KR100982396B1 - 광주사 장치 및 그것을 이용한 화상 형성 장치 - Google Patents

광주사 장치 및 그것을 이용한 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

광주사 장치는 회전 다면경, 광원으로부터 회전 다면경의 편향면으로 광속을 향하게 하는 입사 광학계 및 피주사면에 편향된 광속을 결상시키는 결상 광학계를 포함하고, 주주사 단면 내에 있어서 편향면 위로 입사한 광속은 편향면의 폭보다 넓은 폭을 갖고, 결상 광학계 중 적어도 하나의 결상 광학 소자의 적어도 하나의 광학면은 부주사 단면 내에 있어서 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 갖고, 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향에 있어서 결상 광학 소자의 주사 중앙부로부터 결상 광학 소자의 주사 단부까지 변화한다.
광주사 장치, 회전 다면경, 편향면, 입사 광학계, 결상 광학계

Description

광주사 장치 및 그것을 이용한 화상 형성 장치{OPTICAL SCANNING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 광주사 장치 및 그것을 이용한 화상 형성 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예로써, 전자사진 프로세스를 갖는 레이저 프린터(LBP), 디지털 복사기 또는 복합 프린터와 같은 화상 형성 장치에 적절하게 사용 가능하다.
종래에는, 전자사진 프로세스를 갖는 레이저 프린터(LBP)용의 다양한 형태의 광주사 장치가 제안되었다.(특허 문헌1 참조).
도24는 종래의 광주사 장치의 주주사 방향의 주요부 단면도(주주사 단면도)이고, 도25는 도24의 주요부의 부주사 방향의 단면도(부주사 단면도)이다.
도면에서 1로 표기한 광원 수단은 단일 발광부(발광점)를 갖는 반도체 레이저를 포함한다.
광원 수단(1)으로부터 방사된 광속은 개구 조리개(3)에 의해 형성되고, 콜리메이터 렌즈(2)에 의해 평행 광속으로 변형된다. 이후, 실린더 렌즈(4)에 의해 부주사 방향으로만 수렴된다. 이후, 실린더 렌즈(4)에 의해 수렴된 광속은 편향 수단인 광편향기(회전 다면경, 5)의 편향면(편향 반사면, 5a) 근방에서 주주사 방향 으로 연장되는 초점선상(focal line shape)으로 결상된다.
상기 설명한 콜리 메이터 렌즈(2) 및 실린더 렌즈(4)의 각 요소는 입사 광학계(LA)의 구성 요소이다.
도면에서 화살표(5b) 방향으로 일정 각속도로 회전하는 회전 다면경(5)에 의해 편향 주사되는 광속은 결상 광학계(6)를 구성하는 결상 렌즈(6a)에 의해 피주사면(7, 감광 드럼) 상에 스폿 형상으로 집중된다. 상기 광은 도면에서 화살표(7b) 방향으로 일정 속도로 피주사면에 주사된다.
여기서, 통상의 회전 다면경(5)이 일반적으로 사용될 때, 복수의 편향면(5a)은 주주사 방향에 대하여 수직한 각도에서 형성된다. 그러나, 가공 오차 등에 의해, 이들 표면은 피주사면(7) 상의 스폿을 부주사 방향으로 변동시키는 틸트(tilt)를 부주사 방향으로 가질 수 있다.
이것을 보정하기 위해, 종래의 광주사 장치의 결상 광학계(6)는 편향면(5a) 근방과 피주사면(7)을 부주사 단면에서 서로 공액 관계로 위치시키는 기능을 하는 틸트 보정 광학계라 불리우는 애너머픽(anamorphic) 광학계를 채용한다.
[특허 문헌1] 일본 공개 특허 공보 제2003-241126호
상기 설명한 바와 같이, 종래의 광주사 장치에서, 회전 다면경(5)의 편향면(5a)의 가공 오차에 의해 발생하는 부주사 방향으로의 편향면(5a)의 틸트("면 틸트"라 칭함)를 보정하기 위해, 편향면(5a) 근방과 피주사면(7)은 부주사 단면에서 공액 관계로 위치된다. 즉, 결상 광학계는 틸트 보정 광학계로 불리우는 애너머픽 광학계로 구성된다.
그러나, 종래의 광주사 장치에서, 회전 다면경(5)의 회전축은 편향면(5a)에 존재하지 않는다.
결국, 편향면(5a)의 회전에 따라, 실린더 렌즈(4)에 의해 부주사 방향으로만 수렴되는 초점선[선상(line image)]과 편향면(5a) 사이의 상대적인 위치 관계가 변하는 새그(sag) 현상이 발생된다.
이러한 현상은 도26 내지 도29를 참조하여 상세하게 설명한다.
도26은 도24의 편향면(5a) 주변부의 확대도이다. 도26에서, I로 인용된 것은 회전 다면경(5)에 입사하는 광원 수단(도시 생략)으로부터의 광속의 주광선(principal ray)이다.
A, B, C로 도시한 것은 각각 회전 다면경(5)의 회전 상태이다.
특히, A 상태는 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속이 피주사면(7, 도시 생략)의 중앙부를 주사할 때의 회전 다면경(5)을 도시한다.
편향면(5a)에 입사한 광원 수단(도시 생략)으로부터의 광속(I)은 편향면(5a)과의 교점(P)에서 도면의 A' 방향으로 우향 반사된다. 이후, 결상 광학계(6, 도시 생략)에 입사된다.
B 상태는 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속이 입사 광학계(LA)에서의 피주사면(7, 도시 생략)의 단부를 주사할 때의 회전 다면경(5)을 도시한다.
편향면(5a)에 입사한 광원 수단(도시 생략)으로부터의 광속(I)은 편향면(5a) 과의 교점(Q)에서 도면의 B' 방향에서 상부 우측으로 반사된다. 이후, 결상 광학계(6, 도시 생략)에 입사된다.
C 상태는 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속이 입사 광학계(LA)로부터 먼 측에서의 피주사면(7, 도시 생략)의 단부를 주사할 때의 회전 다면경(5)을 도시한다.
편향면(5a)에 입사한 광원 수단(도시 생략)으로부터의 광속(I)은 상기 편향면(5a)과의 교점(Q)에서 도면의 C' 방향에서 하부 우측으로 반사된다. 이후, 결상 광학계(6, 도시 생략)에 입사된다.
여기서, 실린더 렌즈(4)에 의해 결상되는 초점선(선상)의 결상 위치(부주사 방향의 결상 위치)가 도면에서의 점(P)과 점(Q) 사이의 대략 중간에 놓여지도록 실린더 렌즈(4)의 부주사 방향의 굴절력 및 위치가 설정된다.
또한, 실린더 렌즈(4)에 의해 결상된 초점선과 피주사면(7)은 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 공액 관계로 유지된다.
틸트 보정 광학계에 대해서, "편향면(5a) 근방과 피주사면(7)은 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 서로 공액 관계로 배치된다"라고 설명하였다.
여기서, "편향면(5a) 근방"이라는 말을 사용한 이유에 대해 이하 설명한다.
엄밀하게, 상기 설명한 바와 같이, 틸트 보정 광학계는 실린더 렌즈(4)에 의해 결상된 초점선(선상) 및 피주사면(7)이 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 서로 공액 관계로 배치되도록 구성된다.
또한, 틸트 보정 광학계는 초점선의 결상 위치가 편향면(5a) 근방[상기 설명 에서, 점(P)과 점(Q) 사이의 대략 중간]에 배치되도록 구성된다.
따라서, 편향면(5a) 및 피주사면(7)은 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 엄밀하게 공액을 이루는 것은 아니다.
또한, 편향면(5a)의 근방에 위치된 초점선과 피주사면(7)은 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 서로 공액을 이루어 위치된다.
여기서, 편향 주사된 광속이 입사 광학계(LA) 측에서의 피주사면의 단부를 주사할 때 편향면(5a)에 의해 반사되는 위치와, 입사 광학계(LA)로부터 먼 측에서의 피주사면의 단부를 주사할 때 편향면(5a)에 의해 반사되는 위치가 동일점(Q)에 일치하도록 광학 배치가 설정된다는 점을 알 수 있다.
그러나, 항상 이러한 배치로 할 필요는 없다. 예로써, 편향 주사된 광속이 입사 광학계측에서의 피주사면의 단부를 주사할 때 편향면(5a)에 의해 반사되는 위치와, 입사 광학계로부터 먼 측에서의 피주사면의 단부를 주사할 때 편향면(5a)에 의해 반사되는 위치는 서로 적절하게 이탈될 수 있다.
도27은 도26의 회전 다면경(5)이 A 상태일 때 즉, 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 중앙부를 주사할 때 부주사 단면에서의 결상 관계를 도시한다.
도26을 참조하여 설명한 바와 같이, 실린더 렌즈(4, 도시 생략)에 의해 결상되는 초점선(선상)의 결상 위치(부주사 방향의 결상 위치)는 점(P)과 점(Q) 사이의 대략 중앙에 위치된다.
따라서, 도27에서, 도면의 좌측으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속의 초점선(D, 초점선의 D위치)은 편향면(5a)의 앞쪽(도면의 좌측)에 위치된다. 점(P)은 편향면(5a)에 입사한 광속이 반사되는 위치다.
여기서, 초점선(D) 및 피주사면(7)은 결상 광학계[6, 결상 렌즈(6a)]에 의해 부주사 단면에서 서로 공액을 이루기 때문에, 초점선(D)의 부주사 단면에서의 공액점은 피주사면(7)에 일치한다.
도27에서는 D'로 도시한다.
한편, 편향면(5a)의 점(P)의 공액점은 도면에서 피주사면(7)의 우측 방향(P')으로 위치된다.
도28은 도26의 회전 다면경(5)이 B 상태일 때, 즉 편향 주사된 광속이 입사 광학계측에서의 피주사면(7)의 단부를 주사할 때의 부주사 단면에서의 결상 관계를 도시한다.
도28에서, 도면의 좌측으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속의 초점선(E, 초점선의 E 위치)은 편향면(5a) 다음(도면에서 우측)에 위치된다. 점(Q)은 편향면(5a)에 입사한 광속이 반사되는 위치이다.
여기서, 초점선(E)과 피주사면(7)은 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 서로 공액을 이루기 때문에, 초점선(E)의 부주사 단면에서의 공액점은 피주사면(7)에 일치한다.
도28에서, E'로 도시한다.
한편, 편향면(5a) 상의 점(Q)의 공액점은 도면에서 피주사면(7)의 좌측 방향(Q')에 위치된다.
도29는 도26의 회전 다면경(5)이 C 상태일 때, 즉 편향 주사된 광속이 입사 광학계로부터 먼 측에서의 피주사면(7)의 단부를 주사할 때 부주사 단면에서의 결상 관계를 도시한다.
도29에서, 도면의 좌측으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속의 초점선(F, 초점선의 F 부분)은 편향면(5a)의 뒤쪽(도면의 우측)에 위치된다. 점(Q)은 편향면(5a)에 입사한 광속이 반사되는 위치다.
여기서, 초점선(F)과 피주사면(7)이 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면에서 서로 공액을 이루기 때문에, 초점선(F)의 부주사 단면에서의 공액점은 피주사면(7)에 일치한다. 도29에서, F'로 도시한다.
한편, 편향면(5a) 상의 점(Q)의 공액점은 도면에서 피주사면(7)의 좌측 방향(Q')으로 위치된다.
상기 설명한 바와 같이, 실린더 렌즈(4)에 의해 부주사 방향으로만 수렴되는 초점선(선상)과 편향면(5a) 사이의 상대적 위치 관계는 편향면(5a)의 회전에 따라 변화된다.
여기서, 초점선과 피주사면(7)이 부주사 단면에서 공액 관계라고 상기 설명하였다는 점을 알아야 한다.
그러나, 화상 기입에 사용되는 유효 주사 영역 전역에 걸쳐, 초점선과 피주사면(7)이 부주사 단면 내에서 완전하게 공액의 관계라면, 부주사 방향의 상면 만곡이 완전하게 보정되어 있다는 것을 뜻한다.
실제로는, 그러나, 통상의 결상 광학계(6)에 있어서는, 부주사 방향의 상면 만곡이 항상 완전하게 보정되어 있을 수는 없고, 약간의 상면 만곡이 잔존하는 것 이 보통이다.
따라서, 도27 내지 도29를 참조하더라도, 초점선 D(초점선 E 및 초점선 F)와 피주사면(7)이 결상 광학계(6)에 의해 부주사 단면 내에서 공액이 되어 있다라고 기재되어 있지만, 실제는 통상의 결상 광학계(6)에는 부주사 방향의 상면 만곡이 잔존하고 있는 것이 보통이므로, 초점선 D(초점선 E 및 초점선 F)과 피주사면(7)이 완전하게 서로 공액의 관계가 되어 있는 것이 아니다. 통상, 약간의 차이가 존재한다.
도30은 가공 오차에 의해 발생된 도27의 편향면(5a)의 부주사 방향 상방향으로의 틸트 오차를 도시한다.
도30에서는, 이해를 돕기 위해 주광선만을 도시하고 있다.
도면의 좌측으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 도면에서 보았을 때 초점선 D의 우측에 위치하며 부주사 방향 상방향으로 발생된 틸트 오차를 갖는 편향면(5a) 상의 점 P에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된다.
그러면, 편향면(5a) 상의 점P에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 결상 광학계(6)에 대해 점 P의 공액점인 점 P'을 향하게 된다.
따라서, 편향면(5a) 상의 점 P에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은, 도면에서 보았을 때 부주사 방향으로 상방으로 벗어난 위치인 피주사면(7) 상의 위치에 도달한다.
다음으로, 도31은 가공 오차에 의해 발생된 도28의 편향면(5a)의 부주사 방향 상방향으로의 틸트 오차를 도시한다.
도31에서는, 도30과 같이, 주광선만을 도시하고 있다.
도면의 좌측으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 도면에서 보았을 때 초점선 E의 좌측에 위치하며 부주사 방향 상방향으로 발생된 틸트 오차를 갖는 편향면(5a) 상의 점 Q에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된다.
그리고, 편향면(5a) 상의 점Q에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 결상 광학계(6)에 대해 점 Q의 공액점인 점 Q'을 통과하여 안내되고, 피주사면(7)에 도달한다.
따라서, 편향면(5a) 상의 점 Q에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은, 도면에서 보았을 때 부주사 방향 하방으로 벗어난 위치인 피주사면(7) 상의 위치에 도달한다.
또한, 도32는 가공 오차에 의해 발생된 도29의 편향면(5a)의 부주사 방향 상방향으로의 틸트 오차를 도시한다.
도32에서는, 도30과 같이, 주광선만을 도시하고 있다.
도면의 좌측으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 도면에서 보았을 때 초점선 F의 좌측에 위치하며 부주사 방향 상방향으로 발생된 틸트 오차를 갖는 편향면(5a) 상의 점 Q에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된다.
그리고, 편향면(5a) 상의 점Q에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 결상 광학계(6)에 대해 점 Q의 공액점인 점 Q'을 통과하여 안내되고, 피주사면(7)에 도달한다.
따라서, 편향면(5a) 상의 점 Q에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은, 도 면에서 보았을 때 부주사 방향 하방으로 벗어난 위치인 피주사면(7) 상의 위치에 도달한다.
그러므로, 상기 현상으로 인해, 피주사면(7) 상의 주사선은, 도33에 도시하는 바와 같이 만곡하는 것이 된다.
이후, 상기한 바와 같은 편향면(5a)의 틸트로 인한 주사선 만곡을 "면 틸트에 의한 주사선 만곡"이라고 칭한다.
도33은, 편향면(5a)이 부주사 방향 상방향으로 틸트 오차를 갖는 경우를 도시하고 있다. 피주사면(7)상의 주사선은 부주사 방향 상방향으로 볼록한 주사선 만곡을 갖는다.
편향면(5a)이 부주사 방향 하방으로의 틸트를 갖는 경우에는, 피주사면(7) 상의 주사선은 부주사 방향 하방향으로 볼록한 주사선 만곡을 갖는다.
그러므로, 회전 다면경(5)의 편향면(5a)이 부주사 방향 상방향 또는 하방향으로의 서로 다른 틸트 오차를 갖는다면, 피주사면(7) 위에서는, 부주사 방향 상방향으로 볼록하게 만곡한 주사선과 부주사 방향 하방향으로 볼록하게 만곡한 주사선이 주기적으로 반복될 것이다.
그 결과는 피치 불균일로 나타나고, 이것은 인쇄 품질을 심각하게 열화시킨다.
이 현상은, 편향 수단으로서 편향면의 회전축이 편향면 상에 존재하지 않는 회전 다면경 등을 사용했을 경우에는 피할 수가 없다.
상기 피치 불균일을 개선하기 위해서는, 회전 다면경 유닛의 면 틸트 자체를 작게 하도록 매우 정밀하게 회전 다면경을 가공하거나, 다르게는, 회전 다면경을 모터 등의 축에 장착할 때에, 회전 다면경의 회전축과 모터 축과의 양호한 평행도를 유지시키는 등의 조치가 통상 취해져 왔다.
상기 피치 불균일의 주기에 관련하여서는, 해상도가 600 DPI이고 회전 다면경(5)의 편향면의 수가 4개이면, 이하의 주기로 피치 불균일이 관측된다.
25.4/600*4=0.1693 (㎜)
마찬가지로, 해상도가 600 DPI이고 회전 다면경(5)의 편향면의 수가 6개이면, 이하의 주기로 피치 불균일이 관측된다.
25.4/600*6=0.254 (㎜)
최근, 인쇄 속도를 고속화 또는 고기록 밀도화 하기 위해, 광원 수단으로서 복수의 발광 부재(발광점)로 구성되는 모노리딕 멀티-빔 반도체 레이저가 사용되고 있다.
또한, 2차원 어레이로 배열된 복수의 발광 부재를 구비한 면 발광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)가 사용되고 있다.
예를 들어, 해상도가 600 DPI이고 6개의 편향면을 갖는 회전 다면경이, 광원 수단으로서 직선을 따라 배치된 4개의 발광 부재를 갖는 모노리딕 멀티-빔 반도체 레이저와 함께 사용될 경우, 피치 불균일의 주기는 다음과 같이 주어진다.
25.4/600*6*4=1.016 (㎜)
마찬가지로, 해상도가 1200 DPI이고 6개의 편향면을 갖는 회전 다면경이, 광원 수단으로서 발광 부재를 4×4(합계 16)의 2차원 어레이로 갖는 VCSEL와 함께 사 용될 경우, 피치 불균일의 주기는 다음과 같이 주어진다.
25.4/600*6*16=2.032 (㎜)
일반적으로, 인간의 시각계의 가시 감도 특성으로부터, 0.2 ~ 4 LinE/㎜(피치로 환산하면, 0.25 ~ 5 ㎜ 피치)의 공간 주파수 범위에 있는 주기적인 불균일이 가장 눈에 띄기 쉬운 것으로 알려져 있다.
해상도가 600 DPI이고 회전 다면경(5)의 편향면의 수가 4개인 가장 먼저 언급했던 예에서는, 피치 불균일의 주기는 0.1693 ㎜이다. 이것은 0.25 ~ 5㎜ 피치의 범위 밖에 있지만, 고화질을 달성하려면, 이 피치라도 그 주파수는 인간의 시각 특성으로서는 충분히 눈에 뜨인다. 그러므로, 피치 불균일이 문제가 된다.
인쇄 속도 및 기록 밀도를 더욱 개선하기 위해서는, 피치가 커져야만 하며, 따라서 점점 더 관측가능한 불균일이 강조된다.
이로부터, 인쇄 속도 고속화 및 고기록 밀도화를 달성하고 또한 인쇄 품질을향상시키기 위해서는, 피치 불균일을 감소시키는 것이 중요한 열쇠이다.
앞서 설명한 바와 같이, 회전 다면경 유닛의 면 틸트 자체를 작게 하도록 회전 다면경을 보다 정밀하게 가공하거나, 다르게는 다면경의 회전축과 모터의 회전축 사이의 보다 양호한 평행도를 보장하도록 회전 다면경을 모터축 상에 장착함으로써 피치 불균일을 개선시킬 수 있다.
그러나, 정밀도를 향상시키는 데는 한계가 있어, 장착 오차 또는 조립 오차를 완전히 제거할 수는 없다.
한편, 특허 문헌1에 개시되어 있는 바와 같이, 결상 렌즈의 광축을 따라 나 아가는 광속의 부주사 단면 내의 파면 수차가 가장 작아지는 위치를 피주사면 위보다 광편향기 측에 위치시키는 방법에 의해 피치 불균일을 감소시킬 수 있다.
보다 구체적으로는, 도27에 있어서의 초점선 D의 부주사 단면 내의 공액점 D'을 도면에서 피주사면(7)의 좌측에 위치시킴으로써, 편향면(5a) 상의 점 P의 공액점 P'을 피주사면(7)에 더 가까이 가져간다.
이렇게 하면, 도30에 있어서의 피주사면(7) 위에서의 광속의 부주사 방향의 편차량을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 피치 불균일을 저감하는 것이 가능하고, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
그러나, 특허 문헌1과 같이, 초점선 D의 부주사 단면 내의 공액점 D'을 도면에서 보았을 때 피주사면(7)의 좌측에 위치시킴으로써 피치 불균일을 저감하는 경우에는, 부주사 방향의 상면이 주사 중심부에서 마이너스측(광편향기 측)으로 결과적으로 만곡한다.
편향면과 초점선의 위치가 일치하면, 상면의 만곡을 회피할 수 있다. 그러나, 편향면 상에 회전축이 존재하고 있지 않은 회전 다면경의 경우, 편향면의 회전에 따라, 편향면과 초점선의 상대적 위치가 변화된다.
따라서, 유효 주사 영역의 특정한 주사 위치를 제외하고는, 초점선의 위치는 편향면과 반드시 일치하지 않을 것이다.
즉, 피치 불균일이 저감되면, 유효 주사 영역 내에서 반드시 부주사의 상면 만곡이 발생하게 된다.
본 발명은 피치 불균일이 저감될 수 있고, 또한 부주사 방향의 상면 만곡이 작게 제어되며, 고속 및 고기록 밀도 인쇄에 최적이고 양호한 인쇄 품질을 보장하는 광주사 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 이러한 광주사 장치를 구비한 화상 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 양태에 따르면, 광원 수단, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 편향 주사하도록 구성되는 복수의 편향면을 갖는 회전 다면경, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 상기 회전 다면경의 편향면으로 안내하도록 구성되는 입사 광학계 및 상기 회전 다면경의 편향면에 의해 편향 주사되는 광속을 피주사면 상에 결상하도록 구성되는 결상 광학계를 포함하고, 부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 피주사면은 서로 공액 관계로 위치되고, 주주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면으로 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 폭보다 좁은 광속 폭을 갖고, 상기 결상 광학계는 하나 이상의 결상 광학 소자를 포함하고 상기 하나 이상의 결상 광학 소자의 하나 이상의 광학면은 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 포함하는 부주사 단면 내 형상을 갖고, 상기 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향으로 상기 결상 광학 소자의 주사 중앙부로부터 상기 결상 광학 소자의 주사 단부까지 변화하고, 주주사 방향에 있어서의 주사 중앙부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 크고, 주주사 방향에 있어서의 주사 단부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 작은 광주사 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 광원 수단, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사된 광속을 편향 주사하도록 구성된 복수의 편향면을 갖는 회전 다면경, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사된 광속을 상기 회전 다면경의 편향면으로 안내하도록 구성된 입사 광학계 및 상기 회전 다면경의 편향면에 의해 편향 주사된 광속을 피주사면 상에 결상하도록 구성된 결상 광학계를 포함하고, 부주사 단면 내에 있어서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 피주사면은 서로 공액 관계로 위치되고, 주주사 단면 내에 있어서, 상기 회전 다면경의 편향면으로 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 폭보다도 좁은 광속 폭을 가지고, 상기 결상 광학계는 하나 이상의 결상 광학 소자를 포함하고 상기 하나 이상의 결상 광학 소자의 하나 이상의 광학면은 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 가지는 부주사 단면 내 형상을 가지고, 상기 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 좌표에 의존해서 변화가 이루어지고, 주주사 방향에 있어서의 상기 피주사면의 주사 중앙부가 주사되는 경우 부주사 단면 내에서 상기 피주사면 상에 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 파면의 진행 방향에 대하여 지연되도록 상기 변화가 이루어지고, 주주사 방향에 있어서의 상기 피주사면의 주사 단부가 주사되는 경우 부주사 단면 내에서 상기 피주사면 상에 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 파면의 진행 방향에 대하여 앞서 진행하도록 상기 변화가 이루어지는 광주사 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 광원 수단, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 편향 주사하도록 구성된 복수의 편향면을 갖는 회전 다면경, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 상기 회전 다면경의 편향면으로 안내하도록 구성되는 입사 광학계 및 상기 회전 다면경의 편향면에 의해 편향 주사되는 광속을 피주사면 상에 결상하도록 구성되는 결상 광학계를 포함하고, 부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 피주사면은 서로 공액 관계로 위치되고, 주주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면으로 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 폭보다 넓은 광속 폭을 갖고, 상기 결상 광학계는 하나 이상의 결상 광학 소자를 포함하고 상기 하나 이상의 결상 광학 소자의 하나 이상의 광학면은 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 포함하는 부주사 단면 내 형상을 갖고, 상기 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향으로 상기 결상 광학 소자의 주사 중앙부로부터 상기 결상 광학 소자의 주사 단부까지 변화하고, 주주사 방향에 있어서의 주사 중앙부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 작고, 주주사 방향에 있어서의 주사 단부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 큰 광주사 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 광원 수단, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사된 광속을 편향 주사하도록 구성된 복수의 편향면을 갖는 회전 다면경, 상기 광원 수단의 발광부로부터 출사된 광속을 상기 회전 다면경의 편향면으로 안내하도록 구성된 입사 광학계 및 상기 회전 다면경의 편향면에 의해 편향 주사된 광속을 피주사면 상에 결상하도록 구성된 결상 광학계를 포함하고, 부주사 단면 내에 있어서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 피주사면은 서로 공액 관계로 위치되고, 주주사 단면 내에 있어서, 상기 회전 다면경의 편향면으로 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 폭보다도 넓은 광속 폭을 가지고, 상기 결상 광학계는 하나 이상의 결상 광학 소자를 포함하고 상기 하나 이상의 결상 광학 소자의 하나 이상의 광학면은 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 가지는 부주사 단면 내 형상을 가지고, 상기 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 좌표에 의존해서 변화가 이루어지고, 주주사 방향에 있어서의 상기 피주사면의 주사 중앙부가 주사되는 경우 부주사 단면 내에서 상기 피주사면 상에 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 파면의 진행 방향에 대하여 앞서 진행하도록 상기 변화가 이루어지고, 주주사 방향에 있어서의 상기 피주사면의 주사 단부가 주사되는 경우 부주사 단면 내에서 상기 피주사면 상에 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 파면의 진행 방향에 대하여 지연되도록 상기 변화가 이루어지는 광주사 장치가 제공된다.
본 발명의 이들 양태의 양호한 형태에 있어서, 광원 수단은 2개 이상의 발광부를 포함한다.
광원 수단은 각각 하나 이상의 발광부를 갖는 복수의 광원부를 포함할 수도 있고, 광주사 장치는 상기 복수의 광원부로부터 출사된 광속을 동일한 방향으로 안내하는 빔 합성 수단을 더 포함할 수도 있다.
부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 상에 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 회전축에 수직한 평면에 대해 경사 방향으로부터 입사할 수도 있다.
부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 상기 피주사면은 전체 주사 범위에 걸쳐 공액 관계로 위치될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술된 광주사 장치, 상기 피주사면에 배치되는 감광체, 광주사 장치에 의해 편향 주사되는 광속으로, 상기 감광체 상에 형성되는 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 생성하는 현상 장치, 현상된 토너 상을 피전사재에 전사하는 전사 장치 및 전사된 토너 상을 피전사재에 정착시키는 정착 장치를 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술된 광주사 장치 및 외부 기기로부터 공급되는 코드 데이터를 화상 신호로 변환하고 상기 화상 신호를 상기 광주사 장치에 입력하는 프린터 제어기를 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술된 광주사 장치의 피주사면에 배치되고, 상이한 색의 화상을 형성하도록 구성되는 복수의 화상 담지체를 포함하는 칼라 화상 형성 장치가 제공된다.
칼라 화상 형성 장치는 외부 기기로부터 공급되는 색상 신호를 상이한 색의 화상 데이터로 변환하고 상기 화상 데이터를 대응하는 광주사 장치에 입력하도록 구성되는 프린터 제어기를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 피치 불균일이 저감될 수 있고, 또한 부주사 방향의 상면 만곡이 작게 제어되며, 고속 및 고기록 밀도 인쇄에 최적이고 양호한 인쇄 품질을 보장하는 광주사 장치가 제공된다.
첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명을 참작한다면 본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점이 보다 자명하게 된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
[제1 실시예]
[언더 필드형 광주사 장치]
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광주사 장치의 주주사 방향의 주요부의 단면도(주주사 단면도)이다.
이하의 설명에 있어서, 주주사 방향(Y 방향)은 편향 수단에 의해 광속이 편향 주사되는 방향이다. 부주사 방향(Z 방향)은 편향 수단의 회전축에 대해 평행한 방향이다.
주주사 단면은 부주사 방향(Z 방향)에 대해 평행한 축을 법선으로 갖는 평면 이다. 부주사 단면은 주주사 방향(Y 방향)에 대해 평행한 축을 법선으로 갖는 평면이다.
도1에 있어서, 광원 수단(1)은 1개의 발광부(발광점)로 구성되는 반도체 레이저로 이루어진다.
광원 수단(1)으로부터 출사된 광속은 제1 광학 소자인 콜리메이터 렌즈(2)에 의해 평행 광속으로 변환된다. 그 후, 광속은 제2 광학 소자인 실린더 렌즈(4)에 의해 부주사 방향으로 수렴된다.
본 실시예에 있어서의 제1 광학 소자(2)는 광속의 상태를 평행 광속으로 변환하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 발산 광속은 발산성을 약화시킨 발산 광속 혹은 수렴 광속으로도 변환 가능하다.
실린더 렌즈(4)에 의해 부주사 방향으로 수렴된 광속은 개구 조리개(3)를 통과함으로써, 그 단면 형상이 조정된다. 그리고 나서, 광속은 편향 수단인 회전 다면경(5)의 편향면(편향 반사면, 5a) 근방에 있어서 주주사 방향으로 길게 연장된 초점선상에 결상된다.
상술된 콜리메이터 렌즈(2) 및 실린더 렌즈(4)의 각 요소가 제1 광학계로서의 입사 광학계(ＬＡ)의 구성 요소이다.
여기서, 입사 광학계(ＬＡ)의 광축은 회전 다면경(5)의 편향면(5a)의 회전축에 수직한 면에 대하여 부주사 방향으로 0이 아닌 특정 각도(예를 들어, 2.5도)를 갖도록 배치된다. 입사 광학계는 광원 수단(1)으로부터 출사한 광속이 회전 다면경(5)의 편향면(5a)에 향하도록 한다.
바꿔 말하면, 부주사 단면 내에 있어서, 회전 다면경(5)의 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 회전 다면경(5)의 편향면(5a)의 회전축에 수직한 면에 대하여 경사 방향으로부터 입사된다.
본 실시예에 있어서의 광주사 장치는, 주주사 단면 내에 있어서, 입사 광학계(ＬＡ)로부터의 광속이 회전 다면경(5)의 편향면(5a)에 편향면(5a)의 폭보다도 좁은 광속 폭으로 입사되는 언더 필드형 광주사 장치로 이루어진다.
또한, 도면의 화살표(5b) 방향으로 일정 각속도로 회전하는 회전 다면경(5)의 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속은, 2매의 렌즈(61, 62)로 이루어지는 결상 광학계(제2광학계, 6)에 의해 피주사면(감광 드럼면, 7) 상에 스폿 형상으로 모아진다.
그리고 나서, 스폿 형상으로 모아진 광속에 의해 피주사면(7)은 도면의 화살표(7b) 방향으로 일정 속도로 주사된다.
이하, 결상 광학계(6)는 "fθ 렌즈계(6)"로, 렌즈(61)는 "제1 fθ 렌즈"로, 렌즈(62)는 "제2 fθ 렌즈"로 지칭된다.
광주사 장치의 내부에 쓰레기나 토너 등이 진입하는 것을 방지하기 위해서 방진 글래스(8)가 설치된다.
회전 다면경(5)과 관련하여, 도1에는 그 편향면(5a)만이 도시된다.
여기서, fθ 렌즈계(6)는 주주사 단면 내에 있어서는, 회전 다면경(5)의 편향면(5a)에 의해 반사 편향된 평행 광속을 피주사면(7) 상에 스폿 형상으로 결상시키는 기능을 한다.
또한, fθ 렌즈계(6)는 부주사 단면 내에 있어서는, 실린더 렌즈(4)에 의해 편향면(5a)에 결상된 결상 위치(초점 선 위치)와 피주사면(7)이 서로 공액 관계가 되도록 하여, 소위 틸트 보정 광학계를 구성한다.
아래의 표1 및 표2는 본 실시예에 있어서의 결상 광학계의 특성을 도시한다.
각 렌즈면과 광축과의 교점을 원점, 광축 방향을 X축, 주주사 단면 내에 있어서 광축과 직교하는 축을 Y축 및 부주사 단면 내에 있어서 광축과 직교하는 축을 Z축이라 한다. 그때, fθ 렌즈계(6)를 구성하는 제1 및 제2 fθ 렌즈(61, 62)의 렌즈면의 주주사 단면의 형상은 아래의 식으로 나타내어 진다.
Figure 112008048290027-pat00001
여기서, R는 곡률 반경, k은 이심율, B4 내지 B16은 비구면 계수이다.
만약, Y의 플러스 측(도면의 상측)과 그 마이너스 측(도면의 하측)의 계수가 다른 경우에는, 플러스 측의 계수에 첨자(u)를 붙이고, 마이너스 측의 계수에 첨자(l)를 붙인다.
제1 fθ 렌즈(61)의 양쪽 렌즈 면과 제2 fθ 렌즈(62)의 회전 다면경(5) 측의 렌즈 면의 부주사 단면의 형상은, 부주사 단면의 곡률 반경이 r인 원호 형상이다.
제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈 면의 부주사 단면의 형상은, 4차 의 항을 포함하는 비구면 형상(비원호 형상)이며, 이는 아래의 식으로 나타내진다.
Figure 112008048290027-pat00002
여기서, KZ는 편심률이다.
여기서, 부주사 단면의 곡률 반경(r')은 렌즈 면의 Y 좌표에 따라 연속적으로 변하며, 아래와 같이 나타내진다.
Figure 112008048290027-pat00003
여기서, r은 광축 상에 있어서의 부주사 단면의 곡률 반경이며, D2 내지 D10은 부주사 단면의 곡률 반경의 변화 계수이다.
만약, Y의 플러스 측(도2의 상측)과 그 마이너스 측(도2의 하측)의 계수가 다른 경우에는, 플러스 측의 계수에 첨자(u)를 붙이고, 마이너스 측의 계수에 첨자(l)를 붙인다.
또한, 부주사 단면의 4차의 비구면 계수(EJyJ)는, 렌즈 면의 Y 좌표에 의해 연속적으로 변하며, 그 형태는 Y의 10차 함수에 의해 표현될 수 있다.
표2에 있어서, "E-x"는 "10-x"를 뜻한다.
본 실시예에서는, 6차 이상의 비구면 계수(Fkyk, Glyl)가 0차이지만, 유한한 값을 가지는 것이면 된다.
[표1]
Figure 112008048290027-pat00004
[표2]
Figure 112008048290027-pat00005
도2는 본 실시예에 있어서 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향의 상방향에 틸트 오차(5')를 갖는 경우에 면 틸트에 의해 발생된 주사선 만곡을 도시한다.
도3은 본 실시예에 있어서의 부주사 방향의 상면 만곡을 도시한다.
도3에 있어서, "Sslice+"는 부주사 방향의 스폿 직경이 85 ㎛ 이하가 되는 플러스 측 디포커싱 위치를 도시한다. 마찬가지로, "Sslice-"는 부주사 방향의 스폿 직경이 85 ㎛ 이하가 되는 마이너스 측 디포커싱 위치를 도시한다.
또한, "Scenter"는 "Sslice+"와 "Sslice-"의 중간의 디포커싱 위치를 도시한다.
본 실시예에서는, 가공 오차에 의해 부주사 방향의 상방향에 틸트 오차(5')가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은 유효 주사 영역 내(±115mm) 전역에 걸쳐 0.3 ㎛ 이하로 유지될 수 있다. 따라서, 양호한 성능이 실현된다.
또한, 부주사 방향의 상면 만곡도가 P-P(Peak to Peak) 0.7mm이므로, 양호한 광학 성능을 동시에 만족시킨다.
여기서, 본 실시예의 효과를 설명하기 위해, 본 발명의 비교예1 및 비교예2가 기술될 것이다.
[비교예1]
아래의 표3 및 표4는 비교예1에 있어서의 결상 광학계의 특성을 도시한다.
[표3]
Figure 112008048290027-pat00006
[표4]
Figure 112008048290027-pat00007
비교예1에 있어서, 본 발명의 제1 실시예와 다른 점은, 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면의 형상을 단순한 원호 형상으로 하고 있는 점이다.
여기서, 부주사 단면의 곡률 반경(r')은 렌즈면의 Y 좌표에 의해 연속적으로 변화되고, 제1 실시예와 유사하게 아래의 식에 의해 나타내어진다.
Figure 112008048290027-pat00008
r은 광축 상에 있어서의 부주사 단면의 곡률 반경이고, D2로부터 D10은 부주사 단면의 곡률 반경의 변화 계수이다.
Y의 플러스측(도2의 상측)과 마이너스측(도2의 하측)에서 계수가 다른 경우에는, 플러스측의 계수에는 첨자 u를 붙이고, 마이너스측 종료측의 계수에는 첨자 l을 붙인다.
비교예1에 있어서는, D2로부터 D10의 값이 제1 실시예와 다르다.
도4는 비교예1에 있어서, 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 틸트 오차(5')가 발생하는 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡을 도시한다.
도5는 비교예1에 있어서의 부주사 방향의 상면 만곡을 도시한다.
도5에 있어서, "Sslice+"은 부주사 방향의 스폿 직경이 85 ㎛ 이하가 되는 플러스측 디포커싱 위치를 도시한다. 마찬가지로, "Sslice-"은 부주사 방향의 스폿 직경이 85 ㎛ 이하가 되는 마이너스측 디포커싱 위치를 도시한다.
또한, "Scenter"는 "Sslice+"과 "Sslice-"의 중간의 디포커싱 위치를 도시한다.
비교예1은, 종래의 광주사 장치의 광학계의 예이며, 초점선과 피주사면이 서로 공액이 되도록 설계된다. 따라서, 부주사 방향의 상면 만곡은 도5에 나타나 있 는 바와 같이 양호하게 보정되어 있다.
그러나, 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향에 틸트 오차(5')가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은, 도4에 나타나 있는 바와 같이 유효 주사 영역내（± 115 mm)의 전역에 있어서 P-P 3.2 ㎛만큼 발생한다.
면 틸트에 의한 주사선 만곡량을 작게 하기 위해서는, 도27 내지 도29에 있어서, 부주사 단면 내에 있어서 편향면(5a) 상의 점(P) 및 점(Q)과 피주사면(7)을 fθ 렌즈계(6)에 대해 공액이 되도록 설정하면 유리하다는 것을 용이하게 이해할 수 있다.
그러나, 이러한 경우에. 도27에서 초점선(D)의 공액점(D')이 도면에서 피주사면(7)의 좌측 방향으로 접근하여, 도28 및 도29에서 초점선(E, F)의 공액점(E', F')이 도면에서 볼 때 피주사면(7)의 오른쪽에 접근하게 된다.
결과적으로, 부주사 방향의 상면이 주사 중앙부에서 마이너스측으로, 주사 단부에서 플러스측으로 만곡하는 것이 예상된다.
비교예2는 이렇게 설계된 광주사 장치의 광학계의 예이다.
[비교예2]
표5 및 표6은 본 실시예의 광학계의 특성을 도시한다.
[표5]
Figure 112008048290027-pat00009
[표6]
Figure 112008048290027-pat00010
비교예2에 있어서, 전술한 비교예1과 다른 점은, 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면의 형상을 의미하는 식에 있어서의 광축상에 있어서의 부주사 단면의 곡률 반경(r)뿐만 아니라 부주사 단면의 곡률 반경의 변화 계수 D2내지 D10을 변경해서 부주사 단면 내에 있어서 편향면상의 점과 피주사면(7)이 전 유효 주사 영역 내(전 주사 범위 내)에서 fθ 렌즈(6)와 공액이 되도록 설정한 것이다.
Figure 112008048290027-pat00011
여기서, Y의 플러스측(도2의 상측)과 마이너스측(도2의 하측)에서 계수가 다른 경우에는, 플러스측의 계수에는 첨자 u를 붙이고, 마이너스측의 계수에는 첨자 l을 붙인다.
도6은 비교예2에 있어서, 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방에서 틸트 오차(5')가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡을 도시한다.
비교예2에 있어서는, 부주사 단면 내에 있어서 편향면상의 점과 피주사면(7)이 전 유효 주사 영역 내에서 fθ 렌즈계(6)와 공액이 되도록 설정한다.
따라서, 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 5'의 틸트 오차가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은, 유효 주사 영역 내(± 115 mm)의 전역에 있어서 0.3 ㎛ 이하의 양호한 성능을 실현한다.
도7은 비교예2에 있어서의 부주사 방향의 상면 만곡을 도시한다.
도7에 있어서, "Sslice+"은 부주사 방향의 스폿 직경이 85 ㎛ 이하가 되는 플러스측 디포커싱 위치를 도시하고, 마찬가지로 "Sslice-"는 부주사 방향의 스폿 직경이 85 ㎛이하가 되는 마이너스측 디포커싱 위치를 도시한다.
또한 "Scenter"는 "Sslice+"과 "Sslice-"의 중간의 디포커싱 위치를 도시한다.
면 틸트에 의한 주사선 만곡량을 작게 하기 위해서, 부주사 방향의 상면은 주사 중앙부에서 마이너스측에 있고, 주사 단부에서 플러스측쪽으로 만곡한다는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 편향면(5a)의 틸트에 의한 주사선 만곡을 보정하려고 하면, 비교예2와 같이 반드시 부주사 방향의 상면이 만곡해버린다.
본 실시예에서는, 도2 및 도3에 나타나 있는 바와 같이 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 5'의 틸트 오차가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은 유효 주사 영역내（± 115 mm)의 전역에 있어서 0.3 ㎛ 이하의 양호한 성능을 실현한다.
또한, 본 실시예에서는, 부주사 방향의 상면 만곡도는 P-P 0.7 mm 이하만큼 이다. 따라서 동시에 우수한 성능이 달성된다.
이하에 그 방법에 관해서 설명한다.
본 실시예에서는, 제2 f θ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 형상을 이하의 식으로 나타내지는 4차의 항을 포함하는 비구면 형상(비원호 형상)으로 하는 것에 특징이 있다.
Figure 112008048290027-pat00012
상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 부주사 단면 내의 4차 비구면 계수(Ejyj)는 광학면으로서의 렌즈면의 Y 좌표에 의해 연속적으로 변화되어, Y의 10차 함수로 표현되는 형상으로 되는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서는, 광축상에 있어서 부주사 단면의 곡률 반경(r)과, 부주사 단면의 곡률 반경의 변화 계수 D2 내지 D10은 비교예2와 같이 설정한다.
즉, 편향면상의 점과 피주사면(7)은 전 유효 주사 영역 내에서 fθ 렌즈계(6)에 대해 부주사 단면 내에 있어서 서로 공액에 되도록 설정한다.
한편, 이러한 설정이 사용되면, 비교예2에서와 같이, 부주사 방향의 상면이 주사 중앙부에서 마이너스측으로, 주사 단부에서 플러스측으로 만곡될 것이다.
이를 고려하여, 본 실시예에서는, 주사 중앙부에 있어서의 부주사 단면 내의 파면을 다음과 같은 형상으로 한다.
즉, 부주사 단면에서, 상면을 4차의 비구면항에 의해 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면에서 출사해서 피주사면 위로 결상되는 파면이, 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여, 그리고 부주사 방향의 단부에서 파면의 진행 방향에 대하여 지연되는 형상으로 한다.
이러한 구성에서, 부주사 단면 내의 파면 수차가 최소가 되는 위치가 피주사면(7)측에 근접하게 할 수 있다.
따라서, 편향면(5a)과 피주사면(7)의 공액 관계를 유지하면서, 부주사 방향 의 상면을 피주사면(7)에 근접하게 하는 것이 가능하다.
또한, 주사 단부에 있어서의 부주사 단면 내의 파면을 다음과 같은 형상으로 한다.
즉, 상면은, 부주사 단면 내의 4차의 비구면항에 의해 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면에서 출사해서 피주사면 위에 결상 되는 파면이, 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여, 그리고 부주사 방향의 단부에서 파면의 진행 방향에 대하여 앞서 진행하는 형상으로 된다.
이러한 구성으로, 부주사 단면 내의 파면 수차가 최소가 되는 위치가 피주사면(7)측에 근접하게 하는 것이 가능하다.
따라서, 편향면(5a)과 피주사면(7)의 공액 관계를 유지하면서, 부주사 방향의 상면을 피주사면(7)에 근접하게 하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는, 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 형상에 대해, 4차의 비구면항을 도입하고, 그 비구면 계수를 광학면으로서의 렌즈면의 Y 좌표에 의존해서 변화시킨다.
여기서, 주사 중앙부를 주사하고 있을 때에 fθ 렌즈계(6)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상되는 파면이, 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 지연되도록 변화된다.
또한, 이 때의 변화는 주사 단부를 주사하고 있을 때에 fθ 렌즈계(6)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상 되는 파면이, 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 앞서 진행하도록 변화된다.
이러한 구성에 의해, 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 5'의 틸트 오차가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은 유효 주사 영역 내(± 115 mm)의 전역에 있어서 0.3 ㎛ 이하의 양호한 성능을 실현한다.
또한, 부주사 방향의 상면 만곡은 P-P 0.7 mm로 만족스럽다. 따라서, 우수한 성능이 동시에 달성된다.
표7은 본 실시예에 있어서의 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 4차의 비구면 계수를 도시한다.
4차 비구면 계수가 광학면으로서의 렌즈면의 Y 좌표에 따라 변화된다는 것을 알 수 있다.
[표7]
Figure 112008048290027-pat00013
도8은, 예로서 주사 중앙부(표7에서 상 높이가 0임)에 있어서의 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 4차의 비구면 계수에 의한 비구면량을 도시한다.
도8에 있어서, 종축은 부주사 단면 내에 있어서의 렌즈면 좌표이며, 0점은 주광선이 통과하는 위치이다.
또한, 도9는 주사 중앙부(표7에서 상 높이가 0임)에 있어서의 제2 fθ 렌 즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 곡률 반경을 도시한다.
도9에 있어서, 종축은 부주사 단면 내에 있어서의 광학면으로서의 렌즈면 좌표이며, 0은 주광선의 통과하는 위치이다.
도9에서 알 수 있는 바와 같이, 렌즈면의 부주사 방향의 중앙부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치에 비해, 주변부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치는 크다.
제2 fθ렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 형상을 전술된 바와 같이 설정함으로써 제2 fθ렌즈(62)로부터 출사해서 피주사면 위에 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 지연된다.
또한, 도10은 예로서, 플러스 측의 주사 단부[표7의 상 높이(115)]에서의 제2 fθ렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈면의 부주사 단면 내의(4) 4차 비구면 계수에 의한 비구면량을 도시한다.
도10에 있어서, 종축은 부주사 단면 내에 있어서의 렌즈면 좌표이며, 0은 주광선이 통과하는 위치이다.
또, 도11은 플러스 측의 주사 단부[표(7)의 상 높이(115)]에서의 제2 fθ렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 곡률 반경을 도시한다.
도11에 있어서, 종축은 부주사 단면 내에 있어서의 렌즈면 좌표이며, 0은 주광선이 통과하는 위치이다.
도11로부터 알 수 있는 바와 같이, 렌즈면의 부주사 방향의 중앙부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치와 비교하여, 주변부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치가 작다.
제2 fθ렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 형상을 전술된 바와 같이 설정함으로써, 제2 fθ렌즈(62)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 앞서 진행한다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에서는, 본 실시예의 제2 fθ렌즈(62)의 피주사면(7)측의 렌즈면의 부주사 단면 내의 형상에 관하여, 4차 비구면항을 도입하고, 비구면 계수를 광학면인 렌즈면의 Y 좌표에 의존해서 변화시킨다.
여기서, 상기 변화는, 광속이 피주사면의 주사 중앙부를 주사하고 있을 때 피주사면 위로 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 지연되고, 광속이 피주사면의 주사 단부를 주사하고 있을 때 피주사면 위로 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 앞서 진행하도록 이루어진다.
이러한 배열로써, 가공 오차에 의해 부주사 방향으로 상향 5'의 틸트 오차가 편향면(5a)에 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량이 유효 주사 영역 내(±115 mm)의 전역에 있어서 0.3 μm 이하로 유지될 수 있다. 따라서, 양호한 성능이 실현된다.
또한, 부주사 방향의 상면 만곡도가 P-P 0.7 mm로서 양호하다. 따라서, 우수한 성능이 동시에 달성될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 부주사 단면 내에 4차 비구면항을 도입했지만, 짝수항이라면, 4차항에 부가적으로 6차항이 도입될 수 있다. 선택적으로 6차항만이 도입될 수 있고, 이 경우에 유사한 양호한 결과를 얻을 수 있다.
보다 높은 차수의 항이 도입되어도 유사한 양호한 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에 있어서의 광원 수단은 1개의 발광부를 가지는 반도체 레이저로 구성되며, 회전 다면경(5)의 면수는 4면이다.
본 실시예의 광주사 장치가 화상 해상도 600 DPI의 화상 형성 장치에 적용되면, 면 틸트에 의한 주사선 만곡에 기인하는 피치 불균일의 주기는,
25.4/600*4 = 0.1693 (mm) 이다.
이 경우 피치는, 인간의 시각계의 가시 감도 특성으로부터 가장 눈에 띄기 쉬운 0.25 내지 5 mm 피치보다도 미세하기 때문에, 시각적인 관점에서 다소 유익하다. 또한, 면 틸트에 의한 주사선 만곡량이 광학적으로 0.3 μm이하로 감소된다.
그러므로, 보다 높은 정밀도의 화상 출력이 가능해진다.
본 실시예에서, 결상 광학계(6)는 2매의 결상 광학 소자에 의해 구성되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 1매 이상의 결상 광학 소자로 구성될 수 있다.
[제2 실시예]
이하에서 본 발명의 제2 실시예에 관해서 설명한다.
본 실시예는 광원 수단(1)으로서 4개의 발광부로 구성되는 모놀리식 멀티 빔 반도체 레이저가 사용된다는 점에서 전술한 제1 실시예와 상이하다.
그 밖의 구성 및 광학적 작용은 제1 실시예와 유사하고, 따라서 유사한 양호한 결과가 얻어진다.
보다 구체적으로, 본 실시예에 있어서, 광학계는 제1 실시예를 그대로 사용하고, 고속화를 위하여, 광원 수단(1)으로서 4개의 발광부로 구성되는 모놀리식 멀티 빔 반도체 레이저를 사용한다.
회전 다면경(5)의 면수는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 4면이다.
따라서, 본 실시예의 광주사 장치가 화상 해상도 600 DPI의 화상 형성 장치에 적용되면, 면 틸트에 의한 주사선 만곡에 기인하는 피치 불균일의 주기는,
25.4/600*4*4 = 0.6773 (mm)이다.
상기와 같이 거친 피치 불균일의 주기는 시각적으로 매우 눈에 띄기 쉽다.
전술된 제1 비교예에서와 같이, 면 틸트에 의한 주사선 만곡량이 P-P 3.2 μm 만큼 크면, 화상 품질을 열화시키는 주요 원인이 된다.
본 실시예에서, 고속화를 달성하기 위하여, 광원 수단으로서 복수(4개)의 발광부가 사용되지만, 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은 0.3 μm이하라는 미소량까지 감소될 수 있다.
이에 의해, 본 실시예에서는 고정밀도의 화상 출력이 달성된다.
본 실시예는 복수의 발광부(구체적으로는 4개의 발광부)로 구성되는 모놀리식 멀티 빔 반도체 레이저를 사용하는 예를 개시하기만, 본 발명은 이에 한정되지 않는 다는 점에 유의해야한다.
예를 들어, 각각이 1개의 발광부로 구성되는 복수의 단일 빔 반도체 레이저(광 원부)가 사용될 수 있고, 복수의 광원부에서 출사된 1개 이상의 광속이 기지의 빔 합성 수단에 의해 빔 합성되고 동일 방향으로 출사될 수 있다. 이 경우에도 유사한 양호한 결과를 얻을 수 있다.
또, 각각이 복수의 발광부로 구성되는 복수의 모놀리식 멀티 빔 반도체 레이저(광원부)가 사용될 수 있고, 광속은 기지의 빔 합성 수단에 의해 빔 합성되고 동일 방향으로 출사될 수 있다. 이 경우에도 유사한 양호한 결과를 얻을 수 있다.
[제3 실시예]
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광주사 장치의 부주사 방향의 주요부 단면도(부주사 단면도)이다.
본 실시예는 본 발명의 광주사 장치를 칼라 화상 형성 장치에 적용한 것이라는 점에서 전술한 제1 실시예와 상이하다.
그 밖의 구성 및 광학적 작용은 제1 실시예와 유사하고, 따라서 유사한 양호한 결과가 얻어진다.
주주사 방향으로 전개된 광학 배치는 전술한 제1 실시예의 도1과 동일하다는 점에 유의해야 한다.
보다 구체적으로, 본 실시예는, 제1 실시예의 광주사 장치의 광학계를 칼라 화상 형성 장치에 적용하기 위해서, 복수의 광속이 1개의 회전 다면경(5)에 입사되고, 동시에 복수의 피주사면(감광 드럼면)(7-1, 7-2)을 광주사한다.
본 실시예에서는, 광학 부품은 제1 실시예의 것을 사용하고, 입사 광학계는 부주사 방향의 상하로부터 2.5도의 각도(0이 아닌 유한한 각도)를 이루도록 배치된 다.
fθ렌즈계(6)와 관련하여, 제1 fθ렌즈(61)가 제1 실시예와 같은 자세로 배치되고, 회전 다면경(5)으로부터 각각 상하 2.5도의 각도로 편향 주사된 광속이 동일한 제1 fθ렌즈(61)상의 상하 지점에 입사된다.
제1 fθ렌즈(61)로부터 출사해서 피주사면(7-1)을 향하는 광속은 반사 미러(A-1)에 의해 반사되어, 제2 fθ렌즈(62)에 입사된다. 이후, 광속은 반사 미러(A-2)에 의해 반사되어, 피주사면(7-1)을 주사한다.
한편, 제1 fθ렌즈(61)로부터 출사해서 피주사면(7-2)을 향하는 광속은 별개로 설치된 같은 형상의 또 다른 제2 fθ렌즈(62)에 직접 입사된다. 이후 광속은 반사 미러(B)에 의해 반사되어, 피주사면(7-2)을 주사한다.
본 실시예에서, 칼라 화상 형성 장치는 도12에 도시된 2개의 광주사 장치를 병렬로 배치함으로써 구성된다.
각 개별 색(C, M, Y, B색)에 대하여 회전 다면경을 사용하면, 전체 시스템이 대형화된다. 이런 이유로, 칼라 화상 형성 장치는, 광속이 회전 다면경(5)에 부주사 방향으로부터 비스듬히 소정 각도를 이루며 입사되고 이에 의해 반사되는 본 실시예와 같은 구조를 빈번하게 사용한다.
이하에서는 이러한 구성을 "부주사 경사 입사 광학계"라고 칭한다.
부주사 경사 입사 광학계에 있어서는 전술한 회전 다면경(5)의 편향면(5a)의 면 틸트에 의한 주사선 만곡에 기인하는 피치 불균일 이외에, 부주사 경사 입사 광학계 특유의 편향면(5a)의 면의 편심에 의한 피치 불균일의 문제도 발생한다.
이하, 편향면(5a)의 면의 편심에 의한 피치 불균일에 관해서 설명한다.
도13은 부주사 경사 입사 광학계의 부주사 단면의 모식도다.
도13에 있어서, 입사 광학계(LA)로부터의 광속은 도면의 비스듬한 하향으로부터 주주사면에 대하여 부주사 방향으로 각도(θ)를 이루면서 편향면(5a)에 입사된다. 계속해서 편향면(5a)에 의해 반사된 광속이 도면의 비스듬한 상향으로 각도(θ)를 이루면서 반사되고, fθ렌즈계(6)에 입사된다. 이후, 광속은 피주사면(7) 상에 도달(결상)한다.
도13은 이때의 광속의 주광선을 실선으로 도시한다.
한편, 편향면(5a)이 점선의 위치(5')의 위치에 거리(L)만큼 편심된 경우가 고려된다.
편심된 편향면(5a')에 의해 반사된 광속은 도면의 점선에 의해 도시된 광로를 통과하고, 피주사면(7) 위에 도달한다. 여기서, 광속의 도달 위치는 부주사 방향 하측으로 거리(δZ)만큼 벗어난다.
편차량(δZ)은 부주사 방향의 기울기 입사 각도(θ), 편향면(5a)의 편심량(L), fθ렌즈계(6)의 부주사 단면 내의 가로 확대율(β)에 의해 고정적으로 결정되고,
δZ = 2Lβtanθ로 표시한다.
편향면(5a)의 편심량(L)은 이하의 중첩에 의해 증가된다.
(Ⅰ) 회전 다면경(5)의 회전 중심으로부터 각각의 편향면까지 거리의 가공에 의한 편차와,
(Ⅱ) 모터 축을 수용하기 위해 회전 다면경(5)의 회전 중심에 형성된 보어의 직경의 오차와,
(Ⅲ) 회전 다면경(5)이 설치된 모터 축의 직경의 오차.
따라서, 통상, 약 20 μm 내지 30 μm의 편심량이 존재한다.
예를 들어, 도13을 참조하여 θ=3도, L=20㎛, fθ 렌즈계(6)의 부주사 단면 내의 가로 확대율 β=1.5배인 조건하에 계산해 보면 편차량(δZ)은 다음과 같다.
δZ = 2*20㎛*1.5*tan3° = 3.14 ㎛
즉, 도13에서는, 피주사면(7) 상에서, 3.14㎛만큼 주주사 방향 하측으로 주사선이 벗어난다.
또한, 편향면(5a)의 편심이 도13과는 반대 방향인 경우에는, 같은 양만큼 부주사 방향 상측으로 주사선이 벗어난다.
일반적으로, 회전 다면경의 편향면(5a)의 편심량은 동일하지 않고, 편심이 동일 방향으로 균일하지 않다.
따라서, 부주사 방향 상측으로 벗어난 주사선과 하측으로 벗어난 주사선이 주기적으로 피주사면(7) 위를 주사하는 것이 되고, 화상의 피치 불균일으로서 드러난다.
이렇게, 본 실시예와 같은 칼라 화상 형성 장치에 대응한 부주사 경사 입사 광학계를 채용한 광주사 장치에 있어서는, 회전 다면경(5)의 편향면(5a)의 편심에 의한 피치 불균일도 더해진다.
따라서, 전술한 제1 실시예와 같이 주주사면 내를 주사하는 광주사 장치와 비교해서 피치 불균일이 대단히 발생하기 쉬워진다.
따라서, 본 실시예와 같은 부주사 경사 입사 광학계에 있어서는, 면 틸트에 의한 주사선 만곡에 기인하는 피치 불균일을 저감하는 것이 한층 더 요구되고 있다.
본 실시예에서는, 부주사 방향의 경사 입사 각도(θ)는 2.5도, fθ 렌즈계(6)의 부주사 단면 내의 가로 확대율(β)은 1.265배다.
편향면(5a)의 편심량(L)은, 특별히 고정밀도의 가공을 하지 않을 경우를 고려해서 20㎛ 정도라고 가정한다.
이 경우의 피주사면(7) 상에서의 주사 방향으로의 편차량(δZ)은 다음과 같다.
δZ = 2*20㎛*1.265*tan2.5° = 2.21 ㎛
따라서, 2.21㎛의 피치 불균일이 발생한다.
본 실시예에 있어서의 면 틸트에 의한 주사선 만곡에 기인하는 피치 불균일은, 제1 실시예와 같은 0.3㎛이기 때문에, 상기 편향면(5a)의 편심에 의한 피치 불균일 2.21㎛을 고려하면 최고 2.51㎛의 피치 불균일이 발생한다.
여기서, 가령 본 실시예의 광주사 장치로서, 상기 비교예1과 같은 광주사 장치를 사용했다고 하면, 면 틸트에 의한 주사선 만곡량만으로 3.2㎛만큼의 피치 불균일이 발생한다.
또한, 편향면(5a)의 편심에 의한 피치 불균일 2.21㎛이 추가된다. 결국, 최고 5.41㎛의 피치 불균일이 발생한다.
5㎛ 이상의 피치 불균일은 화질을 현저하게 열화시키고, 특히 고정밀 칼라 화상에 대해서는 허용할 수 있는 레벨이 아니다.
이를 고려하여, 본 실시예에서는, 부주사 경사 입사 광학계에 있어서, 제2 fθ렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈면의 형상과 관련하여, 4차의 비구면항을 도입하고, 그 비구면 계수를 렌즈면의 Ｙ좌표에 의존해서 변화시키고 있다.
여기서, 변화는, fθ 렌즈계(6)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상되는 파면이 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 지연되도록 변화되고 있다.
또한, 변화는, 주사 단부를 주사하고 있을 때에 fθ 렌즈계(6)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상되는 파면이, 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조구면에 대하여 부주사 방향의 단부에서 앞서 진행하도록 변화되고 있다.
이런 배열에 의해, 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 5'의 틸트 오차가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡의 량을 유효 주사 영역내（±115mm)의 전역에 있어서 0.3㎛ 이하로 할 수 있다. 이와 같이, 양호한 성능이 실현된다.
또한, 부주사 방향의 상면 만곡도 P-P 0.7mm로 양호하다. 따라서, 양호한 성능이 동시에 만족된다.
그 결과, 부주사 경사 입사 광학계 특유의 편향면(5a)의 편심에 의한 피치 불균일 2.21㎛을 고려해도, 피치 불균일이 최고 2.51㎛ 이하로 억제될 수 있다.
[오버 필드형 광주사 장치]
여기까지는, 편향면(5a)에 입사하는 광속의 주주사 방향의 폭이 편향면(5a) 의 주주사 방향의 폭보다도 좁은, 소위 "언더 필드형 광주사 장치"를 예로 해서 설명했다.
요즘은, 편향면의 면수가 많아도 회전 다면경의 크기가 커지지 않고 고속화에 매우 편리한, 편향면(5a)에 입사하는 광속의 주주사 방향의 폭이 편향면(5a)의 주주사 방향의 폭보다도 넓은, 소위 "오버 필드형 광주사 장치"가 널리 사용되고 있다.
도14는, 편향면(5a)에 입사하는 광속의 주주사 방향의 폭이 편향면(5a)의 주주사 방향의 폭보다도 넓은 오버 필드형 광주사 장치의 편향면(5a) 근방의 확대도다.
동 도면에 있어서, I는 회전 다면경에 입사하는 광원 수단으로부터의 광속의 주광선이다.
A, B, C은, 각각 회전 다면경(5)의 편향면(5a)의 편향 상태를 도시하고 있다.
A는 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 중앙부를 주사하고 있을 때의 회전 다면경(5)을 도시하고 있다.
편향면(5a)에 입사한 광속I는 편향면(5a)의 폭보다도 넓은 폭을 가지므로, A의 상태의 편향면(5a)에 입사한 부분 광속이 편향면(5a)과의 교점(P)에서 반사되어, 도면 중 A'를 향하는 방향으로 우방으로 반사된다. 그 후, 도면 중 우측 방향에 있는 ｆθ 렌즈계(6)에 입사된다.
B은, 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 상방 단부를 주 사하고 있을 때의 회전 다면경(5)을 도시하고 있다.
편향면(5a)에 입사한 광속I는 편향면(5a)의 폭보다도 넓은 폭을 가지므로, B의 상태의 편향면(5a)에 입사한 부분 광속이 편향면(5a)과의 교점(Q)에서 반사되어, 도면 중 B'를 향하는 방향으로 우상방으로 반사된다. 그 후, ｆθ 렌즈계(6)에 입사된다.
C은, 편향면(5a)에 의해 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 하방 단부를 주사하고 있을 때의 회전 다면경(5)을 도시하고 있다.
편향면(5a)에 입사한 광속I는 편향면(5a)의 폭보다도 넓은 폭을 가지므로, C의 상태의 편향면(5a)에 입사한 부분 광속이 편향면(5a)과의 교점(R)에서 반사되어, 도면 중 C'를 향하는 방향으로 우하방으로 반사된다. 그 후, ｆθ 렌즈계(6)에 입사된다.
여기서, 실린더 렌즈(4)(도시되지 않음)에 의해 결상되는 초점선(선상)의 결상 위치(부주사 방향의 결상 위치)는 도면에서 점(P)과 점(Q) 사이의 거의 중앙에 위치되는 것 같이 실린더 렌즈(4)의 부주사 방향의 굴절력 및 위치가 설정된다.
더욱이, 실린더 렌즈(4)에 의해 결상된 초점선과 피주사면(7)은 fθ 렌즈계(6)에 의해 부주사 단면 내에서 공액 관계에 있다.
도15는 도14의 편향면(5a)이 A의 상태, 즉, 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 중앙부를 주사하고 있을 때의 부주사 단면 내의 결상 관계를 도시한다.
실린더 렌즈(4)에 의해 결상되는 초점선의 결상 위치(부주사 방향의 결상 위치)는, 도14를 참조하여 설명한 것 같이, 점(P), 점(Q) 및 점(R)의 거의 중앙의 위 치에 위치 설정된다.
따라서, 도15에 있어서는, 도면의 좌측 방향으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속의 초점선(D)[초점선의 위치(D)]은, 편향면(5a)의 뒤쪽(도면의 오른쪽)에 위치한다. 점P는 편향면(5a)에 입사한 광속이 반사되는 위치다.
여기에서, 초점선(D)과 피주사면(7)이 fθ 렌즈계(6)에 의해 부주사 단면 내에 있어서 공액이 되어 있으므로, 초점선(D)의 부주사 단면 내의 공액점은 피주사면(7)과 일치한다. 도15에서는 D'로 도시된다.
한편, 편향면(5a) 상의 점(P)의 공액점은 도면에서 피주사면(7)의 좌측 방향(P')에 위치한다.
도16은 도14의 편향면(5a)이 B의 상태, 즉, 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 상방의 단부를 주사하고 있을 때의 부주사 단면 내의 결상 관계를 도시한다.
동 도면에 있어서는, 도면의 좌측 방향으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속의 초점선(E)[초점선의 위치(E)]는, 편향면(5a)의 앞쪽(도면의 좌측)에 위치한다.
점(Q)는 편향면(5a)에 입사한 광속이 반사되는 위치다.
여기에서, 초점선(E)와 피주사면(7)이 fθ 렌즈계(6)에 의해 부주사 단면 내에 있어서 공액이 되어 있으므로, 초점선(E)의 부주사 단면 내의 공액점은 피주사면(7)과 일치한다. 도16에서는 E'로 도시된다.
한편, 편향면(5a) 상의 점(Q)의 공액점은 도면에서 피주사면(7)의 도면의 우측 방향(Q')에 위치한다.
도17은 도14에 있어서의 회전 다면경(5)이 C의 상태, 즉 편향 주사된 광속이 피주사면(7)의 도면의 하방 단부를 주사하고 있을 때의 부주사 단면 내의 결상 관계를 도시한다.
동 도면에 있어서, 도면의 좌측 방향으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속의 초점선(F)[초점선의 위치(F)]은, 편향면(5a)의 앞쪽(도면의 좌측)에 위치한다.
점R는 편향면(5a)에 입사한 광속이 반사되는 위치다.
여기에서, 초점선(F)과 피주사면(7)이 fθ 렌즈계(6)에 의해 부주사 단면 내에 있어서 서로 공액이 되어 있으므로, 초점선(F)의 부주사 단면 내의 공액점은 피주사면(7)과 일치한다.
도17에서는 F'로 도시된다.
한편, 편향면(5a) 상의 점R의 공액점은 도면에서 피주사면(7)의 우측 방향(R')에 위치한다.
여기서, 도18은 도15에 있어서 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 틸트 오차가 발생했을 경우를 도시한다.
도18에서는, 도면의 더 나은 이해를 위해 주광선만을 도시하고 있다.
도면의 좌측 방향으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 초점선D보다도 도면의 좌측에 있는 부주사 방향 상방향으로 틸트 오차가 발생한 편향면(5a) 상의 점P에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된다.
그리고, 편향면(5a) 상의 점(P)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은, fθ 렌즈계(6)에 대해 점(P)의 공액점인 점(P')을 향해서 진행한다.
따라서, 편향면(5a) 상의 점P에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은, 도면 에서 부주사 방향으로 하방으로 벗어난 주사면(7) 상의 위치에 도달한다.
도19는 도16의 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향 상방향으로 틸트 오차가 발생했을 경우를 도시한다.
도18과 같이 도19에서는 보다 나은 설명을 위해 주광선만을 도시한다.
도면의 좌측 방향으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 초점선(E)보다도 오른쪽에 있는 부주사 방향 상방향으로 틸트 오차가 발생한 편향면(5a) 상의 점(Q)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된다.
그리고, 편향면(5a) 상의 점(Q)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 fθ 렌즈계(6)에 의해 점(Q)의 공액점인 점(Q')의 위치를 향한다.
따라서, 편향면(5a) 상의 점(Q)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 부주사 방향에서 도면의 상방으로 벗어난 피주사면(7) 위의 위치에 도달한다.
또한, 도17에 있어서 편향면(5a)이 가공 오차에 의해 부주사 방향의 위쪽으로 틸트 오차가 발생했을 경우를 도20에 도시한다.
도18과 같이, 도20에서는 주광선만을 도시하고 있다.
도면의 좌측 방향으로부터 편향면(5a)에 입사하는 광속은, 도면에서 초점선(F)의 오른쪽에 위치하고 부주사 방향의 위쪽으로 틸트 오차가 발생한 편향면(5a) 상의 점(R)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된다.
그리고, 편향면(5a) 상의 점(R)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 fθ 렌즈계(6)에 의해 점(P)의 공액점인 점(R') 위치를 향한다.
따라서, 편향면(5a) 상의 점(R)에서 비스듬하게 위쪽으로 반사된 광속은 도 면에서 부주사 방향의 위쪽으로 편향된다.
따라서, 상술한 현상으로 인해, 피주사면(7) 상의 주사선은 도21에 도시하는 것과 같이 만곡된다.
따라서, 오버 필드형 광주사 장치에 있어서, 언더 필드형 광주사 장치인 제1 실시예와 같이 편향면(5a)의 면 틸트로 인한 주사선 만곡이 보정될 수 있다.
이를 위해, 부주사 단면 내에 있어서, 편향면 및 피주사면(7) 상의 점이 전 유효 주사 영역(전 주사 범위)에 걸쳐 fθ 렌즈계(6)에 대해 부주사 단면 내의 공액이 되도록 설정한다.
이 경우, 언더 필드형 광주사 장치의 경우와는 반대로, 부주사 방향의 상면은 주사 중앙부에서 플러스 방향으로, 주사 단부에서 마이너스 방향으로 만곡하게 된다.
따라서, 오버 필드형 광주사 장치에 있어서 제1 실시예와 같은 효과를 달성하기 위해서는, fθ 렌즈계(6)의 적어도 한 개의 렌즈면의 부주사 단면 형상으로 적어도 4차 이상의 비구면항을 도입한다.
그리고, 적어도 4차 또는 4차 이상의 비구면 계수를 fθ 렌즈의 렌즈 길이 방향의 Ｙ 좌표에 의존해서 변화시킨다.
이 때의 변화는 광속이 주사 중앙부를 주사하고 있을 때, fθ 렌즈계(6)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상 되는 파면이 부주사 방향의 단부에서 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 앞서 진행하도록 변화된다.
또한, 이때의 변화는 광속이 주사 단부를 주사하고 있을 때에, fθ 렌즈 계(6)로부터 출사해서 피주사면 위로 결상되는 파면이 부주사 방향의 단부에서 부주사 방향의 근축 상점을 중심으로 한 참조 구면에 대하여 지연되도록 변화된다.
예를 들어, fθ 렌즈계(6)는 제1 실시예와 마찬가지로 2매 렌즈로 구성될 수 있다. 제2 fθ 렌즈(62)의 피주사면(7) 측의 렌즈면에 4차의 비구면항을 도입한 경우에는, 다음과 같이 된다.
즉, 표7에 있어서의 상 높이 제로(렌즈 중앙부)에서 4차의 비구면 계수를 마이너스로 설정해서 렌즈면의 중앙부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치와 비교하여, 렌즈면의 주변부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치를 작게 한다.
그리고, 상 높이 ±115(렌즈 주변부)에서 4차의 비구면 계수를 플러스로 설정해서 렌즈면의 중앙부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치와 비교하여, 렌즈면의 주변부의 부주사 단면 내의 곡률 반경의 절대치를 크게 한다. 이를 위해, 계수 Ej는 다음의 식을 만족하도록 설정된다.
Figure 112008048290027-pat00014
본 실시예에서 6차 이상의 비구면 계수 Ｆkyｋ 및 Ｇｌｙｌ은 0차이지만, 유한한 값을 가질 수 있음을 알 수 있다.
[화상 형성 장치의 실시예]
도22는 본 발명의 실시예에 따르는 화상 형성 장치의 주요부의, 부주사 방향에서의 개략적인 단면도이다. 전체적으로 도면에서 도면 번호 104는 화상 형성 장치이다.
화상 형성 장치(104)는, 예를 들어 개인용 컴퓨터와 같은 외부 기기(117)로부터 공급되는 코드 데이터(Dc)를 수신한다. 이후, 코드 데이터(Dc)는 장치 내의 프린터 제어기(111)에 의해, 화상 데이터(도트 데이터)(Di)로 변환된다.
이후, 화상 데이터(Di)는 상술한 실시예 중 하나에 따라서 구성된 광주사 유닛(멀티 빔 광주사 장치, 100)으로 입력된다. 광주사 유닛(100)은 화상 데이터(Di)에 대응해서 변조된 광빔(103)이 출사되어, 이 광빔(103)으로, 감광 드럼(101)의 감광면은 주주사 방향에 주사된다.
정전 잠상 담지체(감광체)인 감광 드럼(101)은 모터(115)에 의해 시계 방향으로 회전된다. 이 회전에 따라, 감광 드럼(101)의 감광면이 광빔(103)에 대하여, 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 이동된다.
감광 드럼(101)의 상방에는 드럼 표면을 균일하게 전기적으로 대전시키기 위해 감광 드럼면과 접촉하는 대전 롤러(102)가 설치된다. 대전 롤러(102)에 의해 전기적으로 대전된 감광 드럼(101)의 표면으로, 광주사 유닛(100)에 의해 주사되는 광빔(103)이 조사된다.
상술한 바와 같이, 광빔(103)은 화상 데이터(Di)에 따라 변조된다. 광빔(103)을 감광 드럼(101)에 조사함으로써, 감광 드럼(101)의 표면에 정전 잠상이 형성된다. 형성된 정전 잠상은 감광 드럼(101)의 회전 방향에 대해 광빔(103)의 조사 위치의 하류측에서 감광 드럼(101)에 접촉하도록 배치된 현상 장치(107)에 의해 토너 상으로 현상된다.
현상 장치(107)에 의해 현상된 토너 상은 감광 드럼(101)의 하방에서, 감광 드럼(101)에 대향하도록 배치된 전사 롤러(108)에 의해 피전사 용지(전사 재료, 112) 위로 전사된다.
피전사 용지(112)는 감광 드럼의 전방(도15에서 우측)의 용지 카세트(109) 내에 수납되어 있지만, 수동으로 공급될 수 있다. 용지 카세트(109) 단부에는 급지 롤러(110)가 배치되어 있어, 용지 카세트(109) 내의 각 용지(112)를 반송로에 공급한다.
상술한 방법으로, 미정착 토너상이 전사된 용지(112)는 감광 드럼(101)의 후방(도22에서 좌측)의 정착 장치로 반송된다. 정착 장치는 내부에 정착 히터(도시하지 않음)를 갖는 정착 롤러(113)와, 정착 롤러(113)에 압접하도록 배치된 가압 롤러(114)를 포함한다. 전사부에서 반송된 용지(112)는 정착 롤러(113)와 가압 롤러(114) 사이의 압접부에서 가압하면서 가열되어, 용지(112)상의 미정착 토너 상이 정착된다.
정착 롤러(113)의 후방에는, 정착된 용지(112)를 화상 형성 장치의 외부로 배출하는 역할을 하는 배지 롤러(116)가 있다.
도22에 도시되어 있지 않지만, 프린터 제어기(111)는 상술한 데이터 변환 기능 뿐 아니라, 모터(115)를 비롯하여 화상 형성 장치 내의 다른 임의의 구성 요소와 (후술하는) 광주사 유닛 내의 폴리곤 모터 등의 제어와 같은 다양한 기능을 갖 는다.
[칼라 화상 형성 장치의 실시예]
도23은 본 발명의 실시예에 따르는 칼라 화상 형성 장치의 주요부 개략도이다. 본 실시예는 네 개의 광주사 장치(멀티 빔 광주사 장치)가 각각 평행하게 구비되어, 대응하는 감광 드럼면(화상 담지체) 위로 화상 정보를 기록하는 탠덤 타입의 칼라 화상 형성 장치이다.
도23에서, 전체적으로 도면 부호 360은 칼라 화상 형성 장치이고, 도면 부호 311, 312, 313 및 314는 상술한 실시예 중 임의의 하나에 따르는 구성을 갖는 광 주사 장치이다. 도면 부호 341, 342, 343 및 344는 각각 감광 드럼(화상 담지체)이고, 도면 부호 321, 322, 323 및 324는 각각 현상 장치이다. 도면 부호 351은 반송 벨트이다.
도23에서, 칼라 화상 형성 장치(360)는, 예를 들어 개인용 컴퓨터와 같은 외부 기기(352)로부터 공급되는 R(레드), G(그린), B(블루)의 색 신호를 수신한다. 이들의 색 신호는 화상 형성 장치 내의 프린터 제어기(353)에 의해, C(시안), M(마젠타), Y(옐로), B(블랙)의 화상 데이터(도트 데이터)로 변환된다.
이들의 화상 데이터는 각각 광주사 장치(311, 312, 313 및 314)에 입력된다. 이에 대한 응답으로, 광주사 장치는 관련된 화상 데이터에 따라서 변조된 광빔(331, 332, 333 및 334)을 출사한다. 이 광빔을 통해, 감광 드럼(341, 342, 343 및 344)의 감광면이 주주사 방향으로 주사된다.
본 실시예의 칼라 화상 형성 장치에서, 두 쌍의 광주사 장치[(311, 312) 및 (313, 314)]가 구비되고, 각각은 C(시안), M(마젠타), Y(옐로), B(블랙)의 색에 대응한다. 이 광주사 장치는 각각 평행하여, 감광 드럼(341, 342, 343 및 344)의 면위로 화상 신호를 기록할 수 있어서, 칼라 화상이 고속으로 기록될 수 있다.
본 실시예의 칼라 화상 형성 장치는 상술한 바와 같이 네 개의 광주사 장치(311, 312, 313 및 314)를 사용하여, 각각의 화상 데이터를 기초로 한 광빔을 이용하여 각 색에 대한 잠상을 이에 대응하는 감광 드럼(341, 342, 343 및 344)의 면 위로 형성한다. 그 후, 이 잠상은 기록재에 겹쳐져서 전사되어 하나의 풀 컬러 상이 형성된다.
외부 기기(352)로서는, 예를 들어 CCD 센서를 구비한 칼라 화상 독해 장치가 사용될 수 있다. 이 경우에는, 칼라 화상 독해 장치 및 칼라 화상 형성 장치(60)는 컬러 디지털 복사기를 제공할 수 있다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 구성을 참조하여 설명되었지만, 이에 한정되지 않고, 개선의 목적 또는 후속의 청구범위의 범주 내에서 수정과 변형을 포함할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광주사 장치의 주요부의 주사 방향으로의 단면도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 면 틸트로 인한 주사선 만곡을 도시하는 그래프.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 부주사 방향의 상면 만곡을 도시하는 그래프.
도4는 제1 비교예에 있어서, 면 틸트로 인한 주사선 만곡을 도시하는 그래프.
도5는 제1 비교예에 있어서, 부주사 방향의 상면 만곡을 도시하는 그래프.
도6은 제2 비교예에 있어서, 면 틸트로 인한 주사선 만곡을 도시하는 그래프.
도7은 제2 비교예에 있어서, 부주사 방향의 상면 만곡을 도시하는 그래프.
도8은 본 발명의 제1 실시예의 4차 비구면 계수에 기초한 비구면량을 도시하는 그래프.
도9는 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 부주사 단면 내의 곡률 반경을 도시하는 그래프.
도10은 본 발명의 제1 실시예의 4차의 비구면 계수를 기초로 하여 비구면량을 도시한 도면.
도11은 본 발명의 제1 실시예의 부주사 단면의 곡률 반경을 도시한 도면.
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광주사 장치의 부주사 방향의 주요부의 단면도.
도13은 부주사 경사 입사 광학계의 부주사 단면의 모식도.
도14는 오버 필드형 광주사 장치의 편향면 근방의 확대도.
도15는 도14에 있어서의 편향면이 A 상태일 때의 결상 관계를 도시한 도면.
도16은 도14에 있어서의 편향면이 B 상태일 때의 결상 관계를 도시한 도면.
도17은 도14에 있어서의 편향면이 C 상태일 때의 결상 관계를 도시한 도면.
도18은 도15에 있어서 편향면에 틸트 오차가 발생했을 경우의 모습을 도시한 도면.
도19는 도16에 있어서 편향면에 틸트 오차가 발생했을 경우의 모습을 도시한 도면.
도20은 도17에 있어서 편향면에 틸트 오차가 발생했을 경우의 모습을 도시한 도면.
도21은 언더 필드형 광주사 장치에 있어서의 면 틸트에 의한 주사선 만곡의 모습을 도시한 도면.
도22는 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치의 부주사 방향의 주요부의 단면도.
도23은 본 발명의 실시예에 따른 칼라 화상 형성 장치의 주요부의 개략도.
도24는 종래의 광주사 장치의 주주사 방향의 주요부의 단면도.
도25는 종래의 광주사 장치의 부주사 방향의 주요부의 단면도.
도26은 종래의 광주사 장치의 편향면 근방의 확대도.
도27은 도26에 있어서의 편향면이 A 상태일 때의 결상 관계를 도시한 도면.
도28은 도26에 있어서의 편향면이 B 상태일 때의 결상 관계를 도시한 도면.
도29는 도26에 있어서의 편향면이 C 상태일 때의 결상 관계를 도시한 도면.
도30은 도27에 있어서 편향면에 틸트 오차가 발생했을 경우의 모습을 도시한 도면.
도31은 도28에 있어서 편향면에 틸트 오차가 발생했을 경우의 모습을 도시한 도면.
도32는 도29에 있어서 편향면에 틸트 오차가 발생했을 경우의 모습을 도시한 도면.
도33은 면 틸트에 의한 주사선 만곡의 모습을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광원 수단
2 : 콜리메이터 렌즈
3 : 개구 조리개
4 : 실린더 렌즈
5 : 회전 다면경
5a : 편향면
6 : 결상 광학계
7 : 피주사면

Claims (13)

  1. 광원 수단과,
    상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 편향 주사하도록 구성되는 복수의 편향면을 갖는 회전 다면경과,
    상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 상기 회전 다면경의 편향면으로 안내하도록 구성되는 입사 광학계와,
    상기 회전 다면경의 편향면에 의해 편향 주사되는 광속을 피주사면 상에 결상하도록 구성되는 결상 광학계를 포함하고,
    부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 피주사면은 서로 공액 관계로 위치되고,
    주주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면으로 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 폭보다 좁은 광속 폭을 갖고,
    상기 결상 광학계는 하나 이상의 결상 광학 소자를 포함하고 상기 하나 이상의 결상 광학 소자의 하나 이상의 광학면은 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 포함하는 부주사 단면 내 형상을 갖고,
    상기 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향으로 상기 결상 광학 소자의 주사 중앙부로부터 상기 결상 광학 소자의 주사 단부까지 변화하고,
    주주사 방향에 있어서의 주사 중앙부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 크고,
    주주사 방향에 있어서의 주사 단부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 작은 광주사 장치.
  2. 삭제
  3. 광원 수단과,
    상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 편향 주사하도록 구성되는 복수의 편향면을 갖는 회전 다면경과,
    상기 광원 수단의 발광부로부터 출사되는 광속을 상기 회전 다면경의 편향면으로 안내하도록 구성되는 입사 광학계와,
    상기 회전 다면경의 편향면에 의해 편향 주사되는 광속을 피주사면 상에 결상하도록 구성되는 결상 광학계를 포함하고,
    부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 피주사면은 서로 공액 관계로 위치되고,
    주주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면으로 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 폭보다 넓은 광속 폭을 갖고,
    상기 결상 광학계는 하나 이상의 결상 광학 소자를 포함하고 상기 하나 이상의 결상 광학 소자의 하나 이상의 광학면은 4차 이상의 비구면 계수를 포함하는 비원호 형상을 포함하는 부주사 단면 내 형상을 갖고,
    상기 4차 이상의 비구면 계수는 주주사 방향으로 상기 결상 광학 소자의 주사 중앙부로부터 상기 결상 광학 소자의 주사 단부까지 변화하고,
    주주사 방향에 있어서의 주사 중앙부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 작고,
    주주사 방향에 있어서의 주사 단부의 부주사 단면 내의 상기 결상 광학 소자의 비원호 형상에 있어서, 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 단부에서의 곡률 반경의 절대치는 부주사 방향에 있어서의 상기 결상 광학 소자의 중앙부에서의 곡률 반경의 절대치보다 큰 광주사 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 광원 수단은 2개 이상의 발광부를 포함하는 광주사 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 광원 수단은 각각 하나 이상의 발광부를 갖는 복수의 광원부를 포함하고, 상기 광주사 장치는 상기 복수의 광원부로부터 출사된 광속을 동일한 방향으로 안내하는 빔 합성 수단을 더 포함하는 광주사 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 상에 입사하는 광속은 상기 회전 다면경의 편향면의 회전축에 수직한 평면에 대해 경사 방향으로부터 입사하는 광주사 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 부주사 단면 내에서, 상기 회전 다면경의 편향면 및 상기 피주사면은 전체 주사 범위에 걸쳐 서로 공액 관계로 위치되는 광주사 장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 기재된 광주사 장치와,
    상기 피주사면에 배치되는 감광체와,
    상기 광주사 장치에 의해 편향 주사되는 광속으로, 상기 감광체 상에 형성되는 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 생성하는 현상 장치와,
    현상된 토너 상을 피전사재에 전사하는 전사 장치와,
    전사된 토너 상을 피전사재에 정착시키는 정착 장치를 포함하는 화상 형성 장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 기재된 광주사 장치와,
    외부 기기로부터 공급되는 코드 데이터를 화상 신호로 변환하고 상기 화상 신호를 상기 광주사 장치에 입력하는 프린터 제어기를 포함하는 화상 형성 장치.
  11. 제1항 또는 제3항에 기재된 광주사 장치의 피주사면에 배치되고, 상이한 색의 화상을 형성하도록 구성되는 복수의 화상 담지체를 포함하는 칼라 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서, 외부 기기로부터 공급되는 색상 신호를 상이한 색의 화상 데이터로 변환하고 상기 화상 데이터를 대응하는 광주사 장치에 입력하도록 구성되는 프린터 제어기를 더 포함하는 칼라 화상 형성 장치.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서, 부주사 방향으로 편향면의 5'의 틸트 오차가 발생했을 경우의 면 틸트에 의한 주사선 만곡량은 유효 주사 영역 내 전역에 걸쳐 0.3 ㎛ 이하로 유지되는 광주사 장치.
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