JP2020148919A - レンズユニット、露光装置、読取ヘッド、画像形成装置および画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズユニットは、第1の光軸を有する複数の第1のレンズ素子21を第1の光軸に直交する配列方向に配列した第1のレンズアレイ2と、第1のレンズ素子に対向し、第2の光軸を有する複数の第2のレンズ素子41を配列方向に配列した第2のレンズアレイ4と、両レンズアレイの間に配置され、複数の開口部31を配列方向に配列した遮光部材3とを備える。第2のレンズアレイは、第1のレンズアレイに対して、第1の光軸および配列方向の両方に直交する仮想線Tを回転軸として180度回転した位置関係にあり、各レンズアレイの配列方向の略中央部に位置するレンズ素子の光軸が略一致するように配置されている。
【選択図】図5
Description
<画像形成装置の構成>
図1は、本発明の第1の実施の形態における画像形成装置1の構成を示す図である。図1に示す画像形成装置1は、電子写真法を用いて画像を形成するものであり、例えばカラープリンタである。
次に、露光装置としてのLEDヘッド10の構成について説明する。図2は、XZ面と平行な面におけるLEDヘッド10の断面図である。図3は、YZ面と平行な面におけるLEDヘッド10の断面図である。図2および図3には、感光体ドラム13も併せて示す。
図5(A)に示すように、第1のレンズアレイ2は、X方向に配列された複数のレンズ素子21を有する。レンズ素子21は、千鳥状に2列に配列されており、各列においてX方向に一定の配列間隔で配列されている。
遮光板3は、X方向に配列された複数の開口部31を有する。開口部31は、千鳥状に2列に配列されており、各列においてX方向に一定の配列間隔(レンズ素子21と同じ配列間隔)で配列されている。
第2のレンズアレイ4は、X方向に配列された複数のレンズ素子41を有する。レンズ素子41は、千鳥状に2列に配列されており、各列においてX方向に一定の配列間隔(レンズ素子21と同じ配列間隔)で配列されている。
第1のレンズアレイ2と第2のレンズアレイ4とは、互いに同一形状を有する。そのため、製造工程において同一の金型で成形された成形体で構成することができる。具体的には、シクロオレフィンポリマー等の樹脂を、同一の金型を用いて射出成形することにより、同一形状の2つの成形体を形成する。
次に、レンズアレイ2,4のレンズ素子21,41および遮光板3の開口部31の配置について説明する。図8(A)は、第1のレンズアレイ2を+Z側(出射側)から見た平面図であり、図8(B)は、第1のレンズアレイ2を−Z側(入射側)から見た平面図である。
図10は、レンズユニット11の作用を説明するための図であり、図8(A)における線分10−10における断面図に相当する。上記の通り、Z方向に対向する第1のレンズアレイ2のレンズ素子21と第2のレンズアレイ4のレンズ素子41とは、光軸A1,A2が互いに略一致する。光軸A1,A2により、レンズユニット11の光軸Aが規定される。
次に、画像形成装置1の画像形成動作について、図1および図3を参照して説明する。画像形成装置1の制御部は、上位装置から送られた印刷コマンドに基づき、画像形成動作を開始する。まず給紙ローラ112が回転し、用紙カセット111に収容された媒体Pを一枚ずつ搬送路に送り出す。さらに、搬送ローラ対113が所定のタイミングで回転し、搬送路に送り出された媒体Pを搬送ベルト121まで搬送する。搬送ベルト121は、駆動ローラ122の回転によって矢印Bで示す方向に走行し、媒体Pを吸着保持して搬送する。
次に、第1の実施の形態の作用について説明する。第1の実施の形態のレンズユニット11は、2つのレンズアレイ2,4のうち、一方のレンズアレイ(例えば第2のレンズアレイ4)が、他方のレンズアレイ(例えば第1のレンズアレイ2)に対して、X方向(レンズ配列方向)と直交する仮想線Tを回転軸として180度回転し、各レンズアレイ2,4のX方向の略中央部のレンズ素子21,41の光軸A1,A2が略一致する位置関係にある。そのため、レンズ素子21,41の配列間隔が加工精度によってバラついたとしても、対向するレンズ素子21,41の光軸ずれを抑制することができる。
以上説明したように、第1の実施の形態のレンズユニット11は、複数のレンズ素子21をX方向に配列した第1のレンズアレイ2と、レンズ素子21に対向する複数のレンズ素子41をX方向に配列した第2のレンズアレイ4と、これらの間に配置された遮光板3とを備える。第2のレンズアレイ4は、第1のレンズアレイ2をレンズ配列方向(X方向)に直交する仮想線Tを回転軸として180度回転させた位置に配置されている。そのため、レンズ素子21,41の配列間隔PXに誤差が生じた場合であっても、光軸ずれを抑制することができる。これにより、レンズユニット11の解像度を向上し、鮮明な画像を形成することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、解像度の向上を可能にするレンズアレイ2,4のレンズ素子21,41の配列間隔のずれΔP(図11〜図12)の範囲を求める。
上述した各実施の形態では、レンズアレイ2,4のレンズ素子21,41がいずれも2列に配列されていたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図19の模式図に示すように、レンズアレイ2,4のレンズ素子21,41がいずれも1列に配列されていてもよい。この場合、遮光板3の開口部31およびマスク6の開口部61もそれぞれ1列に配列される。
また、上述した各実施の形態では、光学素子としてのLED51aを有するLEDヘッド10について説明した。しかしながら、図20に示すように、光学素子としての受光素子55aを有する読取ヘッド90を用いてもよい。この場合、第2の実施の形態で説明した長さXEは、受光素子55aのX方向の長さとなる。
Claims (18)
- 第1の光軸を有する複数の第1のレンズ素子を、前記第1の光軸に直交する配列方向に配列した第1のレンズアレイと、
前記第1のレンズ素子に対向し、第2の光軸を有する複数の第2のレンズ素子を、前記配列方向に配列した第2のレンズアレイと、
前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの間に配置され、複数の開口部を前記配列方向に配列した遮光部材と
を備え、
前記第2のレンズアレイは、前記第1のレンズアレイに対して、前記第1の光軸および前記配列方向の両方に直交する仮想線を回転軸として180度回転した位置関係にあり、前記第1のレンズアレイの前記配列方向の略中央部に位置する前記第1のレンズ素子の前記第1の光軸と、前記第2のレンズアレイの前記配列方向の略中央部に位置する前記第2のレンズ素子の前記第2の光軸とが略一致するように配置されている
ことを特徴とするレンズユニット。 - 前記仮想線は、前記第1のレンズアレイの前記配列方向における中央部に位置している
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。 - 前記仮想線は、前記第1のレンズアレイの1つの第1のレンズ素子の前記第1の光軸を通る位置、または、前記第1のレンズアレイの前記配列方向に隣り合う2つの第1のレンズ素子の中間部を通る位置に位置している
ことを特徴とする請求項1または2に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイは、前記配列方向における略中央部に、第1の位置決め部を有し、前記第2のレンズアレイは、前記配列方向における略中央部に、第2の位置決め部を有し、
前記遮光部材は、前記第1の位置決め部に嵌合する第1の嵌合部と、前記第2の位置決め部に嵌合する第2の嵌合部とを有する
ことを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイは、前記遮光部材に対向する側に、第1の係合部を有し、前記第2のレンズアレイは、前記遮光部材に対向する側に、第2の係合部を有し、
前記遮光部材は、前記第1の係合部が係合する第1の被係合部と、前記第2の係合部が係合する第2の被係合部とを有し、
前記遮光部材の前記第2の被係合部は、前記第2のレンズアレイが、前記第1のレンズアレイに対して前記仮想線を回転軸として180度回転した位置関係にあり、前記第1のレンズアレイの前記略中央部に位置する前記第1のレンズ素子の前記第1の光軸と前記第2のレンズアレイの前記略中央部に位置する前記第2のレンズ素子の前記第2の光軸とが略一致するように配置されている場合に、前記第2の係合部に係合するように形成されている
ことを特徴とする請求項1から4までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第1の被係合部と前記第2の被係合部とは、前記配列方向における前記遮光部材の中心に対して互いに反対側に形成されている
ことを特徴とする請求項5に記載のレンズユニット。 - 前記遮光部材は、前記第1のレンズアレイを前記回転軸の方向に位置決めする第1のガイド部と、前記第2のレンズアレイを前記回転軸の方向に位置決めする第2のガイド部とを有する
ことを特徴とする請求項1から6までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイおよび前記第2のレンズアレイは、互いに同一形状を有する
ことを特徴とする請求項1から7までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイおよび前記第2のレンズアレイは、いずれも、樹脂で一体に成形されている
ことを特徴とする請求項1から8までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイおよび前記第2のレンズアレイは、いずれも、成形時の金型のゲート位置が、前記配列方向の略中央に位置している
ことを特徴とする請求項9に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイおよび前記第2のレンズアレイは、前記複数の第1のレンズ素子のそれぞれの前記第1の光軸と、前記複数の前記第2のレンズ素子のそれぞれの前記第2の光軸とが略一致するように配置されている
ことを特徴とする請求項1から10までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記レンズユニットは、複数の光学素子からの光を集光し、または複数の光学素子に光を集光し、
前記第1のレンズ素子の倍率をmとし、
前記光学素子の前記配列方向の大きさをXEとすると、
前記第1のレンズ素子の前記配列方向における配列間隔のずれΔPが、
0<ΔP<XE/m
の範囲にあることを特徴とする請求項1から11までの何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記ずれΔPは、
0<ΔP<3.3
を満足することを特徴とする請求項12に記載のレンズユニット。 - 前記第1のレンズアレイの前記第1のレンズ素子は、2列に配列され、
前記第2のレンズアレイの前記第2のレンズ素子は、2列に配列されている
ことを特徴とする請求項8に記載のレンズユニット。 - 請求項1から14までの何れか1項に記載のレンズユニットと、
前記レンズユニットに対向するように配置された発光素子と
を備えたことを特徴とする露光装置。 - 請求項15に記載の露光装置と、
前記露光装置に対向するように配置された像担持体と、
前記露光装置によって像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、
前記現像部によって現像された像を媒体に転写する転写部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から14までの何れか1項に記載のレンズユニットと、
前記レンズユニットに対向するように配置された受光素子と
を備えたことを特徴とする読取ヘッド。 - 請求項17に記載の読取ヘッドと、
前記読取ヘッドに対向する位置で読取対象物を保持する支持台と
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
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