのマスク板２３とを有している。 <Lens unit>
Next, the configuration of the lens unit 1 in the present embodiment will be described.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the lens unit 1 in the present embodiment. The lens unit 1 includes a first lens plate 11 as an object-side lens array, a second lens plate 13 as an imaging-side lens array, a light-shielding plate 21 as a first light-shielding member, and a second And a mask plate 23 as a light shielding member.

第１のレンズ板１１および第２のレンズ板１３は、遮光板２１を挟んで相対するように配置されている。第１のレンズ板１１には、マイクロレンズである第１のレンズ１２が、Ｙ方向に沿って直線状に２列に配列されている。第２のレンズ板１３には、マイクロレンズである第２のレンズ１４が、Ｙ方向に沿って直線状に２列に配列されている。第１のレンズ１２および第２のレンズ１４の配列間隔は同じであり、第１のレンズ１２の光軸ＡＸＬ（図５）と第２のレンズ１４の光軸とは一致している。   The first lens plate 11 and the second lens plate 13 are arranged so as to face each other with the light shielding plate 21 interposed therebetween. On the first lens plate 11, first lenses 12 that are microlenses are arranged in two rows in a straight line along the Y direction. On the second lens plate 13, second lenses 14 that are microlenses are arranged in two rows in a straight line along the Y direction. The arrangement interval of the first lens 12 and the second lens 14 is the same, and the optical axis AXL (FIG. 5) of the first lens 12 and the optical axis of the second lens 14 are the same.

すなわち、レンズユニット１は、光軸ＡＸＬが一致するように配置された２つのレンズ１２，１４からなるレンズ対を、光軸ＡＸＬに直交する方向に略直線状に配列した構成となっている。これら第１のレンズ板１１と第２のレンズ板１３とを合わせて、レンズアレイと称する場合もある。   That is, the lens unit 1 has a configuration in which a lens pair including two lenses 12 and 14 arranged so that the optical axes AXL coincide with each other is arranged substantially linearly in a direction orthogonal to the optical axis AXL. The first lens plate 11 and the second lens plate 13 may be collectively referred to as a lens array.

遮光板２１には、第１の空孔（開口または絞りとも称する）２２が、Ｙ方向に沿って直線状に２列に配列されている。また、マスク板２３には、第２の空孔２４が、Ｙ方向に沿って直線状に２列に配列されている。第１の空孔２２および第２の空孔２４は、第１のレンズ１２および第２のレンズ１４の光軸ＡＸＬ上に配置されている。   In the light shielding plate 21, first holes (also referred to as openings or diaphragms) 22 are linearly arranged in two rows along the Y direction. In addition, the second holes 24 are arranged in two lines in the mask plate 23 in a straight line along the Y direction. The first hole 22 and the second hole 24 are disposed on the optical axis AXL of the first lens 12 and the second lens 14.

図５は、レンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）に沿った断面図である。レンズユニット１の物体面ＯＰは、Ｙ方向に配列されたＬＥＤ素子３０（図３）に相当し、結像面ＩＰは、感光体ドラム４１（図３）の表面に相当する。   FIG. 5 is a cross-sectional view along the longitudinal direction (Y direction) of the lens unit 1. The object plane OP of the lens unit 1 corresponds to the LED elements 30 (FIG. 3) arranged in the Y direction, and the imaging plane IP corresponds to the surface of the photosensitive drum 41 (FIG. 3).

物体面ＯＰと第１のレンズ板１１との間には、上述したマスク板２３が配置されている。また、物体面ＯＰから距離ＬＯの位置に、第１のレンズ板１１の第１のレンズ１２が配置されている。第１のレンズ１２の厚さは、ＬＴで表わされる。   Between the object plane OP and the first lens plate 11, the above-described mask plate 23 is disposed. In addition, the first lens 12 of the first lens plate 11 is disposed at a distance LO from the object plane OP. The thickness of the first lens 12 is represented by LT.

第１のレンズ板１１の第１のレンズ１２と、第２のレンズ板１２の第２のレンズ１４との間には、上述した遮光板２１が配置されている。第１のレンズ１２と第２のレンズ１４とは、光軸ＡＸＬが一致するように、距離ＬＳを隔てて配置される。第２のレンズ１４の厚さは、第１のレンズ１２の厚さと同じ（ＬＴ）である。レンズユニット１の結像面ＩＰは、第２のレンズ１４から光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＩだけ離れた位置にある。   Between the first lens 12 of the first lens plate 11 and the second lens 14 of the second lens plate 12, the above-described light shielding plate 21 is disposed. The first lens 12 and the second lens 14 are arranged at a distance LS so that the optical axis AXL coincides. The thickness of the second lens 14 is the same as the thickness of the first lens 12 (LT). The imaging plane IP of the lens unit 1 is at a position away from the second lens 14 by a distance LI in the direction of the optical axis AXL.

次に、遮光板２１およびマスク板２３、並びにこれらの空孔２２，２４について説明する。遮光板２１の第１の空孔２２は、第１のレンズ１２側の開口寸法が、第２のレンズ１４側の開口寸法よりも小さく形成されている。また、マスク板２３の第２の空孔２４は、物体面ＯＰ側の開口寸法が、第１のレンズ１２側の開口寸法よりも大きく形成されている。   Next, the light shielding plate 21, the mask plate 23, and the holes 22 and 24 will be described. The first hole 22 of the light shielding plate 21 is formed such that the opening size on the first lens 12 side is smaller than the opening size on the second lens 14 side. Further, the second hole 24 of the mask plate 23 is formed such that the opening size on the object plane OP side is larger than the opening size on the first lens 12 side.

すなわち、第１の空孔２２の内壁は、上方（出射側）ほど開口寸法が大きくなるように、光軸ＡＸＬに対して傾斜している。一方、第２の空孔２４の内壁は、下方（入射側）ほど開口寸法が大きくなるように、光軸ＡＸＬに対して傾斜している。また、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側の開口寸法は、第２の空孔２４の第１のレンズ１２側の開口寸法よりも大きい。   In other words, the inner wall of the first hole 22 is inclined with respect to the optical axis AXL so that the opening dimension increases toward the upper side (outgoing side). On the other hand, the inner wall of the second air hole 24 is inclined with respect to the optical axis AXL so that the opening dimension increases toward the lower side (incident side). Further, the opening size of the first hole 22 on the first lens 12 side is larger than the opening size of the second hole 24 on the first lens 12 side.

第１のレンズ１２は、光軸ＡＸＬの方向に距離ＬＯ１だけ離れた位置にある物体３０Ａの結像としての中間像３０Ｂを、光軸方向に距離ＬＩ１だけ離れた中間像面ＩＭＰ上に形成する。中間像３０Ｂは、物体３０Ａの倒立縮小像になっている。第２のレンズ１４は、距離ＬＩ１だけ離れた位置にある中間像３０Ｂの結像３０Ｃを、光軸ＡＸＬの方向にＬＩ１だけ離れた結像面ＩＰ上に結像する。結像３０Ｃは、物体３０Ａの正立等倍像になっている。   The first lens 12 forms an intermediate image 30B as an image of the object 30A at a position separated by a distance LO1 in the direction of the optical axis AXL on an intermediate image plane IMP separated by a distance LI1 in the optical axis direction. . The intermediate image 30B is an inverted reduced image of the object 30A. The second lens 14 forms an image 30C of the intermediate image 30B at a position separated by the distance LI1 on an imaging plane IP separated by LI1 in the direction of the optical axis AXL. The imaging 30C is an erecting equal-magnification image of the object 30A.

レンズユニット１の物体面ＯＰから第１のレンズ１２までの距離ＬＯは、上述した距離ＬＯ１と同じに設定されている。第１のレンズ１２と第２のレンズ１４の間隔ＬＳは、ＬＩ１の２倍（すなわちＬＳ＝２×ＬＩ１）に設定されている。第２のレンズ１４からレンズユニット１の結像面ＩＰまでの距離ＬＩは、ＬＯ１と同じに設定されている。ここでは、第１のレンズ１２および第２のレンズ１４のそれぞれの厚さＬＴは、例えば１．３ｍｍとし、間隔ＬＳは、例えば２．２ｍｍとする。   The distance LO from the object plane OP of the lens unit 1 to the first lens 12 is set to be the same as the distance LO1 described above. The interval LS between the first lens 12 and the second lens 14 is set to twice LI1 (that is, LS = 2 × LI1). The distance LI from the second lens 14 to the image plane IP of the lens unit 1 is set to be the same as LO1. Here, the thickness LT of each of the first lens 12 and the second lens 14 is, for example, 1.3 mm, and the distance LS is, for example, 2.2 mm.

図６は、遮光板２１を示す平面図である。遮光板２１は、Ｙ方向に長い形状を有し、ＬＥＤ素子３０の光線を遮光する素材、例えばポリカーボネートにより形成されている。遮光板２１の第１の空孔２２は、上記のとおりＹ方向に略直線状に２列に配列されている。第１の空孔２２の配列間隔は、上述した第１のレンズ１２の配列間隔と同じである。第１の空孔２２の第１のレンズ１２側のＹ方向の開口寸法ＡＹ３は、第２のレンズ１４側の同方向の開口寸法ＡＹ４よりも小さい（ＡＹ３＜ＡＹ４）。また、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側のＸ方向の開口寸法ＡＸ３は、第２のレンズ１４側の同方向の開口寸法ＡＸ４よりも小さい（ＡＸ３＜ＡＸ４）。   FIG. 6 is a plan view showing the light shielding plate 21. The light shielding plate 21 has a shape that is long in the Y direction, and is formed of a material that shields the light from the LED element 30, for example, polycarbonate. As described above, the first holes 22 of the light shielding plate 21 are arranged in two lines substantially linearly in the Y direction. The arrangement interval of the first holes 22 is the same as the arrangement interval of the first lenses 12 described above. The opening dimension AY3 in the Y direction on the first lens 12 side of the first hole 22 is smaller than the opening dimension AY4 in the same direction on the second lens 14 side (AY3 <AY4). Further, the opening dimension AX3 in the X direction on the first lens 12 side of the first hole 22 is smaller than the opening dimension AX4 in the same direction on the second lens 14 side (AX3 <AX4).

ここでは、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側のＸ方向の開口寸法ＡＸ３は、例えば０．６７ｍｍとし、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ３は、例えば０．８ｍｍとする。第１の空孔２２の第２のレンズ１４側のＸ方向の開口寸法ＡＸ４は、例えば０．７６ｍｍとし、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ４は、例えば０．９ｍｍとする。また、遮光板２１の厚さは、例えば２．２ｍｍとする。   Here, the opening dimension AX3 in the X direction on the first lens 12 side of the first hole 22 is, for example, 0.67 mm, and the opening dimension AY3 in the Y direction is, for example, 0.8 mm. The opening dimension AX4 in the X direction on the second lens 14 side of the first hole 22 is, for example, 0.76 mm, and the opening dimension AY4 in the Y direction is, for example, 0.9 mm. Further, the thickness of the light shielding plate 21 is, for example, 2.2 mm.

第１の空孔２０２は、また、光軸ＡＸＬを延長した軸線を中心とする円筒面を、ＹＺ面に平行な１つの平面と、ＸＺ面に平行な２つの平面とで切断した形状を有している。   The first hole 202 has a shape obtained by cutting a cylindrical surface centering on an axis extending from the optical axis AXL into one plane parallel to the YZ plane and two planes parallel to the XZ plane. doing.

より好ましくは、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ３は、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ３の半分よりも大きい（ＲＸ３＞ＡＹ３／２）。また、第１の空孔２２の第２のレンズ１４側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ４は、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ４の半分よりも大きい（ＲＸ４＞ＡＹ４／２）。第１の空孔２２の第１のレンズ１２側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ３は、例えば０．４５ｍｍであり、第１の空孔２２の第２のレンズ１４側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ４は、例えば０．５２ｍｍである。   More preferably, the distance RX3 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the first hole 22 on the first lens 12 side is larger than half of the opening dimension AY3 in the Y direction (RX3> AY3 / 2). . Further, the distance RX4 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the first hole 22 on the second lens 14 side is larger than half of the opening dimension AY4 in the Y direction (RX4> AY4 / 2). The distance RX3 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the first hole 22 on the first lens 12 side is, for example, 0.45 mm, and the light on the second lens 14 side of the first hole 22 A distance RX4 in the X direction from the axis AXL to the inner wall is, for example, 0.52 mm.

図７は、マスク板２３を示す平面図である。マスク板２３は、Ｙ方向に長い形状を有し、ＬＥＤ素子３０の光線を遮光する素材、例えばポリカーボネートにより形成されている。マスク板２３の第２の空孔２４は、上記のとおりＹ方向に略直線状に２列に配列されている。第２の空孔２４の配列間隔は、上述した第１のレンズ１２の配列間隔と同じである。第２の空孔２４の物体面ＯＰ側のＹ方向の開口寸法ＡＹ１は、第１のレンズ１２側の同方向の開口寸法ＡＹ２よりも大きい（ＡＹ１＞ＡＹ２）。第２の空孔２４の物体面ＯＰ側のＸ方向の開口寸法ＡＸ１は、第１のレンズ１２側の同方向の開口寸法ＡＸ２よりも大きい（ＡＸ１＞ＡＸ２）。   FIG. 7 is a plan view showing the mask plate 23. The mask plate 23 has a shape that is long in the Y direction, and is formed of a material that shields the light from the LED element 30, for example, polycarbonate. As described above, the second holes 24 of the mask plate 23 are arranged in two lines substantially linearly in the Y direction. The arrangement interval of the second holes 24 is the same as the arrangement interval of the first lenses 12 described above. The opening dimension AY1 in the Y direction on the object plane OP side of the second hole 24 is larger than the opening dimension AY2 in the same direction on the first lens 12 side (AY1> AY2). The opening dimension AX1 in the X direction on the object plane OP side of the second hole 24 is larger than the opening dimension AX2 in the same direction on the first lens 12 side (AX1> AX2).

さらに、Ｙ方向における、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側の開口寸法ＡＹ３は、第２の空孔２４の第１のレンズ１２側の開口寸法ＡＹ２より大きい（ＡＹ３＞ＡＹ２）。また、Ｘ方向における、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側の開口寸法ＡＸ３は、第２の空孔２４の第１のレンズ１２側の開口寸法ＡＸ２より大きい（ＡＸ３＞ＡＸ２）。マスク板２３は、発光部の光線を遮光する素材により形成される。   Furthermore, the opening dimension AY3 of the first hole 22 on the first lens 12 side in the Y direction is larger than the opening dimension AY2 of the second hole 24 on the first lens 12 side (AY3> AY2). In addition, the opening dimension AX3 of the first hole 22 on the first lens 12 side in the X direction is larger than the opening dimension AX2 of the second hole 24 on the first lens 12 side (AX3> AX2). The mask plate 23 is formed of a material that blocks light from the light emitting portion.

ここでは、マスク板２３の第２の空孔２４の物体面ＯＰ側のＸ方向の開口寸法ＡＸ１は、例えば０．７３ｍｍとし、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ１は、例えば０．８ｍｍとする。第２の空孔２４の第１のレンズ１２側のＸ方向の開口寸法ＡＸ２は、例えば０．５７ｍｍとし、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ２は、例えば０．５ｍｍとする。また、マスク２３の厚さは、例えば１．１ｍｍとする。   Here, the opening dimension AX1 in the X direction on the object plane OP side of the second hole 24 of the mask plate 23 is, for example, 0.73 mm, and the opening dimension AY1 in the Y direction is, for example, 0.8 mm. The opening dimension AX2 in the X direction on the first lens 12 side of the second hole 24 is, for example, 0.57 mm, and the opening dimension AY2 in the Y direction is, for example, 0.5 mm. The thickness of the mask 23 is, for example, 1.1 mm.

第２の空孔２０４は、また、光軸ＡＸＬを延長した軸線を中心とする円筒面を、ＹＺ面に平行な１つの平面と、ＸＺ面に平行な２つの平面とで切断した形状を有している。   The second air hole 204 has a shape obtained by cutting a cylindrical surface centering on an axis extending from the optical axis AXL into one plane parallel to the YZ plane and two planes parallel to the XZ plane. doing.

より好ましくは、第２の空孔２０４の物体面ＯＰ側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ１は、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ１の半分よりも大きい（ＲＸ１＞ＡＹ１／２）。また、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ２は、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ２の半分よりも大きい（ＲＸ２＞ＡＹ２／２）。第２の空孔２４の第１のレンズ１２側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ１は、例えば０．４３ｍｍであり、第１の空孔２２の第２のレンズ１４側における光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ２は、例えば０．３０ｍｍである。   More preferably, the distance RX1 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall on the object plane OP side of the second hole 204 is larger than half of the opening dimension AY1 in the Y direction (RX1> AY1 / 2). Further, the distance RX2 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the first hole 22 on the first lens 12 side is larger than half of the opening dimension AY2 in the Y direction (RX2> AY2 / 2). The distance RX1 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the second hole 24 on the first lens 12 side is, for example, 0.43 mm, and the light on the second lens 14 side of the first hole 22 A distance RX2 in the X direction from the axis AXL to the inner wall is, for example, 0.30 mm.

