JP2015114445A

JP2015114445A - Optical device and image formation device using the same

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Publication number: JP2015114445A
Application number: JP2013255676A
Authority: JP
Inventors: 吉田　博樹; Hiroki Yoshida; 博樹吉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-06-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device that excellently corrects curvature of field, and attains both of light utilization efficiency and image formation performance.SOLUTION: An optical device comprises: a light source 101 that has a plurality of light emitting points arrayed in a first direction (Y-direction); and two lens arrays 103 that have a plurality of image formation parts 102 arrayed in the first direction, respectively, in which the plurality of light emitting points is formed into an erected image on a light reception surface 106 by each of the plurality of image formation parts 102. In a second direction (Z-direction) perpendicular to an optical axis direction (X-direction) of the image formation part 102 and different from the first direction, two lens arrays 103 are configured to be arrayed so that each of the plurality of light emitting points is located between respective optical axis rows, and in the optical axis direction, respective image surfaces of the plurality of image formation parts 102 are configured to be located on a farther side from the light source 101 than the light reception surface 106 on an axis, and in a most off-axis, respective image surfaces thereof are configured to be located on a side closer to the light source 101 than the light reception surface 106 .

Description

本発明は、光学装置に関するものであり、例えば画像形成装置に用いられる光学装置に好適である。 The present invention relates to an optical apparatus, and is suitable for an optical apparatus used in an image forming apparatus, for example.

近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置において、複数のレンズにより構成されたレンズアレイを用いた光学装置が採用されている。レンズアレイを光学装置に適用することにより、ポリゴンミラーにより光束を偏向させる構成等と比較して、画像形成装置全体の小型化や低コスト化を実現することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, an optical device using a lens array composed of a plurality of lenses has been adopted in image forming apparatuses such as laser beam printers, digital copying machines, and multifunction printers. By applying the lens array to the optical device, the entire image forming apparatus can be reduced in size and cost as compared with a configuration in which a light beam is deflected by a polygon mirror.

特許文献１には、複数の発光点を正立等倍結像する正立等倍結像系としてのレンズアレイが開示されている。正立等倍結像系のレンズアレイにおいては、レンズアレイの内部で発光点を一旦結像（中間結像）し、形成された中間像を再結像することにより、正立等倍像を形成している。 Patent Document 1 discloses a lens array as an erecting equal-magnification imaging system that images a plurality of light emitting points at erecting equal-magnification. In a lens array of an erecting equal-magnification imaging system, a light emitting point is once imaged (intermediate imaging) inside the lens array, and the formed intermediate image is re-imaged, whereby an erecting equal-magnification image is obtained. Forming.

特開２００２−３１８３４８号公報JP 2002-318348 A

しかし、レンズアレイの内部の中間結像面において像面湾曲が生じた場合、中間結像面以降で像面湾曲が増大し、再結像位置での結像性能が低下してしまう。よって、このレンズアレイを画像形成装置に適用した場合、複数の発光点から出射した光束の夫々は、互いにピントのずれ方が異なる状態で感光面上に集光されるため、良好な画像が得られなくなる。 However, when the field curvature occurs on the intermediate image formation surface inside the lens array, the field curvature increases after the intermediate image formation surface, and the image formation performance at the re-image formation position deteriorates. Therefore, when this lens array is applied to an image forming apparatus, each of the light beams emitted from a plurality of light emitting points is condensed on the photosensitive surface in a state where the focus is different from each other, so that a good image can be obtained. It becomes impossible.

なお、各レンズの画角を狭くすることにより像面湾曲を補正する方法も考えられるが、レンズ画角を小さくすると光学装置の光利用効率が低下するという問題が生じる。 Although a method of correcting the curvature of field by narrowing the angle of view of each lens is conceivable, there is a problem that the light utilization efficiency of the optical device is reduced when the lens angle of view is reduced.

そこで、本発明の目的は、像面湾曲を良好に補正し、光利用効率と結像性能との両立を達成した光学装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical device that corrects the curvature of field well and achieves both light utilization efficiency and imaging performance.

上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光学装置は、第１の方向に配列された複数の発光点を有する光源と、前記第１の方向に配列された複数の結像部を夫々が有する２つのレンズアレイと、を備え、前記複数の結像部の夫々により前記複数の発光点を受光面上に正立結像する光学装置であって、前記結像部の光軸方向に垂直でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向において、前記２つのレンズアレイは、夫々の光軸列同士の間に前記複数の発光点の夫々が位置するように配列されており、前記光軸方向において、前記複数の結像部の夫々の像面は、軸上では前記受光面よりも前記光源から遠い側に位置しており、最軸外では前記受光面よりも前記光源に近い側に位置していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical device according to one aspect of the present invention includes a light source having a plurality of light emitting points arranged in a first direction, and a plurality of image forming units arranged in the first direction. Each of the plurality of imaging units, and each of the plurality of imaging units is configured to erect an image of the plurality of light emitting points on a light receiving surface, and the optical axis of the imaging unit In the second direction perpendicular to the first direction and different from the first direction, the two lens arrays are arranged such that each of the plurality of light emitting points is located between the respective optical axis rows. In the optical axis direction, each image plane of the plurality of image forming units is positioned on the side farther from the light source than the light receiving surface on the axis, and the outermost axis is more than the light receiving surface. It is located on the side close to the light source.

本発明の更なる目的またはその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。 Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、像面湾曲を良好に補正し、光利用効率と結像性能との両立を達成した光学装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical device that corrects the curvature of field well and achieves both light utilization efficiency and imaging performance.

実施例１に係る光学装置の要部概略図。1 is a schematic diagram of a main part of an optical device according to Embodiment 1. FIG. 実施例１に係る結像部の要部概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a main part of an image forming unit according to the first embodiment. 実施例１に係るレンズアレイの配列を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of lens arrays according to the first embodiment. 他の実施例に係るレンズアレイの配列を示す図。The figure which shows the arrangement | sequence of the lens array which concerns on another Example. 従来の光学装置における結像部に対する像面湾曲を示す図。The figure which shows the curvature of field with respect to the image formation part in the conventional optical apparatus. 実施例１に係る光学装置における結像部に対する像面湾曲を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating curvature of field with respect to an imaging unit in the optical apparatus according to the first embodiment. 実施例２に係る光学装置の要部概略図。FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of an optical device according to a second embodiment. 実施例２に係る結像部の要部概略図。FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of an image forming unit according to a second embodiment. 実施例２に係る光学装置における結像部に対する像面湾曲を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating curvature of field with respect to an imaging unit in the optical device according to the second embodiment. 実施形態に係る画像形成装置の要部概略図。1 is a schematic view of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment. 変形例に係るレンズアレイの配列を示す図。The figure which shows the arrangement | sequence of the lens array which concerns on a modification.

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference number is attached | subjected about the same member in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

［実施例１］
以下に、本発明の実施例１に係る光学装置について詳細に説明する。図１は、本実施例に係る光学装置の要部概略図（ＸＹ断面図）である。 [Example 1]
The optical device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a schematic diagram (XY cross-sectional view) of a main part of the optical device according to the present embodiment.

