KR100571809B1 - Laser scanning apparatus - Google Patents
Laser scanning apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR100571809B1 KR100571809B1 KR1020030024778A KR20030024778A KR100571809B1 KR 100571809 B1 KR100571809 B1 KR 100571809B1 KR 1020030024778 A KR1020030024778 A KR 1020030024778A KR 20030024778 A KR20030024778 A KR 20030024778A KR 100571809 B1 KR100571809 B1 KR 100571809B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- beam deflector
- laser diode
- optical
- laser
- optical scanning
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
- E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
- E02B7/54—Sealings for gates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
- E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
- E02B7/40—Swinging or turning gates
- E02B7/44—Hinged-leaf gates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
Abstract
광 주사장치가 개시된다. 개시된 광 주사장치는 복수개의 레이저 다이오드가 부주사방향으로 소정간격으로 배치되어 어레이를 구성하여 레이저빔을 방사하는 레이저 다이오드 어레이와, 상기 레이저 다이오드 어레이에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼 상의 주 주사방향으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터를 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 폴리곤 미러를 사용하지 않음으로 소음, 진동 및 열 문제가 발생되지 않아 전력소비를 줄일 수 있으며, 레이저 다이오드 어레이를 사용함으로써 레이저 프린터의 고속화 및 고 해상도화에 대응할 수 있는 효과가 있다.An optical scanning device is disclosed. The disclosed optical scanning device includes a laser diode array in which a plurality of laser diodes are arranged at predetermined intervals in the sub-scanning direction to form an array, and a laser beam is emitted, and the beams emitted from the laser diode array are deflected at a predetermined angle on the photosensitive drum. At least one beam deflector is provided for forming a light spot at a specific portion in the main scanning direction. According to such a configuration, the polygon mirror is not used, so noise, vibration, and heat problems are not generated, and power consumption can be reduced, and the use of a laser diode array can cope with high speed and high resolution of a laser printer. have.
Description
도 1은 종래의 광 주사장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면,1 is a view showing a schematic configuration of a conventional optical scanning device,
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,2 is a perspective view schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드 어레이를 나타낸 사시도, 3 is a perspective view of the microlens integrated laser diode array shown in FIG. 2;
도 4는 도 2에 도시된 광 주사장치의 동작을 나타낸 도면이고, 4 is a view showing the operation of the optical scanning device shown in FIG.
도 5는 전계-광학효과를 나타내는 물질로 이루어진 빔 디플렉터에서 레이저빔의 굴절을 나타낸 도면, 5 is a view showing refraction of a laser beam in a beam deflector made of a material exhibiting an electric field-optical effect,
도 6은 음향-광학효과를 나타내는 물질로 이루어진 빔 디플렉터에서 레이저빔의 굴절을 나타낸 도면, 6 shows the refraction of a laser beam in a beam deflector made of a material exhibiting an acoustic-optical effect,
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,7 is a view schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,8 is a view schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.9 is a diagram schematically showing a configuration of an optical scanning device according to a fourth embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110,210...마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드 어레이110,210 ... Micro Lens Integrated Laser Diode Array
111,211...레이저 다이오드 112...레이저 다이오드 어레이111,211
113...마이크로 렌즈 114...마이크로 렌즈 어레이113 ... Microlens 114 ... Microlens Array
130,230,330,430...빔디플렉터 140,240,340,440...결상광학계130,230,330,430 ... beam deflector 140,240,340,440 ... imaging optical system
150,250,350,450...반사미러 160,260,360,460...감광드럼150,250,350,450 ... reflective mirror 160,260,360,460 ... photosensitive drum
220,320...광학계220,320 ... optical system
본 발명은 광 주사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로렌즈가 일체화된 레이저 다이오드 어레이 및 빔 디플렉터를 이용하여 소형화가 가능한 동시에 인쇄속도를 높일 수 있는 광 주사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly, to an optical scanning device that can be miniaturized by using a laser diode array and a beam deflector in which microlenses are integrated, and at the same time increase the printing speed.
일반적으로, 레이저 프린터는 입력화상의 비디오 신호에 의해 레이저 다이오드로부터 방출되는 레이저빔을 감광드럼에 결상시켜 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상에 토너를 분사하여 인쇄용지 등의 인쇄매개체에 전사함으로써 원하는 화상을 재현하는 장치이다.In general, a laser printer forms an electrostatic latent image by imaging a laser beam emitted from a laser diode by a video signal of an input image on a photosensitive drum, and sprays toner on the electrostatic latent image to be transferred to a printing medium such as printing paper. It is a device that reproduces an image.
이러한 레이저 프린터는 레이저빔을 방사하여 감광드럼 상에 결상 시키는 광 주사장치를 구비한다.Such a laser printer includes an optical scanning device that emits a laser beam and forms an image on a photosensitive drum.
