KR100373470B1 - 컬러 화상 형성 장치 및 화상 형성 타이밍 제어 방법 - Google Patents

Abstract

화상 형성 타이밍 제어 방법은 감광면과 상기 감광면 외에 반사면을 갖는 감광 기부와 관련된 컬러 화상 형성에 적용된다. 이 방법에서, 복수의 노출 광 비임은 반사면이 이동하는 궤도를 따라 이 궤도상에 인가된다. 특히, 복수의 노출 광 비임은 편향되고, 즉 복수의 노출 광 비임의 주사의 폭이 증가되고, 복수의 노출 광 비임은 반사면 상에 제공된다. 반사면에 의해 반사된 복수의 노출 광 비임은 검출되고, 감광 기부 상의 잠상의 주사의 타이밍은 복수의 노출 광 비임이 검출될 때 각 시점을 기초로 하여 결정된다.

Description

컬러 화상 형성 장치 및 화상 형성 타이밍 제어 방법{COLOR IMAGE FORMING APPARATUS AND IMAGE FORMING TIMING CONTROL METHOD}

본 발명은 단일 컬러의 화상이 화상 형성 매체 상에 형성되고, 순차적으로컬러 화상을 형성하도록 적층되는 컬러 화상 형성 장치 및 화상 형성 타이밍 제어 방법에 관한 것이다.

종이 등의 화상 형성 매체 상에 컬러 화상을 형성하기 위한 다양한 방법이 있다. 예를 들면, 공지된 방법으로는 정전 화상(정전 잠상)이 감광 드럼 상에 형성되고 화상을 가시화하도록 토너에 의해 종이 위로 전사되는 전자 사진 방법, 화상을 형성하기 위해 잉크 액적이 직접 종이에 사출되는 잉크젯 방법, 감광 착색제를 노출시킴으로써 화상이 기록되는 은(silver) 염 사진 방법 등이 있다.

상술한 어떤 방법에서라도, 단일 컬러의 화상은 우수한 컬러 화상을 마련하기 위해 정밀하게 적층될 필요가 있다. 적층의 정밀도가 충분하지 않을 경우, 화상의 흐릿함, 불충분한 선명도, 불충분한 컬러 재생성 등과 같은 화상 질의 저하가 나타나게 된다. 일반적으로, 적층 정밀도가 0.1mm 이하에서는 적층의 전위가 눈으로 명확히 관찰되지 않고, 고 품질의 화상이 얻어질 수 있다.

종래에는, 적층 정밀도를 향상시키기 위한 다양한 방법들이 제시되었다. 예를 들면, 적층에서의 전위를 검출하기 위한 마크가 기록 용지용 컨베이어 벨트상에 형성되고, 화상 형성 위치는 직렬 구조를 갖는 컬러 화상 형성 장치의 적층에서 검출된 전위를 기초로 하여 보정되는 기술이 있다.

그러나, 이 기술에서는 적층 전위를 검출하기 위한 마크의 형성으로 인한 토너 소비의 증가, 검출 후에 출력 화상과 관계없는 불필요한 마크를 제거하기 위한 세척 장치의 추가적인 장착, 기계적 응력으로 인한 감광 재료의 품질 저하, 적층 전위를 검출하기 위한 시간 손실로 인한 기록 시간의 지연, 마크를 정밀하게 검출하기 위한 검출기의 필요성으로 인한 비용의 증가, 전체적인 감광 요소 및 토너를 포함한 운전 비용의 증가와 같은 문제가 생긴다.

또한, 단일 컬러 화상 사이의 적층 에러를 검출하기 위해 관련된 도트 크기를 갖는 토너 도트에 의해 형성된 적층 전위 검출 마크를 정밀하게 검출할 수 있는 검출기를 구현하는 경우에 있어서, 검출기의 검출 정밀도는 적층 전위 허용 오차가 약 1mm로 설정될 경우, 적층 에러를 유발하는 요인 분석 및 화상 형성 장치의 구조적 요소의 에러 분석으로 인한 정밀도 할당을 고려하여 0.02mm 이하로 개선될 필요가 있다. 동시에, 마크를 형성할 때, 화상 형성 과정 및 구조적 요소의 구동 정밀도에서 변경 및 변이가 있기 때문에, 다수의 마크가 통계적 처리를 통해 검출 정밀도를 향상시키도록 검출되어야 한다. 따라서, 검출기를 포함한 하드웨어뿐만 아니라 검출 시퀀스(sequence)와 같은 소프트웨어도 부담이 된다.

한편, 참조 문헌으로서 복수의 레이저 비임의 하나를 사용하여 동기가 실행되는 기술(일본 특허 공개 제4-54235호)이 있다.

그러나, 이러한 기술은 레이저 비임 사이의 상대적인 위치설정만 실행할 수 있고, 따라서 감광 요소 및 비임 사이의 상대적인 위치설정에 의해 결정되는 화상 형성 위치는 서로 정밀하게 정렬될 수 없다. 따라서, 화상 적층 정밀도가 충분히 개선될 수 없다는 문제점이 발생한다. 또한, 소모성 부품이면서 장치의 수명 동안에 몇 십 회에 걸쳐 교환되어야 하는 감광성 요소가 충분한 정밀도로 부착되어야 하는 메커니즘이 요구되기 때문에, 장치의 구조가 복잡해진다. 또한, 감광 요소의 구동 속도는 매우 정밀하게 설정되어야 하므로, 감광 요소는 매우 정밀한 속도 제어 하에서 높은 기계적 정밀도를 가진 구동 전동장치 기구에 의해 구동되어야 한다. 그 결과, 장치의 비용이 증가되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하는 기술로서, 일본 특허 출원 제10-332848호(미국 특허 출원 제09/429,903호에 대응함)는 이하와 같은 고 정밀 화상 적층 방법을 제시한다. 본 방법에 있어서는, 기록 레이저 비임을 감광 드럼의 표면으로 반사시키기 위한 광 반사기가 제공된다. 광 반사기로부터 반사되는 네 개의 화상을 각각 형성하기 위한 네 개의 레이저 비임은 광 검출 센서에 의해 검출되어 화상 기록 타이밍을 위해 사용되는 전기 신호로 변환된다. 이 방법에 따르면, 단일 컬러들의 네 개의 화상은 기준으로 취해진 감광 드럼면 상의 광 반사기의 위치에 형성되어, 적층된 전 컬러 화상이 매우 높은 적층 정밀도를 가질 수 있다.

그러나, 감광 드럼면 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 레이저 비임 주사의 폭은 렌즈 크기, 렌즈 제조 비용 등과 같은 제한에 의해 감광 드럼의 감광 층의 폭보다 더 작도록 설계된다. 따라서, 광 반사기는 감광 층의 표면 상에 설정되어야 한다. 감광 드럼의 표면은 세척기 등에 의해 항상 세척되지만, 토너와 같은 착색제가 이 표면에 부착된다. 따라서, 광 반사기의 표면은 토너 등으로 일시적으로 덮이게 되어 반사율이 저하된다. 광 반사기로부터의 반사광이 충분하지 못하면, 화상이 형성되지 않을 수도 있다. 또한, 광 반사기가 감광 층의 표면 상에 설정되면, 감광 드럼의 제조 단계에서 감광 층을 도포하는 것이 어렵고 절연 과정이 필요하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 감광 층 상에 광 반사기를 제공하지 않고, 높은 정밀도로 형성된 컬러 화상의 화상-적층 전위(image-layering dislocation)를 보정할 수 있고, 이로써 고속에서 고 품질의 컬러 화상을 얻을 수 있는 컬러 화상 형성 장치 및 화상 형성 타이밍 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 회전 가능하고, 그 표면 상에 감광층과 상기 감광층의 이외에 위치한 반사면을 구비하는 감광 기부와, 상이한 컬러의 각각의 잠상에 대응하는 복수의 노출광 비임을 감광 기부 상에 주사하는 주사 유닛과, 복수의 잠상을 현상하는 현상 유닛과, 복수의 노출광 비임을 편향하고 반사면의 궤도로 안내하는 편향 유닛과, 반사면에 의해 반사된 복수의 노출광 비임을 검출하는 검출 유닛과, 검출 유닛 및 주사 유닛에 연결되고, 복수의 노출광 비임이 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 주사 유닛의 주사 타이밍을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 회전 가능하고, 감광면, 무감광면 및 상기 무감광면 상에 형성된 반사면을 포함하는 감광 기부와, 상이한 컬러의 각각의 잠상에 대응하는 복수의 노출광 비임을 감광 기부 상에 주사하는 주사 유닛과, 복수의 잠상을 현상하는 현상 유닛과, 복수의 노출광 비임의 주사 폭을 증가시키고 복수의 노출광 비임을 반사면에 제공하는 편향 유닛과, 반사면에 의해 반사된 복수의 노출광 비임을 검출하는 검출 유닛과, 주사 유닛 및 검출 유닛에 연결되고, 복수의 노출광 비임이 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 주사 유닛의 각각의 주사 타이밍을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치를제공한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 감광면과 상기 감광면 외에 반사면을 포함하는 감광 기부와 관련하여 컬러 화상 형성에 적용되는 화상 형성 타이밍 제어 방법에 있어서, 반사면이 이동하는 궤도를 따라 그 궤도상에 복수의 노출광 비임을 인가하는 단계와, 반사면에 의해 반사되는 복수의 노출광 비임을 검출하는 단계와, 복수의 노출광 비임이 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 감광 기부 상의 잠상의 주사 타이밍을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 타이밍 제어 방법이 제공된다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 개략적인 구조를 도시한 측면도.

도2는 본 실시예에서 레이저 비임 주사 섹션의 구조를 도시한 도면.

도3은 본 실시예에서 레이저 비임 주사 섹션의 광학 시스템의 배치를 도시한 도면.

도4는 본 실시예의 컬러 화상 형성 장치의 주요부의 구조를 도시한 사시도.

도5는 본 실시예에서 플랜지에 제공된 광 반사기를 조사하기 위한 편향기의 구조를 설명하기 위한 도면.

도6은 본 실시예에서 감광층 폭, 현상 가능 폭 및 레이저 주사 폭을 설명하기 위한 도면.

도7은 본 실시예에서 광 검출기의 개략적인 구조를 도시한 사시도.

도8은 본 실시예에서 광 반사기를 설명하기 위한 확대도.

도9는 본 실시예에서 복수의 광 검출기로부터의 검출 신호에 기초하여, 화상 형성 타이밍을 결정하는 기능을 가지는 제어 회로의 구조를 도시한 블록도.

도10a 및 도10b는 본 실시예에서 제어 회로의 작동을 설명하기 위한 타이밍차트.

도11은 도5에 도시된 편향기의 수정예를 설명하기 위한 도면.

도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 주요부의 구조를 도시한 사시도.

도13은 본 발명의 제2 실시예에서 하나의 광 검출기로부터의 검출 신호에 기초하여 화상 형성 타이밍을 결정하는 기능을 가진 제어 회로의 구조를 도시하는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 감광 드럼

5: 전사 장치

6: 중간 전사 매체

7: 가압 롤러

9: 기록 용지

10: 다각형 미러

30: 광 반사기

31-1 ~ 31-4: 광 검출기

이제 본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명의 제1 실시예를 먼저 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 구조를 도시하고 있다.