本実施例に係る光学装置は、第１の方向（Ｙ方向）に配列された複数の発光点を有する光源１０１と、第１の方向に配列された複数の結像部１０２を夫々が有する２つのレンズアレイ（結像光学系）１０３と、を備えている。図１では、２つのレンズアレイ１０３のうちの１つのレンズアレイのみを図示している。本実施例においては、２０μｍ×２０μｍの発光点が２１６ｍｍに渡って４２．３μｍピッチで配列された有機ＥＬ素子（有機発光素子）を光源１０１として用いているが、これに限らず、例えばＬＥＤを用いてもよい。なお、本実施例における発光点とは、光源１０１において発光する発光領域の全体のことを指している。 The optical apparatus according to the present embodiment includes a light source 101 having a plurality of light emitting points arranged in the first direction (Y direction) and a plurality of imaging units 102 arranged in the first direction. Two lens arrays (imaging optical system) 103. In FIG. 1, only one lens array of the two lens arrays 103 is illustrated. In this embodiment, an organic EL element (organic light emitting element) in which light emitting points of 20 μm × 20 μm are arranged at a pitch of 42.3 μm over 216 mm is used as the light source 101. However, the present invention is not limited to this. It may be used. Note that the light emitting point in this embodiment refers to the entire light emitting region that emits light from the light source 101.

複数の結像部１０２の夫々は、光源１０１の各発光点を一旦結像（中間結像）して中間像を形成する第１のレンズ部１０４と、その中間像を受光面１０６上に再結像する第２のレンズ部１０５と、を有している。本実施例においては、第１のレンズ部１０４の倍率（結像倍率）をβとすると、第２のレンズ部１０５の倍率（結像倍率）は１／βとなる。すなわち、複数の結像部１０２の夫々は、光源１０１の各発光点を受光面１０６上に正立等倍結像する正立等倍結像系である。よって、理想的な状態においては、受光面１０６上には、各発光点に対応して２０μｍ×２０μｍのスポット像が４２．３μｍピッチで形成されることになる。 Each of the plurality of image forming units 102 forms a first intermediate image by temporarily forming each light emitting point of the light source 101 (intermediate image formation) and the intermediate image on the light receiving surface 106 again. And a second lens portion 105 that forms an image. In this embodiment, if the magnification (imaging magnification) of the first lens unit 104 is β, the magnification (imaging magnification) of the second lens unit 105 is 1 / β. That is, each of the plurality of image forming units 102 is an erecting equal-magnification imaging system in which each light emitting point of the light source 101 is imaged on the light receiving surface 106 at erecting equal magnification. Therefore, in an ideal state, spot images of 20 μm × 20 μm are formed on the light receiving surface 106 at a pitch of 42.3 μm corresponding to each light emitting point.

本実施例において、第１のレンズ部１０４と第２のレンズ部１０５とは、各発光点の中間像が形成される面（中間結像面）Ａに対して対称な形状を有する直径０．９ｍｍのレンズである。ここで、中間結像面Ａとは、結像部１０２が光源１０１（物体面）の中間像を形成する（物体面を中間結像する）仮想的な面であり、光源１０１と受光面１０６（像面）との略中間位置に存在する。 In this embodiment, the first lens unit 104 and the second lens unit 105 have a symmetric shape with respect to a surface (intermediate imaging plane) A on which an intermediate image of each light emitting point is formed. It is a 9 mm lens. Here, the intermediate imaging plane A is a virtual plane in which the imaging unit 102 forms an intermediate image of the light source 101 (object plane) (intermediate imaging of the object plane). It exists at a substantially intermediate position with respect to (image plane).

複数の結像部１０２の夫々は、幅２２１ｍｍに渡って１ｍｍピッチで配列されているため、隣接する結像部１０２同士の間隔は０．１ｍｍとなっている。なお、本実施例に係る２つのレンズアレイ１０３は、結像部１０２の光軸方向（Ｘ方向）に垂直でかつ第１の方向とは異なる第２の方向（Ｚ方向）に配列されており、ＹＺ断面内においては各結像部１０２が俵積み状（千鳥状）に配列される構成となっている。 Since each of the plurality of image forming units 102 is arranged at a 1 mm pitch over a width of 221 mm, the interval between adjacent image forming units 102 is 0.1 mm. The two lens arrays 103 according to the present embodiment are arranged in a second direction (Z direction) that is perpendicular to the optical axis direction (X direction) of the imaging unit 102 and is different from the first direction. In the YZ cross section, the image forming portions 102 are arranged in a stacked pattern (staggered pattern).

また、本実施例に係る光学装置は遮光部材１０７を備えている。この遮光部材１０７には、第１のレンズ部１０４を通過する光束のうち結像に関与する光束を通過させるための複数の開口が設けられており、結像に寄与しない迷光を開口以外の部分で遮光している。 In addition, the optical device according to the present embodiment includes a light shielding member 107. The light-shielding member 107 is provided with a plurality of openings for allowing light beams that are involved in imaging out of the light beams that pass through the first lens unit 104, and stray light that does not contribute to image formation is part other than the openings. Shielded with light.

図２は、複数の結像部１０２のうちの１つの結像部の要部概略図（ＸＹ断面図）であり、光源１０１の各発光点から出射してこの結像部を通過し、受光面１０６上に集光される複数の光束の光路を示している。図２において、光源１０１は紙面に対して＋Ｚ方向又は−Ｚ方向にずれて配置されている。なお、実際には第１のレンズ部１０４及び第２のレンズ部１０５を通過する光束は無数に存在するが、図２においては特徴的な光束のみを数本図示している。 FIG. 2 is a schematic diagram (XY cross-sectional view) of an image forming unit of one of the plurality of image forming units 102, and the light emitted from each light emitting point of the light source 101 passes through the image forming unit to receive light. The optical path of the several light beam condensed on the surface 106 is shown. In FIG. 2, the light source 101 is arranged so as to be shifted in the + Z direction or the −Z direction with respect to the paper surface. In practice, there are an infinite number of light beams that pass through the first lens unit 104 and the second lens unit 105, but FIG. 2 shows only a few characteristic light beams.

表１に、本実施例に係る各結像部１０２の光学設計値を示す。 Table 1 shows optical design values of the image forming units 102 according to the present embodiment.

ここで、各結像部１０２において、光軸（Ｘ軸）との交点を原点、第１の方向において光軸と直交する軸をＹ軸、第２の方向において光軸と直交する軸をＺ軸、として、各レンズ面の形状について説明する。各結像部１０２が有する第１のレンズ部１０４及び第２のレンズ部１０５が備えるレンズ面１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂの全ては、回転対称な非球面であり、その非球面形状は次式（１）で表わされる。ただし、Ｒは曲率半径、ｋは円錐定数、Ａ_２ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５・・・）は非球面係数である。 Here, in each imaging unit 102, the intersection point with the optical axis (X axis) is the origin, the axis orthogonal to the optical axis in the first direction is the Y axis, and the axis orthogonal to the optical axis in the second direction is Z. The shape of each lens surface will be described as an axis. All of the lens surfaces 104a, 104b, 105a, and 105b included in the first lens unit 104 and the second lens unit 105 included in each imaging unit 102 are rotationally symmetric aspheric surfaces. It is represented by (1). Where R is a radius of curvature, k is a conic constant, and A _2i (i = 1, 2, 3, 4, 5...) Is an aspherical coefficient.

