(57)【要約】【課題】正確なタイミングでレーザダイオードが光を出射させることができる光走査装置を提供する。【解決手段】レーザダイオード１２は、光を出射する。ポリゴンミラー２０は、レーザダイオード１２が出射した光を偏向する。光学素子１４は、レーザダイオード１２とポリゴンミラー２０との間に配置され、レーザダイオード１２が出射した光の一部を透過させる。制御部３０は、レーザダイオード１２の発光強度を制御すると共に、光学素子１４の光の透過量を変化させる。【選択図】図１
2009086458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源が出射した光を偏向する偏向手段と、
前記光源と前記偏向手段との間に配置され、該光源が出射した光の一部を透過させる光学素子と、
前記光源の発光強度を制御すると共に、前記光学素子の光の透過量を変化させる制御手段と、
を備えること、
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、安定化動作において、前記光学素子の光の透過量を調整すること、
を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光学素子は、
第１の液体と、
前記第１の液体と異なる透過率を有する第２の液体と、
前記第１の液体と前記第２の液体とを狭持し、かつ、互いに平行に配置された２枚の平板と、
前記第１の液体と前記第２の液体との界面を移動させる移動手段と、
を含み、
前記界面は、略平面形状を有し、かつ、前記平板と平行であること、
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。
【請求項４】
前記移動手段は、
前記第１の液体の一部を収容する第１のタンクと、
前記第２の液体の一部を収容する第２のタンクと、
前記第１のタンク及び前記第２のタンク内の温度を変化させて、該第１のタンク内の前記第１の液体の量及び該第２のタンク内の前記第２の液体の量を熱膨張により変化させる温度変化手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記温度変化手段を制御すること、
を特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第２の液体の比重は、前記第１の液体の比重よりも大きく、
前記第２の液体は、前記第１の液体よりも鉛直方向の下側に位置していること、
を特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記移動手段は、
前記界面を、エレクトロウエッティング現象により前記平板と平行に維持する維持手段を、
更に有すること、
を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源は、広がり角に異方性を有する光を出射しており、
前記平板の法線方向から見たときに、前記光の広がり角の広い方向における該平板の長さの方が、該光の広がり角の広い方向に直交する方向における該平板の長さよりも長いこと、
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光源と前記光学素子との間に配置され、該光源が出射した光を略平行光に変換する光学部材を、
更に備えること、
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光源は、レーザダイオードであること、
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関し、より特定的には、電子写真法によりトナー画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、一般的な光走査装置１１０の上視図である。図１２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。
【０００３】
図１２に示す光走査装置１１０は、例えば、画像形成装置に用いられ、レーザダイオード１１２、コリメータレンズ１１３、シリンドリカルレンズ１１８、ポリゴンミラー１２０、走査レンズ１２２，１２４及び制御部１３０を備える。
【０００４】
レーザダイオード１１２は、制御部３０の制御に基づいて、光を出射する。レーザダイオード１１２から出射された光は、拡散光である。コリメータレンズ１１３は、レーザダイオード１１２が出射した光を集光して略平行光に変換する。シリンドリカルレンズ１１８は、コリメータレンズ１１３を通過した光を、ポリゴンミラー１２０のミラー面近傍においてｚ軸方向に集光する。
【０００５】
ポリゴンミラー１２０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１１８を通過してきた光をｙ軸方向に等角速度に偏向する。走査レンズ１２２，１２４は、ポリゴンミラー１２０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１３２上に結像させる。感光体ドラム１３２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１３２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。
【０００６】
以上のように構成された光走査装置１１０では、制御部１３０は、２種類の制御信号Ｓｉｇ４，Ｓｉｇ５に基づいてレーザダイオード１１２の発光タイミング及び発光強度を制御している。以下に、図面を参照しながら説明する。図１３（ａ）は、制御信号Ｓｉｇ４の波形を示した図であり、図１３（ｂ）は、制御信号Ｓｉｇ５の波形を示した図である。
【０００７】
制御信号Ｓｉｇ４は、相対的に低い電圧のＶ０と相対的に高い電圧のＶ１の２種類の電圧からなるパルス信号であり、レーザダイオード１１２の発光タイミングを制御するための信号である。制御信号Ｓｉｇ５は、光走査装置１１０が適用された画像形成装置が表現可能な諧調数の電圧からなる信号であり、レーザダイオード１１２の発光強度を制御するための信号である。制御信号Ｓｉｇ５は、画像形成装置で形成される画像の画像データに基づいて制御部１３０において生成される。
【０００８】
制御部１３０は、前記制御信号Ｓｉｇ４，Ｓｉｇ５をレーザダイオード１１２に対して出力する。応じて、レーザダイオード１１２は、制御信号Ｓｉｇ４の電圧がＶ１になっている期間に、制御信号Ｓｉｇ５の電圧に応じた強度の光を出射する。
【０００９】
ところで、光走査装置１１０では、温度変化や湿度変化等の環境変化があった場合には、レーザダイオード１１２の発光強度を調整する必要がある。すなわち、使用環境に応じて、制御信号Ｓｉｇ５の電圧を点線に示すように上下動させて調整する必要がある。これは、環境変化があった場合には、例えば、感光体ドラムの感度等が変化してしまうからである。そこで、従来では、例えば、光走査装置１１０が適用された画像形成装置の電源投入時に、安定化動作を行って、レーザダイオード１１２の発光強度（すなわち、制御信号Ｓｉｇ５の電圧）を適正な強度に調整していた。
【００１０】
しかしながら、例えば、感光体ドラムの感度が良好である等の理由により、安定化動作によって調整されたレーザダイオード１１２の発光強度が弱くてもよい場合には、レーザダイオード１１２の発光タイミングが遅延するという問題がある。以下に、図面を参照しながら説明する。図１４は、レーザダイオード１１２の発光強度の変化を示したグラフである。横軸は時間を示し、縦軸はレーザダイオード１１２の発光強度を示す。また、２本の曲線の内、実線の曲線は、相対的に大きな電流がレーザダイオード１１２に流された場合の発光強度の変化を示す。点線の曲線は、相対的に小さな電流がレーザダイオード１１２に流された場合の発光強度の変化を示す。
【００１１】
図１４に示すように、レーザダイオード１１２に相対的に大きな電流を流した場合、レーザダイオード１１２の発光強度は急峻に立ち上がり、該レーザダイオード１１２は、強く発光する。このとき、レーザダイオード１１２の発光タイミングに遅延が殆ど発生しない。一方、レーザダイオード１１２に相対的に小さな電流を流した場合、レーザダイオード１１２の発光強度は緩やかに立ち上がり、該レーザダイオード１１２は、弱く発光する。このとき、レーザダイオード１１２の発光タイミングに遅延が発生する。以上より、レーザダイオード１１２の発光強度が弱い場合では、レーザダイオード１１２の発光強度が強い場合に比べて、レーザダイオード１１２の発光タイミングの遅延が発生し易い。その結果、光走査装置１１０が用いられた画像形成装置の画像品位が低下してしまう。
【００１２】
なお、本願発明に関連する光学素子としては、例えば、特許文献１に記載の光学素子が提案されている。この光学素子では、光を吸収する第１の液体と透明な第２の液体とが容器に封入されている。そして、該光学素子では、エレクトロウエッティング現象により、第１の液体と第２の液体との界面の形状を変化させて、透過光量を制御している。しかしながら、特許文献１には、該光学素子を光走査装置に適用すること及び前記レーザダイオードの発光タイミングの遅延についての問題を解決する記載は一切存在しない。
【特許文献１】特開２００１−２２８３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明の目的は、正確なタイミングでレーザダイオードが光を出射させることができる光走査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、光源と、前記光源が出射した光を偏向する偏向手段と、前記光源と前記偏向手段との間に配置され、該光源が出射した光の一部を透過させる光学素子と、前記光源の発光強度を制御すると共に、前記光学素子の光の透過量を変化させる制御手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、制御手段が、光学素子の光の透過量を変化させることにより、光走査装置から出射される光の強度を調整している。そのため、光源は、発光タイミングが遅延するような発光領域において光を出射する必要がなくなり、光走査装置において光源の発光タイミングの遅延が発生することが抑制される。
【００１６】
本発明において、前記制御手段は、安定化動作において、前記光学素子の光の透過量を調整してもよい。
【００１７】
本発明において、前記光学素子は、第１の液体と、前記第１の液体と異なる透過率を有する第２の液体と、前記第１の液体と前記第２の液体とを狭持し、かつ、互いに平行に配置された２枚の平板と、前記第１の液体と前記第２の液体との界面を移動させる移動手段と、を含み、前記界面は、略平面形状を有し、かつ、前記平板と平行であってもよい。
【００１８】
本発明において、前記移動手段は、前記第１の液体の一部を収容する第１のタンクと、前記第２の液体の一部を収容する第２のタンクと、前記第１のタンク及び前記第２のタンク内の温度を変化させて、該第１のタンク内の前記第１の液体の量及び該第２のタンク内の前記第２の液体の量を熱膨張により変化させる温度変化手段と、を有し、前記制御手段は、前記温度変化手段を制御してもよい。
【００１９】
本発明において、前記第２の液体の比重は、前記第１の液体の比重よりも大きく、前記第２の液体は、前記第１の液体よりも鉛直方向の下側に位置していてもよい。
【００２０】
本発明において、前記移動手段は、前記界面を、エレクトロウエッティング現象により前記平板と平行に維持する維持手段を、更に有していてもよい。
【００２１】
本発明において、前記光源は、広がり角に異方性を有する光を出射しており、前記平板の法線方向から見たときに、前記光の広がり角の広い方向における該平板の長さの方が、該光の広がり角の広い方向に直交する方向における該平板の長さよりも長くてもよい。
【００２２】
本発明において、前記光源と前記光学素子との間に配置され、該光源が出射した光を略平行光に変換する光学部材を、更に備えていてもよい。
【００２３】
本発明において、前記光源は、レーザダイオードであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。図２は、光走査装置１０の側面図である。なお、図１及び図２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。
【００２５】
光走査装置１０は、図１及び図２に示すように、レーザダイオード１２、コリメータレンズ１３、光学素子１４、ミラー１６、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、筐体２９及び制御部３０を備える。
【００２６】
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。コリメータレンズ１３は、レーザダイオード１２と光学素子１４との間に配置され、レーザダイオード１２が出射した光を集光して略平行光に変換する光学部材としての役割を果たす。光学素子１４は、レーザダイオード１２とポリゴンミラー２０の間に配置され、レーザダイオード１２が出射した光の一部を透過させる役割を果たす。なお、光学素子１４の詳細については後述する。
【００２７】
ミラー１６は、光学素子１４を通過した光を、ポリゴンミラー２０側へと反射する。シリンドリカルレンズ１８は、ミラー１６により反射された光を、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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
制御部３０は、レーザダイオード１２が出射する光の強度を制御すると共に、光学素子１４の光の透過量を変化させる制御手段としての役割を果たす。筐体２９は、図１に示すように、レーザダイオード１２、コリメータレンズ１３、光学素子１４、ミラー１６、シリンドリカルレンズ１８、ポリゴンミラー２０及び走査レンズ２２，２４を収納する。
【００３０】
次に、図３を参照しながら、光学素子１４の構成について説明する。図３は、光学素子１４の断面構造図である。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、光軸に平行な面における光学素子１４の断面構造図である。図３（ｄ）は、光学素子１４のＡ−Ａにおける断面構造図である。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）では、理解の容易のため、図２に示した光学素子１４をｙ軸周りに９０度回転させて記載した。
【００３１】
図３に示すように、光学素子１４は、第１の液体４０、第２の液体４２、透明板４４，４６、側面４８、第１のタンク５０、第２のタンク５２及びペルチェ素子５４を含む。該光学素子１４は、ペルチェ素子５４が第１のタンク５０及び第２のタンク５２内の温度を変化させることにより、第１の液体４０と第２の液体４２との界面Ｓの位置を、光軸方向に移動させることができるものである。具体的には、ペルチェ素子５４に電流が流れると、界面Ｓは、図３（ａ）に示す位置から、図３（ｂ）又は図３（ｃ）に示す位置へと移動する。
【００３２】
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、第１の液体４０と第２の液体４２とが封入される。該透明板４４，４６は、主面方向から見たときに、図３（ｄ）に示す断面形状と同じ楕円形状を有する。
【００３３】
第１の液体４０は、シリコーンオイルやパラフィンオイルなどの液体であって、第２の液体４２よりも比重が小さくかつ第２の液体４２よりも光の透過率が小さい液体である。第２の液体４２は、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って、かつ、第１の液体４０と混合しない液体である。そのため、第１の液体４０と第２の液体４２とは、互いに分離した状態となっており、略平面形状を有しかつ透明板４４，４６と平行である界面Ｓを形成している。
【００３４】
側面４８は、透明板４４，４６の間の隙間を覆って、第１の液体４０及び第２の液体４２を光学素子１４内に閉じ込める側壁としての役割を果たす。該側面４８は、図３（ｄ）に示すように、楕円形状の断面形状を有する筒である。透明板４４，４６及び側面４８は、第１の液体４０及び第２の液体４２を収容する本体４９を構成する。
【００３５】
第１のタンク５０は、側面４８の透明板４４側に設けられ、第１の液体４０の一部を収容する容器である。第１の液体４０は、側面４８に設けられた孔を介して、第１のタンク５０と本体４９との間を行き来することができる。なお、第１のタンク５０内には、微量の空気が第１の液体４０と共に封入されている。
【００３６】
第２のタンク５２は、側面４８の透明板４６側に設けられ、第２の液体４２の一部を収容する容器である。第２の液体４２は、側面４８に設けられた孔を介して、第２のタンク５２と本体４９との間を行き来することができる。なお、第２のタンク５２内には、微量の空気が第２の液体４２と共に封入されている。
【００３７】
ペルチェ素子５４は、第１のタンク５０と第２のタンク５２との間に設けられ、第１のタンク５０及び第２のタンク５２と共に、第１の液体４０と第２の液体４２との界面Ｓを移動させる移動手段としての役割を果たす。より詳細には、該ペルチェ素子５４は、第１のタンク５０及び第２のタンク５２内の温度を変化させて、該第１のタンク５０内の第１の液体４０の量及び該第２のタンク５２内の第２の液体４２の量を熱膨張により変化させる温度変化手段としての役割を果たす。以下に、ペルチェ素子５４について図面を参照しながら詳しく説明する。図４は、ペルチェ素子５４の基本構成を示した図である。なお、実際には、図４のペルチェ素子５４が複数個直列に接続されて用いられる。
【００３８】
ペルチェ素子５４は、電流が流れることにより、一方の面が発熱し、他方の面が吸熱する素子であり、図４に示すように、電極７０ａ，７０ｂ、Ｐ型半導体７２、Ｎ型半導体７４及び電極７６を備える。電極７０ａの一端は、Ｐ型半導体７２に接続されると共に、電極７０ａの他端は、直流電源７８の正極に接続される。電極７０ｂの一端は、Ｎ型半導体７４に接続されると共に、電極７０ｂの他端は、直流電源７８の負極に接続される。電極７６の一端は、Ｐ型半導体７２に接続されると共に、電極７６の他端は、Ｎ型半導体７４に接続される。
【００３９】
以上のように構成されたペルチェ素子５４において、Ｐ型半導体７２からＮ型半導体７４へと電流を流すと、電極７６では発熱が生じ、電極７０ａ，７０ｂでは吸熱が生じる。すなわち、電極７０ａ，７０ｂから電極７６へと熱が移動する。そこで、電極７０ａ，７０ｂが図３の第２のタンク５２に接触し、電極７６が図３の第１のタンク５０に接触するようにペルチェ素子５４が配置される。これにより、制御部３０がペルチェ素子５４においてＰ型半導体７２からＮ型半導体７４へと電流を流すと、第１のタンク５０内の温度が上昇し、第１のタンク５０内の空気が膨張し、該第１のタンク５０内の第１の液体４０が本体４９へと移動する。更に、第２のタンク５２内の温度が下降し、第２のタンク５２内の空気が収縮し、本体４９内の第２の液体４２が第２のタンク５２内へと移動する。その結果、図３（ｂ）に示すように、第２の液体４２の層厚が薄くなり、第１の液体４０の層厚が厚くなり、界面Ｓが光軸方向に移動する。
【００４０】
ここで、第１の液体４０の透過率は、第２の液体４２の透過率よりも小さい。したがって、図３（ｂ）に示すように第１の液体４０の層厚が厚くなると、図３（ｂ）の状態における光学素子１４全体の透過率は、図３（ａ）の状態における光学素子１４全体の透過率に比べて低くなる。
【００４１】
一方、ペルチェ素子５４において、Ｎ型半導体７４からＰ型半導体７２へと電流を流すと、電極７６では吸熱が生じ、電極７０ａ，７０ｂでは発熱が生じる。そのため、制御部３０がペルチェ素子５４においてＮ型半導体７４からＰ型半導体７２へと電流を流すと、第１のタンク５０内の温度が下降し、第１のタンク５０内の空気が収縮し、本体４９内の第１の液体４０が第１のタンク５０へと移動する。更に、第２のタンク５２内の温度が上昇し、第２のタンク５２内の空気が膨張し、第２のタンク５２内の第２の液体４２が本体４９内へと移動する。その結果、図３（ｃ）に示すように、第１の液体４０の層厚が薄くなり、第２の液体４２の層厚が厚くなり、界面Ｓが光軸方向に移動する。
【００４２】
ここで、第１の液体４０の透過率は、第２の液体４２の透過率よりも小さい。したがって、図３（ｃ）に示すように第２の液体４２の層厚が厚くなると、図３（ｃ）の状態における光学素子１４全体の透過率は、図３（ａ）の状態における光学素子１４全体の透過率に比べて高くなる。
【００４３】
以上のように、光学素子１４では、ペルチェ素子５４に流す電流の方向及び大きさを変化させることにより、光の透過率を変化させることができる。図５は、界面Ｓの変位量ΔＬ１と光学素子１４の透過率との関係を示したグラフである。横軸は変位量ΔＬ１を示し、縦軸は透過率を示す。制御部３０がペルチェ素子５４に電流を流すことにより、界面Ｓが変位し、光学素子１４の透過率が変化していることが理解できる。
【００４４】
そこで、制御部３０は、安定化動作において、光学素子１４の透過率を適正な透過率に調整している。以下に安定化動作について説明する。
【００４５】
安定化動作とは、光走査装置１０が搭載された画像形成装置の電源投入時に行われる動作であり、レーザダイオード１２の発光強度を調整したり、感光体ドラム３２への光の走査開始位置を調整したりする動作である。この安定化動作は、画像形成装置の電源投入時のみならず、画像形成装置の電源投入中に定期的に行われてもよいものである。
【００４６】
安定化動作では、制御部３０は、予め定められた発光強度でレーザダイオード１２を発光させると共に、ポリゴンミラー２０を駆動させて、感光体ドラム３２に所定パターンの静電潜像を形成する。この後、この静電潜像に基づいて、パッチ画像が形成され、該パッチ画像は、画像形成装置の転写ベルト（図示せず）に転写されて、画像形成装置の撮像素子（図示せず）により撮影される。制御部３０は、撮像素子により得た画像に基づいて、パッチ画像の濃度を検出する。
【００４７】
ここで、通常では、制御部３０は、このパッチ画像の濃度に基づいて、レーザダイオード１２の発光強度を調整する。しかしながら、前記の通り、レーザダイオード１２の発光強度が弱い場合には、画像形成時において、レーザダイオード１２の発光タイミングに遅延が生じてしまう。
【００４８】
そこで、光走査装置１０では、レーザダイオード１２の発光強度を調整する代わりに、光学素子１４の透過率を調整している。具体的には、制御部３０は、パッチ画像の濃度が相対的に濃い場合には、図３（ｂ）に示すように、光学素子１４の透過率を相対的に低くなるように調整する。一方、制御部３０は、パッチ画像の濃度が相対的に薄い場合には、図３（ｃ）に示すように、光学素子１４の透過率を相対的に高くなるように調整する。そして、制御部３０は、この調整した透過率で感光体ドラム３２への静電潜像を形成する。
【００４９】
以下に、感光体ドラム３２への静電潜像形成時におけるレーザダイオード１２及び光学素子１４の制御の一例について図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は、制御信号Ｓｉｇ１の波形を示した図であり、図６（ｂ）は、制御信号Ｓｉｇ２の波形を示した図である。図６（ｃ）は、制御信号Ｓｉｇ３の波形を示した図であり、図６（ｄ）は、光学素子１４を透過する光の強度を示した図である。
【００５０】
制御信号Ｓｉｇ１は、相対的に低い電圧のＶ０と相対的に高い電圧のＶ１の２種類の電圧からなるパルス信号であり、レーザダイオード１２の発光タイミングを制御するための信号である。図６（ａ）では、制御信号Ｓｉｇ１は、２つのパルスＰ１，Ｐ２を含んでいる。
【００５１】
制御信号Ｓｉｇ２は、光走査装置１０が適用された画像形成装置が表現可能な諧調数の電圧からなる信号であり、レーザダイオード１２の発光強度を制御するための信号である。制御信号Ｓｉｇ２は、画像形成装置で形成される画像の画像データに基づいて制御部３０において生成される。
【００５２】
制御信号Ｓｉｇ３は、複数種類の電圧からなる信号であり、光学素子１４の透過率を制御するための信号である。制御信号Ｓｉｇ３の電圧は、安定化動作において決定される。図６では、制御信号Ｓｉｇ３は、正の電圧値を有する信号（以下、制御信号Ｓｉｇ３ａと称す）と、負の電圧値を有する信号（以下、制御信号Ｓｉｇ３ｂと称す）とが記載されている。これは、ペルチェ素子５４において、Ｐ型半導体７２からＮ型半導体７４へと電流を流す場合と、Ｎ型半導体７４からＰ型半導体７２へと電流を流す場合とが存在するためである。
【００５３】
制御部３０は、制御信号Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２をレーザダイオード１２に出力し、制御信号Ｓｉｇ３を光学素子１４に出力する。このときレーザダイオード１２は、パルスＰ１，Ｐ２が入力している期間以外の期間では、バイアス発光状態を維持する。
【００５４】
まず、制御部３０が制御信号Ｓｉｇ３ａを光学素子１４に印加した場合について説明する。レーザダイオード１２にパルスＰ１，Ｐ２が入力してくると、レーザダイオード１２は、パルスＰ１，Ｐ２が入力してきている期間中だけ制御信号Ｓｉｇ２の電圧に応じた強度の光を出射する。レーザダイオード１２から出射された光は、制御信号Ｓｉｇ３ａの電圧に応じた透過率の分だけ、該光学素子１４を透過する。制御信号Ｓｉｇ３ａは、０Ｖよりも高い電圧が印加されている。したがって、ペルチェ素子５４には、Ｐ型半導体７２からＮ型半導体７４へと電流が流れ、界面Ｓは、図３（ｂ）のように、第１の液体４０の層厚が厚くなる方向に変位する。その結果、光学素子１４の透過率は、相対的に低くなる。すなわち、図６（ｄ）の実線に示されるように、相対的に弱い強度の光が、光学素子１４を通過して、感光体ドラム３２に照射される。
【００５５】
次に、制御部３０が制御信号Ｓｉｇ３ｂを光学素子１４に印加した場合について説明する。レーザダイオード１２にパルスＰ１，Ｐ２が入力してくると、レーザダイオード１２は、パルスＰ１，Ｐ２が入力してきている期間中だけ制御信号Ｓｉｇ２の電圧に応じた強度の光を出射する。レーザダイオード１２から出射された光は、制御信号Ｓｉｇ３ｂの電圧に応じた透過率の分だけ、該光学素子１４を透過する。制御信号Ｓｉｇ３ｂは、０Ｖよりも低い電圧が印加されている。したがって、ペルチェ素子５４には、Ｎ型半導体７４からＰ型半導体７２へと電流が流れ、界面Ｓは、図３（ｃ）のように、第２の液体４２の層厚が厚くなる方向に変位する。その結果、光学素子１４の透過率は、相対的に高くなる。すなわち、図６（ｄ）の点線に示されるように、相対的に強い強度の光が、光学素子１４を通過して、感光体ドラム３２に照射される。
【００５６】
以上のように、光走査装置１０によれば、制御部３０が、使用環境に応じた光学素子１４の透過率を安定化動作により決定すると共に、レーザダイオード１２が、感光体ドラム３２に光を走査する際には、発光タイミングに遅延が発生しにくい強度で光を出射している。そのため、使用環境が変化したとしても、制御部３０が光学素子１４の透過率を変化させて対応するので、レーザダイオード１２は、発光タイミングに遅延が発生するような弱い強度の光を出射する必要がない。その結果、光走査装置１０においてレーザダイオード１２の発光タイミングの遅延が発生することが抑制される。
【００５７】
更に、光走査装置１０によれば、光学素子１４の透過率を制御するための制御信号Ｓｉｇ３を生成するための駆動回路が設けられているので、レーザダイオード１２が出射する光の強度を図１３（ｂ）のように上下動させて調整するための回路が不要となる。その結果、光走査装置１０を安価に作製することが可能となる。
【００５８】
また、光走査装置１０によれば、界面Ｓが透明板４４，４６に対して平行であるので、光学素子１４がレンズとして機能しない。そのため、光走査装置１０の光学系全体の収差の変化を無視できる程度に抑制できる。
【００５９】
ところで、光学素子１４では、第２の液体４２の比重が第１の液体４０の比重よりも大きい。そのため、図７に示す光学素子１４のように、光軸が水平方向を向くと、重力の影響により、第２の液体４２が下側に位置し、第１の液体４０が上側に位置してしまう。そこで、光走査装置１０では、図２に示すように、光学素子１４は、光学素子１４の光軸とｚ軸（鉛直方向）とが略平行となるように配置される。これにより、第２の液体４２の比重は、第１の液体４０の比重よりも大きいので、図２に示すように、第２の液体４２は、第１の液体４０よりも鉛直方向の下側に位置するようになる。なお、光軸とｚ軸とは略平行であればよく、製造ばらつき程度の誤差は許容される。この誤差は、例えば、±１０度以内であることが望ましい。
【００６０】
また、レーザダイオード１２は、広がり角に異方性を有する光を出射する。そこで、透明板４４，４６を法線方向から見たときに、光の広がり角の広い方向における透明板４４，４６の長さの方が、該光の広がり角の広い方向に直交する方向における該透明板４４，４６の長さよりも長くなっていることが好ましい。すなわち、図３（ｄ）に示すような楕円形状である透明板４４，４６は、その長軸方向と光の広がり角の広い方とが一致するように配置されることが好ましい。これにより、光学素子１４及び光走査装置１０を小型化することができる。
【００６１】
（変形例）
以下に、変形例に係る光走査装置１０'について図面を参照しながら説明する。図８は、該光走査装置１０'の上視図である。
【００６２】
図１及び図２に示す光走査装置１０では、レーザダイオード１２、コリメータレンズ１３及び光学素子１４は、ｚ軸方向に並ぶように配置されている。これに対して、図８に示す光走査装置１０'では、レーザダイオード１２、コリメータレンズ１３及び光学素子１４'は、ｘｙ平面内に並ぶように配置されている。光走査装置１０'において、レーザダイオード１２、コリメータレンズ１３及び光学素子１４'の配置以外の点は、光走査装置１０と同じであるので説明を省略する。
【００６３】
前記のように光学素子１４'が配置された場合には、図７を用いて説明したように、重力の影響により、第２の液体４２が下側に位置し、第１の液体４０が上側に位置してしまう。そこで、図８に示す光走査装置１０'では、エレクトロウエッティング現象を利用して、界面Ｓを透明板４４，４６と平行に維持することが好ましい。以下に図面を参照しながら説明する。図９は、光学素子１４'の断面構造図である。
【００６４】
図９に示す光学素子１４'は、図３に示す光学素子１４の構成に加えて、エレクトロウエッティング現象により界面Ｓと透明板４４，４６とを平行に維持する維持手段としての第１の電極６０、絶縁層６２及び第２の電極６４を更に含む。第１の電極６０は、第２の液体４２と接触するように、側面４８上に設けられる。第２の電極６４は、第１の電極６０よりも透明板４４側における側面４８上に設けられる。絶縁膜６２は、第２の電極６４を覆うように形成される。具体的には、絶縁膜６２は、第１の電極６０と第２の電極６４との間に形成されて該第１の電極６０と第２の電極６４とを絶縁すると共に、第２の電極６４の表面に形成されて第２の電極６４と第１の液体４０及び第２の液体４２とが接触しないようにしている。
【００６５】
第１の電極６０と第２の電極６４との間には、光学素子１４'の駆動時において、電圧が印加される。これにより、エレクトロウエッティング現象により、第１の液体４０、第２の液体４２及び絶縁膜６２のそれぞれの界面において、界面張力が発生し、界面Ｓが透明板４４，４６と平行になるように維持される。その結果、図７に示すように、重力の影響により、第２の液体４２が下側に位置し、第１の液体４０が上側に位置してしまうことが防止される。なお、エレクトロウエッティング現象については、周知の現象であるので、詳細な説明を省略する。
【００６６】
ただし、第２の液体４２の比重が第１の液体４０の比重よりも大きいと、図１０に示す光学素子１４'のように、第２の液体４２が第１の液体４０の下側にもぐりこんでしまい、界面ＳがＳ字状に変形してしまう。そこで、図８に示す光走査装置１０'に用いられる光学素子１４'では、第１の液体４０の比重と第２の液体４２の比重とは略等しいことが好ましい。
【００６７】
なお、図１、図２及び図８に示す光走査装置１０，１０'では、第２の液体４２の比重は、第１の液体４０の比重よりも大きいか等しいものとしたが、第２の液体４２の比重は、第１の液体４０の比重以下であることを妨げない。
【００６８】
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。
【００６９】
また、複数のレーザダイオード１２が用いられた場合には、図１１に示すように、光学素子１４は、複数段重ねて配置されてもよい。
【００７０】
また、図１、図２及び図８に示す筐体２９の上視図及び側面図における外形は、四角形状であるが、該筐体２９の外形はこれに限らない。
【００７１】
また、光学素子１４，１４'では、ペルチェ素子５４により界面Ｓを変位させているが、界面Ｓを変位させる方法はこれに限らない。界面Ｓを変位させる方法としては、例えば、電気毛管、差圧電気毛管、エレクトロウエッティング、継続的エレクトロウエッティング、電気泳動、電気浸透、誘電泳動、電磁流体力学的ポンピング、熱毛管、熱膨張、誘電ポンピング、又は、可変誘導ポンピングが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】光走査装置の上視図である。
【図２】光走査装置の側面図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、光軸に平行な面における光学素子の断面構造図である。図３（ｄ）は、光学素子のＡ−Ａにおける断面構造図である。
【図４】ペルチェ素子の基本構成を示した図である。
【図５】界面の変位量と光学素子の透過率との関係を示したグラフである。
【図６】制御信号Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２，Ｓｉｇ３の波形及び光学素子を通過する光の強度を示した図である。
【図７】比較例に係る光学素子の断面構造図である。
【図８】変形例に係る光走査装置の上視図である。
【図９】変形例に係る光学素子の断面構造図である。
【図１０】比較例に係る光学素子の断面構造図である。
【図１１】変形例に係る光学素子の断面構造図である。
【図１２】一般的な光走査装置の上視図である。
【図１３】制御信号Ｓｉｇ４，Ｓｉｇ５の波形を示した図である。
【図１４】レーザダイオードの発光強度の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１０'  光走査装置
１２  レーザダイオード
１３  コリメータレンズ
１４，１４'  光学素子
１８  シリンドリカルレンズ
２０  ポリゴンミラー
２９  筐体
３０  制御部
３２  感光体ドラム
４０  第１の液体
４２  第２の液体
４４，４６  透明板
４８  側面
４９  本体
５０  第１のタンク
５２  第２のタンク
５４  ペルチェ素子
６０  第１の電極
６２  絶縁層
６４  第２の電極
Ｓ  界面
【図１】
2009086458.tif 000003
【図２】
2009086458.tif 000004
【図３】
2009086458.tif 000005
【図４】
2009086458.tif 000006
【図５】
2009086458.tif 000007
【図６】
2009086458.tif 000008
【図７】
2009086458.tif 000009
【図８】
2009086458.tif 000010
【図９】
2009086458.tif 000011
【図１０】
2009086458.tif 000012
【図１１】
2009086458.tif 000013
【図１２】
2009086458.tif 000014
【図１３】
2009086458.tif 000015
【図１４】
2009086458.tif 000016