KR101329745B1

KR101329745B1 - 컬러 레지스트레이션이 보정된 화상 형성 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101329745B1
Application number: KR1020080105486A
Authority: KR
Inventors: 최종철; 김준오; 이진호; 정희문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-11-14
Also published as: KR20100046585A; US8134584B2; US20100104330A1

Abstract

컬러 레지스트레이션이 보정된 화상 형성 장치 및 방법이 개시되어 있다. 개시된 화상 형성 장치는, 회전진동하는 양면 미러부를 갖는 빔 편향기를 채용하여, 양면 미러부의 양 미러면을 통해 서로 다른 위상으로 복수의 광빔을 복수의 감광 매체에 주사하고, 이를 현상한 단색 화상들을 상기 전사 매체에 동일 위상으로 중첩되게 전사시켜 컬러 화상을 형성한다.

Description

컬러 레지스트레이션이 보정된 화상 형성 장치 및 방법{Color registration corrected image forming apparatus and method}

본 발명은 컬러 레지스트레이션이 보정된 화상 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.

전자사진방식의 화상 형성 장치는 드럼 표면에 광주사 유닛을 이용하여 광빔을 주사(scanning)함으로써 정전잠상을 형상한 뒤, 형성된 정전잠상을 토너와 같은 현상제를 이용하여 현상하여 현상화상을 생성하고, 생성된 현상화상을 인쇄매체 상에 전사하고, 전사된 현상화상을 그 인쇄매체 상에 정착시킴으로써 화상을 형성한다.

현재 화상 형성 장치에서 광주사 유닛은 스핀들 모터로 구동되는 다각형 미러(polygon mirror)를 주로 사용하고 있는데, 다각형 미러의 속도 한계를 극복하고, 고속 대응시 발생되는 스핀들 모터의 소음을 제거하고, 광주사 유닛의 크기를 줄이기 위해, 스핀들 모터 및 다각형 미러를 대체할 수 있는 새로운 기구물이 요구되고 있다. 멤스(MEMS, micro electro-mechanical system) 구조물을 이용한 광주사 유닛은 양방향 주사 및 고속 주사가 가능하고, 반도체 공정에 의해 초소형으로 제 작될 수 있다는 이점이 있어, 다각형 미러를 사용하는 광주사 유닛을 대체할 수 있는 대안이 되고 있다. 특히, 컬러 화상을 구현하기 위하여 복수의 광빔을 주사하는 광주사 유닛이 요구되는바, 멤스 타입의 빔 편향기는 양면 미러를 회전 진동시켜 복수의 광빔을 동시에 주사시킬 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광주사 유닛의 빔 편향기로 회전 진동하는 양면 미러를 채용한 경우 발생될 수 있는 컬러 레지스트레이션 에러를 보정할 수 있는 화상 형성 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 화상 형성 장치는, 제1 및 제2 군의 광빔을 방출하는 광원부와, 회전진동하는 양면 미러부의 양 미러면을 통해 서로 다른 위상으로 상기 제1 및 제2 군의 광빔을 주사시키는 빔 편향기를 구비한 광주사 유닛; 상기 제1 군의 광빔에 의한 제1 군의 단색 화상이 형성되는 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 광빔에 의한 제2 군의 단색 화상이 형성되는 제2 군의 감광 매체; 및 상기 제1 군의 광빔에 의한 제1 군의 단색 화상과 상기 제2 군의 광빔에 의한 제2 군의 단색 화상이 상기 전사 매체에 동일 위상으로 중첩되어 전사되어 컬러 화상이 형성되는 전사 매체;를 포함한다.

상기 빔 편향기는 상기 제1 및 제2 군의 광빔을 180도 위상차를 가지고 주사할 수 있다.

상기 제1 군의 광빔의 노광 개시 시점과 상기 제2 군의 광빔의 노광 개시 시점 사이에는 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차가 있을 수 있다.

상기 광주사 유닛은, 상기 광원부와 상기 빔 편향기 사이의 각 광경로에 배치되는 주사전 광학계를 더 포함할 수 있다. 상기 주사전 광학계는, 상기 광원부와 상기 빔 편향기 사이의 각 광경로 상에 배치되는 복수의 콜리메이션 렌즈와 복수의 실린드리컬 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 양면 미러부는 사인 진동하는 멤스 구조물일 수 있다.

이러한 양면 미러부는, 상기 양면 미러부는 각각 제1 및 제2 미러면을 가지며, 동일 평면상에서 강성 결합되어 일체로 구동되는 복수의 양면 미러를 포함하며, 상기 제1 군의 광빔은 상기 복수의 양면 미러의 제1 미러면에 각각 평행 입사하고, 상기 제2 군의 광빔은 상기 복수의 양면 미러의 제2 미러면에 각각 평행 입사할 수 있다. 또는, 상기 양면 미러부는 제1 및 제2 미러면을 갖는 하나의 양면 미러를 포함하며, 상기 제1 군의 광빔은 상기 제1 미러면에 서로 다른 각도로 경사 입사하며, 상기 제2 군의 광빔은 상기 제2 미러면에 서로 다른 각도로 경사 입사할 수도 있다.

상기 광주사 유닛은, 상기 빔 편향기에 의하여 편향된 상기 제1 및 제2 군의 광빔을 상기 제1 및 제2 군의 감광 매체의 피주사면에 각각 결상시키는 주사후 광학계를 더 포함할 수 있다. 상기 주사후 광학계는, 상기 양면 미러부가 사인 진동하는 경우, 등속 주사를 하기 위하여 아크사인 보정을 할 수도 있다.

상기 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 감광 매체는, 상기 전사 매체의 주행속도를 기준으로 부주사 방향으로 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 갖는 거리로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 제1 군의 광빔과 상기 제2 군의 광빔은, 상기 전사 매체의 주행속도를 기준으로 부주사 방향으로 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 갖는 거리로 이격된 상태에서 상기 제1 및 제2 군의 감광 매체로 각각 주사될 수 있다.

상기 제1 및 제2 군의 광빔은 각각 2개의 광빔으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1 군의 단색 화상은 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black)의 화상들 중 두 개의 화상이며, 상기 제2 군의 단색 화상은 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 화상들 중 나머지 두 개의 화상일 수 있다.

상기 제1 및 제2 군의 감광 매체는 상기 전사 매체에 대해 하기의 수학식 1 및 2를 만족하도록 배치될 수 있다.

