JPS6364763B2

JPS6364763B2 -

Info

Publication number: JPS6364763B2
Application number: JP55112490A
Authority: JP
Priority date: 1980-08-15
Filing date: 1980-08-15
Publication date: 1988-12-13
Also published as: JPS5737325A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、複写機等の露光光学系に使用され
る小型の結像装置に関する。

近年、複写機等の小型化の要請に答えて、小型
の結像装置がいくつか開発されている。その一つ
に、特公昭49−8893号公報に記載されたストリツ
プレンズアレイがある。これは、多数のレンズを
列状に配置して板状に形成した少なくとも二枚の
ストリツプレンズアレイを各レンズの光軸を一致
させて重ねたものである。重ねられた個々のレン
ズ群においては、第１図に示すように、直径がＤ
で有効画面の大きさがＧのレンズの開口効率が
100％の画面サイズ内に（この範囲内では、低画
角であるため光量分布はほぼ均一とみなすことが
できる。）、正六角形の光量分布を形成するよう
に、または第２図に示すように正方形の光量分布
を形成するように、同様な形状のアパーチヤーを
レンズ開口部または絞り部に挿入して、像面での
光量分布の重なりを第３図または第４図のように
形成するようにしてある。このような光量分布の
重なりによつて、Ｘ方向断面内の光量積分値は、
例えばX₁，X₂，X₃断面のいずれにおいても等し
い状態になる。また、Ｙ方向断面内の光量積分値
は、この結像装置をスリツト露光などの面走査に
用いる場合には均一にすることができるが、線走
査に用いる場合には、例えば線走査位置をY₁ま
たはY₂とすれば、いずれもこの断面上において
周期的な光量むらを発生させることになる。ま
た、この結像装置は、上記したように、光量分布
を補正するための特別なアパーチヤーを設ける必
要があり、このアパーチヤーの設定ずれが位置的
に生ずると、これがそのまま光量むらの原因とな
る。

この発明によれば、多数のレンズを列状に配置
して板状に形成した少なくとも二枚のマルチレン
ズアレイまたは一枚以上のマルチレンズアレイと
一枚のマルチプリズムアレイもしくはマルチダハ
ミラーアレイを、その各レンズ相互または各レン
ズと各プリズムもしくは各ダハミラーを対応させ
て重ねてなるレンズアレイユニツトを含む結像装
置において、各レンズ群の像面光量分布が重複し
て形成される合成光量分布が、アレイ列方向の特
定の線走査方向において最も均一になるように、
各レンズ群の配列ピツチなどの諸元を設定した結
像装置が提供される。これにより、光量分布補正
用の特別のアパーチヤーなどを用いずに合成光量
分布を均一化した、線走査に適した結像装置が得
られる。この発明の別の具体例においては、上記
レンズアレイユニツトを、固体走査素子や発光ダ
イオードなどと組合わせた結像装置が提供され
る。

したがつて、この発明の目的は、線走査に適し
た小型の結像装置を提供することにある。

この発明のその上の目的は、光量分布補正用の
特別のアパーチヤーなどを用いずに均一化された
合成光量分布を得ることのできる上記結像装置を
提供することにある。

この発明のその上の目的は、固体走査素子や発
光ダイオードと組合わされた上記結像装置を提供
することにある。

これらの目的および他の目的は、図面を参照し
た以下の説明から一層明らかになる。

この発明は、例えば第５図に示すように、多数
のレンズを列状に配置して板状に形成した三枚の
マルチレンズアレイ１１，１２，１３または第６
図に示すように二枚のマルチレンズアレイ１１，
１２を、各レンズを対応させて図示されないハウ
ジングで保持したレンズアレイユニツトに対して
適用される。物体１４は、共役位置に正立等倍実
像１５として結像される。この発明はまた、第７
図に示すように、マルチレンズアレイ１６の後方
にマルチプリズムアレイ１７を、各レンズとプリ
ズムが対応するように配置したアレイユニツトに
対しても、また第８図に示すように、マルプリズ
ムアレイの代りにマルチダハミラーアレイ１８を
配置したアレイユニツトに対しても適用される。
この場合、図示のような平面方向には、物体１４
は同じ位置に正立等倍実像１５として結像される
が、その紙面に垂直な方向には倒立等倍実像とし
て結像される。第７図に示すようなアレイユニツ
トに関しては、本願出願人と同じ出願人が先に出
願した特願昭55−21386号明細書に詳しく説明さ
れている。

これらレンズアレイユニツトの各レンズによる
有効画面のアレイ方向の任意の断面内での光強度
分布は、第１図に示すような台形または第２図に
示すような三角形状に近似される分布を示す。し
たがつて、各レンズ群の配列ピツチをこの断面分
布形状に適合する間隔に設定し、かつこの断面の
連なりをマルチレンズアレイの共通断面とするこ
とにより、このマルチレンズアレイのこの断面方
向内での合成光強度分布を均一化することができ
る。この発明は、このような合成光強度分布が均
一化される共通断面位置を実際の線走査位置とす
ることにより、線走査に好適な結像装置を得よう
とするものである。

第９図は、この発明の一実施例を示し、光軸を
含むアレイ方向断面内で台形状の光強度分布をも
つ各レンズ群を、その周辺の光強度が減少する部
分を隣接するレンズによつて互いに補い合い、中
心部と同様な光強度に均一化されるように配列し
た例が示されている。この場合、線走査ライン
は、各レンズの光軸を含む断面位置となる。

第１０図に示すこの発明の別の実施例は、上記
実施例と同様にレンズ光軸を含む断面位置を線走
査位置とした場合であるが、この場合には、各レ
ンズ群の光強度分布が三角形状の分布であるた
め、各レンズの配列ピツチはレンズ径にほぼ等し
く設定されている。

第１１図には、走査ライン位置が光軸から離れ
た位置にある場合、各レンズの配列ピツチをこの
面内での光強度分布の合成分布が均一化されるよ
うに設定した例が示されている。このように光軸
から離れたところに走査ライン位置を設定するの
は、第７図や第８図に示すアレイユニツトのよう
に、光軸光線を使用できない結像装置に好適であ
る。

第１２図は、レンズ径に比べて有効画面サイズ
が大きい場合には、光強度分布の合成を隣り合う
レンズだけでなく、その次のレンズと合わせて行
なうことによつて、光強度の適正化（均一化）を
図つた例である。

第１３図は、レンズアレイが二列の場合にも同
様な効果が得られるように考慮して各レンズを配
列した例で、この発明が複数列のレンズアレイに
対しても有効であることを示している。

この発明において、合成分布を最も均一化する
配列ピツチＰは、次のようにして求められる。ま
ず、台形状光量分布の場合に光軸断面を走査位置
とするときの配列ピツチＰは、第１４図に示すよ
うに、台形の上辺の長さをａ、下辺の長さをｂと
したとき、次のようになる。

Ｐ＝ａ＋ｂ−ａ／２＝ａ＋ｂ／２ ……(1) このとき、台形状分布でなく、三角形状分布を
光軸断面で走査する場合を考えると、上記(1)式で
ａ＝０になるので、配列ピツチＰは次のようにな
る。

Ｐ＝ｂ／２ ……(2) また、第１５図に示すように、台形状分布の場
合に光軸からｃだけ離れた断面を走査位置とする
ときの配列ピツチＰは、走査断面ｃにおける台形
の上辺の長さをa′、下辺の長さをb′、ピツチを
P′とすると、次のようになる。

a′＝２（a²／４−c²）^1/2 b′＝２（b²／４−c²）^1/2 P′＝a′＋b′／２＝（a²／４−c²）^1/2＋（b²／４−
c²）^1/2 Ｐ＝P′ ∴Ｐ＝（a²／４−c²）^1/2＋（b²／４−c²）^1/21/2……(
3) この(3)式において、ｃ＝０としたときが(1)式に
なり、Ｃ＝０、ａ＝０としたときが(2)式になるこ
とから、上記(3)式がこの発明における配列ピツチ
の一般式になる。

第１６図には、上記のように構成したこの発明
によるレンズアレイユニツト１９を、原稿台ガラ
ス２０上の原稿２１の等倍像を固体走査素子２２
上に結像させるために用いた線走査記録装置の例
が示されている。固体走査素子２２としては、例
えばアモルフアス半導体から成るいわゆるフラツ
トベツドセンサー等の等倍読取光電変換素子が用
いられ、移動する原稿２１を光源２３によつて照
明するか、または原稿２１を静止させ、光源２
３、アレイユニツト１９およびセンサー２２を一
体的に移動させて記録を行なう。

第１７図は、この発明によるレンズアレイユニ
ツト１９を発光ダイオード２４と感光体ドラム２
５との間に配置して、予め帯電させた感光体ドラ
ム２５表面に発光ダイオード２４の発光パターン
を等倍結像させ、これにより感光体ドラム表面を
ライン走査露光して記録を行なう装置の例であ
る。レンズアレイユニツト１９がプリズムアレイ
やダハミラーアレイを含む場合には、第１８図に
示すように、その前方に直角反射面２６またはハ
ーフミラー等を設けて、物体側および像側の光路
を分離する。

以上、この発明による結像装置によれば、従来
面走査の場合に用いていた特別のアパーチヤーア
レイを必要としないのみならず、それらのアパー
チヤーを用いても線走査の場合にはその光量分布
を均一化できなかつたマルチレンズアレイの合成
光量分布を、簡単に均一化できるとともに、それ
らの均一分布の経時的な変動が全くないなどの効
果がある。この発明は、上記実施例以外に、特許
請求の範囲に記載したこの発明の精神および範囲
内の種々の変形実施例をも含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来のストリツプレン
ズアレイにおける各レンズ群の開口形状およびア
レイ方向断面における光量分布を示す図、第３図
および第４図は、第１図および第２図に対応する
平面合成光量分布を示す図、第５図から第８図
は、この発明が適用されるレンズアレイユニツト
のそれぞれ異なる例を示す概略平面図、第９図か
ら第１３図は、この発明によるレンズアレイユニ
ツトのアレイ方向断面および平面における合成光
量分布を示す図、第１４図および第１５図は、こ
の発明によるレンズアレイユニツトにおけるレン
ズ配列ピツチを特定するための説明図、第１６か
ら第１８図は、この発明によるアレイユニツトを
組込んだ線走査記録装置の概略側面図である。１１，１２，１３，１６…マルチレンズアレ
イ、１７…マルチプリズムアレイ、１８…マルチ
ダハミラーアレイ、１９…レンズアレイユニツ
ト。

Claims

【特許請求の範囲】１多数のレンズを列状に配置して板状に形成し
た二以上のマルチレンズアレイを各レンズを対応
させてハウジングで保持したレンズアレイユニツ
トを含む結像装置であつて、各レンズ群の像面光
量分布を重複させて形成する合成光量分布がアレ
イ列方向の特定の線走査位置において均一となる
ように、前記レンズアレイユニツトのアレイ方向
の各レンズの光軸を含むアレイ方向断面内におけ
る光強度分布形状が台形形状若しくは三角形状を
なしており、その台形形状若しくは三角形状を成
す光強度分布の上辺の長さをａ、下辺の長さを
ｂ、光軸から上記線走査位置までの距離をｃとし
たとき、前記レンズアレイユニツトにおける各レ
ンズの配列ピツチＰを次のように定めた結像装
置。Ｐ＝（a²／４−c²）^1/2＋（b²／４−c²）^1/2 ２前記マルチレンズアレイが複数のレンズアレ
イを有している特許請求の範囲第１項記載の結像
装置。３光源により照明される原稿と固体走査素子と
の間に配置された特許請求の範囲第１項または第
２項記載の結像装置。４発光ダイオードアレイと感光体との間に配置
された特許請求の範囲第１項または第２項記載の
結像装置。５多数のレンズを列状に配置して板状に形成し
た一以上のマルチレンズアレイと、一つのマルチ
プリズムアレイまたはマルチダハミラーアレイと
を各レンズ及び各プリズムまたは各ダハミラーを
対応させてハウジングで保持したレンズアレイユ
ニツトを含む結像装置であつて、各レンズ群の像
面光量分布を重複させて形成する合成光量分布が
アレイ列方向の特定の線走査位置において均一と
なるように、前記レンズアレイユニツトのアレイ
方向の各レンズの光軸を含むアレイ方向断面内に
おける光強度分布形状が台形形状若しくは三角形
状をなしており、その台形形状若しくは三角形状
を成す光強度分布の上辺の長さをａ、下辺の長さ
をｂ、光軸から上記線走査位置までの距離をｃと
したとき、前記レンズアレイユニツトにおける各
レンズ及び各プリズムまたは各ダハミラーの配列
ピツチＰを次のように定めた結像装置。Ｐ＝（a²／４−c²）^1/2＋（b²／４−c²）^1/2 ６前記レンズアレイユニツトの前方に光路分割
反射面を有する特許請求の範囲第５項記載の結像
素子。７光源により照明される原稿と固体走査素子と
の間に配置された特許請求の範囲第５項または第
６項記載の結像装置。８発光ダイオードアレイと感光体との間に配置
された特許請求の範囲第５項または第６項記載の
結像装置。