JP2002178555A

JP2002178555A - 光学装置と書込みヘッド及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002178555A
Application number: JP2000375348A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Osawa; 康宏大澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】結像光学系を小型化して等倍像を精度良く結像
する。【解決手段】透明基板３１の平行な片面に一定間隔をお
いて設けた２枚の凸レンズ３２，３３と、透明基板３１
の他方の面で、２枚の凸レンズ３２，３３の中間に設け
られた凹面鏡３４で光学系３ａを形成する。物面１から
の光を凸レンズ３２に入射して集光し、集光した光を凹
面鏡３４で反射して凸レンズ３３により像面２に集光し
て、物面１の画像の等倍画像を物面２に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の詳細な説明〕この発明は、電子写真方式のプリ
ンタや複写機等で文字や画像を書き込む書込み光学系等
に使用する光学装置と書込みヘッド及びそれを使用した
画像形成装置、特に光学装置の小型化に関するものであ
る。

【０００２】発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用したＬＥ
Ｄアレイは、電子写真方式のプリンタや複写機などで画
像の書込み用に利用されている。このＬＥＤアレイを使
用したプリンタは、レーザーラスタ方式のプリンタと比
較して、振動や熱による光学系の変形に強い利点を有す
る。このＬＥＤアレイを使用したプリンタの書込み光学
系は、図１４に示すように、ＬＥＤアレイ３０から発し
た光を結像レンズ６１により感光体１９の表面に集光し
て感光面を露光して潜像を形成する。

【０００３】また、近年は、プリンタや複写機はカラー
対応で、かつ高精細な画像を形成することが要求される
とともに、小型化と低コスト化が望まれている。カラー
化に対応するためには、複数の感光体を用いるタンデム
方式を採用することが多く、小型化と低コスト化には小
径のドラムの感光体を採用し、高精細な画像を形成する
ために結像光学系も短焦点化されつつある。このためＬ
ＥＤアレイを使用した書込みヘッドを感光体に近接する
ため、結像光学系の薄型化と小型化が望まれている。

【０００４】この書込みヘッドの薄型化と小型化のため
に、例えば特開平７−108709号公報に示された書込みヘ
ッドは、図１５に示すように、複数のロッドレンズアレ
イを配列してハウジング６２に取り付けられた結像レン
ズアレイ６３の光軸と面発光型のＬＥＤアレイ３０の各
ＬＥＤの光軸を一致するようにＬＥＤアレイ３０を配置
し、結像レンズアレイ６３の入射側に結像レンズアレイ
６３の各ロッドレンズの配列と同じ配列で、ロッドレン
ズの径より小さな径の複数の穴を有する絞り部材６４を
配置し、ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤからの直接光だけ
を感光体１９に照射して感光体１９に鮮明で正確な潜像
を形成するようにしている。

【０００５】面発光型のＬＥＤアレイ３０からの光を集
光する場合、ＬＥＤアレイ３０の基板面を支持基板６５
に貼り合わせることが一般的である。そこで結像レンズ
アレイ６３は支持基板６５に対して垂直方向に配置さ
れ、ＬＥＤアレイ３０からの光を支持基板６５に対して
垂直方向に取り出す。支持基板６５にはＬＥＤアレイ３
０のほかにドライバＬＳＩや周辺回路を搭載することが
必要であることから、支持基板６５の幅を小さくするに
は限界があり、ハウジング６２を感光体１９に近付ける
と、感光体１９に対する占有角が支持基板６５の大きさ
により狭くできず、感光体１９の周囲に配置される他の
現像ユニットや定着ユニットに必要な空間を圧迫すると
いう問題がある。

