JP2007079343A - レンズユニット及びその組立方法、光学ユニット及びその組立方法、画像読取ユニット、画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズまたはレンズ群40あるいは鏡筒39を光軸上に複数個配置したレンズユニット38において、前記複数個のレンズまたはレンズ群40あるいは鏡筒39の全てに、各レンズまたはレンズ群40あるいは鏡筒39の光軸を中心とした回転方向(γ方向)の位置を定めるための印(マーク)MK1,MK2を設ける。そして、特性評価時には前記印(マーク)MK1,MK2の光軸回り方向の位置を一定の位置に合わせる。これにより、光軸回り方向の位置を容易に揃えることができ、画像読取ユニット16などへの組付け工程での調整や特性評価を短時間で容易に行うことができる。
【選択図】図1
Description
この画像読取ユニットでは、ライン型光電変換素子の受光面上から結像光束が光軸方向にずれると、読み取り画像の劣化が生じることから、光学ユニットの各レンズ群の間隔や、ライン型光電変換素子と光学ユニットとの位置関係を調整し、読み取り画像が設計規格を満足するようにレンズ群の間隔の調整や、ライン型光電変換素子の取付位置の調整を行って位置決め固定している。
しかしながら、上記のような構成のレンズ鏡筒では、各分割鏡筒に保持されているレンズ群の間隔調整を行うと、分割鏡筒の回転に伴って各レンズ群が回転するので、収差等などによりレンズ群の光軸を中心とした回転方向の位置が狂うことがあり、しかも、レンズ群の回転と間隔調整とを独立して行うことができないという問題がある。
この画像読取ユニットは、原稿からの反射像を光電変換素子に結像させるレンズ群を収容するレンズ鏡筒を少なくとも二つ有した結像レンズ系(光学ユニット)と、前記光電変換素子と前記結像レンズ系(光学ユニット)との双方が取り付けられたベース部材と、前記レンズ鏡筒と前記ベース部材との双方に取り付けられた中間保持部材と、を備えた画像読み取りユニットであって、前記少なくとも一つのレンズ鏡筒が、前記ベース部材から間隔をあけた状態で、前記中間保持部材に支持されている構成としている。
このように、互いに別体のレンズ鏡筒を複数設けるという簡便な構成で、レンズ鏡筒の回転方向の調整とレンズ鏡筒間の間隔調整とを互いに独立して行うことができる。したがって、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができる。更に、必要なレンズ特性を容易で確実に得ることができるので、画像読取ユニットの組み立て工数を低減することができる。
また、本発明の第2の手段は、第1の手段のレンズユニットにおいて、前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズの外周部にあることを特徴とする(請求項2)。
さらに本発明の第3の手段は、第1または第2の手段のレンズユニットにおいて、前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズがユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする(請求項3)。
さらにまた、本発明の第4の手段は、第1乃至第3のいずれか一つの手段のレンズユニットを組立てる組立方法であって、前記複数個のレンズの各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個のレンズの相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする(請求項4)。
また、本発明の第6の手段は、第5の手段のレンズユニットにおいて、前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群の外周部にあることを特徴とする(請求項6)。
さらに本発明の第7の手段は、第5または第6の手段のレンズユニットにおいて、前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする(請求項7)。
さらにまた、本発明の第8の手段は、第5乃至第7のいずれか一つの手段のレンズユニットを組立てる組立方法であって、前記複数のレンズ群の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数のレンズ群の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする(請求項8)。
また、本発明の第10の手段は、第9の手段のレンズユニットにおいて、前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒の外周部にあることを特徴とする(請求項10)。
さらに本発明の第11の手段は、第9または第10の手段のレンズユニットにおいて、前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする(請求項11)。
さらにまた、本発明の第12の手段は、第9乃至第11のいずれか一つの手段のレンズユニットを組立てる組立方法であって、前記複数個の鏡筒の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個の鏡筒の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする(請求項12)。
また、本発明の第14の手段は、第13の手段の光学ユニットにおいて、前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズの外周部にあることを特徴とする(請求項14)。
さらに本発明の第15の手段は、第13または第14の手段の光学ユニットにおいて、前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズがユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする(請求項15)。
さらにまた、本発明の第16の手段は、第13乃至第15のいずれか一つの手段の光学ユニットを組立てる組立方法であって、前記複数個のレンズの各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個のレンズの相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする(請求項16)。
また、本発明の第18の手段は、第17の手段の光学ユニットにおいて、前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群の外周部にあることを特徴とする(請求項18)。
さらに本発明の第19の手段は、第17または第18の手段の光学ユニットにおいて、前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする(請求項19)。
さらにまた、本発明の第20の手段は、第17乃至第19のいずれか一つの手段の光学ユニットを組立てる組立方法であって、前記複数のレンズ群の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数のレンズ群の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする(請求項20)。
また、本発明の第22の手段は、第21の手段の光学ユニットにおいて、前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒の外周部にあることを特徴とする(請求項22)。
さらに本発明の第23の手段は、第21または第22の手段の光学ユニットにおいて、前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする(請求項23)。
さらにまた、本発明の第24の手段は、第21乃至第23のいずれか一つの手段の光学ユニットを組立てる組立方法であって、前記複数個の鏡筒の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個の鏡筒の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする(請求項24)。
また、本発明の第27の手段は、原稿画像を画像読取部で読み取り、読み取った画像情報に基いて画像形成部で画像形成を行う画像形成装置において、前記画像読取部に第26の手段の画像読取装置を備えたことを特徴とする(請求項27)。
さらに本発明に係るレンズユニットでは、複数個のレンズまたはレンズ群あるいは鏡筒につけられた印の光軸回り方向の位置が、複数のレンズまたはレンズ群あるいは鏡筒で同じ光軸回り方向の位置にあるようにし、これらの印がユニットの光軸回りの基準位置と同じ位置にあるようにすることにより、レンズの光軸回り方向の位置を、レンズ玉を鏡筒に組付ける工程で行うレンズ特性検査工程や、鏡筒に入れられたレンズを鏡筒ごと位置決め固定する工程で行う特性検査工程や、ユニットを組んだ後に行う検査工程などで、揃えることができ、どの工程でも同じ特性が得られるようになる。具体的にはユニットの光軸回りの基準位置(例えばユニットのライン型光電変換素子(CCD等)の一辺)とレンズ検査する際の装置の光軸回り方向の基準位置(例えば測定装置のCCDの一辺)を合わせることでよい。
また、本発明に係るレンズユニットでは、印はレンズまたはレンズ群あるいは鏡筒がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることにより、レンズユニットを組立した後でもレンズの光軸回り方向の位置決めが出来ていることを確認できる。これにより、レンズの位置ずれなどのチェックができ、安定したユニット特性が得られるようになる。
さらに本発明に係る光学ユニットでは、複数個のレンズまたはレンズ群あるいは鏡筒につけられた印の光軸回り方向の位置が、複数のレンズまたはレンズ群あるいは鏡筒で同じ光軸回り方向の位置にあるようにし、これらの印がユニットの光軸回りの基準位置と同じ位置にあるようにすることにより、レンズの光軸回り方向の位置を、レンズ玉を鏡筒に組付ける工程で行うレンズ特性検査工程や、鏡筒に入れられたレンズを鏡筒ごと位置決め固定する工程で行う特性検査工程や、ユニットを組んだ後に行う検査工程などで、揃えることができ、どの工程でも同じ特性が得られるようになる。具体的にはユニットの光軸回りの基準位置(例えばユニットのライン型光電変換素子(CCD等)の一辺)とレンズ検査する際の装置の光軸回り方向の基準位置(例えば測定装置のCCDの一辺)を合わせることでよい。
また、本発明に係る光学ユニットでは、印はレンズまたはレンズ群あるいは鏡筒がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることにより、光学ユニットを組立した後でもレンズの光軸回り方向の位置決めが出来ていることを確認できる。これにより、レンズの位置ずれなどのチェックができ、安定したユニット特性が得られるようになる。
また、本発明に係る画像読取装置(スキャナ装置)では、上記の画像読取ユニットを備えたことにより、安定した読取り特性を得ることができ、高品質な読取り画像を得ることができる。
さらに、本発明に係る画像形成装置では、画像読取部に上記の画像読取装置を備えたことにより、高品質な読取り画像を得ることができ、安定した複写画像を得ることができる。
まず、本発明に係るレンズユニットとそれを有する光学ユニット、画像読取ユニット、画像読取装置及び画像形成装置の一実施形態を説明する。図1は本発明に係る複数の鏡筒からなる光学ユニットを備えた画像読取ユニットの概略斜視図、図2は図1の画像読取ユニットに用いられる光学ユニットの分解斜視図、図3は図1の画像読取ユニットを用いた画像読取装置(以下、スキャナ装置と言う)を備えた画像形成装置の概略構成図である。
装置本体2は、例えば箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体2の上部にはスキャナ装置4と書込ユニット6が収容され、その書込ユニット6の下に作像部が設けられている。また、作像部の下には給紙ユニット5を収容している。
イメージセンサ32は、パッケージ41と、光電変換素子としてのライン型光電変換素子42とを備えている。パッケージ41は、例えば、セラミックスからなるベース43と、セラミックスからなるウィンドフレーム44と、封止ガラス45とを備えている。ベース43は、平板状に形成されており、表面上にライン型光電変換素子42が取り付けられる。ウィンドフレーム44は、枠状に形成されており、ベース43の外縁部に重ねられた格好で該ベース43に接着剤で固定される。
なお、ライン型光電変換素子42としては、例えば光電変換素子と電荷搬送素子からなるCCD(Charge Coupled Device)等で構成されている。このライン型光電変換素子42の長手方向は、主走査方向と平行になる。
検査装置60Aによる光学ユニット31のレンズ特性の検査工程と、組立装置60Bによる画像読取ユニット16の組立(製造)工程は、通常、別工程(別の生産拠点)で行われるが、光学ユニットのレンズ特性の検査は、組立時と同様の治具を用いた光学系配置で行われる。従って、図10と図11で同様の部材には同一の符号を付してある。なお、検査と組立を同じ装置で行うこともでき、その場合は図10〜12に示す構成の検査・組立装置60となる。
また、組立装置60Bは、図11及び図12に示すように、図示しない装置本体と、ベース部材保持手段としてのベース保持部61と、センサ位置決め手段としてのセンサ位置決めユニット62と、光学位置決め手段としての二つの光学位置決めユニット63a,63bと、基準光源部64と、制御手段としての図示しない制御装置とを備えている。
前述したセンサ位置決めユニット62は、チャックシリンダ67の一対のチャック70間にイメージセンサ32を挟んで、該イメージセンサ32を移動装置68で前述した方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。前述したセンサ位置決めユニット62は、イメージセンサ32を所定の位置に位置決めする。
図11に示すように、組立装置60Bのベース保持部61は、一対の保持部材65を備えている。保持部材65は、装置本体などに取り付けられ、前述した幅方向Xに沿って互いに間隔をあけて配されている。保持部材65は、各々位置決めピン66が上方に向かって突出している。位置決めピン66は、位置決め用の孔52内に侵入する。ベース保持部61は、位置決めピン66が位置決め用の孔52内に侵入して、一対の保持部材65間にスライドベース49を掛け渡した状態で、スライドベース49、即ちベース部材50を位置決めする。
また、2つの鏡筒39につけられた印(マーク)MK1,MK2の光軸回り方向(γ方向)の位置が、2つの鏡筒39で同じ光軸回り方向(γ方向)の位置にあり、これらの印(マーク)MK1,MK2がユニットの光軸回りの基準位置と同じ位置にあるようにすることにより、レンズ群40の光軸回り方向の位置を、レンズ玉を鏡筒39に組付ける工程で行うレンズ特性検査工程や、鏡筒39に入れられたレンズを鏡筒39ごと位置決め固定する工程で行う特性検査工程や、ユニットを組んだ後に行う検査工程などで、揃えることができ、どの工程でも同じ特性が得られるようになる。これは、具体的にはユニットの光軸回りの基準位置(例えばユニットのライン型光電変換素子(CCD等)の一辺)とレンズ検査する際の装置の光軸回り方向の基準位置(例えば測定装置のCCDの一辺)を合わせることでよい。
また、印(マーク)MK1,MK2はレンズ鏡筒39が画像読取ユニット16に固定された状態で目視確認できる位置にあることにより、ユニットを組立した後でもレンズの光軸回り方向(γ方向)の位置決めが出来ていることを確認できる。これにより、レンズの位置ずれなどのチェックができ、安定したユニット特性が得られるようになる。
検査装置60Aは、図10に示すように、図示しない装置本体と、センサ位置決め手段としてのセンサ位置決めユニット62と、光学位置決め手段としての二つの光学位置決めユニット63a,63bと、基準光源部64と、制御手段としての図示しない制御装置とを備えている。
センサ位置決めユニット62は、チャックシリンダ67と、移動装置68と、イメージセンサ32の駆動装置等を備えている。チャックシリンダ67は、シリンダ本体69と、一対のチャック70とを備えている。一対のチャック70は、シリンダ本体69から突出している。一対のチャック70は、棒状に形成され、互いに平行に配されている。一対のチャック70の長手方向は、水平方向と前述した奥行き方向Zとの双方と平行である。一対のチャック70は、シリンダ本体69により、互いに接離される。一対のチャック70は、近づいて、互いの間にイメージセンサ32(あるいは、あらかじめ印刷配線板46にイメージセンサ32が配線されている物)を挟む。
センサ位置決めユニット62は、チャックシリンダ67の一対のチャック70間にイメージセンサ32を挟んで、該イメージセンサ32を移動装置68で前述した方向X,Y,Z,α,β,γの各々に沿って移動する。前述したセンサ位置決めユニット62は、イメージセンサ32を所定の位置に位置決めする。
また、鏡筒につけるマークMK1,MK2は、作業者によって油性ペンなどでつけても良いし、図示しないロボットや自動押印機によってつけても良い。他にも鏡筒を削ることで印を付与する、接着剤等を付着させる、レーザで焼きこむ等の方法を用いてもよい。
また、レンズユニット38a,38bのγ調整(光軸回りの回転)は、イメージセンサ32に対してレンズユニット38a,38bが相対的に回転していれば良く、例えば、2つの鏡筒を同時に同じ向きに動かしても良いし、また、片方の鏡筒を初めにセットされた時と同じ位置に固定して他方の鏡筒のみを回転しても良い。また、2つの鏡筒を反対方向に同じ角度だけ回転しても良いし、別の角度で回転しても良い。ただし、2つのレンズユニット38a,38bのうち、どちらの特性のバラツキが大きいかが分かっていない場合は、2つのレンズユニット38a,38bを反対向きに回した方が必要とする特性を出しやすい。これは、片側のレンズユニット38aだけを回すと、他方のレンズユニット38bの特性が悪い場合、いくらレンズユニット38aのみを回転させても特性が良くなることが少ないためである。
画像読取ユニットの組立工程は、図11に示した組立装置60Bを用いて行われるが、組立装置60Bの構成、動作については前述の実施形態で説明しているので、ここでは簡単に説明する。
本実施例では、図11に示した構成の組立装置60Bを用いて2つのレンズユニット38a,38bの位置決めを行い、画像読取ユニット16のベース部材に組付けるが、このときの工程の一例を図15のフローチャートで示す。
次に、イメージセンサ(例えばCCD)32を検査装置60Aのセンサ位置決めユニット62のチャック70に固定する。
4:画像読取装置(スキャナ装置)
9:原稿
16:画像読取ユニット
31:光学ユニット(結像レンズ系)
32:イメージセンサ
33:中間保持部材
38,38a,38b:レンズユニット
39,39a,39b:レンズ鏡筒
40,40a,40b:レンズ群
42:ライン型光電変換素子(CCD等)
50:ベース部材
53:大径部
54:小径部
55:貫通孔
60A:検査装置
60B:組立装置
MK1,MK2:印(マーク)
O:光軸
Claims (27)
- レンズを光軸上に複数個配置したレンズユニットにおいて、
前記複数個のレンズ全てに、各レンズの光軸を中心とした回転方向の位置を定めるための印を設けることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項1記載のレンズユニットにおいて、
前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズの外周部にあることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項1または2記載のレンズユニットにおいて、
前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズがユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項1乃至3のいずれか一つに記載のレンズユニットを組立てる組立方法であって、
前記複数個のレンズの各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個のレンズの相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とするレンズユニットの組立方法。 - 複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置したレンズユニットにおいて、
前記複数のレンズ群の全てに、各レンズ群の光軸を中心とした回転方向の位置を定めるための印を設けることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項5記載のレンズユニットにおいて、
前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群の外周部にあることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項5または6記載のレンズユニットにおいて、
前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項5乃至7のいずれか一つに記載のレンズユニットを組立てる組立方法であって、
前記複数のレンズ群の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数のレンズ群の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とするレンズユニットの組立方法。 - 少なくとも1以上のレンズを収容する鏡筒を光軸上に複数個配置したレンズユニットにおいて、
前記複数個の鏡筒の全てに、各鏡筒の光軸を中心とした回転方向の位置を定めるための印を設けることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項9記載のレンズユニットにおいて、
前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒の外周部にあることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項9または10記載のレンズユニットにおいて、
前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とするレンズユニット。 - 請求項9乃至11のいずれか一つに記載のレンズユニットを組立てる組立方法であって、
前記複数個の鏡筒の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個の鏡筒の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とするレンズユニットの組立方法。 - レンズを光軸上に複数個配置したレンズユニットを有する光学ユニットにおいて、
前記複数個のレンズ全てに、各レンズの光軸を中心とした回転方向の位置を定めるための印を設けることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項13記載の光学ユニットにおいて、
前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズの外周部にあることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項13または14記載の光学ユニットにおいて、
前記複数個のレンズに設けられた印は、各レンズがユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項13乃至15のいずれか一つに記載の光学ユニットを組立てる組立方法であって、
前記複数個のレンズの各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個のレンズの相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする光学ユニットの組立方法。 - 複数のレンズを含むレンズ群を光軸上に複数群配置したレンズユニットを有する光学ユニットにおいて、
前記複数のレンズ群の全てに、各レンズ群の光軸を中心とした回転方向の位置を定めるための印を設けることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項17記載の光学ユニットにおいて、
前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群の外周部にあることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項17または18記載の光学ユニットにおいて、
前記複数のレンズ群に設けられた印は、各レンズ群がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項17乃至19のいずれか一つに記載の光学ユニットを組立てる組立方法であって、
前記複数のレンズ群の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数のレンズ群の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする光学ユニットの組立方法。 - 少なくとも1以上のレンズを収容する鏡筒を光軸上に複数個配置したレンズユニットを有する光学ユニットにおいて、
前記複数個の鏡筒の全てに、各鏡筒の光軸を中心とした回転方向の位置を定めるための印を設けることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項21記載の光学ユニットにおいて、
前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒の外周部にあることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項21または22記載の光学ユニットにおいて、
前記複数個の鏡筒に設けられた印は、各鏡筒がユニットに固定された状態で目視確認できる位置にあることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項21乃至23のいずれか一つに記載の光学ユニットを組立てる組立方法であって、
前記複数個の鏡筒の各印を所定の位置関係に合わせる工程と、前記複数個の鏡筒の相対位置を固定する工程と、を含むことを特徴とする光学ユニットの組立方法。 - 原稿からの反射像を結像させる光学系と、該光学系の結像位置に配置された光電変換素子と、前記光学系と前記光電変換素子の双方が保持部材を介して取り付けられたベース部材とを備えた画像読取ユニットにおいて、
前記光学系として、請求項1乃至3、請求項5乃至7、請求項9乃至11のうちのいずれか一つに記載のレンズユニット、あるいは、請求項13乃至15、請求項17乃至19、請求項21乃至23のうちのいずれか一つに記載の光学ユニット、を備えたことを特徴とする画像読取ユニット。 - 原稿からの反射像を光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、
請求項25記載の画像読取ユニットを備えたことを特徴とする画像読取装置。 - 原稿画像を画像読取部で読み取り、読み取った画像情報に基いて画像形成部で画像形成を行う画像形成装置において、
前記画像読取部に請求項26記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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