이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조해서 설명한다.
[제 1
실시예
]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광주사장치의 주요부의 주주사방향(주주사단면)을 따른 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광주사장치의 주요부의 부주사방향(부주사단면)을 따른 모식도이다
본 명세서에 있어서, 용어 "주주사방향"이란 회전다면경의 회전축 및 결상광학계의 광축에 수직인 방향(즉, 회전다면경에 의해서 광속이 반사편향(편향 주사)되는 방향)을 의미한다. 용어 "부주사방향"이란 회전다면경의 회전축과 평행한 방향을 의미한다. 또, 용어 "주주사단면"이란 주주사방향과 결상광학계의 광축을 포함하는 평면을 의미한다. 또한, 용어 "부주사단면"이란 주주사단면과 수직인 단면이다.
도 1 및 도 2에 있어서, (1)은 예를 들어, 반도체 레이저를 포함할 수 있는 광원 수단이다. 광원 수단(1)은 1개의 발광부 또는 복수개의 발광부를 지녀도 된다.
(2)는 집광광학계로서의 집광렌즈(아나모픽 렌즈(anamorphic lens))이며, 광원 수단(1)으로부터 출사된 발산광속을 수속광속으로 변환하는 기능을 한다. (3)은 통과 광속을 제한해서 빔형상을 정형하는 개구조리개이다. (4)는 부주사단면내에서만 소정의 파워를 지니는 렌즈계(원통형 렌즈)로, 집광렌즈(2)를 통과한 광속을 부주사단면에 대해서 후술하는 광편향기(5)의 편향면(5a)에 선형의 상(주주사방향으로 연장한 선형의 상)으로서 결상시키고 있다. 또, 전술한 집광렌즈(2)와 원통형 렌즈(4)의 기능은 1개의 동일한 광학소자에 의해 제공될 수도 있다. 또한, 집광렌즈(2), 개구조리개(3) 및 원통형 렌즈(4) 등의 상기 요소들은 입사광학계(LA)의 구성 요소이다.
(5)는 편향수단으로서의 광편향기로, 예를 들어, 4 편향면을 지닌 다면경(회전 다면경)으로 구성될 수 있다. 다면경(5)은 모터 등의 구동수단(도시 생략)에 의해 도면 중의 화살표 A 방향으로 소정 속도(등각 속도)로 회전하고 있다.
(LB)는 집광기능과 k-θ 특성을 지닌 결상광학계로, 주주사방향(주주사단면)과 부주사방향(부주사단면)에 대해서 서로 상이한 파워를 지니고 또 광출사면이 피주사면을 향해 볼록형상인 단일의 결상 렌즈(주사렌즈 또는 k-θ 렌즈라고도 칭할 수 있음)(6)로 구성되어 있다.
결상 렌즈(6)는 광편향기(5)에 의해서 반사편향되고 화상정보에 의거한 광속 을 감광드럼면(피주사면)(8) 위에 광스폿으로서 결상시키고 있다. 또, 상기 결상 렌즈는 부주사단면에 대해서 광편향기(5)의 편향면(5a)과 감광드럼면(8)과의 사이를 광학적 공액 관계로 제공함으로써, 편향면의 임의의 면 경사를 보상하는 추가의 기능을 지닌다.
본 실시예의 결상 렌즈(6)는 성형 프로세스를 통해서 생성된 굴절률 1.5의 플라스틱렌즈로 구성된다. 본 실시예에서는 결상 렌즈(6)로서 제조가 곤란한 유리재료를 사용하고 있지 않으므로, 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능하다. 또, 제조를 용이하게 하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 유리 몰드 렌즈 등의 어떠한 몰드 렌즈도 사용가능하다.
(8)은 피주사면으로서의 감광드럼면이다. θ는 피주사면상의 유효주사폭 내를 주사하기 위한 광편향기(5)의 편향각(주사각)이다.
본 실시예에서, 반도체 레이저(1)로부터의 발산광속은 집광렌즈(2)에 의해 수속광속으로 변환되고, 다음에 개구조리개(3)에 의해서 상기 광속(광량)이 제한된다. 이어서, 광속은 원통형 렌즈(4)에 입사한다. 원통형 렌즈(4)에 입사한 광속 중 주주사단면에 관한 한 그의 상태를 변경하지 않은 채 출사한다. 또, 부주사단면에 관한 한, 광속은 더욱 수속되어, 광편향기(5)의 편향면(5a)에 선형 상(주주사방향으로 뻗은 선형 상)으로서 집속된다. 다음에, 이 광속은 광편향기(5)의 편향면(5a)에 의해 더욱 편향되고, 이 편향된 광속은 결상 렌즈(6)에 의해 감광드럼면(8) 위에 광스폿으로서 순차 결상된다. 따라서, 광편향기(5)를 화살표 A 방향으로 회전함으로써, 감광드럼면(8)을 화살표 B 방향으로 광주사시킴으로써, 감광 드럼(기록 매체)상에 화상이 기록된다.
본 실시예에 있어서, 주주사단면에 관해서, 집광렌즈(2)에 의해 변환된 수속광속을 광편향기(5)를 통해서 결상 렌즈(6)에 입사시키고 있다. 따라서, 이 구성에 의해서, 결상 렌즈(6)의 파워가 작더라도, 광로길이를 확장하는 일없이(장치 전체의 크기를 증대시키는 일없이) 피주사면(8) 위에 광속을 결상시키는 것이 가능하다. 또, 결상 렌즈(6)에 입사하는 광속은 수속광속으로 제한되지 않고, 평행광속이어도 된다.
본 실시예에 있어서의 결상 렌즈의 굴절면의 면형상은 다음과 같이 표현될 수 있다.
광축과의 교점을 원점으로 취하는 한편, 광축 방향을 X축으로 취하고, 주주사단면내에 포함되고 또 광축과 직교하는 축을 Y축으로 취하고, 부주사면에 포함되고 또 광축과 직교하는 축을 Z축으로 취한다. 이어서, 주주사방향에 대응하는 모선(meridional-line)방향에 관해서, 이하의 식 (1)로 표현될 수 있다:
(식 중, R은 광축 상의 모선곡률반경이고, K, B4, B6, B8 및 B10은 비구면계수임) 또, 부주사방향(광축을 포함하고 또 주주사방향에 대해서 직교하는 방향)과 대응하는 자선(sagittal-line) 방향에 대해서는 이하의 식(2)로 표현될 수 있다:
[식 중, r' = r0(1+D2Y2+D4Y4+D6Y6+D8Y8+D10Y10), 여기서, r0은 광축 상의 자선 곡률반경이고, D2, D4, D6, D8 및 D10은 계수임]. 여기서, 광축외의 자선 곡률반경 r'는 각각의 위치에 있어서의 모선의 법선을 포함하고 또 주주사면에 대해서 수직인 평면내에 정의되어 있다. 또한, 표면 형상 표현식에 관한 다항식은 10차까지의 함수를 사용하고 있지만, 차수는 그 이상이거나 그 이하이어도 된다. 또한, 표면 형상 표현식에 관해서, 표면 표현식과 관련된 유사한 자유도가 이용가능한 표현식이라면 어느 것이라도 사용될 수 있다. 본 발명의 유리한 효과는 그 경우에도 얻어질 것이다.
이하의 표 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수치 실시예 1에서의 광학 소자의 광학배치 및 결상광학소자의 면형상을 나타내고 있다.
여기서, 비구면 계수 D2u 내지 D10u는 광축과는 반대쪽 상의 방향 중의 하나(주주사방향 중 하나)의 렌즈면의 형상을 결정하는 계수이다. 비구면 계수 D21 내지 D101은 광축의 반대쪽 상의 방향 중의 다른 하나(주주사방향을 따르는 다른 하나)에서의 렌즈면의 형상을 구하는 계수이다.
표 1로부터 비구면 계수 D2u 내지 D10u는 비구면 계수 D21 내지 D101과는 다르고, 부주사면내의 곡률이 축상(axial)부로부터 축외부를 향해서 광축을 중심으로 비대칭으로 변화하는 것을 알 수 있다.
|
주사 렌즈 형상 |
축상 k-θ 계수 (mm/rad) |
kp |
150 |
|
제 1 면 |
제 2 면 |
사용 파장 (nm) |
λ |
790 |
R |
7.743E+02 |
-1.285E+02 |
주사렌즈 굴절률 |
N |
1.5 |
K |
0 |
0 |
광편향기 입사각 (°) |
θi |
90 |
B4 |
-2.227E-07 |
0 |
최대 편향각 (°) |
θmax |
40 |
B6 |
4.397E-11 |
0 |
광편향기 - 주사렌즈 (mm) |
S1 |
39.5 |
B8 |
0 |
0 |
주사렌즈 중심 두께 (mm) |
dp |
9.1 |
B10 |
0 |
0 |
주사렌즈 - 피주사면 (mm) |
Sk |
131.1 |
r |
0 |
-1.689E+01 |
주사렌즈 최대 유효직경 (mm) |
Ymax |
39 |
D2u |
0 |
1.886E-04 |
주사렌즈 초점 길이 (mm) |
fp |
221.1 |
D4u |
0 |
-1.919E-08 |
콜리메이터 수속도: 광편향기 - 자연 수속점 (mm) |
ro |
374 |
D6u |
0 |
0 |
D8u |
0 |
0 |
|
D10u |
0 |
0 |
D2l |
0 |
2.057E-04 |
D4l |
0 |
-2.265E-08 |
D6l |
0 |
0 |
D8l |
0 |
0 |
D10l |
0 |
0 |
본 실시예에 있어서, 결상 렌즈(6)의 광입사면(6a) 및 광출사면(6b)은 모두 볼록형상으로 형성되어 있다.
광입사면(6a)은 주주사단면(주주사방향)에 대해서 6차까지의 함수로 표현될 수 있는 비구면 형상(비원호 형상)으로 형성되어 있다. 한편, 부주사단면에 대해서는 평면 형상(비원호 형상)이다. 여기서, 부주사단면에서의 광입사면(6a)의 형상은 평면으로 제한되지 않는 것에 유의할 필요가 있다. 예를 들어, 비구면 형상 또는 타원 형상이 사용될 수도 있다.
광출사면(6b)에 관해서는, 주주사단면에 대해서 원호형상으로 형성되어 있고, 부주사단면 (부주사방향)에 대해서는 4차까지의 함수로 표현가능한 동시에 주주사방향에 대응해서 곡률이 변화하는 원호형상으로 형성되어 있다.
본 실시예의 결상 렌즈의 광입사면(6a)은 주주사단면에 대해서 비구면 형상이고, 이 구성에 의하면 주주사방향에 대한 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다. 한편, 광출사면(6b)은 부주사단면에 대해서 주주사방향에 따라 변화하는 원호형상을 지니고, 이것에 더해서, 부주사방향에 대한 그의 파워가 주주사방향을 따라 축부분으로부터 축외부를 향해 감소한다. 이 구성에 의하면, 부주사방향에서의 상면 만곡이 양호하게 보정된다.
본 실시예에서는 결상 렌즈(6)의 재료의 굴절률을 N으로 표기할 경우, 이하의 조건을 만족한다:
N ≤ 1.6 ...(3).
본 실시예에서는 전술한 바와 같이 결상 렌즈(6)의 재료의 굴절률은 N = 1.5이고, 이것은 상기 조건(3)을 만족한다. 더욱 바람직하게는, 조건 (3)은 다음과 같이 변경될 필요가 있다:
N ≤ 1.55 ...(3a).
본 실시예에서는, 피주사면(8) 상의 유효주사폭 내를 주사하기 위한 광편향기(5)의 최대 편향각을 θmax라 할 때, 이하의 조건을 만족한다:
30°≤ θmax < 90 ...(4).
본 실시예에서는, θ= 40°이고, 이것은 상기 조건 (4)를 만족한다. 이 구성에 의하면, 본 실시예는 광화각에 대응가능하다.
더욱 바람직하게는, 조건 (4)는 다음과 같이 변경될 수 있다:
35°≤ θ ...(4a).
또한, 본 실시예에서는, 부주사단면(부주사배율)에 대해서 광축 상의 결상 렌즈(6)의 결상 배율을 βs로 표기할 때, 이하의 조건을 만족한다:
|βs| ≤3.0 ...(5).
본 실시예에서는 βs = -2.8이고, 이것은 상기 조건 (5)를 만족한다. 본 실시예의 이 특징에 의하면, 주주사단면에 대한 광출사면의 형상은 부주사배율이 유효 화상 영역 내에서 일정하도록 결정될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 조건 (5)를 만족함으로써, 부주사방향에 대한 결상 렌즈(6)의 파워가 광출사면에 집중된다. 또, 주주사방향에서 광축으로부터 떨어짐에 따라 자선곡률반경이 연속적으로 변화된다. 이 구성에 의하면, 부주사방향에서의 상면 만곡 및 부주사배율과, 피주사면(8) 상의 주사유효영역 전역에 있어서의 균일성(일정한 부주사배율)이 모두 동시에 양호하게 보정된다.
