JP2004304686A - Adjustment method for image reading apparatus, adjustment chart, image reading apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

Adjustment method for image reading apparatus, adjustment chart, image reading apparatus, and image forming apparatus Download PDF

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Kiichiro Nishina
喜一朗 仁科
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adjustment method for an image reading apparatus and an adjustment chart which enable a focal position in both main and sub scanning directions to be simultaneously adjusted and to provide an image reading apparatus and an image forming apparatus having excellent performance in both main and sub scanning directions by adopting the adjustment method. <P>SOLUTION: In the adjustment method for the image reading apparatus having a lighting system for lighting an original; at least one folding mirror for leading a reflected image from an original to an image forming lens 4; the image forming lens 4 for reducing the reflected image from the original and forming the reduced image; and an original reading line sensor 5 for applying photoelectric conversion to the image of the original formed by the image forming lens 4, adjustment charts 1, 2 are placed on the original face in the main and sub scanning directions, images of the adjustment charts 1, 2 are formed on a line sensor 5 through the image forming lens 4 and the focal point is adjusted so that MTF values in the main and sub scanning directions satisfy a prescribed value at the same time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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)×Y)/(1+SQRT(1−(1+K)×(Y/R)))+A4×Y+A6×Y+A8×Y+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゜

Figure 2004304686
<非球面係数>
Figure 2004304686
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゜
Figure 2004304686
<非球面係数>
Figure 2004304686
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゜
Figure 2004304686
<非球面係数>
Figure 2004304686
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゜
Figure 2004304686
<非球面係数>
Figure 2004304686
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is applicable to a scanner, a copier, a facsimile, and the like, and relates to an adjustment method, an adjustment chart, an image reading apparatus, and an image forming apparatus for these image reading apparatuses.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As an optical system used in an image reading apparatus such as a scanner, a copying machine, and a facsimile, there is a reduced reading optical system that reduces reflected light of a document illuminated by an illumination system and forms an image on a line sensor by an imaging lens. The focus adjustment of the optical system is performed using a pattern arranged on the document surface. That is, the above-mentioned pattern is a pattern composed of normal black and white lines that are orthogonal to the longitudinal direction of the line sensor and arranged at equal intervals. The positions of the image lens and the line sensor are changed so that the reduction ratio and the output of the line sensor are adjusted to be good.
[0003]
However, in the conventional adjustment method, only the output in the main scanning direction orthogonal to the longitudinal direction of the line sensor is seen at the time of focus adjustment. Therefore, even if the focus in the main scanning direction is satisfactorily adjusted to achieve a predetermined resolution, the resolution in the sub-scanning direction may be less than a predetermined level. This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an example in which the horizontal axis represents the defocus, and the vertical axis represents the MTF as an index of the resolving power, and measured off-axis on the axis and in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction. If the MTF is equal to or higher than a predetermined threshold level, it is determined that the performance is satisfied. There is a possibility that the positions of the imaging lens and the line sensor are adjusted with the position indicated by A in FIG. On-axis indicated by a circled symbol 1 in FIG. 1 and off-axis indicated by a circled symbol 2: the resolution in the main scanning direction exceeds a threshold level for satisfying performance. However, the off-axis: resolution in the sub-scanning direction of the circled symbol 3 cannot satisfy the threshold level for satisfying the predetermined performance, which causes problems such as poor resolution in the sub-scanning direction. . When a resolution failure in the sub-scanning direction occurs as described above, it is necessary to perform focus adjustment again, which makes the focus adjustment operation extremely complicated.
[0004]
As a focus adjustment method for setting the resolving power to a high level, when the image forming position on the lens optical axis is used as a reference, at a position separated from the optical axis in the width direction of the document, the image forming position of the lens in the optical axis direction Is formed so as to maximize the displacement, and the lens is formed in a first direction parallel or orthogonal to the width direction in the image plane of the image at the position where the displacement of the image forming position in the optical axis direction is maximum. There is a method in which the peak of the resolution characteristic curve is positioned at an intermediate portion in the optical axis direction between the peak of the resolution characteristic curve at the optical axis position of the lens and the peak of the resolution characteristic curve in the second direction orthogonal to the first direction. For example, see Patent Document 1).
[0005]
However, in the invention described in Patent Document 1, it is necessary to know the performance of the imaging lens in advance without performing focus adjustment by looking at the MTF output in the sub-scanning direction. If the image forming performance varies 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.
[0006]
The following is a prior example of the present applicant's application for performing focus adjustment in the sub-scanning direction. First, on a document surface, first patterns arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first document reading line sensor and arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the first document reading line sensor; A second pattern arranged in a direction parallel to the longitudinal direction of the first original reading line sensor, and reading the first pattern with the first original reading line sensor. There is an image reading apparatus in which a pattern is read by a second document reading line sensor, output signals in the main scanning direction and the sub-scanning direction are adjusted favorably, and the focusing of the optical system can be adjusted ( Patent Document 2).
[0007]
When the focus adjustment in the main scanning direction is performed, a pattern arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the line sensor for reading the original is read by the imaging lens, and when the focus adjustment in the sub-scanning direction is performed, the original is read. A reading member made of a light-transmissive material is movably inserted into an optical path connecting the surface and the imaging lens, and the reading member is appropriately moved so that the reading member is equally spaced in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the line sensor. There is an adjustment method for an image reading apparatus that reads an arrayed pattern via an imaging lens (see Patent Document 3). Also, by moving the strip-shaped chart in parallel in the sub-scanning direction, a solid-state image sensor can read a reading surface in which a plurality of lines are formed at equal intervals in the sub-scanning direction, and adjust the focus in the sub-scanning direction. There is a focus adjustment assisting device and a focus adjustment method that can be performed (see Patent Document 4).
[0008]
Further, the present invention relates to a method for adjusting an image reading apparatus which scans an original in the sub-scanning direction while scanning an original on a one-dimensional image sensor via an imaging lens to read the entire front surface of the original. A second sub-scanning adjustment chart, in which one long dark strip in the main scanning direction is arranged on the background, is placed on the document surface and vibrated at a constant cycle in the sub-scanning direction, and the change in light and dark is concluded. There is also a configuration in which the focus of the imaging lens in the sub-scanning direction is detected and adjusted by detecting with a one-dimensional image sensor via an image lens (see Patent Document 5).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-8-214112
[Patent Document 2]
JP-A-11-317839
[Patent Document 3]
JP 2001-144899 A
[Patent Document 4]
JP 2001-230896 A
[Patent Document 5]
JP-A-2002-16757
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the invention described in Patent Document 2 is unnecessary as a scanner optical system, and requires a line sensor used only for focus adjustment in the sub-scanning direction, which increases cost and increases the size of the scanner optical system. It will lead to conversion. In the inventions described in Patent Documents 3, 4, and 5, since it is necessary to separately switch and adjust the main scanning direction and the sub-scanning direction, when the focus in the main scanning direction is adjusted, The performance fluctuation in the sub-scanning direction cannot be known. Therefore, it is necessary to switch between the adjustment in the main scanning direction and the adjustment in the sub-scanning direction several times so that performance is gradually optimized so that it takes a very long time to perform the adjustment. Is complicated.
[0011]
Accordingly, the present invention provides an adjustment method for an image reading apparatus that can simultaneously adjust the focus position in the main scanning direction and the sub-scanning direction, an adjustment chart, and the adjustment method. It is an object of the present invention to provide an image reading apparatus and an image forming apparatus having good performance in both scanning directions.
Further, the present invention aims to achieve the following items in consideration of the global environment.
(1) Power saving by drastically reducing man-hours for adjusting the scanner optical system.
(2) Reduction of raw materials related to the production of the lens unit inspection apparatus and energy related to the processing by eliminating the need for the lens unit inspection.
(3) Reduction of energy related to metal raw materials and metal processing by converting the holding member to resin.
