JP2012141465A

JP2012141465A - 画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2012141465A
Application number: JP2010294502A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 昌弘伊藤; Kiichiro Nishina; 喜一朗仁科
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-07-26

Abstract

【課題】明るくかつ広画角で、使用環境の変化による性能の劣化を抑制可能であり、高解像度を実現可能なカラー用画像読取レンズ、該画像読取レンズを用いた装置を提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２、及び物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３の３枚のレンズで構成され、第２レンズと第３レンズとの間に絞りを有し、第１レンズ及び第２レンズが樹脂材料から形成され、第３レンズがガラス材料から形成されるとともに、少なくとも第１レンズの第１面及び第２レンズの第２面が非球面を有し、かつ下記条件式（１）〜（３）を満足する画像読取レンズ、該画像読取レンズを用いた装置。
（１）１．０＜ｆ_１／ｆ＜４．０
（２）０．５＜｜ｆ_２／ｆ｜＜１．０
（３）νｄ_３＞６０
【選択図】図１

Description

本発明は画像読取レンズ、及び該画像読取レンズを備える装置に関し、詳しくは、原稿の画像情報をライン状に素子を配列した撮像素子上に縮小結像させ、該撮像素子により該画像情報を読取るようにしたデジタル複写機やファクシミリ等の画像読取部や各種のイメージスキャナに利用される画像読取レンズ、該画像読取レンズを備える画像読取装置、画像形成装置に関する。

ファクシミリやデジタル複写機の画像読取部やイメージスキャナは、読み取るべき原稿の画像情報を、画像読取レンズで縮小してＣＣＤ（Charge Coupled Device）のような撮像素子上に結像させて画像情報を信号化する。原稿の画像情報をカラー用で読取るためのＣＣＤとして、３ラインＣＣＤが多く採用されている。該３ラインＣＣＤは、赤、緑、青のフィルタを持つ撮像素子を１つの基板上に３列に配列してなり、撮像素子面に原稿の画像情報を結像させることにより、３原色に色分解して、カラーの画像情報を信号化する光学系である。

画像読取レンズとしては、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ている。また、カラー原稿を良好に読み取るために、像面上において赤、緑、青の各色の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり、各色について良好に色収差を補正しなければならない。

色収差の良好な補正のために、従来から４群６枚構成のガウスタイプの画像読取レンズが用いられている。一方、近年、結像性能に加え画像読取装置の小型化と低コスト化のために、広画角でレンズ枚数を減らした画像読取レンズが望まれている。これに対し、半画角が２０°を超え、レンズ枚数が少なく、かつ低コスト化のためにレンズ材料として樹脂材料を用いた画像読取レンズが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１には、３群３枚構成のコンパクトな画像読取レンズが記載されている。また、特許文献２には、明るさはＦ４と明るく、約０．０８８倍に縮小結像する３群３枚の構成の画像読取レンズであって、温度や湿度等の環境変化による影響を抑制したレンズが記載されている。さらに、特許文献３には、Ｆ６程度であり、倍率も約０．０９５倍程度に縮小結像させ、カラー画像読取に好適な３枚構成の画像読取レンズであって、軸上の色収差を良好に抑えられるレンズが記載されている。

しかしながら、特許文献１の画像読取レンズは、現在の撮像素子上に縮小して結像する画像読取レンズとは異なり、焦点距離が長く、明るさもＦ１０と暗いものである。例えば、近年要求される０．１２４倍程度に縮小結像させ、かつ原稿面側の解像力として６００ｄｐｉを満足させるレベルの読取りにおいては、十分な解像力を得ることができないという問題がある。
特許文献１では、負レンズの第２レンズと正レンズの第３レンズとして共に樹脂製レンズを用いてはいるが、それぞれの焦点距離の関係について規定されておらず、温度による変動を有効に抑制できない可能性がある。特許文献２の画像読取レンズは、軸上の色収差が大きく、また広画角側で倍率の色収差も大きく発生しているため、３ラインＣＣＤを用いて色情報を分離して結像させようとするカラー用の画像読取装置としては、色毎の結像性能が良好ではなく、大きくばらついてしまうという問題がある。
特許文献３の画像読取レンズは、ほとんどの実施例に示されるように画角は１８°程度である。画角が２０°を超える実施例も示されているが、球面収差の影響が大きいことが予想される。軸上の色収差は抑えられているため、色ごとの解像力の差は少ないが、全色にわたって良好な解像力は得られないという問題がある。

そこで、本発明は上記課題を鑑み、Ｆナンバーが明るくかつ広画角である画像読取レンズ（例えば、明るさがＦ６程度、かつ画角が３０°程度）であって、温度変動等の使用環境の変化による性能の劣化を抑制可能であり、高解像度を実現可能なカラー用の画像読取レンズ、該画像読取レンズを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置は、以下のとおりである。
〔１〕物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ、及び物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズの３枚のレンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとの間に絞りを有する画像読取レンズであって、
前記第１レンズ及び前記第２レンズが樹脂材料から形成され、前記第３レンズがガラス材料から形成されるとともに、
少なくとも第１レンズの物体側に面する第１面、及び第２レンズの像側に面する第２面が非球面を有し、かつ、
下記条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
（１）１．０＜ｆ_１／ｆ＜４．０
（２）０．５＜｜ｆ_２／ｆ｜＜１．０
（３）νｄ_３＞６０
ただし、
ｆ：画像読取レンズ全系の焦点距離
ｆ_１：第１レンズの焦点距離
ｆ_２：第２レンズの焦点距離
νｄ_３：第３レンズのアッベ数
である。
〔２〕下記条件式（４）及び（５）を満足することを特徴とする前記〔１〕に記載の画像読取レンズである。
（４）０．４＜Σｄ／ｆ＜０．８
（５）０．１＜｜ｒ_７／ｆ｜＜０．４
ただし、
Σｄ：画像読取レンズ全系の厚さ
ｒ_７：第３レンズの像側に面する第２面の曲率半径
である。
〔３〕原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報をライン状の撮像素子に結像させる結像レンズとを備え、前記結像レンズとして前記〔１〕または〔２〕に記載の画像読取レンズを用いたことを特徴とする画像読取装置である。
〔４〕少なくとも１枚のミラーを有し、前記照明系、前記画像読取レンズ、前記撮像素子、及び前記ミラーが一体で保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取ることを特徴とする前記〔３〕に記載の画像読取装置である。
〔５〕画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、前記〔３〕または〔４〕に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明の効果として、請求項１の発明によれば、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ、及び物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズの３枚のレンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとの間に絞りを有する画像読取レンズであって、前記第１レンズ及び前記第２レンズが樹脂材料から形成され、前記第３レンズがガラス材料から形成されるとともに、少なくとも第１レンズの物体側に面する第１面、及び第２レンズの像側に面する第２面が非球面を有し、かつ、条件式（１）１．０＜ｆ_１／ｆ＜４．０、（２）０．５＜｜ｆ_２／ｆ｜＜１．０、及び（３）νｄ_３＞６０（ただし、ｆ：画像読取レンズ全系の焦点距離、ｆ_１：第１レンズの焦点距離、ｆ_２：第２レンズの焦点距離、νｄ_３：第３レンズのアッベ数である）を満足する画像読取レンズであるため、Ｆナンバーが明るくかつ広画角である画像読取レンズであって、温度変動等の使用環境の変化による性能の劣化を抑制可能であり、カラー用として良好な画像品質が得られ、高解像度を実現可能である。また、樹脂材料を用いることで、低コスト化と軽量化を実現することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の画像読取レンズにおいて、条件式（４）０．４＜Σｄ／ｆ＜０．８、及び（５）０．１＜｜ｒ_７／ｆ｜＜０．４（ただし、Σｄ：画像読取レンズ全系の厚さ、ｒ_７：第３レンズの像側に面する第２面の曲率半径である）を満足するため、さらに画像読取レンズの小型化が達成できるとともに、球面収差、軸外光束のコマフレアを抑え良好な画像品質を得ることが可能となる。
請求項３の発明によれば、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報をライン状の撮像素子に結像させる結像レンズとを備え、前記結像レンズとして請求項１から５のいずれかに記載の画像読取レンズを用いた画像読取装置であるため、画像読取装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
請求項４の発明によれば、請求項３に記載の画像読取装置において、少なくとも１枚のミラーを有し、前記照明系、前記画像読取レンズ、前記撮像素子、及び前記ミラーが一体で保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取るため、ユニット化による部品点数の低減が可能となり、小型化が可能となるとともに、画像読取部での変動を小さくすることが可能となり、高い画像読取品質を得ることが可能となる。
請求項５の発明によれば、画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、請求項３または４に記載の画像読取装置を用いた画像形成装置であるため、如何なる使用環境においても高い画像品質を複写時に維持しつつ、小型な画像形成装置を得ることが可能となる。

本発明の画像読取レンズの構成の一例を示す概略断面図である。第１の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。図２のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。第２の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。第２の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。第３の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。第３の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。第４の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。第４の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。第５の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。第５の実施態様における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。第６の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。第６の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。第７の実施態様に係るレンズ構成を示す概略断面図である。第７の実施態様のレンズ構成における球面収差、非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を示す収差曲線図である。本発明の画像読取装置の一例の要部を示す概略構成図である。本発明の画像読取装置の他の例の要部を示す概略構成図である。本発明の画像形成装置の一例の要部を示す概略構成図である。

以下、本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本発明の画像読取レンズの一例を図１に示す。
図１に示されるように、本発明の画像読取レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２レンズＬ２、及び物体側に凹面を向けた正の屈折力を有する第３レンズＬ３で構成され、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に絞りを有する３群３枚構成のトリプレットの画像読取レンズである。
第１レンズＬ１の物体側にはコンタクトガラスＣＧ１が配置され、第３レンズＬ３の像側にはＣＣＤカバーガラスＣＧ２が配置されている。

また、図１に示されるように、レンズの形状としては、正の屈折力を有する第１レンズＬ１は物体側に面する第１面が非球面であり、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２レンズＬ２はメニスカス形状であり、像側に面する第２面が非球面であり、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有する第３レンズＬ３はメニスカス形状である。
第１レンズ及び前記第２レンズは樹脂材料から形成され、第３レンズはガラス材料から形成されている。

なお、図１における符号の意味は下記の通りである。
ｒ_ｊ（ｊ=１〜７）：物体側から数えてｊ番目のレンズ面の曲率半径
ｄ_ｊ（ｊ=１〜７）：物体側から数えてｊ番目の面間隔
ｎｄ_ｊ（ｊ=１，３，５）：物体側から数えてｊ番目の面間隔のレンズ材料の屈折率
νｄ_ｊ（ｊ=１，３，５）：物体側から数えてｊ番目の面間隔のレンズ材料のアッベ数
ｒ_ｃ１：コンタクトガラスの物体側の曲率半径
ｒ_ｃ２：コンタクトガラスの像側の曲率半径
ｒ_ｃ３：ＣＣＤカバーガラスの物体側の曲率半径
ｒ_ｃ４：ＣＣＤカバーガラスの像側の曲率半径
ｄ_ｃ１：コンタクトガラスの肉厚
ｄ_ｃ３：ＣＣＤカバーガラスの肉厚
ｎ_ｃ１：コンタクトガラスの屈折率
ｎ_ｃ３：ＣＣＤカバーガラスの屈折率
νｄ_ｃ１：コンタクトガラスのアッベ数
νｄ_ｃ３：ＣＣＤカバーガラスのアッベ数

本発明の画像読取レンズは、下記の条件式（１）〜（３）を満足する。
（１）１．０＜ｆ_１／ｆ＜４．０、
（２）０．５＜｜ｆ_２／ｆ｜＜１．０、及び
（３）νｄ_３＞６０
ただし、ｆは画像読取レンズ全系の焦点距離、ｆ_１は第１レンズの焦点距離、ｆ_２は第２レンズの焦点距離、νｄ_３は第３レンズのアッベ数である。

条件式（１）及び（２）は、画像読取レンズ全系に対する、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の焦点距離の比を表したものであり、温度環境の変動に対する結像位置の変動を軽減するために必要である。レンズが樹脂材料からなる場合、温度変化に対する焦点距離の変動が大きいため、条件式（１）及び（２）のいずれの範囲も満足することが重要である。
条件式（１）においてｆ_１／ｆが下限値を下回り、条件式（２）において｜ｆ_２／ｆ｜の値が上限値を超えると、温度上昇時に結像位置が光軸方向でレンズ側に近づき、解像力が低下してしまう。一方、条件式（１）においてｆ_１／ｆが上限値を超え、条件式（２）において｜ｆ_２／ｆ｜の値が下限値を下回ると、温度上昇時に結像位置がレンズから遠ざかり、やはり解像力が低下してしまう。

条件式（３）は、ガラス材料からなる第３レンズＬ３のアッベ数を規定するものであり、カラー用の画像読取レンズとして良好に色収差を補正するために必要である。
条件式（３）において、νｄ_３が下限値を下回ると、色収差、特に倍率の色収差が大きくなり、画像に色にじみが発生してしまう。
したがって、本発明の条件式（１）〜（３）を満足することが、カラー用の画像読取レンズとして高い画像品質を得るために必要な条件である。

レンズを構成する樹脂材料としては、以下のものが好適に挙げられる。
正の屈折力の第１レンズＬ１の材料としては、例えば、屈折率が１．４９から１．５３程度、アッベ数が５５から５８程度のアクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー（例えば、「ゼオネックス」（日本ゼオン株式会社製））等が挙げられる。
負の屈折力の第２レンズＬ２の材料としては、屈折率が１．５８から１．６４程度、アッベ数が２３から３０程度のポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。

また、本発明の画像読取レンズは、下記条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）０．４＜Σｄ／ｆ＜０．８
（５）０．１＜｜ｒ_７／ｆ｜＜０．４
ただし、Σｄは画像読取レンズ全系の厚さ、ｒ_７は第３レンズの像側に面する第２面の曲率半径である。

条件式（４）は、画像読取レンズ全系の焦点距離に対する全長を規定するものである。Σｄ／ｆの値を小さくすると、画像読取レンズの小型化には有利であるが、条件式（４）の下限値０．４を下回ると、第１レンズＬ１の屈折力を確保するために第１面ｒ_１の曲率半径が小さくってしまい、レンズ外径のコバ厚を確保することが難しくなる。一方、Σｄ／ｆの値が上限値０．８を超えてしまうと画像読取レンズ全体が大きくなり、レンズ外径も大きくなってしまうため、画像読取レンズの小型化が困難となる。

条件式（５）は、画像読取レンズ全系に対する第３レンズＬ３の第２面ｒ_７の曲率半径の比を規定するものである。条件式（５）において｜ｒ_７／ｆ｜が下限値０．１を下回ると、球面収差が負側に倒れやすくなり、全像高において良好な解像力が得られなくなってしまう。一方、｜ｒ_７／ｆ｜が上限値０．４を上回ると、コマ収差が発生し、軸外の最終辺付近において急激に解像力が得られなくなってしまう。

したがって、条件式（１）〜（３）とともに、条件式（４）及び（５）を満足することは、小型で、かつ解像力の優れた画像読取レンズを得るために必要である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像読取レンズの諸収差及び具体的な数値データを示す。各実施態様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
ＦＮｏ：Ｆナンバー
ｍ：縮率
ω：半画角
Ｙ：物体高
ｎｄ：ｄ線の屈折率
νｄ：ｄ線のアッベ数
ｎｅ：ｅ線の屈折率

また、第１レンズＬ１、及び第２レンズＬ２に用いる非球面の形状は、下記数式（１）を用いて表わされる。

すなわち、非球面の形状は、Ｙを光軸と直交する方向の光軸からの距離とするとき、非球面の面形状は任意の距離Ｙにおいて、光軸と交わる面頂点から光軸方向に距離Ｘで表すことができる。
数式（１）において、ｋは円錐係数、Ａｉは次数ｉに対する非球面係数を示す。面番号ｊは物体側から順番に付与する。Ｃ１、Ｃ２は原稿を設置するコンタクトガラスの第１面、第２面を示し、Ｃ３、Ｃ４は撮像素子のカバーガラスの第１面、第２面を示す。

〔第１の実施態様（実施例１）〕
図２は、本発明の第１の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表１に構成するレンズの具体的な数値を、表２に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

図３は、図２に示したレンズ構成における収差図を示したものである。
なお、収差図において、ｅ線は５４６．０７ｎｍ、ｇ線は４３６．８３ｎｍ、Ｃ線は６５６．２７ｎｍ、Ｆ線は４８６．１３ｎｍを示す。また、球面収差の図において、波線は正弦条件を示し、非点収差の図において、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。これらは以下に示す他の実施態様（実施例）の収差図においても同様である。

〔第２の実施態様（実施例２）〕
図４は、本発明の第２の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表３に構成するレンズの具体的な数値を、表４に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

図５は、図４に示したレンズ構成における収差図を示したものである。

〔第３の実施態様（実施例３）〕
図６は、本発明の第３の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表５に構成するレンズの具体的な数値を、表６に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

図７は、図６に示したレンズ構成における収差図を示したものである。

〔第４の実施態様（実施例４）〕
図８は、本発明の第４の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表７に構成するレンズの具体的な数値を、表８に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

図９は、図８に示したレンズ構成における収差図を示したものである。

〔第５の実施態様（実施例５）〕
図１０は、本発明の第５の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表９に構成するレンズの具体的な数値を、表１０に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

図１１は、図１０に示したレンズ構成における収差図を示したものである。

〔第６の実施態様（実施例６）〕
図１２は、本発明の第６の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表１１に構成するレンズの具体的な数値を、表１２に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

図１３は、図１２に示したレンズ構成における収差図を示したものである。

〔第７の実施態様（実施例７）〕
図１４は、本発明の第７の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下表１３に構成するレンズの具体的な数値を、表１４に非球面の形状として上記数式（１）により求めた値を示す。

以下に、上述の各実施態様（実施例）における条件式の値の計算結果を示す。

〔画像読取装置〕
本発明の画像読取装置は、原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報をライン状の撮像素子に結像させる結像レンズとを備え、前記結像レンズとして、本発明の画像読取レンズを用いる。
また、本発明の画像読取装置は、少なくとも１枚のミラーを有し、前記照明系、前記画像読取レンズ、前記撮像素子、及び前記ミラーが一体で保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取る構成とすることができる。
図２７に、本発明の画像読取装置の一例を示す。

図２７に示すように、原稿画像を読取られるべき原稿３２は、原稿載置ガラス３１の上面に平面的に定置される。第１走行体３３は、図面に直交する方向を長手方向とし、原稿載置ガラス３１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾けたミラー３３ｃを保持し、符号３３で示す位置から符号３３’で示す位置まで一定速度：Ｖで移動する。
第１走行体３３はまた、照明手段として、図面に直交する方向に長い蛍光ランプ３３ａおよび反射鏡３３ｂを保持している。蛍光ランプ３３ａは、第１走行体３３が図の右方へ変位するときに発光し、原稿載置ガラス３１上の原稿３２を照明する。従って、第１走行体３３が符号３３’で示す位置まで変位する間に原稿３２は照明走査される。

蛍光ランプ３３ａとしては、ハロゲンランプや、キセノンランプ、冷陰極管等の管灯、ＬＥＤ等の点光源を用い一列に並べたもの、もしくは点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いることができ、さらには有機ＥＬに代表される面発光光源を用いることもできる。

第２走行体３４は、図面に直交する方向に長く、鏡面を互いに直交的に傾けた１対のミラー３４ａ、３４ｂを保持し、第１走行体３３の変位に同期して符号３４’で示す位置まで一定速度：Ｖ／２で変位する。
原稿３２が照明走査されるとき、原稿３２の被照明部からの反射光は第１走行体３３のミラー３３ｃにより反射され、第２走行体３４のミラー３４ａ、３４ｂで順次反射され、結像光束として画像読取レンズ３５に入射する。このとき、第１走行体３３と第２走行体３４の速度比が２：１となっているので、原稿被照明部から画像読取レンズ３５に至る光路長が一定に保たれる。

画像読取レンズ３５に入射した結像光束は、画像読取レンズ３５の結像作用により、撮像素子３６の受光面に原稿３２の縮小像を結像する。撮像素子３６はＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図面に直交する方向へ密接して配列しており、原稿３２の照明走査に伴い、原稿画像を画素単位の電気信号として出力する。この電気信号はＡ／Ｄ変換等の信号処理を受けて画像信号となり、必要に応じてメモリ（図示されず）に記憶される。画像読取レンズ３５に本発明の画像読取レンズを用いることで小型化が可能となる。

なお、撮像素子３６は、結像画像を３色（赤、緑、青）に色分解して色情報を読取ることができ、各光電変換部で変換された電気信号を合成することでカラー原稿を読取ることができる。

図２８に、本発明の画像読取装置の他の例を示す。
符号４１は原稿載置ガラス、符号４３は画像読取ユニット、符号４４は画像読取レンズ、符号４５は撮像素子を示している。
原稿画像を読取られるべき原稿４２は、原稿載置ガラス４１の上面に平面的に定置される。画像読取ユニット４３は、図面に直交する方向を長手方向とし、原稿載置ガラス４１の原稿載置面に対して鏡面を傾けて配置されたミラー４３ｅ、４３ｆ、４３ｇを保持し、図２８において、符号４３で示す位置から符号４３’で示す位置まで一定速度：Ｖで移動する。

画像読取ユニット４３はまた、照明手段として、図面に直交する方向に長い蛍光ランプ４３ａ、４３ｃおよび反射鏡４３ｂ、４３ｄを保持している。蛍光ランプ４３ａ及び４３ｃは、画像読取ユニット４３が図９の右方へ変位するときに発光し、原稿載置ガラス４１上の原稿４２を照明する。従って、画像読取ユニット４３が符号４３’で示す位置まで変位する間に原稿４２は照明走査される。

原稿４２が照明走査されるとき、原稿４２の被照明部からの反射光は、ミラー４３ｅ、４３ｆ、４３ｇで順次反射され、結像光束として画像読取レンズ４４に入射する。このときすべてのミラーは画像読取ユニット４３に一体で保持されているため、原稿４２の照明走査中において、原稿被照明部から画像読取レンズ４４に至る光路長は一定である。

画像読取レンズ４４に入射した結像光束は画像読取レンズの結像作用により、撮像素子４５の受光面に原稿４２の画像を縮小結像する。この後は、上述の図２７に示した画像読取装置の例と同様の方式により、電気信号に変換し原稿情報を読取ることが可能となる。

〔画像形成装置〕
本発明の画像形成装置の一例の構成を図２９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１００とを有する。画像読取装置２００の部分は、図２７に即して説明したのと同様のものであり、各部には図２７と同じ符号を付してある。

原稿読取装置２００における３ラインのＣＣＤラインセンサであるラインセンサ（撮像素子）３６から出力される画像信号は信号処理部１２０に送られ、信号処理部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。

なお、本発明にかかる画像形成装置は、感光体を各色に対応して複数配置した、いわゆるタンデム式の画像形成装置であってもよい。勿論、画像形成装置を「モノクロームの画像形成を行うように構成」できることは言うまでもない。

Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
Ｌ３第３レンズ
ＣＧ１コンタクトガラス
ＣＧ２ＣＣＤカバーガラス

特許第２８６７４１３号公報特開第３１５２４４４号公報特開２０００−１２１９３５号公報

Claims

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ、及び物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズの３枚のレンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとの間に絞りを有する画像読取レンズであって、
前記第１レンズ及び前記第２レンズが樹脂材料から形成され、前記第３レンズがガラス材料から形成されるとともに、
少なくとも第１レンズの物体側に面する第１面、及び第２レンズの像側に面する第２面が非球面を有し、かつ、
下記条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
（１）１．０＜ｆ_１／ｆ＜４．０
（２）０．５＜｜ｆ_２／ｆ｜＜１．０
（３）νｄ_３＞６０
ただし、
ｆ：画像読取レンズ全系の焦点距離
ｆ_１：第１レンズの焦点距離
ｆ_２：第２レンズの焦点距離
νｄ_３：第３レンズのアッベ数
である。
下記条件式（４）及び（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像読取レンズ。
（４）０．４＜Σｄ／ｆ＜０．８
（５）０．１＜｜ｒ_７／ｆ｜＜０．４
ただし、
Σｄ：画像読取レンズ全系の厚さ
ｒ_７：第３レンズの像側に面する第２面の曲率半径
である。
原稿配置面に配置された原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された前記原稿の画像情報をライン状の撮像素子に結像させる結像レンズとを備え、前記結像レンズとして請求項１または２に記載の画像読取レンズを用いたことを特徴とする画像読取装置。
少なくとも１枚のミラーを有し、前記照明系、前記画像読取レンズ、前記撮像素子、及び前記ミラーが一体で保持されてなる画像読取ユニットを備え、該画像読取ユニットを走査させて前記原稿の画像情報を読取ることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿の画像情報を読取って画像信号化する手段として、請求項３または４に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。