【０００６】これに対して特開平８−32110号公報に
は、感光体に対する占有角を小さくした書込みヘッドが
示されている。この書込みヘッドは、図１６に示すよう
に、端面発光型のＬＥＤアレイ６６を使用し、端面発光
型のＬＥＤアレイ６６のｐｎ接合面６７とロッドレンズ
アレイを使用した結像レンズ６１の光軸を一致させ、円
筒状の支持体６８の内径を結像レンズ６１の外径と等し
くして、円筒状の支持体６８の軸心に沿って光を出射す
るようにしている。この書込みヘッドは円筒状の支持体
６８の内径が結像レンズ６１の外径と等しく形成され、
支持体６８の軸心に沿って光を出射する。この書込みヘ
ッドにおいて、端面発光型のＬＥＤアレイ６６にはドラ
イバＬＳＩや周辺回路を搭載しているため、円筒状の支
持体６８の長手方向には小さくできないが厚さを薄くで
き、書込みヘッドの厚さを結像レンズ６１の厚さ程度ま
で薄くできるため、円筒状の支持体６８を感光体１９に
接近させても、感光体１９に対する占有空間を狭くする
ことができる。

【０００７】また、特開平８−79447号公報にはロッド
レンズアレイを使用しない結像光学系が示されている。
この結像光学系は、図１７に示すように、物面７０の光
が第１の基板７１のレンズ７２に入射して、スペーサ板
７３を挟んで設けた第１の基板７１の開口７４と第２の
基板７５の開口７６を経由して第２の基板７５に設けら
れたレンズ７７で集光されて像面７８に結像する。ま
た、第１の基板７１のレンズ７２に入射した斜めの光は
第１の基板７１の隣接する開口７４の間の遮光面７９で
遮るようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−32110号公報に示された端面発光型のＬＥＤアレイ
は、面発光型ＬＥＤアレイに比べて製造と実装に手間が
かかるため、書込みヘッドのコスト上昇の原因となる。
このため面発光型ＬＥＤアレイを用いて書込みヘッドを
構成することが望ましい。また、端面発光型のＬＥＤア
レイを用いた場合、結像レンズの厚さは現状で３ｍｍ程
度であるが、さらに薄くすることは取り扱いや剛性の点
であまり期待できない。

【０００９】また、特開平８−79447号公報に示した光
学系でロッドレンズアレイを使用した光学系と同じ焦点
距離と解像度を得ようとすると、複数のレンズ７２と開
口７４と遮光面７９を有する第１の基板７１とスペーサ
７３及び複数の開口７６とレンズ７７を有する第２の基
板７４の厚さがロッドレンズアレイを使用した光学系と
同じ程度となるため、光学系全体の厚さを薄くすること
はできない。また、第１の基板７１と第２の基板７４を
積層する構造であるため、製造時には各レンズと開口の
光軸合わせを厳密に行なう必要があり、レンズと開口の
面数が増えると、それだけ組み立て時の軸合わせ工程で
工数がかかり、コストアップの原因になってしまう。

【００１０】この発明は係る短所を改善し、結像光学系
を小型化して等倍像を精度良く結像することができる光
学装置と書込みヘッド及びそれを使用した画像形成装置
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光学装置
は、板状の透明基板の表面と裏面の両面若しくは片面に
１又は複数の光学素子を配置し、物面から透明基板に入
射した光を各光学素子を経由して像面に出射して像面に
等倍像を結像することを特徴とする。

