JP2022182580A

JP2022182580A - Optical device, exposure device, light receiving device, image formation device, image reading device, imaging device and line scan camera

Info

Publication number: JP2022182580A
Application number: JP2021090215A
Authority: JP
Inventors: 明宏山村; Akihiro Yamamura
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2022-12-08

Abstract

To reduce stray light reaching an image formation surface.SOLUTION: An LED head 3 as an imaging device comprises a lens unit 10, and a holder 40 as a holding member that holds the lens unit 10. The lens unit 10 comprises a lens plate 14 as a first lens array in which a plurality of lenses L2 is arranged, a lens plate 11 as a second lens array in which a plurality of lenses L1 having optical axes aligned with the lenses L2 is arranged, and a light shielding plate 21 arranged between the lens plates 11, 14 and having a plurality of opening parts 20 arranged therein. The lens plate 14 has a plurality of lenses L2a, L2b arranged in its longitudinal direction. The holder 40 has, at a position facing the lens plate 14, a facing part 41 that blocks light rays passing through the lens plate 14, and a slit 42 as an opening for passing the light rays. A width WS of the slit 42 in a lateral direction is narrower than a distance WD between the end parts of the lenses L2a, L2b on the sides apart from each other in the same direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、光学装置、露光装置、受光装置、画像形成装置、画像読取装置、撮像装置およびラインスキャンカメラに関する。 The present disclosure relates to an optical device, an exposure device, a light receiving device, an image forming device, an image reading device, an imaging device, and a line scan camera.

画像形成装置の露光装置（例えばＬＥＤヘッド）は、一方向に配列された複数のレンズを有するレンズアレイと、レンズと同じ間隔で配置された複数の開口部を有する遮光部材とを備える（例えば、特許文献１参照）。 An exposure device (for example, an LED head) of an image forming apparatus includes a lens array having a plurality of lenses arranged in one direction, and a light shielding member having a plurality of openings arranged at the same intervals as the lenses (for example, See Patent Document 1).

特開２０２０－３４７９５号公報（要約参照）JP 2020-34795 A (see abstract)

従来の露光装置では、遮光部材の開口部の内面で反射した迷光（フレア光）が結像面に到達することを十分に低減することができず、画像品質の向上が難しい。 In the conventional exposure apparatus, it is difficult to sufficiently reduce stray light (flare light) reflected on the inner surface of the opening of the light shielding member from reaching the imaging plane, and it is difficult to improve the image quality.

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、結像面に到達する迷光の低減を目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to reduce stray light reaching an imaging plane.

本開示の光学装置は、複数のレンズを配列した第１のレンズアレイと、第１のレンズアレイの各レンズと光軸が一致する複数のレンズを配列した第２のレンズアレイと、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの間に配置されて複数の開口部を配列した遮光部材とを備えたレンズユニットと、レンズユニットを保持する保持部材とを備える。第１のレンズアレイは、第１のレンズアレイの長手方向に複数配列された第１のレンズと第２のレンズとを有する。保持部材は、第１のレンズアレイと対向する位置に、第１のレンズアレイを通過する光線を遮光する遮光部と、第１のレンズアレイを通過する光線を通過させる開口とを有する。第１のレンズアレイの長手方向および光軸に直交する方向を短手方向とすると、開口の短手方向の幅は、短手方向における第１のレンズおよび第２のレンズの互いに離れた側の端部間の距離よりも狭い。 The optical device of the present disclosure includes a first lens array in which a plurality of lenses are arranged, a second lens array in which a plurality of lenses are arranged whose optical axes are aligned with the lenses of the first lens array, and a first lens array. A lens unit having a light shielding member arranged between a lens array and a second lens array and having a plurality of openings arranged therein, and a holding member holding the lens unit. The first lens array has a plurality of first lenses and second lenses arranged in the longitudinal direction of the first lens array. The holding member has, at a position facing the first lens array, a light blocking portion that blocks light rays passing through the first lens array, and an opening that allows passage of light rays passing through the first lens array. Assuming that the longitudinal direction of the first lens array and the direction perpendicular to the optical axis are defined as the width direction, the width of the opening in the width direction is the distance between the first lens and the second lens in the width direction Narrower than the distance between the ends.

本開示の露光装置は、上記の光学装置を有する。光学装置のレンズユニットには、複数の発光素子を配列した基板が対向配置されている。また、本開示の画像形成装置は、上記の露光装置と、露光装置に対向配置された像担持体と、露光装置によって像担持体に形成された像を現像する現像部と、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る。 An exposure apparatus of the present disclosure has the optical device described above. A substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged is arranged to face the lens unit of the optical device. Further, the image forming apparatus of the present disclosure includes the above-described exposure device, an image carrier arranged opposite to the exposure device, a developing section for developing an image formed on the image carrier by the exposure device, and a developing section. a transfer unit for transferring the image onto a medium.

本開示の受光装置は、上記の光学装置を有する。光学装置のレンズユニットには、複数の受光素子を配列した基板が対向配置されている。また、本開示の画像読取装置は、上記の受光装置と、受光装置に対向する位置で原稿を保持する原稿台とを備える。 A light receiving device of the present disclosure has the optical device described above. A substrate on which a plurality of light-receiving elements are arranged is arranged to face the lens unit of the optical device. Further, an image reading apparatus according to the present disclosure includes the light receiving device described above and a document platen that holds a document at a position facing the light receiving device.

本開示の撮像装置は、上記の受光装置を備える。また、本開示のラインスキャンカメラは、上記の撮像装置と、撮像装置に対向する位置を通過するように撮像対象物を搬送する搬送部とを備える。 An imaging device according to the present disclosure includes the light receiving device described above. Further, a line scan camera of the present disclosure includes the imaging device described above and a transport section that transports an object to be imaged so as to pass through a position facing the imaging device.

本開示によれば、遮光部材の開口部で反射されて結像面に向かう光線を、保持部材の遮光部で遮光することができる。そのため、結像面に到達する迷光を低減し、画像品質を向上することができる。 According to the present disclosure, light rays reflected by the opening of the light shielding member and directed toward the imaging plane can be shielded by the light shielding portion of the holding member. Therefore, it is possible to reduce stray light reaching the imaging plane and improve image quality.

第１の実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment; FIG. 第１の実施の形態のＬＥＤヘッドと感光体ドラムとの位置関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the LED head and the photosensitive drum according to the first embodiment; 図２に示した線分ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. 2; FIG. 第１の実施の形態のＬＥＤヘッドを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an LED head according to a first embodiment; FIG. 第１の実施の形態のＬＥＤヘッドを示す部分断面斜視図である。1 is a partial cross-sectional perspective view showing an LED head according to a first embodiment; FIG. 第１の実施の形態のレンズユニットを拡大して示す分解斜視図である。2 is an exploded perspective view showing an enlarged lens unit according to the first embodiment; FIG. 第１の実施の形態のレンズユニットを示す断面図である。It is a sectional view showing a lens unit of a 1st embodiment. 第１の実施の形態のレンズユニットのレンズ板のレンズ面の配列を示す図である。4 is a diagram showing the arrangement of lens surfaces of the lens plate of the lens unit according to the first embodiment; FIG. 第１の実施の形態のマスクの開口部の配列を示す図である。It is a figure which shows the arrangement|sequence of the opening part of the mask of 1st Embodiment. 第１の実施の形態の遮光板の開口部の配列を示す図である。It is a figure which shows the arrangement|sequence of the opening part of the light-shielding plate of 1st Embodiment. 第１の実施の形態のマスクおよびレンズ板における光線の進行状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing how light rays travel through the mask and the lens plate according to the first embodiment; 第１の実施の形態（Ａ）および比較例（Ｂ）のＬＥＤヘッドにおける光線の進行状態を示す模式図である。4A and 4B are schematic diagrams showing the progress of light rays in the LED heads of the first embodiment (A) and the comparative example (B); FIG. 第１の実施の形態の遮光板、レンズ板およびホルダのスリットの寸法関係を示す図である。4 is a diagram showing the dimensional relationship between the light shielding plate, the lens plate, and the slits of the holder according to the first embodiment; FIG. 第１の実施の形態のレンズ板およびホルダのスリットの寸法関係を示す図である。It is a figure which shows the dimensional relationship of the lens plate of 1st Embodiment, and the slit of a holder. 第２の実施の形態の画像読取装置を示す斜視図（Ａ）、および読取ヘッドを示す断面図（Ｂ）である。FIG. 10A is a perspective view showing an image reading apparatus according to a second embodiment, and FIG. 11B is a cross-sectional view showing a reading head; 第３の実施の形態のラインスキャンカメラを示す模式図（Ａ）、および撮像装置を示す断面図（Ｂ）である。It is a schematic diagram (A) showing a line scan camera of a third embodiment, and a cross-sectional view (B) showing an imaging device.

第１の実施の形態．
＜画像形成装置の構成＞
まず、第１の実施の形態の光学装置（露光装置）としてのＬＥＤヘッド３を備えた画像形成装置１について説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示す図である。画像形成装置１は、電子写真法によって画像を形成するものであり、ここではカラープリンタである。 First embodiment.
<Configuration of Image Forming Apparatus>
First, an image forming apparatus 1 having an LED head 3 as an optical device (exposure device) according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus 1. As shown in FIG. The image forming apparatus 1 forms an image by electrophotography, and is a color printer here.

画像形成装置１は、印刷用紙等の媒体Ｐを供給する媒体供給部７と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成ユニットとしてのプロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、トナー像を媒体Ｐに転写する転写ユニット６と、トナー像を媒体Ｐに定着する定着ユニット８と、媒体Ｐを排出する媒体排出部９とを備える。これらの構成要素は、画像形成装置１の筐体１Ａに収容されている。また、筐体１Ａの上部には、開閉可能なカバー１Ｂが設けられている。 The image forming apparatus 1 includes a medium supply unit 7 for supplying a medium P such as printing paper, and an image forming unit for forming yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) toner images. a transfer unit 6 for transferring the toner image onto the medium P; a fixing unit 8 for fixing the toner image onto the medium P; and a medium discharge section 9 for discharging the medium P. . These components are housed in a housing 1A of the image forming apparatus 1. As shown in FIG. A cover 1B that can be opened and closed is provided on the top of the housing 1A.

媒体供給部７は、媒体Ｐを積層状態で収納する媒体カセット７０と、媒体カセット７０から媒体Ｐを取り出す給紙ローラ７１と、給紙ローラ７１によって取り出された媒体Ｐを搬送路に沿って搬送する２対の搬送ローラ対７２，７３とを有する。 The medium supply unit 7 includes a medium cassette 70 that stores the media P in a stacked state, a paper feed roller 71 that takes out the medium P from the medium cassette 70, and transports the medium P taken out by the paper feed roller 71 along a transport path. It has two pairs of conveying roller pairs 72 and 73 that are connected to each other.

プロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、媒体Ｐの搬送路に沿って上流側から下流側（ここでは右側から左側）に配列されている。プロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、特に区別する必要がない場合には、プロセスユニット５と総称する。 The process units 5Y, 5M, 5C, and 5K are arranged from the upstream side to the downstream side (here, from the right side to the left side) along the medium P transport path. Process units 5Y, 5M, 5C, and 5K are collectively referred to as process unit 5 when there is no particular need to distinguish them.

プロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの各感光体ドラム５１（後述）に対向するように、露光装置としてのＬＥＤヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが配置されている。ＬＥＤヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、特に区別する必要がない場合には、ＬＥＤヘッド３と総称する。 LED heads 3Y, 3M, 3C and 3K as exposure devices are arranged so as to face respective photosensitive drums 51 (described later) of process units 5Y, 5M, 5C and 5K. The LED heads 3Y, 3M, 3C, and 3K are collectively referred to as the LED head 3 when there is no particular need to distinguish them.