<수학식 1>

D1 = D3 ± DP·(m-1)

<수학식 2>

D2 = D1 ± DP/2·(2n-1)

여기서, 배치 간격 D1, D2, 및 D3은, 상기 전사 매체로 화상이 전사되는 위치를 기준으로, 상기 제1 군의 감광 매체 사이의 부주사 방향으로 이격 거리, 상기 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 감광 매체 사이의 부주사 방향으로 이격 거리, 및 상기 제2 군의 감광 매체 사이의 부주사 방향으로 이격 거리를 각각 나타낸다. 또한, DP는 상기 빔 편향기의 일 진동주기 동안에 전사 매체가 부주사 방향으로 주행한 거리를 나타내며, m, n은 자연수를 나타낸다.

상기 제1 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 하류측에 위치하고 상기 제2 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 상류측에 위치하고, 상기 배치 간격 D2가 배치간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1)만큼 늘어난 경우, 상기 제1 군의 광빔의 화상 정보를 상기 제2 군의 광빔의 화상 정보에 대해 대해 P/2·(2n-1)만큼 지연시킨 후 출력할 수 있다.

상기 제1 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 하류측에 위치하고 상기 제2 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 상류측에 위치하고, 상기 배치 간격 D2가 배치간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1)만큼 준 경우, 상기 제2 군의 광빔의 화상 정보를 상기 제1 군의 광빔의 화상 정보에 대해 P/2·(2n-1)만큼 지연시킨 후 출력할 수 있다.

상기 광주사 유닛에서 주사되는 상기 제1 및 제2 군의 광빔은 하기의 수학식 3 및 4를 만족하도록 광주사 유닛의 광학 배치가 설계될 수 있다.

<수학식 3>

D1´ = D3´± DP·(m-1)

<수학식 4>

D2´ = D1´ ± DP/2·(2n-1)

여기서, D1´, D2´, 및 D3´은 상기 제1 군의 감광 매체에 주사되는 상기 제1 군의 광빔 사이의 부주사 방향으로 이격 거리, D2´는 상기 제1 군의 감광 매체에 주사되는 상기 제1 군의 광빔과 상기 제2 군의 감광 매체에 주사되는 제2 군의 광빔 사이의 부주사 방향으로 이격 거리를 나타내며, 및 상기 제2 군의 감광 매체에 주사되는 상기 제2 군의 광빔 사이의 부주사 방향으로 이격 거리를 각각 나타낸다. 또한, DP는 상기 빔 편향기의 일 진동주기 동안에 전사 매체가 부주사 방향으로 주행한 거리를 나타내며, m, n은 자연수를 나타낸다.

상기 전사 매체는 벨트 타입 또는 드럼 타입일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 방법은, 회전진동하는 양면 미러부의 양 미러면을 통해 서로 다른 위상으로 제1 및 제2 군의 광빔을 제1 및 제2 군의 감광 매체에 각각 주사하여 복수의 잠상을 형성하는 단계; 상기 복수의 잠상을 서로 다른 색상의 화상으로 현상하는 단계; 및 상기 서로 다른 색상의 화상 중 상기 제1 군의 광빔에 의한 제1 군의 단색 화상과 상기 제2 군의 광빔에 의한 제2 군의 단색 화상을 전사 매체에 동일 위상으로 중첩되게 전사시켜 컬러 화상을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 도시한다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는, 광주사 유닛(100), 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C), 복수의 현상 유닛(400), 중간 전사 벨트(500), 및 정착 유닛(600)을 포함할 수 있다.

광주사 유닛(100)은 화상정보에 따라 변조된 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 주사하는 장치이다. 본 실시예는 컬러 화상을 구현하기 위하여, 서로 다른 4개의 색상을 이용한다. 이를 위하여, 광주사 유닛(100)은 블랙(Black; K), 옐로우(Yellow; Y), 마젠타(Magenta; M), 시안(Cyan; C) 색상의 화상정보에 대응되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 주사한다.

상기 광주사 유닛(100)은 후술하는 바와 같이 양면 미러를 이용하여 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 주사한다. 양면 미러를 이용하여 편향 주사하기 때문에 제1 및 제2 광빔(L1, L2)이 주사되는 위상과, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)가 주사되는 위상이 상이하게 된다. 후술하는 바와 같이 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사에 위상차가 발생하면, 이에 의해 컬러 레지스트레이션의 에러가 발생될 수 있는 바, 컬러 레지스트레이션을 보정하기 위하여, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 노광 개시 시점 및 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 부주사 방향으로의 주사 간격 D1´, D2´, D3´이 적절히 설계된다. 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 노광 개시 시점과 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 부주사 방향으로의 주사 간격D1´, D2´, D3´에 대해서는 후술하기로 한다.

제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)은 감광 매체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주면에 소정 두께의 감광층이 형성된 것이다. 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 외주면은 광주사 유닛(100)에서 주사되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 결상되는 피주사면에 해당된다. 감광 매체로서, 벨트 형태의 감광 벨트가 적용될 수도 있다. 참조번호 301은 대전 롤러를 나타 낸다. 대전 롤러(301)는 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 접촉되어 회전되면서 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 현상 유닛(400)은 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C) 각각에 마련되며, 블랙(K), 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 색상의 토너를 각각 수용한다. 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에는 광주사 유닛(100)에 의하여 정전 잠상이 형성된 후, 정전 잠상은 현상 유닛(400)에 의해 현상되어 각각 블랙(K), 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 색상의 화상이 형성된다.

중간 전사 벨트(500)는 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 형성된 서로 다른 색상의 화상을 인쇄 매체(P)에 전사시키는 전사 매체의 일례이다. 전사 매체로서 드럼 타입이 적용될 수도 있다. 중간 전사 벨트(500)는 궤도를 따라 일정 속도로 주행하며 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 형성된 토너 화상을 전사받은 후, 이를 인쇄 매체(P)로 전사시킨다. 참조번호 505는 전사 롤러를 나타낸다. 토너 화상은 전사 롤러(505)에 인가되는 전사 바이어스에 의하여 전사 롤러(505)와 중간 전사 벨트(500) 사이로 이송되는 용지(P)로 전사된다. 용지로 전사된 토너 화상은 정착 유닛(600)로부터 열과 압력을 받아 용지에 정착됨으로써 화상 형성이 완료된다.

제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 형성된 서로 다른 색상의 화상들은 중간 전사 벨트(500)의 같은 위치에 중첩되게 전사되어 컬러 화상을 이룬다. 도 1에는 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 순으로 단색 화상이 중간 전사 벨트(500)에 전사되는 구성이 도시되어 있다. 컬러 레지스트레이션의 에러 를 보정하기 위하여, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 부주사 방향으로의 배치 간격 D1, D2, D3이 조절된다. 이러한 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 구체적인 배치에 대해서는 후술하기로 한다.

본 실시예의 광주사 유닛(100)에 채용되는 빔 편향기의 일 예가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 도 2는 본 실시예의 일 예에 따른 빔 편향기의 사시도이며, 도 3은 도 2의 빔 편향기의 양면 미러가 광빔을 편향 주사시키는 동작을 도시한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시예의 빔 편향기(150)는 양면 미러부(151), 한 쌍의 스프링부(156), 한 쌍의 고정단(157), 요크(158) 및 요크(158)를 둘러싼 코일(159)을 포함한다.

상기 양면 미러부(151)는, 요크(158) 및 코일(159)에 의해 제공되는 전자기적 구동력에 의해 회전 진동하는 것으로, 제1 및 제2 양면 미러(152, 153)와, 영구자석(155)이 삽입된 자석 프레임부(154)를 포함한다. 제1 양면 미러(152)의 양면에는 제1 및 제2 미러면(152a, 152b)이 마련되어 있으며, 제2 양면 미러(153)의 양면에도 제1 및 제2 미러면(154a, 153b)이 마련되어 있다. 상기 자석 프레임부(154)는 제1 및 제2 양면 미러(152, 153) 사이에 위치한다. 자석 프레임부(154)는 제1 및 제2 양면 미러(152, 153)를 강성 결합하여 제1 및 제2 양면 미러(152, 153)가 일체로 회전 진동하게 한다. 상기 영구자석(155)은, 그 자극 방향이 요크(158) 쪽을 향하도록 배치된다. 상기 한 쌍의 스프링부(156)는 양면 미러부(151)와 한 쌍의 고정단(157) 사이를 각각 연결하는 것으로, 상기 양면 미러부(151)를 양단에서 탄성 지지한다. 상기 한 쌍의 고정단(157)은 상기 스프링부(156)를 지지한다. 상기 요 크(158)와 코일(159)은, 상기 영구자석(155)과의 전자기적 상호작용에 의하여 양면 미러부(151)에 주기적인 전자기적 구동력을 준다. 상기 양면 미러부(151)는 주기적인 전자기력과 스프링부(156)의 탄성복원력에 의하여 공진되어 C축을 중심으로 사인 진동하게 된다. 이러한 본 실시예의 빔 편향기(150)는, 멤스(MEMS, micro electro-mechanical system) 공정에 의하여 제조될 수 있는 소형의 멤스 구조물로서, 광주사 유닛(도 1의 100)의 사이즈를 소형화할 수 있다. 본 실시예는 제1 및 제2 양면 미러(152, 153)가 일체로 구동되는 빔 편향기(150)를 예로 들어 설명하고 있으나, 제1 및 제2 양면 미러(152, 153)는 서로 독립된 멤스 구조물로 이루어져 별개로 독립 구동될 수도 있다.

제1 양면 미러(152)의 제1 미러면(152a)과 제2 양면 미러(153)의 제1 미러면(153a)은 동일 평면 상에 놓이며, 제1 양면 미러(152)의 제2 미러면(152b)과 제2 양면 미러(153)의 제1 미러면(153b)은 동일 평면 상에 놓인다. 양면 미러부(151)가 회전 진동함에 따라, 제1 미러면(152a, 153a)에 입사되는 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 서로 같은 방향으로 주사되고, 제2 미러면( 152b, 153b)에 입사되는 제3 및 제4 광빔(L3, L4)도 서로 같은 방향으로 주사된다. 그러나, 제1 미러면(152a, 153a)과 제2 미러면( 152b, 153b)은 이면의 관계에 있으므로, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)과 제3 및 제4 광빔(L3, L4)은 그 주사되는 방향이 서로 반대가 된다. 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사는 주기적 양상을 지니므로, 상기 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사 방향은 위상으로 표현할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 서로 동일 위상(in-phase)으로 주사되고, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)도 서로 동일 위상으로 주사되나, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주사(scanning)와 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 주사에는 180도의 위상차가 있다. 이때, 동일 위상으로 주사되는 제1 및 제2 광빔(L1, L2)을 제1 군의 광빔이라 정의하고, 상기 제1 군의 광빔의 위상과 다른 위상으로 주사되는 제3 및 제4 광빔(L3, L4)을 제2 군의 광빔이라 칭하기로 한다. 이하 제1 군은 제1 군의 광빔에 의한 화상이나 광학소자들을 지칭하며, 제2 군은 제2 군의 광빔에 의한 화상이나 광학소자들을 지칭한다. 본 실시예는 제1 미러면(152a, 153a)와 제2 미러면( 152b, 153b)가 180도 반대 방향에 있는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 경우에 따라서 제1 미러면(152a, 153a)와 제2 미러면( 152b, 153b)가 180도보다 작은 각으로 배치될 수도 있다.

도 4는 본 실시예의 빔 편향기(150)를 채용한 광주사 유닛(100)의 주주사 단면을 도시하며, 도 5는 광주사 유닛(100)의 주사후 광학계 및 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 부주사 단면을 도시한다. 도 4의 경우, 편의상 광경로를 접는 미러(도 5의 175)는 무시하며, 제1 양면 미러(도 3의 152)에 의해 편향되는 제2 및 제3 광빔(L2, L3)의 광경로에 놓인 광학계만을 도시한다. 도 4에 도시된 피주사면(300a,300b)은 각각 제2 및 제3 감광 드럼(300Y, 300M)의 외주면을 나타낸다.

도 4와 도 5를 참조하면, 광주사 유닛(100)은 광원부(110), 주사전 광학계(pre-scan optical system), 빔 편향기(150), 주사후 광학계(post-scan optical system) 및 이들을 수용하는 하우징(190)을 포함할 수 있다.

