光走査装置及び画像形成装置
【課題】高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、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】 １つの発光部を有する単一の光源を有する光源ユニットＬＵ、該光源ユニットから射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する縦偏光及び横偏光が外部信号によって時系列で交互に選択され、該選択された直線偏光を射出する偏光切換素子４０、該偏光切換素子４０からの光束を偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタ３０、該ビームスプリッタ３０で分離された第１光束及び第２光束をそれぞれ偏向するポリゴンミラー１４、該ポリゴンミラー１４で偏向された第１光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子と、ポリゴンミラー１４で偏向された第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子とを含む走査光学系などを備えている。
【解決手段】 １つの発光部を有する単一の光源を有する光源ユニットＬＵ、該光源ユニットから射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する縦偏光及び横偏光が外部信号によって時系列で交互に選択され、該選択された直線偏光を射出する偏光切換素子４０、該偏光切換素子４０からの光束を偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタ３０、該ビームスプリッタ３０で分離された第１光束及び第２光束をそれぞれ偏向するポリゴンミラー１４、該ポリゴンミラー１４で偏向された第１光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子と、ポリゴンミラー１４で偏向された第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子とを含む走査光学系などを備えている。
【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、偏光方向が異なる光を分離する偏光分離デバイスを有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラム（以下では、「感光体ドラム」という）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、カラー化及び高速化が進み、感光体ドラムを複数（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】
複数の感光体ドラムを有する画像形成装置では、感光体ドラム毎に光源を有していた。例えば、感光体ドラムが４つの場合には、４つの光源を有していた。
【０００５】
近年、画像形成装置の更なる小型化及び低コスト化が要求され、それに伴い、光走査装置に対しても、小型化及び低コスト化が要求されている。
【０００６】
そこで、複数の感光体ドラムを有する画像形成装置に用いられる光走査装置における光源の数を減らす試みが提案された（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている光走査装置では、更なる小型化を図ろうとすると、高コスト化あるいは走査精度の低下を招くおそれがあった。
【０００８】
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、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、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。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる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】
【００１０】
本発明は、第１の観点からすると、少なくとも４つ被走査面を光走査する光走査装置であって、少なくとも１つの発光部を有する単一の光源と；該光源から射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する第１の偏光方向及び第２の偏光方向が外部信号によって時系列で交互に選択され、該選択された偏光方向の直線偏光を射出する偏光切換素子と；前記偏光切換素子からの光束を、その偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタと；前記ビームスプリッタで分離された前記第１光束及び前記第２光束をそれぞれ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光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第１の偏光分離素子と、前記光偏向器で偏向された前記第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第２の偏光分離素子とを含む走査光学系と；を備え、前記第１の偏光方向の前記第１光束、前記第１の偏光方向の前記第２光束、前記第２の偏光方向の前記第１光束、及び前記第２の偏光方向の前記第２光束が、時系列で対応する被走査面の有効走査範囲を光走査する光走査装置である。
【００１１】
これによれば、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【００１２】
本発明は、第２の観点からすると、少なくとも４つの像担持体と；前記少なくとも４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。
【００１３】
これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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４】図２における光源ユニットＬＵを説明するための図である。
【図５】光源ユニットＬＵにおける光源を説明するための図である。
【図６】偏光切換素子としての液晶素子の構造を説明するための図である。
【図７】図６の液晶素子における液晶分子の配向状態を説明するための図である。
【図８】図６の液晶素子の作用を説明するための図（その１）である。
【図９】図６の液晶素子の作用を説明するための図（その２）である。
【図１０】ビームスプリッタを説明するための図である。
【図１１】光束ＬＢａ１及び光束ＬＢａ２を説明するための図である。
【図１２】光束ＬＢｂ１及び光束ＬＢｂ２を説明するための図である。
【図１３】ポリゴンミラーに入射する２つの光束のなす角度を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、それぞれ偏光分離素子の作用を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、それぞれ偏光分離素子の構成を説明するための図である。
【図１６】偏光分離素子の偏光分離面を説明するための図である。
【図１７】偏光分離素子の格子ピッチ及び格子の深さを説明するための図である。
【図１８】ポリゴンミラーの反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その１）である。
【図１９】ポリゴンミラーの反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その２）である。
【図２０】ポリゴンミラーの反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その３）である。
【図２１】走査制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２２】Ｋステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２３】Ｙステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２４】Ｃステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２５】Ｍステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、それぞれ偏光分離素子の変形例を説明するための図である。
【図２７】複数の発光部を有する光源を説明するための図である。
【図２８】画素密度が６００ｄｐｉのときの感光体ドラム表面での走査線間隔を説明するための図である。
【図２９】走査光学系の変形例１を説明するための図である。
【図３０】走査光学系の変形例２を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２５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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３３】
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、光源ユニットＬＵ、偏光切換素子４０、ビームスプリッタ３０、２つのシリンドリカルレンズ（１２１、１２２）、ポリゴンミラー１４、２つのｆθレンズ（１５１、１５２）、２つの偏光分離素子（１６１、１６２）、４つの反射ミラー（１３１、１３２、１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）、４つのアナモフィックレンズ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）、集光レンズ５１、光検知センサ５２、及び不図示の走査制御装置を有している。
【００３４】
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。
【００３５】
また、ｆθレンズ１５１とｆθレンズ１５２を区別する必要がないときは、総称して「ｆθレンズ１５」ともいう。同様に、偏光分離素子１６１と偏光分離素子１６２を区別する必要がないときは、総称して「偏光分離素子１６」ともいう。
【００３６】
光源ユニットＬＵは、一例として図４に示されるように、光源１０１、該光源１０１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０２、光源１０１及び駆動用チップ１０２が実装されている回路基板１０３、コリメートレンズ１１などを有している。
【００３７】
光源１０１は、図５に示されるように、１つの半導体レーザ１０１を含んでいる。該半導体レーザ１０１の発光部からは直線偏光が射出される。ここでは、偏光方向（電界ベクトルの振動面）がＺ軸方向に平行な直線偏光が射出されるとする。なお、以下では、半導体レーザ１０１から射出される光束を「光束ＬＢ」ともいう。また、偏光方向がＺ軸方向に平行な直線偏光を「縦偏光」、これと直交する方向の直線偏光を「横偏光」という。
【００３８】
コリメートレンズ１１は、光源１０１からの光束ＬＢの光路上に配置され、該光束ＬＢを略平行光とする。コリメートレンズ１１を通過した光束ＬＢが、光源ユニットＬＵから射出される光束である。
【００３９】
図２に戻り、偏光切換素子４０は、光源ユニットＬＵから射出された光束ＬＢの光路上に配置されている。この偏光切換素子４０は、走査制御装置からの信号（切換信号）に応じて、射出される光束の偏光方向を「縦偏光」及び「横偏光」のいずれかとする。
【００４０】
走査制御装置は、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢの偏光方向が、所定の時間毎に「縦偏光」と「横偏光」との間で変化するように、上記切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【００４１】
そこで、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢは、所定の時間間隔で、「縦偏光」→「横偏光」→「縦偏光」→「横偏光」→・・・・・、となる。
【００４２】
ここでは、偏光切換素子４０として、表面安定化強誘電性液晶を含む液晶素子（ＳＳＦＬＣ素子）を用いている。
【００４３】
この液晶素子（ＳＳＦＬＣ素子）は、一例として図６に示されるように、２枚の透明なガラス板４０１の間に、透明電極４０３を介して、ホモジニアス配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶４０２が封入された構成である。なお、透明電極４０３と強誘電性液晶４０２との間の配向膜は図示を省略している。
【００４４】
２つの透明電極４０３間に電圧が印加されると、ガラス板４０１の表面に直交する方向に電界が生じる。
【００４５】
ところで、一般的な液晶素子（例えば、液晶表示デバイス）にはネマティック液晶が用いられることが多い。このネマティック液晶の応答性は、一般的には数ｍｓから数十ｍｓである。一方、ホモジニアス配向されたキラルスメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶の応答性は、十数μｓｅｃ〜数百μｓｅｃであり、高速応答が可能である。
【００４６】
配向膜としては、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド等の通常の配向膜、また耐久性能が高いＳｉＯ、ＳｉＯ２、ポリシロキサン系の無機配高膜が利用できる。そして、液晶ダイレクタを強く規制するため、ラビング処理や光配向処理を別途施すことが好ましい。また、各透明電極にはＩＴＯ等を用いることができる。
【００４７】
キラルスメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶は、一般にらせん構造を有している。そして、該強誘電性液晶を、そのらせんピッチより薄いセルギャップ（図６では「ｄ」）間に挟持すると、らせん構造がほどけ、表面安定化強誘電性液晶層（ＳＳＦＬＣ）となる。
【００４８】
表面安定化強誘電性液晶層（ＳＳＦＬＣ）は、一例として図７に示されるように、液晶分子がスメクチック相による層の法線Ｗに対して傾き角−θ（ここでは、θ＝２２．５°）だけ傾いて安定する配向状態（以下では、「第１の配向状態」という）と、逆方向にθだけ傾いて安定する配向状態（以下では、「第２の配向状態」という）とが混在する状態が実現できる。図７における符号Ｗはスメクチック相による層の法線であり、符号ｎは液晶分子の長軸方向（ダイレクタ）である。
【００４９】
図７における紙面に垂直な方向に電界を発生させることにより、液晶分子の自発分極の向きを一様に揃えることができ、その状態を保持しておくことができる。そして、発生する電界の極性を切り替えることによって、２つの配向状態間のスイッチングを行うことができる。
【００５０】
図７では、−Ｅの電界を発生させることによって第１の配向状態に安定化させ、＋Ｅの電界を発生させることによって第２の配向状態に安定化させることができる。なお、θ＝２２．５°とする場合、第１の配向状態における液晶分子の長軸方向と第２の配向状態における液晶分子の長軸方向とのなす角度は４５°である。
【００５１】
走査制御装置は、第１の配向状態に安定化させる場合には、−Ｅの電界が発生するような切換信号を偏光切換素子４０に供給し、第２の配向状態に安定化させる場合には、＋Ｅの電界が発生するような切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【００５２】
液晶層の厚さ（セルギャップ）ｄは、入射光の波長λと波長λにおける液晶材料の屈折率異方性Δｎとによって決まり、Δｎ×ｄ＝λ／２が満足されるように、すなわち、半波長板の条件が満たされるように、決定される。
【００５３】
ここでは、偏光切換素子４０は、第１の配向状態のときに、液晶分子の長軸方向が縦偏光の偏光方向と一致するように配置されている。このとき、光源ユニットＬＵから射出された光束は、該光束の偏光方向と液晶分子の長軸方向とが平行であるため、該光束の偏光方向は何ら変化することなく、偏光状態を維持したまま偏光切換素子４０から射出される（図８参照）。
【００５４】
そして、偏光切換素子４０を第２の配向状態にすると、光源ユニットＬＵから射出された光束は、該光束の偏光方向に対して液晶分子の長軸方向が４５°傾くため、該光束の偏光方向が９０°回転し、偏光切換素子４０から射出される（図９参照）。
【００５５】
ところで、偏光方向を切り換えるのに、ＰＬＺＴ、ＬＮ等の電気光学結晶を利用することが考えられるが、電気光学結晶は一般的に駆動電圧が高く（数百〜数千Ｖ）、電源側のスイッチング速度に制約があるため、本実施形態で必要な応答速度を確保することは難しい。また、低電圧駆動が可能なものとして液晶を利用することが考えられるが、表示用途や波面制御用途に広く用いられているネマティック液晶では、走査周期に対応した高速応答性を得ることが厳しい。本実施形態では強誘電性液晶を用いているため、低電圧駆動が可能であるとともに、高速応答性を確保することができる。さらに、低消費電力、低発熱、低コストのメリットがある。
【００５６】
ビームスプリッタ３０は、入射する縦偏光及び横偏光に対して、透過率と反射率が等しく、かつ入射光の偏光状態を維持したままで射出することができるビームスプリッタである。このビームスプリッタ３０は、偏光切換素子４０からの光束ＬＢの光路上に配置され、該光束ＬＢの偏光状態を変化させることなく、その略半分を反射し、残りを透過させる。
【００５７】
ビームスプリッタ３０には、ビーム分離面の法線方向と入射光の入射方向とが含まれる入射面（図１０参照）に対して、偏光方向が平行な光束（横偏光）、及び垂直な光束（縦偏光）が入射される。この場合は、ビームスプリッタ３０のビーム分離面に形成される誘電体多層膜では、位相差解消まで考慮した多層膜構造に比べて、膜材料の種類や膜数を低減することができる。
【００５８】
また、ビームスプリッタ３０から射出される各光束は、ポリゴンミラー１４における偏向面に対して、偏光方向が平行な光束（横偏光）、及び垂直な光束（縦偏光）となる。この場合は、ポリゴンミラー１４で偏向された光束が偏向角によって偏光方向が異なることが防止され、後段での偏光分離に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００５９】
なお、ポリゴンミラー１４の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Ｚ軸に直交する平面である。
【００６０】
なお、以下では、便宜上、ビームスプリッタ３０で反射された光束を「第１光束」、ビームスプリッタ３０を透過した光束を「第２光束」ともいう。そこで、ビームスプリッタ３０から射出された第１光束の光強度と第２光束の光強度は、ほぼ等しい。
【００６１】
上記第１光束及び第２光束の偏光方向は、いずれも所定の時間間隔で、「縦偏光」→「横偏光」→「縦偏光」→「横偏光」→・・・・・、と変化する。そこで、縦偏光の第１光束を「ＬＢａ１」、横偏光の第１光束を「ＬＢｂ１」とする。また、縦偏光の第２光束を「ＬＢａ２」、横偏光の第２光束を「ＬＢｂ２」とする。従って、光束ＬＢａ１及び光束ＬＢａ２は、１つの光束がビームスプリッタ３０で分離されたものであり（図１１参照）、光束ＬＢｂ１及び光束ＬＢｂ２は、１つの光束がビームスプリッタ３０で分離されたものである（図１２参照）。
【００６２】
ビームスプリッタ３０から射出された光束ＬＢａ１、光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ１、及び光束ＬＢｂ２は、いずれもＺ軸に直交する同一平面内にある。
【００６３】
シリンドリカルレンズ１２１は、ビームスプリッタ３０で反射された第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）の光路上に配置され、該第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）を、反射ミラー１３１を介してポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００６４】
シリンドリカルレンズ１２２は、ビームスプリッタ３０を透過した第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）の光路上に配置され、該第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）を、反射ミラー１３２を介してポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００６５】
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、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）及び第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）をＺ軸に直交する平面内で等角速度的に偏向する。
【００６６】
ここでは、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）は、ポリゴンミラー１４の回転軸の−Ｘ側に位置する反射面に入射し、第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）は、該回転軸の＋Ｘ側に位置する反射面に入射する。
【００６７】
そして、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）とのなす角は、Ｚ軸に直交する平面内において、略９０°である（図１３参照）。
【００６８】
ところで、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）は、Ｚ軸に直交する同一平面内にあるため、ポリゴンミラー１４の反射面のＺ軸方向の長さ（高さ）を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。さらに、各光束がポリゴンミラー１４に斜入射される場合と比較して、感光体ドラム表面での走査線曲がり、波面収差などを小さくすることができる。
【００６９】
ここでは、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）はポリゴンミラー１４の−Ｘ側に偏向され、第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）はポリゴンミラー１４の＋Ｘ側に偏向される。
【００７０】
図３に戻り、ｆθレンズ１５１は、ポリゴンミラー１４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）の光路上に配置されている。
【００７１】
ｆθレンズ１５２は、ポリゴンミラー１４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）の光路上に配置されている。
【００７２】
偏光分離素子１６１は、ｆθレンズ１５１の−Ｘ側であって、ｆθレンズ１５１を介した第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）の光路上に配置されている。
【００７３】
偏光分離素子１６２は、ｆθレンズ１５２の＋Ｘ側であって、ｆθレンズ１５２を介した第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）の光路上に配置されている。
【００７４】
各偏光分離素子は、縦偏光の光を透過させ、横偏光の光を反射する偏光分離素子である。そこで、光束ＬＢａ１は偏光分離素子１６１を透過し（図１４（Ａ）参照）、光束ＬＢｂ１は偏光分離素子１６１で−Ｚ方向に反射される（図１４（Ｂ）参照）。また、光束ＬＢａ２は偏光分離素子１６２を透過し（図１４（Ｃ）参照）、光束ＬＢｂ２は偏光分離素子１６２で−Ｚ方向に反射される（図１４（Ｄ）参照）。
【００７５】
ここでは、各偏光分離素子として、図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示されるように、板状の基体上に、その格子ピッチが入射光の波長よりも小さい微細構造格子としてワイヤグリッドが形成されているワイヤグリッド素子を用いている。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００７６】
そして、ワイヤグリッドが形成されている面が偏光分離面であり、縦偏光を透過させ、横偏光を反射する（図１６参照）。
【００７７】
ここでは、一例として、ワイヤグリッドの格子ピッチを０．１５μｍ、「格子幅／格子ピッチ」であるデューティ（Ｄｕｔｙ）比を５０％、格子の深さを０．０５μｍとしている（図１７参照）。また、ワイヤーの素材はアルミニウムである。また、基体としてはガラス、硬質プラスチック等の透明材料が選ばれる。
【００７８】
偏光分離素子は、誘電体多層膜でも可能であるが、ワイヤグリッドを用いた方が光利用効率が高く分離性能が高い。
【００７９】
なお、偏光分離素子を透過した光束及び反射した光束の少なくとも一方の光路上に、その透過軸が該光束の偏光方向と一致している偏光子を追加して配置してもよい。偏光子により、ゴースト光を抑制することができる。
【００８０】
図３に戻り、折り返しミラー１８ａは、偏光分離素子１６１を透過した光束ＬＢａ１の光路上に配置され、該光束ＬＢａ１の光路を感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に曲げる。
【００８１】
アナモフィックレンズ１９ａは、折り返しミラー１８ａを介した光束ＬＢａ１の光路上に配置されている。
【００８２】
アナモフィックレンズ１９ａを介した光束ＬＢａ１は、感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００８３】
このように、ｆθレンズ１５１と偏光分離素子１６１と折り返しミラー１８ａとアナモフィックレンズ１９ａは、「Ｋステーション」の走査光学系である。
【００８４】
反射ミラー１７１は、偏光分離素子１６１で−Ｚ方向に反射された光束ＬＢｂ１の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ１の光路を−Ｘ方向に向かう方向に曲げる。これにより、光束ＬＢｂ１の光路は、偏光分離素子１６１を透過した光束ＬＢａ１の光路と平行になる。
【００８５】
折り返しミラー１８ｂ１は、反射ミラー１７１を介した光束ＬＢｂ１の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ１の光路を＋Ｚ側に曲げる。
【００８６】
折り返しミラー１８ｂ２は、折り返しミラー１８ｂ１を介した光束ＬＢｂ１の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ１の光路を感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に曲げる。
【００８７】
アナモフィックレンズ１９ｂは、折り返しミラー１８ｂ２を介した光束ＬＢｂ１の光路上に配置されている。
【００８８】
アナモフィックレンズ１９ｂを介した光束ＬＢｂ１は、感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００８９】
このように、ｆθレンズ１５１と偏光分離素子１６１と反射ミラー１７１と折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２とアナモフィックレンズ１９ｂは、「Ｃステーション」の走査光学系である。
【００９０】
すなわち、ｆθレンズ１５１と偏光分離素子１６１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００９１】
反射ミラー１７２は、偏光分離素子１６２で−Ｚ方向に反射された光束ＬＢｂ２の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ２の光路を＋Ｘ方向に向かう方向に曲げる。これにより、光束ＬＢｂ２の光路は、偏光分離素子１６２を透過した光束ＬＢａ２の光路と平行になる。
【００９２】
折り返しミラー１８ｃ１は、反射ミラー１７２を介した光束ＬＢｂ２の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ２の光路を＋Ｚ側に曲げる。
【００９３】
折り返しミラー１８ｃ２は、折り返しミラー１８ｃ１を介した光束ＬＢｂ２の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ２の光路を感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に曲げる。
【００９４】
アナモフィックレンズ１９ｃは、折り返しミラー１８ｃ２を介した光束ＬＢｂ２の光路上に配置されている。
【００９５】
アナモフィックレンズ１９ｃを介した光束ＬＢｂ２は、感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００９６】
このように、ｆθレンズ１５２と偏光分離素子１６２と反射ミラー１７２と折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２とアナモフィックレンズ１９ｃは、「Ｍステーション」の走査光学系である。
【００９７】
折り返しミラー１８ｄは、偏光分離素子１６２を透過した光束ＬＢａ２の光路上に配置され、該光束ＬＢａ２の光路を感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に曲げる。
【００９８】
アナモフィックレンズ１９ｄは、折り返しミラー１８ｄを介した光束ＬＢａ２の光路上に配置されている。
【００９９】
アナモフィックレンズ１９ｄを介した光束ＬＢａ２は、感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【０１００】
このように、ｆθレンズ１５２と偏光分離素子１６２と折り返しミラー１８ｄとアナモフィックレンズ１９ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。
【０１０１】
すなわち、ｆθレンズ１５２と偏光分離素子１６２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【０１０２】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
【０１０３】
光検知センサ５２は、受光素子を有し、該受光素子に、ポリゴンミラー１４で偏向された書込開始前の第２光束の一部が集光レンズ５１を介して入射するように配置されている。この受光素子の出力信号は、増幅及び反転され、光検知信号として走査制御装置に供給される。そして、走査制御装置は、該光検知信号に基づいて、偏光切換素子４０から射出される光束の偏光方向の切換制御、光源１０１から射出される光束の強度制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＡＰＣ）、光源１０１から射出される光束の変調制御などを行う。なお、ｆθレンズ１５２を通過した第２光束の一部が受光素子で受光されるように、光検知センサ５２及び集光レンズ５１が配置されていても良い。
【０１０４】
ここでは、ポリゴンミラー１４における反射面の数が４面であり、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）及び第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）は、互いに異なる反射面に入射する。そして、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）とのなす角が、Ｚ軸に直交する平面内において、略９０°となるように設定されている。そこで、第１光束及び第２光束がそれぞれの対応する感光体ドラムにおける有効走査領域を同時に走査することはない。
【０１０５】
例えば、図１８に示されるように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射された第１光束をＬＢ１、第２光束をＬＢ２とすると、ＬＢ２が対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における書き込み開始位置に向かう時、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における書き込み終了位置よりも＋Ｙ側の位置に向かう。
【０１０６】
また、図１９に示されるように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２が、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域の中央（像高０）位置に向かう時、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、＋Ｙ方向に向かう。
【０１０７】
また、図２０に示されるように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２が、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域の書き込み終了位置に向かう時、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における書き込み開始位置よりも−Ｙ側の位置に向かう。
【０１０８】
このように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２が、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における有効走査領域内には向かわない。
【０１０９】
逆に、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１が、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２は、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域内には向かわない。
【０１１０】
なお、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）とのなす角は、Ｚ軸に直交する平面内において、９０°から少しずれていても良い。
【０１１１】
そこで、光束ＬＢａ１と光束ＬＢａ２は、光源１０１から射出される時点では、１つの光束として同一の変調がなされるが、光束ＬＢａ１が感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、ブラックの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動し、光束ＬＢａ２が感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、イエローの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動する。
【０１１２】
同様に、光束ＬＢｂ１と光束ＬＢｂ２は、光源１０１から射出される時点では、１つの光束として同一の変調がなされるが、光束ＬＢｂ１が感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、シアンの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動し、光束ＬＢａ２が感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、マゼンタの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動する。
【０１１３】
次に、各感光体ドラムに潜像を形成する際の走査制御装置の動作について図２１のタイミングチャートを用いて説明する。なお、ここでは、ｔ２＞ｔ１＞ｔ３である。
【０１１４】
（１）光検知センサ５２からの光検知信号が、ハイレベルからローレベルに変化すると、タイマのカウント値を０リセットする。
【０１１５】
（２）光検知センサ５２からの光検知信号に基づいてＡＰＣを行う。
【０１１６】
（３）タイマのカウント値がｔ１になると、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢの偏光方向が「縦偏光」となるような切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【０１１７】
（４）タイマのカウント値がｔ２になると、ブラックの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域が光束ＬＢａ１によって走査される（図２２参照）。
【０１１８】
（５）光検知センサ５２からの光検知信号が、ハイレベルからローレベルに変化すると、タイマのカウント値を０リセットする。
【０１１９】
（６）光検知センサ５２からの光検知信号に基づいてＡＰＣを行う。
【０１２０】
（７）タイマのカウント値がｔ３になると、イエローの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域が光束ＬＢａ２によって走査される（図２３参照）。
【０１２１】
（８）タイマのカウント値がｔ１になると、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢの偏光方向が「横偏光」となるような切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【０１２２】
（９）タイマのカウント値がｔ２になると、シアンの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域が光束ＬＢｂ１によって走査される（図２４参照）。
【０１２３】
（１０）光検知センサ５２からの光検知信号が、ハイレベルからローレベルに変化すると、タイマのカウント値を０リセットする。
【０１２４】
（１１）光検知センサ５２からの光検知信号に基づいてＡＰＣを行う。
【０１２５】
（１２）タイマのカウント値がｔ３になると、マゼンタの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域が光束ＬＢｂ２によって走査される（図２５参照）。
【０１２６】
以降、上記（３）〜（１２）の動作を繰り返し行う。
【０１２７】
これによって、単一の光源で４つの感光体ドラムに対する書込を行うことができる。ところで、ｔ１、ｔ２、ｔ３は、予め装置毎に適切な値が求められ、走査制御装置のメモリに格納されている。
【０１２８】
なお、図２１では光源から射出される光束の光量（以下では、「射出光量」と略述する）を一定としているが、実際には、各光学素子の透過率及び反射率が相対的に異なるため、感光体ドラム毎に到達する光束の光量が異なることがある。この場合には、各感光体ドラムに到達する光束の光量がほぼ同じになるように、走査対象の感光体ドラム毎に射出光量を調整しても良い。
【０１２９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置２０１０では、走査制御装置によって、本発明の光走査装置における調整装置及び制御装置が構成されている。
【０１３０】
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、１つの発光部を有する単一の光源１０１、該光源１０１から射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する縦偏光及び横偏光が走査制御装置からの切換信号（外部信号）によって時系列で交互に選択され、該選択された直線偏光を射出する偏光切換素子４０、該偏光切換素子４０からの光束を、偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタ３０、該ビームスプリッタ３０で分離された第１光束及び第２光束をそれぞれ偏向するポリゴンミラー１４、該ポリゴンミラー１４で偏向された第１光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子１６１と、ポリゴンミラー１４で偏向された第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子１６２とを含む走査光学系などを備えている。
【０１３１】
また、ポリゴンミラー１４は、回転軸まわりに回転する４つの反射面を有し、該回転軸方向に直交する平面内において、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束と第２光束とのなす角は略９０°である。
【０１３２】
そして、縦偏光の第１光束、縦偏光の第２光束、横偏光の第１光束、及び横偏光の第２光束が、時系列で対応する感光体ドラムの有効走査範囲を光走査する。
【０１３３】
また、偏光切換素子から射出される直線偏光における偏光方向の切換は、２つの感光体ドラムの有効走査範囲が光走査される毎に行われる。この場合は、感光体ドラム間での画像信号の混信によるゴースト画像の発生を抑制することができる。
【０１３４】
また、光源１０１が、縦偏光を射出する光源であり、偏光切換素子４０として、表面安定化強誘電性液晶を含む液晶素子が用いられている。この場合は、他の素子（ファラデー素子、電気光学素子）を用いる場合に比べて、高速応答性を有するとともに、低消費電力、低発熱、低コストである。また、この場合は、他の素子を用いる場合に比べて、小型化を図ることができる。
【０１３５】
また、ｆθレンズは、ポリゴンミラー１４と偏光分離素子との間に設けられている。そして、縦偏光の光路と横偏光の光路は、Ｚ軸方向に関して重なっているため、Ｚ軸方向に関するｆθレンズの寸法（厚さ）を小さくすることができる。
【０１３６】
また、ｆθレンズ及び偏光分離素子は、２つの画像形成ステーションで共用されているため、小型化を図ることができる。
【０１３７】
また、走査制御装置は、光束ＬＢａ１による感光体ドラム２０３０ａの有効走査範囲の光走査と、光束ＬＢａ２による感光体ドラム２０３０ｄの有効走査範囲の光走査との間のタイミング、及び光束ＬＢｂ１による感光体ドラム２０３０ｂの有効走査範囲の光走査と、光束ＬＢｂ２による感光体ドラム２０３０ｃの有効走査範囲の光走査との間のタイミングで、光検知信号を取り込んでいる。これにより、同期検知及びＡＰＣを精度良く行うことができる。なお、光検知信号を取り込んでいるときに、偏光切換素子４０によって偏光方向の切換が行われると、同期検知及びＡＰＣにおいて誤差を生じるおそれがある。
【０１３８】
そこで、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化（薄型化）を図ることができる。
【０１３９】
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、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【０１４０】
なお、上記実施形態において、偏光分離素子の変形例として、ワイヤーグリットが、図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）に示されるように形成されていても良い。この場合は、各偏光分離素子では、横偏光が透過し、縦偏光が反射されるので、走査制御装置は、切換信号を上記説明と逆にする必要がある。図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２６（Ｃ）は、図２６（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【０１４１】
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い。例えば、図２７に示されるように、光源が４つの発光部を有していても良い。
【０１４２】
複数の発光部を有する光源（マルチビーム光源）を用いる場合、各感光体ドラムを走査するビーム間の副走査方向の間隔が所定の値になるように、副走査対応方向に関する発光部の間隔を調整する必要がある。例えば、副走査方向に６００ｄｐｉの画素密度で書込む場合は、感光体ドラム上でのビーム間の副走査方向の間隔が４２μｍ（図２８参照）になるように、発光部の間隔を調整する。
【０１４３】
ところで、マルチビーム光源では、等間隔で複数の発光部が配列されているため、複数の発光部が一次元配列されている場合には、光源を回転させて用いるのが一般的である。光源を回転させると、偏光方向も回転してしまうため、上記実施形態のように光源単体で縦偏光を射出することが困難である。
【０１４４】
この場合は、偏光切換素子である液晶素子の分子方向を調整し、偏光切換素子から射出される光束の偏光方向が、ビームスプリッタにおける前記入射面に対して、一方が平行で他方が垂直となるようにすれば良い。
【０１４５】
具体的には、マルチビーム光源から射出される光束の偏光方向の、Ｚ軸方向からの回転角をαとすると、液晶分子の第１の配向状態における液晶分子方向が、Ｚ軸方向からα／２の回転角となるようにする。このとき、第１の配向状態の液晶素子から射出される光束の偏光方向はＺ軸に平行な方向になる。また、液晶素子が第２の配向状態を取るとき、液晶素子から射出される光束の偏光方向はＺ軸に直交する方向になる。この場合は、液晶素子の前段に１／２波長板を設ける必要はない。
【０１４６】
また、上記実施形態において、一例として図２９に示されるように、ｆθレンズ（１５１、１５２）の後段にアナモフィックレンズ（１９１、１９２）を配置し、その後段に偏光分離素子（１６１、１６２）を配置しても良い。この場合には、アナモフィックレンズを２つの画像形成ステーションで共用することができるため、更なる薄型化を図ることができる。
【０１４７】
また、上記実施形態において、一例として図３０に示されるように、ｆθレンズ（１５１、１５２）の前段に偏光分離素子（１６１、１６２）を配置しても良い。例えば、ｆθレンズ（１５１、１５２）を透過する際に、光束の偏光状態が変化してしまう場合には、この構成が有用である。
【０１４８】
また、上記実施形態では、光検知センサが１つ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。例えば、第１光束を受光する光検知センサが追加されても良い。また、感光体ドラム毎に光検知センサが設けられても良い。
【０１４９】
また、上記実施形態において、同期検知用の光検知センサとＡＰＣ用の光検知センサを個別に設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、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、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。
【符号の説明】
【０１５１】
１０１…光源、１１…カップリングレンズ、１２１，１２２…シリンドリカルレンズ、１３１，１３２…反射ミラー、１４…ポリゴンミラー（光偏向器）、１５１，１５２…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１６１…偏光分離素子（第１の偏光分離素子）、１６２…偏光分離素子（第２の偏光分離素子）、１７１，１７２…反射ミラー（走査光学系の一部）、１８ａ，１８ｂ１，１８ｂ２，１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１９ａ〜１９ｄ…アナモフィックレンズ（走査光学系の一部）、３０…ビームスプリッタ、４０…偏光切換素子、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、ＬＵ…光源ユニット。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５２】
【特許文献１】特開２００９−１３９６３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２８４８２２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、偏光方向が異なる光を分離する偏光分離デバイスを有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラム（以下では、「感光体ドラム」という）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、カラー化及び高速化が進み、感光体ドラムを複数（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】
複数の感光体ドラムを有する画像形成装置では、感光体ドラム毎に光源を有していた。例えば、感光体ドラムが４つの場合には、４つの光源を有していた。
【０００５】
近年、画像形成装置の更なる小型化及び低コスト化が要求され、それに伴い、光走査装置に対しても、小型化及び低コスト化が要求されている。
【０００６】
そこで、複数の感光体ドラムを有する画像形成装置に用いられる光走査装置における光源の数を減らす試みが提案された（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている光走査装置では、更なる小型化を図ろうとすると、高コスト化あるいは走査精度の低下を招くおそれがあった。
【０００８】
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、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、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。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる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】
【００１０】
本発明は、第１の観点からすると、少なくとも４つ被走査面を光走査する光走査装置であって、少なくとも１つの発光部を有する単一の光源と；該光源から射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する第１の偏光方向及び第２の偏光方向が外部信号によって時系列で交互に選択され、該選択された偏光方向の直線偏光を射出する偏光切換素子と；前記偏光切換素子からの光束を、その偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタと；前記ビームスプリッタで分離された前記第１光束及び前記第２光束をそれぞれ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光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第１の偏光分離素子と、前記光偏向器で偏向された前記第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第２の偏光分離素子とを含む走査光学系と；を備え、前記第１の偏光方向の前記第１光束、前記第１の偏光方向の前記第２光束、前記第２の偏光方向の前記第１光束、及び前記第２の偏光方向の前記第２光束が、時系列で対応する被走査面の有効走査範囲を光走査する光走査装置である。
【００１１】
これによれば、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【００１２】
本発明は、第２の観点からすると、少なくとも４つの像担持体と；前記少なくとも４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。
【００１３】
これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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４】図２における光源ユニットＬＵを説明するための図である。
【図５】光源ユニットＬＵにおける光源を説明するための図である。
【図６】偏光切換素子としての液晶素子の構造を説明するための図である。
【図７】図６の液晶素子における液晶分子の配向状態を説明するための図である。
【図８】図６の液晶素子の作用を説明するための図（その１）である。
【図９】図６の液晶素子の作用を説明するための図（その２）である。
【図１０】ビームスプリッタを説明するための図である。
【図１１】光束ＬＢａ１及び光束ＬＢａ２を説明するための図である。
【図１２】光束ＬＢｂ１及び光束ＬＢｂ２を説明するための図である。
【図１３】ポリゴンミラーに入射する２つの光束のなす角度を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、それぞれ偏光分離素子の作用を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、それぞれ偏光分離素子の構成を説明するための図である。
【図１６】偏光分離素子の偏光分離面を説明するための図である。
【図１７】偏光分離素子の格子ピッチ及び格子の深さを説明するための図である。
【図１８】ポリゴンミラーの反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その１）である。
【図１９】ポリゴンミラーの反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その２）である。
【図２０】ポリゴンミラーの反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その３）である。
【図２１】走査制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２２】Ｋステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２３】Ｙステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２４】Ｃステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２５】Ｍステーションで画像形成が行われているときを説明するための図である。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、それぞれ偏光分離素子の変形例を説明するための図である。
【図２７】複数の発光部を有する光源を説明するための図である。
【図２８】画素密度が６００ｄｐｉのときの感光体ドラム表面での走査線間隔を説明するための図である。
【図２９】走査光学系の変形例１を説明するための図である。
【図３０】走査光学系の変形例２を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２５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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３３】
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、光源ユニットＬＵ、偏光切換素子４０、ビームスプリッタ３０、２つのシリンドリカルレンズ（１２１、１２２）、ポリゴンミラー１４、２つのｆθレンズ（１５１、１５２）、２つの偏光分離素子（１６１、１６２）、４つの反射ミラー（１３１、１３２、１７１、１７２）、複数の折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ１、１８ｂ２、１８ｃ１、１８ｃ２、１８ｄ）、４つのアナモフィックレンズ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）、集光レンズ５１、光検知センサ５２、及び不図示の走査制御装置を有している。
【００３４】
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。
【００３５】
また、ｆθレンズ１５１とｆθレンズ１５２を区別する必要がないときは、総称して「ｆθレンズ１５」ともいう。同様に、偏光分離素子１６１と偏光分離素子１６２を区別する必要がないときは、総称して「偏光分離素子１６」ともいう。
【００３６】
光源ユニットＬＵは、一例として図４に示されるように、光源１０１、該光源１０１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０２、光源１０１及び駆動用チップ１０２が実装されている回路基板１０３、コリメートレンズ１１などを有している。
【００３７】
光源１０１は、図５に示されるように、１つの半導体レーザ１０１を含んでいる。該半導体レーザ１０１の発光部からは直線偏光が射出される。ここでは、偏光方向（電界ベクトルの振動面）がＺ軸方向に平行な直線偏光が射出されるとする。なお、以下では、半導体レーザ１０１から射出される光束を「光束ＬＢ」ともいう。また、偏光方向がＺ軸方向に平行な直線偏光を「縦偏光」、これと直交する方向の直線偏光を「横偏光」という。
【００３８】
コリメートレンズ１１は、光源１０１からの光束ＬＢの光路上に配置され、該光束ＬＢを略平行光とする。コリメートレンズ１１を通過した光束ＬＢが、光源ユニットＬＵから射出される光束である。
【００３９】
図２に戻り、偏光切換素子４０は、光源ユニットＬＵから射出された光束ＬＢの光路上に配置されている。この偏光切換素子４０は、走査制御装置からの信号（切換信号）に応じて、射出される光束の偏光方向を「縦偏光」及び「横偏光」のいずれかとする。
【００４０】
走査制御装置は、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢの偏光方向が、所定の時間毎に「縦偏光」と「横偏光」との間で変化するように、上記切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【００４１】
そこで、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢは、所定の時間間隔で、「縦偏光」→「横偏光」→「縦偏光」→「横偏光」→・・・・・、となる。
【００４２】
ここでは、偏光切換素子４０として、表面安定化強誘電性液晶を含む液晶素子（ＳＳＦＬＣ素子）を用いている。
【００４３】
この液晶素子（ＳＳＦＬＣ素子）は、一例として図６に示されるように、２枚の透明なガラス板４０１の間に、透明電極４０３を介して、ホモジニアス配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶４０２が封入された構成である。なお、透明電極４０３と強誘電性液晶４０２との間の配向膜は図示を省略している。
【００４４】
２つの透明電極４０３間に電圧が印加されると、ガラス板４０１の表面に直交する方向に電界が生じる。
【００４５】
ところで、一般的な液晶素子（例えば、液晶表示デバイス）にはネマティック液晶が用いられることが多い。このネマティック液晶の応答性は、一般的には数ｍｓから数十ｍｓである。一方、ホモジニアス配向されたキラルスメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶の応答性は、十数μｓｅｃ〜数百μｓｅｃであり、高速応答が可能である。
【００４６】
配向膜としては、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド等の通常の配向膜、また耐久性能が高いＳｉＯ、ＳｉＯ２、ポリシロキサン系の無機配高膜が利用できる。そして、液晶ダイレクタを強く規制するため、ラビング処理や光配向処理を別途施すことが好ましい。また、各透明電極にはＩＴＯ等を用いることができる。
【００４７】
キラルスメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶は、一般にらせん構造を有している。そして、該強誘電性液晶を、そのらせんピッチより薄いセルギャップ（図６では「ｄ」）間に挟持すると、らせん構造がほどけ、表面安定化強誘電性液晶層（ＳＳＦＬＣ）となる。
【００４８】
表面安定化強誘電性液晶層（ＳＳＦＬＣ）は、一例として図７に示されるように、液晶分子がスメクチック相による層の法線Ｗに対して傾き角−θ（ここでは、θ＝２２．５°）だけ傾いて安定する配向状態（以下では、「第１の配向状態」という）と、逆方向にθだけ傾いて安定する配向状態（以下では、「第２の配向状態」という）とが混在する状態が実現できる。図７における符号Ｗはスメクチック相による層の法線であり、符号ｎは液晶分子の長軸方向（ダイレクタ）である。
【００４９】
図７における紙面に垂直な方向に電界を発生させることにより、液晶分子の自発分極の向きを一様に揃えることができ、その状態を保持しておくことができる。そして、発生する電界の極性を切り替えることによって、２つの配向状態間のスイッチングを行うことができる。
【００５０】
図７では、−Ｅの電界を発生させることによって第１の配向状態に安定化させ、＋Ｅの電界を発生させることによって第２の配向状態に安定化させることができる。なお、θ＝２２．５°とする場合、第１の配向状態における液晶分子の長軸方向と第２の配向状態における液晶分子の長軸方向とのなす角度は４５°である。
【００５１】
走査制御装置は、第１の配向状態に安定化させる場合には、−Ｅの電界が発生するような切換信号を偏光切換素子４０に供給し、第２の配向状態に安定化させる場合には、＋Ｅの電界が発生するような切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【００５２】
液晶層の厚さ（セルギャップ）ｄは、入射光の波長λと波長λにおける液晶材料の屈折率異方性Δｎとによって決まり、Δｎ×ｄ＝λ／２が満足されるように、すなわち、半波長板の条件が満たされるように、決定される。
【００５３】
ここでは、偏光切換素子４０は、第１の配向状態のときに、液晶分子の長軸方向が縦偏光の偏光方向と一致するように配置されている。このとき、光源ユニットＬＵから射出された光束は、該光束の偏光方向と液晶分子の長軸方向とが平行であるため、該光束の偏光方向は何ら変化することなく、偏光状態を維持したまま偏光切換素子４０から射出される（図８参照）。
【００５４】
そして、偏光切換素子４０を第２の配向状態にすると、光源ユニットＬＵから射出された光束は、該光束の偏光方向に対して液晶分子の長軸方向が４５°傾くため、該光束の偏光方向が９０°回転し、偏光切換素子４０から射出される（図９参照）。
【００５５】
ところで、偏光方向を切り換えるのに、ＰＬＺＴ、ＬＮ等の電気光学結晶を利用することが考えられるが、電気光学結晶は一般的に駆動電圧が高く（数百〜数千Ｖ）、電源側のスイッチング速度に制約があるため、本実施形態で必要な応答速度を確保することは難しい。また、低電圧駆動が可能なものとして液晶を利用することが考えられるが、表示用途や波面制御用途に広く用いられているネマティック液晶では、走査周期に対応した高速応答性を得ることが厳しい。本実施形態では強誘電性液晶を用いているため、低電圧駆動が可能であるとともに、高速応答性を確保することができる。さらに、低消費電力、低発熱、低コストのメリットがある。
【００５６】
ビームスプリッタ３０は、入射する縦偏光及び横偏光に対して、透過率と反射率が等しく、かつ入射光の偏光状態を維持したままで射出することができるビームスプリッタである。このビームスプリッタ３０は、偏光切換素子４０からの光束ＬＢの光路上に配置され、該光束ＬＢの偏光状態を変化させることなく、その略半分を反射し、残りを透過させる。
【００５７】
ビームスプリッタ３０には、ビーム分離面の法線方向と入射光の入射方向とが含まれる入射面（図１０参照）に対して、偏光方向が平行な光束（横偏光）、及び垂直な光束（縦偏光）が入射される。この場合は、ビームスプリッタ３０のビーム分離面に形成される誘電体多層膜では、位相差解消まで考慮した多層膜構造に比べて、膜材料の種類や膜数を低減することができる。
【００５８】
また、ビームスプリッタ３０から射出される各光束は、ポリゴンミラー１４における偏向面に対して、偏光方向が平行な光束（横偏光）、及び垂直な光束（縦偏光）となる。この場合は、ポリゴンミラー１４で偏向された光束が偏向角によって偏光方向が異なることが防止され、後段での偏光分離に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００５９】
なお、ポリゴンミラー１４の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Ｚ軸に直交する平面である。
【００６０】
なお、以下では、便宜上、ビームスプリッタ３０で反射された光束を「第１光束」、ビームスプリッタ３０を透過した光束を「第２光束」ともいう。そこで、ビームスプリッタ３０から射出された第１光束の光強度と第２光束の光強度は、ほぼ等しい。
【００６１】
上記第１光束及び第２光束の偏光方向は、いずれも所定の時間間隔で、「縦偏光」→「横偏光」→「縦偏光」→「横偏光」→・・・・・、と変化する。そこで、縦偏光の第１光束を「ＬＢａ１」、横偏光の第１光束を「ＬＢｂ１」とする。また、縦偏光の第２光束を「ＬＢａ２」、横偏光の第２光束を「ＬＢｂ２」とする。従って、光束ＬＢａ１及び光束ＬＢａ２は、１つの光束がビームスプリッタ３０で分離されたものであり（図１１参照）、光束ＬＢｂ１及び光束ＬＢｂ２は、１つの光束がビームスプリッタ３０で分離されたものである（図１２参照）。
