JP4462809B2 - 走査結像レンズおよび画像書込方法および画像書込装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は走査結像レンズおよび画像書込方法および画像書込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤・緑・青の各色の光ビームを共通のポリゴンミラーにより同時に偏向させ、各色の偏向光ビームを共通の走査結像レンズによりカラー印画紙上に光スポットとして集光せしめて光走査を行い、各色光ビームを、対応する色の画像情報で変調することにより、カラー画像の書込みを行う画像書込装置が知られている。
【０００３】
この種の画像書込装置において、走査結像レンズに倍率の色収差があると、光ビームが光走査する１ラインの長さである「光走査長」が各色光ビームごとに異なり、また、ドットを書込む光スポット相互にも互いにずれが生じる。
【０００４】
このような光走査長や光スポット間のずれは、形成されるカラー画像の画質を劣化させる。
【０００５】
このような「ずれ」の問題を回避する方策としては、例えば特開平７−１９１２６１号公報に提案されたように「倍率色収差を良好に補正した走査結像レンズを用いる」ことがあるが、一般に、倍率色収差はこれを十分に良好に補正しようとするとレンズ枚数が増大し、走査結像レンズが画像書込装置に占めるスペースが大きくなって装置の大型化を招いたり、コストも高くなる問題がある。
【０００６】
走査結像レンズにおける倍率色収差の存在を容認し、各色光ビームの変調を行うためのクロックの周波数を、光ビームごとに固有の周波数として設定することにより上記「光走査長」を揃えることが、特開平９−１１５３８号公報に開示されている。この方法によれば確かに「光走査長のずれ」は解消されるが、波長差に起因する「各色光ビームに対するｆθ特性の差異」については考慮されていないため「各色光ビーム間の光スポットのずれ」は解消されない。
【０００７】
特開平１１−８８６１９号公報は、光走査長のずれと光スポットのずれとを解消する方法として、走査結像レンズにおける倍率色収差が「赤色光と青色光とで同一」となるようにし、緑色光ビームに対するクロックの周波数を基準として、赤色光ビーム・青色光ビームに対するクロックの周波数を調整する方法が開示されている。
【０００８】
この方法は有効であるが、それでも走査結像レンズにおける倍率色収差が「赤色光と青色光とで同一」となるようにするには、レンズ枚数の増大や、コスト増大の問題を十分には解消できない。
【０００９】
【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てなされたものであって、光走査長のずれと光スポットのずれとを良好に補正することが可能で、なお且つ、低コストで実現できる新規な走査結像レンズを実現することを課題とする。
【００１０】
この発明はまた、かかる走査結像レンズを用い、光走査長ずれと光スポットのずれを有効に補正して良好な画像書込みを行いうる新規な画像書込方法および装置の実現を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の走査結像レンズは「共通の光偏向手段により同時に偏向させた３原色：Ａ、Ｂ、Ｃの各色光ビームを、共通の走査結像レンズにより同一の感光性の記録媒体（カラー印画紙）上に光スポットとして集光せしめて光走査を行い、各色光ビームを、対応する色の画像情報で変調することにより、カラー画像の書込みを行う画像書込装置において用いられる走査結像レンズ」であって、以下の点を特徴とする。
【００１２】
即ち、基準となる色：Ａの倍率色収差に相対的な、色：Ｂ、色：Ｃの倍率色収差：ＣＤ _ＢＡ 、ＣＤ _ＣＡ が、像高：Ｈに対して、それぞれ、傾きの異なる直線状の変化となるように倍率色収差を補正されており、各色光ビームに対する等速特性を、像高：Ｈに対してＡ(Ｈ)、Ｂ(Ｈ)、Ｃ(Ｈ)とするとき、これらが倍率色収差により互いに異なり、且つ、Ａ(Ｈ)を基準とするとき、Ｋ_ＡＢ、ＫＡＣを定数として、略、Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＢ・Ｂ(Ｈ)、且つ、Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＣ・Ｃ(Ｈ)が満足されるように等速特性を補正されている。
【００１３】
「感光性の記録媒体」は、例えば、前記カラー印画紙等であり、３原色：Ａ、Ｂ、Ｃは、このような記録媒体に対してカラー画像を書きこむことのできる３色、即ち、後述する緑・赤・青である。
【００１４】
「光偏向手段」は、ポリゴンミラーや回転２面鏡、回転単面鏡など、偏向反射面を等速回転させるものが使用される。従って「等速特性」はｆθ特性である。
【００１５】
請求項１記載の走査結像レンズでは３原色：Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ緑、赤、青である。走査結像レンズは、主走査方向に正の屈折力を持つレンズと、主走査方向に負の屈折力を持つレンズとを含む複数枚のレンズで構成し、正の屈折力を持つレンズの材質のｄ線に対するアッベ数：νｄｐ、負の屈折力を持つレンズの材質のｄ線に対するアッベ数：νｄｎが条件：
（１） νｄｐ≧５５
（２） νｄｎ≦３１を満足するようにすることが好ましい（請求項２）。
【００１６】
請求項２記載の走査結像レンズは、図３に例示するように、共通の光偏向手段の側から感光性の記録媒体の側へ向って順に、第１群、第２群を配してなり、第１群が「光偏向手段の側から順に、主走査方向の屈折力が負・正・正である３枚のレンズＬ_１１、Ｌ_１２、Ｌ_１３」により構成され、第２群が「主走査方向に長い長尺トロイダルレンズＬ_２であって、副走査方向の像面湾曲を補正する機能を持ち、主走査方向には実施的な屈折力を持たないもの」として構成することができる（請求項３）。
【００１７】
請求項２記載の走査結像レンズはまた、図４に例示するように、共通の光偏向手段の側から感光性の記録媒体の側へ向って順に、第１群、第２群を配してなり、第１群が「光偏向手段の側から順に、主走査方向の屈折力が正・負・正である３枚のレンズＬ_１１'、Ｌ_１２'、Ｌ_１３'」により構成され、第２群が「主走査方向に長い長尺トロイダルレンズＬ_２'であって、副走査方向の像面湾曲を補正する機能を持ち、主走査方向には実施的な屈折力を持たないもの」として構成することができる（請求項４）。
【００１８】
これら請求項３、４の何れのタイプのものも、正の屈折力を持つレンズで正方向の、負の屈折力を持つレンズで負方向の倍率色収差をそれぞれ発生させ、全体として「発生させる倍率色収差のバランス」をとることができる。
【００１９】
請求項３又は４記載の走査結像レンズはまた、副走査方向に関して「光偏向手段による偏向の起点と感光性の記録媒体の位置とを幾何光学的に略共役な関係とするもの」であることができ（請求項５）、この場合、第１群が光軸に対して回転対称であり、第２群の長尺トロイダルレンズの、入射側面は回転軸が主走査方向に平行な「Ｙトロイダル面」であり、射出側面は回転軸が副走査方向に平行な「Ｘトロイダル面」であることができる（請求項６）。
【００２０】
第１群を光軸に回転対称なレンズとすることにより、レンズ加工時間を低減化し、レンズ製造のコストを低減化できる。
【００２１】
この発明の画像書込方法は「共通の光偏向手段により同時に偏向させた３原色：Ａ、Ｂ、Ｃの各色光ビームを、共通の走査結像レンズにより共通の感光性の記録媒体上に光スポットとして集光せしめて光走査を行い、各色光ビームを、対応する色の画像情報で変調することにより、カラー画像の書込みを行う方法」であり、以下の点を特徴とする。
即ち、走査結像光学系として請求項１〜６の任意の１に記載のものを用いる。
【００２２】
また、各色光ビームを変調するクロックの周波数をＦ_Ａ、Ｆ_Ｂ、Ｆ_Ｃとするとき、これらを互いに異ならせ、基準となるＡ色光ビームにおける周波数：Ｆ_Ａに対し、Ｂ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＢをＦ_Ａ・Ｋ_ＡＢ、Ｃ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＣをＦ_Ａ・Ｋ_ＡＣとして「それぞれ一律に設定」することにより、各色光ビームによる光スポット位置と光走査長とを、互いに実質的に合致させてカラー画像の書込みを行う。
【００２３】
各色光ビームに対するクロックの周波数：Ｆ_Ａ、Ｆ_Ｂ、Ｆ_Ｃは互いに異なるが、それぞれが一律に設定されるので、各色光ビームの光走査が行われるとき、クロックの周波数は常に一定である。
【００２４】
請求項７記載の画像書込方法は、上記の如く走査結像レンズとして請求項１〜６の任意の１に記載のものを用い、カラー画像の書込みを行う３原色：緑、赤、青の各色光ビームを共通の光偏向手段により等角速度的に偏向させて行う。
【００２５】
この発明の画像書込装置は、光源部と、変調手段と、クロック生成手段と、光偏向手段と、走査結像レンズとを有し、走査結像レンズは請求項１〜６の任意の１に記載のものである（請求項８）。
【００２６】
「光源部」は、カラー画像の書込みを行うための３原色：Ａ、Ｂ、Ｃの各色光ビームを放射する。
「変調手段」は、各色光ビームを、対応する色の画像情報に応じて変調する。
「クロック発生手段」は、変調手段により各色光ビームを変調するためのクロックを光ビームごとに個別的に生成する。
【００２７】
「光偏向手段」は各色光ビームを偏向させるためのものであって、各色光ビームに共通である。
【００２８】
「走査結像レンズ」は、光偏向手段により偏向された各色光ビームを、感光性の記録媒体であるカラー印画紙上に光スポットとしてそれぞれ集光する。従って、各色光ビームに共通である。
【００２９】
各色光ビームを変調するクロックの周波数をＦ_Ａ、Ｆ_Ｂ、Ｆ_Ｃとするとき、これらは互いに異ならせられ、基準となるＡ色光ビームにおける周波数：Ｆ_Ａに対し、Ｂ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＢはＦ_Ａ・Ｋ_ＡＢ、Ｃ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＣはＦ_Ａ・Ｋ_ＡＣとして、それぞれ一律に設定され、各色光ビームによる光スポット位置および光走査長を互いに実質的に合致させてカラー画像の書込みを行う。
【００３０】
即ち、画像書込装置は「カラー画像の書込みを行う３原色：緑、赤、青の各色光ビームを同時に偏向させる共通の光偏向手段が、これら光ビームを偏向反射面の等速回転により等角速度的に偏向させるものであり、走査結像レンズとして請求項１〜６の任意の１に記載のものを用いる」ものである。
【００３１】
この画像書込装置は「光源部からの各色光ビームを、共通の光偏向手段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手段」を有し、走査結像レンズとして請求項５または６記載のものを用いた構成とすることができる（請求項９）。
【００３２】
若干、説明を補足する。
一般に「等速特性：Ｅ(Ｈ)」は、理想的な等速性が実現された場合の、光スポットの速さ：Ｖとした場合に、光走査における実際上の光スポットの像高：Ｈを、時間：ｔの関数：Ｈ(ｔ)とするとき、Ｈ(ｔ)−（Ｖ・ｔ）を「Ｖ・ｔ（速さと時間の積）」で規格化したものであり、
Ｅ(Ｈ)＝｛Ｈ(ｔ)−（Ｖ・ｔ）｝／（Ｖ・ｔ）
で与えられる。これから、Ｈ(ｔ)は以下のようになる。
【００３３】
Ｈ(ｔ)＝Ｅ(Ｈ)・Ｖ・ｔ＋Ｖ・ｔ
記録媒体上における光スポットの速度は、ｄＨ(ｔ)／ｄｔであるから、
ｄＨ(ｔ)／ｄｔ＝Ｖ・ｔ・ｄＥ(Ｈ)／ｄＨ・（ｄＨ／ｄｔ）＋Ｅ(Ｈ)・Ｖ＋Ｖ
となるが、一般に等速特性：Ｅ(Ｈ)は最大でも数％のオーダーであるので、右辺第１項におけるｄＥ(Ｈ)／ｄＨは微少量で、実質的に無視することができる。
【００３４】
従って、
ｄＨ(ｔ)／ｄｔ＝Ｅ(Ｈ)・Ｖ＋Ｖ
となる。
【００３５】
簡単のため、等速特性が光スポットの像高：０に対して対称的であるとする。
このとき、上記式の両辺の積分：
∫｛ｄＨ(ｔ)／ｄｔ｝ｄｔ＝∫Ｅ(Ｈ)・Ｖｄｔ＋∫Ｖｄｔ
において、Ｖが一定、Ｖｄｔ＝ｄＨであることを考慮し、積分：∫Ｖｄｔ＝Ｌ_０／２と置くと、この式の右辺は
∫Ｅ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０／２
となる。この式を２倍した
２∫Ｅ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０
は１ラインの長さ：Ｌであり、Ｌ_０は理想の等速特性で光走査したときの光走査長を与える。
【００３６】
１ライン（光走査長）をフルに書込むときのドット数をＮとする。
Ａ色光ビームに対する等速特性：Ａ(Ｈ)を基準とし、Ａ色光ビームで１ラインをＮドットで書込んだときの１ラインの長さ、即ち、光走査長をＬ_Ａ、１ラインを書込むのに要する時間をＴとする。そうすると、この場合のクロックの周波数は「Ｎ／Ｔ」で与えられる。
【００３７】
Ｂ色光ビームでＮドットを書込むとき、そのクロック周波数を上記のＮ／Ｔとして１ラインを書込んだ場合に光走査長がＬ_Ｂであるとし、同様に、Ｃ色光ビームでＮドットを書込むとき、そのクロック周波数をＮ／Ｔとして１ラインを書込んだ場合の光走査長がＬ_Ｃであるとする。
この発明の走査結像レンズを用いた場合、ＬＡ≠ＬＢ≠ＬＣである。
【００３８】
図２（ａ）はこの状態を強調して説明図的に示している。色：Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）として光スポットの位置を、像高：０、中間像高と周辺像高で強調して示している。光走査長：Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｂはそれぞれ上記Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ｃに対応する。
【００３９】
各色光ビームの光スポット位置が合致するのは、像高：０においてのみであり、他の像高においては色の異なる光スポットの位置が互いにずれ、また光走査長：Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｂも互いに異なる。
【００４０】
上記の考察をＡ色光ビーム、Ｂ色光ビーム、Ｃ色光ビームに対して行うと、
２∫Ａ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０＝Ｌ_Ａ
２∫Ｂ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０＝Ｌ_Ｂ
２∫Ｃ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０＝Ｌ_Ｃ
が得られる。上記の如く、Ａ(Ｈ)、Ｂ(Ｈ)、Ｃ(Ｈ)の間には、
Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＢ・Ｂ(Ｈ)、且つ、Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＣ・Ｃ(Ｈ)
の関係があるから、上の式は、
２∫Ａ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０＝Ｌ_Ａ
２∫Ｂ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０＝Ｌ_Ｂ＝２∫Ａ(Ｈ)ｄＨ／Ｋ_ＡＢ＋Ｌ_０
２∫Ｃ(Ｈ)ｄＨ＋Ｌ_０＝Ｌ_Ｃ＝２∫Ａ(Ｈ)ｄＨ／Ｋ_ＡＣ＋Ｌ_０
となり、Ｌ_Ａ−Ｌ_０＝ΔＬ_Ａ、Ｌ_Ｂ−Ｌ_０＝ΔＬ_Ｂ、Ｌ_Ｃ−Ｌ_０＝ΔＬ_Ｃとすると、ΔＬ_Ｂ＝ΔＬ_Ａ・Ｋ_ＡＢ、ΔＬ_Ｃ＝ΔＬ_Ａ・Ｋ_ＡＣとなる。
【００４１】
１ラインのドット数はＮであるから、クロック周波数をＡ色光ビームにつきＮ／Ｔ_Ａ（＝Ｆ_Ａ）、Ｂ色光ビームに付き、Ｎ／Ｔ_Ｂ（＝Ｆ_Ｂ）、Ｃ色光ビームに付きＮ／Ｔ_Ｃ（＝Ｆ_Ｃ）とすると、Ａ、Ｂ、Ｃ色光ビームによるＮドットの長さである１ラインの長さが同じになるためには、等速特性に応じた１ライン長さの誤差であるΔＬ_Ａ、ΔＬ_Ｂ、ΔＬ_Ｃにおいて、ΔＬ_Ｂ、ΔＬ_Ｃが、基準となるΔＬ_Ａに等しくなるようにＦ_Ｂ、Ｆ_Ｃを設定すれば良く、これは、Ｆ_Ｂ＝Ｆ_Ａ・Ｋ_ＡＢ、Ｆ_Ｃ＝Ｆ_Ａ・Ｋ_ＡＣとすることにより実現できる。
【００４２】
なお、各色光ビームに対する等速特性：Ａ(Ｈ)、Ｂ(Ｈ)、Ｃ(Ｈ)が、倍率の色収差により互いに異なり、Ａ(Ｈ)を基準として、略、
Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＢ・Ｂ(Ｈ)、且つ、Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＣ・Ｃ(Ｈ)
が満足されるようにするには、基準となる色：Ａの倍率色収差に相対的な、色：Ｂ、色：Ｃの倍率色収差：ＣＤ_ＢＡ、ＣＤ_ＣＡが、像高に対して、それぞれ、傾きの異なる直線状の変化となるようにすればよい。
【００４３】
このような「各色光ビームごとのクロックの周波数」の調整による補正を行った状態を説明図として、図２（ｂ）に示す。色の異なる光スポットの位置は全像高において実質的に合致し、光走査長も互いに合致している。つまり、この発明においては、クロックの周波数の調整と言う電気的な手段で、色の異なる光スポット相互の位置ずれや光走査長のずれを補正するのであるが、このことは、光学的には、各色に対する走査結像レンズの焦点距離を変化させて倍率を調整することと等価である。
