JP6690354B2 - 光学装置、画像読取装置 - Google Patents
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Description
図2に示される如く、画像読取装置18は、R(赤)、G(緑)、およびB(青)の3色に対応する一群のCCD(固体撮像素子)が平面状に配列され、画像読取面36を通過する用紙(原稿)上の画像を読み取るラインセンサとしてのCCDアレイ40を備える。
図4に示される如く、4枚の曲面鏡47Bは、合成樹脂製(プラスチック製)で、反射面MがCCDアレイ40による主走査を実行する方向(x方向)を長尺とする長方形であり、反射面Mに反射膜が蒸着されることで、反射鏡としての機能を有する。
曲面鏡47Bにおいて、所定の曲率を持つ反射面の形状は、(1)式に示すxy多項式(自由曲面)を利用する。
曲面鏡47Bの反射面の形状は、面の中心法線(z方向)を基準としたローカルな座標系で定義され、反射面による光線の曲げ度合い(以下、曲率という)は、面形状の湾曲(カーブ)の「きつさ」で決まる。曲面鏡47Bは、CCDアレイ40の長手方向及び短手方向の双方で曲率を持っている。言い換えれば、前記平面鏡47Aは、曲率の無い平面ミラーである。
ここで、縮小結像光学系46の基本設計では、CCDアレイ40の長手方向の倍率と、CCDアレイ40の短手方向の倍率は同一(長手方向の倍率=短手方向の倍率)であり、共に、CCDアレイ40の受光面で結像する。
ところで、各色の受光面は、構造上、CCDアレイ40の短手方向に一定の間隔でずれた状態で配置されているため、同一画像は、時間差をもって受光することになり、前記一定の間隔に準じた時間差を補正するようにしている。この場合、CCDアレイ40の長手方向の倍率と短手方向の倍率が同一の場合、CCDアレイ40の短手方向が、振動等による影響度合いが大きい。
また、本実施の形態において、出願人等は、CCDアレイ40の検出面において、最終的な像検出に光軸に沿って最も原稿面PGに近い側に位置する曲面鏡47Bの形状精度が、最終的な像検出に大きな影響を持つことを見出した。
画像プリントエンジン2に画像データが入力されると、各画像プリントエンジン2においては感光ドラム表面にトナー画像が形成される。
CCDアレイ40における各色の受光面において、主走査方向の倍率と副走査方向の倍率が同一の場合、副走査方向が、振動等による影響度合いが大きい。
上記、条件1の場合、全体として曲面鏡47BのCCDアレイ40の短手方向の倍率をCCDアレイ40の長手方向の倍率よりも大きくしている。この場合、本実施の形態のように、4枚の曲面鏡47BのCCDアレイ40の短手方向の反射面Mのカーブ(曲率の「きつさ」)の配分(倍率配分)について、特に制限はない。
図5(A)に示される如く、倍率βは、CCDアレイ40の長手方向及び短手方向共に、CCDアレイ40の検出幅b/原稿幅aで決まる(β=b/a)。
図6は、CCDアレイ40の短手方向倍率=2×CCDアレイ40の長手方向倍率における、原稿に最も近い曲面鏡47B(1)の形状精度付与時のフォーカスずれ量の割合を、結像光学系で適用される曲面鏡47Bの枚数毎に示した特性図である。
本実施の形態では、CCDアレイ40の短手方向の倍率配分として、曲面鏡47B(2)、47B(3)及び47B(4)に比べて、曲面鏡47B(1)におけるCCDアレイ40の短手方向の曲率を緩くするようにしたが、曲面鏡47B(1)のみに着目し、形状精度の感度を緩和する場合、焦点ずれを補填するために、絞り機構部35Dによる絞りが有効である。
本実施の形態に適用された縮小結像光学系46は、画像読取装置18の筐体48に収容する制限があったが、収容領域に制限がない場合は、図8に示される如く、調整が不要な平面鏡と調整が必要な曲面鏡とを別アッセンブリで組み付け可能なように、原稿面PGのZ軸に対して、CCDアレイ40の短手方向(y方向)に折り曲げて、CCDアレイ40まで案内する、縮小結像光学系とすることが好ましい。
本実施の形態において、特定曲面鏡である曲面鏡47B(1)のCCDアレイ40の短手方向の曲率を緩和した分を補填する必要がある場合は、特定曲面鏡以外の曲面鏡47B(2)、47B(3)及び47B(4)の倍率を調整(曲率をきつく調整)することで、相殺してもよい。
本実施の形態に適用した曲面鏡74Bは、CCDアレイ40の長手方向及び短手方向のそれぞれに曲率を持つ光学系であるが、CCDアレイ40の短手方向に曲率を持ち、CCDアレイ40の長手方向に曲率を持たない反射光学系を付加してもよい。
本実施の形態の縮小結像光学系が適用された画像読取装置100は、画像プリントエンジン2において画像形成した原稿画像を読み取って、補正を行うようにしたが、図9に示される、所謂MFP(マルチファンクションプリンタ)200の画像読取部238に縮小結像光学系として適用してもよい。
本実施の形態では、曲面鏡47Bは、形状精度上、光路に沿ってCCDアレイ40に近い方が好ましいが、組み付け領域の制限等を要因として遠くなる傾向があり、結果として、最終的な像検出に大きな影響を持つ曲面鏡47Bを特定する場合に、原稿PGに最も原稿面PGに近い側の曲面鏡47B(1)とした。
4 中間転写ベルト
6 一次転写ローラ
8 二次転写ローラ
10 用紙スタッカ
14 定着部
16 搬送冷却部
18 画像読取装置
19 デカーラ
20 用紙リターンパス
22 用紙出口
24 用紙搬出パス
36 画像読取面
40 CCDアレイ
42 画像中継ボード
44 キセノンランプ
45 結像レンズ部
46 光学系
47 反射鏡
47A(1)、47A(2) 平面鏡
47B(1)〜47B(4) 曲面鏡
48 筐体
100 画像処理装置
Claims (6)
- 主走査方向に複数の受光素子が並べられたライン状の検出部が、副走査方向に複数配列されたラインセンサと、
全体として、前記検出部がライン上に並べられた主走査方向である長手方向及び長手方向と交差する副走査方向である短手方向に曲率を持つ複数の曲面鏡を備え、原稿からの光を折り返すように反射させて前記ラインセンサの検出部へ案内すると共に、光路上に沿って、少なくともラインセンサの短手方向に曲率を持つ複数の曲面鏡のうち前記原稿に最も近い位置となる特定曲面鏡のラインセンサの短手方向の曲率が、当該特定曲面鏡以外のラインセンサの短手方向の曲面鏡の曲率よりも小さく設定された縮小結像光学系とを有し、
前記縮小結像光学系が、全体として前記ラインセンサの短手方向倍率が前記ラインセンサの長手方向倍率よりも大きく設定されている光学装置。 - 前記ラインセンサの短手方向倍率が、前記ラインセンサの長手方向倍率の整数倍である、請求項1記載の光学装置。
- 前記ラインセンサの短手方向に曲率を持ち、前記ラインセンサの長手方向に曲率を持たない反射光学系をさらに有する請求項1又は請求項2記載の光学装置。
- 前記縮小結像光学系の光路上に配置された絞り機構部をさらに有し、
前記絞り機構部が、前記ラインセンサの長手方向の絞り位置と、前記ラインセンサの短手方向の絞り位置とが独立して調整可能である請求項1〜請求項3の何れか1項記載の光学装置。 - 前記縮小結像光学系の光束の開口数が、ラインセンサの長手方向≧ラインセンサの短手方向とされている請求項1〜請求項4の何れか1項記載の光学装置。
- 前記請求項1〜請求項5の何れか1項記載の光学装置を備え、原稿上の画像を、前記縮小結像光学系を介して、ラインセンサの受光素子面に結像させることで画像を読み取る画像読取装置。
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