(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】  偏光分離素子２１１０１は、光束ＬＢａを透過させ、光束ＬＢｂを−Ｚ方向に反射する。そして、偏光分離素子２１１０１の−Ｚ側には、偏光分離素子２１１０１で反射された光束ＬＢｂの光路を＋Ｘ方向に折り返す折り返しミラー２１０６ｂが配置されている。ホルダ１０は、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂに対してはみ出すことなく偏光分離素子２１１０１と折り返しミラー２１０６ｂとをダハ面に一体的に保持している。これにより、偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂは、それぞれが単体のときに比べて、耐振動性が向上する。また、偏向器側走査レンズ、像面側走査レンズ、及び偏光分離素子２１１０１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。【選択図】図１０
2012013731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの被走査面を個別に主走査方向に光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射出する照明系と；
前記照明系からの複数の光束を偏向する光偏向器と；
前記光偏向器で偏向された前記第１光束及び前記第２光束の一方を透過させ他方を反射する偏光分離素子、該偏光分離素子で反射された光束が入射する折り返しミラーを含む走査光学系と；
前記偏光分離素子から前記折り返しミラーに向かう方向に関して、前記偏光分離素子及び前記折り返しミラーに対してはみ出すことなく前記偏光分離素子と前記折り返しミラーとを一体的に保持する保持部材と；を備える光走査装置。
【請求項２】
前記保持部材は、２枚の面が略垂直に組み合わされたダハ面を有し、
該ダハ面における一方の面に前記偏光分離素子が保持され、他方の面に前記折り返しミラーが保持されてい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】
前記保持部材は、前記偏光分離素子を透過した光束の光路となる開口部を有することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記保持部材は、前記偏光分離素子における前記折り返しミラーに近い端面が固定される面と、前記折り返しミラーにおける前記偏光分離素子に近い端面が固定される面とを有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５】
前記走査光学系は、前記折り返しミラーとは別に、副走査方向に隣接する２枚の折り返しミラーを含み、
該２枚の折り返しミラーを一体的に保持するミラー保持部材を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記ミラー保持部材は、２枚の面が略垂直に組み合わされたダハ面を有し、
該ダハ面における各面に前記２枚の折り返しミラーが個別に保持されていることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
少なくとも２つの像担持体と；
前記少なくとも２つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する少なくとも１つの請求項１〜６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。
【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、被走査面を光により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光偏向器（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、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には、光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。
【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、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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、偏光分離手段を用いて光走査装置の薄型化を図る場合、偏光分離手段による分離特性を良好にする必要がある。例えば、偏光分離手段に入射する光束がわずかに楕円偏光化していたり、偏光方向が傾いていたりすると、本来互いに分離されるべき光束が他方の走査光学系に混入する。
【０００９】
偏光分離手段で分離される光束は、それぞれの被走査面上に画像情報を書き込むために互いに異なる時系列信号で発光されている。そこで、偏光分離手段の偏光分離特性が充分でないと、他の被走査面に書き込むはずの画像情報が混入してしまうことになる。多色の画像形成装置では、例えばシアンで現像されるはずの情報がマゼンタ用の被走査面に書き込まれ、画像上では色間のクロストークとして観測される。
【００１０】
また、偏光分離手段を用いて光走査装置の薄型化を図る場合、偏光分離手段を含めた全ての光学素子を薄型化する必要がある。そして、更には光学ハウジングを含めた全ての構造部品の薄型化が必須である。薄型化に伴い光学素子は細くて長い形状となるため、剛性及び固有振動数が低下する。そこで、光走査装置外部からの振動によって、光学素子が振動し、所謂バンディングや縦線ゆらぎ等の画質低下を招くおそれがあった。
【００１１】
さらに、偏光分離手段で反射された光束及び偏光分離手段を透過した光束の各走査線の形状が互いに異なり、出力画像に色ずれが生じるおそれがあった。
【００１２】
