JP5464354B2 - 光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、偏光方向が異なる光を分離する偏光分離デバイスを有する光走査装置、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、偏向器（例えば、ポリゴンミラー）を用いて感光性を有するドラムの軸方向にレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ、ドラムの表面に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（感光体）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。
タンデム方式の画像形性装置の場合、光走査装置を用いた書込ユニットで複数の感光体に光書込みを行うために、どうしても光走査装置の光源数が増えてしまい（例えば感光体が４つの場合には、通常４つの光源が必要となる）、それに伴い、部品点数の増加、コストアップ等の問題が生じてしまう。

タンデム方式の画像形成装置に用いる光走査装置で光源の数を増やさない工夫がなされた例がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術ではピラミダルミラー又は平板ミラーを用いて、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査するようにしている。しかし、この方法では、光源数は低減できるが、偏向ミラーの面数は最大２面までになり、高速化に対して問題が残る。

また、上記の問題を解決するため、光源からの１本の光束を光束分割手段で副走査方向にずらした２本の光束に分割し、互いに角度をずらして重ねた２枚のポリゴンミラーを同軸に回転させる偏向手段で走査し、相異なる２本の被走査面を走査する構成の光走査装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載の技術では、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査する手段として位相をずらして２段に重ねたポリゴンミラーを用いようとするものであるが、位相をずらしたポリゴンミラーは汎用品ではなく、コストアップが懸念される。また、ポリゴンミラーの加工性も要求され、それぞれの段の面倒れが異なることや面精度も異なることから画像品質の劣化が懸念される。

また、光源からの１本の光束を光束分割手段で主走査方向に分割し、４面の反射面を有する偏向器に開き角π／２を有して入射するように、入射ミラーを介して分割した２本の光束を入射させ、共通の光源からのビームが相異なる被走査面を走査する構成の光走査装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、タンデム方式ではドラム数の増加に伴い画像形成装置が大型化する傾向にあり、光走査装置を含め小型化が求められている。小型化のためには、偏向器から各ドラムに向かう走査光の複数の光路を重ね合わせることが有効である。
例えば、特許文献４には、偏光方向の異なる複数の光ビームを出射する光源装置と、該光源装置から出射された複数の光ビームを主走査方向に偏向走査する単一の光偏向手段と、複数の光ビームをそれぞれ対応する複数の被走査面に向かって集光する走査結像手段と、光偏向手段から被走査面までの光路中に設けられ、複数の光ビームの光路を該光ビームの偏光方向に応じて分岐する光路分岐手段であって、光ビームの波長と同等またはそれ以下のピッチからなる凹凸構造部が形成された光学素子と、を備えた光走査装置が開示されている。

特許文献３に示されている光走査装置では、複数の被走査面に向かって複数の光ビームを分離するために、複数の光ビーム間の距離を離して分離する必要がある。
その方法として、複数の光ビームを偏向器の回転軸に対して互いに異なる角度で斜めに入射させて、偏向器で反射した光ビームが所定の距離に離れたところにおいて分離ミラーで分離する方法がある。この方法を用いると、走査レンズに対して光線が斜めに入射することになり、走査線曲がりなどの光学特性が劣化するおそれがある。
その他の方法として、偏向器の回転軸に対して垂直に入射させ、偏向器上で複数のビームを離しておき、その後分離ミラーで分離する方法がある。この方法を用いる場合、偏向器上で複数の光ビームを離して入射させるために偏向器を大きくする必要があり、偏向器のコストが増大してしまう。
また、いずれの方法を用いても複数の光ビームを分離するスペースが必要なため光走査装置の大型化は免れ得ない。
一方、特許文献４に示されている光走査装置では光源数は減らないため、光源部のコストを抑えることは出来ない。

そこで、本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、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光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

しかして、上記課題を解決するために本発明に係る光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置は、具体的には下記（１）〜（８）に記載の技術的特徴を有する。
（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光束及び第２光束を含む複数の光束を出力する光源ユニットと、該光源ユニットから射出された第１光束及び第２光束それぞれを分割するビームスプリッタと、分割された第１光束のそれぞれを、互いが略π／２の角度差を有するように偏向器に入射させ、且つ、分割された第２光束のそれぞれを、互いが略π／２の角度差を有するように偏向器に入射させる入射光学系と、該入射光学系から入射した分割された第１光束のそれぞれ及び分割された第２光束のそれぞれを、各々偏向する偏向器と、該偏向器で偏向された複数の光束を偏光方向の差により分離する光分離デバイスを含み、当該分離された複数の光束それぞれを対応する被走査面上に個別に集光する走査光学系と、を備えることを特徴とする光走査装置である。

上記（１）にかかる構成によれば、ビームスプリッタで光束を（２つに）分割し偏向器に向かってπ／２の角度差をつけて当該偏向器における異なる偏光面に入射させることにより、１つの光源で２つの被走査面の光走査を行えることにより光減数を半減出来る。また、偏向器の後で光分離デバイスにより省スペースで光分離を出来るため、光走査装置を小型化することが出来る。

（２）：前記ビームスプリッタからの射出光が全て同一平面内にあることを特徴とする上記（１）に記載の光走査装置である。

上記（２）にかかる構成によれば、ビームスプリッタで分割された（２つの）射出光を同一平面内にすることで、偏向器に向かって水平入射とすることが出来、斜入射光学系と比較して走査線曲がりなどの光学特性を劣化させにくい。また、副走査方向に光束が広がらないため光走査装置を小型化することが出来る。

（３）：前記ビームスプリッタで分割された第１光束または第２光束の偏光方向が、当該ビームスプリッタで分割された第１光束または第２光束を含む平面に対して水平もしくは垂直であることを特徴とする上記（２）に記載の光走査装置である。

上記（３）にかかる構成によれば、光分離デバイスへ入射させる光束の偏光状態を劣化させず、分離性が向上する。

（４）：前記ビームスプリッタが、入射光の偏光状態を変化させずに光束を分割することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の光走査装置である。

上記（４）にかかる構成によれば、ビームスプリッタで偏光が変化することを考慮せずに、ビームスプリッタ前の光学系を決めることが出来るため、設計の自由度が高まる。一例としては光源を一つのユニットでまとめることが可能となる。

（５）：前記ビームスプリッタが、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の光走査装置である。

上記（５）にかかる構成によれば、ビームスプリッタを射出する時点で第１光束と第２光束を確実に直交する直線偏光とすることが出来る。

（６）：前記ビームスプリッタよりも前の光路に、λ／２板または旋光子を備えることを特徴とする上記（４）または（５）に記載の光走査装置である。

上記（６）にかかる構成によれば、光源から射出される偏光方向に傾きや回転があってもビームスプリッタに入射させる光束の偏光状態を揃えることが出来る。

（７）：前記光分離デバイスが、ワイヤーグリッドであることを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれか１項に記載の光走査装置である。

上記（７）にかかる構成によれば、ワイヤーグリッドを用いることで光利用効率が良く、また、光分離性能が高い。

（８）：上記（１）乃至（７）のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とするカラー画像形成装置である。

上記（８）にかかる構成によれば、光源数を半減し、小型化した光走査装置を備えることで、低コストかつ小型なカラー画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明によれば、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ことができる光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成を示す図である。 本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における構成を示す概略上面図である。 本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における構成を示す概略正面図である。 本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。 図４に示す２つの光源１０ａ，１０ｂの配置構成の一例を示す概略図である。 分割光による光走査を説明するための図である。 複数色用の露光のタイミングチャートである。 複数色用の露光において色によって露光量を異ならせる場合のタイミングチャートである。 本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における各光線の偏光状態について説明する説明図である。 偏光分離デバイス１６_１の構成の一例を示す概略図である。 偏光分離素子１６_１１（１６_２１）の構成の一例を示す概略図であり、（Ａ）偏光分離面を上から見た概略構成図、（ｂ）偏光分離面を側方から見た概略構成図、（Ｃ）は、図１１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 偏光分離素子１６_１１（１６_２１）の格子配列の一例（格子ピッチ及び格子の深さ）を示す概略図である。 偏光分離素子１６_１１（１６_２１）の偏光分離面におけるＰ偏光の透過およびＳ偏光の反射を模式的に示す図である。 偏光分離デバイス１６_１における偏光分離の一形態及び反射ミラー１７_１の作用を模式的に示す図である。 偏光分離デバイス１６_１（１６_２）における偏光分離のその他の形態及び反射ミラー１７_１の作用を模式的に示す図である。 偏光分離デバイス１６_２の構成の一例を示す概略図である。 偏光分離デバイス１６_２における偏光分離の一形態及び反射ミラー１７_２の作用を模式的に示す図である。 本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における構成の変形例を示す概略正面図である。 本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における構成を示す概略上面図である。 本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ２の構成を示す概略図である。 図２０に示す光源１０ｃの配置構成の一例を示す概略図である。 図２１に示す光源１０ｄの配置構成の一例を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ１からの光束のみの偏光状態を表した図である。 本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ２からの光束のみの偏光状態を表した図である。 本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ１及びＬＵ２からの光束の偏光状態を表した図である。 光源ｃｈ及びポリゴン反射面１４ｐ，１４ｑと感光体２０３０上の走査線の副走査方向間隔との関係を説明するための図である。 本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の２つの光源１０ｅ、１０ｆの配置構成の一例を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の光源１０ｇの配置構成の一例を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ２の光源１０ｈの配置構成の一例を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ２の構成を示す概略図である。 本発明に係る光走査装置の第５の実施の形態における構成を示す概略正面図である。

本発明に係る光走査装置は、光束により複数の被走査面２０３０を走査する光走査装置２０１０であって、互いに偏光方向が異なる第１光束及び第２光束を含む複数の光束を出力する光源ユニットＬＵ１と、該光源ユニットＬＵ１から射出された第１光束及び第２光束それぞれを分割するビームスプリッタ３０と、分割された第１光束のそれぞれを、互いが略π／２の角度差を有するように偏向器１４に入射させ、且つ、分割された第２光束のそれぞれを、互いが略π／２の角度差を有するように偏向器１４に入射させる入射光学系（１２，１３）と、該入射光学系（１２，１３）から入射した分割された第１光束のそれぞれ及び分割された第２光束のそれぞれを、各々偏向する偏向器１４と、該偏向器１４で偏向された複数の光束を偏光方向の差により分離する光分離デバイス１６を含み、当該分離された複数の光束それぞれを対応する被走査面２０３０上に個別に集光する走査光学系（１５〜１８）と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置２０１０を備えることを特徴とする。

次に、本発明に係る光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図３４に基づいて説明する。
図１には、本発明の画像形成装置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２０３０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（軸方向）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。なお、図１において示すが如く、紙面垂直方向がＹ軸方向（：感光体ドラムの長手方向）、左右方向がＸ軸方向（：感光体ドラムの配列方向）、上下方向がＺ軸方向（：ＸＹ平面に垂直方向）である。

各帯電チャージャ２０３２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２０３０の表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラム２０３０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２０３０の回転に伴って対応する現像ローラ２０３３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２０３３は、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ２０３４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２０３３の表面のトナーは、対応する感光体ドラム２０３０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２０３３は、対応する感光体ドラム２０３０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２０３０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各感光体ドラム２０３０上から転写ベルト２０４０上に１色ずつ順次転写され、当該転写ベルト２０４０上で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枚ずつ取り出し、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２０３１は、対応する感光体ドラム２０３０の表面における転写ベルト２０４０への転写後に残ったトナー（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２０３０の表面は、再度対応する帯電チャージャ２０３２に対向する位置に戻る。
以上で一連の画像形成プロセスを終え、これを繰り返すことで複数枚の記録紙への画像形成が行われる。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について具体例を挙げてさらに詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図２は本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における構成を示す概略上面図、図３は本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における構成を示す概略正面図である。
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、光源ユニット（ＬＵ１）、２つのシリンドリカルレンズ（１２_１、１２_２）、ポリゴンミラー（偏向器）１４、２つのｆθレンズ（１５_１、１５_２）、２つの偏光分離デバイス（光分離デバイス）（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。

図４は本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。また、図５は、図４に示す２つの光源１０ａ，１０ｂの配置構成の一例を示す概略図である。
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）、及び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、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。すなわち、一例として図５に示されるように、各光源は、一方の光源に対して他方の光源が９０°回転した姿勢で基板に実装されている。ここでは、光源１０ａからＰ偏光（第１光束）が出力され、光源１０ｂからＳ偏光（第２光束）が出力される。
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、該光束ＬＢａ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、該光束ＬＢｂを略平行光とする。

図２に戻り、略平行光束ＬＢａは、光束分離手段としてのビームスプリッタ３０にて反射光ＬＢａ１と透過光ＬＢａ２に分離される。
略平行光束ＬＢｂは、光束分離手段としてのビームスプリッタ３０にて反射光ＬＢｂ１と透過光ＬＢｂ２に分離される。
ビームスプリッタ３０で分割された光束ＬＢａ１、ＬＢａ２、ＬＢｂ１、ＬＢｂ２は全て同一平面内にあり、ポリゴンミラー回転軸に垂直である。

シリンドリカルレンズ１２_１は、光束ＬＢａ１と光束ＬＢｂ１を、入射ミラー１３_１を介してポリゴンミラー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、光束ＬＢａ２と光束ＬＢｂ２を、入射ミラー１３_２を介してポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
光束ＬＢａ１と光束ＬＢｂ１は互いに略π／２の角度差をつけてポリゴンミラー１４に入射する。
光束ＬＢａ２と光束ＬＢｂ２は互いに略π／２の角度差をつけてポリゴンミラー１４に入射する。
ビームスプリッタ３０により分割された光束ＬＢａ１、ＬＢａ２、ＬＢｂ１、ＬＢｂ２は、入射光学系を構成するシリンドリカルレンズ１２_１、シリンドリカルレンズ１２_２、入射ミラー１３_１、入射ミラー１３_２により、光束ＬＢａ１と光束ＬＢｂ１とが互いに略π／２の角度差をつけるように、且つ、光束ＬＢａ２と光束ＬＢｂ２とが互いに略π／２の角度差をつけるようにして、ポリゴンミラー１４に入射される。

ポリゴンミラー１４への光束ＬＢａ１、ＬＢａ２、ＬＢｂ１、ＬＢｂ２は全て水平入射で、副走査方向に重なって入射されるためにポリゴン１４の反射面を副走査方向に薄く出来る。そのためにポリゴンのコストを下げることが可能となるだけでなく、斜入射と比較して走査線曲がりなどの光学性能を劣化させにくい。

図６は分割光による光走査を説明するための図である。
図６に示すように共通の光源（１０ａあるいは１０ｂ）からの入射光は偏向器１４の異なる面に入射するようにしており、互いの入射光の角度差をπ／２つけている（図中の入射光ｘ，入射光ｙ）。互いの入射光の角度差がπ／２近傍であれば分割された光束が同時に有効走査領域（Ａ，Ｂ）を走査することがない。

例として、図６（ａ）に示す上側の有効走査領域Ａを走査している時（反射光ａが反射光ｂ、反射光ｃの順で走査される時）の図６に示す下側の反射光について説明する。
上側の入射光ｘが反射光ａとなる時は、図６（ｂ）に示すように下側の反射光ａ’は入射光ｘと入射光ｙの角度差がπ／２なので有効走査領域Ｂに入らない。偏向器１４が回転して上側の入射光ｘが反射光ｂとなる時は、図６（ｃ）に示すように下側の反射光はｂ’となり有効走査領域Ｂに入らない。また、さらに偏向器１４が回転して、上側の入射光ｘが反射光ｃとなる時も、図６（ｄ）に示すように下側の反射光はｃ’となり有効走査領域Ｂに入らない。

すなわち、図６（ｂ）から図６（ｃ）を経て図６（ｄ）まで下側の反射光（ａ’〜ｂ’〜ｃ’）は、有効走査領域Ｂに入らないことが分かる。これは、入射光ｘと入射光ｙの角度差がπ／２であり、偏向器１４の面数が４面であるため、反射光の角度差が必ずπ／２になることで、有効走査領域Ａと有効走査領域Ｂとを同時に走査することがなくなるものである。
この上側の入射光ｘが有効走査領域Ａ内を走査している時は、下側の入射光ｙは有効走査領域Ｂ外を走査しており、感光体２０３０の被走査面上を走査しない構成となっているが、かかる構成は入射光ｘと入射光ｙとの角度差が厳密にπ／２であることを要するものではなく、少しずれていてもかまわない。（図６に示す配置構成から自明である。）
逆に下側の入射光ｙが有効走査領域Ｂ内を走査している時は、上側の入射光ｘは有効走査領域Ａ外を走査しており、感光体２０３０の被走査面上を走査しないことも上下対称配置となっているため自明である。

光源（１０ａあるいは１０ｂ）の変調駆動は上側の入射光ｘが有効走査領域Ａ内を走査している時は対応する色（例えばブラック）の画像情報に基づき光源の変調駆動を行う。さらに、下側の入射光ｙが有効走査領域Ｂ内を走査している時は対応する色（例えばイエロー）の画像情報に光源（１０ａあるいは１０ｂ）の変調駆動を行うことで、共通の光源で２色分の画像を走査することが可能となり、光源のコストを半減することが可能となる。

図７は複数色用の露光のタイミングチャートである。図７において縦軸は光量、横軸は時間をそれぞれ表す。
共通の光源（１０ａあるいは１０ｂ）によりブラックとイエローの露光を行い、なおかつ、有効走査領域Ａ，Ｂにおいて、それぞれ全点灯する場合のタイムチャートを図７に示す。実線がブラックに相当する部分、点線がイエローに相当する部分を示す。ブラック、イエローにおける、書き出しのタイミングは、有効走査領域Ａ，Ｂ外に配備される同期受光手段で走査ビームを検知することにより決定される。なお、同期受光手段は図示されていないが、通常はフォトダイオードが用いられる。

図８は色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートである。
図７ではブラックの領域とイエローの領域とで、光量を同じに設定しているが、実際には光学素子の透過率、反射率が相対的に異なるため、光源の光量を同じにしてしまうと、感光体２０３０に到達するビームの光量が異なってしまう。そこで、図８に示すように、異なる感光体２０３０の被走査面を走査するときに互いの設定光量を異ならせることにより、異なる感光体２０３０の被走査面上に到達するビーム光量を等しくできる。

ポリゴンミラー１４は、それぞれがＺ軸に平行な反射面４つからなる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（１２_１，１２_２）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号公報参照）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行である。

図９は、本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における各光線の偏光状態について説明する説明図である。
ここで、各光線の偏光状態について図９を用いて説明する。
光源１０ａから射出された光束ＬＢａはＰ偏光でありビームスプリッタ３０によってＬＢａ１とＬＢａ２に分割される。ビームスプリッタ３０はＰ偏光とＳ偏光に対して、透過率と反射率が等しく、かつ入射光の位相状態を維持したまま射出するビームスプリッタであり、ＬＢａ１およびＬＢａ２は入射光ＬＢａの偏光状態（Ｐ偏光）の状態で射出される。
光源１０ｂから射出された光束ＬＢｂはＳ偏光でありビームスプリッタ３０によってＬＢｂ１とＬＢｂ２に分割される。ＬＢｂ１およびＬＢｂ２は入射光ＬＢｂの偏光状態（Ｓ偏光）の状態で射出される。

ビームスプリッタ３０で分割され−Ｘ方向に向かう光束ＬＢａ１およびＬＢｂ１はシリンドリカルレンズ１２_１、入射ミラー１３_１を経て偏向器１４で走査され−Ｘ方向へと向かう。−Ｘ方向へ向かう２つの光束ＬＢａ１及びＬＢｂ１はそれぞれＰ偏光、Ｓ偏光である。
ビームスプリッタ３０で分割され＋Ｘ方向に向かう光束ＬＢａ２およびＬＢｂ２はシリンドリカルレンズ１２_２、入射ミラー１３_２を経て偏向器１４で走査され＋Ｘ方向へと向かう。＋Ｘ方向へ向かう２つの光束ＬＢａ２及びＬＢｂ２はそれぞれＰ偏光、Ｓ偏光である。

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。

図１０は、偏光分離デバイス１６_１の構成の一例を示す概略図である。
偏光分離デバイス１６_１は、一例として図１０に示されるように、偏光分離素子１６_１１及び該偏光分離素子１６_１１の−Ｚ側に配置された偏光子１６_１２を含んで構成されている。

偏光分離素子１６_１１は、一例として図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示されるように、板状の基体上に、その格子ピッチが入射光の波長よりも小さい微細構造格子としてワイヤーグリッドが形成されているワイヤーグリッド偏光分離素子である。
なお、図１１（ａ）は、偏光分離面を上から見た概略構成図、図１１（ｂ）は、偏光分離面を側方から見た概略構成図（ｚｘ断面図）、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
またその他の一例として、図１１（Ａ’）〜図１１（Ｃ’）に示すように、偏光分離面において図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）と比較してワイヤーグリットが９０°回転した状態で形成されていても良い。透過・反射の偏光成分は異なるが同じ機能を有する。
ここで、以下に示す実施の形態は図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）の構成例の場合について記載する。

偏光分離デバイスは誘電体多層膜でも可能であるが、ワイヤーグリッドを用いた方が光利用効率が高く分離性能が高い。
ここでは、一例として、ワイヤーグリッドの格子ピッチを０．１５μｍ、「格子幅／格子ピッチ」であるデューティ（Ｄｕｔｙ）比を５０％、格子の深さを０．０５μｍとしている（図１２参照）。また、ワイヤーの素材はアルミニウムである。また、基体としてはガラス、硬質プラスチック等の透明材料が選ばれる。ここで、図１２は、偏光分離素子１６_１１（１６_２１）の格子配列の一例（格子ピッチ及び格子の深さ）を示す概略図である。
偏光分離素子１６_１１は、ワイヤーグリッドが形成されている面が偏光分離面となり、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する（図１３参照）。偏光分離素子１６_１１への入射光束ＬＢａ１にＳ偏光成分が含まれたりＬＢｂ１にＰ偏光成分が含まれたりすると、意図せぬ反射・透過が行われ分離性能が劣化する。ここで、図１３は、偏光分離素子１６_１１（１６_２１）の偏光分離面におけるＰ偏光の透過およびＳ偏光の反射を模式的に示す図である。

偏光子１６_１２は、その透過軸がＳ偏光の偏光方向と一致している偏光子である。

偏光分離デバイス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ＬＢａ１と光束ＬＢｂ１）の光路上に配置されている。また、偏光分離素子１６_１１は、Ｓ偏光を−Ｚ方向に反射するように配置されている。ここでは、図１４に示されるように、ｆθレンズ１５_１を介した光束ＬＢａ１は、Ｐ偏光であるため偏光分離素子１６_１１を透過し、ｆθレンズ１５_１を介した光束ＬＢｂ１は、Ｓ偏光であるため偏光分離素子１６_１１で−Ｚ方向に反射される。Ｓ偏光は、さらにその透過軸がＳ偏光の偏光方向と一致している偏光子１６_１２を透過する。図１４は、偏光分離デバイス１６_１における偏光分離の一形態及び反射ミラー１７_１の作用を模式的に示す図である。
なお、偏光分離素子１６_１１を透過した光束の光路上に、その透過軸がＰ偏光の偏光方向と一致している偏光子１６_１３を追加して置くことで、よりゴースト光の除去性能を向上させることができる。この場合の偏光分離デバイスが図１５に示されている。図１５は、偏光分離デバイス１６_１（１６_２）における偏光分離のその他の形態及び反射ミラー１７_１の作用を模式的に示す図である。
なお、本明細書では、偏光分離デバイス１６_１，１６_２で分離しきれず、混入している望まぬ偏光状態の光束を「ゴースト光」という。

図３に戻り、偏光分離デバイス１６_１を透過した光束（ここでは、光束ＬＢａ１）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（感光体ドラム２０３０ａの回転軸方向：Ｙ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と偏光分離デバイス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、偏光分離デバイス１６_１で−Ｚ方向に反射された光束（ここでは、光束ＬＢｂ１）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（感光体ドラム２０３０ａの回転軸方向：Ｙ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と偏光分離デバイス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と偏光分離デバイス１６_１は、２つの画像形成ステーション（Ｋ，Ｃ）で共有されている。

ここで、本実施の形態における「Ｋステーション」の走査光学系の諸元について、具体例を挙げて説明する。
光偏向器１４は４面のポリゴンミラーである。光偏向器１４に入射した２つの光束は、一方が光偏向器１４の回転軸と平行な方向に偏光し、他方が光偏向器１４の回転軸に垂直な偏光となっている。光偏向器１４により反射された２つの光束は、ガラスレンズ１５_１、偏光分離デバイス１６_１、樹脂レンズ１９ａを透過する。
光偏向器１４から偏光分離デバイス１６_１までにミラー等は設けられておらず偏光方向が金属反射による誤差を受けない構成になっている。
下記表１に主走査断面内における走査光学系の概要を数値例で示す。曲率半径の符号は、光学面から見てその曲率中心が被走査面側であれば正、光偏向器側であれば負とする。

上記表１に記載の「ガラス１」はＢＫ７等に代表される光学ガラスであり、「樹脂１」はＺＥＯＮＥＸに代表される透明性の高い光学プラスチックである。特に、低複屈折材料として提供されているＴＯＰＡＳ、オプトレッツ等の材料であれば更に好ましい。
ここで、偏光分離素子１６_１１、１６_２１は、ガラス２から成る長尺の三角柱を、誘電体多層膜面を接合面として接合したものである。「ガラス２」は偏光分離素子１６_１１、１６_２１の生産効率から適宜選択された光学ガラスである。誘電体多層膜は、光源の波長に応じて適切な偏光分離を行えるよう設計されている。
なお、偏光分離デバイス１６_１は、ガラスレンズ１５_１の前に配置しても良い。

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。
図１６は、偏光分離デバイス１６_２の構成の一例を示す概略図である。
偏光分離デバイス１６_２は、前述した偏光分離デバイス１６_１と同様な偏光分離デバイスであり、図１６に示されるように、偏光分離素子１６_２１及び該偏光分離素子１６_２１の−Ｚ側に配置された偏光子１６_２２を含んで構成されている。
偏光分離素子１６_２１は、ワイヤーグリッドが形成されている面が偏光分離面となり、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する。偏光分離素子１６_２１への入射光束ＬＢａ２にＳ偏光成分が含まれたりＬＢｂ２にＰ偏光成分が含まれたりすると、意図せぬ反射・透過が行われ分離性能が劣化する。

偏光子１６_２２は、その透過軸がＳ偏光の偏光方向と一致している偏光子である。

偏光分離デバイス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ＬＢａ２と光束ＬＢｂ２）の光路上に配置されている。また、偏光分離素子１６_２１は、Ｓ偏光を−Ｚ方向に反射するように配置されている。ここでは、図１７に示されるように、ｆθレンズ１５_２を介した光束ＬＢｂ２は、Ｓ偏光であるため偏光分離素子１６_２１で−Ｚ方向に反射され、さらにその透過軸がＳ偏光の偏光方向と一致している偏光子１６_２２を透過する。ｆθレンズ１５_２を介した光束ＬＢａ２は、Ｐ偏光であるため偏光分離素子１６_２１を透過する。なお、偏光分離素子１６_２１を透過した光束の光路上に、その透過軸がＰ偏光の偏光方向と一致している偏光子を追加して置くことで、よりゴースト光の除去性能を向上させることができる。ここで、図１７は、偏光分離デバイス１６_２における偏光分離の一形態及び反射ミラー１７_２の作用を模式的に示す図である。

図３に戻り、偏光分離デバイス１６_２で−Ｚ方向に反射された光束（ここでは、光束ＬＢｂ２）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（感光体ドラム２０３０ａの回転軸方向：Ｙ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と偏光分離デバイス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、偏光分離デバイス１６_２を透過した光束（ここでは、光束ＬＢａ２）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（感光体ドラム２０３０ａの回転軸方向：Ｙ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と偏光分離デバイス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と偏光分離デバイス１６_２は、２つの画像形成ステーション（Ｙ，Ｍ）で共有されている。

本実施の形態では、ｆθレンズ１５は、ポリゴンミラー１４と偏光分離デバイス１６（偏光分離素子）と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、Ｚ方向にｆθレンズ１５を薄くすることができる。

走査制御装置（不図示）は、各光源１０ａ，１０ｂ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。

以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る光走査装置２０１０では、ｆθレンズ（１５_１、１５_２）と偏光分離デバイス（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。
本実施の形態では、ｆθレンズ（１５_１、１５_２）と偏光分離デバイス（１６_１、１６_２）は、２つの画像形成ステーション（Ｙ，Ｍ／Ｃ，Ｋ）で共有されているため、更に小型化を図ることが可能である。

図１８は、本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態における構成の変形例を示す概略正面図である。
さらに小型化を図る実施の形態としては図１８に示すように、ｆθレンズ（１５_１、１５_２）の後にアナモフィックレンズ（１９ａｂ、１９ｃｄ）を配置し、その後に偏光分離デバイス１６（偏光分離素子）を配置する構成がある。この場合アナモフィックレンズ（１９ａｂ、１９ｃｄ）を２つの画像形成ステーション（Ｙ，Ｍ／Ｃ，Ｋ）が共有できるためにさらに薄型化が図れる。

本実施の形態では、ビームスプリッタ３０が入射光の位相状態を維持したまま透過・反射するビームスプリッタであるため、ビームスプリッタ３０以前の光学系で偏光状態をＰ偏光・Ｓ偏光にしておけば良いため、光源１０ａ、１０ｂを図５の様に配置することで、２つの光源を同一の回路基板上に配置することが出来た。
本実施の形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、その結果として、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である。

（第２の実施の形態）
図１９は本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における構成を示す概略上面図である。なお、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における構成を示す概略正面図は、上記第１の実施の形態における構成を示す概略正面図（図３）と同一である。
光走査装置２０１０は、一例として図１９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つの偏光分離デバイス（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。

図２０は、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。また、図２１は、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ２の構成を示す概略図である。
光源ユニットＬＵ１は、一例として図２０に示されるように、１つの光源（１０ｃ）、及び１つのコリメートレンズ（１１ｃ）を有している。
光源ユニットＬＵ２は、一例として図２１に示されるように、１つの光源（１０ｄ）、及び１つのコリメートレンズ（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、それらの出力光の偏光方向が４５°傾くように回路基板上に配置されている。すなわち、一例として図２２および図２３に示されるように、各光源は、４５°回転した姿勢で基板に実装されている。ここでは、光源１０ｃ、光源１０ｄはＰ偏光から４５°傾いた直線偏光（第１光束、第２光束）が出力されるものとする。図２２は、図２０に示す光源１０ｃの配置構成の一例を示す概略図である。また、図２３は、図２１に示す光源１０ｄの配置構成の一例を示す概略図である。

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、該光束ＬＢｃ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、該光束ＬＢｄを略平行光とする。

図１９に戻り、略平行光束ＬＢｃは、光束分離手段としての偏光ビームスプリッタ３０’にて反射光ＬＢｃ１と透過光ＬＢｃ２に分離される。
略平行光束ＬＢｄは、光束分離手段としての偏光ビームスプリッタ３０’にて反射光ＬＢｄ１と透過光ＬＢｄ２に分離される。

シリンドリカルレンズ１２_１は、光束ＬＢｃ１と光束ＬＢｄ１を、入射ミラー１３_１を介してポリゴンミラー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、光束ＬＢｃ２と光束ＬＢｄ２を、入射ミラー１３_２を介してポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
光束ＬＢｃ１と光束ＬＢｄ１は互いに略π／２の角度差をつけてポリゴンミラー１４に入射する。
光束ＬＢｃ２と光束ＬＢｄ２は互いに略π／２の角度差をつけてポリゴンミラー１４に入射する。

ビームスプリッタ３０’により分割された光束ＬＢｃ１、ＬＢｃ２、ＬＢｄ１、ＬＢｄ２は、入射光学系を構成するシリンドリカルレンズ１２_１、シリンドリカルレンズ１２_２、入射ミラー１３_１、入射ミラー１３_２により、光束ＬＢｃ１と光束ＬＢｄ１とが互いに略π／２の角度差をつけるように、且つ、光束ＬＢｃ２と光束ＬＢｄ２とが互いに略π／２の角度差をつけるようにして、ポリゴンミラー１４に入射される。

図２４は、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ１からの光束のみの偏光状態を表した図である。また、図２５は、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ２からの光束のみの偏光状態を表した図である。さらに、図２６は、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態における光源ユニットＬＵ１及びＬＵ２からの光束の偏光状態を表した図である。
ここで、各光線の偏光状態について図２４、図２５、図２６を用いて説明する。
図２４は説明のため、ＬＵ１のみの偏光状態を表した図であり、図２５はＬＵ２のみの偏光状態を表した図であり、図２６は図２４と図２５を合成したものである。
ビームスプリッタ３０’は偏光ビームスプリッタであり、Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射する。

すなわち図２４に示すように光束ＬＢｃは偏光ビームスプリッタ３０’によってＳ偏光成分はＬＢｃ１に、Ｐ偏光成分はＬＢｃ２に分割される。先述したようにＬＢｃは４５°傾いた直線偏光であるため、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の比は等しい。そのため、ＬＢｃ１とＬＢｃ２の光量比は１：１となる。
偏光ビームスプリッタ３０’で反射し−Ｘ方向に向かう光束ＬＢｃ１はシリンドリカルレンズ１２_１、入射ミラー１３_１を経て偏向器１４で走査され−Ｘ方向へと向かう。−Ｘ方向へ向かうＬＢｃ１はＳ偏光であり、図２４中において黒丸のマークで記す。
一方偏光ビームスプリッタ３０’で透過し＋Ｘ方向に向かう光束ＬＢｃ２はシリンドリカルレンズ１２_２、入射ミラー１３_２を経て偏向器１４で走査され＋Ｘ方向へと向かう。＋Ｘ方向へ向かうＬＢｃ２はＰ偏光であり、図２４中において両矢印のマークで記す。

一方、図２５に示すように光束ＬＢｄは偏光ビームスプリッタ３０’によってＰ偏光成分はＬＢｄ１に、Ｓ偏光成分はＬＢｄ２に分割される。先述したようにＬＢｄは４５°傾いた直線偏光であるため、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の比は等しい。そのため、ＬＢｄ１とＬＢｄ２の光量比は１：１となる。
偏光ビームスプリッタ３０’で透過し−Ｘ方向に向かう光束ＬＢｄ１はシリンドリカルレンズ１２_１、入射ミラー１３_１を経て偏向器１４で走査され−Ｘ方向へと向かう。−Ｘ方向へ向かうＬＢｄ１はＰ偏光であり、図２５中において両矢印のマークで記す。
一方偏光ビームスプリッタ３０’で反射し＋Ｘ方向に向かう光束ＬＢｄ２はシリンドリカルレンズ１２_２、入射ミラー１３_２を経て偏向器１４で走査され＋Ｘ方向へと向かう。＋Ｘ方向へ向かうＬＢｄ２はＳ偏光であり、図２５中において黒丸のマークで記す。

本実施の形態においては、偏光ビームスプリッタ３０’の射出時点で光束の偏光方向をＰ偏光、Ｓ偏光に分離出来るため、偏光分離デバイス１６_１及び１６_２の分離性能が劣化しないという利点がある。

図２６は図２４と図２５を重ね合わせたものである。
図２６に示すようにポリゴンミラー１４以降の光学系は第１の実施の形態における構成（図９参照。）と同様にＰ偏光とＳ偏光が重なって走査されている。すなわち第１の実施の形態と同様に走査光学系により複数の走査面をそれぞれ走査できる。換言すると、偏光分離デバイス１６_１及び１６_２で２つの光束が４つに分離されて「Ｋステーション」「Ｃステーション」「Ｍステーション」「Ｙステーション」を走査できる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態は１つの光源に２以上のチャンネル数を持つマルチビームを用いる場合の実施の形態である。
本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態における構成を示す概略上面図は、上記第１の実施の形態における構成を示す概略正面図（図２）と同一である。
また、本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態における構成を示す概略正面図は、上記第１の実施の形態における構成を示す概略正面図（図３）と同一である。
即ち、光走査装置２０１０は第１の実施の形態と同様に図２、図３に示す光走査装置である。
しかしながらマルチビーム光源を用いる場合、同一のマルチビーム光源のビーム間の副走査方向の間隔を調整し、各ステーションで走査するビーム間の副走査方向の間隔を所定の値になるように調整する必要がある。

図２７は、光源ｃｈ及びポリゴン反射面１４ｐ，１４ｑと感光体２０３０上の走査線の副走査方向間隔との関係を説明するための図である。
一例として副走査方向に６００ｄｐｉの書込密度で書込む場合は感光体ドラム２０３０上で４２μｍに調整し、図２７の様に走査する。なお、本実施の形態におけるマルチビーム光源は、２のチャンネル数（発光点）を有するものである。
ここで、図２７に示す被走査面上の光走査の例では、ポリゴンミラー１４の反射面１４ｐをスポット照射するｃｈ１及びｃｈ２からの光束が、ポリゴンミラー１４の回転に伴って被走査面上を光走査し、図２７における走査線のうち上２本の光走査が実施される。次いで、ｃｈ１及びｃｈ２からの光束は、ポリゴンミラー１４の回転によりポリゴンミラー１４の別の反射面１４ｑをスポット照射、光走査し、図２７における走査線のうち下２本の光走査が実施される。
マルチビーム光源は等しい間隔で発光点が並んでいるため、図２７の様にｃｈ１からの光束とｃｈ２からの光束とが副走査方向に所定の間隔をあけるためには、光源１０ｅ、１０ｆを図２８のように回転させて用いることが一般的である。図２８は、本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の２つの光源１０ｅ、１０ｆの配置構成の一例を示す概略図である。
ところが、光源１０ｅ，１０ｆを回転させることにより偏光方向も回転してしまうため、第１の実施の形態のように光源単体でＰ偏光・Ｓ偏光を出力することが出来ない。

そこで本実施の形態の光源ユニットＬＵ１は図２９に示すように光源１０ｅで傾いた偏光方向の光束を１／２波長板３１ｅで偏光方向を変えてＰ偏光にする。また、光源１０ｆの光束も同様に１／２波長板３１ｆで偏光方向を変えてＳ偏光とする。１／２波長板３１ｅを経た光束ＬＢｅはＰ偏光となり、１／２波長板３１ｆを経た光束ＬＢｆはＳ偏光となるため、光源ユニットＬＵ１から射出される２本の光束は第１の実施の形態と同様となり、光源ユニット以外は第１の実施の形態と同じ光学系で「Ｋステーション」「Ｃステーション」「Ｍステーション」「Ｙステーション」を走査できる。図２９は、本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。
偏光方向を変える素子としては一例として１／２波長板を挙げたが、磁気光学素子等の旋光子を用いることもできる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態は１つの光源に２以上のチャンネル数を持つマルチビームを用いる場合の実施の形態である。
本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における構成を示す概略上面図は、上記第２の実施の形態における構成を示す概略正面図（図１９）と同一である。
また、本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における構成を示す概略正面図は、上記第２の実施の形態における構成を示す概略正面図（図３）と同一である。
即ち、光走査装置２０１０は第２の実施の形態と同様に図１９及び図３に示す光走査装置である。
しかしながらマルチビーム光源を用いる場合、第３の実施の形態と同様に同一のマルチビーム光源のビーム間の副走査方向の間隔を調整する必要があるため、光源ユニットＬＵ１の光源１０ｇは図３０に、光源ユニットＬＵ２の光源１０ｆは図３１に示すように、第３の実施の形態の図２８と同じ角度回転させる。すなわち第２の実施の形態のように光源単体でＰ偏光から４５°傾いた直線偏光を出力することが出来ない。図３０は、本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の光源１０ｇの配置構成の一例を示す概略図である。また、図３１は、本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ２の光源１０ｈの配置構成の一例を示す概略図である。

そこで、本実施の形態の光源ユニットＬＵ１は図３２に示すように光源１０ｇで傾いた偏光方向の光束を１／２波長板３１ｇで偏光方向を変えてＰ偏光から４５°傾いた偏光方向に変換する。同様に光源ユニットＬＵ２でも図３３に示すように光源１０ｈで傾いた偏光方向の光束を１／２波長板３１ｈで偏光方向を変えてＰ偏光から４５°傾いた偏光方向に変換する。図３２は、本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ１の構成を示す概略図である。図３３は、本発明に係る光走査装置の第４の実施の形態における光源ユニットＬＵ２の構成を示す概略図である。
１／２波長板３１ｇあるいは１／２波長板３１ｈで変換された後は、光源ユニットＬＵ１及びＬＵ２から射出される光束は第２の実施の形態と同様となり、光源ユニット以外は第２の実施の形態と同じ光学系で「Ｋステーション」「Ｃステーション」「Ｍステーション」「Ｙステーション」を走査できる。
偏光方向を変える素子としては一例として１／２波長板を挙げたが、磁気光学素子等の旋光子を用いることもできる。

（第５の実施の形態）
図３４は、本発明に係る光走査装置の第５の実施の形態における構成を示す概略正面図である。
上記第１〜第４の実施の形態において、一例として図３４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分離デバイス１６（偏光分離素子）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。

以上のように、本発明の画像形成装置は、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のに適している。

１０ａ〜１０ｇ…光源、１１ａ〜１１ｇ・・・カップリングレンズ、１２・・・シリンドリカルレンズ、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…偏光分離デバイス、１６_１１，１６_２１…偏光分離素子、１６_１２，１６_２２…偏光子（第１の偏光子）、１６_１３…偏光子（第２の偏光子）、１７_１，１７_２…反射ミラー（走査光学系の一部）、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）、３０，３０’・・・光束分割素子、３１ｅ〜ｆ・・・１／２λ板、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、ＬＵ１…光源ユニット、ＬＵ２…光源ユニット。

特開２００２−２３０８５号公報 特開２００６−２８４８２２号公報 特開２００８−２５７１６９号公報 特開２００８−７０５９９号公報

Claims (8)

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光束及び第２光束を含む複数の光束を出力する光源ユニットと、
   該光源ユニットから射出された第１光束及び第２光束それぞれを分割するビームスプリッタと、
   分割された第１光束のそれぞれを、互いが略π／２の角度差を有するように偏向器に入射させ、且つ、分割された第２光束のそれぞれを、互いが略π／２の角度差を有するように偏向器に入射させる入射光学系と、
   該入射光学系から入射した分割された第１光束のそれぞれ及び分割された第２光束のそれぞれを、各々偏向する偏向器と、
   該偏向器で偏向された複数の光束を偏光方向の差により分離する光分離デバイスを含み、当該分離された複数の光束それぞれを対応する被走査面上に個別に集光する走査光学系と、を備えることを特徴とする光走査装置。
2. 前記ビームスプリッタからの射出光が全て同一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. 前記ビームスプリッタで分割された第１光束または第２光束の偏光方向が、当該ビームスプリッタで分割された第１光束または第２光束を含む平面に対して水平もしくは垂直であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記ビームスプリッタが、入射光の偏光状態を変化させずに光束を分割することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記ビームスプリッタが、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記ビームスプリッタよりも前の光路に、λ／２板または旋光子を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の光走査装置。
7. 前記光分離デバイスが、ワイヤーグリッドであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とするカラー画像形成装置。

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