KR101154893B1

KR101154893B1 - 광주사장치와 그 제어방법 및 이를 가지는 화상형성장치

Info

Publication number: KR101154893B1
Application number: KR1020070078788A
Authority: KR
Inventors: 김세태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2012-06-18
Also published as: EP2026555A3; CN101362402A; KR20090014678A; EP2026555A2; CN101362402B; US20090040583A1

Abstract

광주사장치가 개시되어 있다. 이 광주사장치는 광원과; 광원으로부터 조사된 광빔을 왕복 주사시켜, 화상구간 및 이 화상구간 양측 각각에 제1비화상구간 및 제2비화상구간을 형성하는 빔편향기와; 빔편향기로부터 제1비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔을 반사시키는 반사부재와; 빔편향기로부터 제2비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔 및 반사부재로부터 반사된 광빔을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

빔편향기, 광주사장치, 화상형성장치

Description

광주사장치와 그 제어방법 및 이를 가지는 화상형성장치 {LIGHT SCANNING UNIT, CONTROL METHOD AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 광주사장치와 그 제어방법 및 이를 가지는 화상형성장치에 관한 것으로서, 상세하게는 광빔이 빔편향기에 의해 왕복 주사될 때에 이러한 주사방향을 인지하는 구조의 광주사장치와 그 제어방법 및 이를 가지는 화상형성장치에 관한 것이다.

광주사장치는 레이저 빔 프린터, 디지털 복사기 및 팩시밀리 등의 화상형성장치에 적용되는 것으로, 화상신호가 인가된 광원으로부터 조사된 광빔을 편향시켜 상담지체의 주주사방향으로 주사한다. 광주사장치에 의한 주주사 및 상담지체의 이동에 의한 부주사에 의하여, 상담지체에는 정전잠상이 형성된다.

광주사장치는 광빔을 편향 주사시키기 위한 빔편향기를 가지며, 이러한 빔편향기에는 광빔을 일방향으로 주사시키는 폴리곤미러 방식과, 광빔을 정역방향으로 왕복 주사시키는 공진미러 방식이 있다. 공진미러 방식의 빔편향기는 폴리곤미러 방식과 달리, 광원에 화상신호를 인가할 때에 광빔의 주사방향 및 주기가 결정되어야 한다.

종래 기술에 따른 광주사장치에서는 이를 인지하기 위해, 빔편향기에 의한 광빔의 주사영역 내에 광빔을 감지하는 감지부를 두 개 이상 배치한다. 광빔이 두 개의 감지부를 각각 지나갈 때에 각각의 감지부로부터 상이한 신호가 출력되며, 이로부터 광빔의 주사방향을 인지하여 각 주사방향에 대응하는 화상신호를 인가한다.

그런데 이러한 종래의 광주사장치는 감지부가 적어도 두 개 마련되어야 한다. 이는 장치의 제조 비용을 상승시키며, 설치 공간 소요에 따라서 장치의 소형화를 저해하는 문제점이 있다. 또한 두 개 이상의 감지부가 출력하는 신호의 전달을 위해 전기적 연결 구성이 이루어져야 하므로 구조가 복잡해진다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 빔편향기에 의해 왕복 주사되는 광빔의 주사방향을 하나의 감지부에 의해 인지할 수 있는 구조의 광주사장치와 그 제어방법 및 이를 가지는 화상형성장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광주사장치는 광원과; 상기 광원으로부터 조사된 광빔을 왕복 주사시켜, 화상구간 및 상기 화상구간 양측 각각에 제1비화상구간 및 제2비화상구간을 형성하는 빔편향기와; 상기 빔편향기로부터 상기 제1비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔을 반사시키는 반사부재와; 상기 빔편향기로부터 상기 제2비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔 및 상기 반사부재로부터 반사된 광빔을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 감지부에서 출력된 신호를 기초로 상기 광빔의 주사 방향을 판단하고, 상기 주사 방향에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔이 주사되도록 상기 광원을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

여기서 상기 제어부는 상기 감지부의 출력신호 시간 주기를 측정하며, 상기 시간 주기를 기초로 상기 감지부로부터의 신호 발생 시 상기 광빔의 주사 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.

또한 입사된 광빔이 상기 빔편향기에서 반사되는 지점인 기준점과 상기 화상구간의 중심을 연결하는 선을 기준선, 상기 기준점과 상기 감지부를 연결하는 선을 제1선, 상기 기준점과 상기 반사부재를 연결하는 선을 제2선이라고 할 때, 상기 제1선 및 상기 기준선의 사이각과 상기 제2선 및 상기 기준선의 사이각은 상이하다.

여기서 상기 화상구간에 접하지 않은 상기 제1비화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제3선, 상기 제1비화상구간에 접하는 상기 화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제5선이라고 할 때, 상기 감지부는 상기 제3선 및 상기 제5선 사이에 배치된다.

여기서 상기 화상구간에 접하지 않은 상기 제2비화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제4선, 상기 제2비화상구간에 접하는 상기 화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제6선이라고 할 때, 상기 반사부재는 상기 제4선 및 상기 제6선 사이에 배치된다.

