JP2009098401A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光径を検出する検出手段やフィードバック制御が不要な液体レンズを備えた光走査装置を提供する。
【解決手段】液体レンズ１４は、負レンズを構成する導電性液体４０及び正レンズを構成する絶縁性液体４２を含み、レーザダイオード１２が出射した光を略平行光に変換すると共に、焦点距離を変化させることができる。ポリゴンミラー２０は、液体レンズ１４を通過した光を偏向する。走査レンズ２２，２４は、ポリゴンミラー２０が偏向した光を感光体ドラム３２に結像させる。導電性液体４０と絶縁性液体４２との界面の形状がエレクトロウエッティング現象により変形することにより、液体レンズ１４の焦点距離が変化する。導電性液体４０の温度変化に対する屈折率変化の比の値は、絶縁性液体４２の温度変化に対する屈折率変化の比の値よりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光走査装置に関し、より特定的には、液体レンズを備えた光走査装置に関する。

２種類の液体の界面形状をエレクトロウエッティング現象により変形させて、その焦点距離を変形させることができる液体レンズが実用化されている。このような液体レンズを光走査装置に適用することが、特許文献１ないし特許文献３において提案されている。液体レンズが適用された光走査装置では、ビーム集光状態検出手段が、液体レンズにより集光された光の径（光径と称す）を検出し、制御部が、液体レンズの焦点距離を検出結果に基づいてフィードバック制御している。これにより、光走査装置内の温度が上昇して、液体レンズの焦点距離が変動したとしても、感光体ドラムに光を正確に集光することが可能となる。

しかしながら、前記光走査装置では、光径を検出するビーム集光状態検出手段を設けたり、フィードバック制御を行ったりする必要があり、製造コストが高騰するという問題があった。なお、特許文献２には、液体レンズの物性値と固体レンズの物性値とを選択して、温度変化による性能を保証する対物レンズ系が記載されている。ただし、特許文献２には、光走査装置において、液体レンズの物性値及び固体レンズの物性値を選択することは記載されていない。
特開２００６−２５１５１３号公報 特開平９−１０１４５６号公報

そこで、本発明の目的は、光径を検出するビーム集光状態検出手段やフィードバック制御が不要な液体レンズを備えた光走査装置を提供することである。

本発明は、光源と、第１の液体及び該第１の液体よりも小さな屈折率を有する第２の液体を有する光学素子を含むと共に、前記光源が出射した光を略平行光に変換する光源光学系と、前記光源光学系を通過した光を偏向する偏向手段と、を備え、前記第１の液体と前記第２の液体との界面の形状がエレクトロウエッティング現象により変形することにより、前記光学素子の焦点距離が変化し、前記第１の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、前記第２の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さいこと、を特徴とする。

本発明によれば、第１の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、第２の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さい。これにより、光源や偏向手段が駆動することにより、光走査装置内の温度が上昇しても、光源から出射された光が感光体の周面に集光されるようになる。以下に説明する。

光走査装置内の温度が上昇すると、光走査装置の各部が熱膨張してしまい、光源と光学素子との距離が設計値よりも長くなってしまう。この場合、光学素子により集光された光は、平行光とならずに、少し集光されてしまう。

そこで、本発明では、第１の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値を、第２の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さくしている。物質の屈折率は、温度上昇により低下するので、第１の液体及び第２の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、負の値となる。そのため、光走査装置内の温度が上昇した場合には、第１の液体の屈折率の減少幅は、第２の液体の屈折率の減少幅よりも大きくなり、第１の液体の屈折率と第２の液体の屈折率の差は、小さくなる。これにより、光学素子の焦点距離の長さは、温度上昇前に比べて長くなる。その結果、光走査装置内の温度が上昇したとしても、光学素子の焦点の位置が光源からずれることが抑制される。すなわち、本発明によれば、温度変化による感光体への光の集光位置のずれを抑制するために、ビーム集光状態検出手段を設けたり、フィードバック制御を行ったりしなくてもよい。

本発明において、前記第１の液体の波長伸張に対する屈折率変化の比の値は、前記第２の液体の波長伸張に対する屈折率変化の比の値よりも小さくてもよい。

本発明において、前記光源と前記光学素子とを保持している保持部材を、更に備え、前記光学素子は、前記第１の液体及び前記第２の液体を収容している本体を、更に含み、前記保持部材は、前記偏向手段に対向している前記本体の面を保持してもよい。

本発明において、前記本体を構成する材料の線膨張係数は、前記保持部材を構成する材料の線膨張係数よりも大きくてもよい。

本発明において、前記第１の液体は、前記第２の液体よりも前記光源側に配置されており、前記光学素子は、前記第１の液体及び前記第２の液体を収容している本体と、前記本体に接続され、前記第１の液体の一部を収容しているタンクと、を更に含み、前記第１の液体の一部は、温度上昇に伴い前記本体から前記タンクへと移動してもよい。

本発明において、前記偏向手段が偏向した光を感光体に結像させる結像素子と、前記感光体に光が走査されている期間において、予め定められたパターンで前記光学素子の焦点距離を変化させる制御手段と、を備えていてもよい。

本発明において、前記第１の液体は、正レンズを構成し、前記第２の液体は、負レンズを構成していてもよい。

（光走査装置の構成について）
以下に、本発明の一実施形態に係る光走査装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、該光走査装置１０の上視図である。なお、図１において、ｙ軸は、主走査方向を示し、ｚ軸は副走査方向を示す。なお、ｚ軸は、鉛直方向とも一致する。

光走査装置１０は、図１に示すように、レーザダイオード１２、保持部材１５、光源光学系１９、ポリゴンミラー２０、走査レンズ２２，２４、ミラー２６、受光素子２８、筐体２９、制御部３０及び記憶部３１を備える。

レーザダイオード１２は、光を出射する光源としての役割を果たす。レーザダイオード１２から出射された光は、拡散光である。そこで、光源光学系１９は、レーザダイオード１２から出射された光を集光して略平行光に集光し、液体レンズ１４及びシリンドリカルレンズ１８を含んでいる。液体レンズ１４は、導電性液体４０、絶縁性液体４２及びこれらを収容する本体４３を含み、レーザダイオード１２から出射された光をｚ軸に対して垂直な平面内において集光して略平行光に変換するコリメータレンズとしての役割を果たし、焦点距離を変化させる機能を有する。なお、液体レンズ１４の詳細については後述する。

保持部材１５は、レーザダイオード１２と液体レンズ１４とを保持する。具体的には、液体レンズ１４の焦点の位置に、レーザダイオード１２の発光面が位置するように、保持部材１５は、レーザダイオード１２と液体レンズ１４とを保持する。この際、保持部材１５は、ポリゴンミラー２０に対向する本体４３の面を保持する。

シリンドリカルレンズ１８は、液体レンズ１４を通過した光を、ポリゴンミラー２０のミラー面近傍においてｚ軸方向に集光する。ポリゴンミラー２０は、図示しないモーターにより矢印の方向に回転され、シリンドリカルレンズ１８を通過してきた光をｙ軸方向に等角速度に偏向する偏向手段としての役割を果たす。走査レンズ２２，２４は、樹脂性又はガラス製のレンズであり、ポリゴンミラー２０により偏向された光を等速走査して、該光を感光体ドラム３２上に結像させる。感光体ドラム３２は、所定速度で回転駆動される。これにより、光による主走査と感光体ドラム３２の回転による副走査によって２次元の静電潜像が形成される。

また、ミラー２６は、ポリゴンミラー２０により偏向され、走査レンズ２２，２４を通過した光を受光素子２８側へと反射する役割を果たす。受光素子２８は、ミラー２６により反射された光を受光し、感光体ドラム３２への光の走査を開始することを意味するＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｓｃａｎ）信号を生成する。

筐体２９は、図１に示すように、保持部材１５、シリンドリカルレンズ１８、ポリゴンミラー２０、走査レンズ２２，２４、ミラー２６及び受光素子２８を収納する。

制御部３０は、例えば、ＣＰＵにより構成され、感光体ドラム３２に光が１ライン分走査されている期間において、予め定められたパターンで液体レンズ１４の焦点距離を制御する制御手段としての役割を果たす。また、記憶部３１は、例えば、ハードディスクにより構成され、制御部３０が液体レンズ１４の動作を制御するための制御情報であって、予め定められたパターンに関する制御情報を記憶する記憶手段としての役割を果たす。

次に、図２及び図３を参照しながら、液体レンズ１４の構成について説明する。図２は、液体レンズ１４の光軸を含む面における断面構造図である。なお、図２（ａ）は、電圧を印加した状態における液体レンズ１４の断面構造図であり、図２（ｂ）は、電圧を印加していない状態における液体レンズ１４の断面構造図である。図３は、図２の液体レンズ１４のＣの部分の拡大図である。

図２に示すように、液体レンズ１４は、導電性液体４０、絶縁性液体４２、透明板４４，４６、第１の電極４８、絶縁膜５０、第２の電極５２及び側面５３を含む。該液体レンズ１４は、導電性液体４０と絶縁性液体４２との界面Ｓの形状を、エレクトロウエッティング現象により変形させることによって、焦点距離を変化させることができるものである。具体的には、電圧が印加されると、界面Ｓは、図２（ｂ）に示す状態から、図２（ａ）に示す状態へと変化する。

透明板４４，４６は、透明な樹脂又はガラスにより構成され、互いに平行に所定の隙間を残して配置される。この隙間には、導電性液体４０と絶縁性液体４２とが封入される。側面５３は、樹脂等により構成され、導電性液体４０及び絶縁性液体４２を囲むように形成される。これにより、導電性液体４０及び絶縁性液体４２は、透明板４４，４６及び側面５３内に封入される。なお、透明板４４，４６及び側面５３は、本体４３を構成する。この本体４３を構成する材料の線膨張係数は、保持部材１５を構成する材料の線膨張係数よりも大きい。

導電性液体４０は、それ自身が導電性を有するもの、或いはイオン性成分を付加することによって導電性とされた液体であり、負レンズを構成している。絶縁性液体４２は、導電性液体４０とは異なる屈折率を有し、導電性液体４０と混合しない液体であり正レンズを構成している。そのため、導電性液体４０と絶縁性液体４２とは、互いに分離した状態となっており、界面Ｓを形成している。これにより、導電性液体４０と絶縁性液体４２とは負レンズと正レンズとが組み合わさって一つのレンズを構成している。なお、導電性液体４０の屈折率の方が、絶縁性液体４２の屈折率よりも小さい。

また、絶縁性液体４２の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、導電性液体４０の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さい。これにより、レーザダイオード１２やポリゴンミラー２０のモーター等が駆動することにより、光走査装置１０内の温度が上昇しても、レーザダイオード１２から出射された光が感光体ドラム３２の周面に集光されるようになる。

第１の電極４８は、導電性液体４０と接触するように、透明板４４上に設けられる。第２の電極５２は、透明板４６と第１の電極４８との間に設けられる。絶縁膜５０は、第２の電極５２を覆うように形成される。具体的には、絶縁膜５０は、第１の電極４８と第２の電極５２との間に形成されて該第１の電極４８と第２の電極５２とを絶縁すると共に、第２の電極５２の内周面に形成されて第２の電極５２と導電性液体４０及び絶縁性液体４２とが接触しないようにしている。第１の電極４８と第２の電極５２との間には、液体レンズ１４の駆動時において、電圧が印加される。

以上のように構成された液体レンズ１４について、以下に、その動作原理について図３を参照しながら説明する。図３は、図２の液体レンズ１４のＣの部分の拡大図である。図３（ａ）は、電圧が印加されていない状態での液体レンズ１４（図２（ｂ）に対応）のＣの部分の拡大図であり、図３（ｂ）は、電圧が印加された状態での液体レンズ１４（図２（ａ）に対応）のＣの部分の拡大図である。

まず、導電性液体４０と絶縁性液体４２との間の界面張力を界面張力γ１２とし、絶縁膜５０と導電性液体４０との間の界面張力を界面張力γ３１とし、絶縁性液体４２と絶縁膜５０との間の界面張力を界面張力γ２３と定義する。図３（ａ）に示すように、第１の電極４８と第２の電極５２との間に電圧が印加されていない場合には、界面張力γ１２と界面張力γ２３と界面張力γ３１とは、互いに釣り合っており、界面Ｓと絶縁膜５０とが角θ１の角度をなしている。このとき、角θ１と界面張力γ１２と界面張力γ２３と界面張力γ３１との間には、ヤングの方程式により、式（１）の関係が成立する。

ここで、第１の電極４８と第２の電極５２とに電圧を印加すると、例えば、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜５０と導電性液体４０との境界には、プラスの電荷が現れる。一方、絶縁膜５０と第２の電極５２との境界には、マイナスの電荷が現れる。これにより、電荷による圧力Πが、絶縁性液体４２と絶縁膜５０との間に、界面張力γ２３と同じ方向に発生する。この圧力Πは、式（２）のように示される。

なお、εは絶縁膜５０の誘電率であり、ε０は真空の誘電率であり、ｅは絶縁膜５０の厚さであり、Ｖは第１の電極４８と第２の電極５２との間の電圧である。

圧力Πが発生することにより、界面Ｓと絶縁膜５０とは、角θ１よりも大きな角θ２の角度をなすようになる。このとき、液体レンズ１４の界面Ｓは、図２（ａ）に示すように、湾曲する。この角θ２は、式（３）のように示される。

以上のように、第１の電極４８と第２の電極５２との間に印加する電圧を変化させることにより、界面Ｓと絶縁膜５０とのなす角度が変化することがわかる。そして、界面Ｓと絶縁膜５０とのなす角度が変化することにより、電圧が印加された状態では、図２（ａ）に示すように、界面Ｓが湾曲して、焦点距離が相対的に短くなる。また、電圧が印加されていない状態では、図２（ｂ）に示すように、界面Ｓが平坦状になり、焦点距離が相対的に長くなる。図１に示す制御部３０は、この電圧の大きさを制御して、液体レンズ１４の焦点距離を制御する。

（光走査装置の動作について）
以下に、光走査装置１０の動作について図面を参照しながら説明する。図４は、主走査方向における像面湾曲により発生する集光位置のずれ及び液体レンズ１４による焦点距離変化による集光位置の補正量を示したグラフである。横軸は、図１に示す感光体ドラム３２におけるｙ軸方向の位置を示している。縦軸は、光の進行方向（ｘ軸方向）を正とする集光位置を示しており、感光体ドラム３２の周面が基準（０ｍｍ）である。

ここで、主走査方向における像面湾曲とは、図５に示すように、ｘｙ平面内における光の集光位置にずれが発生し、感光体ドラム３２上での主走査方向における位置によって集光位置のずれ量が異なっている状態をいう。

走査レンズを、製造が容易な球面レンズや、トーリック面で構成した場合、感光体ドラム上の主走査方向の全ての位置において集光位置のずれをなくすことは困難であり、像面湾曲が発生するという問題がある。このような像面湾曲は、特許文献１におけるビーム集光状態検出手段により検出することができない。

そこで、光走査装置１０では、以下に説明する手法により、集光位置のずれが計測されている。なお、走査レンズに起因する像面湾曲は、走査レンズの設計段階において決まるものであるので、像面湾曲による集光位置のずれが予めわかっている場合には、以下の計測は不要である。まず、感光体ドラム３２と等価な位置に受光素子を配置し、光走査装置１０を駆動してこれらの受光素子に対して光を照射する。この際、ｘ軸方向に受光素子を移動させて光を測定することにより集光位置を検出する。この作業をｙ軸方向に必要点数繰り返すことにより、像面湾曲を検出する。これにより、図５に示すような、走査レンズに起因して発生する主走査方向における集光位置のずれの曲線が得られる。なお、該曲線は、例えば、各点を多項式で近似することにより得られる。

次に、図４に示すような液体レンズ１４による焦点距離の補正量の曲線を生成する。この液体レンズ１４による焦点距離の補正量の曲線は、走査レンズ２２，２４に起因する像面湾曲を打ち消すように定められ、具体的には、主走査方向において像面湾曲により発生する集光位置のずれの曲線を、主走査方向全域にわたって集光位置が略０ｍｍとなるように定められている。

更に、得られた液体レンズ１４による焦点距離の補正量の曲線に基づいて、液体レンズ１４の焦点距離を制御するための制御情報を生成する。この制御情報は、光の走査中の各タイミングにおいて液体レンズ１４に印加すべき電圧に関する情報であり、記憶部３１に記憶される。この制御情報は、例えば、アナログ信号の波形として記憶されていてもよいし、テーブルの形式で記憶されていてもよい。この後、光走査装置１０は、画像形成装置に実装される。

次に、光走査装置１０の動作について、図面を参照しながら説明する。図６は、光走査装置１０の駆動信号の波形図を示した図である。図６（ａ）は、制御部３０が出力するレーザダイオード１２の制御信号Ｓｉｇ２の波形図である。図６（ｂ）は、制御部３０が出力する液体レンズ１４の制御信号Ｓｉｇ１の波形図である。図６（ｃ）は、液体レンズ１４の焦点距離の変化を示した図である。

まず、制御部３０は、画像データが入力してきたことに応じて、図６（ａ）に示すハイレベルの制御信号Ｓｉｇ２を生成してレーザダイオード１２に光を出射させると共に、図示しないモーターを回転させてポリゴンミラー２０を回転させる。

次に、レーザダイオード１２から出射された光は、ミラー２６に反射されて受光素子２８に入射する。光が入射すると、受光素子２８は、制御部３０へＳＯＳ信号を出力する。ＳＯＳ信号をきっかけとして、図６（ａ）に示すように、制御信号Ｓｉｇ２は、ハイレベルからローレベルに切替り、レーザダイオード１２は、消灯する。

制御信号Ｓｉｇ２がローレベルに切替ってから所定クロック後に、制御部３０は、制御信号Ｓｉｇ２をローレベルからハイレベルに切り替える（図６のＳＯＩ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ））。これにより、光走査装置１０は、感光体ドラム３２に対して光を走査する。更に、制御部３０は、記憶部３１に記憶されている制御情報に基づいて、図６（ｂ）に示す制御信号Ｓｉｇ１を液体レンズ１４に印加する。すなわち、制御部３０は、ＳＯＳ信号が出力されたことをきっかけとして、液体レンズ１４の焦点距離の制御を開始する。これにより、図６（ｃ）に示すように、液体レンズ１４の焦点距離は、制御信号Ｓｉｇ１の変化に従って変化する。次に、感光体ドラム３２への光の走査が完了すると、制御部３０は、制御信号Ｓｉｇ２をハイレベルからローレベルに切り替える（図６のＥＯＩ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ））。更に、制御部３０は、液体レンズ１４の焦点距離の制御を終了する。以上の動作により、１ライン分の光の走査が感光体ドラム３２に行われる。この後、この動作が繰り返されることにより、感光体ドラム３２に静電潜像が形成される。

（効果について）
光走査装置１０によれば、絶縁性液体４２の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、導電性液体４０の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さい。これにより、レーザダイオード１２やポリゴンミラー２０のモーター等が駆動することにより、光走査装置１０内の温度が上昇しても、レーザダイオード１２から出射された光が感光体ドラム３２の周面に集光されるようになる。以下に説明する。

光走査装置１０内の温度が上昇すると、保持部材１５が熱膨張してしまい、レーザダイオード１２と液体レンズ１４との距離が設計値よりも長くなってしまう。この場合、図７に示すレーザダイオード１２、液体レンズ１４及び保持部材１５の断面構造図に示すように、液体レンズ１４の焦点が、レーザダイオード１２の発光面よりも光の進行方向の下流側に位置してしまう。その結果、液体レンズ１４により集光された光は、平行光とならずに、少し集光されてしまう。

そこで、光走査装置１０では、絶縁性液体４２の温度上昇に対する屈折率変化の比の値を、導電性液体４０の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さくしている。物質の屈折率は、温度上昇により低下するので、絶縁性液体４２及び導電性液体４０の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、負の値となる。そのため、光走査装置１０内の温度が上昇した場合には、絶縁性液体４２の屈折率の減少幅は、導電性液体４０の屈折率の減少幅よりも大きくなり、導電性液体４０の屈折率と絶縁性液体４２の屈折率の差は、小さくなる。これにより、液体レンズ１４の焦点距離の長さは、温度上昇前に比べて長くなる。その結果、光走査装置１０内の温度が上昇したとしても、液体レンズ１４の焦点の位置とレーザダイオード１２の発光面とがずれることが抑制される。すなわち、光走査装置１０によれば、温度変化による感光体ドラム３２への光の集光位置のずれを抑制するために、ビーム集光状態検出手段を設けたり、フィードバック制御を行ったりしなくてもよい。

更に、光走査装置１０によれば、制御部３０が、感光体ドラム３２に光が走査されている期間（図６のＳＯＩからＥＯＩの期間）において、予め定められたパターンでコリメータレンズとして機能する液体レンズ１４の焦点距離を変化させている。そして、この予め定められたパターンは、走査レンズ２２，２４に起因する主走査方向における像面湾曲を打ち消すように定められている。従って、光走査装置１０は、ビーム集光状態検出手段を設けることなく、走査レンズ２２，２４に起因して発生する主走査方向における像面湾曲を抑制できる。

以上より、光走査装置１０によれば、ビーム集光状態検出手段を設けたり、フィードバック制御を行ったりすることなく、温度上昇による感光体ドラム３２への光の集光位置のずれ、及び、走査レンズに起因して発生する主走査方向における像面湾曲の両方を抑制することができる。

更に、光走査装置１０によれば、本体４３の線膨張係数が保持部材１５の線膨張係数よりも大きいので、光走査装置１０内の温度が上昇して、保持部材１５が熱膨張したとしても、レーザダイオード１２と液体レンズ１４との距離が変化することを抑制できる。以下に、図８を参照しながら説明する。図８は、レーザダイオード１２、液体レンズ１４及び保持部材１５の断面構造図である。より詳細には、図８の上半分は、光走査装置１０内の温度が上昇していない状態におけるレーザダイオード１２、液体レンズ１４及び保持部材１５の断面構造図であり、図８の下半分は、光走査装置１０内の温度が上昇している状態におけるレーザダイオード１２、液体レンズ１４及び保持部材１５の断面構造図である。

図８に示すように、光走査装置１０内の温度が上昇すると、本体４３及び保持部材１５が熱膨張する。ここで、保持部材１５は、液体レンズ１４の透明板４４に取り付けられているので、透明板４４は、ポリゴンミラー２０側へと変位する。

しかしながら、液体レンズ１４の透明板４４が固定されているので、本体４３が熱膨張すると、透明板４６は、レーザダイオード１２側へと戻るように変位する。その結果、本体４３及び保持部材１５が熱膨張したとしても、レーザダイオード１２と液体レンズ１４との間の距離が変動することが抑制される。なお、本体４３を構成する材料の線膨張係数が保持部材１５を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすることにより、透明板４６がレーザダイオード１２側へと戻る量を大きくすることができる。その結果、レーザダイオード１２と液体レンズ１４との間の距離が変動することをより効果的に抑制できる。

また、光走査装置１０内の温度が上昇した場合には、走査レンズ２２，２４も熱膨張する。走査レンズ２２，２４が、ガラス製のレンズである場合には、この熱膨張による感光体ドラム３２の周面への光の集光位置のずれの問題は無視できる程度であるが、走査レンズ２２，２４が、樹脂製のレンズである場合には、感光体ドラム３２の周面において数ｍｍ程度の光の集光位置のずれが発生するおそれがある。ただし、このずれは、感光体ドラム３２の主走査方向において略均一に発生しているので、保持部材１５の材質を選択したり、液体レンズ１４の材料を選択することにより補正できる。更に、保持部材１５の熱膨張により発生する光の集光位置のずれは、走査レンズ２２，２４の熱膨張により発生する光の集光位置のずれを打ち消すように発生する。そのため、走査レンズ２２，２４で発生した集光位置のずれを、保持部材１５において補正することが可能である。

（その他の実施形態）
なお、絶縁性液体４２の波長伸張に対する屈折率変化の比の値は、導電性液体４０の波長伸張に対する屈折率変化の比の値よりも小さいことが好ましい。以下に説明する。

レーザダイオード１２から出射される光の波長は、光走査装置１０内の温度が上昇すると長くなり、光の波長が長くなると、導電性液体４０及び絶縁性液体４２の屈折率は小さくなる。すなわち、絶縁性液体４２及び導電性液体４０の波長伸張に対する屈折率変化の比の値は、負の値である。そこで、絶縁性液体４２の波長伸張に対する屈折率変化の比の値を、導電性液体４０の波長伸張に対する屈折率変化の比の値よりも小さくしている。そのため、光走査装置１０内の温度が上昇した場合には、絶縁性液体４２の屈折率の減少幅は、導電性液体４０の屈折率の減少幅よりも大きくなり、導電性液体４０の屈折率と絶縁性液体４２の屈折率との差は、小さくなる。これにより、液体レンズ１４の焦点距離の長さは、温度上昇前に比べて長くなる。その結果、光走査装置１０内の温度が上昇したとしても、液体レンズ１４の焦点の位置とレーザダイオード１２の発光面とがずれることが抑制される。すなわち、光走査装置１０によれば、温度変化による感光体ドラム３２への光の集光位置のずれを抑制するために、ビーム集光状態検出手段を設けたり、フィードバック制御を行ったりしなくてもよい。

また、図９の変形例に係る液体レンズ１４'の断面構造図に示すように、液体レンズ１４'は、本体４３に接続され、導電性液体４０の一部を収容するタンク５４を含んでいてもよい。導電性液体４０及び絶縁性液体４２が温度上昇に伴い熱膨張して、導電性液体４０の一部が本体４３からタンク５４へと移動する。これにより、光走査装置１０内の温度が上昇したときには、界面Ｓがレーザダイオード１２側へと移動する。その結果、液体レンズ１４の焦点位置をレーザダイオード１２側に移動させることができ、光走査装置１０内の温度が上昇したとしても、液体レンズ１４の焦点の位置がレーザダイオード１２の発光面からずれることが抑制される。

また、ポリゴンミラー２０により偏向された光は、走査レンズ２２，２４を通過した後、直接に感光体ドラム３２を照射しているが、該光は、ミラーにより進行方向が変えられた後に、感光体ドラム３２を照射してもよい。

なお、コリメータレンズは、液体レンズ１４とガラス製又は樹脂製のレンズとの組み合わせで構成されていてもよい。

光走査装置の上視図である。 図２（ａ）は、電圧を印加した状態における液体レンズの断面構造図であり、図２（ｂ）は、電圧を印加していない状態における液体レンズの断面構造図である。 図２の液体レンズのＣの部分の拡大図である。 走査レンズに起因して発生する主走査方向における集光位置のずれ及び液体レンズによる焦点距離変化による集光位置の補正量を示したグラフである。 感光体ドラム３２の拡大図である。 図６（ａ）は、制御部が出力するレーザダイオードの制御信号Ｓｉｇ２の波形図である。図６（ｂ）は、制御部が出力する液体レンズの制御信号Ｓｉｇ１の波形図である。図６（ｃ）は、液体レンズの焦点距離の変化を示した図である。 レーザダイオード、液体レンズ及び保持部材の断面構造図である。 レーザダイオード、液体レンズ及び保持部材の断面構造図である。 変形例に係る液体レンズ１４'の断面構造図である。

符号の説明

１０ 光走査装置
１２ レーザダイオード
１４，１４' 液体レンズ
１５ 保持部材
１８ シリンドリカルレンズ
２０ ポリゴンミラー
２２，２４ 走査レンズ
２８ 受光素子
３０ 制御部
３１ 記憶部
３２ 感光体ドラム
４０ 導電性液体
４２ 絶縁性液体
４３ 本体
５３ 側面
５４ タンク

Claims (7)

1. 光源と、
   第１の液体及び該第１の液体よりも小さな屈折率を有する第２の液体を有する光学素子を含むと共に、前記光源が出射した光を略平行光に変換する光源光学系と、
   前記光源光学系を通過した光を偏向する偏向手段と、
   を備え、
   前記第１の液体と前記第２の液体との界面の形状がエレクトロウエッティング現象により変形することにより、前記光学素子の焦点距離が変化し、
   前記第１の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値は、前記第２の液体の温度上昇に対する屈折率変化の比の値よりも小さいこと、
   を特徴とする光走査装置。
2. 前記第１の液体の波長伸張に対する屈折率変化の比の値は、前記第２の液体の波長伸張に対する屈折率変化の比の値よりも小さいこと、
   を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光源と前記光学素子とを保持している保持部材を、
   更に備え、
   前記光学素子は、
   前記第１の液体及び前記第２の液体を収容している本体を、
   更に含み、
   前記保持部材は、前記偏向手段に対向している前記本体の面を保持していること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光走査装置。
4. 前記本体を構成する材料の線膨張係数は、前記保持部材を構成する材料の線膨張係数よりも大きいこと、
   を特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記第１の液体は、前記第２の液体よりも前記光源側に配置されており、
   前記光学素子は、
   前記第１の液体及び前記第２の液体を収容している本体と、
   前記本体に接続され、前記第１の液体の一部を収容しているタンクと、
   を更に含み、
   前記第１の液体の一部は、温度上昇に伴い前記本体から前記タンクへと移動すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光走査装置。
6. 前記偏向手段が偏向した光を感光体に結像させる結像素子と、
   前記感光体に光が走査されている期間において、予め定められたパターンで前記光学素子の焦点距離を変化させる制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光走査装置。
7. 前記第１の液体は、正レンズを構成し、前記第２の液体は、負レンズを構成していること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光走査装置。

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