プロセスユニット５は、像担持体としての感光体ドラム５１と、帯電部材としての帯電ローラ５２と、現像剤担持体（現像部）としての現像ローラ５３と、供給部材としての供給ローラ５４と、クリーニング部材としてのクリーニングブレード５６とを有する。 The process unit 5 includes a photosensitive drum 51 as an image bearing member, a charging roller 52 as a charging member, a developing roller 53 as a developer bearing member (developing section), a supply roller 54 as a supply member, and a cleaning member. and a cleaning blade 56 as a member.

感光体ドラム５１は、円筒状の導電性支持体の表面に感光層を形成したものであり、図中時計回りに回転する。帯電ローラ５２は、感光体ドラム５１の表面に当接するように配置され、感光体ドラム５１の回転に追従して回転する。帯電ローラ５２は、帯電電圧を付与され、感光体ドラム５１の表面を一様に帯電させる。 The photoreceptor drum 51 has a photosensitive layer formed on the surface of a cylindrical conductive support, and rotates clockwise in the figure. The charging roller 52 is arranged to contact the surface of the photoreceptor drum 51 and rotates following the rotation of the photoreceptor drum 51 . The charging roller 52 is supplied with a charging voltage and uniformly charges the surface of the photosensitive drum 51 .

ＬＥＤヘッド３は、画像データに基づいて感光体ドラム５１の表面に光線を照射して、感光体ドラム５１の表面に静電潜像を形成する。ＬＥＤヘッド３の具体的な構成については、後述する。 The LED head 3 irradiates the surface of the photoreceptor drum 51 with light based on image data to form an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor drum 51 . A specific configuration of the LED head 3 will be described later.

現像ローラ５３は、感光体ドラム５１の表面に当接するように配置され、感光体ドラム５１の回転方向とは反対方向（図中反時計回り）に回転する。現像ローラ５３は、現像電圧を付与され、感光体ドラム５１の表面の静電潜像をトナーにより現像する。供給ローラ５４は、現像ローラ５３の表面に当接するように配置され、現像ローラ５３にトナーを供給する。プロセスユニット５の上部には、トナーを補給するための現像剤収容体としてのトナーカートリッジ５５が取り付けられている。 The developing roller 53 is arranged to contact the surface of the photoreceptor drum 51 and rotates in a direction opposite to the rotation direction of the photoreceptor drum 51 (counterclockwise in the drawing). The developing roller 53 is applied with a developing voltage and develops the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor drum 51 with toner. The supply roller 54 is arranged to contact the surface of the developing roller 53 and supplies toner to the developing roller 53 . A toner cartridge 55 as a developer container for replenishing toner is attached to the upper portion of the process unit 5 .

転写ユニット６は、表面に媒体Ｐを保持して搬送する無端状の転写ベルト６２と、この転写ベルト６２が架け渡された駆動ローラ６３および従動ローラ６４と、転写ベルト６２を介して各感光体ドラム５１に対向配置された４つの転写ローラ６１と、転写ベルト６２に付着したトナーを除去するクリーニングブレード６５とを備える。 The transfer unit 6 includes an endless transfer belt 62 that holds and conveys the medium P on its surface, a driving roller 63 and a driven roller 64 on which the transfer belt 62 is stretched, and each photosensitive member via the transfer belt 62 . It has four transfer rollers 61 arranged to face the drum 51 and a cleaning blade 65 for removing toner adhering to the transfer belt 62 .

駆動ローラ６３は、図中反時計回りに回転し、転写ベルト６２を矢印Ｂで示す方向に走行させる。従動ローラ６４は、転写ベルト６２に張力を付与する。転写ベルト６２は、表面に媒体Ｐを静電吸着して搬送する。転写ローラ６１は、転写電圧を付与され、感光体ドラム５１の表面のトナー像を、転写ベルト６２上の媒体Ｐに転写する。クリーニングブレード６５は、転写ローラ６１の表面に接触するように配置され、転写ベルト６２に付着したトナーを掻き取る。 The drive roller 63 rotates counterclockwise in the drawing, and causes the transfer belt 62 to travel in the direction indicated by the arrow B. As shown in FIG. A driven roller 64 applies tension to the transfer belt 62 . The transfer belt 62 conveys the medium P by electrostatically attracting it to its surface. The transfer roller 61 is applied with a transfer voltage to transfer the toner image on the surface of the photosensitive drum 51 onto the medium P on the transfer belt 62 . The cleaning blade 65 is arranged so as to contact the surface of the transfer roller 61 and scrapes off toner adhering to the transfer belt 62 .

定着ユニット８は、定着ローラ８１と加圧ローラ８２とを備える。定着ローラ８１は、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵する。加圧ローラ８２は、定着ローラ８１に押圧され、定着ローラ８１との間との間で定着ニップを形成する。定着ローラ８１および加圧ローラ８２は、媒体Ｐに転写されたトナー像を、熱および圧力を加えて媒体Ｐに定着させる。 The fixing unit 8 has a fixing roller 81 and a pressure roller 82 . The fixing roller 81 incorporates a heat source such as a halogen lamp. The pressure roller 82 is pressed against the fixing roller 81 to form a fixing nip with the fixing roller 81 . The fixing roller 81 and pressure roller 82 apply heat and pressure to the toner image transferred to the medium P to fix the toner image onto the medium P. As shown in FIG.

媒体排出部９は、定着ユニット８を通過した媒体Ｐを搬送する排出する２対の排出ローラ対９１，９２を有する。画像形成装置１のカバー１Ｂには、排出された媒体Ｐを載置するスタッカ部９３が設けられている。 The medium discharge section 9 has two pairs of discharge roller pairs 91 and 92 for conveying and discharging the medium P that has passed through the fixing unit 8 . The cover 1B of the image forming apparatus 1 is provided with a stacker section 93 on which the discharged medium P is placed.

図１において、感光体ドラム５１の回転軸の方向を、Ｘ方向とする。媒体Ｐがプロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを通過する際の媒体Ｐの移動方向を、Ｙ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向を、Ｚ方向とする。Ｚ方向は、ここでは鉛直方向である。 In FIG. 1, the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 51 is the X direction. The moving direction of the medium P when it passes through the process units 5Y, 5M, 5C, and 5K is defined as the Y direction. A direction orthogonal to both the X direction and the Y direction is defined as the Z direction. The Z direction is the vertical direction here.

また、Ｙ方向については、媒体Ｐがプロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを通過する際の媒体Ｐの進行方向（図中右から左に向かう方向）を＋Ｙ方向とし、その反対方向を－Ｙ方向とする。Ｚ方向については、ＬＥＤヘッド３から感光体ドラム５１に向かう方向（図１における下方）を＋Ｚ方向とし、その反対方向を－Ｚ方向とする。Ｘ方向については、図１の手前に向かう方向を＋Ｘ方向とし、奥に向かう方向を－Ｘ方向とする。 As for the Y direction, the +Y direction is the traveling direction of the medium P when the medium P passes through the process units 5Y, 5M, 5C, and 5K (the direction from right to left in the drawing), and the opposite direction is -Y. direction. As for the Z direction, the direction from the LED head 3 toward the photosensitive drum 51 (downward in FIG. 1) is the +Z direction, and the opposite direction is the −Z direction. As for the X direction, the direction toward the front in FIG. 1 is the +X direction, and the direction toward the back is the −X direction.

＜ＬＥＤヘッドの構成＞
図２は、ＬＥＤヘッド３および感光体ドラム５１を、＋Ｙ側から見た図である。図２では、＋Ｚ方向が上方であり、－Ｚ方向が下方である（図１とは上下が逆である）。感光体ドラム５１は、図２に矢印ｒ１で示す方向に回転する。 <Configuration of LED head>
FIG. 2 is a diagram of the LED head 3 and the photosensitive drum 51 viewed from the +Y side. In FIG. 2, the +Z direction is upward and the −Z direction is downward (upside down from FIG. 1). The photosensitive drum 51 rotates in the direction indicated by the arrow r1 in FIG.

ＬＥＤヘッド３は、レンズユニット１０と、発光素子としてのＬＥＤ素子３１が実装された基板３０と、これらを保持する保持部材としてのホルダ４０とを備える。ホルダ４０は、レンズユニット１０と基板３０とを保持し、感光体ドラム５１に対して所定の位置関係に保持する。レンズユニット１０は、基板３０と感光体ドラム５１との間に位置する。 The LED head 3 includes a lens unit 10, a substrate 30 on which an LED element 31 as a light emitting element is mounted, and a holder 40 as a holding member for holding these. The holder 40 holds the lens unit 10 and the substrate 30 in a predetermined positional relationship with respect to the photosensitive drum 51 . The lens unit 10 is positioned between the substrate 30 and the photosensitive drum 51 .

基板３０は、回路基板３２と、回路基板３２上に１列に配列された複数のＬＥＤ素子３１（発光素子）を有する。回路基板３２は、接着剤４６（図３）によりホルダ４０に固定されている。ＬＥＤ素子３１の配列方向は、Ｘ方向（主走査方向）である。６００ｄｐｉの場合、１インチ（約２５．４ｍｍ）につき、６００個のＬＥＤ素子３１が配置される。基板３０のＬＥＤ素子３１の配列長さＷ_Ｅは、例えば２０８ｍｍである。 The substrate 30 has a circuit board 32 and a plurality of LED elements 31 (light emitting elements) arranged in a line on the circuit board 32 . Circuit board 32 is secured to holder 40 by adhesive 46 (FIG. 3). The arrangement direction of the LED elements 31 is the X direction (main scanning direction). In the case of 600 dpi, 600 LED elements 31 are arranged per inch (approximately 25.4 mm). The arrangement length _WE of the LED elements 31 on the substrate 30 is, for example, 208 mm.

図３は、図２に示す線分ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。図３に示すように、レンズユニット１０のＹ方向の中心を、ＣＬとする。中心ＣＬは、ＸＺ面に平行な仮想面である。ＬＥＤ素子３１および感光体ドラム５１の回転軸５１ａは、レンズユニット１０のＹ方向の中心ＣＬ上に位置している。 FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. As shown in FIG. 3, the center of the lens unit 10 in the Y direction is defined as CL. The center CL is a virtual plane parallel to the XZ plane. The rotating shaft 51a of the LED element 31 and the photosensitive drum 51 is positioned on the center CL of the lens unit 10 in the Y direction.

レンズユニット１０は、ＬＥＤ素子３１からの光線の進行方向に沿って、第２の遮光部材としてのマスク２３と、第２のレンズアレイとしてのレンズ板１１と、第１の遮光部材としての遮光板２１と、第１のレンズアレイとしてのレンズ板１４とを備える。 The lens unit 10 includes a mask 23 as a second light shielding member, a lens plate 11 as a second lens array, and a light shielding plate as a first light shielding member along the traveling direction of light rays from the LED elements 31. 21 and a lens plate 14 as a first lens array.

マスク２３、レンズ板１１、遮光板２１およびレンズ板１４の積層方向は、Ｚ方向である。ホルダ４０は、レンズ板１４が感光体ドラム５１に対向するようにレンズユニット１０を保持している。レンズ板１４の感光体ドラム５１側は、カバー部材３５で覆われている。 The stacking direction of the mask 23, the lens plate 11, the light shielding plate 21 and the lens plate 14 is the Z direction. The holder 40 holds the lens unit 10 so that the lens plate 14 faces the photosensitive drum 51 . The photoreceptor drum 51 side of the lens plate 14 is covered with a cover member 35 .

レンズ板１１，１４は、ＬＥＤ素子３１から発せられた光線を透過する材料で構成される。一方、遮光板２１およびマスク２３は、ＬＥＤ素子３１から発せられた光線を透過しない材料で構成される。 The lens plates 11 and 14 are made of a material that allows the light emitted from the LED element 31 to pass therethrough. On the other hand, the light shielding plate 21 and the mask 23 are made of a material that does not transmit the light emitted from the LED element 31 .

