KR100754178B1

KR100754178B1 - 유기발광다이오드 어레이를 발광원으로 채용한 노광장치 및 이를 적용한 화상형성장치

Info

Publication number: KR100754178B1
Application number: KR1020050074928A
Authority: KR
Inventors: 서운호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-09-03
Also published as: CN100474158C; US20070040888A1; KR20070020724A; CN1916779A; US7443412B2

Abstract

유기발광다이오드 어레이를 발광원으로 채용한 노광장치 및 이를 적용한 화상형성장치가 개시된다. 개시된 노광장치는 감광체의 길이방향을 따라 마련된 프린팅헤드로부터 방출된 광빔을 감광체에 조사하여 이미지에 대응하는 정전잠상을 형성하는 것으로, 프린팅헤드는 복수의 발광점이 마련된 유기발광다이오드 어레이와, 복수의 발광점에서 방출되는 다수의 광빔에 대응하여 감광체에 맺혀지는 상점들을 서로 겹쳐지도록 광빔을 포커싱하는 것으로, 네가티브 렌즈어레이, 복수의 발광점으로부터 방출된 광빔들이 원하는 크기로 서로 겹쳐지도록 조절하는 포지티브 렌즈어레이와, 네가티브 렌즈어레이와 포지티브 렌즈어레이 사이에 마련되어 광빔 경로를 확보하는 투명스페이서를 결합하여 이루어진 빔익스텐더를 구비한다.

Description

유기발광다이오드 어레이를 발광원으로 채용한 노광장치 및 이를 적용한 화상형성장치{Exposure apparatus adopting Organic light emitting diode array as light source and image forming apparatus using the same}

도 1은 종래의 프린터헤드방식 노광장치의 일예를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 A-A를 따라 본 노광장치의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 노광장치와 감광체를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 4는 도 3에 도시된 프린팅헤드의 구성을 개략적으로 도시한 부분사시도,

도 5는 도 4에 도시된 B-B선을 따라 본 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110...하우징 111...관통구

120...인쇄회로기판 130...구동부

140...프린팅헤드 141...유기발광다이오드 어레이

142...투명전극 143...유기발광층

144...금속전극 146...빔 익스펜더

147...네가티브렌즈 어레이 148...투명스페이서

149...포지티브렌즈 어레이 160...상점

200...감광체

본 발명은 노광장치 및 이를 적용한 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광다이오드로부터 방출된 광에 의하여 감광체 표면에 상이 서로 겹쳐지도록 맺히게 하는 노광장치 및 이를 적용한 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 노광장치는 전자사진방식 화상형성장치에서 광빔을 감광체에 주사하여 인쇄하고자하는 이미지에 대응하는 정전잠상을 형성하는 장치이다.

이러한 노광장치는 광빔을 주사하는 방식과 광빔을 주사하기 위한 구성에 따라 레이저스캐닝(Laser scanning)방식과 프린터헤드(printer head)방식으로 구별할 수 있다.

레이저스캐닝방식(Laser scanning)은 하나의 광원으로부터 방출된 광빔이 감광매체의 주주사방향으로 따라 지나가면서 감광체에 정전잠상을 형성하는 방식이다.

프린터헤드(Printer head)방식은 LED 또는 OLED와 같은 발광원 어레이를 감광체의 길이방향으로 배치하고 발광원으로부터 방출되는 광빔을 감광체에 조사하여 정전잠상을 형성하는 방식이다.

이러한 프린터헤드방식의 노광장치의 일예가 미국특허 US 6,816,181 B2에 개시되어 있다.

도 1은 종래의 프린터헤드방식 노광장치의 일예를 도시한 사시도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 A-A를 따라 본 노광장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 노광장치(10)는 프린터헤드(19), 전압을 인가하는 구동부(52) 및 구동부(52)를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부(50)를 구비한다.

프린터헤드(19)는 유기발광소어레이, 투명기판(12) 및 볼록마이크로 렌즈어레이(16)를 구비한다.

유기발광소어레이(organic electroluminescence element array)는 투명기판(12)의 상측에 마련되어 있으며, 투명기판(12)의 길이방향으로 소정간격씩 이격되어 있으며, 투명기판(12)의 길이방향에 직각되게 배치되어 양극(anode)으로 사용되는 복수의 투명전극(20)과, 복수의 투명전극(20)의 상측에 투명기판(12)의 길이방향으로 적층되어 있는 유기복합층(22)과, 유기복합층(22)의 상측에 마련되어 음극(cathode)으로 사용되는 금속전극(24)을 구비한다. 상기 유기복합층(22)과 투명전극(20) 및 금속전극(24)이 서로 겹쳐지는 부분(18)은 광을 방출하는 발광원으로 작용한다.