図８は、第１のレンズ板１１を示す平面図である。第１のレンズ１２は、Ｙ方向（第１のレンズ板１１の長手方向）の配列間隔ＰＹが、Ｘ方向（第１のレンズ板１１の幅方向）の配列間隔ＰＸよりも大きい（ＰＹ＞ＰＸ）。隣接する２つの第１のレンズ１２は境界で接し、千鳥状に、隙間なく緻密に配列されている。言い換えると、Ｙ方向における第１のレンズ１２の半径はＰＹ／２であり、第１のレンズ１２の半径ＲＬは、ＰＹ／２より大きい。第１のレンズ板１１は、ＬＥＤ素子３０の光線を透過する素材、例えばシクロオレフィンポリマー樹脂（日本ゼオン株式会社製「ゼオネックスＥ４８Ｒ」）により構成されている。   FIG. 8 is a plan view showing the first lens plate 11. The first lens 12 has an arrangement interval PY in the Y direction (longitudinal direction of the first lens plate 11) larger than an arrangement interval PX in the X direction (width direction of the first lens plate 11) (PY> PX). ). The two adjacent first lenses 12 are in contact with each other at the boundary, and are densely arranged in a staggered manner without a gap. In other words, the radius of the first lens 12 in the Y direction is PY / 2, and the radius RL of the first lens 12 is larger than PY / 2. The first lens plate 11 is made of a material that transmits the light of the LED element 30, for example, a cycloolefin polymer resin (“Zeonex E48R” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).

ここでは、第１のレンズ１２の半径ＲＬは、例えば１．４ｍｍである。また、Ｘ方向の配列間隔ＰＸは、例えば０．８ｍｍであり、Ｙ方向の配列間隔ＰＹは、例えば１．２ｍｍである。   Here, the radius RL of the first lens 12 is, for example, 1.4 mm. Further, the arrangement interval PX in the X direction is, for example, 0.8 mm, and the arrangement interval PY in the Y direction is, for example, 1.2 mm.

第２のレンズ板１３は、上述した第１のレンズ板１１と同一の形状を有しており、第２のレンズ板１３の第２のレンズ１４は、第１のレンズ板１１の第１のレンズ１２と同一のパターンで配列されている。また、第２のレンズ板１３は、ＬＥＤ素子３０の光線を透過する素材、例えばシクロオレフィンポリマー樹脂（日本ゼオン株式会社製「ゼオネックスＥ４８Ｒ」）により構成されている。   The second lens plate 13 has the same shape as the first lens plate 11 described above, and the second lens 14 of the second lens plate 13 is the first lens plate 11 of the first lens plate 11. They are arranged in the same pattern as the lens 12. The second lens plate 13 is made of a material that transmits the light of the LED element 30, for example, a cycloolefin polymer resin (“Zeonex E48R” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).

第１のレンズ１２および第２のレンズ１４の各レンズ面は、以下の数式（１）で表される回転対称高次非球面で構成する。   Each lens surface of the first lens 12 and the second lens 14 is composed of a rotationally symmetric high-order aspheric surface represented by the following formula (1).

Figure 0005688998
Figure 0005688998

ここで、関数Ｚ（ｒ）は、各レンズ面の面頂点を原点とし、原点に対し、レンズ板１１，１３の素材で構成されている側を負の数で表す。ｒは、光軸ＡＸＬに平行な方向（Ｚ方向）の軸を中心とする半径方向の回転座標系を示し、各図に示したＸ，Ｙ方向の各座標に対して、ｒ＝（Ｘ２＋Ｙ２）１／２の関係がある。ＣＲは曲率半径、Ａは非球面係数４次の係数、Ｂは非球面係数６次の係数、Ｃは非球面係数８次の係数を示す。 Here, the function Z (r) represents the surface vertex of each lens surface as the origin, and the side formed of the material of the lens plates 11 and 13 with respect to the origin is represented by a negative number. r indicates a rotational coordinate system in the radial direction centered on an axis parallel to the optical axis AXL (Z direction), and for each coordinate in the X and Y directions shown in each figure, r = (X 2 + Y 2 ) 1/2 . CR is a radius of curvature, A is a fourth-order coefficient of the aspheric coefficient, B is a sixth-order coefficient of the aspheric coefficient, and C is an eighth-order coefficient of the aspheric coefficient.

第１のレンズ１２の物体面ＯＰ側のレンズ面と、第２のレンズ１４の結像面ＩＰ側のレンズ面とは、互いに同一形状である。また、第１のレンズ１２の遮光板２１側のレンズ面と、第２のレンズ１４の遮光板２１側のレンズ面とは、互いに同一形状である。   The lens surface on the object plane OP side of the first lens 12 and the lens surface on the imaging plane IP side of the second lens 14 have the same shape. Further, the lens surface of the first lens 12 on the light shielding plate 21 side and the lens surface of the second lens 14 on the light shielding plate 21 side have the same shape.

＜プリンタの動作＞
このように構成された画像形成装置としてのプリンタ１００の動作について、図１を参照して説明する。各プロセスユニット１０では、電圧が印加された帯電ローラ４２により、感光体ドラム４１の表面が一様に帯電される。感光体ドラム４１の回転に伴い、帯電された表面がＬＥＤヘッド３に対向する位置に達すると、ＬＥＤヘッド３により感光体ドラム４１の表面が露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器５によって現像され、感光体ドラム４１の表面にトナー像が形成される。 <Printer operation>
The operation of the printer 100 as the image forming apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. In each process unit 10, the surface of the photosensitive drum 41 is uniformly charged by the charging roller 42 to which a voltage is applied. When the charged surface reaches a position facing the LED head 3 as the photosensitive drum 41 rotates, the surface of the photosensitive drum 41 is exposed by the LED head 3 and an electrostatic latent image is formed. 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は、給紙ローラ６１によって一枚ずつ給紙カセット６０から繰り出され、搬送ローラ６２，６３によって転写ベルトユニット８に搬送される。さらに、用紙１０１は、転写ベルト８１に吸着保持されて搬送され、プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを順に通過する。各プロセスユニット１０では、感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム４１の回転に伴って転写部（転写ローラ８０および転写ベルト８１）の近傍に到達した際に、転写ローラ８０および転写ベルト８１との電位差により、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 fed out from the paper feed cassette 60 one by one by the paper feed roller 61 and is transported to the transfer belt unit 8 by the transport rollers 62 and 63. Further, the sheet 101 is conveyed by being attracted and held on the transfer belt 81, and sequentially passes through the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K. In each process unit 10, when the toner image formed on the surface of the photoconductive drum 41 reaches the vicinity of the transfer unit (the transfer roller 80 and the transfer belt 81) as the photoconductive drum 41 rotates, the transfer roller 80 and the transfer belt 81, the image is transferred onto the sheet 101.

プロセスユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを通過し、各色のトナー像が重ね合わされるように転写された用紙１０１は、転写ベルト８１により、定着器９に搬送される。定着器９では、加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂによる加圧および加熱が行われ、トナーが溶融して用紙１０１に固定される。すなわち、トナー像が用紙１０１に定着する。トナー像の定着が完了した用紙１０１は、排出ローラ６４，６５により、排出部６６に排出され、プリンタ１００の動作が終了する。   The paper 101 that has passed through the process units 10Y, 10M, 10C, and 10K and has been transferred so that the toner images of the respective colors are superimposed is conveyed to the fixing device 9 by the transfer belt 81. In the fixing device 9, pressure and heating are performed by the heating roller 9 a and the pressure roller 9 b, and the toner is melted and fixed to the paper 101. That is, the toner image is fixed on the paper 101. The paper 101 on which the toner image has been fixed is discharged to the discharge unit 66 by the discharge rollers 64 and 65, and the operation of the printer 100 ends.