상기 광원부(110)는 블랙(K), 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 색상의 화상정 보에 따라 변조되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 각각 방출하는 제1 내지 제4 광원을 구비한다. 전술하는 바와 같이 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주사와, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 주사는 180도의 위상차를 가지고 있으므로, 상기 제1 및 제2 광원의 광원의 노광 개시 시점과 상기 제3 및 제4 광원의 노광 개시 시점 사이에 상기 빔 편향기(150)의 진동주기(P)의 반주기 홀수배의 시간차를 준다. 여기서 빔 편향기(150)의 진동주기(P)는 양면 미러부(151)의 공진에 따른 사인 진동의 주기를 의미한다. 상기 제1 및 제2 군의 광원의 노광 개시 시점에 대해서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하는 화상 형성 장치의 컬러 레지스트레이션의 에러의 보정에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 주사전 광학계는 상기 광원부(110)와 빔 편향기(150) 사이의 각 광경로마다 배치된 콜리메이션 렌즈(collimation lens)(120)와, 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)(130)를 구비한다. 상기 콜리메이션 렌즈(120)는 광원부(110)에서 방출되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 평행광으로 만들어주는 집속렌즈이다. 상기 실린드리컬 렌즈(130)는 부주사 방향으로만 소정의 파워를 가지는 왜상 렌즈(anamorphic lens)로서, 광원부(110)에서 방출되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 빔 편향기(150)에 부주사방향으로 집속시킨다. 주사전 광학계는, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 빔 편향기(150)의 제1 및 제2 미러면(152a, 153a)( 152b, 153b)에 주주사방향으로 길고 부주사방향으로 짧은 단면 형상으로 입사되도록 함으로써, 편향에 의한 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 수차의 보정을 용이하게 하고 빔 편향기(150)의 제1 및 제2 미러면(152a, 153a)( 152b, 153b)의 크기를 줄여 빔 편향기(150)의 진동 특성을 향상시킬 수 있다.

주사후 광학계는 광원부(110)와 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C) 사이에 배치되는 공통 결상렌즈부(170) 및 개별 결상렌즈부(180)를 포함할 수 있다. 참조번호 175는 광경로를 접는 미러를 나타낸다. 상기 공통 결상렌즈부(170)는 제1 및 제2 공통 결상렌즈(171, 172)를 포함한다. 상기 제1 공통 결상렌즈(171)는 제1 및 제2 광빔(L1, L2)에 대해 공통되며, 상기 제2 공통 결상렌즈(172)는 제3 및 제4 광빔(L3, L4)에 대해 공통된다. 제1 및 제2 양면 미러(152, 153)는 인접하게 제작될 수 있으므로, 제1 및 제2 공통 결상렌즈(171, 172)는 소형으로 제작될 수 있다. 또한, 공통 결상렌즈부(170)를 이용함으로써, 광학부품수를 줄일 수 있으며, 나아가 광주사 유닛(100)도 소형화할 수 있다. 개별 결상렌즈부(180)는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 각 광경로 상에 배치되는 제1 내지 제4 개별 결상렌즈(181, 182, 183, 184)를 포함한다.

주사후 광학계는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사면에 결상시키는 수렴 기능을 갖는다. 나아가, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)은 빔 편향기(150)에 사인 진동에 의해 편향되어 주사 속도가 사인 곡선을 그리는바, 주사후 광학계는 아크사인(acrsinusoidal) 보상 기능을 가져, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사면에 등속으로 결상될 수 있도록 한다. 본 실시예의 주사후 광학계는 각 광경로마다 2개의 결상렌즈가 배치되도록 구성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서 각 광경로마다 1개의 결상렌즈가 배치될 수도 있고 3개 이상의 결상렌즈가 배치될 수도 있다. 또한, 공통의 결상렌즈없이 각 광경로마다 개별적인 결상렌즈가 배치될 수도 있다.

상기 광원부(110), 주사전 광학계, 빔 편향기(150) 및 주사후 광학계는 하우징(190)내에서 미러들(175)에 의해 적절히 배치된다. 상기 미러들(175)에 의하여 광경로가 접어지더라도, 빔 편향기(150)에 의한 주사 방향은 변하지 아니하므로, 제1 광빔의 주사와 및 제2 군의 광빔의 주사 사이의 위상차는 그대로 유지된다. 하우징(190)에는 창(window)(191)이 마련되어, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 출사될 수 있도록 한다. 상기 주사전 광학계 및 주사후 광학계의 구체적인 구성은 본 실시예를 한정하지 않으며, 다양한 변형례가 가능하다.

전술하는 바와 같이 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주사와, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 주사는 180도의 위상차를 가지고 있으므로, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 노광 개시 시점 및 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 부주사 방향으로의 주사 간격 D1´, D2´, D3´을 조절하여 컬러 레지스트레이션을 정합한다.

다음으로 도 1 및 도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 실시예의 화상 형성 장치에 있어서, 광학 배치와 컬러 레지스트레이션의 에러의 보정을 설명하기로 한다.

도 6은 도 2의 빔 편향기에 의해 4개의 피주사면에 형성되는 광빔의 궤적을 도시하며, 도 7은 광주사 유닛에 공급되는 화상신호의 개시 타이밍을 도시한다

먼저 도 6에서 (1), (2), (3), (4)는, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 노광 개시 시점을 일치시켰을 때, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사면에 그려지는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 궤적을 각각 보여준다. 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 동일 위상을 가지고 주사되고, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)은 제1 및 제2 광빔(L1, L2)이 주사되는 위상과 180도 차이가 나는 위상을 가지고 주사됨을 볼 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 빔 편향기(150)의 제1 미러면(152a, 153a)과 제2 미러면( 152b, 153b)은 이면의 관계에 있으므로, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주사 방향과 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 주사 방향이 서로 반대이기 때문이다.

컬러 화상을 구현하기 위해서 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 형성된 단색 화상은 중간 전사 벨트(도 1의 500)으로 중첩하여 전사된다. 그런데, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 서로 다른 위상으로 주사됨에 따라 중간 전사 벨트(500)에 중첩된 단색 화상들은, 도 8의 (5)에서 실선과 빗금이 서로 지그재그로 어긋나 있듯이, 약간씩 어긋나게 중첩된다. 컬러 레지스트레이션(color registration)은 복수의 색상이 중간 전사 벨트에 정확히 전사되도록 광원부(도 2의 110)의 노광 개시 시점 등을 조절하는 것을 말한다. 본 실시예는, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사에 위상차가 발생됨에 따라, 단색 화상들이 지그재그로 어긋나는바, 본 명세서에서는 이러한 어긋남을 컬러 레지스트레이션 에러라 칭하기로 한다.

