JP2007148047A - 画像読取ユニット、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】温度変化に起因する結像レンズの焦点距離および結像位置の変動を効果的に補償し、周囲環境の温度変動に基づく性能劣化を防止する。
【解決手段】結像レンズ１２を保持する第１の保持部材１１と、ラインセンサ１３を保持する第２の保持部材１４とを、第３の保持部材１５で保持する。第２の保持部材１４は、ラインセンサ１３を保持し、第３の保持部材１５とは異なる線膨張係数を有する。第２の保持部材１４は、ラインセンサ１３を保持し、底面側に突出する突起部１６を有する。第３の保持部材１５は、孔部１７に突起部１６を密に嵌合させて、第２の保持部材１４の第３の保持部材１５に対する位置を決定する。熱による第３の保持部材１５の伸縮と、結像レンズ１２の焦点位置とのずれを、第２の保持部材１４の伸縮でキャンセルする。
【選択図】図１
【解決手段】結像レンズ１２を保持する第１の保持部材１１と、ラインセンサ１３を保持する第２の保持部材１４とを、第３の保持部材１５で保持する。第２の保持部材１４は、ラインセンサ１３を保持し、第３の保持部材１５とは異なる線膨張係数を有する。第２の保持部材１４は、ラインセンサ１３を保持し、底面側に突出する突起部１６を有する。第３の保持部材１５は、孔部１７に突起部１６を密に嵌合させて、第２の保持部材１４の第３の保持部材１５に対する位置を決定する。熱による第３の保持部材１５の伸縮と、結像レンズ１２の焦点位置とのずれを、第２の保持部材１４の伸縮でキャンセルする。
【選択図】図１
Description
本発明は、イメージスキャナ等における結像レンズを使用して原稿画像を読み取る技術に係り、特に、複写機およびファクシミリ等における原稿画像の読み取りに好適な画像読取ユニット、ならびに当該画像読取ユニットを用いる画像読取装置および画像形成装置に関するものである。
ファクシミリおよびディジタル複写機等におけるカラー原稿等の読み取りに用いられる画像読取装置を構成する画像読取ユニットは、結像レンズと、結像レンズを保持する鏡筒と、赤、緑、青の光を透過するフィルタを有するＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子が配列されたラインセンサとしてのラインＣＣＤと、これら各部を保持固定するための保持部材とを有して構成されている。この画像読取ユニットにおいては、原稿面上の原稿画像を、結像レンズを介して結像面上に配置したラインＣＣＤ上に投影結像して、画像情報を電子情報化している。
上述した読取ユニットにおいては、動作時にラインＣＣＤのＣＣＤ固体撮像素子が発熱することによって原稿読取装置内の雰囲気の温度が上昇し、保持部材が熱膨張する。また、この温度上昇に伴って、結像レンズを構成しているレンズの曲率、肉厚、屈折率およびレンズ間隔に変化が生じ、焦点距離も変化してしまう。このことによって、レンズの焦点位置とＣＣＤ固体撮像素子の位置とにずれが生じてしまうという不具合がある。
上述した読取ユニットにおいては、動作時にラインＣＣＤのＣＣＤ固体撮像素子が発熱することによって原稿読取装置内の雰囲気の温度が上昇し、保持部材が熱膨張する。また、この温度上昇に伴って、結像レンズを構成しているレンズの曲率、肉厚、屈折率およびレンズ間隔に変化が生じ、焦点距離も変化してしまう。このことによって、レンズの焦点位置とＣＣＤ固体撮像素子の位置とにずれが生じてしまうという不具合がある。
この現象は、最近になって一層大きな問題となってきている。すなわち、原稿読取装置の高速化に伴ってＣＣＤの発熱量が増えることにより、雰囲気温度の上昇がより大きくなり、またＣＣＤの高密度化に伴って、結像レンズとしては高い評価周波数での深度を保証しなくてはならなくなってきている。
このような問題に対処する技術の一例が、特許文献１（特開平９−４９９５７号）に示されている。特許文献１の技術は、レンズ鏡筒の伸びと、鏡筒およびラインＣＣＤの保持部材の伸びとにより、焦点距離を補正することを目的としてなされたものである。この特許文献１によれば、原稿読取装置内の雰囲気温度が上昇することによって生じるレンズの焦点距離の変化と、鏡筒部材の伸びによるレンズ全長との和が、伸びる方向である場合には、その伸び量に対応する線膨張係数を有する材料を保持部材として選択することによって、結像位置がずれるのを補償することが可能であると思われる。ところが、雰囲気温度の上昇により、レンズの焦点距離が短くなり、レンズ全長の伸びとの和が、ほとんど変化しない場合あるいは縮んでしまうような場合には、特許文献１の技術のように保持部材の線膨張だけで補正することは、困難になる。
このような問題に対処する技術の一例が、特許文献１（特開平９−４９９５７号）に示されている。特許文献１の技術は、レンズ鏡筒の伸びと、鏡筒およびラインＣＣＤの保持部材の伸びとにより、焦点距離を補正することを目的としてなされたものである。この特許文献１によれば、原稿読取装置内の雰囲気温度が上昇することによって生じるレンズの焦点距離の変化と、鏡筒部材の伸びによるレンズ全長との和が、伸びる方向である場合には、その伸び量に対応する線膨張係数を有する材料を保持部材として選択することによって、結像位置がずれるのを補償することが可能であると思われる。ところが、雰囲気温度の上昇により、レンズの焦点距離が短くなり、レンズ全長の伸びとの和が、ほとんど変化しない場合あるいは縮んでしまうような場合には、特許文献１の技術のように保持部材の線膨張だけで補正することは、困難になる。
レンズの焦点距離が短くならないようにする技術としては、例えば、特許文献２（特開平９−２１１３２２号）のように、凸レンズと凹レンズの屈折率の温度による変化を制御することで、温度上昇時の焦点距離を伸ばす方法が知られている。一般にレンズの屈折率の温度変化が正の場合、つまり、温度上昇に伴いレンズの屈折率が大きくなる場合、凸レンズにおいては、焦点距離を縮める働きをし、逆に凹レンズであれば焦点距離を伸ばす働きをする。このため、特許文献２においては、凸レンズの屈折率温度係数を凹レンズの屈折率温度係数に比して小さくすることにより、温度変化時に焦点距離を伸ばすように設計する。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、温度変化に起因する結像レンズの焦点距離および結像位置の変動を効果的に補償し、周囲環境の温度変動に基づく性能劣化を防止し得る画像読取ユニット、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している。
本発明の請求項１の目的は、特に、温度変化に起因する結像レンズの焦点距離の変動と、保持部材の伸びによるラインセンサの位置ずれに起因する結像位置のずれとを簡単な構成で補正して、環境条件の変化による性能劣化を有効に補償することを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、環境条件の変化に対応して、ラインセンサの位置ずれを効果的に補償することを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、温度変化に応じた画像読取ユニットの保持部材の伸びに対して結像レンズの焦点距離の変化が小さい場合におけるラインセンサの位置ずれの補正を可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、ラインセンサの先端側と後端側との間の結像位置ずれを補償し全体にわたる良好な結像性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項１の目的は、特に、温度変化に起因する結像レンズの焦点距離の変動と、保持部材の伸びによるラインセンサの位置ずれに起因する結像位置のずれとを簡単な構成で補正して、環境条件の変化による性能劣化を有効に補償することを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、環境条件の変化に対応して、ラインセンサの位置ずれを効果的に補償することを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、温度変化に応じた画像読取ユニットの保持部材の伸びに対して結像レンズの焦点距離の変化が小さい場合におけるラインセンサの位置ずれの補正を可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、ラインセンサの先端側と後端側との間の結像位置ずれを補償し全体にわたる良好な結像性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置ずれを補償し原稿面全体にわたる良好な読取性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、カラーラインセンサ等の並列複数ラインのラインセンサのライン間の位置ずれを補償し全ラインにわたって良好な結像性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、簡単な構成で効果的に位置基準を整合させ、組み立て時の作業性が良くしかも良好な結像性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、良好な性能を得るための１つの具体的に実施し得る構成を与え得る像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、結像レンズ等の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等を生じることもなく、地球環境保全に大きく貢献することが可能な画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、カラーラインセンサ等の並列複数ラインのラインセンサのライン間の位置ずれを補償し全ラインにわたって良好な結像性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、簡単な構成で効果的に位置基準を整合させ、組み立て時の作業性が良くしかも良好な結像性能を得ることを可能とする画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、良好な性能を得るための１つの具体的に実施し得る構成を与え得る像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、結像レンズ等の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等を生じることもなく、地球環境保全に大きく貢献することが可能な画像読取ユニットを提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることを可能とする画像読取装置を提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、カラー画像の読取についても良好な性能を得ることを可能とする画像読取装置を提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることを可能とする画像形成装置を提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、カラー画像の読取についても良好な性能を得ることを可能とする画像読取装置を提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることを可能とする画像形成装置を提供することにある。
請求項１に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、上述した目的を達成するために、
結像レンズと、
前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、
固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、
を具備する画像読取ユニットにおいて、
前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正することを特徴としている。
結像レンズと、
前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、
固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、
を具備する画像読取ユニットにおいて、
前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正することを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項２の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部の前記結像レンズの光軸方向についての位置は、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が小さい場合には前記ラインセンサの後側に配置し、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が大きい場合には前記ラインセンサの前側に配置することを特徴としている。
前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項２の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部の前記結像レンズの光軸方向についての位置は、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が小さい場合には前記ラインセンサの後側に配置し、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が大きい場合には前記ラインセンサの前側に配置することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を有することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項４のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれを調整する機構を有することを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項５のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を有することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項４〜請求項６のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整することを特徴としている。
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を有することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項４のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれを調整する機構を有することを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項５のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を有することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項４〜請求項６のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整することを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項７のいずれか１の画像読取ユニットであって、
前記ラインセンサは、固体撮像素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子を用いて構成したラインＣＣＤであることを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項８のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記結像レンズは、全てのレンズがガラス材料からなるガラスレンズで構成されるとともに、前記ガラス材料は、鉛および砒素のような有害物質を含有していないことを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る画像読取装置は、上述した目的を達成するために、
原稿を照明する照明系と、
前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、
前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、
前記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と
を具備してなる画像読取装置において、
前記結像レンズおよびラインセンサは、請求項１〜請求項９の画像読取ユニットを構成してなることを特徴としている。
前記ラインセンサは、固体撮像素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子を用いて構成したラインＣＣＤであることを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る画像読取ユニットは、請求項１〜請求項８のいずれか１項の画像読取ユニットであって、
前記結像レンズは、全てのレンズがガラス材料からなるガラスレンズで構成されるとともに、前記ガラス材料は、鉛および砒素のような有害物質を含有していないことを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る画像読取装置は、上述した目的を達成するために、
原稿を照明する照明系と、
前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、
前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、
前記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と
を具備してなる画像読取装置において、
前記結像レンズおよびラインセンサは、請求項１〜請求項９の画像読取ユニットを構成してなることを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係る画像読取装置は、請求項１０に記載の画像読取装置であって、
光学系の任意の光路内に色分解機能を含んでなり、
前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成したことを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る画像形成装置は、上述した目的を達成するために、
請求項９または請求項１０の画像読取装置を具備して構成したことを特徴としている。
光学系の任意の光路内に色分解機能を含んでなり、
前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成したことを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る画像形成装置は、上述した目的を達成するために、
請求項９または請求項１０の画像読取装置を具備して構成したことを特徴としている。
本発明によれば、温度変化に起因する結像レンズの焦点距離および結像位置の変動を効果的に補償し、周囲環境の温度変動に基づく性能劣化を防止し得る画像読取ユニット、画像読取装置および画像形成装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の画像読取ユニットによれば、
結像レンズと、
前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、
固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、
を具備する画像読取ユニットにおいて、
前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正することにより、
温度変化に起因する結像レンズの焦点距離の変動と、保持部材の伸びによるラインセンサの位置ずれに起因する結像位置のずれとを簡単な構成で補正して、環境条件の変化による性能劣化を有効に補償することを可能とする画像読取ユニットを提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の画像読取ユニットによれば、
結像レンズと、
前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、
固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、
を具備する画像読取ユニットにおいて、
前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正することにより、
温度変化に起因する結像レンズの焦点距離の変動と、保持部材の伸びによるラインセンサの位置ずれに起因する結像位置のずれとを簡単な構成で補正して、環境条件の変化による性能劣化を有効に補償することを可能とする画像読取ユニットを提供することができる。
また、本発明の請求項２の画像読取ユニットによれば、請求項１の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正することにより、
特に、環境条件の変化に対応して、ラインセンサの位置ずれを効果的に補償することが可能となる。
本発明の請求項３の画像読取ユニットによれば、請求項２の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部の前記結像レンズの光軸方向についての位置は、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が小さい場合には前記ラインセンサの後側に配置し、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が大きい場合には前記ラインセンサの前側に配置することにより、
特に、温度変化に応じた画像読取ユニットの保持部材の伸びに対して結像レンズの焦点距離の変化が小さい場合におけるラインセンサの位置ずれの補正が可能となる。
前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正することにより、
特に、環境条件の変化に対応して、ラインセンサの位置ずれを効果的に補償することが可能となる。
本発明の請求項３の画像読取ユニットによれば、請求項２の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部の前記結像レンズの光軸方向についての位置は、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が小さい場合には前記ラインセンサの後側に配置し、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が大きい場合には前記ラインセンサの前側に配置することにより、
特に、温度変化に応じた画像読取ユニットの保持部材の伸びに対して結像レンズの焦点距離の変化が小さい場合におけるラインセンサの位置ずれの補正が可能となる。
本発明の請求項４の画像読取ユニットによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を有することにより、
特に、ラインセンサの先端側と後端側との間の結像位置ずれを補償し全体にわたる良好な結像性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項５の画像読取ユニットによれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれを調整する機構を有することにより、
特に、ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置ずれを補償し原稿面全体にわたる良好な読取性能を得ることが可能となる。
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を有することにより、
特に、ラインセンサの先端側と後端側との間の結像位置ずれを補償し全体にわたる良好な結像性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項５の画像読取ユニットによれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれを調整する機構を有することにより、
特に、ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置ずれを補償し原稿面全体にわたる良好な読取性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項６の画像読取ユニットによれば、請求項１〜請求項５のいずれか１項の画像読取ユニットにおいて、
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を有することにより、
特に、カラーラインセンサ等の並列複数ラインのラインセンサのライン間の位置ずれを補償し全ラインにわたって良好な結像性能を得ることが可能となる。
前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を有することにより、
特に、カラーラインセンサ等の並列複数ラインのラインセンサのライン間の位置ずれを補償し全ラインにわたって良好な結像性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項７の画像読取ユニットによれば、請求項４〜請求項６のいずれか１項の画像読取ユニットにおいて、
前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整することにより、
特に、簡単な構成で効果的に位置基準を整合させ、組み立て時の作業性が良くしかも良好な結像性能を得ることが可能となる。
前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整することにより、
特に、簡単な構成で効果的に位置基準を整合させ、組み立て時の作業性が良くしかも良好な結像性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項８の画像読取ユニットによれば、請求項１〜請求項７のいずれか１の画像読取ユニットにおいて、
前記ラインセンサは、固体撮像素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子を用いて構成したラインＣＣＤであることにより、
特に、良好な性能を得るための１つの具体的に実施し得る構成を与えることができる。
前記ラインセンサは、固体撮像素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子を用いて構成したラインＣＣＤであることにより、
特に、良好な性能を得るための１つの具体的に実施し得る構成を与えることができる。
本発明の請求項９の画像読取ユニットによれば、請求項１〜請求項８のいずれか１項の画像読取ユニットにおいて、
前記結像レンズは、全てのレンズがガラス材料からなるガラスレンズで構成されるとともに、前記ガラス材料は、鉛および砒素のような有害物質を含有していないことにより、
特に、結像レンズ等の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等を生じることもなく、地球環境保全に大きく貢献することが可能となる。
前記結像レンズは、全てのレンズがガラス材料からなるガラスレンズで構成されるとともに、前記ガラス材料は、鉛および砒素のような有害物質を含有していないことにより、
特に、結像レンズ等の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等を生じることもなく、地球環境保全に大きく貢献することが可能となる。
また、本発明の請求項１０の画像読取装置によれば、
原稿を照明する照明系と、
前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、
前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、
前記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と
を具備してなる画像読取装置において、
前記結像レンズおよびラインセンサは、請求項１〜請求項９の画像読取ユニットを構成してなることにより、
特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることが可能となる。
原稿を照明する照明系と、
前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、
前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、
前記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と
を具備してなる画像読取装置において、
前記結像レンズおよびラインセンサは、請求項１〜請求項９の画像読取ユニットを構成してなることにより、
特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項１１の画像読取装置によれば、請求項１０に記載の画像読取装置において、
光学系の任意の光路内に色分解機能を含んでなり、
前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成したことにより、
特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、カラー画像の読取についても良好な性能を得ることが可能となる。
光学系の任意の光路内に色分解機能を含んでなり、
前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成したことにより、
特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、カラー画像の読取についても良好な性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項１２の画像形成装置によれば、
請求項９または請求項１０の画像読取装置を具備して構成することにより、
特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることが可能となる。
請求項９または請求項１０の画像読取装置を具備して構成することにより、
特に、温度変化を含む環境条件の変化による性能劣化を有効に補償して、良好な性能を得ることが可能となる。
本発明に係る画像読取ユニットを実施の形態について説明する前に、本発明に係る画像読取ユニットの原理的な構成を説明する。
本発明に係る画像読取ユニットは、結像レンズと、前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、を具備しており、前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正する（請求項１に対応する）。
また、上述の構成において、前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正するようにしても良い（請求項２に対応する）。
