JP2004109793A

JP2004109793A - Image reader and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004109793A
Application number: JP2002275023A
Authority: JP
Inventors: Naoki Miyatake; 宮武　直樹; Masakane Aoki; 青木　真金; Kiichiro Nishina; 仁科　喜一朗
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image reader and an image forming apparatus which make output signals from a solid-state imaging device at respective image heights uniform in both a horizontal and a vertical scanning direction even when imaging positions at respective image heights in the horizontal and vertical scanning directions of an imaging lens are different, is adaptive to color documents, match imaging positions of respective colors R, G, and B with one another, make output signals from the solid-state imaging device uniform at the respective image heights, and cause neither deterioration in imaging performance nor shifts in imaging position in horizontal and vertical scanning directions of luminous flux on an optical axis. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has an imaging lens L1 which images image information of a document and the solid-state imaging device 400 which reads the image information. A mirror MA which has an anamorphic surface is arranged in the optical path between the imaging lens L1 and solid-state imaging device 400. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインセンサ（ラインＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた画像読取装置、及びこの画像読取装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、イメージスキャナ等に用いられる画像読取装置は、原稿を縮小し、同じ画素サイズの受光素子を１チップ上に配列した電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）のような固体撮像素子上の受光面上に原稿の像を結像させ、原稿の情報を信号化して読み取るものである。
図４は、従来のデジタル複写機などに多く使われている画像読取装置の一例を示す光学配置図である。画像読取装置は、照明手段Ｑにより原稿台の上に載置された原稿Ｐを照明し、その反射光を、副走査方向（紙面左右方向）に走査する第一走行体Ｃ１の折り返しミラーＭ１と、第一走行体Ｃ１の半分のスピードで副走査方向に走査する第二走行体Ｃ２の折り返しミラーＭ２，Ｍ３を介して結像レンズＬ１によりＣＣＤ４００に結像させ、ＣＣＤ４００が原稿情報を読み取るように構成されている。
【０００３】
従来の画像読取装置に用いられる結像レンズは、各像高で、あるスレッシュホールドレベル以上の解像力を有しているが、ラインセンサの長手方向（主走査方向）とそれに直交する方向（副走査方向）の結像位置の違いにより、像高間での解像力のレベルは異なっている。このため、ＣＣＤのような固体撮像素子から出力される信号のレベルは、同一濃度の原稿情報を読み取った場合においても像高によって異なり、より高画質化を狙った場合には、各像高共に均一な信号をＣＣＤより出力することが望ましい。
【０００４】
また、カラー機においては、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを有する、３ラインＣＣＤを用いて、カラー原稿画像をＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分解した後に読み取るようになっている。このような３ラインＣＣＤを用いてカラーの原稿画像を読み取る場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の結像位置を一致させる必要がある。
【０００５】
図５は、従来の画像読取装置の欠点について説明した光学配置図であり、結像レンズＬに軸上の色収差がある場合の一例として、緑（Ｇ）を基準波長とし、赤（Ｒ）がプラス、青（Ｂ）がマイナスの色収差を有していることを示している。この場合、像面位置を図中の光軸方向Ｘ，Ｙ，Ｚのどの位置に合わせたとしても、各色全て良好なＭＴＦ（変調伝達関数）を得ることは出来ない。
一例として、像面を青（Ｂ）の結像位置であるＸの位置に合わせた場合のＭＴＦを図６に示す。図６から明らかなように、各色の結像位置でのＭＴＦ値は異なる。
この点を改善するためには、結像レンズの色収差を広い波長域で良好に補正する必要があるが、完全に色収差を補正することは困難であり、色収差を小さく抑えるためには、結像レンズに高価な硝材を使う必要が生じてしまい、結像レンズのコストが高くなってしまうという不具合がある。
【０００６】
各色の結像位置を一致させる、つまり光学系の各色のピント調整の方法としては、結像レンズとＣＣＤの光路中に多重ダイクロイックミラーを配置する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、このような方法は、多重ダイクロイックミラーという新規な部品を追加する必要があり、それに伴う保持機構なども必要となり部品点数が大幅に増加して、コストアップの要因となる。
また、結像レンズとＣＣＤの間に配置することになるため、多重ダイクロイックミラーの面精度を非常に高くする必要がある。
さらに、上記従来の方式は、結像レンズとＣＣＤ間の光路長を変化させる方法であるため、調整の精度を高くする必要があり、多重ダイクロイックミラーの角度や厚みの精度も非常に高くする必要がある。したがって、単部品の単価は上がり、長い調整時間も必要となる。
さらにまた、光路長を変化させることにより、各色の倍率が異なってしまう不具合もある。
【０００７】
上記光学系のピント調整は、原稿面に、ラインセンサの長手方向に直行して、等間隔に配列された通常白黒のラインのパターンを読み取り、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されている。
図７は、レンズの解像力特性（ＭＴＦ特性）を示す線図で、横軸は結像深度（ｄｅｆ）、縦軸はＭＴＦ％である。図中、主走査ＯＫ領域は、「Ｖ」で示す主走査方向のＭＴＦ％が所定のＭＴＦ％（スレッシュホールドレベル）を満足する結像深度の範囲を示し、副走査ＮＧ領域は、「Ｗ」で示す副走査方向のＭＴＦ％がスレッシュホールドレベルを満足しない結像深度の範囲を示す。「Ｕ」は光軸上の解像力特性を示す。
ここで、前記従来の方法では、ピント調整時に、ラインセンサの長手方向に直行した副走査方向の出力のみしか見ることができないため、図７に示す主走査ＯＫ領域内の位置Ａで調整される可能性があり、光軸上と主走査方向の解像力は、スペックを満足するためのスレッシュホールドレベルを満足するが、調整時にＭＴＦを見ることができない副走査方向の解像力は、スペックを満足するためのスレッシュホールドレベルを満足することができず、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。
また、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。
【０００８】
一方、レンズにより結像された像を検出するイメージセンサの出力を監視し、ＭＴＦ％が所定の許容限界を上回るようにイメージセンサとレンズの相対位置を固定することで、解像力を高いレベルに設定するピント調整方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、特許文献２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分かっている前提であり、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には、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。
【０００９】
また、アナモフィックレンズを含む結像レンズを有する画像読取装置において、結像レンズの主走査方向と読取手段の主走査方向とを合致させることにより、結像レンズの主走査方向及び副走査方向に対応した光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取を行うことができる画像読取装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、特許文献３記載の発明では、結像レンズのレンズ面をアナモフィック面としており、結像レンズの組み付け時の偏心による左右像高でのＭＴＦのバランスの崩れ（像面が傾くことによるピント位置ずれ）を、結像レンズの光軸を回転軸として回転させることによりＭＴＦのバランスを良好に補正する（主走査方向への像面の傾きを副走査方向に変化させる）ことができない。
【００１０】
そこで本出願人は先に、これらの問題点を原稿面と結像レンズの間に配置されるミラーにアナモフィック面を有することで解決した、新規な画像読取装置、及びこれを用いた画像形成装置を提案した。
この先願の画像読取装置によれば、アナモフィック面を有するミラーを用いるか、アナモフィック面を有する部材を用いることで、結像レンズの主走査方向、副走査方向の各像高における結像位置が異なっている場合においても、その補正が容易に可能となり、各像高での固体撮像素子からの出力信号を均一にした画像読取装置を提供することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記アナモフィック面を有するミラーは、原稿を読み取る際に移動するミラーであり、振動による結像性能の劣化、あるいは主走査方向に長いミラーをアナモフィック面にするためのコストアップなど、より高画質、高性能を低コストにて達成するための課題があった。
また、アナモフィック面を用いた部材を用いた場合、カラー機に対応する際に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色において異なる像面湾曲である場合には、各色を良好に補正するための課題があった。
さらに、アナモフィック面を用いた部材を用いた場合、色収差による結像位置の違いは結像レンズで補正する必要があり、結像レンズに高価な硝材を用いなければならず、コストアップになるという課題もあった。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−３２６８３３
【特許文献２】
特開平８−２１４１１２
【特許文献３】
特開２０００−３０７８２８
【００１３】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、結像レンズの主走査方向と副走査方向の各像高における結像位置が異なっている場合においても、主走査方向と副走査方向共に、各像高での固体撮像素子からの出力信号を均一にし、結像性能の劣化しない高品質な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。
また本発明は、カラー原稿にも対応でき、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の結像位置を一致させ、主走査方向と副走査方向共に、各像高での固体撮像素子からの出力信号を各色、各像高共に均一にし、結像性能の劣化しない高品質な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、光軸上光束の主走査方向と副走査方向の結像位置を変化させない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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、原稿の画像情報を結像させる結像レンズと、この画像情報を読み取る固体撮像素子とを有してなる画像読取装置であって、結像レンズと固体撮像素子の間の光路中にアナモフィック面を有するミラーが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、アナモフィック面を有するミラーは、第１面が特定の波長のみを透過する平面形状であり、第２面がアナモフィック面であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、アナモフィック面の光軸近傍は、主走査方向と副走査方向で同じパワーであることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、アナモフィック面の光軸近傍は、主走査方向と副走査方向でパワーを持たないことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、原稿の画像情報を結像させる結像レンズと、画像情報を読み取る固体撮像素子と、原稿を照明する照明手段および原稿からの反射光を結像レンズに導くためのミラーとが取り付けられた第一走行体と、第一走行体に取り付けられたミラーからの反射光を結像レンズに導くミラーが取り付けられた第二走行体とを有してなる画像読取装置であって、結像レンズと固体撮像素子の間の光路中にアナモフィック面を有するミラーが配置され、第一走行体に取り付けられたミラーは、第１面が特定の波長のみを透過する平面形状であり、第２面がアナモフィック面であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、感光体に画像情報を書き込む露光プロセスを実行する画像読取装置を有してなり、電子写真プロセスを実行することで画像を形成する画像形成装置であって、画像読取装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置であることを特徴とする。
【００２０】
【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および画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００２１】
先ず、本発明にかかる画像読取装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像読取装置の実施の形態を示す光学配置図であり、画像形成装置は、図４に示した従来の画像読取装置と同様に、光源Ｑと、原稿の画像情報を読み取る固体撮像素子４００と、光源Ｑにより照明された原稿Ｐからの反射光を固体撮像素子４００に結像する結像レンズＬ１と、原稿Ｐからの反射光を結像レンズＬ１に導くためのミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３、とを有してなる。
【００２２】
光源ＱとミラーＭ１は第一走行体Ｃ１に取り付けられ、ミラーＭ１は原稿Ｐからの反射光をミラーＭ２の方に向かって原稿Ｐの面と平行な方向に反射するようになっている。ミラーＭ２とミラーＭ３は第二走行体に双方の反射面が互いに直角をなすように取り付けられていて、ミラーＭ１からの反射光を折り返すようになっている。第一走行体Ｃ１は原稿Ｐの面と平行して走行し、第二走行体Ｃ２は第一走行体Ｃ１の半分のスピードで原稿Ｐの面と平行に走行することにより、原稿Ｐの面から固体撮像素子４００の受光面までの距離が常に一定に保たれるように構成されている。
【００２３】
ここで、この実施の形態にかかる画像読取装置は、アナモフィックな面（以下、「アナモフィック面」という）を有するミラーＭＡが、結像レンズＬ１と固体撮像素子４００との間の光路中に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
アナモフィック面の主走査方向の形状は、光軸方向の座標をＸ、光軸と直交する方向の座標をＹ、近軸の曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、高次の係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…とすると、
Ｘ＝Ｙ＾２／［Ｒ＋Ｒ√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／Ｒ）＾２｝］＋Ａ＊Ｙ＾４＋Ｂ＊Ｙ＾６＋Ｃ＊Ｙ＾８＋Ｄ＊Ｙ＾１０＋・・・　　（式１）
なる式における、係数Ｒ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・を与えることで特定される。ただし、主走査方向は、屈折力を持たない平面形状でも良い。
【００２５】
アナモフィック面の副走査方向の形状は、光軸と直交する方向の座標Ｙ（主走査方向の高さ）における曲率半径ｒｓｉ（Ｙ）（ｉ＝１，２，・・・）とすると、
ｒｓｉ（Ｙ）＝ａ＋ｂ＊Ｙ＾２＋ｃ＊Ｙ＾４＋ｄ＊Ｙ＾６＋ｅ＊Ｙ＾８
＋ｆ＊Ｙ＾１０＋・・・　　　　　　　　　　　　　　　（式２）
なる式における、係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，・・・を与えることで特定される。
【００２６】
ここで、アナモフィック面の使用により、像高毎に副走査方向に異なるパワーを持たせることが可能となり、像面上で像高毎の副走査方向の結像位置を変化させ、結像レンズＬ１の像面湾曲により発生する副走査方向の結像位置のずれを補正することができる。
また、主走査方向の形状を非円弧形状とすることで、固体撮像素子４００、例えばラインＣＣＤの長手方向の「そり」を補正し、各像高での主走査方向の結像位置をラインＣＣＤの対応する像高の受光部に一致させることが可能となる。
【００２７】
したがって、アナモフィック面の使用により、結像レンズＬ１の主走査方向と副走査方向の各像高における結像位置が異なっている場合においても、主走査方向と副走査方向共に、各像高における結像位置を一致させることが可能となり、固体撮像素子４００からの出力信号を均一にすることが可能となる。
【００２８】
結像レンズＬ１は、組み付け時の偏心などの影響により、左右像高にてＭＴＦのバランスが崩れることは周知である。この対策として、結像レンズＬ１を光軸を軸として回転することにより、偏心方向を変化させ、左右像高でのＭＴＦのバランス取りをする方法、すなわち左右像高のＭＴＦピーク位置を一致させる方法が多く採られている。
ここで、アナモフィック面は、主走査方向と副走査方向で形状が異なるため、配置においても方向性を持つ。このため、結像レンズＬ１内のレンズがアナモフィックな形状となった場合、結像レンズＬ１の回転による左右像高のＭＴＦのバランス取りができない。
【００２９】
そこで、本発明にかかる画像読取装置の実施の形態では、結像レンズＬ１と、アナモフィック面を持つ部材、すなわちミラーＭＡとを別体とすることで、左右像高のＭＴＦのバランス取りが可能となる。
【００３０】
また、図１に示すようにアナモフィック面を有するミラーＭＡを結像レンズＬ１と固体撮像素子４００の間の光路中に配置することで、ミラーＭＡを主走査方向に小型化することができる。
さらに、ミラーＭＡは、原稿を読み取る際に移動しないため、移動による振動の影響を受けることがなく、結像性能が劣化しない高品質な画像読取が可能となる。
【００３１】
次に、本発明にかかる画像読取装置の別の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、像高毎の主走査方向と副走査方向の結像位置を一致させ、同時に、カラー画像読取時において、Ｒ，Ｇ，Ｂの結像位置を一致させることで、固体撮像素子からの出力信号をＲ，Ｇ，Ｂの各色、各像高共に均一にすることを可能とするものである。
【００３２】
図２は、本実施の形態に係る画像読取装置の光学配置図である。符号５００は原稿面、Ｑ２は照明手段、Ｍ１０，Ｍ２０，Ｍ３０は照明手段Ｑ２から原稿面５００に載置された原稿を照明した光の反射光を図示しない固体撮像素子に導くミラーをそれぞれ示す。
ミラーＭ１０の反射面とミラーＭ２０の反射面は互いに直角をなし、ミラーＭ２０の反射面とミラーＭ３０の反射面は互いに平行となっている。原稿面５００からの反射光はミラーＭ１０に向かって側方に反射され、ミラー１０からの反射光はミラーＭ２０に向かって側方に反射され、ミラーＭ２０からの反射光はミラーＭ３０に向かって側方に反射されて、原稿面５００と平行に進むようになっている。
なお、ミラーＭ１０，Ｍ２０，Ｍ３０は、ミラースキャン方式の場合には、第一走行体に配置する必要がある。
ミラーＭ３０による反射光は、図１について説明したような第二走行体に向かって進み、第二走行体のミラーで折り返され、結像レンズを経て固体撮像素子に至るように構成されている。
【００３３】
ここで、ミラーＭ１０，Ｍ２０，Ｍ３０の第１面（表面）は特定の波長のみを透過して他の波長を反射する反射面であり、第２面（裏面）はアナモフィック面からなる反射面である。ここで、各ミラーの表側、つまり原稿面からの反射光の入射側の面を第１面とし、奥側の面を第２面とする。すなわち、図２において、ミラーＭ１０の第１面Ｆ１１は緑（Ｇ）のみを透過する反射面、ミラーＭ２０の第１面Ｆ２１は赤（Ｒ）のみを透過する反射面、ミラーＭ３０の第１面Ｆ３１は青（Ｂ）のみを透過する反射面、となるように表面コートされている。また、ミラーＭ１０，Ｍ２０，Ｍ３０の第２面Ｆ１２，Ｆ２２，Ｆ３２は、それぞれアナモフィック面である。
【００３４】
したがって、アナモフィック面の形状は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色で最適となるように設定が可能となる。
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色で異なるアナモフィック面の効果を持たせることが可能であるため、色収差による結像位置のずれを補正することが可能となる。
なお、図２において、各色の光路は、原稿面上の同じ位置を読み取っているが、３ラインＣＣＤ使用時は、Ｒ，Ｇ，Ｂの読取位置は副走査方向にずれることは周知の通りである。
【００３５】
また、各ミラーの厚みを変化させ、各色で物体距離を変化させることにより色収差による結像位置のずれをキャンセルすることもできる。物体距離を長くすることで結像位置は結像レンズ側に移動し、物体距離を短くすることで結像位置が結像レンズより遠くなることは周知である。
このとき、物体距離の変化に伴い、各色で倍率が異なってしまうが、アナモフィック面で各色の倍率を一致させることは可能である。
【００３６】
なお、図２は、３枚のミラーを用いた場合を例として示したが、ミラーの枚数は３枚に限定するものではない。
また、図１に示したミラーＭＡの第１面を特定の波長のみを透過する平面形状とし、第２面をアナモフィック面とすることで、上記説明した本実施の形態の効果を得るようにしてもよい。
【００３７】
次に、本発明にかかる画像読取装置のさらに別の実施の形態について説明する。
アナモフィック面の光軸近傍は、主走査方向と副走査方向で同じパワーを持つ形状としておく必要がある。結像レンズの性能において、光軸近傍、つまり軸上光束における主走査方向と副走査方向の結像位置が一致することは周知である。このため、主走査方向と副走査方向でパワーが異なると、一致していた結像位置が離れてしまう。つまり、先に説明したように、結像レンズの収差の影響により軸外光束においては、主走査方向と副走査方向にて結像位置が異なるため、アナモフィック面での補正は有効であるが、主走査方向と副走査方向の結像位置が一致している光軸近傍においては、逆効果となり、結像位置は離れてしまう。
【００３８】
その一例として、アナモフィック面の光軸近傍は、主走査方向と副走査方向でパワーを持たないようにすることで、主走査方向と副走査方向の光軸近傍、つまり軸上光束における結像位置を一致させることができる。
具体的には、前述した（式１）の「Ｒ」と（式２）の「ａ」をそれぞれ「∞」とし、他の係数を最適に設定することにより、光軸上から軸外に亘り、結像位置を一致させることが可能となり、各像高での固体撮像素子からの出力信号を均一にすることができる。
【００３９】
この時、アナモフィック面を有するミラーは、軸上光束と軸外光束の結像位置を良好に補正するために、軸上と軸外の光束が充分に分離されている位置、つまり、結像レンズから離れた場所に配置することが望ましい。
【００４０】
次に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態について、図３を参照しながら説明する。
図３は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。符号３００は、電子写真プロセスを実行することで画像を形成する画像形成装置である複写機を示す。複写機３００は、電子写真プロセスのうち、画像情報を感光体に書き込む露光プロセスを実行するイメ−ジスキャナ１００と、その下方に配置されたプリンタ２００とを有してなる。イメージスキャナ１００は、これまで説明してきた本発明にかかる画像読取装置である。
【００４１】
先ず、イメージスキャナ１００の構成とその動作について説明する。
イメ−ジスキャナ１００の画像読取面には、原稿台として機能する透明なコンタクトガラス１が設けられており、その上方には開閉自在な圧板５０が配置されている。圧板５０の内側の面、つまり原稿背面と対向する部分は白色になっている。
コンタクトガラス１の下方には、光学走査系が設けられている。この光学走査系には、露光ランプ２及びミラ−３を含む第一走行体、ミラ−４及びミラー５を含む第二走行体、及びレンズ６とイメ−ジセンサ７を含む受光ユニットが備わっている。第一走行体と第二走行体は、副走査のためにそれぞれ紙面左右方向に機械的に駆動される。
【００４２】
露光ランプ２から出た光は、原稿面又は圧板５０内側の面で反射し、その反射光がミラ−３，４，５及びレンズ６を通ってイメ−ジセンサ７に入射する。
ここで、これまで説明したように、レンズ６とイメージセンサ７との間にアナモフィック面を有するミラーを配置することで、主走査方向、副走査方向共に、各像高での固体撮像素子からの出力信号を均一にしている。
【００４３】
次に、プリンタ２００の構成とその動作について説明する。
イメ−ジスキャナ１００によって読み取られた画像情報は、所定の画像処理を施された後、プリンタ２００に入力されコピ−画像を形成する。プリンタ２００の画像書込ユニットには、レ−ザ光源９，ポリゴンミラ−スキャナ１０，ｆθレンズ１１，ミラ−１２，及び防塵ガラス４５が設けられている。
レ−ザ光源９からは、記録すべき画像の各画素の記録／非記録に対応する二値信号で変調されたレ−ザ光が発射され、このレ−ザ光がポリゴンミラ−スキャナ１０で反射し、ｆθレンズ１１，ミラ−１２及び防塵ガラス４５を通って感光体ドラム８の表面に結像される。
【００４４】
感光体ドラム８の周辺には、クリ−ニングユニット４２，除電ランプ４３，メインチャ−ジャ４４，現像ユニット１４，転写ベルト１５，転写チャ−ジャ１６等の電子写真プロセスにしたがうプロセス部材が設けられている。
感光体ドラム８の表面は、先ず、メインチャ−ジャ４４によって均一に所定の高電位に帯電される。この面に画像に対応するレ−ザ光が照射されると、表面電位が変化し、画像つまりレ−ザ光のオン／オフに応じて電位分布が形成される。この電位分布、即ち静電潜像が現像ユニット１４を通ると、トナ−が電位の高低に応じて付着し、可視像が形成される。
【００４５】
感光体ドラム８上に形成された可視像、つまりトナ−像は、転写チャ−ジャ１６によって転写ベルト１５上に転写される。さらに、給紙カセット１７又は１８から給紙される転写紙が、レジストロ−ラ２２を介して転写ベルト１５上に送り込まれ、転写ベルト１５上のトナ−像が転写チャ−ジャ２３，２４によって転写紙に転写される。
トナ−像が転写された転写紙は、分離チャ−ジャ２５によって転写ベルト１５から分離され、定着ロ−ラ２６，２７を通ってトナ−像を定着され、排紙経路２８を通り、排紙ローラ２９により排出される。
【００４６】
ここで、イメージスキャナ１００は本発明にかかる画像読取装置であるため、複写機３００は良好な画像形成、すなわち出力画像の高画質化を実現することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、結像レンズの主走査方向と副走査方向の各像高における結像位置が異なっている場合においても、主走査方向と副走査方向共に、各像高での固体撮像素子からの出力信号を均一にし、結像性能の劣化しない高品質な画像読取が可能となる。
また、本発明によれば、カラー原稿にも対応でき、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の結像位置を一致させ、主走査方向と副走査方向共に、各像高での固体撮像素子からの出力信号を各色、各像高共に均一にし、結像性能の劣化しない高品質な画像読取が可能となる。
さらに、本発明によれば、光軸上光束の主走査方向と副走査方向の結像位置を変化させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像読取装置の実施の形態を示す光学配置図である。
【図２】本発明にかかる画像読取装置の別の実施の形態を示す光学配置図である。
【図３】本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。
【図４】従来の画像読取装置の一例を示す光学配置図である。
【図５】従来の画像読取装置の欠点について説明した光学配置図である。
【図６】従来の画像読取装置における各色とＭＴＦとの関係の一例を示す線図である。
【図７】従来の画像読取装置の光学系の解像力特性を示す線図である。
【符号の説明】
Ｐ　　　原稿
Ｑ　　　照明手段
Ｌ１　　結像レンズ
ＭＡ　　アナモフィック面を有するミラー
１００　イメージスキャナ（画像読取装置）
２００　プリンタ
３００　複写機（画像形成装置）
４００　固体撮像素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus using a solid-state imaging device such as a line sensor (line CCD) and an image forming apparatus using the image reading apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An image reading apparatus used in a digital copying machine, an image scanner, or the like, reduces an original, and mounts on a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (CCD) in which light-receiving elements of the same pixel size are arranged on one chip. The image of the document is formed on the light receiving surface of the document, and the information of the document is read as a signal.
FIG. 4 is an optical layout diagram showing an example of an image reading apparatus widely used in a conventional digital copying machine or the like. The image reading apparatus illuminates the original P placed on the original table by the illuminating means Q, and uses the reflected mirror M1 of the first traveling body C1 that scans the reflected light in the sub-scanning direction (left and right direction on the paper). An image is formed on the CCD 400 by the imaging lens L1 via the folding mirrors M2 and M3 of the second traveling body C2 that scans in the sub-scanning direction at half the speed of the first traveling body C1 so that the CCD 400 reads the document information. It is configured.
[0003]
The imaging lens used in the conventional image reading apparatus has a resolving power of a certain threshold level or more at each image height, but the longitudinal direction of the line sensor (main scanning direction) and the direction perpendicular thereto (sub-scanning direction). Direction), the level of resolution differs between image heights. For this reason, the level of a signal output from a solid-state imaging device such as a CCD differs depending on the image height even when original information having the same density is read. It is desirable to output a uniform signal from the CCD.
[0004]
In a color machine, a color original image is separated into three primary colors of R, G, and B using a three-line CCD having red (R), green (G), and blue (B) filters, respectively. It is designed to read. When reading a color original image using such a three-line CCD, it is necessary to match the image forming positions of R, G, and B colors.
[0005]
FIG. 5 is an optical arrangement diagram for explaining the disadvantages of the conventional image reading apparatus. As an example of a case where the imaging lens L has axial chromatic aberration, green (G) is used as a reference wavelength and red (R) is used as an example. Positive and blue (B) have negative chromatic aberration. In this case, a good MTF (modulation transfer function) cannot be obtained for all the colors even if the image plane position is set to any position in the optical axis directions X, Y, and Z in the figure.
As an example, FIG. 6 shows the MTF when the image plane is adjusted to the position of X, which is the image forming position of blue (B). As is clear from FIG. 6, the MTF value at the image forming position of each color is different.
To improve this point, it is necessary to correct the chromatic aberration of the imaging lens in a wide wavelength range. However, it is difficult to completely correct the chromatic aberration. It is necessary to use an expensive glass material for the lens, and there is a problem that the cost of the imaging lens is increased.
[0006]
As a method of adjusting the image forming position of each color, that is, adjusting the focus of each color of the optical system, a technique of arranging multiple dichroic mirrors in the optical path of the image forming lens and the CCD has been proposed (for example, see Patent Document 1). .).
However, in such a method, it is necessary to add a new part called a multiple dichroic mirror, and a holding mechanism and the like are also required, which greatly increases the number of parts and causes a cost increase.
Further, since it is arranged between the imaging lens and the CCD, it is necessary to make the surface accuracy of the multiple dichroic mirror extremely high.
Furthermore, since the above-mentioned conventional method is a method of changing the optical path length between the imaging lens and the CCD, it is necessary to increase the accuracy of the adjustment, and the angle and thickness of the multiplex dichroic mirror need to be extremely high. There is. Therefore, the unit price of a single component increases, and a long adjustment time is required.
Furthermore, there is a disadvantage that the magnification of each color is different by changing the optical path length.
[0007]
Focus adjustment of the optical system is performed by reading a pattern of normal black and white lines arranged at regular intervals on the original surface, perpendicular to the longitudinal direction of the line sensor, changing the positions of the lens and the line sensor, The output of the line sensor is adjusted to be good.
FIG. 7 is a diagram showing the resolving power characteristics (MTF characteristics) of the lens, where the horizontal axis is the imaging depth (def) and the vertical axis is MTF%. In the figure, the main scanning OK area indicates the range of the imaging depth where the MTF% in the main scanning direction indicated by “V” satisfies a predetermined MTF% (threshold level), and the sub scanning NG area indicates “W”. Indicates the range of the imaging depth in which the MTF% in the sub-scanning direction does not satisfy the threshold level. “U” indicates a resolution characteristic on the optical axis.
Here, in the above-described conventional method, only the output in the sub-scanning direction perpendicular to the longitudinal direction of the line sensor can be viewed at the time of focus adjustment, and therefore the adjustment is performed at the position A in the main scanning OK area shown in FIG. There is a possibility that the resolution on the optical axis and in the main scanning direction satisfies the threshold level for satisfying the specifications, but the resolution in the sub-scanning direction where the MTF cannot be seen at the time of adjustment satisfies the specifications. Cannot be satisfied, causing problems such as poor resolution in the sub-scanning direction.
In addition, when a resolving power failure occurs in the sub-scanning direction, it is necessary to perform focus adjustment again, which makes the focus adjustment operation extremely complicated.
[0008]
On the other hand, the output of the image sensor that detects the image formed by the lens is monitored, and the resolving power is set to a high level by fixing the relative position between the image sensor and the lens so that MTF% exceeds a predetermined allowable limit. A focus adjustment method has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
However, in the invention described in Patent Literature 2, focus adjustment is not performed by looking at the MTF output in the sub-scanning direction, but it is premised that the performance of the imaging lens is known in advance. If the imaging performance varies due to the variation within the tolerance, the focus cannot be adjusted to a position having a good resolution in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0009]
Also, in an image reading apparatus having an imaging lens including an anamorphic lens, the main scanning direction of the imaging lens and the main scanning direction of the reading unit are matched to correspond to the main scanning direction and the sub-scanning direction of the imaging lens. There has also been proposed an image reading apparatus capable of sufficiently exhibiting the above-described optical performance and performing high-precision image reading (for example, see Patent Document 3).
However, in the invention described in Patent Document 3, the lens surface of the imaging lens is an anamorphic surface, and the MTF balance at the right and left image heights is lost due to the eccentricity at the time of assembling the imaging lens (the focus position due to the inclination of the image surface). It is not possible to satisfactorily correct the MTF balance (change the inclination of the image plane in the main scanning direction in the sub-scanning direction) by rotating the imaging lens with the optical axis of the imaging lens as the rotation axis.
[0010]
Accordingly, the present applicant has previously solved these problems by providing an anamorphic surface on a mirror disposed between the document surface and the imaging lens, and a novel image reading apparatus and an image forming apparatus using the same. Suggested.
According to the image reading device of the prior application, by using a mirror having an anamorphic surface or by using a member having an anamorphic surface, the image forming position of the image forming lens at each image height in the main scanning direction and the sub-scanning direction is different. In such a case, the correction can be easily performed, and an image reading apparatus in which the output signal from the solid-state imaging device at each image height is made uniform can be provided.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the mirror having the anamorphic surface is a mirror that moves when reading a document, and has higher image quality such as deterioration of imaging performance due to vibration or an increase in cost for making a mirror longer in the main scanning direction an anamorphic surface. There was a problem to achieve high performance at low cost.
In addition, when a member using an anamorphic surface is used, there is a problem in favor of correcting each color satisfactorily if the R, G, and B colors have different field curvatures when corresponding to a color machine. Was.
Furthermore, when a member using an anamorphic surface is used, it is necessary to correct a difference in an imaging position due to chromatic aberration with an imaging lens, and an expensive glass material must be used for the imaging lens, which increases costs. There were also issues.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-6-326833
[Patent Document 2]
JP-A-8-214112
[Patent Document 3]
JP 2000-307828 A
[0013]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the related art. Even when the image forming position of the image forming lens at each image height in the main scanning direction and the sub-scanning direction is different, the image forming method can be used. It is an object of the present invention to provide a high-quality image reading apparatus and an image forming apparatus in which an output signal from a solid-state image sensor at each image height is made uniform in both a scanning direction and a sub-scanning direction, and image forming performance is not deteriorated.
Further, the present invention can cope with a color original, the image forming positions of R, G, and B are matched, and the output signal from the solid-state image sensor at each image height in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction is converted into each color. It is an object of the present invention to provide a high-quality image reading apparatus and an image forming apparatus in which each image height is uniform and image forming performance is not deteriorated.
Still another object of the present invention is to provide an image reading apparatus and an image forming apparatus that do not change the image forming position of the light beam on the optical axis in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus including an imaging lens that forms image information of a document and a solid-state imaging device that reads the image information. A mirror having an anamorphic surface is arranged in an optical path between them.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the mirror having the anamorphic surface has a first surface having a planar shape transmitting only a specific wavelength, and a second surface having an anamorphic surface. And
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the power near the optical axis of the anamorphic surface is the same in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the anamorphic surface near the optical axis has no power in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an imaging lens for forming an image of image information of a document, a solid-state imaging device for reading the image information, an illuminating means for illuminating the document, and a device for guiding reflected light from the document to the image forming lens. An image reading apparatus comprising: a first traveling body to which a mirror is attached; and a second traveling body to which a mirror for guiding reflected light from the mirror attached to the first traveling body to the imaging lens is attached. A mirror having an anamorphic surface is disposed in an optical path between the imaging lens and the solid-state imaging device, and the mirror attached to the first traveling body has a first surface having a planar shape that transmits only a specific wavelength. Yes, the second surface is an anamorphic surface.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having an image reading apparatus for executing an exposure process for writing image information on a photoconductor, and forming an image by executing an electrophotographic process. The apparatus is the image reading apparatus according to any one of claims 1 to 5.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an image reading apparatus and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
First, an embodiment of an image reading apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 1 is an optical layout diagram showing an embodiment of an image reading apparatus according to the present invention. An image forming apparatus includes a light source Q and image information of a document as in the conventional image reading apparatus shown in FIG. , An imaging lens L1 for imaging reflected light from the original P illuminated by the light source Q on the solid-state imaging device 400, and an imaging lens L1 for guiding the reflected light from the original P to the imaging lens L1. Mirrors M1, M2, M3.
[0022]
The light source Q and the mirror M1 are attached to the first traveling body C1, and the mirror M1 reflects the reflected light from the document P toward the mirror M2 in a direction parallel to the surface of the document P. The mirror M2 and the mirror M3 are mounted on the second traveling body such that both reflection surfaces are at right angles to each other, so that the light reflected from the mirror M1 is turned back. The first traveling body C1 travels parallel to the surface of the document P, and the second traveling body C2 travels parallel to the surface of the document P at half the speed of the first traveling body C1. The configuration is such that the distance to the light receiving surface of the solid-state imaging device 400 is always kept constant.
[0023]
Here, in the image reading apparatus according to this embodiment, a mirror MA having an anamorphic surface (hereinafter, referred to as an “anamorphic surface”) is disposed in an optical path between the imaging lens L1 and the solid-state imaging device 400. It is characterized by having.
[0024]
The shape of the anamorphic surface in the main scanning direction is as follows: X is the coordinate in the optical axis direction, Y is the coordinate in the direction orthogonal to the optical axis, R is the paraxial radius of curvature, K is the conic constant, and A and B are higher-order coefficients. , C, D ...
X = Y ＾ 2 / [R + R√ ｛1- (1 + K) (Y / R) ＾ 2｝] + A * Y ＾ 4 + B * Y ＾ 6 + C * Y ＾ 8 + D * Y ＾ 10 + ... (Formula 1)
Are given by giving coefficients R, K, A, B, C, D,. However, the main scanning direction may be a planar shape having no refractive power.
[0025]
Assuming that the shape of the anamorphic surface in the sub-scanning direction is a radius of curvature rsi (Y) (i = 1, 2,...) At a coordinate Y (height in the main scanning direction) in a direction orthogonal to the optical axis.
rsi (Y) = a + b * Y ＾ 2 + c * Y ＾ 4 + d * Y ＾ 6 + e * Y ＾ 8
+ F * Y ＾ 10 + ... (Equation 2)
Are specified by giving coefficients a, b, c, d, e, f,.
[0026]
Here, by using the anamorphic surface, it is possible to provide different power in the sub-scanning direction for each image height, and to change the image forming position in the sub-scanning direction for each image height on the image surface, thereby forming the imaging lens L1. Of the imaging position in the sub-scanning direction caused by the curvature of field.
Further, by making the shape in the main scanning direction a non-circular shape, the "warp" in the longitudinal direction of the solid-state imaging device 400, for example, the line CCD is corrected, and the image forming position in the main scanning direction at each image height is set to the line CCD. Can be made to coincide with the light receiving unit of the corresponding image height.
[0027]
Therefore, even when the imaging position of the imaging lens L1 in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height is different due to the use of the anamorphic surface, the image formation at each image height in both the main scanning direction and the sub-scanning direction is performed. The image positions can be matched, and the output signal from the solid-state imaging device 400 can be made uniform.
[0028]
It is well known that the imaging lens L1 loses the MTF balance at the left and right image heights due to eccentricity and the like during assembly. As a countermeasure, a method of changing the eccentric direction by rotating the imaging lens L1 about the optical axis to balance the MTF at the left and right image heights, that is, a method of matching the MTF peak positions at the right and left image heights. Are often adopted.
Here, the anamorphic surface has a different shape in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and thus has directionality in arrangement. For this reason, when the lens in the imaging lens L1 has an anamorphic shape, it is not possible to balance the MTF of the left and right image heights by rotating the imaging lens L1.
[0029]
Therefore, in the embodiment of the image reading apparatus according to the present invention, the MTF of the left and right image heights can be balanced by forming the imaging lens L1 and a member having an anamorphic surface, that is, the mirror MA separately. Become.
[0030]
In addition, by arranging the mirror MA having the anamorphic surface in the optical path between the imaging lens L1 and the solid-state imaging device 400 as shown in FIG. 1, the size of the mirror MA can be reduced in the main scanning direction.
Further, since the mirror MA does not move when reading the original, it is not affected by vibration due to the movement, and high-quality image reading without deteriorating the imaging performance can be performed.
[0031]
Next, another embodiment of the image reading apparatus according to the present invention will be described.
In the present embodiment, the solid-state imaging is achieved by making the image forming positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction for each image height coincide with each other, and at the same time, making the image forming positions of R, G, and B coincide when reading a color image. This makes it possible to make the output signal from the element uniform for each of the colors R, G and B and for each image height.
[0032]
FIG. 2 is an optical layout diagram of the image reading apparatus according to the present embodiment. Reference numeral 500 denotes a document surface, Q2 denotes illumination means, and M10, M20, and M30 denote mirrors for guiding reflected light of light illuminating the document placed on the document surface 500 from the illumination means Q2 to a solid-state imaging device (not shown).
The reflection surface of the mirror M10 and the reflection surface of the mirror M20 are perpendicular to each other, and the reflection surface of the mirror M20 and the reflection surface of the mirror M30 are parallel to each other. The reflected light from the document surface 500 is laterally reflected toward the mirror M10, the reflected light from the mirror 10 is laterally reflected toward the mirror M20, and the reflected light from the mirror M20 is laterally reflected toward the mirror M30. The light is reflected toward the original and travels in parallel with the document surface 500.
Note that the mirrors M10, M20, and M30 need to be arranged on the first traveling body in the case of the mirror scan method.
The light reflected by the mirror M30 travels toward the second traveling body as described with reference to FIG. 1, is folded by the mirror of the second traveling body, and reaches the solid-state imaging device via the imaging lens.
[0033]
Here, the first surface (front surface) of each of the mirrors M10, M20, and M30 is a reflection surface that transmits only a specific wavelength and reflects another wavelength, and the second surface (back surface) is a reflection surface formed of an anamorphic surface. is there. Here, the front side of each mirror, that is, the surface on the incident side of the reflected light from the document surface is defined as a first surface, and the surface on the back side is defined as a second surface. That is, in FIG. 2, the first surface F11 of the mirror M10 is a reflection surface transmitting only green (G), the first surface F21 of the mirror M20 is a reflection surface transmitting only red (R), and the first surface of the mirror M30. F31 is surface-coated so as to be a reflective surface that transmits only blue (B). The second surfaces F12, F22, and F32 of the mirrors M10, M20, and M30 are anamorphic surfaces, respectively.
[0034]
Therefore, the shape of the anamorphic surface can be set to be optimal for each of the R, G, and B colors.
In addition, since different R, G, and B colors can have different anamorphic surface effects, it is possible to correct the shift of the imaging position due to chromatic aberration.
In FIG. 2, the optical path of each color reads the same position on the document surface, but it is well known that the reading positions of R, G, and B are shifted in the sub-scanning direction when a three-line CCD is used. is there.
[0035]
Also, by changing the thickness of each mirror and changing the object distance for each color, it is possible to cancel the shift of the imaging position due to chromatic aberration. It is well known that by increasing the object distance, the imaging position moves toward the imaging lens, and by decreasing the object distance, the imaging position becomes farther than the imaging lens.
At this time, the magnification differs for each color in accordance with the change in the object distance, but it is possible to make the magnifications of the colors match on the anamorphic surface.
[0036]
FIG. 2 shows an example in which three mirrors are used, but the number of mirrors is not limited to three.
The first surface of the mirror MA shown in FIG. 1 has a planar shape that transmits only a specific wavelength, and the second surface has an anamorphic surface, so that the above-described effect of the present embodiment can be obtained. Is also good.
[0037]
Next, still another embodiment of the image reading apparatus according to the present invention will be described.
The vicinity of the optical axis of the anamorphic surface needs to have a shape having the same power in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is well known that in the performance of the imaging lens, the imaging position in the main scanning direction and the sub-scanning direction in the vicinity of the optical axis, that is, in the on-axis light beam, coincide. For this reason, if the power is different between the main scanning direction and the sub-scanning direction, the coincident imaging positions will be separated. That is, as described above, in the off-axis light flux due to the influence of the aberration of the imaging lens, the image formation position is different in the main scanning direction and the sub-scanning direction, so that the correction on the anamorphic surface is effective. In the vicinity of the optical axis where the image-forming positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction coincide with each other, the opposite effect occurs, and the image-forming positions are separated.
[0038]
As an example, the vicinity of the optical axis of the anamorphic surface has no power in the main scanning direction and the sub-scanning direction, so that the imaging position in the main scanning direction and the sub-scanning direction, that is, the on-axis light flux Can be matched.
Specifically, “R” in (Equation 1) and “a” in (Equation 2) are each set to “∞”, and the other coefficients are optimally set, thereby extending from the optical axis to the off-axis. In addition, it is possible to make the imaging positions coincide, and it is possible to make the output signal from the solid-state imaging device at each image height uniform.
[0039]
At this time, the mirror having the anamorphic surface is located at a position where the on-axis and off-axis light beams are sufficiently separated in order to satisfactorily correct the imaging position of the on-axis light beam and the off-axis light beam, that is, the imaging lens. It is desirable to place it in a location away from
[0040]
Next, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a central sectional view showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. Reference numeral 300 denotes a copying machine that is an image forming apparatus that forms an image by executing an electrophotographic process. The copying machine 300 includes an image scanner 100 that executes an exposure process of writing image information on a photosensitive member in an electrophotographic process, and a printer 200 disposed below the image scanner 100. The image scanner 100 is the image reading device according to the present invention described above.
[0041]
First, the configuration and operation of the image scanner 100 will be described.
A transparent contact glass 1 functioning as a document table is provided on the image reading surface of the image scanner 100, and an openable and closable pressure plate 50 is disposed above the transparent contact glass. The inner surface of the pressure plate 50, that is, the portion facing the back of the document is white.
An optical scanning system is provided below the contact glass 1. The optical scanning system includes a first traveling body including an exposure lamp 2 and a mirror 3, a second traveling body including a mirror 4 and a mirror 5, and a light receiving unit including a lens 6 and an image sensor 7. . The first traveling body and the second traveling body are each mechanically driven in the horizontal direction on the paper for sub-scanning.
[0042]
The light emitted from the exposure lamp 2 is reflected on the original surface or the surface inside the pressure plate 50, and the reflected light is incident on the image sensor 7 through the mirrors 3, 4, 5, and the lens 6.
Here, as described above, by arranging a mirror having an anamorphic surface between the lens 6 and the image sensor 7, the position of the mirror from the solid-state imaging device at each image height in both the main scanning direction and the sub-scanning direction is increased. The output signal is uniform.
[0043]
Next, the configuration and operation of the printer 200 will be described.
The image information read by the image scanner 100 is subjected to predetermined image processing and then input to the printer 200 to form a copy image. The image writing unit of the printer 200 is provided with a laser light source 9, a polygon mirror scanner 10, an fθ lens 11, a mirror 12, a dustproof glass 45.
A laser light source 9 emits a laser beam modulated by a binary signal corresponding to recording / non-recording of each pixel of an image to be recorded, and this laser beam is emitted by a polygon mirror scanner 10. The light is reflected, passes through the fθ lens 11, the mirror 12, and the dustproof glass 45 to form an image on the surface of the photosensitive drum 8.
[0044]
Around the photosensitive drum 8, there are provided processing members such as a cleaning unit 42, a static elimination lamp 43, a main charger 44, a developing unit 14, a transfer belt 15, and a transfer charger 16 in accordance with an electrophotographic process. I have.
First, the surface of the photosensitive drum 8 is uniformly charged to a predetermined high potential by the main charger 44. When this surface is irradiated with laser light corresponding to the image, the surface potential changes, and a potential distribution is formed according to the on / off state of the image, that is, the laser light. When this potential distribution, that is, the electrostatic latent image passes through the developing unit 14, toner adheres according to the level of the potential, and a visible image is formed.
[0045]
The visible image formed on the photosensitive drum 8, that is, the toner image, is transferred onto the transfer belt 15 by the transfer charger 16. Further, the transfer paper fed from the paper feed cassette 17 or 18 is fed onto the transfer belt 15 via the registration roller 22, and the toner image on the transfer belt 15 is transferred by the transfer chargers 23 and 24. Transferred to paper.
The transfer paper on which the toner image has been transferred is separated from the transfer belt 15 by the separation charger 25, the toner image is fixed through fixing rollers 26 and 27, and the paper is discharged through a paper discharge path 28 and discharged. It is discharged by the roller 29.
[0046]
Here, since the image scanner 100 is the image reading apparatus according to the present invention, the copying machine 300 can realize good image formation, that is, high quality of an output image.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the imaging position of the imaging lens in each of the image heights in the main scanning direction and the sub-scanning direction is different, the solid-state imaging device at each image height in both the main scanning direction and the sub-scanning direction The output signal from the camera can be made uniform, and high-quality image reading can be performed without deteriorating the imaging performance.
Further, according to the present invention, it is possible to cope with a color original, the imaging positions of the respective colors of R, G, and B are matched, and the output from the solid-state imaging device at each image height in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. The signal is made uniform for each color and each image height, and high-quality image reading without deteriorating the imaging performance becomes possible.
Further, according to the present invention, it is possible to prevent the image forming position of the light beam on the optical axis from changing in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical layout diagram showing an embodiment of an image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an optical layout diagram showing another embodiment of the image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a central sectional view showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is an optical layout diagram illustrating an example of a conventional image reading apparatus.
FIG. 5 is an optical arrangement diagram for explaining a defect of a conventional image reading apparatus.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a relationship between each color and MTF in a conventional image reading apparatus.
FIG. 7 is a diagram illustrating resolution characteristics of an optical system of a conventional image reading apparatus.
[Explanation of symbols]
P manuscript
Q Lighting means
L1 imaging lens
MA Mirror with anamorphic surface
100 Image scanner (image reading device)
200 printer
300 Copier (image forming apparatus)
400 solid-state image sensor

Claims

An image reading apparatus having an imaging lens that forms image information of a document and a solid-state imaging device that reads the image information,
An image reading device, wherein a mirror having an anamorphic surface is arranged in an optical path between the imaging lens and the solid-state imaging device.

The image reading device according to claim 1, wherein the mirror having the anamorphic surface has a first surface having a planar shape transmitting only a specific wavelength, and a second surface having an anamorphic surface.

3. The image reading device according to claim 1, wherein the power near the optical axis of the anamorphic surface is the same in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

4. The image reading apparatus according to claim 3, wherein the vicinity of the optical axis of the anamorphic surface has no power in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

An imaging lens for forming image information of a document, a solid-state image sensor for reading the image information, an illuminating means for illuminating the document, and a mirror for guiding reflected light from the document to the imaging lens are attached. An image reading apparatus comprising: a first traveling body, and a second traveling body to which a mirror for guiding reflected light from a mirror attached to the first traveling body to the imaging lens is attached. ,
A mirror having an anamorphic surface is arranged in an optical path between the imaging lens and the solid-state imaging device,
The image reading device according to claim 1, wherein the mirror attached to the first traveling body has a first surface having a planar shape transmitting only a specific wavelength, and a second surface having an anamorphic surface.

An image forming apparatus having an image reading device that performs an exposure process of writing image information on a photoconductor, and forming an image by performing an electrophotographic process,
An image forming apparatus according to claim 1, wherein the image reading device is the image reading device according to claim 1.