【００１２】上記透明基板に配置された光学素子は反射
素子を含み、反射素子の周辺に非反射構造を配置すると
良い。

【００１３】また、透明基板に配置された光学素子は入
射側集光素子と出射側集光素子を含むと良い。

【００１４】さらに、上記入射側集光素子と出射側集光
素子の光軸が交叉する位置に稜線を配置したルーフプリ
ズムを有することがのぞましい。

【００１５】また、板状の透明基板が平行平板であり、
透明基板の一方の片面の光学素子が全て平面鏡であって
も良い。

【００１６】さらに、光学素子を透明基板の一方の面に
設け、透明基板の他方の面が全反射面になるように各光
学素子を配置しても良い。

【００１７】また、透明基板の光の入射面と出射面のい
ずれか一方又は両方を透明基板の側面に設けることが望
ましい。

【００１８】さらに、光学素子をそれぞれ１列のアレイ
状に並べると良い。また、アレイ状に並べた光学素子の
間に遮光部を配置することが望ましい。

【００１９】この発明に係る書込みヘッドは、上記光学
装置を、光源からの光を感光面に結像する結像光学系に
使用したことを特徴とする。

【００２０】この発明に係る画像形成装置は、上記書込
みヘッドにより感光体に画像を書き込むことを特徴とす
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の物面から像面に等倍画
像を形成する光学系は、物面側に設けられた第の透明基
板と、第１の透明基板に接して像面側に設けられた第２
の透明基板とを有する。第１の透明基板は物面側の面に
設けらた第１の凸レンズと、第２の透明基板側の面に第
１の凸レンズと光軸を一致させて設けられた第２の凸レ
ンズを有する。第２の透明基板は第１の透明基板側の面
に設けられた第３の凸レンズと、像面側の面に第３の凸
レンズと光軸を一致させて設けられた第４の凸レンズを
有する。この第１の透明基板と第２の透明基板は、第２
の凸レンズと第３の凸レンズの光軸を一致させて、第２
の凸レンズと第３の凸レンズを接触させて配置されてい
る。

【００２２】この光学系は、第１の透明基板の第１の凸
レンズと第２の凸レンズの光軸をレンズ面に対して斜め
にずらし、第１の凸レンズと第２の凸レンズの曲率を多
少変えて最適化し、同様に、第２の透明基板の第３の凸
レンズと第４の凸レンズの光軸をレンズ面に対して斜め
にずらし、第３の凸レンズと第４の凸レンズの曲率を多
少変えて最適化することにより、物面の画像を像面に等
倍画像として結像させることができる。したがって光学
系の厚さを薄くすることができるとともに、物面から第
１の透明基板までの距離と、第２の透明基板から像面ま
での距離を短くすることができる。

【００２３】

【実施例】〔実施例１〕図１はこの発明の一実施例の
構成図である。図に示すように、物面１の画像を像面２
に等倍の画像として結像する光学系３は、物面１側に設
けられた第１の透明基板４と、第１の透明基板４に接し
て像面２側に設けられた第２の透明基板５とを有する。
第１の透明基板４は物面１側の面に設けらた第１の凸レ
ンズ６と、第２の透明基板５側の面に第１の凸レンズ６
と光軸を一致させて設けられた第２の凸レンズ７を有す
る。第２の透明基板５は第１の透明基板４側の面に設け
られた第３の凸レンズ８と、像面２側の面に第３の凸レ
ンズ８と光軸を一致させて設けられた第４の凸レンズ９
を有する。この第１の透明基板４と第２の透明基板５
は、第２の凸レンズ７と第３の凸レンズ８の光軸を一致
させて、第２の凸レンズ７と第３の凸レンズ８を接触さ
せて配置されている。

【００２４】この光学系３は、例えば図２に示すよう
に、物面１からの光束を集光レンズ１０とリレーレンズ
１１及び集光レンズ１２を通して手して像面２に集光
し、物面１の画像を像面２に等倍画像として結像する従
来の正立結像光学系１３と同等であり、この正立結像光
学系１３の集光レンズ１０とリレーレンズ１１及び集光
レンズ１２を第１の透明基板４と第２の透明基板５の各
凸レンズ６〜９で置き換えたものである。したがって第
１の透明基板４と第２の透明基板５を有する光学系３で
物面１の画像を像面２に等倍で形成することができる。

【００２５】この光学系３は、例えば図３に示すよう
に、第１の透明基板４の第１の凸レンズ６と第２の凸レ
ンズ７の光軸をレンズ面に対して斜めにずらし、第１の
凸レンズ６と第２の凸レンズ７の曲率を多少変えて最適
化し、同様に、第２の透明基板５の第３の凸レンズ８と
第４の凸レンズ９の光軸をレンズ面に対して斜めにずら
し、第３の凸レンズ８と第４の凸レンズ９の曲率を多少
変えて最適化することにより、物面１の画像を像面２に
等倍画像として結像させることができる。したがって光
学系３の厚さを薄くすることができるとともに、物面１
から第１の透明基板４までの距離と、第２の透明基板５
から像面２までの距離を短くすることができる。