본 실시예의 화상 형성 장치는, 상기 컬러 레지스트레이션 에러를 해결하기 위하여, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 각각 방출하는 제1 내지 제4 광원의 노광 개시 시점과 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 배치 간격을 조절한다.

도 7에서 (A), (B), (C), (D)는 각각 제1 내지 제4 광원의 노광 타이밍을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K)의 단색 화상이 중간 전사 벨트(500)에 중첩될 수 있도록 제1 내지 제4 광원의 노광 개시 시점을 달리하는 것을 볼 수 있다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 중간 전사 벨트(500)가 주행함에 따라, 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 순으로 단색 화상이 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에서 중간 전사 벨트(500)로 전사된다. 광원부(도 2의 110)는, 제4 광원, 제3 광원, 제2 광원, 제1 광원 순으로 노광을 개시한다. 이때, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)이 동일 위상으로 주사되므로, 제3 광원의 노광 개시 시점 T2와 제4 광원의 노광 개시 시점 T1 사이의 시간 간격 T2-T1은 빔 편향기(150)의 진동주기(P)의 배수가 되도록 한다. 마찬가지로, 제1 광원의 노광 개시 시점 T4과 제2 광원의 노광 개시 시점 T3 사이의 시간 간격 T4-T3은 빔 편향기(150)의 진동주기(P)의 배수가 되도록 한다. 그러나, 제2 및 제3 광빔(L2, L3)은 180도의 위상차를 가지고 주사되므로, 제2 광원의 노광 개시 시점 T3과 제3 광원의 노광 개시 시점 T2의 시간 간격 T2-T3은 빔 편향기(150)의 진동주기(P)의 반주기 홀수배의 시간차를 갖도록 한다.

한편, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 배치 간격은, 중간 전사 벨트(500)의 주행속도를 고려하여, 이 제1 내지 제4 광원의 노광 개시 시점 T1, T2, T3 및 T4에 대응하도록 설계된다. 중간 전사 벨트(500)는 T4-T3 시간 동안에 D3의 거리만큼 이동하게 되며, T3-T2 시간 동안에 D2의 거리만큼 이동하게 되고, T2-T1의 시간 동안에 D1의 거리만큼 이동하게 된다. 따라서, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)에 의한 화상들이 중간 전사 벨트(500)의 동일 위치에 중첩될 수 있도록, 제1 및 제2 감광 드럼(300K, 300Y)은 부주사 방향으로 D1만큼 이격되고, 제2 및 제3 감광 드럼(300Y, 300M)은 부주사 방향으로 D2만큼 이격되고, 제3 및 제4 감광 드럼(300M, 300C)은 부주사 방향으로 D3만큼 이격되도록 배치된다. 즉, D1, D2, D3는 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 배치 간격을 나타낸다. 배치 간격 D1, D2, D3은 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 중간 전사 벨트(500)로 화상이 전사되는 위치, 즉 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 중간 전사 벨트(500)에 최인접한 위치를 기준으로 한다.

상기 제1 내지 제4 광원의 노광 개시 시점 T1, T2, T3 및 T4에 대응되도록 D1, D2, 및 D3은 하기의 수학식 1 및 수학식 2를 만족한다.

D1 = D3 ± DP·(m-1)

D2 = D1 ± DP/2·(2n-1)

여기서, DP는 상기 빔 편향기(150)의 일 진동주기(P) 동안에 중간 전사 벨트가 부주사 방향으로 주행한 거리를 나타내며, m, n은 자연수를 나타낸다. 가령, m=n=1을 만족하도록 배치 간격 D1, D2, D3을 설계할 수 있다.

수학식 2를 참조하면, 배치 간격 D2는 배치 간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1) 만큼 크거나 작을 수 있다. 만일 배치 간격 D2가 배치 간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1) 만큼 늘어난 경우, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2를 각각 P/2·(2n-1) 만큼 지연시켜 컬러 레지스트레이션 에러를 보정한다. 반대로 배치 간격 D2가 배치 간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1) 만큼 줄어진 경우, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T3, T4를 각각 P/2·(2n-1) 만큼 지연시켜 컬러 레지스트레이션 에러를 보정한다. 여기서 P는 빔 편향기(150)의 진동주기를 나타낸다. 이와 같이 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2와 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T1, T2 사이에 빔 편향기(150)의 진동주기(P)의 반주기 홀수배의 시간차를 줌으로써 컬러 레지스트레이션 에러를 보정할 수 있다. 컬러 레지스트레이션 에러 보정의 보다 구체적인 예는 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

한편, 도 1에 도시되듯이, 본 실시예는 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)이 중간 전사 벨트(500)의 일 측에 평행하게 배열되는 경우, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 배치 간격 D1, D2, D3은 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사 간격 D1´, D2´, D3´과 각각 같게 된다. 따라서, 상기 수학식 1 및 수학식 2는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사 간격 D1´, D2´, D3´에 대한 하기의 수학식 3과 수학식 4으로 표현될 수도 있다.

D1´ = D3´ ± D·(m-1)

D2´ = D1´ ± D/2·(2n-1)

여기서, D1´은 상기 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주사 간격을, D2´은 제2 및 제3 광빔(L2, L3)의 주사 간격을, D3´은 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 주사 간격을 나타낸다. 또한, D는 빔 편향기(150)의 일 진동주기(P) 동안에 중간 전사 벨트(500)가 부주사 방향으로 주행한 거리를 나타낸다.

도 8은 컬러 레지스트레이션 에러를 보상하는 일 예를 도시한다. 본 예의 경우, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 배치 간격 D1, D2, D3이 하기의 수학식 5 및 수학식 6을 만족한다.

D1 = D3

D2 = D1 + 1/2·DP

본 예는 배치 간격 D2가 배치 간격 D1에 비해 1/2·DP 만큼 줄어진 경우이다. 도 8에서 (1), (2), (3), (4)를 참조하면, 실선은, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨 경우에, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사면에 그리는 주사 궤적을 각각 보여준다. 또한, 점선은, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2에 지연이 없는 경우에, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사 면에 그리는 주사 궤적을 각각 보여준다. 도 8의 (1), (2)에서 제1 및 제2 광빔(L1, L2)에 의한 궤적은, 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)만큼 쉬프트됨을 볼 수 있다. 도 8에서 (1), (2), (3), (4)에 도시된 궤적은, 제1 내지 제4 광원 각각의 노광 개시에 해당하는 궤적의 시작단(starting end)을 0T에 놓은 것이다.

또한, 도 8에서 (5)를 참조하면, 실선은, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨 경우에, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 형성된 궤적들(즉, 화상들)이 중간 전사 벨트(도 1의 500)에 동일 위상으로 중첩되는 모습을 보여준다. 반면에, 점선은, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2에 지연이 없는 경우에, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)에 의해 형성되는 궤적들이 제3 및 제4 궤적(L3, L4)에 의해 형성되는 궤적들에 대해 180도의 위상차를 가지고 중첩되는 모습을 보여준다. 즉, 도 8의 (5)은, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 노광 개시 시점 T1, T2를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킴으로써, 컬러 레지스트레이션 에러를 보정할 수 있음을 볼 수 있다.

도 9는 컬러 레지스트레이션 에러를 보상하는 다른 예를 도시한다. 본 예의 경우, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 배치 간격 D1, D2, D3가 하기의 수학식 7 및 수학식 8을 만족한다.

D1 = D3

D2 = D1 - 1/2·DP

본 예는, 도 8을 참조한 설명한 경우와 다르게 배치 간격 D2가 배치 간격 D1에 비해 1/2·DP 만큼 줄어진 경우로서, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T3, T4를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨다.

도 9에서 (1), (2), (3), (4)를 참조하면, 실선은, 제3 및 제3 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T3, T4를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨 경우에, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사면에 그리는 주사 궤적을 각각 보여준다. 또한, 점선은, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T3, T4에 지연이 없는 경우에, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 피주사면에 그리는 주사 궤적을 각각 보여준다. 도 9의 (3), (4)에서 제3 및 제4 광빔(L3, L4)에 의한 궤적들은, 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)만큼 쉬프트됨을 볼 수 있다. 도 9에서 (1), (2), (3), (4)에 도시된 궤적은, 제1 내지 제4 광원 각각의 노광 개시에 해당하는 궤적의 시작단(starting end)을 0T에 놓은 것이다.

또한, 도 9에서 (5)를 참조하면, 실선은, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T3, T4를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨 경우에, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)에 형성된 궤적들(즉, 화상들)이 중간 전사 벨트(도 1의 500)에 동일 위상으로 중첩되는 모습을 보여준다. 즉, 도 8의 (5)은, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 노광 개시 시점 T3, T4를 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킴으로써, 컬러 레지스트레이션 에러를 보정할 수 있음을 볼 수 있다.

도 10은 본 실시예의 화상 형성 장치에 있어서, 광주사 유닛의 노광 개시 시점을 제어하는 제어부의 블록도를 도시한다.

도 10을 참조하면, 화상 형성 장치의 제어부(800)는 호스트 컴퓨터(700)로부터 화상 정보 및 제어 정보를 입력받아 광주사 유닛(100)를 제어한다. 상기 제어부(800)는 인터페이스부(I/F)(810), 화상신호 처리부(820) 메모리부(830) 및 광주사 제어부(840)을 포함한다. 상기 인터페이스부(I/F)(810)는 호스트 컴퓨터로부터 화상 정보 및 제어 정보를 입력받아 화상신호 처리부(820)에 전달한다. 상기 화상신호 처리부(820)는 입력받은 화상신호를 각 색상별로 분리한다. 또한, 제1 및 제2 군의 광원 중 어느 한 군의 광원에 입력되는 화상 정보를 메모리부(830)로 잠시 보내어 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨다. 가령, 도 8을 참조하여 설명한 예의 경우에는, 제1 및 제2 광원에 입력되는 화상 정보를 메모리부(830)로 잠시 보내어, 빔 편향기(150)의 1/2 진동주기(P)동안 지연시킨다. 상기 광주사 제어부(840)는 입력된 화상 정보에 따라 광주사 유닛(100)의 광원부(도 2의 110)을 출력을 변조하고 현상 및 전사 과정을 제어한다. 이때, 광주사 유닛(100)은 빔 편향기(150)의 진동주기(P)의 반주기의 시간차를 가지고 제1 및 제2 군의 광빔을 방출하므로, 중간 전사 벨트(도 1의 500)에 정해진 위치에 화상이 동일 위상으로 중첩될 수 있다.

도 11 내지 도 13은 도 1의 화상 형성 장치에 채용되는 광주사 유닛의 다른 실시예를 보여준다.

도 11은 본 실시예의 일 예에 따른 빔 편향기의 사시도이며, 도 12는 도 11의 빔 편향기의 양면 미러에 광빔이 입사되는 광빔을 도시한다. 도 13은 도 11의 빔 편향기를 채용한 광주사 유닛의 부주사 단면을 도시한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예의 빔 편향기(150´)은 양면 미러부(151´), 한 쌍의 스프링부(156) 및 한 쌍의 고정단(157)을 포함한다. 양면 미러부(151´)에 전자기적 구동력을 주는 요크 및 코일은 도시되지 않았다. 본 실시예의 빔 편향기(150´)은, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 빔편향(150)에 비하여 양면 미러부(151´)가 한 개의 양면 미러(152´)만을 갖는다는 점에서 차이가 있으며, 그밖의 구성요소들은 전술한 빔편향기(150)의 구성요소들과 실질적으로 동일하다.

본 실시예의 빔 편향기(150´)은 한 개의 양면 미러(152´)만을 가지므로, 광경로가 서로 분리될 수 있도록 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 양면 미러(152´)의 제1 미러면(152´a)에 서로 다른 입사각으로 경사 입사되고, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)도 양면 미러(152´)의 제2 미러면(152´b)에 서로 다른 입사각으로 경사 입사된다. 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 동일한 제1 미러면(152´a)에서 편향되므로, 동일 위상으로 주사된다. 마찬가지로, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)도 동일한 제2 미러면(152´b)에서 편향되므로, 동일 위상으로 주사된다. 즉, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 서로 동일 위상(in-phase)으로 주사되고, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)도 서로 동일 위상으로 주사되나, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주사(scanning)와 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 주사에는 180도의 위상차가 있다.

도 13을 참조하면, 본 실시예의 광주사 유닛(100´)은, 광원부(110), 주사전 광학계(pre-scan optical system), 빔 편향기(150´), 주사후 광학계(post-scan optical system) 및 이들을 수용하는 하우징(190)을 포함한다. 본 실시예의 광주사 유닛(100´)에 있어서, 빔 편향기(150´)를 제외한 나머지 구성요소들은 도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 광주사 유닛(100)의 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 실시예의 경우, 주사후 광학계(post-scan optical system)의 공통 결상렌즈부(170) 및 개별 결상렌즈부(180)는, 빔 편향기(150´)에서 편향되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 서로 평행하지 않는다는 점을 고려하여 비구면 설계가 이루어질 수 있다.

본 실시예의 화상 형성 장치의 경우에도, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 주사에 위상차가 있어, 컬러 레지스트레이션 에러를 보정할 필요가 있다. 이러한 컬러 레지스트레이션 에러를 보정하는 구성 및 방법은 도 1 내지 도 9를 참조하여 전술한 실시예의 경우와 실질적으로 동일하다. 즉, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 노광 개시 시점에 빔 편향기(150´)의 진동주기(P)의 반주기 홀수배의 시간차를 준다. 또한, 제1 내지 제4 감광 드럼(300K, 300Y, 300M, 300C)의 부주사 방향으로의 배치 간격 D1, D2, D3이나, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 부주사 방향으로의 주사 간격 D1´, D2´, D3´이 상기 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 노광 개시 시점에 대응되어 전술한 수학식 1 내지 수학식 4와 같이 설계될 수 있다.

전술한 실시예들은, 4개의 색상으로 컬러를 구현하는 경우를 예로 들어 설명 하고 있으나, 이는 일례일 뿐이고, 경우에 따라서는 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C) 색상 만으로 컬러를 구현하거나, 그밖의 단색 화상을 더 추가하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 예를 들어, 컬러 화상의 화질을 개선하기 위하여, 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C) 외에도 레드(R), 블루(B), 그린(G)의 색상을 더 추가할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 군에 속하는 광빔의 개수가 2보다 작거나 클 수 있다.

또한 전술한 실시예들은, 1개 또는 2개의 양면 미러를 가진 빔 편향기를 예로 들어 설명하고 있으나, 이를 일례일 뿐이며, 경우에 따라서 빔 편향기는 3개 이상의 양면 미러를 가질 수도 있을 것이다.

전술한 본 발명인 컬러 레지스트레이션이 보정된 화상 형성 장치 및 컬러 레지스트레이션 보정 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적인 구성을 도시하는 구성도이다.

도 2는 도 1의 화상 형성 장치에 채용되는 빔 편향기의 일 예를 보여주는 사시도이다.

도 3은 도 2의 빔 편향기의 양면 미러가 광빔을 편향시키는 동작을 도시한다.

도 4는 도 2의 빔 편향기를 채용한 광주사 유닛의 주주사 단면을 도시한다.

도 5는 도 2의 빔 편향기를 채용한 광주사 유닛의 부주사 단면을 도시한다.

도 6은 도 2의 빔 편향기에 의해 4개의 피주사면에 형성되는 광빔의 궤적을 도시한다.

도 7은 광주사 유닛의 4개의 광원에 공급되는 화상신호의 개시 타이밍을 도시한다.

도 8은 컬러 레지스트레이션 에러를 보상하는 일 예를 도시한다.

도 9는 컬러 레지스트레이션 에러를 보상하는 다른 예를 도시한다.

도 10은 광주사 유닛의 노광 개시 시점을 제어하는 제어부의 블록도를 도시한다.

도 11은 도 1의 화상 형성 장치에 채용되는 빔 편향기의 다른 예를 보여준다.

도 12는 도 11의 빔 편향기의 양면 미러에 광빔이 입사되는 광빔을 도시한 다.

도 13은 도 11의 빔 편향기를 채용한 광주사 유닛의 부주사 단면을 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 100´...광주사 유닛 110...광원

120...콜리메이팅 렌즈 130...실린드리컬 렌즈

150, 150´...빔 편향기 152, 152´, 153...양면 미러

170, 180...결상 렌즈 175...미러

190...하우징 191...창

300a, 300b...피주사면 300K, 300Y, 300M, 300C...감광 드럼

400...현상 유닛 500...중간 전사 벨트

505...전사 롤러 600...정착 유닛

L1, L2, L3, L4...광빔 D1, D2, D3...현상 유닛 간의 간격

D1´, D2´, D3´...광빔 간의 간격 P...인쇄 매체

Claims

제1 및 제2 군의 광빔을 방출하는 광원부와, 회전진동하는 양면 미러부의 양 미러면을 통해 서로 다른 위상으로 상기 제1 및 제2 군의 광빔을 주사시키는 빔 편향기를 구비한 광주사 유닛;

상기 제1 군의 광빔에 의한 제1 군의 단색 화상이 형성되는 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 광빔에 의한 제2 군의 단색 화상이 형성되는 제2 군의 감광 매체; 및

상기 제1 군의 광빔에 의한 제1 군의 단색 화상과 상기 제2 군의 광빔에 의한 제2 군의 단색 화상이 동일 위상으로 중첩되어 전사되어 컬러 화상이 형성되는 전사 매체;를 포함하며,

상기 제1 군의 광빔의 노광 개시 시점과 상기 제2 군의 광빔의 노광 개시 시점 사이에는 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차가 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항에 있어서,

상기 빔 편향기는 상기 제1 및 제2 군의 광빔을 180도 위상차를 가지고 주사하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
삭제
제1 항에 있어서,

상기 광주사 유닛은,

상기 광원부와 상기 빔 편향기 사이의 각 광경로에 배치되는 주사전 광학계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4 항에 있어서,

상기 주사전 광학계는, 상기 광원부와 상기 빔 편향기 사이의 각 광경로 상에 배치되는 복수의 콜리메이션 렌즈와 복수의 실린드리컬 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항에 있어서,

상기 양면 미러부는 사인 진동하는 멤스 구조물인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항에 있어서,

상기 양면 미러부는 각각 제1 및 제2 미러면을 가지며, 동일 평면상에서 강성 결합되어 일체로 구동되는 복수의 양면 미러를 포함하며,

상기 제1 군의 광빔은 상기 복수의 양면 미러의 제1 미러면에 각각 평행 입사하고, 상기 제2 군의 광빔은 상기 복수의 양면 미러의 제2 미러면에 각각 평행 입사하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항에 있어서,

상기 양면 미러부는 제1 및 제2 미러면을 갖는 하나의 양면 미러를 포함하며,

상기 제1 군의 광빔은 상기 제1 미러면에 서로 다른 각도로 경사 입사하며, 상기 제2 군의 광빔은 상기 제2 미러면에 서로 다른 각도로 경사 입사하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항에 있어서,

상기 광주사 유닛은,

상기 빔 편향기에 의하여 편향된 상기 제1 및 제2 군의 광빔을 상기 제1 및 제2 군의 감광 매체의 피주사면에 각각 결상시키는 주사후 광학계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제9 항에 있어서,

상기 양면 미러부는 사인 진동하며,

상기 주사후 광학계는 등속 주사를 하기 위하여 아크사인 보정을 하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항, 제2 항, 제4 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 감광 매체는, 상기 전사 매체의 주행속도를 기준으로 부주사 방향으로 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 갖는 거리로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항, 제2 항, 제4 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 군의 광빔과 상기 제2 군의 광빔은, 상기 전사 매체의 주행속도를 기준으로 부주사 방향으로 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 갖는 거리로 이격된 상태에서 상기 제1 및 제2 군의 감광 매체로 각각 주사되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 군의 광빔은 각각 2개의 광빔으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제13 항에 있어서,

상기 제1 군의 단색 화상은 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black)의 화상들 중 두 개의 화상이며, 상기 제2 군의 단색 화상은 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black)의 화상들 중 나머지 두 개의 화상인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제13 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 군의 감광 매체는 상기 전사 매체에 대해 하기의 수학식 1 및 2를 만족하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

<수학식 1>

D1 = D3 ± DP·(m-1)

<수학식 2>

D2 = D1 ± DP/2·(2n-1)

여기서, 배치 간격 D1, D2, 및 D3은, 상기 전사 매체로 화상이 전사되는 위치를 기준으로, 상기 제1 군의 감광 매체 사이의 부주사 방향으로 이격 거리, 상기 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 감광 매체 사이의 부주사 방향으로 이격 거리, 및 상기 제2 군의 감광 매체 사이의 부주사 방향으로 이격 거리를 각각 나타낸다. 또한, DP는 상기 빔 편향기의 일 진동주기 동안에 전사 매체가 부주사 방향으로 주행한 거리를 나타내며, m, n은 자연수를 나타낸다.
제15 항에 있어서,

상기 제1 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 하류측에 위치하고 상기 제2 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 상류측에 위치하고, 상기 배치 간격 D2가 배치간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1)만큼 늘어난 경우,

상기 제1 군의 광빔의 화상 정보를 상기 제2 군의 광빔의 화상 정보에 대해 대해 P/2·(2n-1)만큼 지연시킨 후 출력하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제15 항에 있어서,

상기 제1 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 하류측에 위치하고 상기 제2 군의 감광 매체가 상기 전사 매체의 상류측에 위치하고, 상기 배치 간격 D2가 배치간격 D1에 비해 DP/2·(2n-1)만큼 준 경우,

상기 제2 군의 광빔의 화상 정보를 상기 제1 군의 광빔의 화상 정보에 대해 P/2·(2n-1)만큼 지연시킨 후 출력하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제13 항에 있어서,

상기 광주사 유닛에서 주사되는 상기 제1 및 제2 군의 광빔은 하기의 수학식 3 및 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

<수학식 3>

D1´ = D3´± DP·(m-1)

<수학식 4>

D2´ = D1´ ± DP/2·(2n-1)

여기서, D1´, D2´, 및 D3´은 상기 제1 군의 감광 매체에 주사되는 상기 제1 군의 광빔 사이의 부주사 방향으로 이격 거리, D2´는 상기 제1 군의 감광 매체에 주사되는 상기 제1 군의 광빔과 상기 제2 군의 감광 매체에 주사되는 제2 군의 광빔 사이의 부주사 방향으로 이격 거리를 나타내며, 및 상기 제2 군의 감광 매 체에 주사되는 상기 제2 군의 광빔 사이의 부주사 방향으로 이격 거리를 각각 나타낸다. 또한, DP는 상기 빔 편향기의 일 진동주기 동안에 전사 매체가 부주사 방향으로 주행한 거리를 나타내며, m, n은 자연수를 나타낸다.
제1 항에 있어서,

상기 전사 매체는 벨트 타입 또는 드럼 타입인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
회전진동하는 양면 미러부의 양 미러면을 통해 서로 다른 위상으로 제1 및 제2 군의 광빔을 제1 및 제2 군의 감광 매체에 각각 주사하여 복수의 잠상을 형성하는 단계;

상기 복수의 잠상을 서로 다른 색상의 화상으로 현상하는 단계; 및

상기 서로 다른 색상의 화상 중 상기 제1 군의 광빔에 의한 제1 군의 단색 화상과 상기 제2 군의 광빔에 의한 제2 군의 단색 화상을 전사 매체에 동일 위상으로 중첩되게 전사시켜 컬러 화상을 형성하는 단계;를 포함하며,

상기 제1 군의 광빔의 노광 개시 시점과 상기 제2 군의 광빔의 노광 개시 시점 사이에 상기 양면 미러부의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 주는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제20 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 군의 광빔을 180도 위상차로 주사하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
삭제
제20 항 또는 제21 항에 있어서,

상기 전사 매체의 주행속도를 기준으로 부주사 방향으로 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 갖는 거리로 상기 제1 군의 감광 매체와 상기 제2 군의 감광 매체를 이격시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제20 항 또는 제21 항에 있어서,

상기 제1 군의 광빔과 상기 제2 군의 광빔을, 상기 전사 매체의 주행속도를 기준으로 부주사 방향으로 상기 빔 편향기의 진동주기의 반주기 홀수배의 시간차를 갖는 거리로 이격시킨 채 상기 제1 및 제2 군의 감광 매체에 각각 주사하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제20 항 또는 제21 항에 있어서,

서로 다른 4개 색상의 중첩으로 컬러 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제25 항에 있어서,

상기 제1 군의 단색 화상은 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black)의 화상들 중 어느 두 개의 화상이며, 상기 제2 군의 단색 화상은 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black)의 화상들 중 나머지 두 개의 화상인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.