KR100507830B1 - 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치 - Google Patents

광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100507830B1
KR100507830B1 KR10-2003-0054874A KR20030054874A KR100507830B1 KR 100507830 B1 KR100507830 B1 KR 100507830B1 KR 20030054874 A KR20030054874 A KR 20030054874A KR 100507830 B1 KR100507830 B1 KR 100507830B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scanning
optical
optical element
sub
light
Prior art date
Application number
KR10-2003-0054874A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040014342A (ko
Inventor
이시하라케이이치로
사토히로시
카토마나부
시모무라히데카즈
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2002231020A external-priority patent/JP2004070108A/ja
Priority claimed from JP2002231021A external-priority patent/JP2004070109A/ja
Priority claimed from JP2002231022A external-priority patent/JP2004070110A/ja
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20040014342A publication Critical patent/KR20040014342A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100507830B1 publication Critical patent/KR100507830B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/124—Details of the optical system between the light source and the polygonal mirror

Abstract

광원소자, 해당 광원소자로부터 방출된 광속을 편향시키는 편향계 및 상기 편향계에 의해 편향된 광속을 피주사면상에 주사시키는 주사광학계를 구비한 광주사장치에 있어서, 상기 주사광학계는, 부주사방향에 대해서 상기 편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치된 주사광학소자를 포함하고, 상기 주사광학소자는, 자선의 비구면량이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라 변화하는 자선비구면량 변화면을 포함하고 있고, 상기 피주사면 전체에 걸쳐서, 상기 편향된 광속이 도달하는 부주사방향의 위치를 균일하게 한 것을 특징으로 하는 광주사장치가 개시되어 있다.

