KR0132366B1 - The laser printing apparatus and method - Google Patents

The laser printing apparatus and method

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KR0132366B1
KR0132366B1 KR1019940030261A KR19940030261A KR0132366B1 KR 0132366 B1 KR0132366 B1 KR 0132366B1 KR 1019940030261 A KR1019940030261 A KR 1019940030261A KR 19940030261 A KR19940030261 A KR 19940030261A KR 0132366 B1 KR0132366 B1 KR 0132366B1
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Abstract

A computer(40) outputs print information to be printed. Then, a interface part(51) outputs the print information to a control part(52). The control part receives the print information and outputs the first data, dot data, calculating deviation distance of the focus to be formed at the standard distance, accesses the third data, correction data of correction table, and outputs. A laser driving part(53) receives the first data that is output from the control part(52), modulating so it is converted to laser beam and outputs after being amplified. A laser source(54) makes an optical conversion, generating laser beam and outputs through optical fiber.

Description

레이저 프린트 장치 및 방법Laser printing apparatus and method

제1도는 종래의 레이저 프린트 장치의 구성도1 is a block diagram of a conventional laser printing apparatus

제2도는 본 발명에 따른 레이저 프린트 장치의 구성도2 is a block diagram of a laser printing apparatus according to the present invention

제3도는 제3도 중 프린트헤드의 구성 및 레이저 빔의 특성을 도시하는 도면FIG. 3 shows the configuration of the printhead and the characteristics of the laser beam in FIG.

제4도는 제4도 중 센서의 구성 및 동작 특성을 도시하는 도면4 is a diagram showing the configuration and operation characteristics of the sensor in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on main parts of drawing

40 : 컴퓨터 50 : 프린트 장치40: computer 50: printing device

51 : 인터페이스부 52 : 제어부51 interface unit 52 control unit

53 : 레이저구동부 54 : 레이저소스53: laser drive unit 54: laser source

55 : 제1광결합부 56 : 광섬유55: first optical coupling portion 56: optical fiber

7 : 제2광결합부 58 : 프린트헤드7: second optical coupling portion 58: printhead

1 : 결상광학부 72 : 거리센서1: imaging optics 72: distance sensor

3 : 액츄에이터 81 : 감지광학부3: actuator 81: detection optics

2 : 1차원영상센서 61 : 드럼2: one-dimensional image sensor 61: drum

2 : 용지 63 : 감광매체2: paper 63: photosensitive medium

4 : 엔진프레임 65 : 리드스크류4: engine frame 65: lead screw

66 : 가이드바 67 : 제1스텝모터66: guide bar 67: the first step motor

8 : 제2스텝모터8: second step motor

본 발명은 레이저 프린트 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 레이저 빔을 이용하여 감광매체 상으로 전사된 프린트 정보를 프린트할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser printing apparatus and method, and more particularly, to an apparatus and method capable of printing print information transferred onto a photosensitive medium using a laser beam.

일반적으로 현재 사용되는 레이저 프린터(LASER printer)는 레이저 빔에 의해 형성되는 드럼 상의 정전 잠상에 토너(toner)를 정착시켜 프린트하고자 하는 정보를 프린트한다.In general, a laser printer (LASER printer) currently used to fix the toner on the electrostatic latent image on the drum formed by the laser beam to print the information to be printed.

상기 레이저 프린터가 드럼 상에 프린트 정보를 주사(scan)하는 방식은 회전 다면경을 이용한다.The laser printer scans the print information on the drum by using a rotary polygon mirror.

그러나 상기와 같이 토너를 사용하는 레이저 프린터와 다른 방식의 레이저 프린트 방식이 현재 대두되고 있다.However, a laser printing method different from the laser printer using the toner as described above is now emerging.

즉, 감광 재료를 사용하여 레이저빔을 상기 감광 재료 상에 노광시키거나, 초점 부위에서 발생하는 에너지를 광전변환(Opto-Electric conversion) 및 광열변환(Opto-thermal conversion) 등의 에너지 변환을 통해 이미지(image) 또는 텍스트(text)를 출력하는 방식이다.That is, a photosensitive material is used to expose a laser beam onto the photosensitive material, or the energy generated at the focusing portion may be imaged through energy conversion such as opto-electric conversion and opto-thermal conversion. This method prints (image) or text.

여기서 상기와 같은 프린트 방식을 사용하는 프린트 장치를 레이저프린트장치라 칭한다.Here, the printing apparatus using the above printing method is called a laser printing apparatus.

상기와 같은 레이저프린트장치의 동작은 High Definition Thermal Transfer Printing Using Heating (Mitsuru Irie et al, Journal of Imaging Science Technology, Vol.37, No.3, 1993, pp235-234) 및 Halftone Color Imaging by Laser Dye Transfer (Proc. of the 9th Int. Congress on Advacces in Non-impact Printing(NIP) Technologies, Yokohama, Japan, Oct. 4-8, 1993, pp366-369) 등에 상세히 개시되어 있다.Operation of the laser printing apparatus as described above is performed by High Definition Thermal Transfer Printing Using Heating (Mitsuru Irie et al, Journal of Imaging Science Technology, Vol. 37, No. 3, 1993, pp235-234) and Halftone Color Imaging by Laser Dye Transfer. Proc. Of the 9th Int. Congress on Advacces in Non-impact Printing (NIP) Technologies, Yokohama, Japan, Oct. 4-8, 1993, pp 366-369.

상기 레이저프린트장치에서 고해상도(high definition : 500 dpi(dot per inch)이상, 도트 직경(dot diameter) 50μ 이하)를 달성하려면 감광매체(reaction material) 상에 결상되는 초점 심도(focused laser spot size)를 정확하게 제어하여야 한다.In order to achieve a high resolution (high definition: 500 dpi (dot per inch) or more, dot diameter 50 μ or less) in the laser printer, a focused laser spot size formed on a reaction material is determined. It must be precisely controlled.

위와 같은 제어를 수행하기 위해서는 상기 레이저 빔을 발생되는 헤드(writing head)와 상기 레이저 빔이 결상되는 감광 매체의 간격을 정확하게 유지시켜 주어야 한다. 이를 위해서 현재의 레이저프린트장치에서는 대부분 정밀한 기구적 장치에 의존하고 있으므로, 기구적 설치 과정이 어렵고, 부품 원가 상승되는 동시에 출력 품질 및 신뢰성이 저하되어 고속화를 구현하기 어렵다.In order to perform the above control, it is necessary to accurately maintain the distance between the writing head in which the laser beam is generated and the photosensitive medium in which the laser beam is formed. To this end, in the current laser print apparatus, since most of them rely on precise mechanical devices, the mechanical installation process is difficult, and the cost of parts is increased and output quality and reliability are degraded, making it difficult to realize high speed.

일반적으로 레이저프린트장치의 구성은 제1도와 같은 구성을 가진다.In general, the configuration of the laser printing apparatus has the configuration as shown in FIG.

레이저프린트장치의 프린트데이타는 컴퓨터10으로 부터 출력된다.Print data of the laser printing apparatus is output from the computer 10.

이때 상기 컴퓨터10은 프린트 프린트데이타 이외에 프린트데이타의 좌표 정보를 출력한다.At this time, the computer 10 outputs coordinate information of the print data in addition to the print print data.

상기 컴퓨터10으로 부터 출력되는 프린트데이타 및 좌표 정보는 인터페이스부21로 인가된다.The print data and the coordinate information output from the computer 10 are applied to the interface unit 21.

상기 프린트데이타를 전광변환하여 레이저빔으로 변환하는 제1구성은 레이저구동부(laser driver)22, 레이저다이오드(laser diode)23, 광섬유(optical fiber)24, 빔가이더(beam centering unit)26, 결상광학부(focusing optics)27로 구성될 수 있다. 이런 경우 프린트헤드(print head)25는 빔가이더26 및 결상광학부27로 구성될 수 있다.The first configuration for converting the print data into a laser beam by converting the optical data into a laser beam comprises: a laser driver 22, a laser diode 23, an optical fiber 24, a beam centering unit 26, and an imaging optics. It may be composed of focusing optics 27. In this case, the print head 25 may be composed of a beam guider 26 and an imaging optical unit 27.

또한 프린트데이타를 전광변환하여 레이저빔으로 변환하는 제2구성은 레이저구동부22, 레이저다이오드23 및 결상광학부27로 구성될 수 있다.In addition, the second configuration for converting the print data into a laser beam by converting the entire light may be composed of a laser driver 22, a laser diode 23 and an imaging optical unit 27.

이런 경우 프린트헤드25는 레이저다이오드23 및 결상광학부27로 구성된다.In this case, the printhead 25 is composed of a laser diode 23 and an imaging optical unit 27.

상기와 같은 구성을 참조하여 프린트데이타가 레이저빔으로 변환되는 동작을 살펴보면, 상기 인터페이스부21을 출력하는 프린트데이타를 수신하는 레이저구동부22는 상기 프린트데이타를 레이저빔으로 변환할 수 있도록 변조 및 증폭한다.Referring to the above-described configuration, the operation of converting the print data into the laser beam will be described. The laser driver 22 receiving the print data outputting the interface unit 21 modulates and amplifies the print data so as to convert the print data into the laser beam. .

그리고 레이저다이오드23은 상기 레이저구동부22로 부터 출력되는 프린트정보를 레이저빔으로 변환 출력한다.The laser diode 23 converts the print information output from the laser driver 22 into a laser beam.

상기 레이저다이오드23으로 출력되는 레이저빔은 광섬유24를 통해 전달되며, 빔가이더25는 상기 광섬유24로 부터 출력되는 레이저빔이 결상광학부27의 중앙에 위치되도록 제어한다.The laser beam output to the laser diode 23 is transmitted through the optical fiber 24, and the beam guider 25 controls the laser beam output from the optical fiber 24 to be positioned at the center of the imaging optical unit 27.

즉, 상기 빔가이더 26은 상기 광섬유24의 광축과 상기 결상광학부27의 광축이 중앙에 위치되도록 한다.That is, the beam guider 26 allows the optical axis of the optical fiber 24 and the optical axis of the imaging optical unit 27 to be positioned at the center.

그러면 결상광학부27은 상기 레이저빔을 드럼 29 상에 결상시킨다.The imaging optical unit 27 then forms the laser beam on the drum 29.

이때 상기 드럼29 상에는 감광매체와 인쇄용지가 위치되므로, 상기 레이저빔에 의해 감광매체가 인쇄용지로 전사(轉寫)되어 프린트 기능이 수행되는 것이다.In this case, since the photosensitive medium and the printing paper are positioned on the drum 29, the photosensitive medium is transferred to the printing paper by the laser beam to perform a printing function.

즉, 레이저빔을 초점을 맺어 열을 발생시키면 그 열로 인해 감광매체가 인쇄용지로 전사되어 프린트데이타가 인쇄되는 것이다.That is, when heat is generated by focusing a laser beam, the photosensitive medium is transferred to printing paper due to the heat, and print data is printed.

이런 열전사 방식에는 승화형 열전사(Dye Diffusion Thermal Transfer)와 용융형 열전사(Melt Thermal Transfer) 방식이 있다.Such thermal transfer methods include sublimation thermal transfer and melt thermal transfer.

또한 프린트데이타의 X축 위치는 상기 프린트헤드25를 좌우로 이송시켜 결정하며, Y축 위치는 상기 드럼29를 회전시켜 결정한다.In addition, the X-axis position of the print data is determined by transferring the print head 25 to the left and right, and the Y-axis position is determined by rotating the drum 29.

상기 X축의 위치를 결정하는 구성은 제1스텝모터33, 리드스크류(precision lead screw)31 및 슬라이드(precision slide)32로 구성되고, 상기 Y축의 위치는 제2스텝모터34에 의해 결정된다.The configuration for determining the position of the X axis is composed of a first step motor 33, a lead screw 31 and a slide 32, and the position of the Y axis is determined by the second step motor 34.

상기 프린트헤드25는 리드스크류31와 결합되고, 상기 리드스크류31은 제1스텝모터33에 연결되어 있으므로, 상기 프린트헤드25는 드럼28의 회전 방향에 대해 트래버스(traverse)하게 이동될 수 있다.Since the print head 25 is coupled to the lead screw 31 and the lead screw 31 is connected to the first step motor 33, the print head 25 may be traversed with respect to the rotational direction of the drum 28.

또한 상기 리드스크류31과 제1스텝모터33에 의해 이동되는 프린트헤드25의 이동 정밀도를 향상시키기 위해, 슬라이드32를 상기 크린트헤드25와 체결하여 지지하는 방식을 대부분 채택하고 있다.In addition, in order to improve the movement accuracy of the print head 25 which is moved by the lead screw 31 and the first step motor 33, the slide 32 is fastened and supported by the crit head 25 in most cases.

따라서 프린트 동작시 상기 인터페이스부21가 출력하는 X좌표 정보 및 Y좌표 정보에 의해 프린트헤드25가 좌우로 이동되고 상기 드럼29가 회전 운동을 수행하여 2차원적인 프린트 동작을 수행할 수 있다.Therefore, the print head 25 may be moved left and right by the X coordinate information and the Y coordinate information output by the interface unit 21 during the printing operation, and the drum 29 may perform a two-dimensional printing operation by performing a rotational movement.

상기와 같은 구성을 갖는 레이저프린트장치는 고해상도의 프린트 기능을 수행할 수 있다.The laser printing apparatus having the configuration as described above may perform a high resolution printing function.

이는 레이저빔의 특성에 의해 고밀도화 및 고정세화 기능을 수행할 수 있기 때문이다.This is because the density of the laser beam and the high definition function can be performed by the characteristics of the laser beam.

이때 레이저빔을 수신하는 결상광합부27이 드럼29 상에 레이저빔의 초점을 결상하는 경우, 초점 심도내에서 결상되도록 정밀하게 제어하여야한다.At this time, when the imaging unit 27 receiving the laser beam forms the focus of the laser beam on the drum 29, it must be precisely controlled to form an image within the depth of focus.

이것은 레이터프린트장치의 해상도를 결정하는 가장 중요한 요소가 괸다.This is the most important factor in determining the resolution of the radar printing apparatus.

이를 위하여 종래의 레이저프린터에서는 상기 프린트헤드25를 정확하게 제어하기 위하여 리드스크류31 및 슬라이드32를 기구적으로 매우 정밀하게 설계하여야 했다.To this end, in the conventional laser printer, in order to accurately control the print head 25, the lead screw 31 and the slide 32 have to be mechanically designed very precisely.

즉, 상기 프린트헤드25를 수평으로 이동시키는 경우, 상기 결상광학부27이 상하 또는 좌우로 미동이 발생되면 해상도 및 프린트의 질이 저하된다.That is, when the print head 25 is moved horizontally, if fine imaging occurs in the imaging optical unit 27 vertically or horizontally, resolution and print quality are deteriorated.

다시말하면, 상기 드럼29의 축과 프린트헤드25의 이동 축이 정확하게 수평을 유지하지 못하면, 레이저빔의 초점 크기가 프린트 위치에 따라 다르게 되므로 프린트의 질이 저하된다.In other words, if the axis of the drum 29 and the moving axis of the print head 25 are not accurately leveled, the quality of the print is degraded because the focal size of the laser beam varies depending on the print position.

따라서 이런 움직임이 발생되지 않도록 상기 리드스크류31 및 슬라이드32를 매우 정밀하게 설계하여야했으며, 이로인해 상기 프린트헤드25의 수평 이동 속도가 저하되어 프린트 속도가 느려지는 문제점이 야기되었다.Therefore, the lead screw 31 and the slide 32 have to be designed very precisely so that such movement does not occur, which causes a problem that the print speed is lowered because the horizontal moving speed of the print head 25 is lowered.

또한 상기 드럼29 상에 위치되는 감광매체 및 인쇄용지에 굴곡이 발생되는 경우, 기구적으로 고정된 수평이동 수단에 의해 이를 적응적으로 초점 결상을 제어할 수 없는 문제점도 발생되었다.In addition, when bending occurs in the photosensitive medium and the printing paper positioned on the drum 29, a problem arises in that the focus imaging cannot be adaptively controlled by the horizontal moving means fixed mechanically.

따라서 본 발명의 목적인 레이저프린트장치에서 레이저빔의 초점 결상 상태에 따라 적응적으로 초점 서보 기능을 수행할 있는 프린트헤드장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a printhead device and a control method thereof capable of adaptively performing a focus servo function according to a focus imaging state of a laser beam in a laserprint apparatus.

본 발명의 다른 목적은 레이저프린트장치에서 프린트시 레이저빔의 초점 거리를 검출한 후 기준 초점 거리와 오차를 계산하여 자동적으로 레이저빔의 초점 거리를 정밀하게 보정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for automatically correcting a focal length of a laser beam by detecting a focal length and an error of a laser beam after detecting a focal length of a laser beam during printing in a laser printer. .

본 발명의 또 다른 목적은 레이저프린트장치에서 프린트헤드에 결상광학부, 거리센서 및 액츄에이터를 내장하고, 프린트시 결상광학부로 부터 출력되는 레이저빔의 초점을 거리센서를 통해 수신하여 기준 초점거리와의 편차를 분석한 후, 분석된 편차거리에 대응되는 값으로 상기 액츄에이터를 구동하여 상기 결상광학부의 포커싱 서보를 자동적으로 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to incorporate an imaging optical unit, a distance sensor, and an actuator into a printhead in a laser printing apparatus, and to receive a focus of a laser beam output from the imaging optical unit through a distance sensor to print a focus with a reference focal length. The present invention provides an apparatus and method for automatically controlling a focusing servo of the imaging optical unit by driving the actuator to a value corresponding to the analyzed deviation distance after analyzing the deviation.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저프린트장치는, 보정테이블을 구비하며, 프린트할 도트데이타를 출력하고 수신되는 편차거리 정보를 분석하여 상기 보정테이블에서 대응되는 보정데이타를 출력하는 제어수단과; 상기 도트데이타에 대응되는 레이저빔을 발생하는 수단과; 상기 레이저빔의 초점을 드럼 상에 결상하는 광학수단과, 상기 드럼 상에 결상된 반사 레이저빔을 수신하며 편차거리 정보를 검출하여 상기 제어수단으로 출력하는 거리센서와, 상기 제어수단으로 부터 수신되는 보정데이타에 의해 상기 광학수단의 초점을 제어하는 액츄에이터로 이루어지는 프린트헤드로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the laser printing apparatus of the present invention includes a correction table, and outputs dot data to be printed and analyzes the received deviation distance information to output corresponding correction data in the correction table. Means; Means for generating a laser beam corresponding to said dot data; Optical means for imaging the focus of the laser beam on the drum, a distance sensor for receiving the reflected laser beam formed on the drum and detecting deviation distance information and outputting the deviation laser beam to the control means; And a printhead comprising an actuator for controlling the focus of the optical means by the correction data.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.It should be noted that the same parts in the figures represent the same reference signs wherever possible.

하기 설명에서 레이점빔의 폭, 초점 반경, 초점 직경, 초점심도 등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다.In the following description many specific details such as the width, focal radius, focal diameter, depth of focus and the like of a ray point beam are presented to provide a more general understanding of the invention.

이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details.

여기에서 사용되는 제1데이타라는 용어는 프린트하고자하는 도트데이타(dot data)를 나타낸다.The term first data used herein denotes dot data to be printed.

제2데이타라는 용어는 거리센서에서 검출한 반사 레이저빔의 편차거리 정보를 나타낸다.The term “second data” refers to deviation distance information of the reflected laser beam detected by the distance sensor.

제3데이타라는 용어는 상기 편차거리를 보정하기 위한 정보를 나타낸다.The term “third data” refers to information for correcting the deviation distance.

편차거리라는 용어는 정상적으로 초점이 결상되는 기준위치에 편차가 발생된 위치 까지의 간격을 나타낸다.The term deviation distance refers to the distance from the reference position where the focus is normally formed to the position where the deviation occurs.

제2도는 본 발명에 따른 레이저프린트장치의 구성도로서, 컴퓨터40은 인자하고자 하는 프린트 정보를 출력한다.2 is a configuration diagram of a laser printing apparatus according to the present invention, and the computer 40 outputs print information to be printed.

인터페이스부51은 상기 컴퓨터40으로 부터 출력되는 프린트 정보를 제어부52에 출력한다.The interface unit 51 outputs the print information output from the computer 40 to the control unit 52.

상기 제어부52는 편차가 발생된 초점 간격을 보상하기 위한 보정테이블을 구비하며, 상기 인터페이스부51로 부터 출력되는 프린트 정보를 수신한다.The control unit 52 includes a correction table for compensating for the focal interval in which the deviation occurs, and receives the print information output from the interface unit 51.

상기 제어부52는 상기 프린트 정보에서 프린트할 도트데이타인 제1데이타를 출력하며, 편차거리 정보인 제2데이타를 수신하여 기준 초점거리로 떨어져 결상된 초점 위치 까지의 편차거리를 계산하고, 상기 편차거리에 대응되는 보정테이블의 보정데이타인 제3데이타를 억세스하여 출력한다.The controller 52 outputs first data, which is dot data to be printed, from the print information, receives the second data, which is deviation distance information, calculates a deviation distance to a focus position formed by falling to a reference focal length, and the deviation distance. The third data, which is the correction data of the correction table, is accessed and output.

또한 상기 제어부52는 상기 프린트 정보로 부터 프린트헤드58을 X축 방향으로 이동시키기 위한 제1구동데이타와 드럼61을 회전시키기 위한 제2구동데이타를 발생한다.In addition, the controller 52 generates first drive data for moving the print head 58 in the X-axis direction and second drive data for rotating the drum 61 from the print information.

레이저구동부53은 상기 제어부52로 부터 출력되는 제1데이타를 수신한다.The laser driver 53 receives the first data output from the controller 52.

상기 레이저구동부53은 상기 제1데이타를 레이저빔으로 변환할 수 있도록 변조 및 증폭하여 출력한다. 레이저소스(leser source)54는 상기 레이저구동부53의 출력을 수신한다. 상기 레이저소스54는 상기 레이저구동부54를 출력하는 제1데이타를 전광변환하여 레이저빔으로 발생한다.The laser driver 53 modulates and amplifies and outputs the first data so as to convert the first data into a laser beam. A laser source 54 receives the output of the laser driver 53. The laser source 54 converts the first data outputting the laser driver 54 into a laser beam.

제1광결합부(1st optical fiber connector)55는 상기 레이저소스54의 출력돤과 광섬유(optical fiber)56 사이에 연결되며, 상기 레이저빔을 광섬유56으로 출력한다.A first optical fiber connector 55 is connected between the output of the laser source 54 and the optical fiber 56 and outputs the laser beam to the optical fiber 56.

제2광결합부(2nd optical fiber connector)57는 상기 광섬유56과 프린트헤드58의 결상광학부71 사이에 연결되어 상기 광섬유56으로 부터 전반사되는 레이저빔을 결상광학부71로 출력한다.A second optical fiber connector 57 is connected between the optical fiber 56 and the imaging optical unit 71 of the printhead 58 to output a laser beam totally reflected from the optical fiber 56 to the imaging optical unit 71.

따라서 상기 광섬유56은 상기 제1과결합부55 및 제2광결합부57에 의해 상기 레이저소스54로 부터 출력되는 레이저빔을 전반사하여 결상광학부71호 출력한다.Accordingly, the optical fiber 56 totally reflects the laser beam output from the laser source 54 by the first coupling unit 55 and the second optical coupling unit 57 and outputs the imaging optical unit 71.

프린트헤드(printing head)58은 입력단이 상기 제2광결합부57과 연결되며, 결상광학부(focusing optics)71, 거리센서(distance sensor)72 및 액츄에이터(actuator)73으로 구성된다. 상기 결상광학부71은 수신되는 레이저빔을 결상하여 감광매체63 상에 초점을 형성한다.A printing head 58 has an input terminal connected to the second optical coupler 57 and includes a focusing optics 71, a distance sensor 72, and an actuator 73. The imaging optical unit 71 forms a focus on the photosensitive medium 63 by imaging the received laser beam.

거리센서72는 상기 결상된 레이저빔의 반사 레이저빔을 수광하여 전기적인 신호로 변환하며, 초점 기준위치에서 실제 초점이 결상된 위치까지의 편차거리를 제2데이타로 발생하여 상기 제어부52로 출력한다.The distance sensor 72 receives the reflected laser beam of the formed laser beam and converts the converted laser beam into an electrical signal. The distance sensor 72 generates the deviation distance from the focus reference position to the position where the actual focus is formed as second data and outputs the second data to the controller 52. .

액츄에이터73은 상기 결상광학부71에 근접위치되며, 상기 제어부52로 부터 출력되는 제3데이타에 의해 구동되어 상기 결상광학부71은 상하로 조절한다.The actuator 73 is located close to the imaging optical unit 71, and is driven by the third data output from the control unit 52 to adjust the imaging optical unit 71 up and down.

상기 프린트헤드58은 상기 광섬유56을 상용하지 않는 경우 레이저소스54, 결상광학부71, 거리센서72, 액츄에이터73으로 구성될 수 있다.The print head 58 may include a laser source 54, an imaging optical unit 71, a distance sensor 72, and an actuator 73 when the optical fiber 56 is not commercially available.

상기 프린트헤드58을 X축 방향으로 구동하는 수단은 제1스텝모터67, 리드스크류(lead screw)65, 가이드바(guide bar)66으로 구성된다.The means for driving the print head 58 in the X-axis direction includes a first step motor 67, a lead screw 65, and a guide bar 66.

상기 제1스텝모터67은 상기 제어부52로 부터 출력되는 X좌표 데이터에 의해 구동된다.The first step motor 67 is driven by X coordinate data output from the controller 52.

리드스크류65는 상기 프린트헤드58와 연결되며, 상기 제1스텝모터67의 출력에 따라 제어된다.The lead screw 65 is connected to the print head 58 and controlled according to the output of the first step motor 67.

상기 리드스크류65는 상기 제1스텝모터67에 의해 회전되어 상기 프린트헤드58을 좌우로 이동시킨다.The lead screw 65 is rotated by the first step motor 67 to move the print head 58 from side to side.

가이드바66은 상기 프린트헤드58을 지지한다.Guide bar 66 supports the printhead 58.

제2스텝모터68은 상기 제어부52로 부터 출력되는 Y좌표 데이터에 의해 구동된다. 상기 제2스텝모터68은 드럼61과 연결되어 상기 드럼61을 회전시킨다.The second step motor 68 is driven by the Y coordinate data output from the controller 52. The second step motor 68 is connected to the drum 61 to rotate the drum 61.

상기 드럼61 상에는 초점 결상된 레이저빔과 반응하는 감광매체(reaction layer)63과 인쇄용지(receiving layer)62이 가볍게 밀착되어 있다.On the drum 61, a reaction layer 63 and a printing paper 62, which react with the focal-formed laser beam, are lightly adhered to each other.

따라서 상기 드럼61은 상기 제2스텝모터68에 의해 회전되어 상기 감광매체63 및 인쇄용지62를 상하로 이송시키며, 상기 프린트헤드58의 결상광학부71에 의해 결상되는 감광매체63의 초점에 따라 인쇄용지62 상에 상기 제1데이타가 프린트된다.Accordingly, the drum 61 is rotated by the second step motor 68 to transfer the photosensitive medium 63 and the printing paper 62 up and down, and is printed according to the focus of the photosensitive medium 63 formed by the imaging optical unit 71 of the printhead 58. The first data is printed on the paper 62.

컴퓨터40과 연결되는 레이저프린터장치는 상기 컴퓨터40으로 부터 출력되는 프린트데이타 및 위치정보를 수신하여 인쇄용지62 상에 열전사 방식으로 프린트한다.The laser printer device connected to the computer 40 receives the print data and the position information output from the computer 40 and prints them on the printing paper 62 by thermal transfer.

인터페이스부51은 상기 컴퓨터40으로 부터 출력되는 프린트데이타 및 위치정보를 수신하여 제어부52로 출력한다.The interface unit 51 receives the print data and the position information output from the computer 40 and outputs the same to the controller 52.

그러면 상기 제어부52는 상기 프린트데이타 및 위치정보를 수신하여 레이저프린트장치의 전반적인 동작을 제어한다.Then, the controller 52 receives the print data and the position information to control the overall operation of the laser printing apparatus.

먼저 상기 프린트데이타는 코드화된 데이터로 수신된다. 그러면 상기 제어부52는 코드화된 프린트데이타를 도트데이타로 변환하여 출력한다.First, the print data is received as coded data. Then, the controller 52 converts the encoded print data into dot data and outputs the converted dot data.

또한 상기 제어부52는 상기 도트데이타를 프린트할 위치를 결정하기 위하여 X좌표 데이터 및 Y좌표 데이터를 발생한다.In addition, the controller 52 generates X coordinate data and Y coordinate data to determine a position to print the dot data.

상기 X좌표 데이터는 상기 제1스텝모터67로 출력된다.The X coordinate data is output to the first step motor 67.

그러면 상기 제1스텝모터67은 상기 좌표 데이터에 따라 상기 리드스크류65를 회전시키며, 상기 리드스크류65의 회전에 의해 상기 프린트헤58은 좌우 방향으로 수평이동된다.Then, the first step motor 67 rotates the lead screw 65 according to the coordinate data, and the print head 58 is horizontally moved in the horizontal direction by the rotation of the lead screw 65.

이때 상기 가이드바66은 상기 프린트헤드58이 이동시 유격 및 진동이 발생치 않도록 고정시키는 기능을 수행한다.At this time, the guide bar 66 functions to fix the playhead and vibration so that the print head 58 does not occur.

또한 상기Y좌표 데이터는 상기 제2스텝모터68로 출력된다. 그러면 상기 제2스텝모터68은 상기The Y coordinate data is output to the second step motor 68. Then, the second step motor 68

Y좌표 데이터에 따라 상기 드럼61을 회전시킨다.The drum 61 is rotated according to Y coordinate data.

상기 드럼61이 회전되면, 상기 드럼61상에 가볍게 밀착된 인쇄용지62 및 감광매체63이 같이 회전된다.When the drum 61 is rotated, the print paper 62 and the photosensitive medium 63 which are lightly adhered to the drum 61 are rotated together.

따라서 상기 X좌표 데이터에 의해 상기 프린트헤드58이 좌우로 이동되어 인쇄용지62 상의 수평 위치가 결정되며, 상기 Y좌표 데이터에 의해 상기 드럼61이 회전되어 인쇄용지62의 수직 위치가 결정된다.Accordingly, the print head 58 is moved left and right by the X coordinate data to determine a horizontal position on the printing paper 62, and the drum 61 is rotated by the Y coordinate data to determine a vertical position of the printing paper 62.

상기 제어부52를 출력하는 제1데이타는 레이저구동부53으로 출력되며, 상기 레이저구동부53은 상기 제1데이타를 레이저빔으로 변환하기 위한 형태로 변조 및 증폭한다.The first data outputting the controller 52 is output to the laser driver 53, and the laser driver 53 modulates and amplifies the first data into a laser beam.

이후 상기 레이저구동부53을 출력하는 제1데이타는 레이저소스54로 인가되며, 상기 레이저소스54는 상기 제1데이타를 레이저빔으로 변환하여 출력한다.Thereafter, the first data outputting the laser driver 53 is applied to the laser source 54, and the laser source 54 converts the first data into a laser beam and outputs the laser beam.

상기 레이저빔은 베1광결합부55, 광섬유56, 및 제2광결합구57을 경유하여 프린트헤드58의 결상광학부71로 인가된다.The laser beam is applied to the imaging optical portion 71 of the printhead 58 via the bee 1 light coupling portion 55, the optical fiber 56, and the second light coupling port 57.

상기 결상광학부71은 상기 레이저빔의 초점을 상기 감광매체63상으로 결상시킨다. 그러면 상기 감광매체63은 상기 레이저빔의 열에 의해 반응하여 인쇄용지63 상에 상기 제1데이타를 프린트하게 된다.The imaging optical unit 71 forms the focus of the laser beam onto the photosensitive medium 63. Then, the photosensitive medium 63 reacts with the heat of the laser beam to print the first data on the printing paper 63.

즉, 상기 감광매체62는 상기 레이저빔의 열전사에 의해 인쇄용지62 상에 프린트 동작을 수행하게 되는 것이다.That is, the photosensitive medium 62 is to perform a printing operation on the printing paper 62 by the thermal transfer of the laser beam.

이때 상기 결상광학부71은 레이점의 초점을 정확하게 감광매체63 상에 결상하여야 한다.At this time, the imaging optical unit 71 should accurately focus the ray point on the photosensitive medium 63.

이는 상기한 바와 같이 레이저빔의 초점심도가 감광매체63상에 정확하게 결상되어야만 인쇄용지62 상에 선명하게 상기 제1데이타를 프린트할 수 있게 되기 때문이다.This is because the first data can be clearly printed on the printing paper 62 only when the depth of focus of the laser beam is accurately formed on the photosensitive medium 63 as described above.

따라서 상기 결상광학부61이 상기 감광매체63 상에 정확하게 초점을 결상하지 못하면, 프린트되는 화상은 선명하지 못하게 되어 해상도가 저하된다.Therefore, when the imaging optical unit 61 does not accurately focus on the photosensitive medium 63, the printed image may not be clear and the resolution may be deteriorated.

따라서 본 발명에서는 상기 감광매체63 상에서 반사되는 레이저빔을 수광하여 실제로 결상된 초점거리를 검출한 후, 상기 미리 설정된 결상광학부61과 감광매체63 까지의 기준 초점 거리와 실제 결상된 초점거리의 편차거리 정보를 검출하여 편차거리를 보정한다. 상기 편차거리 정보를 검출하는 기능은 상기 거리센서72가 수행한다.Therefore, in the present invention, after receiving the laser beam reflected on the photosensitive medium 63 to detect the focal length actually formed, the deviation between the reference focal length and the actual image focal length between the preset imaging optical unit 61 and the photosensitive medium 63 is detected. Deviation distance is corrected by detecting distance information. The distance sensor 72 detects the deviation distance information.

상기 거리센서72은 1차원영상센서로서, PSD(Position Sensitive Detector)나 또는 리니어CCD(Linear Charge Coupled Device)를 사용할 수 있다.The distance sensor 72 is a one-dimensional image sensor, and may use a position sensitive detector (PSD) or a linear charge coupled device (CCD).

상기 거리센서72는 상기 감광매체63 상으로 부터 산란되는 레이저빔을 수신하여 기준 초점거리와의 편차를 감지한다.The distance sensor 72 receives a laser beam scattered from the photosensitive medium 63 to detect a deviation from a reference focal length.

따라서 상기 거리센서72는 미리 설정된 기준 초점거리에서 실제 결상된 초점거리와 편차거리를 검출하여 상기 제어부52에 제2데이타로 출력하는 기능을 수행한다.Therefore, the distance sensor 72 detects the focal length and deviation distance actually formed at the preset reference focal length and outputs the second data to the controller 52.

상기 제어부52는 상기한 바와 같이 편차거리를 보정하여 상기 결상광학부71이 기준 초점거리를 유지할 수 있도록 하기 위한 보정데이타를 구비하고 있다.The control unit 52 has correction data for correcting the deviation distance as described above so that the imaging optical unit 71 can maintain the reference focal length.

그리고 상기 보정테이블의 각 보정데이타들은 상기 거리센서72로 부터 출력되는 편차거리 정보인 제2데이타에 각각 대응되도록 설정한다.Each of the correction data of the correction table is set to correspond to the second data, which is the deviation distance information output from the distance sensor 72.

