KR100265730B1 - 광주사시스템 - Google Patents

Abstract

광주사 시스템을 개시한다. 광원과, 광원에서 출사된 광빔의 스폿을 설정된 위치의 주사대상면위의 주사라인을 따라 주사하는 주사수단과, 주사대상면위의 주사라인을 따라 광빔 스폿에 의해 형성되는 화소들의 위치와 각 화소의 노광시간을 제어하되, 상기 화소들이 등 간격으로 위치되도록 상기 주사라인을 따라 변하는 광빔 스폿의 속도를 보상하여 상기 광빔 스폿의 출사간격을 가변시키고, 상기 각 화소의 노광시간도 이미지 데이터의 계조표현에 맞게 가변되도록 상기 광원의 구동을 제어하는 전자 제어장치를 구비한다. 이러한 광주사 시스템에 의하면 광주사 시스템에 의하면 주사대상면에 주사라인을 따라 설정된 위치마다 광스폿에 의한 주사정보가 화소 단위로 기입되고, 각 화소영역사이내에서 이미지 데이터에 담긴 계조정보에 대응하는 노광조절에 의해 고품질의 이미지를 재현시킬 수 있다.

Description

광주사 시스템{Laser scanning system}

본 발명은 광주사 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 광주사장치(scanner)의 비 선형성(non-linearity)을 보상하여 주사라인을 따라 등 간격마다 광스폿에 의한 화소 위치가 결정될 수 있도록 광주사를 제어하는 광주사 시스템에 관한 것이다.

광주사장치에 있어서, 비 선형성이란 주사라인을 따라 광빔 스폿이 이동할때의 스폿 속도의 변화를 말한다. 회전다면경을 채용한 광주사장치의 경우 일정 각도 범위내에서 소정 위치로 편향되어 주사라인에 맺히는 광빔스폿의 이동경로가 주사라인의 중심부분을 기준으로 양측 가장자리영역으로 갈수록 멀어진다. 따라서, 주사라인상에서 주사라인의 중심부분을 기준으로 멀어질수록 주사라인을 따라 이동하는 광빔 스폿의 이동속도가 떨어진다. 주사라인상에서 이러한 광빔 스폿의 이동속도 변화를 보상하여 주사라인상에서 등 간격으로 광빔 스폿이 맺힐 수 있도록 한 광주사 시스템이 미국특허 제 5,117,243에 개시되어 있다.

상기 미국 특허 제5,117,243에 개시된 광주사시스템에 의하면, 광원에서 출사되는 광빔의 출사간격을 조절하여 주사라인에 등간격으로 광빔 스폿이 맺힐 수 있도록 제어하되, 광빔 스폿의 노광시간은 일정하게 유지시켰다.

그러나, 상기의 광주사 시스템에 의하면 각 화소내에서의 노광시간이 일정하게 유지되도록 제어함으로써, 화소내의 계조표현이 불가능한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 주사라인상에 등간격마다 광빔 스폿에 의한 화소위치가 결정되도록 광원을 제어하되, 각 화소위치 사이의 광빔스폿에 대한 노광시간은 설정된 계조표현에 대응하여 일정 폭 범위내에서 조절되도록 하는 광주사 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광주사 시스템을 나타내 보인 블록도이고,

도 2는 도 1의 광주사 시스템의 각 요소의 신호처리 타이밍도이다.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

11: 광원 12: 주사대상면

13: 회전다면경 14: 렌즈 유니트

15: 주사라인 20: 전자제어장치

21: 클럭주파수 제어부 22: 룩업테이블

23: 주파수 가변 클럭발생기 24: 데이터 쉬프트부

25: 펄스폭 변조부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광주사 시스템은 광빔을 출사하는 광원과, 상기 광빔의 스폿을 설정된 위치의 주사대상면위의 주사라인을 따라 주사하는 주사수단과, 상기 주사대상면위에서 상기 주사라인을 따라 상기 광빔 스폿에 의해 형성되는 화소들의 위치와 각 화소의 노광시간을 제어하되, 상기 화소들이 등 간격으로 위치되도록 상기 주사라인을 따라 변하는 광빔 스폿의 속도를 보상하여 상기 광빔 스폿의 출사간격을 가변시키고, 상기 각 화소의 노광시간도 이미지 데이터의 계조표현에 맞게 가변되도록 상기 광원의 구동을 제어하는 전자 제어장치를 구비한다.

상기 전자제어장치는 상기 광빔 스폿 출사간격에 대한 데이터가 저장되어 있는 룩업테이블과, 상기 룩업테이블에서 출력되는 데이터에 대응한 주파수의 클럭신호를 출력하는 주파수 가변 클럭발생기와, 상기 클럭신호에 동기되어 화소정보에 대응하는 이미지 데이터를 출력하는 테이터 쉬프트부와, 상기 이미지 데이터 정보에 대응하는 펄스 폭의 노광시간을 갖는 광스폿이 상기 광원에서 출사되도록 상기 광원을 구동시키는 펄스폭 변조부 및 상기 룩업테이블에 저장된 데이터의 상기 주파수 가변 클럭발생기로의 출력을 제어하는 클럭 주파수 제어부를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광주사 시스템을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광주사 시스템을 나타내 보인 블록도이다.

도면을 참조하면, 광주사 시스템은 광원(11)에서 일방향으로 출사되는 광을 편향시켜 컬러 인쇄기의 감광벨트와 같은 주사대상면(12)에 주사하는 주사수단으로서 회전다면경(13)과 렌즈유니트(14)가 마련되어 있다.

다수의 반사면을 갖는 회전다면경(13)은 모터와 같은 구동수단에 의해 일정속도로 회전구동되면서 그 반사면에 입사되는 광빔을 편향시킨다.

렌즈 유니트(14)는 적어도 1매 이상의 렌즈로 구성되어 회전다면경(13)의 반사면에서 반사되어 진행되는 광을 주사대상면에 집속시킨다.

이러한 주사수단에 대해 광원(11)에서 이미지 데이터에 대응한 광출사의 시기를 조절하는 전자 제어장치(20)는 클럭 주파수 제어부(21), 룩업 테이블(LUT)(22), 주파수 가변 클럭 발생기(23), 데이터 쉬프트부(24), 펄스폭 변조부(25)를 갖는다.

룩업테이블(22)은 메모리 소자로서, 주사라인(15)을 따라 설정된 화소 위치에 대응한 광빔 스폿들의 출사간격에 대한 데이터가 저장된다.

주파수 가변 클럭 발생기(23)는 룩업테이블(22)에서 제공하는 데이터에 대응하는 주파수의 클럭신호를 출력하는 것으로서 자체적으로 발진기를 구비하거나, 별도로 구비된 발진기(23a)를 제어하여 소망하는 주파수의 클럭신호를 출력할 수 있도록 구성된다.

데이터 쉬프트부(24)는 일종의 쉬프트 레지스터의 기능을 하는 것으로서, 외부로부터 입력되는 이미지 데이터를 쉬프트 클럭동기신호가 되는 주파수 가변 클럭발생기(23)로부터의 그 입력단으로 입력되는 클럭신호에 동기시켜 화소단위에 대응하는 이미지데이터를 펄스폭 변조부(25)에 출력한다.

펄스폭 변조부(25)는 광원(11)의 광출사 온 오프 구동을 실질적으로 제어하는 것으로, 입력받은 이미지데이터의 계조정보에 대응한 광스폿의 노광시간이 유지되도록 광원(11)의 온 구동시간에 해당하는 펄스의 폭을 출력하여 광원(11)을 구동시킨다.

클럭 주파수 제어부(21)는 외부에서 제공되는 주사개시신호(SOS;start of scan)가 입력되면 설정된 순서에 따라 룩업테이블(22)로부터의 주파수 가변클럭 발생기(23)로의 화소 단위의 주사시기에 해당하는 순차적인 데이터 출력이 이루어지도록 룩업데이블(22)을 제어한다.

이러한 구성을 갖는 광주사 시스템의 동작을 도 1의 광주사 시스템의 각 요소의 신호처리 타이밍도를 도시한 도 2를 함께 참조하면서 설명한다.

외부로부터 클럭 주파수 제어부(21)에 주사개시신호(SOS;start of scan)가 입력되면 클럭주파수 제어부(21)에서는 주사라인(15)을 따라 광스폿의 이송속도 변화를 감안하여 설정된 등간격마다 화소위치가 시작될 수 있도록 주사시작 간격 정보에 대응한 데이터가 룩업테이블(22)로부터 주파수 가변 클럭발생기(23)로 순차적으로 출력되도록 제어한다. 주파수 가변 클럭발생기(23)는 입력된 데이터를 판독하여 그에 대응한 주파수의 클럭신호를 출력한다. 이러한 과정은 주사라인(15)상에서 설정된 이미지 형성길이에 해당하는 구간에 대해 연속적으로 이루어 진다. 따라서, 데이터 쉬프트부(24)는 주파수를 달리하여 입력되는 클럭신호에 동기시켜 입력된 이미지 데이터를 펄스폭 변조부(25)에 넘겨주게 되고, 펄스폭 변조부(25)는 이미지 데이터에 담긴 계조정보에 해당하는 펄스의 폭을 갖는 온신호로 광원(11)을 구동하게 된다. 결과적으로 주사대상면(12)에 설정된 주사라인(15)상에서 주사시작이 되는 위치를 기준으로 광빔 스폿에 의한 각 화소의 시작 위치가 등간격으로 조정되되 각 화소의 시작 위치부터 다음 화소의 시작위치사이의 간격 내에서의 노광시간은 계조표현 내용에 따라 다르게 유지된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 주사개시신호(SOS)가 클럭주파수 제어부(21)에 제공된 이후, 이미지 데이터가 상호 다른 주파수 간격으로 주파수 가변 클럭발생기(23)에서 순차적으로 출력되는 클럭신호에 동기되어 펄스폭 변조부(25)에 넘겨져 이미지 데이터에 담긴 계조정보에 대응한 펄스폭에 해당하는 노광시간으로 광스폿이 주사라인(15)을 따라 형성된다. 다시 말해, 상호 다른 간격을 갖는 클럭신호간의 간격들(P_1,P₂, P₃, P₄, P₅)이 광빔의 상호 다른 주사속도를 보상하도록 조정되어 있어 주사라인(15)상에서는 광빔 스폿들의 주사진행방향에 대한 선단사이가 등간격마다 맺히고, 등 간격 구간 내에서 스폿의 주사라인을 따르는 길이방향의 크기는 계조표현에 대응된 노광시간(E_1,E₂, E₃, E₄, E₅₎가변에 의해 상호 다른 크기를 갖게 된다.

이와 같은 구동에 의해 주사대상면(12)의 주사라인(15)을 따라 광빔 스폿에 의한 화소 시작위치들이 클럭신호 발생 간격의 주파수 조정에 의해 등간격으로 조정되고, 화소시작위치로부터 다음 화소시작 까지의 화소길이내의 주사라인(15)을 따른 광스폿 길이에 의해 계조표현이 이루어 진다. 이러한 계조표현에 있어서, 데이터 쉬프트부(24)에 화소당 8비트로 표현되는 계조정보를 갖는 이미지 데이터가 병렬로 입력될 경우 펄스폭 변조부(25)는 8비트의 병렬데이터에 대응하는 펄스신호로 변환하여 광원(11)의 온 구동을 제어하게 된다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 광주사 시스템에 의하면 주사대상면에 주사라인을 따라 설정된 위치마다 광스폿에 의한 주사정보가 화소 단위로 기입되고, 각 화소영역사이내에서 이미지 데이터에 담긴 계조정보에 대응하는 노광조절에 의해 고품질의 이미지를 재현시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 광빔을 출사하는 광원과;

   상기 광빔의 스폿을 설정된 위치의 주사대상면위의 주사라인을 따라 주사하는 주사수단과;

   상기 주사대상면위에서 상기 주사라인을 따라 상기 광빔 스폿에 의해 형성되는 화소들의 위치와 각 화소의 노광시간을 제어하되, 상기 화소들이 등 간격으로 위치되도록 상기 주사라인을 따라 변하는 광빔 스폿의 속도를 보상하여 상기 광빔 스폿의 출사간격을 가변시키고, 상기 각 화소의 노광시간도 이미지 데이터의 계조표현에 맞게 가변되도록 상기 광원의 구동을 제어하는 전자 제어장치를 구비하며,

   상기 전자제어장치는

   상기 광빔 스폿 출사간격에 대한 데이터가 저장되어 있는 룩업테이블과;

   상기 룩업테이블에서 출력되는 데이터에 대응한 주파수의 클럭신호를 출력하는 주파수 가변 클럭발생기와;

   상기 클럭신호에 동기되어 화소정보에 대응하는 이미지 데이터를 출력하는 테이터 쉬프트부와;

   상기 이미지 데이터 정보에 대응하는 펄스 폭의 노광시간을 갖는 광스폿이 상기 광원에서 출사되도록 상기 광원을 구동시키는 펄스폭 변조부; 및

   상기 룩업테이블에 저장된 데이터의 상기 주파수 가변 클럭발생기로의 출력을 제어하는 클럭 주파수 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 주사수단은

   다수의 반사면을 갖고, 회전구동에 의해 상기 반사면에 입사되는 광빔을 편향시키는 회전다면경과;

   상기 회전다면경의 반사면에서 반사되어 진행되는 광을 상기 주사대상면에 집속시키는 렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사 시스템.

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