Description

광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치{OPTICAL SCANNING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 광주사장치 및 그것을 이용한 화상형성장치에 관한 것이다. 이러한 측면의 본 발명은, 예를 들면, 광원수단으로부터 광변조되어 출사한 단일 또는 복수의 광속(즉, 광빔)을 다면경(편향수단)에 의해 반사편향시키고, 주사광학계를 개재해서 피주사면상을 광주사해서 화상정보를 기록하도록 한, 예를 들면, 전자사진프로세스를 지닌 레이저빔프린터, 디지틀복사기, 다기능프린터 등의 각종 장치에 적합한 것이다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은, 편향수단의 회전축에 수직인 평면에 대해서 사선방향으로 광속을 입사하고(사선입사 혹은 경사입사), 사선입사의 결과 발생하는 피주사면상에 있어서의 주사선 휨을 보정해서 항상 양호한 화상을 얻을 수 있는 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 1개이상의 광주사장치를 이용해서 각 색에 대응한 복수의 상담지부재로 이루어진 컬러화상형성장치에 적합한 것이다.
종래, 레이저빔프린터(LBP) 등의 광주사장치에 있어서는, 화상신호에 따라서 광원수단으로부터 광변조되어 출사된 광속을, 예를 들면, 회전다면경으로 이루어진 광편향기에 의해 주기적으로 편향시켜, f-θ특성을 지닌 주사광학계에 의해서 감광성의 기록매체(감광드럼)면상에 스폿형상으로 집속시켜, 그 면상을 광주사해서 화상기록을 행하고 있다.
도 20은 종래의 광주사장치의 주요부의 개략도이다.
도면에 표시한 바와 같이, 광원수단(91)으로부터 출사된 발산광속은 콜리메이터렌즈(92)에 의해 대략 평행광속으로 변환되고, 조리개(93)에 의해서 해당 광속을 제한해서 부주사방향으로만 소정의 굴절력을 지닌 원통형 렌즈(94)에 입사하고 있다. 원통형 렌즈(94)에 입사한 대략 평행광속중 주주사단면내에 있어서는 그대로의 상태에서 사출한다. 또, 부주사단면내에 있어서는 집속해서 다면경으로 이루어진 편향수단(광편향기)(95)의 편향면(반사면)(95a)에 거의 선상으로 결상하고 있다.
그리고, 편향수단(95)의 편향면(95a)에 의해 편향된 광속을 f-θ특성을 지닌 주사광학계(96)를 개재해서 피주사면으로서의 감광드럼면(98)상에 도광해서, 편향수단(95)을 화살표 A방향으로 회전시킴으로써 해당 감광드럼면(98)상을 화살표 B방향으로 광주사해서 화상정보의 기록을 행하고 있다.
이와 같은 광주사장치에 있어서, 고정밀도의 화상정보의 기록을 행하기 위해서는, 피주사면 전역에 걸쳐서 상면만곡이 양호하게 보정되고 있는 점, 화면각(주사각도) θ와 상높이(주사중심으로부터의 거리) Y와의 사이에 등속성을 수반하는 왜곡특성(f-θ특성)을 지니고 있는 점, 상면(피주사면)상에서의 스폿직경이 각 상높이에 있어서 균일한 점 등이 필요하다. 이와 같은 광학특성을 만족하는 광주사장치, 혹은 주사광학계는 종래 다수 제안되어 있다.
한편, 복수의 광속을 1개의 광편향기를 이용해서 주사하는 경우에, 주사후의 광속을 상이한 색에 대응한 각각의 감광부재상에 인도할 필요성으로부터 광속을 부주사방향으로 분리하기 위해, 입사광속을 편향수단의 회전축에 수직인 평면에 대해서 사선방향으로부터 투사할(사선입사) 필요성이 있다. 광속을 편향수단에 대해서 사선입사하면 피주사면상에서 주사선이 만곡하는 소위 "주사선 휨"이 발생한다.
특히, 광주사장치로부터 4개의 감광부재(감광드럼)에 레이저광을 쏘아서 잠상을 형성하고, Y(옐로), M(마젠타), C(시안) 및 Bk(블랙)의 각 색의 원고의 화상을 각각 대응하는 감광부재면상에 형성하는 컬러화상형성장치의 경우, 각 감광부재면상에 형성된 Y, M, C, Bk의 4색의 화상을 종이 등의 전사재상에 정합하여 중첩시키므로, 각 감광부재에 대응한 광학 주사장치의 주사선에 만곡이 발행하고 있으면 4색간에서의 주사선의 형상에 오차를 생기게 하여, 전사재상에서의 화상에 있어서 색어긋남, 즉, 색불일치가 생기므로 현저한 화상성능의 열화를 초래한다고 하는 문제점이 생기고 있다.
주사선 휨의 문제를 해결하는 수단으로서, 몇가지의 광주사장치가 제안되어 있다.
일본국 공개특허 평 7-191272호 공보에는, 편향수단의 회전축에 수직인 평면에 대해서 사선방향으로부터 광속을 입사시키는 광주사장치에 있어서, 주사광학계를 구성하는 주사광학소자의 1개에 왜상(歪像(anamorphic): 일그러져 보이는 상) 렌즈를 지니고, 해당 왜상렌즈의 주주사단면형상을 비구면으로 하고, 부주사단면의 곡률반경을 주주사단면형상과는 무관하게 설정하고, 또한, 광축이 편향수단의 편향면에 대해서 부주사방향으로 편심해서 배치됨으로써 주사선 휨을 보정한 예가 개시되어 있다.
일본국 공개특허 평 9-184991호 공보에는, 분진방지유리판으로서 사용되는 평행평판을 경사지게 배치함으로써 주사선 휨을 보정한 예가 개시되어 있다.
이들 기술은 주사광학계에 포함되는 왜상렌즈 등의 주사광학소자(결상광학소자)를 부주사방향으로 변위시키거나, 분진방지유리 등의 결상작용을 지니지 않는 광학소자를 경사지게 하는 등, 광학소자를 편심시킴으로써 주사선 휨을 보정한 것이다.
그러나, 이러한 광학소자를 광로중에 편심시켜 배치하면 주사선 휨은 보정되나, 그것이외의 광학특성이 변화하게 된다. 또, 광학소자의 편심량은 특정의 광속에 대해서만 주사선 휨의 보정효과를 지니는 것으로, 복수의 광속에 대해서 동시에 주사선 휨을 보정하는 것이 곤란하게 된다. 이 경우, 1본의 광속마다 1개의 광학소자를 준비할 필요가 있어, 복수의 광속을 이용할 때는, 각각의 광속에 대해서 복수의 광학소자가 필요하게 되므로, 부품수가 증대하게 된다.
일본국 공개특허 평 9-90254호 공보에는, 원통형 렌즈의 자선(子線: sagitt al)을 비원통면으로 함으로써, 원통형 렌즈를 투과한 광속의 파면을 부주사방향의 주변에서 참조구면에 대해서 지연된 예가 개시되어 있다.
이 예에는 부주사방향의 빔직경이 작은 경우에 빔웨이스트가 가우스상면으로부터 멀어져, 디포커스에 의한 빔직경의 변화가 커지게 되어, 묘화성능이 열화하는 것을 방지하기 위한 구성이며, 주사선 휨의 문제를 해결하기 위한 구성은 아니었다.
또, 복수의 광속을 1개의 광편향기를 이용해서 주사하는 경우에 복수의 광속을 부주사방향으로 높이의 차를 형성해서, 광편향기의 회전축에 수직인 면에 대해서 평행하게 투사시킨 후 광속을 분리하는 방법이, 예를 들면, 일본국 공개특허 제 2002-148542호 공보나 일본국 공개특허 제 2002-162587호 공보 등에 제안되어 있다.
그러나, 이와 같이 광속의 높이의 차에 의해서 분리하는 방법을 이용하면 광편향기의 높이가 높게(두께가 두껍게) 되어 버리거나, 각 광속에 대응한 상이한 렌즈를 각각 준비할 필요가 있는 등 구성이 복잡하게 되는 경향이 있었다.
본 발명의 목적은, 편향수단의 회전축에 수직인 평면에 대해서 사선방향으로부터 광속을 입사하는 것(사선입사)이나, 주사광학계를 부주사방향에 대해서 편심시켜서 사용함으로써 발생하는 주사선 휨을 양호하게 개선하는 것이 가능한 광주사장치 및 그것을 사용한 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 예를 들면, 절곡미러 등의 광학소자의 배치의 제약을 받지 않고, 항상 주사선 휨을 매우 작게 유지하는 것이 가능한 간이한 구성의 광주사장치 및 그것을 이용한 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 항상 주사선 휨을 매우 작게 유지하는 것이 가능한 광주사장치를 1개이상 사용함으로써, 색어긋남이 없는 우수한 화상을 안정하게 얻을 수 있는 컬러화상형성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1측면에 의하면, 상기 목적의 적어도 하나를 실현하기 위해, 광원수단; 해당 광원수단으로부터 방출된 광속을 편향시키는 편향수단; 및 상기 편향수단에 의해 편향된 광속을 피주사면상에 주사시키는 주사광학계를 구비한 광주사장치에 있어서; 상기 주사광학계는, 부주사방향에 대해서 상기 편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치된 주사광학소자를 포함하고, 상기 주사광학소자는, 자선의 비구면량이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라 변화하는 자선비구면량 변화면을 포함하고 있고, 상기 피주사면 전체에 걸쳐서, 상기 편향된 광속이 도달하는 부주사방향의 위치를 균일하게 한 것을 특징으로 하는 광주사장치가 제공된다.
본 발명의 상기 측면의 바람직한 한 형태에 있어서, 상기 주사광학계는, 상기 피주사면상의 유효주사범위내에서, 상기 편향된 광속이 도달하는 부주사방향의 위치의 편차량이 10㎛이하로 유지되도록 구성되어 있다.
상기 광원수단으로부터 방출된 광속은, 상기 편향수단의 회전축에 수직인 평면에 대해서 소정의 각도를 가지고 입사시켜도 된다.
부주사방향에 있어서, 상기 편향된 광속의 주광선이 상기 피주사면상에 도달하는 위치는, 상기 주사광학소자중 가장 큰 파워를 지닌 면을 해당 주광선이 통과하는 위치에 비해서, 상기 주사광학계의 광축에 근접하고 있어도 된다.
상기 주사광학계는, 자선곡률반경이 해당 주사광학계의 주주사방향을 따라 변화하는 자선곡률반경 변화면을 1개이상 지니고 있어도 된다.
상기 주사광학계는 1개의 주사광학소자로 이루어져 있어도 된다.
상기 주사광학계의 부주사방향의 파워는 상기 자선비구면량 변화면의 파워와 동일 또는 대략 동일해도 된다.
상기 주사광학계의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 자선비구면량 변화면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0 의 관계를 만족해도 된다.
상기 광원수단은 2이상의 광속을 방사하고 있고, 부주사단면내에 있어서, 적어도 1개의 광속의 주광선은 상기 주사광학계의 광축에 대해서 위쪽을 통과하고, 별도의 적어도 1개의 광속의 주광선은 상기 주사광학계의 광축의 아래쪽을 통과해도 된다.
상기 편향수단은 복수의 광속을 편향시키고 있고, 상기 주사광학계는 해당 편향수단에 의해 편향된 광속을 각 광속마다 대응하는 복수의 피주사면상에 결상시키는 복수의 주사광학소자를 지니고, 해당 편향수단은 복수의 주사광학계에서 공용하고 있어도 된다.
또, 주주사단면내에 있어서, 광축을 따른 상기 편향수단으로부터 상기 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 P1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 상기 피주사면까지의 거리를 P2, 축외에 있어서의 해당 편향수단으로부터 해당 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 M1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 해당 피주사면까지의 거리를 M2라 한 때, 이하의 관계:
를 만족해도 된다.
본 발명의 제 2측면에 의하면, 제 1측면에 기재된 광주사장치; 상기 피주사면의 위치에 배치된 감광부재; 상기 광주사장치에서 주사된 광속에 의해서 상기 감광부재상에 형성된 정전잠상을 현상해서 토너상을 형성하는 현상장치; 상기 현상된 토너상을 전사재에 전사하는 전사장치; 및 상기 전사된 토너상을 전사재에 정착시키는 정착장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 제 3측면에 의하면, 상기 제 1측면에 기재된 광주사장치; 및 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 해당 화상신호를 상기 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 제 4측면에 의하면, 상기 제 1측면에 기재된 적어도 1개의 광주사장치; 및 각각 다른 색의 화상을 형성하는 복수의 화상담지부재를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 상기 측면의 바람직한 한 형태에 있어서, 상기 컬러화상장치는, 외부기기로부터 입력된 색신호를 다른 색의 화상데이터로 변환하고, 해당 화상데이터를 대응하는 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 또 구비한다.
본 발명의 제 5측면에 의하면, 광원수단; 해당 광원수단으로부터 방출된 광속을 편향시키는 편향수단; 및 상기 편향수단에 의해 편향된 광속을 피주사면상에 주사시키는 주사광학계를 구비한 광주사장치에 있어서; 상기 주사광학계는, 상기 편향수단의 회전축과 직교하는 면에 대해서 각각 소정의 경사입사각 γ와 γ'(0 ≠γ<γ')를 가지고 경사입사하는 2본의 광속의 피주사면상에 있어서의 부주사방향의 결상위치를 대략 일치시키는 주사광학소자를 지니는 것을 특징으로 하는 광주사장치가 제공된다.
본 발명의 상기 측면의 바람직한 한 형태에 있어서, 상기 주사광학소자는, 상기 피주사면상의 유효주사범위내에 있어서, 상기 2본의 광속이 도달하는 부주사방향의 위치의 편차량을 10㎛이하로 유지시킬 수 있는 광학적 작용을 지닌다.
상기 주사광학소자는, 해당 주사광학계의 부주사방향의 초점길이를 fs라 한 때, 상기 광속의 경사입사각이 γ이하인 전체 영역에 있어서, 부주사방향의 구면수차가 0.05fs이하로 되도록 구성되어 있어도 된다.
상기 주사광학소자는, 부주사방향에 대해서 상기 편향수단에 의해 편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치되어 있고, 해당 주사광학소자는, 자선의 비구면량이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라서 변화하는 자선비구면량 변화면을 포함하고 있어도 된다.
상기 주사광학소자는, 부주사방향에 대해서 상기 편향수단에 의해 반사편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치되어 있고, 해당 주사광학소자는, 부주사방향으로 비구면작용을 지는 회절부를 지니고 있어도 된다.
상기 주사광학소자는, 자선곡률반경이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라서 변화하는 자선곡률반경 변화면을 1개이상 지니고 있어도 된다.
상기 주사광학계는 1개의 주사광학소자로 이루어져 있어도 된다.
상기 주사광학계의 부주사방향의 굴절력은, 상기 자선비구면량 변화면의 굴절력과 동일 또는 대략 동일해도 된다.
상기 주사광학계의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 자선비구면량 변화면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0 의 관계를 만족해도 된다.
상기 주사광학소자는, 부주사방향에 있어서, 상기 편향수단에 의해 반사편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치되어 있고, 상기 주사광학소자의 복수의 면의 휨에 의해, 상기 경사입사각이 γ이하인 전체 영역에 있어서의 부주사방향의 구면수차가 보정되어도 된다.
상기 광원수단은, 2이상의 광속을 방사하고 있고, 이중 적어도 1본의 광속의 주광선이 부주사단면내에 있어서, 상기 주사광학소자의 광축에 대해서 위쪽을 통과하고, 별도의 1개의 광속의 주광선이 상기 주사광학소자의 광축의 아래쪽을 통과하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 편향수단은 복수의 광속을 편향시키고 있고, 상기 주사광학계는 해당 편향수단에 의해 편향된 복수의 광속을 각각 대응하는 복수의 피주사면상에 결상시키는 복수의 주사광학소자를 지니고, 해당 편향수단은 복수의 주사광학계에서 공용하고 있어도 된다.
상기 경사입사각 γ는 0°<γ<10°의 관계를 만족해도 된다.
주주사단면내에 있어서 광축을 따른 상기 편향수단으로부터 상기 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 P1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 상기 피주사면까지의 거리를 P2, 축외에 있어서의 해당 편향수단으로부터 해당 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 M1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 해당 피주사면까지의 거리를 M2라 한 때, 이하의 관계:
를 만족해도 된다.
본 발명의 제 6측면에 의하면, 상기 제 5측면에 기재된 광주사장치; 상기 피주사면의 위치에 배치된 감광부재; 상기 광주사장치에서 주사된 광속에 의해서 상기 감광부재상에 형성된 정전잠상을 현상해서 토너상을 형성하는 현상장치; 상기 현상된 토너상을 전사재에 전사하는 전사장치; 및 상기 전사된 토너상을 전사재에 정착시키는 정착장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 제 7측면에 의하면, 상기 제 5측면에 기재된 광주사장치; 및 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 해당 화상신호를 상기 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 제 8측면에 의하면, 상기 제 5항에 기재된 적어도 1개의 광주사장치; 및 해당 광주사장치의 피주사면위치에 배치되어, 각각 다른 색의 화상을 형성하는 복수의 화상담지부재를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 상기 측면의 바람직한 일형태에 있어서, 상기 컬러화상형성장치는, 외부기기로부터 입력된 색신호를 다른 색의 화상데이터로 변환하고, 해당 화상데이터를 대응하는 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 또 구비하고 있다.
본 발명의 제 9측면에 의하면, 광원수단; 편향수단; 및 광주사수단을 구비한 광주사장치에 있어서; 상기 광원수단으로부터의 복수의 광속을 상기 편향수단에 도광하고, 해당 편향수단으로부터의 복수의 광속을 상기 광주사수단에 의해 각각 대응하는 피주사면상에 도광하고, 상기 광주사수단은, 왜상면을 지닌 1개의 주사광학소자로 이루어져 있고, 해당 주사광학소자는 주주사단면내에 있어서 1면이 비구면인 것을 특징으로 하는 광주사장치가 제공된다.
본 발명의 상기 측면의 바람직한 일형태에 있어서, 상기 복수의 광속은, 부주사단면내에 있어서 상기 편향수단의 편향면에 경사지게 입사하고 있다.
상기 주사광학소자의 적어도 1개의 면은, 부주사방향에 대해 비구면작용을 지니고 있어도 된다.
상기 주사광학소자는 상기 편향수단으로부터의 복수의 광속을 상기 피주사면상에 각각 도광하고 있어도 된다.
상기 주사광학소자의 주주사단면내에 있어서의 1개의 비구면은 광입사쪽의 면이어도 된다.
상기 주사광학소자의 주주사단면내에 있어서의 1개의 비구면의 비구면형상은 곡률변화에 변곡점을 지니지 않아도 된다.
상기 주사광학소자는 플라스틱 성형에 의해 제작된 소자이어도 된다.
상기 광원수단은 멀티빔레이저이어도 된다.
상기 주사광학소자의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 주사광학소자의 광출사면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0 의 관계를 만족해도 된다.
광축을 따른 상기 편향수단으로부터 상기 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 P1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 상기 피주사면까지의 거리를 P2, 축외에 있어서의 해당 편향수단으로부터 해당 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 M1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 해당 피주사면까지의 거리를 M2라 한 때, 이하의 관계:
를 만족해도 된다.
상기 주사광학소자의 광입사면의 부주사단면내의 형상은 평면이어도 된다.
본 발명의 제 10측면에 의하면, 상기 제 9측면에 기재된 광주사장치; 피주사면의 위치에 배치된 감광부재; 상기 광주사장치에서 주사된 광속에 의해서 상기 감광부재상에 형성된 정전잠상을 현상해서 토너상을 형성하는 현상장치; 상기 현상된 토너상을 전사재에 전사하는 전사장치; 및 상기 전사된 토너상을 전사재에 정착시키는 정착장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 제 11측면에 의하면, 상기 제 9측면에 기재된 광주사장치; 및 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 해당 화상신호를 상기 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 제 12측면에 의하면, 상기 제 9측면에 기재된 광주사장치를 적어도 1개 구비하고; 해당 광주사장치는, 각 색에 대응한 감광부재에 대해서 화상정보를 기록하는 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치가 제공된다.
본 발명의 이들 및 기타 목적과 특징, 이점 등은 첨부도면과 관련해서 취한 본 발명의 바람직한 실시형태의 이하의 설명을 고려하면 보다 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 첨부도면을 참조해서 상세히 설명한다.
[제 1실시형태]
도 1a는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 광주사장치의 주주사방향의 주요부의 단면도(주주사단면도)이고, 도 1b는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 광주사장치의 부주사방향의 주요부의 단면도(부주사단면도)이다.
여기서, "주주사방향"이란, 편향수단의 회전축 및 주사광학소자의 광축에 수직인 방향(즉, 광속이 편향수단에 의해 반사편향(편향주사)되는 방향)을 나타내고, "부주사방향"이란 편향수단의 회전축과 평행한 방향을 나타낸다. 또, "주주사단면"이란 주사광학계의 광축을 포함하는 평면을 나타내고, "부주사단면"이란 주주사단면에 수직인 단면을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b에 있어서, (1)은 광원수단인 반도체레이저이다. 반도체레이저(1)로부터의 1이상의 발산광을 콜리메이터렌즈(2)에 의해 평행광속 또는 대략 평행광속(수렴 또는 발산광속이어도 됨)으로 변환된 후, 조리개(3)에 의해 소망의 스폿직경이 얻어지도록 광속직경이 제한된다. (4)는 부주사방향에만 소망의 굴절력을 지닌 원통형 렌즈로, 편향수단(5)(후술함)의 편향면(5a)근방에 주주사단면과 평행인 방향으로 뻗은 선형상 상으로서 결상하도록 기능한다. (5)는 예를 들면, 4면(4면이상이면 됨)구성의 다면경(회전다면경)으로 이루어진 편향수단이며, 이 다면경(5)은 화살표 A방향으로 일정속도로 회전하고 있다.
(6)은 f-θ특성을 지닌 1매의 주사광학소자(f-θ렌즈)에 의해 구성되는 주사광학계로, 편향수단(5)에 의해서 반사편향된 편향광속을 피주사면인 감광드럼(감광부재)(8)의 면상에 결상하도록 기능한다. 또한, 해당 편향수단(5)의 편향면(5a)의 면경사를 보정하고 있다. 이하, 주사광학계(6)를 주사광학소자라고도 칭한다. 보다 구체적으로는, 편향수단(5)의 편향면(5a)에 의해 반사편향된 편향광속은 주사광학계(6)를 개재해서 감광드럼면(8)상에 도광되고, 다면경(5)을 화살표 A방향으로 회전시킴으로써 해당 감광드럼면(8)은 화살표 B방향으로 광주사된다. 이것에 의해 감광드럼면상에 주사선을 형성하여 화상기록을 행하고 있다.
도 1b에 표시한 바와 같이, 제 1실시형태에서는 광원수단(1)으로부터 발사된 광속을 편향면(5a)에 비스듬히 아래쪽으로부터 부주사방향에 대해 각도 γ를 가지게 투사시키고 있고, 1매의 합성수지제 또는 유리제의 소자인 주사광학소자(6)에 입사시키고 있다. 주사광학소자(6)는 편향광속을 피주사면(8)상에 스폿으로서 결상시키고 있다.
여기서, 제 1실시형태에 있어서의 각 광학부재의 광학배치를 하기 표 1에 표시한다.
면 간격 위치
다면 편향면 51.45㎜ 0.00㎜
f-θ렌즈 입사면 17.90㎜ 51.45㎜
f-θ렌즈 출사면 147.28㎜ 69.35㎜
피주사면 216.63㎜
또, 제 1실시형태에 있어서의 주사광학소자(6)의 입사면 및 출사면의 형상을 하기 표 2에 표시한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 광주사장치의 광학계의 광로를 전개한 때의 부주사단면도이다.
도 1b 및 도 2에 표시한 바와 같이, 제 1실시형태에서는 광원수단(1)으로부터 발사된 광속을 비스듬히 아래쪽으로부터 편향면(5a)에 부주사방향에 대해서 각도 γ를 가지고 투사시키고 있고, 1매의 합성수지제 또는 유리제의 소자인 주사광학소자(16)에 입사하고 있다. 주사광학소자(6)는 왜상면을 포함하고 있어, 편향광속을 피주사면(8)상에 스폿 또는 대략 스폿으로서 결상시키는 역할을 지닌다.
도 6에 제 1실시형태에서 이용하고 있는 주사광학소자(6)의 면의 개념도를 표시한다.
주사광학소자(6)의 각 입사면(6a) 및 출사면(6b)의 모선(meridional)형상은, 10차까지의 함수로서 표시될 수 있는 비구면형상에 의해 규정되어 있다. 예를 들면, 도 6에 표시한 바와 같이 주사광학소자(6)와 광축(La)과의 교점을 원점(O1)으로 취하고, 광축방향을 X축, 주주사단면내(X-Y면내)에 있어서 광축(La)과 직교하는 축을 Y축, X-Y면내에 직교하는 방향을 Z축으로 한다. 이 때 주주사방향(Y방향)과 대응하는 모선방향의 모선형상(Xa)이 다음식(a):
(식중, R은 모선의 곡률반경이고, K, B4, B6, B8, B10, B12, B14 및 B16은 비구면계수임)로 표현될 수 있다.
또, 부주사방향과 대응하는 자선방향의 자선형상(S)이, 다음 식(b):
(식중, S는 모선방향의 각각의 위치(Y)에 있어서의 모선의 법선을 포함하여 주주사단면(X-Y면)과 수직인 면내에 정의되는 자선형상임)로 표시될 수 있다.
여기서, 주주사방향에 광축(La)으로부터 거리(Y)만큼 떨어진 위치(Y)에 있어서의 부주사방향의 곡률반경(자선곡률반경)(Rs*)이, 다음 식:
Rs* = Rs ×(1 + D2×Y2 + D4×Y4 + D6×Y6 + D8×Y8 + D10×Y 10)
(식중, Rs는 광축(La)상의 자선곡률반경이고, D2, D4, D6, D8 및 D10은 자선변화계수임)으로 표시될 수 있다. 또한, 자선방향의 비구면성분으로서 하기 값 X:
X = (C1 + C2Y2 + C3Y4)Z4
를 상기 (a)식에 부가한 면이다.
또, 제 1실시형태에서는 면형상을 상기 수식으로 정의하였으나, 자선방향의 비구면성분을 표현할 수 있는 수식이면 되고, 본 발명은, 상기 수식으로 제한되는 것은 아니다.
또한, 제 1실시형태의 주사광학소자(6)의 각 면은 부주사방향으로 변위 혹은 경사를 부여하지 않고 있으나, 피주사면(8)의 단부를 향한 편향광속이 다면경(5)의 편향면(5a)에 의해 반사편향되는 위치(5a1)를 주사광학소자(6)의 광축(La)과 동일한 높이로 설정하고 있다.
표 2에 표시한 바와 같이, 주사광학소자(6)의 입사면(6a)은, 모선형상이 비구면형상(비원호형상)이고, 자선형상이 평면(직선)인 주주사방향에만 파워(굴절력)을 지닌 원통형 면으로 이루어져 있다. 주사광학소자(6)의 출사면(6b)은, 모선형상이 원호이고, 자선형상은 모선방향으로 따라서 광축으로부터 멀어짐에 따라 곡률반경이 연속적으로 변화하는 자선곡률반경 변화면으로 이루어져 있며, 또한, 광축상은 원호형상이고 광축이외의 장소에서는 비구면형상(비원호형상)으로 모선방향에 있어서 광축으로부터 멀어짐에 따라 비구면량이 변화하는 자선곡률반경 변화면으로 형성되어 있다.
또, 주사광학소자(6)의 주주사단면내에 있어서의 비구면의 비구면형상은 곡률변화에 변곡점을 지니지 않은 형상으로 형성되어 있다.
다음에 도 2에 표시한 제 1실시형태에 있어서의 광주사장치의 부주사방향의 개략도에 대해서 설명한다.
제 1실시형태에서는, 광원수단(1)으로부터 발사된 광속(Li)이 주주사단면에 대해서 부주사방향으로 각도 γ=3(deg)를 가지고 편향수단(5)의 편향면(5a)에 입사하고 있다. 또, 편향면(5a)에 의해 반사편향된 편향광속(Ld)도 주주사단면에 대해서 부주사방향으로 각도 γ=3(deg)를 가지고 주사광학소자(6)에 입사하고 있다. 따라서, 편향광속(Ld)의 주광선(일점쇄선)이 입사면(6a) 및 출사면(6b)상에 도달해서 통과하는 위치는 자선광축(혹은 모선)(La)으로부터 크게 떨어져 있다. 렌즈면의 통과위치(Za), (Zb) 및 광축(La)으로부터의 거리(Zlens)는 모선위치(Zlens = 0)보다도 위쪽이므로, 이것은 Zlens>>0을 의미한다.
제 1실시형태에서는 편향광속(Ld)이 주사광학소자(6)의 입사면(6a)에 도달하는 부주사방향의 위치(Za)의 거리(Zlens)는 Zlens = 2.73㎜이며, 출사면(6b)에 도달하는 부주사방향의 위치(Zb)의 거리(Zlens)는 Zlens = 3.34㎜이다.
주사광학소자(6)를 통과한 편향광속(Ld)은 주사광학소자(6)의 집광작용에 의해 피주사면(8)상에 스폿으로서 결상된다.
이와 같이, 모선(또는 자선 광축)(La)으로부터 떨어진 위치를 편향광속(Ld)의 주광선이 통과할 경우, 주사광학소자(6)를 통과한 광속은 렌즈의 파워(굴절력)에 의해 아래쪽으로 편향된다.
이 때, 주사광학소자(6)의 구성을 적절하게 설정하지 않으면, 광이 피주사면(8)상에 도달하기 전에 광축(La)과 교차해서 피주사면(8)상에서는 주주사단면보다도 아래쪽 위치에 도달한다. 여기서 편향광속(Ld)이 피주사면(8)상에 도달하는 부주사방향의 위치를 "조사위치 Zo" 이라 하고, 광축(La)으로부터의 거리를 "Zimage"라 부른다.
이 때, 주사광학소자(6)의 입사면(6a) 및 출사면(6b)에 도달하는 편향 광 속(Ld)의 부주사방향의 위치 및 상기 편향광속(Ld)을 아래쪽으로 편향시키는 파워 (굴절력)가 상높이에 따라서 달라지므로, 조사위치(Zo)의 거리(Zimage)가 동일하게 균일하게 되지 않아, 소위 "주사선 휨"이라 불리는 문제가 발생한다.
이 문제점을 해결하기 위해 제 1실시형태에 의한 광주사장치에서는, 주사광학계를 구성하는 1매의 소자인 주사광학소자(6)의 출사면(6b)을 전술한 식(b)의 자선형상(S) 및 도 6의 수치로 표시한 자선비구면량 변화면으로 하고 있다. 여기서 "자선비구면량 변화면"이란 렌즈면의 모선방향에 따라서 렌즈면의 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선의 비구면량(ΔXz)을 변화시킨 면을 의미한다.
여기서, "자선비구면량(ΔXz)"이란 도 6에 표시한 바와 같이 모선상 이외(자선광축상 이외)의 부주사방향의 어느 위치 Zlens(Zlens ≠0㎜)에 있어서, 렌즈면이 베이스의 자선곡률반경(Rs*)으로부터 광축방향으로 변위하는 양(ΔXz)을 의미하며, "자선비구면량(ΔXz)이 변화하는 것"이란, 부주사방향의 동일 위치 Zlens(Zlens ≠0㎜)에 있어서의 자선비구면량(ΔXz)이 모선방향의 위치(Y)에 의해서 변화하는 것을 말한다. 즉, dΔXz/dY ≠0인 것을 의미한다.
도 3에 제 1실시형태에 있어서의 주사광학소자(6)의 출사면(6b)의 자선비구면량(ΔXz)이 변화하는 방법을 표시한다. 또, 도 4에는 자선광축으로부터의 거리(Z)에 있어서의 자선비구면량(ΔXz)이 모선방향(Y의 값)에 따라서 변화하는 방법, 즉, 도 7의 위치(ZRa)의 자선비구선량(ΔXz)을 표시하고, 도 5에는 출사면(6b)의 광축(La)으로부터 모선방향을 따른 거리(Y)에 있어서의 자선비구면량(ΔXz)이 부주사방향(Z방향)을 따라서 변화하는 방법, 즉, 도 8의 위치(YRa)의 자선비구 면량(ΔXz)을 표시한다.
제 1실시형태에서는, 출사면(6b)의 광축(La)상의 자선형상을 원호로 하고, 광축(La)으로부터 모선방향으로 떨어진 장소에서는 자선형상을 비원호(비구면)로 하고, 또, 도 4에 표시한 바와 같이 모선방향에 있어서 출사면(6b)은 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선의 비구면량(ΔXz)이 0으로부터 서서히 증가하여, 도중에 극치를 지닌 후, 서서히 감소하도록 변화시킨 자선비구면량 변화면으로 하고 있다.
또, 도 5에 표시한 바와 같이, 출사면(6b)의 광축(Lb)이외의 장소에 있어서, 자선광축(La)으로부터 부주사방향으로 멀어짐에 따라서 서서히 증가하도록 자선비구면량이 변화되고 있다. 여기서, 플러스 부호는 베이스의 원호형상으로부터 피주사면쪽으로 변위하는 것을 의미한다.
모선방향에 있어서 출사면(6b)의 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선비구면파워가 0으로부터 서서히 감소하도록 변화하고 있고, 출사면(6b)의 광축(La)이외의 장소에 있어서, 자선광축(La)으로부터 부주사방향으로 멀어짐에 따라서 자선비구면파워가 서서히 감소하도록 변화시킨 자선비구면량 변화면으로 하고 있다.
또, 변경된 자선비구면파워는 베이스원호형상의 약 1/100으로 매우 작은 파워이며, 자선비구면은 부주사방향의 상면만곡에 거의 기여하는 일 없이, 주사선 휨보정에만 효력을 지니고 있다.
도 9a 및 도 9b에 제 1실시형태에 있어서의 수차를 표시한다.
주주사방향의 상면만곡은 ±0.6㎜이내이고, 부주사방향의 상면만곡은 ±0.3㎜이내이므로, 이들은 모두 양호하게 보정되어 있다. 또, 왜곡수차(f-θ특성)는 ±0.3%이내이며, 상높이어긋남은 ±0.08㎜이내로 양호하게 보정되어 있다.
이와 같이 해서, 베이스원호형상에 의해 제공되는 집광작용에 의거해서 부주사방향의 상면만곡을 보정하는 것과 별개로, 자선의 비구면효과에 의해서 피주사면상의 조사위치를 제어하는 것이 가능해진다. 그 비구면효과에 의해서 각 상높이로 향하는 편향광속의 조사위치(Zoa)를 중심상높이의 조사위치(Zo)와 균일하게 일치시킬 수 있다. 즉, 부주사방향의 상면만곡과 주사선 휨을 서로 독립적으로 보정할 수 있게 된다. 구체적으로는, 상기 일치에 대해서는, 부주사방향의 위치편차량을 10㎛이하, 바람직하게는, 5㎛이하로 할 수 있다.
도 10a 및 도 10b에는, 제 1실시형태와 비교예에 있어서의 광주사장치의 조사위치 및 주사선 휨을 표시하였다. 비교예로서 든 광주사장치는 제 1실시형태의 비구면효과가 없는 주사광학계를 이용하였다. 또, 주사선 휨은, 각 상높이와 중심상높이간의 조사위치의 어긋남으로 정의된다.
도 10a 및 도 10b에 표시한 바와 같이, 주사광학계(6)의 광축상에 대응하는 중심상높이의 조사위치는 제 1실시형태 및 비교예 모두 Zimage = 0.1819㎜이며, 자선광축보다도 위쪽에 위치하고 있다. 각 상높이에 있어서도 조사위치는 자선광축보다도 위쪽으로 위치하고 있다.
비교예에서는 중심상높이에 비해서 단부상높이의 조사위치가 아래쪽으로 변위하고 있어, 주사선 휨이 11㎛ 발생하고 있다. 이것에 대해서, 제 1실시형태에서는 각 상높이에 있어서 조사위치를 균일하게 하여, 주사선 휨이 5.0㎛로 충분히 작게 보정하고 있다.
이상으로부터, 모선방향에 있어서 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선비구면량(ΔXz)을 변화시킴으로써, 각 상높이에 있어서의 조사위치를 균일하게 해서 주사선 휨의 문제를 비약적으로 개선하는 것이 가능해지는 것을 알 수 있다.
또, 제 1실시형태의 광주사장치에 있어서, 편향광속(Ld)이 주사광학계(6)의 입사면(6a) 또는 출사면(6b)에 도달하는 부주사방향의 위치(Za) 또는 (Zb)에 비해서 피주사면(8)상의 조사위치(Zo)를 자선광축(La)에 보다 근접하게 함으로써, 주사선 휨을 보다 양호하게 보정하는 것이 가능하다.
다음에, 제 1실시형태의 주사광학계를 구성하는 1매의 주사광학소자(6)에 대해서 설명한다. 입사면(6a)은 주주사방향에만 파워를 지니는 원통형 렌즈면이다. 출사면(6b)은 모선이 원호형상이며, 자선이 볼록형상으로 모선방향에 있어서 광축으로부터 멀어짐에 따라서 서서히 곡률반경의 절대치가 커지는 자선곡률반경 변화면이다. 또, 주사광학계(6)의 광축을 사이에 끼운 주주사방향의 좌우에서 비대칭으로 자선곡률반경이 변화하고 있다. 이와 같이 주사광학계(6)의 부주사방향의 전체 파워(굴절력)를 출사면(6b)에 집중시키고 있다.
구체적으로는 전체 파워의 90%이상을 집중시키고 있다. 즉, 주사광학계(6)의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 자선비구면량 변화면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 이하의 관계:
0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0
를 만족하도록 하고 있다.
도 11은 제 1실시형태의 주주사방향의 주요부의 개략도이다.
도 11에 표시한 바와 같이 출사면(6b)의 모선형상은, 주주사방향에 있어서 주사광학계(6)의 광축상에 있어서의 편향광속이 편향면(5a)에 의해 반사되는 위치로부터 편향광속이 출사면(6b)에 도달하는 위치까지의 거리를 (P1), 편향광속이 출사면(6b)에 도달하는 위치로부터 피주사면(8)상에 도달하는 위치까지의 거리를 (P2)라 한 때, 이들간의 비 P2/P1가, 피주사면(8)상의 전체의 상높이로 향하는 편향광속의 광로에 대해서 대략 일정(P2/P1 = Const) 혹은 일정치로부터 ±10%의 범위내로 되는 형상을 이룬 원호형상으로 하고 있다. 예를 들면, 상높이의 단부(Ip)로 향하는 편향광속(Ld)의 광로를 예로 취한 경우, 편향광속(Ld)이 편향면(5a)에 의해 반사되는 위치로부터 편향광속(Ld)이 출사면(6b)에 도달하는 위치까지의 거리를 (M1), 편향광속(Ld)이 출사면(6b)에 도달하는 위치로부터 피주사면(8)에 도달하는 위치까지의 거리를 (M2)라 한 때, 이들간의 비 M2/M1이, P2/P1과 대략 동등하게 되도록(M2/M1 P2/P1, 구체적으로는 ±10%이내의 범위로 되도록) 모선형상을 결정하고 있다. 즉,
를 만족하도록 결정하고 있다.
제 1실시형태에서는 주사광학계(6)의 부주사방향의 전체 파워(굴절력)를 출사면(6b)에 집중시키고 있으나, 전술한 모선형상에 의해 부주사방향의 상면만곡을 균일하게 하는 동시에 부주사방향의 횡배율(부주사배율) βs를 대략 일정한 값으로 균일하게 하는 것을 양립시킬 수 있다. 제 1실시형태의 주사광학계(6)의 부주사배율은 βs= -2.31(배)이다.
이러한 구성에 의해, 제조오차나 조립오차 등에 의해서 주사광학소자(6)가 부주사방향으로 변위하거나 경사지거나 한 경우 등, 소위 부주사방향의 편심이 생긴 경우에 있어서도 설계상(초기)의 주사선 휨의 성능을 유지하는 것이 가능하다.
즉, 제 1실시형태에 있어서 광주사장치에서는, 피주사면(8)상의 전체상높이에 걸쳐서 주사선 휨을 양호하게 보정하는 것이 가능한 동시에, 주사광학소자(6)가 부주사방향으로 편심한 경우에 있어서도 양호한 주사선 휨 성능을 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 제 1실시형태에 의하면, 항상 주사선 휨이 안정적으로 보정되어, 항상 양호한 화상을 얻을 수 있는 광주사장치를 제공하는 것이 가능하다.
제 1실시형태에서는 광원수단(1)으로부터 발사된 광속을 주주사단면에 대해서 경사입사각 γ로 편향수단에 투사시켜, 피주사면(8)의 단부로 향하는 편향광속이 다면경(5)의 편향면(5a)에 의해 반사편향되는 위치를 주사광학계(6)의 광축과 동일한 높이로 구성한 예를 들었으나, 본 발명은, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 전체 상높이로 향하는 편향광속이 편향면(5a)에 의해 반사편향되는 위치를 주사광학계(6)의 광축보다도 위쪽으로 배치해도, 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다.
또, 제 1실시형태에서는 1본의 광속을 광주사하는 광주사장치를 예로 들었으나, 본 발명은, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 2본, 3본, 4본 또는 그 이상의 복수의 광속을 동시에 광주사하는 멀티빔형 광주사장치에 있어서도 실질적으로 동등한 효과를 얻는 것이 가능하다.
또한, 제 1실시형태에서는 1매의 주사광학소자에 의해 구성한 주사광학계를 예로 들었으나, 본 발명은, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 주사광학소자나 결상미러 등의 광학부재를 복수매 이용해서 구성된 주사광학계이어도 되고, 해당 주사광학소자중 적어도 1면을 자선비구면량 변화면으로 함으로써, 주사선 휨을 양호하게 보정하는 것이 가능하다.
또, 제 1실시형태에 있어서 주사광학소자의 입사면 및/또는 출사면에 회절수단을 설치해서, 전술한 바와 마찬가지의 비구면작용을 지니도록 구성해도 된다는 것에 주목해야 한다.
[제 2실시형태]
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제 2실시형태에 의한 광주사장치의 부주사단면의 개략도이다.
제 2실시형태와 제 1실시형태와의 상이점은, 주사광학소자(6)의 출사면(6b)의 자선비구면량을 변경한 점이다.
표 3에 제 2실시형태에 있어서의 주사광학소자(6)의 입사면(6a) 및 출사면(6b)의 형상을 이하 표시하였다.
다음에 도 12a에 표시한 제 2실시형태에 있어서의 광주사장치의 부주사방향의 개략도에 대해서 설명한다.
제 2실시형태에서는, 광원수단(1)으로부터 발사된 광속(Li1)이 주주사단면에 대해서 부주사방향으로 각도 γ=3(deg)를 가지고 편향수단(5)의 편향면(5a)에 입사하고 있다. 또, 편향면(5a)에 의해 반사편향된 편향광속(Ld1)도 주주사단면에 대해서 부주사방향으로 각도 γ=3(deg)를 가지고 주사광학소자(6)에 입사하고 있다. 따라서, 편향광속(Ld1)의 주광선(일점쇄선)이 주사광학소자(6)의 입사면(6a) 및 출사면(6b)상에 도달해서 통과하는 위치는 자선광축(혹은 모선)(La)으로부터 크게 떨어져 있다. 렌즈면의 통과위치(Za), (Zb), 광축(La)으로부터의 거리(Zlens)는 모선위치(Zlens = 0)보다도 위쪽이므로, 이것은 Zlens>>0을 의미한다.
제 2실시형태에서는 편향광속(Ld1)이 주사광학소자(6)의 입사면(6a)에 도달하는 부주사방향의 위치(Za)의 거리(Zlens)는 Zlens = 2.73㎜이며, 출사면(6b)에 도달하는 부주사방향의 위치(Zb)의 거리(Zlens)는 Zlens = 3.34㎜이다.
또, 각도 γ=1.5(deg)로 경사입사하는 광속(Li2)에서는, 주사광학계(6)의 입사면(6a)에 도달하는 부주사방향의 위치(Zc)의 거리(Zlens)는 Zlens=1.36㎜이며, 출사면(6b)에 도달하는 부주사방향의 위치(Zd)의 거리(Zlens)는 Zlens=1.67㎜이다.
주사광학소자(6)를 통과한 편향광속(Ld)(Ld1 또는 Ld2)은 주사광학소자(6)의 집광작용에 의해 피주사면(8)상에 스폿으로서 결상되어, 제 2실시형태에 있어서는 편향광속(Ld1, Ld2)모두 피주사면(8)에서 주주사단면내(주사광학소자(6)의 광축(La)상)에 도달한다. 이와 같이 다른 경사입사각의 광속이 피주사면(8)상의 동일 위치(광축상)에 도달하기 위해서는, 편향광속(Ld1, Ld2)을 포함하는 범위내(도 12b의 빗금친 부분)에서 부주사방향의 구면수차를 보정하면 된다. 이것에 대해서는, 후술한다.
여기서 편향광속(Ld)이 피주사면(8)상에 도달하는 부주사방향의 위치인 것을 "조사위치(Zo)"라 칭하고, 광축(La)으로부터의 거리를 "Zimage"라 칭한다.
이 때 주사광학소자(6)의 입사면(6a) 및 출사면(6b)에 도달하는 편향광 속(Ld)의 부주사방향의 위치 및 주사광학소자(6)를 통과한 편향광속(Ld)을 이래쪽으로 편향시키는 파워(굴절력)가 상높이에 따라서 달라지므로, 조사위치(Zo)의 거리 Zimage가 동일하게 균일하게 되지 않아, 소위 "주사선 휨"이라 불리는 문제가 발생한다.
이 문제점을 해결하기 위해, 제 2실시형태에 의한 광주사장치에서는, 주사광학계를 구성하는 1매의 소자인 주사광학소자(6)의 출사면(6b)을 전술한 식(b)의 자선형상(S) 및 도 13의 수치로 표시한 자선비구면량 변화면으로 하고 있다. 여기서 "자선비구면량 변화면"이란 렌즈면의 모선방향에 따라서 렌즈면의 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선의 비구면량(ΔXz)을 변화시킨 면이다.
여기서, "자선비구면량(ΔXz)"이란 도 6에 표시한 바와 같이 모선상 이외(자선광축상 이외)의 부주사방향의 어느 위치 Zlens(Zlens ≠0㎜)에 있어서, 렌즈면이 베이스의 자선곡률반경(Rs*)으로부터 변위하는 양(ΔXz)을 의미하며, "자선비구면량(ΔXz)이 변화하는 것"이란, 부주사방향의 동일 위치 Zlens(Zlens ≠0㎜)에 있어서의 자선비구면량(ΔXz)이 모선방향의 위치(Y)에 의해서 변화하는 것을 말한다. 즉, dΔXz/dY ≠0인 것을 의미한다.
도 13에 제 2실시형태에 있어서의 주사광학소자(6)의 출사면(6b)의 자선비구면량(ΔXz)이 변화하는 태양을 표시한다. 또, 도 14에는 자선광축으로부터의 거리(Z)에 있어서의 자선비구면량(ΔXz)이 모선방향(Y의 값)에 따라서 변화하는 태양, 즉, 도 7의 위치(ZRa)의 자선비구선량(ΔXz)을 표시하고, 도 15에는 출사면 (6b)의 광축(La)으로부터 모선방향을 따른 거리(Y)에 있어서의 자선비구면량(ΔXz)이 부주사방향(Z방향)을 따라서 변화하는 태양, 즉, 도 8의 위치(YRa)의 자선비구면량(ΔXz)을 표시한다.
제 2실시형태에서는 출사면(6b)의 자선형상을 모두 비원호(비구면)로 하고, 또, 도 14에 표시한 바와 같이 모선방향에 있어서 출사면(6b)은 광축으로부터 멀어짐에 따라서 자선의 비구면량이 서서히 감소하도록 변화시킨 자선비구면량 변화면으로 하고 있다. 또한, 도 15에 표시한 바와 같이, 자선광축(La)으로부터 부주사방향에 있어서 멀어짐에 따라서 서서히 증가하도록 자선비구면량을 부가하고 있다. 여기서, 플러스 부호는 베이스의 원호형상으로부터 피주사면쪽으로 변위하는 것을 의미한다.
모선방향에 있어서 출사면(6b)의 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선비구면파워가 0으로부터 서서히 감소하도록 변화하고 있고, 출사면(6b)의 광축(La)상이외의 장소에 있어서, 자선광축(La)으로부터 부주사방향에 있어서 멀어짐에 따라서 자선비구면파워가 서서히 감소하도록 변화시킨 자선비구면량 변화면으로 하고 있다.
또, 변화된 자선비구면파워는 베이스원호형상의 약 1/100으로 매우 작은 파워이며, 자선비구면은 부주사방향의 상면만곡에 거의 기여하는 일 없이, 주사선 휨보정에만 효력을 지니고 있다.
도 21a 및 도 21b는 제 2실시형태에 있어서의 주사중앙상높이와 주사단부상높이에 있어서의 부주사방향의 구면수차를 표시하고 있다. 실제의 광속은 도 12a에 표시한 바와 같이 좁은 범위이나, 제 2실시형태에 사용한 렌즈의 구면수차를 평가하기 위해서는, 도 12b에서 빗금친 범위에서 행하고 있다. 비교예로서는, 자선방향에 비구면을 부여하지 않은 렌즈를 사용하고 있다. 세로축은 주사광학소자(6)의 입사면(6a)을 통과하는 광선의 부주사방향의 위치를 나타내고 있다. 이 그래프에 표시한 바와 같이, 편향광속(Ld1, Ld2)을 포함하는 전체 영역에 있어서, 부주사방향의 구면수차가 양호하게 보정되어 있다.
구체적으로는, 주사광학소자(6)는, 주사광학계의 부주사방향의 초점길이를 fs라 한 때, 광속의 경사입사각이 γ이하인 영역에 있어서, 부주사방향의 구면수차가 0.05fs이하로 되고 있다.
이와 같이 구면수차를 보정함으로써 구면수차가 보정된 영역에 경사입사한 광속은 반드시 주사광학소자(6)의 광축상에 결상시키는 것이 가능하다. 이것에는 다음에 열거한 2가지 이점을 지닌다.
첫번째는, 광원이나 콜리메이터렌즈 등의 배치오차에 의해, 경사입사각 γ가 벗어난 경우에도, 반드시 감광드럼상의 동일한 조사위치에 결상시키는 것이 가능하므로, 부주사방향의 조사위치조정을 간략화할 수 있다. 또, 경사입사각 γ가 장치진동 등에 의해 변동하는 경우에도, 피치불규칙을 일으키는 일이 없이 안정한 화질을 확보할 수 있다.
두번째로는, 이 주사광학소자를 다른 화상형성장치에서 사용하는 것을 고려한 경우에 이점을 지닌다. 즉, 물체상의 공간의 제한으로부터, 경사입사각 γ를 변화시켜서 주사광학소자뒤의 미러배치 등을 변경한 경우, 모두 마찬가지 주사광학소자를 이용하는 것이 가능하다고 하는 점이다. 이제까지의 경사입사광학계에 있어서는 주사선 휨을 보정하기 위해 주사광학소자를 편심시키고 있었다. 이것은, 그 경사입사각 γ에 있어서는 주사선 휨을 보정하는 것은 가능해도, 다른 경사입사각 γ'에 있어서는 대응할 수 없었다. 따라서 다른 경사입사각도에 있어서는, 그러한 각도에 대해서 재차 주사광학소자를 설계하지 않으면 안된다.
이에 대해서, 본 발명의 제 2실시형태와 같이, 실사용이 상정되는 범위이내에서 부주사방향의 구면수차를 일단 보정해놓으면, 그 범위내이면, 어떠한 경사입사각 γ에도 대응가능한 주사광학소자를 제공할 수 있다.
또, 구면수차를 보정하기 위해서는, 제 2실시형태와 같이 자선비구면을 부여하는 외에도, 비구면효과를 지닌 회절광학소자면을 이용해도 되고, 복수의 면의 휨에 의해서도 구면수차를 보정하는 것이 가능하다.
도 22a 및 도 22b에 제 2실시형태의 수차(경사입사각 3°)를 표시한다.
주주사방향의 상면만곡은 ±0.6㎜이내이며, 부주사방향의 상면만곡은 ±0.3㎜이내이므로, 이들은 모두 양호하게 보정되어 있다. 또, 왜곡수차(f-θ특성)는 ±0.3%이내이며, 상높이어긋남은 ±0.08㎜이내로 양호하게 보정되어 있다.
이와 같이 해서, 베이스원호형상에 의해 제공되는 집광작용에 의거해서 부주사방향의 상면만곡을 보정하는 것과 별개로, 자선의 비구면효과에 의해서 피주사면상의 조사위치를 제어하는 것이 가능해진다. 그 비구면효과에 의해서 상이한 상높이로 향하는 편향광속의 조사위치(Zoa)를 중심상높이의 조사위치(Zo)와 균일하게 일치시킬 수 있다. 즉, 부주사방향의 상면만곡과 주사선 휨을 독립적으로 보정가능하게 된다. 구체적으로는 부주사방향의 위치편차량을 10㎛이하, 바람직하게는, 5㎛이하로 할 수 있다.
도 16a 및 도 16b에는, 제 2실시형태(경사입사각 3°와 1.5°)와 비교예에 있어서의 광주사장치의 조사위치 및 주사선 휨을 표시하였다. 비교예로서 든 광주사장치는 제 2실시형태의 비구면효과가 없는 주사광학계를 이용하였다. 또, 주사선 휨이란 각 상높이와 중심상높이간의 조사위치의 어긋남으로 정의된다.
도 16a 및 도 16b로부터 알 수 있는 바와 같이, 주사광학계(6)의 광축상에 대응하는 중심상높이의 조사위치는 제 2실시형태에서는 Zimage = 0㎜인데 대해서, 자선비구면이 없는 비교예에서는 Zimage = -0.0997㎜이다.
비교예에서는 중심상높이에 대해서 단부 상높이의 조사위치가 아래쪽으로 변위하고 있어, 주사선 휨이 11㎛ 발생하고 있다. 이것에 대해서, 제 2실시형태에서는 각 상높이에 있어서 조사위치를 균일하게 하여, 주사선 휨이 경사입사각 3°의 경우 4.7㎛, 경사입사각 1.5°인 경우 2.3㎛로 충분히 작게 보정하고 있다.
이상으로부터, 모선방향에 있어서 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선비구면량(ΔXz)을 변화시킴으로써, 각 상높이에 있어서의 조사위치를 균일하게 해서 주사선 휨의 문제를 비약적으로 개선하는 것이 가능해지는 것을 알 수 있다.
또, 제 2실시형태에 의한 광주사장치에 있어서, 편향광속(Ld)이 주사광학 계(6)의 입사면(6a) 또는 출사면(6b)에 도달하는 부주사방향의 위치에 비해서 피주사면(8)상의 조사위치(Zo)를 자선광축(La)에 보다 근접하게 함으로써, 주사선 휨을 보다 양호하게 보정하는 것이 가능하다.
다음에, 제 2실시형태의 주사광학계를 구성하는 1매의 주사광학소자(6)에 대해서 설명한다. 입사면(6a)은 주주사방향에만 파워를 지니는 원통형 렌즈면이다. 출사면(6b)은 모선이 원호형상이며, 자선이 볼록형상으로 모선방향에 있어서 광축으로부터 멀어짐에 따라서 서서히 곡률반경의 절대치가 커지는 자선곡률반경 변화면이다. 또, 주사광학계(6)의 광축을 사이에 끼운 주주사방향의 좌우에서 비대칭으로 자선곡률반경이 변화하고 있다. 이와 같이 주사광학계(6)의 부주사방향의 전체 파워(굴절력)를 출사면(6b)에 집중시키고 있다.
구체적으로는 전체 파워의 90%이상을 집중시키고 있다. 즉, 주사광학계(6)의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 자선비구면량 변화면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 이하의 관계:
0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0
를 만족하도록 하고 있다.
도 11은 제 2실시형태의 주주사방향의 주요부의 개략도이다.
도 11에 표시한 바와 같이 출사면(6b)의 모선형상은, 주주사방향에 있어서 주사광학계(6)의 광축상에 있어서의 편향광속이 편향면(5a)에 의해 편향되는 위치로부터 편향광속이 출사면(6b)에 도달하는 위치까지의 거리를 (P1), 편향광속이 출사면(6b)에 도달하는 위치로부터 피주사면(8)상에 도달하는 위치까지의 거리를 (P2)라 할 때 이들간의 비 P2/P1가, 피주사면(8)상의 전체의 상높이로 향하는 편향광속의 광로에 대해서 대략 일정(P2/P1 = Const) 혹은 일정치로부터 ±10%이내인 형상을 이룬 원호형상으로 하고 있다. 예를 들면, 상높이의 단부(Ip)로 향하는 편향광속(Ld)의 광로를 예로 취한 경우, 편향광속(Ld)이 편향면(5a)에 의해 반사편향되는 위치로부터 편향광속(Ld)이 출사면(6b)에 도달하는 위치까지의 거리를 (M1), 편향광속(Ld)이 출사면(6b)에 도달하는 위치로부터 피주사면(8)에 도달하는 위치까지의 거리를 (M2)라 한 때, 이들간의 비 M2/M1이, P2/P1과 대략 동등하게 되도록(M2/M1 P2/P1, 구체적으로는 ±10%이내의 범위로 되도록) 모선형상을 결정하고 있다. 즉,
를 만족하도록 결정하고 있다.
제 2실시형태에서는 주사광학계(6)의 부주사방향의 전체 파워(굴절력)를 출사면(6b)에 집중시키고 있으나, 전술한 모선형상에 의해 부주사방향의 상면만곡을 균일하게 하는 동시에 부주사방향의 횡배율(부주사배율) βs를 대략 일정한 값으로 균일하게 하는 것을 양립시킬 수 있다. 제 2실시형태의 주사광학계(6)의 부주사배율은 βs= -2.31(배)이다.
이러한 구성에 의해, 제조오차나 조립오차 등에 의해서 주사광학소자(6)가 부주사방향으로 변위하거나 경사지거나 한 경우 등, 소위 부주사방향의 편심이 생긴 경우에 있어서도 설계상(초기)의 주사선 휨의 성능을 유지하는 것이 가능하다.
즉, 제 2실시형태에 있어서 광주사장치에서는, 피주사면(8)상의 전체 상높이에 걸쳐서 주사선 휨을 양호하게 보정하는 것이 가능한 동시에, 주사광학소자(6)가 부주사방향으로 편심한 경우에 있어서도 양호한 주사선 휨 성능을 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 제 2실시형태에 의하면, 항상 주사선 휨이 안정적으로 보정되어, 항상 양호한 화상을 얻을 수 있는 광주사장치를 제공하는 것이 가능하다.
제 2실시형태에서는 광원수단(1)으로부터 발사된 광속을 주주사단면에 있어서 경사입사각 γ로 편향수단에 투사시켜, 피주사면(8)의 단부로 향하는 편향광속이 다면경(5)의 편향면(5a)에 의해 반사편향되는 위치를 주사광학계(6)의 광축과 동일한 높이로 구성한 예를 들었으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 전체 상높이로 향하는 편향광속이 편향면(5a)에 의해 반사편향되는 위치를 광축보다도 위쪽으로 배치해도, 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다.
또, 제 2실시형태에서는 1본의 광속을 광주사하는 광주사장치를 예로 들었으나, 본 발명은, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 2본, 3본, 4본 또는 그 이상의 복수의 광속을 동시에 광주사하는 멀티빔형 광주사장치에 있어서도 동등한 효과를 얻는 것이 가능하다.
또한, 제 2실시형태에서는 1매의 주사광학소자에 의해 구성한 주사광학계를 예로 들었으나, 본 발명은, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 주사광학소자나 결상미러 등의 광학부재를 복수매 이용해서 구성된 주사광학계이어도 되고, 해당 주사광학소자중 적어도 1면을 자선비구면량 변화면으로 함으로써, 주사선 휨을 양호하게 보정하는 것이 가능하다.
또, 제 2실시형태에 있어서 주사광학소자의 입사면 및/또는 출사면에 회절수단을 설치해서, 전술한 바와 마찬가지의 비구면작용을 지니도록 구성해도 된다는 것에 주목해야 한다.
제 2실시형태에서는 주사광학소자(6)의 출사면(6b)만을 자선비구면량 변화면으로 한 자선비구면량 변화면이 1면뿐인 광주사장치의 예에 관한 것이었으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 주사광학소자(6)의 입사면(6a)도 자선비구면량 변화면으로 해서 비구면량을 양면에 분담시킨 자선비구면량 변화면을 복수면으로 한 광주사장치이어도 제 2실시형태와 동등한 효과를 얻는 것이 가능하다.
또, 제 2실시형태의 주사광학계(6)는 출사면(6b)의 모선형상을 원호로 하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 비원호(비구면형상)로 하면 주주사방향의 각 수차를 보다 양호하게 보정할 수 있어, 제 2실시형태와 동등이상의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제 2실시형태에서는, 자선의 비구면항의 계수를 Z4 및 Z4Y2의 2개로 하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, Z4Y4, Z4Y6, Z 2Y8 등의 "Z4"에 관한 "Y"의 차수를 증가시킨 다항식이나, 또한, Z6, Z6Y2, Z6Y4 , Z6Y6, Z6Y8 등과 Z8, Z8Y2 , Z8Y4, Z8Y6, Z8Y8 등의 상기에 가해서 "Y"의 각 차수에 관한 "Z"의 차수를 증가시킨 다항식을 자선비구면의 표현식에 이용함으로써, 본 발명의 효과를 보다 향상시키는 것이 가능하다.
[제 3실시형태]
도 17a는 본 발명의 제 3실시형태에 의한 광주사장치의 주주사단면도이고, 도 17b는 그의 부주사단면도이다.
제 3실시형태는 제 1 또는 제 2실시형태에 있어서의 광주사장치를 2개 구비하고 있으나, 이들은 1개의 편향수단을 공유하고 있다. 구체적으로는, 제 3실시형태는, 각각의 주사광학계(6)에 2본의 광속을 입사시키고, 또한, 1개의 편향수단 (5)에 동시에 4본의 광속을 투사시키고, 1개의 편향수단(5)으로 4개의 광속을 편향시키고, 이들 4본의 광속에 대응한 감광드럼(8a) 내지 (8d)상을 광주사시킨 컬러화상형성장치용의 광주사장치에 관한 것이다.
도 17a 및 도 17b에 있어서, (1)은 광원수단(멀티빔레이저)이고, 각각 1본의 광속을 출사하는 4개의 반도체레이저(1a), (1b), (1c), (1d)로 이루어져 있다. 4개의 반도체레이저(1a), (1b), (1c), (1d)로부터 발사된 4본의 발산광속은 각각 대응한 콜리메이터렌즈(제 1광학소자)(2a), (2b), (2c), (2d)에 의해 대략 평행광속 (수렴광속 또는 발산광속이어도 됨)으로 변환되고, 각각에 대응한 개구조리개(3a), (3b), (3c), (3d)에 의해서 대응하는 광속폭이 제한된다. 이들 광속 중에서, 개구조리개(3a), (3b)를 통과한 2본의 대략 평행광속은, 부주사방향에만 파워를 지닌 제 1원통형 렌즈(제 2광학소자)에 의해, 편향수단(후술함)의 편향면(5a)근방에 주주사단면을 따라 뻗은 선형상 상으로서 결상된다. 또, 개구조리개(3c), (3d)를 통과한 2본의 대략 평행광속은 부주사방향에만 파워를 지닌 제 2원통형 렌즈(4b)에 의해, 편향수단(5)(후술함)의 편향면(5b)근방에 주주사단면을 따라 뻗은 선형상 상으로서 결상된다.
(5)는 예를 들면, 4면구성의 다면경(회전다면경)으로 이루어진 편향수단이며, 모터 등의 구동수단(도시생략)에 의해 도면중 화살표 A방향으로 일정속도로 회전하고 있다.
(61)은 플라스틱성형에 의해 제작된 f-θ특성을 지닌 1매의 주사광학소자(f-θ렌즈)에 의해 구성되는 제 1주사광학계이며, (62)는 플라스틱성형에 의해 제작된 f-θ특성을 지닌 1매의 주사광학소자(주사광학소자)에 의해 구성되는 제 2주사광학계로, 편향수단(5)에 의해서 반사편향된 2본의 편향광속(BMa, BMb(BMc, BMd))을 피주사면인 감광드럼면(8a, 8b(8c, 8d))상에 결상시키고, 또 해당 편향수단(5)의 편향면(5a(5b))의 면경사를 보정하고 있다. 여기서, 편향수단(5)의 편향면(5a), (5b)에 의해 반사편향된 4본의 편향광속(BMa) ∼ (BMd)은 제 1주사광학계(61) 또는 제 2주사광학계(62)를 개재해서 4본의 광속 각각에 대응한 각각 4개의 감광드럼면(8a, 8b, 8c, 8d)(시안, 마젠타, 옐로, 블랙)상에 도광되고, 편향수단(5)을 화살표 A방향으로 회전시킴으로써, 해당 감광드럼면(8a) ∼ (8d)상을 화살표 B방향으로 광주사하고 있다. 이것에 의해 4개의 감광드럼면(8a) ∼ (8d)상에 각각 1본의 주사선을 형성하여 화상기록을 행하고 있다.
주사광학계(61(62))에서는 2본의 광속(BMa, BMb(BMc, BMd))에 대해서 주사광학소자를 공용해서 사용하고 있다. 이것에 의해 4개의 감광드럼면(8a) ∼ (8d)상에 각각 1본씩의 주사선을 형성하여, 화상기록을 행하고 있다.
이하, 간단히 하기 위해, 주사광학계(61), (62)를 주사광학계(6)라 칭하고, 콜리메이터렌즈(2a, 2b, 2c, 2d)를 콜리메이터렌즈(2)라 칭하고, 개구조리개(3a, 3b, 3c, 3d)를 개구조리개(3)라 칭하고, 원통형 렌즈(4a, 4b)를 원통형 렌즈(4)라 칭하고, 피주사면(8a, 8b, 8c, 8d)을 피주사면(8)이라 칭한다.
제 3실시형태에서는 시안, 마젠타, 옐로, 블랙의 각 색에 대응한 4개의 감광드럼을 지닌 컬러화상형성장치에 적용한 경우를 표시하고 있다. 컬러화상은 상기 설명한 4색을 중첩시켜서 형성하고 있고, 이들 색에 대응한 주사선의 인자위치가 어긋나면 색불일치가 발생하여, 화질열화를 초래한다. 따라서, 각 색에 대응한 주사선의 인자위치를 일치시킬 필요가 있다.
제 3실시형태에서는 도 17b에 표시한 바와 같이 1개의 다면경(5)에 대해서 2개의 주사광학계(61), (62)를 이용해서 4본의 광속을 동시에 광주사하는 광주사장치에 있어서, 각 주사광학계(61), (62)의 자선광축보다도 위쪽으로 입사한 편향광속(BMa, BMc)을 각 주사광학소자(61, 62)에 근접한 위치로 제 1 혹은 제 2 되꺾기 미러(7a, 7d)에 의해 아래쪽으로 되꺾고, 또, 제 3 혹은 제 4 되꺾기 미러(7c), (7f)에 의해 감광드럼면(8a), (8c)을 향해서 반사시키고 있다. 또, 각 주사광학소자(61), (62)의 자선광축으로부터 아래쪽으로 입사한 편향광속(BMb), (BMd)을 각 주사광학소자(61) 또는 (62)로부터 떨어진 위치에서 제 5 혹은 제 6 되꺾기 미러 (7b), (7e)에 의해서 감광드럼면(8b), (8d)을 향해서 반사시키고 있다.
이와 같이 되꺾기 미러의 배치는 다면경의 회전축에 대해서 대략 선대칭인 배치로 하고 있어, 간단한 구성으로 컴팩트한 광주사장치를 제공하고 있다.
일반적으로 제 3실시형태와 같이 다면경(5)의 회전축에 대해서 선대칭인 되꺾기 미러의 배치로 한 경우, 각 감광드럼면상에 광주사되는 주사선의 휨의 방향이 역전되어, 주사선 휨이 큰 광주사장치를 이용하면 색불일치의 문제가 현저하게 나타날 염려가 있었다. 또, 되꺾기 미러의 배치를 제 3실시형태와는 역전시켜서 제 2주사광학계(62)의 자선광축으로부터 아래쪽으로 입사한 편향광속을 짝수매의 되꺾기 미러를 이용해서 감광드럼면(8)상에 도광시키고, 자선광축으로부터 위쪽으로 입사한 편향광속을 홀수매의 되꺾기 미러를 이용해서 감광드럼면(8)상에 도광시킨 경우, 주사선 휨의 방향을 균일하게 할 수 있으나, 광로의 확장이 매우 복잡해져, 광주사장치의 대형화나 되꺾기 미러의 매수가 증가해서 구성이 복잡해질 염려가 있었다.
그래서, 제 3실시형태에서는 제 1주사광학계(61) 및 제 2주사광학계(62)의 출사면(61b)의 자선형상을 비원호(비구면)로 하고, 또 모선방향을 따라서 출사면 (61b)의 광축(La)으로부터 멀어짐에 따라서 자선비구면량이 변화하는 자선비구면량 변화면을 채용하여, 주사선 휨을 매우 적은 레벨로 억제할 수 있다. 이것에 의해, 제 3실시형태에서는, 주사선 휨의 방향이 역전하는 광로의 배치방법(혹은 되꺾기 미러의 배치)를 이용해도 색불일치의 문제가 발생하는 일이 없이 항상 고품위의 컬러화상을 얻을 수 있는 광주사장치를 제공하는 것이 가능하다.
또, 제 3실시형태에 있어서는, 주사광학계의 입사면 및/또는 출사면에 회절수단을 설치해서, 전술한 바와 마찬가지의 비구면작용을 지니도록 구성해도 된다.
또한, 제 3실시형태에서는 주사광학계를 구성하는 주사광학소자의 매수를 1매로 하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 복수매로 해도 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다. 물론, 부주사방향에만 파워를 지닌 주사광학소자에 자선비구면량 변화면을 채용해도 된다.
또한, 제 3실시형태에서는, 각 색에 대응한 감광드럼면상을 따라 광주사되는 광속을 1본으로 하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 8본의 광속을 다면경에 의해 동시에 반사편향해서 2개의 주사광학계의 각각에 4본씩의 광속을 투사시켜, 각 감광드럼에 2본씩의 광속을 도광해서 광주사하는 광주사장치로 해도 본 발명과 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다.
[화상형성장치]
도 18은 본 발명의 실시형태에 의한 화상형성장치의 부주사방향의 주요부의 단면도이다. 도 18에 있어서, (104)는 화상형성장치이다. 이 화상형성장치 (104)에는, 퍼스널컴퓨터 등의 외부기기(117)로부터 코드데이터(Dc)가 입력된다. 이 코드데이터(Dc)는, 장치내의 프린터컨트롤러(111)에 의해서, 화상데이터(도트데이터)(Di)로 변환된다. 다음에 이 화상데이터(Di)는, 본 발명의 제 1 또는 제 2실시형태에 표시한 구성을 지닌 광주사유닛(100)에 입력된다. 그리고, 이 광주사유닛 (100)으로부터는, 화상데이터(Di)에 따라서 변조된 광속(즉, 광빔)(103)이 생성되고, 이 광속(103)에 의해서 감광드럼(101)의 감광면이 주주사방향으로 광학주사된다.
정전잠상담지부재(감광부재)인 감광드럼(101)은, 모터(115)에 의해서 시계방향으로 회전된다. 그리고, 이 회전에 따라서, 감광드럼(101)의 감광면이 광속(10 3)에 대해서, 주주사방향과 직교하는 부주사방향으로 상대 이동한다. 감광드럼(101)의 위쪽에는, 감광드럼(101)의 표면을 균일하게 대전시키는 대전롤러(102)가 표면에 맞닿도록 설치되어 있다. 그리고, 대전롤러(102)에 의해서 대전된 감광드럼(101)의 표면에, 상기 광주사유닛(100)에 의해서 주사되는 광속(103)이 조사되도록 되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 광속(103)은, 화상데이터(Di)에 의거해서 변조되고 있고, 이 광속(103)을 조사함으로써 감광드럼(101)의 표면에 정전잠상을 형성시킨다. 이와 같이 해서 형성된 정전잠상은, 상기 광속(103)의 조사위치보다도 더욱 감광드럼(101)의 회전방향에 대해서 하류쪽에 감광드럼에 맞닿도록 배치된 현상장치(107)에 의해 토너상으로서 현상된다.
현상장치(107)에 의해서 현상된 토너상은, 감광드럼(101)의 아래쪽에서, 감광드럼(101)에 대향하도록 배치된 전사롤러(108)에 의해서 용지(전사재)(112)상에 전사된다. 용지(112)는 감광드럼(101)의 앞쪽(도 18에 있어서 오른쪽)의 용지카세트(109)내에 수납되어 있으나, 수동으로 용지를 공급(즉, 급지)하는 것도 가능하다. 용지카세트(109)의 단부에는, 급지롤러(110)가 배치되어 있어, 용지카세트 (109)내의 용지(112)를 반송로에 공급한다.
이상과 같이 해서, 미정착토너상이 전사된 용지(112)는, 더욱 감광드럼(101)뒤쪽(도 18에 있어서 왼쪽)의 정착장치로 반송된다. 정착장치는 내부에 도시하지 않은 정착히터를 지닌 정착롤러(113)와 이 정착롤러(113)에 압접(壓接)되도록 배치된 가압롤러(114)로 구성되어 있고, 전사부로부터 반송되어온 용지(112)를 정착롤러(113)와 가압롤러(114)의 압접부에 의해 가압하면서 가열함으로써, 용지(112)상의 미정착토너상을 정착시킨다. 또한, 정착롤러(113)의 뒤쪽에는 배지롤러(116)가 배치되어 있고, 정착된 용지(112)를 화상형성장치밖으로 배출시킨다.
도 18에 있어서는 도시하고 있지 않지만, 프린터컨트롤러(111)는, 앞서 설명한 데이터의 변환기능뿐만 아니라, 모터(115)를 위시해서 화상형성장치내의 각 부품이나 후술하는 광주사유닛내의 폴리곤모터 등의 제어를 행하는 기능도 지닌다.
[컬러화상형성장치]
도 19는 본 발명의 일실시형태에 의한 컬러화상형성장치의 주요부의 단면도이다. 본 실시형태는, 광주사장치를 4개 나란히 각각 병행해서 상담지부재인 감광드럼면상에 화상정보를 기록하는 탠덤타입의 컬러화상형성장치이다. 도 19에 있어서, (60)은 컬러화상형성장치, (11), (12), (13), (14)는 각각 본 발명의 제 1 또는 제 2실시형태에 표시한 구성을 지닌 광주사장치, (21), (22), (23), (24)는 각각 감광드럼 또는 상담지부재, (31), (32), (33), (34)은 각각 현상장치, (51)은 반송벨트이다.
도 19에 있어서, 컬러화상형성장치(60)에는, 퍼스널컴퓨터등의 외부 기기(52)로부터 R(레드), G(그린), B(블랙)의 각 색신호가 입력된다. 이들 색신호는, 화상형성장치내의 프린터컨트롤러(53)에 의해서, C(시안), M(마젠타), Y(옐로), B(블랙)의 각 화상데이터(도트데이터)로 변환된다. 이들 화상데이터는, 각각 광주사장치(11), (12), (13), (14)에 입력된다. 그리고, 이들의 광주사장치로부터는, 각 화상데이터에 따라서 변조된 광속(41), (42), (43), (44)이 생성되고, 이들 광속에 의해서 감광드럼(21), (22), (23), (24)의 감광면이 주주사방향으로 광주사된다.
본 실시형태에 있어서의 컬러화상형성장치는, 광주사장치(11) ∼ (14)를 4개 지녀, 각각이 C(시안), M(마젠타), Y(옐로), B(블랙)의 각 색에 대응해서, 각각 평행하게 감광드럼(21, 22, 23, 24)면상에 화상신호(화상정보)를 기록하고, 컬러화상을 고속으로 인자하는 것이다.
본 실시형태에 있어서의 컬러화상형성장치는, 전술한 바와 같이 4개의 광주사장치(11) ∼ (14)에 의해 각각의 화상데이터에 의거한 광속을 이용해서 각 색의 잠상을 각각 대응하는 감광드럼(21) ∼ (24)면상에 형성하고 있다. 그 후, 기록재에 다중전사해서 1매의 풀컬러화상을 형성하고 있다.
상기 외부기기(52)로서는, 예를 들면, 예를 들면, CCD센서를 구비한 컬러화상판독장치를 이용해도 된다. 이 경우에는, 이 컬러화상판독장치와, 컬러화상형성장치를 조합해서 컬러디지틀복사기를 구성해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 각 실시형태에 의하면, 주사광학계를 구성하는 주사광학소자의 적어도 1면에 자선의 비구면량이 모선방향을 따라서 변화하는 자선비구면량 변화면을 이용함으로써, 주사선 휨을 상당히 저감할 수 있는 광주사장치 및 이것을 지닌 화상형성장치를 달성할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 이 광주사장치를 복수개 컬러화상형성장치에 탑재한 경우에 있어서는, 광로의 배치나 되꺾기 미러의 배치의 자유도를 향상시킴으로써, 되꺾기 미러의 매수를 삭감하여, 간이한 구성으로 또 컴팩트하게 색불일치가 적은 컬러화상형성장치를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이 편향수단의 회전축에 직교하는 면에 대해서 경사입사시킨 주사광학계에 있어서, 부주사방향의 어느 영역이내에서 부주사방향의 구면수차를 보정함으로써, 구면수차가 보정된 영역내이면 어떠한 경사입사각이어도, 반드시 주사광학소자의 광축상에 결상시키는 것이 가능하고, 또, 주주사방향의 유효주사범위내에 있어서, 이 부주사방향의 구면수차를 보정시킴으로써, 주사선 휨을 저감시키는 것이 가능한 광주사장치 및 그것을 이용한 화상형성장치를 달성할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 상이한 화상형성장치간에 주사광학소자를 호환가능하게 사용할 수 있는 간이한 구성의 광주사장치 및 그것을 이용한 화상형성장치를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 주사광학계를 왜상면을 지닌 1개의 주사광학소자로 구성하여, 해당 주사광학소자를 주주사단면내에 있어서 1면을 비구면으로 구성함으로써, 주사선 휨을 저감하는 것이 가능한 간이한 구성의 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치를 달성할 수 있다.
이상, 본 발명을 여기에 개시된 구성을 참조해서 설명하였으나, 본 출원은 전술한 상세한 설명으로 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위의 범주나 개량의 목적내에 들어오는 그러한 모든 변형이나 변경도 모두 망라하고자 한다.
도 1a는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 주주사단면도
도 1b는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 부주사단면도
도 2는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 부주사방향을 따른 주요부의 개략도
도 3은 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 자선 비구면량을 표시한 도면
도 4는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 자선 비구면량을 표시한 도면
도 5는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 자선 비구면량을 표시한 도면
도 6은 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 면의 상세를 설명하는 개략도
도 7은 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 면의 자선 비구면량의 변화를 설명하는 개략도
도 8은 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 면의 자선 비구면량의 변화를 설명하는 개략도
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 수차를 설명하는 그래프
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 조사위치와 주사선 휨을 설명하는 그래프
도 11은 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 모선형상을 설명하는 개략도
도 12a는 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 부주사방향을 따른 주요부의 개략도
도 12b는 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 부주사방향을 따른 주요부의 개략도
도 13은 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 자선 비구면량을 표시한 도면
도 14는 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 자선 비구면량을 표시한 도면
도 15는 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 자선 비구면량을 표시한 도면
도 16a 및 도 16b는 각각 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 조사위치와 주사선 휨을 설명하는 그래프
도 17a는 본 발명의 제 3실시형태에 있어서의 주주사단면도
도 17b는 본 발명의 제 3실시형태에 있어서의 부주사단면도
도 18은 본 발명에 의한 화상형성장치의 주요부의 개략도
도 19는 본 발명에 의한 화상형성장치의 주요부의 개략도
도 20은 종래의 광주사장치의 사시도
도 21a 및 도 21b는 각각 각각 본 발명의 제 2실시형태와 비교예에 있어서의 구면수차를 설명하는 그래프
도 22a 및 도 22b는 각각 본 발명의 제 2실시형태에 있어서의 수차를 설명하는 그래프
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 1a, 1b, 1c, 1d: 광원수단 2, 2a, 2b, 2c, 2d: 콜리메이터렌즈
3, 3a, 3b, 3c, 3d: 개구조리개 4, 4a, 4b: 원통형 렌즈
5: 편향수단(다면경) 6, 61, 62: 주사광학계(주사광학소자)
8, 8a, 8b, 8c, 8d:: 피주사면(감광드럼면)
11, 12, 13, 14, 100: 광주사장치 21, 22, 23, 24: 상담지체(감광드럼)
31, 32, 33, 34: 현상장치 51: 반송벨트
52, 117: 외부기기 53, 111: 프린터컨트롤러
60: 컬러화상형성장치 101: 감광드럼
102: 대전롤러 103: 광속
107: 현상장치 108: 전사롤러
109: 용지카세트 110: 급지롤러
112: 용지 113: 정착롤러
114: 가압롤러 115: 모터
116: 배지롤러