次に、露光装置としてのＬＥＤヘッド３の動作について、図３を参照して説明する。プリンタ１００の制御装置から、画像データに基づく制御信号がＬＥＤヘッド３に送信されると、ＬＥＤヘッド３のドライバＩＣ３１の制御信号により、各ＬＥＤ素子３０が任意の光量で発光する。ＬＥＤ素子３０から出射された光線は、レンズユニット１に入射し、感光体ドラム４１の表面に結像する。   Next, the operation of the LED head 3 as an exposure apparatus will be described with reference to FIG. When a control signal based on image data is transmitted from the control device of the printer 100 to the LED head 3, each LED element 30 emits light with an arbitrary amount of light according to the control signal of the driver IC 31 of the LED head 3. The light beam emitted from the LED element 30 enters the lens unit 1 and forms an image on the surface of the photosensitive drum 41.

＜レンズユニットの作用＞
このときのレンズユニット１の作用について、図５を用いて説明する。図５に示すように、第１のレンズ１２は、第１の空孔２２の内部の中間像面ＩＭＰ上に、物体３０Ａの結像としての中間像３０Ｂを形成する。中間像３０Ｂは、物体３０Ａの倒立縮小像になっている。第２のレンズ１４は、結像面ＩＰ上に、中間像３０Ｂの結像としての結像３０ｃを結像する。結像３０Ｃは物体３０Ａの正立等倍像になっている。 <Operation of lens unit>
The operation of the lens unit 1 at this time will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the first lens 12 forms an intermediate image 30 </ b> B as an image of the object 30 </ b> A on the intermediate image plane IMP inside the first hole 22. The intermediate image 30B is an inverted reduced image of the object 30A. The second lens 14 forms an image 30c as an image of the intermediate image 30B on the image plane IP. The imaging 30C is an erecting equal-magnification image of the object 30A.

ここで、上述したように、マスク板２３の第２の空孔２４の物体面ＯＰ側の開口寸法（ＡＸ１，ＡＹ１）が、第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ２，ＡＹ２）より大きく、第２の空孔２４の内壁が下方（入射側）ほど外側に広がるように傾斜しているため、図５に示した光線Ｓ１，Ｓ２のように、第２の空孔２４の内壁で反射された光線の多くは第１のレンズ１２に入射せず、物体面ＯＰ側に反射される。これにより、第２の空孔２４で反射された光線が迷光となって結像面ＩＰに到達することを抑制し、結像のコントラストを向上することができる。   Here, as described above, the opening dimension (AX1, AY1) on the object plane OP side of the second hole 24 of the mask plate 23 is larger than the opening dimension (AX2, AY2) on the first lens 12 side, Since the inner wall of the second air hole 24 is inclined so as to spread outward as it goes downward (incident side), it is reflected by the inner wall of the second air hole 24 like the light rays S1 and S2 shown in FIG. Most of the incident light rays do not enter the first lens 12 and are reflected to the object plane OP side. Thereby, it is possible to suppress the light beam reflected by the second air hole 24 from reaching the imaging plane IP as stray light, and to improve the imaging contrast.

また、マスク板２３の第２の空孔２４の内壁の傾斜を、（遮光板２１の第１の空孔２２の内壁の傾斜に比べて）より大きく形成することで、第２の空孔２４の内壁で反射された光線が、より多く物体面ＯＰ側に向かうようにし、迷光を遮断する効果を高めている。   Further, by forming the inclination of the inner wall of the second hole 24 of the mask plate 23 to be larger (compared to the inclination of the inner wall of the first hole 22 of the light shielding plate 21), the second hole 24 is formed. The effect of blocking stray light is enhanced by causing more light rays reflected by the inner wall of the light to travel toward the object plane OP.

次に、第１のレンズ１２の視野外側の光線が結像面ＩＰに到達することを防止する作用について、図９を参照して説明する。図９は、レンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）に沿った断面図である。   Next, the action of preventing the light rays outside the visual field of the first lens 12 from reaching the imaging plane IP will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view along the longitudinal direction (Y direction) of the lens unit 1.

図９において、光線Ｒ１と光線Ｒ８は、第１のレンズ１２の視野外側の光線を示している。第２の空孔２４の物体面ＯＰ側の開口寸法（ＡＸ１，ＡＹ１）が、第２の空孔２４の第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ２，ＡＹ２）よりも大きく、第２の空孔２４の内壁が光軸ＡＸＬに対して傾斜しているため、光線Ｒ１と光線Ｒ８は、第２の空孔２４を通過して第１のレンズ１２に入射する。   In FIG. 9, light rays R <b> 1 and R <b> 8 indicate light rays outside the field of view of the first lens 12. The opening dimension (AX1, AY1) of the second hole 24 on the object plane OP side is larger than the opening dimension (AX2, AY2) of the second hole 24 on the first lens 12 side. Since the inner wall of the hole 24 is inclined with respect to the optical axis AXL, the light ray R1 and the light ray R8 pass through the second hole 24 and enter the first lens 12.

しかしながら、本実施の形態では、遮光板２１の第１の空孔２２の第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ３，ＡＹ３）が、第２のレンズ１４側の開口寸法（ＡＸ４，ＡＹ４）よりも小さく、遮光板２１の第１のレンズ板１１側の端面Ａによって光線Ｒ１と光線Ｒ８が遮断されるため、光線Ｒ１と光線Ｒ８は、遮光板２１の第１の空孔２２には入射しない。従って、視野外側の光線が第１の空孔２２の内壁で反射して迷光となって結像面ＩＰに到達することを抑制し、結像のコントラストの低下を抑制することができる。   However, in the present embodiment, the opening dimension (AX3, AY3) on the first lens 12 side of the first hole 22 of the light shielding plate 21 is larger than the opening dimension (AX4, AY4) on the second lens 14 side. The light ray R1 and the light ray R8 are blocked by the end surface A of the light shielding plate 21 on the first lens plate 11 side, so that the light rays R1 and R8 do not enter the first hole 22 of the light shielding plate 21. . Therefore, it is possible to suppress light rays outside the visual field from being reflected by the inner wall of the first hole 22 and becoming stray light to reach the imaging plane IP, thereby suppressing a decrease in imaging contrast.

また、上述したように、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ３，ＡＹ３）が、第２の空孔２４の第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ２，ＡＹ２）より大きいため、結像を形成する光線を遮断せずに、迷光となる光線を遮断することができる。その結果、十分な明るさを確保しつつ、結像のコントラストを向上することができる。   Further, as described above, the opening dimension (AX3, AY3) of the first hole 22 on the first lens 12 side is equal to the opening dimension (AX2, AY2) of the second hole 24 on the first lens 12 side. ), It is possible to block the light that becomes stray light without blocking the light that forms the image. As a result, it is possible to improve the contrast of imaging while ensuring sufficient brightness.

次に、本実施の形態における遮光板２１（第１の空孔２２）を他の構成に置き換えた比較例について、図１０を参照して説明する。図１０（Ａ）および（Ｂ）は、レンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）に沿った断面図である。   Next, a comparative example in which the light shielding plate 21 (first hole 22) in the present embodiment is replaced with another configuration will be described with reference to FIG. 10A and 10B are cross-sectional views along the longitudinal direction (Y direction) of the lens unit 1.

図１０（Ａ）に示す比較例では、遮光板２１の第１の空孔２２の開口寸法が、第１のレンズ１２側と第２のレンズ１４側とで同じである。この比較例では、第１のレンズ１２の視野外側の光線Ｒ１と光線Ｒ８は、マスク板２３の第２の空孔２４と第１のレンズ１２を通過したのち、遮光板２１の第１の空孔２２の内壁で反射されて迷光となり、第２のレンズ１４に入射する。この迷光は結像面ＩＰに達するため、結像のコントラストの低下を招く。   In the comparative example shown in FIG. 10A, the opening size of the first hole 22 of the light shielding plate 21 is the same on the first lens 12 side and the second lens 14 side. In this comparative example, the light rays R1 and R8 outside the visual field of the first lens 12 pass through the second holes 24 of the mask plate 23 and the first lens 12, and then the first sky of the light shielding plate 21. The light is reflected by the inner wall of the hole 22 and becomes stray light, which is incident on the second lens 14. Since this stray light reaches the imaging plane IP, it causes a reduction in imaging contrast.

図１０（Ｂ）に示す比較例では、遮光板２１の第１の空孔２２の開口寸法が、第２のレンズ１４側よりも第１のレンズ１２側で大きい。この比較例では、第１のレンズ１２の視野外側の光線Ｒ１と光線Ｒ８は、マスク板２３の第２の空孔２４と第１のレンズ１２を通過したのち、遮光板２１の第１の空孔２２の内壁で反射されて迷光となり、第２のレンズ１４に入射する。この迷光は結像面ＩＰに達するため、結像のコントラストの低下を招く。   In the comparative example shown in FIG. 10B, the opening size of the first hole 22 of the light shielding plate 21 is larger on the first lens 12 side than on the second lens 14 side. In this comparative example, the light rays R1 and R8 outside the visual field of the first lens 12 pass through the second holes 24 of the mask plate 23 and the first lens 12, and then the first sky of the light shielding plate 21. The light is reflected by the inner wall of the hole 22 and becomes stray light, which is incident on the second lens 14. Since this stray light reaches the imaging plane IP, it causes a reduction in imaging contrast.

これに対し、本実施の形態では、図９に示したように、遮光板２１の第１の空孔２２の内壁が、上方（出射側）ほど開口寸法が大きくなるように傾斜しているため、第１のレンズ１２を通過した視野外側の光線Ｒ１と光線Ｒ８を、遮光板２１の第１のレンズ板１１側の端面Ａにおいて遮断することができる。加えて、図５を参照して説明したように、マスク板２３の第２の空孔２４の内壁が、下方（入射側）ほど開口寸法が大きくなるように傾斜しているため、マスク板２３の内壁で反射した光線の多くを物体面ＯＰ側に出射し、迷光が結像面ＩＰに到達することを抑制することができる。   In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the inner wall of the first hole 22 of the light shielding plate 21 is inclined so that the opening size increases toward the upper side (outgoing side). The light rays R1 and R8 outside the visual field that have passed through the first lens 12 can be blocked at the end surface A of the light shielding plate 21 on the first lens plate 11 side. In addition, as described with reference to FIG. 5, the inner wall of the second hole 24 of the mask plate 23 is inclined so that the opening size increases toward the lower side (incident side). Most of the light rays reflected by the inner wall of the light can be emitted toward the object plane OP, and stray light can be prevented from reaching the imaging plane IP.

なお、図９において、結像３０Ｃを形成する光線の主光線Ｒ２〜Ｒ７を示すが、主光線Ｒ２〜Ｒ７は、第１のレンズ１２と第２のレンズ１４との間で光軸ＡＸＬと平行、すなわちテレセントリックとなることが好ましい。主光線Ｒ２〜Ｒ７は、第１のレンズ１２の前側焦点位置である、物体面ＯＰと第１のレンズ１２との間で集光するため、この位置で光束が最も細い。そのため、第２の空孔２４の第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ２，ＡＹ２）を、第１の空孔２２の第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ３，ＡＹ３）より小さくしても、主光線Ｒ２〜Ｒ７は遮断されない。そのため、結像を暗くすることなく、迷光を遮断することができる。   In FIG. 9, principal rays R2 to R7 of rays forming the image 30C are shown. The principal rays R2 to R7 are parallel to the optical axis AXL between the first lens 12 and the second lens 14. That is, it is preferably telecentric. Since the principal rays R2 to R7 are condensed between the object plane OP, which is the front focal position of the first lens 12, and the first lens 12, the light flux is the thinnest at this position. Therefore, the opening dimension (AX2, AY2) of the second hole 24 on the first lens 12 side is made smaller than the opening dimension (AX3, AY3) of the first hole 22 on the first lens 12 side. However, the chief rays R2 to R7 are not blocked. Therefore, stray light can be blocked without darkening the image.

また、図６および図７を参照して説明したように、第１の空孔２２の光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ３，ＲＸ４を、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ３，ＡＹ４の半分よりも大きくし（ＲＸ３＞ＡＹ３／２、ＲＸ４＞ＡＹ４／２）、第２の空孔２４の光軸ＡＸＬから内壁までのＸ方向の距離ＲＸ１，ＲＸ２を、Ｙ方向の開口寸法ＡＹ１，ＡＹ２の半分よりも大きくすることにより（ＲＸ１＞ＡＹ１／２、ＲＸ２＞ＡＹ２／２）、結像を形成する光線をより多く取り込むことができる。その結果、結像のコントラストを低下させることなく、十分な明るさを確保することができる。   Further, as described with reference to FIGS. 6 and 7, the distances RX3 and RX4 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the first hole 22 are set to be smaller than half of the opening dimensions AY3 and AY4 in the Y direction. (RX3> AY3 / 2, RX4> AY4 / 2), and the distances RX1, RX2 in the X direction from the optical axis AXL to the inner wall of the second hole 24 are half of the opening dimensions AY1, AY2 in the Y direction. (RX1> AY1 / 2, RX2> AY2 / 2), it is possible to capture more rays forming the image. As a result, sufficient brightness can be ensured without lowering the contrast of image formation.

以上説明したように、本実施の形態によれば、物体側に配置した遮光部材で反射された光線（迷光）が結像面に到達することを抑制できるため、結像のコントラストを向上することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the light beam (stray light) reflected by the light shielding member arranged on the object side from reaching the imaging surface, thereby improving the imaging contrast. Can do.

また、このように構成されたレンズユニットを画像形成装置の露光装置に用いることにより、印刷画像の白抜き文字や白細線の汚れを防止することができる。   Further, by using the lens unit configured as described above for the exposure apparatus of the image forming apparatus, it is possible to prevent white characters and white lines from being smeared in the printed image.

第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１１は、第２の実施の形態におけるレンズユニット１の長手方向（Ｙ方向）に沿った断面図である。第２の実施の形態におけるレンズユニット１は、マスク板２３の構成において、第１の実施の形態のレンズユニット１と異なる。 Second embodiment.
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view along the longitudinal direction (Y direction) of the lens unit 1 according to the second embodiment. The lens unit 1 in the second embodiment differs from the lens unit 1 in the first embodiment in the configuration of the mask plate 23.

＜レンズユニットの構成＞
第２の実施の形態におけるレンズユニット１のマスク板２３は、第２の空孔２４を有しているが、この第２の空孔２４は、物体面ＯＰ側の開口寸法（ＡＸ１，ＡＹ１）と、第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ２，ＡＹ２）とが同一に構成されている。また、第２の空孔２４の内壁には、粗面部２５が形成されている。粗面部２５の十点平均粗さＲｚは、２μｍ以上である。 <Configuration of lens unit>
The mask plate 23 of the lens unit 1 in the second embodiment has a second hole 24. The second hole 24 has an opening dimension (AX1, AY1) on the object plane OP side. And the opening dimensions (AX2, AY2) on the first lens 12 side are the same. A rough surface portion 25 is formed on the inner wall of the second hole 24. The ten-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 is 2 μm or more.

図１２は、マスク板２３を示す平面図である。Ｙ方向（マスク板２３の長手方向）における、第２の空孔２４の物体面ＯＰ側の開口寸法ＡＹ１と、第１のレンズ１２側の開口寸法ＡＹ２とは同一である（ＡＹ１＝ＡＹ２）。また、Ｘ方向（マスク板２３の長手方向に直交する方向）における、第２の空孔２４の物体面ＯＰ側の開口寸法ＡＸ１と、第１のレンズ１２側の開口寸法ＡＸ２とは同一である（ＡＸ１＝ＡＸ２）。   FIG. 12 is a plan view showing the mask plate 23. In the Y direction (longitudinal direction of the mask plate 23), the opening dimension AY1 on the object plane OP side of the second hole 24 and the opening dimension AY2 on the first lens 12 side are the same (AY1 = AY2). Further, the opening dimension AX1 on the object plane OP side of the second hole 24 and the opening dimension AX2 on the first lens 12 side in the X direction (direction orthogonal to the longitudinal direction of the mask plate 23) are the same. (AX1 = AX2).

マスク板２３は、ポリカーボネートを射出成形することにより形成されるが、さらにクロム酸／硫酸エッチング液によりエッチング処理することにより、第２の空孔２４の内壁に粗面部２５が形成される。   The mask plate 23 is formed by injection-molding polycarbonate, and further, a rough surface portion 25 is formed on the inner wall of the second hole 24 by etching with a chromic acid / sulfuric acid etching solution.

