JP2008216520A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い走査精度で、低コスト化を実現する。
【解決手段】光源１５２ａからの光を２つの光に分割する光束分割プリズム２０２ａと、光源１５２ｂからの光を２つの光に分割する光束分割プリズム２０２ｂと、光束分割プリズム２０２ａからの２つの光の位相をそれぞれ変調する２個の液晶偏向素子（２０３ａ、２０３ｂ）と、光束分割プリズム２０２ｂからの２つの光の位相をそれぞれ変調する２個の液晶偏向素子（２０３ｃ、２０３ｄ）とを備える。これにより、高い走査精度で、低コスト化を実現することが可能となる。
【選択図】図２

Description

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、光により被走査面上を走査する光走査装置、及び前記光走査装置を備える画像形成装置に関する。

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ポリゴンスキャナ（例えば、ポリゴンミラー）を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ潜像を形成する方法が一般的である。このような電子写真の分野では、画像品質を向上させるために画像の高密度化、及び操作性を向上させるために画像出力の高速化が画像形成装置に求められている。

そして、複数のビームを用いて、複数のラインを同時に走査する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

例えば、特許文献１には、１個の光源からｎ（≧２）個の光走査位置へ向かう光走査光路を形成し、上記ｎ個の光走査位置への光走査光路を時間的にずらして順次に選択し、選択された光走査光路により光走査される光走査位置に応じた画像信号により上記１個の光源からの光ビームを強度変調することにより、上記１個の光源からの光ビームでｎ個の光走査位置を光走査する光走査装置が開示されている。この光走査装置は、それぞれがｐ（≧１）本の光ビームを放射するｍ（１≦ｍ＜ｎ）個の光源と、各光源からの各光ビームを副走査方向にｑ（２≦ｑ≦ｎ）分割するとともに各光ビームを所定のビーム形態とするする光ビーム分割手段と、複数の偏向反射面を回転軸の周りに有し、上記ｍ個の光源からのｑ・ｍｐ本の光ビームを入射され、偏向させる多面鏡式光偏向器と、この多面鏡式光偏向器により偏向されるｎ組の光ビームを、対応する光走査位置へ導光して光スポットを形成するｎ組の走査結像光学系と、上記ｎ組の光ビームに対し、組ごとの光走査光路を選択する光路選択手段とを有し、上記多面鏡式光偏向器が上記光路選択手段の少なくとも一部をなすことを特徴としている。

特許文献２には、レーザビームを出射する光源と、該光源からのレーザビームを一方向に走査する偏向走査手段と、偏向後のレーザビームを被走査面に集光する複数の走査結像手段を有する光走査装置が開示されている。この光走査装置は、前記走査結像手段毎に、前記偏向後のレーザビームが通過する領域に該レーザビームを検知する２系統の受光素子からなるレーザビーム検出器を複数設け、前記２系統の受光素子の少なくとも１系統は前記レーザビームが通過する領域において互いに非平行に形成された２つの受光領域を有し、前記２系統の受光素子は隣接する端縁が互いに平行になるよう主走査方向に隣接して配置されていることを特徴としている。

特許文献３には、レーザビームの位相を変調可能な液晶素子を具備し、この液晶素子が、一方向に配列したストライプ状の電極パターンを有し、上記ストライプ状の各電極パターン毎に、個別に駆動電圧の実効値を可変する手段を有する光走査装置が開示されている。

特開２００５−０９２１２９号公報 特開２００５−２０８５１３号公報 特開２００５−２９２３４９号公報

近年、画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷にも用いられるようになり、それに伴って、低価格で画像品質に優れた画像形成装置が求められている。

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、低価格で走査精度にすぐれた光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、低価格で、高品質の画像を高速で形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、光により被走査面を走査する光走査装置であって、光源と；前記光源からの光を複数の光に分割する光分割素子と；前記複数の光を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光を前記被走査面に集光する走査光学系と；前記光分割素子と前記偏向器との間で、前記複数の光のうちの少なくとも１つの光の光路上に配置され、入射光の位相を変調する液晶素子と；を備える光走査装置である。

これによれば、光源からの光を複数の光に分割する光分割素子を有しているため、従来よりも光源の数を減らすことができる。また、光分割素子からの複数の光のうちの少なくとも１つの光の位相を変調する液晶素子を有しているため、走査精度を向上させることができる。従って、高い走査精度で、低コスト化を実現することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる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。

これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているために、結果として、低価格で、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るプリンタ１０の概略構成が示されている。なお、本明細書では、主走査方向をＹ軸方向、副走査方向をＺ軸方向、これらに直交する方向をＸ軸方向として説明する。

このプリンタ１０は、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）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１００、４個の感光体ドラム（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）、４個の帯電チャージャ（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）、４個の現像ローラ（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）、４個のトナーカートリッジ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）、４個のクリーニングケース（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）、転写ベルト４０、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、レジストローラ対５６、定着ローラ５０、排紙トレイ７０、排紙ローラ５８、及び上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置などを備えている。

感光体ドラム３０ａ、帯電チャージャ３２ａ、現像ローラ３３ａ、トナーカートリッジ３４ａ、及びクリーニングケース３１ａ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。

感光体ドラム３０ｂ、帯電チャージャ３２ｂ、現像ローラ３３ｂ、トナーカートリッジ３４ｂ、及びクリーニングケース３１ｂ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。

感光体ドラム３０ｃ、帯電チャージャ３２ｃ、現像ローラ３３ｃ、トナーカートリッジ３４ｃ、及びクリーニングケース３１ｃ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。

感光体ドラム３０ｄ、帯電チャージャ３２ｄ、現像ローラ３３ｄ、トナーカートリッジ３４ｄ、及びクリーニングケース３１ｄ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。

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被走査面である。そして、各感光体ドラムは、長手方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向に関して等間隔に配置されている。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で時計回り（矢印方向）に回転するものとする。

各帯電チャージャは、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。

光走査装置１００は、上位装置（例えば、パソコン）からの多色の画像情報（イエロー画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、ブラック画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光を、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１００の構成については後述する。

トナーカートリッジ３４ａ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３３ａに供給される。トナーカートリッジ３４ｂ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３３ｂに供給される。トナーカートリッジ３４ｃ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３３ｃに供給される。トナーカートリッジ３４ｄ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３３ｄに供給される。

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、便宜上「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４０の方向に移動する。

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４０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。

給紙トレイ６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ６０の近傍には給紙コロ５４が配置されており、該給紙コロ５４は、記録紙を給紙トレイ６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対５６に搬送する。該レジストローラ対５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト４０に向けて送り出す。これにより、転写ベルト４０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５０に送られる。

この定着ローラ５０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５８を介して排紙トレイ７０に送られ、排紙トレイ７０上に順次スタックされる。

各クリーニングケースは、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、再度対応する帯電チャージャの位置に戻る。

次に、前記光走査装置１００の構成について説明する。

この光走査装置１００は、一例として図２に示されるように、２個の光源（１５２ａ、１５２ｂ）、２個のカップリングレンズ（１５４ａ、１５４ｂ）、２個の光学素子（２０１ａ、２０１ｂ）、２個の光束分割プリズム（２０２ａ、２０２ｂ）、４個の液晶偏向素子（２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ）、４個のシリンダレンズ（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ）、ポリゴンミラー１０４、４個のｆθレンズ（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ）、８個の折り返しミラー（１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ）、４個のトロイダルレンズ（１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ）、及び８個の光検知センサ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ）などを備えている。

各光源は、いずれも一例として図３に示されるように、３２個の発光部ｖが１つの基板上に形成された面発光型半導体レーザアレイである。

このレーザアレイは、主走査方向に対応する方向（以下では、便宜上「Ｍ方向」ともいう）から副走査方向に対応する方向（ここでは、Ｚ軸方向）に向けて角度γだけ傾斜した方向（以下では、便宜上「Ｔ方向」という）に沿って８個の発光部が等間隔（間隔ｄ）に配置された発光部列を４列有している。そして、これら４列の発光部列は、Ｔ方向に直交する方向（以下では、便宜上「Ｓ方向」という）に等間隔（間隔ｄ）に配置されている。すなわち、３２個の発光部は、Ｔ方向とＳ方向とにそれぞれ沿って２次元的に配列されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいうものとする。

なお、各発光部からの光の偏光状態は、互いに同一であり、ランダム偏光、円偏光及び直線偏光のいずれかである。

カップリングレンズ１５４ａは、光源１５２ａからの光を略平行光とする。カップリングレンズ１５４ｂは、光源１５２ｂからの光を略平行光とする。

光学素子２０１ａは、カップリングレンズ１５４ａを介した光の光路上に配置され、液晶偏向素子２０３ａ及び液晶偏向素子２０３ｂの変調特性に応じた偏光状態の光を出力する。光学素子２０１ｂは、カップリングレンズ１５４ｂを介した光の光路上に配置され、液晶偏向素子２０３ｃ及び液晶偏向素子２０３ｄの変調特性に応じた偏光状態の光を出力する。

ここでは、各光学素子は、いずれも、Ｚ軸方向の直線偏光の光を出力する（図４〜図６参照）。

光束分割プリズム２０２ａは、光学素子２０１ａを介した光の光路上に配置され、光学素子２０１ａを介した光をＺ軸方向に所定間隔をもって互いに平行な２つの光に分割する。光束分割プリズム２０２ｂは、光学素子２０１ｂを介した光の光路上に配置され、光学素子２０１ｂを介した光をＺ軸方向に所定間隔をもって互いに平行な２つの光に分割する。

ここでは、各光束分割プリズムは、いずれも同様な構成を有している。そこで、代表として光束分割プリズム２０２ａについて説明し、光束分割プリズム２０２ｂについては説明を省略する。

光束分割プリズム２０２ａは、一例として図４〜図６に示されるように、ハーフミラーＨｍと反射ミラーＲｍとを有している。ハーフミラーＨｍは、光学素子２０１ａを介した光が入射し、その１／２の光量の光を＋Ｚ方向に反射し、残りの光をそのまま透過させる。反射ミラーＲｍは、ハーフミラーＨｍの＋Ｚ側で、ハーフミラーＨｍに平行に配置され、ハーフミラーＨｍからの光の光路を、ハーフミラーＨｍを透過した光の光路と平行になるように曲げる。なお、図４は、光源１５２ａからの光の偏光状態がランダム偏光の場合を示し、光学素子２０１ａとして偏光子を用いることができる。図５は、光源１５２ａからの光の偏光状態が円偏光の場合を示し、光学素子２０１ａとしてλ／４板を用いることができる。図６は、光源１５２ａからの光の偏光状態がＺ軸方向に対して４５°傾斜した直線偏光の場合を示し、光学素子２０１ａとしてλ／２板を用いることができる。なお、直線偏光の場合は、Ｚ軸方向に対して４５°傾斜したものに限定されない。

図２に戻り、各液晶偏向素子はいずれも、２枚の透明なガラス板の間に液晶が封入された構成であり、一方のガラス板の表面の上下に電極が形成されている。電極間に電位差が与えられると、Ｚ軸方向に関して液晶の配向が変化し、その結果、Ｚ軸方向に関して屈折率の勾配（傾斜）が発生する。これにより、光の射出軸をＺ軸方向に関してわずかに傾けることができる（特開２００５−２９２３４９号公報参照）。

液晶偏向素子２０３ａは、光束分割プリズム２０２ａからの２つの光のうち−Ｚ側の光（以下、便宜上「イエロー光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、イエロー光をＺ軸方向に関して偏向することができる。

液晶偏向素子２０３ｂは、光束分割プリズム２０２ａからの２つの光のうち＋Ｚ側の光（以下、便宜上「マゼンタ光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、マゼンタ光をＺ軸方向に関して偏向することができる。

液晶偏向素子２０３ｃは、光束分割プリズム２０２ｂからの２つの光のうち＋Ｚ側の光（以下、便宜上「シアン光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、シアン光をＺ軸方向に関して偏向することができる。

液晶偏向素子２０３ｄは、光束分割プリズム２０２ｂからの２つの光のうち−Ｚ側の光（以下、便宜上「ブラック光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、ブラック光をＺ軸方向に関して偏向することができる。

シリンダレンズ２０４ａは、液晶偏向素子２０３ａを介した光（イエロー光）の光路上に配置され、イエロー光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。

シリンダレンズ２０４ｂは、液晶偏向素子２０３ｂを介した光（マゼンタ光）の光路上に配置され、マゼンタ光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。

シリンダレンズ２０４ｃは、液晶偏向素子２０３ｃを介した光（シアン光）の光路上に配置され、シアン光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。

シリンダレンズ２０４ｄは、液晶偏向素子２０３ｄを介した光（ブラック光）の光路上に配置され、ブラック光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。

ポリゴンミラー１０４は、２段構造の４面鏡を有し（図２及び図７参照）、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の偏向反射面ではシリンダレンズ２０４ａからの光及びシリンダレンズ２０４ｄからの光がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の偏向反射面ではシリンダレンズ２０４ｂからの光及びシリンダレンズ２０４ｃからの光がそれぞれ偏向されるように配置されている。また、１段目の偏向反射面及び２段目の偏向反射面は、互いに位相が４５°ずれて回転し、光の走査は１段目と２段目とで交互に行われる。

ｆθレンズ１０５ａ及びｆθレンズ１０５ｂは、ポリゴンミラー１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ１０５ｃ及びｆθレンズ１０５ｄは、ポリゴンミラー１０４の＋Ｘ側に配置されている。

そして、ｆθレンズ１０５ａとｆθレンズ１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ１０５ａは１段目の偏向反射面に対向し、ｆθレンズ１０５ｂは２段目の偏向反射面に対向している（図７参照）。また、ｆθレンズ１０５ｃとｆθレンズ１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ１０５ｃは２段目の偏向反射面に対向し、ｆθレンズ１０５ｄは１段目の偏向反射面に対向している（図７参照）。

そこで、ポリゴンミラー１０４で偏向されたイエロー光はｆθレンズ１０５ａに入射し、ブラック光はｆθレンズ１０５ｄに入射し、たマゼンタ光はｆθレンズ１０５ｂに入射し、シアン光はｆθレンズ１０５ｃに入射する。

ｆθレンズ１０５ａを透過したイエロー光は、折り返しミラー１０６ａ、トロイダルレンズ１０７ａ、及び折返しミラー１０８ａを介して、感光体ドラム３０ａ上にスポット状に結像する。すなわち、折り返しミラー１０６ａ、トロイダルレンズ１０７ａ、及び折返しミラー１０８ａは、Ｙステーションの一部とみなすことができる。

ｆθレンズ１０５ｂを透過したマゼンタ光は、折り返しミラー１０６ｂ、トロイダルレンズ１０７ｂ、及び折返しミラー１０８ｂを介して、感光体ドラム３０ｂ上にスポット状に結像する。すなわち、折り返しミラー１０６ｂ、トロイダルレンズ１０７ｂ、及び折返しミラー１０８ｂは、Ｍステーションの一部とみなすことができる。

ｆθレンズ１０５ｃを透過したシアン光は、折り返しミラー１０６ｃ、トロイダルレンズ１０７ｃ、及び折返しミラー１０８ｃを介して、感光体ドラム３０ｃ上にスポット状に結像する。すなわち、折り返しミラー１０６ｃ、トロイダルレンズ１０７ｃ、及び折返しミラー１０８ｃは、Ｃステーションの一部とみなすことができる。

ｆθレンズ１０５ｄを透過したブラック光は、折り返しミラー１０６ｄ、トロイダルレンズ１０７ｄ、及び折返しミラー１０８ｄを介して、感光体ドラム３０ｄ上にスポット状に結像する。すなわち、折り返しミラー１０６ｄ、トロイダルレンズ１０７ｄ、及び折返しミラー１０８ｄは、Ｋステーションの一部とみなすことができる。

また、各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。

なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。

各光検知センサはいずれも、像面と等価な位置に配置されている。そして、各光検知センサはそれぞれ、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。

光検知センサ２０５ａは、トロイダルレンズ１０７ａを透過した走査開始直前のイエロー光が入射する位置に配置されている。そこで、光検知センサ２０５ａの出力信号から、感光体ドラム３０ａにおける走査開始を検知することができる。

光検知センサ２０５ｂは、トロイダルレンズ１０７ｂを透過した走査開始直前のマゼンタ光が入射する位置に配置されている。そこで、光検知センサ２０５ｂの出力信号から、感光体ドラム３０ｂにおける走査開始を検知することができる。

光検知センサ２０５ｃは、トロイダルレンズ１０７ｃを透過した走査開始直前のシアン光が入射する位置に配置されている。そこで、光検知センサ２０５ｃの出力信号から、感光体ドラム３０ｃにおける走査開始を検知することができる。

光検知センサ２０５ｄは、トロイダルレンズ１０７ｄを透過した走査開始直前のブラック光が入射する位置に配置されている。そこで、光検知センサ２０５ｄの出力信号から、感光体ドラム３０ｄにおける走査開始を検知することができる。

光検知センサ２０６ａは、トロイダルレンズ１０７ａを透過した走査終了直後のイエロー光が入射するように配置されている。そこで、光検知センサ２０６ａの出力信号から、感光体ドラム３０ａにおける走査終了を検知することができる。

光検知センサ２０６ｂは、トロイダルレンズ１０７ｂを透過した走査終了直後のマゼンタ光が入射するように配置されている。そこで、光検知センサ２０６ｂの出力信号から、感光体ドラム３０ｂにおける走査終了を検知することができる。

光検知センサ２０６ｃは、トロイダルレンズ１０７ｃを透過した走査終了直後のシアン光が入射するように配置されている。そこで、光検知センサ２０６ｃの出力信号から、感光体ドラム３０ｃにおける走査終了を検知することができる。

光検知センサ２０６ｄは、トロイダルレンズ１０７ｄを透過した走査終了直後のブラック光が入射するように配置されている。そこで、光検知センサ２０６ｄの出力信号から、感光体ドラム３０ｄにおける走査終了を検知することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１００によると、光源１５２ａからの光を２つの光に分割する光束分割プリズム２０２ａと、光源１５２ｂからの光を２つの光に分割する光束分割プリズム２０２ｂとを備えている。これにより、従来よりも光源の数を減らすことができる。また、光束分割プリズム２０２ａからの２つの光の位相をそれぞれ変調する２個の液晶偏向素子（２０３ａ、２０３ｂ）と、光束分割プリズム２０２ｂからの２つの光の位相をそれぞれ変調する２個の液晶偏向素子（２０３ｃ、２０３ｄ）とを備えている。これにより、走査精度を向上させることができる。従って、高い走査精度で、低コスト化を実現することが可能となる。

また、従来よりも光源の数を減らすことができるため、小型化を図ることが可能である。

また、本実施形態にかかるプリンタ１０によると、低価格で走査精度にすぐれている光走査装置１００を備えているため、結果として、低価格で、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。

なお、上記実施形態において、一例として図８に示されるように、光学素子２０１ａと光束分割プリズム２０２ａとが、一体化されても良い。これにより、小型化を更に促進することができる。

また、上記実施形態において、前記ハーフミラーＨｍに代えて、一例として図９〜図１１に示されるように、入射光におけるＺ軸方向の成分を透過させ、光軸方向及びＺ軸方向のいずれにも直交する方向の成分を＋Ｚ方向に反射する偏光ビームスプリッタＰＢＳを用いても良い。これにより、光束分割プリズムからは、偏光状態がＺ軸方向の直線偏光と、偏光状態が光軸方向及びＺ軸方向のいずれにも直交する方向の直線偏光とが、射出される。この場合には、前記光学素子２０１ａは、前記反射ミラーＲｍからの光の光路上に配置される。なお、図９は、光源からの光の偏光状態がランダム偏光の場合を示し、光学素子２０１ａとしてλ／２板を用いることができる。図１０は、光源からの光の偏光状態が円偏光の場合を示し、光学素子２０１ａとしてλ／２板を用いることができる。図１１は、光源からの光の偏光状態がＺ軸方向に対して４５°傾斜した直線偏光の場合を示し、光学素子２０１ａとしてλ／２板を用いることができる。そして、この場合において、一例として図１２に示されるように、光学素子２０１ａと光束分割プリズム２０２ａとが、一体化されても良い。これにより、小型化を更に促進することができる。

また、この場合において、光束分割プリズムからの２つの光の一方のみの位相を変調するときには、例えば、図１３に示されるように、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した光のみに対応して前記液晶偏向素子を配置しても良い。これにより、部品点数を更に削減することができる。

また、上記実施形態において、一例として図１４に示されるように、前記光源からの光の偏光状態がＺ軸方向に平行の直線偏光の場合には、前記光学素子は不要である。これにより、低コスト化及び小型化を更に促進することができる。

また、上記実施形態では、各光源が３２個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。

また、上記実施形態では、Ｔ方向に関する発光部間隔とＳ方向に関する発光部間隔とが互いに等しい場合について説明したが、これに限らず、Ｔ方向に関する発光部間隔とＳ方向に関する発光部間隔とが互いに異なっていても良い。

また、上記実施形態において、前記Ｓ方向がＺ軸方向と一致しても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてタンデム方式のカラープリンタ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、プリンタ以外の画像形成装置（複写機、ファクシミリ、これらが集約された複合機）であっても、光走査装置１００を備えた画像形成装置であれば、低価格で、高品質の多色カラー画像を高速で形成することが可能となる。

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。

また、上記実施形態では、画像形成装置として多色のプリンタの場合について説明したが、これに限らず、単色の画像形成装置であって、低価格で、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高い走査精度で、低コスト化を実現するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、低価格で、高品質の画像を高速で形成するのに適している。

本発明の一実施形態に係るプリンタ１０の概略構成を示す図である。 図１における光走査装置１００を示す斜視図である。 図２における各光源を説明するための図である。 図２における光学素子、光束分割プリズム及び液晶偏向素子を説明するための図（その１）である。 図２における光学素子、光束分割プリズム及び液晶偏向素子を説明するための図（その２）である。 図２における光学素子、光束分割プリズム及び液晶偏向素子を説明するための図（その３）である。 図１における光走査装置１００を示す側面図である。 光学素子と光束分割プリズムの一体化を説明するための図である。 ＰＢＳを有する光束分割プリズムを説明するための図（その１）である。 ＰＢＳを有する光束分割プリズムを説明するための図（その２）である。 ＰＢＳを有する光束分割プリズムを説明するための図（その３）である。 光学素子とＰＢＳを有する光束分割プリズムの一体化を説明するための図である。 光束分割プリズムからの２つの光の一方のみの位相を変調する場合を説明するための図である。 光源からの光の偏光状態が副走査方向に平行な直線偏光の場合を説明するための図である。

符号の説明

１０…プリンタ（画像形成装置）、３０ａ〜３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、１００…光走査装置、１０４…ポリゴンミラー（偏向器）、１０５ａ〜１０５ｄ…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１０６ａ〜１０６ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１０７ａ〜１０７ｄ…トロイダルレンズ（走査光学系の一部）、１０８ａ〜１０８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１５２ａ…光源、１５２ｂ…光源、２０１ａ…光学素子、２０１ｂ…光学素子、２０２ａ…光束分割プリズム（光分割素子）、２０２ｂ…光束分割プリズム（光分割素子）、２０３ａ…液晶偏向素子（液晶素子）、２０３ｂ…液晶偏向素子（液晶素子）、２０３ｃ…液晶偏向素子（液晶素子）、２０３ｄ…液晶偏向素子（液晶素子）、Ｈｍ…ハーフミラー、ＰＢＳ…偏光ビームスプリッタ。

Claims (12)

1. 光により被走査面を走査する光走査装置であって、
   光源と；
   前記光源からの光を複数の光に分割する光分割素子と；
   前記複数の光を偏向する偏向器と；
   前記偏向器で偏向された光を前記被走査面に集光する走査光学系と；
   前記光分割素子と前記偏向器との間で、前記複数の光のうちの少なくとも１つの光の光路上に配置され、入射光の位相を変調する液晶素子と；を備える光走査装置。
2. 前記光分割素子は、入射光を２分割するハーフミラーを有し、
   前記光源から前記光分割素子へ向かう光の光路上に配置され、前記液晶素子の変調特性に応じた偏光状態の光を出力する光学素子を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記ハーフミラーに入射する光の偏光状態は、ランダム偏光、円偏光及び直線偏光のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記液晶素子は、副走査方向に対応する方向に屈折率の勾配が発生するような変調特性を有し、
   前記光学素子は、副走査方向に対応する方向の直線偏光の光を出力することを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
5. 前記光分割素子は、入射光を２分割する偏光ビームスプリッタを有し、
   前記光分割素子から前記液晶素子へ向かう少なくとも１つの光の光路上に配置され、前記液晶素子の変調特性に応じた偏光状態の光を出力する光学素子を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
6. 前記偏光ビームスプリッタに入射する光の偏光状態は、ランダム偏光、円偏光及び直線偏光のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記光分割素子は、入射光を２分割する偏光ビームスプリッタを有し、
   前記偏光ビームスプリッタで反射された光は、前記液晶素子を介することなく、前記偏向器に到達することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
8. 前記光分割素子と前記光学素子は、一体化されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
9. 前記液晶素子は、副走査方向に対応する方向に屈折率の勾配が発生するような変調特性を有し、
   前記光源からの光の偏光状態は、副走査方向に対応する方向の直線偏光であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
10. 前記光源は、複数の発光部を有する面発光型半導体レーザであり、
    前記複数の発光部からの光の偏光状態は、互いに同一であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光走査装置。
11. 少なくとも１つの像担持体と；
    前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの請求項１〜１０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。
12. 前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

Images