JP5447783B2 - 光走査装置、この光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ書込光学系の光書込ユニットを有するデジタルＰＰＣ等に用いる光走査装置および、これを用いた画像形成装置に関する。

近年、デジタル複写機等の画像形成装置において、高画質化、高密度化、高速化、カラー化が進み、ユーザが要求する画像品質も高まってきている。

高速化、高密度化の要求に対しては、マルチビーム化が有効である。ただし、その際には複数ビーム間のピッチ（走査線間隔）調整が必要である。複数ビーム間のピッチ調整の方法としては、マルチビーム光源ユニットを光軸回りに回転する方法（たとえば、特許文献３）や、ピッチ調整用の光学素子を用いる方法（たとえば、特許文献４参照）がある。

一方、高画質化の要求に対しては、ビームスポット径の小径化が必要であり、これまでもいくつかの方法が提案されている（たとえば、特許文献５参照。）。

しかしながら、光源ユニットを光軸回りに回転させる従来の例（特許文献３参照）では、光源ユニットそのものを動かすため、回転機構の信頼性が問題になる。すなわち高密度化に伴うビーム間のピッチは狭くなり、調整分解能、調整精度面で従来例では近年の高密度化に対しての対応が困難である。

また、ピッチ調整用の光学素子を用いる従来例（特許文献４参照）では、ガラス製の高精度な光学素子が必要となるためコストアップにつながる。

また、ビームスポット径を高精度に初期調整したとしても、温度変動をはじめとする経時変化に伴い、ビームスポット位置ずれが発生してしまう。

そこで、ピッチ調整手段として、電気信号にて駆動される『液晶素子』が提案されている。液晶素子は、低電圧駆動、無発熱、無騒音、無振動、小型／軽量等の特徴を有するビームピッチ調整手段である。

液晶素子について説明すると、一般に、液晶素子は、数［μｍ］〜数十［μｍ］程度の液晶層を、２枚のガラス基板で挟持し、ガラス基板の周縁部をシール材で密封したセル構造となっている。そのため周囲の温度が変化した場合、雰囲気温度の上昇に伴い、液晶層が熱膨張し、液晶素子の中央部が膨らみ、ガラス基板の微小な変形により、結果としてレンズ効果（正パワー）を発生する恐れがあった。このような液晶素子を光走査装置等の走査光学系に適用した場合、ビームウェスト位置が変化し、ビームスポット径が劣化する（増大する）恐れがあった。

液晶素子の固定方法は、特許文献１及び特許文献２等に開示されているが、いずれの特許文献においても、液晶素子の外周部における複数箇所に接着剤を充填することによりホルダ部材（支持部材）に接着固定する構成である。そのため、画像形成装置等の装置内の温度変化に伴い、液晶素子（すなわち、ガラス基板）とホルダ部材との熱膨張量の差異により、液晶素子が変形を生じ、透過した光ビームの波面収差等の光学特性を劣化させるおそれがある。

一方、液晶素子を保持部材等に保持（又は固定）する際、スプリング部材等を用いてシール材で囲まれた領域を押圧すると、ガラス基板がたわみ変形を生じ、液晶層厚の平行性が部分的に劣化することにより、透過した光ビームの波面収差が劣化する恐れがあった。

そこで本発明は、上述した従来の問題点を解消するために、光走査装置に適用された液晶素子において、シール材で囲まれた液晶層の領域に影響を及ぼすことなく、液晶素子を固定する方法及び部品点数を増やすことなく駆動できるようにすることを提案することを目的とする。

本発明の光走査装置のうち請求項１に係るものは、
光源から被走査面までの光路中に光ビームの位相変調可能な液晶素子が配設された光学系と、これらを収納する光学ハウジングとからなる光走査装置において、
前記光学ハウジングは、前記液晶素子を接着固定するための固定部を備え、
前記液晶素子は、少なくとも、複数の透明基板と、前記透明基板に挟持された液晶層と、前記透明基板間に前記液晶層を封止するシール材と、を備え、
該液晶素子は、前記透明基板のうち第１の透明基板の外形形状が、第２の透明基板の外形形状より大きく、
前記第１の透明基板は、前記第２の透明基板と重なり合う領域と、前記第２の透明基板と重なり合わない領域を有し、
前記重なり合わない領域で前記第１の透明基板の位置を、前記固定部の一の面に対して位置決めし、
前記重なり合う領域で前記第１の透明基板を、前記固定部の一の面に接着して固定する、
ことを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１記載の光走査装置において、
前記液晶素子の基準部位を前記固定部の接着固定する位置とは異なる部位に設けた基準部位に光軸方向で対応させて位置させ、前記液晶素子を前記固定部に対して位置決めする、
ことを特徴とすることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１記載の光走査装置において、
前記液晶素子を前記固定部に固定するための接着剤塗布領域が、前記固定部の前記一の面の前記液晶素子の長手方向の１辺の中央近傍に設けられると共に、
前記液晶素子が外れてしまわないようにするために、ストッパ部を前記固定部の前記一の面から突出させかつ一体に備えている、
ことを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１記載の光走査装置において、
前記液晶素子を前記固定部に固定するための接着剤塗布領域を備えると共に、
前記接着剤塗布領域は前記液晶素子の長手方向の１辺の中央近傍であり、
前記固定部は、前記液晶素子が固定される前記一の面以外の側面及び上面から突出するように設けられた突起部を有し、
前記固定部に被せることにより前記液晶素子を前記固定部に固定するストッパ部材を備え、
該ストッパ部材の開口を、前記突起部に対応させて設け、該開口を前記突起部に嵌めて前記液晶素子の外れ止めとする、
ことを特徴とする。

請求項５に係るものは、走査線位置または副走査ビームピッチを任意の電気信号により可変することが可能にするために、請求項１記載の光走査装置において、前記液晶素子は、外部からの電気信号により入射されるレーザビームの位相を変調するために、外部からの電気信号を入力するためのハーネスあるいはＦＰＣからなる端子を備えることを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項５記載の光走査装置において、前記液晶素子のレーザビームの位相変調可能なパルス信号は、ポリゴンモータの駆動用クロックによって生成されることを特徴とする。

請求項７に係る画像読取装置は、アパーチャと一体化することにより、液晶素子の有効エリアとビームを整形するための開口部の位置を高精度に確保することが可能となるようにするために、請求項１記載の光走査装置において、前記固定部は、前記液晶素子に入射する光ビーム又は液晶素子を出射する光ビームの断面形状を整形するための開口部を備えたことを特徴とする。

請求項８に係るものは、組付け性を良好にするために、請求項７記載の光走査装置において、前記開口部を備えた固定部は、前記光学ハウジングとは別部品であることを特徴とする。

請求項９に係る画像形成装置は、請求項１から８のいずれかに記載の光走査装置を露光装置として用い、像担持体上に画像を形成することを特徴とする。

本発明によれば、レーザ書込光学系の光書込ユニットを有するデジタルＰＰＣ等に用いる光走査装置および、これを用いた画像形成装置で用いられる液晶素子の固定が容易に行え、低コスト化が図れる。また液晶素子を保持しやすくなるので、それによって液晶層を薄くすることができ、それによって液晶の熱膨張による透明基板の微小変形を低減することが可能になる。

以下本発明を実施するための形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお本発明は図示の画像形成装置への実施には限定されず、画像形成を行う種々の装置に適用可能である。

図１０は本発明の実施対象の一例となる画像形成装置の断面を示す概略構成図である。図１０において、タンデムフルカラー機である画像形成装置１は像担持体としての感光体３、帯電装置２、現像手段としての現像装置５、感光体３をクリーニングするクリーニング装置７、感光体３上位静電潜像を書き込むための光走査装置１０など備えた画像形成部２０を有する。また、画像形成部２０は、感光体３に対して転写搬送ベルト６ａを挟んで対向する転写ローラ６を備える。転写ローラ６は転写搬送ベルト６ａを介して感光体３と転写ニップを形成する。さらに、トナーを消費する現像装置５に供給する補給用トナーを収納するトナーボトル２０ａを備える。

また、画像形成部２０の下方には、給紙部４０が設けられている。給紙部４０は、記録材収納部である給紙カセット１１と給紙ローラ１１ａとを有しており、給紙カセット１０は積載面上に記録材としての転写紙Ｓを積載するものである。給紙ローラ１１ａは、給紙カセット１０上に積載された転写紙Ｓを一枚ずつ分離給送するためのものである。この給紙ローラ１１ａによって給送された転写紙Ｓは、感光体３の手前のレジストローラ１２の位置で一旦待機させられる。そして、感光体３上に形成された画像の先端と転写紙Ｓの先端とが、感光体３と転写ローラ６とのニップ部である転写ニップにほぼ同時に到達するタイミングで、感光体３の回転に同期させて給送される。

さらに、画像形成部２０の上方には、転写紙Ｓの搬送経路を挟んで互いに圧接回転するように定着ニップを形成する２つのローラを備える定着手段としての定着装置９が設けられている。この定着装置９の転写紙搬送方向の下流側には、定着ニップを通過した転写紙Ｓを、排紙トレイ８に排出させるための排紙ローラ１８が設けられている。

また、画像形成部２０の更に上方には、読み取り部３０が設けられている。読み取り部３０は、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（不図示）の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源３２ａ及び第一ミラー３２ｂを備えた第一走行体３２と、第二ミラー３５ａ及び第三ミラー３５ｂを備えた第二走行体３５とが設けられている。この第一走行体３２及び第二走行体３５によって走査された原稿の画像情報は、レンズ３３の後方に設置されているＣＣＤ３４に画像信号として読み込まれ、この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、詳細は後述する光走査装置１０の光源が照射光を発し、この照射光が感光体３表面を走査することにより感光体３の表面に静電潜像が形成される。

次に、画像形成装置の画像形成の動作について説明する。
画像形成装置では、まず、感光体３は回転中に帯電装置２によって一様に帯電される。次いで、外部から入力された画像情報に基づいて光走査装置１０が駆動し、これによって感光体３の帯電領域（画像形成領域）に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５の現像ローラ５ａから供給される現像剤（トナー）によって現像されて可視像としてのトナー像になる。

一方、この感光体３上へのトナー像の形成が行われている間に、複数の給紙カセット１１のうち選択されたものから、給紙ローラ１１ａによって転写紙Ｓが引き出され、その先端をレジストローラ１２のニップ部に当接させた状態で待機する。感光体３上のトナー像に重ね合わされるタイミングでレジストローラ１２が回転を開始することにより、転写紙Ｓは、感光体３と転写ローラ６とによって形成される転写ニップに送り出される。そして、転写ニップで感光体３上のトナー像が転写せしめられた後、除電ブラシ（図示せず）との接触によって除電される。除電された転写紙Ｓは感光体３から機械的に分離された後、定着装置９に送られる。

定着装置９は、転写紙Ｓを二つのローラの間に挟み込むことで、転写紙Ｓを加熱するとともに加圧してトナー像を転写紙Ｓ上に定着せしめる。このようにしてトナー像が定着せしめられた転写紙Ｓは、排紙ローラ１８によって排紙トレイ８上に排紙される。

一方、転写ニップを通過した後の感光体３表面に残留した残留トナーは、クリーニング装置７によって感光体３上から除去され、回収される。

なお、上述した説明では、コンタクトガラス３１上に載置した原稿の画像情報を読み取り部３０で読み取って、その画像情報に基づいて作像する画像形成装置の複写機としての機能について説明した。画像形成装置は、複写機としての機能のみではなく、パソコンなどの外部の電子機器から入力される画像情報に基づいて作像するプリンタとしての機能も備えている。

図１は、上述のような画像出力装置に用いられる「光走査装置」の一例である。本光走査装置は２つの半導体レーザ６１ａ、６１ｂから出射する２本のレーザビームを被走査面上に走査する「２ビーム用光走査装置」である。各半導体レーザ６１ａ、６１ｂは、複数の発光点を有する半導体レーザアレイとしてもよいし、半導体レーザを複数（３以上）備えた構成の「マルチビーム光走査装置」に応用することも可能である。

半導体レーザ６１ａ、６１ｂから発射されカップリングレンズ６２ａ、６１ｂによりカップリングされたレーザビーム７１ａ、７１ｂは、シリンドリカルレンズ６６の作用により偏向器であるポリゴンミラー６４の偏向反射面上に（副走査方向に結像し、主走査方向に長い）線像として結像され、走査光学系（走査レンズ）６５により、被走査面（感光体ドラム）３上をビームスポットとして、主走査方向及び副走査方向に所定の距離だけ離間した状態で走査される。走査光学系（走査レンズ）６５は、第１走査レンズ６５ａと第２走査レンズ６５ｂとからなる。図中１７は走査線を示す。また図中６８は同期検知センサ、４３は液晶素子、８１ａ、８１ｂはその有効エリア、４５はＦＰＣ、４６は締結ネジである。なおＦＰＣ４５に代えてハーネスが用いられることもある。

図２に光源部６０の構成を示す。半導体レーザ６１ａ、６１ｂ及びカップリングレンズ６２ａ、６２ｂは、ベース部材６３に、各々接着剤及び圧入工法により一体的に保持され、光源部６０を構成している。光源部６０はレーザビーム７１ａ、７１ｂの光軸に略平行な回転軸回りに回転調整可能であり、このような回転調整により、感光体ドラム３上の副走査方向のビームスポット間隔（すなわち、走査線間隔）を所定値に調整することができる。

図３に示すように、光源部６０は、ベース部材６３に設けられた円筒部６３ａが、光学ハウジング９１の側壁９２に設けられた円形状の貫通孔９２ａに挿入（嵌合）され、前記の回転軸周りに回転調整された後、締結ねじやスプリング部材等により、保持される。さらには、液晶素子４３により、レーザビーム７１ａ、７１ｂの光路を微小角度偏向することにより、走査線間隔を微調整することができるようになっている。

そして同期検知センサ６８にレーザビームが入射することにより得られる同期検知信号に基づき、主走査方向の書込開始タイミングが決定される。一般には上述の各光学素子は、図示しない筐体（光学ハウジング）内に収納される。このような、光源部から出射された光ビームを被走査面３上にビームスポットとして走査する装置を、光走査装置２０と称する。

次に液晶素子の動作を説明する。
図１に示すように、液晶素子４３には、２本のレーザビーム７１ａ、７１ｂに対応した２つの有効エリア８１ａ、８１ｂが備えられている。ここで、有効エリア８１ａ、８１ｂとは、ＦＰＣ４５等を介して外部から入力される電気信号により駆動され、入射したレーザビームの位相を変調することが可能な領域を指す。本実施例では、２つの有効エリア８１ａ、８１ｂは独立に駆動することが可能であるものとする。有効エリア８１ａ、８１ｂには、例えば、特開２００３−２３３０９４号公報に記載されているような電極パターンが形成されている。本実施例の液晶素子においては、レーザビームの光路を副走査方向（Ｚ方向）に偏向可能なように（副走査方向に電位勾配が発生するように）電極パターンが形成されている。２つの有効エリア８１ａ、８１ｂにより、２本のレーザビーム７１ａ、７１ｂの光路を（副走査方向において）互いに反対向きに偏向することにより、感光体ドラム３上の走査線間隔を補正することができる。この液晶素子４３を用いることにより、工場での組立調整時の走査線間隔の初期調整や、ユーザ先での実使用時の経時／温度変化に伴う走査線間隔変動の補正、或いは、走査密度切替（６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉを切り換える等）等に適用することが可能である。

次に、ホルダ部材９５に対する液晶素子４３の固定方法を説明する。まず位置決め方法であるが、図２〜図６は、光学ハウジング９１に対するホルダ部材９５及び光源部６０の固定方法を示す。図２において、ホルダ部材９５には、レーザビーム７１ａ、７１ｂを整形するための開口部（アパーチャ）４４ａ、４４ｂが形成されている。これらアパーチャ４４ａ、４４ｂはステンレス等の板金プレスにて加工した部材を、ホルダ部材９５に組み付ける構成としても構わない。このように、ホルダ部材９５と液晶素子４３とアパーチャ４４ａ、４４ｂが一体構成となり、締結ネジ等により、光学ハウジング９１に固定される。その際、光源部６０（すなわち、レーザビーム７１ａ、７１ｂ）とアパーチャ（開口）４４ａ、４４ｂと液晶素子４３（有効エリア８１ａ、８１ｂ）の相対位置関係が高精度に維持されていることが重要である。

通常、光学ハウジングはアルミダイキャストやモールド成形加工等の工法により製造されることが多く、複雑な形状に加工することは金型の構成上困難な場合が多い。そこで、ホルダ部材と光学ハウジングを別部材とすることにより、光学ハウジングの形状（すなわち、金型構造）を簡略化することができるので、低コスト化や成形性の向上を図ることができる。

ホルダ部材９５に対する液晶素子４３の位置決め方法を、図４〜図６、及び図１１〜１３に示す。図示の例は、接着固定である。図４に示すように、液晶素子４３はガラス基板８３ｂ、８３ａからなり、これらガラス基板８３ｂ、８３ａと有効エリア８１ａ、８１ｂの位置精度を規制するために、図中に示した座標で＋Ｘ側の面に基準Ａ、−Ｚ側の辺（切断面）に基準Ｂ、＋Ｙ側の辺（切断面）に基準Ｃを備えている。図５において、４３ｃ、４３ｄはストッパ規制領域、Ｈは接着剤塗布領域である。また、図１１の例は、図５のものとほぼ同様の構成を有するので共通する箇所には同一の符号を付すに止め、重複する説明は省略するが、符号４３ｅで示す部位は後述するストッパ規制領域である。

一方、ホルダ部材９５は、
・液晶素子４３の基準Ａをホルダ部材９５の基準Ａ’に突き当てて、接着剤塗布領域Ｈに接着し、それによって液晶素子４３の有効エリア８１ａ、８１ｂを光軸方向に位置決めすることができるようになっており、
・ホルダ部材９５のストッパ部９５ａ、９５ｂにより、液晶素子４３のガラス基板８３ｂの上辺を押さえ、Ｙ、Ｚ方向及び、ホルダ部材のＹ、Ｚ方向の位置を決める、
ことにより、液晶素子４３とホルダ部材９５のＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置決めが行われ、両者の相対位置関係を高精度に維持することができるようになっている。

その結果、「光源部６０（及び、光源部６０から出射し液晶素子４３に入射するレーザビーム７１ａ、７１ｂ）」と「液晶素子４３（及び、その有効エリア８１ａ、８１ｂ）」との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。

なお、一般に液晶素子には液晶材料の結晶軸方向（ラビング方向）が設定されており、この結晶軸方向と入射ビームの直線偏光の振動方向を所定の角度（例えば、平行に）で合わせる必要がある。この観点からは、液晶素子のＸ軸回りの傾きの発生量を低減する必要があるため、治具により液晶素子のガラス基板とホルダ部材を位置決めされるのが望ましい。

なお、上述した特許文献１には、液晶素子をホルダ部材に接着固定する構成が開示されているが、その主な目的は、液晶素子を保護し破損を回避することであり、本実施例のようなビーム整形用の開口部は備えていない。

ついで、接着による押圧固定について説明する。
従来の液晶素子の構成は、数［μｍ］〜数十［μｍ］程度の液晶層を２枚のガラス基板で挟持し、ガラス基板の最周縁部をシール材で密封したセル構造となっている。そのため液晶素子を保持部材等に保持（または固定）する際、スプリング部材等を用いてシール材で囲まれた領域を押圧すると、ガラス基板がたわみ変形を生じ、液晶層厚の平行性が部分的に劣化することにより、透過した光ビームの波面収差が劣化する怖れがある。

そこで本実施例では、図６及び図１２、図１３に示す構成を採用している。すなわち、一般に、従来の液晶素子においては、液晶素子を駆動するための電気信号を入力するために、ＦＰＣが装着されることが多く、例えば特開２００２−２５８３１４号公報に開示されているように、２枚のガラス基板の重なり合っていない部分にＦＰＣ４５を装着している。

基準Ａが設定されているガラス基板８３ｂは、他方のガラス基板８３ａより大きくする。これにより、ガラス基板８３ａと、ガラス基板８３ｂとは重なり合わない領域が生じる。再記であるが、図５、もしくは図１１に示すように、ガラス基板８３ａと、ガラス基板８３ｂとが重なり合わない領域（ストッパ規制領域）４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ及び、接着剤塗布位置Ｈでの接着剤によりホルダ部材９５に液晶素子４３を固定することができる。このような構成とすることにより、２枚のガラス基板８３ｂ、８３ａに挟持された液晶素子４３を、シール材で密封された液晶層の部分を押圧することなく、ホルダ部材９５に固定することができる。

上述の実施例による固定方法では、ホルダ部材９５のストッパ部９５ａ、９５ｂは、基端側が凹んでいるため、液晶素子４３のガラス基板８３ｂの上縁はその凹んでいる部分に入って外れないように押さえられるが、ストッパ部９５ａ、９５ｂはガラス基板８３ａを積極的な押圧はしていない。すなわち、ホルダ部材９５のストッパ部９５ａ、９５ｂもしくはストッパ部材９６は、液晶素子４３の組み付け工程においてＦＰＣ４５に異常な負荷が掛かった場合に液晶素子４３が外れないためのストッパとなるもので、液晶素子４３を強固に位置決めするものではない。また、接着剤は長手方向中央付近１箇所のみで、ガラス基板８３ａの４辺はホルダ部材９５で位置規制されていないので、環境温度の変化によるガラス基板の膨張もしくは収縮がおきても、自由に伸縮可能となる。これにより、ガラス基板８３ｂ、８３ａがレンズパワーをもつような歪み変形が起きることは無く、ビームウェスト位置変動や、ビームスポット径の劣化を防止することが可能となる。

なお、図１２、図１３に示す構成では、ホルダ部材９５の突起部を側面及び上面に設け（側面の突起部９５ａ、９５ｂ、上面の突起部９５ｃ、９５ｄ）、ストッパ部材９６をホルダ部材９５の上方から嵌着するタイプに変更し、ストッパ部９７ａ〜９７ｃを通して係止するための開口９６ａ〜９６ｄを形成するとともに、取り扱いやすくするために、摘み９６ｅを、ホルダ部材９５へ装着した状態でＦＰＣ４５の外側へ来る位置（図示の例では左右中央位置）に設けるとともに、摘み９６ｅの下方へ連ならせて、図１１に示したストッパ規制領域４３ｅ（図示していない）の押さえ部９６ｆを設けてある。この例では、ＦＰＣ４５に力が加わっても液晶素子４３がストッパ部９５からいっそう外れにくくなるように固定保持できる。ただし、液晶素子４３を取り付ける面の構成については図５、図６の例とほぼ同様であるので図示を省略してある。

次に、電気信号にて駆動可能な液晶素子について説明する。
すなわち、一般に、従来の液晶素子においては、液晶素子を駆動するための電気信号を入力するために、ＦＰＣが装着されることが多く、例えば特開２００２−２５８３１４号公報に開示されているように、２枚のガラス基板の重なり合っていない部分にＦＰＣ４５を装着している。液晶素子の動作にて図１を用いて説明したように、液晶素子４３に備えられた２つの有効エリア８１ａ、８１ｂは、ＦＰＣ４５を介して外部から入力される電気信号により独立に駆動され、各々レーザビーム７１ａ、７１ｂの位相を変調し、その光路を偏向することができる。

画像密度の切替え（例えば６００ｄｐｉ⇔１２００ｄｐｉ）時に、半導体レーザ６１ａ、６１ｂから出射された光線の被走査面３における副走査方向のピッチ切替えとして液晶駆動を行う。例えば、６００ｄｐｉ書込み時には、被走査面３上では半導体レーザ６１ａ、６１ｂから出射された光線の被走査面３における副走査方向のピッチは４２．３μｍになるようにベース部材８３の回転調整を行う。

ユーザが１２００ｄｐｉ書込みに切り替えて画像出力したい場合は、例えば画像形成装置本体が備える操作画面上で１２００ｄｐｉ切替えボタン（図示しない）を押すことにより、液晶素子４３には外部から入力される電気信号により位相変調が行われ偏向され、このことにより、半導体レーザ６１ａ、６１ｂから出射された光線の被走査面３における副走査方向のピッチは２１．２μｍになる。

なお液晶駆動の電気信号としては、液晶の入力端子Ｔ１とＴ２に１〜１０［ＫＨｚ］程度の交流電圧を入力する（図７、図８参照）。液晶透過後の偏向量は、入力端子Ｔ１、Ｔ２の電位差に比例する。また、本実施例では、図８に示す電極パターンのように、入力端子Ｔ１、Ｔ２の配線パターンを有効エリア８１ａ、８１ｂで逆にすることで、液晶駆動時の偏向方向を逆向きにできる（図９参照）。

これは、画像密度６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉ切り替えを想定した時に、有効エリア８１ａ、８１ｂでそれぞれ逆向きに偏向するほうが偏向量が小さく、偏向量が小さいということは、液晶層を薄くすることが可能となるからである。もちろん、液晶層が厚くなると、液晶の熱膨張によるガラス基板の微小変形が起きることが懸念されるので、出来る限り液晶層は薄くすることが望ましい。

また、本実施例で使用する図７記載のようなパルス信号は、ポリゴンモータ駆動用のクロックによって生成できる。すると、液晶はポリゴンモータ駆動時に駆動されるものであり、新たな発振器を用意することなく、既存の光走査装置の発振器を用いるのでコストアップを抑えることが可能となる。

すなわち、本発明では、２枚のガラス基板の間に液晶層を挟持して構成される液晶素子において、２枚のガラス基板の大きさを異ならせ、大きいほうのガラス基板によりホルダ部材に固定する構成とし、ガラス基板シール材で囲まれた液晶層の領域に外力を作用させることなく、液晶素子を固定することを可能とし、また外形形状を大きくすることで、位置決め精度を確保できるようにしている。

また液晶素子に備えた「領域」（図示の例では、符号８１ａ、８１ｂで示すレーザビームに対応した有効エリア）を光軸方向に突き当てる当接面（図示の例では、ホルダ部材９５の基準Ａ’を付した面）を、前記固定部に有するようにして、光源との間隔を高精度に保持できるようにしている。また、ガラス基板の長手方向の１辺の中央付近に、ガラス基板の接着塗布領域を備えると共に、大きい方のガラス基板を固定部に対して位置を規制できるようにストッパ部を有するようにして、固定部がガラス基板の熱膨張、収縮の妨げとなることがなく、ガラス基板の微小変形によるレンズパワーの発生を抑えることを可能としている。

さらに、液晶素子を電気信号により駆動することで、入射されるレーザビームの位相を変調可能とし、走査線位置（または副走査ビームピッチ）を可変としている。また液晶素子の駆動用電気信号クロックをポリゴンモータ駆動用クロックを用いて生成し、既存の光書込み装置の発振器を用いた簡易な構成でパルス信号生成を可能としている。

またさらに、液晶素子を固定する固定部に、液晶素子に入射する光ビームまたは液晶素子を出射する光ビームの断面形状を整形するためのアパーチャを形成し、液晶の有効エリアとアパーチャとの位置合わせ精度を確保できるようにしている。そして、アパーチャを備えた固定部を光学ハウジングとは別部品として、組付性、部品形状が良好になるようにし、低コスト化を図り得るようにしている。

このような本発明の光走査装置を露光装置として用いれば、高品位な出力画像を出力可能な画像形成装置が実現できる。

本発明の一実施例に係る光走査装置の斜視図 図２の光走査装置の光源部の構成を示す斜視図 図２の光走査装置の光源部の保持構造を示す断面図 本発明の一実施例に係る光走査装置で用いる液晶素子の一例の断面図 同じく正面図 図２の光走査装置の液晶素子の保持構造を示す斜視図 液晶駆動用の電気信号例を示す図 液晶駆動用の電極パターンの例を示す図 画像密度の切り替え例を示す図 本発明の実施対象の一例となる画像形成装置の断面を示す概略構成図 本発明の一実施例に係る光走査装置で用いる液晶素子の他の一例の図５相当の正面図 図２の光走査装置の液晶素子の他の保持構造を示す分解斜視図 同組み立て状態の斜視図

３：被走査面（感光体ドラム）
１７：走査線
４３：液晶素子
４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ：ストッパ規制領域
４４ａ、４４ｂ：開口部（アパーチャ）
４５：ＦＰＣ
４６：締結ネジ
６０：光源部
６１ａ、６１ｂ：半導体レーザ
６２ａ、６１ｂ：カップリングレンズ
６３：ベース部材
６３ａ：円筒部
６４：ポリゴンミラー
６５：走査光学系（走査レンズ）
６５ａ：第１走査レンズ
６５ｂ：第２走査レンズ
６６：シリンドリカルレンズ
６８：同期検知センサ
７１ａ、７１ｂ：レーザビーム
８１ａ、８１ｂ：レーザビームに対応した有効エリア
８３：ベース部材
８３ｂ、８３ａ：ガラス基板
９１：光学ハウジング
９２：側壁
９２ａ：貫通孔
９５：ホルダ部材
９５ａ〜９５ｄ：ホルダ部材のストッパ部
９６：ストッパ部材
９６ａ〜９６ｄ：ストッパ部材の開口
９６ｅ：ストッパ部材の摘み
９６ｆ：押さえ部
Ａ、Ｂ、Ｃ：基準
Ｈ：接着剤塗布位置

特許第３９８４０４９号公報 特許第４１８０４９６号公報 特許第３６３８７６６号公報 特開平９−１３１９２０号公報 特開平５−１９１９０号公報 特許第３６３８７６６号公報

Claims (9)

1. 光源から被走査面までの光路中に光ビームの位相変調可能な液晶素子が配設された光学系と、これらを収納する光学ハウジングとからなる光走査装置において、
   前記光学ハウジングは、前記液晶素子を接着固定するための固定部を備え、
   前記液晶素子は、少なくとも、複数の透明基板と、前記透明基板に挟持された液晶層と、前記透明基板間に前記液晶層を封止するシール材と、を備え、
   該液晶素子は、前記透明基板のうち第１の透明基板の外形形状が、第２の透明基板の外形形状より大きく、
   前記第１の透明基板は、前記第２の透明基板と重なり合う領域と、前記第２の透明基板と重なり合わない領域を有し、
   前記重なり合わない領域で前記第１の透明基板の位置を、前記固定部の一の面に対して位置決めし、
   前記重なり合う領域で前記第１の透明基板を、前記固定部の一の面に接着して固定する、
   ことを特徴とする光走査装置。
   
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記液晶素子の基準部位を前記固定部の接着固定する位置とは異なる部位に設けた基準部位に光軸方向で対応させて位置させ、前記液晶素子を前記固定部に対して位置決めする、
   ことを特徴とすることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記液晶素子を前記固定部に固定するための接着剤塗布領域が、前記固定部の前記一の面の前記液晶素子の長手方向の１辺の中央近傍に設けられると共に、
   前記液晶素子が外れてしまわないようにするために、ストッパ部を前記固定部の前記一の面から突出させかつ一体に備えている、
   ことを特徴とする光走査装置。
   
   
4. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記液晶素子を前記固定部に固定するための接着剤塗布領域を備えると共に、
   前記接着剤塗布領域は前記液晶素子の長手方向の１辺の中央近傍であり、
   前記固定部は、前記液晶素子が固定される前記一の面以外の側面及び上面から突出するように設けられた突起部を有し、
   前記固定部に被せることにより前記液晶素子を前記固定部に固定するストッパ部材を備え、
   該ストッパ部材の開口を、前記突起部に対応させて設け、該開口を前記突起部に嵌めて前記液晶素子の外れ止めとする、
   ことを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記液晶素子は、外部からの電気信号により入射されるレーザビームの位相を変調するために、外部からの電気信号を入力するためのハーネスあるいはＦＰＣからなる端子を備える
   ことを特徴とする光走査装置。
6. 請求項５記載の光走査装置において、
   前記液晶素子のレーザビームの位相変調可能なパルス信号は、ポリゴンモータの駆動用クロックによって生成される
   ことを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記固定部は、前記液晶素子に入射する光ビーム又は液晶素子を出射する光ビームの断面形状を整形するための開口部を備えた
   ことを特徴とする光走査装置。
8. 請求項７記載の光走査装置において、
   前記開口部を備えた固定部は、前記光学ハウジングとは別部品であることを特徴とする光走査装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の光走査装置を露光装置として用い、像担持体上に画像を形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。