KR0127216Y1 - 광주사장치 - Google Patents

Abstract

프린트 신호에 따라 레이저 빔을 주사하여 원하는 내용을 프린트하는 레이저 프린터(laser printer)의 레이저 스캐너에 이용되는 레이저 프린터의 광주사장치에 대해 개시되어 있다. 개시된 광주사장치는 광이 반사 또는 흡수되는 광 차폐부분을 가지는 슬릿을 사용하여 레이저 빔의 중심부분을 차단케 하는 것이 그 특징이다. 중심부가 차단된 레이저 빔은 회절특성에 따라 집속되는 빔의 스폿의 직경이 작아지고 또 더 높은 광강도분포특성을 가진다. 개시에 있어서는 또한 그 슬릿의 광차폐부분의 수평 및 수직방향의 직경을 달리하여 결상되는 레이저 빔의 스폿의 직경을 주주사방향과 부주사방향으로 조절할 수 있음이 개시되어 있다. 개시에 의하면 결상되는 레이저 빔 스폿을 약 0.8배로 축소시킬 수 있고, 해상능력을 약 1.2배 향상시킬 수 있다.

Description

광주사장치

제1도는 종래 레이저 프린터 광학 구성을 보인 사시도.

제2도는 본 고안의 레이저 프린터 광학 구성을 보인 사시도.

제3도는 본 고안의 고분해능을 위하여 사용된 슬릿을 광축상에서 나타낸 평면도.

제4도는 본 고안의 고분해능을 위하여 사용된 슬릿을 투과한 레이저 빔의 상태를 설명하기 위하여 나타낸 단면도.

제5도는 본 고안의 고분해능을 위하여 사용된 슬릿을 투과하기 전과 투과한 후의 집속광의 광강도분포도를 설명하기 위하여 나타낸 집속광의 분포그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레이저 3 : 초음파 광편향기

4 : 콜리메이팅 렌즈 5 : 원통형 렌즈

6 : 회전 다면경 8 : fθ렌즈

10 : 슬릿(slit) 11 : 광 차폐부분

본 고안은 프린트 신호에 따라 레이저 빔을 주사하여 원하는 내용을 프린트하는 레이저 프린터(laser printer)에 있어서 인쇄물의 해상도를 높이기 위한 레이저 프린터의 광주사장치에 관한 것이다.

일반적인 레이저 프린터의 광학 구성은 제1도와 같으며 광주사장치의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다. 레이저(1)에서 발생된 레이저 빔은 콘덴싱 렌즈(2)에 의하여 집속되고, 그 집속점 부근의 초음파 광편향기(3)에 의하여 프린트 신호에 따라 단속되도록 변조된다. 그 초음파 광편향기(3)에 의하여 변조된 레이저 빔은 다시 콜리메이팅 렌즈(4)에 의하여 평행광으로 되고, 원통렌즈(5)와 회전 다면경(6) 그리고 토로이달 렌즈(7)와 fθ렌즈(8)를 경유하여 드럼(9)에 주사된다. 드럼(9)상에 맺히는 레이저 빔의 스폿(spot)은 상기 회전 다면경(6)에 회전에 의하여 그 주주사방향으로 이동 주사되며, 드럼(9)의 회전에 의하여 부주사방향으로 이동주사 된다. 드럼(9)은 예컨대, 빛이 닿으면 그 부분의 전기저항이 내려가는 광전도체를 가지고서 그 레이저 빔의 주사에 따른 잠상(潛像)을 형성하는 감광체이다.

이와같은 레이저 프린터에 있어서 고해상의 프린트물을 얻기 위하여는, 상기 드럼(9) 면에 주사되는 레이저 빔의 스폿(spot)을 작게 할 필요가 있다. 그 레이저 빔의 스폿은 상기 결상용인 fθ렌즈(8)의 분해능에 의하여 그 크기가 결정되게 된다. 따라서 고해상도를 실현시키기 위하여 고성능의 fθ렌즈의 사용을 고려할 수 있을 것이다.

그러나 fθ렌즈는 보통 2,3매의 오목 및 볼록렌즈로 구성되는데, 레이저 빔을 작은 스폿으로 맺히게 하는데는 수차보정된 렌즈의 매수를 증가시켜야 하므로, 가격과 조립면에서 바람직하지가 않다.

본 고안의 목적은 fθ렌즈의 렌즈 매수를 증가시키지 않고도 주사되는 레이저 빔의 스폿이 작아지도록 레이저 빔의 회절특성을 이용하여 해상도를 높이는 레이저 프린터의 광주사장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

레이저 빔을 발사하고 그 레이저 빔을 프린트신호에 따라 단속하여 결상면에 주주사방향과 부주사방향을 집속주사하여 프린트하는 레이저 광주사장치에 있어서, 상기 레이저빔의 중심부분을 차폐하여 중공형의 레이저빔을 형성하는 슬릿이 상기 레이저빔의 경로상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 고안은 레이저 빔에 있어서, 빔의 중심부를 차단한 후 렌즈(fθ렌즈)등으로 결상하여 주면 그 빔의 스폿이 작아지는 광의 회절특성을 이용한 것이다.

이하 본 고안의 실시예를 상세하게 설명한다.

제2도는 본 고안에 의하여 고해상도의 프린트를 실현하도록 개선된 레이저 프린터 광학 구성을 보인다. 설명의 편의상 도면에 사용된 부호는 제1도와 동일한 부분에 대하여 같은 부호를 사용하였다.

즉, 부호1은 레이저 빔을 발생하는 레이저로서, 예를들면 헬륨-네온(He-Ne) 레이저이다. 2는 그 레이저 빔을 집속하는 콘덴싱렌즈, 3은 레이저 빔을 프린트 신호에 따라 단속하는 초음파 광편향기, 4는 콜리메이팅 렌즈, 5는 평행한 레이저 빔을 주사방향으로 집속시키고 부주사방향으로는 그대로 투과시키는 원통형 렌즈, 6은 레이저 빔을 주사방향으로 이동시키는 회전 다면경, 7과 8은 레이저 빔을 스폿으로 결상시키는 트로이달 렌즈와 fθ렌즈, 그리고 9는 드럼이다.

본 고안의 광주사장치는 상기한 콜리메이팅 렌즈(4)와 원통형 렌즈(5) 사이의 평행한 레이저 빔의 경로 상에 소정의 슬릿(10)을 설치함으로써 실시된다. 그 슬릿(10)은 제3도 및 제4도에서 보는 바와 같이, 입사하는 레이저 빔의 직경보다 작은 광 차폐부분(11)을 가지며, 그 광 차폐부분(11) 이외의 영역에서 광을 투과시키는 투명한 기판이다. 광 차폐부분(11)은 예컨대, 그 투명한 기판 상에 광반사층 또는 광흡수층을 코팅처리하여 되는 것이다. 그 광차폐부분(11)은 또한 진원이 아니라 장축(x)과 단축(y)을 갖는 타원으로 되어 있는데, 본 고안은 그 광 차폐부분(11)의 장단축(x)(y)의 직경을 조절함으로써 드럼(9)에 맺히는 레이저 빔의 스폿의 직경을 주주사방향과 부주사방향으로 조정하는 것이다.

제5도는 횡축에 레이저 빔의 직경을 취하고 종축에 광강도를 취하여 레이저 빔의 광강도분포를 나타낸 그래프로서, 상기한 본 고안의 슬릿(10)을 투과한 중공형 레이저 빔의 분포 그래프(A)와 투과 전 레이저 빔의 분포그래프(B)를 비교한 것이다. 즉, 본 고안에 의하면 종래 레이저 빔보다 높은 광강도의 에어리(Airy)분포를 이루게 되고, 이를 같은 성능의 렌즈로 집속하여 결상했을 때, 그 스폿의 직경이 약 0.8배로 축소된다. 따라서 레이저 빔의 스폿 크기에 반비례하는 해상도는 종래에 비하여 약 1.2배 향상된다.

이와 같이 본 고안은, 레이저 빔의 중심부분을 차폐하는 슬릿을 사용하여 가운데가 빈 중공형의 레이저 빔을 만들고 이로부터 결상되는 레이저 빔의 스폿을 작게함으로써 해상도를 높이는 광주사장치로서, fθ렌즈의 렌즈 매수를 증가시키지 않고도 아주 간단한 슬릿을 부가하는 정도로 고해상의 프린트를 가능케함은 물론, 기존의 레이저 프린터에도 간단히 적용할 수 있는 지극히 효과적인 고안이다.

Claims (2)

1. 프린트 신호에 따라 단속되는 레이저 빔을 평행하게하는 콜리메이팅 렌즈 및 상기 평행한 레이저 빔을 집속하는 원통형 렌즈를 구비하고 상기 집속된 레이저 빔을 레이저 프린터의 주사방향으로 이동주사하는 광주사장치에 있어서, 상기 콜리메이팅 렌즈 및 원통형 렌즈사이에 위치하고 상기 콜리메이팅 렌즈를 통과한 평행한 레이저 빔의 중심부분을 차폐하여 중공형의 레이저 빔을 형성하며 상기 중공형의 레이저 빔을 상기 원통형렌즈로 보내는 슬릿을 더 포함함을 특징으로 하는 광주사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬릿(10)의 광차폐부분(11)이 레이저 빔의 주주사방향과 부주사방향으로 그 직경이 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.