図１３は、粗面部２５の十点平均粗さＲｚと、エッチング処理時間との関係を示すグラフである。図１３の縦軸は、日本工業規格ＪＩＳＢ０６０１−１９９４で表される十点平均粗さＲｚ（単位μｍ）であり、横軸は、エッチングの処理時間Ｔ（分）である。十点平均粗さＲｚは、日本工業規格ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に従い、表面粗さ・輪郭形状測定器ＳＥＦ３５００Ｋ（株式会社小坂研究所製）を用いて測定した。触針先端半径は２μｍ、触針圧は０．７ｍＮ、測定長は２．５ｍｍ、触針測定速度は０．１ｍｍ／ｓ、カットオフは２．５ｍｍとした。   FIG. 13 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 and the etching processing time. The vertical axis in FIG. 13 is the ten-point average roughness Rz (unit: μm) represented by Japanese Industrial Standards JISB0601-1994, and the horizontal axis is the etching processing time T (minutes). The ten-point average roughness Rz was measured using a surface roughness / contour shape measuring instrument SEF3500K (manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.) in accordance with Japanese Industrial Standard JISB0601-1994. The radius of the stylus tip was 2 μm, the stylus pressure was 0.7 mN, the measurement length was 2.5 mm, the stylus measurement speed was 0.1 mm / s, and the cutoff was 2.5 mm.

マスク板２３のエッチング処理前には、第２の空孔２４の内壁の十点平均粗さＲｚは１μｍであった。これに対し、１０分のエッチング処理を行うことにより、第２の空孔２４の内壁に、十点平均粗さＲｚが２μｍの粗面部２５が形成された。   Prior to the etching process of the mask plate 23, the ten-point average roughness Rz of the inner wall of the second hole 24 was 1 μm. On the other hand, by performing the etching process for 10 minutes, a rough surface portion 25 having a 10-point average roughness Rz of 2 μm was formed on the inner wall of the second hole 24.

なお、第２の実施の形態のレンズユニット１は、マスク板２３の第２の空孔部２４を除き、第１の実施の形態のレンズユニット１と同様に構成されている。   The lens unit 1 according to the second embodiment is configured in the same manner as the lens unit 1 according to the first embodiment except for the second hole portion 24 of the mask plate 23.

＜レンズユニットの作用＞
次に、第２の実施の形態のレンズユニット１の作用について、図１１を参照して説明する。第２の空孔２４の内壁に粗面部２５が形成されているため、第２の空孔２４の内壁に入射した光線（図１１に示す光線Ｓ１，Ｓ２）は、粗面部２５によって吸収され、第１のレンズ１２側には出射されない。従って、迷光が結像面ＩＰに到達することを抑制することができ、結像のコントラストの低下を抑制することができる。 <Operation of lens unit>
Next, the operation of the lens unit 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Since the rough surface portion 25 is formed on the inner wall of the second hole 24, the light rays incident on the inner wall of the second hole 24 (light rays S1 and S2 shown in FIG. 11) are absorbed by the rough surface portion 25, The light is not emitted to the first lens 12 side. Therefore, stray light can be prevented from reaching the imaging plane IP, and a reduction in imaging contrast can be suppressed.

なお、本実施の形態では、第２の空孔２４の物体側の開口寸法（ＡＸ１，ＡＹ１）と、第１のレンズ１２側の開口寸法（ＡＸ２，ＡＹ２）とが同一であるとしたが、同一でない場合においても、第２の空孔２４の内壁に入射した光線は粗面部２５によって吸収されるため、迷光が結像面ＩＰに到達することを抑制する効果を得ることができる。従って、第１の実施の形態の第２の空孔２４の内壁に、本実施の形態の粗面部２５を設けることも可能である。   In the present embodiment, the object-side opening dimension (AX1, AY1) of the second hole 24 and the opening dimension (AX2, AY2) of the first lens 12 are the same. Even if they are not the same, the light beam incident on the inner wall of the second hole 24 is absorbed by the rough surface portion 25, so that the effect of suppressing stray light from reaching the imaging plane IP can be obtained. Therefore, it is also possible to provide the rough surface portion 25 of the present embodiment on the inner wall of the second hole 24 of the first embodiment.

次に、本実施の形態のレンズユニット１を実装したＬＥＤヘッド３を用いて得られた結像３０Ｃの照度分布測定について説明する。図１４は、照度分布の測定方法を示す斜視図である。図１４において、照度分布測定器７００は、スリット７０１が形成されたマスク７０２と、照度計７０３とを有している。スリット７０１の長手方向は、第１のレンズ１２の配列方向（レンズユニット１の長尺方向）と直交する方向（Ｘ方向）とする。マスク７０２は、スリット７０１以外の部分でＬＥＤ素子３０の光線を遮断する。照度計７０３は、結像３０Ｃから出射された光線のうち、スリット７０１を通過した光線の強さを測定する。   Next, the illuminance distribution measurement of the imaging 30C obtained using the LED head 3 on which the lens unit 1 of the present embodiment is mounted will be described. FIG. 14 is a perspective view showing a method for measuring the illuminance distribution. In FIG. 14, the illuminance distribution measuring instrument 700 has a mask 702 in which a slit 701 is formed and an illuminometer 703. The longitudinal direction of the slit 701 is a direction (X direction) orthogonal to the arrangement direction of the first lenses 12 (long direction of the lens unit 1). The mask 702 blocks the light from the LED element 30 at a portion other than the slit 701. The illuminometer 703 measures the intensity of the light beam that has passed through the slit 701 among the light beams emitted from the imaging 30C.

照度分布測定器７００は、ＬＥＤヘッド３の長手方向（Ｙ方向）に移動可能とした。また、スリット７０１と第２のレンズ１４との距離は、ＬＩとなるように設定した。照度分布の測定においては、ＬＥＤ素子３０の配列問隔が０．０４２ｍｍであるＬＥＤヘッド３を用いた。このＬＥＤヘッド３は、１インチ（約２５．４ｍｍ）に６００個のＬＥＤ素子３０が配列されたものであり、６００ｄｐｉ（Ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の解像度に対応する。ＬＥＤ素子３０のうち１個を点灯し隣接する３個を非点灯とするパターンで点灯させた。図１５は、照度分布測定器７００を用いて測定された照度分布を示すグラフである。照度分布の最大値はＩＭＡＸ、最小値はＩＭＩＮである。   The illuminance distribution measuring instrument 700 is movable in the longitudinal direction (Y direction) of the LED head 3. The distance between the slit 701 and the second lens 14 was set to be LI. In the measurement of the illuminance distribution, the LED head 3 in which the LED element 30 has an arrangement interval of 0.042 mm was used. This LED head 3 has 600 LED elements 30 arranged in 1 inch (about 25.4 mm), and corresponds to a resolution of 600 dpi (Dot per inch). One of the LED elements 30 was turned on, and the adjacent three were turned on in a non-lighting pattern. FIG. 15 is a graph showing the illuminance distribution measured using the illuminance distribution measuring instrument 700. The maximum value of the illuminance distribution is IMAX, and the minimum value is IMIN.

図１６は、本実施の形態のマスク板２３の粗面部２５の十点平均粗さＲｚと、結像３０Ｃの照度分布との関係を示すグラフである。横軸は、図１３に示した十点平均粗さＲｚであり、縦軸は、図１５に示した照度分布の最小値ＩＭＩＮの最大値ＩＭＡＸに対する比、
ＩＢ＝ＩＭＩＮ／ＩＭＡＸ×１００（％）
である。ＩＢの値が高いほど、結像のコントラストが低く、画像形成装置の印刷画像上で本来トナーが付着しないところにトナーが付着して汚れが発生する原因となる。 FIG. 16 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 of the mask plate 23 of the present embodiment and the illuminance distribution of the imaging 30C. The horizontal axis is the ten-point average roughness Rz shown in FIG. 13, and the vertical axis is the ratio of the minimum value IMIN to the maximum value IMAX of the illuminance distribution shown in FIG.
IB = IMIN / IMAX × 100 (%)
It is. The higher the value of IB, the lower the contrast of image formation, causing the toner to adhere to the place where the toner does not originally adhere on the printed image of the image forming apparatus, and cause stains.

図１６から、粗面部２５の十点平均粗さＲｚが２μｍ以上ではＩＢが小さく、十点平均粗さＲｚの変化に対してＩＢが殆ど変化していないが、十点平均粗さＲｚが２μｍ未満ではＩＢが急激に増加していることが分かる。これは、粗面部２５の十点平均粗さＲｚが２μｍ未満の場合には、印刷画像の白抜き文字や白細線で汚れが発生する可能性があることを示している。   From FIG. 16, when the 10-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 is 2 μm or more, the IB is small and the IB hardly changes with the change of the 10-point average roughness Rz, but the 10-point average roughness Rz is 2 μm. If it is less than IB, it turns out that IB is increasing rapidly. This indicates that when the ten-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 is less than 2 μm, there is a possibility that smudges may occur in white characters or white thin lines in the printed image.

