(57)【要約】【課題】読取可能領域と比較して原稿が小さい場合でもレンズの光学特性に優れた部分を使用して原稿を読み取れる画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】結像特性が像高によって異なる特性を有する光学系を搭載した画像読取装置であって、光学系を構成するレンズは、その光軸と直交する方向の位置が、該レンズの結像特性に応じて決められた。【選択図】図１
2008003507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像特性が像高に応じて異なる光学系を搭載した画像読取装置であって、
前記光学系を構成するレンズは、その光軸と直交する方向の位置が、該レンズの結像特性に応じて決められたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記レンズの光軸を、読取可能領域の中心からずらして配置したことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記レンズの光軸を、読取可能位置の中心から原稿の中心側へずらしたことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記レンズの位置を、該レンズの光軸と直交する方向に調整可能とするためのレンズ位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像読取装置。
【請求項５】
原稿台に載置された原稿の大きさを検出するセンサを有し、該センサの検出結果に応じて前記レンズの光軸と直交する方向の位置を変化させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記レンズは、原稿を配置する際に基準となる位置側にずらされることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像読取装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の画像読取装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置に関し、特に、原稿台のサイズと比して小さい原稿を高品質に読み取れる画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置には読取可能領域が設定されているが、光学系を設計する際には、その読取可能領域全域で結像特性が所定の仕様値に入るよう設計を行う。
【０００３】
しかし、光学部品であるレンズには、必ず複数種類の収差特性が存在し、収差の影響が大きいほど、結像品質が低下する。なお、レンズの結像特性を表す指標としては、ＭＴＦ特性がある。
【０００４】
このため、光学系の設計に際しては、収差を０に近づけるように設計する必要があるが、光学系全体での収差を０に近づけようとするとレンズの枚数が増えたり、非球面レンズを用いる必要が生じ構造が複雑になってしまう。さらに、収差を改善しようとしても完全に収差を無くすことはできないのが実情である。
【０００５】
よって、光学系の設計では、コストと光学特性とのバランスを図りながら設計値を決めていくことが一般的である。このようにして設計された光学系は、レンズの中心軸近辺は良好な光学特性となるが、像高が大きくなるにつれて光学特性が劣化する性質を示すことが多い。ここでいうレンズの中心軸とは、光学的には「光軸」と呼ばれ、光学レイアウト上で中心を通る軸のことである。
【０００６】
画像形成装置の光学系の設計に関する従来技術として、特許文献１に開示される「画像読取装置」や、特許文献２に開示される「原稿読取装置及び画像形成装置」がある。
【０００７】
特許文献１に開示される発明は、倍率を変更するためにレンズとＣＣＤとの位置関係を変化させて倍率を変えるものである。
【０００８】
また、特許文献２に開示される発明は、感光体ドラムに直接読み取り画像を書き込む方式の画像形成装置であって、読み取り原稿の突き当て面を一つとし、ドラム上の紙の走行安定性を高めるためのものである。
【特許文献１】特開平６−３０９４９３号公報
【特許文献２】特開平８−１７９４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、光学特性は、レンズの組み付けられ方によっては、必ずしもレンズの中心軸近辺で一番高くなるわけでは無く、図７や図８に示すように、特性（ＭＴＦ）の一番良い部分がレンズの中心軸からずれる場合もある。
【００１０】
また、画像読取装置が読み取る原稿のサイズは様々である。画像読取装置には、原稿位置基準部（突き当て部）の基準があるが、その基準が原稿を載せる台の端部にある場合、小さい原稿は、像高の高い位置で読み取られることとなる。
例えば、Ａ３サイズまで読み取り可能な画像読取装置の場合、写真のＬ判くらいの大きさの原稿をＡ３設定の光学系にそのまま当てはめると、上記の理由から、読み取り原稿のほぼ全域が、レンズの中央部と比べて特性の劣る領域を使用して読み取られることとなる。
【００１１】
特許文献１や特許文献２に開示される発明は、こうした問題を考慮したものではなく、読み取り可能領域と比較して原稿が小さい場合に、光学特性の劣る領域を使用して読み取るという問題を解決することはできない。
【００１２】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、読取可能領域と比較して原稿が小さい場合でもレンズの光学特性に優れた部分を使用して原稿を読み取れる画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置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】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、結像特性が像高に応じて異なる光学系を搭載した画像読取装置であって、光学系を構成するレンズは、その光軸と直交する方向の位置が、該レンズの結像特性に応じて決められたことを特徴とする画像読取装置を提供するものである。
【００１４】
本発明の第１の態様においては、レンズの光軸を、読取可能領域の中心からずらして配置したことが好ましく、これに加えて、レンズの光軸を、読取可能位置の中心から原稿の中心側へずらすことがより好ましい。
【００１５】
本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、レンズの位置を、該レンズの光軸と直交する方向に調整可能とするためのレンズ位置調整機構を設けたことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、原稿台に載置された原稿の大きさを検出するセンサを有し、該センサの検出結果に応じてレンズの光軸と直交する方向の位置を変化させることが好ましい。又は、レンズは、原稿を配置する際に基準となる位置側にずらされることが好ましい。
【００１７】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様のいずれかの構成にかかる画像読取装置を備えた画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、読取可能領域と比較して原稿が小さい場合でもレンズの光学特性に優れた部分を使用して原稿を読み取れる画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態にかかる画像読取装置の構成を示す。なお、構造の把握を容易とするため、図ではミラーなどの一部の構成要素を省略して示す。また、図４、図５に、読み取りユニット（レンズ１０１、ＣＣＤ１０２、受台１０３、スライドブロック１０５及び基板１０６）を拡大して示す。
【００２０】
画像読取装置内には、レンズ１０１とＣＣＤ１０２とを位置決めする受台１０３が設置されている。受台１０３に搭載されたＣＣＤ１０２は、基板１０６と電気的に接続されている。受台１０３は、中心軸と直交した方向に延びるレール１０４の上にスライドブロック１０５を介して搭載されている。受台１０３を載せたスライドブロック１０５は、不図示の駆動手段によってレール１０４に沿って摺動自在となっている。なお、駆動手段としては、モータ及びベルトやエアシリンダ及びロッドなどの公知の動力源及び伝達機構を適用可能である。さらに、駆動手段が伝達機構のみで構成され、手動による動力を伝達する構成であっても良い。
原稿台の周囲には、原稿を配置する際の基準とする原稿位置基準部１０７ａ、１０７ｂが設けられている。
【００２１】
スライドブロック１０５がレール１０４上を摺動することにより、レンズ１０１及びＣＣＤ１０２が中心軸と直交する方向に移動する。
【００２２】
レンズ１０１の中心軸と読み取り範囲とを一致させた状態（図７に示す状態）において、レンズ特性が図８に示すような状態（光学特性の最良点が中心からずれた状態）にある場合には、図９に示すようにレンズ１０１の位置を像高のマイナス方向に移動させることで、装置上での特性を、光学特性の最良点が読み取り範囲の中心と一致している状態（図１０に示す状態）とできる。
【００２３】
このように、レンズ１０１及びＣＣＤ１０２を光軸と直交する方向に移動させることにより、小さい原稿であってもレンズ１０１の光学特性の優れた部分を利用して画像を読み取ることが可能となる。
【００２４】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。
図２に、本実施形態にかかる画像読取装置の構成を示す。
この画像形成装置は第１の実施形態のものとほぼ同様であるが、本実施形態においては、画像読取装置は原稿センサーを複数個（ここでは１０８、１０９の二つ）備えており、これらのセンサーによって原稿の大きさを把握できるように構成されている。
受台１０３は、原稿センサー１０８、１０９の検出結果に応じてスライドブロック１０５とともに移動される。
【００２５】
図３に、原稿台に原稿を載置した状態を示す。原稿の中心は、読取可能領域の中央からずれているため、原稿センサー１０８、１０９によって、これが検出されると、原稿が読取位置基準部側（図の上方向）に寄っていると判断し、受台１０３（レンズの中心軸）を図の上方向に移動させる。
【００２６】
これにより、原稿の大きさに応じてレンズ１０１の中心軸の位置を調整可能となる。
【００２７】
なお、レンズ１０１の中心軸の移動量は、計算によっておおよそ求められる。Ａ３横置き（縦２９７×横４１０ｍｍ）まで読取可能な画像読取装置の場合、Ａ３横置き時に原稿中心が０ｍｍの位置にあるとすると、Ａ４横置き（縦２１０×横２９７ｍｍ）の場合は、原稿の幅が８７ｍｍ異なるため、（２９７ｍｍ−２１０ｍｍ＝８７ｍｍ）、移動量は差分の半分の４３．５ｍｍとなる。
また、Ａ５横置き（縦１４８×横２１０ｍｍ）の場合は、原稿の幅が１４９ｍｍ異なるため（２９７ｍｍ−１４８ｍｍ＝１４９ｍｍ）、移動量はその半分の７４．５ｍｍとなる。
Ｂ判の原稿や、これ以外の定型原稿に関しても、同様の計算によっておおよその移動量を算出できる。
【００２８】
このように、本実施形態にかかる画像読取装置は、原稿の大きさに応じてレンズ１０１の中心軸の位置を調整可能である。
【００２９】
〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。図６に本実施形態にかかる画像読取装置の要部を示す。
本実施形態にかかる画像読取装置は、レンズ１０１及びＣＣＤ１０２が搭載された受台１０２が原稿読取可能領域の中心からオフセットされて設置されている。
【００３０】
レンズ１０１の中心軸は、読取可能領域の中心から原稿位置基準部１０７ａ方向へ“ｘ”だけオフセットされている。
【００３１】
図示する状態においては、小さい原稿を読み取る際には、レンズ１０１の中心軸近傍が使用されるため、読取画質は良好である。一方、大きい原稿を読み取る際には、原稿位置基準部１０７ａと反対側の画質が劣化してしまう。
しかし、一般に、読み取った画像を印刷するなどして見る場合には、小さい原稿から読み取った画像であれば近接して見ることが多く、大きい原稿から読み取った画像であれば離れて見ることが多い。すなわち、小さい原稿から画像を読み取る際には高画質で読み取る必要があるが、大きい原稿から画像を読み取る際には高画質で読み取る必要性は少ない。よって、大きい原稿を読み取る際には、原稿位置基準部１０７ａとは逆側の画質が落ちても差し支えない。
【００３２】
なお、図では、原稿位置基準部１０７ａ、１０７ｂ（原稿突き当て部）は、図の上部（横方向の基準）と右部（縦方向の基準）とにあるが、この位置にこだわることはなく、横方向の基準が読取可能領域の中央にあったり、図の下部側にあったりしてもよい。その際には上記同様に、レンズの中心軸を原稿位置基準部のある方向にずらせば良い。
【００３３】
〔第４の実施形態〕
本発明を好適に実施した第４の実施形態について説明する。
【００３４】
画像形成装置１は、図１１に示すように、装置本体２と、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）３と、画像読み取りユニット４と、給紙ユニット５と、書込ユニット６とを備えている。
【００３５】
装置本体２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体２は、画像読み取りユニット４と、給紙ユニット５と、書込ユニット６とを収容している。
【００３６】
自動原稿送り装置３は、装置本体２の上部に取り付けられている。自動原稿送り装置３は、原稿載置板７と、ベルト送り装置８とを備えている。原稿載置板７は、平板状に形成され、装置本体２の上部に取り付けられているとともに、表面上に複数枚の原稿９が載置される。ベルト送り装置８は、原稿載置板７上の原稿９を一枚ずつ後述するコンタクトガラス１０上に送り出すとともに、後述のレンズブロック１６により反射像が読み取られた原稿９をコンタクトガラス１０上から装置本体２外に排出する。
【００３７】
画像読み取りユニット４は、装置本体２の上部でかつ前述した自動原稿送り装置３の下方に設けられ、原稿を載置するコンタクトガラス１０と光学走査系１１とを備えている。コンタクトガラス１０は、両表面が水平方向と平行な状態で、装置本体２の上面に取り付けられている。光学走査系１１は、露光ランプ１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５及びレンズブロック１６などを備えている。
【００３８】
露光ランプ１２は、コンタクトガラス１０上の原稿９に光を照射する。第１ミラー１３、第２ミラー１４及び第３ミラー１５は、原稿９からの反射像をレンズブロック１６に導く。露光ランプ１２及び第１ミラー１３は、不図示の第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー１４及び第３ミラー１５は、不図示の第２キャリッジ上に固定されている。原稿を読み取る際には、光路長が変化しないように第１キャリッジと第２キャリッジとは２対１の相対速度で機械的に移動される。この光学走査系１１の前述した第１キャリッジと第２キャリッジとは、不図示のスキャナ駆動モータによって移動される。
【００３９】
レンズブロック１６は、結像レンズ系３１と、イメージセンサ３２などを備えている。レンズブロック１６は、前述した原稿の反射像をイメージセンサ３２によって読み取り、光信号から電気信号に変換して処理する。変換された電気信号は、図示しない画像処理部に向かって出力する。結像レンズ系３１及びＣＣＤイメージセンサ３２を図１おいて左右方向（水平方向）に移動させると画像倍率を変化させることができる。すなわち、指定された倍率に対応して結像レンズ系３１及びＣＣＤイメージセンサ３２の図１における左右方向の位置が設定される。
【００４０】
給紙ユニット５は、装置本体２の下部に設けられた複数の転写紙収容部１９と、転写紙送り出しユニット２０と、を備えている。転写紙収容部１９は、複数の転写紙２１を収容する。転写紙送り出しユニット２０は、転写紙収容部１９内の転写紙２１を、後述するレジストローラ２５間に送り出す。給紙ユニット５は、転写紙収容部１９内の転写紙２１を一枚ずつレジストローラ２５間則ち書込ユニット６に向けて送り出す。
【００４１】
書込ユニット６は、レーザ出力ユニット２２と、結像レンズ２３と、ミラー２４と、レジストローラ２５と、感光体ドラム２６と、現像装置２７と、転写部材２８と、定着装置２９とを備えている。
【００４２】
レーザ出力ユニット２２の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及びモータによって高速で定速回転するポリゴンミラーが設けられている。レーザ出力ユニット２２から照射されるレーザ光は、定速回転するポリゴンミラーによって偏向され、結像レンズ２３を通ってミラー２４で折り返され、感光体ドラム２６の外周面上に集光されて結像する。偏向されたレーザ光は、感光体ドラム２６が回転する方向と直交する所謂主走査方向に露光走査され、図示しない画像処理部から出力された画像信号のライン単位の記録を行う。そして、書込ユニット６は、感光体ドラム２６の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって感光体ドラム２６の外周面上に画像、すなわち静電潜像を形成する。
【００４３】
このように書込ユニット６から出力されるレーザ光が、画像作像系の感光体ドラム２６に照射されるが、感光体ドラム２６の一端近傍のレーザ光の照射位置に主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサが配されている。このビームセンサから出力される主走査同期信号に基づいて主走査方向の画像記録タイミングの制御、及び後述する画像信号の入出力用の制御信号の生成が行われる。
【００４４】
レジストローラ２５は、転写紙送り出しユニット２０により転写紙収容部１９から送り出されてきた転写紙２１を転写部材２８と感光体ドラム２６との間に送り出す。感光体ドラム２６は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム２６は、レーザ出力ユニット２２により形成され且つ担持する静電潜像にトナーが付着して現像し、こうして得られたトナー像を転写部材２８との間に位置付けられた転写紙２１に転写する。
【００４５】
現像装置２７は、トナーを感光体ドラム２６の外周面に付着させて、該感光体ドラム２６の外周面上の静電潜像を現像する。転写部材２８は、転写紙２１を感光体ドラム２６の外周面に押し付けて、感光体ドラム２６の外周面上のトナーを転写紙２１に転写するとともに、該転写紙２１を定着装置２９に向けて送り出す。定着装置２９は、感光体ドラム２６などに形成されたトナー像を転写紙２１に定着させ、転写紙２１を装置本体２外に排出する。
【００４６】
前述した画像形成装置１は、自動原稿送り装置３が、原稿を画像読み取りユニット４のコンタクトガラス１０上に自動的に給送し、読み取りが終了した原稿を自動的に排出する。画像形成装置１は、画像読み取りユニット４が、コンタクトガラス１０上にセットされた原稿に光を照射し、この原稿からの反射像を光電変換素子としてのライン型光電変換素子４２によって読み取る。
【００４７】
画像形成装置１は、書込ユニット６が、読み取られた原稿の画像信号に応じて感光体ドラム２６上に画像を形成し、給紙ユニット５から給紙された転写紙２１上に画像を転写して定着する。画像形成装置１は、定着が完了した転写紙２１を装置本体２外に排出する。
【００４８】
図示した画像形成装置に、上記第１、第２又は第３の実施形態にかかる画像読取装置を適用することで、原稿から画像を高画質で読み取り、それを転写紙に画像形成することが可能となる。
【００４９】
なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはなく、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかる画像読取装置の構成を示す図である。
【図２】本発明を好適に実施した第２の実施形態にかかる画像読取装置の構成を示す図である。
【図３】原稿台に原稿を載置した状態を示す図である。
【図４】読取ユニットの構成を示す図である。
【図５】読取ユニットの構成を示す図である。
【図６】本発明を好適に実施した第３の実施形態にかかる画像読取装置の要部の構成を示す図である。
【図７】レンズのＭＴＦ特性の一例を示す図である。
【図８】レンズのＭＴＦ特性の一例を示す図である。
【図９】レンズの位置を像高のマイナス方向に移動させた状態を示す図である。
【図１０】光学特性の最良点が読み取り範囲の中心と一致している状態を示す図である。
【図１１】本発明を好適に実施した第４の実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    画像形成装置
２    原稿読取ユニット
３    自動原稿送り装置
４    画像読取ユニット
５    給紙ユニット
６    書込ユニット
７    原稿載置板
８    ベルト送り装置
９    原稿
１０    コンタクトガラス
１１    光学走査系
１２    露光ランプ
１３    第１ミラー
１４    第２ミラー
１５    第３ミラー
１６    レンズブロック
１９    転写用紙収容部
２０    転写紙送り出しユニット
２１    転写紙
２２    レーザ出力ユニット
２３    結像レンズ
２４    ミラー
２５    レジストローラ
２６    感光体ドラム
２７    現像装置
２８    転写部材
２９    定着装置
３１    結像レンズ系
３２    ＣＣＤイメージセンサ
１０１    レンズ
１０２    ＣＣＤ
１０３    受台
１０４    レール
１０５    スライドブロック
１０６    基板
１０７ａ、１０７ｂ    原稿位置基準部
１０８、１０９    原稿センサー
【図１】
2008003507.tif 000003
【図２】
2008003507.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008003507.tif 000009
【図８】
2008003507.tif 000010
【図９】
2008003507.tif 000011
【図１０】
2008003507.tif 000012
【図１１】
2008003507.tif 000013