(57)【要約】【課題】広画角レンズを使用した時に、ＭＴＦの劣化を補正するために、絞りの開口形状を矩形にした場合でも、レンズの組付け偏心による影響を低減するためのレンズユニット全体を回転させる調整を行うことが可能な読取レンズを提供する。【解決手段】主走査方向に長い矩形形状の開口部３０ａを有する絞り３０を、円筒形状の別部材としてレンズ鏡筒３２に組付け、鏡筒３２に溝部３４を形成し、絞り３０を光軸を中心に回転させる構成としている。絞り３０の外周面には、複数の穴が周方向に等間隔に形成されており、この穴に棒状の回転治具３８の先端部を嵌合し、絞り３０を回転させる。【選択図】図６
2012141507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1枚以上の正および負レンズと、絞りとが鏡筒に保持された読取レンズにおいて、
前記絞りの開口形状が矩形形状であり、前記絞りが光軸を中心に回転可能であることを特徴とする読取レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の読取レンズにおいて、
前記レンズを前記鏡筒に組付けた状態で前記絞りのみを回転可能であることを特徴とする読取レンズ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の読取レンズにおいて、
前記絞りの開口形状が主走査方向に長い長方形形状であることを特徴とする読取レンズ。
【請求項４】
光源を有し原稿を照射する照明手段と、前記照明手段により照明され前記原稿で反射された光束を反射して導く１枚以上のミラーと、前記ミラーを介して導かれる原稿の反射光を結像させる読取レンズと、前記読取レンズで結像された原稿の光学像情報を読み取る撮像素子とを備えた画像読取装置において、
前記読取レンズが、請求項１〜３のいずれか１つに記載の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５】
請求項４に記載の画像読取装置において、
光学系の任意の光路内に色分解機能を有し、原稿情報をフルカラーで読取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の画像読取装置において、
前記光源がＬＥＤであることを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像読取装置を具備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、原稿等の画像を読み取るのに用いられる読取レンズ、該読取レンズを有する画像読取装置、該画像読取装置を備えた複写機、プリンタ、ファクリミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやデジタル複写機の画像読取装置は、読み取るべき画像情報を読み取り用レンズで縮小してＣＣＤのような固体撮像素子上に結像させて画像情報を信号化している。
また、原稿情報をカラーで読み取るため、例えば赤、緑、青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、この受光面に原稿像を結像させることにより３原色に色分解し、カラー画像情報を信号化する光学系が知られている。このような光学系の一例を図１に示す。
読み取られるべき画像を有する原稿２は原稿台としてのコンタクトガラス１上に平面的に定置され、コンタクトガラス１の下部に配置された照明手段３で照明される。照明手段としては図面に直交する方向に長い管灯(キセノンランプ、ハロゲンランプ等)、およびリフレクタで構成される照明手段を用い、図面に直交する方向に長いスリット状部分を照明するようになっている。
【０００３】
原稿２の照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、折り返しミラーにより順次反射(本例では、Ｍ１〜Ｍ５の５枚のミラーを配置)され、画像読取レンズ（読取レンズ）５により、光電変換素子としてのラインセンサ６の撮像面上に原稿画像の縮小像を結像する。
照明手段、折り返しミラー、画像読取レンズおよび光電変換素子は、読取光学ユニット７として一体的に保持され、読取光学ユニットが図示されない駆動手段により、矢印方向（図の右方）へ走行させられ、破線で示す位置まで変位し原稿全体の情報を読み取る。
撮像部（撮像素子）であるラインセンサ６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを持った光電変換素子（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）を、１チップに３列に配列させた３ラインＣＣＤ（３ラインのラインセンサ）であり、原稿２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２の読み取りが実行され、原稿２のカラー画像は、赤、緑、青の３原色に色分解して読み取られる。
【０００４】
この画像読取装置は、画像をフルカラーで読み取る装置であって、画像読取レンズ５の結像光路中に設けられた色分解手段（前記３ラインＣＣＤに設けられた赤、緑、青のフィルタ）を有する。
色分解は、上記とは別に、画像読取レンズとラインセンサ（ＣＣＤ）との間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に色分解する方法や、Ｒ、Ｇ、Ｂの光源を順次点灯させ原稿を照明する方法を用いることができる。
また、結像光路中に色分解素子を有さず、原稿情報をモノクロとして読み取ることも可能である。
本例では、折り返しミラー枚数が５枚の例を示したが、折り返しミラーの枚数は何枚でも良いことは言うまでもない。
【０００５】
このような光学系に用いられる画像読取レンズは、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％近くあることが要求されている。
更に、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。
更に光学系の小型化を達成するためには、共役長を短くする必要があり、このため読取レンズとして広画角化の要求がある。
読取レンズを広画角化すると、ＭＴＦ（Modulation transfer Function）が劣化し、特に周辺画角において劣化が顕著になる。これを補正する方法として、レンズ系を光軸に対して非対称とする方法が提案されている。
【０００６】
上記MTFの補正の一例として、主走査方向と副走査方向でパワーの異なる所謂アナモフィックレンズを用いた発明が、特許文献１や特許文献２に開示されている。
しかしながら、アナモフィックレンズは加工面での技術課題があり、高精度に製作できなかったり、コストが高くなってしまう等の欠点を有している。
別の発明として、特許文献３や特許文献４には、開口絞りとは別にサジタル方向のみを絞る所謂サジタルストッパーを付加する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、サジタルストッパーとそれを保持するための部品が必要となるため、部品点数が増加し、装置全体の大型化やコストアップとなる等の欠点を有している。
【０００７】
そこで、開口絞りの開口部を矩形形状として、例えば、メリディオナル方向の開口を大きくして、回折限界のＭＴＦを高くする方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、開口部が矩形形状の絞りを採用した場合、絞りの方向を一義的に決める必要があり、読取用レンズの組付け偏心の影響を低減するために一般的に行われている、レンズ全体を光軸中心に回転させる調整が行えなくなるという欠点を有している。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、広画角レンズを使用した時に、ＭＴＦの劣化を補正するために、絞りの開口形状を矩形にした場合でも、レンズの組付け偏心による影響を低減するためのレンズユニット全体を回転させる調整を行うことが可能な読取レンズの提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも1枚以上の正および負レンズと、絞りとが鏡筒に保持された読取レンズにおいて、前記絞りの開口形状が矩形形状であり、前記絞りが光軸を中心に回転可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の読取レンズにおいて、前記レンズを前記鏡筒に組付けた状態で前記絞りのみを回転可能であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の読取レンズにおいて、前記絞りの開口形状が主走査方向に長い長方形形状であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、光源を有し原稿を照射する照明手段と、前記照明手段により照明され前記原稿で反射された光束を反射して導く１枚以上のミラーと、前記ミラーを介して導かれる原稿の反射光を結像させる読取レンズと、前記読取レンズで結像された原稿の光学像情報を読み取る撮像素子とを備えた画像読取装置において、前記読取レンズが、請求項１〜３のいずれか１つに記載の読取レンズであることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像読取装置において、光学系の任意の光路内に色分解機能を有し、原稿情報をフルカラーで読取ることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の画像読取装置において、前記光源がＬＥＤであることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、画像形成装置において、請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像読取装置を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、矩形の開口形状を有する絞りをレンズ組付け後任意の位置に回転調整可能であるため、広画角レンズを使用した場合でも良好な結像性能を得ることができる。
主走査方向に絞りの開口部を広くすることで、メリディオナル方向における回折限界のＭＴＦの劣化を小さく抑えることができ、主走査、副走査共に良好な結像性能と深度を確保可能となる。
広画角でかつ良好な結像性能の読取レンズを使用することにより、原稿情報を良好に読み取ることが可能となり、画像読取装置を非常にコンパクトで、低コストにすることができ、更に材料の省資源化など地球環境の保全も達成できる。
光学系に色分解機能を有する画像読取装置において、軸上の色収差が良好に補正されたレンズを用いることで、フルカラーを良好な性能で読み取ることが可能となるため、画像読取装置のより多機能化、高性能化を達成することができる。
また、照明系の光源をＬＥＤとすることで、読取光学系の消費電力を低減することが可能となり、省エネを達成することができる。 
上記読取レンズを使用した画像読取装置を具備することにより、良好な読み取り画像品質を基に画像を形成することができ、高画質な画像形成装置が低コストで得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の概要構成図である。
【図２】従来の読取レンズの概要断面図である。
【図３】絞りの開口形状を示す図である。
【図４】本発明の読取レンズの概要断面図である。
【図５】絞りの斜視図である。
【図６】絞りの回転調整を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る読取レンズの概要断面図である。
【図８】同読取レンズの斜視図である。
【図９】画像形成装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図６に基づいて第１の実施形態を説明する。但し、図２は従来技術の説明図である。
本実施形態に係る画像読取装置は図１に示す構成を有しているが、概要構成については既に説明したので再度の説明は省略する。但し、従来技術とは後述するように読取レンズ５の構成が異なる。
まず、図２に基づいて、従来例として、４群６枚構成の所謂ガウスタイプのレンズを例にとって鏡筒に組み付けた例を説明する。
物体側(図中左側)から順に、第１レンズからなる第１群(Ｒ−１)、第２、第３レンズからなる第２群(Ｒ−２)、第４、第５レンズからなる第３群(Ｒ−３)および第６レンズの第４群(Ｒ−４)が順次配置されており、第２群と第３群の間に絞り２０が配置されている。
絞り２０の開口部２０ａは一般的には円形であるため、光軸を中心に点対称となっており、レンズ全体を光軸中心に図中矢印Ａのように回転することで、レンズの組付け偏心の影響を低減することができる。
【００１６】
しかしながら、本実施形態に係る画像読取装置の読取レンズ５における絞り３０は、図３に示すように、開口部３０ａが矩形形状となっているため、光軸中心に対して方向性を持ってしまう。このため、レンズ全体を回転させてしまうとレンズの結像性能が変化してしまう。
そこで、図４に示すように、矩形形状の開口部３０ａを有する絞り３０を、円筒形状の別部材としてレンズ鏡筒３２に組付け、鏡筒３２に溝部３４を形成し、絞り３０を光軸を中心に回転させる構成としている。
図５に示すように、絞り３０の外周面には、複数の穴３６が周方向に等間隔に形成されている。
絞り３０を回転させる場合は、図６に示すように、棒状の回転治具３８を溝部３４に挿入してその先端部を穴３６に嵌合し、回転治具３８を移動させて絞り３０を回転させる。
溝部３４より大きな角度で絞り３０を回転させる場合は、絞り３０を任意の角度回転させた後、回転治具３８を穴３６から外し、別の穴３６に嵌合させて再び回転させる。これを順次繰り返すことで絞り３０を所望の角度に回転させることができる。
このような構造とすることで、従来のようにレンズ全体を光軸中心に回転させることができるのに加え、レンズを組付けた状態で絞り３０のみを回転可能とすることができる。
【００１７】
絞り３０の開口部３０ａは、主走査方向に長い長方形形状となっている。絞りを矩形形状にする目的は、メリディオナル方向のＭＴＦの劣化を補正するためであるので、絞りの形状としては、主走査方向を長くして、メリディオナル方向のFナンバを明るくし、回折限界のＭＴＦを向上させる。
本実施形態では照明手段３の光源としてＬＥＤを用いている。照明系の光源としては、上記したようにキセノンランプやハロゲンランプを使用できるが、ＬＥＤ光源を使用することにより消費電力を低減できる。
【００１８】
図７及び図８に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
図７に示すように、本実施形態では、レンズの第１群(Ｒ−１)と第２群(Ｒ−２)を前群枠３３−ａで保持し、第３群(Ｒ−３)と第４群(Ｒ−４)を後群枠３３−ｂで保持している。
前群枠３３−ａと、矩形形状の開口部３０ａを有し、外周面に穴３６が形成されていない絞り３０と、後群枠３３−ｂとを順次全体保持枠３２に組み付ける。
全体保持枠３２には、絞り３０に対応する個所に溝３５が形成されており、全体を組付けた後に、溝部３５から操作して絞り３０を回転させ、任意の位置に調整することができる。
【００１９】
上記各実施形態において、絞りの方向が決定した後は、溝部に例えばネジロックなどの接着手段により絞りを固定することもできる。
【００２０】
図９に上記各実施形態で説明した読取レンズを備えた画像読取装置を有する画像形成装置を説明する（第３の実施形態）。
本実施形態に係る画像形成装置は、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とを有する。画像読取装置２００の部分は、図１に即して説明したのと同様のものであり、各部には図１と同じ符号を付してある。
画像読取装置２００の３ラインのラインセンサ（撮像手段）６から出力される画像信号は画像処理部１２０に送られ、画像処理部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。
【００２１】
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。
信号処理部１２０から書込み用の信号を受けて光走査により感光体１１０に書込みを行う光走査装置１１７は、帯電ローラ１１１と現像装置１１３との間において感光体１１０の光走査を行うようになっている。
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それぞれ示している。
【００２２】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１０が時計回り方向に等速回転され、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。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、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。
【００２３】
転写紙Ｓを収納したカセット１１８は、画像形成装置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はその先端部をレジストローラ対１１９に捕えられる。
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。
カラー画像を転写された転写紙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を定着され、図示されないガイド手段による搬送路を通り、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。
各色トナー画像が転写されるたびに、感光体１１０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。
【符号の説明】
【００２４】
３２  鏡筒
３０  絞り
５  読取レンズ
３  照明手段
Ｍ１〜Ｍ５  ミラー
６  撮像素子
２００  画像読取装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特許４２８９９１４号公報
【特許文献２】特開２００８−６５２３３号公報
【特許文献３】特許３４３０９３５号公報
【特許文献４】特開２００２−２３６３２８号公報
【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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