光書込装置及び画像形成装置
【課題】低コストで品質の安定管理及び偏光分離特性を確保することのできる光書込装置を提供する。
【解決手段】偏光状態の異なる２つの光ビームをポリゴンミラー４により偏向させる。偏光ビームスプリッタ７を透過した光ビームにより感光体１０１ａを走査し、偏光ビームスプリッタ７で反射した光ビームにより感光体１０１ｂを走査する。ポリゴンミラー４と偏光ビームスプリッタ７の間に設けた補正手段６により、偏光ビームスプリッタ７へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する。これにより、偏光状態の補正に必要なコストを低減させることができ、また、補正品質を安定に管理し、かつ、偏光分離特性を確保することができる。このため、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好な書き込み品質を得ることができる。
【解決手段】偏光状態の異なる２つの光ビームをポリゴンミラー４により偏向させる。偏光ビームスプリッタ７を透過した光ビームにより感光体１０１ａを走査し、偏光ビームスプリッタ７で反射した光ビームにより感光体１０１ｂを走査する。ポリゴンミラー４と偏光ビームスプリッタ７の間に設けた補正手段６により、偏光ビームスプリッタ７へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する。これにより、偏光状態の補正に必要なコストを低減させることができ、また、補正品質を安定に管理し、かつ、偏光分離特性を確保することができる。このため、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好な書き込み品質を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における光書込装置（光走査装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、画像形成装置に対する市場の要求としては、小型、軽量、低コスト化などが挙げられる。特に、カラー画像形成装置は構成部品数が多いため、従来のモノクロ装置に比べて非常に大型であり、小型化に対する要求が高い。
【０００３】
従来市販されている画像形成装置に用いられている、複数の光ビームを用いた光書込装置（光走査装置）は、光ビームを複数の反射ミラーにより複数回折り返すことで、それぞれの像担持体の被走査面に照射しているが、複数のミラーを使用し立体的に光路を折り返しているため、光書込装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。特に、現在広く採用されているタンデム型のカラー画像形成装置においては、各感光体（像担持体）に対応するレーザービームを副走査方向にずらして各々の光路もしくは光学素子の干渉を防ぐために厚み方向に非常に大きくなっている。
【０００４】
これらを踏まえて本願出願人は、波長の異なる２つの光ビームを用いて書き込み走査を行うように構成し、装置の厚みを小さくした薄型の光書込装置（光走査装置）を先に提案している（特許文献１，特許文献２）。
【０００５】
一方、偏光状態の異なる２つの偏光光を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）で分離し、異なる感光体または一つの感光体の異なる位置を走査して書き込みを行うようにした光走査装置も提案されている。このような、偏光状態の異なる２つの偏光光を用いて書き込みを行うことによっても、レイアウトスペースの確保や複数の感光体又は単一の感光体の複数の照射位置を走査できるといった利点を得ることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、偏光ビームスプリッタを用いる場合、Ｐ偏光の反射を０（ゼロ）とするブリュースター角からビームの入射角がずれると、偏光分離特性が大きく低下してしまうという問題がある。
【０００７】
この点に対し、電気的に制御される磁気光学素子を用いて偏光状態を制御したり（特許文献３）、偏光ビームスプリッタの光学薄膜面を調整する（特許文献４）方法が提案されているが、これらの方法ではコストが上昇するという問題がある。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問題もある。さらに、旋光角が温度等の影響で変化しやすく、性能を安定に管理するのが困難であることや、画角依存性を低減するにとどまり、高画角域では偏光分離特性の劣化が見られるなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、偏光状態の異なる２つの偏光光を用いて書き込みを行う従来の光書込装置における上述の問題を解決し、薄型化を実現するとともに、低コストで品質の安定管理及び偏光分離特性を確保することのできる光書込装置を提供することを課題とする。
【０００９】
また、上記光書込装置を備えて小型かつ高画質な画像形成装置を提供することも本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題は、本発明により、光源からの光ビームを偏向器により偏向して主走査方向の走査を行う偏向走査手段を有する走査光学系と、前記偏向器により偏向された光ビームを偏光状態により分離する偏光分離手段とを備え、前記偏向器と前記偏光分離手段との間に、前記偏光分離手段へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する補正手段を設けたことにより解決される。
【００１１】
また、前記補正手段が液晶素子により構成されると好適である。
また、前記液晶素子が、一対の透明基板と、各透明基板間に挟持されたネマティック液晶層と、液晶層の両側界面に設けられた配向膜とを有し、前記配向膜の少なくとも一方が、光束入射位置毎に異なる方向の配向処理がなされていると好適である。
【００１２】
また、前記一対の透明基板の一方側が前記偏光分離手段によって構成されていると好適である。
また、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置が備える光学素子のうち前記偏向器を共通の１つの偏向器として用いるとともに、前記偏向器以外の光学素子を前記偏向器の両側に略対称に配置し、４本の光ビームにより４つの被走査面を走査するよう構成されている光書込装置であって、前記偏向器の各側において偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査すると好適である。
【００１３】
また、偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査すると好適である。
また、前記偏光分離手段を透過した光ビームを反射させて再度前記偏光分離手段に入射させる反射手段と、前記偏光分離手段と前記反射手段との間に配置されて光ビームの偏光状態を変換する偏光変換手段とを備えると好適である。
【００１４】
また、偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して１つの被走査面の異なる個所を走査すると好適である。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光書込装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光書込装置によれば、偏向器と偏光分離手段との間に、偏光分離手段へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する補正手段を設けたので、偏光状態の補正に必要なコストを低減させることができ、また、補正品質を安定に管理し、かつ、偏光分離特性を確保することができる。このため、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好な書き込み品質を得ることができる。また、薄型の光書込装置を構成することが可能となる。
【００１６】
請求項２の構成により、ビーム入射角度に応じた補正が可能な補正手段を容易に構成でき、大面積化、あるいは長尺化した場合でも補正手段の製作コストを低く抑えることが可能となる。
【００１７】
請求項３の構成により、強誘電性液晶等で問題となる配向不良の発生を抑制することができる。
請求項４の構成により、光書込装置を構成する部品点数を少なくでき、組付け誤差の積み上げが少なくなり、組付け精度の向上ができる。さらに部品コストを抑えることが可能となる。
【００１８】
請求項５の構成により、４つの被走査面に同時にビームを照射して走査することが可能となり、４色フルカラー画像形成装置に対応することが可能となる。
請求項６の構成により、２つの被走査面に同時にビームを照射して走査することが可能となり、２色カラー画像形成装置に対応することが可能となる。
【００１９】
請求項７の構成により、反射手段の位置で光ビームの光路長を調整することが可能となり、副走査方向にレイアウトスペースを確保する必要がなく、光書込装置の薄型化が可能となる。
【００２０】
請求項８の構成により、１つの被走査面に対する走査速度を速くできるため、高速モノクロ画像形成装置に対応することが可能となる。
請求項９の画像形成装置によれば、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好な出力画像を得ることができる。また、光書込装置の薄型化が可能なことから、画像形成装置の上下方向の大きさを小さくして、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る光書込装置の一例における要部構成を示す断面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】回転多面鏡により偏向走査された光ビームの偏光ビームスプリッタへの入射面が偏向角に応じて回転する様子を示す模式図である。
【図４】偏光分離面が偏向手段の偏向面に対して４５度傾斜している偏光分離手段における、偏向角と偏光回転角の関係を示すグラフである。
【図５】偏光補正手段によって電界ベクトルの方向が切り換えられる様子を示す模式図である。
【図６】偏光補正手段による偏光方向の補正を実測値と計算値で比較して検証した結果を示すグラフである。
【図７】スキュー補正素子の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図８】スキュー補正素子の別例を示すものである。
【図９】第２実施形態の光書込装置を示す断面図である。
【図１０】その平面図である。
【図１１】第３実施形態の光書込装置を示す断面図である。
【図１２】その平面図である。
【図１３】第４実施形態の光書込装置を示す断面図である。
【図１４】その平面図である。
【図１５】本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型フルカラープリンタの断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る光書込装置の一例における要部構成を示す断面図である。また、図２は、その平面図である。なお、本例の光書込装置１０は、偏向手段としてのポリゴンミラー４を共通として、その他の構成要素（ポリゴンミラー４の両側にそれぞれ図示されるもの）を略対称に２セット配置した構成であり、図１に示すように走査対象としての４つの感光体を走査するものである。
【００２３】
これらの図に示す本例の光書込装置１０は、半導体レーザ１、コリメートレンズ２、シリンドリカルレンズ３、回転多面鏡であるポリゴンミラー４（偏向手段）、ｆθレンズ５（第１結像手段）、スキュー補正素子６（補正手段）、偏光ビームスプリッタ７（偏光分離手段）、反射鏡９等から構成され、これらの構成要素がユニット筐体１１内に配置されている。本例の光書込装置では、半導体レーザ１は、それぞれ偏光状態の異なる光ビームを出射するものが用いられる。なお、ポリゴンミラー４の各側に配置された構成要素による作用は同じであるので、ここでは、図の左側の部分について説明するが、図の右側の部分も同様である。
【００２４】
光源である半導体レーザ１から出射された偏光状態の異なる光ビームＬＢ１及びＬＢ２は、コリメートレンズ２及びシリンドリカルレンズ３を経て副走査方向に同一軸に合成されて偏向手段としてのポリゴンミラー４で反射され、ｆθレンズ５を透過し、ビーム分離手段としての偏光ビームスプリッタ７を通過する。偏光ビームスプリッタ７は光ビームの偏光状態により光を分離するものである。なお、偏光ビームスプリッタ７の前（ポリゴンミラー４側）には補正手段であるスキュー補正素子６が配置されているが、これについては後述する。
【００２５】
さて、半導体レーザ１から出射された光ビームＬＢ１及びＬＢ２は偏光状態の異なる偏光光であり、例えば、回転角が互いにπ／２だけ異なる直線偏光のＰ波とＳ波とを用いることができる。本例では、光ビームＬＢ１は偏光ビームスプリッタ７を透過し、光ビームＬＢ２は偏光ビームスプリッタ７により反射される。すなわち、ポリゴンミラー４で反射されｆθレンズ５を透過した光ビームのうち、ＬＢ１は偏光ビームスプリッタ７を透過して反射鏡９により反射され、感光体１０１ａの被走査面に照射される。そして、ＬＢ２は偏光ビームスプリッタ７により反射され、感光体１０１ｂの被走査面に照射される。このようにして、半導体レーザ１から出射された偏光状態の異なる光ビームが、それぞれ感光体１０１ａと感光体１０１ｂとに導かれ、各感光体を走査する。
【００２６】
ポリゴンミラー４の右側部分でも、同様にして、半導体レーザ１から出射された光ビームが、それぞれ感光体１０１ｃと感光体１０１ｄとに導かれ、各感光体を走査する。
【００２７】
なお本例では、各光ビームの感光体１０１への入射角度（図１に角度αとして示す）が等しくなるように構成されている。また、本例では、ポリゴンミラー４による走査平面と、複数の感光体ドラム（本例では感光体１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）の中心を結ぶ平面とが平行となるように構成されている。
【００２８】
ところで、回転多面鏡により偏向走査された光ビームの偏光ビームスプリッタへの入射面は、入射光の偏向角に応じて回転する。すなわち、図３に模式的に示すように、主走査方向中心の偏向角βが０度のときの入射面の回転角θを０度としたとき、偏向角がマイナス（−）側（図３で中心軸の左側）では入射面は時計回りに回転し、偏向角がプラス（＋）側（図３で中心軸の右側）では入射面は反時計回りに回転する。
【００２９】
図４は、偏光分離面が偏向手段の偏向面に対して４５度傾斜している偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ）における、偏向角βと偏光回転角θの関係を示すグラフである。なお、偏光回転角は、入射面と入射光の電界ベクトルのなす角であり、図４では入射光がＰ偏光の場合を示している。また、偏光回転角は時計回りをマイナス（−）、反時計回りをプラス（＋）としている。
【００３０】
さて、図４に示すように、偏向角０度では電界ベクトルは入射面内にあるため偏光回転角は０度であり、偏向角３５度では偏光回転角は２０．７度である。このように、偏光ビームスプリッタへ入射する光ビームの入射面が、入射光の偏向角に応じて回転することがノイズ光の一因である。これを回避するためには、偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ）に入射する偏光光をあらかじめ逆側、すなわち、入射面が時計回りに回転する場合は反時計回りに、入射面が反時計回りに回転する場合は時計回りに、回転させておけばよい。これを実現するために、本発明においては、偏光ビームスプリッタ７に入射する光ビームの偏光回転角をビーム入射角度に応じて補正する補正手段であるスキュー補正素子６を、偏光ビームスプリッタ７の前段に配置している（図１，２参照）。なお、偏光光をあらかじめ逆側に回転させる場合の回転量は、図４のグラフにおいて偏向角（ビーム入射角度）に対応する偏光回転角とすればよい（もちろん、回転の向きは、図４のグラフと逆側に回転させる）。例えば、偏向角βが＋１５度の場合は、偏光回転角の補正は、マイナス側（時計回り）に１０度であり、偏向角βが＋３５度の場合は、偏光回転角の補正は、マイナス側（時計回り）に２０．７度となる。このように、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ７に入射する光ビーム（偏光）の偏向角に応じた偏光回転角を補償して回転させるスキュー補正素子６を用意する。
【００３１】
図５は、補正手段によって電界ベクトルの方向が切り換えられる様子を示す模式図である。この図においては、補正手段６０に入射する前の第一の偏光状態の電界ベクトル（図に実線の両矢印で示す）は水平方向となっており、補正手段６０に入射する前の第二の偏光状態の電界ベクトル（図に一点鎖線の両矢印で示す）は垂直方向となっている。その、第一及び第二の偏光状態の電界ベクトルが（電界ベクトルの方向が）、補正手段６０によって切り換えられる様子を示している。なお、この図は、補正手段６０にによって偏光状態の電界ベクトルが切り換えられることを模式的に示したものであり、実施形態においては、上記したように、スキュー補正素子６によって偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ７）に入射する偏光光をあらかじめ逆側、すなわち、入射面が時計回りに回転する側では反時計回りに、入射面が反時計回りに回転する側では時計回りに、回転させる（補正する）ものである。また、そのときの回転量は図４のグラフから容易に導出可能である。
【００３２】
図６は、偏光補正手段による偏光方向の補正を実測値と計算値で比較して検証した結果を示すグラフである。なお、図６のグラフは、偏向角３５度における偏光回転角（横軸）と反射光（縦軸）の関係を示すもので、反射光のレベルが低いほどノイズ光が少なく良好な補正である。このグラフから分かるように、偏向角３５度において偏光方向を回転させた場合、偏光回転角が２０．７度で最も反射率が低下するのが、計算値及び実測値から確認された。
【００３３】
このように、本発明による光書込装置は、機械的に（物理的に）偏光状態を補正する補正手段（スキュー補正素子６）を偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ７）の前段に配置したことにより、偏光状態の補正に必要なコストを低減させることができ、また、補正品質を安定に管理し、かつ、偏光分離特性を確保することができる。このため、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好なシェーディング特性を得ることが可能となる。
【００３４】
ところで、本実施形態では、上記偏光補正手段であるスキュー補正素子６を液晶素子で構成している。これは、偏光補正手段としては、延伸フィルムの延伸方向を場所によって変化させた複屈折ポリマー波長板、あるいは斜方蒸着膜の蒸着方向・蒸着角度を場所によって変化させた構造複屈折波長板等においても偏光補正手段を構成することは可能であるものの作製が大掛かりとなるという問題がある。液晶素子を用いればビーム入射角度に応じた補正が可能な補正手段を容易に構成でき、大面積化、あるいは長尺化した場合でも偏光スキュー素子の製作コストを低く抑えることが可能となる。
【００３５】
図７は、スキュー補正素子６の構成例を模式的に示す斜視図である。この図に示すスキュー補正素子６は、１対の透明基板６１，６１と、その透明基板間に挟持されるネマティック液晶層６２と、この液晶層６２の両側界面に設けられた配向膜６３，６３とを有するものである。なお、配向膜６３，６３は、少なくとも一方（図示例では両方）が光束入射位置毎に異なる方向の配向処理がなされている。
【００３６】
図８は、スキュー補正素子の別例を示すものである。この図に示すスキュー補正素子６Ｂは、一方側（出射側）の透明基板を偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ７）によって代用している。これ以外の構成は図７に示すものと同じである。本例のスキュー補正素子６Ｂは偏光ビームスプリッタ７と一体的に設けられることになる。この構成により、スキュー補正素子の光書込装置への組み付け行程及び調整行程を簡略化することが可能となる。
【００３７】
本実施形態の光書込装置１０はタンデム型のフルカラー画像形成装置に好適に用いることができ、４本の光ビームを４つの感光体に振り分ける場合でも、光書込装置の厚みが増大せず、薄型の光書込装置を実現できる。したがって、フルカラー画像形成装置の小型化、特に、上下方向の大きさを抑制するのに効果が大である。
【００３８】
次に、本発明に係る光書込装置の一例として、２つの感光体を走査する第２実施形態について説明する。
図９及び図１０は、第２実施形態の光書込装置を示す断面図及び平面図である。この図に示す第２実施形態の光書込装置２０は、偏向手段であるポリゴンミラー４の片側に光学素子を配置したもので、２色カラー画像形成装置に対応するものである。先に図１及び図２で説明した第１実施形態の光書込装置１０がポリゴンミラー４の両側に光学素子を配置した対向走査型であるのに対し、本例ではポリゴンミラー４の片側に光学素子を配置した構成であり、その部分では同じ構成であるため、重複する説明を省略する。
【００３９】
次に、本発明に係る光書込装置の一例として、１つの感光体を走査する第３実施形態について説明する。
図１１及び図１２は、第３実施形態の光書込装置を示す断面図及び平面図である。この図に示す第３実施形態の光書込装置３０は、１つの偏光光を用いて書き込み走査を行うもので、モノクロ画像形成装置に対応するものである。
【００４０】
本第３実施形態において、上記した第１及び第２実施形態との相違点は、半導体レーザ１から出射される光ビームが、１つの偏光状態の光ビームであり、ポリゴンミラー４方向から偏光ビームスプリッタ７に入射した場合に偏光ビームスプリッタ７を通過するように偏光状態が設定されていること。反射鏡９が垂直に配置されていること、その反射鏡９の前段に偏光状態を変換する偏光変換素子８が一体に設けられていることである。
【００４１】
さて、半導体レーザ１から出射された１つの偏光状態の光ビームは、ポリゴンミラー４で反射され、ｆθレンズ５を透過し、ビーム分離手段としての偏光ビームスプリッタ７を通過する。そして、反射鏡９により反射される際に、偏光変換素子８によって偏光状態がπ／２だけ回転される。その偏光状態が変換された光ビームは、偏光ビームスプリッタ７に逆方向から入射し、今度は偏光ビームスプリッタ６の偏光分離面で屈折され、下方に出射されて感光体ドラム１０１を走査する。
【００４２】
次に、本発明に係る光書込装置の一例として、１つの感光体の異なる位置を走査する第４実施形態について説明する。
図１３及び図１４は、第４実施形態の光書込装置を示す断面図及び平面図である。この図に示す第４実施形態の光書込装置４０は、偏光状態の異なる２つの光ビームにより１つの感光体の異なる位置を走査する高速モノクロ画像形成装置に対応するものである。
【００４３】
本第４実施形態において、上記した第２実施形態との相違点は、反射鏡９で反射した光ビームを、偏光ビームスプリッタ７で分離した光ビームが走査する感光体と同じ感光体に導く点である。
【００４４】
図１３に示すように、反射鏡９は、偏光ビームスプリッタ７を通過した光ビームを感光体ドラム１０１に導くような角度に配置されている。このような構成により、１つの感光体１０１に対して偏光ビームスプリッタ７で分離した光ビームと偏光ビームスプリッタ７を通過した光ビームとで書き込み走査を行うことができ、図９及び図１０の第２実施形態の光書込装置に比べて２倍の速度での書き込みを行うことが可能となる。
【００４５】
最後に、本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例について説明する。図１５に示す画像形成装置は、直接転写方式のタンデム型フルカラープリンタであり、装置本体のほぼ中央部に４個の作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を配設している。イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各色に対応する各作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、転写搬送ベルト１０８の上部走行辺に沿って並設されている。支持ローラ１０６，１０７等に巻き掛けられた転写搬送ベルト１０８は図中反時計回りに走行駆動される。右側の支持ローラ１０７の側方にはレジストローラ１０９が配置され、左側の支持ローラ１０６の側方には定着装置１１０が配置されている。
【００４６】
各作像ユニット１００は扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であり、像担持体としての感光体ドラム１０１を具備している。この感光体ドラム１０１の周りには、帯電手段１０２，現像装置１０３等が配置され、さらに各感光体ドラム１０１に対向するように転写搬送ベルト１０８の内側に転写手段としての転写ローラ１０５が設けられている。また、現像装置１０３にはトナー収納容器１０４が布設されている。なお、図では４つの作像ユニットのうち、代表して黒作像ユニット１００Ｋにのみ、作像ユニットを構成する各機器に符号を付している。
【００４７】
４つの作像ユニット１００上方の装置最上部には光書込装置１０が設けられている。光書込装置１０は４色のフルカラー画像形成装置に対応するものであり、上記説明した第１実施形態の光書込装置１０に相当するものである。この光書込装置１０は、画像情報に基づいて光変調されたレーザ光Ｌを各色作像ユニットの感光体ドラム１０１の表面に照射する。
【００４８】
装置下部には用紙を積載する給紙トレイ１３０が配設され、その給紙トレイから用紙を給送するための給紙装置１３１が設けられている。分離機構等の詳細については省略する。
【００４９】
上記のように構成されたカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット１００の感光体ドラム１０１が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１０１の表面が帯電手段１０２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書込装置１０からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１０１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー，マゼンタ，シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置１０３から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
【００５０】
一方、給紙トレイ１３０から用紙が給紙され、給紙された用紙はレジストローラ対１０９に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにして送出され、ベルト１０８に吸着されて搬送される。その用紙が、各感光体ドラム１０１に対向する転写位置に到るつどに、転写手段１０５の作用により、各色トナー像が用紙上に順次重ね転写される。このようにして、用紙上にフルカラーのトナー像が担持される。
【００５１】
なお、作像ユニット１００のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒（Ｋ）ユニットを用いて画像形成を行う。
【００５２】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０１表面に付着する残留トナーは、図示しないクリーニング手段によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示しない除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。
【００５３】
トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト１０８から分離されて、定着装置１１０に送り込まれ、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は機外に排出され、図示しない排紙トレイ上にスタックされる。
【００５４】
光書込装置１０は、上記説明したように厚さの小さな薄型のものであるため、画像形成装置内部の限られた空間内に配置可能であり、カラー画像形成装置の小型化、特に、上下方向の厚みを小さくする効果が大きい。また、光書込装置の光学ハウジングを単純な四角い箱形状に構成しているので、従来の光学ハウジングのような複雑な形状ではないため、ハウジングの製作が容易となり、製作手順の削減によるコストダウン及び製作時間短縮を実現することができる。よって、画像形成装置のコストダウンにも寄与することができる。
【００５５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各光源から出射される光ビームの偏光状態は実施形態で述べた以外の偏光光でも良い。偏光分離手段も適宜な構成のものを採用可能である。走査対象としての感光体は、ドラム状に限らず、ベルト状感光体も可能である。
【００５６】
画像形成装置としては、中間転写方式に限らず、直接転写方式でも良い。また、４色のフルカラー機に限らず、複数色、例えば２色のトナーによる多色機や、モノクロ装置にも本発明を適用可能である。画像形成装置各部の構成も任意である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１ 半導体レーザ
２ コリメートレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ ポリゴンミラー（偏向器）
５ ｆθレンズ
６ スキュー補正素子（補正手段）
７ 偏光ビームスプリッタ（偏光分離手段）
８ 偏光変換素子
９ 反射鏡（ミラー）
１０，２０，３０ 光書込装置
１００ 作像ユニット
１０１ 感光体
１１１ 中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００９−６９１７８号公報
【特許文献２】特開２００９−６９３９９号公報
【特許文献３】特開平７−１４４４３４号公報
【特許文献４】特開平７−８４２００号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における光書込装置（光走査装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、画像形成装置に対する市場の要求としては、小型、軽量、低コスト化などが挙げられる。特に、カラー画像形成装置は構成部品数が多いため、従来のモノクロ装置に比べて非常に大型であり、小型化に対する要求が高い。
【０００３】
従来市販されている画像形成装置に用いられている、複数の光ビームを用いた光書込装置（光走査装置）は、光ビームを複数の反射ミラーにより複数回折り返すことで、それぞれの像担持体の被走査面に照射しているが、複数のミラーを使用し立体的に光路を折り返しているため、光書込装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。特に、現在広く採用されているタンデム型のカラー画像形成装置においては、各感光体（像担持体）に対応するレーザービームを副走査方向にずらして各々の光路もしくは光学素子の干渉を防ぐために厚み方向に非常に大きくなっている。
【０００４】
これらを踏まえて本願出願人は、波長の異なる２つの光ビームを用いて書き込み走査を行うように構成し、装置の厚みを小さくした薄型の光書込装置（光走査装置）を先に提案している（特許文献１，特許文献２）。
【０００５】
一方、偏光状態の異なる２つの偏光光を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）で分離し、異なる感光体または一つの感光体の異なる位置を走査して書き込みを行うようにした光走査装置も提案されている。このような、偏光状態の異なる２つの偏光光を用いて書き込みを行うことによっても、レイアウトスペースの確保や複数の感光体又は単一の感光体の複数の照射位置を走査できるといった利点を得ることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、偏光ビームスプリッタを用いる場合、Ｐ偏光の反射を０（ゼロ）とするブリュースター角からビームの入射角がずれると、偏光分離特性が大きく低下してしまうという問題がある。
