JP2012141464A - 画像読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型であり、色収差が補正され、高い画像品質が得られる画像読取レンズ、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、負の屈折力をもつメニスカス形状の第１レンズＬ１からなる第１群Ｇ１、正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズＬ２からなる第２群Ｇ２、負の屈折力をもつメニスカス形状の第３レンズＬ３からなる第３群Ｇ３、両側凸面の第４レンズＬ４と負の屈折力をもつ第５レンズＬ５とを接合してなる第４群Ｇ４、正の屈折力をもつ第６レンズＬ６からなる第５群Ｇ５、及び負の屈折力をもつ第７レンズＬ７からなる第６群Ｇ６で構成され、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４との間に絞りを有し、下記の条件式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である。
（１）０．７＜ｄ／ｆ＜１．０
（２）０．５＜−ｆ_６／ｆ＜１．６
（３）１．８＜（ｆ_２＋ｆ_５）／ｆ＜５．２
【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。

さらに、画像読取装置の小型化のために、広画角に対応した小型化された画像読取レンズが求められている。これに対し、特許文献１には、半画角が２０°を超える画像読取レンズが記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の画像読取レンズでは、非点隔差が大きく、メリディオナル光線とサジタル光線とで光軸方向における像面の結像位置のずれが大きいため、画像読取幅の全域にわたって良好な結像性能が得られないという問題がある。

一方、画像読取レンズとしては、画像読取装置内の温度変化、例えば照明光源の発熱等による温度上昇時の性能劣化の抑制が求められている。さらに、近年の省資源化の観点から、レンズガラスのリサイクルが求められており、レンズガラスのリサイクル化のためにはレンズ材料に有害物質が含まれないことが要求されている。

そこで、本発明は上記課題を鑑み、小型であり、サジタル光線とメリディオナル光線ともに光軸方向における像面位置が良好に合致されて、色収差が補正され、高い画像品質が得られる画像読取レンズ、該画像読取レンズを用いた装置を提供することを目的とする。

また、使用環境の変化や温度変化による性能の劣化を低減可能な画像読取レンズ、さらに、材料のリサイクル化が可能であり、加工時の廃液による水質汚染の無い、地球環境を考慮した画像読取レンズ、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、物体側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第１レンズからなる第１群、物体側に凸面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズからなる第２群、物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第３レンズからなる第３群、両側凸面の第４レンズと負の屈折力をもつ第５レンズとを接合してなる第４群、正の屈折力をもつ第６レンズからなる第５群、及び負の屈折力をもつ第７レンズからなる第６群で構成され、第３群と第４群との間に絞りを有する６群７枚構成の画像読取レンズであって、下記の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする画像読取レンズである。
（１）０．７＜ｄ／ｆ＜１．０
（２）０．５＜−ｆ_６／ｆ＜１．６
（３）１．８＜（ｆ_２＋ｆ_５）／ｆ＜５．２
ただし、
ｄ：画像読取レンズ全系の厚さ
ｆ：画像読取レンズ全系の焦点距離
ｆ_２：第２群の焦点距離
ｆ_５：第５群の焦点距離
ｆ_６：第６群の焦点距離
である。
〔２〕 下記の条件式（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）０．６＜ｄ_Ａ／ｄ＜０．８
（５）２．７＜−ｆ_Ｂ／ｆ_Ｃ＜４．６
ただし、
ｄ_Ａ：第４群から第６群までの厚さの和
ｆ_Ｂ：第１群から第３群までの合成焦点距離
ｆ_Ｃ：第４群から第６群までの合成焦点距離
である。
〔３〕 前記第２レンズが、下記の条件式（６）及び（７）を満足することを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の画像読取レンズである。
（６）０．９＜ｆ_２／ｆ＜２．３
（７）−７＜ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）＜０
ただし、
ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）：第２レンズの屈折率温度係数
である。
〔４〕 ７枚のレンズが全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことを特徴とする前記〔１〕から〔３〕のいずれかに記載の画像読取レンズである。
〔５〕 レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることを特徴とする前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の画像読取レンズ。
〔６〕 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〕から〔５〕のいずれか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。
〔７〕 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〔６〕に記載の画像読取装置である。
〔８〕 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〔６〕または〔７〕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、物体側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第１レンズからなる第１群、物体側に凸面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズからなる第２群、物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第３レンズからなる第３群、両側凸面の第４レンズと負の屈折力をもつ第５レンズとを接合してなる第４群、正の屈折力をもつ第６レンズからなる第５群、及び負の屈折力をもつ第７レンズからなる第６群で構成され、第３群と第４群との間に絞りを有する６群７枚構成の画像読取レンズであって、条件式（１）０．７＜ｄ／ｆ＜１．０、条件式（２）０．５＜−ｆ_６／ｆ＜１．６、条件式（３）１．８＜（ｆ_２＋ｆ_５）／ｆ＜５．２（ただし、ｄは画像読取レンズ全系の厚さ、ｆは画像読取レンズ全系の焦点距離、ｆ_２は第２群の焦点距離、ｆ_５は第５群の焦点距離、ｆ_６は第６群の焦点距離である）を満足する画像読取レンズであるため、小型であるとともに、球面収差、コマ収差による結像性能の劣化を抑制し、良好な画像品質を維持できる。
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）０．６＜ｄ_Ａ／ｄ＜０．８、及び条件式（５）２．７＜−ｆ_Ｂ／ｆ_Ｃ＜４．６（ただし、ｄ_Ａは第４群から第６群までの厚さの和、ｆ_Ｂは第１群から第３群までの合成焦点距離、ｆ_Ｃは第４群から第６群までの合成焦点距離である）を満足する画像読取レンズであるため、さらに像高間での結像位置のバラつきを抑えて、撮像素子面上での良好な結像性能が得られるとともに、歪曲収差の発生を抑えて像高間での倍率誤差も抑えることが可能である。
請求項３の発明によれば、請求項１または２の画像読取レンズにおいて、条件式（６）０．９＜ｆ_２／ｆ＜２．３、及び条件式（７）−７＜ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）＜０（ただし、ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）は第２レンズの屈折率温度係数である）を満足する画像読取レンズであるため、温度上昇において画像読取レンズから結像位置までの距離を伸びるようにすることができるため、レンズ保持部の温度の伸びに対して良好に追従でき、異なる温度環境においても高い画像品質を得ることができる。
請求項４の発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載の画像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、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないため、材料のリサイクル化が可能となり、加工時の廃液による水質汚染等を生じることもなく地球環境保全に大きく貢献することが可能となる。
請求項５の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の画像読取レンズにおいて、レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であるため、ラインＣＣＤの画素配列方向と直交する方向の画像読取レンズの薄肉化でき、より小型化が可能となる。
請求項６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が可能となる。
請求項７の発明によれば、請求項６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装置であるため、小型化が可能であるとともに、画像読取部での変動を小さくすることができ、高い画像読取品質を得ることが可能となる。
請求項８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６または７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、複写時に如何なる使用環境においても高い画像品質を維持することができるとともに、小型化を実現可能である。

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。 第８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８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９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９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１０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１０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１１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１１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１２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１２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。 本発明の画像読取レンズの構成の他の例を示す概略斜視図である。 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、負の屈折力をもつ第１レンズＬ１からなる第１群、正の屈折力をもつ第２レンズＬ２からなる第２群Ｇ２、負の屈折力をもつ第３レンズＬ３からなる第３群Ｇ３、第４レンズＬ４と負の屈折力をもつ第５レンズＬ５とを接合してなる第４群Ｇ４、正の屈折力をもつ第６レンズＬ６からなる第５群Ｇ５、及び負の屈折力をもつ第７レンズＬ７からなる第６群Ｇ６で構成され、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４との間に絞りを有する６群７枚構成の画像読取レンズである。
第１群の物体側にはコンタクトガラスＣＧ１が配置され、第６群の像側には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、第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状、第２レンズＬ２は物体側に凸面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状、第３のレンズＬ３は物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状、第４のレンズＬ４は両側凸面形状である。

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=１〜１４）：物体側から数えてｊ番目のレンズ面の曲率半径
ｄ_ｊ（ｊ=１〜１３）：物体側から数えてｊ番目の面間隔
ｎｄ_ｊ（ｊ=１，３，５，８，９，１１，１３）：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=１，３，５，８，９，１１，１３）：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）を満足することを特徴とする。
（１）０．７＜ｄ／ｆ＜１．０
（２）０．５＜−ｆ_６／ｆ＜１．６
（３）１．８＜（ｆ_２＋ｆ_５）／ｆ＜５．２
ただし、ｄは画像読取レンズ全系の厚さ、ｆは画像読取レンズ全系の焦点距離、ｆ_２は第２群の焦点距離、ｆ_５は第５群の焦点距離、ｆ_６は第６群の焦点距離である。

条件式（１）は、画像読取レンズの全長を規定する式である。ｄ／ｆの値が下限値０．７を下回ると、各レンズ群の屈折力が強くなり高次の球面収差が発生し、軸上光束と軸外光束の像面を一致させることが難しくなる。一方、ｄ／ｆの値が上限値１．０を超えると、画像読取レンズ全長が長くなるとともに、第６群Ｇ６のレンズ径が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。このように、条件式（１）を満たすことは、画像読取レンズの小型化と高い画像品質を得るために必要な条件である。

条件式（２）は、画像読取レンズ全系に対する第６群Ｇ６の焦点距離の比を規定する式である。−ｆ_６／ｆの値を小さくするとレンズの小型化に有利となるが、下限値０．５を下回ると、コマ収差が大きくなり軸外での解像力が低下してしまう。一方、上限値１．６を超えると、第６群Ｇ６のレンズ径が大きくなりすぎて小型化が困難となる。このように、条件式（２）を満たすことも、画像読取レンズの小型化と高い画像品質を得るために必要な条件である。

条件式（３）は、画像読取レンズ全系に対する第２群Ｇ２と第５群Ｇ５の焦点距離の和の比を規定する式である。（ｆ_２＋ｆ_５）／ｆの値を小さくすることでレンズの小型化には有利となるが、下限値１．８を下回ると、球面収差が負側に倒れて良好な解像力が得られなくなる。一方、上限値５．２を超えると、第５群Ｇ５の正の屈折力が弱くなることにより、第５群Ｇ５のレンズ径が大きくなり、それに伴って第６群Ｇ６のレンズ径も大きくなってしまう。このように、条件式（３）を満たすことも、画像読取レンズの小型化と高い画像品質を得るために必要な条件である。

また、本発明の画像読取レンズは、下記の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）０．６＜ｄ_Ａ／ｄ＜０．８
（５）２．７＜−ｆ_Ｂ／ｆ_Ｃ＜４．６
ただし、ｄ_Ａは第４群から第６群までの厚さの和、ｆ_Ｂは第１群から第３群までの合成焦点距離、ｆ_Ｃは第４群から第６群までの合成焦点距離である。

条件式（４）は、画像読取レンズ全長に対する絞り後のレンズ群Ｇ４からＧ６まで厚さの比を規定する式であり、条件式（５）は、絞り前のレンズ群Ｇ１からＧ３の合成の焦点距離と絞り後のレンズ群Ｇ４からＧ６の合成の焦点距離との比を規定する式である。
条件式（５）の−ｆ_Ｂ／ｆ_Ｃの値が下限値２．７に近づくと、像面が負側に倒れてしまい、上限値４．６に近づくと像面が正側に倒れてしまう。このため、条件式（５）を満足することにより、像高間の結像性能のばらつきを抑えることができる。
条件式（４）は、絞り後のレンズ群Ｇ４からＧ６までの屈折力の位置関係を規定するものであり、ｄ_Ａ／ｄの値が上限値の０．８を超えると歪曲収差が大きくなりやすい。
ｄ_Ａ／ｄが上限値０．８を超え、および−ｆ_Ｂ／ｆ_Ｃが２．７を下回ると、画像読取レンズ全体のレンズ径が大きくなり、小型化が困難となる。
条件式（４）及び（５）を満足することにより、像高間での像面湾曲により結像性能が劣化することを抑えることができ、さらに歪曲収差による像高間での倍率変化を抑えることができるため、良好な画像品質を得ることができる。

さらに、本発明の画像読取レンズは、下記の条件式（６）及び（７）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｆ_２／ｆ＜２．３
（７）−７＜ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）＜０
ただし、ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）は、第２レンズの屈折率温度係数である。

条件式（６）は、第２群Ｇ２の正メニスカス形状の第２レンズＬ２の屈折力の範囲を規定する式である。条件式（７）は、第２レンズＬ２に用いる硝材の屈折率温度係数の範囲を規定する式である。
本発明の画像読取レンズは、第２レンズＬ２が、上記条件式（６）及び（７）を満たすことにより、画像読取レンズ全系の結像位置の温度依存性を有効に補正することができる。
ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）の値が、条件式（７）の下限値−７を下回ると、焦点距離が小さくなることにより温度による焦点距離の変化も小さくなり、良好な温度補償の効果が得られなくなる。一方、ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）の値が０を超えてしまうと、絞り前のレンズ群の正の屈折力による収差補正が満足に得られなくなり、良好な結像性能が得られなくなる。画像読取レンズ全系で良好な結像性能と温度補償を得るためには、第２レンズＬ２が条件式（６）の範囲を満足することが好ましく、さらに、条件式(７)の範囲を満足する屈折率温度係数が０以下の材料（硝材）を用いることにより、他のレンズ群で用いる硝材の影響により焦点距離が短くなってしまうことを有効に軽減することができ、画像読取レンズ全系における温度補償を行うことが出来る。

