JP2011197086A - レンズ偏心機構を有する結像レンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】レンズを保持機構に配置した際のレンズの位置精度を得る。
【解決手段】当て面部５を第２レンズＬ２を保持する鏡筒に設け、偏心させる第２レンズＬ２の結像に寄与しない平押し部７に３つの突起部４A、４B、４Cを設ける。突起部４Ａ、４Ｂ、４Ｃのうち、４Ａ、４Ｂの２つが揃って高く、４Ｃのみが低い。レンズを鏡筒に配置し、突起部４A、４B、４Cを当て面部５に突き当てることで突起と当て面部との位置関係を一意に当て決めし、突起部により第２レンズＬ２の光軸方向の位置を決める。
【選択図】図１

Description

本発明は、偏心機構を有する結像レンズユニットに関する。

近年、画像形成装置、特に画像読取装置において、結像レンズを有する結像レンズユニットが用いられている。

例えば特許文献１には、 複数枚で構成される読取レンズと、読み取られた原稿情報が前記読取レンズを介して入射され、光電変換する撮像素子と、それらを保持するベースとからなる画像読取用の光学ユニットにおいて、前記読取レンズの保持部が前記ベースの上面に溝状に形成されており、前記読取レンズの少なくとも1枚は前記溝状に形成された保持部内で固定されていることを特徴とする光学ユニットが記載されている。

この特許文献１では、レンズの保持方法としては、溝の内面にそのまま接着剤で固定する方法や、円環状の取り付け溝を前記溝の軸方向に垂直に形成し、この細溝に読取レンズの外周部を挿入し接着剤で固定する方法、また接着剤を使用しない強嵌合の方法が取られることが記載されている。

また、特許文献１において、接着剤の具体的な接着位置は、レンズの側面におけるレンズの中心を通る線に対して対照的な２箇所としていることが記載されている。このような位置で接着することにより、接着剤硬化時や環境変動によって位置ずれが発生しづらくなる。

しかしながら、特許文献１記載の発明では、レンズの側面を平面としており、レンズを保持すべき溝の内面が平面であるため、レンズの姿勢がどこで安定するか予測できず、レンズを位置決めするために、レンズを保持させた後でレンズの固定前に、レンズの当たり方によって、レンズの位置が任意にばらついてしまうことにより、結像性能が劣化してしまったり、レンズ全体を回転調整したりしなければならない。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、保持部とレンズとの位置関係のばらつきを抑え、保持部に設置した際のレンズ姿勢の精度を得ることを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の結像レンズユニットは、画像読み取り装置に用いられる結像レンズユニットであって、複数枚のレンズから構成される結像レンズと、複数枚のレンズを固定して保持する保持機構と、複数枚のレンズのうち少なくとも１枚のレンズを偏心させる偏心機構と、を有することを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記偏心機構は、前記保持機構と偏心させるレンズの少なくとも一方に設けられた複数の突起部であることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記複数の突起部のうち、少なくとも１つの突起部は他の突起部よりも高いことを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記保持機構はレンズが当接する当て面部を有し、前記複数の突起部は、前記当て面部に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記偏心させるレンズは、結像に関与するレンズ部と結像に関与しない平押し部とを有し、前記突起部が前記平押し部に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記複数の突起部は、全て前記保持機構に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記複数の突起部は、全て前記偏心させるレンズに設けられていることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記複数の突起部は、前記偏心させるレンズの外径に沿って略等間隔に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記偏心機構は、前記保持機構と偏心させるレンズとの間に設けられた偏心規制部材からなることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記偏心規制部材は、テーパ形状であることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、偏心させるレンズと偏心させないレンズとを分けて保持することを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、前記保持機構が、前記結像レンズを保持するレンズ鏡筒であることを特徴とする。

また、本発明の結像レンズユニットは、 撮像素子と、読取レンズと撮像素子とを保持するベースと、を有する光学ユニットに読取レンズとして用いられ、前記保持機構が前記ベースの上面に設けられている溝であることを特徴とする。

また、本発明の光学ユニットは、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の結像レンズユニットを読取レンズとして用いる。

また、本発明の画像読取装置は、請求項１４に記載の光学ユニットを用いる。

また、本発明の画像形成装置は、請求項１５に記載の画像読取装置を用いる。

本発明によれば、保持機構とレンズとの位置関係を一意に当て決めすることができるので、保持機構に設置した際のレンズの位置を精度よく決めることができる。

本発明の一実施形態に係る結像レンズユニットの概略構成を示す図である。 第２レンズＬ２を、図１における物体側（図１左側）から見た図である。 ラインセンサを用いた画像読取装置における座標系を示す図である。 全てのレンズに偏心がない場合のＭＴＦ特性図である。 第２レンズに約２分のβ偏心を与えたときのMTF特性図である。 第２レンズに約２分のα偏心を与えたときのMTF特性図である。 保持機構に偏心機構を設けた結像レンズユニットの概略構成を示す図である。 第２レンズＬ２を、図７における物体側（図７左側）から見た図である。 偏心機構としてスペーサーを設けた結像ユニットを示す図である。 保持機構の一例としての光学ユニットの概略構成を示す図である。 図１０の光学ユニットをＸ方向から見た図である。 図１０の光学ユニットをＺ方向から見た図である。 図１１におけるＡ−Ａ´断面を示す図である。 第２レンズＬ２を、図１３における像側（図１３右側）から見た図である。 偏心機構を保持機構に設けた光学ユニットを説明する図である。 第２レンズＬ２を、図１５における物体側（図１５左側）から見た図である。 偏心機構としてスペーサーを設けた光学ユニットを示す図である。 本発明の第７の実施例の断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学モジュールの概略構成を示す図である。 画像読取装置の一形態を示す図である。 画像読取装置の変形例を示す図である。 画像形成装置の一形態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図２２に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る結像レンズユニットの概略構成が示されている。図１に示す結像レンズユニットは、左（物体側）から右（像側）へ順に、凸メニスカスレンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２、絞りＳ、両凸レンズの第３レンズＬ３、凹メニスカスレンズの第４レンズＬ４からなる結像レンズ１と、各レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を保持する保持機構として機能する物体側鏡筒部分２及び像側鏡筒部分３からなる鏡筒を有する。

第２レンズＬ２は、結像に寄与するレンズ部６と、結像に寄与しない平押し部７に分けられる。この平押し部７の物体側の面には、偏心機構として機能する３つの突起部４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設けられ、この突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃは物体側鏡筒部分２に設けられた当て面部５に当接する。

図２に示すように第２レンズの平押し部には３つの突起部４Ａ、４Ｂ、４Ｃがあり、突起部４Ａ、４Ｂ、４Ｃは第２レンズＬ２の外径に沿って略等間隔に配置されている。３つの突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうち、２つの突起部（本実施例では、突起部４Ａ、４Ｂ）がそろって高く、一つの突起部（本実施例では、突起部４Ｃ）のみが低い。すなわち、平押し部７の物体側の面を基準とする突起部４Ａ，４Ｂの物体側方向の高さが、平押し部７の物体側の面を基準とする突起部４Ｃの物体方向の高さよりも高い。

次に、本実施例における第２レンズＬ２の位置決めについて説明する。

図１に示す物体側鏡筒２に、第２レンズを配置すると、突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃが当て面部５に当接する。このとき、第２レンズＬ２を配置する鏡筒（物体側鏡筒部分２）のうち高い突起部である突起部４Ａ，４Ｂと当て面部５とが当接する第２レンズＬ２の周縁は、当て面部５の面を基準として像側に寄せた位置に位置決めされる。また、低い突起部４Ｃが当接する第２レンズＬ２の周縁は、当て面部５の面を基準として物体側に寄せた位置に位置決めされる。つまり、第２レンズの姿勢は当て面部の面を基準として高い突起部のある方を像側に、低い突起部の方を物体側に傾けた状態に決まる。この傾きの程度は、突起部の高低差（突起部４Ａおよび４Ｂと、４Ｃとの高さの差）によって決まり、本実施例の場合、光軸方向における傾きの程度はおよそ２分である。この３つの突起部の高さを変えることで、結像ユニット内のレンズの傾きの程度やレンズの偏心させる方向を変えることができる。

結像ユニット内のレンズの傾きの程度やレンズの偏心させる方向を変える他の例を説明する。

例えば、上記実施例のうち突起部の高低を変えて、突起部４Ｃのみが高く、突起部４Ａ、４Ｂが揃って低い場合がある。この場合、第２レンズの姿勢は、当てて面部の面を基準として、高い突起部の４Ｃのある方を像側に、低い突起部のある４Ａ、４Ｂの方を物体側に傾けた状態に決まる。前述と同様に、結像ユニット内のレンズの傾きの程度は、突起部の高低差（突起部４Ｃと、突起部４Ａおよび４Ｂとの高さの差）によって決まる。

本実施例において、平押し部７の突起部４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）を当て面部５に突き当てることで突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃと当て面部５との位置関係を一意に当て決めすることができる。更に、突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃと当て面部５との位置関係を一意に当て決めすることができるため、突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃにより第２レンズＬ２の光軸方向の位置が精度よく決まる。さらに、第２レンズＬ２が結像レンズ１の光軸に対して任意の方向に偏心した姿勢とすることができる。すなわち、当て面部の突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃと位置関係が一意に決まることから結像レンズ１の姿勢も精度よく決まる。

さらに、偏心した方向と直交する方向に対しての第２レンズＬ２の偏心は、先行技術文献における光学ユニットのように本機構を用いない場合に比べて小さく抑えることができる。

次に、ラインセンサを用いた画像読取装置であって、上記した結像レンズユニットを用いる実施形態について説明する。

ここで、ラインセンサを用いた画像読取装置における座標系を図３を用いて説明する。図３に示すように、光軸方向をZ、ラインセンサの受光素子の配列長手方向をYとするXYZ直交座標系で考えた時、第２レンズのX軸周りの回転による偏心をα偏心、Y軸周りの回転による偏心をβ偏心とする。

なお、結像レンズユニットの構成については上記実施例１と同様であるので記載を省略する。

ラインセンサを用いた画像読取装置の場合、画像読取装置の主走査方向がメリディオナル、副走査方向がサジタルとなる。すなわち、前述のXYZ座標系において光軸（Z軸）とY軸とを含む平面がメリディオナル面となる。

ここで、ＭＴＦ特性の比較例を図４から図６を用いて説明する。図４は全てのレンズに偏心がない場合のＭＴＦ特性図である。図５は、第２レンズに約２分のβ偏心（α偏心はゼロ）を与えたときのMTF特性図である。また、図６は 比較例１として、第２レンズに約２分のα偏心（β偏心はゼロ）を与えたときのMTF特性図である。

主走査方向での最大像高（ラインセンサに入る１ラインの像の両端に対応）でのＭＴＦ曲線は、実線がサジタル、点線がメリディオナルでのMTFを表す。

β偏心の場合、最大像高でのMTF曲線はピーク周辺で落ちるものの、左右像高での差は現れない。閾値（例えばＭＴＦ４０％）以上を確保できるデフォーカスの範囲Ｄｆは、図３に示す偏心がない場合と比較しても、ほぼ変わらない範囲である。

これに対し、α偏心の場合、最大像高でのMTF曲線は、左右像高で曲線に左右差が現れ、その結果、閾値（例えばＭＴＦ４０％）以上を確保できるデフォーカスの範囲Ｄｆが狭くなってしまう。すなわち、像面（焦点）深度が狭くなってしまう。

レンズ姿勢自体を調整する（偏心を調整する）か、レンズ全体を回転させることにより、MTF特性が良好な状態に調整する必要がある。この比較例では、９０°回転させることで、実施例１と同様のレンズ姿勢を得ることができる。

本願では、上記した突起部４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と当て面部５とを有する結像レンズユニットの構成により、比較例のような結像性能の左右差が生じないため、特許文献１記載の光学ユニットのようにレンズ全体を回転調整する必要もない。

上記ラインセンサを用いた画像読取装置において、第２レンズＬ２の偏心した方向に対する直交方向を本発明における画像読取装置に用いるラインセンサの受光素子の配列長手方向とすれば、良好な結像性能を得ることができる。

なお、このラインセンサを用いる画像読取装置の実施形態において、鏡筒以外の部材に当て面部を設けてもよい。例えば、第１レンズＬ１の像側の面に当て面部５に相当する当接させる面を設け、第１レンズＬ１を固定した後に第２レンズＬ２の突起部を第１レンズＬ１に当接させて第２レンズＬ２を偏心させ固定しても良い。この場合も、上記した実施例１における第２レンズＬ２の姿勢が任意の偏心を維持して位置決めされるのと同様に、第２レンズＬ２の突起部と第１レンズＬ１との位置関係が一意に決まる。

また、ラインセンサを用いる画像読取装置において特に偏心機構が有効なレンズとして、ラインセンサの配列方向を長手、ラインセンサの直交方向を短手とする扁平レンズが挙げられる。扁平レンズを用いることで画像読取装置の高さを低くすることができる。

次に、図７から図８までを用いて、保持機構に偏心機構を設ける実施例について説明する。

図７は保持機構に偏心機構を設けた結像レンズユニットの概略構成を示す図であり、図８は、図７において鏡筒及び突起部をD―D´で切った断面を第２レンズ側（像側）から見た図である。

本実施例は、偏心機構として機能する突起部が、偏心させるレンズである第２レンズＬ２ではなく、物体側鏡筒部分２に設けられている点で、実施例１と異なる。

図７において、上記した実施例１と同様、本実施例における結像レンズユニットは、左（物体側）から右（像側）へ順に、凸メニスカスレンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２、絞りＳ、両凸レンズの第３レンズＬ３、凹メニスカスレンズの第４レンズＬ４からなる結像レンズと、各レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を保持する保持機構として機能する鏡筒を有する。この鏡筒は、物体側鏡筒部分２と像側鏡筒部分３とを有する。なお、鏡筒は樹脂で形成することもできる。

さらに、第２レンズＬ２は、結像に寄与するレンズ部６と、結像に寄与しない平押し部７に分けられる。

物体側鏡筒部分２には、図８の断面図で示すように３つの突起部（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ）があり、この突起部８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、偏心させるレンズである第２レンズＬ２を保持する位置に設けられている。すなわち、この突起部８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、図８に示すように、物体側鏡筒部分２の内周に沿って略等間隔に配置されている。３つの突起部８Ａ，８Ｂ，８Ｃのうち、突起部８Ａ、８Ｂの２つがそろって高く、突起部８Ｃの１つのみが低い。すなわち、突起部８Ａ、８Ｂと当接する物体側鏡筒部分２の面を基準とする突起部８Ａ，８Ｂの像側方向の高さが、突起部８Ｃと当接する物体側鏡筒部分２の面を基準とする突起部８Ｃの像側方向への高さよりも高い。

次に、本実施例における第２レンズＬ２の位置決めについて説明する。

第２レンズＬ２を物体側鏡筒部分２に配置すると、突起部８Ａ，８Ｂ，８Ｃが平押し部７に当接する。このとき、第２レンズＬ２の周縁は、第２レンズＬ２を配置する物体側鏡筒部分２のうち高い突起部８Ａ，８Ｂが当接する物体側鏡筒部分２の面から見て像側に寄せた位置に位置決めされる。また、低い突起部８Ｃが当接する物体側鏡筒部分２の面から見た第２レンズの周縁は、物体側に寄せた位置に位置決めされる。つまり、第２レンズＬ２の姿勢は、高い突起部８Ａ，８Ｂのある方を像側に、低い突起部８Ｃがある方を物体側に傾けた状態に決まる。この傾きの程度は、突起部の高低差（突起部８Ａおよび８Ｂと、突起部８Ｃとの高さの差）によって決まり、本実施例の場合、光軸方向における傾きの程度はおよそ２分である。この３つの突起部の高さを変えることで、結像ユニット内のレンズの傾きの程度やレンズの偏心させる方向を変えることができる。

結像レンズユニット内のレンズの傾きの程度やレンズの偏心させる方向を変える他の例を説明する。

例えば、突起部８Ｃのみが高く、突起部８Ａ、８Ｂが揃って低い場合がある。第２レンズＬ２の姿勢は高い突起部の８Ｃのある方を像側に、低い突起部のある８Ａ、８Ｂの方を物体側に傾けた状態に決まる。上記と同様に、結像ユニット内のレンズの傾きの程度は、突起部の高低差（突起部８Ｃと、突起部８Ａおよび８Ｂとの高さの差）によって決まる。

すなわち、本実施例において、当て面部５の突起に平押し部７を突き当てることで突起部８（突起部８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）と当て面部５との位置関係を一意に当て決めすることができるため、突起部８Ａ，８Ｂ，８Ｃにより第２レンズＬ２の光軸方向の位置が精度よく決まる。さらに、第２レンズＬ２が結像レンズの光軸に対して任意の方向に偏心した姿勢とすることができる。すなわち、突起部８と当て面部５の位置関係が一意に決まることから結像レンズの姿勢も精度よく決まる。

さらに、偏心した方向と直交する方向に対しての第２レンズＬ２の偏心は、先行技術文献における光学ユニットのように本機構を用いない場合に比べて小さく抑えることができる。

さらに、上記したラインセンサを用いる画像読取装置に本実施例の偏心機構を用いて、第２レンズＬ２の偏心した方向に対する直交方向をラインセンサの受光素子の配列長手方向とすれば、実施例１に記載したのと同様に良好な結像性能（ＭＴＦ特性）を得ることができる。

次に、図９を用いて、偏心機構の他の実施例を説明する。図９は、偏心機構としてスペーサーを設けた結像ユニットを示す図である。

実施例１、２と同様、結像レンズユニットは左から凸メニスカスレンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２、絞りＳ、両凸レンズの第３レンズＬ３、凹メニスカスレンズの第４レンズＬ４からなる結像レンズと、各レンズを保持する保持機構として機能する鏡筒を有する。

実施例１、２とは、偏心させるレンズである第２レンズと保持機構との間に、偏心規制部材として機能するスペーサー９を挿入する点で異なる。原稿面からの有効光束を遮らないように、スペーサーは中央部分が抜けた構造となっているものが望ましい。または、それ自身が光を透過できる材質でも構わない。

スペーサーの形状やスペーサーを挿入する方向を変えることにより、第２レンズを結像レンズの光軸に対して任意の方向に偏心させることができる。さらに、偏心した方向と直交する方向に対しての第２レンズの偏心は、本機構を用いない場合に比べて小さく抑えることができる。その直交方向を本発明における画像読取装置に用いるラインセンサの受光素子の配列長手方向とすれば、実施例１同様に良好な結像性能を得ることができる。

次に、図１０から図１４までを用いて、保持機構の他の実施例について説明する。図１０は保持機構の一例としての光学ユニットの概略構成を示す図、図１１は図１０をＸ方向から見た図、図１２は光学ユニットをＺ方向から見た図である。図１３は、図１１におけるＡ−Ａ´断面を示す図であり、図１４は図１３に示す第２レンズＬ２を像側から見た図である。

本実施例では、上記した鏡筒を保持機構とする代わりに、保持機構として、本願の結像レンズユニットを適用する画像読取用の光学ユニットのベースに溝を設けている。

ベース１１の上面に設けた溝１２が結像レンズユニットにおいてレンズの保持機構として機能する。

本実施例において、図１０及び図１１に示す光学ユニットは、読取レンズ群１と撮像素子１０とこれらを保持するベース１１とからなる。ベース１１は、上面に溝１２が形成されており、この溝１２の内側に当て面部１３を設けている。

また、図１０及び図１１に示すように、読取レンズ群１は、左（物体側）から右（像側）に順に、凸メニスカスレンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２で構成されている。

図１３に示すように第２レンズＬ２は、結像に寄与するレンズ部６と、結像に寄与しない平押し部７にわけられる。第２レンズＬ２の平押し部７には、偏心機構として機能する突起部４を設けている。

この突起部４は複数設けられる。この突起部４の配置は、任意の箇所に１つ配置し、この配置した突起部とレンズ中心とを結ぶ線に対して左右対称な箇所に各１つづつ設けることができる。本実施例では、図１４に示すように、突起部４を、任意の箇所に配置した突起部４Ｃと、この突起部４Ｃとレンズの中心とを結ぶ線に対して左右対称な箇所に突起部４Ａ，４Ｂを設けている。

３つの突起部のうち、突起部４Ａ、４Ｂの２つがそろって低く、突起部４Ｃの１つのみが高い。すなわち、図１３に示すように、平押し部７の像側の面を基準とする突起部４Ａ，４Ｂの像側方向への突起部４Ａ，４Ｂの高さは、平押し部７の像側の面を基準とする突起部４Ｃの高さよりも低い。

次に、本実施例の偏心機構による位置決めについて説明する。

第１レンズＬ１は溝１２に対して垂直に保持される。一方、第２レンズＬ２の平押し部７の物体側の面の突起部４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、溝１２内に設けられた当て面部１３に当接する。

このとき、第２レンズＬ２の周縁は、第２レンズＬ２を配置する光学ユニットの溝１２のうち高い突起部４Ｃが当接する当て面部１３から見て、物体側に寄せた位置に位置決めされる。また、高い突起部４Ｃが当接する当て面部１３から見た場合は、第２レンズＬ２の周縁は物体側に寄せた位置となる。つまり、第２レンズＬ２の姿勢は、高い突起部のある方を物体側に、低い突起部の方を像側に傾けた状態に決まる。この第２レンズＬ２の傾きの程度は、突起部の高低差（突起部４Ａおよび４Ｂと、突起部４Ｃとの高さの差）によって決まり、本実施例の場合、光軸方向における傾きの程度はおよそ２分である。この３つの突起部の高さを変えることで、レンズの傾きの程度やレンズの偏心の方向を変えることができる。

上記したように、平押し部７の突起部４を当て面部１３に突き当てることで突起部４と当て面部１３との位置関係を一意に当て決めすることができる。また、突起部４と当て面部１３との位置関係が一意に決まることにより、突起部４により第２レンズＬ２の光軸方向の位置が精度よく決まる。さらに、第２レンズＬ２が結像レンズの光軸に対して任意の方向に偏心した姿勢とすることができる。すなわち突起部４と当て面部１３の位置関係が一意に決まることにより、第２レンズＬ２の姿勢も精度よく決まる。

さらに、上記構成によれば、偏心した方向と直交する方向に対しての第２レンズの偏心は、先行技術文献における光学ユニットのように本機構を用いない場合に比べて小さく抑えることができる。その直交方向を本発明における画像読取装置に用いるラインセンサの受光素子の配列長手方向とすれば、実施例１に記載したのと同様に良好な結像性能（ＭＴＦ特性）を得ることができる。

特に偏心機構が有効なレンズとして、ラインセンサの配列方向を長手、ラインセンサの直交方向を短手とする扁平レンズが挙げられる。扁平レンズを用いることで画像読取装置の高さを低くすることができる。

次に、図１５及び図１６を用いて、偏心機構の他の実施例を説明する。図１５は偏心機構を保持機構に設けた光学ユニットを説明する図である。図１６は、図１５におけるＢ−Ｂ‘断面を示す図である。

本実施例は、本発明の結像レンズユニットを適用する画像読取用の光学ユニットのベースに設けられた溝が保持機構として機能する点で実施例４と共通し、偏心機構が偏心させるレンズではなく保持機構に設けられている点で実施例４と異なる。

本実施例において、図１５に示す光学ユニットは、実施例４と同様に、読取レンズ群１とこの読取レンズ群１を保持するベース１１とからなる。ベース１１は、上面に溝１２が形成されており、この溝１２の内側に当て面部１３を設けている。

また、図１５に示す読取レンズ群１は、左（物体側）から右（像側）に順に、凸メニスカスレンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２で構成されている。第２レンズＬ２は、結像に寄与するレンズ部６と、結像に寄与しない平押し部７にわけられる。

溝１２の当て面部１３には、当て面部１３から伸びる突起部１４が設けられている。

この突起部１４は複数、本実施例では図１６に示すように３つの突起部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが設けられている。この３つの突起部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのうち、突起部１４Ａ、１４Ｂの２つがそろって低く、突起部１４Ｃの１つのみが高い。すなわち、当て面部１３の物体側の面を基準とする突起部１４Ａ、１４Ｂの物体側方向への高さが、当て面部１３の物体側の面を基準とする突起部１４Ｃの物体側方向への高さよりも低い。

次に、本実施例の読取レンズ群１の位置決めについて説明する。

第１レンズＬ１は、ベース１１の溝１２に対して垂直に保持される。一方、第２レンズＬ２の平押し部７は、当て面部１３に設けられた突起部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが当接する。

第２レンズＬ２を光学ユニットの溝１２に配置すると、突起部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが第２レンズＬ２の平押し部７に当接する。このとき、第２レンズＬ２の周縁は、第２レンズＬ２を配置する光学ユニットの溝１２のうち高い突起部１４Ｃが設けられた当て面部１３から見て、物体側に寄せた位置に位置決めされる。また、低い突起部１４Ａ、１４Ｂが当接する当て面部１３から見た場合は、第２レンズＬ２の周縁は像側に寄せた位置となる。つまり、第２レンズＬ２の姿勢は、高い突起部のある方を物体側に、低い突起部の方を像側に傾けた状態に決まる。この第２レンズＬ２の傾きの程度は、突起部の高低差（突起部１４Ａおよび１４Ｂと、突起部１４Ｃとの高さの差）によって決まり、本実施例の場合、光軸方向における傾きの程度はおよそ２分である。

この３つの突起部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの高さを変えることで、結像ユニット内のレンズの傾きの程度やレンズの偏心方向を変えることができる。

例えば、突起部１４Ａ、１４Ｂが揃って高く、突起部１４Ｃのみが低い場合、第２レンズＬ２の姿勢は高い突起部１４Ａ、１４Ｂある方を物体側に、低い突起部のある１４Ｃの方を像側に傾けた状態に決まる。前述のとおり、第２レンズＬ２の傾きの程度は、１４Ｃと、１４Ａおよび１４Ｂとの高さの差によって決まる。

上記したように、当て面部１３の突起部１４を平押し部７に突き当てることで突起部１４と平押し部７との位置関係を一意に当て決めすることができる。また、この突起部１４と平押し部７との位置関係が一意に当て決めされることにより、突起部１４により第２レンズＬ２の光軸方向の位置が精度よく決まる。さらに、第２レンズＬ２が結像レンズの光軸に対して任意の方向に偏心した姿勢とすることができる。すなわち、突起部１４と平押し部７との位置関係が一意に決まることから第２レンズＬ２の姿勢も精度よく決まる。

さらに、偏心した方向と直交する方向に対しての第２レンズの偏心は、先行技術文献における光学ユニットのように本機構を用いない場合に比べて小さく抑えることができる。第２レンズＬ２の偏心した方向に対する直交方向を本発明における画像読取装置に用いるラインセンサの受光素子の配列長手方向とすれば、実施例１に記載したのと同様に良好な結像性能（ＭＴＦ特性）を得ることができる。

次に、図１７を用いて、偏心機構の他の実施例を説明する。図１７は、偏心機構としてスペーサーを設けた光学ユニットを示す図である。

本実施例は、本願の結像レンズユニットを適用する画像読取用の光学ユニットのベースに設けられた溝が保持機構として機能する点で実施例４及び実施例５と同様であり、偏心機構として機能するスペーサー１５を挿入する点で実施例４及び実施例５と異なる。

なお、本実施例における光学ユニットは、実施例４と同様に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とからなる読取レンズ群１と、撮像素子１０と、この読取レンズ群１及び撮像素子１０とを保持するベース１１とからなる。ベース１１の溝１２及び当て面部１３、読取レンズ群１のレンズ構成は、実施例４と同様のため、記載を省略する。

本実施例のスペーサー１５は、図１７に示すように、第2レンズＬ２と図示を省略した撮像素子１０との間、より具体的には第２レンズＬ２と当て面部１３に配置される。

スペーサー１５は、本実施例では、図１７に示すようにテーパー形状としている。ここで、スペーサー１５は、本実施例の結像レンズユニットを用いた光学ユニット、画像読取装置、画像形成装置において、原稿面からの有効光束を遮らないような構成とし、例えばスペーサー１５の中央部分が抜けた構造望ましい。または、スペーサー１５自身が光を透過できる材質で構成しても構わない。

次に、本実施例の保持機構であるスペーサー１５を用いた第２レンズＬ２の位置決めについて説明する。

図１７において、スペーサー１５を介して、第２レンズＬ２をベース１１の溝１２に位置させる。すなわち、図１７に示すように、第２レンズＬ２の像側の平押し部７と、スペーサー１５の物体側の面とを当接させる。

このように、第２レンズＬ２とスペーサー１５とを当接させると、スペーサー１５のテーパー形状により、第２レンズＬ２が溝１２に対して傾く。すなわち、第２レンズＬ２は、読取レンズ群１光軸に対して任意の方向に偏心する。

上記したように、スペーサーの形状やスペーサーを挿入する方向を変えることにより、第２レンズを結像レンズの光軸に対して任意の方向に偏心させることができる。

さらに、偏心した方向と直交する方向に対しての第２レンズＬ２の偏心は、先行技術文献における光学ユニットのように本機構を用いない場合に比べて小さく抑えることができる。

さらに、上記したラインセンサを用いる画像読取装置に本実施例の偏心機構を用いて、第２レンズＬ２の偏心した方向に対する直交方向をラインセンサの受光素子の配列長手方向とすれば実施例１に記載したのと同様に良好な結像性能（ＭＴＦ特性）を得ることができる。

次に、レンズの偏心に関する他の実施例について説明する。図１８は本発明の第７の実施例の断面図である。

図１８に示すように、本実施例の光学ユニットは、左（物体側）から右（像側）に順に、凸メニスカスレンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２、絞りＳ、両凸レンズの第３レンズＬ３、凹メニスカスレンズの第４レンズＬ４で構成される読取レンズを有する。

本実施例の光学ユニットは、ベース１１を有する。ベース１１は、溝１２と、この溝１２の内側に設けられた当て面部１３とを有する。本実施例における溝１２は、図１８に示すように複数設けられている。

第１レンズＬ１は、結像に寄与するレンズ部６と、結像に寄与しない平押し部７に分けられる。第１レンズＬ１の平押し部７には、複数の突起部４が設けられて入る。この突起部４の高低及び配置については、上記した実施例１と同様であるので、記載を省略する。

このように、本実施例の読取レンズは、偏心させるレンズと偏心させないレンズとを有し、かつ、偏心機構を有するレンズと偏心機構を有さないレンズ群とを分けて保持する構成としている。

本実施例の読取レンズでは、偏心させるレンズとして第１レンズＬ１を、偏心させないレンズとして第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４を有している。

次に、本実施例におけるレンズの位置決め及びレンズの偏心について説明する。

図１８で物体側に位置する溝１２には第１レンズＬ１が、図１８で像側に位置する溝１２には第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４が、それぞれ保持される。

読取レンズのうち、第１レンズＬ１は、図１８で物体側に位置する溝１２に保持される。読み取りレンズのうち、第２レンズＬ２，第３レンズＬ３，第４レンズＬ４は、図１８で像側に位置する溝１２内で保持される。

上記のように、偏心機構を有するレンズと偏心機構を有さないレンズ群とを分けて保持することにより、特定のレンズのみを偏心させ、それ以外のレンズ群が偏心にならうのを避けることができる。

次に、図１９を用いて、上記実施例の結像レンズユニット及び光学ユニットを用いる光学モジュールについて説明する。図１９は本発明の第８の実施例である結像レンズユニット及び光学ユニットを用いる光学モジュールを示す図である。

図１９において、光学モジュールは、原稿を照らすLED光源１６と反射板１７と対向板１８からなる照明系と、原稿からの反射光を折り返すミラー（１９Ａ,１９Ｂ,１９Ｃ）と、偏心固定されたレンズを含む読取レンズ１と、読み取られた原稿情報が読取レンズ１を介して入射され、光電変換する撮像素子２と、読取レンズ１及び撮像素子２を保持するベース１１とを、一体化して保持している。なお、図１９における光の経路を点線で示した。

本実施例の読取レンズ１として、上記した読取レンズ群１を用いることができる。

本実施例において、照明系とミラーと読取レンズ１と撮像素子２とベース１１とを一体化することにより、部品点数および部品コストおよび組み付け工数の低減を図ることができる。

次に、図２０を用いて、上記した結像レンズユニット、光学ユニット、光学モジュールを用いる画像読取装置について説明する。２０は、本発明の画像読取装置の実施例である。

図２０において、読取られるべき画像を有する原稿１１２は「原稿台」としてのコンタクトガラス１１１上に平面的に定置され、コンタクトガラス１１１の下部にXeランプやLED光源等を用いた照明手段を配置し、「図面に直交する方向に長いスリット状部分」を照明させる。原稿１１２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１１３に設けられた第１ミラー１１３Bにより反射された後、第２走行体１１４に設けられた第２ミラー１１４Ａ、第３ミラー１１４Ｂにより順次反射され、画像読取レンズ１１５を透過し、光電変換素子としてのラインセンサ１１６の撮像面上に原稿画像の縮小像として結像する。光電変換素子がラインセンサであるため、１ラインの結像性能が良好であればよい。

第１〜第３ミラー１１３B、１１４Ａ、１１４Ｂは「反射光学系」を構成する。第１走行体１１３、第２走行体１１４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１１３の走行速度は「Ｖ」、第２走行体１１４の走行速度は「Ｖ／２」である。この走行により、第１走行体１１３、第２走行体１１４は、それぞれ「破線で示す位置」まで変位する。照明ユニット１１３Ａと、第１ミラー１１３Bは、第１走行体１１３と一体的に移動し、コンタクトガラス１上の原稿１１２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１１６は、「色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを持った光電変換素子（１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を、１チップに３列に配列させた３ラインＣＣＤ（３ラインのラインセンサ）」であり、原稿１１２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１１２の読取りが実行され、原稿１１２のカラー画像は、赤、緑、青の３原色に色分解して読取られる。

また、本実施例の画像読取装置は、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１１５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。その実施例が図１２である。図１９で一体化した光学モジュールを矢印方向に走行させることにより、原稿１１２の読取走査が可能である。

「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。
図２２は、本発明の画像形成装置の実施例である。

本発明の画像形成装置は、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２０に即して説明したのと同様のものであり、各部には図２０と同じ符号を付してある。

画像読取装置２００の３ラインのラインセンサ（撮像手段）１６から出力される画像信号は画像処理部１２００に送られ、画像処理部１２００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１１００を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１１１０、リボルバ式の現像装置１１３０、転写ベルト１１４０、クリーニング装置１１５０が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ１１１０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１２００から書込み用の信号を受けて光走査により感光体１１００に書込みを行う光走査装置１１７０は、帯電ローラ１１１０と現像装置１１３０との間において感光体１１００の光走査を行うようになっている。

符号１１６０は定着装置、符号１１８０はカセット、符号１１９０はレジストローラ対、符号１２２０は給紙コロ、符号１２１０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１１００が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１１０により均一帯電され、光走査装置１１７０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１１００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１１３０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１１４０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１１４０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１１８０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１２２０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１１９０に捕えられる。

レジストローラ対１１９０は、転写ベルト１１４０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１１６０へ送られ、定着装置１１６０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１２１０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１１００の表面はクリーニング装置１１５０によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去

Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
１ 結像レンズ
２ 物体側鏡筒部分
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 突起部
５、１３ 当て面部
６ レンズ部
７ 平押し部
９，１５ スペーサー
１１ ベース
１２ 溝

特開２００２―２６７９０８号公報

Claims (16)

1. 画像読み取り装置に用いられる結像レンズユニットであって、
   複数枚のレンズから構成される結像レンズと、
   複数枚のレンズを固定して保持する保持機構と、
   複数枚のレンズのうち少なくとも１枚のレンズを偏心させる偏心機構と、を有することを特徴とする結像レンズユニット。
2. 前記偏心機構は、前記保持機構と偏心させるレンズの少なくとも一方に設けられた複数の突起部であることを特徴とする請求項１に記載の結像レンズユニット。
3. 前記複数の突起部のうち、少なくとも１つの突起部は他の突起部よりも高いことを特徴とする請求項１、２に記載の結像レンズユニット。
4. 前記保持機構はレンズが当接する当て面部を有し、前記複数の突起部は、前記当て面部に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の結像レンズユニット。
5. 前記偏心させるレンズは、結像に関与するレンズ部と結像に関与しない平押し部とを有し、前記突起部が前記平押し部に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の結像レンズユニット。
6. 前記複数の突起部は全て前記保持機構に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の結像レンズユニット。
7. 前記複数の突起部は全て前記偏心させるレンズに設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の結像レンズユニット。
8. 前記複数の突起部は前記偏心させるレンズの外径に沿って略等間隔に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の結像レンズユニット。
9. 前記偏心機構は前記保持機構と偏心させるレンズとの間に設けられた偏心規制部材からなることを特徴とする請求項１に記載の結像レンズユニット。
10. 前記偏心規制部材は、テーパ形状であることを特徴とする請求項９に記載の結像レンズユニット。
11. 偏心させるレンズと偏心させないレンズとを分けて保持することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の結像レンズユニット。
12. 前記保持機構が、前記結像レンズを保持するレンズ鏡筒であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の結像レンズユニット
13. 撮像素子と、読取レンズと、読取レンズと撮像素子とを保持するベースと、を有する光学ユニットに読取レンズとして用いられる結像レンズユニットであって、前記保持機構が前記ベースの上面に設けられている溝であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の結像レンズユニット。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の結像レンズユニットを読取レンズとして用いた光学ユニット。
15. 請求項１４に記載の光学ユニットを用いた画像読取装置。
16. 請求項１５に記載の画像読取装置を用いた画像形成装置。

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