(57)【要約】【課題】液晶の配向変化に基づく屈折率分布により形成されたレンズを用いた露光において、露光に要する時間を短縮することができる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置１は、第１の光の照射によって配向変化を発生する液晶板２２と、液晶板２２に第１の光を照射して液晶板２２に配光変化を誘起して屈折率分を形成し、屈折率分布が緩和する前に第２の光を液晶板２２に形成された屈折率分布に照射して第２の光の照射に感光する感光体３に集光させる光源２０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を発光する第１の発光素子と、
第２の光を発光する第２の発光素子と、
前記第１及び第２の発光素子と前記第２の光の照射によって感光する感光体との間に設けられ、前記第１の光の照射によって配向変化を生じて凸型の屈折率分布を形成し、前記第２の光を前記屈折率分布によって前記感光体に集光する液晶板とを有する露光装置。
【請求項２】
前記第１の発光素子は、前記第１の光を偏光して照射し、
前記液晶板は、前記第１の光の偏光方向と直交する偏光光を透過する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
第１の光を発光する第１の発光ダイオードと、
前記第１の光を偏光する第１の偏光板と、
第２の光を発光する第２の発光ダイオードと、
前記第２の光を前記第１の偏光板の偏光方向と直交する方向に偏光する第２の偏光板と、
前記第１及び第２の発光素子と前記第２の光の照射に感光する感光体との間に設けられ、前記第１の光の照射によって配向変化を生じて凸型の屈折率分布を形成し、前記第２の偏光板と同一方向の偏光光を透過することで、前記第２の光を前記屈折率分布によって前記感光体に集光する液晶板とを有する露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光路中に液晶レンズを配置し、感光体に配光すべき画像光の光学補正を行う露光装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された露光装置は、円筒状に形成されて露光の副走査方向に回転する感光体ドラムと、感光体ドラムに光を照射する光源と、電極によって制御され、電極が形成する電界分布により液晶の配向を変化させて屈折率分布によりレンズを形成して光源の光を光学補正する液晶レンズと、光の照射方向を副走査方向に偏向させるよう液晶レンズの電極に電圧を印加する制御回路と、感光体ドラムの副走査方向における移動誤差を超音波で検出する超音波センサとを有し、制御回路は、超音波センサが検出した誤差に基づいて液晶レンズの電極に対する電圧印加を制御することで、感光体の回転ムラに応じた副走査方向への光軸を偏向する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５０７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、液晶の配向変化に基づく屈折率分布により形成されたレンズを用いた露光において、露光に要する時間を短縮することができる露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の露光装置を提供する。
【０００７】
［１］第１の光を発光する第１の発光素子と、第２の光を発光する第２の発光素子と、前記第１及び第２の発光素子と前記第２の光の照射によって感光する感光体との間に設けられ、前記第１の光の照射によって配向変化を生じて凸型の屈折率分布を形成し、前記第２の光を前記屈折率分布によって前記感光体に集光する液晶板とを有する露光装置。
【０００８】
［２］前記第１の発光素子は、前記第１の光を偏光して照射し、前記液晶板は、前記第１の光の偏光方向と直交する偏光光を透過する前記［１］に記載の露光装置。
【０００９】
