(57)【要約】【課題】低い解像度の発光体アレイを使用しても高解像度の画像露光を可能とする。【解決手段】発光体アレイ１０２の各発光体１０１から放射された光の光路を光路シフト手段３０１によってシフトさせることで、画素ピッチ間が補完された光照射を記録体２０１に対して行なう。光路シフト手段３０１は、垂直配向膜３０４が内面に形成された一対の透明な基板３０３間にホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶層３０５を充填して形成する。このような光路シフト手段３０１に対して、液晶層３０５に沿わせて配置された電極対３０７に電圧を印加し、これによって液晶層３０５内に基板面法線方向及び発光体１０１の配列方向と略直交する方向に電界を発生させる。これにより、光路シフト手段３０１は光路シフト機能を発揮する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光部を予め決められた画素ピッチで配列する発光体アレイと、前記発光部が放射した光を記録体上に集束させるレンズと、前記発光部から放射された光を前記発光部の配列方向に電気的にシフト可能な光路シフト手段とを有し、前記光路シフト手段を駆動制御することにより前記発光部から放射された光をシフトさせ、これによって前記画素ピッチ間が補完された光照射を前記記録体に対して行なうようにした光書込み装置において、
前記光路シフト手段は、
前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に配置されてスペーサにより対向間隔が規制される一対の透明な基板と、
前記基板の内面側に設けられた垂直配向膜と、
前記基板間に垂直配向膜を介して充填され、前記垂直配向膜によってホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶層と、
前記光路を挾む位置に配置された電極対に電圧を印加することにより、前記液晶層内に前記基板面法線方向及び前記発光部の配列方向と略直交する方向に電界を発生させる電界発生手段と、
を具備することを特徴とする光書込み装置。
【請求項２】
光路のシフト方向が平行となるように前記光路シフト手段を複数層重ね、前記電界発生手段は、それぞれの前記光路シフト手段を独立して駆動することを特徴とする請求項１記載の光書込み装置。
【請求項３】
前記液晶層をその厚み方向に分割する中間層を設け、この中間層の少なくとも一面には垂直配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光書込み装置。
【請求項４】
前記スペーサの内側に前記電極対が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項５】
前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に、前記光路シフト手段による光路のシフト方向と平行な偏光面の光のみを透過する直線偏光板を介在させたことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項６】
前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に光シフト方向が平行となるように、少なくとも二つの前記光路シフト手段を配置し、これらの光路シフト手段の間に直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子を配置したことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項７】
前記液晶層をその厚み方向に略均しい厚みに分割し直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子からなる中間層を設け、この中間層の少なくとも一面には垂直配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項８】
前記一対の透明な基板の内、発光体アレイ側の基板の厚みがレンズ側の基板の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１ないし７の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項９】
前記一対の透明な基板の内、記録体側の基板の厚みがレンズ側の基板の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１ないし７の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項１０】
前記レンズの開口数（ＮＡ）をＡ、前記光路シフト手段の前記基板の屈折率をｎ、前記レンズの焦点位置から前記光路シフト手段の前記液晶層までの最大距離をＴとしたときに、前記電極対の間隔ｄが以下の関係式
２Ｔ×Ａ／ｎ　≦　ｄ　≦　２Ｔ×Ａ
を満たすことを特徴とする請求項１ないし９の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項１１】
前記発光体アレイの発光部近傍に、個々の発光部に対応するマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを設けたことを特徴とする請求項１ないし１０の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項１２】
前記マイクロレンズアレイが、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とを有する液晶マイクロレンズアレイとからなり、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する前記マイクロレンズの焦点距離を変化させることを特徴とする請求項１１記載の光書込み装置。
【請求項１３】
二つの前記液晶マイクロレンズアレイを、光軸方向に直列に配置させ、電界印加時あるいは無電界時における各液晶マイクロレンズアレイ内の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定したことを特徴とする請求項１２記載の光書込み装置。
【請求項１４】
前記発光部が放射した光を前記記録体上に集束させる前記レンズが、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する前記レンズの焦点距離を変化させることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項１５】
前記発光部が放射した光を前記記録体上に集束させる前記レンズが、少なくとも二つの液晶層と、各液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界印加時あるいは無電界時における各液晶層の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定したことを特徴とする請求項１４記載の光書込み装置。
【請求項１６】
前記発光体アレイはＬＥＤアレイであることを特徴とする請求項１ないし１５の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項１７】
前記発光体アレイはレーザダイオードアレイであることを特徴とする請求項１ないし１５の何れか一記載の光書込み装置。
【請求項１８】
前記記録体としての電子写真プロセスが実行される感光体と、
この感光体を一様帯電する帯電装置と、
光照射によって一様帯電された前記感光体に静電潜像を形成する請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置と、
前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記感光体上の現像画像を転写紙に転写する転写装置と、
を具備する画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置を用いて、外部エネルギーが付与されることにより画像形成がなされる材料からなる前記記録体に直接画像形成を行なうようにした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光体アレイを用いた光書込み装置及びこの光書込み装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のコピー、プリンタ、ＦＡＸ、あるいはそれらの複合機（ＭＦＰ）、感光性材料を用いた写真露光機やプリンタ、感熱性材料を用いたプリンタやＦＡＸ等の画像形成装置では、画像形成エンジンとして、発光体アレイを用いた光書込み装置を用いることがある。
【０００３】
このような発光体アレイを用いた光書込み装置においては印字画像の解像度を高くするためには、発光体アレイが備える複数個の発光体の間隔を狭くしなければならない。例えば、画素ピッチが１２００ｄｐｉである発光体アレイを製造しようとすると、発光体ピッチは約２１μｍとなる。ところが、この場合には、ワイヤボンディングなどの実装技術を高密度化しなければならず、コストが高くなってしまう。
【０００４】
そこで、従来、低い解像度の発光素子アレイを使用しながらも、偏光面を９０度回転させる強誘電性液晶セルと複屈折板とを組み合わせることによって電気光学的に露光位置を変化させる結像位置制御手段を用いることで、高い解像度で印刷することができるようにした光書込み装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３１は、特許文献１にも記載されているような従来の光書込み装置の一例を示す縦断側面図である。このような光書込み装置について、以下、簡単に説明する。
【０００６】
一対の透明な基板１上に一対の透明電極２と水平配向膜３とが形成され、二枚の基板１の間にはキラルスメクチックＣ相からなる強誘電性液晶からなる液晶層４が挟まれている。液晶層４の厚さは、キラルスメクチックＣ相の螺旋ピッチよりも小さくされている。これにより、液晶層４は、表面安定化型強誘電性液晶セルとされている。
【０００７】
ここで、液晶層４としては、電界切換え時における液晶ダイレクタの配向方向の変化が４５度となるような液晶材料が用いられている。このため、液晶ダイレクタの方向が入射光の直線偏光面と平行あるいは４５度の関係となるように切換えることで、偏光面を９０度回転させることが可能となる。
【０００８】
また、液晶層４を構成する液晶セルの後に複屈折板５を設けておくと、複屈折板５に対して常光成分となる偏光面の時に光は直進し、異常光成分となる偏光面の時に光は平行にシフトする。この際、光路のシフト量は、複屈折板５の光学軸の方向や厚みによって決まる。
【０００９】
そこで、こうして構成されている光路シフト手段６を発光体アレイ７と記録体８との間に介在させることで光書込み装置が構成される。このような光書込み装置では、発光体アレイ７に複数個設けられた発光体９が放射した光が図示しないレンズによって集束され、その後に光路シフト手段６を介して記録体８に照射される。この際、透明電極２を介して液晶層４に印加する電界の極性をスイッチング動作することで、液晶層４の自発分極の方向が切替わる（図３１中、○内に●の記号の方向と○内に×の記号の方向とで表す）。これにより、発光体アレイ７から放射された光は、光路シフト手段６における自発分極方向の切換え動作に応じて、発光体９の配列ピッチの１／２のピッチで記録体８が露光される。つまり、発光体９がＮμｍ間隔で配列されているとすると、その配列方向にＮ／２μｍずらして記録体８を露光することが可能となる。
【００１０】
したがって、このように構成された光書込み装置を画像形成装置に用いることで、低い解像度の発光体アレイを使用しても、高い解像度で印刷することができる。しかも、液晶層４として紹介した表面安定化型強誘電性液晶セルは、高速スイッチングが可能であり、高速な光路シフトが実現できるという利点もある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−１１８７２６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３１に例示したような光書込み装置には、以下のような課題がある。
（１）表面安定型強誘電性液晶セルは、セルギャップの制御が高精度に要求されるため、発光体アレイの大きさに対応した面積での作製が困難である。
（２）表面安定型強誘電液晶セルは、光路中に透明電極対が必要であり、セルの透過率が低下する。
（３）複屈折板として機能する光学結晶は一般に高価であり、発光体アレイの大きさに対応した面積の光学結晶を用いることはコストが高くなる。
（４）光複屈折板中を直進する光路と斜めに進む光路を切換えるため、両光路には光路長差が生じて焦点位置がずれる。
（５）光路の移動量は光学結晶の複屈折性と厚みで決まってしまうため、光路の移動量は固定化されている。
【００１３】
本発明の目的は、上記（１）〜（５）に示す課題を解決しつつ、低い解像度の発光体アレイを使用しても高解像度の画像露光が可能な光書込み装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数個の発光部を予め決められた画素ピッチで配列する発光体アレイと、前記発光部が放射した光を記録体上に集束させるレンズと、前記発光部から放射された光を前記発光部の配列方向に電気的にシフト可能な光路シフト手段とを有し、前記光路シフト手段を駆動制御することにより前記発光部から放射された光をシフトさせ、これによって前記画素ピッチ間が補完された光照射を前記記録体に対して行なうようにした光書込み装置において、前記光路シフト手段は、前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に配置されてスペーサにより対向間隔が規制される一対の透明な基板と、前記基板の内面側に設けられた垂直配向膜と、前記基板間に垂直配向膜を介して充填され、前記垂直配向膜によってホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶層と、前記光路を挾む位置に配置された電極対に電圧を印加することにより、前記液晶層内に前記基板面法線方向及び前記発光部の配列方向と略直交する方向に電界を発生させる電界発生手段と、を具備する。
【００１５】
したがって、電極対を介して液晶層に印加する電界の極性をスイッチング動作することで、液晶層は光路シフト機能を発揮し、画素ピッチ間が補完された光照射を記録体に対して行なうことが可能となる。これにより、低い解像度の発光体アレイを使用しても、高解像度の画像露光が可能である。この際、垂直配向のキラルスメクチックＣ相の液晶層に水平電界を印加することになるので、
（１）液晶の自発分極による高速応答が可能であり、
（２）光路中に透明電極が無いため光利用効率が高く、
（３）電界強度に応じてシフト量が調整可能であり、更に、
（４）シフト時の光路長の変化が無い、
という優れた作用が奏され、高速で高精細な光書込みが可能となる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光書込み装置において、光路のシフト方向が平行となるように前記光路シフト手段を複数層重ね、前記電界発生手段は、それぞれの前記光路シフト手段を独立して駆動する。
【００１７】
したがって、画素位置を例えば４倍などの多値に増倍することが可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光書込み装置において、前記液晶層をその厚み方向に分割する中間層を設け、この中間層の少なくとも一面には垂直配向膜が形成されている。
【００１９】
したがって、光路シフト量を大きく設定するために液晶層部分の厚みを厚く構成する場合でも、中間層の存在により液晶層中央部付近の配向安定性が向上する。これにより、液晶層全体の垂直配向性が向上し、垂直配向性の不良による透過率の低下が防止される。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の光書込み装置において、前記スペーサの内側に前記電極対が設けられている。
【００２１】
したがって、電極対の間隔を狭く設定できるので、効率良く液晶層内に電界を印加できる。また、電極対がスペーサを兼用する場合には、部品点数を減らすことが可能である。また、液晶層厚みを確実に均一化することができるので、液晶層内に均一な水平電界を印加することができる。これにより、比較的簡単な構成で、光路シフトの位置精度の高い光書込み装置が得られる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に、前記光路シフト手段による光路のシフト方向と平行な偏光面の光のみを透過する直線偏光板を介在させた。
【００２３】
したがって、光路シフト手段に入射する光に不要な偏光面の光が混ざっている場合、光路シフトされない光の成分が記録体上の不要な位置に露光され、コントラスト比の低下をもたらす。これに対して、本発明では、直線偏光板の作用によって、光路シフト手段に入射する光が確実に光路の移動方向に平行な直線偏光のみとなるので、不要な光の発生が防止され、高精細で高コントラストの光書込み装置が得られる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に光シフト方向が平行となるように、少なくとも二つの前記光路シフト手段を配置し、これらの光路シフト手段の間に直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子を配置した。
【００２５】
したがって、光路シフト手段に無偏光の光を入射した場合、一方の光路シフト手段に入射した光のうち、異常光成分は光路がシフトされ、常光成分はそのまま直進して出射する。次に、偏光面回転素子で偏光面が９０度回転すると、一方の光路シフト手段でシフトされた光はもう一方の光路シフト手段の常光成分となって直進し、一方の光路シフト手段を直進した光はもう一方の光路シフト手段の異常光成分となってシフトする。したがって、両光路シフト手段のシフト量が同一となるように設定しておけば、全ての偏光成分を同一方向にシフトすることができ、一方向の直線偏光を用いる場合に比べて、光の利用効率を略２倍とすることが可能となる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置において、前記液晶層をその厚み方向に略均しい厚みに分割し直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子からなる中間層を設け、この中間層の少なくとも一面には垂直配向膜が形成されている。
【００２７】
したがって、光路シフト量を大きく設定するために液晶層部分の厚みを厚く構成する場合でも、中間層の存在により液晶層中央部付近の配向安定性が向上する。したがって、垂直配向性の不良による透過率の低下が防止される。しかも、液晶層中の中間層に偏光面回転素子が設けられていることから、光路シフト手段を構成する基板枚数を減少することが可能となる。さらに、偏光面回転素子により界面反射の影響が少なくなるため、素子全体の透過率が向上する。
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の光書込み装置において、前記一対の透明な基板の内、発光体アレイ側の基板の厚みがレンズ側の基板の厚みよりも薄い。
【００２９】
したがって、発光体アレイ側の基板の厚みをレンズ側の基板の厚みよりも薄くすることで、光路シフト手段を発光体アレイに近接させて配置させること、即ち、発光体アレイから出射した放射光の広がりが小さい領域に光路シフト手段の液晶層を配置できるので、光路シフトに必要な液晶層の有効面積を小さくすることができる。また、液晶層の有効面積が小さいと電極間隔を狭く設定することができるので、比較的低電圧でも高電界を印加することができ、このような高電界の印加により高速な光路偏向動作が可能となり、高速な光書込み装置が得られる。さらには、液晶材料の使用量が低減するためコストダウンも図れる。
【００３０】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の光書込み装置において、前記一対の透明な基板の内、記録体側の基板の厚みがレンズ側の基板の厚みよりも薄い。
【００３１】
したがって、光路シフト手段を記録体に近接させて配置させること、即ち、放射光が記録体上に集光する直前の光の広がりが小さい領域に光路シフト手段の液晶層を配置できるので、光路シフトに必要な液晶層の有効面積を小さくすることができる。また、液晶層の有効面積が小さいと電極間隔を狭く設定することができるので、比較的低電圧でも高電界を印加することができ、このような高電界の印加により高速な光路偏向動作が可能となり、高速な光書込み装置が得られる。さらには、液晶材料の使用量が低減するためコストダウンも図れる。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか一記載の光書込み装置において、前記レンズの開口数（ＮＡ）をＡ、前記光路シフト手段の前記基板の屈折率をｎ、前記レンズの焦点位置から前記光路シフト手段の前記液晶層までの最大距離をＴとしたときに、前記電極対の間隔ｄが以下の関係式
２Ｔ×Ａ／ｎ　≦　ｄ　≦　２Ｔ×Ａ
を満たす。
【００３３】
したがって、レンズの光の取込角度を表す開口数Ａと、基板の屈折率ｎと、焦点位置から液晶層までの最大距離Ｔと、電極対の間隔ｄとの関係を一定範囲に設定しているので、光路の広がり範囲が光路シフト手段の電極間隔で遮られない範囲で、電極間隔を狭く設定できることとなり、光利用効率と電界印加効率とを両立させた最適な設定が可能となる。したがって、光学系の光利用効率を低下させることなく、同じ印加電圧でも比較的高電界を印加することができ、高速な光書込み動作が可能となる。
【００３４】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイの発光部近傍に、個々の発光部に対応するマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを設けた。
【００３５】
したがって、記録スポットサイズが大きい状態で光路シフトを行っても、露光した画素が重なってしまうが、各発光部からの放射光をマイクロレンズアレイで一旦集光し、その集光点を記録体上に投影することで記録スポットサイズを小さくすることができ、光路シフトによる記録密度の増加を効果的に行なえる。
【００３６】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の光書込み装置において、前記マイクロレンズアレイが、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とを有する液晶マイクロレンズアレイからなり、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する当該マイクロレンズの焦点距離を変化させる。
【００３７】
したがって、発光体アレイからの放射光を集光するマイクロレンズアレイ中に電界印加可能な液晶層を有することで、マイクロレンズアレイの集光機能の有無を制御することができる。よって、光路シフト動作による高密度書込みを行なう場合は、マイクロレンズアレイの集光機能を発生させて発光体スポットを小さくすることで、画素サイズを小さく設定することができる一方、光路シフト動作を必要としない場合には、マイクロレンズアレイの集光機能を無くして発光体スポットを大きくすることで、低密度書込みに対応した画素サイズに設定することができ、書込み密度の切替えができる。
【００３８】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の光書込み装置において、二つの前記液晶マイクロレンズアレイを、光軸方向に直列に配置させ、電界印加時あるいは無電界時における各液晶マイクロレンズアレイ内の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定した。
【００３９】
したがって、可変焦点機能を持つ二つの液晶マイクロレンズアレイの液晶配向方向を直交させて配置することで、特定の偏光方向の入射光成分に対しては一方の液晶マイクロレンズアレイが可変レンズとして機能し、直交する偏光方向の入射光成分に対しては他方の液晶マイクロレンズアレイが可変レンズとして機能する。これにより、無偏光の入射光に対して可変焦点機能を実現でき、無偏光に対応する光路シフト手段と組み合わせることで、高い光利用効率で、書込み密度の切替えができる。
【００４０】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光部が放射した光を前記記録体上に集束させる前記レンズが、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する前記レンズの焦点距離を変化させる。
【００４１】
したがって、発光体アレイからの放射光を記録体上に集光するレンズ中に電界印加可能な液晶層を有することで、レンズの焦点距離を制御することができる。よって、光路シフト動作による高密度書込みを行なう場合は、レンズの焦点距離を制御して記録体上の集光スポットサイズを小さくすることで、画素サイズを小さく設定することができる一方、光路シフト動作を必要としない場合には、レンズの焦点距離を制御して記録体上の集光スポットサイズを大きくすることで、低密度書込みに対応した画素サイズに設定することができ、書込み密度の切替えができる。
【００４２】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の光書込み装置において、前記発光部が放射した光を前記記録体上に集束させる前記レンズが、少なくとも二つの液晶層と、各液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界印加時あるいは無電界時における各液晶層の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定した。
【００４３】
したがって、レンズ内の二つの液晶層の液晶配向方向を直交させて配置することで、特定の偏光方向の入射光成分に対しては一方の液晶層により可変焦点レンズとして機能し、直交する偏光方向の入射光成分に対しては他方の液晶層により可変焦点レンズとして機能する。したがって、無偏光の入射光に対して可変焦点機能を実現でき、無偏光に対応する光路シフト手段と組み合わせることで、高い光利用効率で、書込み密度の切替えができる。
【００４４】
請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１５の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイはＬＥＤアレイである。
【００４５】
したがって、光源部の小型化が実現する。
【００４６】
請求項１７記載の発明は、請求項１ないし１５の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイはレーザダイオードアレイである。
【００４７】
したがって、光源部の高効率化と小型化とが実現する。
【００４８】
請求項１８記載の画像形成装置の発明は、前記記録体としての電子写真プロセスが実行される感光体と、この感光体を一様帯電する帯電装置と、光照射によって一様帯電された前記感光体に静電潜像を形成する請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置と、前記静電潜像を現像する現像装置と、前記感光体上の現像画像を転写紙に転写する転写装置と、を具備する。
【００４９】
したがって、請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置の作用効果が得られる。また、比較的低い光強度による書込みでもコントラストの高い画像形成が可能となる。
【００５０】
請求項１９記載の画像形成装置の発明は、請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置を用いて、外部エネルギーが付与されることにより画像形成がなされる材料からなる前記記録体に直接画像形成を行なう。
【００５１】
したがって、請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置の作用効果が得られる。また、記録体に直接画像が形成されるので、画像形成装置の小型化が可能となる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
［光書込み装置の第一の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第一の実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。
【００５３】
図１は、光書込み装置の縦断側面図、図２は、その縦断正面図である。
【００５４】
本実施の形態の光書込み装置は、複数個の発光部である発光体１０１を予め決められた画素ピッチで配列する発光体アレイ１０２と、発光体１０１が放射した光を記録体２０１上に集束させる図示しないレンズと、発光体１０１から放射された光を発光体１０１の配列方向に電気的にシフト可能な光路シフト手段３０１とを有する。そして、本実施の形態の光書込み装置は、光路シフト手段３０１を駆動制御することにより発光体１０１から放射された光をシフトさせ、これによって画素ピッチ間が補完された光照射を記録体２０１に対して行なう。
【００５５】
ここで、光路シフト手段３０１は、発光体アレイ１０２から記録体２０１に向かう光路上に配置されてスペーサ３０２により対向間隔が規制される一対の透明な基板３０３と、これらの基板３０３の内面側に設けられた垂直配向膜３０４と、基板３０３間に垂直配向膜３０４を介して充填され、垂直配向膜３０４によってホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶層３０５とを備える。光路シフト手段３０１は、それらの構成の他に、電界発生手段３０６も有する。この電界発生手段３０６は、液晶層３０５の両側端に沿わせて配置された電極対３０７に電圧を印加することにより、液晶層３０５内に基板面法線方向及び発光体１０１の配列方向と略直交する方向に電界を発生させる。
【００５６】
このような本実施の形態の光書込み装置では、発光体アレイ１０２に所定のピッチで配列された発光体１０１が画像信号に応じて駆動され、発光体１０１から光が放射される。各発光体１０１から放射された光は、図示しないレンズ及び光路シフト手段３０１を透過して記録体２０１上に集束され、これによって、記録体２０１に画素が露光される。そこで、記録体２０１が発光体アレイ１０２に対して相対的に移動することで、二次元の画像情報が記録体２０１上に露光される。
【００５７】
この際、光路シフト手段３０１は、発光体１０１の配列方向に光路をシフトさせる。そこで、発光体１０１の配列ピッチがＰμｍであるとすると、光路シフト手段３０１によって光路を発光体１０１の配列方向にＰ／２μｍ高速にシフトすることで、画素間を補間した２倍の画素密度の露光が可能となる。
【００５８】
以下、各部について詳細に説明する。
【００５９】
発光体１０１としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、レーザダイオード（半導体レーザ）、光源と液晶シャッターを組み合わせたもの、光源とマイクロミラーを組み合わせたものなどを用いることができる。記録体２０１上での高精細な画素露光を行なうためには、発光体１０１の面積が小さく、発光体１０１から放射される光の指向性が高いことが好ましい。また、発光体１０１から放射される光の波長は、発光材料やフィルタの特性より設計可能であり、露光される記録体２０１の分光感度に応じて適宜設定される。これらの発光体１０１を一次元あるいは二次元状に複数個配列して発光体アレイ１０２とする。
【００６０】
また、各発光体１０１からの放射光を集光して発光スポットの輝度分布を変化させ、記録体２０１上での露光スポット形状を制御するためのマイクロレンズアレイを発光体アレイ１０２に近接させて設けても良い。また、このマイクロレンズアレイとして液晶マイクロレンズアレイを用い、電界による可変焦点機能により記録体２０１上での露光スポットサイズを可変としても良い。
【００６１】
発光体１０１が放射した光を記録体２０１上に集束させるレンズとしては、球面レンズ、非球面レンズ、屈折率分布型レンズアレイなどを用いることができるが、光学系の小型化のためには物体像面間距離が短くできる屈折率分布型レンズアレイ（セルフォックレンズアレイ）が好ましい。また、このレンズの一部に液晶層を設けて液晶レンズとし、電界による可変焦点機能により記録体２０１上での露光スポットサイズを可変としても良い。
【００６２】
次いで、光路シフト手段３０１について説明する。
【００６３】
対向配置された一対の透明な基板３０３としては、ガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。その中で、複屈折性の無い透明材料が好ましい。また、基板３０３の厚みは、数十μｍ〜数ｍｍが好ましい。
【００６４】
また、一対の基板３０３の厚みは、一方を薄く、他方を厚く設定しても良い。例えば、光路シフト手段３０１を発光体アレイ１０２に近接させて配置し、発光体アレイ１０２側の基板のみを数十μｍから数百μｍ程度の厚みとし、他方の基板は剛性確保のために数ミリ程度の厚みとすると、発光体１０１から液晶層３０５までの距離を数十μｍから数百μｍ程度の位置に設定することができる。この位置では発光体１０１からの放射光の広がり範囲が比較的小さいために、液晶層３０５中を透過する光路の面積を小さくすることができるので、光路シフト手段３０１の有効面積を小さくすることができる。光路シフト手段３０１を記録体２０１に近接させて配置し、記録体２０１側の基板のみを薄く設定するようにしても同様の効果が得られる。
【００６５】
基板３０３の内側面に形成された垂直配向膜３０４は、基板３０３の表面に対して液晶分子を垂直配向（ホメオトロピック配向）させる材料ならば特に限定されないが、液晶ディスプレイ用の垂直配向剤やシランカップリング剤、ＳｉＯ２蒸着膜などを用いて形成することができる。ここでいう垂直配向（ホメオトロピック配向）とは、基板３０３の板面に対して液晶分子が垂直に配向した状態だけではなく、数十度程度までチルトした配向状態も含む。
【００６６】
そして、両基板３０３の間にスペーサ３０２を挟み、これによって両基板３０３の間隔を規定し、両基板３０３の間に液晶層３０５を形成し、液晶層３０５を水平方向に挟み込む位置に電極対３０７を設置する。スペーサ３０２としては、数μｍから数ｍｍ程度の厚みを持つシート部材あるいは同程度の粒径の粒子などが用いられる。このようなスペーサ３０２は、素子の光透過部の有効領域外に設けられることが好ましい。また、電極対３０７としては、アルミ、銅、クロムなどの金属、ＩＴＯなどの透明電極などが用いられる。図２では、透明な基板３０３の側面に電極対３０７を形成しているが、液晶層３０５の水平方向に電界が印加可能な構成であれば、この配置に限られない。液晶層３０５内に均一な水平電界を印加するためには、液晶層３０５の厚みと同等又はそれ以上の幅の金属層を用いることが好ましい。また、部品点数を削減するために、スペーサ３０２を形成する部材と電極対３０７を形成する金属シート部材とを共通部材によって形成し、金属シート部材の厚みにより液晶層３０５の厚みが規定されるようにしても良い。
【００６７】
液晶層３０５としては、使用温度範囲にてスメクチックＣ相を形成可能な液晶が用いられる。これにより、電極対３０７間に電圧を印加することで、液晶層３０５の水平方向に電界が印加される。
【００６８】
ここで、スメクチックＣ相を形成可能な液晶層３０５に関して詳細に説明する。「スメクチック液晶」は液晶分子の長軸方向を層状（スメクチック層）に配列してなる液晶層３０５である。このような液晶に関し、上記層の法線方向（層法線方向）と液晶分子の長軸方向とが一致している液晶を「スメクチックＡ相」、法線方向と一致していない液晶を「スメクチックＣ相」と呼んでいる。スメクチックＣ相よりなる強誘電液晶は、一般的に外部電界が働かない状態においてスメクチック層毎に液晶ダイレクタ方向が螺旋的に回転しているいわゆる螺旋構造をとり、「キラルスメクチックＣ相」と呼ばれる。また、キラルスメクチックＣ相反強誘電液晶は、層毎に液晶ダイレクタが相対向する方向を向く。これらのキラルスメクチックＣ相よりなる液晶は、不斉炭素を分子構造に有し、これによって自発分極しているため、この自発分極Ｐｓと外部電界Ｅにより定まる方向に液晶分子が再配列することで光学特性が制御される。なお、本実施の形態では、液晶層３０５として強誘電液晶を例に挙げて光路シフト手段３０１の説明を行なうが、反強誘電液晶も同様に使用することができる。
【００６９】
キラルスメクチックＣ相は、スメクチックＡ相やネマチック液晶に比較して極めて高速な応答性を有しており、サブｍｓでのスイッチングが可能である点が特徴である。特に、電界方向に対して液晶ダイレクタ方向が一義的に決定されるため、スメクチックＡ相よりなる液晶に比べダイレクタ方向の制御が容易であり、扱いやすい。
【００７０】
ホメオロトピック配向をなすスメクチックＣ相よりなる液晶層３０５は、ホモジニアス配向（液晶ダイレクタが基板３０３の板面に平行に配向している状態）をとる場合に比べて、液晶ダイレクタの動作に対する基板３０３からの規制力を受けにくく、外部電界方向の調整で光路偏向方向の制御が行ない易く、必要電界が低いという利点を有する。また、液晶ダイレクタがホモジニアス配向している場合、電界方向だけでなく基板３０３の面に液晶ダイレクタが強く依存するため、光路シフト手段３０１の設置についてより位置精度が求められることになる。逆に、本実施の形態のようなホメオロトピック配向の場合は、光偏向に対して光路シフト手段３０１のセッティング余裕度が増す。これらの特徴を活かす上で、厳密に螺旋軸を基板３０３の面に垂直に向ける必要はなく、ある程度傾いていても差し支えない。液晶ダイレクタが基板３０３からの規制力を受けずに２つの方向を向くことが可能であれば良い。
【００７１】
このような構成において、光路シフト手段３０１の動作原理を中心に、本実施の形態における光書込み装置の作用について説明する。
【００７２】
図３は、光路シフト手段３０１の液晶層３０５に生ずる電界の方向と液晶分子の傾斜方向とを示す模式図、図４は、電界方向が反転した場合の光路シフト手段３０１の液晶層３０５に生ずる電界の方向と液晶分子の傾斜方向とを示す模式図、図５は、液晶層３０５における液晶分子の配向状態を示す模式図、図６は、電界方向が反転した場合の液晶層３０５における液晶分子の配向状態を示す模式図である。
【００７３】
図３及び図４中、便宜上、素子の電極間の幅に対して素子の長さを短く表現しているが、実施可能な素子の幅と長さとは、発光体アレイ１０２の有効面積に対応して細長くしても良い。
【００７４】
図３（ａ）及び図４（ａ）は、光路シフト手段３０１を出射面側から見た図であり、液晶分子の幅が広く描いてある側が紙面手前側、幅が狭く描かれている側が紙面奥側に液晶ダイレクタが傾いている様子を示している。また、液晶の自発分極Ｐｓの方向を矢印で示している。図４（ａ）に示すように、電界の向きが反転すると、略垂直配向した液晶分子のチルト角の方向が反転する。ここでは、自発分極が正の液晶の場合について電界印加方向と液晶分子のチルト方向との関係を図示している。ここで、チルト角の方向が反転する際、スメクチック層内の液晶分子は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すような仮想的なコーン状の面内を回転運動すると考えられる。
【００７５】
図５及び図６では、垂直配向膜３０４、スペーサ３０２、及び電極対３０７を省略して示している。図５及び図６では、便宜上、紙面表裏方向に電圧印加されるように示され、電界は紙面表裏方向に作用する。電界方向は、目的とする光の偏向方向に対応して図示しない電圧印加手段により切換えられ、これによって、図５に示す状態と図６に示す状態とがスイッチングされる。
【００７６】
図５に示すように、紙面手前側への電界が印加された場合、液晶分子の自発分極が正ならば液晶ダイレクタが図５中右上に傾斜した分子数が増加し、液晶層３０５としての平均的な光学軸も図５中右上方向に傾斜して複屈折板として機能する。キラルスメクチックＣ相の螺旋構造が解ける閾値電界以上では、すべての液晶ダイレクタがチルト角θを示し、光学軸が上側に角度θで傾斜した複屈折板となる。異常光として左側から入射した直線偏光は上側に平行シフトする。ここで、液晶分子の長軸方向の屈折率をｎｅ、短軸方向の屈折率をｎｏ、液晶層４の厚み（ギャップ）をｄとすると、シフト量Ｓは、次の式１で表される（「結晶光学」応用物理学会、光学懇話会編、第１９８頁参照）。
【００７７】
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同様に、電極対３０７への印加電圧を反転して紙面奥側への電界が印加された場合、図６に示すように、液晶分子の自発分極が正ならば液晶ダイレクタは図６中右下に傾斜し、光学軸が下側に角度θで傾斜した複屈折板として機能する。異常光として左側から入射した直線偏光は、図６中下側に平行シフトする。したがって、電界方向の反転によって、２Ｓ分の光路偏向量が得られる。
【００７８】
したがって、電極対３０７を介して液晶層３０５に印加する電界の極性をスイッチング動作することで、液晶層３０５は光路シフト機能を発揮する。これにより、画素ピッチ間が補完された光照射を記録体２０１に対して行なうことが可能となり、低い解像度の発光体アレイ１０２を使用しても、高解像度の画像露光が可能である。
【００７９】
ここで、図５及び図６からも明確なように、発光体アレイ１０２が放射した光の光路は、対称にシフトする。したがって、光路シフト手段３０１では、光路をシフトする場合に光路長の変化をもたらさないという利点がある。
【００８０】
また、液晶層３０５においてキラルスメクチックＣ相の螺旋構造が解ける閾値電界以下でも、液晶ダイレクタの平均的な方向を液晶層３０５の光学軸として扱うことで、キラルスメクチックＣ相の螺旋構造が解ける閾値電界以上の場合と同様に扱うことが可能である。このようなキラルスメクチックＣ相の螺旋構造が解ける閾値電界以下の領域でも、電界強度に対して光学軸の傾斜方向が変化するため、シフト量を制御することが可能となる。
【００８１】
また、電界反転時のシフト量２Ｓは、液晶層３０５の液晶材料の光学特性や液晶層３０５の厚みに依存する。例えば、液晶層３０５の厚みが数十μｍから百μｍ程度の厚みの場合には、数μｍから数十μｍのシフト量が可能である。これにより、本実施の形態の光路シフト手段３０１は、数百ｄｐｉから数千ｄｐｉに対応する構造として適している。
【００８２】
さらに、本実施の形態では、水平電界を印加するために、図３１に例示した光書込み装置のような透明電極を光路中に設ける必要がないため、透明電極による透過率の低下の影響がないという構造上の利点がある。
【００８３】
加えて、光路シフト手段３０１における光学軸の切換え時間は、液晶層３０５における液晶材料の自発分極、チルト角、螺旋ピッチ、粘弾性や、電界強度、温度などによって変化するが、数百Ｖ／ｍｍの電界強度で数百μｓｅｃ程度、数千Ｖ／ｍｍ（数Ｖ／μｍ）の電界強度で数十μｓｅｃ程度の高速応答が可能である。
【００８４】
図７は、発光体１０１のピッチと光路シフト手段３０１による光路シフト量と画素ピッチと解像度との関係を例示する模式図である。
【００８５】
ここで、発光体１０１のピッチと光路シフト手段３０１による光路シフト量と画素ピッチと解像度との関係について具体例を挙げて説明する。
【００８６】
例えば、図７に示すように、６００ｄｐｉの一次元の発光体アレイ１０２（発光体ピッチ４２．３μｍ）を用い、解像度１２００ｄｐｉ（画素ピッチ２１．１μｍ）、記録体移動速度２０ｍｍ／ｓｅｃの速さで画像を書込む場合、必要なシフト量は２１．１μｍであり、上記の光路シフト手段を用いることができる。１ライン分の書込み時間は約１０６０μｓｅｃである。その間にシフト位置二ヶ所での印字が必要なので、一ヶ所の時間は半分の約５３０μｓｅｃであり、数百μｓｅｃの光路切換え時間でも十分に露光が可能な時間が確保できる。記録体２０１の移動が一定速度の場合、シフト位置での露光時には記録体２０１が僅かに進んでいるため、一つの発光体１０１による露光部の軌跡は図７に例示するようにジグザグ状になる。このような交互配置の画素位置に対応して書込む画像のデータを処理しても良い。あるいは、ステッピングモータなどを用いて記録体２０１の移動をステップ的に行ない、光路シフトの間は記録体２０１の移動を止め、シフト時の画素を同一ライン上に露光するようにしても良い。
【００８７】
［光書込み装置の第二の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第二の実施の形態を図８に基づいて説明する。第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【００８８】
図８（ａ）は、光書込み装置の縦断側面図、図８（ｂ）は、その縦断正面図である。
【００８９】
本実施の形態では、複数（本実施の形態では二個）の光路シフト手段３０１を、各光路シフト手段３０１による光の移動方向が略平行となる向きとなるように光路に対して直列に配置し、各光路シフト手段３０１に対して独立して電圧印加可能に電源３０８を設けた。本実施の形態では、一方の光路シフト手段３０１に電圧を印加する第一電源３０８ａと、もう一方の光路シフト手段３０１に電圧を印加する第二電源３０８ｂとを設けている。
【００９０】
そして、それぞれの光路シフト手段３０１における光路シフト量としては、発光体アレイ１０２のピッチＰに対して、発光体アレイ１０２側の光路シフト手段３０１のシフト量はＰ／２に、記録体２０１側の光路シフト手段３０１のシフト量はＰ／４に設定されている。
【００９１】
このような構成において、第一及び第二電源３０８ａ、３０８ｂの動作を制御することで、２倍×２倍の４倍の画素密度での光書込みが可能となる。したがって、２倍以上に画素密度を増加させることができる。しかも、このような画素密度の増加は、単純に光路シフト手段３０１を多段に重ねることで実現可能である。これは、光路シフト手段３０１の直線偏光面が一定だからである。
【００９２】
なお、光路シフト手段３０１の数や各光路シフト手段３０１における光路のシフト量などは、上記例に限定されない。
【００９３】
［光書込み装置の第三の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第三の実施の形態を図９に基づいて説明する。第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【００９４】
図９は、光書込み装置の縦断正面図である。
【００９５】
発光体１０１の間隔が比較的大きな安価な発光体アレイ１０２を用いる場合、光路シフト量も大きく設定する必要がある。そのために液晶層３０５の厚みを厚く設定すると、液晶層３０５中に垂直配向状態が崩れた配向欠陥が発生する恐れがある。この配向欠陥は、液晶層３０５が厚いほど発生し易い。そして、このような配向欠陥が生ずると、液晶層３０５が白濁して光散乱や透過率減少の原因となる。
【００９６】
そこで、本実施の形態では、このような配向欠陥の発生を防止するために、図９に示すように、一つの光路シフト手段３０１の液晶層３０５を中間層３０９によって厚み方向に分割し、中間層３０９の少なくとも一方の表面には基板３０３に形成されているのと同様な垂直配向膜３０４を形成する。そして、分割された両液晶層３０５の内部に均一に印加されるように電極対３０７を配置する。図９に示す例では、液晶層３０５の部分全体を挟みこむように電極対３０７が配置されている。あるいは、各液晶層３０５のスペーサ３０２を金属電極で形成して電極対として兼用しても良い。
【００９７】
中間層３０９としては屈折率異方性が少なく透明なフィルム状あるいは板状の材料を用いることができるが、垂直配向膜作成プロセスでの温度や溶剤の使用に対して耐性があることが好ましく、数十μｍから数百μｍ程度の厚みのガラス板が特に好ましい。
【００９８】
このような構成において、中間層３０９は、スメクチック層の配向規制力が弱くなる液晶層３０５の中央部において配向規制力を生じさせる。このため、それぞれの液晶層３０５についてその厚みを厚く設定することなく、光路シフト手段３０１による光路シフト量が増大する。したがって、液晶層３０５の各層の厚みを比較的薄くすることにより配向欠陥の発生を防止しつつ、液晶全体の厚みを厚く設定することができるので、光路シフト手段３０１による光路シフト量を増大させることが可能となる。
【００９９】
［光書込み装置の第四の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第四の実施の形態を図１０に基づいて説明する。
【０１００】
図１０は、光書込み装置の一態様の縦断正面図、図１１は、光書込み装置の別の態様の縦断正面図である。
【０１０１】
前述した第一ないし第三の実施の形態では、スペーサ３０２で液晶層３０５の厚みを規制し、光路シフト手段３０１の側面に電極対３０７を設けていた。この構成では、電極対３０７の間に液晶層３０５とスペーサ３０２とを挟んでいるので、液晶層３０５の内部に電界を発生させる場合に、スペーサ３０２の幅の分だけ余分な電圧を印加する必要がある。
【０１０２】
そこで、本実施の形態では、図１０又は図１１に例示するように、電極対３０７が液晶層３０５とスペーサ３０２との間に位置付けられるようにスペーサ３０２の内側にシート状の電極対３０７を設けた。したがって、電極対３０７の間隔は、液晶層３０５の厚みと等しくなる。
【０１０３】
図ではスペーサ３０２の内側の側面にシート状の電極を設けているが、スペーサ３０２の側面上に金属材料をスパッタリング法により付着させて作成しても良いし、スペーサ材料固まりの一面に金属層を貼り合わせた後、金属層が側面となるようにスペーサ材料をスライスして作成することができる。また、スペーサ自体が金属材料からなり、スペーサと電極を兼用しても良い。
【０１０４】
このような構成において、液晶層３０５の内部に効率的に水平電界を発生させることができ、これによって、液晶層３０５に対する印加電圧の値を低減することができる。
【０１０５】
また、電極対３０７がスペーサ３０２を兼用しているので、部品点数を減らすことができると共に、液晶層３０５の厚みを確実に均一化することができる。
【０１０６】
なお、図１０に例示する光書込み装置は、図８に例示する第二の実施の形態の光書込み装置の構成を基本とする。よって、第二の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。また、図１１に例示する光書込み装置は、図９に例示する第三の実施の形態の光書込み装置の構成を基本とする。よって、第三の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１０７】
［光書込み装置の第五の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第五の実施の形態を図１２ないし図１４に基づいて説明する。第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１０８】
図１２は、第一の実施の形態における光書込み装置で発生する現象を説明するための光書込み装置の縦断側面図、図１３は、本実施の形態の光書込み装置の一態様を例示する光書込み装置の縦断側面図、図１４は、本実施の形態の光書込み装置の別の一態様を例示する光書込み装置の縦断側面図である。
【０１０９】
前述した第一ないし第四の各実施の形態では、発光体アレイ１０２からの放射光が光路シフト方向に平行な直線偏光である場合を想定して動作を説明した。しかしながら、実際には、発光体アレイ１０２からの放射光が所望の直線偏光であるとは限らない。そこで、光路シフト方向に平行、すなわち液晶ダイレクタの傾斜方向に平行な直線偏光成分は図５（ａ）と図５（ｂ）とに例示するようにシフトされるが、それ以外の光はシフトされず、図１２に例示するようなノイズ光となる。このようなノイズ光は、解像度の低下やコントラスト比の低下をもたらす。
【０１１０】
そこで、本実施の形態では、所望のシフトされた光のみが記録体２０１上に露光されるように、光路の移動方向に平行な偏光面の光のみを透過する直線偏光板４０１を設けている。このような直線偏光板４０１の設置位置は、光路シフト手段３０１の入射側あるいは出射側のいずれでも良い。図１３に例示する一態様では、光路シフト手段３０１の入射側に直線偏光板４０１を配置した一例を示し、図１４に例示する別の一態様では、光路シフト手段３０１の出射側に直線偏光板４０１を配置した一例を示す。
【０１１１】
このような構成において、記録体２０１に露光される光は、直線偏光板４０１によって、確実に光路の移動方向に平行な直線偏光だけとなるので、記録体２０１に不要な光が露光されることが防止され、これによって、高精細で高コントラストの光書込みを実施することが可能となる。
【０１１２】
［光書込み装置の第六の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第六の実施の形態を図１５及び図１６に基づいて説明する。第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１１３】
図１５は、光書込み装置の縦断側面図、図１６は、本実施の形態の光書込み装置の動作を説明するための模式図である。
【０１１４】
前述した第一ないし第五の実施の形態では、光路シフト方向の直線偏光成分のみを記録体２０１に露光するため、発光体１０１自体が直線偏光を放射する場合以外は、余分な偏光成分を反射又は透過させて露光には利用しない。その分、発光体１０１から記録体２０１に露光されるまでの光利用効率が低下する。
【０１１５】
そこで、本実施の形態では、図１５に例示するように、液晶層３０５の厚みが略等しい二つの光路シフト手段３０１を、互いの光のシフト方向が略平行となる向きに向けて光路中に直列に配置し、両光路シフト手段３０１の間に直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子５０１を配置した。図１５及び図１６では、一方向の電界により一方向に液晶分子が傾斜している状態を示している。
【０１１６】
図１５に示すように、発光体１０１からの無偏光の放射光が最初の光路シフト手段３０１を透過すると、光路シフト方向に平行な偏光成分は液晶層３０５の厚みｄに対応して図１５中右側にシフトされ、紙面に垂直な偏光成分は偏向されずに直進する。これらの出射光が偏光面回転素子５０１を透過して各偏光面が略９０度回転すると、続く光路シフト手段３０１では、先にシフトした偏光成分は直進し、先に直進した偏光成分は液晶層３０５の厚みｄに対応して図１５中右側にシフトされる。図１６は、このような光のシフト状態を各液晶層３０５に生ずる電界の方向との関係で模式的に示している。
【０１１７】
この際、二つの液晶層３０５の液晶材料と液晶厚み、そのような液晶層３０５に印加する印加電界を等しく設定しておけば、各液晶層３０５で発生する偏光成分のシフト量が一致することになる。これにより、発光体１０１から放射される光の全ての偏光成分を利用することができ、一方向の直線偏光を用いる場合に比べて光の利用効率が略２倍になる。
【０１１８】
ここで、偏光面回転素子５０１としては、半波長板、ツイストネマチック液晶セル、ツイストネマチック液晶フィルムなどを用いることができる。
【０１１９】
［光書込み装置の第七の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第七の実施の形態を図１７に基づいて説明する。図９に基づいて説明した第三の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１２０】
図１７は、光書込み装置の縦断側面図である。
【０１２１】
本実施の形態では、前述の中間層３０９に相当する部材が直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子５０１からなり、この偏光面回転素子５０１の位置に対して光路の上流側と下流側とに位置する液晶層３０５の厚みがそれぞれ略等しく設定されている。
【０１２２】
これによって、中間層３０９が偏光面回転素子５０１を兼用しているので、光路シフト手段３０１を構成する基板枚数を減少することできる。
【０１２３】
また、界面反射の影響を少なくできるので、光路シフト手段３０１全体の透過率が向上する。
【０１２４】
さらに、液晶層３０５の配向性が向上すると共に、光路シフト手段３０１に入射する全ての偏光成分の光をシフトできるので、光の利用効率が向上する。
【０１２５】
ここで、偏光面回転素子５０１としては、半波長板、ツイストネマチック液晶セル、ツイストネマチック液晶フィルムなどを用いることができる。
【０１２６】
また、実施に際しては、上流側と下流側との液晶層３０５中に更に中間層３０９を設けても良い。この場合、中間層３０９で分割された液晶層３０５の厚みの合計がそれぞれ略等しくなるように各液晶層３０５の厚みを設定してもよい。
【０１２７】
［光書込み装置の第八の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第八の実施の形態を図１８及び図１９に基づいて説明する。第一ないし第七の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１２８】
図１８は、光路シフト手段の配置例を示す光書込み装置の縦断正面図、図１９は、本実施の形態の光路シフト手段の配置例を示す光書込み装置の縦断正面図である。
【０１２９】
発光体１０１から放射した光は光路シフト手段３０１を透過してレンズ５１０に入射し、記録体２０１上に集光する。発光体１０１は紙面に垂直方向に配列したアレイ状となっている。この図１８では、光路シフト手段３０１の一対の基板３０３の厚みが略等しく、金属電極対２０７がスペーサを兼用したタイプを示している。また、実際には光が透過する媒体の屈折率差に応じて界面で角度が変化するが、ここでは図示の簡単化のため屈折率差による各媒体中での角度変化などは表現していない（以下同様とする）。ここで、発光体１０１から液晶層３０５までの距離をＴとした場合、距離Ｔが大きいほど液晶層３０５を通過する光路の面積が大きくなる。したがって、光利用効率を低下させないように電極対２０７を設置する場合、電極間隔ｄを比較的大きくせざるを得ない。電極間隔を広げると高電界を印加するために高電圧の印加が必要となり、電源容量や放電対策などの規制が多くなり好ましくない。そのため、Ｔを小さく設定することが好ましいが、Ｔは基板の厚みで制限されてしまう。
【０１３０】
そこで、本実施の形態では、図１９に示すように発光体アレイ１０２と光路シフト手段３０１とを近接させて配置し、一対の基板３０３の内、発光体アレイ１０２側の基板３０３の厚みがレンズ５１０側の基板３０３の厚みよりも薄く設定する。例えば、光路シフト手段３０１を発光体アレイ１０２に近接させて配置し、発光体アレイ１０２側の基板３０３のみを数十μｍから数百μｍ程度の厚みとし、他方の基板３０３は剛性確保のために数ミリ程度の厚みとすると、発光体１０１から液晶層３０５までの距離を数十μｍから数百μｍ程度の位置に設定することができる。したがって、発光体アレイ１０２から出射した放射光の広がりが小さい領域に、光路シフト手段３０１の液晶層３０５を配置できるので、光路シフトに必要な液晶層３０５の有効面積を小さくすることができる。液晶層３０５の有効面積が小さいと電極間隔ｄを狭く設定できるので、比較的低電圧でも高電界を印加することができる。高電界の印加により高速な光路偏向動作が可能となり、高速な光書込み装置が得られる。また、液晶材料の使用量が低減するためコストダウンも図れる。
【０１３１】
［光書込み装置の第九の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第九の実施の形態を図２０に基づいて説明する。図１８及び図１９に基づいて説明した第八の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１３２】
図２０は、本実施の形態の光路シフト手段の配置例を示す光書込み装置の縦断正面図である。
【０１３３】
本実施の形態では、図２０に示すように光路シフト手段３０１と記録体２０１とを近接させて配置し、一対の基板３０３の内、記録体２０１側の基板３０３の厚みがレンズ５１０側の基板３０３の厚みよりも薄く設定されている。
【０１３４】
このような構成によれば、放射光が記録体２０１上に集光する直前の光の広がりが小さい領域に、光路シフト手段３０１の液晶層３０５を配置することができるので、光路シフトに必要な液晶層３０５の有効面積が小さくできる。液晶層３０５の有効面積が小さいと電極間隔を狭く設定できるので、比較的低電圧でも高電界を印加することができる。よって、高電界の印加により高速な光路偏向動作が可能となり、高速な光書込み装置が得られる。また、液晶材料の使用量が低減するためコストダウンも図れる。
【０１３５】
［光書込み装置の第十の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十の実施の形態を図２１に基づいて説明する。図１８ないし図２０に基づいて説明した第八、第九の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１３６】
本実施の形態では、図１８ないし図２０に示したような光学系構成を考えたとき、レンズ５１０の開口数（ＮＡ）をＡ、光路シフト手段３０１の基板３０３の屈折率をｎ、レンズ５１０の焦点位置から光路シフト手段３０１内の液晶層３０５までの最大距離をＴとしたときに、電極対３０７の間隔ｄを以下の関係式
２Ｔ×Ａ／ｎ　≦　ｄ　≦　２Ｔ×Ａ
を満たすように設定する。
【０１３７】
図２１に、レンズ５１０の光の取込角度θと、焦点位置からの距離Ｔと、光路の径ｄの関係を示す。ここで、レンズ５１０の焦点距離をｆ、口径をＤ、とするとレンズ５１０の開口数（ＮＡ値）は、
ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθ＝ｎ×２ｆ／Ｄ
と表せる。ここで、ｎはレンズ５１０と焦点までの間の屈折率を表す。光路の広がり範囲が光路シフト手段３０１の電極対３０７で遮られない範囲で電極間隔を狭く設定するためには、電極間隔の開口幅ｄと焦点距離から液晶層３０５までの距離の関係を開口数（ＮＡ）に合わせれば良い。すなわち、図２１中の相似関係からＮＡ＝ｎ×２Ｔ／ｄとなれば良い。実際には、レンズ５１０と焦点位置までの間、あるいは、液晶層３０５から焦点位置までの間には比較的大きな屈折率を有する基板３０３と液晶層３０５とが存在する。仮にガラス基板の厚みがゼロの場合、液晶層３０５と焦点位置の間は空気で屈折率ｎ＝１であり、ｄ＝２Ｔ×Ａとなる。逆に、液晶層３０５と焦点位置の間が全て屈折率がｎの基板で満たされた場合は、ｄ＝２Ｔ×Ａ／ｎとなる。
【０１３８】
したがって、電極間隔ｄをこの間に設定することで、光利用効率と電界印加効率とを両立させた最適の設定が可能となる。この結果、光学系の光利用効率を低下させることなく、同じ印加電圧でも比較的高電界を印加することができ、高速な光書込み動作が可能となる。
【０１３９】
［光書込み装置の第十一の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十一の実施の形態を図２２に基づいて説明する。図１９に基づいて説明した第八の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１４０】
図２２は、本実施の形態の光書込み装置の縦断正面図である。
【０１４１】
本実施の形態では、図２２に示すように発光体アレイ１０２の発光体１０１近傍に、マイクロレンズアレイ５２０が設けられている。図２２では発光体１０１とマイクロレンズ５２１とが紙面に垂直方向にアレイ状に配列しており、個々の発光体１０１とマイクロレンズ５２１とのピッチと位置は対応している。
【０１４２】
このような構成によれば、発光体１０１からの放射光をマイクロレンズアレイ５２０の対応するマイクロレンズ５２１で一旦集光し、その集光点を記録体２０１上に投影することで、記録スポットサイズが小さくでき、光路シフトによる記録密度の増加が効果的になる。
【０１４３】
［光書込み装置の第十二の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十二の実施の形態を図２３に基づいて説明する。図２２に基づいて説明した第十一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１４４】
図２３は、本実施の形態のマイクロレンズアレイのマイクロレンズを示す断面図である。
【０１４５】
マイクロレンズ５２１は、少なくとも液晶層５２２と、この液晶層５２２に電界を印加可能な電極とからなり、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する当該マイクロレンズ５２１の焦点距離を変化させる構成とされている。図２３に示す例では、マイクロレンズ形状の凹部を持つレンズ基板５２３と平行基板５２４の間に液晶層５２２が設けられている。また、基板５２３，５２４と液晶層５２２との界面には図示しない透明電極層と図示しない配向膜とが設けられている。透明電極層としてはＩＴＯ電極などを用いることができ、基板表面の有効領域に形成されている。配向膜としては例えば水平配向用のものを用い、紙面の上下方向にラビングなどの配向処理を施している。
【０１４６】
したがって、図２３（ａ）に示すように電界を印加しない状態では液晶分子は紙面の上下方向に配向している。ここで、各基板５２３，５２４の屈折率よりも液晶分子長軸方向の屈折率（異常光屈折率）を十分に大きくする材料を選定することで、図中の直線偏光の入射光に対して大きなレンズ効果を発生する。
【０１４７】
一方、透明電極間に電界を印加すると、例えば液晶分子が正の誘電異方性を持つ場合は、図２３（ｂ）に示すように、基板５２３，５２４に対して液晶分子が垂直に配向する。ここで、各基板５２３，５２４の屈折率と液晶分子の常光屈折率の差が比較的小さくなるので、レンズ効果が小さくなる。
【０１４８】
したがって、マイクロレンズアレイ５２０の集光機能の有無または大小を制御することができる。光路シフト動作による高密度書込みを行なう場合は、マイクロレンズアレイ５２０の集光機能を発生させて発光体スポットを小さくすることで、画素サイズを小さく設定することができる。一方、光路シフト動作を必要としない場合には、マイクロレンズアレイ５２０の集光機能を無くして発光体スポットを大きくすることで、低密度書込みに対応した画素サイズに設定することができる。
【０１４９】
なお、液晶分子の誘電異方性の正負や、配向処理の方向、電界印加の有無とレンズ効果の大小の関係などは上記の例に限らず、同様な効果を得る組み合わせならば良い。
【０１５０】
［光書込み装置の第十三の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十三の実施の形態を図２４に基づいて説明する。図２３に基づいて説明した第十二の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１５１】
前述した第十二の実施の形態では、入射光が直線偏光の場合にしか対応できず、発光体１０１からの光が無偏光の場合は直線偏光板と組み合わせて使用する必要があり、光の利用効率が低下してしまう。
【０１５２】
そこで、本実施の形態では、マイクロレンズアレイが、図２４に示すように光軸方向に直列に配置された二つの液晶マイクロレンズアレイ５２０からなり、電界印加時あるいは無電界時における各マイクロレンズアレイ５２０内の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定する。各液晶マイクロレンズ５２１の構成は第十二の実施の形態の場合と同様である。
【０１５３】
図２４（ａ）では、左側の液晶マイクロレンズ５２１内の液晶配向方向は紙面内の上下方向で、右側の液晶マイクロレンズ５２１内の液晶配向方向は紙面に垂直な方向に設定している。無電界時に無偏光の光を入射すると、左側の液晶マイクロレンズ５２１において、紙面内上下方向の偏光成分は液晶層５２２の異常光屈折率を感じてレンズ効果を受けるが、紙面に垂直方向の偏光成分は液晶層５２２の常光屈折率を感じて略そのまま透過する。しかし、その後の右側の液晶マイクロレンズ５２１では、紙面内上下方向の偏光成分は液晶層５２２の常光屈折率を感じて略そのまま透過し、紙面に垂直方向の偏光成分が液晶層５２２の異常光屈折率を感じてレンズ効果を受けて集光される。二枚の液晶マイクロレンズアレイ５２０の焦点位置が一致するようにレンズ形状や液晶材料を最適化することで、無偏光の入射光に対して可変焦点機能を実現でき、無偏光に対応する光路シフト手段３０１と組み合わせることで、高い光利用効率で、書込み密度の切替えができる。
【０１５４】
なお、液晶マイクロレンズとして、基板がレンズ形状を有し液晶層の厚み分布によるレンズ効果を発生させる例を示したが、基板が平行で液晶層の厚みは一定で、液晶層内に電界分布を与えて空間的に屈折率分布を形成してレンズ効果を発生させても良い。この場合、電極を複数に分割して各電極の電圧値を変化させても良いし、高抵抗値の電極材料を用いて電極内に電位分布を形成することで電界分布を形成しても良い。電極形状はストライプ形状やリング形状でも良く、所望の電界強度分布の形状に合わせて適宜設計される。
【０１５５】
［光書込み装置の第十四の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十四の実施の形態を説明する。
【０１５６】
前述の例では、発光体１０１に近接させて液晶マイクロレンズアレイ５２０を設けて可変焦点とし、記録体２０１上での露光スポットサイズを可変としたが、本実施の形態では、特に図示しないが、発光体１０１が放射した光を記録体２０１上に集束させるレンズ５１０自体が、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対するレンズの焦点距離を変化させるように構成する。
【０１５７】
液晶マイクロレンズによる可変焦点の原理と基本構成は図２３の液晶マイクロレンズ５２１の場合と同様である。液晶による可変焦点レンズ部分の設計は、固定部分の球面レンズあるいは非球面レンズや屈折率分布型レンズの設計に応じて最適化される。
【０１５８】
光路シフト動作による高密度書込みを行なう場合は、レンズ５１０の焦点距離を制御して記録体２０１上の集光スポットサイズを小さくすれば、画素サイズを小さく設定することができる。一方、光路シフト動作を必要としない場合には、レンズ５１０の焦点距離を制御して記録体２０１上の集光スポットサイズを大きくすれば、低密度書込みに対応した画素サイズに設定することができる。
【０１５９】
［光書込み装置の第十五の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十五の実施の形態を説明する。
【０１６０】
前述の第十四の実施の形態では、入射光が直線偏光の場合にしか対応できず、発光体１０１からの光が無偏光の場合は直線偏光板と組み合わせて使用する必要があり、光の利用効率が低下してしまう。
【０１６１】
そこで、本実施の形態では、発光体１０１が放射した光を記録体２０１上に集束させるレンズ５１０が、少なくとも二つの液晶層と、各液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界印加時あるいは無電界時における各液晶層の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定する構成とされている。
【０１６２】
配向方向が直交する二つの液晶マイクロレンズによる可変焦点の原理と基本構成は図２４に示した液晶マイクロレンズ５２１の場合と同様である。液晶による可変焦点レンズ部分の設計は、固定部分の球面レンズあるいは非球面レンズや屈折率分布型レンズの設計に応じて最適化される。
【０１６３】
したがって、無偏光の入射光に対して可変焦点機能を実現でき、無偏光に対応する光路シフト手段３０１と組み合わせることで、高い光利用効率で、書込み密度の切替えができる。
【０１６４】
［光書込み装置の第十六の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十六の実施の形態を図２５に基づいて説明する。第一ないし第十五の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１６５】
図２５は、発光体アレイ１０２の縦断側面図である。
【０１６６】
第一ないし第十五の実施の形態では、発光体アレイ１０２の種類を特に特定していない。
【０１６７】
これに対して、発光体アレイ１０２として、例えば、光源とネマチック液晶ライトバルブアレイとを組み合わせた方式のものを用いた場合には、液晶ライトバルブの応答性が比較的遅いため、高速書込みに対応できない。しかし、光源と強誘電性液晶ライトバルブとを組み合わせた方式では１ドットが数十マイクロ秒程度の高速書込みが可能であり、高速記録用の発光体アレイとして好ましい。しかし、また、液晶でスイッチングする光は直線偏光である必要があるため、無偏光の光源を用いる場合には光の利用効率が半減してしまうという問題がある。
【０１６８】
そこで、本実施の形態では、発光体アレイ１０２としてＬＥＤアレイを用いている。例えば、図２５に例示するように、ＬＥＤアレイの母材であるガリウム・アルミ・ヒ素のウェハ１１１の上にフォトリソ工程により、酸化アルミなどの拡散防止膜１１２を形成する。この場合、拡散防止膜１１２が無い部分、すなわち発光体１０１の中心のピッチをＰ、拡散防止膜１１２の間の幅をＬとする。次に、亜鉛雰囲気中に上記ウェハ１１１を入れ、拡散防止膜１１２の開口部に選択的にリンを拡散させ、発光部１１３を形成する。この際、発光部１１３の発光出力を最大にするために、発光部１１３の形成深さＤを１０μｍ程度とする。これにより、発光部１１３が実際に発光する幅Ｗは、Ｌ＋２Ｄとなる。ここでフォトリソ工程の精度から拡散防止膜の幅を５μｍ、拡散防止膜１１２の間の幅Ｌを２μｍ以上とすると、発光部１１３の幅Ｗはおよそ２２μｍ以上、発光部のピッチは２７μｍ以上必要となる。
【０１６９】
このようなことから、１２００ｄｐｉの書込みに必要な２１μｍピッチを一列の発光体アレイ１０２で実現することは困難であるのに対して、作成が容易な６００ｄｐｉの発光体アレイ１０２を作成し、これを前述した第一から第七の実施の形態における光路シフト手段３０１と組み合わせることによって、１２００ｄｐｉ相当の高精細な書込みを実現することができる。
【０１７０】
ここで、ＬＥＤアレイは、図２５に例示するように、基板であるウェハ１１１上に直接発光部１１３を形成するので、小型化が可能である。
【０１７１】
なお、実施に際しては、ＬＥＤからの放射光の指向性を高めるために発光部１１３の近傍に図示しないマイクロレンズアレイを設けても良い。
【０１７２】
［光書込み装置の第十七の実施の形態］
本発明の光書込み装置の第十七の実施の形態を説明する。
【０１７３】
本実施の形態では、図示しないが、発光体アレイ１０２としてレーザダイオードアレイを用いている。レーザダイオードは高効率で高出力が可能であり、露光部の画素を小さく絞ることによって、記録体２０１がヒートモードの光記録体であったとしても、これを十分に加熱し記録することができる。
【０１７４】
なお、実施に際しては、レーザダイオードからの放射光の指向性を高めるために、発光体１０１の近傍に図示しないマイクロレンズアレイを設けても良い。
【０１７５】
［画像形成装置の第一の実施の形態］
本発明の画像形成装置の第一の実施の形態を図２６に基づいて説明する。光書込み装置の第一ないし第十七の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１７６】
記録体２０１としては、露光によって潜像あるいは顕像を形成可能なものであるならば、本発明の光書込み装置を適用することが可能である。そこで、ここでは、記録体２０１として電子写真用の感光体６０１を用いた発光体アレイ１０２及び光路シフト手段３０１を有する画像形成装置の一例を図２６に基づいて説明する。
【０１７７】
ドラム状あるいはベルト状の感光体６０１の周囲には、帯電装置６０２、発光体アレイ１０２と光路シフト手段３０１を含む光書込み装置６０３、現像装置６０４、転写装置６０５、及びクリーニング装置６０６が配置されている。また、感光体６０１と転写装置６０５との間に転写紙６０７を案内搬送する転写紙搬送路６０８が形成され、この転写紙搬送路６０８中には、感光体６０１の上流側に位置させて給紙装置６０９が配置され、感光体６０１の下流側に位置させて定着装置６１０が配置されている。
【０１７８】
ここで、感光体６０１の表面には、無機材料あるいは有機材料からなる図示しない感光層が形成されている。無機材料からなる感光層が形成された感光体６０１を無機感光体、有機材料からなる感光層が形成された感光体６０１を有機感光体という。
【０１７９】
無機感光体としては、アモルファスセレン系やアモルファスシリコン系材料が用いられる。
【０１８０】
有機感光体は、電荷発生層と電荷輸送層との機能分離型とすることが好ましい（いずれも図示せず）。電界発生層は、数μｍ程度の厚みであり、フタロシアニン系顔料、ビスアゾ系顔料、ペリレン系顔料などの電荷発生剤の蒸着膜やポリカーボネートなどのバインダー樹脂中に前記顔料を分散した樹脂分散膜として形成される。電荷輸送層は、数十μｍ程度の厚みであり、ポリカーボネートなどのバインダー樹脂中に正孔輸送能を有するドナー材料あるいは電子輸送能力を有するアクセプター材料を分散した膜として形成される。一般的な機能分離型有機感光体では、感光体基体上に下地層、電界発生層、電荷輸送層が順に形成されている。
【０１８１】
また、無機感光体にしても有機感光体にしても、必要に応じて機械的強度に優れた図示しない表面保護層を設けても良い。一般的には、感光体表面はマイナス極性に帯電されるため、電荷輸送層はプラス電荷を輸送するドナー材料が分散される。ドナー材料としては、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン二量体系、ヒドラゾン系、ピラゾリン系などが用いられる。
【０１８２】
帯電装置６０２としては、接触帯電型の帯電ローラが用いられる。帯電ローラにマイナス電圧を印加することで、感光体６０１の表面をマイナスに帯電する。帯電装置６０２を形成するには、帯電ローラに限らず、コロナチャージャやブラシ部材を用いることもできる。帯電装置６０２によりマイナス数百Ｖ程度に帯電された感光体６０１上に前述の光書込み装置６０３を用いて露光すると、露光部位のマイナス電位が小さくなって静電潜像が形成される。この場合、発光体１０１からの放射光の波長は、感光体６０１の分光感度の大きな波長に合わせておくことが好ましい。
【０１８３】
現像装置６０４は、静電潜像にトナーを選択的に付着させ、トナー画像として顕像化する。つまり、現像装置６０４は、図示しない現像ローラを有し、この現像ローラにマイナス数百Ｖの現像バイアス電位を印加することで、感光体６０１上の露光部である低電位部にマイナス極性のトナー粒子を付着させ、これによって静電潜像をトナー画像として顕像化する。
【０１８４】
このような現像装置６０４の現像方式としては、一成分現像剤を用いる一成分現像方式と二成分現像剤を用いる二成分現像方式とのいずれも用いることができるが、トナーの帯電極性はマイナス極性とすることが好ましい。
【０１８５】
さらに、転写装置６０５としては、ローラ部材やベルト部材、コロナチャージャなどを用いることができる。このような転写装置６０５は、感光体６０１との間に電界を発生させる。
【０１８６】
このような構成の画像形成装置では、感光体６０１上にトナー画像が形成されるタイミングで図示しない給紙装置により転写紙６０７の搬送を開始する。そして、感光体６０１上のトナー画像と転写紙６０７の印刷開始位置とが同期して接触した所で、感光体６０１との間に電界を発生させる転写装置６０５にトナー画像が吸引され、吸引されたトナー画像が転写紙６０７上に静電的に転写される。そして、トナー画像が付着した転写紙６０７は、定着装置６１０に搬送され、ここでトナー画像が転写紙６０７に加熱融着される。一方、転写工程後の感光体６０１の表面に残留するトナー粒子は、クリーニング装置６０６によって除去される。
【０１８７】
このようにして電子写真プロセスを用いた画像形成が実行される。このような電子写真プロセスを利用した画像形成動作では、露光エネルギーが比較的小さくても感光体６０１上に静電潜像を形成することが可能であるため、高速で高精細な光書込みが可能である。
【０１８８】
［画像形成装置の第二の実施の形態］
本発明の画像形成装置の第二の実施の形態を説明する。光書込み装置の第一ないし第十七の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１８９】
記録体２０１の別の一例としては、外部エネルギーが付与されることにより画像形成がなされる材料、例えば、感光性の画像形成材料又は感熱性の画像形成材料によって形成された記録体２０１を用いることができる。
【０１９０】
感光性の画像形成材料としては、ジアゾ、フォトクロミズム材料などを用いることができる。この場合、記録体２０１が直接発色する。このため、画像形成装置自体を小型化できるという利点がある。しかも、第一ないし第九の実施の形態で例示した光書込み装置を用いることで、高精細記録が可能である。
【０１９１】
感熱性の発色材料としては、従来のロイコ染料系材料などを用いることができる。この場合、光を吸収して熱に変換する材料を併用することが好ましい。光を熱に変換して記録するためには、レーザ光のように高出力の光を用いることが好ましい。しかし、高速に高密度な記録を行なうためには、レーザ光源をアレイ化する必要がある。前述のＬＥＤの場合と同様に、レーザダイオードの場合でも高密度にアレイ化することは困難であるが、第一ないし第九の実施の形態で例示した光書込み装置を用いることで、高精細な画像記録が可能となる。
【０１９２】
【実施例】
［第一の実施例］
以下、図２７ないし図２９に基づいて本発明の第一の実施例について説明する。
【０１９３】
［光路シフト手段の作成］
図２７は、本発明の発明者が作成した光路シフト手段１００１であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【０１９４】
幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス基板１００２の表面に厚み０．０６μｍの市販の垂直（ホメオトロピック）配向膜１００３を形成した。厚み１００μｍ、幅２ｍｍ、長さ１１０ｍｍのアルミの電極シート１００４をスペーサ兼電極として、有効領域の幅が１ｍｍとなるように、配向膜１００３を内側にした二枚のガラス基板１００２の間に２つの電極シート１００４を平行に配置した。一部を除いた周囲を紫外線硬化接着剤１００５で固定してセル１００６を作成した。このセル１００６を約９０度に加熱した状態で、ガラス基板１００２の間の空間に液晶層１００７となる強誘電性液晶（チッソ製ＣＳ１０２９：複屈折Δｎ＝０．１６、チルト角θ＝２５度、自発分極Ｐｓ＝−４０ｎＣ／ｃｍ２）を毛管法にて注入した。冷却後、注入口も接着剤で封止し、厚み１００μｍ、有効幅１ｍｍ、長さ約９５ｍｍの液晶層１００７を形成した。そして、各電極対となる電極シート１００４にパルスジェネレータと高速アンプとからなる電源１００８を接続し、これによって図２７に示すような光路シフト手段１００１を作成した。
【０１９５】
このようにして作成された光路シフト手段１００１は、その透過率が８５％以上と高い値を示した。
【０１９６】
［光学軸の観察］
無電界の状態で、作成した光路シフト手段１００１における有効領域内にある液晶層１００７のコノスコープ像を観察したところ、十字形と円環の画像が中心部に観察された。したがって、無電界下では光学軸が液晶層１００７に垂直であることを確認できた。この状態では液晶分子のチルト方向がガラス基板１００２の面に垂直方向に対して回転する螺旋構造を取っており、平均的な光学軸は螺旋軸の方向であるガラス基板１００２の面に垂直な方向として観察される。次に、電源１００８から電極対をなす電極シート１００４に±１５０Ｖ、１Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、コノスコープ像の十字と円環の位置とが上下方向に１Ｈｚで往復シフトした。顕微鏡の対物レンズのＮＡ値と液晶の屈折率と十字位置のシフト量から光学軸の傾斜角度を計算すると、約２５度となり、液晶材料固有のチルト角θと一致していることが確かめられた。そして、１５０Ｖ／ｍｍ程度の電界強度では、螺旋構造が解けて一様な方向に液晶分子が配向し、液晶層１００７の光学軸の方向が±２５度で切換え可能となった。
【０１９７】
［光路シフト量の電界依存性］
光路シフト量の電界依存性を確かめた。図２８を参照しながら説明する。
【０１９８】
図２８は、印加電界と光路シフト量との関係を示すグラフである。
【０１９９】
実験では、開口部が４μｍ角のマスクパターンを裏面から直線偏光の光で照明し、光路シフト手段１００１を通してその透過光を観察した。つまり、光路シフト手段１００１を動作させることでマスクパターンの位置がシフトする様子を顕微鏡付きビデオカメラで観察し、この時の光路シフト量を測定した。光路シフト手段１００１の温度は約３０℃とした。また、電源１００８から電極対をなす電極シート１００４に０〜±１７５Ｖ、１Ｈｚの矩形波電圧を印加した。その結果、入射光の偏光面が電界方向と垂直、すなわち光路シフト方向と平行の場合には、図２８に示すような光路シフト量の特性が得られた。
【０２００】
図２８に示すように、±１２５Ｖ／ｍｍ程度の電界強度で、シフト量が約２１μｍとなり、この値で飽和した。同様に、光路シフト手段１００１の長手方向に数ヶ所の測定を行ったが、いずれも同様なシフト特性が得られた。また、両シフト位置でのピントズレは見られなかった。
【０２０１】
さらに、光路シフト手段１００１が無い時の開口部の輝度分布と光路シフト時の開口部の輝度分布との変化から、解像度の劣化度合い（コントラスト・トランスファー・ファンクション：ＣＴＦ）を調べたところ、ＣＴＦ値は８０％以上であり、実用上問題ないと判断した。
【０２０２】
加えて、入射光の偏光面を電界方向と水平にすると、光路シフトは観察されなかった。
【０２０３】
［光路シフトの応答時間の測定］
光路シフトの応答時間の測定を確かめた。図２９を参照しながら説明する。
【０２０４】
図２９は、印加電界と応答時間との関係を示すグラフである。
【０２０５】
光路シフト量の電界依存性を確かめた際と同様なシフトの様子を顕微鏡付き高速度カメラで観察することで、光路シフト量とその移動に要する時間、すなわち光路シフトの応答時間を測定した。この際、光路シフト手段１００１の温度は約３０℃とした。
【０２０６】
実験では、電源１００８から電極対をなす電極シート１００４に±１００Ｖ〜±４００Ｖ、１００Ｈｚの矩形波電圧を印加し、高速度カメラによる観察（時間分解能４０５００フレーム／秒）を行なった。その結果、図２９に示すような応答時間の特性が得られた。±４００Ｖ／ｍｍでは、応答時間は０．５ｍｓｅｃ以下であった。
【０２０７】
［第二の実施例］
以下、図３０に基づいて本発明の第二の実施例について説明する。
【０２０８】
図３０は、本発明の発明者が作成した光路シフト手段であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【０２０９】
幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍの薄いガラス基板１００２と、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの厚いガラス基板１００２の表面に厚み０．０６μｍの市販の垂直（ホメオトロピック）配向膜１００３を形成した。厚み１００μｍ、幅２ｍｍ、長さ１１０ｍｍのアルミの電極シート１００４をスペーサ兼電極として、有効領域の幅が０．１５ｍｍとなるように、配向膜１００３を内側にした二枚のガラス基板１００２の間に２つの電極シート１００４を平行に配置した。一部を除いた周囲を紫外線硬化接着剤１００５で固定して基板１００２の厚みが非対称なセル１００６を作成した。このセル１００６に第１の実施例と同じ液晶材料を封入し、厚み１００μｍ、有効幅０．１５ｍｍ、長さ約９５ｍｍの液晶層を形成した。そして、各電極対となる電極シート１００４にパルスジェネレータと高速アンプとからなる電源１００８を接続し、これによって図３０に示すような光路シフト手段１００１を作成した。
【０２１０】
このようにして作成された光路シフト手段１００１は、その透過率が８５％以上と高い値を示した。第一の実施例と同様に各電極対となる電極シート１００４間に４００Ｖ印加して高速度カメラで応答時間を測定したところ、応答時間は３０μｓｅｃと非常に高速な応答性を示した。
【０２１１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、複数個の発光部を予め決められた画素ピッチで配列する発光体アレイと、前記発光部が放射した光を記録体上に集束させるレンズと、前記発光部から放射された光を前記発光部の配列方向に電気的にシフト可能な光路シフト手段とを有し、前記光路シフト手段を駆動制御することにより前記発光部から放射された光をシフトさせ、これによって前記画素ピッチ間が補完された光照射を前記記録体に対して行なうようにした光書込み装置において、前記光路シフト手段は、前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に配置されてスペーサにより対向間隔が規制される一対の透明な基板と、前記基板の内面側に設けられた垂直配向膜と、前記基板間に垂直配向膜を介して充填され、前記垂直配向膜によってホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶層と、前記光路を挾む位置に配置された電極対に電圧を印加することにより、前記液晶層内に前記基板面法線方向及び前記発光部の配列方向と略直交する方向に電界を発生させる電界発生手段と、を具備するので、
（１）液晶の自発分極による高速応答が可能であり、
（２）光路中に透明電極が無いため光利用効率が高く、
（３）電界強度に応じてシフト量が調整可能であり、更に、
（４）シフト時の光路長の変化が無い、
という優れた効果を有しつつ、高速で高精細な光書込みが可能となる。
【０２１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光書込み装置において、光路のシフト方向が平行となるように前記光路シフト手段を複数層重ね、前記電界発生手段は、それぞれの前記光路シフト手段を独立して駆動するので、画素位置を例えば４倍などの多値に増倍することができる。
【０２１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光書込み装置において、前記液晶層をその厚み方向に分割する中間層を設け、この中間層の少なくとも一面には垂直配向膜が形成されているので、中間層の存在により光路シフト量が大きくなるため、液晶層の厚みを薄く設定しながら光路シフト量を大きく設定することが可能となり、これにより、液晶層の垂直配向性を向上させ、垂直配向性の不良による透過率の低下を防止することができる。
【０２１４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の光書込み装置において、前記スペーサの内側に前記電極対が設けられているので、電極対がスペーサを兼用することになり、これによって部品点数を減らすことができると共に、液晶層厚みを確実に均一化することができ、これによって液晶層内に均一な水平電界を印加することができる。したがって、比較的簡単な構成で、光路シフトの位置精度が高い光書込み装置を得ることができる。
【０２１５】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に、前記光路シフト手段による光路のシフト方向と平行な偏光面の光のみを透過する直線偏光板を介在させたので、光路シフト手段に入射する光に不要な偏光面の光が混ざっている場合、光路シフトされない光の成分が記録体上の不要な位置に露光され、コントラスト比の低下をもたらすのに対して、本発明では、直線偏光板の作用によって、光路シフト手段に入射する光が確実に光路の移動方向に平行な直線偏光のみとなることから、不要な光の発生を防止し、高精細で高コントラストの光書込み装置を得ることができる。
【０２１６】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイから前記記録体に向かう光路上に光シフト方向が平行となるように、少なくとも二つの前記光路シフト手段を配置し、これらの光路シフト手段の間に直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子を配置したので、両光路シフト手段のシフト量が同一となるように設定しておけば、全ての偏光成分を同一方向にシフトすることができ、したがって、一方向の直線偏光を用いる場合に比べて、光の利用効率を略２倍とすることができる。
【０２１７】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光書込み装置において、前記液晶層をその厚み方向に略均しい厚みに分割し直線偏光面を略９０度回転させる偏光面回転素子からなる中間層を設け、この中間層の少なくとも一面には垂直配向膜が形成されているので、光路シフト量を大きく設定するために液晶層部分の厚みを厚く構成する場合でも、中間層の存在により液晶層中央部付近の配向安定性を向上させることができ、垂直配向性の不良による透過率の低下を防止することができる。しかも、液晶層中の中間層に偏光面回転素子が設けられているので、光路シフト手段を構成する基板枚数を減少させることができ、さらに、偏光面回転素子により界面反射の影響が少なくなるため、素子全体の透過率を向させることもできる。
【０２１８】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の光書込み装置において、前記一対の透明な基板の内、発光体アレイ側の基板の厚みがレンズ側の基板の厚みよりも薄いので、光路シフト手段を発光体アレイに近接させて配置させること、即ち、発光体アレイから出射した放射光の広がりが小さい領域に光路シフト手段の液晶層を配置させることができ、光路シフトに必要な液晶層の有効面積を小さくすることができる。また、液晶層の有効面積が小さいと電極間隔を狭く設定することができるので、比較的低電圧でも高電界を印加することができ、このような高電界の印加により高速な光路偏向動作が可能となり、高速な光書込み装置を得ることができ、さらには、液晶材料の使用量が低減するためコストダウンも図ることができる。
【０２１９】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の光書込み装置において、前記一対の透明な基板の内、記録体側の基板の厚みがレンズ側の基板の厚みよりも薄いので、光路シフト手段を記録体に近接させて配置させること、即ち、放射光が記録体上に集光する直前の光の広がりが小さい領域に光路シフト手段の液晶層を配置させることができ、光路シフトに必要な液晶層の有効面積を小さくすることができる。また、液晶層の有効面積が小さいと電極間隔を狭く設定することができるので、比較的低電圧でも高電界を印加することができ、このような高電界の印加により高速な光路偏向動作が可能となり、高速な光書込み装置を得ることができ、さらには、液晶材料の使用量が低減するためコストダウンも図ることができる。
【０２２０】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか一記載の光書込み装置において、前記レンズの開口数（ＮＡ）をＡ、前記光路シフト手段の基板の屈折率をｎ、前記レンズの焦点位置から前記光路シフト手段の液晶層までの最大距離をＴとしたときに、前記電極対の間隔ｄが以下の関係式
２Ｔ×Ａ／ｎ　≦　ｄ　≦　２Ｔ×Ａ
を満たすように、レンズの光の取込角度を表す開口数Ａと、基板の屈折率ｎと、焦点位置から液晶層までの最大距離Ｔと、電極対の間隔ｄとの関係を一定範囲に設定したので、光路の広がり範囲が光路シフト手段の電極間隔で遮られない範囲で、電極間隔を狭く設定することができ、光利用効率と電界印加効率とを両立させた最適な設定が可能となり、したがって、光学系の光利用効率を低下させることなく、同じ印加電圧でも比較的高電界を印加することができ、高速な光書込み動作を可能にすることができる。
【０２２１】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイの発光体近傍に、個々の発光体に対応するマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを設けたので、記録スポットサイズが大きい状態で光路シフトを行っても、露光した画素が重なってしまうが、各発光体からの放射光をマイクロレンズアレイで一旦集光し、その集光点を記録体上に投影することで記録スポットサイズを小さくすることができ、光路シフトによる記録密度の増加を効果的に行なうことができる。
【０２２２】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の光書込み装置において、前記マイクロレンズアレイが、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とからなり、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する当該マイクロレンズの焦点距離を変化させることにより、発光体アレイからの放射光を集光するマイクロレンズアレイ中に電界印加可能な液晶層を有することで、マイクロレンズアレイの集光機能の有無を制御することができ、よって、光路シフト動作による高密度書込みを行なう場合は、マイクロレンズアレイの集光機能を発生させて発光体スポットを小さくすることで、画素サイズを小さく設定することができる一方、光路シフト動作を必要としない場合には、マイクロレンズアレイの集光機能を無くして発光体スポットを大きくすることで、低密度書込みに対応した画素サイズに設定することができ、書込み密度を切替えることができる。
【０２２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の光書込み装置において、二つの前記液晶マイクロレンズアレイを、光軸方向に直列に配置させ、電界印加時あるいは無電界時における各液晶マイクロレンズアレイ内の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定したしたので、可変焦点機能を持つ二つの液晶マイクロレンズアレイの液晶配向方向を直交させて配置することで、特定の偏光方向の入射光成分に対しては一方の液晶マイクロレンズアレイが可変レンズとして機能し、直交する偏光方向の入射光成分に対しては他方の液晶マイクロレンズアレイが可変レンズとして機能させることができ、これにより、無偏光の入射光に対して可変焦点機能を実現でき、無偏光に対応する光路シフト手段と組み合わせることで、高い光利用効率で、書込み密度を切替えることができる。
【０２２４】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光部が放射した光を前記記録体上に集束させる前記レンズが、少なくとも液晶層と、この液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界強度に応じて特定の偏光方向の光に対する前記レンズの焦点距離を変化させることにより、発光体アレイからの放射光を記録体上に集光するレンズ中に電界印加可能な液晶層を有することで、レンズの焦点距離を制御することができ、よって、光路シフト動作による高密度書込みを行なう場合は、レンズの焦点距離を制御して記録体上の集光スポットサイズを小さくすることで、画素サイズを小さく設定することができる一方、光路シフト動作を必要としない場合には、レンズの焦点距離を制御して記録体上の集光スポットサイズを大きくすることで、低密度書込みに対応した画素サイズに設定することができ、書込み密度を切替えることができる。
【０２２５】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の光書込み装置において、前記発光部が放射した光を前記記録体上に集束させる前記レンズが、少なくとも二つの液晶層と、各液晶層に電界を印加可能な電極とを有し、電界印加時あるいは無電界時における各液晶層の液晶分子の配向方向が、互いに直交するように配向処理方向あるいは電界印加方向を設定することにより、レンズ内の二つの液晶層の液晶配向方向を直交させて配置することで、特定の偏光方向の入射光成分に対しては一方の液晶層により可変焦点レンズとして機能し、直交する偏光方向の入射光成分に対しては他方の液晶層により可変焦点レンズとして機能させることができ、したがって、無偏光の入射光に対して可変焦点機能を実現でき、無偏光に対応する光路シフト手段と組み合わせることで、高い光利用効率で、書込み密度を切替えることができる。
【０２２６】
請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１５の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイはＬＥＤアレイであるので、光源部の小型化を実現させることができる。
【０２２７】
請求項１７記載の発明は、請求項１ないし１５の何れか一記載の光書込み装置において、前記発光体アレイはレーザダイオードアレイであるので、光源部の高効率化と小型化とを実現させることができる。
【０２２８】
請求項１８記載の画像形成装置の発明は、前記記録体としての電子写真プロセスが実行される感光体と、この感光体を一様帯電する帯電装置と、光照射によって一様帯電された前記感光体に静電潜像を形成する請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置と、前記静電潜像を現像する現像装置と、前記感光体上の現像画像を転写紙に転写する転写装置と、を具備するので、請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置の効果を有すると共に、比較的低い光強度による書込みでもコントラストの高い画像形成を行なうことができる。
【０２２９】
請求項１９記載の画像形成装置の発明は、請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置を用いて、外部エネルギーが付与されることにより画像形成がなされる材料からなる前記記録体に直接画像形成を行なうので、請求項１ないし１７の何れか一記載の光書込み装置の効果を有すると共に、記録体に直接画像が形成されることから画像形成装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光書込み装置の第一の実施の形態を示す光書込み装置の縦断側面図である。
【図２】その縦断正面図である。
【図３】光路シフト手段の液晶層に生ずる電界の方向と液晶分子の傾斜方向とを示す模式図である。
【図４】図３に示す状態とは電界方向が反転した場合の光路シフト手段の液晶層に生ずる電界の方向と液晶分子の傾斜方向とを示す模式図である。
【図５】液晶層における液晶分子の配向状態を示す模式図である。
【図６】図６に示す状態とは電界方向が反転した場合の液晶層における液晶分子の配向状態を示す模式図である。
【図７】発光体のピッチと光路シフト手段による光路シフト量と画素ピッチと解像度との関係を例示する模式図である。
【図８】本発明の光書込み装置の第二の実施の形態を示し、（ａ）は光書込み装置の縦断側面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図９】本発明の光書込み装置の第三の実施の形態を示す光書込み装置の縦断正面図である。
【図１０】本発明の光書込み装置の第四の実施の形態として、光書込み装置の一態様を示す縦断正面図である。
【図１１】本発明の光書込み装置の第四の実施の形態として、光書込み装置の別の態様を示す縦断正面図である。
【図１２】第一の実施の形態における光書込み装置で発生する現象を説明するための光書込み装置の縦断側面図である。
【図１３】本発明の光書込み装置の第五の実施の形態として、光書込み装置の一態様を示す縦断側面図である。
【図１４】本発明の光書込み装置の第五の実施の形態として、光書込み装置の別の態様を示す縦断側面図である。
【図１５】本発明の光書込み装置の第六の実施の形態を示す光書込み装置の縦断側面図である。
【図１６】その動作を説明するための模式図である。
【図１７】本発明の光書込み装置の第七の実施の形態を示す光書込み装置の縦断側面図である。
【図１８】光路シフト手段の配置例を示す光書込み装置の縦断正面図である。
【図１９】本発明の光書込み装置の第八の実施の形態を示す光路シフト手段の配置例の縦断正面図である。
【図２０】本発明の光書込み装置の第九の実施の形態を示す光路シフト手段の配置例の縦断正面図である。
【図２１】本発明の光書込み装置の第十の実施の形態を示すレンズの光の取込角度と焦点位置からの距離と光路の径との関係を示す説明図である。
【図２２】本発明の光書込み装置の第十一の実施の形態を示す光書込み装置の縦断正面図である。
【図２３】本発明の光書込み装置の第十二の実施の形態を示すマイクロレンズアレイのマイクロレンズを示す断面図である。
【図２４】本発明の光書込み装置の第十三の実施の形態を示すマイクロレンズアレイのマイクロレンズを示す断面図である。
【図２５】本発明の光書込み装置の第十六の実施の形態を示す発光体アレイの縦断側面図である。
【図２６】本発明の画像形成装置の第一の実施の形態を示す模式図である。
【図２７】本発明の発明者が実験用に作成した第一の実施例の光路シフト手段の一例であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２８】印加電界と光路シフト量との関係を示すグラフである。
【図２９】印加電界と応答時間との関係を示すグラフである。
【図３０】本発明の発明者が実験用に作成した第二の実施例の光路シフト手段の一例であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３１】液晶層を用いた従来の光書込み装置の一例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１０１　発光部
１０２　発光体アレイ
１１３　発光部
２０１　記録体
３０１　光路シフト手段
３０２　スペーサ
３０３　基板
３０４　垂直配向膜
３０５　液晶層
３０６　電界発生手段
３０７　電極対
３０９　中間層
４０１　直線偏光板
５０１　偏光面回転素子
５１０　レンズ
５２０　マイクロレンズアレイ
５２１　マイクロレンズ
５２２　液晶層
６０１　感光体
６０２　帯電装置
６０３　光書込み装置
６０４　現像装置
６０５　転写装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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