투명전극은 가시광선영역(400nm ~ 700nm)영역에서 50%이상의 광 투과율을 가진다. 유기복합층(22)은 한층의 발광층이거나 또는 발광층외에 정공(hole)의 주입층, 정공의 수송층, 전자(electro)의 주입층, 전자의 수송층과 같이 다른 층들을 포함할 수도 있다.

투명기판(12)은 유기발광어레이와 볼록마이크로 렌즈어레이(16)사이에 마련되어 있는 것으로, 발광원(18)에서 방출된 광을 볼록마이크로 렌즈어레이(16)로 통 과시킨다.

볼록마이크로 렌즈어레이(16)는 투명기판(12)의 하측에 길이방향을 따라 복수개가 마련되어 있으며, 복수의 발광원(18)에 대응하여 서로 겹치지 않도록 마련되어 있다. 볼록마이크로 렌즈어레이(16)는 투명기판(12)을 통과한 광을 감광체(14)에 상점(exposure spot,28)으로 맺히도록 포커싱한다.

프린터헤드(19)는 주주사방향으로 두 개의 인접하는 발광원(18)사이에 발광원(18)의 크기와 같거나 이보다 큰 공간이 형성되어 있다. 따라서, 인접하는 발광원(18)으로부터 방출되어 볼록마이크로렌즈(16)에 의하여 감광체(14)에 형성된 상점(28)사이에는 한 개의 상점(28)과 크기가 같거나 또는 더 큰 공간이 형성된다.

따라서, 상점(28)들 사이의 주주사방향의 공간을 채우기 위해 프린터헤드(19)는 입력된 화상신호에 따라 주주사방향으로 인접한 두 개의 발광점(18)사이에 빈 공간만큼 움직여야 한다.

그러므로, 제어부(50) 및 구동부(52)에 각각의 발광점(18)을 온 또는 오프하는 기능외에 인접하는 두 상점(28)의 빈 공간을 채워주기 위해 프린터헤드(19)를 주 주사방향으로 움직이게 하는 기능을 추가하여야 하며, 이에 따른 기구적인 요소도 추가되어 구동구조자체가 복잡하게 된다. 또한 각각의 발광점(18)에 일대일 대응되는 마이크로 렌즈의 경우 초점거리 조정이 어렵고, 초점심도(depth of focus)가 짧아져서 기구 장착시에 조정오차에 민감해지게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 발광원으로 방출된 광이 감광체에 상점으로 맺힐 때 상점들 사이에 빈공간이 없도록 조정하는 빔익스펜더(beam expander)를 구비하는 유기발광다이오드 어레이를 발광원으로 채용한 노광장치 및 이를 적용한 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 노광장치는 감광체의 길이방향을 따라 마련된 프린팅헤드로부터 방출된 광빔을 감광체에 조사하여 이미지에 대응하는 정전잠상을 형성하는 노광장치에 있어서,

상기 프린팅헤드는

복수의 발광점이 마련된 유기발광다이오드 어레이와,

상기 복수의 발광점에서 방출되는 다수의 광빔에 대응하여 상기 감광체에 맺혀지는 상점들을 서로 겹쳐지도록 광빔을 포커싱하는 것으로,

삭제

네가티브 렌즈어레이,

상기 복수의 발광점으로부터 방출된 광빔들이 원하는 크기로 서로 겹쳐지도록 조절하는 포지티브 렌즈어레이와,

상기 네가티브 렌즈어레이와 포지티브 렌즈어레이 사이에 마련되어 광빔 경로를 확보하는 투명스페이서를 결합하여 이루어진 빔익스텐더를 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 포지티브 렌즈어레이는 상기 복수의 발광점에 대응하는 복수의 볼록렌즈로 이루어져 있다.

본 발명에 따르면, 상기 복수의 볼록렌즈는 서로 겹쳐지지 않고 인접하도록 배치되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 유기발광다이오드 어레이와 상기 네가티브 렌즈어레이 사이에는 투명기판이 더 마련되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 투명기판은 상기 복수의 발광점에 대응하여 볼록하게 형성된 복수의 볼록패턴이 마련되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 네가티브 렌즈어레이는 상기 투명기판과 형합되도록 결합되어 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 감광체의 길이방향을 따라 마련된 프린팅헤드로부터 방출된 광빔을 감광체에 조사하여 이미지에 대응하는 정전잠상을 형성하는 노광장치를 구비하는 화상형성장치에 있어서,
상기 프린팅헤드는
복수의 발광점이 마련된 유기발광다이오드 어레이와,
상기 복수의 발광점에서 방출되는 다수의 광빔에 대응하여 상기 감광체에 맺혀지는 상점들을 서로 겹쳐지도록 광빔을 포커싱하는 것으로,
네가티브 렌즈어레이,
상기 복수의 발광점으로부터 방출된 광빔들이 원하는 크기로 서로 겹쳐지도록 조절하는 포지티브 렌즈어레이와,
상기 네가티브 렌즈어레이와 포지티브 렌즈어레이 사이에 마련되어 광빔 경로를 확보하는 투명스페이서를 결합하여 이루어진 빔익스텐더를 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

삭제

도 3은 본 발명에 따른 노광장치와 감광체를 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 프린팅헤드의 구성을 개략적으로 도시한 부분사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 B-B선을 따라 본 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 노광장치(100)는 감광체(200)와 소정거리 이격되도록 설치되어 있다.

상기 노광장치(100)는 광빔이 통과할 수 있도록 관통부(111)가 형성되어 있는 하우징(110) 내에 마련된 인쇄회로기판(120)과 상기 인쇄회로기판(120)에 장착되어 광빔을 방출하는 프린팅헤드(140)와 상기 프린팅헤드(140)로 하여금 광빔이 방출될 수 있도록 구동시키는 구동부(130)를 구비한다.

상기 관통부(111)에는 상기 프린팅헤드(140)를 외부로부터 보호하기 위한 것으로 광빔을 통과시키는 윈도우(150)가 마련되어 있다.

상기 프린팅헤드(140)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드 어레이(OLED array,141), 투명기판(145) 및 빔 익스펜더(beam expander,146)를 구비한다.

상기 유기발광다이오드 어레이(14)는 투명전극(142), 유기복합층(143) 및 금속전극(144)으로 이루어져 있다.

상기 투명전극(142)은 양극(anode)으로 사용되는 것으로, 상기 투명기판(145)의 상측에 상기 투명기판(145)의 길이방향을 따라 소정간격을 두고, 상기 투명기판(145)의 길이방향에 직각되게 복수개가 배치되어 있다.

상기 유기복합층(143)은 상기 투명기판(145)의 길이방향을 따라 상기 투명전극(142)과 겹쳐지도록 적층되어 있다.

상기 금속전극(144)은 음극(cathode)으로 사용되는 것으로, 상기 유기복합층(143)의 상측에 적층되어 있다.

상기 투명전극(142), 유기복합층(143) 및 금속전극(144)이 서로 겹쳐지는 부분에서 상기 유기복합층(143)으로부터 광빔이 방출되는 발광원(e)이 된다. 따라서, 상기 복수의 발광원(e)은 서로 소정간격 이격되어 있는 상태에 있다.

상기 투명전극(142)은 가시광선영역(400nm ~ 700nm)영역에서 50%이상의 광 투과율을 가진다. 상기 유기복합층(143)은 한층의 발광층이거나 또는 발광층 외에 정공(hole)의 주입층, 정공의 수송층, 전자(electro)의 주입층, 전자의 수송층과 같이 다른 층들을 포함할 수도 있다. 상기 금속전극(144)는 금속전극으로 낮은 일 함수를 가지는 금속으로 알칼리 금속물질이나 이러한 금록물질들과 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)혼합물로 이루어진다.

상기 투명기판(145)은 상기 유기발광다이오드 어레이(141)의 하측에 마련되어, 상기 발광원(e)으로부터 방출되는 광빔의 경로를 확보하는 역할을 한다.

상기 투명기판(145)은 상기 복수의 발광원(e)에 대응하여 서로 겹쳐지지 않고 인접하도록 배치된 복수의 볼록형상으로 이루어져 있다. 상기 발광원(e)으로부터 방출된 광빔은 발산하면서 진행하다가 상기 투명기판(145)을 통과하면서 수렴하는 방향으로 꺽인다.

본 발명에서, 상기 투명기판(145)이 복수의 볼록형상으로 이루어져 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상으로 변경이 가능하다.

상기 빔 익스펜더(146)는 네가티브렌즈 어레이(147), 투명스페이서(148) 및 포지티브렌즈 어레이(149)가 서로 적층 결합되어 이루어져 있다.

상기 네가티브렌즈 어레이(147)는 상기 투명기판(145)과 형합되도록 상기 투명기판(145)의 하측에 마련되어 있다.

상기 투명스페이서(148)는 상기 네가티브렌즈 어레이(147)를 통과한 광빔의 경로를 확보하기 위한 것으로, 상기 네가티브렌즈 어레이(147)의 하측에 마련되어 있다.