더욱 바람직하게는, 상기 조건 (5)는 다음과 같이 변경될 수 있다:
|βs| ≤ 2.9 ...(5a).
또한, 이하의 조건이 설정될 수 있다:
2.0 ≤ |β| ...(5b).
그 경우, 결상 렌즈의 유효직경이 지나치게 커질 수 없고, 렌즈 재료의 비용이 저감될 수 있으므로 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 실시예는 결상 렌즈로서 광학 성능을 만족한다. 그러나, 광학 성능은 만족될 수 있지만, 렌즈 두께를 얇게 하지 않으면 안되고; 그렇치 않으면 렌즈성형가공을 하는 것이 곤란해지므로, 간이한 결상 렌즈 및 간이한 광주사장치를 얻을 수 없다.
이제 결상 렌즈의 렌즈 두께의 구조를 예시한 도 4를 참조하면, 렌즈 두께를 얇게 하는 방법에 대해 설명한다.
일반적으로, 렌즈의 중심 두께는 가장자리 두께와 처짐량(sag amount)에 의해 결정된다. 가장자리 두께란 렌즈의 최축외부에서의 광입사면으로부터 광출사면까지의 거리를 의미한다. 플라스틱 재료 등을 이용해서 사출성형을 행할 경우, 금형에 플라스틱 재료를 주입할 수 있도록 어느 정도의 가장자리 두께가 필요하다.
한편, 처짐량이란 근축 렌즈면과 최축외 렌즈면까지의 광축방향의 거리를 의미한다. 렌즈가 강한 파워를 지니고 있는 경우, 처짐량은 커질 것이고, 렌즈 두께는 커질 것이다.
전술한 바와 같이, 어느 정도까지의 가장자리 두께는 렌즈 생산에 필수불가결하므로, 렌즈 두께를 줄이기 위해서는 광입사면과 광출사면의 양쪽 모두의 처짐량을 작게 할 필요가 있다.
처짐량을 작게 한다는 것은 렌즈의 주주사방향에서의 곡률을 완만하게 하는 것, 즉, 주주사방향에서의 파워를 작게 하는 것과 등가이다. 특히, 주주사방향에서의 축외부의 파워가 작게 되면 얇은 두께가 얻어질 수 있다.
이상의 내용을 고려해서, 본 실시예에서는 축외부의 주주사방향에서의 파워를 작게 함으로써, 광입사면과 광출사면의 양쪽 모두의 처짐량을 작게 한다. 이것에 의해서, 가장 자리 두께와 처짐량에 의해 결정될 수 있는 렌즈 두께를 작게 할 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 결상광학소자의 주주사방향에 대한 광축에서의 파워를 φp, 결상광학소자의 주주사방향에 대한 최축외부에서의 파워를 φm이라 할 때, 이하의 조건을 만족한다:
0.5 ≤ φm/φp ≤0.9 ...(6).
여기서, 결상 렌즈의 주주사방향에 대한 광축에서의 파워 φp는, 결상 렌즈의 재료의 굴절률을 N, 광입사면의 주주사방향에 대한 광축에서의 곡률반경을 Rp1, 광출사면의 곡률반경을 Rp2, 그리고 결상 렌즈의 광축에서의 두께를 dp라 할 때, 다음과 같이 정의될 수 있다:
도 15는 결상 렌즈의 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워 φm을 구하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 15에 있어서, Rm1은 주주사방향에서 광입사면의 최대 유효직경 Ym1에서의 곡률반경을 의미하고, Rm2는 광출사면의 최대 유효직경에서의 곡률반경을 의미한다. 또, θo1은 광입사면 상에 최대 유효직경에서 입사하는 광속의 주광선과 광입사면에 대한 법선 사이에 규정된 각을 의미한다. 또한, θi1은 광입사면을 통과한 광속의 주광선과 광입사면에 대한 법선 사이에 규정된 각을 의미한다. 또, θo2는 광출사면의 최대 유효직경에서의 광출사면을 향하는 결상렌즈의 광속의 주광선과 광출사면에 대한 법선 사이에 규정된 각을 의미하고, θi2는 광출사면을 통과한 광속의 주광선과 광출사면에 대한 법선 사이에 규정된 각을 의미한다. 최종적으로, dm은 최축외부에서의 광입사면으로부터 광출사면까지의 광로길이를 의미한다. 이때, 결상 렌즈의 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워 φm은 다음과 같이 정의될 수 있다:
여기서, 최대 유효직경이란 유효주사영역 내부의 최축외부를 주사할 때의 광속의 주광선이 렌즈를 통과하는 주주사방향에 대한 위치를 의미한다.
상기 조건 (6)은 결상 렌즈의 광축에서의 주주사방향에 대한 파워 φp와 상기 렌즈의 최축외부에서의 주주사방향에 대한 파워 φm과의 비에 관한 것이다. 조건 (6)의 하한치에 도달하지 않으면, 최축외부에서의 주주사방향에 대한 파워는 광축에서의 주주사방향에 대한 파워에 비해서 너무 약해져서, 피주사면 상의 주주사방향에 대한 광 스폿 직경이 너무 커지고, 따라서, 우수한 화상의 형성이 방해받게 될 것이다.
한편, 조건 (6)의 상한을 초과한 경우, 최축외부의 주주사방향에 대한 파워는 광축상의 주주사방향에 대한 파워와 유사할 것이다. 이 결과, 광입사면과 광출사면 양쪽 모두의 렌즈 처짐량이 커지고, 따라서, 렌즈 두께도 커져 렌즈 성형이 곤란해진다. 또, 성장 택트(growth tact)가 연장되어 비용의 증대를 초래하므로 바람직하지 않게 된다.
본 실시예에서는 결상 렌즈의 광축상에서의 주주사방향에 대한 파워 φp와 최축외부에서의 주주사방향에 대한 파워 φm 간의 비는 φm/φp = 0.81로 되어, 이것은 조건 (6)을 만족시킨다.
그러므로, 본 실시예에서는 조건 (6)을 만족함으로써, 최축외부의 주주사방향에 대한 파워가 광축 상의 주주사방향에 대한 파워보다 약해지게 된다. 이 구성에 의하면, 광입사면과 광출사면 양쪽 모두의 렌즈 처짐량을 작게 할 수 있어, 렌즈 두께를 얇게 만들 수 있다.
더욱 바람직하게는, 조건 (6)의 수치 범위는 다음과 같이 변경해도 된다:
0.55 ≤ φm/φp ≤ 0.85 ...(6a).
본 실시예의 결상 렌즈의 중심두께는 9.1 mm로, 종래의 결상 렌즈보다 얇다. 따라서, 본 실시예에서는 플라스틱 성형에 의한 복굴절률, GI 등의 영향을 저감시킬 수 있고, 또한 스폿 직경도 작게 할 수 있다. 또, 렌즈 성형 시간도 단축될 수 있다. 그러므로, 고정밀 인자(프린팅)에 적합한 광주사장치가 달성된다.
한편, 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워를 약하게 함으로써, k-θ 특성이 "언더"(under)로 된다. k-θ 특성이란 화각(주사각)에서 입사한 광속을 상면(피주사면 (8)) 상에서, 광축으로부터의 높이를 Y, 정수를 kp라 할 때, Y = kp×θ의 위치에 집속하는 데 유효한 관계가 있는 것을 의미한다. 즉, 단위 화각당 주사된 주사폭(주사속도)이 피주사면 전역에서 균일하게 되는 특성을 의미한다. 정수 kp는 k-θ 계수로 불린다. 렌즈에 입사한 광속이 평행광속인 경우, 정수 kp는 근축 초점 길이 fp와 동일한 값을 취하고, 이 장치는 f-θ 특성을 지닌다. 이 경우, fp는 f-θ 계수로도 불린다.
본 실시예에서는 k-θ 특성이 "언더"로 된다. 즉, 정수 kp는 상 높이에 따라서 변화한다.
결상 렌즈가 이러한 k-θ 특성을 지니기 위해서는, 축외부에서의 단위 화각당의 주사폭이 광축 상에서의 단위 화각 당의 주사폭과 동일할 필요가 있다. 이것을 위해서, 광축 상에서의 주주사방향에서의 파워에 비해서, 축외부에서의 주주사방향에서의 파워가 어느 정도 강해지지 않으면 안된다.
본 실시예에서는 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워가 약하므로, 결상 렌즈의 k-θ 특성이 "언더"로 된다. 그러나, 이것은 전기적인 신호처리에 의해 보정가능하기 때문에 문제로 되지 않는다.
광축에서의 결상 렌즈의 두께를 dp, 광축 상에서의 k-θ 계수를 kp라 할 때, 본 실시예에서는 이하의 조건을 만족한다:
0 < dp/kp ≤ 0.09 ...(9)
상기 조건 (9)는 결상 렌즈의 광축에서의 두께 dp와 축 상에서의 k-θ 계수kp의 비에 관한 것이다. 조건 (9)가 만족되지 않으면, 렌즈 두께가 증대하여 렌즈 성형이 곤란해진다.
본 실시예에서는 결상 렌즈의 광축에서의 두께 dp와 축 상에서의 k-θ 계수kp와의 비가 dp/kp = 0.06이고, 이것은 조건 (9)를 만족시킨다.
더욱 바람직하게는, 조건 (9)의 수치 범위는 다음과 같이 변경해도 된다:
0.02 < dp/kp ≤ 0.07 ...(9a).
축외부에서의 주주사방향에 대한 파워가 전술한 바와 같이 광축상의 주주사방향에 대한 파워보다 약하면, 축외부에서의 주사속도는 광축에서의 주사속도보다 빠르게 된다. 이것을 고려해서, 본 실시예에서는 피주사면상에서의 광축상의 주사속도를 Vp, 최축외부에서의 주사속도를 Vm이라 할 때, 이하의 조건이 만족된다:
1 ≤ Vm/Vp ≤ 1.5 ...(10).
최축외부에서의 주사속도 Vm이 광축에서의 주사속도 Vp보다 빠르다는 사실은 광축상에서의 k-θ 계수를 kp, 최축외부에서의 k-θ 계수를 km이라 할 때, kp < km의 관계가 있는 것을 의미한다.
상기 조건 (10)은 피주사면 상에 있어서의 광축상에서의 주사속도 Vp와 최축외부에서의 주사속도 Vm과의 비에 관한 것이다. 조건 (10)의 하한치에 미치지 않으면, 최축외부의 주주사방향에 대한 주사속도는 광축에서의 주주사방향에 대한 주사속도와 유사할 것이다. 이 결과, 렌즈 두께가 확대되어 렌즈성형이 곤란해진다. 또, 성장 택트가 연장되어 비용 증대를 초래하므로 바람직하지 않다.
조건 (10)의 상한치를 초과하면, 최축외부에서의 주주사방향에 대한 주사속도는 광축에서의 주주사방향에 대한 주사속도에 비해서 너무 빨라져서, 피주사면상에서의 주주사방향의 광 스폿 직경이 지나치게 커지고, 따라서, 우수한 화상 형성이 방해받게 된다.
본 실시예에서는 조건 (10)을 만족함으로써, 최축외부의 주주사방향에 대한 주사속도가 광축에서의 주주사방향에 대한 주사속도보다 빠르게 되고, k-θ 특성은 "언더"로 된다. 이 구성에 의하면, 결상 렌즈의 처짐량은 작게 되고, 따라서, 렌즈 두께가 얇게 될 수 있다.
본 실시예에서는 광축 상에서의 주사속도 Vp와 최축외부에서의 주사속도 Vm간의 비가 Vm/Vp = 1.16이고, 이것은 조건 (10)을 만족시킨다.
더욱 바람직하게는, 전술한 조건 (10)의 수치 범위는 다음과 같이 변경될 수 있다:
1.15 ≤ Vm/Vp ≤ 1.45 ...(10a).
또, 본 실시예에서는 k-θ 특성이 "언더"로 되고, 3차(tertiary) 왜곡 수차 계수 V는 k-θ 특성이 유지되고 있는 경우 값 V = 2/3으로부터 벗어날 것이다. 이것을 고려해서, 결상 렌즈의 3차 왜곡 수차 계수를 V라 할 때, 이하의 조건이 만족된다:
0.1 ≤ V ≤ 0.5 ...(11)
전술한 3차 왜곡 수차 계수 V는 다음 식으로 표현될 수 있다. 즉, 광편향기에 입사하는 광속의, 광편향기의 편향면으로부터 자연 수속점까지의 거리를 r0, 편향면으로부터 피주사면까지의 광축을 따른 거리를 L, 편향면으로부터 결상 렌즈의 광입사면까지의 광축을 따른 거리를 S1이라 한다. 또, 결상 렌즈의 재료의 굴절률을 N, 결상 렌즈의 광입사면의 곡률반경을 R1, 결상 렌즈의 광축 상에서의 주주사방향에 대한 파워를 φ라 하면, 이하의 관계가 부여된다:
상기 3차 왜곡 수차 계수 V는 표 1에 표시된 파라미터 값으로부터 산출되고 있다.
상기 조건 (11)은 결상 렌즈의 3차 왜곡 수차 계수 V를 규정하는 것이다. 조건 (11)의 하한치에 미치지 않으면, 피주사면 상의 주주사방향에 대한 스폿 직경이 지나치게 커져서, 양호한 화상 형성을 방해하게 될 것이다. 또한, V = 0이면, 결상 렌즈는 f-tanθ 특성을 지니게 되므로 바람직하지 않다. 한편, 조건 (11)의 상한치가 초과되면, 렌즈 두께가 지나치게 커져서, 렌즈 성형이 곤란해지게 될 것이다. 게다가, 성장 택트가 연장되어 비용증대를 초래할 것이다. 또, V = 2/3이면, 결상 렌즈는 f-θ 특성을 지니게 되어 바람직하지 않고, 이것은 렌즈 두께의 더 한층의 증대를 초래한다.
본 실시예에서는 조건 (11)을 만족시킴으로써, 축외부에서의 주주사방향에 대한 주사속도는 주주사방향에 대한 주사속도보다 빠르게 된다. 이 구성에 의하면, 결상 렌즈의 처짐량이 감소될 수 있고 렌즈 두께가 얇게 될 수 있다.
본 실시예에서는 3차 왜곡 계수 V가 V = 0.33이고, 이것은 조건 (11)을 만족시킨다.
더욱 바람직하게는, 조건 (11)의 수치범위는 다음과 같이 변경가능하다:
0.15 ≤ V ≤ 0.45 ...(11a).
도 3A 내지 도 3C는 기하 수차 및 결상광학소자(결상 렌즈)의 부주사배율의 상 높이에 의한 균일성을 표시하고 있다. 이들 도면으로부터 각 수차도 실용가능한 레벨까지 보정되어 있고, 상 높이에 위한 부주사배율의 변화도 2% 이하로 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 여기서, 상 높이에 의한 부주사배율의 변화는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하로 되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 실시예의 결상 렌즈의 각 광학면이 Z 방향으로 편심(편심량이 50 ㎛임)되었을 때의 피주사면 상의 주사선의 이동량(Z 방향)을 표시하고 있다. 도 4로부터 주사선 만곡(휨)량이 작은 것을 알 수 있다.
즉, 도 4로부터 광학 케이스(경통)에의 렌즈 장착 오차나 렌즈 제조 자체의 오차에 의해 결상 렌즈 전체가 피주사면에 수직인 방향(Z 방향)으로 편심된 경우에도, 예를 들어, 결상 렌즈 형상을 어떠한 변곡점도 지니지 않도록 상당히 간소하게 함으로써 그리고 결상 렌즈의 부주사배율을 일정하게 함으로써 렌즈 편심에 의한 주사선 휨을 피할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 도 4로부터, 특히 몰드 렌즈의 경우 몰드의 장착 정밀도 부족에 의해 광입사면에 대한 광출사면의 Z 방향에서의 벗어남이 생긴 경우에도 결상 렌즈 형상이 변곡점을 지니지 않도록 상당히 간소하게 함으로써 그리고 결상 렌즈의 표면의 부주사배율을 일정하게 함으로써 마찬가지로 피주사면상에 있어서의 부주사방향에 대한 편심에 의한 주사선 휨을 피할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서는 전술한 바와 같이 결상광학계(LB)는 단일의 결상 렌즈(6)로 구성하고, 축외부의 주주사방향에 대한 파워를 광축 상의 주주사방향에 대한 파워보다 약하게 하고 있다. 또한, 축외부에서의 주주사방향에 대한 주사속도를 광축에서의 주주사방향에 대한 주사속도보다 빠르게 하여, k-θ 특성을 "언더"로 함으로써, 결상 렌즈의 축외부에서의 처짐량을 감소시키고 있다. 본 실시예의 특성에 의하면, 결상 렌즈(6)의 광축 방향에서의 중심 두께가 얇게 된다. 따라서, 간이한 구성이지만, 렌즈면의 결상 렌즈의 편심에 의한 주사선 휨을 저감시키고 있다.
[
실시예
2]
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광주사장치의 주주사단면을 따른 모식도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광주사장치의 부주사단면을 따른 모식도이다. 도 5 및 도 6에 있어서, 도 1 또는 도 2에 표시한 것에 대응하는 각 구성요소는 동일한 참조번호로 표기되어 있다.
본 실시예의 제 1 실시예와의 차이점은 결상 렌즈(16)의 광입사면(16a) 및 광출사면(16b)이 상이한 형상으로 형성되어 있는 점이다. 나머지 부분의 구조와 광학 기능은 제 1 실시예와 유사하고, 유사한 유리한 결과가 본 실시예에서 얻어질 수 있다.
특히, 도 5 및 도 6에서 (LB)는 집광기능과 k-θ 특성을 지닌 결상광학계(주사광학계)이다. 결상광학계는 단일의 결상 렌즈(k-θ 렌즈)(16)에 의해 구성되어 있다. 본 실시예의 결상 렌즈(16)의 광입사면(16a) 및 광출사면(16b)은 모두 볼록 형상으로 형성되어 있다.
특히, 광입사면(16a)은 주주사단면에 관해서 6차까지의 함수로 환산해서 표현될 수 있는 비구면 형상으로 형성되어 있다. 부주사단면에 대해서는 평면 형상으로 형성되어 있다. 한편, 주주사단면에 대해서는, 광출사면(16b)은 원호형상으로 형성되어 있고, 부주사단면에 대해서, 4차까지의 함수로 표현될 수 있고 주주사방향에 따라 변화하는 곡률을 지니는 원호 형상으로 형성되어 있다.
본 실시예에서는 결상 렌즈(16)의 광입사면(16a) 및 광출사면(16b)의 형상은 광축에서의 주주사방향에 대한 파워와 비교해서, 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워가 제 1 실시예보다 더욱 저감되도록 설정되어 있다. 본 실시예의 이 특성에 의하면, 제 1 실시예와 비교해서, 결상 렌즈(16)의 광축 방향에서의 중심 두께는 더욱 얇게 될 수 있다.
