(57)【要約】      （修正有）【課題】温度変動による性能の劣化を抑制し、しかもレンズ枚数が少なく小型で、且つ良好に諸収差を補正することができる画像読取りレンズを提供する。【解決手段】画像読取レンズは、物体側に２枚の正レンズおよび負レンズからなる３枚のレンズからなる前群レンズ系Ｇａ、像側に１枚のプラスチックの負レンズからなる後群レンズ系Ｇｂを配置している。前群レンズ系Ｇａの２０℃〜４０℃における負レンズのｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）、そして正レンズのｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）、前群レンズ系Ｇａの焦点距離をｆａ、レンズ全系の焦点距離をｆ、前群レンズ系Ｇａと後群レンズ系Ｇｂとの間の光軸上の距離をｄ９、そしてレンズ全長をＤとし、〔１〕０＜ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）＜１７、〔２〕０．２０＜ｆａ／ｆ×ｄ９／Ｄ＜０．９０を共に満足する。【選択図】図１
2014174415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を読み取るための画像読取レンズであって、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置し、
前記前群レンズ系は、２枚の正レンズおよび負レンズからなる３枚のレンズで構成し、且つ
前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックレンズからなる負レンズで構成してなり、
前記前群レンズ系の負レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）、前記前群レンズ系の正レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）、前記前群レンズ系の焦点距離をｆａ、当該画像読取レンズ全体の焦点距離をｆ、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離をｄ９、レンズ全長をＤとして、
条件式：
〔１〕  ０  ＜  ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）  ＜  １７
〔２〕  ０．２０  ＜  ｆａ／ｆ  ×  ｄ９／Ｄ  ＜  ０．９０
を共に満足することを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項２】
前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離をｄ９、そしてレンズ全長をＤとして、
条件式：
〔３〕  ０．４０  ＜  ｄ９／Ｄ  ＜  ０．７０
を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像読取レンズ。
【請求項３】
当該画像読取レンズ全系を構成する正レンズのｅ線に対するアッベ数の平均値をνＰ、当該画像読取レンズ全系を構成する負レンズのｅ線に対するアッベ数の平均値をνＮとして、
条件式：
〔４〕  １０  ＜  νＰ−νＮ  ＜  ４０
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像読取レンズ。
【請求項４】
当該画像読取レンズの物体側から３番目に配置され、前記前群レンズ系に属する第３レンズは、像側を凸面とする正レンズであり、且つ当該画像読取レンズの物体側から４番目に配置され、前記後群レンズ系を構成する第４レンズは、物体側を凹面とする負レンズであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項５】
前記第３レンズの像側レンズ面の曲率半径をＲ９、前記第４レンズの物体側レンズ面の曲率半径をＲ１０として、
条件式：
〔５〕  １．０  ＜  Ｒ９／Ｒ１０  ＜  ２．５
を満足することを特徴とする請求項４に記載の画像読取レンズ。
【請求項６】
当該画像読取レンズの物体側から３番目に配置され前記前群レンズ系に属する第３レンズは正レンズであり、
前記第３レンズの物体側レンズ面の曲率半径をＲ８、前記第３レンズの像側レンズ面の曲率半径をＲ９として、
条件式：
〔６〕  −１．３０  ＜  （Ｒ９＋Ｒ８）／（Ｒ９−Ｒ８）  ＜  −０．２０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項７】
前記前群レンズ系の焦点距離をｆａ、前記後群レンズ系の焦点距離をｆｂとして、
条件式：
〔７〕  −１．３  ＜  ｆａ／ｆｂ  ＜  −０．８
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項８】
前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの少なくとも一方の面に、非球面を形成してなることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項９】
前記前群レンズ系を構成する第１レンズ〜第３レンズの少なくとも１面に、非球面を形成してなることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項１０】
前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの外形形状が、光軸に対して回転対称でないことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項１１】
前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの外形形状が、副走査方向よりも主走査方向に長い短冊形状であることを特徴とする請求項１０に記載の画像読取レンズ。
【請求項１２】
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の反射光を縮小結像させる結像レンズと、
前記結像レンズにより結像された原稿像を光電変換するラインセンサと、
を有する画像読取装置であって、
前記結像レンズは、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の画像読取レンズを用いて構成したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像読取装置を備えて構成し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、イメージスキャナ等の画像読取装置、ファクシミリおよびディジタル複写機等の画像形成装置における原稿画像の取り込みに好適な、画像読取り用の画像読取レンズに係り、特にレンズ枚数が少なく、小型で高性能な画像読取レンズ、そのような画像読取レンズを用いた画像読取装置、並びにそのような画像読取装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナ、ファクシミリ、あるいはディジタル複写機等における原稿画像の読み取りに用いられる画像読取装置は、読み取るべき原稿の画像を、読取り用の画像読取レンズによって縮小して結像させ、この縮小光学像をＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサのような固体撮像素子によって撮像し画像情報を電子的画像データ化する。また、原稿情報をカラーで読み取るために、それぞれ、例えば赤、緑および青のフィルタを持った受光素子が３列に配列された、いわゆる３ラインＣＣＤイメージセンサ等を用いて固体撮像素子を構成し、その受光面に原稿の縮小光学像を結像させることにより３原色に色分解して、カラー画像情報を信号化することが行われている。
上述した画像読取レンズにおいては、一般に、像面において高空間周波数領域での高いコントラストおよび画角周辺部まで１００％近くの開口効率が要求される。さらに、カラー原稿を良好に読み取るためには、受光面上で赤、緑および青の各色の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり、各色の色収差を極めて良好に補正しなければならない。
【０００３】
従来、このような画像読取レンズとして広く用いられていた、いわゆるガウス型の画像読取レンズは、比較的大口径で高解像度を実現することができる。しかしながら、このようなが薄型の構成で近年求められている高性能を実現しようとすると、４群６枚構成や５群８枚構成等、６枚以上の多くのレンズ枚数が必要となる。
一方、特許文献１（特許第３９３９９０８号）には、ガウス型の画像読取レンズと比較してレンズ構成枚数が少なく、ガウス型と同等以上の性能を有する３枚〜５枚構成の画像読取レンズが開示されている。
すなわち、特許文献１に記載された画像読取レンズにおいては、レンズ構成枚数を最小で３枚とし、最も像側に配置されるレンズのパワーを負とし且つ当該レンズを像面近傍に配置する構成により諸収差の補正を容易にして、高性能を実現することができる光学系を達成している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１には、レンズ構成枚数が３枚〜５枚と少なくて済み、最も像側に配置されるレンズのパワーを負とし且つ当該レンズを像面近傍に配置する構成により諸収差の補正を容易にして、高性能を実現することが可能な光学系が開示されている。
しかしながら、特許文献１には、近年における画像読取装置の小型化と画像読み取りの高速化に伴う、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像部の近傍における発熱量の増大および原稿画像を照明する光源の高照度化に伴う発熱量の増大などによる画像読取装置内部の温度上昇やそれに伴う性能劣化については述べられておらず、そのような温度上昇による性能劣化の抑制についても検討されていない。
このような、画像読取装置内部の温度上昇によって、画像読取レンズの材料の熱膨張や屈折率変化等が生じ、画像読取レンズの焦点距離変化を発生させる。また、撮像部近傍の発熱は、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像部と画像読取レンズを保持する保持部材に熱膨張をもたらし、画像読取レンズの結像位置と撮像面の位置関係がずれて性能が劣化してしまうことになる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、温度変動による性能の劣化を抑制し、しかもレンズ枚数が少なく小型で、且つ良好に諸収差を補正し得る画像読取レンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る画像読取レンズは、上述した目的を達成するために、
原稿画像を読み取るための画像読取レンズであって、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置し、
前記前群レンズ系は、２枚の正レンズおよび負レンズからなる３枚のレンズで構成し、且つ
前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックレンズからなる負レンズで構成してなり、
前記前群レンズ系の負レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）、前記前群レンズ系の正レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）、前記前群レンズ系の焦点距離をｆａ、当該画像読取レンズ全体の焦点距離をｆ、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離をｄ９、レンズ全長をＤとして、
条件式：
〔１〕  ０  ＜  ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）  ＜  １７
〔２〕  ０．２０  ＜  ｆａ／ｆ  ×  ｄ９／Ｄ  ＜  ０．９０
を共に満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、
原稿画像を読み取るための画像読取レンズであって、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置し、
前記前群レンズ系は、２枚の正レンズおよび負レンズからなる３枚のレンズで構成し、且つ
前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックレンズからなる負レンズで構成してなり、
前記前群レンズ系の負レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）、前記前群レンズ系の正レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）、前記前群レンズ系の焦点距離をｆａ、当該画像読取レンズ全体の焦点距離をｆ、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離をｄ９、レンズ全長をＤとして、
条件式：
〔１〕  ０  ＜  ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）  ＜  １７
〔２〕  ０．２０  ＜  ｆａ／ｆ  ×  ｄ９／Ｄ  ＜  ０．９０
を共に満足することにより、
温度変動による性能の劣化を抑制し、しかもレンズ枚数が少なく小型で、且つ良好に諸収差を補正し得る画像読取レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例１の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施例１の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例２の構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す実施例２の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例３の構成を示す断面図である。
【図６】図５に示す実施例３の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例４の構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す実施例４の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例５の構成を示す断面図である。
【図１０】図９に示す実施例５の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例６の構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す実施例６の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例７の構成を示す断面図である。
【図１４】図１３に示す実施例７の画像読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差図である。
【図１５】本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の第９の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の第１０の実施の形態に係る画像形成装置の要部の概念的な構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
先に述べたように、従来から広く知られているガウス型の画像読取レンズは、比較的大口径で高解像度を実現することができる。しかし、ガウス型の画像読取レンズで、近年求められている高性能を実現しようとすると、レンズ構成枚数の増加およびそれに伴う光学系の大型化を避けることができない。そこで、ガウス型の画像読取レンズと比較して、レンズ構成枚数が少なく、３枚〜５枚構成によって、ガウス型と同等またはそれ以上の性能を得ることが可能な画像読取レンズとして、特許文献１（特許第３９３９９０８号）等に開示された画像読取レンズがある。
た
しかしながら、特許文献１（特許第３９３９９０８号）においては、画像読取装置の小型化と画像読み取りの高速化に伴う、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像部近傍での発熱量の増大および画像照明を行う光源の高照度化に伴う発熱量の増大などに起因する画像読取装置内部の温度上昇時の画像読取レンズの性能劣化およびその抑制については検討されていない。
【０００９】
画像読取装置内部の温度上昇によって、画像読取レンズの材料の熱膨張や屈折率の変化等が生じ、画像読取レンズの焦点距離変化が発生する。また、撮像部の発熱は、撮像部と画像読取レンズを保持する保持部材に熱膨張をもたらし、画像読取レンズの結像位置と撮像面の位置関係がずれて性能が劣化してしまう。
そこで、本発明の第１〜第７の実施の形態に係る原稿画像を読み取るための画像読取レンズにおいては、物体側に前群レンズ系を、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置してなり、前記前群レンズ系は、２枚の正レンズおよび１枚の負レンズを含む合計３枚のレンズで構成される。前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックの負レンズで構成され、全体として４枚のレンズで構成される。次の条件式〔１〕、および条件式〔２〕を満足させることで、小型で温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能な高性能な画像読取用レンズを得ることができる（請求項１に対応する）。
〔１〕  ０  ＜  ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）  ＜  １７
〔２〕  ０．２０  ＜  ｆａ／ｆ  ×  ｄ９／Ｄ  ＜  ０．９０
ここで、ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）は、前記前群レンズ系の負レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和、ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）は、前記前群レンズ系の正レンズの２０℃〜４０℃におけるｅ線の屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和、ｆａは、前記前群レンズ系の焦点距離、ｆは、当該画像読取レンズ全体の焦点距離、ｄ９は、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離、Ｄは、レンズ全長をあらわしている。
【００１０】
すなわち、条件式〔１〕および条件式〔２〕は、画像読取用レンズの結像位置の温度依存性を規定するものである。条件式〔１〕において、ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）が、条件式〔１〕の上限を超えると、前記後群レンズ系にプラスチックレンズを配した上述の４枚構成で良好な結像性能を得ることが困難となる。また、ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−ΣｄｎＰ／ｄｔ（Ｐ）が、条件式〔１〕の下限を下回ると、前記後群レンズ系の負レンズのプラスチックレンズが温度上昇時の屈折率の低下によって焦点距離が短くなることに対する補正を前記前群レンズ系で担いきることができなくなり、画像読取レンズの焦点距離を温度上昇時に伸ばして補正することが困難となる。
また、条件式〔２〕については、温度上昇時の結像位置のずれを前記前群レンズ系の焦点距離の伸びにより適応し、さらに結像位置の変化に良好に追随するため前記後群レンズ系とのやり取りを考慮する必要があり、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間隔を制御することにより、温度変化に対する結像位置の最適化を図る式である。条件式〔２〕において、ｆａ／ｆ  ×  ｄ９／Ｄが、条件式〔２〕の上限値を上回ると、温度上昇時に当該画像読取レンズの結像位置が伸びすぎてしまい、また下限値を下回ると、温度上昇時に、当該画像読取レンズの結像位置が短くなってしまう。
【００１１】
このように、条件式〔２〕に規定する範囲を外れてしまうと、画像読取装置内の温度が上昇した時に、当該画像読取レンズと撮像素子であるラインＣＣＤイメージセンサ等を保持している部材が伸びるのに対して、光軸方向の結像位置が大幅にずれてしまい、使用環境の如何によって高い画像品質を得ることが困難になってしまう。
すなわち、前記後群レンズ系にプラスチック製のレンズを配置した構成とした上で、条件式〔１〕と、条件式〔２〕とが満足するように構成することによって、温度に伴って、画像読取レンズから結像位置までの距離を変化させ、レンズ保持部の温度による伸びに対応して良好に追従させることができ、異なる温度環境においても高い画質を得ることが可能となる。
また、条件式〔２〕は、鏡胴の材料および前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間隔を形成している部材を一般的な金属とした場合の条件式である。
一方、前記後群レンズ系のプラスチックの屈折率温度係数を−１．０×１０−４／℃として、より詳細な結像位置の変動を考えるために部材による影響をキャンセルさせた場合、条件式〔２〕は、さらに次の条件式〔２′〕を満足することが望ましい。
〔２′〕  ０．２  ≦  （ｆａ／ｆ  ×  ｄ９／Ｄ）／α  ≦  ０．４
ここで、αは前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間隔を形成している部材の線膨張係数を１０５倍させた値である。
【００１２】
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔３〕を満足することにより、さらなる小型化を図ることが可能となる（請求項２に対応する）。
〔３〕  ０．４０  ＜  ｄ９／Ｄ  ＜  ０．７０
ここで、ｄ９は、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離、Ｄはレンズ全長をあらわしている。
条件式〔３〕は、画像読取レンズの全長に対する前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間の光軸上の距離を規定するものである。
条件式〔３〕において、ｄ９／Ｄが条件式〔３〕の上限値を超えると、当該画像読取レンズの全長が増加するため、当該画像読取レンズが大型化してしまう。ｄ９／Ｄが条件式〔３〕の下限値を下回ると、前記前群レンズ系の径が大きくなり、画像読取レンズの大型化を招き、コストが増大する。
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔４〕を満足することにより、色収差の良好な補正が可能となる（請求項３に対応する）。
〔４〕  １２  ＜  νＰ−νＮ  ＜  ３５
ここで、νＰは、当該画像読取レンズ全系を構成する正レンズのｅ線に対するアッベ数の平均値、νＮは、当該画像読取レンズ全系を構成する負レンズのｅ線に対するアッベ数の平均値をそれぞれあらわしている。
条件式〔４〕は、当該画像読取レンズのアッベ数の分散を規定するものである。条件式〔４〕において、νＰ−νＮを条件式〔４〕の範囲内にすることによって、上述した構成の画像読取レンズでｇ線とＣ線によって生じる倍率色収差を良好に補正することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、当該画像読取レンズの物体側から３番目に配置され、前記前群レンズ系に属する第３レンズは、像側を凸面とする正レンズであり、且つ当該画像読取レンズの物体側から４番目に配置され、前記後群レンズ系を構成する第４レンズは、物体側を凹面とする負レンズであることにより、単色収差の補正を容易にすることができる（請求項４に対応する）。
さらにまた、本発明に係る画像読取用レンズは、上述した画像読取レンズが、次の条件式〔５〕を満足することにより、一層良好な単色収差の補正を可能とする（請求項５に対応する）。
〔５〕  １．０  ＜  Ｒ９／Ｒ１０  ＜  ２．５
ここで、Ｒ９は、前記第３レンズの像側レンズ面の曲率半径、Ｒ１０は、前記第４レンズの物体側レンズ面の曲率半径をそれぞれあらわしている。
条件式〔５〕は、前記第３レンズの像面側のレンズ面の曲率と前記第４レンズの物体側のレンズ面の曲率の比率を規定するものである。条件式〔５〕において、Ｒ９／Ｒ１０が条件式〔５〕の上限値を超えると、前記第４レンズの物体側のレンズ面でのディストーションの補正が過剰となり、良好な収差補正を達成することが困難となる。一方、Ｒ９／Ｒ１０が、条件式〔５〕の下限値を下回ると、ディストーションを補正するために前記前群レンズ系が巨大化してしまう。
【００１４】
また、本発明に係る画像読取レンズは、上述した前群レンズ系に含まれる第３レンズは正レンズであり、当該第３レンズが、次の条件式〔６〕を満足することにより、良好な収差補正を実現することが可能となる（請求項６に対応する）。
〔６〕  −１．３０  ＜  （Ｒ９＋Ｒ８）／（Ｒ９−Ｒ８）  ＜  −０．２０
ここで、Ｒ８は、前記第３レンズの物体側レンズ面の曲率半径、、Ｒ９は、前記第３レンズの像側レンズ面の曲率半径をそれぞれあらわしている。
条件式〔６〕は、正の第３レンズの形状を規定するものである。すなわち、条件式〔６〕において、（Ｒ９＋Ｒ８）／（Ｒ９−Ｒ８）が、条件式〔６〕の上限値を超えると、第３レンズの物体側のレンズ面の曲率が強くなり、第１レンズおよび第２レンズによって発生した収差を良好に補正することが困難になる。
【００１５】
（Ｒ９＋Ｒ８）／（Ｒ９−Ｒ８）が、条件式〔６〕の下限値を下回ると、第３レンズの物体側のレンズ面の曲率が弱くなり、球面収差がアンダーに発生する。このように、（Ｒ９＋Ｒ８）／（Ｒ９−Ｒ８）を、条件式〔６〕の範囲内とすることにより、第３レンズの曲率を大きくし過ぎることなく、正のパワーを過不足なく得られ、良好な収差補正を行うことが可能となる。
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔７〕を満足することにより、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正することが可能となる（請求項７に対応する）。
〔７〕  −１．１  ＜  ｆａ／ｆｂ  ＜  −０．８
ここで、ｆａは、前記前群レンズ系の焦点距離、ｆｂは、前記後群レンズ系の焦点距離をそれぞれあらわしている。
条件式〔７〕は、当該画像読取レンズにおける前記前群レンズ系の焦点距離と前記後群レンズ系の焦点距離との比率を規定するものである。
条件式〔７〕において、ｆａ／ｆｂを、条件式〔７〕の範囲内とすることで、収差をバランスよく補正することができ、さらに前記後群レンズ系にプラスチックレンズを配した場合に、温度に対応して当該画像読取レンズの結像位置までの距離を変化させ、レンズ保持部の温度による伸びに対しても良好に追従させることができ、異なる温度環境においても高い画像品質を得ることが可能となる。
【００１６】
また、さらに、本発明に係る画像読取レンズは、前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの少なくとも一方の面を、非球面とすることが望ましい（請求項８に対応する）。
前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの少なくとも一方の面を非球面にすることにより、歪曲収差、つまりディストーションによる画像の歪曲を効果的に補正することが可能となる。
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、前記前群レンズ系を構成する第１レンズ〜第３レンズの少なくとも１つの面を、非球面とすることが望ましい（請求項９に対応する）。
前記前群レンズ系を構成する第１レンズ〜第３レンズの少なくとも１面を非球面にすることにより、より良好な収差補正が可能となる。
また、本発明に係る画像読取レンズは、撮像素子を構成する受光素子アレイが像面に配置されるため、前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの外形形状を、光軸に対して回転対称でない形状としても良い（請求項１０に対応する）。さらには副走査方向よりも主走査方向に長い短冊形等の形状とすることが望ましい（請求項１１に対応する）。
【００１７】
上述した画像読取レンズのような構成で高画質を得ようとすると、前記後群レンズ系のレンズ径が巨大化してしまう傾向があるが、撮像素子として受光素子アレイを用いる場合には、受光素子の配列方向である主走査方向に対応する単一の方向についてのみ、光線が通る寸法を確保すれば良い。そのため、受光素子の配列と直交する方向については、レンズ径よりも画像読取レンズとして寸法を小さくすることができ、全体としては、小型化が可能となる。
もちろん、前記後群レンズ系を構成する前記第４レンズの外形形状を光軸に対して回転対称とすることもできる。また、この場合、撮像素子としてエリアセンサを用いて画像の全画面を同時に読み取る構成とすることもできる。
さらに、本発明の第８の実施の形態および第９の実施の形態に係る画像読取装置においては、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の反射光を縮小結像させる結像レンズと、前記結像レンズにより結像された原稿像を光電変換するラインセンサと、を有する画像読取装置に、前記結像レンズとして上述した画像読取レンズを用いることにより、小型で、温度変化に伴う画像読取精度の低下を効果的に補正し得る高性能な画像読取装置とすることが可能となる（請求項１２に対応する）。
【００１８】
また、本発明の第１０の実施の形態に係る画像形成装置においては、原稿画像を読み取って電気的な画像データを得る画像読取装置と、その画像データに基づく２次元画像を用紙等の出力媒体上に形成して出力する画像出力装置とを有する画像形成装置における画像読取装置を、結像レンズに上述した画像読取レンズを用いる画像読取装置で構成する（請求項１２に対応する）。結像レンズに上述した画像読取レンズを備える画像読取装置を用いて画像形成装置を構成することにより、小型で、温度変化に伴う画像読取精度の低下を効果的に補正し得る高性能な画像形成装置とすることが可能となる。
【実施例１】
【００１９】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。実施例１〜実施例７は、本発明の第１の実施の形態〜第７の実施の形態に係る 画像読取レンズの数値例による具体的な構成の実施例である。図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１における画像読取レンズを説明するためのものである。図３および図４は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２における画像読取レンズを説明するためのものである。図５および図６は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３における画像読取レンズを説明するためのものである。図７および図８は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４における画像読取レンズを説明するためのものである。図９および図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る実施例５における画像読取レンズを説明するためのものである。図１１および図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る実施例６における画像読取レンズを説明するためのものである。そして図１３および図１４は、本発明の第７の実施の形態に係る実施例７における画像読取レンズを説明するためのものである。
これら実施例１〜実施例７における収差は、充分に補正されている。すなわち、本発明に係る第１の実施の形態〜第７の実施の形態のように画像読取レンズを構成することによって、非常に良好な像性能を確保し得ることは、これら実施例１〜実施例７から明らかである。
【００２０】
これら実施例１〜実施例７に共通の記号の意味は、次の通りである。
ｆ：画像読取レンズ全系のｅ線の焦点距離
Ｆ：Ｆ値（Ｆナンバ）
Ｒ：曲率半径
ｄ：面間隔
ｎｅ：ｅ線の屈折率
νｅ：ｅ線のアッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨ、円錐定数をＫとし、上述した各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、次の式〔８〕で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
【００２１】
【数１】
2014174415.tif 000003
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図１に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図１において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、カバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けて物体側に凸に形成した正メニスカスレンズであり、その物体側に非球面を形成している。開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が若干大きな面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズであり、第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２および第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
【００２３】
第４レンズＥ４は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて像側に凸に形成した負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成している。コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
【００２４】
図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、第１の実施の形態〜第７の実施の形態に係る実施例１〜実施例７の対応する部分について共通に用いている。そのため、図３、図５、図７、図９、図１１および図１３と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する第２の実施の形態〜第７の実施の形態に係る実施例２〜実施例７とはかならずしも同一の構成ではない。
この実施例１においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．９９およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。なお次表１において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂ第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００２５】
【表１】
2014174415.tif 000004
【００２６】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１においては、「＊」が付された第３面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは、次表２の通りである。なお、非球面係数において、「Ｅｎ」は、「１０のべき乗」すなわち「×１０ｎ」をあらわし、例えば「Ｅ−０５」は、「×１０−５」をあらわしている。これらは、他の実施例についても同様である。
【００２７】
【表２】
2014174415.tif 000005
【００２８】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表３の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００２９】
【表３】
2014174415.tif 000006
【００３０】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±10μm程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−1μm〜16μmであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例１における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：  −０．５μｍ
また、図２に、実施例１における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例２】
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図３に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図３において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、カバーガラスＣＶＧを配置している。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて物体側に凸に形成した正メニスカスレンズである。開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。第２レンズＥ２は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けた両凹レンズからなる負レンズであり、第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第３レンズＥ３の物体側に非球面を形成している。これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２および第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
【００３２】
第４レンズＥ４は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて像側に凸に形成した負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
【００３３】
この実施例２においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．２０およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。なお次表４において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂ第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００３４】
【表４】
2014174415.tif 000007
【００３５】
表４においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表４においては、「＊」が付された第８面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは次表５の通りである。
【００３６】
【表５】
2014174415.tif 000008
【００３７】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表６の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００３８】
【表６】
2014174415.tif 000009
【００３９】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±10μm程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−1μm〜16μmであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例２における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：    ７．８μｍ
また、図４に、実施例２における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例３】
【００４０】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図５に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図５において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、カバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成している。開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が若干大きな面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズであり、そして第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２および第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
【００４１】
第４レンズＥ４は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて像側に凸に形成した負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
【００４２】
この実施例３においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．２０およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。なお次表７において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂ第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００４３】
【表７】
2014174415.tif 000010
【００４４】
表７においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表７においては、「＊」が付された第３面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは、次表８の通りである。
【００４５】
【表８】
2014174415.tif 000011
【００４６】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表９の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００４７】
【表９】
2014174415.tif 000012
【００４８】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±10μm程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−1μm〜16μmであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例３における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：    ４．７μｍ
また、図６に、実施例３における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例４】
【００４９】
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図７に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図７において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、カバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて物体側に凸に形成した正メニスカスレンズであり、その物体側に非球面を形成している。開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズであり、そして第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２および第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
【００５０】
第４レンズＥ４は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて物体側に凹に形成した負レンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
【００５１】
この実施例４においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ５．００およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。なお次表１０において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂ第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００５２】
【表１０】
2014174415.tif 000013
【００５３】
表１０においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１０においては、「＊」が付された第３面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは、次表１１の通りである。
【００５４】
【表１１】
2014174415.tif 000014
【００５５】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００５６】
【表１２】
2014174415.tif 000015
【００５７】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±10μm程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−1μm〜16μmであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例４における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：    １５．５μｍ
また、図８に、実施例４における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例５】
【００５８】
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る実施例５の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図９に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図９において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、カバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成している。開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズであり、そして第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２および第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
【００５９】
第４レンズＥ４は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて像側に凸に形成した負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
【００６０】
この実施例５においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ５．００およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は次表１３の通りである。なお次表１３において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂ第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００６１】
【表１３】
2014174415.tif 000016
【００６２】
表１３においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１３においては、「＊」が付された第３面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは、次表１４の通りである。
【００６３】
【表１４】
2014174415.tif 000017
【００６４】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表１５の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００６５】
【表１５】
2014174415.tif 000018
【００６６】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±10μm程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−1μm〜16μmであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例５における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：  −０．７μｍ
また、図１０に、実施例５における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例６】
【００６７】
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る実施例６の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図１１に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図１１において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、カバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成している。開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズであり、そして第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率が大きな面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２および第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
【００６８】
第４レンズＥ４は、像側よりも曲率が大きな面を物体側に向けて像側に凸に形成した負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
【００６９】
この実施例６においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．２０およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は、次表１６の通りである。なお次表１６において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂ第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００７０】
【表１６】
2014174415.tif 000019
【００７１】
表１６においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１６においては、「＊」が付された第３面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは、次表１７の通りである。
【００７２】
【表１７】
2014174415.tif 000020
【００７３】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表１８の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００７４】
【表１８】
2014174415.tif 000021
【００７５】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±10μm程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−1μm〜16μmであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例６における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：    ２．５μｍ
また、図１２に、実施例６における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例７】
【００７６】
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る実施例７の画像読取レンズの光学系の縦断面の構成を示している。
図１３に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第４レンズＥ４、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図１３において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズからなる正レンズであり、第２レンズＥ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズである。開口絞りＡＤは、第２レンズＥ２と第３レンズＥ３との間に介挿配置される。第３レンズＥ３は、凸面を像側に向けた正メニスカスレンズからなる正レンズである。これら第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤおよび第３レンズＥ３により、前群レンズ系Ｇａを構成している。
第４レンズＥ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第４レンズＥ４単体で後群レンズ系Ｇｂを構成している。
【００７７】
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。
すなわち、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３からなる前群レンズ系Ｇａと、第４レンズＥ４からなる後群レンズ系Ｇｂとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
この実施例７においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび像高Ｙ′が、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．２０およびＹ′＝１５２．４であり、各光学要素の光学特性は、次表１９の通りである。なお次表１９において、屈折率温度係数（１０−６／℃）をＣＴｎ、線膨張係数（１０−７／℃）をＣＬＥ、アルミニウムをＡＬ、鉄をＦＥ、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群をＧａ、後群をＧｂとして示している。第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしている。
【００７８】
【表１９】
2014174415.tif 000022
【００７９】
表１９においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１９においては、「＊」が付された第５面、第１０面および第１１面の各光学面が非球面であり、式〔８〕における各非球面のパラメータは、次表２０の通りである。
【００８０】
【表２０】
2014174415.tif 000023
【００８１】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔７〕に対応する値は、次表２１の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔７〕を満足している。
【００８２】
【表２１】
2014174415.tif 000024
【００８３】
〔結像位置変動〕
画像読取精度を良好に保つためには、±１０μｍ程度に結像位置と撮像面のズレを抑える必要がある。最終レンズとＣＣＤの間が金属やプラスチック材の場合、部材の個体差等も考え、温度上昇による結像位置の変動が−１μｍ〜１６μｍであれば、温度上昇後も結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係を良好に保てる範囲といえる。
この実施例７における２０℃から４０℃への温度変化に伴う結像位置の変動は、次の通りであり、温度変動による結像位置と撮像面（ＣＣＤ）の位置関係の変動が充分に小さくなり、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正していることがわかる。
結像位置変動（２０℃→４０℃）：    ３．１μｍ
また、図１４に、実施例７における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。他の実施例の収差図についても同様である。
【００８４】
〔第８の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第７の実施の形態に係る実施例１〜実施例７等のような画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして採用して構成した本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置について図１５を参照して説明する。
図１５は、本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この第８の実施の形態に係る画像読取装置においては、上述した第１の実施の形態〜第７の実施の形態の実施例１〜実施例７に係る画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして用いる。
図１５に示す画像読取装置１００は、コンタクトガラス１０１、第１走行体１０３、第２走行体１０４、画像読取レンズ１０５およびラインセンサ１０６を具備している。第１走行体１０３は、照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃを備え、第２走行体１０４は、第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂを備えており、ラインセンサ１０６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを備えている。画像読取レンズ１０５は、上述した第１の実施の形態〜第７の実施の形態に係る読取レンズを用いて構成する。
【００８５】
図１５において、読み取るべき画像が記載されている読み取り対象としての原稿ＴＤは、原稿台としての平坦な原稿載置ガラスであるコンタクトガラス１０１上に読み取り面を伏せて平面的に載置される。コンタクトガラス１０１の下方に配置した第１走行体１０３は、いずれも図１５の図面に直交する方向に長い照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃを保持しており、図１５に第１走行体１０３として示される位置から第１走行体１０３′として示される位置まで一定の走行速度Ｖで移動する。
照明光源１０３ａは、図１５の図面に直交する方向を長手方向とする細長い光源である。この照明光源１０３ａとしては、ハロゲンランプ、Ｘｅ（いわゆるキセノン）ランプ、または冷陰極管等の蛍光ランプのような管灯を用いても良く、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を一列に並べたものや、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いても良く、あるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に代表される面発光光源を細長い形状として用いることも可能である。照明光源１０３ａは、第１走行体１０３が図１５の右方向へ移動変位するときに発光するように制御される。この照明光源１０３ａの発光は、やはり図１５の図面に直交する方向に長い半筒状の光源ミラー１０３ｂによって導光して、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿ＴＤにおける図１５の図面に直交する主走査方向に長いスリット状部分を照明する。
【００８６】
第１ミラー１０３ｃは、コンタクトガラス１０１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾けた状態で第１走行体１０３に保持されている。
第２走行体１０４は、図１５の図面に直交する方向に長く、鏡面を互いに直交的に傾けて対をなす第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂを保持している。この第２走行体１０４は、第１走行体１０３の変位に同期して第２走行体１０４′として示される位置まで一定の走行速度Ｖ／２（すなわち第１走行体１０３の半分の速度）で変位する。
原稿ＴＤの照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、第１走行体１０３に設けられた第１ミラー１０３ｃにより反射された後、第２走行体１０４に設けられた第２ミラー１０４ａ、さらには第３ミラー１０４ｂによって順次反射され、画像読取レンズ１０５に入射し、この画像読取レンズ１０５によって、撮像素子としてのラインセンサ１０６のカバーガラスを介してラインセンサ１０６の撮像面（入力面）上に原稿画像の縮小光学像を結像させる。
【００８７】
すなわち、第１ミラー１０３ｃ、第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂは、反射光学系を構成している。第１走行体１０３および第２走行体１０４は、図示されていない駆動手段によって、それぞれ矢印方向（図示右方）へ走行させられる。このときの第１走行体１０３の走行速度をＶとすると、第２走行体１０４の走行速度はＶ／２であり、第１走行体１０３が所定量走行する間に第２走行体１０４は、第１走行体１０３の移動量の半分だけ移動する。この走行によって、第１走行体１０３および第２走行体１０４は、それぞれ図示破線の位置まで変位する。照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃは、第１走行体１０３と一体的に移動し、コンタクトガラス１０１上の原稿ＴＤの全体を照明走査する。既に述べたように第１走行体１０３と第２走行体１０４の移動速度比は、Ｖ：Ｖ／２＝２：１であるので、照明走査される原稿部分から画像読取レンズ１０５に至る光路長はほぼ不変に保たれる。
撮像素子であるラインセンサ１０６は、それぞれ色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを持ったライン状の光電変換素子１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを、１チップに３列配列させた３ラインＣＣＤセンサであり、原稿ＴＤの照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして、原稿ＴＤの読取りが実行され、原稿ＴＤのカラー画像は、赤、緑および青の３原色に色分解して読取られる。
【００８８】
このような画像読取装置１００は、画像をフルカラーで読取る装置であって、ラインセンサ１１６に設けられた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタからなる色分解手段を画像読取レンズ１０５の結像光路中に有している。
上述したように、画像読取レンズ１０５に入射した結像光束は、画像読取レンズ１０５の結像作用により、撮像素子であるラインセンサ１０６の受光面に原稿ＴＤの縮小像を結像する。この場合、ラインセンサ１０６は、ＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図１５の図面に直交する方向に密接して配列されていて、原稿ＴＤ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。既に述べたように、ラインセンサ１０６は、結像画像を３色（赤、緑および青）に色分解して色情報を読み取り、各色の光電変換部で変換された電気信号を合成することによってカラー原稿を読み取ることができる。この電気信号は、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換等の信号処理を経て画像信号に変換され、必要に応じてメモリ（図示されていない）に記憶される。
このように、図１５に示した画像読取レンズ１０５に本発明に係る画像読取レンズを用いることによって、画像読取装置の小型化が可能となる。
【００８９】
また、色分解する手法としては、上述した構成に限らず、画像読取レンズとラインセンサとの間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）に色分解する構成、または赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の光源を順次点灯させて原稿を照明する構成を用いることができる。
すなわち、本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置は、上述した第１の実施の形態〜第７の実施の形態の画像読取レンズを結像レンズとして使用した画像読取装置である。そして、この画像読取装置は、結像レンズによる結像光路内に色分解機能を設けて、原稿情報をフルカラーで読み取るようにしても良い。
【００９０】
〔第９の実施の形態〕
なお、画像読取装置としては、コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、結像光路上に配置される画像読取レンズとを一体化して画像読取ユニットを構成し、この画像読取ユニットを駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読み取り走査するようにした形態の画像読取装置とすることもできる。これが上述した本発明の第９の実施の形態に係る画像読取装置の構成である。
すなわち、上述した本発明の第１の実施の形態〜第７の実施の形態に係る画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして採用して構成した本発明の第９の実施の形態に係る画像読取装置について図１６を参照して説明する。
図１６は、本発明の第９の実施の形態に係る画像読取装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この第９の実施の形態の実施例９に係る画像読取装置においても、上述した第１の実施の形態〜第７の実施の形態の実施例１〜実施例７に係る画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして用いる。
【００９１】
図１６に示す画像読取装置１１０は、コンタクトガラス１０１、画像読取ユニット１１３、画像読取レンズ１１４およびラインセンサ１１５を具備している。
画像読取ユニット１１３は、第１の照明光源１１３ａ、第１の光源ミラー１１３ｂ、第２の照明光源１１３ｃ、第２の光源ミラー１１３ｄ、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇを備えており、ラインセンサ１１５は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子１１５ａ、１１５ｂおよび１１５ｃを備えている。画像読取レンズ１１４は、上述した第１の実施の形態〜第７の実施の形態に係る読取レンズを用いて構成する。
図１６において、読み取るべき画像が記載されている読み取り対象としての原稿ＴＤは、原稿台としての平坦な原稿載置ガラスであるコンタクトガラス１０１上に読み取り面を伏せて平面的に載置される。コンタクトガラス１０１の下方に配置した画像読取ユニット１１３は、いずれも図１６の図面に直交する方向に長い第１の照明光源１１３ａ、第１の光源ミラー１１３ｂ、第２の照明光源１１３ｃ、第２の光源ミラー１１３ｄ、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇを保持しており、画像読取レンズ１１４およびラインセンサ１１５も、この画像読取ユニット１１３と一体的に設けられる。
【００９２】
第１の照明光源１１３ａおよび第２の照明光源１１３ｃは、それぞれ図１６の図面に直交する方向を長手方向とする細長い光源である。これらの第１の照明光源１１３ａおよび第２の照明光源１１３ｃは、図１５における照明光源１０３ａと同様に、ハロゲンランプ、Ｘｅ（いわゆるキセノン）ランプ、または冷陰極管等の蛍光ランプのような管灯を用いても良く、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を一列に並べたものや、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いても良く、あるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に代表される面発光光源を細長い形状として用いることも可能である。これら第１および第２の照明光源１１３ａおよび１１３ｃも、画像読取ユニット１１３が図１６の右方向へ移動変位するときに発光するように制御される。これら第１および第２の照明光源１１３ａおよび１１３ｃの発光は、やはり図１６の図面に直交する方向に長い半筒状の第１の光源ミラー１１３ｂおよび第２の光源ミラー１１３ｄによって導光して、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿ＴＤにおける図１６の図面に直交する主走査方向に長いスリット状部分を照明する。
【００９３】
第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇは、いずれも図１６の図面に直交する方向に長く、コンタクトガラス１０１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾け、且つ鏡面を互いに直交的に傾けた状態として画像読取ユニット１１３に保持されている。
画像読取ユニット１１３が図１６に示す画像読取ユニット１１３の位置から画像読取ユニット１１３′として示される位置まで一定速度で移動する間に、原稿ＴＤの照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、画像読取ユニット１１３に設けられた第１ミラー１１３ｅ、画像読取ユニット１１３に設けられた第２ミラー１１３ｆ、さらには画像読取ユニット１１３に設けられた第３ミラー１１３ｇによって順次反射され、画像読取レンズ１１４に入射し、この画像読取レンズ１１４によって、撮像素子としてのラインセンサ１１５のカバーガラスを介してラインセンサ１１５の撮像面（入力面）上に原稿画像の縮小光学像を結像させる。
すなわち、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇは、反射光学系を構成している。画像読取ユニット１１３は、図示されていない駆動手段によって、図１６における図示右方へ走行させられる。
【００９４】
したがって、画像読取ユニット１１３が、画像読取ユニット１１３′として示される位置まで変位する間に原稿ＴＤが照明走査される。原稿ＴＤが照明走査されるとき、照明光の原稿ＴＤからの反射光は、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆ、そして第３ミラー１１３ｇによって順次反射され、結像光束として画像読取レンズ１１４に入射する。
このとき、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆ、そして第３ミラー１１３ｇの全てが、画像読取ユニット１１３に一体的に保持されているため、原稿ＴＤの照明走査中における原稿ＴＤの被照明部位から画像読取レンズ１１４に至る光路長は一定である。
画像読取レンズ１１４に入射した結像光束は、画像読取レンズ１１４の結像作用により、撮像素子であるラインセンサ１１５の受光面に原稿ＴＤの画像を縮小結像する。ラインセンサ１１５の受光面に結像された画像は、先に述べた画像読取装置の第８の実施の形態の場合と同様にして電気信号に変換され、原稿情報が読み取られる。
【００９５】
〔第１０の実施の形態〕
本発明の第１０の実施の形態においては、上述した本発明の第８の実施の形態または第９の実施の形態等に示す画像読取装置を用いて、画像形成装置を構成する。このような本発明の第１０の実施の形態の画像形成装置について図１７を参照して説明する。
図１７は、本発明の第１０の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この画像形成装置においては、上述した第８の実施の形態に係る画像読取装置を画像読み取りに用いている。
図１７に示す画像形成装置は、画像読取装置１００と、画像形成部２００とを有している。画像読取装置１００は、図１５と同様の構成を有しており、図１５と同様の部分には同符号を付して示し、その詳細な説明は省略する。すなわち、画像読取装置１００は、コンタクトガラス１０１、第１走行体１０３、第２走行体１０４、画像読取レンズ１０５およびラインセンサ１０６を具備している。第１走行体１０３は、照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃを備え、第２走行体１０４は、第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂを備えており、ラインセンサ１０６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを備えている。
【００９６】
画像読取レンズ１０５は、上述した第１の実施の形態〜第７の実施の形態の実施例１〜実施例７に係る画像読取レンズを用いて構成する。
なお、画像読取装置として、コンタクトガラス１０１上の原稿ＴＤをスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、結像光路上に配置される画像読取レンズとを一体化して画像読取ユニットを構成し、この画像読取ユニットを駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読み取り走査するようにした形態の画像読取装置を用いることもできる。すなわち、上述した本発明の第９の実施の形態に係る画像読取装置を用いて、画像形成装置を構成しても良い。
また、画像形成部２００は、画像読取装置１００の下方に位置しており、感光体２１０、帯電ローラ２１１、現像装置２１３、転写ベルト部２１４、クリーニング装置２１５、定着装置２１６、光走査装置２１７、カセット２１８、レジストローラ対２１９、信号処理部２２０、トレイ２２１および給紙コロ２２２を具備している。転写ベルト部２１４は、転写電圧印加ローラ２１４ａおよび転写ローラ２１４ｂを有している。
【００９７】
図１７において、画像読取装置１００の３ラインのラインセンサ１０６から出力される画像信号は、画像形成部２００の信号処理部２２０に送られ、信号処理部２２０において処理されて書込み用の信号、すなわちイエロー（Ｙ）、マジェンタ（マゼンタ）（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）の各色を書込むための信号に変換される。
画像形成部２００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２１０を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ２１１、ターレット式の現像装置２１３、転写ベルト部２１４およびクリーニング装置２１５を配設している。帯電手段としては帯電ローラ２１１に代えてコロナチャージャを用いることもできる。
光走査装置２１７は、信号処理部２２０から書込み用の信号を受けて光走査により感光体２１０に書込みを行う。また、光走査装置２１７は、帯電ローラ２１１と現像装置２１３との間において感光体２１０の光走査を行うようになっている。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体２１０が図示時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ２１１により均一に帯電され、光走査装置２１７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、いわゆるネガ潜像であって、画像部が露光されている。
【００９８】
画像の書込みは、感光体２１０の回転に従って、イエロー（Ｙ）画像、マジェンタ（Ｍ）画像、シアン（Ｃ）画像、黒画像（Ｋ）の順に、逐次行われて、形成された静電潜像は、ターレット式の現像装置２１３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２１４上に、転写電圧印加ローラ２１４ａにより順次転写され、上述した各色トナー画像が転写ベルト２１４上で重ね合わせられてカラー画像となる。
記録媒体としての転写紙Ｓを収納したカセット２１８は、画像形成装置本体に脱着可能であり、図示のように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２２２により取り出されて給紙され、給紙された転写紙Ｓは、その先端部がレジストローラ対２１９に捕えられる。
レジストローラ対２１９は、転写ベルト部２１４上のトナーによるカラー画像が転写位置に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２１４ｂの作用によりカラー画像が静電転写される。転写ローラ２１４ｂは、転写時に転写紙Ｓにカラー画像を押圧転写させる。
【００９９】
カラー画像が転写された転写紙Ｓは、定着装置２１６へ送られ、定着装置２１６においてカラー画像が定着され、図示されていないガイド手段による搬送路を通り、図示されていない排紙ローラ対によりトレイ２２１上に排出される。各色トナーによる画像が転写されるたびに、感光体２１０の表面は、クリーニング装置２１５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。
すなわち、本発明の第１０の実施の形態に係る画像形成装置は、上述した第８の実施の形態および第９の実施の形態の画像読取装置、つまり第１の実施の形態〜第７の実施の形態の画像読取レンズを結像レンズとして使用した画像読取装置を用いて構成した画像形成装置である。
もちろん、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像を形成する構成に限らず、モノクロームの画像形成を行うように構成することもできることはいうまでもない。
【０１００】
また、紙出力が画像読取装置と画像形成部との間に形成されている胴内排紙型の省スペースな画像形成装置において、上述した本発明に係る画像読取レンズを用いた画像読取装置を用いることにより、画像読取装置を薄型化することができ、画像形成部との間隔が広がることによって、出力された紙等の作業者への視認性を高めることによって、作業を容易にするという効果もある。
なお、本発明の記載は、すべて円形のレンズを用いて説明しているが、レンズの大きさ、特に画像読取装置の高さ方向の大きさを低減するために、レンズの上下を切断した小判型のレンズを用いて、本発明に従った画像読取レンズを構成することも可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
Ｅ１  第１レンズ
Ｅ２  第２レンズ
Ｅ３  第３レンズ
Ｅ４  第４レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＣＴＧ  コンタクトガラス
ＣＶＧ  カバーガラス
Ｇａ  前群レンズ系
Ｇｂ  後群レンズ系
１００，１１０  画像読取装置
１０１  コンタクトガラス
１０３  第１走行体
１０４  第２走行体
１０５  画像読取レンズ
１０６  ラインセンサ
１０３ａ  照明光源
１０３ｂ  光源ミラー
１０３ｃ，１１３ｅ  第１ミラー
１０４ａ，１１３ｆ  第２ミラー
１０４ｂ，１１３ｇ  第３ミラー
１０６，１１５  ラインセンサ
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ  光電変換素子
１１３  画像読取ユニット
１１４  画像読取レンズ
１１５  ラインセンサ
１１３ａ  第１の照明光源
１１３ｂ  第１の光源ミラー
１１３ｃ  第２の照明光源
１１３ｄ  第２の光源ミラー
１１３ｅ  第１ミラー
１１３ｆ  第２ミラー
１１３ｇ  第３ミラー
２００  画像形成部
２１０  感光体
２１１  帯電ローラ
２１３  現像装置
２１４  転写ベルト部
２１５  クリーニング装置
２１６  定着装置
２１７  光走査装置
２１８  カセット
２１９  レジストローラ対
２２０  信号処理部
２２１  トレイ
２２２  給紙コロ
２１４ａ  転写電圧印加ローラ
２１４ｂ  転写ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特許第３９３９９０８号公報
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
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