따라서 상기 거리센서72로 부터 상기 제2데이타를 수신하면, 상기 제어부52는 보정테이블에서 상기 제2데이타에 대응되는 보정데이타를 억세스하여 제3데이타로 출력한다.Therefore, when receiving the second data from the distance sensor 72, the controller 52 accesses the correction data corresponding to the second data in the correction table and outputs the third data.

상기 제어부52로 부터 출력되는 제3데이타는 상기 결상광학부71에 근접 위치되는 액츄에이터73으로 인가된다.The third data output from the controller 52 is applied to the actuator 73 positioned in proximity to the imaging optical unit 71.

그러면 상기 액츄에이터73은 상기 제3데이타에 의해 구동되어 상기 결상광학부71를 상측 또는 하측으로 이동시켜 포커싱서보(focusing servo)기능을 수행한다.Then, the actuator 73 is driven by the third data to move the imaging optical unit 71 upward or downward to perform a focusing servo function.

그러므로 상기 결상광학부71은 프린트 동작을 수행하는 주에 발생되는 레이저빔의 초점을 감광매체63상에 정확하게 결상시킬 수 있게된다.Therefore, the imaging optical unit 71 can accurately image the focus of the laser beam generated on the week performing the printing operation on the photosensitive medium 63.

상기 액츄에이터73은 전자기유도 리니어 액츄에이터(linear actuator)를 사용하거나 또는 피에조일렉트릭 엑츄에이터(Piezoelectric actuator)를 사용할 수 있다.The actuator 73 may use an electromagnetic induction linear actuator or a piezoelectric actuator.

제4도는 프린트헤드58과 감광매체63의 관계를 설명하기 위한 도면으로서, 제4도 각 부의 참조부호는 하기와 같다.4 is a view for explaining the relationship between the printhead 58 and the photosensitive medium 63. Reference numerals in FIG. 4 are as follows.

Dapt : 결상광학부71의 직경(Aperture Diameter)Dapt: Aperture Diameter of the imaging optics 71

L : 결상광학부71이 위치한 평면(pricipal plane of the focusing optics),L: primary plane of the focusing optics,

O : 감광매체63 상에 결상되는 초점의 기준 위치(reference nomal point of reaction layer),O: reference nomal point of reaction layer formed on the photosensitive medium 63,

M : 초점이 기준위치에서 벗어난 경우의 위치(normal point of reaction layer at far position),M: normal point of reaction layer at far position,

H : 감지광학부81이 위치한 평면(principal plane of the imaging optics),H: principal plane of the imaging optics,

R : 센서82의 중앙 셀 위치(reference center cell of the PSD),R: reference center cell of the PSD

N : 편차 발생시 센서82의 n번째 셀의 위치,N: position of nth cell of sensor 82 when deviation occurs

Zo : 결상광학부71의 에서 감광매체63의 0까지의 기준촛점거리,Zo: reference focal length from imaging optical part 71 to zero of photosensitive medium 63,

α : 기준각 ∠LOH, : 편차각 ∠OHM,α: reference angle ∠LOH,: deviation angle ∠OHM,

d : 기준위치로 부터의 편차거리d: deviation distance from the reference position

제5도는 제4도 중 거리센서72를 PSD로 구현할 시 센서82의 구성도로서, 각 참조부호는 하기와 같다.5 is a configuration diagram of the sensor 82 when the distance sensor 72 is implemented as a PSD in FIG. 4, and each reference numeral is as follows.

R : 센서82의 중앙 셀,R: center cell of sensor 82,

BIS : 편차 발생시 센서82 상에 결상되는 이미지의 번짐 영역(blurred image of the focusing spot),BIS: Blurred image of the focusing spot formed on sensor 82 when deviation occurs

n : 편차 발생시 센서82의 영역에서 중심 셀,n: center cell in the region of the sensor 82 when deviation occurs,

ns : 편차 발생시 센서82의 영역에서 최 우측 위치의 셀,ns: cell at the rightmost position in the sensor 82 area when a deviation occurs,

n1 : 편차 발생시 센서82의 영역에서 최 좌측 위치의 셀,n1: Cell at the leftmost position in the area of sensor 82 when deviation occurs,

δ: 센서82의 각 셀의 폭,δ: width of each cell of the sensor 82,

n*δ: 편차거리 정보n * δ: deviation distance information

상기 제4도 및 제5도를 참조하여 결상광학부71이 감광매체63 상에 초점을 결상하는 동작을 살펴보면, 상기 결상광학부71을 통해 출력되는 레이저빔이 감광매체63의 표면에 초점(focusing spot)을 형성하면, 광 에너지가 열에너지로 변환되므로서 감광매체63의 상변환(phase transfer)를 야기시켜 인쇄용지62로 전사된다.Referring to FIGS. 4 and 5, the imaging optical unit 71 focuses an image on the photosensitive medium 63. The laser beam outputted through the imaging optical unit 71 focuses on the surface of the photosensitive medium 63. When a spot is formed, light energy is converted into thermal energy, causing a phase transfer of the photosensitive medium 63 and transferring to the printing paper 62.

이때 상기 감광매체63이 초점(focusing spot) 직경이 최소가 되는 기준촛점거리Z0에 위치해 있으면, 제3도에 도시된 바와 같이 초점의 이미지는 거리센서72의 감지광학부(image optics)81을 통하여 광센서82 상의 중앙 기준 셀을 중심으로 맺히게 되고, 결상광학부71의 중심광축(선분LO)과 감지광학부81의 중심 광축(선분OH)은 기준각도α를 이룬다.At this time, if the photosensitive medium 63 is located at the reference focal length Z0 where the focusing spot diameter is minimum, the image of the focal point is shown through image optics 81 of the distance sensor 72 as shown in FIG. The central reference cell on the optical sensor 82 is formed, and the central optical axis (line segment LO) of the imaging optical unit 71 and the central optical axis (line segment OH) of the sensing optical unit 81 form a reference angle α.

이런 경우 상기 레이저빔은 감광매체63 상에서 정확하게 초점이 결상된 상태이며, 별도의 보정동작을 수행하지 않게 된다.In this case, the laser beam is accurately focused on the photosensitive medium 63 and does not perform a separate correction operation.

그러나 상기 결상광학부71과 감광매체63 사이의 거리가 상기 초점기준거리Z0보다 가까워지거나 또는 멀어지면, 광센서82 상에 맺히는 초점의 이미지는 광센서82의 중앙 기준 셀R에서 벗어나게 되고, 결상광학부71의 중심 광축과 감지광학부81의 중심 광축이 이루는 각도도 편차각θ 만큼 벗어나게 된다.However, when the distance between the imaging optical unit 71 and the photosensitive medium 63 is closer or farther than the focal reference distance Z0, the image of the focus formed on the optical sensor 82 is out of the central reference cell R of the optical sensor 82, and the imaging optical The angle formed between the central optical axis of the unit 71 and the central optical axis of the sensing optical unit 81 is also deviated by the deviation angle θ.

상기 제3도는 상기 결상광학부71과 감광매체63 사이의 거리가 상기 초점기준거리Z0보다 멀어진 경우를 가정한 경우이다.3 illustrates a case where the distance between the imaging optical unit 71 and the photosensitive medium 63 is farther than the focal reference distance Z0.

여기서 상기 결상광학부71과 감광매체63 사이의 거리가 상기 초점기준거리Z0 보다 멀어지면, 상기 광센서82 상에 맺히는 초점의 이미지는 제5도에 도시된 바와 같이 광센서82의 중앙 기준 셀R에서 좌측으로 n*δ크기 만큼 벗어나게 되고, 결상광학부71의 중심 광축(선분LM)과 감지광학부81의 중심 광축(선분MH)이 이루는 각도도 기준각α에서 편차각θ을 뺀 α-θ가 된다.Here, when the distance between the imaging optical unit 71 and the photosensitive medium 63 is farther than the focal reference distance Z0, the image of the focus formed on the optical sensor 82 is the central reference cell R of the optical sensor 82 as shown in FIG. 5. Deviates to the left by n * δ, and the angle formed by the central optical axis of the imaging optical unit 71 (line segment LM) and the central optical axis of the sensing optical unit 81 (line segment MH) is also obtained by subtracting the deviation angle θ from the reference angle α. Becomes

이때 상기 결상광학부71 및 감지광학부81의 각종 수차 및 회절 효과로 인하여, 상기 광센서82 상에 결상된 이미지BIS는 샤프(sharp)하지 못하다.At this time, due to various aberration and diffraction effects of the imaging optical unit 71 and the sensing optical unit 81, the image BIS formed on the optical sensor 82 may not be sharp.

이를 해결하기 위햐여, 상기 광센서82가 감응되기 시작하는 최 우측셀의 범위ns로 부터 최 좌측 셀의 범위n1까지의 평균치로서 결상된 이미지BIS의 중심 셀번호 n을 구할 수 있따. 즉, 편차 발생시 이미지BIS의 중심셀 번호를 구하는 경우, n=(ns+nℓ)/2로 구할 수 있다.To solve this problem, the center cell number n of the image BIS formed as an average value from the range ns of the rightmost cell to the range n1 of the leftmost cell where the optical sensor 82 starts to be sensitive can be obtained. That is, when the center cell number of the image BIS is found when the deviation occurs, n = (ns + nℓ) / 2 can be obtained.

여기서 상기 제5도에 도시된 바와 같이 광센서82 상의 기준 셀R로 부터 n번째 센서 셀의 강도가 가장 높다As shown in FIG. 5, the intensity of the nth sensor cell is the highest from the reference cell R on the optical sensor 82.

면 기준각α로 부터의 편차각θ는 다음식으로 주어진다.The deviation angle θ from the plane reference angle α is given by the following equation.

θ=tan-1(n*δ/s)θ = tan-1 (n * δ / s)

여기서 n은 광센서82의 n번째 센서 셀이고, δ는 셀 한 개의 폭이며, s는 감지광학부82의 평면H에서 광센서82의 기준셀R까지의 거리인 선분 HR의 길이를 나타낸다.Where n is the nth sensor cell of the optical sensor 82, δ is the width of one cell, and s represents the length of the line segment HR, which is the distance from the plane H of the sensing optical unit 82 to the reference cell R of the optical sensor 82.

따라서 상기 결상광학부71의 선단L로 부터 감광매체63 사이의 간격이 여러 가지 요인으로 인하여 변하게 되Therefore, the gap between the tip L of the imaging optical unit 71 and the photosensitive medium 63 is changed due to various factors.

면, 상기 제4도와 같은 구성과 편차각θ를 구하는 위 식으로 부터 다음과 같이 편차거리d를 구할 수 있게된다.In this case, the deviation distance d can be obtained as follows from the above equation for obtaining the configuration and the deviation angle θ as shown in FIG.

d=n*δ*z0/s*sin(α±θ) 「+ : near position, - : far position」d = n * δ * z0 / s * sin (α ± θ) `` +: near position,-: far position ''

상기 식으로 결정되는 편차거리d는 이후 상기 결상광학부71를 조절하여 레이저빔이 상기 감광매체63 상에서 정확하게 초점이 결상되도록 하기 위한 정보로 이용된다. 상기 제어부52는 상기 광센서82로 부터 이미지BIS가 맺힌 셀번호를 상기한 바와 같이 제2데이타로 수신하며, 위와 같은 식으로 편차 거리d를 계산한다.The deviation distance d determined by the above equation is then used as information for adjusting the imaging optical unit 71 to accurately focus the laser beam on the photosensitive medium 63. The controller 52 receives the cell number formed by the image BIS from the optical sensor 82 as the second data as described above, and calculates the deviation distance d as described above.

상기 제어부52는 상기 편차거리d에 대응되는 값으로 액츄에이터73을 구동하기 위한 보정데이타를 제3데이타로 출력한다.The controller 52 outputs, as third data, correction data for driving the actuator 73 to a value corresponding to the deviation distance d.

즉, 상기 제어부52는 상기 편차거리d와 결상광학부51의 초점거리를 제어하는 액츄에이터73의 구동 값에 따른 보정테이블(look up table)을 구비한다.That is, the controller 52 includes a look up table according to the driving value of the actuator 73 which controls the deviation distance d and the focal length of the imaging optical unit 51.

이는 액츄에이터73을 제어하여 편차거리d와 보정 값 간의 관계를 측정할 수 있다.This can control the actuator 73 to measure the relationship between the deviation distance d and the correction value.

이때 상기 액츄에이터73이 리니어 액츄에이터인 경우 상기 보정데이타는 전류 값으로 출력하고, 피에조일렉트릭 액츄에이터인 경우 상기 보정데이타는 전압 값으로 출력한다.In this case, when the actuator 73 is a linear actuator, the correction data is output as a current value, and in the case of a piezoelectric actuator, the correction data is output as a voltage value.

상기와 같은 제어부52의 보정테이블은 표1 및 표2와 같이 구성할 수 있다.The correction table of the control unit 52 as described above can be configured as shown in Table 1 and Table 2.

따라서 상기 제어부52는 상기 거리센서72로 부터 편차거리d에 관련되는 제2데이타를 수신하면, 편차거리d를 계산한 후 편차거리d를 계산한 후 편차거리d에 대응되는 보정 데이터를 상기표1 또는 표2와 같은 보정테이블에서 억세스한 후 제3데이타로 출력한다.Therefore, when the controller 52 receives the second data related to the deviation distance d from the distance sensor 72, the controller 52 calculates the deviation distance d, calculates the deviation distance d, and then corrects the correction data corresponding to the deviation distance d. Alternatively, the data is output as the third data after accessing the correction table as shown in Table 2.

그러면 액츄에이터73이 구동되어 상기 제3데이타에 대응되는 값으로 상기 결상광학부71을 조절한다. 따라서 상기 결상광학부71로부터 결상되는 레이저빔의 초점은 항상 감광매체63 상에 위치된다.Then, the actuator 73 is driven to adjust the imaging optical unit 71 to a value corresponding to the third data. Therefore, the focus of the laser beam formed from the imaging optical unit 71 is always located on the photosensitive medium 63.

즉, 편차거리d가 발생되면, 제어부52의 보정테이블과 비교되고, 전자기 유도 현상을 이용한 리니어 액츄에이터 또는 피에조 액츄에이터 등을 이용하여 결상 광학부71의 z방향 변위를 발생시키므로, 레이저빔의 초점거리를 원하는 간격으로 계속 유지시켜 준다.That is, when the deviation distance d is generated, it is compared with the correction table of the control unit 52, and generates a z-direction displacement of the imaging optical unit 71 by using a linear actuator or a piezo actuator using an electromagnetic induction phenomenon. Keep it at the interval you want.

본 발명의 구현 예로서, 결상광학부(focusing optics)71로 들어오는 콜리메이티드 레이저빔 폭(collimated laser beam width) ω=0.8mm(1/e2 Gaussian Beam width)로 하고, 결상광학부71의 기준촛점길이(focal length) f=26mm(z0)로 하며, 파장 λ=700mm로 하고, 결상광학부71의 직경 (Aperture Diameter) Dapt=1.2mm로 하며, 구면수차 등 각종 수차 및 회절 효과로 인하여 생기는 인수 (blurring factor) r=1.35 (일반적으로 1.3r2)인 광학계를 사용한다고 하면, 다음 식들과 같은 결과를 얻을 수 있다.As an embodiment of the present invention, the collimated laser beam width ω = 0.8 mm (1 / e2 Gaussian Beam width) coming into the focusing optics 71 may be used as a reference for the imaging optics 71. The focal length is f = 26mm (z0), the wavelength λ = 700mm, the aperture diameter Dapt = 1.2mm of the imaging optics, and is caused by various aberrations and diffraction effects such as spherical aberration. Using an optical system with a blurring factor of r = 1.35 (typically 1.3r2), the following results can be obtained.

회절 시스템(diffraction limitted system)에서 레이저빔의 폭(1/e2 Gaussian beam waist)Width of laser beam in diffraction limitted system (1 / e2 Gaussian beam waist)

회절(diffracton)으로 인한 디스크(airy disk)의 1st minimum 까지의 반경(spot radius)Spot radius to 1st minimum of the airy disk due to diffracton

각종 수차로 인하여 기준평면(reference surface)상에 맺히는 직경(spot diameter)Spot diameter on reference surface due to various aberrations

φ= 2r0*r = 50μφ = 2r0 * r = 50μ

ω0가 z방향으로 ±5%변화되는 거리, 즉 초점 심도Distance at which ω 0 changes ± 5% in the z direction, i.e. depth of focus

상기 예에서는 상당한 여유를 두고 시스템을 구성했는데도 불구하고 500dpi에 해당하는 해상도를 얻었는데, 실제로 현재 상용화되고 있는 수준의 광학계를 사용하면 4,000dpi 이상의 해상도를 손쉽게 구현할 수 있다.In the above example, although the system was configured with considerable margin, a resolution corresponding to 500 dpi was obtained. In fact, using a commercially available optical system, a resolution of 4,000 dpi or more can be easily realized.

한편 상기 결상광학부71과 기준거리(reference suface)의 간격이 변화할 때, 상기 제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이 거리센서72의 광센서82 상에 결상되는 초점의 이미지(Image)가 좌우로 연속적으로 움직이게 된다.On the other hand, when the distance between the imaging optical unit 71 and the reference suface changes, an image of a focal image formed on the optical sensor 82 of the distance sensor 72 as shown in FIGS. 4 and 5. Will move continuously from side to side.

따라서 상기 감광매체63 또는 인쇄용지62의 에지(edge) 부근을 통과할 때 결상되는 초점의 움직임이 불연속적으로 나타나게 된다.As a result, when the light passes through the vicinity of the edge of the photosensitive medium 63 or the printing paper 62, the movement of the focus image appears discontinuously.

이러한 현상을 이용하여 정밀한 에지 디텍션(edge detection)을 구현할 수 있으며, 따라서 별도의 에지 디텍션 센서를 추가할 필요가 없게된다.This phenomenon can be used to implement precise edge detection, thus eliminating the need for an additional edge detection sensor.

또한 상기 감광매체63이나 인쇄용지62가 드럼61에 완전히 밀착되지 않고 약간의 만곡이 생겨도 초점 크기(spot size)를 일정하게 유지해 주므로 오차가 보정되고, 초점심도와 액츄에이터가 제어할 수 있는 범위 내의 곡면에 프린트하는 것도 가능해진다.In addition, even if the photosensitive medium 63 or the printing paper 62 is not completely adhered to the drum 61 and a slight curvature occurs, the spot size is kept constant so that the error is corrected and the curved surface within the range that can be controlled by the depth of focus and the actuator. It is also possible to print on.

또 종래의 정밀 기구적 방법으로는 오차가 커지기 때문에 시스템의 대형화가 곤란하였으나, 본 발명의 개념을 도입하면 정밀한 기구적 장치를 채용하지 않고서도 시스템의 대형화가 용이하여 출력 사이즈를 크게 할 수 있다.In addition, although the conventional precision mechanical method increases the error due to the large error, the concept of the present invention makes it easy to increase the size of the system without employing a precise mechanical device, thereby increasing the output size.

그리고 결상광학부71과 감광매체63의 간격을 검출할 수 있으므로, 본 발명의 개념을 역으로 이용하여 감광매체63 상에 결상되는 초점의 직경(spot diameter)를 원하는 크기로 서보 콘트롤하면, 프린트되는 정보의 다계조 구현에 유리한 특성을 얻을 수 있다.In addition, since the gap between the imaging optical unit 71 and the photosensitive medium 63 can be detected, by using the concept of the present invention, if the spot diameter of the focal image formed on the photosensitive medium 63 is servo controlled to a desired size, it is printed. Advantageous characteristics can be obtained for the multi-gradation implementation of information.

Claims (16)

초점거리정보를 수신하여 편차거리에 대응되는 보정데이타를 출력하는 제어부를 구비하며, 드럼 상에 인쇄용지 및 감광매체가 가볍게 밀착시켜 레이저빔을 포커싱하므로서 감광매체를 인쇄용지로 전사하는 레이저프린트 장치의 프린트헤드에 있어서, 프린트 정보인 레이저빔을 상기 감광매체 상에 초점으로 결상하는 광학수단과, 상기 감광매체로 부터 반사되는 이미지를 감지하여 상기 광학수단과 감광매체 간의 초점거리를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 수단과, 상기 광학수단에 근접 위치되며, 제어부로 부터 수신되는 보정데이타에 의해 상기 광학수단을 조절하여 상기 레이저빔이 상기 감광매체 상에 초점을 결상하도록 제어하는 액츄에이타로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치의 프린트헤드.And a control unit for receiving the focal length information and outputting correction data corresponding to the deviation distance, and printing the photosensitive medium onto the drum by lightly adhering the printing paper and the photosensitive medium onto the drum to focus the laser beam. A printhead comprising: optical means for forming a laser beam, which is print information, as a focal point on the photosensitive medium, and detecting an image reflected from the photosensitive medium to detect a focal length between the optical means and the photosensitive medium to the controller. And means for outputting, and an actuator positioned in proximity to the optical means, for controlling the laser beam to form a focus on the photosensitive medium by adjusting the optical means by correction data received from a control unit. Printhead of the laser printer. 제1항에 있어서, 상기 거리검출수단이, 상기 감광매체 상으로 부터 산란되는 초점의 이미지를 결상하는 감지 광학수단과, 다수개이 셀들로 이루어지며, 상기 감지고아학수단으로 부터 출력되는 광신호를 수신하는 해당하는 셀이 반응하여 초점거리에 대응하는 전기적 신호를 발생하는 광센서로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치의 프린트헤드.2. The optical sensor according to claim 1, wherein the distance detecting means comprises sensing optical means for forming an image of a focus scattered from the photosensitive medium, and a plurality of cells, the optical signal output from the sensing archeological means. A printhead of a laser printing apparatus, comprising: an optical sensor configured to generate an electrical signal corresponding to a focal length in response to a corresponding cell being received. 드럼 상에 인쇄용지 및 감광매체가 가볍게 밀착시켜 레이저빔을 포커싱하므로서 감광매체를 인쇄용지로 전사하는 레이저프린트장치에 있어서, 편차거리를 보정하기 위한 데이터를 저장하는 보정테이블을 구비하며, 프린트데이타를 도트 형태의 제1데이타로 출력하고, 수신되는 제2데이타를 분석하여 편차거리를 계산한 후 편차거리에 대응되는 보정데이타를 상기 보정테이블에서 억세스하여 제3데이타로 출력하는 제어부와, 상기 제1데이타를 레이저빔으로 변환하는 레이저소스와, 상기 레이저빔을 상기 감광매체 상에 초점으로 결상하는 광학수단과, 상기 감광매체에 반사되는 이미지를 감지하여, 상기 광학수단과 감광매체상의 거리를 검출하여 상기 제2데이타로 발생하는 검출수단과, 상기 광학 수단에 근접 위치되고 상기 제3데이타에 의해 구동되어 상기 광학수단을 제어하는 액츄에이터로 구성되는 프린트헤드를 구비하여, 상기 광학수단과 감광매체 상의 간격을 일정한 상태로 유지하여 레이점비의 초점이 상기 감광매체 상에 정확하게 결상되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.A laser printing apparatus which transfers a photosensitive medium onto a printing paper by lightly adhering a printing paper and a photosensitive medium on a drum to focus a laser beam, the laser printing apparatus comprising: a correction table for storing data for correcting a deviation distance; A control unit for outputting the first data in a dot form, analyzing the received second data to calculate the deviation distance, and accessing correction data corresponding to the deviation distance from the correction table and outputting the third data as the third data; A laser source for converting data into a laser beam, optical means for forming the laser beam into focus on the photosensitive medium, an image reflected by the photosensitive medium, and detecting a distance between the optical means and the photosensitive medium Detection means generated by the second data and located near the optical means and driven by the third data And a print head comprising an actuator for controlling the optical means, and maintaining a distance between the optical means and the photosensitive medium in a constant state so that the focus of the ray point ratio is accurately formed on the photosensitive medium. Laserprint device. 제3항에 있어서, 상기 프린트헤드의 검출수단이, 상기 감광매체 상으로 부터 반사되는 이미지를 결상하는 감지광학수단과, 다수개의 셀들로 이루어지며, 상기 감지광학수단으로 부터 출력되는 광신호를 수신하는 해당하는 셀이 반응하여 초점거리에 대응하는 전기적신호를 발생하는 광센서로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the detection means of the printhead comprises sensing optical means for forming an image reflected from the photosensitive medium, and a plurality of cells, and receives an optical signal output from the sensing optical means. The laser print apparatus, characterized in that consisting of an optical sensor for generating an electrical signal corresponding to the focal length in response to the corresponding cell. 제4항에 있어서, 상기 제어부가 하기와 같은 방법으로 편차거리d를 계산하는 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.The laserprint apparatus according to claim 4, wherein the control unit calculates the deviation distance d in the following manner. d = n*δ*z0/s*sin(α±θ) ,d = n * δ * z0 / s * sin (α ± θ), θ = tan-1(n*δ/s)θ = tan-1 (n * δ / s) n : 반사된 이미지를 수신한 상기 광센서의 셀 번호,n: cell number of the optical sensor that received the reflected image, δ : 상기 광센서의 한 개 셀의 폭,δ: width of one cell of the optical sensor, z0 : 상기 광학수단과 감광매체 간의 기준 초점거리,z0: reference focal length between the optical means and the photosensitive medium, s : 상기 감지광학수단과 광센서의 중앙 셀 간의 거리,s: distance between the sensing optical means and the central cell of the optical sensor, α : 상기 기준촛점거리에서 상기 광학수단, 감광매체 및 감지광학수단이 이루는 기준각,α: the reference angle formed by the optical means, the photosensitive medium and the sensing optical means at the reference focal length, θ : 편차각,θ: deviation angle, d : 편차거리d: deviation distance 제5항에 있어서, 상기 광센서가 리니어 위치검출기(PSD)인 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.The laser printing apparatus of claim 5, wherein the optical sensor is a linear position detector (PSD). 제6항에 있어서, 상기 액츄에이터가 리니어 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.7. The laserprinting apparatus according to claim 6, wherein the actuator is a linear actuator. 제6항에 있어서, 상기 액츄에이터가 피에조일렉트릭 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치.7. A laser printing apparatus according to claim 6, wherein said actuator is a piezoelectric actuator. 제5항에 있어서, 상기 광센서가 1차원 전하결합소자(Linear CCD)인 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.The laser printing apparatus of claim 5, wherein the optical sensor is a one-dimensional charge coupled device (Linear CCD). 제9항에 있어서, 상기 액츄에이터가 리니어 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.10. The laserprinting apparatus according to claim 9, wherein the actuator is a linear actuator. 제9항에 있어서, 상기 액츄에이터가 1차원 전하결합소자(Linear CCD)인 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치.10. The laser printing apparatus according to claim 9, wherein the actuator is a one-dimensional charge coupled device (Linear CCD). 드럼 상에 인쇄용지 및 감광매체가 가볍게 밀착시켜 레이저빔을 포커싱할 때 발생되는 열로서 감광매체를 인쇄용지로 전사하는 레이저프린트장치에 있어서, 편차거리를 보정하기 위한 데이터들 저장하는 보정테이블을 구비하며, 프린트데이타를 도트 형태의 제1데이타로 출력하고, 수신되는 제2데이타를 분석하여 편차거리를 계산한 후 편차거리에 대응되는 보정데이타를 상기 보정테이블에서 억세스하여 제3데이타로 출력하는 제어부와, 상기 제1데이타를 레이저빔으로 변환하는 레이저소스와, 상기 레이저소스의 출력단에 제1광결합수단이 연결되고, 상기 제1광 결합수단과 제2광결합수단 사이에 광섬유가 연결되어 상기 레이저빔의 통로를 형성하는 수단과, 상기 제2광결합수단과 연결되어 상기 레이저빔을 상기 감광매체 상에 초점으로 결상하는 광학수단과, 상기 감광매체에 반사되는 이미지를 감지하여 상기 광학수단과 감광매체 상의 거리를 검출하여 상기 제2데이타로 발생하는 검출수단과, 상기 광학수단에 근접 위치되고 상기 제3데이타에 의해 구동되어 상기 광학수단을 제어하는 액츄에이터로 구성되는 프린트헤드을 구비하여, 상기 광학수단과 감광매체 상의 간격을 일정한 상태로 유지하여 레이저빔의 초점이 상기 감광매체 상에 정학하게 결상되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치.A laser printing apparatus for transferring a photosensitive medium to a printing paper as heat generated when a printing paper and a photosensitive medium are lightly adhered onto a drum to focus a laser beam, the laser printing apparatus comprising: a correction table for storing data for correcting a deviation distance; A control unit for outputting the print data as first data in a dot form, analyzing the received second data to calculate the deviation distance, and accessing correction data corresponding to the deviation distance from the correction table to output the third data. And a laser source for converting the first data into a laser beam, a first optical coupling means connected to an output end of the laser source, and an optical fiber connected between the first optical coupling means and the second optical coupling means. Means for forming a passage of a laser beam, and connected to the second light coupling means to form the laser beam as a focal point on the photosensitive medium. Optical means, a sensing means for sensing an image reflected on the photosensitive medium to detect a distance between the optical means and the photosensitive medium, and generating the second data; and being located in proximity to the optical means and driven by the third data. And a print head comprising an actuator for controlling the optical means, the optical head and the photosensitive medium being maintained at a constant state so that the focus of the laser beam is precisely formed on the photosensitive medium. Laser print device. 제12항에 있어서, 상기 프린트헤드의 검출수단이, 상기 감광매체 상으로 부터 산란되는 초점의 이미지를 결상하는 감지 광학수단과, 다수개의 셀들로 이루어지며, 상기 감지광학수단으로 부터 출력되는 광신호를 수신하는 해당하는 셀이 반응하여 초점거리에 대응하는 전기적 신호를 발생하는 광센서로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치.13. An optical signal according to claim 12, wherein the detection means of the printhead comprises sensing optical means for forming an image of a focus scattered from the photosensitive medium, and a plurality of cells, and an optical signal output from the sensing optical means. Responding to the corresponding cell receiving the laser printer, characterized in that consisting of an optical sensor for generating an electrical signal corresponding to the focal length. 제13항에 있어서, 상기 제어부가 하기와 같은 방법으로 편차거리d를 계산하는 것을 특징으로 하는 레이저프린트 장치.The laserprint apparatus according to claim 13, wherein the controller calculates the deviation distance d in the following manner. d = n*δ*z0/s*sin(α±θ) ,d = n * δ * z0 / s * sin (α ± θ), θ = tan-1(n*δ/s)θ = tan-1 (n * δ / s) n : 반사된 이미지를 수신한 상기 광센서의 셀 번호,n: cell number of the optical sensor that received the reflected image, δ: 상기 광센서의 한 개 셀의 폭,δ: width of one cell of the optical sensor, z0 : 상기 광학수단과 감광매체 간의 기준 초점거리,z0: reference focal length between the optical means and the photosensitive medium, s : 상기 감지광학수단과 광센서의 중앙 셀 간의 거리,s: distance between the sensing optical means and the central cell of the optical sensor, α: 상기 기준촛점거리에서 상기 광학수단, 감광매체 및 감지광학수단이 이루는 기준각,α: the reference angle formed by the optical means, the photosensitive medium and the sensing optical means at the reference focal length, θ: 편차각,θ: deviation angle, d : 편차거리d: deviation distance 레이저빔을 감광매체 상에 초점으로 결상하는 광학수단과, 감지광학수단 및 광센서로 이루어지며 상기 감광매체에서 반사되는 이미지를 수신하여 상기 광학수단과 감광매체 상의 거리정보를 검출하는 수단과, 상기 광학 수단의 초점을 제어하는 액츄에이터로 구성되는 프린트헤드를 구비하며, 드럼 상에 인쇄용지 및 감광매체가 가볍게 밀착시켜 레이저빔을 포커싱하므로서 감광매체를 인쇄용지로 전사하는 레이저프린트장치의 프린트 방법에 있어서, 프린트 데이터를 레이저빔으로 변환하여 상기 프린트헤드의 광학수단을 통해 상기 감광매체 상에 레이저빔의 초점을 결상하는 과정과, 상기 프린트헤드의 검출수단을 통해 상기 거리정보를 수신하는 과정과, 상기 거리정보를 수신한 후, 상기 광학수단과 감광매체 간의 기준촛점거리와 상기 실제 초점거리 간의 차를 나타내는 편차거리를 계산하는 과정과, 상기 편차거리를 보정할 수 있도록 상기 광학수단의 위치를 조절하기 위한 보정데이타를 상기 액츄에이터로 출력하는 과정으로 이루어져, 상기 광학수단과 감광매체 간의 거리가 항상 기준촛점거리를 유지하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 레이저프린트장치의 프린트 방법.Optical means for imaging a laser beam on a photosensitive medium as a focal point, sensing optical means and an optical sensor, and means for receiving an image reflected from the photosensitive medium to detect distance information on the optical means and the photosensitive medium; A printhead comprising a printhead comprising an actuator for controlling the focus of an optical means, wherein a printing paper and a photosensitive medium are lightly adhered to a drum to focus the laser beam, thereby transferring the photosensitive medium to a printing paper. Converting the print data into a laser beam to form a focus of the laser beam on the photosensitive medium through the optical means of the printhead, receiving the distance information through the detection means of the printhead, and After receiving the distance information, the reference focal length between the optical means and the photosensitive medium and the actual Calculating a deviation distance representing a difference between focal lengths, and outputting correction data for adjusting the position of the optical means to the actuator to correct the deviation distance, between the optical means and the photosensitive medium. A method of printing a laser printer, characterized in that the distance is always operated to maintain the reference focal length. 제15항에 있어서, 상기 편차거리를 계산하는 과정이, 하기와 같은 식에 의해 상기 광학수단, 감광매체, 검출수단 사이의 편차각도를 계산하는 과정과,The method of claim 15, wherein the calculating of the deviation distance comprises: calculating a deviation angle between the optical means, the photosensitive medium, and the detection means by the following equation; θ = tan-1(n*δ/s)θ = tan-1 (n * δ / s) θ : 편차각도,θ: deviation angle, n : 반사된 이미지를 수신한 상기 광센서의 셀 번호,n: cell number of the optical sensor that received the reflected image, δ : 상기 광센서의 한 개 셀의 폭,δ: width of one cell of the optical sensor, s : 상기 검출수단의 감지광학수단과 광센서의 중앙 셀 간의 거리s: distance between the sensing optical means of the detecting means and the central cell of the optical sensor 하기와 같은 식에 의해 상기 광학수단과 광센서의 중앙 셀 간의 거리에 대한 편차거리를 계산하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 레이저 프린트 장치의 프린트방법.A method of printing a laser printer, characterized in that the process of calculating the deviation distance with respect to the distance between the optical means and the center cell of the optical sensor by the following equation. d = n*δ*z0/s*sin(α±θ)d = n * δ * z0 / s * sin (α ± θ) n : 반사된 이미지를 수신한 상기 광센서의 셀 번호,n: cell number of the optical sensor that received the reflected image, δ : 상기 광센서의 한 개 셀의 폭,δ: width of one cell of the optical sensor, z0 : 상기 광학수단과 감광매체 간의 초점거리,z0: focal length between the optical means and the photosensitive medium, s : 상기 감지광학수단과 광센서의 중앙 셀 간의 거리,s: distance between the sensing optical means and the central cell of the optical sensor, α : 상기 기준촛점거리에서 상기 광학수단, 감광매체 및 감지광학 수단이 이루는 기준각도,α: reference angle formed by the optical means, the photosensitive medium and the sensing optical means at the reference focal length, θ : 편차각,θ: deviation angle, d : 편차거리d: deviation distance
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