(4) Since the lens is made of optical glass which is chemically stable and does not contain harmful substances such as lead and arsenic, the material can be recycled, and there is no water pollution due to waste liquid during processing. In addition, the use of an aspherical surface reduces the number of lens components, thereby reducing energy related to glass materials and glass processing.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an image reading apparatus adjustment method, an adjustment chart, an image reading apparatus, and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
One embodiment of the image reading apparatus adjustment method according to the present invention includes an illumination system for illuminating a document, at least one folding mirror for guiding a reflected image from the document to an imaging lens, and In an adjustment method in an image reading apparatus having an image forming lens for reducing and forming a reflected image and a line sensor for reading a document for photoelectrically converting the document image formed by the image forming lens, a main scanning direction and a sub An adjustment chart in the scanning direction is arranged, and this adjustment chart is imaged on the line sensor by the imaging lens, and the focus can be adjusted so that the MTFs in the main scanning direction and the sub-scanning direction simultaneously satisfy a predetermined value. It is characterized by having.
[0014]
As the adjustment chart, for example, as shown in FIG. 2, five charts (1) -a, (1) -b, and (1)-in the main scanning direction are used to measure the main scanning and the sub-scanning at the same time. c, (1) -d, (1) -e and four charts (2) -a, (2) -b, (2) -c, (2) -d in the sub-scanning direction are main-scanned. The line sensors 5 arranged in a line in the longitudinal direction of the line sensor 5 are used. Each chart is obtained by arranging a plurality of straight lines in a stripe shape, the chart in the main scanning direction is a plurality of straight lines in the sub-scanning direction arranged in the main scanning direction, and the chart in the sub-scanning direction is a plurality of straight lines in the main scanning direction. Are arranged in the sub-scanning direction. On the optical axis 3 of the imaging lens 4 at the center in the main scanning direction, there is only the chart (1) -c in the main scanning direction, and no chart in the sub-scanning direction. Each chart is dispersedly arranged at a predetermined position in the main scanning direction.
[0015]
The chart as described above is arranged on the same surface as the document, for example, on a contact glass on which the document is placed in the case of a copying machine, and the chart is reduced on the light receiving surface of the line sensor 5 by the imaging lens 4. An image is formed. At least one folding mirror is arranged between the chart and the imaging lens 4, but is omitted in FIG. The detection output of the portion corresponding to each chart of the line sensor 5 fluctuates in accordance with the repetition of the stripe of each chart, and an MTF according to the sharpness of the image is obtained. By arranging the chart in the main scanning direction and the chart in the sub-scanning direction as described above, MTFs in the main scanning direction and the sub-scanning direction can be obtained at the same time. Can be adjusted. Explaining with reference to the example of FIG. 1, the adjustment is performed so that the position of the focus plane A exists in an area where the threshold level is equal to or higher than the threshold level in both the main scanning direction and the sub scanning direction. The position and number of charts in the main scanning direction and the sub-scanning direction can be arbitrarily changed depending on the performance of the imaging lens 4. In accordance with the MTF performance of the imaging lens 4 in the main scanning direction and the sub-scanning direction in the image height direction, by optimally arranging the focusing lens 4, the focus adjustment in the main scanning direction and the sub-scanning direction over the entire image height can be performed with high accuracy. It is possible to do. After the adjustment is completed, the chart is removed.
[0016]
As an actual adjustment method, either one of the imaging lens 4 and the line sensor 5 is moved or the imaging lens 4 and the line sensor 5 are moved for focusing. The interval between the sensors 5 is changed. It is common for an image reading apparatus to simultaneously adjust the imaging magnification at the time of focus adjustment. Therefore, a magnification adjustment pattern is also arranged on the focus adjustment chart, and in addition to the movement of the imaging lens 4 or the line sensor 5 by the focus adjustment, the imaging lens 4 and the line sensor 5 are integrally moved, or a folding mirror. It is preferable to change the distance from the document surface to the imaging lens 4 by moving the position.
[0017]
In order to perform the focus adjustment and the magnification adjustment, the distance from the document surface to the imaging lens 4 and the distance between the imaging lens 4 and the line sensor 5 may be changed. The mirror, the imaging lens, the line sensor, and the like provided in the image reading device may be arbitrarily combined and changed.
[0018]
According to another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention, in order to read a document image in color, in the above-described embodiment, a filter for color separation is arranged on the front surface of the sensor in the line sensor. A focus adjustment method for an image reading apparatus in which a plurality of line sensors are arranged in a sub-scanning direction, such that MTFs of the plurality of line sensors in a main scanning direction and a sub-scanning direction simultaneously satisfy a predetermined value. A focus adjustment method for an image reading apparatus, wherein focus adjustment is possible.
[0019]
As an example of the line sensor, as shown in FIG. 3, a three-line charge-coupled device (charge-coupled device) having three color separation filters of red (R), green (G), and blue (B) on its front surface There is a so-called three-line CCD in which a device (hereinafter referred to as “CCD”) is arranged in one package. When such a three-line CCD is used, as shown in FIG. 3, the width of the adjustment chart set on the original surface in the short direction, that is, the sub-scanning direction, is set wider than the line interval of the three-line CCD. Set. This makes it possible to adjust the MTFs of the three colors R, G, and B in the main scanning direction and the sub-scanning direction at one time over the entire image height. In the above example, the case where the number of line sensors is three has been described, but the number of line sensors may be any number as long as it is two or more.
[0020]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention is a method of combining the MTFs at an arbitrary image height in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the plurality of line sensors in the above-described embodiment. And a focus adjustment method for the image reading apparatus, wherein the focus adjustment is performed by the combined MTF.
[0021]
A specific adjustment method will be described by taking a case where a three-line CCD is used as an example. As shown in FIG. 4, for example, when the CCD is moved by a small amount in the optical axis direction of the lens, that is, in the depth of focus direction, the MTF of each color and each image height is measured. Next, the MTF is plotted on the vertical axis, and all measured MTFs are plotted. Based on this plotted FIG. 4, for example, by adjusting the position of the CCD to the defocus position where the total MTF becomes the maximum, that is, the MTF peak position in FIG. The focus can be adjusted to an optimum position.
[0022]
When it is sufficient to adjust each color to a value equal to or higher than the MTF of a certain threshold level as a specification of the scanner optical system, the position of the CCD should be adjusted to a certain area in FIG. 4, that is, an OK range shown in FIG. It becomes. There is also a method of not actually creating a diagram in which the MTF of each color is plotted as described above. Specifically, the MTF of each color is displayed in real time when the CCD is moved in the depth direction, and the position where the MTF of each color is maximized, and the CCD such that the MTF of each image height of each color satisfies the threshold level. May be adjusted.
According to a fourth aspect of the present invention, in the focus adjustment method of the image reading apparatus according to any one of the first to third aspects, the adjustment chart in the sub-scanning direction is arranged in the longitudinal direction of the line sensor. A focus adjustment method for an image reading apparatus, comprising moving patterns arranged in parallel and at equal intervals.
[0023]
The adjustment chart in the main scanning direction is, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of straight lines perpendicular to the longitudinal direction of the line sensor, which are generally used in the related art, are equidistant and parallel in the main scanning direction. A so-called line chart arranged in the above manner can be used. On the other hand, as shown in FIG. 6, the adjustment chart in the sub-scanning direction is a chart in which a plurality of straight lines in the longitudinal direction of the line sensor, that is, in the main scanning direction are arranged at equal intervals in parallel with the sub-scanning direction. By moving the chart in the sub-scanning direction, the detection output of a specific sensor constituting the line sensor changes, so that the MTF in the sub-scanning direction can be read from the line sensor output.
[0024]
Note that the arrangement pitch of the charts for the main scanning direction and the sub-scanning direction can be set arbitrarily so that the frequency of the MTF to be measured is the same as the frequency required in the scanner optical system used. The frequency in the main scanning direction and the frequency in the sub-scanning direction may be the same or different.
[0025]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention relates to a method of moving the adjustment chart in the sub-scanning direction in the above adjustment method, wherein the plurality of adjustment charts in the sub-scanning direction are in the same direction. (Rotational movement) at a constant speed (in the sub-scanning direction).