도 1은 종래의 광 주사장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a schematic configuration of a conventional optical scanning device.
도 1을 참조하면, 광 주사장치는 레이저빔을 방사하는 레이저 다이오드(10), 레이저 다이오드(10)에서 방사된 빔을 광 축에 대하여 평행 광으로 만들어주는 콜리메이팅렌즈(11), 콜리메이팅렌즈(11)를 통한 평행 광을 부 주사방향에 대해 수평방향의 선형 광으로 만들어 주는 실린더렌즈(12), 실린더렌즈(12)를 통한 수평방향의 선형 광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 복수의 반사면을 갖는 폴리곤 미러(13), 폴리곤 미러(13)를 통한 등선속도의 광을 주 주사방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 감광드럼(16)상에 초점을 맞추어 주는 f-θ렌즈(14), f-θ렌즈(14)를 통한 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 반사미러(15)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, an optical scanning device includes a
회전되는 폴리곤 미러(13)는 광 빔의 각을 변화시키면서 반사하여 감광드럼(16)의 주 주사방향으로 원하는 이미지를 맺히게 한다. The rotated
근래에, 레이저 프린터는 고속화와 고해상도를 추구하는 방향으로 발전해 가고 있다. 종래의 폴리곤 미러를 사용하는 광 주사장치에 있어서는 고속화와 고해상도를 위하여 레이저 프린터의 해상도와 인쇄속도를 n 배 증가시키는 경우 광 주사장치의 레이저 다이오드 온-타임 주파수와 폴리곤 미러 구동용 모터의 분당 회전수를 모두 n 배로 증가시켜야 한다. In recent years, laser printers have been developed in the direction of high speed and high resolution. In a conventional optical mirror using a polygon mirror, the laser diode on-time frequency of the optical scanner and the number of revolutions per minute of the polygon mirror driving motor are increased when the resolution and printing speed of the laser printer are increased by n times for high speed and high resolution. Must be increased by n times.
하지만, 폴리곤 미러 구동모터의 분당 회전수를 n 배 증가시키는 것은 용이하지 않을 뿐만 아니라 비용이 상승된다. 또한, 폴리곤 미러 구동용 모터의 고속회전에 따른 내부 공기의 유동저항으로 인하여 소음이 증가하는 문제점이 있다.However, increasing the number of revolutions per minute of the polygon mirror drive motor by n times is not easy and the cost is increased. In addition, the noise is increased due to the flow resistance of the internal air due to the high speed rotation of the polygon mirror driving motor.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 폴리곤미러를 대신할 수 있는 다른 방 안이 강구되었으며, 그 중에 하나가 표면발광 레이저 다이오드(vertical-cavity surface-emitting laser diode)어레이 또는 LED 어레이를 사용하고 직접 또는 적절한 광학계를 이용하여 감광드럼에 노광하는 방안이다.To solve these problems, other alternatives have been devised to replace polygon mirrors, one of which uses a vertical-cavity surface-emitting laser diode array or LED array and employs direct or suitable optics. To expose the photosensitive drum.
그렇지만, 위와 같은 방안들은 폴리곤미러를 없애 그 단점을 극복할 수 있지만, 해상도의 증가시키기 위해서 수천 개 소자가 구비된 표면발광 레이저 다이오드 어레이 또는 LED 어레이를 사용해야 하므로 비용이 크게 상승된다. 또한, 광을 평행 광으로 만들기 위해 동일한 수의 콜리메이팅렌즈 어레이가 필요하며 레이저빔과 렌즈 어레이의 정렬이 어렵기 때문에 많은 시간이 소비되게 되고 부가적인 장치를 설치해야하기 때문에 생산원가가 상승하는 문제가 발생된다.However, the above methods can overcome the disadvantages by eliminating the polygon mirror, but the cost is greatly increased because the use of surface-emitting laser diode array or LED array equipped with thousands of elements to increase the resolution. In addition, the same number of collimating lens arrays are required to turn the light into parallel light, and because the alignment of the laser beam and the lens array is difficult, a large amount of time is consumed and an additional device has to be installed, which increases production costs. Is generated.
본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 폴리곤 렌즈 대신에 빔 디플렉터를 사용하여 빔을 직접 감광드럼 상에 노광 시키고, 소정 개수의 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드 어레이를 사용하여 해상 및 인쇄속도를 증가시킬 수 있는 광 주사장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. Instead of a polygonal lens, a beam deflector is used to directly expose a beam onto a photosensitive drum, and light can be increased in resolution and printing speed by using a predetermined number of micro lens integrated laser diode arrays. The object is to provide an injection device.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 광 주사장치는 복수개의 레이저 다이오드가 부주사방향으로 소정간격으로 배치되어 어레이를 구성하여 레이저빔을 방사하는 레이저 다이오드 어레이와, 상기 레이저 다이오드 어레이에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼 상의 주 주사방향으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터를 구비한다.In order to achieve the above object, the optical scanning device of the present invention comprises a laser diode array in which a plurality of laser diodes are arranged at predetermined intervals in the sub-scanning direction to form an array, and emit a laser beam, and a beam emitted from the laser diode array is predetermined. At least one beam deflector for deflecting at an angle to form a light spot at a particular site in the main scanning direction on the photosensitive drum.
본 발명에 따르면, 상기 레이저 다이오드 어레이에는 방사된 빔을 평행 광으로 만드는 동 수의 마이크로 렌즈가 일체로 결합되어 있다.According to the present invention, the laser diode array is integrally coupled with the same number of micro lenses which make the emitted beam into parallel light.
본 발명에 따르면, 상기 레이저 다이오드는 표면발광 레이저이다.According to the invention, the laser diode is a surface emitting laser.
삭제delete
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 전계-광학 효과를 나타내는 물질로 구성되어 있다.According to the invention, the beam deflector is composed of a material exhibiting the field-optical effect.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 리튬 나이오 베이트(LiNbO3), 리튬 탄탈레이트(LiTaO3), KDP(potassium dihydrogen phosphate; KH2PO4), SBN(Strontium Barium Niobate)Crystal 중 선택된 어느 하나로 구성되어 있다.According to the present invention, the beam deflector is composed of any one selected from lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), KDP (potassium dihydrogen phosphate; KH 2 PO 4 ), and SBN (Strontium Barium Niobate) Crystal It is.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 음향-광학 효과를 나타내는 물질로 구성되어 있다.According to the invention, the beam deflector is composed of a material exhibiting an acoustic-optical effect.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 fused-quartz, flint glass 중 선택된 어느 하나로 구성되어 있다.According to the present invention, the beam deflector is composed of any one selected from fused-quartz and flint glass.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 광이 진행하는 방향으로 소정간격을 두고 복수개가 배치되어 있다.According to the present invention, a plurality of beam deflectors are arranged at predetermined intervals in a direction in which light travels.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진다.According to the present invention, the beam deflector is made of a material having different refractive indices.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 같은 굴절률을 가지는 물질로 이루어 진다.According to the invention, the beam deflector is made of a material having the same refractive index.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터의 앞에 상기 빔 디플렉터를 통과한 광의 구면수차를 보정하여 상기 감광드럼 상에 결상되도록 하는 결상광학계가 더 배치되어 있다.According to the present invention, an imaging optical system is further disposed in front of the beam deflector to correct spherical aberration of light passing through the beam deflector to form an image on the photosensitive drum.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수개의 레이저 다이오드가 부주사방향으로 소정간격으로 배치되어 어레이로 구성되어 레이저빔을 방사하는 레이저 다이오드 어레이와, 상기 레이저 다이오드 어레이에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼 상의 주 주사방향으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터와, 상기 광원과 빔 디플렉터의 사이에 배치되어 상기 광원에서 방사된 빔을 평행 광으로 만드는 광학계를 구비한다.According to another feature of the present invention, a plurality of laser diodes are arranged in a sub-scanning direction at a predetermined interval to configure a laser diode array for emitting a laser beam, and to deflect the beam emitted from the laser diode array at a predetermined angle At least one beam deflector for forming a light spot at a specific portion in the main scanning direction on the photosensitive drum, and an optical system disposed between the light source and the beam deflector to make the beam emitted from the light source into parallel light.
삭제delete
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터는 전계-광학 효과를 나타내는 물질로 구성되어 있다.According to the invention, the beam deflector is composed of a material exhibiting the field-optical effect.
본 발명에 따르면, 상기 빔 디플렉터의 앞에 설치되어 상기 빔 디플렉터를 통과한 광의 각도를 크게 만들어주는 증폭광학계를 더 구비한다.According to the present invention, it is further provided with an amplifying optical system installed in front of the beam deflector to increase the angle of the light passing through the beam deflector.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이 오드 어레이를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 광 주사장치의 동작을 나타낸 측면도이고, 도 5는 전계-광학효과를 나타내는 물질로 이루어진 빔 디플렉터에서 레이저빔의 굴절을 나타낸 도면이고, 도 6은 음향-광학효과를 나타내는 물질로 이루어진 빔 디플렉터에서 레이저빔의 굴절을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a first preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing the microlens integrated laser diode array shown in FIG. 2, and FIG. Figure 2 is a side view showing the operation of the optical scanning device shown in Figure 2, Figure 5 is a view showing the refraction of the laser beam in a beam deflector made of a material exhibiting an electric field-optical effect, Figure 6 is made of a material exhibiting an acoustic-optical effect A diagram showing the refraction of the laser beam in the beam deflector.
