JP2002277788A - 走査結像光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査結像光学系の等速性の補正を一部を電気
的に行うことで高性能な光学系を実現する。 【解決手段】 レーザ光源部からの光束を光偏向器40で
偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面60
に向かって集光させ、上記被走査面上に光スポットを形
成し、この光スポットにより上記被走査面の光走査を行
う走査結像径における、全像高域のリニアリティの最大
変位量をＬｍ、最周辺像高のリニアリテイをＬｅとした
とき、Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１．０とする。また、走査結像光
学系に残存するリニアリティに対応して予め設定された
量の画素クロック１クロックの時間幅を１クロック毎に
変更可能にして被走査面上を略等速度で走査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及びそれ
に用いる走査結像光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パラメータを最適化して必要なすべての
光学特性を良好に補正した走査結像光学系は、既に多数
出願されている。しかしながら、対象となる光学特性に
は、主副の像面湾曲、波面収差、リニアリティ、走査線
曲がり等があり、これらを高性能に補正しながら、さら
に加工し易さ低コストに出来る形状等を実現することは
困難であり、トレードオフをしながらあるバランスに落
ち着かせている。例えば、走査結像光学系がある量のリ
ニアリティを有していても有効に低コストで等速性の補
正が可能であり、走査結像光学系を、さらに高性能、加
工公差に強い形状又は低コストにできる形状等に振り分
けることが可能である（特開平１０−３３３０６９号公
報（補正は±0.1％程度で良好に行われている。）、又
は特開平１１−６４７６０号公報（補正は−0.1〜0.2％
で良好に行われている。）参照）。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】走査光学系の性能の向
上を図るため、以上のようにパラメータを最適化して、
必要なすべての光学特性を良好に設定するのは一つの方
法である。しかし、簡単に実現可能な電気的補正を実施
することで光学特性の補正の一部を分担することができ
れば、光学系を容易に一層高性能化でき、現状の性能面
での限界を打破することができる。そこで、本発明の目
的は、等速性の補正の一部を電気的に行うことで高性能
な光学系を実現することである。つまり、画素クロック
の１クロックの時間幅を１クロック毎に変更すること
で、実現が容易で低コストな光学特性の補正方法を提供
するものである。この基本的な内容に主走査方向の原理
的な深度特性を加味すると、さらに有効なリニアリティ
形状、レンズ形状、パワー分布とそれらの組み合わせを
得ることができる。

【０００４】そこで、本発明の他の目的は、走査結像光
学系に一定量のリニアリティを残存させ、それに対応し
て予め設定された変更量の画素クロックの１クロックの
時間幅を１クロック毎に変更可能な手段を併用すること
により、被走査面上を略等速度で走査する方法を提示す
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、レー
ザ光源部からの光束を光偏向器で偏向させ、偏向光束を
走査結像光学系により被走査面に向かって集光させ、上
記被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットに
より上記被走査面の光走査を行う走査結像光学系におい
て、全像高域のリニアリティの最大変位量をＬｍ、最周
辺像高のリニアリテイをＬｅとしたとき、｜Ｌｍ／Ｌｅ
｜＞１．０とするとともに、走査結像光学系に残存する
リニアリティに対応して予め設定された量の画素クロッ
クの１クロックの時間幅を１クロック毎に変更可能な手
段により、被走査面上を略等速度で走査するようにした
ことを特徴とする走査結像光学系である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載された
走査結像光学系において、全像高域のリニアリティの最
大変位量：Ｌｍは、０．５≦｜Ｌｍ｜≦１０ （％）
であることを特徴とする走査結像光学系である。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１及び２に記載
された走査結像光学系において、全像高域のリニアリテ
ィの最大変位量：Ｌｍ及び最周辺像高のリニアリテイＬ
ｅはそれぞれ、Ｌｍ ＞ ０、｜Ｌｅ｜≦５（％）であ
ることを特徴とする走査結像光学系である。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１に記載された
走査結像光学系において、走査結像光学系は走査レンズ
であり、偏向反射点に対しコンセントリックな面数が、
反コンセントリックな面数に等しいか多い構成であるこ
とを特徴とする走査結像光学系である。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４に記載された
走査結像光学系において、前記走査レンズ系は少なくと
も２枚の正レンズから構成され、 Ｐ１：最も光偏向器側に配置された走査レンズのパワ
ー、 Ｐ２：最も被走査面側に配置された走査レンズのパワ
ー、であるとき、Ｐ１／Ｐ２ ＞ １．０、であるとと
もに、被走査面側に配置された走査レンズは両面とも偏
向反射点に対しコンセントリックな形状のメニスカスレ
ンズであることを特徴とする走査結像光学系である。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載された走査結像光学系において、走査結像光
学系は走査レンズ系であり、走査レンズの少なくとも１
枚のレンズは、中心から周辺にむけた主走査方向のパワ
ーが、徐々に小さくなり途中で変曲点を有し、周辺付近
では徐々に大きくなるパワー分布を有することを特徴と
する走査結像光学系である。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載された走査結像光学系において、走査結像光
学系は走査レンズ系であり、走査レンズの少なくとも１
面は中心から周辺にむけた主走査方向の面の収束作用
が、徐々に小さくなり途中で変曲点を有し周辺付近では
徐々に大きくなるような曲率分布を有することを特徴と
する走査結像光学系である。

【００１２】請求項８の発明は、請求項４乃至７にのい
ずれかに記載された走査結像光学系において、走査レン
ズの少なくとも１面は主走査方向で高次の非球面を有す
るとともに、走査レンズの少なくとも１枚は熱可塑性光
学材料を用いた射出法または、熱硬化性光学材料を用い
た充填法で作成されていることを特徴とする走査結像光
学系である。

【００１３】請求項９の発明は、レーザ光源部からの光
束を光偏向器で偏向させ、偏向光束を走査結像光学系に
より被走査面に向かって集光させ、上記被走査面上に光
スポットを形成し、この光スポットにより上記被走査面
の光走査を行う光走査装置において、前記走査結像光学
系の少なくとも１部を構成する走査結像レンズとして、
請求項１乃至８のいずれかに記載された走査結像光学系
を用いたことを特徴とする光走査装置である。

【００１４】請求項１０の発明は、感光媒体に対して光
走査により潜像を書き込み、上記潜像を可視化して所望
の画像を得る画像形成装置であって、請求項９に記載さ
れた光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本願の各請求項に係る発明につい
て以下説明する。走査結像光学系が有する像面特性（深
度、ビームウエスト径）は、波面収差とリニアリティが
良好に補正された場合、副走査方向では像高が変わって
も像面に垂直に交わるためほぼ一律であるが、主走査方
向では周辺像高ほど垂直からずれていくので、ビームウ
エスト径はほぼ一律であるが深度は減少する（ビームウ
エスト径は保たれる）。また波面収差が補正されリニア
リティが残る本発明の場合は、主走査方向のビームウエ
スト径にばらつきが発生する。ここでリニアリティは歪
曲収差の表示形式を変更したものであるから画角の３次
以上の高次数で変化するため（「レンズ設計法」松井吉
哉著 Ｐ８３〜８４参照）、周辺像高付近を重点にリニ
アリティの補正を行っても、少ない副作用で実現が可能
である。

【００１６】（請求項１の発明）請求項１の発明は、こ
の原理特性を考慮して、全像高域のリニアリティの最大
変位量をＬｍ 最周辺像高のリニアリティをＬｅ とし
たとき ｜Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１ として、リニアリティの残し方を単調に増加あるいは減
少（負に増加）させることはしないので、周辺像高でビ
ームウエスト径の変動が少なく、周辺像高で減少しがち
な深度を十分に引き出すことができ、バランスのとれた
高い性能を実現できるようにしたものである。具体的に
は、レーザ光源部からの光束を光偏向器で偏向させ、偏
向光束を走査結像光学系により被走査面に向かって集光
させ、上記被走査面上に光スポットを形成し、この光ス
ポットにより上記被走査面の光走査を行う走査結像光学
系において、全像高域のリニアリティの最大変位量：Ｌ
ｍ、最周辺像高のリニアリテイ：Ｌｅとしたと、 ｜Ｌ
ｍ／Ｌｅ｜＞１．０であるとともに、走査結像光学系に
残存するリニアリティに対応して予め設定された量の画
素クロックの１クロックの時間幅を１クロック毎に変更
可能な手段により、被走査面上を略等速度で走査するよ
うにしたことを特徴とする走査結像光学系である。

【００１７】（請求項２の発明）走査光学系に残存する
全像高域のリニアリティの最大変位量、０．５≦｜Ｌｍ
｜≦１０（％）であることが望ましい。公知技術であげ
たように0.1％程度は良好な範囲として認められ、さら
に0.5％以内であれば走査光学系で補正しても大きな負
担にはならない。従って下限を越えたとき画素クロック
の１クロックの時間幅を１クロック毎に変更する技術を
併用する利点が少ない。一方走査光学系に過大なリニア
リティが残存する場合、波面収差を良好に補正しても、
主走査方向の像高に対する開口数の変化が理想値からず
れてゆき、ビームウエスト径の変動が大きくなる。リニ
アリティが正で大きくなると周辺像高でビームウエスト
径は大きくなり、リニアリティが負で大きくなると周辺
像高でビームウエスト径は小さくなり、ともに高性能が
困難になる。従って、上限を越えないことが望ましい。
そこで、請求項２の発明は、請求項１に記載された走査
結像光学系において、全像高域のリニアリティの最大変
位量：Ｌｍは、０．５≦｜Ｌｍ｜≦１０（％）であるこ
とを特徴とする走査結像光学系としたのである。

【００１８】（請求項３の発明）走査光学系がレンズ系
である場合、Ｌｍ が正で、Ｌｍ ＞ ０、｜Ｌｅ｜≦
５（％）であることは全像高域でバランス良く、高性
能を実現するのに重要になる。ポリゴン等の等速回転に
対する被走査面の走査速度は周辺像高ほど速く（＝リニ
アリティが正に）なるため、Ｌｍを正で残すことは自然
なことである。最周辺の像高では高次の特性を利用して
単調な変化から戻し、リニアリティを小さく設定する
が、正でも負でも構わない。上限を越えるとビームウエ
スト径が変動し、原理的に小さな量になる周辺像高の深
度が更に減少し、バランスの良い性能獲得が困難にな
る。そこで、請求項３の発明は、請求項１及び２に記載
された走査結像光学系において、全像高域のリニアリテ
ィの最大変位量：Ｌｍ及び最周辺像高のリニアリテイ：
Ｌｅはそれぞれ、Ｌｍ＞０、｜Ｌｅ｜≦５（％）である
ことを特徴とする走査結像光学系としたのである。

【００１９】（請求項４の発明）走査結像光学系が走査
レンズ系であるときには、コンセトリックな面の使用が
重要になる。周辺像高ほど正で大きくなりやすいリニア
リティを補正する一つの方法に、光偏向器に凸面をむけ
た比較的パワーの小さいメニスカスレンズを用い、屈折
作用を利用して周辺像高ほど中心側にシフトさせ等速に
近づける方法がある。しかし、レンズ設計や収差論でよ
く知られているように、光偏向器に対し反コンセトリッ
クな２つの面は、大きな収差を逆符号でうち消してお
り、高性能や公差の拡大にたいし大きな限界となる。走
査レンズ系にリニアリティを許容し、画素クロックの１
クロックの時間幅を１クロック単位で変更可能な技術で
等速性を補正することで、コンセントリックな面を用い
ることが可能になる。そこで、請求項４の発明は、請求
項１に記載された走査結像光学系において、走査結像光
学系を走査レンズとし、偏向反射点に対しコンセントリ
ックな面数が、反コンセントリックな面数に等しいか多
い構成であることを特徴とする走査結像光学系としたの
である。

【００２０】（請求項５の発明）走査レンズ系を少なく
とも２枚の正レンズで構成することは、パワーを分担で
き高性能にするために有効である。このとき、Ｐ１：最
も光偏向器側に配置された走査レンズのパワー、Ｐ２：
最も被走査面側に配置された走査レンズのパワーとする
とき、Ｐ１＞Ｐ２とすることで、２枚のレンズをコンパ
クトに保ち、低コストでの製造可能と高性能が両立でき
る。最も被走査面側に配置された走査レンズを偏向反射
点に対しコンセトリックなメニスカス形状にすることは
性能が安定し、加工公差や組み付け誤差に強くなる。唯
一不利になる等速性の補正の一部を画素クロックの１ク
ロックの時間幅を１クロック単位で変更可能な技術で行
う。そこで、請求項５の発明は、請求項４に記載された
走査結像光学系において、前記走査レンズ系を少なくと
も２枚の正レンズから構成し、Ｐ１：最も光偏向器側に
配置された走査レンズのパワー、Ｐ２：最も被走査面側
に配置された走査レンズのパワー、であるとき、Ｐ１／
Ｐ２ ＞ １．０、とするとともに、被走査面側に配置
された走査レンズは両面とも偏向反射点に対しコンセン
トリックな形状のメニスカスレンズであることを特徴と
する走査結像光学系としたのである。

【００２１】（請求項６の発明）請求項１に示した不等
式を実現する一つの方法に、走査結像光学系を走査レン
ズ系とし、走査レンズの少なくとも１枚のレンズは、中
心から周辺に向けた主走査方向のパワーが、徐々に小さ
くなり途中で変曲点を有し、周辺付近では徐々に大きく
なるパワー分布を持たせる方法がある。それは、該レン
ズに高次の非球面を持たせる、該レンズを屈折率分布型
のレンズにする等によって実現することができる。そこ
で、請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記
載された走査結像光学系において、走査結像光学系を走
査レンズ系とし、走査レンズの少なくとも１枚のレンズ
は、中心から周辺にむけた主走査方向のパワーが、徐々
に小さくなり途中で変曲点を有し、周辺付近では徐々に
大きくなるパワー分布を有することを特徴とする走査結
像光学系としたのである。

【００２２】（請求項７の発明）請求項１に示した不等
式を実現するもう一つの方法であり、請求項６を実施す
る具体的な方法の一つに、走査結像光学系を走査レンズ
系とし、走査レンズの少なくとも１面に、中心から周辺
にむけた主走査方向の面の収束作用が、徐徐に小さくな
り途中で変曲点を有し、周辺付近では徐々に大きくなる
ような曲率分布を持たせる方法がある。これは非球面の
高次項を組み合わせることで実現可能である。そこで、
請求項７の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載さ
れた走査結像光学系において、走査結像光学系は走査レ
ンズ系であり、走査レンズの少なくとも１面は中心から
周辺にむけた主走査方向の面の収束作用が、徐々に小さ
くなり途中で変曲点を有し周辺付近では徐々に大きくな
るような曲率分布を有することを特徴とする走査結像光
学系としたのである。

【００２３】（請求項８の発明）画素クロックの１クロ
ックの時間幅を１クロック単位で変更可能な技術を用い
てもなお、走査レンズの少なくとも１面に高次の非球面
を用いることは効果的であり、必要である。回転放物
面、回転双曲面等の２次の回転非球面は機械的な研磨法
や切削法で作成可能であるが、高次の非球面を量産する
ためには型による成形法が有効である。使用する材料に
より成型法は異なるが、熱可塑性光学材料を用いた場合
は射出法、熱硬化性光学材料を用いた場合は充填法、光
学ガラスのように軟化点の高い材料では予め近似的な形
状に加工されたガラス面に光学樹脂材料を被覆する成形
法で製造することで、低コストな大量生産が可能にな
る。そこで、請求項８の発明は、請求項４乃至７にのい
ずれかに記載された走査結像光学系おいて、走査レンズ
の少なくとも１面は主走査方向で高次の非球面を有する
とともに、走査レンズの少なくとも１枚は熱可塑性光学
材料を用いた射出法または、熱硬化性光学材料を用いた
充填法で作成されていることを特徴とする走査結像光学
系としたのである。

【００２４】（請求項９の発明）前記した特性を有する
走査結像光学系を用い、レーザ光源部からの光束を偏向
反射面近傍で主走査方向に長い線像として集光させるシ
リンダレンズを用い、偏向反射面と被走査面とをほぼ共
役とした光走査装置が提供できる。そこで、請求項９の
発明は、レーザ光源部からの光束を光偏向器で偏向さ
せ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に向かっ
て集光させ、上記被走査面上に光スポットを形成し、こ
の光スポットにより上記被走査面の光走査を行う光走査
装置において、前記走査結像光学系の少なくとも１部を
構成する走査結像レンズとして、請求項１乃至８のいず
れかに記載された走査結像光学系を用いることを特徴と
する光走査装置としたのである。

【００２５】（請求項１０の発明）前記した特性を有す
る走査結像光学系を組み込んだ光走査装置を用い、感光
体面上に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成
装置を提供することができる。そこで、請求項１０の発
明は、感光媒体に対して光走査により潜像を書き込み、
上記潜像を可視化して所望の画像を得る画像形成装置で
あって、請求項９に記載された光走査装置を備えたこと
を特徴とする画像形成装置としたのである。

【００２６】本発明の実施例を添付図面を参考にして説
明する。図１は本発明の走査結像光学系の第１の実施例
を概略的に示す図である。図中、光源部１０から出射さ
れた光束は、カップリングレンズ系２０によりカップリ
ングされ、シリンドリカルレンズ系３０により偏向反射
面の近傍で主走査方向に長い線状に結像される。光偏向
器４０により等角速度的に偏向され走査レンズ系５０を
経て、被走査面６０の近傍に集光される。走査レンズ系
は２枚のレンズ、Ｌ１：５１，Ｌ２：５２からなる。

【００２７】図示の構成において、光源部から出射する
光束と基準線（＝光軸＝被走査面と直交）のなす角は60
deg、基準波長は408nm、偏向器は５面のポリゴンミラー
で回転中心から偏向反射面までの距離は18mm、光束が基
準線に向かうときのポリゴンミラーの回転角は30deg、
走査幅はＡ３用であり、±１５０ｍｍ、走査レンズ５
１，５２の両面とも主走査方向に非円弧形状となってお
り、光軸方向の座標をＸ、主走査方向の座標をＹ、近軸
曲率半径をR、円錐定数をK、高次の係数をM4、M6、M8、
…として以下のように表現できる。

【００２８】X=Y^2/[R +R・√｛1-(1+K)Y^2/R^2} +M4*Y
^4 +M6*Y^6 + M8*Y^8 + M10*Y^10 + M12*Y^12 + M14*Y^
14 （副走査方向の形状は本発明では本質的でないので省略
してある）

【００２９】偏向反射点から第１面までの間隔：64.9mm 第１面（走査レンズ５１，Ｒ１面） R -835.5 K 0. M4 2.19E-08 M6 -3.60E-12 M8 -3.52E-16 M10 -2.52E-20 M12 2.29E-24 第2面（走査レンズ５１，Ｒ2面） R -120.18 K -2.54 M4 -1.51E-07 M6 3.40E-12 M8 -2.69E-16 M10 -4.07E-20 M12 -7.56E-24 レンズの中心厚：30mm Ｌ１とＬ２の間隔：55.8mm

【００３０】第3面（走査レンズ５２，Ｒ１面） R -5000.0 K 0.0 M4 -3.07E-08 M6 -1.29E-13 M8 -8.70E-18 M10 -1.13E-21 M12 -4.58E-26 M14 1.13E-30 M16 -1.94E-34 第4面（走査レンズ５２，Ｒ2面） R -601.4 K -6.79 M4 -3.86E-08 M6 -1.16E-13 M8 -4.20E-17 M10 1.50E-22 M12 -8.83E-26 M14 4.97E-30 M16 -3.72E-34 レンズの中心厚：12.mm

【００３１】第4面から被走査面（＝像面）までの距
離：167.5mm、材料は２枚のレンズともにポリオレフィ
ン系の樹脂で、Nd=1.53046、νd=55.8，N408=1.54598、
主走査方向の像面湾曲とリニアリティを図2に示す。残
存するリニアリティは、像高±110mm付近で最大で約+1.
7%、最周辺の±150mm付近で約+0.9%である。

【００３２】図３に主走査方向のビームスポット径の深
度カーブを示す。リニアリティにほぼ対応するビームウ
エスト径の変動はあるが十分に小さく、最周辺の深度へ
の影響は極めて微少であり、走査幅全域（＝150mm）に
渡り、ほぼ15μmという微少なビームスポット径が得ら
れている。

【００３３】画素クロック生成部においては、画素クロ
ックの８倍の高周波クロックを生成し、この高周波クロ
ックを８分周することにより画素クロックを生成してい
る。本画素クロック生成部を用いて、リニアリティが０
に近い中心付近では、８分周による画素クロックを出力
する。像高±110mm付近では、1.7％＝1.7/100≒1/56＝1
/(8*7)であるから、画素クロックを前記高周波クロック
を８分周する回数が７回のうち1回７分周とすること
で、8/8, 8/8, 8/8, 8/8, 8/8, 8/8, 7/8 の画素クロッ
クの時間幅となるように分周比を 8, 8, 8, 8, 8, 8, 7
となるように繰り返すことで、 +1.7％のリニアリティ
がもたらす等速性のズレを補正することができる。ま
た、像高±150mm付近では、0.9％＝0.9/100≒1/112 ＝1
/(8*14)であるから、画素クロックを前記高周波クロッ
クを８分周する回数が１４回のうち1回７分周とするこ
とで、8/8を13回、7/8を１回の画素クロックの時間幅と
なるように分周比を繰り返すことで、+0.9％のリニアリ
ティがもたらす等速性のズレを補正することができ、高
性能な光走査装置が達成できる。

【００３４】図４は本発明の走査結像光学系の第２の実
施例を概略的に示す図である。光源から光偏向器までは
共通であり省略する。 偏向反射点から第１面までの間隔：65.1mm 第１面（走査レンズ５１，Ｒ１面） R -870.3 K 0. M4 -1.69E-10 M6 -6.58E-12 M8 -8.14E-16 M10 -5.03E-20 M12 8.58E-24 第2面（走査レンズ５１，Ｒ2面） R -124.47 K -2.70 M4 -1.91E-07 M6 2.07E-12 M8 -6.95E-16 M10 -1.01E-19 M12 -1.65E-23 レンズの中心厚：29.8mm Ｌ１とＬ２の間隔：54.2mm

【００３５】第3面（走査レンズ５２，Ｒ１面） R -2.63.7 K 0.0 M4 7.80E-09 M6 5.74E-13 M8 -5.64E-18 M10 -2.21E-21 M12 6.33E-26 M14 -6.66E-30 M16 -1.43E-34 第4面（走査レンズ５２，Ｒ2面） R -430.5 K -32.8 M4 1.32E-10 M6 4.39E-13 M8 -2.49E-17 M10 -3.56E-22 M12 -4.16E-26 M14 -6.25E-30 M16 -2.42E-35 レンズの中心厚：11.mm 第4面から被走査面（＝像面）までの距離：170.mm

【００３６】材料は２枚のレンズともにポリオレフィン
系の樹脂で、Nd=1.53046 νd=55.8、N408=1.54598、主
走査方向の像面湾曲とリニアリティを図５に示す。残存
するリニアリティは、像高±105mm付近で最大で約+1.6
%、最周辺の±150mm付近で約-0.4%である。

【００３７】請求項６に対応するＬ２のレンズ高さとパ
ワーのカーブをｊｐ１０に示す。レンズ中心から±80mm
にかけてパワーが減少し、変曲点を持った後、周辺に向
かって増加していくことが示されている。請求項７に対
応するＬ２：Ｒ２面のレンズ高さと曲率（主走査曲率）
のカーブを図７に示す。レンズ中心から同様に±80mmに
かけて増加し、変曲点を持った後、周辺に向かって減少
していくことが示されている。Ｌ２：Ｒ２面は射出面で
あるので、曲率が増加することは収束作用が減少するこ
とを意味する。

【００３８】同様に画素クロックについて説明する。リ
ニアリティが０に近い中心付近では、８分周による画素
クロックを出力する。像高±105mm付近では、1.6％＝1.
6/100≒1/64 ＝1/(8*8)であるから、画素クロックを前
記高周波クロックを８分周する回数が８回のうち1回７
分周とすることで、8/8, 8/8 ,8/8, 8/8, 8/8, 8/8, 8/
8, 7/8 の画素クロックの時間幅となるように分周比を
8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 7 となるように繰り返すこと
で、+1.6％のリニアリティがもたらす等速性のズレを補
正することができる。また、像高±150mm付近では、-0.
3％＝-0.3/100≒-1/328 ＝-1/(8*41)であるから、画素
クロックを前記高周波クロックを８分周する回数が４１
回のうち1回９分周とすることで、8/8を40回、9/8を１
回の画素クロックの時間幅となるように分周比を繰り返
すことで、 -0.3％のリニアリティがもたらす等速性の
ズレを補正することができる。

【００３９】なお、以上の実施例の説明では、画素クロ
ックの８倍の高周波クロックを生成し、この高周波クロ
ックを８分周することにより画素クロックを生成する場
合について説明したが、１６倍の高周波クロックを生成
し、これを１６分周することは勿論可能でり、１６倍の
高周波クロックを用いることにより等速性の補正をより
高精度で行うことができる。また、走査結像光学系を１
ビームに適用するものとして説明したが、マルチビーム
に適用することにより高速対応の光走査装置、画像形成
装置が実現できる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１乃至７に対応する効果：等速性
の補正の一部を電気的に行う、つまり、画素クロックの
１クロックの時間幅を１クロック毎に変更することで、
高性能な光学系を容易且つ低コストで実現することがで
きる。また、｜Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１．０として、リニアリ
ティの残し方を単調に増加又は減少（負に増加）させる
ことはないので、周辺像高でビームウエスト径の変動が
少なく、周辺像高で減少しがちな深度を十分に引き出す
ことができ、バランスのとれた高い性能を実現すること
ができる。また、この基本的な内容に主走査方向の原理
的な深度特性を加味することで、さらに有効なリニアリ
ティ形状、レンズ形状、パワー分布とそれらの組み合わ
せを得ることができる。

【００４１】請求項８に対応する効果：高次の非球面レ
ンズを量産することができる。 請求項９，１０に対応する効果：コストが低くかつ精度
の高い走査結像光学系を備えているので、全体のコスト
を抑制しつつ良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の走査結像光学系の第１の実施例を概
略的に示す図である。

【図２】 第１の実施例における主走査方向の像面湾曲
とリニアリティを示す図である。

【図３】 主走査方向のビームスポット径の深度カーブ
を示す図である。

【図４】 本発明の走査結像光学系の第２の実施例を概
略的に示す図である。

【図５】 第２の実施例における主走査方向の像面湾曲
とリニアリティを示す。

【図６】 第１の実施例例におけるレンズＬ２のレンズ
高さとパワーのカーブを示す

【図７】 第２の実施例におけるレンズＬ２：Ｒ２面の
レンズ高さと曲率のカーブを図７に示す

【符号の説明】

１０・・・光源部、２０・・・カップリングレンズ系、
３０・・・リンドリカルレンズ系、４０・・・光偏向
器、５０・・・走査レンズ系、５１，５２・・・レン
ズ、６０・・・被走査面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 BA86 BB22 BB23 BB28 BB37 2H045 AA01 CA04 CA34 CA55 CA68 CB15 2H087 KA19 LA01 PA02 PA17 PB02 RA08 5C072 AA03 CA06 DA02 HA02 HA13 HB11 HB13 XA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源部からの光束を光偏向器で偏
   向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に向
   かって集光させ、上記被走査面上に光スポットを形成
   し、この光スポットにより上記被走査面の光走査を行う
   走査結像光学系において、 全像高域のリニアリティの最大変位量をＬｍ最周辺像高
   のリニアリテイをＬｅ としたとき、 ｜Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１．０ とするとともに、走査結像光学系に残存するリニアリテ
   ィに対応して予め設定された量の画素クロックの１クロ
   ックの時間幅を１クロック毎に変更可能な手段により、
   被走査面上を略等速度で走査するようにしたことを特徴
   とする走査結像光学系。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された走査結像光学系に
   おいて、全像高域のリニアリティの最大変位量：Ｌｍ
   は、 ０．５≦｜Ｌｍ｜≦１０ （％） であることを特徴とする走査結像光学系。
3. 【請求項３】 請求項１及び２に記載された走査結像光
   学系において、 全像高域のリニアリティの最大変位量Ｌｍ、及び最周辺
   像高のリニアリテイＬｅはそれぞれ、 Ｌｍ ＞ ０ ｜Ｌｅ｜≦５ （％） であることを特徴とする走査結像光学系。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された走査結像光学系に
   おいて、走査結像光学系は走査レンズであり、偏向反射
   点に対しコンセントリックな面数が、反コンセントリッ
   クな面数に等しいか多い構成であることを特徴とする走
   査結像光学系。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された走査結像光学系に
   おいて、 前記走査レンズ系は少なくとも２枚の正レンズから構成
   され、 Ｐ１：最も光偏向器側に配置された走査レンズのパワ
   ー、 Ｐ２：最も被走査面側に配置された走査レンズのパワ
   ー、 であるとするとき Ｐ１／Ｐ２ ＞ １．０ であるとともに、被走査面側に配置された走査レンズは
   両面とも偏向反射点に対しコンセントリックな形状のメ
   ニスカスレンズであることを特徴とする走査結像光学
   系。
6. 【請求項６】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
   走査結像光学系において、 走査結像光学系は走査レンズ系であり、走査レンズの少
   なくとも１枚のレンズは、中心から周辺にむけた主走査
   方向のパワーが、徐々に小さくなり途中で変曲点を有
   し、周辺付近では徐々に大きくなるパワー分布を有する
   ことを特徴とする走査結像光学系。
7. 【請求項７】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
   走査結像光学系において、 走査結像光学系は走査レンズ系であり、走査レンズの少
   なくとも１面は中心から周辺にむけた主走査方向の面の
   収束作用が、徐々に小さくなり途中で変曲点を有し周辺
   付近では徐々に大きくなるような曲率分布を有すること
   を特徴とする走査結像光学系。
8. 【請求項８】 請求項４乃至７にのいずれかに記載され
   た走査結像光学系おいて、 走査レンズの少なくとも１面は主走査方向で高次の非球
   面を有するとともに、走査レンズの少なくとも１枚は熱
   可塑性光学材料を用いた射出法または、熱硬化性光学材
   料を用いた充填法で作成されていることを特徴とする走
   査結像光学系。
9. 【請求項９】 レーザ光源部からの光束を光偏向器で偏
   向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に向
   かって集光させ、上記被走査面上に光スポットを形成
   し、この光スポットにより上記被走査面の光走査を行う
   光走査装置において、 前記走査結像光学系の少なくとも１部を構成する走査結
   像レンズとして、請求項１乃至８のいずれかに記載され
   た走査結像光学系を用いたことを特徴とする光走査装
   置。
10. 【請求項１０】 感光媒体に対して光走査により潜像を
    書き込み、上記潜像を可視化して所望の画像を得る画像
    形成装置において、請求項９に記載された光走査装置を
    備えたことを特徴とする画像形成装置。