本実施の形態のレンズユニット１をＬＥＤヘッド３に実装した、解像度６００ｄｉｐのプリンタ１００を用いて画像を印刷し、印刷画像を評価したところ、粗面部２５の十点平均粗さＲｚが２μｍ以上の場合には、２ポイントの大きさの白抜き文字や、２ドットの細線に汚れは発生しなかった。一方、粗面部２５の十点平均粗さＲｚが２μｍ未満の場合には、２ポイントの大きさの白抜き文字や、２ドットの細線に汚れが発生した。   When an image was printed using a printer 100 having a resolution of 600 dip in which the lens unit 1 of the present embodiment was mounted on the LED head 3 and the printed image was evaluated, the ten-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 was 2 μm or more. In such a case, no smudge occurred on white characters having a size of 2 points or fine lines of 2 dots. On the other hand, when the ten-point average roughness Rz of the rough surface portion 25 is less than 2 μm, the white characters having a size of 2 points and the 2-dot thin line are stained.

以上説明したように、本実施の形態によれば、物体側に配置した遮光部材の空孔の内壁に粗面部を設けて光線の反射を防止することにより、結像のコントラストを向上することができる。また、このようなレンズユニットを画像形成装置の露光装置に用いることにより、印刷画像の白抜き文字や白細線の汚れを防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, the contrast of imaging can be improved by providing a rough surface portion on the inner wall of the hole of the light shielding member arranged on the object side to prevent reflection of light rays. it can. Further, by using such a lens unit in an exposure apparatus of an image forming apparatus, it is possible to prevent white characters and white thin lines from being printed.

第３の実施形態．
次に、本発明の第３の実施形態における読取装置について説明する。図１７は、上述した第１または第２の実施の形態におけるレンズユニットを備えた読取装置としてのスキャナ５００の基本構成を示す概略図である。図１７に示すスキャナ５００は、原稿６００の画像を取り込み、電子データを生成するものである。 Third embodiment.
Next, a reading apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a schematic diagram showing a basic configuration of a scanner 500 as a reading apparatus including the lens unit in the first or second embodiment described above. A scanner 500 shown in FIG. 17 captures an image of a document 600 and generates electronic data.

＜読取装置の構成＞
スキャナ５００は、原稿６００を載置する原稿台５０２と、原稿６００を照明する照明装置としてのランプ５０１と、原稿６００の表面で反射された光を取り込み、電子データに変換する読取ヘッド４００と、この読取ヘッド４００を原稿６００の面と平行に移動可能に支持するレール５０３と、読取ヘッド４００をレール５０３に沿って移動させる駆動機構５１０とを備えている。原稿台５０２は、可視光を透過する素材で構成されている。ランプ５０１から発せられた光は、原稿台５０２を透過して原稿６００の表面で反射され、再び原稿台５０２を透過して読取ヘッド４００に入射する。 <Configuration of reader>
The scanner 500 includes a document table 502 on which the document 600 is placed, a lamp 501 as an illuminating device that illuminates the document 600, a read head 400 that takes in light reflected by the surface of the document 600 and converts it into electronic data, A rail 503 that supports the reading head 400 so as to be movable in parallel with the surface of the document 600 and a drive mechanism 510 that moves the reading head 400 along the rail 503 are provided. The document table 502 is made of a material that transmits visible light. The light emitted from the lamp 501 passes through the document table 502 and is reflected by the surface of the document 600, and then passes through the document table 502 again and enters the reading head 400.

駆動機構５１０は、モータ５０６と、このモータ５０６により回転駆動される駆動ベルト５０５と、駆動ベルト５０５が張架された複数の滑車５０４とを備え、駆動ベルト５０５の一部が読取ヘッド４００の接続されている。モータ５０６の回転により、駆動ベルト５０５が移動し、これにより読取ヘッド４００がレール５０３に沿って、原稿６００の面と平行に移動する。なお、上記のランプ５０１は読取ヘッド４００に取り付けられており、読取ヘッド４００と共に移動する。   The drive mechanism 510 includes a motor 506, a drive belt 505 that is rotationally driven by the motor 506, and a plurality of pulleys 504 on which the drive belt 505 is stretched, and a part of the drive belt 505 is connected to the read head 400. Has been. The driving belt 505 is moved by the rotation of the motor 506, whereby the reading head 400 is moved along the rail 503 in parallel with the surface of the document 600. The lamp 501 is attached to the reading head 400 and moves together with the reading head 400.

＜読取ヘッド＞
図１８は、読取ヘッド４００の基本構成を示す図である。読取ヘッド４００は、原稿６００で反射された光の光路を折り曲げるミラーと、原稿６００の結像を形成するレンズユニット１と、レンズユニット１による結像位置に配設されたラインセンサ４０１とを備えている。ラインセンサ４０１は、複数の受光素子が略直線状に一列に配列されており、原稿６００の結像を電気信号に変換する。なお、ラインセンサ４０１における複数の受光素子の配列方向は、原稿台５０２と平行で、且つ、読取ヘッド４００の移動方向と直交する方向である。 <Reading head>
FIG. 18 is a diagram showing a basic configuration of the read head 400. The reading head 400 includes a mirror that bends the optical path of light reflected from the document 600, a lens unit 1 that forms an image of the document 600, and a line sensor 401 that is disposed at an image formation position by the lens unit 1. ing. The line sensor 401 has a plurality of light receiving elements arranged in a line in a substantially straight line, and converts the image of the original 600 into an electrical signal. The arrangement direction of the plurality of light receiving elements in the line sensor 401 is a direction parallel to the document table 502 and orthogonal to the moving direction of the reading head 400.

図１９は、第２の実施の形態における読取ヘッド４００の構成を示す断面図である。図１７に示すように、レンズユニット１は、その物体面ＯＰが原稿６００の表面と一致し、結像面ＩＰがラインセンサ４０１の入射面と一致するように配置されている。レンズユニット１は、第１の実施の形態または第２の実施の形態で説明したものであり、第１のレンズ１２を有する第１のレンズ板１１と、第２のレンズ１４を有する第２のレンズ板１３と、遮光板２１と、マスク板２３とを備えている。第１のレンズ１２の配列方向、および第２のレンズ１４の配列方向は、ラインヘッド４０１の受光素子の配列方向と平行である。   FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of the read head 400 according to the second embodiment. As shown in FIG. 17, the lens unit 1 is arranged such that the object plane OP coincides with the surface of the original 600 and the image formation plane IP coincides with the incident surface of the line sensor 401. The lens unit 1 has been described in the first embodiment or the second embodiment, and the first lens plate 11 having the first lens 12 and the second lens 14 having the second lens 14. A lens plate 13, a light shielding plate 21, and a mask plate 23 are provided. The arrangement direction of the first lens 12 and the arrangement direction of the second lens 14 are parallel to the arrangement direction of the light receiving elements of the line head 401.

＜読取装置の動作＞
このように構成されたスキャナ（読取装置）５００の動作について、図１７〜図１９を参照して説明する。図１７に示すように、ランプ５０１が点灯すると、ランプ５０１から発せられた光線は、原稿台５０２を透過して原稿６００の表面で反射され、再び原稿台５０２を透過して読取ヘッド４００に入射する。図１８に示すように、読取ヘッド４００に入射した光線は、ミラー４０２により反射され、レンズユニット１を透過して、ラインセンサ４０１に入射する。レンズユニット１の第１のレンズ１２および第２のレンズ１４により、ラインセンサ４０１上に原稿６００の結像が形成され、ラインセンサ４０１により電気信号に変換される。 <Operation of reading device>
The operation of the scanner (reading device) 500 configured as described above will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 17, when the lamp 501 is turned on, the light beam emitted from the lamp 501 is transmitted through the document table 502 and reflected by the surface of the document 600, and is transmitted through the document table 502 again and incident on the reading head 400. To do. As shown in FIG. 18, the light beam incident on the read head 400 is reflected by the mirror 402, passes through the lens unit 1, and enters the line sensor 401. An image of the original 600 is formed on the line sensor 401 by the first lens 12 and the second lens 14 of the lens unit 1, and is converted into an electric signal by the line sensor 401.

また、図１７に示すように、モータ５０６により駆動ベルト５０５が駆動され、読取ヘッド４００およびランプ５０１がレール５０３に沿って移動する。これにより、読取ヘッド４００のラインセンサ４０１は、原稿６００の二次元イメージを取り込む。   As shown in FIG. 17, the driving belt 505 is driven by the motor 506, and the reading head 400 and the lamp 501 move along the rail 503. As a result, the line sensor 401 of the reading head 400 captures a two-dimensional image of the document 600.

この第３の実施の形態では、スキャナ５００（読取装置）のレンズユニット１が、迷光を結像面に到達させない構成を有しており、結像のコントラストの低下を防止することができるため、原稿６００の画像データを正確に取り込むことができる。   In the third embodiment, the lens unit 1 of the scanner 500 (reading device) has a configuration that does not allow stray light to reach the imaging surface, so that a reduction in imaging contrast can be prevented. The image data of the original 600 can be accurately captured.

１ レンズユニット、 １１ 第１のレンズ板、 １２ 第１のレンズ、 １３ 第２のレンズ板、 １４ 第２のレンズ、 ２１ 遮光板（第１の遮光部材）、 ２２ 第１の空孔、 ２３ マスク板（第２の遮光部材）、 ２４ 第２の空孔、 ２５ 粗面部、 ３ ＬＥＤヘッド（露光装置）、 ３０ ＬＥＤ素子、 ３００ ＬＥＤアレイ、 ４１ 感光体ドラム、 ４２ 帯電ローラ、 ５ 現像器、 ８０ 転写ローラ、 ８１ 転写ベルト、 １００ プリンタ、 ３０Ａ 物体、 ３０Ｂ 中間像、 ３０Ｃ 結像。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens unit, 11 1st lens plate, 12 1st lens, 13 2nd lens plate, 14 2nd lens, 21 Light-shielding plate (1st light-shielding member), 22 1st hole, 23 Mask Plate (second light shielding member), 24 second hole, 25 rough surface portion, 3 LED head (exposure device), 30 LED element, 300 LED array, 41 photosensitive drum, 42 charging roller, 5 developing device, 80 Transfer roller, 81 transfer belt, 100 printer, 30A object, 30B intermediate image, 30C imaging.

Claims (13)

物体の縮小倒立像を形成する第１のレンズを２列に配列した第１のレンズアレイと、
前記第１のレンズが形成した像の拡大倒立像を形成する第２のレンズを２列に配列した第２のレンズアレイと、
前記第１のレンズと第２のレンズとの間に第１の空孔を有する第１の遮光部材と、
前記物体と前記第１のレンズとの間に第２の空孔を有する第２の遮光部材と
を備え、
前記第１の空孔は、第１のレンズ側の開口寸法よりも第２のレンズ側の開口寸法が大きく形成され、前記第２の空孔は、第１のレンズ側の開口寸法よりも物体側の開口寸法が大きく形成され、
前記第１の空孔の前記第１のレンズ側の開口寸法は、前記第２の空孔の前記第１のレンズ側の開口寸法よりも大きく、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは、共通の光軸上に位置すると共に、同じ配列方向にそれぞれ配列され、
前記光軸の方向および前記配列方向の両方に直交する方向を各レンズアレイの幅方向とすると、前記光軸から前記第１の空孔の内壁までの前記幅方向の距離は、前記第１のレンズ側および前記第２のレンズ側のいずれにおいても、前記配列方向における前記第１の空孔の開口寸法の半分よりも大きく、
前記第１の空孔および前記第２の空孔は、いずれも、前記配列方向に略直交する方向に延在する一対の内壁と、前記一対の内壁の間に湾曲して延在する内壁とを有し、
前記第１のレンズアレイでは、同じ列で隣り合う前記第１のレンズ同士が互いに接触すると共に、異なる列で隣り合う前記第１のレンズ同士が互いに接触し、且つ、ある前記第１のレンズの光軸から、当該第１のレンズに対して異なる列で隣り合う２つの前記第１のレンズの両光軸までの距離が互いに等しく、
前記第２のレンズアレイでは、同じ列で隣り合う前記第２のレンズ同士が互いに接触すると共に、異なる列で隣り合う前記第２のレンズ同士が互いに接触し、且つ、ある前記第２のレンズの光軸から、当該第２のレンズに対して異なる列で隣り合う２つの前記第２のレンズの両光軸までの距離が互いに等しい
ことを特徴とするレンズユニット。 A first lens array in which first lenses forming a reduced inverted image of an object are arranged in two rows;
A second lens array in which second lenses forming an enlarged inverted image of the image formed by the first lens are arranged in two rows ;
A first light shielding member having a first hole between the first lens and the second lens;
A second light shielding member having a second hole between the object and the first lens;
The first hole is formed such that the opening size on the second lens side is larger than the opening size on the first lens side, and the second hole is an object larger than the opening size on the first lens side. opening size of the side is larger,
The opening dimension of the first hole on the first lens side is larger than the opening dimension of the second hole on the first lens side,
The first lens and the second lens are located on a common optical axis and arranged in the same arrangement direction,
When the direction perpendicular to both the direction of the optical axis and the arrangement direction is the width direction of each lens array, the distance in the width direction from the optical axis to the inner wall of the first hole is the first distance. Greater than half of the opening dimension of the first holes in the arrangement direction on either the lens side or the second lens side;
Each of the first hole and the second hole includes a pair of inner walls extending in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction, and an inner wall extending curvedly between the pair of inner walls. Have
In the first lens array, the first lenses adjacent in the same row are in contact with each other, and the first lenses adjacent in different rows are in contact with each other. The distances from the optical axis to the optical axes of the two first lenses adjacent to each other in different rows with respect to the first lens are equal to each other,
In the second lens array, the second lenses adjacent in the same row are in contact with each other, the second lenses adjacent in different rows are in contact with each other, and the second lens The distance from the optical axis to both optical axes of the two second lenses adjacent to each other in different rows with respect to the second lens is equal to each other.
A lens unit characterized by that . 前記第１の空孔の第１のレンズ側の開口寸法は、前記第２の空孔の第１のレンズ側の開口寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。   2. The lens unit according to claim 1, wherein an opening size of the first hole on the first lens side is larger than an opening size of the second hole on the first lens side. 前記第１の空孔の内壁および前記第２の空孔の内壁は、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの共通の光軸に対して、傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズユニット。   The inner wall of the first hole and the inner wall of the second hole are inclined with respect to a common optical axis of the first lens and the second lens. The lens unit according to 1 or 2. 前記第２の空孔の内壁の前記光軸に対する傾斜は、前記第１の空孔の内壁の前記第１のレンズの前記光軸に対する傾斜よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。   The inclination of the inner wall of the second hole with respect to the optical axis is larger than the inclination of the inner wall of the first hole with respect to the optical axis of the first lens. Lens unit. 前記第２の空孔には、内壁に十点平均粗さが２μｍ以上の粗面部が形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のレンズユニット。 Wherein the second holes, the lens unit according to any one of claims 1 to 4, characterized in that ten-point average roughness on the inner wall is formed over the rough surface portion 2 [mu] m. 前記第１の空孔の内壁は、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの共通の光軸に対して、傾斜していることを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。   The lens unit according to claim 5, wherein an inner wall of the first hole is inclined with respect to a common optical axis of the first lens and the second lens. 前記第２の空孔の前記粗面部が、エッチング処理により形成されたものであることを特徴とする請求項５または６に記載のレンズユニット。   The lens unit according to claim 5, wherein the rough surface portion of the second hole is formed by an etching process. 前記第１のレンズおよび第２のレンズが、隙間なく配列されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のレンズユニット。   The lens unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the first lens and the second lens are arranged without a gap. 前記光軸から前記第２の空孔の内壁までの前記幅方向の距離が、前記物体側および前記第１のレンズ側のいずれにおいても、前記配列の方向における前記第２の空孔の開口寸法の半分よりも大きいことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のレンズユニット。 The distance in the width direction from the optical axis to the inner wall of the second hole is the opening dimension of the second hole in the direction of the arrangement on both the object side and the first lens side. the lens unit according to any one of claims 1 to 8, characterized in that greater than half of the. 請求項１から９までのいずれか１項に記載のレンズユニットを備えたＬＥＤヘッド。 LED head having a lens unit according to any one of claims 1 to 9. 請求項１から９までのいずれか１項に記載のレンズユニットを備えた露光装置。 An exposure device including the lens unit according to any one of claims 1 to 9. 請求項１から９までのいずれか１項に記載のレンズユニットを備えた画像形成装置。 An image forming apparatus having a lens unit according to any one of claims 1 to 9. 請求項１から９までのいずれか１項に記載のレンズユニットを備えた読取装置。 Reading machine having a lens unit according to any one of claims 1 to 9.
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