정전 화상 캐리어(감광 기부 기판)로서의 감광 드럼(1)은 원통형 전도 기부 상에 유기성 또는 비결정 실리콘계 감광층을 제공함으로써 구성된다. 감광 드럼(1)은 도시되지 않은 모터에 의해 화살표 방향으로 회전하여, 감광 드럼(1)의 표면의 이동 방향(부 주사 방향)으로 서로 떨어져 있는, 감광 드럼(1) 상의 4개 위치에 제공된 대전부, 노출부 및 현상부를 통해 순차적으로 통과한다.

감광 드럼(1)의 감광층은 코로나(corona) 대전기 또는 스콜로트론(scolotron) 대전기로 구성된 제1 대전기(2-1)에 의해 균일하게 변한다.그 이후에, 대전기(2-1)의 부 주사 방향으로 전방측 내의 제1 컬러 화상 정보(즉, 노란색 화상 데이터)에 따라 변조된 제1 노출 레이저 비임(L-1)을 조사함으로써 노출이 실시되고, 그로 인해 감광층 표면 상의 제1 정전 잠상을 형성시킨다. 그 이후에 제1 노출 레이저 비임(L-1)에 의해 형성된 정전 잠상은 제1 컬러(즉, 노란색)의 액체 현상제를 함유한 제1 현상 장치(4-1)에 의해 현상되고, 그로 인해 정전 잠상에 액체 현상제나 토너가 점착되어 제1 컬러의 가시 화상을 형성시킨다.

정전 잠상에 액체 현상제나 토너가 점착되어 형성된 제1 컬러의 가시 화상은 전사 장치(5)에 의해 기록 용지(9)에 전사될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 다음의 노출/현상 프로세스가 연속적으로 발생한다. 즉, 감광 드럼(1)은 제2 대전기(2-2)에 의해 균일하게 대전된다. 또한, 제2 컬러 화상 정보(즉, 마젠타색 화상 데이터)에 따라 변조된 제2 노출 레이저 비임(L-2)에 의해, 제1 정전 잠상이 형성된 위치와 동일 위치에 제2 정전 잠상이 형성된다. 제1 현상 장치(4-1)에 함유된 것과는 다른 제2 컬러(즉, 마젠타색) 액체 현상제를 함유한 제2 현상 장치(4-2)에 의해 제2 정전 잠상이 현상되고, 그로 인해 제2 컬러의 가시 화상이 형성된다. 이러한 현상 이후에, 감광 드럼(1) 상에 제1 컬러 및 제2 컬러의 가시 화상이 형성 및 적층된다.

이어서, 제3 대전기(2-3)에 의한 균일한 대전, 제3 컬러 화상 정보(즉, 시안색 화상 데이터)에 따라 변조된 제3 노출 레이저 비임(L-3)에 의한 제3 정전 잠상의 형성 및 제3 현상 장치(4-3)에 의한 제3 컬러(즉, 시안색)의 가시 화상의 형성이 상술한 것과 동일한 방식으로 순차적으로 실시된다. 또한, 제4 대전기(2-4)에의한 균일한 대전, 제4 컬러 화상 정보(즉, 흑색 화상 데이터)에 따라 변조된 제4 노출 레이저 비임(L-4)에 의한 제4 정전 잠상의 형성 및 제4 현상 장치(4-4)에 의한 제4 컬러(즉, 흑색)의 가시 화상의 형성이 순차적으로 실시된다.

따라서, 예를 들어, 노랑색(Y), 마젠타색(M), 시안색(C) 및 흑색(K)의 가시 화상이 감광 드럼(1) 상에 적층되고, 그로 인해 전 컬러 화상이 형성된다. 감광 드럼(1) 상의 이 컬러 화상은 전사 장치(5)에 의해 기록 용지(9)에 전사된다. 이때, 감광 드럼(1) 상의 컬러 화상은 기록 용지(9)에 직접 전사될 수 있다. 그러나, 이 화상은 중간 전사 매체를 통해 기록 용지(9)에 전사된다.

감광 드럼(1)에서 중간 전사 매체(6)로의 전사 및 중간 전사 매체(6)에서 기록 용지(9)로의 전사의 각각은 전기장에 기초한 전사이거나 압력(및 열)에 기초한 전사일 수 있다. 일반적으로 많은 종류의 액체 현상제가 실온에서 기록 용지에 고착이 가능하지만, 도1에 도시된 바와 같이 가압 롤러(7)를 가열함으로써 고착이 실시될 수 있다.

상술한 컬러 화상 형성 방법은, 예를 들어, 미국 특허 제5,570,173호 또는 제5,420,675호에 개시되어 있다.

정전 잠상을 형성하기 위한 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-2)은 다각형 모터(11)로 고속 회전하는 다각형 미러(10)에 의해 편향되고, 그로 인해 감광 드럼(1) 표면의 이동 방향과 수직한 방향(주 주사 방향)으로 감광 드럼(1) 표면에 주사된다. 이 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-2)은 서로 독립적인 반도체 레이저 장치로부터 방출된 빛이며, 다각형 미러(10) 상의 하나의 동일 표면에 의해 편향된다. 비임들은 fθ렌즈(12 ,13)를 관통 통과하고, 그 후에 미러(20-1 내지 20-8)에 의해 감광 드럼(1) 표면 상의 소정 위치로 각각 지향된다.

fθ렌즈(12, 13)는 감광 드럼(1) 표면 상에 약 0.06㎜의 미소 지점에 레이저 비임(L-1 내지 L-4)을 집중하고, 감광 드럼(1)의 표면에 주사하는 동안 감광 드럼(1)의 주 주사 방향으로 주사 속도를 일정하게 유지하도록 제공된다.

또한, 각 컬러의 화상 정보에 따라 레이저 비임(L-1 내지 L-4)을 변조(플리커(flicker) 제어)함으로써 감광 드럼(1) 상에 정전 잠상이 형성된다.

다음으로, 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)에 의한 주사 시스템의 구조가 도2를 참조로 보다 상세히 설명될 것이다. 설명의 단순화를 위해, 감광 드럼(1)에 레이저 비임(L-1 내지 L-4)을 지향하기 위한 미러(20-1 내지 20-8)는 도2에서 생략된다.

본 실시예에서, 4개의 반도체 레이저 장치(21-1 내지 21-4)로부터의 산란광은 시준기 렌즈(23-1 내지 23-4)에 의해 사실상 평행광으로 변한다. 그 후에, 4개의 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)은 다각형 미러(10)의 하나의 동일 편향면 상에 조사되도록, 반미러(half-mirror)(24-1 내지 24-3)에 의해 하나의 사실상 동일 위치로 집중되고 원통형 렌즈(25)를 관통하게 된다. 이와 같이 주사 시스템이 구성된다. 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)은 다각형 미러(10)의 편향면에 의해 동시에 편향되고, 순차적으로 fθ렌즈(12, 13)를 관통한다. 그 후에, 비임은 도시되지 않은 미러에 의해 소정의 입사각으로 감광 드럼(1) 상의 소정의 위치로 지향된다.

이 경우에 있어서, 다각형 미러(10)의 편향면에 의해 편향되는 노출 레이저비임(L-1 내지 L-4)은 fθ렌즈(12, 13)를 더 통과하여 미러(47)에 의해 광 검출기(46)로 안내되어, 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 주사 시작 타이밍이 검출된다. 즉, 광 검출기(46)로부터의 검출 신호는 레이져 비임(L-1 내지 L-4)에 의한 주사 작동의 시작마다 생성된 주사 타이밍 신호에 대응한다.

도3은 레이져 비임 주사 평면 상의 광학 시스템의 레이아웃을 도시한다.

반도체 레이저(21-1)로부터 방출되는 빛은 시준기 렌즈(23-1)에 의해 평행한 빛으로 변화되고 원통형 렌즈(25)에 의해 주 주사 방향에 수직인 방향(부-주사 방향)으로만 더 집중되어 다각형 미러 편향면(10A) 상에 화상을 형성한다. fθ렌즈(12, 13)의 광학 특성으로 인해, 다각형 미러 편향면(10A)에 의해 편향되는 레이져 비임은 다각형 미러 편향면(10A)에 대해 접하는 감광성 드럼면(1A) 상에 화상을 형성한다.

이는 다각형 미러 편향면(10A)의 경사에 의해 유발되는 감광성 드럼면(1A) 상의 비임 위치의 변화를 제한하기 위한 구조이다. 이 구조로, 다각형 미러 편향면(10A)이 매우 정밀하지는 않더라도 감광성 드럼 표면(1A) 상의 비임 화상 형성 위치가 다각형 미러(10)의 표면마다 다르기 때문에 밴딩(banding)으로 불리는 컬러 농도의 불균일이 출력 화상에서 발생하는 것이 방지된다.

다음에는 감광성 드럼(1) 상의 컬러 화상의 적층의 변위를 감소시키도록 부-주사 방향으로 각각의 컬러에 대해 정전 잠상의 상대 위치를 정정하기 위한 구조, 특히 감광성 드럼(1)의 회전 방향으로의 각 컬러의 화상의 상대 위치를 보정하기 위한 구조가 설명될 것이다.

일반적으로, 컬러 화상 형성 장치는 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)에 의해 형성된 정전 잠상을 시각화함으로써 달성되는 다양한 컬러의 단색 화상을 적층함으로써 컬러 화상을 형성한다. 따라서, 레이저 비임(L-1 내지 L-4)의 화상 형성 위치가 감광성 드럼(1) 상에서 상호 변위된다면, 단색 화상의 정전 잠상의 상대 위치는 변위되고 단색 화상이 적층될 때 화상 적층 변위를 유발한다. 그 결과, 화질이 상당히 떨어지게 된다.

이러한 화상 적층 변위, 특히 부-주사 방향으로의 화상 적층 변위를 감소시키기 위해서, 본 실시예에 있어서, 레이져 비임용 광 반사기(30)는 도4에 도시된 바와 같이 감광성 드럼(1)과 함께 회전되는 플랜지(200)의 표면 상에 제공된다. 또한, 광학 요소(300)로서의 편향기는 각 레이저 비임이 광 반사기(30)의 표면을 정확하게 조사하도록 각 레이져 비임의 주사 범위의 일부에 제공된다.

즉, 광학 요소(300)는 이 비임이 광 반사기(30)가 이동하는 궤적으로 안내되도록 노출 레이져 비임(L-1 내지 L-4)을 편향시킨다. 이러한 방식으로, 노출 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 각각은 감광성 드럼(1)의 1회전마다 광 반사기(30) 상에 한번 조사된다.

또한, 광 검출기(31-1 내지 31-4)는 광 반사기(30)로부터의 노출 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 반사광(40-1 내지 40-4)을 각각 검출하도록 제공된다. 각각의 단색 화상의 화상 형성 타이밍은 광 검출기(31-1 내지 31-4)로부터의 검출 신호와 동시에 결정된다.

0.1mm의 허용가능한 화상 적층 에러에 대해 무시할만한 수준으로 광검출기(31-1 내지 31-4)의 장착 정밀도를 개선시키기 위해서, 광 검출기(31-1 내지 31-4)는 도시되지 않은 광 검출기 홀더에 조립된다.

설명을 단순화하기 위해서, 도4는 4개의 노출 레이져 비임(L-1 내지 L-4)중 2개의 비임(L-3, L-4)과, 광 반사기(30)로부터의 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 반사광(40-1 내지 40-4)중 하나의 반사광(40-3)만을 도시한다. 또한, 각각의 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 복귀 구조는 도면에서 단순화된다.

다각형 미러(10)에 의해 편향되는 노출 레이져 비임(L-1 내지 L-4)으로 감광성 드럼(1)의 표면을 주사함으로써, 반사광(40-1 내지 40-4; 도면에는 40-1, 40-2 및 40-4가 생략됨)은 레이져 비임(L-1 내지 L-4)이 광 반사기(30)를 통과할 때 생성된다. 광 반사기(30)는 감광성 드럼(1)의 플랜지(200)의 표면 상에 제공되므로, 광 반사기(30)는 감광성 드럼(1)의 회전에 의해 레이져 비임(L-1 내지 L-4)에 대해 상대적으로 이동한다. 그런 후, 광 검출기(30-1 내지 30-4)는 광 반사기(30)가 각각의 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 주사 위치로 이동할 때 반사광(40-1 내지 40-4)을 각각 검출한다. 광 검출기로부터의 검출 신호에 의해, 레이저 비임(L-1 내지 L-4)의 노출 타이밍이 각각 결정된다.

이러한 방식으로, 레이져 비임(L-1 내지 L-4)에 의해 감광성 드럼(1) 상에 형성된 정전 잠상, 즉 단색 화상은 광 반사기(30)가 기준으로 취해진 상태로 위치에 형성된다. 그 결과, 감광성 드럼(1) 상의 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 배향된 위치가 상호 변위되어도, 단색 화상의 화상 형성 위치는 감광성 드럼(1)에 대해 동일하다. 따라서, 감광성 드럼(1) 상에 형성된 컬러 화상의 화상 적층 변위가 제거될 수 있다.

한편, 감광성 드럼(1)을 주사하는 레이져 비임(L-1 내지 L-4)의 주사 폭은 편향기와 같은 광학 요소(300)에 의해 증가된다. 이 광학 요소(300)는, 예컨대 도5에 도시된 바와 같이 웨지형 유리판으로 구성된다. 각 레이져 비임의 주사 폭의 단부에 대응하는 광경로 상에 이 렌즈를 설정함으로써, 렌즈는 각 레이져 비임이 렌즈를 통해 전달될 때 편향를 유발하여 광학 요소(300)가 없을 때 화상 형성 위치가 비임 화상 형성 위치의 주사 범위의 외측으로 이동될 수 있다.

각 레이져 비임의 주사 폭은 도6에 도시되는 바와 같이 렌즈의 외형 및 렌즈 비용의 제한으로 인해 인쇄가능 영역과 대체로 동일하도록 설정된다. 또한, 현상 장치의 현상가능 폭은 주사 폭을 커버하도록 설정된다. 또한, 감광성 층의 폭은 현상가능 폭을 커버하도록 설정된다. 일반적인 설정에 있어서, 레이져 비임을 플랜지(200)에 제공되는 광 반사기(30)의 표면 상에 조사하는 것은 어렵다. 그러나, 본 실시예에 있어서, 광 반사기(30) 상으로의 조사는 편향기와 같은 광학 요소(300)를 사용함으로써 가능하다.

레이져 비임(L-1 내지 L-4)은 하나의 동일한 다각형 미러(10) 및 fθ렌즈(12, 13)를 통과한 후에 비임이 감광성 드럼(1) 상의 소정의 위치에 배향되도록 미러(20, 도1의 20-1 내지 20-8)에 의해 복귀된다. 편향기와 같은 전술된 광학 요소(300)는 4개의 레이져 비임(L-1 내지 L-4) 모두가 렌즈(13)를 통과한 직후에 광학 요소(300)를 통과하도록 배치되기 때문에, 레이져 비임(L-1 내지 L-4)은 동일한 방식으로 모두 편향된다. 따라서, 하나의 단일 편향기가 제공되는 경우에는 레이져 비임에 편향기가 각각 제공되는 경우와 비교하여 개별 편향기들 사이의 광학 특성의 과도한 변이와 조립 정밀도의 변이로 인한 편향 위치의 변이를 감소시키기가 어렵다. 광 반사기(30)로부터의 반사광 검출은 높은 정밀도로 달성될 수 있으므로 화상 적층은 높은 정밀도로 실현될 수 있다.

도7은 광 검출기(31-1 내지 31-4)의 각 구성을 도시한다. 각 광 검출기(31)는, 예컨대 실리콘 포토다이오드에 의해 구성되고 광 수용면(31A)에 입사된 빛에 대응하여 전기 신호를 생성한다.

도8은 도4에 도시된 광 편향기(30)의 확대도이다. 본 실시예에 있어서, 0.1㎟의 극소 구멍을 갖는 마스크(30A)는 미러에 부착되어 극소 반사면을 형성한다. 이 광 반사기(30)는 플랜지(200)에 내장되어 부착된다. 이 극소 반사면은 레이져 비임으로 주사되어 반사광을 얻게 된다. 이 반사는 광 검출기(31)에 의해 검출되어 화상 형성 시작 신호가 생성되는 반사광 검출 신호 펄스를 얻게된다.

도9, 도10a 및 도10b를 참조하면, 광 검출기(31)로부터의 검출 신호에 의해 화상 형성 타이밍을 제어하기 위한 방법이 설명될 것이다.

도9는 신호 검출기(31-1 내지 31-4)로부터의 검출 신호와 동기하여 화상 형성 타이밍을 결정하는 기능을 갖는 제어 회로의 구성을 도시하는 블록 다이아그램이다. 도10a 및 도10b는 제어 회로의 작동을 도시하는 타이밍 차트이다.

전술된 바와 같이, 플랜지(200)의 표면 상에 제공된 (도9에서는 도시 안된) 광 반사기(30)로부터의 반사 광(40-1 내지 40-4)은 광 검출기(31-1 내지 31-4)에 의해 검출되어 검출 신호가 출력된다. 검출 신호는 감광 드럼(1)이 감광 드럼(1)에 대해 배향된 4개의 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)들 중 하나로부터 다른 하나까지 상대적으로 이동되는 시간 주기와 동일한 시간 간격으로 주기적으로 발생된다. 화상 형상 타이밍 발생 회로(51-1 내지 51-4)는 검출 신호와 각각 동기식으로 Y, M, C 및 K의 단일-컬러 화상을 형성하기 위한 연속 발생 화상 형성 타이밍 신호(정전 잠상을 위한 기록 타이밍 신호)를 발생한다.

한편, 출력되는 컬러 화상의 화상 데이터는 화상 처리 회로(52)에 의해 Y, M, C 및 K의 단일-컬러 화상 데이터 항목으로 분리된다. 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)의 수개의 주사 작동에 대응하는 화상 데이터 항목의 이러한 부분들은 각각 라인 버퍼(53-1 내지 53-4) 내부로 미리 저장된다. 또한, 단일-컬러 화상 데이터 신호는 라인 버퍼(53-1 내지 53-4)로부터 레이저 구동 회로(54-1 내지 54-4)로 화상 형성 타이밍 신호와 동기식으로 전송된다. 반도체 레이저 장치(21-1 내지 21-4)는 레이저 구동 회로(54-1 내지 54-4)에 의해 구동되고 단일-컬러 화상 데이터 신호에 따라 플리커(flicker) 제어(변조)를 받는 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)을 출력하여, 감광 드럼(1) 상에 정전 잠상을 형성한다.

도10b는 Y 화상을 형성하는 확대된 화상 형성 타이밍 신호를 도시한다. 또한, 반도체 레이저 장치(21-1)가 레이저 구동 회로(54-1)에 의해 구동되는 타이밍을 지시하는 주사 타이밍 신호, 및 화상 데이터 신호를 도시한다. 본 예에서, τ로 나타낸 시간 지연은 화상 형성 타이밍 신호의 상승 모서리로부터 주사 타이밍 신호의 발생 타이밍 직후까지 발생한다. 이러한 시간 지연(τ)은 많아야 주사 사이클(T)이고, 이는 허용 가능한 적층 변위량(예컨대 0.1 mm)에 대해 충분히 작으며문제를 발생시키지 않는다.

따라서, 광 검출기(31-1 내지 31-4)에 의해 광 반사기(30)로부터 반사 광을 검출함으로써 그리고 광 검출기(31-1 내지 31-4)로부터의 검출 신호와 동기식으로 반도체 레이저 장치(21-1 내지 21-4)를 구동시킴으로써, 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)에 각각 기초한 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상의 형성 위치, 즉 Y, M, C 및 K의 단일 컬러 화상의 형성 위치는 광 반사기(30)에 관하여 동일한 위치에 있다. 따라서, 각각의 단일-컬러 화상을 적층함으로써 얻어진 컬러 화상은 실질적으로 화상 적층 에러를 초래하지 않고 높은 화상 품질로 출력될 수 있다.

다음으로, 도5에 도시된 편향기의 수정예가 도11을 참조하여 설명될 것이다.

이러한 수정예에서, 편향기는 도5에 도시된 광학 요소 대신에 미러(300-1)과 반미러(300-2)에 의해 구성된다. 즉, 도11에 도시된 바와 같이, 미러(300-1)은 레이저 비임의 주사폭의 단부에 제공되어, 상기 미러에 의해 반사된 레이저 비임이 반미러(300-2)을 통해 광 반사기(30)와 광 검출기(46) 상에 조사된다. 이러한 경우에서, 도2에 도시된 미러(47)은 불필요하다. 반미러(300-2)은 미러(47)이 제공된 상태에서 통상의 미러로 교체될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

반미러(300-2)에 의해 반사된 레이저 비임은, 도5에 도시된 광학 요소(300)의 경우와 유사하게 광 반사기(30)의 표면 상에 확실하게 조사된다. 반미러(300-2)을 통해 전송된 레이저 비임은 광 검출기(46) 상으로 조사된다. 광 검출기(46)로부터의 검출 신호는 주 주사 방향으로 매 주사 작동마다 발생되는 주사 타이밍 신호에 대응하고, 화상 기록 타이밍을 결정하도록 사용된다. 이러한 검출 신호와의 동기화에서, 레이저 비임은 하나의 선을 위한 화상 데이터에 기초하여 플리커 제어(변조)를 받음으로써 일 라인의 화상을 형성한다.

광 검출기(31-1 내지 31-4)로부터의 검출 신호와 주사 방향으로의 광 검출기(46)로부터의 검출 신호 사이의 시간 지연(lag)이 측정 및 기록된다. 화상 형성은 측정된 시간 지연에 의해 주사 방향으로의 광 검출기(46)의 검출 신호를 수집함으로써 결정된 타이밍에서 수행된다. 그러므로, 높은 화상 적층 정밀도가 얻어질 수 있다.

따라서, 제1 실시예에 따르면, 레이저 비임을 위한 광 반사기는 감광 드럼과 함께 회전되는 플랜지의 표면 상에 제공되고, 편향기는 각각의 레이저 비임의 주사 범위 부분에서 제공되어 각각의 레이저 비임이 광 반사기의 표면 상에 정확하게 조사된다. 따라서, 레이저 비임에 의해 각각 형성된 감광 드럼 상의 정전 잠상, 즉 단일-컬러 화상은 광 검출기가 기준으로서 취한 위치에 형성된다. 따라서, 감광 드럼 상의 레이저 비임의 배향 위치가 변위된 경우에도, 단일-컬러 화상의 형성 위치는 감광 드럼에 대해 동일하여, 감광 드럼 상에 형성된 컬러 화상의 화상 적층 변위는 제거될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예가 설명될 것이다.

제2 실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 전체 구조는 도1에 도시된 것과 동일하다.

도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 주요 부분의 구조를 도시한다. 도4에 도시된 구조와 공통된 구성 요소는 동일한 참조 부호로 나타내며 이의 상세한 설명은 생략한다. 도4와는 다른 부분들에 대해 주로 설명될 것이다.

제2 실시예는 감광 드럼(1)의 플랜지(200) 상에 제공된 광 반사기(30)로부터의 반사 광(40-1 내지 40-4)이 렌즈(13, 12)를 통해 전송되고 다각형 미러(10)의 편향 표면 부근에 제공된 광 검출기(31)에 조사되도록 배열된다.

광 검출기(31)는 광학 거리가 다각형 미러(10)의 편향 표면의 거리와 실질적으로 동일한 위치에 제공되어, 광 반사기(30)로부터 발산된 레이저 비임이 렌즈(13, 12)에 의해 광 검출기의 광 수용 표면 상에 수렴된다.

4개의 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)은 다각형 미러(10)의 편향 표면 상의 부 주사 방향으로 서로 다른 위치로 배향된다. 광 검출기(31)의 광 수용 표면(31A, 도7 참조)은 바람직하게는 서로로부터 구별되는 검출 위치에서 모든 반사 광(40-1 내지 40-4)을 검출하기 충분한 폭을 가져야 한다.

또한, 상기 제2 실시예에서, 편향기는 광학 요소(300) 대신에 도11에 도시된 바와 같은 미러(300-1)과 반미러(300-2)에 의해 구성될 수 있다.

도13은 광 검출기(31)로부터의 검출 신호와 동기식으로 화성 형성 타이밍을 결정하는 기능을 갖는 제어 회로의 구성을 도시하는 블록 개략도이다.

플랜지(200)의 표면 상에 제공된 광 반사기(30, 도13에 도시 안됨)로부터의 반사 광(40-1 내지 40-4)은 광 검출기(31)에 의해 검출되고, 검출 신호가 출력된다. 검출 신호는 감광 드럼(1)에 대해 배향된 4개의 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)들 중 하나로부터 다른 하나까지 상대적으로 이동되도록 감광 드럼(1)을 위해취해진 시간 주기와 동일한 간격에서 도10a에 도시된 바와 같이 주기적으로 발생된다. 화상 형성 타이밍 발생 회로(51)는 각각 검출 신호와 동기식으로 Y, M, C 및 K의 단일-컬러을 형성하는 연속적인 화상 형성 타이밍 신호(정전 잠상을 위한 기록 타이밍 신호)를 연속적으로 발생한다.

한편, 출력되는 컬러 화상의 화상 데이터는 화상 처리 회로(52)에 의해 Y, M, C 및 K의 단일 컬러 화상 데이터 항목으로 분리된다. 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)의 수개의 주사 작동에 대응하는 화상 데이터 항목의 이들 부분들은 라인 버퍼(53-1 내지 53-4) 내부에 각각 저장된다. 또한, 단일-컬러 화상 데이터 신호는 라인 버퍼(53-1 내지 53-4)로부터 화상 형성 타이밍 신호와 동기식으로 레이저 구동 회로(54-1 내지 54-4)로 전달된다. 반도체 레이저 장치(21-1 내지 21-4)는 레이저 구동 회로(54-1 내지 54-4)에 의해 구동되고, 단일 컬러 화상 데이터 신호에 따라 플리커 제어(변조)를 받는 노출 레이저 비임(L-1 내지 L-4)을 출력함으로써 감광 드럼(1) 상에 정전 잠상을 형성한다.

따라서, 제2 실시예에 따르면, 광 반사기(30)로부터의 반사 광(40-1 내지 40-4)은 하나의 단일 광 검출기(31)에 의해 검출될 수 있다. 그러므로, 광 검출기의 변화에 따른 검출 신호 에러가 초래되지 않고, 따라서 화상 기록 타이밍의 변화가 제거된다. 결과적으로, 높은 화상 적층 정밀도가 얻어질 수 있다.

전술한 실시예 외에도, 다음의 구성들이 이루어질 수 있다. 즉, 감광 드럼의 양단부에 복수의 광 반사기가 제공될 수 있고, 레이저 비임 주사 위치의 경사로 인한 층 전위 및 레이저 비임 주사 폭 배율 오차로 인한 적층 전위를 보정하기 위해 양측면으로부터의 반사 비임 검출 신호가 이용될 수 있다. 이러한 구성은 또한 전술한 방법을 이용하여 구현될 수 있다.

각각의 광 검출기가 실리콘 광다이오드에 기초하여 광 검출 소자를 사용하는 경우를 참조하여 전술한 실시예들이 설명되었지만, 그 소자가 레이저 비임을 수신하고 전기 신호로 변환하는 한은 다른 어떤 소자가 사용될 수 있다.

또한, 광학 소자가 웨지형 유리 또는 미러로 제조되거나 또는 검출기로서 반미러가 사용되는 경우를 참조하여 전술한 실시예들이 설명되었다. 그러나, 소자가 레이저 비임을 반사하는 한은 다른 어떤 소자가 사용될 수도 있다.

또 다른 이용예 및 개조예들은 본 기술 분야의 당업자에게 용이하게 발현될 수 있다. 따라서, 광의의 면에서 본 발명은 본 명세서에 개시되고 설명된 특정한 세부 내용 및 대표적인 실시예들로 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 첨부된 청구범위 및 그에 균등하는 것에 의해 한정된 보편적인 발명 개념의 정신 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 개조예들이 제조될 수 있다.

상기에서 구체적으로 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 감광 층에 광 반사기를 제공하지 않으면서, 형성된 컬러 화상에서 화상의 적층 전위를 고정밀도로 보정할 수 있으므로, 고화질의 컬러 화상이 고속으로 얻어질 수 있다.

Claims (18)

1. 회전 가능하고, 그 표면 상에 감광층과 상기 감광층의 이외에 위치한 반사면을 구비하는 감광 기부와,

   상이한 컬러의 각각의 잠상에 대응하는 복수의 노출광 비임을 감광 기부 상에 주사하는 주사 유닛과,

   복수의 잠상을 현상하는 현상 유닛과,

   복수의 노출광 비임을 편향하고 반사면의 궤도로 안내하는 편향 유닛과,

   반사면에 의해 반사된 복수의 노출광 비임을 검출하는 검출 유닛과,

   검출 유닛 및 주사 유닛에 연결되고, 복수의 노출광 비임이 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 주사 유닛의 주사 타이밍을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
2. 제1항에 있어서, 감광 기부는 플랜지를 포함하고, 반사면은 플랜지 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
3. 제1항에 있어서, 편향 유닛은 복수의 노출광 비임을 전달하는 단일의 광학 소자를 기본으로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
4. 제1항에 있어서, 편향 유닛은 복수의 노출광 비임을 반사하는 2개의 미러를기본으로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
5. 제1항에 있어서, 편향 유닛은 복수의 노출광을 반사하는 미러와, 미러에서 반사된 복수의 노출광을 반사 및 전달하는 반미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
6. 제5항에 있어서, 반미러를 통해 전달된 복수의 노출광 비임을 검출하는 제2 검출 유닛을 더 포함하고, 제어기는 제2 검출 유닛과 주사 유닛에 연결되고 복수의 노출광 비임이 제2 검출 유닛에 의해 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 주사 유닛의 주사 개시 타이밍을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
7. 제1항에 있어서, 검출 유닛은 단일의 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
8. 제1항에 있어서, 검출 유닛은 복수의 노출광 비임의 각각에 대응되어 제공되는 복수의 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
9. 회전 가능하고, 감광면, 무감광면 및 상기 무감광면 상에 형성된 반사면을 포함하는 감광 기부와,

   상이한 컬러의 각각의 잠상에 대응하는 복수의 노출광 비임을 감광 기부 상에 주사하는 주사 유닛과,

   복수의 잠상을 현상하는 현상 유닛과,

   복수의 노출광 비임의 주사 폭을 증가시키고 복수의 노출광 비임을 반사면에 제공하는 편향 유닛과,

   반사면에 의해 반사된 복수의 노출광 비임을 검출하는 검출 유닛과,

   주사 유닛 및 검출 유닛에 연결되고, 복수의 노출광 비임이 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 주사 유닛의 각각의 주사 타이밍을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
10. 제9항에 있어서, 감광 기부는 플랜지를 포함하고, 반사면은 플랜지 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
11. 제9항에 있어서, 편향 유닛은 복수의 노출광 비임을 전달하는 단일의 광학 소자를 기본으로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
12. 제9항에 있어서, 편향 유닛은 복수의 노출광 비임을 반사하는 2개의 미러를 기본으로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
13. 제9항에 있어서, 편향 유닛은 복수의 노출광을 반사하는 미러와, 미러에서반사된 복수의 노출광을 반사 및 전달하는 반미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
14. 제13항에 있어서, 반미러를 통해 전달된 복수의 노출광 비임을 검출하는 제2 검출 유닛을 더 포함하고, 제어기는 제2 검출 유닛과 주사 유닛에 연결되고 복수의 노출광 비임이 제2 검출 유닛에 의해 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 주사 유닛의 주사 개시 타이밍을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
15. 제9항에 있어서, 검출 유닛은 단일의 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
16. 제9항에 있어서, 검출 유닛은 복수의 노출광 비임의 각각에 대응되어 제공되는 복수의 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
17. 감광면과 상기 감광면 외에 반사면을 포함하는 감광 기부와 관련하여 컬러 화상 형성에 적용되는 화상 형성 타이밍 제어 방법에 있어서,

    반사면이 이동하는 궤도를 따라 그 궤도상에 복수의 노출광 비임을 인가하는 단계와,

    반사면에 의해 반사되는 복수의 노출광 비임을 검출하는 단계와,

    복수의 노출광 비임이 검출될 때 각각의 시점에 기초하여 감광 기부 상의 잠상의 주사 타이밍을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 타이밍 제어 방법.
18. 제17항에 있어서, 주사 노출광 비임의 폭을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 타이밍 제어 방법.