KR20060100244A - 주사광학장치 및 그것을 이용한 컬러화상형성장치 - Google Patents
주사광학장치 및 그것을 이용한 컬러화상형성장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060100244A KR20060100244A KR1020060023772A KR20060023772A KR20060100244A KR 20060100244 A KR20060100244 A KR 20060100244A KR 1020060023772 A KR1020060023772 A KR 1020060023772A KR 20060023772 A KR20060023772 A KR 20060023772A KR 20060100244 A KR20060100244 A KR 20060100244A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical
- scanning
- sub
- light
- optical system
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 389
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 60
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 72
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 38
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 17
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B7/00—Water main or service pipe systems
- E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons or valves, in the pipe systems
- E03B7/077—Arrangement of backflow preventing devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/124—Details of the optical system between the light source and the polygonal mirror
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
Abstract
본 발명의 주사광학장치는, 복수의 발광부를 동일 기판 위에 지닌 광원소자로부터 출사된 복수의 광속 전체의 주광선을, 광편향기의 동일 편향면에 주주사면과 직교하는 평면 내에서의 상이한 각도로 입사시켜서 편향시켜 복수의 상이한 감광주사면에 잠상을 형성하는 입사광학계를 포함함으로써, 소형 및 저가격화된 주사광학장치 및 화상형성장치가 실현된다.
Description
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 주주사면의 평면을 표시한 도면;
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 조사광학장치의 광원소자로부터 광편향기까지 이르는 부주사면의 평면을 표시한 도면;
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 광편향기로부터 피주사면까지 이르는 부주사면의 평면을 표시한 도면;
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 광편향기로부터 피주사면까지 이르는 부주사면의 평면을 표시한 도면;
도 5A 및 도 5B는 각각 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 광원소자로부터 광편향기까지 이르는 부주사면의 평면을 도시한 도면으로, 도 5A는 4본의 광속의 주광선만을 표시한 도면이고, 도 5B는 1본의 주광선과 가장자리광선을 표시한 도면;
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화상형성장치를 표시한 도면;
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 의한 주사광학장치의 주주사면의 평면을 표시한 도면;
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 의한 주사광학장치의 광원소자로부터 광편향기까지 이르는 부주사면의 평면을 표시한 도면;
도 9는 공지의 주사광학장치의 사시도;
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 의한 주사광학장치의 광원소자의 발광부의 배열을 표시한 도면;
도 11은 본 발명의 제 1실시예의 수차도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 광원소자(수직공진기형 면발광 레이저)
2: 시준 렌즈 3: 조리개
4, 41, 42: 원통형 렌즈 5: 광편향기(다면경)
6: 결상광학소자(f-θ렌즈) 7: 분리광학소자
8: 피주사면(감광 드럼) 11: 레이저 출사광속
71, 72: 반사경
발명의 분야
본 발명은 전자사진프로세스를 수행하는 레이저빔 프린터(LBP), 디지털 복사기, 다기능 프린터 등의 화상형성장치에 사용하는 데 적합한 주사광학장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복수의 광속을 복수의 피주사면에 도광해서 컬러화상을 형성하는 탠덤형(tandem) 컬러 화상형성장치에 이용되도록 설계된 주사광학장치에 관한 것이다.
관련된 종래기술의 설명
LBP 등의 공지된 주사광학장치는, 화상신호에 따라서 광원소자로부터 광변조되어 출사된 광을 회전 다면경(polygon mirror) 등의 광편향기를 이용해서 주기적으로 편향시킨다. 이 변조광을, f-θ특성을 지닌 결상광학소자에 의해서 감광성의 기록매체(감광드럼)의 표면에 집속시킨다. 이와 같이 해서, 상기 기록매체는 광학적으로 주사됨으로써 화상기록을 행하고 있다.
도 9는 종래의 주사광학장치의 주요부를 표시한 개략도이다.
도 9를 참조하면, 광원소자(1)로부터 출사된 광속은 시준 렌즈(視準렌즈: collimating lens)(2)에 의해 대략 평행광으로 변환되고, 조리개(3)에 의해 제한된 후, 부주사 방향으로만 소정의 굴절력을 지니는 원통형 렌즈(4)에 입사된다.
원통형 렌즈(4)에 입사된 상기 평행광속은 주주사면 내에 있어서는 평행하게 사출되는 한편, 부주사 단면 내에 있어서는 집속해서 다면경 등의 광편향기(5)의 편향면(반사면)(5a) 위에 선형상 화상을 결상하고 있다.
광편향기(5)의 편향면(5a)으로부터 편향된 광선은 f-θ특성을 지닌 결상광학소자(6)를 통해서 피주사면으로서 기능하는 감광드럼(8)의 표면에 도광된다. 그리고, 상기 광편향기(5)를 화살표 "A"로 표시된 방향으로 회전시킴으로써, 감광드럼(8)의 표면 위를 화살표 "B"로 표시된 방향으로 광주사해서, 화상정보의 기록을 행하고 있다.
사무소에 있어서의 컬러 문서의 사용에 따라, LBP나 디지털 복사기 등의 화상형성장치도 컬러 화상을 고속으로 출력할 것이 요구되고 있다. 이러한 환경하에, 주류를 이루고 있는 컬러화상형성장치의 유형은, 그의 높은 생산성 때문에 주사광학장치, 감광드럼 및 현상기를 색상마다 준비하고 이들을 병렬로 배치한 소위 탠덤형 컬러화상형성장치이다.
이러한 탠덤형 컬러화상형성장치에 이용되도록 설계된 공지의 주사광학장치는 각종 유형이 있다. 예를 들면, 일본국 공개특허 평11-223783호 공보에는, 각 색(4색)에 대응하는 복수의 주사광학장치를 병렬로 배치한 컬러화상형성장치가 개시되어 있다. 또, 일본국 특허등록 제2725067호에는, 각 색(4색)에 대응하는 복수의 광속 중 광편향기와 해당 광편향기와 감광드럼 표면 사이의 광로에 배치된 결상광학소자(f-θ렌즈)를 공용화한 화상형성장치가 개시되어 있다.
그러나, 이들 주사광학장치는 일반적으로 색상의 수에 따라 수개의 결상광학소자(f-θ렌즈)를 필요로 한다. 또한, 광편향기와 광원소자 사이의 광로에 배치된 입사광학계는 색상 간에 공용화를 쉽게 얻을 수 없으므로, 동일한 입사광학계를 복수개 준비해야만 한다.
따라서, 탠덤형 컬러 화상형성장치에 이용되는 주사광학장치는 도 9에 표시된 공지의 단일 주사광학장치에 비해서 구조가 더욱 복잡하고 또 비용이 더욱 비싸진다.
일본국 공개특허 제 2001-281575호 공보에는, 색상 간에 입사광학계가 공용화되어 있는 주사광학장치가 개시되어 있다.
그러나, 이 주사광학장치에 있어서는, 각 색상에 대응하는 4본의 광속의 주광선이 광편향기의 회전축과 평행한 방향을 따라 간격을 두고 있다. 이 구성은 편향면 상에 4본의 광속의 공간적인 분리를 허용하는 대형의 광편향기를 필요로 한다.
즉, 부주사면에 있어서, 각 색상에 대응하는 4본의 광속의 주광선은 직각으로 상기 광편향기의 편향면에 입사하므로, 상기 4본의 광속의 주광선은 광편향기의 크기를 증대시키는 일없이 편향면 상에 공간적으로 분리될 수 없다.
본 발명의 제 1측면에 의하면, 주사광학장치는 복수의 발광부를 지닌 모놀리식 멀티레이저(monolithic multi-laser); 상기 복수의 발광부로부터 방출된(즉, 출사된) 복수의 광속 전부를 동일 편향면 위에서 편향시키는 광편향기; 상기 모놀리식 멀티레이저와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치되어, 상기 복수의 광속 전부의 주광선을 상기 광편향기의 동일 편향면에 부주사 단면 내에 있어서 상이한 각도로 입사시키는 입사광학계; 상기 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 내로 향하게 하는 분리광학계; 및 상기 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 위에 결상시키는 결상광학계를 포함한다.
본 발명의 제 2측면에 의하면, 상기 제 1측면의 주사광학장치는 상기 모놀리식 멀티레이저와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치된 조리개를 더 포함하고, 상기 입사광학계는 상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속의 전부를 상기 조리개의 동일 개구부를 통과시킨다.
본 발명의 제 3측면에 의하면, 주사광학장치는 복수의 발광부를 지닌 광원소자; 조리개; 상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속 전부를 동일 편향면 위에서 편향시키는 광편향기; 상기 조리개와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치되어, 상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속 전부를 상기 조리개의 동일 개구부를 통과시켜, 상기 복수의 광속 전부의 주광선을 상기 광편향기의 동일 편향면에 부주사 단면 내에 있어서 상이한 각도로 입사시키는 입사광학계; 상기 광편향기의 동일 편향면 상에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 내로 향하게 하는 분리광학계; 및 상기 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 위에 결상시키는 결상광학계를 포함한다.
본 발명의 제 4측면에 의하면, 상기 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 광원소자는 복수의 발광부를 각각 지닌 복수의 모놀리식 멀티레이저를 이간시키는 구조를 지닌다.
본 발명의 제 5측면에 의하면, 상기 제 1 또는 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 광편향기의 동일 편향면 위에 입사되어 상기 동일 편향면으로부터 상기 피주사면 위에서 편향된 상기 복수의 광속 중 인접하는 광속의 주광선 간의 부주사 방향에서의 각도차 θs(라디안)는
θs > (1.64×λ×｜βso｜) / ρ
(식 중, λ는 상기 광속의 발진파장이고, βso는 상기 결상광학계의 부주사 방향의 횡배율이고, ρ는 상기 피주사면 위에 있어서의 부주사 방향의 스폿직경임)를 만족한다.
본 발명의 제 6측면에 의하면, 상기 제 1측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 모놀리식 멀티레이저는 4개 이상의 발광부를 지닌 면발광레이저이다.
본 발명의 제 7측면에 의하면, 상기 제 1측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 모놀리식 멀티레이저의 발광부의 개수는 상기 피주사면의 개수의 "n"배(여기서, "n"은 2 이상의 정수임)이다.
본 발명의 제 8측면에 의하면, 상기 제 1측면 또는 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 결상광학계는 상기 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속 모두가 통과하는 결상렌즈를 포함한다.
본 발명의 제 9측면에 의하면, 상기 제 1측면 또는 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 분리광학계는 상기 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속 각각에 대한 미러들(mirror)을 포함한다.
본 발명의 제 10측면에 의하면, 상기 제 2 또는 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 입사광학계의 조리개와 그의 공액점 사이의 부주사 방향에 있어서의 횡배율 βsi의 절대치는
｜βsi｜≤1
을 만족한다.
본 발명의 제 11측면에 의하면, 상기 제 10측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 조리개와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치된 광학계의 조리개와 그의 공액 점 사이의 부주사 방향에 있어서의 횡배율 βsi는
1/20 < ｜βsi｜< 1/3
을 만족한다.
본 발명의 제 12측면에 의하면, 상기 제 2 또는 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 조리개는 상기 모놀리식 멀티레이저로부터 상기 광편향기까지의 광로 중에서 상기 광편향기 쪽보다는 상기 모놀리식 멀티레이저 쪽에 가깝게 배치된다.
본 발명의 제 13측면에 의하면, 상기 제 1 또는 제 3측면의 주사광학장치에 있어서, 상기 상이한 피주사면은 상이한 화상담지체 상에 위치되어 있다.
본 발명의 제 14측면에 의하면, 컬러화상형성장치는, 상기 제 1 또는 제 3측면의 주사광학장치; 복수의 피주사면의 각각에 대응하는 복수의 감광부재; 상기 주사광학장치에 의한 광속의 주사를 통해 각각의 감광부재 위에 형성된 정전잠상을 토너상으로 현상하는, 상기 복수의 감광부재의 각각에 대응하는 복수의 현상기; 상기 현상된 토너상을 전사매체로 전사하는, 상기 복수의 현상기 각각에 대응하는 복수의 전사기; 및 상기 전사된 토너상을 상기 전사매체에 정착시키는 정착기를 포함한다.
본 발명의 제 15측면에 의하면, 상기 제 14측면의 컬러 화상형성장치는 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 그 화상신호를 상기 주사광학장치에 입력시키는 프린터제어기를 더 포함한다.
본 발명의 제 16측면에 의하면, 컬러화상형성장치는, 상기 제 1항 또는 제 3항의 복수의 주사광학장치; 복수의 피주사면의 각각에 대응하는 복수의 감광부재; 상기 복수의 주사광학계에 의한 광속의 주사를 통해 각각의 감광부재 위에 형성된 정전잠상을 토너상으로 현상하는, 상기 복수의 감광부재의 각각에 대응하는 복수의 현상기; 상기 현상된 토너상을 전사매체로 전사하는, 상기 복수의 현상기 각각에 대응하는 복수의 전사기; 및 상기 전사된 토너상을 상기 전사매체에 정착시키는 정착기를 포함한다.
본 발명의 제 17측면에 의하면, 상기 제 16측면의 컬러화상형성장치는, 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 그 화상신호를 상기 복수의 주사광학장치에 입력시키는 프린터제어기를 더 포함한다.
이상, 본 발명에 의하면, 간이한 구성을 지닌 입사광학계를 이용해서, 장치 전체의 크기나 비용을 증대시키는 일없이, 광편향기의 동일 편향면 위에서, 동일 기판에 배치된 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속을 분리하는 데 필요한 부주사 방향의 각도차를 제공한다. 따라서, 단일 광원소자로부터의 복수의 광속을 공통의 입사광학계에 의해 광편향기의 동일 편향면에 도광하고, 동일 편향면에 의해 편향시켜서, 복수의 분리광학소자로 이루어진 분리광학계에 의해 각 색상에 대응하는 상이한 감광드럼으로 향하게 한다. 이와 같이 해서, 소형 및 저가격화된 주사광학장치 및 화상형성장치가 실현된다.
본 발명의 또 다른 특성은 첨부 도면을 참조한 이하의 실시예의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
실시형태의 설명
본 발명의 제 1실시형태는 3개 이상의 발광부를 지닌 광원을 이용한다. 수직공진기형 면발광레이저(Vcsel: vertical cavity surface emitting laser)는 반도체 기판에 수직방향으로 광이 방출되는 그의 구성 때문에 바람직하게 이용된다. 이러한 소자를 이용하면, 공지의 단면발광형 반도체레이저의 경우에 비해서, 발광부의 개수의 증가, 2차원 병렬 집적화 및 발광부의 레이아웃의 규정화가 더욱 용이해진다.
이러한 광원을 사용할 경우, 복수의 발광부를 동일 면 위에 지닌 광원으로부터 방출된 상이한 색상을 지닌 광속을 분리하는 것이 가능하다. 1개의 색상을 형성하기 위한 임의의 감광드럼에 복수 본의 광속이 도광될 수 있으므로, 소위 멀티빔 주사기술의 사용에 의한 주사속도의 고속화도 가능해진다.
이러한 환경하에, 본 실시형태는 장치 전체의 크기 및 그의 구성의 복잡화를 증대시키는 일없이, 동일 면 위에 복수의 발광부를 지닌 광원으로부터 복수의 광속을 공용 입사광학계에 의해 정형화하고, 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 미러 등의 분리광학계에 의해 각 색상마다 감광드럼으로 향하게 함으로써, 주사광학장치 및 화상형성장치의 구성의 간단화, 소형화 및 저가격화를 실현할 수 있다.
본 실시형태에 있어서 사용되는 Vcsel은 4개 또는 8개의 발광부를 포함한다. 발광부의 개수는 2개 이상이면 몇 개라도 되지만, 고속주사를 실현하기 위해서는 4개 이상의 발광부가 포함되는 것이 바람직하다.
제
1실시예
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 평면을 나타내고 있다. 후술하는 도 3에 표시한 분리광학계는 도 1에는 생략되어 있지 않다.
도 2 및 도 3은 각각 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 평면을 나타내고 있다. 도 2는 광원소자(1)로부터 광편향기(다면경)(5)까지의 광로를 나타내는 한편, 도 3은 광편향기(5)로부터 피주사면(감광드럼)(8)(이하 "주사면"이라 칭함)까지의 광로를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 주주사면은 광편향기의 회전축을 법선으로 하는 평면으로서 표시되어 있는 반면, 부주사면은 결상광학계의 광축을 포함하는 동시에 주주사면에 직교하는 평면으로서 표시되어 있다.
또, 본 발명에 있어서, 주주사방향은 주주사면내에 정의되는 결상광학계의 광축에 직교하는 방향(즉, 광속이 주사이동하는 방향)인 반면, 부주사 방향은 부주사면내에 정의되는 결상광학계의 광축에 직교하는 방향(즉, 화상담지체의 이동 방향)이다.
광원소자(1)로서 기능하는 반도체 레이저는 4개의 발광부를 지니는 Vcsel이며, 이들 4개의 발광부는 부주사 방향을 따라 배열되고 주주사방향에서는 서로 이간되어 있지 않다.
따라서, 주사광학장치의 주주사면을 예시한 도 1에 있어서 4개의 발광부는 한 점으로서 취급될 수 있다. 상기 4개의 발광부로부터 방출된 4본의 광속은 서로 완전히 중첩되므로, 도 1에서는 이들 4본의 광속 중 1본의 광속만을 도시하고 있다. 상기 광원소자(1)로부터의 4본의 발산광속(11k, 11c, 11m, 11y)은 공통의 시준 렌즈(2)에 의해서 4본의 평행광속으로 변환된 후, 조리개(3)에 의해 주주사방향의 광속 폭 및 부주사 방향의 광속 폭이 제한된다.
본 제 1실시예는 편향면에 입사하는 광속의 주주사방향의 폭이 편향면의 주주사방향의 폭보다 작은 언더필드 광학계(underfilled optical system)이다.
그 후, 4본의 광속은 부주사 방향에만 소정의 굴절력을 지니는 원통형 렌즈(4)에 입사되고, 반사경에 의해서 반사된다. 다음에, 부주사 방향에서는 광속이 집광되어 광편향기(5)의 편향면(5a) 근방에 결상되고, 주주사방향에서는 광속이 서로 편향상태로 유지된 채로 광편향기(5)의 편향면(5a)에 입사한다.
본 실시예에서 사용되는 Vcsel을 이하에 설명한다.
본 실시예에서 사용되는 Vcsel은, 반도체기판에 수직인 방향으로 광을 방출하는 구성이기 때문에, 종래의 단면발광형 반도체 레이저의 경우에 비해서 현저하게 발광부의 개수를 증가시키고, 2차원 병렬집적화를 달성하여, 광원부의 레이아웃을 규정하기가 매우 용이하다는 것을 특징으로 하고 있다.
본 실시예에서 사용되는 Vcsel(발광부의 간격은 500㎛ 이하임)은 모놀리식 멀티 반도체 레이저이다.
모놀리식 멀티 반도체 레이저란 동일 기판 위에 복수의 발광부를 구비한 레이저이다.
광편향기(5)는 모터 등의 구동유닛(도시생략)에 의해 화살표 "A"(도 1 참조)로 표시된 방향으로 일정 속도로 회전하고 있다. 광편향기(5)의 동일 편향면(5a) 에 의해 편향된 4본의 광속은 f-θ 특성을 지닌 결상광학소자(6)에 입사한다. 본 실시예에 있어서 결상광학소자(6)는 4본의 광속이 함께 통과하는 단옥 렌즈(single lens)이다. 상기 결상광학소자(6)에 의해서 f-θ 특성과 주주사방향 및 부주사 방향의 상면 만곡이 보정된 후, 이들 4본의 광속은 각각의 광속에 대해 배열된 분리광학소자로서 기능하는 제 1반사경(71k, 71c, 71m, 71y)으로 입사한다(도 3 참조). 일부의 광속은 또 제 2반사경(72k, 72m, 72y)으로 일시적으로 향하지만, 4본의 광속은 결국에는 피주사면(8) 위에 배치된 대응하는 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)으로 도광된다. 광편향기(5)를 화살표 "A"방향으로 회전시킴으로써 피주사면(8)위를 화살표 "B"(도 1 참조)로 표시된 방향으로 광주사한다. 이것에 의해 각각의 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y) 위에 주사선을 형성하여, 컬러화상기록을 행한다.
결상광학소자(6)는 광편향기(5)의 각 편향면(5a)의 탱글 에러(tangle error)를 보정하는 탱글에러보정계로서 기능한다. 상기 결상광학소자(6)는 편향면(5a)상의 편향점과 주사면(8) 위의 결상점 간의 공액관계를 허용한다.
이하에, 복수의 발광부를 동일 기판 위에 지닌 광원소자(1)(즉, 단일 기판 내에 복수의 발광부를 지닌 광원)로부터의 인접한 복수의 광속의 분리에 관해서 설명한다. 부주사면 내에 있어서 복수의 광속의 분리를 행하기 위한 방법으로 2가지가 공지되어 있다. 그중 한가지는, 복수의 광속의 주광선이 부주사단면 내에서 광편향기의 회전축과 수직인 평면(즉, 주주사 평면)에 대해서 평행으로 되도록 하는 공간분리방법이 있다. 즉, 이 공간분리방법은 복수의 광속의 주광선이 부주사면 내에서 광편향기의 편향면에 수직으로 입사하는 방법이다. 다른 한 가지 방 법은, 복수의 광속을 상이한 각도로 광편향기의 편향면에 입사시킴으로써 복수의 광속을 부주사면 내에서 분리하는 각도 분리방법이다.
상기 공간분리방법은 4본의 광속을 광편향기(5)의 편향면(5a)에 서로 평행으로 되는 상태에서 입사시키고, 또 이들 4본의 광속이 공간적으로 중복되지 않을 정도로 이간시키는 방법이다. 이 공간분리방법의 최대의 문제는 광편향기(5) 및 입사광학계(시준 렌즈(2) 및 원통형 렌즈(4)를 포함)의 크기가 부주사 방향으로 증대하는 점과, 또 광편향기(5) 위에서 광속이 넓게 분리되므로 결상광학소자(6)를 공용화하기 곤란하다는 점이다. 이것은 주사광학계의 크기 증대 및 비용증가를 초래하여 광원소자(1)로부터 입사광학계에 이르는 구성요소를 공용화할 수 있는 이점을 상쇄시킨다.
한편, 각도분리방법은 광편향기(5)의 편향면(5a)상의 인접한 점(엄밀하게는 이간하고 있음)에서 부주사면에서의 각도차를 지닌 채 4본의 광속을 광편향기(5)에 입사시킴으로써, 그 부주사면 내의 각도차를 이용해서 상기 4본의 광속이 결상광학소자(6)를 통과한 후 해당 4본의 광속을 분리하는 방법이다. 이 방법은 광편향기(5) 및 입사광학계(시준 렌즈(2) 및 원통형 렌즈(4)를 포함)의 크기가 커지는 일없어 컴팩트하고 저렴한 주사광학장치를 얻을 수 있다. 그러나, 이 방법은 광편향기(5)에 광속이 큰 각도로 입사되므로 결상광학소자(6)에 의한 수차보정을 용이하게 행할 수 없다고 하는 문제를 지닌다.
하지만, 상기 문제는 결상광학소자(6)에 조정을 적용함으로써 해결할 수 있다. 그 상세는 이하에 설명한다.
제 1실시예에서는 그의 크기 및 비용상의 이점 때문에, 4본의 광속을 광편향기(5) 위에서 상이한 각도로 조정함으로써 분리시키는 상기 각도분리방법을 이용한다. 부주사 방향에 있어서 인접하는 광속을 서로 각도차를 두어 중첩되는 것을 피해야만 하므로, 인접하는 광속의 주광선 간의 부주사 방향의 각도차는 광편향기(5) 상에 있어서의 부주사 방향의 F넘버의 역수보다도 크게 할 필요가 있다.
따라서, 다른 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)으로 향하게 될 인접 광속의 주광선간의 각도차 θs(라디안)는
θs > 1/Fno.Por
(식중, Fno.Por은 광편향기(5)상의 부주사 방향에서의 F 넘버임)를 만족할 필요가 있다.
광편향기(5)상의 부주사 방향에서의 F 넘버 "Fno.Por"는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Fno.Por = ρ / (1.64 ×λ×｜βso｜)
(식 중, λ는 광원소자(1)로부터 방출되는 광속의 발진파장,
βso는 결상광학계(6)의 부주사 방향의 횡배율,
ρ는 피주사면(8)상에 있어서의 부주사 방향의 스폿직경임). 따라서, 다른 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)으로 향하게 될 인접 광속의 주광선 간의 각도 차 θs(라디안)는
θs > (1.64 ×λ×｜βso｜) / ρ ···(조건식 A)
를 만족할 필요가 있다.
상기 조건식 A의 좌변의 광학 파라미터에 대해서 이하에 설명한다.
결상광학소자(6)의 부주사 방향의 횡배율 βso의 값은, 피주사면상의 수차(상면 만곡, 왜곡 수차)를 고려하면, 0.5 ≤ ｜βso｜ ≤ 3.0(㎛)을 만족하는 것이 바람직하다.
피주사면(8) 상에 있어서의 부주사 방향의 스폿직경 ρ의 값은, LBP 또는 디지털 복사기의 해상도를 고려하면, 30 ≤ ρ ≤ 100(㎛)을 만족하는 것이 바람직하다.
광원소자(1)로부터 출사된 광속의 발진파장 λ의 값은, LBP 또는 디지털 복사기 내에 포함되는 광원소자(1)의 발진파장을 고려하면, 적외광(780㎚), 가시광(670㎚), 청색광(405㎚) 등을 포함하는 380 ≤λ ≤ 820(㎚)를 만족시킬 수 있다.
표 1에 본 제 1실시예의 광학설계파라미터를 표시한다. 표 1을 참조하면, "No."는 면번호, "Ry"는 주주사방향의 곡률반경(㎜), "Rz"는 부주사 방향의 곡률반경(㎜), "Asph."는 비구면계수, "D"는 면간격(㎜), "Glass"는 재질의 종류, "N"은 굴절률을 나타낸다.
조리개(3)는 타원형상을 지니는 1개의 개구를 지닌다. 또, 주주사방향의 개구부의 폭은 3.4㎜이고, 부주사 방향의 개구부의 폭은 0.8㎜이다.
유리제의 시준 렌즈(2)의 입사면은 평면인 반면, 출사면은 회전대칭비구면이다.
시준 렌즈(2)의 출사면의 형상은 다음과 같이 정의된다:
(식 중, X는 광축방향, h는 시준렌즈(2)의 직경방향임).
원통형 렌즈(4)의 입사면은 주주사방향이 넌파워(non-powered)평면이고, 부주사방향이 비구면(비원호 형상)이고 정의 파워를 지닌다.
원통형 렌즈(4)의 출사면의 형상은 다음과 같이 정의된다:
(식 중, X는 광축방향, Z는 부주사 방향임).
| No. | Ry | Rz | Asph. | D | Glass | N | |||||
| 발광부 | 1 | 1.75 | |||||||||
| 커버 유리(10) | 2 | ∞ | 0.25 | bsl7 | 1.51052 | ||||||
| 3 | ∞ | 5.483 | |||||||||
| 시준 렌즈(2) | 4 | ∞ | 2 | lah66 | 1.76167 | ||||||
| 5 | -6.5 | K = -6.64E-1 | 2 | ||||||||
| 조리개(3) | 6 | 158 | |||||||||
| 원통형 렌즈(4) | 7 | 9 | Kz = -5.80E-1 | 7 | bsl7 | 1.51052 | |||||
| 8 | ∞ | 12.995 | |||||||||
| 편향면(5a) | 9 | ∞ | |||||||||
[광원]
| 발광부의 개수 | 4 (1 열 × 4 행) |
| 발광부의 간격(부주사 방향) | 100 ㎛ |
[경사각(도)]
| θa | θp | |θp/θa| | |
| 발광부(1k) | -0.77 | 8.25 | 10.7 |
| 발광부(1c) | -0.26 | 2.68 | 10.4 |
| 발광부(1m) | 0.26 | -2.68 | 10.4 |
| 발광부(1y) | 0.77 | -8.25 | 10.7 |
[기타]
| 스폿직경 | 주주사방향×부주사 방향 = 60 ×70 ㎛ |
| 결상광학소자(6)의 부주사 방향의 횡배율 | βso = -2.36 |
[광학배치]
| No. | Ry | Rz | Asph. | D | Glass | N | ||
| 편향면(5a) | 9 | 49 | ||||||
| 결상광학소자(6) | 10 | 300 | ∞ | *1 | 21 | Zeonex | 1.50308 | |
| 11 | -98.68 | *2 | 146.7 | |||||
| 피주사면(8) | 12 | |||||||
[비구면계수]
| 입사면 *1 | 출사면 *2 | ||
| Ky | -3.18E+01 | E02 | -2.24E-02 |
| B4 | -9.12E-08 | E12 | 1.45E-06 |
| B6 | 2.32E-11 | E22 | 3.14E-07 |
| B8 | -3.55E-15 | E32 | -9.61E-10 |
| B10 | 1.92E-19 | E42 | -8.23E-11 |
| E52 | 1.41E-13 | ||
| E62 | 1.90E-15 | ||
| E82 | -3.40E-19 | ||
| E04 | -1.81E-06 | ||
| E14 | 6.64E-10 | ||
| E24 | 6.67E-10 | ||
| E34 | -4.71E-13 | ||
| E44 | -1.15E-13 | ||
| E64 | 3.99E-18 | ||
결상광학소자(6)의 입사면의 형상은 다음과 같이 정의된다:
(식 중, X는 광축방향, Y는 주주사방향, R은 광축상의 주주사방향의 곡률반경, k, B4, B6, B8 및 B10은 비구면계수임).
결상광학소자(6)의 출사면(6b)의 형상은 다음과 같이 정의된다:
(식 중, X는 광축방향, Y는 주주사방향, Z는 부주사 방향, R은 광축을 따른 주주사방향의 곡률반경, k 및 Eij는 비구면계수임).
표 1에 표시한 바와 같이, 플라스틱제의 결상광학소자(6)의 입사면(6a)은 주주사 단면 형상이 비구면 형상(비원호 형상)이고, 부주사 단면 형상이 평면(직선)이며, 주주사방향에만 파워(굴절력)를 지닌 원통면이다. 플라스틱제의 결상광학소자(6)의 출사면(6b)은 주주사단면형상(모선방향)이 원호이고, 부주사단면형상(모선방향에 수직인 방향, 즉, 자선방향)은 비원호이며, 주주사방향(모선방향)을 따라서 광축으로부터 떨어짐에 따라 곡률반경 및 비구면량이 연속적으로 변화하는 자유곡면으로 형성되어 있다.
또, 플라스틱제의 결상광학소자(6)의 주주사면 내에 있어서의 비구면의 비구면형상은 곡률 변화에 변곡점을 지니지 않는다.
이하, 출사면(6b)의 형상을 상세히 설명한다.
출사면(6b)의 부주사단면형상(자선방향)은 전역에 있어서 비원호(비구면) 형상이다. 또, 상기 출사면(6b)의 곡률반경의 절대치는 광축으로부터 주주사방향을 따라 멀어짐에 따라 증가하는 한편, 상기 출사면(6b)의 비구면량도 광축으로부터 주주사방향을 따라 멀어짐에 따라 증가하고 있다. 또, 결상광학계의 광축을 의 양단에서 주주사방향의 좌우측에서 비대칭방식으로 자선방향의 곡률반경이 변화하고 있다.
출사면(6b)을 상기한 바와 같은 형상으로 함으로써, 광편향기에 의해서 편향된 광속이 결상광학소자(6)의 입사면(6a) 및 출사면(6b)에 도달하는 부주사 방향의 위치보다도 감광드럼(8c, 8m, 8y, 8k) 위의 조사위치가 광축에 가깝게 된다. 따라서, 각 화상 높이에 있어서의 조사위치를 정렬시킴으로써, 주사선 만곡을 상당한 정도로 보정하는 것이 가능하다.
또, 렌즈형상을 상기와 같이 규정하였으나, 본 발명은 상기 정의로 제한되지 않는다.
도 11은 본 발명의 주사광학장치의 광학특성(즉, 주주사방향의 상면 만곡, 부주사 방향의 상면 만곡, 왜곡수차 및 조사위치)을 나타낸다. 도 11은 모든 광속에 대해서 실용상 문제없는 광학 특성이 확보되어 있는 것을 나타낸다.
제 1실시예에서는, 광원소자(1)의 4개의 발광부로부터 출사되는 광속의 발진파장 λ가 0.78㎛(적외광), 결상광학소자(6)의 부주사 방향의 횡배율 βso가 -2.36, 피주사면(8) 위의 부주사 방향의 스폿 직경 ρ가 70㎛인 경우, 각도차 θs는 라디안으로 θs > 0.043 또는 각도로 θs > 2.47을 만족시킬 필요가 있다. 표 1에 표시한 바와 같이, 제 1실시예에서는, 광편향기(5)의 회전축에 직교하는 평면에 대해서 4본의 광속의 각도가 ±8.25° 및 ±2.68°인 반면, 동일 편향면에서 편향된 인접하는 광속간(즉, 11y와 11m, 11m과 11c, 11c와 11k)의 부주사 방향의 각도차 θs는 5.36°내지 5.57°이다. 이들 각은 각도 분리하는 데 충분하다.
이하, 제 1실시예의 분리광학계에 대해서 설명한다. 도 3에 표시한 바와 같이, 본 제 1실시예에서는 제 1 및 제 2반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)이 분리광학계를 구성하는 분리광학소자로서 작용한다. 결상광학소자(6)에 의해 굴절된 후, 복수의 광속은 각각 상이한 지점에 있어서 제 1 및 제 2반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)에 의해 편향되고 있다. 제 1 및 제 2반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)은 광속분리를 위해 가장 간단하고 가장 저렴한 방법이지만, 복수의 광속의 주광선 간의 각도를 줄일 수 있는 반사형 프리즘을 이용하는 것은 제 1 및 제 2반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)의 것과 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.
본 제 1실시예의 제 1 및 제 2반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)은 평면거울이다.
본 제 1실시예의 분리광학계는, 광속마다 1매의 반사경(71c), 각 쌍의 반사경(71k와 72k), (71y와 72y) 및 (71m과 72m)에 대응하도록 구성되어 있으나, 분리광학계의 구성은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 분리광학계는 모든 광속마다 1매의 반사경에 대응하거나, 또는 모든 광속마다 2개 이상의 반사경에 대응하도록 구성해도 된다.
다음에, 본 제 1실시예에 있어서의 결상광학소자(6)에 관하여 설명한다. 본 실시예에서는 각도분리방법에 의해 광속을 분리하므로, 광편향기(5)로부터 출사하는 광속은 부주사 방향에서 상이한 큰 각도로 결상광학소자(6)에 입사함으로써, 이와 같은 상이한 각도를 지닌 광속을 동시에 수차보정할 필요가 있다.
도 4는 본 제 1실시예에 있어서의 주사광학장치의 광편향기(5)로부터 피주사면(8)까지의 부주사면을 표시한 것이다. 도 4는 도 3으로부터 분리광학계를 제거한 이외에는 도 3과 마찬가지이다. 도 4에 표시한 바와 같이, 본 제 1실시예에서는 각도분리방법에 의해 복수의 광선을 분리하고 있으므로, 광편향기(5)의 편향면 위에서의 4본의 광속(51k, 51c, 51m, 51y) 및 피주사면(8) 위에서의 4본의 광속(81k, 81c, 81m, 81y)은 서로 근접하고 있다. 상기 편향면(5a)과 피주사면(8)의 각각의 위에서 4본의 광속의 간격은 100㎛ 이하로, 결상광학소자(6)의 초점거리보다도 매우 작다. 따라서, 이들 각각 두 위치의 위에서의 4본의 광속의 위치는 한 점으로 취급할 경우 광학적으로 아무런 문제는 없다.
이 경우, 광속은 대략 한 점으로부터 출사하여 다른 한 점에 집속하여 결상한다. 상호 다른 각도를 지닌 복수의 광속의 수차를 동시에 보정하기 위해서는, 주주사방향의 각 위치에 있어서 각각 4본의 광속이 통과하는 범위에서 결상광학소자(6)의 부주사 방향의 구면수차를 보정할 필요가 있다.
그러므로, 제 1실시예에서는, 결상광학소자(6)의 출사면(6b)이 부주사 방향으로 비원호형상이고, 부주사 방향에서의 비원호 표면적은 주주사방향의 축을 따라 변한다. 이것에 의해 전체 주사위치(모든 화상 높이)에서 부주사 방향의 구면수차를 보정하는 것이 가능하다. 부주사 방향의 입사각이 크더라도, 복수의 광속의 부주사 방향의 상면 만곡 및 복수의 광속의 주사선 곡률은 보정될 수 있다. 각도분리방법의 상기 문제는 결상광학소자(6)의 간단한 구성에 의해서 극복될 수 있다.
제 1실시예의 결상광학계는 단옥 렌즈로 구성되어 있다. 그러나, 상기 결상광학계는 다중 결상광학계로 구성되어 있더라도, 그리고 부주사 방향의 입사각이 크더라도, 복수의 광속의 부주사 방향의 상면 만곡 및 복수의 광속의 주사선 만곡을 보정하는 것이 가능하다.
예를 들면, 상기 결상광학계는 4본의 광속이 통과하는 공통의 제 1결상렌즈가 광편향기(5)에 인접해서 배치되고, 각 광속에 대한 4개의 제 2결상렌즈를 피주사면(8)에 인접해서 배치되는 구성을 지니도록 해도 된다.
다음에, 제 1실시예의 광원소자(1)에 대해 설명한다. 상기 설명한 바와 같이, 본 실시예의 광원소자(1)는 서로 인접한 4개의 발광부를 지닌 Vcsel이다.
Vcsel은, 반도체기판에 수직인 방향으로 광이 출사되는 그의 구성 때문에, 공지의 단면 발광형 반도체레이저의 경우에 비해서, 복수의 발광부의 수가 증가하여 2차원 병렬 집적화를 달성하고 발광부의 레이아웃을 규정하는 것이 더욱 용이해진다.
따라서, 공지의 단면 발광형 반도체레이저의 경우에 비해서, Vcsel은 단일의 광원소자로부터의 광속의 분리에 더욱 적합하다. Vcsel은 8개의 발광부로부터의 광속을 4개의 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)으로 해당 각 감광드럼에 대해 2본 광속씩 향하도록 하거나, 16개의 발광부로부터의 광속을 4개의 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)으로 해당 각 감광드럼에 대해서 4본의 광속씩 향하도록 구성해도 된다.
그러므로, 광원소자(1)의 발광부의 개수는 감광드럼의 수의 정수배인 것이 바람직하다.
다음에, 제 1실시예의 입사광학계(즉, 광원소자(1)로부터 광편향기(5)까지 이르는 광학계)에 대해서 설명한다. 도 5A 및 도 5B는 각각 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사광학장치의 광원소자(1)로부터 광편향기(5)까지 뻗은 부주사면을 표시하고 있다. 도 5A는 4본의 광속의 주광선만을 표시하고, 도 5B는 4본의 주광선과 주변 광선중 1본을 표시하고 있다. 단일의 광원소자(1)로부터 출사된 4본의 광속은 시준 렌즈(2)에 의해 평행광화된 후, 이 시준 렌즈(2) 바로 다음에 배치된 조리개(3)에 입사한다. 이때 4본의 광속의 주광선은 조리개(3)의 개구부의 동일위치에서 서로 교차한다.
복수의 광속의 각각의 주광선의 출사각은 발광부의 광축으로부터의 이간량과 조리개(3)의 위치에 의해서 규정된다. 광원소자(1)로부터의 부주사 방향의 출사각을 크게 하기 위해서는, 조리개(3)는 광편향기(5) 쪽보다는 광원소자(1)쪽에 배치하는 것이 바람직하다.
조리개(3)로부터의 복수의 광속은, 원통형 렌즈(4)에 의해 광편향기(5)의 뒤에 위치하는 공액점을 향하여 굴절된다. 이때 광편향기(5)의 동일 편향면(5a)에 입사하는 복수의 광속의 각각의 주광선의 부주사 방향의 입사각을 크게 하기 위해서는(즉, 광편향기(5)의 회전축에 수직인 면으로부터 각도를 크게 하기 위해서는), 부주사 단면 내에 있어서 원통형 렌즈(4)에 의한 조리개(3)와 그 공액점간의 결상은 축소화상(｜βsi｜≤ 1)을 형성하면 된다.
따라서, 원통형 렌즈(4)의 조리개(3)와 그 공액점 간의 부주사 방향의 횡배율의 절대치가 ｜βsi｜≤ 1을 만족시키면 부주사면 내에 있어서 광원소자(1)로부터의 복수의 광속의 주광선의 출사각을 확대하는 것이 가능해진다.
즉, 편향면(5a)에 입사하는 광속의 주광선의 부주사 방향의 입사각이란, 부주사면내에 있어서 광편향기(5)의 편향면(5a)의 법선과 광속의 주광선이 이루는 각도로 정의된다.
이 경우, 원통형 렌즈(4)의 조리개(3)와 그 공액점 간의 부주사 방향의 횡배율 βsi는 1/20 < ｜βsi｜ < 1/3의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
이 조건은 조리개(3)로부터의 광속의 주광선의 원통형 렌즈(4)의 광축에 대한 부주사 방향의 경사각을 θa, 광편향기(5)에 입사하는 광속의 주광선의 부주사 방향의 경사각을 θp로 할 때, 3 < θp/θa < 20인 것과 등가이다.
이 조건식의 상한을 초과하면 조리개(3)와 원통형 렌즈(4) 간의 거리가 길어져 원통형 렌즈(4)와 광편향기(5)의 편향면(5a) 간의 거리가 짧아지므로 입사광학계를 추가하는 것이 곤란해진다. 또, 상기 조건식의 하한을 초과하면 복수의 광속을 분리하는 데 필요한 분리각도를 확보할 수 없게 된다.
상기 조건식은 1/15 < ｜βsi｜ < 1/8을 만족하는 것이 바람직하다.
본 제 1실시예에서는 표 1에 표시한 바와 같이 광원소자(1)의 하부에 있는 발광부로부터 출사된 광속의 주광선의 원통형 렌즈(4)의 광축에 대한 부주사 방향의 경사각 θa를 0.77°로 설정하는 한편, 광편향기(5)에 입사하는 광속의 주광선의 부주사 방향의 경사각 θp를 -8.25°로 설정하고 있다. 이것에 의해 ｜θp/θa ｜ = 10.7을 부여하여, 입사광학계(시준 렌즈(2), 조리개(3) 및 원통형 렌즈(4)를 포함)의 배치를 가능하게 할 뿐만 아니라 광편향기(5) 이후의 위치에서의 복수의 광속의 분리를 가능하게 한다. 또 나머지 3본의 광속도의 부주사 방향의 경사각은 다르지만 ｜θp/θa ｜의 값은 동일하다.
다음에, 본 제 1실시예의 입사광학계의 크기에 대해서는, 원통형 렌즈(4) 상에서의 복수의 광속의 주광선의 간격이 5.6㎜이므로, 원통형 렌즈(4)는 이 간격에 대응하는 외경을 지닐 필요가 있다. 그러나, 공지의 복수의 광속의 주광선이 부주사면 내에서 광편향기의 회전축과 수직인 평면(주주사단면)에 대해서 평행인 광학계(즉, 복수의 광속의 각각의 주광선이 부주사면내에서 광편향기의 편향면에 대해서 수직으로 입사하는 공지의 광학계)의 경우와 비교하면 이 크기는 작다. 게다가, 원통형 렌즈(4)는 플라스틱으로 제조할 수 있으므로, 이 간격을 수용하도록 크기를 조정하는 것이 용이하다.
한편, 유리제인 것이 바람직한 시준 렌즈(2) 및 금속제인 광편향기(5)상에서는 광속이 공간적으로 거의 중복하고 있으므로(기술적으로는 이간하고 있음), 시준 렌즈(2)나 광편향기(5)의 크기는 공지의 유형의 것과 동일할 수 있다.
따라서, 본 제 1실시예의 입사광학계는, 복수의 광속의 주광선이 부주사면내에서 광편향기의 회전축과 수직인 평면(주주사면)에 대해서 평행하고, 상대적으로 가공의 면에서 값비싼 광학소자를 이용함으로써 크기가 큰 공지의 광학계(즉, 복수의 광속의 주광선이 부주사면 내에서 광편향기의 편향면에 대해서 수직으로 입사하는 공지의 광학계)에 비해서 상당한 이점을 지닌다.
상기 제 1실시예에 있어서는, 부주사면 내에서의 원통형 렌즈(4)에 의한 조리개(3)와 그 공액점(편향면(5a) 이후에 위침함) 간의 결상은 축소화상(1/20 < ｜βsi｜ < 1/3)을 형성한다. 따라서, 간이한 구성의 입사광학계로 장치 전체의 크기 증대화, 고가격화를 초래하는 일없이, 근접한 복수의 발광부로부터 출사된 복수의 광속을 광편향기(5) 상에서 분리하는 데 필요한 부주사 방향의 각도차를 확보할 수 있다.
제
1변형예
상기 제 1실시예에서는, 단일의 f-θ렌즈가 결상광학계를 구성하는 결상광학소자로서 기능하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 단일의 f-θ렌즈 대신에 2개 이상의 f-θ렌즈를 이용해도 된다. 또, 결상광학소자는 렌즈 대신에 회절광학소자 또는 곡면 미러이어도 된다.
또, 상기 제 1실시예에서는 언더필드 광학계를 이용하였지만, 대신에 편향면에 입사하는 광속의 주주사방향의 폭이 편향면의 주주사방향의 폭보다 큰 오버필드 광학계를 이용해도 된다.
상기 제 1실시예에서 사용한 평면 반사경 대신에, 분리광학계를 구성하는 분리광학소자로서 곡면경을 이용해도 된다. 이 경우, 결상성능이 곡면경에 부가된다.
상기 제 1실시예의 광원소자(1)는 단일 기판 위에 복수의 발광부를 지닌 Vcsel이었다. 그러나, 본 발명의 광원은 복수의 발광부를 각각 지닌 단면 발광형 반도체 레이저를 복수개 미소 간격(500㎛ 이하)을 두고 배치한 것이어도 된다.
예를 들면, 상기 제 1실시예의 Vcsel 대신에, 2개의 발광부를 지닌 각 단면발광형 반도체 레이저를 미소간격(500㎛ 이하)을 두고 2개 배치한 광원을 이용해도 된다.
제
2실시예
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 의한 주사광학장치의 주주사면을 표시한 것이다. 도 8은 본 발명의 제 2실시예에 의한 주사광학장치의 광원소자(1)로부터 광편향기(5)에 이르는 부주사면을 표시한 것이다. 제 2실시예는 광학소자(1)가 발광부의 2차원 배열을 지니고 오목렌즈가 입사광학계에 부가된 점 이외에는 제 1실시예의 것과 실질적으로 마찬가지이다.
본 제 2실시예의 광원소자(1)도 Vcsel이다. 도 10에 표시한 바와 같이 광원소자(1)는 8개의 발광부(1k-1, 1k-2, 1m-1, 1m-2, 1c-1, 1c-2, 1y-1, 1y-2)가 2열(주주사방향에 대응함) × 4행(부주사 방향에 대응함)으로 배치된 2차원 배열을 지닌다.
본 실시예에서 사용되는 Vcsel(발광부의 간격은 500㎛ 이하임)은 모놀리식 멀티 반도체 레이저이다.
상기 모놀리식 멀티 반도체 레이저란 동일 기판 위에 복수의 발광부를 구비한 레이저이다.
또, 본 실시예에 있어서의 발광부의 배열은 도 10에 표시한 바와 같이 행방향(부주사 방향에 대응함)의 발광부를 연결하는 선분과 열방향(주주사방향에 대응함)의 발광부를 연결하는 선분이 교차하지 않는 2차원 배열로 하고 있다. 그러나, 이러한 선분을 직교시킨 발광부의 배열을 지닌 광원소자(1)를, 발광부의 기판의 법선에 대해서 회전시켜서 사용해도 된다.
광원소자(1)로부터 출사한 8본의 광속은 시준 렌즈(2)에 의해 평행광으로 변환된 후, 시준 렌즈(2) 바로 뒤에 배치된 조리개(3)에 입사한다. 이 8본의 광속의 주광선은 조리개(3)의 개구부의 위치에서 서로 교차한다. 또, 도 7은 간단하게 하기 위하여 1본의 광속만 도시하고 있고 나머지 광속은 도시하지 않고 있다.
도 8은 부주사면 방향으로 분리된 4본의 광속(12k-1, 12m-1, 12c-1, 12y-1)만 도시하고 있고, 나머지 4본의 광속(12k-2, 2m-2, 12c-2, 12y-2)은 상기 도시한 4본의 광속에 중첩되어 있으므로 도시되어 있지 않다.
조리개(3)로부터의 복수의 광속은, 부주사 방향에만 부의 파워를 지닌 원통형 렌즈(41)에 의해 굴절된 후, 부주사 방향에만 정의 파워를 지닌 원통형 렌즈(42)에 의해 광편향기(5)의 뒤에 위치하는 조리개(3)의 공액점을 향하여 굴절된다. 제 1실시예의 경우와 마찬가지로, 광편향기(5)의 동일 편향면에 입사하는 복수의 광속의 각각의 주광선의 부주사 방향의 입사각을 크게 하기 위해서는(즉, 광편향기(5)의 회전축에 수직인 면으로부터의 각도를 크게 하기 위해서는), 부주사면내에 있어서 원통형 렌즈(41), (42)에 의한 조리개(3)와 그의 공액점 간의 결상이 축소화상을 형성하도록 할 필요가 있다.
따라서, 원통형 렌즈(41), (42)의 조리개(3)와 그 공액점 간의 부주사 방향의 횡배율의 절대치가 ｜βsi｜≤ 1를 만족하면, 부주사면 내에 있어서 광원소자(1)로부터의 복수의 광속의 주광선의 출사각을 확대시키는 것이 가능해진다.
특히, 제 2실시예에 있어서, 부주사 방향에만 부의 파워를 지닌 원통형 렌즈(41)를 조리개(3)와 부주사 방향에만 정의 파워를 지닌 원통형 렌즈(42)사이에 위치시켜 1쌍의 정·부의 원통형 렌즈를 구비하고 있으므로, 원통형 렌즈 2매로 정의되는 주평면의 위치를 광편향기(5)쪽을 향해 부주사 방향으로 이동시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해 조리개(3)와 원통형 렌즈(42)간의 거리를 그다지 많이 남겨두지 않고도, 보다 낮은 부주사 방향의 횡배율을 유지하게 되어, 즉, 광편향기(5)의 동일 편향면에 입사하는 복수의 광속의 각각의 주광선의 부주사 방향의 입사각을 크게 하는 것이 가능하다.
다시 말하면, 편향면에 입사하는 광속의 주광선의 부주사 방향의 입사각이란, 광편향기(5)의 편향면의 법선과 광속의 주광선이 이루는 각도로서 정의된다.
표 2에 본 제 2실시예의 광학설계파라미터를 표시한다. 표 2를 참조하면, "No."는 면번호, "Ry"는 주주사방향의 곡률반경(㎜), "Rz"는 부주사 방향의 곡률반경(㎜), "Asph."는 비구면계수, "D"는 면간격(㎜), "Glass"는 재질, "N"은 굴절률을 나타낸다.
유리제의 시준 렌즈(2)의 입사면은 평면인 반면, 그의 출사면은 회전대칭 비구면이다.
조리개(3)의 형상은 타원형이다. 이 조리개(3)는 주주사방향의 폭은 3.4㎜이고, 부주사 방향의 폭은 0.8㎜이다.
원통형 렌즈(41)의 입사면은 주주사방향으로 무파워(non-power)(평면)이고, 부주사 방향으로 비구면(비원호 형상)인 동시에 부의 파워를 지닌다.
또, 원통형 렌즈(42)의 입사면은 주주사방향으로 무파워(평면)이고, 부주사 방향으로 비구면(비원호 형상)인 동시에 부의 파워를 지닌다.
또한, 시준 렌즈(2), 원통형 렌즈(41) 및 원통형 렌즈(42)의 형상은 제 1실시예의 것과 마찬가지로 정의된다.
| No. | Ry | Rz | Asph. | D | Glass | N | ||||
| 발광부 | 1 | 1.75 | ||||||||
| 커버유리(10) | 2 | ∞ | 0.25 | bsl7 | 1.51052 | |||||
| 3 | ∞ | 5.483 | ||||||||
| 시준 렌즈(2) | 4 | ∞ | 2 | lah66 | 1.76167 | |||||
| 5 | -6.5 | K = -6.64E-1 | 2 | |||||||
| 조리개(3) | 6 | 25 | ||||||||
| 제 1 원통형 렌즈(41) | 7 | ∞ | -9.5- | 3 | lah66 | 1.76167 | ||||
| 8 | ∞ | 35 | ||||||||
| 제 2원통형 렌즈(42) | 9 | ∞ | 6.5 | Kz = -5.80E-1 | 7 | bsl7 | 1.51052 | |||
| 10 | ∞ | 12.546 | ||||||||
| 광편향기(5)의 편향면(5a) | 11 | ∞ | ||||||||
[광원]
| 발광부의 개수 | 8 (2 행 × 4 열) |
| 발광부의 간격 a (부주사 방향) | 100 ㎛ |
| 발광부의 간격 b (주주사방향) | 100 ㎛ |
[경사각(도)]
| θa | θp | |θp/θa| | |
| 발광부(1k-1) | -0.73 | 7.64 | 10.5 |
| 발광부(1c-1) | -0.21 | 2.14 | 10 |
| 발광부(1m-1) | 0.3 | -3.01 | 10 |
| 발광부(1y-1) | 0.81 | -8.65 | 10.6 |
[기타]
| 스폿 직경 | 주주사방향 × 부주사 방향 = 60 ×70㎛ |
| 결상광학소자(6)의 부주사 방향의 횡배율 | βso = -2.36 |
광편향기(5) 이후에 배치된 결상광학소자(f-θ렌즈)(6)와 분리광학계의 구성 및 배치는 제 1실시예의 것과 마찬가지이다. 이러한 구성 및 배치에 의거한 광학 특성도 제 1실시예와 마찬가지이다.
제 1실시예와 마찬가지로, 원통형 렌즈(41), (42)의 조리개(3)와 그의 공액점 간의 부주사 방향의 횡배율 βsi는 1/20 < ｜βsi｜ < 1/3의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
이 조건은 조리개(3)로부터의 광속의 주광선의 원통형 렌즈(42)의 광축에 대한 부주사 방향의 경사각을 θa, 광편향기(5)에 입사하는 광속의 주광선의 부주사 방향의 경사각을 θp로 할 때, 3 < θp/θa < 20인 것과 등가이다.
이 조건식의 상한을 초과하면 조리개(3)와 원통형 렌즈(42) 간의 거리가 길어져 원통형 렌즈(42)와 편향면(5a) 간의 거리가 짧아지므로 입사광학계를 추가하는 것이 곤란해진다. 또, 상기 조건식의 하한을 초과하면 복수의 광속을 분리하는 데 필요한 분리각도를 확보할 수 없게 된다.
상기 조건식은 1/20 < ｜βsi｜ < 1/3을 만족하는 것이 바람직하다.
본 제 2실시예에서는 표 2에 표시한 바와 같이 광원소자(1)의 하부에 있는 발광부로부터 출사된 광속의 주광선의 원통형 렌즈(42)의 광축에 대한 부주사 방향의 경사각 θa를 0.81°로 설정하고, 광편향기(5)에 입사하는 광속의 주광선의 부주사 방향의 경사각 θp를 -8.65°로 설정한다. 이것은 ｜θp/θa ｜ = 10.6을 부여하여, 입사광학계의 배치를 가능하게 할 뿐만 아니라, 광편향기(5) 이후에 배치된 결상광학계(6)와 피주사면(8) 간의 광로중에서 복수의 광속의 공간분리를 가능하게 하고 있다.
표 2에 표시된 바와 같이, 상이한 감광드럼으로 향하게 될, 동일 편향면 상에서 편향된 인접하는 광속의 주광선간의 각도 θs는, 부주사면에 있어서 서로 인접하는 광속이 중첩되는 것을 방지하도록, 라디안으로 조건식 θs > (1.64×λ× ｜βso｜) / ρ 또는 각도로 θs > 2.47을 만족시킬 필요가 있다. 상기 제 1실시예와 마찬가지로, 동일 편향면 상에서 편향된 인접하는 광속 간의 부주사 방향의 각도차 θs는 5.15° 내지 5.64°의 범위내로 설정되어 있다. 즉, 부주사면내에 있어서 복수의 광속의 각도분리하는 데 충분한 각도가 부여된다.
광편향기(5)의 편향면(5a)은 평면이고, θs와 θp는 동일하다.
본 제 2실시예의 결상광학계는 도 7에 표시한 바와 같이 1매의 결상광학소자(6)로 구성되어 있다.
상기 결상광학소자(6)는 광편향기(5)의 편향면(5a)의 탱글 에러를 보정하기 위한 탱글에러 보정계로서 기능한다. 결상광학소자(6)는 편향면(5a)상의 편향점과 피주사면(8)상의 결상점간에 공액관계를 허용한다.
광편향기(5)로부터의 8본의 광속은 공통의 결상광학소자(6)를 통과해서 각 반사경마다 2본의 광속이 입사하도록 해서 분리광학소자로서 기능하는 7개의 반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)으로 입사되고, 이어서 2본의 광속이 각 감광드럼으로 향하도록 해서 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)의 각각의 4개의 면으로 향한다. 이와 같이 해서 하나의 피주사면(8) 상에 멀티빔 주사가 수행된다.
본 제 2실시예의 분리광학계는 분리광학소자로서 기능하는 7개의 반사경(71k, 71y, 71m, 71c, 72k, 72y, 72m)으로 구성되어 있다.
본 제 2실시예에 이용되는 결상광학계는 도 3에 도시된 제 1실시예에서 이용된 것과 마찬가지이다.
이와 같이 해서, 본 제 2실시예에서는, 제 1실시예와 마찬가지로, 간이한 구성의 입사광학계로 장치 전체의 크기 증대화 및 고가격화를 초래하는 일없이, 근접한 복수의 발광부로부터의 복수의 광속에 대해서 광편향기(5) 상에서 분리되는데 필요한 부주사 방향의 각도차를 확보할 수 있다.
이것에 의해, 하나의 광원소자(1)로부터의 복수의 광속을 공통의 입사광학계에 의해 광편향기(5)에 도광하고, 또한, 광편향기(5)의 동일 편향면(5a)에 의해 편향시켜, 분리광학소자로 구성된 분리광학계에 의해 각각의 색상에 대응하는 상이한 감광 드럼 위로 향하게 한다. 이와 같이 해서 소형화 및 저가격화된 주사광학장치 및 컬러화상형성장치가 실현된다.
상기 제 2실시예는 광원소자(1)로서 기능하는 Vcsel의 발광부의 2차원 배열에 의해, 각 감광드럼(8k, 8c, 8m, 8y)의 각각의 표면으로 복수의 광속을 동시에 향하도록 하는 것이 가능한 점 및 부주사방향에 부의 파워를 지닌 원통형 렌즈(41)를 사용해서 입사광학계의 크기를 더욱 감소시키는 점을 특히 특징으로 한다. 이에 의해 주사광학장치 및 컬러화상형성장치를 한층 더 소형화하고, 고속주사화 한다.
상기 제 2실시예에서, 부주사면 내에 있어서 원통형 렌즈(41), (42)에 의한, 조리개(3)와 그의 공액점(편향면(5a) 뒤에 위치함) 사이의 결상은 축소화상(1/20 < ｜βsi｜ < 1/3)을 형성한다. 따라서, 입사광학계의 간이한 구성으로 장치 전체의 크기의 증대 및 비용의 증가를 초래하는 일없이, 복수의 인접한 발광부로부터 사출된 복수의 광속을 광편향기(5) 상에 분리하는 데 필요한 부주사방향의 각도차가 확보될 수 있다.
제
2변형예
상기 제 2실시예에서는, 단일의 f-θ렌즈가 결상광학계를 구성하는 결상광학소자로서 기능하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 단일의 f-θ렌즈 대신에 2개 이상의 f-θ렌즈를 이용해도 된다. 또, 결상광학소자는 렌즈 대신에 회절광학소자 또는 곡면 미러이어도 된다.
또, 상기 제 2실시예에서는 언더필드 광학계를 이용하였지만, 대신에 편향면에 입사하는 광속의 주주사방향의 폭이 편향면의 주사방향의 폭보다 큰 오버필드 광학계를 이용해도 된다.
본 제 2실시예에서 사용한 평면 반사경 대신에, 분리광학계를 구성하는 분리광학소자로서 곡면경을 이용해도 된다. 이 경우, 결상성능이 곡면경에 부가된다.
상기 제 2실시예의 광원소자(1)는 단일 기판 위에 복수의 발광부를 지닌 Vcsel(모놀리식 멀티반도체 레이저)이었다. 그러나, 본 발명의 광원은 복수의 발광부를 지닌 각 단면 발광형 반도체 레이저를 복수개 미소 간격(500㎛ 이하)을 두고 배치한 것이어도 된다.
예를 들면, 상기 제 2실시예의 Vcsel 대신에, 4개의 발광부를 지닌 각 단면발광형 반도체 레이저를 미소간격(500㎛ 이하)을 두고 2개 배치한 광원을 이용해도 된다.
제 3
실시예
도 6은 본 실시예의 컬러 화상형성장치(160)의 주요부를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 컬러화상형성장치(160)는 상기 1 및/또는 제 2실시예의 각각의 구성을 지니는 주사광학장치(110), 각각 화상담지체로서 기능하는 감광드럼(121), (122), (123), (124), 현상기(131), (132), (133), (134) 및 반송벨트(151)를 포함한다.
도 6에 있어서, 컬러화상형성장치(160)에는, 퍼스널 컴퓨터 등의 외부기기(152)로부터 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 신호가 입력된다. 이들 화상신호는 상기 컬러화상형성장치(160)내의 프린터 제어기(153)에 의해 시안(C), 마젠타(M), 황색(Y) 및 흑색(B)의 각각의 화상데이터(도트 데이터)로 변환되어 주사광학장치(110)로 입력된다. 각각의 화상데이터에 따라 변조된 광선(141), (142), (143), (144)은 광학주사장치(110)로부터 출사된다. 감광드럼(121), (122), (123), (124)은 이들 광선에 의해 주주사방향으로 주사된다.
상기 설명한 바와 같이, 본 실시예의 컬러 화상형성장치는 주사광학장치(110)로부터의 각각의 화상데이터에 의거해서 4본의 광선을 이용해서 각 색의 잠상을 각각 대응하는 감광드럼(121), (122), (123), (124)의 대응하는 면 위에 형성하고 나서, 기록매체 위에 상기 잠상의 다중 전사에 의해 1매의 풀 컬러화상을 형성한다.
상기 외부기기(152)로서는 예를 들면, 전하결합소자(CCD) 센서를 포함하는 컬러화상장치를 이용해도 된다. 이 경우, 컬러화상판독장치와 컬러화상형성장치(160)는 함께 컬러디지털 복사기를 형성한다.
상기 본 실시예에서는, 공지의 구성부재(시준 렌즈(2), 조리개(3) 및 원통형 렌즈(4) 등)를 지닌 입사광학계만을 이용함으로써, 장치 전체의 크기증대 및 가격 증가를 초래하는 일 없이 인접한 발광부로부터의 복수의 광속을 광편향기(5) 상에 분리하는 데 필요한 각도차를 부여할 수 있다. 이것에 의해, 단일의 광원소자(1)로부터의 복수의 광속을 공통의 입사광학계에 의해서 광편향기(5)까지 도광하고, 또, 광편향기(5)에 의해서 편향시켜, 미러를 포함하는 분리광학계에 의해 각각의 색상에 대응하는 감광드럼으로 향하게 하는 광학계를 제공함으로써, 소형 및 저가격화된 주사광학장치 및 화상형성장치가 실현된다.
이상, 본 발명을 상기 각종 실시예를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이들 개시된 실시형태로 한정되지 않는다. 이하의 청구범위는 모든 변형, 등가구성 및 기능을 망라하도록 최광의로 해석되는 것으로 한다.
이상, 본 발명에 의하면, 간이한 구성을 지닌 입사광학계를 이용해서, 장치 전체의 크기나 비용을 증대시키는 일없이, 광편향기의 동일 편향면 위에서, 동일 기판에 배치된 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속을 분리하는 데 필요한 부주사 방향의 각도차를 제공한다. 따라서, 단일 광원소자로부터의 복수의 광속을 공통의 입사광학계에 의해 광편향기의 동일 편향면에 도광하고, 동일 편향면에 의해 편향시켜서, 복수의 분리광학소자로 이루어진 분리광학계에 의해 각 색상에 대응하는 상이한 감광드럼으로 향하게 한다. 이와 같이 해서, 소형 및 저가격화된 주사광학장치 및 화상형성장치가 실현된다.
Claims (17)
- 복수의 발광부를 지닌 모놀리식 멀티레이저(monolithic multi-laser);상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속 전부를 동일 편향면 위에서 편향시키는 광편향기;상기 모놀리식 멀티레이저와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치되어, 상기 복수의 광속의 전부의 주광선을 상기 광편향기의 동일 편향면에 부주사 단면 내에 있어서 상이한 각도로 입사시키는 입사광학계;상기 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 내로 향하게 하는 분리광학계; 및상기 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 위에 결상시키는 결상광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 모놀리식 멀티레이저와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치된 조리개를 더 포함하고,상기 입사광학계는 상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속의 전부를 상기 조리개의 동일 개구부를 통과시키는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 복수의 발광부를 지닌 광원수단;조리개;상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속 전부를 동일 편향면 위에서 편향시키는 광편향기;상기 조리개와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치되어, 상기 복수의 발광부로부터 방출된 복수의 광속의 전부를 상기 조리개의 동일 개구부를 통과시켜, 상기 복수의 광속의 전부의 주광선을 상기 광편향기의 동일 편향면에 부주사 단면 내에 있어서 상이한 각도로 입사시키는 입사광학계;상기 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 내에 도광시키는 분리광학계; 및상기 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속을 상이한 피주사면 위에 결상시키는 결상광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 광원수단은 복수의 발광부를 각각 지닌 복수의 모놀리식 멀티레이저를 이간시키는 구조를 지니는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 광편향기의 동일 편향면에 입사되어 상기 동일 편향면으로부터 상기 피주사면에서 편향된 상기 복수의 광속 중 인접하는 광속의 주광선 간의 부주사 방향에서의 각도차 θs(라디안)는θs > (1.64×λ×｜βso｜) / ρ(식 중, λ는 상기 광속의 발진파장이고, βso는 상기 결상광학계의 부주사 방향의 횡배율이고, ρ는 상기 피주사면 위에 있어서의 부주사 방향의 스폿직경임)를 만족 하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 모놀리식 멀티레이저는 4개 이상의 발광부를 지닌 면발광레이저인 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 모놀리식 멀티레이저의 발광부의 개수는 상기 피주사면의 개수의 "n"배(여기서, "n"은 2 이상의 정수임)인 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 결상광학계는 상기 광편향기의 동일 편향면 위에서 편향된 복수의 광속 모두가 통과하는 결상렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 분리광학계는 상기 광편향기의 동일 편향면에서 편향된 복수의 광속 각각에 대한 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 입사광학계의 조리개와 그의 공액점 사이의 부주사 방향에 있어서의 횡배율 βsi의 절대치는｜βsi｜≤1을 만족하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 조리개와 상기 광편향기 사이의 광로에 배치된 광학계의 조리개와 그의 공액점 사이의 부주사 방향에 있어서의 횡배율 βsi는1/20 < ｜βsi｜< 1/3을 만족하는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 조리개는 상기 모놀리식 멀티레이저로부터 상기 광편향기까지의 광로 중에서 상기 광편향기 쪽보다는 상기 모놀리식 멀티레이저 쪽에 가깝게 배치된 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 상이한 피주사면은 상이한 화상담지체 위에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사광학장치.
- 제 1항 또는 제 3항에 의한 주사광학장치;복수의 피주사면의 각각에 대응하는 복수의 감광부재;상기 주사광학장치에 의한 광속의 주사를 통해 각각의 감광부재 위에 형성된 정전잠상을 토너상으로 현상하는, 상기 복수의 감광부재의 각각에 대응하는 복수의 현상기;상기 현상된 토너상을 전사매체로 전사하는, 상기 복수의 현상기 각각에 대 응하는 복수의 전사기; 및상기 전사된 토너상을 상기 전사매체에 정착시키는 정착기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
- 제 14항에 있어서, 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 그 화상신호를 상기 주사광학장치에 입력시키는 프린터제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
- 제 1항 또는 제 3항에 의한 복수의 주사광학장치;복수의 피주사면의 각각에 대응하는 복수의 감광부재;상기 복수의 주사광학장치에 의한 광속의 주사를 통해 각각의 감광부재 위에 형성된 정전잠상을 토너상으로 현상하는, 상기 복수의 감광부재의 각각에 대응하는 복수의 현상기;상기 현상된 토너상을 전사매체로 전사하는, 상기 복수의 현상기 각각에 대응하는 복수의 전사기; 및상기 전사된 토너상을 상기 전사매체에 정착시키는 정착기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
- 제 16항에 있어서, 외부기기로부터 입력된 코드데이터를 화상신호로 변환하고, 그 화상신호를 상기 복수의 주사광학장치에 입력시키는 프린터제어기를 더 포 함하는 것을 특징으로 하는 컬러화상형성장치.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005073117A JP4695901B2 (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 走査光学装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 |
| JPJP-P-2005-00073117 | 2005-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060100244A true KR20060100244A (ko) | 2006-09-20 |
| KR100856591B1 KR100856591B1 (ko) | 2008-09-03 |
Family
ID=36779987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060023772A KR100856591B1 (ko) | 2005-03-15 | 2006-03-15 | 주사광학장치 및 그것을 이용한 컬러화상형성장치 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7336406B2 (ko) |
| EP (1) | EP1707384B1 (ko) |
| JP (1) | JP4695901B2 (ko) |
| KR (1) | KR100856591B1 (ko) |
| CN (1) | CN100373212C (ko) |
| DE (1) | DE602006002907D1 (ko) |
| ES (1) | ES2314841T3 (ko) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114484A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP2008060322A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Ricoh Co Ltd | 面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置、画像形成装置及び光通信システム |
| US7924487B2 (en) * | 2007-02-09 | 2011-04-12 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
| JP4931060B2 (ja) * | 2007-03-01 | 2012-05-16 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
| US7969634B2 (en) * | 2007-02-28 | 2011-06-28 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning device and image forming apparatus |
| US7903135B2 (en) * | 2007-04-26 | 2011-03-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus for optimizing arrangement intervals in a main-scanning direction and a sub-scanning direction |
| JP5489612B2 (ja) * | 2008-11-10 | 2014-05-14 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP5093075B2 (ja) * | 2008-12-02 | 2012-12-05 | 富士ゼロックス株式会社 | 光走査装置及び画像形成装置 |
| JP5505617B2 (ja) | 2009-12-10 | 2014-05-28 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
| JP2013160819A (ja) * | 2012-02-02 | 2013-08-19 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
| EP2951982B1 (en) * | 2013-01-29 | 2019-10-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Single-facet spindle implementation for a laser scanner system |
| US10185242B2 (en) * | 2017-03-13 | 2019-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
| US11675050B2 (en) | 2018-01-09 | 2023-06-13 | Innovusion, Inc. | LiDAR detection systems and methods |
| US11977184B2 (en) | 2018-01-09 | 2024-05-07 | Seyond, Inc. | LiDAR detection systems and methods that use multi-plane mirrors |
| CN114114295A (zh) | 2018-06-15 | 2022-03-01 | 图达通爱尔兰有限公司 | 用于聚焦感兴趣的范围的lidar系统和方法 |
| WO2020102406A1 (en) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | Innovusion Ireland Limited | Lidar systems and methods that use a multi-facet mirror |
| JP2021012264A (ja) * | 2019-07-05 | 2021-02-04 | 株式会社リコー | 光走査装置、物体検出装置及びセンシング装置 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2725067B2 (ja) | 1989-11-08 | 1998-03-09 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| JPH07110451A (ja) * | 1993-10-13 | 1995-04-25 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
| JPH08313833A (ja) * | 1995-05-18 | 1996-11-29 | Toshiba Corp | 光走査装置 |
| JP3604852B2 (ja) * | 1996-12-28 | 2004-12-22 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びレーザービームプリンタ |
| JP3196711B2 (ja) * | 1997-11-21 | 2001-08-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 光学走査装置 |
| JPH11223783A (ja) | 1998-02-04 | 1999-08-17 | Canon Inc | カラー画像形成装置 |
| US6038053A (en) * | 1998-02-04 | 2000-03-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image forming apparatus |
| JP2000019444A (ja) | 1998-07-06 | 2000-01-21 | Canon Inc | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP3233117B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2001-11-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 光学走査装置 |
| JP2000330049A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-11-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP2001281575A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 光走査装置の分離光学系 |
| JP4684470B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2011-05-18 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP2003215487A (ja) * | 2002-01-21 | 2003-07-30 | Minolta Co Ltd | タンデム走査光学装置 |
| JP3518765B2 (ja) * | 2002-03-07 | 2004-04-12 | 株式会社リコー | マルチビーム光走査用光学素子、この光学素子を用いたマルチビーム光走査装置および画像形成装置 |
| US7034973B2 (en) * | 2002-03-22 | 2006-04-25 | Ricoh Company, Ltd. | Scanning optical system, optical scanning device, and image forming apparatus |
| JP2004029751A (ja) * | 2002-05-10 | 2004-01-29 | Canon Inc | 走査光学装置および画像形成装置 |
| JP4027761B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2007-12-26 | ペンタックス株式会社 | 走査光学系 |
| CN1300646C (zh) * | 2002-09-16 | 2007-02-14 | 三星电子株式会社 | 激光扫描单元及采用其的电子照相成像装置 |
| JP2004240266A (ja) | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 |
| US7031039B2 (en) * | 2003-07-30 | 2006-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
| JP4250572B2 (ja) * | 2003-07-30 | 2009-04-08 | 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 |
| JP4496729B2 (ja) * | 2003-08-21 | 2010-07-07 | 富士ゼロックス株式会社 | 光走査装置 |
| JP4419775B2 (ja) * | 2004-09-24 | 2010-02-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 光源装置、光走査装置、光源装置の調整方法及び、光走査装置の調整方法 |
| JP4492360B2 (ja) * | 2005-01-12 | 2010-06-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
-
2005
- 2005-03-15 JP JP2005073117A patent/JP4695901B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-02-22 DE DE602006002907T patent/DE602006002907D1/de active Active
- 2006-02-22 US US11/361,075 patent/US7336406B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-02-22 EP EP06250944A patent/EP1707384B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-02-22 ES ES06250944T patent/ES2314841T3/es active Active
- 2006-03-15 CN CNB2006100592194A patent/CN100373212C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-03-15 KR KR1020060023772A patent/KR100856591B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006258918A (ja) | 2006-09-28 |
| ES2314841T3 (es) | 2009-03-16 |
| EP1707384A1 (en) | 2006-10-04 |
| JP4695901B2 (ja) | 2011-06-08 |
| DE602006002907D1 (de) | 2008-11-13 |
| US20060209373A1 (en) | 2006-09-21 |
| CN100373212C (zh) | 2008-03-05 |
| KR100856591B1 (ko) | 2008-09-03 |
| EP1707384B1 (en) | 2008-10-01 |
| US7336406B2 (en) | 2008-02-26 |
| CN1834724A (zh) | 2006-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100856591B1 (ko) | 주사광학장치 및 그것을 이용한 컬러화상형성장치 | |
| US7248279B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
| KR100854024B1 (ko) | 광 주사 장치 및 광 주사 장치 조정 방법 | |
| KR100702169B1 (ko) | 광 주사장치 및 이를 이용한 화상 형성장치 | |
| US9658449B2 (en) | Light scanning apparatus and image forming apparatus having the same | |
| JP4819392B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| US7768542B2 (en) | Multi-beam optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
| KR100873406B1 (ko) | 광 주사 장치 및 그것을 이용한 화상 형성 장치 | |
| KR102035380B1 (ko) | 광주사 장치 및 광주사 장치를 구비하는 화상 형성 장치 | |
| US20130057890A1 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same | |
| JP2004070108A (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2004070109A (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| KR102021173B1 (ko) | 광 주사 장치 | |
| KR101209578B1 (ko) | 광주사 장치의 조사 위치 조정 방법 | |
| US8791974B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
| JP2008170487A (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2006064876A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
| JP5882692B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
| JP2012145702A (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
| JP2023012296A (ja) | 光走査装置及びそれを備える画像形成装置 | |
| JP5441938B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2005234110A (ja) | 光走査装置 | |
| JP2016194668A (ja) | 光走査装置、画像形成装置、及び結像光学素子 | |
| JP2016095470A (ja) | 光走査装置及びそれを備える画像形成装置 | |
| JP2014170108A (ja) | 光走査装置及びこ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 | ||
| 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: 20120719 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130726 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140728 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150727 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160725 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170725 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |