JP2003215484A

JP2003215484A - 液晶偏向素子列装置・光走査装置・画像形成装置および画像形成方法

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Publication number: JP2003215484A
Application number: JP2002014255A
Authority: JP
Inventors: Naoki Miyatake; 直樹宮武; Seizo Suzuki; 清三鈴木; Mitsuo Suzuki; 光夫鈴木; Migaku Amada; 天田　　琢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-30
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP3833542B2

Abstract

(57)【要約】【課題】主走査方向および／または副走査方向の走査特
性を補正できる液晶偏向素子列装置を実現し、良好な光
走査、延いては良好な画像形成を可能にする。【解決手段】光源側からの光束を偏向させ、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、被
走査面上に光スポットを形成し、被走査面の光走査を行
う光走査装置において、被走査面上における光スポット
の位置を調整するための液晶偏向素子列装置は、独立し
て制御可能な液晶偏向素子Ｌｉを複数個、主走査方向へ
配列して有し、光偏向走査手段から被走査面に至る光路
中に配置され、光走査に応じて光束の、主走査方向及び
／または副走査方向の偏向量を液晶偏向素子ごとに制御
することにより、被走査面上における光スポットの位置
を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶偏向素子列
装置・光走査装置・画像形成装置および画像形成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光源側からの光束を、回転多面鏡等の
「光偏向走査手段」により偏向させ、偏向される光束を
ｆθレンズ等の「走査結像光学系」により被走査面に向
けて集光させることにより、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被走査面を光走査する光
走査装置は、光プリンタや光プロッタ、デジタル複写機
等の画像形成装置に関連して広く知られている。

【０００３】光走査装置を用いる画像形成装置では一般
に「光走査により画像の書込みを行う画像書込工程を含
む画像形成プロセス」が実行されるが、形成される画像
の良否は光走査の良否にかかっている。光走査の良否
は、光走査装置の「主走査方向や副走査方向の走査特
性」に依存する。

【０００４】主走査方向の走査特性としては例えば、光
走査の等速性がある。例えば、光偏向走査手段として回
転多面鏡を用いる場合、光束の偏向は等角速度的に行わ
れるので、光走査の等速性を実現するために、走査結像
光学系としてｆθ特性を持つものを用いている。しかし
ながら、走査結像光学系に要請される他の性能との関係
もあって、完全なｆθ特性を実現することは容易でな
い。このため、現実の光走査においては、光走査が完全
に等速的に行われることは無く、走査特性としての等速
性は「理想の等速走査からのずれ」を伴っている。

【０００５】副走査方向の走査特性には「走査線の曲が
り」や「走査線の傾き」がある。走査線は「被走査面上
における光スポットの移動軌跡」で、直線であることが
理想であり、光走査装置の設計も走査線が直線となるよ
うに行われるが、実際には、加工誤差や組立誤差等が原
因して走査線に曲がりが発生するのが普通である。

【０００６】また、走査結像光学系として「結像ミラ
ー」を用い、偏向光束の、結像ミラーへの入射方向と反
射方向との間に、副走査方向で角度を持たせる場合に
は、原理的に走査線の曲がりが発生するし、走査結像光
学系をレンズ系として構成する場合でも、被走査面を
「副走査方向に分離した複数の光スポットで光走査」す
るマルチビーム走査方式では走査線の曲がりが不可避的
である。

【０００７】「走査線の傾き」は、走査線が副走査方向
に対して正しく直交しない現象である。

【０００８】光走査の等速性が完全でないと、形成され
た画像に主走査方向の歪みが生じ、走査線の曲がりや傾
きは、形成された画像に副走査方向の歪みを生じさせ
る。画像が所謂モノクロで、単一の光走査装置により書
込み形成される場合は、走査線の曲がりや傾き、等速性
の不完全さ（理想の等速走査からのずれ）がある程度抑
えられていれば、形成された画像に「目視で分かるほど
の歪み」は生じないが、それでも、このような画像の歪
みは少ないに越したことは無い。

【０００９】マゼンタ・シアン・イエローの３色、ある
いはこれに黒を加えた４色の画像を色成分画像として形
成し、これらの色成分画像を重ね合せることにより合成
的にカラー画像を形成することは、従来から、カラー複
写機等で行われている。

【００１０】このようなカラー画像形成を行うのに、各
色の成分画像を異なる光走査装置で異なる感光体に形成
する所謂「タンデム型」と呼ばれる画像形成方式がある
が、このような画像形成方式の場合、光走査装置相互で
「走査線の曲がりや傾きが異なる」と、各光走査装置ご
との走査線の曲がりは補正されていたとしても、形成さ
れたカラー画像に「色ずれ」と呼ばれる画像異常が現わ
れて、カラー画像の画質を劣化させる。また、色ずれ現
象の現われ方として、カラー画像における色合いが所望
のものにならないという現象がある。

【００１１】近来、走査特性の向上を目して、光走査装
置の結像光学系に、非球面に代表される特殊な面を採用
することが一般化しており、このような特殊な面を容易
に形成でき、なおかつコストも安価な「樹脂材料の結像
光学系」が多用されている。

【００１２】樹脂材料の結像光学系は、温度や湿度の変
化の影響を受けて光学特性が変化しやすく、このような
光学特性の変化は「走査線の曲がり具合や等速性」をも
変化させる。そうすると、例えば、数十枚のカラー画像
の形成を連続して行う場合に、画像形成装置の連続運転
により機内温度が上昇し、結像光学系の光学特性が変化
して、各光走査装置の書込む走査線の曲がり具合や等速
性が次第に変化し、色ずれの現象により、初期に得られ
たカラー画像と、終期に得られたカラー画像とで色合い
が全く異なるものになるという問題もある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記事情に
鑑みてなされたもので、主走査方向および／または副走
査方向の走査特性を有効に補正できる液晶偏向素子列装
置を実現し、良好な光走査、延いては良好な画像形成を
可能ならしむることを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶偏向素子
列装置は「光源側からの光束を光偏向走査手段により偏
向させ、偏向された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て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被走査面の光走査を行う光走
査装置において、被走査面上における光スポットの位置
を調整する」装置であって、以下の点を特徴とする（請
求項１）。

【００１５】即ち、独立して制御可能な液晶偏向素子を
複数個、主走査方向へ配列して有し、光偏向走査手段か
ら被走査面に至る光路中に配置される。そして、光走査
に応じて、光束の主走査方向及び／または副走査方向の
偏向量を、液晶偏向素子ごとに制御することにより、被
走査面上における光スポットの位置を調整する。

【００１６】「光偏向走査手段」は、光源側からの光束
を光走査のために偏向させる手段であり、ポリゴンミラ
ーを回転させる回転多面鏡を始めとし、ピラミダルミラ
ー、ホゾ型ミラー等の回転１面鏡や回転２面鏡、あるい
はガルバノミラー等、従来から知られた各種のものを用
いることができる。

【００１７】「走査結像光学系」は、光偏向走査手段に
より偏向された光束を被走査面に向けて集光させ、被走
査面上に光スポットを形成するための光学系であり、ｆ
θレンズ等の「レンズ系」として構成することも、ｆθ
ミラー等の「結像ミラー系」として構成することもでき
るし、「レンズ系とミラー系の複合系」として構成する
こともできる。

【００１８】走査結像光学系は、光スポットによる光走
査を等速化する「等速化機能」を有する。即ち、例え
ば、光偏向走査手段にる光束の偏向が、等角速度的であ
る場合には、走査結像光学系として「光スポットによる
走査を等速化するためにｆθ機能を有するもの」が用い
られる。この場合は「ｆθ特性」が「光走査の等速性」
である。

【００１９】「液晶偏向素子」は、光束を透過させてい
る状態において、電気的あるいは磁気的な信号で駆動す
ることにより、透過光束の向きを変化させることができ
る光学素子である。液晶偏向素子の作用により透過光束
の向きが変化する方向を「偏向方向」と呼ぶ。液晶偏向
素子については後述する。

【００２０】請求項１記載の液晶偏向素子列装置は「副
走査方向を偏向方向とする副走査液晶偏向素子を複数
個、主走査方向に配列してなる副走査液晶偏向素子列」
として構成することができる（請求項２）。この場合、
液晶偏向素子列装置は、個々の液晶偏向素子が「副走査
液晶偏向素子」で、副走査液晶偏向素子列による液晶偏
向素子列装置を用いることにより、走査線の曲がり（以
下「走査線曲がり」という）及び／または走査線の傾き
を補正することができる。請求項１記載の液晶偏向素子
列装置はまた、主走査方向を偏向方向とする主走査液晶
偏向素子を複数個、主走査方向に配列した主走査液晶偏
向素子列を、単独で、もしくは上記請求項２記載の副走
査液晶偏向素子列と共に有することができる（請求項
３）。

【００２１】液晶偏向素子列装置が、主走査液晶偏向素
子列を単独で有する場合には、個々の液晶偏向素子が
「主走査液晶偏向素子」で、主走査液晶偏向素子列を用
いることにより、光走査の等速性を補正できる。また、
液晶偏向素子列装置が「主走査液晶偏向素子列と副走査
液晶偏向素子列」を有する場合は、走査線曲がり及び／
又は走査線の傾きと、光走査の等速性を補正できる。

【００２２】上記請求項２または３記載の液晶偏向素子
列装置において、副走査液晶偏向素子列における各副走
査液晶偏向素子の主走査方向の幅を十分に小さくする
（素子の配列ピッチを細かくする）ことにより、隣接す
る副走査液晶偏向素子間の偏向量変化が「実質的に連続
的な変化」と見なせる程度になるようにすることができ
る（請求項４）。

【００２３】また、上記請求項３記載の液晶偏向素子列
装置において、主走査液晶偏向素子列における各主走査
液晶偏向素子の主走査方向の幅を十分に小さく、各素子
の配列ピッチを十分に細かくすることにより、隣接する
主走査液晶偏向素子間の偏向量変化が「実質的に連続的
な変化」と見なせる程度になるようにすることができる
（請求項５）。

【００２４】例えば、走査線曲がりを副走査液晶偏向素
子列で補正する場合において、補正すべき「走査線曲が
りの形状」が予め知られている場合には、副走査液晶偏
向素子列を、補正すべき走査線曲がりに応じて、構成す
ることもできる。この場合、副走査液晶偏向素子列を構
成するべく「主走査方向に配列される複数の副走査液晶
偏向素子」は、そのサイズが互いに異なっても良い。即
ち、例えば、走査線曲がりの形状を、光スポットの像
高：Ｈの関数としてｆ(Ｈ)とするとき、｜ｄｆ／ｄＨ｜
が大きくなる「走査線の曲がり具合の大きい領域」で
は、主走査方向のサイズの小さい副走査液晶偏向素子を
多数配列して、走査線の曲がりを細かく補正し、｜ｄｆ
／ｄＨ｜が小さくて「走査線の曲がり具合が小さい領
域」では、主走査方向のサイズの比較的大きい副走査液
晶偏向素子を用いて補正を行うようにできる。

【００２５】また、走査線に「実質的に曲がりの無い領
域」がある場合には、この領域に対応する部分に副走査
液晶偏向素子がなくてもよい。即ち、予め知られた走査
線曲がりを補正するために副走査液晶偏向素子列を構成
するのであれば、副走査液晶偏向素子のサイズ・配列は
同一・等間隔とは限らない。

