JP2008076558A - 画像読取レンズおよび画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補償可能な画像読取レンズの実現を課題とする。
【解決手段】１以上の正レンズ１１、１２、１５、１６と、１以上の負レンズ１３、１４を有する画像読取レンズにおいて、物体側からｉ番目のレンズの屈折率：ｎ_i、物体側からｉ番目のレンズの線膨張係数：αi、物体側からｉ番目のレンズの屈折率温度変化係数：β_ｉにより、上記物体側からｉ番目のレンズの焦点距離の温度変化に対するレンズ材料の寄与率：γ_ｉを次式：γ_ｉ＝α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ
で定義するとき、正レンズによる上記寄与率の和：Σγ（凸）、負レンズによる上記寄与率の和：Σγ（凹）が、条件：（１） Σγ（凸）＞Σγ（凹）
を満足する。
【選択図】図１

Description

この発明は画像読取レンズおよび画像読取装置および画像形成装置に関する。この発明の画像形成装置はデジタル複写機やデジタルファクシミリ装置として実施できる。

画像読取装置に代表される画像読取装置は一般に、画像読取レンズを用いて「読取るべき画像の縮小像」をＣＣＤ等の撮像部の撮像面上に結像させ、結像した画像を画素ごとに光電変換して電気信号に変換することにより画像読取を行う。
近来、画像読取装置の小型化と画像読取の高速化が進み、それに伴い、ＣＣＤ等の撮像部での発熱量の増大、画像照明を行う光源の高照度化に伴う発熱量の増大などにより、画像読取装置の内部温度上昇が大きくなってきている。

このような画像装置内部温度の上昇は、画像読取レンズの材料の熱膨張や屈折率変化等を惹起し、画像読取レンズの焦点距離変化を齎す。また、撮像部の発熱は、撮像部と画像読取レンズを保持する保持部材に熱膨張を招来し、画像読取レンズの結像位置と撮像部の撮像面の位置関係がずれて読取り精度を低下させる原因となる。

画像読取装置内温度上昇に伴う読取精度低下を補償する方法として、レンズ材料の屈折率の温度変化係数を調整する方法が知られている（特許文献１）。
しかしながら、レンズ焦点距離の温度による変化は、レンズ材料の「屈折率の温度係数から求まる屈折率変化」のみならず、レンズの熱膨張に伴う曲率半径や厚さの変化にも依存するので、レンズ材料の屈折率の温度変化係数を調整するのみでは、読取精度低下を十分に補償することは困難であると考えられる。

特開平９−２１１３２２号公報

この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補償可能な画像読取レンズの実現を課題とする。この発明はまた、上記画像読取レンズを用いる画像読取装置、この画像読取装置を用いる画像形成装置の実現を他の課題とする。

この発明の画像読取レンズは、１以上の正レンズ（正のパワーを持つレンズ）と１以上の負レンズ（負のパワーを持つレンズ）とを有する。請求項１記載の画像読取レンズは以下のごとき特徴を有する。
画像読取レンズを構成するレンズの総数をＮとし、物体側（撮像部が配置される側）から数えて１番目、２番目・・・ｉ番目・・、Ｎ番目とする。
物体側からｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目のレンズについて、その焦点距離の温度変化に対するレンズ材料の寄与率：γ_ｉを以下の如くに定義する。
γ_ｉ＝α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ
ここに、ｎ_ｉ：物体側からｉ番目のレンズの屈折率（使用波長に対して温度：２０℃における値である。）、α_ｉ：物体側からｉ番目のレンズの線膨張係数、β_ｉ：物体側からｉ番目のレンズの屈折率温度変化係数である。

この式は、発明者らの研究を通じて得られたものである。この式から明らかなように、寄与率：γ_ｉは、レンズ材料の線膨張係数：α_ｉのみならず、レンズ材料の屈折率：ｎ_ｉ、屈折率温度変化係数：β_ｉにも依存するのであり、レンズ焦点距離の温度による依存性が、これらのパラメータに依っていることを示している。

正レンズによる寄与率の和を「Σγ（凸）」とする。これは、画像読取レンズを構成する全正レンズの寄与率の算術和である。即ち、和：Σγ（凸）は、画像読取レンズの焦点距離変化に対する「正レンズの総体」の寄与分である。
負レンズに寄与率の和を「Σγ（凹）」とする。これは、画像読取レンズを構成する全負レンズの寄与率の算術和である。即ち、和：Σγ（凹）は、画像読取レンズの焦点距離変化に対する「負レンズの総体」の寄与分である。

請求項１記載の画像読取レンズでは、これらの和：Σγ（凸）、Σγ（凹）が条件：
（１） Σγ（凸）＞Σγ（凹）
を満足する。

請求項１記載の画像読取レンズは、上記物体側からｉ番目のレンズの屈折率：ｎ_i、物体側からｉ番目のレンズの線膨張係数：α_i、物体側からｉ番目のレンズの屈折率温度変化係数：β_ｉとともに、物体側からｉ番目のレンズの焦点距離：ｆ_ｉ、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆが、条件：
（２） Σ（［α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ］×ｆ_ｉ）／ｆ＞０
を満足することが好ましい（請求項２）。

この請求項２記載の画像読取レンズの場合、条件（２）のパラメータ：
Σ（［α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ］×ｆ_ｉ）／ｆ
は、条件：
（３） ０．１１×１０^−４＜
Σ([α_ｉ―{２．５−２(ｎ_ｉ―１)^２}β_ｉ]×ｆ_ｉ)／ｆ
＜０．３４×１０^−４
の範囲にあることが好ましい（請求項３）。

請求項１〜３の任意の１に記載の画像読取レンズは、以下の如き第１〜第４群を物体側から像側へ向かって順次に配置し、第２群と第３群との間に開口絞りを有する構成とすることができる（請求項４）。
即ち、第１群は「正の屈折力を有する第１レンズ」からなる。
第２群は「正の屈折力を有する第２レンズと負の屈折力を有する第３レンズとの接合レンズ」によりなり、接合後の形状が「物体側に凸面を向けたメニスカス形状」である。

第３群は「負の屈折力を有する第４レンズと正の屈折力を有する第５レンズとの接合レンズ」によりなり、接合後の形状が「物体側に凹面を向けたメニスカス形状」である。
第４群は「正の屈折力を有する第６レンズ」である。従って、この場合の画像読取レンズは４群６枚構成である。

請求項４記載の画像読取レンズにおける第１群と第４群は、以下の如きものであることができる（請求項５）。
即ち、第１群をなす第１レンズは「物体側に凸面を向けたメニスカス形状」、第４群をなす第６レンズは「物体側に凹面を向けたメニスカス形状」である。

請求項１〜５の任意の１に記載の画像読取レンズは、全てのレンズが「鉛、砒素等の有害物質を含有していないガラス材料」によるガラスレンズであることが好ましい（請求項６）。

請求項１〜６の任意の１に記載の画像読取レンズは「全てのレンズが同一の鏡筒に組付けられて一体化されている」ことができ（請求項７）、この場合において、全てのレンズを組付けられて一体化する鏡筒の材料が金属であることが好ましい（請求項８）。

この発明の画像読取装置は、画像台と、照明手段と、撮像部と、反射光学系と、画像読取レンズとを有する（請求項９）。
「画像台」は、透明部材で構成され、読取るべき画像を載置される。
「照明手段」は、画像台上の画像を照明する手段である。
「撮像部」は、光電変換素子をライン状に配列してなり、画像情報を光電変換して読取る。
「反射光学系」は、照明手段により照明された画像による反射光を導くものであり、１枚以上のミラーを有する。

「画像読取レンズ」は、撮像部（の撮像面）上に反射光を結像させるレンズであり、上記請求項１〜８の任意の１に記載の画像読取レンズである。

この発明の画像形成装置は、画像読取装置により読取られた画像情報に基づき画像形成を行う画像形成装置であって、画像読取装置として請求項９記載のものを有する。

若干補足すると、請求項１記載の画像読取レンズでは、用いるレンズ材料の温度による「焦点距離変化」へ寄与率を、負レンズの総和よりも正レンズの総和の方を大きくすることにより、「画像読取レンズとしての焦点距離」を伸ばすことが可能となる。

即ち、Σγ（凸）が大きいほど温度上昇に伴い「画像読取レンズとしての焦点距離」は長くなる。一方、Σγ（凹）が大きいほど温度上昇に伴い「画像読取レンズとしての焦点距離」は短くなる。従って、条件（１）を満足するようにすることにより、温度上昇に伴い焦点距離を伸ばすことが可能になるのである。一般に、温度上昇に伴い画像読取レンズと撮像部との間隔は増大するので、上記間隔の増大に応じて画像読取レンズの焦点距離を伸ばすことにより、画像読取レンズの結像位置と撮像部の撮像面とのずれを補償することが可能になる。

請求項２記載の画像読取レンズが満足するべき条件（２）について説明すると、物体側からｉ番目のレンズの「温度による焦点距離変化：δ_ｉ」は、近似的に次式により表すことが出来る。
δ_ｉ＝［α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ］×ｆ_ｉ
この式の右辺は条件（２）の「パラメータの和の中における１つの項」であるが、このパラメータは「温度が１℃上昇したときのｉ番目のレンズの焦点距離変化量」と略等しい値となる。従って、画像読取レンズに用いるレンズの「全てのレンズの焦点距離の変化」の和を零よりも大きくすることにより、これらレンズを組合せた画像読取レンズ全系としても温度上昇とともに「焦点距離が伸びる方向」に変化させることが可能となる。

請求項３記載の画像読取レンズが満足すべき条件（３）は、温度変化に伴う画像読取レンズの焦点距離の伸び量を規制する条件である。
画像読取装置内において、画像読取レンズと撮像部とを「金属製の保持部材」に固定した場合、保持部材の熱膨張による「画像読取レンズと撮像部との間隔」の伸び量を、画像読取レンズの焦点距離の伸び量で補償する場合、画像読取レンズの焦点距離が長い場合は「画像読取レンズと撮像部との間隔」も長いので、画像読取装置の温度が上昇した場合に上記間隔の伸び量も大きくなる。

従って、画像読取レンズの焦点距離が長い場合には「温度上昇に伴う焦点距離の伸び量を長く」し、画像読取レンズの焦点距離が短い場合には「温度上昇に伴う焦点距離の伸び量を短く」する必要がある。

条件（３）のパラメータが下限値よりも小さいと、画像読取レンズと撮像部との間隔の伸び量に対し、画像読取レンズの焦点距離の伸び量が追いつかずにピントがずれ易く、逆に、条件（３）のパラメータが上限値よりも大きいと、上記間隔の伸び量よりも、焦点距離の伸び量の方が大きくなりすぎてピントがずれ易い。

画像読取レンズと撮像部とを固定する「保持部材」の材質としては、材料コストや強度等の実際上の観点から、鉄、ステンレス、銅、アルミニウム等が一般的に用いられる。これらの材料のうちで、線膨張係数が最も大きいのはアルミニウムであり、アルミニウムの場合を想定すると、温度上昇に伴う「画像読取レンズと撮像部との間隔」の伸び量が最大になる。この場合でも条件（３）のパラメータが下限値よりも大きければ、画像読取レンズと撮像部との間隔の伸び量に対し、画像読取レンズの焦点距離の伸び量が追いつくし、条件（３）の上限値より小さければ、上記間隔の伸び量を「焦点距離の伸び量」が凌駕することはない。

請求項４記載の画像読取レンズのように、第２、第３群間に開口絞りを有する４群６枚構成とする場合、開口絞りに隣接したレンズ（第２群、第３群）をメニスカス形状とすることにより「第２群と第３群との間に配置した開口絞りに対して、光線をコンセントリックに入射させる」ことが可能であり、このようにすることにより、球面収差や像面湾曲を小さく抑えることが可能となる。

請求項５記載の画像読取レンズのように、全てのレンズ群をメニスカス形状とすることにより、第２群と第３群との間に配置した開口絞りに対して「全てのレンズで光線をコンセントリックに入射させる」ことが可能となり、開口絞りに対して対称性を保ち、球面収差や歪曲収差、倍率の色収差を小さく抑えることが可能となる。

請求項６記載の画像読取レンズのように、画像読取レンズを構成する全てのレンズを、鉛、砒素などの有害物質を含まないガラス材料とすることにより、全てのレンズを化学的に安定化できるとともに「ガラス材料のリサイクル化」が可能となり、加工時の廃液による水質汚染がなく、省資源化や加工時に発生するＣＯ_２を低減でき地球環境に配慮した画像読取レンズとすることができる。

請求項７記載の画像読取レンズのように、画像読取レンズの各レンズを同一の鏡筒に組み付けて一体化することにより、温度上昇時に「各々のレンズが光軸と直交する方向にずれる」ことを抑制でき、温度上昇時における「上記ずれに起因する結像性能の劣化」を補償できる。また、上記鏡筒を金属製とすることで、レンズ相互の光軸方向の間隔変化も小さく抑えることができ、画像読取レンズの焦点距離変化を小さく抑えて、温度上昇時のピント位置ずれをより有効に抑えることが可能となる。

特に、金属製の鏡筒に組み付けられるレンズがガラスレンズである場合、レンズの肉厚変化の「焦点距離の変化への影響」を無視でき、レンズ間隔の変化も小さいので、レンズ間隔変化による焦点距離変化を有効に小さくできる。

以上に説明したように、この発明の画像読取レンズは、各レンズの材料の屈折率・線膨張係数・屈折率温度変化係数まで考慮して組合せるので、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補償可能な画像読取レンズの実現が可能となる。
従って、このような画像読取レンズを用いて、温度変化に影響されにくい性能良好な画像読取装置・画像形成装置を実現することが可能となる。

以下、実施の形態を説明する。
画像読取装置の実施の１形態を図１に示す。
図１において、読取られるべき画像を有する原稿２は「原稿台」としてのコンタクトガラス１上に平面的に定置され、コンタクトガラス１の下部に配置された、図示されない照明手段（図面に直交する方向に長い管灯とリフレクタにより構成される公知の適宜のものを用いることができる。）により「図面に直交する方向に長いスリット状部分」を照明される。

原稿２の照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、第１走行体３に設けられた第１ミラー３Ａにより反射された後、第２走行体４に設けられた第２ミラー４Ａ、第３ミラー４Ｂにより順次反射され、画像読取レンズユニット５の鏡筒に組付けられた画像読取レンズ５Ａを透過し、撮像部としてのラインセンサ６の撮像面上に原稿画像の縮小像として結像する。第１〜第３ミラー３Ａ、４Ａ、４Ｂは「反射光学系」を構成する。

画像読取レンズ５Ａとしては、請求項１〜８の任意の１に記載のもの、具体的には、例えば後述の実施例１〜５の何れかの画像読取レンズが使用される。
第１走行体３、第２走行体４は、図示されない駆動手段により、それぞれ矢印方向（図の右方）へ走行させられる。第１走行体３の走行速度は「Ｖ」、第２走行体４の走行速度は「Ｖ／２」である。この走行により、第１走行体３、第２走行体４は、それぞれ「破線で示す位置」まで変位する。

図示されない「照明手段」は、第１走行体３と一体的に移動し、コンタクトガラス１上の原稿２の全体を「照明走査」する。
第１、第２走行体の移動速度比は「Ｖ：Ｖ／２」であるので「照明走査される原稿部分から画像読取レンズに至る光路長」は不変に保たれる。

「撮像部」であるラインセンサ６は、「色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを持った受光素子を、１チップに３列に配列させた所謂３ラインＣＣＤ（３ラインのラインセンサ）」であり、原稿２の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして原稿２の読取りが実行され、原稿２のカラー画像は「赤、緑、青の３原色に色分解」されて読取られる。

即ち、図１に示す画像読取装置は、透明部材（コンタクトガラス）で構成された画像台１と、この画像台上の画像（原稿２）を照明する図示されない照明手段と、光電変換素子をライン状に配列し、画像情報を光電変換する撮像部６と、照明手段により照明された画像による反射光を導く、１枚以上のミラー３Ａ、４Ａ、４Ｂを有する反射光学系と、撮像部６上に反射光を結像させるための画像読取レンズ５Ａ（画像読取レンズユニット５の鏡筒に組付けられている。）とを有し、画像読取レンズ５Ａとして請求項１〜８の任意の１に記載の画像読取レンズを用いたもの（請求項８）である。

また、この画像読取装置は、画像をフルカラーで読取る装置であって、画像読取レンズ５Ａの結像光路中に設けられた「色分解手段（前記３ラインＣＣＤに設けられた赤、緑、青のフィルタ）」を有する。

なお、画像読取装置の他の形態として「コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、上記結像光路上に配置される画像読取レンズと」を相互に一体化した読取ユニットを、駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読取走査するようにした形態のものとすることもできる。

また、画像読取レンズは、原稿送り装置（所謂ＡＤＦ）内に配置して、原稿の両面読取時の「原稿裏面読取用」としても使用可能である。

「色分解」は、上記とは別に、画像読取レンズとラインセンサ（ＣＣＤ）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（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に色分解する方法や「Ｒ、Ｇ、Ｂの光源を順次点灯させ原稿を照明する方法」を用いることができる。

「画像形成装置」の実施の１形態を図２に示す。

この画像形成装置は、装置上部に位置する画像読取装置２００と、その下位に位置する「画像形成部」とを有する。画像読取装置２００の部分は、図１に即して説明したのと同様のものであり、各部には図１におけると同じ符号を付してある。

画像読取装置２００における３ラインのラインセンサ（撮像手段）６から出力される画像信号は画像処理部１２０に送られ、画像処理部１２０において処理されて「書込み用の信号（イエロー・マゼンタ・シアン・黒の各色を書込むための信号）」に変換される。

画像形成部は、「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１１０を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１１１、リボルバ式の現像装置１１３、転写ベルト１１４、クリーニング装置１１５が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ１１１に代えて「コロナチャージャ」を用いることもできる。

信号処理部１２０から書込み用の信号を受けて光走査により感光体１１０に書込みを行う光走査装置１１７は、帯電ローラ１１１と現像装置１１３との間において感光体１１０の光走査を行うようになっている。

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１２２は給紙コロ、符号１２１はトレイ、符号Ｓは「記録媒体」としての転写紙を示している。

画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１０が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１１により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザビーム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。

「画像の書込み」は、感光体１１０の回転に従い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像の順に行われ、形成された静電潜像はリボルバ式の現像装置１１３の各現像ユニットＹ（イエロートナーによる現像を行う）、Ｍ（マゼンタトナーによる現像を行う）、Ｃ（シアントナーによる現像を行う）、Ｋ（黒トナーによる現像を行う）により順次反転現像されてポジ画像として可視化され、得られた各色トナー画像は、転写ベルト１１４上に、転写電圧印加ローラ１１４Ａにより順次転写され、上記各色トナー画像が転写ベルト１１４上で重ね合わせられてカラー画像となる。

転写紙Ｓを収納したカセット１１８は、画像形成装置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Ｓの最上位の１枚が給紙コロ１２２により給紙され、給紙された転写紙Ｓはその先端部をレジストローラ対１１９に捕えられる。

レジストローラ対１１９は、転写ベルト１１４上の「トナーによるカラー画像」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Ｓを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｓは、転写部においてカラー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４Ｂの作用によりカラー画像を静電転写される。転写ローラ１１４Ｂは、転写時に転写紙Ｓをカラー画像に押圧させる。

カラー画像を転写された転写紙Ｓは定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてカラー画像を定着され、図示されないガイド手段による搬送路を通り、図示されない排紙ローラ対によりトレイ１２１上に排出される。各色トナー画像が転写されるたびに、感光体１１０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。 即ち、図２に実施の形態を示した画像形成装置は、画像読取装置２００により読取られた画像情報に基づき画像形成を行う画像形成装置であって、画像読取装置２００として、請求項９記載の画像読取装置を有する（請求項１０）。

なお、画像読取装置を「単色読取を行う構成」とし、画像形成部をレーザプリンタ等により公知の「モノクロ画像形成を行う構成」としてもよいことは言うまでもない。

以下に画像読取レンズの具体的な実施例を５例挙げる。各実施例における記号の意味は下記の通りである。

ｆ：画像読取レンズ全系の焦点距離（ｅ線：５４６．０７ｎｍ）
Ｆ：Ｆナンバ
ｍ：縮率
ω：半画角（度）
Ｙ：物体高
ｊ：面番号［c１〜c２：コンタクトガラス、c３〜c４：ＣＣＤカバーガラス］
ｒ_ｊ：ｊ番目の面（開口絞りの面を含む。）の曲率半径
ｄ_ｊ：ｊ番目とｊ＋１番目の面の面間隔
ｉ：レンズ番号
ｎｄ：レンズの屈折率（ｄ線：５８７．８６ｎｍ）
νｄ：レンズのアッベ数［（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）］
ｎＣ：レンズの屈折率（Ｃ線：６５６．２７ｎｍ）
ｎＦ：レンズの屈折率（Ｆ線：４８６．１３ｎｍ）
ｎｅ：レンズの屈折率（ｅ線）
ｆ_ｉ：ｉ番目のレンズの焦点距離（ｅ線）
α_ｉ：レンズの線膨張係数（１０^−７）
β_ｉ：レンズの屈折率温度変化係数（１０^−６）
図３は、画像読取レンズのレンズ構成図であり、実施例１〜５の画像読取レンズは何れも、図３の如き構成である。

図３に示す如く、物体側（図の左方）に配置される第１群は、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する１枚のメニスカスレンズ１１（第１レンズ）で構成され、第２群は、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズ１２（第２レンズ）と物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズレンズ１３（第３レンズ）を接合してなり全体して負の屈折力を有する。

第３群は、両凹レンズ１４（第４レンズ）と両凸レンズ１５（第５レンズ）とを接合してなり全体して負の屈折力を有し、第４群は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有する１枚のメニスカスレンズ１６（第６レンズ）により構成され、第２群と第３群との間に開口絞りＳｂが配置されている。なお、図３におけるν_ｉ（ｉ＝１〜６）はｄ線に対するアッベ数（上記のνｄ）である。

ｆ＝４５．４７７，Ｆ＝４．５，ｍ＝０．１１１０２，Ｙ＝１５２．４，ω＝１８．５
実施例１のレンズデータを表１に示す。

実施例１において、α_ｉ、β_ｉ、ｎ_ｉの値として、温度：−３０℃〜７０℃の値（表中の「Ａ（以下同じ）」、温度：２０℃〜４０℃の値（表中の「Ｂ（以下同じ）」を用いて、寄与率：γｉ、δ_ｉ（＝［α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ］×ｆ_ｉ）を計算すると表２の如くになる。なお、表２においてＣは１００〜３００℃、Ｄは４０〜６０℃である。以下の各実施例においても同様である。

勿論、温度範囲が４０〜６０℃の範囲であれば、β_ｉは「Ｄ」の値を用いればよく、２０〜６０℃までの上昇を考慮するものとして、β_ｉの値はそれぞれの温度領域：Ｂ、Ｄにおける値の平均値を用いても良い。α_ｉについても同様である。以下の各実施例においても同様である。

ｆ＝４５．３５２，Ｆ＝４．５，ｍ＝０．１１１０２，Ｙ＝１５２．４，ω＝１８．６
実施例２のレンズデータを表３に示す。

実施例２において、α_ｉ、β_ｉ、ｎ_ｉの値として温度：−３０℃〜７０℃の値、温度：２０℃〜４０℃の値を用いて、寄与率：γ_ｉ、δ_ｉを計算すると表４の如くになる。

ｆ＝４５．７２１，Ｆ＝４．５，ｍ＝０．１１１０２，Ｙ＝１５２．４，ω＝１８．４
実施例３のレンズデータを表５に示す。

実施例３において、α_ｉ、β_ｉ、ｎ_ｉの値として温度：−３０℃〜７０℃の値、温度：２０℃〜４０℃の値を用いて、寄与率：γ_ｉ、δ_ｉを計算すると表６の如くになる。

ｆ＝４６．００４，Ｆ＝４．２，ｍ＝０．１１１０２，Ｙ＝１５２．４，ω＝１８．３
実施例４のレンズデータを表７に示す。

実施例４において、α_ｉ、β_ｉ、ｎ_ｉの値として温度：−３０℃〜７０℃の値、温度：２０℃〜４０℃の値を用いて、寄与率：γ_ｉ、δ_ｉを計算すると表８の如くになる。

ｆ＝４５．９７０，Ｆ＝４．２，ｍ＝０．１１１０２，Ｙ＝１５２．４，ω＝１８．３
実施例５のレンズデータを表９に示す。

実施例５において、α_ｉ、β_ｉ、ｎ_ｉの値として温度：−３０℃〜７０℃の値、温度：２０℃〜４０℃の値を用いて、寄与率：γｉ、δ_ｉを計算すると表１０の如くになる。

上記実施例１〜５における条件（１）のパラメータ、上記δ_ｉ、条件（３）のパラメータの値は、以下の表１１の通りであり、実施例１〜５とも条件（１）〜（３）を満足している。

実施例１〜５に関する収差図を順次、図４〜図８に示す。
これら収差図において、「ｅ」はｅ線，「ｇ」はｇ線（波長：４３６．８６ｎｍ）、「Ｃ」はＣ線、「Ｆ」はＦ線である。球面収差の図における破線は正弦条件，非点収差の図の実線はサジタル光線，破線はメリディオナル光線である。これら収差図から明らかなように、実施例１〜５とも性能は極めて良好である。

図９は、図３に示したレンズ構成の各レンズ１１〜１６を金属の鏡筒１７に組み付けた状態を示す。鏡筒１７はアルミニウム製であり、アルミニウムの常温領域での線膨張係数は約２３６×１０^−７と小さいので、先に述べたように、焦点距離変化に対するレンズ間隔変化の影響を小さくできる。

図１０は、画像読取レンズ５と撮像部であるラインセンサ６とを金属製の保持部材１８により一体的に保持した状態を示す。
保持部材１８としてステンレス製（線膨張係数：約１７３×１０^−７）のものを想定し、画像読取レンズ５からラインセンサ６の撮像面までの距離：Ｌが３０ｍｍの場合を考えると、温度変化：ΔＴ＝２０℃による距離：Ｌの変化量：ΔＬは、
３０ｍｍ×１７３×１０^−７×２０℃＝約０．０１０ｍｍ
の伸びになる。また、保持部材１８としてアルミニウム製のものを想定すると、上記変化量：ΔＬは、
３０ｍｍ×２３６×１０^−７×２０℃＝約０．０１４ｍｍ
となる。

画像読取レンズの焦点距離が温度変化：ΔＴに応じて伸びなければ、上記ΔＬだけのピント位置ずれを発生する。画像読取の倍率が０．１倍程度の縮小倍率の場合には、上記のピント位置ずれは無視できないが、実施例１〜５の画像読取レンズは、焦点距離の伸びによりピント位置と撮像面との差を小さくでき、ピントずれによる画像劣化を解消し良好な画像を得ることが可能となっている。

画像読取装置の実施の１形態を説明するための図である。 画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。 画像読取レンズのレンズ構成の１例を説明するための図である。 実施例１の画像読取レンズに関する収差図である。 実施例２の画像読取レンズに関する収差図である。 実施例３の画像読取レンズに関する収差図である。 実施例４の画像読取レンズに関する収差図である。 実施例５の画像読取レンズに関する収差図である。 ４群６枚構成の画像読取レンズの各レンズを鏡筒に組み付けた状態を示す図である。 画像読取レンズと撮像部とを保持部材で保持した状態を説明するための図である。

符号の説明

１１ 第１レンズ
１２ 第２レンズ
１３ 第３レンズ
１４ 第４レンズ
１５ 第５レンズ

Claims (10)

1. １以上の正レンズと、１以上の負レンズを有する画像読取レンズにおいて、
   物体側からｉ番目のレンズの屈折率：ｎ_i、物体側からｉ番目のレンズの線膨張係数：α_i、物体側からｉ番目のレンズの屈折率温度変化係数：β_ｉにより、上記物体側からｉ番目のレンズの焦点距離の、温度変化に対するレンズ材料の寄与率：γ_ｉを次式：
   γ_ｉ＝α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ
   で定義するとき、正レンズによる上記寄与率の和：Σγ（凸）、負レンズによる上記寄与率の和：Σγ（凹）が、条件：
   （１） Σγ（凸）＞Σγ（凹）
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
2. 請求項１記載の画像読取レンズにおいて、
   物体側からｉ番目のレンズの屈折率：ｎ_i、物体側からｉ番目のレンズの線膨張係数：α_i、物体側からｉ番目のレンズの屈折率温度変化係数：β_ｉ、物体側からｉ番目のレンズの焦点距離：ｆ_ｉ、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆが、条件：
   （２） Σ（［α_ｉ―｛２．５−２（ｎ_ｉ―１）^２｝β_ｉ］×ｆ_ｉ）／ｆ＞０
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
3. 請求項２記載の画像読取レンズにおいて、
   物体側からｉ番目のレンズの屈折率：ｎ_i、物体側からｉ番目のレンズの線膨張係数：α_i、物体側からｉ番目のレンズの屈折率温度変化係数：β_ｉ、物体側からｉ番目のレンズの焦点距離：ｆ_ｉ、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆが、条件：
   （３） ０．１１×１０^−４＜
   Σ([α_ｉ―{２．５−２(ｎ_ｉ―１)^２}β_ｉ]×ｆ_ｉ)／ｆ
   ＜０．３４×１０^−４
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
4. 請求項１〜３の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   正の屈折力を有する第１レンズからなる第１群と、正の屈折力を有する第２レンズと負の屈折力を有する第３レンズとの接合レンズによりなり接合後の形状が物体側に凸面を向けたメニスカス形状となる第２群と、負の屈折力を有する第４レンズと正の屈折力を有する第５レンズとの接合レンズによりなり接合後の形状が物体側に凹面を向けたメニスカス形状となる第３群と、正の屈折力を有する第６レンズからなる第４群とを、物体側から上記順序に配し、上記第２群と第３群との間に開口絞りを有する４群６枚構成であることを特徴とする画像読取レンズ。
5. 請求項４記載の画像読取レンズにおいて、
   第１群をなす第１レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第４群をなす第６レンズが物体側に凹面を向けたメニスカス形状であることを特徴とする画像読取レンズ。
6. 請求項１〜５の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   全てのレンズが鉛、砒素等の有害物質を含有していないガラス材料によるガラスレンズであることを特徴とする画像読取レンズ。
7. 請求項１〜６の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   全てのレンズが同一の鏡筒に組付けられて一体化されていることを特徴とする画像読取レンズ。
8. 請求項７記載の画像読取レンズにおいて、
   全てのレンズを組付けられて一体化する鏡筒の材料が金属であることを特徴とする画像読取レンズ。
9. 透明部材で構成された画像台と、
   この画像台上の画像を照明する照明手段と、
   光電変換素子をライン状に配列し、画像情報を光電変換する撮像部と、
   上記照明手段により照明された上記画像による反射光を導く、１枚以上のミラーを有する反射光学系と、
   上記撮像部上に上記反射光を結像させるための画像読取レンズとを有し、
   上記画像読取レンズが請求項１〜８の任意の１に記載の画像読取レンズであることを特徴とする画像読取装置。
10. 画像読取装置により読取られた画像情報に基づき画像形成を行う画像形成装置であって、画像読取装置として請求項９記載のものを有することを特徴とする画像形成装置。

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