Claims (47)

  1. 광원수단;
    해당 광원수단으로부터 방출된 광속을 편향시키는 편향수단; 및
    상기 편향수단에 의해 편향된 광속을 피주사면상에 주사시키는 주사광학계를 구비한 광주사장치에 있어서,
    상기 주사광학계는, 부주사방향에 대해서 상기 편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치된 주사광학소자를 포함하고,
    상기 주사광학소자는, 자선의 비구면량이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라 변화하는 자선비구면량 변화면을 포함하고 있고,
    상기 피주사면 전체에 걸쳐서, 상기 편향된 광속이 도달하는 부주사방향의 위치를 균일하게 한 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 주사광학계는, 상기 피주사면상의 유효주사범위내에서, 상기 편향된 광속이 도달하는 부주사방향의 위치의 편차량이 10㎛이하로 유지되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광원수단으로부터 방출된 광속은, 상기 편향수단의 회전축에 수직인 평면에 대해서 소정의 각도를 가지고 입사하고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  4. 제 1항에 있어서, 부주사방향에 있어서, 상기 편향된 광속의 주광선이 상기 피주사면상에 도달하는 위치는, 상기 주사광학소자중 가장 큰 파워를 지닌 면을 해당 주광선이 통과하는 위치에 비해서, 상기 주사광학계의 광축에 근접하게 한 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주사광학계는, 자선곡률반경이 해당 주사광학계의 주주사방향을 따라 변화하는 자선곡률반경 변화면을 1개이상 지니고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주사광학계는 1개의 주사광학소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 주사광학계의 부주사방향의 파워는 상기 자선비구면량 변화면의 파워와 동일 또는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 주사광학계의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 자선비구면량 변화면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φ s0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 광원수단은 2이상의 광속을 방사하고 있고, 부주사단면내에 있어서, 적어도 1개의 광속의 주광선은 상기 주사광학계의 광축에 대해서 위쪽을 통과하고, 별도의 적어도 1개의 광속의 주광선은 상기 주사광학계의 광축의 아래쪽을 통과하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 편향수단은 복수의 광속을 편향시키고 있고, 상기 주사광학계는 해당 편향수단에 의해 편향된 광속을 각 광속마다 대응하는 복수의 피주사면상에 결상시키는 복수의 주사광학소자를 지니고, 해당 편향수단은 복수의 주사광학계에서 공용하고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  11. 제 1항에 있어서, 주주사단면내에 있어서, 광축을 따른 상기 편향수단으로부터 상기 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 P1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 상기 피주사면까지의 거리를 P2, 축외에 있어서의 해당 편향수단으로부터 해당 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 M1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 해당 피주사면까지의 거리를 M2라 한 때, 이하의 관계:
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  12. 제 1항에 기재된 광주사장치;
    피주사면의 위치에 배치된 감광부재;
    상기 광주사장치에서 주사된 광속에 의해서 상기 감광부재상에 형성된 정전잠상을 현상해서 토너상을 형성하는 현상장치;
    상기 현상된 토너상을 전사재에 전사하는 전사장치; 및
    상기 전사된 토너상을 전사재에 정착시키는 정착장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  13. 제 1항에 기재된 광주사장치; 및
    외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 해당 화상신호를 상기 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  14. 제 1항에 기재된 적어도 1개의 광주사장치; 및
    각각 다른 색의 화상을 형성하는 복수의 화상담지부재를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
  15. 제 14항에 있어서, 외부기기로부터 입력된 색신호를 다른 색의 화상데이터로 변환하고, 해당 화상데이터를 대응하는 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 또 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
  16. 광원수단;
    해당 광원수단으로부터 방출된 광속을 편향시키는 편향수단; 및
    상기 편향수단에 의해 편향된 광속을 피주사면상에 주사시키는 주사광학계를 구비한 광주사장치에 있어서,
    상기 주사광학계는, 상기 편향수단의 회전축과 직교하는 면에 대해서 각각 소정의 경사입사각 γ와 γ'(0 ≠γ<γ')를 가지고 경사입사하는 2본의 광속의 피주사면상에 있어서의 부주사방향의 결상위치를 대략 일치시키는 주사광학소자를 지니는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학소자는, 상기 피주사면상의 유효주사범위내에 있어서, 상기 2본의 광속이 도달하는 부주사방향의 위치의 편차량을 10㎛이하로 유지시킬 수 있는 광학적 작용을 지니는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학소자는, 해당 주사광학계의 부주사방향의 초점길이를 fs라 한 때, 상기 광속의 경사입사각이 γ이하인 전체 영역에 있어서, 부주사방향의 구면수차가 0.05fs이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학소자는, 부주사방향에 대해서 상기 편향수단에 의해 편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치되어 있고, 해당 주사광학소자는, 자선의 비구면량이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라서 변화하는 자선비구면량 변화면을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학소자는, 부주사방향에 대해서 상기 편향수단에 의해 반사편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치되어 있고, 해당 주사광학소자는, 부주사방향으로 비구면작용을 지는 회절부를 지니고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  21. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학소자는, 자선곡률반경이 해당 주사광학소자의 주주사방향을 따라서 변화하는 자선곡률반경 변화면을 1개이상 지니고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학계는 1개의 주사광학소자로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  23. 제 19항에 있어서, 상기 주사광학계의 부주사방향의 굴절력은, 상기 자선비구면량 변화면의 굴절력과 동일 또는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 주사광학계의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 자선비구면량 변화면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  25. 제 16항에 있어서, 상기 주사광학소자는, 부주사방향에 있어서, 상기 편향수단에 의해 반사편향된 광속의 주광선이 광축이외의 부분을 통과하도록 배치되어 있고, 상기 주사광학소자의 복수의 면의 휨에 의해, 상기 경사입사각이 γ이하인 전체 영역에 있어서의 부주사방향의 구면수차가 보정되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  26. 제 16항에 있어서, 상기 광원수단은, 2이상의 광속을 방사하고 있고, 이중 적어도 1본의 광속의 주광선이 부주사단면내에 있어서, 상기 주사광학소자의 광축에 대해서 위쪽을 통과하고, 별도의 1개의 광속의 주광선이 상기 주사광학소자의 광축의 아래쪽을 통과하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  27. 제 16항에 있어서, 상기 편향수단은 복수의 광속을 편향시키고 있고, 상기 주사광학계는 해당 편향수단에 의해 편향된 복수의 광속을 각각 대응하는 복수의 피주사면상에 결상시키는 복수의 주사광학소자를 지니고, 해당 편향수단은 복수의 주사광학계에서 공용하고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  28. 제 16항에 있어서, 상기 경사입사각 γ는 0°<γ<10°의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  29. 제 16항에 있어서, 주주사단면내에 있어서 광축을 따른 상기 편향수단으로부터 상기 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 P1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 상기 피주사면까지의 거리를 P2, 축외에 있어서의 해당 편향수단으로부터 해당 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 M1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 해당 피주사면까지의 거리를 M2라 한 때, 이하의 관계:
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  30. 제 16항에 기재된 광주사장치;
    피주사면의 위치에 배치된 감광부재;
    상기 광주사장치에서 주사된 광속에 의해서 상기 감광부재상에 형성된 정전잠상을 현상해서 토너상을 형성하는 현상장치;
    상기 현상된 토너상을 전사재에 전사하는 전사장치; 및
    상기 전사된 토너상을 전사재에 정착시키는 정착장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  31. 제 16항에 기재된 광주사장치; 및
    외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 해당 화상신호를 상기 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  32. 제 16항에 기재된 적어도 1개의 광주사장치; 및
    해당 광주사장치의 피주사면위치에 배치되어, 각각 다른 색의 화상을 형성하는 복수의 화상담지부재를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
  33. 제 32항에 있어서, 외부기기로부터 입력된 색신호를 다른 색의 화상데이터로 변환하고, 해당 화상데이터를 대응하는 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 또 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
  34. 광원수단;
    편향수단; 및
    광주사수단을 구비한 광주사장치에 있어서,
    상기 광원수단으로부터의 복수의 광속을 상기 편향수단에 도광하고, 해당 편향수단으로부터의 복수의 광속을 상기 광주사수단에 의해 각각 대응하는 피주사면상에 도광하고,
    상기 광주사수단은, 왜상면을 지닌 1개의 주사광학소자로 이루어져 있고, 해당 주사광학소자는 주주사단면내에 있어서 1면이 비구면인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 복수의 광속은, 부주사단면내에 있어서 상기 편향수단의 편향면에 경사지게 입사하고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 주사광학소자의 적어도 1개의 면은, 부주사방향에 대해 비구면작용을 지니는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  37. 제 34항에 있어서, 상기 주사광학소자는 상기 편향수단으로부터의 복수의 광속을 상기 피주사면상에 각각 도광하고 있는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  38. 제 34항에 있어서, 상기 주사광학소자의 주주사단면내에 있어서의 1개의 비구면은 광입사쪽의 면인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 주사광학소자의 주주사단면내에 있어서의 1개의 비구면의 비구면형상은 곡률변화에 변곡점을 지니지 않는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  40. 제 34항에 있어서, 상기 주사광학소자는 플라스틱 성형에 의해 제작된 소자인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  41. 제 34항에 있어서, 상기 광원수단은 멀티빔레이저인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  42. 제 34항에 있어서, 상기 주사광학소자의 부주사방향의 파워를 φs0, 상기 주사광학소자의 광출사면의 부주사방향의 파워를 φsi라 한 때, 0.9×φs0≤φsi ≤1.1×φs0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  43. 제 34항에 있어서, 광축을 따른 상기 편향수단으로부터 상기 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 P1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 상기 피주사면까지의 거리를 P2, 축외에 있어서의 해당 편향수단으로부터 해당 주사광학소자의 광출사면까지의 공기환산거리를 M1, 해당 주사광학소자의 광출사면으로부터 해당 피주사면까지의 거리를 M2라 한 때, 이하의 관계:
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  44. 제 34항에 있어서, 상기 주사광학소자의 광입사면의 부주사단면내의 형상은 평면인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  45. 제 34항에 기재된 광주사장치;
    피주사면의 위치에 배치된 감광부재;
    상기 광주사장치에서 주사된 광속에 의해서 상기 감광부재상에 형성된 정전잠상을 현상해서 토너상을 형성하는 현상장치;
    상기 현상된 토너상을 전사재에 전사하는 전사장치; 및
    상기 전사된 토너상을 전사재에 정착시키는 정착장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  46. 제 34항에 기재된 광주사장치; 및
    외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 해당 화상신호를 상기 광주사장치에 입력시키는 프린터컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  47. 제 34항에 기재된 광주사장치를 적어도 1개 구비하고;
    해당 광주사장치는, 각 색에 대응한 감광부재에 대해서 화상정보를 기록하는 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
KR10-2003-0054874A 2002-08-08 2003-08-08 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치 KR100507830B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002231020A JP2004070108A (ja) 2002-08-08 2002-08-08 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JPJP-P-2002-00231021 2002-08-08
JP2002231021A JP2004070109A (ja) 2002-08-08 2002-08-08 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2002231022A JP2004070110A (ja) 2002-08-08 2002-08-08 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JPJP-P-2002-00231022 2002-08-08
JPJP-P-2002-00231020 2002-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040014342A KR20040014342A (ko) 2004-02-14
KR100507830B1 true KR100507830B1 (ko) 2005-08-17

Family

ID=31191881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0054874A KR100507830B1 (ko) 2002-08-08 2003-08-08 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치

Country Status (4)

Country Link
US (2) US7034859B2 (ko)
EP (2) EP1653270A3 (ko)
KR (1) KR100507830B1 (ko)
CN (1) CN1239940C (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101236386B1 (ko) * 2008-08-08 2013-02-22 삼성전자주식회사 광주사유니트 및 이를 채용한 화상형성장치

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004070107A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4110006B2 (ja) * 2003-01-31 2008-07-02 キヤノン株式会社 マルチビーム走査装置
JP4481625B2 (ja) * 2003-11-27 2010-06-16 キヤノン株式会社 ２次元走査装置及びそれを用いた走査型画像表示装置
JP4396282B2 (ja) * 2004-01-19 2010-01-13 リコープリンティングシステムズ株式会社 光走査装置および画像形成装置
JP2005345719A (ja) 2004-06-02 2005-12-15 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4819392B2 (ja) * 2005-04-28 2011-11-24 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4708862B2 (ja) * 2005-05-26 2011-06-22 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4745761B2 (ja) * 2005-08-31 2011-08-10 キヤノン株式会社 画像形成装置とその制御方法
JP4944432B2 (ja) * 2005-11-30 2012-05-30 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4878158B2 (ja) * 2005-12-28 2012-02-15 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
KR101236388B1 (ko) * 2006-11-07 2013-02-22 삼성전자주식회사 광주사유니트 및 이를 이용한 화상형성장치
JP5171029B2 (ja) * 2006-12-26 2013-03-27 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
KR101329743B1 (ko) * 2007-06-27 2013-11-14 삼성전자주식회사 광 주사 장치 및 화상 형성 장치
JP4883795B2 (ja) * 2007-06-28 2012-02-22 キヤノン株式会社 マルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP5014075B2 (ja) * 2007-11-14 2012-08-29 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2009122327A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Canon Inc マルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP5072613B2 (ja) * 2008-01-18 2012-11-14 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2010145468A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Canon Inc 高さ検出装置、及びそれを用いたトナー高さ検出装置
JP2010266577A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP5896215B2 (ja) * 2012-01-24 2016-03-30 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
JP6212528B2 (ja) * 2015-11-06 2017-10-11 キヤノン株式会社 光走査装置
JP7163664B2 (ja) * 2018-08-17 2022-11-01 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 光偏向装置、光偏向装置を備えた光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置
CN109491077B (zh) * 2018-12-29 2020-11-17 珠海奔图电子有限公司 光学扫描设备和电子成像装置

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59165207A (ja) * 1983-03-11 1984-09-18 Hitachi Ltd 情報記録方式
NL8501665A (nl) 1985-06-10 1987-01-02 Philips Nv Optische aftasteenheid met positie- en standdetektiestelsel voor een elektromagnetisch gelagerd objektief.
US4804981A (en) * 1988-02-18 1989-02-14 International Business Machines Corporation Aspheric lens for polygon mirror tilt error correction and scan bow correction in an electrophotographic printer
JPH0769521B2 (ja) * 1988-07-13 1995-07-31 株式会社日立製作所 光走査装置及び走査レンズ
RU2037680C1 (ru) 1992-02-04 1995-06-19 Акционерное общество "Ковровский экскаваторный завод" Силовой гидроцилиндр
JP3117524B2 (ja) * 1992-02-05 2000-12-18 富士写真光機株式会社 面倒れ補正機能を有する走査光学系
US5648865A (en) * 1993-12-27 1997-07-15 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Scanning optical system
JP3215764B2 (ja) 1993-12-27 2001-10-09 旭光学工業株式会社 反射型走査光学系
JP3375196B2 (ja) * 1994-03-24 2003-02-10 東芝テック株式会社 光走査装置およびこの光走査装置に適した画像形成装置
US5737112A (en) * 1994-07-07 1998-04-07 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Scanning optical systems
JP3445050B2 (ja) 1995-02-28 2003-09-08 キヤノン株式会社 走査光学装置及びマルチビーム走査光学装置
JP3712017B2 (ja) * 1995-05-12 2005-11-02 セイコーエプソン株式会社 光走査装置
JP3345234B2 (ja) 1995-09-25 2002-11-18 旭光学工業株式会社 走査光学系
JPH09184991A (ja) 1995-12-28 1997-07-15 Toshiba Corp 光走査装置並びにこの光走査装置を利用した画像形成装置
JP3432085B2 (ja) * 1996-08-28 2003-07-28 キヤノン株式会社 走査光学装置
JP3397624B2 (ja) * 1996-12-19 2003-04-21 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを具備するレーザビームプリンター
JP3466863B2 (ja) * 1996-12-19 2003-11-17 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置
JP3604852B2 (ja) * 1996-12-28 2004-12-22 キヤノン株式会社 走査光学装置及びレーザービームプリンタ
JPH1152265A (ja) * 1997-07-30 1999-02-26 Nippon Hikyumen Lens Kk 走査光学系
US5963355A (en) * 1997-11-17 1999-10-05 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical scanning system with single element refractive/reflective Fθlθ lens
US6038053A (en) * 1998-02-04 2000-03-14 Canon Kabushiki Kaisha Color image forming apparatus
US6347004B1 (en) * 1998-08-31 2002-02-12 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning apparatus and scanning image forming lens
JP3287319B2 (ja) * 1998-10-16 2002-06-04 富士ゼロックス株式会社 光学走査装置、走査レンズ、及び画像形成装置
JP3495951B2 (ja) * 1999-05-28 2004-02-09 キヤノン株式会社 走査光学装置及び画像形成装置
JP3850589B2 (ja) * 1999-07-09 2006-11-29 株式会社リコー 光走査装置および画像形成装置
JP3943820B2 (ja) * 1999-10-29 2007-07-11 キヤノン株式会社 光走査装置及びマルチビーム光走査装置及び画像形成装置
JP3986716B2 (ja) * 1999-11-22 2007-10-03 ペンタックス株式会社 走査レンズ及びこれを用いた走査光学系
DE60130694T2 (de) 2000-01-28 2008-07-17 Canon K.K. Optische Abtastvorrichtung und Bilderzeugungsgerät
JP4564620B2 (ja) * 2000-02-01 2010-10-20 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
US6593951B2 (en) * 2000-09-25 2003-07-15 Ricoh Company, Ltd. Optical writing system directed to miniaturization thereof, and image forming apparatus employing it
JP3980824B2 (ja) 2000-11-07 2007-09-26 株式会社リコー 光書込装置及び画像形成装置
JP2002162587A (ja) 2000-11-22 2002-06-07 Ricoh Co Ltd レーザビーム走査装置及び画像形成装置
JP4617004B2 (ja) * 2001-01-29 2011-01-19 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2002350624A (ja) 2001-05-25 2002-12-04 Canon Inc 光学素子及びそれを有する走査光学系及び画像形成装置
JP2002369012A (ja) 2001-06-07 2002-12-20 Canon Inc 画像処理装置及びその方法、及び画像処理システム
JP4684470B2 (ja) * 2001-06-08 2011-05-18 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4659277B2 (ja) * 2001-06-12 2011-03-30 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4850358B2 (ja) * 2001-07-06 2012-01-11 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4717285B2 (ja) * 2001-08-24 2011-07-06 キヤノン株式会社 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2004070107A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101236386B1 (ko) * 2008-08-08 2013-02-22 삼성전자주식회사 광주사유니트 및 이를 채용한 화상형성장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1653270A3 (en) 2006-05-17
US7034859B2 (en) 2006-04-25
US20040104994A1 (en) 2004-06-03
EP1653270A2 (en) 2006-05-03
CN1474211A (zh) 2004-02-11
US7248279B2 (en) 2007-07-24
EP1391771A3 (en) 2004-06-16
KR20040014342A (ko) 2004-02-14
EP1391771A2 (en) 2004-02-25
US20060033799A1 (en) 2006-02-16
CN1239940C (zh) 2006-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100507830B1 (ko) 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치
KR100856591B1 (ko) 주사광학장치 및 그것을 이용한 컬러화상형성장치
US7550712B2 (en) Optical scanning system with reduced spherical aberration and image forming apparatus using the same
KR101078513B1 (ko) 광주사 장치 및 그것을 사용한 화상 형성 장치
JP5153561B2 (ja) 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
US20040027446A1 (en) Optical scanning apparatus, and image forming apparatus using such optical scanning apparatus
US7142339B2 (en) Multi-beam optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same
KR100824093B1 (ko) 광주사장치 및 그것을 이용한 화상형성장치
JP5896651B2 (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2004070109A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2004070108A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
US7149019B2 (en) Optical scanning system and image forming apparatus using the same
EP1336889B1 (en) Scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same
KR101209578B1 (ko) 광주사 장치의 조사 위치 조정 방법
US8791974B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008032961A (ja) 光走査装置および画像形成装置
JP2010072050A (ja) 光走査装置及び光走査装置の調整方法
JP4402126B2 (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
RU2257601C2 (ru) Оптическое сканирующее устройство (варианты), устройство формирования изображения (варианты) и устройство формирования цветного изображения (варианты)
JP2012145702A (ja) 光走査装置および画像形成装置
JP2004070110A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2009204939A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2023012296A (ja) 光走査装置及びそれを備える画像形成装置
JP2005234110A (ja) 光走査装置
JP2006154845A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120719

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130726

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140728

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150727

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160725

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170725

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee