CN101472035B - 光学单元,图像读取装置以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过设置可进行大范围调整的切口部，从而能够调整倍率的光学单元。通过在透镜保持部件33与透镜单元保持部件34，形成分别具有小切口部39a、44a的切口部39、44，并且，将工具的头部45插入小切口部39a、44a，沿箭头方向转动，从而，使透镜保持部件33与透镜单元保持部件34相对地沿光轴L方向移动。由此，通过使工具沿逆时钟方向回转，或沿时钟方向回转，能够变换透镜保持部件33与透镜单元保持部件34的相对移动方向。

Description

光学单元，图像读取装置以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及包括透镜，以及接受该透镜所会聚的光束的光电转换元件等受光部件，并能够调整透镜与受光部件的光学性位置的光学单元，图像读取装置以及图像形成装置。

背景技术

作为对原稿照射光，并且，通过CCD、CMOS等构成的光电转换元件接受原稿的反射光，并实行光电转换，以读取原稿的图像读取装置的一个例子，如图16所示，通常包括作为光源，沿主扫描方向呈长圆筒形的氙灯101，该氙灯101的照射光照射到载置在玻璃台102上的原稿，并且，来自原稿的反射光经由透镜103被引导到光电转换元件104，通过光电转换元件104实行光电转换，转换成为电信号。

在所述图像读取装置中，搭载了第一移动体106与第二移动体109。所述第一移动体106包括氙灯101与偏转原稿反射光的第一反射镜；所述第二移动体109包括使得被第一反射镜105偏转的光进一步偏转的第二反射镜107与第三反射镜108。第一移动体106与第二移动体109以预定的扫描速度移动通过玻璃台102的下方，以读取玻璃台102上的原稿。

由所述透镜103与所述光电转换元件104等构成的图像读取单元120中，若成像光束从光电转换元件104的受光面上沿光轴方向偏移，则发生图像的读取劣化，因此，透镜103、光电转换元件104、光电转换元件控制电路121以及保持这些部件的保持部件122中，在调整了原稿面与透镜103，透镜103与光电转换元件104的位置关系之后，进行固定，以使读取图像的质量满足设计规格。

调整方法有各种各样，如专利文献1所示，有通过工具进行调整，并使用紫外线粘接，将光电转换装置与透镜固定的方法。

但是，这样的调整方法招致工具大型化并增加工具费用，因此，近年，采用在透镜本身设置可以通过负螺丝刀等进行调整的切口，并通过该切口进行光学调整的方法(参照专利文献2)。

专利文献1：特开2003-92393号公报

专利文献2：特开2007-151108号公报

但是，上述以往的方法中，由于透镜的共轭长度的偏差大，因此，通过调整范围广，可动台架等工具进行倍率的调整(将透镜与光电转换元件作为一体，使其沿光轴方向移动的调整)。

发明内容

本发明就是为了解决该问题而提出的，本发明目的在于提供一种通过设置可进行大范围调整的切口部，能够调整倍率的光学单元、图像读取装置以及图像形成装置。

为了达到上述目的，本发明提出以下方案：

(1)一种光学单元，其包括：单元体，其设置了透镜体与受光部件，所述受光部件接受入射到所述透镜体并被会聚的光束；保持部件，其保持所述单元体，所述光学单元的特征在于：在所述单元体与所述保持部件的结合面分别形成切口部，并且，对所述单元体与所述保持部件进行配设，以使两切口部的空间部一致，将工具插入所述两切口部的空间部，使所述单元体与所述保持部件相对地滑动，能够调整相对于所述透镜体的光轴垂直方向的光学性位置。根据该构成，通过调整由透镜体与受光部件构成的单元体的位置，能够避免几何特性的劣化以及MTF(调制传递函数：Modulation Transfer Function)的劣化等，并且，通过使用简单的工具对切口部实行变位操作就能够进行调整，因此，调整容易且调整范围大，从而，能够简单且容易地对该单元部分的倍率进行调整。

(2)根据(1)中记载的光学单元，其特征在于：在所述切口部的至少一方形成小切口部。根据该构成，可以通过该切口部进行大范围调整，还能够对共轭长度偏差大的透镜进行调整，能够使用成本低的透镜(一般，在缩小透镜的共轭长度偏差的情况下，需要增加玻璃，或成品率下降，从而导致成本提高)。

(3)根据(1)或(2)中记载的光学单元，其特征在于：形成多个所述切口部的所述小切口部。

(4)根据(3)中记载的光学单元，其特征在于：将所述单元体中所述切口部的所述小切口部的间距与所述保持体中所述切口部的所述小切口部的间距设为不等。根据该构成，调整幅度大，可通过工具对切口部实行变位操作而且操作范围广。

(5)根据(1)中记载的光学单元，其特征在于：用于固定所述单元体与所述保持部件的紧固部件被插入孔中，所述单元体侧的所述孔的与透镜光轴正交方向的尺寸设定为比所述紧固部件的外形大。根据该构成，能够进行以垂直于透镜光轴的轴为中心的回转调整(β方向调整)，因此，能够使用低成本的透镜(通常，在不能够对透镜的β方向进行调整的情况下，调制传递函数的左右不平衡。在透镜侧解决该问题的情况下，需要保持透镜本身的左右平衡，导致玻璃材料增加，或成品率下降，从而导致成本提高)。

(6)根据(1)-(5)的任意一项中记载的光学单元，其特征在于：将所述切口部设置在通过所述透镜体光轴方向中央部分的直线上。根据该构成，在进行了上述β方向调整之后可以不进行其它方向的调整，因此，能够在短时间内调整单元体。

(7)根据(1)-(6)的任意一项中记载的光学单元，其特征在于：将所述切口部相对于所述透镜体对称地设置。根据该构成，在进行了上述β方向调整之后可以不进行其它方向的调整，因此，能够在短时间内调整单元体。

(8)一种图像读取装置，其包括：光学单元部，对读取对象进行照明，并且，使得来自所述读取对象的反射光经由透镜体成像在作为受光部件的光电转换元件，以读取图像，所述图像读取装置的特征在于：作为所述光学单元部，搭载了(1)-(7)的任意一项中记载的光学单元。根据该构成，能够简单且容易地进行光学单元部的倍率调整，因此，在光学性能良好的状态下进行图像读取。

(9)一种图像形成装置，包括：图像读取部与图像形成部，所述图像形成部根据所述图像读取部所读取的图像对记录介质实行图像形成，所述图像形成装置的特征在于：作为所述图像读取部，搭载了权利要求8中记载的图像读取装置。

下面，说明本发明的效果。

根据本发明涉及的光学单元，通过调整由透镜体与受光部件构成的单元体的位置，能够避免几何特性的劣化以及调制传递函数的劣化等，并且，通过简单的工具对切口部实行变位操作来进行调整，因此，能够调整透镜体和受光部件，与保持该单元体的保持部件之间的相对光学位置，调整容易，且调整范围广。因此，能够简单且容易地进行光学单元的倍率调整。

根据本发明涉及的图像读取装置，能够简单且容易地进行光学单元部的倍率调整，因此，在光学性能良好的状态下进行图像读取，而且，根据本发明涉及的图像形成装置，通过使用上述构成的光学单元，能够进行高质量的图像形成。

附图说明

图1是本发明涉及的图像形成装置的实施例的结构示意图；

图2是本实施例的扫描器的结构示意图；

图3是表示本发明涉及的实施例1的扫描装置的图像读取部(光学单元)的立体图；

图4是从图3的图像读取部正面看的分解立体图；

图5是图3的图像读取部的平面图；

图6是实施例1的透镜保持部件的平面图；

图7是实施例1的透镜单元保持部件的平面图；

图8A、8B、8C是对实施例1的两切口部实行工具操作的说明图；

图9是本发明涉及的实施例2的扫描器的图像读取部的平面图；

图10是实施例2的透镜保持部件的平面图；

图11是实施例2的透镜单元保持部件的平面图；

图12A、12B、12C、12D是对实施例2的两切口部实行工具操作的说明图；

图13是用于说明实施例1、2中通过螺钉固定透镜保持部件与透镜单元保持部件的结构的平面图；

图14A、14B是本实施例中切口部与成像透镜体的设置结构的说明图；

图15是本实施例中切口部与成像透镜体的设置结构的说明图；

图16是以往的图像读取装置的结构示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。

图1是表示本发明涉及的图像形成装置实施例的示意图。

图1所示的复印机、传真机等图像形成装置1中，符号2是装置机体、符号3是自动原稿运送装置(ADF)、符号4是扫描器，其作为图像读取装置、符号5是供纸单元、符号6是写入单元。装置机体2中收纳了扫描器4、供纸单元5以及写入单元6。

ADF3设置在装置机体2的上部，该ADF3包括原稿载置板7与原稿运送装置8。原稿载置板7设置在装置机体2的上部，其表面上载置原稿9。原稿运送装置8包括运送带，其将原稿载置板7上的原稿9一张一张地送出到扫描器4上部的玻璃台10上，同时，将由扫描器4实行了如后所述的读取处理的原稿9从玻璃台4排出到装置机体2的外部。

扫描器4设置在ADF3的下方，该扫描器4包括玻璃台10与光学扫描系统11。玻璃台10两边表面呈水平状态，安装在装置机体2的上面。光学扫描系统11包括照明灯12、第一反射镜13、第二反射镜14、第三反射镜15，而且，还包括图像读取部16。所述图像读取部16包括成像透镜体31与图像传感器32，该图像传感器32是受光部件。由照明灯12对原稿9照射光，在图像传感器32接受来自该原稿9的反射光并实行光电转换，以输出原稿图像数据。

如图2所示的扫描器4的构成图，第一反射镜13、第二反射镜14以及第三反射镜15使来自原稿9的反射光偏转，以将其朝着光学单元的图像读取部16引导。照明灯12与第一反射镜13设置在第一托架17，第二反射镜14与第三反射镜15设置在第二托架18。由扫描驱动部(没有图示)驱动第一托架17与第二托架18，在读取原稿时，光路长度不发生变化，并以2比1的相对速度移动。

供纸单元5包括设置在装置机体2下部的若干转印纸收纳部19，与转印纸供纸运送部20，各转印纸收纳部19收纳多张转印纸21。转印纸供纸运送部20将转印纸收纳部19中的转印纸21一张一张地朝着定位辊25运送。

写入单元6包括激光输出单元22、成像透镜23、反射镜24、定位辊25、感光鼓26、显影装置27、转印部件28以及定影装置29。

激光输出单元22的内部虽然没有图示，但实际上设置了激光二极管与多面镜，所述激光二极管是激光光源，所述多面镜被马达驱动高速地定速回转。从激光输出单元22照射激光，该激光通过多面镜被偏转，并从成像透镜23通过，被反射镜24偏转，会聚在感光鼓26的外周面上并成像。感光鼓26在与回转方向正交的主扫描方向被激光曝光扫描，以行单位记录从图像信号处理部(没有图示)输出的图像信号，该图像信号处理部用于处理从图像传感器32输入的图像数据。写入单元6以对应于感光鼓26的回转速度与记录密度的预定周期反复地进行主扫描，以在感光鼓26的表面上形成静电潜像。

另一方面，转印纸供纸运送部从转印纸收纳部9供给并运送转印纸21，定位辊25将该转印纸21送出至转印部件28与感光鼓26之间。此时，由显影装置27将调色剂附着在感光鼓26表面的静电潜像上，使得静电潜像显影成为调色剂像，该调色剂像在转印部件28转印到转印纸21上。在实行了转印之后，转印部件28将转印纸朝着定影装置29运送，在定影装置29对转印纸21实行加热加压，使得调色剂像定影，并将转印纸21排出到装置机体2外部的排纸部。

图3是表示本发明涉及实施例1的扫描器的图像读取部(光学单元)的立体图；图4是表示从图3的图像读取部正面侧看出的分解立体图；图5是图3的图像读取部的平面图。

图像读取部16包括透镜保持部件33与透镜单元保持部件34。所述透镜保持部件33是保持成像透镜体31与图像传感器32的单元体；所述透镜单元保持部件34是保持该透镜保持部件33的保持部件。

成像透镜体31载置在切口孔35，并且，带状安装部件36从上部将其包住，并通过螺钉37相对于透镜保持部件33被固定，所述切口孔35如图6所示形成在透镜保持部件33，大致为长方形。在透镜保持部件33，隔成像透镜体31的光轴L的两端，每一端设置二个与光轴L平行的长孔38，长孔38之间形成具有小切口部39a的切口部39。

透镜保持部件33通过固定调整框体41被安装在图像传感单元40，图像传感单元40包括图像传感器32。

透镜单元保持部件34设有阴螺纹部43，所述阴螺纹部43在对应于从透镜保持部件33的长孔38中插入并通过的螺钉42的位置接受该螺钉42。因此，在紧固之前，螺钉42与透镜单元保持部件34相对于透镜保持部件33，能够相对地移动。

设置在透镜保持部件33的一对切口部39由大致矩形的空间构成，并且，如图6所示，形成小切口部39a，以使左右方向的一边的局部朝向内侧方。另一方面，在透镜单元保持部件34，具有对应于所述一对切口部39的空间的切口部44，如图7所示，所述切口部44具有与小切口部39a的边对置的边，并形成有局部朝向外侧的小切口部44a。

图8A-8C是对本实施例的上述两切口部实行工具操作的说明图。切口部39与切口部44相对设置，各小切口部39a与小切口部44a的全长设定为a，能够插入工具(例如负螺丝刀)的头部45，并且，各小切口部39a、44a的宽度设定为b，以使工具的头部45回转。

如图8A的双点划线所示，通过将工具的头部45插入，并且，沿箭头方向转动，能够使透镜保持部件33与透镜单元保持部件34相对地沿光轴L方向移动。如图8B所示，使工具沿逆时钟方向回转，如图8C所示，使工具沿顺时钟方向回转，从而，能够变换透镜保持部件33与透镜单元保持部件34的相对移动方向。

这样，通过对用于保持成像透镜体31与图像传感器32的单元体的透镜保持部件，以及用于保持该透镜保持部件33的保持部件的透镜单元保持部件34之间的相对光学位置进行调整，与保持透镜保持部件33的保持部件透镜单元保持部件34的相对的光学位置进行调整，能够避免几何特性的劣化以及调制传递函数的劣化等，并且，通过简单的工具对切口部39、44实行变位操作就能够进行调整，因此，调整容易且调整范围广，从而，能够简单且容易地对该单元部分的倍率进行调整。

而且，通过在切口部39的至少一方形成小切口部39a，并在切口部44的至少一方形成小切口部44a，可以通过该切口部39、44进行大范围调整，还能够对共轭长度大的透镜进行调整，能够使用成本低的透镜(一般，在缩小透镜的共轭长度的偏差的情况下，则玻璃材料增加，或成品率下降，从而导致成本提高)。

图9是本发明涉及实施例2的扫描器的图像读取部的平面图；图10是实施例2的透镜保持部件的平面图；图11是实施例2的透镜单元保持部件的平面图。

实施例2与实施例1的不同构成在于，透镜保持部件33的切口部46的小切口部46a与透镜单元保持部件34的切口部47的小切口部47a的构成。在实施例2，切口部46形成若干小切口部46a(本实施例中3处)，切口部47形成若干小切口部47a(本实施例中3处)，且，相对应的各切口部46、47中，分别变换小切口部46a、47a的形成间距。

本实施例中，首先，如图12A所示，临时安装透镜保持部件33与透镜单元保持部件34，以使切口部46中央的小切口部46a-2与切口部47中央的小切口部47a-2相对于光轴方向垂直，并且，如图12B所示，将工具48插入中央的小切口部46a-2、47a-2，并转动该工具48，以使透镜保持部件33移动。透镜保持部件33开始移动，在进一步需要调整的情况下，如图12C所示，将工具48重新插入位于上方的小切口部46a-1、47a-1，并且，如图12D所示，通过使工具48沿相同方向回转，以使透镜保持部件33移动。

如本实施例所述，通过分别变换小切口部46a、47a的形成间距，能够以少数切口部(凹状少)取得范围大的调整。而且，如图12A所示，设定位于上方的小切口部46a-1、47a-1的尺寸，在临时安装的状态下，工具48不能插入其中，这样，操作者就无需犹豫将工具插入哪一个小切口部46a、47a开始作业。

在实施例1、2中，透镜保持部件33与透镜单元保持部件34被紧固部件的螺钉42固定，将透镜保持部件33的螺钉42所通过的各长孔38的短径D(相对于透镜光轴正交方向的尺寸)设定为螺钉42的直径以上(例如，使用M3型螺钉时，设定为3.5mm)。由于这样的设定，通过使切口部46、47(或切口部39、44)中仅任意一方，或左右的切口部朝相反侧移动，能够使得透镜部件33回转，能够进行如图13所示的，成像透镜体31的β方向(相对于光轴L平行的方向)的调整。

当进行如上所述的β方向的调整时，如图14A所示，在切口部46、47(或切口部39、44)没有处于成像透镜体31中央部位置的情况下，以O为回转中心，相对于透镜光轴L，成像透镜31沿图示x、z方向移动(实线表示通过切口部进行调整前的状态，虚线表示通过切口部进行调整后的状态)。

相对于此，如图14B所示，通过将切口部46、47(或切口部39、44)设置在相对于成像透镜体31中央部的两侧，能够不变动成像透镜体31沿x、z方向的位置，调整β方向的位置。

进行上述β方向调整时，如图15所示，在切口部46、47(或切口部39、44)相对于成像透镜体31没有正对称地配设的情况下，导致回转中心O相对于光轴L偏移，并且透镜保持部件33在x、z方向也发生移动。相对于此，如图14B所示，通过将透镜保持部件33相对于成像透镜体31正对称地设置，能够不变动x、z方向，调整所述β方向。通过将所述实施例构成的光学单元搭载在图1所示的扫描器4、图像形成装置1等，能够简单且容易地对光学单元部的倍率进行调整，因此，在光学性能良好的状态下进行图像读取，实行高质量的图像形成。

本发明适用于复印机、传真机、打印机等图像形成装置的光学系统，通过简易的工具能够容易地进行倍率调整，可以在各种光学单元中实施并具有效果。

本专利申请的基础和优先权要求是2007年12月25日、在日本专利局申请的日本专利申请JP2007-331995，其全部内容在此引作结合。

从以上所述还可以有许多的改良和变化。亦即，在权利要求的范围内，该专利说明书的公开内容不局限于上述的说明。

Claims (8)

1.一种光学单元，包括：

单元体，其设置了透镜体与受光部件，所述受光部件接受入射到所述透镜体并被会聚的光束；

保持部件，其保持所述单元体，所述光学单元的特征在于：

在所述单元体与所述保持部件的接合面分别形成切口部，两切口部分别形成有朝向相反的小切口部，并且，配设所述单元体与所述保持部件，以使两切口部的空间部一致，当所述两切口部相对设置时，将工具插入所述两切口部的空间部，所述单元体中所述切口部的所述小切口部与所述保持部件中所述切口部的所述小切口部的全长容许插入工具的头部，各小切口部的宽度接受工具的头部回转，使得所述单元体与所述保持部件相对地滑动，能够调整相对于所述透镜体的光轴平行方向的光学性位置。

2.根据权利要求1中记载的光学单元，其特征在于：

所述切口部形成有多个所述小切口部。

3.根据权利要求2中记载的光学单元，其特征在于：

将所述单元体中所述切口部的所述小切口部的间距与所述保持部件中所述切口部的所述小切口部的间距设为不等。

4.根据权利要求1中记载的光学单元，其特征在于：

在用于固定所述单元体与所述保持部件的紧固部件插入的贯穿孔中位于所述单元体一方的所述贯穿孔的相对于透镜光轴正交方向的尺寸设定为比所述紧固部件的外形大。

5.根据权利要求1-4的任意一项中记载的光学单元，其特征在于：

将所述切口部设置在通过所述透镜体光轴方向中央部分的直线上。

6.根据权利要求1中记载的光学单元，其特征在于：

将所述切口部相对于所述透镜体对称地设置。

7.一种图像读取装置，包括：

光学单元部，对读取对象进行照明，并且，使得来自所述读取对象的反射光经由透镜体成像在作为受光部件的光电转换元件，以读取图像，所述图像读取装置的特征在于：

作为所述光学单元部，搭载了权利要求1-6的任意一项中记载的光学单元。

8.一种图像形成装置，包括：

图像读取部；

图像形成部，其根据所述图像读取部所读取的图像对记录介质实行图像形成，所述图像形成装置的特征在于：

作为所述图像读取部，搭载了权利要求7中记载的图像读取装置。

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