【０００７】
この点に対し、電気的に制御される磁気光学素子を用いて偏光状態を制御したり（特許文献３）、偏光ビームスプリッタの光学薄膜面を調整する（特許文献４）方法が提案されているが、これらの方法ではコストが上昇するという問題がある。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問題もある。さらに、旋光角が温度等の影響で変化しやすく、性能を安定に管理するのが困難であることや、画角依存性を低減するにとどまり、高画角域では偏光分離特性の劣化が見られるなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、偏光状態の異なる２つの偏光光を用いて書き込みを行う従来の光書込装置における上述の問題を解決し、薄型化を実現するとともに、低コストで品質の安定管理及び偏光分離特性を確保することのできる光書込装置を提供することを課題とする。
【０００９】
また、上記光書込装置を備えて小型かつ高画質な画像形成装置を提供することも本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題は、本発明により、光源からの光ビームを偏向器により偏向して主走査方向の走査を行う偏向走査手段を有する走査光学系と、前記偏向器により偏向された光ビームを偏光状態により分離する偏光分離手段とを備え、前記偏向器と前記偏光分離手段との間に、前記偏光分離手段へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する補正手段を設けたことにより解決される。
【００１１】
また、前記補正手段が液晶素子により構成されると好適である。
また、前記液晶素子が、一対の透明基板と、各透明基板間に挟持されたネマティック液晶層と、液晶層の両側界面に設けられた配向膜とを有し、前記配向膜の少なくとも一方が、光束入射位置毎に異なる方向の配向処理がなされていると好適である。
【００１２】
また、前記一対の透明基板の一方側が前記偏光分離手段によって構成されていると好適である。
また、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置が備える光学素子のうち前記偏向器を共通の１つの偏向器として用いるとともに、前記偏向器以外の光学素子を前記偏向器の両側に略対称に配置し、４本の光ビームにより４つの被走査面を走査するよう構成されている光書込装置であって、前記偏向器の各側において偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査すると好適である。
【００１３】
また、偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査すると好適である。
また、前記偏光分離手段を透過した光ビームを反射させて再度前記偏光分離手段に入射させる反射手段と、前記偏光分離手段と前記反射手段との間に配置されて光ビームの偏光状態を変換する偏光変換手段とを備えると好適である。
【００１４】
また、偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して１つの被走査面の異なる個所を走査すると好適である。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光書込装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光書込装置によれば、偏向器と偏光分離手段との間に、偏光分離手段へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する補正手段を設けたので、偏光状態の補正に必要なコストを低減させることができ、また、補正品質を安定に管理し、かつ、偏光分離特性を確保することができる。このため、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好な書き込み品質を得ることができる。また、薄型の光書込装置を構成することが可能となる。
【００１６】
請求項２の構成により、ビーム入射角度に応じた補正が可能な補正手段を容易に構成でき、大面積化、あるいは長尺化した場合でも補正手段の製作コストを低く抑えることが可能となる。
【００１７】
請求項３の構成により、強誘電性液晶等で問題となる配向不良の発生を抑制することができる。
請求項４の構成により、光書込装置を構成する部品点数を少なくでき、組付け誤差の積み上げが少なくなり、組付け精度の向上ができる。さらに部品コストを抑えることが可能となる。
【００１８】
請求項５の構成により、４つの被走査面に同時にビームを照射して走査することが可能となり、４色フルカラー画像形成装置に対応することが可能となる。
請求項６の構成により、２つの被走査面に同時にビームを照射して走査することが可能となり、２色カラー画像形成装置に対応することが可能となる。
【００１９】
請求項７の構成により、反射手段の位置で光ビームの光路長を調整することが可能となり、副走査方向にレイアウトスペースを確保する必要がなく、光書込装置の薄型化が可能となる。
【００２０】
請求項８の構成により、１つの被走査面に対する走査速度を速くできるため、高速モノクロ画像形成装置に対応することが可能となる。
請求項９の画像形成装置によれば、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好な出力画像を得ることができる。また、光書込装置の薄型化が可能なことから、画像形成装置の上下方向の大きさを小さくして、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る光書込装置の一例における要部構成を示す断面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】回転多面鏡により偏向走査された光ビームの偏光ビームスプリッタへの入射面が偏向角に応じて回転する様子を示す模式図である。
【図４】偏光分離面が偏向手段の偏向面に対して４５度傾斜している偏光分離手段における、偏向角と偏光回転角の関係を示すグラフである。
【図５】偏光補正手段によって電界ベクトルの方向が切り換えられる様子を示す模式図である。
【図６】偏光補正手段による偏光方向の補正を実測値と計算値で比較して検証した結果を示すグラフである。
【図７】スキュー補正素子の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図８】スキュー補正素子の別例を示すものである。
【図９】第２実施形態の光書込装置を示す断面図である。
【図１０】その平面図である。
【図１１】第３実施形態の光書込装置を示す断面図である。
【図１２】その平面図である。
【図１３】第４実施形態の光書込装置を示す断面図である。
【図１４】その平面図である。
【図１５】本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型フルカラープリンタの断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る光書込装置の一例における要部構成を示す断面図である。また、図２は、その平面図である。なお、本例の光書込装置１０は、偏向手段としてのポリゴンミラー４を共通として、その他の構成要素（ポリゴンミラー４の両側にそれぞれ図示されるもの）を略対称に２セット配置した構成であり、図１に示すように走査対象としての４つの感光体を走査するものである。
【００２３】
これらの図に示す本例の光書込装置１０は、半導体レーザ１、コリメートレンズ２、シリンドリカルレンズ３、回転多面鏡であるポリゴンミラー４（偏向手段）、ｆθレンズ５（第１結像手段）、スキュー補正素子６（補正手段）、偏光ビームスプリッタ７（偏光分離手段）、反射鏡９等から構成され、これらの構成要素がユニット筐体１１内に配置されている。本例の光書込装置では、半導体レーザ１は、それぞれ偏光状態の異なる光ビームを出射するものが用いられる。なお、ポリゴンミラー４の各側に配置された構成要素による作用は同じであるので、ここでは、図の左側の部分について説明するが、図の右側の部分も同様である。
【００２４】
光源である半導体レーザ１から出射された偏光状態の異なる光ビームＬＢ１及びＬＢ２は、コリメートレンズ２及びシリンドリカルレンズ３を経て副走査方向に同一軸に合成されて偏向手段としてのポリゴンミラー４で反射され、ｆθレンズ５を透過し、ビーム分離手段としての偏光ビームスプリッタ７を通過する。偏光ビームスプリッタ７は光ビームの偏光状態により光を分離するものである。なお、偏光ビームスプリッタ７の前（ポリゴンミラー４側）には補正手段であるスキュー補正素子６が配置されているが、これについては後述する。
【００２５】
さて、半導体レーザ１から出射された光ビームＬＢ１及びＬＢ２は偏光状態の異なる偏光光であり、例えば、回転角が互いにπ／２だけ異なる直線偏光のＰ波とＳ波とを用いることができる。本例では、光ビームＬＢ１は偏光ビームスプリッタ７を透過し、光ビームＬＢ２は偏光ビームスプリッタ７により反射される。すなわち、ポリゴンミラー４で反射されｆθレンズ５を透過した光ビームのうち、ＬＢ１は偏光ビームスプリッタ７を透過して反射鏡９により反射され、感光体１０１ａの被走査面に照射される。そして、ＬＢ２は偏光ビームスプリッタ７により反射され、感光体１０１ｂの被走査面に照射される。このようにして、半導体レーザ１から出射された偏光状態の異なる光ビームが、それぞれ感光体１０１ａと感光体１０１ｂとに導かれ、各感光体を走査する。
【００２６】
ポリゴンミラー４の右側部分でも、同様にして、半導体レーザ１から出射された光ビームが、それぞれ感光体１０１ｃと感光体１０１ｄとに導かれ、各感光体を走査する。
【００２７】
なお本例では、各光ビームの感光体１０１への入射角度（図１に角度αとして示す）が等しくなるように構成されている。また、本例では、ポリゴンミラー４による走査平面と、複数の感光体ドラム（本例では感光体１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）の中心を結ぶ平面とが平行となるように構成されている。
【００２８】
ところで、回転多面鏡により偏向走査された光ビームの偏光ビームスプリッタへの入射面は、入射光の偏向角に応じて回転する。すなわち、図３に模式的に示すように、主走査方向中心の偏向角βが０度のときの入射面の回転角θを０度としたとき、偏向角がマイナス（−）側（図３で中心軸の左側）では入射面は時計回りに回転し、偏向角がプラス（＋）側（図３で中心軸の右側）では入射面は反時計回りに回転する。
【００２９】
図４は、偏光分離面が偏向手段の偏向面に対して４５度傾斜している偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ）における、偏向角βと偏光回転角θの関係を示すグラフである。なお、偏光回転角は、入射面と入射光の電界ベクトルのなす角であり、図４では入射光がＰ偏光の場合を示している。また、偏光回転角は時計回りをマイナス（−）、反時計回りをプラス（＋）としている。
【００３０】
さて、図４に示すように、偏向角０度では電界ベクトルは入射面内にあるため偏光回転角は０度であり、偏向角３５度では偏光回転角は２０．７度である。このように、偏光ビームスプリッタへ入射する光ビームの入射面が、入射光の偏向角に応じて回転することがノイズ光の一因である。これを回避するためには、偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ）に入射する偏光光をあらかじめ逆側、すなわち、入射面が時計回りに回転する場合は反時計回りに、入射面が反時計回りに回転する場合は時計回りに、回転させておけばよい。これを実現するために、本発明においては、偏光ビームスプリッタ７に入射する光ビームの偏光回転角をビーム入射角度に応じて補正する補正手段であるスキュー補正素子６を、偏光ビームスプリッタ７の前段に配置している（図１，２参照）。なお、偏光光をあらかじめ逆側に回転させる場合の回転量は、図４のグラフにおいて偏向角（ビーム入射角度）に対応する偏光回転角とすればよい（もちろん、回転の向きは、図４のグラフと逆側に回転させる）。例えば、偏向角βが＋１５度の場合は、偏光回転角の補正は、マイナス側（時計回り）に１０度であり、偏向角βが＋３５度の場合は、偏光回転角の補正は、マイナス側（時計回り）に２０．７度となる。このように、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ７に入射する光ビーム（偏光）の偏向角に応じた偏光回転角を補償して回転させるスキュー補正素子６を用意する。
【００３１】
図５は、補正手段によって電界ベクトルの方向が切り換えられる様子を示す模式図である。この図においては、補正手段６０に入射する前の第一の偏光状態の電界ベクトル（図に実線の両矢印で示す）は水平方向となっており、補正手段６０に入射する前の第二の偏光状態の電界ベクトル（図に一点鎖線の両矢印で示す）は垂直方向となっている。その、第一及び第二の偏光状態の電界ベクトルが（電界ベクトルの方向が）、補正手段６０によって切り換えられる様子を示している。なお、この図は、補正手段６０にによって偏光状態の電界ベクトルが切り換えられることを模式的に示したものであり、実施形態においては、上記したように、スキュー補正素子６によって偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ７）に入射する偏光光をあらかじめ逆側、すなわち、入射面が時計回りに回転する側では反時計回りに、入射面が反時計回りに回転する側では時計回りに、回転させる（補正する）ものである。また、そのときの回転量は図４のグラフから容易に導出可能である。
【００３２】
図６は、偏光補正手段による偏光方向の補正を実測値と計算値で比較して検証した結果を示すグラフである。なお、図６のグラフは、偏向角３５度における偏光回転角（横軸）と反射光（縦軸）の関係を示すもので、反射光のレベルが低いほどノイズ光が少なく良好な補正である。このグラフから分かるように、偏向角３５度において偏光方向を回転させた場合、偏光回転角が２０．７度で最も反射率が低下するのが、計算値及び実測値から確認された。
【００３３】
このように、本発明による光書込装置は、機械的に（物理的に）偏光状態を補正する補正手段（スキュー補正素子６）を偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ７）の前段に配置したことにより、偏光状態の補正に必要なコストを低減させることができ、また、補正品質を安定に管理し、かつ、偏光分離特性を確保することができる。このため、画角（偏向角）によりビーム光量が低下することがなく、良好なシェーディング特性を得ることが可能となる。
【００３４】
ところで、本実施形態では、上記偏光補正手段であるスキュー補正素子６を液晶素子で構成している。これは、偏光補正手段としては、延伸フィルムの延伸方向を場所によって変化させた複屈折ポリマー波長板、あるいは斜方蒸着膜の蒸着方向・蒸着角度を場所によって変化させた構造複屈折波長板等においても偏光補正手段を構成することは可能であるものの作製が大掛かりとなるという問題がある。液晶素子を用いればビーム入射角度に応じた補正が可能な補正手段を容易に構成でき、大面積化、あるいは長尺化した場合でも偏光スキュー素子の製作コストを低く抑えることが可能となる。
【００３５】
図７は、スキュー補正素子６の構成例を模式的に示す斜視図である。この図に示すスキュー補正素子６は、１対の透明基板６１，６１と、その透明基板間に挟持されるネマティック液晶層６２と、この液晶層６２の両側界面に設けられた配向膜６３，６３とを有するものである。なお、配向膜６３，６３は、少なくとも一方（図示例では両方）が光束入射位置毎に異なる方向の配向処理がなされている。
【００３６】
図８は、スキュー補正素子の別例を示すものである。この図に示すスキュー補正素子６Ｂは、一方側（出射側）の透明基板を偏光分離手段（偏光ビームスプリッタ７）によって代用している。これ以外の構成は図７に示すものと同じである。本例のスキュー補正素子６Ｂは偏光ビームスプリッタ７と一体的に設けられることになる。この構成により、スキュー補正素子の光書込装置への組み付け行程及び調整行程を簡略化することが可能となる。
【００３７】
本実施形態の光書込装置１０はタンデム型のフルカラー画像形成装置に好適に用いることができ、４本の光ビームを４つの感光体に振り分ける場合でも、光書込装置の厚みが増大せず、薄型の光書込装置を実現できる。したがって、フルカラー画像形成装置の小型化、特に、上下方向の大きさを抑制するのに効果が大である。
【００３８】
次に、本発明に係る光書込装置の一例として、２つの感光体を走査する第２実施形態について説明する。
図９及び図１０は、第２実施形態の光書込装置を示す断面図及び平面図である。この図に示す第２実施形態の光書込装置２０は、偏向手段であるポリゴンミラー４の片側に光学素子を配置したもので、２色カラー画像形成装置に対応するものである。先に図１及び図２で説明した第１実施形態の光書込装置１０がポリゴンミラー４の両側に光学素子を配置した対向走査型であるのに対し、本例ではポリゴンミラー４の片側に光学素子を配置した構成であり、その部分では同じ構成であるため、重複する説明を省略する。
【００３９】
次に、本発明に係る光書込装置の一例として、１つの感光体を走査する第３実施形態について説明する。
図１１及び図１２は、第３実施形態の光書込装置を示す断面図及び平面図である。この図に示す第３実施形態の光書込装置３０は、１つの偏光光を用いて書き込み走査を行うもので、モノクロ画像形成装置に対応するものである。
【００４０】
本第３実施形態において、上記した第１及び第２実施形態との相違点は、半導体レーザ１から出射される光ビームが、１つの偏光状態の光ビームであり、ポリゴンミラー４方向から偏光ビームスプリッタ７に入射した場合に偏光ビームスプリッタ７を通過するように偏光状態が設定されていること。反射鏡９が垂直に配置されていること、その反射鏡９の前段に偏光状態を変換する偏光変換素子８が一体に設けられていることである。
【００４１】
さて、半導体レーザ１から出射された１つの偏光状態の光ビームは、ポリゴンミラー４で反射され、ｆθレンズ５を透過し、ビーム分離手段としての偏光ビームスプリッタ７を通過する。そして、反射鏡９により反射される際に、偏光変換素子８によって偏光状態がπ／２だけ回転される。その偏光状態が変換された光ビームは、偏光ビームスプリッタ７に逆方向から入射し、今度は偏光ビームスプリッタ６の偏光分離面で屈折され、下方に出射されて感光体ドラム１０１を走査する。
【００４２】
次に、本発明に係る光書込装置の一例として、１つの感光体の異なる位置を走査する第４実施形態について説明する。
図１３及び図１４は、第４実施形態の光書込装置を示す断面図及び平面図である。この図に示す第４実施形態の光書込装置４０は、偏光状態の異なる２つの光ビームにより１つの感光体の異なる位置を走査する高速モノクロ画像形成装置に対応するものである。
【００４３】
本第４実施形態において、上記した第２実施形態との相違点は、反射鏡９で反射した光ビームを、偏光ビームスプリッタ７で分離した光ビームが走査する感光体と同じ感光体に導く点である。
【００４４】
図１３に示すように、反射鏡９は、偏光ビームスプリッタ７を通過した光ビームを感光体ドラム１０１に導くような角度に配置されている。このような構成により、１つの感光体１０１に対して偏光ビームスプリッタ７で分離した光ビームと偏光ビームスプリッタ７を通過した光ビームとで書き込み走査を行うことができ、図９及び図１０の第２実施形態の光書込装置に比べて２倍の速度での書き込みを行うことが可能となる。
【００４５】
最後に、本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例について説明する。図１５に示す画像形成装置は、直接転写方式のタンデム型フルカラープリンタであり、装置本体のほぼ中央部に４個の作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を配設している。イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各色に対応する各作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、転写搬送ベルト１０８の上部走行辺に沿って並設されている。支持ローラ１０６，１０７等に巻き掛けられた転写搬送ベルト１０８は図中反時計回りに走行駆動される。右側の支持ローラ１０７の側方にはレジストローラ１０９が配置され、左側の支持ローラ１０６の側方には定着装置１１０が配置されている。
【００４６】
各作像ユニット１００は扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であり、像担持体としての感光体ドラム１０１を具備している。この感光体ドラム１０１の周りには、帯電手段１０２，現像装置１０３等が配置され、さらに各感光体ドラム１０１に対向するように転写搬送ベルト１０８の内側に転写手段としての転写ローラ１０５が設けられている。また、現像装置１０３にはトナー収納容器１０４が布設されている。なお、図では４つの作像ユニットのうち、代表して黒作像ユニット１００Ｋにのみ、作像ユニットを構成する各機器に符号を付している。
【００４７】
４つの作像ユニット１００上方の装置最上部には光書込装置１０が設けられている。光書込装置１０は４色のフルカラー画像形成装置に対応するものであり、上記説明した第１実施形態の光書込装置１０に相当するものである。この光書込装置１０は、画像情報に基づいて光変調されたレーザ光Ｌを各色作像ユニットの感光体ドラム１０１の表面に照射する。
【００４８】
装置下部には用紙を積載する給紙トレイ１３０が配設され、その給紙トレイから用紙を給送するための給紙装置１３１が設けられている。分離機構等の詳細については省略する。
【００４９】
上記のように構成されたカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット１００の感光体ドラム１０１が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１０１の表面が帯電手段１０２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書込装置１０からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１０１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー，マゼンタ，シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置１０３から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
【００５０】
一方、給紙トレイ１３０から用紙が給紙され、給紙された用紙はレジストローラ対１０９に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにして送出され、ベルト１０８に吸着されて搬送される。その用紙が、各感光体ドラム１０１に対向する転写位置に到るつどに、転写手段１０５の作用により、各色トナー像が用紙上に順次重ね転写される。このようにして、用紙上にフルカラーのトナー像が担持される。
【００５１】
なお、作像ユニット１００のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒（Ｋ）ユニットを用いて画像形成を行う。
【００５２】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０１表面に付着する残留トナーは、図示しないクリーニング手段によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示しない除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。
【００５３】
トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト１０８から分離されて、定着装置１１０に送り込まれ、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は機外に排出され、図示しない排紙トレイ上にスタックされる。
【００５４】
光書込装置１０は、上記説明したように厚さの小さな薄型のものであるため、画像形成装置内部の限られた空間内に配置可能であり、カラー画像形成装置の小型化、特に、上下方向の厚みを小さくする効果が大きい。また、光書込装置の光学ハウジングを単純な四角い箱形状に構成しているので、従来の光学ハウジングのような複雑な形状ではないため、ハウジングの製作が容易となり、製作手順の削減によるコストダウン及び製作時間短縮を実現することができる。よって、画像形成装置のコストダウンにも寄与することができる。
【００５５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各光源から出射される光ビームの偏光状態は実施形態で述べた以外の偏光光でも良い。偏光分離手段も適宜な構成のものを採用可能である。走査対象としての感光体は、ドラム状に限らず、ベルト状感光体も可能である。
【００５６】
画像形成装置としては、中間転写方式に限らず、直接転写方式でも良い。また、４色のフルカラー機に限らず、複数色、例えば２色のトナーによる多色機や、モノクロ装置にも本発明を適用可能である。画像形成装置各部の構成も任意である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１ 半導体レーザ
２ コリメートレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ ポリゴンミラー（偏向器）
５ ｆθレンズ
６ スキュー補正素子（補正手段）
７ 偏光ビームスプリッタ（偏光分離手段）
８ 偏光変換素子
９ 反射鏡（ミラー）
１０，２０，３０ 光書込装置
１００ 作像ユニット
１０１ 感光体
１１１ 中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００９−６９１７８号公報
【特許文献２】特開２００９−６９３９９号公報
【特許文献３】特開平７−１４４４３４号公報
【特許文献４】特開平７−８４２００号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光ビームを偏向器により偏向して主走査方向の走査を行う偏向走査手段を有する走査光学系と、
前記偏向器により偏向された光ビームを偏光状態により分離する偏光分離手段とを備え、
前記偏向器と前記偏光分離手段との間に、前記偏光分離手段へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する補正手段を設けたことを特徴とする光書込装置。
【請求項２】
前記補正手段が液晶素子により構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光書込装置。
【請求項３】
前記液晶素子が、一対の透明基板と、各透明基板間に挟持されたネマティック液晶層と、液晶層の両側界面に設けられた配向膜とを有し、前記配向膜の少なくとも一方が、光束入射位置毎に異なる方向の配向処理がなされていることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
【請求項４】
前記一対の透明基板の一方側が前記偏光分離手段によって構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の光書込装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置が備える光学素子のうち前記偏向器を共通の１つの偏向器として用いるとともに、前記偏向器以外の光学素子を前記偏向器の両側に略対称に配置し、４本の光ビームにより４つの被走査面を走査するよう構成されている光書込装置であって、
前記偏向器の各側において偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査することを特徴とする光書込装置。
【請求項６】
偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置。
【請求項７】
前記偏光分離手段を透過した光ビームを反射させて再度前記偏光分離手段に入射させる反射手段と、前記偏光分離手段と前記反射手段との間に配置されて光ビームの偏光状態を変換する偏光変換手段とを備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置。
【請求項８】
偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して１つの被走査面の異なる個所を走査することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光書込装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
光源からの光ビームを偏向器により偏向して主走査方向の走査を行う偏向走査手段を有する走査光学系と、
前記偏向器により偏向された光ビームを偏光状態により分離する偏光分離手段とを備え、
前記偏向器と前記偏光分離手段との間に、前記偏光分離手段へのビーム入射角度に応じて偏光回転角を補正する補正手段を設けたことを特徴とする光書込装置。
【請求項２】
前記補正手段が液晶素子により構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光書込装置。
【請求項３】
前記液晶素子が、一対の透明基板と、各透明基板間に挟持されたネマティック液晶層と、液晶層の両側界面に設けられた配向膜とを有し、前記配向膜の少なくとも一方が、光束入射位置毎に異なる方向の配向処理がなされていることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
【請求項４】
前記一対の透明基板の一方側が前記偏光分離手段によって構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の光書込装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置が備える光学素子のうち前記偏向器を共通の１つの偏向器として用いるとともに、前記偏向器以外の光学素子を前記偏向器の両側に略対称に配置し、４本の光ビームにより４つの被走査面を走査するよう構成されている光書込装置であって、
前記偏向器の各側において偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査することを特徴とする光書込装置。
【請求項６】
偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して２つの異なる被走査面を走査することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置。
【請求項７】
前記偏光分離手段を透過した光ビームを反射させて再度前記偏光分離手段に入射させる反射手段と、前記偏光分離手段と前記反射手段との間に配置されて光ビームの偏光状態を変換する偏光変換手段とを備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置。
【請求項８】
偏光状態の異なる２本の光ビームを前記偏光分離手段により分離して１つの被走査面の異なる個所を走査することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光書込装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光書込装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−７９９８（Ｐ２０１１−７９９８Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５０９１７（Ｐ２００９−１５０９１７）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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