먼저, 도 2를 참조하면, 광 주사장치는 레이저빔을 방사하는 광원(110)과, 상기 광원(110)에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼(160)상에 주 주사방향(화살표 A방향)으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터(130)와 레이저빔을 상기 감광드럼(160)으로 반사시켜 주는 반사미러(150)로 구성되어 있다.First, referring to FIG. 2, the optical scanning device deflects a
상기 빔 디플렉터(130)와 반사미러(150)사이에는 상기 빔 디플렉터(130)를 통과한 광의 구면수차를 보정하여 상기 감광드럼(160)상에 결상되도록 하는 결상광학계(140)가 더 배치되어 있는 것이 바람직하다.An imaging
상기 광원(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 레이저 다이오드(111)가 소정간격으로 배치되어 일체로 구성된 어레이(array)로 되어있다. 상기 레이저 다이오드 어레이(112)는 웨이퍼 상에 반도체공정을 이용하여 복수개의 레이저 다이오드를 형성시키고 복수개씩 묶어 절단해서 형성된다.As illustrated in FIG. 3, the
상기 레이저 다이오드 어레이(112)에는 레이저 다이오드(111)와 동일한 수의 마이크로 렌즈(113)가 일체로 어레이 된 마이크로 렌즈 어레이(114)가 결합되어 있다. 상기 마이크로렌즈 어레이(114)는 레이저 다이오드 어레이(112)와 마찬가지로 반도체공정을 이용하여 형성된다. The
상기 레이저 다이오드(111)는 표면발광 레이저인 것이 바람직하다. 상기 마이크로 렌즈(113)는 레이저 다이오드(111)에서 방사된 빔을 평행 광으로 만든다. The
상기 레이저 다이오드 어레이(112)는 부 주사방향(화살표 B방향)으로 복수개의 레이저 다이오드가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 레이저 다이오드 어레이(112)에서 방사된 레이저빔이 주 주사방향(화살표 A방향)으로 방사됨과 동시에 부 주사방향(화살표 B방향)으로도 레이저빔이 방사되므로 부 주사방향(화살표 B방향)으로 배치되어 있는 레이저 다이오드(111)의 개수에 해당하는 만큼 레이저빔이 방사되므로 주사속도를 향상시키기 위함이다.The
예를 들어, 부 주사방향(화살표 B방향)으로 5개의 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드를 배치할 경우 상기 감광드럼(160)상에 한번의 주 주사방향(화살표 A방향)주사로 5줄의 부 주사 방향 주사가 가능해 5배의 인쇄속도 증가가 가능하다.For example, when five microlens integrated laser diodes are arranged in the sub-scanning direction (arrow B direction), 5 sub-scanning directions in one main scanning direction (arrow A direction) scanning are performed on the
상기 빔 디플렉터(130)는 입력빔을 원하는 특정방향으로 편향시킬 수 있는 장치로서, 도 5에 도시된 바와 같이 전계-광학효과를 나타내는 물질을 이용하여 이에 공급되는 전압의 크기를 변화시킴으로써 입사되는 빔의 경로를 소정각도로 변화시킨다.The
공급되는 전압(V)과 굴절되는 각(α)과의 관계는 아래의 [ 식 1]에 표시된 바와 같이 계산된다.The relationship between the voltage (V) supplied and the angle (α) to be refracted is calculated as shown in [Equation 1] below.
[ 식 1][Equation 1]
여기서, n은 전계-광학물질의 굴절률Where n is the refractive index of the field-optic
E는 전기장의 세기 E is the strength of the electric field
는 전계-광학계수 Is electric field-optical coefficient
V는 인가전압 인가 is the applied voltage
d는 전계-광학물질의 길이 d is the length of the field-optical material
따라서, 외부로부터 빔 디플렉터에 인가되는 전압(V)을 조절함으로써 [ 식 1]에서와 같이 전기장의 세기(E)가 조절되며 이에 비례하여 굴절각(α)도 변하게 된다. 그러므로, 레이저빔은 상기 디플렉터(130)를 통과하면서 인가전압(V)에 따라 굴절각(α)이 변하게 된다.Therefore, by adjusting the voltage applied to the beam deflector from the outside, the intensity E of the electric field is adjusted as shown in [Equation 1], and the refractive angle α is also changed in proportion thereto. Therefore, as the laser beam passes through the
인가전압(V)을 조절하여 굴절각(α)을 조절하면서 주 주사방향으로 레이저빔을 상기 감광드럼(160)을 노광시키면 원하는 이미지를 얻을 수 있다.The desired image can be obtained by exposing the laser beam to the
상기 전계-광학물질은 인가전압(V)에 대하여 굴절각(α)이 변할 수 있는 전계-광학효과를 내는 물질이면 어떤 것이라도 사용할 수 있으며, 특히, 리튬 나이오 베이트(LiNbO3), 리튬 탄탈레이트(LiTaO3), KDP(potassium dihydrogen phosphate; KH2PO4), SBN(Strontium Barium Niobate)Crystal 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.The electric field-optic material may be used as long as the material exhibits an electric field-optical effect in which the refraction angle α may change with respect to an applied voltage, ie, lithium niobate (LiNbO 3 ) or lithium tantalate. (LiTaO 3 ), KDP (potassium dihydrogen phosphate; KH 2 PO 4 ), and SBN (Strontium Barium Niobate) Crystals are preferably used.
또한, 상기 빔 디플렉터(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, 음향-광학효과를 내는 물질을 이용하여 이에 특정 주파수를 갖는 음향파를 인가함으로써 입사되는 빔의 각도를 소정 각도로 변화시킨다.In addition, as shown in FIG. 6, the
인가되는 음향파와 굴절각과의 관계는 아래의 [ 식 2]에 표시된 바와 같이 계산된다.The relationship between the applied acoustic wave and the angle of refraction is calculated as shown in [Equation 2] below.
[ 식 2][Equation 2]
2α=f*(λ/Vs)2α = f * (λ / V s )
여기서, α는 굴절각Where α is the angle of refraction
f는 음향파의 주파수 frequency of acoustic waves
λ는 물질에서의 빛의 파장 λ is the wavelength of light in the material
Vs는 음향-광학물질에서의 음향파의 속도V s is the velocity of the acoustic wave in the acoustic-optical material
따라서, 상기 음향파의 주파수(f)는 종파로서 소한 곳과 밀한 곳이 있으며, 레이저빔이 소한 곳과 밀한 곳을 통과할 때 굴절각이 편향된다. 그러므로, 외부로부터 인가되는 음향파의 주파수(f)를 조절함으로써 이에 비례하여 굴절각(α)도 변하게 된다. 그러므로, 레이저빔은 상기 디플렉터(130)를 통과하면서 굴절각(α)이 변하게 된다.Therefore, the frequency of the acoustic wave is a small wave and a dense place as the longitudinal wave, and the refraction angle is deflected when the laser beam passes through the small and dense place. Therefore, the refraction angle α is also changed in proportion to this by adjusting the frequency of the acoustic wave applied from the outside. Therefore, as the laser beam passes through the
음향파의 주파수(f)를 조절하여 굴절각(α)을 조절하면서 주 주사방향으로 레이저빔을 상기 감광드럼(160)을 노광시키면 원하는 이미지를 얻을 수 있다.The desired image can be obtained by exposing the laser beam to the
상기 음향-광학물질은 음향파의 주파수(f)에 대하여 굴절각(α)이 변할 수 있는 음향-광학효과를 내는 물질이면 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 특히, 상기 음향-광학물질은 fused-quartz, flint glass 중 어느 하나를 선택하여 이용하는 것이 바람직하다. The acoustic-optical material may be used as long as the material produces an acoustic-optical effect in which the angle of refraction α may change with respect to the frequency of the acoustic wave. In particular, the acoustic-optic material is preferably selected from any one of fused-quartz, flint glass.
상기 빔 디플렉터(130)는 레이저빔이 진행하는 방향으로 소정간격을 두고 복수개가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 빔 디플렉터(130)에 사용되는 물질은 고유의 굴절률(n)을 가지고 있는 데, 상기 감광드럼(160)의 폭을 노광시킬 수 있을 정도로 각이 굴절될 수 없는 물질인 경우에는 복수개의 빔 디플렉터(130)를 배치함으로써 상기 감광드럼(160)을 노광시킬 수 있는 굴절각(α)을 얻기 위함이다.Preferably, a plurality of
따라서, 상기 복수개의 빔 디플렉터(130)는 상기 감광드럼(160)을 노광시킬 수 있는 굴절각(α)을 얻을 수 있으면 되므로, 상기 빔 디플렉터(130)에 사용되는 물질은 서로 같은 굴절률(n)을 가지거나, 서로 다른 굴절률(n)을 가지고 있어도 관계없다. 원하는 굴절각(α)을 얻을 수 있도록 복수개의 빔 디플렉터(130)를 적절하게 배치할 수 있다.Accordingly, since the plurality of
한편, 도 2에서 상기 빔 디플렉터(130)와 감광드럼(160) 사이에는 상기 빔 디플렉터(130)를 통과한 레이저빔을 주 주사방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 주사면상에 초점을 맞추어 주는 결상광학계(즉, f-θ렌즈)가 더 구비될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 2, an image is formed between the
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 주사장치의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.The operation of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to the drawings.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드 어레이(110)로부터 레이저빔이 방사되면, 레이저빔은 광 축에 평행하게 진행된다. 상기 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드 어레이(110)로부터 방사된 레이저빔은 상기 빔 디플렉터(130)에 입사된다. 상기 빔 디플렉터(130)는 전계-광학물질을 이용한 것인 경우에는 외부전원으로부터 인가되는 전압을 조정함으로써 레이저빔의 굴절각(α)을 조절하여 주 주사방향(화살표 A방향)으로 레이저빔에 의하여 상기 감광드럼(160)의 표면을 노광시킨다.2 and 4, when the laser beam is emitted from the micro lens integrated
상기 빔 디플렉터(130)가 음향-광학물질을 이용한 것인 경우에는 특정주파수를 가지는 음향파를 인가함으로써 일정각도로 입사되는 레이저빔의 굴절각을 조절하여 주 주사방향(화살표 A방향)으로 레이저빔에 의하여 상기 감광드럼(160)의 표면을 노광시킨다.When the
이때, 상기 마이크로 렌즈 일체형 레이저 다이오드 어레이(110)는 부 주사방향(화살표 B방향) 즉, 상기 감광드럼(160)이 회전하는 방향으로 복수개 레이저 다이오드(111)가 배치되어 있으므로, 주 주사방향으로 한 번 주사함에 따라 부 주사방향으로도 복수 개 주사됨으로써 프린팅을 고속화 할 수 있다.In this case, the microlens-integrated
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 제2실시예의 기본적인 구성은 도 2 및 도 4에 도시된 제1실시예와 유사하며, 다만, 레이저 다이오드에 마이크로 렌즈가 일체로 구성되어 있지 않아 별도로 레이저빔을 평행 광으로 만들어주는 광학계(220) 즉, 콜리메이팅렌즈를 광원(210)과 빔 디플렉터(230)의 사이에 배치시킨 것이 상이하다.7 is a diagram schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention. The basic configuration of the second embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 4, except that a microlens is not integrally formed in the laser diode, so that the
도 7을 참조하면, 광 주사장치는 레이저빔을 방사하는 광원(210)과, 상기 광원(210)에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼(260)상에 주 주사방향으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터(230)와 상 기 광원(210)과 빔 디플렉터(230)의 사이에 배치되어 상기 광원(210)으로부터 방사된 레이저빔을 평행 광으로 만드는 광학계(220)와, 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 반사미러(250)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 7, the optical scanning device deflects a
상기 광원(210)은 복수개의 레이저 다이오드(211)가 소정간격으로 배치되어 일체로 구성된 어레이(array)로 되어있다. 상기 레이저 다이오드 어레이는 웨이퍼 상에 반도체공정을 이용하여 복수개의 레이저 다이오드를 형성시키고 복수개씩 묶어 잘라서 만든다. The
상기 레이저 다이오드(211)는 표면발광 레이저인 것이 바람직하다. 상기 레이저 다이오드 어레이(210)는 부 주사방향으로 복수개의 레이저 다이오드(211)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 레이저 다이오드 어레이(210)에서 레이저빔이 주 주사방향으로 방사됨과 동시에 부 주사방향으로도 레이저빔이 방사되므로 부 주사방향으로 배치되어 있는 상기 레이저 다이오드(211)의 갯수에 해당하는 만큼 레이저빔이 방사됨으로 주사속도를 향상시킬 수 있다.The
상기 빔 디플렉터(230)의 구성은 제1실시예에 도시된 것과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the configuration of the
상기 빔 디플렉터(230)와 감광드럼(260) 사이에는 상기 빔 디플렉터(230)를 통과한 레이저빔을 주 주사방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 주사면상에 초점을 맞추어 주는 결상광학계(즉, f-θ렌즈)(240)가 더 구비될 수 있다.An imaging optical system (i.e., f) that polarizes the laser beam passing through the
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제 2실시예에 따른 광 주사장치의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.The operation of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to the drawings.
도 7을 참조하면, 상기 레이저 다이오드 어레이(210)로부터 방사된 레이저빔은 상기 광학계(220)를 통과하면서 광 축에 평행하게 진행된다. 상기 광학계(220)를 통과한 레이저빔은 상기 빔 디플렉터(230)에 입사된다. 상기 빔 디플렉터(230)는 전계-광학물질을 이용한 것인 경우에는 외부전원으로부터 입가되는 전압을 조정함으로써 레이저빔의 굴절각을 조절하여 주 주사방향으로 상기 감광드럼(260)의 표면을 노광시킨다.Referring to FIG. 7, the laser beam emitted from the
상기 빔 디플렉터(230)가 음향-광학물질을 이용한 것인 경우에는 특정주파수를 가지는 음향파를 인가함으로써 일정각도로 입사되는 레이저빔의 굴절각을 조절하여 주 주사방향으로 상기 감광드럼(260)의 표면을 노광시킨다.When the
이때, 상기 레이저 다이오드 어레이(210)는 부 주사방향 즉, 상기 감광드럼(260)이 회전하는 방향으로 복수 개 레이저 다이오드(211)가 배치되어 있으므로, 주 주사방향으로 한 번 주사함에 따라 부 주사방향으로도 복수 개 주사됨으로써 프린팅을 고속화 할 수 있다.In this case, since the plurality of
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 제3실시예의 기본적인 구성은 도 7에 도시된 제2실시예와 유사하며, 다만, 상기 디플렉터(330)와 결상광학계(340)사이에 광의 각도를 크게 만들어주는 증폭광학계(370)가 추가로 배치되어 있다.8 is a diagram schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention. The basic configuration of the third embodiment is similar to that of the second embodiment shown in FIG. 7, except that an amplifying
도 8을 참조하면, 광 주사장치는 레이저빔을 방사하는 광원(310)과, 상기 광원(310)에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼(360)상에 주 주사방향으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터(330)와 상 기 광원(310)과 빔 디플렉터(330)의 사이에 배치되어 상기 광원(310)으로부터 방사된 레이저빔을 평행 광으로 만드는 광학계(320)와, 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 반사미러(350)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 8, the optical scanning device deflects a
상기 광원(310)은 복수개의 레이저 다이오드(311)가 소정간격으로 배치되어 일체로 구성된 어레이(array)로 되어있다. 상기 레이저 다이오드 어레이(310)는 웨이퍼 상에 반도체공정을 이용하여 복수개의 레이저 다이오드를 형성시키고 복수개씩 묶어 잘라서 만든다. The
상기 레이저 다이오드 어레이(310)는 부 주사방향으로 복수개의 레이저 다이오드(311)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 레이저 다이오드 어레이(310)에서 레이저빔이 주 주사방향으로 방사됨과 동시에 부 주사방향으로도 레이저빔이 방사되므로 부 주사방향으로 배치되어 있는 상기 레이저 다이오드(311)의 갯수에 해당하는 만큼 레이저빔이 방사됨으로 주사속도를 향상시킬 수 있다.In the
상기 빔 디플렉터(330)의 구성은 제2실시예에 도시된 것과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the configuration of the
상기 빔 디플렉터(330)와 감광드럼(360) 사이에는 상기 빔 디플렉터(330)를 통과한 레이저빔을 주 주사방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 주사면상에 초점을 맞추어 주는 결상광학계(즉, f-θ렌즈)(340)가 더 구비될 수 있다.An imaging optical system that polarizes the laser beam passing through the
상기 빔디플렉터(330)와 결상광학계(340)의 사이에는 상기 빔디플렉터(330)에서 출사된 광의 각도를 더욱 크게 만들어주는 증폭광학계(370)가 더 설치되어 있다. 상기 증폭광학계(370)는 광의 각도를 더욱 크게 만들어주므로, 이를 이용하는 경우에는 상기 빔디플렉터(330)의 개수를 다 수 개 사용하지 않더라도 광의 각도를 더욱 크게 만들 수 있다.An amplifying
본 발명의 제3실시예에 따른 광 주사장치의 동작은 상기에서 설명한 제2실시예와 유사하므로 자세한 동작설명은 생략한다.Since the operation of the optical scanning device according to the third embodiment of the present invention is similar to that of the second embodiment described above, a detailed description of the operation will be omitted.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 제4실시예의 기본적인 구성은 도 4에 도시된 제1실시예와 유사하며, 다만, 상기 디플렉터(430)와 결상광학계(440)사이에 광의 각도를 크게 만들어주는 증폭광학계(470)가 추가로 배치되어 있다.9 is a diagram schematically showing the configuration of an optical scanning device according to a fourth embodiment of the present invention. The basic configuration of the fourth embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 4, except that an amplifying
도 9를 참조하면, 광주사장치는 레이저빔을 방사하는 광원(410)과, 상기 광원(410)에서 방사된 빔을 소정 각도로 편향시켜 감광드럼(460)상에 주 주사방향으로 특정부위에 광 스폿을 맺히게 하는 적어도 하나 이상의 빔 디플렉터(430)와 상기 광원(410)과 빔 디플렉터(430)의 사이에 배치되어 상기 광원(410)으로부터 방사된 레이저빔을 평행 광으로 만드는 광학계(420)와, 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 반사미러(450)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 9, the optical scanning device deflects a
상기 광원(410)은 복수개의 레이저 다이오드(111)와 동일한 수의 마이크로 렌즈(113)가 일체 결합되어 어레이를 형성하고 있다.In the
상기 레이저 다이오드 어레이(410)는 부 주사방향으로 복수개의 레이저 다이오드(411)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 레이저 다이오드 어레이(410)에서 레이저빔이 주 주사방향으로 방사됨과 동시에 부 주사방향으로도 레이저빔이 방사되므로 부 주사방향으로 배치되어 있는 상기 레이저 다이오드(411) 의 갯수에 해당하는 만큼 레이저빔이 방사됨으로 주사속도를 향상시킬 수 있다.In the
상기 빔 디플렉터(330)의 구성은 제1실시예에 도시된 것과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the configuration of the
상기 빔 디플렉터(430)와 감광드럼(460) 사이에는 상기 빔 디플렉터(430)를 통과한 레이저빔을 주 주사방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 주사면상에 초점을 맞추어 주는 결상광학계(즉, f-θ렌즈)(440)가 더 구비될 수 있다.An imaging optical system that polarizes the laser beam passing through the
상기 빔디플렉터(430)와 결상광학계(440)의 사이에는 상기 빔디플렉터(430)에서 출사된 광의 각도를 더욱 크게 만들어주는 증폭광학계(470)가 더 설치되어 있다. 상기 증폭광학계(470)는 광의 각도를 더욱 크게 만들어주므로, 이를 이용하는 경우에는 상기 빔디플렉터(330)의 개수를 다수 개 사용하지 않더라도 광의 각도를 더욱 크게 만들 수 있다.An amplification
본 발명의 제4실시예에 따른 광 주사장치의 동작은 상기에서 설명한 제1실시예와 유사하므로 자세한 동작설명은 생략한다. Since the operation of the optical scanning device according to the fourth embodiment of the present invention is similar to that of the first embodiment described above, a detailed description of the operation will be omitted.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 주사장치는As described above, the optical scanning device according to the present invention
첫째, 폴리곤 미러를 사용하지 않음으로 구동용 모터가 불필요하게 되어 소음, 진동 및 열 문제가 발생되지 않을 뿐만 아니라 전력소비를 줄일 수 있으며,First, the use of a polygon mirror eliminates the need for a driving motor, which eliminates noise, vibration, and heat problems, as well as reducing power consumption.
둘째, 레이저 또는 LED 어레이의 직접 노광방식에 비해 현저하게 적은 수의 레이저 다이오드를 사용하므로 제작원가를 낮출 수 있으며,Second, the manufacturing cost can be lowered by using a significantly smaller number of laser diodes than the direct exposure method of laser or LED array.
셋째, 레이저 다이오드 어레이를 사용함으로써 레이저 프린터의 고속화 및 고 해상도화에 대응할 수 있는 효과가 있다.Third, there is an effect that can cope with the high speed and high resolution of the laser printer by using a laser diode array.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (24)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030024778A KR100571809B1 (en) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | Laser scanning apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030024778A KR100571809B1 (en) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | Laser scanning apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040090814A KR20040090814A (en) | 2004-10-27 |
KR100571809B1 true KR100571809B1 (en) | 2006-04-17 |
Family
ID=37371775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030024778A KR100571809B1 (en) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | Laser scanning apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100571809B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR112013031745B1 (en) | 2011-06-10 | 2021-08-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | OPTICAL SCANNING APPARATUS, LASER DISPOSAL SCANNING SYSTEM AND OPTICAL SCANNING METHOD |
CN107332157B (en) * | 2017-07-28 | 2023-09-01 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Laser scanning type power transmission line foreign matter remote removing device and application method thereof |
-
2003
- 2003-04-18 KR KR1020030024778A patent/KR100571809B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20040090814A (en) | 2004-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7184187B2 (en) | Optical system for torsion oscillator laser scanning unit | |
KR100208000B1 (en) | Laser scanning unit | |
EP3543770B1 (en) | Optical scanner, image projection apparatus, mobile object, and optical scanner manufacturing method | |
JP3212153B2 (en) | Device for spot position control in optical output device using variable wavelength light source | |
EP0804015A2 (en) | Optical scanning device | |
US7858923B2 (en) | Light beam scanning apparatus and image forming apparatus provided with the same | |
JP3212152B2 (en) | Spot position control method in optical output device using variable wavelength light source | |
KR100449729B1 (en) | Optical scanning apparatus | |
JPH06148556A (en) | Optical-scanning device | |
KR100571809B1 (en) | Laser scanning apparatus | |
JP2006301482A (en) | Image forming apparatus | |
KR20060061946A (en) | Colar display apparatus sperated beteween diffraction light and illumination light | |
JP3243013B2 (en) | Optical scanning device with shading correction function | |
JPH10133135A (en) | Light beam deflecting device | |
US11644663B2 (en) | Light deflector and its manufacturing method, image projector, object recognition device, laser headlamp device, optical writing device, and mobile object | |
JP3448137B2 (en) | Image forming device | |
JP2007079002A (en) | Optical scanner | |
JP2005215188A (en) | Scanning optical apparatus | |
US5671004A (en) | Internal drum scanning type image recording apparatus | |
JPH0980334A (en) | Scanning optical device | |
JPH063609A (en) | Scanning optical device | |
JP2767618B2 (en) | Laser scanning optics | |
JPH02254409A (en) | Scanning optical system and laser beam printer using its system | |
JPH10246860A (en) | Multi-beam scanning optical device | |
JPH1114921A (en) | Optical scanner |
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 | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |