画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置
【課題】３５度以上の広画角であり、バックフォーカスが短く、高い画像品質が得られる画像読取レンズ、これを用いた装置を提供する。
【解決手段】負の屈折力を有する第１レンズＬ１からなる第１群Ｇ１、両凸形状の第２レンズＬ２からなる第２群Ｇ２、両凹形状の第３レンズＬ３からなる第３群Ｇ３、両凸形状の第４レンズＬ４と物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズＬ５とを接合してなる第４群Ｇ４、及び負の屈折力を有する第６レンズＬ６からなる第５群Ｇ５で構成され、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４との間に絞りＳを有する５群６枚構成で、レンズ第１面から結像面までの距離ＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離ｆ、絞りＳより物体側のレンズ群の合成焦点距離ｆ１２３が以下の条件式（１）及び（２）を満足する画像読取レンズ、該画像読取レンズを用いた装置。（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【解決手段】負の屈折力を有する第１レンズＬ１からなる第１群Ｇ１、両凸形状の第２レンズＬ２からなる第２群Ｇ２、両凹形状の第３レンズＬ３からなる第３群Ｇ３、両凸形状の第４レンズＬ４と物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズＬ５とを接合してなる第４群Ｇ４、及び負の屈折力を有する第６レンズＬ６からなる第５群Ｇ５で構成され、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４との間に絞りＳを有する５群６枚構成で、レンズ第１面から結像面までの距離ＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離ｆ、絞りＳより物体側のレンズ群の合成焦点距離ｆ１２３が以下の条件式（１）及び（２）を満足する画像読取レンズ、該画像読取レンズを用いた装置。（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像読取レンズ、及び該画像読取レンズを備える装置に関し、詳しくは、原稿の画像情報をライン状に素子を配列した撮像素子上に縮小結像させ、該撮像素子により該画像情報を読取るようにしたデジタル複写機やファクシミリ等の画像読取部や各種のイメージスキャナに利用される画像読取レンズ、該画像読取レンズを備える画像読取装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機やファクシミリの画像読取部やイメージスキャナは、読み取るべき原稿の画像情報を、画像読取レンズで縮小してＣＣＤ（Charge Coupled Device）のような撮像素子上に結像させて画像情報を信号化する。原稿の画像情報をカラー用で読取るために、例えば、赤、緑、青のフィルタを持つ撮像素子を１つの基板上に３列に配列してなる、所謂３ラインＣＣＤが多く採用されている。該３ラインＣＣＤを用い、この撮像素子面に原稿の画像情報を結像させることにより、３原色に色分解してカラーの画像情報を信号化する光学系がある。
【０００３】
このような画像読取レンズとしては、一般的に、像面である撮像素子上において、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。また、カラー原稿を良好に読み取るために、像面上において赤、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、各色について良好に色収差を補正する必要がある。
【０００４】
近年、画像読取レンズ及び画像読取装置においては、結像性能に加え、装置の小型化と低コスト化のために広画角の画像読取レンズを用い、照明系、ミラー、及び撮像素子を一体にした読取ユニットを用いることが求められている。
【０００５】
広画角な読取りレンズとしては、球面レンズだけで構成した４群５枚，４群６枚構成の凹レンズを第１レンズとする画像読取レンズ（特許文献１及び特許文献２）、非球面レンズを用いて画像読取レンズの広角化をめざしたもの（特許文献３）などが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の画像読取レンズは、画角が２４度前後であるため、原稿面から撮像素子までの距離が長くなり、読取ユニットとして一体化するときの光路の折り返し回数が多くなることにより読取ユニットの小型化が困難になるという問題がある。さらに、画像読取レンズから撮像素子までの距離も、その画角分必要となる。
【０００７】
画像読取レンズから撮像素子までの間は、照明系や原稿面から直接照射されてくる光線が撮像素子に入射することがないよう遮光する必要があるため、この間に原稿面から画像読取レンズまでの光路を引くことができない。よって、画像読取レンズと撮像素子との間が長くなり、読取ユニットの小型化が難しくなり、画像読取装置の小型化も難しくなる。
【０００８】
特許文献３に記載された画像読取レンズは、非球面レンズを用いることにより、さらなる広角化をめざしているが、それでも３０度前後である。また、回転非対称な非球面レンズを用いていることから、レンズの組付け時に回転非対称な非球面レンズとそれ以外の球面レンズとを別々に調整する必要が生じ、レンズの組付けのばらつきにより良好な結像性能を満足させることが困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を鑑み、３５度以上の広画角であり、画像情報を結像させるのに必要なバックフォーカスが短く、結像性能の劣化が少なく高い画像品質が得られる画像読取レンズ、並びに前記画像読取レンズを用い小型化が可能な画像読取装置及び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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像読取レンズは、
物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズからなる第１群、両凸形状の第２レンズからなる第２群、両凹形状の第３レンズからなる第３群、両凸形状の第４レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズとを接合してなる第４群、及び負の屈折力を有する第６レンズからなる第５群で構成され、前記第３群と前記第４群との間に絞りを有する５群６枚構成の画像読取レンズであって、
レンズ第１面から結像面までの距離をＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離をｆ、前記絞りより物体側に配置されたレンズ群の合成焦点距離をｆ１２３とするとき、これらが条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする画像読取レンズである。
（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１
（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像読取装置は、
本発明の画像読取レンズと、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報が結像されるライン状の撮像素子と、少なくとも１枚のミラーとが一体に保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置である。
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、本発明の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像読取レンズによれば、３５度以上の広画角であり、画像情報を結像させるのに必要なバックフォーカスが短く、結像性能の劣化が少なく、高い画像品質が得られる画像読取レンズを提供することができる。
また、前記画像読取レンズを備え、小型化を実現可能な画像読取装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像読取レンズの構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図３】図２のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図４】第２の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図５】第２の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】第３の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図７】第３の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】第４の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図９】第４の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１０】第５の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図１１】第５の実施態様における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】第６の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図１３】第６の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１４】第６レンズが非円形レンズであるレンズ構成の一例を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の画像読取装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１５】
本発明の画像読取レンズの構成の一例を図１に示す。
図１に示すように、本発明の画像読取レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１からなる第１群（Ｇ１）、両凸形状の第２レンズＬ２からなる第２群（Ｇ２）、両凹形状の第３レンズＬ３からなる第３群（Ｇ３）、両凸形状の第４レンズＬ４と物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズＬ５とを接合してなる第４群（Ｇ４）、及び負の屈折力を有する第６レンズＬ６からなる第５群（Ｇ５）で構成され、第３群（Ｇ３）と第４群（Ｇ４）との間に絞りＳを有する５群６枚構成である。
第１群（Ｇ１）の物体側にはコンタクトガラスＣＧ１が配置され、第５群（Ｇ５）の像側にはＣＣＤカバーガラスＣＧ２が配置されている。
【００１６】
なお、図１における符号の意味は下記の通りである。
ｒｊ（ｊ=１〜１２）：物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｊ（ｊ=１〜１１）：物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ（ｊ=１，３，５，８，９，１１）：物体側から数えてｊ番目の面間隔のレンズ材料の屈折率
νｄｊ（ｊ=１，３，５，８，９，１１）：物体側から数えてｊ番目の面間隔のレンズ材料のアッベ数
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：コンタクトガラスの屈折率
ｎｃ３：ＣＣＤカバーガラスの屈折率
νｄｃ１：コンタクトガラスのアッベ数
νｄｃ３：ＣＣＤカバーガラスのアッベ数
【００１７】
本発明の画像読取レンズは、レンズ第１面から結像面までの距離をＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離をｆ、前記絞りＳより物体側に配置されたレンズ群の合成焦点距離をｆ１２３とするとき、これらが以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１
（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【００１８】
条件式（１）は、画像読取レンズから撮像素子までの距離（大きさ）を規定するものである。このレンズ第１面から結像面までの距離ＴＬは、原稿面から画像読取レンズまでの光路とは分離して考えておかなくてはならない値である。この値が小さい方が、画像読取レンズを備える装置を小さくできることを示す。
【００１９】
条件式（２）は、画像読取レンズ全系の焦点距離ｆに対する絞りＳよりも物体側に配置されたレンズ群（第１〜第３群）の合成焦点距離ｆ１２３の比を規定するものである。
ｆ／ｆ１２３の値が小さくなると、物体側（前側）のレンズのパワーが弱くなり、主点位置をレンズ前方に配置させる効果がある。これによりレンズ最終面から結像面までの距離が短くなり、レンズ第1面から結像面までの距離も小さくすることができ、小型化に優位となる。下限値（−０．７）以下となると、球面収差が負に倒れてしまい、レンズの高い解像力を得ることが難しくなる。一方、条件式（２）の上限値（０．３）以上となると、レンズ第１面から結像面までの距離が伸びてしまい小型化に不利となる。
よって、条件式（１）及び（２）は、広画角な画像読取レンズにおいて、良好な解像力を得るとともに、該画像読取レンズを備える装置の小型化を達成するために必要となる条件である。
【００２０】
本発明の画像読取レンズは、少なくとも第１レンズＬ１及び第６レンズＬ６が、回転対称な非球面を有することが好ましい。
すなわち、絞りＳから物体側及び像側の最も離れた第１レンズＬ１及び第６レンズＬ６の凹レンズを、それぞれ回転対称な非球面とする。両方の負レンズを非球面にすることにより、各レンズの非球面量を大きくする必要がなくなり、レンズの加工を容易にすることができる。また、各像高に対する光線が分かれた位置で補正を行うことができるため、良好に像面湾曲とコマ収差を補正することが可能となり、像面湾曲を補正し広い像面深度を実現することができる。さらに、高い組付け安定性や，温度補償性能も得られる。
このように、両方の負レンズを非球面とすることは、広画角な読取レンズにおいて像面を一致させるために必要な条件である。
【００２１】
さらに、本発明の画像読取レンズは、第４群（Ｇ４）の合成焦点距離をｆ４５とするとき、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）０．３＜ｆ４５／ｆ＜０．８
条件式（３）は、第４群（Ｇ４）の第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の接合後の合成焦点距離ｆ４５と、画像読取レンズ全系の焦点距離ｆとの比を表す。条件式（３）は、画像読取レンズの大きさを小さくして良好な像面深度を確保するために必要な条件である。
ｆ４５／ｆの値が上限値（０．８）以上となると、画像読取レンズの全長がのびるため、レンズ第１面から結像面までの距離ＴＬが大きくなることにつながる。一方、値が小さくなることは画像読取レンズの小型化には有利であるが、下限値（０．３）以下となると、レンズの非点収差が大きくなり、像面深度を確保することが難しくなる。
【００２２】
本発明の画像読取レンズは、６枚のレンズは全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことが好ましい。
全ての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あり、加工時の廃液による水質汚染の無い、地球環境を考慮した読取用レンズとすることができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る画像読取レンズの諸収差及び具体的な数値データを示す。各実施態様（実施例）における記号の意味は下記の通りである。
ｆ ：全系の合成焦点距離
ＦＮｏ：Ｆナンバ
ｍ ：縮率
Ｙ ：物体高
ω ：半画角(度)
ｒ ：レンズ面の曲率半径
ｄ ：面間隔
ｎｄ ：レンズ材料の屈折率
ｖｄ ：レンズ材料のアッベ数
【００２４】
面番号ｊは物体側から順番に付与する。Ｃ１、Ｃ２は原稿を設置するコンタクトガラスの第１面、第２面を示し、Ｃ３、Ｃ４は撮像素子のカバーガラスの第１面、第２面を示す。
【００２５】
また、非球面の面形状は、下記数式を用いて表わされる。
【数１】
【００２６】
すなわち、非球面の形状は、Ｃを近軸曲率（近軸曲率半径の逆数）、Ｙを光軸と直交する方向の光軸からの距離とするとき、非球面の面形状は任意の距離Ｙにおいて、光軸と交わる面頂点から光軸方向に距離Ｘで表すことができる。
上記数式中、ｋは円錐定数、Ａｉは次数ｉに対する非球面係数を示す。
【００２７】
〔第１の実施態様（実施例１）〕
図２は、本発明の第１の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。
表１に、レンズの構成表を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表２に、第１の実施形態の非球面の円錐定数ｋ及び非球面係数Ａｉを示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
図３は、図２に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
なお、収差図において、ｅ線（ｅ）は５４６．０７ｎｍ、ｇ線（ｇ）は４３６．８３ｎｍ、ｃ線（ｃ）は６５６．２７ｎｍ、Ｆ線（Ｆ）は４８６．１３ｎｍを示す。また、球面収差の図において、波線は正弦条件を示し、非点収差の図において、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。これらは以下に示す他の実施態様（実施例）の収差図においても同様である。
【００３２】
〔第２の実施態様（実施例２）〕
図４は、本発明の第２の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
表４に、第２の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
図５は、図４に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００３７】
〔第３の実施態様（実施例３）〕
図６は、本発明の第３の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００３８】
【表５】
【００３９】
表６に、第３の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】
図７は、図６に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００４２】
〔第４の実施態様（実施例４）〕
図８は、本発明の第４の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００４３】
【表７】
【００４４】
表８に、第４の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００４５】
【表８】
【００４６】
図９は、図８に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００４７】
〔第５の実施態様（実施例５）〕
図１０は、本発明の第５の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００４８】
【表９】
【００４９】
表１０に、第５の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００５０】
【表１０】
【００５１】
図１１は、図１０に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００５２】
〔第６の実施態様（実施例６）〕
図１２は、本発明の第６の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００５３】
【表１１】
【００５４】
表１２に、第６の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００５５】
【表１２】
【００５６】
図１３は、図１２に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００５７】
以下に、上述の各実施態様（実施例）における条件式の値を示す。
【００５８】
【表１３】
【００５９】
本発明の画像読取レンズは、レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることが好ましい。
図１４に、第６レンズＬ６が非円形レンズの外形形状である画像読取レンズの例を示す。物体側より、負の屈折力を有する第１レンズＬ１からなる第１群（Ｇ１）、両凸の第２レンズＬ２からなる第２群（Ｇ２）、両凹の第３レンズＬ３からなる第３群（Ｇ３）、両凸の第４レンズＬ４と物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズＬ５とを接合してなる第４群（Ｇ４）と、負の屈折力を有する第６レンズＬ６からなる第５群（Ｇ５）からなり、第３群（Ｇ３）と第４群（Ｇ４）との間に絞り（図示せず）を有する５群６枚構成の画像読取レンズにおいて、ＣＣＤラインセンサの光電変換素子の配列方向と直交する方向に対しては、第５群（Ｇ５）の第６レンズＬ６においても他のレンズと同程度の光束が通る大きさを有していればよいため，図１４に示すように上下を切り落とした非円形のレンズとすることにより、画像読取レンズをより小型化することが可能となる。図１４中、Ａは光軸、Ｂは撮像素子の配列方向を示す。
【００６０】
非円形の外形形状としたレンズは、図１４に示す第６レンズＬ６に限定されないが、他のレンズに比べ光線の通る高さが高いため、レンズ径が大きくなりやすい第１レンズＬ１及び第６レンズＬ６の外形形状を非円形とすることは、小型化に有利である。
本発明の画像読取レンズを用いた装置においてラインセンサを用いる場合、ラインセンサの方向と垂直な方向には絞りと同等又は若干大きい程度の幅しか光線が通らないため、ラインセンサと垂直方向にはレンズを小さくすることが可能となる。
よって、第１レンズＬ１及び第６レンズＬ２の少なくともいずれかを、ラインセンサと垂直な方向を小さくした非円弧形状のレンズを用いることにより、装置の小型化が達成できる。
【００６１】
〔画像読取装置〕
本発明の画像読取装置は、本発明の画像読取レンズと、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報が結像されるライン状の撮像素子と、少なくとも１枚のミラーとが一体に保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取る。
図１５に、本発明の画像読取装置の一例を示す。
【００６２】
図１５に示すように、読取られるべき画像を有する原稿４２は、原稿台としてのコンタクトガラス４１上に平面的に定置される。
画像読取ユニット４３は、図面に直交する方向を長手方向とし、原稿台４１の原稿載置面に対して鏡面を傾けて配置されたミラー４３ｅ，４３ｆ，４３ｇを保持し、図１５において符号４３で示す位置から符号４３’で示す位置まで一定速度Ｖで移動する。
画像読取ユニット４３は、原稿４２を照明する照明系として、図面に直交する方向に長い蛍光ランプ４３ａ，４３ｃ、及び反射鏡４３ｂ，４３ｄを保持している。蛍光ランプ４３ａ，４３ｃは、画像読取ユニット４３が図１５の右方へ変位するときに発光し、原稿台４１上の原稿４２を照明する。従って、画像読取ユニット４３が符号４３’で示す位置まで変位する間に原稿４２は照明走査される。
蛍光ランプ４３ａ，４３ｃとしては、ハロゲンランプや、キセノンランプ、冷陰極管等の管灯、ＬＥＤ等の点光源を用い一列に並べたもの、もしくは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ることができ、さらには有機ＥＬに代表される面発光光源を用いることもできる。
【００６３】
原稿４２が照明走査されるとき、原稿４２の被照明部からの反射光は、ミラー４３ｅ，４３ｆ，４３ｇで順次反射され、結像光束として画像読取レンズ４４に入射する。このときすべてのミラーは画像読取ユニット４３に一体で保持されているため、原稿４２の照明走査中において、原稿被照明部から画像読取レンズ４４に至る光路長は一定である。
【００６４】
画像読取レンズ４４に入射した結像光束は、画像読取レンズ４４の結像作用により撮像素子４５の受光面に原稿４の縮小像を結像する。
撮像素子４５はＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図面に直交する方向へ密接して配列しており、原稿４２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。この電気信号はＡ／Ｄ変換等の信号処理を受けて画像信号となり、必要に応じてメモリ（図示せず）に記憶される。
【００６５】
なお、撮像素子４５は、結像画像を３色（赤，緑，青）に色分解して色情報を読取ることができ、各光電変換部で変換された電気信号を合成することでカラー原稿を読取ることができる。色分解を行う方法としては、画像読取レンズ４４とラインセンサ（ＣＣＤ）４５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て原稿を照明する方法等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取ることも可能である。
【００６６】
広画角な本発明の画像読取レンズ４４を用い、一体で画像読取ユニット４３を形成することにより、画像読取装置をより小型化することが可能であるととともに、一体で移動するために画像読取ユニット４３の移動時の性能劣化を小さく抑えることが可能となる。
【００６７】
〔画像形成装置〕
本発明の画像形成装置は、画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として本発明の画像読取装置を用いる。
本発明の画像形成装置の一例の構成を図１６に示す。
【００６８】
図１６に示すように、この画像形成装置は、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１００とを有する。画像読取装置２００の部分は、図１５に即して説明したのと同様のものであり、各部には図１５と同じ符号を付してある。
【００６９】
画像読取装置２００の画像読取ユニット４３の３ラインのＣＣＤラインセンサ（撮像素子）４５から出力される画像信号は信号処理部１２０に送られ、信号処理部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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１３０は「記録媒体」としての転写紙を示している。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１０が時計回りに等速回転され、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。
【００７２】
「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。
【００７３】
転写紙１３０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１３０を転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙１３０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。
【００７４】
カラー画像を転写された転写紙１３０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。
【００７５】
なお、本発明にかかる画像形成装置は、感光体を各色に対応して複数配置した、いわゆるタンデム式の画像形成装置であってもよい。勿論、画像形成装置を「モノクロームの画像形成を行うように構成」できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
ＣＧ１ コンタクトガラス
ＣＧ２ ＣＣＤカバーガラス
４１ 原稿台（コンタクトガラス）
４２ 原稿
４３ 画像読取ユニット
４４ 画像読取レンズ
４５ ラインセンサ（ＣＣＤ）
２００ 画像読取装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００５−２６６７７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２８５１５８号公報
【特許文献３】特許第３８６２４４６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像読取レンズ、及び該画像読取レンズを備える装置に関し、詳しくは、原稿の画像情報をライン状に素子を配列した撮像素子上に縮小結像させ、該撮像素子により該画像情報を読取るようにしたデジタル複写機やファクシミリ等の画像読取部や各種のイメージスキャナに利用される画像読取レンズ、該画像読取レンズを備える画像読取装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機やファクシミリの画像読取部やイメージスキャナは、読み取るべき原稿の画像情報を、画像読取レンズで縮小してＣＣＤ（Charge Coupled Device）のような撮像素子上に結像させて画像情報を信号化する。原稿の画像情報をカラー用で読取るために、例えば、赤、緑、青のフィルタを持つ撮像素子を１つの基板上に３列に配列してなる、所謂３ラインＣＣＤが多く採用されている。該３ラインＣＣＤを用い、この撮像素子面に原稿の画像情報を結像させることにより、３原色に色分解してカラーの画像情報を信号化する光学系がある。
【０００３】
このような画像読取レンズとしては、一般的に、像面である撮像素子上において、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。また、カラー原稿を良好に読み取るために、像面上において赤、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、各色について良好に色収差を補正する必要がある。
【０００４】
近年、画像読取レンズ及び画像読取装置においては、結像性能に加え、装置の小型化と低コスト化のために広画角の画像読取レンズを用い、照明系、ミラー、及び撮像素子を一体にした読取ユニットを用いることが求められている。
【０００５】
広画角な読取りレンズとしては、球面レンズだけで構成した４群５枚，４群６枚構成の凹レンズを第１レンズとする画像読取レンズ（特許文献１及び特許文献２）、非球面レンズを用いて画像読取レンズの広角化をめざしたもの（特許文献３）などが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の画像読取レンズは、画角が２４度前後であるため、原稿面から撮像素子までの距離が長くなり、読取ユニットとして一体化するときの光路の折り返し回数が多くなることにより読取ユニットの小型化が困難になるという問題がある。さらに、画像読取レンズから撮像素子までの距離も、その画角分必要となる。
【０００７】
画像読取レンズから撮像素子までの間は、照明系や原稿面から直接照射されてくる光線が撮像素子に入射することがないよう遮光する必要があるため、この間に原稿面から画像読取レンズまでの光路を引くことができない。よって、画像読取レンズと撮像素子との間が長くなり、読取ユニットの小型化が難しくなり、画像読取装置の小型化も難しくなる。
【０００８】
特許文献３に記載された画像読取レンズは、非球面レンズを用いることにより、さらなる広角化をめざしているが、それでも３０度前後である。また、回転非対称な非球面レンズを用いていることから、レンズの組付け時に回転非対称な非球面レンズとそれ以外の球面レンズとを別々に調整する必要が生じ、レンズの組付けのばらつきにより良好な結像性能を満足させることが困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を鑑み、３５度以上の広画角であり、画像情報を結像させるのに必要なバックフォーカスが短く、結像性能の劣化が少なく高い画像品質が得られる画像読取レンズ、並びに前記画像読取レンズを用い小型化が可能な画像読取装置及び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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像読取レンズは、
物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズからなる第１群、両凸形状の第２レンズからなる第２群、両凹形状の第３レンズからなる第３群、両凸形状の第４レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズとを接合してなる第４群、及び負の屈折力を有する第６レンズからなる第５群で構成され、前記第３群と前記第４群との間に絞りを有する５群６枚構成の画像読取レンズであって、
レンズ第１面から結像面までの距離をＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離をｆ、前記絞りより物体側に配置されたレンズ群の合成焦点距離をｆ１２３とするとき、これらが条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする画像読取レンズである。
（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１
（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像読取装置は、
本発明の画像読取レンズと、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報が結像されるライン状の撮像素子と、少なくとも１枚のミラーとが一体に保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置である。
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、本発明の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像読取レンズによれば、３５度以上の広画角であり、画像情報を結像させるのに必要なバックフォーカスが短く、結像性能の劣化が少なく、高い画像品質が得られる画像読取レンズを提供することができる。
また、前記画像読取レンズを備え、小型化を実現可能な画像読取装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像読取レンズの構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図３】図２のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図４】第２の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図５】第２の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】第３の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図７】第３の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】第４の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図９】第４の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１０】第５の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図１１】第５の実施態様における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】第６の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。
【図１３】第６の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１４】第６レンズが非円形レンズであるレンズ構成の一例を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の画像読取装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１５】
本発明の画像読取レンズの構成の一例を図１に示す。
図１に示すように、本発明の画像読取レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１からなる第１群（Ｇ１）、両凸形状の第２レンズＬ２からなる第２群（Ｇ２）、両凹形状の第３レンズＬ３からなる第３群（Ｇ３）、両凸形状の第４レンズＬ４と物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズＬ５とを接合してなる第４群（Ｇ４）、及び負の屈折力を有する第６レンズＬ６からなる第５群（Ｇ５）で構成され、第３群（Ｇ３）と第４群（Ｇ４）との間に絞りＳを有する５群６枚構成である。
第１群（Ｇ１）の物体側にはコンタクトガラスＣＧ１が配置され、第５群（Ｇ５）の像側にはＣＣＤカバーガラスＣＧ２が配置されている。
【００１６】
なお、図１における符号の意味は下記の通りである。
ｒｊ（ｊ=１〜１２）：物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｊ（ｊ=１〜１１）：物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ（ｊ=１，３，５，８，９，１１）：物体側から数えてｊ番目の面間隔のレンズ材料の屈折率
νｄｊ（ｊ=１，３，５，８，９，１１）：物体側から数えてｊ番目の面間隔のレンズ材料のアッベ数
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：コンタクトガラスの屈折率
ｎｃ３：ＣＣＤカバーガラスの屈折率
νｄｃ１：コンタクトガラスのアッベ数
νｄｃ３：ＣＣＤカバーガラスのアッベ数
【００１７】
本発明の画像読取レンズは、レンズ第１面から結像面までの距離をＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離をｆ、前記絞りＳより物体側に配置されたレンズ群の合成焦点距離をｆ１２３とするとき、これらが以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１
（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【００１８】
条件式（１）は、画像読取レンズから撮像素子までの距離（大きさ）を規定するものである。このレンズ第１面から結像面までの距離ＴＬは、原稿面から画像読取レンズまでの光路とは分離して考えておかなくてはならない値である。この値が小さい方が、画像読取レンズを備える装置を小さくできることを示す。
【００１９】
条件式（２）は、画像読取レンズ全系の焦点距離ｆに対する絞りＳよりも物体側に配置されたレンズ群（第１〜第３群）の合成焦点距離ｆ１２３の比を規定するものである。
ｆ／ｆ１２３の値が小さくなると、物体側（前側）のレンズのパワーが弱くなり、主点位置をレンズ前方に配置させる効果がある。これによりレンズ最終面から結像面までの距離が短くなり、レンズ第1面から結像面までの距離も小さくすることができ、小型化に優位となる。下限値（−０．７）以下となると、球面収差が負に倒れてしまい、レンズの高い解像力を得ることが難しくなる。一方、条件式（２）の上限値（０．３）以上となると、レンズ第１面から結像面までの距離が伸びてしまい小型化に不利となる。
よって、条件式（１）及び（２）は、広画角な画像読取レンズにおいて、良好な解像力を得るとともに、該画像読取レンズを備える装置の小型化を達成するために必要となる条件である。
【００２０】
本発明の画像読取レンズは、少なくとも第１レンズＬ１及び第６レンズＬ６が、回転対称な非球面を有することが好ましい。
すなわち、絞りＳから物体側及び像側の最も離れた第１レンズＬ１及び第６レンズＬ６の凹レンズを、それぞれ回転対称な非球面とする。両方の負レンズを非球面にすることにより、各レンズの非球面量を大きくする必要がなくなり、レンズの加工を容易にすることができる。また、各像高に対する光線が分かれた位置で補正を行うことができるため、良好に像面湾曲とコマ収差を補正することが可能となり、像面湾曲を補正し広い像面深度を実現することができる。さらに、高い組付け安定性や，温度補償性能も得られる。
このように、両方の負レンズを非球面とすることは、広画角な読取レンズにおいて像面を一致させるために必要な条件である。
【００２１】
さらに、本発明の画像読取レンズは、第４群（Ｇ４）の合成焦点距離をｆ４５とするとき、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）０．３＜ｆ４５／ｆ＜０．８
条件式（３）は、第４群（Ｇ４）の第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の接合後の合成焦点距離ｆ４５と、画像読取レンズ全系の焦点距離ｆとの比を表す。条件式（３）は、画像読取レンズの大きさを小さくして良好な像面深度を確保するために必要な条件である。
ｆ４５／ｆの値が上限値（０．８）以上となると、画像読取レンズの全長がのびるため、レンズ第１面から結像面までの距離ＴＬが大きくなることにつながる。一方、値が小さくなることは画像読取レンズの小型化には有利であるが、下限値（０．３）以下となると、レンズの非点収差が大きくなり、像面深度を確保することが難しくなる。
【００２２】
本発明の画像読取レンズは、６枚のレンズは全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことが好ましい。
全ての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あり、加工時の廃液による水質汚染の無い、地球環境を考慮した読取用レンズとすることができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る画像読取レンズの諸収差及び具体的な数値データを示す。各実施態様（実施例）における記号の意味は下記の通りである。
ｆ ：全系の合成焦点距離
ＦＮｏ：Ｆナンバ
ｍ ：縮率
Ｙ ：物体高
ω ：半画角(度)
ｒ ：レンズ面の曲率半径
ｄ ：面間隔
ｎｄ ：レンズ材料の屈折率
ｖｄ ：レンズ材料のアッベ数
【００２４】
面番号ｊは物体側から順番に付与する。Ｃ１、Ｃ２は原稿を設置するコンタクトガラスの第１面、第２面を示し、Ｃ３、Ｃ４は撮像素子のカバーガラスの第１面、第２面を示す。
【００２５】
また、非球面の面形状は、下記数式を用いて表わされる。
【数１】
【００２６】
すなわち、非球面の形状は、Ｃを近軸曲率（近軸曲率半径の逆数）、Ｙを光軸と直交する方向の光軸からの距離とするとき、非球面の面形状は任意の距離Ｙにおいて、光軸と交わる面頂点から光軸方向に距離Ｘで表すことができる。
上記数式中、ｋは円錐定数、Ａｉは次数ｉに対する非球面係数を示す。
【００２７】
〔第１の実施態様（実施例１）〕
図２は、本発明の第１の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。
表１に、レンズの構成表を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表２に、第１の実施形態の非球面の円錐定数ｋ及び非球面係数Ａｉを示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
図３は、図２に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
なお、収差図において、ｅ線（ｅ）は５４６．０７ｎｍ、ｇ線（ｇ）は４３６．８３ｎｍ、ｃ線（ｃ）は６５６．２７ｎｍ、Ｆ線（Ｆ）は４８６．１３ｎｍを示す。また、球面収差の図において、波線は正弦条件を示し、非点収差の図において、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。これらは以下に示す他の実施態様（実施例）の収差図においても同様である。
【００３２】
〔第２の実施態様（実施例２）〕
図４は、本発明の第２の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
表４に、第２の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
図５は、図４に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００３７】
〔第３の実施態様（実施例３）〕
図６は、本発明の第３の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００３８】
【表５】
【００３９】
表６に、第３の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】
図７は、図６に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００４２】
〔第４の実施態様（実施例４）〕
図８は、本発明の第４の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００４３】
【表７】
【００４４】
表８に、第４の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００４５】
【表８】
【００４６】
図９は、図８に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００４７】
〔第５の実施態様（実施例５）〕
図１０は、本発明の第５の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００４８】
【表９】
【００４９】
表１０に、第５の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００５０】
【表１０】
【００５１】
図１１は、図１０に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００５２】
〔第６の実施態様（実施例６）〕
図１２は、本発明の第６の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
【００５３】
【表１１】
【００５４】
表１２に、第６の実施形態の非球面の円錐定数及び非球面係数を示す。
【００５５】
【表１２】
【００５６】
図１３は、図１２に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
【００５７】
以下に、上述の各実施態様（実施例）における条件式の値を示す。
【００５８】
【表１３】
【００５９】
本発明の画像読取レンズは、レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることが好ましい。
図１４に、第６レンズＬ６が非円形レンズの外形形状である画像読取レンズの例を示す。物体側より、負の屈折力を有する第１レンズＬ１からなる第１群（Ｇ１）、両凸の第２レンズＬ２からなる第２群（Ｇ２）、両凹の第３レンズＬ３からなる第３群（Ｇ３）、両凸の第４レンズＬ４と物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズＬ５とを接合してなる第４群（Ｇ４）と、負の屈折力を有する第６レンズＬ６からなる第５群（Ｇ５）からなり、第３群（Ｇ３）と第４群（Ｇ４）との間に絞り（図示せず）を有する５群６枚構成の画像読取レンズにおいて、ＣＣＤラインセンサの光電変換素子の配列方向と直交する方向に対しては、第５群（Ｇ５）の第６レンズＬ６においても他のレンズと同程度の光束が通る大きさを有していればよいため，図１４に示すように上下を切り落とした非円形のレンズとすることにより、画像読取レンズをより小型化することが可能となる。図１４中、Ａは光軸、Ｂは撮像素子の配列方向を示す。
【００６０】
非円形の外形形状としたレンズは、図１４に示す第６レンズＬ６に限定されないが、他のレンズに比べ光線の通る高さが高いため、レンズ径が大きくなりやすい第１レンズＬ１及び第６レンズＬ６の外形形状を非円形とすることは、小型化に有利である。
本発明の画像読取レンズを用いた装置においてラインセンサを用いる場合、ラインセンサの方向と垂直な方向には絞りと同等又は若干大きい程度の幅しか光線が通らないため、ラインセンサと垂直方向にはレンズを小さくすることが可能となる。
よって、第１レンズＬ１及び第６レンズＬ２の少なくともいずれかを、ラインセンサと垂直な方向を小さくした非円弧形状のレンズを用いることにより、装置の小型化が達成できる。
【００６１】
〔画像読取装置〕
本発明の画像読取装置は、本発明の画像読取レンズと、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報が結像されるライン状の撮像素子と、少なくとも１枚のミラーとが一体に保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取る。
図１５に、本発明の画像読取装置の一例を示す。
【００６２】
図１５に示すように、読取られるべき画像を有する原稿４２は、原稿台としてのコンタクトガラス４１上に平面的に定置される。
画像読取ユニット４３は、図面に直交する方向を長手方向とし、原稿台４１の原稿載置面に対して鏡面を傾けて配置されたミラー４３ｅ，４３ｆ，４３ｇを保持し、図１５において符号４３で示す位置から符号４３’で示す位置まで一定速度Ｖで移動する。
画像読取ユニット４３は、原稿４２を照明する照明系として、図面に直交する方向に長い蛍光ランプ４３ａ，４３ｃ、及び反射鏡４３ｂ，４３ｄを保持している。蛍光ランプ４３ａ，４３ｃは、画像読取ユニット４３が図１５の右方へ変位するときに発光し、原稿台４１上の原稿４２を照明する。従って、画像読取ユニット４３が符号４３’で示す位置まで変位する間に原稿４２は照明走査される。
蛍光ランプ４３ａ，４３ｃとしては、ハロゲンランプや、キセノンランプ、冷陰極管等の管灯、ＬＥＤ等の点光源を用い一列に並べたもの、もしくは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ることができ、さらには有機ＥＬに代表される面発光光源を用いることもできる。
【００６３】
原稿４２が照明走査されるとき、原稿４２の被照明部からの反射光は、ミラー４３ｅ，４３ｆ，４３ｇで順次反射され、結像光束として画像読取レンズ４４に入射する。このときすべてのミラーは画像読取ユニット４３に一体で保持されているため、原稿４２の照明走査中において、原稿被照明部から画像読取レンズ４４に至る光路長は一定である。
【００６４】
画像読取レンズ４４に入射した結像光束は、画像読取レンズ４４の結像作用により撮像素子４５の受光面に原稿４の縮小像を結像する。
撮像素子４５はＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図面に直交する方向へ密接して配列しており、原稿４２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。この電気信号はＡ／Ｄ変換等の信号処理を受けて画像信号となり、必要に応じてメモリ（図示せず）に記憶される。
【００６５】
なお、撮像素子４５は、結像画像を３色（赤，緑，青）に色分解して色情報を読取ることができ、各光電変換部で変換された電気信号を合成することでカラー原稿を読取ることができる。色分解を行う方法としては、画像読取レンズ４４とラインセンサ（ＣＣＤ）４５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て原稿を照明する方法等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取ることも可能である。
【００６６】
広画角な本発明の画像読取レンズ４４を用い、一体で画像読取ユニット４３を形成することにより、画像読取装置をより小型化することが可能であるととともに、一体で移動するために画像読取ユニット４３の移動時の性能劣化を小さく抑えることが可能となる。
【００６７】
〔画像形成装置〕
本発明の画像形成装置は、画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として本発明の画像読取装置を用いる。
本発明の画像形成装置の一例の構成を図１６に示す。
【００６８】
図１６に示すように、この画像形成装置は、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１００とを有する。画像読取装置２００の部分は、図１５に即して説明したのと同様のものであり、各部には図１５と同じ符号を付してある。
【００６９】
画像読取装置２００の画像読取ユニット４３の３ラインのＣＣＤラインセンサ（撮像素子）４５から出力される画像信号は信号処理部１２０に送られ、信号処理部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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１３０は「記録媒体」としての転写紙を示している。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１０が時計回りに等速回転され、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。
【００７２】
「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。
【００７３】
転写紙１３０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１３０を転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙１３０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。
【００７４】
カラー画像を転写された転写紙１３０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。
【００７５】
なお、本発明にかかる画像形成装置は、感光体を各色に対応して複数配置した、いわゆるタンデム式の画像形成装置であってもよい。勿論、画像形成装置を「モノクロームの画像形成を行うように構成」できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
ＣＧ１ コンタクトガラス
ＣＧ２ ＣＣＤカバーガラス
４１ 原稿台（コンタクトガラス）
４２ 原稿
４３ 画像読取ユニット
４４ 画像読取レンズ
４５ ラインセンサ（ＣＣＤ）
２００ 画像読取装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００５−２６６７７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２８５１５８号公報
【特許文献３】特許第３８６２４４６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズからなる第１群、両凸形状の第２レンズからなる第２群、両凹形状の第３レンズからなる第３群、両凸形状の第４レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズとを接合してなる第４群、及び負の屈折力を有する第６レンズからなる第５群で構成され、前記第３群と前記第４群との間に絞りを有する５群６枚構成の画像読取レンズであって、
レンズ第１面から結像面までの距離をＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離をｆ、前記絞りより物体側に配置されたレンズ群の合成焦点距離をｆ１２３とするとき、これらが以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１
（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【請求項２】
少なくとも前記第１レンズ及び前記第６レンズが、回転対称な非球面を有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】
前記第４群の合成焦点距離をｆ４５とするとき、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取レンズ。
（３）０．３＜ｆ４５／ｆ＜０．８
【請求項４】
６枚のレンズが全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像読取レンズ。
【請求項５】
レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像読取レンズ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の画像読取レンズと、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報が結像されるライン状の撮像素子と、少なくとも１枚のミラーとが一体に保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、請求項６に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズからなる第１群、両凸形状の第２レンズからなる第２群、両凹形状の第３レンズからなる第３群、両凸形状の第４レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズとを接合してなる第４群、及び負の屈折力を有する第６レンズからなる第５群で構成され、前記第３群と前記第４群との間に絞りを有する５群６枚構成の画像読取レンズであって、
レンズ第１面から結像面までの距離をＴＬ、画像読取レンズ全系の焦点距離をｆ、前記絞りより物体側に配置されたレンズ群の合成焦点距離をｆ１２３とするとき、これらが以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
（１）１．７＜ＴＬ／ｆ＜２．１
（２）−０．７＜ｆ／ｆ１２３＜０．３
【請求項２】
少なくとも前記第１レンズ及び前記第６レンズが、回転対称な非球面を有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】
前記第４群の合成焦点距離をｆ４５とするとき、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取レンズ。
（３）０．３＜ｆ４５／ｆ＜０．８
【請求項４】
６枚のレンズが全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像読取レンズ。
【請求項５】
レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像読取レンズ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の画像読取レンズと、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報が結像されるライン状の撮像素子と、少なくとも１枚のミラーとが一体に保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、請求項６に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５４２９５（Ｐ２０１３−５４２９５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３９６２（Ｐ２０１１−１９３９６２）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]