JP2007079345A - 光学系の組立方法、光学ユニット、画像読取ユニット及びその製造方法、画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズまたはレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置した光学系の組立てに際し、最良の特性を維持した状態で組立てることができる光学系の組立て方法を提供する。
【解決手段】レンズまたはレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、レンズまたはレンズ鏡筒の位置調整を行う工程と、前記レンズまたはレンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行う。そして、このときの位置調整は、少なくとも光軸を中心とした回転方向(光軸回り方向)の調整を行う。このようにレンズまたはレンズ鏡筒の位置調整を行う工程と、レンズまたはレンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことにより、一度調整したレンズまたは鏡筒をバラすことなく組立てが行えるため、最良の特性を維持した状態で組立てることができる。また、レンズまたはレンズ鏡筒の光軸回り方向(Y方向)の調整が一回ですみ、調整時間を短くすることができる。
【選択図】図14
【解決手段】レンズまたはレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、レンズまたはレンズ鏡筒の位置調整を行う工程と、前記レンズまたはレンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行う。そして、このときの位置調整は、少なくとも光軸を中心とした回転方向(光軸回り方向)の調整を行う。このようにレンズまたはレンズ鏡筒の位置調整を行う工程と、レンズまたはレンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことにより、一度調整したレンズまたは鏡筒をバラすことなく組立てが行えるため、最良の特性を維持した状態で組立てることができる。また、レンズまたはレンズ鏡筒の光軸回り方向(Y方向)の調整が一回ですみ、調整時間を短くすることができる。
【選択図】図14
Description
本発明は、レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒を、光軸上に複数個配置した光学系の組立方法、その光学系を有する光学ユニット、その光学ユニットを備えた画像読取ユニット及びその製造方法、前記画像読取ユニットを備えた画像読取装置(スキャナ装置)、その画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に関する。
従来から、複写機、ファクシミリ、スキャナ装置等に使用される画像読取ユニットには、二つ以上のレンズまたはレンズ群からなる結像光学系を有する光学ユニットを備えたものが知られている。この従来の画像読取ユニットでは、副走査方向に原稿の照明光源を移動させ、原稿からの反射光を光学ユニットの結像光学系を通してCCD(Charge Coupled Device)等のライン型光電変換素子に縮小結像させ、このライン型光電変換素子に結像された結像光束を光電変換して画像読取信号として出力するようになっている。
この画像読取ユニットでは、ライン型光電変換素子の受光面上から結像光束が光軸方向にずれると、読み取り画像の劣化が生じることから、光学ユニットの各レンズ群の間隔や、ライン型光電変換素子と光学ユニットとの位置関係を調整し、読み取り画像が設計規格を満足するようにレンズ群の間隔の調整や、ライン型光電変換素子の取付位置の調整を行って位置決め固定している。
この画像読取ユニットでは、ライン型光電変換素子の受光面上から結像光束が光軸方向にずれると、読み取り画像の劣化が生じることから、光学ユニットの各レンズ群の間隔や、ライン型光電変換素子と光学ユニットとの位置関係を調整し、読み取り画像が設計規格を満足するようにレンズ群の間隔の調整や、ライン型光電変換素子の取付位置の調整を行って位置決め固定している。
また、この種の画像読取ユニットでは、レンズ群を構成するレンズの表面のうち中心の矩形状の部分が、ライン型光電変換素子の結像に寄与する。この矩形状の部分の収差等の結像性能は、レンズの光軸を中心した回転方向(光軸回り方向と言う)にばらつきがある。このため、矩形状の部分がライン型光電変換素子に平行になるようにレンズを位置決めし、結像光束の結像位置がライン型光電変換素子の受光面上に結像するようにレンズとライン型光電変換素子との間隔を調整しても、レンズを回転させると、結像光束の結像位置がライン型光電変換素子の受光面上から光軸方向にずれることがあり、画像品質の劣化を招くことがあった。特にカラー画像を読み取るための画像読取ユニットに用いられるレンズでは、青色波長、緑色波長、赤色波長とで結像位置がレンズの回転方向にずれていると、カラー画像を良好に再現することができないことになる。従って、レンズを光軸を中心とした回転方向(光軸回り方向)に調整することも必要である。
従来、このようなレンズ間隔の調整及びレンズの光軸を中心とした回転方向の位置を調整して画像の品質の向上を図るために、1個のレンズ鏡筒を2分割して、各レンズ群を両分割鏡筒に保持させ、その両分割鏡筒の一方の外周にねじ山を形成し、他方の内周にねじ溝を形成して、これらのねじ山とねじ溝とを螺合させて、光軸を中心として両分割鏡筒を相対的に回転させることによりレンズ群の間隔調整を行う構成のレンズ鏡筒が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、このようなレンズ鏡筒は、電子スチルカメラ等に多く利用されている(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、上記のような構成のレンズ鏡筒では、各分割鏡筒に保持されているレンズ群の間隔調整を行うと、分割鏡筒の回転に伴って各レンズ群が回転するので、収差等などによりレンズ群の光軸を中心とした回転方向の位置が狂うことがあり、しかも、レンズ群の回転と間隔調整とを独立して行うことができないという問題がある。
しかしながら、上記のような構成のレンズ鏡筒では、各分割鏡筒に保持されているレンズ群の間隔調整を行うと、分割鏡筒の回転に伴って各レンズ群が回転するので、収差等などによりレンズ群の光軸を中心とした回転方向の位置が狂うことがあり、しかも、レンズ群の回転と間隔調整とを独立して行うことができないという問題がある。
前記従来技術の問題を解消するため、本発明者らは、レンズ鏡筒の構造を複雑化させることなく簡単な構成でレンズ鏡筒の回転とレンズ鏡筒間の間隔調整とを独立して行うことにより、必要なレンズ特性を容易に得ることができる画像読取ユニットを創案した(特願2004−321713)。
この画像読取ユニットは、原稿からの反射像を光電変換素子に結像させるレンズ群を収容するレンズ鏡筒を少なくとも二つ有した結像光学系(光学ユニット)と、前記光電変換素子と前記結像光学系(光学ユニット)との双方が取り付けられたベース部材と、前記レンズ鏡筒と前記ベース部材との双方に取り付けられた中間保持部材と、を備えた画像読み取りユニットであって、前記少なくとも一つのレンズ鏡筒が、前記ベース部材から間隔をあけた状態で、前記中間保持部材に支持されている構成としている。
この画像読取ユニットは、原稿からの反射像を光電変換素子に結像させるレンズ群を収容するレンズ鏡筒を少なくとも二つ有した結像光学系(光学ユニット)と、前記光電変換素子と前記結像光学系(光学ユニット)との双方が取り付けられたベース部材と、前記レンズ鏡筒と前記ベース部材との双方に取り付けられた中間保持部材と、を備えた画像読み取りユニットであって、前記少なくとも一つのレンズ鏡筒が、前記ベース部材から間隔をあけた状態で、前記中間保持部材に支持されている構成としている。
この画像読取ユニットでは、中間保持部材がレンズ鏡筒をベース部材から間隔をあけて支持するので、それぞれのレンズ鏡筒をベース部材に対し、レンズ鏡筒がベース部材に接離する方向(ベース部材の表面に直交する方向)と、ベース部材の表面と平行な互いに直交する2方向と、これらの方向を中心とした回転方向に沿って、移動することができる(位置を調整できる)。
このように、互いに別体のレンズ鏡筒を複数設けるという簡便な構成で、レンズ鏡筒の回転方向の調整とレンズ鏡筒間の間隔調整とを互いに独立して行うことができる。したがって、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができる。更に、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができるので、画像読取ユニットの組立て工数を低減することができる。
このように、互いに別体のレンズ鏡筒を複数設けるという簡便な構成で、レンズ鏡筒の回転方向の調整とレンズ鏡筒間の間隔調整とを互いに独立して行うことができる。したがって、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができる。更に、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができるので、画像読取ユニットの組立て工数を低減することができる。
ところで、上記のような複数のレンズ鏡筒を組合わせた光学系では、レンズを鏡筒に組付ける工程の後に、レンズの特性検査を行っている。そして検査結果に問題が無ければ、次に複数のレンズ鏡筒を組合わせてチャック等の治具に取付け、各鏡筒の位置調整の後に、光学系全体の特性検査が行われる。
このように複数のレンズ鏡筒を持つ光学系の調整を行った場合に、調整後にレンズ鏡筒を保持するチャックを開放してレンズ鏡筒をチャックから外してしまうと、再度同じ特性を得ようとする場合は、全ての軸の位置合わせを再度行うことが必要になる。ここで、光学系の光軸をZ軸、光軸に直交する2軸をX軸、Y軸、X軸を中心とした回転方向をα、Y軸を中心とした回転方向をβ、Z軸を中心とした回転方向(光軸回り方向)をγ方向とした場合に、γ方向以外の軸方向や回転方向の調整では、レンズの結像特性の動きが各軸と連動しているので、各軸の調整により光学系全体の特性を調整することができる。また、必要に応じてチャックの位置を前回調整した時と同じ位置にしてやれば、位置は復元する。ところが、γ方向に関しては回転によってどのように特性が変わるかが鏡筒内のレンズの組付け状態によって変わるため、位置の復元は難しく、その調整は時間がかかることとなる。
なお、レンズ鏡筒内部のレンズの光軸が全てのレンズで正確に一致していれば、γ方向に回転しても特性は変わらないが、実際のレンズ鏡筒の組立てでは、鏡筒内部の全てのレンズの光軸を正確に一致させるのは困難である。このため、上記のように複数のレンズ鏡筒を持つ光学系の調整を行った場合に、一度特性の出たレンズ鏡筒の保持を開放すると、再度組み立てる場合にγ方向の調整を行う必要があり、組立工程としては時間がかかるものとなる。
また、通常はレンズを鏡筒に組付けて位置調整し、光学系の特性検査を行う工程と、複数の鏡筒からなる光学ユニットを前述の画像読取ユニットに組付ける工程とは、別工程で行われている。このため、画像読取ユニットの製造工程で、光学ユニットを構成する複数の鏡筒を画像読取ユニットのベース部材に取付ける際には、組立装置のチャックに鏡筒をセットして位置調整し、位置決めする工程を行い、再度の検査を行ってからベース部材に固定していた。そのため、上記の特性検査での結果が画像読取ユニットの製造工程では生かされず二度手間となっていた。また、特性検査の時点で最良の特性が得られる調整位置が見出されていても、画像読取ユニットのベース部材に取付ける際には、鏡筒ごとに位置調整しなおすので、同じ特性を得ることが難しいという問題もあった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒を、光軸上に複数個配置した光学系の組立てに際し、最良の特性を維持した状態で組立てることができる光学系の組立て方法を提供することを目的とする。また、本発明は、最良の特性を維持した状態で組立てられた光学ユニットを提供することを目的とする。さらに本発明は、その光学ユニットを用い、必要な光学特性を容易に得ることができる画像読取ユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、その画像読取ユニットを用いた画像読取装置(スキャナ装置)及び画像形成装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の第1の手段は、レンズを光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、前記複数のレンズの相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズの固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項1)。
また、本発明の第2の手段は、複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置した光学系の組立方法において、前記複数のレンズ群の相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ群の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項2)。
さらに、本発明の第3の手段は、少なくとも1つのレンズまたはレンズ群を含むレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、前記複数のレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項3)。
また、本発明の第2の手段は、複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置した光学系の組立方法において、前記複数のレンズ群の相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ群の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項2)。
さらに、本発明の第3の手段は、少なくとも1つのレンズまたはレンズ群を含むレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、前記複数のレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項3)。
本発明の第4の手段は、レンズを光軸上に複数個配置するとともに、前記複数のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、前記複数のレンズの相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項4)。
また、本発明の第5の手段は、複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置するとともに、前記複数群のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、前記複数のレンズ群の相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ群及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項5)
さらに、本発明の第6の手段は、少なくとも1つのレンズまたはレンズ群を含むレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置するとともに、前記複数群のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、前記複数のレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズ鏡筒及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項6)。
さらにまた、本発明の第7の手段は、第1乃至第6のいずれか一つの手段の光学系の組立方法において、前記位置調整は、少なくとも光軸を中心とした回転方向の調整を行うことを特徴とする(請求項7)。
また、本発明の第5の手段は、複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置するとともに、前記複数群のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、前記複数のレンズ群の相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ群及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項5)
さらに、本発明の第6の手段は、少なくとも1つのレンズまたはレンズ群を含むレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置するとともに、前記複数群のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、前記複数のレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズ鏡筒及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする(請求項6)。
さらにまた、本発明の第7の手段は、第1乃至第6のいずれか一つの手段の光学系の組立方法において、前記位置調整は、少なくとも光軸を中心とした回転方向の調整を行うことを特徴とする(請求項7)。
本発明の第8の手段は、レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒を、光軸上に複数個配置した光学系を有する光学ユニットにおいて、前記光学系は第1乃至第7のいずれか一つの手段の光学系の組立方法によって組立てられたことを特徴とする(請求項8)。
本発明の第9の手段は、原稿からの反射像を結像させる光学ユニットと、該光学ユニットの結像位置に配置された光電変換素子と、前記光学ユニットと前記光電変換素子の双方が保持部材を介して取り付けられたベース部材とを備えた画像読取ユニットにおいて、前記光学ユニットとして、第8の手段の光学ユニットを備えたことを特徴とする(請求項9)。
また、本発明の第10の手段は、第9の手段の画像読取ユニットを組立てる製造方法において、前記光学ユニットの光学系の位置調整と組立は、該光学ユニットを前記ベース部材に取り付ける際に行うことを特徴とする(請求項10)。
また、本発明の第10の手段は、第9の手段の画像読取ユニットを組立てる製造方法において、前記光学ユニットの光学系の位置調整と組立は、該光学ユニットを前記ベース部材に取り付ける際に行うことを特徴とする(請求項10)。
本発明の第11の手段は、原稿からの反射像を光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、第9の手段の画像読取ユニットを備えたことを特徴とする(請求項11)。
また、本発明の第12の手段は、原稿画像を画像読取部で読み取り、読み取った画像情報に基いて画像形成部で画像形成を行う画像形成装置において、前記画像読取部に第11の手段の画像読取装置を備えたことを特徴とする(請求項12)。
また、本発明の第12の手段は、原稿画像を画像読取部で読み取り、読み取った画像情報に基いて画像形成部で画像形成を行う画像形成装置において、前記画像読取部に第11の手段の画像読取装置を備えたことを特徴とする(請求項12)。
本発明に係る光学系の組立方法では、複数のレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことにより、一度調整したレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒をバラすことなく組立てが行えるため、最良の特性を維持した状態で組立てることができる。また、レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒の光軸回り方向(γ方向)の調整が一回ですみ、調整時間を短くすることができる。
また、本発明に係る光学系の組立方法では、少なくとも一つのレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒の位置調整を行う工程と、前記レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことにより、必要な特性は少なくとも一つのレンズ鏡筒の位置調整で行うことができ、最良の特性を維持した状態で組立てることができる。このとき、他のレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒は、別の工程で固定することができるため、工程分割による工程時間の短縮を狙える。また、他のレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒は固定部に対し突き当て固定することもでき、調整が省けるため、さらにタクト短縮が図れる。
さらに本発明に係る光学系の組立方法では、複数のレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒と光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことにより、一度調整したレンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒をバラすことなく光電変換素子との組立てが行えるため、最良の特性を維持した状態で組立てることができる。
本発明に係る光学ユニットでは、光学系は上記の光学系の組立方法によって組立てられたことにより、最良の特性を維持した状態の光学ユニットを提供することができる。
本発明に係る画像読取ユニットでは、光学ユニットとして、上記の光学ユニットを備えたことにより、安定したレンズ特性を得ることができ、安定した読取り特性を得ることができる。
また、本発明に係る画像読取ユニットの製造方法では、光学ユニットの光学系の位置調整と組立は、該光学ユニットをベース部材に取り付ける際に行うことにより、最良の特性を維持した状態で光学ユニットを取り付けることができる。また、光学ユニットの調整、組立てと、ベース部材への取り付けを連続して行うため、生産性を大幅に向上することができる。
また、本発明に係る画像読取ユニットの製造方法では、光学ユニットの光学系の位置調整と組立は、該光学ユニットをベース部材に取り付ける際に行うことにより、最良の特性を維持した状態で光学ユニットを取り付けることができる。また、光学ユニットの調整、組立てと、ベース部材への取り付けを連続して行うため、生産性を大幅に向上することができる。
本発明に係る画像読取装置では、上記の画像読取ユニットを備えたことにより、安定した読取り特性を得ることができ、高品質な読取り画像を得ることができる。
また、本発明に係る画像形成装置では、画像読取部に上記の画像読取装置を備えたことにより、高品質な読取り画像を得ることができ、安定した複写画像を得ることができる。
また、本発明に係る画像形成装置では、画像読取部に上記の画像読取装置を備えたことにより、高品質な読取り画像を得ることができ、安定した複写画像を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明に係る光学系を有する光学ユニット、画像読取ユニット、画像読取装置及び画像形成装置の一実施形態を説明する。図1は本発明に係る複数のレンズ鏡筒からなる光学ユニットを備えた画像読取ユニットの概略斜視図、図2は図1の画像読取ユニットに用いられる光学ユニットの分解斜視図、図3は図1の画像読取ユニットを用いた画像読取装置(以下、スキャナ装置と言う)を備えた画像形成装置の概略構成図である。
まず、本発明に係る光学系を有する光学ユニット、画像読取ユニット、画像読取装置及び画像形成装置の一実施形態を説明する。図1は本発明に係る複数のレンズ鏡筒からなる光学ユニットを備えた画像読取ユニットの概略斜視図、図2は図1の画像読取ユニットに用いられる光学ユニットの分解斜視図、図3は図1の画像読取ユニットを用いた画像読取装置(以下、スキャナ装置と言う)を備えた画像形成装置の概略構成図である。
複写機、ファクシミリ等の画像形成装置1は、図3に示すように、作像部を有する装置本体2と、自動原稿送り装置(ADF)3と、スキャナ装置4と、給紙ユニット5と、書込ユニット6とを備えている。
装置本体2は、例えば箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体2の上部にはスキャナ装置4と書込ユニット6が収容され、その書込ユニット6の下に作像部が設けられている。また、作像部の下には給紙ユニット5を収容している。
装置本体2は、例えば箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体2の上部にはスキャナ装置4と書込ユニット6が収容され、その書込ユニット6の下に作像部が設けられている。また、作像部の下には給紙ユニット5を収容している。
自動原稿送り装置3は、装置本体2の上部に取り付けられている。自動原稿送り装置3は、原稿載置板7と、ベルト送り装置8とを備えている。原稿載置板7は、平板状に形成され、装置本体2の上部に取り付けられているとともに、表面上に複数枚の原稿9が載置される。ベルト送り装置8は、原稿載置板7上の原稿9を一枚ずつ後述するコンタクトガラス10上に送り出すとともに、後述の画像読み取りユニット16により反射像が読み取られた原稿9をコンタクトガラス10上から装置本体2外に排出する。
スキャナ装置4は、装置本体2の上部でかつ前述した自動原稿送り装置3の下方に設けられ、原稿を載置するコンタクトガラス10と光学走査系11とを備えている。コンタクトガラス10は、両表面が水平方向と平行な状態で、装置本体2の上面に取り付けられている。光学走査系11は、露光ランプ12、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15及び画像読取ユニット16などを備え、原稿9に光を照射して、該原稿9からの反射像を後述のライン型光電変換素子42で光電変換する。
露光ランプ12は、コンタクトガラス10上の原稿9に光を照射する。第1ミラー13、第2ミラー14及び第3ミラー15は、原稿9からの反射像を画像読み取りユニット16に導く。露光ランプ12及び第1ミラー13は、図示しない第1キャリッジ上に固定され、第2ミラー14及び第3ミラー15は、図示しない第2キャリッジ上に固定されている。原稿を読み取る際には、光路長が変化しないように第1キャリッジと第2キャリッジとは2対1の相対速度で機械的に移動される。この光学走査系11の前述した第1キャリッジと第2キャリッジとは、図示しないスキャナ駆動モータによって移動される。
画像読取ユニット16は、結像光学系からなる光学ユニット31と、ライン型光電変換素子42を用いたイメージセンサ32などを備えている。なお、この画像読取ユニット16の詳細な構成は、後ほど説明する。画像読取ユニット16は、前述した原稿の反射像をイメージセンサ32によって読み取り、光信号から電気信号に変換して処理する。変換された電気信号は、図示しない画像処理部に向かって出力する。光学ユニット(結像光学系)31及びイメージセンサ32を図3において左右方向(水平方向)に移動させると画像倍率を変化させることができる。すなわち、指定された倍率に対応して光学ユニット(結像光学系)31及びイメージセンサ32の図3における左右方向の位置が設定される。
給紙ユニット5は、装置本体2の下部に設けられた複数の転写紙収容部19と、転写紙送り出しユニット20を備えている。転写紙収容部19は、複数の転写紙21を収容する。転写紙送り出しユニット20は、転写紙収容部19内の転写紙21を、後述するレジストローラ25間に送り出す。給紙ユニット5は、転写紙収容部19内の転写紙21を一枚ずつレジストローラ25間、即ち作像部に向けて送り出す。
書込ユニット6は、レーザ出力ユニット22と、結像レンズ23と、ミラー24などを備えている。また、書込ユニット6の下に位置する作像部には、レジストローラ25と、感光体ドラム26と、現像装置27と、転写部材28と、定着装置29などを備えている。なお、感光体ドラム26の周囲には、帯電装置やクリーニング装置などが配置されているが、これらの図示は省略している。
レーザ出力ユニット22の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及びモータによって高速で定速回転する光偏向器(例えばポリゴンミラー)が設けられている。レーザ出力ユニット22から照射されるレーザ光は、前記定速回転するポリゴンミラーによって偏向され、結像レンズ23を通ってミラー24で折り返され、感光体ドラム26の外周面上に集光されて結像する。偏向されたレーザ光は、感光体ドラム26が回転する方向と直交する所謂主走査方向に露光走査され、図示しない画像処理部から出力された画像信号のライン単位の記録を行う。そして、書込ユニット6は、感光体ドラム26の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって感光体ドラム26の外周面上に画像、すなわち静電潜像を形成する。
このように書込ユニット6から出力されるレーザ光が、画像作像部の感光体ドラム26に照射されるが、感光体ドラム26の一端近傍のレーザ光の照射位置に主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサが配されている。このビームセンサから出力される主走査同期信号に基づいて主走査方向の画像記録タイミングの制御、及び後述する画像信号の入出力用の制御信号の生成が行われる。
レジストローラ25は、転写紙送り出しユニット20により転写紙収容部19から送り出されてきた転写紙21を転写部材28と感光体ドラム26との間に送り出す。感光体ドラム26は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム26は、レーザ出力ユニット22により形成され且つ担持する静電潜像に現像装置27のトナーが付着して現像され、こうして得られたトナー像を転写部材28との間に位置付けられた転写紙21に転写する。
現像装置27は、トナーを感光体ドラム26の外周面に付着させて、該感光体ドラム26の外周面上の静電潜像を現像する。転写部材28は、転写紙21を感光体ドラム26の外周面に押し付けて、感光体ドラム26の外周面上のトナーを転写紙21に転写するとともに、該転写紙21を定着装置29に向けて送り出す。定着装置29は、感光体ドラム26などに形成されたトナー像を転写紙21に定着させ、転写紙21を装置本体2外に排出する。
画像読取ユニット16は、図1及び図4〜図6に示すように、ベース部30と、結像光学系からなる光学ユニット31と、イメージセンサ32と、複数の中間保持部材33とを備えている。なお、以下、光学ユニット(結像光学系)31の光軸Oと平行な方向(奥行き方向と言う)を図2に示すZ軸方向とし、光軸Oに直交しかつベース部材50の表面と平行な方向(幅方向と言う)を図2に示すX軸方向とし、光軸Oとベース部材50の表面との双方に直交する方向(厚み方向と言う)を図2に示すY軸方向とする。また、Z軸(光軸O)を中心とした回転方向をγ方向とし、X軸を中心とした回転方向をα方向とし、Y軸を中心とした回転方向をβ方向とする。
ベース部30は、図1及び図4〜図6に示すように、スライドベース49と、ベース部材50とを備えている。スライドベース49は、平板状に形成され、両表面が水平方向と平行な状態でスキャナ装置4内に収容される。スライドベース49は、装置本体2内で図1中の左右方向に沿って、移動自在に設けられる。また、スライドベース49の中央には、後述する貫通孔55より大きな孔51が貫通している。この孔51には、貫通孔55が重なる。さらに、スライドベース49の幅方向(X軸方向)の両端には、位置決め用の孔52(図11に示す)が設けられている。
ベース部材50は、厚手の板金からなり、平面形状が矩形状でかつ両表面が水平方向と平行な状態で配される平板部34と、この平板部34から立設した立設部35とを備えている。平板部34則ちベース部30は、スライドベース49上に重ねられて、該スライドベース49に取り付けられる。このため、ベース部材50は、図3中の左右方向に沿って、移動自在に設けられる。
立設部35は、平板部34の図3中の左右方向の一方の端、即ち奥行き方向(Z軸方向)の一方の端から立設している。立設部35は、平板部34の幅方向Xの両端から立設した一対の立設柱36と、これらの立設柱36の平板部34から離れた側の端部同士を連結した連結柱37とを備えて、枠状に形成されている。
光学ユニット(結像光学系)31は、二つのレンズユニット38(38a,38b)を少なくとも備えている。この二つのレンズユニット38(38a,38b)は、互いに別体である。各レンズユニット38(38a,38b)は同様の構成であり、図1、図2に示すように、レンズ鏡筒39(39a,39b)と、このレンズ鏡筒39(39a,39b)内に収容される2つのレンズ群40(40a,40b)とを備えている。なお、各レンズ群40(40a,40b)は、複数のレンズを組み合わせたレンズや、単体のレンズで構成される。
各レンズ鏡筒39(39a,39b)は、例えば図8に示すように、合成樹脂からなり、周知の射出成形などにより成形される。各レンズ鏡筒39(39a,39b)は、図1及び図4〜8に示すように、大径部53と、小径部54とを一体に備えている。大径部53及び小径部54は、それぞれ、内外径が軸芯方向に一定の円筒状に形成されている。小径部54は、大径部53の端部に連なりかつ前記大径部53より内外径が小径である。大径部53と小径部54とは、それぞれ、軸芯に関して軸対称形状に形成されている。さらに、大径部53と小径部54とは、同軸的に設けられている。
レンズ群40は、少なくとも一つが、レンズ鏡筒39内に圧入されている。図示例では、レンズ群40は、一つのレンズ鏡筒39に二つ設けられている。二つのレンズ群40のうち一方のレンズ群40(以下、符号40aで示す)は、図8及び図9に示すように、大径部53内に収容され、他方のレンズ群40(以下、符号40bで示す)は、図8及び図9に示すように、小径部54内に収容されている。
これらのレンズ群40a,40bの光軸Oは、互いに同一線上に配されている。即ち、レンズ群40a,40b同士は、互いに同軸に設けられている。レンズ群40a,40bの光軸Oは、前述した大径部53及び小径部54、即ちレンズ鏡筒39の軸芯と同一線上に配されている。従って、これらレンズ群40a,40bと、レンズ鏡筒39とは、互いに同軸に設けられている。
また、二つのレンズユニット38は、小径部54が互いに相対する状態で、互いに光軸が同一直線上に位置するように配されている。図1中手前側、即ち図4及び図5中左側の一方のレンズユニット38(以下、符号38aで示す)の大径部53は、第3ミラー15と相対し、図1中奥側、即ち図4及び図5中右側の他方のレンズユニット38(以下、符号38bで示す)の大径部53は、イメージセンサ32と相対している。
図示例では、光学ユニット31の二つのレンズユニット38a,38bのレンズ群40a,40bのうち前述した第3ミラー15と相対する一方のレンズユニット38aの大径部53内のレンズ群40aが、イメージセンサ32の後述するライン型光電変換素子42の結像する画像に影響を与える。なお、イメージセンサ32のライン型光電変換素子42の結像する画像に影響を与え易いとは、レンズ群40a,40bの前述した各方向X,Y,Z,α,β,γの移動によるイメージセンサ32のライン型光電変換素子42の結像する画像への影響が大きなことを示している。
レンズ鏡筒39の大径部53の外周面には、中間保持部材33が取り付けられるようになっている。即ち、レンズユニット38a,38bは、ベース部材50の平板部34に中間保持部材33を介して取り付けられる。各々のレンズユニット38a,38b、即ちレンズ鏡筒39には、中間保持部材33が二つ取り付けられている。二つの中間保持部材33は、幅方向(X軸方向)に沿って、互いの間にレンズ鏡筒39を位置付けている。
本実施形態では、レンズ鏡筒39に取り付けられる中間保持部材33は、図9に示すように、光軸に対し直交する方向に沿って、前述した大径部53に収容されるレンズ群40aの重心CG1と並設されている。なお、図9では、一方の光学ユニット38aを代表して示している。このように、本実施形態では、レンズ鏡筒39に取り付けられる中間保持部材33は、イメージセンサ32のライン型光電変換素子42の結像する画像に影響を与える一つのレンズ群40aと前記光軸Oに直交する方向に沿って並設される位置に配されている。
前述した構成の光学ユニット(結像光学系)31のレンズ群40a,40bは、原稿9からの反射像をイメージセンサ32のライン型光電変換素子42に結像させる。
イメージセンサ32は、パッケージ41と、光電変換素子としてのライン型光電変換素子42とを備えている。パッケージ41は、例えば、セラミックスからなるベース43と、セラミックスからなるウィンドフレーム44と、封止ガラス45とを備えている。ベース43は、平板状に形成されており、表面上にライン型光電変換素子42が取り付けられる。ウィンドフレーム44は、枠状に形成されており、ベース43の外縁部に重ねられた格好で該ベース43に接着剤で固定される。
イメージセンサ32は、パッケージ41と、光電変換素子としてのライン型光電変換素子42とを備えている。パッケージ41は、例えば、セラミックスからなるベース43と、セラミックスからなるウィンドフレーム44と、封止ガラス45とを備えている。ベース43は、平板状に形成されており、表面上にライン型光電変換素子42が取り付けられる。ウィンドフレーム44は、枠状に形成されており、ベース43の外縁部に重ねられた格好で該ベース43に接着剤で固定される。
封止ガラス45は、平板状に形成され、かつ外縁部がウィンドフレーム44に重ねられた格好で、該ウィンドフレーム44に接着剤で固定される。前述したパッケージ41は、ベース43とウィンドフレーム44と封止ガラス45とで、ライン型光電変換素子42を覆う。また、パッケージ41は、印刷配線板46などに取り付けられる。
なお、ライン型光電変換素子42としては、例えば光電変換素子と電荷搬送素子からなるCCD(Charge Coupled Device)等で構成されている。このライン型光電変換素子42の長手方向は、主走査方向と平行になる。
なお、ライン型光電変換素子42としては、例えば光電変換素子と電荷搬送素子からなるCCD(Charge Coupled Device)等で構成されている。このライン型光電変換素子42の長手方向は、主走査方向と平行になる。
また、前述したイメージセンサ32は、印刷配線板46の導体パターンと、前述したライン型光電変換素子42の電極などとを互いに電気的に接続するためのパッケージ41に設けられた電極やリード線などを備えている。さらに、前述したイメージセンサ32は、封止ガラス45が立設部35の内側を通して、結像光学系31と相対する状態で、中間保持部材33を介して、ベース部30の立設部35に取り付けられている。
中間保持部材33は、例えば、透明な光を透過する合成樹脂からなり、第1の取付部47と、第2の取付部48とを一体に備えている。第1の取付部47と第2の取付部48は、それぞれ、平板状に形成されている。第1の取付部47の縁から第2の取付部48が立設している。第1の取付部47と第2の取付部48とのなす角度は、図示例では、90度となっている。
中間保持部材33は、第1の取付部47がベース部30のベース部材50に重ねられ、第2の取付部48がレンズ鏡筒39及びイメージセンサ32のパッケージ41に重ねられ、取付部47,48とベース部材50、レンズ鏡筒39及びイメージセンサ32のパッケージ41との間に例えば紫外線などの光が照射されると硬化する光硬化型の接着剤が充填されて、ベース部材50にレンズ鏡筒39即ち光学ユニット(結像光学系)31及びパッケージ41即ちイメージセンサ32を取り付ける。ベース部材50に取り付けられると、光学ユニット(結像光学系)31とイメージセンサ32の光軸Oは、同一線上に位置する。
また、前述した画像読取ユニット16のベース部材50には、貫通孔55が設けられている。貫通孔55は、勿論、ベース部材50を貫通している。貫通孔55の平面形は、前述した二つのレンズユニット38a,38bを合わせたもの、即ち光学ユニット(結像光学系)31の平面形より大きく形成されている。貫通孔55は、ベース部材50の二つのレンズユニット38a,38b、即ち光学ユニット(結像光学系)31と重なる位置に設けられている。
本実施形態では、図5に示すように、画像読取ユニット16の平面視において、前述した貫通孔55内に光学ユニット(結像光学系)31、即ち二つのレンズユニット38a,38bを位置付けている。なお、平面視とは、画像読取ユニット16を厚み方向Yからみた状態を示している。また、図7に示すように、レンズユニット38a,38bの大径部53、即ち光学ユニット(結像光学系)31の一部が、貫通孔55内に通されている(配されている)。さらに、前述した中間保持部材33を介して、各レンズユニット38a,38bのレンズ鏡筒39が、ベース部材50に取り付けられている。
このように、本実施形態では、中間保持部材33が、貫通孔55の内縁、即ちベース部材50から間隔を開けた状態で、レンズユニット38a,38b、即ち各レンズ鏡筒39をベース部材50に支持している。このため、レンズユニット38a,38b(各レンズ鏡筒39)は、中間保持部材33に固定される前では、前述した方向X,Y,Z,α,β,γに沿って、ベース部材50との相対的な位置が変更可能である。
また、貫通孔55は、奥行き方向(Z軸方向)に沿って、幅狭部56と、幅広部57と、幅狭部56とを順に設けている。幅狭部56と、幅広部57と、幅狭部56とは、それぞれ、平面形状が四角形に形成されており、互いに連通している。幅狭部56の幅方向Xの幅は、前述した大径部53の外径より若干大きい。幅狭部56は、前述した幅方向Xに沿って、各々のレンズユニット38a,38bの二つの中間保持部材33間に配されている。平面視において、幅狭部56は、内側に大径部53を配している。幅広部57の幅方向Xの幅は、前述した幅狭部56の幅方向Xの幅より大きい。幅広部57は、前述した奥行き方向Zに沿って、二つのレンズユニット38a,38bの中間保持部材33間に配されている。平面視において、幅広部57は、内側に小径部54を配している。
前述した構成の画像読取ユニット16は、ミラー13,14,15により導かれた原稿9からの反射像を、光学ユニット(結像光学系)31によりイメージセンサ32のライン型光電変換素子42に結像する。画像読取ユニット16は、ライン型光電変換素子42で光信号を電気信号に変換し、この電気信号を画像処理部に向けて出力する。
光学ユニット(結像光学系)31は、各レンズ鏡筒39にレンズ群(40a,40b)を組付けた後、図10〜12に示すような組立装置60によってレンズ特性の検査、位置調整及び組立が行われる。この光学ユニット31のレンズ特性の検査、位置調整及び組立工程と、画像読取ユニット16の組立(製造)工程は、通常、別工程で行われることが多いが、本実施形態では、光学ユニット31のレンズ特性の検査、位置調整及び組立てと、画像読取ユニット16への取り付けは、同じ組立装置60を用いて連続して行われる。なお、図10は光学ユニット31のレンズ特性の検査、位置調整のときの状態を示し、図11は、画像読取ユニット16の組立時の状態を示している。
組立装置60は、図10〜12に示すように、図示しない装置本体と、ベース部材保持手段としてのベース保持部61と、センサ位置決め手段としてのセンサ位置決めユニット62と、光学位置決め手段としての二つの光学位置決めユニット63a,63bと、基準光源部64と、制御手段としての図示しない制御装置とを備えている。
組立装置60の本体は、工場のフロア上などに設置される。ベース保持部61は、一対の保持部材65を備えている。保持部材65は、装置本体などに取り付けられ、前述した幅方向Xに沿って互いに間隔をあけて配されている。保持部材65は、各々位置決めピン66が上方に向かって突出している。位置決めピン66は、位置決め用の孔52内に侵入する。ベース保持部61は、位置決めピン66が位置決め用の孔52内に侵入して、一対の保持部材65間にスライドベース49を掛け渡した状態で、スライドベース49、即ちベース部材50を位置決めする。
センサ位置決めユニット62は、チャックシリンダ67と、移動装置68と、イメージセンサ32の駆動装置等を備えている。チャックシリンダ67は、シリンダ本体69と、一対のチャック70と、を備えている。一対のチャック70は、シリンダ本体69から突出している。一対のチャック70は、棒状に形成され、互いに平行に配されている。一対のチャック70の長手方向は、水平方向と前述した奥行き方向Zとの双方と平行である。一対のチャック70は、シリンダ本体69により、互いに接離される。一対のチャック70は、近づいて、互いの間にイメージセンサ32を挟む。
移動装置68は、装置本体と前述したチャックシリンダ67のシリンダ本体69との双方に取り付けられている。移動装置68は、前述したチャックシリンダ67、即ちイメージセンサ32を、前述した方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。
前述したセンサ位置決めユニット62は、チャックシリンダ67の一対のチャック70間にイメージセンサ32を挟んで、該イメージセンサ32を移動装置68で前述した方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。前述したセンサ位置決めユニット62は、イメージセンサ32を所定の位置に位置決めする。
前述したセンサ位置決めユニット62は、チャックシリンダ67の一対のチャック70間にイメージセンサ32を挟んで、該イメージセンサ32を移動装置68で前述した方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。前述したセンサ位置決めユニット62は、イメージセンサ32を所定の位置に位置決めする。
二つの光学位置決めユニット63a,63bは、それぞれ、チャック部71と、移動装置72とを備えている。チャック部71は、図13に示すように、棒状に形成されたチャック本体73と、挟み片74などを備えている。チャック本体73は、長手方向が鉛直方向と前述した厚み方向Yとの双方と平行に配される。チャック本体73の上面75には、V溝76が設けられている。V溝76は、チャック本体73の上面から凹に形成され、断面形状がV字状に形成されている。V溝76の断面形状は、奥行き方向に沿って、一定に形成されている。V溝76は、内側にレンズユニット38a,38bのレンズ鏡筒39の小径部54を位置付ける。
挟み片74は、板状に形成されかつチャック本体73の上面75に、ねじ77などにより該上面75に接離自在に取り付けられている。また、挟み片74は、コイルばね78などにより前述したチャック本体73の上面75に向かって付勢されている。挟み片74は、V溝76との間にレンズユニット38a,38bのレンズ鏡筒39の小径部54を挟む。移動装置72は、装置本体と前述したチャック本体73との双方に取り付けられている。移動装置72は、前述したチャック本体73、即ちレンズユニット38a,38bを前述した各方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。
このように光学位置決めユニット63a,63bは、チャック本体73のV溝76と挟み片74との間にレンズユニット38a,38bを挟んで、該レンズユニット38a,38bを移動装置72で前述した各方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。そして、光学位置決めユニット63a,63bは、レンズユニット38a,38bを所定の位置に位置決めする。また、上記のレンズユニット38a,38bの調整は、レンズユニット38a,38bをチャック部71にセットする際の置き方を手で変えて調整しても良いし、図示はしないが,既存の軸物を回転させる機構(例えばチャック部71に組み込まれたコロなどで回転させる機構)で調整してもよい。
基準光源部64は、装置本体に取り付けられている。基準光源部64は、図12に示すように、基準チャート紙79と、ハロゲンランプなどを備えた光源80とを備えている。基準光源部64は、基準チャート紙79を透過した光源80からの光をセンサ位置決めユニット62の一対のチャック70間に挟まれたイメージセンサ32に向けて出射する。なお、ここでは光源80からの光を基準チャート紙79に透過させる方法を述べているが、この方法に限定されない。他にも光源80からの光を基準チャート79に当てて、その反射光をイメージセンサ32に向けて出射する方法などを用いてもよい。また、以上の調整・検査時には、イメージセンサ32は既に組立装置60等に取り付けた駆動装置で駆動されている。
制御装置(図示せず)は、周知のCPUやメモリ(RAM、ROM)などを備えたマイクロコンピュータである。この制御装置は、前述したセンサ位置決めユニット62と二つの光学位置決めユニット63a,63bと基準光源部64とに接続して、これらの動作を制御して、組立装置60全体の制御を司る。
なお、以上の例では、イメージセンサ32の駆動装置は組立装置60に取り付けられているものとして説明したが、この構成にこだわらず、あらかじめ印刷配線板46にイメージセンサ32が配線されている物を組立装置60取り付ける構成でも良い。この時、印刷配線板46には、イメージセンサ32を駆動するための手段やイメージセンサ32から得られたアナログ信号を増幅する手段、アナログ信号をデジタル信号に変換する手段や、得られた信号を処理する手段や、装置本体側と通信する手段等、を搭載してあってもよい。イメージセンサ32をこれら印刷配線板46に載せて調整するメリットとしては、検査、調整後、印刷配線板46はイメージセンサ32と組み合わせてそのまま製品として使われることになるので、組立装置60に付いた駆動装置を使った調整よりも、製品に載せられた時の誤差が少ない。これに対して、組立装置60に取り付けた駆動装置を使った調整の場合は、調整・組立時と実際の製品になる時で駆動手段(印刷配線板46)が別物になり、多少の誤差が乗ってしまう。
以上の構成の組立装置60を用いて、光学ユニット31と画像読取ユニット16を以下のように組み立てる。まず、ベース保持部61にスライドベース49、即ち該スライドベース49に取り付けられたベース部材50を位置決めする。また、センサ位置決めユニット62の一対のチャック70間にイメージセンサ32を挟み(あるいは、あらかじめ印刷配線板46にイメージセンサ32が配線されている物をセンサ位置決めユニット62の一対のチャック70間に挟み)、光学位置決めユニット63a,63bの各々のV溝76と挟み片74との間にレンズユニット38a,38bを挟む。さらに、基準光源部64に基準チャート紙79を取り付ける。
そして、まずセンサ位置決めユニット62と光学位置決めユニット63a,63bとを、図10に示すように、前述したイメージセンサ32とレンズユニット38a,38bとが予め定められた位置関係となるように位置決めする。また、このときは、イメージセンサ32は既に組立装置60(あるいは印刷配線板46)の駆動装置で駆動されている。
そして、まずセンサ位置決めユニット62と光学位置決めユニット63a,63bとを、図10に示すように、前述したイメージセンサ32とレンズユニット38a,38bとが予め定められた位置関係となるように位置決めする。また、このときは、イメージセンサ32は既に組立装置60(あるいは印刷配線板46)の駆動装置で駆動されている。
次に基準光源部64の光源80から光を出射して、この光をレンズユニット38a,38bのレンズ群40a,40bを通して、イメージセンサ32のライン型光電変換素子42に受光させる。ライン型光電変換素子42から所望の信号が得られるように、移動装置68によりイメージセンサ32を前述した各方向X,Y,Z,α,β,γに移動する。そして、ライン型光電変換素子42から所望の信号を得られる位置で、移動装置68を停止して、イメージセンサ32を位置決めする。
その後、基準光源部64の光源から光を二つのレンズユニット38a,38bの双方のレンズ群40a,40bを通してイメージセンサ32のライン型光電変換素子42に受光させる。ライン型光電変換素子42から所望の信号が得られるように、移動装置72によりレンズユニット38a,38bを前述した各方向X,Y,Z,α,β,γに移動する。このとき、貫通孔55の幅広部57内で、光学位置決めユニット63bのチャック本体73を前述した各方向X,Y,Z,α,β,γに移動する。そして、ライン型光電変換素子42から所望の信号を得られる位置で、移動装置72を停止して、レンズユニット38a,38bを位置決めする。このようにしてレンズユニット38a,38bの位置を微調整する。なお、光学ユニット(結像光学系)31の検査、組立時の位置調整に関しては、後述の実施例で説明する。
以上のようにして、図12に示すように、二つのレンズユニット38a,38bとイメージセンサ32をベース部材50に対し位置決めする。そして、所定位置に中間保持部材33を位置付けて、中間保持部材33とベース部材50との間と、中間保持部材33とレンズユニット38a,38bとの間と、中間保持部材33とイメージセンサ32との間に光硬化性の接着剤を充填する。その後、該接着剤を硬化させて、ベース部材50に二つのレンズユニット38a,38b及びイメージセンサ32を固定する。また、印刷配線板46を後付けする構成の場合は印刷配線板46を取り付ける。このようにして前述した構成の画像読取ユニット16が得られる。
さて、以上に説明したような構成の画像読取ユニット16を備えた画像形成装置1では、自動原稿送り装置3が、原稿9をスキャナ装置4のコンタクトガラス10上に自動的に給送し、読み取りが終了した原稿9を自動的に排出する。画像形成装置1は、スキャナ装置4が、コンタクトガラス10上にセットされた原稿9に光を照射し、この原稿9からの反射像を画像読取ユニット16のライン型光電変換素子42によって読み取る。
画像形成装置1は、書込ユニット6が、スキャナ装置4が光電変換した原稿9からの反射像の画像信号に基づいて、感光体ドラム26上に潜像を形成する。感光体ドラム26上の潜像は、現像装置27のトナーで現像され、このトナー画像が、給紙ユニット5から給紙された転写紙21上に転写され、定着装置29で定着される。そして、画像形成装置1は、定着が完了した転写紙21を装置本体2外に排出する。
本実施形態によれば、中間保持部材33がレンズ鏡筒39をベース部材50から間隔をあけて支持するので、それぞれのレンズ鏡筒39をベース部材50に対し、前述した方向X,Y,Z,α,β,γのうち全ての方向に移動することができる(位置を調整できる)。
このように、互いにレンズ鏡筒39が別体のレンズユニット38a,38bを組み合わせた光学ユニット31を設けるという簡便な構成で、レンズ鏡筒39の回転方向の調整とレンズ鏡筒39間の間隔調整とを互いに独立して行うことができる。したがって、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができ、高性能の画像読取ユニット16及びスキャナ装置4を得ることができる。したがって、高品質な読み取り画像が得られ、高品質な静電潜像を形成することができ、高品質な複写画像を安定して形成できる画像形成装置1を得ることができる。更に、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができるので、画像読取ユニット16の組み立て工数を低減することが可能である。
以上、本発明の一実施形態を示したが、この実施形態の画像読取ユニット16においては、光学ユニット31の各鏡筒39にレンズ群40を組付ける工程に続いて、レンズユニット38を組み合わせて光学ユニット31を構成した後、図10に示すように組立装置60でレンズ特性検査と位置調整を行い、この後、同じ組立装置60を用いて図11,12に示すように、画像読取ユニット16のベース部材に組付ける工程を行う。このため、光学ユニット(結像光学系)31の組立て、調整から、画像読取ユニット16への取り付けまでが連続して行われるため、レンズ特性検査での検査結果と調整がそのまま画像読取ユニットの製造工程で生かされ、一度の調整で済む。このため、最良の特性を維持した状態で光学ユニット31の組立と取り付けを行うことができる。
さて、以上に述べたように、本発明では、光学ユニット(結像光学系)31のレンズ群40やレンズ鏡筒39の位置調整を行う工程と、レンズ群40やレンズ鏡筒39の固定を行う工程とを連続的に行うことにより、一度調整した光学系をバラすことなく組立てを行うことができるが、以下に、この位置調整から固定までの工程の具体的な実施例を示す。
[実施例1]
まず、前述の図10〜12に示した組立装置60を用いて、全部のレンズ鏡筒を一括で調整して光学ユニットを組立て、一括で固定する場合の実施例を示す。このときの工程の一例を図14のフローチャートで示す。
まず、前述の図10〜12に示した組立装置60を用いて、全部のレンズ鏡筒を一括で調整して光学ユニットを組立て、一括で固定する場合の実施例を示す。このときの工程の一例を図14のフローチャートで示す。
まず、組立装置60の二つの光学位置決めユニット63a,63bのチャック部71に、2つのレンズユニット38a,38bの鏡筒39a,39bをセットし、チャック本体73に固定する。次に、イメージセンサ(例えばCCD)32を組立装置60のセンサ位置決めユニット62のチャック70に固定する。
次に基準光源部64の光源80を点灯し、基準チャート紙を透過した光を2つのレンズユニット38a,38bを通してイメージセンサ32に結像し、MTFの計測を行う。そして、測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、レンズユニット38a,38bの鏡筒をそれぞれ移動装置72でα,β,X,Y,Zの各々の方向に移動し、α,β,X,Y,Zの各方向の調整とMTFの計測を行う(図14では記載していないが、調整と共にMTFの計測が実行される)。測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、レンズユニット38a,38bを移動装置72でγ方向に回転し、γ方向の調整とMTFの計測を行う。このようにして、α,β,X,Y,Zの各方向の調整と、γ方向の調整とを別々に繰り返し、測定値がMTF規格値以上となり、合格と判定されるとレンズ鏡筒の位置調整を完了する。
次に2つのレンズユニット38a,38bとイメージセンサ32をベース部材50に対し位置決め固定する。そして、前述したように、所定位置に中間保持部材33を位置付けて、中間保持部材33とベース部材50との間と、中間保持部材33とレンズユニット38a,38bとの間と、中間保持部材33とイメージセンサ32との間に光硬化性の接着剤を充填する。その後、該接着剤を硬化させて、ベース部材50に二つのレンズユニット38a,38b及びイメージセンサ32を固定する。このようにして前述した構成の画像読取ユニット16が得られる。
[実施例2]
次に前述の図10〜12に示した組立装置60を用いて、一つのレンズ鏡筒を先に固定してしまい、固定されていない残りのレンズ鏡筒を位置調整後に固定して光学ユニットを組立てる場合の実施例を示す。このときの工程の一例を図15のフローチャートで示す。
次に前述の図10〜12に示した組立装置60を用いて、一つのレンズ鏡筒を先に固定してしまい、固定されていない残りのレンズ鏡筒を位置調整後に固定して光学ユニットを組立てる場合の実施例を示す。このときの工程の一例を図15のフローチャートで示す。
まず、組立装置60の二つの光学位置決めユニット63a,63bのチャック部71に、2つのレンズユニット38a,38bの鏡筒39a,39bをセットし、チャック本体73に固定する。次に、イメージセンサ(例えばCCD)32を組立装置60のセンサ位置決めユニット62のチャック70に固定する。次に、一方のレンズユニット(例えばレンズユニット38a)のレンズ鏡筒39をベース部材50に対し位置決め固定する。
次に基準光源部64の光源80を点灯し、基準チャート紙を透過した光を2つのレンズユニット38a,38bを通してイメージセンサ32に結像し、MTFの計測を行う。そして、測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、固定されていない方のレンズユニット38bの鏡筒を移動装置72でα,β,X,Y,Zの各々の方向に移動し、α,β,X,Y,Zの各方向の調整とMTFの計測を行う(図15では記載していないが、調整と共にMTFの計測が実行される)。測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、レンズユニット38bを移動装置72でγ方向に回転し、γ方向の調整とMTFの計測を行う。このようにして、α,β,X,Y,Zの各方向の調整と、γ方向の調整とを別々に繰り返し、測定値がMTF規格値以上となり、合格と判定されるとレンズ鏡筒の位置調整を完了する。
次に固定されていないレンズユニット38bの鏡筒とイメージセンサ32をベース部材50に対し位置決め固定する。そして、前述したように、所定位置に中間保持部材33を位置付けて、中間保持部材33とベース部材50との間と、中間保持部材33とレンズユニット38a,38bとの間と、中間保持部材33とイメージセンサ32との間に光硬化性の接着剤を充填する。その後、該接着剤を硬化させて、ベース部材50に二つのレンズユニット38a,38b及びイメージセンサ32を固定する。このようにして前述した構成の画像読取ユニット16が得られる。
[実施例3]
次に前述の図10〜12に示した組立装置60を用いて、複数個のレンズ鏡筒を順に調整して、順に固定していき、光学ユニットを組立てる場合の実施例を示す。このときの工程の一例を図16のフローチャートで示す。
次に前述の図10〜12に示した組立装置60を用いて、複数個のレンズ鏡筒を順に調整して、順に固定していき、光学ユニットを組立てる場合の実施例を示す。このときの工程の一例を図16のフローチャートで示す。
まず、組立装置60の二つの光学位置決めユニット63a,63bのチャック部71に、2つのレンズユニット38a,38bの鏡筒39a,39bをセットし、チャック本体73に固定する。次に、イメージセンサ(例えばCCD)32を組立装置60のセンサ位置決めユニット62のチャック70に固定する。
次に基準光源部64の光源80を点灯し、基準チャート紙を透過した光を2つのレンズユニット38a,38bを通してイメージセンサ32に結像し、MTFの計測を行う。そして、測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、2つのレンズユニット38a,38bのうちの一方のレンズユニット38aの鏡筒を移動装置72でα,β,X,Y,Zの各々の方向に移動し、α,β,X,Y,Zの各方向の調整とMTFの計測を行う(図16では記載していないが、調整と共にMTFの計測が実行される)。測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、レンズユニット38aを移動装置72でγ方向に回転し、γ方向の調整とMTFの計測を行う。このようにして、α,β,X,Y,Zの各方向の調整と、γ方向の調整とを別々に繰り返し、測定値がMTF規格値以上となり、合格と判定されるとレンズユニット38a、38bのレンズ鏡筒の位置調整を完了する。そして、その位置調整したレンズユニット38a、38bの鏡筒をベース部材50に対し位置決め固定する。
しかし最初に各々の方向を調整した一方のレンズユニット38aの鏡筒調整では、MTFの測定値が規格値以上にならない場合は、レンズユニット38bの鏡筒を移動装置72でα,β,X,Y,Zの各々の方向に移動し、α,β,X,Y,Zの各方向の調整とMTFの計測を行う。測定の結果、測定値がMTF規格値より小さい場合は、レンズユニット38bを移動装置72でγ方向に回転し、γ方向の調整とMTFの計測を行う。このようにして、α,β,X,Y,Zの各方向の調整と、γ方向の調整とを別々に繰り返し、測定値がMTF規格値以上となり、合格と判定されるとレンズユニット38bのレンズ鏡筒の位置調整を完了する。そして、その位置調整したレンズユニット38a、38b両方の鏡筒をベース部材50に対し位置決め固定する。
なお、以上の例ではレンズ鏡筒が2個の場合について説明したが、レンズ鏡筒が3以上の複数個ある場合は、以上の工程をレンズ鏡筒の個数分繰り返して行う。
また、この実施例3は鏡筒一個一個を固定するのではなく、一つの鏡筒を最初に調整して、測定値がMTF規格値以上となればそれで両方の鏡筒を固定して終了する。また、一つの鏡筒の調整を規定回数(時間)繰り返してもMTF規格値以上とならなかった場合には、最初に調整していた鏡筒でMTFを出すことはあきらめて、もう一方の鏡筒を調整することでMTF規格値を出すものである。そしてここでMTF規格値以上となればその位置で両方の鏡筒を固定して終了するというものである。
なお、以上の例ではレンズ鏡筒が2個の場合について説明したが、レンズ鏡筒が3以上の複数個ある場合は、以上の工程をレンズ鏡筒の個数分繰り返して行う。
また、この実施例3は鏡筒一個一個を固定するのではなく、一つの鏡筒を最初に調整して、測定値がMTF規格値以上となればそれで両方の鏡筒を固定して終了する。また、一つの鏡筒の調整を規定回数(時間)繰り返してもMTF規格値以上とならなかった場合には、最初に調整していた鏡筒でMTFを出すことはあきらめて、もう一方の鏡筒を調整することでMTF規格値を出すものである。そしてここでMTF規格値以上となればその位置で両方の鏡筒を固定して終了するというものである。
以上のようにしてレンズ鏡筒の位置調整と固定を順に行った後、イメージセンサ32をベース部材50に対し位置決め固定する。そして、前述したように、所定位置に中間保持部材33を位置付けて、中間保持部材33とベース部材50との間と、中間保持部材33とレンズユニット38a,38bとの間と、中間保持部材33とイメージセンサ32との間に光硬化性の接着剤を充填する。その後、該接着剤を硬化させて、ベース部材50に二つのレンズユニット38a,38b及びイメージセンサ32を固定する。このようにして前述した構成の画像読取ユニット16が得られる。
以上、3つの実施例について説明したが、各レンズユニット38a,38bのγ調整(光軸回りの回転)は、レンズユニット38a,38bをチャック部71にセットする際の置き方を手で変えて調整しても良いし、図示はしないが,既存の軸物を回転させる機構(例えばチャック部71に組み込まれたコロなどで回転させる機構)でも良い。
また、レンズユニット38a,38bのγ調整(光軸回りの回転)は、イメージセンサ32に対してレンズユニット38a,38bが相対的に回転していれば良く、例えば、2つの鏡筒を同時に同じ向きに動かしても良いし、また、片方の鏡筒を初めにセットされた時と同じ位置に固定して他方の鏡筒のみを回転しても良い。また、2つの鏡筒を反対方向に同じ角度だけ回転しても良いし、別の角度で回転しても良い。ただし、2つのレンズユニット38a,38bのうち、どちらの特性のバラツキが大きいかが分かっていない場合は、2つのレンズユニット38a,38bを反対向きに回した方が必要とする特性を出しやすい。これは、片側のレンズユニット38aだけを回すと、他方のレンズユニット38bの特性が悪い場合、いくらレンズユニット38aのみを回転させても特性が良くなることが少ないためである。
また、レンズユニット38a,38bのγ調整(光軸回りの回転)は、イメージセンサ32に対してレンズユニット38a,38bが相対的に回転していれば良く、例えば、2つの鏡筒を同時に同じ向きに動かしても良いし、また、片方の鏡筒を初めにセットされた時と同じ位置に固定して他方の鏡筒のみを回転しても良い。また、2つの鏡筒を反対方向に同じ角度だけ回転しても良いし、別の角度で回転しても良い。ただし、2つのレンズユニット38a,38bのうち、どちらの特性のバラツキが大きいかが分かっていない場合は、2つのレンズユニット38a,38bを反対向きに回した方が必要とする特性を出しやすい。これは、片側のレンズユニット38aだけを回すと、他方のレンズユニット38bの特性が悪い場合、いくらレンズユニット38aのみを回転させても特性が良くなることが少ないためである。
また、上記3つの実施例については各レンズユニットとしてレンズ鏡筒を使用している説明になっているが、本発明はレンズ鏡筒を必ず使用している構成に限定されるわけではなく、例えば鏡筒を使用せずに、レンズまたはレンズ群そのものを用いる構成としてもよい。
1:画像形成装置
4:画像読取装置(スキャナ装置)
9:原稿
16:画像読取ユニット
31:光学ユニット(結像光学系)
32:イメージセンサ
33:中間保持部材
38,38a,38b:レンズユニット
39,39a,39b:レンズ鏡筒
40,40a,40b:レンズ群
42:ライン型光電変換素子(CCD等)
50:ベース部材
53:大径部
54:小径部
55:貫通孔
60:組立装置
O:光軸
4:画像読取装置(スキャナ装置)
9:原稿
16:画像読取ユニット
31:光学ユニット(結像光学系)
32:イメージセンサ
33:中間保持部材
38,38a,38b:レンズユニット
39,39a,39b:レンズ鏡筒
40,40a,40b:レンズ群
42:ライン型光電変換素子(CCD等)
50:ベース部材
53:大径部
54:小径部
55:貫通孔
60:組立装置
O:光軸
Claims (12)
- レンズを光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、
前記複数のレンズの相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズの固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - 複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置した光学系の組立方法において、
前記複数のレンズ群の相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ群の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - 少なくとも1つのレンズまたはレンズ群を含むレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置した光学系の組立方法において、
前記複数のレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズ鏡筒の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - レンズを光軸上に複数個配置するとともに、前記複数のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、
前記複数のレンズの相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - 複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置するとともに、前記複数群のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、
前記複数のレンズ群の相対位置調整を行う工程と、前記複数のレンズ群及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - 少なくとも1つのレンズまたはレンズ群を含むレンズ鏡筒を光軸上に複数個配置するとともに、前記複数群のレンズを通過した光を受光する光電変換素子を備える光学系の組立方法において、
前記複数のレンズ鏡筒の相対位置調整を行う工程と、前記レンズ鏡筒及び前記光電変換素子の相対位置の固定を行う工程とを連続的に行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - 請求項1乃至6のいずれか一つに記載の光学系の組立方法において、
前記位置調整は、少なくとも光軸を中心とした回転方向の調整を行うことを特徴とする光学系の組立方法。 - レンズまたはレンズ群あるいはレンズ鏡筒を、光軸上に複数個配置した光学系を有する光学ユニットにおいて、
前記光学系は請求項1乃至7のいずれか一つに記載の光学系の組立方法によって組立てられたことを特徴とする光学ユニット。 - 原稿からの反射像を結像させる光学ユニットと、該光学ユニットの結像位置に配置された光電変換素子と、前記光学ユニットと前記光電変換素子の双方が保持部材を介して取り付けられたベース部材とを備えた画像読取ユニットにおいて、
前記光学ユニットとして、請求項8記載の光学ユニットを備えたことを特徴とする画像読取ユニット。 - 請求項9記載の画像読取ユニットを組立てる製造方法において、
前記光学ユニットの光学系の位置調整と組立は、該光学ユニットを前記ベース部材に取り付ける際に行うことを特徴とする画像読取ユニットの製造方法。 - 原稿からの反射像を光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、
請求項9記載の画像読取ユニットを備えたことを特徴とする画像読取装置。 - 原稿画像を画像読取部で読み取り、読み取った画像情報に基いて画像形成部で画像形成を行う画像形成装置において、
前記画像読取部に請求項11記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005269561A JP2007079345A (ja) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 光学系の組立方法、光学ユニット、画像読取ユニット及びその製造方法、画像読取装置、画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005269561A JP2007079345A (ja) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 光学系の組立方法、光学ユニット、画像読取ユニット及びその製造方法、画像読取装置、画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007079345A true JP2007079345A (ja) | 2007-03-29 |
Family
ID=37939691
Family Applications (1)
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JP2005269561A Pending JP2007079345A (ja) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 光学系の組立方法、光学ユニット、画像読取ユニット及びその製造方法、画像読取装置、画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007079345A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010164684A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Fujinon Corp | 投映レンズユニット |
-
2005
- 2005-09-16 JP JP2005269561A patent/JP2007079345A/ja active Pending
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JP2010164684A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Fujinon Corp | 投映レンズユニット |
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