JP5029947B2 - 画像読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置に関する。

デジタル複写機やファクシミリ装置における画像読取部やイメージスキャナは、原稿の読取るべき画像情報を、画像読取レンズにより縮小してＣＣＤのような撮像素子上に結像させ、画像情報を信号化する。また、カラー画像情報の読取りのために、例えば赤、緑、青のフィルタを各々持つラインセンサを１つの基板上に３列配列してなる所謂３ラインＣＣＤを用い、カラー画像を３原色に色分解して信号化することが行われている。

このような画像読取に用いられる画像読取レンズは、一般的に、像面である撮像素子の受光面上において「高空間周波数領域での高いコントラスト」が要求されるとともに、開口効率が画角周辺部まで１００％近くあることが要求される。
また、カラー画像を良好に読取るためには、像面上で、色分解に用いる複数の色、例えば赤・緑・青の各色光の結像位置を光軸方向において合致させる必要があり、各色の色収差を良好に補正する必要がある。

さらに、画像読取装置の小型化・低コスト化の要請に沿うためには「小型でレンズ構成枚数の少ない画像読取レンズ」が望まれる。

構成レンズ枚数が少なく、読取りに適した良好な性能を持つ画像読取レンズとして、物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスの第１レンズ、両凹面の第２レンズ、両凸面の第３レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスの第４レンズを配してなる４群４枚構成のテレフォトタイプのものが知られている（特許文献１〜８等）。

これら特許文献に記載された画像読取レンズのうちで、特許文献１、２、３、６、７、８に記載されたものは、第３レンズと第４レンズの間を広く取ることにより良好に収差補正を行っているが、この構成の場合、第４レンズの径が大きくなり易く、画像読取レンズの小型化が困難である。

また、特許文献４、５に記載された画像読取レンズは「レンズ全長を短くするために、第３レンズと第４レンズの間隔を狭く設定」しており、各画角の結像位置を光軸方向で十分に合せることが難しい。上記特許文献４記載の画像読取レンズでは「第１レンズと第４レンズのアッベ数の差」が小さく、色収差を十分に補正することが困難である。

また、特許文献１〜８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」については何ら開示していない。

特開平３−２４００１０号公報 特開平９−１０１４５２号公報 特開２０００−２４９９１３ 特開２００１−１０００９６ 特開２００４−２９４９２５ 特公平２−３８９２５号公報 特許第３８５６２５８号公報 特許第３５０７２８７号公報

この発明は、上述したところに鑑みてなされたものであって、小型で高い画像読取性能を持つ４群・４枚構成の画像読取レンズの実現を課題とする。また、各画角におけるサジタル光線とメリディオナル光線との「光軸方向における像面位置」を良好に合致させることができ、性能をより良好ならしめた画像読取レンズの実現を課題とする。
また、色収差を良好に補正してカラー画像に対する高い画像読取性能を実現できるとともに、広画角化にも対応可能な画像読取レンズの実現を課題とする。
さらに、温度変動による使用環境の変化による性能の劣化も低減できる画像読取レンズの実現を課題とする。

さらに、これら画像読取レンズを用いることにより性能良好な画像読取装置・画像形成装置の実現を課題とする。

請求項１記載の画像読取レンズは、物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスの第１レンズ、両凹面の第２レンズ、絞り、両凸面の第３レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスの第４レンズを配してなり、以下の如き特徴を有する。
即ち、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、画像読取レンズ全系の厚さ：Σd、第３レンズと第４レンズの光軸上の間隔：d₇が、条件：
（１） 0.6f < Σd < 0.8f
（２） 0.07 < d₇/Σd < 0.15
を満足する。
さらに、条件（１）、（２）とともに、第１レンズと第３レンズのd線の屈折率温度係数の和：Σdn/dt(凸)、第２レンズと第４レンズのd線の屈折率温度係数の和：Σdn/dt(凹)が、条件：
（７） -8 < Σdn/dt(凸)-Σdn/dt(凹) < 0
を満足する。
なお、屈折率温度係数：dn/dtの単位は［10 ^-6 /℃］である。

請求項１記載の画像読取レンズは、第３レンズのレンズ厚：d₆、画像読取レンズ全系の厚さ：Σdが、条件：
（３） 0.3 < d₆/Σd < 0.5
を満足することが好ましい（請求項２）。

請求項１または２記載の画像読取レンズは、画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、第３レンズの第２面の曲率半径：r₆、第４レンズの第１面の曲率半径：r₇が、条件：
（４） 3.2 < (1/r₆-1/r₇)f < 3.7
を満足することが好ましい（請求項３）。

請求項１〜３の任意の１に記載の画像読取レンズは、第１レンズのd線の屈折率：nd₁、第４レンズのd線の屈折率：nd₄、第１レンズのアッベ数：νd₁、第４レンズのアッベ数：νd₄が、条件：
（５） -0.4 < nd₁-nd₄ < -0.08
（６） 20 < νd₁-νd₄ < 60
を満足することが好ましい（請求項４）。

請求項２〜４の任意の１に記載の画像読取レンズも勿論、条件（７）を満足する。

請求項１〜４の任意の１に記載の画像読取レンズは、第１レンズ〜第４レンズが全てガラスレンズで、砒素、鉛等の有害物質を含有していないことが好ましい（請求項５）。
請求項１〜５の任意の１に記載の画像読取レンズは、少なくとも１枚のレンズが「非円形の外形形状」であることが好ましい（請求項６）。
請求項１〜６の任意の１に記載の画像読取レンズは「射出成形法により成形されるプラスチック鏡筒」を用いることが好ましい（請求項７）。

請求項８記載の画像読取装置は、原稿載置面に配置された原稿を照明する照明系と、この照明系により照明された原稿情報をライン状の撮像素子に結像させる画像読取レンズと用いて原稿情報を読取る画像読取装置であって、画像読取レンズとして、請求項１〜７の任意の１に記載の画像読取レンズを用いたことを特徴とする。
「ライン状の撮像素子」は微小な光電変換素子をライン状に配列した撮像素子である。

請求項８記載の画像読取装置は、原稿載置面から撮像素子に至る光路を折り曲げるための１以上のミラー、照明系、画像読取レンズ、撮像素子が画像読取ユニットとして一体に構成され、この画像読取ユニットの走査により、原稿載置面上の原稿の画像情報を読取る構成とすることができる（請求項９）。
請求項８、９記載の画像読取装置は、デジタル複写装置やファクシミリ装置等の画像読取部の構成として用いることができる。

請求項１０記載の画像形成装置は、請求項８または９記載の画像読取装置を用いて画像読取を行うものであって、具体的には、上記デジタル複写装置やファクシミリ装置等、原稿の画像情報を読取って信号化し、画像形成に供する機能を持つ装置である。

説明を補足すると、請求項１における条件（１）、（２）のうちで、条件（１）は「画像読取レンズの全長」を規定するものである。条件（１）の下限値：０．６ｆを超えると、全長を短くするために「各レンズの屈折力が強くなり過ぎる」ため良好に像面の補正を行うことが難しくなる。また上限値：０．８ｆを超えると全長が大きくなり、画像読取レンズを小型化することが難しくなる。画像読取レンズの小型化と「高い画像読取性能」を得るには、条件（１）を満足することが必要である。

条件（２）は「第３レンズと第４レンズの間隔」を規定するものである。条件（２）の下限値：０．０７を超えると、第３レンズと第４レンズのレンズ面間隔が狭くなりすぎ、第４レンズの第１面に入射する光線に「急な角度」を持たせる必要が生じ、マージナル光線を良好に補正することが困難になる。また、上限値：０．１５を超えると「軸外の光線が第４レンズを通る高さ」が高くなり、第４レンズの大径化を招来しやすくなり、画像読取レンズの小型化が難しくなる。

条件（１）および（２）を満足することにより、画像読取レンズの小型化と、高い画像読取性能を実現することが可能になる。なお、第２レンズと第３レンズの間に配置される「絞り」によりディストーションの良好な補正を可能としている。

「より高い画像読取性能」を確保するためには、条件（２）のパラメータ：d₇/Σdは、条件（２）よりもやや狭い、条件：
（２Ａ） 0.09 ＜ d₇/Σd ＜ 0.14
を満足することが好ましい。
請求項２における条件（３）は「画像読取レンズの全長に対する第３レンズの厚さ」を規定するものである。条件式の下限値：０．３を下回ると、第３レンズの厚さが小さくなって第３レンズの正の屈折力が小さくなり、メリディオナル像面の補正が不足して非点隔差が増大し易い。上限値：０．５を上回ると、第３レンズの厚さが大きくなって正の屈折力が大きくなり、メリディオナル像面の補正が過剰となって像面湾曲が増大し易い。条件（１）、（２）とともに条件（３）を満足することにより、光軸近傍と周辺部での光軸方向における結像位置を合致させることが容易となり、画像読取レンズの全像高で高い画像読取性能を実現できるようになる。

請求項３の条件（４）は「画像読取レンズの第３レンズの第２面の曲率半径と、第４レンズの第１面の曲率半径の関係」を規制するものである。第３レンズは両凸レンズ、第４レンズは凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズであるから、第３レンズの第２面と第４レンズの第１面とはともに「像側に凸の面」であり、曲率半径はともに負である。

条件（４）が成り立つ範囲では、第３レンズの第２面の曲率半径：r₆は、絶対値において、第４レンズの第１面の曲率半径：r₇の絶対値よりも大きい。

条件（４）の下限値：３．２を下回ると、上記曲率半径：r₆の絶対値に対して曲率半径：r₇の絶対値が相対的に大きくなってコマ収差が補正不足となり易く、上限値：３．７を上回ると、上記曲率半径：r₆の絶対値に対して曲率半径：r₇の絶対値が相対的に小さくなってコマ収差の補正が過剰となりやすい。
条件（１）、（２）とともに、あるいは条件（１）〜（３）とともに条件（４）を満足することにより「周辺部での高い画像読取性能」を実現することが容易になる。

請求項４の条件（５）は「凸レンズである第１レンズの屈折率と凹レンズである第４レンズの屈折率の差」を規定する条件であり、下限値：−０．４を下回ると、ペッツバール和が大きくなり、光軸近傍と周辺部とで「光軸方向における結像位置」を合せるのが困難になる。また上限値：−０．０８を上回るとペッツバール和が小さくなり、やはり「光軸方向における結像位置」を光軸近傍と周辺部とで合せるのが困難になる。

条件（１）、（２）あるいはこれらと条件（３）さらには条件（４）とともに条件（５）を満足することにより「画像読取レンズの全像高で高い画像読取性能」を得ることが可能になる。

条件（６）は「凸レンズである第１レンズのアッベ数と凹レンズである第４レンズのアッベ数の差」を規定するものであり、下限値：２０を下回ると色収差が補正不足となりやすく、上限値：６０を上回ると色収差が補正過剰となり易い。条件（６）を満足することにより、カラー画像の良好な読取りが可能となる。

請求項１において、条件（１）、（２）と共に満足される条件（７）は「凸レンズである第１レンズと第３レンズの屈折率温度係数の和と、凹レンズである第２レンズと第４レンズの屈折率温度係数の和との差」を規定するものである。

この条件（７）は、画像読取レンズにおける「結像位置の温度依存性」を規制するものである。条件（７）の下限値：−８［10 ^-6 /℃］を下回ると、画像読取レンズの焦点距離が「温度上昇時に伸び」すぎ、上限値：０［10 ^-6 /℃］を上回ると、画像読取レンズの焦点距離が「温度上昇時に短く」なりすぎる。

条件（７）を満足することにより「画像読取装置内の温度が上昇した時にも、画像読取レンズと撮像素子であるラインＣＣＤを保持している部材が伸びるのに対して光軸方向の結像位置が大幅にずれる」ことがなく、使用環境の如何によらず、高い画像読取性能を得ることができる。なお、上記「屈折率温度係数」はｄ線で規定しているが「同じ波長の屈折率温度係数」を用いれば同等の効果が得られるので、例えば「ｅ線の屈折率温度変化係数」を用いて表しても同等の効果が得られる。

なお、請求項１〜４の任意の１に記載の画像読取レンズは、画像読取レンズの全系の焦点距離：ｆに対する第ｉレンズ（ｉ＝１〜４）の焦点距離：ｆ_ｉ（ｉ＝１〜４）の比は、以下の条件：
（８） 0.6 < f₁/f < 0.9
（９） -0.7 < f₂/f < -0.4
（１０） 0.3 < f₃/f < 0.5
（１１） -0.9 < f₄/f < -0.6
を満足することが好ましい。

請求項５の画像読取レンズのように、第１レンズ〜第４レンズを全てガラスレンズとし、砒素、鉛等の有害物質を含有していない硝材を用いると、レンズのリサイクルを安全に行うことができる。また、レンズ加工時の「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できる。また、全てのレンズをガラス材料にすることによって「画像読取レンズの焦点距離の温度依存性」を有効に小さくできる。

この発明の画像読取レンズでは、高い画像品質を得るためにレンズ径が大きくなりやすく、特に第４レンズではこの傾向が顕著である。撮像素子として光電変換部（微小な受光素子）を１方向に配列したＣＣＤ等のラインセンサを用いる場合、光電変換部の配列方向にのみ「光線の通る幅」を確保すればよく、光電変換素子の配列と直交する方向については「画像読取レンズのレンズ径を小さくする」ことができる。従って、請求項６のように「少なくとも１枚のレンズ（第４レンズであることが好ましい）を非円形の外形形状」とするのが良い。

また、請求項７の画像読取レンズのように「射出成形法を用いたプラスチック鏡筒を用いる」と、射出成形法を用いたプラスチック成形は、任意の位置を精度よく位置出し出来、鏡筒内に挿入するレンズのガラス材料よりも軟質であるため、プラスチック鏡筒にレンズ（ガラスレンズ）を圧入保持することにより、レンズの偏心を良好に抑えることが可能となる。
一般に、各レンズと鏡筒とのクリアランスにより、各レンズの中心が光軸上からずれ、良好な画像が得られにくくなるが、画像読取レンズは通常「ある１ライン方向の性能」を確保すればよいため、画像読取レンズの生産工程においては通常、画像読取レンズ全体を回転させて性能良好な位置を探す工程を行っているが、プラスチック製の鏡筒を用いることにより、金属製の鏡筒よりもクリアランスが小さくても画像読取レンズを組むことが可能となり、更にレンズを圧入保持することで各レンズの偏心を良好に抑えることが可能となるため、特に、請求項６の「非円形の外形形状を持つレンズ」のように、画像読取レンズの回転調整が難しい場合に画像読取レンズ製造工程上の有効な手段となる。

請求項９の画像読取ユニットのように、一体で構成されたユニットを用いることにより、画像読取装置のより小型化が可能となるとともに、画像読取部がユニットとして一体で移動するために「画像読取ユニットの移動時の性能劣化」を小さく抑えることが可能となる。

以上に説明したように、この発明によれば、高い画像読取性能を持ちつつ、小型の画像読取レンズ（請求項１）を実現でき、画像読取レンズの「温度上昇時の焦点距離の変動」を良好に補正でき、幅広い環境条件に対して高い画像読取性能を実現できる。また、請求項２記載の画像読取レンズでは、光軸近傍と周辺部での光軸方向における結像位置を合致させて「よる高い画像読取性能」を得ることが可能となり、請求項３記載の画像読取レンズではさらに、周辺部のコマ収差の良好な補正により高い画像読取性能が可能となる。

請求項４記載の画像読取りレンズでは、光軸近傍において高いコントラストを獲得しつつ光軸近傍と周辺部での光軸方向における結像位置を合致させ、さらに色収差を良好に補正することによりカラー画像に対する高い画像読取性能を実現できる。
そして、この発明の画像読取レンズを用いることにより、画像読取特性に優れた小型の画像読取装置や画像形成装置を実現できる。

図１に、この発明の画像読取レンズの実施の１形態を示す。
図１において、図の左方が物体側であり、最も物体側に位置する平行平板ＣＮは「原稿載置ガラス（コンタクトガラス）」を示す。第１レンズ１は「凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズ」であり、これに続く第２レンズ２は「両凹面レンズ」、絞りを介して、設けられた第３レンズ３は「両凸面レンズ」、その像側に配置された第４レンズ４は「物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ」である。

図９は、請求項６記載の画像読取レンズの実施の１形態を示す図である。繁雑を避けるため、レンズについては図１におけると同一の符号を付した。
図９において、図の左方が物体側であり、物体側から順に、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４が配置されている。この図においては第２レンズ２と第３レンズ３との間に配置される「絞り」は図示を省略されている。

この実施の形態においては、第４レンズ４が「非円形の外形形状」を有する。即ち、第４レンズは、光電変換素子の配列方向に直交する両側で、レンズ周辺部が切除され、上記配列方向に長い短冊形（非円形の外形形状）」に形成されている。このように、レンズ外径の最も大きい第４レンズを「短冊形」に形成することにより、画像読取レンズを有効に小型化できる。

図１０は、プラスチック製の鏡筒の１例を説明するための図である。プラスチック製の鏡筒２１は射出成形で製造されている。
図１０（ａ）は、鏡筒２１を像面側から見た図であり、図９（ｂ）は光軸直交方向から見た図である。図中の符号２１ａ〜２１ｉは「鏡筒内壁面に形成された突起部」を示す。図のように突起部２１ａ〜２１ｉを有する鏡筒２１を射出成形法で製造することにより、突起部２１ａ〜２１ｉを正確に位置出しして成形することが可能である。また、これらの突起部に圧入するように各レンズを組付け保持することにより、各レンズの光軸位置を正確に揃えることが可能となる。

図１１は、画像読取装置の実施の１形態を示している。
図１１において、符号３１は原稿載置ガラス、符号３３は第１走行体、符号３４は第２走行体、符号３５は画像読取レンズ、符号３６は撮像素子を示している。
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、図１１において「符号３３で示す位置」から「符号３３’で示す位置（各符号に「ダッシュ」を付した位置）」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１１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、冷陰極管等の管灯を用いてもよいし「ＬＥＤ等の点光源を一列に配列したもの」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」を用いることも可能であり、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可能である。

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。

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１１に示した画像読取レンズ３５として、この発明の画像読取レンズ（具体的には後述の実施例の何れかのもの）を用いることで小型化が可能となる。

図１２は、画像読取装置の実施の別形態を示す。
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。

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１２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１１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、全てのミラー４３ｅ、４３ｆ、４３ｇ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」は常に一定である。

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の縮小結像する。そして、図１０に示した実施の形態と同様の方式により電気信号に変換され原稿情報が読取られる。

図１３は画像形成装置の実施の１形態を示している。
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１１に即して説明したのと同様のものであり各部には図１０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。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。

以下、画像読取レンズの具体的な実施例を７例挙げる。
実施例１〜６の画像読取レンズは、図１に示したように、４群４枚で、第２、第３レンズ間に絞りを有するテレフォトタイプのレンズ系である。

各実施例における記号は、以下の通りである。
ｆ ：全系の合成焦点距離
ＦＮｏ ：Ｆナンバ
ｍ ：縮率
ω ：半画角(度)
Ｙ ：物体高
ｒ ：レンズ面の曲率半径
ｄ ：面間隔
ｎｄ ：レンズ材料の屈折率
νｄ ：レンズ材料のアッベ数
ｄｎ／ｄｔ ：ｄ線の屈折率温度変化係数
Σｄｎ／ｄｔ(凸) ：正の屈折力を有するレンズのｄ線の屈折率温度変化係数
Σｄｎ／ｄｔ(凹) ：負の屈折力を有するレンズのｄ線の屈折率温度変化係数
「実施例１」
ｆ：３８．６，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝１７．１度
実施例１のデータを表１に示す。

表１において、ｊ＝C1、C2は、原稿載置ガラス（コンタクトガラス）の物体側面および像側面、ｊ＝C4、C5は、撮像素子のカバーガラスの物体側面および像側面である。また、ｊ＝５は「絞り」の面を示す。従って、レンズ面：rに関して、ｊ＝６が第３レンズの物体側面、ｊ＝７が第３レンズの像側面、ｊ＝８が第４レンズの物体側面、ｊ＝９が第４レンズの像側面であり、条件（４）におけるｒ_６はｊ＝７の面、ｒ_７はｊ＝８の面である。以下の実施例２〜６においても同様である。

実施例１に関する収差図を図２に示す。球面収差の図における破線は正弦条件を示す。また、非点収差の図では、実線がサジタル光線、破線がメリディオナル光線を示す。実施例２以下の収差図でも同様である。

「実施例２」
ｆ：２３．９，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝２６．５度
実施例２のデータを表２に示す。

実施例２に関する収差図を図３に示す。

「実施例３」
ｆ：１７．２，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝３４．７度
実施例３のデータを表３に示す。

実施例３に関する収差図を図４に示す。

「実施例４」
ｆ：３８．７，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝１７．１度
実施例４のデータを表４に示す。

実施例４に関する収差図を図５に示す。

「実施例５」
ｆ：２３．９，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝２６．６度
実施例５のデータを表５に示す。

実施例５に関する収差図を図６に示す。

「実施例６」
ｆ：１７．２，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝３４．７度
実施例６のデータを表６に示す。

実施例６に関する収差図を図７に示す。

「実施例７」
ｆ：１７．４，ＦＮｏ＝６．０，ｍ＝０．１２４，Ｙ＝１０８，ω＝３４．５度
実施例７のデータを表７に示す。

実施例７の収差図を図８に示す。

各実施例の条件（１）〜（７）の値を表８に示す。

各実施例における第１レンズから第４レンズまでの焦点距離：ｆ_１〜ｆ_４の、全系の焦点距離：ｆに対する比を表９に示す。

上記の如く、実施例１〜７の画像読取レンズとも条件（１）〜（９）を満足している。そして、各実施例とも収差図に示すように性能良好である。

画像読取レンズの実施の形態としてレンズ構成を示す図である。 実施例１に関する収差図である。 実施例２に関する収差図である。 実施例３に関する収差図である。 実施例４に関する収差図である。 実施例５に関する収差図である。 実施例６に関する収差図である。 実施例７に関する収差図である。 請求項６の画像読取レンズの実施の形態例を説明するための図である。 射出成形で製造されたプラスチック製の鏡筒を説明するための図である。 画像読取装置の実施の１形態を説明するための図である。 画像読取装置の実施の別形態を説明するための図である。 画像読取装置の実施の１形態を説明するための図である。

符号の説明

１ 第１レンズ
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
４ 第４レンズ

Claims (10)

1. 物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスの第１レンズ、両凹面の第２レンズ、絞り、両凸面の第３レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスの第４レンズを配してなる画像読取レンズであって、
   画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、画像読取レンズ全系の厚さ：Σd、第３レンズと第４レンズの光軸上の間隔：d₇ 、第１レンズと第３レンズのd線の屈折率温度係数の和：Σdn/dt(凸)［10 ^-6 /℃］、第２レンズと第４レンズのd線の屈折率温度係数の和：Σdn/dt(凹) ［10 ^-6 /℃］が、条件：
   （１） 0.6f < Σd < 0.8f
   （２） 0.07 < d₇/Σd < 0.15
   （７） -8 < Σdn/dt(凸)-Σdn/dt(凹) < 0
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
2. 請求項１記載の画像読取レンズにおいて、
   第３レンズのレンズ厚：d₆、画像読取レンズ全系の厚さ：Σdが、条件：
   （３） 0.3 < d₆/Σd < 0.5
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
3. 請求項１または２記載の画像読取レンズにおいて、
   画像読取レンズ全系の焦点距離：ｆ、第３レンズの第２面の曲率半径：r₆、第４レンズの第１面の曲率半径：r₇が、条件：
   （４） 3.2 < (1/r₆-1/r₇)f < 3.7
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
4. 請求項１〜３の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   第１レンズのd線の屈折率：nd₁、第４レンズのd線の屈折率：nd₄、第１レンズのアッベ数：νd₁、第４レンズのアッベ数：νd₄が、条件：
   （５） -0.4 < nd₁-nd₄ < -0.08
   （６） 20 < νd₁-νd₄ < 60
   を満足することを特徴とする画像読取レンズ。
5. 請求項１〜４の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   第１レンズ〜第４レンズが全てガラスレンズであり、砒素、鉛等の有害物質を含有していないことを特徴とする画像読取レンズ。
6. 請求項１〜５の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   少なくとも１枚のレンズは非円形の外形形状であることを特徴とする画像読取レンズ。
7. 請求項１〜６の任意の１に記載の画像読取レンズにおいて、
   射出成形法により成形されるプラスチック鏡筒を用いることを特徴とする画像読取レンズ。
8. 原稿載置面に配置された原稿を照明する照明系と、この照明系により照明された原稿情報をライン状の撮像素子に結像させる画像読取レンズとを用いて、原稿の画像情報を読取る画像読取装置であって、
   画像読取レンズとして、請求項１〜７の任意の１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。
9. 請求項８記載の画像読取装置において、
   原稿載置面から撮像素子に至る光路を折り曲げるための１以上のミラー、照明系、画像読取レンズ、撮像素子が画像読取ユニットとして一体に構成され、この画像読取ユニットの走査により、上記原稿載置面上の原稿の画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置。
10. 請求項８または９記載の画像読取装置を用いて画像読取を行うことを特徴とする画像形成装置。

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