JPH04101862A - 結像素子及び画像読取装置及び光書込ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 退術分野 本発明は、結像素子及び画像読取装置及び光書込ヘッド
に関し、例えば、ファクシミリ、イメージスキャナの原
稿読み取り部、ディジタル複写機等に用いられる画像読
取装置、および自己走査型光プリンタ用光源に適用され
るものである。

従来技術 第９図は、ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の従
来例を示す図で１図中、３１は高密度ルーフミラーアレ
イ、３２は高密度レンズアレイ、３３は光路分離ミラー
　３４は短形開口レンズである。

ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）は、光路分離ミ
ラー（ＳＭ）３３と、レンズアレイ（ＬＡ）３２と、ル
ーフミラーアレイ（ＲＭＡ）３１と、前記レンズアレイ
３２と前記ルーフミラーアレイ３１との間に配設される
絞り板（図示せず）、および前記構成部品を保持して外
光を遮断するためのハウジング部材で構成されている。

このような構成により物体からの光は、光路分離ミラー
（ＳＭ）３３で反射されたのち、物体面と共役な像面に
結像される。そして、前記レンズアレイ３２と前記ルー
フミラーアレイ３１との配列方向（Ｙ方向）と直交方向
（Ｘ方向）ともに正立実像を形成する。特に、Ｙ方向に
正立等倍像を形成することから、レンズアレイ３２とル
ーフミラーアレイ３１のそれぞれ対応する単一のルーフ
ミラーレンズにより得られる像をＹ方向に重複させるこ
とで必要な幅をカバーする。また、レンズアレイ、絞り
板、ルーフミラーアレイの配列ピッチはほぼ一致してい
るため、各レンズの光量分布はほぼ等しい、モしてＹ方
向の光量分布が均一化されるように各レンズの光量分布
を適切に定めることができる。

第１０図は、ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）を
フレーム内に収納した構成を示す図で、図中、３４は加
圧部材（押えバネ）、３５はルーフミラーアレイ（ＲＭ
Ａ）、３６は絞り板、３７はレンズアレイ（ＬＡ）、３
８は光路分離ミラー３９はフレーム、４０はコンタクト
ガラスである。

レンズアレイ３７と絞り板３６とルーフミラーアレイ３
５は係合され、一体化したユニット部材を構成している
。

ルーフミラーレンズアレイのフレーム３９の両端は開放
されており、前記ユニット部材と前記加圧部材３４をフ
レーム３９の開放部よりスライド式に挿入し、フレーム
３９内の所定位置に固定して配設する。

また、第１０図に示すようにルーフミラーレンズアレイ
（ＲＭＬＡ）は、物体面上の異なる物体高からの光（○
９、ｏ６）は、レンズ光軸に関して共役な像面の点（Ｉ
Ｓ−ｒ＊）に結像されるが、像高により結像光量の差が
あるため、像高が異なると、例えば像点Ｉ５、■、の像
高り９、ｈ６では光景が異なる、さらに、第１１図に示
すように、像高によりレンズの配列方向の位置での光量
分布も異なるため、異なる像高を同時に使用する場合に
は特性に差が生じ、用途および使用する像高の差が大き
い場合には制約がある。

本発明に係る従来技術を記載した公知文献としては、例
えば、特開昭６０−６１’２７３号公報がある。この公
報に記載されているものは電気的リークの問題を生ずる
ことなくドツト密度を高密度化するために、ドツトアレ
イ発光体を２列に千鳥状に配列した発光体アレイデバイ
スに関するものである。

また、特開昭６０−８９３８０号公報は、等倍結像素子
と複数列のドツトアレイ発光体（うち１列は線状発光体
）を用いた光書送装置に関するものである。第１２図は
、上記公報に記載されている光書送装置の構成図で、図
中、５０は発光ドツト、５１はドツトアレイ書込部、５
２ａ〜５２ｃは発光体、５３は線状書込部、５４．５５
は電極、５６はヘッドである。印字に際して両端部分は
常に白紙であることが多い点を考慮し、発光体５２を５
２ａ、５２ｂ、５２ｃで示すように分割し、両端の発光
体５２ｂ、５２ｃは、特別な原稿の場合を除き、常にＯ
Ｎ信号により発光させるようにしたものである６また第
１３図は、上記公報に記載されている従来の光書送装置
の他の構成図で、図中、５７．５８はデバイス、５９は
等倍結像素子、６０は感光体、その化第１２図と同じ作
用をする部分は同一の参照番号が付しである。

第１２図ではドツトアレイ書込部５１と線状書込部５３
とを同一デバイス内に形成したが、第１３図ではドツト
アレイ書込部５１のみ有するデバイス５８と線状書込部
５３のみ有するデバイス５７とを別個に設けたものであ
る。

しかしながら、いずれの公報のものも複数列のドツト状
発光体と等倍結像素子を組み合わせて光プリンタ用光源
を構成しているが、発光素子列が離れているため、等倍
結像素子（集束性光ファイバアレイ）の光軸上を用いる
ことができずに性能が低下する。あるいは、集束性光フ
ァイバアレイの配列列数を増すことで、副走査方向の必
要幅をカバーできるが、製品安定性が悪く、コストが上
昇する等の欠点がある。また、発光素子列数を増加させ
る際の制約が大きい等の欠点がある。

目　　　　　的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の光路分離ミラ
ーあるいはルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）と、レンズア
レイ（ＬＡ）光軸を含む面との角度を可変にできる構成
とすることで、常にルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬ
Ａ）の最適性能位置での使用を可能にすること、また、
ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の光路分離ミラ
ーあるいはルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）と、レンズア
レイ（ＬＡ）光軸を含む面との角度を可変にできる構成
の結像素子と複数列の光電変換素子とを組み合せた構成
の画像読取装置の、特に異なる画素密度を有する複数列
の光電変換素子とを組合せる際に、常にルーフミラーレ
ンズアレイ（ＲＭＬＡ）の最適性能位置での使用を可能
にすること、さらに、ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭ
ＬＡ）の光路分離ミラーあるいはルーフミラーアレイ（
ＲＭＡ）と、レンズアレイ（ＬＡ）光軸を含む面との角
度を可変にできる構成の結像素子と複数列の発光素子と
を組み合わせた構成の光プリンタ用光源の、特に異なる
画素密度を有する複数列の発光素子とを組合せる際に、
常にルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の最適性能
位置での使用を可能にする結像素子及び画像読取装置及
び光書込ヘッドを提供することを目的としてなされたも
のである。

構　　　成 本発明は、上記目的を達成するために、（１）レンズが
複数個連続して形成されたレンズアレイと、該レンズア
レイの配設ピッチで反射面が複数個連続して形成された
ルーフミラーアレイと、前記レンズアレイと前記ルーフ
ミラーアレイとの間に、隣接するレンズ間の迷光を遮光
するための絞り板と、前記レンズアレイの前方に設けら
れた光路分離ミラーと、これらの光学部材を収納するフ
レームから成る結像素子において、前記光路分離ミラー
の反射面と前記レンズアレイの光軸を含む面との角度を
可変にする可変手段を備えたこと、或いは、１２）前記
ルーフミラーアレイの反射面の稜線と前記レンズアレイ
の光軸を含む面との角度を可変にする可変手段を備えた
こと、或いは、（３）原稿面を照明する光源と、レンズ
が複数個連続して形成されたレンズアレイと、該レンズ
アレイの配設ピッチで反射面が複数個連続して形成され
たルーフミラーアレイと、前記レンズアレイと前記ルー
フミラーアレイとの間に、隣接するレンズ間の迷光を遮
光するための絞り板と、前記レンズアレイの前方に設け
られた光路分離ミラーと、これらの光学部材を収納する
フレームから成る結像素子を備えた画像読取装置におい
て、前記光路分離ミラーの反射面と前記レンズアレイの
光軸を含む面との角度、前記ルーフミラーアレイの反射
面の稜線と前記レンズアレイの光軸を含む面との角度、
あるいは前記レンズアレイの光軸を含む面と、光路分離
ミラーの反射面及びルーフミラーアレイの反射面の稜線
の両方との角度を可変にする可変手段を備えた結像素子
と、該結像素子によって原稿面上の情報を投影結像し、
原稿に対応した反射光の強弱の情報を光電変換素子によ
り電気信号の強弱として読みとる等倍イメージセンサを
複数列配設した光電変換素子とから成る画像読取装置で
あること、或いは、（４）原稿面を照明する光源と、レ
ンズが複数個連続して形成されたレンズアレイと、該レ
ンズアレイの配設ピッチで反射面が複数個連続して形成
されたルーフミラーアレイとの間に、隣接するレンズ間
の迷光を遮光するための絞り板と、前記レンズアレイの
前方に設けられた光路分離ミラーと、これらの光学部材
を収納するフレームから成る結像素子を備えた光書込ヘ
ッドにおいて、前記光路分離ミラーの反射面と前記レン
ズアレイの光軸を含む面との角度、前記ルーフミラーア
レイの反射面の稜線と前記レンズアレイの光軸を含む面
との角度、あるいは前記レンズアレイの光軸を含む面と
、光路分離ミラーの反射面及びルーフミラーアレイの反
射面の稜線の両方との角度を可変にする可変手段を備え
た結像素子と、複数個の微小発光セグメント群を複数列
設けた光源とから成り、前記結像素子によって前記光源
の発光パターンを投影結像する光書込ヘッドであること
、更には、（５）前記（４）において、前記光源が発光
ダイオードアレイ、液晶シャッターアレイ、蛍光体ドツ
トアレイなどの微小発光セグメント群を組合せ、光書込
ヘッドを構成する際に、該微小発光セグメントを複数列
設けたことを特徴としたものである。以下、本発明の実
施とを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基づいて説明する。

第１図は、本発明による結像素子の一実施例を説明する
ための構成図で、図中、１は加圧部材（押えバネ）、２
はルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）、３は絞り板、４はレ
ンズアレイ（ＬＡ）、５は光路分離ミラー、６はフレー
ム、７はコンタクトガラスである。

レンズアレイ（ＬＡ）４は、レンズが複数個連続して形
成されており、ルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）２は、前
記レンズアレイ（ＬＡ）４の配設ピッチで屋根型反射面
が複数個連続して形成されている。前記レンズアレイ（
ＬＡ）４と前記ルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）２との間
には、隣接するレンズ間の迷光咎遮光するための絞り板
３が設けられている６前記レンズアレイ（ＬＡ）４と絞
り板３とルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）２は基準ピン（
レンズアレイ４とルーフミラーアレイ２に形成されてい
る）及び基準穴（絞り板３に形成されている）で係合さ
れ、一体化したユニット部材をルーフミラーレンズアレ
イのフレーム６内に固定し、光路分離ミラー５を該光路
分離ミラー５とレンズアレイ（ＬＡ）４の光軸を含む面
とが交差する線を中心（回転）軸とし回転させる構成を
示している。

光路分離ミラー５の回転により異なる像高の物点○□、
ｏ２の像を像点工、に結像することができる。

第２図は、本発明による結像素子の他の実施例を示す図
で、図中の参照番号は第１図と同一の番号が付しである
。

レンズアレイ（ＬＡ）４と絞り板３を基準ピン（レンズ
アレイ４に形成）および基準穴（絞り板３に形成）で係
合一体化した部材、および光路分離ミラー５をルーフミ
ラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）のフレーム６内に固定し
、ルーフミラーアレイ（ＨＭＡ）２を該ルーフミラーア
レイ（ＲＭＡ）２とレンズアレイ（ＬＡ）４の光軸を含
む面とが交差する線を中心（回転）軸とし回転させる構
成を示している。

ルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）２の回転により異なる像
高の物点０．、０．の像を像点工、に結像することがで
きる。

第３図は、本発明による画像読取装置の一実施例を説明
するための構成図で２図中、１１は加圧部材、１２はル
ーフミラーアレイ（ＲＭＡ）、１３は絞り板、１４はレ
ンズアレイ（ＬＡ）、１５は光路分離ミラー　１６はフ
レーム、１７はコンタクトガラス、１８は等倍イメージ
センサ、１９は照明光源（ＬＥＤ）、２０はルーフミラ
ーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）　、２１はローラである。

レンズアレイ（ＬＡ）１４と絞り板１３とルーフミラー
アレイ（ＲＭＡ）１２を基準ピン（レンズアレイ１４と
ルーフミラーアレイ１２に形成）および基準穴（絞り板
１３に形成）で係合一体化した部材をセンサユニットフ
レーム内に固定し、照明光源（ＬＥＤ光源）１９、およ
び光電変換素子を複数列配設した等倍イメージセンサ１
８に、光路分離ミラー１５を該光路分離ミラー１５とレ
ンズアレイ（ＬＡ）１４の光軸を含む面とが交差する線
を中心（回転）軸とし回転させる構成を示している。

光電変換素子は１例えば画素密度の異なるものを複数列
設けたもの、あるいは異なる波長の光に感度のある素子
（カラーセンサ）を複数列設けたものでもよい。

第４図は、本発明による光書込ヘッドにおける光源の構
成を示す図で、図中、８は蛍光体ドツトアレイ管、その
化第１図と同じ作用をする部分は同一の参照番号が付し
である。レンズアレイ（ＬＡ）４と絞り板３とルーフミ
ラーアレイ（ＲＭＡ）２を基準ピン（レンズアレイ４と
ルーフミラーアレイ２に形成）および基準穴（絞り板３
に形成）で係合一体化した部材を光書込みユニット内に
固定し、光源として微小セグメント群を複数列設けた蛍
光体ドツトアレイ管に、光路分離ミラー５を該光路分離
ミラー５とレンズアレイ（ＬＡ）４の光軸を含む面とが
交差する線を中心（回転）軸とし回転させる構成を示し
ている。

光源は、蛍光体ドツトアレイ管のほか、発光ダイオード
（ＬＥＤ）アレイ、液晶シャッターアレイ（ＬＣ５）、
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）アレイ等を用いるこ
とができ、光源としての微小セグメント群を複数列設け
る際に、セグメントの配設ピッチを異ならせる構成とす
ることで、異なる画素密度での書込みが容易になる。Ｌ
Ｃ３の場合は、自己発光型光源ではないために、別途裏
面からの照明光源を用いる。

第５図は、光書込ヘッドと電子写真プロセスを組合せた
電子写真記録装置の構成図で、図中、２２は光書込ヘッ
ド、２３は感光体、２４は帯電器、２５は現像器、２６
は転写器、２７はクリーナー、２８は除電ランプ、２９
は紙である。

複写機で考えれば、原稿からの反射光をレンズで感光体
２３上に結像させ、帯電器２４により一様に帯電された
感光体２３表面の電荷を光像によって選択的に取り去り
、表面電位の画像による高低部分（潜像）を作り出す０
次に、現像器２５において帯電器２４による帯電極性と
逆極性に帯電したトナーで現像すると、感光体２３の光
が照射されなかった部分にこのトナーが付着し、転写器
２６の作用の下にこれを紙２９に転写するものである。

２８は除電ランプ、２７はクリーナーである。このよう
な電子写真の現像プロセスはポジーポジ現像と呼ばれる
。従って、プリンタとして考えれば、印字すべき部分は
光の未照射部分となる。

プリンタ用途では、照射エネルギ低減のため、光の照射
部分にトナーを付着させるネガ−ポジ現像をおこなうこ
ともある。

第６図、第７図は、第３図における画像読取装置の等倍
イメージセンサである光電変換素子の構成図で、第６図
は、画素密度の異なる２種類の光電変換素子列としてセ
ンサ列Ａとセンサ列Ｂを配設した例を示す。第７図は、
波長別感度の異なる３種類の光電変換素子列としてセン
サ列Ｒ（赤色に感度を持つセンサ列）とセンサ列Ｇ（緑
色に感度を持つセンサ列）とセンサ列Ｂ（青色に感度を
持つセンサ列）を配設した例を示している。

第８図は、第４図における光書込ヘッドの蛍光体ドツト
アレイ管の蛍光体ドツトの構成図で、画真密度の異なる
蛍光体列として蛍光体列Ａと蛍光体列Ｂを配設した構成
を示している。

皇−一来 以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下
のような効果がある。

（１）ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の光路分
離ミラーと、レンズアレイ（ＬＡ）光軸を含む面との角
度を可変にできる構成とすることで、常にルーフミラー
レンズアレイ（ＲＭＬＡ）の最適性能位置での使用が可
能になる。

（２）ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）を構成す
るルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）と、レンズアレイ（Ｌ
Ａ）光軸を含む面との角度を可変にできる構成とするこ
とで、常にルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の最
適性能位置での使用が可能になる。

（３）ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の光路分
離ミラーあるいはルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）と、レ
ンズアレイ（ＬＡ）光軸を含む面との角度を可変にでき
る構成の結像素子と複数列の光電変換素子とを組み合わ
せた構成の画像読み取り装置の、特に、異なる画素密度
を有する複数列の光電変換素子とを組合せる際に、常に
ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の最適性能位置
での使用が可能になる。

（４）ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の光路分
離ミラーあるいはルーフミラーアレイ（ＲＭＡ）と、レ
ンズアレイ（ＬＡ）光軸を含む面との角度を可変にでき
る構成の結像素子と複数列の発光素子とを組み合わせた
構成の光プリンタ周光書込ヘッドの、特に異なる画素密
度を有する複数列の発光素子とを組合せる際に、常にル
ーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）の最適性能位置で
の使用を可能にする。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明による結像素子の一実施例を説明する
ための構成図、第２図は、本発明による結像素子の他の
実施例を示す図、第３図は、本発明による画像読取装置
の一実施例を説明するための構成図、第４図は、本発明
による光書込ヘッドにおける光源の構成を示す図、第５
図は、光書込ヘッドと電子写真プロセスとを組合せた電
子写真記録装置の構成図、第６図、第７図は、画像読取
装置における等倍イメージセンサの光電変換素子の構成
図、第８図は、光書込ヘッドにおける蛍光体ドツトアレ
イ管の蛍光体ドツトの構成図、第９図は、ルーフミラー
レンズアレイ（ＲＭＬＡ）の従来例を示す図、第１０図
は、ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）をフレーム
内に収納した構成を示す図、第１１図は、レンズ配列方
向の位置と光量を示す図、第１２図は、従来の光書送装
置の構成図、第１３図は、従来の光書送装置の他の構成
図である。 １・・・加圧部材（押えバネ）、２・・・ルーフミラー
アレイ（ＲＭＡ）、３・・絞り板、４・・・レンズアレ
イ（ＬＡ）、５・・・光路分離ミラー、６・・フレーム
、７・・・コンタクトガラス。 第１図 第２区 第３図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レンズが複数個連続して形成されたレンズアレイと
   、該レンズアレイの配設ピッチで反射面が複数個連続し
   て形成されたルーフミラーアレイと、前記レンズアレイ
   と前記ルーフミラーアレイとの間に、隣接するレンズ間
   の迷光を遮光するための絞り板と、前記レンズアレイの
   前方に設けられた光路分離ミラーと、これらの光学部材
   を収納するフレームから成る結像素子において、前記光
   路分離ミラーの反射面と前記レンズアレイの光軸を含む
   面との角度を可変にする可変手段を備えたことを特徴と
   する結像素子。 ２、原稿面を照明する光源と、レンズが複数個連続して
   形成されたレンズアレイと、該レンズアレイの配設ピッ
   チで反射面が複数個連続して形成されたルーフミラーア
   レイと、前記レンズアレイと前記ルーフミラーアレイと
   の間に、隣接するレンズ間の迷光を遮光するための絞り
   板と、前記レンズアレイの前方に設けられた光路分離ミ
   ラーと、これらの光学部材を収納するフレームから成る
   結像素子を備えた画像読取装置において、前記光路分離
   ミラーの反射面と前記レンズアレイの光軸を含む面との
   角度、前記ルーフミラーアレイの反射面の稜線と前記レ
   ンズアレイの光軸を含む面との角度、あるいは前記レン
   ズアレイの光軸を含む面と、光路分離ミラーの反射面及
   びルーフミラーアレイの反射面の稜線の両方との角度を
   可変にする可変手段を備えた結像素子と、該結像素子に
   よって原稿面上の情報を投影結像し、原稿に対応した反
   射光の強弱の情報を光電変換素子により電気信号の強弱
   として読みとる等倍イメージセンサを複数列配設した光
   電変換素子とから成ることを特徴とする画像読取装置。 ３、原稿面を照明する光源と、レンズが複数個連続して
   形成されたレンズアレイと、該レンズアレイの配設ピッ
   チで反射面が複数個連続して形成されたルーフミラーア
   レイと、前記レンズアレイと前記ルーフミラーアレイと
   の間に、隣接するレンズ間の迷光を遮光するための絞り
   板と、前記レンズアレイの前方に設けられた光路分離ミ
   ラーと、これらの光学部材を収納するフレームから成る
   結像素子を備えた光書込ヘッドにおいて、前記光路分離
   ミラーの反射面と前記レンズアレイの光軸を含む面との
   角度、前記ルーフミラーアレイの反射面の稜線と前記レ
   ンズアレイの光軸を含む面との角度、あるいは前記レン
   ズアレイの光軸を含む面と、光路分離ミラーの反射面及
   びルーフミラーアレイの反射面の稜線の両方との角度を
   可変にする可変手段を備えた結像素子と、複数個の微小
   発光セグメント群を複数列設けた光源とから成り、前記
   結像素子によって前記光源の発光パターンを投影結像す
   ることを特徴とする光書込ヘッド。