(57)【要約】【課題】走査精度を低下させることなく、小型化を図ることができる光走査装置を提供する。【解決手段】  Ｚ軸方向に電界ベクトルが向いている直線偏光である光束ＬＢａと、光束ＬＢａの偏光方向と直交する偏光方向を有する直線偏光である光束ＬＢｂを射出する光源ユニットと、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光反射する偏光分離デバイス１６１を含み、ポリゴンミラー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ている。そして、偏光分離デバイス１６１として、ワイヤの長さ方向が偏向面に平行であり、光束ＬＢｂが入射されたときのゴースト光強度比が、光束ＬＢａが入射されたときのゴースト光強度比よりも小さく、かつその値が１％以下となるように、構造が設定されたワイヤーグリッド素子が用いられている。【選択図】図１０
2011180168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光方向が第１の偏光方向である第１の光束と、偏光方向が前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向である第２の光束を含む複数の光束を射出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の偏光方向の光を透過させ、前記第２の偏光方向の光を反射する偏光分離デバイスを含み、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、
前記偏光分離デバイスは、前記第１の光束について透過光の光強度に対する反射光の光強度の割合と、前記第２の光束について反射光の光強度に対する透過光の光強度の割合とが互いに異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
複数の像担持体と；
前記複数の像担持体を光束により個別に走査する請求項１に記載の光走査装置と；を備え、
前記光走査装置の光源ユニットは、黒色の画像情報によって変調された光束Ａ、及び該光束Ａとは偏光方向が異なる光束Ｂを射出し、
前記光走査装置の偏光分離デバイスは、前記光束Ａについて、対応する像担持体に向かう光の光強度Ｉｓ１、対応する像担持体以外に向かう光の光強度Ｉｇ１、前記光束Ｂについて、対応する像担持体に向かう光の光強度Ｉｓ２、対応する像担持体以外に向かう光の光強度Ｉｇ２を用いて、（Ｉｇ１／Ｉｓ１）＞（Ｉｇ２／Ｉｓ２）の関係が満足される分離特性を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記光束Ａについて、対応する像担持体に向かう光は、前記偏光分離デバイスを透過した光であり、対応する像担持体以外に向かう光は、前記偏光分離デバイスで反射された光であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記光束Ａ及び前記光束Ｂは、互いに偏光方向が直交する直線偏光であり、
前記偏光分離デバイスは、ワイヤーグリッド素子であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ワイヤーグリッド素子に入射する前記光束Ａの偏光方向は、偏向面に直交する方向であり、
前記ワイヤーグリッド素子に入射する前記光束Ｂの偏光方向は、偏向面に平行な方向であり、
前記ワイヤーグリッド素子は、ワイヤの長さ方向が偏向面に平行な方向であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、ドラムの表面に潜像を形成する方法が一般的である。
【０００３】
近年、画像形成装置において、カラー化及び高速化が進み、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。
【０００４】
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。光走査装置の小型化（薄型化）のためには、偏向器から各ドラムに向かう複数の走査光の光路を重ね合わせることが有効である。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
また、特許文献３には、偏光方向の異なる複数の光ビームを射出する光源装置と、該光源装置から射出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て、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とを備えた光走査装置が開示されている。そして、光路分岐手段として、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が用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、偏光分離面の入射面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。
【０００９】
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。
【００１０】
また、特許文献３に開示されている光走査装置は、光路分岐手段で所望の方向以外の方向に射出される光（ゴースト光）が発生する可能性があるにもかかわらず、その対策について何ら言及されていなかった。
【００１１】
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、走査精度を低下させることなく、小型化を図ることができる光走査装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、画像品質を低下させることなく、小型化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の観点からすると、偏光方向が第１の偏光方向である第１の光束と、偏光方向が前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向である第２の光束を含む複数の光束を射出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の偏光方向の光を透過させ、前記第２の偏光方向の光を反射する偏光分離デバイスを含み、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、前記偏光分離デバイスは、前記第１の光束について透過光の光強度に対する反射光の光強度の割合と、前記第２の光束について反射光の光強度に対する透過光の光強度の割合とが互いに異なることを特徴とする光走査装置である。
【００１４】
これによれば、走査精度を低下させることなく、小型化を図ることができる。
【００１５】
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光束により個別に走査する本発明の光走査装置と；を備え、前記光走査装置の光源ユニットは、黒色の画像情報によって変調された光束Ａ、及び該光束Ａとは偏光方向が異なる光束Ｂを射出し、前記光走査装置の偏光分離デバイスは、前記光束Ａについて、対応する像担持体に向かう光の光強度Ｉｓ１、対応する像担持体以外に向かう光の光強度Ｉｇ１、前記光束Ｂについて、対応する像担持体に向かう光の光強度Ｉｓ２、対応する像担持体以外に向かう光の光強度Ｉｇ２を用いて、（Ｉｇ１／Ｉｓ１）＞（Ｉｇ２／Ｉｓ２）の関係が満足される分離特性を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
これによれば、画像品質を低下させることなく、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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である。
【図６】光源ユニットＬＵ２を説明するための図である。
【図７】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。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれワイヤーグリッド素子を説明するための図である。
【図９】ワイヤーグリッド素子の作用を説明するための図である。
【図１０】偏光分離デバイス１６１を説明するための図である。
【図１１】偏光分離デバイス１６２を説明するための図である。
【図１２】ワイヤーグリッド素子におけるワイヤの高さとゴースト光強度比との関係を説明するための図（その１）である。
【図１３】ワイヤーグリッド素子におけるワイヤの高さとゴースト光強度比との関係を説明するための図（その２）である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、それぞれ図１３に対応するワイヤーグリッド素子を説明するための図である。
【図１５】偏光子の追加を説明するための図である。
【図１６】走査光学系の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１９】
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）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
感光体ドラム２０３０ａの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが配置されている。
【００２４】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置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。
【００２５】
感光体ドラム２０３０ｂの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、クリーニングユニット２０３１ｂが配置されている。
【００２６】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置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。
【００２７】
感光体ドラム２０３０ｃの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、クリーニングユニット２０３１ｃが配置されている。
【００２８】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置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。
【００２９】
感光体ドラム２０３０ｄの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、クリーニングユニット２０３１ｄが配置されている。
【００３０】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置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。
【００３１】
ところで、通常、タンデム型のカラープリンタでは、色合成のしやすさ、モノクロ印刷の高速化への対応のしやすさ等から、Ｋステーションの感光体ドラムを感光体ドラム配列の先端あるいは後端に配置している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００４１】
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ｆθレンズ（１５１、１５２）、２つの偏光分離デバイス（１６１、１６２）、２つの反射ミラー（１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）、４つのアナモフィックレンズ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）、４つの出射窓（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）及び不図示の走査制御装置を有している。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２では図示省略、図３参照）の所定位置に組み付けられている。
【００４２】
ここでは、シリンドリカルレンズ１２１の光軸方向を「ｗ１方向」、シリンドリカルレンズ１２２の光軸方向を「ｗ２方向」とする。また、ｗ１方向及びＺ軸方向のいずれにも直交する方向を「ｍ１方向」、ｗ２方向及びＺ軸方向のいずれにも直交する方向を「ｍ２方向」とする。
【００４３】
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。
【００４４】
また、ｆθレンズ１５１とｆθレンズ１５２を区別する必要がないときは、総称して「ｆθレンズ１５」ともいう。同様に、偏光分離デバイス１６１と偏光分離デバイス１６２を区別する必要がないときは、総称して「偏光分離デバイス１６」ともいう。
【００４５】
光源ユニットＬＵ１と光源ユニットＬＵ２は、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。
【００４６】
そして、光源ユニットＬＵ１では、ｍ１方向が主走査対応方向であり、Ｚ軸に平行な方向が副走査対応方向である。また、光源ユニットＬＵ２では、ｍ２方向が主走査対応方向であり、Ｚ軸に平行な方向が副走査対応方向である。
【００４７】
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。
【００４８】
光源１０ａ及び光源１０ｂは、いずれも同等の半導体レーザを有する光源である。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、それらの半導体レーザから射出される光束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、２つの光源のうちの一方の光源は他方の光源に対して直交する姿勢で配置されている。
【００４９】
ここでは、光源１０ａから電界ベクトルがＺ軸方向に向く偏光が射出され、光源１０ｂからは、光源１０ａからの偏光と直交する偏光が射出されるものとする。
【００５０】
図４に戻り、コリメートレンズ１１ａは、光源１０ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。なお、以下では、光源１０ａから射出された光束を「光束ＬＢａ」ともいう。従って、光束ＬＢａはＺ軸方向に電界ベクトルが向いている直線偏光である。
【００５１】
コリメートレンズ１１ｂは、光源１０ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。なお、以下では、光源１０ｂから射出された光束を「光束ＬＢｂ」ともいう。従って、光束ＬＢｂは光束ＬＢａの偏光方向と直交する偏光方向を有する直線偏光である。
【００５２】
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）、及び２つのコリメートレンズ（１１ｃ、１１ｄ）を有している。
【００５３】
光源１０ｃ及び光源１０ｄは、いずれも同等の半導体レーザを有する光源である。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、それらの半導体レーザから射出される光束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、２つの光源のうちの一方の光源は他方の光源に対して直交する姿勢で配置されている。
【００５４】
ここでは、光源１０ｄから電界ベクトルがＺ軸方向に向く偏光が射出され、光源１０ｃからは、光源１０ｄからの偏光と直交する偏光が射出されるものとする。
【００５５】
図６に戻り、コリメートレンズ１１ｃは、光源１０ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。なお、以下では、光源１０ｃから射出された光束を「光束ＬＢｃ」ともいう。従って、光束ＬＢｃはＺ軸方向に電界ベクトルが向いている直線偏光である。
【００５６】
コリメートレンズ１１ｄは、光源１０ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。なお、以下では、光源１０ｄから射出された光束を「光束ＬＢｄ」ともいう。従って、光束ＬＢｄは光束ＬＢｃの偏光方向と直交する偏光方向を有する直線偏光である。
【００５７】
図２に戻り、シリンドリカルレンズ１２１は、光源ユニットＬＵ１からの各光束（ＬＢａ、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。
【００５８】
シリンドリカルレンズ１２２は、光源ユニットＬＵ２からの各光束（ＬＢｃ、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。
【００５９】
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軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光束をＸＹ面に平行な面内で等角速度的に偏向する。
【００６０】
ここでは、シリンドリカルレンズ１２１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１２２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）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行である。
【００６１】
ｆθ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で偏向されたシリンドリカルレンズ１２１からの光束の光路上に配置されている。
【００６２】
ｆθ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で偏向されたシリンドリカルレンズ１２２からの光束の光路上に配置されている。
【００６３】
偏光分離デバイス１６１は、ｆθレンズ１５１の−Ｘ側であって、ｆθレンズ１５１を介した光束（光束ＬＢａと光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。
【００６４】
偏光分離デバイス１６２は、ｆθレンズ１５２の＋Ｘ側であって、ｆθレンズ１５２を介した光束（光束ＬＢｃと光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。
【００６５】
ここでは、各偏光分離デバイスとして、図８（Ａ）〜図８（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素子を用いている。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００６６】
そして、ワイヤーグリッドが形成されている面が偏光分離面であり、ワイヤの長さ方向は偏向面に平行である。なお、ワイヤの素材はアルミニウムであり、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。この、ワイヤーグリッド素子は、Ｚ軸方向に電界ベクトルが向いている直線偏光（ｐ偏光）を透過させ、それ以外の光を反射するように設計されている（図９参照）。
【００６７】
しかしながら、実際は、透過されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されても、該光の一部はワイヤーグリッド素子で反射される。また、反射されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されても、該光の一部はワイヤーグリッド素子を透過する。
【００６８】
ここでは、透過されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されたとき、ワイヤーグリッド素子を透過した光の強度に対するワイヤーグリッド素子で反射された光の強度、及び、反射されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されたときに、ワイヤーグリッド素子で反射された光の強度に対するワイヤーグリッド素子を透過した光の強度を、それぞれ「ゴースト光強度比」という。
【００６９】
すなわち、透過されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されたとき、ワイヤーグリッド素子を透過した光の強度をＩｓ１、ワイヤーグリッド素子で反射された光の強度をＩｇ１とすると、ゴースト光強度比Ｒ１（単位：％）は、次の（１）式で示される。
【００７０】
Ｒ１＝（Ｉｇ１／Ｉｓ１）×１００  ……（１）
【００７１】
また、反射されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されたとき、ワイヤーグリッド素子で反射された光の強度をＩｓ２、ワイヤーグリッド素子を透過した光の強度をＩｇ２とすると、ゴースト光強度比Ｒ２（単位：％）は、次の（２）式で示される。
【００７２】
Ｒ２＝（Ｉｇ２／Ｉｓ２）×１００  ……（２）
【００７３】
偏光分離デバイス１６１は、一例として図１０に示されるように、偏光分離面が偏向面に対して４５°傾斜した状態で配置されている。そこで、偏光分離デバイス１６１で反射された光は、−Ｚ方向に向かう。
【００７４】
ここでは、光学系のレイアウト性から、偏光分離デバイス１６１に対して、透過されるべき光は光束ＬＢａであり、反射されるべき光は光束ＬＢｂである。そこで、光束ＬＢａの大部分は偏光分離デバイス１６１を透過し、光束ＬＢｂの大部分は偏光分離デバイス１６１で−Ｚ方向に反射される。
【００７５】
図３に戻り、偏光分離デバイス１６１を透過した光束は、折り返しミラー１８ａ、アナモフィックレンズ１９ａ及び出射窓２１ａ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。
【００７６】
一方、偏光分離デバイス１６１で−Ｚ方向に反射された光束は、反射ミラー１７１で−Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｂ１、折り返しミラー１８ｂ２、アナモフィックレンズ１９ｂ及び出射窓２１ｂ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。
【００７７】
偏光分離デバイス１６２は、一例として図１１に示されるように、偏光分離面が偏向面に対して４５°傾斜した状態で配置されている。そこで、偏光分離デバイス１６２で反射された光は、−Ｚ方向に向かう。
【００７８】
ここでは、偏光分離デバイス１６２に対して、透過されるべき光は光束ＬＢｄであり、反射されるべき光は光束ＬＢｃである。そこで、光束ＬＢｄの大部分は偏光分離デバイス１６２を透過し、光束ＬＢｃの大部分は偏光分離デバイス１６２で−Ｚ方向に反射される。
【００７９】
図３に戻り、偏光分離デバイス１６２で−Ｚ方向に反射された光束は、反射ミラー１７２で＋Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｃ１、折り返しミラー１８ｃ２、アナモフィックレンズ１９ｃ及び出射窓２１ｃ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。
【００８０】
一方、偏光分離デバイス１６２を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄ、アナモフィックレンズ１９ｄ及び出射窓２１ｄ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。
【００８１】
光束ＬＢａは、偏光分離デバイス１６１に対して透過されるべき光であるが、その一部は偏光分離デバイス１６１で反射され、ゴースト光となる。このゴースト光は、光束ＬＢｂと同様の光路を通り、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。
【００８２】
光束ＬＢｂは、偏光分離デバイス１６１に対して反射されるべき光であるが、その一部は偏光分離デバイス１６１を透過し、ゴースト光となる。このゴースト光は、光束ＬＢａと同様の光路を通り、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。
【００８３】
例えば、光束ＬＢａのゴースト光の光強度が強いと、本来ならブラックトナーで形成されるべき画像が、シアントナーで形成される。また、例えば、光束ＬＢｂのゴースト光の光強度が強いと、本来ならシアントナーで形成されるべき画像が、ブラックトナーで形成される。
【００８４】
光束ＬＢｃは、偏光分離デバイス１６２に対して反射されるべき光であるが、その一部は偏光分離デバイス１６２を透過し、ゴースト光となる。このゴースト光は、光束ＬＢｄと同様の光路を通り、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。
【００８５】
光束ＬＢｄは、偏光分離デバイス１６２に対して透過されるべき光であるが、その一部は偏光分離デバイス１６２で反射され、ゴースト光となる。このゴースト光は、光束ＬＢｃと同様の光路を通り、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。
【００８６】
例えば、光束ＬＢｃのゴースト光の光強度が強いと、本来ならマゼンタトナーで形成されるべき画像が、イエロートナーで形成される。また、例えば、光束ＬＢｄのゴースト光の光強度が強いと、本来ならイエロートナーで形成されるべき画像が、マゼンタトナーで形成される。
【００８７】
発明者らは、光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ、光束ＬＢｃ、及び光束ＬＢｄのワイヤーグリッド素子でのゴースト光強度比を変化させながら種々の実験を行い、ゴースト光強度比と各感光体ドラム表面にゴースト光で形成されるトナー像（以下では、便宜上「ゴースト像」ともいう）の視認性との関係を調べた。その結果、ゴースト光強度比が同等であっても、感光体ドラムによって、すなわち、トナーの色によってゴースト像の視認性が大きく異なるということを見出した。
【００８８】
具体的には、ブラックのゴースト像が最も視認されやすく、ゴースト光強度比が１％前後でも視認された。一方、ブラック以外のトナー色のゴースト像は、ゴースト光強度比が１％前後では視認されなかった。
【００８９】
ところで、ワイヤーグリッド素子の透過・反射特性（分離特性）は、その構造（格子ピッチ、ワイヤの高さ、ワイヤの幅など）を変えることにより調整可能である。
【００９０】
図１２には、ワイヤの長さ方向が偏向面に平行であり、格子ピッチが１００ｎｍ、ワイヤの幅が５０ｎｍのワイヤーグリッド素子における、ワイヤの高さとゴースト光強度比との関係が示されている。なお、図１２におけるパラメータの「ｐｈｉ」は入射光の偏向角（ｄｅｇ単位）を示している。例えば、ｐｈｉ２０は、入射光の偏向角が２０（ｄｅｇ）の場合を示している。また、図１２における「０Ｔ」は、透過されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されたときを意味し、「０Ｒ」は、反射されるべき光がワイヤーグリッド素子に入射されたときを意味している。
【００９１】
図１２によると、ワイヤ高さが０．０４μｍ未満では、透過されるべき光が入射されたときのゴースト光強度比のほうが、反射されるべき光が入射されたときのゴースト光強度比よりも大きいが、ワイヤ高さが０．０４μｍ〜０．２μｍの範囲内では、反射されるべき光が入射されたときのゴースト光強度比のほうが、透過されるべき光が入射されたときのゴースト光強度比よりも大きい。
【００９２】
図１３には、比較例として、ワイヤの配列方向が偏向面に平行であり、格子ピッチが１００ｎｍ、ワイヤの幅が５０ｎｍのワイヤーグリッド素子（図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）参照）における、ワイヤの高さとゴースト光強度比との関係が示されている。この場合、ゴースト光強度比を十分小さな値（１％以下）に抑えることができる条件は存在しない。なお、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００９３】
なお、ワイヤーグリッド素子自体の偏光分離性能に加え、ワイヤーグリッド素子に入射するまでの間における光束の直線偏光性の劣化により、現状では、上記ゴースト光強度比Ｒ１及びＲ２を、同時に１％以下に抑えるのは困難である。
【００９４】
そこで、本実施形態では、最も視認されやすいブラックのゴースト像を形成するゴースト光を低減させるため、ワイヤーグリッド素子での光束ＬＢｂのゴースト光強度比が１％以下になるようにした。この場合、ワイヤーグリッド素子での光束ＬＢａのゴースト光強度比が１％以下でなくても、シアンのゴースト像の視認性は低いため、出力される画像品質に悪影響を及ぼすことはない。
【００９５】
すなわち、本実施形態では、偏光分離デバイス１６１として、ワイヤの長さ方向が偏向面に平行であり、反射されるべき光（光束ＬＢｂ）が入射されたときのゴースト光強度比Ｒ２が、透過されるべき光（光束ＬＢａ）が入射されたときのゴースト光強度比Ｒ１よりも小さく、かつその値が１％以下となるように、その構造（格子ピッチ、ワイヤの高さ、ワイヤの幅など）が設定されたワイヤーグリッド素子が用いられている。すなわち、（Ｉｇ１／Ｉｓ１）＞（Ｉｇ２／Ｉｓ２）の関係が満足されている。
【００９６】
その結果、感光体ドラム２０３０ａを走査するゴースト光の光強度を小さくすることができ、視認性が高いブラックのトナー像を高い品質で形成することが可能となる。
【００９７】
なお、ワイヤーグリッド素子で反射された光に含まれるゴースト光を低減させるために、一例として図１５に示されるように、ワイヤーグリッド素子で反射された光束の光路上に、ｓ偏光のみを透過させる偏光子を設けることが提案されている。しかしながら、偏光子の追加は、装置の大型化、複雑化、高コスト化を招くため、極力回避するのが好ましい。本実施形態では、このような偏光子を設ける必要はない。
【００９８】
また、偏光分離デバイス１６２として、偏光分離デバイス１６１と同等のワイヤーグリッド素子が用いられても良いが、マゼンタのゴースト像及びイエローのゴースト像の視認性が、いずれも低いため、偏光分離デバイス１６２として、ワイヤの長さ方向が偏向面に平行であり、反射されるべき光（光束ＬＢｃ）が入射されたときのゴースト光強度比Ｒ２と、透過されるべき光（光束ＬＢｄ）が入射されたときのゴースト光強度比Ｒ１とが、ほぼ同じとなるように、その構造（格子ピッチ、ワイヤの高さ、ワイヤの幅など）が設定されたワイヤーグリッド素子を用いても良い。
【００９９】
ここでは、ｆθレンズ１５１と偏光分離デバイス１６１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。
【０１００】
また、ｆθレンズ１５１と偏光分離デバイス１６１と反射ミラー１７１と折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２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。
【０１０１】
ｆθレンズ１５１は、偏光分離デバイス１６１とポリゴンミラー１４との間に設けられている。そして、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路が、Ｚ軸方向に関してほぼ重なっているため、ｆθレンズ１５１を２つの画像形成ステーションで共用化することができる。
【０１０２】
また、ｆθレンズ１５２と偏光分離デバイス１６２と反射ミラー１７２と折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２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。
【０１０３】
また、ｆθレンズ１５２と偏光分離デバイス１６２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。
【０１０４】
ｆθレンズ１５２は、偏光分離デバイス１６２とポリゴンミラー１４との間に設けられている。そして、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路が、Ｚ軸方向に関してほぼ重なっているため、ｆθレンズ１５２を２つの画像形成ステーションで共用化することができる。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るカラープリンタ２０００では、光走査装置２０１０によって、本発明の光走査装置が構成されている。
【０１０８】
また、光束ＬＢａによって、本発明の光走査装置における第１の光束、及び本発明の画像形成装置における光束Ａが構成され、光束ＬＢｂによって、本発明の光走査装置における第２の光束、及び本発明の画像形成装置における光束Ｂが構成されている。
【０１０９】
また、ｆθレンズ（１５１、１５２）と偏光分離デバイス（１６１、１６２）と反射ミラー（１７１、１７２）と折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）とアナモフィックレンズ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）とによって本発明の光走査装置における走査光学系が構成されている。
【０１１０】
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、Ｚ軸方向に電界ベクトルが向いている直線偏光である光束ＬＢａと、光束ＬＢａの偏光方向と直交する偏光方向を有する直線偏光である光束ＬＢｂを射出する光源ユニットＬＵ１と、光源ユニットＬＵ１からの複数の光束を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デバイス１６１を含み、ポリゴンミラー１４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ている。
【０１１１】
そして、偏光分離デバイス１６１として、ワイヤの長さ方向が偏向面に平行であり、光束ＬＢｂが入射されたときのゴースト光強度比Ｒ２が、光束ＬＢａが入射されたときのゴースト光強度比Ｒ１よりも小さく、かつその値が１％以下となるように、その構造（格子ピッチ、ワイヤの高さ、ワイヤの幅など）が設定されたワイヤーグリッド素子が用いられている。この場合は、最も視認性が高いブラックのゴースト像の発生を抑制することができる。
【０１１２】
また、ｆθレンズと偏光分離デバイスは、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【０１１３】
そこで、走査精度を低下させることなく、小型化（薄型化）を図ることが可能となる。
【０１１４】
また、各光源ユニットでは、２つの光源のうちの一方の光源が他方の光源に対して直交する姿勢で配置されているため、偏光の直交状態を得るための光学素子が不要となり低コスト化を図ることができる。
【０１１５】
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、結果として、画像品質を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【０１１６】
なお、上記実施形態において、各光源ユニットでは、互いに直交する２つの光源を設ける代わりに、１つの光源を設け、該光源の偏光方向を時間的に切り換えても良い。この場合、光源からポリゴンミラー１４にいたる光路上に、λ／２の光学的位相差をアクティブに発生させる液晶等を含む光学素子を設けると良い。これにより、光源の個数が減少し、小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１１７】
また、上記実施形態において、一例として図１６に示されるように、ポリゴンミラー１４とｆθレンズとの間に偏光分離デバイスを配置しても良い。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。
【０１１８】
また、上記実施形態では、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。
【０１１９】
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（２０３０ａ、２０３０ｂ）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ＬＵ１が用いられることとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、走査精度を低下させることなく、小型化を図るのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、画像品質を低下させることなく、小型化を図るのに適している。
【符号の説明】
【０１２１】
１４…ポリゴンミラー（偏向器）、１５１，１５２…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１６１，１６２…偏光分離デバイス、１７１，１７２…反射ミラー（走査光学系の一部）、１８ａ，１８ｂ１，１８ｂ２，１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｄ…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、ＬＵ１…光源ユニット、ＬＵ２…光源ユニット。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開昭６０−３２０１９号公報
【特許文献２】特開平７−１４４４３４号公報
【特許文献３】特開２００８−７０５９９号公報
【図１】
2011180168.tif 000003
【図２】
2011180168.tif 000004
【図３】
2011180168.tif 000005
【図４】
2011180168.tif 000006
【図５】
2011180168.tif 000007
【図６】
2011180168.tif 000008
【図７】
2011180168.tif 000009
【図８】
2011180168.tif 000010
【図９】
2011180168.tif 000011
【図１０】
2011180168.tif 000012
【図１１】
2011180168.tif 000013
【図１４】
2011180168.tif 000014
【図１５】
2011180168.tif 000015
【図１６】
2011180168.tif 000016
【図１２】
2011180168.tif 000017
【図１３】
2011180168.tif 000018