(57)【要約】【課題】共役長が短く、スキャナユニットサイズが小さく、かつ、画像性能を確保した原稿読取モジュールを提供する。【解決手段】後群レンズ４０２にはイメージセンサ４０１に延長する取り付け部６０１を設ける。取り付け部６０１のｙ方向位置は、イメージセンサ４０１の長手方向側面に接する位置に設け、取り付け部６０１の内側側面とイメージセンサ４０１の長手方向側面を接合する。このことによって後群レンズ４０２とイメージセンサ４０１のｙ方向位置が決まる。イメージセンサ４０１の側面〜受光素子中心と、後群レンズ４０２のｙ方向レンズ中心〜取り付け部６０１の内側側面は同じ寸法とし、公差も加工上可能な限り小さい公差としておく。【選択図】図６
2014053752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿からの反射光をイメージセンサへ結像する結像レンズ及びイメージセンサを備えた原稿読取モジュールにおいて、
前記結像レンズは原稿側の前群レンズ、イメージセンサ側の主走査方向に幅を有する後群レンズからなり、
前記後群レンズは前記イメージセンサに向かって延長する取り付け部を有し、
該取り付け部と前記イメージセンサの長手方向側面を接合してなる、
ことを特徴とする原稿読取モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の原稿読取モジュールにおいて、
前記後群レンズとイメージセンサの接合部を前記イメージセンサの上下の長手方向側面にそれぞれ設けたことを特徴とする原稿読取モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の原稿読取モジュールにおいて、
前記後群レンズと前記イメージセンサの接合部を前記イメージセンサの主走査中央に設けたことを特徴とする原稿読取モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の原稿読取モジュールを有することを特徴とする一体型走査ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の原稿読取モジュールを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の原稿読取モジュールを有することを特徴とする自動原稿搬送装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載の原稿読取モジュールを有する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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に搭載する原稿読取装置で用いる原稿読取モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサ一体型走査ユニットの場合、スキャナユニットサイズを小さくするために共約長の短い短焦点レンズが用いられることが多い。一方、従来の画像読取レンズに使用されている球面レンズでは、高解像度を満足するためには共役長を長くする必要があり、短焦点化と画像性能確保が困難であった。
【０００３】
これに対し、画像読取レンズを前群と後群に分け、後群には主走査方向に長い短冊形形状の非球面レンズを使用することによって共役長を短くしながらも画像性能を確保する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１のような画像読取レンズ構成の場合、後群レンズとイメージセンサの位置関係が重要となり、イメージセンサのカバーガラスにレンズ面を接着する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。すなわち特許文献２には、後群レンズとイメージセンサを固定する目的で、後群レンズとイメージセンサの間に固定部材を配置した後に接着することで、後群レンズとイメージセンサを固定する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の方式では、後群レンズとイメージセンサの光軸方向（ｚ方向）の位置は、固定部材及び後群レンズの部品精度によって決まる。そのため、後群レンズ位置の位置調整ができず、後群レンズとイメージセンサの相対位置を高精度に位置決めすることができないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、後群レンズとイメージセンサの相対位置を調整可能な構成とすることにより、共役長が短く、スキャナユニットサイズが小さく、かつ、画像性能を確保した原稿読取モジュール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】
【０００７】
本発明に係る原稿読取モジュールは、原稿からの反射光をイメージセンサへ結像する結像レンズ及びイメージセンサを備えた原稿読取モジュールにおいて、前記結像レンズは原稿側の前群レンズ、イメージセンサ側の主走査方向に幅を有する後群レンズからなり、前記後群レンズは前記イメージセンサに向かって延長する取り付け部を有し、該取り付け部と前記イメージセンサの長手方向側面を接合してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、後群レンズに光軸方向に向かって伸びる取り付け部を設けることにより、イメージセンサの長手方向側面で後群レンズとイメージセンサの光軸方向の相対位置を調整・接合することができるので、後群レンズとイメージセンサの相対位置を調整可能な構成とすることにより、共役長が短く、すなわち、スキャナユニットサイズが小さく、かつ、画像性能を確保した原稿読取モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る照明ユニット、及びこれを用いた画像読取装置を搭載し得る画像形成装置の一例を示す斜視図
【図２】画像読取装置の一例を示す斜視図
【図３】図２に示した画像読取装置の内部の構成例を示す斜視図
【図４】一体型走査光学ユニットの一例を詳細に示す断面図
【図５】本願発明の実施形態に係る後群レンズ形状との比較例の後群レンズ形状について説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図
【図６】本発明の一実施形態に係る後群レンズの形状について説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図
【図７】後群レンズの位置調整について説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
本発明の実施形態は、前群・後群に分かれた原稿読取レンズにおける後群レンズとイメージセンサの調整・位置決めのために、後群レンズに光軸方向に向かって伸びる取り付け部を設け、そのことにより、イメージセンサの長手方向側面で後群レンズとイメージセンサの光軸方向の相対位置を調整・接合するものである。
【００１１】
図１は、本発明に係る照明ユニット、及びこれを用いた画像読取装置の搭載対象となる画像形成装置の一例を示す斜視図である。図示の画像形成装置１０１の例は、図１に示すように、画像読取装置１０２と、その上部に位置する原稿搬送装置１０３を備えている。
【００１２】
図２は、画像読取装置１０２の一例を示す斜視図である。図示の画像読取装置１０２は、上フレーム２０１と筐体２０２とで構成してある。上フレーム２０１には、原稿を載置するコンタクトガラス２０３を備えている。
【００１３】
図３は、図２に示した画像読取装置１０２の内部の構成例を示す斜視図である。画像読取装置１０２内には、図示していない照明、レンズ、ＣＣＤ、ミラー、イメージセンサ基板を保持した一体型走査光学ユニット３０１、及び一体型走査光学ユニット３０１の走行時に使用するガイドロット３０２、３０３が設けてある。
【００１４】
図４は、一体型走査光学ユニット３０１の一例を詳細に示す断面図である。図示の一体型走査光学ユニット３０１は、原稿４１１を照射する略形状の照明光源４０５、原稿４１１からの反射光をイメージセンサ４０１に導くミラー群４０４、及びその反射光を結像する前群レンズ４０３及び後群レンズ４０２からなる。
【００１５】
前群レンズ４０３はレンズ保持ブラケット４０９に固定し、レンズ保持ブラケット４０９はキャリッジケース４１０に固定してある。イメージセンサ４０１は基板４０６に実装し、基板４０６はイメージセンサ基板保持ブラケット４０７に固定してある。そして、中間ブラケット４０８を介してレンズ保持ブラケット４０９と固定してある。
【００１６】
本明細書において、イメージセンサ４０１、後群レンズ４０２、前群レンズ４０３、基板４０６、イメージセンサ基板保持ブラケット４０７、中間ブラケット４０８及びレンズ保持ブラケット４０９をそれぞれ固定したモジュールを原稿読取モジュールと呼ぶ。なお、本発明の原稿読取モジュールは一体型光学走査ユニット方式、作動ミラー方式に限定されない。
【００１７】
図５は、後述する本願発明の実施形態に係る後群レンズ形状との比較例の後群レンズ形状について説明する図である。
この例は、前群レンズ４０３は複数の球面もしくは非球面のレンズ群からなり、それらは円筒状の鏡筒に保持してある。後群レンズ５０１は像面近傍に配置し、像面にはイメージセンサ４０１の内部の受光素子アレイを配置するので、後群の外形形状は「光軸に対して回転対称」でなくてよく、この場合、後群の外形形状を「主走査方向に長い短冊形状」とすることができる。
【００１８】
ここで、「主走査方向」は、原稿読取レンズと組み合わせられるイメージセンサ４０１における受光素子の配列方向を言う。なお、イメージセンサ４０１には、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどを用いる。
【００１９】
本例の原稿読取レンズは、後群レンズ５０１を像面の近くに配置するため、後群レンズ５０１の寸法が前群レンズ４０３に比べて大きく、かつプラスチックで構成することにより、原稿読取レンズのさらなる低コスト化が可能になっている。また、後群レンズ５０１をプラスチックレンズとすると、その物体側面及び／または像側面に非球面を採用する場合に、非球面の形成が容易である。
【００２０】
図６は、本発明の一実施形態に係る後群レンズの形状について説明する図である。
図示のように後群レンズ４０２にはイメージセンサ４０１に延長する取り付け部６０１を設ける。取り付け部以外は、図５の例の後群レンズと同じである。取り付け部６０１のｙ方向位置は、イメージセンサ４０１の長手方向側面に接する位置に設け、取り付け部６０１の内側側面とイメージセンサ４０１の長手方向側面を接合する。このことによって後群レンズ４０２とイメージセンサ４０１のｙ方向位置が決まる。したがって、イメージセンサ４０１の側面〜受光素子中心と、後群レンズ４０２のｙ方向レンズ中心〜取り付け部６０１の内側側面は同じ寸法とし、公差も加工上可能な限り小さい公差としておくことが望ましい。
【００２１】
ここで、ｙ方向位置を調整するではなく、部品で位置決めするものとした理由であるが、本発明で対象とするようなレンズ構成の場合、ｙ方向よりも、後述するｘ、ｚ、β方向の方が要求位置精度が高いためである。なお、取り付け部６０１をイメージセンサ４０１の短手方向を挟むように上下に設けることによって、上側もしくは下側の一箇所のみとする場合よりも保持力が大きくなるので、走査時の振動によって後群レンズ４０２が揺れることがなく、良好な画像を得ることができる。
【００２２】
図７は、後群レンズの位置調整について説明する図であり、図中に破線で示した後群レンズを、図中に実線で示した狙いの位置に調整する場合を説明する。
まず、正面図において後群レンズ４０２をｚ方向にスライドさせながら移動させることによって後群レンズ４０２とイメージセンサ４０１のｚ方向を調整する。この際、β方向に後群レンズを回転させることによりイメージセンサ４０１の主走査方向全域で後群レンズ４０２とイメージセンサ４０１のｚ方向相対位置を調整することができる。次に、上面図において、後群レンズ４０２をｘ方向にスライドさせながら移動させることによって後群レンズ４０２のレンズ中心とイメージセンサ４０１の中心を合わせる。なお、後群レンズ４０２のイメージセンサ４０１に対する位置は光学特性を計測しながら後群レンズ４０２の位置調整を行い、所要の特性値が得られた位置で後群レンズ４０２位置を決める。調整後、後群レンズ４０２とイメージセンサ４０１の接合部を接着剤等により接合し、両者を固定する。
【００２３】
一般的にイメージセンサ４０１のパッケージはセラミック等の金属材料で形成することが多い。短手方向のように距離が短ければ問題はないが、前記した上面図の長手方向の両端に取り付け部を設けた場合、セラミックにプラスチックのレンズを接着剤などで固定することを考えると、両者の線膨張係数の違いから、温度上昇時にレンズの変形が生じ、最悪の場合剥離に至ることが考えられる。また、剥離には至らなくても、レンズの変形はレンズの特性を狂わせ、読み取り画質の低下を招く怖れがある。そこで、温度上昇時の剥離や画像劣化が起きないように、主走査方向の接合位置は中央の一箇所とすることが望ましい。
【００２４】
また既述のように、後群レンズとイメージセンサの接合部を前記イメージセンサの上下の長手方向側面にそれぞれ設けると、イメージセンサの上下で接合することによって、後群レンズが片持ち固定とならないので、走査時に後群レンズが揺れることがなく、良好な画像を得ることができる。
【００２５】
また、後群レンズと前記イメージセンサの接合部を前記イメージセンサの主走査中央に設けると、イメージセンサと後群レンズの線膨張係数が異なる場合でも、温度上昇時に後群レンズの剥離や、画像劣化が起きることがないようにすることができるようになる。
【００２６】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０１    ：画像形成装置
１０２    ：画像読取装置
１０３    ：原稿搬送装置
２０１    ：上フレーム
２０２    ：筐体
２０３    ：コンタクトガラス
３０１    ：一体型走査光学ユニット
３０２    ：ガイドロット
４０１    ：イメージセンサ
４０２    ：後群レンズ
４０３    ：前群レンズ
４０４    ：ミラー群
４０５    ：照明光源
４０６    ：基板
４０７    ：イメージセンサ基板保持ブラケット
４０８    ：中間ブラケット
４０９    ：レンズ保持ブラケット
４１０    ：キャリッジケース
４１１    ：原稿
５０１    ：後群レンズ
６０１    ：取り付け部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特許第３９３９９０８号公報
【特許文献２】特開２００６−８５００３号公報
【図１】
2014053752.tif 000003
【図２】
2014053752.tif 000004
【図３】
2014053752.tif 000005
【図４】
2014053752.tif 000006
【図５】
2014053752.tif 000007
【図６】
2014053752.tif 000008
【図７】
2014053752.tif 000009