図３は、本実施例に係る２つのレンズアレイ１０３の要部断面図（ＹＺ断面図）である。発光点列１０は、光源１０１の各発光点の配列を示している。なお、本実施例では、結像部１０２の配列ピッチ（１ｍｍ）に対して発光点の配列ピッチ（４２．３μｍ）が十分に小さい（１／２０以下）ため、図３では発光点１１以外の発光点を省略している。 FIG. 3 is a cross-sectional view (YZ cross-sectional view) of the main part of the two lens arrays 103 according to the present embodiment. The light emission point array 10 shows an arrangement of light emission points of the light source 101. In this embodiment, since the arrangement pitch (42.3 μm) of the light emitting points is sufficiently small (1/20 or less) with respect to the arrangement pitch (1 mm) of the image forming units 102, in FIG. Luminescent points are omitted.

このように、レンズアレイ１０３を複数配列することにより、結像部１０２の数が増えるため、受光面１０６上に集光する光量を増やすことができる。さらに、図３に示したように各結像部１０２を千鳥状に配列することにより、図４に示すように配列した場合と比較して、ＺＸ断面内での結像部１０２の密度を高くすることができる。これにより、図４に示した構成と比較して、光学装置に係る光利用効率を高くすることができる。 In this way, by arranging a plurality of lens arrays 103, the number of image forming units 102 increases, so that the amount of light condensed on the light receiving surface 106 can be increased. Further, by arranging the image forming units 102 in a staggered manner as shown in FIG. 3, the density of the image forming units 102 in the ZX cross section is higher than in the case where they are arranged as shown in FIG. can do. Thereby, compared with the structure shown in FIG. 4, the light utilization efficiency which concerns on an optical apparatus can be made high.

図３に示したように各結像部１０２を千鳥状に配列した場合、発光点１１から各結像部１０２の光軸までの距離は、各結像部１０２の配列ピッチをＰとするとき、√（３＋４×ｎ^２）／４×Ｐ（ただし、ｎは０以上の整数）で表すことができる。よって、発光点１１からの距離は、結像部Ａまでは√３／４×Ｐ、結像部Ｂ（Ｂ’）までは√７／４×Ｐ、結像部Ｃ（Ｃ’）までは√１９／４×Ｐ、結像部Ｄ（Ｄ’）までは√３９／４×Ｐ、結像部Ｅ（Ｅ’）までは√６７／４×Ｐ、となる。 When the image forming units 102 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 3, the distance from the light emitting point 11 to the optical axis of each image forming unit 102 is when the arrangement pitch of the image forming units 102 is P. , √ (3 + 4 × n ² ) / 4 × P (where n is an integer of 0 or more). Therefore, the distance from the light emitting point 11 is √3 / 4 × P up to the imaging part A, √7 / 4 × P up to the imaging part B (B ′), and up to the imaging part C (C ′). √19 / 4 × P, √39 / 4 × P up to the imaging portion D (D ′), and √67 / 4 × P up to the imaging portion E (E ′).

ここで、本実施例では、複数の発光点の夫々を、第２の方向において２つのレンズアレイ１０３の光軸列（各結像部１０２の光軸の列）同士の間に配置している。この構成を採ることにより、各結像部１０２の光軸上（ＺＸ断面内における物体高０の位置）には発光点が一切存在しなくなるため、物体高０での結像性能を考慮する必要が無くなる。よって、結像性能を考慮する必要がある最小物体高は、発光点１１から最も近い位置に配置された結像部Ａの光軸までの距離である√３／４×Ｐとなる。 Here, in the present embodiment, each of the plurality of light emitting points is arranged between the optical axis rows of the two lens arrays 103 (optical axis rows of the image forming units 102) in the second direction. . By adopting this configuration, there is no light emitting point on the optical axis of each imaging unit 102 (position of object height 0 in the ZX cross section), so it is necessary to consider the imaging performance at object height 0 Disappears. Therefore, the minimum object height that needs to consider the imaging performance is √3 / 4 × P, which is the distance from the light emitting point 11 to the optical axis of the imaging part A arranged at the closest position.

また、図３に示した構成においては、１つの発光点１１から出射した光束のうち、結像部Ｅ（Ｅ’）よりも外側の結像部を通過する光束の幅は非常に小さくなる。すなわち、発光点１１から光軸までの距離が√６７／４×Ｐ以上である結像部を通過した光束は、発光点１１から出射した全光束の集光光量に対してほとんど影響しない。よって、結像性能を考慮する必要がある最大物体高は√６７／４×Ｐとなる。 In the configuration shown in FIG. 3, the width of the light beam that passes through the imaging portion outside the imaging portion E (E ′) out of the luminous flux emitted from one light emitting point 11 is very small. That is, the light beam that has passed through the image forming unit whose distance from the light emitting point 11 to the optical axis is not less than √67 / 4 × P has little influence on the collected light amount of the total light beam emitted from the light emitting point 11. Therefore, the maximum object height that needs to consider the imaging performance is √67 / 4 × P.

図５は、従来の光学装置に用いられる結像部に対する像面湾曲を示した図であり、横軸が像面湾曲量、縦軸が像高（物体高）、を示している。図５を見てわかるように、メリジオナル像面及びサジタル像面は、像高（画角）が大きくなるに従ってアンダーになっている。結像部が有するレンズの数が少なくなる程、像面湾曲を補正することが難しくなるため、図５に示したような傾向が大きくなる。 FIG. 5 is a diagram showing field curvature with respect to an image forming unit used in a conventional optical device, in which the horizontal axis represents the amount of field curvature and the vertical axis represents the image height (object height). As can be seen from FIG. 5, the meridional image surface and the sagittal image surface become under as the image height (field angle) increases. As the number of lenses included in the imaging unit decreases, it becomes more difficult to correct the curvature of field, and thus the tendency shown in FIG. 5 increases.

上述したように、本実施例に係る複数の結像部の夫々は、第１及び第２のレンズ部を有しており、かつ、第１及び第２のレンズ部の夫々は１つの光学素子（レンズ）で構成されている。よって、中間結像面において生じる像面湾曲等の収差を、第１のレンズ部としての１つのレンズのみで補正する必要がある。しかし、１つのレンズのみで像面湾曲を補正する場合、そのレンズの画角を小さくする必要があるため、集光光量が低下してしまう。 As described above, each of the plurality of imaging units according to the present embodiment includes the first and second lens units, and each of the first and second lens units includes one optical element. (Lens). Therefore, it is necessary to correct aberrations such as curvature of field occurring on the intermediate image plane with only one lens as the first lens unit. However, when the curvature of field is corrected with only one lens, it is necessary to reduce the angle of view of the lens, so that the amount of condensed light is reduced.

そこで、本実施例に係る光学装置においては、図６に示すように、軸上（物体高０）における像面（近軸像面）が、光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置する（受光面に対してオーバーとなる）ように、各結像部を構成している。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置する（受光面に対してアンダーとなる）ように構成されている。この構成により、各結像部の画角を小さくせずに、像面湾曲を補正することを可能にしている。 Therefore, in the optical apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the image plane (paraxial image plane) on the axis (object height 0) is on the side farther from the light source than the light receiving surface in the optical axis direction. Each imaging unit is configured to be positioned (over the light receiving surface). Further, each imaging section is configured such that the off-axis meridional image surface and sagittal image surface are positioned closer to the light source than the light receiving surface in the optical axis direction (under the light receiving surface). Has been. With this configuration, it is possible to correct curvature of field without reducing the angle of view of each imaging unit.

なお、ここでの近軸像面とは、近軸光線が最も集光する像面のことであり、メリジオナル像面はメリジオナル光線が最も集光する像面、サジタル像面はサジタル光線が最も集光する像面、のことである。近軸像面を、光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置させることができるのは、複数のレンズアレイを配列し、かつその光軸列同士の間に各発光点を配置して、物体高０での結像性能を無視できるように構成したからである。 Note that the paraxial image plane here is the image plane where the paraxial ray is most concentrated, the meridional image plane is the image plane where the meridional ray is most condensed, and the sagittal image plane is the most concentrated sagittal ray. It is the image plane that shines. The paraxial image plane can be positioned on the side farther from the light source than the light receiving surface in the optical axis direction by arranging a plurality of lens arrays and arranging each light emitting point between the optical axis rows. This is because the imaging performance at an object height of 0 can be ignored.

なお、上述したように、結像性能を考慮する必要がある物体高の範囲は√３／４×Ｐから√６７／４×Ｐまでである。また、本実施例に係る各結像部は正立等倍結像系であるため、各結像部に係る物体高と像高とは等しくなる。よって、各結像部のメリジオナル像面及びサジタル像面が受光面に一致する像高Ｙが、次式（２）を満たすように構成することが望ましい。 As described above, the range of the object height that needs to consider the imaging performance is from √3 / 4 × P to √67 / 4 × P. In addition, since each imaging unit according to the present embodiment is an erecting equal-magnification imaging system, the object height and the image height associated with each imaging unit are equal. Therefore, it is desirable that the image height Y in which the meridional image surface and the sagittal image surface of each imaging unit coincide with the light receiving surface satisfy the following expression (2).

√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√６７／４×Ｐ・・・（２）
これにより、結像性能を考慮すべき像高（物体高）の範囲において、像面湾曲を良好に補正することができる。なお、各結像部のメリジオナル像面及びサジタル像面が受光面に一致する像高Ｙが大きくなると、光量が少ない軸外光束のみがアンダーの態になるため、像面湾曲のバランスがとれなくなってしまう。よって、次式（３）を満たすように構成することがより好ましい。 √3 / 4 × P ≦ Y ≦ √67 / 4 × P (2)
Accordingly, it is possible to favorably correct the curvature of field in the range of the image height (object height) where the imaging performance should be considered. Note that when the image height Y in which the meridional image surface and sagittal image surface of each imaging unit coincide with the light receiving surface increases, only the off-axis light beam with a small amount of light is in an under state, so that the field curvature cannot be balanced. End up. Therefore, it is more preferable to configure so as to satisfy the following expression (3).

√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√３９／４×Ｐ・・・（３）
図６に示したように、本実施例に係る各結像部について、メリジオナル像面は像高０．６６において、サジタル像面は像高０．４９において、夫々受光面に一致しており、条件式（２）及び（３）を満たしていることがわかる。なお、各結像部のメリジオナル像面及びサジタル像面が受光面に一致する像高が一箇所でもあれば、本発明の効果を得ることができる。 √3 / 4 × P ≦ Y ≦ √39 / 4 × P (3)
As shown in FIG. 6, for each imaging unit according to the present embodiment, the meridional image plane coincides with the light receiving surface at an image height of 0.66 and the sagittal image plane at an image height of 0.49, respectively. It can be seen that the conditional expressions (2) and (3) are satisfied. Note that the effect of the present invention can be obtained as long as the image height at which the meridional image surface and the sagittal image surface of each imaging unit coincide with the light receiving surface is at one place.

本実施例に係る光学装置によれば、各結像部の画角を小さくすることなく、像面湾曲を補正することができるため、光利用効率を確保することができる。ここで、光利用効率をさらに向上させるためには、各結像部の夫々の画角を広くすること、あるいはＦナンバーを小さくすることが必要となる。しかし、光利用効率を向上させるために画角を広げ過ぎると、結像性能を考慮すべき像高も広がるため、必然的に像面湾曲の補正が困難になる。 According to the optical device according to the present embodiment, the field curvature can be corrected without reducing the angle of view of each imaging unit, so that the light use efficiency can be ensured. Here, in order to further improve the light utilization efficiency, it is necessary to widen the angle of view of each imaging unit or to reduce the F number. However, if the angle of view is excessively widened in order to improve the light utilization efficiency, the image height that should be taken into consideration for the imaging performance also widens, so that correction of field curvature is inevitably difficult.

また、光利用効率を向上させるためにＦナンバーを小さくする場合、球面収差等の収差が大きくなり易くなるだけでなく、レンズのコバ厚を薄くすることが必要となり、レンズの製造が困難になってしまう。これに対して、レンズの肉厚を厚くすることでコバ厚を厚くする方法も考えられるが、この場合、光軸から離れた周辺像高の光束がレンズの出射面に到達する前にコバに入射してしまい、正しい位置に集光されなくなってしまう。すなわち、レンズの肉厚を厚くし過ぎると画角が狭くなり、光利用効率の向上が阻害されることになる。 Further, when the F-number is reduced in order to improve the light utilization efficiency, not only aberrations such as spherical aberration are likely to increase, but it is necessary to reduce the lens edge thickness, which makes it difficult to manufacture the lens. End up. On the other hand, a method of increasing the edge thickness by increasing the thickness of the lens is also conceivable, but in this case, before the light flux with the peripheral image height away from the optical axis reaches the exit surface of the lens, Incident light is not collected at the correct position. That is, if the thickness of the lens is too thick, the angle of view becomes narrow and the improvement of light utilization efficiency is hindered.

そこで、各結像部において、第１のレンズ部の倍率をβ、第１のレンズ部の軸上における実効ＦナンバーをＦｎｏ、とするときとするとき、次式（４）を満たすように構成することが望ましい。 Therefore, each imaging unit is configured to satisfy the following expression (4) when the magnification of the first lens unit is β and the effective F number on the axis of the first lens unit is Fno. It is desirable to do.

−１．５＜β・Ｆｎｏ＜−０．７・・・（４）
式（４）の下限値を下回ると、光利用効率を向上させて十分な光量を得ることが困難になり、上限値を上回ると、球面収差や像面湾曲等の収差の増大を招いてしまう。表１に示したように、本実施例に係る各結像部において、第１のレンズ部の倍率βは−０．２６、第１のレンズ部の軸上における実効ＦナンバーＦｎｏは３．３３である。よって、β・Ｆｎｏ＝−０．８７となるため、条件式（４）を満たしており、本実施例に係る光学装置が光利用効率と結像性能とを両立させていることがわかる。 −1.5 <β · Fno <−0.7 (4)
If the lower limit of Formula (4) is not reached, it becomes difficult to improve the light utilization efficiency and obtain a sufficient amount of light, and if the upper limit is exceeded, an increase in aberrations such as spherical aberration and field curvature will occur. . As shown in Table 1, in each image forming unit according to the present embodiment, the magnification β of the first lens unit is −0.26, and the effective F number Fno on the axis of the first lens unit is 3.33. It is. Therefore, since β · Fno = −0.87, the conditional expression (4) is satisfied, and it can be seen that the optical device according to the present embodiment achieves both light utilization efficiency and imaging performance.

なお、レンズアレイにおいては、結像部の配列ピッチが決まると必然的に各レンズ面の有効径の上限が決まってしまう。よって、Ｆナンバーを小さくするためには、各結像部の入射面（最も光源側の光学面）、あるいは入射面及び出射面（最も像側の光学面）で光束幅が決まるように構成すればよい。すなわち、結像部の入射面あるいは入射面及び出射面の両方に最も大きな正のパワー持たせる必要がある。 In the lens array, when the arrangement pitch of the image forming portions is determined, the upper limit of the effective diameter of each lens surface is inevitably determined. Therefore, in order to reduce the F-number, the beam width is determined by the incident surface (most light source side optical surface) of each image forming unit, or the incident surface and the exit surface (most image side optical surface). That's fine. That is, it is necessary to give the largest positive power to the incident surface or both the incident surface and the exit surface of the imaging unit.

仮に、結像部における入射面以外の光学面が最も大きな正のパワーを有する構成の場合、少なくとも軸上の光束幅は入射面では決まらなくなるため、入射面における光束幅が狭くなり、Ｆナンバーが大きくなってしまう。本実施例においては、各結像部を、入射面及び出射面（図２に示したレンズ面１０４ａ及び１０５ｂ）が最も大きな正のパワーを有するように構成しているため、Ｆナンバーを小さくして光利用効率を確保することができる。 If the optical surface other than the incident surface in the image forming unit has the largest positive power, at least the axial light beam width is not determined by the incident surface, so that the light beam width at the incident surface becomes narrower and the F number becomes smaller. It gets bigger. In this embodiment, each imaging unit is configured such that the entrance surface and the exit surface (lens surfaces 104a and 105b shown in FIG. 2) have the largest positive power. Thus, the light use efficiency can be ensured.

以上、本実施例に係る光学装置においては、軸上における像面が光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置するように、各結像部が構成されている。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置するように構成されている。この構成によれば、光利用効率と結像性能との両立を達成することができる。 As described above, in the optical device according to the present embodiment, each image forming unit is configured such that the image surface on the axis is positioned on the side farther from the light source than the light receiving surface in the optical axis direction. Further, each of the image forming units is configured such that the meridional image surface and the sagittal image surface outside the outermost axis are positioned closer to the light source than the light receiving surface in the optical axis direction. According to this configuration, it is possible to achieve both the light utilization efficiency and the imaging performance.

［実施例２］
以下に、本発明の実施例２に係る光学装置について詳細に説明するが、実施例１と同一または同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。 [Example 2]
The optical device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail below, but the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

図７は、本実施例に係る光学装置の要部概略図（ＸＹ断面図）である。図７を見てわかるように、本実施例が実施例１に対して異なる点は、複数の結像部２０２の夫々が３つのレンズ（第１の光学素子２０３、第２の光学素子２０４、及び第３の光学素子２０５）を有しているという点である。本実施例では、１つの結像部２０２を奇数枚のレンズで構成したため、中央に配置したレンズ２０４の略中央に中間結像面Ａが存在する構成となっている。なお、本実施例に係る光学装置も、第２の方向（Ｚ方向）に配列された２つのレンズアレイ２０９と、結像に寄与しない迷光を遮光するための遮光部材２１０と、を備えている。 FIG. 7 is a schematic diagram (XY cross-sectional view) of the main part of the optical device according to the present example. As can be seen from FIG. 7, the present embodiment differs from the first embodiment in that each of the plurality of image forming units 202 has three lenses (first optical element 203, second optical element 204, And a third optical element 205). In the present embodiment, since one image forming unit 202 is composed of an odd number of lenses, the intermediate image forming surface A is present at substantially the center of the lens 204 disposed at the center. The optical device according to the present embodiment also includes two lens arrays 209 arranged in the second direction (Z direction) and a light blocking member 210 for blocking stray light that does not contribute to image formation. .

図８は、複数の結像部２０２のうちの１つの結像部の要部概略図（ＸＹ断面図）であり、光源２０１の各発光点から出射してこの結像部を通過し、受光面２０８上に集光される複数の光束の光路を示している。図８において、光源２０１は紙面に対して＋Ｚ方向又は−Ｚ方向にずれて配置されている。なお、実際には１つの結像部２０２を通過する光束は無数に存在するが、図８においては特徴的な光束のみを数本図示している。 FIG. 8 is a schematic diagram (XY cross-sectional view) of an image forming unit of one of the plurality of image forming units 202. The light is emitted from each light emitting point of the light source 201, passes through the image forming unit, and receives light. The optical path of the several light beam condensed on the surface 208 is shown. In FIG. 8, the light source 201 is arranged so as to be shifted in the + Z direction or the −Z direction with respect to the paper surface. Actually, there are an infinite number of light beams that pass through one image forming unit 202, but FIG. 8 shows only a few characteristic light beams.

ここで、本実施例では、物体面（光源２０１）から中間結像面Ａまでを第１のレンズ部２０６、中間結像面Ａから像面（受光面２０８）までを第２のレンズ部２０７としている。すなわち、実施例１と同様に、本実施例においても、第１のレンズ部２０６により光源２０１の各発光点を中間結像して中間像を形成し、第２のレンズ部２０７によりその中間像を受光面２０８上に再結像している。 In this embodiment, the first lens unit 206 extends from the object plane (light source 201) to the intermediate image plane A, and the second lens unit 207 extends from the intermediate image plane A to the image plane (light receiving surface 208). It is said. That is, similarly to the first embodiment, in this embodiment, the first lens unit 206 forms an intermediate image by intermediately forming the light emitting points of the light source 201 and the second lens unit 207 forms the intermediate image. Is re-imaged on the light receiving surface 208.

表２に、本実施例に係る各結像部２０２の光学設計値を示す。 Table 2 shows optical design values of the image forming units 202 according to the present embodiment.

ここで、各結像部２０２が有するレンズ２０３、２０４、２０５が備えるレンズ面２０３ａ、２０３ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、２０５ａ、２０５ｂの全ては、回転対称な非球面であり、その非球面形状は前述した式（１）で表わされる。 Here, all of the lens surfaces 203a, 203b, 204a, 204b, 205a, and 205b included in the lenses 203, 204, and 205 included in each imaging unit 202 are rotationally symmetric aspheric surfaces, and the aspheric shapes thereof are described above. It is represented by Formula (1).

本実施例に係る光学装置においては、各結像部を構成するレンズを実施例１よりも多く設け、レンズ面の数を増やしたことにより、像面湾曲をより良好に補正することが可能になる。この時、中央に配置したレンズ２０４の入射面及び出射面の少なくとも端部（周縁部）を凹形状にすることで、軸外像高における像面湾曲を良好に補正することができる。 In the optical apparatus according to the present embodiment, the number of lenses constituting each image forming unit is larger than that of the first embodiment and the number of lens surfaces is increased, so that the field curvature can be corrected more favorably. Become. At this time, by making at least the end portions (peripheral portions) of the entrance surface and the exit surface of the lens 204 disposed in the center concave, the curvature of field at the off-axis image height can be corrected well.

しかし、レンズ面の数を増やしたとしても、像面湾曲を完全に無くすことは困難である。そこで、本実施例においても、図９に示すように、軸上における像面が、光軸方向において受光面よりも光源から遠い側に位置する（受光面に対してオーバーとなる）ように、各結像部を構成している。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも光源に近い側に位置する（受光面に対してアンダーとなる）ように構成されている。 However, even if the number of lens surfaces is increased, it is difficult to completely eliminate the field curvature. Therefore, also in this embodiment, as shown in FIG. 9, the image surface on the axis is positioned on the side farther from the light source than the light receiving surface in the optical axis direction (over the light receiving surface). Each imaging unit is configured. Further, each imaging section is configured such that the off-axis meridional image surface and sagittal image surface are positioned closer to the light source than the light receiving surface in the optical axis direction (under the light receiving surface). Has been.

図９に示したように、メリジオナル像面は像高０．６７において、サジタル像面は像高０．５８において、夫々受光面に一致しており、前述した条件式（２）及び（３）を満たしていることがわかる。これにより、各結像部の画角を小さくすることなく、像面湾曲を補正することができるため、光学装置の光利用効率を確保することができる。 As shown in FIG. 9, the meridional image plane coincides with the light-receiving surface at an image height of 0.67 and the sagittal image plane at an image height of 0.58, and the above-described conditional expressions (2) and (3) It can be seen that As a result, the field curvature can be corrected without reducing the angle of view of each image forming unit, so that the light utilization efficiency of the optical device can be ensured.

また、本実施例に係る各結像部において、第１のレンズ部の倍率βは−０．２、第１のレンズ部の軸上における実効ＦナンバーＦｎｏは４．８である。よって、β・Ｆｎｏ＝−０．９６となるため、前述した条件式（４）を満たしており、本実施例に係る光学装置が光利用効率と結像性能とを両立させていることがわかる。 In each imaging unit according to the present embodiment, the magnification β of the first lens unit is −0.2, and the effective F number Fno on the axis of the first lens unit is 4.8. Therefore, since β · Fno = −0.96, the above-described conditional expression (4) is satisfied, and it can be seen that the optical device according to the present embodiment achieves both light utilization efficiency and imaging performance. .

［画像形成装置］
図１０は本発明の実施形態に係る画像形成装置３３の要部概略図（ＺＸ断面図）である。画像形成装置３３は、上述した各実施例に示したいずれかの光学装置（露光ユニット）を４個備え、夫々が並行して感光ドラム（感光体）の受光面（感光面）を露光するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。 [Image forming apparatus]
FIG. 10 is a schematic diagram (ZX cross-sectional view) of a main part of the image forming apparatus 33 according to the embodiment of the present invention. The image forming apparatus 33 includes four optical devices (exposure units) shown in the above-described embodiments, and each tandem exposes the light receiving surface (photosensitive surface) of the photosensitive drum (photosensitive body) in parallel. This is a type of color image forming apparatus.

図１０において、１７、１８、１９、２０の夫々は各実施例に示したいずれかの構成を有する光学装置、２１、２２、２３、２４の夫々は像担持体としての感光ドラム、２５、２６、２７、２８の夫々は現像器、３４は搬送ベルト、３７は定着器である。ここで、光学装置１７、１８、１９、２０の夫々は、各レンズアレイの配列方向である第２の方向が感光ドラム２１、２２、２３、２４の回転方向である副走査方向（Ｚ方向）に一致するように配置されている。 In FIG. 10, reference numerals 17, 18, 19, and 20 denote optical devices having any of the configurations shown in the respective embodiments, reference numerals 21, 22, 23, and 24 denote photosensitive drums as image carriers, and reference numerals 25 and 26, respectively. 27 and 28 are developing devices, 34 is a conveying belt, and 37 is a fixing device. Here, in each of the optical devices 17, 18, 19, and 20, the sub-scanning direction (Z direction) in which the second direction that is the arrangement direction of each lens array is the rotation direction of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24. Are arranged to match.

画像形成装置３３には、パーソナルコンピュータ等の外部機器３５からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）が入力される。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ３６によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の画像信号（ドットデータ）に変換される。また、各色の画像信号は夫々対応する光学装置１７、１８、１９、２０に入力される。そして、光学装置１７、１８、１９、２０の夫々からは、各色の画像信号に応じて変調された露光光２９、３０、３１、３２が出射され、これらの露光光によって対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４の夫々の感光面が露光される。 Each color signal (code data) of R (red), G (green), and B (blue) is input to the image forming apparatus 33 from an external device 35 such as a personal computer. These color signals are converted into C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) image signals (dot data) by a printer controller 36 in the apparatus. The image signals of each color are input to the corresponding optical devices 17, 18, 19, and 20, respectively. Then, from each of the optical devices 17, 18, 19, and 20, exposure light 29, 30, 31, and 32 modulated according to the image signals of the respective colors are emitted, and the corresponding photosensitive drums 21, The photosensitive surfaces 22, 23, and 24 are exposed.

その後、感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面上に形成された各色の静電潜像は、現像器２５、２６、２７、２８の夫々によって各色のトナー像として現像される。そして、各色のトナー像が不図示の転写器によって被転写材に多重転写された後、定着器３７によって定着されることにより、１枚のフルカラー画像を形成している。 Thereafter, the electrostatic latent images of the respective colors formed on the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 are developed as toner images of the respective colors by the developing devices 25, 26, 27, and 28, respectively. The toner images of the respective colors are multiplex-transferred onto a transfer material by a transfer device (not shown), and then fixed by a fixing device 37, thereby forming one full-color image.

［画像読取装置］
また、上述した各実施例に示したいずれかの構成を有するレンズアレイを画像読取装置に適用してもよい。この場合は、各レンズアレイの物体面に原稿を配置し、像面（受光面）に受光部を配置することにより、画像読取装置を構成する。 [Image reading device]
In addition, a lens array having any of the configurations shown in the above-described embodiments may be applied to the image reading apparatus. In this case, an image reading apparatus is configured by disposing a document on the object surface of each lens array and disposing a light receiving unit on the image surface (light receiving surface).

画像読取装置では、照明手段により原稿における読取領域を照明し、その読取領域からの複数の光束（反射光又は透過光）を各レンズアレイにより集光し、受光部の受光面により受光することにより、読取領域の画像を読み取ることができる。この時、各レンズアレイの配列方向である第２の方向が、駆動部によって原稿とレンズアレイとの相対的位置を変更する方向（副走査方向）に一致するように構成することにより、読取領域を副走査方向に順次読み取り、原稿全体の画像を読み取ることができる。 In the image reading apparatus, the reading area in the document is illuminated by the illumination means, and a plurality of light beams (reflected light or transmitted light) from the reading area are condensed by each lens array and received by the light receiving surface of the light receiving unit. The image in the reading area can be read. In this case, the second direction, which is the arrangement direction of the lens arrays, is configured to match the direction (sub-scanning direction) in which the relative position between the document and the lens array is changed by the driving unit, thereby Can be sequentially read in the sub-scanning direction to read the image of the entire document.

ここで、原稿における読取領域の第２の方向における幅は、各結像部の第２の方向における開口サイズよりも小さく、かつ、第２の方向において、複数のレンズアレイの内の何れか２つのレンズアレイの光軸列同士の間に読取領域が存在している。これにより、物体高０での結像性能を考慮する必要が無くなるため、上述したように、各結像部の画角を小さくせずに、像面湾曲を補正することが可能になる。 Here, the width of the reading area in the document in the second direction is smaller than the aperture size in the second direction of each imaging unit, and any two of the plurality of lens arrays in the second direction. A reading area exists between the optical axis rows of the two lens arrays. As a result, it is not necessary to consider the imaging performance at an object height of 0, and as described above, it is possible to correct field curvature without reducing the angle of view of each imaging unit.

具体的には、本実施形態に係る画像読取装置においては、軸上における像面が光軸方向において受光面よりも読取領域から遠い側に位置するように、各結像部が構成されている。さらに、その各結像部は、最軸外におけるメリジオナル像面及びサジタル像面が、光軸方向において受光面よりも読取領域に近い側に位置するように構成されている。この構成により、光利用効率と結像性能との両立を達成することができる。 Specifically, in the image reading apparatus according to the present embodiment, each imaging unit is configured so that the image surface on the axis is positioned on the side farther from the reading region than the light receiving surface in the optical axis direction. . Further, each of the image forming units is configured such that the meridional image surface and the sagittal image surface outside the most axis are positioned closer to the reading region than the light receiving surface in the optical axis direction. With this configuration, it is possible to achieve both light utilization efficiency and imaging performance.

なお、前述した受光部としては、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のラインセンサを用いることができる。また、照明手段は、原稿を照明することができれば、光源を含まない構成でもよい。この画像読取装置を、前述した外部機器３５として画像形成装置３３に接続することにより、デジタル複写機を構成してもよい。 For example, a line sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor can be used as the light receiving unit described above. Further, the illumination means may be configured not to include a light source as long as the original can be illuminated. A digital copying machine may be configured by connecting this image reading apparatus to the image forming apparatus 33 as the external device 35 described above.

［変形例］
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 [Modification]
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

上述した各実施例に係る光学装置は、いずれも第２の方向に配列された２つのレンズアレイを備える構成であるが、レンズアレイの数は複数であれば２つに限られない。例えば、図１１に示すように、各実施例に係るレンズアレイを４つ配列させた構成を採ってもよい。なお、レンズアレイを３つ以上配列した場合は、光源の複数の発光点の夫々を、第２の方向において何れか２つのレンズアレイの光軸列同士の間に配置すればよい。各実施例においては、各結像部をＹＺ断面内において千鳥状になるようにレンズアレイを配列しているが、これに限らず、例えば図４に示したようにレンズアレイを配列してもよい。 Each of the optical devices according to the above-described embodiments is configured to include two lens arrays arranged in the second direction, but the number of lens arrays is not limited to two as long as it is plural. For example, as shown in FIG. 11, a configuration in which four lens arrays according to each embodiment are arranged may be employed. When three or more lens arrays are arranged, each of the light emitting points of the light source may be arranged between the optical axis rows of any two lens arrays in the second direction. In each embodiment, the lens array is arranged so that the image forming portions are staggered in the YZ cross section. However, the present invention is not limited to this. For example, the lens array may be arranged as shown in FIG. Good.

また、上述した各実施例においては、各結像部を構成する光学素子として樹脂製レンズを用いているが、これに限らず、硝材を用いたガラスレンズや屈折率分布を持つロッドレンズ等により各結像部を構成してもよい。ただし、樹脂レンズは、ガラスレンズやロッドレンズと比較して安価（製造コストが低い）であり、また、レンズ面の加工が容易で比較的自由な面形状（非球面やアナモフィック面）にすることができるため、各結像部を樹脂レンズにより構成することが好ましい。 Further, in each of the above-described embodiments, a resin lens is used as an optical element constituting each imaging unit. However, the present invention is not limited to this, and a glass lens using a glass material or a rod lens having a refractive index distribution is used. Each imaging unit may be configured. However, resin lenses are cheaper (lower manufacturing costs) than glass lenses and rod lenses, and lens surfaces are easy to process and have a relatively free surface shape (aspherical surface or anamorphic surface). Therefore, it is preferable that each image forming unit is made of a resin lens.

ここで、樹脂レンズにより各結像部を構成する場合、そのレンズの枚数を２枚乃至４枚として構成することが好ましい。結像部を少なくとも２枚のレンズにより構成することが好ましいのは、レンズの肉厚が極度に厚い場合を除いて、１枚のレンズにより正立等倍結像系を構成することができないためである。また、レンズの枚数を４枚以下にすることが好ましいのは、レンズの枚数を増やしすぎると、樹脂レンズによりコストを低くするという効果が得られなくなるためである。なお、各実施例に係る複数の結像部の夫々は正立等倍結像系であるが、本発明の効果が得られる正立結像系であるならば、厳密に等倍結像系としなくてもよい。 Here, in the case where each image forming unit is configured by a resin lens, it is preferable that the number of the lenses is configured to be two to four. It is preferable to form the imaging unit with at least two lenses, because an erecting equal-magnification imaging system cannot be configured with a single lens, except when the lens is extremely thick. It is. The reason why the number of lenses is preferably 4 or less is that if the number of lenses is increased too much, the effect of lowering the cost by the resin lens cannot be obtained. Each of the plurality of imaging units according to each embodiment is an erecting equal-magnification imaging system. However, if it is an erecting imaging system that can obtain the effects of the present invention, it is strictly an equal-magnification imaging system. You do not have to.

本実施形態に係る画像形成装置の記録密度は特に限定されないが、記録密度が高くなればなるほど高画質が求められることを考えると、画像形成装置の記録密度を１２００ｄｐｉ以上とした場合において、より大きな本発明の効果を得ることができる。 The recording density of the image forming apparatus according to the present embodiment is not particularly limited. However, considering that the higher the recording density, the higher the image quality is required, the higher the recording density of the image forming apparatus is set to 1200 dpi or higher. The effects of the present invention can be obtained.

１０１光源
１０２結像部
１０３レンズアレイ
１０６受光面 101 Light source 102 Imaging section 103 Lens array 106 Light receiving surface

Claims

第１の方向に配列された複数の発光点を有する光源と、前記第１の方向に配列された複数の結像部を夫々が有する２つのレンズアレイと、を備え、前記複数の結像部の夫々により前記複数の発光点を受光面上に正立結像する光学装置であって、
前記結像部の光軸方向に垂直でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向において、前記２つのレンズアレイは、夫々の光軸列同士の間に前記複数の発光点の夫々が位置するように配列されており、
前記光軸方向において、前記複数の結像部の夫々の像面は、軸上では前記受光面よりも前記光源から遠い側に位置しており、最軸外では前記受光面よりも前記光源に近い側に位置していることを特徴とする光学装置。 A light source having a plurality of light emitting points arranged in a first direction; and two lens arrays each having a plurality of image forming parts arranged in the first direction, and the plurality of image forming parts Each of the optical devices for erecting an image of the plurality of light emitting points on the light receiving surface,
In the second direction, which is perpendicular to the optical axis direction of the imaging unit and different from the first direction, the two lens arrays have each of the light emitting points between the optical axis rows. Arranged to be located,
In the optical axis direction, the image planes of the plurality of image forming units are positioned on the side farther from the light source than the light receiving surface on the axis, and off the outermost axis to the light source than the light receiving surface. An optical device characterized by being located on the near side.

前記複数の結像部の前記第１の方向における配列ピッチをＰとするとき、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√６７／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて、前記複数の結像部の夫々のメリジオナル像面及びサジタル像面が前記受光面に一致することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。 When the arrangement pitch in the first direction of the plurality of imaging portions is P,
√3 / 4 × P ≦ Y ≦ √67 / 4 × P
2. The optical device according to claim 1, wherein the meridional image surface and the sagittal image surface of each of the plurality of imaging units coincide with the light receiving surface at an image height Y that satisfies the following condition.

前記複数の結像部の夫々の前記メリジオナル像面及び前記サジタル像面は、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√３９／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて前記受光面に一致することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。 The meridional image plane and the sagittal image plane of each of the plurality of imaging portions are
√3 / 4 × P ≦ Y ≦ √39 / 4 × P
The optical apparatus according to claim 2, wherein the optical device matches the light receiving surface at an image height Y that satisfies the following condition.

前記複数の結像部の夫々は、前記発光点の中間像を形成する第１のレンズ部と、前記中間像を再結像する第２のレンズ部と、を有しており、
前記第１のレンズ部の倍率をβ、前記第１のレンズ部の実効ＦナンバーをＦｎｏ、とするとき
−１．５＜β・Ｆｎｏ＜−０．７
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。 Each of the plurality of imaging units includes a first lens unit that forms an intermediate image of the light emitting point, and a second lens unit that re-images the intermediate image,
When the magnification of the first lens unit is β and the effective F number of the first lens unit is Fno, −1.5 <β · Fno <−0.7
The optical device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

前記複数の結像部の夫々において、入射面が最も大きな正のパワーを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学装置。 5. The optical apparatus according to claim 1, wherein an incident surface has the largest positive power in each of the plurality of image forming units.

前記複数の結像部の夫々は、同一の光軸上において前記光源側から順に配置された第１の光学素子、第２の光学素子、及び第３の光学素子を含み、前記第２の光学素子の入射面及び出射面の端部は凹形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置。 Each of the plurality of image forming units includes a first optical element, a second optical element, and a third optical element that are sequentially arranged from the light source side on the same optical axis, and the second optical element. The optical apparatus according to claim 1, wherein end portions of an incident surface and an output surface of the element have a concave shape.

前記複数の結像部の夫々は、２枚乃至４枚の樹脂製レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置。 6. The optical device according to claim 1, wherein each of the plurality of image forming units includes two to four resin lenses.

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学装置と、前記光学装置により前記受光面に配置された感光体上に形成される静電潜像を、トナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、前記転写されたトナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An optical device according to any one of claims 1 to 7, and a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the photoreceptor arranged on the light receiving surface by the optical device as a toner image, An image forming apparatus comprising: a transfer device that transfers the developed toner image onto a transfer material; and a fixing device that fixes the transferred toner image onto the transfer material.

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学装置と、外部機器から入力されたコードデータを画像信号に変換して前記光学装置に入力せしめるプリンタコントローラと、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image, comprising: the optical device according to claim 1; and a printer controller that converts code data input from an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical device. Forming equipment.

原稿を照明する照明手段と、第１の方向に配列された複数の結像部を夫々が有する２つのレンズアレイと、前記原稿における読取領域からの光束を受光する受光部と、を備え、前記複数の結像部の夫々により前記読取領域を前記受光部の受光面上に正立結像する画像読取装置であって、
前記結像部の光軸方向に垂直でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向において、前記２つのレンズアレイは、夫々の光軸列同士の間に前記読取領域が位置するように配列されており、
前記光軸方向において、前記複数の結像部の夫々の像面は、軸上では前記受光面よりも前記読取領域から遠い側に位置しており、最軸外では前記受光面よりも前記読取領域に近い側に位置していることを特徴とする画像読取装置。 Illuminating means for illuminating the document, two lens arrays each having a plurality of image forming units arranged in a first direction, and a light receiving unit for receiving a light beam from a reading region in the document, An image reading device that forms an erect image on the light receiving surface of the light receiving unit with the reading region by each of a plurality of image forming units,
In the second direction perpendicular to the optical axis direction of the imaging unit and different from the first direction, the two lens arrays are arranged such that the reading region is positioned between the respective optical axis rows. Are arranged,
In the optical axis direction, the image planes of the plurality of image forming units are positioned on the side farther from the reading area than the light receiving surface on the axis, and the reading is performed more than the light receiving surface outside the outermost axis. An image reading apparatus which is located on a side close to an area.

前記複数の結像部の前記第１の方向における配列ピッチをＰとするとき、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√６７／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて、前記複数の結像部の夫々のメリジオナル像面及びサジタル像面が前記受光面に一致することを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。 When the arrangement pitch in the first direction of the plurality of imaging portions is P,
√3 / 4 × P ≦ Y ≦ √67 / 4 × P
The optical apparatus according to claim 10, wherein the meridional image surface and the sagittal image surface of each of the plurality of image forming units coincide with the light receiving surface at an image height Y that satisfies the following condition.

前記複数の結像部の夫々の前記メリジオナル像面及び前記サジタル像面は、
√３／４×Ｐ≦Ｙ≦√３９／４×Ｐ
なる条件を満たす像高Ｙにおいて前記受光面に一致することを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。 The meridional image plane and the sagittal image plane of each of the plurality of imaging portions are
√3 / 4 × P ≦ Y ≦ √39 / 4 × P
The optical device according to claim 11, wherein the optical device matches the light receiving surface at an image height Y that satisfies the following condition.

前記複数の結像部の夫々は、前記読取領域の中間像を形成する第１のレンズ部と、前記中間像を再結像する第２のレンズ部と、を有しており、
前記第１のレンズ部の倍率をβ、前記第１のレンズ部の実効ＦナンバーをＦｎｏ、とするとき
−１．５＜β・Ｆｎｏ＜−０．７
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の光学装置。 Each of the plurality of imaging units includes a first lens unit that forms an intermediate image of the reading area, and a second lens unit that re-images the intermediate image,
When the magnification of the first lens unit is β and the effective F number of the first lens unit is Fno, −1.5 <β · Fno <−0.7
The optical apparatus according to claim 10, wherein the following condition is satisfied.

前記複数の結像部の夫々において、入射面が最も大きな正のパワーを有することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の光学装置。 The optical apparatus according to claim 10, wherein an incident surface has the largest positive power in each of the plurality of imaging units.

前記複数の結像部の夫々は、同一の光軸上において前記読取領域側から順に配置された第１の光学素子、第２の光学素子、及び第３の光学素子を含み、前記第２の光学素子の入射面及び出射面の端部は凹形状であることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の光学装置。 Each of the plurality of image forming units includes a first optical element, a second optical element, and a third optical element that are sequentially arranged from the reading region side on the same optical axis, and the second optical element The optical device according to claim 10, wherein ends of the entrance surface and the exit surface of the optical element are concave.

前記複数の結像部の夫々は、２枚乃至４枚の樹脂製レンズで構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の光学装置。 The optical device according to claim 10, wherein each of the plurality of image forming units includes two to four resin lenses.

前記第２の方向における前記原稿と前記複数のレンズアレイとの相対的位置を変更する駆動部を有することを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の画像読取装置。 17. The image reading apparatus according to claim 10, further comprising a driving unit configured to change a relative position between the document and the plurality of lens arrays in the second direction.