図４は、ＬＥＤヘッド３を拡大して示す断面図である。図４を参照して、ＬＥＤヘッド３のマスク２３、レンズ板１１、遮光板２１およびレンズ板１４について、順に説明する。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged view of the LED head 3. As shown in FIG. The mask 23, the lens plate 11, the light shielding plate 21 and the lens plate 14 of the LED head 3 will be described in order with reference to FIG.

図４に示すように、マスク２３は、Ｘ方向に配列された複数の開口部２４を有する。開口部２４は、ＬＥＤ素子３１から発せられた光線を通過させる。マスク２３は、－Ｚ側の第１面２３ａと、＋Ｚ側の第２面２３ｂとを有し、開口部２４は第１面２３ａから第２面２３ｂまで貫通している。 As shown in FIG. 4, the mask 23 has a plurality of openings 24 arranged in the X direction. The opening 24 allows the light emitted from the LED element 31 to pass therethrough. The mask 23 has a first surface 23a on the −Z side and a second surface 23b on the +Z side, and the opening 24 penetrates from the first surface 23a to the second surface 23b.

マスク２３の第１面２３ａのＹ方向両側には、－Ｚ方向に突出する当接部２３ｃが形成されている。当接部２３ｃは基板３０に当接し、基板３０とマスク２３とのＺ方向の距離を規定する。 Contact portions 23c projecting in the -Z direction are formed on both sides of the first surface 23a of the mask 23 in the Y direction. The contact portion 23c contacts the substrate 30 and defines the distance between the substrate 30 and the mask 23 in the Z direction.

レンズ板１１は、－Ｚ側の第１面１１ａと、＋Ｚ側の第２面１１ｂとを有する。第１面１１ａには、複数のレンズ面１２がＸ方向に配列されている。第２面１１ｂには、複数のレンズ面１３がＸ方向に配列されている。レンズ板１１のレンズ面１２，１３は、マスク２３の開口部２４を通過した光線を通過させる。 The lens plate 11 has a −Z side first surface 11a and a +Z side second surface 11b. A plurality of lens surfaces 12 are arranged in the X direction on the first surface 11a. A plurality of lens surfaces 13 are arranged in the X direction on the second surface 11b. The lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 allow light rays passing through the opening 24 of the mask 23 to pass therethrough.

レンズ板１１の第１面１１ａのＹ方向両側には、－Ｚ方向に突出する当接部１１ｃが形成されている。当接部１１ｃはマスク２３に当接し、マスク２３とレンズ板１１とのＺ方向の距離を規定する。 Contact portions 11c projecting in the -Z direction are formed on both sides of the first surface 11a of the lens plate 11 in the Y direction. The contact portion 11c contacts the mask 23 and defines the distance between the mask 23 and the lens plate 11 in the Z direction.

レンズ板１１の第２面１１ｂのＹ方向両側には、＋Ｚ方向に突出する当接部１１ｄが形成されている。当接部１１ｄは遮光板２１に当接し、レンズ板１１と遮光板２１とのＺ方向の距離を規定する。 Contact portions 11d projecting in the +Z direction are formed on both sides of the second surface 11b of the lens plate 11 in the Y direction. The contact portion 11d contacts the light shielding plate 21 and defines the distance between the lens plate 11 and the light shielding plate 21 in the Z direction.

遮光板２１は、Ｘ方向に配列された複数の開口部２２を有する。開口部２２は、レンズ板１１を通過した光線を通過させる。遮光板２１は、－Ｚ側の第１面２１ａと、＋Ｚ側の第２面２１ｂとを有し、開口部２２は第１面２１ａから第２面２１ｂまで貫通している。 The light shielding plate 21 has a plurality of openings 22 arranged in the X direction. The aperture 22 allows the light rays passing through the lens plate 11 to pass therethrough. The light shielding plate 21 has a first surface 21a on the -Z side and a second surface 21b on the +Z side, and the opening 22 penetrates from the first surface 21a to the second surface 21b.

遮光板２１の第１面２１ａのＹ方向両側には、＋Ｚ方向に突出する当接部２１ｃが形成されている。当接部２１ｃはレンズ板１４に当接し、遮光板２１とレンズ板１４とのＺ方向の距離を規定する。 Contact portions 21c projecting in the +Z direction are formed on both sides of the first surface 21a of the light shielding plate 21 in the Y direction. The contact portion 21 c contacts the lens plate 14 and defines the distance between the light shielding plate 21 and the lens plate 14 in the Z direction.

レンズ板１４は、－Ｚ側の第１面１４ａと、＋Ｚ側の第２面１４ｂとを有する。第１面１４ａには、複数のレンズ面１５がＸ方向に配列されている。第２面１４ｂには、複数のレンズ面１６がＸ方向に配列されている。レンズ板１４のレンズ面１５，１６は、遮光板２１の開口部２２を通過した光線を通過させる。 The lens plate 14 has a −Z side first surface 14a and a +Z side second surface 14b. A plurality of lens surfaces 15 are arranged in the X direction on the first surface 14a. A plurality of lens surfaces 16 are arranged in the X direction on the second surface 14b. The lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14 allow the light rays passing through the opening 22 of the light shielding plate 21 to pass therethrough.

レンズ板１４の第１面１４ａのＹ方向両側には、－Ｚ方向に突出する当接部１４ｃが形成されている。当接部１４ｃは遮光板２１に当接し、レンズ板１４と遮光板２１とのＺ方向の距離を規定する。 Contact portions 14c projecting in the -Z direction are formed on both sides of the first surface 14a of the lens plate 14 in the Y direction. The contact portion 14 c contacts the light shielding plate 21 and defines the distance between the lens plate 14 and the light shielding plate 21 in the Z direction.

レンズ板１４の第２面１４ｂのＹ方向両側には、＋Ｚ方向に突出する当接部１４ｄが形成されている。当接部１４ｄには、レンズ板１４を覆うようにカバー部材３５が取り付けられている。 Contact portions 14d projecting in the +Z direction are formed on both sides of the second surface 14b of the lens plate 14 in the Y direction. A cover member 35 is attached to the contact portion 14 d so as to cover the lens plate 14 .

カバー部材３５は、レンズユニット１０への異物の付着を防止するためのものである。カバー部材３５は、ＬＥＤ素子３１の光線を透過する材料、例えば、透明のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されている。カバー部材３５は、ホルダ４０のスリット４２（後述）を塞ぐように、接着剤４５によりホルダ４０の対向部４１に固定されている。 The cover member 35 is for preventing foreign matter from adhering to the lens unit 10 . The cover member 35 is made of a material that transmits light from the LED element 31, such as transparent PET (polyethylene terephthalate). The cover member 35 is fixed to the facing portion 41 of the holder 40 with an adhesive 45 so as to block a slit 42 (described later) of the holder 40 .

図５は、ＬＥＤヘッド３を示す部分断面斜視図である。図５に示すように、レンズユニット１０は長尺であり、その長手方向がＸ方向となるように、ホルダ４０に保持されている。すなわち、レンズユニット１０の長手方向、および基板３０上のＬＥＤ素子３１の配列方向は、いずれもＸ方向である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view showing the LED head 3. FIG. As shown in FIG. 5, the lens unit 10 is elongated and held by the holder 40 so that its longitudinal direction is the X direction. That is, both the longitudinal direction of the lens unit 10 and the arrangement direction of the LED elements 31 on the substrate 30 are the X direction.

レンズユニット１０を保持するホルダ４０は、＋Ｚ方向の端部に位置する対向部４１と、Ｙ方向の両端に位置する２つの側壁部４３とを有する。ホルダ４０の－Ｚ方向の端部は開放されている。ホルダ４０は、液晶ポリマー等の樹脂で構成される。 The holder 40 that holds the lens unit 10 has a facing portion 41 located at the end in the +Z direction and two side wall portions 43 located at both ends in the Y direction. The −Z direction end of the holder 40 is open. The holder 40 is made of resin such as liquid crystal polymer.

ホルダ４０の対向部４１は、ＸＹ面に平行な板状部分であり、感光体ドラム５１に対向する。対向部４１には、Ｘ方向に長いスリット４２が形成されている。スリット４２は、図４に示すように、対向部４１の＋Ｚ側の面４１ａから－Ｚ側の面４１ｂまで貫通している。スリット４２は、レンズユニット１０を透過した光線を通過させる開口である。対向部４１のうちスリット４２以外の部分は、レンズユニット１０を透過した光線を遮光する遮光部を構成する。 A facing portion 41 of the holder 40 is a plate-like portion parallel to the XY plane and faces the photosensitive drum 51 . A slit 42 elongated in the X direction is formed in the facing portion 41 . As shown in FIG. 4, the slit 42 penetrates from the +Z side surface 41a of the facing portion 41 to the -Z side surface 41b. The slit 42 is an opening through which the light rays transmitted through the lens unit 10 pass. A portion of the facing portion 41 other than the slit 42 constitutes a light shielding portion that shields light rays that have passed through the lens unit 10 .

図６は、レンズユニット１０を示す分解斜視図である。マスク２３、レンズ板１４、遮光板２１およびレンズ板１１は、いずれもＸ方向に長い長尺部材である。マスク２３、レンズ板１４、遮光板２１およびレンズ板１１は、この順にＺ方向に積層されている。 FIG. 6 is an exploded perspective view showing the lens unit 10. FIG. The mask 23, the lens plate 14, the light shielding plate 21, and the lens plate 11 are all long members elongated in the X direction. The mask 23, the lens plate 14, the light shielding plate 21 and the lens plate 11 are laminated in this order in the Z direction.

図７は、レンズユニット１０を、レンズ面１２，１３，１５，１６の各面頂点を通りＸＺ面に平行な面で切断した断面図である。図７に示すように、レンズ板１１のレンズ面１２，１３により、レンズＬ１が構成される。また、レンズ板１４のレンズ面１５，１６により、レンズＬ２が構成される。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the lens unit 10 taken along a plane parallel to the XZ plane passing through the vertices of the lens surfaces 12, 13, 15, and 16. As shown in FIG. As shown in FIG. 7, the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 constitute a lens L1. Further, the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14 constitute a lens L2.

レンズ板１１のレンズＬ１の光軸Ａｘと、レンズ板１４のレンズＬ２の光軸Ａｘとは、互いに一致する。光軸Ａｘの方向は、Ｚ方向である。 The optical axis Ax of the lens L1 of the lens plate 11 and the optical axis Ax of the lens L2 of the lens plate 14 coincide with each other. The direction of the optical axis Ax is the Z direction.

マスク２３の開口部２４の中心は、レンズ板１１，１４の光軸Ａｘ上にある。同様に、遮光板２１の開口部２２の中心は、レンズ板１１，１４の光軸Ａｘ上にある。 The center of the aperture 24 of the mask 23 is on the optical axis Ax of the lens plates 11 and 14 . Similarly, the center of the opening 22 of the light shielding plate 21 is on the optical axis Ax of the lens plates 11 and 14 .

基板３０のＬＥＤ素子３１からレンズ板１１のレンズ面１２までの距離を、距離ＬＯとする。レンズ板１１のレンズ面１２とレンズ面１３との間隔（すなわちレンズ厚）を、面間隔ＬＴとする。 Let the distance from the LED element 31 of the substrate 30 to the lens surface 12 of the lens plate 11 be the distance LO. The distance between the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 (that is, the lens thickness) is defined as the surface distance LT.

レンズ板１１のレンズ面１３とレンズ板１４のレンズ面１５の間隔を、面間隔ＬＧとする。レンズ板１４のレンズ面１５とレンズ面１６との間隔（すなわちレンズ厚）を、面間隔ＬＴとする。レンズ板１４のレンズ面１６と感光体ドラム５１の表面（結像面）との距離を、距離ＬＩとする。 The distance between the lens surface 13 of the lens plate 11 and the lens surface 15 of the lens plate 14 is defined as a surface distance LG. The distance between the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14 (that is, the lens thickness) is defined as the surface distance LT. The distance between the lens surface 16 of the lens plate 14 and the surface (imaging surface) of the photosensitive drum 51 is defined as a distance LI.

また、基板３０のＬＥＤ素子３１とマスク２３との間隔を、面間隔ＬＦＭとする。レンズ板１４のレンズ面１５と遮光板２１との間隔を、面間隔ＬＦＳとする。マスク２３の厚さを、厚さＭＴとする。遮光板２１の厚さを、厚さＳＴとする。 The distance between the LED element 31 of the substrate 30 and the mask 23 is defined as LFM. The distance between the lens surface 15 of the lens plate 14 and the light blocking plate 21 is defined as a surface distance LFS. Let the thickness of the mask 23 be the thickness MT. The thickness of the light shielding plate 21 is assumed to be the thickness ST.

ＬＥＤ素子３１からレンズ板１１のレンズ面１２までの距離ＬＯと、レンズ板１４のレンズ面１６から感光体ドラム５１の表面までの距離ＬＩとは、等距離である（すなわちＬＩ＝ＬＯ）。また、レンズ板１１，１４は、レンズ面１３とレンズ面１５との間で主光線が平行となるテレセントリックな構成を有する。 The distance LO from the LED element 31 to the lens surface 12 of the lens plate 11 and the distance LI from the lens surface 16 of the lens plate 14 to the surface of the photosensitive drum 51 are the same (ie, LI=LO). Also, the lens plates 11 and 14 have a telecentric configuration in which the principal rays are parallel between the lens surfaces 13 and 15 .

また、遮光板２１は、レンズ板１１のレンズ面１３とレンズ板１４のレンズ面１５との中間位置に対して、レンズ面１３に近い側に配置されている。レンズ板１４のレンズ面１５と遮光板２１との面間隔ＬＦＳは、レンズ板１１，１４のレンズ面１３，１５の面間隔ＬＧの１／２、すなわちＬＦＳ＝ＬＧ／２となっている。 Further, the light blocking plate 21 is arranged on the side closer to the lens surface 13 with respect to the intermediate position between the lens surface 13 of the lens plate 11 and the lens surface 15 of the lens plate 14 . The surface distance LFS between the lens surface 15 of the lens plate 14 and the light shielding plate 21 is half the surface distance LG between the lens surfaces 13 and 15 of the lens plates 11 and 14, that is, LFS=LG/2.

なお、ＬＦＳ＜ＬＧ／２とした場合であっても、レンズ面１３から距離ＬＧ／２の位置に開口部２２の内壁が配置されていれば、ＬＥＤ素子３１からの光線の反射光が低減され、本実施の形態の効果が得られる。 Even when LFS<LG/2, if the inner wall of the opening 22 is arranged at a distance LG/2 from the lens surface 13, the reflected light from the LED element 31 is reduced. , the effect of the present embodiment can be obtained.

図８は、レンズ板１４のレンズ面１６の配列を＋Ｚ側から見た図である。レンズ板１４の＋Ｚ側の第２面１４ｂには、レンズ面１６が千鳥状に２列に配列され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接するレンズ面１６のＸ方向の間隔（中心間距離）をＰ_Ｘとすると、各列におけるレンズ面１６のＸ方向の配列間隔は、２×Ｐ_Ｘである。 FIG. 8 is a diagram of the arrangement of the lens surfaces 16 of the lens plate 14 viewed from the +Z side. On the second surface 14b on the +Z side of the lens plate 14, lens surfaces 16 are arranged in two rows in a zigzag pattern, and each row extends in the X direction. If the X-direction interval (center-to-center distance) between adjacent lens surfaces 16 is _PX , the X-direction arrangement interval of the lens surfaces 16 in each row is 2× _PX .

レンズ面１６の中心（面頂点）は、レンズ板１４のＹ方向中心（すなわちレンズユニット１０のＹ方向中心）ＣＬから、Ｐ_Ｙの距離にある。レンズ面１６の半径は、Ｒ_Ｌである。 The center (surface vertex) of the lens surface 16 is at a distance of _PY from the Y-direction center of the lens plate 14 (that is, the Y-direction center of the lens unit 10) CL. The radius of lens surface 16 is _RL .

レンズ板１４の２列のレンズ面１６の互いに離れた側の最外側端縁を通り、ＸＺ面に平行な面を、基準面ＳＬと定義する。この基準面ＳＬは、図４に示したように、レンズ板１４のレンズ面１５のＹ方向の最外側端縁も通り、レンズ板１１のレンズ面１２，１３のＹ方向の最外側端縁も通る。 A plane parallel to the XZ plane that passes through the outermost edges of the two rows of lens surfaces 16 of the lens plate 14 on the side away from each other is defined as a reference plane SL. As shown in FIG. 4, this reference plane SL passes through the Y-direction outermost edge of the lens surface 15 of the lens plate 14, and also passes through the Y-direction outermost edges of the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11. pass.

レンズ板１４のレンズ面１５（図４）は、ＸＹ面内においてレンズ面１６と同様に配列されている。すなわち、レンズ面１５は千鳥状に２列に配列され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接するレンズ面１５のＸ方向の間隔はＰ_Ｘであり、各列におけるレンズ面１５のＸ方向の配列間隔は２×Ｐ_Ｘである。レンズ面１５の中心は、レンズ板１４のＹ方向の中心ＣＬからＰ_Ｙの距離にある。レンズ面１５の半径は、Ｒ_Ｌである。レンズ面１５のＹ方向の外側端縁も、図８に示した基準面ＳＬ上にある。 The lens surfaces 15 (FIG. 4) of the lens plate 14 are arranged in the same manner as the lens surfaces 16 in the XY plane. That is, the lens surfaces 15 are arranged in two rows in a zigzag pattern, and each row extends in the X direction. The X-direction interval between adjacent lens surfaces 15 is _PX , and the X-direction arrangement interval of the lens surfaces 15 in each row is 2× _PX . The center of the lens surface 15 is located at a distance of _PY from the center CL of the lens plate 14 in the Y direction. The radius of lens surface 15 is _RL . The Y-direction outer edge of the lens surface 15 is also on the reference plane SL shown in FIG.

上記の通り、レンズ板１４の相対するレンズ面１５，１６により、レンズＬ２（図７）が構成される。ここでは、２列に配列されたレンズＬ２のうち、一方の列に配列されたレンズＬ２をレンズＬ２ａ（第１のレンズ）と称し、他方の列に配列されたレンズＬ２をレンズ２Ｌｂ（第２のレンズ）と称する。 As described above, the opposed lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14 constitute the lens L2 (FIG. 7). Here, of the lenses L2 arranged in two rows, the lens L2 arranged in one row is called a lens L2a (first lens), and the lens L2 arranged in the other row is called a lens 2Lb (second lens). lens).

レンズ板１１（図４）は、レンズ板１４と同一形状を有する。レンズ板１１は、レンズ板１４に対して、Ｙ方向中心を通るＸ方向の回転軸を中心として１８０度反転した位置関係にある。レンズ板１１のレンズ面１２，１３のＸＹ面内における配置は、レンズ板１４のレンズ面１５，１６のＸＹ面内における配置と同様である。 Lens plate 11 (FIG. 4) has the same shape as lens plate 14 . The lens plate 11 has a positional relationship in which the lens plate 14 is reversed by 180 degrees about the rotation axis in the X direction passing through the center in the Y direction. The arrangement of the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 in the XY plane is the same as the arrangement of the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14 in the XY plane.

図９は、マスク２３の開口部２４の配列を＋Ｚ側から見た図である。マスク２３には、複数の開口部２４が千鳥状に２列に配列され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接する開口部２４のＸ方向の間隔（中心間距離）はＰ_Ｘであり、各列における開口部２４のＸ方向の配列間隔は２×Ｐ_Ｘである。開口部２４は円形状であり、基板３０（図４）に対向する面の開口半径Ｒ_ｍ１は、レンズ板１１（図４）に対向する面の開口半径Ｒ_ｍ２より小さい。すなわち、開口部２４は、＋Ｚ方向に進むほど開口半径が大きくなる形状を有する。 FIG. 9 is a diagram of the array of openings 24 of the mask 23 viewed from the +Z side. The mask 23 has a plurality of openings 24 arranged in two rows in a zigzag pattern, each row extending in the X direction. The X-direction interval (center-to-center distance) between adjacent openings 24 is _PX , and the X-direction arrangement interval of the openings 24 in each row is 2× _PX . The opening 24 has a circular shape, and the opening radius _Rm1 of the surface facing the substrate 30 (FIG. 4) is smaller than the opening radius _Rm2 of the surface facing the lens plate 11 (FIG. 4). That is, the opening 24 has a shape in which the radius of the opening increases toward the +Z direction.

図１０は、遮光板２１の開口部２２の配列を＋Ｚ側から見た図である。遮光板２１には、複数の開口部２２が千鳥状に２列に配列され、各列はそれぞれＸ方向に延在している。隣接する開口部２２のＸ方向の間隔（中心間距離）はＰ_Ｘであり、各列における開口部２２のＸ方向の配列間隔は２×Ｐ_Ｘである。開口部２２は円形状であり、開口半径Ｒ_ｍを有する。開口部２２の開口半径Ｒ_ｍは、Ｚ方向に一定である。 FIG. 10 is a diagram of the arrangement of the openings 22 of the light shielding plate 21 viewed from the +Z side. A plurality of openings 22 are arranged in two rows in a zigzag pattern in the light shielding plate 21, and each row extends in the X direction. The X-direction interval (center-to-center distance) between adjacent openings 22 is _PX , and the X-direction arrangement interval of the openings 22 in each row is 2× _PX . The opening 22 is circular and has an opening radius _Rm . The opening radius _Rm of the opening 22 is constant in the Z direction.

図１１は、基板３０のＬＥＤ素子３１から出射され、マスク２３の開口部２４を通過して、レンズ板１１の内部で散乱して出射される光線を説明するための図である。ＬＥＤ素子３１から出射されてマスク２３の開口部２４を通過した光線のうち、多くの光線はレンズ板１１のレンズ面１２に入射してレンズ面１３から出射される。 FIG. 11 is a diagram for explaining light rays emitted from the LED elements 31 of the substrate 30, passing through the openings 24 of the mask 23, being scattered inside the lens plate 11, and emitted. Most of the light rays emitted from the LED elements 31 and passing through the openings 24 of the mask 23 are incident on the lens surface 12 of the lens plate 11 and emitted from the lens surface 13 .

しかしながら、一部の光線は、レンズ面１２の周囲から入射し、あるいは、レンズ面１２から入射してレンズ板１１の内部で反射する。これらの光線はレンズ板１１の各面で反射を繰り返し、その一部がレンズ面１３から出射される。また、レンズ板１１の第２面１１ｂのレンズ面１３以外の部分から出射される光線もある。 However, some of the rays enter from the periphery of the lens surface 12 or enter from the lens surface 12 and are reflected inside the lens plate 11 . These light rays are repeatedly reflected by each surface of the lens plate 11 and part of them is emitted from the lens surface 13 . Moreover, some rays are emitted from a portion other than the lens surface 13 of the second surface 11 b of the lens plate 11 .

図１２（Ａ）は、本実施の形態のＬＥＤヘッド３における光線の進行状態を示す図である。図１２（Ｂ）は、比較例のＬＥＤヘッド３Ｃにおける光線の進行状態を示す図である。 FIG. 12(A) is a diagram showing the traveling state of light rays in the LED head 3 of this embodiment. FIG. 12B is a diagram showing the progress of light rays in the LED head 3C of the comparative example.

