KR101290142B1

KR101290142B1 - 주사 광학장치 및 그것을 사용한 화상형성장치

Info

Publication number: KR101290142B1
Application number: KR1020100107451A
Authority: KR
Inventors: 유타 나이토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2013-07-26
Also published as: US8594533B2; JP5419640B2; CN102053364A; CN102053364B; KR20110050367A; JP2011100018A; US20110116835A1

Abstract

주사 광학장치는, 주사 유닛들과, 편향기를 구비한다. 그 주사 광학장치 각각은, 광원과, 상기 편향기에 의해 편향된 빔을 주사면에 결상시키는 결상 광학소자를 포함하는 결상광학계를 갖는다. 그 주사면들에는, 대향하는 방향으로 빔을 주사한다. 제1 주사 유닛의 주 주사 방향이 Y축 플러스 방향일 때, θ1h(Y1min)×θ1r와 θ2h(Y1min)×θ2r간의 부호가 일치한다. 여기에서, θ1h(y), θ2h(y)는, 각 결상광학계의 결상 광학소자에서 가장 두꺼운 결상 광학소자인 제1/제2의 결상 광학소자의 광축으로부터의 Ｙ방향위치y에 있어서의 지상축과 Y축 사이의 배향각을 나타내며, θ1r, θ2r은, 상기 결상 광학소자들에 도달하는 광빔의 편광방향과 상기 Y축 사이의 각도이며, Y1min은 배향각θ1h(y)가 최소가 되는 Ｙ위치를 나타낸다.

Description

주사 광학장치 및 그것을 사용한 화상형성장치{SCANNING OPTICAL APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은, 주사 광학장치 및 그것을 사용한 화상형성장치에 관한 것으로, 컬러 레이저빔 프린터, 컬러 디지털 복사기, 또는 컬러 다기능 프린터 등의 전자사진 프로세스를 사용하는 화상형성장치에 적합한 것이다.

최근의 컬러 레이저 프린터 등의 컬러 화상형성장치는, 저비용, 고속 및 고화질에 대한 요구를 만족시킬 필요가 있다. 컬러 화상형성장치를 고속화하는 방법으로서는, 색마다 개별적으로 설정된 화상 담지 부재에 광빔을 주사시켜서, 색마다의 화상을 형성하고, 뒤에 전사 매체상에서 복수의 화상을 포개서 컬러 화상을 형성하는 탠덤(tandem) 방식이 널리 알려져 있다.

또한, 고속 인쇄를 실현하기 위해서, 복수의 광빔을 사출하는 광원을 사용하여도 된다. 이 경우에는, 광빔의 편광방향이 균일하지 않은 경우, 화상 담지 부재인 감광체에 도달하기전에 광빔을 통과 또는 반사하는 광학소자에 대한 Ｐ편광성분과 Ｓ편광성분간의 비율(편광성분비)이 광빔간에 서로 다르다. 이 결과, 피주사면의 각 상(image) 높이에 있어서의 광량(조도분포)이 광빔간에 서로 다르다.

이 문제를 해결하기 위해서, 광빔이 통과 또는 반사하는 광학소자에 대해서, P편광반사율과 S편광반사율을 대략 동일하게 한 주사 광학장치가 알려져 있다. 이와 같이 하여, 편광성분비가 설계값으로부터 변화되었을 경우에도, 피주사면상에서의 조도분포 불균일이 작아진다.

예를 들면, 일본국 공개특허공보 특개평 11-326807호에는, 화상 담지부재상에서의 쉐이딩(shading)(조도분포)을 보정하기 위해서 레이저의 직선편광의 방향을 조정하는 예가 개시되어 있다. 일본국 공개특허공보 특개 2001-337285호에는, 조도분포가 균일해지도록, S편광에 대한 반사율과 P편광에 대한 반사율을 대략 같게 하는 예가 개시되어 있다.

그렇지만, 상기의 일본국 공개특허공보 특개평 11-326807호에 개시된 종래기술에서는, 조도분포를 보정하기 위해서, 조도분포를 검사하면서 각각의 레이저의 편광방향을 조정할 필요가 있다. 그러므로, 광원의 수가 증가할수록, 조정시의 조립 비용이 증가된다. 아울러, 일본국 공개특허공보 특개 2001-337285호에 개시된 종래기술에서는, P편광 및 S편광에 대한 반사율을 정확히 동일하게 하는 것은 어렵다.

따라서, 본 발명의 목적은, 조정을 하지 않고 간소한 구성으로, 광로간에 조도분포를 균일하게 하는 것을 가능하게 하는 주사 광학장치, 및 그 주사 광학장치를 포함한 화상형성장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 발명에 따른 주사 광학장치는, 제1 주사 유닛; 제2 주사 유닛; 및 광빔을 편향 주사하고 상기 제1 주사 유닛과 상기 제2 주사 유닛으로 공용되는 편향부를 구비한 주사 광학장치로서,상기 제1 주사 유닛은, 제1 광원부와, 상기 제1 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 편향부의 제1 편향면에 도광하는 제1 입사광학계와, 상기 제1 편향면에서 편향된 광빔을 제1 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제1 결상광학계를 구비하고, 상기 제1 결상광학계는 상기 제1 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제1 결상광학소자를 구비하며, 상기 제1 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고, 상기 제2 주사 유닛은, 제2 광원부와, 상기 제2 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 제1 편향면과는 다른, 상기 편향부의 제2 편향면에 도광하는 제2 입사광학계와, 상기 제2 편향면에서 편향된 광빔을 제2 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제2 결상광학계를 구비하고, 상기 제2 결상광학계는 상기 제2 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제2 결상광학소자를 구비하며, 상기 제2 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고, 상기 제1 광원부로부의 광빔 및 상기 제2 광원부로부터의 광빔은, 상기 편향부의 회전에 의해 주 주사 방향으로 서로 대향된 방향으로 주사되도록 상기 제1 피주사면 및 상기 제2 피주사면을 주사하고, 다음의 식을 만족시키며,

θ1h(Y1min)×θ1r> 0을 충족시키는 경우에, θ2h(Y1min)×θ2r> 0의 식을 충족시키고,

θ1h(Y1min)×θ1r <0을 충족시키는 경우에, θ2h(Y1min)×θ2r <0의 식을 충족시키고,

여기에서, 상기 제1 피주사면이 상기 주 주사 방향의 상기 제1 광원부로부터의 광빔에 의해 주사되는, 방향은, Y축의 정방향으로서 정의되고, θ1h(y) 및 θ2h(y)는, 각각, 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자에 있어서, 광축을 포함하는 Y축에 수직한 평면과 상기 Y축간의 교점을 Y축의 원점이라고 했을 때의, Y축방향에 있어서의 위치y에 있어서의 지상축의 방향과 상기 주 주사 방향 사이의 각도인 배향각을 나타내며, θ1r 및 θ2r은, 각각, 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자에 도달하는 상기 광빔의 편광방향과 상기 Y축 사이의 각도를 나타내고, Y1min은 상기 배향각θ1h(y)이 최소가 되는 Y축방향에 있어서의 위치를 나타낸다.

본 발명의 제2 발명에 따른 주사 광학장치는, 제1 주사 유닛; 제2 주사 유닛; 및 광빔을 편향 주사하고 상기 제1 주사 유닛과 상기 제2 주사 유닛으로 공용되는 편향부를 구비한 주사 광학장치로서, 상기 제1 주사 유닛은, 제1 광원부와, 상기 제1 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 편향부의 편향면에 도광하는 제1 입사광학계와, 상기 편향면에서 편향된 광빔을 제1 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제1 결상광학계를 구비하고, 상기 제1 결상광학계는 상기 제1 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제1 결상광학소자를 구비하며, 상기 제1 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고, 상기 제2 주사 유닛은, 제2 광원부와, 상기 제2 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 제1 광원부로부터의 광빔을 편향하는 상기 편향면에 도광하는 제2 입사광학계와, 상기 제2 광원부로부터 출사되고 상기 편향부에 의해 편향되고, 상기 편향면에서 편향된 상기 광빔을 제2 피주사면에 결상시키는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제2 결상광학계를 구비하고, 상기 제2 주사 유닛은, 제2 광원부와, 상기 제2 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 제1 편향면과는 다른, 상기 편향부의 제2 편향면에 도광하는 제2 입사광학계와, 상기 제2 편향면에서 편향된 광빔을 제2 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제2 결상광학계를 구비하고, 상기 제2 결상광학계는 상기 제2 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제2 결상광학소자를 구비하며, 상기 제2 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고, 상기 제1 및 상기 제2 입사광학계는, 각각 상기 제1 광원부로부터의 광빔과 상기 제2 광원부로부터의 광빔을, 각각 상기 편향부의 상기 편향면에 부주사 방향으로 비스듬히 입사시키고, 다음의 식을 만족시키며,

여기에서, 배향각은 상기 제1 결상광학소자의 지상축방향(slow axis direction)과 주 주사 방향 사이의 각도로 정의되고, 상기 제2 결상광학소자는 최대값과 최소값 사이의 15도 또는 그 이상의 차이를 갖으며, 상기 제1 피주사면이 상기 주 주사 방향의 상기 제1 광원부로부터의 광빔에 의해 주사되는, 방향은, Y축의 정방향으로서 정의되고, θ1h(y) 및 θ2h(y)는, 각각, 상기 제1 및 제2 결상 광학소자에 있어서 광축을 포함하는 Y축에 수직한 평면과 상기 Y축간의 교점을 Y축의 원점이라고 했을 때의 Y축방향에 있어서의 위치y에 있어서의 배향각을 나타내고, θ1r 및 θ2r는, 각각, 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자에 도달하는 상기 광빔의 편광방향과 상기 Y축 사이의 각도를 나타내고, Y1ｍｉｎ은 상기 배향각θ1h(y)이 최소가 되는 Y축방향에 있어서의 위치를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 복수의 광로간에서의 조도분포 불균일이 적어, 고품질 화상을 형성할 수 있는 주사 광학장치 및 화상형성장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주(main) 주사 단면의 주요부 개략도다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 부주사(sub-scanning) 단면의 주요부 개략도다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 광원부의 주요부 개략도다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 성형(molded) 렌즈의 배향각을 도시한 개략도다.
도 5a는 제 1 실시예에 따른 성형 렌즈의 배향각을 3차원으로 나타낸 그래프다.
도 5b는 제 1 실시예에 따른 성형 렌즈의 배향각을 등고선도로 나타낸 그래프다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 배향각θh의 그래프다.
도 7a는 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 레이저 편광방향을 도시한 개략도(주 주사 방향에 대하여 평행한 경우)다.
도 7b는 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 레이저 편광방향을 도시한 개략도(주 주사 방향에 대하여 경사진 경우)다.
도 8은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 레이저 편광각θr'의 그래프다.
도 9는 제 1 실시예에 따른 레이저 편향의 입사상태를 도시한 개략도다.
도 10은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 (θh-θr')의 그래프다.
도 11은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 θh 및 θr'의 그래프다.
도 12a는 제 1 실시예에 따른 반환 미러의 Ｓ 및 P편광에 대한 반사율의 그래프(제1 반환 미러(16a 또는 16b))다.
도 12b는 제 1 실시예에 따른 반환 미러의 Ｓ 및 P편광에 대한 반사율의 그래프(제2 반환 미러(S1용 17a))다.
도 12c는 제 1 실시예에 따른 반환 미러의 Ｓ 및 P편광에 대한 반사율의 그래프(제2 반환 미러(S2용 17b))다.
도 13은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S1의 조도분포를 나타내는 그래프다.
도 14는 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S2의 배향각θh의 그래프다.
도 15는 제 1 실시예의 장치 구성에 있어서 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 -3.92도일 경우의 θh 및 θr'의 그래프다.
도 16은 제 1 실시예의 장치구성에 있어서 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 -3.92도일 경우의 조도분포를 나타내는 그래프다.
도 17은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S2의 θh 및 θr'의 그래프다.
도 18은 제 1 실시예에 따른 주사 유닛S2의 조도분포를 나타내는 그래프다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주 주사 단면의 주요부 개략도다.
도 20은 제 2 실시예에 따른 부주사 단면의 주요부 개략도다.
도 21a는 제 2 실시예에 따른 반환 미러의 Ｓ 및 P편광에 대한 반사율의 그래프(제1 반환 미러(16a))다.
도 21b는 제 2 실시예에 따른 반환 미러의 Ｓ 및 P편광에 대한 반사율의 그래프(제1 반환 미러(16b))다.
도 21c는 제 2 실시예에 따른 반환 미러의 Ｓ 및 P편광에 대한 반사율의 그래프(제2 반환 미러(17b))다.
도 22는 제 2 실시예에 따른 주사 유닛S1의 θh 및 θr'의 그래프다.
도 23은 제 2 실시예에 따른 주사 유닛S1의 조도분포를 나타내는 그래프다.
도 24는 제 2 실시예의 장치구성에 있어서 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 5.51도일 경우의 θh 및 θr'의 그래프다.
도 25는 제 2 실시예의 장치구성에 있어서 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 5.51도일 경우의 조도분포를 나타내는 그래프다.
도 2６은 제 2 실시예에 따른 주사 유닛S2의 θh 및 θr'의 그래프다.
도 2７은 제 2 실시예에 따른 주사 유닛S2의 조도분포를 나타내는 그래프다.
도 2８은 본 발명을 적용할 수 있는 컬러 화상형성장치의 실시예를 나타내는 부주사 방향의 주요부 단면도다.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시예를, 첨부의 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

[제 1 실시예]

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주사 광학장치의 주 주사 방향의 주요부 단면도(주 주사 단면도)다.

제 1 실시예에 따른 주사 광학장치는, 제1 주사 유닛S1 및 제2 주사 유닛S2(이하, 주사 유닛은 "스테이션"이라고도 말한다), 및, 제1 주사 유닛S1 및 제2 주사 유닛S2에 의해 공용되는 편향부(5)를 구비한다. 이하, 제2 주사 유닛S2의 부재들 중, 제1 주사 유닛S1과 같은 부재에 관해서는 괄호 안에 나타낸다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 주 주사 방향이란, 편향부의 회전축 및 결상광학계의 광축(X방향)에 수직한 방향, 즉 편향부로 광빔이 반사 및 편향되는(주사하기 위해 편향되는) 방향이다. Y방향은, 제1 주사 유닛에 있어서의 주 주사 방향에 해당한다. 부주사 방향(Z방향)은, 편향부의 회전축에 평행한 방향을 의미한다. 주 주사 단면은, 결상광학계의 광축과 주 주사 방향을 포함하는 평면을 의미하고, 부주사 단면은 결상광학계의 광축을 포함하고 상기 주 주사 단면에 수직한 단면이다.

제1 주사 유닛S1(제2 주사 유닛S2)은 하나 이상의 광빔을 방사하는 제1 광원 1a(제2 광원 1b), 입사광빔의 집광상태를 변화시켜서 출사하는 콜리메이터 렌즈 3a(3b)를 구비한다. 제1 주사 유닛S1(제2 주사 유닛S2)은, 부주사 방향만 굴절력을 갖는 실린드리칼 렌즈4a(4b), 주 주사 방향의 광빔폭을 제한하는 개구 조리개 2a(2b), 편향부로서의 광편향기(편향기)(5)를 더 구비한다.

한층 더, 제1 주사 유닛S1(제2 주사 유닛S2)은 광편향기(5)로부터의 광빔을 대응하는 제1 피주사면 8a(제2 피주사면 8b)에 스폿을 형성하는 제1 결상광학계 15a(제2 결상광학계 15b)를 구비한다.

제1 및 제2 주사 유닛S1,S2는, 동일한 광편향기(편향부)(5)를 공용하고 있다. 추가로, 제1, 제2 주사 유닛S1,S2는, 상기 광편향기(5)의 다른 제1 편향면(5a)과 제2 편향면(5b)에서 반사 편향(편향 주사)된 광빔을 사용한다.

또한, 광원 1a(1b)를 구성하는 "광원부"는, 광주사용의 광빔을 방사하고, 반도체 레이저나 발광 다이오드로 구성된다.

콜리메이터 렌즈 3a(3b)는, 광원 1a(1b)로부터의 광빔을 커플링해서 그 광원 1a(1b)로부터 방사된 광빔을 "평행 광빔" 혹은 "약한 수속성의 광빔" 혹은, "약한 발산성의 광빔"으로 변환한다. 실린드리칼 렌즈 4a(4b)는, 콜리메이터 렌즈 3a(3b)에 의해 커플링된 광빔을, 주 주사 방향으로 긴 선과 같은 광편향기(5)의 편향면 5a(5b)에 집광되게 하는 부주사 방향만으로 굴절시키는 파워를 가진다.

이때, 광원 1a(1b), 콜리메이터 렌즈 3a(3b), 실린드리칼 렌즈 4a(4b) 및 다른 요소는, 제1 입사광학계(제2 입사광학계)를 구성하고 있다.

광편향기(5)는, 예를 들면 6면의 회전 다면경(폴리곤 미러)으로 이루어지고, 그 외접원의 반경이 40mm이다. 광편향기(5)는 모터 등의 구동부(도면에 나타내지 않는다)에 의해, 일정 속도로 회전된다.

주사 렌즈계(결상광학계) 15a(15b)는 2개의 주사 렌즈(결상 렌즈)로 이루어지고, 광편향기측 주사 렌즈 6a(6b)와 피주사면측 주사 렌즈 7a(7b)으로 이루어지고, 광편향기(5)에 의해 반사 편향된 광빔을 피주사면 8a 또는 8b 위에 스폿 모양으로 결상시키고 있다.

추가로, 주사 렌즈계(15a,15b)는, 부주사 단면내에 있어서 광편향기(5)의 편향면 또는 그 근방과 피주사면 8a 또는 8b 또는 그 근방과의 사이에서 공역관계를 확립하여서 실현되는, 편향면 5a, 5b의 광학면 탱글(tangle) 오차 보정기능을 가지고 있다.

주사 렌즈(6a,7a,6b,7b) 각각은, 설계 융통성이 높은 비구면형상의 면을 갖는 플라스틱 렌즈로 구성되어 있다.

본 실시예에 있어서, 주사 렌즈(6,7)의 형상은, 다음과 같이 나타낼 수 있다. X축은 결상광학계(15a, 15b)의 광축Ｌａ, Ｌｂ의 방향에 해당하고, Y축은 주 주사 단면내에 있어서 광축Ｌａ, Ｌｂ와 직교하는 방향에 해당하며, Z축은 부주사 단면내에서 광축Ｌａ, Ｌｂ와 직교하는 방향에 해당한다.

주사 렌즈(6, 7)의 주 주사 단면내의 면 형상은 다음과 같이 나타낸다.

여기서, R은 곡률반경을, K, B₄, B₆, B₈ 및 B₁₀은 비구면 계수를 의미한다.

부주사 단면내의 형상은, 주사 렌즈 6,7의 입사면과 출사면의 양면에서 곡률을, 상기 주사 렌즈 7의 유효부 내에 있어서, 연속적으로 변화시키고 있다.

주사 렌즈(7)의 출사면은, 주사 렌즈계(15a, 15b)를 구성하는 렌즈면 중에서, 가장 굴절력(파워:초점거리의 역수)이 커지도록 구성되어 있다.

주사 렌즈(6,7)의 부주사 단면내의 형상은, 아래의 연속 함수로 나타낸다.

여기서, r'은 부주사 방향의 곡률반경을, D₂,D₄,D₆,D₈,D₁₀은 비구면 계수를 의미한다. 이때, 부주사 방향의 곡률반경이란, 주 주사 방향의 형상(모선)에 직교하는 단면에 있어서의 곡률반경이다.

이하의 표에는, 본 실시예에서의 주사 렌즈6(광편향기측 주사 렌즈), 주사 렌즈7(피주사면측 주사 렌즈)의 렌즈면 형상을 나타내는 파라미터를 나타낸다. 이 표에서는, 주사 렌즈6의 입사면을 제1면, 주사 렌즈6의 출사면을 제2면, 주사 렌즈7의 입사면을 제3면, 주사 렌즈7의 출사면을 제4면이라고 한다. 또한, 주사 시작측이란, 제1 주사 유닛S1의 주사 렌즈6a, 7a에 있어서는 도 1의 하측으로부터 광축Ｌａ까지의 범위, 제2 주사 유닛S2의 주사 렌즈6b, 7b에 있어서는 도 1의 상측으로부터 광축Ｌｂ까지의 범위를 의미한다. 또한, 주사 종료측이란, 제1 주사 유닛S1의 주사 렌즈6a, 7a에 있어서는 도 1의 광축Ｌａ보다 위의 범위, 제2 주사 유닛S2의 주사 렌즈6b, 7b에 있어서는 도 1의 광축Ｌｂ보다 아래의 범위를 의미한다. 표에 나타나 있는 바와 같이, 주사 렌즈(7)의 출사면(제4면)은, 주사 시작측과 주사 종료측간에 부주사 단면의 형상이 다르다.

[표 1]

이하에, 본 실시예에서의 광학 파라미터를 나타낸다.

[표 2]

제2 주사 유닛S2는 동기 검출부(이하, "동기 검출용 광학계"라고도 적는다.)(19b)를 구비한다. 동기 검출용 광학계(19b)는, 적어도 주 주사 방향으로 굴절력을 갖는 동기 검출용 광학소자(이하, "동기 검출용 렌즈"나 "ＢＤ렌즈"라고도 적는다)(9b)와, 동기 검출 소자(이하, "동기 검출용 센서"나 "ＢＤ센서"라고도 적는다)(10b)를 가진다. 동기 검출용 센서(10b)의 전방에는, 슬릿(이하, "동기 검출용 슬릿"이라고도 적는다.)(11b)이 설치된다. 한층 더, 피주사면(8b)상에 있어서의 유효화상영역외의 광빔을 동기 검출용 센서(10b)에 도광하는 광로변경부(이하, "동기 검출용 미러"라고도 적는다.)(13b)를 가진다.

광원(1a)과, 동기 검출용 광학계(19b)의 동기 검출용 센서(10b)는, 회로기판(12a) 위에 일체로 부착되어 있다. 이에 따라, 회로기판의 부품 수를 저감하고, 제어장치에의 배선 수를 줄이고, 제조에 필요한 면적을 감소시켜서, 장치 전체의 크기를 감소시킨다. 동기 검출용 센서(10b)와 레이저 기판(12a)의 일체 장착의 부차적인 효과로서, 배선 노드(node)의 수를 삭감할 수 있다. 그러므로, 노이즈를 적게 하는 것이 가능해져서, 보다 신뢰성이 높은 장치를 실현할 수 있다.

본 실시예에서의 동기 검출용 광학계(19b)는, 동기 검출용 센서(10b)로부터의 신호를 사용해서 제1 또는 제2 주사 유닛S1(S2)의 피주사면 8a(8b)에의 기록(동기)타이밍을 결정(제어)한다.

동기 검출용 광학계(19b)에서는, 편향면(5b)에 의해 주사하기 위해 편향된 동기 검출용의 광빔(이하, "동기 검출용 광빔"이라고 적는다.)을 동기 검출용 슬릿(11b) 면 위에 결상시킨다. 그리고, 동기 검출용 광빔으로, 광편향기(5)의 회전을 따라 주 주사 단면내에 있어서 동기 검출용 슬릿(11b)을 주사한다.

또한, 부주사 단면 위에서는 편향면(5b)과 동기 검출용 슬릿(11b)이 공역관계가 되도록 하여서, 편향면(5b)의 광학면 탱글(tangle) 오차 보상계를 구성한다.

동기 검출용 슬릿(11b)은, 단부가 나이프 엣지 모양으로 되어 있고, 동기 검출용 센서(10b) 위에 입사하는 광빔(ＢＤ광빔)의 타이밍을 측정하여 상기 화상의 기록 위치를 결정한다. 아울러, 동기 검출용 광빔은, 주 주사 방향에서 동기 검출용 슬릿(11b) 면 위에 결상하고 있는 것에 대해서, 부주사 방향으로는 동기 검출용 슬릿(11b) 면상에서는, 결상되지 않는다. 이에 따라, 동기 검출용 센서(10b)의 제조 오차에 의한 감도 불균일이나 먼지 등의 오염물에 의한 감도 불균일이 거의 발생할 수 없는 구성을 실현한다.

본 실시예의 주사 광학장치에 있어서는, 2개의 주사 유닛S1,S2에 대하여 1개의 동기 검출용 센서(10b)를 갖고, 이 동기 검출용 센서에 의해 결정된 화상의 기록 타이밍은, 주사 유닛S1,S2의 양쪽에 사용된다.

또한, 본 실시예에서는, 1개의 동기 검출용 광학계(19b)로, 2개의 주사 유닛S1,S2의 기록 타이밍을 결정하는 경우를 나타냈다. 그렇지만, 본 발명은, 이에 한정하지 않고, 2개의 동기 검출용 광학계를 사용하여, 각각 2개의 주사 유닛S1,S2의 기록 타이밍을 결정해도 좋다. 다시 말해, 주사 유닛S1,S2마다 독립적으로 동기 검출용 광학계를 갖는 구성을 채용하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의하면, 주사 유닛S1,S2마다 독립적으로 동기 검출 타이밍(동기신호)을 검출함으로써, 2개의 주사 유닛S1,S2사이의 상대적인 오차까지 검출할 수 있다. 그래서, 보다 정밀한 기록 타이밍의 검출 및 제어를 행할 수 있다. 아울러, 2개의 주사 유닛S1,S2는, 광편향기(5)에 대하여 동일한 방향으로부터 2개의 광원 1a(1b)로부터의 광빔이 입사하도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 2개의 광원(1a, 1b)을 사용한 경우를 나타냈다. 그렇지만, 본 발명은, 이에 한정하지 않고, 3개이상의 광원을 사용해도 된다.

또한, 광원 1a(1b)로부터 출사된 광빔의 주 광선은, 결상광학계 15a(15b)의 광축Ｌａ(Ｌｂ)에 대하여 70도의 각도로 광편향기(5)에 입사된다.

이때, 광빔의 주 광선이란, 개구 조리개 2a(2b)의 중심을 통과하는 광빔을 의미한다.

다음에, 본 실시예의 주사 광학장치의 동작(광학적 작용)에 관하여 설명한다.

본 실시예에 있어서, 제1(제2)의 주사 유닛S1(S2)에 있어서, 화상정보에 따라 광원 1a(1b)로부터 광변조되어 출사한 광빔은, 콜리메이터 렌즈3a(3b)에 의해 평행 광빔 혹은 약한 수속성의 광빔 혹은 약한 발산성의 광빔으로 변환된다. 그 후, 그 변환된 광빔은, 실린드리칼 렌즈 4a(4b)에 입사한다. 실린드리칼 렌즈 4a(4b)에 입사하는 광빔은, 주 주사 단면내에 있어서는 개구 조리개 2a(2b)를 통과하는 그대로의 상태로 통과한다.

한편, 부주사 단면내에 있어서는, 그 광빔은, 개구 조리개 2a(2b)를 지나 수속하고, 광편향기(5)의 편향면 5a(5b)에 선 화상(주 주사 방향으로 긴 선 화상)으로서 결상한다. 그리고, 광편향기(5)의 편향면 5a(5b)로 주사하기 위해 편향된 광빔은, 결상광학계 15a(15b)에 의해 감광 드럼면 8a(8b) 위에 스폿 모양으로 결상된다.

그리고, 광편향기(5)를 화살표 A방향으로 회전시킴으로써, 그 광빔은, 결상광학계 15a(15b)를 통과하여 감광 드럼면 8a(8ｂ)를 화살표 B방향(주 주사 방향)으로 등속도로 광학적으로 주사한다. 이에 따라, 기록 매체인 감광 드럼8a(8b) 위에 화상을 기록한다. 여기에서, 주사 유닛S1과 주사 유닛S2에 의한 피주사면상의 주 주사 방향은, 도 1에 화살표B로 나타나 있는 바와 같이, 대향 방향이며, 소위, 대향 주사 광학계를 구성한다.

이 경우에, 감광 드럼면 8a(8ｂ)을 광학적으로 주사하기 전에, 동기 검출 신호(19a)를 사용해서 상기 감광 드럼면 8a(8ｂ)상의 주사 시작 위치의 타이밍을 조정한다.

동기 검출용 광빔은, 피주사면 8a(8ｂ)상의 화상 스폿이 이동하는 B방향으로 "상류측"인 화상 기록 시작측에 있어서의 화상형성용 광빔외의 광빔 부분이다.

본 실시예에서는, 제2 주사 유닛S2의 광원(1b)으로부터 출사된 광빔이, 동기 검출용 미러(13b)에서 반사된다. 그리고, 그 광빔은, 제1 주사 유닛S1의 광원(1a)을 배치하고 광편향기(5)에 대향되게 설치된 레이저 기판(12ａ) 위에 설치된 동기 검출용 센서(10b)에 도광된다.

도 2는, 도 1에 나타낸 주사 광학장치의 부주사 방향의 주요부 단면도(부주사 단면도)이며, 도 1의 Y축의 플러스 방향으로부터 마이너스 방향으로 본 도면이다. 도 2는, 주사 유닛S1,S2에 있어서의, 광편향기(5)의 2개의 편향면(5a,5b)에서 반사되어 편향된 2개의 축상 광빔Ｌａ, Ｌｂ가 각각에 대응한 피주사면 8a,8b에 도달할 때까지의 광로를 개략적으로 나타낸 것이다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 축상 광빔이란, 광편향기(5)의 편향면 5a 또는 5b에 의해 반사 편향된 광빔의 주 광선과, 결상광학계 15a 또는 15b의 광축Ｌａ(Ｌｂ)가 이루는 각도가 0도일 경우의 광빔을 의미한다.

본 실시예에서는, 광편향기(5)로부터 피주사면 8a(8b)에 이르기까지의 광로 내에, 2개의 반환 미러(광로변경부)16a,17a(16b,17b)를 배치했다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 광편향기(5)의 편향면 5a(5b)로부터 피주사면 8a(8b)에 이르는 광로에 따른 방향의 관점에서, 처음에 도달하는 반환 미러를 제1 반환 미러(제1 광로변경부)16a(16b)라고 한다. 두번째에 도달하는 반환 미러를 제2 반환 미러(제2 광로변경부)17a(17b)라고 한다.

본 실시예에서는, 실린드리칼 렌즈(4a, 4b)를 경과해서 광편향기(5)에 입사하는 광빔은, 부주사 단면내에 있어서 광편향기(5)의 회전축(5c)에 대하여 수직하게 설정된다. 그 결과, 편향면 5a 또는 5b에 의해 반사 편향된 직후의 광빔과 광편향기(5)의 회전축(5c) 사이의 각도는 90도이다.

또한, 각 주사 유닛S1,S2는, 반환 미러를 2개 갖고서, 광로를 접음으로써, 장치 전체의 소형화를 꾀한다.

반환 미러에 대한 축상 광빔Ｌａ의 입사각(이하, 축상 입사각이라고 칭한다)은 다음과 같다. 주사 유닛S1에 있어서의 제1 반환 미러(16a)에의 축상 입사각θ1a가 7도이고, 제2 반환 미러(17a)에의 축상 입사각θ2a가 42도다. 한편, 주사 유닛S2의 제1 반환 미러(16b)에의 축상 입사각θ1b는 7도이고, 제2 반환 미러(17b)에의 축상 입사각θ2b는 62도다.

추가로, 본 실시예에서는, 주사 렌즈 6a(6b)를 통과하고서 제1 반환 미러에서 반사된 후의 광빔이, 다시 주사 렌즈6a(6b)에 입사하는 현상을 피하기 위해서, 주사 렌즈6a(6b)는 입사광빔의 광빔 높이에 대하여 1.5ｍｍ 쉬프트(동 도면의 마이너스 Z방향)시키고 있다. 이에 따라, 제1 반환 미러에서의 축상 입사각이 작을 수 있어, 그 높이 H를 더욱 감소할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 주사 유닛S1에 있어서의 광원(1a)의 발광 점의 개략도를 나타낸다. 본 실시예에서는, 광원 1a(1b)는, 4개의 발광부로 이루어진 모노리딕(monolithic) 4빔 레이저를 사용한다. 이 경우에, 피주사면 8a(8ｂ)상에서의 부주사 방향의 광빔간의 간격이 소정의 간격이 되도록, 레이저 칩을 기울인다. 본 실시예에서는, 소정의 광빔 간격 21.2μm(1200ｄｐｉ에 상당함)가 되도록, 레이저 칩은, 콜리메이터 렌즈의 광축을 중심으로 하여 3.92도 회전된다.

이상과 같이, 본 실시예의 주사 광학장치가 구성된다.

이후, 스테이션간의 조도분포 불균일을 설명한다. 구체적으로는, 조도분포 불균일의 요인인, 렌즈의 지상축(slow axis)의 배향각 변화, 및, 레이저 편광방향을 고려하여 스테이션간의 조도분포 불균일의 저감에 관하여 설명한다.

먼저, 렌즈의 지상축의 배향각 변화에 관해서 설명한다.

본 실시예에서, 주사 렌즈6a,7a(6b,7b)는, 플라스틱 수지를 몰딩 및 경화시키는 프로세스로 제조된 성형 렌즈다. 이 성형 렌즈는, 절삭 및 연삭공정으로 이루어진 기계적 가공에 의해 제조된 유리 렌즈와 비교하여 저비용으로 양산하기 쉬운 특징을 가진다. 그러나, 금형에서 수지의 몰딩 프로세스에 있어서, 제조 프로세스에서의 수지 경화시에 온도 경사와 기타 조건에 의해 플라스틱 수지의 결정방위가 변화되기 때문에, 렌즈 전체에 걸치는 균일한 결정방위를 실현하는 것은 대단히 어렵다. 그러므로, 기계적 가공에 의해 제조한 유리 렌즈와 비교하여, 복굴절에 의해 상기 성형 렌즈는 크게 영향을 받는다. 이것을 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.

도 4는, 일반적인 성형 렌즈에 있어서의 복굴절의 특성 파라미터인 배향각의 개략도를 나타낸다. 렌즈(40)를 성형에 의해 형성하는 과정에 있어서는, 게이트부(42)를 거쳐 플라스틱 수지를 금형(도면에 나타내지 않는다)에 공급되는 것으로 원하는 형상을 형성하고나서, 그 수지를 냉각 및 경화해서 렌즈(40)를 형성한다. 본 렌즈와 같은 수지 몰드 렌즈는, 복굴절성을 갖고, 그 지상축 및 진상축(fast axis)의 배향방향은 균일하지 않다. 다시 말해, 동 도면에 나타나 있는 바와 같이, 주 주사 방향(Y방향) 및 부주사 방향(Z방향)간에 배향방향이 다르다. 동 도면에서는, 지상축의 방향을 화살표로 나타냈다(이후, 배향각은 지상축의 Y축에 대한 각도와 같은 방식으로 나타냈다).

도 5a 및 도 5b는, 성형 렌즈의 광 입사면에 있어서의 지상축의 방향 분포의 일례로서, Y축 플러스 방향(주 주사 방향)과 상기 주사 렌즈(6a)에 있어서의 지상축 사이의 각도(배향각)θh를 나타낸다. 도 5a는, Y좌표(주 주사 방향의 위치)와 Z좌표(부주사 방향의 위치)에 대한 배향각θh를 3차원 그래프로서 나타낸 것이다. 도 5b는, Y좌표(주 주사 방향의 위치)와 Z좌표(부주사 방향의 위치)에 대한 배향각θh를, 등고선을 사용해서 2차원적으로 나타낸 것이다. θh의 부호의 방향은, 도 4와 같이 광빔 진행 방향으로 경면부를 바라보았을 때에, Y축 플러스 방향에서 반시계회전 방향으로 지상축이 있는 경우를 플러스 방향으로 한다.

도 5a 및 도 5b에 나타나 있는 바와 같이, Z좌표의 절대치가 커짐에 따라, 배향각θh의 절대치도 커지는 경향이 있다. 또한, Y축에 대해 배향각θh의 부호는 반전하고, 또한, Z축에 대해서도 배향각θh의 부호는 반전한다. 다시 말해, 배향각θh의 부호는, Y좌표와 Z좌표가 모두 플러스의 값을 가진 4-A영역과, Y좌표와 Z좌표가 모두 마이너스의 값을 가진 4-C영역간에 같다. 또한, 한편, 배향각θh의 부호는, Y좌표가 마이너스의 값을 갖고, Z좌표가 플러스의 값을 가진 4-B영역과, Y좌표가 플러스의 값을 갖고, Z좌표가 마이너스의 값을 가진 4-D영역간에 같고, 또 배향각θh의 부호는, 4-A영역 및 4-D영역에서의 것과는 다르다(이후, "안장형(saddle type)의 배향각 분포"라고 칭한다).

성형 프로세스에 있어서는, 성형 물품의 두께가 두꺼울수록, 경화중의 용융 플라스틱 수지내의 온도 경사에 의해, 결정 방위 분포가 명확하게 드러나기 쉽다. 그 때문에, 상기 성형 렌즈의 광학적 특성은, 그 두께가 두꺼울수록 복굴절성에 크게 영향을 받는다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 주사 유닛S1(S2)내의 주사 렌즈들중에서, 최대의 두께 부분이 가장 두꺼운 주사 렌즈 6a(6b)에 대하여 본 발명을 적용한다.

본 실시예에서는, 주사 렌즈6a(6b)를 부주사 방향(Z방향)의 마이너스 방향으로 1.5mm 쉬프트시켜서 사용한다. 그러므로, 주사 렌즈 6a(6b)의 유효영역의 Ｚ방향의 중심으로부터 Z축의 플러스 방향으로 1.5mm 벗어난 라인L1 위의 위치를 상기 광빔이 통과한다. 도 6은, 이 라인 L1 위에, 주사 렌즈 6a(6ｂ)상의 배향각θh와 Y좌표(상 높이)간의 관계를 나타낸 그래프다. 배향각θh는, 상 높이 Y=0mm인 축상 광빔에 대하여, 최대 약 11도 변화된다.

다음에, 광원으로부터의 광빔(레이저광)의 편광방향의 피주사면상에서의 조도분포에 대한 영향을 설명한다. 본 실시예에서는, 전술한 모노리딕 4빔 레이저를 사용하고, 피주사면상에서 소정의 부주사 간격이 되도록, 레이저 발광점 칩을 콜리메이터 렌즈의 광축을 중심으로 회전시킨다(이하, 레이저 회전각θr라고 칭한다). 레이저 회전각θr의 영향을 설명하기 전에, 우선, 레이저 회전이 없는 상태에서의 레이저 편광상태를 이하에 기술한다.

레이저 회전각θr이 0도일 경우, 광원 1a(1b)로부터의 광빔은 편향면 5a(5b)에 P편향으로 입사하고, 제1 반환 미러16a(16b) 및 제2 반환 미러17a(17b)에는, 레이저 광빔의 편광방향이 결상 렌즈15a(15b)의 축상 광빔만 S편광상태의 직선편광이 되도록 입사한다. 도 7a는, 주사 유닛S1에 있어서의 광원(1a)측으로부터, 광편향기(5)를 향해서 바라본 직선 편광방향을 도시한 개략도다. 편광면(5a)에 대하여 P편광을 형성하기 위해서, 동 도면 중 화살표 마크로 나타낸 레이저 직선편광의 진동 방향은, 주 주사 방향(Y방향)과 동일하다. 이하, 레이저 직선편광의 진동 방향과 Y축 사이의 각도를 "레이저 편광각θr'"이라고 칭한다.

도 7b는, 레이저 발광점 칩을 콜리메이터 렌즈의 광축을 중심으로 회전시켰을 경우, 즉, 레이저 회전각θr가 0도가 아닐 경우의 레이저 편광상태의 예를 나타낸다. 동 도면으로부터 알 수 있듯이, 레이저 회전θr를 행했을 경우의 레이저 직선편광의 진동 방향도, 주 주사 방향(Y축)에 대하여 θr만큼 기울어진다. 여기에서, 레이저 회전각θr의 부호는, 광원측으로부터 편향면을 바라보았을 때, 반시계회전 방향을 플러스라고 정의한다. 주사 유닛S1에 있어서의 레이저 회전각θr은, -3.92도로 한다.

이렇게, 직선편광으로 출사된 4레이저 빔 각각의 레이저 편광각θr'이, 상기의 레이저 회전각θr분만큼 변화된다. 결과적으로, 광편향기(5)의 편향면 5a(5b)를 거쳐서 주사 렌즈 6a(6b)에 도달하는 레이저빔의 편광방향도 변화된다. 도 8은, 본 실시예에서의 주사 렌즈(6a) 위에서의 레이저 편광각θr'과 Y좌표(상 높이)간의 관계를 나타낸다. 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 주사 렌즈(6a) 위에서의 레이저 편광각θr'은, Y좌표(상 높이)에 상관없이, 일정한 값θr'＝-3.92도를 가진다. 이때, 레이저 편광각θr'은, 편향면 5a(5b)을 거쳐서 렌즈에 도달하는 레이저빔의 편광방향과, 주사 렌즈의 길이 방향(Y축 또는 주 주사 방향) 사이의 각도다. 또한, 레이저 편광각θr'의 부호는, 상 높이의 플러스 방향에 대응하는 Y축 플러스 방향으로부터 광빔이 피주사면을 향하는 방향을 플러스로 한다.

이하, 렌즈 배향각θh와 레이저 편광각θr'인 2개의 파라미터에 의해 생긴 조도분포 불균일에의 영향에 관해서 설명한다.

도 9는, 제1 반환 미러(16a)에의 레이저 광빔의 입사상태의 설명도다. 이때, 나머지의 미러에도 마찬가지로 설명을 할 수 있기 때문에, 이하에서는 제1 반환 미러(16a)만을 설명한다.

도 9에는, x축과 y축을 포함하는 평면이 주 주사 단면으로서 도시되어 있다. 주사용 광빔이 점O로부터 점A를 향해서 X축(축상 광빔과 동일한 방향)에 대해 각도α(도)를 갖는다고 가정한다.

도 9에 나타나 있는 바와 같이, 제1 반환 미러(16a)에 대한 입사각γ1a(도)는, 주사 화각α(도)에 의해 변화되고, 축상 광빔의 제1 반환 미러(16a)에 대한 입사각θ1a(도)를 사용해서 이하의 식으로 표현된다.

추가로, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 레이저 편광각θr'을 갖고서 제1 반환 미러(16a)에 레이저 광빔이 입사하는 경우, 축외 광빔의 편광성분비율은 다음과 같다. P편광 강도의 비율 Ｅp²와, S편광 강도의 비율 Ｅs²을 이하의 식으로 나타낸다.

또한, 반환 미러에 입사하는 축상 광빔으로부터 축외 광빔에 걸친 임의의 입사각γ1a(도)에 있어서, 반환 미러의 반사율Ｒｇ(γ1a)(％)은 아래의 식으로 나타낸다. 여기서, 임의의 입사각γ1a(도)에 있어서, S편광 반사율은 Ｒｓ(γ1a)(％)이고, P편광 반사율은 Ｒｐ(γ1a)(％)이다.

Ｒｇ(γ1a)=Ｅｓ²·Ｒｓ(γ1a)+Ｅｐ²·Ｒｐ(γ1a) ····(4)

식(4)로부터 아는 것처럼, S 및 P편광성분의 반사율 값 Ｒｓ(γ1a), Ｒｐ(γ1a)이 서로 다른 경우에는, S 및 P편광성분의 비율 Ｅｓ²및 Ｅｐ²가 변동하면, S 및 P편광성분의 총 반사율 Ｒｇ(γ1a)도 변동한다. 다시 말해, 상기 식(2)에 있어서의 (θh-θr')이 렌즈 통과후의 광량분포에 영향을 주는 것을 안다. 본 실시예의 주사 유닛S1에서의 (θh-θr')을 도 10에 나타내고, θh와 θr'의 관계를 도 11에 나타낸다.

또한, 도 12a, 도 12b 및 도 12c는, 본 실시예에 있어서 주사 유닛S1, S2에 배치한 반환 미러의 S 및 P편광성분의 반사율 값 Ｒｓ(γ1a)(％) 및 Ｒｐ(γ1a)(％)를 나타낸다. 도 12a는, 제1 반환 미러(16a,16b)의 S 및 P편광성분의 반사율Ｒｓ(γ1a) 및 Ｒｐ(γ1a)을 나타내고, 도 12b는, 제2 반환 미러(17a/S1용)의 S 및 P편광성분의 반사율Ｒｓ(γ1a) 및 Ｒｐ(γ1a)을 나타내고, 도 12c는, 제2 반환 미러(17b/S2용)의 S 및 P편광성분의 반사율Ｒｓ(γ1a) 및 Ｒｐ(γ1a)을 나타낸다.

도 13은, 식(1)∼(4) 및, 도 11, 도 12a, 도 12b, 도 12c에 근거해서 구하고 상 높이 0mm의 값으로 정규화한 주사 유닛S1의 드럼면(피주사면)(8a) 위에서의 조도분포를 나타낸다.

전체 상 높이에 있어서 상 높이 0mm에 대하여 조도분포가 4%이내인 것을 안다.

이후, 주사 유닛S1의 광원 1a와 동규격의 모노리딕 4빔 레이저가 주사 유닛S2의 광원 1b에 사용되어 있는 것을 전제로 하여, 주사 유닛S1과 주사 유닛S2간의 조도분포의 차이가 작게 하는, 주사 유닛S2의 광원 1b의 레이저의 회전 방향에 대해서 서술한다. 구체적으로는, 피주사면 8a(8ｂ)상에서의 부주사 방향의 광빔 간격을, 소정의 간격에 주사 유닛S1과 S2사이에서 조정할 필요가 있다. 이 때문에, 주사 유닛S2의 레이저 회전각을, 주사 유닛S1에 있어서의 레이저 회전각과 같은 크기로, 부호가 같은 경우와 부호가 다른 경우간에 비교한다.

주사 유닛S2의 레이저 회전각θr를 주사 유닛S1의 레이저 회전각과 같은 값과 같은 부호로 했을 경우에 얻어진, 피주사면상에서의 조도분포 불균일을 이하에 나타낸다.

도 1에 도시된 것처럼, 주사 유닛S2의 주사 렌즈(6b, 7b)는, 주사 유닛S1의 주사 렌즈(6a, 7a)를, 광편향기의 축을 포함하는 평면내에서 Y축과 평행한 직선L0에 대해 180도 회전시켜서 얻어진 위치에 설정되어 있다. 도 14는, 주사 유닛S2에 있어서의 주사 렌즈의 배향각θh를 나타낸다.

또한, 본 비교 예에 있어서의 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr은, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 것과 마찬가지로, 주사 유닛S1에 있어서의 레이저 회전각과 같은 θr=-3.92도로 정의된다.

여기에서, 도 15는, 주사 유닛S1에서의 경우와 마찬가지로, 레이저 회전각θr를 -3.92도로 한 경우의 주사 유닛S2에 있어서의 렌즈 배향각θh와 레이저 편광각θr'과의 관계를 나타낸다.

도 15로부터 안 것처럼, 렌즈상에서의 레이저 편광각θr'은, 상술한 주사 유닛S1의 대향측에 주사 유닛이 있기 때문에 그 값이 반전한 후, θr'＝+3.92도가 된다.

이때, 레이저 편광각θr'은, 주사 유닛S1과 마찬가지로, 편향면 5a(5b)을 거쳐서 주사 렌즈(6b)에 도달한 레이저빔의 편광방향과, 주사 렌즈의 길이 방향(Y축 또는 주 주사 방향)과의 사이의 각도다. 추가로, θr'의 부호는, 상 높이의 플러스 방향에 대응하는 Y축으로부터 광빔에서 사용한 영역을 향하는 플러스 방향을, 플러스가 되도록 설정한다.

주사 유닛S1의 경우와 마찬가지로, 식(1)∼(4) 및, 도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 15에 근거하여 결정한 주사 유닛S2에 있어서의 드럼면(피주사면)(8ｂ)상에서의 조도분포를 도 16에 나타낸다. 주사 유닛S1과 주사 유닛S2의 조도분포에 있어서, 상 높이 Y=-156mm에 있어서 최대 2.4포인트의 조도차이(주사 유닛S1에서의 97.0％ 및, 주사 유닛S2에서의 99.4％의 양자의 차이)가 생기고 있다. 다음에, 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr를 주사 유닛S1의 레이저 회전각과 다른 부호의 같은 각도인 3.92도로 했을 경우에 얻어진, 피주사면상에서의 조도분포 불균일을 이하에 나타낸다.

도 17은, 주사 유닛S1에서의 경우와 마찬가지로 구한 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 3.92도 경우에 주사 유닛S2의 주사 렌즈(6b)에 있어서의, 렌즈 배향각θh와 레이저 편광각θr'과의 관계를 나타낸다.

도 17로부터 안 것처럼, 주사 렌즈(6ｂ)상에서의 레이저 편광각θr'은, 상술한 주사 유닛S1에 대하여 180도 회전 대칭하는 주사 유닛으로 인해 그 값이 반전하고, 또한 레이저 편광방향θr'도 반전하기 때문에, θr'＝-3.92도가 된다.

또한, 레이저 편광각θr'은, 주사 유닛S1의 경우와 마찬가지로, 편향면(5b)을 거쳐서 렌즈에 도달하는 레이저빔의 편광방향과, 렌즈 길이 방향(Y축방향) 사이의 각도이며, 여기서 광 전달 방향을 향하는 반시계방향은 플러스가 되도록 설정된다.

도 18은, 식(1)∼(4) 및, 도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 1７에 근거해 구한 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 3.92도일 경우의 주사 유닛S2의 드럼면상에서의 조도분포를 나타낸다.

이 결과로부터 안 것처럼, 주사 유닛S1과 주사 유닛S2의 조도분포에 있어서, 상 높이 Y=-156mm에서 최대 1.4포인트의 조도차이(주사 유닛S1에서의 97.0％ 및, 주사 유닛S2에서의 98.4％의 양자의 차이)가 있다. 다시 말해, 주사 유닛S2의 레이저 회전각이 -3.92도일 경우의 최대 조도차이 2.4포인트에 대해서는 약 절반 정도로 조도차이를 감소할 수 있다.

주사 유닛S2의 레이저 회전각이 -3.92도인 경우에는, 3.92도인 경우와 비교하여, 주사 유닛S1과 S2사이의 조도분포 차이가 크다. 이것은, (θh-θr')의 값의 절대치가 상 높이마다 크게 다르기 때문이다. 구체적으로는, 상 높이 Y=+156ｍｍ에서의 (θh-θr')의 값은 주사 유닛S1에서 -4도이고, (θh-θr')의 값은 주사 유닛S2에서 -3.92도의 레이저 회전각에서 -12도이고, 주사 유닛S2에서 3.92도의 레이저 회전각에서 -4도다. 이 차이 때문에, 식(2)로 나타낸 Ｐ편광 강도의 비율의 차이가 생긴다. 그 결과, 식(4)로 나타낸 주사 유닛간의 조도분포에 차이가 생긴다.

이상을 정리하면, 동일 상 높이에 있어서의 (θh-θr')이, 주사 유닛S1 및 S2에 있어서 차이가 커지지 않도록 제어함으로써 주사 유닛간의 동일 상 높이에 있어서의 조도차이를 저감할 수 있다.

바꿔 말하면, 본 실시예와 같이, 주사 유닛S1,S2가 동일 규격의 광원을 갖고, 피주사면상에서의 부주사 방향의 빔 간격을 소정의 값으로 하기 위해서 레이저 회전각의 절대치가 규정되는 경우에 있어서는, 주사 유닛S1, S2의 배향각을, 광축을 포함하는 X-Z평면(Y축에 수직한 평면)과, 광원(1a)으로부터 주 주사 방향으로 광빔을 드럼면(피주사면)이 주사하는 방향이 Y축의 플러스 방향으로서 정의되는 Y축과의 교점을 Y축의 원점이라고 했을 때의 Y축방향의 위치y의 함수로서 정의된 θ1h(y), θ2h(y)로 나타낼 때와, 또한, 주사 유닛S1,S2에 있어서의 렌즈상에서의 입사광빔의 편광각을 각각 θ1r, θ2r로 나타내었을 때, 렌즈 배향각θ1h(y)이 최소가 되는 상 높이Y1ｍｉｎ(Y좌표값)에 있어서 아래의 식을 만족시키는 레이저 회전각을 선택한다.

θ1 h(Y1min)×θ1r> 0의 경우에는, θ2h(Y1min)×θ2r> 0,

θ1 h(Y1min)×θ1r <0의 경우에는, θ2h(Y1min)×θ2r <0···(5)를 만족시킨다.

이렇게 하여, 주사 유닛S1,S2사이에 있어서, (θh-θr')의 차이를 작게 할 수 있고, 주사 유닛간의 조도분포 차이를 작게 할 수 있다.

구체적으로는, 본 실시예에서는, 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr를, 주사 유닛S1의 레이저 회전각과는 반대방향으로 회전시키고, 레이저 편광각θr'도 주사 유닛S1과 반대방향으로 설정된다. 이 결과, 주사 렌즈의 배향각θh은, 주사 유닛S1과 주사 유닛S2과의 사이에서 절대치가 반전하는 본 실시예와 같은 대향 주사계에 있어서도, (θh-θr')의 절대치가 일치하는 방향으로 되었다.

이상을 정리하면, 편향되어 주사된 광빔이 통과하는 렌즈상에서 렌즈 재료의 편향 방향의 배향각이 변화되는 본 실시예와 같은 경우에도, 주사 유닛간의 레이저 편광방향을 적절하게 설정함으로써 주사 유닛간의 조도분포 불균일을 감소시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 광원(1a,lb)은 멀티 빔 광원을 사용했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 단일 빔 광원의 편광방향을 기울여서 사용하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다시 말해, 단일 빔 광원의 편광방향이, 제조 요인으로 인해 특정의 일정한 방향으로 기운다고 하는 것을 미리 판별할 수 있는 경우에는, 스테이션마다 레이저의 장착 방향을 변하게 하여, 레이저 편광방향이 식(5)를 만족시킬 수도 있다.

본 실시예에서는, 결상광학계(15a,15b) 및 방진 유리(14a,14b)의 표면반사(Fresnel 반사)성분만 고려한다. 그렇지만, 실제의 경우에는, 광편향기에 있어서의 편향면의 입사각도 특성이나, 회절광학소자의 회절효율의 차이에 의해 발생하는 상(image)면 조도 불균일, 결상광학계(15a,15b)의 내부흡수에 의한 상면 조도 불균일이 있다. 또한, 오버필드(overfilled) 광학계(ＯＦＳ)를 사용했을 때에 발생된 상면 조도 불균일과 다른 상면 조도 불균일도 있다. 이들 상면 조도 불균일도 보정할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 광로중에 반환 미러를 2개 배치했지만, 3개이상 배치해도 좋다. 또한, 실린드리칼 미러와 같은 굴절력을 갖는 반사 광학소자(곡면 미러)를 사용해도 된다.

2색의 화상을 형성하는 화상형성장치에 본 실시예의 주사 광학장치를 사용할 경우에는, 주사 광학장치를 1개만 사용하면 좋다. 4색의 화상을 형성하는 컬러 화상형성장치를 사용할 경우에는, 후술하는 바와 같이 본 실시예의 주사 광학장치를 2개 사용해서 화상을 형성해야한다.

아울러, 본 실시예에서는, 주사 렌즈(15a, 15b) 각각을 2개의 렌즈로 구성했지만, 1개 또는 3개이상의 렌즈로 구성해도 좋다.

또한, 본 실시예에서는, 광편향기(5)(다면경)의 편향면수가 6면인 경우에 관하여 설명했다. 그렇지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 편향면수가 3면이상의 경우(예를 들면, 4면, 5면 또는 7면)이여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 편향부(5)로서 회전 다면경을 사용했지만, 편향면(5a)이 축(5b)을 회전 축으로서 왕복운동함으로써, 광빔을 피주사면(8a,8b)을 향해 반사 편향(편향 주사)하는, 양면에 경면부를 가진 왕복형(진동형)의 편향 소자를 사용해도 된다.

한층 더, 본 실시예에서는, 2개의 입사광빔을 동일한 방향에서 서로 인접하지 않는 편향면(5a, 5b)에 대하여 입사한다. 그렇지만, 본 발명은, 이에 한정하지 않고, 입사방향이 다른 경우나 서로 인접한 편향면에 대하여 광빔이 입사되는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 편향기(5)는 시계방향으로 회전시키고 있다. 그렇지만, 본 발명은, 이에 한정하지 않고, 편향기(5)를 반시계방향으로 회전하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 그렇지만, 이 경우에도, ＢＤ광빔으로서, 피주사면(8a,8ｂ)상에서 결상 스폿이 주사되는 B방향에 대하여 "상류측", 즉 화상 기록 시작측에 있어서의 화상형성용의 광빔 외부의 부분을 사용하는 것이 좋다.

상기 성형 프로세스에 있어서는, 경화중의 온도경사가 상기 형성된 결정 방향에 큰 영향을 준다. 그러므로, 몰드에 용융 수지가 주입되는 게이트부의 위치는 중요하다. 따라서, 그 성형 프로세스에서 형성되는 주사 렌즈6a와 6b(주사 렌즈 7a와 7b)의 게이트부의 광축의 위치에 대한 위치는, Y축방향 및 주사 유닛S1,S2의 광축방향에 있어서 동등한 위치인 것이 바람직하다.

[제 2 실시예]

이하, 도 19 및 도 20을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예의 주사 광학장치의 구성을 설명한다. 도 19는 제 2 실시예에 따른 주사 광학장치의 주 주사 단면도이고, 도 20은 그의 부주사 단면도다.

제2 실시예에서는, 광빔이, 부주사 단면내에 있어서 편광면(5a)에 비스듬히 입사하는 점(사입사방식)이, 제1 실시예와는 다르다. 또한, 제2 실시예는, 1개의 편향부의 다른 2개의 면을 동시에 사용하는 제1 실시예와는 달리, 제1 광학소자(3a)로부터의 광빔과 제2 광학소자(3b)로부터의 광빔이, 부주사 방향으로 주 주사 단면에 대해 각각 하방 및 상방으로부터 동일한 편향면(5a)에 입사하는 구성을 갖는다(한쪽 주사계). 각 광학소자의 작용은, 제 1 실시예와 같으므로, 그 설명을 생략한다.

이하의 표에는, 본 실시예에서 주사 렌즈 6a(6b)(광편향기측 주사 렌즈), 주사 렌즈7a(7b)(피주사면측 주사 렌즈)의 렌즈면 형상을 나타내는 파라미터를 나타낸다. 표의 기재에서, 주사 시작측이란, 도 19에서 광축의 상측의 영역을 의미하고, 또한 주사 종료측이란, 광축으로부터 하측의 영역을 의미한다. 표에 나타나 있는 바와 같이, 주사 렌즈 6의 출사면(제2면)과, 주사 렌즈 7의 입사면(제3면)은, 주사 시작측과 주사 종료측에서, 주 주사 단면의 형상이 다르다.

[표 3]

광학 파라미터를 이하의 표에 나타낸다.

[표 4]

또한, 이하의 기재에 있어서, 본 실시예에서는, 도 20에 나타낸 바와 같이, 편향기(5)로부터 부주사(Z축)방향의 윗쪽을 향해서 광빔이 사출되는 쪽의 주사 유닛을 S1이라고 하고, 또한 아래쪽을 향해서 광빔이 사출되는 쪽의 주사 유닛을 S2이라고 한다.

도 21a, 도 21b 및 도 21c는, 본 실시예에서의 주사 유닛S1, S2에 배치한 반환 미러의 S 및 P편광성분의 반사율 값 Ｒｓ(γ1a)(％) 및 Ｒｐ(γ1a)(％)를 나타낸다. 도 21a는 제1 반환 미러(16a)의 S 및 P편광성분의 반사율 값 Ｒｓ(γ1a), Ｒｐ(γ1a)를 나타내고, 도 21b는 제1 반환 미러(16b)의 S 및 P편광성분의 반사율 값 Ｒｓ(γ1a), Ｒｐ(γ1a)을 나타내고, 도 21c는 제2 반환 미러(17b)의 S 및 P편광성분의 반사율 값 Ｒｓ(γ1a), Ｒｐ(γ1a)을 나타낸다.

상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr의 회전량이 다른 비교 예와 실시예를 비교한다. 먼저, 주사 유닛S1의 조도분포를 검토한다. 주사 유닛S1의 레이저 회전각θr는, +5.51도로 설정된다.

제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 본 비교 예에서의 주사 유닛S1의 주사 렌즈(6a)의 렌즈 배향각θh와 레이저 편광각θr'과의 관계를 도 22에 나타낸다. 레이저 편광각θr'은, Y좌표(주 주사 방향)에 의하지 않고, 일정한 값θr'=+5.51도를 갖는 것을 안다.

이때, 레이저 편광각θr'은, 제 1 실시예와 같은 방법으로 규정된다.

식(1)∼(4) ,및 도 21a, 도 2lb, 도 2c, 도 22에 근거해 구한, 본 실시예에서의 주사 유닛S1에 있어서의 드럼면(피주사면)상에서의 조도분포를 도 2３에 나타낸다. 도 23에 나타나 있는 바와 같이, 전체 상 높이에 있어서, 상 높이 0mm에 있어서의 조도에 대하여 4％이내의 조도분포를 만족시키고 있다.

다음에, 주사 유닛S2에 대해서 검토한다. 본 실시예의 주사 유닛S1과 S2에서는, 사입사 방식으로 광빔을 편향면에 입사하여서, 주사 렌즈 6a(6b)는 주사 유닛S1과 S2에 의해 공용된다. 주사 유닛S1과 S2 사이에서, 주사 렌즈6a(6ｂ)상의 광빔의 통과 위치는 부주사 방향(Z방향)으로 상하로 다르다(도 20 참조). 부주사 방향(Z방향)의 쉬프트량은, 주사 유닛S1측의 플러스 방향으로 0.8mm이고, 또한 주사 유닛S2측의 마이너스 방향으로 0.8mm이다.

다시 말해, 주사 유닛S1과 S2사이에서, 그 광빔이 동일 상 높이Y에 도달할지라도, 렌즈상에서 광빔이 통과하는 Ｚ좌표는 +0.8mm과 -0.8mm로 서로 다르다. 이 때문에, 도 5a에 나타낸 안장형의 배향각 분포로부터, 같은 Ｙ좌표에 있어서 주사 유닛S1,S2의 광빔이 통과하는 위치의 렌즈 배향각은 반전한다.

이후, 주사 유닛S1의 광원 1a와 동일 규격의 모노리딕 4빔 레이저가 주사 유닛S2의 광원 1b에 사용되어 있는 것을 전제로, 주사 유닛S1과 주사 유닛S2간의 조도분포의 차이를 작게 하는 주사 유닛S2의 광원 1b의 레이저의 회전 방향에 대해서 서술한다. 구체적으로는, 피주사면 8a(8ｂ)상에서의 부주사 방향의 광빔 간격을, 소정의 간격으로 주사 유닛S1과 S2사이에서 조정할 필요가 있다. 따라서, 주사 유닛S2의 레이저 회전각을 2개의 경우간에 비교한다. 그 경우 중 일 경우에는 크기와 부호가 주사 유닛S1에 있어서의 레이저 회전각과 같고, 다른 경우에는, 크기가 주사 유닛S1에 있어서의 레이저 회전각과 같고 부호가 다르다. 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr를 주사 유닛S1의 레이저 회전각과 같은 각도와 같은 부호로 했을 경우에 얻어진, 피주사면상에서의 조도분포 불균일을 이하에 나타낸다. 구체적으로, 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr은, +5.51도이다. 여기에서, 주사 유닛S1의 경우와 마찬가지로, 도 24는, 주사 유닛S2에 있어서의, 렌즈 배향각θh와 레이저 편광각θr'간의 관계를 나타낸다. 주사 렌즈(6)에 입사하는 주사 유닛S2의 광빔과, 주사 유닛S1의 광빔은, Z방향의 중심을 사이에 두고 Z방향으로 서로 1.6mm 떨어져 있다. 이 때문에, 주사 렌즈(6) 위에서의 레이저 편광각θr'은, 주사 유닛S1에 대하여 부호가 반전하여, θr'이 -5.51도이다.

이때, 레이저 편광각θr'은, 제 1 실시예와 같은 방식으로 규정된다. 도 25는, 식(1)∼(4) 및, 도 21a, 도 2lb, 도 21c, 도 24에 근거해서 구한 주사 유닛S2에 있어서의 드럼면상에서의 조도분포를 나타낸다. 주사 유닛S1의 조도분포에 대하여, 본 비교예의 주사 유닛S2의 조도분포는, 상 높이Y=-115mm로 최대 3.0포인트의 조도차이(주사 유닛S1에서의 98.3％와 주사 유닛S2에서의 95.3％간의 차이)가 생긴다.

다음에, 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr를 주사 유닛S1의 레이저 회전각과 같은 각도이고 다른 부호인, -5.51도로 했을 경우에 얻어진, 피주사면상에서의 조도분포 불균일을 이하에 나타낸다.

여기에서, 주사 유닛S1에서의 경우와 마찬가지로, 본 실시예의 주사 유닛S2에 있어서의 렌즈 배향각θh와 레이저 편광각θr'간의 관계를 도 2６에 나타낸다. 주사 렌즈(6)에 입사하는 영역은, 주사 유닛S2의 광빔과, 주사 유닛S1의 광빔이, Z방향의 중심을 사이에 두고 Z방향으로 1.6mm 서로 다르다. 이 때문에, 주사 렌즈(6)상에서의 레이저 편광각θr'은, 주사 유닛S1에 대하여 반전하고, 레이저 편광각θr'도 반전하여, θr'는 ＋5.51도이다.

이때, 레이저 편광각θr'은, 제 1 실시예와 같은 방식으로 규정된다.

도 27은, 식(1)∼(4) 및, 도 21a, 도 2lb, 도 21c, 도 2５에 근거해 구한, 본 실시예에서의 주사 유닛S2에 있어서의 드럼면상에서의 조도분포를 나타낸다. 주사 유닛S1의 조도분포에 대하여, 본 실시예의 주사 유닛S2의 조도분포는, 비교 예에서의 값 3.0포인트의 절반 이하인 상 높이Y=+115mm에서 최대 1.4포인트의 조도차이(주사 유닛S1에서의 97.0％와 주사 유닛S2에서의 95.6％간의 차이)로 할 수 있다.

주사 유닛S2의 레이저 회전각이 5.51도인 경우에는, 레이저 회전각이 -5.51도인 경우보다, 주사 유닛S1과 S2사이의 조도분포 차이가 크다. 이것은, (θh-θr')의 절대치가 상 높이마다 크게 다르기 때문이다. 구체적으로는, 상 높이Y=-115mm에서의 (θh-θr')의 값과 비교하면, 주사 유닛S1에서 그 값이 +5도다. 주사 유닛S2에서는, 레이저 회전각이 5.51도인 비교 예에서 그 값이 +17도이고, 레이저 회전각이 -5.51도인 경우에는 +5도다. 이 차이에 의해, 식(2)로 나타낸 Ｐ편광 강도의 비율의 차이가 생긴다. 그 결과, 식(4)로 나타낸 주사 유닛들에서의 조도분포에 차이가 생긴다.

즉, 동일 상 높이에서의 (θh-θr')의 차이는 주사 유닛S1과 S2간에 커지지 않도록 함으로써, 주사 유닛간의 동일 상 높이에 있어서의 조도차이를 저감한다. 따라서, 제 2 실시예에서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 식(5)를 만족시켜서 주사 유닛S1과 S2간의 (θh-θr')의 차이를 작게 할 수 있다. 이렇게 하여, 주사 유닛간의 동일 상 높이에 있어서의 조도차이를 저감할 수 있다.

구체적으로는, 본 실시예에서는, 주사 유닛S2의 레이저 회전각θr를, 주사 유닛S1과는 부호를 반전함으로써 레이저 편광각θr'도, 주사 유닛S1과 반대방향으로 설정할 수도 있다. 이 결과, 주사 렌즈의 배향각θh의 절대치가 주사 유닛S1과 주사 유닛S2와의 사이에서 반전하는 본 실시예와 같은 한 쪽 주사 사입사 방식에 있어서도, (θh-θr')의 절대치는, 균일하게 된다. 이상을 요약하면, 편향 주사된 광빔이 통과하는 렌즈상에서 렌즈 재료의 편향 방향의 배향각이 변화되는 본 실시예의 경우에서도, 주사 유닛간의 레이저 편광방향을 적절하게 설정함으로써 주사 유닛간의 조도분포 불균일을 감소시킬 수 있다.

사입사 방식과 한쪽 주사계의 구성에 적용된 본 실시예의 효과는, 광빔이 통과하는 렌즈상에서의 배향각θh가 크게 변화될 때에 특히 유용하다. 제 2 실시예에서는, 광빔이 입사하는 영역내에서의 배향각θh의 최대값이 8.5도이고, 최소값이 -11.0도이며, 그 최대값과 최소값의 차이는 19.5도의 영역을 사용했다. 이 결과로부터, 광빔이 통과하는 렌즈상에서의 배향각θh의 최대값과 최소값간의 차이가 15도이상일 때에, 본 발명이 보다 현저한 효과를 얻는 것을 본 발명자는 찾아냈다.

이상, 편향 주사된 광빔이 통과하는 렌즈상에서 편광방향의 배향각이 변화되는 본 실시예의 경우에서도, 주사 유닛간의 레이저 편광방향을 적절하게 설정함으로써 주사 유닛간의 조도분포 불균일을 저감시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 광원(1a,lb)으로서 멀티 빔 광원을 사용했다. 그렇지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 단일 빔 광원의 편광방향을 기울여서 사용하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해, 단일 빔 광원의 편광방향이, 제조 요인으로 인한 특정의 일정한 방향으로 기운다고 하는 것이 미리 판별될 수 있는 경우에는, 스테이션마다 레이저의 부착 방향을 변하게 하여, 레이저 편광방향은 식(5)를 만족시킬 수도 있다.

제 2 실시예에서는, 상기 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 성형 프로세스에서 형성되는 주사 렌즈(6a, 6b)(주사 렌즈 7a, 7b)의 게이트부의 광축의 위치에 대한 위치는, Y축방향 및 주사 유닛S1,S2의 광축방향에 있어서 동등한 위치인 것이 바람직하다. 추가로, 주사 유닛S1,S2내의 주사 렌즈 중에서 가장 두꺼운 렌즈에 대해서만 식(5)를 만족시키도록 구성함으로써 본 발명의 충분한 효과를 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 설명했지만, 본 발명은 이것들의 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 사상의 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 변경이 가능하다.

[컬러 화상형성장치]

도 28은 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 주사 광학장치를 사용한 컬러 화상형성장치의 주요부 개략도다.

본 실시예는, 주사 광학장치를 2개 평행하게 배치하여 화상 담지 부재인 감광 드럼면 위에 화상정보(정전잠상)를 기록하는 탠덤 타입의 컬러 화상형성장치다.

도 28에 있어서, 컬러 화상형성장치(70)는, 각각 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 구성을 갖는 각각의 주사 광학장치(21,23), 화상 담지부재인 감광 드럼(51,52,53,54), 현상기(현상부)(31,32,33,34) 및 반송 벨트(61)를 구비한다. 또한, 한편, 도 28에 있어서는, 현상기로 현상된 토너 화상을 전사재에 전사부에 의해 전사하고, 정착기(정착부)(미도시됨)는, 상기 전사된 토너 화상을 상기 전사재에 정착시킨다.

도 28에 있어서, 컬러 화상형성장치(70)에는, 퍼스널 컴퓨터 등의 외부기기(62)로부터 R(레드), G(그린) 및 B(블루)의 색신호(코드 데이터)가 공급된다. 이것들의 색신호는, 장치내의 프린터 콘트롤러(63)에 의해, C (시안), M(마젠타), Y(옐로) 및 B(블랙)의 화상 데이터로 변환되어서, 그 주사 광학장치(21,23)에 공급된다.

그리고, 이것들의 주사 광학장치(21, 23)는, 각 화상 데이터에 따라 변조된 광빔(41,42,43,44)을 출사한다. 이것들의 광빔(41, 42, 43, 44)은, 감광 드럼(51,52,53,54)의 감광 드럼면을 주 주사 방향으로 주사한다.

본 실시예를 적용할 수 있는 컬러 화상형성장치는, 주사 광학장치(21,23)를 2개 나란히 구비한다. 또한, 그들 각각은, C(시안), M(마젠타), Y(옐로) 및 B(블랙)의 색을 지원하여, 병행하여 감광 드럼(51,52,53,54) 면 위에 화상신호(화상정보)를 기록하고, 컬러 화상을 고속으로 인자한다.

본 실시예를 적용할 수 있는 컬러 화상형성장치는, 전술한 바와 같이 2개의 주사 광학장치(21,23)에서 화상 데이터에 근거한 광빔을 사용해서 개개의 색의 잠상을 대응한 감광 드럼(51,52,53,54) 면 위에 형성한다. 그 후에, 기록재에 다층 전사해서 1개의 풀컬러 화상을 형성한다.

외부기기(62)로서는, 예를 들면 ＣＣＤ센서를 구비한 컬러 화상 판독장치를 사용하여도 된다. 이 경우에는, 이 컬러 화상 판독장치와, 컬러 화상형성장치(70)는, 컬러 디지털 복사기로 구성된다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

Claims

제1 주사 유닛;
제2 주사 유닛; 및
광빔을 편향 주사하고 상기 제1 주사 유닛과 상기 제2 주사 유닛으로 공용되는 편향부를 구비한 주사 광학장치로서,
상기 제1 주사 유닛은, 제1 광원부와, 상기 제1 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 편향부의 제1 편향면에 도광하는 제1 입사광학계와, 상기 제1 편향면에서 편향된 광빔을 제1 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제1 결상광학계를 구비하고, 상기 제1 결상광학계는 상기 제1 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제1 결상광학소자를 구비하며, 상기 제1 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고,
상기 제2 주사 유닛은, 제2 광원부와, 상기 제2 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 제1 편향면과는 다른, 상기 편향부의 제2 편향면에 도광하는 제2 입사광학계와, 상기 제2 편향면에서 편향된 광빔을 제2 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제2 결상광학계를 구비하고, 상기 제2 결상광학계는 상기 제2 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제2 결상광학소자를 구비하며, 상기 제2 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고,
상기 제1 광원부로부의 광빔 및 상기 제2 광원부로부터의 광빔은, 상기 편향부의 구동에 의해 주 주사 방향에서 서로 대향된 방향으로 주사되도록 상기 제1 피주사면 및 상기 제2 피주사면을 주사하고,
다음의 식을 만족시키며,
θ1h(Y1min)×θ1r> 0을 충족시키는 경우에, θ2h(Y1min)×θ2r> 0의 식을 충족시키고,
θ1h(Y1min)×θ1r <0을 충족시키는 경우에, θ2h(Y1min)×θ2r <0의 식을 충족시키고,
여기에서, 상기 제1 피주사면이 상기 주 주사 방향의 상기 제1 광원부로부터의 광빔에 의해 주사되는, 방향은, Y축의 정방향으로서 정의되고, θ1h(y) 및 θ2h(y)는, 각각, 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자에 있어서, 광축을 포함하는 Y축에 수직한 평면과 상기 Y축간의 교점을 Y축의 원점이라고 했을 때의, Y축방향에 있어서의 위치y에 있어서의 지상축의 방향과 상기 주 주사 방향 사이의 각도인 배향각을 나타내며, θ1r 및 θ2r은, 각각, 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자에 도달하는 상기 광빔의 편광방향과 상기 Y축 사이의 각도를 나타내고, Y1min은 상기 배향각θ1h(y)이 최소가 되는 Y축방향에 있어서의 위치를 나타내는, 주사 광학장치.
제1 주사 유닛;
제2 주사 유닛; 및
광빔을 편향 주사하고 상기 제1 주사 유닛과 상기 제2 주사 유닛으로 공용되는 편향부를 구비한 주사 광학장치로서,
상기 제1 주사 유닛은, 제1 광원부와, 상기 제1 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 편향부의 편향면에 도광하는 제1 입사광학계와, 상기 편향면에서 편향된 광빔을 제1 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제1 결상광학계를 구비하고, 상기 제1 결상광학계는 상기 제1 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제1 결상광학소자를 구비하며, 상기 제1 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고,
상기 제2 주사 유닛은, 제2 광원부와, 상기 제2 광원부로부터 출사된 광빔을 상기 제1 광원부로부터의 광빔을 편향하는 상기 편향면에 도광하는 제2 입사광학계와, 상기 편향면에서 편향된 광빔을 제2 피주사면에 초점을 맞추는 적어도 1개의 결상 광학소자를 포함한 제2 결상광학계를 구비하고, 상기 제2 결상광학계는 상기 제2 결상광학계에 포함된 적어도 하나의 결상광학소자의 광축방향의 두께의 최대값이 가장 큰 제2 결상광학소자를 구비하며, 상기 제2 결상광학소자는 복굴절 특성을 갖고,
상기 제1 및 상기 제2 입사광학계는, 각각 상기 제1 광원부로부터의 광빔과 상기 제2 광원부로부터의 광빔을, 각각 상기 편향부의 상기 편향면에 부주사 방향으로 비스듬히 입사시키고,
다음의 식을 만족시키며,
θ1h(Y1min)×θ1r> 0을 충족시키는 경우에, θ2h(Y1min)×θ2r> 0의 식을 충족시키고,
θ1h(Y1min)×θ1r <0을 충족시키는 경우에, θ2h(Y1min)×θ2r <0의 식을 충족시키고,
여기에서, 배향각은 상기 제1 결상광학소자의 지상축방향(slow axis direction)과 주 주사 방향 사이의 각도로 정의되고, 상기 제2 결상광학소자는 최대값과 최소값 사이의 15도 또는 그 이상의 차이를 갖으며, 상기 제1 피주사면이 상기 주 주사 방향의 상기 제1 광원부로부터의 광빔에 의해 주사되는, 방향은, Y축의 정방향으로서 정의되고, θ1h(y) 및 θ2h(y)는, 각각, 상기 제1 및 제2 결상 광학소자에 있어서 광축을 포함하는 Y축에 수직한 평면과 상기 Y축간의 교점을 Y축의 원점이라고 했을 때의 Y축방향에 있어서의 위치y에 있어서의 배향각을 나타내고, θ1r 및 θ2r는, 각각, 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자에 도달하는 상기 광빔의 편광방향과 상기 Y축 사이의 각도를 나타내고, Y1ｍｉｎ은 상기 배향각θ1h(y)이 최소가 되는 Y축방향에 있어서의 위치를 나타내는, 주사 광학장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자는, 성형(molding) 프로세스에 의해 형성되고, 상기 성형 프로세스에서 형성된 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자의 게이트부의 광축의 위치에 대한 위치들은, 상기 Y축방향 및 상기 제1 및 상기 제2 결상광학계의 상기 광축방향에 있어서 같은 위치인, 주사 광학장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자는 성형 프로세스에 의해 형성되고, 상기 성형 프로세스에서 형성된 상기 제1 및 상기 제2 결상 광학소자의 게이트부의 광축의 위치에 대한 위치들은, 상기 Y축방향 및 상기 제1 및 상기 제2 결상광학계의 상기 광축방향에 있어서 같은 위치인, 주사 광학장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 광원부와 상기 제2 광원부 각각은 복수의 발광점을 구비한, 주사 광학장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 광원부와 상기 제2 광원부 각각은 복수의 발광점을 구비한, 주사 광학장치.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 주사 광학장치; 및
외부기기로부터 공급된 코드 데이터를 화상신호로 변환해서 상기 주사 광학장치에 공급되게 하는 프린터 콘트롤러를 구비한, 화상형성장치.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 주사 광학장치를 각각 구비하는 복수의 주사 광학장치;
상기 복수의 주사 광학장치 각각의 피주사면에 배치되고, 색이 서로 다른 단색 화상에 상응하는, 복수의 화상 담지(bearing) 부재(image bearing members)에 형성된 정전하 잠상(electrostatic latent images)을 토너 화상으로서 현상하는 복수의 현상부;
상기 현상된 토너 화상을 전송 자료로 전송하는 전송부; 및
상기 전송된 토너 화상을 전송 자료로 고정하는 고정부를 구비한, 컬러 화상형성장치.
제 8 항에 있어서,
외부기기로부터 공급된 서로 다른 복수의 색신호를 복수의 다른 색의 화상 데이터로 변환해서 상기 각각의 주사 광학장치에 공급되게 하는 프린터 콘트롤러를 구비한, 컬러 화상형성장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 광원부 각각은 레이저빔을 방사하는 주사 광학장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 광원부 각각은 레이저빔을 방사하는 주사 광학장치.