(57)【要約】【課題】主走査、副走査両方向のピント位置を同時に調整できる画像読取装置の調整方法、調整用チャート、この調整法を採用することにより、主走査、副走査両方向共に良好な性能を有する画像読取装置、画像形成装置を得る。【解決手段】原稿を照明する照明系、原稿からの反射像を結像レンズ３へ導くための少なくとも１枚の折り返しミラー、原稿からの反射像を縮小結像させる結像レンズ４、結像レンズ４で結像された原稿像を光電変換する原稿読取用のラインセンサ５を有する画像読取装置の調整方法。原稿面に主走査方向と副走査方向の調整用チャート１、２を配置し、調整用チャート１、２を結像レンズ４によりラインセンサ５上に結像させ、主走査方向と副走査方向のＭＴＦが同時に所定の値を満足するようにピント調整可能とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照明する照明系と、原稿からの反射像を結像レンズへ導くための少なくとも１枚の折り返しミラーと、原稿からの反射像を縮小結像させる結像レンズと、結像レンズで結像された原稿像を光電変換する原稿読取用のラインセンサを有する画像読取装置における調整方法において、
原稿面に主走査方向と副走査方向の調整用チャートを配置し、この調整用チャートを上記結像レンズによりラインセンサ上に結像させ、
主走査方向と副走査方向のＭＴＦが同時に所定の値を満足するようにピント調整可能としたことを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像読取装置の調整方法において、ラインセンサは、色分解のためのフィルタをセンサ前面に配置した複数本のセンサからなり、この複数本のラインセンサが副走査方向に配列されており、複数本のラインセンサの主走査方向と副走査方向のＭＴＦが同時に所定の値を満足するようにピント調整可能としたことを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項３】
請求項２記載の画像読取装置の調整方法において、複数のラインセンサの主走査方向と副走査方向全ての像高のＭＴＦを合成し、この合成ＭＴＦによりピント調整することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項４】
請求範囲１〜３のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、副走査方向調整用チャートは、ラインセンサの長手方向に平行で等間隔に配列されたパターンを移動させることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項５】
請求範囲４記載の画像読取装置の調整方法において、複数の副走査方向調整用チャートが、同一方向に等速で回転移動することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項６】
請求項４記載の画像読取装置の調整方法において、副走査方向調整用チャートは、副走査方向に往復移動することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の画像読取装置の調整方法において、副走査方向調整用チャートの移動が、ラインセンサの読み取り周期と同期していることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項８】
請求範囲１〜３のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、副走査方向の調整用チャートは、ラインセンサの長手方向に対して、微小角度傾いて配置されており、微小角度が次の条件を満足することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
θ＜ＭＴＦ（Ｈ）／ＭＴＦ（Ｌ）×４５
但し、θ：副走査調整用チャートのラインセンサ長手と平行方向に対する傾き角（単位：度）、ＭＴＦ（Ｈ）：結像レンズの任意の画角とディフォーカス位置における、サジタル方向とメリディオナル方向の高い方のＭＴＦ値、ＭＴＦ（Ｌ）：結像レンズの任意の画角とディフォーカス位置における、サジタル方向とメリディオナル方向の低い方のＭＴＦ値
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、ピント調整時に結像レンズの任意の空気間隔を変化させ、像面湾曲を補正することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、ピント調整時にレンズを円周方向に回転させることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の画像読取装置の調整方法において、結像レンズは、少なくとも２つのレンズ保持部材に保持されており、保持部材で保持されたレンズ間の任意の空気間隔を変化させ、像面湾曲を補正することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像読取装置の調整方法において、１つの保持部材のみを移動させることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の画像読取装置の調整方法において、複数の保持部材が、互いにインロー部を有していることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、保持部材は樹脂製の鏡筒であることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の画像読取装置の調整方法において、保持部材の外形形状が非円筒形状であることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１６】
請求項１０〜１４のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、保持部材により保持された１つのレンズ群のみを円周方向に回転させることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、反射ミラーおよび結像レンズの少なくとも１面が非球面であることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の画像読取装置の調整方法において、結像レンズが正レンズ３枚、負レンズ２枚の合計５枚構成で、結像レンズの少なくとも１面が非球面であることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、反射ミラーおよび結像レンズの少なくとも１面が非共軸形状であることを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、ピント調整後に結像レンズを接着により固定することを特徴とする画像読取装置の調整方法。
【請求項２１】
複数の直線をストライプ状に配列した主走査方向調整用チャートと副走査方向調整用チャートからなり、主走査方向調整用チャートは副走査方向の複数の直線を主走査方向に並べたものであり、副走査方向のチャートは主走査方向の複数の直線を副走査方向に並べたものである画像読取装置の調整用チャート。
【請求項２２】
主走査方向調整用チャートと副走査方向調整用チャートはともに複数あり、これら複数のチャートが主走査方向に分散して配列されている請求項２１記載の画像読取装置の調整用チャート。
【請求項２３】
副走査方向調整用チャートは副走査方向に移動可能に設けられている請求項２１または２２記載の画像読取装置の調整用チャート。
【請求項２４】
副走査方向調整用チャートを構成する複数の直線は、主走査方向に対して微少角傾いている請求項２１または２２記載の画像読取装置の調整用チャート。
【請求項２５】
原稿を照明する照明系と、この照明系で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、結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサを有してなる画像読取装置において、画像読取装置のピント調整が、請求項１〜２０のいずれかに記載の調整方法により行われたものであることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２６】
画像読取装置によって読み取られた画像情報信号に対応した画像を形成する画像形成装置であって、画像読取装置として請求項２５記載の画像読取装置を具備していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ、複写機、ファクシミリ等に適用可能なものであって、これらの画像読取装置の調整方法、調整用チャート、画像読取装置および画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像読取装置に使用される光学系として、照明系により照明された原稿の反射光を結像レンズによりラインセンサに縮小結像する、縮小読取光学系がある。この光学系のピント調整は、原稿面に配置したパターンを使用して行っている。すなわち、上記パターンは、ラインセンサの長手方向に直交し、かつ、等間隔に配列された通常白黒のラインからなるパターンで、このパターンを結像レンズによりラインセンサに縮小結像させて読み取り、結像レンズおよびラインセンサの位置を変化させ、縮率とラインセンサの出力が良好になるように調整している。
【０００３】
しかし、前記従来の調整方法では、ピント調整時に、ラインセンサの長手方向に直交する主走査方向の出力のみしか見られない。そのため、主走査方向のピントは良好に調整されて所定の解像力を達成しているとしても、副走査方向の解像力は所定のレベルに満たないことがありえる。これを、図１を参照しながら説明する。図１は、横軸にディフォーカスを、縦軸に解像力の指標となるＭＴＦをとり、軸上と、主走査方向と副走査方向それぞれにつき軸外で測定した例を示す。ＭＴＦが所定のスレッショールドレベル以上であれば性能を満足しているものと判定する。図１にＡで示す位置をピント面として結像レンズとラインセンサの位置が調整される可能性がある。図１中丸付き符号１で示す軸上と、丸付き符号２で示す軸外：主走査方向の解像力は、性能を満足するためのスレッショールドレベルを超えている。しかし、丸付き符号３の軸外：副走査方向の解像力は、所定の性能を満足するためのスレッショールドレベルを満足できず、副走査方向の解像力不良などの問題が生じる原因となっている。このように副走査方向の解像力不良が出た場合は、再度ピント調整が必要となり、ピント調整作業が極めて煩雑なものとなっている。
【０００４】
解像力を高いレベルに設定するピント調整方法として、レンズ光軸における結像位置を基準としたときに、光軸から原稿の幅方向へ離間した位置で、そのレンズの、結像位置の光軸方向のずれが最大となるように形成し、上記レンズを、結像位置の光軸方向のずれが最大となる位置における像の結像平面内における上記幅方向と平行かまたは直交する第１方向の解像力特性曲線のピークが、そのレンズの光軸位置における解像力曲線のピークと、上記第１方向と直交する第２方向の解像力特性曲線のピークとの光軸方向中間部に位置させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、特許文献１記載の発明では、副走査方向のＭＴＦ出力を見てピント調整を実施するのではなく、あらかじめ結像レンズの性能がわかっている必要があり、結像レンズを構成する部品が公差内でばらつき、結像性能が変わってしまった場合、主走査、副走査方向共に良好な解像力を有する位置に、ピントを調整することができない。
【０００６】
副走査方向のピント調整を行う本出願人の出願にかかる先行例として、以下のようなものがある。まず、原稿面に、第１の原稿読み取り用ラインセンサの長手方向に対して直交する方向に配列されかつ第１の原稿読み取り用ラインセンサの長手方向に等間隔に配列された第１のパターンと、第１の原稿読み取り用ラインセンサの長手方向に対して平行な方向に配列された第２のパターンとを有し、第１のパターンを第１の原稿読み取り用ラインセンサで読み取り、第２のパターンを第２の原稿読み取り用ラインセンサで読み取って、主走査方向および副走査方向の出力信号を良好に調整し、光学系の合焦を調整することができるようにした画像読取装置がある（特許文献２参照）。
【０００７】
また、主走査方向のピント調整を行う場合には、原稿読み取りようラインセンサの長手方向に等間隔に配列されたパターンを結像レンズで読み取り、副走査方向のピント調整を行う場合には、原稿面と結像レンズを結ぶ光路中に、透光性材料からなる読み取り部材を移動自在に挿入し、この読み取り部材を適宜に移動させることにより、ラインセンサの長手方向と直交する方向に等間隔に配列されたパターンを、結像レンズを介して読み取るようにした画像読取装置の調整方法がある（特許文献３参照）。また、帯状のチャートを副走査方向に平行移動させることで、複数のラインが副走査方向に等間隔に形成された読み取り面が固体撮像素子により読み取られるようにして、副走査方向のピント調整を行うことができるようにしたピント調整補助装置およびピント調整方法がある（特許文献４参照）。
【０００８】
さらに、結像レンズを介して１次元イメージセンサ上に原稿画像を結像させつつ、原稿を副走査方向に走査することによって原稿前全面を読み取る画像読取装置の調整方法であって、明部の地肌に主走査方向に長い帯状の１本の暗部が配置された第２副走査調整チャートを原稿面に載置して、副走査方向に一定の周期で振動させ、その明暗の変化を、結像レンズを経て１次元イメージセンサで検知することにより、副走査方向の結像レンズのピントを検出し調整するようにしたものもある（特許文献５参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２１４１１２号公報
【特許文献２】
特開平１１−３１７８３９号公報
【特許文献３】
特開２００１−１４４８９９号公報
【特許文献４】
特開２００１−２３０８９６号公報
【特許文献５】
特開２００２−１６７５７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２記載の発明では、スキャナ光学系としては不必要で、副走査方向のピント調整のためにのみ用いるラインセンサが必要であり、コストアップの要因になるとともに、スキャナ光学系の大型化を招いてしまう。また、引用文献３、引用文献４、引用文献５記載の発明では、主走査方向と副走査方向を別々に切り替えて調整する必要があるため、主走査方向のピントを調整しているときに、副走査方向の性能変動を知ることが出来ない。そのため、何度か主走査方向の調整と副走査方向の調整を切り替えて、徐々に性能が最適となるように追い込んで行く必要があり、調整に非常に長い時間を要し、また、調整工程が煩雑になるなどの不具合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、主走査方向および副走査方向のピント位置を同時に調整することができる画像読取装置の調整方法と、調整用チャートと、この調整法を採用することにより、主走査方向、副走査方向共に、良好な性能を有する画像読取装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、地球環境を考慮した下記項目の達成を目的とする。
（１）スキャナ光学系調整工数の大幅低減による、省電力化。
（２）レンズユニット検査が不要となることによる、レンズユニット検査装置製作に関わる原材料や加工に関わるエネルギー低減。
（３）保持部材を樹脂化することにより、金属原材料や金属加工に関わるエネルギー低減。
（４）レンズを化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することにより、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染が無いこと。また、非球面を採用することでレンズの構成枚数を低減することによる、ガラス材料やガラス加工に関わるエネルギー低減。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる画像読取装置の調整方法、調整用チャート、画像読取装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法の、一つの実施形態は、原稿を照明する照明系と、原稿からの反射像を結像レンズへ導くための少なくとも１枚の折り返しミラーと、原稿からの反射像を縮小結像させる結像レンズと、結像レンズで結像された原稿像を光電変換する原稿読取用のラインセンサを有する画像読取装置における調整方法において、原稿面に主走査方向と副走査方向の調整用チャートを配置し、この調整用チャートを上記結像レンズによりラインセンサ上に結像させ、主走査方向と副走査方向のＭＴＦが同時に所定の値を満足するようにピント調整可能としたことを特徴とする。
【００１４】
調整用チャートとしては、主走査と副走査を同時に測定するために、例えば図２に示すように、５個の主走査方向のチャート（１）−ａ、（１）−ｂ、（１）−ｃ、（１）−ｄ、（１）−ｅと、４個の副走査方向のチャート（２）−ａ、（２）−ｂ、（２）−ｃ、（２）−ｄを、主走査方向であるラインセンサ５の長手方向に一列に配置したものを用いる。各チャートは複数の直線をストライプ状に配列したもので、主走査方向のチャートは副走査方向の複数の直線を主走査方向に並べたもの、副走査方向のチャートは主走査方向の複数の直線を副走査方向に並べたものである。主走査方向の中央で結像レンズ４の光軸３上には、主走査方向のチャート（１）−ｃのみがあり、副走査方向のチャートはない。各チャートは、主走査方向の所定の位置に分散させて配置されている。
【００１５】
上記のようなチャートを原稿と同じ面、例えば、複写機の場合は原稿を載置するコンタクトガラスの上に配置し、上記チャートを結像レンズ４によってラインセンサ５の受光面上に縮小して結像させるようになっている。チャートと結像レンズ４との間には少なくとも１枚の折り返しミラーが配置されるが、図２では省略されている。ラインセンサ５の、各チャートに対応する部分の検出出力は、各チャートのストライプの繰り返しに対応して変動するとともに、結像の鮮鋭度に応じたＭＴＦが得られる。そして、上記のように主走査方向のチャートと副走査方向のチャートを配置することにより、主走査方向と副走査方向のＭＴＦを同時に得ることができ、主走査方向と副走査方向ともに良好なＭＴＦが得られるように調整することができる。図１の例で説明すると、ピント面Ａの位置が、主走査方向でも副走査方向でもスレッショールドレベル以上となる領域に存在するように調整する。主走査方向と副走査方向のチャートの位置および個数は、結像レンズ４の性能により、任意に変更可能である。結像レンズ４の像高方向における主走査方向と副走査方向のＭＴＦ性能に対応し、最適に配置することで、全像高に亘って、主走査方向と副走査方向のピント調整を精度良く行うことが可能となる。調整完了後は、上記チャートを取り除く。
【００１６】
実際の調整方法としては、ピント調整のため、結像レンズ４とラインセンサ５のどちらか一つを移動させるか、結像レンズ４とラインセンサ５両方を移動させて、結像レンズ４とラインセンサ５の間隔を変化させる。また、画像読取装置としては、ピント調整時に結像倍率も同時に調整することが一般的である。そこで、ピント調整チャートに倍率調整用のパターンも一緒に配置し、ピント調整による結像レンズ４又はラインセンサ５の移動に加え、結像レンズ４とラインセンサ５を一体で移動させ、あるいは折り返しミラーの位置を移動させなどして、原稿面から結像レンズ４までの距離を変化させるようにするとよい。
【００１７】
ピント調整と倍率調整を行うためには、原稿面から結像レンズ４までの距離と、結像レンズ４とラインセンサ５までの距離を変化させることで行えばよい。また、画像読取装置に具備されているミラー、結像レンズ、ラインセンサなどを任意に組合せて、変化させてもよい。
【００１８】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法の、別の実施形態は、原稿像をカラーで読み取るために、前述の実施形態において、ラインセンサに、色分解のためのフィルタがセンサ前面に配置された複数本のラインセンサが副走査方向に配列された画像読取装置のピント調整方法であり、上記複数本のラインセンサの主走査方向と副走査方向のＭＴＦが同時に所定の値を満足するように、ピント調整可能としたことを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。
【００１９】
ラインセンサの一例としては、図３に示すように、前面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色分解フィルタを有する３ラインの電荷結合素子（チャージ・カップルド・デバイス：以下「ＣＣＤ」という）が一つのパッケージに配置されている所謂３ラインＣＣＤがある。このような３ラインＣＣＤを使用する場合には、図３に示すように、原稿面に設置する調整用チャートの短手方向すなわち副走査方向の幅を、３ラインＣＣＤのライン間隔に対して広く設定する。こうすれば、全像高に亘ってＲ、Ｇ、Ｂ３色の主走査方向と副走査方向のＭＴＦを一度に調整することができる。なお、上記の例では、ラインセンサの本数を３本にした場合について説明したが、ラインセンサの数は、２本以上であれば何本であってもよい。
【００２０】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、上に述べた実施形態において、複数のラインセンサの主走査方向と副走査方向の、任意の像高でのＭＴＦを合成し、その合成ＭＴＦによりピント調整する事を特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。
【００２１】
３ラインＣＣＤを用いた場合を例にとって、具体的な調整方法を説明する。図４に示すように、例えばＣＣＤをレンズの光軸方向すなわち焦点深度方向に微小量移動させたときの各色、各像高のＭＴＦを測定し、深度方向の量、所謂ディフォーカス量を横軸に、ＭＴＦを縦軸にとり、測定した全てのＭＴＦをプロットする。このプロットした図４を元に、例えば全ＭＴＦが最大となるディフォーカス位置すなわち図４中ＭＴＦピーク位置にＣＣＤの位置を調整することで、各色共に全像高で主走査方向、副走査方向共に、最適な位置にピント調整することが可能となる。
【００２２】
スキャナ光学系の仕様として、あるスレッショールドレベルのＭＴＦ以上の値に各色を調整すればよい場合には、図４においてある領域すなわち図４に示すＯＫ範囲にＣＣＤの位置を調整すればよいこととなる。また、実際には上記のように各色のＭＴＦをプロットした図を作成しない方法もある。具体的にはＣＣＤを深度方向に移動させた時の各色のＭＴＦをリアルタイムで表示し、各色のＭＴＦが最大となる位置や、各色各像高のＭＴＦがスレッショールドレベルを満足するようにＣＣＤの位置を調整すればよい。
請求項４に記載の画像読取装置のピント調整方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置のピント調整方法において、副走査方向の調整用チャートは、ラインセンサの長手方向に平行で等間隔に配列されたパターンを移動させることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。
【００２３】
主走査方向の調整用チャートは、例えば図５に示すような、従来から一般的に使用されている、ラインセンサの長手方向に直交する方向の複数の直線を主走査方向に等間隔にかつ平行に配列した所謂万線チャートを使用することができる。これに対して副走査方向の調整チャートは、図６に示すように、ラインセンサの長手方向すなわち主走査方向の複数の直線を副走査方向に平行で等間隔に配列されてなるチャートとする。このチャートを副走査方向に移動させることにより、ラインセンサを構成する特定のセンサの検出出力が変化するので、副走査方向のＭＴＦをラインセンサ出力から読み取ることができる。
【００２４】
なお、主走査方向および副走査方向用のチャートの配列ピッチは、測定されるＭＴＦの周波数が、使用されるスキャナ光学系において必要となる周波数と同一となるように、任意に設定することが可能であり、主走査方向と副走査方向の周波数は同一でも、あるいは異なった周波数でもよい。
【００２５】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、上記の調整方法において、副走査方向の調整用チャートの移動方法に関するもので、複数の副走査方向調整用チャートは、同一方向（副走査方向）に等速で回転移動することを特徴とする。
【００２６】
具体的には、図７に示すように、ベルト状の支持体７の表面にラインセンサ長手方向と平行で、副走査方向に等間隔に配列されたストライプ状パターンを形成し、上記支持体７を２本のローラ９、１０で保持した副走査方向調整用チャートを用いることができる。ローラ９、１０の回転により、ベルト７が等速で回転し、ストライプ状パターンが副走査方向に移動する。これをラインセンサで検出することによりＭＴＦを測定することができる。また、図８に示すように、円筒形の回転体１１の表面に、ラインセンサ長手方向と平行で、副走査方向に等間隔に配列されたストライプ状パターンを形成し、上記回転体１１を回転させて、これをラインセンサで検出する方法も考えられる。本発明においては、チャートが等速で同一方向に移動すればよいので、例えば図７の例では、ローラが２本の例を示したが、ローラの本数は何本でもよく、また駆動源とローラ以外の例えば歯車等で、ベルト７を移動させることができる。
【００２７】
本発明では、主走査方向と副走査方向を同時に測定する必要があるため、実際に用いられるチャートとしては、図９に示すように、等速で回転する副走査測定用チャート１２の前に、主走査用調整チャート１５と副走査測定のための開口部１６を形成したマスク１４を配置したものでもよい。副走査測定用チャート１２は回転軸方向に長いドラム状の回転体の表面に形成されたストライプ状のパターンからなる。マスク１４は、上記回転体の回転軸方向に長い板状の部材で、その長手方向３箇所に等間隔に主走査用調整チャート１５が形成され、これらのチャート１５間に上記開口１６が配置されている。ラインセンサによる主走査用調整チャート１５の検出出力で主走査方向のＭＴＦを測定することができ、開口１６を通して副走査方向に移動して見える副走査測定用チャート１２に対応するラインセンサの検出出力で副走査方向のＭＴＦを測定することができる。
【００２８】
副走査用チャートは、測定する範囲のみにパターンを有しておればよい。したがって、図１０に示すように、副走査用チャートが複数個に分割されていてもよい。図１０の例では、回転駆動される二つのドラム１８、１８の表面に副走査用チャート２０を形成し、これらのドラム１８、１８の表面に対向させて図９（ｂ）に示すマスク１４と同じマスク１４を配置し、マスク１４の開口１６を通して、上記副走査用チャート２０をラインセンサで検出することができるようになっている。この例では、副走査用チャートが２分割されているが、分割数は任意である。
【００２９】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、上に述べた調整方法において、副走査方向の調整用チャートが、副走査方向に往復移動するものであることを特徴とする。上記調整用チャートは、原稿設置面に平面の状態でおいておくことが望ましい。しかし、請求項５記載の方法で、円筒形のチャートを使用し、例えば３ラインＣＣＤを用いた場合、円筒の外径が小さいと副走査方向に曲率がついているため、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の読み取り位置の差により、チャートが原稿設置面から浮き上がった状態となり、精度の良い調整を行うことができなくなる。これを防止するためには、円筒の外径を大きくすればよいが、そうすると装置が大型化し、これに伴って駆動源を大きくする必要が有り、消費電力が大きくなるなどの不具合が生じる。そこで、請求項６記載の発明では、図１１に示すように、副走査方向のチャートを平面にしてその上にストライプ状のパターンを作成し、それを副走査方向へ往復運動させるようにした。
【００３０】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、上記画像読取装置の調整方法において、副走査方向の調整用チャートの移動が、ラインセンサの読み取り周期と同期していることを特徴とする。一般的に、スキャナ光学系に使用されるラインセンサは、そのスキャナ光学系の読取速度に対応して、原稿情報の信号出力の速度が設定される。この調整方法は、スキャナ光学系の読取スピードに無関係に使用できる方法であるが、副走査方向のＭＴＦを精度良く測定するためには、読取速度に対応したラインセンサの信号出力に同期するように、チャートの移動速度を変化させることができる。
【００３１】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、請求範囲１〜３のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、副走査方向の調整用チャートは、ラインセンサの長手方向に対して、微小角度傾いて配置されており、θを副走査調整用チャートのラインセンサ長手と平行方向に対する傾き角（単位：度）、ＭＴＦ（Ｈ）を結像レンズの任意の画角とディフォーカス位置における、サジタル方向とメリディオナル方向の高い方のＭＴＦ値、ＭＴＦ（Ｌ）を結像レンズの任意の画角とディフォーカス位置における、サジタル方向とメリディオナル方向の低い方のＭＴＦ値とした場合、微小角度が下記の条件を満足することを特徴とする画像読取装置の調整方法のピント調整方法である。
θ＜ＭＴＦ（Ｈ）／ＭＴＦ（Ｌ）×４５
【００３２】
請求項４〜６記載の調整方法においては、副走査方向の調整用チャートを副走査方向に移動させることにより副走査方向のＭＴＦを得ていたが、このような構成のものによれば、チャートを移動させるための駆動源や、読取速度に同期させるための変速機構が必要となる。そこで、図１２に示すように、副走査方向の調整用チャート２２をラインセンサの長手方向すなわち主走査方向に対して微少角（θ）傾けることにより、副走査のＭＴＦ測定を行うようにするとよい。
【００３３】
光学系において、結像レンズの光軸上の像に対しては、レンズに偏心が無い場合、その点像分布は主走査方向と副走査方向が全く対称な形（円形）をしており、主走査方向と副走査方向のＭＴＦは全く同一である。このような場合では、調整用チャートを４５度傾けてもＭＴＦは、同一の値になる。これに対し、結像レンズに対して画角を有している場合は、結像レンズの収差（非点収差、コマ収差等）の影響により、点像分布が主走査方向と副走査方向で非対称となり、主走査方向と副走査方向のＭＴＦは異なる値となる。このような状態で、調整用チャートの傾き角θが大きくなると、副走査方向のＭＴＦの測定精度が著しく劣化する。そこで、上記条件式を満足する範囲に副走査調整用チャート２２のパターンの傾き角を設定する。これにより、副走査方向のＭＴＦを精度よく測定することが可能となる。
【００３４】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、請求項１〜８のいずれかに記載の画像読取装置の調整方法において、ピント調整時に結像レンズの任意の空気間隔を変化させ、像面湾曲を補正することを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。結像レンズは、レンズを構成している各パラメータ、例えば、曲率半径、肉厚、面間隔、使用する硝材の屈折率等、そして、レンズの加工誤差などにより、像面湾曲が変動し、光軸近傍と周辺部とでは結像位置が変化してしまう。しかし、近年のようにスキャナ光学系としてより高精度な読取性能が要求されるようになると、上記各パラメータのばらつきによる性能変動を許容することができない場合がある。
【００３５】
そこで、主走査と副走査方向のピント調整をしながら、複数のレンズからなる結像レンズの、レンズ間の空気間隔を変化させてレンズの像面湾曲を任意に変更し、読み取り領域全域にわたってレンズの結像性能が良好となるよう、像面湾曲補正とピント調整をするようにするとよい。図１３はこれを可能にした結像レンズの例を示す。図１３において、鏡筒２６内には、三つのレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３からなる前群レンズ２７と、三つのレンズＬ４，Ｌ５，Ｌ６からなる後群レンズ２８とが組み込まれている。鏡筒２６に形成されたレンズＬ４の端面受け部２６ａとレンズＬ４の端面との間にスペーサを介在させるとともに、このスペーサの厚さを変えることにより、レンズＬ３，Ｌ４相互間の空気間隔３０を変化させることができるようになっている。この空気間隔を変化させることにより、像面湾曲の補正を行うことができる。像面湾曲補正を行うために変化させる空気間隔は、１つのレンズ間隔でも複数のレンズ間隔でも良く、結像レンズにより任意に選択可能である。空気間隔を変化させる個所として、コマ収差の対称性を崩さず、像面湾曲を変化可能な個所を選択することで、より結像レンズの性能を良好にすることが可能となる。
【００３６】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、請求項１〜９のいずれかに記載の画像読取装置のピント調整方法において、レンズを円周方向に回転させることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。ラインセンサを使用する画像読取装置では、原稿像を主走査長手方向の線像としてラインセンサ上に結像させるため、図１４に示すように、レンズ３１を円周方向に回転（以下この回転をγ回転と称する）させ、レンズ３１の組付け偏心の影響が小さくなるようにして使用している。従来は、結像レンズについて、例えばＭＴＦ検査機などで検査を行うときに、上記γ回転を行い、偏心の影響が小さくなる回転方向にマークをつけ、そのマークを目印として結像レンズを画像読取装置に取り付ける、という方法が取られている。あるいは、画像読取装置に結像レンズを取り付け、主走査方向のＭＴＦのみを見ながら、γ回転を行うという方法もとられていた。
【００３７】
しかし、結像レンズをＭＴＦ検査機などで検査するときにγ回転を行う場合は、結像レンズの、検査機への取り付けと、画像読取装置への取り付けが同一条件でないことや、レンズを保持する保持部材、例えば、鏡筒などの真円度や同軸度に加工公差があることや、取り付け部の傾きにより、検査機上では偏心の影響の小さい位置に結像レンズのγ回転を選択していても、画像読取装置に取り付けたときは、偏心の影響が大きく発生する不具合がある。また、画像読取装置上で主走査方向のＭＴＦのみを見て、偏心の影響の小さい位置を探す場合、レンズの組付け偏心に対する主走査方向と副走査方向の影響度が異なることにより、主走査方向は偏心の影響が小さくても、副走査方向に対しては影響が大きくなる不具合がある。
【００３８】
そこで、主走査方向と副走査方向のＭＴＦを同時に見ながら、画像読取装置のピント調整時に組付け偏心による影響が小さくなる位置に設定することで、上記従来の不具合を解決することができ、結像レンズの円周方向の位置を、主走査方向および副走査方向共に偏心の影響の少ない位置とすることができる。
【００３９】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、請求項９または１０記載の画像読取装置のピント調整方法において、結像レンズは、少なくとも２つのレンズ保持部材に保持されており、保持部材で保持されたレンズ間の任意の空気間隔を変化させ、像面湾曲を補正することを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。
例えば、図１３に示すような鏡筒構造において、レンズの空気間隔３０を変化させようとすると、空気間隔３０の前側又は後側の３枚のレンズを一度鏡筒２６から外し、例えば前述のようなスペーサなどをレンズとこれを受ける鏡筒の受け部との間に挿入するか、スペーサの厚みを変更し、外した３枚のレンズを再び組付ける必要がある。このような調整工程とすると、レンズを外す工程と再度組み付ける工程が必要となり、さらに、最初に組み付けた状態でγ回転によるレンズの組付け偏心の影響の小さい方向を見つけたとしても、レンズの再組付けにより偏心の方向が変化してしまうため、再度偏心の影響の小さい方向を探す必要が生じ、像面湾曲補正に時間を要しコストアップの要因となる。
【００４０】
レンズの保持部材を複数に分け空気間隔を調整する本出願人の出願にかかるレンズ鏡筒の先行例として、特開平１１−３３７７９９号公報記載のものがある。これは、レンズを保持する鏡筒において、鏡筒は少なくとも２つに分割されるとともに接合されていて、互いの鏡筒の接合部はねじ構造に形成され、互いの鏡筒を相対回転させることにより、各鏡筒に取り付けられたレンズ間の距離を変化させて良好な結像性能を得るようにしたものである。この発明では、分割した保持部材をお互いにネジにより嵌合させているため、前述のように調整した状態が変動してしまい、再度γ回転を行わなければいけない不具合がある。
【００４１】
そこで、上記実施の形態では、例えば図１５に示すように、前群レンズ２７を保持する鏡筒と後群レンズ２８を保持する鏡筒に分け、これら鏡筒間の距離を調整してレンズ間の空気間隔を調整するようにした。図１５（ａ）に示す例は、保持部材として、それぞれ３枚のレンズからなる前群レンズ２７と後群レンズ２８を、それぞれ別体の保持産材である鏡筒３１、３２で保持した例である。ピント調整時に、治具により前後群を保持する鏡筒３１、３２を保持し、各鏡筒がγ回転しないように平行移動させ、前群と後群のレンズ間の間隔調整を行う。
【００４２】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、上記のようにレンズ間の空気間隔を変えて像面湾曲を補正するようにした画像読取装置のピント調整方法において、１つの保持部材のみを移動させることを特徴とする。図１５（ａ）に示す例でいえば、像面湾曲補正を行うために、結像レンズの空気間隔を変化させるときに、前後群レンズ２７、２８のどちらか一方を固定しておき、他のレンズ群のみを移動させて像面湾曲補正を行う。
【００４３】
レンズ間の空気間隔を変えて像面湾曲を補正するようにしたものにおいて、補正時にレンズがγ回転しないよう、複数のレンズを平行移動させるためには、移動するレンズの相対的な位置精度を確保する必要がある。そのため、前後群両方の移動精度を高くしなければならず、ピント調整装置のコストアップの要因となる。そこで、図１５に示すような結像レンズの例において、移動するレンズ群を一つとすることで、ピント調整装置の要求精度を低く抑えることが可能となり、低コストのピント調整方法および装置を提供することができる。
【００４４】
さらに、前に説明したように、画像読取装置の調整工程においては、ピントと倍率を一緒に調整するのが一般的である。レンズのパワー配置により、一つのレンズ群の移動により、像面湾曲の補正と倍率合わせを両立できるよう、移動するレンズ群を設定することが可能となる場合がある。このような場合、一つのレンズ群のみを移動させることで、調整固定作業の手数を大幅に低減することが可能となる。
【００４５】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、レンズ間の空気間隔を変えて像面湾曲を補正するようにした画像読取装置のピント調整方法において、複数のレンズ保持部材が、互いにインロー部を有していることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。像面湾曲補正を行うために、レンズを平行移動させ、レンズ間の空気間隔調整を、さらに容易にするためのものである。図１５（ｂ）に示すように、前群レンズ２７と後群レンズ２８は、別体の鏡筒３５、３６によって保持されているが、各鏡筒３５、３６は互いにインロー部３９を有し、そのインロー部３９をガイドとして、前後鏡筒３５、３６間の間隔を調整することができるようになっている。「インロー部」とは、凹部と凸部とが着脱可能にはまりあうように構成された部分を言う。インロー部３９を有することによって、鏡筒３５、３６の間隔を調整することができ、これによってレンズＬ３、Ｌ４間の空気間隔３０の調整を行うことができるとともに、前後の鏡筒３５、３６相互の関係を精度よく維持することができるため、調整機の精度をさらに下げても、レンズの精度を高く維持することが可能となる。
【００４６】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、請求項１〜１３のいずれかに記載の画像読取装置のピント調整方法において、保持部材は樹脂製の鏡筒であることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。保持部材はレンズ鏡筒に相当する。図１５に示すように、鏡筒を前後の鏡筒に分けた場合、鏡筒の材質をアルミなどの金属製の切削加工により加工すると鏡筒自体のコストが高くなり、コストアップの要因となる。そこで、請求項１４記載の発明では、鏡筒を樹脂製とした。これにより、鏡筒自体のコストアップを招くことなしに、間隔調整の効率化を図ることが可能となる。
【００４７】
請求項９〜１３記載の発明の説明において、全部で６枚のレンズで構成された結像レンズにおいて、調整個所を第３レンズと第４レンズの空気間隔とした例を示したが、これに限られるものではなく、調整する個所はどこでもよい。また、レンズタイプとしても、４群６枚の所謂ガウスタイプを例にとって説明を行ったが、どのようなレンズタイプにおいても同様の効果が得られる。
【００４８】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、保持部材が樹脂製の鏡筒である画像読取装置のピント調整方法において、保持部材の外形形状が非円筒形状であることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。保持部材である鏡筒の形状は、円筒形状が一般的であるが、画像読取装置を薄型化するため、例えば図１６に示すように、上下部分を互いに平行な平面でカットした横断面小判型の形状や、上部又は下部のみを平面でカットした横断面Ｄ字形状としてもよい。こうすることで、結像レンズの不要な部分が除去され、画像読取装置の薄型化に対応可能となる。
【００４９】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、請求項１０〜１４のいずれかに記載の画像読取装置のピント調整方法において、保持部材により保持された１つのレンズ群のみを円周方向に回転させることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。図１４、図１５に示す実施の形態に関して説明したように、レンズ偏心の影響が小さくなるように、レンズのγ回転を行う。この時、レンズの構成により、偏心の影響を一つの群に集中させ、その群のみをγ回転させることで、結像レンズ全系の組付け偏心の影響を小さく抑えることができ、調整装置自体の構成を簡素化し、調整工程を簡素化することが可能となる。
【００５０】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、これまで説明してきた画像読取装置のピント調整方法において、反射ミラーおよび結像レンズの少なくとも１面に非球面を有していることを特徴とする。
【００５１】
一般的に、非球面レンズを使用すると、それを使用する個所により、ある特定の収差補正に大きな効果を得ることができる。一方、非球面加工は、ガラス非球面レンズ、プラスチック非球面レンズおよびガラス球面レンズに薄い樹脂層により非球面を形成する所謂ハイブリッド非球面レンズでも、通常成形により加工される。成形加工による非球面形成は、球面レンズ加工と比較して、面形状が光軸に対する対称性が出し難くなり、非球面が非対称に加工されることにより、その面が主に非点収差やコマ収差の補正に効果が高い面である場合、主走査方向のみ、または副走査方向のみのＭＴＦが大きく劣化する。あるいは主走査方向と副走査方向で像面の移動方向が逆方向になることがある。そこで、非球面を採用する場合、主走査方向と副走査方向の両方のＭＴＦを見ながらピント調整することで、結像レンズの性能を１００％引き出すことが可能となる。また、レンズ間の間隔調整を、主走査方向と副走査方向のＭＴＦを見ながら行うことで、さらに結像性能の良好な結像レンズを得ることが出来る。
【００５２】
本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態は、上記実施の形態にかかる画像読取装置のピント調整方法において、結像レンズが正レンズ３枚、負レンズ２枚の合計５枚構成で、結像レンズの少なくとも１面が非球面であることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。例えば、デジタル複写機などに使用される画像読取装置に使用される結像レンズは、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共に、開口効率が画角周辺部まで１００％近くある。さらに歪曲収差を小さく抑えておく必要がある。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、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補正を極めて良好に補正しなければならない。
【００５３】
このような結像レンズとしては、図１３、図１５に示すような、４群６枚構成の所謂ガウスタイプが数多く使用されている。図１３、図１５において、前群レンズ２７は、正レンズＬ１、正レンズＬ２、負レンズＬ３からなり、レンズＬ２、Ｌ３は接合されている。後群レンズ２８は、負レンズＬ４、正レンズＬ５、正レンズＬ６からなり、レンズＬ５、Ｌ６は接合されている。前群レンズ２７と後群レンズ２８は対称形となっている。ガウスタイプは、半画角が２０゜程度まで良好に像面湾曲を補正することが可能で、比較的大口径にしても、コマフレアの発生を小さく抑えることができる。しかし、レンズの構成枚数が６枚と多いため、レンズ外径が大きくなり、レンズおよびそれを用いた装置の小型化や低コスト化に対して、限界がある。
【００５４】
そこで、本発明にかかる画像読取装置の調整方法のさらに別の実施形態では、物体側から正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、絞り、負レンズ、正レンズの５枚構成とし、少なくとも一面は非球面を有する構成とする。このような構成とすることで、レンズの構成として、絞りを中心に略対称的なレンズのパワー配置として、歪曲収差の補正を良好に行うことができる。また、主走査方向と副走査方向の像面湾曲を精度良く一致させることが可能であるため、点像分布の非対称性を小さく抑えることができ、請求項８記載の副走査方向のピント調整方法における傾き角の許容範囲を広くとることができる。さらに、絞り間隔を調整することで、コマ収差の対称性を変化させることなしに、像面湾曲補正を行うことができ、少ないレンズ構成枚数で有るにもかかわらず、Ｆ／ＮＯ．が４．６５〜５．０程度と明るく、開口効率が周辺部まで１００％に近く、かつ緒収差も良好に補正され、高空間周波数領域で高いコントラストを有し、フルカラー読取にも対応可能な、小型で低コストな結像レンズとそれを用いた装置を構成することが可能となる。
【００５５】
以下に、本発明の結像レンズの実施例を示す。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ｅ線の合成焦点距離
ＦＮｏ              ：Ｆナンバ
ｍ                  ：縮率
ω                  ：半画角（度）
Ｙ                  ：物体高
ｒｉ（ｉ＝１〜１０）  ：物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｉ（ｉ＝１〜９）    ：物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ（ｊ＝１〜６）    ：物体側から数えてｊ番目のレンズの材料の屈折率
ｖｊ（ｊ＝１〜６）    ：物体側から数えてｊ番目のレンズの材料のアッベ数
ｒｃ１              ：コンタクトガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ２              ：コンタクトガラスの像側の曲率半径
ｒｃ３              ：ＣＣＤカバーガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ４              ：ＣＣＤカバーガラスの像側の曲率半径
ｄｃ１              ：コンタクトガラスの肉厚
ｄｃ３              ：ＣＣＤカバーガラスの肉厚
ｎｃ１              ：ＣＣＤカバーガラスの屈折率
ｎｃ３              ：コンタクトガラスの屈折率
ｖｃ１              ：コンタクトガラスのアッベ数
ｖｃ３              ：ＣＣＤカバーガラスのアッベ数
ｎｄ                ：ｄ線の屈折率
ｎｅ                ：ｅ線の屈折率
非球面は下式で表す。
Ｘ＝（（１／Ｒ）×Ｙ２）／（１＋ＳＱＲＴ（１−（１＋Ｋ）×（Ｙ／Ｒ）２））＋Ａ４×Ｙ４＋Ａ６×Ｙ６＋Ａ８×Ｙ８＋Ａ１０×Ｙ１０
ここで、
Ｘ          ：光軸から高さＹにおける非球面の非球面頂点における接平面からの距離
Ｙ          ：光軸からの高さ
Ｒ          ：非球面の近軸曲率半径
Ｋ          ：円錐乗数
Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０：非球面係数
ＳＱＲＴ    ：平方根の意味
数値例の中で、Ｅ−ＸＹは、１０−ＸＹの意味である。
【００５６】
各実施例の収差を示す図１８、図２０、図２２、図２４において、符号ｅを付した線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、符号ｇを付した線はｇ線（４３６．８３ｎｍ）、符号ｃを付した線はｃ線（６５６．２７ｎｍ）、符号Ｆを付した線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）を示す。球面収差の図で波線は正弦条件、非点収差の図で実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。
【００５７】
【実施例１】
ｆ＝８４．５３２、Ｆ＝５．０１、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４、ω＝１９．０゜
2004304686.tif 000003
＜非球面係数＞
2004304686.tif 000004
図１７に構成図、図１８に収差図を示す。図１７において、レンズは、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、正の第２レンズＬ２、負の第３レンズＬ３、負の第４レンズＬ４、正の第５レンズＬ５からなり、これらレンズ系の両側に平行平面板が配置されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は接合されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間に絞りが配置されている。図１９、図２１、図２３に示す実施例も、各レンズの諸元が異なるだけで、基本的な上記の構成は同じである。
【００５８】
【実施例２】
ｆ＝８４．４３１、Ｆ＝５．０６、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４、ω＝１９．０゜
2004304686.tif 000005
＜非球面係数＞
2004304686.tif 000006
図１９に構成図、図２０に収差図を示す。
【００５９】
【実施例３】
ｆ＝８４．２８５、Ｆ＝４．９５、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４、ω＝１９．１゜
2004304686.tif 000007
＜非球面係数＞
2004304686.tif 000008
図２１に構成図、図２２に収差図を示す。
【００６０】
【実施例４】
ｆ＝９０．１６３、Ｆ＝４．６５、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４  、ω＝１７．９゜
2004304686.tif 000009
＜非球面係数＞
2004304686.tif 000010
図２３に構成図、図２４に収差図を示す。
【００６１】
本発明にかかるの画像読取装置のピント調整方法のさらに別の実施形態は、これまで説明してきたいずれかの画像読取装置のピント調整方法において、反射ミラーおよび結像レンズの少なくとも１面が光軸に対し非共軸形状であることを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。近年、より高性能な結像レンズとして、主走査方向と副走査方向の像面位置を一致させる手段として、光軸に対して非共軸の、所謂アナモフィックな面をスキャナ光学系の反射ミラーや結像レンズに用いる方法がある。アナモフィックな面は、主走査方向と副走査方向を別々に収差補正可能であるため、設計中央値では、主走査と副走査の像面を精度良く一致させた非常に良好な結像レンズが得られる。しかし、加工ばらつきにより、主走査方向と副走査方向が個別に変動するため、非球面レンズと比較して、主走査方向と副走査方向のＭＴＦを知る必要性がさらに高くなる。本発明により、主走査方向と副走査方向のＭＴＦを見ながら、ピントの調整と、さらには、空気間隔による像面湾曲補正を行うことで、良好な性能を得ることができる。また、アナモフィックな面形状は、球面でも良いが、非球面とすることで、さらに高性能なレンズが得られる。
【００６２】
本発明にかかるの画像読取装置のピント調整方法のさらに別の実施形態は、これまで説明してきたいずれかの画像読取装置のピント調整方法において、ピント調整後に結像レンズを接着により固定することを特徴とする画像読取装置のピント調整方法である。従来、結像レンズを取り付け部材に固定する場合、レンズの外周部に例えばベルトなどを回し、ベルトの端部をビスで取り付け部材に固定していた。しかし、この方法では、ベルトを強く締め付けるとレンズが変形し、結像性能が変化することがあり、ビスの止め方によりレンズの姿勢が変わり、やはり結像性能が変化してしまう。そこで、図２５に示すように、例えばＶブロックのようなレンズを取り付け部材４０のＶ字形溝に結像レンズ４１の鏡筒の一部を嵌め、取り付け部材４０とレンズ鏡筒とを接着剤４２で固定するとよい。また、接着するにあたっては、図２５（ａ）のように、レンズ鏡筒周面の一部を上記Ｖ字形溝に嵌めた状態で、レンズ鏡筒と取り付け部材４０とを直接接着してもよい。また図２５（ｂ）のように、横断面Ｌ字形の中間部材４３をレンズ鏡筒と取り付け部材４０に沿わせ、上記中間部剤４３を介して接着によりレンズ鏡筒を固定してもよい。さらに、より高精度な光学系が必要となり、接着剤の固化時に発生する収縮による微少量のレンズの位置変化が問題となる場合は、治具によりレンズを保持したまま固化させるとよい。こうすることで、ピント調整した状態を保ったまま精度よく保持することができる。
【００６３】
さらに、前に説明した実施の形態のように、結像レンズを複数の保持部材で構成し、少なくとも一つのレンズを平行移動して、レンズ間の空気間隔調整を行うように構成したものにおいて、前述のようにネジを使用しない場合、保持部材としての鏡筒同士を接着により固定することができる。
【００６４】
次に、本発明にかかる画像読取装置の実施形態についた説明する。本発明にかかる画像読取装置の実施形態は、これまで説明してきたピント調整方法によりピント調整された画像読取装置であり、その一例を図２６に示す。図２６において、原稿５２は、コンタクトガラス５１の上に配置され、コンタクトガラス５１の下部に配置された照明光学系（図示せず）により、原稿５２が照明されるように構成されている。原稿５２からの反射光は、第１走行体５３の第１ミラー５３ａにより横方向に反射され、その後、第２走行体５４の第１ミラー５４ａと第２ミラー５４ｂで折り返され、縮小結像レンズ５５へ導かれ、結像レンズ５５によりＣＣＤからなるラインセンサ５６上に原稿５２面の画像が結像されるように構成されている。原稿５２の長手方向を読み取る場合は、第１走行体５３がＶの速度で、符号５３Ｂで示す位置までコンタクトガラス５１と平行に移動し、それと同時に第２走行体５４が、第１走行体５３の半分の速度１／２Ｖで、符号５４Ｂで示す位置まで移動し、原稿５２全体を読み取るように構成されている。この画像読取装置の上記結像レンズ５５は、前述の調整方法によってピント調整されている。
【００６５】
本発明にかかる画像読取装置の別の実施形態は、光学系の任意の光路中に色分解機能を持たせることによって、原稿情報をフルカラーで読み取ることを特徴とするカラー原稿読取装置である。色分解は、結像レンズ５５とＣＣＤからなるラインセンサ５６の間に色分解プリズムや、フィルタを選択的に挿入し、Ｒ、Ｇ、Ｂに色分解する方法であってもよいし、例えばＲ、Ｇ、Ｂ光源を順次点灯させて原稿を照明して、各光源の色ごとに原稿５２を読み取る方法であってもよい。または、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタを持った受光素子が１チップに３列に配列されている、所謂３ラインＣＣＤを用い、この受光面にカラー画像を結像させることにより３原色に色分解する方法であってもよい。
【００６６】
本発明にかかる画像形成装置の実施形態は、上記の画像読取装置を具備した画像形成装置である。その一例を図２７に示す。図２７において、画像形成装置は、画像読取装置２００と画像形成部１００を具備する。画像形成部１００はレーザプリンターと同様の構成である。画像読取装置２００は、図２６について説明した装置の構成と同様の構成・動作により、原稿５２の画像情報をラインセンサ５６より電気信号として出力する。画像形成部１００は、潜像担持体１１１として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。潜像担持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５が配備されている。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。さらに、ラインセンサ５６からの原稿情報を受けてレーザビームＬＢにより光走査を行う光走査装置１１７が設けられ、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
【００６７】
図２７において、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１２０は給紙コロ、符号１２１は搬送路、符号１２２は排紙ローラ対、符号１２３はトレイ、符号Ｐは記録媒体としての転写紙をそれぞれ示している。画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速で回転駆動され、その表面が帯電ローラ１１２により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザビームＬＢ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。この静電潜像は現像装置１１３により反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
【００６８】
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置１００本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙され、給紙された転写紙Ｐは、その先端部をレジストローラ対１１９に捕らえられる。レジストローラ対１１９は、像担持体１１１上のトナ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Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ転写ローラ１１４の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像を定着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によりトレイ１２３上に排出される。
【００６９】
トナー画像が転写された後の像担持体１１１の表面は、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。潜像担持体１１１は光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、実際に使用する、折り返しミラー、結像レンズ、および光電変換するためのラインセンサを用いて、主走査と副走査のピント調整を同時に行うことができるため、結像レンズの最も性能の良好なピント位置に光学系を調整することができ、従来の画像読取装置と比べると、主走査方向、副走査方向共に高精度な出力が得られ、従来問題となっていた副走査方向の解像力不良などの問題を解決することができる。さらに、シェーディングのために、光学系内にシェーディング補正板が入った場合でも、その状態で主走査方向と副走査方向のピント調整を行うことができるなど、実使用状態で良好な結像性能を発揮させることが可能となる。
【００７１】
さらに、倍率調整も同時行うことで、光学系の調整工程の大幅な効率化を達成することができる。これにより調整工程に要する電力を大幅に削減することが出来るとともに、本調整により、レンズユニット単体でのＭＴＦ検査が不必要となり、レンズ検査機製作に関わる、原材料や加工に要するエネルギーを大幅に低減でき、地球環境保全に大きく貢献できる。
【００７２】
請求項２記載の発明は、カラー画像読取装置の調整をＲ、Ｇ、Ｂ各色の主走査と副走査の調整を同時に行うことができるため、全ての色に対して結像レンズの最も性能の良好なピント位置に光学系を調整することが可能となり、副走査方向の解像力不良などの問題を解決することができると共に、色再現性や色滲み等の発生しない、高精度なフルカラー読取装置を得ることができる。
【００７３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、さらに各色各像高の主走査方向と副走査方向の合成ＭＴＦを用いて調整を行うことで、煩雑なフルカラー読取装置のピント調整作業を非常に簡潔、かつ短時間で行うことができ、大幅な調整効率の向上を達成することができる。
【００７４】
請求項４記載の発明は、ラインセンサの長手方向に平行なパターンを移動させることで、読取装置の走行体を移動させることなしに、副走査方向のＭＴＦが得られるため、読取装置の走行体移動に伴う振動や、非等速性にともなうジターなどの影響がなく、精度の高い調整が可能となる。
【００７５】
請求項５記載の発明は、ラインセンサの長手方向に平行なパターンを等速で回転移動させることで、請求項４記載の発明の効果に加え、常に副走査方向のＭＴＦ出力を得ることが可能となり、調整効率の大幅な向上を図ることができる。
【００７６】
請求項６記載の発明は、副走査調整用チャートを平面上に配置し、それを往復運動させることで、副走査のＭＴＦが得られるため、特にフルカラー読取装置に使用した場合、検査装置の小型化や省電力化を図ることができる。
【００７７】
請求項７記載の発明は、副走査調整用チャートの移動速度を、読取装置の読取速度と同期させることで、どのような読取速度の読取装置に対しても、精度の高い調整が可能となる。
【００７８】
請求項８記載の発明は、ラインセンサの長手方向に平行なパターンを移動させることなく、また、読取装置の走行体を移動させることなく、副走査方向のＭＴＦが得られるため、調整装置の簡素化および省電力化を図ることができると共に、条件式の範囲にパターンの角度を設定することで、副走査のＭＴＦが高精度で得られるため、高いピント調整精度が確保出来ると共に、地球環境保全に大きく貢献できる。
【００７９】
請求項９記載の発明は、レンズの検査、調整時に、レンズの任意の空気間隔を変化させることによって像面湾曲を調整することが可能であるため、加工誤差などによるレンズの光軸近傍の結像位置と読み取り領域の周辺部の結像位置変動を調整することができ、読み取り領域全域にわたって、良好な読取画像品質を得ることができる。また、結像レンズ以外の構成要素である、折り返しミラーや光電変換するためのラインセンサに反りなどが生じ、光軸近傍と周辺画角のピント位置が変動した場合でも、空気間隔を調整し、像面湾曲を主走査方向と副走査方向のＭＴＦが最良となるように調整出来るため、結像レンズ以外の構成要素の変動も補正可能な、非常に高性能な画像読取用の光学系を得ることが出来る。
【００８０】
請求項１０記載の発明は、ピント調整時に結像レンズをγ回転させることで、結像レンズの組付け偏心による主走査方向および副走査方向の全ての像高に対する結像性能劣化を小さく抑えることが可能となり、像面全域に亘り良好な読取性能を得ることができる。
【００８１】
請求項１１記載の発明は、空気間隔調整を行うレンズ群毎に、個別の保持部材で保持し、その保持部材同士の空気間隔を調整することができるため、次のような効果を得ることができる。
（１）面倒なレンズのバラシや再組付けの工程をなくすことが可能となる
（２）レンズ自体には直接手を振れず調整することが可能となるため、レンズの再組付け時に発生が予想されるレンズ内部へのゴミの混入やレンズ面の汚れの発生を防止することができると共に、組付けに必要な特別な技術がなくても、像面湾曲調整が可能となる。
（３）組付け偏心が変化しないため、偏心の影響が最も少なくなるレンズの位置が、調整によって変化することがない。
上記効果により、像面湾曲補正のための空気間隔調整と、ピント調整の工程を大幅に低減することが可能となり、調整コストを大幅に下げることが出来る。
【００８２】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明の効果に加え、移動するレンズを一つとすることで、ピント調整機の、調整のための機構が低減でき、調整機自体の構成の簡素化、低コスト化を達成できると共に、調整個所低減による調整効率向上と精度の向上を達成することができる。
【００８３】
請求項１３記載の発明は、分割された保持部材同士が互いに勘合するようインロー部を設けることで、ピント調整機に空気間隔調整のためにレンズを移動させるための駆動機構を高精度にする必要がなく、調整機の更なる簡素化と低コスト化、さらに調整時間の短縮が可能となる。
【００８４】
請求項１４記載の発明は、請求項１０記載の分割するセルを樹脂製とすることで、上記効果に加えて、鏡筒も低コストなスキャナ光学系が得られると共に、金属製のセル製作に関わる原材料や加工エネルギーを削減できるため、地球環境の保護に大きく貢献することができる。
【００８５】
請求項１５記載の発明は、保持部材を非円筒形状とすることで、薄型の画像読取装置を得ることが可能となる。
請求項１６記載の発明は、分割した保持部材を使用したときのレンズのγ回転を一つのレンズで行うため、ピント調整装置のγ回転機構を低減することが可能となり、調整機の簡素化と低コスト化が達成できると共に、ピント調整の高精度化を達成することができる。
【００８６】
請求項１７記載の発明は、光学系の高性能化のために非球面を導入した場合に、非球面の加工エラーにより、光軸に非対称な成分が発生し、主走査と副走査の像面位置が別々に変動した場合でも、主走査と副走査の最もバランスの良い像面位置にピント調整が可能であり、更に、空気間隔調整により像面湾曲を補正することで、主走査と副走査のバランスを最適に補正することができる。
【００８７】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の発明の効果に加え、結像レンズに非球面を採用する場合、レンズの構成枚数を５枚構成とすることで、原稿情報を高速に読取必要のある、デジタル複写機用の画像読取装置に最適なレンズを、低コストで得ることができ、像面湾曲補正のための空気間隔調整を行っても良好な性能を有する結像レンズが得られると共に、レンズの枚数低減による、ガラス材料や加工エネルギーの削減と、全てのレンズ材質として、化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスを使用しているため、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染の無いことにより、地球環境保全に大きく貢献することができる。
【００８８】
請求項１９記載の発明は、光学系内に、主走査方向と副走査方向を個別に収差補正可能な光軸対し非共軸の所謂アナモフィック面を有することで、主走査方向と副走査方向の像面位置を一致させて非常な高性能な光学系を得ることが可能となり、アナモフィック面の加工誤差により主走査と副走査の像面位置の変動が発生しても、最もバランスのとれた位置に調整することができる。また、特にミラーにアナモフィック面を採用する場合、結像レンズのみや、ミラー単体の評価では、光学系としての最適ピント位置を知ることが出来ないが、本発明によりミラーおよび結像レンズを含めて最良なピント位置に調整が可能となるばかりでなく、空気間隔調整を行うことで、アナモフィックミラーの加工誤差を含め、主走査方向と副走査方向の像面位置を最適に補正することができる。
【００８９】
請求項２０記載の発明は、上記請求項１〜１３のいずれかに記載のピント調整方法で調整されたレンズを取り付け部材に固定するとき、固定手段として接着を用いることで、ベルトなどで締め付ける場合に発生するレンズの変形やレンズの移動が発生することなく、良好な性能を保ったままレンズを保持することが可能となる。
【００９０】
請求項２１ないし２４記載の発明によれば、請求項１ないし２０記載の調整方法を実施するのに適した画像読取装置の調整用チャートを提供することができるとともに、主走査方向と副走査方向のピントを同時に調整することが可能な画像読取装置の調整用チャートを提供することができる。
【００９１】
請求項２５の発明は、画像読取装置に、請求項１から１９のいずれかに記載の調整方法を取り入れることにより、良好な読み取り画像品質を有する画像読取装置を得ることができる。
【００９２】
請求項２６の発明は、画像形成装置の画像読取装置として、請求項２５記載の画像読取装置を具備する事により、良好な読み取り画像品質を基に画像を形成するため、画質の高い画像を形成することができる画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】横軸にディフォーカスを、縦軸に解像力の指標となるＭＴＦをとり、軸上と、主走査方向と副走査方向それぞれにつき軸外でＭＴＦを測定した例を示す特性線図である。
【図２】本発明に用いることができる調整用チャートの例を測定光学系とともに示す正面図である。
【図３】本発明に用いることができる調整用チャートの別の例を示す正面図である。
【図４】ラインセンサを焦点深度方向に微小量移動させたときの各色、各像高のＭＴＦを測定し、ディフォーカス量を横軸に、ＭＴＦを縦軸にとって表した特性線図である。
【図５】本発明にかかる調整方法に使用可能な主走査方向調整用チャートの例を示す正面図である。
【図６】本発明にかかる調整方法に使用可能な副走査方向調整用チャートの例を示す正面図である。
【図７】本発明にかかる調整方法に使用可能な副走査方向調整用チャートの別の例を示す斜視図である。
【図８】本発明にかかる調整方法に使用可能な副走査方向調整用チャートのさらに別の例を示す斜視図である。
【図９】本発明にかかる調整方法に使用可能なチャートのさらに別の例を示すもので、（ａ）は主走査方向調整用チャートの正面図、（ｂ）は主走査方向調整用チャートと副走査方向調整用チャートを組み合わせた斜視図である。
【図１０】本発明にかかる調整方法に使用可能なチャートのさらに別の例を示す斜視図である。
【図１１】本発明にかかる調整方法に使用可能な副走査方向調整用チャートのさらに別の例を示す正面図である。
【図１２】本発明にかかる調整方法に使用可能なチャートのさらに別の例を示すもので、（ａ）は全体を、（ｂ）は副走査方向調整用チャートを拡大した正面図である。
【図１３】本発明に好適な結像レンズの例を示す断面図である。
【図１４】本発明に好適な結像レンズの別の例を示す斜視図である。
【図１５】本発明に好適な結像レンズのさらに別の例を示す断面図である。
【図１６】本発明に好適な結像レンズのさらに別の例を示す斜視図である。
【図１７】本発明に好適な結像レンズの実施例を示す光学配置図である。
【図１８】同上実施例の収差曲線図である。
【図１９】本発明に好適な結像レンズの別の実施例を示す光学配置図である。
【図２０】同上実施例の収差曲線図である。
【図２１】本発明に好適な結像レンズのさらに別の実施例を示す光学配置図である。
【図２２】同上実施例の収差曲線図である。
【図２３】本発明に好適な結像レンズのさらに別の実施例を示す光学配置図である。
【図２４】同上実施例の収差曲線図である。
【図２５】本発明に適用して好適な結像レンズの固定構造の例を示す側面図である。
【図２６】本発明にかかる画像読取装置の実施形態を模式的に示す光学配置図である。
【図２７】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を模式的に示す光学配置図である。
【符号の説明】
１  主走査方向調整用チャート
２  副走査方向調整用チャート
４  勝三レンズ
５  ラインセンサ
５２  原稿
５３ａ  折り返しミラー
５４ａ  折り返しミラー
５４ｂ  折り返しミラー
５５  結像レンズ
５６  ラインセンサ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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