このように、偏光分離手段を用いた従来の光走査装置では、走査精度を低下させることなく、薄型化を図ることは困難であった。
【００１３】
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。
【００１４】
また、本発明の第２の目的は、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】
【００１５】
本発明は、第１の観点からすると、少なくとも２つの被走査面を個別に主走査方向に光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射出する照明系と；前記照明系からの複数の光束を偏向する光偏向器と；前記光偏向器で偏向された前記第１光束及び前記第２光束の一方を透過させ他方を反射する偏光分離素子、該偏光分離素子で反射された光束が入射する折り返しミラーを含む走査光学系と；前記偏光分離素子から前記折り返しミラーに向かう方向に関して、前記偏光分離素子及び前記折り返しミラーに対してはみ出すことなく前記偏光分離素子と前記折り返しミラーとを一体的に保持する保持部材と；を備える光走査装置である。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明は、第２の観点からすると、少なくとも２つの像担持体と；前記少なくとも２つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を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。
【００１８】
これによれば、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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。
【図３】図２における偏光器前光学系を説明するための図である。
【図４】図１における光走査装置を説明するための図（その２）である。
【図５】偏光分離素子におけるビーム分離面を説明するための図である。
【図６】偏光分離素子における反射防止膜を説明するための図である。
【図７】偏光分離素子の作用を説明するための図（その１）である。
【図８】偏光分離素子の作用を説明するための図（その２）である。
【図９】偏光分離素子２１１０１と折り返しミラー２１０６ｂを保持するホルダ１０を説明するための図である。
【図１０】図９の縦断面図である。
【図１１】折り返しミラー単体の固有振動数を求めたシミュレーション結果を説明するための図である。
【図１２】折り返しミラーと偏光分離素子をホルダ１０で一体的に保持したときの固有振動数を求めたシミュレーション結果を説明するための図である。
【図１３】偏光分離素子２１１０２と折り返しミラー２１０６ｃを保持するホルダ１０を説明するための図である。
【図１４】２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）を保持するホルダ２０を説明するための図である。
【図１５】図１４の縦断面図である。
【図１６】２枚の折り返しミラーをホルダ２０で一体的に保持したときの固有振動数を求めたシミュレーション結果を説明するための図である。
【図１７】２枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）を保持するホルダ２０を説明するための図である。
【図１８】光学素子を保持する従来例１を説明するための図である。
【図１９】光学素子を保持する従来例２を説明するための図である。
【図２０】偏光分離素子２１１０１と折り返しミラー２１０６ｂを保持するホルダの変形例を説明するための図である。
【図２１】偏光分離デバイスを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１９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。
【００２１】
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、位置ずれ検出器２２４５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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
位置ずれ検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。この位置ずれ検出器２２４５は、Ｙ軸方向に関して、等間隔に配置されている３つ以上の位置検出センサを有している。
【００３７】
各位置検出センサは、各ステーションで作成され転写ベルト２０４０上に転写された位置検出用のトナーパッチの位置情報が含まれる信号をプリンタ制御装置２０９０に出力する。
【００３８】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、各位置検出センサの出力信号に基づいて、ステーション毎に、走査線の傾き及び走査線の曲がりを検出する（例えば、特許第４１０７５７８号公報、特開２００８−２７６０１０号公報、及び特開２００５−２３８５８４号公報参照）。
【００３９】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００４０】
この光走査装置２０１０は、一例として図２〜図４に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの１／２波長板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、２つの偏光ビームスプリッタ（２２０５１、２２０５２）、２つの開口板（２２０３１、２２０３２）、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４１、２２０４２）、ポリゴンミラー２１０４、２つの偏向器側走査レンズ（２１０５１、２１０５２）、２つの像面側走査レンズ（２１０７１、２１０７２）、２つの偏光分離素子（２１１０１、２１１０２）、１０枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、２１０９ａ、２１０９ｄ）、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、不図示の光学ハウジングに取り付けられている。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。
【００４１】
各光源は、半導体レーザ（ＬＤ）を含んでいる。ここでは、光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れて配置されており、いずれも−Ｙ方向に光束を射出する。光源２２００ａと光源２２００ｄは、Ｘ軸方向に関して対向して配置されており、光源２２００ａは＋Ｘ方向に光束を射出し、光源２２００ｄは−Ｘ方向に光束を射出する。
【００４２】
以下では、便宜上、光源２２００ａから射出された光束を「光束ＬＢａ」、光源２２００ｂから射出された光束を「光束ＬＢｂ」、光源２２００ｃから射出された光束を「光束ＬＢｃ」、光源２２００ｄから射出された光束を「光束ＬＢｄ」ともいう。
【００４３】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束を略平行光とする。
【００４４】
カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束を略平行光とする。
【００４５】
カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束を略平行光とする。
【００４６】
カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束を略平行光とする。
【００４７】
１／２波長板２２０２ａは、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束ＬＢａを偏光ビームスプリッタ２２０５１の入射面に対してｓ偏光とする。
【００４８】
１／２波長板２２０２ｂは、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束ＬＢｂを偏光ビームスプリッタ２２０５１の入射面に対してｐ偏光とする。
【００４９】
１／２波長板２２０２ｃは、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束ＬＢｃを偏光ビームスプリッタ２２０５２の入射面に対してｐ偏光とする。
【００５０】
１／２波長板２２０２ｄは、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束ＬＢｄを偏光ビームスプリッタ２２０５２の入射面に対してｓ偏光とする。
【００５１】
偏光ビームスプリッタ２２０５１は、１／２波長板２２０２ａの＋Ｘ側であって、かつ１／２波長板２２０２ｂの−Ｙ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ２２０５１は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する特性を有している。そこで、偏光ビームスプリッタ２２０５１は、１／２波長板２２０２ａを通過した光束ＬＢａを−Ｙ方向に反射し、１／２波長板２２０２ｂを通過した光束ＬＢｂを透過させる。これにより、偏光ビームスプリッタ２２０５１から射出される光束ＬＢａと光束ＬＢｂの光路はほぼ同一である。
【００５２】
偏光ビームスプリッタ２２０５２は、１／２波長板２２０２ｄの−Ｘ側であって、かつ１／２波長板２２０２ｃの−Ｙ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ２２０５２は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する特性を有している。そこで、偏光ビームスプリッタ２２０５２は、１／２波長板２２０２ｄを介した光束ＬＢｄを−Ｙ方向に反射し、１／２波長板２２０２ｃを介した光束ＬＢｃを透過させる。これにより、偏光ビームスプリッタ２２０５２から射出される光束ＬＢｃと光束ＬＢｄの光路はほぼ同一である。
【００５３】
開口板２２０３１は、開口部を有し、偏光ビームスプリッタ２２０５１からの光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを整形する。
【００５４】
開口板２２０３２は、開口部を有し、偏光ビームスプリッタ２２０５２からの光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを整形する。
【００５５】
シリンドリカルレンズ２２０４１は、開口板２２０３１の開口部を通過した光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５６】
シリンドリカルレンズ２２０４２は、開口板２２０３２の開口部を通過した光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５７】
このように、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）と、４つの１／２波長板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）と、２つの偏光ビームスプリッタ（２２０５１、２２０５２）と、２つの開口板（２２０３１、２２０３２）と、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４１、２２０４２）とによって、偏向器前光学系が構成されている。
【００５８】
ポリゴンミラー２１０４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２１０４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偏向する。
【００５９】
ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４１からの光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４２からの光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。なお、ポリゴンミラー２１０４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。
【００６０】
偏向器側走査レンズ２１０５１は、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４１からの光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。
【００６１】
偏向器側走査レンズ２１０５２は、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４２からの光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。
【００６２】
像面側走査レンズ２１０７１は、偏向器側走査レンズ２１０５１の−Ｘ側であって、偏向器側走査レンズ２１０５１を介した光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。
【００６３】
像面側走査レンズ２１０７２は、偏向器側走査レンズ２１０５２の＋Ｘ側であって、偏向器側走査レンズ２１０５２を介した光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。
【００６４】
偏光分離素子２１１０１は、像面側走査レンズ２１０７１の−Ｘ側であって、該像面側走査レンズ２１０７１を介した光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。
【００６５】
偏光分離素子２１１０２は、像面側走査レンズ２１０７２の＋Ｘ側であって、該像面側走査レンズ２１０７２を介した光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。
【００６６】
各偏光分離素子は、ビーム分離面を有している。該ビーム分離面はワイヤーグリッド、誘電体多層膜等で構成することができるが、波面収差特性に優れることから誘電体多層膜が好ましい。
【００６７】
また、ビーム分離面を支持する基板は、ガラス又は透明樹脂で構成することができる。各偏光分離素子は、断面が直角二等辺三角形よりなる２つの三角柱でビーム分離面を挟み込んだキュービック構造としても良いが、板状透明体の片面にビーム分離面を形成した構造の方が、簡易的な工程で製造できる点で有利である。
【００６８】
各偏光分離素子は、ビーム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（図５参照）。
【００６９】
各偏光分離素子におけるビーム分離面と逆側の面には、図６に示されるように、反射防止膜が形成されているのが好ましい。反射防止膜を設けることで、分離後に基板を透過した光が基板の裏面で反射して不要光を発生させるのを抑制できる。
【００７０】
偏光分離素子２１１０１は、光束ＬＢａを透過させ（図７参照）、光束ＬＢｂを−Ｚ方向に反射する（図８参照）。また、偏光分離素子２１１０２は、光束ＬＢｄを透過させ、光束ＬＢｃを−Ｚ方向に反射する。
【００７１】
偏光分離素子２１１０１を透過した光束ＬＢａは、３枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ、２１０９ａ）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２１０４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。
【００７２】
このように、偏向器側走査レンズ２１０５１、像面側走査レンズ２１０７１、偏光分離素子２１１０１、３枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ、２１０９ａ）は、「Ｋステーション」の走査光学系である。
【００７３】
偏光分離素子２１１０１で反射された光束ＬＢｂは、２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）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２１０４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。
【００７４】
このように、偏向器側走査レンズ２１０５１、像面側走査レンズ２１０７１、偏光分離素子２１１０１、２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）は、「Ｃステーション」の走査光学系である。
【００７５】
すなわち、偏向器側走査レンズ２１０５１、像面側走査レンズ２１０７１、及び偏光分離素子２１１０１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００７６】
偏光分離素子２１１０２で反射された光束ＬＢｃは、２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）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２１０４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。
【００７７】
このように、偏向器側走査レンズ２１０５２、像面側走査レンズ２１０７２、偏光分離素子２１１０２、２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）は、「Ｍステーション」の走査光学系である。
【００７８】
偏光分離素子２１１０２を透過した光束ＬＢｄは、３枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）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２１０４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。
【００７９】
このように、偏向器側走査レンズ２１０５２、像面側走査レンズ２１０７２、偏光分離素子２１１０２、３枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）は、「Ｙステーション」の走査光学系である。
【００８０】
すなわち、偏向器側走査レンズ２１０５２、像面側走査レンズ２１０７２、及び偏光分離素子２１１０２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００８１】
ここでは、折り返しミラー２１０６ｂは、偏光分離素子２１１０１の−Ｚ側に配置されている。そして、偏光分離素子２１１０１と折り返しミラー２１０６ｂは、一例として図９に示されるように、ホルダ１０に一体的に保持されている。
【００８２】
ホルダ１０は、図９の縦断面図である図１０に示されるように、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂに対してはみ出すことなく偏光分離素子２１１０１と折り返しミラー２１０６ｂとを一体的に保持している。
【００８３】
このホルダ１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする２枚の面が略垂直に組み合わされたダハ面（例えば、特開平６−５０７３９参照）を有するアルミダイカストの部材である。そして、該ダハ面における＋Ｚ側の面に偏光分離素子２１１０１が保持され、−Ｚ側の面に折り返しミラー２１０６ｂが保持されている。また、ホルダ１０には、偏光分離素子２１１０１を透過した光束ＬＢａの光路となる矩形状のニゲ穴が形成されている。
【００８４】
偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂは、長手方向（Ｙ軸方向）における複数箇所で、ダハ面に板ばねによって押圧され、あるいは接着剤によって接着されている。これにより、偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂは、それぞれが単体のときに比べて、剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。
【００８５】
図１１には、折り返しミラー２１０６ｂ単体の固有振動数を求めたシミュレーション結果が示されている。ここでは、折り返しミラー２１０６ｂの寸法を幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ２２０ｍｍとしている。このときの一次モードは、２５０．３１Ｈｚであった。この場合は、駆動系その他、外部からの数百Ｈｚの振動に対して共振しやすい。
【００８６】
図１２には、折り返しミラー２１０６ｂと偏光分離素子２１１０１をホルダ１０で一体的に保持したときの固有振動数を求めたシミュレーション結果が示されている。ここでは、偏光分離素子２１１０１の寸法を幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ２２０ｍｍとしている。また、ホルダ１０の長手方向の寸法を２２０ｍｍとしている。このときの一次モードは、５２３．５９５Ｈｚであった。この場合は、折り返しミラー２１０６ｂ単体のとき及び偏光分離素子２１１０１単体のとき（図示省略）に比べて、固有振動数が約２倍になっている。
【００８７】
ところで、偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂがダハ面に保持されているため、その挟角が製造誤差等により９０°からずれていても、折り返しミラー２１０６ｂで折り返された光束の進行方向（ここでは、＋Ｘ方向）は変化しない。仮に、従来のように折り返しミラーを単独で配置した場合、ミラー面の角度が設計値に対してθ変化すると該ミラー面で反射された光束の進行方向は予定していた方向に対して２θ変化する。
【００８８】
また、折り返しミラー２１０６ｃは、偏光分離素子２１１０２の−Ｚ側に配置されている。そして、偏光分離素子２１１０２と折り返しミラー２１０６ｃも、一例として図１３に示されるように、ホルダ１０に一体的に保持されている。これによって、偏光分離素子２１１０２及び折り返しミラー２１０６ｃは、それぞれが単体のときに比べて、剛性が高くなるとともに、固有振動数が大きくなる。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。
【００８９】
また、折り返しミラー２１０８ａは、折り返しミラー２１０６ａの−Ｚ側に配置されている。そして、折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａは、一例として図１４に示されるように、ホルダ２０に一体的に保持されている。
【００９０】
ホルダ２０は、図１４の縦断面図である図１５に示されるように、Ｚ軸方向に関して、折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａに対してはみ出すことなく折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａとを一体的に保持している。
【００９１】
このホルダ２０は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向に直交する断面の形状がいわゆるダハ形状であるアルミダイカストの部材である。そして、＋Ｚ側のダハ面に折り返しミラー２１０６ａが保持され、−Ｚ側のダハ面に折り返しミラー２１０８ａが保持されている。
【００９２】
折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａは、長手方向（Ｙ軸方向）における複数箇所で、ダハ面に板ばねによって押圧され、あるいは接着剤によって接着されている。これにより、折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａは、それぞれ単体のときに比べて剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。
【００９３】
図１６には、折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａをホルダ２０で一体的に保持したときの固有振動数を求めたシミュレーション結果が示されている。ここでは、各折り返しミラーの寸法を幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ２２０ｍｍとしている。また、ホルダ２０の長手方向の寸法を２２０ｍｍとしている。このときの一次モードは、７８６．８４Ｈｚであった。この場合は、各折り返しミラーが単体のときに比べて、固有振動数が約３倍になっている。
【００９４】
また、折り返しミラー２１０８ｄは、折り返しミラー２１０６ｄの−Ｚ側に配置されている。そして、折り返しミラー２１０６ｄと折り返しミラー２１０８ｄも、一例として図１７に示されるように、ホルダ２０に一体的に保持されている。これにより、折り返しミラー２１０６ｄ及び折り返しミラー２１０８ｄは、それぞれ単体のときに比べて剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。
【００９５】
ところで、従来は、一例として図１８に示されるように、光学素子の上面あるいは下面に板金部材を沿わせたり、一例として図１９に示されるように、光学素子の裏面にガラス板を張り付けて、剛性の向上を図っていた。しかしながら、板金部材を沿わせる方法では、板金部材が光学素子から突出した形となり、該突出箇所が薄型化の妨げとなっていた。また、ガラス板を張り付ける方法では、光学素子が偏光分離素子のときには、ガラス板として、偏光分離素子を透過した光束をそのまま透過させることができる高価なガラスを使用する必要があった。
【００９６】
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、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、偏光器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、２つの偏向器側走査レンズ（２１０５１、２１０５２）、２つの像面側走査レンズ（２１０７１、２１０７２）、２つの偏光分離素子（２１１０１、２１１０２）、１０枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、２１０９ａ、２１０９ｄ）などを有している。
【００９７】
偏向器側走査レンズ２１０５１、像面側走査レンズ２１０７１、及び偏光分離素子２１１０１は、ＫステーションとＣステーションで共用されている。また、偏向器側走査レンズ２１０５２、像面側走査レンズ２１０７２、及び偏光分離素子２１１０２は、ＭステーションとＹステーションで共用されている。
【００９８】
偏光分離素子２１１０１は、光束ＬＢａを透過させ、光束ＬＢｂを−Ｚ方向に反射する。そして、偏光分離素子２１１０１の−Ｚ側には、偏光分離素子２１１０１で反射された光束ＬＢｂを＋Ｘ方向に折り返す折り返しミラー２１０６ｂが配置され、偏光分離素子２１１０１と折り返しミラー２１０６ｂは、ホルダ１０のダハ面に一体的に保持されている。これにより、偏光分離素子２１１０１及び折り返しミラー２１０６ｂは、耐振動性が向上する。
【００９９】
偏光分離素子２１１０２は、光束ＬＢｄを透過させ、光束ＬＢｃを−Ｚ方向に反射する。そして、偏光分離素子２１１０２の−Ｚ側には、偏光分離素子２１１０２で反射された光束ＬＢｃを−Ｘ方向に折り返す折り返しミラー２１０６ｃが配置され、偏光分離素子２１１０２と折り返しミラー２１０６ｃは、ホルダ１０のダハ面に一体的に保持されている。これにより、偏光分離素子２１１０２及び折り返しミラー２１０６ｃは、耐振動性が向上する。
【０１００】
ホルダ１０は、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子及び折り返しミラーに対してはみ出すことなく偏光分離素子と折り返しミラーとを一体的に保持している。
【０１０１】
また、各偏光分離素子を透過した光束をそれぞれ対応する感光体ドラムに導く３枚の折り返しミラーのうち、Ｚ軸方向に隣接する２枚の折り返しミラーは、ホルダ２０のダハ面に一体的に保持されている。これにより、該２枚の折り返しミラーは、耐振動性が向上する。
【０１０２】
この場合には、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。
【０１０３】
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、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。
【０１０４】
なお、上記実施形態では、ホルダ１０及びホルダ２０がアルミダイカスト部品であ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、ホルダ１０及びホルダ２０が切削加工によって成形された部材であっても良いし、板金加工によって成形された部材であっても良い。また、ホルダ１０及びホルダ２０の材質がアルミニウム以外の金属であっても良いし、樹脂であっても良い。例えば、ホルダ１０及びホルダ２０が射出成形によって成形された樹脂部材であっても良い。
【０１０５】
また、ホルダ１０及びホルダ２０のＹ軸方向に直交する断面（縦断面）の形状は、上記実施形態に限定されるものではない。また、ホルダ１０及びホルダ２０の寸法は、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、ホルダ１０は、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子及び折り返しミラーに対してはみ出すことなく該偏光分離素子と該折り返しミラーを一体的に保持していれば良い。また、ホルダ２０は、Ｚ軸方向に関して、２枚の折り返しミラーに対してはみ出すことなく該２枚の折り返しミラーを一体的に保持していれば良い。
【０１０６】
また、上記実施形態において、前記ホルダ１０に代えて、一例として図２０に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とし、偏光分離素子における折り返しミラーに近い端面が固定される面と、折り返しミラーにおける偏光分離素子に近い端面が固定される面とを有するホルダ１０’を用いても良い。なお、該ホルダ１０’のＹ軸方向に直交する断面（縦断面）の形状は、Ｌ字形状に限定されるものではない。この場合も、偏光分離素子及び折り返しミラーの耐振動性を向上させることができる。
【０１０７】
同様に、前記ホルダ２０に代えて、上記ホルダ１０’を用いても良い。この場合も、各折り返しミラーの耐振動性を向上させることができる。
【０１０８】
また、上記実施形態において、前記偏光分離素子２１１０１に代えて、一例として図２１に示されるように、偏光分離デバイス１６１を用いても良い。この偏光分離デバイス１６１は、ビームスプリッタ１６１０、及び２つの偏光子（１６１１、１６１２）を有している。
【０１０９】
ビームスプリッタ１６１０は、像面側走査レンズ２１０７１の−Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７１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。このビームスプリッタ１６１０は、入射光束の偏光方向を保存した状態で、入射光束の一部を透過させ、残りを反射するビームスプリッタである。
【０１１０】
偏光子１６１１はビームスプリッタ１６１０の−Ｘ側であって、ビームスプリッタ１６１０を透過した光束の光路上に配置されている。偏光子１６１２はビームスプリッタ１６１０の−Ｚ側であって、ビームスプリッタ１６１０で反射された光束の光路上に配置されている。各偏光子は、ヨウ素又は二色性染料で染色した膜を一軸延伸して得る一般的な偏光フィルムを使用することができる。
【０１１１】
そして、光束ＬＢａのみが偏光子１６１１を透過し、光束ＬＢｂのみが偏光子１６１２を透過する。
【０１１２】
また、同様な偏光分離デバイスを、前記偏光分離素子２１１０２に代えて用いても良い。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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、２つの画像形成ステーションを有することとなる。
【０１１５】
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、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
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、画像品質の低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…ホルダ（保持部材）、１０’…ホルダ（保持部材）、２０…ホルダ（ミラー保持部材）、１６１…偏光分離デバイス（偏光分離素子）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー（光偏向器）、２１０５１，２１０５２…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、２１０７１，２１０７２…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、２１０６ａ，２１０６ｂ，２１０６ｃ，２１０６ｄ，２１０８ａ，２１０８ｂ，２１０８ｃ，２１０８ｄ，２１０９ａ，２１０９ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２１１０１，２１１０２…偏光分離素子、２２００ａ〜２２００ｄ…光源。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１８】
【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２００７−２７９６７０号公報
【図１】
2012013731.tif 000003
【図２】
2012013731.tif 000004
【図３】
2012013731.tif 000005
【図４】
2012013731.tif 000006
【図５】
2012013731.tif 000007
【図６】
2012013731.tif 000008
【図７】
2012013731.tif 000009
【図８】
2012013731.tif 000010
【図９】
2012013731.tif 000011
【図１０】
2012013731.tif 000012
【図１３】
2012013731.tif 000013
【図１４】
2012013731.tif 000014
【図１５】
2012013731.tif 000015
【図１７】
2012013731.tif 000016
【図１８】
2012013731.tif 000017
【図１９】
2012013731.tif 000018
【図２０】
2012013731.tif 000019
【図２１】
2012013731.tif 000020
【図１１】
2012013731.tif 000021
【図１２】
2012013731.tif 000022
【図１６】
2012013731.tif 000023