여기서 상기 감지부에서 출력된 신호를 기초로 상기 광빔의 주사 방향을 판단하고, 상기 주사 방향에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔이 주사되도록 상기 광 원을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

여기서 상기 제어부는 상기 감지부의 출력신호 시간 주기를 측정하며, 상기 시간 주기를 기초로 상기 감지부로부터의 신호 발생 시 상기 광빔의 주사 방향을 판단한다.

여기서 상기 제어부는 상기 빔편향기의 구동주파수를 산출한 후 상기 구동주파수 및 상기 감지부의 출력신호 주기에 기초하여 상기 제1선 내지 제6선 사이의 이동시간을 도출한다.

여기서 상기 도출되는 이동시간은, 상기 광빔이 상기 제1선으로부터 상기 제3선까지 이동한 후 상기 제1선으로 복귀하는 시간인 Tf와; 상기 광빔이 상기 제1선으로부터 상기 제5선까지 이동하는 시간인 Tm1과; 상기 광빔이 상기 제6선으로부터 상기 제2선까지 이동하는 시간인 Tm2와; 상기 광빔이 상기 제2선으로부터 상기 제4선까지 이동한 후 상기 제2선으로 복귀하는 시간인 Tb이다.

여기서 상기 제어부는 상기 감지부의 출력신호 시간차를 실시간 계측하며 상기 도출되는 이동시간과 실시간으로 비교하여 동작한다.

여기서 상기 제어부는, 상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tf이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm1의 시간 후에 일 주사방향의 화상정보를 포함하는 광빔이 주사되게 하며, 상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tb이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm2의 시간 후에 타 주사방향의 화상정보를 포함하는 광빔이 주사되게 한다.

또한 상기 빔편향기는 공진미러를 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 화상형성장치는 상담지체와; 상기 상담지체 에 광빔을 주사하여 잠상을 형성하는 상기 구조에 따른 광주사장치와; 상기 상담지체에 현상제를 공급하여 가시 화상을 형성하는 현상장치와; 상기 상담지체의 가시 화상을 인쇄매체 상에 전사시키는 전사장치와; 상기 인쇄매체 상의 가시 화상을 정착시키는 정착장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 빔편향기는 공진미러를 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광빔을 왕복 주사시켜 화상구간 및 상기 화상구간 양측 각각에 제1비화상구간 및 제2비화상구간을 형성하는 빔편향기를 포함하는 광주사장치의 제어방법은, 상기 빔편향기로부터 상기 제1비화상구간을 향해 편향 주사되어 반사부재에 반사되는 광빔과, 상기 빔편향기로부터 상기 제2비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔을 감지부로 감지하며, 상기 감지부의 출력신호 시간 주기를 측정하는 단계와; 상기 감지부 출력신호 시간 주기에 기초하여 상기 광빔의 주사 방향을 판단하며, 상기 주사 방향에 대응하는 화상정보가 인가된 광빔이 주사되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 입사된 광빔이 상기 빔편향기에서 반사되는 지점인 기준점과 상기 화상구간의 중심을 연결하는 선을 기준선, 상기 기준점과 상기 감지부를 연결하는 선을 제1선, 상기 기준점과 상기 반사부재를 연결하는 선을 제2선이라고 할 때, 상기 제1선 및 상기 기준선의 사이각과 상기 제2선 및 상기 기준선의 사이각은 상이하다.

여기서 상기 화상구간에 접하지 않은 상기 제1비화상구간 및 상기 제2비화상 구간의 선단과 상기 기준점을 각각 연결하는 선을 제3선 및 제4선, 상기 제1비화상구간 및 상기 제2비화상구간에 접하는 상기 화상구간의 선단과 상기 기준점을 각각 연결하는 선을 제5선 및 제6선이라고 할 때, 상기 주기 측정 단계는, 상기 빔편향기의 구동주파수 및 상기 감지부 출력신호 시간 주기에 기초하여 상기 제1선 내지 제6선 사이의 이동시간을 도출하는 단계를 포함한다.

여기서 상기 주사방향 판단 단계는, 상기 감지부의 출력신호 시간차를 실시간 계측하고, 상기 계측된 시간차를 상기 도출된 이동시간과 실시간으로 비교하는 단계를 포함한다.

여기서 상기 비교 단계는, 상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tf이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm1의 시간 후에 일 주사방향의 화상정보를 상기 광원에 인가하며, 상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tb이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm2의 시간 후에 타 주사방향의 화상정보를 상기 광원에 인가한다.

또한 상기 빔편향기는 공진미러를 포함한다.

본 발명에 따르면, 빔편향기에 의해 왕복 주사되는 광빔의 주사방향을 하나 의 감지부로 인지할 수 있게 함으로써, 장치 비용을 절감할 수 있다. 또한 감지부의 감소를 통해 출력신호를 처리하는 인터페이스의 수를 감소시킬 수 있도록 함으로써 시스템의 부하를 경감시킬 수 있다.

