光走査装置及び画像形成装置
【課題】光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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】 波長分離デバイス１６１及び波長分離デバイス１７１は、それぞれ波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。そして、各波長分離面は、波長λｂの光束の透過率が１％以下となるように設計されており、波長分離デバイス１７１は、波長分離デバイス１６１で反射された光束の光路上に配置されている。この場合は、波長λａの光束の一部が波長分離デバイス１６１で反射されても、そのほとんどは波長分離デバイス１７１を透過し、感光体ドラム２０３０ｂに向かうゴースト光の光量を走査光の光量の１％以下とすることができる。
【解決手段】 波長分離デバイス１６１及び波長分離デバイス１７１は、それぞれ波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。そして、各波長分離面は、波長λｂの光束の透過率が１％以下となるように設計されており、波長分離デバイス１７１は、波長分離デバイス１６１で反射された光束の光路上に配置されている。この場合は、波長λａの光束の一部が波長分離デバイス１６１で反射されても、そのほとんどは波長分離デバイス１７１を透過し、感光体ドラム２０３０ｂに向かうゴースト光の光量を走査光の光量の１％以下とすることができる。
【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、複数の被走査面を光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、該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。光走査装置では、光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小型化に有効である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、光源手段からの波長の異なる複数の光ビームを同一光路を通過させ、光学手段を介して光偏向器に導光し、該光偏向器で反射偏向させた該複数の光ビームを結像光学系で集光し、該複数の光ビームを波長分離手段で分離した後、各々の光ビームに対応した被走査面上に導光し、該複数の光ビームで該被走査面上を同時に光走査する光走査装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、複数の光源と、光源から発せられた光束を走査する光偏向器と、光偏向器によって走査された光束を走査面上に結像する走査光学系と、走査光学系と走査面との間に配置され各光源からの光束ごとに分離する分離手段とを有し、分離手段によって分離される各光源からの光束が、他の光源からの光束に混在する割合が各光源で異なり、分離手段と走査面との間で一部の光路中に、強度を減衰する減衰手段を配置するとともに、分離手段に入射する各光源からの光束の強度は、割合に応じて異なる光走査装置が開示されている。ここでは、複数の光源は、少なくとも２つの異なる波長帯域の光束を発する光源である。
【０００７】
また、特許文献３には、走査手段と、該走査手段によって走査された合成ビームを複数の走査光に分割してそれぞれ感光体に結像させる分割光学系を有し、該分割光学系が、複数の走査光のうちの特定波長の走査光を反射して残りを透過する波長選択特性を有するビーム分割器を備えており、特定波長の走査光の光路に波長選択特性と逆の波長選択特性を有する光学フィルタが配設されているマルチビーム走査光学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】
しかしながら、特許文献１に開示されている光走査装置では、波長分離手段で本来透過すべき光ビームが反射されたり、反射すべき光ビームが透過したりすることで生じるゴースト光については考慮されていない。光偏向器で偏向された光は、偏向角に対応して異なる入射角で波長分離手段に入射するので、偏向角によってはゴースト光が発生し、画像形成装置の出力画像の品質を低下させるおそれがあった。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている光走査装置では、本来画像を形成するために用いられる信号光自体も減衰手段によって減衰されてしまい、光利用効率が低下するという不都合があった。
【００１０】
また、特許文献３に開示されているマルチビーム走査光学装置では、光学フィルタで反射された光が、他の感光体に向かったり、光源側に戻って該光源の出力を不安定にさせるおそれがあった。これは、画像形成装置の出力画像の品質低下を招く。
【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、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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、第１の波長の光と該第１の波長と異なる第２の波長の光とが混在して射出される光源ユニットと、前記光源ユニットからの前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とが混在した光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の波長の光及び前記第２の波長の光の一方を透過させ、他方を反射する波長分離面を有する偏向器側波長分離デバイスと、該偏向器側波長分離デバイスの波長分離面と同等の波長選択特性の波長分離面を有し、前記偏向器側波長分離デバイスを透過した光の光路上、及び前記偏向器側波長分離デバイスで反射された光の光路上の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの像面側波長分離デバイスと、を備える光走査装置である。
【００１４】
これによれば、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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走査する本発明の光走査装置と、を備え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】図１における光走査装置２０１０を説明するための図（その１）である。
【図３】図１における光走査装置２０１０を説明するための図（その２）である。
【図４】図２における光源ユニット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】図２における光源ユニット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】波長分離デバイス１６１の波長分離面を説明するための図である。
【図１１】波長分離デバイス１７１の作用を説明するための図である。
【図１２】波長分離デバイス１６２の波長分離面を説明するための図である。
【図１３】波長分離デバイス１７２の作用を説明するための図である。
【図１４】各波長分離デバイスの構成を説明するための図である。
【図１５】波長分離面Ａの特性を説明するための図（その１）である。
【図１６】波長分離面Ａの特性を説明するための図（その２）である。
【図１７】波長分離面Ａの二段構成の効果を説明するための図である。
【図１８】波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１の一体化の例１を説明するための図である。
【図１９】波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１の一体化の例２を説明するための図である。
【図２０】波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１の一体化の例３を説明するための図である。
【図２１】走査光学系の変形例１を説明するための図である。
【図２２】図２１における各波長分離デバイスの構成を説明するための図である。
【図２３】図２１における波長分離デバイス２６１の作用を説明するための図である。
【図２４】図２１における波長分離デバイス２６２の作用を説明するための図である。
【図２５】波長分離面Ｂの特性を説明するための図（その１）である。
【図２６】波長分離面Ｂの特性を説明するための図（その２）である。
【図２７】波長分離面Ｂの二段構成の効果を説明するための図である。
【図２８】走査光学系の変形例２を説明するための図である。
【図２９】図２８における波長分離デバイス３６１及び波長分離デバイス３７１の姿勢を説明するための図である。
【図３０】図２８における各波長分離デバイスの構成を説明するための図である。
【図３１】図２８における波長分離デバイス３７１の作用を説明するための図である。
【図３２】図２８における波長分離デバイス３６２及び波長分離デバイス３７２の姿勢を説明するための図である。
【図３３】図２８における波長分離デバイス３７２の作用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１７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】
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。
【００２１】
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ＡＤ変換回路などを有している。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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ものとする。
【００２７】
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。
【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（以下では、「トナー画像」という）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】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３７】
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）、４つの波長分離デバイス（１６１、１６２、１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを有している。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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の発光部からは波長λａの光束（光束ＬＢａという）が射出される。
【００４３】
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の発光部からは波長λｂの光束（光束ＬＢｂという）が射出される。
【００４４】
コリメートレンズ１１ａは、光源１０ａ１からの光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束ＬＢａを略平行光とする。
【００４５】
コリメートレンズ１１ｂは、光源１０ｂ１からの光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束ＬＢｂを略平行光とする。
【００４６】
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、光束ＬＢａの光路と光束ＬＢｂの光路を重ね合わせる。ここでは、光合成素子１３１は、波長λａの光束を反射し、波長λｂの光束を透過させるダイクロイックミラーを有している。この光合成素子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、図２及び図４では、分かりやすくするため、光源ユニットＬＵ１から射出される光束ＬＢａの光路と光束ＬＢｂの光路を互いに離して図示している。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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の発光部からは波長λｃの光束（光束ＬＢｃという）が射出される。
【００５１】
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の発光部からは波長λｄの光束（光束ＬＢｄという）が射出される。
【００５２】
コリメートレンズ１１ｃは、光源１０ｃ１からの光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束ＬＢｃを略平行光とする。
【００５３】
コリメートレンズ１１ｄは、光源１０ｄ１からの光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束ＬＢｄを略平行光とする。
【００５４】
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、光束ＬＢｃの光路と光束ＬＢｄの光路を重ね合わせる。ここでは、光合成素子１３２は、波長λｃの光束を透過させ、波長λｄの光束を反射するダイクロイックミラーを有している。この光合成素子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、図２及び図７では、分かりやすくするため、光源ユニットＬＵ２から射出される光束ＬＢｃの光路と光束ＬＢｄの光路を互いに離して図示している。
【００５５】
なお、λａ＝λｄ、λｂ＝λｃのように設定すれば、光合成素子１３１と光合成素子１３２は、同じ特性のものを使用することができる。
【００５６】
