KR19980064359A - 주사 광학 장치 - Google Patents

주사 광학 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR19980064359A
KR19980064359A KR1019970070632A KR19970070632A KR19980064359A KR 19980064359 A KR19980064359 A KR 19980064359A KR 1019970070632 A KR1019970070632 A KR 1019970070632A KR 19970070632 A KR19970070632 A KR 19970070632A KR 19980064359 A KR19980064359 A KR 19980064359A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
main scanning
deflection element
section
toric
Prior art date
Application number
KR1019970070632A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100283383B1 (ko
Inventor
후지바야시가즈오
호시고지
가또마나부
이시베요시히로
Original Assignee
미따라이후지오
캐논가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미따라이후지오, 캐논가부시끼가이샤 filed Critical 미따라이후지오
Publication of KR19980064359A publication Critical patent/KR19980064359A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100283383B1 publication Critical patent/KR100283383B1/ko

Links

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
    • G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

주사 광학 장치는 광원 장치와, 상기 광원 장치로부터 출사된 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와, 상기 광원 수단으로부터 출사된 광속을 편향시키는 편향 소자와, 상기 광속을 편향 소자의 편향면에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와, 상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 피주사면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자를 구비한다. 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고, 상기 구면 렌즈의 표면은 상기 편향 소자를 향한 오목면을 가진 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에서 비구면 형상인 두 렌즈를 구비하고 또 주사 중심 부근에서 상기 편향 소자를 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력을 가진 메니스커스 형상으로 이루어진다.

Description

주사 광학 장치
본 발명은 주사 광학 장치에 관한 것으로, 특히 광원 수단으로부터 광변조되어 출사된 광을 회전 다면경 등으로 이루어지는 광 편향기로 편향 반사시킨 후, 광이 fθ특성을 갖는 결상 광학계(fθ렌즈)를 거쳐서 피주사면 상의 영역을 주사하게 하여 그 영역에 화상 정보를 기록하게 한, 예를 들면 전자 사진 프로세스를 갖는 레이저 비임 프린터(LBP)나 디지털 복사기 등의 장치에 사용하기에 적합한 주사 광학 장치에 관한 것이다.
레이저 비임 프린터 등의 종래의 주사 광학 장치에 있어서, 화상 신호에 따라 광 변조되고 광원 수단으로부터 출사된 비임은 예를 들어 회전 다면경(폴리곤 미러)로 이루어지는 광편향기에 의해 주기적으로 편향되고, 상기 비임은 fθ 특성을 갖는 결상 광학계에 의해 감광 기록 매체(감광 드럼)의 표면 상에 스폿형으로 집속되고 그 면 상을 광 주사하여 화상 기록을 수행하도록 되어 있다.
도1은 주 주사 방향으로 횡단면으로 도시한 종래의 주사 광학 장치의 주요부를 도시하는 개략도이다. 도면에서, 광원 수단(11)으로부터 출사된 발산 광속은 컬리메이터 렌즈(12)에 의해 거의 평행 비임으로 변환되고, 조리개(13)로 광속(광량)을 제한하여 광속을 부주사 방향으로만 소정의 굴절력을 갖는 원통형 렌즈(14)로 입사된다. 원통형 렌즈(14)에 입사하는 평행 광속은 주 주사 단면에서는 그대로 평행 광속 상태로 사출된다. 부주사 단면에 있어서는 광속은 집속되어 회전 다면경(폴리곤 미러)으로 이루어지는 광 편향기(15)의 편향면(반사면)(15a) 상에 거의 선형 화상으로서 결상된다.
그리고, 광 편향기(15)의 편향면(15a)에 의해 편향된 광속은 fθ 특성을 갖는 결상 광학계(fθ렌즈)(16)를 거쳐서 피주사면으로서의 감광 드럼(18) 표면 상에 안내되고, 상기 광 편향기(15)를 화살표(A) 방향으로 회전시킴으로써 감광 드럼(18)의 표면 상의 영역을 광 주사하여 화상 정보의 기록을 수행하도록 되어 있다.
고정밀도의 화상 정보 기록을 수행하기 위해, 이런 종류의 주사 광학 장치는 스폿 직경이 균일해지도록 피주사면 전체 영역에 걸쳐서 필드의 만곡을 양호하게 보정해야 하고 광의 입사각과 상의 높이 사이에 비례 관계가 성립하도록 왜곡 수차(fθ특성)를 가져야 한다. 이런 광학 특성을 만족하는 주사 광학 장치, 또는 보정 광학계(fθ렌즈)는 종래에도 여러 가지가 제안되고 있었다.
한 편, 레이저 비임 프린터, 디지털 복사기 등의 소형화 및 제작비 저감에 수반하여, 주사 광학 장치도 마찬가지 조건이 요구되고 있다.
이들 요구를 동시에 만족시키기 위해, fθ렌즈 1개로 구성되는 각종 광학 장치들이 예를 들어 일본 특허 공고 소61-48684호, 일본 공개 특허 공보 소63-157122호, 일본 공개 특허 공보 평4-104213호, 일본 공개 특허 공보 평4-50908호(미국 특허 제5,111,219호에 대응) 등에 제안되어 있다.
이들 특허 및 출원 중 일본 특허 공보 소61-48684호, 일본 공개 특허 공보 소63-157122호 등은 fθ 렌즈로서 광편향기측에 오목면을 가진 단일 렌즈를 이용하여 컬리메이터 렌즈로부터의 평행 광속을 기록 매체의 표면 상에 입사시키고 있다. 또, 일본 공개 특허 공보 평4-104213호는 fθ 렌즈로서 광 편향기측에 오목면을, 화상 평면측 상에 토로이달면을 갖는 단일 렌즈를 이용하여 컬리메이터 렌즈에 의해 수렴광으로 변환된 광속을 fθ렌즈로 입사시키고 있다. 또, 일본 공개 특허 공보 평4-50908호(미국 특허 제5,111,219호에 대응)는 fθ렌즈로서 렌즈 표면이 고배율 비구면인 단일 렌즈를 사용하고 컬리메이터 렌즈에 의해 수렴광으로 변환된 광속을 fθ렌즈에 입사시키고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 주사 광학 장치는 이하와 같은 문제점을 안고 있다. 일본 특허 공고 소61-48684호의 장치에서는, 필드의 만곡이 부주사 방향으로 잔존하게 되고, 평행 광속을 피주사면 상에서 결상시키기 때문에 fθ렌즈로부터 피주사면 까지의 거리가 길어서 소형인 주사 광학 장치를 구성하기가 어렵다는 문제점이 있다.
일본 공개 특허 공보 소63-157122호의 장치는 fθ 렌즈의 두께가 두껍기 때문에, 주조 성형에 의해 fθ렌즈를 제작하기가 곤란하며 비용 상승의 원인이 된다는 문제점이 있었다.
일본 공개 특허 공보 평4-104213호의 장치는 왜곡 수차가 잔존하고 있고 광 편향기인 폴리곤 미러의 장착 오차로 인해 폴리곤 면의 수효 주기의 지터가 발생된다는 문제점이 있었다.
일본 공개 특허 공보 평4-50908호에서, 고차 비구면의 fθ 렌즈를 이용하여 수차는 양호하게 보정되었지만, 광편향기와 피주사면 사이의 부주사 방향의 배율 불균일로 인해 화상의 높이에 따라 부주사 방향의 스폿 직경이 변화되는 경향이 있었다.
그밖에, 두 개의 렌즈로 구성되는 fθ 렌즈를 가진 주사 광학 장치도 제안되었는데, 그 예로, 일본 공개 특허 공보 소56-36622호와 일본 공개 특허 공보 소61-175607호 등이 있다. 이들 공보에 제안된 fθ 렌즈는 단면 형상이 구면 또는 약간의 비구면으로 구성되어 있으며, 소형화, 비용 저감 및 고정밀도화등을 도모하기가 어려웠다.
본 발명의 목적은 컬리메이터 렌즈로부터의 수렴광을 광편향기를 거쳐서 두 개의 렌즈를 갖는 fθ 렌즈에 의해 피주사면 상에 결상시킴에 있어서 상기 fθ 렌즈를 구성하는 두 개의 렌즈의 렌즈 형상을 적절히 구성함으로써, 화상면 만곡이나 구면 수차를 보정하고 화상 높이에 따른 스폿 직경의 변화를 방지하는, 소형이면서도 고정밀도 인쇄에 적합한 주사 광학 장치를 제공하는 것이다.
도1은 종래의 주사 광학 장치의 광학계의 요부 개략도.
도2는 본 발명의 주사 광학 장치의 실시예 1의 주 주사 방향의 요부 단면도.
도3은 본 발명의 실시예 1의 상면 만곡, 왜곡 수차 및 각도 배율의 변화를 도시하는 도면.
도4는 본 발명의 주사 광학 장치의 실시예 2의 주 주사 방향의 요부 단면도.
도5는 본 발명의 실시예 2의 상면 만곡, 왜곡 수차 및 각도 배율의 변화를 도시하는 도면.
도6은 본 발명의 주사 광학 장치의 실시예 3의 주 주사 방향의 요부 단면도.
도7은 본 발명의 실시예 3의 상면 만곡, 왜곡 수차 및 각도 배율의 변화를 도시하는 도면.
도8은 본 발명의 주사 광학 장치의 실시예 4, 5 또는 6의 주 주사 방향의 요부 단면도.
도9는 본 발명의 실시예 4의 상면 만곡, 왜곡 수차 및 각도 배율의 변화를 도시하는 도면.
도10은 본 발명의 실시예 5의 상면 만곡, 왜곡 수차 및 각도 배율의 변화를 도시하는 도면.
도11은 본 발명의 실시예 6의 상면 만곡, 왜곡 수차 및 각도 배율의 변화를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 광원 수단
2 : 제1 광학 소자(컬리메이터 렌즈)
3 : 조리개
4 : 제2 광학 소자(원통형 렌즈)
5 : 편향 소자(광 편향기)
6, 26, 36 : 구면 렌즈
7, 27, 37 : 토릭 렌즈
8 : 피주사면(감광 드럼면)
9, 29, 39 : 제3 광학 소자(fθ렌즈)
본 발명의 주사 광학 장치는 광원 수단으로부터 출사된 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와, 상기 광속을 편향 소자의 편향면에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와, 상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 피주사면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자를 구비하는 주사 광학 장치에 있어서, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고, 상기 구면 렌즈는 상기 편향 소자를 향한 오목면을 가진 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에서 비구면 형상인 두 렌즈를 구비하고, 또 주사 중심 부근에서 상기 편향 소자를 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력을 가진 메니스커스 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.
특히, 본 발명의 주사 광학 장치는, 상기 토릭 렌즈가, 주 주사 단면에서 상기 피주사면측의 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 감에 따라서 연속적으로 변화하고, 중간부에서는 그 부호가 반전되며,
상기 토릭 렌즈는 플라스틱 성형에 의해 제작되고,
상기 토릭 렌즈는 부주사 단면 내의 상기 편향 소자측 또는 피주사면측의 렌즈 면 중 적어도 한쪽 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 연속적으로 변화하고,
상기 적어도 하나의 렌즈 면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 좌우 대칭으로 연속적으로 변화되고,
상기 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 상기 피주사면의 법선에 대해 주 주사면 내에서 경사져 있고,
상기 구면 렌즈와 상기 토릭 렌즈의 주 주사 단면 내의 초점 거리를 각각 f6, f7이라 할 때,
1.6f6/f72.4가 되는 조건을 만족하고,
상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에 있어서 광원 수단을 향해 평행 편심되어 있고,
상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에 있어서의 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때,
0.25rsc0.67
인 조건을 만족하거나,
상기 토릭 렌즈의 부주사 단면 내의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약해지고, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에서 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc, 화상 전체 영역에 있어서의 임의의 위치의 각도 배율을 rso라 할 때,
0.9rso/rsc1.25
가 되는 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 다른 주사 광학 장치는, 광원 수단으로부터 사출한 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와, 상기 광속을 편향 소자의 편향면 상에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와, 상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 피주사면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자를 구비하는 주사 광학 장치에 있어서,
상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고, 상기 구면 렌즈는 상기 편향 소자측을 향한 오목면을 구비한 정의 굴절력의 메니스커스 향상으로 이루어지며, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면에서 두 렌즈 면이 비구면 형상이고 주사 중심 근방에서 상기 편향 소자측을 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며,
상기 구면 렌즈와 상기 토릭 렌즈의 주 주사 단면 내의 초점 거리를 각각 f6, f7이라 할 때,
1f6/f710
이 되는 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 주사 광학 장치는 특히, 상기 토릭 렌즈가, 주 주사 단면에서 상기 피주사면측의 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 감에 따라서 연속적으로 변화하고, 중간부에서는 그 부호가 반전되며,
상기 토릭 렌즈는 플라스틱 성형에 의해 제작되고,
상기 토릭 렌즈는 부주사 단면 내의 상기 편향 소자측 또는 피주사면측의 렌즈 면 중 적어도 한쪽 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 연속적으로 변화하고,
상기 적어도 하나의 렌즈 면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 좌우 대칭으로 연속적으로 변화되고,
상기 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 상기 피주사면의 법선에 대해 주 주사면 내에서 경사져 있고,
상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에 있어서 광원 수단 방향으로 평행 편심되어 있고,
상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에 있어서의 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때,
0.25rsc0.67
인 조건을 만족하거나,
상기 토릭 렌즈의 부주사 단면 내의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약해지고, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에서 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc, 화상 전체 영역에 있어서의 임의의 위치의 각도 배율을 rso라 할 때,
0.9rso/rsc1.25
가 되는 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하고 있다.
도2는 본 발명에 따른 주사 광학 장치의 실시예 1의 주 주사 방향(주 주사 단면)의 요부 단면도이다.
본 명세서에 있어서, 주 주사 방향이라 함은 광속이 광 편향기의 편향 반사면에 의해 주사되도록 편향되는 방향을 의미한다. 또, 주 주사 평면이라 함은 광 편향기의 편향 반사면에 의해 주사하도록 편향된 광속에 의한 시간의 함수로 형성된 광속 평면을 의미한다.
도면에서, 참고 부호 1은 예를 들어 반도체 레이저 등으로 구성되는 광원 수단이다. 참고 부호 2는 주 주사 평면 내에서 광원 수단(1)으로부터 출사된 광속을 수렴 광속으로 변환시키는 제1 광학 소자로서의 컬리메이터 렌즈를 가리킨다. 참고 부호 3은 통과 광속의 직경을 정돈해주는 조리개를 가리킨다.
참고 부호 4는 부 주사 방향으로만 소정의 굴절력을 갖는 제2 광학 소자로서의 원통형 렌즈를 가리키며, 후술하는 바와 같이 광축을 구비하고 조리개(3)를 통과하는 광속을 주 주사 단면과 수직으로 교차되는 부 주사 단면 내에서 광 편향기(5)의 편향 반사면(5a) 상의 거의 선형 화상 형태로 결상한다.
참고 부호 5는 예를 들면 4면으로 구성되는 폴리곤 미러(회전 다면경)으로 이루어지는 광 편향기로서, 모터 등의 구동 수단(도시 않음)에 의해 도면에서 화살표(A) 방향으로 일정 속도로 회전된다.
참고 부호 9는 제3 광학 소자로서의 fθ 특성을 갖는 fθ 렌즈(결상 광학계)이다. 제3 광학 소자(9)는 구면 렌즈(6)와 토릭 렌즈(7)를 구비한다. 제3 광학 소자(9)는 광 편향기(5)에 의해 편향 반사된 화상 정보에 따라 광속을 피주사면으로서의 기록 매체인 감광 드럼(8)의 표면 상에 결상시키고, 광 편향기(5)의 편향면의 면 경사를 보정한다.
본 실시예에 있어서, 반도체 레이저(1)로부터 출사된 광속은 컬리메이터 렌즈(2)에 의해 주 주사 단면 내에서 수렴광으로 변환되고, 상기 광속(광량)이 조리개(3)에 의해 제한되어 원통형 렌즈에 입사되게 된다. 원통형 렌즈(4)에 입사하는 광속은 주 주사 단면에서는 그대로 사출된다. 한 편, 부 주사 단면에 있어서는 상기 광속은 집속되어 광 편향기(5)의 편향면(5a) 상의 거의 선형인 화상(주 주사 방향으로 긴 선형 화상) 형태로 결상되게 된다. 또, 광 편향기(5)의 편향면(5a)에 의해 편향 반사된 광속은 fθ렌즈(9)를 거쳐 감광 드럼(8) 표면 상에 안내되고, 감광 드럼(8)의 표면 영역은 광 편향기(5)를 화살표(A) 방향으로 회전시켜서 화살표(B) 방향으로 광 주사된다. 이렇게 되면 화상 기록이 이루어진다.
이하에는 본 실시예에서 제3 광학 소자(fθ렌즈)(9)를 구성하는 구면 렌즈(6)와 토릭 렌즈(7)의 특징에 대해 설명하기로 한다.
제3 광학 소자(9)는 구면 렌즈(6)와 토릭 렌즈(7) 등 두 개의 렌즈로 구성되며, 이들은 각각 정의 굴절력을 갖고 있고, 이들 두 렌즈의 굴절력 분배는 적절히 결정하여 양호한 상면 만곡 특성을 성취한다.
여기서 주 주사 단면 내에서의 구면 렌즈(6)와 토릭 렌즈(7)의 초점 거리를 각각 f6 및 f7이라 하면, 이들은 이하의 조건
1f6/f710 (1)
을 만족하도록 결정된다.
이 조건식(1)이 만족되면 상면 만곡과 왜곡 수차는 양호하게 보정된다. 또, 이로써 구면 렌즈(6)와 토릭 렌즈(7)의 두께가 감소되고 플라스틱 성형 또는 글래스 성형(글래스 몰드)에 의해 제작한 때의 사이클 시간이 단축되고, 냉각시의 표면 형상 변형이 경감된다.
본 실시예에서 조건식(1)의 더욱 적합한 수치 범위는 이하와 같다.
1.1f6/f78.5 (1a)
특히, 더욱 양호한 광학 성능은 이하의 범위에서 얻어진다.
1.6f6/f72.4 (1b)
fθ렌즈(9)가 토릭 렌즈 하나만으로 이루어지는 경우에는, 토릭 렌즈(7)의 두 렌즈면만으로는 피주사면의 전체 영역에 걸쳐 스폿 직경을 균일하게 유지하기가 어렵고, 상면 만곡의 변동을 양호한 수준으로 유지하기가 어렵다.
따라서, 본 실시예에서, 구면 렌즈(6)는 편향 소자(5)를 향한 오목면을 가진 정의 굴절율을 가진 메니스커스형으로 형성하여 이 경우의 상면 만곡을 양호하게 보정한다.
fθ특성과 상면 만곡 특성을 모두 양호하게 유지하기 위해, 토릭 렌즈(7)는 주 주사 단면 내에 있어서
양 렌즈면(7a, 7b)이 비구면이고,
주사 중심(렌즈 중심) 부근에서 편향 소자(5)를 향한 오목면을 가진 정의 굴절력을 가진 메니스커스형으로 형성되고,
피주사면(8)측 상의 렌즈면(7b)의 주 주사 방향의 곡률이 렌즈 중심(주 주사 범위 중심)으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라 연속적으로 변화하고 중간부에 있어서 그 부호(정, 부의 부호)가 반전된다.
상술한 바와 같은 토릭 렌즈(7)는 상기 형상으로 구성함으로써 전체 주사 범위에서 상면 만곡과 왜곡 수차를 양호하게 보정한다.
또, 토릭 렌즈(7)의 부 주사 단면(주 주사 단면과 수직으로 교차하고 광축을 갖는 횡단면) 내에서의 양 렌즈면(7a, 7b)의 곡률은 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향으로 일정 거리에 따른 대칭 평면 내에서 연속적으로 변화하도록 배치되어 있다. 부 주사 방향의 화상 특성은 이런 배치 구조에 의해 양호하게 유지된다.
fθ렌즈(9)는 광 편향기(5)와 피주사면(8) 사이의 부 주사 단면 내에서의 피주사면(8) 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때, 상기 각도 배율이 이하의 조건을 만족하도록 배치된다.
0.25rsc0.67 (2)
이 조건식(2)은 fθ렌즈(9)의 주 주사 방향의 렌즈 길이를 제한하면서 부 주사 단면 내에서의 양호한 화상 특성을 유지하기 위한 조건이다. 상기 조건식(2)의 하한 이하에서는, 구면 렌즈(6)와 토릭 렌즈(7)에 의한 유효 광속은 팽창되고 렌즈의 두께는 증대되어 렌즈의 소형성을 잃게 된다. 이것은 바람직하지 않다. 상기 조건식(2)의 상한 이상에서는 플라스틱 렌즈로 된 fθ렌즈(9)의 화상 성능이 온도 변화 등의 환경적 변화에 따라 불안정해지게 된다. 이것도 바람직하지 않다.
또, 본 실시예에서 부 주사 단면에서의 토릭 렌즈(7)의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약화되게 배치되어 있고, fθ렌즈(9)는 광 편향기(5)와 피주사면(8) 사이의 부주사 단면에서의 피주사면(8) 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 하고 전체 화상 영역 내에서의 임의의 위치에서의 각도 배율을 rso라 할 때,
0.9rso/rsc1.25 (3)
인 조건을 만족하도록 되어 있다.
이 조건식(3)은 피주사면(8)의 중앙부로부터 주변부 까지의 부주사 방향으로 스폿 직경을 균일하게 하기 위한 조건이다. 상기 조건식(3)의 상한 이상에서는, 피주사면(8)의 주변부(주 주사 방향의 화상 엣지)에서의 스폿 직경이 중앙부에서 보다 작아지는데, 이는 바람직하지 못하다. 상기 조건식(3)의 하한 이하에서는 피주사면(8)의 주변부의 스폿 직경이 중앙부 보다 커지게 되어 부주사 단면 내에서의 스폿 직경의 균일성이 상실되어 바람직하지 않다. 게다가, 스폿 직경이 증대되면 스폿의 피크 강도가 저하되고 현상의 분산으로 인해 스폿 직경이 분산되어 바람직하지 않다.
본 실시예에서 상기 조건식(3)의 더욱 적합한 수치 범위는 이하와 같다.
0.95rso/rsc1.21 (3a)
본 실시예에서, 토릭 렌즈(7)의 주 주사 방향의 렌즈 형상은 비구면으로서, 10도 정도 까지의 함수로서 표현할 수 있고, 부 주사 방향의 렌즈 형상은 화상의 높이 방향으로 연속적으로 변화되는 구면이다. 렌즈 형상을 표현하기 위해, 좌표 시스템, 예를 들어 원점을 토릭 렌즈(7)와 광축의 교점에 배치하고 X축을 광축 방향에 따라 취하고, Y축을 주 주사 평면 내의 광축에 수직인 축을 따라 배치하고, Z축을 부 주사 평면 내의 광축에 수직인 축을 따라 배치한다. 이 때, 주 주사 방향에 대응하는 모선 방향의 렌즈 표면은 이하의 등식으로 표현할 수 있다.
X=(Y2/R)/[1+(1-(1+K)(Y/R2))1/2]+B4Y4+B6Y6+B8Y8+B10Y10
(여기서, R은 곡률 반경이고, K, B, B4, B6, B8및 B10은 비구면 계수임)
부 주사 단면 내의 형상은 주 주사 방향의 렌즈 표면의 좌표의 변화에 따라서 그 곡률 반경이 연속적으로 변화하도록 정해지며, 주 주사 평면 상의 좌표 Y에서의 곡률 반경 r'는 이하의 식으로 표현될 수 있다.
r=r(1+D2Y2+D4Y4+D6Y6+D8Y8+D10Y10)
여기서, r은 광축의 곡률 반경이고, D2, D4, D6, D8, D10은 계수이다.
이하의 표 1은 실시예 1의 렌즈 표면의 형상 및 기타 특성을 표시하는 계수를 나타낸다. 도3은 실시예 1의 중심에서 상면 만곡과 왜곡 수차와 각도 배율의 기준과의 수차를 도시하는 설명도이다. 도면을 참조하면, 각 편차는 실제 사용에서는 문제가 되지 않는 수준으로 하향 보정됨을 알 수 있다.
데이타
사용 파장 λ(㎚) 780 토릭 렌즈 형상
구면 렌즈 굴절율 ns 1.5255 제1면 제2면
토릭 렌즈 굴절율 nt 1.5255 R 5.11296E+01 6.91590E+01
폴리곤 입사각 θi -90.0 K -1.04082E+01 -2.06725E+01
폴리곤 최대 출사각 θmax 45.0 B4 -1.68576E-06 -2.33101E-06
폴리곤-구면 렌즈 e1 25.0 B6 1.96558E-10 3.54333E-10
구면 렌즈 중심 두께 d1 5.6 B8 -4.15803E-14 -1.10335E-13
구면 렌즈-토릭 렌즈 e2 5.4 B10 6.03212E-18 1.67359E-18
토릭 렌즈 중심 두께 d2 8.0 r -2.08401E+01 -1.05955E+01
토릭 렌즈-피주사면 Sk 113.5 D2 4.58480E-03 1.65382E-03
컬리메이터 집속도폴리곤 자연 집속점 fc 312.06 D4 5.74867E-06 -6.59308E-07
D6 2.52676E-08 -1.08325E-10
구면 렌즈 곡률 반경 R1 R1 -67.640 D8 -4.83224E-11 8.36075E-14
구면 렌즈 곡률 반경 R2 R2 -59.086 D10 1.67359E-18 2.26003E-19
구면 렌즈의 초점 거리 f6 725
토릭 렌즈의 초점 거리 f7 323.7
초점 거리의 비 f6/f7 2.24
각도 배율 rsc 0.40
본 실시예에서, 토릭 렌즈(7)는 피주사면(8)의 법선에 대해 광원 수단을 향해 평행으로 0.5㎜ 시프트하였다. 또, 토릭 렌즈(7)는 주 주사 방향의 대칭 축이 피주사면(8)의 법선에 대해 주 주사 평면 내의 광학 편향기(5)측 상의 렌즈면의 정점을 관통하는 회전축에 대해 시계 방향으로 약 25분 기울어져 있다. 평행 시프트의 기준은 광 편향기(5)에 의해 굴절된 기본 선으로부터 벗어나 피주사면의 법선에 평행인 기본선이다.
토릭 렌즈의 표면 형상은 주 주사 단면 내의 토릭 렌즈 자체의 광축에 대해 모선 방향과 자선 방향 모두에 대하여 대칭으로 되어 있다.
도4는 본 발명에 따른 주사 광학 장치의 실시예 2의 주 주사 방향의 요부 단면도(주 주사 단면도)이다. 이 도면에서 도2에 도시한 것과 동일한 소자들은 동일 참조 부호로 표시하였다.
본 실시예는 제3 광학 소자(29)를 구성하는 구면 렌즈(26)와 토릭 렌즈(27)가 이하의 표2에 표시한 바와 같이 4면으로 구성되는 폴리곤 미러에 대해 적정한 각 렌즈 형상으로 구성된다는 점이 도2의 실시예 1과는 다르다. 다른 구조 및 광학 작용은 상기 실시예 1의 것과 거의 동일하므로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
표2는 실시예 2에서 렌즈 표면의 형상과 기타 각종 특성을 표시하는 계수를 나타낸 것이다. 도5는 상면 만곡 및 왜곡 수차와 실시예 2의 중심을 기준으로 한 각도 배율의 변화를 표시한 개략도이다. 이 도면에서, 각 편차는 실제 사용에 문제가 없는 수준으로 하강 보정됨을 알 수 있다.
데이타
사용 파장 λ(㎚) 780 토릭 렌즈 형상
구면 렌즈 굴절율 ns 1.5242 제1면 제2면
토릭 렌즈 굴절율 nt 1.5242 R 4.12315E+01 4.76163E+01
폴리곤 입사각 θi -90.0 K -7.35357E+00 -1.06514E+01
폴리곤 최대 출사각 θmax 45.0 B4 -2.59911E-06 -2.59911E-06
폴리곤-구면 렌즈 e1 25.0 B6 1.53043E-10 1.77243E-10
구면 렌즈 중심 두께 d1 5.6 B8 -1.12193E-13 -4.19341E-14
구면 렌즈-토릭 렌즈 e2 5.4 B10 2.49607E-17 2.73683E-17
토릭 렌즈 중심 두께 d2 8.0 r -2.05362E+01 -1.06757E+01
토릭 렌즈-피주사면 Sk 113.5 D2 3.75941E-03 1.65667E-03
컬리메이터 집속도폴리곤 자연 집속점 fc 312.06 D4 4.91305E-06 -6.73059E-07
D6 1.36972E-08 -9.92015E-11
구면 렌즈 곡률 반경 R1 R1 -43.465 D8 -2.45565E-11 8.32087E-14
구면 렌즈 곡률 반경 R2 R2 -38.995 D10 3.51609E-14 1.96687E-18
구면 렌즈의 초점 거리 f6 505.54
토릭 렌즈의 초점 거리 f7 409.94
초점 거리의 비 f6/f7 1.233
각도 배율 rsc 0.404
본 실시예에서, 토릭 렌즈(27)는 피주사면(8)의 법선에 대해 광원 수단을 향해 평행으로 0.2㎜ 시프트하였다. 또, 토릭 렌즈(27)는 주 주사 방향의 대칭 축이 피주사면(8)의 법선에 대해 주 주사 평면 내의 광학 편향기(5)측 상의 렌즈면의 정점을 관통하는 회전축에 대해 시계 방향으로 약 25분 기울어져 있다.
도6은 본 발명에 따른 주사 광학 장치의 실시예 3의 주 주사 방향의 요부 단면도(주 주사 단면도)이다. 이 도면에서 도2에 도시한 것과 동일한 소자들은 동일 참조 부호로 표시하였다.
본 실시예는 제3 광학 소자(39)를 구성하는 구면 렌즈(36)와 토릭 렌즈(37)가 이하의 표3에 표시한 바와 같이 4면으로 구성되는 폴리곤 미러에 대해 적정한 각 렌즈 형상으로 구성된다는 점이 도2의 실시예 1과는 다르다. 다른 구조 및 광학 작용은 상기 실시예 1의 것과 거의 동일하므로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
표3은 실시예 3에서 렌즈 표면의 형상과 기타 각종 특성을 표시하는 계수를 나타낸 것이다. 도7은 상면 만곡 및 왜곡 수차와 실시예 3의 중심을 기준으로 한 각도 배율의 변화를 표시한 개략도이다. 이 도면에서, 각 편차는 실제 사용에 문제가 없는 수준으로 하강 보정됨을 알 수 있다.
데이타
사용 파장 λ(㎚) 780 토릭 렌즈 형상
구면 렌즈 굴절율 ns 1.5242 제1면 제2면
토릭 렌즈 굴절율 nt 1.5242 R 6.23395E+01 1.13261E+02
폴리곤 입사각 θi -90.0 K -1.31335E+01 -5.22153E+01
폴리곤 최대 출사각 θmax 45.0 B4 -1.47004E-06 -2.01508E-06
폴리곤-구면 렌즈 e1 25.0 B6 2.19952E-10 1.89102E-10
구면 렌즈 중심 두께 d1 5.6 B8 -8.37295E-14 -4.80242E-14
구면 렌즈-토릭 렌즈 e2 5.4 B10 1.39711E-17 -1.54869E-17
토릭 렌즈 중심 두께 d2 9.15 r -1.81836E+01 -1.02296E+01
토릭 렌즈-피주사면 Sk 112.35 D2 4.98453E-03 1.52646E-03
컬리메이터 집속도폴리곤 자연 집속점 fc 312.06 D4 5.91930E-06 -6.58541E-07
D6 1.85391E-08 2.56142E-11
구면 렌즈 곡률 반경 R1 R1 -192.19 D8 -2.65573E-11 1.00622E-13
구면 렌즈 곡률 반경 R2 R2 -164.06 D10 3.46167E-14 -2.36684E-17
구면 렌즈의 초점 거리 f6 1996.9
토릭 렌즈의 초점 거리 f7 248.50
초점 거리의 비 f6/f7 8.036
각도 배율 rsc 0.424
본 실시예에서, 토릭 렌즈(37)는 피주사면(8)의 법선에 대해 광원 수단을 향해 평행으로 0.4㎜ 시프트하였다. 또, 토릭 렌즈(37)는 주 주사 방향의 대칭 축이 피주사면(8)의 법선에 대해 주 주사 평면 내의 광학 편향기(5)측 상의 렌즈면의 정점을 관통하는 회전축에 대해 시계 방향으로 약 25분 기울어져 있다.
이하에는 본 발명의 주사 광학 장치의 실시예 4, 5 및 6에 대해 설명하기로 한다. 실시예 4, 5 및 6에서, 각 렌즈의 형상은 주 주사 단면 내에서 공통이며, 도8은 실시예 4, 5 및 6에 공통인 주 주사 방향의 요부 단면도(주 주사 단면도)이다. 이 도면에서 도2에 도시한 것과 동일한 소자들은 동일 참조 부호로 표시하였다.
실시예 4, 5 및 6이 도2의 실시예 2와 다른 점은,
편향 소자로서의 폴리곤 미러가 고속 인쇄용으로 6면으로 구성되고,
제3 광학 소자를 구성하는 구면 렌즈와 토릭 렌즈가 표 4, 5 및 6에 표시한 바와 같이 6면으로 구성되는 폴리곤 미러에 대해 적정한 각 렌즈 형상으로 구성된다는 점이다. 실시예 4, 5 및 6 각각의 다른 구조 및 광학 작용은 상기 실시예 1의 것과 거의 동일하므로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
표4, 5 및 6은 실시예 4, 5 및 6에서 렌즈 표면의 형상과 기타 각종 특성을 표시하는 계수를 나타낸 것이다. 도9, 10 또는 11은 상면 만곡 및 왜곡 수차와 실시예 4, 5 및 6의 중심을 기준으로 한 각도 배율의 변화를 표시한 개략도이다. 이 도면에서, 각 편차는 실제 사용에 문제가 없는 수준으로 하강 보정됨을 알 수 있다.
데이타
사용 파장 λ(㎚) 780 토릭 렌즈 형상
구면 렌즈 굴절율 ns 1.5242 제1면 제2면
토릭 렌즈 굴절율 nt 1.5242 R 6.23341E+01 8.68550E+01
폴리곤 입사각 θi -60.0 K -9.37019E+00 -1.83238E+01
폴리곤 최대 출사각 θmax 41.0 B4 -1.47610E-06 -1.86679E-06
폴리곤-구면 렌즈 e1 36.4 B6 3.46212E-10 3.86512E-10
구면 렌즈 중심 두께 d1 5.3 B8 -1.18693E-13 -1.22439E-13
구면 렌즈-토릭 렌즈 e2 2.5 B10 1.71530E-17 1.09562E-17
토릭 렌즈 중심 두께 d2 7.8 r -2.11003E+01 -1.15000E+01
토릭 렌즈-피주사면 Sk 122 D2 0.00000E+00 2.27836E-04
컬리메이터 집속도폴리곤 자연 집속점 fc 339.6 D4 7.00000E-07 -1.18222E-07
D6 0.00000E+00 2.93772E-10
구면 렌즈 곡률 반경 R1 R1 -260.40 D8 0.00000E+00 -1.80466E-13
구면 렌즈 곡률 반경 R2 R2 -150.90 D10 0.00000E+00 3.58710E-17
구면 렌즈의 초점 거리 f6 673.6
토릭 렌즈의 초점 거리 f7 379.7
초점 거리의 비 f6/f7 1.77
각도 배율 rsc 0.43
데이타
사용 파장 λ(㎚) 780 토릭 렌즈 형상
구면 렌즈 굴절율 ns 1.5242 제1면 제2면
토릭 렌즈 굴절율 nt 1.5242 R 6.23341E+01 8.68550E+01
폴리곤 입사각 θi -60.0 K -9.37019E+00 -1.83238E+01
폴리곤 최대 출사각 θmax 41.0 B4 -1.47610E-06 -1.86679E-06
폴리곤-구면 렌즈 e1 36.4 B6 3.46212E-10 3.86512E-10
구면 렌즈 중심 두께 d1 5.3 B8 -1.18693E-13 -1.22439E-13
구면 렌즈-토릭 렌즈 e2 2.5 B10 1.71530E-17 1.09562E-17
토릭 렌즈 중심 두께 d2 7.8 r -2.11003E+01 -1.15000E+01
토릭 렌즈-피주사면 Sk 122 D2 1.50000E-03 7.05420E-04
컬리메이터 집속도폴리곤 자연 집속점 fc 339.6 D4 -6.50000E-07 -5.30841E-07
D6 0.00000E+00 1.72712E-10
구면 렌즈 곡률 반경 R1 R1 -260.40 D8 0.00000E+00 1.21162E-14
구면 렌즈 곡률 반경 R2 R2 -150.90 D10 0.00000E+00 -8.50250E-18
구면 렌즈의 초점 거리 f6 673.6
토릭 렌즈의 초점 거리 f7 379.7
초점 거리의 비 f6/f7 1.77
각도 배율 rsc 0.43
데이타
사용 파장 λ(㎚) 780 토릭 렌즈 형상
구면 렌즈 굴절율 ns 1.5242 제1면 제2면
토릭 렌즈 굴절율 nt 1.5242 R 6.23341E+01 8.68550E+01
폴리곤 입사각 θi -60.0 K -9.37019E+00 -1.83238E+01
폴리곤 최대 출사각 θmax 41.0 B4 -1.47610E-06 -1.86679E-06
폴리곤-구면 렌즈 e1 36.4 B6 3.46212E-10 3.86512E-10
구면 렌즈 중심 두께 d1 5.3 B8 -1.18693E-13 -1.22439E-13
구면 렌즈-토릭 렌즈 e2 2.5 B10 1.71530E-17 1.09562E-17
토릭 렌즈 중심 두께 d2 7.8 r -2.11003E+01 -1.15000E+01
토릭 렌즈-피주사면 Sk 122 D2 2.47000E-03 9.61160E-04
컬리메이터 집속도폴리곤 자연 집속점 fc 339.6 D4 -1.38000E-06 -8.93747E-07
D6 -1.76000E-09 2.33314E-10
구면 렌즈 곡률 반경 R1 R1 -260.40 D8 1.70000E-12 1.30810E-15
구면 렌즈 곡률 반경 R2 R2 -150.90 D10 -4.00000E-16 -7.97730E-18
구면 렌즈의 초점 거리 f6 673.6
토릭 렌즈의 초점 거리 f7 379.7
초점 거리의 비 f6/f7 1.77
각도 배율 rsc 0.43
실시예 4, 5 및 6에서, 구면 렌즈와 토릭 렌즈는 모두 피주사면(8)의 법선에 대해 광원 수단을 향해 평행으로 0.2㎜ 시프트하였다. 또, 실시예 4, 5 또는 6에서 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 피주사면의 법선에 대해 주 주사 평면 내의 광학 편향 소자(5)측 상의 렌즈면의 정점을 관통하는 회전축에 대해 시계 방향으로 약 25분 기울어져 있다.
본 발명은 상면 만곡과 왜곡 수차를 포함하는 편차를 양호하게 보정할 수 있고, 화상의 높이에 따른 스폿 직경의 변화 등에의 영향을 최소화할 수 있으며, 이런 배치 구조로 인해, 광학 편향기를 거쳐 두 렌즈로 구성되는 fθ렌즈에 의해 피주사면 상의 컬리메이터 렌즈로부터의 수렴광을 결상하여 fθ렌즈의 두 렌즈의 렌즈 형상을 상술한 바와 같이 적절히 설정하게 되므로 본 발명은 소형히고 고정밀도 인쇄에 적합한 주사 광학 장치를 달성할 수 있게 된다.
fθ 렌즈의 각 렌즈의 중심 두께는 두 렌즈로 이루어지는 fθ 렌즈의 배치에 의해 얇게 할 수 있으므로, 두 렌즈를 플라스틱으로 성형하게 되면 주조 소요 시간이 단축되게 되어 보다 저렴한 주사 광학 장치의 제공을 실현할 수 있게 된다.

Claims (38)

  1. 광원 수단과,
    광원 수단으로부터 출사된 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와,
    상기 광원 수단으로부터 출사된 광속을 편향시키는 편향 소자와,
    상기 광속을 편향 소자의 편향면에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와,
    상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 피주사면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자
    를 구비하는 주사 광학 장치에 있어서,
    상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고,
    상기 구면 렌즈의 표면은 상기 편향 소자를 향한 오목면을 가진 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며,
    상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에서 비구면 형상인 두 렌즈를 구비하고 또 주사 중심 부근에서 상기 편향 소자를 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력을 가진 메니스커스 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈가, 주 주사 단면에서 상기 피주사면측의 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 감에 따라서 연속적으로 변화하고, 중간부에서는 그 부호가 반전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 플라스틱 성형에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 부주사 단면 내의 상기 편향 소자측 또는 피주사면측의 렌즈 면 중 적어도 한쪽 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 연속적으로 변화하도록 된 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈 면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 좌우 대칭으로 연속적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 상기 피주사면의 법선에 대해 주 주사면 내에서 경사져 있는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구면 렌즈와 상기 토릭 렌즈의 주 주사 단면 내의 초점 거리를 각각 f6, f7이라 할 때,
    1.6f6/f72.4가 되는 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에 있어서 광원 수단을 향해 평행 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에 있어서의 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때, 상기 각도 배율 rsc가
    0.25rsc0.67
    인 조건을 만족하도록 배치된 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈의 부주사 단면 내의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약해지고, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에서 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc, 화상 전체 영역에 있어서의 임의의 위치의 각도 배율을 rso라 할 때, 각도 배율이
    0.9rso/rsc1.25
    가 되는 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  11. 광원 수단과,
    광원 수단으로부터 사출한 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와,
    상기 광원 수단으로부터 출사된 광속을 편향시키는 편향 소자와,
    상기 광속을 편향 소자의 편향면 상에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와,
    상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 피주사면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자를 구비하는 주사 광학 장치에 있어서,
    상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고,
    상기 구면 렌즈는 상기 편향 소자측을 향한 오목면을 구비한 정의 굴절력의 메니스커스 향상으로 이루어지며,
    상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면에서 두 렌즈 면이 비구면 형상이고 주사 중심 근방에서 상기 편향 소자측을 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며,
    상기 구면 렌즈와 상기 토릭 렌즈의 주 주사 단면 내의 초점 거리를 각각 f6, f7이라 할 때,
    1f6/f710
    이 되는 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 토릭 렌즈가, 주 주사 단면에서 상기 피주사면측의 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 감에 따라서 연속적으로 변화하고, 중간부에서는 그 부호가 반전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 플라스틱 성형에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 부주사 단면 내의 상기 편향 소자측 또는 피주사면측의 렌즈 면 중 적어도 한쪽 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 연속적으로 변화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈 면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 좌우 대칭으로 연속적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 상기 피주사면의 법선에 대해 주 주사면 내에서 경사지게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에 있어서 광원 수단 방향으로 평행 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에 있어서의 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때, 각도 배율 rsc가,
    0.25rsc0.67
    인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 토릭 렌즈의 부주사 단면 내의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약해지고, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 피주사면 사이에서 부주사 단면 내의 상기 피주사면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc, 화상 전체 영역에 있어서의 임의의 위치의 각도 배율을 rso라 할 때,
    0.9rso/rsc1.25
    가 되는 조건을 만족시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사 광학 장치.
  20. 광원 수단과,
    광원 수단으로부터 출사된 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와,
    상기 광원 수단으로부터 출사된 광속을 편향시키는 편향 소자와,
    상기 광속을 편향 소자의 편향면에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와,
    기록 매체와,
    상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 피주사면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자
    를 구비하는 레이저 비임 프린터 장치에 있어서,
    상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고,
    상기 구면 렌즈의 표면은 상기 편향 소자를 향한 오목면을 가진 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며,
    상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에서 비구면 형상인 두 렌즈를 구비하고 또 주사 중심 부근에서 상기 편향 소자를 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력을 가진 메니스커스 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 토릭 렌즈가, 주 주사 단면에서 상기 기록 매체면측의 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 감에 따라서 연속적으로 변화하고, 중간부에서는 그 부호가 반전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 플라스틱 성형에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 부주사 단면 내의 상기 편향 소자측 또는 기록 매체면측의 렌즈 면 중 적어도 한쪽 렌즈면의 곡률이 주 주사 방향을 따라 연속적으로 변화하도록 된 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈 면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 좌우 대칭으로 연속적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  25. 제20항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 상기 기록 매체면의 법선에 대해 주 주사면 내에서 경사져 있는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  26. 제20항에 있어서, 상기 구면 렌즈와 상기 토릭 렌즈의 주 주사 단면 내의 초점 거리를 각각 f6, f7이라 할 때, 초점 거리가,
    1.6f6/f72.4
    가 되는 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  27. 제20항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에 있어서 광원 수단을 향해 평행 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  28. 제20항에 있어서, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 기록 매체면 사이에 있어서의 부주사 단면 내의 상기 기록 매체면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때, 상기 각도 배율 rsc가
    0.25rsc0.67
    인 조건을 만족하도록 배치된 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  29. 제20항에 있어서, 상기 토릭 렌즈의 부주사 단면 내의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약해지고, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 기록 매체면 사이에서 부주사 단면 내의 상기 기록 매체면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc, 화상 전체 영역에 있어서의 임의의 위치의 각도 배율을 rso라 할 때, 각도 배율이
    0.9rso/rsc1.25
    가 되는 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  30. 광원 수단과,
    광원 수단으로부터 사출한 광속을 수렴광으로 변환하는 제1 광학 소자와,
    상기 광원 수단으로부터 출사된 광속을 편향시키는 편향 소자와,
    상기 광속을 편향 소자의 편향면 상에서 주 주사 방향으로 긴 선형으로 결상시키는 제2 광학 소자와,
    기록 매체와,
    상기 편향 소자에 의해 편향된 광속을 기록 매체면 상에 스폿형으로 결상시키는 제3 광학 소자를 구비하는 레이저 비임 프린터 장치에 있어서,
    상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자측으로부터 차례로 구면 렌즈와 토릭 렌즈를 갖고,
    상기 구면 렌즈는 상기 편향 소자측을 향한 오목면을 구비한 정의 굴절력의 메니스커스 향상으로 이루어지며,
    상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면에서 두 렌즈 면이 비구면 형상이고 주사 중심 근방에서 상기 편향 소자측을 향한 볼록면을 구비한 정의 굴절력의 메니스커스 형상으로 이루어지며,
    상기 구면 렌즈와 상기 토릭 렌즈의 주 주사 단면 내의 초점 거리를 각각 f6, f7이라 할 때, 초점 거리가,
    1f6/f710
    이 되는 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 토릭 렌즈가, 주 주사 단면에서 상기 기록 매체면측의 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 감에 따라서 연속적으로 변화하고, 중간부에서는 그 부호가 반전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  32. 제30항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 플라스틱 성형에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  33. 제30항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 부주사 단면 내의 상기 편향 소자측 또는 기록 매체면측의 렌즈 면 중 적어도 한쪽 렌즈면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 연속적으로 변화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈 면의 곡률이 렌즈 중심으로부터 주 주사 방향을 향해 좌우 대칭으로 연속적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  35. 제30항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 방향의 대칭 축이 상기 기록 매체면의 법선에 대해 주 주사면 내에서 경사지게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  36. 제30항에 있어서, 상기 토릭 렌즈는 주 주사 단면 내에 있어서 광원 수단 방향으로 평행 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  37. 제30항에 있어서, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 기록 매체면 사이에 있어서의 부주사 단면 내의 상기 기록 매체면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc라 할 때, 각도 배율 rsc가,
    0.25rsc0.67
    인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
  38. 제30항에 있어서, 상기 토릭 렌즈의 부주사 단면 내의 굴절력은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변부로 감에 따라서 연속적으로 약해지고, 상기 제3 광학 소자는 상기 편향 소자와 상기 기록 매체면 사이에서 부주사 단면 내의 상기 기록 매체면 상의 유효 화상 중심부의 각도 배율을 rsc, 화상 전체 영역에 있어서의 임의의 위치의 각도 배율을 rso라 할 때, 각도 배율이,
    0.9rso/rsc1.25
    가 되는 조건을 만족시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 비임 프린터 장치.
KR1019970070632A 1996-12-19 1997-12-19 주사광학장치 KR100283383B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35446496 1996-12-19
JP96-354464 1996-12-19
JP07893297A JP3466863B2 (ja) 1996-12-19 1997-03-13 走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置
JP97-078932 1997-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980064359A true KR19980064359A (ko) 1998-10-07
KR100283383B1 KR100283383B1 (ko) 2001-03-02

Family

ID=26419984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970070632A KR100283383B1 (ko) 1996-12-19 1997-12-19 주사광학장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5995131A (ko)
EP (1) EP0851261B1 (ko)
JP (1) JP3466863B2 (ko)
KR (1) KR100283383B1 (ko)
CN (1) CN1111753C (ko)
DE (1) DE69726393T2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100619037B1 (ko) * 2004-07-02 2006-09-01 삼성전자주식회사 비대칭 곡률을 갖는 주사 광학 렌즈 및 상기 렌즈를채용한 광 주사 장치

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000098288A (ja) 1998-09-18 2000-04-07 Canon Inc 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
US6317244B1 (en) 1998-12-17 2001-11-13 Canon Kabushiki Kaisha Light-scanning optical system and image-forming apparatus comprising the same
US6362470B1 (en) 1999-01-26 2002-03-26 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus and image forming apparatus and electrophotographic printer using such scanning apparatus
JP2000330050A (ja) 1999-03-12 2000-11-30 Canon Inc マルチビーム走査光学装置及びカラー画像形成装置
JP3495951B2 (ja) 1999-05-28 2004-02-09 キヤノン株式会社 走査光学装置及び画像形成装置
US6256132B1 (en) 1999-06-16 2001-07-03 Canon Kabushiki Kaisha Multi-beam scanning optical system and image forming apparatus using the same
US6469818B1 (en) 1999-10-06 2002-10-22 Canon Kabushiki Kaisha Multi-beam scanning optical apparatus and image forming apparatus using it
JP3397765B2 (ja) * 1999-12-10 2003-04-21 キヤノン株式会社 マルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
JP4564620B2 (ja) 2000-02-01 2010-10-20 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
JP2001343602A (ja) * 2000-03-29 2001-12-14 Canon Inc 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
JP3854779B2 (ja) * 2000-04-13 2006-12-06 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
JP2002048993A (ja) 2000-05-25 2002-02-15 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4617004B2 (ja) 2001-01-29 2011-01-19 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
JP4850358B2 (ja) * 2001-07-06 2012-01-11 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
JP4717285B2 (ja) * 2001-08-24 2011-07-06 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
US7034859B2 (en) * 2002-08-08 2006-04-25 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP2004070107A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4378082B2 (ja) * 2002-12-03 2009-12-02 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
CN1438510A (zh) * 2003-01-08 2003-08-27 王青山 一种分区多行扫描式激光投影机
JP2004302062A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Canon Inc マルチビーム光走査装置
JP4378193B2 (ja) * 2003-09-04 2009-12-02 キヤノン株式会社 マルチビーム光走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JP4324019B2 (ja) * 2004-06-02 2009-09-02 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
US7680758B2 (en) 2004-09-30 2010-03-16 Citrix Systems, Inc. Method and apparatus for isolating execution of software applications
JP4708862B2 (ja) * 2005-05-26 2011-06-22 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
US8171483B2 (en) 2007-10-20 2012-05-01 Citrix Systems, Inc. Method and system for communicating between isolation environments
US8090797B2 (en) 2009-05-02 2012-01-03 Citrix Systems, Inc. Methods and systems for launching applications into existing isolation environments
US7978419B2 (en) * 2009-06-09 2011-07-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Scan lens for imaging device
CN101963700B (zh) * 2009-07-24 2012-05-16 一品光学工业股份有限公司 激光扫描装置的短聚光距二片式fθ镜片
CN106773025B (zh) * 2015-11-24 2019-07-16 深圳先进技术研究院 调焦镜头及振镜式激光扫描***
US20210314462A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-07 Canon Kabushiki Kaisha Light scanning apparatus and image forming apparatus

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5636622A (en) * 1979-09-04 1981-04-09 Canon Inc Scanning optical system having inclination correcting function
JPS5735825A (en) * 1980-07-25 1982-02-26 Canon Inc Scanning optical system having inclination correcting function
JPS57144514A (en) * 1981-03-03 1982-09-07 Canon Inc Scan optical system having fall compensating function
JPS6148684A (ja) * 1984-08-15 1986-03-10 Saginomiya Seisakusho Inc ロ−タリ−式多位置弁
JPS61175607A (ja) * 1985-01-31 1986-08-07 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 走査光学系
JP2607490B2 (ja) * 1986-12-09 1997-05-07 キヤノン株式会社 画像形成装置の画質制御方法
JPS63157122A (ja) * 1986-12-20 1988-06-30 Fujitsu Ltd 走査光学系
JP2776465B2 (ja) * 1987-05-12 1998-07-16 株式会社リコー 光走査装置におけるｆθレンズ系
JP2598473B2 (ja) * 1988-08-01 1997-04-09 株式会社リコー 走査光学系
JP2783328B2 (ja) * 1989-10-17 1998-08-06 キヤノン株式会社 画像形成装置
US5179465A (en) * 1990-02-07 1993-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Optical system for light beam scanning
JPH07111501B2 (ja) * 1990-06-15 1995-11-29 キヤノン株式会社 ｆθレンズ及びそれを用いた画像形成装置
JPH04104213A (ja) * 1990-08-24 1992-04-06 Ricoh Co Ltd 光走査用レンズ及び光走査光学系
JP3222498B2 (ja) * 1990-09-27 2001-10-29 旭光学工業株式会社 走査光学系
JPH05346549A (ja) * 1992-04-17 1993-12-27 Canon Inc 走査光学装置
JP2755874B2 (ja) * 1992-07-01 1998-05-25 キヤノン株式会社 レーザービーム射出光学ユニット及びレーザー走査光学系の検査調整方法及び装置
JP3445050B2 (ja) * 1995-02-28 2003-09-08 キヤノン株式会社 走査光学装置及びマルチビーム走査光学装置
JP3392984B2 (ja) * 1994-12-16 2003-03-31 ペンタックス株式会社 走査レンズ
JPH08240767A (ja) * 1995-03-01 1996-09-17 Ricoh Co Ltd 走査結像レンズおよび光走査装置
JP3402010B2 (ja) * 1995-09-29 2003-04-28 富士ゼロックス株式会社 光学走査装置
JPH09304714A (ja) * 1996-05-10 1997-11-28 Canon Inc 走査光学装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100619037B1 (ko) * 2004-07-02 2006-09-01 삼성전자주식회사 비대칭 곡률을 갖는 주사 광학 렌즈 및 상기 렌즈를채용한 광 주사 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP0851261B1 (en) 2003-11-26
KR100283383B1 (ko) 2001-03-02
EP0851261A3 (en) 1998-09-23
JPH10232346A (ja) 1998-09-02
CN1111753C (zh) 2003-06-18
JP3466863B2 (ja) 2003-11-17
CN1185591A (zh) 1998-06-24
DE69726393T2 (de) 2004-09-09
EP0851261A2 (en) 1998-07-01
DE69726393D1 (de) 2004-01-08
US5995131A (en) 1999-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100283383B1 (ko) 주사광학장치
EP0853253B1 (en) Optical scanning apparatus
KR100266095B1 (ko) 주사 광학 장치(Scanning Optical Apparatus)
EP0872754B1 (en) Scanning optical apparatus with a diffractive lens for compensating temperature dependent focus changes
JPH0933850A (ja) 光走査装置
JP3303558B2 (ja) 走査光学装置
US6215574B1 (en) Scanning optical device and multi-beam scanning optical device
US6154245A (en) Optical element and scanning optical apparatus using the same
JP3191538B2 (ja) 走査レンズ及び光走査装置
KR950000087B1 (ko) 광선비임 스캐닝용 광학시스템
JP2000081584A (ja) 走査光学装置
JP5269169B2 (ja) 走査光学装置及びそれを有するレーザービームプリンタ
JP3576817B2 (ja) 走査光学装置
JP2956169B2 (ja) 走査光学装置
JPH08122635A (ja) 光走査光学系
JP3420439B2 (ja) 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ
JP3472205B2 (ja) 光走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JPH0968664A (ja) 光ビーム走査用光学系
JP3411661B2 (ja) 走査光学系
JP3571808B2 (ja) 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ
JP4652506B2 (ja) 走査光学装置
JP2000131633A (ja) 走査光学装置
JPH116954A (ja) 線像結像レンズおよび光走査装置
JPH1138343A (ja) 光走査装置
JPH0949967A (ja) 走査光学系

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121121

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131126

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee