JP2011059640A

JP2011059640A - Reading lens and image reader using the same, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2011059640A
Application number: JP2009212555A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Nishina; 喜一朗仁科; Masahiro Ito; 昌弘伊藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain at a low cost a small reading lens compatible to full-color reading with a wide half view angle, preferable field curvature correction, brightness of about 4.2 F-number, aperture efficiency of about 100% also at a view angle peripheral part, preferably corrected aberrations and high contrast in a high spatial frequency region. <P>SOLUTION: The reading lens includes from an object side a first group 1 having a positive refractive power as the entirety comprising a positive first lens and a negative second lens bonded, a second group 2 comprising a negative third lens, a third group 3 comprising a negative fourth lens, a fourth group 4 comprising a positive fifth lens, and a fifth group 5 having a positive refractive power as the entirety comprising a negative sixth lens and a positive seventh lens bonded. A diaphragm is provided between the second group and the third group. At least one surface is a spherical. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ファクシミリやデジタル複写機等の原稿読取部や各種のイメージスキャナに利用できる読取レンズ、及び、それを用いた画像読取装置、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a reading lens that can be used in a document reading unit such as a facsimile or a digital copying machine, and various image scanners, and an image reading apparatus and an image forming apparatus using the reading lens.

ファクシミリやデジタル複写機等の画像読取装置では、読み取るべき原稿の画像は、読み取り用レンズ（以下、「読取レンズ」とも称する。）を経て縮小された状態でＣＣＤ等の固体撮像素子上に結像され、信号化される。 In an image reading apparatus such as a facsimile or a digital copying machine, an image of a document to be read is imaged on a solid-state image pickup device such as a CCD in a reduced state through a reading lens (hereinafter also referred to as “reading lens”). And signaled.

カラー原稿を読み取ることのできる画像読取装置では、例えば、赤、緑、青のフィルタを持った受光素子が１チップに３列に配列された、所謂３ラインＣＣＤが用いられている。このような場合でも、原稿の画像は上述した読取レンズを経て３ラインＣＣＤの受光面に結像されることで３原色に色分解され、信号化される。 In an image reading apparatus capable of reading a color original, for example, a so-called three-line CCD in which light receiving elements having red, green and blue filters are arranged in three rows on one chip is used. Even in such a case, the image of the original is imaged on the light receiving surface of the 3-line CCD through the above-described reading lens, so that it is separated into three primary colors and converted into a signal.

このような画像読取装置に用いられる読み取り用レンズでは、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、画角周辺部においても開口効率が１００％近くある事が要求される。更に、カラー原稿を良好に読み取るためには、受光面上で赤、緑、青の各色の結像位置を光軸方向において合致させる必要があり、各色の色収差補正を極めて良好に行わなければならない。 A reading lens used in such an image reading apparatus generally requires a high contrast in a high spatial frequency region on the image plane, and also requires that the aperture efficiency is close to 100% at the periphery of the angle of view. . Further, in order to read a color original satisfactorily, it is necessary to match the image forming positions of red, green, and blue in the optical axis direction on the light receiving surface, and chromatic aberration correction for each color must be performed extremely well. .

従来、このような読取レンズとして、４群６枚構成のガウスタイプの読取レンズが用いられている。ガウスタイプの読取レンズは、大口径にしてもコマフレアの発生を小さく抑えることができるが、半画角は、大多数のものが１８゜程度となっている。ガウスタイプの中でも比較的広画角なもとして、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５記載の発明が開示されているが、最も画角の広いものでも２０゜程度で、画像読取装置の小型化の妨げとなっている。 Conventionally, as such a reading lens, a Gauss-type reading lens having four groups and six elements is used. Although the Gauss type reading lens can suppress the occurrence of coma flare even when the aperture is large, the majority of the half angle of view is about 18 °. Among the gauss types, the inventions disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5 have been disclosed as having a relatively wide angle of view. The angle of about 20 ° hinders the downsizing of the image reading apparatus.

また、ガウスタイプ以外の読取レンズの例として、構成枚数を１枚付加し７枚構成としつつ非球面を採用した、特許文献６記載の発明が開示されている。この発明に係る読取レンズは、Ｆナンバが３.６と大口径であるが、半画角が１９．４゜となっており、ガウスタイプと同様に、画像読取装置の小型化を十分に図ることができない。 Further, as an example of a reading lens other than the Gauss type, an invention described in Patent Document 6 is disclosed in which an aspherical surface is adopted while adding one component to form a seven-lens configuration. The reading lens according to the present invention has a large F number of 3.6 and a half angle of view of 19.4 °. As with the Gauss type, the image reading apparatus can be sufficiently downsized. I can't.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、半画角が２２゜を越える広画角でありながら、良好に像面湾曲補正がなされ、Ｆナンバが４．２程度と明るく、画角周辺部においても開口効率が１００％に近く、緒収差が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する読取レンズ、及び、それを用いた画像読取装置、画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and although the half field angle is a wide field angle exceeding 22 °, the field curvature is corrected well, the F number is as bright as about 4.2, To provide a reading lens having an aperture efficiency close to 100% at the corner peripheral portion, a well-corrected aberration and a high contrast in a high spatial frequency region, and an image reading apparatus and an image forming apparatus using the same. Objective.

本発明は、物体側から正の第１レンズと負の第２レンズが接合された全体で正の屈折力を有する第１群、負の第３レンズからなる第２群、負の第４レンズからなる第３群、正の第５レンズからなる第４群、負の第６レンズと正の第７レンズが接合された全体で正の屈折力を有する第５群とで構成され、前記第２群と第３群の間に絞りがあり、少なくとも１面が非球面である読取レンズであることを最も主要な特徴とする。 The present invention includes a first group having a positive refractive power as a whole in which a positive first lens and a negative second lens are cemented from the object side, a second group including a negative third lens, and a negative fourth lens. A third group comprising: a fourth group comprising a positive fifth lens; and a fifth group having a positive refractive power as a whole in which a negative sixth lens and a positive seventh lens are cemented together. The main feature is that the reading lens has a stop between the second group and the third group, and has at least one aspherical surface.

本発明に係る読取レンズは、レンズの構成枚数を７枚とし、非球面レンズを少なくとも一面有している。これにより、半画角が２２゜以上と広画角な読み取り範囲を確保しつつ、その全体に亘って良好なレンズ性能である読取レンズを得ることができる。 The reading lens according to the present invention has seven lenses, and has at least one aspherical lens. As a result, it is possible to obtain a reading lens having good lens performance over the whole while ensuring a wide reading range with a half angle of view of 22 ° or more.

本発明においては特に限定されないが、本発明に係る読取レンズにおいて、絞りに隣接したレンズのうち少なくとも１面が非球面となっていることが好ましい。 Although not particularly limited in the present invention, in the reading lens according to the present invention, it is preferable that at least one of the lenses adjacent to the stop is an aspherical surface.

非球面レンズは一般的に成形により製作されるが、レンズ外径が大きくなると、大型の成形機が必要となるなど、設備上の制約が大きくなる。また、成形時間が膨大となり非球面レンズのコストアップの要因となるばかりでなく、レンズの面精度を良好に保てなくなり、読取レンズの結像性能劣化の要因となる。そこで、本発明の読取レンズでは、絞りに隣接したレンズに非球面を有していることで、非球面レンズのレンズ外径を小さくし、低コストで作成することができるとともに、結像性能を良好なものとすることができる。 Aspherical lenses are generally manufactured by molding. However, when the outer diameter of the lens is increased, restrictions on facilities are increased, for example, a large molding machine is required. In addition, the molding time is enormous, which not only increases the cost of the aspherical lens, but also prevents the lens surface accuracy from being kept good, causing deterioration in the imaging performance of the reading lens. Therefore, in the reading lens of the present invention, the lens adjacent to the stop has an aspheric surface, so that the lens outer diameter of the aspheric lens can be reduced and can be produced at low cost, and the imaging performance can be improved. It can be good.

また、本発明においては特に限定されないが、本発明に係る読取レンズにおいて、第１群のｅ線の焦点距離：ｆ１、全系のｅ線の合成焦点距離：ｆ、全系に含まれる正レンズのｄ線の屈折率の平均：ｎ凸、全系に含まれる負レンズのｄ線の屈折率の平均：ｎ凹、全系に含まれる正レンズのアッベ数の平均：ν凸、全系に含まれる負レンズのアッベ数の平均：ν凹が、条件：
(１)０．８＜ｆ1／ｆ＜１．０、
(２)−０．０５＜ｎ凸−ｎ凹＜ −０．０２、
(３)１７．０＜ ν凸−ν凹＜２３．０、
を満足することが好ましい。 Although not particularly limited in the present invention, in the reading lens according to the present invention, the focal length of the first group e-line: f1, the combined focal length of the entire e-line: f, and the positive lens included in the entire system D-line refractive index average: n-convex, negative lens included in the entire system d-line refractive index average: n-concave, positive lens included in the entire system Abbe number average: ν-convex, entire system Average Abbe number of negative lenses included: ν concave, condition:
(1) 0.8 <f1 / f <1.0,
(2) −0.05 <n convex−n concave <−0.02,
(3) 17.0 <ν convex−ν concave <23.0,
Is preferably satisfied.

条件式(１)は、第１群のパワーに関する条件を示している。上限を上回ると第１群のパワーが弱くなりすぎ、レンズが大きくなってコストアップの原因となる。下限を下回ると、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。
条件式(２)は、本発明の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に関する条件を示している。上限を上回ると、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。下限を下回ると、ペッツバール和が大きくなりすぎ、像面が負の側に倒れ、非点隔差が大きくなる。すなわち、この条件の範囲外では、全画面にわたって良好な結像性能を得ることが出来なくなる。
条件式(３)は、軸上の色収差を良好に補正するための条件を示している。上限を上回ると軸上の色収差の補正が過剰になり、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。下限を下回ると軸上の色収差の補正が不足し、主波長より短波長側で軸上の色収差が負の側に大きくなる。
本発明に係る読取レンズは、上述した各条件式を満足することで、より良好に各収差を補正することが可能となり、良好な結像性能を実現することができる。 Conditional expression (1) represents a condition relating to the power of the first group. If the upper limit is exceeded, the power of the first lens group becomes too weak, and the lens becomes large, leading to an increase in cost. Below the lower limit, it is advantageous for making the lens compact, but coma flare becomes large.
Conditional expression (2) indicates a condition regarding the refractive index range of the convex lens and the concave lens constituting the reading lens of the present invention. When the upper limit is exceeded, the Petzval sum becomes too small, the image plane falls to the positive side, and the field curvature increases. Below the lower limit, the Petzval sum becomes too large, the image surface falls to the negative side, and the astigmatic difference increases. That is, outside this range, good imaging performance cannot be obtained over the entire screen.
Conditional expression (3) represents a condition for satisfactorily correcting axial chromatic aberration. If the upper limit is exceeded, the correction of axial chromatic aberration becomes excessive, and the axial chromatic aberration becomes larger on the positive side at shorter wavelengths than the main wavelength. Below the lower limit, the correction of the axial chromatic aberration is insufficient, and the axial chromatic aberration becomes larger on the negative side at a wavelength shorter than the main wavelength.
The reading lens according to the present invention can correct each aberration more satisfactorily by satisfying the above-described conditional expressions, and can realize good imaging performance.

また、本発明においては特に限定されないが、本発明に係る読取レンズにおいて、前記第１レンズが両凸レンズ、前記第２レンズが両凹レンズ、前記第３レンズが物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第４レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第５レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズ、前記第６レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第７レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズ、であることが好ましい。 Although not particularly limited in the present invention, in the reading lens according to the present invention, the first lens is a biconvex lens, the second lens is a biconcave lens, and the third lens is disposed with a convex surface facing the object side. A negative meniscus lens, a negative meniscus lens in which the fourth lens is disposed with the concave surface facing the object side, a positive meniscus lens in which the fifth lens is disposed with the concave surface facing the object side, and the sixth lens on the object side It is preferable that the negative meniscus lens is disposed with the concave surface facing, and the positive meniscus lens is disposed with the seventh lens facing the concave surface toward the object side.

このようにすることで、前述した各条件式を満足しつつレンズ系をコンパクトに保つことができるとともに、緒収差をより良好に補正することができる。 By doing so, the lens system can be kept compact while satisfying the above-described conditional expressions, and the aberration can be corrected more satisfactorily.

また、本発明においては特に限定されないが、本発明に係る読取レンズにおいて、７枚のレンズが全てガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことが好ましい。 Although not particularly limited in the present invention, in the reading lens according to the present invention, it is preferable that all seven lenses are glass lenses, and the glass material does not contain harmful substances such as lead and arsenic.

全てのレンズを化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まないガラスで構成することにより、材料をリサイクルすることが可能となり、資源を節約することができる。また、加工時の廃液による水質汚染を無くすとともに、ＣＯ_２の発生等を低減することができるため、地球環境への悪影響を抑えつつ、小型で低コストの読取用レンズを作成することができる。 All lenses are made of glass that is chemically stable and does not contain harmful substances such as lead and arsenic, so that materials can be recycled and resources can be saved. In addition, water pollution caused by waste liquid during processing can be eliminated, and the generation of CO _{2 and} the like can be reduced. Therefore, a small and low-cost reading lens can be produced while suppressing adverse effects on the global environment.

本発明はまた、原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズ、および結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサからなる画像読取装置において、前記結像レンズに本発明に係る読取レンズを用いることを主要な特徴とする。 The present invention also provides an illumination system that illuminates a document, an imaging lens that forms a reduced image of reflected light of the document illuminated by the illumination system, and a line sensor that photoelectrically converts a document image formed by the imaging lens. An image reading apparatus comprising: a reading lens according to the present invention is used as the imaging lens.

本発明に係る小型で低コストの読取レンズを使用することにより、原稿を高精度に読み取ることができる。また、読取レンズの半画角が２２゜以上と広いため、原稿面からラインセンサまでの所謂共役長を非常に短く設定することができ、小型で低コストの画像読取装置とすることができる。 By using the small and low-cost reading lens according to the present invention, a document can be read with high accuracy. Further, since the half angle of view of the reading lens is as wide as 22 ° or more, a so-called conjugate length from the original surface to the line sensor can be set very short, and a small and low-cost image reading apparatus can be obtained.

本発明においては特に限定されないが、本発明に係る画像読取装置において、光学系の任意の光路内に色分解機能を有し、原稿をフルカラーで読み取ることが好ましい。 Although not particularly limited in the present invention, it is preferable that the image reading apparatus according to the present invention has a color separation function in an arbitrary optical path of the optical system and reads a document in full color.

光学系に色分解機能を有することで、フルカラーの画像を読み取ることが可能となり、画像読取装置を多機能化することができる。 By having a color separation function in the optical system, a full-color image can be read, and the image reading apparatus can be multifunctional.

本発明はまた、本発明に係る画像読取装置を具備したことを特徴とする、画像形成装置であることを主要な特徴とする。 The main feature of the present invention is also an image forming apparatus including the image reading apparatus according to the present invention.

本発明に係る読取レンズを使用した画像読取装置を具備した画像形成装置とすることにより、高精度の読取を実現するとともに、高画質の画像を形成することができる。 By using the image forming apparatus including the image reading apparatus using the reading lens according to the present invention, high-precision reading can be realized and a high-quality image can be formed.

本発明の実施例１に係る読取レンズを示す光学配置図である。FIG. 2 is an optical arrangement diagram illustrating a reading lens according to Example 1 of the invention. 図１の読取レンズの収差図である。FIG. 2 is an aberration diagram of the reading lens in FIG. 1. 本発明の実施例２に係る読取レンズを示す光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure which shows the reading lens which concerns on Example 2 of this invention. 図３の読取レンズの収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram of the reading lens in FIG. 3. 本発明の実施例３に係る読取レンズを示す光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure which shows the reading lens which concerns on Example 3 of this invention. 図５の読取レンズの収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of the reading lens in FIG. 5. 本発明の各実施例に係る読取レンズを模式的に示す光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure which shows typically the reading lens which concerns on each Example of this invention. 画像読取装置の実施例を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an embodiment of an image reading apparatus. 画像形成装置の実施例を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an embodiment of an image forming apparatus.

以下、本発明に係る読取レンズ、及び、それを用いた画像読取装置、画像形成装置の実施の形態について、図を用いて説明する。 Embodiments of a reading lens according to the present invention, an image reading apparatus using the reading lens, and an image forming apparatus will be described below with reference to the drawings.

本発明の読取レンズの各実施例を示す。図７において模式的に示した各実施例に係る読取レンズの説明において用いる記号の意味は、下記の通りである。なお、図７において、符号１は第１群を、符号２は第２群を、符号３は第３群を、符号４は第４群を、符号５は第５群を示す。
ｆ：全系のｅ線の合成焦点距離
ＦＮｏ：Ｆナンバ
ｍ：縮率
ω ：半画角(度)
Ｙ：物体高
ｒｉ(ｉ＝１〜１３) ：物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｉ(ｉ＝１〜１２) ：物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ(ｊ＝１〜７) ：物体側から数えてｊ番目のレンズの材料の屈折率
ｖｊ(ｊ＝１〜７) ：物体側から数えてｊ番目のレンズの材料のアッベ数
ｒｃ１：コンタクトガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ２：コンタクトガラスの像側の曲率半径
ｒｃ３：ＣＣＤカバーガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ４：ＣＣＤカバーガラスの像側の曲率半径
ｄｃ１：コンタクトガラスの肉厚
ｄｃ３：ＣＣＤカバーガラスの肉厚
ｎｃ１：ＣＣＤカバーガラスの屈折率
ｎｃ３：コンタクトガラスの屈折率
ｖｃ１：コンタクトガラスのアッベ数
ｖｃ３：ＣＣＤカバーガラスのアッベ数
ｎｄ：ｄ線の屈折率
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ｎｄの平均
ν凹：負の屈折力を有するレンズのｎｄの平均 Embodiments of the reading lens of the present invention are shown. The meanings of symbols used in the description of the reading lens according to each embodiment schematically shown in FIG. 7 are as follows. In FIG. 7, reference numeral 1 indicates the first group, reference numeral 2 indicates the second group, reference numeral 3 indicates the third group, reference numeral 4 indicates the fourth group, and reference numeral 5 indicates the fifth group.
f: Total focal length of e-line of the entire system FNo: F number m: Reduction ratio ω: Half angle of view (degrees)
Y: object height ri (i = 1 to 13): radius of curvature of the i-th lens surface counted from the object side di (i = 1 to 12): i-th surface interval counted from the object side nj (j = 1) 7): Refractive index of the material of the jth lens counted from the object side vj (j = 1 to 7): Abbe number of the material of the jth lens counted from the object side rc1: Curvature of the object side of the contact glass Radius rc2: Radius of curvature on the image side of the contact glass rc3: Radius of curvature on the object side of the CCD cover glass rc4: Radius of curvature on the image side of the CCD cover glass dc1: Thickness of the contact glass dc3: Thickness of the CCD cover glass nc1: Refractive index of CCD cover glass nc3: Refractive index of contact glass vc1: Abbe number of contact glass vc3: Abbe number of CCD cover glass nd: Refractive index of d line ne: Deflection of e line Folding ratio f1: Focal length of e-line of the first lens n-convex: average nd of lenses having positive refractive power n-concave: average nd of lenses having negative refractive power ν-convex: positive refractive power Average of nd of lens ν concave: Average of nd of lens having negative refractive power

また、各実施例における非球面は下式で表す。

（式１）

ここで、
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：円錐乗数
Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０：非球面係数
ＳＱＲＴ：平方根の意味
を示している。 Moreover, the aspherical surface in each Example is represented by the following formula.

(Formula 1)

here,
X: distance from the tangent plane at the aspherical vertex of the aspherical surface at height Y from the optical axis Y: height from the optical axis R: paraxial radius of curvature of the aspherical surface K: cone multiplier A4, A6, A8, A10: Aspheric coefficient SQRT: Indicates the meaning of square root.

また、数値例の中で、Ｅ−ＸＹは、１０^−ＸＹの意味である。 Also, in the numerical example, E-XY ^is the meaning of ^{10 -XY.}

また、各収差図において、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。また、球面収差の図で、波線は正弦条件、非点収差の図で、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。 In each aberration diagram, e represents the e line (546.07 nm), g represents the g line (436.83 nm), c represents the c line (656.27 nm), and F represents the F line (486.13 nm). In the spherical aberration diagram, the wavy line is a sine condition and astigmatism diagram, the solid line is a sagittal ray, and the dotted line is a meridional ray.

実施例１に係る読取レンズを図１及び図２に示す。本実施例の読取レンズにおいては、ｆ＝７０．１１１、Ｆ＝４．２０、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４、ω＝２２．６°である。

＜非球面係数＞

A reading lens according to Example 1 is shown in FIGS. In the reading lens of this example, f = 70.111, F = 4.20, m = 0.23622, Y = 152.4, and ω = 22.6 °.

実施例２に係る読取レンズを図３及び図４に示す。本実施例の読取レンズにおいては、ｆ＝６４．８７７、Ｆ＝４．２０、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４、ω＝２４．２°である。

＜非球面係数＞

A reading lens according to Example 2 is shown in FIGS. In the reading lens of this embodiment, f = 64.877, F = 4.20, m = 0.23622, Y = 152.4, and ω = 24.2 °.

実施例３に係る読取レンズを図５及び図６に示す。本実施例の読取レンズにおいては、ｆ＝６４．８８９、Ｆ＝３．９１、ｍ＝０．２３６２２、Ｙ＝１５２．４、ω＝２４．２゜である。

＜非球面係数＞

（条件式の値）

A reading lens according to Example 3 is shown in FIGS. In the reading lens of this embodiment, f = 64.889, F = 3.91, m = 0.23622, Y = 152.4, and ω = 24.2 °.

(Value of conditional expression)

本発明の画像読取装置の実施例を図８に示す。
図８において、画像が読取られる原稿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ている。また、コンタクトガラス１１１の下部にはＸｅランプやＬＥＤ光源等を用いた照明手段が配置され、図面に直交する方向に長いスリット状に照明光が照射される。 An embodiment of the image reading apparatus of the present invention is shown in FIG.
In FIG. 8, a document 112 from which an image is read is placed in a plane on a contact glass 111 as a document table. In addition, illumination means using an Xe lamp, an LED light source, or the like is disposed below the contact glass 111, and illumination light is irradiated in a slit shape that is long in a direction orthogonal to the drawing.

原稿１１２の照明光が照射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。 Reflected light (reflected light from the image) from the portion irradiated with the illumination light of the document 112 is reflected by the first mirror 113B provided on the first traveling body 113 and then provided on the second traveling body 114. The light is sequentially reflected by the second mirror 114A and the third mirror 114B, passes through the image reading lens 115, and forms a reduced image of the original image on the imaging surface of the line sensor 116 as a photoelectric conversion element.

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、図示し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の走行速度をＶとすると、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１１１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。 The first to third mirrors 113B, 114A, and 114B constitute a reflection optical system. The first traveling body 113 and the second traveling body 114 are caused to travel in the direction of the arrow (to the right in the figure) by driving means (not shown). When the traveling speed of the first traveling body 113 is V, the traveling speed of the second traveling body 114 is V / 2. By this traveling, the first traveling body 113 and the second traveling body 114 are displaced to positions indicated by broken lines, respectively. The illumination unit 113A and the first mirror 113B move integrally with the first traveling body 113, and illuminate and scan the entire document 112 on the contact glass 111. Since the moving speed ratio of the first and second traveling bodies is V: V / 2, the optical path length from the original scanned portion to the image reading lens is kept unchanged.

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を有する。
具体的には、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。 The image reading apparatus according to the present exemplary embodiment is an apparatus that reads an image in full color, and includes color separation means provided in an image forming optical path of the image reading lens 115.
Specifically, the line sensor 116 serving as an imaging unit includes a photoelectric conversion element (116A, 116B, 116C) having red (R), green (G), and blue (B) filters as color separation means. A three-line CCD (three-line line sensor) arranged in three rows on a chip, and converts a document image into an image signal as the document 112 is illuminated and scanned. In this way, reading of the original 112 is executed, and the color image of the original 112 is read by color separation into three primary colors of red, green, and blue.

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一体化した読取ユニットを、駆動手段により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してもよい。 As another form of the image reading apparatus, an illumination unit that illuminates a document on a contact glass in a slit shape, a line sensor, and a plurality of mirrors that form an imaging optical path from an illuminated part of the document to the line sensor, The reading unit that is integrated with the image reading lens disposed on the image forming optical path may be configured to scan and scan the original by driving the driving unit.

また、色分解の他の形態として、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としてもよい。さらに、色分解は、読取レンズとＣＣＤの間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入し、Ｒ、Ｇ、Ｂに色分解する方法、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源を順次転倒させ原稿を照明する方法としても良い。 As another form of color separation, a color separation prism or filter is selectively inserted between the image reading lens and the line sensor (CCD), and R (red), G (green), and B (blue) are selected. A method of color separation or a method of illuminating a document by sequentially turning on R, G, and B light sources may be used. Further, for color separation, a color separation prism or filter is selectively inserted between the reading lens and the CCD, and color separation into R, G, B is performed, and the R, G, B light sources are sequentially turned over to illuminate the original. It is good as a method.

本発明に係る画像形成装置は、上記実施例に係る画像読取装置を具備している。一例を図９に示す。
本発明に係る画像形成装置の実施例は、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８に即して説明したのと同様のものであり、各部には図８と同じ符号を付してある。 An image forming apparatus according to the present invention includes the image reading apparatus according to the above-described embodiment. An example is shown in FIG.
The embodiment of the image forming apparatus according to the present invention includes an image reading apparatus 200 positioned at the upper part of the apparatus and an “image forming unit” positioned at the lower part thereof. The portion of the image reading apparatus 200 is the same as that described with reference to FIG. 8, and the same reference numerals as those in FIG.

画像読取装置２００の３ラインのラインセンサ（撮像手段）１１６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。 An image signal output from the three-line line sensor (imaging means) 116 of the image reading apparatus 200 is sent to the image processing unit 1200 and processed in the image processing unit 1200 to write signals (yellow, magenta, cyan, black). Are converted into signals for writing each color.

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。なお、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。 The image forming unit includes a photoconductive photosensitive member 1100 formed in a cylindrical shape as a latent image carrier, and around the charging roller 1110 as a charging unit, a revolver type developing device 1130, a transfer belt 1140, A cleaning device 1150 is provided. As a charging unit, a corona charger can be used instead of the charging roller 1110.

画像処理部１２００からの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。 An optical scanning device 1170 that receives a writing signal from the image processing unit 1200 and writes on the photosensitive member 1100 by optical scanning performs optical scanning of the photosensitive member 1100 between the charging roller 1110 and the developing device 1130. It has become.

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。 Reference numeral 1160 denotes a fixing device, reference numeral 1180 denotes a cassette, reference numeral 1190 denotes a registration roller pair, reference numeral 1220 denotes a paper feed roller, reference numeral 1210 denotes a tray, and reference numeral S denotes a transfer sheet as a recording medium.

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り、画像部が露光されている。 When image formation is performed, the photoconductive photoreceptor 1100 is rotated at a constant speed in the clockwise direction, the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 1110, and is subjected to exposure by optical writing of the laser beam of the optical scanning device 1170. An electrostatic latent image is formed. The formed electrostatic latent image is a so-called negative latent image, and the image portion is exposed.

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る。こうして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る。そして、得られた各色トナー画像は、転写電圧印加ローラ１１４０Ａにより転写ベルト１１４０上に順次転写され、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。 The image writing is performed in the order of a yellow image, a magenta image, a cyan image, and a black image in accordance with the rotation of the photosensitive member 1100. The electrostatic latent images formed in this way are each of the development units Y (develop with yellow toner), M (develop with magenta toner), C (develop with cyan toner) of the revolver type developing device 1130, By K (development with black toner), the reversal development is sequentially performed to visualize the positive image. The obtained color toner images are sequentially transferred onto the transfer belt 1140 by the transfer voltage application roller 1140A, and the color toner images are superimposed on the transfer belt 1140 to form a color image.

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。 The cassette 1180 containing the transfer paper S is detachable from the main body of the image forming apparatus, and the uppermost sheet of the stored transfer paper S is fed by the paper feed roller 1220 when mounted as shown in the figure. The leading edge of the fed transfer paper S is caught by the registration roller pair 1190.

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１１４０Ｂの作用によりカラー画像を静電転写される。転写ローラ１１４０Ｂは、転写時に転写紙Ｓをカラー画像に押圧させる。 The registration roller pair 1190 feeds the transfer sheet S to the transfer unit at the timing when the color image of the toner on the transfer belt 1140 moves to the transfer position. The transferred transfer paper S is superimposed on the color image at the transfer portion, and the color image is electrostatically transferred by the action of the transfer roller 1140B. The transfer roller 1140B presses the transfer sheet S against the color image during transfer.

カラー画像を転写された転写紙Ｓは定着装置１１６０へ送られる。定着装置１１６０において転写紙Ｓにカラー画像が定着され、図示しないガイド手段による搬送路を通り、図示し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される。 The transfer sheet S on which the color image is transferred is sent to the fixing device 1160. In the fixing device 1160, the color image is fixed on the transfer paper S, passes through a conveyance path by a guide unit (not shown), and is discharged onto the tray 1210 by a pair of paper discharge rollers (not shown). Each time each color toner image is transferred, the surface of the photoreceptor 1100 is cleaned by a cleaning device 1150 to remove residual toner, paper dust, and the like.

なお、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ようにしても良い。また、図９に示す画像形成装置は、レボルバ式の現像装置を備えているものであったが、感光体およびその周辺のプロセスユニットを、例えば、赤、緑、青、黒にそれぞれ対応した４つの画像形成ステーションからなる、いわゆるタンデム方式のカラー対応の画像形成装置であってもよい。 Note that the image forming apparatus may be configured to perform monochrome image formation. The image forming apparatus shown in FIG. 9 is provided with a revolver type developing device. However, the photoconductor and its peripheral process units are, for example, 4 corresponding to red, green, blue, and black, respectively. A so-called tandem color image forming apparatus including two image forming stations may be used.

１第１群
２第２群
３第３群
４第４群
５第５群
１１１コンタクトガラス
１１２原稿
１１３第１走行体
１１４第２走行体
１１５画像読取レンズ
１１６ラインセンサ
１１００感光体
１１１０帯電ローラ
１１２０画像処理部
１１３０現像装置
１１４０転写ベルト
１１５０クリーニング装置
１１６０定着装置
１１７０光走査装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st group 2 2nd group 3 3rd group 4 4th group 5 5th group 111 Contact glass 112 Original document 113 1st traveling body 114 2nd traveling body 115 Image reading lens 116 Line sensor 1100 Photoreceptor 1110 Charging roller 1120 Image Processing unit 1130 Developing device 1140 Transfer belt 1150 Cleaning device 1160 Fixing device 1170 Optical scanning device

特開平６−３４２１２０号公報JP-A-6-342120 特開平８−１４６２９２号公報JP-A-8-146292 特許２７２９０３９号公報Japanese Patent No. 2729039 特開平９−１７１１３６号公報JP-A-9-171136 特開平９−３０４６９６号公報JP-A-9-304696 特開平４−１２７１１０号公報JP-A-4-127110

Claims

物体側から正の第１レンズと負の第２レンズが接合された全体で正の屈折力を有する第１群、負の第３レンズからなる第２群、負の第４レンズからなる第３群、正の第５レンズからなる第４群、負の第６レンズと正の第７レンズが接合された全体で正の屈折力を有する第５群とで構成され、前記第２群と第３群の間に絞りがあり、少なくとも１面が非球面であることを特徴とする読取レンズ。 A first group having a positive refractive power as a whole, in which a positive first lens and a negative second lens are cemented from the object side, a second group consisting of a negative third lens, and a third group consisting of a negative fourth lens A fourth group consisting of a positive fifth lens, and a fifth group having a positive refractive power as a whole, in which a negative sixth lens and a positive seventh lens are cemented together. A reading lens having a stop between the three groups and at least one surface being an aspherical surface.

請求項１記載の読取レンズにおいて、絞りに隣接したレンズのうち少なくとも１面が非球面となっていることを特徴とする読取レンズ。 2. The reading lens according to claim 1, wherein at least one of the lenses adjacent to the stop is an aspherical surface.

請求項１又は２記載の読取レンズにおいて、
第１群のｅ線の焦点距離：ｆ１、全系のｅ線の合成焦点距離：ｆ、全系に含まれる正レンズのｄ線の屈折率の平均：ｎ凸、全系に含まれる負レンズのｄ線の屈折率の平均：ｎ凹、全系に含まれる正レンズのアッベ数の平均：ν凸、全系に含まれる負レンズのアッベ数の平均：ν凹が、条件：
(１)０．８＜ｆ1／ｆ＜１．０
(２)−０．０５＜ｎ凸−ｎ凹＜ −０．０２
(３)１７．０＜ ν凸−ν凹＜２３．０
を満足することを特徴とする読取レンズ。 The reading lens according to claim 1 or 2,
Focal length of e-line of the first group: f1, total focal length of e-line of the entire system: f, average of refractive index of d-line of positive lens included in the entire system: n convex, negative lens included in the entire system Average of refractive index of d-line: n concave, average of Abbe number of positive lens included in entire system: ν convex, average of Abbe number of negative lens included in entire system: ν concave, conditions:
(1) 0.8 <f1 / f <1.0
(2) −0.05 <n convex−n concave <−0.02
(3) 17.0 <ν convex−ν concave <23.0
A reading lens characterized by satisfying

請求項３記載の読取レンズにおいて、前記第１レンズが両凸レンズ、前記第２レンズが両凹レンズ、前記第３レンズが物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第４レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第５レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズ、前記第６レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第７レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズ、であることを特徴とする、読取レンズ。 4. The reading lens according to claim 3, wherein the first lens is a biconvex lens, the second lens is a biconcave lens, the third lens is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the fourth lens is an object. A negative meniscus lens with the concave surface facing the object side, a positive meniscus lens with the fifth lens facing the concave surface on the object side, and a negative meniscus lens with the sixth lens disposed with the concave surface facing the object side A reading lens, wherein the seventh lens is a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side.

請求項１乃至４の何れかに記載の読取レンズにおいて、７枚のレンズが全てガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことを特徴とする読取レンズ。 5. The reading lens according to claim 1, wherein all of the seven lenses are glass lenses, and the glass material does not contain harmful substances such as lead and arsenic.

原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズ、および結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサからなる画像読取装置において、前記結像レンズに請求項１乃至５の何れかに記載の読取レンズを用いることを特徴とする、画像読取装置。 Image reading apparatus comprising: an illumination system that illuminates a document; an imaging lens that reduces and images reflected light of the document illuminated by the illumination system; and a line sensor that photoelectrically converts the document image formed by the imaging lens An image reading apparatus using the reading lens according to claim 1 as the imaging lens.

請求項６記載の画像読取装置において、光学系の任意の光路内に色分解機能を有し、原稿をフルカラーで読み取ることを特徴とする、画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 6, wherein the image reading apparatus has a color separation function in an arbitrary optical path of the optical system, and reads an original in full color.

請求項６又は７記載の画像読取装置を具備したことを特徴とする、画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the image reading apparatus according to claim 6.