【００２６】この光学系３を書込みヘッドに使用した複
写機やプリンタ等の画像形成装置の構成を図４に示す。
画像形成装置１４は画像形成ユニット１５と１次転写ユ
ニット１６と２次転写ユニット１７及び定着ユニット１
８を有する。画像形成ユニット１５は、感光体１９の周
囲に配置された帯電チャージャ２０と書込ヘッド２１と
シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラ
ック（Ｋ）からなるカラー現像部２２及びドラムクリー
ニング部２３を有し、帯電チャージャ２０で帯電した感
光体１９上に書込みヘッド２１からレーザビームを照射
して静電潜像を形成し、形成した静電潜像をカラー現像
部２２で可視化してトナー像を形成する。１次転写ユニ
ット１６は中間転写ベルト２４と１次転写部２５とテン
ションローラ２６と２次転写ローラ２７とクリーニング
部２８及び基準位置センサ２９を有し、カラー画像を形
成するときは、感光体１９に形成された各色のトナー像
を中間転写ベルト２４に１次転写して重ね合わせる。中
間転写ベルト２４は感光体１９上のトナー像を１次転写
するとき以外は接離機構によって感光体１９の表面から
離れ、中間転写ベルト２４に画像を１次転写するときだ
け感光体１９の表面に圧接される。２次転写ユニット１
７は中間転写ベルト２４に転写されたトナー像を記録紙
に２次転写する。定着ユニット１８は記録紙に転写され
たトナー像を熱と圧力で定着する。

【００２７】書込みヘッド２１は、図５に示すように、
ＬＥＤアレイ３０と、第１の透明基板４と第２の透明基
板５を有し、ＬＥＤアレイ３０から出射されたレーザビ
ームを光学系３を通して感光体１９に入射して、入力し
た画像と等倍の潜像を感光体１９に形成する。このよう
にＬＥＤアレイ３０から出射されたレーザビームを第１
の透明基板４に斜めに入射し、入射したレーザビームを
光学系３から斜めに出射して感光体１９に画像情報を書
き込むから、書込みヘッド２１の厚さを薄くして小型化
することができる。

【００２８】また、第１の凸レンズ６と第２の凸レンズ
７を有する第１の透明基板４と、第３の凸レンズ８と第
４の凸レンズ９を有する第２の透明基板５で等倍像を形
成する光学系３を構成した場合について説明したが、図
６に示すように、１枚の透明基板３１で等倍像を形成す
る光学系３ａを構成することもできる。この場合、光学
系３ａは、透明基板３１の平行な片面に一定間隔をおい
て設けた２枚の凸レンズ３２，３３と、透明基板３１の
他方の面で、２枚の凸レンズ３２，３３の中間に設けら
れた凹面鏡３４で形成している。この光学系３ａは、物
面１からの光を凸レンズ３２に入射して集光し、集光し
た光を凹面鏡３４で反射して凸レンズ３３により像面２
に集光して、物面１の画像の等倍画像を物面２に形成す
る。このように、透明基板３１の中に光を透過させなが
ら処理を加えていく光学系を、一般に折り畳み光学系と
いう。折り畳み光学系は、光学系の途中にミラーを配
し、そのミラー面で光路を折り曲げることで空間を折り
畳むことができ、空間を折り畳むたびに厚さを縮小でき
る。この折り畳み光学系を用いると、光軸上に配置され
た光学素子を同一平面内に配置し直せるので、光学系を
製造する場合に、光学系を配置した面数が減って部品点
数を減らせることができる。また、同一面内の光学素子
を一括製造することにより製造工程を簡略化できる。、
さらに、面内に精度良く光学系を配置して製造すること
ができ、光軸に合わせて複数の部品をアライメントする
位置決め工程をなくすことができるという利点を有す
る。

【００２９】この２枚の凸レンズ３２，３３と凹面鏡３
４を有する光学系３ａを作製する場合、加工すべき面は
表面と裏面の実質２面となるので、表面の凸レンズ３
２，３３と裏面の凹面鏡３４を一括で作製することがで
きる。また、光学素子である凸レンズ３２，３３と凹面
鏡３４の光軸合わせは、透明基板３１の表面に配置する
凸レンズ３２，３３の位置精度と透明基板３１の裏面に
配置する凹面鏡３４の位置精度に置き換えられるので、
凸レンズ３２，３３を作製する型やマスクの精度と、凹
面鏡３４を作成する型やマスクの精度で一意に決めるこ
とができる。例えば、凸レンズ３２，３３をマイクロレ
ンズで構成し、凹面鏡３４をマイクロミラーで構成する
と、フォトリソグラフィによる位置指定を、例えば１μ
ｍ以下の高精度で行なうことができ、複数のレンズを貼
り合わせる場合と比べて光軸合わせの精度を格段に向上
することができる。また、光学系３ａを１枚の透明基板
３１で形成することができ、光学系３ａの厚さを薄くし
て小型化でき、この光学系３ａを画像形成装置の書込み
ヘッド２１に使用することにより、書込みヘッド２１を
小型化することができる。

【００３０】上記実施例は凸レンズ３２，３３の光路の
中間で凹面鏡３４で反射して折り畳み光学系３ａを構成
した場合について説明したが、反射面をレンズ面中間や
レンズ面と平行に設けなくても良い。また、板状の透明
基板に配置する光学系は、平板ミラー、曲面ミラー、プ
リズム、屈折型レンズ、グレーティングレンズ、波長フ
ィルター、偏光素子といった受動素子ばかりでなく、動
的に開口を切り替えられる液晶セル、電圧による屈折率
変化を用いた液晶レンズ、マイクロマシン技術を用いた
可動式マイクロミラーなどの能動素子であっても構わな
い。

【００３１】〔実施例２〕上記実施例は１枚の透明基
板３１に設けた凸レンズ３２，３３と凹面鏡４３で光学
系３ａを構成した場合について説明したが、複数の反射
素子で等倍像を形成する光学系を構成しても良い。この
ように複数の反射素子を有する光学系３ｂは、図７の構
成図に示すように、透明基板３５の側面に一定入射角で
形成された入射面３６と、透明基板３５の一方の面に形
成された凹面鏡３７ａ，３７ｂとグレーティングレンズ
３８と、透明基板３５の他方の面に形成された平面鏡３
９ａ，３９ｂ，３９ｃを有する。この光学系３ｂに入射
した光は入射面３６で屈折し、屈折した光を平面鏡３９
ａで反射し、この反射光を凸面鏡３７ａで集光したのち
平面鏡３９ｂと凸面鏡３７ｂ及び平面鏡３９ｃで順次反
射してグレーティングレンズ３８ａで集光して出射し等
倍像を形成する。このように透明基板３５内を光が複数
回反射する場合、透明基板３５を薄くすると、光を反射
する平面鏡３９ａ，３９ｂ，３９ｃと凸面鏡３７ａ，３
７ｂが接近してフレア光などの不要光の影響を受け易
い。そこで平面鏡３９ａ，３９ｂ，３９ｃと凸面鏡３７
ａ，３７ｂ及びグレーティングレンズ３８ａ以外の面に
は非反射面４０，４１を設け、透明基板３５を通る光の
光路を限定してフレア光の影響を低減する。

