JP4495890B2 - 光走査の走査補正方法および走査結像光学系および光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光走査の走査補正方法および走査結像光学系および光走査装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光走査を利用した画像形成は、デジタル複写装置や光プリンタ、光製版装置、光プロッタ等の種々の画像形成装置において実施されている。このような画像形成装置において従来一貫して画質の向上が追及されてきた。画質の向上には、光走査を行うために光源と被走査面との間に配備される走査光学系の性能向上が不可欠である。
【０００３】
走査光学系の性能を向上させる方法として、走査光学系の種々のパラメータを最適化し、必要とされる光学特性を良好に設定することが考えられる。上記必要とされる光学特性には、主・副走査方向の像面湾曲、波面収差、リニアリティ、走査線の曲がり等があるが、書込み密度の高密度化に伴ないこれら光学特性に要求される性能も高くなり、これらの全てを高性能に補正しながら、さらに加工し易さ、低コストに作製できる光学素子形状等を実現することは容易でない。
【０００４】
走査光学系の像面湾曲が十分に補正されない場合には、光スポットのスポット径が像高と共に変動してしまう。このようなスポット径変動は、高密度の画像形成に対する大きな妨げとなる。また、波面収差の補正が十分でないと、被走査面上に形成される光スポットの品質が劣化し、高密度の画像を形成した場合に画像品質を劣化させる原因になる。
【０００５】
リニアリティは、等角速度的に偏向される偏向光束の形成する光スポットの、被走査面上における移動速度の等速化の目安であり、リニアリティが良好に補正されていないと、形成される画像に「主走査方向の歪み」が生じてしまう。
【０００６】
像面湾曲や波面収差の補正とリニアリティの補正の両立は難しく、一方を良好に補正すると他方の補正が不充分になるという所謂「トレードオフ」の関係にある。従来は、光学特性間でトレードオフを調整しながら、あるバランスに落ち着かせている。
【０００７】
リニアリティは電気的な補正が可能であり、リニアリティの電気的な補正を前提とすると、走査光学系に「ある程度のリニアリティを残存させ」、その分だけ、リニアリティとトレードオフの関係にある像面湾曲等の光学特性を良好に補正することが可能になる。
【０００８】
リニアリテイを電気的に補正する方法として、画素クロックの時間幅を制御することが意図されている。実際、残存しているリニアリティに応じ、画素クロックの時間幅を「画素ごとに調整」することにより、残存リニアリティの影響を略完全に除去することができる。
【０００９】
この方法では、残存するリニアリティに応じて「有効走査領域内の全画素に対して画素クロックの時間幅を設定」するので、画素ごとの時間幅を記憶させるメモリの容量が大きくなり、大容量のメモリを必要とし、光走査装置ひいては画像形成装置のコストアップを招来し易い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述した事情に鑑み、大容量のメモリを用いること無く、リニアリティを電気的に良好に補正することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の光走査の補正方法は「光源側からの光束を光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を、リニアリティの残存する走査結像光学系により被走査面に向って集束させ、被走査面上に光スポットを形成し、被走査面を光走査する光走査装置において、走査結像光学系に残存するリニアリティに起因する光走査の不均一を近似的に補正する方法」であって、以下の如き特徴を有する（請求項１）。
【００１２】
即ち、有効走査領域を残存リニアリティに従って複数のブロックに分割し、各ブロック内における残存リニアリテイの変化量が所望の大きさ以下となるようにする。リニアリティは理想的に補正されたときには、光スポットの各像高において「０」となり、リニアリティの値が大きいほど光走査の等速性は悪い。有限の値のリニアリティが「残存リニアリティの値」である。
【００１３】
１ドットに対応する画素クロックの時間幅を、基準時間幅：Ｔに対してＴ／Ｎ（Ｎは、２以上の所定の自然数）を単位として、基準時間幅：Ｔと異なる時間幅を持ち、１画素単位で変更可能な補正用画素クロックを生成可能とする。
【００１４】
画素クロックは、被走査面上に１ドットを書込むための時間を与えるクロックであり、基準時間幅：Ｔは、リニアリティが理想的に補正されている状態において、１ドットを書込むための時間である。「補正用画素クロック」は上記基準時間：Ｔと異なる時間幅を持つ画素クロックであり、従って、補正用画素クロックにより書込まれた１ドットの主走査方向のドット幅は、基準時間幅：Ｔを持つ画素クロックにより書込まれた１ドットのドット幅と異なることになる。
【００１５】
補正用画素クロックの時間幅：ｔは、Ｎを２以上の自然数としてＴ／Ｎを単位として基準時間幅：Ｔと異なる。例えば、ｔ＝Ｔ（１−１／Ｎ）である。
【００１６】
上記の如く有効走査領域を分割した各ブロックごとに「補正用画素クロックの数とその発生の規則」を定め、各ブロックに対し、上記規則に従い、画素クロックの時間幅を変更することにより、各ブロックでのリニアリティが各ブロックにおいて、所望の所定量より小さくなるように補正する。上記「規則」には、「補正用画素クロックの数を０とし、補正用画素クロックを発生させない」場合が含まれる。あるブロックにおける規則がこのようなものである場合には、このブロックでは、当初からリニアリティが所望の所定値以下に補正された状態にあり、したがって、このブロックでは補正不用なのである。
【００１７】
上記走査補正方法では「有効走査領域を分割した各ブロックごとに補正用画素クロックの数とその発生の規則を定め、各ブロックに対し、上記規則に従い、画素クロックの時間幅を変更する」ので、メモリに記憶させるのは「ブロックごとの補正用画素クロックの数とその発生の規則」のみであり、「残存しているリニアリティに応じ、画素クロックの時間幅を画素ごとに調整する」場合に比して、容量の小さいメモリの使用が可能であり、大容量のメモリの使用に伴なうコストアップを有効に回避できる。
【００１８】
上記請求項１記載の光走査の走査補正方法において、各ブロックにおける「基準時間幅：Ｔと異なる時間幅を持つ補正用画素クロック」の種類を１種類とすることができる（請求項２）。
【００１９】
また、上記請求項１または２記載の光走査の走査補正方法において、２以上の自然数であるＮの値は、種々の値を採用することが可能であるが、後述の実施の形態におけるように、Ｎを８とすることができる（請求項３）。なお、Ｎの上限は、５０程度で十分である。
【００２０】
上記請求項１または２または３記載の光走査の走査補正方法は「有効走査領域の複数ブロックへの分割」を、「残存リニアリティを略等差とする」ように行い、残存リニアリティの変化幅が同じとなるブロックに対して同一の発生の規則での補正を行うことを共通の特徴とする。残存リニアリティが略等差であるとは、分割されたブロックの何れにおいても、残存リニアリティの変化幅（絶対値）が略等しいことを意味する。
【００２１】
このように、残存リニアリティが略等差であるようにブロック分けすると、残存リニアリティの変化幅が同じとなるブロックに対して同一規則での補正が可能となり、制御のアルゴリズムが簡単化され、補正の実施が容易になる。また、一般にリニアリティは像高：０の両側に略対称に残存することが多く、このような場合には前記「同一の規則」の数を半減させることができる。
【００２２】
なお、リニアリティは一般的に「画角に対し高い次数で変化」するので、画角が大きくなる「有効走査領域の周辺」ほど残存リニアリティの変化が大きくなり易い。このような場合「有効走査領域の周辺ほどブロックへの分割を密にする分割方法」は合理的であり上記請求項１記載の分割方法もこのようになっている。
【００２３】
この発明の走査結像光学系は、上記請求項１または２または３記載の走査補正方法を実施する光走査装置において用いられ「光偏向器により等角速度的に偏向される偏向光束を、被走査面に向って集束させ、被走査面上に光スポットを形成するもの」であり、以下の如き特徴を有する（請求項４）。
【００２４】
有効走査領域におけるリニアリティの最大残存量：Ｌｍ（％）が、条件：
（１） ０．５＜｜Ｌｍ｜＜１０
を満足するようにリニアリティを残存されている。
【００２５】
条件（１）において、リニアリティの最大残存量：Ｌｍが下限値の０．５よりも小さい場合は「リニアリティが良好に補正された状態」であり、敢えて電気的な補正を行う利益に乏しく、リニアリティをこの程度にまで補正した場合、像面湾曲や波面収差の補正の自由度も制限され、リニアリティの残存と引き換えに、これら像面湾曲や波面収差を良好に補正するという効果を十分に生かせない。
【００２６】
また、Ｌｍが上限値の１０を越えた場合、主走査方向のドット径の「像高によるばらつき」が大きくなり望ましくない。即ち、この発明の補正方法では、ドットの１つ１つにつき画素クロックの時間幅を調整するわけではなく、ブロック内におけるドットには「基準時間幅を持ったものと、補正用画素クロックの時間幅を持ったものとが混在」する。
【００２７】
残存リニアリテイが１０％より大きいところでは、基準時間幅で書込まれたドットと、補正用画素クロックで書き込まれたドットとで、これを書込む画素クロックの時間差が大きくなり主走査方向のドット径のばらつきが目立ち易くなる。
【００２８】
上記請求項４記載の走査結像光学系において、残存させたリニアリティ：Ｌの、走査像高比：Ｐ（任意の像高をＨ、有効走査領域最周辺の像高をＨeｘとするとき、Ｈ／Ｈeｘで定義される）による微分値は、条件：
（２） ｜ｄ（Ｌ）／ｄＰ｜≦５０
を満足することが好ましい（請求項５）。
【００２９】
リニアリティの残存量が同程度でも、残存リニアリティが「単調に変化する低次関数の形状」の場合と、残存リニアリティが「像高軸と何度か交差するような高次関数の形状」の場合とを、この発明の補正方法において同列に扱うことは必ずしも適当でなく、像高比に対する「残存リニアリティの変化の割合」が、上記条件（２）の範囲内に抑えられていることが望ましい。
【００３０】
前記条件（１）に加えて条件（２）を満足すると、初期のリニアリティが、光学系の部品精度や温度変動などにより変動しても、ブロック毎の分割精度や時間幅を補正用画素クロックに変更するときの精度が被る影響を小さくできる。
【００３１】
請求項４または５記載の走査結像光学系において、残存リニアリティの絶対値が「像高：０から周辺部へ向って単調に増加する」ようにできる（請求項６）。
【００３２】
上記請求項４または５記載の走査結像光学系において、最周辺像高の残存リニアリティ：Ｌｅ（％）が、条件：
（３） ｜Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１（４） ｜Ｌｅ｜≦５
を満足するようにできる（請求項７）。このようにすると、残存リニアリティ：Ｌの絶対値：｜Ｌ｜は、最周辺像高と像高：０との間で最大値をとり、「最周辺像高の残存リニアリティ」の絶対値は上記最大値よりも小さい。
【００３３】
走査結像光学系の特性として、主走査方向のスポット径の深度余裕（スポット径変化の許容範囲）は一般に、像高の増大と共に減少していく。これは、偏向光束が、副走査方向では像高が変わっても像面に垂直に交わるが、主走査方向では周辺像高ほど被走査面の法線に対する傾きが大きくなることに起因する。
【００３４】
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、上記「法線に対する傾き」は、周辺像高領域での残存リニアリティが大きいほど大きくなり、このため、リニアリティを周辺像高領域で大きく残存させた場合、主走査方向のスポット径（ビームウエスト径）は、像高の増大に伴ない増大し、深度余裕も小さくなる。
【００３５】
残存リニアリティが条件（３）、（４）を満足するようにすると、残存リニアリティが中心像高から周辺像高へ向って単調に増加あるいは減少することがなく、周辺像高での残存量も制限されるから、周辺像高で上記「法線に対する傾き」も大きくならず、主走査方向のスポット径の過大な増大が抑えられ、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。
【００３６】
上記請求項４または５または６または７記載の走査結像光学系は、結像ミラー系として構成することもできるし、結像ミラーと結像レンズとの合成形として構成することもできるが、レンズ系として構成することもできる。そして、走査結像光学系をレンズ系として構成する場合「光偏向器による偏向の起点に関してコンセントリックな面の数：Ｎｃ、反コンセントリックな面の数：Ｎａが、条件：Ｎｃ≧Ｎａを満足する」ようにすることができる（請求項８）。
【００３７】
ここに「光偏向器による偏向の起点に関してコンセントリックな面」は、主走査方向に関して、曲率中心が上記偏向の起点側にある面を言う。従って、上記コンセントリックな面は「主走査方向に関して偏向の起点側に凹」となる面であり、逆に、主走査方向に関して偏向の起点側に凸となる面が「反コンセントリックな面」である。
【００３８】
走査結像光学系をレンズ系として構成する場合、周辺像高ほど正で大きくなり易いリニアリティを補正する方法の１つとして、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（両面とも反コンセントリック面である）を用い、屈折作用を利用して、偏向光束を、周辺像高ほど中心側にシフトさせる方法がある。
しかし、レンズ設計や収差論でよく知られたように、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、高性能化や公差の拡大に対し大きな制約となる。また、反コンセントリックな面を偏向の起点側に持つレンズはレンズ径が大きくなり易く、走査結像光学系のコンパクト化の困難性を招来しやすい。
【００３９】
レンズ系として構成される走査結像光学系にリニアリティの残存を許容することにより、請求項８記載の発明のように、反コンセントリックな面に対するコンセントリックな面の多用が可能になる。反コンセントリックな面では、像高の増大に伴ない偏向光束の入射角が大きくなって該レンズ面での反射率も増大し、シェーディングの劣化の原因となるが、請求項９記載の走査結像光学系のように、コンセントリックな面の数を反コンセントリックな面の数に等しいか多い構成とすることにより、シェーディングの悪化を有効に軽減することができる。
【００４０】
上記請求項８記載の走査結像光学系は、これを、少なくとも２枚の正レンズで構成し、最も光偏向器側に配置された正レンズの主走査方向のパワー：Ｐ１、最も被走査面側に配置された正レンズの主走査方向のパワー：Ｐ２が、条件：
（６） Ｐ１／Ｐ２＞１．０
を満足し、かつ、最も被走査面側に配置された正レンズが、少なくとも被走査面側のレンズ形状が偏向の起点に関してコンセントリックな形状のメニスカスレンズであるようにすることができる（請求項９）。
【００４１】
走査結像光学系を少なくとも２枚の正レンズで構成することは、走査結像光学系に必要な正のパワーを各レンズで分担できるので、各レンズの曲率を過大にせずにすみ、レンズ設計が容易である。条件（６）を満足することにより、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を両立できる。
【００４２】
即ち、パワー：Ｐ１が大きいことは、画角の大きい偏向光束を光軸側に曲げる屈折力が大きいことを意味し、この結果として、被走査面側の正レンズの「主走査方向のレンズ径」を小さくすることが可能となる。そして被走査面側のレンズの、主走査方向の正のパワー：Ｐ２を小さく押さえることにより、該レンズの曲率が小さくなるので、レンズのコバ厚の確保も容易となり、このレンズを樹脂成形で形成する場合、成形段階での変形が生じ難くなり、製造が容易となる。
【００４３】
上記請求項７記載の走査結像光学系はまた「残存リニアリティ：Ｌの絶対値：｜Ｌ｜が、像高：０から周辺に向って単調に増加し、最大値をとったのち、最周辺部近傍へ向って単調に減少する」ようにすることができる（請求項１０）。
【００４４】
上記請求項７または１０記載の走査結像光学系を構成するレンズの少なくとも１枚を「主走査方向のパワーが中心から周辺に向って徐々に小さくなり、最小値をとった後、周辺付近に向って徐々に大きくなるパワー分布を有する」ようにでき（請求項１１）、上記請求項７または１０または１１記載の走査結像光学系を構成するレンズの少なくとも１面を「主走査方向の面の収束作用が、中心から周辺にむかって徐々に小さくなり、最小値をとった後、周辺付近に向って徐々に大きくなるような曲率分布を有する」ようにできる（請求項１２）。
【００４５】
このようにすると、スポット径の「ばらつき」が大きくなりがちな周辺像高での性能を高め、有効走査領域全域での良好な性能を実現できる。
【００４６】
上記請求項４〜１２の任意の１に記載の走査結像光学系は、これを「２以上のレンズによるレンズ系として構成し、これらレンズの少なくとも１面を、主走査方向で高次の非円弧形状を有する形状とし、この非円弧形状の面を持つレンズの少なくとも１枚を、熱可塑性光学材料を用いた射出法、熱硬化性光学材料を用いた充填法、また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ハイブリッド法で作製する」ことができる（請求項１３）。上記非円弧形状の採用により、像面湾曲や波面収差の良好な補正が容易に実現できる。
【００４７】
回転放物面や回転双曲面等、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、高次の非球面を持つレンズを量産する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、走査結像光学系を低コストで大量に生産できる。
【００４８】
この発明の光走査装置は「光源側からの光束を光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を、リニアリティの残存する走査結像光学系により被走査面に向って集束させ、被走査面上に光スポットを形成し、被走査面を光走査する光走査装置」であって、補正用画素クロック生成手段と、画素クロック発生手段とを有する。
【００４９】
「補正用画素クロック生成手段」は、１ドットに対応する画素クロックの基準時間幅：Ｔに対してＴ／Ｎ（Ｎは、２以上の所定の自然数）を単位として、所望単位の時間幅を持った補正用画素クロックを生成する手段である。
【００５０】
「画素クロック発生手段」は、予め設定された規則に従い、有効走査領域にわたって基準時間幅：Ｔの画素クロックと補正用画素クロックとを発生させる手段である。そして、この光走査装置は、前記請求項１〜３の任意の１に記載の走査補正方法を実施する。
【００５１】
請求項１４記載の光走査装置は、偏向光束を被走査面に向って集束させる走査結像光学系として、請求項４〜１３の任意の１に記載のものを用いることができ（請求項１５）、その場合、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面位置近傍に、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系を用い、走査結像光学系を、光偏向器の偏向反射面位置と被走査面とを副走査方向において幾何光学的に略共役な関係とするアナモルフィックな光学系とすることができる（請求項１６）。このようにすることで、所謂「面倒れ」を補正することができる。
【００５２】
請求項１７記載の画像形成装置は「感光媒体を光走査して画像形成を行う画像形成装置」であって、感光媒体の光走査に請求項１４または１５または１６記載の光走査装置を用いることを特徴とする。
【００５３】
「感光媒体」としては公知の種々のものを用いることができる。例えば、熱により発色する発色性印画紙を感光媒体とし、これを光走査し、光スポットによる「熱エネルギ」で発色させて画像形成を行うことができる。
【００５４】
感光媒体によっては、光走査により感光媒体に潜像を形成し、この潜像を可視化することにより画像形成を行うようにすることができる（請求項１８）。この場合、例えば、感光媒体として銀塩フィルムを用いることができる。銀塩フィルムに光走査により形成された潜像は「通常の銀塩写真のプロセス」に従い、現像・定着を行って可視化できる。このような画像形成装置は、光製版装置や光描画装置として実施することができる。
【００５５】
感光媒体には「光導電性の感光体」を用いることもできる。この場合、潜像は静電潜像として形成され、トナー画像として可視化される。トナー画像は、シート状記録媒体に最終的に担持させることができる（請求項１９）。
【００５６】
光導電性の感光体として周知の酸化亜鉛感光紙を用いると、酸化亜鉛感光紙上に形成されたトナー画像をそのまま、酸化亜鉛感光紙をシート状記録媒体として定着することができる。
【００５７】
繰り返し使用可能な光導電性の感光体を用いる場合は、感光体上に形成されたトナー画像を、転写紙やＯＨＰシート（オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート）等のシート状記録媒体に、直接もしくは中間転写ベルト等の中間転写媒体を介して転写し、定着することにより所望の画像を得ることができる。
【００５８】
このような画像形成装置は、デジタル複写機や光プリンタ、光プロッタ、ファクシミリ装置等として実施できる。
【００５９】
請求項２０記載の画像形成装置は「感光媒体としての光導電性の感光体と、この感光体を均一帯電させる帯電手段と、均一帯電された感光体に光走査を行って静電潜像を形成する光走査装置と、形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置と、トナー画像をシート状記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成ユニットを複数ユニット、共通のシート状記録媒体の搬送路に沿って配列し、各画像形成ユニットにより形成されるトナー画像を、共通のシート状記録媒体上で重ね合せて合成的に画像を得る画像形成装置」であって、各画像形成ユニットごとに、光走査装置として請求項１４または１５または１６記載のものを用い、各画像形成ユニットごとに個別的に光走査を補正することを特徴とする所謂「タンデム式」のものである。
【００６０】
この請求項２０記載の画像形成装置において「各画像形成ユニットごとに、現像装置に用いるトナーの色を異ならせ」ることができ（請求項２１）、このようにすることにより、２色画像や２色以上の多色画像、さらにはフルカラー画像の形成が可能である。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
図１は、光走査装置の実施の１形態を示している。
光源１０から射出された発散性の光束は、カップリングレンズ系２０によりカップリングされて所望の光束形態（平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い集束性の光束）となる。この実施の形態においては、平行光束となる。
【００６２】
カップリングレンズ２０から射出した平行光束はアパーチュアＡＰによりビーム整形され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ系３０により、光偏向器（回転多面鏡）４０の偏向反射面：４１の近傍で「主走査方向に長い線像」に結像される。そして光偏向器：４０により等角速度的に偏向され、走査結像光学系を構成するレンズ系５０の作用により被走査面６０に向かって集光し、被走査面６０上に光スポットを形成し、被走査面６０を光走査する。
【００６３】
被走査面６０は、実体的には光導電性感光体等の感光媒体の感光面である。
レンズ系５０は２枚のレンズ５１、５２により構成され、レンズ５１、５２は何れも正レンズである。また、図１における符号Ｍは「装置のレイアウトを描きやすくするために加えた仮想的な反射鏡」を示す。
【００６４】
図２は光走査装置の実施の別形態を示している。繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては、図１におけると同一の符号を用いた。
光源１０から射出された発散性の光束は、カップリングレンズ系２０によりカップリングされて平行光束となり、アパーチュアＡＰによりビーム整形され、シリンドリカルレンズ系３０により光偏向器４０の偏向反射面：４１の近傍で「主走査方向に長い線像」に結像される。
【００６５】
そして光偏向器：４０により等角速度的に偏向され、走査結像光学系を構成するレンズ系５０Ａの作用により被走査面６０に向かって集光し、被走査面６０上に光スポットを形成し、被走査面６０を光走査する。レンズ系５０Ａは、２枚の正レンズ５１Ａ、５２Ａにより構成されている。反射鏡Ｍは図１におけると同じく、装置のレイアウトを描きやすくするために仮想的に加えられている。
【００６６】
以下、図１、図２の光走査装置に関する具体的なデータを挙げるが、各実施例において、光源１０から光偏向器４０までの構成は同一である。即ち、図１、図２に示す構成において、光源１０の基準波長は４０８ｎｍ、光源１０側から偏向反射面４１に入射する光束の主光線と、被走査面６０に直交するように偏向される偏向光束の主光線の成す角（光偏向器４０への入射角）は６０度である。
【００６７】
光偏向器４０である回転多面鏡は、偏向反射面数：５で内接円半径は１８ｍｍ、光偏向器４０による偏向角（画角）は±３０度であり、回転軸ＡＸの位置と偏向反射面４１による偏向の起点（偏向光束が被走査面に直交する方向へ偏向されるときの主光線の反射位置）とは、上記被走査面に直交する方向へ１６．６ｍｍ、主走査方向（図１の上下方向）に７．２５ｍｍ離れている。また、有効走査領域は、Ａ列３番対応で±１５０ｍｍである。
【００６８】
なお、以下に挙げる各実施例において具体的には記載しないが、走査結像光学系をなすレンズ系５０、５０Ａにおける各レンズの、副走査方向の形状は最適化され、レンズ系５０、５０Ａとも、光偏向器による偏向の起点と被走査面位置を、副走査方向に関して幾何光学的に略共役な関係とするように設計されている。
【００６９】
【実施例】
実施例１
実施例１の走査結像光学系を構成するレンズ系５０は「周辺像高に向かって残存リニアリティが単調に増加する」ように設計され、その主走査方向の像面湾曲は、図３（Ａ）に示すように、ＰＶ値（ピーク・トゥ・バレー値）：０．０８１ｍｍで、有効走査領域全域に渡って良好に補正されている。
【００７０】
レンズ５１、５２の両面とも「主走査方向に非円弧形状」である。この比円弧形状を、光軸方向の座標：Ｘ、主走査方向の座標：Ｙ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ｍ_４，Ｍ_６，Ｍ_８，…を用いて、
Ｘ＝Ｙ^２／［Ｒ＋Ｒ・√｛１−（１＋Ｋ）Ｙ^２／Ｒ^２｝＋Ｍ_４Ｙ^４＋Ｍ_６Ｙ^６＋Ｍ_８Ｙ^８＋Ｍ_１０Ｙ^１０＋Ｍ_１２Ｙ^１２＋・・
と表し、Ｒ、Ｋ、Ｍ_４，Ｍ_６，Ｍ_８，…を与えて形状を特定する。
【００７１】
偏向反射面の偏向の起点から第１面までの間隔：６６．５ｍｍ
第１面（レンズ５１の入射側面）
Ｒ −５７５．２
Ｋ −８６．５
Ｍ_４ ７．９１Ｅ−０８
Ｍ_６ −２．４５Ｅ−１３
Ｍ_８ −５．５７Ｅ−１６
Ｍ₁₀ −５．５７Ｅ−２０
Ｍ₁₂ ６．５０Ｅ−２４
第２面（レンズ５１の射出側面）
Ｒ −１０９．４３
Ｋ −０．８７
Ｍ_４ ７．０５Ｅ−０８
Ｍ_６ ４．４８Ｅ−１２
Ｍ_８ −４．１８Ｅ−１６
Ｍ₁₀ −５．３９Ｅ−２１
Ｍ₁₂ −９．１６Ｅ−２４
レンズ５１の中心肉厚：２７．７ｍｍ
レンズ５１、５２の間隔：４８．０ｍｍである。
【００７２】
第３面（レンズ５２の入射側面）
Ｒ ４１００．０
Ｋ ０．０
Ｍ_４ ４．６２Ｅ−０９
Ｍ_６ −１．１２Ｅ−１２
Ｍ_８ １．８６Ｅ−１７
Ｍ₁₀ ６．６９Ｅ−２６
Ｍ₁₂ ２．６３Ｅ−２９
Ｍ₁₄ １．３２Ｅ−３３
Ｍ₁₆ ６．２８Ｅ−３８
第４面（レンズ５２の射出側面）
Ｒ −２１５０．０
Ｋ ０．０
Ｍ_４ −５．０１Ｅ−０８
Ｍ_６ ２．２１Ｅ−１２
Ｍ_８ −９．６８Ｅ−１７
Ｍ₁₀ ３．６４Ｅ−２１
Ｍ₁₂ −８．８０Ｅ−２６
Ｍ₁₄ ８．４４Ｅ−３１
Ｍ₁₆ −１．９７Ｅ−３５
レンズの中心肉厚：８．５ｍｍ
第４面から被走査面（像面）までの距離：１７９．５ｍｍである。
【００７３】
光偏向器４０におけるサグの影響を軽減させるため、レンズ５１，５２ともＹ方向に、０．１６８ｍｍだけ平行移動偏心して配置されている。なお、上記表記において、例えば「Ｅ−３１」は「１０^−３１」を意味し、この値が直前の数値にかかる。以下においても同様である。
【００７４】
材料はレンズ５１、５２ともポリオレフィン系の樹脂で、ｄ線に対する屈折率：Ｎｄ＝１．５３０４６、アッベ数：νｄ＝５５．８、４０８ｎｍの波長の光に対する屈折率：Ｎ_４０８＝１．５４５９８である。
【００７５】
図４に、レンズ５０におけるリニアリティ（上図）と走査像高比：Ｐに対する微分値（下図）を示す。微分値は「リニアリティ図上部に示した６次の多項式」でリニアリティを近似して演算した。なお、光走査の走査密度は１２００ｄｐｉである。上記多項式において、「ｙ」は残存リニアリティ、「ｘ」は前述の定義による走査像高比である。
【００７６】
図５は、像高、走査像高比、残存リニアリティ：Ｌ、微分値：｜ｄ（Ｌ）／ｄＰ｜の関係を示す一覧である。リニアリティ：Ｌが像高：０から周辺像高に向かって単調に増加していく形状であるが、微分値は±５以内で小さい。
図５に示すように、残存リニアリティは、最周辺像高：±１５０ｍｍで最大で＋１．９７４％、微分値：｜ｄ（Ｌ）／ｄＰ｜の最大値は、像高：＋１５０ｍｍにおける４．２６８である。
【００７７】
リニアリティを電気的に補正するため、有効走査領域：±１５０ｍｍを、残存リニアリティに従って複数のブロックに分割するが、ここでは、各ブロック内におけるリニアリティの変化が「０．１％の等差」となるように分割する。
【００７８】
このような分割を像高：０から両側周辺部へ向かって行なっていくと、像高：０の片側に２０ブロックずつ、全部で４０ブロックが得られる。このように得られた４０のブロックの各々において、残存リニアリティの変化量は０．１％である。上記４０個のブロックの一部分を抜き出すと次のようになる。
【００７９】

【００８０】
例えば、像高：＋１４６．３５〜＋１４１．２０（ｍｍ）のブロックと、像高：−１４１．２０〜−１４６．３５（ｍｍ）のブロックは、同じレベルのリニアリティ：１．９％〜１．８％を有しており、両方のブロックに対して「同じ規則による補正」が可能である。
【００８１】
この補正を、像高：＋１４６．３５〜＋１４１．２０（ｍｍ）のブロックについて行なう場合の１例を説明する。このブロックでは、残存リニアリティは１．８〜１．９％の範囲で変化しているので、このブロック全体のリニアリティを、平均値：１．８５％を補正値として補正する場合を考える。
【００８２】
像高：＋１４６．３５〜１４１．２０ｍｍのブロックの走査幅は５．１５ｍｍであるが、残存リニアリティにより理想の走査幅が延びてこの幅になったものであり、理想の走査幅において２４３ドット分に相当する。このブロックに２４３ドットを書き込むと、２４３個のドットは隙間無く連続して直線をなすが、全てのドットを基準時間幅：Ｔの画素クロックで書き込んだ場合、正の残存リニアリティの影響により、理想的なドットの２４３個で書き込まれた直線の長さよりも長くなってしまう。
【００８３】
そこで、２４３個のドットのうちに「補正用画素クロックにより書き込むドット（以下「補正用ドット」という）」を混ぜ、実際に書きこまれる２４３ドット分の直線の長さを、理想のドット２４３個で書き込まれた直線の長さに近づける。ここでは、補正用画素クロックとして「Ｎ＝８とし、基準時間幅：ＴよりもＴ／８だけ短い、７Ｔ／８の時間幅を持った補正用画素クロック」を用いて補正する場合を説明する。
【００８４】
問題としているブロックにおける残存リニアリティは平均として１．８５％であり、これを補正値とするから、このブロックに書き込みを行うとき、基準時間幅：Ｔを持つ画素クロックで書きこまれるドット数をｍ、時間幅：７Ｔ／８の補正用画素クロックで書きこまれるドット数をｎとする。即ち、ｍ＋ｎ＝２４３である。
【００８５】
基準時間幅：Ｔの画素クロックで２４３ドットを書き込んだときの直線の長さは、１ドットの大きさをｄとして２４３ｄ（＝（ｍ＋ｎ）ｄ）である。一方、基準時間幅：Ｔでｍ個のドットを書き込み、７Ｔ／８の時間幅の補正用画素クロックでｎ個の補正用ドットを書き込んだ時の直線の長さは、ｍｄ＋ｎｄ（７／８）となる（書きこまれるドットの主走査方向の大きさ：ｄは、画素クロックの時間幅に比例する）。
【００８６】
そして、上記（ｍ＋ｎ）ｄは、ｍｄ＋ｎｄ（７／８）よりも１．８５％だけ大きいから、
（ｍ＋ｎ）ｄ＝１．０１８５｛ｍｄ＋ｎｄ（７／８）｝、即ち、
（ｍ＋ｎ）＝１．０１８５｛ｍ＋ｎ（７／８）｝
であり、これをｍ＋ｎ＝２４３と連立させて、ｎについて解くとｎ≒３５(従って、ｍ＝２０８)となるので、２４３個の画素信号を出力するとき、そのうち２０８個を基準信号幅：Ｔの画素クロックとし、３５個を時間幅：７Ｔ／８の補正用画素クロックとすることにより、問題としているブロックにおいて、＋１．８５％の残存リニアリティがもたらす等速性の「ずれ」を補正でき、高画質の画像を書き込むことができる。
【００８７】
上に説明した例では、補正用クロックとして、時間幅が７Ｔ／８のものを用いたが、これに限らず、他の時間幅、例えば６Ｔ／８や、５Ｔ／８、４Ｔ／８等の補正用クロックを用いることもできる。しかし、基準時間幅：Ｔと補正用画素クロックの時間幅との差が大きいと、基準時間幅の画素クロックで書き込まれたドットの大きさと、補正用画素クロックで書き込まれた補正用ドットの大きさとが大きく異なることになり、場合によっては、書き込まれた画像に目視でわかるような違和感が生じる虞もあるので、補正用画素クロックの時間幅は、基準時間幅になるべく近いものを用いるのが好ましい。
【００８８】
また上の例では、補正用画素クロックとして、時間幅が７Ｔ／８のものを１種類のみ用いたが、その他に、例えば６Ｔ／８の時間幅を持つ補正用画素クロックを加えて２種類の補正用画素クロックを用いたり、さらには３種類の補正用画素クロックを用いて補正を行なうこともできる。このようにすると、補正の自由度が広がり、種々の条件設定が可能となるが、上記のように１種類の補正用画素クロックを用いる場合は補正のアルゴリズムが簡単になる利点がある。
【００８９】
さて、説明中の例において、２４３個の画素信号を出力するとき、そのうちの２０８個を基準信号幅：Ｔの画素クロックで書込み、３５個を時間幅：７Ｔ／８の補正用画素クロックで書込むのであるが、このとき、補正用画素クロックで書き込まれる３５個の補正用ドットと残りの２０８個のドット(基準時間幅：Ｔの画素クロックで書き込まれる)とをどのように配分するかの問題があり、この配分を定めたものが「補正用画素クロックの発生の規則」である。
【００９０】
この規則を定めるのに「特別の条件」はなく、具体的には「得られる画像において、補正の痕跡が成るべく目立たないようにする規則」を設定すれば良い。例えば、説明中の例の場合、問題のブロックにおいて、残存リニアリティは実質的に直線的に変化しているので、３５個の補正用ドットを２０８個のドット中に一様に分散させることが考えられる。
【００９１】
一般的な場合を説明すると、問題のブロックを書き込む２４３個のドットを、書き込みの順にパラメータ：Ｉを用いて、Ｉ＝１，２，３，・・・，２４３とし、Ｉ＝Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_３・・・，Ｎ_Ｊ，・・Ｎ_３５のときに補正用画素クロックを発生させるものとする。このときの「規則」をフロー図として図７に示す。
【００９２】
このフロー図のように、画素信号を１つ進める（Ｉ＝Ｉ＋１）ごとに、そのドットが「基準時間幅の画素クロックで書き込まれるか、補正用画素クロックで書き込まれるか」を選択する。
【００９３】
図１に戻ると、クロック生成回路７０では「時間幅：Ｔ／８である高周波の基本クロック」を生成する。生成された基本クロックは分周回路８０により分周される。このとき、分周率を８とすると８Ｔ／８、即ち「基準時間幅：Ｔの画素クロック」が得られ、分周率を７とすると、７Ｔ／８の時間幅を持った補正用画素クロックを得ることができる。
【００９４】
このようにして得られる画素クロックあるいは補正用画素クロックは、レーザ書込回路９０に入力され、レーザ書込回路９０に入力される画像信号を１ドットずつ書き込むためのクロックとなり、クロックの長さに応じて書込まれるドットの主走査方向の大きさが異なる。
【００９５】
制御回路９５には、図７のフロー図に即して説明した制御手順（上記補正の「規則」）が記憶されており、書き込むべきドットが補正用ドットであるときには分周率を７として補正用画素クロックを発生させ、他の場合には分周率を８として基準時間幅：Ｔの画素クロックを発生させる。各ブロックに対してこのような補正を行って、走査領域全域に対し電気的なリニアリティ補正が行なわれる。
【００９６】
即ち、クロック発生回路７０と分周回路８０とは「補正用画素クロック生成手段」を構成し、クロック発生回路７０と分周回路８０と制御回路９５とは「画素クロック発生手段」を構成する。
【００９７】
図６に、実施例１における、補正前のリニアリティ（上図）と、補正後のリニアリティ（下図）を示す。この図から明らかなように、各ブロックで上述の如き補正を行った結果、有効走査領域の全域にわたり、リニアリティを±０．０５％以下とすることができている。
【００９８】
実施例２
実施例２の走査結像光学系を構成するレンズ系５０Ａは「残存リニアリティが中間像高で極大値を取った後、最周辺に向かって減少してゆく」ように設計され、主走査方向の像面湾曲は、図３（ｂ）に示すように、ＰＶ値：０．０９９ｍｍで、有効走査領域全域に渡って良好に補正されている。残存リニアリティ：Ｌの走査像高比：Ｐに対する偏分値は実施例１より大きいものの所定値（≦５０）に収まっており、周辺像高を重視した設定になっている。
【００９９】
偏向反射点から第１面までの間隔：６５．１ｍｍ
第１面（レンズ５１Ａの入射側面）
Ｒ −８７０．３
Ｋ ０．０
Ｍ_４ −１．６９Ｅ−１０
Ｍ_６ −６．５８Ｅ−１２
Ｍ_８ −８．１４Ｅ−１６
Ｍ₁₀ −５．０３Ｅ−２０
Ｍ₁₂ ８．５８Ｅ−２４
第２面（レンズ５１Ａの射出面）
Ｒ −１２４．４７
Ｋ −２．７０
Ｍ_４ −１．９１Ｅ−０７
Ｍ_６ ２．０７Ｅ−１２
Ｍ_８ −６．９５Ｅ−１６
Ｍ₁₀ −１．０１Ｅ−１９
Ｍ₁₂ −１．６５Ｅ−２３
レンズの中心厚：２９．８ｍｍ
レンズ５１Ａ、５２Ａの間隔：５４．２ｍｍである。
【０１００】
第３面（レンズ５２Ａの入射側面）
Ｒ −２１００．０
Ｋ ０．０
Ｍ_４ ７．８０Ｅ−０９
Ｍ_６ ５．７４Ｅ−１３
Ｍ_８ −５．６４Ｅ−１８
Ｍ₁₀ −２．２１Ｅ−２１
Ｍ₁₂ ６．３３Ｅ−２６
Ｍ₁₄ −６．６６Ｅ−３０
Ｍ₁₆ −１．４３Ｅ−３４
第４面（レンズ５２Ａの射出側面）
Ｒ −４３０．０
Ｋ −３２．８
Ｍ_４ １．３２Ｅ−１０
Ｍ_６ ４．３９Ｅ−１３
Ｍ_８ −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
レンズ５１Ａ、５２Ａとも、前記サグの影響の軽減のため、Ｙ方向に０．３３７ｍｍ平行移動偏心して配置されている。
【０１０１】
材料は２枚のレンズ５１Ａ、５２Ａともにポリオレフィン系の樹脂であり、前記屈折率、アッベ数は、Ｎｄ＝１．５３０４６、νｄ＝５５．８、Ｎ_４０８＝１．５４５９８である。
【０１０２】
図８に、リニアリティ（上図）と走査像高比：Ｐに対する微分値（下図）を示す。図９に、像高、走査像高比、残存リニアリティ：Ｌ、および微分値：｜ｄ（Ｌ）／ｄＰ｜の関係を一覧にして示す。残存リニアリティは、中間像高で最大で＋１．８０９％、周辺に向かって徐々に減少し像高＋１５０ｍｍで−０．３３６％になる。光走査の走査密度は１２００ｄｐｉである。
【０１０３】
実施例１と同様に、残存リニアリティが等差：０．１％になるようにブロック分けすると、残存リニアリティが像高：０に対して略対称であるところから、像高：０の片側に２３ブロック、全体で４６ブロックができる。一部を示すと次のようになる。
【０１０４】

例えば、像高が＋１４９．７５〜＋１４８．７０のブロックと、−１４８．７１〜−１４９．７６のブロックとは、残存リニアリティ−：−０．３〜−０．２％であるので、その中間値：−０．２５％を補正値として補正する場合を説明する。残存リニアリティが負であることは光走査の速度が遅すぎることを意味する。
【０１０５】
実施例１の場合の説明と関連させれば、上記ブロックに基準時間幅：Ｔをもった画素クロックで直線を書き込んだ場合、理想的な場合に比して書込まれた直線の長さは短くなる。従って、この場合には、混在させる補正用ドットの補正用画素クロックは基準時間幅：Ｔよりも長くする必要がある。
【０１０６】
そこで、補正用画素クロックの時間幅として「９Ｔ／８」を用いる場合を考えて見る。問題とするブロックは５０画素（５０ドット）分に対応するので、実施例１の場合と同様に、５０ドットのうち、基準時間幅：Ｔを持つ画素クロックで書きこまれるドット数をｍ、時間幅：９Ｔ／８の補正用画素クロックで書きこまれるドット数をｎとすると、ｍ＋ｎ＝５０である。
【０１０７】
基準時間幅：Ｔの画素クロックで５０ドットを書き込んだときの直線の長さは、１ドットの大きさをｄとして５０ｄ（＝（ｍ＋ｎ）ｄ）、基準時間幅：Ｔでｍ個のドットを書き込み、９Ｔ／８の時間幅の補正用画素クロックでｎ個の補正用ドットを書き込んだ時の直線の長さは、ｍｄ＋ｎｄ（９／８）。そして、上記（ｍ＋ｎ）ｄは、ｍｄ＋ｎｄ（９／８）よりも０．２５％だけ小さいから、
（ｍ＋ｎ）ｄ＝９９．７５｛ｍｄ＋ｎｄ（９／８）｝、即ち、
（ｍ＋ｎ）＝９９．７５｛ｍ＋ｎ（９／８）｝
であり、これをｍ＋ｎ＝５０と連立させて、ｎについて解くとｎ≒１(従って、ｍ＝４９)となるので、５０個の画素信号を出力するとき、そのうち４９個を基準信号幅：Ｔの画素クロックとし、１個を時間幅：９Ｔ／８の補正用画素クロックとすることにより、問題としているブロックにおいて、―０．２５％の残存リニアリティがもたらす等速性の「ずれ」を補正でき、高画質の画像を書き込むことができる。
【０１０８】
他のブロックでも同様の補正を行うことにより、有効走査領域全域のリニアリティを良好に補正できる。補正制御の実際は、実施例１の場合と同様、クロック発生回路７０と分周回路８０とで構成される「補正用画素クロック生成手段」、クロック発生回路７０と分周回路８０と制御回路９５とで構成される「画素クロック発生手段」を用い、実施例１の場合と同様に行う。
【０１０９】
残存リニアリティの形状が高次補正の形状であるため、微分値±２０以内と比較的大きいが所定値（≦５０）以内である。周辺像高のスポット径の変動が有効に抑制される。
【０１１０】
図１０に、実施例２の補正前のリニアリティ（上図）と、補正後のリニアリティ（下図）を示す。この図から明らかなように、各ブロックで上述の如き補正を行った結果、有効走査領域の全域にわたりリニアリティを±０．０５％以下とすることができている。
【０１１１】
実施例２におけるレンズ５２Ａの、主走査方向におけるレンズ高さ（光軸からのＹ方向の距離）に対するパワーの変化を図１１に示す。パワーは、レンズ中心から±８０ｍｍにかけて減少し、最小値をとった後、周辺に向かって増加する。
【０１１２】
同じく、レンズ５３の射出側面の、レンズ高さに対する主走査方向の曲率の変化を図１２に示す。この面の主走査方向の曲率は、レンズ中心から±８０ｍｍにかけて増加し、最大値をとった後、周辺に向かって減少していく。この面は射出側面であるので、曲率の増加は「収束作用の減少」を意味する。
【０１１３】
以上、実施例１、２では略２０組程度の「補正の規則」を記憶させることにより、リニアリティの０．０５％オーダーの補正が可能であることを示した。実用上十分な精度であり、必要なメモリーも大幅に低減できる。
【０１１４】
若干補足すると、上に説明した実施例においては、基本クロックとして、基準時間幅：Ｔの１／８周期のものを用い、この基本クロックを分周率：８で分周して画素クロックを生成したが、Ｔ／１６の時間幅の高周波の基本クロックを生成し、分周率：１６で分周して画素クロックとし、Ｔ/１６を単位として基準時間幅と時間幅の異なる補正用画素クロックを発生させることができることは言うまでもなく、このような補正用画素クロックの使用により、より高精度なリニアリティ補正を行うことができる。
【０１１５】
また、上には所謂シングルビーム方式の場合を説明したが、この発明は勿論、マルチビーム方式の光走査装置に適用できる。
なお、この発明の補正方法では、高周波クロックによる等速性の補正を行うため、光偏向器の所定の偏向角に対して最大像高（走査範囲）に過不足が発生しうるが、画素クロックを定める基準時間幅：Ｔを調整することにより、上記過不足を補正することができる。
【０１１６】
上に実施の形態および実施例を説明した光走査装置は、光源１０側からの光束を光偏向器４０により等角速度的に偏向させ、偏向光束を、リニアリティの残存する走査結像光学系５０、５０Ａにより被走査面６０に向って集束させ、被走査面上に光スポットを形成し、被走査面を光走査する光走査装置であり、走査結像光学系５０、５０Ａに残存するリニアリティに起因する光走査の不均一を近似的に補正する方法であって、有効走査領域を残存リニアリティに従って複数のブロックに分割し、各ブロック内における残存リニアリテイの変化量が所望の大きさ以下となるようにするとともに、１ドットに対応する画素クロックの時間幅を、基準時間幅：Ｔに対してＴ／Ｎ（上記実施例においてＮ＝８）を単位として、基準時間幅：Ｔと異なる時間幅を持ち、１画素単位で変更可能な補正用画素クロックを生成可能とし、補正用画素クロックの数とその発生の規則を各ブロックごとに定め、各ブロックに対し、上記規則に従い、画素クロックの時間幅を変更することにより、各ブロックでのリニアリティが各ブロックにおいて、所望の所定量（±０．０５％）より小さくなるように補正することを特徴とする走査補正方法を実施している（請求項１）。
【０１１７】
また、実施例１、２で実施されている補正方法において、各ブロックにおける基準時間幅：Ｔと異なる時間幅を持つ補正用画素クロックの種類が１種類以下であり（請求項２）、２以上の自然数であるＮの値が８である（請求項３）。そして、有効走査領域の複数ブロックへの分割を、残存リニアリティを略等差（０、１％）とするように行っている（請求項１）。
【０１１８】
また、実施例１、２における走査結像光学系であるレンズ系５０、５０Ａは、有効走査領域におけるリニアリティの最大残存量：Ｌｍ（％）が、条件：
（１） ０．５＜｜Ｌｍ｜＜１０
を満足するようにリニアリティを残存させたものであり（請求項４）、残存させたリニアリティ：Ｌの、走査像高比：Ｐによる微分値が、条件：
（２） ｜ｄ（Ｌ）／ｄＰ｜≦５０
を満足する（請求項５）。
【０１１９】
実施例１のレンズ系５０は、残存リニアリティ：Ｌの絶対値：｜Ｌ｜が像高：０から周辺部へ向って単調に増加するものであり（請求項６）、実施例２のレンズ系５０Ａは、最周辺像高の残存リニアリティ：Ｌｅ（％）が、条件：
（３） ｜Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１（４） ｜Ｌｅ｜≦５
を満足する（請求項７）。
【０１２０】
実施例１、２のレンズ系５０、５０Ａは共に、光偏向器４０による偏向の起点に関してコンセントリックな面の数：Ｎｃ、反コンセントリックな面の数：Ｎａが、条件：
Ｎｃ≧Ｎａ
を満足する（請求項８）。
【０１２１】
実施例２のレンズ系５０Ａは２枚の正レンズから構成され、最も光偏向器側に配置された正レンズの主走査方向のパワー：Ｐ１、最も被走査面側に配置された正レンズ（５１、５１Ａ）の主走査方向のパワー：Ｐ２が、条件：
（６） Ｐ１／Ｐ２＞１．０
を満足し、最も被走査面側に配置された正レンズ５２Ａが、少なくとも被走査面側のレンズ形状が偏向の起点に関してコンセントリックな形状のメニスカスレンズである（請求項９）。
【０１２２】
実施例２のレンズ系５０Ａはまた、残存リニアリティの絶対値が像高：０から周辺に向って単調に増加し、最大値をとったのち、最周辺部近傍へ向って単調に減少するもの（請求項１０）であり、レンズの少なくとも１枚（レンズ５２Ａ）は、主走査方向のパワーが中心から周辺に向って徐々に小さくなり、最小値をとった後、周辺付近に向って徐々に大きくなるパワー分布を有する（請求項１１）とともに、レンズ５２Ａの少なくとも１面（射出側面）は、主走査方向の面の収束作用が、中心から周辺にむかって徐々に小さくなり、最小値をとった後、周辺付近に向って徐々に大きくなるような曲率分布を有する（請求項１２）。
【０１２３】
実施例１、２のレンズ系５０、５０Ａの各レンズは、少なくとも１面が、主走査方向で高次の非円弧形状を有するとともに、樹脂製であり、例えば射出法で形成することができる（請求項１３）。
【０１２４】
また、上に実施の形態,実施例を説明した光走査装置は、光源１０側からの光束を光偏向器４０により等角速度的に偏向させ、偏向光束を、リニアリティの残存する走査結像光学系５０、５０Ａにより被走査面６０に向って集束させ、被走査面上に光スポットを形成し、被走査面を光走査する光走査装置において、１ドットに対応する画素クロックの基準時間幅：Tに対してＴ／Ｎ（Ｎは、２以上の所定の自然数）を単位として、所望単位の時間幅を持った補正用画素クロックを生成する補正用画素クロック生成手段７０、８０と、予め設定された規則に従い、有効走査領域にわたって基準時間幅：Ｔの画素クロックと補正用画素クロックとを発生させる画素クロック発生手段７０、８０、９５とを有し、請求項１記載の走査補正方法を実施するものであり（請求項１４）、偏向光束を被走査面に向って集束させる走査結像光学系として、請求項８記載のものを用いており（請求項１５）、光源１０側からの光束を光偏向器４０の偏向反射面位置近傍に、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系３０を有し、走査結像光学系５０、５０Ａが、光偏向器の偏向反射面位置と被走査面とを副走査方向において、幾何光学的に略共役な関係とするアナモルフィックな光学系である（請求項１６）。
【０１２５】
図１３には、画像形成装置の実施の１形態を示す。この画像形成装置は「レーザプリンタ」である。
【０１２６】
「レーザプリンタ」は、感光媒体１１０として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。感光媒体１１０の周囲には、帯電手段１１１（コロナチャージャを例示したが、勿論、接触式の帯電ローラを用いても良い）、現像装置１１３、転写手段１１４（コロナ放電を利用する方式のものを示したが、接触式の転写ローラでも良い）、クリーニング装置１１５が配備されている。
【０１２７】
また、レーザ光束ＬＢによる光走査装置１１２が設けられ、帯電ローラ１１１と現像装置１１３との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
図１３において、符号１１６は定着装置、符号Ｓは「シート状記録媒体」としての転写紙を示している。
【０１２８】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である感光媒体１１０が時計回りに等速回転され、その表面が帯電手段１１１により均一帯電され、光走査装置１１２のレーザ光束ＬＢ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。
【０１２９】
この静電潜像は現像装置１１３により反転現像され、感光媒体１１０上にトナー画像が形成される。転写紙Ｓは、感光媒体１１０上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合せて転写部へ送りこまれ、転写部においてトナー画像と重ね合せられ、転写手段１１４の作用によりトナー画像を静電転写される。
【０１３０】
トナ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においてトナー画像を定着されて外部へ排出される。トナー画像が転写された後の感光媒体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を除去される。なお、転写紙に代えて前述のＯＨＰシートを用いることもでき、トナー画像の転写は、中間転写ベルト等の「中間転写媒体」を介して行うようにすることもできる。
【０１３１】
光走査装置１１２として、上に説明した実施例１、２の走査結像光学系をもつ図１あるいは図２の光走査装置を用いる（請求項１７）ことにより、良好な画像形成を実行することができる。上記画像形成装置では、感光媒体１１０の光走査により、感光媒体に潜像が形成され、この潜像が可視化され（請求項１８）、感光媒体１１０が光導電性の感光体で、潜像が静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、トナー画像がシート状記録媒体Ｓに最終的に担持される（請求項１９）。
【０１３２】
図１４は、請求項２１、２２記載の画像形成装置の実施の１形態を示す。
図１４において、符号２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｃ、２００Ｂで示す装置部分は同一構造であり、この装置部分の構造は、図１３の画像形成装置の構成から転写手段１１４と定着装置１１６を除いた構成となっている。
【０１３３】
符号２０５で示すベルトは無端ベルトで、矢印方向へ回転することによりシート状記録媒体Ｓを図の右方から左方へ向けて搬送する機能を持ち、ベルト２０５と装置部分２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｃ、２００Ｂとが対向する部分が「シート状記録媒体Ｓの搬送路」を構成する。
【０１３４】
ベルト２０５を介して、転写手段２０１、２０２、２０３、２０４が、それぞれ装置部分２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｃ、２００Ｂに対向している。各転写手段とこれに対向する装置部分とは、同一構造の「画像形成ユニット」を構成している。なお、符号２０６は定着装置を示す。
【０１３５】
各画像ユニットでの画像形成は、図１３の画像形成装置と同様に行われる。即ち、光導電性の感光体が均一に帯電され、光走査により潜像形成され、反転現像で現像されてトナー画像として可視化される。トナー画像は、ベルト２０５により搬送路を搬送されるシート状記録媒体に転写手段により転写される。
【０１３６】
装置部分２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｃ、２００Ｂでは、現像装置において用いられるトナーの色が異なり、装置部分２００Ｍではマゼンタ、装置部分２００Ｙではイエロー、装置部分２００Ｃではシアン、装置部分２００Ｂでは黒色のトナーがそれぞれ用いられる。
【０１３７】
各装置部分で得られたトナー画像はシート状記録媒体Ｓに順次転写され、互いに重なり合ってカラー画像を構成する.このカラー画像が定着装置２０６でシート状記録媒体Ｓ上に定着される。
【０１３８】
４ユニットある各画像形成装置において、光走査装置としては、上に説明した実施の形態の如きものが用いられるが、残存リニアリティに起因する光走査の不均一の補正は、各画像形成ユニットで個別的に行われる。このようにして、各画像形成ユニットにおけるリニアリティを良好に補正することにより、各色トナー画像を重ね合せた場合に「リニアリティ補正の不揃い」により発生する「色ずれ」等の問題を有効に解消して、良好なカラー画像を得ることができる。
【０１３９】
即ち、図１４の画像形成装置は、感光媒体としての光導電性の感光体と、この感光体を均一帯電させる帯電手段と、均一帯電された感光体に光走査を行って静電潜像を形成する光走査装置と、形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置と、トナー画像をシート状記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成ユニットを複数ユニット（４ユニット）、共通のシート状記録媒体Ｓの搬送路に沿って配列し、各画像形成ユニットにより形成されるトナー画像を、共通のシート状記録媒体Ｓ上で重ね合せて合成的に画像を得る画像形成装置であって、各画像形成ユニットごとに、光走査装置として請求項１４または１５または１６記載のものを用い、各画像形成ユニットごとに個別的に光走査を補正するタンデム式の画像形成装置（請求項２０）であり、各画像形成ユニットごとに、現像装置に用いるトナーの色を異ならせたもの（請求項２１）である。
【０１４０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、光走査の新規な走査補正方法および新規な走査結像光学系、新規な光走査装置、画像形成装置を実現できる。
【０１４１】
この発明の走査補正方法は、残留リニアリティのある走査結像光学系を用いつつも、リニアリティを電気的に有効に補正することにより良好な光走査を可能とすることができるが、電気的なリニアリティ補正に大容量のメモリを必要としないので、安価に実施することができる。
【０１４２】
この発明の走査結像光学系はリニアリティの残存を許容されるので、リニアリティ補正とトレードオフの関係にある他の光学性能である像面湾曲や波面収差の補正を極めて良好に実現することが可能である。
【０１４３】
この発明の光走査装置は、この発明の走査結像光学系を用い、この発明の走査補正方法を実行することにより、リニアリテイを電気的に補正して良好な光走査を行うことができ、しかも安価に実現できる。従って、このような光走査装置を用いる画像形成装置は、安価に実現でき良好な画像形成を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】光走査装置の実施の別形態を説明するための図である。
【図３】実施例１、２に関する主走査方向の像面湾曲を示す図である。
【図４】実施例１の残存リニアリティを説明するための図である。
【図５】実施例１の残存リニアリテイの各像高における値等を記した一覧である。
【図６】実施例１における残存リニアリティと補正後のリニアリティを示す図である。
【図７】リニアリテイの電気的な補正の手順を示すフロー図である。
【図８】実施例２の残存リニアリティを説明するための図である。
【図９】実施例２の残存リニアリテイの各像高における値等を記した一覧である。
【図１０】実施例２における残存リニアリティと補正後のリニアリティを示す図である。
【図１１】実施例２におけるレンズ５２Ａの主走査方向のパワーの変化を示す図である。
【図１２】実施例２におけるレンズ５２Ａの射出側面の主走査方向の曲率の変化を示す図である。
【図１３】画像形成装置の実施の１形態を示す図である。
【図１４】画像形成装置の実施の他の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光源
２０ カップリングレンズ系
３０ シリンドリカルレンズ系
４０ 光偏向器
４１ 偏向反射面
５０ 走査結像光学系を構成するレンズ系
６０ 被走査面

Claims (21)

1. 光源側からの光束を光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を、リニアリティの残存する走査結像光学系により被走査面に向って集束させ、上記被走査面上に光スポットを形成し、上記被走査面を光走査する光走査装置において、走査結像光学系に残存するリニアリティに起因する光走査の不均一を近似的に補正する方法であって、
   有効走査領域を、残存リニアリティに従って複数のブロックに分割して、各ブロック内における残存リニアリテイの変化量が所望の大きさ以下となるように、且つ、上記残存リニアリティが略等差となるようにし、１ドットに対応する画素クロックの時間幅を、基準時間幅：Ｔに対してＴ／Ｎ（Ｎは、２以上の所定の自然数）を単位として、基準時間幅：Ｔと異なる時間幅を持ち、１画素単位で変更可能な補正用画素クロックを生成可能とし、
   上記補正用画素クロックの数とその発生の規則を定め、各ブロックに対し、上記規則に従い、画素クロックの時間幅を変更することにより、各ブロックでのリニアリティが各ブロックにおいて、所望の所定量より小さくなるように補正し、
   上記残存リニアリティの変化幅が同じとなるブロックに対しては上記発生の規則を同一とすることを特徴とする、光走査の走査補正方法。
2. 請求項１記載の光走査の走査補正方法において、
   各ブロックにおける、基準時間幅：Ｔと異なる時間幅を持つ補正用画素クロックの種類が１種類であることを特徴とする光走査の走査補正方法。
3. 請求項１または２記載の光走査の走査補正方法において、
   ２以上の自然数であるＮの値が８であることを特徴とする光走査の走査補正方法。
4. 請求項１または２または３記載の走査補正方法を実施する光走査装置において用いられる走査結像光学系であって、
   有効走査領域におけるリニアリティの最大残存量：Ｌｍ（％）が、条件：
   （１） ０．５＜｜Ｌｍ｜＜１０
   を満足するようにリニアリティを残存させたことを特徴とする走査結像光学系。
5. 請求項４記載の走査結像光学系において、
   残存させたリニアリティ：Ｌの、走査像高比：Ｐによる微分値が、条件：
   （２） ｜ｄ（Ｌ）／ｄＰ｜≦５０
   を満足することを特徴とする走査結像光学系。
6. 請求項５記載の走査結像光学系において、
   残存リニアリティ：Ｌの絶対値：｜Ｌ｜が、像高：０から周辺部へ向って単調に増加することを特徴とする走査結像光学系。
7. 請求項４または５記載の走査結像光学系において、
   最周辺像高の残存リニアリティ：Ｌｅ（％）が、条件：
   （３） ｜Ｌｍ／Ｌｅ｜＞１
   （４） ｜Ｌｅ｜≦５
   を満足することを特徴とする走査結像光学系。
8. 請求項４または５または６または７記載の走査結像光学系において、
   走査結像光学系がレンズ系であり、光偏向器による偏向の起点に関してコンセントリックな面の数：Ｎｃ、反コンセントリックな面の数：Ｎａが、条件：
   Ｎｃ≧Ｎａ
   を満足することを特徴とする走査結像光学系。
9. 請求項８記載の走査結像光学系において、
   走査結像光学系が少なくとも２枚の正レンズから構成され、最も光偏向器側に配置された正レンズの主走査方向のパワー：Ｐ１、最も被走査面側に配置された正レンズの主走査方向のパワー：Ｐ２が、条件：
   （６） Ｐ１／Ｐ２＞１．０
   を満足し、かつ、最も被走査面側に配置された正レンズが、少なくとも被走査面側のレンズ形状が偏向の起点に関して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レンズ。
10. 請求項７記載の走査結像光学系において、
    残存リニアリティ：Ｌの絶対値：｜Ｌ｜が、像高：０から周辺に向って単調に増加し、最大値をとったのち、最周辺部近傍へ向って単調に減少することを特徴とする走査結像光学系。
11. 請求項７または１０記載の走査結像光学系において、走査結像光学系を構成するレンズの少なくとも１枚は、主走査方向のパワーが中心から周辺に向って徐々に小さくなり、最小値をとった後、周辺付近に向って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。
12. 請求項７または１０または１１記載の走査結像光学系において、
    走査結像光学系を構成するレンズの少なくとも１面は、主走査方向の面の収束作用が、中心から周辺にむかって徐々に小さくなり、最小値をとった後、周辺付近に向って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。
13. 請求項４〜１２の任意の１に記載の走査結像光学系において、
    走査結像光学系が２以上のレンズによるレンズ系として構成され、これらレンズの少なくとも１面が、主走査方向で高次の非円弧形状を有するとともに、該非円弧形状の面を持つ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、熱硬化性光学材料を用いた充填法、また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ハイブリッド法で作製されることを特徴とする走査結像光学系。
14. 光源側からの光束を光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を、リニアリティの残存する走査結像光学系により被走査面に向って集束させ、上記被走査面上に光スポットを形成し、上記被走査面を光走査する光走査装置において、
    １ドットに対応する画素クロックの基準時間幅：Ｔに対してＴ／Ｎ（Ｎは、２以上の所定の自然数）を単位として、所望単位の時間幅を持った補正用画素クロックを生成する補正用画素クロック生成手段と、
    予め設定された規則に従い、有効走査領域にわたって上記基準時間幅：Ｔの画素クロックと上記補正用画素クロックとを発生させる画素クロック発生手段とを有し、請求項１〜３の任意の１に記載の走査補正方法を実施することを特徴とする光走査装置。
15. 請求項１４記載の光走査装置において、
    偏向光束を被走査面に向って集束させる走査結像光学系として、請求項４〜１３の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする光走査装置。
16. 請求項１５記載の光走査装置において、
    光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面位置近傍に、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系を有し、走査結像光学系が、光偏向器の偏向反射面位置と被走査面とを副走査方向において、幾何光学的に略共役な関係とするアナモルフィックな光学系であることを特徴とする光走査装置。
17. 感光媒体を光走査して画像形成を行う画像形成装置において、
    感光媒体の光走査に、請求項１４または１５または１６記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１７記載の画像形成装置において、
    感光媒体の光走査により上記感光媒体に潜像が形成され、この潜像が可視化されることを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項１８記載の画像形成装置において、
    感光媒体が光導電性の感光体で、潜像が静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、上記トナー画像がシート状記録媒体に最終的に担持されることを特徴とする画像形成装置。
20. 感光媒体としての光導電性の感光体と、この感光体を均一帯電させる帯電手段と、均一帯電された上記感光体に光走査を行って静電潜像を形成する光走査装置と、形成された上記静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置と、上記トナー画像をシート状記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成ユニットを複数ユニット、共通のシート状記録媒体の搬送路に沿って配列し、各画像形成ユニットにより形成されるトナー画像を、上記共通のシート状記録媒体上で重ね合せて合成的に画像を得る画像形成装置であって、
    各画像形成ユニットごとに、光走査装置として、請求項１４または１５または１６記載のものを用い、各画像形成ユニットごとに個別的に光走査を補正することを特徴とするタンデム式の画像形成装置。
21. 請求項２０記載の画像形成装置において、
    各画像形成ユニットごとに、現像装置に用いるトナーの色を異ならせたことを特徴とする画像形成装置。

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