(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、および負の屈折力を有する第４群を順に配置してなる画像読取レンズにおいて、
前記第１群は前記物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２群は両凹レンズであり、前記第３群は複数枚のレンズで構成され最も前記物体側の面が前記物体側に凸面を有し最も像側の面が前記像側に凸面を有する接合レンズであり、前記第４群は前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであって、
前記画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、前記画像読取レンズ全系の厚さ：Σｄ、前記第３群の接合レンズの厚さ：ｄ３ｇ、前記第３群と前記第４群の光軸上の間隔：ｄ３ｇ−４ｇが、条件：
（１）０．４ ＜ ｄ３ｇ／Σｄ ＜ ０．６
（２）０．６ｆ ＜ Σｄ ＜ ０．８ｆ
（３）０．１ ＜ ｄ３ｇ−４ｇ／Σｄ ＜ ０．１５
を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項２】
請求項１記載の画像読取レンズにおいて、前記第３群が、両凸レンズと、前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズで構成される接合レンズであることを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像読取レンズにおいて、
前記第３群の最終面の曲率半径：ｒ３ｇｌ、前記第４群の第１面の曲率半径：ｒ４ｇｆが、条件：
（４）３ ＜ （１／ｒ３ｇｌ−１／ｒ４ｇｆ）ｆ ＜ ４
を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項４】
物体側から、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、および負の屈折力を有する第４群を順に配置してなる画像読取レンズにおいて、
前記第１群は前記物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２群は両凹レンズであり、前記第３群は複数枚のレンズで構成され最も前記物体側の面が前記物体側に凸面を有する接合レンズであり、前記第４群は前記物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであって、
前記第１群と前記第２群とで構成される前群は負の屈折力を有する画像読取レンズであって、
前記第３群と前記第４群とで構成される後群は正の屈折力を有する画像読取レンズであって、
前記画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、前記画像読取レンズ全系の厚さ：Σｄ、前記第３群の接合レンズの厚さ：ｄ３ｇ、前記前群のみの色消し条件の和：Σ１／ｆνｆｇ、前記後群のみの色消し条件の和：Σ１／ｆνｂｇ、前記画像読取レンズ全系の色消し条件の総和：Σ１／ｆνａｌｌが、条件：
（５）０．４ ＜ ｄ３ｇ／Σｄ ＜ ０．６
（６）０．６ｆ ＜ Σｄ ＜ ０．９ｆ
（８）０．８ ＜ ｜Σ１／ｆνｆｇ／Σ１／ｆνａｌｌ｜ ＜ ２
（９）０ ＜ ｜Σ１／ｆνｂｇ／Σ１／ｆνａｌｌ｜ ＜ １
を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項５】
請求項４記載の画像読取レンズにおいて、
前記第３群と前記第４群の光軸上の間隔：ｄ３ｇ−４ｇが、条件：
（７）０．０８ ＜ ｄ３ｇ−４ｇ／Σｄ ＜ ０．２
を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項６】
条件：
（１０）−０．５ ＜ Σ１／ｆνｂｇ ／ Σ１／ｆνｆｇ≦０．０２０
を満足することを特徴とする請求項４又は５記載の画像読取レンズ。
【請求項７】
前記第３群の最終面の曲率半径：ｒ３ｇｌ、前記第４群の第１面の曲率半径：ｒ４ｇｆが、条件：
（１１）２ ＜ （１／ｒ３ｇｌ−１／ｒ４ｇｆ ）×ｆ＜ ５
を満足することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の画像読取レンズ。
【請求項８】
前記第３群は、両凸レンズと、前記物体側に凹面を向けた負レンズで構成される接合レンズであることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の画像読取レンズ。
【請求項９】
第１レンズのｄ線の屈折率：ｎｄ１、第５レンズのｄ線の屈折率：ｎｄ５、前記第１レンズのアッべ数：νｄ１、前記第３群の負レンズと前記第５レンズのアッベ数の平均値：νｄ４５が、条件：
（１２）−０．２ ＜ ｎｄ１−ｎｄ５ ＜ −０．０８
（１３）８ ＜ νｄ１−νｄ４５ ＜ ３２
を満足することを特徴とする請求項８記載の画像読取レンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像読取レンズに用いるレンズは、すべてガラスレンズであり、砒素、鉛等の有害物質を含有していないことを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像読取レンズにおいて、少なくとも１枚のレンズは非円形の外径形状であることを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項１２】
請求項２又は８記載の画像読取レンズにおいて、前記第３群を構成する前記両凸レンズのレンズ肉厚に対するレンズ有効径の比が、１．２以下であることを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項１３】
原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系により照明された原稿情報をライン状の撮像素子に結像させる画像読取レンズを用いて読取る画像読取装置において、
前記画像読取レンズは、請求項１乃至１２のいずれかに記載の画像読取レンズであることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像読取装置において、少なくとも１枚のミラーを有し、前記照明系、前記画像読取レンズ、及び撮像素子と、前記ミラーとを備えた画像読取ユニットを形成し、前記画像読取ユニットを前記原稿に沿って走査させることにより、前記原稿情報を読取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１５】
画像読取装置によって読み取られた原稿情報に応じて像担持体表面を露光して画像を形成する画像形成装置において、前記画像読取装置として請求項１３又は１４記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取レンズおよび画像読取装置および画像形成装置に関するものであり、より詳しくは、ライン状に配列した撮像素子上に原稿の画像を縮小結像させることで画像情報を読取り、読取った画像情報に基づいて画像を形成するデジタル複写機、あるいはファクシミリ等に使用される画像読取レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機やファクシミリの画像読取部やイメージスキャナは、読取るべき原稿の画像を画像読取レンズで縮小してＣＣＤのような撮像素子上に結像させて信号化する。
【０００３】
また、原稿をカラーで読取るために、例えば赤、緑、青のフィルタを各々持つ撮像素子を１つの基板上に３列配列してなる、所謂３ラインＣＣＤが用いられていて、この撮像素子面に画像を結像させることにより、３原色に色分解されてカラーの原稿が信号化される。
【０００４】
このような画像読取レンズでは、像面である撮像素子上において、高空間周波数領域での高いコントラストが要求されるとともに、画角周辺部においても開口効率が１００％近くあることが要求されている。
【０００５】
更に、カラー原稿を良好に読取るためには、光軸方向において赤、緑、青の各色の結像位置を像面上で合致させる必要があるため、各色の色収差を良好に補正しなければならない。
【０００６】
また、画像読取装置の小型化、低コスト化のために、小型でレンズ構成枚数の少ない画像読取レンズが望まれている。
【０００７】
高い画像品質が得られる画像読取レンズとして、従来、ガウスタイプの読取レンズが用いられていた。
【０００８】
ガウスタイプの読取レンズは、半画角が２０°程度までは良好に像面湾曲の補正が可能であり、比較的大口径にしてもコマフレアが抑えられるが、基本的には凸、凹、凹、凸の４群構成であり、一般的にはこの基本構成を変形して用いられているため、レンズ径が大きくなり、画像読取レンズおよびそれを用いた画像読取装置の小型化、低コスト化の妨げとなる恐れがある。
【０００９】
そこで、レンズ枚数を減らしても高い画質を維持できる画像読取レンズとして、物体側から、物体側に凸面を向けた正メニスカスの第１群、両凹面の第２群、両凸面の第３群、及び物体側に凹面を向けた負メニスカスの第４群から構成される、４群４枚構成のテレフォトタイプのレンズが用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
テレフォトタイプの画像読取レンズは特許文献１等に記載されているが、特許文献１等に記載されている４枚のレンズ構成では、ＦナンバがＦ６であり、十分な明るさ、広画角等の光学性能を得ることは難しい。
【００１１】
また、レンズ構成を５枚にした広画角の読取レンズが特許文献２や３等に記載されているが、これらも明るさはＦ６であり、明るさの面では４枚構成の読取レンズと変わらない。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、第３群を複数枚化して、広画角の画像読取レンズであっても、Ｆナンバを５前後まで明るくして、良好な光学性能が得られる画像読取レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る画像読取レンズは、物体側から、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、および負の屈折力 を有する第４群を順に配置してなる画像読取レンズにおいて、第１群は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、第２群は両凹レンズであり、第３群は複 数枚のレンズで構成され最も物体側の面が物体側に凸面を有し最も像側の面が像側に凸面を有する接合レンズであり、第４群は物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであって、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、画像読取レンズ全系の厚さ：Σｄ、第３群の接合レンズの厚さ：ｄ３ｇ、第３群と第４群の光軸上の間隔：ｄ３ｇ−４ｇが、条件：
（１）０．４ ＜ ｄ３ｇ／Σｄ ＜ ０．６
（２）０．６ｆ ＜ Σｄ ＜ ０．８ｆ
（３）０．１ ＜ ｄ３ｇ−４ｇ／Σｄ ＜ ０．１５
を満足することを特徴とする。
【００１４】
条件式（１）は、画像読取レンズの光軸方向における全長に対する、第３群の厚さを規定するものである。条件式の下限値を下回ると、メリディオナル像面の補正が不足し、非点隔差が増大してしまう。また、上限値を上回ると、メリディオナル像面の補正が過剰になり、像面湾曲が増大してしまう。
【００１５】
条件式（２）は、画像読取レンズの光軸方向における全長を規定するものである。条件式の下限値を下回ると、各レンズの屈折力が強くなりすぎ、良好な像面補正を行うことが難しくなる。また、上限値を上回ると、画像読取レンズを小型化することが難しくなるため、画像読取レンズの小型化と高い画像品質との両立が困難となる。
【００１６】
このように、本発明においては、条件式（１）と（２）を満足することが、画像読取レンズの小型化と高い画像品質を得るために必要な条件となる。
【００１７】
なお、第２群と第３群の間に絞りを設けることは、ディストーションを良好に補正するために有用である。
【００１９】
条件式（３）は、第３群と第４群の間隔を規定するものである。条件式の下限値を下回ると、第３群と第４群のレンズ面の間隔が狭くなりすぎるため、第４群の第１面に光線が急な角度をもって入射してしまい、マージナル光線を良好に補正することが困難となる。また、上限値を上回ると、軸外の光線が第４群を通る際の光軸方向に直交する方向における高さが高くなり、第４群の径が大きくなるため、画像読取レンズの小型化が難しくなる。
【００２０】
第３群は、両凸レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズで構成される接合レンズであることが好ましい。
【００２１】
第３群が正の屈折力の強い両凸レンズを有することにより、画像読取レンズの全長を小さく抑えることが出来る。また、この両凸レンズを負の屈折力のメニスカスレンズと張り合わせることにより、収差補正を良好に行うことができる。
【００２２】
第３群の最終面の曲率半径：ｒ３ｇｌ、第４群の第１面の曲率半径：ｒ４ｇｆは、条件：
（４）３ ＜ （１／ｒ３ｇｌ−１／ｒ４ｇｆ）ｆ ＜ ４
を満足することが好ましい。
【００２３】
条件式（４）は、第３群の最終面の曲率半径と、第４群の第１面の曲率半径の関係を示したものである。条件式の下限値を下回ると、コマ収差の補正が不十分となる。また、上限値を上回ると、コマ収差の補正が過剰となってしまう。
【００２４】
このように、条件式（４）の範囲を超えてしまうと、条件式（１）および（２）を満足する場合でも、読取レンズの周辺部については高い画像品質を得ることが難しくなってしまう。
【００２５】
本発明に係る画像読取レンズは、物体側から、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、絞り、正の屈折力を有する第３群、および負の屈折力を有する第４群を順に配置してなる画像読取レンズにおいて、第１群は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、第２群は両凹レンズであり、第３群は複 数枚のレンズで構成され最も物体側の面が物体側に凸面を有する接合レンズであり、第４群は物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであって、第１群と第２群とで構成される前群は負の屈折力を有する画像読取レンズであって、第３群と第４群とで構成される後群は正の屈折力を有する画像読取レンズであって、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、画像読取レンズ全系の厚さ：Σｄ、第３群の接合レンズの厚さ：ｄ３ｇ、前群のみの色消し条件の和：Σ１／ｆνｆｇ、後群のみの色消し条件の和：Σ１／ｆνｂｇ、画像読取レンズ全系の色消し条件の総和：Σ１／ｆνａｌｌが、条件：
（５）０．４ ＜ ｄ３ｇ／Σｄ ＜ ０．６
（６）０．６ｆ ＜ Σｄ ＜ ０．９ｆ
（８）０．８ ＜ ｜Σ１／ｆνｆｇ／Σ１／ｆνａｌｌ｜ ＜ ２
（９）０ ＜ ｜Σ１／ｆνｂｇ／Σ１／ｆνａｌｌ｜ ＜ １
を満足するものであってもよい。
【００２６】
条件式（５）は、画像読取レンズ全長に対する第３群の厚さを規定するものである。条件式の下限値を下回ると、メリディオナル像面の補正をするために、第３群と第４群の間隔が必要になってしまい、レンズ全長を短く、さらにレンズ径を小さくすることが難しくなってくる。一方、上限値を上回ると、第３群以外のレンズ群の収差補正能力が保てなくなってしまい、十分な収差補正が出来なくなり性能維持が難しくなる。
【００２７】
また、条件式（６）は、画像読取レンズの全長を規定するものである。条件式の下限値を超えると、各レンズの屈折力を強くする必要があるため、良好に像面の補正を行うことが難しくなる。また、上限値を超える場合は、レンズ全長や、レンズの有効径が大きくなってしまうため、画像読取レンズを小型化することが難しくなる。
【００２８】
条件式（８）と（９）は、画像読取レンズ全体に掛かる色消し条件の、前群の色収差の割合と、後群の色収差の割合を規定するものである。
【００２９】
条件式（８）の下限値に近づくと、レンズ全体で色収差を補正するためには，後群の色消し条件も小さくする方向、つまり条件式（９）を限りなく０に近づける 方向になるためになるため、条件式（８）の下限値を下回ると、後群では、色収差を補正することが出来なくなってしまう。また、上限値を上回ると、前群で大きく色収差が発生してしまうため、後群で色収差を補正するときに困難になってしまう。条件式（８）および（９）を満足することにより、Ｆ５程度の明るさをもつ画像読取レンズにおいて、十分に色収差を補正することが可能となる。
【００３０】
したがって、本発明の条件式（５）、（６）、（８）および（９）を満足することが画像読取レンズの小型化と、高い画像品質を得るために必要な条件である。
【００３１】
なお、第２群と第３群の間に絞りを設けることは、ディストーションを良好に補正する上で有用である。
【００３２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像読取レンズにおいて、第３群と第４群の光軸上の間隔：ｄ３ｇ−４ｇが、条件：
（７）０．０８ ＜ ｄ３ｇ−４ｇ／Σｄ ＜ ０．２
を満足するものであればなおよい。
【００３３】
条件式（７）は、第３群と第４群の間隔を規定するものである。条件式の下限値を下回ると、第３レンズと第４レンズのレンズ面の間隔が狭くなりすぎるため、第４群の第１面に光線が急な角度を持って入射してしまい、マージナル光線を良好に補正することが困難になる。また、レンズ全長が長くなるため、小型化が難しくなる。
【００３４】
一方、上限値を上回ると、軸外の光線が第４群に入る高さが高くなる方向であるため、第４群のレンズ径が大きくなり、画像読取レンズの小型化が困難である。また、レンズ全長が短くなるため、収差補正が難しくなる。
【００３６】
条件：
（１０）−０．５ ＜ Σ１／ｆνｂｇ ／ Σ１／ｆνｆｇ≦０．０２０
を満足するとなおよい。
【００３７】
条件式（１０）は、条件式（８）および（９）と併せて画像読取レンズの前群と後群の色消し条件の関係を規定するものである。
【００３８】
条件式（８）および（９）と同様に、前群に対する後群の色消し条件を１／２以下（絶対値として）とすることで、画像読取装置において用いられる画像読取レンズとして、色毎の結像位置のずれが少なく、色収差を良好に補正することができる。
【００３９】
第３群の最終面の曲率半径：ｒ３ｇｌ、第４群の第１面の曲率半径：ｒ４ｇｆは、条件：
（１１）２ ＜ （１／ｒ３ｇｌ−１／ｒ４ｇｆ ）×ｆ＜ ５
を満足するとなおよい。
【００４０】
条件式（１１）は、画像読取レンズの第３群の最終面の曲率半径と、第４群の第１面の曲率半径の関係を示したものである。条件式の下限値を下回ると、コマ収差が補正不足となり、また上限値を上回るとコマ収差の補正が過剰となってしまう。条件式（１１）の範囲を超えてしまうと、条件式（５）および（６）を満足する場合において、周辺部での高い画像品質を得ることが難しくなってしまう。
【００４１】
第３群は、両凸レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズで構成される接合レンズであるとなおよい。
【００４２】
正の屈折力の強い両凸レンズを第３群に有することにより、画像読取レンズの全長を小さく抑えることが出来ると共に、負の屈折力をもつレンズと張り合わせて第３群を形成することにより、収差補正が良好になされた画像読取レンズを得ることが出来る。
【００４３】
第１レンズのｄ線の屈折率：ｎｄ１、第５レンズのｄ線の屈折率：ｎｄ５、第１レンズのアッべ数：νｄ１、第３群の負レンズと第５レンズのアッベ数の平均値：νｄ４５は、条件：
（１２）−０．２ ＜ ｎｄ１−ｎｄ５ ＜ −０．０８
（１３）８ ＜ νｄ１−νｄ４５ ＜ ３２
を満足するとなおよい。
【００４４】
条件式（１２）は、第１レンズに対する最終レンズである第５レンズの屈折率の差を規定するものである。条件式の下限値を下回ると、周辺近傍で像面の曲がりが大きくなり、近軸近傍と、周辺部とで光軸方向における結像位置を合せるのが困難になる。また、上限値を上回ると、コマ収差が大きくなり、周辺部で良好な結像性能を得ることが難しくなる。
【００４５】
また、条件式（１３）は、前群の正レンズである第１レンズのアッベ数に対する後群の負レンズである第４レンズと第５レンズのアッベ数の平均値との差を規定するものである。条件式の下限値を下回ると、他の波長のコマ収差と比べて短波長側のコマ収差が大きくずれてしまい、短波長側で良好な結像性能が得られなくなる。一方、上限値を上回ると、同様に長波長側のコマ収差が大きくずれて、良好な結像性能が得られなくなる。
【００４６】
画像読取レンズに用いるレンズは、すべてガラスレンズであり、砒素、鉛等の有害物質を含有していないものにするとよい。
【００４７】
全てのレンズのガラス材料を鉛や砒素のような有害物質を含有しないものにすると、画像読取レンズの材料のリサイクルが可能となり、加工時の廃液による水質汚染等を生じることもなく、地球環境の保全に貢献することができる。
【００４８】
少なくとも１枚のレンズは、非円形の外径形状にするとよい。
【００４９】
画像読取レンズ、その中でも特に第４群は、高い画像品質を得るためにレンズ径が大きくなってしまう。しかし、撮像素子として光電変換部を任意の方向に配列した例えばＣＣＤからなるラインセンサを用いる場合、画像読取レンズについては、一方向にのみ、すなわち、光電変換素子の配列と平行な方向においてのみ、光線が通るための十分な幅を確保すればよい。一方で、光電変換素子の配列と直交する方向については、レンズの高さをレンズ径よりも小さくすることができる。そのため、ラインセンサの配列方向と直交する方向については薄肉化が可能となり、画像読取レンズをより小型化することが可能となる。
【００５０】
第３群を構成する両凸レンズのレンズ肉厚に対するレンズ有効径の比が、１．２以下にするとよい。
【００５１】
第３群の厚さがレンズ全長の半分以上となることが必要であるが、加工を容易とするために、３枚以上の複数のレンズを接合することで、正の屈折力を持つ両凸レンズである第３群を形成しても良い。
【００５２】
本発明に係る画像読取装置は、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、当該照明系により照明された原稿情報をライン状の撮像素子に結像させる画像読取レンズを用いて読取る画像読取装置であって、画像読取レンズは、前記本発明に係る画像読取レンズであることを特徴とする。
【００５３】
本発明に係る画像読取レンズを画像読取装置に用いることにより、高い画像品質を維持しつつ装置を小型化することができる。
【００５４】
上記画像読取装置において、少なくとも１枚のミラーを有し、前記照明系、画像読取レンズ、及び撮像素子と、ミラーと を備えた画像読取ユニットを形成し、当該画像読取ユニットを原稿に沿って走査させることにより、原稿情報を読取るようにしてもよい。
【００５５】
画像読取ユニットを一体的に形成することにより、画像読取装置をより小型化することができるとともに、画像読取部が一体的に移動することにより、画像読取ユニットの移動時の性能劣化を抑えることができる。
【００５６】
本発明に係る画像形成装置は、画像読取装置によって読取られた原稿情報に応じて像担持体表面を露光して画像を形成する画像形成装置であって、前記画像読取装置として本発明に係る画像読取装置を用いたことを特徴とする。
【００５７】
本発明に係る画像読取装置を用いることにより、高い画像品質を維持しつつ画像形成装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００５８】
本発明に係る画像読取レンズによれば、広角な画像読取レンズにおいてもレンズの外径を大きくすることなく、高い画像品質を維持しつつ、画像読取レンズの小型化が可能となる。
【００６０】
請求項２記載の発明により、広角な画像読取レンズにおいても、レンズ全長を長くすることなく、画像読取レンズを小型化することができる。
【００６１】
請求項３記載の発明により、光軸近傍において高いコントラストを得つつ、光軸近傍と周辺部での光軸方向における結像位置を合致させ、さらに、良好に色収差を補正することで、高い画像品質を得ることが可能となる。
【００６２】
請求項４記載の発明により、色収差の小さい明るい画像読取レンズにおいて、高い画像品質を維持しつつ、画像読取レンズの小型化が可能となる。
【００６３】
請求項５記載の発明により、広画角の画像読取レンズにおいても、レンズの外径を大きくすることなく、画像読取レンズを小型化することができる。
【００６５】
請求項６記載の発明により、より色収差補正された、色毎の結像位置のずれの小さい良好な画像読取レンズを実現できる。
【００６６】
請求項７記載の発明により、コマ収差を補正した光軸近傍から周辺まで良好な結像性能を有する画像読取レンズを実現できる。
【００６７】
請求項８記載の発明により、小型で明るい画像読取レンズを実現することができる。
【００６８】
請求項９記載の発明により、周辺部の色コマ収差を良好に補正した画像読取レンズを実現することができる。
【００６９】
請求項１０記載の発明により、材料のリサイクル化が可能となり、加工時の廃液による水質汚染等を生じることもなく地球環境保全に大きく貢献することが可能となる。
【００７０】
請求項１１記載の発明により、ラインセンサの画素配列方向と直交する方向の画像読取レンズを薄肉化することができ、画像読取レンズをより小型化することが可能となる。
【００７１】
請求項１２記載の発明により、加工が容易で、かつ良好な結像性能を有する画像読取レンズを実現することができる。
【００７２】
本発明に係る画像読取装置によれば、画像読取装置に本発明に係る画像読取レンズを用いて、画像読取装置の小型化が可能となる。
【００７３】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の画像読取装置内の画像読取部をユニット化することにより、部品点数の低減が可能となり、小型化が可能となるとともに、画像読取部での各部品の組付誤差を抑えることが可能となり、高い画像読取品質を得ることが可能となる。
【００７４】
本発明に係る画像形成装置によれば、如何なる使用環境においても高い画像品質を複写時に維持しつつ、小型の画像形成装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る画像読取レンズの実施の形態を示す光学配置図である。
【図２】本発明に係る画像読取レンズの実施例１の収差図である。
【図３】本発明に係る画像読取レンズの実施例２の収差図である。
【図４】本発明に係る画像読取レンズの実施例３の収差図である。
【図５】本発明に係る画像読取レンズの実施例４の収差図である。
【図６】本発明に係る画像読取レンズの実施例５の光学配置図である。
【図７】図６の画像読取レンズの収差図である。
【図８】本発明に係る画像読取レンズの実施例６の光学配置図である。
【図９】図８の画像読取レンズの収差図である。
【図１０】本発明に係る画像読取レンズの実施例７の光学配置図である。
【図１１】図１０の画像読取レンズの収差図である。
【図１２】本発明に係る画像読取レンズの実施例８の光学配置図である。
【図１３】図１２の画像読取レンズの収差図である。
【図１４】本発明に係る画像読取レンズの実施例９の光学配置図である。
【図１５】図１４の画像読取レンズの収差図である。
【図１６】本発明に係る画像読取レンズの実施例１０の光学配置図である。
【図１７】図１６の画像読取レンズの収差図である。
【図１８】本発明に係る画像読取レンズの実施例１１の光学配置図である。
【図１９】図１８の画像読取レンズの収差図である。
【図２０】本発明に係る画像読取レンズの実施例１２の光学配置図である。
【図２１】図２０の画像読取レンズの収差図である。
【図２２】本発明に係る画像読取レンズの実施例１３の光学配置図である。
【図２３】図２２の画像読取レンズの収差図である。
【図２４】画像読取レンズの第４群を非円形レンズとした例を示す分解斜視図である。
【図２５】上記非円形レンズのレンズ鏡筒の例を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２６】画像読取装置の実施例を模式的に示す正面図である。
【図２７】画像読取装置の別の実施例を模式的に示す正面図である。
【図２８】画像形成装置の実施例を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下、本発明に係る画像読取レンズ及びそれを用いた画像読取装置、画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００７７】
本発明の画像読取レンズは、図１に示す様に、物体側から像面側に向かって順に、以下の光学素子が配置されている。
【００７８】
第１群１は物体側に凸面を向けた正の屈折力をもつ正メニスカスレンズ、第２群２は両凹面の負レンズ、第３群３は両凸の正レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつ負メニスカスレンズを接合したレンズ、第４群４は凹面を物体側に向けた負の屈折力を持つ負メニスカスレンズと、第２群と第３群との間に絞りを有することを特徴とする、テレフォトタイプのレンズ系である。
【００７９】
本発明の具体的な数値例を以下に示す。
各実施例における記号の意味は下記の通りである。
ｆ                  ：全系の合成焦点距離
ＦＮｏ              ：Ｆナンバ
ｍ                  ：縮率
ω                  ：半画角(度)
Ｙ                  ：物体高
ｒ                  ：レンズ面の曲率半径
ｄ                  ：面間隔
ｎｄ                ：レンズ材料の屈折率
νｄ                ：レンズ材料のアッベ数
ｄｎ／ｄｔ          ：ｄ線の屈折率温度変化係数
Σｄｎ／ｄｔ（凸）  ：正の屈折力を有するレンズのｄ線の屈折率温度変化係数
Σｄｎ／ｄｔ（凹）  ：負の屈折力を有するレンズのｄ線の屈折率温度変化係数
なお、図１に示すように、上記各記号の後に、物体側からの順番を示す数字を付して、個々の数値を区別できるようになっている。また、個々の実施例を示す表において、「ｊ」は上記順番を示している。
【実施例１】
【００８０】
ｆ：２２．７、  ＦＮｏ＝５．３、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表１】
0005574176.tif 000002
実施例１における収差図を図２に示す。
【実施例２】
【００８１】
ｆ：２２．７、  ＦＮｏ＝５、  ｍ＝０．１２４
【表２】
0005574176.tif 000003
実施例２における収差図を図３に示す。
【実施例３】
【００８２】
ｆ：２２．４、  ＦＮｏ＝５．５、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表３】
0005574176.tif 000004
実施例３における収差図を図４に示す。
【実施例４】
【００８３】
ｆ：２２．８、  ＦＮｏ＝５．５、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表４】
0005574176.tif 000005
実施例４における収差図を図５に示す。
【００８４】
上記、各実施例１〜４の条件式（１）から（４）の計算結果を下記に示す。
【００８５】
（実施例１〜４の条件式の値）
【表５】
0005574176.tif 000006
【００８６】
また、第３群の両凸レンズのレンズ肉厚に対するレンズ有効径の比は、以下のとおりである。
【表６】
0005574176.tif 000007
【実施例５】
【００８７】
ｆ：２２．７、  ＦＮｏ＝５．２、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表７】
0005574176.tif 000008
実施例５における光路図を図６に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例５における収差図を図７に示す。
【実施例６】
【００８８】
ｆ： ２２．７、  ＦＮｏ＝ ５．３、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表８】
0005574176.tif 000009
実施例６における光路図を図８に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例６における収差図を図９に示す。
【実施例７】
【００８９】
ｆ：２２．８、  ＦＮｏ＝５．５、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表９】
0005574176.tif 000010
実施例７における光路図を図１０に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例７における収差図を図１１に示す。
【実施例８】
【００９０】
ｆ：２２．６、  ＦＮｏ＝５．３、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表１０】
0005574176.tif 000011
実施例８における光路図を図１２に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例８における収差図を図１３に示す。
【実施例９】
【００９１】
ｆ：２２．８、  ＦＮｏ＝４．９、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表１１】
0005574176.tif 000012
実施例９における光路図を図１４に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例９における収差図を図１５に示す。
【実施例１０】
【００９２】
ｆ：２２．９、  ＦＮｏ＝５．４、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表１２】
0005574176.tif 000013
実施例１０における光路図を図１６に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例１０における収差図を図１７に示す。
【実施例１１】
【００９３】
ｆ：２２．６、  ＦＮｏ＝４．８、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表１３】
0005574176.tif 000014
実施例１１における光路図を図１８に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例１１における収差図を図１９に示す。
【実施例１２】
【００９４】
ｆ：２２．９、  ＦＮｏ＝５．５、  ｍ＝０．１２４、  Ｙ＝１０８
【表１４】
0005574176.tif 000015
実施例１２における光路図を図２０に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例１２における収差図を図２１に示す。
【実施例１３】
【００９５】
ｆ：２２．８、 ＦＮｏ＝５．０、 ｍ＝０．１２４、 Ｙ＝１０８
【表１５】
0005574176.tif 000016
実施例１３における光路図を図２２に示す。基本構成は図１に示す実施例１の構成と同じである。
実施例１３における収差図を図２３に示す。
上記実施例５〜１３の条件式（５）から（１３）の計算結果を下記に示す。
（各実施例の条件式の値）
【表１６】
0005574176.tif 000017
また、第３群の両凸レンズのレンズ肉厚に対するレンズ有効径の比は表１７の通りである。
【表１７】
0005574176.tif 000018
【００９６】
図２４は、第４群が非円形レンズであることを特徴とする画像読取レンズの例を示す。物体側より、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第１群１、両凹の負レンズである第２群２、両凸の正レンズと負メニスカスレンズの接合レンズである第３群３、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第４群４が順に配置されている。第２群２と、第３群３との間には、図示していないが絞りが設けられている。ＣＣＤラインセンサの光電変換素子の配列方向と直交する方向に対しては、第４群においても、他のレンズと同程度の光束が通る大きさを有していればよいため、図に示したように、上下を切り落として非円形のレンズとして、画像読取レンズを小型化している。
【００９７】
図２５は前記非円形レンズのレンズ鏡筒の実施例を示す。レンズ鏡筒２１は横方向（光電変換素子の配列方向）の方が縦方向に比べて長い直方体の形状をしている。本実施例では、レンズ鏡筒と各レンズ群（図２４の１〜４）との位置決めをするための突起部２１ａ〜２１ｉがあり、突起部に各レンズ群を圧入させることでレンズを精度よく固定されている。図示の例において第４群のレンズを非円形用のセル構造としたため、第１群から第３群までは位置決め用の突起部を３つ、第４群の突起部は６つ設けている。レンズ位置を正確に出すためには、すくなくとも突起部を３つ以上設けることが必要である。
【００９８】
本発明の画像読取装置の第１の実施例を図２６に示す。図２６において、符号３１は原稿載置ガラス、符号３３は第１走行体、符号３４は第２走行体、符号３５は画像読取レンズ、符号３６は撮像素子を示している。
【００９９】
原稿画像を読取られるべき原稿３２は、原稿載置ガラス３１の上面に定置される。第１走行体３３は、図面に直交する方向を長手方向とし、原稿載置ガラス３１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾けたミラー３３ｃを保持し、図７において、符号３３で示す位置から符号３３’で示す位置まで原稿３２の下面と一定の間隔を保ちながら一定速度Ｖで上記長手方向に直交する方向に移動する。
【０１００】
第１走行体３３はまた、照明手段として、図面に直交する方向に長い蛍光ランプ３３ａおよび反射鏡３３ｂを保持している。蛍光ランプ３３ａは、第１走行体３３が図２６の右方へ変位するときに発光し、原稿載置ガラス３１上の原稿３２を照らす。従って、第１走行体３３が符号３３’で示す位置まで変位する間に原稿３２は照明走査される。
【０１０１】
蛍光ランプとしては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、冷陰極管等の管灯、ＬＥＤ等の点光源を用い一列に並べたもの、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源、有機ＥＬに代表される面発光光源等を用いても良い。
【０１０２】
第２走行体３４は、図面に直交する方向に長く、鏡面を互いに直交的に傾けた１対のミラー３４ａ、３４ｂを保持し、第１走行体３３の変位に同期して符号３４’で示す位置まで一定速度Ｖ／２で変位する。
【０１０３】
原稿３２が照明走査されるとき、原稿３２の被照明部からの反射光は第１走行体３３のミラー３３ｃにより反射された後、さらに第２走行体３４のミラー３４ａ、３４ｂで順次反射され、結像光束として画像読取レンズ３５に入射する。このとき、第１走行体３３と第２走行体３４の速度比が２：１となっているので、原稿被照明部から画像読取レンズ３５に至る光路長が一定に保たれる。
【０１０４】
画像読取レンズ３５に入射した結像光束は、画像読取レンズ３５の結像作用により、撮像素子３６の受光面に原稿３２の縮小像を結像する。撮像素子３６はＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図面に直交する方向へ密接して配列しており、原稿３２の照明走査に伴い、原稿画像を画素単位の電気信号として出力する。この電気信号はＡ／Ｄ変換等の信号処理を受けて画像信号となり、必要に応じてメモリ（図示されず）に記憶される。
【０１０５】
なお、撮像素子３６は、結像画像を３色（赤、緑、青）に色分解して色情報を読取ることができ、各光電変換部で変換された電気信号を合成することでカラー原稿を読取る。
【０１０６】
図２６に示した画像読取レンズ３５として本発明に係る画像読取レンズを用いることで、画像読取レンズの小型化が可能となる。
【０１０７】
図２７は、本発明の画像読取装置の第２の実施例を示す。符号４１は原稿載置ガラス、符号４３は画像読取ユニット、符号４４は画像読取レンズ、符号４５は撮像素子を示している。
【０１０８】
原稿画像を読取られるべき原稿４２は、原稿載置ガラス４１の上面に定置される。画像読取ユニット４３は、図面に直交する方向を長手方向とし、原稿載置ガラス４１の原稿載置面に対して鏡面を傾けて配置されたミラー４３ｅ、４３ｆ、４３ｇを保持し、図２７において、符号４３で示す位置から符号４３’で示す位置まで一定速度Ｖで移動する。
【０１０９】
画像読取ユニット４３はまた、照明手段として、図面に直交する方向に長い蛍光ランプ４３ａ、４３ｃおよび反射鏡４３ｂ、４３ｄを保持している。蛍光ランプ４３ａ及び４３ｃは、画像読取ユニット４３が図２７の右方へ変位するときに発光し、原稿載置ガラス４１上の原稿４２を照らす。従って、画像読取ユニット４３が符号４３’で示す位置まで変位する間に原稿４２は照明走査される。
【０１１０】
原稿４２が照明走査されるとき、原稿４２の被照明部からの反射光は、ミラー４３ｅ、４３ｆ、４３ｇで順次反射され、結像光束として画像読取レンズ４４に入射する。このときすべてのミラーは画像読取ユニット４３に一体的に保持されているため、原稿４２の照明走査中において、原稿被照明部から画像読取レンズ４４に至る光路長は一定に保たれる。
【０１１１】
画像読取レンズ４４に入射した結像光束は、画像読取レンズ４４の結像作用により原稿４２の画像が縮小された状態で、撮像素子４５の受光面に結像される。この後、先の画像読取装置の実施例と同様の方式により電気信号に変換し、原稿を読取る。画像読取レンズ４４として、前述の本発明に係る画像読取レンズを用いる。
【０１１２】
本発明に係る画像形成装置の実施例を図２８に示す。この画像形成装置は、装置上部に位置する画像読取装置２００と、その下位に位置する画像形成部１００とを有する。画像読取装置２００の部分は、図２６を用いて説明したものと同様であり、各部には図２６と同じ符号を付してある。なお、画像読取装置として、図２７に示す画像読取装置を用いてもよい。
【０１１３】
原稿読取装置２００における３ラインのＣＣＤラインセンサであるラインセンサ（撮像素子）３６から出力される画像信号は、信号処理部１２０に送られ、信号処理部１２０において処理されて、書込み用の信号（イエロー・マゼンタ・シアン・黒の各色を書込むための信号）に変換される。
【０１１４】
画像形成部は、潜像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体１１０を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１１１、リボルバ式の現像装置１１３、転写ベルト１１４、クリーニング装置１１５が配設されている。帯電手段としては、帯電ローラ１１１に代えてコロナチャージャを用いることもできる。
【０１１５】
光走査装置１１７は、帯電ローラ１１１と現像装置１１３との間において、信号処理部１２０からの書込み用の信号をもとに光走査により感光体１１０の書込みを行う。
【０１１６】
符号１１６は定着装置、符号１１８はカセット、符号１１９はレジストローラ対、符号１２２は給紙コロ、符号１２１はトレイ、符号Ｓは記録媒体としての転写紙を示している。
【０１１７】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１０が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１１により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であって、画像部が露光されている。
【０１１８】
画像の書込みは、感光体１１０の回転に従い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像の順に行われる。形成された静電潜像はリボルバ式の現像装置１１３の各現像ユニットＹ（イエロートナーによる現像を行う）、Ｍ（マゼンタトナーによる現像を行う）、Ｃ（シアントナーによる現像を行う）、Ｋ（黒トナーによる現像を行う）により順次反転現像されてポジ画像として可視化され、得られた各色トナー画像は、転写ベルト１１４上に、転写電圧印加ローラ１１４Ａにより順次転写され、上記各色トナー画像が転写ベルト１１４上で重ね合わせられてカラー画像となる。
【０１１９】
転写紙Ｓを収納したカセット１１８は、画像形成装置本体に対して脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Ｓの最上位の１枚が給紙コロ１２２により給紙され、給紙された転写紙Ｓの先端部がレジストローラ対１１９に捕えられる。
【０１２０】
レジストローラ対１１９は、転写ベルト１１４上のトナーによるカラー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて転写紙Ｓを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｓは、転写部においてカラー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４Ｂの作用によりカラー画像を静電転写される。転写ローラ１１４Ｂは、転写時に転写紙Ｓをカラー画像に押圧させる。
【０１２１】
カラー画像が転写された転写紙Ｓは、定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてカラー画像が定着された後、図示されないガイド手段により搬送路に送られ、図示されない排紙ローラ対によりトレイ１２１上に排出される。各色トナー画像の転写のたびに、感光体１１０の表面がクリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【０１２２】
なお、画像形成装置を、モノクロームの画像形成を行うように構成できるようにしても良い。また、図２８に示す画像形成装置は、レボルバ式の現像装置を備えているものであったが、感光体およびその周辺のプロセスユニットを、例えば、赤、緑、青、黒にそれぞれ対応した４つの画像形成ステーションからなる、いわゆるタンデム方式のカラー対応の画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１  第１群
２  第２群
３  第３群
４  第４群
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２４】
【特許文献１】特開２００８−２７５７８３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３４０６８号公報
【特許文献３】特開２００５−２６６７７１号公報
【図１】
0005574176.tif 000019
【図２】
0005574176.tif 000020
【図３】
0005574176.tif 000021
【図４】
0005574176.tif 000022
【図５】
0005574176.tif 000023
【図６】
0005574176.tif 000024
【図７】
0005574176.tif 000025
【図８】
0005574176.tif 000026
【図９】
0005574176.tif 000027
【図１０】
0005574176.tif 000028
【図１１】
0005574176.tif 000029
【図１２】
0005574176.tif 000030
【図１３】
0005574176.tif 000031
【図１４】
0005574176.tif 000032
【図１５】
0005574176.tif 000033
【図１６】
0005574176.tif 000034
【図１７】
0005574176.tif 000035
【図１８】
0005574176.tif 000036
【図１９】
0005574176.tif 000037
【図２０】
0005574176.tif 000038
【図２１】
0005574176.tif 000039
【図２２】
0005574176.tif 000040
【図２３】
0005574176.tif 000041
【図２４】
0005574176.tif 000042
【図２５】
0005574176.tif 000043
【図２６】
0005574176.tif 000044
【図２７】
0005574176.tif 000045
【図２８】
0005574176.tif 000046