KR20170013161A - Optical scanning device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 레이저 빔 프린터(LBP), 디지털 복사기, 또는 다기능 프린터(다특징 프린터) 등의 화상 형성 장치; 및 화상 형성 장치에 포함된 광 주사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image forming apparatus such as a laser beam printer (LBP), a digital copying machine, or a multifunction printer (multifunction printer); And an optical scanning apparatus included in the image forming apparatus.
화상 형성 장치에 포함된 광 주사 장치로서, 광원으로부터의 광속을 편향 유닛에 의해 편향시키고, 피주사면을 주주사 방향으로 광 주사하는 광 주사 장치가 알려져 있다. 이러한 광 주사 장치에서, 피주사면을 고정밀도로 광 주사하기 위해서는, 편향 유닛에 의해 편향된 광속을 검출하고, 피주사면에서의 주주사 방향의 기록-개시 위치(write-start position)를 결정하기 위한 동기 검출 유닛이 필요하게 된다.As an optical scanning apparatus included in an image forming apparatus, an optical scanning apparatus for deflecting a light beam from a light source by a deflection unit and optically scanning the surface to be scanned in the main scanning direction is known. In this optical scanning apparatus, in order to optically scan the surface to be scanned with high precision, a synchronous detection unit for detecting a light beam deflected by the deflecting unit and determining a write-start position in the main scanning direction on the scan surface .
일본 특허 공개 공보 제2009-115943호는, 광원으로부터의 광속을 광속 분리 소자에 의해 분리하고, 광속을 피주사면 및 동기 검출 유닛에 각각 유도하는 구성을 기재하고 있다. 또한, 일본 특허 공개 공보 제2007-298997호는, 결상 렌즈의 단부를 통과한 광속을 미러를 사용하여 반사시키고, 광속을 동기 검출 유닛에 유도하는 구성을 기재하고 있다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2009-115943 discloses a configuration in which a light flux from a light source is separated by a beam splitting element, and the light flux is guided to the surface to be scanned and the synchronization detection unit, respectively. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-298997 discloses a configuration in which a light flux passing through an end of an imaging lens is reflected by using a mirror, and the light flux is guided to the synchronization detection unit.
그러나, 일본 특허 공개 공보 제2009-115943호 및 일본 특허 공개 공보 제2007-298997호의 구성에서는, 광속 분리 소자 및 미러가 필요해지기 때문에, 장치가 복잡해질 수 있고, 각각의 구성요소의 배치 오차에 의해 고정밀도의 동기 검출이 더 이상 실행되지 못할 수 있다. 또한, 일본 특허 공개 공보 제2009-115943호 및 일본 특허 공개 공보 제2007-298997호의 구성에서는, 주주사 단면 내에서, 피주사면을 향해 지향된 광속이 차단되지 않도록 각 부재가 배치될 필요가 있기 때문에 장치의 크기가 충분히 소형화되지 않는다.However, in the structures of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-115943 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-298997, a beam splitter and a mirror are required, so that the apparatus can be complicated, High-precision synchronous detection may no longer be performed. In addition, in the configurations of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-115943 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-298997, since each member needs to be disposed so that the light beam directed toward the surface to be scanned is not blocked in the main- Is not sufficiently miniaturized.
본 발명은, 간단한 구성에 의해 고정밀도의 동기 검출 및 크기 축소를 달성할 수 있는 광 주사 장치 및 화상 형성 장치를 제공한다.The present invention provides an optical scanning apparatus and an image forming apparatus capable of achieving high-precision synchronous detection and size reduction by a simple configuration.
본 발명은, 편향면을 갖고, 광속을 편향시켜 피주사면을 주주사 방향으로 광 주사하도록 배치되는 편향 유닛; 광속이 부주사 단면 내에서 편향면에 사입사되게 하도록 배치되는 입사 광학계; 및 편향면에 의해 편향되는 광속을 수광하고 신호를 생성하도록 배치되는 수광 유닛을 포함하는 광 주사 장치를 제공한다. 이하의 조건이 충족되며,A deflection unit having a deflecting surface and arranged to optically scan the surface to be scanned in a main scanning direction while deflecting the light beam; An incident optical system arranged such that the light flux enters the deflecting surface in the sub-scan section; And a light receiving unit arranged to receive a light beam deflected by the deflecting surface and generate a signal. The following conditions are satisfied,
|β| ≤ |α|,| β | ? |? |,
여기서, α(deg)는 부주사 단면 내에서의 편향면에 대한 입사 광학계로부터의 광속의 입사 각이고, β(deg)는 주주사 단면 내에서의 편향면에 입사하는 광속과 편향면에 의해 편향되고 수광 유닛을 향해 지향되는 광속에 의해 형성되는 각이다.(Deg) is the angle of incidence of the light beam from the incident optical system on the deflecting surface in the sub-scan section, and? (Deg) is deflected by the light beam incident on the deflecting surface in the main-scan section and the deflecting surface And an angle formed by a light flux directed toward the light receiving unit.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.Further features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 주사 장치의 주요부의 개략도를 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 광 주사 장치의 주주사 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 입사 광학계 및 수광 유닛의 주요부의 개략도를 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 광원의 발광 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 광 주사 장치의 주주사 단면도를 제공한다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 광 주사 장치의 부주사 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 입사 광학계 및 수광 유닛의 주요부의 개략도를 제공한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광 주사 장치의 주주사 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 입사 광학계의 부주사 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3 및 비교예에 따른 광원의 발광 타이밍을 도시하는 도면을 제공한다.
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 입사 광학계 및 동기 검출 유닛의 주요부의 개략도를 제공한다.
도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 광 주사 장치의 주주사 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 5에 따른 입사 광학계의 부주사 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 부주사 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view of a main part of an optical scanning apparatus according to a first embodiment of the present invention. Fig.
2 is a main scanning sectional view of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 3 provides a schematic view of essential parts of an incident optical system and a light receiving unit according to
4 is a diagram showing the light emission timing of the light source according to the first embodiment of the present invention.
5 shows a main scanning sectional view of an optical scanning apparatus according to
6 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a schematic view of a main portion of an incident optical system and a light receiving unit according to
8 is a main scanning sectional view of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention.
9 is a sub-scan sectional view of an incident optical system according to
Fig. 10 provides a diagram showing the light emission timings of the light source according to the third embodiment and the comparative example of the present invention.
Fig. 11 is a schematic view of essential parts of an incidence optical system and a synchronization detecting unit according to Embodiment 4 of the present invention.
12 is a main scanning sectional view of an optical scanning apparatus according to
13 is a sub-scan sectional view of an incident optical system according to
14 is a sub-scan sectional view of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도면 각각은 이해의 편의를 위해 실제 축척과 다른 축척으로 도시될 수 있다. 또한, 도면에서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여되고, 중복하는 설명을 생략한다. 이하의 설명에서, 주주사 방향은 편향 유닛이 피주사면을 광 주사하는 방향이다. 이 경우, 주주사 방향은 편향 유닛의 회전축(또는 요동 축)과 광축 방향에 수직인 방향에 대응한다. 부주사 방향은 주주사 방향과 교차하는 방향이다. 이 경우, 부주사 방향은 편향 유닛의 회전축(또는 요동 동작 축)에 평행한 방향에 대응한다. 또한, 주주사 단면은 광축을 포함하고 주주사 방향에 평행한 단면이다. 이 경우, 주주사 단면은 또한 부주사 방향에 수직인 단면이다. 부주사 단면은 광축을 포함하고 부주사 방향에 평행한 단면이다. 이 경우, 부주사 단면은 또한 주주사 방향에 수직인 단면이다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the drawings may be shown at different scales from the actual scale for ease of understanding. In the drawings, the same reference numerals are given to the same members, and redundant explanations are omitted. In the following description, the main scanning direction is a direction in which the deflection unit optically scans the surface to be scanned. In this case, the main scanning direction corresponds to the direction perpendicular to the rotation axis (or swing axis) of the deflection unit and the optical axis direction. The sub-scanning direction is a direction intersecting the main scanning direction. In this case, the sub-scan direction corresponds to a direction parallel to the rotation axis (or swing motion axis) of the deflection unit. The main-scan cross-section includes an optical axis and is parallel to the main-scan direction. In this case, the main-scan section is also perpendicular to the sub-scan direction. The sub-scan section is a section including an optical axis and parallel to the sub-scan direction. In this case, the sub-scan section is also a section perpendicular to the main scan direction.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 주사 장치(100)의 주요부의 개략도를 제공한다. 도 1의 좌측 도면은 광 주사 장치(100)의 주주사 단면을 개략적으로 도시한다. 도 1의 우측 도면은 광 주사 장치(100)에 포함된 입사 광학계(L), 편향 유닛(5) 및 수광 유닛(8)을 포함하는 부분의 부주사 단면을 개략적으로 도시한다. 도 1은 마지널 광선을 생략하면서 광속의 주 광선만을 도시한다. 또한, 도 1의 우측 도면에서는, 입사 광학계(L)의 광축 방향이 도 1의 좌측 도면에서의 결상 광학계(6)의 광축 방향(X 방향)에 일치하도록 광로를 전개하고 있다.Fig. 1 provides a schematic view of the main part of the
본 실시형태에 따른 광 주사 장치(100)는 편향 유닛(5)에 의해 광속을 편향시키고 피주사면(7)을 주주사 방향(B)으로 광 주사한다. 편향 유닛(5)로서는, 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 편향면(반사면)(51)을 갖는 회전 다면경(폴리곤 미러)을 도시하고 있지만, 이것을 대신하여, 요동 동작 축을 중심으로 요동하는 1개 또는 2개의 편향면을 갖는 요동 미러를 사용할 수 있다. 편향 유닛(5)은 모터 등으로 구성되는 구동 유닛(도시되지 않음)에 의해 화살표 A로 나타낸 방향으로 일정 속도(등각 속도)로 회전한다.The
본 실시형태에 따른 입사 광학계(L)는, 도 1의 우측 도면에 도시한 바와 같이, 부주사 단면 내에서 편향 유닛(5)의 편향면(51)의 각각에 광속을 사입사(주주사 단면에 대하여 비스듬히 입사)시키는 사입사계이다. 본 실시형태에 따른 입사 광학계(L)는 광원만으로 구성되지만, 필요한 경우, 입사 광학계(L)가 광원으로부터의 광속을 편향면(51)에 유도하는 광학 소자 및 개구 조리개(aperture stop)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 입사 광학계(L)는 광 주사 장치(100)의 외측에 배치된 광원으로부터의 광속을 유도할 수 있다.The incident optical system L according to the present embodiment has a configuration in which the light beam is incident on each of the
수광 유닛(8)은 편향면(51)에 의해 편향된 광속을 수광하고 신호를 생성한다. 수광 유닛(8)에 의해 생성된 신호에 기초하여, 피주사면(7) 에서의 주주사 방향의 기록-개시 위치를 결정하기 위한 동기 검출, 및 광원의 발광량의 제어를 행할 수 있다. 본 실시형태에 따른 수광 유닛(8)은 광전 변환 소자 같은와 수광 소자만으로 구성되어 있지만, 필요한 경우, 수광 유닛(8)은 편향면(51)으로부터의 광속을 그러한 수광 소자에 유도하는 광학 소자와 개구 조리개를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는, 광원 및 수광 소자를 동일한 기판 상에 장착함으로써, 부품 개수를 삭감하면서, 이들 부재의 상대 위치 사이의 어긋남을 억제하고 있다.The
입사 광학계(L)에서, 반도체 레이저와 같은 광원으로부터 발해진 광속은 회전하는 편향 유닛(5)의 편향면(51)에 입사한다. 어떤 회전각에서는, 편향면(51)에 의해 반사된 광속은 수광 유닛(8)에 입사하고, 광전변환되며, 신호를 생성하게 된다. 편향 유닛(5)이 더 회전함에 따라, 편향면(51)에 의해 반사된 광속은 결상 광학계(6)에 의해 피주사면(7)에 입사한다. 그리고, 편향 유닛(5)의 회전과 함께, 입사 광학계(L)로부터의 광속은 편향면(51)에 의해 편향되고, 피주사면(7)을 주주사 방향(Y 방향)으로 주사하게 된다. 수광 유닛(8)에서 생성된 신호를 이용함으로써, 그 신호에 기초하여, 피주사면(7) 위에서 광 주사를 개시하는 타이밍, 즉 기록-개시 위치를 결정할 수 있다. 이러한 동기 검출은 피주사면(7)을 1회 주사할 때마다 행하여진다. 또한, 부주사 방향으로 피주사면(7)을 이동시키면서 주주사 방향의 광 주사를 반복하는 경우에는, 동기 검출은 수회 주사할 때마다 행해질 수 있다.In the incident optical system L, a light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser is incident on the deflecting
이 경우, α(deg)가 부주사 단면 내에서의 입사 광학계(L)로부터의 광속의 편향면(51)에 대한 입사각이고, β(deg)가 주주사 단면 내에서의 편향면(51)에 입사하는 광속과 편향면(51)에 의해 편향되어 수광 유닛(8)을 향해 지향되는 광속에 의해 형성되는 각인 것으로 한다. 각각의 각은 광속의 주 광선에 관하여 결정된다. 이때, 본 실시형태에 따른 광 주사 장치(100)는 이하의 조건식(1)을 충족한다:In this case,? (Deg) is an incident angle to the deflecting
|β|≤|α| ... (1)|? |? |? | ... (One)
본 실시형태에 따른 광 주사 장치(100) 에서는, 입사 광학계(L)는 사입사계이기 때문에, 입사 광학계(L)와 수광 유닛(8)은 부주사 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 조건식(1)이 충족되기 때문에, 주주사 단면 내에서, 입사 광학계(L)와 수광 유닛(8)을 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 일본 특허 공개 공보 제2009-115943호 및 일본 특허 공개 공보 제2007-298997호에 기재된, 광속 분리 소자 및 미러와 같은 부재를 각 광로에 배치할 필요가 없다. 즉, 주주사 단면 내에서, 입사 광학계(L)와 편향면 사이의 광로 및 편향면과 수광 유닛(8) 사이의 광로는, 광속의 주 광선이 굴절 또는 반사되지 않는 광로이다. 이러한 간단한 구성에 의해, 고정밀도의 동기 검출 및 전체 장치의 크기 축소를 달성할 수 있다.In the
조건식(1)을 충족하지 않는 경우, 주주사 단면 내에서 입사 광학계(L) 및 수광 유닛(8)이 차지하는 공간이 증가하고, 전체 장치의 크기를 축소시키는 것이 곤란해진다. 전체 장치의 크기의 충분한 축소를 달성하기 위해서, 이하의 조건식 (2) 및 (3) 중 적어도 하나가 충족되는 것이 바람직하다:When the condition (1) is not satisfied, the space occupied by the incident optical system L and the
1.5≤|α|≤10 ... (2), 및1.5? |? |? 10 (2), and
0≤|β|≤ 5.0 ... (3).0? |? |? 5.0 (3).
또한, 본 실시형태에 따른 광 주사 장치(100)는 이하의 조건식 (4) 및 (5) 중 적어도 하나를 충족하는 것이 보다 바람직하다.It is more preferable that the
1.5≤|α|≤ 5.0 ... (4), 및1.5? |? |? 5.0 (4), and
0≤|β|≤ 3.0 ... (5).0? |? |? 3.0 (5).
실시예Example 1 One
이하에서, 본 발명의 실시예 1에 따른 광 주사 장치(200)에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the
도 2는 본 실시예에 따른 광 주사 장치(200)의 주주사 단면도이다. 도 3은, 광 주사 장치(200)에 포함된 입사 광학계(L) 및 수광 유닛(8)의 주요부의 개략도를 제공한다. 도 3의 좌측 도면은 부주사 단면을 개략적으로 도시한다. 도 3의 우측 도면은 광원과 광전 변환 소자를 포함하는 모듈의 정면을 개략적으로 도시한다. 도 3에서는, 입사 광학계(L)의 광축 방향이 도 2에서의 결상 광학계(6)의 광축 방향(X 방향)에 일치하도록 광로를 전개한다. 도 3은 마지널 광선을 생략하면서 광속의 주 광선만을 나타내고 있다.2 is a main scanning sectional view of the
본 실시예에 따른 입사 광학계(L)는, 광속을 사출하는 광원(1)과, 광원(1) 로부터의 광속을 규제하여 광속을 성형하는 개구 조리개(2)와, 개구 조리개(2)로부터의 광속의 집광 상태(수렴도)를 변환하는 집광 렌즈(집광 광학 소자)(3)를 포함하고 있다. 본 실시예에서, 광원(1)은 반도체 레이저이며, 집광 렌즈(3)는 주주사 단면과 부주사 단면 내에서 다른 굴절력(파워)을 갖는 아나모픽(anamorphic) 렌즈이다. 집광 렌즈(3)는, 광원(1)으로부터 출사되고 개구 조리개(2)을 통과한 발산 광속을, 주주사 단면 내에서는 평행 광속 또는 수렴 광속로 변환하고, 부주사 단면 내에서는 수렴 광속으로 변환한다. 집광 렌즈(3)를 콜리메이터 렌즈 및 실린더 렌즈를 포함하는 2개의 광학 소자로 구성할 수 있고, 이 경우 2개의 광학 소자는 일체화될 수 있다.The incident optical system L according to the present embodiment includes a
본 실시예에 따른 편향 유닛(5)은, 복수의 편향면(반사면)(51)을 갖는 회전 다면경(폴리곤 미러)이며, 모터 등으로 구성되는 구동 유닛(도시되지 않음)에 의해 화살표 A로 나타낸 방향으로 일정 속도(등각 속도)로 회전된다. 편향 유닛(5)은, 입사 광학계(L)에 의해 유도된 광속을 각 편향면(51)을 사용하여 편향시키고, 피주사면(7)을 주주사 방향(화살표 B로 나타낸 방향)으로 광 주사한다. 편향 유닛(5)으로서는, 회전 다면경을 대신하여, 일정 속도에서 요동하는 요동 미러를 채용할 수 있다.The deflecting
편향 유닛(5)으로부터 피주사면(7)에 이르는 광로 중에는, 집광 기능 및 fθ 특성을 갖는 결상 렌즈(결상 광학 소자)로 형성되는 결상 광학계(6)가 배치된다. 이 결상 렌즈는, 플라스틱(수지) 재료 등으로 형성되는 아나모픽 렌즈이며, 주주사 단면 내 및 부주사 단면 내에서의 광축 상에서는 정의 파워를 갖고 있다. 결상 광학계(6)는, 편향 유닛(5)에 의해 편향된 광속을 피주사면(7) 위에 유도 및 집광하고, 스폿 상을 형성한다. 스폿 상은, fθ 특성에 의해 피주사면(7) 위를 등속으로 이동한다. 결상 광학계(6)는, 부주사 단면 내에서, 편향면(51)과 피주사면(7)을 공액 관계로 되게 함으로써, 편향면(51)의 광면 얽힘 오차 보상을 행하고 있다.In the optical path from the deflecting
표 1은 본 실시예에 따른 결상 광학계의 광학 배치 등의 각 수치를 나타낸다.Table 1 shows respective numerical values such as the optical arrangement of the imaging optical system according to the present embodiment.
본 실시예에 따른 결상 렌즈의 각 렌즈면(입사면 및 출사면)의 면 정점을 포함하는 주주사 단면 내에서의 형상(모선 형상)은 12차까지의 함수로서 나타낼 수 있는 비구면 표면이다. 구체적으로는, 각 렌즈면과 광축 사이의 교점이 원점이고, 광축 방향의 축이 X축이며, 주주사면 내에서 광축과 직교하는 축이 Y축일 때, 각 렌즈면의 모선 형상은 이하의 식 (6)에 의해 표현된다:The shape (bus shape) in the main-scan section including the surface apexes of the respective lens surfaces (incident surface and exit surface) of the imaging lens according to this embodiment is an aspherical surface that can be represented as a function up to the twelfth order. Concretely, when the intersection point between each lens surface and the optical axis is the origin, the axis in the optical axis direction is the X axis, and the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning direction is the Y axis, 6): < RTI ID = 0.0 >
... (6) ... (6)
이 식에서, R은 광축 상에서의 주주사 단면 내에서의 곡률 반경(모선 곡률 반경)이며, K, B4, B6, B8, B10, 및 B12는 주주사 단면 내에서의 비구면 계수이다. 또한, 주주사 방향의 각각 위치에서의 부주사 단면 내에서의 각 렌즈면의 형상(자선 형상)은 이하의 식 (7) 및 식 (8)에 의해 표현된다:In this equation, R is the radius of curvature (radius of curvature of the curvature of the curvature) in the main-scan section on the optical axis, and K, B4, B6, B8, B10 and B12 are aspheric coefficients in the main- The shape of each lens surface in the sub-scan section at each position in the main-scan direction (char- acteristic shape) is expressed by the following equations (7) and (8)
... (7) ... (7)
... (8) ... (8)
식에서, r은 광축 상에서의 부주사 단면 내에서의 곡률 반경(자선 곡률 반경)이고, D2, D4, D6, D8, D10, 및 D12는 자선 변화 계수이고, r'은 상 높이(Y)의 위치에서의 자선 곡률 반경이며, Mj _k는 부주사 단면에서의 비구면 계수이다. 예를 들어, Mj _1은 Z의 제1 항이며, 부주사 단면 내에서의 렌즈면의 기울기(자선 틸트)를 나타낸다. 본 실시예에서는, 0, 2, 4, 6, 8, 및 10차의 계수를 사용하여, 주주사 방향에서 자선 틸트량을 변화시키고 있다.D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , D 10 , and D 12 are the char- acteristic change coefficients, and r 'is the radius of curvature in the sub-scan section on the optical axis Is the radius of curvature of curvature at the position of height (Y), and M j - k is the aspherical surface coefficient in the sub-scan section. For example, M j - 1 is the first term of Z and represents the slope of the lens surface in the sub-scan section (sine tilt). In this embodiment, the amounts of tilt in the main scanning direction are changed using the coefficients of 0, 2, 4, 6, 8, and 10th order.
표 2는 본 실시예에 따른 결상 렌즈의 각 렌즈면의 형상 데이터를 나타낸다. 표 2에 있어서의 각 계수를 참고하면, 첨자 u는 결상 렌즈의 각 렌즈면 정점(즉, 광축)에 대하여 광원(1)과 동일한 측(상측)을 나타내고, 첨자 l은 결상 렌즈의 각 렌즈면 정점에 대하여 광원(1)과 반대측(하측)을 나타내고 있다. 첨자 u 또는 l가 없는 계수는 상측과 하측에 공통인 계수이다.Table 2 shows shape data of each lens surface of the imaging lens according to this embodiment. The suffix u indicates the same side (upper side) as the
이어서, 본 실시예에 따른 입사 광학계(L) 및 수광 유닛(8)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.Next, the configurations of the incident optical system L and the
수광 유닛(8)은, 편향면(51)에 의해 편향된 광속을 수광하고, 피주사면(7)에서의 주주사 방향의 기록-개시 위치를 결정하기 위한 동기 신호를 생성하는 동기 검출 유닛으로서 기능한다. 수광 유닛(8)은, 편향면(51)에 의해 편향된 동기 검출용의 광속(DL)을 유도 및 집광하는 동기 검출 렌즈(동기 검출 광학 소자)(81)와, 동기 검출 렌즈(81)로부터의 광속을 수광하고 동기 신호를 출력하는 동기 검출 센서(광전 변환 소자)(82)를 포함한다.The
센서(82)로부터 출력된 동기 신호는 도 2 및 도 3에 도시된 제어 회로(드라이버)(10)에 입력된다. 제어 회로(10)는 이 동기 신호에 기초하여 피주사면(7)에서의 주주사 방향의 기록-개시 위치를 결정한다. 도 4는, 편향 유닛(5)이 1회전하는 동안의 광원(1)의 발광 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다. LD는 광원의 온/오프 상태를 나타내고, CLK는 클럭 신호를 나타내며, DT는 센서의 출력 신호를 나타낸다.The synchronous signal output from the
제어 회로(10)에 의해, 광원(1)은 시각 t1에서 발광을 개시하고 시각 t2에서 발광을 일시적으로 정지한다. 이 기간 동안에, 광원(1) 로부터의 광속이 편향면(51)에 의해 반사되고 센서(82)에 입사하면, 시각 td에 동기 신호가 생성된다. 제어 회로는, 시각 td로부터 클록 펄스(CLK)를 카운트하고, 카운트수가 미리결정된 값에 도달하면 광원(1)을 발광 가능 상태로 한다(시각 t3). 피주사면(7)의 유효 영역의 광 주사에 필요한 시간(시각 t3로부터 시각 t4)은 미리 결정된다. 따라서, 이 기간 동안에는 화상 데이터에 따라서 광원(1)이 점등 또는 소등되고, 피주사면(7)을 1줄분의 화상 데이터에 대응하는 패턴으로 노광하게 된다.The
이와 같이, 동기 신호에 기초하여 주주사 방향의 기록-개시 타이밍이 결정된다. 따라서, 주사가 반복되더라도, 기록-개시 위치의 재현성이 유지된다. 본 실시예에서는, 피주사면(7)을 1회 광 주사할 때마다 동기 검출을 행하고 기록-개시 타이밍을 결정하는 동작을 반복한다.Thus, the recording-start timing in the main scanning direction is determined based on the synchronization signal. Therefore, even if the scanning is repeated, the reproducibility of the recording-start position is maintained. In this embodiment, the synchronization detection is performed every time the
표 3은 입사 광학계(L)의 광학 배치 등의 각 수치 값을 나타낸다. 표 4는 수광 유닛(8)의 광학 배치 등의 각 수치를 나타낸다.Table 3 shows the numerical values such as the optical arrangement of the incident optical system L and the like. Table 4 shows the respective numerical values such as the optical arrangement of the
표 3에서, "주주사 단면 내 입사각γ"은, 주주사 단면 내에서 입사 광학계(L)로부터 출사되고 편향면(51)에 입사하는 주 광선과 결상 광학계(6)의 광축에 의해 형성되는 각도를 나타낸다. 또한, 표 4에서의 "주주사 단면 내 입사각 γ'" 및 " 부주사 단면 내 입사각 α'"은 주주사 단면 내 및 부주사 단면 내 각각에서의, 편향면(51) 에 의해 편향되고 수광 유닛(8)을 향해 지향되는 주 광선과 결상 광학계(6)의 광축에 의해 형성되는 각을 각각 나타내고 있다. 본 실시예에서는, γ=γ'이며, α=-α'이다.In Table 3, "the angle of incidence within the main-scan section" represents an angle formed by the principal ray incident on the deflecting
도 3의 좌측 도면에 도시한 바와 같이, 입사 광학계(L)에 의해 편향 유닛(5)의 편향면(51)에 유도된 입사 광속(LL)은, 주주사 단면 내에서 편향면(51)이 특정한 편향 각을 가질 때에, 입사 광학계(L)를 향해서 편향된다. 이 경우, 입사 광학계(L)는, 부주사 단면 내에서 편향면(51)에 대하여 3°의 입사각에서 입사 광속(LL)을 사입사시키고 있기 때문에, 편향면(51)에 입사한 입사 광속(LL)은 입사 광학계(L)에 복귀되지 않고 하향으로 편향된다. 본 실시예에서는, 입사 광학계(L) 및 수광 유닛(8)이 주주사 단면 내에서 동일한 입사각을 갖도록 부주사 방향으로 배치되기 때문에, 편향면(51)에 의해 편향된 광속은 동기 검출 광속(DL)으로서 수광 유닛(8)에 입사한다.3, the incident light flux LL led to the deflecting
위에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에서는, 입사 광학계(L)가 사입사계이기 때문에, 입사 광학계(L)와 수광 유닛(8)을 부주사 방향으로 나란히 배치할 수 있다. 본 실시예에서는, α=3°이고 β=0°이기 때문에, 상술한 조건식 (1) 내지 (5)가 충족된다. 이에 의해, 주주사 단면 내에서, 수광 유닛(8)을 배치하기 위한 공간을 축소시킬 수 있고, 결과적으로 편향 유닛(5)의 주사 화각을 확대할 수 있으며, 결상 광학계(6)와 피주사면(7) 사이의 거리를 단축할 수 있다.As described above, in the present embodiment, since the incident optical system L is a line-by-line system, the incident optical system L and the
특히, 본 실시예와 같이, 주주사 단면 내에서 입사 광속(LL)이 동기 검출 광속(DL)과 정렬되는 구성에 의해, 전체 장치는 크기가 보다 충분히 축소될 수 있다. "정렬"이란 표현은 주주사 단면 내에서 입사 광속(LL) 및 동기 검출 광속(DL)의 양 주 광선 사이의 엄밀한 정렬뿐만 아니라, 양 광속이 전체 광로에 걸쳐 서로 겹치는 경우와 같은 "실질적인 정렬"도 포함한다. 그러나, 입사 광속(LL) 및 동기 검출 광속(DL)의 양자 모두의 주 광선은 서로 정렬되는 것이 바람직하다.Particularly, as in the present embodiment, by arranging the incident light flux LL in the main-scan section to be aligned with the synchronism detecting light flux DL, the entire apparatus can be reduced in size more sufficiently. The expression "Alignment" refers not only to the exact alignment between the incident light flux LL and the positive light fluxes DL of the synchronous detection light flux DL in the main-scan section, but also to "substantial alignment ", such as when both light fluxes overlap each other over the entire light path . However, it is preferable that the principal rays of both the incident light flux LL and the synchronous detection light flux DL are aligned with each other.
또한, 상기 구성을 채용함으로써, 입사 광학계(L) 및 수광 유닛(8)이 결상 광학계(6)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 이에 의해, 피주사면(7)의 유효 영역을 광 주사하는 유효 광속과 동기 검출용의 광속(DL) 사이의 오차를 작게 할 수 있기 때문에, 동기 검출을 보다 고정밀도로 행할 수 있다. 이때, 일본 특허 공개 공보 제2007-298997호에 기재된 구성과 달리, 결상 광학계(6)를 통해 광속(DL)을 검출할 필요는 없기 때문에, 결상 광학계(6)는 크기가 축소될 수 있다.Further, by adopting the above-described configuration, the incident optical system L and the
본 실시예에서는, 부품 개수를 감소시키기 위해서 집광 렌즈(3)(제1 광학 소자)와 동기 검출 렌즈(81)(제2 광학 소자)가 일체적으로 성형(일체화)된다. 그러나, 이러한 렌즈는 필요한 경우 서로 분리되어 배치될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 광원(1)과 센서(82)를 동일 기판 상에 장착함으로써, 부품의 개수를 삭감하면서, 이들 부재의 상대 위치 사이의 어긋남을 억제한다. 이러한 구성을 채용하는 경우, 광원(1)으로부터 편향면(51)까지의 광로 길이는 편향면(51)으로부터 동기 검출 센서(82)까지의 길이와 실질적으로 동일하다.In the present embodiment, the condenser lens 3 (first optical element) and the synchronous detection lens 81 (second optical element) are integrally formed (integrated) to reduce the number of parts. However, these lenses can be arranged separately from each other if necessary. In the present embodiment, the
본 실시예에서, 광원(1)으로부터 편향면(51)까지의 광로 길이는 47mm이기 때문에, 부주사 방향에서의 광원(1)과 동기 검출 센서(82) 사이의 이격 거리는 (47mm×sin(3°))×2=4.9mm이다. 도 3의 우측 도면에서, 광원(1)은 4mm의 직경을 갖는 원 형상을 가지며, 센서(82)는 3mm의 주주사 방향의 길이 및 4mm의 부주사 방향의 길이를 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 따라서, 입사 광학계(L) 및 수광 유닛(8)이 주주사 단면 내에서 동일한 입사각을 갖는 경우에도, 광원(1)과 센서(82) 사이의 간섭은 발생하지 않는다.The optical path length from the
본 실시예에서는, 주주사 단면 내에서, 입사 광학계(L)(광원(1))로부터 편향면(51)까지의 광로 또는 편향면(51)으로부터 수광 유닛(8)(센서(82))까지의 광로에는, 광속의 주 광선을 굴절시키는 부재 또는 광속의 주 광선을 반사시키는 부재가 배치되어 있지 않다. 즉, 일본 특허 공개 공보 제2009-115943호 및 일본 특허 공개 공보 제2007-298997호에 기재되어 있는 광속 분리 소자 또는 미러가 배치되어 있지 않기 때문에, 예를 들어 이들 부재의 배치 오차의 영향이 더 이상 제공되지 않고, 각 부재를 서로 간섭하지 않도록 배치하기 위한 공간은 더 이상 요구되지 않는다.In the present embodiment, the optical path from the incident optical system L (light source 1) to the deflecting
본 실시예에 따른 광 주사 장치(200)에 의하면, 간단한 구성에 의해 고정밀도의 동기 검출 및 크기의 축소가 제공될 수 있다.According to the
실시예Example 2 2
이하에서 본 발명의 실시예 2에 따른 광 주사 장치(300)에 대해서 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따른 광 주사 장치(300)는, 2개의 광원으로부터 출사된 광속이 각각 서로 상이한 2개의 피주사면을 광 주사한다는 점에서 실시예 1에 따른 광 주사 장치(200)와 상이하다.Hereinafter, the
도 5의 좌측 도면은 본 실시예에 따른 광 주사 장치(300)의 주주사 단면을 도시한다. 도 5의 우측 도면은 입사 광학계(L1 및 L2) 및 수광 유닛(8)을 확대 방식으로 개략적으로 도시한다. 또한, 도 6은 광 주사 장치(300)의 부주사 단면을 개략적으로 도시한다. 도 5의 좌측 도면에서는, 편향면(51)으로부터 피주사면(71, 72)까지의 각 광로에서의 반사 부재(M1 내지 M3)를 생략하고, 각 광로를 전개한다. 또한, 도 5의 우측 도면에서는, 광원(11)으로부터 출사된 주 광선 이외의 광선 및 부재의 일부를 생략하고 있다.5 shows a main scanning section of the
본 실시예에서, 제1 입사 광학계(L1) 및 제2의 입사 광학계(L2)는, 서로 다른 제1 피주사면(71) 및 제2의 피주사면(72)에 각각 대응하는 광속을 동일한 편향면(51)에 유도하고 있다. 제1 입사 광학계(L1)는, 광원(11), 콜리메이터 렌즈(31), 실린더 렌즈(41) 및 개구 조리개(21)를 포함한다. 제2 입사 광학계(L2)는 광원(12), 콜리메이터 렌즈(32), 실린더 렌즈(42) 및 개구 조리개(22)를 포함하고 있다. 본 실시예에서는, 실린더 렌즈(41, 42)가 일체화되지만, 필요한 경우 이들은 분리되어 배치될 수 있다. 또한, 콜리메이터 렌즈(31, 32)는 일체화될 수 있다.In this embodiment, the first incident optical system L1 and the second incident optical system L2 are arranged so that the light beams respectively corresponding to the
본 실시예에서, 광원(11, 12)은 반도체 레이저이다. 콜리메이터 렌즈(31, 32) 각각은 주주사 단면과 부주사 단면 내에서 동일한 굴절력을 갖는다. 콜리메이터 렌즈(31 및 32)는 광원(11, 12)으로부터 출사된 발산 광속을 주주사 단면 및 부주사 단면 내에서 평행 광속으로 변환하고 있다. 실린더 렌즈(41, 42)는 콜리메이터 렌즈(31 및 32)로부터 출사된 광속을 부주사 단면 내에서 수렴 광속으로 각각 변환하고 있다. 또한, 개구 조리개(21 및 22)는 실린더 렌즈(41 및 42)로부터 출사된 광속을 각각 규제하고 광속을 성형하고 있다.In this embodiment, the
본 실시예에 따른 결상 광학계(6)는, 결상 광학계(6)가 편향면(51)으로부터 피주사면(71, 72)까지의 각 광로에서 제1 결상 렌즈(61) 및 제2의 결상 렌즈(62)를 포함한다는 점에서 실시예 1과 상이하다. 본 실시예에서는, 제1 결상 렌즈(61)는 각 광로에서 일체화(공유)된다. 결상 렌즈(61, 62)는 동일한 플라스틱 재료로 형성된 아나모픽 렌즈이다. 제1 결상 렌즈(61)는, 광축 상에서, 주주사 단면 내에서는 정의 파워를 갖고, 부주사 단면 내에서는 파워를 갖지 않는다. 또한, 제2 결상 렌즈(62)는, 광축 상에서, 주주사 단면 내에서는 부의 파워를 갖고, 부주사 단면 내에서는 정의 파워를 갖는다.The imaging
제1 결상 렌즈(61)와 피주사면(71, 72) 사이에는, 광속을 굴곡시키고 광속을 대응하는 피주사면에 유도하는 반사 부재(M1 내지 M3)와, 분진이 광 주사 장치(300)에 진입하는 것을 방지하는 분진 방지 유리(91 및 92)가 배치된다. 각 광로에서의 반사 부재의 수 및 배치는 도 6에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 대안적으로, 필요한 경우, 제1 결상 렌즈(61)는 2개의 부분으로 분리되어 각 광로에 배치될 수 있고, 제2 결상 렌즈(62)는 각 광로에 일체화될 수 있다.Reflecting members M1 to M3 for bending the light beam and guiding the light beam to the corresponding scan surface are provided between the
본 실시예에 따른 광 주사 장치(300)에서, 제1 입사 광학계(L1) 및 제2 입사 광학계(L2)로부터의 광속은 동일한 편향면(51)에서의 동일 위치에서 반사되어, 주주사 방향에서 피주사면(71, 72)에 서로 대응하는 위치에 동시에 입사된다. 즉, 광원(11) 및 광원(12)으로부터 출사된 광속에 의한 기록-개시 타이밍은 동일하다. 그러나, 필요한 경우, 광속은 편향면(51)에서의 상이한 입사 위치에 입사될 수 있거나, 각 피주사면에서의 기록-개시 타이밍은 상이할 수 있다.The light fluxes from the first incident optical system L1 and the second incident optical system L2 are reflected at the same position on the
실시예 1과 마찬가지로, 표 5는 본 실시예에 따른 결상 광학계의 광학 배치 등의 각 수치를 나타내고, 표 6은 본 실시예에 따른 결상 렌즈의 렌즈면 형상을 나타낸다. 표 5에 나타낸 각 값은 2개의 광로에 대해 공통이다. 또한, 결상 렌즈(61 및 62)의 각각의 각 렌즈면의 형상은 실시예 1에 나타낸 것과 동일한 정의 식으로 표현된다.Table 5 shows the numerical values such as the optical arrangement of the imaging optical system according to the present embodiment, and Table 6 shows the lens surface shape of the imaging lens according to this embodiment. Each value shown in Table 5 is common to two optical paths. The shape of each lens surface of each of the
이어서, 본 실시예에 따른 입사 광학계(L1 및 L2) 및 수광 유닛(8)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다. 도 7은, 입사 광학계(L1 및 L2) 및 수광 유닛(8)의 주요부 개략도이다. 도 7의 좌측 도면은 부주사 단면을 개략적으로 도시한다. 도 7의 우측 도면은 광원과 광전 변환 소자를 포함하는 모듈의 정면을 개략적으로 도시한다. 실시예 1과 마찬가지로, 표 7은 입사 광학계(L1 및 L2)의 광학 배치 등의 각 수치를 나타내고, 표 8은 수광 유닛(8)의 광학 배치 등의 각 수치를 나타낸다. 표 7에 나타낸 각 값은 각 단면 내에서의 입사각 이외에 대해서는 입사 광학계(L1 및 L2)에 대해 공통이다.Next, the configurations of the incident optical systems L1 and L2 and the
본 실시예에 따른 입사 광학계(L1 및 L2)는, 부주사 단면 내에서 편향면(51)에 대하여 ±2.2°의 입사각에서 광속을 각각 사입사시키고 있다. 이에 의해, 입사 광학계(L1 및 L2)로부터 출사된 광속은 서로 분리되고, 광속은 서로 다른 피주사면(71, 72)을 각각 광 주사한다. 이때, 본 실시예와 같이, 입사 광학계(L1 및 L2)의 부주사 단면내에서의 입사각의 절대값이 서와 동일한 구성에 의해, 각 광로에서 동일한 광학 부재가 채용될 수 있다. 또한, 입사 광학계(L1 및 L2)는 주주사 단면 내에서는 편향면(51)에 대하여 78° 및 84°에서 광속을 사입사시키고 있다.The incident optical systems L1 and L2 according to the present embodiment respectively incident on the deflecting
이와 같이, 입사 광학계(L1 및 L2)를 주주사 단면 내에서 상이한 입사각을 갖도록 배치함으로써, 도 7에 도시한 바와 같이, 광원(11)과 광원(12) 사이의 간섭을 피하면서, 부주사 방향에서의 거리를 감소시킬 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 입사 광학계(L1 및 L2의 부주사 단면 내의 입사각을 최소화할 수 있다. 편향 유닛(5)의 각 편향면의 편심 및 기울어짐에 편차가 발생하는 경우에도, 피주사면 상에서 주사선의 피치 변화가 발생하는 것이 방지될 수 잇다.By arranging the incident optical systems L1 and L2 so as to have different incidence angles in the main scanning direction as described above, interference between the
도 5의 우측 도면 및 도 7의 좌측 도면에 도시한 바와 같이, 입사 광학계(L1)에 의해 편향 유닛(5)의 편향면(51)에 유도된 광속(LL1)은 소정 편향 각에서 광속(DL)으로서 수광 유닛(8)에 입사한다. 이때, 입사 광학계(L1)는 부주사 단면 내에서 사입사계이기 때문에, 입사 광학계(L1)와 수광 유닛(8)은 근접하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에서는, α=2.2° 및 β=1.5°이기 때문에, 상술한 조건식 (1) 내지 (5)를 충족하고 있다. 이에 의해, 주주사 단면 내에서, 수광 유닛(8)을 배치하기 위한 공간이 축소될 수 있다.The light beam LL1 guided to the deflecting
또한, 본 실시예에서, 입사 광학계(L1)의 주주사 단면 내 입사각은 78°이고, 수광 유닛(8)의 주주사 단면 내의 입사각은 76.5°이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 센서(82)는 광원(11)에 대해 주사 하류측(편향 유닛(5)의 회전 방향 하류측)에 배치된다. 이에 의해, 센서(82)를 광원(11)의 상류 측에 배치하는 경우와 비교하여, 피주사면 상에서의 주주사 방향에서의 기록-개시 위치에 더 가까운 위치에서 동기 검출이 행해질 수 있기 때문에, 검출 오차를 감소시킬 수 있다. 또한, 편향면(51)에 의해 광속(DL)이 차단되는 것을 방지할 수 있다.In this embodiment, the incidence angle in the main-scan section of the incidence optical system L1 is 78 占 and the incidence angle in the main-scan section of the
본 실시예에서, 광원(11)으로부터 편향면(51)까지의 광로 길이는 166mm이다. 따라서, 광원(11) 및 동기 검출 센서(82)의 중심들 사이의 부주사 방향에서의 이격 거리는 √(((166mm×sin(2.2°))×2)2 + (166mm×sin(1.5°)2))=13.5mm가 된다. 광원(11) 및 센서(82)의 크기는 실시예 1의 것과 동일하기 때문에, 도 7의 우측 도면에 도시한 바와 같이, 광원(12)과 센서(82) 사이의 간섭은 발생하지 않는다.In this embodiment, the optical path length from the
필요한 경우, 실시예 1과 마찬가지로, 입사 광학계(L2) 및 수광 유닛(8)이 주주사 단면 내에서 동일한 입사각을 갖도록, 광원(12) 및 센서(82)을 부주사 방향에서 나란히 배치할 수 있다. 본 실시예에서는, 부품의 개수를 감소시키기 위해서, 실린더 렌즈(41 및 42) 및 동기 검출 렌즈(81)를 일체적으로 형성하고 있지만, 필요한 경우 이들 부재를 분리하여 배치할 수 있다.The
본 실시예에서는, 수광 유닛(8)이 광원(11)으로부터의 광속을 수광할 때에 생성되는 동기 신호에 기초하여 제1 피주사면(71) 및 제2의 피주사면(72)의 각각에서의 기록-개시 타이밍을 결정하지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 수광 유닛(8)이 광원(12)으로부터의 광속을 수광할 때 생성되는 동기 신호에 기초하여, 각 피주사면에서의 기록-개시 타이밍을 결정할 수 있다. 대안적으로, 수광 유닛(8)이 광원(11) 및 광원(12)으로부터의 광속을 수광할 때 생성되는 각각의 동기 신호에 기초하여, 대응하는 피주사면에서의 기록-개시 타이밍을 결정할 수 있다.The recording on each of the
또한, 본 실시예에 따른 광 주사 장치(300)에서, 도 5의 좌측 도면 및 도 6에 나타낸 편향 유닛(5) 이외의 각 부재의 다른 세트를 편향 유닛(5)에 대하여 반대 측에 배치할 수 있다(대향 배치). 이에 의해, 하나의 편향면(51)이 2개의 피주사면을 광 주사하고 동시에 다른 편향면이 다른 2개의 피주사면을 광 주사하는, 탠덤형 광 주사 장치를 구성할 수 있다. 이때, 수광 유닛(8)이 4개의 광원 중 적어도 1개로부터의 광속을 수광할 때 생성되는 동기 신호에 기초하여, 4개의 피주사면의 기록-개시 타이밍을 결정할 수 있다.In the
이어서, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광 주사 장치에 대해서 설명한다. 도 8은, 본 실시형태에 따른 광 주사 장치(700)의 주요부 개략도(주주사 단면도)이다. 또한, 도 9는 광 주사 장치(700)에 포함된 입사 광학계(L)의 주요부의 개략도(부주사 단면도)이다. 도 9에서는, 입사 광학계(L)의 광축 방향이 도 8에서의 결상 광학계(6)의 광축 방향(X 방향)과 정렬되도록 광로를 전개한다. 도 9는 마지널 광선을 생략하면서 광속의 주 광선만을 나타내고 있다.Next, an optical scanning apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. 8 is a schematic diagram (main scanning sectional view) of an
본 실시형태에 따른 광 주사 장치(700)는, 광원(1)과, 광원(1) 로부터 출사되는 광속을 편향시켜서 피주사면(7)을 주주사 방향(화살표 B에 의해 나타낸 방향)에 광 주사하는 편향 유닛(5)과, 광원(1)으로부터의 광속을 편향 유닛(5)의 편향면(51)에 유도하는 입사 광학계(L)를 포함한다. 입사 광학계(L)는, 주주사 단면 내(XY 단면 내)에서는, 광원(1)으로부터의 광속을 피주사 영역(피주사면(7)을 광 주사하는 주사 광속이 통과하는 영역)의 외측으로부터 편향면(51)에 입사시키고 있다.The
또한, 본 실시형태에 따른 입사 광학계(L)는, 부주사 단면 내(ZX 단면 내)에서는, 광원(1)으로부터의 광속을 편향면(51)에 사입사(주주사 단면에 대하여 비스듬히 입사)시키는 사입사계이다. 이에 의해, 편향면(51)에 의해 편향된 광속이 광원(1)에 되돌아 오는 것을 회피할 수 있다.The incident optical system L according to the present embodiment allows the light beam from the
따라서, 편향면(51)에 의해 편향된 광속이 주주사 단면 내에서 광원(1)에 정면으로 대향하는 타이밍, 즉, 주주사 단면 내에서 입사 광학계(L)로부터의 광속이 편향면(51)에 수직입사(정규입사)하기 전 및 후의 타이밍에도, 광원(1)이 광을 출사할 수 있다. 그 타이밍에 광원(1)으로부터 출사되는 광속을 광 검출 유닛(수광 유닛)(15)이 수광하기 때문에, 광 검출 유닛(15)으로부터 출력된 검출 신호에 기초하여 광량 제어를 행할 수 있다.The light beam deflected by the deflecting
위에서 설명된 바와 같이, 광 주사 장치(700)에 의하면, 관련 기술의 구성에서는 편향면에 의해 반사된 광속이 광원에 되돌아 오는 타이밍에도 광원(1)이 광을 출사하기 때문에, 광량의 검출 및 제어에 요구되는 시간이 충분히 확보될 수 있고, 고정밀도의 광량 제어를 행할 수 있다.As described above, according to the
실시예Example 3 3
이하, 본 발명의 실시예 3에 따른 광 주사 장치(700)에 대해서 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따른 광 주사 장치(700)는 상술한 실시형태에 따른 구성과 동일한 구성을 갖는다.Hereinafter, the
본 실시예에 따른 광원(1)은 단부면 발광형 레이저로서의 반도체 레이저이다. 광원(1)은 편향 유닛(5)을 향해서 프론트 광속을 출사하고 동시에 기판의 이측으로부터 편향 유닛(5)의 반대측을 향해서 리어 광속을 출사하고 있다. 본 실시예에서는, 프론트 광속을 주사 광속(피주사면(7)을 광 주사하여 상을 형성하기 위한 광속)으로서 사용하고, 리어 광속을 광량 제어를 위한 검출 광속으로서 사용하고 있다.The
본 실시예에 따른 입사 광학계(L)의 광학 배치 등의 각 수치는 실시예 1에 따른 표 3에 나타낸 것과 마찬가지이다. 또한, 본 실시예에 따른 결상 광학계(6)의 광학 배치 등의 각 수치, 및 결상 렌즈의 각 렌즈면의 형상 데이터는, 실시예 1에 따른 표 1 및 표 2에 나타낸 것과 마찬가지이다.The numerical values such as the optical arrangement of the incident optical system L according to the present embodiment are the same as those shown in Table 3 according to the first embodiment. The numerical values such as the optical arrangement of the imaging
본 실시예에 따른 광 주사 장치(700)에서의 광량 제어에 대해서 이하에서 상세하게 설명한다.The light amount control in the
광 주사 장치(700)는, 광원(1)으로부터 출사된 광속을 광 검출 유닛(15)에 의해 검출하고, 얻어진 검출 신호를 광원(1)의 구동 회로에 피드백함으로써, 광원(1)으로부터 출사되는 광속의 강도를 자동 제어하는 방법(자동 파워 제어(automatic power control), APC)을 채용하고 있다. 이에 의해, 광원(1)의 출력(발광량)이 항상 설계값과 동등해지도록 제어될 수 있기 때문에, 온도 변화에 관계없이 화상 형성을 안정적으로 행할 수 있다.The
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 광원(1)으로서 단부면 발광형 레이저를 사용하고, 단부면 발광형 레이저의 레이저 패키지 내에 배치된 광 검출 유닛(15)으로서의 역할을 하는 포토디텍터(광량 검출 소자)가 레이저 기판의 이측으로부터 출사되는 리어 광속을 검출한다. 그리고, 광 검출 유닛(15)으로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여, 광량 제어 유닛(APC 유닛)(13)이 광량 제어를 행하고 있다. 광량 제어 유닛(13)은 CPU 또는 MPU와 같은 프로세서를 채용할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the end surface emission type laser is used as the
도 9에 도시한 바와 같이, 광원(1)으로부터 출사되고 편향면(51)에 입사하는 입사 광속(프론트 광속)(LL)은, 주주사 단면 내에서 편향면(51)이 특정한 편향 각에 있을 때에, 입사 광학계(L) 측을 향해서 편향된다. 이 경우, 입사 광학계(L)는, 부주사 단면 내에서 편향면(51)에 대하여 3°의 입사각에서 입사 광속(LL)을 사입사시키고 있기 때문에, 편향면(51)에 의해 편향된 편향 광속(DL)은 입사 광학계(L)에 복귀되지 않고 하향으로 편향되고, 차광부(도시되지 않음)에 의해 차광된다.9, the incident light flux (front light flux) LL emitted from the
위에서 기술된 바와 같이, 본 실시예에서는, 입사 광학계(L)가 사입사계이기 때문에, 편향 광속(DL)이 광원(1)에 되돌아 와서 광량 제어의 정밀도가 저하되는 형상을 회피할 수 있다. 따라서, 주주사 단면 내에서 입사 광속(LL)이 편향면(51)에 수직입사하기 전 및 후의 타이밍, 즉, 입사 광속(LL) 및 편향 광속(DL)(입사 광학계(L)의 광축 및 편향면(51)의 면 법선)이 서로 겹치기 전 및 후의 타이밍에도, 광원(1)이 광을 출사할 수 있다.As described above, in the present embodiment, since the incident optical system L is a projection system, it is possible to avoid a shape in which the deflected light flux DL returns to the
도 10은, 광원의 발광 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다. 도 10의 상위 도면은 비교예에 따른 타이밍 차트를 나타낸다. 도 10의 하위 도면은 본 실시예에 따른 타이밍 차트를 나타내고 있다. 비교예에서는, 사입사계가 아닌 입사 광학계를 포함하는 종래 기술의 광 주사 장치에서 광량 제어를 행하는 경우를 상정하고 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 광량 제어는, 피주사면에서의 피주사 영역(유효 주사 영역)에 광속이 도달하기 전에 행할 필요가 있다. 이는, 광속이 피주사 영역을 통과하고 있는 동안에 광량 제어를 행하면, 광량의 변화에 따라 형성 화상의 농도가 불균일해질 수 있기 때문이다.10 is a timing chart showing light emission timings of the light sources. 10 is a timing chart according to a comparative example. 10 is a timing chart according to the present embodiment. In the comparative example, it is assumed that the light amount control is performed in the optical scanning device of the prior art including an incidence optical system other than a projection optical system. As shown in Fig. 10, the light amount control needs to be performed before the light beam reaches the scanned area (effective scanning area) on the scan surface. This is because, when the light amount control is performed while the light flux is passing through the scanned area, the density of the formed image may become non-uniform as the light amount changes.
비교예에서는, 도 10의 상위 도면에 도시한 바와 같이, 편향면에 의해 반사된 광속이 광원에 되돌아오는 타이밍(편향면에 광속이 수직입사하기 전 및 후의 타이밍)에서는, 광원의 발광을 정지할 필요가 있다. 광량의 검출 및 제어의 시간을 충분히 확보할 수 없고, 또한, 그 타이밍의 전 및 후에 광량의 검출 및 제어의 시간이 분할되되고 불연속적이 된다. 따라서, 고정밀도의 광량 제어를 행하는 것이 곤란해진다.In the comparative example, as shown in the upper drawing of Fig. 10, at the timing when the light beam reflected by the deflecting surface returns to the light source (before and after the light beam is normally incident on the deflecting surface), the light emission of the light source is stopped There is a need. The time for detection and control of the amount of light can not be sufficiently secured and the time for detection and control of the amount of light before and after the timing is also divided and discontinuous. Therefore, it is difficult to control the light amount with high accuracy.
대조적으로, 도 10의 하위 도면에 도시된 바와 같이, 편향면에 광속이 수직입사하는 타이밍에도 광원이 광을 출사할 수 있다. 따라서, 편향면에 광속이 수직입사하는 타이밍의 전 및 후에 충분한 시간 동안 광량의 검출 및 제어를 연속적으로 행할 수 있다.In contrast, as shown in the lower drawing of Fig. 10, the light source can emit light even at the timing at which the light beam is vertically incident on the deflecting surface. Therefore, detection and control of the amount of light can be continuously performed before and after the timing at which the light beam normally enters the deflecting surface for a sufficient time.
실시예Example 4 4
이하, 본 발명의 실시예 4에 따른 광 주사 장치(800)에 대해서 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따른 광 주사 장치(800)는, 광 주사 장치(800)가 동기 검출 유닛(8')을 포함하고 따라서 광량 제어 및 동기 검출을 동시에 행할 수 있다는 점에서, 실시예 3에 따른 광 주사 장치(700)와 상이하다. 도 11은, 광 주사 장치(800)에 포함된 입사 광학계(L) 및 동기 검출 유닛(8')의 주요부를 도시하는 개략도를 제공한다. 도 11의 상위 도면은 부주사 단면도를 나타내고, 도 11의 하위 도면은 정면도를 나타낸다. 광 주사 장치(800)는 동기 검출 유닛(8') 이외에 대해서는 광 주사 장치(700)의 구성과 마찬가지인 구성을 갖는다.Hereinafter, the
동기 검출 유닛(8')은, 편향면(51)에 의해 편향된 편향 광속(DL)을 유도 및 집광하는 동기 검출 렌즈(동기 검출 광학 소자)(81), 및 동기 검출 렌즈(81)로부터의 광속을 수광하고 동기 신호를 생성하는 동기 검출 센서(동기 검출 수광 소자)(82)를 포함한다. 본 실시예에서는, 동기 검출 센서(82)로부터 출력된 동기 신호에 기초하여, 동기 제어 유닛(14)이 피주사면(7)에서의 주주사 방향의 기록-개시 위치를 결정한다.The synchronous detection unit 8 'includes a synchronous detection lens (synchronous detection optical element) 81 for guiding and condensing the deflected light beam DL deflected by the deflecting
도 11의 상위 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 부품 개수를 감소시키기 위해서 집광 렌즈(3)(제1 광학 소자)와 동기 검출 렌즈(81)(제2 광학 소자)를 일체적으로 형성(일체화)한다. 그러나, 필요한 경우 이들 렌즈는 서로 분리될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 광원(1)과 동기 검출 센서(82)를 동일 기판 상에 장착함으로써, 부품 개수를 삭감하면서 이들 부재의 상대 위치 사이의 어긋남을 억제한다. 본 실시예에 따른 동기 검출 유닛(8')의 광학 배치 등의 각 수치는 실시예 1에 따른 표 4에 나타낸 것과 마찬가지이다.11, in the present embodiment, in order to reduce the number of parts, the converging lens 3 (first optical element) and the synchronism detecting lens 81 (second optical element) are integrally (Integrated). However, if necessary, these lenses can be separated from each other. In this embodiment, the
도 11의 상위 도면에 도시된 바와 같이, 광원(1)으로부터 출사되고 편향면(51)에 입사하는 입사 광속(LL)은 소정 편향 각도에서 입사 광학계(L)의 하방으로 편향된다. 그리고, 도 11의 하위 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 입사 광학계(L) 및 동기 검출 유닛(8')이 부주사 단면 내에서 동일한 입사각을 갖도록 부주사 방향으로 나란히 배치된다. 따라서, 편향된 광속(DL)이 동기 검출 유닛(8')에 입사한다.The incident light flux LL emitted from the
위에서 기술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 광원(1)으로부터 출사된 리어 광속을 사용한 광량 제어와 동시에, 광원(1)으로부터 출사된 프론트 광속을 사용한 동기 검출을 행할 수 있다. 이때, 입사 광학계(L)는 사입사계이기 때문에, 주주사 단면 내에서 입사 광속(LL)이 편향면(51)에 수직입사하기 전 및 후의 타이밍에도, 광량 제어 및 동기 검출을 행할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, synchronous detection using the front luminous flux emitted from the
또한, 입사 광학계(L)와 동기 검출 유닛(8')을 부주사 방향으로 나란히 배열하기 때문에, 주주사 단면 내에서 동기 검출 유닛(8')을 배치하기 위한 공간을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 편향 유닛(5)의 주사 화각을 증대할 수 있다. 결상 광학계(6)와 피주사면(7) 사이의 거리를 단축할 수 있고, 전체 장치의 크기를 축소시킬 수 있다. 또한, 상기 구성에 의해, 입사 광학계(L) 및 동기 검출 유닛(8')을 보다 결상 광학계(6)에 더 가까운 위치에 배치할 수 있기 때문에, 주사 광속과 편향 광속(DL) 사이의 오차를 감소시킬 수 있고, 동기 검출을 고정밀도로 행할 수 있다.In addition, since the incident optical system L and the synchronization detecting unit 8 'are arranged side by side in the sub-scan direction, the space for disposing the synchronization detecting unit 8' within the main scanning section can be reduced. As a result, the scanning angle of view of the
전체 장치의 크기를 충분히 축소시키기 위해서, 본 실시예와 같이, 주주사 단면 내에서 광원(1)이 동기 검출 센서(82)와 겹치는 것이 바람직한데, 즉 입사 광속(LL)이 편향 광속(DL)과 겹치는 것이 바람직하다. 또한, "정렬"이라는 표현은 주주사 단면 내에서 입사 광속(LL) 및 편향 광속(DL)의 양 주 광선 사이의 엄밀한 정렬뿐만 아니라, 양 광속이 전체 광로에 걸쳐 서로 겹칠 때와 같은 "실질적인 정렬"도 포함한다. 그러나, 구성은 이에 한정되지 않고, 필요한 경우 광원(1)과 동기 검출 센서(82)가 주주사 단면 내에서 서로 어긋나서 배치될 수 있다.It is preferable that the
실시예Example 5 5
이하, 본 발명의 실시예 5에 따른 광 주사 장치(900)에 대해서 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따른 광 주사 장치(900)는, 광 주사 장치(900)가 광원(16)으로서 면 발광형 레이저를 채용하고, 광 분리 소자(9)에 의해 분리된 광속을 사용하여 광량 제어를 행하는 점에서, 실시예 3에 따른 광 주사 장치(700)와 상이하다. 도 12는, 본 실시예에 따른 광 주사 장치(900)의 주요부의 개략도(주주사 단면도)이다. 도 13은, 광 주사 장치(900)에 포함된 입사 광학계(L)의 주요부의 개략도(부주사 단면도)이다.Hereinafter, the
면 발광형 레이저가 광원(16)으로서 사용되는 경우, 단부면 발광형 레이저와 달리 기판의 이측으로부터 리어 광속이 출사되지 않는다. 광량 제어를 행하기 위해서, 필요한 경우, 면 발광형 레이저로부터 편향면(51)을 향해서 출사된 광속을 분리하여 검출할 필요가 있다. 이로 인해, 본 실시예에서는, 집광 렌즈(3)와 편향면(51) 사이의 광로에 광 분리 소자(9)로서의 역할을 하는 하프 미러를 배치하여, 광원(16)으로부터의 광속을 편향면(51)을 향해 지향되는 광속(투과 광속)과 광 검출 유닛(15)을 향해 지향되는 광속(반사 광속)으로 분리하고 있다. 이에 의해, 광 검출 유닛(15)은 항상 광량을 검출할 수 있기 때문에, 고정밀도의 광량 제어를 행할 수 있다.When the surface emitting type laser is used as the
본 실시예에서는, 광 분리 소자(9)로부터의 반사 광속을 광 검출 유닛(15)의 수광면에 집광하기 위한 집광 렌즈(3')를 제공하고 있지만, 필요한 경우, 집광 렌즈(3)와 집광 렌즈(3')를 일체적으로 형성할 수 있다. 또한, 광 분리 소자(9)는, 하프 미러에 한하지 않고, 필요한 경우, 예를 들어 투과 광속 및 반사 광속의 상이한 강도에 대응하는 빔 스플리터 또는 입사면과 출사면이 비평행인 쐐기 형상 프리즘(쐐기 프리즘)을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 실시예 4와 마찬가지로, 광원(1) 및 광 검출 유닛(15)이 장착되어 있는 기판 상에 동기 검출 센서를 제공함으로써, 광량 제어 및 동기 검출을 동시에 행할 수 있다.The condensing
화상 형성 장치The image forming apparatus
도 14는, 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치(600)의 주요부의 개략도(ZX 단면도)이다. 화상 형성 장치(600)는, 광 주사 장치(500)에 의해 4개의 감광 드럼(감광 부재)의 감광면(피주사면)에 동시에 화상 정보를 기록하는, 탠덤 타입 컬러 화상 형성 장치이다.Fig. 14 is a schematic view (ZX cross-sectional view) of a main part of the
화상 형성 장치(600)는, 프린터 제어부(530)와, 광 주사 장치(500)와, 상 담지 부재로서의 역할을 하는 감광 드럼(210, 220, 230, 및 240)과, 현상 유닛(310, 320, 330, 및 340)과, 반송 벨트(510)와, 정착 유닛(540)을 포함한다. 광 주사 장치(500)는, 실시예 1에 따른 4개의 광 주사 장치를 포함할 수 있거나, 실시예 2에 따른 2개의 광 주사 장치를 포함할 수 있다. 이때, 광 주사 장치(500)는, 주주사 방향이 도 14의 Y축 방향과 정렬되고, 부주사 방향이 감광 드럼(210 내지 240)의 회전 방향(원주 방향)과 정렬되도록 배치된다.The
도 14에 도시한 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터와 같은 외부 기기(520)가 R(레드), G(그린), 및 B(블루)의 각 색 신호를 출력한다. 프린터 제어부(530)는 각 색 신호를 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), 및 K(블랙)의 각 화상 데이터(도트 데이터)로 변환한다. 각각의 변환된 화상 데이터는 광 주사 장치(500)에 입력된다. 프린터 제어부(530)는, 전술한 신호를 변환할 뿐만 아니라, 모터(후술함)와 같은 화상 형성 장치(600)의 각 구성요소의 제어를 행한다.An
광 주사 장치(500)는, 각 화상 데이터에 따라서 변조된 광속(410, 420, 430, 및 440)에 의해 주주사 방향(Y 방향)으로 감광 드럼(210 내지 240)의 감광면에 광 주사를 제공한다. 감광 드럼(210 내지 240)은 모터(도시되지 않음)에 의해 시계방향으로 회전된다. 이 회전에 의해, 각 감광면이 광속(410 내지 440)에 대하여 부주사 방향(둘레 방향)으로 이동한다. 대전 롤러(도시되지 않음)에 전기적으로 대전된 각 감광면이 광속(410 내지 440)에 각각 노광됨으로써, 정전 잠상이 감광면 상에 각각 형성된다.The
현상 유닛(310 내지 340)은 감광 드럼(210 내지 240)의 각 감광면 상에 형성된 각 색의 정전 잠상을 토너상으로서 현상한다. 전사 유닛(도시되지 않음)은 중첩 방식으로 반송 벨트(510)에 의해 반송된 피전사재에 각 색의 토너상을 전사한다. 정착 유닛(540)은 중첩 상을 정착시킨다. 전술한 단계에 의해, 1매의 풀-컬러 화상이 형성된다.The developing
광 주사 장치(500)는, 적어도 각 실시예에 따른 입사 광학계 및 수광 유닛을 포함하면 되고, 하나의 편향 유닛에 의해 4개의 피주사면에 대한 광 주사를 제공하는 탠덤형 광 주사 장치일 수 있다. 또한, CCD센서 또는 CMOS센서 같은 라인 센서를 포함하는 컬러 화상 판독 장치가 외부 기기(520)로서 화상 형성 장치(600)에 접속됨으로써 컬러 디지털 복사기를 구성할 수 있다.The
변형예Variation example
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시형태 및 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 조합, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다.Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various combinations, modifications, and alterations can be made within the scope of the present invention.
예를 들어, 상술한 실시예 1 내지 실시예 4의 각각에서는, 광원으로서 1개의 발광점만을 갖는 반도체 레이저를 채용하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 필요한 경우, 복수의 발광점을 갖는 모놀리식 멀티-빔 레이저가 피주사면에서 고속으로 화상 형성을 행하기 위해 채용될 수 있다. 복수의 발광점을 갖는 레이저는 예를 들어 수직 공동형 면발광 레이저(VCSEL)를 채용할 수 있다. 실시예 5는 VCSEL을 채용할 수 있다. 또한, 결상 광학계를 형성하는 결상 광학 소자의 수, 재료 및 형상은 광 주사 장치의 구성에 따라 변경될 수 있다.For example, in each of
실시예 2에서는, 하나의 편향면이 2개의 피주사면에 대한 광 주사를 제공하지만, 이에 한정되지 않는다. 3개 이상의 입사 광학계로부터의 광이 하나의 편향면에 의해 편향되어 3개 이상의 피주사면에 대한 광 주사를 제공할 수 있다. 대안적으로, 복수의 편향면이 복수의 피주사면에 대한 광 주사를 제공할 수 있다. 복수의 입사 광학계가 제공되는 경우, 실시예 1과 마찬가지로, 각 광로에 배치되는 광학 소자 및 개구 조리개와 같은 부재가 일체화될 수 있다.In
또한, 편향면으로부터 복수의 피주사면까지의 각 광로에서, 결상 렌즈를 개별적으로 배치할 수 있거나, 또는 일체화된 결상 렌즈가 광로에 의해 공유될 수 있다. 또한, 실시예 2에서는, 하나의 광원에 대응하는 하나의 수광 유닛만을 제공하고, 그 동기 신호를 사용하여 복수의 광원의 발광 타이밍을 제어한다. 그러나, 복수의 광원에 대응하는 복수의 수광 유닛을 제공할 수 있다. 또한, 복수의 발광점을 갖는 광원을 채용하는 경우에는, 하나의 발광점으로부터의 광속만을 검출하여 얻어진 동기 신호에 기초하여, 다른 발광점의 발광 타이밍을 제어할 수 있다. 대안적으로, 각 발광점으로부터의 광속을 개별적으로 검출하고 제어할 수 있다.Further, in each optical path from the deflecting surface to the plurality of scan surfaces, the imaging lenses can be individually disposed, or the integral imaging lens can be shared by the optical path. In
상술한 실시예 1 및 2 각각에서는, 피주사면에서의 주주사 방향에서의 기록-개시 위치를 결정하는 제어 회로가 광 주사 장치 내에 장착되지만, 이에 한정되지 않는다. 제어 회로는 화상 형성 장치 내에 배치되지만, 제어 회로는 광 주사 장치 외측에 장착될 수 있다. 이 경우, 화상 형성 장치에 포함된 프린터 제어부에 제어 회로를 제공할 수 있다.In each of
멀티-빔 레이저를 채용하는 경우, 복수의 발광점 모두에 대해 광량 제어를 동시에 행할 수 없다. 따라서, 복수의 광속을 순차적으로 검출하고 각 발광점의 광량 제어를 행할 필요가 있다. 상술한 비교예에 멀티-빔 레이저를 적용하는 경우, 단일 주사 내에서 광량의 검출 및 제어의 시간을 충분히 확보할 수 없다. 따라서, 모든 발광점의 광량 제어를 종료할 때까지 광 주사를 수 회 행할 필요가 있다. 광량 제어의 총 시간은 길어질 수 있다. 대조적으로, 실시예 3 내지 5 중 임의의 하나에 멀티-빔 레이저를 적용하는 경우, 광량 제어의 시간을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 광량 제어의 총 시간을 단축할 수 있다.When a multi-beam laser is employed, the light amount control can not be performed simultaneously for all of a plurality of light emission points. Therefore, it is necessary to sequentially detect a plurality of light beams and to control the light amount of each light emission point. In the case of applying the multi-beam laser to the above-described comparative example, it is not possible to sufficiently secure the time for detecting and controlling the amount of light in a single scan. Therefore, it is necessary to perform optical scanning several times until the light amount control of all the light emission points is finished. The total time of light amount control can be prolonged. In contrast, when a multi-beam laser is applied to any one of Examples 3 to 5, sufficient time for light amount control can be secured. Therefore, the total time of light amount control can be shortened.
또한, 실시예 3 및 4에서는, 단부면 발광형 레이저로부터 출사되는 리어 광속을 검출함으로써 광량 제어를 행한다. 그러나, 필요한 경우, 프론트 광속을 검출함으로써 광량 제어를 행할 수 있다. 이때, 예를 들어, 실시예 3에서, 실시예 4에 따른 동기 검출 센서의 위치에 광 검출 유닛을 제공할 수 있고, 실시예 4에서, 동기 검출 센서 옆의 위치에, 동기 검출 센서의 기판과 동일한 기판 상에 광 검출 유닛을 제공할 수 있다. 대안적으로, 실시예 5와 같이, 프론트 광속을 광 분리 소자에 의해 분리하고 검출할 수 있다. 실시예 3 내지 5 각각에서, 광 검출 유닛은 동기 검출 센서로서 사용될 수 있고, 광 검출 유닛으로부터의 신호에 기초하여 동기 검출을 행할 수 있으며, 하나의 광 검출 유닛에 의해 광량 검출 및 동기 검출을 동시에 행할 수 있다.In Examples 3 and 4, the amount of light is controlled by detecting the rear luminous flux emitted from the end surface-emitting type laser. However, if necessary, the amount of light can be controlled by detecting the front luminous flux. At this time, for example, in the third embodiment, the optical detection unit can be provided at the position of the synchronization detection sensor according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, at the position next to the synchronization detection sensor, It is possible to provide an optical detection unit on the same substrate. Alternatively, as in the fifth embodiment, the front luminous flux can be separated and detected by the optical isolator. In each of
실시예 3 내지 5 각각에서, 광원의 발광 타이밍 제어는 광원에 제공된 제어 유닛에 의해 행할 수 있거나 외부에 제공된 제어 유닛에 의해 행할 수 있다. 또한, 광량 제어 유닛 및 동기 제어 유닛은 광 주사 장치의 내부에 또는 화상 형성 장치의 내부에 배치될 수 있다. 이때, 하나의 제어 유닛에 의해 광량 제어, 동기 제어, 및 광원의 발광 타이밍 제어 중 적어도 하나를 행할 수 있다.In each of the third to fifth embodiments, the light emission timing control of the light source can be performed by a control unit provided in the light source or by a control unit provided externally. Further, the light amount control unit and the synchronization control unit may be disposed inside the optical scanning apparatus or inside the image forming apparatus. At this time, at least one of the light amount control, the synchronous control, and the light emission timing control of the light source can be performed by one control unit.
실시예 3 내지 5의 각각에서는, 하나의 광원으로부터의 광속이 하나의 피주사면에 대한 광 주사를 제공하지만, 이것으로 한정되지 않는다. 복수의 광원으로부터의 광속이 복수의 피주사면에 대한 광 주사를 제공할 수 있다. 이때, 하나의 편향면이 복수의 광속을 동시에 편향시킬 수 있거나, 복수의 편향면이 복수의 광속을 편향시킬 수 있다. 이때, 편향면으로부터 복수의 피주사면까지의 각 광로에서, 결상 렌즈를 개별적으로 배치할 수 있거나, 일체화된 경상 렌즈가 광로에 의해 공유될 수 있다.In each of Examples 3 to 5, the light flux from one light source provides optical scanning for one scan surface, but is not limited thereto. A light flux from a plurality of light sources can provide optical scanning for a plurality of scan surfaces. At this time, one deflecting surface can deflect a plurality of light beams at the same time, or a plurality of deflecting surfaces can deflect a plurality of light beams. At this time, in each optical path from the deflecting surface to the plurality of scan surfaces, the image forming lenses can be individually disposed, or the integrated optical lens can be shared by the optical path.
예시적인 실시형태를 참고하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구조 및 기능을 포함하는 최광의로 해석되어야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.
Claims (20)
편향면을 갖고, 광속을 편향시켜서 피주사면을 주주사 방향으로 광 주사하도록 배치되는 편향 유닛;
상기 광속이 부주사 단면 내에서 상기 편향면에 사입사되게 하도록 배치되는 입사 광학계; 및
상기 편향면에 의해 편향된 광속을 수광하여 신호를 생성하도록 배치되는 수광 유닛을 포함하고,
이하의 조건의 충족되고,
|β|≤|α|
여기서, α(deg)는 상기 부주사 단면 내에서의 상기 입사 광학계로부터의 광속의 상기 편향면에 대한 입사각이고, β(deg)는 주주사 단면 내에서의 상기 편향면에 입사하는 광속과 상기 편향면에 의해 편향되어 상기 수광 유닛을 향해 지향되는 광속에 의해 형성되는 각인, 광 주사 장치.An optical scanning device comprising:
A deflection unit having a deflecting surface and arranged to optically scan the surface to be scanned in a main scanning direction by deflecting the light beam;
An incident optical system disposed such that the light beam is incident on the deflecting surface in a sub-scan section; And
And a light receiving unit arranged to receive a light beam deflected by the deflecting surface to generate a signal,
The following conditions are satisfied,
|? |? |? |
(Deg) is an angle of incidence of the light beam from the incident optical system in the sub-scan section with respect to the deflecting surface, and? (Deg) is a light flux incident on the deflecting surface in the main- And is formed by a light beam deflected by said light source and directed toward said light receiving unit.
1.5≤|α|≤10, 및
0≤|β|≤ 5.0
중 하나 이상이 충족되는, 광 주사 장치.The method according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied:
1.5? |? |? 10, and
0? |? |? 5.0
Is satisfied. ≪ / RTI >
1.5≤|α|≤ 5.0, 및
0≤|β|≤ 3.0
중 하나 이상이 충족되는, 광 주사 장치.The method according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied:
1.5? |? |? 5.0, and
0? |? |? 3.0
Is satisfied. ≪ / RTI >
광원을 더 포함하고,
상기 입사 광학계는 상기 주주사 단면 내에서 상기 광원으로부터의 광속이 피주사 영역의 외측으로부터 상기 편향면에 입사되게 하고,
상기 광원은, 상기 주주사 단면 내에서 상기 입사 광학계로부터의 광속이 상기 편향면에 수직 입사하는 타이밍에, 광속을 사출하는, 광 주사 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a light source,
The incidence optical system causes the light flux from the light source to be incident on the deflecting surface from the outside of the scanned region within the main-scan section,
Wherein the light source emits a light beam at a timing at which the light beam from the incident optical system enters the deflecting surface perpendicularly in the main-scan section.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 광 주사 장치;
상기 광 주사 장치에 의해 상기 피주사면에 형성되는 정전 잠상을 토너상으로서 현상하도록 배치되는 현상 유닛;
현상된 상기 토너상을 피전사재에 전사하도록 배치되는 전사 유닛; 및
전사된 상기 토너상을 상기 피전사재에 정착시키도록 배치되는 정착 유닛을 포함하는, 화상 형성 장치.An image forming apparatus comprising:
An optical scanning device according to any one of claims 1 to 18;
A developing unit arranged to develop, as a toner image, an electrostatic latent image formed on the surface to be scanned by the optical scanning device;
A transfer unit arranged to transfer the developed toner image onto a transfer material; And
And a fixing unit arranged to fix the transferred toner image to the transfer material.
광원;
편향면을 갖고, 상기 광원으로부터의 광속을 편향시켜 피주사면을 주주사 방향으로 광 주사하도록 배치되는 편향 유닛; 및
상기 광원으로부터의 광속을 상기 편향면에 유도하도록 배치되는 입사 광학계를 포함하고,
상기 편향 유닛은 단일 회전 다면경으로 형성되고,
상기 입사 광학계는, 주주사 단면 내에서는 상기 광속이 피주사 영역의 외측으로부터 상기 편향면에 입사되게 하고, 부주사 단면 내에서는 상기 광속이 상기 편향면에 사입사되게 하고,
상기 광원은, 상기 주주사 단면 내에서 상기 입사 광학계로부터의 광속이 상기 편향면에 수직 입사하는 타이밍에, 광속을 사출하는, 광 주사 장치.An optical scanning device comprising:
Light source;
A deflection unit having a deflecting surface and arranged to optically scan the surface to be scanned in a main scanning direction by deflecting a light flux from the light source; And
And an incidence optical system arranged to guide the light beam from the light source to the deflecting surface,
Wherein the deflection unit is formed by a single rotation polygonal mirror,
The incidence optical system causes the light beam to be incident on the deflecting surface from the outside of the scanned area in the main-scan section, causing the light beam to be incident on the deflecting surface in the sub-
Wherein the light source emits a light beam at a timing at which the light beam from the incident optical system enters the deflecting surface perpendicularly in the main-scan section.
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