JP2003302595A

JP2003302595A - 光走査装置及び画像形成装置並びに光学装置

Info

Publication number: JP2003302595A
Application number: JP2002108406A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hayashi; 善紀林; Seizo Suzuki; 清三鈴木; Naoki Miyatake; 直樹宮武; Migaku Amada; 天田　　琢; Mitsuo Suzuki; 光夫鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】低コスト、省スペースで、応答性が速く、且
つ、簡単な構成で高精度なビーム位置補正を可能する光
走査装置、及び画像形成装置、並び光学装置を提供す
る。【解決手段】光源１１ａ、１１ｂと、光源１１ａ、１
１ｂからのビームを偏向する偏向手段１４と、光源１１
ａ、１１ｂと偏向手段１４の間に配備され且つ透明な固
体部材と透明な液晶部材４１からなる液晶光学素子４０
ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと、液晶部材４１の屈折率
を変化させる電気的制御手段４６と、偏向手段１４から
のビームを被走査面１６上に導く走査光学系１５とを有
し、液晶光学素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、
電気制御により液晶部材４１の屈折率を変化させないと
き、液晶光学素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄへの
入射ビームと液晶光学素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４
０ｄからの出射ビームが角度を有するよう構成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＢＰ、デジタル
複写機等に用いるため、光ビームを微小に偏向させるこ
とを必要とする光学装置、及び画像形成装置並びに光学
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の従来例として、特開平７−２１
８８５６号公報、及び特開平８−３１３９４１号公報に
記載された技術が存在する。光学素子を通る屈折率勾配
を発生させるためには、電極配置や電気制御が複雑にな
ると共に、屈折率分布により波面が劣化することに対
し、特開平７−２１８８５６号公報には、屈折率そのも
のを変化させるので、単純な電極配置にすると共に、電
気制御を簡単化し、更に、屈折率分布を無くすので、波
面劣化も少ないという技術開示がある。又、特開平８−
３１３９４１号公報には、液晶に電圧を付加し、回折を
利用し、ビームを偏向するという技術開示がある。更
に、液晶光学素子を用いた他の出願には、液晶光学素子
において電気制御により液晶部材の屈折率を変化させな
いとき、液晶光学素子への入射ビームと液晶光学素子か
らの出射ビームが角度を有さないよう構成したものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
走査光学系を用いる画像形成装置の高画質化、高速化、
小型化への要求が益々高まってきており、光走査装置に
対し、以下の方式が提案されているが、いずれも以下に
示す課題を抱えている。マルチビームを用いた光走査装
置であり、複数のビームで被走査面上を走査して、高速
化、高密度化を実現するマルチビーム光走査装置の場合
には、複数ビーム間の主走査、副走査の相対的な位置を
高精度に設定するという要求があり、従来多くはメカ的
な調整を行っていたが、装置が大掛かりになる、経
時的に特性が変化する等の問題があった。特に副走査方
向の位置制御に関しては、これまではメカ的な補正しか
方法がなく大きな課題であった。

【０００４】複数の走査光学系により異なる被走査面を
走査して高速化を実現できるタンデム対応（多色対応）
の光走査装置の場合には、異なる被走査面における相対
的なビーム位置を高精度に設定し、色ずれを低減するこ
とが課題である。特に走査線曲がりや走査線傾きといっ
た、主走査位置によって副走査の走査位置が相対的にず
れる特性は、これまで行われていたメカ的な調整方法
（走査レンズの湾曲、折り返しミラーの湾曲等）では高
精度な補正が困難であると同時に、装置が大掛かりにな
る、経時的に特性が変化する等の問題があった。複数の
走査光学系を主走査方向に並べて被走査面を走査する分
割走査方式の光走査装置の場合には、偏向器、走査光学
素子等が小型化できると同時に光束径を小さくできるの
で、ビームスポット小径化に対しても有利であるが、繋
ぎ目におけるビームを相対的に高精度に位置合わせする
という課題があり、やはり簡単な構成で調整可能な手段
が要求される。また、レーザ顕微鏡等の他の応用に対し
ても、簡単な構成でレーザビームを高精度に調整するこ
とが可能な光学装置が要求される。一方、これまでの液
晶部材を用いた偏向素子は、特開平７−２１８８５６号
に示す如く、複数の電極に印加電圧を加えて屈折率分布
を発生させ、プリズム効果により入射ビームを偏向する
方式と、特開平８−３１３９４１号公報に示す如く、複
数の電極に印加電圧を加えて回折格子として機能する縞
パターンを生成し、回折効果により入射光を偏向させる
方式との２方式があるが、いずれの場合も、複数の電極
は、ほぼ等間隔に並んだ電極パターンを形成するため、
電極ピッチに相当する回折光を一般的に発生し、ゴース
ト光が発生するという問題がある。また、これらの方式
は波面劣化し、ビームスポット小径化が困難になる。

【０００５】そこで本発明は上記の問題点を解決するた
めになされたもので、低コスト、省スペースで、応答性
が速く、且つ、簡単な構成で高精度なビーム位置補正を
可能する光走査装置、及び画像形成装置、並び光学装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、光源と、該光源からの
ビームを偏向する偏向手段と、前記光源と偏向手段の間
に配備され且つ透明な固体部材と透明な液晶部材からな
る液晶光学素子と、前記液晶部材の屈折率を変化させる
電気的制御手段と、前記偏向手段からのビームを被走査
面上に導く走査光学系とを有し、前記液晶光学素子は、
電気制御により液晶部材の屈折率を変化させないとき、
前記液晶光学素子への入射ビーム（入射光束）と前記液
晶光学素子からの出射ビーム（出射光束）が角度を有す
るよう構成された光走査装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記液晶光学素子の配置位置
または配置姿勢が調整可能に構成された請求項１記載の
光走査装置を主要な特徴とする。請求項３記載の発明で
は、複数の光源により被走査面上をマルチビームが走査
する光走査装置であって、複数の光源のうち少なくとも
１つの光源と偏向手段の間に前記液晶光学素子を配備
し、電気制御により被走査面上の複数ビームの相対的な
位置を補正するよう構成した請求項１又は２記載の光走
査装置を主要な特徴とする。請求項４記載の発明では、
前記液晶光学素子における液晶部材の入射面と液晶部材
の出射面は互いに平行でない平面である請求項１〜３の
いずれか一項に記載の光走査装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記液晶光学素子における液
晶部材の入射面または出射面が副走査方向にパワーを有
する面であり、且つ前記副走査方向にパワーを有する面
におけるビームの通過位置が面の光軸に対し副走査方向
にシフトするよう構成された請求項１〜４のいずれか一
項に記載の光走査装置を主要な特徴とする。請求項６記
載の発明では、光源と、該光源からのビームを偏向する
偏向手段と、該偏向手段からのビームを被走査面上に導
く走査光学系と、前記偏向手段と被走査面の間に配備さ
れ且つ透明な固体部材と透明な液晶部材からなる液晶光
学素子と、前記液晶部材の屈折率を変化させる電気的制
御手段とを備え、前記液晶光学素子は、電気制御により
液晶部材の屈折率を変化させないとき、前記液晶光学素
子への入射ビームと前記液晶光学素子からの出射ビーム
が角度を有するよう構成された光走査装置を最も主要な
特徴とする。請求項７記載の発明では、電気制御により
前記液晶光学素子内の液晶部材の屈折率を主走査方向に
異ならせる手段を有した請求項６記載の光走査装置を主
要な特徴とする。

【０００７】請求項８記載の発明では、前記液晶光学素
子における液晶部材の入射面と液晶の出射面は互いに平
行でない平面である請求項６又は７記載の光走査装置を
主要な特徴とする。請求項９記載の発明では、前記液晶
光学素子における液晶部材の入射面または出射面が副走
査方向にパワーを有する面であり、且つ前記副走査方向
にパワーを有する面におけるビームの通過位置が面の光
軸に対し副走査方向にシフトするよう構成された請求項
６〜８のいずれか一項に記載の光走査装置を主要な特徴
とする。請求項１０記載の発明では、請求項１〜５のい
ずれか一項に記載の光走査装置を用いた画像形成装置を
主要な特徴とする。請求項１１記載の発明では、請求項
６〜９のいずれか一項に記載の光走査装置を用い、且つ
複数の被走査面と、複数の被走査面に対応する複数の走
査光学系を有する画像形成装置を主要な特徴とする。請
求項１２記載の発明では、複数の走査光学系が主走査方
向に配列して配備された請求項１１記載の画像形成装置
を主要な特徴とする。請求項１３記載の発明では、透明
な固体部材と透明な液晶部材からなる液晶光学素子と、
前記液晶部材の平均屈折率を変化させる電気的制御手段
と、前記液晶光学素子に入射するレーザビームとを有
し、電気制御により液晶部材の屈折率を変化させないと
き、入射した光ビームが前記液晶光学素子により偏向さ
れ、且つ電気制御により前記偏向される角度が変化する
よう構成された光学装置を最も主要な特徴とする。請求
項１４記載の発明では、前記液晶光学素子における液晶
部材の入射面と液晶の出射面は互いに平行でない平面で
ある請求項１３記載の光学装置を主要な特徴とする。請
求項１５記載の発明では、前記液晶光学素子における液
晶部材の入射面または出射面がパワーを有し、且つ、前
記パワーを有する面におけるビームの通過位置が面の光
軸に対しシフトするよう構成された請求項１３又は１４
記載の光学装置を主要な特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳細に説明する。実施の形態として光走査装置の
第一例を図１〜図３において説明すると、図１は、本発
明の光走査装置の実施形態の第一例を示す概略図であ
る。図１において、複数の半導体レーザ１１ａ、１１ｂ
から出射した発散ビームは各々カップリングレンズ１２
ａ、１２ｂでカップリングされ、さらにシリンドリカル
レンズ１３により、偏向手段であるポリゴンミラー１４
面近傍で主走査方向に長い線像として形成し、なおか
つ、主走査方向についてはポリゴンミラー１４面近傍で
複数ビームを交差させている。ここで、ポリゴンミラー
１４により偏向された複数ビームは走査光学系１５を介
して被走査面１６上で集光されると共に、略等速に走査
される。図２、又は図３は副走査断面における液晶光学
素子４０ａ、４０ｂの状態を示す概略図であって、副走
査断面における液晶光学素子４０ａ、４０ｂはカップリ
ングレンズ１２とシリンドリカルレンズ１３との間に配
備される。図２は液晶光学素子の断面図であり、ネマテ
ィックの液晶部材４１の両側面には夫々順に透明な固体
部材としての配向膜４２、透明電極４３、ガラス材４４
を配置する。ここで、平行平板形状をしたガラス材４４
は副走査断面内において互いに角度を有しており、図
中、４５はスペーサを示し、４６は駆動制御系を示して
いる。駆動制御系４６により、透明電極４３を介し、電
圧を発生させると、結晶軸の方向が電圧がかかった方向
と大きさに応じて変化し、異常光線に対して屈折率が変
化する。このとき、液晶部材４１の入射面と液晶の出射
面は互いに平行でない平面となっているので、屈折率が
変化すると出射方向が副走査方向に変化する。これによ
り、副走査方向の相対的な位置調整を高精度に行うこと
ができ、なおかつ、機械的な機構が不要となるので応答
速度を速めることができる。特に受光手段１９でビーム
位置を検出し、検出データを利用すれば、装置内での調
整が可能になる。従って、マルチビームにおける被走査
面上での相対的なビーム位置（ビームピッチ）調整やタ
ンデム対応の光走査装置における色ずれの調整や分割走
査方式の光走査装置における繋ぎ目での位置調整が可能
になる。また、液晶部材４１の屈折率さえ変化させれ
ば、屈折率分布を生じさせなくても位置調整が可能で、
電極を簡単なパターンにすることができるので、ゴース
ト光の発生を低減することができ、なおかつ、波面劣化
も低減できる。

【０００９】図３の副走査方向の断面図に示される液晶
光学素子４０ａ、４０ｂは、液晶部材４１が副走査方向
にパワーを有するシリンドリカルレンズ１３と平行平板
（ガラス材）４４の間に充填されている。換言すれば、
図２の実施形態における入射側の平行平板４４に代えて
シリンドリカルレンズ１３を用い、このシリンドリカル
レンズ１３を入射側の透明電極４３に密着させている。
そして、入射するビーム（光束）がシリンドリカルレン
ズ１３の光軸から副走査方向にシフトされている。この
ときもやはり、屈折率分布が変化すれば出射方向が副走
査方向に変化し、副走査方向の相対的な位置調整を高精
度に行うことができる。図１では２つの液晶光学素子４
０ａ、４０ｂを光路中に挿入しているが、相対的なビー
ムピッチを調整するための目的であれば、１つの光路中
だけに液晶光学素子を挿入しても良い。受光手段１９で
副走査方向のビームピッチ（複数ビームの相対的な位
置）を検出した後、駆動電圧を適切に設定することによ
り、高速、かつ、高精度なビームピッチ調整が可能にな
る。また、図２、図３の液晶光学素子は電圧を印加しな
くてもビームの入射方向に対し、出射方向を変えること
ができるので、初期状態において、前記液晶光学素子４
０ａ、４０ｂの配置姿勢又は配置位置を変更することに
より、被走査面上でのビーム位置を調整することができ
る。図２の液晶光学素子４０ａ、４０ｂにおいては、光
軸に平行な軸を中心としたティルト（図１の実線の矢
印）、図３の液晶光学素子４０ａ、４０ｂにおいては、
副走査方向のシフト（図１の波線の矢印）により、副走
査方向のビーム位置調整が可能になる。この調整は、特
に初期調整で有効であるので、調整後に図示しない支持
部材に対して接着固定したり、ネジにより締結しても良
い。したがって、前述したティルト方向、シフト方向に
対して位置決めの基準を有していなかったり、位置決め
基準が可動となっていれば本発明の範疇に属する。これ
により、機械的な調整（初期調整）と液晶の屈折率変化
（装置内調整）による調整の機能分担をすることがで
き、かつ、液晶の屈折率変化の範囲を小さくできる。
又、調整範囲を小さくして、印加電圧を小さくすると共
に、調整分解能を向上することができる。

【００１０】次に、実施の形態として光走査装置の第二
例を図４〜図６において説明すると、図４、図５は複数
の被走査面に対応する複数の光学系を有する光走査装置
（副走査断面）を示したものである。２段のポリゴンミ
ラー１４により偏向された少なくとも４本のビームがそ
れぞれ走査光学系を介し、異なる被走査面１６上を走査
している。走査光学系と被走査面１６の間に長尺の液晶
光学素子４０ｃを配備し、ビーム全光量のうち大部分は
被走査面１６に向かうようにするが、一部は反射し、主
走査方向に複数個配備された受光手段１９でビーム位置
を検知できるようにする。４０ｃの副走査断面は図２又
は図３に示すようになっており、前述したように印加電
圧により屈折率を変化させれば副走査方向のビーム位置
の調整が可能になる。このとき、印加電圧が主走査方向
について異なるようにすることにより、任意の像高で副
走査方向のビーム位置を補正でき、バイアス的な副走査
方向の走査位置補正だけでなく、走査線曲がり、走査線
傾き等の補正も可能になる。ここで、図中、１５−１、
１５−２は走査レンズ、２１は折り返しミラーを示す。
図６は走査線曲がり補正のステップを示すものあり、図
６において、上段が補正前の状態で、中段が主走査方向
を１０分割し、それぞれに区分において異なる印加電圧
をかけたときの補正の様子を示した図である。分割数を
さらに細かくして補正した図が下段に示しており、この
とき走査線曲がりはほぼ０となる。また、同様に走査線
傾きの補正も可能である。従って、主走査方向に複数個
配備された受光手段を用いた、副走査方向の走査位置計
測データに基づき副走査方向のビーム位置補正を装置内
で行うことにより、各被走査面上の相対的なビーム位置
ずれが低減でき、色ずれを低減した画像形成装置が提供
できる。

【００１１】図７は、走査光学系を主走査方向に並べて
被走査面上を走査する方式を示す概略図である。このよ
うな方式において、繋ぎ目における相対的なビーム位置
ずれを低減することは大きな課題であり、特に副走査方
向について相対的なビーム位置を補正することは大きな
課題である。図示するように、走査光学系と被走査面１
６の間に、印加電圧が主走査方向について異なるように
できる液晶光学素子４０ｄを挿入することにより、繋ぎ
目におけるバイアス的な副走査方向の走査位置補正だけ
でなく、走査線曲がり、走査線傾き等の補正も可能にな
る。レーザ走査顕微鏡等において、ビームの照射位置を
微小に調整できれば、機械的な機構が不要になるので装
置が小型になる。又、図２、図３に示される本発明で
は、電極を両側に配備しただけの、簡単な電極パターン
を構成し、印加電圧を偏向することで屈折率を可変にし
ており、偏向角を可変にしている。電極パターンが簡単
になるので、駆動制御系が簡単になる、ゴースト光が発
生しない、等のメリットがあり、なおかつ、屈折率分布
が生じないので波面収差も劣化しない。前述したよう
に、図２の例では液晶部材の入射面と液晶の出射面は互
いに平行でない平面となっているので、屈折率が変化す
ると出射方向が副走査方向に変化する。これにより、副
走査方向の相対的な位置調整を高精度に行うことができ
る。図３の例では、液晶部材が副走査方向にパワーを有
するシリンドリカルレンズと平行平板との間に充填され
ており、入射するビームがシリンドリカルレンズの光軸
から副走査方向にシフトされているので、屈折率分布が
変化すれば出射方向が副走査方向に変化し、副走査方向
の相対的な位置調整を高精度に行うことができる。

【００１２】次に、本発明の光走査装置を画像形成装置
に適用した場合の例について説明すると、図８は画像形
成装置の構成を示す概略図である。図８において、レー
ザプリンター１００は潜像担持体１１１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。潜像担
持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１
１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、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「コ
ロナチャージャ」を用いることもできる。更に、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。ここで、図
８において、１１６は定着装置、１１８はカセット、１
１９はレジストローラ対、１２０は給紙コロ、符号１２
１は搬送路、１２２は排紙ローラ対、１２３はトレイ、
符号Ｐは記録媒体としての転写紙を示している。

【００１３】画像形成を行うときは、光導電性の感光体
である像担持体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、像担持体
１１１上にトナー画像が形成される。一方、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
脱着可能であり、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に捕らえられる。レジストローラ
対１１９は、像担持体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１１６へ送られ、定着装置１
１６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。又、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１１５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。潜像担持体１
１１に光走査により潜像を形成し、上記潜像を可視化し
て所望の記録画像を得る画像形成装置において、潜像担
持体１１１を光走査する光走査装置を用いるものであ
り、潜像担持体１１１は光導電性の感光体であり、その
均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成さ
れた静電潜像がトナー画像として可視化される。

【００１４】又、画像形成装置の他の構造について説明
すると、図９に示す如く、装置内の下部側には水平方向
に配設されて給紙カセット１から給紙される転写紙（図
示せず）を搬送する搬送ベルト２が設けられている。こ
の搬送ベルト２上にはイエローＹ用の感光体３Ｙ、マゼ
ンタＭ用の感光体３Ｍ、シアンＣ用の感光体３Ｃ及びブ
ラックＫ用の感光体３Ｋが上流側から順に等間隔で配設
されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋを適宜付けて区別するものとする。これらの感光
体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは全て同一径に形成されたも
ので、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス
部材が順に配設されている。感光体３Ｙを例に採れば、
帯電チャージャ４Ｙ、光走査装置５Ｙ、現像装置６Ｙ、
転写チャージャ７Ｙ、クリーニング装置８Ｙ等が順に配
設されている。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに対しても
同様である。即ち、本実施の形態では、感光体３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃ、３Ｋを各色毎に設定された被照射面とするも
のであり、各々に対して光走査装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、
５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。一方、搬送
ベルト２の周囲には、感光体５Ｙよりも上流側に位置さ
せてレジストローラ９と、ベルト帯電チャージャ３０が
設けられ、感光体５Ｋよりも下流側に位置させてベルト
分離チャージャ３１、除電チャージャ３２、クリーニン
グ装置３３等が順に設けられている。また、ベルト分離
チャージャ３１よりも搬送方向下流側には定着装置３４
が設けられ、排紙トレイ３５に向けて排紙ローラ３６で
結ばれている。このような概略構成において、例えば、
フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光
体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに対してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の
各色の画像信号に基づき各々の光走査装置５Ｙ、５Ｍ、
５Ｃ、５Ｋによる光ビームの光走査で静電潜像が形成さ
れる。これらの静電潜像は各々の対応する色トナーで現
像されてトナー像となり、搬送ベルト２上に静電的に吸
着されて搬送される転写紙上に順次転写されることによ
り重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された
後、排紙される。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１によれ
ば、電気制御により液晶部材の屈折率を変化させないと
き、液晶光学素子への入射ビームと液晶光学素子からの
出射ビームが角度を有するよう、透明部材と液晶部材か
らなる前記液晶光学素子を用いるので、簡単な電極パタ
ーンと駆動制御系を用いて、高速・高精度なビーム位置
調整が可能な光走査装置を提供することができ、また、
ゴースト光の少ない光走査装置が実現できる。請求項２
によれば、液晶光学素子の配置位置または配置姿勢を調
整可能とするので、高精度な機械的な調整（初期調整）
と液晶の屈折率変化（装置内調整）による調整の機能分
担をすることができ、結果的に、印加電圧を小さくする
と共に消費電力を低減することができ、更に、液晶の屈
折率分布変化により調整分解能を向上することができ
る。請求項３によれば、光源のマルチビーム化により、
高密度化に加え高速化も実現でき、なおかつ、偏向器の
回転速度を低減できるので、消費電力の低減、高耐久、
低騒音が実現できる。また、マルチビーム光学系に本液
晶光学素子を用いることにより、高精度なビームピッチ
補正が可能になる高画質対応の光走査装置が提供でき
る。また、ゴースト光を低減できる。請求項４によれ
ば、前記液晶光学素子における液晶部材の入射面と液晶
部材の出射面は互いに平行でない平面であるので、簡単
な電極パターンと駆動制御系を用いて、高精度なビーム
位置調整が可能な光走査装置を提供できる。また、ゴー
スト光の少ない光走査装置が実現できる。請求項５によ
れば、前記液晶光学素子における液晶部材の入射面また
は出射面が副走査方向にパワーを有する面であり、且つ
前記副走査方向にパワーを有する面におけるビームの通
過位置が面の光軸に対し副走査方向にシフトするので、
簡単な電極パターンと駆動制御系を用いて、高精度なビ
ーム位置調整が可能な光走査装置を提供できる。また、
ゴースト光の少ない光走査装置が実現できる。請求項６
によれば、偏向手段と被走査面の間に、電気制御により
液晶部材の屈折率を変化させないとき、液晶光学素子へ
の入射ビームと液晶光学素子からの出射ビームが角度を
有する液晶光学素子を配備するので、高精度に高速に副
走査方向のビーム位置補正が可能な光走査装置を提供で
きる。又、簡単な電極パターンと駆動制御系を用いるの
で、高精度なビーム位置調整が可能であり、ゴースト光
の少ない光走査装置が実現できる。

【００１６】請求項７によれば、任意の像高で副走査方
向のビーム位置を補正でき、バイアス的な副走査方向の
走査位置補正だけでなく、走査線曲がり、走査線傾き等
の補正も可能になる。請求項８によれば、前記液晶光学
素子における液晶部材の入射面と液晶部材の出射面は互
いに平行でない平面であるので、簡単な電極パターンと
駆動制御系を用いて、高精度なビーム位置調整が可能な
光走査装置を提供できる。また、ゴースト光の少ない光
走査装置が実現できる。請求項９によれば、前記液晶光
学素子における液晶部材の入射面または出射面が副走査
方向にパワーを有する面であり、且つ前記副走査方向に
パワーを有する面におけるビームの通過位置が面の光軸
に対し副走査方向にシフトするので、簡単な電極パター
ンと駆動制御系を用いて、高精度なビーム位置調整が可
能な光走査装置を提供できる。また、ゴースト光の少な
い光走査装置が実現できる。請求項１０によれば、請求
項１〜５記載のいずれかの光走査装置を用いることによ
り、高速、高画質対応の画像形成装置を提供できる。請
求項１１によれば、請求項６〜９のいずれか一項に記載
の光走査装置を用い、且つ複数の被走査面と、複数の被
走査面に対応する複数の走査光学系を有するので、色ず
れが少なく高画質対応の画像形成装置を提供できる。請
求項１２によれば、複数の走査光学系が主走査方向に配
列して配備された光走査装置を用いるので、繋ぎ目にお
けるビーム位置ずれが小さく高画質対応の画像形成装置
を提供できる。また、走査光学素子等が小型化できると
同時に光束径を小さくできるので、ビームスポット小径
化に対しても有利である。なおかつ、偏向手段を小型化
できるので消費電力低減、高耐久、低騒音が実現でき
る。

【００１７】請求項１３によれば、電気制御により液晶
部材の屈折率を変化させないとき、液晶光学素子への入
射ビームと液晶光学素子からの出射ビームが角度を有す
る透明部材と液晶部材からなる前記液晶光学素子を用い
るので、簡単な電極パターンと駆動制御系を用いて、高
速・高精度なビーム位置調整が可能な光学装置を提供で
きる。また、ゴースト光の少ない光学装置が実現でき
る。請求項１４によれば、液晶光学素子における液晶部
材の入射面と液晶部材の出射面は互いに平行でない平面
であるので、簡単な電極パターンと駆動制御系を用い
て、高精度なビーム位置調整が可能な光学装置を提供で
きる。また、ゴースト光の少ない光学装置が実現でき
る。請求項１５によれば、液晶光学素子における液晶部
材の入射面または出射面が副走査方向にパワーを有する
面であり、且つ前記副走査方向にパワーを有する面にお
けるビームの通過位置が面の光軸に対し副走査方向にシ
フトするので、簡単な電極パターンと駆動制御系を用い
て、高精度なビーム位置調整が可能な光学装置を提供で
きる。また、ゴースト光の少ない光学装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光走査装置の形態の第一例を示す概略
図である。

【図２】副走査断面における液晶光学素子をガラス板の
間に配備した状態を示す概略図である。

【図３】副走査断面における液晶光学素子をシリンドリ
カルレンズとガラス板の間に配備した状態を示す概略図
である。

【図４】本発明の光走査装置の形態の第二例を示す概略
図である。

【図５】複数の被走査面に対応する複数の光学系を有す
る光走査装置（副走査断面）を示す概念図である。

【図６】走査線曲がり補正のステップを示す概念図であ
る。

【図７】走査光学系を主走査方向に並べて被走査面上を
走査する方式を示す概略図である。

【図８】画像形成装置の構成を示す概略図である。

【図９】画像形成装置の他の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１１ａ半導体レーザ（光源）、１１ｂ半導体レーザ
（光源）、１３シリンドリカルレンズ（透明部材）、
１４ポリゴンミラー（偏光手段）、１５走査光学
系、１６被走査面、１９受光手段、４０ａ液晶光
学素子、４０ｂ液晶光学素子、４０ｃ液晶光学素子、
４０ｄ液晶光学素子、４１液晶部材、４２配向膜
（透明部材）、４３透明電極（透明部材）、４４ガ
ラス材（透明部材）、４６駆動制御（電気的制御手
段）、１００レーザプリンター（画像形成装置）、１
１７光走査装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｚ５Ｃ０５１Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ５Ｃ０７２ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ (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 (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Ｆターム(参考） 2C362 BA83 BB28 BB46 2H045 BA03 BA22 BA33 BA34 CA02 CA22 CA33 CA95 CB63 DA02 DA14 2H087 KA19 LA22 RA00 2H088 EA33 HA21 HA24 HA28 JA05 MA16 MA20 2H091 FA14 FA26 FA41 HA07 LA11 LA12 LA16 MA06 5C051 AA02 CA07 DB22 DB24 DB30 DC01 DE23 EA01 5C072 AA03 DA02 DA04 DA20 DA21 DA23 HA02 HA06 HA09 HA13 HB08 QA14 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源からのビームを偏向する
偏向手段と、前記光源と偏向手段の間に配備され且つ透
明な固体部材と透明な液晶部材からなる液晶光学素子
と、前記液晶部材の屈折率を変化させる電気的制御手段
と、前記偏向手段からのビームを被走査面上に導く走査
光学系とを有し、前記液晶光学素子は、電気制御により
液晶部材の屈折率を変化させないとき、前記液晶光学素
子への入射ビームと前記液晶光学素子からの出射ビーム
が角度を有するよう構成されたことを特徴とする光走査
装置。
【請求項２】前記液晶光学素子の配置位置または配置
姿勢が調整可能に構成されたことを特徴とする請求項１
記載の光走査装置。
【請求項３】複数の光源により被走査面上をマルチビ
ームが走査する光走査装置であって、複数の光源のうち
少なくとも１つの光源と偏向手段の間に前記液晶光学素
子を配備し、電気制御により被走査面上の複数ビームの
相対的な位置を補正するよう構成したことを特徴とする
請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】前記液晶光学素子における液晶部材の入
射面と液晶部材の出射面は互いに平行でない平面である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
光走査装置。
【請求項５】前記液晶光学素子における液晶部材の入
射面または出射面が副走査方向にパワーを有する面であ
り、且つ前記副走査方向にパワーを有する面におけるビ
ームの通過位置が面の光軸に対し副走査方向にシフトす
るよう構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいず
れか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】光源と、該光源からのビームを偏向する
偏向手段と、該偏向手段からのビームを被走査面上に導
く走査光学系と、前記偏向手段と被走査面の間に配備さ
れ且つ透明な固体部材と透明な液晶部材からなる液晶光
学素子と、前記液晶部材の屈折率を変化させる電気的制
御手段とを備え、前記液晶光学素子は、電気制御により
液晶部材の屈折率を変化させないとき、前記液晶光学素
子への入射ビームと前記液晶光学素子からの出射ビーム
が角度を有するよう構成されたことを特徴とする光走査
装置。
【請求項７】電気制御により前記液晶光学素子内の液
晶部材の屈折率を主走査方向に異ならせる手段を有した
ことを特徴とする請求項６記載の光走査装置。
【請求項８】前記液晶光学素子における液晶部材の入
射面と液晶の出射面は互いに平行でない平面であること
を特徴とする請求項６又は７記載の光走査装置。
【請求項９】前記液晶光学素子における液晶部材の入
射面または出射面が副走査方向にパワーを有する面であ
り、且つ前記副走査方向にパワーを有する面におけるビ
ームの通過位置が面の光軸に対し副走査方向にシフトす
るよう構成されたことを特徴とする請求項６〜８のいず
れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】請求項１〜５のいずれか一項に記載の
光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】請求項６〜９のいずれか一項に記載の
光走査装置を用い、且つ複数の被走査面と、複数の被走
査面に対応する複数の走査光学系を有することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項１２】複数の走査光学系が主走査方向に配列
して配備されたことを特徴とする請求項１１記載の画像
形成装置。
【請求項１３】透明な固体部材と透明な液晶部材から
なる液晶光学素子と、前記液晶部材の平均屈折率を変化
させる電気的制御手段と、前記液晶光学素子に入射する
レーザビームとを有し、電気制御により液晶部材の屈折
率を変化させないとき、入射した光ビームが前記液晶光
学素子により偏向され、且つ電気制御により前記偏向さ
れる角度が変化するよう構成されたことを特徴とする光
学装置。
【請求項１４】前記液晶光学素子における液晶部材の
入射面と液晶の出射面は互いに平行でない平面であるこ
とを特徴とする請求項１３記載の光学装置。
【請求項１５】前記液晶光学素子における液晶部材の
入射面または出射面がパワーを有し、且つ、前記パワー
を有する面におけるビームの通過位置が面の光軸に対し
シフトするよう構成されたことを特徴とする請求項１３
又は１４記載の光学装置。