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の光路上に配置され、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを、ポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５７】
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の光路上に配置され、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、ポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５８】
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、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。
【００５９】
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。
【００６０】
なお、ポリゴンミラー１４の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面は、「偏向面」と呼ばれている（特開平１１−２０２２５２号公報参照）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行である。
【００６１】
図３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。
【００６２】
波長分離デバイス１６１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ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【００６３】
波長分離デバイス１６１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。
【００６４】
波長分離デバイス１６１では、一例として図１０に示されるように、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡は、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。
【００６５】
そこで、偏向角０°のときの波長分離面への光の入射角は４５°である。偏向角が０°以外のときの波長分離面への光の入射角は偏向角に応じて変化する。例えば、偏向角が＋４０°及び−４０°のとき、波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００６６】
波長分離デバイス１６１を透過した光束は、折り返しミラー１８ａによって感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返され、射出窓１９ａを介して感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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。
【００６７】
このように、走査レンズ１５１と波長分離デバイス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。
【００６８】
波長分離デバイス１７１は、波長分離デバイス１６１と同等の波長選択特性を有し、波長分離デバイス１６１で−Ｚ側に反射された光束の光路上に配置されている。
【００６９】
２つの波長分離デバイスの波長選択特性が同等であるとは、一方の波長分離デバイスが短波長の光束を反射し長波長の光束を透過させる特性を有する場合、他方の波長分離デバイスも短波長の光束を反射し長波長の光束を透過させる特性を有することをいう。また同様に、一方の波長分離デバイスが短波長の光束を透過させ長波長の光束を反射する特性を有する場合、他方の波長分離デバイスも短波長の光束を透過させ長波長の光束を反射する特性を有することをいう。
【００７０】
すなわち、波長分離デバイス１７１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。
【００７１】
波長分離デバイス１７１は、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡が、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。すなわち、波長分離デバイス１６１の波長分離面と波長分離デバイス１７１の波長分離面は、互いに直交している。
【００７２】
そこで、偏向角０°のときの波長分離デバイス１７１の波長分離面への光の入射角は４５°である。このとき、波長λｂの光束は＋Ｘ方向に反射される。また、偏向角が０°以外のときの波長分離デバイス１７１の波長分離面への光の入射角は、波長分離デバイス１６１の波長分離面への光の入射角と同じである。例えば、偏向角が＋４０°のとき、波長分離デバイス１７１の波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００７３】
波長分離デバイス１７１で反射された光束は、折り返しミラー１８ｂによって感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返され、射出窓１９ｂを介して感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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、走査レンズ１５１と波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス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。
【００７５】
すなわち、走査レンズ１５１と波長分離デバイス１６１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００７６】
ここでは、波長分離デバイス１６１及び波長分離デバイス１７１の波長分離面は、光束ＬＢｂの反射率が最大となるように設計されている。そこで、光束ＬＢａの一部は波長分離デバイス１６１の波長分離面で反射されることがある。該光束ＬＢａの一部（光束ＬＢａ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢａ’の大部分は波長分離デバイス１７１を透過し、光学ハウジングによって遮光されるため、光束ＬＢａ’が感光体ドラム２０３０ｂに向かうことを抑制することができる（図１１参照）。
【００７７】
図３に戻り、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。
【００７８】
波長分離デバイス１６２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ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【００７９】
波長分離デバイス１６２は、波長λｃの光束を透過させ、波長λｄの光束を反射する波長分離面を有している。
【００８０】
なお、λａ＝λｄ、λｂ＝λｃのように設定すれば、波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１６２は、同じ特性のものを使用することができる。
【００８１】
波長分離デバイス１６２では、一例として図１２に示されるように、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡は、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。
【００８２】
そこで、偏向角０°のときの波長分離面への光の入射角は４５°である。偏向角が０°以外のときの波長分離面への光の入射角は偏向角に応じて変化する。例えば、偏向角が＋４０°及び−４０°のとき、波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００８３】
波長分離デバイス１７２は、波長分離デバイス１６２と同等の波長選択特性を有し、波長分離デバイス１６２で−Ｚ側に反射された光束の光路上に配置されている。
【００８４】
すなわち、波長分離デバイス１７２は、波長λｄの光束を透過させ、波長λｃの光束を反射する波長分離面を有している。
【００８５】
波長分離デバイス１７２は、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡が、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。すなわち、波長分離デバイス１６２の波長分離面と波長分離デバイス１７２の波長分離面は、互いに直交している。
【００８６】
そこで、偏向角０°のときの波長分離デバイス１７２の波長分離面への光の入射角は４５°である。このとき、波長λｃの光束は−Ｘ方向に反射される。また、偏向角が０°以外のときの波長分離デバイス１７２の波長分離面への光の入射角は、波長分離デバイス１６２の波長分離面への光の入射角と同じである。例えば、偏向角が＋４０°のとき、波長分離デバイス１７２の波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００８７】
波長分離デバイス１７２で反射された光束は、折り返しミラー１８ｃによって感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返され、射出窓１９ｃを介して感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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。
【００８８】
このように、走査レンズ１５２と波長分離デバイス１６２と波長分離デバイス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。
【００８９】
波長分離デバイス１６２を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄによって感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返され、射出窓１９ｄを介して感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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。
【００９０】
このように、走査レンズ１５２と波長分離デバイス１６２と折り返しミラー１８ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。
【００９１】
すなわち、走査レンズ１５２と波長分離デバイス１６２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００９２】
ここでは、波長分離デバイス１６２及び波長分離デバイス１７２の波長分離面は、光束ＬＢｃの反射率が最大となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｄの一部は波長分離デバイス１６２の波長分離面で反射されることがある。該光束ＬＢｄの一部（光束ＬＢｄ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｄ’の大部分は波長分離デバイス１７２を透過し、光学ハウジングによって遮光されるため、光束ＬＢｄ’が感光体ドラム２０３０ｃに向かうことを抑制することができる（図１３参照）。
【００９３】
ここで、本実施形態で用いられる波長分離デバイスについて説明する。
【００９４】
波長分離デバイスとしては、波長分離面が誘電体多層膜よりなるダイクロイック素子を用いることが好ましい。ところで、波長によって回折角が異なることを利用した回折素子を用いると、温度変化によって波長がシフトすると光路が変化するおそれがある。また、波長によって屈折率が異なることを利用したプリズムを用いると、２つの光束を分離するには、入射する２つの光束の波長差を大きくする必要があり、他の光学素子での結像性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００９５】
本実施形態で用いられる各波長分離デバイスは、一例として図１４に示されるように、板状の透明な基体における光束の入射側の面（表面）に波長分離面が形成され、裏面に無反射膜が形成されている。無反射膜は、誘電体多層膜で形成されても良い。また、無反射膜に代えて、基体の裏面に入射光の波長以下の凹凸構造を形成しても良い。
【００９６】
本実施形態では、λａ＝λｄ＝７８０ｎｍ、λｂ＝λｃ＝６５５ｎｍとしている。
【００９７】
そこで、波長分離面を透過した波長６５５ｎｍの光、及び波長分離面で反射された波長７８０ｎｍの光は、いずれもゴースト光となる。なお、以下では、波長分離面を透過した波長７８０ｎｍの光、及び波長分離面で反射された波長６５５ｎｍの光を「信号光」ともいう。
【００９８】
発明者らは、感光体ドラムの表面において、ゴースト光の光強度が走査光の光強度の１％以下であれば、出力画像の品質を所望の品質とすることができることを種々の実験から確認している。
【００９９】
すなわち、波長分離面は、有効入射角範囲内において、波長６５５ｎｍの光に対する透過率が１％以下であり、波長７８０ｎｍの光に対する透過率が９９％以上であれば良い。ここでは、波長分離面は、特に波長６５５ｎｍの光に対する透過率が１％以下となることを優先して設計されている。そこで、以下では、波長７８０ｎｍの光に対する透過率が９９％以上であるか否か、換言すれば波長７８０ｎｍの光に対する反射率が１％以下であるか否かに注目する。
【０１００】
図１５には、一例として、屈折率が２．２０の誘電体材料（例えば、ＴｉＯ２をベースにした酸化物）と屈折率が１．４７の誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）とを交互に合計３０層積層して形成された波長分離面（便宜上、「波長分離面Ａ」という）において、入射光の入射角が４５°のときと、入射光の入射角が５７°のときとについて、入射光の波長と透過率との関係の計算結果が示されている。なお、入射角４５°は偏向角０°に、入射角５７°は偏向角４０°にほぼ対応している。
【０１０１】
図１５によれば、入射角が４５°のときの透過率は、６５５ｎｍの光に対して１％以下であり、７８０ｎｍの光に対して９９％以上である。一方、入射角が５７°のときの透過率は、６５５ｎｍの光に対して１％以下であるものの、７８０ｎｍの光に対して９８％であり、目標に達していない。すなわち、波長分離面Ａは、入射角が４５°のときは必要な波長分離特性を満たしているが、入射角が５７°のときは必要な波長分離特性を満たしていない。
【０１０２】
図１６には、波長分離面Ａにおいて、入射角と波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率との関係が、それぞれ示されている。なお、波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率は、ゴースト光の光強度に対応する。
【０１０３】
図１６から、入射角が増加するにつれゴースト光が増加する傾向にあることがわかる。入射角５７°において、波長６５５ｎｍの光に対する透過率は１％以下であるが、波長７８０ｎｍの光に対する反射率は２％前後である。
【０１０４】
次に、波長分離面Ａで反射された波長７８０ｎｍの光（ゴースト光）の光路上に、さらに波長分離面Ａを配置し、波長分離面Ａを二段構成としたときの、波長７８０ｎｍの光に対する２つの波長分離面Ａの合成反射率を計算した。その計算結果が図１７に示されている。この場合は、波長７８０ｎｍの光に対する合成反射率は、入射角が５７°であっても０．１％以下であった。
【０１０５】
また、波長６５５ｎｍの光に対する波長分離面Ａの単体反射率は９９．２％であり、合成反射率は９８．３％であり、信号光の強度低下はほとんど問題ない。
【０１０６】
すなわち、波長分離面Ａを二段構成とすることにより、有効入射角範囲内において、波長７８０ｎｍの光に対する透過率を９９％以上とすることが可能である。
【０１０７】
本実施形態では、波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１、及び波長分離デバイス１６２と波長分離デバイス１７２のように、２つの波長分離デバイスを二段構成としているため、波長７８０ｎｍの光に対する透過率を９９％以上とすることができる。
【０１０８】
そこで、各感光体ドラムの表面において、ゴースト光の光強度を走査光の光強度の１％以下とすることができる。
【０１０９】
ところで、波長分離面Ａの波長７８０ｎｍの光に対する透過率特性を改善する他の方法として、誘電体層の積層数を増やすことが考えられる。しかしながら、この場合は、波長分離面の形成に起因する応力の増大を招き、波長分離デバイスにソリが生じやすくなる。
【０１１０】
なお、ここでは、波長分離面における誘電体層の積層数が３０層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。
【０１１１】
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、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）、４つの波長分離デバイス（１６１、１６２、１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）などを有している。
【０１１２】
波長分離デバイス１６１及び波長分離デバイス１７１は、それぞれ波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。そして、各波長分離面は、波長λｂの光束の透過率が１％以下となるように設計されており、波長分離デバイス１７１は、波長分離デバイス１６１で反射された光束の光路上に配置されている。この場合は、波長λａの光束の一部が波長分離デバイス１６１で反射されても、そのほとんどは波長分離デバイス１７１を透過し、感光体ドラム２０３０ｂに向かうゴースト光の光量を走査光の光量の１％以下とすることができる。
【０１１３】
波長分離デバイス１６２及び波長分離デバイス１７２は、それぞれ波長λｄの光束を透過させ、波長λｃの光束を反射する波長分離面を有している。そして、各波長分離面は、波長λｃの光束の透過率が１％以下となるように設計されており、波長分離デバイス１７２は、波長分離デバイス１６２で反射された光束の光路上に配置されている。この場合は、波長λｄの光束の一部が波長分離デバイス１６２で反射されても、そのほとんどは波長分離デバイス１７２を透過し、感光体ドラム２０３０ｃに向かうゴースト光の光量を走査光の光量の１％以下とすることができる。
【０１１４】
そこで、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、小型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、画像品質の低下を招くことなく、小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１１６】
なお、上記実施形態において、一例として図１８に示されるように、波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１を一体化させても良い。
【０１１７】
図１８では、断面形状が直角三角形である三角柱状の基体の互いに直交する２つの面に、波長分離デバイス１６１の波長分離面（第１の波長分離面）と波長分離デバイス１７１の波長分離面（第２の波長分離面）が形成されている。そして、２つの光束が入射する面に無反射膜が形成されている。ここでは、第１の波長分離面に入射する光の入射面と、第２の波長分離面で反射された光の射出面とは同一の面である。
【０１１８】
この場合、第１の波長分離面を透過した光束は、第１の波長分離面と空気との界面で屈折し、光路がＸ軸方向に対して傾斜した方向に曲げられる。そこで、一例として図１９に示されるように、第１の波長分離面を透過した光束の光路をＸ軸方向に平行にするため、第１の波長分離面を透過した光束の光路上に、屈折補正用プリズムを設けても良い。これにより、光束ＬＢａについて、入射光と射出光の平行関係を維持することができる。
【０１１９】
また、一例として図２０に示されるように、第１の波長分離面と屈折補正用プリズムを接合しても良い。また、第２の波長分離面と空気との界面をなくすため、屈折補正用プリズムと同等のプリズムを波長分離特性補償用プリズムとして第２の波長分離面に接合しても良い。この場合は、感光体ドラム表面での走査線曲がりを抑制することができる。なお、第１の波長分離面と第２の波長分離面は、同じ構造で良いが、空気界面がないため、上記実施形態における波長分離面の構造とは異なる。
【０１２０】
また、同様にして、波長分離デバイス１６２と波長分離デバイス１７２を一体化させても良い。
【０１２１】
走査光学系の変形例１が図２１に示されている。この変形例１は、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、２つの波長分離デバイス（２６１、２６２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）を有している。
【０１２２】
各波長分離デバイスは、一例として図２２に示されるように、板状の基体の一側の面に第１の波長分離面が形成され、他側の面に第２の波長分離面が形成されている。なお、ここでは、各波長分離デバイスは、第１の波長分離面が２つの光束の入射側になるように配置されているものとする。
【０１２３】
波長分離デバイス２６１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ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【０１２４】
波長分離デバイス２６１の各波長分離面は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する特性を有している。
【０１２５】
波長分離デバイス２６１の第１の波長分離面及び第２の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ａによって感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返される。
【０１２６】
波長分離デバイス２６１の第１の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２とによって感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返される。
【０１２７】
ここでは、波長分離デバイス２６１の第１の波長分離面及び第２の波長分離面は、波長λａの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｂの一部は第１の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｂの一部（光束ＬＢｂ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｂ’のほとんどは第２の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｂ’が感光体ドラム２０３０ａに向かうことを抑制することができる（図２３参照）。
【０１２８】
波長分離デバイス２６２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ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【０１２９】
波長分離デバイス２６２の各波長分離面は、波長λｃの光束を反射し、波長λｄの光束を透過させる特性を有している。
【０１３０】
波長分離デバイス２６２の第１の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２とによって感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返される。
【０１３１】
波長分離デバイス２６２の第１の波長分離面及び第２の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄによって感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返される。
【０１３２】
ここでは、波長分離デバイス２６２の第１の波長分離面及び第２の波長分離面は、波長λｄの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｃの一部は第１の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｃの一部（光束ＬＢｃ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｃ’のほとんどは第２の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｃ’が感光体ドラム２０３０ｄに向かうことを抑制することができる（図２４参照）。
【０１３３】
ここで、波長分離デバイス２６１及び波長分離デバイス２６２について説明する。なお、λａ＝λｄ＝７８０ｎｍ、λｂ＝λｃ＝６５５ｎｍとする。そこで、波長分離デバイス２６１及び波長分離デバイス２６２は、同等の波長分離デバイスであり、それらを総称して「波長分離デバイス２６」という。
【０１３４】
波長分離デバイス２６としては、各波長分離面が誘電体多層膜よりなるダイクロイック素子を用いることが好ましい。
【０１３５】
各波長分離面は、特に波長７８０ｎｍの光に対する透過率が９９％以下となることを優先して設計されている。そこで、以下では、波長６５５ｎｍの光に対する透過率が１％以下であるか否か、換言すれば波長６５５ｎｍの光に対する反射率が９９％以上であるか否かに注目する。
【０１３６】
図２５には、一例として、屈折率が２．２０の誘電体材料（例えば、ＴｉＯ２をベースにした酸化物）と屈折率が１．４７の誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）とを交互に合計３０層積層して形成された波長分離面（便宜上、「波長分離面Ｂ」という）において、入射光の入射角が４５°のときと、入射光の入射角が５７°のときとについて、入射光の波長と透過率との関係の計算結果が示されている。なお、入射角４５°は偏向角０°に、入射角５７°は偏向角４０°にほぼ対応している。
【０１３７】
図２５によれば、入射角が４５°のときの透過率は、６５５ｎｍの光に対して１％以下であり、７８０ｎｍの光に対して９９％以上である。一方、入射角が５７°のときの透過率は、７８０ｎｍの光に対して９９％以上であるものの、６５５ｎｍの光に対して２．５％前後であり、目標に達していない。すなわち、波長分離面Ｂは、入射角が４５°のときは必要な波長分離特性を満たしているが、入射角が５７°のときは必要な波長分離特性を満たしていない。
【０１３８】
図２６には、波長分離面Ｂにおいて、入射角と波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率との関係が、それぞれ示されている。なお、波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率は、ゴースト光の光強度に対応する。
【０１３９】
図２６から、入射角が増加するにつれゴースト光が増加する傾向にあることがわかる。入射角５７°において、波長７８０ｎｍの光に対する反射率は１％以下であるが、波長６５５ｎｍの光に対する透過率は２．５％前後である。
【０１４０】
次に、波長分離面Ｂを透過した波長６５５ｎｍの光（ゴースト光）の光路上に、さらに波長分離面Ｂを配置し、波長分離面Ｂを二段構成としたときの、波長６５５ｎｍの光に対する２つの波長分離面Ｂの合成透過率を計算した。その計算結果が図２７に示されている。この場合は、波長６５５ｎｍの光に対する合成透過率は、入射角が５７°であっても０．１％以下であった。
【０１４１】
一方、波長７８０ｎｍの光に対する、波長分離面Ｂの単体透過率及び合成透過率は、９９．９％及び９９．８％であり、信号光の強度低下はほとんど問題ない。
【０１４２】
波長分離デバイス２６では、板状の基体の両面に３０層の誘電体層が同じ条件で形成されるため、波長分離面の形成に起因する応力は両面で略等しくなり、波長分離デバイス２６にソリが生じるのを抑制することができる。
【０１４３】
走査光学系の変形例２が図２８に示されている。この変形例２は、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、４つの波長分離デバイス（３６１、３６２、３７１、３７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）を有している。
【０１４４】
波長分離デバイス３６１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ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【０１４５】
波長分離デバイス３６１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。
【０１４６】
波長分離デバイス３６１では、一例として図２９に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。
【０１４７】
波長分離デバイス３７１は、波長分離デバイス３６１を透過した光束の光路上に配置されている。
【０１４８】
波長分離デバイス３７１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。すなわち、波長分離デバイス３６１の波長分離面と波長分離デバイス３７１の波長分離面は、同等の波長選択特性を有している。
【０１４９】
波長分離デバイス３７１では、一例として図２９に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。
【０１５０】
また、波長分離デバイス３６１を透過した光束の波長分離デバイス３６１における入射角と、波長分離デバイス３６１を透過した光束の波長分離デバイス３７１への入射角は同じである。
【０１５１】
波長分離デバイス３６１及び波長分離デバイス３７１は、一例として図３０に示されるように、板状の透明な基体における光束の入射側の面（表面）に波長分離面が形成され、裏面に無反射膜が形成されている。無反射膜は、誘電体多層膜で形成されても良い。また、無反射膜に代えて、基体の裏面に入射光の波長以下の凹凸構造を形成しても良い。
【０１５２】
波長分離デバイス３６１の波長分離面及び波長分離デバイス３７１の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ａによって感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返される。
【０１５３】
波長分離デバイス３６１の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２とによって感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返される。
【０１５４】
ここでは、波長分離デバイス３６１の波長分離面及び波長分離デバイス３７１の波長分離面は、波長λａの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｂの一部は波長分離デバイス３６１の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｂの一部（光束ＬＢｂ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｂ’のほとんどは波長分離デバイス３７１の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｂ’が感光体ドラム２０３０ａに向かうことを抑制することができる（図３１参照）。
【０１５５】
波長分離デバイス３６２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ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【０１５６】
波長分離デバイス３６２は、波長λｃの光束を反射し、波長λｄの光束を透過させる波長分離面を有している。
【０１５７】
波長分離デバイス３６２では、一例として図３２に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。
【０１５８】
波長分離デバイス３７２は、波長分離デバイス３６２を透過した光束の光路上に配置されている。すなわち、波長分離デバイス３６２の波長分離面と波長分離デバイス３７２の波長分離面は、同等の波長選択特性を有している。
【０１５９】
波長分離デバイス３７２は、波長λｃの光束を反射し、波長λｄの光束を透過させる波長分離面を有している。
【０１６０】
波長分離デバイス３７２では、一例として図３２に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。
【０１６１】
また、波長分離デバイス３６２を透過した光束の波長分離デバイス３６２における入射角と、波長分離デバイス３６２を透過した光束の波長分離デバイス３７２への入射角は同じである。
【０１６２】
波長分離デバイス３６２及び波長分離デバイス３７２は、板状の透明な基体における光束の入射側の面（表面）に波長分離面が形成され、裏面に無反射膜が形成されている。
【０１６３】
波長分離デバイス３６２の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２とによって感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返される。
【０１６４】
波長分離デバイス３６２の波長分離面及び波長分離デバイス３７２の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄによって感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返される。
【０１６５】
ここでは、波長分離デバイス３６２の波長分離面及び波長分離デバイス３７２の波長分離面は、波長λｄの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｃの一部は波長分離デバイス３６２の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｃの一部（光束ＬＢｃ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｃ’のほとんどは波長分離デバイス３７２の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｃ’が感光体ドラム２０３０ｄに向かうことを抑制することができる（図３３参照）。
【０１６６】
また、上記実施形態では、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く、光源が複数の発光部を有していても良い。
【０１６７】
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場合について説明したが、これに限定されるものではなく、記録紙に直接転写されても良い。
【０１６８】
また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００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く、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。
【０１６９】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１７０】
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。
【０１７１】
要するに、上記光走査装置２０１０を備えた画像形成装置であれば、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できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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】
【０１７３】
１０ａ１，１０ｂ１，１０ｃ１，１０ｄ１…光源、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…コリメートレンズ、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（走査光学系の一部）、１６１，１６２，１７１，１７２，２６１，２６２，３６１，３６２，３７１，３７２…波長分離デバイス、１８ａ，１８ｂ，１８ｂ１，１８ｂ２，１８ｃ，１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１９ａ〜１９ｄ…射出窓、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開平５−１４２４８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２９４号公報
【特許文献３】特開平９−１１３８２９号公報
【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、複数の被走査面を光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、該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。光走査装置では、光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小型化に有効である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、光源手段からの波長の異なる複数の光ビームを同一光路を通過させ、光学手段を介して光偏向器に導光し、該光偏向器で反射偏向させた該複数の光ビームを結像光学系で集光し、該複数の光ビームを波長分離手段で分離した後、各々の光ビームに対応した被走査面上に導光し、該複数の光ビームで該被走査面上を同時に光走査する光走査装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、複数の光源と、光源から発せられた光束を走査する光偏向器と、光偏向器によって走査された光束を走査面上に結像する走査光学系と、走査光学系と走査面との間に配置され各光源からの光束ごとに分離する分離手段とを有し、分離手段によって分離される各光源からの光束が、他の光源からの光束に混在する割合が各光源で異なり、分離手段と走査面との間で一部の光路中に、強度を減衰する減衰手段を配置するとともに、分離手段に入射する各光源からの光束の強度は、割合に応じて異なる光走査装置が開示されている。ここでは、複数の光源は、少なくとも２つの異なる波長帯域の光束を発する光源である。
【０００７】
また、特許文献３には、走査手段と、該走査手段によって走査された合成ビームを複数の走査光に分割してそれぞれ感光体に結像させる分割光学系を有し、該分割光学系が、複数の走査光のうちの特定波長の走査光を反射して残りを透過する波長選択特性を有するビーム分割器を備えており、特定波長の走査光の光路に波長選択特性と逆の波長選択特性を有する光学フィルタが配設されているマルチビーム走査光学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】
しかしながら、特許文献１に開示されている光走査装置では、波長分離手段で本来透過すべき光ビームが反射されたり、反射すべき光ビームが透過したりすることで生じるゴースト光については考慮されていない。光偏向器で偏向された光は、偏向角に対応して異なる入射角で波長分離手段に入射するので、偏向角によってはゴースト光が発生し、画像形成装置の出力画像の品質を低下させるおそれがあった。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている光走査装置では、本来画像を形成するために用いられる信号光自体も減衰手段によって減衰されてしまい、光利用効率が低下するという不都合があった。
【００１０】
また、特許文献３に開示されているマルチビーム走査光学装置では、光学フィルタで反射された光が、他の感光体に向かったり、光源側に戻って該光源の出力を不安定にさせるおそれがあった。これは、画像形成装置の出力画像の品質低下を招く。
【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、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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、第１の波長の光と該第１の波長と異なる第２の波長の光とが混在して射出される光源ユニットと、前記光源ユニットからの前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とが混在した光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の波長の光及び前記第２の波長の光の一方を透過させ、他方を反射する波長分離面を有する偏向器側波長分離デバイスと、該偏向器側波長分離デバイスの波長分離面と同等の波長選択特性の波長分離面を有し、前記偏向器側波長分離デバイスを透過した光の光路上、及び前記偏向器側波長分離デバイスで反射された光の光路上の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの像面側波長分離デバイスと、を備える光走査装置である。
【００１４】
これによれば、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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走査する本発明の光走査装置と、を備え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】図１における光走査装置２０１０を説明するための図（その１）である。
【図３】図１における光走査装置２０１０を説明するための図（その２）である。
【図４】図２における光源ユニット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】図２における光源ユニット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】波長分離デバイス１６１の波長分離面を説明するための図である。
【図１１】波長分離デバイス１７１の作用を説明するための図である。
【図１２】波長分離デバイス１６２の波長分離面を説明するための図である。
【図１３】波長分離デバイス１７２の作用を説明するための図である。
【図１４】各波長分離デバイスの構成を説明するための図である。
【図１５】波長分離面Ａの特性を説明するための図（その１）である。
【図１６】波長分離面Ａの特性を説明するための図（その２）である。
【図１７】波長分離面Ａの二段構成の効果を説明するための図である。
【図１８】波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１の一体化の例１を説明するための図である。
【図１９】波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１の一体化の例２を説明するための図である。
【図２０】波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１の一体化の例３を説明するための図である。
【図２１】走査光学系の変形例１を説明するための図である。
【図２２】図２１における各波長分離デバイスの構成を説明するための図である。
【図２３】図２１における波長分離デバイス２６１の作用を説明するための図である。
【図２４】図２１における波長分離デバイス２６２の作用を説明するための図である。
【図２５】波長分離面Ｂの特性を説明するための図（その１）である。
【図２６】波長分離面Ｂの特性を説明するための図（その２）である。
【図２７】波長分離面Ｂの二段構成の効果を説明するための図である。
【図２８】走査光学系の変形例２を説明するための図である。
【図２９】図２８における波長分離デバイス３６１及び波長分離デバイス３７１の姿勢を説明するための図である。
【図３０】図２８における各波長分離デバイスの構成を説明するための図である。
【図３１】図２８における波長分離デバイス３７１の作用を説明するための図である。
【図３２】図２８における波長分離デバイス３６２及び波長分離デバイス３７２の姿勢を説明するための図である。
【図３３】図２８における波長分離デバイス３７２の作用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１７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】
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。
【００２１】
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ＡＤ変換回路などを有している。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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ものとする。
【００２７】
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。
【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（以下では、「トナー画像」という）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】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３７】
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）、４つの波長分離デバイス（１６１、１６２、１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを有している。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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の発光部からは波長λａの光束（光束ＬＢａという）が射出される。
【００４３】
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の発光部からは波長λｂの光束（光束ＬＢｂという）が射出される。
【００４４】
コリメートレンズ１１ａは、光源１０ａ１からの光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束ＬＢａを略平行光とする。
【００４５】
コリメートレンズ１１ｂは、光源１０ｂ１からの光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束ＬＢｂを略平行光とする。
【００４６】
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、光束ＬＢａの光路と光束ＬＢｂの光路を重ね合わせる。ここでは、光合成素子１３１は、波長λａの光束を反射し、波長λｂの光束を透過させるダイクロイックミラーを有している。この光合成素子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、図２及び図４では、分かりやすくするため、光源ユニットＬＵ１から射出される光束ＬＢａの光路と光束ＬＢｂの光路を互いに離して図示している。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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の発光部からは波長λｃの光束（光束ＬＢｃという）が射出される。
【００５１】
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の発光部からは波長λｄの光束（光束ＬＢｄという）が射出される。
【００５２】
コリメートレンズ１１ｃは、光源１０ｃ１からの光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束ＬＢｃを略平行光とする。
【００５３】
コリメートレンズ１１ｄは、光源１０ｄ１からの光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束ＬＢｄを略平行光とする。
【００５４】
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、光束ＬＢｃの光路と光束ＬＢｄの光路を重ね合わせる。ここでは、光合成素子１３２は、波長λｃの光束を透過させ、波長λｄの光束を反射するダイクロイックミラーを有している。この光合成素子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、図２及び図７では、分かりやすくするため、光源ユニットＬＵ２から射出される光束ＬＢｃの光路と光束ＬＢｄの光路を互いに離して図示している。
【００５５】
なお、λａ＝λｄ、λｂ＝λｃのように設定すれば、光合成素子１３１と光合成素子１３２は、同じ特性のものを使用することができる。
【００５６】
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の光路上に配置され、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを、ポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５７】
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の光路上に配置され、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、ポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５８】
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、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。
【００５９】
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。
【００６０】
なお、ポリゴンミラー１４の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面は、「偏向面」と呼ばれている（特開平１１−２０２２５２号公報参照）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行である。
【００６１】
図３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。
【００６２】
波長分離デバイス１６１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ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【００６３】
波長分離デバイス１６１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。
【００６４】
波長分離デバイス１６１では、一例として図１０に示されるように、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡は、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。
【００６５】
そこで、偏向角０°のときの波長分離面への光の入射角は４５°である。偏向角が０°以外のときの波長分離面への光の入射角は偏向角に応じて変化する。例えば、偏向角が＋４０°及び−４０°のとき、波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００６６】
波長分離デバイス１６１を透過した光束は、折り返しミラー１８ａによって感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返され、射出窓１９ａを介して感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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。
【００６７】
このように、走査レンズ１５１と波長分離デバイス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。
【００６８】
波長分離デバイス１７１は、波長分離デバイス１６１と同等の波長選択特性を有し、波長分離デバイス１６１で−Ｚ側に反射された光束の光路上に配置されている。
【００６９】
２つの波長分離デバイスの波長選択特性が同等であるとは、一方の波長分離デバイスが短波長の光束を反射し長波長の光束を透過させる特性を有する場合、他方の波長分離デバイスも短波長の光束を反射し長波長の光束を透過させる特性を有することをいう。また同様に、一方の波長分離デバイスが短波長の光束を透過させ長波長の光束を反射する特性を有する場合、他方の波長分離デバイスも短波長の光束を透過させ長波長の光束を反射する特性を有することをいう。
【００７０】
すなわち、波長分離デバイス１７１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。
【００７１】
波長分離デバイス１７１は、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡が、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。すなわち、波長分離デバイス１６１の波長分離面と波長分離デバイス１７１の波長分離面は、互いに直交している。
【００７２】
そこで、偏向角０°のときの波長分離デバイス１７１の波長分離面への光の入射角は４５°である。このとき、波長λｂの光束は＋Ｘ方向に反射される。また、偏向角が０°以外のときの波長分離デバイス１７１の波長分離面への光の入射角は、波長分離デバイス１６１の波長分離面への光の入射角と同じである。例えば、偏向角が＋４０°のとき、波長分離デバイス１７１の波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００７３】
波長分離デバイス１７１で反射された光束は、折り返しミラー１８ｂによって感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返され、射出窓１９ｂを介して感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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、走査レンズ１５１と波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス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。
【００７５】
すなわち、走査レンズ１５１と波長分離デバイス１６１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００７６】
ここでは、波長分離デバイス１６１及び波長分離デバイス１７１の波長分離面は、光束ＬＢｂの反射率が最大となるように設計されている。そこで、光束ＬＢａの一部は波長分離デバイス１６１の波長分離面で反射されることがある。該光束ＬＢａの一部（光束ＬＢａ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢａ’の大部分は波長分離デバイス１７１を透過し、光学ハウジングによって遮光されるため、光束ＬＢａ’が感光体ドラム２０３０ｂに向かうことを抑制することができる（図１１参照）。
【００７７】
図３に戻り、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。
【００７８】
波長分離デバイス１６２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ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【００７９】
波長分離デバイス１６２は、波長λｃの光束を透過させ、波長λｄの光束を反射する波長分離面を有している。
【００８０】
なお、λａ＝λｄ、λｂ＝λｃのように設定すれば、波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１６２は、同じ特性のものを使用することができる。
【００８１】
波長分離デバイス１６２では、一例として図１２に示されるように、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡は、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。
【００８２】
そこで、偏向角０°のときの波長分離面への光の入射角は４５°である。偏向角が０°以外のときの波長分離面への光の入射角は偏向角に応じて変化する。例えば、偏向角が＋４０°及び−４０°のとき、波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００８３】
波長分離デバイス１７２は、波長分離デバイス１６２と同等の波長選択特性を有し、波長分離デバイス１６２で−Ｚ側に反射された光束の光路上に配置されている。
【００８４】
すなわち、波長分離デバイス１７２は、波長λｄの光束を透過させ、波長λｃの光束を反射する波長分離面を有している。
【００８５】
波長分離デバイス１７２は、波長分離面上における光束の入射位置の軌跡が、Ｙ軸に平行となるように設定されている。また、該波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。すなわち、波長分離デバイス１６２の波長分離面と波長分離デバイス１７２の波長分離面は、互いに直交している。
【００８６】
そこで、偏向角０°のときの波長分離デバイス１７２の波長分離面への光の入射角は４５°である。このとき、波長λｃの光束は−Ｘ方向に反射される。また、偏向角が０°以外のときの波長分離デバイス１７２の波長分離面への光の入射角は、波長分離デバイス１６２の波長分離面への光の入射角と同じである。例えば、偏向角が＋４０°のとき、波長分離デバイス１７２の波長分離面への光の入射角は５７．２°である。
【００８７】
波長分離デバイス１７２で反射された光束は、折り返しミラー１８ｃによって感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返され、射出窓１９ｃを介して感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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。
【００８８】
このように、走査レンズ１５２と波長分離デバイス１６２と波長分離デバイス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。
【００８９】
波長分離デバイス１６２を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄによって感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返され、射出窓１９ｄを介して感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットを形成する。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。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。
【００９０】
このように、走査レンズ１５２と波長分離デバイス１６２と折り返しミラー１８ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。
【００９１】
すなわち、走査レンズ１５２と波長分離デバイス１６２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００９２】
ここでは、波長分離デバイス１６２及び波長分離デバイス１７２の波長分離面は、光束ＬＢｃの反射率が最大となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｄの一部は波長分離デバイス１６２の波長分離面で反射されることがある。該光束ＬＢｄの一部（光束ＬＢｄ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｄ’の大部分は波長分離デバイス１７２を透過し、光学ハウジングによって遮光されるため、光束ＬＢｄ’が感光体ドラム２０３０ｃに向かうことを抑制することができる（図１３参照）。
【００９３】
ここで、本実施形態で用いられる波長分離デバイスについて説明する。
【００９４】
波長分離デバイスとしては、波長分離面が誘電体多層膜よりなるダイクロイック素子を用いることが好ましい。ところで、波長によって回折角が異なることを利用した回折素子を用いると、温度変化によって波長がシフトすると光路が変化するおそれがある。また、波長によって屈折率が異なることを利用したプリズムを用いると、２つの光束を分離するには、入射する２つの光束の波長差を大きくする必要があり、他の光学素子での結像性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００９５】
本実施形態で用いられる各波長分離デバイスは、一例として図１４に示されるように、板状の透明な基体における光束の入射側の面（表面）に波長分離面が形成され、裏面に無反射膜が形成されている。無反射膜は、誘電体多層膜で形成されても良い。また、無反射膜に代えて、基体の裏面に入射光の波長以下の凹凸構造を形成しても良い。
【００９６】
本実施形態では、λａ＝λｄ＝７８０ｎｍ、λｂ＝λｃ＝６５５ｎｍとしている。
【００９７】
そこで、波長分離面を透過した波長６５５ｎｍの光、及び波長分離面で反射された波長７８０ｎｍの光は、いずれもゴースト光となる。なお、以下では、波長分離面を透過した波長７８０ｎｍの光、及び波長分離面で反射された波長６５５ｎｍの光を「信号光」ともいう。
【００９８】
発明者らは、感光体ドラムの表面において、ゴースト光の光強度が走査光の光強度の１％以下であれば、出力画像の品質を所望の品質とすることができることを種々の実験から確認している。
【００９９】
すなわち、波長分離面は、有効入射角範囲内において、波長６５５ｎｍの光に対する透過率が１％以下であり、波長７８０ｎｍの光に対する透過率が９９％以上であれば良い。ここでは、波長分離面は、特に波長６５５ｎｍの光に対する透過率が１％以下となることを優先して設計されている。そこで、以下では、波長７８０ｎｍの光に対する透過率が９９％以上であるか否か、換言すれば波長７８０ｎｍの光に対する反射率が１％以下であるか否かに注目する。
【０１００】
図１５には、一例として、屈折率が２．２０の誘電体材料（例えば、ＴｉＯ２をベースにした酸化物）と屈折率が１．４７の誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）とを交互に合計３０層積層して形成された波長分離面（便宜上、「波長分離面Ａ」という）において、入射光の入射角が４５°のときと、入射光の入射角が５７°のときとについて、入射光の波長と透過率との関係の計算結果が示されている。なお、入射角４５°は偏向角０°に、入射角５７°は偏向角４０°にほぼ対応している。
【０１０１】
図１５によれば、入射角が４５°のときの透過率は、６５５ｎｍの光に対して１％以下であり、７８０ｎｍの光に対して９９％以上である。一方、入射角が５７°のときの透過率は、６５５ｎｍの光に対して１％以下であるものの、７８０ｎｍの光に対して９８％であり、目標に達していない。すなわち、波長分離面Ａは、入射角が４５°のときは必要な波長分離特性を満たしているが、入射角が５７°のときは必要な波長分離特性を満たしていない。
【０１０２】
図１６には、波長分離面Ａにおいて、入射角と波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率との関係が、それぞれ示されている。なお、波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率は、ゴースト光の光強度に対応する。
【０１０３】
図１６から、入射角が増加するにつれゴースト光が増加する傾向にあることがわかる。入射角５７°において、波長６５５ｎｍの光に対する透過率は１％以下であるが、波長７８０ｎｍの光に対する反射率は２％前後である。
【０１０４】
次に、波長分離面Ａで反射された波長７８０ｎｍの光（ゴースト光）の光路上に、さらに波長分離面Ａを配置し、波長分離面Ａを二段構成としたときの、波長７８０ｎｍの光に対する２つの波長分離面Ａの合成反射率を計算した。その計算結果が図１７に示されている。この場合は、波長７８０ｎｍの光に対する合成反射率は、入射角が５７°であっても０．１％以下であった。
【０１０５】
また、波長６５５ｎｍの光に対する波長分離面Ａの単体反射率は９９．２％であり、合成反射率は９８．３％であり、信号光の強度低下はほとんど問題ない。
【０１０６】
すなわち、波長分離面Ａを二段構成とすることにより、有効入射角範囲内において、波長７８０ｎｍの光に対する透過率を９９％以上とすることが可能である。
【０１０７】
本実施形態では、波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１、及び波長分離デバイス１６２と波長分離デバイス１７２のように、２つの波長分離デバイスを二段構成としているため、波長７８０ｎｍの光に対する透過率を９９％以上とすることができる。
【０１０８】
そこで、各感光体ドラムの表面において、ゴースト光の光強度を走査光の光強度の１％以下とすることができる。
【０１０９】
ところで、波長分離面Ａの波長７８０ｎｍの光に対する透過率特性を改善する他の方法として、誘電体層の積層数を増やすことが考えられる。しかしながら、この場合は、波長分離面の形成に起因する応力の増大を招き、波長分離デバイスにソリが生じやすくなる。
【０１１０】
なお、ここでは、波長分離面における誘電体層の積層数が３０層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。
【０１１１】
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、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）、４つの波長分離デバイス（１６１、１６２、１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）などを有している。
【０１１２】
波長分離デバイス１６１及び波長分離デバイス１７１は、それぞれ波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。そして、各波長分離面は、波長λｂの光束の透過率が１％以下となるように設計されており、波長分離デバイス１７１は、波長分離デバイス１６１で反射された光束の光路上に配置されている。この場合は、波長λａの光束の一部が波長分離デバイス１６１で反射されても、そのほとんどは波長分離デバイス１７１を透過し、感光体ドラム２０３０ｂに向かうゴースト光の光量を走査光の光量の１％以下とすることができる。
【０１１３】
波長分離デバイス１６２及び波長分離デバイス１７２は、それぞれ波長λｄの光束を透過させ、波長λｃの光束を反射する波長分離面を有している。そして、各波長分離面は、波長λｃの光束の透過率が１％以下となるように設計されており、波長分離デバイス１７２は、波長分離デバイス１６２で反射された光束の光路上に配置されている。この場合は、波長λｄの光束の一部が波長分離デバイス１６２で反射されても、そのほとんどは波長分離デバイス１７２を透過し、感光体ドラム２０３０ｃに向かうゴースト光の光量を走査光の光量の１％以下とすることができる。
【０１１４】
そこで、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、小型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、画像品質の低下を招くことなく、小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１１６】
なお、上記実施形態において、一例として図１８に示されるように、波長分離デバイス１６１と波長分離デバイス１７１を一体化させても良い。
【０１１７】
図１８では、断面形状が直角三角形である三角柱状の基体の互いに直交する２つの面に、波長分離デバイス１６１の波長分離面（第１の波長分離面）と波長分離デバイス１７１の波長分離面（第２の波長分離面）が形成されている。そして、２つの光束が入射する面に無反射膜が形成されている。ここでは、第１の波長分離面に入射する光の入射面と、第２の波長分離面で反射された光の射出面とは同一の面である。
【０１１８】
この場合、第１の波長分離面を透過した光束は、第１の波長分離面と空気との界面で屈折し、光路がＸ軸方向に対して傾斜した方向に曲げられる。そこで、一例として図１９に示されるように、第１の波長分離面を透過した光束の光路をＸ軸方向に平行にするため、第１の波長分離面を透過した光束の光路上に、屈折補正用プリズムを設けても良い。これにより、光束ＬＢａについて、入射光と射出光の平行関係を維持することができる。
【０１１９】
また、一例として図２０に示されるように、第１の波長分離面と屈折補正用プリズムを接合しても良い。また、第２の波長分離面と空気との界面をなくすため、屈折補正用プリズムと同等のプリズムを波長分離特性補償用プリズムとして第２の波長分離面に接合しても良い。この場合は、感光体ドラム表面での走査線曲がりを抑制することができる。なお、第１の波長分離面と第２の波長分離面は、同じ構造で良いが、空気界面がないため、上記実施形態における波長分離面の構造とは異なる。
【０１２０】
また、同様にして、波長分離デバイス１６２と波長分離デバイス１７２を一体化させても良い。
【０１２１】
走査光学系の変形例１が図２１に示されている。この変形例１は、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、２つの波長分離デバイス（２６１、２６２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）を有している。
【０１２２】
各波長分離デバイスは、一例として図２２に示されるように、板状の基体の一側の面に第１の波長分離面が形成され、他側の面に第２の波長分離面が形成されている。なお、ここでは、各波長分離デバイスは、第１の波長分離面が２つの光束の入射側になるように配置されているものとする。
【０１２３】
波長分離デバイス２６１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ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【０１２４】
波長分離デバイス２６１の各波長分離面は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する特性を有している。
【０１２５】
波長分離デバイス２６１の第１の波長分離面及び第２の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ａによって感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返される。
【０１２６】
波長分離デバイス２６１の第１の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２とによって感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返される。
【０１２７】
ここでは、波長分離デバイス２６１の第１の波長分離面及び第２の波長分離面は、波長λａの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｂの一部は第１の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｂの一部（光束ＬＢｂ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｂ’のほとんどは第２の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｂ’が感光体ドラム２０３０ａに向かうことを抑制することができる（図２３参照）。
【０１２８】
波長分離デバイス２６２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ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【０１２９】
波長分離デバイス２６２の各波長分離面は、波長λｃの光束を反射し、波長λｄの光束を透過させる特性を有している。
【０１３０】
波長分離デバイス２６２の第１の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２とによって感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返される。
【０１３１】
波長分離デバイス２６２の第１の波長分離面及び第２の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄによって感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返される。
【０１３２】
ここでは、波長分離デバイス２６２の第１の波長分離面及び第２の波長分離面は、波長λｄの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｃの一部は第１の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｃの一部（光束ＬＢｃ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｃ’のほとんどは第２の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｃ’が感光体ドラム２０３０ｄに向かうことを抑制することができる（図２４参照）。
【０１３３】
ここで、波長分離デバイス２６１及び波長分離デバイス２６２について説明する。なお、λａ＝λｄ＝７８０ｎｍ、λｂ＝λｃ＝６５５ｎｍとする。そこで、波長分離デバイス２６１及び波長分離デバイス２６２は、同等の波長分離デバイスであり、それらを総称して「波長分離デバイス２６」という。
【０１３４】
波長分離デバイス２６としては、各波長分離面が誘電体多層膜よりなるダイクロイック素子を用いることが好ましい。
【０１３５】
各波長分離面は、特に波長７８０ｎｍの光に対する透過率が９９％以下となることを優先して設計されている。そこで、以下では、波長６５５ｎｍの光に対する透過率が１％以下であるか否か、換言すれば波長６５５ｎｍの光に対する反射率が９９％以上であるか否かに注目する。
【０１３６】
図２５には、一例として、屈折率が２．２０の誘電体材料（例えば、ＴｉＯ２をベースにした酸化物）と屈折率が１．４７の誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）とを交互に合計３０層積層して形成された波長分離面（便宜上、「波長分離面Ｂ」という）において、入射光の入射角が４５°のときと、入射光の入射角が５７°のときとについて、入射光の波長と透過率との関係の計算結果が示されている。なお、入射角４５°は偏向角０°に、入射角５７°は偏向角４０°にほぼ対応している。
【０１３７】
図２５によれば、入射角が４５°のときの透過率は、６５５ｎｍの光に対して１％以下であり、７８０ｎｍの光に対して９９％以上である。一方、入射角が５７°のときの透過率は、７８０ｎｍの光に対して９９％以上であるものの、６５５ｎｍの光に対して２．５％前後であり、目標に達していない。すなわち、波長分離面Ｂは、入射角が４５°のときは必要な波長分離特性を満たしているが、入射角が５７°のときは必要な波長分離特性を満たしていない。
【０１３８】
図２６には、波長分離面Ｂにおいて、入射角と波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率との関係が、それぞれ示されている。なお、波長６５５ｎｍの光に対する透過率及び波長７８０ｎｍの光に対する反射率は、ゴースト光の光強度に対応する。
【０１３９】
図２６から、入射角が増加するにつれゴースト光が増加する傾向にあることがわかる。入射角５７°において、波長７８０ｎｍの光に対する反射率は１％以下であるが、波長６５５ｎｍの光に対する透過率は２．５％前後である。
【０１４０】
次に、波長分離面Ｂを透過した波長６５５ｎｍの光（ゴースト光）の光路上に、さらに波長分離面Ｂを配置し、波長分離面Ｂを二段構成としたときの、波長６５５ｎｍの光に対する２つの波長分離面Ｂの合成透過率を計算した。その計算結果が図２７に示されている。この場合は、波長６５５ｎｍの光に対する合成透過率は、入射角が５７°であっても０．１％以下であった。
【０１４１】
一方、波長７８０ｎｍの光に対する、波長分離面Ｂの単体透過率及び合成透過率は、９９．９％及び９９．８％であり、信号光の強度低下はほとんど問題ない。
【０１４２】
波長分離デバイス２６では、板状の基体の両面に３０層の誘電体層が同じ条件で形成されるため、波長分離面の形成に起因する応力は両面で略等しくなり、波長分離デバイス２６にソリが生じるのを抑制することができる。
【０１４３】
走査光学系の変形例２が図２８に示されている。この変形例２は、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、４つの波長分離デバイス（３６１、３６２、３７１、３７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）を有している。
【０１４４】
波長分離デバイス３６１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ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【０１４５】
波長分離デバイス３６１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。
【０１４６】
波長分離デバイス３６１では、一例として図２９に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。
【０１４７】
波長分離デバイス３７１は、波長分離デバイス３６１を透過した光束の光路上に配置されている。
【０１４８】
波長分離デバイス３７１は、波長λａの光束を透過させ、波長λｂの光束を反射する波長分離面を有している。すなわち、波長分離デバイス３６１の波長分離面と波長分離デバイス３７１の波長分離面は、同等の波長選択特性を有している。
【０１４９】
波長分離デバイス３７１では、一例として図２９に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、＋Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。
【０１５０】
また、波長分離デバイス３６１を透過した光束の波長分離デバイス３６１における入射角と、波長分離デバイス３６１を透過した光束の波長分離デバイス３７１への入射角は同じである。
【０１５１】
波長分離デバイス３６１及び波長分離デバイス３７１は、一例として図３０に示されるように、板状の透明な基体における光束の入射側の面（表面）に波長分離面が形成され、裏面に無反射膜が形成されている。無反射膜は、誘電体多層膜で形成されても良い。また、無反射膜に代えて、基体の裏面に入射光の波長以下の凹凸構造を形成しても良い。
【０１５２】
波長分離デバイス３６１の波長分離面及び波長分離デバイス３７１の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ａによって感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返される。
【０１５３】
波長分離デバイス３６１の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２とによって感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返される。
【０１５４】
ここでは、波長分離デバイス３６１の波長分離面及び波長分離デバイス３７１の波長分離面は、波長λａの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｂの一部は波長分離デバイス３６１の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｂの一部（光束ＬＢｂ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｂ’のほとんどは波長分離デバイス３７１の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｂ’が感光体ドラム２０３０ａに向かうことを抑制することができる（図３１参照）。
【０１５５】
波長分離デバイス３６２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ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【０１５６】
波長分離デバイス３６２は、波長λｃの光束を反射し、波長λｄの光束を透過させる波長分離面を有している。
【０１５７】
波長分離デバイス３６２では、一例として図３２に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して反時計回りに４５°傾斜している。
【０１５８】
波長分離デバイス３７２は、波長分離デバイス３６２を透過した光束の光路上に配置されている。すなわち、波長分離デバイス３６２の波長分離面と波長分離デバイス３７２の波長分離面は、同等の波長選択特性を有している。
【０１５９】
波長分離デバイス３７２は、波長λｃの光束を反射し、波長λｄの光束を透過させる波長分離面を有している。
【０１６０】
波長分離デバイス３７２では、一例として図３２に示されるように、波長分離面における光束の入射位置の法線は、−Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾斜している。
【０１６１】
また、波長分離デバイス３６２を透過した光束の波長分離デバイス３６２における入射角と、波長分離デバイス３６２を透過した光束の波長分離デバイス３７２への入射角は同じである。
【０１６２】
波長分離デバイス３６２及び波長分離デバイス３７２は、板状の透明な基体における光束の入射側の面（表面）に波長分離面が形成され、裏面に無反射膜が形成されている。
【０１６３】
波長分離デバイス３６２の波長分離面で反射された光束は、折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２とによって感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返される。
【０１６４】
波長分離デバイス３６２の波長分離面及び波長分離デバイス３７２の波長分離面を透過した光束は、折り返しミラー１８ｄによって感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返される。
【０１６５】
ここでは、波長分離デバイス３６２の波長分離面及び波長分離デバイス３７２の波長分離面は、波長λｄの光束の透過率が９９％以上となるように設計されている。そこで、光束ＬＢｃの一部は波長分離デバイス３６２の波長分離面を透過することがある。該光束ＬＢｃの一部（光束ＬＢｃ’とする）はゴースト光である。しかしながら、光束ＬＢｃ’のほとんどは波長分離デバイス３７２の波長分離面で反射されるため、光束ＬＢｃ’が感光体ドラム２０３０ｄに向かうことを抑制することができる（図３３参照）。
【０１６６】
また、上記実施形態では、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く、光源が複数の発光部を有していても良い。
【０１６７】
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場合について説明したが、これに限定されるものではなく、記録紙に直接転写されても良い。
【０１６８】
また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００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く、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。
【０１６９】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１７０】
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。
【０１７１】
要するに、上記光走査装置２０１０を備えた画像形成装置であれば、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できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、光利用効率及び光走査の安定性を損なうことなく、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】
【０１７３】
１０ａ１，１０ｂ１，１０ｃ１，１０ｄ１…光源、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…コリメートレンズ、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（走査光学系の一部）、１６１，１６２，１７１，１７２，２６１，２６２，３６１，３６２，３７１，３７２…波長分離デバイス、１８ａ，１８ｂ，１８ｂ１，１８ｂ２，１８ｃ，１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１９ａ〜１９ｄ…射出窓、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開平５−１４２４８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２９４号公報
【特許文献３】特開平９−１１３８２９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光と該第１の波長と異なる第２の波長の光とが混在して射出される光源ユニットと、
前記光源ユニットからの前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とが混在した光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の波長の光及び前記第２の波長の光の一方を透過させ、他方を反射する波長分離面を有する偏向器側波長分離デバイスと、
該偏向器側波長分離デバイスの波長分離面と同等の波長選択特性の波長分離面を有し、前記偏向器側波長分離デバイスを透過した光の光路上、及び前記偏向器側波長分離デバイスで反射された光の光路上の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの像面側波長分離デバイスと、を備える光走査装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの像面側波長分離デバイスの波長分離面に入射する光の入射角は、該光の前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面での入射角と等しい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】
前記少なくとも１つの像面側波長分離デバイスは、１つの像面側波長分離デバイスであり、
該像面側波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスで反射された光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面と前記像面側波長分離デバイスの波長分離面は、直交することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向器側波長分離デバイスと前記像面側波長分離デバイスは、一体化されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記一体化された波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面が形成される面と前記像面側波長分離デバイスの波長分離面が形成される面とを有する多角柱状の基体を有し、
該基体における前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面に入射する光の入射面と、前記像面側波長分離デバイスの波長分離面で反射された光の射出面とは同一の面であ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】
前記一体化された波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面を透過する光について、該光が射出される光の光路を該光が入射する際の光路と略一致させる光学部材を有することを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの像面側波長分離デバイスは、１つの像面側波長分離デバイスであり、
該像面側波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスを透過した光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記偏向器側波長分離デバイスと前記像面側波長分離デバイスは、一体化されていることを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記一体化された波長分離デバイスは、平行平板状の基体を有し、該基体の一側の面に前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面が形成され、他側の面に前記像面側波長分離デバイスの波長分離面が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記偏向器側波長分離デバイスは、平行平板状の基体の一側の面に波長分離面が形成され、前記像面側波長分離デバイスは、平行平板状の基体の一側の面に波長分離面が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面及び前記像面側波長分離デバイスの波長分離面は、いずれも副走査方向に関して光の入射方向に対して傾斜しており、その傾斜の向きが互いに逆向きであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記各波長分離面は、誘電体多層膜が形成された面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を光束により走査する請求項１〜１３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。
【請求項１】
第１の波長の光と該第１の波長と異なる第２の波長の光とが混在して射出される光源ユニットと、
前記光源ユニットからの前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とが混在した光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の波長の光及び前記第２の波長の光の一方を透過させ、他方を反射する波長分離面を有する偏向器側波長分離デバイスと、
該偏向器側波長分離デバイスの波長分離面と同等の波長選択特性の波長分離面を有し、前記偏向器側波長分離デバイスを透過した光の光路上、及び前記偏向器側波長分離デバイスで反射された光の光路上の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの像面側波長分離デバイスと、を備える光走査装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの像面側波長分離デバイスの波長分離面に入射する光の入射角は、該光の前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面での入射角と等しい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】
前記少なくとも１つの像面側波長分離デバイスは、１つの像面側波長分離デバイスであり、
該像面側波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスで反射された光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面と前記像面側波長分離デバイスの波長分離面は、直交することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向器側波長分離デバイスと前記像面側波長分離デバイスは、一体化されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記一体化された波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面が形成される面と前記像面側波長分離デバイスの波長分離面が形成される面とを有する多角柱状の基体を有し、
該基体における前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面に入射する光の入射面と、前記像面側波長分離デバイスの波長分離面で反射された光の射出面とは同一の面であ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】
前記一体化された波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面を透過する光について、該光が射出される光の光路を該光が入射する際の光路と略一致させる光学部材を有することを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの像面側波長分離デバイスは、１つの像面側波長分離デバイスであり、
該像面側波長分離デバイスは、前記偏向器側波長分離デバイスを透過した光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記偏向器側波長分離デバイスと前記像面側波長分離デバイスは、一体化されていることを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記一体化された波長分離デバイスは、平行平板状の基体を有し、該基体の一側の面に前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面が形成され、他側の面に前記像面側波長分離デバイスの波長分離面が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記偏向器側波長分離デバイスは、平行平板状の基体の一側の面に波長分離面が形成され、前記像面側波長分離デバイスは、平行平板状の基体の一側の面に波長分離面が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記偏向器側波長分離デバイスの波長分離面及び前記像面側波長分離デバイスの波長分離面は、いずれも副走査方向に関して光の入射方向に対して傾斜しており、その傾斜の向きが互いに逆向きであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記各波長分離面は、誘電体多層膜が形成された面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を光束により走査する請求項１〜１３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。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１２−１６８２１４（Ｐ２０１２−１６８２１４Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６７１３（Ｐ２０１１−２６７１３）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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