【００３２】この光学系３ｂを作製するときは、図７
（ａ）に示すように、例えば石英ガラスからなる平板状
の透明基板３５の一方の端部を一定の角度α、例えば8
0.1度の角度で研磨して入射面３６を形成する。次に、
通常のフォトリソグラフィとエッチングにより、図７
（ｂ）に示すように、透明基板３５の一方の面に入射光
を集光するための凸面レンズ４２ａとリレーレンズとな
る凸面レンズ４２ｂ及び出射する光を集光するグレーテ
ィングレンズ３８を形成する。その後、図７（ｃ）に示
すように、凸面レンズ４２ａ，４２ｂの表面にアルミニ
ウムの蒸着とエッチングにより反射膜４３ａ，４３ｂを
形成して凸面鏡３７ａ，３７ｂを作製する。さらに、入
射光が透明基板３５の他方の面で反射して凸面鏡４２ａ
に入射する位置と、凸面鏡３７ａの反射光が透明基板３
５の他方の面で反射して凸面鏡３７ｂに入射する位置及
び凸面鏡３７ｂの反射光が透明基板３５の他方の面で反
射してグレーティングレンズ３８に入射する位置に反射
面４４ａ，４４ｂ，４４ｃを形成して平面鏡３９ａ〜３
９ｃを作製する。このように透明基板３５に、図９の平
面図に示すように、グレーティングレンズ３８と凸面鏡
３７ａ，３７ｂ及び平面鏡３９ａ〜３９ｃを作製すると
きに、グレーティングレンズ３８等の光学素子を平面状
に並べているので、各光学素子間のアライメントは、素
子製造のためのフォトリソグラフィの精度で行なえるの
で、従来の手法による複数の光学素子をアライメントし
ながら貼り合わせる場合と比べて、格段にアライメント
精度を改善することができる。次に、図７（ｄ）に示す
ように、透明基板３５のグレーティングレンズ３８を除
いた両面に黒色樹脂を塗布して非反射面４０，４１を形
成し、不要なフレア光が生じないようにして光学系３ｂ
を作製する。

【００３３】この作製した光学系３ｂを使用して書込み
ヘッド２１を作製するときは、図７に示すように、プリ
ント基板４５の上に光学系３ｂを貼り合わせ、光学系３
ｂと位置合わせをしてＬＥＤアレイ３０をスペーサ４６
を介してプリント基板４５の上に貼り合わせる。

【００３４】このようにして作製された書込みヘッド２
１において、感光体１９に画像情報を書き込むとき、Ｌ
ＥＤアレイ３０から出射された光は光学系３ｃの入射面
３６に入射した光は入射面３６で屈折し、屈折した光を
平面鏡３９ａで反射し、この反射光を凸面鏡３７ａで集
光したのち平面鏡３９ｂと凸面鏡３７ｂ及び平面鏡３９
ｃで順次反射してグレーティングレンズ３８ａで感光体
１９の表面に集光して等倍像を形成する。この光が光学
系３ｃの透明基板３５内を伝播するとき、平面鏡３９ａ
〜３９ｃで光路を限定しているので結像時の収差を改善
できる。また、光学系３ｂの厚さを薄くできるから、書
込みヘッド２１を小型化することができる。

【００３５】〔実施例３〕上記実施例２はプリント基
板４５の上に光学系３ｂとＬＥＤアレイ３０とを別々に
設けて書込みヘッド２１を構成した場合について説明し
たが、ＬＥＤアレイ３０を光学系と一体にして書込みヘ
ッド２１を構成しても良い。図１０，図１１は、ＬＥＤ
アレイ３０を光学系と一体にした書込みヘッド２１の構
成を示し、図１０は側面断面図、図１１は平面図であ
る。図に示すように、書込みヘッド２１は、光学系３ｃ
と、光学系３ｃの透明基板５０の上面に設けられたＬＥ
Ｄアレイ３０を有する。光学系３ｃは、光学素子として
例えばポリカーボネートからなる透明基盤５０の入射側
の上面に設けられた凹面鏡５１と、出射側の上面45度傾
いた集光レンズ５２と、凹面鏡５１と集光レンズ５２の
間に設けられ、図１２（ａ）の断面図に示すように、90
度の角度で形成されたルーフミラー５３を有する。ま
た、ＬＥＤアレイ３０と凹面鏡５１との間の光路を挟ん
で、図１２（ｂ）に示すように、黒色樹脂を注入した遮
光溝５４が設けられている。また、透明基板５０の上下
両面は全反射面を構成するように、ＬＥＤアレイ３０と
凹面鏡５１等の各光学素子が配置されている。

【００３６】この書込みヘッド２１を作製するときは、
図１３（ａ）に示すように、金型で例えばポリカーボネ
ート製の透明基板５０と凹面鏡５１を形成するための凸
レンズ５５と集光レンズ５２とルーフミラー５３及び遮
光溝５４を形成するための溝５６を形成する。次に、図
１３（ｂ）に示すように、凸レンズ５５の上面に反射面
５を形成して凹面鏡５１を作製し、溝５６に黒色樹脂を
注入して遮光溝５４を作製して光学系３ｃを形成する。
次に透明基板５０の上面の所定の位置にＬＥＤアレイ３
０及びＬＥＤアレイ３０を駆動する駆動ＩＣ５８をフリ
ップ実装する。このＬＥＤアレイ３０と駆動ＩＣ５８を
実装するために、透明基板５０の上面に配線パターンを
設けておく。

【００３７】この書込みヘッド２１で感光体１９に書き
込み潜像を形成するとき、ＬＥＤアレイ３０から出射し
た光のうち、概ね45度方向に放射された光束は、透明基
板５０と空気との屈折率の差により、透明基板５０の表
面と裏面の全反射面で反射され凹面鏡５１に入射して反
射し平行光束となる。この平行光束が透明基板５０の表
面と裏面の全反射面で反射しルーフミラー５３によっ
て、図１０の面に垂直方向に関して反転され、透明基板
５０の表面と裏面の全反射面で反射して45度傾いた集光
レンズ５３により感光体１９の感光面に結像して入力し
た画像と等倍の像を形成する。この感光体１９に等倍像
を形成するときに、隣接したチャネル間を遮光溝５４で
遮光して、不要なフレア光を除去し結像の劣化を抑制す
る。また、等倍結像系を実現するため、ルーフミラー５
３により像反転を行なっているので、比較的明るい光学
系を実現することができる。また、透明基板５０にＬＥ
Ｄアレイ３０と駆動ＩＣ５８を集積化しているから、書
込みヘッド２１を薄型で小型化することができるととも
に、容易に作製することができる。

【００３８】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、板状の
透明基板の表面と裏面の両面若しくは片面に１又は複数
の光学素子を配置し、物面から透明基板に入射した光を
各光学素子を経由して像面に出射して像面に等倍像を結
像するようにして、いわゆる折り畳み光学系を構成する
ことにより、光学装置の厚さを薄くして小型化すること
ができる。

【００３９】また、透明基板に配置された反射素子の周
辺に非反射構造を配置することにより、光路を限定する
ことができ、フレア光の影響を減らすことができる。

【００４０】また、透明基板に配置された光学素子は入
射側集光素子と出射側集光素子を含むことにより、光学
装置の凹凸を少なくして等倍結像光学系を容易に作製す
ることができる。

【００４１】さらに、入射側集光素子と出射側集光素子
の光軸が交叉する位置に稜線を有するルーフプリズムを
配置することにより、入射した光を効率良く出射するこ
とができ、明るい等倍結像光学系を提供することができ
る。

【００４２】また、板状の透明基板を平行平板で形成
し、透明基板の一方の片面の光学素子を全て平面鏡で構
成することにより、光学装置の凹凸を少なくして等倍結
像光学系を容易に作製することができる。

【００４３】また、光学素子を透明基板の一方の面に設
け、透明基板の他方の面が全反射面になるように各光学
素子を配置することにより、透明基板の一面に反射膜を
積層する必要がないとともに平面にすることができ、等
倍結像光学系を容易に作製することができる。

【００４４】さらに、透明基板の光の入射面と出射面の
いずれか一方又は両方を透明基板の側面に設けることに
より、表面に配置した光学系と独立に光の入射方向と出
射方向を規定でき、使い勝手の良い光学装置を実現する
ことができる。

【００４５】また、光学素子をそれぞれ１列のアレイ状
に並べることにより、光学装置を小型化できるとともに
容易に作製することができる。

【００４６】さらに、アレイ状に並べた光学素子の間に
遮光部を配置することにより、各光学系間の光学的クロ
ストークを減少させて結像性能を向上させることができ
る。

【００４７】この光学装置を、光源からの光を感光面に
結像する書込みヘッドの結像光学系に使用することによ
り、書込みヘッドを小型化することができる。

【００４８】また、この書込みヘッドをプリンタや複写
機等の画像形成装置に使用することにより、感光体に対
する書込みヘッドの占有領域を小さくすることができる
とともに、良質な等倍像を感光体に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成図である。

【図２】従来の正立結像光学系の構成図である。

【図３】上記実施例の光学系の他の配置図である。

【図４】画像形成装置の構成図である。

【図５】上記実施例の光学系を使用した書込みヘッドの
構成図である。

【図６】上記実施例の他の構成を示す構成図である。

【図７】第２の実施例の書込みヘッドの構成図である。

【図８】第２の実施例の光学系の作製工程を示す工程図
である。

【図９】第２の実施例の光学系の平面図である。

【図１０】第３の実施例の書込みヘッドの構成図であ
る。

【図１１】第３の実施例の書込みヘッドの平面図であ
る。

【図１２】第３の実施例の光学系の断面図である。

【図１３】第３の実施例の光学系の作製工程を示す工程
図である。

【図１４】従来例の書込みヘッドの構成図である。

【図１５】第２の従来例の書込みヘッドの構成図であ
る。

【図１６】第３の従来例の書込みヘッドの構成図であ
る。

【図１７】第４の従来例の書込みヘッドの構成図であ
る。

【符号の説明】

１；物面、２；像面、３；光学系、４；第１の透明基
板、５；第２の透明基板、６；第１の凸レンズ、７；第
２の凸レンズ、８；第３の凸レンズ、９；第４の凸レン
ズ、３１；透明基板、３２，３３；凸レンズ，３４；凹
面鏡。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の透明基板の表面と裏面の両面若し
くは片面に１又は複数の光学素子を配置し、物面から透
明基板に入射した光を各光学素子を経由して像面に出射
して像面に等倍像を結像することを特徴とする光学装
置。
【請求項２】上記透明基板に配置された光学素子は反
射素子を含み、反射素子の周辺に非反射構造を配置した
請求項１記載の光学装置
【請求項３】上記透明基板に配置された光学素子は入
射側集光素子と出射側集光素子を含む請求項１又は２記
載の光学装置。
【請求項４】上記入射側集光素子と出射側集光素子の
光軸が交叉する位置に稜線を有するルーフプリズムを配
置した請求項３記載の光学装置。
【請求項５】上記板状の透明基板が平行平板であり、
透明基板の一方の片面の光学素子が全て平面鏡である請
求項１記載の光学装置。
【請求項６】上記光学素子を透明基板の一方の面に設
け、透明基板の他方の面が全反射面になるように各光学
素子を配置した請求項１乃至４のいずれかに記載の光学
装置。
【請求項７】上記透明基板の光の入射面と出射面のい
ずれか一方又は両方を透明基板の側面に設けた請求項１
乃至６のいずれかに記載の光学装置。
【請求項８】上記光学素子をそれぞれ１列のアレイ状
に並べた請求項１乃至７のいずれかに記載の光学装置。
【請求項９】上記アレイ状に並べた光学素子の間に遮
光部を配置した請求項８記載の光学装置。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の光
学装置を、光源からの光を感光面に結像する結像光学系
に使用したことを特徴とする書込みヘッド。
【請求項１１】請求項１０記載の書込みヘッドを有す
ることを特徴とする画像形成装置。