［３］第１の光を発光する第１の発光ダイオードと、前記第１の光を偏光する第１の偏光板と、第２の光を発光する第２の発光ダイオードと、前記第２の光を前記第１の偏光板の偏光方向と直交する方向に偏光する第２の偏光板と、前記第１及び第２の発光素子と前記第２の光の照射に感光する感光体との間に設けられ、前記第１の光の照射によって配向変化を生じて凸型の屈折率分布を形成し、前記第２の偏光板と同一方向の偏光光を透過することで、前記第２の光を前記屈折率分布によって前記感光体に集光する液晶板とを有する露光装置。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、液晶レンズを用いた露光において、露光に要する時間を短縮することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、感光体に対する露光ノイズを減少することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、液晶レンズを用いた露光において、露光に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、露光装置の構成例を示す主走査方向から見た側面図である。
【図３】図３は、露光装置を含む画像形成装置の主要部の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、露光装置の動作例を示す側面図である。
【図５】図５は、露光装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、露光装置の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置の構成例を示す分解斜視図である。
【００１５】
この露光装置１は、複写機、プリンタ等の画像形成装置の一部を構成するものであり、後述する光源駆動部によって駆動され、感光体３に露光光を照射する露光部２を有し、副走査方向Ｄ２に移動する感光体３に露光部２から出射された露光光を主走査方向Ｄ１に走査することで、感光体３上に静電潜像を形成する。感光体３上の静電潜像は、画像形成装置の画像形成部でトナー像として現像された後、トナー像が記録用紙に転写、定着される。
【００１６】
なお、感光体３は、平面状に図示されているが、円筒状の感光体ドラムを用いて回転させることで副走査方向Ｄ２に走査されるよう構成してもよい。また、感光体３を固定して露光部２を副走査方向Ｄ２に移動するように構成してもよい。
【００１７】
露光部２は、主走査方向Ｄ１に所定のピッチで配置された第１の発光素子２０Ａ１〜２０Ａ５（これらを総称して２０Ａという。）及び第２の発光素子２０Ｂ１〜２０Ｂ５（これらを総称して２０Ｂともいう。）を備える光源２０と、互いに偏光方向が直交する第１の偏光板２１Ａ及び第２の偏光板２１Ｂと、露光により配向変化を誘起する液晶板２２と、第２の偏光板２１Ｂと偏光方向が同一の第３の偏光板２３とを有する。
【００１８】
光源２０は、液晶板２２に配向変化を誘起するために光を照射する複数の第１の発光素子２０Ａ１〜２０Ａ５と、感光体３に光を照射する複数の第２の発光素子２０Ｂ１〜２０Ｂ５とを基板２０ａ上に有する。
【００１９】
第１の発光素子２０Ａ１〜２０Ａ５は、例えば、２０×２０μｍの発光面積を有し、それぞれ主走査方向Ｄ１に２０μｍ程度のピッチで複数個設けられる。第１の発光素子２０Ａ１〜２０Ａ５は、発光波長が、液晶板２２を構成する液晶材料の配向変化を誘起する発光ダイオードである。
【００２０】
第２の発光素子２０Ｂ１〜２０Ｂ５は、例えば、２０×２０μｍの発光面積を有し、それぞれ主走査方向Ｄ１に２０μｍ程度のピッチで複数個設けられる。第２の発光素子２０Ｂ１〜２０Ｂ５は、発光波長が、例えば、７８０ｎｍの近赤外光の発光ダイオードである。
【００２１】
なお、第１の発光素子２０Ａ１〜２０Ａ５と第２の発光素子２０Ｂ１〜２０Ｂ５とはそれぞれペアで配置されるが、図示するような副走査方向Ｄ２に並べた配置に限らず、互いに近傍に配置されていればよい。また、同図では、第１の発光素子２０Ａ１〜２０Ａ５と第２の発光素子２０Ｂ１〜２０Ｂ５とは５個ずつ設けられているが、個数を限定するものではなく、単数又は複数個設けても良い。
【００２２】
液晶板２２は、所定の波長の光を照射することにより液晶の配向変化を誘起する光応答性材料、例えば、アゾベンゼンやバクテリオロドプシン等を用いて構成される。
【００２３】
図２は、露光装置１の構成例を示す主走査方向Ｄ１から見た側面図である。
【００２４】
第１及び第２の偏光板２１Ａ及び２１Ｂは、第１及び第２の発光素子２０Ａ及び２０Ｂにそれぞれ接触するように配置される。第３の偏光板２３は、液晶板２２に接触するよう配置される。なお、これらの配置は、接触せずに近傍に配置されるものでもよいが、露光装置１を小型化するために接触しているのが望ましい。
【００２５】
光源２０と液晶板２２とは、距離ｄ１を隔てて配置され、液晶板２２と感光体３とは、距離ｄ２を隔てて配置される。距離ｄ１及びｄ２は、第２の発光素子２０Ｂが照射する光が、液晶板２２によって光学補正された結果、感光体３に集光されるように設定する。
【００２６】
光源２０は、幅ＷＡ１の第１の発光素子２０Ａ１と幅ＷＢ１の第２の発光素子２０Ｂ１とをピッチＰ１で配置する。幅ＷＡ１及びＷＢ１は、上述したように、例えば、２０μｍである。また、ピッチＰ１は、例えば、数十μｍである。
【００２７】
図３は、露光装置１を含む画像形成装置の主要部の制御系の構成例を示すブロック図である。
【００２８】
露光装置１は、第１及び第２の発光素子２０Ａ及び２０Ｂを発光させるためにそれぞれ駆動電圧を印加する第１及び第２の光源駆動部４０Ａ及び４０Ｂと、感光体３を副走査方向Ｄ２に移動する感光体駆動部４１と、第１及び第２の光源駆動部４０Ａ及び４０Ｂと感光体操作部４１との動作するタイミングを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御部４とを有する。
【００２９】
（実施の形態の動作）
以下に、本発明の実施の形態における露光装置１の動作を各図を参照しつつ、（１）屈折率分布の形成動作、（２）感光体に対する照射動作、（３）屈折率分布の緩和に分けて説明する。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｃ）は、露光装置１の動作例を示す側面図である。
【００３１】
（１）屈折率分布の形成動作
まず、図４（ａ）に示すように、制御部４は、第１の光源駆動部４０Ａを制御して図１において左端に位置する第１の発光素子２０Ａ１を発光させ、第１の偏光板２１Ａによって偏光された照射光ｌＡを液晶板２２に照射して、液晶板２２の範囲ＥＡに配向変化を誘起し、液晶に、第２の発光素子からの出射光が偏光板２１Ｂを透過した偏光にとって、凸型の屈折率分布Ｒｄを形成する。なお、照射光ｌＡは、偏光方向の直交する第３の偏光板２３によって遮られるため、感光体３へは照射されない。
【００３２】
液晶板２２にアゾベンゼンやバクテリオロドプシン等を用いた場合、光に対する配向変化の反応速度は、例えば、照射する光の波長を５３２ｎｍ、強度を数十ｍＷ／ｃｍ２に設定した場合、数ｎｓｅｃ〜数百μｓｅｃである。
【００３３】
図５は、露光装置１の動作例を示すタイミングチャートである。また、図６は、露光装置１の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【００３４】
制御部４は、図５に示すように、上述した第１の光源駆動部４０Ａの駆動電圧を時刻ｔ１１からｔ１２まで予め定めた電圧ＶＡに制御する。その結果、図１において左端に位置する第１の発光素子２０Ａ１が発光し、照射光ｌＡが液晶板２２に照射されることで、中心の屈折率がｎｃとなる屈折率分布Ｒｄが形成される。
【００３５】
（２）感光体に対する照射動作
次に、図４（ｂ）に示すように、「（１）屈折率分布の形成動作」で形成した屈折率分布Ｒｄが緩和する前に、つまり、図５における時刻ｔ２１より前に、露光装置１の制御部４は、第２の光源駆動部４０Ｂを制御して第１の発光素子２０Ａ１に対応する第２の発光素子２０Ｂ１を発光させ、例えば、時刻ｔ１２〜ｔ１３の間、第２の偏光板２１Ｂによって偏光された照射光ｌＢを液晶板２２に照射する。なお、図５では、第１の光源駆動部４０Ａの駆動が時刻ｔ１２において終了した後に、第２の光源駆動部４０Ｂの駆動を開始しているが、第１及び第２の光源駆動部４０Ａ及び４０Ｂの駆動が同時に行われる時間帯が存在してもよい。例えば、図６のように、第１の発光素子が発光している時間帯に第２の発光素子が発光を開始し、かつ、終了するようにしても良い。
【００３６】
範囲ＥＡに含まれる範囲ＥＢに照射されたものは、屈折率分布Ｒｄによって感光体３に集光ｌｃとして集光され、照射光ｌＢは、偏光方向が同一の第３の偏光板２３を透過する。なお、集光ｌｃが照射される範囲がＷＡ２＝ＷＡ１となるよう、先述した距離ｄ１及びｄ２並びに屈折率分布Ｒｄが調整される。また、集光ｌｃが集光される範囲は、第１の発光素子２０Ａ１の発光面の中心からピッチＰ２＝Ｐ１だけオフセットされた位置となる。
【００３７】
また、照射光ｌＢのうち、範囲ＥＡ外の幅Ｐ３＝Ｐ１に照射されたものは、ノイズ光ｌＮとして第３の偏光板２３を透過する。なお、ノイズ光ｌＮを減少するため、照射光ｌＢの照射範囲が範囲ＥＡにすべて入るように構成してもよい。
【００３８】
感光体３は、集光ｌｃによって光電変換し、発生した電荷により静電潜像を形成する。
【００３９】
（３）屈折率分布の緩和
次に、図４（ｃ）に示すように、制御部４は、第２の光源駆動部４０Ｂを制御して図５に示す時刻ｔ１３において第２の発光素子２０Ｂ１の発光を止め、屈折率分布Ｒｄが緩和する時刻ｔ２１まで待機する。少なくとも、主走査方向Ｄ１において次に発光する隣の第２の発光素子２０Ｂ２が、照射光ｌＢを照射する範囲に、１つ前の屈折率分布Ｒｄが残っている間は、制御部４は、第２の発光素子２０Ｂ１の隣の第２の発光素子２０Ｂ２の発光を待機する必要がある。なお、液晶板２２の屈折率分布Ｒｄの緩和時間は、数十ｎｓｅｃ〜数十μｓｅｃである。
【００４０】
以上に説明した（１）〜（３）の動作は、第１及び第２の発光素子２０Ａ及び２０Ｂのペアについて、主走査方向Ｄ１に順番に実行される。すなわち、時刻ｔ１１〜ｔ２１の間は、第２の発光素子２０Ｂ１及び２０Ｂ１が発光し、時刻ｔ２１〜ｔ３１の間は、第２の発光素子２０Ｂ２及び２０Ｂ２が発光する。
【００４１】
主走査方向Ｄ１の露光が完了すると、副走査方向Ｄ２に１ライン分移動した後、再び主走査方向Ｄ１に（１）〜（３）の動作を開始する。これらの動作を繰り返して、感光体３に静電潜像を形成する。なお、主走査方向Ｄ１の露光は、第２の発光素子２０Ｂ及び２０Ｂのペアについて、それぞれ数ｍｓｅｃの間隔で実行する。
【００４２】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。
【００４３】
例えば、第２の発光素子２０Ｂ及び２０Ｂが偏光を発光するもの、例えば、直線偏光のレーザー光等を発光するものであれば、第２の偏光板２１Ｂ及び２１Ｂは設けなくてもよい。ただし、第２の偏光板２１Ｂは、第２の発光素子２０Ｂの円偏光や楕円偏光によるノイズを除去するために設けてもよい。
【００４４】
また、第１及び第２の発光素子２０Ａ及び２０Ｂのペアについて主走査方向Ｄ１に順番に走査する方式を説明したが、走査方法はこれに限るものではなく、複数の発光素子の同時発光や、予め定めたパターンで発光させるものであってもよい。好ましくは、液晶板２２に形成された屈折率分布Ｒｄが緩和する前に影響を与えない位置に他の屈折率分布Ｒｄを形成するような発光パターンを選択し、走査に要する時間を短縮する。
【符号の説明】
【００４５】
１…露光装置、２…露光部、３…感光体、２０…光源、２０Ａ…第１の発光素子、２０Ｂ…第２の発光素子、２１Ａ…第１の偏光板、２１Ｂ…第２の偏光板、２２…液晶板、２３…第３の偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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