또한 광빔을 주사하는 동작의 시간차를 빔편향기의 구동주파수에 대응하여 조절할 수 있으므로, 장치에 적용되는 빔편향기의 구동주파수에 편차가 있더라도 인쇄매체 상의 화상 품질을 보장할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예를 명확히 나타내기 위해 일부 구성요소만을 나타낸 것임을 밝힌다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치(20)는 부주사방향으로 이동되는 상담지체(10)에 대해 주주사방향으로 광빔(B)을 주사한다. 또한 광주사장치(20)는 주주사방향을 따라서 광빔(B)을 왕복 주사함으로써 상담지체(10)에 주사선(Z)을 형성한다.

여기서 주사선(Z)은 화상구간(Zs)과, 화상구간(Zs) 양측에 형성된 제1비화상구간(Zn1) 및 제2비화상구간(Zn2)으로 구분된다. 화상구간(Zs)은 주사선(Z)의 중앙 영역에 형성되며 소정의 화상정보가 포함된 광빔(B)이 주사되는 구간이며, 제1비화상구간(Zn1) 및 제2비화상구간(Zn2)은 화상정보가 포함되지 않은 광빔(B)이 주사되는 구간이다. 한정된 것은 아니지만 제1비화상구간(Zn1) 및 제2비화상구간(Zn2)의 길이는 동일한 것이 바람직하다. 또한 도 2에서는 제1비화상구간(Zn1) 및 제2비화 상구간(Zn2)이 각각 화상구간(Zs)의 좌측 및 우측에 있는 것으로 표현되어 있으나 이는 한정된 것이 아니며, 화상구간(Zs) 양측에 있는 두 비화상구간(Zn1, Zn2)을 구분하기 위하여 편의상 지칭한 것이다.

광주사장치(20)는 이를 위한 구성으로, 광빔(B)을 생성하는 광원(100)과, 광원(100)으로부터 조사된 광빔(B)을 상담지체(10)로 편향 주사시켜 주사선(Z)을 형성하는 빔편향기(400)를 가진다.

광주사장치(20)는 빔편향기(400)로부터 제2비화상구간(Zn2)을 향해 주사되는 광빔(B)을 반사하는 반사부재(700)와, 빔편향기(400)로부터 제1비화상구간(Zn1)을 향해 주사되는 광빔(B) 및 반사부재(700)로부터 반사되는 광빔(B)을 감지하여 신호를 출력하는 감지부(800)와, 감지부(800)로부터의 출력 신호에 기초하여 광빔(B)의 주사방향을 판단하고 이에 따라서 화상정보를 광원(100)에 인가하는 제어부(900)를 더 가진다.

여기서 도 2에 도시된 참조 기호들에 대해 설명한다. 이 참조 기호들은 본 발명의 실시예를 명확히 설명하기 위해 편의상 지칭된 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하는 것이 아님을 밝힌다.

기준점(Ps)은 광원(100)으로부터 조사된 광빔(B)이 빔편향기(400)에서 반사되는 지점이다. 기준선(Ls)은 이 기준점(Ps)과 화상구간(Zs)의 중심을 연결한 직선을 의미한다.

제1주사방향(D1)은 제1비화상구간(Zn1)으로부터 제2비화상구간(Zn2)을 향하는 방향, 즉 도 2에서 우측을 향하는 주사방향이다. 제2주사방향(D2)은 제1주사방 향(D1)의 반대방향으로, 도 2에서 좌측을 향하는 주사방향이다.

제1선(L1)은 기준점(Ps)과 감지부(800)를 연결한 직선, 제2선(L2)은 기준점(Ps)과 반사부재(700)를 연결한 직선이다.

제3선(L3)은 화상구간(Zs)에 접하지 않은 제1비화상구간(Zn1)의 선단과 기준점(Ps)을 연결한 직선, 즉 제2주사방향(D2)으로의 주사선(Z) 선단과 기준점(Ps)을 연결한 직선이다. 제4선(L4)은 화상구간(Zs)에 접하지 않은 제2비화상구간(Zn2)의 선단과 기준점(Ps)을 연결한 직선, 즉 제1주사방향(D1)으로의 주사선(Z) 선단과 기준점(Ps)을 연결한 직선이다.

제5선(L5)은 제1비화상구간(Zn1)에 접하는 화상구간(Zs)의 선단, 즉 제2주사방향(D2)으로의 화상구간(Zs) 선단과 기준점(Ps)을 연결하는 직선이다. 제6선(L6)은 제2비화상구간(Zn2)에 접하는 화상구간(Zs)의 선단, 즉 제1주사방향(D1)으로의 화상구간(Zs) 선단과 기준점(Ps)을 연결하는 직선이다.

광원(100)은 제어부(900)에 의해 온/오프 제어되면서 화상신호에 대응되는 적어도 하나의 광빔(B)을 생성 조사한다. 광원(100)은 레이저 다이오드 등의 반도체 소자로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 광원(100)은 구성 방식에 따라서 단일 빔 또는 멀티 빔을 조사한다. 예를 들면 복수의 발광점을 가지는 반도체 소자로 광원(100)을 구성하는 경우는 멀티 빔을 동시에 조사할 수 있다.