図１２（Ａ）に示すように、本実施の形態のＬＥＤヘッド３では、ホルダ４０のスリット４２が、レンズ板１１のレンズ面１２のＹ方向の最外側端部を通る２つの基準面ＳＬよりも、Ｙ方向において内側に位置する。すなわち、スリット４２の幅Ｗ_Ｓが、２つの基準面ＳＬの間隔Ｗ_Ｄよりも狭い。 As shown in FIG. 12(A), in the LED head 3 of the present embodiment, the slit 42 of the holder 40 is located between two reference planes SL passing through the outermost end of the lens surface 12 of the lens plate 11 in the Y direction. are also located inside in the Y direction. That is, the width W _S of the slit 42 is narrower than the interval W _D between the two reference planes SL.

一方、図１２（Ｂ）に示すように、比較例のＬＥＤヘッド３Ｃでは、ホルダ４０のスリット４２が、レンズ板１１のレンズ面１２のＹ方向の最外側端部を通る２つの基準面ＳＬよりもＹ方向外側まで広がっている。すなわち、スリット４２の幅Ｗ_Ｓが、２つの基準面ＳＬの間隔Ｗ_Ｄよりも狭い。 On the other hand, as shown in FIG. 12B, in the LED head 3C of the comparative example, the slit 42 of the holder 40 is positioned between the two reference planes SL passing through the outermost end of the lens surface 12 of the lens plate 11 in the Y direction. also extends outward in the Y direction. That is, the width W _S of the slit 42 is narrower than the interval W _D between the two reference planes SL.

図１２（Ａ），（Ｂ）のいずれにおいても、レンズ板１１の内部で反射され当該レンズ板１１の第２面１１ｂ（レンズ面１３を含む）から出射された迷光があり、その迷光はレンズ板１４を通過して結像位置に向かう。 12A and 12B, there is stray light reflected inside the lens plate 11 and emitted from the second surface 11b (including the lens surface 13) of the lens plate 11. It passes through the plate 14 to the imaging position.

このとき、図１２（Ｂ）に示した比較例では、レンズ板１４を通過した迷光が、スリット４２を通過して結像面（すなわち感光体ドラム５１の表面）に到達する。その結果、ＬＥＤ素子３１の像Ｉに隣接して、迷光によって像Ｊが結像されてしまう。感光体ドラム５１の表面に迷光による像Ｊが結像されると、画像の鮮明度が低下する。 At this time, in the comparative example shown in FIG. 12B, the stray light that has passed through the lens plate 14 passes through the slit 42 and reaches the imaging plane (that is, the surface of the photosensitive drum 51). As a result, the image J is formed by stray light adjacent to the image I of the LED element 31 . When the image J is formed on the surface of the photosensitive drum 51 by stray light, the definition of the image is lowered.

一方、図１２（Ａ）に示した本実施の形態では、レンズ板１４を通過した迷光を、ホルダ４０の対向部４１のスリット４２のＹ方向両側で遮光し、これにより結像面に到達する迷光を低減することができる。 On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 12A, the stray light that has passed through the lens plate 14 is shielded on both sides of the slit 42 of the facing portion 41 of the holder 40 in the Y direction, thereby reaching the imaging plane. Stray light can be reduced.

このように、本実施の形態１では、ホルダ４０のスリット４２を、レンズ板１４のレンズ面１６のＹ方向端部を通る２つの基準面ＳＬよりもＹ方向内側に形成することで、結像面（すなわち感光体ドラム５１の表面）に到達する迷光を低減している。これにより、画像の鮮明度を向上し、画像品質を高めることができる。 As described above, in the first embodiment, the slit 42 of the holder 40 is formed inside the two reference planes SL passing through the Y-direction end of the lens surface 16 of the lens plate 14, thereby forming an image. Stray light reaching the surface (that is, the surface of the photosensitive drum 51) is reduced. Thereby, the sharpness of the image can be improved, and the image quality can be enhanced.

ここで、スリット４２の幅Ｗ_Ｓ（Ｙ方向の寸法）が広いほど、結像面に到達する迷光が増加する。以下では、結像面に到達する迷光を低減可能なスリット４２の幅Ｗ_Ｓの最大値について説明する。 Here, the wider the width W _S (dimension in the Y direction) of the slit 42, the more stray light reaches the imaging plane. The maximum value of the width _WS of the slit 42 that can reduce stray light reaching the imaging plane will be described below.

図１３は、遮光板２１、レンズ板１４およびホルダ４０のスリット４２の寸法関係を示す図である。上記の通り、遮光板２１からレンズ板１４のまでの距離は、ＬＦＳである。また、遮光板２１の開口部２２の半径は、Ｒ_ｍである。 FIG. 13 is a diagram showing the dimensional relationship among the light shielding plate 21, the lens plate 14 and the slit 42 of the holder 40. As shown in FIG. As described above, the distance from the light blocking plate 21 to the lens plate 14 is LFS. The radius of the opening 22 of the light shielding plate 21 is _Rm .

レンズ板１４からスリット４２の結像面側の面までの距離は、ＬＳとする。レンズ板１４の２列のレンズ面１６のＹ方向の間隔を、Ｗ_Ｌとする。また、遮光板２１の２列の開口部２４のＹ方向の間隔（中心間距離）を、Ｗ_ｍとする。なお、間隔Ｗ_Ｌおよび間隔Ｗ_ｍは、いずれも距離Ｐ_Ｙ（図８、図１０）の２倍であるが（Ｗ_Ｌ＝Ｗ_ｍ＝２×Ｐ_Ｙ）、ここではＷ_Ｌ，Ｗ_ｍを用いて説明する。 Let LS be the distance from the lens plate 14 to the surface of the slit 42 on the imaging plane side. Let _WL be the space between the two rows of lens surfaces 16 of the lens plate 14 in the Y direction. In addition, the Y-direction spacing (center-to-center distance) between the two rows of openings 24 of the light shielding plate 21 is _Wm . It should be noted that the distance W _L and the distance W _m are both twice the distance P _Y (FIGS. 8 and 10) (W _L =W _m =2×P _Y ), but here W _L and W _m are will be used for explanation.

遮光板２１の２列の開口部２２のうち、レンズＬ２ａに対向する開口部２２を開口部２２ａとし、レンズＬ２ｂに対向する開口部２２を開口部２２ｂとする。ここでは、左側の開口部２２ａの右側の内壁で反射して右側のレンズＬ２ｂに入射する光線Ｒ５を考える。 Of the two rows of apertures 22 of the light shielding plate 21, the aperture 22 facing the lens L2a is referred to as an aperture 22a, and the aperture 22 facing the lens L2b is referred to as an aperture 22b. Here, consider a light ray R5 that is reflected by the right inner wall of the left opening 22a and enters the right lens L2b.

遮光板２１の開口部２２ａの右側の内壁からレンズ２Ｌｂに入射した光線Ｒ５が、スリット４２の内壁に入射するように構成すれば、光線Ｒ５がスリット４２を通過して結像面に到達することを防止できる。 If the light ray R5 entering the lens 2Lb through the inner wall on the right side of the opening 22a of the light shielding plate 21 enters the inner wall of the slit 42, the light ray R5 passes through the slit 42 and reaches the imaging plane. can be prevented.

遮光板２１の開口部２２ａの右側の内壁とレンズＬ２ｂの光軸ＡｘとのＹ方向の距離は、Ｗ_ｍ－Ｒ_ｍである。また、遮光板２１の第２面２１ｂからレンズＬ２ｂまでの光軸方向（Ｚ方向）の距離は、ＬＦＳである。 The distance in the Y direction between the right inner wall of the opening 22a of the light shielding plate 21 and the optical axis Ax of the lens L2b is W _m −R _m . Also, the distance in the optical axis direction (Z direction) from the second surface 21b of the light shielding plate 21 to the lens L2b is LFS.

レンズＬ２ｂの光軸Ａｘから、ホルダ４０の対向部４１の結像面側の面４１ａにおける光線Ｒ５の入射位置までの距離をＤとすると、Ｄ：（Ｗ_ｍ－Ｒ_ｍ）＝ＬＳ：ＬＦＳが成り立つ。そのため、当該距離Ｄは、以下の式（１）で表すことができる。

Assuming that the distance from the optical axis Ax of the lens L2b to the incident position of the light ray R5 on the image plane side surface 41a of the facing portion 41 of the holder 40 is D, D: (W _m −R _m )=LS: LFS. It holds. Therefore, the distance D can be represented by the following formula (1).

スリット４２の幅Ｗ_Ｓが最大幅である場合には、レンズＬ２ｂの中心から出射された光線Ｒ５が、スリット４２の内壁の結像面側（＋Ｚ方向）の端縁に入射する。 When the width _WS of the slit 42 is the maximum width, the light ray R5 emitted from the center of the lens L2b is incident on the edge of the inner wall of the slit 42 on the imaging plane side (+Z direction).

ここで、レンズＬ２ｂの光軸Ａｘからレンズユニット１０の中心ＣＬまでの距離はＷ_Ｌ／２であり、レンズユニット１０の中心ＣＬからスリット４２の右側の壁までの距離は（Ｗ_Ｓ／２である。よって、レンズＬ２ｂの光軸Ａｘからスリット４２の右側の壁までの距離Ｄは、（Ｗ_Ｓ－Ｗ_Ｌ）／２となる。そのため、式（１）から、以下の式（２）が成立する。

Here, the distance from the optical axis Ax of the lens L2b to the center CL of the lens unit 10 is W _L /2, and the distance from the center CL of the lens unit 10 to the right wall of the slit 42 is (W _S /2). Therefore, the distance D from the optical axis Ax of the lens L2b to the right wall of the slit 42 is (W _S −W _L )/2.Therefore, from the equation (1), the following equation (2) is To establish.

上記の式（２）をＷｓについて整理すると、以下の式（３）が得られる。

By arranging the above equation (2) with respect to Ws, the following equation (3) is obtained.

上記の式（３）はスリット４２の幅Ｗ_Ｓの最大値を表しているため、スリット４２の幅Ｗ_Ｓは、以下の式（４）で表すことができる。

Since the above formula (3) expresses the maximum value of the width _WS of the slit 42, the width _WS of the slit 42 can be expressed by the following formula (4).

一方、スリット４２の幅Ｗｓが狭すぎると、レンズ板１１，１４を通過した通常光（迷光以外の光）もスリット４２を通過できなくなり、光量の低下を招く。以下では、光量の低下を回避可能なスリット４２の幅Ｗ_Ｓの最小値について説明する。 On the other hand, if the width Ws of the slit 42 is too narrow, the normal light (light other than the stray light) that has passed through the lens plates 11 and 14 will not be able to pass through the slit 42, resulting in a decrease in the amount of light. Below, the minimum value of the width _WS of the slit 42 that can avoid the decrease in the amount of light will be described.

図１４は、レンズ板１４およびホルダ４０のスリット４２の寸法関係を示す図である。レンズ板１４から結像面（感光体ドラム５１の表面）までの距離は、図７を参照して説明したとおり、ＬＩである。レンズＬ２ｂから出射された光は、レンズＬ２ｂから距離ＬＩの点に結像する。 FIG. 14 is a diagram showing the dimensional relationship between the lens plate 14 and the slit 42 of the holder 40. As shown in FIG. The distance from the lens plate 14 to the imaging plane (the surface of the photosensitive drum 51) is LI, as described with reference to FIG. The light emitted from the lens L2b forms an image at a point at a distance LI from the lens L2b.

ここでは、レンズＬ２ｂのＹ方向の最外側端部から当該点に向かう光線Ｒ６を考える。中心ＣＬからレンズＬ２ｂのＹ方向の最外側端部までの距離は、Ｗ_Ｌ／２＋Ｒ_Ｌである。光線Ｒ６が、レンズＬ２ｂから光軸方向に距離ＬＳで、中心ＣＬから以下の式（５）で表される距離Ｈの点を通過する。

Here, consider a light ray R6 directed from the outermost end of the lens L2b in the Y direction toward the point. The distance from the center CL to the outermost end of the lens L2b in the Y direction is W _L /2+R _L . A light ray R6 passes through a point at a distance LS from the lens L2b in the optical axis direction and at a distance H from the center CL expressed by the following equation (5).