이하의 표 2는 본 발명의 제 2실시예에 의한 수치 실시예 2에 있어서의 결상광학소자의 표면 형상과 광학소자의 광학 배치를 나타낸 것이다.
|
주사 렌즈 형상 |
축상 k-θ 계수 (mm/rad) |
kp |
150 |
|
제 1 면 |
제 2 면 |
사용 파장 (nm) |
λ |
790 |
R |
6.710E+02 |
-2.026E+02 |
주사렌즈 굴절률 |
N |
1.5 |
K |
0 |
0 |
광편향기 입사각 (°) |
θi |
90 |
B4 |
-3.338E-07 |
0 |
최대 편향각 (°) |
θmax |
40 |
B6 |
5.838E-11 |
0 |
광편향기 - 주사렌즈 (mm) |
S1 |
39.2 |
B8 |
0 |
0 |
주사렌즈 중심 두께 (mm) |
dp |
7 |
B10 |
0 |
0 |
주사렌즈 - 피주사면 (mm) |
Sk |
123.4 |
r |
0 |
-1.617E+01 |
주사렌즈 최대 유효직경 (mm) |
Ymax |
40 |
D2u |
0 |
2.620E-04 |
주사렌즈 초점 길이 (mm) |
fp |
312.4 |
D4u |
0 |
-2.778E-08 |
콜리메이터 수속도: 광편향기 - 자연 수속점 (mm) |
ro |
250 |
D6u |
0 |
0 |
D8u |
0 |
0 |
|
D10u |
0 |
0 |
D2l |
0 |
2.840E-04 |
D4l |
0 |
-3.471E-08 |
D6l |
0 |
0 |
D8l |
0 |
0 |
D10l |
0 |
0 |
본 실시예에 의한 결상 렌즈(16)의 광축상의 부주사배율은 βs = -2.8이고, 이것은 상기 조건 (5)를 만족시킨다. 본 실시예에서는 조건 (5)를 만족시킴으로써, 광출사면의 주주사단면에서의 형상은 유효화상영역내의 부주사배율이 일정하게 유지되도록 결정되고 있다.
또, 결상 렌즈(16)의 광축상에서의 주주사방향에 대한 파워 φp와 그의 최축외부에서의 주주사방향에 대한 파워 φm과의 비는 φm/φp = 0.58이고, 이것은 조건 (6)을 만족시킨다. 이것에 의해, 결상 렌즈(16)의 처짐량은 작게 될 수 있고, 결상 렌즈(16)의 중심 두께는 얇게 될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워가 제 1 실시예에서와 같이 약하므로, 결상 렌즈의 k-θ 특성은 "언더"로 되어 있다. 그러나, 이것은 전기신호처리에 의해 보정될 수 있으므로 문제로는 되지 않는다.
본 실시예에서의 결상 렌즈(16)의 광축에서의 두께 dp와 광축에서의 k-θ 계수 kp와의 비는 dp/kp = 0.05이며, 이것은 상기 조건 (9)를 만족시킨다.
광축 상에서의 주사속도 Vp와 최축외부에서의 주사속도 Vm과의 비는 Vm/Vp = 1.29이고, 이것은 상기 조건 (10)을 만족시킨다.
본 실시예에서의 3차 왜곡 수차 계수 V는 V = 0.22이고, 이것은 상기 조건 (11)을 만족시킨다.
도 7A 내지 도 7C는 기하 수차 및 결상광학소자(결상 렌즈)의 부주사배율의 상 높이에 의한 균일성을 나타내고 있다. 이들 도면으로부터 각 수차도 실용가능한 레벨까지 보정되어 있고, 또 상 높이에 의한 부주사배율의 변화는 5% 이하로 억제되는 것을 알 수 있다. 여기서, 상 높이에 의한 부주사배율의 변화는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 전술한 바와 같이 각 구성 요소를 설정함으로써, 제 1 실시예에 비해서 더욱 박형이고 간이한 구성의 결상 렌즈 및 광주사장치를 제공할 수 있다.
[
실시예
3]
도 8은 본 실시예의 제 3 실시예에 의한 광주사장치의 주주사단면을 따른 모식도이고, 도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 광주사장치의 부주사단면을 따른 모식도이다. 도 8 및 도 9에 있어서, 도 1 또는 도 2에 표시된 것과 대응하는 구성 요소는 동일한 부호로 표기되어 있다.
본 실시예의 제 1 실시예와의 차이점은 광원 수단(81)이 멀티 빔 레이저로 구성되는 점 및 광원 수단(81)으로부터 출사된 광속이 부주사단면에 대해서, 광편향기(5)의 편향면(5a)에 대해서 경사진 방향으로 입사되는 점이다. 또한, 결상 렌즈(26)의 광입사면 및 광출사면은 상이한 형상을 갖고, 광주사장치는 컬러화상형성장치 속에 편입된다. 나머지 부분의 구성 및 광학 기능은 제 1 실시예의 것과 유사하고, 마찬가지의 유리한 결과가 얻어질 수 있다.
특히, 도 8 및 도 9에 있어서, (81)은 복수의 발광부(발광점)을 지닌 멀티-빔 레이저로 구성된 광원 수단이다. 본 실시예의 멀티-빔 레이저(81)는 서로 독립적으로 변조되는 복수의 광속(본 실시예에서는 4개이지만, 도면에서는 단지 1개의 광속만이 예시되어 있음)의 동시 발광을 제공한다.
(LB)는 집광기능과 k-θ 특성을 지닌 결상광학계(주사광학계)로 단일의 결상 렌즈(k-θ 렌즈)(26)에 의해 구성되어 있다. 본 실시예서는 결상 렌즈(26)의 광입사면(26a) 및 광출사면(26b)은 볼록형상으로 형성되어 있다.
광입사면(26a)은 주주사단면에 있어서 10차까지의 함수로 환산해서 표현될 수 있는 비구면 형상으로 형성되어 있다. 한편, 부주사단면에 대해서는, 주주사방향에 따라 변화하는 곡률을 지니고 10차까지의 함수로 표현되는 원호형상으로 형성되어 있다. 광출사면(26b)은 주주사단면에 대해서 원호형상으로 형성되어 있고, 부주사단면에 대해서는, 10차까지의 함수로 표현될 수 있고 주주사방향에 따라 변화하는 곡률을 지니며 4차까지의 함수로 표현되는 원호 형상으로 형성되어 있다.
본 실시예에서는 광원 수단(81)으로부터 출사된 4본의 광속을 입사광학계(LA)에 의해 부주사단면에 대해서 광편향기(5)의 편향면(5a)상에 사선 방향으로 입사시키고 있다.
그래서, 광편향기(5)의 편향면(5a)에 의해 편향된 4본의 광속은 결상 렌즈(26)에 의해 관련된 감광 드럼면(8)(도면에는 단지 1개의 감광 드럼면만이 표시되어 있음)에 의해 각각 도광됨으로써, 상이한 색의 화상신호(화상 데이터)를 기록하여, 고속의 컬러 화상 인자가 달성되고 있다.
본 실시예에서는 결상 렌즈(26)의 광입사면(26a) 및 광출사면(26b)의 형상은 부주사단면에 대해서 비구면 표면 형상으로 형성되어 있다. 이것에 의해서, 광원 수단(81)으로부터의 4본의 광속이 광편향기(5)의 편향면(5a) 상에 부주사단면에 대해서 비스듬하게 입사된 때에 초래될 수 있는 피주사면(8) 상의 광 스폿의 회전이 보정될 수 있다.
이하의 표 3은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 수치 실시예 3에 있어서의 결상광학소자의 표면 형상과 광학소자의 광학 배치를 나타낸 것이다.
|
주사 렌즈 형상 |
축상 k-θ 계수 (mm/rad) |
kp |
150 |
|
제 1 면 |
제 2 면 |
사용 파장 (nm) |
λ |
790 |
R |
7.024E+02 |
-1.314E+02 |
주사렌즈 굴절률 |
N |
1.5 |
K |
7.37E+01 |
0 |
광편향기 입사각 (°) |
θi |
90 |
B4 |
-2.671E-07 |
0 |
최대 편향각 (°) |
θmax |
40 |
B6 |
4.478E-11 |
0 |
광편향기 - 주사렌즈 (mm) |
S1 |
39.5 |
B8 |
5.43E-15 |
0 |
주사렌즈 중심 두께 (mm) |
dp |
9.1 |
B10 |
-2.49E-18 |
0 |
주사렌즈 - 피주사면 (mm) |
Sk |
131.2 |
r |
-1.50E+01 |
-9.72E+00 |
주사렌즈 최대 유효직경 (mm) |
Ymax |
39 |
D2 |
9.17E-04 |
0 |
주사렌즈 초점 길이 (mm) |
fp |
222.2 |
D4 |
-4.61E-08 |
0 |
콜리메이터 수속도: 광편향기 - 자연 수속점 (mm) |
ro |
374 |
D6 |
8.29E-13 |
0 |
D8 |
4.04E-14 |
0 |
사선 입사각 |
θs |
3 |
D10 |
-4.12E-17 |
0 |
|
E2u |
0 |
2.20E-04 |
E4u |
0 |
-2.97E-04 |
E6u |
0 |
1.53E-12 |
E8u |
0 |
9.65E-15 |
E10u |
0 |
-8.49E-18 |
E2l |
0 |
2.27E-04 |
E4l |
0 |
-2.97E-08 |
E6l |
0 |
1.29E-12 |
E8l |
0 |
4.85E-15 |
E10l |
0 |
-5.12E-18 |
C40 |
0 |
1.12E-04 |
C42 |
0 |
-6.85E-08 |
C44 |
0 |
2.21E-11 |
부주사방향에서의 비구면 성분으로서, 본 실시예에서는 이하의 식에 의해 결정된 값을 상기 식 (2)에 부가한다:
이 비구면 성분을 렌즈면에 부가함으로써, 광원 수단(81)으로부터의 4본의 광속이 부주사단면에 대해서 광편향기(5)의 편향면(5a)에 비스듬하게 입사할 경우 초래될 수도 있는 광 스폿의 피주사면상에서의 회전이 보정될 수 있다.
본 실시예에 따르면 결상 렌즈(26)의 광축상에서의 부주사배율은 βs = -2.5이고, 이것은 상기 조건 (5)를 만족시킨다. 본 실시예에서는 조건 (5)를 만족시킴으로써, 광출사면의 주주사단면에 대한 형상은 유효 화상 영역 내의 부주사배율이 일정하게 유지되도록 결정된다.
또한, 결상 렌즈(26)의 광축상에서의 주주사방향에 대한 파워 φp와 그의 최축외부에서의 주주사방향에 대한 파워 φm과의 비는 φm/φp = 0.82이고, 이것은 조건 (6)을 만족시킨다. 이것에 의해, 결상 렌즈(26)의 처짐량은 작게 될 수 있고, 결상 렌즈(26)의 중심 두께는 얇게 될 수 있다.
또, 본 실시예에서는 축외부에서의 주주사방향에 대한 파워가 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 약하므로, 결상 렌즈의 k-θ 특성이 "언더"로 되어 있다. 그러나, 이것은 전기 신호 처리에 의해 간단히 보정될 수 있으므로 문제로는 되지 않는다.
결상 렌즈의 광축 상에서의 두께 dp와 광축 상에서의 k-θ 계수 kp와의 비는, 본 실시예에서는 dp/kp = 0.06이고, 이것은 상기 조건 (9)를 만족시킨다.
광축 상에서의 주사속도 Vp와 최축외부에서의 주사속도 Vm과의 비는 Vm/Vp = 1.18이고, 이것은 상기 조건 (10)을 만족시킨다.
본 실시예에서 3차 왜곡 수차 계수 V 는 V = 0.33이고, 이것은 상기 조건 (11)을 만족시킨다.
도 10A 내지 도 10C는 기하 수차 및 결상광학소자(결상 렌즈)의 부주사배율의 상 높이에 의한 균일성을 나타내고 있다. 이들 도면으로부터 각 수차도 실용가능한 레벨까지 보정되어 있고, 또 상 높이에 의한 부주사배율의 변화는 5% 이하로 억제되는 것을 알 수 있다. 여기서, 상 높이에 의한 부주사배율의 변화는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하이다.
도 11은 본 실시예에서의 피주사면 상에서의 스폿 형상을 설명하기 위한 모식도이다. 이 도면으로부터 부주사단면에 있어서 광원 수단으로부터의 복수의 광속이 광편향기(5)의 편향면(5a) 상에 비스듬히 입사할 경우 발생될 수도 있는 피주사면상에서의 스폿의 회전이 양호하게 보정되고 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 이 실시예에 있어서는 전술한 바와 같이, 제 1 실시예에 비해서 더욱 박형이고 소형인 결상 렌즈 및 광주사장치가 제공될 수 있다.
또, 본 실시예의 광주사장치는 광원수단으로서 멀티-빔 레이저를 사용하고, 부주사단면에 있어서 광원 수단으로부터의 복수의 광속이 광편향기의 편향면 상에 비스듬히 입사한다. 이러한 광주사장치가 컬러화상형성장치내에 편입되면, 고속 및 고품질의 컬러화상형성장치가 달성된다. 또한, 피주사면상에서의 바람직하지 않은 스폿 회전도 부주사단면내에서 결상 렌즈의 광출사면을 비원호 형상(비구면 형상)으로 형성함으로써 양호하게 보정될 수 있다.
[
화상형성장치의
실시예
]
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 주요부의 부주사방향에서의 모식적 단면도이다. 도면에서 (104)는 전체적으로 화상형성장치를 표시하고 있다,
이 화상형성장치(104)에는 퍼스널컴퓨터 등의 외부기기(117)로부터 코드 데이터(Dc)가 입력된다. 이어서, 이 코드 데이터(Dc)는 상기 장치 내의 프린터 컨트롤러(111)에 의해서 화상 데이터(도트 데이터)(Di)로 변환된다.
다음에, 이 화상데이터(Di)는 전술한 실시예 중의 어느 하나에 따라 구성된 광주사유닛(즉, 광주사장치)(100)에 입력된다. 이 광주사유닛(100)으로부터는, 화상 데이터(Di)에 따라서 변조된 광속(103)이 생성되고, 이 광속(103)에 의해서 감광드럼(101)의 감광면이 주주사 방향으로 주사된다.
정전잠상담지부재(감광부재)인 감광드럼(101)은 모터(115)에 의해서 시계방향으로 회전된다. 이 회전을 통해서, 감광드럼(101)의 감광면은 광속(103)에 대해서 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 상대적으로 이동된다.
감광드럼(101) 바로 위쪽에는, 감광드럼 표면을 균일하게 대전시키는 대전롤러(102)가 해당 감광드럼의 표면에 접촉해서 설치되어 있다. 그리고 대전롤러(102)에 의해서 대전된 감광드럼(101)의 표면에는, 상기 광주사유닛(100)에 의해서 주사되는 광속(103)이 입사된다.
앞서 설명한 바와 같이, 광속(103)은 화상데이터(Di)에 따라 변조되어 있다. 이 광속(103)을 감광드럼(101)에 조사함으로써 감광드럼(101)의 표면에 정전잠상을 형성한다. 이어서, 이와 같이 해서 형성된 정전잠상은 상기 광속(103)의 조사위치의 하류 위치에서 감광드럼(101)의 회전방향에 대해서 위치되어 감광드럼(101)에 접촉하는 현상장치(107)에 의해서 토너상으로서 현상된다.
이와 같이 현상장치(107)에 의해서 현상된 토너상은 감광드럼(101)의 아래쪽에서 감광드럼(101)에 대향하도록 설치된 전사롤러(전사장치)(108)에 의해서 전사 용지(전사재)(112)에 전사된다.
전사 용지(112)는 감광드럼의 앞쪽(도 12에 있어서 오른쪽)의 용지 카세트(109) 내에 수납되어 있으나, 이들은 수동으로 공급될 수도 있다. 용지카세트(109)의 단부에는 급지롤러(110)가 설치되어 있고, 용지 카세트(109) 내의 용지(112)를 용지반송로에 공급한다.
이상과 같이 해서, 미정착 토너상이 전사된 용지(112)는 감광드럼(101) 뒤쪽(도 12에 있어서 왼쪽)의 정착장치에 반송된다. 정착장치는 내장된 정착히터(도시생략)를 지닌 정착롤러(113)와 이 정착롤러(113)에 압접되도록 설치된 가압롤러(114)로 구성되어 있다. 그리고 화상전사 스테이션으로부터 반송되어 온 전사용지(112)를 정착롤러(113)와 가압롤러(114) 간의 압접부에서 가압하에 가열함으로써 전사용지(112) 위의 미정착 토너상을 정착시킨다.
또한, 정착 롤러(113)의 뒤쪽에는 배지(排紙)롤러(116)가 설치되어 있어, 화상이 정착된 용지(112)를 화상형성장치 밖으로 배출시킨다.
도 12에서는 도시하고 있지 않지만, 프린터 컨트롤러(111)는 앞서 설명한 데이터의 변환 기능에 부가해서, 모터(115) 또는 기타 화상형성장치 내의 각 구성 요소나 광주사유닛(후술함) 내의 다면경을 제어하는 등의 각종 기능을 지닌다.
본 발명에서 사용되는 화상형성장치의 기록밀도에 대해서는 특히 한정되지 않는다. 그러나, 기록밀도가 높아질수록 고화질이 요구되는 것을 고려하면, 1200 dpi 이상의 화상형성장치에 도입될 경우 본 발명의 제 1 내지 제 3실시예에 의한 구성은 더욱 효과를 발휘할 것이다.
[컬러
화상형성장치의
실시예
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도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 컬러 화상형성장치의 주요부의 개략도이다. 본 실시예는 광주사장치 4개가 서로 병렬로 대응하는 감광드럼(상담지부재)의 표면에 화상정보를 기록하도록 배치된 탄뎀형의 컬러 화상형성장치이다.
도 13에 있어서, (60)은 전체적으로 컬러화상형성장치, (11), (12), (13), (14)는 각각 선행하는 실시예 중의 어느 하나에 따른 구성을 지닌 광주사장치, (21), (22), (23), (24)는 각각 감광드럼(상담지부재), (31), (32), (33), (34)는 각각 현상장치, (51)은 반송벨트이다.
도 13에 있어서, 컬러 화상형성장치(60)에는 퍼스널 컴퓨터 등의 외부 기기(52)로부터 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색신호가 입력된다. 이들 색신호는 장치 내의 프린터 컨트롤러(53)에 의해서 C(시안), M(마젠타), Y(옐로), BK(블랙)에 상당하는 화상 데이터(도트 데이터)로 변환된다.
이들 화상 데이터는 각각 광주사장치(11), (12), (13), (14)로 입력된다. 이에 응해서, 이들 광 주사장치로부터는 상기 각 화상 데이터에 따라서 변조된 광속(41), (42), (43), (44)이 생성된다. 이들 광속에 의해서 감광드럼(21), (22), (23), (24)의 감광면이 주주사 방향으로 주사된다.
본 실시예의 컬러 화상형성장치에서는 4개의 광주사장치(11), (12), (13), (14)가 구비되어 있고, 이들은 각각 C(시안), M(마젠타), Y(옐로), BK(블랙)의 각 색에 대응하고 있다. 그리고, 이들 주사장치는 각각 서로 평행하게 작동해서 감광드럼(21), (22), (23), (24) 면 위에 화상신호를 기록하므로, 컬러 화상을 고속으로 인자하는 것이 가능하다.
본 실시예의 컬러 화상형성장치는 전술한 바와 같이 4개의 광주사장치(11), (12), (13), (14)에 의해 각각의 화상 데이터에 의거한 광속을 이용해서 각 색의 잠상을 각각 대응하는 감광드럼(21), (22), (23), (24) 면 위에 형성하고 있다. 그 후, 기록용지에 이들 화상을 다중전사함으로써, 1매의 풀컬러화상을 형성하고 있다.
상기 외부 기기(52)로서는 예를 들어 CCD 센서를 갖춘 컬러 화상판독장치가 이용될 수 있다. 이 경우에는, 이 컬러 화상판독장치와, 컬러 화상형성장치(60)는 컬러 디지털 복사기를 제공하게 될 것이다.