JP2001194585A - 結像光学装置 - Google Patents
結像光学装置Info
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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- B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
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- Lenses (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロッドレンズアレイを具備し、結像位置まで
の光路内に透光性光学要素が挿入される結像光学装置に
見られる、結像された像の解像度の低下を抑制する。 【解決手段】 屈折率分布型ロッドレンズアレイの光学
パス内の物空間と像空間に、実質的に同一の形状および
結像特性を有する２個の透光性光学要素を、前記屈折率
分布型ロッドレンズアレイを中心として対称に配設した
ことを特徴とする結像光学装置。
の光路内に透光性光学要素が挿入される結像光学装置に
見られる、結像された像の解像度の低下を抑制する。 【解決手段】 屈折率分布型ロッドレンズアレイの光学
パス内の物空間と像空間に、実質的に同一の形状および
結像特性を有する２個の透光性光学要素を、前記屈折率
分布型ロッドレンズアレイを中心として対称に配設した
ことを特徴とする結像光学装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＬＥＤプリ
ンタ等において、ＬＥＤアレイから出射された光を結像
させる結像光学装置に関する。
ンタ等において、ＬＥＤアレイから出射された光を結像
させる結像光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤプリンタ１Ａは、例えば図８に示
されるように、感光ドラム１０の周囲に、上流側より順
に、感光ドラム１０の表面に設けられた感光体膜１１の
全面を一様に帯電させる帯電器１２、感光体膜１１を露
光して静電潜像を形成するＬＥＤアレイ１３、前記静電
潜像にトナー１４ａを付着させてトナー像を形成する現
像器１４、前記トナー像を記録紙１５に転写する転写器
１６、転写されたトナー像を記録紙１５に定着させる定
着器１７、感光体膜１１上に残存するトナー１４ａを除
去するクリーナ１８、及び感光体膜１１上に残存する電
荷を除去する除電ランプ１９を配して概略構成される。
されるように、感光ドラム１０の周囲に、上流側より順
に、感光ドラム１０の表面に設けられた感光体膜１１の
全面を一様に帯電させる帯電器１２、感光体膜１１を露
光して静電潜像を形成するＬＥＤアレイ１３、前記静電
潜像にトナー１４ａを付着させてトナー像を形成する現
像器１４、前記トナー像を記録紙１５に転写する転写器
１６、転写されたトナー像を記録紙１５に定着させる定
着器１７、感光体膜１１上に残存するトナー１４ａを除
去するクリーナ１８、及び感光体膜１１上に残存する電
荷を除去する除電ランプ１９を配して概略構成される。
【０００３】ＬＥＤアレイ１３は複数個のＬＥＤ素子を
感光ドラム１０の長手方向（記録紙１５の幅方向）に複
数列に整列して構成されており、印字させる文字や図形
等に対応させて各ＬＥＤ素子を選択的に発光させて光Ｌ
１として出射する。また、ＬＥＤアレイ１３と感光ドラ
ム１０との中間位置には、「セルフォックレンズ（日本
板硝子（株）の商品名）」として知られる屈折率分布型
ロッドレンズを複数個、その円筒面同士を連結して構成
されるロッドレンズアレイ２０が挿入されており、この
ロッドレンズアレイ２０により光Ｌ１を集光し、光Ｌ２
として感光体膜１１に結像させる。このロッドレンズア
レイ２０により結像された像は正立等倍像となり、感光
体膜１１にはＬＥＤアレイ１３の各ＬＥＤ素子の発光に
よる像がそのまま潜像として形成される。
感光ドラム１０の長手方向（記録紙１５の幅方向）に複
数列に整列して構成されており、印字させる文字や図形
等に対応させて各ＬＥＤ素子を選択的に発光させて光Ｌ
１として出射する。また、ＬＥＤアレイ１３と感光ドラ
ム１０との中間位置には、「セルフォックレンズ（日本
板硝子（株）の商品名）」として知られる屈折率分布型
ロッドレンズを複数個、その円筒面同士を連結して構成
されるロッドレンズアレイ２０が挿入されており、この
ロッドレンズアレイ２０により光Ｌ１を集光し、光Ｌ２
として感光体膜１１に結像させる。このロッドレンズア
レイ２０により結像された像は正立等倍像となり、感光
体膜１１にはＬＥＤアレイ１３の各ＬＥＤ素子の発光に
よる像がそのまま潜像として形成される。
【０００４】ところで、上記のＬＥＤプリンタ１Ａで
は、ＬＥＤアレイ１３及びロッドレンズアレイ２０で構
成される結像光学装置、並びに帯電器１２等の他の画像
形成要素が全て感光ドラム１０の外側に配設されるた
め、装置全体として大型になる。そこで、図９に示すよ
うに、ＬＥＤアレイ１３とロッドレンズアレイ２０とを
感光ドラム１０の内部に収納して小型化を図ったＬＥＤ
プリンタ１Ｂが提案されている。このＬＥＤプリンタ１
Ｂでは、感光ドラム１０はガラス等の透光性材料からな
る円筒体２１の表面に感光体膜１１を成膜して構成され
ており、ＬＥＤアレイ１３から出射され、ロッドレンズ
アレイ２０で集光された光Ｌ２は透光性円筒体２１を透
過して感光体膜１１に結像される。尚、ＬＥＤアレイ１
３及びロッドレンズアレイ２０以外の画像形成要素（帯
電器１２等）は図８と同様であり、図示は省略してあ
る。
は、ＬＥＤアレイ１３及びロッドレンズアレイ２０で構
成される結像光学装置、並びに帯電器１２等の他の画像
形成要素が全て感光ドラム１０の外側に配設されるた
め、装置全体として大型になる。そこで、図９に示すよ
うに、ＬＥＤアレイ１３とロッドレンズアレイ２０とを
感光ドラム１０の内部に収納して小型化を図ったＬＥＤ
プリンタ１Ｂが提案されている。このＬＥＤプリンタ１
Ｂでは、感光ドラム１０はガラス等の透光性材料からな
る円筒体２１の表面に感光体膜１１を成膜して構成され
ており、ＬＥＤアレイ１３から出射され、ロッドレンズ
アレイ２０で集光された光Ｌ２は透光性円筒体２１を透
過して感光体膜１１に結像される。尚、ＬＥＤアレイ１
３及びロッドレンズアレイ２０以外の画像形成要素（帯
電器１２等）は図８と同様であり、図示は省略してあ
る。
【０００５】また、このような構成のＬＥＤプリンタ１
Ｂは、小型化に加えて、飛散したトナー１４ａ（図８参
照）によるＬＥＤアレイ１３やロッドレンズアレイ２０
の汚染が無くなるという利点も備えている。
Ｂは、小型化に加えて、飛散したトナー１４ａ（図８参
照）によるＬＥＤアレイ１３やロッドレンズアレイ２０
の汚染が無くなるという利点も備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示したＬＥＤプリンタ１Ｂでは、透光性円筒体２１の厚
み部分の断面形状が円形であり、ロッドレンズアレイ２
０で集光された光Ｌ２はこの透光性円筒体２１を透過す
る際に、丁度、凹レンズと同等の屈折作用を受ける。そ
の結果、光Ｌ２は感光体膜１１に正確に結像せず、潜像
の解像度が低下して印字画像が劣化してしまう。以下に
具体的に説明する。
示したＬＥＤプリンタ１Ｂでは、透光性円筒体２１の厚
み部分の断面形状が円形であり、ロッドレンズアレイ２
０で集光された光Ｌ２はこの透光性円筒体２１を透過す
る際に、丁度、凹レンズと同等の屈折作用を受ける。そ
の結果、光Ｌ２は感光体膜１１に正確に結像せず、潜像
の解像度が低下して印字画像が劣化してしまう。以下に
具体的に説明する。
【０００７】ロッドレンズアレイの解像度の評価は、次
式で定義されるＭＴＦ（ModulationTransfer Function
：変調伝達関数）を用いて行われる。 ＭＴＦ（％）＝｛（ｉmax−ｉmin）／（ｉmax＋
ｉmin）｝×１００ ここで、ｉmaxは縞状の光をロッドレンズアレイに入射
した時の像面における光強度の最大値、ｉminは同最小
値である。また、通常、このＭＴＦはロッドレンズアレ
イの長手方向及び厚み方向について求められ（前者は横
解像ＭＴＦｘ、後者は縦解像ＭＴＦｙと呼ばれる）、両
ＭＴＦからロッドレンズアレイの解像度が評価される。
式で定義されるＭＴＦ（ModulationTransfer Function
：変調伝達関数）を用いて行われる。 ＭＴＦ（％）＝｛（ｉmax−ｉmin）／（ｉmax＋
ｉmin）｝×１００ ここで、ｉmaxは縞状の光をロッドレンズアレイに入射
した時の像面における光強度の最大値、ｉminは同最小
値である。また、通常、このＭＴＦはロッドレンズアレ
イの長手方向及び厚み方向について求められ（前者は横
解像ＭＴＦｘ、後者は縦解像ＭＴＦｙと呼ばれる）、両
ＭＴＦからロッドレンズアレイの解像度が評価される。
【０００８】本発明者は、図１０に示すように、ｎ0＝
１．６２７、ｇ＝０．５３４８、ｈ4＝０．７５、ｈ6＝
−１．２０９、ｈ8＝１．４５１（ｎ0はレンズ中心にお
ける屈折率、ｇ、ｈ4、ｈ6、ｈ8はそれぞれ屈折率分布
係数）で、開口角（α）２０°、レンズ長（Ｔ）６．８
９ｍｍ、共役長（Ｃ）１５．１ｍｍの屈折率分布型ロッ
ドレンズを設計した。そして、端点Ａを光源とし、端点
Ｂを結像部として上記ロッドレンズのアレイにおけるＭ
ＴＦｘ、ＭＴＦｙのシュミレーションを行った。結果を
図１１に示すが、ＭＴＦｘ、ＭＴＦｙ共に最適焦点位置
（focus=0)で最大値を示しており、良好な解像度を有す
ることがわかる。
１．６２７、ｇ＝０．５３４８、ｈ4＝０．７５、ｈ6＝
−１．２０９、ｈ8＝１．４５１（ｎ0はレンズ中心にお
ける屈折率、ｇ、ｈ4、ｈ6、ｈ8はそれぞれ屈折率分布
係数）で、開口角（α）２０°、レンズ長（Ｔ）６．８
９ｍｍ、共役長（Ｃ）１５．１ｍｍの屈折率分布型ロッ
ドレンズを設計した。そして、端点Ａを光源とし、端点
Ｂを結像部として上記ロッドレンズのアレイにおけるＭ
ＴＦｘ、ＭＴＦｙのシュミレーションを行った。結果を
図１１に示すが、ＭＴＦｘ、ＭＴＦｙ共に最適焦点位置
（focus=0)で最大値を示しており、良好な解像度を有す
ることがわかる。
【０００９】次に、上記の光学系において、図１２に示
すように、ＢＫ７ガラスに相当する屈折率を仮定し、外
径の曲率半径(R) １５ｍｍ、内径の曲率半径(r)１３ｍ
ｍ、厚さ(t)２ｍｍのシリンドリカルレンズ４０を、そ
の長手方向をロッドレンズアレイ２０の長手方向に一致
させ、かつ凹面側をロッドレンズアレイ２０と対向させ
て結像部Ｂ側に配設した場合について、同様にＭＴＦｘ
及びＭＴＦｙをシュミレーションにより求めた。結果を
図１３に示すが、シリンドリカルレンズ４０が無い場合
（図１１）と比較すると、ＭＴＦｘは同様のプロファイ
ルを示すものの、ＭＴＦｙの最大値が最適焦点位置から
大きくずれており、両ＭＴＦの最適焦点位置の差は１０
０μｍ以上にもなっている。
すように、ＢＫ７ガラスに相当する屈折率を仮定し、外
径の曲率半径(R) １５ｍｍ、内径の曲率半径(r)１３ｍ
ｍ、厚さ(t)２ｍｍのシリンドリカルレンズ４０を、そ
の長手方向をロッドレンズアレイ２０の長手方向に一致
させ、かつ凹面側をロッドレンズアレイ２０と対向させ
て結像部Ｂ側に配設した場合について、同様にＭＴＦｘ
及びＭＴＦｙをシュミレーションにより求めた。結果を
図１３に示すが、シリンドリカルレンズ４０が無い場合
（図１１）と比較すると、ＭＴＦｘは同様のプロファイ
ルを示すものの、ＭＴＦｙの最大値が最適焦点位置から
大きくずれており、両ＭＴＦの最適焦点位置の差は１０
０μｍ以上にもなっている。
【００１０】これは、ロッドレンズアレイ２０から出射
した光がシリンドリカルレンズ４０を透過する際に屈折
し、焦点がずれた結果であると考えられる。シリンドリ
カルレンズ４０は、図９に示したＬＥＤプリンタ１Ｂに
おける透光性円筒体２１に相当するものであるから、結
像光学装置を感光ドラム内に配設した実際のＬＥＤプリ
ンタにおいても同様にＭＴＦｘとＭＴＦｙとのずれが生
じて感光体膜１１に形成される潜像の解像度が低下し、
結果として印字される文字や図形の画質を劣化させる。
した光がシリンドリカルレンズ４０を透過する際に屈折
し、焦点がずれた結果であると考えられる。シリンドリ
カルレンズ４０は、図９に示したＬＥＤプリンタ１Ｂに
おける透光性円筒体２１に相当するものであるから、結
像光学装置を感光ドラム内に配設した実際のＬＥＤプリ
ンタにおいても同様にＭＴＦｘとＭＴＦｙとのずれが生
じて感光体膜１１に形成される潜像の解像度が低下し、
結果として印字される文字や図形の画質を劣化させる。
【００１１】ＬＥＤプリンタに限らず、ロッドレンズア
レイを具備する結像光学装置において、結像部までの光
路内に透光性の各種光学要素が挿入される場合には、同
様の結像ずれが生じて画像が劣化する。
レイを具備する結像光学装置において、結像部までの光
路内に透光性の各種光学要素が挿入される場合には、同
様の結像ずれが生じて画像が劣化する。
【００１２】本発明はこのような検討結果に基づくもの
であり、例えば感光ドラム内に結像光学装置（ＬＥＤア
レイ及びロッドレンズアレイ）を配設して小型化を図っ
たＬＥＤプリンタ等のような、ロッドレンズアレイを具
備し、結像部までの光路内に透光性光学要素が挿入され
る結像光学装置で見られる、結像された像の解像度の低
下を抑制することを目的とする。
であり、例えば感光ドラム内に結像光学装置（ＬＥＤア
レイ及びロッドレンズアレイ）を配設して小型化を図っ
たＬＥＤプリンタ等のような、ロッドレンズアレイを具
備し、結像部までの光路内に透光性光学要素が挿入され
る結像光学装置で見られる、結像された像の解像度の低
下を抑制することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、屈折率分布型ロッドレンズアレイの光
学パス内の物空間と像空間に、実質的に同一の形状およ
び結像特性を有する２個の透光性光学要素を、前記屈折
率分布型ロッドレンズアレイを中心として対称に配設し
たことを特徴とする結像光学装置を提供する。
めに、本発明は、屈折率分布型ロッドレンズアレイの光
学パス内の物空間と像空間に、実質的に同一の形状およ
び結像特性を有する２個の透光性光学要素を、前記屈折
率分布型ロッドレンズアレイを中心として対称に配設し
たことを特徴とする結像光学装置を提供する。
【００１４】また、同様の目的を達成するために、本発
明は、透光性円筒体の外周面に感光体膜を成膜してなる
感光ドラムの内部に配設され、ＬＥＤアレイから出射さ
れる光を屈折率分布型ロッドレンズアレイで集光し、透
光性円筒体を透過させて感光体膜に結像させる結像光学
装置において、透光性円筒体と実質的に同一材料からな
り、かつ透光性円筒体の光透過部分の断面形状と実質的
に同一の断面形状を有するシリンドリカルレンズを、屈
折率分布型ロッドレンズアレイを中心として透光性円筒
体のレーザ光透過部分と対称に配設したことを特徴とす
る結像光学装置を提供する。
明は、透光性円筒体の外周面に感光体膜を成膜してなる
感光ドラムの内部に配設され、ＬＥＤアレイから出射さ
れる光を屈折率分布型ロッドレンズアレイで集光し、透
光性円筒体を透過させて感光体膜に結像させる結像光学
装置において、透光性円筒体と実質的に同一材料からな
り、かつ透光性円筒体の光透過部分の断面形状と実質的
に同一の断面形状を有するシリンドリカルレンズを、屈
折率分布型ロッドレンズアレイを中心として透光性円筒
体のレーザ光透過部分と対称に配設したことを特徴とす
る結像光学装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の結像光学装置に関
して図面を参照して詳細に説明する。本発明の結像光学
装置は、図１に示すように、実質的に同一の形状および
結像特性を有する２個の透光性光学要素、例えば一方の
面が凹面で、他方の面が凸面のシリンドリカルレンズ５
０，５１を、それぞれの凹面５０ａ，５１ａを対向さ
せ、かつ光源側Ａおよび結像側Ｂに、ロッドレンズアレ
イ２０の入射側端面または出射側端面から等間隔に配設
して構成される。即ち、両シリンドリカルレンズ５０，
５１は、ロッドレンズアレイ２０を中心に対称に配設さ
れる。
して図面を参照して詳細に説明する。本発明の結像光学
装置は、図１に示すように、実質的に同一の形状および
結像特性を有する２個の透光性光学要素、例えば一方の
面が凹面で、他方の面が凸面のシリンドリカルレンズ５
０，５１を、それぞれの凹面５０ａ，５１ａを対向さ
せ、かつ光源側Ａおよび結像側Ｂに、ロッドレンズアレ
イ２０の入射側端面または出射側端面から等間隔に配設
して構成される。即ち、両シリンドリカルレンズ５０，
５１は、ロッドレンズアレイ２０を中心に対称に配設さ
れる。
【００１６】図２は、上記に従い２枚の同一（ＢＫ７
製）のシリンドリカルレンズをロッドレンズアレイを中
心に対称配置した系でシュミレーションによりＭＴＦｘ
及びＭＴＦｙを求めたグラフである。図１２に示したよ
うな、シリンドリカルレンズ４０を結像側Ｂのみに配設
した光学系によるＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの関係（図１
３）と比べると、ＭＴＦｙの最適焦点位置とＭＴＦｘの
最適焦点位置とがほぼ一致しており、このことから本発
明の結像光学装置により結像画像の劣化が抑えられるこ
とがわかる。これは、結像側Ｂに配置されたシリンドリ
カルレンズ５０による屈折が、光源側に配設されたシリ
ンドリカルレンズ５１による屈折により相殺された結果
であると考えられる。
製）のシリンドリカルレンズをロッドレンズアレイを中
心に対称配置した系でシュミレーションによりＭＴＦｘ
及びＭＴＦｙを求めたグラフである。図１２に示したよ
うな、シリンドリカルレンズ４０を結像側Ｂのみに配設
した光学系によるＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの関係（図１
３）と比べると、ＭＴＦｙの最適焦点位置とＭＴＦｘの
最適焦点位置とがほぼ一致しており、このことから本発
明の結像光学装置により結像画像の劣化が抑えられるこ
とがわかる。これは、結像側Ｂに配置されたシリンドリ
カルレンズ５０による屈折が、光源側に配設されたシリ
ンドリカルレンズ５１による屈折により相殺された結果
であると考えられる。
【００１７】尚、本発明において、透光性光学要素は、
上記のような凹面と凸面とからなるシリンドリカルレン
ズに限らず、両面ともに凸面のシリンドリカルレンズ、
あるいは一方の面が平面で、他方の面が凸面のシリンド
リカルレンズ（図７参照）などであってもよい。その場
合も、同一形状のものを一対、同一面同士を対向させて
ロッドレンズアレイを中心にして対称に配設する。
上記のような凹面と凸面とからなるシリンドリカルレン
ズに限らず、両面ともに凸面のシリンドリカルレンズ、
あるいは一方の面が平面で、他方の面が凸面のシリンド
リカルレンズ（図７参照）などであってもよい。その場
合も、同一形状のものを一対、同一面同士を対向させて
ロッドレンズアレイを中心にして対称に配設する。
【００１８】上記の如く構成される本発明の結像光学装
置の主たる用途として、例えば、図９に示したような構
成のＬＥＤプリンタがある。即ち、図３に示すように、
上記のようなシリンドリカルレンズ２を備える結像光学
装置を感光ドラム１０の内部に配設し、更に感光ドラム
１０の外側に、上流側より順に帯電器１２、現像器１
４、転写器１６、定着器１７、クリーナ１８及び除電ラ
ンプ１９を配してＬＥＤプリンタ１を構成することがで
きる。
置の主たる用途として、例えば、図９に示したような構
成のＬＥＤプリンタがある。即ち、図３に示すように、
上記のようなシリンドリカルレンズ２を備える結像光学
装置を感光ドラム１０の内部に配設し、更に感光ドラム
１０の外側に、上流側より順に帯電器１２、現像器１
４、転写器１６、定着器１７、クリーナ１８及び除電ラ
ンプ１９を配してＬＥＤプリンタ１を構成することがで
きる。
【００１９】図４に結像光学装置の主要部分を示すが、
シリンドリカルレンズ２は、感光ドラムを構成する透光
性円筒体２１と同一材料からなり、かつ透光性円筒体２
１の光透過部分の断面形状と同一の断面形状を有する。
例えば、図示されるように、透光性円筒体２１の厚みｔ
と同一の厚さｔａで、かつ透光性円筒体２１の外周面２
１ａの曲率半径Ｒと同一の曲率半径Ｒａで形成される凸
面２ａ及び透光性円筒体２１の内周面２１ｂの曲率半径
ｒと同一の曲率内径ｒａで形成される凹面２ｂを有す
る。従って、シリンドリカルレンズ２は、透光性円筒体
２１と同一の屈折特性を有することになる。
シリンドリカルレンズ２は、感光ドラムを構成する透光
性円筒体２１と同一材料からなり、かつ透光性円筒体２
１の光透過部分の断面形状と同一の断面形状を有する。
例えば、図示されるように、透光性円筒体２１の厚みｔ
と同一の厚さｔａで、かつ透光性円筒体２１の外周面２
１ａの曲率半径Ｒと同一の曲率半径Ｒａで形成される凸
面２ａ及び透光性円筒体２１の内周面２１ｂの曲率半径
ｒと同一の曲率内径ｒａで形成される凹面２ｂを有す
る。従って、シリンドリカルレンズ２は、透光性円筒体
２１と同一の屈折特性を有することになる。
【００２０】そして、このシリンドリカルレンズ２は、
凸面２ａがＬＥＤアレイ１３の光出射面１３ａと対向
し、凹面２ｂがロッドレンズアレイ２０の入射側端面と
対向し、更に凹面２ｂからロッドレンズアレイ２０の入
射側端面までの距離（Ｘ１）と、ロッドレンズアレイ２
０の出射側端面から透光性円筒体２１の内周面２１ｂま
での距離（Ｘ２）とが一致するように、即ちロッドレン
ズアレイ２０を中心として、透光性円筒体２１と対称に
なるように光軸上に配設される。また、ロッドレンズア
レイ２０の共役長を考慮すると、このシリンドリカルレ
ンズ２は、凸面２ａをＬＥＤアレイ１３の光出射面１３
ａに極く接近させて配設することが望ましい。
凸面２ａがＬＥＤアレイ１３の光出射面１３ａと対向
し、凹面２ｂがロッドレンズアレイ２０の入射側端面と
対向し、更に凹面２ｂからロッドレンズアレイ２０の入
射側端面までの距離（Ｘ１）と、ロッドレンズアレイ２
０の出射側端面から透光性円筒体２１の内周面２１ｂま
での距離（Ｘ２）とが一致するように、即ちロッドレン
ズアレイ２０を中心として、透光性円筒体２１と対称に
なるように光軸上に配設される。また、ロッドレンズア
レイ２０の共役長を考慮すると、このシリンドリカルレ
ンズ２は、凸面２ａをＬＥＤアレイ１３の光出射面１３
ａに極く接近させて配設することが望ましい。
【００２１】上記の如く構成されるＬＥＤプリンタ１に
おいて、ＬＥＤアレイ１３から出射された光Ｌ１は、先
ずシリンドリカルレンズ２により所定の屈折作用を受
け、その後ロッドレンズアレイ２０により集光されて光
Ｌ２として感光体膜１１へと結像される。この時、上記
したように、光Ｌ２は感光体膜１１に至る前に透光性円
筒体２１による屈折作用を受けて特にＭＴＦｙの最適焦
点位置が大きくずれる。しかし、本発明の結像光学装置
によれば、屈折特性が同一であるシリンドリカルレンズ
２と透光性円筒体２１とが互いに凹面同士を対向させ
て、ロッドレンズアレイ２０から等間隔で、即ちロッド
レンズアレイ２０を中心として対称に配置されているた
め、透光性円筒体２１による屈折がシリンドリカルレン
ズ２による屈折により相殺され、ＭＴＦｙの最適焦点位
置のずれが抑えられる。その結果、感光体膜１１には画
質の劣化の無い潜像が形成され、解像度が高く、鮮明な
文字や図形が記録紙１５に印字される。
おいて、ＬＥＤアレイ１３から出射された光Ｌ１は、先
ずシリンドリカルレンズ２により所定の屈折作用を受
け、その後ロッドレンズアレイ２０により集光されて光
Ｌ２として感光体膜１１へと結像される。この時、上記
したように、光Ｌ２は感光体膜１１に至る前に透光性円
筒体２１による屈折作用を受けて特にＭＴＦｙの最適焦
点位置が大きくずれる。しかし、本発明の結像光学装置
によれば、屈折特性が同一であるシリンドリカルレンズ
２と透光性円筒体２１とが互いに凹面同士を対向させ
て、ロッドレンズアレイ２０から等間隔で、即ちロッド
レンズアレイ２０を中心として対称に配置されているた
め、透光性円筒体２１による屈折がシリンドリカルレン
ズ２による屈折により相殺され、ＭＴＦｙの最適焦点位
置のずれが抑えられる。その結果、感光体膜１１には画
質の劣化の無い潜像が形成され、解像度が高く、鮮明な
文字や図形が記録紙１５に印字される。
【００２２】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより明確にす
るが、本発明はこれにより何ら制限されるものではな
い。
るが、本発明はこれにより何ら制限されるものではな
い。
【００２３】断面形状において厚さ２ｍｍ、一方が凸面
で、他方が凹面のＢＫ７製のシリンドリカルレンズ６
０，６１を一対用い、図５（ａ）に示すように凹面同士
を対向させ、ロッドレンズアレイ２０の両側に等間隔で
対称配置した光学系と、図５（ｂ）に示すようにロッド
レンズアレイ２０に対して結像側Ｂのみにシリンドリカ
ルレンズ６０を配置した光学系とについて、ＭＴＦｘ及
びＭＴＦｙを求め、それぞれの最大値を示す位置の差を
求めた。尚、図中の数字は各光学要素間の距離であり、
その単位は〔ｍｍ〕である。
で、他方が凹面のＢＫ７製のシリンドリカルレンズ６
０，６１を一対用い、図５（ａ）に示すように凹面同士
を対向させ、ロッドレンズアレイ２０の両側に等間隔で
対称配置した光学系と、図５（ｂ）に示すようにロッド
レンズアレイ２０に対して結像側Ｂのみにシリンドリカ
ルレンズ６０を配置した光学系とについて、ＭＴＦｘ及
びＭＴＦｙを求め、それぞれの最大値を示す位置の差を
求めた。尚、図中の数字は各光学要素間の距離であり、
その単位は〔ｍｍ〕である。
【００２４】上記のＭＴＦｘ及びＭＴＦｙは、図６に示
す装置を用いて求めることができる。即ち、ハロゲンラ
ンプ３０からの光を通過波長５７０ｎｍのフィルタ３
１、拡散板３２及び矩形波テストチャート３３を順次透
過させて矩形波格子パターン（通常、１０〔ｌｐ／ｍ
ｍ〕程度）を形成し、この格子パターンをロッドレンズ
アレイ２０に入射させる。ロッドレンズアレイ２０は前
記の格子パターンと直交するように図中矢印方向に移動
しており、その結像した像をＣＣＤイメージセンサ３４
で順次読み取る。そして、その出力信号はデータ処理装
置３５に送られ、上記式によりＭＴＦが算出される。
す装置を用いて求めることができる。即ち、ハロゲンラ
ンプ３０からの光を通過波長５７０ｎｍのフィルタ３
１、拡散板３２及び矩形波テストチャート３３を順次透
過させて矩形波格子パターン（通常、１０〔ｌｐ／ｍ
ｍ〕程度）を形成し、この格子パターンをロッドレンズ
アレイ２０に入射させる。ロッドレンズアレイ２０は前
記の格子パターンと直交するように図中矢印方向に移動
しており、その結像した像をＣＣＤイメージセンサ３４
で順次読み取る。そして、その出力信号はデータ処理装
置３５に送られ、上記式によりＭＴＦが算出される。
【００２５】また、断面形状において厚さ２ｍｍ、一方
が凸面で、他方が平面のＢＫ７製のシリンドリカルレン
ズ７０，７１を一対用い、図７（ａ）に示すように平面
同士を対向させ、ロッドレンズアレイ２０の両側に等間
隔で対称配置した光学系と、図７（ｂ）に示すようにロ
ッドレンズアレイ２０に対して結像側Ｂのみに同シリン
ドリカルレンズ７０を配置した光学系とについて、図６
に示した装置に準じてＭＴＦｘ及びＭＴＦｙを求め、そ
れぞれの最大値を示す位置の差を求めた。尚、図中の数
字は各光学要素間の距離であり、その単位は〔ｍｍ〕で
ある。
が凸面で、他方が平面のＢＫ７製のシリンドリカルレン
ズ７０，７１を一対用い、図７（ａ）に示すように平面
同士を対向させ、ロッドレンズアレイ２０の両側に等間
隔で対称配置した光学系と、図７（ｂ）に示すようにロ
ッドレンズアレイ２０に対して結像側Ｂのみに同シリン
ドリカルレンズ７０を配置した光学系とについて、図６
に示した装置に準じてＭＴＦｘ及びＭＴＦｙを求め、そ
れぞれの最大値を示す位置の差を求めた。尚、図中の数
字は各光学要素間の距離であり、その単位は〔ｍｍ〕で
ある。
【００２６】結果を表１に示すが、両シリンドリカルレ
ンズともに、ロッドレンズアレイに対して両側に対称配
置とすることにより、ＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの最大値を
示す位置の差が小さく、結像の良好さが確認された。
ンズともに、ロッドレンズアレイに対して両側に対称配
置とすることにより、ＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの最大値を
示す位置の差が小さく、結像の良好さが確認された。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロッドレンズアレイを具備し、結像部までの光路内に透
光性光学要素が挿入される結像光学装置に見られる、結
像された像の解像度の低下を抑制することができ、例え
ば感光ドラム内に結像光学装置を配設して小型化を図っ
たＬＥＤプリンタ等に適用した場合、潜像の劣化が抑制
され、鮮明な印字画像を得ることができる。
ロッドレンズアレイを具備し、結像部までの光路内に透
光性光学要素が挿入される結像光学装置に見られる、結
像された像の解像度の低下を抑制することができ、例え
ば感光ドラム内に結像光学装置を配設して小型化を図っ
たＬＥＤプリンタ等に適用した場合、潜像の劣化が抑制
され、鮮明な印字画像を得ることができる。
【図１】本発明の結像光学装置の一実施形態を示す要部
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示した結像光学装置の作用を検証するた
めにＭＴＦｘ及びＭＴＦｙをシュミレーションにより求
めたグラフである。
めにＭＴＦｘ及びＭＴＦｙをシュミレーションにより求
めたグラフである。
【図３】図１に示した結像光学装置を具備したＬＥＤプ
リンタの構成を示す断面図である。
リンタの構成を示す断面図である。
【図４】図３に示したＬＥＤプリンタの結像光学装置の
構成を示す要部断面図である。
構成を示す要部断面図である。
【図５】実施例において使用した光学系を示す図であ
る。
る。
【図６】ＭＴＦを測定するための装置の構成を示す図で
ある。
ある。
【図７】実施例において使用した他の光学系を示す図で
ある。
ある。
【図８】従来のＬＥＤプリンタの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図９】従来の他のＬＥＤプリンタの構成を示す断面図
である。
である。
【図１０】図８に示したＬＥＤプリンタを想定してその
結像光学装置のＭＴＦを測定するために使用した光学系
を示す図である。
結像光学装置のＭＴＦを測定するために使用した光学系
を示す図である。
【図１１】図１０の光学系を用いてシュミレーションに
より求めたＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの関係を示すグラフで
ある。
より求めたＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの関係を示すグラフで
ある。
【図１２】図８に示したＬＥＤプリンタを想定してその
結像光学装置のＭＴＦを測定するために使用した光学系
を示す図である。
結像光学装置のＭＴＦを測定するために使用した光学系
を示す図である。
【図１３】図１２の光学系を用いてシュミレーションに
より求めたＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの関係を示すグラフで
ある。
より求めたＭＴＦｘ及びＭＴＦｙの関係を示すグラフで
ある。
１〜１Ｂ ＬＥＤプリンタ ２ シリンドリカルレンズ（透光性光学要素） ２ａ 凸面 ２ｂ 凹面 １１ 感光体膜 １２ 帯電器 １３ ＬＥＤアレイ １４ 現像器 １５ 記録紙 １６ 転写器 １７ 定着器 １８ クリーナ １９ 除電ランプ ２０ ロッドレンズアレイ ２１ 透光性円筒体
Claims (3)
- 【請求項１】 屈折率分布型ロッドレンズアレイの光学
パス内の物空間と像空間に、実質的に同一の形状および
結像特性を有する２個の透光性光学要素を、前記屈折率
分布型ロッドレンズアレイを中心として対称に配設した
ことを特徴とする結像光学装置。 - 【請求項２】 前記透光性光学要素がシリンドリカルレ
ンズであることを特徴とする請求項１記載の結像光学装
置。 - 【請求項３】 透光性円筒体の外周面に感光体膜を成膜
してなる感光ドラムの内部に配設され、ＬＥＤアレイか
ら出射される光を屈折率分布型ロッドレンズアレイで集
光し、透光性円筒体を透過させて感光体膜に結像させる
結像光学装置において、 透光性円筒体と実質的に同一材料からなり、かつ透光性
円筒体の光透過部分の断面形状と実質的に同一の断面形
状を有するシリンドリカルレンズを、屈折率分布型ロッ
ドレンズアレイを中心として透光性円筒体の光透過部分
と対称に配設したことを特徴とする結像光学装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003638A JP2001194585A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 結像光学装置 |
| US09/755,181 US6469837B2 (en) | 2000-01-12 | 2001-01-08 | Imaging optical apparatus |
| TW090100423A TW496968B (en) | 2000-01-12 | 2001-01-09 | Imaging optical apparatus |
| EP01100094A EP1118882A3 (en) | 2000-01-12 | 2001-01-11 | Imaging optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003638A JP2001194585A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 結像光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194585A true JP2001194585A (ja) | 2001-07-19 |
| JP2001194585A5 JP2001194585A5 (ja) | 2006-10-26 |
Family
ID=18532550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003638A Abandoned JP2001194585A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 結像光学装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6469837B2 (ja) |
| EP (1) | EP1118882A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001194585A (ja) |
| TW (1) | TW496968B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013125140A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Sony Corp | 立体画像撮像装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4132599B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2008-08-13 | 日本板硝子株式会社 | 画像形成装置 |
| DE50106802D1 (de) * | 2001-09-27 | 2005-08-25 | Agfa Gevaert Ag | Abbildungsvorrichtung zum Abbilden eines länglichen Gegenstandes |
| WO2011027536A1 (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | オリンパス株式会社 | 光学装置、およびそれを用いた撮像装置、撮像システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192271A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-22 | N T T Advance Tekunoroji Kk | カラー画像形成装置 |
| EP0658786A3 (en) * | 1990-09-21 | 1997-11-19 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical information transmitting device and method of manufacturing same |
| JPH0659190A (ja) * | 1992-06-11 | 1994-03-04 | Minolta Camera Co Ltd | 屈折率分布型レンズを用いた複写機用レンズ系および読み取りレンズ系 |
| JP2000221442A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 結像光学装置 |
| JP2000309118A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Futaba Corp | 光プリントヘッド |
-
2000
- 2000-01-12 JP JP2000003638A patent/JP2001194585A/ja not_active Abandoned
-
2001
- 2001-01-08 US US09/755,181 patent/US6469837B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-09 TW TW090100423A patent/TW496968B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-01-11 EP EP01100094A patent/EP1118882A3/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013125140A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Sony Corp | 立体画像撮像装置 |
| US9661303B2 (en) | 2011-12-14 | 2017-05-23 | Sony Corporation | Multi-camera stereoscopic imaging apparatus for reducing the effects of aberration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1118882A2 (en) | 2001-07-25 |
| US20010015855A1 (en) | 2001-08-23 |
| TW496968B (en) | 2002-08-01 |
| US6469837B2 (en) | 2002-10-22 |
| EP1118882A3 (en) | 2003-11-05 |
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