本発明の画像読取レンズは、７枚のレンズは全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことが好ましい。
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光学ガラスで構成することにより、材料のリサイクル化が可能であり、加工時の廃液による水質汚染の無い、地球環境を考慮した読取用レンズとすることができる。

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
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

〔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。以下に、レンズの構成表を示す。

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。以下に、レンズの構成表を示す。

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。以下に、レンズの構成表を示す。

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。以下に、レンズの構成表を示す。

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。以下に、レンズの構成表を示す。

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。以下に、レンズの構成表を示す。

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。以下に、レンズの構成表を示す。

図１５は、図１４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８の実施態様（実施例８）〕
図１６は、本発明の第８の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。

図１７は、図１６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９の実施態様（実施例９）〕
図１８は、本発明の第９の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。

図１９は、図１８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１０の実施態様（実施例１０）〕
図２０は、本発明の第１０の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。

図２１は、図２０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１１の実施態様（実施例１１）〕
図２２は、本発明の第１１の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。

図２３は、図２２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１２の実施態様（実施例１２）〕
図２４は、本発明の第１２の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。

図２５は、図２４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。

以下に、上述の各実施態様（実施例）における条件式の値を示す。

本発明の画像読取レンズは、レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることが好ましい。
図２６に、第６群Ｇ６の第６レンズＬ６が非円形の外形形状である画像読取レンズの例を示す。物体側より、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズＬ１からなる第１群Ｇ１、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第２レンズＬ２からなる第２群Ｇ２、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第３レンズＬ３からなる第３群Ｇ３、両凸形状の正レンズの第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第５レンズＬ５とを接合してなる第４群Ｇ４、正の屈折力を持つ第６レンズＬ６からなる第５群Ｇ５、及び負の屈折力をもつ第７レンズＬ７からなる第６群Ｇ６を示し、図示していないが、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４との間に絞りを有している。

第６群Ｇ６は、像高方向において光線高さが高くなりやすく、レンズ径が大きくなりやすいが、ＣＣＤラインセンサの光電変換素子配列と直交する方向に対しては他のレンズと同程度の光束が通る大きさを有していればよい。そのため、図２６に示したように上下を切り落として非円形のレンズとすることができる。このようなレンズを用いることにより、画像読取装置の高さ方向における大きさの小型化を実現することができる。
なお、図２６の例では、第６群Ｇ６の第７レンズＬ７のみを非円形の外形形状としたが、他のレンズ群も同様に、光線有効範囲外をなくして非円形の外形形状とすることが可能である。

〔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
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
ＣＧ１ コンタクトガラス
ＣＧ２ ＣＣＤカバーガラス

特開２００５−２６６７７１号公報

Claims (8)

1. 物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第１レンズからなる第１群、物体側に凸面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズからなる第２群、物体側に凹面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第３レンズからなる第３群、両側凸面の第４レンズと負の屈折力をもつ第５レンズとを接合してなる第４群、正の屈折力をもつ第６レンズからなる第５群、及び負の屈折力をもつ第７レンズからなる第６群で構成され、第３群と第４群との間に絞りを有する６群７枚構成の画像読取レンズであって、下記の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
   （１）０．７＜ｄ／ｆ＜１．０
   （２）０．５＜−ｆ_６／ｆ＜１．６
   （３）１．８＜（ｆ_２＋ｆ_５）／ｆ＜５．２
   ただし、
   ｄ：画像読取レンズ全系の厚さ
   ｆ：画像読取レンズ全系の焦点距離
   ｆ_２：第２群の焦点距離
   ｆ_５：第５群の焦点距離
   ｆ_６：第６群の焦点距離
   である。
2. 下記の条件式（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）０．６＜ｄ_Ａ／ｄ＜０．８
   （５）２．７＜−ｆ_Ｂ／ｆ_Ｃ＜４．６
   ただし、
   ｄ_Ａ：第４群から第６群までの厚さの和
   ｆ_Ｂ：第１群から第３群までの合成焦点距離
   ｆ_Ｃ：第４群から第６群までの合成焦点距離
   である。
3. 前記第２レンズが、下記の条件式（６）及び（７）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取レンズ。
   （６）０．９＜ｆ_２／ｆ＜２．３
   （７）−７＜ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）＜０
   ただし、
   ｄｎ／ｄｔ（Ｌ２）：第２レンズの屈折率温度係数
   である。
4. ７枚のレンズが全てガラスレンズであり、該ガラスレンズのガラス材料が、鉛、砒素、及びこれらに類する有害物質を含有していないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像読取レンズ。
5. レンズの少なくとも１枚が、非円形の外形形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像読取レンズ。
6. 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ことを特徴とする画像読取装置。
7. 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６に記載の画像読取装置。
8. 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６または７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。

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