광원(100)은 제1주사방향(D1) 및 제2주사방향(D2)에 각각 대응하는 화상정보가 제어부(900)에 의해 인가됨으로써 이러한 화상정보를 포함하는 광빔(B)을 생성한다. 즉 광빔(B)이 제1주사방향(D1)을 따라서 화상구간(Zs)에 주사될 때 광 원(100)에는 제1주사방향(D1)에 대응하는 화상정보가 인가된다. 반면 광빔(B)이 제2주사방향(D2)을 따라서 화상구간(Zs)에 주사될 때 광원(100)에는 제2주사방향(D2)에 대응하는 화상정보가 인가된다. 한편 광빔(B)이 제1비화상구간(Zn1) 및 제2비화상구간(Zn2)에 주사될 때 광원(100)에는 화상정보가 인가되지 않는다.

빔편향기(400)는 광원(100)으로부터 조사된 광빔(B)을 왕복 주사, 자세하게는 제1주사방향(D1) 및 이에 반대방향인 제2주사방향(D2)으로 주사하여 상담지체(10)에 주사선(Z)을 형성한다. 이러한 작동을 위한 구성으로서 빔편향기(400)는 공진미러 방식이 적용된다. 공진미러 방식의 빔편향기(400)는 소정의 공진주파수, 즉 구동주파수로 진동함으로써 광빔(B)을 주사한다. 여기서 빔편향기(400) 자체의 구성은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

빔편향기(400)에 편향되어 주사되는 광빔(B)이 시간이 경과함에 따라서 기준선(Ls)에 대하여 형성하는 사이각의 변화를 살펴보면 일정한 주파수를 가지는 사인파를 이룬다(도 3 참조). 빔편향기(400)가 최초 구동하는 시점에서는 구동주파수가 일정하지 않으며, 최초 구동 이후에 소정 시간이 경과하여 빔편향기(400)의 구동이 안정화되면 빔편향기(400)의 구동주파수가 일정해진다. 빔편향기(400)로부터 일정한 구동주파수가 산출되면 도 3과 같은 그래프를 도출할 수 있으며, 이를 기초로 광빔(B)의 주사각의 변위, 즉 주사선(Z) 상에서의 광빔(B) 선단의 변위에 따른 이동시간이 산출된다.

광원(100)과 빔편향기(400) 사이의 광빔(B) 경로 상에는 콜리메이팅 렌 즈(200)와 실린드리컬 렌즈(300)가 더 마련된 것이 바람직하다. 또한 빔편향기(400) 및 상담지체(10) 사이의 광빔(B) 경로 상에는 f-θ 렌즈(500) 및 주사선반사미러(600)가 설치된다.

콜리메이팅 렌즈(200)는 광원(100)에서 조사된 광빔(B)을 집속시켜 수렴광이 되도록 한다. 즉, 콜리메이팅 렌즈(200)를 배치함에 있어서, 콜리메이팅 렌즈(200)로부터 f-θ 렌즈(500)까지의 주주사 방향의 광빔(B)의 각도가 평행하지 않고 수렴하도록 배치된 구조 즉, 유한 광학계 구조를 가지는 것이 바람직하다.

실린드리컬 렌즈(300)는 부주사방향으로만 소정의 굴절력을 가지는 렌즈로서, 콜리메이팅 렌즈(200)를 투과한 광빔(B)을 정형하여 빔편향기(400)에 선형으로 결상시킨다.

f-θ 렌즈(500)는 입사면과 출사면을 가지는 1매의 렌즈로 구성되는 것으로, 빔편향기(400)에서 편향 주사된 빔을 주주사방향과 부주사방향에 대해 서로 다른 배율로 보정하여 주사선(Z)이 상담지체(10)에 결상되도록 한다.

주사선반사미러(600)는 빔편향기(400)와 상담지체(10) 사이에 광빔(B)의 경로 변환을 위하여 구비된다.

반사부재(700)는 제4선(L4) 및 제6선(L6) 사이에 배치되며, 제2선(L2)을 따라서 주사되는 광빔(B)의 선단을 감지부(800)로 반사한다. 광빔(B)의 반사를 위한 반사부재(700)이 구성은 한정되지 않으며, 예를 들면 광빔(B)이 반사되는 일면이 경면 처리된 미러로 마련된다.

감지부(800)는 제3선(L3) 및 제5선(L5) 사이에 배치되며, 제1선(L1)을 따라 서 주사되는 광빔(B)의 선단 및 반사부재(700)로부터 반사되는 광빔(B)을 감지하여 신호를 출력한다. 광빔(B)의 주사가 계속되는 동안 감지부(800)는 연속적으로 신호를 출력하며, 이를 위한 감지부(800)의 구성은 포토센서 등으로 마련됨으로서 달성될 수 있다. 감지부(800)는 출력한 신호를 제어부(900)로 전달하며, 이에 제어부(900)는 감지부(800)로부터의 출력신호 시간 주기를 측정한다.

감지부(800)는 하나가 설치되므로, 제1선(L1)을 따라서 주사되는 광빔(B)의 선단 및 반사부재(700)로부터 반사되는 광빔(B) 두 가지를 감지하지만 출력신호가 동일하다. 즉 감지부(800)가 신호를 출력하면, 이 때 광빔(B)이 제1선(L1) 및 제2선(L2) 중 어디에 있는지 출력신호만으로는 판별할 수 없다.

여기서 제1선(L1) 및 기준선(Ls)의 사이각을 제1사이각(θ1), 제2선(L2) 및 기준선(Ls)의 사이각을 제2사이각(θ2)이라고 하고, 이 제1사이각(θ1) 및 제2사이각(θ2)을 상이하게 구성한다.

그런데 제1비화상구간(Zn1) 및 제2비화상구간(Zn2)의 길이는 동일하므로, 제1선(L1) 및 제3선(L3)의 사이각과 제2선(L2) 및 제4선(L4)의 사이각 또한 상이하게 된다. 이에 따라서 광빔(B)이 제1선(L1)에서부터 제3선(L3)까지 이동한 후 제1선(L1)으로 복귀하는 시간을 Tf, 광빔(B)이 제2선(L2)으로부터 제4선(L4)까지 이동한 후 제2선(L2)으로 복귀하는 시간인 Tb라고 하면, Tf 및 Tb 역시 상이해진다. 이러한 Tf 및 Tb의 차이에 의해 광빔(B)이 제1선(L1) 및 제2선(L2) 중 어디에 있는지 판별할 수 있다.

제어부(900)는 감지부(800)의 출력신호 시간 주기를 측정하며, 이 시간 주기 를 기초로 하여 감지부(800)로부터 신호가 출력될 때 광빔(B)의 주사방향을 판단한다. 그리고 제어부(900)는 판단한 주사방향에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔(B)이 주사되도록 해당 화상정보를 광원(100)에 인가한다.

제어부(900)는 빔편향기(400)의 구동이 안정화된 후 빔편향기(400)의 구동주파수를 산출하고, 이 구동주파수 및 감지부(800)의 출력신호 주기에 기초하여 제1선(L1) 내지 제6선(L6) 사이 각각의 이동시간을 도출한다.

도출되는 이동시간은 다음과 같다. 상술한 Tf 및 Tb 이외에, 광빔(B)이 제1선(L1)으로부터 제5선(L5)까지 이동하는 시간인 Tm1, 광빔(B)이 제6선(L6)으로부터 제2선(L2)까지 이동하는 시간인 Tm2, 그리고 광빔(B)이 화상구간(Zs)을 주사하는 시간, 즉 광빔(B)이 제5선(L5) 및 제6선(L6) 사이를 이동하는 시간인 Ts이다.

제어부(900)는 감지부(800)의 출력신호 시간차를 실시간 계측하며, 상술한 이동시간과 실시간으로 비교하여 동작한다. 이에 제어부(900)는 계측한 시간차가 상술한 이동시간에 의한 조건에 부합하는 경우, 감지부(800)가 신호를 출력하는 시점에서 제어 동작을 바로 수행한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치(20)에서 광빔(B)의 주사방향을 인지하여 이에 대응하는 화상정보를 광원(100)에 인가하는 방법에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 초기 상태는 광주사장치(20)가 구동하지 않고 정지한 상태이다.

도 3에 대해 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 광주사장치(20)에서 빔편향기(400)의 구동주파수가 안정화되었을 때, 시간의 경과에 따른 세 가지 인자의 변 화를 나타낸 그래프이다. 이 세 인자는 기준점(Ps)으로부터 주사되는 광빔(B)의 경로 및 기준선(Ls) 사이의 각도, 감지부(800)의 출력신호 주기 및 제어부(900)가 광원(100)에 인가하는 화상신호의 유무이다.

광주사장치(20)가 작동을 개시하면, 빔편향기(400)가 구동을 개시하며 광원(100)으로부터 광빔(B)이 조사되어 시험 주사가 이루어진다(S100). 이 시점에서 제어부(900)는 광원(100)에 화상정보를 인가하지 않은 상태이다.

제어부(900)는 빔편향기(400)의 구동이 안정화되어 일정한 구동주파수가 산출되는지 판단한다(S110). 빔편향기(400)의 구동이 안정화되면, 빔편향기(400)의 구동주파수를 산출하고 광빔(B)에 의해 감지부(800)로부터 출력되는 신호의 시간 주기를 측정한다(S120). 이 과정이 종료되면 도 3에 도시된 바와 같이, 시간의 경과에 따른 기준선(Ls)에 대한 광빔(B) 경로와의 사이각 변위 그래프 및 감지부(800) 출력신호 주기 그래프가 산출된다.

제어부(900)는 빔편향기(400)의 구동주파수 및 감지부(800)의 출력신호 주기에 기초하는 이러한 그래프로부터, 광빔(B) 선단이 제1선(L1) 내지 제6선(L6) 사이를 이동하는 시간을 도출한다(S130). 도출되는 이동시간은 Tf, Tm1, Tm2, Tb 및 Ts 등이 있다.

도 3의 상측 그래프에서, 광빔(B)이 기준선(Ls)에 있을 때에는 사이각이 0도이다. 이 시점부터 사이각이 상승하기 시작하며, 광빔(B)이 제1선(L1)에 있을 때 커브(curve)는 제1사이각(θ1)에 도달한다. 광빔(B)이 제3선(L3)에 있을 때 커브의 정점에 도달하며, 제1선(L1)으로 복귀하면 다시 제1사이각(θ1)에 도달한다. 이렇 게 광빔(B)이 제1선(L1)으로부터 제3선(L3)까지 이동했다가 제1선(L1)으로 복귀하는 시간이 Tf이다.

감지부(800)의 출력신호 시간차가 Tf이면, 이후 Tm1의 시간차 후에 제1주사방향(D1)으로 Ts동안 광빔(B)이 주사되어 화상구간(Zs)을 형성한다. 이는 도 3에서 하강하는 커브로 나타난다.

커브가 기준점을 지나서 제2사이각(θ2)에 도달하면 광빔(B)이 반사부재(700)에 반사되어 감지부(800)로 주사된다. 이 때 광빔(B)은 제2선(L2)에 있으며, 커브의 저점을 나타내는 제4선(L4)까지 이동한 후 다시 제2선(L2)에 복귀하는 시점에서 감지부(800)의 신호가 출력된다. 이렇게 광빔(B)이 제2선(L2)에서 제4선(L4)까지 이동했다가 제2선(L2)으로 복귀하는 시간이 Tb이다.

감지부(800) 출력신호의 시간차가 Tb이면, 이후 Tm2의 시간차 후에 제2주사방향(D2)으로 Ts동안 광빔(B)이 주사되어 화상구간(Zs)을 형성한다. 이는 상승하는 커브로 나타난다.

이동시간의 도출이 끝나면, 화상정보를 포함하는 광빔(B)을 상담지체(10)에 주사하는 과정을 개시한다. 제어부(900)는 감지부(800) 출력신호를 실시간으로 계측하여, 도출된 이동시간과 감지부(800) 출력신호의 시간차를 실시간으로 비교한다(S140).

도 3의 그래프를 참조하면, 감지부(800)의 출력신호 시간차가 Tf이면 광빔(B)은 제1주사방향(D1)으로 주사되며, Tb이면 제2주사방향(D2)으로 주사되는 것임을 알 수 있다. 이에 제어부(900)는 제1주사방향(D1) 및 제2주사방향(D2) 중 어 느 하나에 대응하는 화상정보를 광원(100)에 인가한다.

감지부(800)의 출력신호 시간차가 Tf이면, 제어부(900)는 Tf의 시간차가 나타난 신호 출력 시점부터 Tm1의 시간 후에 제1주사방향(D1)에 대응하는 화상정보를 광원(100)에 인가한다(S150). 이로써 광빔(B)의 선단이 제5선(L5)으로부터 제6선(L6)을 향해 이동하는 Ts의 시간 동안 제1주사방향(D1)에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔(B)이 주사된다.

반면 감지부(800)의 출력신호 시간차가 Tb이면, 제어부(900)는 Tb의 시간차가 나타난 신호 출력 시점부터 Tm2의 시간 후에 제2주사방향(D2)에 대응하는 화상정보를 광원(100)에 인가한다(S160). 이로써 광빔(B)의 선단이 제6선(L6)으로부터 제5선(L5)을 향해 이동하는 Ts의 시간 동안 제2주사방향(D2)에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔(B)이 주사된다.

빔편향기(400)는 광빔(B)을 제1주사방향(D1) 및 제2주사방향으로 왕복 주사시키므로, 이러한 작동은 반복하여 연속적으로 이루어지게 된다. 한 번의 화상정보 인가가 종료하면 제어부(900)는 인가할 다음 화상정보가 있는지 확인하여(S170), 상술한 작동을 반복하거나 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 빔편향기(400)에 의해 왕복 주사되는 광빔(B)의 경로 상에 하나의 감지부(800) 및 반사부재(700)를 설치하고, 감지부(800) 및 반사부재(700)의 배치를 비대칭적으로 구성한다. 이러한 비대칭 구성에 의한 감지부(800)의 출력신호 시간차를 계측함으로써 광빔(B)의 현 주사방향을 판단할 수 있다.

상술한 과정과 같이 광빔(B)의 각 경로 별 이동시간이 측정되면(S130), 인쇄 매체에 대한 하나의 프린팅 잡(printing job) 동안 혹은 빔편향기(400)가 구동하는 동안에 측정된 값을 계속 활용하도록 할 수 있다. 이는 설계변경 단계에서 다양하게 지정될 수 있다.

한편 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치(1)에 대한 단면도이다. 상기 도면을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 인쇄매체가 적재 및 공급되는 매체공급장치(30)와, 정전잠상 및 현상제에 의한 가시 화상이 형성되는 복수의 상담지체(40)와, 상담지체(40)에 정전잠상을 형성하는 광주사장치(50)와, 상담지체(40)에 현상제를 공급하는 현상장치(60)와, 상담지체(40)의 가시 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사장치(70)와, 전사된 미정착 가시 화상을 인쇄매체 상에 정착시키는 정착장치(80)를 포함한다.

상담지체(40)는 인쇄매체 상에 컬러 화상을 형성할 수 있도록 복수 개, 예를 들면 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 색상에 해당하는 네 개의 개체가 인쇄매체의 이송경로를 따라서 순차적으로 배치된다. 상담지체(40)는 외주면이 균일하게 대전된 후, 광주사장치(50)로부터의 광빔(B)에 의해 전위차가 발생함으로써 정전잠상이 형성된다. 정전잠상이 형성된 상담지체(40)에 현상장치(60)로부터 현상제가 공급되면, 상담지체(40)에는 현상제에 의한 가시 화상이 형성된다. 상담지체(40)는 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 상담지체(10)와 실질적으로 동일하다.

광주사장치(50)는 복수 상담지체(40) 각각에 정전잠상이 형성되도록 광빔(B)을 주사한다. 광주사장치(50)는 최종 형성하고자 하는 컬러 화상의 이미지 정보를 색상별로 분리하여, 이에 기초하여 각 상담지체(40)에 정전잠상을 형성한다. 광주 사장치(50)는 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치(20)의 구성과 실질상 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.

현상장치(60)는 각 현상제 색상별로 마련된 복수의 상담지체(40)에 대응하게 마련된다. 이에 의하여 각 상담지체(40) 상에는 상이한 색상의 가시 화상이 형성된다.

전사장치(70)은 인쇄매체를 이송하여 복수의 상담지체(40)를 순차적으로 통과시키며, 각 상담지체(40)의 가시 화상이 인쇄매체 상에 중첩 전사되도록 한다.

정착장치(80)는 전사장치(70)에서 가시 화상이 전사된 인쇄매체에 열과 압력을 가함으로써 가시 화상을 정착시킨다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치의 사시도,

도 2는 도 1의 광주사장치에서 광빔의 편향 주사 형태를 나타내는 개략도,

도 3은 도 2의 광주사장치에서 빔편향기의 구동주파수 및 감지부의 출력 주기에 따른 광빔의 주사 방법을 나타낸 그래프,

도 4는 도 3의 그래프에 따른 광주사장치의 작동 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 측단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 화상형성장치 10 : 상담지체

20 : 광주사장치 100 : 광원

200 : 콜리메이팅 렌즈 300 : 실린드리컬 렌즈

400 : 빔편향기 500 : f-θ 렌즈

600 : 주사선반사미러 700 : 반사부재

800 : 감지부 900 : 제어부

B : 광빔

Claims

광주사장치에 있어서,

광원과;

상기 광원으로부터 조사된 광빔을 왕복 주사시켜, 화상구간 및 상기 화상구간 양측 각각에 제1비화상구간 및 제2비화상구간을 형성하는 빔편향기와;

상기 빔편향기로부터 상기 제1비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔을 반사시키는 반사부재와;

상기 빔편향기로부터 상기 제2비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔 및 상기 반사부재로부터 반사된 광빔을 감지하는 감지부와;

상기 감지부에서 출력된 신호를 기초로 상기 광빔의 주사 방향을 판단하고, 상기 주사 방향에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔이 주사되도록 상기 광원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
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제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 감지부의 출력신호 시간 주기를 측정하며, 상기 시간 주기를 기초로 상기 감지부로부터의 신호 발생 시 상기 광빔의 주사 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제1항에 있어서,

입사된 광빔이 상기 빔편향기에서 반사되는 지점인 기준점과 상기 화상구간의 중심을 연결하는 선을 기준선, 상기 기준점과 상기 감지부를 연결하는 선을 제1선, 상기 기준점과 상기 반사부재를 연결하는 선을 제2선이라고 할 때,

상기 제1선 및 상기 기준선의 사이각과 상기 제2선 및 상기 기준선의 사이각은 상이한 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제4항에 있어서,

상기 화상구간에 접하지 않은 상기 제1비화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제3선, 상기 제1비화상구간에 접하는 상기 화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제5선이라고 할 때,

상기 감지부는 상기 제3선 및 상기 제5선 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제5항에 있어서,

상기 화상구간에 접하지 않은 상기 제2비화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제4선, 상기 제2비화상구간에 접하는 상기 화상구간의 선단과 상기 기준점을 연결하는 선을 제6선이라고 할 때,

상기 반사부재는 상기 제4선 및 상기 제6선 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제6항에 있어서,

상기 감지부에서 출력된 신호를 기초로 상기 광빔의 주사 방향을 판단하고, 상기 주사 방향에 대응하는 화상정보를 가지는 광빔이 주사되도록 상기 광원을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제7항에 있어서,

상기 제어부는 상기 감지부의 출력신호 시간 주기를 측정하며, 상기 시간 주기를 기초로 상기 감지부로부터의 신호 발생 시 상기 광빔의 주사 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제8항에 있어서,

상기 제어부는 상기 빔편향기의 구동주파수를 산출한 후 상기 구동주파수 및 상기 감지부의 출력신호 주기에 기초하여 상기 제1선 내지 제6선 사이의 이동시간을 도출하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제9항에 있어서,

상기 도출되는 이동시간은,

상기 광빔이 상기 제1선으로부터 상기 제3선까지 이동한 후 상기 제1선으로 복귀하는 시간인 Tf와;

상기 광빔이 상기 제1선으로부터 상기 제5선까지 이동하는 시간인 Tm1과;

상기 광빔이 상기 제6선으로부터 상기 제2선까지 이동하는 시간인 Tm2와;

상기 광빔이 상기 제2선으로부터 상기 제4선까지 이동한 후 상기 제2선으로 복귀하는 시간인 Tb인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제10항에 있어서,

상기 제어부는 상기 감지부의 출력신호 시간차를 실시간 계측하며 상기 도출되는 이동시간과 실시간으로 비교하여 동작하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제10항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tf이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm1의 시간 후에 일 주사방향의 화상정보를 포함하는 광빔이 주사되게 하며,

상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tb이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm2의 시간 후에 타 주사방향의 화상정보를 포함하는 광빔이 주사되게 하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 빔편향기는 공진미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
화상형성장치에 있어서,

상담지체와;

상기 상담지체에 광빔을 주사하여 잠상을 형성하는 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 광주사장치와;

상기 상담지체에 현상제를 공급하여 가시 화상을 형성하는 현상장치와;

상기 상담지체의 가시 화상을 인쇄매체 상에 전사시키는 전사장치와;

상기 인쇄매체 상의 가시 화상을 정착시키는 정착장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제14항에 있어서,

상기 빔편향기는 공진미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광빔을 왕복 주사시켜 화상구간 및 상기 화상구간 양측 각각에 제1비화상구간 및 제2비화상구간을 형성하는 빔편향기를 포함하는 광주사장치의 제어방법에 있어서,

상기 빔편향기로부터 상기 제1비화상구간을 향해 편향 주사되어 반사부재에 반사되는 광빔과, 상기 빔편향기로부터 상기 제2비화상구간을 향해 편향 주사되는 광빔을 감지부로 감지하며, 상기 감지부의 출력신호 시간 주기를 측정하는 단계와;

상기 감지부 출력신호 시간 주기에 기초하여 상기 광빔의 주사 방향을 판단하며, 상기 주사 방향에 대응하는 화상정보가 인가된 광빔이 주사되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치의 제어방법.
제16항에 있어서,

입사된 광빔이 상기 빔편향기에서 반사되는 지점인 기준점과 상기 화상구간의 중심을 연결하는 선을 기준선, 상기 기준점과 상기 감지부를 연결하는 선을 제1선, 상기 기준점과 상기 반사부재를 연결하는 선을 제2선이라고 할 때,

상기 제1선 및 상기 기준선의 사이각과 상기 제2선 및 상기 기준선의 사이각은 상이한 것을 특징으로 하는 광주사장치의 제어방법.
제17항에 있어서,

상기 화상구간에 접하지 않은 상기 제1비화상구간 및 상기 제2비화상구간의 선단과 상기 기준점을 각각 연결하는 선을 제3선 및 제4선, 상기 제1비화상구간 및 상기 제2비화상구간에 접하는 상기 화상구간의 선단과 상기 기준점을 각각 연결하는 선을 제5선 및 제6선이라고 할 때,

상기 주기 측정 단계는, 상기 빔편향기의 구동주파수 및 상기 감지부 출력신호 시간 주기에 기초하여 상기 제1선 내지 제6선 사이의 이동시간을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치의 제어방법.
제18항에 있어서,

상기 도출되는 이동시간은,

상기 광빔이 상기 제1선으로부터 상기 제3선까지 이동한 후 상기 제1선으로 복귀하는 시간인 Tf와;

상기 광빔이 상기 제1선으로부터 상기 제5선까지 이동하는 시간인 Tm1과;

상기 광빔이 상기 제6선으로부터 상기 제2선까지 이동하는 시간인 Tm2와;

상기 광빔이 상기 제2선으로부터 상기 제4선까지 이동한 후 상기 제2선으로 복귀하는 시간인 Tb인 것을 특징으로 하는 광주사장치의 제어방법.
제19항에 있어서,

상기 주사방향 판단 단계는, 상기 감지부의 출력신호 시간차를 실시간 계측하고, 상기 계측된 시간차를 상기 도출된 이동시간과 실시간으로 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치의 제어방법.
제20항에 있어서,

상기 비교 단계는,

상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tf이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm1의 시간 후에 일 주사방향의 화상정보를 상기 광원에 인가하며,

상기 감지부의 출력신호 시간차가 Tb이면 상기 신호 출력 시점부터 Tm2의 시간 후에 타 주사방향의 화상정보를 상기 광원에 인가하는 것을 특징으로 하는 광주 사장치의 제어방법.
제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 빔편향기는 공진미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치의 제어방법.