[0026]
Specifically, as shown in FIG. 7, a stripe-shaped pattern is formed on the surface of the belt-shaped support 7 parallel to the longitudinal direction of the line sensor and arranged at equal intervals in the sub-scanning direction. Can be used as a sub-scanning direction adjustment chart held by two rollers 9, 10. Due to the rotation of the rollers 9, 10, the belt 7 rotates at a constant speed, and the stripe pattern moves in the sub-scanning direction. MTF can be measured by detecting this with a line sensor. As shown in FIG. 8, on the surface of the cylindrical rotator 11, a stripe pattern parallel to the longitudinal direction of the line sensor and arranged at regular intervals in the sub-scanning direction is formed, and the rotator 11 is rotated. Then, a method of detecting this with a line sensor is also conceivable. In the present invention, since the chart only needs to move in the same direction at a constant speed, for example, in the example of FIG. 7, two rollers are shown, but the number of rollers may be any number, The belt 7 can be moved by a gear other than the rollers, for example.
[0027]
In the present invention, since it is necessary to measure the main scanning direction and the sub-scanning direction at the same time, as an actually used chart, as shown in FIG. A mask 14 having a main scanning adjustment chart 15 and an opening 16 for sub-scanning measurement may be arranged. The sub-scanning measurement chart 12 is composed of a stripe pattern formed on the surface of a drum-shaped rotating body that is long in the direction of the rotation axis. The mask 14 is a plate-shaped member that is long in the direction of the rotation axis of the rotator. The main scanning adjustment charts 15 are formed at equal intervals at three positions in the longitudinal direction, and the openings 16 are arranged between these charts 15. ing. The MTF in the main scanning direction can be measured by the detection output of the main scanning adjustment chart 15 by the line sensor, and the detection output of the line sensor corresponding to the sub-scanning measurement chart 12 seen to move in the sub-scanning direction through the opening 16. Can measure the MTF in the sub-scanning direction.
[0028]
The sub-scanning chart may have a pattern only in the range to be measured. Accordingly, as shown in FIG. 10, the sub-scanning chart may be divided into a plurality. In the example of FIG. 10, a sub-scanning chart 20 is formed on the surfaces of two drums 18 and 18 that are driven to rotate, and the mask 14 and the mask 14 shown in FIG. The same mask 14 is arranged, and the sub-scanning chart 20 can be detected by a line sensor through the opening 16 of the mask 14. In this example, the sub-scanning chart is divided into two, but the number of divisions is arbitrary.
[0029]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described adjustment method, the adjustment chart in the sub-scanning direction reciprocates in the sub-scanning direction. . It is desirable that the adjustment chart be kept flat on the original placement surface. However, when a cylindrical chart is used and a 3-line CCD is used, for example, if the outer diameter of the cylinder is small, the cylindrical chart has a curvature in the sub-scanning direction. Due to the difference between the reading positions of (G) and blue (B), the chart is in a state of being lifted from the document installation surface, and it is not possible to perform accurate adjustment. In order to prevent this, the outer diameter of the cylinder may be increased. However, in such a case, the size of the apparatus is increased, and accordingly, it is necessary to increase the drive source, which causes a problem such as an increase in power consumption. Therefore, in the invention according to claim 6, as shown in FIG. 11, a chart in the sub-scanning direction is made a flat surface, a stripe-like pattern is formed thereon, and the pattern is reciprocated in the sub-scanning direction.
[0030]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading device according to the present invention is the adjustment method of the image reading device, wherein the movement of the adjustment chart in the sub-scanning direction is synchronized with a reading cycle of the line sensor. Features. Generally, in a line sensor used in a scanner optical system, a signal output speed of document information is set in accordance with a reading speed of the scanner optical system. This adjustment method can be used irrespective of the reading speed of the scanner optical system. However, in order to accurately measure the MTF in the sub-scanning direction, it is necessary to synchronize with the signal output of the line sensor corresponding to the reading speed. , The moving speed of the chart can be changed.
[0031]
Still another embodiment of the method for adjusting an image reading apparatus according to the present invention is the method for adjusting an image reading apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjustment chart in the sub-scanning direction is a length of the line sensor. Θ is an inclination angle (unit: degree) with respect to the direction parallel to the line sensor length of the sub-scanning adjustment chart, and MTF (H) is an arbitrary angle of view of the imaging lens. And the higher MTF value in the sagittal direction and the meridional direction at the defocus position, and the lower MTF value in the sagittal direction and the meridional direction at an arbitrary angle of view and the defocus position of the imaging lens. In this case, the minute angle satisfies the following condition.
θ <MTF (H) / MTF (L) × 45
[0032]
In the adjustment method according to the fourth to sixth aspects, the MTF in the sub-scanning direction is obtained by moving the adjustment chart in the sub-scanning direction in the sub-scanning direction. A drive source for moving the image sensor and a speed change mechanism for synchronizing with the reading speed are required. Therefore, as shown in FIG. 12, the MTF measurement in the sub-scanning may be performed by tilting the adjustment chart 22 in the sub-scanning direction by a small angle (θ) with respect to the longitudinal direction of the line sensor, that is, the main scanning direction. .
[0033]
In the optical system, for an image on the optical axis of the imaging lens, when the lens has no eccentricity, the point image distribution has a shape (circle) in which the main scanning direction and the sub-scanning direction are completely symmetrical, The MTFs in the main scanning direction and the sub scanning direction are exactly the same. In such a case, the MTF has the same value even when the adjustment chart is inclined by 45 degrees. On the other hand, when the imaging lens has an angle of view, the point image distribution is changed in the main scanning direction and the sub-scanning direction due to the influence of aberrations (astigmatism, coma aberration, etc.) of the imaging lens. It becomes asymmetric, and the MTFs in the main scanning direction and the sub-scanning direction have different values. In such a state, if the inclination angle θ of the adjustment chart is increased, the measurement accuracy of the MTF in the sub-scanning direction is significantly deteriorated. Therefore, the inclination angle of the pattern of the sub-scanning adjustment chart 22 is set in a range satisfying the above conditional expression. This makes it possible to accurately measure the MTF in the sub-scanning direction.
[0034]
Still another embodiment of the method for adjusting an image reading device according to the present invention is the method for adjusting an image reading device according to any one of claims 1 to 8, wherein an arbitrary air interval of the imaging lens is changed during focus adjustment. And correcting the field curvature by adjusting the focus of the image reading apparatus. In the imaging lens, the curvature of field fluctuates due to various parameters constituting the lens, such as a radius of curvature, a wall thickness, a surface interval, a refractive index of a glass material to be used, and a processing error of the lens. The imaging position changes between the vicinity of the axis and the periphery. However, when more accurate reading performance is required as a scanner optical system as in recent years, there is a case where a performance variation due to a variation in each of the above parameters cannot be allowed.
[0035]
Therefore, while adjusting the focus in the main scanning direction and the sub-scanning direction, the curvature of field of the imaging lens consisting of a plurality of lenses is changed by changing the air gap between the lenses, and the lens is formed over the entire reading area. It is preferable to perform the field curvature correction and the focus adjustment so that the imaging performance of the above becomes good. FIG. 13 shows an example of an imaging lens which makes this possible. In FIG. 13, a front lens group 27 including three lenses L1, L2, and L3 and a rear lens group 28 including three lenses L4, L5, and L6 are incorporated in a lens barrel 26. A spacer is interposed between the end surface receiving portion 26a of the lens L4 formed on the lens barrel 26 and the end surface of the lens L4, and the thickness of the spacer is changed to reduce the air gap 30 between the lenses L3 and L4. It can be changed. The curvature of field can be corrected by changing the air gap. The air interval to be changed for performing the field curvature correction may be one lens interval or a plurality of lens intervals, and can be arbitrarily selected by the imaging lens. By selecting a point where the curvature of field can be changed without changing the symmetry of the coma aberration as a point where the air gap is changed, the performance of the imaging lens can be further improved.
[0036]
According to still another embodiment of the adjustment method of the image reading device according to the present invention, in the focus adjustment method of the image reading device according to any one of claims 1 to 9, a lens is rotated in a circumferential direction. This is a focus adjustment method for an image reading apparatus. In an image reading apparatus using a line sensor, in order to form a document image on the line sensor as a line image in the main scanning longitudinal direction, as shown in FIG. (referred to as γ rotation) so that the influence of the eccentricity of the assembly of the lens 31 is reduced. Conventionally, when an imaging lens is inspected by, for example, an MTF inspection machine, the above-described γ rotation is performed, a mark is formed in a rotation direction in which the influence of eccentricity is reduced, and the image of the imaging lens is read using the mark as a mark. Attach it to the device. Alternatively, a method has been proposed in which an image forming lens is attached to an image reading apparatus, and γ rotation is performed while looking at only the MTF in the main scanning direction.
[0037]
However, when performing the γ rotation when inspecting the imaging lens with an MTF inspection machine or the like, when the imaging lens is attached to the inspection machine and the attachment to the image reading device are not the same condition, or the lens is held. Due to the processing tolerance of the roundness and coaxiality of the holding member, for example, the lens barrel, etc., and the inclination of the mounting part, select the γ rotation of the imaging lens to a position where the influence of eccentricity is small on the inspection machine. However, when attached to an image reading apparatus, there is a problem that the influence of eccentricity is large. Also, when looking for only the MTF in the main scanning direction on the image reading apparatus and searching for a position where the influence of the eccentricity is small, the influence of the main scanning direction and the sub-scanning direction on the eccentricity of assembling the lens is different. There is a problem in that even if the influence of the eccentricity is small in the direction, the influence is large in the sub-scanning direction.
[0038]
Therefore, by simultaneously viewing the MTFs in the main scanning direction and the sub-scanning direction and setting the image reading apparatus to a position where the influence of the eccentricity during assembly is small when adjusting the focus of the image reading apparatus, the above-described conventional problem can be solved. The position of the image lens in the circumferential direction can be a position where the influence of eccentricity is small in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0039]
According to still another embodiment of the method for adjusting the image reading apparatus according to the present invention, in the focus adjusting method for the image reading apparatus according to claim 9 or 10, the imaging lens is held by at least two lens holding members. A focus adjustment method for an image reading apparatus, wherein an arbitrary air gap between lenses held by a holding member is changed to correct curvature of field.
For example, in the lens barrel structure as shown in FIG. 13, when the air gap 30 of the lens is to be changed, the three lenses on the front side or the rear side of the air gap 30 are once removed from the lens barrel 26, for example, as described above. It is necessary to insert a simple spacer or the like between the lens and the receiving portion of the lens barrel that receives the lens, or change the thickness of the spacer and reassemble the three removed lenses. With such an adjustment step, a step of removing the lens and a step of reassembling the lens are necessary, and even if a direction in which the influence of the eccentricity of the lens assembly by the γ rotation is small in the first assembled state is found, the lens must be remounted. Since the direction of the eccentricity changes due to the assembly, it is necessary to search again for a direction in which the influence of the eccentricity is small, and it takes time to correct the curvature of field, which increases the cost.
[0040]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-337799 discloses a prior example of a lens barrel according to the application of the present applicant, in which a lens holding member is divided into a plurality of parts and the air gap is adjusted. This is because, in the lens barrel that holds the lens, the lens barrel is divided into at least two parts and joined together, and the joint between the lens barrels is formed in a screw structure, and the lens barrels are rotated relative to each other. Thus, the distance between the lenses attached to each lens barrel is changed to obtain good imaging performance. In the present invention, since the divided holding members are fitted to each other by screws, the state of adjustment as described above fluctuates, and there is a problem that γ rotation must be performed again.
[0041]
Therefore, in the above-described embodiment, for example, as shown in FIG. 15, a lens barrel that holds the front group lens 27 and a lens barrel that holds the rear group lens 28, and adjusts the distance between these lens barrels to adjust the distance between the lenses. The air spacing was adjusted. In the example shown in FIG. 15A, as a holding member, a front group lens 27 and a rear group lens 28 each having three lenses are held by lens barrels 31 and 32 which are separate holding products. It is. At the time of focus adjustment, the jigs hold the front and rear lens barrels 31 and 32 and move the respective lens barrels in parallel so as not to rotate by γ to adjust the distance between the lenses of the front and rear groups.
[0042]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention is a focus adjustment method of the image reading apparatus in which the air gap between the lenses is changed to correct the curvature of field as described above. It is characterized in that only the holding member is moved. In the example shown in FIG. 15A, in order to perform field curvature correction, when changing the air gap between the imaging lenses, one of the front and rear group lenses 27 and 28 is fixed, and the other is fixed. The curvature of field is corrected by moving only the lens group of.
[0043]
In the case where the curvature of field is corrected by changing the air gap between the lenses, in order to move the plurality of lenses in parallel so that the lenses do not rotate γ at the time of correction, the relative positional accuracy of the moving lenses must be adjusted. Need to secure. Therefore, the movement accuracy of both the front and rear groups must be increased, which causes a cost increase of the focus adjustment device. Therefore, in the example of the imaging lens as shown in FIG. 15, by using one moving lens group, it is possible to suppress the required accuracy of the focus adjustment device, and to provide a low-cost focus adjustment method and apparatus. can do.
[0044]
Further, as described above, in the adjustment process of the image reading apparatus, it is general to adjust the focus and the magnification together. Depending on the power arrangement of the lenses, it may be possible to set the moving lens group so that the correction of the curvature of field and the adjustment of the magnification can both be achieved by the movement of one lens group. In such a case, by moving only one lens group, it is possible to greatly reduce the number of adjustment and fixing operations.
[0045]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention is a focus adjustment method of the image reading apparatus in which the air gap between the lenses is changed to correct the curvature of field. And a focus adjustment method for an image reading apparatus, wherein the image reading apparatus has a spigot portion. In order to perform the field curvature correction, the lens is moved in parallel, and the adjustment of the air gap between the lenses is further facilitated. As shown in FIG. 15B, the front lens group 27 and the rear lens group 28 are held by separate lens barrels 35 and 36, respectively. The space between the front and rear lens barrels 35 and 36 can be adjusted using the spigot portion 39 as a guide. The “slot part” refers to a part configured such that the concave part and the convex part are detachably fitted to each other. By having the spigot portion 39, the distance between the lens barrels 35 and 36 can be adjusted, and thereby the air gap 30 between the lenses L3 and L4 can be adjusted. Can be maintained with high precision, so that the precision of the lens can be maintained high even if the precision of the adjuster is further reduced.
[0046]
According to still another embodiment of the image reading apparatus adjustment method according to the present invention, in the focus adjustment method for an image reading apparatus according to any one of claims 1 to 13, the holding member is a resin lens barrel. This is a focus adjustment method for an image reading apparatus. The holding member corresponds to a lens barrel. As shown in FIG. 15, when the lens barrel is divided into front and rear lens barrels, if the material of the lens barrel is machined by a metal cutting process such as aluminum, the cost of the lens barrel itself increases, which causes a cost increase. . Therefore, in the invention according to claim 14, the lens barrel is made of resin. This makes it possible to improve the efficiency of the interval adjustment without increasing the cost of the lens barrel itself.
[0047]
In the description of the invention according to claims 9 to 13, in the imaging lens composed of a total of six lenses, an example has been shown in which the adjustment point is the air gap between the third lens and the fourth lens. It is not limited, and may be adjusted anywhere. Also, as a lens type, a so-called Gauss type having four elements in six groups has been described as an example, but the same effect can be obtained with any lens type.
[0048]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading device according to the present invention is that, in the focus adjustment method of the image reading device in which the holding member is a resin lens barrel, the outer shape of the holding member is non-cylindrical. This is a focus adjustment method for an image reading apparatus. The shape of the lens barrel as the holding member is generally a cylindrical shape, but in order to reduce the thickness of the image reading apparatus, for example, as shown in FIG. Or a D-shaped cross section in which only the upper or lower part is cut by a plane. By doing so, an unnecessary portion of the imaging lens is removed, and it is possible to cope with a reduction in the thickness of the image reading device.
[0049]
Still another embodiment of the image reading apparatus adjustment method according to the present invention is the image reading apparatus focus adjustment method according to any one of claims 10 to 14, wherein only one lens group held by the holding member is used. This is a focus adjustment method for an image reading device, which is rotated in a circumferential direction. As described with reference to the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, the lens is rotated by γ so that the influence of the lens eccentricity is reduced. At this time, the influence of the eccentricity is concentrated on one group by the configuration of the lens, and only the group is rotated by γ, so that the influence of the eccentricity of the assembly of the entire imaging lens system can be suppressed small, and the adjusting device itself is used. Can be simplified, and the adjustment process can be simplified.
[0050]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention is the focus adjustment method of the image reading apparatus described above, wherein at least one of the reflection mirror and the imaging lens has an aspheric surface. It is characterized by the following.
[0051]
In general, when an aspherical lens is used, a great effect can be obtained for a specific aberration correction depending on where the aspherical lens is used. On the other hand, in the aspherical surface processing, a glass aspherical lens, a plastic aspherical lens, and a so-called hybrid aspherical lens in which an aspherical surface is formed by a thin resin layer on a glass spherical lens are usually processed by molding. Aspherical surface formation by molding makes it more difficult for the surface shape to be symmetrical with respect to the optical axis than spherical lens processing. If the surface is highly effective in correcting aberrations, the MTF in only the main scanning direction or only in the sub-scanning direction is significantly deteriorated. Alternatively, the moving direction of the image plane may be opposite in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Therefore, when an aspherical surface is adopted, by adjusting the focus while viewing the MTF in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, it is possible to bring out the performance of the imaging lens by 100%. Further, by adjusting the distance between the lenses while observing the MTFs in the main scanning direction and the sub-scanning direction, it is possible to obtain an imaging lens having better imaging performance.
[0052]
Still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention is the focus adjustment method of the image reading apparatus according to the above embodiment, wherein the imaging lens has three positive lenses and two negative lenses, for a total of five lenses. A focus adjusting method for an image reading apparatus, wherein at least one surface of the imaging lens has an aspherical surface. For example, an imaging lens used in an image reading device used in a digital copying machine or the like requires high contrast in a high spatial frequency region, and has an aperture efficiency close to 100% up to the peripheral portion of the angle of view. Further, it is necessary to keep distortion aberration small. Furthermore, in order to read a color original satisfactorily, it is necessary to match the image forming positions of the red, green, and blue colors on the light receiving surface in the optical axis direction, and the chromatic aberration of each color must be corrected extremely well. .
[0053]
As such an imaging lens, a so-called Gaussian type having a four-group, six-element configuration as shown in FIGS. 13 and 15 is widely used. 13 and 15, the front lens group 27 includes a positive lens L1, a positive lens L2, and a negative lens L3, and the lenses L2 and L3 are joined. The rear lens group 28 includes a negative lens L4, a positive lens L5, and a positive lens L6, and the lenses L5 and L6 are cemented. The front lens group 27 and the rear lens group 28 are symmetrical. The Gaussian type can satisfactorily correct the curvature of field up to a half angle of view of about 20 °, and can suppress the occurrence of coma flare even with a relatively large aperture. However, since the number of constituent lenses is as large as six, the outer diameter of the lens becomes large, and there is a limit to miniaturization and cost reduction of the lens and a device using the lens.
[0054]
Therefore, in still another embodiment of the adjustment method of the image reading apparatus according to the present invention, a positive lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, a diaphragm, a negative lens, and a positive lens are configured from the object side. Has an aspherical surface. With such a configuration, it is possible to satisfactorily correct the distortion by setting the lens configuration such that the power arrangement of the lens is substantially symmetric about the stop. Further, since the curvature of field in the main scanning direction and the sub-scanning direction can be accurately matched, the asymmetry of the point image distribution can be reduced, and the focus adjustment method in the sub-scanning direction according to claim 8. Can be widened. Further, by adjusting the aperture interval, it is possible to perform the field curvature correction without changing the symmetry of the coma aberration, and the F / NO. Is as bright as about 4.65 to 5.0, the aperture efficiency is close to 100% up to the periphery, the aberration is well corrected, the contrast is high in the high spatial frequency range, and it can be used for full-color reading. In addition, it is possible to configure a small and low-cost imaging lens and an apparatus using the same.
[0055]
Hereinafter, examples of the imaging lens of the present invention will be described. The meanings of the symbols in the examples are as follows.
f: synthetic focal length of e-line of the whole system
FNo: F number
m: Shrinkage
ω: half angle of view (degree)
Y: Object height
ri (i = 1 to 10): radius of curvature of the i-th lens surface counted from the object side
di (i = 1 to 9): i-th surface interval counted from the object side
nj (j = 1 to 6): refractive index of the material of the j-th lens counted from the object side
vj (j = 1 to 6): Abbe number of the material of the j-th lens counted from the object side
rc1: radius of curvature of the contact glass on the object side
rc2: radius of curvature of the contact glass on the image side
rc3: radius of curvature of the object side of the CCD cover glass
rc4: radius of curvature of the image side of the CCD cover glass
dc1: Contact glass thickness
dc3: thickness of CCD cover glass
nc1: Refractive index of CCD cover glass
nc3: refractive index of contact glass
vc1: Abbe number of contact glass
vc3: Abbe number of CCD cover glass
nd: refractive index of d-line
ne: refractive index of e-line
The aspheric surface is represented by the following equation.
X = ((1 / R) × Y2) / (1 + SQRT (1- (1 + K) × (Y / R)2)) + A4 × Y4+ A6 × Y6+ A8 × Y8+ A10 × Y10
here,
X: distance from the tangent plane to the aspherical vertex of the aspheric surface at a height Y from the optical axis
Y: Height from optical axis
R: paraxial radius of curvature of the aspherical surface
K: Conical multiplier
A4, A6, A8, A10: Aspheric coefficient
SQRT: Meaning of square root
In the numerical examples, E-XY is 10-XYIs the meaning of
[0056]
18, FIG. 20, FIG. 22, and FIG. 24 showing the aberration of each embodiment, the line with the symbol e is the e-line (546.07 nm), the line with the symbol g is the g line (436.83 nm), The line with the symbol c indicates the c-line (656.27 nm), and the line with the symbol F indicates the F-line (486.13 nm). In the diagram of spherical aberration, a broken line indicates a sine condition, and in a diagram of astigmatism, a solid line indicates a sagittal ray and a dotted line indicates a meridional ray.
[0057]
Embodiment 1
f = 84.532, F = 5.01, m = 0.36222, Y = 152.4, ω = 19.0 °
Figure 2004304686
<Aspherical surface coefficient>
Figure 2004304686
FIG. 17 shows a configuration diagram, and FIG. 18 shows an aberration diagram. In FIG. 17, the lens includes, in order from the object side, a positive first lens L1, a positive second lens L2, a negative third lens L3, a negative fourth lens L4, and a positive fifth lens L5. Parallel plane plates are arranged on both sides of the lens system. The second lens L2 and the third lens L3 are cemented. An aperture is arranged between the third lens L3 and the fourth lens L4. The embodiments shown in FIGS. 19, 21 and 23 have the same basic configuration as above except for the specifications of each lens.
[0058]
Embodiment 2
f = 84.431, F = 5.06, m = 0.36222, Y = 152.4, ω = 19.0 °
Figure 2004304686
<Aspheric coefficient>
Figure 2004304686
FIG. 19 is a configuration diagram, and FIG. 20 is an aberration diagram.
[0059]
Embodiment 3
f = 84.285, F = 4.95, m = 0.36222, Y = 152.4, ω = 19.1 ゜
Figure 2004304686
<Aspheric coefficient>
Figure 2004304686
FIG. 21 is a configuration diagram, and FIG. 22 is an aberration diagram.
[0060]
Embodiment 4
f = 90.163, F = 4.65, m = 0.36222, Y = 152.4, ω = 17.9 °
Figure 2004304686
<Aspheric coefficient>
Figure 2004304686
FIG. 23 shows a configuration diagram, and FIG. 24 shows an aberration diagram.
[0061]
Still another embodiment of the focus adjustment method for an image reading apparatus according to the present invention is the focus adjustment method for any one of the image reading apparatuses described above, wherein at least one surface of the reflection mirror and the imaging lens has an optical axis. A focus adjustment method for an image reading apparatus, wherein the focus adjustment method has a non-coaxial shape. In recent years, as a higher performance imaging lens, as a means for matching the image plane position in the main scanning direction and the sub-scanning direction, a so-called anamorphic surface that is non-coaxial to the optical axis, There is a method used for an imaging lens. Since the anamorphic surface can correct aberrations in the main scanning direction and the sub-scanning direction separately, a very good imaging lens that accurately matches the main scanning and sub-scanning image planes is obtained at the design median. Can be However, since the main scanning direction and the sub-scanning direction change individually due to processing variations, the necessity of knowing the MTF in the main scanning direction and the sub-scanning direction is further increased as compared with the aspherical lens. According to the present invention, good performance can be obtained by performing focus adjustment and further correcting the field curvature by the air gap while observing the MTFs in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Further, the anamorphic surface shape may be a spherical surface, but by making it aspherical, a lens with higher performance can be obtained.
[0062]
Still another embodiment of the focus adjustment method for an image reading device according to the present invention is the focus adjustment method for any of the image reading devices described above, wherein the imaging lens is fixed by adhesion after the focus adjustment. This is a focus adjustment method for an image reading apparatus. Conventionally, when an imaging lens is fixed to a mounting member, for example, a belt or the like is turned around the lens, and an end of the belt is fixed to the mounting member with a screw. However, in this method, if the belt is strongly tightened, the lens may be deformed and the imaging performance may be changed. The posture of the lens changes depending on how the screws are stopped, and the imaging performance also changes. Then, as shown in FIG. 25, a lens such as a V-block is fitted into a V-shaped groove of the mounting member 40 with a part of the lens barrel of the imaging lens 41, and the mounting member 40 and the lens barrel are bonded with an adhesive 42. It is good to fix with. Further, in bonding, as shown in FIG. 25A, the lens barrel and the mounting member 40 may be directly bonded with a part of the peripheral surface of the lens barrel fitted in the V-shaped groove. . As shown in FIG. 25B, an intermediate member 43 having an L-shaped cross section may be arranged along the lens barrel and the mounting member 40, and the lens barrel may be fixed by bonding through the intermediate agent 43. Furthermore, when a more precise optical system is required and a small amount of lens position change due to shrinkage generated when the adhesive is solidified becomes a problem, it is preferable to solidify the lens while holding it with a jig. By doing so, it is possible to accurately maintain the focus adjusted state.
[0063]
Further, as in the embodiment described above, the imaging lens is configured by a plurality of holding members, and at least one lens is moved in parallel to adjust the air gap between the lenses. When the screws are not used as described above, the lens barrels as the holding members can be fixed by bonding.
[0064]
Next, an embodiment of an image reading apparatus according to the present invention will be described. The embodiment of the image reading apparatus according to the present invention is an image reading apparatus that has been adjusted in focus by the focus adjustment method described above, and an example thereof is shown in FIG. In FIG. 26, a document 52 is arranged on a contact glass 51, and the document 52 is configured to be illuminated by an illumination optical system (not shown) arranged below the contact glass 51. The reflected light from the original 52 is laterally reflected by the first mirror 53a of the first traveling body 53, and is then turned back by the first mirror 54a and the second mirror 54b of the second traveling body 54 to form a reduced imaging lens. The image of the document 52 is formed on a line sensor 56 composed of a CCD by an imaging lens 55. When reading the longitudinal direction of the document 52, the first traveling body 53 moves at a speed of V in parallel with the contact glass 51 to a position indicated by reference numeral 53B, and at the same time, the second traveling body 54 It is configured to move to the position indicated by the reference numeral 54B at half the speed of 1/2 V and read the entire document 52. The focus of the imaging lens 55 of this image reading apparatus is adjusted by the above-described adjustment method.
[0065]
Another embodiment of the image reading apparatus according to the present invention is a color document reading apparatus characterized in that document information is read in full color by providing a color separation function in an arbitrary optical path of an optical system. For the color separation, a method of selectively inserting a color separation prism or a filter between the imaging lens 55 and the line sensor 56 composed of a CCD and performing color separation into R, G, and B may be used. , G, and B light sources are sequentially turned on to illuminate the original, and the original 52 is read for each color of each light source. Alternatively, a so-called three-line CCD in which light receiving elements having R, G, and B filters are arranged in three rows on one chip is used, and a color image is formed on the light receiving surface to perform color separation into three primary colors. May be used.
[0066]
An embodiment of the image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus including the above-described image reading device. An example is shown in FIG. 27, the image forming apparatus includes an image reading device 200 and an image forming unit 100. The image forming unit 100 has the same configuration as a laser printer. The image reading apparatus 200 outputs the image information of the document 52 as an electric signal from the line sensor 56 by the same configuration and operation as the configuration of the apparatus described with reference to FIG. The image forming section 100 has a “photoconductive photoconductor formed in a cylindrical shape” as the latent image carrier 111. Around the latent image carrier 111, a charging roller 112 as a charging unit, a developing device 113, a transfer roller 114, and a cleaning device 115 are provided. "Corona charger" can also be used as the charging means. Further, there is provided an optical scanning device 117 that receives the document information from the line sensor 56 and performs optical scanning with the laser beam LB, so that “exposure by optical writing” is performed between the charging roller 112 and the developing device 113. Has become.
[0067]
27, reference numeral 116 denotes a fixing device, reference numeral 118 denotes a cassette, reference numeral 119 denotes a pair of registration rollers, reference numeral 120 denotes a paper feed roller, reference numeral 121 denotes a conveyance path, reference numeral 122 denotes a pair of paper discharge rollers, reference numeral 123 denotes a tray, and reference numeral P Denotes transfer paper as a recording medium. When performing image formation, the image carrier 111, which is a photoconductive photoconductor, is rotated clockwise at a constant speed, the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 112, and the laser beam LB of the optical scanning device 117 is An electrostatic latent image is formed upon exposure by optical writing. The formed electrostatic latent image is a so-called “negative latent image”, and the image portion is exposed. This electrostatic latent image is reversely developed by the developing device 113, and a toner image is formed on the image carrier 111.
[0068]
The cassette 118 containing the transfer paper P is detachable from the main body of the image forming apparatus 100. When the cassette 118 is attached as shown in the figure, the top one of the stored transfer paper P is fed by the feed roller 120. The leading end of the fed transfer paper P is captured by the pair of registration rollers 119. The registration roller pair 119 feeds the transfer paper P to the transfer section at the same timing as the toner image on the image carrier 111 moves to the transfer position. The transferred transfer paper P is superimposed on the toner image at the transfer portion, and the toner image is electrostatically transferred by the operation of the transfer roller 114. The transfer paper P on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 116, where the toner image is fixed by the fixing device 116, passes through the transport path 121, and is discharged onto the tray 123 by the discharge roller pair 122.
[0069]
The surface of the image carrier 111 after the transfer of the toner image is cleaned by the cleaning device 115 to remove residual toner, paper dust, and the like. The latent image carrier 111 is a photoconductive photoreceptor, and an electrostatic latent image is formed by uniform charging and optical scanning, and the formed electrostatic latent image is visualized as a toner image.
[0070]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the focus adjustment in the main scanning and the sub-scanning can be performed simultaneously using the folding mirror, the imaging lens, and the line sensor for photoelectric conversion, which are actually used. The optical system can be adjusted to the focus position where the lens has the best performance. Compared with the conventional image reading device, high-precision output is obtained in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, which has been a problem in the past. Problems such as poor resolution in the sub-scanning direction can be solved. Furthermore, even if a shading correction plate is inserted in the optical system for shading, it is possible to adjust the focus in the main scanning direction and the sub-scanning direction in that state, and to achieve good imaging performance in actual use conditions. It is possible to demonstrate.
[0071]
Furthermore, by performing the magnification adjustment at the same time, it is possible to achieve a significant increase in the efficiency of the optical system adjustment process. As a result, the power required for the adjustment process can be significantly reduced, and this adjustment eliminates the need for MTF inspection on the lens unit alone, and significantly reduces the energy required for raw materials and processing involved in the production of lens inspection machines. And greatly contribute to global environmental conservation.
[0072]
According to the second aspect of the present invention, since the main scanning and the sub-scanning adjustment of each of the R, G, and B colors can be performed simultaneously for the adjustment of the color image reading apparatus, the highest performance of the imaging lens can be obtained for all the colors. It is possible to adjust the optical system to a good focus position, solve problems such as poor resolution in the sub-scanning direction, and realize a high-precision full-color reading device that does not cause color reproducibility or color blur. Obtainable.
[0073]
According to a third aspect of the present invention, in the invention of the second aspect, the image height of each color is further adjusted by using a combined MTF in the main scanning direction and the sub-scanning direction, so that a complicated focus adjustment operation of a full-color reading apparatus is performed. Can be performed very simply and in a short time, and a large improvement in adjustment efficiency can be achieved.
[0074]
According to the fourth aspect of the present invention, by moving the pattern parallel to the longitudinal direction of the line sensor, the MTF in the sub-scanning direction can be obtained without moving the traveling body of the reading device. There is no influence of vibration due to movement or jitter due to non-uniformity, and highly accurate adjustment is possible.
[0075]
According to the fifth aspect of the invention, by rotating the pattern parallel to the longitudinal direction of the line sensor at a constant speed, the MTF output in the sub-scanning direction can be always obtained in addition to the effect of the fourth aspect of the invention. Thus, the adjustment efficiency can be greatly improved.
[0076]
According to the sixth aspect of the present invention, since the sub-scanning adjustment chart is arranged on a plane and reciprocated, the MTF for the sub-scanning can be obtained. And power saving can be achieved.
[0077]
According to the seventh aspect of the invention, by synchronizing the moving speed of the sub-scanning adjustment chart with the reading speed of the reading device, highly accurate adjustment can be performed for any reading speed of the reading device. .
[0078]
The MTF in the sub-scanning direction can be obtained without moving the pattern parallel to the longitudinal direction of the line sensor and without moving the traveling body of the reading device. By setting the angle of the pattern within the range of the conditional expression, the MTF for sub-scanning can be obtained with high accuracy, so that high focus adjustment accuracy can be ensured and global environmental conservation can be achieved. Can greatly contribute to
[0079]
According to the ninth aspect of the present invention, when inspecting and adjusting the lens, the curvature of field can be adjusted by changing an arbitrary air gap of the lens. Variations in the image position and the imaging position at the periphery of the reading area can be adjusted, and good read image quality can be obtained over the entire reading area. In addition, even if the components other than the imaging lens, such as a folding mirror and a line sensor for photoelectric conversion, are warped and the focus position near the optical axis and the peripheral angle of view fluctuates, the air gap is adjusted. Since the curvature of field can be adjusted so that the MTF in the main scanning direction and the sub-scanning direction is the best, a very high-performance image reading optical system capable of correcting fluctuations of components other than the imaging lens is obtained. I can do it.
[0080]
According to a tenth aspect of the present invention, the imaging lens is rotated by γ at the time of focus adjustment, so that deterioration of imaging performance with respect to all image heights in the main scanning direction and the sub-scanning direction due to assembly decentering of the imaging lens is suppressed. And good reading performance can be obtained over the entire image plane.
[0081]
According to the eleventh aspect of the present invention, since each lens group for adjusting the air gap can be held by a separate holding member and the air gap between the holding members can be adjusted, the following effects can be obtained. it can.
(1) It is possible to eliminate troublesome lens dispersion and reassembly steps.
(2) Since the lens itself can be adjusted without shaking hands, it is possible to prevent dust from being mixed into the lens and contamination of the lens surface, which are expected to occur when the lens is reassembled. And the field curvature can be adjusted without special techniques required for assembly.
(3) Since the assembly eccentricity does not change, the position of the lens where the influence of the eccentricity is minimized does not change by the adjustment.
According to the above effects, it is possible to greatly reduce the steps of adjusting the air gap for correcting the curvature of field and adjusting the focus, thereby greatly reducing the adjustment cost.
[0082]
According to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the effects of the eleventh aspect of the present invention, the mechanism for adjusting the focus adjustment device can be reduced by using one moving lens, and the configuration of the adjustment device itself can be simplified. And cost reduction, as well as improved adjustment efficiency and improved accuracy by reducing the number of adjustment points.
[0083]
According to the invention of claim 13, the drive mechanism for moving the lens for adjusting the air gap in the focus adjustment device is required to have high precision by providing the spigot portion so that the divided holding members fit each other. Therefore, it is possible to further simplify the adjusting device, reduce the cost, and further reduce the adjusting time.
[0084]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, a low-cost scanner optical system can be obtained for the lens barrel, and the metal cell can be manufactured by forming the cell to be divided according to the tenth aspect from resin. Since the related raw materials and processing energy can be reduced, it can greatly contribute to the protection of the global environment.
[0085]
According to the fifteenth aspect of the present invention, a thin image reading device can be obtained by making the holding member non-cylindrical.
In the invention according to claim 16, since the γ rotation of the lens when the divided holding member is used is performed by one lens, the γ rotation mechanism of the focus adjustment device can be reduced, and the adjustment machine can be simplified and The cost can be reduced, and the focus adjustment can be performed with high accuracy.
[0086]
According to a seventeenth aspect of the present invention, when an aspherical surface is introduced to improve the performance of an optical system, an asymmetrical component is generated on the optical axis due to a processing error of the aspherical surface. Even when the positions vary independently, the focus can be adjusted to the image plane position having the best balance between the main scanning and the sub-scanning, and the main scanning and the sub-scanning can be performed by correcting the field curvature by adjusting the air gap. Can be optimally corrected.
[0087]
According to the eighteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the seventeenth aspect, when an aspherical surface is used for the imaging lens, it is necessary to read the document information at high speed by configuring the number of lenses to five. It is possible to obtain, at low cost, an optimal lens for an image reading device for a digital copying machine, and to obtain an imaging lens having good performance even if air spacing is adjusted for field curvature correction. At the same time, glass materials and processing energy are reduced by reducing the number of lenses, and optical glass that is chemically stable and does not contain harmful substances such as lead and arsenic is used for all lens materials. It can greatly contribute to global environmental conservation by eliminating water pollution due to wastewater during processing.
[0088]
According to a nineteenth aspect of the present invention, the optical system has a so-called anamorphic surface which is non-coaxial with respect to an optical axis capable of individually correcting aberrations in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is possible to obtain an extremely high-performance optical system by matching the image plane positions, and even if the main scanning and sub-scanning image plane positions fluctuate due to anamorphic processing errors, the most balanced position Can be adjusted. In particular, when an anamorphic surface is used for the mirror, it is impossible to know the optimum focus position as an optical system by evaluating only the imaging lens or the mirror alone, but the present invention includes the mirror and the imaging lens. In addition to being able to adjust to the best focus position, by adjusting the air gap, it is possible to optimally correct the image plane position in the main scanning direction and the sub-scanning direction, including the processing error of the anamorphic mirror.
[0089]
According to a twentieth aspect of the present invention, when the lens adjusted by the focus adjusting method according to any one of the first to thirteenth aspects is fixed to a mounting member, the lens is fastened with a belt or the like by using an adhesive as a fixing means. It is possible to hold the lens while maintaining good performance, without causing lens deformation or lens movement occurring at the same time.
[0090]
According to the twenty-first to twenty-fourth aspects of the present invention, it is possible to provide an adjustment chart for an image reading apparatus suitable for carrying out the adjustment method according to the first to twentieth aspects, and to provide a main scanning direction and a sub-scanning direction. It is possible to provide an adjustment chart of the image reading apparatus capable of simultaneously adjusting the focus of the image reading apparatus.
[0091]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, an image reading apparatus having good read image quality can be obtained by incorporating the adjustment method according to any one of the first to nineteenth aspects into the image reading apparatus.
[0092]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, by providing the image reading device of the twenty-fifth aspect as an image reading device of an image forming apparatus, an image is formed on the basis of good read image quality, thereby forming a high-quality image. An image forming apparatus capable of performing the above-described operations can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a characteristic diagram showing an example in which a horizontal axis represents a defocus, and a vertical axis represents an MTF as an index of a resolving power, and an MTF is measured on the axis and off-axis in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction. is there.
FIG. 2 is a front view showing an example of an adjustment chart that can be used in the present invention together with a measurement optical system.
FIG. 3 is a front view showing another example of the adjustment chart that can be used in the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram in which the MTF of each color and each image height when the line sensor is moved by a small amount in the depth of focus direction is measured, and the defocus amount is plotted on the horizontal axis and the MTF is plotted on the vertical axis.
FIG. 5 is a front view showing an example of a main scanning direction adjustment chart that can be used in the adjustment method according to the present invention.
FIG. 6 is a front view showing an example of a sub-scanning direction adjustment chart that can be used in the adjustment method according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing another example of a sub-scanning direction adjustment chart that can be used in the adjustment method according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing still another example of a sub-scanning direction adjustment chart that can be used in the adjustment method according to the present invention.
9A and 9B show still another example of a chart that can be used in the adjustment method according to the present invention, wherein FIG. 9A is a front view of a main scanning direction adjustment chart, and FIG. FIG. 9 is a perspective view in which sub-scanning direction adjustment charts are combined.
FIG. 10 is a perspective view showing still another example of a chart that can be used in the adjustment method according to the present invention.
FIG. 11 is a front view showing still another example of a sub-scanning direction adjustment chart that can be used in the adjustment method according to the present invention.
FIGS. 12A and 12B show still another example of a chart that can be used in the adjustment method according to the present invention, wherein FIG. 12A is an enlarged front view of the entire chart and FIG.
FIG. 13 is a sectional view showing an example of an imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing another example of the imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 15 is a sectional view showing still another example of the imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 16 is a perspective view showing still another example of the imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 17 is an optical arrangement diagram showing an embodiment of an imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 18 is an aberration curve diagram of the example.
FIG. 19 is an optical layout diagram showing another embodiment of the imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 20 is an aberration curve diagram of the example.
FIG. 21 is an optical arrangement diagram showing still another embodiment of the imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 22 is an aberration curve diagram of the example.
FIG. 23 is an optical arrangement diagram showing still another embodiment of the imaging lens suitable for the present invention.
FIG. 24 is an aberration curve diagram of the example.
FIG. 25 is a side view showing an example of an imaging lens fixing structure suitable for application to the present invention.
FIG. 26 is an optical layout diagram schematically showing an embodiment of the image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 27 is an optical layout diagram schematically showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Main scanning direction adjustment chart
2 Sub-scanning direction adjustment chart
4 Shozo Lens
5 Line sensor
52 manuscript
53a folding mirror
54a folding mirror
54b folding mirror
55 imaging lens
56 line sensor

Claims (26)

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。
An illumination system for illuminating the original, at least one folding mirror for guiding a reflected image from the original to the imaging lens, an imaging lens for reducing and forming the reflected image from the original, and an imaging lens In an adjustment method in an image reading apparatus having a line sensor for reading a document that photoelectrically converts the copied document image,
An adjustment chart in the main scanning direction and the sub scanning direction is arranged on the document surface, and the adjustment chart is imaged on a line sensor by the imaging lens,
A method for adjusting an image reading apparatus, wherein focus adjustment is performed so that MTFs in a main scanning direction and a sub-scanning direction simultaneously satisfy a predetermined value.
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。2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the line sensor includes a plurality of sensors in which filters for color separation are arranged in front of the sensor, and the plurality of line sensors are arranged in the sub-scanning direction. And adjusting the focus so that the MTFs of the plurality of line sensors in the main scanning direction and the sub-scanning direction simultaneously satisfy a predetermined value. 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。3. The image reading apparatus according to claim 2, wherein MTFs of the image heights of the plurality of line sensors in all of the main scanning direction and the sub-scanning direction are combined, and the focus is adjusted by the combined MTF. Adjustment method. 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。The adjustment method for an image reading device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sub-scanning direction adjustment chart moves patterns arranged at regular intervals in parallel with the longitudinal direction of the line sensor. Adjustment method for image reading device. 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。5. The adjustment method for an image reading device according to claim 4, wherein the plurality of sub-scanning direction adjustment charts are rotated at a constant speed in the same direction. 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。5. The method according to claim 4, wherein the sub-scanning direction adjustment chart reciprocates in the sub-scanning direction. 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。7. The adjustment method for an image reading apparatus according to claim 5, wherein the movement of the sub-scanning direction adjustment chart is synchronized with a reading cycle of the line sensor. 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
In the adjustment method of the image reading device according to any one of claims 1 to 3, the adjustment chart in the sub-scanning direction is arranged to be inclined at a small angle with respect to the longitudinal direction of the line sensor. A method for adjusting an image reading apparatus, wherein the following condition is satisfied.
θ <MTF (H) / MTF (L) × 45
Where θ is the inclination angle (unit: degree) of the sub-scanning adjustment chart with respect to the direction parallel to the line sensor length, and MTF (H) is the sagittal direction and meridional direction at an arbitrary angle of view and defocus position of the imaging lens. Higher MTF value, MTF (L): Lower MTF value in the sagittal direction and meridional direction at an arbitrary angle of view and defocus position of the imaging lens
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。9. The adjustment method for an image reading apparatus according to claim 1, wherein at the time of focus adjustment, an arbitrary air interval of the imaging lens is changed to correct a field curvature. Method. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 1, wherein the lens is rotated in a circumferential direction during focus adjustment. 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。11. The image reading apparatus according to claim 9, wherein the image forming lens is held by at least two lens holding members, and an arbitrary air gap between the lenses held by the holding members is changed. A method for adjusting an image reading apparatus, comprising correcting a surface curvature. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 11, wherein only one holding member is moved. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 11, wherein the plurality of holding members have spigots. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 1, wherein the holding member is a resin lens barrel. 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。15. The method according to claim 14, wherein the outer shape of the holding member is a non-cylindrical shape. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 10, wherein only one lens group held by the holding member is rotated in a circumferential direction. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 1, wherein at least one surface of the reflection mirror and the imaging lens is an aspheric surface. 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。18. The method for adjusting an image reading device according to claim 17, wherein the imaging lens has a total of five lenses including three positive lenses and two negative lenses, and at least one surface of the imaging lens is an aspheric surface. Adjustment method for image reading device. 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。The method for adjusting an image reading device according to claim 1, wherein at least one surface of the reflection mirror and the imaging lens has a non-coaxial shape. 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。20. The method for adjusting an image reading device according to claim 1, wherein the imaging lens is fixed by adhesion after focus adjustment. 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。It is composed of a main scanning direction adjustment chart and a sub-scanning direction adjustment chart in which a plurality of straight lines are arranged in a stripe shape, and the main scanning direction adjustment chart is one in which a plurality of straight lines in the sub-scanning direction are arranged in the main scanning direction. The chart in the sub-scanning direction is an adjustment chart of the image reading apparatus in which a plurality of straight lines in the main scanning direction are arranged in the sub-scanning direction. 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。22. The adjustment chart of the image reading apparatus according to claim 21, wherein there are a plurality of main scanning direction adjustment charts and a plurality of sub-scanning direction adjustment charts, and the plurality of charts are dispersedly arranged in the main scanning direction. 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。23. The adjustment chart of the image reading device according to claim 21, wherein the sub-scanning direction adjustment chart is provided so as to be movable in the sub-scanning direction. 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。23. The adjustment chart of the image reading device according to claim 21, wherein a plurality of straight lines constituting the sub-scanning direction adjustment chart are slightly inclined with respect to the main scanning direction. 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。It has an illumination system for illuminating the original, an imaging lens for reducing and forming the reflected light of the original illuminated by the illumination system, and a line sensor for photoelectrically converting the original image formed by the imaging lens. An image reading apparatus, wherein the focus adjustment of the image reading apparatus is performed by the adjustment method according to any one of claims 1 to 20. 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。An image forming apparatus for forming an image corresponding to an image information signal read by the image reading apparatus, comprising: the image reading apparatus according to claim 25 as the image reading apparatus.
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