(57)【要約】【課題】用いる偏向器の種類や設計誤差に起因して画質低下が起こるのを回避して、高品質な作像を行うことが可能な光ビーム走査光学装置を実現する。【解決手段】光源からのレーザ光は、集光光学系で集光され、偏向器にて偏向された後、走査光学系を介して被走査面上に集光される。このとき、集光光学系の液体レンズでは、電圧印加手段により、第１および第２の電極に印加する電圧を主走査方向１ライン内で変化させる。これにより、２種の液体の界面形状の変化により、その界面を透過するレーザ光の感光体上での集光位置が、主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化し、副走査方向の集光位置が主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ適切に補正される。【選択図】図１
2009003203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源と、
前記光源が発した光ビームを集光する集光光学系と、
前記集光光学系から出射された光ビームを偏向する偏向器と、
前記偏向器にて偏向された光ビームを被走査面上に集光する走査光学系と、を備えた光ビーム走査光学装置において、
前記集光光学系は、印加電圧に応じて２種の液体の界面の形状を変化させることにより、その界面を透過する光ビームを副走査方向に偏向し、被走査面上での集光位置を副走査方向に変化させる液体光学素子を含んでおり、
前記液体光学素子は、被走査面上での光ビームの集光位置を主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化させ、主走査方向１ライン内で副走査方向の集光位置を補正することを特徴とする光ビーム走査光学装置。
【請求項２】
前記液体光学素子の２種の液体は、互いに不混和で、それぞれが光透過性を有する導電性液体および絶縁性液体であり、
前記液体光学素子は、さらに、
前記２種の液体を収容するとともに、光源からの光ビームを透過させる液体収容器と、
前記液体収容器内で導電性液体に接触して設けられる第１の電極と、
前記液体収容器内で導電性液体および絶縁性液体と絶縁層を介して設けられる第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有していることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項３】
前記電圧印加手段は、前記第１の電極および前記第２の電極に印加する電圧を主走査方向１ライン内で変化させることにより、被走査面上での光ビームの集光位置を主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化させることを特徴とする請求項２に記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項４】
前記偏向器は、往復振動型の偏向器であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項５】
被走査面上における主走査方向の走査開始のタイミングを検出するとともに、その検出結果に基づいて、前記光源からの光ビームの出射を制御するタイミング検出手段をさらに備え、
前記タイミング検出手段は、さらに、前記検出結果に基づいて、前記液体光学素子における副走査方向の集光位置の補正タイミングを制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項６】
前記液体光学素子は、被走査面上での主走査方向１ライン内の各位置に応じて予め決められた量だけ、副走査方向の集光位置を補正することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項７】
前記液体光学素子の２液の界面形状は、その変化の前後でともに軸対称であり、
前記光源は、前記液体光学素子に入射する光ビームが２液の界面の形状変化前の面頂点よりも副走査方向にずれて入射するように配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項８】
前記液体光学素子は、２液の界面の面頂点が副走査方向に移動するように界面形状を変化させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタル複写機やレーザプリンタに適用され、光源からの光ビームを液体光学素子を介して偏向器に導き、偏向器にて偏向して被走査面を走査する光ビーム走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被走査面（例えば感光体）上に集光される光ビームの集光位置を液体光学素子を用いて補正する光ビーム走査光学装置が種々提案されている。例えば特許文献１〜３の装置では、光源からのレーザ光を液体レンズにて副走査方向に偏向し、被走査面上でのレーザ光の集光位置を副走査方向に補正するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５１３４３号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１５１３号公報
【特許文献３】特開２００６−２５８８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光ビーム走査光学装置に適用される偏向器としては、ポリゴンミラーのような回転多面鏡の他に、例えば往復振動型の偏向器（例えばレゾナントスキャナ）がある。この偏向器は、図１１に示すように、光源からの光ビームを１枚のミラー１０１で偏向し、被走査面１０２に導くものである。このミラー１０１を往復振動（ｓｉｎ振動）させることにより、被走査面１０２上を主走査方向に走査することが可能である。このとき、ミラー１０１は往復振動するので、同図に示すように、被走査面１０２上を主走査方向に１ライン走査するごとに走査方向が反転し、次の１ラインを逆方向に走査することとなる。
【０００５】
ところが、上記のような走査を、被走査面１０２を副走査方向に移動させながら行うと、主走査方向の走査が往復走査であるがゆえに、被走査面１０２上での光ビームの集光位置が主走査方向１ラインの各位置ごとに異なる量だけ副走査方向にずれる。その結果、図１２に示すように、被走査面１０２上に形成された像（静電潜像）を現像して紙１０３に転写したときに、紙１０３の画像幅方向（主走査方向に対応）の両端部において、通紙方向（副走査方向に対応）のドット間隔にムラ（ドット間隔の広狭の繰り返し）が生じ、これが画質を低下させる要因となる。なお、このような問題は、偏向器としてポリゴンミラーを用いた場合でも、例えば装置の設計誤差に起因して同様に起こり得ることである。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、用いる偏向器の種類や設計誤差に起因して画質低下が起こるのを回避することができ、高品質な作像を行うことができる光ビーム走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光ビーム走査光学装置は、少なくとも１つの光源と、前記光源が発した光ビームを集光する集光光学系と、前記集光光学系から出射された光ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器にて偏向された光ビームを被走査面上に集光する走査光学系と、を備えたレーザ走査光学装置において、前記集光光学系は、印加電圧に応じて２種の液体の界面の形状を変化させることにより、その界面を透過する光ビームを副走査方向に偏向し、被走査面上での集光位置を副走査方向に変化させる液体光学素子を含んでおり、前記液体光学素子は、被走査面上での光ビームの集光位置を主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化させ、主走査方向１ライン内で副走査方向の集光位置を補正することを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、光源からの光ビームは、集光光学系で集光され、偏向器にて偏向された後、走査光学系を介して被走査面上に集光される。このとき、集光光学系の液体光学素子では、２種の液体の界面形状の変化により、その界面を透過する光ビームの被走査面上での集光位置が、主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化し、副走査方向の集光位置が主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ補正される。
【０００９】
このように、被走査面上での集光位置の副走査方向のずれが、主走査方向１ライン内の各位置に応じて適切に補正されるので、例えば偏向器として往復振動型のものを用いた場合でも高品質な作像を行うことが可能となる。また、用いる偏向器の種類によらず、装置の設計誤差等に起因して、主走査方向１ライン内で光ビームの集光位置が主走査方向の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向にずれる場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００１０】
本発明の光ビーム走査光学装置において、前記液体光学素子の２種の液体は、互いに不混和で、それぞれが光透過性を有する導電性液体および絶縁性液体であり、前記液体光学素子は、さらに、前記２種の液体を収容するとともに、光源からの光ビームを透過させる液体収容器と、前記液体収容器内で導電性液体に接触して設けられる第１の電極と、前記液体収容器内で導電性液体および絶縁性液体と絶縁層を介して設けられる第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有している構成であってもよい。
【００１１】
この構成によれば、第１および第２の電極への電圧印加前は、導電性液体と第２の電極との間、導電性液体と絶縁性液体との間、絶縁性液体と第２の電極との間に生じる３つの界面張力のバランスで、導電性液体と絶縁性液体との界面の形状が決まっている。電圧印加手段によって第１および第２の電極に電圧を印加すると、導電性液体と第２の電極との界面に電荷が生じ、この電荷により生じる力がさらに加わることによって、２液の界面形状が変化する。したがって、このような液体光学素子の構成により、２液の界面に入射する光源からの光ビームを副走査方向に偏向することが可能となる。
【００１２】
本発明の光ビーム走査光学装置において、前記電圧印加手段は、前記第１の電極および前記第２の電極に印加する電圧を主走査方向１ライン内で変化させることにより、被走査面上での光ビームの集光位置を主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化させる構成であってもよい。このような電圧印加手段の制御により、被走査面上での主走査方向１ラインの各位置ごとに副走査方向の集光位置を適切に補正することが可能となる。
【００１３】
本発明の光ビーム走査光学装置において、前記偏向器は、往復振動型の偏向器であることが望ましい。往復振動型の偏向器は、光ビームの偏向をミラー１枚で行うことができるので、回転多面鏡（ポリゴンミラー）を用いた場合のような面間誤差の問題が全く無い。また、回転多面鏡に比べて、偏向器の発熱量、消費電力、騒音が小さい。特に、装置内部で温度上昇が起こると、樹脂の歪みで素子の位置や光学特性が変化し、所望の作像を行うことができなくなるが、往復振動型の偏向器は発熱量が小さいので、所望の作像を安定して行うことが可能となる。
【００１４】
本発明の光ビーム走査光学装置は、被走査面上における主走査方向の走査開始のタイミングを検出するとともに、その検出結果に基づいて、前記光源からの光ビームの出射を制御するタイミング検出手段をさらに備え、前記タイミング検出手段は、さらに、前記検出結果に基づいて、前記液体光学素子における副走査方向の集光位置の補正タイミングを制御してもよい。
【００１５】
このように、タイミング検出手段を光源の制御手段としてだけでなく、液体光学素子の制御手段としても用いることにより、光源および液体光学素子のそれぞれに対応して別々の制御手段を設ける必要がなくなる。これにより、装置の構成を簡素化することができ、また、装置のコストを低減することも可能となる。
【００１６】
本発明の光ビーム走査光学装置において、前記液体光学素子は、被走査面上での主走査方向１ライン内の各位置に応じて予め決められた量だけ、副走査方向の集光位置を補正してもよい。この場合、副走査方向の集光位置のずれ量を検出してから上記の集光位置を補正する構成に比べて、そのようなずれ量の検出手段が不要になり、装置の構成の簡素化および装置のコスト低減が可能となる。
【００１７】
本発明の光ビーム走査光学装置において、前記液体光学素子の２液の界面形状は、その変化の前後でともに軸対称であり、前記光源は、前記液体光学素子に入射する光ビームが２液の界面の形状変化前の面頂点よりも副走査方向にずれて入射するように配置されていてもよい。この場合、液体光学素子にて２液の界面形状を変化させることにより、その界面を透過する光ビームを副走査方向に確実にかつ簡単に偏向させることができ、被走査面上における集光位置を副走査方向に確実に補正することができる。
【００１８】
本発明の光ビーム走査光学装置において、前記液体光学素子は、２液の界面の面頂点が副走査方向に移動するように界面形状を変化させてもよい。この液体光学素子においては、光源から出射される光ビームが界面の形状変化前の面頂点に入射する場合でも、界面の形状変化前の面頂点よりも副走査方向にずれて入射する場合でも、界面の面頂点が副走査方向に移動するように界面形状を変化させることにより、界面を透過する光ビームを副走査方向に確実に偏向させることができる。その結果、被走査面上における集光位置を副走査方向に確実に補正することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、液体光学素子での光ビームの偏向により、被走査面上での光ビームの集光位置が、主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化する。これにより、例えば偏向器として往復振動型のものを用いた場合でも、主走査方向１ライン内の各位置ごとに副走査方向の集光位置を適切に補正して、高品質な作像を行うことが可能となる。また、用いる偏向器の種類によらず、装置の設計誤差等に起因して、主走査方向１ライン内で光ビームの集光位置が主走査方向の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向にずれる場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、主走査方向は、後述する感光体７の軸方向および画像幅方向に対応し、副走査方向は、主走査方向に垂直な方向および紙８（図１０参照）の通紙方向に対応するものとする。
【００２１】
図２は、本実施形態のレーザ走査光学装置（光ビーム走査光学装置）の概略の構成を示す説明図である。このレーザ走査光学装置は、光源１と、液体レンズ２と、レゾナントスキャナ３と、走査光学系４と、同期センサ５とを筐体６内に有して構成されている。
【００２２】
光源１は、光ビームとしてのレーザ光を出射する例えばレーザダイオードで構成されている。この光源１は、カラープリントに対応すべく、異なる波長に対応して複数設けられていてもよい。
【００２３】
液体レンズ２は、光源１が発したレーザ光を例えば主走査方向には若干集光して平行光とし、副走査方向には集光して収束光とする集光光学系の少なくとも一部を構成している。なお、液体レンズ２とコリメータレンズとで集光光学系を構成し、コリメータレンズに上記の集光機能を持たせる一方、液体レンズ２に後述する偏向機能のみを持たせるようにしてもよい。なお、液体レンズ２の詳細については後述する。
【００２４】
レゾナントスキャナ３は、液体レンズ２から出射されたレーザ光を主走査方向に偏向する往復振動型の偏向器であるが、その詳細については後述する。
【００２５】
走査光学系４は、レゾナントスキャナ３にて偏向されたレーザ光を被走査面である感光体７上に集光するものであり、２つの走査レンズ４ａ・４ｂで構成されている。上記のレゾナントスキャナ３は後述するようにｓｉｎ振動するため、走査光学系４は全体としてｆ・ａｒｃｓｉｎの特性を有している。
【００２６】
同期センサ５は、感光体７における主走査方向の走査開始のタイミングを検出するとともに、その検出結果に基づいて、光源１からのレーザ光の出射を制御するタイミング検出手段である。この同期センサ５は、レゾナントスキャナ３にて偏向され、走査レンズ４ａを透過したレーザ光が走査レンズ４ｂよりも先に入射する位置に配置されている。また、同期センサ５は、さらに走査開始タイミングの検出結果に基づいて、液体レンズ２における副走査方向の集光位置の補正タイミングも制御するが、この点については後述する。このように、同期センサ５は、レーザ光を検知する受光センサとしての機能と、光源１および液体レンズ２の制御を行う制御手段としての機能との両方を有している。
【００２７】
上記の構成において、光源１が発したレーザ光は、集光光学系（ここでは液体レンズ２）によって例えば主走査方向には平行光、副走査方向には収束光とされた後、レゾナントスキャナ３に入射し、そこで感光体７の方向に反射される。このとき、レゾナントスキャナ３にて反射されたレーザ光が走査レンズ４ａを介して同期センサ５に入射すると、同期センサ５は主走査方向の走査開始を検知し、感光体７上の主走査方向の書き込み開始位置から画像（静電潜像）が書き込まれるように、光源１からのレーザ光の出射を制御する。レゾナントスキャナ３の往復振動により、レゾナントスキャナ３に入射したレーザ光は感光体７上を主走査方向に偏向、走査され、これによって主走査方向１ラインの画像の書き込みが行われるとともに、各ラインごとに走査方向が反転しながら画像の書き込みが行われる。
【００２８】
次に、レゾナントスキャナ３の詳細について説明する。
図３は、レゾナントスキャナ３の概略の構成を示す斜視図である。レゾナントスキャナ３は、薄板状の基板１１と、その基板１１上に配置されるミラー１２および駆動コイル１３と、基板１１と空隙を介して配置される２つの永久磁石１４・１４とを有して構成されている。
【００２９】
基板１１において互いに対向する２辺には、ミラー１２の回転軸Ａに沿う方向にトーションバー１１ａが突出してそれぞれ設けられている。２つのトーションバー１１ａ・１１ａは、図示しない支持部にて支持されている。ミラー１２は、基板１１のほぼ中央に配置されており、駆動コイル１３は、このミラー１２を基板１１上で取り囲むように配線されている。永久磁石１４・１４は、一方がＮ極で他方がＳ極の極性を有しており、Ｎ極からＳ極に向かう磁界を駆動コイル１３が横切るように、基板１１におけるトーションバー１１ａ・１１ａが設けられていない他の２辺とそれぞれ空隙を介して対向するように配置されている。
【００３０】
この構成では、駆動コイル１３にａ方向から電流を流すと、その電流が磁界を横切って流れることにより、基板１１には回転軸Ａを中心に回転しようとする力（ローレンツ力）が働き、基板１１とともにミラー１２が所定角度だけ例えばＰ方向に回転する。そして、駆動コイル１３に流す電流をゼロにすると、トーションバー１１ａ・１１ａの復元力により、基板１１とともにミラー１２がＱ方向に回転して元の位置に戻る。続いて、駆動コイル１３に上記とは逆方向のｂ方向から電流を流すと、基板１１とともにミラー１２が所定角度だけＱ方向に回転する。
【００３１】
以降、この動作を繰り返すことにより、ミラー１２は、図４に示すように、時間経過とともにミラー角度がｓｉｎカーブを描いて変化するように振動する。本実施形態では、図４のｓｉｎカーブにおいてほぼリニアな部分（図中の太線部分）の角度範囲を使って、感光体７に画像を書き込むようにしている。
【００３２】
このように、往復振動型のレゾナントスキャナ３は、１枚のミラー１２の振動によってレーザ光の偏向を行うので、ポリゴンミラーを用いた場合のような面間誤差の問題が全く無い（面倒れ補正を考慮する必要が全く無い）。また、装置内部で温度上昇が起こると、樹脂の歪みで素子の位置や光学特性が変化し、所望の作像を行うことができなくなるが、レゾナントスキャナ３は、ポリゴンミラーに比べて発熱量が少なく、この点では非常に有利となる。また、レゾナントスキャナ３は、消費電力が少なく、騒音が小さいという利点も有している。
【００３３】
次に、液体レンズ２の詳細について説明する。
図５は、液体レンズ２の概略の構成を示す断面図である。液体レンズ２は、印加電圧に応じて２種の液体の界面の形状を変化させることにより、その界面を透過する光源１からのレーザ光を副走査方向に偏向し、感光体７上での集光位置を副走査方向に変化させる液体光学素子である。この液体レンズ２は、導電性液体２１と、絶縁性液体２２と、液体収容器２３と、電極２４・２５と、絶縁層２６と、電圧印加手段２７とを含んで構成されている。
【００３４】
導電性液体２１は、例えば無機塩の水溶液や有機液体など、それ自身が導電性を有する液体や、イオン成分を付加することによって導電性を有する液体であり、例えば食塩水を用いることができる。絶縁性液体２２は、例えばシリコーンオイルやパラフィンオイルなど、導電性液体と混合せず、絶縁性を有する液体である。これらの導電性液体２１および絶縁性液体２２は、ともに光透過性を有している。
【００３５】
液体収容器２３は、導電性液体２１および絶縁性液体２２を収容する容器である。液体収容器２３内では、導電性液体２１と絶縁性液体２２との界面Ｂは、軸対称（回転対称）で、かつ、光射出側に凸となるように形成されている。そして、その対称の軸Ｃの方向において、例えば、光入射側に絶縁性液体２２が収容され、光射出側に導電性液体２１が収容されている。なお、絶縁性液体２２が光射出側となり、導電性液体２１が光入射側となるように、２液が液体収容器２３に収容されていても構わない。また、液体収容器２３における光入射側および光射出側の窓部２３ａ・２３ｂは、液体収容器２３に入射する光源１からのレーザ光を透過させる透光性材料で形成されている。なお、液体収容器２３における他の部位が透光性材料で形成されていても勿論構わない。
【００３６】
電極２４・２５は、ともに軸Ｃを中心軸とする円筒形で形成されており、その内側（中心軸側）に上記の導電性液体２１および絶縁性液体２２が収容されている。電極２４（第１の電極）は、液体収容器２３内で導電性液体２１に接触して設けられている。一方、電極２５（第２の電極）は、液体収容器２３内で導電性液体２１および絶縁性液体２２と絶縁層２６を介して設けられている。これらの電極２４・２５には電圧印加手段２７が接続されており、電圧印加手段２７からの電圧が印加される。
【００３７】
ここで、上記構成の液体レンズ２における界面Ｂの形状を変化させる原理について説明する。図６（ａ）は、図５の液体レンズ２のＤ部に対応し、電極２４・２５への電圧印加前の界面Ｂの形状を模式的に示す説明図である。なお、同図（ａ）において、γSWは、導電性液体２１と電極２５との間に働く界面張力（ｍＮ／ｍ）を示し、γOWは、導電性液体２１と絶縁性液体２２との間に働く界面張力（ｍＮ／ｍ）を示し、γSOは、絶縁性液体２２と電極２５との間に働く界面張力（ｍＮ／ｍ）を示し、θは、電極２５に対する絶縁性液体２２の接触角度（°）を示す。
【００３８】
電圧印加手段２７による電極２４・２５への電圧印加前は、これら３つの界面張力γSW、γOW、γSOと接触角度θとの間には、いわゆるYoung-Laplaceの方程式から以下の関係式が成り立つ。したがって、以下の関係式を満たすように界面Ｂの形状が決まる。
ｃｏｓθ＝（γSW−γSO）／γOW
【００３９】
一方、電圧印加手段２７によって電極２４・２５に電圧を印加すると、図６（ｂ）に示すように、導電性液体２１と電極２５との界面に電荷が生じ、この電荷により生じる力Πがさらに加わることによって、界面Ｂの形状が変化する。ここで、Π、およびｃｏｓθは、以下の式で表される。なお、εは絶縁層２６の誘電率を示し、ε0は真空誘電率（Ｆ／ｍ）を示し、ｅは絶縁層２６の厚さ（ｍ）を示し、Ｖは印加電圧（Ｖ）を示す。
Π      ＝（１／２）・（ε・ε0／ｅ）・Ｖ2
ｃｏｓθ＝（γSW−γSO）／γOW−Π
＝（γSW−γSO）／γOW−（１／２）・（ε・ε0／ｅ）・Ｖ2
【００４０】
つまり、電極２４・２５に電圧を印加すると、電圧印加前に比べてθが大きくなるように界面Ｂの形状が変化する。なお、電極２４・２５が上述のように円筒形で形成されている場合には、電極２４・２５に電圧を印加する前後で、界面Ｂの形状は軸対称のまま変化する。したがって、上述した液体レンズ２の構成により、界面Ｂに入射する光源１からのレーザ光を液体レンズ２にて副走査方向に確実に偏向することが可能となる。
【００４１】
例えば、図７に示すように、液体レンズ２に入射するレーザ光が界面Ｂの形状変化前の面頂点Ｂ1よりも副走査方向にずれて入射するように（軸外を通過するように）光源１を配置すれば、言い換えれば、光源１と感光体７（特に主走査方向１ラインの中央）とを結ぶ軸と、液体レンズ２の軸Ｃ（図５参照）とが相対的に副走査方向にずれるように光源１および液体レンズ２を配置すれば、上述のように液体レンズ２において界面Ｂの形状を変化させることにより、その界面Ｂを透過するレーザ光を副走査方向に確実にかつ簡単に偏向させることができる。なお、同図中、破線および実線の光路は、それぞれ、界面Ｂの形状変化前および変化後の光線の光路を示す。
【００４２】
また、電極２５を周方向に複数に分割する、つまり、電極２５を軸Ｃを含む平面で複数に分割し、個々の電極に印加する電圧を異ならせることにより、界面Ｂを非軸対称に変化させることが可能である。例えば、図８に示すように、軸Ｃを含み、副走査方向に垂直な面で電極２５を２分割したときには、２つの電極２５ａ・２５ｂに印加する電圧を異ならせることで、面頂点Ｂ1が副走査方向に移動するように界面Ｂの形状を変化させることができる。なお、同図中、破線および実線の光路は、それぞれ、界面Ｂの形状変化前および変化後の光線の光路を示す。
【００４３】
したがって、界面Ｂを非軸対称に変化させる場合には、光源１を液体レンズ２の軸Ｃ上に位置させて、光源１から出射されるレーザ光を界面Ｂの形状変化前の面頂点Ｂ1に入射させる場合でも、光源１を軸Ｃから副走査方向にずらして配置して、光源１から出射されるレーザ光を界面Ｂの形状変化前の面頂点Ｂ1よりも副走査方向にずれて入射させる場合でも、界面Ｂを透過するレーザ光を副走査方向に確実に偏向させることができる。
【００４４】
なお、電極２５を３以上の数に分割して、界面Ｂの形状変化の精度を高め、副走査方向へのレーザ光の偏向の精度を高めることも勿論可能である。ただし、分割数が多いと電極２５への電圧印加の制御が複雑になるので、分割数はそのことを考慮して適宜設定されればよい。また、電極２４・２５を円筒形ではなく楕円形状でそれぞれ構成するなど、面頂点Ｂ1が副走査方向に移動するように界面Ｂの形状を変化させる他の構成を採用することも勿論可能である。
【００４５】
次に、主走査方向１ライン内での副走査方向の集光位置の補正について説明する。
図４で示したように、速度特性がリニアな部分を使って画像を書き込む場合（レゾナントスキャナ３の速度特性をリニアとみなすと）、紙の搬送速度を２００ｍｍ／ｓとしたときに、画像の主走査方向の幅に対する副走査方向の集光位置の理想値からのずれ量は、図９に示すように予め決定される。ちなみにこの例では、画像両端部における副走査方向の集光位置のずれ量は、±１０μｍ程度となっており、画像両端部の間（主走査方向１ライン内）では、ずれ量が直線的に変化している。
【００４６】
本実施形態では、上述した液体レンズ２の電圧印加手段２７が、主走査方向１ライン内の各位置ごとの集光位置の副走査方向のずれ量に応じて電極２４・２５に印加する電圧を制御することで、主走査方向１ライン内の各位置ごとに副走査方向の集光位置を補正している。
【００４７】
例えば図１は、電圧印加手段２７による電極２４・２５への電圧印加のタイミングチャートを示している。同期センサ５によって主走査方向の走査開始のタイミングが検知されると、同期センサ５は、レーザ光の検知から所定時間Δｔ経過後（例えば数ｍｓｅｃ後）、つまり、感光体７への画像書き込み開始以降、液体レンズ２の電圧印加手段２７に図１に示す電圧を電極２４・２５に印加させる。
【００４８】
図１の例では、感光体７上の主走査方向において、ＳＯＩ（Start Of Imaging：書き込み開始位置）では、集光位置の副走査方向の位置ずれ量（図９の＋１０μｍ）に対応する電圧Ｖ1が印加され、ＣＯＩ（Center Of Imaging：書き込み中央位置）では、副走査方向の位置ずれ量（図９の０μｍ）に対応する電圧Ｖ2が印加され、ＥＯＩ（End Of Imaging：書き込み終了位置）では、副走査方向の位置ずれ量（図９の−１０μｍ）に対応する電圧Ｖ3が印加されている。また、ＳＯＩ、ＣＯＩ、ＥＯＩの各位置間でも、副走査方向の位置ずれ量に対応する電圧が各位置ごとに印加されている。なお、図１では、印加電圧の変化が直線的であるが、曲線的の場合もあり得る。
【００４９】
このように、電圧印加手段２７が、電極２４・２５に印加する電圧を主走査方向１ライン内で変化させることにより、感光体７上でのレーザ光の集光位置を主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化させることができる。これにより、副走査方向の集光位置のずれを主走査方向１ライン内の各位置ごとに適切に補正することが可能となる。その結果、図１０に示すように、感光体７上の像を現像して紙８に転写したときには、紙８の画像幅方向の両端部において通紙方向のドット間隔にムラが生じることがなくなり、画像の画質低下を回避することが可能となる。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、液体レンズ２は、感光体７上でのレーザ光の集光位置を主走査方向１ライン内の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向に変化させ、主走査方向１ライン内で副走査方向の集光位置を補正するので、偏向器として往復振動型のレゾナントスキャナ３を用いた場合でも、主走査方向１ライン内の各位置ごとに副走査方向の集光位置を適切に補正して、高品質な作像を行うことが可能となる。
【００５１】
また、レゾナントスキャナ３以外の偏向器を用いた場合でも、例えば装置の設計誤差に起因して、主走査方向１ライン内でレーザ光の集光位置が主走査方向の各位置ごとに異なる量だけ副走査方向にずれる場合が起こり得る。しかし、この場合でも上述した本実施形態の液体レンズ２における電圧印加の制御を適用することにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、同期センサ５は、主走査方向の走査開始のタイミングを検出するとともに、その検出結果に基づいて、液体レンズ２における副走査方向の集光位置の補正タイミング（副走査方向に集光位置を変化させる電圧印加タイミング）を制御している。つまり、同期センサ５が光源１の制御手段としてだけでなく、液体レンズ２の制御手段としても機能している。これにより、光源１および液体レンズ２のそれぞれに対応して別々の制御手段を設ける必要がなくなり、装置の構成の簡素化および装置のコスト低減を図ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態では、液体レンズ２は、感光体７上での主走査方向１ライン内の各位置に応じて、図９に示したような予め決められた量だけ（電極２４・２５に電圧を印加して）副走査方向の集光位置を補正している。これにより、例えば、副走査方向の集光位置のずれ量を予め検出する検出手段を別途設け、その検出結果に基づいて集光位置を補正するという手法を採る必要がない。その結果、そのような検出手段を不要にできる分だけ、装置の構成を簡素化でき、また、装置のコストも低減することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、往復振動型の偏向器としてレゾナントスキャナ３を用いた例について説明したが、ガルバノスキャナを用いても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、例えばデジタル複写機やレーザプリンタに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の一形態に係るレーザ走査光学装置に適用される液体レンズの電圧印加手段による電極への電圧印加のタイミングチャートを示す説明図である。
【図２】上記レーザ走査光学装置の概略の構成を示す説明図である。
【図３】上記レーザ走査光学装置に適用されるレゾナントスキャナの概略の構成を示す斜視図である。
【図４】上記レゾナントスキャナの速度特性を示す説明図である。
【図５】上記液体レンズの概略の構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、電極への電圧印加前の２液の界面の形状を模式的に示す説明図である。（ｂ）は、電極への電圧印加後の２液の界面の形状を模式的に示す説明図である。
【図７】上記液体レンズにおける２液の界面の変化の一例および上記界面を透過するレーザ光の光路の変化の一例を示す説明図である。
【図８】上記液体レンズにおける２液の界面の変化の他の例および上記界面を透過するレーザ光の光路の変化の他の例を示す説明図である。
【図９】画像幅と副走査方向の位置ずれとの関係を模式的に示す説明図である。
【図１０】画像幅方向の両端部において、通紙方向のドット間隔が補正される様子を模式的に示す説明図である。
【図１１】レゾナントスキャナによる感光体上の往復走査を模式的に示す説明図である。
【図１２】画像幅方向の両端部において、通紙方向のドット間隔にムラが生じている状態を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      光源
２      液体レンズ（集光光学系、液体光学素子）
３      レゾナントスキャナ（偏向器）
４      走査光学系
４ａ    走査レンズ（走査光学系）
４ｂ    走査レンズ（走査光学系）
５      同期センサ（タイミング検出手段）
７      感光体（被走査面）
２１      導電性液体
２２      絶縁性液体
２３      液体収容器
２３ａ    窓部（液体収容器）
２３ｂ    窓部（液体収容器）
２４      電極（第１の電極）
２５      電極（第２の電極）
２６      絶縁層
２７      電圧印加手段
Ｂ      界面
Ｂ1     面頂点
【図１】
2009003203.tif 000003
【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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