JPH07281114A

JPH07281114A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH07281114A
Application number: JP12521094A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Osawa; 孝之大沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高速光走査においても確実に光スポット径の変
動を軽減もしくは防止して光走査を行うことができる新
規な光走査装置を実現する。【構成】レーザー光源１０からのレーザー光束をシリン
ダーレンズ系１２により副走査対応方向へ収束させ、ア
パーチュア１４を介して主走査対応方向に長い線像ＬＩ
に結像させ、線像ＬＩの結像位置近傍に偏向反射面１６
Ａを有する光偏向器１６による偏向光束を走査結像光学
系１６により被走査面上に光スポットとして集光させて
光走査を行う光走査装置において、温度検出手段２８，
３０により検出される機内温度に基づき、レーザー光束
周辺部の光を遮断するアパーチュア１４を、制御手段２
４に制御される移動機構２２によりシリンダーレンズ系
１２の光軸方向へ移動させ、被走査面上における副走査
対応方向の光スポット径変動を軽減もしくは防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光源からのレーザー光束を偏向
反射面により反射して偏向光束とし、走査結像光学系に
より被走査面上に光スポットとして集光させて光走査を
行う光走査方式は光プリンター等に関連して広く知られ
ている。

【０００３】偏向反射面を有する光偏向器は回転多面鏡
やガルバノミラー或いは回転２面鏡や回転単面鏡等であ
るが、偏向反射面に所謂「面倒れ」があると光スポット
による主走査ラインが副走査方向へ変動し、書き込まれ
る画像にジッターと呼ばれる画像異常が発生する。上記
「面倒れ」の影響を補正するため、通常はレーザー光源
からのレーザー光束をシリンダーレンズ系により副走査
対応方向（光源から被走査面に到る光路を光軸に沿って
直線的に展開した仮想的な光路上で、副走査方向と平行
的に対応する方向を言う。また上記仮想的な光路上で主
走査方向と平行的に対応する方向を主走査対応方向と言
う。）に収束せしめ、偏向反射面近傍に主走査対応方向
に長い「線像」として結像せしめるとともに、走査結像
光学系が副走査対応方向にして偏向反射面位置と被走査
面位置とを「幾何光学的に共役な関係」とすることが行
われている。

【０００４】このように光走査装置を構成すると、走査
結像光学系は必然的に主走査対応方向のパワーと副走査
対応方向のパワーとが異なる「アナモフィック」な光学
系となり、主走査対応方向と副走査対応方向の像面湾曲
を同時に良好に補正することが難しい。

【０００５】走査結像光学系に像面湾曲があると、光ス
ポット径が像高とともに変動するので高密度光走査の実
現が難しい。光スポット径の変動のうち、主走査方向の
変動は書込み信号の電気的な操作で補正可能であるが、
副走査方向の光スポット径変動はこのような方法で補正
できない。

【０００６】従来、副走査方向における光スポット径変
動を補正する方法として、「レーザー光源からの平行レ
ーザー光束を主走査対応方向に長い線像に結像させるシ
リンダーレンズ系」を、副走査対応方向の像面湾曲に応
じて光軸方向へ変位させる方法が知られている（特開平
４−５０１９３号公報）。しかしこの方法はシリンダー
レンズの質量が必ずしも小さくないため、高速光走査に
なるとシリンダーレンズを高速移動させることが容易で
はない。

【０００７】また、上記像面湾曲は固定的ではなく、光
走査装置内の温度が変化すると像面湾曲にも変化が生じ
る。上記の光スポット径変動補正方法は、このような温
度変化があると、期待通りの補正を実現出来ない。

【０００８】さらに、光スポット径変動は、光学系の組
み付け誤差に応じ、光走査装置の個体ごとにバラツキが
あるし、温度変化のみならず、機械的な振動等の影響に
よる光学系の経時的な変位等によっても変動特性の変化
が起きる。

【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、高速光走査においても確実
に光スポット径の変動を軽減もしくは防止して光走査を
行うことができ、光走査装置内の温度変化の光スポット
径変動への影響をも補正出来る新規な光走査装置の提供
を目的とする（請求項１〜７）。

【００１０】この発明の別の目的は、高速光走査装置に
おいても確実に光スポット径の変動を軽減もしくは防止
し、しかも省エネルギーで光走査を行いうる新規な光走
査装置の提供にある（請求項８，１０〜１４）。

【００１１】この発明の他の目的は、高速光走査装置に
おいても確実に光スポット径の変動を軽減もしくは防止
し、光走査装置内の温度変化の光スポット径変動への影
響をも補正出来、尚且つ省エネルギーで光走査を行いう
る新規な光走査装置の提供にある（請求項９，１０〜１
４）。

【００１２】この発明のさらに他の目的は、光学系の組
み付け誤差に応じた光走査装置の個体ごとのバラツキに
も拘らず、高速光走査装置においても確実に光スポット
径の変動を軽減もしくは防止し、温度変化の影響や機械
的な影響による変動特性の経時変化も有効に除去できる
新規な光走査装置の提供を目的とする（請求項１５〜２
３）。

【００１３】この発明のさらに他の目的は、光学系の組
み付け誤差に応じた光走査装置の個体ごとのバラツキに
も拘らず、高速光走査装置においても確実に光スポット
径の変動を軽減もしくは防止し、温度変化の影響や機械
的な影響による変動特性の経時変化も有効に除去でき、
尚且つシェーディング補正が可能である新規な光走査装
置の提供を目的とする（請求項２１〜２３）。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１〜７記載の発明
の「光走査装置」は、レーザー光源と、シリンダーレン
ズ系と、光偏向器と、走査結像光学系と、アパーチュア
と、移動機構と、温度検出手段と、制御手段とを有す
る。

【００１５】「レーザー光源」はレーザー光束を放射す
る。レーザー光源としては、例えば半導体レーザーを光
源とするもの（請求項７）、例えば半導体レーザーとカ
ップリングレンズの組み合わせに係るものを用いること
ができる。

【００１６】「シリンダーレンズ系」は、レーザー光源
からのレーザー光束を副走査対応方向へ収束させ、主走
査対応方向に長い線像に結像させる。シリンダーレンズ
系は１枚のシリンダーレンズで構成しても良いし、２枚
以上のシリンダーレンズで構成しても良い。

【００１７】「光偏向器」は上記線像の結像位置近傍に
偏向反射面を有し、レーザー光源側からのレーザー光束
を偏向させる。光偏向器としては、回転多面鏡や、ガル
バノミラー、回転単面鏡や回転２面鏡を用いることがで
きる。

【００１８】「走査結像光学系」は光偏向器による偏向
光束を被走査面上に光スポットとして集光させる。従っ
て走査結像光学系は、副走査対応方向に関して「偏向反
射面位置（線像の結像位置）と被走査面位置と」を幾何
光学的な共役関係とする。

【００１９】走査結像光学系は、主走査対応方向に関し
て「主走査を等速化する機能」を有していも良い。即
ち、光偏向器がガルバノミラーの場合は走査結像光学系
をｆ・ｓｉｎθレンズとすることができ、光偏向器が回
転多面鏡や回転２面鏡、回転単面鏡の場合には走査結像
光学系をｆθレンズとすることができる。

【００２０】「アパーチュア」はシリンダーレンズ系と
光偏向器との間に配備され、少なくとも副走査対応方向
においてレーザー光束周辺部の光を遮断する。

【００２１】「移動機構」はアパーチュアをシリンダー
レンズ系の光軸方向へ移動させる機構である。具体的に
は圧電素子やボイスコイル等を利用できる。

【００２２】「温度検出手段」は、装置内の所定位置に
おける温度を検出する。

【００２３】「制御手段」は、走査結像光学系による副
走査方向の像面湾曲と、温度検出手段により検出された
温度とに応じて、被走査面上における副走査方向の光ス
ポット径変動を軽減もしくは防止するように、移動機構
を制御する。

【００２４】上記アパーチュアは「少なくとも副走査対
応方向においてレーザー光束周辺部の光を遮断する」か
ら、副走査対応方向とともに主走査対応方向のレーザー
光束周辺部の光を遮断しても良いが、副走査対応方向に
おけるレーザー光束周辺部の光の遮断をアパーチュアに
より行い、主走査対応方向におけるレーザー光束周辺部
の光の遮断は、別に専用の「第２のアパーチュア」をレ
ーザー光源と光偏向器の間に設けて行うようにしても良
い（請求項２）。

【００２５】なお、アパーチュアが主走査対応方向のレ
ーザー光束周辺部の光を遮断する場合には、レーザー光
源から平行レーザー光束が射出するようにし、アパーチ
ュアの移動でレーザー光束の主走査対応方向の遮光量が
変動しないようにする。

【００２６】また、上記請求項２記載の発明のように、
第２のアパーチュアを設ける場合、レーザー光源からの
レーザー光束を発散性もしくは収束性とし、第２のアパ
ーチュアをシリンダーレンズ系の光軸方向へ移動させる
第２の移動機構を設け、走査結像光学系による主走査方
向の像面湾曲と、温度検出手段により検出された温度と
に応じて、被走査面上における主走査方向の光スポット
径変動を軽減もしくは防止するように、制御手段により
第２の移動機構を制御することができる（請求項３）。

【００２７】上記「制御手段」としては、具体的にはコ
ンピュータあるいは専用のＣＰＵを用いることができ
る。アパーチュアをどのように移動させるかは走査結像
光学系の副走査対応方向における像面湾曲と温度検出手
段により検出される温度とにより定まるから、「移動の
態様」を上記コンピュータあるいはＣＰＵにプログラム
しておき、プログラミング制御によりアパーチュアを移
動させることができる。このプログラミング制御におい
て、単に、プログラムされた通りにアパーチュアを変位
せせてもよいが、制御手段に「アパーチュアの位置を光
学的に検出する位置検出手段」を含めることができる
（請求項４）。

【００２８】アパーチュアの位置を光学的に検出する方
法としては「アパーチュアの開口部以外の部分に反射面
を形成し、この反射面に検出光を照射し、反射光により
アパーチュアの位置を検出する」ようにすることができ
る（請求項５）。検出光は、専用の光源からの光束を用
いても良いが、アパーチュアはレーザー光源からのレー
ザー光束の少なくとも副走査対応方向における周辺光束
を遮断するのであるから、上記レーザー光束自体を「検
出光」として利用してもよい（請求項６）。

