JP5273559B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディジタル複写機、レーザプリンタおよびレーザファクシミリ等の、いわゆる電子写真方式による画像形成装置に係り、特に、画像形成に好適な光走査装置、並びにこのような光走査装置を用いる画像形成装置に関するものである。

電子写真方式による画像記録には、光学的な画像形成装置が広く用いられており、この種の画像形成装置には、通常の場合、レーザを用いた光走査装置が設けられている。光走査装置は、レーザ光源からの光ビーム（光束）を、外周面に感光性を有するドラムに、例えば、ポリゴンミラーによる光偏向器を介して入射させ、ドラムの軸に平行な方向（主走査方向）に光偏向器を用いて走査させつつ、軸を中心としてドラムを副走査方向に回転させて、ドラム外周面に潜像を形成する方法が一般的である。ドラム外周面上では、ｆθレンズ等の結像光学系により光ビームが集光されて光スポットを形成している。この場合、ドラム外周面に形成される光スポットの副走査方向に関する位置が所要の位置からずれていると、画像形成装置によって形成され出力される画像（出力画像）の品質を低下させるおそれがある。
フルカラー画像形成装置の一例として、いわゆるタンデム方式の画像形成装置について説明する。この種の画像形成装置は、４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に順次配列しており、これらの各感光体にそれぞれ対応する複数の光源装置から放射された光ビームを偏向手段によって偏向走査させ、各感光体に対応する複数の結像光学系により各感光体をほぼ同時に露光させて潜像をつくり、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック等の各々異なる色の現像剤を使用する現像器によって、前記潜像を可視像化した後に、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し定着させることによって、カラー画像を得られるように構成されている。このようなフルカラー画像形成装置においては、各色に対応するドラムの外周面に形成される光スポットの副走査方向に関する位置が所要の適正な位置からずれていると、各色を重ね合わせた時に色ずれとなって画像品質を著しく低下させてしまう。

従来のこの種の画像形成装置の構成は、例えば、特許文献１（特開平１１−１３３３２６号）、特許文献２（特開平９−１３１９２０号）、特許文献３（特開２００５−２９２３４９号）および特許文献４（特開２００５−１６６０８４号）等に示されている。
近年、画像形成装置においては、画像品質を向上させるために、画像を高密度化することおよび操作性を向上させるために、画像出力を高速化することが求められている。このような高密度化と高速化を両立させる方法の一つとして、複数の光ビームを用いて同時に走査する、いわゆるマルチビーム化が考えられている。そして、複数の発光部を有するマルチビーム光源を用いてマルチビーム化を実現するためには、マルチビーム光源から射出される複数の光ビーム（光束）の副走査方向に関するピッチ（走査線間隔）の適正な調整が必要である。
このような、副走査方向に関してのピッチの調整方法としては、例えば特許文献１（特開平１１−１３３３２６号）に開示されているように、マルチビーム光源が含まれる光源ユニットを光軸回りに回転する方法や、例えば特許文献２（特開平９−１３１９２０号）に開示されているように、ピッチ調整用の光学素子を用いる方法などが提案されている。

また、上述のようなピッチ調整によって、書込密度の切り替えを行って、例えば出力画像に応じて６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ等のように、マルチビーム光源から射出される複数の光ビームの副走査方向についてのピッチ（走査線間隔）をユーザが切り替えることができるようにすることも提案されている。
また、例えば特許文献３（特開２００５−２９２３４９号）に開示されているように、上述したようなピッチ調整の手段として、液晶素子を用いて光路を偏向させ、偏向角度を可変制御することが提案されている。このような、液晶素子は、低電圧駆動、無発熱、無騒音、無振動および小型／軽量等の優れた特徴を有しているため、ドラム外周部表面に形成される光スポットの副走査方向に関する位置ずれの補正あるいは複数の光束の副走査方向に関するピッチの調整に適していると考えられる。
そして、例えば特許文献４（特開２００５−１６６０８４号）には、液晶素子を装置に固定する方法の例が開示されている。

上述したように、液晶素子による光ビームの偏向は多くの効果があるが、その一方で液晶素子の形状誤差による波面収差の劣化、液晶素子の駆動／非駆動による波面収差の変化など、液晶素子を光走査装置に実装する際の光学特性への影響が懸念され、このような光学特性への影響に対処することが課題となっている。
すなわち、光走査装置においては、安定して高い精度の光走査を行って、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ、これらと良好な波面収差等の光学特性の達成とを両立させることが望まれている。また、画像形成装置においては、上述のような光走査装置により、高品質の画像を安定に形成することが望まれている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ、これらの実現と良好な波面収差等の光学特性の達成とを両立させることを可能とする光走査装置およびこのような光走査装置によって、高品質の画像の安定な形成を可能とする画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の請求項１の目的は、特に、より一層効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することを可能とする光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することを可能とする光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、より効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することを可能とする光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、さらに効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することを可能とする光走査装置を提供することにある。

本発明の請求項５の目的は、特に、さらに一層効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することを可能とする光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、光走査装置により、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成して、高品質の画像の安定な形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載した本発明に係る光走査装置は、上述した目的を達成するために、
光源より射出される光束を、前記光源と一体的に保持されるカップリングレンズにより所要の光束状態に変換し、該光束を光偏向器により偏向した後に結像光学系で被走査面に集光させる光走査装置において、
光源と光偏向器の間の光路には、光束の進行方向を変化させる液晶偏向素子を配備し、
前記液晶偏向素子における液晶が封入されている液晶封入部位の長手方向および短手方向を、光束の横断面の長手方向および短手方向に対応させてなり、
前記液晶封入部位には、液晶が駆動される有効領域が、該液晶封入部位の長手方向に複数個並置され、
前記液晶封入部位の長手方向について、液晶駆動の各有効領域間の間隔は、当該液晶封入部位の端部から有効領域までの距離よりも短い
ことを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１の光走査装置であって、
前記液晶偏向素子にて偏向する方向は、該液晶偏向素子における前記液晶封入部位の短手方向に対応することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１または請求項２の光走査装置であって、
温度上昇時に、前記結像光学系で発生する光軸方向の結像位置ずれと、前記液晶偏向素子で発生する光軸方向の結像位置ずれとは、互いに相殺する方向であることを特徴としている。

請求項４に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項の光走査装置であって、
前記光源と前記カップリングレンズとを共通の保持部材によって一体的に保持し、且つ
前記保持部材の線膨張係数は、温度上昇時に前記結像光学系で発生する光軸方向の結像位置ずれに対して不足するように補正する
ことを特徴としている。

請求項５に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項４の光走査装置であって、
液晶駆動の各有効領域に電圧を印加する入力端子を、当該液晶偏向素子の端部側に配置してなることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る画像形成装置は、
電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記電子写真プロセスにおける露光プロセスを実行する露光処理手段として、
請求項１〜請求項５のいずれか１項の光走査装置を具備することを特徴としている。

本発明によれば、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ、これらの実現と良好な波面収差等の光学特性の達成とを両立させることを可能とする光走査装置およびこのような光走査装置によって、高品質の画像の安定な形成を可能とする画像形成装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の光走査装置によれば、
光源より射出される光束を、前記光源と一体的に保持されるカップリングレンズにより所要の光束状態に変換し、該光束を光偏向器により偏向した後に結像光学系で被走査面に集光させる光走査装置において、
光源と光偏向器の間の光路には、光束の進行方向を変化させる液晶偏向素子を配備し、
前記液晶偏向素子における液晶が封入されている液晶封入部位の長手方向および短手方向を、光束の横断面の長手方向および短手方向に対応させてなり、
前記液晶封入部位には、液晶が駆動される有効領域が、該液晶封入部位の長手方向に複数個並置され、
前記液晶封入部位の長手方向について、液晶駆動の各有効領域間の間隔は、当該液晶封入部位の端部から有効領域までの距離よりも短い
ことにより、
特に、より一層効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することが可能となる。

また、本発明の請求項２の光走査装置によれば、請求項１の光走査装置において、
前記液晶偏向素子にて偏向する方向は、該液晶偏向素子における前記液晶封入部位の短手方向に対応することにより、
特に、効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することが可能となる。
本発明の請求項３の光走査装置によれば、請求項１または請求項２の光走査装置において、
温度上昇時に、前記結像光学系で発生する光軸方向の結像位置ずれと、前記液晶偏向素子で発生する光軸方向の結像位置ずれとは、互いに相殺する方向であることにより、
特に、より効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することが可能となる。

本発明の請求項４の光走査装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の光走査装置において、
前記光源と前記カップリングレンズとを共通の保持部材によって一体的に保持し、且つ
前記保持部材の線膨張係数は、温度上昇時に前記結像光学系で発生する光軸方向の結像位置ずれに対して不足するように補正する
ことにより、
特に、さらに効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することが可能となる。

本発明の請求項５の光走査装置によれば、請求項４の光走査装置において、
液晶駆動の各有効領域に電圧を印加する入力端子を、当該液晶偏向素子の端部側に配置してなることにより、
特に、さらに一層効果的に、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成することが可能となる。
また、本発明の請求項６の画像形成装置によれば、
電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記電子写真プロセスにおける露光プロセスを実行する露光処理手段として、
請求項１〜請求項５のいずれか１項の光走査装置を具備することにより、
特に、光走査装置により、安定した高い精度の光走査を行い、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化、そして書込密度の切り替えを実現し、且つ良好な波面収差等の光学特性を達成して、高品質の画像の安定な形成が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例の構成を模式的に示す側方から見た断面図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における第１の透明電極の構成を模式的に示す正面図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における液晶層の有効領域の概念を模式的に示す正面図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における２０℃における液晶偏向素子に印加される実効電圧とリタデーションとの関係の一例を示す電圧−位相変調特性図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における偏向動作の原理を説明するため、入力端子Ｔ１およびＴ２に同じ電位の電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を模式的に示す側面断面図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における偏向動作の原理を説明するため、入力端子Ｔ１およびＴ２に異なる電位の電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を模式的に示す側面断面図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における液晶層の有効領域のＺ方向の変位により直線的に電位が変化する電位勾配を示す変位−電圧特性図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における液晶層の有効領域のＺ方向の変位により直線的に屈折率が変化する屈折率分布勾配を示す変位−屈折率特性図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例の液晶層における波面収差の発生原理を説明するための模式的断面図である。 図１の光走査装置に用いられる液晶偏向素子の一例における液晶封入部位、有効領域および光ビームの光束横断面の概念的な配置関係を模式的に示す正面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光走査装置の液晶偏向素子の一例における２つの有効領域および光ビームの光束横断面の概念的な配置関係を模式的に示す正面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る光走査装置およびそれを用いた本発明の画像形成装置を詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態（請求項１に対応する）に係る光走査装置の構成を示す斜視図であり、光走査装置の要部の構成を模式的に示している。
図１に示す光走査装置は、半導体レーザ１、カップリングレンズ２、液晶偏向素子３、アパーチャ４、シリンドリカルレンズ５、ポリゴンミラー６、結像光学系７、折り返しミラー８、感光体ドラム９および同期検知センサ１０を具備している。
図１において、光源としての半導体レーザ１から放射された発散性の光束は、例えば共通の保持部材によって半導体レーザ１と一体的に保持されたカップリングレンズ２により以後の光学系に適した光ビームの光束形態に変換される。カップリングレンズ２により変換された光束形態は、平行光束であってもよく、弱い発散性または弱い集束性の光束であってもよい。カップリングレンズ２から射出された光束は、液晶偏向素子３およびアパーチャ４を順次介してシリンドリカルレンズ５に入射し、シリンドリカルレンズ５によって副走査方向に対応する方向について集光され、光偏向器としてのポリゴンミラー６の偏向反射面に入射する。

ポリゴンミラー６の偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラー６の等速回転とともに等角速度的に偏向され、ｆθレンズ（走査レンズ）等を含む結像光学系７で集光され、折り返しミラー８で反射偏向されて、感光体ドラム９の外周の被走査面上に結像される。このようにして、ポリゴンミラー６によって偏向された光束は、感光体ドラム９の被走査面上に光スポットを形成し、被走査面を光走査する。
なお、同期検知センサ１０は、回転するポリゴンミラー６によって偏向走査される光束を、偏向走査範囲の端縁部（有効走査範囲からわずかに外れている）において検知して、ポリゴンミラー６による主走査の同期情報を得る。また、図１において、同期検知センサ１０は、結像光学系７から射出した光束が直接入射されるようにしているが、ミラーによって折り返した光束を検知するようにしてもよい。
次に、上述した液晶偏向素子３の構造および作用について説明する。液晶偏向素子３は、図１においては、カップリングレンズ２とアパーチャ４との間に、アパーチャ４に近接して設けるものとしたが、アパーチャ４とポリゴンミラー６との間のアパーチャ４の近傍に配置するなど、半導体レーザ１等の光源とポリゴンミラー６等の光偏向器との間で且つアパーチャ４の近傍の都合の良い個所に適宜配置することができる。

図２は、液晶偏向素子３の詳細な構成の一例を説明するために、液晶偏向素子３の断面構造を示す模式的な断面図である。図２における座標は、図示右方向を（＋）Ｘ方向、図における裏面側から表面側に近付く手前向き方向（紙面に垂直）を（＋）Ｙ方向、そして図示上方向を（＋）Ｚ方向としている。図２に示す液晶偏向素子３は、液晶層３１、第１の配向膜３２、第２の配向膜３３、第１の透明電極３４、第２の透明電極３５、第１のガラス基板３６および第２のガラス基板３７を備えている。
図２に示す液晶偏向素子３は、液晶層３１が第１の配向膜３２と第２の配向膜３３とで挟持され、これらが第１の透明電極３４と第２の透明電極３５とで挟持され、これらがさらに、第１のガラス基板３６と第２のガラス基板３７とで挟持されている。そして、これら第１および第２のガラス基板３６および３７並びにこれらの間の積層構造の周縁部は、シール材（明確には図示していない）で密封され、いわゆるセル構造となっている。
液晶層３１の厚さ、すなわち図示Ｘ軸方向の長さ、は、数［μｍ］〜数十［μｍ］程度である。ここでは、液晶層３１として、ネマティック型の液晶分子がホモジニアスに配列された液晶層を用いている。液晶層３１の＋Ｘ側にある第２の透明電極３５は、共通電位であるグラウンド（ＧＮＤ）に接続されている。液晶層３１の−Ｘ側にある第１の透明電極３４は、例えば、図３のように構成する。

図３における座標は、図における表面側から裏面側に遠ざかる奥向き方向（紙面に垂直）を（＋）Ｘ方向、図示右方向を（＋）Ｙ方向、図示上方向を（＋）Ｚ方向としている。すなわち、第１の透明電極３４は、それぞれＹ軸方向を長手方向としてストライプ状をなし、Ｚ軸方向に配列されてなる複数のストライプ電極３４Ａと、これらストライプ電極３４Ａの−Ｙ側端部に、全ストライプ電極３４Ａにわたって接続され、所定の抵抗値を有する細線電極３４Ｂとを有している。
そして、細線電極３４Ｂの−Ｚ側端部に入力端子Ｔ１が、＋Ｚ側端部に入力端子Ｔ２が設けられている。また、この場合の液晶が駆動される有効領域の一例が、図４に示されている。なお、この場合、外部からの電気信号により液晶が駆動され、入射光の位相を変調することが可能な領域を有効領域と称している。また、図４における座標も、図３と同様に、図における表面側から裏面側に遠ざかる奥向き方向（紙面に垂直）を（＋）Ｘ方向、図示右方向を（＋）Ｙ方向、図示上方向を（＋）Ｚ方向としている。

入力端子Ｔ１およびＴ２の各々に印加される電圧は、周波数が数百Ｈｚから数ｋＨｚ程度で、直流成分をもたない交流電圧である。そして、以下においては、入力端子Ｔ１に印加される交流電圧の実効値を印加電圧Ｖ１、入力端子Ｔ２に印加される交流電圧の実効値を印加電圧Ｖ２と称する。

２０℃における液晶偏向素子に印加される実効電圧とリタデーションとの関係（電圧−位相変調特性）の一例を図５に示している。
〔１〕各入力端子Ｔ１およびＴ２に電圧が印加されていないとき
すなわち、印加電圧Ｖ１＝０［Ｖ］および印加電圧Ｖ２＝０［Ｖ］のとき、液晶層３１の液晶分子は、図２に示されるように、Ｚ軸にほぼ平行な配向状態を示す。通常は、応答性を良好にするため、配向膜３２および３３の作用により液晶分子がＺ軸に対してわずかにＸ方向に傾斜するように設定されている。つまり、液晶分子は、Ｚ軸に対して完全に平行ではない。なお、液晶分子のＺ軸に対するＸ方向への傾斜角は、配向角と称する。各入力端子Ｔ１およびＴ２に電圧が印加されると、液晶層３１の液晶分子は、印加電圧に応じた配向角を有する配向状態を示す。
〔２〕各入力端子Ｔ１およびＴ２に同じ電位の電圧が印加されたとき
すなわち、印加電圧Ｖ１＝１．５［Ｖ］および印加電圧Ｖ２＝１．５［Ｖ］のときの液晶分子の配向状態を図６に示している。図２と同様に、図６における座標も、図示右方向を（＋）Ｘ方向、図における裏面側から表面側に近付く手前向き方向（紙面に垂直）を（＋）Ｙ方向、そして図示上方向を（＋）Ｚ方向としている。なお、図６においては、容易に理解できるようにするため、液晶分子は、液晶層３１の厚さ方向（ここでは、Ｘ方向）に関して同じ配向角としている。この場合、液晶層では、Ｚ方向に関して電位が一様であるため、液晶偏向素子３に入射した光束は、その光路が曲げられることなく透過する。

〔３〕各入力端子Ｔ１およびＴ２に異なる電位の電圧が印加されたとき
すなわち、印加電圧Ｖ１＝１．７［Ｖ］および印加電圧Ｖ２＝１．３［Ｖ］のときの液晶分子の配向状態を図７に示している。図２と同様に、図７における座標も、図示右方向を（＋）Ｘ方向、図における裏面側から表面側に近付く手前向き方向（紙面に垂直）を（＋）Ｙ方向、そして図示上方向を（＋）Ｚ方向としている。
この場合、液晶層３１においては、図８に示すように、有効領域の＋Ｚ側端部と−Ｚ側端部との間に、Ｚ方向の変位によって直線的に電位が変化する電位勾配が生じ、この電位勾配に従って液晶分子の配向状態が漸次変化する。そして、この電位勾配に応じて、図９に示すように、有効領域の＋Ｚ側端部と−Ｚ側端部との間に、位相差Δφに対応して位置により直線的に変化する屈折率分布、すなわち屈折率勾配、が生じる。そこで、液晶偏向素子３に入射した光束は、その光路が、電位勾配に応じた角度、すなわち偏向角、θだけ、Ｚ方向に曲げられる。なお、Ｚ軸方向についての有効領域の幅をＨ、有効領域におけるＺ軸方向の両端部間の位相差をΔφとすると、偏向角θは、
ｔａｎθ＝Δφ／Ｈ
であらわされる。

以上においては、液晶偏向素子３による光束の偏向の原理について説明した。このような液晶偏向素子３を用いることによって、感光体ドラム９の外周面に形成される光スポットの副走査方向に関する位置が、所要の位置からずれている場合には、その位置ずれを補正することが可能となる。
感光体ドラム９の外周面における光スポットの副走査方向の移動量をΔｚ、Ｚ軸方向についての有効領域の幅をＨ、ポリゴンミラー６と感光体ドラム９との間の光路上にある結像光学系７の副走査方向に対応する方向に関する倍率をｍ、そしてシリンドリカルレンズ５の焦点距離をＦｃｙｌとし、有効領域におけるＺ軸方向の両端部間における位相差をΔφとすると、次の（１）式の関係が成り立つ。
Δφ＝（Δｚ×Ｈ）／（ｍ×Ｆｃｙｌ） … （１）
例えば、Ｈ＝２．０［ｍｍ］、ｍ＝１．５倍、Ｆｃｙｌ＝１００［ｍｍ］とすると、光スポットを副走査方向に＋１０．６［μｍ］移動させるためには、入射光束の波長λ（この場合、例えば、６５５ｎｍ）を単位として、Δφ＝０．２２［λ］となる位相分布（勾配）を発生させる必要がある。

すなわち、液晶偏向素子３が、（Ｖ１−Ｖ２）＝１．０［Ｖ］のときに、Δφ＝０．５５［λ］となる特性を有している場合に、Δφ＝０．２２［λ］の位相差を得るには、（Ｖ１−Ｖ２）＝０．４［Ｖ］とすれば良い。感光体ドラム９の外周面における副走査方向の移動量を最適に設定することによって、光学素子の形状ばらつき、組付けばらつきなどにより生じる副走査方向の位置変動を補正することが可能となる。
上述において説明したような効果を得る一方で、液晶偏向素子３が屈折力を持ってしまい、光走査装置に実装する際に像面湾曲を発生させるという問題を生じる。液晶偏向素子３は、光ビームの偏向機能を有する素子であり、屈折力は持たないことが望ましい。

現在各メーカにて工業的に生産されているレーザプリンタやディジタル複写機等の画像形成装置に適用されている光走査装置においては、その出力における画像品質を確保するため、被走査面（感光体ドラム９の外周表面）付近のビームスポット形状を良好に維持する必要がある。そのためには光走査装置における光学系にて発生する波面収差を極力抑制することが望ましい。ところが、ガラス基板３６および３７の表面の面精度や、液晶層３１の密封時の圧力管理のばらつきの影響や、液晶構造による影響などにて、液晶偏向素子３の非駆動時にも、例えばλ／１０以上の透過波面収差が発生するおそれがある。この透過波面収差は、特に光ビームの収束・発散作用を持つパワー成分の発生が多く、被走査面（感光体ドラム９の外周表面）で像面湾曲を発生させることによって、ビームスポット径が太くなり画像品質を低下させることとなる。

前記波面収差の発生は、図１０に模式的に示すような液晶偏向素子３の構造により発生するものが大きい。液晶偏向素子３の２枚の平板ガラスからなるガラス基板３６および３７は、周囲をシール材３８で密封されたセル構造になっていることは、既に説明した通りである。この中に液晶を封入して液晶層３１を形成しているが、液晶層３１の内部には２枚のガラス基板の間隔、すなわちガラス基板３６とガラス基板３７との間隔、を保つためのスペーサ３９として機能する物質が混合されている。

図１０に示されるように、ガラス基板３６とガラス基板３７とは、スペーサ３９により間隔を保つようにして配設されるが、周縁部のシール材３８にてガラス基板３６とガラス基板３７を接着する際に、シール材３８の近傍、つまり周縁部近傍でガラス基板３６とガラス基板３７が変形し屈折力を持つようになる（図１０の例では、凸の屈折力を持つ）。この結果、この液晶偏向素子３を透過する光束は、液晶が駆動していない状態においても、凸の屈折力（パワー）成分の影響を受け、像面湾曲を発生させてしまう。つまり、被走査面としての感光体ドラム９の外周面でビームスポット径が劣化し、画像品質を低下させることとなる。
そこで、本発明の第１の実施の形態であるこの光走査装置においては、さらに、液晶偏向素子３における液晶が封入されている部位の長手方向および短手方向を、光束の断面における長手方向および短手方向にそれぞれ対応させるようにしている。
既に述べたように、液晶偏向素子３は、カップリングレンズ２とシリンドリカルレンズ５との間のアパーチャ４の近傍、この場合、例えば図１に示したようにカップリングレンズ２とアパーチャ４との間でアパーチャ４の近傍に配置される。カップリングレンズ２以降の光束はほぼ平行光束になっている。アパーチャ４の形状は、光学系の倍率の違いなどから主走査方向と副走査方向で寸法が異なっているのが一般的であり、液晶偏向素子３を透過する光束の断面も長手方向と短手方向とを有するほぼ長方形等の形状となる（長方形ではなく楕円形状等の場合もあるが、その場合でも長手方向と短手方向を有する形状である）。

この第１の実施の形態による光走査装置においては、図１１に示すように、液晶偏向素子３の液晶が封入されている部位、すなわち液晶封入部位ＣＡの長短辺方向（長手方向および短手方向）と光束ＬＢの長短辺方向（長手方向および短手方向）を一致させるように対応配置している。液晶偏向素子３の周辺は、先に説明した通り波面収差の劣化が発生し屈折力を持つ。しかしながら、中心近傍はスペーサ３９の効果にも助けられて波面収差の劣化は小さい。そこでこの実施の形態においては、中心近傍において光束ＬＢを通過させるように液晶偏向素子３のサイズを決定している、つまり、主走査方向に長く副走査方向に短い光束に対し、液晶偏向素子３の液晶封入部位ＣＡも主走査方向に長く副走査方向に短い形状とすることによって、光束通過位置の波面収差の劣化を低減することが可能となる。
光束ＬＢの断面の短手方向を、液晶偏向素子３の液晶封入部位ＣＡの長手方向に一致させるようにすると、液晶偏向素子３が無駄に大型化してしまい、コスト面でも、光走査装置の小型化の面でも、ほとんどメリットはない。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態（請求項２に対応する）に係る光走査装置について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の基本的な構成は、先に説明した本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置とおおむね同様である。
本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の構成においては、液晶偏向素子３にて偏向する方向を、液晶偏向素子３の液晶封入部位ＣＡの短手方向に一致させるものとしている。
先に本発明の目的として挙げた色ずれ低減に向けた副走査方向の位置ずれ補正のためなど多くの場合、液晶偏向素子３による偏向方向は副走査方向となる。この時、液晶偏向素子３の液晶封入部位ＣＡの短手方向を副走査方向とし、上述した第１の実施の形態において既に説明したように、光束の短手方向も副走査方向になるように光学系の倍率などを設定することが望ましい。
液晶偏向素子３の副走査方向の寸法が短いと、光走査装置の副走査方向の小型化に寄与する。近年、装置の小型化への要望が多い傾向にあり、光走査装置としては薄型化が求められていて、液晶偏向素子３の副走査方向は光走査装置の高さ方向に対応することが多いため、この方向の寸法が短くなると光走査装置の高さが低くなり、光走査装置の薄型化の効果も得ることが可能となる。

また、光ビームの偏向のために液晶を駆動する際にも、液晶偏向素子３によって偏向する方向は、液晶偏向素子３の液晶封入部位ＣＡの短手方向であることが望ましい。この点については、以下においてさらに詳細に説明する。
液晶素子自体の構造等に起因して発生する波面収差については、液晶封入部位と光ビームの横断面の長手方向および短手方向を最適に設定することによって低減可能であることを上述した本発明の第１の実施の形態において説明した。つまり、液晶が非駆動状態であれば、液晶素子において発生する波面収差による光学特性劣化を低減可能であるとした。しかしながら、液晶素子の駆動時に、液晶素子の有効領域内に一定の電位勾配を与えた場合には、屈折率分布は一定の勾配とはならず、実質的に曲線状となってしまう。このような屈折率分布に起因して、液晶素子から射出される光ビームには波面収差が発生してしまうことになる。
液晶素子によって所望の偏向角を得るためには、適切な電位差を与える必要がある。偏向方向について、有効領域の寸法が大きいと、この電位差は大きく設定することが可能であり、有効領域の寸法が小さいと電位差は小さく設定することが可能である。図５に示したように、電位差が小さければ、グラフの傾きが直線的な部分を選択し易い。このことは、位相が位置によって直線的に変化していれば、屈折率が直線的な分布勾配を持つこととなるため、パワー成分による波面収差の発生が少ないことを意味する。

つまり、液晶偏向素子によって偏向する方向を、液晶偏向素子の液晶封入部位の短手方向とすることによって、液晶駆動時の波面収差の影響を大幅に低減することが可能となる。液晶が駆動されて光ビームを偏向させるのは有効領域内であるが、液晶偏向素子の液晶封入部位の短手方向で有効領域も短くなることはいうまでもない。
さらに、この場合、光ビームの横断面の短手方向を副走査方向に対応させており、長手方向に対し走査光学系の倍率が低くなるためその影響を低減することが可能となる。すなわち、この実施の形態の光走査装置のように、液晶偏向素子３によって光束を偏向させる方向を、液晶偏向素子３の液晶封入部位の短手方向に対応させ、液晶偏向素子を透過する光ビームの横断面の短手方向に対応させて、実質的には液晶偏向素子での偏向方向を副走査方向に一致させ、光ビームの横断面の短手方向を副走査方向に対応させるように走査光学系の倍率を設定することによって、液晶駆動により発生する波面収差の影響を走査光学系の倍率が低い副走査方向に対応させることが可能となり、光学特性の劣化を低減することが可能となる。
これに対して、走査光学系の倍率が高く、液晶透過時の光ビームの横断面が副走査方向に大きい（副走査方向に長手となる）場合には、液晶素子駆動時に発生する波面収差の影響が拡大され光学特性が大幅に劣化する。また、液晶素子自体の大きさも大きくなり、光走査装置の大型化、コストアップにつながってしまうなど、多くの問題を生じることとなる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態（請求項３および請求項４に対応する）に係る光走査装置について説明する。本発明の第３の実施の形態に係る光走査装置の基本的な構成も、先に説明した本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置とおおむね同様である。
高温時に、結像光学系７で発生する光軸方向の結像位置ずれと、液晶偏向素子３で発生する光軸方向の結像位置ずれは、相殺する方向であることが望ましい。
すなわち、高温時には、樹脂製の走査レンズ等のような通常の光学素子は、膨張して、ピント位置がずれ、結像位置が、感光体ドラム９の外周部の表面から内部にめり込む方向に移動する。このため、感光体ドラム９の外周部の表面におけるビームスポット径は大きくなり、画像品質を低下させることとなる。
一方、液晶偏向素子３は、数［μｍ］〜数十［μｍ］程度の液晶層３１を、２枚のガラス基板３６と３７で挟み、これらガラス基板３６と３７で挟まれた部分を、シール材３８によって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、比較的膨張率の高い液晶層３１が熱膨張し、液晶偏向素子３の中央部が膨んで、結果として正のパワーのレンズ効果を発生する。

２枚のガラス基板３６と３７をそれぞれ厚くしたり、液晶の膨張を逃がす構造にすることによって液晶偏向素子が正のパワーを持つことを低減することができるが、液晶が高温時に正のパワーを持つようにすることによって、液晶偏向素子で発生する光軸方向の結像位置ずれを感光体ドラム９の外周部の表面からポリゴンミラー（光偏向器）側に移動させることができ、結像光学系７における結像位置ずれを低減することができる。
さらに、半導体レーザ１等の光源と、カップリングレンズ２との間の保持部材の線膨張係数は、高温時に結像光学系７にて発生する結像位置ずれに対して補正不足となるように設定されることが望ましい。
すなわち、この実施の形態において、光源としての半導体レーザ１と、カップリングレンズ２とは、明確に図示してはいないが、例えば共通の保持部材によって一体的に保持されており、半導体レーザ１と、カップリングレンズ２との間の保持部材の線膨張係数は、高温時に結像光学系７にて発生する結像位置ずれに対し補正不足となるように設定している。
先に説明した通り、高温時おいては、結像光学系７に含まれる樹脂製のｆθレンズ等のような通常の光学素子が膨張して、結像位置が感光体ドラム９の外周部の表面からめり込む方向に移動する。

一方、光源となる半導体レーザ１とカップリングレンズ２を一体的に保持する保持部材（図示せず）も高温になることによって、膨張して伸長し、半導体レーザ１とカップリングレンズ２との間隔が広くなることによって結像位置は感光体ドラム９の表面から離れて光偏向器としてのポリゴンミラー６側に移動する。上述したように、液晶偏向素子３は、その構成に起因して、通常の光学素子とは異なり、高温時に凸のパワー、すなわち正の屈折力を持つ。このため、ｆθレンズ等の結像光学系７における結像位置の移動を、半導体レーザ１等の光源部で完全に補正せずに、補正不足としておき、高温時に感光体ドラム９の外周部の表面からめり込む方向となるようにしておくことが望ましい。
このようにしたことにより、結果として、液晶偏向素子３が高温で正の屈折力（凸のパワー）を示す際にも、感光体ドラム９の外周部の表面に結像位置を戻すことが可能となる。光源となる半導体レーザ１およびカップリングレンズ２の保持部材の線膨張係数を適正に選定することによって、環境の変動に対しても安定した光学特性を維持することが可能となる。
これに対して、従来の光走査装置のように、結像光学系に含まれる光学素子による結像位置変化を光源部で補正した場合には、液晶偏向素子を用いることによって補正過剰となり結像位置が感光体ドラムの表面からポリゴンミラー６等の光偏向器側に移動して、光学特性を劣化させてしまう。したがって、結像光学系７で発生する結像位置ずれを、液晶偏向素子３と光源部とで相殺するために、光源部の材質を、高温時に結像光学系７にて発生する結像位置ずれに対して、補正不足となるように線膨張係数を設定することが望ましいのである。

低温時には、液晶層３１は収縮してもガラス基板３６と３７の間隔を維持するためのスペーサ３９が混入されているため、負の屈折力（凹のパワー）の発生は極めて小さい。つまり、液晶偏向素子３は高温時に正の屈折力を持つようになるが、低温時における変化は小さい。低温時には、液晶偏向素子３による結像位置の変化はほとんど生じないが、他の光学素子による結像位置の変動は生じる。通常、光偏向器および光源等の熱源となる素子が光走査装置の内部に配置されるため、光走査装置の温度は高くなることが多い。また、上述した通り液晶偏向素子３の温度変動分が高温側で大きく結像位置の変動も高温側で大きくなることから、実質的な問題となる高温時の光学特性の劣化を低減することの効果のほうが大きい。
液晶層３１の膨張は、液晶が封入されている部分、すなわち液晶封入部位ＣＡの短手方向のほうが大きな波面収差を発生する。先に説明したように、液晶封入部位ＣＡの短手方向は、光ビームＬＢの横断面も短手方向に対応しており、走査光学系の倍率は低い。このため、この波面収差の影響は低減することができる。主走査方向については、倍率は高いが、波面収差の発生も小さいため、この実施の形態の構成が環境変動にも適している。
もちろん、波面収差の発生はゼロではないため、より安定した光学特性を得るために、光源の半導体レーザ１とカップリングレンズ２との間の保持部材の線膨張係数は、高温時に結像光学系７にて発生する結像位置ずれに対して補正不足となるように設定して、環境変動を小さくすることが望ましい。

〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態（請求項１および請求項５に対応する）に係る光走査装置について説明する。本発明の第４の実施の形態に係る光走査装置の基本的な構成も、先に説明した本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置とおおむね同様である。
この実施の形態の光走査装置においては、液晶偏向素子３の１つの形態として図１２に示されるように、２つの有効領域ＶＡ１およびＶＡ２を有する液晶偏向素子３Ａを用いる。
図１２は、液晶偏向素子３Ａの詳細な構成の一例を説明するために、液晶偏向素子３Ａの液晶封入部位の構造を示す模式的な正面図である。図１２における座標は、図における表面側から裏面側に遠ざかる奥向き方向（紙面に垂直）を（＋）Ｘ方向、図示右方向を（＋）Ｙ方向、図示上方向を（＋）Ｚ方向としている。
図１２において、液晶偏向素子３Ａは、２つの有効領域ＶＡ１およびＶＡ２を有する液晶素子を用いている。有効領域ＶＡ１とＶＡ２は、同じ構造であり、ここでは、有効領域ＶＡ２は、有効領域ＶＡ１を、Ｘ軸に平行な軸回りに１８０度回転させた状態と同様であり、有効領域ＶＡ１の（＋）Ｙ側に配置されている。

各有効領域ＶＡ１およびＶＡ２は、それぞれを透過する各光ビームＬＢ１およびＬＢ２を偏向させるが、それぞれの偏向方向は１８０度ずれている。これら光ビームＬＢ１およびＬＢ２は感光体ドラム９の被走査面を副走査方向に並んで走査する。光ビームＬＢ１およびＬＢ２は、例えば、液晶偏向素子３Ａが駆動されていない状態では、被走査面を副走査方向に約４２μｍ離れて走査して、６００ｄｐｉの画像を形成する。また、液晶偏向素子３Ａの駆動時には、光ビームＬＢ１およびＬＢ２は、各々が感光体ドラム９の被走査面上で互いに約１０．５μずつ近付く方向に偏向され、約２１μｍの副走査方向の間隔を持つことによって、１２００ｄｐｉの高画質な画像を形成することが可能となる。このとき、各光ビームＬＢ１およびＬＢ２は、副走査方向の間隔を狭める方向に動くため、液晶偏向素子３Ａでは、各有効領域ＶＡ１およびＶＡ２における偏向方向は逆方向となる（偏向量および有効領域ＶＡ１およびＶＡ２は同一のサイズであるため、各々における電位差は同じ）。
このように、液晶封入部位ＣＡに液晶が駆動される有効領域が長手方向に複数個並設される液晶偏向素子３Ａにおいては、液晶封入部位ＣＡの長手方向について、各有効領域間の間隔は、液晶封入部位ＣＡの端部から、当該端部に最も近い有効領域までの距離よりも短いことが望ましい。

上述した本発明の第１の実施の形態に関連して既に説明したように、液晶偏向素子は、その構造から、シール材３８の近傍、つまり液晶が封入されている液晶封入部位の周辺で（屈折力、つまりパワー成分が生じ）波面収差が大きく発生する。このため、有効領域は液晶が封入されている液晶封入部位内の中心に近いことが望ましい。上述したこの実施の形態の構成、すなわち、液晶封入部位に、該液晶封入部位の長手方向に複数個並置される各有効領域間の間隔が、前記液晶封入部位の長手方向について、当該液晶封入部位の端部から最も近い有効領域までの距離よりも短い構成、とすることにより、有効領域を複数有する液晶偏向素子においても、波面収差の劣化による影響を低減でき、良好な光学特性を得ることが可能となる。
さらに、図１２に示した例のように、２個の有効領域ＶＡ１およびＶＡ２が並置される場合には、液晶層３１を駆動して光ビームを偏向させるための電圧を印加する入力端子Ｔ１ａ、Ｔ２ａ、Ｔ１ｂおよびＴ２ｂを、液晶偏向素子３Ａの端部側に設けることによって、２個の有効領域ＶＡ１とＶＡ２の相互間の間隔を狭く設定することが可能となる。なお、図３および図４の場合と同様に、入力端子Ｔ１ａおよびＴ２ａは、透明電極である細線電極ＲＬａの両端に、そして入力端子Ｔ１ｂおよびＴ２ｂは、透明電極である細線電極ＲＬｂの両端に設けられている。
透明電極としては、多くの場合、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide〜酸化インジウムスズ）が用いられるが、電圧入力のための透明電極のＩＴＯパターンは、波面収差の発生には無関係であり、有効領域としては使用しづらい端部側を通すことによって、有効領域ＶＡ１とＶＡ２の間隔を狭め、且つ、シール材近傍を有効に利用することができるため、液晶偏向素子３Ａ自体を無駄に大きくすることなく効果的な構成とすることができる。

〔第５の実施の形態〕
次に、本発明に係る光走査装置を用いる本発明の第５の実施の形態（請求項６に対応する）に係る画像形成装置について説明する。
図１３は、本発明の第５の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示しており、この画像形成装置は、上述した本発明に係る光走査装置をいわゆるタンデム型のフルカラーレーザプリンタに適用したものである。
図１３に示すタンデム型のフルカラーレーザプリンタである画像形成装置は、光源部（図には現れていない）、光走査光学系１０６（１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ）、感光体ドラム１０７（１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋ）、帯電チャージャ１０８（１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃ、１０８Ｋ）、現像装置１１０（１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ）、転写チャージャ１１１（１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ）、クリーニング装置１１２（１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ）、給紙カセット１１３、給紙ローラ１１４、給送ローラ１１５、レジストローラ１１６、搬送ベルト１１７、第１のベルトプーリ１１８、第２のベルトプーリ１１９、ベルト帯電チャージャ１２０、ベルト分離チャージャ１２１、ベルト除電チャージャ１２２、ベルトクリーニング装置１２３、定着装置１２４、排紙ローラ１２５および排紙トレイ１２６を備えている。

図１３において、画像形成装置内の下部側には、ほぼ水平に配設された給紙カセット１１３から給紙ローラ１１４によって１枚ずつ取り出され、給送ローラ１１５およびレジストローラ１１６を介して給紙される転写紙Ｓを搬送する搬送ベルト１１７が、第１のベルトプーリ１１８と第２のベルトプーリ１１９との間に張設されている。この搬送ベルト１１７上には、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラム１０７Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム１０７Ｍ、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム１０７Ｃおよびブラック（Ｋ）用の感光体ドラム１０７Ｋが、転写紙Ｓの搬送方向の上流側から下流側に向かって順次等間隔で配設されている。なお、ここでは、感光体ドラムのように各色毎に設けられる構成については、参照符号の末尾に添字Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫを付することによって適宜区別するものとする。これら感光体ドラム１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃおよび１０７Ｋは、全て同一の直径に形成されており、各感光体ドラムの周囲には、電子写真プロセスにしたがった各プロセスを実行する処理手段が順次配設されている。イエロー（Ｙ）用の感光体ドラム１０７Ｙを例にとれば、感光体ドラム１０７Ｙの周囲には、それぞれイエロー（Ｙ）用の、帯電チャージャ１０８Ｙ、光走査光学系１０６Ｙ、現像装置１１０Ｙ、転写チャージャ１１１Ｙ、そしてクリーニング装置１１２Ｙ等が、図示時計方向に、順次配設されている。このような構成は、他の色の感光体ドラム１０７Ｍ、１０７Ｃそして１０７Ｋについても同様である。

すなわち、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム１０７Ｍの周囲には、それぞれマゼンタ（Ｍ）用の、帯電チャージャ１０８Ｍ、光走査光学系１０６Ｍ、現像装置１１０Ｍ、転写チャージャ１１１Ｍ、そしてクリーニング装置１１２Ｍ等が、図示時計方向に、順次配設されている。シアン（Ｃ）用の感光体ドラム１０７Ｃの周囲には、それぞれシアン（Ｃ）用の、帯電チャージャ１０８Ｃ、光走査光学系１０６Ｃ、現像装置１１０Ｃ、転写チャージャ１１１Ｃ、そしてクリーニング装置１１２Ｃ等が、図示時計方向に、順次配設されている。そして、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラム１０７Ｋの周囲には、それぞれブラック（Ｋ）用の、帯電チャージャ１０８Ｋ、光走査光学系１０６Ｋ、現像装置１１０Ｋ、転写チャージャ１１１Ｋ、そしてクリーニング装置１１２Ｋ等が、図示時計方向に、順次配設されている。
したがって、この実施の形態においては、感光体ドラム１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃおよび１０７Ｋの各外周部表面を、それぞれ各色毎に設定された被照射面すなわち被走査面としており、各感光体ドラム１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃおよび１０７Ｋに対して光走査装置による光走査が行われる。

この場合、光走査装置は、画像形成装置の上部の排紙トレイ１２６のほぼ直下に配置され、各色毎の光源部、すなわち、イエロー（Ｙ）用の光源部、マゼンタ（Ｍ）用の光源部、シアン（Ｃ）用の光源部、ブラック（Ｋ）用の光源部および各色毎の光走査光学系１０６、すなわち、イエロー（Ｙ）用の光走査光学系１０６Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の光走査光学系１０６Ｍ、シアン（Ｃ）用の光走査光学系１０６Ｃ、ブラック（Ｋ）用の光走査光学系１０６Ｋ、等により構成されている。この場合の光走査装置は、上述した各実施の形態による光走査装置として構成されており、光源部１０１には、上述した半導体レーザ１、カップリングレンズ２、液晶偏向素子３、アパーチャ４およびシリンドリカルレンズ５等の構成を含んでおり、液晶偏向素子３は、液晶層３１、配向膜３２、３３、透明電極３４、３５およびガラス基板３６、３７等により構成されている。また、光走査光学系１０６には、ポリゴンミラー６および結像光学系７等の構成を含んでおり、さらに必要に応じて所要個数の折り返しミラー８を適宜配置している。各色毎の光源部１０１には、各色毎に構成された液晶偏向素子３を含んでいてもよいが、先に第４の実施の形態において述べたような液晶偏向素子３Ａの構成を用いて複数色用の構成を一体化した形態としてもよい。
また、搬送ベルト１１７の周囲には、感光体ドラム１０７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ１１６と、ベルト帯電チャージャ１２０が設けられており、搬送ベルト１７の回転方向について、感光体ドラム１０７Ｋよりも下流側に位置させて、ベルト分離チャージャ１２１、ベルト除電チャージャ１２２、そしてクリーニング装置１２３等が順次設けられている。また、ベルト分離チャージャ１２１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置１２４が設けられており、排紙ローラ１２５によって排紙トレイ１２６に向けて排出される。

このように構成された画像形成装置において、複数色モード、例えば、フルカラーモードであるときには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色用の感光体ドラム１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃおよび１０７Ｋに対し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）用の各色の画像信号に基づいて、各色毎の光走査光学系１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃおよび１０６Ｋにより光ビームを走査して、各色用の感光体ドラム１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃおよび１０７Ｋの外周面に、各色信号に対応する静電潜像を形成する。これら各色毎の静電潜像は、各対応する現像装置１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃおよび１１０Ｋにおいてそれぞれの色トナーにより現像されて可視トナー像を形成し、搬送ベルト１７上に静電的に吸着されて搬送される共通の転写紙Ｓ上に順次転写されて重ね合わせられ、転写紙Ｓ上にフルカラー画像を形成する。このフルカラー像は定着装置１２４で定着された後、排紙ローラ１２５によって排紙トレイ１２６に排紙される。

上述したように、本発明に係る光走査装置においては、液晶素子を用いることで安定して高い精度の光走査を行って、色ずれの低減、マルチビームの走査線間隔の高精度化および書込密度の切り替えなどを実現し、且つそれらと良好な光学特性、すなわち良好な波面収差、との両立を可能としている。さらに、そのような光走査装置を用いて構成される画像形成装置においては、安定して高品質の画像を形成することが可能となる。
さらに、本発明に係る光走査装置および画像形成装置においては、目的に応じた液晶偏向素子の構成を用いて、液晶素子の大型化、コストアップを抑制し、近年において、高画質化および高機能化と並んで要求の高い光走査装置および画像形成装置の小型化に対応しており、光走査装置および画像形成装置の大型化を防ぎ、高画質および高機能を得ることが可能となる。

１ 半導体レーザ
２ カップリングレンズ
３，３Ａ 液晶偏向素子
４ アパーチャ
５ シリンドリカルレンズ
６ ポリゴンミラー
７ 結像光学系
８ 折り返しミラー
９ 感光体ドラム
１０ 同期検知センサ
３１ 液晶層
３２ 第１の配向膜
３３ 第２の配向膜
３４ 第１の透明電極
３５ 第２の透明電極
３６ 第１のガラス基板
３７ 第２のガラス基板
１０６（１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ） 光走査光学系
１０７（１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋ） 感光体ドラム
１０８（１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃ、１０８Ｋ） 帯電チャージャ
１１０（１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ） 現像装置
１１１（１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ） 転写チャージャ
１１２（１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ） クリーニング装置
１１３ 給紙カセット
１１４ 給紙ローラ
１１５ 給送ローラ
１１６ レジストローラ
１１７ 搬送ベルト
１１８ 第１のベルトプーリ
１１９ 第２のベルトプーリ
１２０ ベルト帯電チャージャ
１２１ ベルト分離チャージャ
１２２ ベルト除電チャージャ
１２３ ベルトクリーニング装置
１２４ 定着装置
１２５ 排紙ローラ
１２６ 排紙トレイ

特開平１１−１３３３２６号公報 特開平９−１３１９２０号公報 特開２００５−２９２３４９号公報 特開２００５−１６６０８４号公報

Claims (6)

1. 光源より射出される光束を、前記光源と一体的に保持されるカップリングレンズにより所要の光束状態に変換し、該光束を光偏向器により偏向した後に結像光学系で被走査面に集光させる光走査装置において、
   光源と光偏向器の間の光路には、光束の進行方向を変化させる液晶偏向素子を配備し、
   前記液晶偏向素子における液晶が封入されている液晶封入部位の長手方向および短手方向を、光束の横断面の長手方向および短手方向に対応させてなり、
   前記液晶封入部位には、液晶が駆動される有効領域が、該液晶封入部位の長手方向に複数個並置され、
   前記液晶封入部位の長手方向について、液晶駆動の各有効領域間の間隔は、当該液晶封入部位の端部から有効領域までの距離よりも短い
   ことを特徴とする光走査装置。
2. 前記液晶偏向素子にて偏向する方向は、該液晶偏向素子における前記液晶封入部位の短手方向に対応することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 温度上昇時に、前記結像光学系で発生する光軸方向の結像位置ずれと、前記液晶偏向素子で発生する光軸方向の結像位置ずれとは、互いに相殺する方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記光源と前記カップリングレンズとを共通の保持部材によって一体的に保持し、且つ
   前記保持部材の線膨張係数は、温度上昇時に前記結像光学系で発生する光軸方向の結像位置ずれに対して不足するように補正することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 液晶駆動の各有効領域に電圧を印加する入力端子を、当該液晶偏向素子の端部側に配置してなることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置において、
   前記電子写真プロセスにおける露光プロセスを実行する露光処理手段として、
   請求項１〜請求項５のいずれか１項の光走査装置を具備することを特徴とする画像形成装置。

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