KR101442616B1 - 광 주사 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

광 주사 장치 및 화상 형성 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101442616B1
KR101442616B1 KR1020080090687A KR20080090687A KR101442616B1 KR 101442616 B1 KR101442616 B1 KR 101442616B1 KR 1020080090687 A KR1020080090687 A KR 1020080090687A KR 20080090687 A KR20080090687 A KR 20080090687A KR 101442616 B1 KR101442616 B1 KR 101442616B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
imaging optical
scanning
sub
lens
deflector
Prior art date
Application number
KR1020080090687A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100031856A (ko
Inventor
박기성
Original Assignee
삼성전자주식회사
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
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020080090687A priority Critical patent/KR101442616B1/ko
Priority to US12/508,146 priority patent/US8411342B2/en
Publication of KR20100031856A publication Critical patent/KR20100031856A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101442616B1 publication Critical patent/KR101442616B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • 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
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/0409—Details of projection optics
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/22—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
    • G03G15/32—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head
    • G03G15/326—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head by application of light, e.g. using a LED array
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
    • G03G15/0435—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure by introducing an optical element in the optical path, e.g. a filter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)

Abstract

광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 개시된 광 주사 장치는 편향기에 의해 편향된 광을 감광 매체 상에 결상시키는 f-θ특성을 갖는 제1 및 제2 결상광학렌즈를 구비한 결상 광학계가 0.81 < k/fm < 0.88 및 0.6 < fm/fm1 < 0.91의 조건을 만족한다. 여기서, k는 상기 결상 광학계의 f-θ주사계수를 나타내며, fm은 상기 결상 광학계의 주주사 초점길이를 나타내고, fm1은 상기 제1결상광학렌즈의 주주사 초점길이를 나타낸다.

Description

광 주사 장치 및 화상 형성 장치{Light scanning system and image forming apparatus}
본 발명은 광 주사 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 결상광학렌즈의 굴절력 배분과 형상을 향상시킨 광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치에 관한 것이다.
광 주사 장치는 화상 형성 장치인 레이저 프린터에서 감광 매체에 레이저빔을 주사하여 정전 잠상을 형성하는 장치이다.
종래 레이저 프린터에서 광 주사 장치의 콤팩트화를 위해 결상 광학계의 전체길이를 짧게하기 위한 결상 광학계의 굴절력(파워, power) 배분 및 형상이 제안되었다. 그런데, 결상 광학계의 전체길이를 짧게하면 최대 주광선 각도(Maximum Chief Ray Angle)가 증가하게 되어 상면에서 심도가 짧아지게 된다. 특히, 고해상도광학계에 있어서는 균일한 빔경과 깊은 심도가 중요하므로 최대 주광선 각도를 줄여주는 것이 요구된다. 근래에는 탠덤형 광 주사 장치에서 감광 드럼 사이의 피치를 좁게 구성하는 경우, 충분한 토너 저장 용량을 확보하기 위해 결상 광학계와 피주사면 사이의 거리가 긴 것이 요구된다. 또한 결상 광학계의 부주사 방향으로의 배치오차에 따라 주사선 만곡 및 빔경열화가 발생하게 된다.
본 발명은 결상 광학계의 굴절력 배분과 형상을 향상시켜 결상 광학계의 배치오차에 따른 주주사/부주사 빔경의 편차나 주사선 만곡을 억제시킨 광 주사 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광 주사 장치는, 광원과; 상기 광원으로부터 조사된 광을 편향시키기는 편향기와; 상기 편향기에 의해 편향된 광을 감광 매체 상에 결상시키는 것으로 fθ특성을 갖는 제1 및 제2 결상광학렌즈를 구비한 결상 광학계;를 포함하고, 상기 결상 광학계가 다음 조건식 1과 조건식 2를 만족한다.
<조건식 1>
0.81 < k/fm < 0.88
<조건식 2>
0.6 < fm/fm1 < 0.91
여기서, k는 상기 결상 광학계의 fθ주사계수를 나타내며, fm은 상기 결상 광학계의 주주사 초점길이를 나타내고, fm1은 상기 제1결상광학렌즈의 주주사 초점길이를 나타낸다.
상기 제1결상광학렌즈의 부주사 파워는 영(zero)일 수 있다.
상기 제2결상광학렌즈의 부주사 파워는 양의 값을 가질 수 있다.
상기 제2결상광학렌즈는 다음 조건식 3을 만족할 수 있다.
<조건식 3>
1.5 < R3s/R4s < 3
여기서, R3s는 상기 제2결상광학렌즈의 입사면의 광축상의 부주사 곡률반경을 나타내며, R4s는 상기 제2결상광학렌즈의 출사면의 광축상의 부주사 곡률반경을 나타낸다.
상기 제1결상광학렌즈의 광축은 상기 편향기의 광축에 일치하게 배치되며, 상기 제2결상광학렌즈의 광축은 상기 편향기의 광축에 대해 부주사방향으로 편심되어 배치될 수 있다.
상기 결상 광학계에 의한 주주사 및/또는 부주사 빔경의 편차는 10% 이하일 수 있다.
상기 광원과 편향기 사이의 광경로 상에는 상기 광원에서 방출되는 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이팅 렌즈가 배치될 수 있다.
상기 광원과 편향기 사이의 광경로 상에는 상기 광원에서 방출되는 광을 상기 편향기에 부주사방향으로 집속시키는 실린드리컬 렌즈가 배치될 수 있다.
상기 광원과 편향기 사이의 광경로 상에는 상기 광원에서 방출되는 광의 빔경을 조절하기 위한 개구 스톱이 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 화상 형성 장치는 전술한 광 주사 장치와; 상기 광 주사 장치에 의해 정전 잠상이 형성되는 감광 매체와; 상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛과; 상기 현상 유닛에 의해 현상된 이미지가 전사되는 전사 유닛;을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설 명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 주사 장치의 주주사 방향 광학 배치도를 도시한다. 도 1에서 x축은 피주사면(80)을 기준으로 부주사 방향에 해당되며, y축은 주주사 방향에 해당된다. 도 2는 도 1에서 편향기(50)의 회전축(C)을 포함하는 xz편면에서 본 것으로서, 도 1에 도시된 광 주사 장치의 부주사 방향 광학 배치도를 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 광 주사 장치는, 광원(10)과, 상기 광원(10)으로부터 조사된 광(L)을 편향시키는 편향기(50)와, 상기 편향기(50)에서 반사된 광을 결상시키는 결상 광학계(60,70)를 포함한다.
상기 광원(10)은 예를 들어 반도체 레이저 다이오드가 채용될 수 있다.
상기 광원(10)과 편향기(50) 사이의 광 경로 상에는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)(20)가 구비될 수 있다. 콜리메이팅 렌즈(20)는 광원(10)으로부터의 광을 평행광으로 만들어 주는 집광 렌즈이다. 상기 콜리메이팅 렌즈(20)와 편향기(50) 사이의 광 경로 상에는 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)(40)가 구비될 수 있다. 실린드리컬 렌즈(40)는 부주사 방향으로만 소정의 파워를 가지는 왜상 렌즈(anamorphic lens)로서, 콜리메이팅 렌즈(20)를 통과한 광을 편향기(50)의 편 향면에 부주사방향으로 집속시킨다. 또한, 콜리메이팅 렌즈(20)와 실린드리컬 렌즈(40) 사이에는 빔의 직경을 조절하기 위한 개구 스톱(aperture stop)(30)을 더 구비될 수 있다. 상기 콜리메이팅 렌즈(20), 개구 스톱(30) 및 실린드리컬 렌즈(40)는 광 주사 장치의 입사 광학계를 이룬다.
상기 편향기(50)는, 예컨대 다수의 편향면을 갖는 다면체 미러로서, 스핀들 모터와 같은 (도시되지 않은) 구동 수단에 의해 일정 속도로 회전된다. 상기 편향기(50)의 회전에 의해, 광원(10)에서 주사된 광(L)은 피주사면(80)에 주주사 방향으로 주사된다.
상기 결상 광학계는 수렴 기능과 fθ특성을 갖는 주사 광학 수단으로, 편향기(50)에 의해 반사 및 편향되고 화상 정보에 기초한 광빔이 피주사면(80) 상에 화상형성되게 한다. 이러한 결상 광학계는 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70)를 포함한다. 상기 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70) 각각은 그 양면이 원환체 표면을 갖는 원환체 렌즈가 될 수 있다. 제1결상광학렌즈(60)는 주주사 방향으로 정의 파워를 가지고 부 주사 방향으로 0의 파워를 가질 수 있다. 즉, 도 2에 도시되듯이 제1결상광학렌즈(60)의 부주사 섹션에서의 제1 및 제2면(60a,60b)은 평면이 될 수 있다. 한편, 제2결상광학렌즈(70)는 부주사 방향으로 정의 파워를 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 편향기(50)에서 편향된 광(L)은 부주사 섹션에서 볼 때 편향기(50)의 광축(OA)에 경사지게 주사될 수 있다. 제2결상광학렌즈(70)는 부사주 방향으로 거리 d만큼 편행 편심함으로써, 도 2에 도시되는 바와 같이 편향기(50)에서 편향된 광(L)이 피주사면(80)의 정위치에 결상될 수 있도록 한다. 즉, 제2결상 광학렌즈(70)는 광학적으로 주사될 편향기(50)의 편향면과 피주사면(80)이 부주사 섹션에서 정합되도록 하는 기울기 수정 기능을 가진다. 한편, 제1결상광학렌즈(60)가 부주사 방향으로 파워를 가지고 있지 아니하므로, 제1결상광학렌즈(60)를 부주사 방향으로 편심 이동시킨다 할지라도 상기 편향기(50)에서 편향된 광(L)의 부주사 섹션에서의 진행경로는 바뀌지 않는다. 따라서, 본 실시예는 편향기(50)에서 편향된 광(L)의 부주사 섹션에서의 경사를, 제2결상광학렌즈(70)만으로 보정함으로써, 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70)의 광학적 설계를 용이하게 할 수 있다.
도 3은 제2결상광학렌즈(도 1의 70)가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주주사/부주사 빔경편차를 결상 광학계의 k/fm에 따라 도시한다. 여기서, k는 상기 결상 광학계의 fθ주사계수를 나타내며, fm은 상기 결상 광학계의 주주사 초점길이를 나타낸다. 또한, 빔경의 레벨은 13.5%을 기준으로 한다. 상기 결상 광학계의 fθ주사계수(k)는 주사정수 또는 주사계수로도 불리운다.
제2결상광학렌즈(70)를 부주사 방향으로 편심 이동시킴에 따라 주주사/부주사 빔경의 열화가 발생하게 되는데, 도 3을 참조하면, 결상 광학계가 아래의 수학식1을 만족할 때 주주사 빔경의 편차 및 부주사 빔경의 편차가 10%이내로 억제될 수 있음을 볼 수 있다.
0.81 < k/fm < 0.88
고해상도 주사 광학계는, 균일한 빔경과 깊은 심도가 중요하다. 이러한 점을 고려하여, fθ주사계수(k)에 대해 결상 광학계 전체의 파워를 상기 수학식 1와 같이 설정함으로써, 최대주사각도(θmax)를 줄이는 대신 피주사면(80)에서의 초점심도를 충분히 길게 하여 고해상도 주사광학계의 요구를 만족시킬 수 있다.
도 4는 제2결상광학렌즈(70)가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주주사/부주사 빔경편차를 결상 광학계 전체의 초점길이(fm)와 제1결상광학렌즈(60)의 주주사 초점길이(fm1)의 비에 따라 도시한다. 빔경의 레벨은 13.5%을 기준으로 한다.
전술한 바와 같이 제2결상광학렌즈(70)를 부주사 방향으로 편심 이동시킴에 따라 주주사/부주사 빔경의 열화가 발생하게 되는데, 도 4를 참조하면, 결상 광학계의 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70)가 아래의 수학식2를 만족할 때 주주사 빔경의 편차 및 부주사 빔경의 편차가 10%이내로 억제될 수 있음을 볼 수 있다.
0.6 < fm/fm1 < 0.91
아울러, 탠덤형 광 주사 장치에서 감광 드럼 사이의 피치를 좁게 구성하는 경우 충분한 토너 저장 용량을 확보하기 위해, 제2결상광학렌즈(70)와 피주사면(80) 사이의 거리가 길 것이 요구되는바, 제1 및 제2결상광학렌즈의 주주사 파워를 상기 수학식 2와 같이 배분함으로써, 이러한 탠덤형 광 주사 장치에서 요구를 만족시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 결상 광학계의 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70)의 부주사 방향의 배치오차에 의한 주사선 만곡을 줄이기 위해서, 본 실시예는 제1결상광학렌 즈(60)의 부주사 파워(Φs1)를 영(zero)로 하고 제2결상광학렌즈(70)의 부주사 파워(Φs2)를 정의 값으로 구성한다. 나아가 부주사 배율편차를 작게 되도록 제2결상광학렌즈(70)의 광학적 설계를 최적화시킬 것이 요구된다. 제2결상광학렌즈(70)를 도 2에 도시된 바와 같이 부주사 방향으로 이동한다고 할 때, 제2결상광학렌즈(70)의 광축상의 부주사 곡률반경의 입사면(70a)/출사면(70b)의 비가 커지게 되면 주/부주사 빔경 편차가 커지게 되고 사출 성형성도 안 좋아지게 된다. 반대로 제2결상광학렌즈(70)의 입사면(70a)/출사면(70b)의 비가 너무 작아지게 되면 부주사 방향의 구면수차가 증가하게 되어 부주사 빔경의 편차가 커지게 된다. 이러한 점을 고려하여, 제2결상광학렌즈(70)은 다음의 수학식 3을 만족하도록 설계된다.
1.5 < R3s/R4s < 3
여기서, R3s는 상기 제2결상광학렌즈(70)의 입사면(70a)의 광축상의 부주사 곡률반경을 나타내며, R4s는 상기 제2결상광학렌즈(70)의 출사면(70b)의 광축상의 부주사 곡률반경을 나타낸다. 제2결상광학렌즈(70)의 렌즈면을 상기 수학식3과 같이 설계함으로써, 부주사 배율편차와 제2결상광학렌즈(70)의 부주사 방향 이동시 주주사 빔경 편차 및 부주사 빔경 편차를 작게 할 수 있다.
한편, 제1결상광학렌즈(60)의 입사면(60a)과 출사면(60b)의 비구면 형상과 제2결상광학렌즈(70)의 입사면(70a)과 출사면(70b)의 비구면 형상은 다음의 수학식4에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112008065095951-pat00001
여기서, z는 결상광학렌즈의 정점으로부터 광축(OA) 방향으로의 거리를, x는 광축(OA)에 대해 수직한 방향으로의 거리를, y는 결상광학렌즈의 정점으로부터 주주사 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, an는 주주사 방향의 비구면 계수를, bn은 부주사 방향의 비구면 계수를 각각 나타낸다. 또한, C1은 주주사방향의 곡률반경 R의 역수를, C2는 부주사방향의 방향의 곡률 반경 r의 역수를 나타낸다. 이러한 수학식 4로 표시되는 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70)의 비구면 형상의 일례가 후술하는 표 2에 기재되어 있다.
다음은 본 실시예에 따른 광 주사 장치의 구체적인 설계 데이터를 나타낸 것이다.
광 주사 장치 구성
fθ주사계수(mm/rad)
fθ주사계수 k 154.7
유효주사폭 W 216
파장, 굴절율
사용파장 λ(nm) 655
제1결상광학렌즈의 굴절율 N1 1.53
제2결상광학렌즈의 굴절율 N2 1.53
결상 광학계의 배치(mm)
다각형 반사면 ~ 제1렌즈 입사면 d1 31
제1렌즈 입사면 ~ 제1렌즈 출사면 d2 8
제1렌즈 출사면 ~ 제2렌즈 입사면 d3 21
제2렌즈 입사면 ~ 제2렌즈 출사면 d4 10
제2렌즈 출사면 ~ 피주사면 d5 129.2
　 주주사 형상 부주사 형상 　 주주사 형상 부주사 형상





제
1
렌
즈

입
사
면


광
원
측		 R -6.194E+01 r 0




제
2
렌
즈
입
사
면


광
원
측		 R 1.578E+03 r -3.212E+01
a4 3.416E-06 b4 0 a4 3.776E-07 b4 2.730E-07
a6 -1.941E-10 b6 0 a6 -2.030E-11 b6 -7.756E-10
a8 -4.494E-13 b8 0 a8 2.753E-14 b8 4.939E-13
a10 2.829E-16 b10 0 a10 5.090E-18 b10 1.453E-16
a3 -1.125E-05 b3 0 a3 5.226E-06 b3 -9.505E-06
a5 -7.117E-08 b5 0 a5 -1.631E-08 b5 2.222E-09
a7 -1.850E-11 b7 0 a7 2.805E-12 b7 1.602E-11
a9 5.436E-16 b9 0 a9 -8.417E-16 b9 -1.809E-14


반
광
원
측		 R -6.194E+01 r 0

반
광
원
측		 R 1.578E+03 r -3.212E+01
a4 1.438E-06 b4 0 a4 1.183E-06 b4 6.834E-07
a6 1.872E-09 b6 0 a6 -1.061E-10 b6 -7.510E-10
a8 1.302E-12 b8 0 a8 -4.677E-15 b8 4.552E-13
a10 -2.796E-16 b10 0 a10 9.433E-18 b10 1.753E-16
a3 6.617E-05 b3 0 a3 -4.206E-05 b3 -2.293E-05
a5 -1.717E-07 b5 0 a5 -6.476E-09 b5 4.407E-09
a7 3.043E-11 b7 0 a7 5.480E-13 b7 1.333E-11
a9 -4.572E-14 b9 0 a9 -5.083E-16 b9 -1.871E-14




제
1
렌
즈

출
사
면


광
원
측		 R -4.207E+01 r 0



제
2
렌
즈
출
사
면


광
원
측		 R -8.322E+02 r -1.499E+01
a4 4.636E-06 b4 0 a4 -1.443E-06 b4 1.499E-06
a6 -9.973E-10 b6 0 a6 6.002E-11 b6 9.388E-10
a8 6.312E-13 b8 0 a8 -2.376E-14 b8 -3.390E-13
a10 8.068E-16 b10 0 a10 8.052E-19 b10 -1.162E-17
a3 -1.307E-05 b3 0 a3 1.082E-05 b3 -1.708E-05
a5 -3.964E-08 b5 0 a5 1.486E-08 b5 -5.970E-08
a7 9.333E-12 b7 0 a7 -1.923E-12 b7 5.182E-12
a9 -5.154E-14 b9 0 a9 4.430E-16 b9 3.602E-15


반
광
원
측		 R -4.207E+01 r 0

반
광
원
측		 R -8.322E+02 r -1.499E+01
a4 3.759E-06 b4 0 a4 -6.097E-07 b4 2.500E-06
a6 -1.146E-09 b6 0 a6 1.748E-10 b6 1.425E-09
a8 2.298E-12 b8 0 a8 -5.359E-14 b8 -5.108E-13
a10 4.960E-16 b10 0 a10 9.060E-18 b10 2.635E-17
a3 3.685E-05 b3 0 a3 -3.010E-05 b3 -2.776E-05
a5 -7.315E-08 b5 0 a5 1.027E-08 b5 -9.804E-08
a7 9.662E-12 b7 0 a7 -2.083E-12 b7 1.265E-11
a9 -5.836E-14 b9 0 a9 -1.218E-16 b9 1.884E-15
표 2에서 비구면 계수는 결상광학렌즈의 중심축을 중심으로 광원에 가까운 쪽의 광원측과, 광원에 먼 쪽의 반광원측으로 나누어 나타내었다. 즉, 도 1을 참조할 때, 피주사면(80)에 주사되는 광빔 중 광원(10)과 가까운 쪽의 광빔 구간(LO1~Lc)이 광원측에 해당되고, 광원(10)과 먼 쪽의 광빔 구간(Lc~LO2)이 반광원측에 해당된다.
상기 표 1 및 표 2에서 주어진 설계 데이터에 따르면, fθ주사계수 k는 154.7[mm/rad]이고, 결상 광학계의 주주사 초점길이 fm는 181.4[mm]이며, 제1결상광학렌즈의 주주사 초점길이 fm1는 217.0[mm]이므로, k/fm은 0.853이 되어 상기 수학식 1을 만족하며, fm/fm1은 0.836이 되어 상기 수학식 2를 만족함을 알 수 있다. 또한, 제2결상광학렌즈(70)의 광축상 부주사 입사면의 곡률반경 R3s는 -32.12mm이고, 제2결상광학렌즈(70)의 광축상 부주사 출사면의 곡률반경 R4s는 -15.00mm이므로, R3s/R4s는 2.14가 되어 상기 수학식 3을 만족함을 알 수 있다.
도 5는 상기 표 1 및 표 2의 설계 데이터에 의한 실시예에서, 제2결상광학렌즈(70)가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주주사/부주사 빔경을 상고에 따라 도시한다. 도 5를 참조하면, 제2결상광학렌즈(70)가 부주사 방향으로 편심 이동하더라도, 주/부주사 빔경의 편차가 10% 이내로 양호한 값을 가짐을 알 수 있다.
도 6은 상기 표 1 및 표 2의 설계 데이터에 의한 실시예에서, 제2결상광학렌즈(70)가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주사선 만곡특성을 상고에 따라 도시한다. 도 6을 참조하면, 제2결상광학렌즈(70)가 부주사 방향으로 편심 이동하더라도, 주사선 만곡의 편차가 10um 이내의 양호한 수준을 가지므로, 제1 및 제2결상광학렌즈(60,70)의 조립시 양산성을 확보할 수 있게 된다.
다음으로, 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 광 주사 장치(100)를 구비하여 칼라 화상을 형성하는 화상 형성 장치를 설명하기로 한다. 도 7은 본 실시예의 화상 형성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는, 광 주사 장치(100), 현상 유닛(200), 감광 드럼(300), 대전 롤러(301), 중간 전사 벨트(400), 전사 롤러(500) 및 정착 유닛(600)을 포함할 수 있다.
광 주사 장치(100)는 화상정보에 따라 변조된 라인형상의 광(L)을 감광 드럼(300)에 주사하는 장치로 전술한 실시예의 광 주사 장치가 채용될 수 있다. 감광 드럼(300)은 감광 매체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주면에 소정 두께의 감광층이 형성된 것이다. 감광 드럼(300)의 외주면은 광 주사 장치(100)에서 주사되는 광(L)이 결상되는 전술한 설명에서의 피주사면에 해당된다. 감광 매체로서, 벨트 형태의 감광 벨트가 적용될 수도 있다. 대전 롤러(301)는 감광 드럼(300)에 접촉되어 회전되면서 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전 롤러(301)에는 대전 바이어스(Vc)가 인가된다. 대전 롤러(301) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다. 현상 유닛(200) 내부에는 토너가 수용된다. 토너는 현상 유닛(200)과 감광 드럼(300) 사이에 인가되는 현상 바이어스에 의하여 감광 드럼(300)으로 이동되어, 정전 잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 감광 드럼(300)에 형성된 토너 화상은 중간 전사 벨트(400)로 전사된다. 토너 화상은 전사 롤러(500)에 인가되는 전사 바이어스에 의하여 전사 롤러(500)와 중간 전사 벨트(400) 사이로 이송되는 용지(P)로 전사된다. 용지로 전사된 토너 화상은 정착 유닛(600)로부터 열과 압력을 받아 용지에 정착됨으로써 화상 형성이 완료된다.
칼라화상을 인쇄하기 위하여, 광 주사 장치(100), 현상 유닛(200) 및 감광 드럼(300)은 각 칼라별로 마련된다. 광 주사 장치(100)는 4개의 광을 4개의 감광 드럼(300)에 각각 주사한다. 4개의 감광 드럼(300)에는 각각 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C) 색상의 화상정보에 대응되는 정전 잠상이 형성된다. 4개의 현상 유닛(300)은 각각 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상의 토너를 감광 드럼(300)에 공급하여 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상의 토너화상을 형성시킨다. 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상의 토너 화상은 중간 전사 벨트(400)로 중첩 전사된 후에 다시 용지(P)로 전사된다.
이러한 본 발명인 광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 주사 장치의 주주사 방향 광학 배치도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 광 주사 장치의 부주사 방향 광학 배치도를 도시한다.
도 3은 제2결상광학렌즈가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주주사/부주사 빔경편차를 결상 광학계의 k/fm에 따라 도시한다.
도 4는 제2결상광학렌즈가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주주사/부주사 빔경편차를 결상 광학계의 fm/fm1에 따라 도시한다.
도 5는 제2결상광학렌즈가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주주사/부주사 빔경을 상고에 따라 도시한다.
도 6은 제2결상광학렌즈가 0.5mm 부주사 방향으로 편심 이동한 경우 발생되는 결상 광학계의 주사선 만곡특성을 상고에 따라 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
10...광원 20...콜리메이팅 렌즈
30...개구 스톱(stop) 40...실린드리컬 렌즈
50...편향기 60...제1결상광학렌즈
70...제2결상광학렌즈 90...피주사면
100...광 주사 장치 200...현상 장치
300...감광 드럼 400...중간 전사 벨트
500...전사 벨트 600...정착 장치

Claims (11)

  1. 광원과;
    상기 광원으로부터 조사된 광을 편향시키기는 편향기와;
    상기 편향기에 의해 편향된 광을 감광 매체 상에 결상시키는 것으로 fθ특성을 갖는 제1 및 제2 결상광학렌즈를 구비한 결상 광학계;를 포함하고, 상기 결상 광학계가 다음 조건식 1과 조건식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
    <조건식 1>
    0.81 < k/fm < 0.88
    <조건식 2>
    0.6 < fm/fm1 < 0.91
    여기서, k는 상기 결상 광학계의 fθ주사계수를 나타내며, fm은 상기 결상 광학계의 주주사 초점길이를 나타내고, fm1은 상기 제1결상광학렌즈의 주주사 초점길이를 나타낸다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1결상광학렌즈의 부주사 파워는 영(zero)인 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2결상광학렌즈의 부주사 파워는 정의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2결상광학렌즈는 다음 조건식 3을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
    <조건식 3>
    1.5 < R3s/R4s < 3
    여기서, R3s는 부주사 섹션에서 볼 때 상기 제2결상광학렌즈의 입사면의 광축상의 부주사 곡률반경을 나타내며, R4s는 부주사 섹션에서 볼 때 상기 제2결상광학렌즈의 출사면의 광축상의 부주사 곡률반경을 나타낸다.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1결상광학렌즈의 광축은 부주사 섹션에서 볼 때 상기 편향기의 광축에 일치하게 배치되며,
    상기 제2결상광학렌즈의 광축은 부주사 섹션에서 볼 때 상기 편향기의 광축에 대해 부주사방향으로 편심되어 배치된 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결상 광학계에 의한 주주사 방향의 주주사 빔경의 편차는 10% 이하인 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 결상 광학계에 의한 부주사 방향의 부주사 빔경의 편차는 10% 이하인 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광원과 편향기 사이의 광경로 상에 배치되는 것으로, 상기 광원에서 방출되는 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이팅 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광원과 편향기 사이의 광경로 상에 배치되는 것으로, 상기 광원에서 방출되는 광을 상기 편향기에 상기 편향기의 회전축에 평행한 부주사방향으로 집속시키는 실린드리컬 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 광원과 편향기 사이의 광경로 상에 배치되는 것으로, 상기 광원에서 방출되는 광의 빔경을 조절하기 위한 개구 스톱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 광 주사 장치와;
    상기 광 주사 장치에 의해 정전 잠상이 형성되는 감광 매체와;
    상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛과;
    상기 현상 유닛에 의해 현상된 이미지가 전사되는 전사 유닛;을 포함하는 화상 형성 장치.
KR1020080090687A 2008-09-16 2008-09-16 광 주사 장치 및 화상 형성 장치 KR101442616B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080090687A KR101442616B1 (ko) 2008-09-16 2008-09-16 광 주사 장치 및 화상 형성 장치
US12/508,146 US8411342B2 (en) 2008-09-16 2009-07-23 Light scanning unit and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080090687A KR101442616B1 (ko) 2008-09-16 2008-09-16 광 주사 장치 및 화상 형성 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100031856A KR20100031856A (ko) 2010-03-25
KR101442616B1 true KR101442616B1 (ko) 2014-09-23

Family

ID=42006979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080090687A KR101442616B1 (ko) 2008-09-16 2008-09-16 광 주사 장치 및 화상 형성 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8411342B2 (ko)
KR (1) KR101442616B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102809804B (zh) * 2011-05-31 2014-08-06 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种F-theta镜头及其光学系统
KR101884397B1 (ko) * 2012-10-24 2018-08-02 에이치피프린팅코리아 주식회사 광 주사 장치 및 이를 채용한 전자 사진 방식의 화상 형성 장치
JP6257398B2 (ja) * 2014-03-19 2018-01-10 キヤノン株式会社 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
US20230122506A1 (en) * 2021-10-14 2023-04-20 Layerwise Nv Three-Dimensional Printing System with Offset Flat Field Unit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001311897A (ja) * 2000-02-24 2001-11-09 Ricoh Co Ltd 光走査装置・光走査方法・走査結像光学系および画像形成装置
KR20030005067A (ko) * 2001-07-06 2003-01-15 캐논 가부시끼가이샤 주사광학장치 및 그것을 이용한 화상형성장치
US6512623B1 (en) * 1998-09-18 2003-01-28 Canon Kabushiki Kaisha Scanning optical device
JP2004184655A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3397765B2 (ja) * 1999-12-10 2003-04-21 キヤノン株式会社 マルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
JP2001343602A (ja) * 2000-03-29 2001-12-14 Canon Inc 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
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
KR20080001430A (ko) * 2006-06-29 2008-01-03 삼성전자주식회사 광주사장치 및 이 광주사장치를 포함하는 화상형성장치
JP4989290B2 (ja) * 2007-04-24 2012-08-01 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 光走査装置，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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512623B1 (en) * 1998-09-18 2003-01-28 Canon Kabushiki Kaisha Scanning optical device
JP2001311897A (ja) * 2000-02-24 2001-11-09 Ricoh Co Ltd 光走査装置・光走査方法・走査結像光学系および画像形成装置
KR20030005067A (ko) * 2001-07-06 2003-01-15 캐논 가부시끼가이샤 주사광학장치 및 그것을 이용한 화상형성장치
JP2004184655A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100031856A (ko) 2010-03-25
US20100067082A1 (en) 2010-03-18
US8411342B2 (en) 2013-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100485315B1 (ko) 주사형 광학장치와 이를 이용한 화상형성장치
US7561319B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
US7550712B2 (en) Optical scanning system with reduced spherical aberration and image forming apparatus using the same
US8699077B2 (en) Scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same
KR101078513B1 (ko) 광주사 장치 및 그것을 사용한 화상 형성 장치
US7768542B2 (en) Multi-beam optical scanning device and image forming apparatus using the same
US8400699B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
US7557974B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same including relationship between interval between deflector and scanned surface and a natural convergent point
KR100943544B1 (ko) 광주사장치 및 그것을 사용한 화상형성장치
JP2004070107A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
KR100499615B1 (ko) 광주사장치 및 그것을 이용한 화상형성장치
KR101442616B1 (ko) 광 주사 장치 및 화상 형성 장치
US7791632B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
US20060238849A1 (en) Optical scanning system and image forming apparatus using the same
JP5173879B2 (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
US6980343B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same
JP5300505B2 (ja) 光走査装置の調整方法
KR101884397B1 (ko) 광 주사 장치 및 이를 채용한 전자 사진 방식의 화상 형성 장치
JP2008170487A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4240777B2 (ja) 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
US11330136B2 (en) Light source device
JP4401950B2 (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4378416B2 (ja) 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
KR101590870B1 (ko) 광 주사 장치 및 이를 채용한 전자 사진 방식의 화상 형성 장치
JP4227404B2 (ja) 走査光学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
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170825

Year of fee payment: 4