【００４４】
通常、単一波長の光源を用いるときの走査結像レンズ（ｆθレンズ）では、ビーム結像性能を高めるため、正の屈折力を持つレンズにアッベ数の小さい、即ち、屈折率の大きい材料を用いる。
【００４５】
請求項３記載の走査結像レンズでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光ビームに対する倍率色収差の差を制御する（上記の如く、基準となる色：Ｇの倍率色収差に相対的な、色：Ｒ、色：Ｂの倍率色収差：ＣＤ_ＲＧ、ＣＤ_ＢＧが、像高に対して、それぞれ、傾きの異なる直線状の変化となるようにする）ために、正の屈折力を持つレンズにアッベ数の大きい、即ち、屈折率の比較的小さい材料を用い、合わせて、負の屈折力を持つレンズにアッベ数の小さい材料を用いている。
【００４６】
アッベ数：νｄｐに関する条件が条件（１）の下限の５５を下回ると、緑(Ｇ、青(Ｂ)に対して赤(Ｒ)の倍率色収差が大きくなりすぎ、倍率色収差の差量を直線状に保てなくなる。また、アッベ数：νｄｎに関する条件が、条件（２）の上限の３１を上回る場合も、緑(Ｇ)、青(Ｂ)に対して赤(Ｒ)の倍率色収差が大きくなりすぎ、倍率色収差の差量を直線状に保てなくなる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、画像書込装置の実施の１形態を示している。
この画像書込装置は「カラー画像を書込むためのカラー写真陰画装置」であって、「光源部」を構成する光源装置１、２、３から、カラー画像の書込みを行うための３原色：赤（Ｒ 波長：６９０ｎｍ）、緑（Ｇ 波長：５３２ｎｍ）、青（Ｂ 波長：４７３ｎｍ）の各色光ビーム（レーザビーム）が放射される。
【００４８】
これら各色光ビームはそれぞれ「変調手段」を構成する光変調器４、５、６により対応する色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の画像情報に応じて変調される。カラー写真陰画装置では精細な画像書込みが必要となるため、光源装置で変調を行わず、光源部とは別の光変調器４〜６が設けられている。この実施の形態では、光変調器４〜６はＡＯ変調器で回折を利用した光路偏向により変調を行っている。
【００４９】
図１（ｂ）に示すように、クロック生成手段２０からは画像信号印加手段２１に入力される各色画像情報：Ｒ、Ｇ、Ｂに応じて、光変調器４、５、６により各色光ビームを変調するためのクロックを光ビームごとに個別的に生成する。
【００５０】
各クロックの周波数：Ｆ_Ｒ、Ｆ_Ｇ、Ｆ_Ｂは、走査結像レンズにおける等速特性であるｆθ特性：Ｇ(Ｈ)、Ｒ(Ｈ)、Ｂ(Ｈ)の間の関係：Ｇ(Ｈ)＝Ｋ_ＧＲ・Ｒ(Ｈ)、Ｇ(Ｈ)＝Ｋ_ＧＢ・Ｂ(Ｈ)に基づき、：Ｆ_Ｒ＝Ｆ_Ｇ・Ｋ_ＧＲ、Ｆ_Ｂ＝Ｆ_Ｇ・Ｋ_ＧＢとして、それぞれ一律に設定されている。
【００５１】
光変調器４、５、６により変調を受けた各色光ビームはミラー７で反射され、それぞれ球面レンズ９、１０、１１を透過し、線像結像手段としてのシリンドリカルレンズ１３、１４、１５の作用により副走査方向へ収束しつつミラー８に反射され、光偏向手段である回転多面鏡１６のポリゴンミラーの偏向反射面（図３、４における偏向面）に入射し、同偏向反射面近傍の同一位置に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００５２】
なお、波長の長い赤色光ビームは、波長の短い緑・青色光ビームの光スポットとスポット径を合わせるため、ビームエキスパンダ１２により光束径を拡張した後にシリンドリカルレンズ１３に入射させている。
【００５３】
ポリゴンミラーは偏向反射面数：６、内接円半径：１８ｍｍのものである。 ポリゴンミラーの等速回転により偏向反射面で反射された各色光ビームは等角速度的に偏向し、走査結像レンズを透過し、同レンズの作用により被走査面１８（実体的には感光性の記録媒体であるカラー印画紙）上に光スポット（スポット径数１０μｍ〜１００μｍ）として集光し、実質的に同一のライン（走査線）上を移動して光走査による画像書込みを行う。各色光ビームは、光走査に先立ちホトデテクタ１９で検出され、検出信号に基づき各色光ビームによる光走査開始の同期がとられる。
【００５４】
走査結像レンズは第１群１７−１、第２群１７−２により構成され、請求項３〜７の何れかに記載のものである。
【００５５】
即ち、図１に示す画像書込装置は「カラー画像の書込みを行うための３原色：Ａ、Ｂ、Ｃ（Ｇ、Ｒ、Ｂ）の各色光ビームを放射する光源部１、２、３と、各色光ビームを、対応する色の画像情報に応じて変調する変調手段４、５、６と、この変調手段により各色光ビームを変調するためのクロックを、光ビームごとに個別的に生成するクロック生成手段２０と、各色光ビームを偏向させるための、各色光ビームに共通の光偏向手段１６と、この光偏向手段により偏向された各色光ビームを、感光性の記録媒体上に光スポットとしてそれぞれ集光する走査結像レンズとを有し、走査結像レンズが請求項５または６記載のものであり、各色光ビームを変調するクロックの周波数をＦＧ、ＦＲ、ＦＢとするとき、これらを互いに異ならせ、基準となる緑色光ビームにおける周波数：ＦＧに対し、赤色光ビームに対する周波数：ＦＲをＦＧ・ＫＧＲ、Ｃ色光ビームに対する周波数：ＦＢをＦＧ・ＫＧＢとして、それぞれ一律に設定し、上記各色光ビームによる光スポット位置および光走査長を互いに実質的に合致させてカラー画像の書込みを行う画像書込装置である。
【００５６】
また、図１の画像書込装置は「カラー画像の書込みを行う３原色：緑、赤、青の各色光ビームを同時に偏向させる共通の光偏向手段１６が、これら光ビームを、偏向反射面の等速回転により等角速度的に偏向させるものであり、光源部１、２、３からの各色光ビームを、共通の光偏向手段１６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手段１３、１４、１５を有し、走査結像レンズとして、請求項５または６記載のものを用いたものである。
【００５７】
従って、図１の画像書込装置によれば、カラー画像の書込みを行う３原色：Ａ、Ｂ、Ｃ（Ｇ、Ｒ、Ｂ）の各色光ビームを、共通の光偏向手段１６により偏向させ、走査結像レンズにより感光性の記録媒体上に各々光スポットとして集光させて、記録媒体を光走査してカラー画像の書込みを行う方法であって、各色光ビームによる光スポット位置と光走査長とを互いに実質的に合致させてカラー画像の書込みを行う画像書込方法が実施される。
【００５８】
また、この画像書込方法は、カラー画像の書込みを行う３原色：緑、赤、青の各色光ビームを共通の光偏向手段１６により等角速度的に偏向させるものである。
【００５９】
【実施例】
以下、図１に示した画像書込装置に用いられる走査結像レンズに関する具体的な実施例を６例挙げる。
【００６０】
図３及び図４に示すように、光偏向手段側（図の左方）から被走査面側へ向って順に、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を、主走査方向につきＲ_ｉＹ、副走査方向につきＲ_ｉＸ、第ｉ番目のレンズ面と第ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上の面間隔をＤ_ｉとする。また、光偏向手段側から数えて「第ｊ番目のレンズ」の材質の、ｄ線に対する屈折率およびアッベ数をＮｄ_ｊ、νｄ_ｊとする。なお、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。
【００６１】
実施例１
ｉ Ｒ_iY Ｒ_iX Ｄ_i ｊ Ｎｄ_j νｄ_j 備考
０ 45.78
１ -128.385 -128.385 5.22 １ 1.58400 30.8
２ 2321.7 2321.7 3.5
３ -4747.9 -4747.9 21.17 ２ 1.51680 64.2
４ -78.736 -78.736 3.5
５ 281.662 281.662 10.53 ３ 1.52996 55.8
６ 1100 1100 107.32
７ -700 -54.4 3 ４ 1.58400 30.8 Ｙトロイダル面
８ -700 -28.39 167.366 Ｘトロイダル面
書込幅：３０５ｍｍ
赤（Ｒ）焦点距離：２６０．４９７ｍｍ
緑（Ｇ）焦点距離：２６０ｍｍ
青（Ｂ）焦点距離：２５９．７９３ｍｍ
これら焦点距離は、クロックの周波数の補正により補正された値である。
【００６２】
実施例２
ｉ Ｒ_iY Ｒ_iX Ｄ_i ｊ Ｎｄ_j νｄ_j 備考
０ 69.613
１ -250.786 -250.786 7.872 １ 1.80518 25.5
２ ∞ ∞ 7.432
３ ∞ ∞ 24.875 ２ 1.51680 64.2
４ -106.17 -106.17 4.852
５ 378.043 378.043 16.203 ３ 1.51680 64.2
６ -1944.546 -1944.546 150
７ -700 -54.4 3 ４ 1.58400 30.8 Ｙトロイダル面
８ -700 -26.2 119.08 Ｘトロイダル面
書込幅：３０５ｍｍ
赤（Ｒ）焦点距離：２６０ｍｍ
緑（Ｇ）焦点距離：２５９．４５３ｍｍ
青（Ｂ）焦点距離：２５９．２７６ｍｍ
これら焦点距離は、クロックの周波数の補正により補正された値である。
【００６３】
実施例３
ｉ Ｒ_iY Ｒ_iX Ｄ_i ｊ Ｎｄ_j νｄ_j 備考
０ 53.216
１ -219.01 -219.01 7.713 １ 1.80518 25.5
２ ∞ ∞ 3.068
３ ∞ ∞ 24 ２ 1.60311 60.7
４ -111.788 -111.788 9.448
５ 351.102 351.102 15.906 ３ 1.51680 64.2
６ -4239.016 -4239.016 150
７ -700 -54.4 3 ４ 1.58400 30.8 Ｙトロイダル面
８ -700 -26.2 113.993 Ｘトロイダル面
書込幅：３０５ｍｍ
赤（Ｒ）焦点距離：２６０ｍｍ
緑（Ｇ）焦点距離：２５９．５６９ｍｍ
青（Ｂ）焦点距離：２５９．４３ｍｍ
これら焦点距離は、クロックの周波数の補正により補正された値である。
【００６４】
以上の実施例１〜３は、図３に示す走査結像レンズに関する実施例である。
【００６５】
実施例４
ｉ Ｒ_iY Ｒ_iX Ｄ_i ｊ Ｎｄ_j νｄ_j 備考
０ 60.656
１ -494.031 -494.031 17.787 １ 1.51680 64.2
２ -134.758 -134.758 3
３ ∞ ∞ 9.065 ２ 1.80518 25.5
４ 411.17 411.17 13.113
５ 353.07 353.07 25 ３ 1.51680 64.2
６ -386.957 -386.957 80
７ -700 -57.4 3 ４ 1.58400 30.8 Ｙトロイダル面
８ -700 -30.11 181.223 Ｘトロイダル面
書込幅：３３０ｍｍ
赤（Ｒ）焦点距離：２８０ｍｍ
緑（Ｇ）焦点距離：２７９．５３１ｍｍ
青（Ｂ）焦点距離：２７９．３６４ｍｍ
これら焦点距離は、クロックの周波数の補正により補正された値である。
【００６６】
実施例５
ｉ Ｒ_iY Ｒ_iX Ｄ_i ｊ Ｎｄ_j νｄ_j 備考
０ 57.49
１ -800.183 -800.183 16.112 １ 1.51680 64.2
２ -137.135 -137.135 3
３ ∞ ∞ 8.063 ２ 1.80518 25.5
４ 347.077 347.077 15.704
５ 324.817 324.817 25 ３ 1.51680 64.2
６ -331.929 -331.929 70
７ -700 -57.4 3 ４ 1.58400 30.8 Ｙトロイダル面
８ -700 -29 169.983 Ｘトロイダル面
書込幅：３０５ｍｍ
赤（Ｒ）焦点距離：２６０ｍｍ
緑（Ｇ）焦点距離：２５９．５９２ｍｍ
青（Ｂ）焦点距離：２５９．４６６ｍｍ
これら焦点距離は、クロックの周波数の補正により補正された値である。
【００６７】
実施例６
ｉ Ｒ_iY Ｒ_iX Ｄ_i ｊ Ｎｄ_j νｄ_j 備考
０ 62.006
１ -1011.161 -1011.161 11.698 １ 1.48749 70.4
２ -150.186 -150.186 7.192
３ ∞ ∞ 9.197 ２ 1.80518 25.5
４ 391.613 391.613 18.217
５ 372.443 372.443 25.694 ３ 1.48749 70.4
６ -245.843 -245.843 150
７ -700 -57.4 3 ４ 1.58400 30.8 Ｙトロイダル面
８ -700 -22.1 87.214 Ｘトロイダル面
書込幅：３０５ｍｍ
赤（Ｒ）焦点距離：２６０ｍｍ
緑（Ｇ）焦点距離：２５９．６１２ｍｍ
青（Ｂ）焦点距離：２５９．５１１ｍｍ
これら焦点距離は、クロックの周波数の補正により補正された値である。
【００６８】
以上の実施例４〜６は、図４に示す走査結像レンズに関する実施例である。
【００６９】
図５に、実施例１の走査結像レンズの等速特性としてのｆθ特性を示す。Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青である。図６は、実施例１の走査結像レンズに対し、各色光ビームに対するクロックの周波数補正を行い、ｆθ特性を基準のｆθ特性に実質的に一致させた状態を示す。図７は、実施例１の走査結像レンズの赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図であり、図８は、図７の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す。
【００７０】
図９に、実施例２の走査結像レンズの等速特性としてのｆθ特性を図５に倣って示す。図１０は、実施例２の走査結像レンズに対し、各色光ビームに対するクロックの周波数補正を行い、ｆθ特性を基準のｆθ特性に実質的に一致させた状態を示す。図１１は、実施例２の走査結像レンズの赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図であり、図１２は、図１１の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す。
【００７１】
図１３に、実施例３の走査結像レンズの等速特性としてのｆθ特性を図５に倣って示す。図１４は、実施例３の走査結像レンズに対し、各色光ビームに対するクロックの周波数補正を行い、ｆθ特性を基準のｆθ特性に実質的に一致させた状態を示す。図１５は、実施例３の走査結像レンズの赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図であり、図１６は、図１５の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す。
【００７２】
図１７に、実施例４の走査結像レンズの等速特性としてのｆθ特性を図５に倣って示す。図１８は、実施例４の走査結像レンズに対し、各色光ビームに対するクロックの周波数補正を行い、ｆθ特性を基準のｆθ特性に実質的に一致させた状態を示す。図１９は、実施例４の走査結像レンズの赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図であり、図２０は、図１９の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す。
【００７３】
図２１に、実施例５の走査結像レンズの等速特性としてのｆθ特性を図５に倣って示す。図２２は、実施例５の走査結像レンズに対し、各色光ビームに対するクロックの周波数補正を行い、ｆθ特性を基準のｆθ特性に実質的に一致させた状態を示す。図２３は、実施例５の走査結像レンズの赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図であり、図２４は、図２３の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す。
【００７４】
図２５に、実施例６の走査結像レンズの等速特性としてのｆθ特性を図５に倣って示す。図２６は、実施例６の走査結像レンズに対し、各色光ビームに対するクロックの周波数補正を行い、ｆθ特性を基準のｆθ特性に実質的に一致させた状態を示す。図２７は、実施例６の走査結像レンズの赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図であり、図２８は、図２７の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す。
【００７５】
図８、図１２、図１６、図２０、図２４、図２８から明らかなように、クロックの周波数野調整による補正後において、緑色の光スポットに対する赤・青色の光スポットの位置ずれは最大でも１０μｍ以下であり、通常の光スポット径が数１０〜１００μｍ程度であることを考えると、光スポット相互の位置ずれは１ドットサイズの「数分の１以下」であり、光スポットの位置ずれに起因するカラー画像の画質劣化を有効に軽減させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な走査結像レンズ、画像書込方法、画像書込装置を実現できる。この発明の走査結像レンズは、所望の色の光に対する倍率色収差を基準とし、この基準倍率色収差に相対的な他の色の倍率色収差が「互いに傾きの異なる直線状」となるようにすることにより、各色光ビームに対する等速特性が互いに一定の比率の関係を有するようにでき、従って、これを用いる画像書込方法・画像書込装置において、基準色の光ビーム以外の２色の光ビームを変調するクロックの周波数を補正するのみで、光走査長のずれを補正し、なお且つ、光スポット相互の位置ずれをも補正することができる。
【００７７】
また、基準倍率色収差に相対的な、他の色の倍率色収差が「互いに傾きの異なる直線状」となるようにすることは、他の色の相対的な倍率色収差を同一にする場合に比して設計が容易であり、従って、この発明の走査結像レンズは低コストで容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像書込装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】光走査長のずれと光スポット間のずれの補正を説明するための図である。
【図３】走査結像レンズのレンズ構成の例を説明するための図である。
【図４】走査結像レンズのレンズ構成の他の例を説明するための図である。
【図５】実施例１の走査結像レンズの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対するｆθ特性を示す図である。
【図６】実施例１の走査結像レンズを用いる画像書込みにおいて、クロックの周波数を調整して各色光ビームに対するｆθ特性を実質的に合致させた図である。
【図７】実施例１の走査結像レンズの、赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図である。
【図８】図７の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す図である。
【図９】実施例２の走査結像レンズの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対するｆθ特性を示す図である。
【図１０】実施例２の走査結像レンズを用いる画像書込みにおいて、クロックの周波数を調整して各色光ビームに対するｆθ特性を実質的に合致させた図である。
【図１１】実施例２の走査結像レンズの、赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図である。
【図１２】図１１の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す図である。
【図１３】実施例３の走査結像レンズの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対するｆθ特性を示す図である。
【図１４】実施例３の走査結像レンズを用いる画像書込みにおいて、クロックの周波数を調整して各色光ビームに対するｆθ特性を実質的に合致させた図である。
【図１５】実施例３の走査結像レンズの、赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図である。
【図１６】図１５の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す図である。
【図１７】実施例４の走査結像レンズの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対するｆθ特性を示す図である。
【図１８】実施例４の走査結像レンズを用いる画像書込みにおいて、クロックの周波数を調整して各色光ビームに対するｆθ特性を実質的に合致させた図である。
【図１９】実施例４の走査結像レンズの、赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図である。
【図２０】図１９の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す図である。
【図２１】実施例５の走査結像レンズの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対するｆθ特性を示す図である。
【図２２】実施例５の走査結像レンズを用いる画像書込みにおいて、クロックの周波数を調整して各色光ビームに対するｆθ特性を実質的に合致させた図である。
【図２３】実施例５の走査結像レンズの、赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図である。
【図２４】図２３の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す図である。
【図２５】実施例６の走査結像レンズの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対するｆθ特性を示す図である。
【図２６】実施例６の走査結像レンズを用いる画像書込みにおいて、クロックの周波数を調整して各色光ビームに対するｆθ特性を実質的に合致させた図である。
【図２７】実施例６の走査結像レンズの、赤及び青の緑に相対的な倍率色収差を示す図である。
【図２８】図２６の相対的な倍率色収差をクロックの周波数の補正で補正した後のものを示す図である。
【符号の説明】
１〜３ 光源部
４〜６ 変調手段
２０ クロック生成手段
１４ 光偏向手段
１７−１、１７−２ 走査結像レンズ

Claims (9)

1. 偏向反射面を等速回転させる共通の光偏向手段により同時に偏向させた３原色：Ａ、Ｂ、Ｃの各色光ビームを、共通の走査結像レンズにより同一のカラー印画紙上に光スポットとして集光せしめて光走査を行い、上記各色光ビームを、対応する色の画像情報で変調することにより、カラー画像の書込みを行う画像書込装置において用いられる走査結像レンズであって、
   上記３原色：Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ緑、赤、青であり、
   基準となる色：Ａの倍率色収差に相対的な、色：Ｂ、色：Ｃの倍率色収差：ＣＤ _ＢＡ 、ＣＤ _ＣＡ が、像高：Ｈに対して、それぞれ、傾きの異なる直線状の変化となるように倍率色収差を補正され、
   各色光ビームに対する等速特性を像高：Ｈに対してＡ(Ｈ)、Ｂ(Ｈ)、Ｃ(Ｈ)とするとき、これらが倍率の色収差により互いに異なり、
   且つ、Ａ(Ｈ)を基準とするとき、Ｋ_ＡＢ、Ｋ_ＡＣを定数として、略、
   Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＢ・Ｂ(Ｈ)、且つ、Ａ(Ｈ)＝Ｋ_ＡＣ・Ｃ(Ｈ)が満足されるように、上記等速特性を補正されたことを特徴とする走査結像レンズ。
2. 請求項１記載の走査結像レンズにおいて、
   主走査方向に正の屈折力を持つレンズと、主走査方向に負の屈折力を持つレンズとを含む複数枚のレンズで構成され、上記正の屈折力を持つレンズの材質のｄ線に対するアッベ数：νｄｐ、負の屈折力を持つレンズの材質のｄ線に対するアッベ数：νｄｎが条件：
   （１） νｄｐ≧５５
   （２） νｄｎ≦３１
   を満足することを特徴とする走査結像レンズ。
3. 請求項２記載の走査結像レンズにおいて、
   共通の光偏向手段の側から感光性の記録媒体の側へ向って順に、第１群、第２群を配してなり、
   第１群は、光偏向手段の側から順に、主走査方向の屈折力が負・正・正である３枚のレンズにより構成され、
   第２群は、主走査方向に長い長尺トロイダルレンズであって、副走査方向の像面湾曲を補正する機能を持ち、主走査方向には実質的な屈折力を持たないものであることを特徴とする走査結像レンズ。
4. 請求項２記載の走査結像レンズにおいて、
   共通の光偏向手段の側から感光性の記録媒体の側へ向って順に、第１群、第２群を配してなり、
   第１群は、光偏向手段の側から順に、主走査方向の屈折力が正・負・正である３枚のレンズにより構成され、
   第２群は、主走査方向に長い長尺トロイダルレンズであって、副走査方向の像面湾曲を補正する機能を持ち、主走査方向には実質的な屈折力を持たないものであることを特徴とする走査結像レンズ。
5. 請求項３または４記載の走査結像レンズにおいて、
   副走査方向に関して、共通の光偏向手段による偏向の起点と感光性の記録媒体の位置とを幾何光学的に略共役な関係とするものであることを特徴とする走査結像レンズ。
6. 請求項５記載の走査結像レンズにおいて、
   第１群が光軸に対して回転対称であり、第２群の長尺トロイダルレンズの、入射側面は回転軸が主走査方向に平行なＹトロイダル面であり、射出側面は回転軸が副走査方向に平行なＸトロイダル面であることを特徴とする走査結像レンズ。
7. 偏向反射面を等速回転させる共通の光偏向手段により同時に偏向させた３原色：Ａ（緑）、Ｂ（赤）、Ｃ（青）の各色光ビームを、共通の走査結像レンズにより同一のカラー印画紙上に光スポットとして集光せしめて光走査を行い、上記各色光ビームを、対応する色の画像情報で変調することにより、カラー画像の書込みを行う方法であって、
   走査結像光学系として請求項１〜６の任意の１に記載のものを用い、
   且つ、各色光ビームを変調するクロックの周波数をＦ_Ａ、Ｆ_Ｂ、Ｆ_Ｃとするとき、これらを互いに異ならせ、基準となるＡ色光ビームにおける周波数：Ｆ_Ａに対し、Ｂ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＢをＦ_Ａ・Ｋ_ＡＢ、Ｃ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＣをＦ_Ａ・Ｋ_ＡＣとして、それぞれ一律に設定することにより、上記各色光ビームによる光スポット位置と光走査長とを互いに実質的に合致させてカラー画像の書込みを行うことを特徴とする画像書込方法。
8. カラー画像の書込みを行うための３原色：Ａ（緑）、Ｂ（赤）、Ｃ（青）の各色光ビームを放射する光源部と、
   上記各色光ビームを、対応する色の画像情報に応じて変調する変調手段と、
   この変調手段により上記各色光ビームを変調するためのクロックを、光ビームごとに個別的に生成するクロック生成手段と、
   上記各色光ビームを偏向させるための、各色光ビームに共通の光偏向手段と、
   この光偏向手段により偏向された各色光ビームを、同一の感光性の記録媒体上に光スポットとしてそれぞれ集光する、上記各色光ビームに共通の走査結像レンズとを有し、
   上記光偏向手段は、偏向反射面を等速回転させて偏向を行なうものであり、
   上記走査結像レンズが請求項１〜６の任意の１に記載のものであり、
   各色光ビームを変調するクロックの周波数をＦ_Ａ、Ｆ_Ｂ、Ｆ_Ｃとするとき、これらを互いに異ならせ、基準となるＡ色光ビームにおける周波数：Ｆ_Ａに対し、Ｂ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＢをＦ_Ａ・Ｋ_ＡＢ、Ｃ色光ビームに対する周波数：Ｆ_ＣをＦ_Ａ・Ｋ_ＡＣとしてそれぞれ一律に設定し、上記各色光ビームによる光スポット位置および光走査長を互いに実質的に合致させてカラー画像の書込みを行うことを特徴とする画像書込装置。
9. 請求項８記載の画像書込装置において、
   光源部からの各色光ビームを、共通の光偏向手段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手段を有し、走査結像レンズとして、請求項５または６記載のものを用いたことを特徴とする画像書込装置。

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