スリット４２が光線Ｒ６を遮らない最少の幅Ｗｓを有する場合、幅Ｗｓの１／２が距離Ｈと同じになる。そのため、式（５）から、スリット４２の幅Ｗｓの最小値は、以下の式（６）で表される。

If the slit 42 has the minimum width Ws that does not block the light ray R6, 1/2 of the width Ws is the same as the distance H. Therefore, from equation (5), the minimum value of the width Ws of the slit 42 is expressed by the following equation (6).

上記の式（６）はスリット４２の幅Ｗ_Ｓの最小値を表しているため、スリット４２の幅Ｗ_Ｓは、以下の式（７）で表すことができる。

Since the above equation (6) expresses the minimum value of the width _WS of the slit 42, the width _WS of the slit 42 can be expressed by the following equation (7).

上記の式（４）と式（７）とから、スリット４２の幅Ｗｓの最も望ましい範囲は、以下の式（８）で表される。

From the above formulas (4) and (7), the most desirable range of the width Ws of the slit 42 is represented by the following formula (8).

＜画像形成装置の動作＞
次に、画像形成装置１による画像形成動作（すなわち印刷動作）について、図１、図３および図７を参照して説明する。画像形成動作が開始されると、給紙ローラ７１が回転し、媒体カセット７０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７２、７３が、搬送路に送り出された媒体Ｐを転写ベルト６２まで搬送する。転写ベルト６２は、駆動ローラ６３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。 <Operation of Image Forming Apparatus>
Next, an image forming operation (that is, printing operation) by the image forming apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 7. FIG. When the image forming operation is started, the paper feed roller 71 rotates to send out the media P contained in the media cassette 70 one by one to the transport path. Further, a pair of transport rollers 72 and 73 transports the medium P sent to the transport path to the transfer belt 62 . The transfer belt 62 travels in the direction indicated by the arrow B by the rotation of the drive roller 63, attracts and holds the medium P, and conveys it.

一方、プロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋでは、感光体ドラム５１の表面が、帯電ローラ５２によってそれぞれ一様に帯電される。 On the other hand, in the process units 5Y, 5M, 5C, and 5K, the surfaces of the photosensitive drums 51 are uniformly charged by the charging rollers 52, respectively.

さらに、ＬＥＤヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが、色毎のイメージデータに応じて光線を出射する。図３に示したように、各ＬＥＤヘッド３では、基板３０上のＬＥＤ素子３１から出射された光線が、マスク２３の開口部２４、レンズ板１１のレンズ面１２，１３、遮光板２１の開口部２２、レンズ板１４のレンズ面１５，１６、およびカバー部材３５を通過し、結像面である感光体ドラム５１の表面に集光する。感光体ドラム５１の表面の感光層では露光部分の電荷が減衰し、静電潜像が形成される。 Furthermore, the LED heads 3Y, 3M, 3C, and 3K emit light according to image data for each color. As shown in FIG. 3 , in each LED head 3 , light rays emitted from the LED elements 31 on the substrate 30 pass through the opening 24 of the mask 23 , the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 , and the openings of the light shielding plate 21 . The light passes through the portion 22, the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14, and the cover member 35, and converges on the surface of the photosensitive drum 51, which is the imaging surface. In the photosensitive layer on the surface of the photoreceptor drum 51, the charge of the exposed portion is attenuated, forming an electrostatic latent image.

感光体ドラム５１の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ５３によってトナーで現像されてトナー像となる。感光体ドラム５１の表面のトナー像は、感光体ドラム５１と転写ローラ６１との間を通過する転写ベルト６２上の媒体Ｐに転写される。転写ベルト６２の走行に伴い、媒体Ｐは、プロセスユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの各感光体ドラム５１と転写ローラ６１との間を通過し、各色のトナー像が媒体Ｐに転写される。 The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 51 is developed with toner by the developing roller 53 to form a toner image. The toner image on the surface of the photoreceptor drum 51 is transferred onto the medium P on the transfer belt 62 passing between the photoreceptor drum 51 and the transfer roller 61 . As the transfer belt 62 runs, the medium P passes between the photosensitive drums 51 of the process units 5Y, 5M, 5C, and 5K and the transfer roller 61, and the toner images of each color are transferred onto the medium P.

トナー像が転写された媒体Ｐは、定着ユニット８に送られる。定着ユニット８では、定着ローラ８１および加圧ローラ８２によりトナー像が加熱および加圧され、トナー像が媒体Ｐに定着する。トナー像が定着された媒体Ｐは、排出ローラ対９１，９２によって画像形成装置１の外部に排出され、スタッカ部９３に積載される。これにより画像形成動作が完了する。 The medium P onto which the toner image has been transferred is sent to the fixing unit 8 . In the fixing unit 8, the toner image is heated and pressed by the fixing roller 81 and the pressure roller 82, and the toner image is fixed on the medium P. As shown in FIG. The medium P on which the toner image is fixed is discharged outside the image forming apparatus 1 by the pair of discharge rollers 91 and 92 and stacked on the stacker section 93 . This completes the image forming operation.

図７において、光軸Ａｘの近傍のＬＥＤ素子３１から出射される光線は、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で示される。光軸Ａｘから離れたＬＥＤ素子３１から出射される光線は、Ｒ４で示される。Ｒ１は、光軸Ａｘ近傍のＬＥＤ素子３１から発せられる光線の主光線である。Ｒ４は、光軸Ａｘから離れたＬＥＤ素子３１から発せられた光線の主光線である。 In FIG. 7, the light beams emitted from the LED elements 31 near the optical axis Ax are indicated by R1, R2 and R3. A light beam emitted from the LED element 31 away from the optical axis Ax is indicated by R4. R1 is the chief ray of light emitted from the LED element 31 near the optical axis Ax. R4 is the chief ray of light emitted from the LED element 31 away from the optical axis Ax.

レンズ板１１のレンズ面１２，１３によって、物体（すなわちＬＥＤ素子３１）の倒立縮小像である中間像が形成され、レンズ板１４のレンズ面１５，１６によって、中間像の倒立拡大像（すなわち物体の正立等倍像）が形成される。 The lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 form an intermediate image, which is an inverted reduced image of the object (that is, the LED element 31). ) is formed.

上記の通り、レンズ板１１，１４は、レンズ面１３とレンズ面１５との間で主光線が平行となるテレセントリックな構成を有する。この構成は、レンズ板１１のレンズＬ１とレンズ板１４のレンズＬ２とを略同一形状とし、物体からレンズ板１１までの距離ＬＯと、レンズ板１４から結像面までの距離ＬＩとを略等しくすることで実現される。 As described above, the lens plates 11 and 14 have a telecentric configuration in which the principal rays are parallel between the lens surfaces 13 and 15 . In this configuration, the lens L1 of the lens plate 11 and the lens L2 of the lens plate 14 have substantially the same shape, and the distance LO from the object to the lens plate 11 and the distance LI from the lens plate 14 to the imaging plane are substantially equal. It is realized by

＜数値実施例＞
次に、第１の実施の形態のＬＥＤヘッド３の具体的な数値実施例について説明する。表１には、第１の実施の形態のＬＥＤヘッド３の各部の寸法を示す。 <Numerical Example>
Next, specific numerical examples of the LED head 3 of the first embodiment will be described. Table 1 shows the dimensions of each part of the LED head 3 of the first embodiment.

また、表２には、レンズ板１１のレンズ面１２，１３の形状を示す。レンズ板１１のレンズ面１２，１３およびレンズ板１４のレンズ面１５，１６は、いずれも回転非球面形状であり、曲率半径と４次、６次および８次の非球面係数とで表される。 Table 2 also shows the shapes of the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 . Both the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11 and the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14 have rotational aspherical shapes, and are represented by the radius of curvature and the 4th, 6th and 8th order aspheric coefficients. .

レンズ面１６は、レンズ面１２をＹ方向の回転軸を中心として１８０度回転させた形状である。レンズ面１５は、レンズ面１３をＹ方向の回転軸を中心として１８０度回転させた形状である。レンズ面１２，１３およびレンズ面１５，１６は、いずれも、Ｘ方向に２１２ｍｍに亘って配列されている。 The lens surface 16 has a shape obtained by rotating the lens surface 12 by 180 degrees around the rotation axis in the Y direction. The lens surface 15 has a shape obtained by rotating the lens surface 13 by 180 degrees around the rotation axis in the Y direction. Both the lens surfaces 12 and 13 and the lens surfaces 15 and 16 are arranged over 212 mm in the X direction.

レンズ板１１，１４は、例えばシクロオレフィン樹脂で構成される。ここでは、シクロオレフィン樹脂の一例として、三井化学株式会社製「アペル（登録商標）ＡＰＬ５５１３ＴＬ」を用いる。この樹脂の温度２５℃での波長７７０ｎｍの光線に対する屈折率は、１．５３７３である。 The lens plates 11 and 14 are made of, for example, cycloolefin resin. Here, "APEL (registered trademark) APL5513TL" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. is used as an example of a cycloolefin resin. This resin has a refractive index of 1.5373 with respect to light with a wavelength of 770 nm at a temperature of 25°C.

レンズ板１１，１４は、いずれも焦点距離ｆが１．１６６ｍｍであり、バックフォーカスが０．６１４ｍｍである。レンズ板１１のレンズ面１２から第１主平面までの距離は、０．５５２ｍｍである。レンズ板１４のレンズ面１６から第２主平面までの距離も同様である。 Both the lens plates 11 and 14 have a focal length f of 1.166 mm and a back focus of 0.614 mm. The distance from the lens surface 12 of the lens plate 11 to the first principal plane is 0.552 mm. The same applies to the distance from the lens surface 16 of the lens plate 14 to the second principal plane.

マスク２３および遮光板２１は、例えばポリカーボネートで構成される。ここでは、ポリカーボネートの一例として、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製の「ユーピロン（登録商標）Ｈ－４０００」を用いる。 The mask 23 and the light blocking plate 21 are made of polycarbonate, for example. Here, "Iupilon (registered trademark) H-4000" manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastic Co., Ltd. is used as an example of polycarbonate.

このＬＥＤヘッド３において、ＬＥＤ素子３１を順次点灯させ、レンズユニット１０により形成されるＬＥＤ素子３１の像を観察した。その結果、ＬＥＤ素子３１以外に光っている部分は観察されなかった。すなわち、遮光板２１およびマスク２３の開口部２２，２４での反射による反射像は観察されなかった。 In this LED head 3, the LED elements 31 were sequentially turned on, and an image of the LED elements 31 formed by the lens unit 10 was observed. As a result, no shining portion other than the LED element 31 was observed. In other words, no reflected image due to reflection at the openings 22 and 24 of the light shielding plate 21 and the mask 23 was observed.

さらに、ＬＥＤヘッド３を搭載した画像形成装置１（図１）としてのカラーＬＥＤプリンタを用い、ブラックのプロセスユニット１２Ｋを用いて印刷試験を行った。媒体ＰとしてはＡ４サイズの普通紙を用い、印刷環境は、温度２２℃、相対湿度５０％とした。印刷試験で得られた印刷物を目視で観察した結果、鮮明な印刷画像が得られていることが分かった。 Further, using a color LED printer as the image forming apparatus 1 (FIG. 1) equipped with the LED head 3, a printing test was performed using the black process unit 12K. A4 size plain paper was used as the medium P, and the printing environment was set at a temperature of 22° C. and a relative humidity of 50%. As a result of visually observing the printed matter obtained in the printing test, it was found that a clear printed image was obtained.

表１に示したＬＥＤヘッド３の各部の寸法を式（８）に代入すると、次の式（９）が得られる。
０．９０６［ｍｍ］≦Ｗ_Ｓ≦１．８８０［ｍｍ］ … （９） Substituting the dimensions of each part of the LED head 3 shown in Table 1 into the equation (8), the following equation (9) is obtained.
0.906 [mm] ≤ _WS ≤ 1.880 [mm] (9)

本実施の形態では、スリット４２の幅Ｗｓが１．６［ｍｍ］であるため、式（９）の条件を満足している。 In the present embodiment, the width Ws of the slit 42 is 1.6 [mm], so the condition of Expression (9) is satisfied.

＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、第１の実施の形態の光学装置（露光装置）としてのＬＥＤヘッド３は、レンズユニット１０と、これを保持するホルダ（保持部材）４０とを備える。レンズユニット１０は、複数のレンズＬ２を有するレンズ板１４（第１のレンズアレイ）と、レンズ板１１の各レンズＬ２と光軸が一致する複数のレンズＬ１を有するレンズ板１１（第２のレンズアレイ）と、これらの間に配置されて複数の開口部２２を有する遮光板（遮光部材）２１とを備える。レンズ板１４は、その長手方向に複数配列されたレンズＬ２ａ（第１のレンズ）およびレンズＬ２ｂ（第２のレンズ）とを有する。ホルダ４０は、レンズ板１４と対向する位置に、レンズ板１４を通過した光線を遮光する対向部４１と、当該光線を通過させるスリット（開口）４２とを有する。スリット４２のＹ方向の幅Ｗ_Ｓは、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂの互いに離れた側の端部間（すなわち２つの基準面ＳＬ間）のＹ方向の距離Ｗ_Ｄよりも狭い。 <Effect of Embodiment>
As described above, the LED head 3 as the optical device (exposure device) of the first embodiment includes the lens unit 10 and the holder (holding member) 40 that holds the lens unit 10 . The lens unit 10 includes a lens plate 14 (first lens array) having a plurality of lenses L2, and a lens plate 11 (second lens array) having a plurality of lenses L1 whose optical axes coincide with the lenses L2 of the lens plate 11. array) and a light shielding plate (light shielding member) 21 having a plurality of openings 22 disposed therebetween. The lens plate 14 has a plurality of lenses L2a (first lenses) and lenses L2b (second lenses) arranged in its longitudinal direction. The holder 40 has, at a position facing the lens plate 14, a facing portion 41 that blocks the light beam that has passed through the lens plate 14, and a slit (opening) 42 that allows the light beam to pass through. The width _WS of the slit 42 in the Y direction is narrower than the distance _WD in the Y direction between the ends of the lenses L2a and L2b on the far side (that is, between the two reference surfaces SL).

このように構成されているため、ホルダ４０の対向部４１のスリット４２の両側（遮光部）で迷光を遮光し、感光体ドラム５１の表面（結像面）に到達する迷光を低減することができる。これにより迷光に起因する画像品質の低下を抑制し、鮮明な画像を形成することができる。 With this configuration, stray light can be shielded by both sides (light shielding portions) of the slit 42 of the facing portion 41 of the holder 40 to reduce stray light reaching the surface (imaging surface) of the photosensitive drum 51 . can. As a result, deterioration of image quality due to stray light can be suppressed, and a clear image can be formed.

なお、上記のレンズユニット１０は、マスク２３、レンズ板１１、遮光板２１およびレンズ板１４を有していたが、マスク２３を有さない構成も可能である。すなわち、レンズユニット１０は、第１のレンズアレイとしてのレンズ板１４と、第２のレンズアレイとしてのレンズ板１１と、これらの間に配置された遮光部材としての遮光板２１とを備えていればよい。 Although the lens unit 10 described above has the mask 23, the lens plate 11, the light shielding plate 21, and the lens plate 14, a configuration without the mask 23 is also possible. That is, the lens unit 10 includes a lens plate 14 as a first lens array, a lens plate 11 as a second lens array, and a light shielding plate 21 as a light shielding member disposed therebetween. Just do it.

第２の実施の形態
第２の実施の形態は、第１の実施の形態で説明したＬＥＤヘッド３（光学装置）を受光装置に適用した読取ヘッド２０１と、読取ヘッド２０１を備えた画像読取装置２００に関する。 Second Embodiment A second embodiment is a reading head 201 in which the LED head 3 (optical device) described in the first embodiment is applied to a light receiving device, and an image reading apparatus provided with the reading head 201. 200.

図１５（Ａ）は、画像読取装置２００を示す斜視図である。画像読取装置２００は、例えばフラットベッド型のイメージスキャナである。画像読取装置２００は、筐体２０２と、筐体２０２の上面に設けられた原稿台（支持台）２０３と、原稿台２０３の下側に配置された読取ヘッド２０１（コンタクトイメージセンサヘッド）と、原稿台２０３の上側を覆う蓋２０４とを備える。原稿台２０３は、可視光を透過するガラス等の材料で構成されており、その表面に読取対象物である原稿Ｍが載置される。 FIG. 15A is a perspective view showing the image reading device 200. FIG. The image reading device 200 is, for example, a flatbed image scanner. The image reading apparatus 200 includes a housing 202, a document table (support table) 203 provided on the upper surface of the housing 202, a reading head 201 (contact image sensor head) arranged below the document table 203, A lid 204 that covers the upper side of the platen 203 is provided. The document platen 203 is made of a material such as glass that transmits visible light, and the document M, which is an object to be read, is placed on its surface.

読取ヘッド２０１をＹ方向（副走査方向）に案内するため、原稿台２０３に沿って一対のガイド２０５が設けられている。また、読取ヘッド２０１は、駆動ベルト２０６に連結されており、この駆動ベルト２０６は、ステッピングモータ２０７に連結されている。また、読取ヘッド２０１は、フレキシブルフラットケーブル２０８を介して制御回路２１０に接続されている。 A pair of guides 205 are provided along the platen 203 to guide the reading head 201 in the Y direction (sub-scanning direction). The reading head 201 is also connected to a drive belt 206 , and the drive belt 206 is connected to a stepping motor 207 . The reading head 201 is also connected to the control circuit 210 via a flexible flat cable 208 .

図１５（Ｂ）は、読取ヘッド２０１の構成を示す断面図である。読取ヘッド２０１は、ＬＥＤ素子３１がＸ方向に配列された基板３０（図２）の代わりに、複数の受光素子３７がＸ方向に配列された基板３６を備える。読取ヘッド２０１は、基板３０を基板３６に置き換えたことを除き、ＬＥＤヘッド３と同様に構成されている。 FIG. 15B is a cross-sectional view showing the configuration of the reading head 201. As shown in FIG. The reading head 201 includes a substrate 36 having a plurality of light receiving elements 37 arranged in the X direction instead of the substrate 30 (FIG. 2) having the LED elements 31 arranged in the X direction. The read head 201 is configured similarly to the LED head 3 except that the substrate 30 is replaced with a substrate 36 .

すなわち、読取ヘッド２０１は、ホルダ４０、基板３６、マスク２３、レンズ板１１、遮光板２１、レンズ板１４、およびカバー部材３５を有する。また、マスク２３、レンズ板１１、遮光板２１およびレンズ板１４は、レンズユニット１０を構成する。 That is, the read head 201 has a holder 40 , a substrate 36 , a mask 23 , a lens plate 11 , a light shielding plate 21 , a lens plate 14 and a cover member 35 . Also, the mask 23 , the lens plate 11 , the light shielding plate 21 and the lens plate 14 constitute the lens unit 10 .

読取ヘッド２０１は、出射側（すなわちレンズ板１４側）を原稿台２０３に対向させるように配置されている。原稿台２０３に載せられた原稿Ｍからの光は、ホルダ４０のスリット４２、レンズ板１４のレンズ面１５，１６、遮光板２１の開口部２２ａ、レンズ板１１のレンズ面１２，１３、およびマスク２３の開口部２４を通って、受光素子３７に集光する。 The reading head 201 is arranged so that the output side (that is, the lens plate 14 side) faces the document table 203 . The light from the document M placed on the document platen 203 passes through the slit 42 of the holder 40, the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14, the opening 22a of the light blocking plate 21, the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11, and the mask. The light passes through the opening 24 of 23 and converges on the light receiving element 37 .

画像読取装置２００の基本動作は、以下の通りである。原稿台２０３上に原稿Ｍを設置し、スキャンボタン等のスイッチを押下すると、読取ヘッド２０１に取り付けられた光源（図示せず）が点灯して原稿Ｍを照明する。読取ヘッド２０１は、ステッピングモータ２０７によって駆動される駆動ベルト２０６によってＹ方向に移動しながら、原稿Ｍの表面で反射された光線を受光する。読取ヘッド２０１は、受光した光信号を電気信号に変換する。 The basic operation of the image reading device 200 is as follows. When a document M is placed on the document platen 203 and a switch such as a scan button is pressed, a light source (not shown) attached to the reading head 201 is turned on to illuminate the document M. FIG. The read head 201 receives the light beam reflected by the surface of the document M while moving in the Y direction by a drive belt 206 driven by a stepping motor 207 . The read head 201 converts the received optical signal into an electrical signal.

ホルダ４０のスリット４２が、レンズ板１４のレンズ面１６のＹ方向の最外側端部よりも内側に形成されているため、基板３６の受光素子３７に到達する迷光を低減することができる。これにより、読取精度を向上することができる。 Since the slit 42 of the holder 40 is formed inside the outermost end of the lens surface 16 of the lens plate 14 in the Y direction, stray light reaching the light receiving element 37 of the substrate 36 can be reduced. Thereby, reading accuracy can be improved.

なお、上記のように読取ヘッド２０１を移動させる代わりに、原稿台２０３上の所定の読取位置を通過するようにＡＤＦ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）で原稿Ｍを搬送し、当該読取位置に停止した読取ヘッド２０１で原稿Ｍの画像を読み取ってもよい。 Instead of moving the reading head 201 as described above, the document M is conveyed by an ADF (Automatic Document Feeder) so as to pass through a predetermined reading position on the platen 203, and the reading head is stopped at the reading position. At 201, the image of the document M may be read.

第３の実施の形態
第３の実施の形態は、第１の実施の形態で説明したＬＥＤヘッド３（光学装置）を受光装置に適用した撮像装置３０１と、撮像装置３０１を備えたラインスキャンカメラ３００に関する。 Third Embodiment A third embodiment includes an imaging device 301 in which the LED head 3 (optical device) described in the first embodiment is applied as a light receiving device, and a line scan camera equipped with the imaging device 301. 300.

図１６（Ａ）は、ラインスキャンカメラ３００を示す模式図である。ラインスキャンカメラ３００は、例えば自動品質検査システム等で用いられる。ラインスキャンカメラ３００は、撮像装置３０１と、撮像対称物Ｂを搬送する搬送ベルト３０２と、搬送ベルト３０２を駆動するモータ３０３とを有する。 FIG. 16A is a schematic diagram showing the line scan camera 300. FIG. Line scan camera 300 is used, for example, in an automatic quality inspection system. The line scan camera 300 has an imaging device 301 , a transport belt 302 for transporting an object B to be imaged, and a motor 303 for driving the transport belt 302 .

搬送ベルト３０２は、撮像装置３０１による撮像位置をＹ方向（副走査方向）に通過するように、撮像対称物Ｂを搬送する。搬送ベルト３０２およびモータ３０３は、撮像対称物Ｂを搬送する搬送部を構成する。なお、搬送部は、搬送ベルト３０２およびモータ３０３に限定されるものではなく、撮像対称物ＢをＹ方向に搬送できるものであればよい。 The conveying belt 302 conveys the imaging object B so as to pass through the imaging position of the imaging device 301 in the Y direction (sub-scanning direction). The conveying belt 302 and the motor 303 constitute a conveying section that conveys the object B to be imaged. The conveying unit is not limited to the conveying belt 302 and the motor 303, and may be any unit capable of conveying the object B to be imaged in the Y direction.

図１６（Ｂ）は、撮像装置３０１を示す断面図である。撮像装置３０１は、ＬＥＤ素子３１がＸ方向に配列された基板３０（図２）の代わりに、複数の受光素子３７がＸ方向に配列された基板３６を備える。すなわち、撮像装置３０１は、実施の形態２の受光装置である読取ヘッド２０１と同様に構成されている。 FIG. 16B is a cross-sectional view showing the imaging device 301. As shown in FIG. The imaging device 301 includes a substrate 36 having a plurality of light receiving elements 37 arranged in the X direction instead of the substrate 30 (FIG. 2) having the LED elements 31 arranged in the X direction. That is, the imaging device 301 is configured in the same manner as the reading head 201, which is the light receiving device of the second embodiment.

読取ヘッド２０１は、出射側（すなわちカバー部材３５側）を、搬送ベルト３０２に対向させるように配置されている。搬送ベルト３０２上の撮像対称物からの光は、ホルダ４０のスリット４２、レンズ板１４のレンズ面１５，１６、遮光板２１の開口部２２ａ、レンズ板１１のレンズ面１２，１３、およびマスク２３の開口部２４を通って、受光素子３７に集光する。 The reading head 201 is arranged so that the output side (that is, the cover member 35 side) faces the conveying belt 302 . Light from an object to be imaged on the conveyor belt 302 passes through the slit 42 of the holder 40, the lens surfaces 15 and 16 of the lens plate 14, the opening 22a of the light shielding plate 21, the lens surfaces 12 and 13 of the lens plate 11, and the mask 23. , the light is condensed on the light-receiving element 37 through the opening 24 .

ラインスキャンカメラ３００の基本動作は、以下の通りである。搬送ベルト３０２上に撮像対称物Ｂを設置し、スタートボタン等のスイッチを押下すると、搬送ベルト３０２がモータ３０３によってＹ方向に移動する。撮像装置３０１は、撮像対称物Ｂからの光線を受光し、受光した光信号を電気信号に変換する。 The basic operation of the line scan camera 300 is as follows. When the object B to be imaged is placed on the transport belt 302 and a switch such as a start button is pressed, the transport belt 302 is moved in the Y direction by the motor 303 . The imaging device 301 receives a light beam from an object B to be imaged and converts the received optical signal into an electrical signal.

なお、ここでは撮像装置３０１と搬送部（搬送ベルト３０２およびモータ３０３）とを組み合わせてラインスキャンカメラ３００を構成したが、撮像装置３０１を単体で使用してもよい。 Note that although the line scan camera 300 is configured here by combining the imaging device 301 and the transport unit (the transport belt 302 and the motor 303), the imaging device 301 may be used alone.

以上、望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本開示は上記の実施の形態に限定されるものではなく、各種の改良または変形を行なうことができる。 Although the preferred embodiments have been specifically described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made.

画像形成装置としては、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置および複合機などがある。画像読取装置としては、例えば、スキャナおよび複合機などがある。 Examples of image forming apparatuses include printers, copiers, facsimile machines, and multi-function machines. Image reading devices include, for example, scanners and multi-function peripherals.

１画像形成装置、３，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＫＬＥＤヘッド（光学装置、露光装置）、１０レンズユニット、５，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋプロセスユニット（画像形成ユニット）、２４開口部、１１レンズ板（第２のレンズアレイ）、１２，１３レンズ面、１４レンズ板（第１のレンズアレイ）、１５，１６レンズ面、２１遮光板（遮光部材、第１の遮光部材）、２２開口部、２２ａ第１の開口部、２２ｂ第２の開口部、２３マスク（第２の遮光部材）、２４開口部、３０，３６基板、３１ＬＥＤ素子（発光素子）、３５カバー、３７受光素子、２６カバー部材、４０ホルダ（保持部材）、４１対向部（遮光部）、４２スリット（開口）、５１感光体ドラム（像担持体）、５２帯電ローラ（帯電部）、５３現像ローラ（現像剤担持体）、５４供給ローラ（現像剤供給部材）、５５トナーカートリッジ（現像剤収容体）、６転写ユニット、６１転写ローラ（転写部材）、６２搬送ベルト、７媒体供給部、８定着ユニット、９媒体排出部、２００画像読取装置、２０１読取ヘッド（光学装置、受光装置）、２０３原稿台、３００ラインスキャンカメラ（光学装置、撮像装置）、３０１撮像装置、３０２搬送ベルト（駆動部）、Ｌ１レンズ、Ｌ２レンズ、Ｌ２ａ第１のレンズ、Ｌ２ｂ第２のレンズ。
1 image forming apparatus 3, 3Y, 3M, 3C, 3K LED head (optical device, exposure device) 10 lens unit 5, 5Y, 5M, 5C, 5K process unit (image forming unit) 24 opening 11 Lens plate (second lens array) 12, 13 lens surface 14 lens plate (first lens array) 15, 16 lens surface 21 light shielding plate (light shielding member, first light shielding member) 22 opening , 22a first opening 22b second opening 23 mask (second light shielding member) 24 opening 30, 36 substrate 31 LED element (light emitting element) 35 cover 37 light receiving element 26 cover member 40 holder (holding member) 41 facing portion (light shielding portion) 42 slit (opening) 51 photoreceptor drum (image carrier) 52 charging roller (charging portion) 53 developing roller (developer carrier ), 54 supply roller (developer supply member), 55 toner cartridge (developer container), 6 transfer unit, 61 transfer roller (transfer member), 62 transport belt, 7 medium supply unit, 8 fixing unit, 9 medium ejection Part 200 Image reading device 201 Reading head (optical device, light receiving device) 203 Manuscript table 300 Line scan camera (optical device, imaging device) 301 Imaging device 302 Conveyor belt (driving unit) L1 Lens L2 lens, L2a first lens, L2b second lens;

Claims

複数のレンズを配列した第１のレンズアレイと、前記第１のレンズアレイの各レンズと光軸が一致する複数のレンズを配列した第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て複数の開口部を配列した遮光部材とを備えたレンズユニットと、
前記レンズユニットを保持する保持部材と
を備え、
前記第１のレンズアレイは、前記第１のレンズアレイの長手方向に複数配列された第１のレンズと第２のレンズとを有し、
前記保持部材は、前記第１のレンズアレイと対向する位置に、前記第１のレンズアレイを通過する光線を遮光する遮光部と、前記第１のレンズアレイを通過する光線を通過させる開口とを有し、
前記第１のレンズアレイの前記長手方向および前記光軸に直交する方向を短手方向とすると、前記開口の前記短手方向の幅は、前記短手方向における前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの互いに離れた側の端部間の距離よりも狭い
ことを特徴とする光学装置。 a first lens array in which a plurality of lenses are arranged; a second lens array in which a plurality of lenses having optical axes aligned with the lenses of the first lens array are arranged; the first lens array and the first lens array; a lens unit provided with a light shielding member arranged between two lens arrays and having a plurality of openings;
a holding member that holds the lens unit,
The first lens array has a plurality of first lenses and second lenses arranged in the longitudinal direction of the first lens array,
The holding member has, at a position facing the first lens array, a light shielding portion that shields light rays passing through the first lens array, and an opening that allows passage of light rays passing through the first lens array. have
Assuming that the longitudinal direction of the first lens array and the direction orthogonal to the optical axis are defined as the lateral direction, the width of the aperture in the lateral direction is the width of the first lens and the second lens in the lateral direction. is narrower than the distance between the far ends of the lenses of the .

前記遮光部材は、前記長手方向に複数配列された第１の開口部と第２の開口部とを有し、
前記第１の開口部および前記第２の開口部の各半径をＲ_ｍとし、
前記第１の開口部と前記第２の開口部との前記短手方向の中心間距離をＷ_ｍとし、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの前記短手方向の中心間距離をＷ_Ｌとし、
前記開口の前記短手方向の幅をＷ_Ｓとし、
前記第１のレンズアレイから、前記保持部材の前記遮光部の結像面側の面までの前記光軸の方向の距離をＬＳとし、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの各レンズ面から、前記遮光部材までの前記光軸の方向の距離をＬＦＳとすると、

が成立することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。 The light shielding member has a plurality of first openings and second openings arranged in the longitudinal direction,
Let each radius of the first opening and the second opening be R _m ,
Let W _m be the center-to-center distance in the lateral direction between the first opening and the second opening,
Let _WL be the center-to-center distance between the first lens and the second lens in the lateral direction,
Let _WS be the width of the opening in the lateral direction,
Let LS be the distance in the direction of the optical axis from the first lens array to the surface of the light shielding portion of the holding member on the image plane side,
When the distance in the direction of the optical axis from each lens surface of the first lens and the second lens to the light shielding member is LFS,

2. The optical device according to claim 1, wherein:

前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの前記結像面側のレンズ面の半径をＲ_Ｌとし、
前記第１のレンズアレイから前記結像面までの前記光軸の方向の距離をＬＩとし、
前記第１のレンズアレイから、前記保持部材の前記遮光部の前記結像面側の面までの前記光軸の方向の距離をＬＳとすると、

が成立することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。 Let _RL be the radius of the lens surfaces of the first lens and the second lens on the imaging plane side,
Let LI be the distance in the direction of the optical axis from the first lens array to the imaging plane,
Letting LS be the distance in the direction of the optical axis from the first lens array to the surface of the light shielding portion of the holding member on the image plane side,

3. The optical device according to claim 2, wherein:

前記短手方向における前記開口の幅Ｗ_Ｓが、
０．９０６［ｍｍ］≦Ｗ_Ｓ≦１．８８０［ｍｍ］
であることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の光学装置。 The width _WS of the opening in the lateral direction is
0.906 [mm] ≤ _WS ≤ 1.880 [mm]
4. The optical device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:

前記遮光部材は、前記光軸の方向における前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとの中間位置よりも前記第２のレンズアレイに近い側に配置されている
ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の光学装置。 The light shielding member is arranged closer to the second lens array than an intermediate position between the first lens array and the second lens array in the direction of the optical axis. 5. The optical device according to any one of Items 1 to 4.

前記遮光部材は、第１の遮光部材であり、
前記第２のレンズアレイに対して前記第１の遮光部材と反対の側に、第２の遮光部材を有する
ことを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の光学装置。 The light shielding member is a first light shielding member,
6. The optical device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second light shielding member on a side opposite to the first light shielding member with respect to the second lens array.

請求項１から６までの何れか１項に記載の光学装置を有し、
前記光学装置の前記レンズユニットに、複数の発光素子を配列した基板が対向配置されている
ことを特徴とする露光装置。 Having an optical device according to any one of claims 1 to 6,
An exposure apparatus, wherein a substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged is arranged opposite to the lens unit of the optical device.

請求項７に記載の露光装置と、
前記露光装置に対向配置された像担持体と、
前記露光装置によって前記像担持体に形成された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。 an exposure apparatus according to claim 7;
an image carrier arranged to face the exposure device;
a developing unit that develops the image formed on the image carrier by the exposure device;
An image forming apparatus comprising: a transfer section for transferring an image developed by the developing section onto a medium.

請求項１から６までの何れか１項に記載の光学装置を有し、
前記光学装置の前記レンズユニットに、複数の受光素子を配列した基板が対向配置されている
ことを特徴とする受光装置。 Having an optical device according to any one of claims 1 to 6,
A light-receiving device, wherein a substrate on which a plurality of light-receiving elements are arranged is arranged opposite to the lens unit of the optical device.

請求項９に記載の受光装置と、
前記受光装置に対向する位置で原稿を保持する原稿台と
を備えたことを特徴とする画像読取装置。 a light receiving device according to claim 9;
An image reading device comprising: a manuscript table that holds a manuscript at a position facing the light receiving device.

請求項９に記載の受光装置を備えたことを特徴とする撮像装置。 An imaging device comprising the light receiving device according to claim 9 .

請求項１１に記載の撮像装置と、
前記撮像装置に対向する位置を通過するように撮像対象物を搬送する搬送部と
を備えたことを特徴とするラインスキャンカメラ。 an imaging device according to claim 11;
A line scan camera, comprising: a transport unit that transports an object to be imaged so as to pass through a position facing the imaging device.