JP5322022B2 - 光走査装置、画像形成装置及びレーザ描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、画像形成装置及びレーザ描画装置に係り、更に詳しくは、光束により被走査面を走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置及びレーザ描画装置に関する。

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラムの軸方向に偏向器（例えば、ポリゴンミラー）を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ潜像を形成する方法が一般的である。

近年、画像形成装置において、カラー化、高速化が進み、感光性を有するドラムを複数（通常は４つ）有するタンデム方式の画像形成装置が普及してきている。

例えば、特許文献１には、互いに直角を成す方向に直線偏光され、記録すべき信号によって輝度変調されたレーザ光を放射する２つのレーザ光源と、これらレーザ光源から放射される２つのレーザ光を合成する偏光光合成手段と、この合成されたレーザ光を主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段により偏向された合成レーザ光を走査記録面で別々のスポットに分離する偏光光分離手段とを具える記録装置が開示されている。

また、特許文献２には、単一のレーザ光源と、光源からのレーザ光の２つの偏光光にそれぞれ異なる情報を与える情報制御手段と、情報制御手段からの情報に基づいて偏光量を制御する偏光制御手段と、偏光制御された光を所定の照射面に走査照射するための走査手段と、走査された光を偏光状態に応じて２つの光に分光する分離手段と、走査手段からの光を分離手段に入射する入射角に応じてレーザ光を旋光制御する旋光制御手段とを有する光走査装置が開示されている。

また、特許文献３には、光源と、複数の偏向反射面を副走査方向に備えた光偏向器と、光源からの光束を複数の偏向反射面のそれぞれに入射する複数の光束に分割する光束分割用回折光学素子と、光偏向器により偏向される光束を被走査面上に集光する走査光学系とを備える光走査装置が開示されている。

特開昭６０−３２０１９号公報 特開平７−１４４４３４号公報 ２００７−２７９６７０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている記録装置では、偏光光分離手段を透過すべきＰ偏光の電界ベクトルが、偏光分離面の透過軸と平行にならない場合があり、この場合には、入射光の一部が偏光光分離手段で反射されてしまうという不都合があった。

また、特許文献２に開示されている光走査装置では、旋光制御手段として磁気光学素子を用いる場合には、高コスト化を招くという不都合があった。また、旋光制御に伴って消費電力が増加し、発熱を生じるという不都合があった。さらに、旋光角が温度等の環境で変化しやすく、性能を安定に管理するのが困難であった。

また、特許文献３に開示されている光走査装置では、多段の偏向反射面を有しているため、薄型化が困難であるという不都合があった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化を招くことなく、小型で、ゴースト光の発生を安定して抑制することができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を描画することができるレーザ描画装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、光束により複数の被走査面を走査する光走査装置であって、互いに偏光方向が異なる第１光束と第２光束を含む複数の光束を出力する光源ユニットと；前記光源ユニットからの複数の光束を偏向する偏向器と：前記第１光束を透過させ、前記第２光束を反射する偏光分離面を有し、前記偏向器の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面である偏向面が含まれる面と前記偏光分離面との交線の中央部が直線であり、両端部が前記偏向器側に曲率中心を持つ曲線である偏光分離素子を含み、前記偏向器で偏向された複数の光束を対応する被走査面上に個別に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。

これによれば、高コスト化を招くことなく、小型で、ゴースト光の発生を安定して抑制することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、複数の像担持体と；前記複数の像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を形成することが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、対象物に画像を描画するレーザ描画装置であって、レーザ光により前記対象物を走査する本発明の光走査装置と；画像情報に基づいて、前記光走査装置を制御する描画制御装置と；を備えるレーザ描画装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を描画することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電チャージャ（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電チャージャ２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電チャージャ２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電チャージャ２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電チャージャ２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。また、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（以下、便宜上「トナー画像」という）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャに対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

この光走査装置２０１０は、一例として図２及び図３に示されるように、２つの光源ユニット（ＬＵ１、ＬＵ２）、２つのシリンドリカルレンズ（１２_１、１２_２）、ポリゴンミラー１４、２つのｆθレンズ（１５_１、１５_２）、２つの偏光ビームスプリッタ（１６_１、１６_２）、２つの反射ミラー（１７_１、１７_２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ_１、１８ｂ_２、１８ｃ_１、１８ｃ_２、１８ｄ）、４つのアナモフィックレンズ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）及び不図示の走査制御装置を有している。なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源ユニットＬＵ１は、一例として図４に示されるように、２つの光源（１０ａ、１０ｂ）、２つのコリメートレンズ（１１ａ、１１ｂ）を有している。

光源１０ａ及び光源１０ｂは、同等の光源である。そして、光源１０ａ及び光源１０ｂは、一例として図５に示されるように、それらの出力光の偏光方向が互いに直交するように回路基板上に配置されている。ここでは、光源１０ａからＰ偏光が出力され、光源１０ｂからＳ偏光が出力されるものとする。

コリメートレンズ１１ａは、光源１０ａからの光束（ＬＢａ）の光路上に配置され、光源１０ａからの光束を略平行光とする。

コリメートレンズ１１ｂは、光源１０ｂからの光束（ＬＢｂ）の光路上に配置され、光源１０ｂからの光束を略平行光とする。

光源ユニットＬＵ２は、一例として図６に示されるように、２つの光源（１０ｃ、１０ｄ）、２つのコリメートレンズ（１１ｃ、１１ｄ）を有している。

光源１０ｃ及び光源１０ｄは、同等の光源である。そして、光源１０ｃ及び光源１０ｄは、一例として図７に示されるように、それらの出力光の偏光方向が互いに直交するように回路基板上に配置されている。ここでは、光源１０ｃからＳ偏光が出力され、光源１０ｄからＰ偏光が出力されるものとする。

コリメートレンズ１１ｃは、光源１０ｃからの光束（ＬＢｃ）の光路上に配置され、光源１０ｃからの光束を略平行光とする。

コリメートレンズ１１ｄは、光源１０ｄからの光束（ＬＢｄ）の光路上に配置され、光源１０ｄからの光束を略平行光とする。

図２に戻り、シリンドリカルレンズ１２_１は、光源ユニットＬＵ１からの光束を、ポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ１２_２は、光源ユニットＬＵ２からの光束を、ポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

ポリゴンミラー１４は、一例として４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１４は、Ｚ軸方向に平行な軸の周りに等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光束をＸＹ平面に平行な面内で等角速度的に偏向する。ここでは、シリンドリカルレンズ１２_１からの光束はポリゴンミラー１４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ１２_２からの光束はポリゴンミラー１４の＋Ｘ側に偏向される。なお、ポリゴンミラー１４の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面は、「偏向面」と呼ばれている（特開平１１−２０２２５２参照）。

ｆθレンズ１５_１は、ポリゴンミラー１４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向されたシリンドリカルレンズ１２_１からの光束の光路上に配置されている。

偏光ビームスプリッタ１６_１は、ｆθレンズ１５_１の−Ｘ側であって、ｆθレンズ１５_１を介した光束（ここでは、光束ＬＢａと光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。この偏光ビームスプリッタ１６_１は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を−Ｚ方向に反射する偏光分離面を有している。ここでは、図８に示されるように、ｆθレンズ１５_１を介した光束ＬＢａは、Ｐ偏光であるため偏光ビームスプリッタ１６_１を透過し、ｆθレンズ１５_１を介した光束ＬＢｂは、Ｓ偏光であるため偏光ビームスプリッタ１６_１で−Ｚ方向に反射される。

図３に戻り、偏光ビームスプリッタ１６_１を透過した光束（ここでは、光束ＬＢａ）は、折り返しミラー１８ａとアナモフィックレンズ１９ａを介して感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。

このように、ｆθレンズ１５_１と偏光ビームスプリッタ１６_１と折り返しミラー１８ａとアナモフィックレンズ１９ａは、「Ｋステーション」の走査光学系である。

一方、偏光ビームスプリッタ１６_１で−Ｚ方向に反射された光束（ここでは、光束ＬＢｂ）は、反射ミラー１７_１で−Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｂ_１と折り返しミラー１８ｂ_２とアナモフィックレンズ１９ｂを介して感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。

このように、ｆθレンズ１５_１と偏光ビームスプリッタ１６_１と反射ミラー１７_１と折り返しミラー１８ｂ_１と折り返しミラー１８ｂ_２とアナモフィックレンズ１９ｂは、「Ｃステーション」の走査光学系である。

すなわち、ｆθレンズ１５_１と偏光ビームスプリッタ１６_１は、２つの画像形成ステーションで共有されている。

図２に戻り、ｆθレンズ１５_２は、ポリゴンミラー１４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向されたシリンドリカルレンズ１２_２からの光束の光路上に配置されている。

偏光ビームスプリッタ１６_２は、ｆθレンズ１５_２の＋Ｘ側であって、ｆθレンズ１５_２を介した光束（ここでは、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。この偏光ビームスプリッタ１６_２は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を−Ｚ方向に反射する偏光分離面を備えている。そこで、図９に示されるように、ｆθレンズ１５_２を介した光束ＬＢｃは、Ｓ偏光であるため偏光ビームスプリッタ１６_１で−Ｚ方向に反射され、ｆθレンズ１５_２を介した光束ＬＢｄは、Ｐ偏光であるため偏光ビームスプリッタ１６_２を透過する。

図３に戻り、偏光ビームスプリッタ１６_２で−Ｚ方向に反射された光束（ここでは、光束ＬＢｃ）は、反射ミラー１７_２で＋Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｃ_１と折り返しミラー１８ｃ_２とアナモフィックレンズ１９ｃを介して感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。

このように、ｆθレンズ１５_２と偏光ビームスプリッタ１６_２と反射ミラー１７_２と折り返しミラー１８ｃ_１と折り返しミラー１８ｃ_２とアナモフィックレンズ１９ｃは、「Ｍステーション」の走査光学系である。

一方、偏光ビームスプリッタ１６_２を透過した光束（ここでは、光束ＬＢｄ）は、折り返しミラー１８ｄとアナモフィックレンズ１９ｄを介して感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。

このように、ｆθレンズ１５_２と偏光ビームスプリッタ１６_２と折り返しミラー１８ｄとアナモフィックレンズ１９ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。

すなわち、ｆθレンズ１５_２と偏光ビームスプリッタ１６_２は、２つの画像形成ステーションで共有されている。また、各折り返しミラーは、各画像形成ステーションでの光路長が互いに等しくなるように設けられている。

本実施形態では、ｆθレンズは、ポリゴンミラーと偏光ビームスプリッタの間に設けられている。そして、Ｐ偏光の光路とＳ偏光の光路は、Ｚ軸方向に関してほぼ重なっているため、ｆθレンズを薄くすることができる。

また、本実施形態では、各偏光ビームスプリッタは、ポリゴンミラー１４の偏向面が含まれる面と偏光分離面の交線が、ポリゴンミラー１４側に曲率中心を有する曲線となるような形状を有している（図１０及び図１１参照）。偏光分離面は、例えば、誘電体多層膜やワイヤーグリッド等で構成することができる。偏光分離面を支持する基体はガラス又は透明樹脂で構成することができ、生産性の点からは成形が容易な透明樹脂が好ましい。なお、偏光分離面を両側から基体ではさむ構造にすることにより、偏光分離面を汚れや傷から保護することができる。

図１２には、偏光分離面上におけるｆθレンズからの光束の入射位置Ｑにおける偏光分離面の法線ベクトルＶ１、ｆθレンズからのＰ偏光の主光線方向とその電界ベクトルとが含まれる面αが示されている。ここでは、法線ベクトルＶ１が面α内に存在するように偏光分離面の形状を設定している。これにより、ｆθレンズからの光束の一部が偏光分離面で反射するのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、ｆθレンズからの光束の入射位置のすべてにおいて、その法線ベクトルと入射光の主光線方向及び電界ベクトルとが同一面内にあるように偏光分離面の形状が設定されている。そこで、ポリゴンミラー１４での偏向角に関係なく、偏光分離面に対するｆθレンズからの光束の入射角は常にほぼ０°となる。

また、ｆθレンズからの光束の入射位置のすべてにおいて、その法線ベクトルとｆθレンズからの光束の主光線方向とのなす角を４５°としているため、ポリゴンミラー１４での偏向角に関係なく、Ｓ偏光は常に偏光分離面で直下（ここでは、−Ｚ方向）に反射される。

ところで、図１３には、従来の偏光ビームスプリッタ及び該偏光ビームスプリッタに入射する光束が示されている。光束ＬＢ１及び光束ＬＢ３は、感光体ドラムにおける有効走査領域の端部に向かう光束であり、光束ＬＢ２は、感光体ドラムにおける有効走査領域の中央部に向かう光束である。

図１３に示されるように、従来の偏光ビームスプリッタは、感光体ドラムの回転軸に平行な方向を長手方向とする四角柱状の形状であり、その偏光分離面は平面である。そのため、偏向面が含まれる面と偏光分離面の交線は、直線となる。

図１４には、従来の偏光ビームスプリッタにおいて、偏光分離面が偏向面に対して４５°傾斜している場合に、ｆθレンズからＰ偏光が入射したときの、偏向角とＰ偏光及びＳ偏光の光強度との関係の計算結果が示されている。これによると、偏向角が０°の光束（図１３の光束ＬＢ２に相当）ではＳ偏光として反射する成分は発生しないが、図１３における光束ＬＢ１やＬＢ３のように像高の高い位置に入射する光束では、Ｐ偏光の電界ベクトルが偏光分離面の透過軸と平行でなくなり、一部がＳ偏光となり反射されゴースト光となってしまう。なお、図１４では、空気と基体の屈折率差、基体や偏光分離面での光の吸収、及び表面状態による反射、散乱は無視している。また、図１４における縦軸は、Ｐ偏光の光強度とＳ偏光の光強度の合計が１となるように規格化されている。

本実施形態における偏光ビームスプリッタでは、偏光分離面は、偏向面が含まれる面と交差し、その交線は、ポリゴンミラー側に曲率中心を持つ曲線である。これにより、偏向角が大きくてもＳ偏光として反射する成分の発生を抑制することができる。すなわち、ゴースト光の発生を安定的に抑制することができる。

走査制御装置は、各光源に対応した光源制御回路を有している。そして、光源１０ａ及び光源１０ｂに対応した光源制御回路は、光源ユニットＬＵ１の回路基板上に実装されている。また、光源１０ｃ及び光源１０ｄに対応した光源制御回路は、光源ユニットＬＵ２の回路基板上に実装されている。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置２０１０では、偏光ビームスプリッタによって偏光分離素子が構成されている。また、ｆθレンズ（１５_１、１５_２）と偏光ビームスプリッタ（１６_１、１６_２）と反射ミラー（１７_１、１７_２）と折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ_１、１８ｂ_２、１８ｃ_１、１８ｃ_２、１８ｄ）とアナモフィックレンズ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）とによって走査光学系が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、Ｐ偏光の光束とＳ偏光の光束を出力する光源ユニットと、光源ユニットからの各光束を偏向面内で等角速度的に偏向するポリゴンミラー１４と、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する偏光分離面を有し、該偏光分離面と偏向面が含まれる面との交線がポリゴンミラー１４側に曲率中心を持つ曲線である偏光ビームスプリッタを含み、ポリゴンミラー１４で偏向された各光束を対応する感光体ドラムの表面に個別に集光する走査光学系とを備えている。この場合には、高コスト化を招くことなく、ゴースト光の発生を安定的に抑制することが可能となる。

また、ｆθレンズと偏光ビームスプリッタは、２つの画像形成ステーションで共有されているため、小型化を図ることが可能となる。

そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、高コスト化を招くことなく、小型で、ゴースト光の発生を安定的に抑制することができる光走査装置２０１０を備えているため、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を描画することが可能となる。

なお、上記実施形態において、一例として図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、偏光ビームスプリッタと反射ミラーを一体化しても良い。これにより、組み付け工程及び調整工程を簡略化することが可能となる。この場合に、偏光ビームスプリッタの基体と同じ材料の部材に反射面が形成された反射ミラーを、基体と同程度の屈折率の接着剤で偏光ビームスプリッタに接着させることにより、接着界面での反射、散乱を抑制することができる。

また、上記実施形態では、偏光ビームスプリッタにおいて、ポリゴンミラー１４の偏向面が含まれる面と偏光分離面との交線が、ポリゴンミラー１４側に曲率中心を有する曲線となる形状を有している場合について説明したが、これに限定されるものではない。ポリゴンミラー１４の偏向面が含まれる面と偏光分離面との交線の一部がポリゴンミラー１４側に曲率中心を有していても良い。この場合には、一例として図１６に示されるように、両端部が対称形状の曲率を有しているのが好ましい。

また、上記実施形態において、一例として図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示されるように、ｆθレンズに偏光分離面が設けられていても良い。例えば、ｆθレンズを樹脂で成型しその内部に偏光分離面を設ける場合は、偏光分離面となる面を分割面として２体（パーツ）を成型し、一方の分割面に誘電体多層膜を蒸着した後、両者を貼り合せて作製することができる。

また、上記実施形態において、一例として図１８に示されるように、ポリゴンミラーとｆθレンズとの間に偏光ビームスプリッタを配置しても良い。但し、光束ＬＢａ用のｆθレンズ１５ａと、光束ＬＢｂ用のｆθレンズ１５ｂと、光束ＬＢｃ用のｆθレンズ１５ｃと、光束ＬＢｄ用のｆθレンズ１５ｄが必要となる。この場合には、各ｆθレンズを光束の偏光状態、光路長、結像位置、走査長に適したレンズ形状とすることができる。

また、上記実施形態では、画像形成装置として４つの感光体ドラムを有するカラープリンタ２０００について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２つの感光体ドラムを有するプリンタであっても良い。この場合には、１つの光源ユニットが用いられることとなる。

図１９には、本発明の一実施形態に係るレーザ描画装置３０００の概略構成が示されている。このレーザ描画装置３０００は、上記光走査装置２０１０、描画対象物３１００が載置されるテーブルを有し、該テーブルをＸＹ平面内で移動させることができるテーブル装置３０１０、上位装置（例えば、パソコン）からの画像情報に基づいて、光走査装置２０１０及びテーブル装置３０１０を制御する描画制御装置３０２０などを備えている。

このように、レーザ描画装置３０００は、光走査装置２０１０を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を描画することが可能となる。

また、この場合には、光走査装置２０１０から出力される複数の光束を用いて描画することができるので、高速描画が可能となる。

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、小型で、ゴースト光の発生を安定して抑制するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を形成するのに適している。また、本発明のレーザ描画装置によれば、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を描画するのに適している。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 光走査装置を説明するための図（その１）である。 光走査装置を説明するための図（その２）である。 光源ユニットＬＵ１を説明するための図である。 光源ユニットＬＵ１における光源を説明するための図である。 光源ユニットＬＵ２を説明するための図である。 光源ユニットＬＵ２における光源を説明するための図である。 偏光ビームスプリッタ１６_１及び反射ミラー１７_１の作用を説明するための図である。 偏光ビームスプリッタ１６_２及び反射ミラー１７_２の作用を説明するための図である。 偏光ビームスプリッタの偏光分離面を説明するための図（その１）である。 偏光ビームスプリッタの偏光分離面を説明するための図（その２）である。 偏光ビームスプリッタの偏光分離面を説明するための図（その３）である。 従来の偏光ビームスプリッタを説明するための図である。 従来の偏光ビームスプリッタにおける偏向角とＰ偏光及びＳ偏光の偏光強度との関係を説明するための図である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ偏光ビームスプリッタと反射ミラーの一体化を説明するための図である。 偏光ビームスプリッタの変形例を説明するための図である。 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、それぞれｆθレンズと偏光ビームスプリッタの一体化を説明するための図である。 走査光学系の変形例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るレーザ描画装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｄ…光源、１４…ポリゴンミラー（偏向器）、１５_１，１５_２…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１６_１，１６_２…偏光ビームスプリッタ（偏光分離素子）、１７_１，１７_２…反射ミラー、１８ａ，１８ｂ_１，１８ｂ_２，１８ｃ_１，１８ｃ_２，１８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１９ａ〜１９ｄ…アナモフィックレンズ（走査光学系の一部）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０１０…光走査装置、３０００…レーザ描画装置、３０１０…テーブル装置、３０２０…描画制御装置、ＬＵ１…光源ユニット、ＬＵ２…光源ユニット。

Claims (10)

1. 光束により複数の被走査面を走査する光走査装置であって、
   互いに偏光方向が異なる第１光束と第２光束を含む複数の光束を出力する光源ユニットと；
   前記光源ユニットからの複数の光束を偏向する偏向器と：
   前記第１光束を透過させ、前記第２光束を反射する偏光分離面を有し、前記偏向器の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面である偏向面が含まれる面と前記偏光分離面との交線の中央部が直線であり、両端部が前記偏向器側に曲率中心を持つ曲線である偏光分離素子を含み、前記偏向器で偏向された複数の光束を対応する被走査面上に個別に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
2. 前記第１光束はＰ偏光であり、
   前記偏光分離面は、前記偏向器からの前記第１光束の入射位置における法線ベクトルが、前記第１の光束の主光線方向とその電界ベクトルが含まれる平面内にあることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記偏光分離面は、光束の入射位置における法線方向が、入射光束の主光線方向に対して４５度傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記走査光学系は、前記偏光分離面で反射された前記第２の光束の光路上に配置され、該第２の光束の光路を前記偏光分離面を透過した前記第１の光束の光路に対して平行にする反射ミラーを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記反射ミラーは、前記偏光分離素子と一体化されていることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記光源ユニットは、２つの光源を有し、
   前記２つの光源は、互いに直交する姿勢で配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記走査光学系は、走査レンズを含み、
   前記偏光分離素子は、前記走査レンズと一体化されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 前記走査光学系は、前記偏向器から前記複数の被走査面までの各光路長を互いに等しくする少なくとも１つの折り返しミラーを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
9. 複数の像担持体と；
   前記複数の像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも１つの請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
10. 対象物に画像を描画するレーザ描画装置であって、
    レーザ光により前記対象物を走査する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；
    画像情報に基づいて、前記光走査装置を制御する描画制御装置と；を備えるレーザ描画装置。

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