【００２９】上記請求項１または２または３または４ま
たは５または６記載の光走査装置において、レーザー光
源を「半導体レーザーを光源とする」ものとする場合、
温度検出手段を、１または２以上の温度センサーを有す
るように構成し、１つの温度センサーにより半導体レー
ザーの温度を検出するようにすることができる（請求項
７）。

【００３０】請求項８記載の発明の「光走査装置」は、
レーザー光源と、シリンダーレンズ系と、光偏向器と、
走査結像光学系と、アパーチュアと、移動機構と、制御
手段とを有する。これらのうち、アパーチュアと制御手
段を除く部分は、前記請求項１〜７記載の発明における
ものと同様のものである。

【００３１】「アパーチュア」は、シリンダーレンズ系
と光偏向器との間に配備され、少なくとも副走査対応方
向においてレーザー光束周辺部の光を遮断し、上記移動
機構によりシリンダーレンズ系の光軸方向へ移動する
が、「シリンダーレンズ系の光軸と主走査対応方向とに
平行な面」に対して傾いて設けられる。「制御手段」
は、走査結像光学系による副走査方向の像面湾曲に応じ
て、被走査面上における副走査方向の光スポット径変動
を軽減もしくは防止するように、上記移動機構を制御す
る。

【００３２】請求項９記載の発明の「光走査装置」は、
レーザー光源と、シリンダーレンズ系と、光偏向器と、
走査結像光学系と、アパーチュアと、移動機構と、温度
検出手段と、制御手段とを有する。これらのうち、アパ
ーチュアを除く部分は、前記請求項１〜７記載の発明に
おけるものと同様のものである。

【００３３】「アパーチュア」は、シリンダーレンズ系
と光偏向器との間に配備され、少なくとも副走査対応方
向においてレーザー光束周辺部の光を遮断し、上記移動
機構によりシリンダーレンズ系の光軸方向へ移動する
が、「シリンダーレンズ系の光軸と主走査対応方向とに
平行な面」に対して傾いて設けられる。

【００３４】請求項８，９記載の発明の光走査装置にお
ける「制御手段」としても、請求項１〜７記載の発明の
光走査における制御手段と同様、「コンピュータあるい
は専用のＣＰＵ」を用いることができる。

【００３５】アパーチュアをどのように移動させるか
は、走査結像光学系の副走査対応方向における像面湾曲
もしくは、像面湾曲と「温度検出手段により検出される
温度」とにより定まるから、「移動の態様」を上記コン
ピュータあるいはＣＰＵにプログラムしておき、プログ
ラミング制御によりアパーチュアを移動させることがで
きる請求項８または９記載の発明の光走査装置においても、
アパーチュアは「少なくとも副走査対応方向においてレ
ーザー光束周辺部の光を遮断する」から、副走査対応方
向とともに主走査対応方向のレーザー光束周辺部の光を
遮断しても良いが、副走査対応方向におけるレーザー光
束周辺部の光の遮断をアパーチュアにより行い、主走査
対応方向におけるレーザー光束周辺部の光の遮断は、別
に専用の「第２のアパーチュア」をレーザー光源と光偏
向器の間に設けて行うようにしても良い。

【００３６】なお、アパーチュアが主走査対応方向のレ
ーザー光束周辺部の光を遮断する場合には、レーザー光
源から平行レーザー光束が射出するようにし、アパーチ
ュアの移動でレーザー光束の主走査対応方向の遮光量が
変動しないようにすることは、請求項８，９記載の発明
の光走査装置においても請求項１記載の発明の光走査装
置の場合と同様である。

【００３７】請求項８，９記載の発明の光走査装置にお
いて、上記のように、第２のアパーチュアを設ける場合
は、レーザー光源からのレーザー光束を「発散性もしく
は収束性」とし、第２のアパーチュアをシリンダーレン
ズ系の光軸方向へ移動させる第２の移動機構を設け、走
査結像光学系による主走査方向の像面湾曲に応じ（請求
項８記載の発明の場合）、または像面湾曲と温度検出手
段により検出された温度とに応じて（請求項９記載の発
明の場合）、被走査面上における主走査方向の光スポッ
ト径変動を軽減もしくは防止するように、制御手段によ
り第２の移動機構を制御することができる（請求項１
０）。この場合、第２のアパーチュアは、「シリンダー
レンズ系の光軸と副走査対応方向とに平行な面」に対し
て傾けて配備する。

【００３８】上記請求項８〜１０記載の発明の光走査装
置においても、「制御手段」が、アパーチュアの位置を
光学的に検出する「位置検出手段」を有することが出来
（請求項１１）、位置検出は、「アパーチュアの開口部
以外の部分に検出光を照射し、反射光によりアパーチュ
アの位置を検出」することができ（請求項１２）、この
場合、「レーザー光源から放射されアパーチュアにより
遮光されるレーザー光束」を検出光として検出を行って
も良いし（請求項１３）、位置検出用の専用の光源から
放射されアパーチュアにより反射される光束を検出光と
して用いても良い（請求項１４）。

【００３９】なお、請求項４〜６および請求項１１〜１
４記載の発明において、「アパーチュアの位置」を検出
することには、第２アパーチュアが移動させられる場
合、第２アパーチュアの位置を検出する場合を含むこと
ができる。

【００４０】請求項１５記載の発明の「光走査装置」
は、レーザー光源と、シリンダーレンズ系と、光偏向器
と、走査結像光学系と、アパーチュアと、移動機構と、
制御手段と、光束分離手段と、複数の光スポット径検出
手段とを有する。

【００４１】これらのうち、レーザー光源と、シリンダ
ーレンズ系と、光偏向器と、走査結像光学系と、移動機
構とは、上記請求項１〜１４記載の発明におけるのと同
じものである。

【００４２】「アパーチュア」は、シリンダーレンズ系
と光偏向器との間に配備され、少なくとも副走査対応方
向においてレーザー光束周辺部の光を遮断する。アパー
チュアとしては、請求項１〜７記載の発明におけるアパ
ーチュアと同様のものを用いても良いし、あるいは請求
項８〜１４記載の発明におけるアパーチュアと同様、
「シリンダーレンズ系の光軸と主走査対応方向とに平行
な面」に対して傾いて設けられることもできる（請求項
２２）。

【００４３】「光束分離手段」は、走査結像光学系と被
走査面との間に配備され、偏向光束の一部を、残りの光
束部分と結像的に等価な光スポット径検出用光束として
被走査面への光路外へ分離させる手段である。

【００４４】光束分離手段としては、ハーフミラーや偏
向ビームスプリッターを好適に用いることができる。

【００４５】「複数の光スポット径検出手段」は、光束
分離手段に関し被走査面と等価な検出面上に配備され、
光スポット径検出用光束の光スポット径を順次に検出す
る。

【００４６】「制御手段」は、複数の光スポット径検出
手段の出力に応じて、被走査面上における光スポット径
変化を主走査領域にわたって推定し、光スポット径補正
量を演算し、被走査面上における副走査方向の光スポッ
ト径変動を軽減もしくは防止するように、移動機構を制
御する手段である。

【００４７】請求項１５記載の発明の光走査装置におい
ても、アパーチュアは「少なくとも副走査対応方向にお
いてレーザー光束周辺部の光を遮断する」から、副走査
対応方向とともに主走査対応方向のレーザー光束周辺部
の光を遮断しても良いが、副走査対応方向におけるレー
ザー光束周辺部の光の遮断をアパーチュアにより行い、
主走査対応方向におけるレーザー光束周辺部の光の遮断
は、別に専用の「第２のアパーチュア」を、レーザー光
源と光偏向器の間に設けて行うようにしても良い（請求
項１６）。

【００４８】なお、アパーチュアが主走査対応方向のレ
ーザー光束周辺部の光を遮断する場合には、レーザー光
源から平行レーザー光束が射出するようにし、アパーチ
ュアの移動でレーザー光束の主走査対応方向の遮光量が
変動しないようにすることは、請求項１５記載の発明の
光走査装置においても請求項１，８，９記載の発明の光
走査装置の場合と同様である。

【００４９】請求項１６記載の発明の光走査装置におい
て、上記のように、第２のアパーチュアを設ける場合
は、レーザー光源からのレーザー光束を「発散性もしく
は収束性」とし、第２のアパーチュアをシリンダーレン
ズ系の光軸方向へ移動させる第２の移動機構を設け、被
走査面上における主走査方向の光スポット径変動を軽減
もしくは防止するように、制御手段により第２の移動機
構を制御することができる（請求項１７）。

【００５０】この場合も、第２のアパーチュアを、「シ
リンダーレンズ系の光軸と副走査対応方向とに平行な
面」に対して傾けて配備することができる。

【００５１】請求項１５または１６または１７記載の光
走査装置において、「複数の光スポット径検出手段」の
個々は、ラインセンサーもしくはエリアセンサーとする
ことができる（請求項１８）。

【００５２】同様に、請求項１５または１６または１７
記載の光走査装置において、「複数の光スポット径検出
手段」の個々を、「フォトセンサーと、所定の大きさの
開口部を有し上記フォトセンサーの受光面上に設けられ
た遮光部材と」で構成することができ（請求項１９）、
あるいは「複数の光スポット径検出手段」の個々を、
「ラインセンサーもしくはエリアセンサーと、その近傍
に設けられたフォトセンサーと」により構成してもよい
（請求項２０）。

【００５３】請求項１８または１９または２０記載の光
走査装置においては、被走査面と等価な面上における光
スポットの光強度に関する情報が複数個所で得られるの
で、これを利用して、制御手段が「複数の光スポット径
検出手段の出力に応じて、シェーディング補正量を演算
し、シェーディング補正用の信号生成する」ようにする
ことができる（請求項２１）。

【００５４】また、請求項１５〜２２記載の発明におい
ても、請求項４〜６，１１〜１４記載の発明と同様、
「制御手段が、アパーチュア（第２のアパーチュアを含
むことができる）の位置を光学的に検出する位置検出手
段を有する」ことができる（請求項２３）。

【００５５】

【作用】レーザー光源から放射された光束はシリンダー
レンズ系を透過すると、副走査対応方向に収束され、光
偏向器の偏向反射面近傍へ向かって収束する。「アパー
チュア」はシリンダーレンズ系と光偏向器との間に配備
され、副走査対応方向におけるレーザー光束周辺部の光
を遮断するが、シリンダーレンズ系と光偏向器との間の
領域では、副走査対応方向のレーザー光束径は、シリン
ダーレンズ側から光偏向器側へ向かって「リニヤー」に
減少しているから、アパーチュアを光軸方向へ変位させ
ると、アパーチュアの位置に応じてアパーチュアによる
副走査対応方向の周辺光束遮断量が変化する（請求項１
〜２３）。

【００５６】主走査対応方向の光スポット径変動は、走
査結像光学系の主走査対応方向の像面湾曲を良好に補正
したり、前述した電気的な書込み信号操作を利用して、
軽減ないし防止を行えば良い。

【００５７】あるいは、請求項３，１０，１６記載の発
明のように「レーザー光源からのレーザー光束を発散性
または収束性とし、第２のアパーチュアを移動させるこ
とにより、主走査対応方向の光スポット径変動を補正す
る」ことが可能である。

【００５８】光走査装置内の温度は一定不変ではなく、
光走査装置の連続運転を行うと機内温度は次第に上昇す
る傾向がある。光走査装置の機内温度の変化は光走査装
置の光学的性能に影響を与える。

【００５９】例えば、レーザー光源の光源が半導体レー
ザーである場合、周知の如く、半導体レーザーの温度変
化はレーザー光束の波長に変化を与え、このような波長
変化が生じると、シリンダーレンズ系や走査結像光学系
に「色収差」を補正していないものが含まれている場
合、色収差の影響により光スポットの結像位置が変化す
る。

【００６０】また、シリンダーレンズ系や走査結像光学
系に「プラスチックレンズ」が含まれていると、温度変
化によりプラスチックレンズの形状が変化し、結像性能
が変化して光スポットの結像位置が変化する。あるい
は、シリンダーレンズ系や走査結像光学系を保持する
「保持部材」が温度変化により膨張・収縮し、これら光
学素子の保持位置に変化が生じる場合にも、光スポット
の結像位置が変化する。

【００６１】このように、光走査装置の機内温度変化
は、種々のメカニズムにより光走査装置の光学的性能に
影響する。この影響は、「光スポットの結像位置を決定
する像面湾曲を、走査結像光学系の光軸方向へ若干ずら
す」という現象として現れ、機内温度と像面湾曲のずれ
量とは、光走査装置の特性として実験的に特定できるの
で、機内温度を検出して像面湾曲のずれ量を推定し、こ
れを補正するようにアパーチュアの変位量の基準位置に
対する補正量を設定することができる。

【００６２】レーザー光源の光源が半導体レーザーで、
しかも、光学系中にプラスチックレンズが用いられてい
るような場合には、半導体レーザーの温度とプラスチッ
クレンズの温度とが光学的性能に強く影響を与えるであ
ろう。このような場合に、光走査装置内の１点での温度
のみでは、光スポット径変動の十分に正確な補正が困難
である場合もあろう。

【００６３】そのような場合には、温度検出手段を２以
上の温度センサーで構成し、一方の温度センサーでは半
導体レーザーの温度を検出し、他方の温度センサーでは
プラスチックレンズ近傍の温度を検出し、これら２以上
の温度センサーによる温度検出を組み合わせて、正確な
補正を行うことが可能である（請求項７）。

【００６４】このように２以上の温センサーを用いるこ
とは、請求項９〜１４記載の発明においても可能である
ことは言うまでもない。

【００６５】上記の請求項１〜７記載の発明の光走査装
置に於いては、「アパーチュア」あるいは「アパーチュ
アと第２のアパーチュア」をシリンダーレンズ系の光軸
方向へ変位させる訳であるが、これらアパーチュアや第
２のアパーチュアは、後述する実施例のように、シリン
ダーレンズ系の光軸に直交するように配備される。

【００６６】アパーチュアや第２のアパーチュアは、像
面湾曲による光スポット径の変動を補正ないし軽減する
ように変位させられるのであるから、その変位量はさほ
どに大きくなくとも、変位速さは極めて大きい。従っ
て、アパーチュアや第２のアパーチュアの質量を軽量化
し、しかも変位に対する空気抵抗を可及的に小さくしな
いと、アパーチュア等の高速変位に大きなエネルギーを
要することになる。上記のように、アパーチュアや第２
のアパーチュアを、シリンダーレンズ系の光軸に直交す
るように配備した状態で、これらを上記光軸方向へ高速
変位させる場合、空気の抵抗はかなり大きい。

【００６７】低エネルギーでの高速変位の実現のため
に、アパーチュアや第２のアパーチュアを軽量化する
と、アパーチュア等が「華奢」になり、高速変位の際の
強い空気抵抗により変形したり破損したりする虞れがあ
る。

【００６８】請求項８〜１４記載の発明の光走査装置で
は、このような問題を回避するため、アパーチュアや第
２のアパーチュアを、変位方向に対して傾けるのであ
る。移動物体に対する「流体抵抗」は、良く知られたよ
うに、移動物体の移動方向に直交する面への「移動物体
の射影面積」に比例的である。

【００６９】請求項８〜１４記載の発明の光走査装置の
ように、高速変位させられるアパーチュアや第２のアパ
ーチュアを変位方向に対して傾けることにより、上記
「射影面積」が減少し、空気抵抗を有効に軽減させるこ
とができ、空気抵抗による変形や破損を問題とすること
無くアパーチュア等を軽量化できる。

【００７０】このような、空気抵抗の減少は、光走査装
置における温度変化の影響とは独立したものであるか
ら、アパーチュア等を変位方向に対して傾けることは、
装置内温度の変動を問題としない光走査装置に対しても
適用できるし（請求項８，１０〜１４）、請求項１〜７
記載の発明の光走査装置同様、温度変化の影響を補正す
る光走査装置に対しても適用できるのである（請求項９
〜１４）。

【００７１】なお、請求項１〜７記載の発明の光走査装
置におけるように、アパーチュアや第２のアパーチュア
を、シリンダーレンズ系の光軸に直交するように配備す
る場合、レーザー光束を遮光する部分が反射性である
と、アパーチュア等で反射されたレーザー光束が光源側
へ戻り、シリンダーレンズ系等により反射され「迷光」
となって光走査に影響を与えることが考えられ、この問
題を回避するために、アパーチュア等のレーザー光束遮
光部には反射防止処理を施すのが好ましい。

【００７２】しかるに請求項８〜１４記載の発明の光走
査装置のように、アパーチュア等を偏向方向に対して傾
けると、アパーチュア等による反射レーザー光束は、レ
ーザー光源から光偏向器に到る光路から逸れてしまうの
で、アパーチュア等に上記の如き反射処理を施す必要は
ない。

【００７３】前述の如く、光走査における光スポット径
が光スポットの「像高」に応じて変化する原因は、走査
結像光学系における像面湾曲にある。従って、走査結像
光学系における像面湾曲が定まれば、光スポット径の変
動を解消するのに、アパーチュアや第２のアパーチュア
をどのように変位させるべきかは一義的に定まるが、実
際には、上記のように、像面湾曲自体に温度依存性があ
るため、このような温度に依存した光スポット径の補正
には、請求項１〜７，９〜１４の発明のように、光走査
装置内における温度を検出し、その影響を補正して、ア
パーチュアや第２のアパーチュアを変位させねばならな
い。

【００７４】像面湾曲が設計通りのものとならない場合
は、温度変化の影響を受ける場合以外にもある。例え
ば、走査結像光学系を光走査装置に組み込む際の組み付
けの微小な誤差も、像面湾曲を設計上の正規の状態から
変化させる原因となるし、光走査装置の使用が続けられ
るに従い、振動等の影響で、光学素子の配置が経時的に
ずれたりすることも、像面湾曲を変化させる原因とな
る。

【００７５】このような原因による像面湾曲の変化は、
厳密には、像面湾曲の形状自体に変化を及ぼすことにな
るが、実際問題としては、組み付け誤差も経時的な光学
素子の配置ずれも極めて小さいので、像面湾曲の変化
は、実質上、基本となる設計上の像面湾曲の、微小な平
行移動および／または微小な回転として捉えることがで
きる。

【００７６】請求項１５以下の発明においては、複数の
光スポット径検出手段により、光スポット径検出用光束
の光スポット径を順次に検出し、検出結果に応じて、被
走査面上における光スポット径変化を主走査領域にわた
って推定し、光スポット径補正量（アパーチュアあるい
はアパーチュアと第２のアパーチュアの変位量）を演算
し、被走査面上における副走査方向の光スポット径変動
を軽減もしくは防止するように、移動機構を制御するの
である。

【００７７】従って、請求項１５以下の発明に於いて
は、像面湾曲の変化の原因が温度変化によるものであ
れ、組み付け誤差によるものであれ、あるいは光学素子
のずれによるものであれ、光スポット系の変動を軽減な
いし防止することが可能である。

【００７８】上述の如き光走査装置では、例えば光偏向
器における偏向反射面による反射率の反射角による変化
や、走査結像光学系を透過する偏向光束の入射角変化に
よる反射率変化や等価距離変化のため、レーザー光源か
ら一定の強度のレーザー光束を放射しても、被走査面に
到達するレーザー光束の強度は一定とはならない。

【００７９】この発明においては、さらに、光スポット
径の変動を軽減ないし防止するのにアパーチュアもしく
はアパーチュアと第２のアパーチュアを変位させて、レ
ーザー光束の遮光量を変化させるので、このこともあっ
て、光スポットの光強度は光スポットの像高とともに変
化する。この変化の様子は「シェーディング特性」と呼
ばれている。

【００８０】請求項２１記載の発明においては、複数の
光スポット径検出手段による検出結果を利用してシェー
ディング補正を行うのである。

【００８１】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１
（ａ）は請求項１記載の光走査装置の１実施例を要部の
み略示している。符号１０で示す「レーザー光源」は半
導体レーザーと、この半導体レーザーからの発散性の光
束を平行光束化するカップリングレンズとにより構成さ
れ、「平行レーザー光束」を放射する。

【００８２】レーザー光源１０から放射された平行レー
ザー光束は、シリンダーレンズ系１２により副走査対応
方向にのみ集光され、光偏向器である回転多面鏡１６の
偏向反射面１６Ａの位置に、主走査対応方向に長い線像
ＬＩとして結像する。

【００８３】偏向反射面１６Ａによる反射光束は、回転
多面鏡１６の矢印方向への回転に伴い、「周期的な偏向
光束」となって「走査結像光学系」であるｆθレンズ１
８に入射し、同レンズ１８の作用により感光体２０上に
「光スポット」として集光し、感光体２０を「等速的」
に走査する。図中、符号Ｌは、光スポットの移動軌跡、
即ち「主走査ライン」を示す。主走査ラインＬを含む感
光体２０の接平面が「被走査面」である。

【００８４】シリンダーレンズ系１２と回転多面鏡１６
との間には、アパーチュア１４が配備され、レーザー光
束の周辺光束部分を主・副走査対応方向において遮断す
る。これは、被走査面上における光スポットの形状を調
整するためである。アパーチュア１４は、中央部に、主
走査対応方向に長いスリット状の開口を有する。この実
施例においてアパーチュア１４は「薄い金属板に開口を
穿設した」ものであるが、別の形態として「ガラス板の
中央部にスリット状の光透過部を残して、他の部分に光
遮断面を形成したもの」であってもよい。この場合、上
記光遮光面は、反射面であってもよいが、前述した迷光
の問題を回避するには、反射防止処理を施された光遮光
面であることがより好ましい。

【００８５】アパーチュア１４は、ボイスコイルを利用
した移動機構２２により、シリンダーレンズ系１２の光
軸方向へ変位駆動されるようになっている。符号２４で
示す「制御手段」はコンピュータであり、アパーチュア
１４の「変位情報」を記憶されている。

【００８６】図１（ｃ）は、（ａ）の光学配置における
「シリンダーレンズ系１２から被走査面１９に到る光
路」を直線的に展開し、副走査対応方向が上下方向とな
るように描いたものである。アパーチュア１４が図の位
置にあると、アパーチュア１４よりも被走査面１９側に
配備された光学系にとって、レーザー光束は、シリンダ
ーレンズ系１２へ入射する以前において、副走査対応方
向に「光束径：２ω_0S」を持つことになる。

【００８７】このときシリンダーレンズ系１２により結
像される線像位置（偏向反射面１６Ａの位置）における
「副走査対応方向の光束径：２ω_1S」は、シリンダーレ
ンズ系１２の副走査対応方向における焦点距離：ｆ_cy、
レーザー光束の波長：λを用いて２ω_1S＝２Ｋ・λ・ｆ_cy／（π・ω_0S）で与えられる。Ｋは定数である。また被走査面１９上に
おける副走査対応方向における「光スポット径：２
ω_2S」は、ｆθレンズ１８における副走査対応方向にお
ける横倍率をβとして、２ω_2S＝２β・ω_1S＝２Ｋ・β・λ・ｆ_cy／（π・
ω_0S）で表される。即ち、被走査面１９上における副走査対応
方向における光スポット径：２ω_2Sは、光束径：２ω_0S
と反比例の関係にあるから、光束径：２ω_0Sを調整する
ことにより光スポット径：２ω_2Sを変化させることがで
きる。

【００８８】図１（ｄ）に示すように、アパーチュア１
４の位置がシリンダーレンズ１２の光軸方向へ、実線の
位置から破線の位置まで変位すると上記光束径：２ω_0S
は、破線で示す光束径：２ω_0S’に変化するから、アパ
ーチュア１４の上記変位により、光スポット径：２ω_2S
を小さくするように変化させることができる。

【００８９】今、光走査装置にの温度が基準温度：Ｔ₀
に保たれている場合に、アパーチュア１４を定位値に固
定した場合、ｆθレンズ１８の副走査対応方向における
像面湾曲に起因して、図１（ｂ）に実線の曲線にて示す
ように、上記光スポット径：２ω_2Sが変化するものとす
ると、像高をＨとして、この変化：２ω_2S（Ｈ）は、上
記像面湾曲に応じて一義的に定まる。

【００９０】従って像高：Ｈに応じ、２ω_2S（Ｈ）の大
きい所はでアパーチュア１４を偏向反射面１６Ａ側へ繰
り出し、２ω_2S（Ｈ）の小さい所ではアパーチュア１４
をシリンダーレンズ１２側へ引き戻すことにより、ｆθ
レンズ８の副走査対応方向における像面湾曲に拘らず、
２ω_2S（Ｈ）を一定もしくは略一定に制御できる。

【００９１】光走査装置の機内温度が、図に例示する機
内温度Ｔ₁，Ｔ₂に変化すると、光スポット径の変化は図
１（ｂ）に示すように、上記実線の曲線が平行移動的に
変位する。この場合、機内温度Ｔが検出されれば、光ス
ポット径の変化の様子を特定できる。即ち、副走査対応
方向の光スポット径：２ω_2Sは、変数としての像高：Ｈ
と、パラメータとしての機内温度：Ｔにより２ω
_2S（Ｈ，Ｔ）として定まる。従って、この光スポット径
の変動特性：２ω_2S（Ｈ，Ｔ）を補正して、副走査対応
方向の光スポット径を一定化するための、アパーチュア
１４の移動量：Ｄも、上記Ｈ，Ｔの関数：Ｄ（Ｈ，Ｔ）
として定まる。

【００９２】光走査装置の機内における複数の代表的な
温度：Ｔ₀，Ｔ₁，Ｔ₂．．．の個々に対するアパーチュ
ア１４の変位量：Ｄが、像高：Ｈに就いての関数：Ｄ
（Ｈ，Ｔ_i）（像高Ｈと１：１に対応する具体的な変位
量の集合、もしくはこの変位量の集合を解析関数で近似
したもの）として制御手段２４に記憶されている。

【００９３】光走査時には、光走査部へ向かう偏向光束
が図１（ａ）に示すフォトセンサー２６により検出さ
れ、フォトセンサー２６の出力に位相同期されたクロッ
クにより光走査の各画素の書き込みタイミング（画素ク
ロック）が決定される。

【００９４】一方、光走査装置の機内温度が、温度検出
手段を構成する温度センサー３０と温度検出部２８とに
より検出され、温度検出部２８からのデジタル化された
温度情報：Ｔが制御手段２４に入力し、制御手段２４は
入力された温度情報：Ｔに近いパラメータ温度：Ｔ_jを
持った、関数：Ｄ（Ｈ，Ｔ_j）を選択する。

【００９５】画素クロックは光スポットの像高：Ｈと対
応するので、制御手段２４は画素クロックに対応する像
高：Ｈに応じたアパーチュア１４の変位量：Ｄ（Ｈ，Ｔ
_j）を移動機構２２に出力し、移動機構２２は制御手段
２４からの信号に応じてアパーチュア１４を変位させ
る。かくして、副走査対応方向における光スポット径を
一定もしくは略一定に保って光走査を実行することがで
きる。

【００９６】上に説明した実施例では、レーザー光源１
０における半導体レーザーは一定温度に温度制御されて
波長変動を生じないようになっている。ｆθレンズ１８
はプラスチックレンズを含み、光走査装置の機内温度の
変化による光学的影響は、上記プラスチックレンズの温
度による変形の影響が支配的であるため、温度センサー
３０をｆθレンズ１８の近傍に配備して、プラスチック
レンズの温度による変形の影響を精度良く補正してい
る。

【００９７】逆に、ｆθレンズに温度変化の影響が実質
的になく、レーザー光源１０の半導体レーザーに温度変
化による波長変動がある場合には、温度センサー３０に
より半導体レーザーの温度検出を行えばよい。

【００９８】さらに、半導体レーザー、ｆθレンズ双方
に温度変化の影響がある場合には、温度センサーを２つ
にし、一方の温度センサーで半導体レーザーの温度を検
出し、他方の温度センサーでｆθレンズ近傍の温度を検
出し、これら温度センサーの検出する２種の温度に基づ
き、アパーチュア１４の移動を制御すればよい。

【００９９】上述したように、基準温度：Ｔ₀のときの
副走査対応方向の光スポット径の変化が図１（ｂ）の実
線の如くであり、光走査装置の機内温度が基準温度から
変化すると、光スポット径の変化は、基準温度のときの
変化（実線の曲線）を平行移動したものになるから、光
走査装置の機内における複数の代表的な温度：Ｔ₀，
Ｔ₁，Ｔ₂．．．の個々に対するアパーチュア１４の変位
量：Ｄ（Ｈ，Ｔ_i）は、基準温度：Ｔ₀に対する変位量：
Ｄ（Ｈ，Ｔ₀）と平行移動量：ｄ（Ｔ_i）（以下オフセッ
ト量という）だけ異なる訳であるから、制御手段には基
準温度：Ｔ₀に対するアパーチュアの変位量：Ｄ（Ｈ，
Ｔ₀）と個々のオフセット量：ｄ（Ｔ_i）を記憶させてお
き、機内温度：Ｔが検出されたとき、この温度に最も近
いＴ_jに対するオフセット量：ｄ（Ｔ_j）とＤ（Ｈ，
Ｔ₀）とを加算して移動機構２２に出力するようにして
もよい。

【０１００】図２は、請求項２，３記載の光走査装置の
１実施例を要部のみ略示している。繁雑を避けるため、
混同の慮がないと思われるものについては図１における
と同一の符号を付した。

【０１０１】図１の実施例との違いは、レーザー光源１
０から放射されるレーザー光束が平行光束でなく、発散
性もしくは収束性であり、レーザー光源１０とシリンダ
ーレンズ系１２との間に第２のアパーチュア１１が配備
され第２の移動機構２３により、シリンダーレンズ系１
２の光軸方向へ移動させられ、アパーチュア１４Ａは主
走査対応方向に就いてはレーザー光束周辺部の光を遮断
しないことである。

【０１０２】第２のアパーチュア１１は、副走査対応方
向に関してはレーザー光束周辺部の光を遮断しないが、
主走査対応方向に関してはレーザー光束周辺部の光を遮
断する。なお、第２のアパーチュア１１は、図２に破線
で示した位置（シリンダーレンズ系１２とアパーチュア
の間）あるいはアパーチュア１４と偏向反射面１６Ａと
の間に配備することも可能である。

【０１０３】レーザー光源１０からのレーザー光束が平
行光束でないので、第２のアパーチュア１１をシリンダ
ーレンズ系１２の光軸方向へ変位させることにより、レ
ーザー光束の主走査対応方向における周辺光束の遮断量
を変化させることができ、これを利用して主走査方向の
光スポット径を変化させることができる。

【０１０４】光走査装置の機内温度は、温度センサー３
０と温度検出部２８とにより検出され、この検出温度に
基づき、制御手段２４は移動機構２２，２３を制御して
アパーチュア１４Ａと第２のアパーチュア１１とを移動
させる。即ち、アパーチュア１４Ａの変位は、副走査方
向の光スポット径の変動を軽減もしくは防止するように
行われ、第２のアパーチュア１１の変位は、主走査方向
の光スポット径の変動を軽減もしくは防止するように行
われる。

【０１０５】第２のアパーチュア１１の変位は、主走査
方向の光スポット径変動の特性に応じて、アパーチュア
１４Ａの変位と同様に行えば良い。

【０１０６】なお、レーザー光源１０から平行レーザー
光束が放射される場合にも、第２のアパーチュア１１
を、図２の実線もしくは破線の位置に配備することがで
きる。但し、この場合は、第２のアパーチュア１１を固
定的に配備し、主走査対応方向のレーザー光束周辺の光
束の所定量を遮断するようにする。

【０１０７】図１の実施例の場合、アパーチュア１４が
主・副走査対応方向の両方向においてレーザー光束の周
辺光束を遮断するが、アパーチュア１４をシリンダーレ
ンズ系１２の光軸方向へ変位させる際に、アパーチュア
１４が主走査対応方向へ「振れ」るとレーザー光束遮断
効果が主走査対応方向において変動し、光スポット形状
が主走査方向において変動する慮があるという問題があ
る。

【０１０８】このような場合、レーザー光束の周辺光束
遮断の役割を、主・副走査対応方向に就いて第２のアパ
ーチュア１１とアパーチュア１４とに分け、上記のよう
に、主走査対応方向における周辺光束遮断を行う第２ア
パーチュアを１１を装置空間に固定することにより上記
問題を有効に解決できる。

【０１０９】なお、機内温度変動により半導体レーザー
に波長変化を生じる場合は、レーザー光源からのレーザ
ー光束の発散性あるいは収束性が変動するから、このよ
うな発散性もしくは収束性の変動を第２のアパーチュア
の変位により補正できるようにしてもよい。

【０１１０】図３は、請求項４，５，６記載の発明の１
実施例を特徴部分のみ略示した図である。符号１４０は
アパーチュアを示す。アパーチュア１４０は開口部以外
の部分に反射面Ｍが形成され、遮断するレーザー光束周
辺高速の一部の光を、ＣＣＤ等のセンサー１００へ向け
て反射するようになっている。アパーチュア１４０をシ
リンダーレンズ系の光軸方向（図の左右方向）へ変位さ
せると、上記反射光のセンサー１００への入射位置が変
化するので、これによりアパーチュア１４０の位置を光
学的に検出することができ、移動機構によるアパーチュ
アの移動をセンサー１００による検出結果で補正しつつ
アパーチュアを極めて精度良く変位させることができ
る。

【０１１１】図４は、請求項９記載の発明の１実施例を
用部のみ略示している。繁雑を避けるため、混同の虞れ
がないと思われるものに就いては、図１におけると同一
の符号を用いた。

【０１１２】この実施例は、図１の実施例においてアパ
ーチュア１４を用いる代わりに、アパーチュア１４Ｂを
用いた実施例である。アパーチュア１４Ｂは、薄い金属
板の中央部に、主走査対応方向に長いスリット状の開口
を穿設したものであり、図４（ａ）に示すように、シリ
ンダーレンズ系１２と光偏向器である回転多面鏡１６の
間に配備されて、レーザー光束の周辺光束部分を、主・
副走査対応方向において遮断する。勿論、別の形態とし
て「ガラス板の中央部にスリット状の光透過部を残し
て、他の部分に光遮断面を形成したもの」であってもよ
い。

【０１１３】図４（ａ）に示すように、アパーチュア１
４Ｂは移動機構２２により、シリンダーレンズ系１２の
光軸方向へ変位させられる。アパーチュア１４Ｂは、図
４（ｂ）に示すように、シリンダーレンズ系１２の光軸
（鎖線で示す）と主走査対応方向（図面に直交する方
向）の双方に平行な面（図４（ｂ）で上記光軸を含み、
図面に直交する面）に対して傾いている。

【０１１４】アパーチュア１４Ｂを、シリンダーレンズ
系１２の側へ変位させると、レーザー光束の遮断量は多
くなり、逆に、図の右側（光偏向器の側）へ変位させる
と、レーザー光束の遮断量は少なくなる。従って、制御
手段２４により、図１の実施例におけるアパーチュア１
４と同様に移動機構２２を制御し、温度検出部２８によ
り検出された温度と、副走査方向の像面湾曲に応じてア
パーチュア１４Ｂを変位させるにより、副走査方向の光
スポット径の変動を、防止もしくは軽減して、良好な光
走査を実現できる。

【０１１５】アパーチュア１４Ｂは変位方向に対して、
上記の如く傾いているので、変位の際の空気抵抗が小さ
く、省エネルギー的に変位を行うことができ、アパーチ
ュア１４Ｂを薄く、軽量に形成しても、変位の際の空気
抵抗により変形したり破損したりすることが無い。

【０１１６】図５は、請求項１０記載の発明の１実施例
を略示している。この図においても、混同の虞れがない
と思われるものに就いては、図１，図４におけると同一
の符号を用いた。

【０１１７】この実施例は、図２の実施例においてアパ
ーチュア１４Ａを用いる代わりに、アパーチュア１４
Ｂ’を用い、アパーチュア１１を用いる代わりに、アパ
ーチュア１１Ｂを用いた実施例である。

【０１１８】アパーチュア１４Ｂ’は、図４に示すアパ
ーチュア１４Ｂと同様のもので、図４の実施例のアパー
チュア１４Ｂと同様に、変位方向に対して傾いて配備さ
れ、移動機構２２により、シリンダーレンズ系１２の光
軸方向へ変位させられる。但し、アパーチュア１４Ｂ’
は、レーザー光束の周辺光束部分を副走査対応方向にお
いて遮断するが、主走査対応方向には遮断しない。

【０１１９】第２のアパーチュア１１Ｂは、レーザー光
源１０とシリンダーレンズ系１２との間に、シリンダー
レンズ系１２の光軸と副走査対応方向とに平行な面に対
して傾けて配備され、レーザー光束の周辺光束部分を、
主走査対応方向において遮断する。

【０１２０】第２のアパーチュア１１Ｂは、第２の移動
機構２３によりシリンダーレンズ系１２の光軸方向へ変
位させられる。レーザー光源１０からのレーザー光束は
発散性もしくは収束性であり、このため、アパーチュア
１１Ｂが上記の如く変位することにより、主走査対応方
向におけるレーザー光束の周辺光束の遮断量を変化させ
ることができ、主走査方向の光スポット径を変化させる
ことができる。

【０１２１】従って、図２の実施例と同様にして、アパ
ーチュア１４Ｂ’，１１Ｂを変位させることにより、装
置内温度の変化や像面湾曲に伴う、光スポット径の変動
を、主・副走査方向とも有効に軽減もしくは防止して、
良好な光走査を実現できる。

【０１２２】図６は、請求項１０記載の発明の変形実施
例を略示している。混同の虞れがないと思われるものに
就いては、図５におけると同一の符号を用いた。

【０１２３】この実施例は、図５の実施例において、ア
パーチュア１１Ｂの代わりに、第２のアパーチュア１１
Ｃを、シリンダーレンズ系１２と回転多面鏡１６との間
に配備したものである。第２のアパーチュア１１Ｃは、
シリンダーレンズ系１２の光軸と副走査対応方向とに平
行な面に対して傾けて配備されており、レーザー光束の
周辺光束部分を主走査対応方向において遮断する。

【０１２４】第２のアパーチュア１１Ｃは、第２の移動
機構２３によりシリンダーレンズ系１２の光軸方向へ変
位させられる。レーザー光源１０からのレーザー光束は
発散性もしくは収束性であり、このため、アパーチュア
１１Ｃが上記の如く変位することにより、主走査対応方
向におけるレーザー光束の周辺光束の遮断量を変化させ
ることができ、主走査方向の光スポット径を変化させる
ことができる。

【０１２５】従って、図５の実施例と同様に、温度検出
部２８による検出温度に応じ、制御手段２４により移動
機構２２，２３を制御して、アパーチュア１４Ｂ’，１
１Ｃを変位させることにより、装置内温度の変化や像面
湾曲に伴う光スポット径の変動を、主・副走査方向とも
有効に軽減もしくは防止して、良好な光走査を実現でき
る。

【０１２６】なお、図４の実施例の場合、アパーチュア
１４Ｂが主・副走査対応方向の両方向においてレーザー
光束の周辺光束を遮断するが、アパーチュア１４Ｂをシ
リンダーレンズ系１２の光軸方向へ変位させる際に、ア
パーチュア１４が主走査対応方向へ「振れ」るとレーザ
ー光束遮断効果が主走査対応方向において変動し、光ス
ポット形状が主走査方向において変動する慮があるとい
う問題があるが、レーザー光束の周辺光束遮断の役割
を、主・副走査対応方向に就いてアパーチュアと別のア
パーチュアとに分け、主走査対応方向における周辺光束
遮断を行う別のアパーチュアを装置空間に固定すること
により上記問題を有効に解決できる。

【０１２７】なお、機内温度変動により半導体レーザー
に波長変化を生じる場合は、レーザー光源からのレーザ
ー光束の発散性あるいは収束性が変動するから、このよ
うな発散性もしくは収束性の変動を第２のアパーチュア
の変位により補正できるようにしてもよい。

【０１２８】図７は、請求項１１〜１４記載の発明の１
実施例を特徴部分のみ略示した図である。

【０１２９】図７（ａ），（ｂ）において、符号１２は
シリンダーレンズ系を示している。図７（ａ）は、請求
項１１，１２，１３記載の発明を、図４の実施例に適用
した場合の例を示している。符号１００は、図３におけ
ると同じくＣＣＤ等のセンサーを示す。

【０１３０】図７（ａ）において、アパーチュア１４Ｂ
は、シリンダーレンズ系１２の光軸に対して傾いている
ので、アパーチュア１４Ｂが、レーザー光束周辺部を遮
光するとき、遮光された光束（レーザー光源からの光
束）は、アパーチュア１４Ｂにより反射されて、光走査
用の光路から逸れるので、この反射光の一部をセンサー
１００に導くと、反射光のセンサー１００の受光部への
入射位置により、アパーチュア１４Ｂの位置が検知でき
るので、移動機構によるアパーチュア１４Ｂの移動をセ
ンサー１００による検出結果で補正しつつアパーチュア
を極めて精度良く変位させることができる。

【０１３１】図７（ｂ）は、請求項１１，１２，１４記
載の発明を、図４の実施例に適用した場合の例を示す。

【０１３２】アパーチュア１４Ｂの位置を光学的に検出
するため、位置検出用の専用の光源１０１（例えば、半
導体レーザーや発光ダイオード、もしくはこれらと集光
レンズやコリメートレンズの組合せ）から放射され、ア
パーチュア１４Ｂにより反射される光束をセンサー１０
０に入射させて、アパーチュア１４Ｂの位置検出を行
う。位置検出の結果は、図７（ａ）の場合と同様、アパ
ーチュア１４Ｂの変位の精度補正に使用される。

【０１３３】図３の実施例の場合は、アパーチュア１４
０の、レーザー光束周辺部を遮光する部分が光束の光軸
に直交的であるため、位置検出用のセンサー１００の配
置位置が、シリンダーレンズ系と干渉しないように、ア
パーチュア１４０の一部を折り曲げて、この部分に反射
面を形成しているが、請求項１１〜１４記載の発明で
は、アパーチュア自体がシリンダーレンズ系の光軸に対
して傾いているので、アパーチュア１４Ｂによる反射光
は、自ずと上記光軸から逸れてくるので、センサー１０
０の配置位置が容易に確保できる。

【０１３４】なお、図７の例において、アパーチュア１
４Ｂの開口部以外の部分には、反射膜の形成等による反
射増加処理を施しても良いが、アパーチュア１４Ｂの表
面が鏡面状に滑らかであれば、反射膜等による反射増加
処理は必ずしも必要無い。

【０１３５】図７には、アパーチュア１４Ｂの位置を光
学的に検出する場合を説明したが、図５，６に示す実施
例の場合に、アパーチュア１４Ｂ’や，第２のアパーチ
ュア１１Ｂ，１１Ｃの光学的な位置検出をも、図７と同
様の方法で実現することが出来ることは勿論であり、そ
の検出結果に基づき、これらアパーチュア１４Ｂ’，１
１Ｂ，１１Ｃの変位の精度補正に使用される。

【０１３６】図４〜図６に示した実施例では、図１，２
に示された実施例と同様に、ｆθレンズ１８がプラスチ
ックレンズを含み、ｆθレンズ１８近傍の温度変化を検
出しているが、ｆθレンズに温度変化の影響が無けれ
ば、半導体レーザーを用いるレーザー光源近傍の温度検
出を行って、その結果に基づきアパーチュアや第２のア
パーチュアの変位を行っても良いし、ｆθレンズ近傍の
温度とレーザー光源近傍の温度を検出し、これら２つの
温度に応じてアパーチュアや第２のアパーチュアの変位
を行っても良い。

【０１３７】また図４〜７に示した各実施例は、光走査
が温度の影響を受けないような場合（例えば、ｆθレン
ズがプラスチックレンズを含まず、レーザー光源におけ
る半導体レーザーがペルチエ素子等で温度制御されてい
る場合）には、温度検出の必要は無く、その場合には、
アパーチュア１４Ｂ，１４Ｂ’，１１Ｂ，１１Ｃ等の変
位は、副走査方向の像面湾曲、主走査方向の像面湾曲に
応じて一義的に行うのみでよい（請求項８）。従って、
図４〜７に即して説明した実施例から温度センサー３０
と温度検出部を除いたものは、請求項８記載の発明の実
施例として実現できる。その場合、制御手段には、副走
査方向の像面湾曲または種・副走査方向の像面湾曲に応
じた、アパーチュアの変位制御の内容が記憶されること
になる。

【０１３８】なお、図を分かり易くするため、図４
（ｂ）および図７において、図の上下関係が、図４
（ａ）における上下関係と逆になっていることを付記し
ておく。

【０１３９】図８に、請求項１５記載の発明の１実施例
を説明図的に示す。繁雑を避けるため、混同の虞れが無
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。

【０１４０】レーザー光源１０からは平行光束化された
レーザー光束が放射される。このレーザー光束は、シリ
ンダーレンズ１２の作用により副走査対応方向にのみ収
束され、光偏向器たる回転多面鏡１６の偏向反射面１６
Ａの位置に主走査対応方向に長い線像ＬＩとして結像
し、回転多面鏡１６の回転により偏向される。

【０１４１】偏向光束は、走査結像光学系たるｆθレン
ズ１８により被走査面上に光スポットとして集光し、上
記被走査面に母線を合致させて配備された感光体２０を
光走査する。

【０１４２】シリンダーレンズ１２と偏向反射面１６Ａ
との間に配備されたアパーチュア１４は、レーザー光束
の光束周辺部を遮光するが、図示のようにシリンダーレ
ンズ１２の光軸方向へ移動可能であるので、レーザー光
束の副走査対応方向における「光束遮断量」はアパーチ
ュア１４の位置により変化することになる。

【０１４３】何れにせよアパーチュア１４及びこれを変
位させる移動機構２２は、図１に即して説明したのと同
様のものである。

【０１４４】ｆθレンズ１８と被走査面との間には「光
束分離手段」であるハーフミラー３１が配備されてい
る。ハーフミラー３１は、ｆθレンズ１８を透過して感
光体２０に向かう「集光途上にある偏向光束」の一部
を、残りの光束部分（感光体２０へ向かう光束であり、
以下「走査用光束」と呼ぶ）と結像的に等価な「光スポ
ット径検出用光束」として被走査面への光路外へ分離さ
せる。

【０１４５】なお、本来の光走査を行う走査用光束の光
量が余り小さくならぬように、ハーフミラー３１の反射
率は１０無いし２０％程度に低く抑えるのが良い。

【０１４６】図８（ｂ）は、図８（ａ）における回転多
面鏡１６の偏向反射面１６Ａから感光体２０に到る偏向
光束の光路を主走査対応方向から見た状態を示してい
る。図において符号１９は図１（ｃ）におけると同様に
「被走査面」を示している。

【０１４７】ハーフミラー３１に関し、被走査面１９と
等価な検出面４０上には、検出面４０に受光面を合致さ
せるようにして、２つのラインセンサー３３，３５が配
備され、光スポット径検出用光束３２の光スポット径を
順次に検出する「複数の光スポット径検出手段」を構成
している。

【０１４８】ラインセンサー３３，３５は、その受光面
の長手方向が副走査対応方向（図８（ｂ）で図面の左右
方向）に平行になるように配備されている。

【０１４９】制御手段２４Ａは、ラインセンサー３３，
３５のオン・オフ制御を行うラインセンサー制御部と、
ラインセンサー３３，３５の出力を入力し、その入力に
基づき、被走査面１９上における光スポット径変化を主
走査領域にわたって推定し、光スポット径補正量を演算
し、被走査面上における副走査方向の光スポット径変動
を軽減もしくは防止するように、上記移動機構を制御す
る制御部、上記光スポット径補正量等を記憶するメモリ
部とを有する。

【０１５０】光スポット径検出用光束３２は、感光体２
０に向かう走査用光束と「結像的に等価」であり、ライ
ンセンサー３３，３５が配備される検出面４０は、ハー
フミラー３１に関して被走査面１９と等価であるから、
光スポット径検出用光束３２が検出面４０上に形成する
光スポットは、走査用光束が被走査面１９上に形成する
光スポットと等価である。

【０１５１】従って、ラインセンサー３３，３５によ
り、これらラインセンサーの配設位置に対応する被走査
面上位置における走査要光束による光スポット径を正確
に検出することができる。

【０１５２】図９を参照すると、この図は、上記検出面
４０上における光スポット径検出用光束３２による光ス
ポットの副走査方向の光スポット径が、光スポットの像
高Ｘ（縦軸）による変化の状態を示しており、この変化
は、被走査面１９上における走査用光束の光スポット
の、副走査方向の光スポット径の変化と正確に一致して
いる。

【０１５３】曲線９−１は、光走査装置が設計通りに組
み付けられたときの、ｆθレンズ１８による副走査方向
の像面湾曲による光スポット径の変化を表している。

【０１５４】この曲線９−１は、副走査方向の像面湾曲
と比例的な形状となっているが訂正的に見て、典型的な
形状である。この実施例においては、このような曲線９
−１が設計により定まると、先ず、曲線９−１を「近似
式」として関数で表す。

【０１５５】上記近似式としては、多項式を用いること
ができ、曲線９−２の形状から、曲線９−２は４次以上
の多項式を用いれば表すことができる。例えば、５次の
多項式として、「Ｙ＝ａＸ＋ｂＸ²＋ｃＸ³＋ｄＸ⁴＋ｅ
Ｘ⁵＋ｆ」を取り、この式の定数：ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆを最小２乗法で決定すれば、実質的に曲線９−２
を表す解析的な表現が得られる。

【０１５６】図９に破線で示す曲線９−２は、光学素子
の組み付け誤差や、経時的なずれ、光走査装置内の温度
変化等の原因により、本来、曲線９−２であるべき「副
走査方向の光スポット径の変化」が変化した状態を表し
ている。

【０１５７】曲線９−２は曲線９−１と同一形状であ
り、曲線９−１に平行移動と回転（図面に直交する方向
を軸とする）の操作を施すことにより曲線９−２を得る
ことができる。

【０１５８】光学素子の組み付け誤差や経時的なずれ、
光走査装置内の温度変化等による光スポット径の変動特
性の変化は、曲線９−１に平行移動および／または回転
の操作を与えて得られる曲線を扱えば十分である。

【０１５９】以下、曲線９−１を副走査方向における光
スポット径の、「基準の変動特性」、曲線９−２を「変
化した変動特性」と呼ぶ。簡単のために、変化した変動
特性を一般に「Ｙ’」で示すことにする。

【０１６０】次の問題は、変化した「光スポット径の変
動特性」である曲線９−２をどのようにして特定するか
である。

【０１６１】図９において、符号９Ａ，９Ｂはそれぞ
れ、図８に示したラインセンサー３３，３５の配備位置
を示している。これらの位置９Ａ，９Ｂを、図９のＸ座
標における座標値として「Ｘ_9A」，「Ｘ_9B」と表すこと
にする。

【０１６２】ラインセンサー３３，３５を駆動しつつ光
走査を行えば、上記位置９Ａ，９Ｂにおける副走査方向
の光スポット径、即ち、Ｙ’(Ｘ_9A)とＹ’(Ｘ_9B)が検出
されることになる。

【０１６３】もし、光スポットの変動特性が設計通りの
ものであれば、これらの値は、それぞれＹ(Ｘ_9A)，Ｙ
(Ｘ_9B)で、互いに等しい。

【０１６４】ラインセンサー９Ａ，９Ｂの出力は制御手
段２４Ａ（図８（ａ））に入力され、そこで、上記光ス
ポット径、即ち、Ｙ’(Ｘ_9A)とＹ’(Ｘ_9B)を検出する
が、次に、これらＹ’(Ｘ_9A)とＹ’(Ｘ_9B)とを用いて、
以下の演算を行う。

【０１６５】Δ＝［Ｙ’(Ｘ_9B)−Ｙ’(Ｘ_9A)］／Ｌここに、「Ｌ＝Ｘ_9b−Ｘ_9A」は、ラインセンサー３３，
３５間の距離で定数である。

【０１６６】このとき、変化した変動特性Ｙ’(Ｘ)は、
次のように表される。Ｙ’(Ｘ)＝Ｙ(Ｘ)＋Ｙ’(Ｘ_9A){１＋Δ・(Ｘ−Ｘ_9A)} この式を演算することにより変化した変動特性Ｙ’
(Ｘ)、即ち副走査方向における光スポット径変化を「主
走査領域にわたって推定」することができる。

【０１６７】一度、上記Ｙ’(Ｘ)が推定されれば、前述
した実施例の場合と同様にして、このような変動特性を
補償するのに、アパーチュア１４をどのように変位させ
るべきかを算出することができる。

【０１６８】算出された「アパーチュアの変位量」は、
制御手段２４Ａにおけるメモリに記憶される。そして、
この「変位量」を実施するように移動機構２２を制御す
る。さらにラインセンサー３３，３５の出力から、光ス
ポット径が所望の値になっているか否かを検出し、所望
の値からのずれが尚且つ大きい場合には、再度上記の演
算を繰返し、ラインセンサー３３，３５における光スポ
ット径が互いに等しく且つ、所望の光スポット径に十分
近くなるまで、上記手続きを繰返し、所望の状態が実現
されたら、このときの「アパーチュアの変位量」で、ア
パーチュア１４の変位制御を行う。

【０１６９】このようにして、副走査対応方向における
光スポット径の変動を行こうに軽減もしくは防止した状
態で光走査を行うことができる。上記制御は、コンピュ
ータである制御手段２４Ａにおいて、プログラミング制
御として行われえる。即ち、制御手段には、上記制御手
続きがプログラムとして格納されている。

【０１７０】なお、図８の実施例において、アパーチュ
ア１４に代えて、図４に示す、シリンダーレンズ１２の
光軸に対して傾いたアパーチュア１４Ｂを用いることが
できることは言うまでもない（請求項２２）。

【０１７１】図１０は、請求項１６，１７記載の光走査
装置の１実施例を要部のみ略示している。繁雑を避ける
ため、混同の慮がないと思われるものについては図２に
おけると同一の符号を付した。

【０１７２】図１０の実施例との違いは、レーザー光源
１０から放射されるレーザー光束が平行光束でなく、発
散性もしくは収束性であり、レーザー光源１０とシリン
ダーレンズ系１２との間に第２のアパーチュア１１が配
備され第２の移動機構２３により、シリンダーレンズ系
１２の光軸方向へ移動させられ、アパーチュア１４Ａは
主走査対応方向に就いてはレーザー光束周辺部の光を遮
断しないこと、また、検出面４０に受光面を合致させて
配備された「複数の光スポット径検出手段」が、エリア
センサー３７，３９であることである。

【０１７３】第２のアパーチュア１１は、副走査対応方
向に関してはレーザー光束周辺部の光を遮断しないが、
主走査対応方向に関してはレーザー光束周辺部の光を遮
断する。なお、第２のアパーチュア１１は、図１０に破
線で示した位置（シリンダーレンズ系１２とアパーチュ
アの間）あるいはアパーチュア１４Ａと偏向反射面１６
Ａとの間に配備することも可能である。

【０１７４】レーザー光源１０からのレーザー光束が平
行光束でないので、第２のアパーチュア１１をシリンダ
ーレンズ系１２の光軸方向へ変位させることにより、レ
ーザー光束の主走査対応方向における周辺光束の遮断量
を変化させることができ、これを利用して主走査方向の
光スポット径を変化させることができる。

【０１７５】このように、光スポット径検出手段とし
て、エリアセンサー３７，３９を用いたので、光走査の
際の光スポット径を「主走査方向および副走査方向」に
付き検出することが可能である。

【０１７６】制御手段２４Ｂは、エリアセンサー３７，
３９の出力を受けて、前記Ｘ_9AおよびＸ_9Bにおける主・
副走査方向の光スポット径を検出し、図８の実施例の場
合と同様にして、主・副走査方向の光スポット径の変動
特性（主・副走査方向の光スポット径の基準の変動特性
は予め実験的に、近似的な解析関数として決定されてい
る）を上記図８の実施例の場合と同様にして推定し、ア
パーチュア１４Ａと第２のアパーチュア１１との変位量
を算出し、移動機構２２，２３を制御してアパーチュア
１４Ａと第２のアパーチュア１１とを移動させる。

【０１７７】アパーチュア１４Ａの変位は、副走査方向
の光スポット径の変動を軽減もしくは防止するように行
われ、第２のアパーチュア１１の変位は、主走査方向の
光スポット径の変動を軽減もしくは防止するように行わ
れる。

【０１７８】なお、レーザー光源１０から平行レーザー
光束が放射される場合にも、第２のアパーチュア１１を
図１０の実線もしくは破線の位置に配備することができ
る。但し、この場合は第２のアパーチュア１１を固定的
に配備し、主走査対応方向のレーザー光束周辺の光束の
所定量を遮断するようにする。

【０１７９】図８の実施例の場合、アパーチュア１４が
主・副走査対応方向の両方向においてレーザー光束の周
辺光束を遮断するが、アパーチュア１４をシリンダーレ
ンズ系１２の光軸方向へ変位させる際に、アパーチュア
１４が主走査対応方向へ「振れ」るとレーザー光束遮断
効果が主走査対応方向において変動し、光スポット形状
が主走査方向において変動する慮があるという問題があ
る。

【０１８０】このような場合、レーザー光束の周辺光束
遮断の役割を、主・副走査対応方向に就いて第２のアパ
ーチュア１１とアパーチュア１４Ａとに分け、上記のよ
うに、主走査対応方向における周辺光束遮断を行う第２
アパーチュアを１１を装置空間に固定することにより上
記問題を有効に解決できる。

【０１８１】なお、アパーチュア１４Ａおよび第２のア
パーチュア１１に代えて、図５，図６に示す、シリンダ
ーレンズ１２の光軸に対して傾いたアパーチュア１４
Ｂ’１１Ｂ，１１Ｃを用いることができることは言うま
でもない（請求項２２）。

【０１８２】図８および図１０の実施例では、「光スポ
ット径検出手段を２個用いる場合」を説明したが、光ス
ポット径検出手段を３個以上用いても良いことは言うま
でもない。

【０１８３】例えば、上記図８に関する実施例では、光
スポット径の変動特性である曲線９−１（図９）を５次
式で近似したが、このような場合、光スポット径検出手
段を６個以上用い、光走査が行われる毎に各光スポット
径検出手段の出力を用い、最小２乗法等により、５次の
多項式の係数ａ〜ｆを、決定しなおすような演算を行う
ようにすれば、上記変動特性の関数形状が基準の変動特
性の関数形状から変化するような場合にも、光スポット
径の変動を有効に、軽減ないし防止して光走査を行うこ
とができる。

【０１８４】また、図８，図１０に示す実施例では、複
数の光スポット径検出手段の個々をラインセンサーもし
くはエリアセンサーとしたが（請求項１８）、光スポッ
ト径検出手段としては別の形態のものを用いることもで
きる。

【０１８５】図１１（ａ）は、光スポット径検出手段
を、フォトセンサー５０と、所定の大きさの開口部（こ
の場合は円形状である）を有し、フォトセンサー５０の
受光面上に設けられた遮光部材５１とで構成した例であ
る（請求項１９）。

【０１８６】図１１（ｂ）に示すように、遮光部材５１
における開口部の開口幅：ａを然るべく小さくしておく
と、光スポット径の変化によりレーザー光の光強度分布
が図に示すように変化するので（実線は光スポット径が
小さい場合、破線は大きい場合）、フォトセンサー５０
の受光量が、光スポット径に応じて変化する。これを利
用して光スポット径検出を行うことができる。

【０１８７】図１１（ｃ）に示すように、主走査対応方
向に長いスリット上の開口部を持つ遮光部材５３をフォ
トセンサーの受光面位置に配備すると、副走査方向の光
スポット径を検出でき、（ｄ）に示すように、副走査対
応方向に長いスリット上の開口部を持つ遮光部材５３を
フォトセンサーの受光面位置に配備すると、主走査方向
の光スポット径を検出できる。

【０１８８】図１１に示すような光スポット検出手段を
用いると、光スポット径の変動を軽減ないし防止して光
走査を行うとき、光スポット径検出手段からの出力によ
り、被走査面の光走査における光スポットの像高による
光強度変化、即ち、シェーディング特性を知ることが可
能である。

【０１８９】勿論、上記シェーディング特性は、光スポ
ット径検出手段の数が多いほど、正確に知ることができ
る。また、光スポット径検出手段としてエリアセンサー
を用いる場合には、各受光部の出力の総和を取ることに
より、光強度を知ることができる。

【０１９０】そこで、このようにして知られるシェーデ
ィング特性を補正する補正量を制御手段により算出さ
せ、シェーディング補正用の信号を生成して、光源装置
のレーザー発光を制御することによりシェーディングを
良好に補正して光走査を行うことができる。

【０１９１】また、複数の光スポット径検出手段の個々
を、ラインセンサーもしくはエリアセンサーと、その近
傍に設けられたフォトセンサーにより構成し、ラインセ
ンサーもしくはエリアセンサーにより光スポット径を検
出し、フォトセンサーにより光スポットの光強度を検出
し、この光脅威度に基づきシェーディング補正を行うよ
うにしても良い（請求項２１）。

【０１９２】さらに、図８，図１０の実施例において
も、図３や図４（ｂ），図７に即して説明した方法で、
アパーチュアや第２のアパーチュアの光学的に検出する
位置検出手段を制御手段が有するようにすることによ
り、アパーチュアや第２のアパーチュアの変位を高精度
に行うことが可能となる（請求項２３）。

【０１９３】なお、請求項１５ないし２３記載の発明に
おいて、光スポット径の変動を軽減もしくは防止するた
めの、アパーチュアや第２のアパーチュアの変位量の演
算は、常時行うようにしても良いが、定期的、例えば、
毎日、光走査装置が初めて使用されるときとか、１週間
に一度、月曜日の朝一番とかに行うのみでも十分であ
り、光走査装置内の温度が変化する場合には、光走査装
置が一定時間（例えば５分間）以上連続使用される毎に
行うのみでもよい。

【０１９４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
光走査装置を提供できる。この発明の光走査装置は上述
の如き構成となっているので、光走査装置の機内温度が
変化しても、光スポット径の変動を有効に抑えて良好な
光走査が可能である（請求項１〜１４）。

【０１９５】また、光スポット径の変動を補正するため
に移動させるアパーチュアは、極めて軽量に実現できる
から高速移動が可能であり、高速光走査にも十分に対応
可能である（請求項１〜２３）。

【０１９６】さらに、請求項７〜１４，２２記載の発明
では、変位するアパーチュアが変位方向に対して傾いて
いるので、高速変位の際の空気抵抗が小さく、省エネル
ギー的に高速変位を実現出来、空気抵抗に依るアパーチ
ュアの変形や破損がない。

【０１９７】また、請求項１５ないし２３記載の発明で
は、光学素子の組み付け誤差や経時的なずれ、あるいは
光走査装置内温度の変化等、原因の如何に拘らず、光ス
ポット径の変動特性が変化しても、光スポット径の変動
を有効に軽減もしくは防止して良好な光走査を実現でき
る。

【０１９８】また、請求項２１記載の発明では、光スポ
ット径の変動を有効に軽減もしくは防止し、なおかつシ
ェーディング補正を行いつつ良好な光走査が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の１実施例を説明するため
の図である。

【図２】請求項２，３記載の発明の１実施例を説明する
ための図である。

【図３】請求項４〜６記載の発明の１実施例を特徴部分
のみ略示する図である。

【図４】請求項９記載の発明の１実施例を説明するため
の図である。

【図５】請求項１０記載の発明の１実施例を説明するた
めの図である。

【図６】請求項１０記載の発明の変形実施例を説明する
ための図である。

【図７】請求項１１〜１４記載の発明の実施例を特徴部
分のみ略示する図である。

【図８】請求項１５記載の発明の１実施例を説明するた
めの図である。

【図９】図８の実施例における光スポット径の変動の軽
減もしくは防止を説明するための図である。

【図１０】請求項１６，１７記載の発明の１実施例を説
明するための図である。

【図１１】請求項１９記載の発明の特徴部分を説明する
ための図である。

【符号の説明】１０レーザー光源１２シリンダーレンズ系１４アパーチュア１６光偏向器１８走査結像光学系３０温度センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光束を副走査対応方向へ収
束させ、主走査対応方向に長い線像に結像させるシリン
ダーレンズ系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器
と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとし
て集光させる走査結像光学系と、上記シリンダーレンズ系と光偏向器との間に配備され、
少なくとも副走査対応方向においてレーザー光束周辺部
の光を遮断するアパーチュアと、このアパーチュアを上記シリンダーレンズ系の光軸方向
へ移動させる移動機構と、装置内の所定位置における温度を検出する温度検出手段
と、上記走査結像光学系による副走査方向の像面湾曲と、上
記温度検出手段により検出された温度とに応じて、被走
査面上における副走査方向の光スポット径変動を軽減も
しくは防止するように、上記移動機構を制御する制御手
段とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】請求項１記載の光走査装置において、レーザー光源と光偏向器の間に設けられ、主走査対応方
向においてレーザー光束周辺部の光を遮断する第２のア
パーチュアを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】請求項２記載の光走査装置において、レーザー光源からのレーザー光束が発散性もしくは収束
性であり、第２のアパーチュアをシリンダーレンズ系の
光軸方向へ移動させる第２の移動機構を有し、制御手段
が、走査結像光学系による主走査方向の像面湾曲と、温
度検出手段により検出された温度とに応じて、被走査面
上における主走査方向の光スポット径変動を軽減もしく
は防止するように、上記第２の移動機構を制御すること
を特徴とする光走査装置。
【請求項４】請求項１または２または３記載の光走査装
置において、制御手段が、アパーチュアの位置を光学的に検出する位
置検出手段を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項５】請求項４記載の光走査装置において、アパーチュアの開口部以外の部分に反射面が形成され、
この反射面に検出光を照射し、反射光によりアパーチュ
アの位置を検出することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】請求項５記載の光走査装置において、検出光が、レーザー光源から放射されアパーチュアによ
り遮光されるレーザー光束であることを特徴とする光走
査装置。
【請求項７】請求項１または２または３または４または
５または６記載の光走査装置において、レーザー光源は半導体レーザーを光源とするものであ
り、温度検出手段は、１または２以上の温度センサーを
有して構成され、１つの温度センサーは半導体レーザー
の温度を検出することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】レーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光束を副走査対応方向へ収
束させ、主走査対応方向に長い線像に結像させるシリン
ダーレンズ系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器
と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとし
て集光させる走査結像光学系と、上記シリンダーレンズ系と光偏向器との間に配備され、
少なくとも副走査対応方向においてレーザー光束周辺部
の光を遮断するアパーチュアと、このアパーチュアを上記シリンダーレンズ系の光軸方向
へ移動させる移動機構と、上記走査結像光学系による副走査方向の像面湾曲に応じ
て、被走査面上における副走査方向の光スポット径変動
を軽減もしくは防止するように、上記移動機構を制御す
る制御手段とを有し、上記アパーチュアは、上記シリンダーレンズ系の光軸と
主走査対応方向とに平行な面に対して傾けて配備される
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】レーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光束を副走査対応方向へ収
束させ、主走査対応方向に長い線像に結像させるシリン
ダーレンズ系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器
と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとし
て集光させる走査結像光学系と、上記シリンダーレンズ系と光偏向器との間に配備され、
少なくとも副走査対応方向においてレーザー光束周辺部
の光を遮断するアパーチュアと、このアパーチュアを上記シリンダーレンズ系の光軸方向
へ移動させる移動機構と、装置内の所定位置における温度を検出する温度検出手段
と、上記走査結像光学系による副走査方向の像面湾曲と、上
記温度検出手段により検出された温度とに応じて、被走
査面上における副走査方向の光スポット径変動を軽減も
しくは防止するように、上記移動機構を制御する制御手
段とを有し、上記アパーチュアは、上記シリンダーレンズ系の光軸と
主走査対応方向とに平行な面に対して傾けて配備される
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】請求項８または９記載の光走査装置にお
いて、レーザー光源からのレーザー光束が発散性もしくは収束
性であり、レーザー光源と光偏向器の間に設けられ、主走査対応方
向においてレーザー光束周辺部の光を遮断する第２のア
パーチュアと、第２のアパーチュアをシリンダーレンズ
系の光軸方向へ移動させる第２の移動機構を有し、第２のアパーチュアは、上記シリンダーレンズ系の光軸
と副走査対応方向とに平行な面に対して傾けて配備され
制御手段が、走査結像光学系による主走査方向の像面湾
曲、または上記像面湾曲と温度検出手段により検出され
た温度とに応じて、被走査面上における主走査方向の光
スポット径変動を軽減もしくは防止するように、上記第
２の移動機構を制御することを特徴とする光走査装置。
を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】請求項８または９または１０記載の光走
査装置において、制御手段が、アパーチュアの位置を光学的に検出する位
置検出手段を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】請求項１１記載の光走査装置において、アパーチュアの開口部以外の部分に検出光を照射し、反
射光によりアパーチュアの位置を検出することを特徴と
する光走査装置。
【請求項１３】請求項１２記載の光走査装置において、検出光が、レーザー光源から放射されアパーチュアによ
り遮光されるレーザー光束であることを特徴とする光走
査装置。
【請求項１４】請求項１２記載の光走査装置において、検出光が、位置検出用の専用の光源から放射されアパー
チュアにより反射される光束であることを特徴とする光
走査装置。
【請求項１５】レーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光束を副走査対応方向へ収
束させ、主走査対応方向に長い線像に結像させるシリン
ダーレンズ系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器
と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとし
て集光させる走査結像光学系と、上記シリンダーレンズ系と光偏向器との間に配備され、
少なくとも副走査対応方向においてレーザー光束周辺部
の光を遮断するアパーチュアと、このアパーチュアを上記シリンダーレンズ系の光軸方向
へ移動させる移動機構と、上記走査結像光学系と被走査面との間に配備され、偏向
光束の一部を、残りの光束部分と結像的に等価な光スポ
ット径検出用光束として被走査面への光路外へ分離させ
る光束分離手段と、この光束分離手段に関し、上記被走査面と等価な検出面
上に配備され、光スポット径検出用光束の光スポット径
を順次に検出する複数の光スポット径検出手段と、これら光スポット径検出手段の出力に応じて、被走査面
上における光スポット径変化を主走査領域にわたって推
定し、光スポット径補正量を演算し、被走査面上におけ
る副走査方向の光スポット径変動を軽減もしくは防止す
るように、上記移動機構を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項１６】請求項１５記載の光走査装置において、レーザー光源と光偏向器の間に設けられ、主走査対応方
向においてレーザー光束周辺部の光を遮断する第２のア
パーチュアを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１７】請求項１６記載の光走査装置において、レーザー光源からのレーザー光束が発散性もしくは収束
性であり、第２のアパーチュアをシリンダーレンズ系の
光軸方向へ移動させる第２の移動機構を有し、制御手段
が、被走査面上における主走査方向の光スポット径変動
を軽減もしくは防止するように上記第２の移動機構を制
御することを特徴とする光走査装置。
【請求項１８】請求項１５または１６または１７記載の
光走査装置において、複数の光スポット径検出手段の個々がラインセンサーも
しくはエリアセンサーであることを特徴とする光走査装
置。
【請求項１９】請求項１５または１６または１７記載の
光走査装置において、複数の光スポット径検出手段の個々が、フォトセンサー
と、所定の大きさの開口部を有し上記フォトセンサーの
受光面上に設けられた遮光部材とであることを特徴とす
る光走査装置。
【請求項２０】請求項１５または１６または１７記載の
光走査装置において、複数の光スポット径検出手段の個々が、ラインセンサー
もしくはエリアセンサーと、その近傍に設けられたフォ
トセンサーにより構成されることを特徴とする光走査装
置。
【請求項２１】請求項１８または１９または２０記載の
光走査装置において、制御手段が、複数の光スポット径検出手段の出力に応じ
て、シェーディング補正量を演算し、シェーディング補
正用の信号生成することを特徴とする光走査装置。
【請求項２２】請求項１５または１６または１７または
１８または１９または２０または２１記載の光走査装置
において、アパーチュアおよび／または第２のアパーチュアは、シ
リンダーレンズ系の光軸に対して傾けて配備されること
を特徴とする光走査装置。
【請求項２３】請求項１５または１６または１７または
１８または１９または２０または２１または２２記載の
光走査装置において、制御手段が、アパーチュアの位置を光学的に検出する位
置検出手段を有することを特徴とする光走査装置。