【００６２】
ビームスプリッタ３０から射出された光束ＬＢａ１、光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ１、及び光束ＬＢｂ２は、いずれもＺ軸に直交する同一平面内にある。
【００６３】
シリンドリカルレンズ１２１は、ビームスプリッタ３０で反射された第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）の光路上に配置され、該第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）を、反射ミラー１３１を介してポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００６４】
シリンドリカルレンズ１２２は、ビームスプリッタ３０を透過した第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）の光路上に配置され、該第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）を、反射ミラー１３２を介してポリゴンミラー１４の反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００６５】
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、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）及び第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）をＺ軸に直交する平面内で等角速度的に偏向する。
【００６６】
ここでは、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）は、ポリゴンミラー１４の回転軸の−Ｘ側に位置する反射面に入射し、第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）は、該回転軸の＋Ｘ側に位置する反射面に入射する。
【００６７】
そして、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）とのなす角は、Ｚ軸に直交する平面内において、略９０°である（図１３参照）。
【００６８】
ところで、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）は、Ｚ軸に直交する同一平面内にあるため、ポリゴンミラー１４の反射面のＺ軸方向の長さ（高さ）を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。さらに、各光束がポリゴンミラー１４に斜入射される場合と比較して、感光体ドラム表面での走査線曲がり、波面収差などを小さくすることができる。
【００６９】
ここでは、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）はポリゴンミラー１４の−Ｘ側に偏向され、第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）はポリゴンミラー１４の＋Ｘ側に偏向される。
【００７０】
図３に戻り、ｆθレンズ１５１は、ポリゴンミラー１４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）の光路上に配置されている。
【００７１】
ｆθレンズ１５２は、ポリゴンミラー１４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）の光路上に配置されている。
【００７２】
偏光分離素子１６１は、ｆθレンズ１５１の−Ｘ側であって、ｆθレンズ１５１を介した第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）の光路上に配置されている。
【００７３】
偏光分離素子１６２は、ｆθレンズ１５２の＋Ｘ側であって、ｆθレンズ１５２を介した第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）の光路上に配置されている。
【００７４】
各偏光分離素子は、縦偏光の光を透過させ、横偏光の光を反射する偏光分離素子である。そこで、光束ＬＢａ１は偏光分離素子１６１を透過し（図１４（Ａ）参照）、光束ＬＢｂ１は偏光分離素子１６１で−Ｚ方向に反射される（図１４（Ｂ）参照）。また、光束ＬＢａ２は偏光分離素子１６２を透過し（図１４（Ｃ）参照）、光束ＬＢｂ２は偏光分離素子１６２で−Ｚ方向に反射される（図１４（Ｄ）参照）。
【００７５】
ここでは、各偏光分離素子として、図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示されるように、板状の基体上に、その格子ピッチが入射光の波長よりも小さい微細構造格子としてワイヤグリッドが形成されているワイヤグリッド素子を用いている。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００７６】
そして、ワイヤグリッドが形成されている面が偏光分離面であり、縦偏光を透過させ、横偏光を反射する（図１６参照）。
【００７７】
ここでは、一例として、ワイヤグリッドの格子ピッチを０．１５μｍ、「格子幅／格子ピッチ」であるデューティ（Ｄｕｔｙ）比を５０％、格子の深さを０．０５μｍとしている（図１７参照）。また、ワイヤーの素材はアルミニウムである。また、基体としてはガラス、硬質プラスチック等の透明材料が選ばれる。
【００７８】
偏光分離素子は、誘電体多層膜でも可能であるが、ワイヤグリッドを用いた方が光利用効率が高く分離性能が高い。
【００７９】
なお、偏光分離素子を透過した光束及び反射した光束の少なくとも一方の光路上に、その透過軸が該光束の偏光方向と一致している偏光子を追加して配置してもよい。偏光子により、ゴースト光を抑制することができる。
【００８０】
図３に戻り、折り返しミラー１８ａは、偏光分離素子１６１を透過した光束ＬＢａ１の光路上に配置され、該光束ＬＢａ１の光路を感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に曲げる。
【００８１】
アナモフィックレンズ１９ａは、折り返しミラー１８ａを介した光束ＬＢａ１の光路上に配置されている。
【００８２】
アナモフィックレンズ１９ａを介した光束ＬＢａ１は、感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００８３】
このように、ｆθレンズ１５１と偏光分離素子１６１と折り返しミラー１８ａとアナモフィックレンズ１９ａは、「Ｋステーション」の走査光学系である。
【００８４】
反射ミラー１７１は、偏光分離素子１６１で−Ｚ方向に反射された光束ＬＢｂ１の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ１の光路を−Ｘ方向に向かう方向に曲げる。これにより、光束ＬＢｂ１の光路は、偏光分離素子１６１を透過した光束ＬＢａ１の光路と平行になる。
【００８５】
折り返しミラー１８ｂ１は、反射ミラー１７１を介した光束ＬＢｂ１の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ１の光路を＋Ｚ側に曲げる。
【００８６】
折り返しミラー１８ｂ２は、折り返しミラー１８ｂ１を介した光束ＬＢｂ１の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ１の光路を感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に曲げる。
【００８７】
アナモフィックレンズ１９ｂは、折り返しミラー１８ｂ２を介した光束ＬＢｂ１の光路上に配置されている。
【００８８】
アナモフィックレンズ１９ｂを介した光束ＬＢｂ１は、感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００８９】
このように、ｆθレンズ１５１と偏光分離素子１６１と反射ミラー１７１と折り返しミラー１８ｂ１と折り返しミラー１８ｂ２とアナモフィックレンズ１９ｂは、「Ｃステーション」の走査光学系である。
【００９０】
すなわち、ｆθレンズ１５１と偏光分離素子１６１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００９１】
反射ミラー１７２は、偏光分離素子１６２で−Ｚ方向に反射された光束ＬＢｂ２の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ２の光路を＋Ｘ方向に向かう方向に曲げる。これにより、光束ＬＢｂ２の光路は、偏光分離素子１６２を透過した光束ＬＢａ２の光路と平行になる。
【００９２】
折り返しミラー１８ｃ１は、反射ミラー１７２を介した光束ＬＢｂ２の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ２の光路を＋Ｚ側に曲げる。
【００９３】
折り返しミラー１８ｃ２は、折り返しミラー１８ｃ１を介した光束ＬＢｂ２の光路上に配置され、該光束ＬＢｂ２の光路を感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に曲げる。
【００９４】
アナモフィックレンズ１９ｃは、折り返しミラー１８ｃ２を介した光束ＬＢｂ２の光路上に配置されている。
【００９５】
アナモフィックレンズ１９ｃを介した光束ＬＢｂ２は、感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００９６】
このように、ｆθレンズ１５２と偏光分離素子１６２と反射ミラー１７２と折り返しミラー１８ｃ１と折り返しミラー１８ｃ２とアナモフィックレンズ１９ｃは、「Ｍステーション」の走査光学系である。
【００９７】
折り返しミラー１８ｄは、偏光分離素子１６２を透過した光束ＬＢａ２の光路上に配置され、該光束ＬＢａ２の光路を感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に曲げる。
【００９８】
アナモフィックレンズ１９ｄは、折り返しミラー１８ｄを介した光束ＬＢａ２の光路上に配置されている。
【００９９】
アナモフィックレンズ１９ｄを介した光束ＬＢａ２は、感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【０１００】
このように、ｆθレンズ１５２と偏光分離素子１６２と折り返しミラー１８ｄとアナモフィックレンズ１９ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。
【０１０１】
すなわち、ｆθレンズ１５２と偏光分離素子１６２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【０１０２】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
【０１０３】
光検知センサ５２は、受光素子を有し、該受光素子に、ポリゴンミラー１４で偏向された書込開始前の第２光束の一部が集光レンズ５１を介して入射するように配置されている。この受光素子の出力信号は、増幅及び反転され、光検知信号として走査制御装置に供給される。そして、走査制御装置は、該光検知信号に基づいて、偏光切換素子４０から射出される光束の偏光方向の切換制御、光源１０１から射出される光束の強度制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＡＰＣ）、光源１０１から射出される光束の変調制御などを行う。なお、ｆθレンズ１５２を通過した第２光束の一部が受光素子で受光されるように、光検知センサ５２及び集光レンズ５１が配置されていても良い。
【０１０４】
ここでは、ポリゴンミラー１４における反射面の数が４面であり、第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）及び第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）は、互いに異なる反射面に入射する。そして、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）とのなす角が、Ｚ軸に直交する平面内において、略９０°となるように設定されている。そこで、第１光束及び第２光束がそれぞれの対応する感光体ドラムにおける有効走査領域を同時に走査することはない。
【０１０５】
例えば、図１８に示されるように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射された第１光束をＬＢ１、第２光束をＬＢ２とすると、ＬＢ２が対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における書き込み開始位置に向かう時、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における書き込み終了位置よりも＋Ｙ側の位置に向かう。
【０１０６】
また、図１９に示されるように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２が、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域の中央（像高０）位置に向かう時、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、＋Ｙ方向に向かう。
【０１０７】
また、図２０に示されるように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２が、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域の書き込み終了位置に向かう時、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における書き込み開始位置よりも−Ｙ側の位置に向かう。
【０１０８】
このように、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２が、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における有効走査領域内には向かわない。
【０１０９】
逆に、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ１が、対応する感光体ドラム（２０３０ａ又は２０３０ｂ）における有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー１４の反射面で反射されたＬＢ２は、対応する感光体ドラム（２０３０ｃ又は２０３０ｄ）における有効走査領域内には向かわない。
【０１１０】
なお、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束（光束ＬＢａ１、光束ＬＢｂ１）と第２光束（光束ＬＢａ２、光束ＬＢｂ２）とのなす角は、Ｚ軸に直交する平面内において、９０°から少しずれていても良い。
【０１１１】
そこで、光束ＬＢａ１と光束ＬＢａ２は、光源１０１から射出される時点では、１つの光束として同一の変調がなされるが、光束ＬＢａ１が感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、ブラックの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動し、光束ＬＢａ２が感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、イエローの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動する。
【０１１２】
同様に、光束ＬＢｂ１と光束ＬＢｂ２は、光源１０１から射出される時点では、１つの光束として同一の変調がなされるが、光束ＬＢｂ１が感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、シアンの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動し、光束ＬＢａ２が感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、マゼンタの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源１０１を駆動する。
【０１１３】
次に、各感光体ドラムに潜像を形成する際の走査制御装置の動作について図２１のタイミングチャートを用いて説明する。なお、ここでは、ｔ２＞ｔ１＞ｔ３である。
【０１１４】
（１）光検知センサ５２からの光検知信号が、ハイレベルからローレベルに変化すると、タイマのカウント値を０リセットする。
【０１１５】
（２）光検知センサ５２からの光検知信号に基づいてＡＰＣを行う。
【０１１６】
（３）タイマのカウント値がｔ１になると、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢの偏光方向が「縦偏光」となるような切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【０１１７】
（４）タイマのカウント値がｔ２になると、ブラックの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域が光束ＬＢａ１によって走査される（図２２参照）。
【０１１８】
（５）光検知センサ５２からの光検知信号が、ハイレベルからローレベルに変化すると、タイマのカウント値を０リセットする。
【０１１９】
（６）光検知センサ５２からの光検知信号に基づいてＡＰＣを行う。
【０１２０】
（７）タイマのカウント値がｔ３になると、イエローの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域が光束ＬＢａ２によって走査される（図２３参照）。
【０１２１】
（８）タイマのカウント値がｔ１になると、偏光切換素子４０から射出される光束ＬＢの偏光方向が「横偏光」となるような切換信号を偏光切換素子４０に供給する。
【０１２２】
（９）タイマのカウント値がｔ２になると、シアンの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域が光束ＬＢｂ１によって走査される（図２４参照）。
【０１２３】
（１０）光検知センサ５２からの光検知信号が、ハイレベルからローレベルに変化すると、タイマのカウント値を０リセットする。
【０１２４】
（１１）光検知センサ５２からの光検知信号に基づいてＡＰＣを行う。
【０１２５】
（１２）タイマのカウント値がｔ３になると、マゼンタの画像情報に応じて変調された光束が光源１０１から射出されるように、光源１０１の光源駆動回路を制御する。これによって、感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域が光束ＬＢｂ２によって走査される（図２５参照）。
【０１２６】
以降、上記（３）〜（１２）の動作を繰り返し行う。
【０１２７】
これによって、単一の光源で４つの感光体ドラムに対する書込を行うことができる。ところで、ｔ１、ｔ２、ｔ３は、予め装置毎に適切な値が求められ、走査制御装置のメモリに格納されている。
【０１２８】
なお、図２１では光源から射出される光束の光量（以下では、「射出光量」と略述する）を一定としているが、実際には、各光学素子の透過率及び反射率が相対的に異なるため、感光体ドラム毎に到達する光束の光量が異なることがある。この場合には、各感光体ドラムに到達する光束の光量がほぼ同じになるように、走査対象の感光体ドラム毎に射出光量を調整しても良い。
【０１２９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置２０１０では、走査制御装置によって、本発明の光走査装置における調整装置及び制御装置が構成されている。
【０１３０】
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、１つの発光部を有する単一の光源１０１、該光源１０１から射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する縦偏光及び横偏光が走査制御装置からの切換信号（外部信号）によって時系列で交互に選択され、該選択された直線偏光を射出する偏光切換素子４０、該偏光切換素子４０からの光束を、偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタ３０、該ビームスプリッタ３０で分離された第１光束及び第２光束をそれぞれ偏向するポリゴンミラー１４、該ポリゴンミラー１４で偏向された第１光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子１６１と、ポリゴンミラー１４で偏向された第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する偏光分離素子１６２とを含む走査光学系などを備えている。
【０１３１】
また、ポリゴンミラー１４は、回転軸まわりに回転する４つの反射面を有し、該回転軸方向に直交する平面内において、ポリゴンミラー１４に入射する第１光束と第２光束とのなす角は略９０°である。
【０１３２】
そして、縦偏光の第１光束、縦偏光の第２光束、横偏光の第１光束、及び横偏光の第２光束が、時系列で対応する感光体ドラムの有効走査範囲を光走査する。
【０１３３】
また、偏光切換素子から射出される直線偏光における偏光方向の切換は、２つの感光体ドラムの有効走査範囲が光走査される毎に行われる。この場合は、感光体ドラム間での画像信号の混信によるゴースト画像の発生を抑制することができる。
【０１３４】
また、光源１０１が、縦偏光を射出する光源であり、偏光切換素子４０として、表面安定化強誘電性液晶を含む液晶素子が用いられている。この場合は、他の素子（ファラデー素子、電気光学素子）を用いる場合に比べて、高速応答性を有するとともに、低消費電力、低発熱、低コストである。また、この場合は、他の素子を用いる場合に比べて、小型化を図ることができる。
【０１３５】
また、ｆθレンズは、ポリゴンミラー１４と偏光分離素子との間に設けられている。そして、縦偏光の光路と横偏光の光路は、Ｚ軸方向に関して重なっているため、Ｚ軸方向に関するｆθレンズの寸法（厚さ）を小さくすることができる。
【０１３６】
また、ｆθレンズ及び偏光分離素子は、２つの画像形成ステーションで共用されているため、小型化を図ることができる。
【０１３７】
また、走査制御装置は、光束ＬＢａ１による感光体ドラム２０３０ａの有効走査範囲の光走査と、光束ＬＢａ２による感光体ドラム２０３０ｄの有効走査範囲の光走査との間のタイミング、及び光束ＬＢｂ１による感光体ドラム２０３０ｂの有効走査範囲の光走査と、光束ＬＢｂ２による感光体ドラム２０３０ｃの有効走査範囲の光走査との間のタイミングで、光検知信号を取り込んでいる。これにより、同期検知及びＡＰＣを精度良く行うことができる。なお、光検知信号を取り込んでいるときに、偏光切換素子４０によって偏光方向の切換が行われると、同期検知及びＡＰＣにおいて誤差を生じるおそれがある。
【０１３８】
そこで、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化（薄型化）を図ることができる。
【０１３９】
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、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
【０１４０】
なお、上記実施形態において、偏光分離素子の変形例として、ワイヤーグリットが、図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）に示されるように形成されていても良い。この場合は、各偏光分離素子では、横偏光が透過し、縦偏光が反射されるので、走査制御装置は、切換信号を上記説明と逆にする必要がある。図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２６（Ｃ）は、図２６（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【０１４１】
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い。例えば、図２７に示されるように、光源が４つの発光部を有していても良い。
【０１４２】
複数の発光部を有する光源（マルチビーム光源）を用いる場合、各感光体ドラムを走査するビーム間の副走査方向の間隔が所定の値になるように、副走査対応方向に関する発光部の間隔を調整する必要がある。例えば、副走査方向に６００ｄｐｉの画素密度で書込む場合は、感光体ドラム上でのビーム間の副走査方向の間隔が４２μｍ（図２８参照）になるように、発光部の間隔を調整する。
【０１４３】
ところで、マルチビーム光源では、等間隔で複数の発光部が配列されているため、複数の発光部が一次元配列されている場合には、光源を回転させて用いるのが一般的である。光源を回転させると、偏光方向も回転してしまうため、上記実施形態のように光源単体で縦偏光を射出することが困難である。
【０１４４】
この場合は、偏光切換素子である液晶素子の分子方向を調整し、偏光切換素子から射出される光束の偏光方向が、ビームスプリッタにおける前記入射面に対して、一方が平行で他方が垂直となるようにすれば良い。
【０１４５】
具体的には、マルチビーム光源から射出される光束の偏光方向の、Ｚ軸方向からの回転角をαとすると、液晶分子の第１の配向状態における液晶分子方向が、Ｚ軸方向からα／２の回転角となるようにする。このとき、第１の配向状態の液晶素子から射出される光束の偏光方向はＺ軸に平行な方向になる。また、液晶素子が第２の配向状態を取るとき、液晶素子から射出される光束の偏光方向はＺ軸に直交する方向になる。この場合は、液晶素子の前段に１／２波長板を設ける必要はない。
【０１４６】
また、上記実施形態において、一例として図２９に示されるように、ｆθレンズ（１５１、１５２）の後段にアナモフィックレンズ（１９１、１９２）を配置し、その後段に偏光分離素子（１６１、１６２）を配置しても良い。この場合には、アナモフィックレンズを２つの画像形成ステーションで共用することができるため、更なる薄型化を図ることができる。
【０１４７】
また、上記実施形態において、一例として図３０に示されるように、ｆθレンズ（１５１、１５２）の前段に偏光分離素子（１６１、１６２）を配置しても良い。例えば、ｆθレンズ（１５１、１５２）を透過する際に、光束の偏光状態が変化してしまう場合には、この構成が有用である。
【０１４８】
また、上記実施形態では、光検知センサが１つ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。例えば、第１光束を受光する光検知センサが追加されても良い。また、感光体ドラム毎に光検知センサが設けられても良い。
【０１４９】
また、上記実施形態において、同期検知用の光検知センサとＡＰＣ用の光検知センサを個別に設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、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、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。
【符号の説明】
【０１５１】
１０１…光源、１１…カップリングレンズ、１２１，１２２…シリンドリカルレンズ、１３１，１３２…反射ミラー、１４…ポリゴンミラー（光偏向器）、１５１，１５２…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１６１…偏光分離素子（第１の偏光分離素子）、１６２…偏光分離素子（第２の偏光分離素子）、１７１，１７２…反射ミラー（走査光学系の一部）、１８ａ，１８ｂ１，１８ｂ２，１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１９ａ〜１９ｄ…アナモフィックレンズ（走査光学系の一部）、３０…ビームスプリッタ、４０…偏光切換素子、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、ＬＵ…光源ユニット。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５２】
【特許文献１】特開２００９−１３９６３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２８４８２２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４つ被走査面を光走査する光走査装置であって、
少なくとも１つの発光部を有する単一の光源と；
該光源から射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する第１の偏光方向及び第２の偏光方向が外部信号によって時系列で交互に選択され、該選択された偏光方向の直線偏光を射出する偏光切換素子と；
前記偏光切換素子からの光束を、その偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタと；
前記ビームスプリッタで分離された前記第１光束及び前記第２光束をそれぞれ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光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第１の偏光分離素子と、前記光偏向器で偏向された前記第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第２の偏光分離素子とを含む走査光学系と；を備え、
前記第１の偏光方向の前記第１光束、前記第１の偏光方向の前記第２光束、前記第２の偏光方向の前記第１光束、及び前記第２の偏光方向の前記第２光束が、時系列で対応する被走査面の有効走査範囲を光走査する光走査装置。
【請求項２】
前記光偏向器は、回転軸まわりに回転する４つの反射面を有し、
前記回転軸方向に直交する平面内において、前記光偏向器に入射する前記第１光束と前記第２光束とのなす角は、略９０°であ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】
前記偏光切換素子から射出される直線偏光における偏光方向の切換は、２つの被走査面の有効走査範囲が光走査される毎に行われ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】
前記光源は、直線偏光を射出する光源であり、
前記偏光切換素子は、表面安定化強誘電性液晶を含む液晶素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記ビームスプリッタは、該ビームスプリッタにおけるビーム分離面の法線方向と入射光の入射方向とが含まれる入射面が、前記第１の偏光方向及び前記第２の偏光方向の一方に平行で、他方に直交するように配置されてい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】
前記ビームスプリッタを介した前記第１の偏光方向の光束及び前記第２の偏光方向の光束は、前記光偏向器における偏向面に対して、一方の光束の偏光方向が平行で、他方の光束の偏光方向が直交することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記偏光分離素子は、ワイヤグリッド偏光子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光源から射出された光束の一部が光量モニタ用の光束として入射するモニタ用受光素子と、該モニタ用受光素子の出力信号に応じて前記光源から射出される光束の光強度を調整する調整装置とを備え、
前記調整装置は、前記第１の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第１の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、及び前記第２の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第２の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、の少なくとも一方のタイミングで、前記モニタ用受光素子の出力信号を取り込むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光偏向器で偏向された同期検知用の光束が入射する同期検知用受光素子と、該同期検知用受光素子の出力信号に応じて、前記偏光切換素子及び前記光源を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第１の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、及び前記第２の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第２の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、の少なくとも一方のタイミングで、前記同期検知用受光素子の出力信号を取り込むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
少なくとも４つの像担持体と；
前記少なくとも４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１〜９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】
少なくとも４つ被走査面を光走査する光走査装置であって、
少なくとも１つの発光部を有する単一の光源と；
該光源から射出される光束の光路上に配置され、互いに直交する第１の偏光方向及び第２の偏光方向が外部信号によって時系列で交互に選択され、該選択された偏光方向の直線偏光を射出する偏光切換素子と；
前記偏光切換素子からの光束を、その偏光状態を維持したまま第１光束と第２光束とに分離するビームスプリッタと；
前記ビームスプリッタで分離された前記第１光束及び前記第２光束をそれぞれ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光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第１の偏光分離素子と、前記光偏向器で偏向された前記第２光束を偏光方向に応じて透過もしくは反射する第２の偏光分離素子とを含む走査光学系と；を備え、
前記第１の偏光方向の前記第１光束、前記第１の偏光方向の前記第２光束、前記第２の偏光方向の前記第１光束、及び前記第２の偏光方向の前記第２光束が、時系列で対応する被走査面の有効走査範囲を光走査する光走査装置。
【請求項２】
前記光偏向器は、回転軸まわりに回転する４つの反射面を有し、
前記回転軸方向に直交する平面内において、前記光偏向器に入射する前記第１光束と前記第２光束とのなす角は、略９０°であ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】
前記偏光切換素子から射出される直線偏光における偏光方向の切換は、２つの被走査面の有効走査範囲が光走査される毎に行われ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】
前記光源は、直線偏光を射出する光源であり、
前記偏光切換素子は、表面安定化強誘電性液晶を含む液晶素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記ビームスプリッタは、該ビームスプリッタにおけるビーム分離面の法線方向と入射光の入射方向とが含まれる入射面が、前記第１の偏光方向及び前記第２の偏光方向の一方に平行で、他方に直交するように配置されてい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】
前記ビームスプリッタを介した前記第１の偏光方向の光束及び前記第２の偏光方向の光束は、前記光偏向器における偏向面に対して、一方の光束の偏光方向が平行で、他方の光束の偏光方向が直交することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記偏光分離素子は、ワイヤグリッド偏光子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光源から射出された光束の一部が光量モニタ用の光束として入射するモニタ用受光素子と、該モニタ用受光素子の出力信号に応じて前記光源から射出される光束の光強度を調整する調整装置とを備え、
前記調整装置は、前記第１の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第１の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、及び前記第２の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第２の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、の少なくとも一方のタイミングで、前記モニタ用受光素子の出力信号を取り込むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光偏向器で偏向された同期検知用の光束が入射する同期検知用受光素子と、該同期検知用受光素子の出力信号に応じて、前記偏光切換素子及び前記光源を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第１の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、及び前記第２の偏光方向の前記第１光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査と、前記第２の偏光方向の前記第２光束による対応する被走査面の有効走査範囲の光走査との間のタイミング、の少なくとも一方のタイミングで、前記同期検知用受光素子の出力信号を取り込むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
少なくとも４つの像担持体と；
前記少なくとも４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１〜９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】
【公開番号】特開２０１２−８３５９（Ｐ２０１２−８３５９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４４４８３（Ｐ２０１０−１４４４８３）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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