本発明に係る画像読取ユニットは、結像レンズと、前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、を具備しており、前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正する（請求項１に対応する）。
また、上述の構成において、前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正するようにしても良い（請求項２に対応する）。
このような構成に加えて、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部の前記結像レンズの光軸方向についての位置は、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が小さい場合には前記ラインセンサの後側に配置し、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が大きい場合には前記ラインセンサの前側に配置するようにしても良い（請求項３に対応する）。
さらに、上述の構成において、前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を含むようにしても良く（請求項４に対応する）、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれの調整を含むようにしても良く（請求項５に対応する）、あるいは前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を含むようにしても良い（請求項６に対応する）。
また、前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整するようにしても良い（請求項７に対応する）。
さらに、上述の構成において、前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を含むようにしても良く（請求項４に対応する）、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれの調整を含むようにしても良く（請求項５に対応する）、あるいは前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を含むようにしても良い（請求項６に対応する）。
また、前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整するようにしても良い（請求項７に対応する）。
上述の構成において、前記ラインセンサは、固体撮像素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子を用いて構成したラインＣＣＤであってもよい（請求項８に対応する）。
以下、上述のような原理的構成に従った、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の画像読取ユニットを詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取ユニットの構成を示している。図１は、画像読取ユニットの主要部の構成を模式的に示す縦断面図、図２は、その結像レンズの光学系を示す模式的縦断面図、図３は、結像レンズの光学系とその鏡筒を構成する第１の支持部材の詳細な構成を模式的に示す縦断面図、図４は、ラインセンサとしてのラインＣＣＤの傾斜調整のための結像光学系の支持操作機構を説明するための、画像読取ユニットの主要部の模式的平面図、図５は、ラインＣＣＤの傾斜調整のための機構を示す縦断面図、そして図６は、ラインＣＣＤの傾斜調整のための機構を示す横断面図である。
図１に示す画像読取ユニットは、第１の保持部材１１、結像レンズ１２、ラインＣＣＤ１３、第２の保持部材１４、第３の保持部材１５、突起部１６および孔部１７を具備している。
以下、上述のような原理的構成に従った、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の画像読取ユニットを詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取ユニットの構成を示している。図１は、画像読取ユニットの主要部の構成を模式的に示す縦断面図、図２は、その結像レンズの光学系を示す模式的縦断面図、図３は、結像レンズの光学系とその鏡筒を構成する第１の支持部材の詳細な構成を模式的に示す縦断面図、図４は、ラインセンサとしてのラインＣＣＤの傾斜調整のための結像光学系の支持操作機構を説明するための、画像読取ユニットの主要部の模式的平面図、図５は、ラインＣＣＤの傾斜調整のための機構を示す縦断面図、そして図６は、ラインＣＣＤの傾斜調整のための機構を示す横断面図である。
図１に示す画像読取ユニットは、第１の保持部材１１、結像レンズ１２、ラインＣＣＤ１３、第２の保持部材１４、第３の保持部材１５、突起部１６および孔部１７を具備している。
図１においては、結像レンズ１２を保持する第１の保持部材１１と、ラインセンサとしてのラインＣＣＤ１３を保持する第２の保持部材１４とを、第３の保持部材１５で保持して、読取ユニットを構成している。ラインＣＣＤ１３は、複数のＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子をライン状に配列してラインセンサを構成している。第２の保持部材１４は、ラインＣＣＤ１３の結像レンズ１２から遠い側の面においてラインＣＣＤ１３を保持しており、第３の保持部材１５とは異なる線膨張係数を有する材料にて構成している。
第２の保持部材１４は、図示のようにＬ字状に折曲されて形成されており、直立部にラインＣＣＤ１３を保持し、底板部には、底面側に突出する突起部１６を有している。第３の保持部材１５は、ほぼクランク状に折曲されて段差が形成されている。１段低い下段部に第２の保持部材１４の突起部１６に対応して孔部１７を形成しており、この孔部１７に突起部１６を密に嵌合させて、第２の保持部材１４の第３の保持部材１５に対する位置を決定しつつ、第２の保持部材１４の底板部を第３の保持部材１５の下段部に密着させて固定する。この第２の保持部材１４における突起部１６は、ラインＣＣＤ１３の位置から適宜離間して配置し、第３の保持部材１５における孔部１７は、結像レンズ１２の位置から適宜離間して配置している。
第２の保持部材１４は、図示のようにＬ字状に折曲されて形成されており、直立部にラインＣＣＤ１３を保持し、底板部には、底面側に突出する突起部１６を有している。第３の保持部材１５は、ほぼクランク状に折曲されて段差が形成されている。１段低い下段部に第２の保持部材１４の突起部１６に対応して孔部１７を形成しており、この孔部１７に突起部１６を密に嵌合させて、第２の保持部材１４の第３の保持部材１５に対する位置を決定しつつ、第２の保持部材１４の底板部を第３の保持部材１５の下段部に密着させて固定する。この第２の保持部材１４における突起部１６は、ラインＣＣＤ１３の位置から適宜離間して配置し、第３の保持部材１５における孔部１７は、結像レンズ１２の位置から適宜離間して配置している。
これら第２の保持部材１４における突起部１６の寸法およびラインＣＣＤ１３からの位置を厳密に規定し且つ第３の保持部材１５における孔部１７の寸法および結像レンズ１２からの位置を厳密に規定することによって、第２の保持部材１４と第３の保持部材１５との相対位置、ならびに第２の保持部材１４における突起部１６と孔部１７の嵌合部とラインＣＣＤ１３との相対距離および 第３の保持部材１５における嵌合部と結像レンズ１２との相対距離を厳密に規定することができる。したがって、これらの相対距離に応じた熱による伸縮によって、第３の保持部材１５の熱による伸縮と、結像レンズ１２の焦点位置とのずれを、第２の保持部材１４の熱による伸縮でキャンセルすることができる。これが、本発明における基本的な原理である。
次に、具体的な画像読取ユニットに用いる結像レンズ１２の第１の実施例を例にとって、上述した構成に従った本発明に係る画像読取ユニットの第１の実施の形態を、さらに詳細に説明する。
なお、以下に述べる結像レンズの実施例の説明においては、次のような符号を用いている。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ｍ：倍率
Ｙ：最大物体高
ω：半画角
ｒ：曲率半径
ｄ：面間隔
ｎｄ：屈折率（ｄ線）
νｄ：アッベ数
ｎｅ：屈折率（ｅ線）
ｎｇ：屈折率（ｇ線）
ｎＦ：屈折率（Ｆ線）
ｎＣ：屈折率（Ｃ線）
α［×１０−６／℃］：線膨張係数
ｄｎ／ｄｔ［×１０−６／℃］：屈折率温度係数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、次式で定義される。
なお、以下に述べる結像レンズの実施例の説明においては、次のような符号を用いている。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ｍ：倍率
Ｙ：最大物体高
ω：半画角
ｒ：曲率半径
ｄ：面間隔
ｎｄ：屈折率（ｄ線）
νｄ：アッベ数
ｎｅ：屈折率（ｅ線）
ｎｇ：屈折率（ｇ線）
ｎＦ：屈折率（Ｆ線）
ｎＣ：屈折率（Ｃ線）
α［×１０−６／℃］：線膨張係数
ｄｎ／ｄｔ［×１０−６／℃］：屈折率温度係数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、次式で定義される。
なお、ｆ＝４５．３２５，Ｆ＝４．９８，ｍ＝０．１１１０２，Ｙ＝１５２．４ｍｍ，ω＝１８．６゜である。
表１において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第８面が非球面であり、非球面の（１）式におけるパラメータは、次表の通りである。
表１において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第８面が非球面であり、非球面の（１）式におけるパラメータは、次表の通りである。
図１に示した結像レンズ１２の光学系の模式的な構成図を図２に示す。結像レンズ１２は、４群５枚構成の光学系であり、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、絞りＦＡ、コンタクトガラスＣＧおよびＣＣＤカバーガラスＣＣを具備している。図２においては、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、絞りＦＡ、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の各光学面は、物体側から順次付した連続番号からなる面番号を示している。また、最も物体側の原稿が載置されるコンタクトガラスＣＧの光学面を示す面番号は、物体側から順次Ｃ１およびＣ２とし、最も像側のＣＣＤカバーガラスＣＣの光学面を示す面番号は、物体側から順次Ｃ３およびＣ４としている。これら面番号は、表１および表２に対応している。
第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、そして第３レンズＬ３は、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズであり、これら第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は一体に接合されて接合レンズＬ２／３を形成している。第４レンズＬ４は、像側に凸面を向け、像側の面を非球面とした負メニスカスレンズであり、第５レンズＬ５は、像側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズである。
第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、そして第３レンズＬ３は、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズであり、これら第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は一体に接合されて接合レンズＬ２／３を形成している。第４レンズＬ４は、像側に凸面を向け、像側の面を非球面とした負メニスカスレンズであり、第５レンズＬ５は、像側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズである。
図３は、結像レンズ１２の鏡筒である第１の保持部材１１と結像レンズ１２について、さらに具体的に示している。図２に関連して説明したように、結像レンズ１２の光学系を構成する各光学要素は、物体側から像側に向かって、順次、例えば画像原稿からなる物体が載置されるコンタクトガラスＣＧ、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、絞りＦＡ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５およびＣＣＤカバーガラスＣＣの順で配列されており、カバーガラスＣＣの背後のラインＣＣＤ１３のＣＣＤ入力画面上に結像される。
第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５は、第１の保持部材１１に保持され、図３に示すように、第１レンズＬ１の像側面（レンズデータでは面番号２〜第２光学面）と第２レンズＬ２の物体側面（面番号３）との間および第４レンズＬ４の像側面（面番号８）と第５レンズＬ５の物体側面（面番号９）との間は、それぞれ両側のレンズ面に接触させるようにして間隔環１８および１９を介挿し、レンズ面の間隔を決定している。そのため、レンズ全長の伸びと、第１の保持部材１１の熱膨張による伸びとは等しくならない。
第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５は、第１の保持部材１１に保持され、図３に示すように、第１レンズＬ１の像側面（レンズデータでは面番号２〜第２光学面）と第２レンズＬ２の物体側面（面番号３）との間および第４レンズＬ４の像側面（面番号８）と第５レンズＬ５の物体側面（面番号９）との間は、それぞれ両側のレンズ面に接触させるようにして間隔環１８および１９を介挿し、レンズ面の間隔を決定している。そのため、レンズ全長の伸びと、第１の保持部材１１の熱膨張による伸びとは等しくならない。
レンズ全長の熱膨張の伸びを求めるには、シミュレーションにより計算するか、レンズ面同士の伸びを測定するかする必要がある。
ここでは、シミュレーションによる導出について説明する。
曲率半径ｒ、面間隔ｄおよび各レンズ面と間隔環１８および１９が当たる高さ（レンズ中心からの距離）Ｈ等の熱膨張による変化は、次の線膨張係数を用いた式に従う。
面間隔ｄおよび高さＨは次式における曲率半径ｒをそれぞれ、面間隔ｄおよび高さＨに置き換えれば良い。
ここでは、シミュレーションによる導出について説明する。
曲率半径ｒ、面間隔ｄおよび各レンズ面と間隔環１８および１９が当たる高さ（レンズ中心からの距離）Ｈ等の熱膨張による変化は、次の線膨張係数を用いた式に従う。
面間隔ｄおよび高さＨは次式における曲率半径ｒをそれぞれ、面間隔ｄおよび高さＨに置き換えれば良い。
また、屈折率（ｄ線）ｎｄ、屈折率（ｅ線）ｎｅ、屈折率（ｇ線）ｎｇ、屈折率（Ｆ線）ｎＦおよび屈折率（Ｃ線）ｎＣ等の屈折率Ｎについては、線膨張係数αを屈折率温度係数ｄｎ／ｄｔに置き換えれば、上述と同様にして求められる。
ここで、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、接合レンズＬ２／３を形成しており、面番号３および４は、本来の面数が４面であるのを３面（面番号３，４，５）としてあらわしているので、次式によって補正する必要がある。
ここで、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、接合レンズＬ２／３を形成しており、面番号３および４は、本来の面数が４面であるのを３面（面番号３，４，５）としてあらわしているので、次式によって補正する必要がある。
また、レンズ間隔ｄについても間隔環１８，１９の光軸方向の伸びと光軸と直交する面内の伸びおよび間隔環１８，１９が接触するレンズ面の高さＨを考慮する必要があるため、次式におけるｄ２″として求める。曲率半径ｒ２の面番号２の面と曲率半径ｒ３の面番号３の面とを例にとって示している。
ここで、面間隔Ｄ２は、間隔環１８の光軸方向の長さを示している。
（４）式では、球面レンズの高さＨを用いて示してあるが非球面レンズの場合のレンズの高さＨは、（１）式に示したものを用いればよい。
また、非球面係数の変化については、次式に従う。
（４）式では、球面レンズの高さＨを用いて示してあるが非球面レンズの場合のレンズの高さＨは、（１）式に示したものを用いればよい。
また、非球面係数の変化については、次式に従う。
上述した式に基づいて、雰囲気温度が４０℃（ ΔＴ：＋２０℃）の時のレンズデータを表４および表５に示す。なお、第１の保持部材１１および間隔環１８，１９の材料はアルミニウム（線膨張係数α：２３）として算出している。また、各レンズ面と間隔環１８，１９、または第１の保持部材１１に当たる高さは表３の通りである。
この結像レンズ１２の、雰囲気温度４０℃（ ΔＴ：＋２０℃）のときのレンズ全長の伸びは＋０．００６ｍｍである。第１の保持部材１１の線膨張係数だけで伸び量を考えると、２０℃のレンズ全長のアルミニウムの熱膨張より、＋０．０１４ｍｍとなり、鏡筒の伸びによる換算と実際のレンズ全長の伸びは約０．００８ｍｍの誤差が生じており、特許文献１では、この分の誤差が乗ってしまうため充分に補正することができない可能性がある。
また、焦点距離Ｆの変動は＋０．００３ｍｍである。この焦点距離の伸びによる結像面までの距離の変化を求める。実際には物体側の距離も、原稿面とレンズの入射面との間にある部材の熱膨張により変動するわけであるが、この実施の形態にあげた結像レンズ１２に対する物体側の距離の変動は、像側の距離の変動に対し、縦倍率の５％程度の影響であるため物体側距離の変動はないものとして仮定しても像側の距離の変動の差異は小さい。そこで、物体側距離の変動を固定して考えた場合、像側の結像位置の変動量は−０．００５ｍｍ（ｍ′＝−０．１１１０１）となる。
したがって、この結像レンズは、温度上昇とともに像距離を変動させるが、第３の保持部材１５に鉄の合金を使用すると仮定した場合、鉄の線膨張は約１２であるため、第３の保持部材１５におけるレンズ面からラインＣＣＤ１３までの距離の伸びは、＋０．０１０ｍｍとなり、焦点距離による像側の結像位置のずれ量と合わせると約−０．０１５ｍｍずれが生じることになる。そこで、第２の保持部材１４に、第３の保持部材１５よりも線膨張係数の大きい部材を用いることによって、この差を補正することが可能となる。
一例として、アルミニウム合金を用いる場合について説明する。アルミニウムの線膨張係数は、２３であるため、第２の保持部材１４にアルミニウム合金を使用して像面の補正をしようとすると、突起部からの有効長を６８ｍｍにすればアルミニウム合金の伸びは、０．０１５ｍｍとなり、上述した誤差分を補正することが可能となる。
また、第２の保持部材として、ＡＢＳ（アクリニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂を用いた場合には、ＡＢＳ樹脂の線膨張係数は、例えばダイセルポリマー株式会社製ＡＢＳ樹脂セビアンＶ３００を使用したとすると、９０となる。
一例として、アルミニウム合金を用いる場合について説明する。アルミニウムの線膨張係数は、２３であるため、第２の保持部材１４にアルミニウム合金を使用して像面の補正をしようとすると、突起部からの有効長を６８ｍｍにすればアルミニウム合金の伸びは、０．０１５ｍｍとなり、上述した誤差分を補正することが可能となる。
また、第２の保持部材として、ＡＢＳ（アクリニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂を用いた場合には、ＡＢＳ樹脂の線膨張係数は、例えばダイセルポリマー株式会社製ＡＢＳ樹脂セビアンＶ３００を使用したとすると、９０となる。
従って、ＡＢＳ樹脂材料で像面の補正をしようとすると、突起部１６からの有効長を９．６ｍｍとすることにより、ＡＢＳ樹脂材料の伸び量は、約０．０１５ｍｍとなり、アルミニウム合金の場合と同様に誤差分を補正することが可能となる。
どの程度まで補正することが必要になるかについては、求められる画像読取ユニットの仕様によって異なるが、温度変化時にも結像位置のずれ量が、結像レンズの有効な像面深度内であることが重要である。
結像レンズ１２の温度変化による曲率半径ｒ、面間隔ｄおよび屈折率ｎの変化による結像位置のずれ量をＡ［ｍｍ／℃］、第３の保持部材１５の熱膨張による結像レンズとラインＣＣＤ間の距離のずれ量をＢ［ｍｍ／℃］、結像レンズ１２の像面深度をＣ［ｍｍ］とすると、次式が成り立つことが必要である。
［（Ａ−Ｂ）・ ΔＴ］＜Ｃ （６）
第２の保持部材１４の有効長（第２の保持部材１４の伸びの起点から、第２保持部材の光軸方向の端部までの長さ、もしくは、ラインＣＣＤ１３までの長さのうち短い方の長さ）をＤとした時に、次式が成り立つように、第２の保持部材１４の線膨張係数α２と、有効長Ｄとを決めてやればよい。
どの程度まで補正することが必要になるかについては、求められる画像読取ユニットの仕様によって異なるが、温度変化時にも結像位置のずれ量が、結像レンズの有効な像面深度内であることが重要である。
結像レンズ１２の温度変化による曲率半径ｒ、面間隔ｄおよび屈折率ｎの変化による結像位置のずれ量をＡ［ｍｍ／℃］、第３の保持部材１５の熱膨張による結像レンズとラインＣＣＤ間の距離のずれ量をＢ［ｍｍ／℃］、結像レンズ１２の像面深度をＣ［ｍｍ］とすると、次式が成り立つことが必要である。
［（Ａ−Ｂ）・ ΔＴ］＜Ｃ （６）
第２の保持部材１４の有効長（第２の保持部材１４の伸びの起点から、第２保持部材の光軸方向の端部までの長さ、もしくは、ラインＣＣＤ１３までの長さのうち短い方の長さ）をＤとした時に、次式が成り立つように、第２の保持部材１４の線膨張係数α２と、有効長Ｄとを決めてやればよい。
［（Ａ−Ｂ） ΔＴ＋（α３−α２）Ｄ ΔＴ］＜Ｃ （７）
図４〜図６には、この実施の形態におけるラインＣＣＤ１３の傾きの調整のための構成の具体例を示している。既に述べたように、図４は、画像読取ユニットの主要部の模式的平面図、図５は、ラインＣＣＤの支持構成の縦断面図、そして図６は、ラインＣＣＤの支持構成の横断面図である。
図４〜図６においては、第１の保持部材１１、結像レンズ１２、ラインＣＣＤ１３、第２の保持部材１４および第３の保持部材１５に加えて、突起２０、雌ねじ２１、雄ねじ２２、ばね２３、第１の長孔２４、第１の補助部材２５、第２の長孔２６および第２の補助部材２７が示されている。突起２０および雌ねじ２１は、第２の保持部材１４に設けられており、雄ねじ２２は、第２の保持部材１４の雌ねじ２１に螺合している。ばね２３は、第２の保持部材１４と第３の保持部材１５との間に張設されており、第３の保持部材１５に第２の保持部材１４を押し付けている。第１の長孔２４は、第１の補助部材２５に形成されており、第２の長孔２６は、第３の保持部材１５に形成されている。第２の補助部材２７は、第１の保持部材１１を直接保持し、さらに結像レンズ１２の光軸方向にほぼ平行に長い取り付け孔等を介して、第３の支持部材１５にねじ留めされており、少なく共光軸方向について相対位置調整可能としている。なお、図４には、ラインＣＣＤ１３の先端２８および後端２９も示されている。
図４〜図６には、この実施の形態におけるラインＣＣＤ１３の傾きの調整のための構成の具体例を示している。既に述べたように、図４は、画像読取ユニットの主要部の模式的平面図、図５は、ラインＣＣＤの支持構成の縦断面図、そして図６は、ラインＣＣＤの支持構成の横断面図である。
図４〜図６においては、第１の保持部材１１、結像レンズ１２、ラインＣＣＤ１３、第２の保持部材１４および第３の保持部材１５に加えて、突起２０、雌ねじ２１、雄ねじ２２、ばね２３、第１の長孔２４、第１の補助部材２５、第２の長孔２６および第２の補助部材２７が示されている。突起２０および雌ねじ２１は、第２の保持部材１４に設けられており、雄ねじ２２は、第２の保持部材１４の雌ねじ２１に螺合している。ばね２３は、第２の保持部材１４と第３の保持部材１５との間に張設されており、第３の保持部材１５に第２の保持部材１４を押し付けている。第１の長孔２４は、第１の補助部材２５に形成されており、第２の長孔２６は、第３の保持部材１５に形成されている。第２の補助部材２７は、第１の保持部材１１を直接保持し、さらに結像レンズ１２の光軸方向にほぼ平行に長い取り付け孔等を介して、第３の支持部材１５にねじ留めされており、少なく共光軸方向について相対位置調整可能としている。なお、図４には、ラインＣＣＤ１３の先端２８および後端２９も示されている。
第２の保持部材１４は、第３の保持部材１５に対峙する底面のラインＣＣＤ１３に近い部分の中央に、例えば円錐状の突起２０を有すると共に、ラインＣＣＤ１３から遠い部分に２つの雌ねじ２１を形成している。これら雌ねじ２１は、両側部近傍に１つずつ形成されている。これら雌ねじ２１には、それぞれ雄ねじ２２を螺装し、雄ねじ２２の先端を第３の保持部材１５側に突出させ、第３の保持部材１５に当接させるようにしている。
第２の保持部材１４は、第３の保持部材１５に対し、第２の保持部材１４の熱膨張による伸びを妨げることがないように、例えば図示のように４個のばね２３等を用いて圧接させて固定している。また、第３の保持部材１５には、第２の保持部材１４に螺装した雄ねじ２２の先端が当接する部分を雄ねじ２２の外径に対応させて円弧状の第１の長孔２４を形成してなる第１の補助部材２５を設けている。第１の補助部材２５は、第３の保持部材１５と同等の線膨張係数を有し、第３の保持部材１５の面に密接し且つ結像レンズ１２の光軸に直交する方向にスライド移動可能として設けている。
第２の保持部材１４は、第３の保持部材１５に対し、第２の保持部材１４の熱膨張による伸びを妨げることがないように、例えば図示のように４個のばね２３等を用いて圧接させて固定している。また、第３の保持部材１５には、第２の保持部材１４に螺装した雄ねじ２２の先端が当接する部分を雄ねじ２２の外径に対応させて円弧状の第１の長孔２４を形成してなる第１の補助部材２５を設けている。第１の補助部材２５は、第３の保持部材１５と同等の線膨張係数を有し、第３の保持部材１５の面に密接し且つ結像レンズ１２の光軸に直交する方向にスライド移動可能として設けている。
また、第３の保持部材１５の第２の保持部材１４の突起２０が当接する部分には、該突起２０と係合し且つ第２の保持部材１４の熱膨張を妨げないように、結像レンズ１２の光軸方向に沿って直線状に延びる第２の長孔２６が設けられており、光軸方向に沿ってスライド移動可能に且つ光軸に直交する方向についてはその移動を規制するように係合する。なお、第１の保持部材１１を保持する部分は、第３の保持部材１５と同等の線膨張係数を有する第２の補助部材２７で構成しており、その第２の補助部材２７を、第３の保持部１５上で光軸方向に沿って前後に位置調整可能に保持固定し、結像レンズ１２の結像位置とラインＣＣＤ１３の位置を調整可能としている。
ラインＣＣＤ１３が、結像レンズ１２の光軸と直交する面内においてラインＣＣＤ１３の長手方向について傾くことによる、原稿面に置かれた画像の読取位置ずれを補正する機構は、主として第２の保持部材１４の２つ雄ねじ２２によって構成している。すなわち、第２の保持部材１４の２つの雄ねじ２２の螺合による挿入量を異ならせることにより、ラインＣＣＤ１３を光軸と直交する面内で回転させることができ、原稿面に置かれた画像の読取位置を補正することができる。
ラインＣＣＤ１３が、結像レンズ１２の光軸と直交する面内においてラインＣＣＤ１３の長手方向について傾くことによる、原稿面に置かれた画像の読取位置ずれを補正する機構は、主として第２の保持部材１４の２つ雄ねじ２２によって構成している。すなわち、第２の保持部材１４の２つの雄ねじ２２の螺合による挿入量を異ならせることにより、ラインＣＣＤ１３を光軸と直交する面内で回転させることができ、原稿面に置かれた画像の読取位置を補正することができる。
ラインＣＣＤ１３が結像レンズ１２の光軸とラインＣＣＤ１３の長手方向軸を含む平面内で傾くことによる、ラインＣＣＤの先端２８と、後端２９との間での結像ずれを補正する機構は、第３の保持部材１５上に設けられる第１の補助部材２５によって構成している。すなわち、第３の保持部材１５上の第１の補助部材２５を、ラインＣＣＤ１３の長手方向に沿ってスライド移動させることにより、結像レンズ１２の光軸位置に対する雄ねじ２２の位置を左右に変化させることにより、ラインＣＣＤ１３を結像レンズ１２の光軸とラインＣＣＤ１３の長手方向軸を含む平面内で回転させることができ、ラインＣＣＤ１３の先端側と後端側との結像位置ずれを補償することができる。
ラインＣＣＤ１３が、結像レンズ１２の光軸と、ラインＣＣＤ１３の短手方向からなる平面内で傾くことによる結像位置のずれ、例えば、それぞれ赤、緑および青のフィルタを有する３色のラインＣＣＤを短手方向に並設した３ラインのカラーラインＣＣＤの、赤、緑および青の各色のラインＣＣＤ毎の結像位置のずれ量を補正する機構も、第２の保持部材１４の２つの雄ねじ２２によって構成している。すなわち２つの雄ねじ２２の螺装による底面側への突出量を同一量だけ変化させることによって、結像レンズ１２の光軸とラインＣＣＤ１３の短手方向軸を含む平面内でラインＣＣＤ１３を回転させることができ、各カラーラインＣＣＤに対応する色毎の結像位置ずれを補償することができる。
ラインＣＣＤ１３が、結像レンズ１２の光軸と、ラインＣＣＤ１３の短手方向からなる平面内で傾くことによる結像位置のずれ、例えば、それぞれ赤、緑および青のフィルタを有する３色のラインＣＣＤを短手方向に並設した３ラインのカラーラインＣＣＤの、赤、緑および青の各色のラインＣＣＤ毎の結像位置のずれ量を補正する機構も、第２の保持部材１４の２つの雄ねじ２２によって構成している。すなわち２つの雄ねじ２２の螺装による底面側への突出量を同一量だけ変化させることによって、結像レンズ１２の光軸とラインＣＣＤ１３の短手方向軸を含む平面内でラインＣＣＤ１３を回転させることができ、各カラーラインＣＣＤに対応する色毎の結像位置ずれを補償することができる。
次に、上述した本発明に係る画像読取ユニットの第１の実施の形態について、画像読取ユニットに用いる結像レンズ１２の第２の実施例を例にとって詳細に説明する。上述した結像レンズ１２の第１の実施例では、レンズの焦点距離がほとんど変化しない場合について説明したが、次に示す結像レンズ１２の第２の実施例では、焦点距離が伸びる場合についても同様に補正が可能であることを示している。
なお、ｆ＝９０．２７４，Ｆ＝４．２８，ｍ＝０．２３６２，Ｙ＝１５２．４，ω＝１８．２゜である。
雰囲気温度が４０℃（ ΔＴ：＋２０℃）の時のレンズデータを表８に示す。また、各レンズ面と間隔環１８，１９、または第１の保持部材１１に当たる高さＨは表７の通りである。
雰囲気温度が４０℃（ ΔＴ：＋２０℃）の時のレンズデータを表８に示す。また、各レンズ面と間隔環１８，１９、または第１の保持部材１１に当たる高さＨは表７の通りである。
なお、ｆ＝９０．３２６である。
この結像レンズ１２は、レンズの雰囲気温度４０℃（ ΔＴ：＋２０℃）のときの焦点距離Ｆの変動は＋０．０５２ｍｍである。物体側距離の変動を固定して考えた場合、像側の結像位置の変動量は＋０．０６９ｍｍとなる。従って、この結像レンズ１２は、温度上昇とともに像距離を変動させる。ここで、第３の保持部材１５にアルミニウム合金を使用すると仮定した場合、アルミニウムの線膨張係数は、約２３のため、像側の距離の伸びは、＋０．０５１ｍｍ発生するが、焦点距離による像側の結像位置のずれ量と合わせても約＋０．０１８ｍｍずれが生じており、アルミニウムの線膨張では足りていない。
この場合、線膨張係数の大きい樹脂材料を第３の保持部材１５に使用することも可能である。すなわち、第３の保持部材１５に線膨張係数が４０のダイセルポリマー株式会社製ＡＢＳ樹脂セビアン−ＶＶＧＲ２０を使用し、第２の保持部材１４に線膨張係数が９０のセビアンＶ３００を使用したとすれば、上述したレンズの第１の実施例と同様に第２の保持部材１４の有効長を２７ｍｍに設定すればよい。
また、第３の保持部材１５をアルミニウム合金のまま使用する場合には、図１とは逆に図７に示す本発明の第２の実施の形態のように第２の保持部材１４′の突起部１６′と、第３の保持部材１５′の孔部１７′をラインＣＣＤ１３の前側に配置して、第２の保持部材１４′に線膨張係数が９０のセビアンＶ３００を使用して有効長１５ｍｍとすれば、同様に補正することが可能である。
この結像レンズ１２は、レンズの雰囲気温度４０℃（ ΔＴ：＋２０℃）のときの焦点距離Ｆの変動は＋０．０５２ｍｍである。物体側距離の変動を固定して考えた場合、像側の結像位置の変動量は＋０．０６９ｍｍとなる。従って、この結像レンズ１２は、温度上昇とともに像距離を変動させる。ここで、第３の保持部材１５にアルミニウム合金を使用すると仮定した場合、アルミニウムの線膨張係数は、約２３のため、像側の距離の伸びは、＋０．０５１ｍｍ発生するが、焦点距離による像側の結像位置のずれ量と合わせても約＋０．０１８ｍｍずれが生じており、アルミニウムの線膨張では足りていない。
この場合、線膨張係数の大きい樹脂材料を第３の保持部材１５に使用することも可能である。すなわち、第３の保持部材１５に線膨張係数が４０のダイセルポリマー株式会社製ＡＢＳ樹脂セビアン−ＶＶＧＲ２０を使用し、第２の保持部材１４に線膨張係数が９０のセビアンＶ３００を使用したとすれば、上述したレンズの第１の実施例と同様に第２の保持部材１４の有効長を２７ｍｍに設定すればよい。
また、第３の保持部材１５をアルミニウム合金のまま使用する場合には、図１とは逆に図７に示す本発明の第２の実施の形態のように第２の保持部材１４′の突起部１６′と、第３の保持部材１５′の孔部１７′をラインＣＣＤ１３の前側に配置して、第２の保持部材１４′に線膨張係数が９０のセビアンＶ３００を使用して有効長１５ｍｍとすれば、同様に補正することが可能である。
上述において、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結像レンズ１２を構成するようにしても良い（請求項９に対応する）。このようにすることにより、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発生しない。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っても、ガラス材料資源の節約やガラス加工に関わるエネルギの低減が可能となる。
また、原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、前記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とを具備してなる画像読取装置において、前記結像レンズおよびラインセンサが、上述した画像読取ユニットを構成するようにしても良い（請求項１０に対応）。
このような、本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置の一例の構成を図８に示している。
また、原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、前記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とを具備してなる画像読取装置において、前記結像レンズおよびラインセンサが、上述した画像読取ユニットを構成するようにしても良い（請求項１０に対応）。
このような、本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置の一例の構成を図８に示している。
図８に示す画像読取装置は、コンタクトガラス３１、第１の走行体３３、第２の走行体３４、縮小結像レンズ３５、ラインセンサ３６を有している。第１の走行体３３は、第１ミラー３３ａを有しており、第２の走行体３４は、第１ミラー３４ａおよび第２ミラー３４ｂを有している。この場合の縮小結像レンズ３５およびラインセンサ３６を含む画像読取ユニットとして上述した画像読取ユニットの構成を用いるものとする。
原稿３２は、コンタクトガラス３１の上に載置される。原稿３２は、コンタクトガラス３１の下方に配置された照明光学系（図示せず）によって照明される。原稿３２によって反射された照明光は、第１の走行体３３の第１ミラー３３ａにより反射偏向された後、第２の走行体３４の第１ミラー３４ａおよび第２ミラー３４ｂによって順次反射偏向されて、縮小結像レンズ３５へ導かれて、縮小結像レンズ３５によってラインセンサ３６上に結像される。原稿３２の長手方向を読み取る場合には、第１の走行体３３が速度Ｖで図示位置３３′まで移動し、それと同時に第２の走行体３４が、第１の走行体３３の半分の速度Ｖ／２で、図示位置３４′まで移動して、原稿３２全体を読み取る。
上述した画像読取装置において、光学系の任意の光路内に色分解機能を含んで、前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成しても良い（請求項１１に対応する）。
原稿３２は、コンタクトガラス３１の上に載置される。原稿３２は、コンタクトガラス３１の下方に配置された照明光学系（図示せず）によって照明される。原稿３２によって反射された照明光は、第１の走行体３３の第１ミラー３３ａにより反射偏向された後、第２の走行体３４の第１ミラー３４ａおよび第２ミラー３４ｂによって順次反射偏向されて、縮小結像レンズ３５へ導かれて、縮小結像レンズ３５によってラインセンサ３６上に結像される。原稿３２の長手方向を読み取る場合には、第１の走行体３３が速度Ｖで図示位置３３′まで移動し、それと同時に第２の走行体３４が、第１の走行体３３の半分の速度Ｖ／２で、図示位置３４′まで移動して、原稿３２全体を読み取る。
上述した画像読取装置において、光学系の任意の光路内に色分解機能を含んで、前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成しても良い（請求項１１に対応する）。
この場合の色分解は、読取レンズ３５とＣＣＤ等のラインセンサ３６との間に色分解プリズムや、フィルタを選択的に挿入し、Ｒ、ＧおよびＢに色分解する方法、例えばＲ、ＧおよびＢの光源を順次点灯させて原稿を照明する方法、または、Ｒ、Ｇおよび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、いわゆる３ラインＣＣＤを用いて、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など、どのような方式を用いても良い。
上述した画像読取装置を具備して画像形成装置を構成しても良い（請求項１２に対応する）。
図９に上述のように構成した本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置として図８の画像読取装置およびレーザプリンタを有して構成したディジタル複写機の一例の構成を示している。
図９に示す複写機において、画像読取装置２００は、図８に示した通りの構成を有している。すなわち、画像読取装置２００は、コンタクトガラス３１、第１の走行体３３、第２の走行体３４、縮小結像レンズ３５、ラインセンサ３６を有しており、第１の走行体３３は、第１ミラー３３ａを有し、第２の走行体３４は、第１ミラー３４ａおよび第２ミラー３４ｂを有している。縮小結像レンズ３５およびラインセンサ３６は、上述した本発明に係る画像読取ユニット２００を構成している。
上述した画像読取装置を具備して画像形成装置を構成しても良い（請求項１２に対応する）。
図９に上述のように構成した本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置として図８の画像読取装置およびレーザプリンタを有して構成したディジタル複写機の一例の構成を示している。
図９に示す複写機において、画像読取装置２００は、図８に示した通りの構成を有している。すなわち、画像読取装置２００は、コンタクトガラス３１、第１の走行体３３、第２の走行体３４、縮小結像レンズ３５、ラインセンサ３６を有しており、第１の走行体３３は、第１ミラー３３ａを有し、第２の走行体３４は、第１ミラー３４ａおよび第２ミラー３４ｂを有している。縮小結像レンズ３５およびラインセンサ３６は、上述した本発明に係る画像読取ユニット２００を構成している。
レーザプリンタ１００は、感光体１１１、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、定着装置１１６、光走査装置１１７、カセット１１８、レジストローラ対１１９、給紙コロ１２０、搬送路１２１、排紙ローラ対１２２およびトレイ１２３を具備している。
すなわち、レーザプリンタ１００は、潜像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体１１１を有している。感光体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２が配置され、さらには、現像装置１１３、転写ローラ１１４およびクリーニング装置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、レーザビームＬＢを用いて光走査を行う光走査装置１１７が設けられており、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。
画像形成を行う際には、像担持体として光導電性の感光体１１１が時計回りに等速回転して、その表面が帯電ローラ１１２によって均一に帯電され、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、いわゆる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によって反転現像され、感光体１１１上にトナー画像が形成される。
すなわち、レーザプリンタ１００は、潜像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体１１１を有している。感光体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２が配置され、さらには、現像装置１１３、転写ローラ１１４およびクリーニング装置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、レーザビームＬＢを用いて光走査を行う光走査装置１１７が設けられており、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。
画像形成を行う際には、像担持体として光導電性の感光体１１１が時計回りに等速回転して、その表面が帯電ローラ１１２によって均一に帯電され、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、いわゆる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によって反転現像され、感光体１１１上にトナー画像が形成される。
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置１００本体に対して脱着可能であり、図示のように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、その先端部がレジストローラ対１１９に捕らえられる。レジストローラ対１１９は、感光体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、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が静電転写される。トナー画像が転写された転写紙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て、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によってトレイ１２３上に排出される。トナー画像が転写された後の感光体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。
このように、感光体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。
なお、上述したように、感光体１１１に光走査により潜像を形成し、この潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、感光体１１１を光走査する光走査装置としても、上述した画像読取ユニットと同様の構成を用いることもできる。
このように、感光体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。
なお、上述したように、感光体１１１に光走査により潜像を形成し、この潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、感光体１１１を光走査する光走査装置としても、上述した画像読取ユニットと同様の構成を用いることもできる。
１１ 第１の保持部材
１２ 画像読取レンズ
１３ ラインセンサ
１４，１４′ 第２の保持部材
１５，１５′ 第３の保持部材
１６，１６′ 突起部
１７，１７′ 孔部
ＣＣ ＣＣＤカバーガラス
ＣＧ コンタクトガラス
Ｌ１〜Ｌ５ レンズ
ＦＡ 絞り
１８，１９ 間隔環
２０ 突起
２１ 雌ねじ
２２ 雄ねじ
２３ ばね
２４ 第１の長孔
２５ 第１の補助部材２５
２６ 第２の長孔
２７ 第２の補助部材
３１ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 縮小結像レンズ
３６ ラインセンサ
１００ レーザプリンタ
２００ 画像読取装置
１１１ 感光体
１１２ 帯電ローラ
１１３ 現像装置
１１４ 転写ローラ
１１５ クリーニング装置
１１６ 定着装置
１１７ 光走査装置
１１８ 用紙カセット
１１９ レジストローラ対
１２０ 給紙コロ
１２１ 搬送路
１２２ 排紙ローラ対
１２３ トレイ
１２ 画像読取レンズ
１３ ラインセンサ
１４，１４′ 第２の保持部材
１５，１５′ 第３の保持部材
１６，１６′ 突起部
１７，１７′ 孔部
ＣＣ ＣＣＤカバーガラス
ＣＧ コンタクトガラス
Ｌ１〜Ｌ５ レンズ
ＦＡ 絞り
１８，１９ 間隔環
２０ 突起
２１ 雌ねじ
２２ 雄ねじ
２３ ばね
２４ 第１の長孔
２５ 第１の補助部材２５
２６ 第２の長孔
２７ 第２の補助部材
３１ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 縮小結像レンズ
３６ ラインセンサ
１００ レーザプリンタ
２００ 画像読取装置
１１１ 感光体
１１２ 帯電ローラ
１１３ 現像装置
１１４ 転写ローラ
１１５ クリーニング装置
１１６ 定着装置
１１７ 光走査装置
１１８ 用紙カセット
１１９ レジストローラ対
１２０ 給紙コロ
１２１ 搬送路
１２２ 排紙ローラ対
１２３ トレイ
Claims (12)
- 結像レンズと、
前記結像レンズを保持する第１の保持部材と、
固体撮像素子を用いて構成され、前記結像レンズで結像された画像を光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサを保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材および第２の保持部材を保持する第３の保持部材と、
を具備する画像読取ユニットにおいて、
前記第１保持部材の熱膨張による伸びと、温度による前記結像レンズの焦点距離のずれとに起因する結像位置のずれを、前記第２の保持部材および前記第３の保持部材の熱膨張により補正することを特徴とする画像読取ユニット。 - 前記第２の保持部材は、前記第３の保持部材とは異なる線膨張係数を有し、前記第２の保持部材および第３の保持部材の一方および他方にそれぞれ配置された互いに嵌合する突起部および孔部を基点とした、光軸方向についての前記第２の保持部材の端部までの長さと、前記第２の保持部材に保持される前記ラインセンサまでの長さとのうちの短い方の長さによって、前記結像位置のずれを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像読取ユニット。
- 前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部の前記結像レンズの光軸方向についての位置は、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が小さい場合には前記ラインセンサの後側に配置し、焦点距離の位置ずれ量に対して前記ラインセンサの位置ずれ量が大きい場合には前記ラインセンサの前側に配置することを特徴とする請求項２に記載の画像読取ユニット。
- 前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での結像位置のずれを調整する機構を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像読取ユニット。
- 前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの先端側と後端側との間での原稿画像の読取位置のずれを調整する機構を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像読取ユニット。
- 前記第２の保持部材は、前記ラインセンサの短手方向の傾きを調整する機構を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像読取ユニット。
- 前記ラインセンサの先端側と後端側との結像位置のずれと、原稿画像の読取位置のずれと、前記ラインセンサの短手方向の傾きとのうちの少なくともいずれかを、前記第２の保持部材および第３の保持部材に配置される突起部および孔部において調整することを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の画像読取ユニット。
- 前記ラインセンサは、固体撮像素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子を用いて構成したラインＣＣＤであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の画像読取ユニット。
- 前記結像レンズは、全てのレンズがガラス材料からなるガラスレンズで構成されるとともに、前記ガラス材料は、鉛および砒素のような有害物質を含有していないことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の画像読取ユニット。
- 原稿を照明する照明系と、
前記照明系で照明された原稿の反射光を結像レンズへ導く１枚以上の折り返しミラーと、
前記折り返しミラーを介して導かれる原稿からの反射光を縮小結像させる結像レンズを有する光学系と、
前記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と
を具備してなる画像読取装置において、
前記結像レンズおよびラインセンサは、請求項１〜請求項９に記載の画像読取ユニットを構成してなることを特徴とする画像読取装置。 - 光学系の任意の光路内に色分解機能を含んでなり、
前記原稿の画像情報をフルカラーで読み取ることの可能なカラー画像読取装置として構成したことを特徴とする請求項１０に記載の画像読取装置。 - 請求項９または請求項１０に記載の画像読取装置を具備して構成したことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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| JP2005342962A JP2007148047A (ja) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | 画像読取ユニット、画像読取装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2005342962A Pending JP2007148047A (ja) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | 画像読取ユニット、画像読取装置および画像形成装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010256394A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
| US8891142B2 (en) | 2013-03-11 | 2014-11-18 | Ricoh Company, Ltd. | Image reading lens, image reader, and image-forming apparatus |
| CN113196739A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-07-30 | 伟摩有限责任公司 | 用于自主车辆摄像头的传感器夹持设计 |
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2005
- 2005-11-28 JP JP2005342962A patent/JP2007148047A/ja active Pending
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