【００２６】同様に、光走査の等速性を主走査液晶偏向
素子列で補正する場合において、補正すべき「光走査の
等速性」が予め知られている場合には、主走査液晶偏向
素子列を、補正すべき等速性に応じて構成することがで
き、この場合、主走査液晶偏向素子列を構成するべく
「主走査方向に配列される複数の主走査液晶偏向素子」
は、そのサイズが異なっても良い。

【００２７】例えば、ｆθ特性の「変化の大きい領域」
では、主走査方向のサイズの小さい主走査液晶偏向素子
を多数配列して等速性を細かく補正し、等速性の変化が
小さい領域では、主走査方向のサイズの比較的大きい副
走査液晶偏向素子を用いて補正を行うようにできる。

【００２８】また、等速性が「実質的に達成されている
領域」がある場合、この領域に対応する部分には主走査
液晶偏向素子がなくてもよい。即ち、予め知られた等速
性を補正するために主走査液晶偏向素子列を構成するの
であれば、主走査液晶偏向素子列を構成する主走査液晶
偏向素子のサイズ・配列も、同一・等間隔とは限らな
い。

【００２９】上に説明したのは「補正すべき対象である
走査線曲がりやｆθ特性が予め知られており、これらに
対応して液晶偏向素子列装置を構成する場合」である
が、この場合、構成された液晶偏向素子列装置には補正
対象に対する汎用性はなく、補正対象の走査線曲がり等
が異なれば用を成さない。

【００３０】このような観点からすると、広い範囲の補
正対象（種々の走査線曲がりやｆθ特性）をも有効に補
正できるようにするには、光走査装置の一般的な構成に
応じた構成とすることが好ましい。即ち、一般には「個
々の主走査液晶偏向素子あるいは副走査液晶偏向素子が
受け持つ走査幅が互いに等しくなる」ように、個々の素
子の「主走査方向のサイズ(配列ピッチ)」を定め、液晶
偏向素子を互いに密接して連続的に配設するのが良い。
この発明の液晶偏向素子列装置を用いることにより、走
査線曲がりや走査線の傾き、等速性等を有効に補正する
ことが可能であるので、光走査装置やその走査結像光学
系、さらには画像形成装置に対する組立精度等が緩和さ
れる。例えば、走査線曲がりは光走査装置の組立誤差や
加工誤差に起因して生じるが、液晶偏向素子列装置によ
る走査線曲がりの補正を前提とすれば、加工誤差や組立
誤差に対する精度を有効に緩和させることができ、加工
コストや組立コストの低減を図ることができる。

【００３１】また、走査結像光学系に要請されるｆθ特
性等の等速性も、液晶偏向素子列装置による補正を前提
とすれば、等速性に対する設計条件が緩和され、その
分、他の光学特性、例えば像面湾曲や波面収差の良好な
補正が可能となる。

【００３２】この発明の光走査装置は「１以上の光源か
らの光束を光偏向走査手段により偏向させ、偏向された
光束を走査結像光学系により、光源に応じた被走査面に
向けて集光させ、被走査面上に光スポットを形成して光
走査を行う光走査装置」であって以下の点を特徴とする
（請求項６）。

【００３３】即ち、上記請求項１〜５の任意の１に記載
の液晶偏向素子列装置を、光源から「この光源に対応す
る被走査面」に至る光路の１以上において、光偏向走査
手段と被走査面との間に配置し、液晶偏向素子列装置に
より、光走査に応じて光束を主走査方向及び／または副
走査方向に偏向させることにより、被走査面上における
主走査方向および／または副走査方向の光スポット位置
を調整する。

【００３４】液晶偏向素子列装置が「主走査液晶偏向素
子列と副走査液晶偏向素子列とを有する」場合、これら
は一体として用いることも、別体として互いに離れた位
置に配置することもできる。液晶偏向素子列装置を配置
する位置は、光偏向走査手段と被走査面との間の適宜の
位置でよいが、有効走査領域にわたって精緻な補正を行
うためには、液晶偏向素子列装置は「走査結像光学系と
被走査面との間」に配置されることが好ましい（請求項
７）。

【００３５】液晶偏向素子列装置を「走査結像光学系と
被走査面との間」に配置すると、走査結像光学系による
結像光束の波面収差に対する影響が少ないと言うメリッ
トもある。

【００３６】請求項６または７記載の光走査装置におい
て、液晶偏向素子列装置は「副走査方向に対し傾け」て
配設することが好ましい(請求項８)。

【００３７】液晶偏向素子列装置を副走査方向に対して
傾けて設けることにより、液晶偏向素子列装置の入・射
出面で発生する反射光が、走査結像光学系の光学面や光
偏向走査手段等で反射され、被走査面にゴースト光とし
て到達し、画像を劣化させるのを防ぐことが可能とな
る。

【００３８】請求項６または７または８記載の光走査装
置は「光源から複数光束が放射され、被走査面が２以上
の光スポットで光走査されるマルチビーム方式」とする
ことができる（請求項９）。

【００３９】請求項６〜９の任意の１に記載の光走査装
置において、複数の光源を用い、各光源から各光源に対
応する被走査面に至る光路を構成する走査光学系を「各
光源からの光束の形成する光スポットによる走査線を実
質的に互いに平行とする」ように構成することができる
（請求項１０）。この場合、液晶偏向素子列装置を光源
ごとに設けることができる（請求項１１）。

【００４０】請求項１０または１１記載の光走査装置
は、光源の数を３もしくは４とし、各光源から放射され
る光束を「カラー画像を構成する各色成分の画像情報」
で変調するように構成でき（請求項１２）、このように
すると、カラー画像を構成するための成分画像を書込む
ことができる。

【００４１】この発明の画像形成装置は「感光媒体に光
走査を行って、画像形成を行う画像形成装置」であっ
て、感光媒体に光走査を行う光走査装置として請求項６
〜１２の任意の１に記載のものを用いることを特徴とす
る（請求項１３）。

【００４２】請求項１３記載の画像形成装置は「感光媒
体として光導電性の感光体を用い、光走査により形成さ
れる静電線像を可視化して得られるトナー画像を、シー
ト状の記録媒体に転写・定着する」ように構成できる
（請求項１４）。

【００４３】「シート状の記録媒体」は、通常の転写紙
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）等である。

【００４４】請求項１４記載の画像形成装置は、光走査
装置として上記請求項１２記載のものを用い、各光源か
らの光束により光走査すべき被走査面の実体を成す３も
しくは４個の光導電性の感光体を、互いに並列に配置し
た所謂タンデム式の構成とすることができる（請求項１
５）。

【００４５】請求項１３または１４または１５記載の画
像形成装置はまた、１以上の光スポットの走査位置を検
出する「走査位置検出手段」を有し、走査位置検出手段
の検出結果に応じて、対応する液晶偏向素子列装置の各
液晶偏向素子における偏向量を決定する構成とすること
ができる（請求項１６）。

【００４６】「走査位置検出手段」は光走査装置内に配
設することもできるし、画像形成装置内における光走査
装置とは異なる位置に配設することもできる。

【００４７】この発明の画像形成方法は「請求項１６記
載の画像形成装置を用いる画像形成方法」である。請求
項１７記載の画像形成方法は以下の如き特徴を有する。
即ち、走査位置検出手段により検出される光スポットの
走査位置に基づき、画像形成装置の電源投入時に、対応
する液晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子における偏向
量を設定する。

【００４８】請求項１８記載の画像形成方法は、以下の
如き特徴を有する。即ち、正規の画像形成プロセスに先
立って、走査位置検出手段により光スポットの走査位置
を検出し、検出結果に基づき、対応する液晶偏向素子列
装置の各液晶偏向素子における偏向量を設定する。走査
位置の検出と偏向量の決定は、画像形成装置のユーザの
意思により随時行うようにしても良いが、正規の画像形
成プロセスが行われるごとに行っても良く、正規の画像
形成プロセスの複数回ごとに１回の割合で行うようにし
ても良い。この場合、請求項１７記載の画像形成方法を
実施するには、最後に決定された偏向量を制御装置等の
メモリに記憶させておき、次回の電源投入時にこの偏向
量を設定するようにすればよい。

【００４９】請求項１６または１７または１８記載の画
像形成方法を実施する場合、感光媒体として光導電性の
感光体を用い、画像形成プロセスを連続して行うに際し
て、トナー画像を担持するシート状の記録媒体の連続搬
送における媒体間隔時間内に走査位置検出手段による光
スポットの走査位置検出を行い、液晶偏向素子列装置の
各液晶偏向素子における偏向量の「再設定の必要性」を
判定するようにできる（請求項１９）。

【００５０】この場合、偏向量の再設定が必要と判定さ
れたとき、光スポットの走査位置検出を行ったのと同一
の媒体間隔時間内、もしくは、それ以後の媒体間隔時間
内に新たな偏向量の設定を行うことができる（請求項２
０）。

【００５１】「媒体間隔時間」は、画像形成プロセスが
連続して行われるとき、連続搬送されるシート状の記録
媒体の間隔：ｄを搬送速度：ｖで除した「ｄ／ｖ」を言
う。

【００５２】媒体間隔時間を「ｈ」とし、光スポットの
走査位置の検出に要する時間を「ｈ１」、液晶偏向素子
列装置の各液晶偏向素子に偏向量を設定するのに必要な
処理時間を「ｈ２」とするとき、これらの間に条件「ｈ
≧ｈ１＋ｈ２」が成り立つ場合は、新たな偏向量の設定
を「光スポットの走査位置検出を行ったのと同一の媒体
間隔時間内」に行うことができる。

【００５３】「ｈ＜ｈ１＋ｈ２」の場合、ｈ＞ｈ１、ｈ
＞ｈ２であるならば、光スポットの走査位置の検出を適
宜の媒体間隔時間（例えば、画像形成プロセスの３回に
１回の割合い）に行い、偏向量の決定は、この媒体間隔
時間よりもあとの媒体間隔時間において行うようにす
る。

【００５４】ここで「液晶偏向素子」について簡単に説
明する。前述の如く、液晶偏向素子は、電気的な信号で
駆動されるものと、磁気的な信号で駆動されるものとが
知られているが、以下では、電気的な信号で駆動される
ものを例にとって説明する。

【００５５】電気的な信号による駆動で光束を偏向させ
る液晶偏向素子は、大別すると、電気信号により「屈折
率を変化させる」ものと、電気信号により「回折作用を
起こさせる」ものとの２種に分けられる。

【００５６】まず、屈折率の変化を利用する液晶偏向素
子につき説明すると、この種のものは、例えば、特開昭
６３−２４０５３３号公報に記載されている。１例を示
すと、図１の如くである。

【００５７】図１（ｂ）において、液晶１は「誘電異方
性が正のネマチック液晶」で、スペーサ３により所定間
隙に保たれた１対の透明配向膜２Ａ、２Ｂ間に薄層状に
密封されている。符号１Ａで示す液晶分子は「分子軸方
向に長い形状」である。配向膜２Ａは、液晶分子１Ａの
分子軸が配向膜表面に対して直交方向となるように配向
処理され、配向膜２Ｂは、液晶分子１Ａの分子軸が配向
膜表面に対して平行方向となるように配向処理されてい
る。

【００５８】配向膜２Ａの外側にはＺｎＯ等による透明
な電気抵抗膜４が形成されている。透明な電気抵抗膜
４、配向膜２Ａ、２Ｂおよび液晶１は、図１（ｂ）に示
す如く１対の透明なガラス基板５Ａ、５Ｂにより挟持さ
れている。ガラス基板５Ｂの配向膜２Ｂ側の面にはＩＴ
Ｏ等による透明な電極膜６が一面に形成されている。

【００５９】一方、ガラス基板５Ａの配向膜２Ａ側の面
には、図１（ａ）に示すようなパターンの電極７Ａ、７
Ｂが形成され、これら電極７Ａ、７Ｂは（ｂ）に示す如
く、電気抵抗膜４に接している。

【００６０】電極７Ａ、７Ｂは、これらが「光束の透過
領域にかかる場合」にはＩＴＯ等により透明電極として
形成されるが、電極７Ａ、７Ｂが光束の透過領域にかか
らなければ（電極７Ａ、７Ｂが光束を遮らなければ）金
属薄膜等により不透明な電極として形成することもでき
る。図１の例では、電極７Ａ、７Ｂは透明電極として形
成されている。

【００６１】図１（ｂ）の状態において、電極膜６と電
極７Ｂを接地し、図１（ａ）に示す電極７Ａ、７Ｂの端
子Ａ、Ｂ間に電圧：Ｖを印加すると、電気抵抗膜４の電
位は、電極７Ａの側から電極７Ｂの側へ直線的に低下す
る。このため、電気抵抗膜４と透明な電極膜６との間に
は「図１（ｂ）の上方から下方へ向って直線的に減少す
る電界（向きは図の左右方向を向いている）」が作用す
る。

【００６２】この電界は液晶１に作用し、液晶分子１Ａ
を「その分子軸が電界に平行になるよう」に回転させ
る。液晶分子１Ａの回転角は「電界の強さに直線的に比
例」するので、上記電界が作用すると、電極７Ａの側で
は液晶分子１Ａの分子軸は電界の方向(図の左右方向)に
より近くなるが、電極７Ｂの側では電界が実質的に０で
あるので、液晶分子１Ａの分子軸は殆ど電極膜６に平行
のままである。

【００６３】液晶分子１Ａの誘電率は、分子軸に平行な
方向において大きく、分子軸に直交する方向において小
さい。このため、屈折率は分子軸に平行な方向において
より大きくなる。上記電界の作用により、上述の如き
「液晶分子１Ａの分子軸の向きの分布」が生じると、液
晶１における「屈折率」は、分子軸が電界に略平行とな
る電極７Ａの側で高く、電極７Ｂの側では低くなり、図
１（ｃ）に示すように電極７Ａの側から電極７Ｂの側へ
直線的に減少する。

【００６４】従って、このような屈折率分布が生じてい
る液晶偏向素子に、図１（ｂ）の右側から光束を入射さ
せて液晶偏向素子を透過させると、透過光束は屈折率分
布の作用により、屈折率の高い側(図１（ｂ）で上方)へ
偏向される。

【００６５】以上が、屈折率変化を利用した液晶偏向素
子による光束偏向の原理である。偏向の程度である偏向
量、即ち「偏向角」は、液晶偏向素子に固有の値で飽和
し、飽和するとそれより大きな偏向角は生じない。液晶
偏向素子を駆動する電気信号としては「直流電圧」を用
いても良いが、液晶偏向素子の寿命の面から考えると、
電気信号は「パルス状または正弦波状に変調された信号
で、平均電圧が０Ｖ近傍であるもの」が好ましい。

【００６６】偏向角を変化させるには、端子Ａ、Ｂ間の
電位差：Ｖの増減によって行うこともできるが、上記パ
ルス信号を駆動信号とする場合は「パルスのデュ−ティ
比」を変えることによっても行うことができる。

【００６７】図２は「電気信号により屈折率を変化させ
る方式の液晶偏向素子」の別例である。繁雑を避けるた
め、混同の虞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用いた。この素子は図１の素子の変
形例であり、図１の素子との差異は、ガラス基板５Ａの
側において、透明な電気抵抗膜を３つの部分４Ａ、４
Ｂ、４Ｃに分割し、透明電極を図２（ａ）の如くにパタ
ーニングし、電気抵抗膜４Ａに電極７Ａ１と７Ｂ１が対
応し、電気抵抗膜４Ｂに電極７Ａ２と７Ｂ２が対応し、
電気抵抗膜４Ｃに電極７Ａ３と７Ｂ３が対応するように
した。

【００６８】端子Ａ、Ｂ間に駆動信号を印加すると、図
２（ｃ）の如き屈折率分布が得られる。この場合、端子
Ａ、Ｂに印加する電圧：Ｖに対する電界の変化率が大き
くなるので、図１の素子に比してより「大きな屈折率勾
配」が得られ、より大きな偏向角（偏向量）を得ること
ができる。

【００６９】図３は液晶偏向素子の別の例を示してい
る。この液晶偏向素子は「電気信号により回折作用を起
こさせるもの」である。この型の液晶偏向素子は、例え
ば特開平８−３１３９４１号公報に詳しく記載されてい
る。図３においても繁雑を避けるため、混同の虞がない
と思われるものについては、図１におけると同一の符号
を用いた。

【００７０】図３（ａ）において、液晶１は例えば「液
晶分子１Ａの分子軸方向の誘電率が、分子軸に直交する
方向の誘電率よりも小さい、誘電異方性が負のネマチッ
ク液晶」で、スペーサ３により所定間隙に保たれた１対
の透明配向膜２Ａ、２Ｂの間に薄層状に密封されてい
る。

【００７１】配向膜２Ａ、２Ｂは、透明電極６Ａを有す
るガラス基板５Ａと、透明電極６Ｂを有するガラス基板
５Ｂとにより挟持されている。透明電極６Ａ、６ＢはＩ
ＴＯ等で薄膜状に形成され、それぞれガラス基板５Ａ、
５Ｂの面に所定の形状（例えば矩形形状）で一様に形成
されている。

【００７２】配向膜２Ａ、２Ｂは、液晶分子１Ａの分子
軸方向が図面に直交する方向となるように、液晶１に対
する配向を行う。このような状況で、透明電極６Ａ、６
Ｂ間に、直流もしくは３００Ｈｚ程度以下の低周波の電
圧を印加させると、液晶１内に図の上下方向(前記「配
向方向」と直交する方向)を格子配列方向とする回折格
子パターンが形成される（特開平８−３１３９４１号公
報「００５４」）。図３（ｂ）は、このように形成され
た回折格子パターンにおける屈折率分布である。

【００７３】この状態で光束を液晶偏向素子に入射させ
ると、透過光は上記回折格子パターンにより（図３
（ａ）の上下方向に）回折光を生じる。上記低周波の電
圧の電圧値を変化させると、形成される回折格子パター
ンの格子ピッチが変化し、回折角が変化する（特開平８
−３１３９４１号公報「００５７」）。

【００７４】従って、例えば回折の１次光に着目すれ
ば、１次光の偏向角を調整することにより、光束を所定
方向（上に説明した場合では、図１（ａ）の上下方向）
に所望の偏向角で偏向させることができる。

【００７５】また、図３の液晶偏向素子の透明電極６
Ａ、６Ｂ間に印加する電圧を高周波電圧にすると、液晶
１に配向方向に直交する方向の回折格子パターンが現
れ、図３（ａ）の図面に直交する方向の回折光を得るこ
とができる。この場合は、液晶に印加する高周波電圧の
「包絡電圧」を増減させることにより、回折角を変化さ
せることができる（特開平８−３１３９４１号公報「０
０６０」）。

【００７６】以上、従来から知られた「電気信号により
光束を偏向させるタイプの液晶偏向素子」につき簡単に
説明した。

【００７７】この発明は、これら公知の液晶偏向素子
（電気信号により駆動するものに限らず、上には説明し
なかったが、磁気信号により駆動するものでもよい）を
用い、光束の偏向により光スポットの位置調整を行うの
である。

【００７８】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施を説明する。図
４は光走査装置の実施の１形態を示している。図４
（ａ）に示すように、光源装置（光源とカップリングレ
ンズとを含む）１０から射出した光束は、平行光束（弱
い収束もしくは発散光束でも良い）で、被走査面上で所
望形状の光スポット径を得るための開口絞り（図示され
ず）を通過し、線像結像光学系をなす（副走査方向にの
み正のパワーを持つ）シリンドリカルレンズ１２に入射
し、副走査方向にのみ集束され、光偏向走査手段のポリ
ゴンミラー１４の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い
線像」として結像する。

【００７９】ポリゴンミラー１４の等速回転に伴ない、
偏向反射面に反射された光束は等角速度的に偏向する偏
向光束となり、走査結像光学系としてのｆθレンズ１６
を構成する２枚のレンズ１６１、１６２を順次透過し、
液晶偏向素子列装置１８を透過して被走査面２０に到達
し、ｆθレンズ１６の作用により被走査面２０上に光ス
ポットとして集光し、被走査面２０を光走査する。

【００８０】液晶偏向素子列装置１８は「主走査方向に
長い長尺形状」で、被走査面２０上において光スポット
の位置調整を行わせるためのものである。即ち、液晶偏
向素子列装置１８は「光源側からの光束を光偏向走査手
段１４により偏向させ、偏向された光束を走査結像光学
系１６により被走査面２０に向かって集光させて被走査
面上に光スポットを形成し、この光スポットにより被走
査面の光走査を行う光走査装置において、被走査面上に
おける光スポットの位置を調整する装置」であって、後
述するように、独立して制御可能な液晶偏向素子を複数
個、主走査方向へ配列して有し、光偏向走査手段である
ポリゴンミラー１４から被走査面２０に至る光路中に配
置され、光走査に応じて光束の、主走査方向及び／また
は副走査方向の偏向量を液晶偏向素子ごとに制御するこ
とにより、被走査面２０上における光スポットの位置を
調整する（請求項１）。光スポットの位置調整は、主走
査方向および／または副走査方向に関して行われる。

【００８１】符号２２で示す「コントローラ」はマイク
ロコンピュータ等で構成され、液晶偏向素子列装置１８
の各液晶偏向素子における偏向量を設定し、このように
設定された偏向量を実現するように液晶偏向素子列装置
１８を制御駆動する。コントローラ２２はまた、画像形
成装置全体を制御する「システムコントローラ」におけ
る機能の１つとして設定することもできる。

【００８２】即ち、図４（ａ）に示す光走査装置は「１
以上の光源からの光束を光偏向走査手段１４により偏向
させ、偏向された光束を走査結像光学系１６により、光
源に応じた被走査面２０に向けて集光させて被走査面上
に光スポットを形成して光走査を行う光走査装置であっ
て、請求項１記載の液晶偏向素子列装置１８を、光源か
らこの光源に対応する被走査面に至る光路の１以上にお
いて、光偏向走査手段１４と被走査面２０との間に配置
し、液晶偏向素子列装置１８により、光走査に応じて光
束を主走査方向及び／または副走査方向に偏向させるこ
とにより、被走査面上における主走査方向および／また
は副走査方向の光スポット位置を調整する」もの（請求
項６）である。

【００８３】また、液晶偏向素子列装置１８は、走査結
像光学系（ｆθレンズ）１６と被走査面２０との間に配
置されている（請求項７）。

【００８４】図４（ｂ）は、図４（ａ）における「ポリ
ゴンミラー１４の偏向反射面と被走査面２０との間の光
学配置」を副走査方向（図面に直交する方向）からみた
状態を示している。液晶偏向素子列装置１８は、図４
（ａ）に示すように「走査結像光学系としてのｆθレン
ズ１６のレンズ１６２と被走査面２０との間」に配設さ
れているが、液晶偏向素子列装置の配設位置はこれに限
らない。

【００８５】例えば、液晶偏向素子列装置１８に代え
て、液晶偏向素子列装置１８Ａを、図４（ｂ）に示す如
く、ポリゴンミラー１４の偏向反射面とｆθレンズ１６
におけるレンズ１６１との間に配設することもできる。
このように液晶偏向素子列装置を光偏向走査手段の側に
近接して配設するほど、液晶偏向素子列装置の主走査方
向の長さを短縮でき、コスト的には有利である。

【００８６】しかしながら反面、以下の如き問題があ
る。図４（ｂ）に示す液晶偏向素子列装置１８Ａに入射
する偏向光束は等角速度的に偏向している。ポリゴンミ
ラー１４の偏向反射面による偏向の起点から、液晶偏向
素子列装置１８Ａに至る距離をＤとし、偏向光束の偏向
角をθとすると、偏向角：θのときに偏向光束（の主光
線）が液晶偏向素子列装置１８Ａに入射する位置は、Ｄ
・ｔａｎθである。

【００８７】すると、偏向光束の微小偏向角：Δθに対
応する液晶偏向素子列装置１８Ａの主走査方向の幅：Δ
Ｓは「ΔＳ＝Ｄ・Δθ／ｃｏｓ^２θ」となるから、偏向
角：θが大きくなるほど、偏向光束が液晶偏向素子列装
置１８Ａ上を移動する距離は大きくなる。

【００８８】従って仮に、液晶偏向素子列装置１８Ａに
おける各液晶偏向素子の主走査方向のサイズを同一と
し、複数の液晶偏向素子を等ピッチで主走査方向に配列
したとすると、個々の液晶偏向素子に対応する「被走査
面上における主走査方向の領域（以下、各液晶偏向素子
の担当補正領域と呼ぶ）」は、偏向角の大きい位置にあ
る液晶偏向素子ほど大きくなる。このため、光スポット
の位置の調整は、偏向光束の偏向角が大きくなるほど粗
雑化する。

【００８９】これを避けるためには、液晶偏向素子の主
走査方向のサイズを、偏向角：０から最大偏向角の側に
向って次第に小さく、液晶偏向素子の配列ピッチを、偏
向角：０から最大偏向角に向って次第に細かくすれば良
いが、偏向反射面の近傍では、偏向光束は主走査方向に
絞られていず、かなりの光束径（数ｍｍ程度）を有する
ので、上記サイズを然程小さくできない。

【００９０】このような理由で、液晶偏向素子列装置
は、走査結像光学系よりも被走査面側にあることが好ま
しいのである。

【００９１】図４（ａ）、（ｂ）に示す液晶偏向素子列
装置１８のように、ｆθレンズ１６と被走査面２０との
間に配設する場合は、偏向光束自体が細く絞り込まれて
おり、なお且つ、偏向光束の偏向が、ｆθレンズ１６の
作用により等速化されているので、主走査方向に同じサ
イズの液晶偏向素子を等ピッチで連続的に配列しても、
光スポット位置の良好な調整が可能で、液晶偏向素子の
配列ピッチを然程細かくする必要もない。液晶偏向素子
列装置１８を被走査面に近づけるほど、この効果は顕著
になる。

【００９２】図５を参照して、液晶偏向素子列装置によ
る「光スポットの位置調整」を説明する。先に説明した
ように、液晶偏向素子は電気的もしくは磁気的な駆動信
号に応じて透過光束を偏向させる機能を持ち、その偏向
方向は任意に設定できる。

【００９３】図５（ａ）において左右方向は主走査方向
である。符号Ｌｉ（ｉ＝１〜１０）は「電気信号で駆動
される液晶偏向素子」を示している。即ち、この例では
１０個の液晶偏向素子Ｌ１〜Ｌ１０が主走査方向に、互
いに密接して連続的に配列されている。また、この例に
おいて液晶偏向素子Ｌｉは互いに同サイズで等ピッチ配
列されている。

【００９４】符号Ｄｉ（ｉ＝１〜１０）は液晶偏向素子
Ｌｉを駆動するドライバ回路を示している。これらドラ
イバ回路Ｄｉはコントローラ２２により制御される。

【００９５】液晶偏向素子Ｌｉの偏向方向を主走査方向
に設定すれば、液晶偏向素子列１８０は、主走査方向を
偏向方向とする主走査液晶偏向素子を複数個、主走査方
向に配列した「主走査液晶偏向素子列（請求項３）」と
なる。

【００９６】また、液晶偏向素子Ｌｉの偏向方向を副走
査方向に設定すれば、液晶偏向素子列１８０は、副走査
方向を偏向方向とする副走査液晶偏向素子を複数個、主
走査方向に配列してなる「副走査液晶偏向素子列（請求
項２）」となる。

【００９７】若干補足すると、個々の液晶偏向素子Ｌｉ
は対応するドライバ回路Ｄｉにより個別独立に駆動され
るが、この例において、液晶とこれを挟持する配向膜、
さらに透明電極は互いに共通している。そして、図１に
示す駆動電圧を印加される電極７Ａ、７Ｂとこれらを連
結する透明抵抗膜４の部分が液晶偏向素子Ｌｉ（ｉ＝１
〜１０）ごとに独立している。

【００９８】図５（ｂ）は「走査位置検出手段」の１形
態を示している。走査位置検出手段による走査位置検出
に関しては後に述べる。図５（ｂ）に示す走査位置検出
手段２３は、液晶偏向素子Ｌｉと同数のエリアセンサＰ
１〜Ｐ１０の受光面が主走査方向に配列している。

【００９９】走査位置検出手段２３は、各エリアセンサ
Ｐｉの受光面が「被走査面と光学的に等価な位置」を占
めるように配設され、偏向光束もしくは偏向光束の一部
を分離した検出光束で走査されるようになっている。

【０１００】エリアセンサＰｉの受光面は、液晶偏向素
子列１８０における液晶偏向素子Ｌｉと対応し、設計上
の光スポットがエリアセンサＰｉの中心に結像すると
き、この光スポットを形成する偏向光束が「対応する液
晶偏向素子Ｌｉの中心」を通るように、液晶偏向素子列
１８０との位置関係を定められている。

【０１０１】エリアセンサＰｉは固定板２３Ｓに固定的
に設けられている。固定板２３Ｓは熱膨張率：１．０×
１０^−５／℃以下の材質、具体的には、ガラス（熱膨張
率０．５×１０^−５／℃）や、アルミナ等のセラミック
材質（熱膨張率：０．７×１０^−５／℃、炭化珪素（熱
膨張率：０．４×１０^−５／℃）等からなり、温度変動
による影響（エリアセンサＰｉの受光面位置の移動、相
対位置関係の変動により正確な検出が妨げられる）を実
質的になくしている。

【０１０２】また、エリアセンサＰｉ相互間に発生する
電気ノイズの影響をなくすため、固定板２３Ｓの材質は
上記の如き「非導電性材料」が好適である。例えば、固
定板２３Ｓを熱膨張率：２．４×１０^−５／℃のアルミ
合金で形成した場合は、温度変動により検出精度が劣化
する。

【０１０３】なお、図５（ｂ）における領域ＲＹは被走
査面における「有効書込幅に対応する領域」である。

【０１０４】ここで、液晶偏向素子列１８０が「副走査
液晶偏向素子列」である場合を例に取り、図４の光走査
装置における「走査線曲がり」を補正する場合を説明す
る。

【０１０５】例えば、光走査による画像形成プロセスを
行うに先立ち、ポリゴンミラー１４を回転させ、光源装
置１の光源を発光させる。

【０１０６】光源の発光は時間的に間欠的に行い、各発
光ごとに上記偏向光束もしくは検出光束が、走査位置検
出手段２３の各エリアセンサＰ１〜Ｐ１０に順次に入射
するようにする。走査位置検出手段２３はエリアセンサ
Ｐｉ（ｉ＝１〜１０）が検出する光スポットの「副走査
方向の位置」をコントローラ２２に向けて出力する。

【０１０７】図５（ｃ）において「１０個の黒丸」が、
このように検出された副走査方向の位置を示している。
この図における破線は「理想上の走査線」で、主走査方
向に直線的である。

【０１０８】コントローラ２２は、検出された１０個の
「副走査方向の光スポット位置（走査位置）」に基づ
き、最小２乗法等により、走査線の形態を「多項式」と
して近似する。この多項式が「検出された走査線曲が
り」であり、これを図５（ｃ）に実線で示す。

【０１０９】コントローラ２２は次いで、このような走
査線曲がりを補正するため、副走査液晶偏向素子列の、
液晶偏向素子Ｌｉにおける「副走査方向の光束偏向の向
きと偏向量（偏向角）」とを算出する。図５（ｃ）に示
す領域Ｓｉ（ｉ＝１〜１０）は、副走査液晶偏向素子列
における液晶偏向素子Ｌｉが「偏向光束を偏向させるべ
き領域（前記「担当補正領域」）」を示し、各領域Ｓｉ
における上向き若しくは下向きの矢印は「偏向の向き」
を表している。

【０１１０】コントローラ２２は、液晶偏向素子Ｌｉに
上記「偏向の向きと偏向量」を実現すべき信号を決定
し、ドライバ回路Ｄｉ（ｉ＝１〜１０）に印加する。こ
の例では、液晶偏向素子Ｌｉ（図１の端子Ａ、Ｂ間）に
印加する電圧の正負により「偏向の向き」を制御し、こ
の電圧をパルス電圧として印加し、そのデュ−ティ比を
調整することにより「偏向量」を制御する。

【０１１１】このようにして、画像形成プロセスの開始
される以前に、副走査液晶偏向素子列の液晶偏向素子Ｌ
ｉ（ｉ＝１〜１０）における偏向の向きと偏向量とを実
現する。勿論、検出された走査線曲がりが「補正を必要
としない程度に微小」である場合には、副走査液晶偏向
素子列による走査線曲がりの補正を行う必要は無く、こ
の場合は「副走査液晶偏向素子列が偏向光束を偏向させ
ることなく透過させる（駆動信号を０とする）」ように
すれば良い。

【０１１２】図５（ｄ）は、副走査液晶偏向素子列によ
り補正された走査線の状態を示している。Ｙｉ（ｉ＝１
〜１０）は、被走査面２０の走査領域における「各液晶
偏向素子Ｌｉが補正を担当する部分（補正担当領域）」
を示している。

【０１１３】実線で示す走査線は若干「ギクシャク」し
ているように見えるが、これは図５（ｃ）において走査
線曲がりを「極端に強調」して描いたことに起因する。
現実の走査線曲がりは最大の場合でも０．１〜０．２ｍ
ｍ程度であるので、例えば、１個の液晶偏向素子Ｌｉが
「３０ｍｍの走査領域」の補正を担当するものとして
も、実質的に直線状態の走査線を実現できる。

【０１１４】副走査液晶偏向素子列における液晶偏向素
子の数を更に増やし、液晶偏向素子Ｌｉの担当補正領域
を小さくすることにより走査線曲がりを「より精緻」に
補正できることは当然である。

【０１１５】特に、副走査液晶偏向素子列における副走
査液晶偏向素子Ｌｉの主走査方向の幅を十分に小さく
（例えば２〜５ｍｍ程度）することにより、隣接する副
走査液晶偏向素子間の偏向量変化を「実質的に連続的な
変化」と見なし得るようにでき（請求項４）、このよう
にすれば、走査線を「実質的に連続した直線」に補正す
ることもできる。

【０１１６】上には、走査線曲がり補正を説明したが
「走査線の傾き」も、上記と同様にして補正できること
は容易に理解されるであろう。

【０１１７】上の説明では、光スポットの走査位置を検
出して「補正すべき走査線曲がり」を特定し、これに合
わせて液晶偏向素子Ｌｉの偏向量を設定している。この
ようにすると、走査位置検出を随時行うことにより、走
査線曲がりが経時的に変化したり、ｆθレンズ１６を樹
脂レンズとして構成した場合に、環境変化で走査線曲が
りが変化しても、常に適正な補正を行うことが可能であ
る。

【０１１８】走査線曲がりの「経時変化や環境変化に基
づく変動」が生じない場合、例えば、ｆθレンズ１６を
ガラスレンズで構成した場合などには、予め走査線曲が
りや走査線の傾きを測定し、得られた走査線曲がり・傾
きを補正するに必要な「液晶偏向素子Ｌｉ（ｉ＝１〜１
０）における副走査方向の偏向量」をコントローラ２２
におけるメモリに記憶させておき、常時「この偏向量」
を用いて補正を行えば良い。

【０１１９】上には液晶偏向素子列１８０を「副走査液
晶偏向素子列」として、走査線曲がり・走査線の傾きの
補正を行う場合を説明したが、液晶偏向素子列１８０を
「主走査液晶偏向素子列」とし、個々の液晶偏向素子Ｌ
ｉにおける偏向方向を主走査方向とすれば、ｆθ特性等
の等速性を補正することが可能である。

【０１２０】この場合は、走査位置検出手段２２のエリ
アセンサＰｉが検出する光スポットの「主走査方向の位
置」を求め、これを用いてコントローラ２２により光走
査の「等速性（理想の等速走査からのずれ）」を上記走
査線曲がりの場合と同様にして求め、求められた等速性
を補正するために液晶偏向素子Ｌｉにおける主走査方向
の偏向量を設定し、偏向光束の主走査方向への偏向量を
補正することにより、等速性の補正を実行できる。

【０１２１】主走査液晶偏向素子列における液晶偏向素
子の数を増やし、液晶偏向素子Ｌｉの担当補正領域を小
さくする程、等速性の「より精緻な補正」が可能で、主
走査液晶偏向素子列における主走査液晶偏向素子Ｌｉの
主走査方向の幅を十分に小さく（例えば２〜５ｍｍ程
度）することにより、隣接する主走査液晶偏向素子間の
偏向量変化を「実質的に連続的な変化」と見なし得るよ
うにでき（請求項５）、このようにすれば、光走査を実
質的に等速で行うことができる。

【０１２２】上の説明では、光スポットの走査位置を検
出して「補正すべき等速性」を特定し、これに合わせて
液晶偏向素子Ｌｉの偏向量を設定している。このように
すると、走査位置検出を随時行うことにより、等速性が
経時的に変化したり、ｆθレンズ１６を樹脂レンズとし
て構成した場合に、環境変化で等速性が変化しても常
に、適正な補正を行うことが可能である。

【０１２３】ｆθレンズ１６をガラスレンズで構成した
場合などのように、等速性の経時変化や環境変化に基づ
く変動が生じない場合は、予め等速性を測定し、得られ
た等速性を補正するに必要な「液晶偏向素子Ｌｉにおけ
る主走査方向の偏向量」をコントローラ２２におけるメ
モリに記憶させておき、常時「この偏向量」を用いて補
正を行えば良い。

【０１２４】上に説明した等速性の補正は、請求項３記
載の液晶偏向素子列装置として「主走査液晶偏向素子列
を単独で用いた」場合である。走査線曲がり・走査線の
傾きとともに等速性をも補正できるようにするには、主
走査液晶偏向素子列を請求項２記載の副走査液晶偏向素
子列とともに有する液晶偏向素子列装置を用いれば良い
（請求項３）。

【０１２５】例えば、図６（ｂ）に示すように、主走査
液晶偏向素子列１８１と副走査液晶偏向素子列１８２と
を、結像光束の透過方向へ重ねて一体化したものを「液
晶偏向素子列装置」として用い、主走査液晶偏向素子列
１８１により等速性の補正を行い、副走査液晶偏向素子
列１８２により走査線曲がり・走査線の傾きを補正する
ことができる。なお、図６（ｂ）において、図面に直交
する方向が主走査方向である。

【０１２６】図６（ｂ）のように、主走査液晶偏向素子
列１８１と副走査液晶偏向素子列１８２とを重ねて一体
化する代わりに、これらを互いに分離して配設しても良
い。

【０１２７】次ぎに、走査位置検出手段による走査位置
の検出を説明する。上に説明した例では、走査位置検出
手段２３はエリアセンサＰｉの受光面が被走査面と光学
的に等価な位置を占めるように配設され、偏向光束もし
くは偏向光束の一部を分離した検出光束で走査される
が、この場合の具体例を図７（ａ）、（ｂ）に示す。

【０１２８】図７（ａ）で、図面に直交する方向が主走
査方向、上下方向が副走査方向である。因みに、図４に
示す光走査装置における走査位置検出は図７（ａ）に示
す如き方式で行われ、液晶偏向素子列装置１８は、主走
査方向に偏向される結像光束の光路上において「副走査
方向に対して傾け」て配設されている（請求項８）。

【０１２９】このため、結像光束はその一部が液晶偏向
素子列装置１８の入射側面で反射されて検出光束ＬＳと
なり、上記入射側の面を反射面として被走査面２０と等
価な面に配置された走査位置検出手段２３の受光面位置
に光スポットを形成し、走査位置を検出される。

【０１３０】図７（ｂ）でも、図面に直交する方向が主
走査方向、上下方向が副走査方向である。主走査方向に
偏向され、液晶偏向素子列装置１８を透過した結像光束
は、結像光束光路上において「副走査方向に対して傾
け」て配設された反射面部材１９により反射され、反射
面部材１９の反射面に関して被走査面２０と等価な面に
配置された走査位置検出手段２３の受光面位置に光スポ
ットを形成し、走査位置を検出される。

【０１３１】反射面部材１９は、これを透明ガラスで構
成してこれを常時図示の位置に設置し、結像光束の一部
を反射により走査位置検出手段２３側へ分離するように
しても良いし、結像光束の光路に出入可能とし、走査位
置検出を行うときにのみ図示の位置に設置するようにし
てもよい。

【０１３２】図７（ａ）、（ｂ）に示したのは、偏向光
束による光スポットを直接検出して、走査位置の検出を
行う場合であるが、走査位置検出は、必ずしも光スポッ
トの検出により行う必要はない。走査位置検出の別例
を、図７（ｃ）、（ｄ）に示す。

【０１３３】図７（ｃ）において、符号２５は「被走査
面の実体」をなす光導電性の感光体を示している。走査
位置は感光体２５の感光面に対する光スポット位置であ
るから、画像形成プロセスにより走査線１ライン分を感
光体２５に書込み、得られる静電潜像を可視化して線状
のトナー画像ＬＴＩを得ると、このトナー画像ＬＴＩは
走査線を可視化したものとなっている。

【０１３４】トナー画像ＬＴＩをランプ２６で照射し、
結像系２７によりイメージセンサ２８上に結像させて読
取り、その結果に基づき走査線曲がりを検出できる。こ
の場合、ランプ２６、結像系２７、イメージセンサ２８
が「走査位置検出手段」を構成する。

【０１３５】図７（ｄ）において、符号２９は、中間転
写媒体としての中間転写ベルトを示している。図７
（ｃ）の場合と同様にして感光体２５上に形成した線状
のトナー画像ＬＴＩを、転写手段３０により中間転写ベ
ルト２９上に転写し、転写されたトナー画像ＬＴＩをラ
ンプ２６で照射し、結像系２７によりイメージセンサ２
８上に結像させて読取り、その結果に基づき走査線曲が
りを検出する。この場合も、ランプ２６、結像系２７、
イメージセンサ２８が「走査位置検出手段」を構成す
る。

【０１３６】図７（ｃ）、（ｄ）の場合とも、線状のト
ナー画像ＬＴＩは、検出後、図示されないクリーニング
手段により感光体２５、中間転写ベルト２９から除去さ
れる。

【０１３７】等速性の検出のために、主走査方向の走査
位置検出を行うには、「副走査方向に適宜の長さとなる
直線状の画像」を互いに平行となるようにして主走査方
向に必要な本数だけ書込み、これを可視化する。各「副
走査方向の直線」の間隔は、等間隔を理想とするように
形成する。これら直線を可視化したものを、感光体上も
しくは中間転写ベルト上で検出し、各直線間の間隔を調
べることにより等速性を知ることができる。

【０１３８】以上は、走査位置検出手段により走査位置
を検出する場合であるが、走査位置検出手段を持たない
場合には、以下の如くにすれば良い。即ち、この場合に
は、上記の如くして形成したトナー画像を転写紙上に転
写・定着し、転写紙上に得られた画像に基づき走査線曲
がりや走査線の傾き、等速性を測定し、その結果に基づ
き、液晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子における偏向
量を決定する。

【０１３９】図７（ａ）の例では、液晶偏向素子列装置
１８を副走査方向に対して傾けることにより、結像光束
の一部を走査位置検出手段２３の方向へ向けて反射させ
ているが、これに代え、図６（ａ）に示すように、例え
ば、主走査液晶素子列において、液晶を封入するための
スペーサ３Ａ、３Ｂの大きさを異ならせることにより、
ガラス基板５ａ（透明電極や透明抵抗膜、配向膜が形成
されている）とガラス基板５ｂ（透明電極や配向膜が形
成されている）とに角度を持たせ、ガラス基板５ａの傾
きにより「走査位置検出手段側へ反射される反射光束」
を得ることができる。

【０１４０】図８（ａ）は、光走査装置の実施の別形態
を説明図的に示している。この光走査装置は、光源から
複数光束が放射され、被走査面が２以上の光スポットで
光走査されるマルチビーム方式の光走査装置（請求項
９）である。

【０１４１】光源装置４０は、半導体レーザによる光源
４０１、４０２と、カップリングレンズ４０３、４０４
とを有している。光源４０１、４０２から放射された各
光束は、それぞれカップリングレンズ４０３、４０４に
よりカップリングされ、平行光束（あるいは弱い発散性
もしくは弱い収束性の光束）となり、シリンドリカルレ
ンズ４２により副走査方向に集束され、ポリゴンミラー
４４の偏向反射面近傍に、互いに副走査方向に分離した
「主走査方向に長い線像」として結像する。

【０１４２】ポリゴンミラー４４が等速回転すると、各
光束は等角速度的に偏向する偏向光束となって液晶偏向
素子列装置４８を透過し、ｆθレンズ４６を構成するレ
ンズ４６１、４６２を順次透過し、光路折曲げミラー４
７により光路を折曲げられ、被走査面の実体を成す光導
電性の感光体５０（矢印方向に等速回転する）の感光面
上に、副走査方向に互いに分離した光スポットを形成
し、感光体５０を２走査線同時に光走査する。

【０１４３】偏向光束の一方は、光走査領域へ向う途上
で光センサ４９により検出され、光センサ４９の出力に
基づき各光スポットの光走査開始の同期が取られる。

【０１４４】図８（ｃ）に示すように、光源４０１、４
０２からの各光束ＦＬ１、ＦＬ２は、副走査方向（図面
に直交する方向）から見て、ポリゴンミラーの偏向反射
面４４１の部分で「主走査方向に交叉する」ように設定
されている。

【０１４５】このようにすると、被走査面５０上で（主
走査方向に）同一位置に結像する光束はレンズ４６１、
４６２の同一部分を通るため、各光束ＦＬ１、ＦＬ２に
関する等速性が同一のものとなる。また、各光束ＦＬ
１、ＦＬ２がレンズ４６１、４６２において「光軸に関
して副走査方向において同じ側」を通るようにすること
により、被走査面５０上における各走査線の走査線曲が
りは「実質的に同じ」になる。

【０１４６】従って、液晶偏向素子列装置４８により、
主・副走査方向の偏向量を調整することにより、走査線
曲がり・走査線の傾き・等速性を２光束同時に補正し、
光束ＦＬ１、ＦＬ２によるマルチビーム走査を良好に行
うことができる。

【０１４７】光源４０１、４０２からの光束ＦＬ１、Ｆ
Ｌ２が、図８（ｂ）のように「偏向反射面４４１の部分
で主走査方向に交叉しない」と、被走査面５０上で同一
位置に結像する光束がレンズ４６１、４６２の同一部分
を通らないため、等速性や走査線曲がりが、光束ＦＬ１
とＦＬ２で同一にならず、従って、単一の液晶偏向素子
列装置４８によっては、各光束について等速性や走査線
曲がりを補正することはできない。

【０１４８】なお、この実施の形態において、液晶偏向
素子列装置４８はポリゴンミラー４４とレンズ４６１と
の間に配備されるので、前述したところに従い、ある程
度、偏向反射面から離れた位置に配置することにより、
偏向角の大きい部分における液晶偏向素子の配列ピッチ
が余り小さくならないようにする。

【０１４９】図８に示す光走査装置は、１以上の光源４
０１、４０２からの光束を光偏向走査手段４４により偏
向させ、偏向された光束を走査結像光学系４６により、
光源に応じた被走査面５０に向けて集光させて被走査面
上に光スポットを形成して光走査を行う光走査装置にお
いて、請求項１〜５の任意の１に記載の液晶偏向素子列
装置４８を、光源からこの光源に対応する被走査面に至
る光路の１以上において、光偏向走査手段と被走査面と
の間に配置し、液晶偏向素子列装置４８により、光走査
に応じて光束を主走査方向及び／または副走査方向に偏
向させることにより、被走査面上における主走査方向お
よび／または副走査方向の光スポット位置を調整するも
の（請求項６）である。

【０１５０】図９は画像形成装置の実施の１形態を示し
ている。この画像形成装置はモノクロームのレーザプリ
ンタであり、感光媒体が光導電性の感光体で、光走査に
より形成される静電線像を可視化して得られるトナー画
像を、シート状の記録媒体に転写・定着する（請求項１
４）。

【０１５１】レーザプリンター１００は、感光媒体１１
１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。感光体１１１の周囲には、帯電手段としての
帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１
４、クリーニング装置１１５が配備されている。帯電手
段としては帯電ローラ１１２に代えて「コロナチャージ
ャや帯電ブラシ」を用いることもでき、転写ローラ１１
４に代えて「コロナ放電式の転写手段」を用いることも
できる。

【０１５２】レーザビームＬＢにより光走査を行う光走
査装置１１７が設けられ、帯電ローラ１１２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。さらに、符号１１６は定着装置、符号１１８は
カセット、符号１１９はレジストローラ対、符号１２０
は給紙コロ、符号１２１は搬送路、符号１２２は排紙ロ
ーラ対、符号１２３はトレイ、符号Ｐは「シート状の記
録媒体」としての転写紙を示している。

【０１５３】画像形成プロセスが実行されるとき、光導
電性の感光体１１１が時計回りに等速回転され、その表
面が帯電ローラ１１２により均一帯電され、光走査装置
１１７のレーザビーム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。この静電潜
像は現像装置１１３により反転現像され、感光体１１１
上にトナー画像が形成される。

【０１５４】転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画
像形成装置１００本体に脱着可能で図のごとく装着され
た状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が
給紙コロ１２０により給紙され、給紙された転写紙Ｐ
は、その先端部をレジストローラ対１１９に捉えられ
る。

【０１５５】レジストローラ対１１９は、感光体１１１
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
合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた
転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像と重ね合わせら
れ転写ローラ１１４の作用によりトナー画像を静電転写
される。トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１
１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像を定
着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によ
りトレイ１２３上に排出される。トナー画像が転写され
た後の像担持体１１１の表面は、クリーニング装置１１
５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去
される。

【０１５６】光走査装置１１７は、図４あるいは図８に
即して説明したものであり、液晶偏向素子列装置を有
し、被走査面（感光体１１１）上における光スポットの
位置を主走査方向および／または副走査方向に調整しつ
つ、光走査による画像書込みを行う。このようにして走
査線曲がりや走査線の傾き、さらには等速性が有効に補
正され、極めて良好な画像書込みが実現し、歪みのない
良好なモノクローム画像を形成することができる。

【０１５７】したがって、図９の画像形成装置はまた、
１以上の光スポットの走査位置を検出する走査位置検出
手段を有し、走査位置検出手段による検出結果に応じ
て、対応する液晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子にお
ける偏向量を決定する（請求項１６）。

【０１５８】図１０に画像形成装置の実施の別形態を示
す。この画像形成装置は「タンデム式のカラー画像形成
装置」である。

【０１５９】符号１５１、１５２はポリゴンミラーを示
す。これらポリゴンミラー１５１、１５２は同一形状の
もので共通の軸に固定的に設けられ、一体として回転す
るようになっており、図示されない駆動手段と共に「光
偏向走査手段」を構成する。図示されていないが「４つ
の光源装置」が設けられている。４つの光源装置のうち
２つからの光束はポリゴンミラー１５１に入射し、他の
２つからの光束はポリゴンミラー１５２に入射する。各
光源装置からポリゴンミラー１５１、１５２に至る光路
上の光学配置は、図４の光走査装置ものと同様である。

【０１６０】ポリゴンミラー１５２により偏向される偏
向光束ＬＳＹ、ＬＳＫはそれぞれ、イエロー成分画像、
黒成分画像を書込むための光束である。偏向光束ＬＳＹ
はイエロー色成分の画像情報で強度変調され、走査結像
光学系としてのｆθレンズを構成するレンズＬＮＹ１、
ＬＮＹ２を透過し、光路折曲げミラーＭＹ１、ＭＹ２、
ＭＹ３により順次反射され、光導電性の感光体１５０Ｙ
の感光面（被走査面の実体を成す）に導光され、上記感
光面を光走査する。

【０１６１】感光体１５０Ｙは円筒状で、矢印方向へ回
転しつつ帯電器ＣＹにより均一帯電された状態で、偏向
光束ＬＳＹの光スポットで光走査され、イエロー成分画
像を書込まれてイエロー潜像を形成される。

【０１６２】偏向光束ＬＳＫは黒色成分の画像情報で強
度変調され、ｆθレンズを構成するレンズＬＮＫ１、Ｌ
ＮＫ２を透過し、光路折曲げミラーＭＫ１、ＭＫ２、Ｍ
Ｋ３により順次反射され、光導電性の感光体１５０Ｋの
感光面に導光され、上記感光面を光走査する。

【０１６３】感光体１５０Ｋは円筒状で、矢印方向へ回
転しつつ帯電器ＣＫにより均一帯電された状態で、偏向
光束ＬＳＫの光スポットで光走査され、黒成分画像を書
き込まれて黒潜像を形成される。

【０１６４】ポリゴンミラー１５１により偏向される偏
向光束ＬＳＭ、ＬＳＣはそれぞれ、マゼンタ成分画像、
シアン成分画像を書込むための光束である。偏向光束Ｌ
ＳＭはマゼンタ色成分の画像情報で強度変調され、ｆθ
レンズを構成するレンズＬＮＭ１、ＬＮＭ２を透過し、
光路折曲げミラーＭＭ１、ＭＭ２、ＭＭ３により順次反
射され、光導電性の感光体１５０Ｍの感光面に導光さ
れ、上記感光面を光走査する。

【０１６５】感光体１５０Ｍは円筒状で、矢印方向へ回
転しつつ帯電器ＣＭにより均一帯電された状態で、偏向
光束ＬＳＭの光スポットで光走査され、マゼンタ成分画
像を書き込まれてマゼンタ潜像を形成される。

【０１６６】偏向光束ＬＳＣはシアン色成分の画像情報
で強度変調され、ｆθレンズを構成するレンズＬＮＣ
１、ＬＮＣ２を透過し、光路折曲げミラーＭＣ１、ＭＣ
２、ＭＣ３により順次反射され光導電性の感光体１５０
Ｃの感光面に導光され、上記感光面を光走査する。

【０１６７】感光体１５０Ｃは円筒状で、矢印方向へ回
転しつつ帯電器ＣＣにより均一帯電された状態で、偏向
光束ＬＳＣの光スポットで光走査され、シアン成分画像
を書き込まれてシアン潜像を形成される。

【０１６８】各感光体の光走査は、説明中の例ではシン
グルビーム走査方式で行うが、各光源装置として図８に
示す如きのも用いてマルチビーム走査方式で行ってもよ
い。また、各感光体を帯電する帯電器としてコロナ放電
式のものを例示したが、帯電ローラや帯電ブラシ等の接
触式のものを用いても良い。

【０１６９】感光体１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１
５０Ｋに形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の
各潜像は、それぞれ対応する現像装置１５３Ｙ、１５３
Ｍ、１５３Ｃ、１５３Ｋにより、対応する色のトナー
（イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、黒
トナー）により現像されて可視化される。

【０１７０】このようにして、感光体１５０Ｙにはイエ
ロートナー画像、感光体１５０Ｍにはマゼンタトナー画
像、感光体１５０Ｃにはシアントナー画像、感光体１５
０Ｋには黒トナー画像がそれぞれ形成される。これら各
色トナー画像は、以下のようにしてシート状の記録媒体
である転写紙Ｐ上に転写される。

【０１７１】感光体１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１
５０Ｋに、図の下方から接するように無端状の搬送ベル
ト１５４がプーリ１５５、１５６に掛け回されて設けら
れており、搬送ベルト１５４の内周面側において、転写
器１５７Ｙ、１５７Ｍ、１５７Ｃ、１５７Ｋ（コロナ放
電式のものを例示したが、転写ローラ等の接触式のもの
を用いることもできる）が、ベルト面を介して対応する
感光体１５０Ｙ〜１５０Ｋに対向するように設けられて
いる。

【０１７２】転写紙Ｐは積載収納されているカセット１
５８内から給紙され、送り込みローラ１５９により搬送
ベルト１５４上に乗せ掛けられ、帯電器１６０による帯
電を受けて搬送ベルト１５４の外周面に静電吸着されて
保持される。搬送ベルト１５４は反時計回りに回転し、
転写紙Ｐを周面に保持して搬送する。

【０１７３】転写紙Ｐは上記の如く搬送されつつ、先
ず、感光体１５０Ｙ上のイエロートナー画像を転写器１
５７Ｙにより転写され、続いて、感光体１５０Ｍ、１５
０Ｃ、１５０Ｋ上の、マゼンタ、シアン、黒の各色トナ
ー画像を順次、転写器１５７Ｍ、１５７Ｃ、１５７Ｋに
より転写される。各色トナー画像の転写は、これらトナ
ー画像が互いに位置合わせされて重なり合うように行わ
れる。

【０１７４】このようにして転写紙Ｐ上にカラー画像が
形成される。カラー画像を形成された転写紙Ｐは、除電
器１６１により除電され、自身の腰の強さにより搬送ベ
ルト１５４から剥離し、定着装置１６２によりカラー画
像を定着され、排出ローラ１６３により、画像形成装置
の天板を兼ねたトレイ１６４上に排出される。

【０１７５】トナー画像を転写された後の各感光体は、
対応するクリーナ１６５Ｙ、１６５Ｍ、１６５Ｃ、１６
５Ｋにより残留トナーや紙粉等を除去される。また、搬
送ベルト１５４は除電器１６６により除電され、クリー
ナ１６７によりクリーニングされる。

【０１７６】以上が画像形成プロセスのあらましであ
る。なお、図１０に示した実施の形態における各色トナ
ー画像の転写紙への転写方式に代えて周知の「中間転写
ベルトに各色トナー画像を転写してカラー画像とし、こ
のカラー画像を転写紙に転写する転写方式」を行うよう
にしてもよい。

【０１７７】前述の如く、このカラー画像形成装置にお
いて、走査結像光学系はｆθレンズであり各偏向光束ご
とに１組ずつ、全部で４組が設けられ、各組は２枚のレ
ンズで構成されている。これら４組のｆθレンズは「互
いに光学的に等価」で、各光源装置から対応する感光体
に至る光路長も互いに等しく設定されている。これらは
光学ハウジング１７５内に設けられている。

【０１７８】レンズＬＮＹ１、ＬＮＭ１、ＬＮＣ１、Ｌ
ＮＫ１は同一の樹脂材料で構成され、レンズＬＮＹ２、
ＬＮＭ２、ＬＮＣ２、ＬＮＫ２も同一の樹脂材料で構成
されている。これらレンズの材料樹脂としては、低吸水
性や高透明性、成形性に優れたポリカーボネートやポリ
カーボネートを主成分とする合成樹脂が好適である。樹
脂材料で構成すると非球面の形成も容易であるし、材料
費も安いため、カラー画像形成装置の低コスト化上有利
である。

【０１７９】反面、樹脂レンズは温・湿度変化の影響で
光学特性が変化するので、走査線曲がり・走査線の傾き
や等速性も環境変化に応じて変動する。そこで、液晶偏
向素子列装置（主走査液晶偏向素子列および／または副
走査偏向素子列）１７０Ｙ、１７０Ｍ、１７０Ｃ、１７
０Ｋを、各感光体１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５
０Ｋを光走査する偏向光束の光路上に図の如く設け、先
に説明した如くして、各感光体上における光スポットの
位置を主走査方向および／または副走査方向に調整する
ことにより走査線曲がり等を補正する。

【０１８０】特に、図１０に示すようなタンデム式のカ
ラー画像形成装置では、各感光体上に形成される画像に
おける走査線曲がりや走査線の傾きが、感光体相互で互
いに異なると「色ずれ」の問題が顕著に現れるので、上
記のようにして走査線曲がりや走査線の傾きを各光束ご
とに補正して、これらが実質的に同じになるようにする
ことにより「色ずれ」の問題を有効に軽減若しくは防止す
ることができる。

【０１８１】なお、図１０に図示していないが、各偏向
光束ＬＳＹ〜ＬＳＫが対応感光体上に形成する光スポッ
トの走査位置はそれぞれ、図５（ｂ）に即して説明した
走査位置検出手段２３（各被走査面と光学的に等価な位
置に配置される）と同様のものにより検出され、偏向光
束の一部を走査位置検出手段に導くため、液晶偏向素子
列装置１７０Ｙ〜１７０Ｋは（図では明らかでないが）
各偏向光束の光路上で副走査方向に対して若干傾けて配
置され、検出光束を各走査位置検出手段に向けて反射す
る。

【０１８２】上記のように、全ての走査結像光学系を樹
脂レンズで構成するのではなく、そのうちの１組、例え
ばレンズＬＮＫ１、ＬＮＫ２の組を「走査位置基準とな
る光学系」として、温度変動による影響をなくすため熱
膨張率の小さいガラス（熱膨張率：０．５×１０^−５／
℃））で構成し、偏向光束ＬＳＹ、ＬＳＭ、ＬＳＣの光
路内に設けた液晶偏向素子手段１７０Ｙ、１７０Ｍ、１
７０Ｃにより、偏向光束ＬＳＹ、ＬＳＭ、ＬＳＣによる
光走査における走査線曲がりや走査線の傾き、等速性
を、レンズＬＮＫ１、ＬＮＫ２により結像される偏向光
束ＬＳＫの走査線曲がりや走査線の傾き、等速性に合わ
せるように補正を行っても良い。

【０１８３】この場合、レンズＬＮＫ１、ＬＮＫ２によ
るｆθレンズは、他のｆθレンズと光学特性を等価に
し、他のｆθレンズの光路内に液晶偏向素子列装置を用
いることによる光路長の差を補正するために、液晶偏向
素子列装置１７０Ｋに代えて、これと光学的厚さ（物理
的な厚さに屈折率を掛けたもの）が等価な透明平行平板
を用いる。

【０１８４】このようにすると、液晶偏向素子列装置を
全ての偏向光束の光路上に搭載する必要が無く、また高
価なガラスレンズは基準となる走査結像光学系のみに使
用され、他の走査結像光学系は安価なプラスチックレン
ズを使用できるので、全体として安価なカラー画像形成
装置を実現でき、色ずれの少ない高品質のカラー画像を
得ることが可能になる。

【０１８５】図１０に示した画像形成装置における光走
査装置の部分は、１以上の光源からの光束を光偏向走査
手段１５１、１５２により偏向させ、偏向された光束を
走査結像光学系ＬＮＹ１、ＬＮＹ２〜ＬＮＫ１、ＬＮＫ
２により、光源に応じた被走査面１５０Ｙ〜１５０Ｋに
向けて集光させて、被走査面上に光スポットを形成して
光走査を行う光走査装置において、請求項１〜５の任意
の１に記載の液晶偏向素子列装置１０７Ｙ〜１０７Ｋ
を、光源からこの光源に対応する被走査面に至る光路の
１以上において光偏向走査手段と被走査面との間に配置
し、液晶偏向素子列装置１０７Ｙ〜１０７Ｋにより、光
走査に応じて光束を主走査方向及び／または副走査方向
に偏向させることにより、被走査面１５０Ｙ〜１５０Ｋ
上における主走査方向および／または副走査方向の光ス
ポット位置を調整するもの（請求項６）である。

【０１８６】また、各液晶偏向素子列装置１７０Ｙ〜１
７０Ｋは、走査結像光学系と被走査面との間に配置され
（請求項７）、上述の如く、副走査方向に対し傾けて配
設されている（請求項８）。

【０１８７】さらに、図１０に示された光走査装置は、
光源が複数で、各光源から各光源に対応する被走査面に
至る光路を構成する走査光学系が、各光源からの光束の
形成する光スポットによる走査線を実質的に互いに平行
（図面に直交する方向）としている（請求項１０）。ま
た、液晶偏向素子列装置１７０Ｙ〜１７０Ｋは、光源ご
とに設けられる（請求項１１）。光走査はまた、マルチ
ビーム方式で行うようにすることも可能である(請求項
９)。

【０１８８】そして、光源の数は４で、各光源から放射
される光束がカラー画像を構成する各色成分の画像情報
で変調される（請求項１２）。

【０１８９】従って、図１０記載の画像形成装置は、感
光媒体に光走査を行って、画像形成を行う画像形成装置
において、感光媒体に光走査を行う光走査装置として、
請求項６〜１２の任意の１に記載のものを用いうるもの
（請求項１３）であり、感光媒体１５０Ｙ〜１５０Ｋが
光導電性の感光体で、光走査により形成される静電線像
を可視化して得られるトナー画像は、シート状の記録媒
体Ｐに転写・定着される（請求項１４）。

【０１９０】また、各光源からの光束により光走査すべ
き被走査面の実体を成す４個の光導電性の感光体１５０
Ｙ〜１５０Ｋは、互いに並列に配置され（請求項１
５）、１以上の光スポットの走査位置を検出する走査位
置検出手段（図１０に図示されていない）を有し、走査
位置検出手段による検出結果に応じて、対応する液晶偏
向素子列装置の各液晶偏向素子における偏向量を決定す
る（請求項１６）。

【０１９１】図９、図１０に示す画像形成装置は上述の
如く、走査位置検出手段を有しており、走査位置検出手
段により検出された光スポットの走査位置に基づき、液
晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子における偏向量が決
定される。

【０１９２】走査位置検出は定期的（例えば１ヶ月に１
回）あるいは必要に応じて行い、その結果に基づいて決
定される偏向量をシステムコントローラのメモリに記憶
させておき、画像形成装置の電源投入時に各液晶偏向素
子における偏向量を設定する（請求項１７）。

【０１９３】あるいは、正規の画像形成プロセスに先立
って、走査位置検出手段により光スポットの走査位置を
検出し、検出結果に基づき、対応する液晶偏向素子列装
置の各液晶偏向素子における偏向量を設定する（請求項
１８）ようにしても良い。

【０１９４】走査線曲がり・走査線の傾きや等速性が環
境変化によって変動する場合、例えば、新たに正規の画
像形成プロセスが行われるとき、そのプロセス（連続プ
ロセスの場合には最初の１回）に先だって、走査位置検
出とそれの基づく偏向量設定を行うことにより、画像形
成プロセスが行われるときの環境状態に応じた偏向量を
適切に設定することが可能となる。

【０１９５】走査線曲がり・走査線の傾きや等速性が環
境変化によって変動する場合、画像形成プロセスが連続
して多数回行われる場合には、プロセス回数の増加とと
もに装置内温度が上昇して環境が変化する。このような
場合には、走査位置検出と偏向量の設定を、連続プロセ
ス中に適宜（例えば、プロセス５回当たりに１回）行う
ようにするのがよい。

【０１９６】この場合、感光媒体が光導電性の感光体
で、感光体上に形成されるトナー画像をシート状の記録
媒体に転写・定着する画像形成装置の場合には、トナー
画像を担持するシート状の記録媒体Ｐの連続搬送におけ
る媒体間隔時間内に走査位置検出手段による光スポット
の走査位置の検出を行い、液晶偏向素子列装置の各液晶
偏向素子における偏向量の再設定の必要性を判定するよ
うにすればよい（請求項１９）。

【０１９７】前述したように、媒体間隔時間：ｈ、光ス
ポットの走査位置の検出に要する時間：ｈ１、液晶偏向
素子列装置の各液晶偏向素子に偏向量を設定するのに必
要な処理時間：ｈ２が「ｈ≧ｈ１＋ｈ２」が満足する場
合であれば、新たな偏向量の設定を「光スポットの走査
位置検出を行ったのと同一の媒体間隔時間内」に行うこ
とができるし、「ｈ＜ｈ１＋ｈ２」の場合、ｈ＞ｈ１、
ｈ＞ｈ２であるならば、光スポットの走査位置の検出を
適宜の媒体間隔時間（例えば、画像形成プロセスの３回
に１回の割合い）に行い、偏向量の決定は、この媒体間
隔時間よりもあとの媒体間隔時間において行うようにす
ればよい（請求項２０）。

【０１９８】また、ｈ２＞ｈとなる場合には、媒体間隔
時間内に偏向量の設定しなおしを行うことができない
が、このような場合には、例えば、画像形成プロセス１
０回ごとに、画像形成プロセスを微小時間停止し、媒体
間隔時間：ｈ＞ｈ２となるようにし、この間に偏向量の
設定を行うようにすれば良い。

【０１９９】１例として、画像形成プロセスの速さを高
品質モード、高速モード、最速モードの３モードで切り
換えできる場合を説明する。走査位置検出手段による位
置検出を行って偏向量を算出するのにかかる時間：ｈ１
を０．０５秒、決定された偏向量を液晶偏向素子列装置
に設定するのに必要な時間を０．０５秒とし、媒体間隔
時間：ｈが、高品質モードでは０．２５秒、高速モード
では０．０５５秒、最速モードでは０．０３秒とする。

【０２００】このときの制御の手順を示すフロー図を図
１１に示す。ステップ：S１「初期設定」は、液晶偏向素子列装置に
基準となる偏向量の設定を行うステップである。このと
きの偏向量は、基準的な状態において最後に設定された
値である。ステップ：S２「連続？」では、画像形成プ
ロセスが連続プロセスであるか否かが判断される。

【０２０１】連続プロセスであることが判断された場合
は、ステップ：Ｓ３「Ｎ≧２０」でプロセス回数：Ｎが
２０以上であるか否かが判断される。２０回以下の画像
形成プロセスの場合には、連続して画像形成を行って
も、装置内の温度は然程上昇せず、液晶偏向素子列装置
における偏向量設定を新たに行う必要はない。

【０２０２】従って、これらの場合には、通常の画像形
成プロセスが行われ、その間、液晶偏向素子列装置の各
液晶偏向素子における偏向量は、初期設定された値が用
いられる。続いて、ステップ：Ｓ５「高品質？」では、
画像形成プロセスのモードが高品質であるか否かが判断
される。高品質モードでは、画像形成プロセスは比較的
低速で媒体間隔時間：ｈが０．２５秒と大きいため、ス
テップ：Ｓ６「所定回数ごとに検出・設定」では、所定
の画像形成プロセス回数ごと（例えば、５回ごと）に走
査位置検出と偏向量の設定とを同一の媒体間隔時間内に
行う。

【０２０３】画像形成モードが高品質モードで無いとき
は、ステップ：Ｓ７「高速？」において高速モードであ
るか否かが判断され、高速モードであるときはステッ
プ：Ｓ９「所定回数ごとに検出」で、所定の画像形成プ
ロセス回数（例えば５回ごと）に媒体間隔時間内で走査
位置検出を実行し、その結果定められる偏向量をステッ
プ：Ｓ１０「次回のプロセスで設定」で、次回プロセス
の媒体間隔時間内に偏向量の設定を実行する。

【０２０４】高速モードでないときは、ステップ：Ｓ８
「最速」で最速モードを設定する。そしてこの場合は、
ステップ：Ｓ１１「所定回数ごとに検出」で、所定の画
像形成プロセス回数（例えば５回ごと）に、媒体間隔時
間内に走査位置検出を実行し、ステップ：Ｓ１２「所定
回数ごとに遅延調整」で、例えば、位置検出が行われた
媒体間隔時間後の画像形成プロセスが終了した時点で、
プロセスを所定時間：Δｔ（０．１秒程度）遅延させ、
この間に偏向量の設定を行う。

【０２０５】上の説明における「偏向量の設定」は勿
論、「偏向量の再設定が必要と判定された場合」に行われ
るのであり、再設定不要（走査線曲がり等の変化が十分
に小さい）の判定が成された場合には、それ以前の偏向
量が用いられる。

【０２０６】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、新規な液晶偏向素子列装置・光走査装置・画像形成
装置および画像形成方法を実現できる。この発明の液晶
偏向素子列装置によれば、被走査面上における光スポッ
トの位置を調整できるので、走査線曲がり・走査線の傾
きや等速性を良好に補正することができ、従って、この
液晶偏向素子列装置を用いる光走査装置では走査線曲が
り・走査線の傾きや等速性を良好に補正された光走査を
実現でき、かかる光走査装置を用いる画像形成装置で
は、良好な画像形成を行うことができる。

【０２０７】特に、タンデム式のカラー画像形成装置で
は、形成されるカラー画像における「色ずれ」を良好に
補正できる。また、この発明の画像形成方法では、適正
な補正を可能ならしむるため、液晶偏向素子列装置への
偏向量の設定を適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶偏向素子列装置に用いられる液晶偏向素子
の１例を説明するための図である。

【図２】液晶偏向素子列装置に用いられる液晶偏向素子
の別例を説明するための図である。

【図３】液晶偏向素子列装置に用いられる液晶偏向素子
の他の例を説明するための図である。

【図４】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５】液晶偏向素子列装置による走査線曲がりの補正
を説明するための図である。

【図６】液晶偏向素子列装置の２例を説明するための図
である。

【図７】走査位置検出を説明するための図である。

【図８】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９】画像形成装置の実施の１形態を説明するための
図である。

【図１０】画像形成装置の実施の別形態を説明するため
の図である。

【図１１】液晶偏向素子列装置への偏向量の設定の手順
を示すフロー図である。

【符号の説明】

Ｌｉ（ｉ＝１〜１０）液晶偏向素子Ｄｉ（ｉ＝１〜１０）ドライバ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｚ５Ｃ０７２Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ (72)発明者鈴木光夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者天田琢東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA10 BA04 BA69 BA71 BA85 BB02 BB05 BB14 BB15 BB22 BB32 BB46 CA18 CA22 2H045 AA01 CA95 DA02 DA12 2H088 EA45 EA47 GA02 HA01 HA02 HA03 HA18 HA24 HA28 KA05 KA26 KA27 MA20 2H091 FA07X FA14Z FA26X FA26Z FA41X FA41Z GA01 GA02 GA06 GA08 GA11 HA07 KA01 LA15 MA06 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DB24 DB30 DC02 DC04 DC05 DC07 DE04 DE26 EA01 FA01 5C072 AA03 BA12 BA17 HA02 HA06 HA09 HA13 HA20 HB08 HB10 HB15 QA14 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源側からの光束を光偏向走査手段により
偏向させ、偏向された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、被走査面上における光スポ
ットの位置を調整する装置であって、独立して制御可能な液晶偏向素子を複数個、主走査方向
へ配列して有し、光偏向走査手段から被走査面に至る光路中に配置され、
光走査に応じて光束の、主走査方向及び／または副走査
方向の偏向量を液晶偏向素子ごとに制御することによ
り、被走査面上における光スポットの位置を調整するこ
とを特徴とする液晶偏向素子列装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶偏向素子列装置におい
て、副走査方向を偏向方向とする副走査液晶偏向素子を複数
個、主走査方向に配列してなる副走査液晶偏向素子列と
して構成されていることを特徴とする液晶偏向素子列装
置。
【請求項３】請求項１記載の液晶偏向素子列装置におい
て、主走査方向を偏向方向とする主走査液晶偏向素子を複数
個、主走査方向に配列した主走査液晶偏向素子列を単独
で、もしくは請求項２記載の副走査液晶偏向素子列とと
もに有することを特徴とする液晶偏向素子列装置。
【請求項４】請求項２または３記載の液晶偏向素子列装
置において、副走査液晶偏向素子列における各副走査液晶偏向素子の
主走査方向の幅が十分に小さく、隣接する副走査液晶偏
向素子間の偏向量変化が実質的に連続的な変化と見なし
得ることを特徴とする液晶偏向素子列装置。
【請求項５】請求項３記載の液晶偏向素子列装置におい
て、主走査液晶偏向素子列における各主走査液晶偏向素子の
主走査方向の幅が十分に小さく、隣接する主走査液晶偏
向素子間の偏向量変化が実質的に連続的な変化と見なし
得ることを特徴とする液晶偏向素子列装置。
【請求項６】１以上の光源からの光束を光偏向走査手段
により偏向させ、偏向された光束を走査結像光学系によ
り、光源に応じた被走査面に向けて集光させ、上記被走
査面上に光スポットを形成して光走査を行う光走査装置
において、請求項１〜５の任意の１に記載の液晶偏向素子列装置
を、光源からこの光源に対応する被走査面に至る光路の
１以上において、光偏向走査手段と上記被走査面との間
に配置し、上記液晶偏向素子列装置により、光走査に応
じて光束を主走査方向及び／または副走査方向に偏向さ
せることにより、上記被走査面上における主走査方向お
よび／または副走査方向の光スポット位置を調整するこ
とを特徴とする光走査装置。
【請求項７】請求項６記載の光走査装置において、液晶偏向素子列装置が、走査結像光学系と被走査面との
間に配置されたことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】請求項６または７記載の光走査装置におい
て、液晶偏向素子列装置が、副走査方向に対し傾けて配設さ
れたことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】請求項６または７または８記載の光走査装
置において、光源から複数光束が放射され、被走査面が２以上の光ス
ポットで光走査されることを特徴とするマルチビーム方
式の光走査装置。
【請求項１０】請求項６〜９の任意の１に記載の光走査
装置において、光源が複数であり、各光源から各光源に対応する被走査
面に至る光路を構成する走査光学系が、各光源からの光
束の形成する光スポットによる走査線を、実質的に互い
に平行とするように構成されていることを特徴とする光
走査装置。
【請求項１１】請求項１０記載の光走査装置において、液晶偏向素子列装置が、光源ごとに設けられていること
を特徴とする光走査装置。
【請求項１２】請求項１０または１１記載の光走査装置
において、光源の数を３もしくは４とし、各光源から放射される光
束が、カラー画像を構成する各色成分の画像情報で変調
されることを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】感光媒体に光走査を行って、画像形成を
行う画像形成装置において、感光媒体に光走査を行う光走査装置として、請求項６〜
１２の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項１４】請求項１３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あり、光走査により形成
される静電線像を可視化して得られるトナー画像をシー
ト状の記録媒体に転写・定着することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１５】請求項１４記載の画像形成装置におい
て、光走査装置が請求項１２記載のものであり、各光源からの光束により光走査すべき被走査面の実体を
成す３もしくは４個の光導電性の感光体を、互いに並列
に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】請求項１３または１４または１５記載の
画像形成装置において、１以上の光スポットの走査位置を検出する走査位置検出
手段を有し、上記走査位置検出手段による検出結果に応
じて、対応する液晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子に
おける偏向量を決定することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１７】請求項１６記載の画像形成装置を用いる
画像形成方法であって、走査位置検出手段により検出される光スポットの走査位
置に基づき、画像形成装置の電源投入時に、対応する液
晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子における偏向量を設
定することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１８】請求項１６記載の画像形成装置を用いる
画像形成方法であって、正規の画像形成プロセスに先立って、走査位置検出手段
により光スポットの走査位置を検出し、検出結果に基づ
き、対応する液晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子にお
ける偏向量を設定することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１９】請求項１６または１７または１８記載の
画像形成方法において、感光媒体として光導電性の感光体を用い、画像形成プロ
セスを連続して行う場合に、トナー画像を担持するシー
ト状の記録媒体の連続搬送における媒体間隔時間内に走
査位置検出手段による光スポットの走査位置の検出を行
い、液晶偏向素子列装置の各液晶偏向素子における偏向
量の再設定の必要性を判定することを特徴とする画像形
成方法。
【請求項２０】請求項１９記載の画像形成方法におい
て、画像形成プロセスを連続して行う場合に、偏向量の再設
定が必要と判定されたとき、光スポットの走査位置の検
出を行ったのと同一の媒体間隔時間内、もしくは、それ
以後の媒体間隔時間内に新たな偏向量の設定を行うこと
を特徴とする画像形成方法。