JP2008250331A - 原稿読取レンズ、原稿読取方法および装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４群５枚構成と少ないレンズ構成枚数にかかわらず、明るく、開口効率が周辺部まで実質的に１００％で諸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原稿読取用レンズを実現する。
【解決手段】少なくとも、正レンズ２枚と負レンズ２枚を有し、全体で５枚構成であり、少なくとも１面に非球面を有し、正レンズの１枚と負レンズの１枚とが接合されて接合レンズをなす４群５枚構成であって、第２、第３群間に絞りＳを有し、接合レンズが、絞りＳに隣接して配置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、原稿読取レンズ、原稿読取方法および装置および画像形成装置に関する。

原稿読取装置は、ファクシミリ装置やデジタル複写機の原稿読取部、イメ−ジスキャナとして広く実施されているが、読取るべき「原稿画像」を原稿読取レンズにより縮小し、ＣＣＤ等の「ラインセンサ」上に結像させて原稿画像を信号化する。カラー原稿画像をフルカラーで読取る場合には、例えば、赤、緑、青の色分解用フィルタを持った受光エレメントを、１チップに３列に配列した所謂３ラインＣＣＤが用いられ、その受光面にカラー原稿画像を結像させ、色分解用フィルタで３原色に色分解し、カラー原稿画像を信号化する。

原稿読取装置に用いられる原稿読取レンズは、写真レンズに比して一般に「像面において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」ことが要求され、また、高速読取を可能ならしむるために明るいレンズであることが求められる。

また、原稿画像を正確に読取るためには原稿読取レンズは、諸収差が良好に補正されていなければならない。
特に「歪曲収差」は、写真レンズでは比較的許容されるが、原稿読取レンズでは十分に補正されている必要がある。

また、カラー画像情報をフルカラーで良好に読取るためには、原稿読取レンズによる原稿画像の像を、３ラインＣＣＤの受光面上で赤、緑、青各色の結像位置を光軸方向に合致させて結像させる必要があるため、像面湾曲と共に、各色の色収差を極めて良好に補正しなければならない。

原稿読取レンズとしては従来から「４群６枚構成のガウスタイプ」のものが広く知られている（例えば、特許文献１〜４）。
ガウスタイプのレンズは一般に、半画角：２０゜程度まで良好に像面湾曲を補正可能で、比較的大口径にしてもコマフレアの発生を小さく抑えられるため、像面周辺部まで高空間周波数領域で高いコントラストが得られるが、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、原稿読取レンズ自体の小型化が難しく、原稿読取装置や画像形成装置の小型化・低コスト化に限界がある。

特開平６−１０９９７１号公報 特開平１０−６８８８１号公報 特開平１０−２５３８８１号公報 特開平１１−１０９２２１号公報

この発明は、小型化・低コスト化に有利な４群５枚構成と少ないレンズ構成枚数にもかかわらず、原稿読取レンズに求められる種々の要請に応え、Ｆ／Ｎｏが４．４〜５．０程度と明るく、開口効率が周辺部まで実質的に１００％であり、諸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、フルカラー原稿画像の読取にも対応可能な、原稿読取レンズの実現を課題とする。

この発明はまた、この原稿読取レンズを用いた原稿読取方法および装置・画像形成装置の実現を他の課題とする。

この発明の原稿読取レンズは、少なくとも、正レンズ２枚と負レンズ２枚を有し、全体で５枚構成であり、少なくとも１面に非球面を有し、正レンズの１枚と負レンズの１枚とが接合されて接合レンズをなす４群５枚構成であって、第２、第３群間に絞りを有し、上記接合レンズが、絞りに隣接して配置されていることを特徴とする。

請求項１記載の原稿読取レンズは、全系のｅ線に対する合成焦点距離：ｆ、物体側から数えて第１番目のレンズのｅ線に対する焦点距離：ｆ１、レンズ材料のｄ線に対する屈折率の、正レンズにおける平均：ｎ凸、負レンズにおける平均：ｎ凹、レンズ材料のアッベ数の、正レンズにおける平均：ν凸、負レンズにおける平均：ν凹が、条件：
(１-１) ０．３ ＜ｆ１／ｆ ＜ １．２
(２-１) −０．１８ ＜ｎ凸―ｎ凹＜ ０．１８
(３-１) ０．８８ ＜ν凸―ν凹＜ ３５．０
を満足することが好ましい（請求項２）。

上記「ｎ凸」は、５枚のレンズ中に含まれる２枚もしくは３枚の正レンズの、各材料の屈折率を平均したものである。即ち、正レンズの枚数をＮｐ（＝２もしくは３）として、これら正レンズの材料の屈折率をｎ凸ｉ（ｉ＝１〜Ｎｐ）とするとき、「ｎ凸＝Σｎ凸ｉ／Ｎｐ」で定義される。同様にｎ凹は、５枚のレンズ中における負レンズの枚数をＮｎ（＝２もしくは３）とし、各負レンズの材質の屈折率をｎ凹ｊ（ｊ＝１〜Ｎｎ）とするとき、「ｎ凹＝Σｎ凹ｊ／Ｎｎ」で定義される。

ν凸、ν凹は、同様に「ν凸＝Σν凸ｉ／Ｎｐ」、「ν凹＝Σν凹ｊ／Ｎｎ」で定義される。ν凸ｉ、ν凹ｊは、各正レンズ、負レンズの材料のアッベ数であり、和（Σ）は上記ｉもしくはｊについて行う。

上記請求項１または２記載の原稿読取レンズは、図１に例示するように、「物体側（図１の左方）から順次、正の屈折力を持つ第１レンズＬ１からなる第１群Ｉ、負の屈折力を持つ第２レンズＬ２からなる第２群ＩＩ、絞りＳ、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４を接合してなる接合レンズで正の屈折力を持つ第３群ＩＩＩ、正または負の屈折力を持つ第５レンズＬ５からなる第４群ＩＶを配してなることができる（請求項３）。

この請求項３記載の原稿読取レンズにおいて、接合レンズを構成する第３、第４レンズにおける第３レンズＬ３が正レンズ、第４レンズＬ４が負レンズであることができる（請求項４）。

請求項３または４記載の原稿読取レンズにおける第５レンズＬ５は負レンズであることができる（請求項５）。

上記請求項３記載の原稿読取レンズにおいては、図７に示す例のように、第３レンズＬ３を負レンズ、第４レンズＬ４を正レンズとすることもできる（請求項６）。上記請求項３〜６の任意の１に記載の原稿読取レンズにおいては「第１レンズＬ１の少なくとも１面を非球面」とすることができる（請求項７）。

また、請求項３〜７の任意の１に記載の原稿読取レンズにおいては、上記のｆ、ｆ１、ｎ凸、ｎ凹、ν凸、ν凹が、条件：
(１-２) ０．４０ ＜ｆ１／ｆ ＜ ０．５７
(２-２) ０．０８ ＜ｎ凸−ｎ凹＜ ０．１４
(３-２) ３．４７ ＜ν凸−ν凹＜ １９．４９
を満足することにより、さらに良好な光学性能を達成できる（請求項８）。

上記請求項１記載の原稿読取レンズは、図９に例示するように、物体側から順次、正の屈折力を持つ第１レンズＬ１からなる第１群Ｉ、正の屈折力を持つ第２レンズＬ２と負の屈折力を持つ第３レンズＬ３を接合してなる接合レンズで負の屈折力を持つ第２群ＩＩ、絞りＳ、負の屈折力を持つ第４レンズＬ４からなる第３群ＩＩＩ、正の屈折力を持つ第５レンズＬ５からなる第４群ＩＶを配してなることができる（請求項９）。

この請求項９記載の原稿読取レンズにおいては、第４レンズＬ４の少なくとも１面が非球面であることができる（請求項１０）。
上記請求項９または１０記載の原稿読取レンズにおいては上記ｆ、ｆ１、ｎ凸、ｎ凹、ν凸、ν凹が、条件：
(１-３) ０．５４ ＜ｆ１／ｆ ＜ １．１４
(２-３) −０．１６ ＜ｎ凸−ｎ凹＜ ０．０５
(３-３) １８．１１ ＜ν凸−ν凹＜ ３２．１３
を満足することにより、さらに良好な光学性能を達成できる（請求項１１）。

上記請求項１〜１１の任意の１に記載の原稿読取レンズは、５枚のレンズを全てガラスレンズとし、非球面を「ガラスモールドで形成」することができる（請求項１２）。ガラスモールドにより非球面を形成するのには、形成の容易さの面から凸レンズ面に形成するのが好ましい。

上記請求項１０記載の原稿読取レンズは、５枚のレンズを全てガラスレンズとし、非球面を「第４レンズの凸レンズ面にガラスモールドで形成」することが好ましい（請求項１３）。

この発明の原稿読取方法は「コンタクトガラス上に原稿を平面的に載置し、原稿をスリット状に照明し、照明部からの反射光を原稿読取レンズによりラインセンサ上に縮小して結像させ、スリット状の照明部の長手方向に直交する方向において、照明部と原稿とを相対的に変位させて原稿面を照明走査して原稿画像を読取る方法」であって、原稿読取レンズとして請求項１〜１３の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする（請求項１４）。

原稿面の照明走査においては、原稿を固定して光学系を変位させても良いし、光学系を固定して原稿を搬送するようにしてもよい。

請求項１４記載の原稿読取方法における原稿の照明は「コンタクトガラス上の原稿の、スリット状の照明部における照明照度が、スリット中央部からスリット長手方向の両端部に向かって増加する」ように照明することが好ましく（請求項１５）、このようにすることにより「ラインセンサの長手方向に照度の変化の小さい像」を結像できる。

この発明の原稿読取装置は「原稿を照明する照明系と、この照明系で照明された原稿で反射された光を縮小結像させる結像レンズと、この結像レンズにより結像された原稿画像の像を光電変換するラインセンサとを有する原稿読取装置」において、結像レンズとして、請求項１〜１３の任意の１に記載の原稿読取レンズを用いたことを特徴とする（請求項１６）。この請求項１６記載の画像読取装置は「光学系の光路上に色分解手段を有し、原稿画像をフルカラーで読取る」ものであることができる（請求項１７）。

この発明の画像形成装置は「イメージ情報を画像として形成」する画像形成装置であって、原稿画像をイメージ情報化するために原稿画像を読取る原稿読取装置として、請求項１６または１７記載の原稿読取装置を有することを特徴とする（請求項１８）。

請求項１８記載の画像形成装置は「イメージ情報を感光性媒体に光走査により書込んで画像形成を行う」ものであることができる（請求項１９）。

請求項１９記載の画像形成装置において、感光性媒体として光導電性の感光体を用い、光走査により書込まれる静電潜像を所定の色のトナーで可視化することができる（請求項２０）。

上記の如く、この発明の原稿読取レンズは、４群５枚構成であり、第２群と第３群との間に絞りを有する。また、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズを用い、これを絞りに隣接させている。

前述したように原稿の画像情報を読取る場合、歪曲収差の補正に対する要求が厳しい。この発明の原稿読取レンズでは、この歪曲収差の補正に対する厳しい要請を満足させるべく、絞り前後のパワー配分を良好にバランスさせるため、第２群と第３群のとの間に絞りを配置し、この絞りに接合レンズを隣接させている。また、色収差の良好な補正のために接合レンズを用いている。

上記条件(１-１)は、全系に対する第１群のパワーを定めるものである。原稿読取レンズは実像を結像させる光学系であるから、全系の焦点距離：ｆは正であり、条件（１-１）によって第１群の焦点距離：ｆ１も正である。条件（１-１）の上限の１．２を超えると第１群のパワーが弱くなりすぎ、第１群をなす正レンズが大きくなってコストアップの原因となる。また、下限の０．３を超えると、原稿読取レンズのコンパクト化には有利であるが、コマフレアが大きくなってしまう。

条件(２-１)は、原稿読取レンズを構成する凸レンズと凹レンズの屈折率の範囲を定めるもので、上限の０．１８を超えると、凸レンズ全体としての屈折率が凹レンズ全体としての屈折率より大きくなりすぎて、ペッツバール和が小さくなりすぎ、像面が正の側に倒れ像面湾曲が大きくなる。下限の―０．１８を超えると逆に、ペッツバール和が大きくなりすぎて像面が負の側に倒れ、非点隔差が大きくなる。従って、条件（２-１）の範囲外では、全画面にわたって良好な結像性能を得ることが困難になる。

条件(３-１) は、軸上の色収差を良好に補正する条件である。上限の３５．０を超えると「軸上の色収差が補正過剰」になり、主波長より短波長側で軸上の色収差が正の側に大きくなる。下限の０．８８を超えると「軸上の色収差が補正不足」になり、主波長より短波長側で負の側に軸上の色収差が大きくなる。

請求項３記載のようなレンズ構成では、請求項４に記載されたように、第３群の接合レンズを構成する第３レンズを正レンズ、第４レンズを負レンズとすることが好ましいが、正レンズとしての第３レンズＬ３は、具体的には物体側に凹面を向けて配置した正メニスカスレンズ（図１、図３）又は両凸レンズ（図５）とすることができ、負レンズとしての第４レンズＬ４は、具体的には物体側に凹面を向けて配置した負メニスカスレンズ（図１、図３）又は両凹レンズ（図５）とすることができる。これらの場合、接合レンズは「正の屈折力」を持つ。

また、請求項５記載の原稿読取レンズにおける負レンズとしての第５レンズＬ５は、具体的には、図１、図３に示すように「物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ」とすることができる。第５レンズＬ５はまた、図５に示すように「像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ」とすることもできる。

請求項６記載の原稿読取レンズにおける、接合レンズを構成する負レンズである第３レンズＬ３は、具体的には両凹レンズ（図７）とすることができ、正レンズである第４レンズＬ４は両凸レンズ（図７）とすることができる。

上記請求項３〜６記載の原稿読取レンズでは、図１、図３、図５、図７に示すように、第１レンズＬ１は具体的には「物体側に凸面を向けて配置した正メニスカスレンズ」、第２レンズＬ２は「物体側に凹面を向けて配置した負メニスカス形状」とすることができる。これら請求項３〜６および７記載の原稿読取レンズは、上記の条件（１-１）〜（３-１）よりも若干狭い条件（１-２）〜（３-２）を満足することにより「更に良好な性能」を実現できる。

請求項９記載のようなレンズ構成において、第２群である接合レンズを構成する第２レンズＬ２、第３レンズＬ３は、図９、図１１、図１３に示すように、何れも、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることができる。

請求項９、１０記載の如きレンズ構成の場合には、小型、低コストでかつ良好な結像性能を有するための条件として、条件(１-１)〜(３-１)よりもやや狭い、条件(１-３)〜(３-３)の範囲を満足することで「更に良好な性能」を得ることができる。

また、原稿読取レンズは、原稿照明用ランプの熱の影響を受けて温度が上昇しやすく、このような温度変動に対して性能を安定させるためには、第１〜第５レンズを何れもガラスレンズとするのが良く、その場合、非球面の形成はガラスモールドで行うのが良い。

以上のように、この発明によれば新規な原稿読取レンズ、原稿読取方法及び装置、画造形性装置を実現できる。
この発明の原稿読取レンズは、後述する各実施例の収差図からも明らかなように、４群５枚構成とレンズ枚数が少ないにもかかわらず、Ｆナンバが４．４〜５．０と比較的大口径でありながら、開口効率も実質的に１００％であり、縮率：０．２３６程度で、色収差が良好に補正され、更に軸上・軸外の収差のバランスもよく、歪曲収差が極めて良好に補正され、コマ収差から明らかなように高空間周波数領域で高いコントラストを有し、低コストで実現できる。
この原稿読取レンズを使用することにより、原稿情報をモノクロは言うに及ばず、フルカラーの原稿画像の「赤、緑、青の各色のＳＮ比のばらつき」が小さい良好な原稿読取方法・装置を実現でき、このような原稿読取装置を用いることにより、低コスト、コンパクトで良好な画像形成の可能な画像読取装置を実現できる。

以下、原稿読取レンズの実施の形態として、具体的な実施例を７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 ：全系のｅ線の合成焦点距離
Ｆ ：Ｆナンバ
ｍ ：縮率
Ｙ ：物体高
ω ：半画角(度)
ｒ ：コンタクトガラスからＣＣＤカバーガラスに至る各面（絞りの面を 含む）の曲率半径
ｄ ：上記各面の面間隔
ｎｄ ：ｄ線の屈折率
νｄ ：アッベ数
ｎｅ ：ｅ線の屈折率
ｆ１ ：第１レンズのｅ線の焦点距離
ｎ凸 ：正の屈折力を有するレンズのｎｄの平均
ｎ凹 ：負の屈折力を有するレンズのｎｄの平均
ν凸 ：正の屈折力を有するレンズのνｄの平均
ν凹 ：負の屈折力を有するレンズのνｄの平均
各実施例のデータを示す表における「左端の欄」は、各面を表す指標であり、Ｃ１、Ｃ２はコンタクトガラスの物体側および像側の面を表し、１〜１０は、原稿読取レンズの物体側から数えた各面（レンズ面および絞りの面）を表し、Ｃ３、Ｃ４はＣＣＤカバーガラスの物体側および像側の面を表す。

また、非球面は周知の次式で表す。
Ｘ＝(１／Ｒ)Ｙ^２／［１＋√｛１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒ)^２｝
＋A4・Y^４＋A6・Y^６＋A8・Y^８＋A10・Y^１０
上記の式において、
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：円錐定数
A4,A6,A8,A10：非球面係数
であり、数値例の中で、例えば「Ｅ−０６」は「１０^−６」の意味である。

実施例１のデータを表１に示す。

実施例１の非球面の円錐定数および非球面係数を表２に示す。

実施例１における各条件のパラメータの値を表３に示す。

図１に、実施例１のレンズ構成を示す。図中、ＣＧ１はコンタクトガラス、符号ＣＧ２はＣＣＤカバーガラスを表す。ＣＣＤラインセンサは色分解用のカラーフィルタを有する３ラインＣＣＤで、受光エレメントのサイズが１０μｍで６００ｄｐｉ用のものを想定している。他の実施例の図においても同様である。

なお、繁雑を避けるため、各実施例のレンズ構成を示す図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３において、第１群〜第４群については、そのレンズ構成に拘わらず共通して符号Ｉ〜ＩＶを用い、第１レンズ〜第５レンズについては、その具体的なレンズ形状に拘わらず共通して符号Ｌ１〜Ｌ５を用いた。

図２には、実施例１に関する収差図を示す。
球面収差の図で破線は正弦条件、非点収差の図で実線はサジタル光線、破線はメリディオナル光線を示す。また、「ｅ」はｅ線(５４６．０７ｎｍ)、「ｇ」はｇ線(４３６．８３ｎｍ)、「ｃ」はｃ線(６５６．２７ｎｍ)、「Ｆ」はＦ線(４８６．１３ｎｍ)を示す。他の実施例の収差図においても同様である。

実施例２のデータを表４に示す。

実施例２の非球面の円錐定数および非球面係数を表５に示す。

実施例２における条件のパラメータの値を表６に示す。

図３に、実施例２のレンズ構成を示す。
図４に、実施例２に関する収差図を示す。

実施例３のデータを表７に示す。

実施例３の非球面の円錐定数および非球面係数を表８に示す。

実施例３における条件のパラメータの値を表９に示す。

図５に、実施例３のレンズ構成を示す。
図６に、実施例３に関する収差図を示す。

実施例４のデータを表１０に示す。

実施例４の非球面の円錐定数および非球面係数を表１１に示す。

実施例４における条件のパラメータの値を表１２に示す。

図７に、実施例４のレンズ構成を示す。
図８に、実施例４に関する収差図を示す。

実施例５のデータを表１３に示す。

実施例５の非球面の円錐定数および非球面係数を表１４に示す。

実施例５における条件のパラメータの値を表１５に示す。

図９に、実施例５のレンズ構成を示す。
図１０に、実施例５に関する収差図を示す。

実施例６のデータを表１６に示す。

実施例６の非球面の円錐定数および非球面係数を表１７に示す。

実施例６における条件のパラメータの値を表１８に示す。

図１１に、実施例６のレンズ構成を示す。

図１２に、実施例６に関する収差図を示す。
実施例７のデータを表１９に示す。

実施例７の非球面の円錐定数および非球面係数を表２０に示す。

実施例７における条件のパラメータの値を表２１に示す。

図１３に、実施例７のレンズ構成を示す。
図１４に、実施例７に関する収差図を示す。

各収差図から明らかなように、各実施例ともＦ／Ｎｏが４．４〜５．０程度と明るい。また、開口効率は周辺部まで実質的に１００％である。諸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好適に対応可能である。

なお、実施例１〜４は、請求項１〜８、１２記載の原稿読取レンズの実施例であり、実施例５〜７は、請求項１、９〜１２記載の原稿読取レンズの実施例であり、実施例７は、請求項１、１０、１３記載の原稿読取レンズの実施例である。各実施例とも「全レンズがガラスレンズ」であり、非球面はガラスモールドで形成されている。

実施例７では、非球面の形成されているのが、第４レンズＬ４の凸レンズ面であるが、図１３に示すように、第４レンズＬ４は絞りＳに隣接し、小径であるので、この第４レンズＬ４の凸レンズ面には非球面をガラスモールドで形成しやすく、非球面レンズの低コスト化が可能であり、原稿読取レンズの低コスト化の効果が大きい。

図１５は、原稿読取レンズを持つ原稿読取装置の実施の１形態を示している。

原稿２はコンタクトガラス１の上に配置され、コンタクトガラス１の下に配置された照明光学系（図面に直交する方向へ長いランプ照明装置。図示されず）により、原稿２が図面に直交する方向へ長いスリット状に照明される。

照明された原稿２で反射された光は、第１走行体３の第１ミラー３−ａにより反射され、その後、第２走行体４の第１ミラー４−ａと第２ミラー４−ｂで反射され、原稿読取レンズ５へ導かれ、原稿読取レンズ５によりラインセンサ６上に縮小像として結像される。

原稿２の読取りに際しては、第１走行体３が速度：Ｖで「３’の位置」迄移動し、同時に第２走行体４が速度：Ｖ／２で「（４’）の位置」迄移動して、原稿面から原稿読取レンズに至る光路長を一定に保つ。原稿読取レンズ５としては、上に説明した実施例１〜７の任意のものを用いることができる。

即ち、この原稿読取装置は、原稿を照明する（図示されない）照明系と、この照明系で照明された原稿で反射された光を縮小結像させる結像レンズ５と、この結像レンズにより結像された「原稿画像の像」を光電変換するラインセンサ６とを有する原稿読取装置であって、結像レンズ５として請求項１〜１３の任意の１に記載の原稿読取レンズを用いたものである（請求項１６）。

この原稿読取装置は、光学系の光路中に色分解機能を有し、原稿の画像情報をフルカラーで読取るようになっている。この実施の形態では、ラインセンサ６が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色分解用フィルタを持った受光エレメントが１チップに３列に配列された「３ラインＣＣＤ」であり、その受光面にカラー画像を結像させることにより３原色に色分解を行う。従って、カラー原稿をフルカラーで読取ることができる（請求項１７）。

色分解を行う方法としては他に、原稿読取レンズ５とラインセンサの間に色分解プリズムや、フィルタを選択的に挿入して色分解する方法や、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３色光源を順次点灯させて原稿を照明する方法等、公知の種々の方法が可能である。

即ち、図１５の原稿読取装置では、コンタクトガラス１上に原稿２を平面的に載置し、原稿２をスリット状に照明し、照明部からの反射光を原稿読取レンズ５によりラインセンサ６上に縮小して結像させ、スリット状の照明部の長手方向に直交する方向（図１５の左右方向）において、照明部と原稿とを相対的に変位させて原稿面を照明走査して原稿画像を読取る方法であって、原稿読取レンズとして請求項１〜１３の任意の１に記載のものを用いる原稿読取方法（請求項１４）が実施される。

また、コンタクトガラス１上の原稿２の「スリット状の照明」は、ラインセンサ６上の「原稿画像の像」の明るさをセンサの長手方向に均一にするために、照明照度が「スリット中央部からスリット長手方向の両端部に向かって増加する」ように行われ（請求項１５）、原稿画像の像の明るさの均一化のため、必要に応じてシェーディング補正を行う。

図１６に、画像形成装置の実施の１形態を示す。
この画像形成装置は、原稿読取装置２００と画像形成部(レーザプリンタ)１００を有する。原稿読取装置２００は、図１５に即して説明したごとき構成・動作により原稿２の原稿画像をラインセンサ６により電気信号として出力する。原稿読取レンズ６としては上記実施例１〜７の任意のものが用いられる。

画像形成部１００は「感光性媒体」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、現像装置１１３、転写ローラ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「コロナチャージャ」を用いることもできる。

更に、ラインセンサ６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。

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示している。

画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１１が時計回りに等速回転され、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、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、感光体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。

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。

即ち、図１６の画像形成装置は、イメージ情報を画像として形成する画像形成装置であって、原稿画像をイメージ情報化するために原稿画像を読取る原稿読取装置２００として、請求項１６または１７記載の原稿読取装置を有し（請求項１８）、イメージ情報を感光性媒体１１１に光走査により書込んで画像形成を行い（請求項１９）、感光性媒体として光導電性の感光体１１１を用い、光走査により書込まれる静電潜像を所定の色のトナーで可視化する（請求項２０）。

図１６の画像形成装置はモノクロームの画像を形成するものであるが、原稿読取装置２００はフルカラーの原稿読取りを行うこともできるので、例えば、以下の如くにすることにより、カラー画像を形成することができる。

即ち、現像装置１３に代えて、カラー画像形成装置に関連して周知の「レボルバ式現像装置」を用い、感光体１１１には、Ｒ、Ｇ、Ｂに色分解された各イメージ情報（イエロー・マゼンタ・シアン色イメージ情報）と黒画像情報とを、順次に書込みして対応する静電潜像を形成し、これらを、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色トナーにより可視化する。このようにして、得られるカラー画像を転写紙Ｐに転写・定着すればよい。

この場合、感光体１１１に上記各色のトナー画像を順次に形成し、形成されるたびに、トナー画像を中間転写媒体（転写ベルト等）に転写し、中間転写媒体上で重ね合せてカラー画像を形成した後、転写紙への転写を行うようにすることもできる。あるいはまた、画像形成部を、周知の所謂タンデム型の電子写真式画像形成部として構成しても良い。

実施例１の構成図である。 実施例１の収差図である。 実施例２の構成図である。 実施例２の収差図である。 実施例３の構成図である。 実施例３の収差図である。 実施例４の構成図である。 実施例４の収差図である。 実施例５の構成図である。 実施例５の収差図である。 実施例６の構成図である。 実施例６の収差図である。 実施例７の構成図である。 実施例７の収差図である。 原稿読取装置の実施の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。

符号の説明

ＣＧ１ コンタクトガラス
ＣＧ２ ＣＣＤ（ラインセンサ）カバーガラス
Ｉ 第１群
ＩＩ 第２群
ＩＩＩ 第３群
ＩＶ 第４群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ

Claims (20)

1. 少なくとも、正レンズ２枚と負レンズ２枚を有し、全体で５枚構成であり、少なくとも１面に非球面を有し、上記正レンズの１枚と負レンズの１枚とが接合されて接合レンズをなす４群５枚構成であって、第２、第３群間に絞りを有し、
   上記接合レンズが、絞りに隣接して配置されていることを特徴とする原稿読取レンズ。
2. 請求項１記載の原稿読取レンズにおいて、
   全系のｅ線に対する合成焦点距離：ｆ、物体側から数えて第１番目のレンズのｅ線に対する焦点距離：ｆ１、レンズ材料のｄ線に対する屈折率の、正レンズにおける平均：ｎ凸、負レンズにおける平均：ｎ凹、レンズ材料のアッベ数の、正レンズにおける平均：ν凸、負レンズにおける平均：ν凹が、条件：
   (１-１) ０．３ ＜ｆ１／ｆ ＜ １．２
   (２-１) −０．１８ ＜ｎ凸―ｎ凹＜ ０．１８
   (３-１) ０．８８ ＜ν凸―ν凹＜ ３５．０
   を満足することを特徴とする原稿読取レンズ。
3. 請求項１または２記載の原稿読取レンズにおいて、
   物体側から順次、正の屈折力を持つ第１レンズからなる第１群、負の屈折力を持つ第２レンズからなる第２群、絞り、第３レンズと第４レンズを接合してなる接合レンズで正の屈折力を持つ第３群、正または負の屈折力を持つ第５レンズからなる第４群を配してなることを特徴とする原稿読取レンズ。
4. 請求項３記載の原稿読取レンズにおいて、
   接合レンズを構成する第３、第４レンズにおける第３レンズが正レンズ、第４レンズが負レンズであることを特徴とする原稿読取レンズ。
5. 請求項３または４記載の原稿読取レンズにおいて、
   第５レンズが負レンズであることを特徴とする原稿読取レンズ。
6. 請求項３記載の原稿読取レンズにおいて、
   接合レンズを構成する第３、第４レンズにおける第３レンズが負レンズ、第４レンズが正レンズであることを特徴とする原稿読取レンズ。
7. 請求項３〜６の任意の１に記載の原稿読取レンズにおいて、
   第１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、原稿読取レンズ。
8. 請求項３〜７の任意の１に記載の原稿読取レンズにおいて、
   全系のｅ線に対する合成焦点距離：ｆ、物体側から数えて第１番目のレンズのｅ線に対する焦点距離：ｆ１、レンズ材料のｄ線に対する屈折率の、正レンズにおける平均：ｎ凸、負レンズにおける平均：ｎ凹、レンズ材料のアッベ数の、正レンズにおける平均：ν凸、負レンズにおける平均：ν凹が、条件：
   (１-２) ０．４０ ＜ｆ１／ｆ ＜ ０．５７
   (２-２) ０．０８ ＜ｎ凸−ｎ凹＜ ０．１４
   (３-２) ３．４７ ＜ν凸−ν凹＜ １９．４９
   を満足することを特徴とする原稿読取レンズ。
9. 請求項１記載の原稿読取レンズにおいて、
   物体側から順次、正の屈折力を持つ第１レンズからなる第１群、正の屈折力を持つ第２レンズと負の屈折力を持つ第３レンズを接合してなる接合レンズで負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ第４レンズからなる第３群、正の屈折力を持つ第５レンズからなる第４群を配してなることを特徴とする原稿読取レンズ。
10. 請求項９記載の原稿読取レンズにおいて、
    第４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原稿読取レンズ。
11. 請求項９または１０記載の原稿読取レンズにおいて、
    全系のｅ線に対する合成焦点距離：ｆ、物体側から数えて第１番目のレンズのｅ線に対する焦点距離：ｆ１、レンズ材料のｄ線に対する屈折率の、正レンズにおける平均：ｎ凸、負レンズにおける平均：ｎ凹、レンズ材料のアッベ数の、正レンズにおける平均：ν凸、負レンズにおける平均：ν凹が、条件：
    (１-３) ０．５４ ＜ｆ１／ｆ ＜ １．１４
    (２-３) −０．１６ ＜ｎ凸−ｎ凹＜ ０．０５
    (３-３) １８．１１ ＜ν凸−ν凹＜ ３２．１３
    を満足することを特徴とする原稿読取レンズ。
12. 請求項１〜１１の任意の１に記載の原稿読取レンズにおいて、
    ５枚のレンズが全てガラスレンズであり、非球面がガラスモールドで形成されることを特徴とする原稿読取レンズ。
13. 請求項１０記載の原稿読取レンズにおいて、
    ５枚のレンズが全てガラスレンズであり、非球面が第４レンズの凸レンズ面にガラスモールドで形成されていることを特徴とする原稿読取レンズ。
14. コンタクトガラス上に原稿を平面的に載置し、上記原稿をスリット状に照明し、照明部からの反射光を原稿読取レンズによりラインセンサ上に縮小して結像させ、上記スリット状の照明部の長手方向に直交する方向において、上記照明部と原稿とを相対的に変位させて原稿面を照明走査して原稿画像を読取る方法であって、原稿読取レンズとして、請求項１〜１３の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする原稿読取方法。
15. 請求項１４記載の原稿読取方法において、
    コンタクトガラス上の原稿の、スリット状の照明部における照明照度が、スリット中央部からスリット長手方向の両端部に向かって増加するように照明することを特徴とする原稿読取方法。
16. 原稿を照明する照明系と、この照明系で照明された原稿で反射された光を縮小結像させる結像レンズと、この結像レンズにより結像された原稿画像の像を光電変換するラインセンサとを有する原稿読取装置において、
    結像レンズとして、請求項１〜１３の任意の１に記載の原稿読取レンズを用いたことを特徴とする原稿読取装置。
17. 請求項１６記載の画像読取装置において、
    光学系の光路上に色分解手段を有し、原稿画像をフルカラーで読取ることを特徴とする原稿読取装置。
18. イメージ情報を画像として形成する画像形成装置において、
    原稿画像をイメージ情報化するために原稿画像を読取る原稿読取装置として、請求項１６または１７記載の原稿読取装置を有することを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項１８記載の画像形成装置において、
    イメージ情報を感光性媒体に光走査により書込んで画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
20. 請求項１９記載の画像形成装置において、
    感光性媒体として光導電性の感光体を用い、光走査により書込まれる静電潜像を所定の色のトナーで可視化することを特徴とする画像形成装置。

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