상기 포지티브렌즈 어레이(148)는 상기 투명스페이서(148)의 하측에 마련되 어 있으며, 상기 복수의 발광원(e)으로부터 방출된 광빔을 상기 감광체(200, 도 1참조)의 표면에 맺히게 하여 형성되는 복수의 상점(160)들이 서로 겹쳐질 수 있도록 광빔을 포커싱한다.

상기 포지티브렌즈 어레이(148)는 상기 발광원(e)에 각각 대응하여 복수의 볼록렌즈가 서로 겹쳐지지 않고 인접하도록 배치되어 있다.

따라서, 상기 복수의 발광원(e)으로부터 발광된 광빔은 상기 포지티브렌즈 어레이(148)를 통과하면서 상기 감광체(200)의 표면에 상기 복수의 상점(160)이 서로 겹쳐지도록 포커싱되어, 상기 복수의 상점(160)사이에 빈 공간이 형성되지 않게 된다.

상기 네가티브렌즈 어레이(147), 투명스페이서(148) 및 포지티브렌즈 어레이(149)을 겹합시켜 빔 익스펜더(146)를 제조하는 방법은 공지되어 있는 방법을 이용하기 때문에 이에 대한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 노광장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 감광체에 맺히는 상점들을 서로 겹치도록 포커싱 함으로써 상점들 사이의 빈 공간을 없앰으로써 프린트헤드를 움직일 필요가 없어져 제어 및 구동이 용이하며,

둘째, 발광원으로부터 방출되는 광빔의 발산각을 줄이기 때문에, 초점심도(depth oh focus)가 깊어져 감광체에 대한 발광원의 위치오차에 대한 상점의 크기 불균일성이 줄어드는 효과가 있다.

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.

Claims

삭제
감광체의 길이방향을 따라 마련된 프린팅헤드로부터 방출된 광빔을 감광체에 조사하여 이미지에 대응하는 정전잠상을 형성하는 노광장치에 있어서,

상기 프린팅헤드는

복수의 발광점이 마련된 유기발광다이오드 어레이와;

상기 복수의 발광점에서 방출되는 다수의 광빔에 대응하여 상기 감광체에 맺혀지는 상점들을 서로 겹쳐지도록 광빔을 포커싱하는 것으로,

네가티브 렌즈어레이,

상기 복수의 발광점으로부터 방출된 광빔들이 원하는 크기로 서로 겹쳐지도록 조절하는 포지티브 렌즈어레이와,

상기 네가티브 렌즈어레이와 포지티브 렌즈어레이 사이에 마련되어 광빔 경로를 확보하는 투명스페이서를 결합하여 이루어진 빔익스텐더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2항에 있어서,

상기 포지티브 렌즈어레이는

상기 복수의 발광점에 대응하는 복수의 볼록렌즈로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 3항에 있어서,

상기 복수의 볼록렌즈는 서로 겹쳐지지 않고 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2항에 있어서,

상기 유기발광다이오드 어레이와 상기 네가티브 렌즈어레이 사이에는 투명기판이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 5항에 있어서,

상기 투명기판은 상기 복수의 발광점에 대응하여 볼록하게 형성된 복수의 볼록패턴이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 6항에 있어서,

상기 네가티브 렌즈어레이는 상기 투명기판과 형합되도록 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
감광체의 길이방향을 따라 마련된 프린팅헤드로부터 방출된 광빔을 감광체에 조사하여 이미지에 대응하는 정전잠상을 형성하는 노광장치를 구비하는 화상형성장치에 있어서,

상기 프린팅헤드는

복수의 발광점이 마련된 유기발광다이오드 어레이와;

상기 복수의 발광점에서 방출되는 다수의 광빔에 대응하여 상기 감광체에 맺혀지는 상점들을 서로 겹쳐지도록 광빔을 포커싱하는 것으로,

네가티브 렌즈어레이,

상기 복수의 발광점으로부터 방출된 광빔들이 원하는 크기로 서로 겹쳐지도록 조절하는 포지티브 렌즈어레이와,

상기 네가티브 렌즈어레이와 포지티브 렌즈어레이 사이에 마련되어 광빔 경로를 확보하는 투명스페이서를 결합하여 이루어진 빔익스텐더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 12항에 있어서,

상기 포지티브 렌즈어레이는

상기 복수의 발광점에 대응하는 복수의 볼록렌즈로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 13항에 있어서,

상기 복수의 볼록렌즈는 서로 겹쳐지지 않고 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 12항에 있어서,

상기 유기발광다이오드 어레이와 상기 네가티브 렌즈어레이 사이에는 투명기판이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15항에 있어서,

상기 투명기판은 상기 복수의 발광점에 대응하여 볼록하게 형성된 복수의 볼록패턴이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 16항에 있어서,

상기 네가티브 렌즈어레이는 상기 투명기판과 형합되도록 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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