JP7125010B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
θa>θb>θc>θd
を満たす。
を満たす。このような角度に設定することにより、両側テレセントリックを実現しつつ、各結像系で略倍率を等しくすることができる。発光基板の発光点群、第1レンズアレイの結像レンズ、絞り、第2レンズアレイの結像レンズ、及び感光体の光軸方向の間隔の比を、倍率βを用いることで、理想的には下記のように定めることができる。
θa:θb:θc:θd=2+2β:1+2β:2β:β … (4)
この比から下記の関係式(5)~(7)
が得られ、この角度に対して±10%の範囲となるように傾けることで実用上十分な効果が得られる。
θa:θb:θc:θd
=2+2β:1+2β:2β:β … (4)
ここで、2+2βは、発光領域3a~3cから受光領域4a~4cまでの距離daに対応する相対的値であり、1+2βは、第1結像レンズ5dの中心から受光領域4a~4cまでの距離dbに対応する相対的値であり、2βは、絞り5eの中心から受光領域4a~4cまでの距離dcに対応する相対的値であり、βは、第2結像レンズ5fの中心から受光領域4a~4cまでの距離ddに対応する相対的値である。式(4)から下記の関係式(5)~(7)
式が得られ、発光素子73aに設定された第1平面PLaの傾斜角である角度θaに対する角度θb、θc、及びθdの最適値が定まる。これらの最適な角度に対して±10%の範囲となるように第2~第4平面PLb~PLdを傾けること、つまり第1レンズアレイA1、絞りアレイAS、及び第2レンズアレイA2を傾けることで、両側テレセントリック及び倍率均一性の確保に関して実用上十分な効果が得られる。
以下、画像形成装置100に組み込まれる光学系73bの具体的な実施例について説明する。
実施例1の光学系73bは、図4に示すものと同じである。以下の表1は、実施例1の光学系73bの基本的仕様をまとめたものである。表1において、下側の結像系は、図4の結像系2bを意味し、中央の結像系は、図4の結像系2aを意味し、上側の結像系は、図4の結像系2cを意味する。
[表1]
以下、中央の結像系2aのデータについて説明する。表2は、中央の結像系2aを構成する結像レンズ(第1結像レンズ)5d、絞り5e、及び結像レンズ(第2結像レンズ)5fについて、光学面の面頂点の座標をまとめたものである。距離の単位はmmである。波長650nmの光に対して、レンズ基板の屈折率は1.5145であり、レンズ面とガラス基板との間に設けられている樹脂製のレンズ部の屈折率は、1.5285である。また、結像倍率βは、全ての光学系で-1である。以上は、中央の結像系だけでなく、上下の結像系でも同様である。
[表2]
中央の結像系2aの自由曲面形状について表3にまとめた。記載した自由曲面の形状式は、X、Y、Zに対応するローカル座標をx、y、zとして
である。なお、表に無い非球面係数Cijはすべて0である。これらの点は以下でも同様である。
[表3]
以下、下側の結像系2bのデータについて説明する。表4は、下側の結像系2bを構成する結像レンズ(第1結像レンズ)5d、絞り5e、及び結像レンズ(第2結像レンズ)5fについて、光学面の面頂点の座標をまとめたものである。
[表4]
下側の結像系2bの自由曲面形状について表5にまとめた。
[表5]
以下、上側の結像系2cのデータについて説明する。表6は、上側の結像系2cを構成する結像レンズ(第1結像レンズ)5d、絞り5e、及び結像レンズ(第2結像レンズ)5fについて、光学面の面頂点の座標をまとめたものである。
[表6]
上側の結像系2cの自由曲面形状について表7にまとめた。
[表7]
Claims (11)
- 主方向と略直交する副方向に搬送される表面を有する感光体と、
2次元に配列された複数の発光点群を有する発光基板と、
前記複数の発光点群からの光を感光体上の異なる位置に結像させる複数の結像光学系と、を備え、
前記複数の結像光学系の光軸は互いに平行であり、
前記複数の結像光学系の結像倍率は各発光点群に関して略等しく、
前記複数の結像光学系は、前記発光点群に対向して配置された複数の結像レンズを有する第1レンズアレイと、前記第1レンズアレイを構成する前記複数の結像レンズにそれぞれ対向して配置された複数の結像レンズを有する第2レンズアレイと、前記第1及び第2レンズアレイ間に前記複数の結像レンズに対向するように配置された複数の絞りとによって構成され、
前記発光点群の中心点は略同一平面である第1平面に存在し、
前記第1レンズアレイを構成する前記複数の結像レンズの中心点は略同一平面である第2平面に存在し、
前記複数の絞りの中心点は、略同一平面である第3平面に存在し、
前記第2レンズアレイを構成する前記複数の結像レンズの中心点は略同一平面である第4平面に存在し、
前記第1平面は、光軸方向に垂直な平面に対してゼロでない所定角度を成し、
前記第1平面、前記第2平面、前記第3平面、及び前記第4平面の順に、前記光軸方向に垂直な平面に対して成す角度が大きいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1平面、前記第2平面、前記第3平面、及び前記第4平面は、前記光軸方向に垂直な平面に対して前記副方向に傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1平面と前記光軸方向に垂直な平面との成す角度をθaとし、前記第2平面と前記光軸方向に垂直な平面との成す角度をθbとし、前記第3平面と前記光軸方向に垂直な平面との成す角度をθcとし、前記第4平面と前記光軸方向に垂直な平面との成す角度をθdとしたとき、θa≠0であり、以下の関係
θa>θb>θc>θd
を満たすことを特徴とする請求項1及び2のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1レンズアレイを構成する前記複数の結像レンズの光軸近傍のレンズ形状は両凸であり、前記第2レンズアレイを構成する前記複数の結像レンズの光軸近傍のレンズ形状は両凸であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1レンズアレイの前記複数の結像レンズは、同一のレンズ基板上に形成され、
前記第2レンズアレイの前記複数の結像レンズは、同一のレンズ基板上に形成され、
前記複数の絞りは、同一の絞り基板に形成されていることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記絞り基板は、透明体であり、前記絞り基板の一方の面に光を遮光するための遮光部が存在することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記絞り基板は、ガラスで形成されていることを特徴とする請求項6及び7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1及び第2レンズアレイを形成した前記レンズ基板はガラスで形成されており、前記レンズ基板上のレンズ面は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項6~8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記発光点群を形成する発光素子は有機EL素子であることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記発光点群は、略平行四辺形に配列されていることを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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