(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層に接して用いられる配向膜に、該液晶層における液晶分子の配向方向を制御するための配向制御性を付与する配向膜処理装置であって、
紫外光を射出する光源装置と、
前記光源装置からの紫外光を反射させて前記配向膜に照射するとともに、前記配向膜における該紫外光の照射位置毎に、前記配向方向に基づいて該紫外光の偏光方向を回転させる光学装置と、を備え、
前記配向膜における前記紫外光の照射位置を結ぶ線は曲線であることを特徴とする配向膜処理装置。
【請求項２】
前記光学装置は、前記配向膜における該紫外光の照射位置毎に前記配向方向に基づいて、前記紫外光の偏光方向を回転させる反射部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の配向膜処理装置。
【請求項３】
前記反射部材は、その反射面が湾曲しているミラーであることを特徴とする請求項２に記載の配向膜処理装置。
【請求項４】
前記光学装置は、前記光源装置からの紫外光を前記反射部材に向けて反射する偏向器を含み、前記反射部材で反射された紫外光によって前記配向膜を走査することを特徴とする請求項２又は３に記載の配向膜処理装置。
【請求項５】
前記反射部材は、偏向器であり、
前記配向膜は、該偏向器で偏向された紫外光によって走査されることを特徴とする請求項２に記載の配向膜処理装置。
【請求項６】
前記光源装置からの紫外光は、前記偏向器に斜入射されることを特徴とする請求項５に記載の配向膜処理装置。
【請求項７】
前記偏向器の回転もしくは揺動に同期して前記光源装置を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の配向膜処理装置。
【請求項８】
前記光学装置は、前記光源装置からの紫外光を、前記配向膜の膜面に平行な面内において発散光にし、前記反射部材に向けて射出する光学系を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の配向膜処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向膜処理装置に係り、更に詳しくは、配向膜に配向制御性を付与する配向膜処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子は、一対の透明基板、該透明基板間に挟持された液晶層、及び液晶層と各透明基板の界面に設けられた配向膜を有している。そして、配向膜には、液晶素子の用途に応じて、液晶層における液晶分子の配向方向を制御するための配向制御性が付与されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、偏光顕微鏡におけるレクテファイヤーと同様な機能を実現する素子の作製手段が段落番号００２７及び図２０に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている素子の作製手段では、配向膜に所望の配向制御性を付与するのが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、液晶層に接して用いられる配向膜に、該液晶層における液晶分子の配向方向を制御するための配向制御性を付与する配向膜処理装置であって、紫外光を射出する光源装置と、前記光源装置からの紫外光を反射させて前記配向膜に照射するとともに、前記配向膜における該紫外光の照射位置毎に、前記配向方向に基づいて該紫外光の偏光方向を回転させる光学装置と、を備え、前記配向膜における前記紫外光の照射位置を結ぶ線は曲線であることを特徴とする配向膜処理装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の配向膜処理装置によれば、配向膜に所望の配向制御性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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。
【図２】光走査装置を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置を説明するための図（その２）である。
【図４】光源ユニットＬＵ１を説明するための図である。
【図５】光源ユニットＬＵ１における光源を説明するための図（その１）である。
【図６】光源ユニットＬＵ１における光源を説明するための図（その２）である。
【図７】光源ユニットＬＵ２を説明するための図である。
【図８】光源ユニットＬＵ２における光源を説明するための図（その１）である。
【図９】光源ユニットＬＵ２における光源を説明するための図（その２）である。
【図１０】偏光調整素子及び偏光分離素子への光束の入射を説明するための図（その１）である。
【図１１】偏光調整素子及び偏光分離素子への光束の入射を説明するための図（その２）である。
【図１２】液晶素子の素子構成を説明するための図である。
【図１３】液晶素子における液晶分子の配向を説明するための図である。
【図１４】液晶素子におけるプレツイスト角及びツイスト角を説明するための図である。
【図１５】偏光分離素子に入射する走査光の入射面を説明するための図である。
【図１６】偏向角と入射面回転角の関係を説明するための図である。
【図１７】偏光分離素子にポリゴンミラーで偏向された光が直接入射する場合に、偏光分離素子から射出される光を説明するための図である。
【図１８】偏光分離素子とポリゴンミラーの間に液晶素子が設けられている場合に、偏光分離素子から射出される光を説明するための図（その１）である。
【図１９】偏光分離素子とポリゴンミラーの間に液晶素子が設けられている場合に、偏光分離素子から射出される光を説明するための図（その２）である。
【図２０】偏向角と最適な偏光回転角との関係を説明するための図である。
【図２１】設定例１における偏向角とツイスト角及びプレツイスト角との関係を説明するための図である。
【図２２】設定例２における偏向角とツイスト角及びプレツイスト角との関係を説明するための図である。
【図２３】偏光分離面が誘電体多層膜で構成されている偏光分離素子を説明するための図（その１）である。
【図２４】偏光分離面が誘電体多層膜で構成されている偏光分離素子を説明するための図（その２）である。
【図２５】偏光分離面が誘電体多層膜で構成されている場合の、偏光調整素子の効果を説明するための図である。
【図２６】配向膜処理装置の構成を説明するための図（その１）である。
【図２７】配向膜処理装置の構成を説明するための図（その２）である。
【図２８】回転多面鏡で反射された光の偏光方向を説明するための図である。
【図２９】ミラーを説明するための図である。
【図３０】ミラーの反射面で反射された光の偏光方向を説明するための図である。
【図３１】複数のＬ／Ｒについて、偏向角と偏光回転角との関係を説明するための図である。
【図３２】Ｒ及びＬを説明するための図である。
【図３３】図３３（Ａ）は、配向膜に照射される光の偏光方向を説明するための図であり、図３３（Ｂ）は、配向膜によって制御される液晶分子の配向方向を説明するための図である。
【図３４】配向膜におけるｙ軸方向の位置と偏光回転角との関係を説明するための図である。
【図３５】走査線の湾曲を説明するための図である。
【図３６】配向膜処理装置の変形例１を説明するための図である。
【図３７】変形例１の配向膜処理装置における光源から回転多面鏡に向かう光の傾斜角を説明するための図である。
【図３８】配向膜処理装置の変形例２を説明するための図である。
【図３９】偏光調整素子と偏光分離素子の一体化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３５に基づいて説明する。図１には、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。
【０００９】
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つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、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。
【００１０】
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。
【００１１】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。
【００１２】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、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。
【００１３】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、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。
【００１４】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、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。
【００１５】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、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。
【００１６】
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。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。
【００１７】
各帯電装置は、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。
【００１８】
光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０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）に基づいて色毎に変調された光によって、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、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。
【００１９】
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（トナー画像）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。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。カラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００２２】
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。トナーが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上に順次積み重ねられる。
【００２３】
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、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００２４】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００２５】
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（１２１、１２２）、ポリゴンミラー１４、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、２つの偏光調整素子（２１１、２１２）、２つの偏光分離素子（１６１、１６２）、２つの反射ミラー（１７１、１７２）、４つの折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを有している。
【００２６】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、ポリゴンミラー１４の回転軸に平行な方向をＺ軸方向として説明する。
【００２７】
また、以下では、便宜上、各光学部材において、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。
【００２８】
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（１０ａ１、１０ｂ１）、２つのコリメートレンズ（１１ａ、１１ｂ）、及び光合成素子１３１などを有している。
【００２９】
光源１０ａ１は、該光源１０ａ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ａ２とともに回路基板１０ａ３に実装されている。
【００３０】
光源１０ｂ１は、該光源１０ｂ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ｂ２とともに回路基板１０ｂ３に実装されている。
【００３１】
光源１０ａ１は、一例として図５に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ａを含んでいる。該半導体レーザ１０１ａは、偏光方向がＺ軸方向に平行な直線偏光が射出されるように設置されている。なお、以下では、便宜上、偏光方向がＺ軸方向に平行な直線偏光を「縦偏光」という。そして、半導体レーザ１０１ａから射出された縦偏光を光束ＬＢａと表記する。
【００３２】
ところで、半導体レーザ１０１ａの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ａと光合成素子１３１との間の光路上に、半導体レーザ１０１ａから射出された光束の偏光方向を縦偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００３３】
光源１０ｂ１は、一例として図６に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ｂを含んでいる。該半導体レーザ１０１ｂは、偏光方向がＺ軸に直交する直線偏光が射出されるように設置されている。なお、以下では、便宜上、偏光方向がＺ軸に直交する直線偏光を「横偏光」という。そして、半導体レーザ１０１ｂから射出された横偏光を光束ＬＢｂと表記する。
【００３４】
ところで、半導体レーザ１０１ｂの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ｂと光合成素子１３１との間の光路上に、半導体レーザ１０１ｂから射出された光束の偏光方向を横偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００３５】
図４に戻り、コリメートレンズ１１ａは、光源１０ａ１から射出された光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束ＬＢａを略平行光とする。
【００３６】
コリメートレンズ１１ｂは、光源１０ｂ１から射出された光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束ＬＢｂを略平行光とする。
【００３７】
光合成素子１３１は、コリメートレンズ１１ａを介した光束ＬＢａ及びコリメートレンズ１１ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置されている。この光合成素子１３１は、縦偏光を反射し、横偏光を透過させる面を有しており、光束ＬＢａの主光線と光束ＬＢｂの主光線がＺ軸方向に関して重なるように、光束ＬＢａと光束ＬＢｂを合成する。光合成素子１３１から射出される光束ＬＢａと光束ＬＢｂが、光源ユニットＬＵ１から射出される。なお、光合成素子１３１として、偏光ビームスプリッタを用いることができる。
【００３８】
光源ユニットＬＵ２は、一例として図７に示されるように、２つの光源（１０ｃ１、１０ｄ１）、２つのコリメートレンズ（１１ｃ、１１ｄ）、及び光合成素子１３２などを有している。
【００３９】
光源１０ｃ１は、該光源１０ｃ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ｃ２とともに回路基板１０ｃ３に実装されている。光源１０ｄ１は、該光源１０ｄ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ｄ２とともに回路基板１０ｄ３に実装されている。
【００４０】
光源１０ｃ１は、一例として図８に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ｃを含んでいる。該半導体レーザ１０１ｃは、横偏光が射出されるように設置されている。なお、半導体レーザ１０１ｃから射出された横偏光を光束ＬＢｃと表記する。
【００４１】
ところで、半導体レーザ１０１ｃの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ｃと光合成素子１３２との間の光路上に、半導体レーザ１０１ｃから射出された光束の偏光方向を横偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００４２】
光源１０ｄ１は、一例として図９に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ｄを含んでいる。該半導体レーザ１０１ｄは、縦偏光が射出されるように設置されている。なお、半導体レーザ１０１ｄから射出された縦偏光を光束ＬＢｄと表記する。
【００４３】
ところで、半導体レーザ１０１ｄの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ｄと光合成素子１３２との間の光路上に、半導体レーザ１０１ｄから射出された光束の偏光方向を縦偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００４４】
図７に戻り、コリメートレンズ１１ｃは、光源１０ｃ１から射出された光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束ＬＢｃを略平行光とする。
【００４５】
コリメートレンズ１１ｄは、光源１０ｄ１から射出された光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束ＬＢｄを略平行光とする。
【００４６】
光合成素子１３２は、コリメートレンズ１１ｃを介した光束ＬＢｃ及びコリメートレンズ１１ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置されている。この光合成素子１３２は、縦偏光を反射し、横偏光を透過させる面を有しており、光束ＬＢｃの主光線と光束ＬＢｄの主光線がＺ軸方向に関して重なるように、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄを合成する。光合成素子１３２から射出される光束ＬＢｃと光束ＬＢｄが、光源ユニットＬＵ２から射出される。なお、光合成素子１３２として、偏光ビームスプリッタを用いることができる。
【００４７】
図２に戻り、シリンドリカルレンズ１２１は、光源ユニットＬＵ１から射出された光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂ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。
【００４８】
シリンドリカルレンズ１２２は、光源ユニットＬＵ２から射出された光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄ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。
【００４９】
ポリゴンミラー１４は、一例として４面鏡を有し、各鏡面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軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、シリンドリカルレンズ１２１からの光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂ、シリンドリカルレンズ１２２からの光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、Ｚ軸に直交する平面内で等角速度的に偏向する。
【００５０】
光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂはポリゴンミラー１４の−Ｘ側に偏向され、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄはポリゴンミラー１４の＋Ｘ側に偏向される。
【００５１】
なお、ポリゴンミラー１４の偏向反射面で偏向された光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。また、偏向反射面で偏向された光の進行方法とＸ軸方向とのなす角は、「偏向角」と呼ばれている。
【００５２】
図４に戻り、走査レンズ１５１は、ポリゴンミラー１４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【００５３】
偏光調整素子２１１は、走査レンズ１５１の−Ｘ側であって、走査レンズ１５１を介した光束の光路上に配置されている。偏光調整素子２１１は、走査レンズ１５１から射出された光束（光束ＬＢａと光束ＬＢｂ）の偏光状態を、後段の偏光分離素子１６１にて偏光分離しやすい状態に変換する。
【００５４】
偏光分離素子１６１は、偏光調整素子２１１の−Ｘ側であって、偏光調整素子２１１から射出された光束の光路上に配置されている。そして、図１０に示されるように、光束ＬＢａを透過させ、光束ＬＢｂを−Ｚ方向に反射することで、光束ＬＢａと光束ＬＢｂを分離する。
【００５５】
偏光分離素子１６１を透過した光束（ここでは、光束ＬＢａ）は、折り返しミラー１８ａと防塵ガラス１９ａを介して感光体ドラム２０３０ａの表面に照射される。
【００５６】
一方、偏光分離素子１６１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１７１で＋Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｂと防塵ガラス１９ｂを介して感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射される。
【００５７】
走査レンズ１５２は、ポリゴンミラー１４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【００５８】
偏光調整素子２１２は、走査レンズ１５２の＋Ｘ側であって、走査レンズ１５２を介した光束の光路上に配置されている。偏光調整素子２１２は、走査レンズ１５２から射出された光束（光束ＬＢｃと光束ＬＢｄ）の偏光状態を、後段の偏光分離素子１６２にて偏光分離しやすい状態に変換する。
【００５９】
偏光分離素子１６２は、偏光調整素子２１２の＋Ｘ側であって、偏光調整素子２１２から射出された光束の光路上に配置されている。そして、図１１に示されるように、光束ＬＢｄを透過させ、光束ＬＢｃを−Ｚ方向に反射することで、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄを分離する。
【００６０】
偏光分離素子１６２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１７２で−Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｃと防塵ガラス１９ｃを介して感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射される。
【００６１】
一方、偏光分離素子１６２を透過した光束（ここでは、光束ＬＢｄ）は、折り返しミラー１８ｄと防塵ガラス１９ｄを介して感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射される。
【００６２】
走査レンズ１５１と偏光調整素子２１１と偏光分離素子１６１と折り返しミラー１８ａは、「Ｋステーション」の走査光学系である。走査レンズ１５１と偏光調整素子２１１と偏光分離素子１６１と反射ミラー１７１と折り返しミラー１８ｂは、「Ｃステーション」の走査光学系である。すなわち、走査レンズ１５１と偏光調整素子２１１と偏光分離素子１６１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００６３】
走査レンズ１５２と偏光調整素子２１２と偏光分離素子１６２と反射ミラー１７２と折り返しミラー１８ｃは、「Ｍステーション」の走査光学系である。走査レンズ１５２と偏光調整素子２１２と偏光分離素子１６２と折り返しミラー１８ｄと防塵ガラス１９ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。すなわち、走査レンズ１５２と偏光調整素子２１２と偏光分離素子１６２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００６４】
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。
【００６５】
各感光体ドラム上の光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。
【００６６】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
【００６７】
走査制御装置は、ブラック画像情報に応じて光源１０ａ１を駆動し、シアン画像情報に応じて光源１０ｂ１を駆動し、マゼンタ画像情報に応じて光源１０ｃ１を駆動し、イエロー画像情報に応じて光源１０ｄ１を駆動する。
【００６８】
そこで、感光体ドラム２０３０ａの表面を照射する光束ＬＢａ、感光体ドラム２０３０ｂの表面を照射する光束ＬＢｂ、感光体ドラム２０３０ｃの表面を照射する光束ＬＢｃ、感光体ドラム２０３０ｄの表面を照射する光束ＬＢｄは、書き込み用の光束である。
【００６９】
一方、感光体ドラム２０３０ａの表面を照射する光束ＬＢｂ、感光体ドラム２０３０ｂの表面を照射する光束ＬＢａ、感光体ドラム２０３０ｃの表面を照射する光束ＬＢｄ、感光体ドラム２０３０ｄの表面を照射する光束ＬＢｃは、ゴースト光である。
【００７０】
本実施形態では、各走査レンズとして樹脂レンズが用いられる。樹脂レンズは、ガラスレンズに比べて、非球面形状への加工が容易で、所望の光学性能が得られやすく、更に安価に製造することができる。
【００７１】
但し、樹脂レンズは、複屈折を生じやすいという不都合がある。この場合、複屈折によって入射光の偏光状態が変化し、例えば直線偏光から楕円偏光に変化したり、偏光方向が回転したりする現象が生じる。
【００７２】
そして、走査レンズの後段に偏光分離素子が設けられている場合に、走査レンズで上記入射光の偏光状態が変化すると、偏光分離素子で所望の偏光分離を行うことができなくなる。すなわち、上記ゴースト光が発生しやすくなる。
【００７３】
そこで、本実施形態では、走査レンズと偏光分離素子との間に偏光調整素子を設けている。
【００７４】
偏光調整素子２１１は、一例として図１２に示されるように、一対の透明基板（２１０１ａ、２１０１ｂ）、該透明基板間に挟持されたネマティック液晶層２１０４、ネマティック液晶層２１０４と各透明基板の界面に設けられた配向膜（２１０３ａ、２１０３ｂ）などを有する液晶素子である。各配向膜は、ネマティック液晶層２１０４における液晶分子の配向方向を制御する目的で設けられる膜である。なお、偏光調整素子２１２も、同様な液晶素子である。そこで、以下では、偏光調整素子２１１を代表として説明する。
【００７５】
各透明基板としては、用途に応じて、所望の光透過率を有する透明ガラス、透明樹脂、透光性セラミックス等の板状部材又はフィルム状部材を用いることができる。
【００７６】
各配向膜は、光照射によって表面性状が変化する材料（以下では、「配向膜材料」という）で形成されている。該表面性状の変化は、例えば、（１）主鎖が切れる、（２）側鎖が切れる、（３）側鎖の向きが変わる、（４）架橋する、等によって引き起こされる。
【００７７】
このような配向膜材料の例としては、ＰＶＣ（ポリビニルシンナメート）、ポリイミド（例えば日産化学社製のＳＥ−６１０、ＳＥ−７７９２等）、シンナモイル基が導入された変性ポリシラン、長波長の光によって光二量化が進行するようにカルコン基が導入された材料等が挙げられる。
【００７８】
ネマティック液晶層２１０４の厚さは、通常１μｍから１００μｍ程度であり、用途及び材料に応じて設定される。
【００７９】
上記液晶素子の製造プロセスの概略を説明する。
【００８０】
（ａ）上記一対の透明基板となる２枚の透明基板それぞれの表面に、配向膜材料をスピンコートやフレキソ印刷等によって塗布し、配向膜を形成する。なお、各透明基板の大きさが複数の液晶素子に対応している場合は、各液晶素子におけるネマティック液晶層が形成される領域に合せて配向膜材料が塗布される。
（ｂ）プリベーク、ポストベークを行う。
（ｃ）各配向膜に液晶分子の配向方向を制御するための配向制御性を付与する。
（ｄ）所定の厚さの空間（ギャップ）を形成するためのスペーサを各配向膜上に分散させる。
（ｅ）少なくとも一方の透明基板における、ネマティック液晶層が形成される領域の周囲の液晶注入口以外の部分に接着剤を塗布する。
（ｆ）２枚の透明基板を貼り合わせる。
（ｇ）各透明基板の大きさが複数の液晶素子に対応している場合は、スクライブやダイシングなどの方法で、個々のセルに切り分ける。
（ｈ）それぞれのセルにおける上記空間（ギャップ）内に、毛管法を用いて、液晶注入口からネマティック液晶を注入する。
（ｉ）液晶注入口に封止材を塗布し、液晶注入口を封止する。
【００８１】
なお、以下では、上記配向制御性が付与された配向膜によって制御される液晶分子の配向方向を、便宜上「配向制御方向」ともいう。
【００８２】
このようにして製造された液晶素子では、ネマティック液晶層２１０４を挟んで設けられた２つの配向膜において、互いに対向する位置で配向制御方向が異なっている場合には、一例として図１３に示されるように、ネマティック液晶層２１０４中では、一側の配向制御方向から他側の配向制御方向へ液晶分子の配向方向が徐々に変化するツイスト構造をとる。なお、図１３における破線は、ネマティック液晶層２１０４の厚さ方向（Ｘ軸方向）の位置を示している。
【００８３】
また、以下では、光が入射する側の配向膜２１０３ａにおける配向制御方向とＹ軸方向とのなす角を「プレツイスト角」という（図１４参照）。また、光が射出される側の配向膜２１０３ｂにおける配向制御方向と、配向膜２１０３ａにおける対向位置での配向制御方向とのなす角を「ツイスト角」という（図１４参照）。
【００８４】
ところで、偏光分離素子における入射面は、該偏光分離素子に入射する光（以下では、「走査光」ともいう）の進行方向、すなわち偏向角に応じて傾斜する（図１５参照）。以下では、便宜上、偏向角が０°の走査光の入射面に対する傾斜角を「入射面回転角」という。この入射面回転角は、偏向角以外に、偏光分離素子の入射側の面（ここでは、偏光分離面）の法線と偏向面とのなす角にも依存する。
【００８５】
偏光分離素子に入射する光が直線偏光であり、その偏光方向が入射角度によらず一定であるとき、入射面回転角が０°でない場合は、入射面回転角の大きさが異なると、偏光分離面での入射光におけるｐ偏光成分とｓ偏光成分の比が異なる。そこで、偏光分離素子を透過する光の強度及び偏光分離素子で反射される光の強度は、入射面回転角の大きさによって異なる。
【００８６】
図１６には、偏光分離素子の入射側の面（ここでは、偏光分離面）の法線と偏向面とのなす角が５５°のときの、入射面回転角と偏向角との関係の計算結果が示されている。これによると、偏向角が変化すると入射面回転角の大きさも変化する。そこで、偏向角が異なると、偏光分離素子を透過する光の強度及び偏光分離素子で反射される光の強度が異なる。
【００８７】
図１７には、ポリゴンミラーで偏向された縦偏光が、直接、偏光分離素子に入射する場合が示されている。偏向角０°では、縦偏光はｐ偏光成分のみであり、ほとんどの走査光は偏光分離面を透過する。しかし、偏向角の絶対値が大きくなると、ｓ偏光成分が増加し、偏光分離面で反射される成分が生じるようになり、偏光分離不良が発生する。
【００８８】
図１８には、偏光分離素子とポリゴンミラーの間に液晶素子が設けられている場合が示されている。液晶素子は、ポリゴンミラーで偏向された縦偏光の偏光方向を、後段の偏光分離素子に適した偏光方向、すなわち偏光分離素子での入射面に平行な方向に回転させて射出する。そこで、偏光分離素子では、偏向角に関係なく、ほとんどの光が偏光分離面を透過することになり、偏光分離不良を大幅に低減することができる。
【００８９】
図１９には、図１８と同じ構成で、入射光が横偏光の場合が示されている。液晶素子は、ポリゴンミラーで偏向された光の偏光方向を、偏光分離素子の入射面に直交する方向に回転させて射出する。そこで、偏光分離素子では、偏向角に関係なく、ほとんどの光が偏光分離面で反射されることになり、偏光分離不良を大幅に低減することができる。
【００９０】
なお、以下では、液晶素子で偏光方向が回転される際の回転角を「偏光回転角」と略述する。
【００９１】
液晶素子での最適な偏光回転角と偏向角との関係が図２０に示されている。この最適な偏光回転角は、前記入射面回転角と一致している（図１６参照）。
【００９２】
次に、上記最適な偏光回転角と偏向角との関係を有する液晶素子におけるプレツイスト角及びツイスト角の設定例について説明する。
【００９３】
プレツイスト角及びツイスト角の設定例１が、図２１に示されている。この設定例１では、プレツイスト角を偏向角によらず９０度に設定し、ツイスト角と偏向角との関係を図２０の関係とほぼ一致させている。設定例１は、液晶層の厚さが十分厚く、該液晶層中での液晶分子のツイストが緩やかで、偏光回転角をツイスト角に一致させることができる場合に有効である。設定例１は、液晶層の厚さを２０μｍとして求めた計算値である。この場合は、プレツイスト角が変化しないので、２枚の透明基板を貼り合わせる際の、位置合わせ精度を緩くできる利点がある。
【００９４】
プレツイスト角及びツイスト角の設定例２が、図２２に示されている。この設定例２では、偏向角が変化するとプレツイスト角及びツイスト角はいずれも変化している。そして、プレツイスト角と偏向角との関係及びツイスト角と偏向角との関係はいずれも、最適な偏光回転角と偏向角との関係（図２０参照）とは異なっている。設定例２は、液晶層の厚さが薄い場合に有効である。設定例２は、液晶層の厚さを５μｍとして求めた計算値である。設定例２は、液晶素子から射出される光の偏光度を設定例１よりも高くすることが可能である。
【００９５】
ところで、プレツイスト角及びツイスト角の導出は、液晶素子に入射する光の偏光状態（測定値）と液晶素子から射出される光の偏光状態（設定値）を、それぞれジョーンズベクトルで表現したとき、射出される光のジョーンズベクトルが最も設定値に近くなるような液晶素子のジョーンズマトリクスを求めるのが良い。液晶素子のジョーンズマトリクス表現は、例えば、Ｃｏｌｉｎ  Ｓｏｕｔａｒ  ａｎｄ  Ｋａｎｇｈｕａ  Ｌｕ，“Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ａｎ  ａｒｂｉｔａｒａｒｙ  ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃｅｌｌ”，Ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．８，Ｐ２７０４−２７１２（１９９４）に記載されている。なお、市販のシミュレータを用いて最適解を求めても良い。
【００９６】
なお、液晶素子において、最適な偏光回転角と偏向角との関係を実現させるための設定対象に、液晶分子のチルト角を加えても良い。
【００９７】
本実施形態では、各偏光調整素子として、上記最適な偏光回転角と偏向角との関係を有する液晶素子が用いられている。これにより、各偏光分離素子での偏光分離不良を抑えることができる。また、液晶素子を大面積化あるいは長尺化する場合であっても、その製造コストを低く抑えることができる。
【００９８】
次に、上記液晶素子と組み合わせて用いるのに好適な偏光分離素子について説明する。以下では、液晶素子と偏光分離素子とを組み合わせたものを「偏光分離デバイス」という。
【００９９】
この偏光分離素子は、誘電体多層膜によって形成された偏光分離面を有している。そして、該偏光分離面は、偏向面に対して所定角度傾斜している。ここでは、該偏光分離面は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する。以下では、この偏光分離素子を「誘電体多層膜素子」ともいう。
【０１００】
偏光分離面を支持する透明基体には、ガラス又は透明樹脂を用いることができる。この透明基体の形状は、一例として図２３に示されるプレート型、又は一例として図２４に示されるプリズム型などが選ばれる。前者は後者に比べ構造が簡単で製造工程も少ないため、比較的安価に製造することができる。一方、後者は反射光と透過光の光路長を等しくすることができ、また、透過光に「曲がり」が発生しないため、光学性能を確保しやすい。
【０１０１】
ここでは、入射光の偏光方向が入射面に対して平行もしくは垂直になるように、偏光分離面が設けられており、縦偏光を透過させ横偏光を反射することができる。
【０１０２】
誘電体多層膜の膜厚設計は、用いられる誘電体材料の屈折率、偏光分離が必要な偏向角の範囲、及び入射光の波長をパラメータとして、いわゆる光学シミュレータを用いて行うことができる。誘電体材料としては、高屈折率材料として二酸化チタン（ＴｉＯ２）、低屈折率材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などを用いることができる。
【０１０３】
ポリゴンミラーで偏向された光が縦偏光のとき、偏光分離素子からは透過光のみが得られ、反射光は発生しないのが望ましい。このとき、入射光が画像情報に応じて変調されている場合、透過光は「信号光」と呼ばれ、反射光は「ゴースト光」と呼ばれる。一方、ポリゴンミラーで偏向された光が横偏光のとき、偏光分離素子からは反射光のみが得られ、透過光は発生しないのが望ましい。このとき、入射光が画像情報に応じて変調されている場合、反射光は「信号光」と呼ばれ、透過光は「ゴースト光」と呼ばれる。
【０１０４】
ここで、偏光分離素子における偏光分離の良否を定量化するため、「ゴースト光強度比」を導入する。偏光分離素子から射出される信号光の光強度をＩａ、偏光分離素子から射出されるゴースト光の光強度をＩｂとして、ゴースト光強度比Ｒ（％）を、次の（１）式で表すことにする。
Ｒ＝Ｉｂ／Ｉａ×１００  ……（１）
【０１０５】
図２５には、ポリゴンミラーで偏向された縦偏光の光路上に偏光分離デバイスが配置されている場合と、該光路上に誘電体多層膜素子のみが配置されている場合とについて、上記ゴースト光強度比の測定結果が示されている。偏光分離デバイスを用いることで、画角によらず全体的にゴースト光強度比が低減できていることが確認できる。
【０１０６】
図２６には、液晶素子の各配向膜に前記配向制御性を付与する際に用いられる配向膜処理装置１０００が示されている。
【０１０７】
この配向膜処理装置１０００は、光源装置１０１１、ポリゴンスキャナ１０１２、ミラー１０１３、ステージ装置１０１４、及び全体を制御する制御装置１０１５（図２６では図示省略、図２７参照）などを有している。
【０１０８】
ここでは、ｘｙｚ３次元直交座標系において、配向膜処理装置１０００が載置される床面に平行な面をｘｙ面とする。
【０１０９】
光源装置１０１１は、波長が２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を射出する光源を有している。この波長範囲の紫外光を射出する光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザなどがある。
【０１１０】
ここでは、光源として、偏光方向がｚ軸方向に平行な直線偏光（縦偏光）の上記紫外光を射出するレーザが用いられている。なお、光源装置１０１１は、温度上昇を避けるため、必要な波長以外の光を除去するバンドパスフィルタを有していても良い。また、射出される光が直線偏光でない光源が用いられる場合は、光源装置１０１１は、該光源から射出された光を直線偏光にするための偏光フィルタを有している。
【０１１１】
ポリゴンスキャナ１０１２は、回転多面鏡１１２１として８面鏡、該回転多面鏡１１２１を所定の回転速度で回転させる駆動装置１１２２（図２７参照）、及び回転多面鏡１１２１の回転角を検出するための回転センサ１１２３（図２７参照）などを有している。回転多面鏡１１２１における各鏡面が光源装置１０１１からの光を反射する。回転多面鏡１１２１は、ｚ軸方向に平行な回転軸を有し、図２６における矢印の向きに回転される。
【０１１２】
回転多面鏡１１２１に入射する光及び回転多面鏡１１２１で反射された光は、ともにｘｙ面に平行な面内にある。そこで、回転多面鏡１１２１で反射された光の偏光方向はｚ軸方向に平行である（図２８参照）。
【０１１３】
以下では、回転多面鏡１１２１で反射された光の進行方法とｘ軸方向とのなす角を「偏向角」という。
【０１１４】
ステージ装置１０１４は、配向膜が形成された透明基板が載置されるステージ１１４１、該ステージ１１４１を移動させる駆動装置１１４２（図２７参照）、及びステージ１１４１の位置を検出するための位置センサ１１４３（図２７参照）などを有している。ここでは、ステージ１１４１は、ｘ軸方向に沿って移動される。
【０１１５】
また、ステージ装置１０１４は、ステージ１１４１が移動する際にステージ１１４１上で透明基板がずれないように、透明基板をステージ１１４１に固定するための静電吸着機構あるいは吸引吸着機構などを有している。
【０１１６】
ミラー１０１３は、ポリゴンスキャナ１０１２で反射された光の光路上に配置され、該光をステージ１１４１に向かう方向に反射する。この場合、回転多面鏡１１２１の回転に伴って、ミラー１０１３に向かう光の偏向角が変化し、ミラー１０１３に入射する光の入射位置が変化する。そこで、ステージ１１４１上に配向膜が形成された透明基板が載置されていると、該配向膜は、回転多面鏡１１２１の回転に伴って、ミラー１０１３で反射された光によって走査される。
【０１１７】
ミラー１０１３の反射面は、一例として図２９に示されるように、光の吸収が少ない誘電体多層膜が形成された面であり、湾曲している。そこで、配向膜を走査する光の軌跡である走査線は曲線となり、配向膜を走査する光は、照射位置によって光の偏光方向が変化する（図３０参照）。ここでは、入射した直線偏光の偏光方向が回転されて配向膜に照射される。
【０１１８】
上記誘電体多層膜は、反射光の位相差が極力小さくなるように設計されている。仮に該位相差が大きいと、入射する直線偏光が楕円偏光になるおそれがある。また、ミラー１０１３における反射面を除く面は、紫外光が入射するのを防止するため、遮光部材でコーティングされている。
【０１１９】
図３１には、ミラー１０１３の反射面の曲率半径Ｒを、回転多面鏡１１２１からミラー１０１３の中央までの距離Ｌ（図３２参照）に対して変化させたときの、ミラー１０１３に入射する光の偏向角とミラー１０１３で反射された光の偏光方向の回転角（以下では、「偏光回転角」と略述する）との関係が示されている。なお、ミラー設置角（図２９参照）は４５度である。ここでは、偏向角及び偏光回転角は、＋ｘ方向を０°とし、＋ｘ方向に対して反時計まわりの角度をプラスとしている。また、曲率半径Ｒは、反射面が凸形状となる場合をプラス、凹形状となる場合をマイナスとしている。
【０１２０】
例えば、Ｌ／Ｒ＝１．０の場合、すべての光は４５度の入射角で反射面に入射し、−ｚ側に反射される。また、入射光及び反射光の偏光方向は、いずれも入射面内にある。そのため、配向膜に照射される光の偏光方向は偏向角に等しい回転を受ける。この場合に、配向膜に照射される光の偏光方向が図３３（Ａ）に示されている。そして、このときの配向膜における配向制御方向が図３３（Ｂ）に示されている。偏光回転角に直交する方向が配向制御方向である。
【０１２１】
また、図３４には、ミラー設置角が４５°、最大偏向角が３０°、Ｌ＝Ｒ＝４００ｍｍのときの、配向膜におけるｙ軸方向の位置と偏光回転角との関係が示されている。ここでは、偏向角が０°の光が照射される位置をｙ＝０としている。
【０１２２】
なお、回転後の偏光方向のずれが大きくなければ、反射面は湾曲形状ではなく、平面領域をつなぎ合わせた形状であっても良い。
【０１２３】
紫外光照射による配向制御性の付与は、偏光方向だけでなく配向膜に対する入射方向及び入射角にも依存する場合がある。そこで、入射方向及び入射角の入射位置による差は、極力小さくするのが好ましい。また、光源装置１０１１が配向膜上で共役関係になるよう、集光系を用いても良い。
【０１２４】
ミラー１０１３の本体の材料としては、熱変形に対する強さ、表面の平滑性、紫外光に対する耐性等の点からガラスが好ましい。なお、反射面の湾曲形状が球面ではなく自由曲面である場合は、比較的容易に面形状が得られる樹脂材を用いても良い。この場合、光源装置１０１１から射出される紫外光に対して耐性を有する樹脂材を選択するのが好ましい。
【０１２５】
ところで、上記特許文献１には、入射光の偏光方向を切り替えるレンズが開示されている。この場合、紫外光が該レンズ内を通過するため、光吸収による光利用効率の低下や、紫外光によるレンズの劣化が、ミラーよりも起こりやすい。
【０１２６】
制御装置１０１５は、光源装置１０１１を点灯及び消灯させる。また、制御装置１０１５は、回転センサ１１２３の出力信号に基づいて、ポリゴンスキャナ１０１２の駆動装置１１２２を制御し、回転多面鏡１１２１を回転及び停止させる。そして、制御装置１０１５は、位置センサ１１４３の出力信号に基づいて、ステージ装置１０１４の駆動装置１１４２を制御し、ステージ１１４１の位置決めを行う。さらに、制御装置１０１５は、配向膜上での光の強度が照射位置に関係なく一様となるように、回転センサ１１２３の出力信号に同期して、光源装置１０１１の駆動信号を制御する。
【０１２７】
なお、配向膜の所定領域以外に光が到達しないように、遮光部材が設けられても良い。また、配向膜の材料によっては、配向膜の温度及び湿度を所定の温度及び湿度に維持するための温湿度調節機構が設けられても良い。さらに、配向膜の酸化などを防ぐため、配向膜の周囲を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス置換機構が設けられても良い。
【０１２８】
次に、配向膜に上記配向制御性を付与する際の制御装置１０１５の動作について説明する。なお、ステージ１１４１上には、配向膜が形成された透明基板がすでに載置されているものとする。
（１）位置センサ１１４３の出力信号に基づいて、駆動装置１１４２を制御し、ステージ１１４１を所定の開始位置に移動させる。
（２）光源装置１０１１を点灯させるとともに、駆動装置１１２２を制御し、回転多面鏡１１２１を回転させる。これによって、配向膜に照射された光は、回転多面鏡１１２１の回転に伴って、移動する。すなわち、配向膜は紫外光によって走査される。このときの走査線は、一例として図３５に示されるように、−ｘ側に湾曲している。また、このとき、配向膜上での光の強度が照射位置に関係なく一様となるように、回転センサ１１２３の出力信号に同期して、光源装置１０１１の駆動信号を制御する。
（３）回転センサ１１２３の出力信号に基づいて、光源装置１０１１からの光が反射される鏡面が次の鏡面に移行するタイミングを検知し、鏡面が次の鏡面に移行する直前あるいは直後に、ステージ１１４１が＋ｘ方向に所定の距離だけ移動するように、位置センサ１１４３の出力信号に基づいてステージ１１４１の位置をモニタしつつ、駆動装置１１４２を制御する。
（４）ステージ１１４１が所定の最終位置に到達するまで、上記（３）の処理を繰り返し行う。
（５）ステージ１１４１が所定の最終位置に到達すると、光源装置１０１１を消灯させるとともに、回転多面鏡１１２１の回転を停止させる。
【０１２９】
ところで、特許文献１に開示されている素子の作製手段では、レンズにおける偏光回転の原理に関する説明がなく、仮にｐ偏光とｓ偏光の透過率の差によって偏光回転を生じさせるのであれば、位置によって光量差が大きくなることが予想され、配向規制力にムラができやすいという不都合があった。また、レンズが空気界面を有しており、ここでの多重反射により偏光の混じり合いが発生する可能性が高く、良質な直線偏光を得るのが困難であった。さらに、配向膜と同等サイズ以上のレンズが必要となり、大きな配向膜には対応が困難であった。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態に係る配向膜処理装置１０００によると、光源装置１０１１、ポリゴンスキャナ１０１２、ミラー１０１３、ステージ装置１０１４、及び制御装置１０１５などを有している。
【０１３１】
光源装置１０１１は、紫外光を射出する。ポリゴンスキャナ１０１２は、回転多面鏡１１２１を有し、光源装置１０１１からの光を偏向する。ステージ装置１０１４は、配向膜が形成された透明基板が保持されるステージ１１４１、及び該ステージ１１４１をｘ軸方向に沿って移動させる駆動装置１１４２を有している。ミラー１０１３は、ポリゴンスキャナ１０１２で偏向された光の光路上に配置され、その入射位置に応じて該光の偏光方向を回転させて、配向膜に向かう方向に反射する。この場合、従来よりも良好な偏光度を有する直線偏光を、配向膜の位置によって偏光方向を変化させながら照射することができる。
【０１３２】
また、ミラー１０１３の反射面は、要求される配向制御方向に応じて湾曲しているため、容易に所望の配向制御性を配向膜に付与することができる。
【０１３３】
また、制御装置１０１５は、配向膜上での紫外光の強度が照射位置に関係なく一様となるように、光源装置１０１１の駆動信号を制御しているため、さらに精度良く所望の配向制御性を配向膜に付与することができる。
【０１３４】
また、ミラー１０１３を用いているため、レンズを用いる場合よりも、光利用効率、及び紫外光に対する耐久性を向上させることができる。
【０１３５】
そこで、配向膜処理装置１０００は、大きな配向膜にも対応でき、配向膜に所望の配向制御性を付与することができる。
【０１３６】
そして、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、各偏光調整素子は、一対の透明基板（２１０１ａ、２１０１ｂ）、該透明基板間に挟持されたネマティック液晶層２１０４、ネマティック液晶層２１０４と各透明基板の界面に設けられた配向膜（２１０３ａ、２１０３ｂ）などを有する液晶素子である。そして、この液晶素子における各配向膜は、配向膜処理装置１０００によって配向制御性が付与されている。そこで、この液晶素子は、所望の偏光調整機能を有することができる。また、液晶素子が大面積化あるいは長尺化されても、製造コストを低く抑えることができる。
【０１３７】
また、偏光分離素子とポリゴンミラーの間に偏光調整素子が設けられているため、偏光分離素子での偏光分離特性を従来よりも向上させることができる。すなわち、ゴースト光（ノイズ光）の発生を従来よりも低減することができる。
【０１３８】
また、走査レンズと偏光分離素子は、２つの画像形成ステーションで共有されているため、小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１３９】
そこで、光走査装置２０１０は、高コスト化を招くことなく、小型化を図るとともに、各感光体ドラムに高品質の潜像を形成することができる。
【０１４０】
そして、本実施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、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【０１４１】
ここで、上記配向膜処理装置１０００の変形例について説明する。なお、以下では、上記実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１４２】
図３６には、第１の変形例である配向膜処理装置１０００Ａが示されている。この配向膜処理装置１０００Ａは、前記ポリゴンスキャナ１０１２及び前記ミラー１０１３に代えて、各鏡面が前記ミラー１０１３と同等の機能を有する回転多面鏡１１６１を含むポリゴンスキャナ１０１６が用いられる点に特徴を有している。
【０１４３】
回転多面鏡１１６１の回転軸は、ｘ軸に平行である。ポリゴンスキャナ１０１６に入射する光は、ｘｙ面に平行であるが、配向膜に照射される光の偏光方向が所望の偏光方向となるように、ｙ軸方向に対して傾斜している（図３７参照）。この傾斜角は、前記配向制御方向に基づいて設定される。上記実施形態に比べて、配向制御方向の適用範囲が狭くなるが、部品点数を削減できる利点がある。
【０１４４】
図３８には、第２の変形例である配向膜処理装置１０００Ｂが示されている。この配向膜処理装置１０００Ｂは、前記ポリゴンスキャナ１０１２に代えて、光学系１１７０が用いられる点に特徴を有している。
【０１４５】
ここでは、光学系１１７０は、２つのシリンドリカルレンズ（１１７１、１１７２）、及びスリット板１１７３から構成されている。
【０１４６】
シリンドリカルレンズ１１７１は、光源装置１０１１から射出された光を、ｚ軸方向に関して、略平行光とする。
【０１４７】
シリンドリカルレンズ１１７２は、シリンドリカルレンズ１１７１を介した光の光路上に配置され、該光のｘｙ面に平行な面内での発散度を変更する。
【０１４８】
各シリンドリカルレンズは、そのレンズパワーの方向と入射光の偏光方向とが直交もしくは平行となるように設定されている。この場合は、入射光に対して、シリンドリカルレンズでの偏光方向の回転や楕円偏光化が抑えられる。各シリンドリカルレンズの材質としては、石英等のように、紫外光の透過性が高く耐性に優れたものが好ましい。
【０１４９】
スリット板１１７３は、シリンドリカルレンズ１１７２を介した光の光路上に配置され、該光のｚ軸方向に関する幅を制限するためのスリットを有している。この場合、配向膜上での光の照射域が限定される。そして、各照射位置での偏光方向をより所望の偏光方向とすることができる。
【０１５０】
配向膜処理装置１０００Ｂでは、前記配向膜処理装置１０００及び配向膜処理装置１０００Ａと異なり、線状に広がった光が配向膜に照射される。但し、照射位置に応じて光強度を調整することは困難である。
【０１５１】
また、上記実施形態において、回転多面鏡１１２１の回転に合わせて、光の偏光方向をアクティブに変調する磁気ファラデー回転子を用いても良い。この場合、偏光方向の設定の自由度を更に高めることができる。
【０１５２】
また、上記実施形態において、光源装置１０１１の光源としてランプ光源が用いられる場合は、該ランプ光源から射出される発散光を反射する楕円リフレクタを用いるのが好ましい。この場合、楕円リフレクタの第１焦点を該ランプ光源の発光部位置に一致させると、第２焦点に楕円リフレクタからの反射光が集光されるため、該第２焦点の位置が前記レーザの発光部位置と略一致するように設定すれば良い。但し、ランプ光源の場合、通常は偏光方向が一様でないため、光源装置１０１１とポリゴンスキャナ１０１２との間の光路上に偏光子を設ける必要がある。偏光子としては、入射角の適応範囲が広いワイヤーグリッド型の偏光子が好ましい。なお、上記配向膜処理装置１０００Ｂでは、前記スリット付近に偏光子を設けるのが好ましい。
【０１５３】
また、上記実施形態において、光源装置１０１１とポリゴンスキャナ１０１２との間の光路上に、光源装置１０１１からの光を平行光もしくは配向膜上で結像する略収束光に変換するためのコリメートレンズ、開口を有し光のビーム径を規制する開口板、及びポリゴンスキャナ１０１２における面倒れを補正するためのシリンドリカルレンズの少なくともいずれかが、設けられても良い。
【０１５４】
また、上記実施形態では、ポリゴンスキャナ１０１２の回転多面鏡１１２１が８面鏡の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。
【０１５５】
また、上記実施形態において、前記ポリゴンスキャナ１０１２に代えて、ミラーが揺動されるガルバノミラーを用いても良い。
【０１５６】
また、上記実施形態において、一例として図３９に示されるように、前記偏光分離素子と前記偏光調整素子を一体化しても良い。この場合には、光路上の界面の数が減少し、波面収差を低減することができる。そして、部品共用化で低コスト化を図ることができる。また、光走査装置内への組み付け工程及び調整工程を簡略化することができる。
【０１５７】
また、上記実施形態では、光走査装置の各光源が１つの発光部を有す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。例えば、各光源が複数の半導体レーザを有しても良い。また、各光源が複数の発光部を持つ半導体レーザアレイを有しても良い。
【０１５８】
また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写される画像形成装置であっても良い。
【０１５９】
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。また、更に補助色を用いる多色カラープリンタであっても良い。
【０１６０】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
【０１６１】
また、上記実施形態では、光走査装置がプリンタに用いられる場合について説明したが、上記光走査装置は、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【符号の説明】
【０１６２】
１０ａ１〜１０ｄ１…光源、１２１，１２２…シリンドリカルレンズ、１４…ポリゴンミラー（光偏向器）、１５１，１５２…走査レンズ、１６１，１６２…偏光分離素子、１７１，１７２…反射ミラー、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…折り返しミラー、１９ａ〜１９ｄ…防塵ガラス、２１１，２１２…偏光調整素子（液晶素子）、１０００…配向膜処理装置、１０００Ａ…配向膜処理装置、１０００Ｂ…配向膜処理装置、１０１１…光源装置、１０１２…ポリゴンスキャナ、１０１３…ミラー、１０１４…ステージ装置、１０１５…制御装置、１０１６…ポリゴンスキャナ、１１２１…回転多面鏡、１１２２…駆動装置、１１２３…回転センサ、１１４１…ステージ、１１４２…駆動装置、１１４３…位置センサ、１１６１…回転多面鏡、１１７０…光学系、１１７１…シリンドリカルレンズ、１１７２…シリンドリカルレンズ、１１７３…スリット板、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、ＬＵ２…光源ユニット、２１０１ａ，２１０１ｂ…透明基板（基板）、２１０３ａ，２１０３ｂ…配向膜、２１０４…ネマティック液晶層。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６３】
【特許文献１】特開２０００−１２２０６２号公報
【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１６】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２３】
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【図２４】
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