KR101495537B1

KR101495537B1 - 광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR101495537B1
Application number: KR20080057023A
Authority: KR
Inventors: 김형수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2015-02-25
Also published as: US9057878B2; US20110318058A1; US20090310203A1; KR20090131174A; US8026941B2

Abstract

본 발명은 광주사장치 및 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것이다. 개시된 광주사장치는 광원부와; 광원부에서 출사된 광을 주주사 방향으로 편향 주사시키는 것으로, 복수의 편향면과, 연이어진 편향면들이 만나는 복수의 모서리를 가지는 회전 다면경과; 편향된 광을 결상시키는 결상 광학계와; 상기 회전 다면경의 모서리에서 분할 반사되는 광을 검출하는 동기 검출 광학계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치{Laser scanning unit and image forming apparatus employing the same}

본 발명은 광 주사 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동기 신호 검출을 위한 광학 설계를 향상시킨 광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치에 관한 것이다.

광 주사 장치는 레이저 프린터와 같은 화상 형성 장치에서 감광 드럼에 레이저빔을 주사하여 정전 잠상을 형성하는 장치이다.

종래의 광 주사 장치(Laser Scanning Unit)는, 레이저빔을 출사하는 광원과 회전 다면경을 갖는 광학 유닛을 가지고, 상기 회전 다면경의 회전방향에 따라 주사되는 광의 수평동기신호를 얻기 위해 동기 검출용 광학계를 갖는다. 이때 회전 다면경의 회전 방향이 다르게 사용할 경우 각각에 해당하는 동기 검출 광학계를 추가하기 위해 주사 렌즈(f-theta lens)를 크게 하거나, 회전 다면경의 크기를 크게하여야 하는 문제점을 수반한다, 또한 한 개의 회전다면경을 중심으로 두 개의 광주사부를 갖는 크로스 스캔(cross-scan) 방식 광 주사 장치의 경우에, 각각의 주사 방향마다에 대응되는 동기 검출 광학계가 필요하게 되어 결국 위와 같이 2개의 동 기 검출 광학계를 가질 때 발생되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 주사 렌즈의 변경이나 회전 다면경의 크기를 변경없이 양방향의 동기 검지를 할 수 있는 간단한 구조로 동기 검출 광학계를 구성하고, 크로스 스캔 방식의 광 주사 장치에서 회전 다면경의 면간 분할각 오차를 보정할 수 있는 광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치를 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 의한 광 주사 장치는, 광원부와; 상기 광원부에서 출사된 광을 주주사 방향으로 편향 주사시키는 것으로, 복수의 편향면과, 연이어진 편향면들이 만나는 복수의 모서리를 가지는 회전 다면경과; 상기 편향된 광을 결상시키는 결상 광학계와; 상기 회전 다면경의 모서리에서 분할 반사되는 광을 검출하는 동기 검출 광학계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전 다면경에 의해 편향 주사되는 광의 주주사 중심선을 기준으로, 상기 회전 다면경의 분할각을 A라 하고, 상기 동기 검출 광학계에 편향되는 광의 각도를 B라 할 때, 상기 동기 검출 광학계는 0.9 ≤ B/A ≤ 1.1 으로 주어진 각도 관계를 만족하도록 배치될 수 있다.

상기 회전 다면경으로부터 편향 주사되는 광의 주주사 중심선으로부터의 각도를 입사각으로 정의할 때, 상기 광원부에서 상기 회전 다면경으로 입사하는 광의 입사각은 상기 회전 다면경의 분할각보다 클 수 있다.

상기 회전 다면경에서 반사되어 상기 동기 검출 광학계에 입사되는 광의 주주사 방향의 광폭은 상기 회전 다면경에 입사되는 광의 주주사 방향의 광폭보다 작을 수 있다.

상기 회전 다면경의 모서리에서 반사되어 상기 동기 검출 광학계로 향하는 광의 광량은 상기 회전 다면경의 모서리에 입사되는 광의 광량보다 작을 수 있다.

상기 동기 검출 광학계는 상기 회전 다면경의 모서리에서 분할되는 광 중에서 후속하는 주사용 광이 편향되는 편향면 쪽에서 반사되는 광을 검출할 수 있다.

상기 동기 검출 광학계로 입사되는 광은 상기 결상 광학계를 통과하지 않을 수 있다.

상기 결상 광학계는 적어도 한 매의 f-θ 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 광 주사 장치는 상기 광원부와 회전 다면경 사이에 개재되는 콜리메이팅 렌즈와 실린드리컬 렌즈를 더 포함할 수 있다.

상기 동기 검출 광학계는 동기 검출 렌즈와 동기 검출 센서를 포함할 수 있다.

상기 동기 검출 광학계는 광경로는 접는 반사 미러를 더 포함할 수 있다.

상기 광원부는 적어도 2개의 광원을 포함하며, 상기 적어도 2개의 광원에서 출사된 광은 상기 회전 다면경의 서로 다른 편향면에서 각각 편향 주사될 수 있다.

상기 광원부는 제1 및 제2 광원을 포함하며, 상기 동기 검출 광학계는 상기 제1 및 제2 광원에서 출사되어 상기 회전 다면경의 서로 다른 모서리에서 분할되는 광을 각각 검출하는 제1 및 제2 동기 검출 유닛을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 상기 제1 및 제2 광원에서 출사되어 상기 회전 다면경의 서로 다른 모서리에서 양쪽으로 분할되는 광 중에서 후속하는 주사용 광이 편향되는 편향면 쪽에서 반사되는 광을 각각 검출할 수 있다.

상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 상기 회전 다면경을 중심으로 대각으로 대칭 배치될 수 있다.

상기 결상 광학계는 상기 제1 및 제2 광원에서 출사되어 상기 회전 다면경에서 편향되는 광을 각각 결상시키는 제1 및 제2 주사 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛로 입사되는 광은 각각 제1 및 제2 주사 렌즈를 통과하지 않을 수 있다.

상기 제1 및 제2 주사 렌즈는 동일한 렌즈일 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 의한 화상 형성 장치는,

광원부와; 상기 광원부에서 출사된 광을 주주사 방향으로 편향 주사시키는 것으로, 복수의 편향면과, 연이어진 편향면들이 만나는 복수의 모서리를 가지는 회전 다면경과; 상기 편향된 광을 결상시키는 결상 광학계와; 상기 회전 다면경의 모서리에서 분할 반사되는 광을 검출하는 동기 검출 광학계;를 포함하는 광 주사 장치와;

상기 광 주사 장치로부터의 광 빔이 주사되어 정전 잠상이 형성되는 피주사면과;

상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛과;

상기 현상 유닛에 의해 현상된 이미지가 전사되는 전사 유닛;을 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 광 주사 장치의 구조를 주주사 평면에서 개략적으로 보인 단면도이며, 도 2는 도 1의 광 주사 장치에서 동기 신호용 빔이 빔편향기의 모서리에서 분할되는 광학적 구성을 보여준다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 광 주사 장치는, 광원(10)과, 회전 다면경(13)과, 동기 검출 광학계를 포함한다.

상기 광원(10)은 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드일 수 있다.

상기 회전 다면경(13)은 광원(10)에서 출사된 광(L)을 편향 주사시키는 것으로, 복수의 편향면(13a,13b)과, 연지어진 편향면들(13a,13b)이 만나는 복수의 모서리를 가지는 다면경이 모터(미도시)에 의해 회전되도록 구성될 수 있다. 본 실시예는 회전 다면경(13)이 육면경인 경우를 예로 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 회전 다면경(13)은 오면경, 칠면경, 팔면경 등이 될 수 있다. 본 실시예와 같이 회전 다면경이 육면경의 경우, 분할각(A)은 60도가 된다. 일반적으로 분할각은 360도를 다면경의 편향면 수로 나눈 값으로 정의된다.

광원(10)은, 광원(10)에서 회전 다면경(13)으로 입사하는 광의 입사각(C)이 회전 다면경(13)의 분할각(A)보다 크도록 배치될 수 있다. 여기서, 회전 다면경(13)으로 입사하는 광의 입사각(C)은 피주사면(19)으로 주사되는 광의 주주사 중심선(CL)으로부터의 각도로 정의되며, 주주사 중심선(CL)은 피주사면(19)에 주사되는 주사 영역의 중심을 향하는 주사용 광의 광로로 정의된다. 이와 같이 회전 다면경(13)에 입사하는 광의 입사각(C)을 분할각(A)보다 크게 함으로써, 회전 다면경(13)에 의해 편향 주사되는 광의 각도 범위를 크게 할 수 있다. 도 1에는 회전 다면경(13)으로 입사하는 광의 입사각(C)이 대략 90도인 경우를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 광원(10)과 회전 다면경(13) 사이에는 콜리메이팅 렌즈(11)와 실린드리컬 렌즈(12)가 개재될 수 있다. 콜리메이팅렌즈(11)는 광원(10)에서 출사된 광(L)을 집속시켜 평행 광 또는 수렴하는 광이 되도록 한다. 실린드리컬 렌즈(12)는 콜리메이팅 렌즈(12)를 투과한 광(L)을 주주사방향 및/또는 부주사방향에 대응되는 방향으로 집속시킴으로써, 편향기(13)에 입사되는 광(L)을 선형으로 결상시키는 것으로, 적어도 한 매의 렌즈로 구성된다.

본 실시예의 광 주사 장치는 회전 다면경(13)에서 편향된 광(L)을 피주사면(19)에 결상시키는 결상 광학계(17,18)를 더 포함할 수 있다. 결상 광학계(17,18)는 적어도 2 매의 주사 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결상 광학 계(17,18)는 회전 다면경(13)에서 편향된 광(L)을 피주사면(19)에 결상시키면서 주주사 방향으로 등선속으로 주사할 수 있게 하는 f-θ 렌즈를 포함할 수 있다. 도 1에서는 본 실시예에 따른 광 주사 장치가 2 매의 주사 렌즈로 이루어진 결상 광학계(17,18)를 구비하는 것으로 도시되어 있는데, 이는 일 예시일 뿐, 결상 광학계의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다. 가령, 결상 광학계(17,18)는 1 매의 주사 렌즈로 이루어질 수도 있다.

상기 동기 검출 광학계는 동기 검출 센서(16)를 포함하며, 상기 회전 다면경(13)에서 편향된 광의 주주사 방향의 동기를 검출한다. 이러한 동기 검출 광학계는, 상기 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할되어 반사되는 광(La)을 검출한다. 이와 같이 모서리에서 분할 반사되는 광(La)을 동기 검출용 광으로 이용함으로써, 회전 다면경(13)의 편향면에서 편향 반사되는 대부분의 광(Lb)을 피주사면(19)에 주사되는데 이용할 수 있다.

본 실시예와 같은 광학 배치에서, 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할 반사되는 광(La)은, 대략 분할각(A)에 해당되는 각도로 편향된다. 따라서, 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할 반사되는 광(La)을 검출하기 위하여, 동기 검출 광학계는, 대략 분할각(A)에 해당되는 각도로 편향되는 동기 검출용 광(La)의 광경로상에 배치될 수 있다. 이때, 동기 검출 광학계에 입사되는 동기 검출용 광(La)의 각도(B1)는 피주사면(19)으로 주사되는 광의 주주사 중심선(CL)과 동기 검출용 광(La) 사이의 각도로 정의된다.

본 실시예는, 동기 검출 광학계가 분할각(A)에 해당되는 각도로 편향된 광(La)의 광경로상에 배치된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 회전 다면경(13)에 입사하는 광의 입사각(C)이 변경되면, 동기 검출용 광(La)의 각도는 분할각(A)에서 약간 벗어날 수 있다. 또한, 광원에서 출사된 광(L)은 소정의 광폭을 가지고 있으므로, 회전 다면경(13)의 모서리가 약간 이동하더라도, 회전 다면경(13)의 모서리가 입사되는 광(L)의 광폭 범위내에 있는 한, 입사되는 광(L)은 모서리에서 분할 반사되므로, 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할 반사되는 광의 각도가 분할각(A)에서 약간 벗어날 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 동기 검출 광학계는, 회전 다면경에 의해 편향 주사되는 광의 주주사 중심선을 기준으로, 상기 회전 다면경의 분할각을 A라 하고, 상기 동기 검출 광학계에 편향되는 광의 각도를 B1이라 할 때, 상기 동기 검출 광학계는 하기의 수학식 1로 주어진 각도 관계를 만족하도록 배치될 수 있다.

0.9 ≤ B1/A ≤ 1.1

상기 동기 검출 광학계는 동기 검출 렌즈(15)를 더 포함할 수 있다. 이러한 동기 검출 렌즈(15)는 동기 검출 광학계 쪽으로 입사되는 동기 검출용 광(La)을 동기 검출 센서(16)에 집속시킨다.

상기 동기 검출 광학계는, 동기 검출용 광(La)이 상기 결상 광학계(17,18)를 통과하지 않도록 배치될 수 있다. 이와 같이 동기 검출용 광(La)이 상기 결상 광학계(17,18)를 통과하지 않음에 따라, 결상 광학계(17,18)에 입사되는 광(Lb)은 온전히 피주사면(19)에 주사되는데 이용될 수 있다. 회전 다면경(13)의 모서리에서 양 쪽으로 분할된 광(La,Lc)의 각도 B1, B2의 합은 대략적으로 본 실시예의 광 주사 장치의 최대 주사각에 해당된다.

도 2를 참조하여 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할 반사되는 광에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 회전 다면경(13)의 모서리는 연이어진 두 편향면(13a,13b)이 만나는 경계로서, 상기 모서리에 입사되는 광(L)은, 모서리 양 옆의 편향면(13a,13b)에서 분할광(La,Lc)로 분할 반사된다. 회전 다면경(13)이 시계 방향으로 회전함에 따라, 입사된 광(L)은 일 편향면(13a)에서 먼저 편향 반사되다가 연이어지는 편향면(13b)에서 편향 반사되며, 상기 모서리에서의 분할 반사는 상기 일 편향면(13a)에서의 반사와 후속하는 편향면(13b)에서의 반사 사이에 이루어진다. 이와 같이 동기 검출용 광(La)은 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할되므로, 동기 검출용 광(La)의 주주사 방향의 광폭은 회전 다면경(13)에 입사되는 광(L)의 주주사 방향의 광폭보다 작을 수 있며, 상기 동기 검출용 광(La)의 광량은 회전 다면경(13)의 모서리에 입사되는 광(L)의 광량보다 작을 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 동기 검출 광학계는 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할되는 광(La,Lc) 중에서 후속하는 주사용 광(Lb)이 편향되는 편향면(13b) 쪽에서 반사되는 광(La)을 검출하도록 배치될 수 있다. 즉, 동기 검출 광학계에 입사되는 동기 신호용 광(La)과 피주사면(19)에 주사되는 주사용 광(Lb)은 동일 편향면(13b)에서 반사되도록 동기 검출 광학계가 배치된다. 이와 같이 배치함으로써 동기 검출 광학계는 피주사면(19)에 주사하기 전의 동기신호를 검출할 수 있기 때문에, 회전 다면경(13)의 면간 분할각 오차에 의한 주사 시작 위치의 오차를 광학적 방식으로 해결할 수 있다.

본 실시예의 광 주사 장치는, 상술한 바와 같이 회전 다면경(13)의 종래에 사용하지 않던 구간인 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할 반사되는 광(La)을 동기 검출용으로 이용함으로써, 회전 다면경(13)을 효율적으로 사용할 수 있다.

본 실시예는 회전 다면경(13)이 시계 방향(CW)으로 회전하는 경우를 예로 들어 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 가령, 회전 다면경(13)은 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이 경우, 동기 검출 광학계는, 회전 다면경(13)의 모서리에서 분할되는 광(La,Lc) 중 하방을 향하는 광(Lc)의 광경로상에 배치될 수 있다. 이와 같이 회전 다면경(13)이 반시계 방향으로 회전하는 경우에도, 전술한 실시예, 즉 회전 다면경(13)이 시계 방향(CW)으로 회전하는 경우에서의 결상 광학계(17,18)를 그대로 이용할 수 있다. 동기 검출용 광(La,Lc)이 결상 광학계(17,18)를 통과하지 않도록 배치되는 경우, 결상 광학계(17,18)를 설계할 때, 온전히 피주사면(19)에 주사되는 광(Lb)만을 고려할 수 있으므로, 회전 다면경(13)의 회전 방향에 무관하게 설계를 할 수 있기 때문이다.

도 3은 도 1의 광 주사 장치의 변형례를 도시한다. 본 변형례의 광 주사 장치는 동기 검출 광학계의 배치를 제외하고는 도 1의 광 주사 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서 도 1의 광 주사 장치의 각 구성요소에 대응되는 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 3을 참조하면, 광 주사 장치의 동기 검출 광학계는 반사 미러(14)를 더 포함한다. 상기 반사 미러(14)는 광원(10)에서 먼 쪽으로 편향 반사되는 동기 신호용 광(La)을 광원(10) 근방으로 반사시킨다. 이에 따라, 동기 검출 센서(16)를 광원(10) 인근에 배치시켜, 광 주사 장치의 패키징을 컴팩트하게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 주사 장치의 개략적인 구조를 보인 단면도이다. 본 실시예의 광 주사 장치의 구성요소 각각은, 전술한 실시예의 광 주사 장치의 각 구성요소에 실질적으로 대응되므로, 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

본 실시예의 광 주사 장치는 광원부(20), 회전 다면경(13)과, 동기 검출 광학계를 포함한다.

상기 광원부(20)는 제1 및 제2 광원(20a,20b)을 포함하며, 상기 제1 및 제2 광원(20a,20b)에서 출사된 광(L1,L2)은 공통의 회전 다면경(23)의 서로 다른 편향면을 통해 피주사면(29a,29b)에 각각 편향 주사된다. 상기 제1 및 제2 광원(20a,20b)은 회전 다면경(23)의 중심축을 통과하는 중심축(SA)을 기준으로 대칭되게 배치된다. 회전 다면경(23)이 시계 방향(CW)으로 회전된다고 할 때, 도면을 기준으로 볼 때, 제1 광원(20a)에서 출사되어 회전 다면경(23)에서 편향된 광(L1)은 우측에서 하방으로 주사되고, 제2 광원(20b)에서 출사되어 회전 다면경(23)에서 편향된 광(L2)은 좌측에서 상방으로 주사된다. 즉, 본 실시예의 광 주사 장치는 크로스 스캔 방식으로 2개의 광을 동시에 주사할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 광원(20a,20b)은 회전 다면경(23)으로 입사되는 광(L1,L2) 각각의 입사각(도 1이 C 참조)이 회전 다면경(23)의 분할각(A)보다 크도록 배치될 수 있다.

본 실시예의 광 주사 장치는 상기 제1 및 제2 광원(20a,20b)와 회전 다면 경(23) 사이에 개재되는 각각 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(21a,21b)와 제1 및 제2 실린드리컬 렌즈(22a,22b)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예의 광 주사 장치는 회전 다면경(23)에서 편향된 광(L1,L2)을 피주사면(29a,29b)에 각각 결상시키는 제1 및 제2 결상 광학계(27a,27b,28a,28b)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 결상 광학계(27a,27b,28a,28b)는 각각 적어도 한 매의 주사 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 결상 광학계(27a,27b,28a,28b) 각각은 편향된 광(L1,L2)을 피주사면(29a,29b)에 결상시키면서 주주사 방향으로 등선속으로 주사할 수 있게 하는 f-θ 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 동기 검출 광학계는 제1 및 제2 광원(20a,20b)에서 출사되어 회전 다면경(23)의 서로 다른 모서리에서 분할되는 광(L1a,L2a)을 각각 검출하는 제1 및 제2 동기 검출 유닛을 포함한다. 상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 제1 및 제2 동기 검출 렌즈(25a,25b)와 제1 및 제2 동기 검출 센서(26a,26b)를 각각 포함한다. 상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 제1 및 제2 광원(20a,20b)에서 출사되어 회전 다면경(23)의 서로 다른 모서리에서 분할 반사된 광(L1a,L2a)을 각각 검출할 수 있도록 배치된다. 회전 다면경(23)의 모서리에서 분할 반사된 광(L1a,L2a)은, 대략 회전 다면경(23)의 분할각(A)으로 편향되어 반사되므로, 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 회전 다면경(23)의 분할각(A)에 해당되는 각도로 편향된 광(L1a,L2a)의 광경로상에 배치될 수 있다. 이때, 회전 다면경(23)의 모서리에서 분할 반사된 광(L1a,L2a)의 각도(B1, B2)는 회전 다면경(23)에 의해 피주사면(29a,29b)의 주주사 방향으로 편향 주사되는 광의 주주사 중심선(CL1,CL2)을 기준으로 정의된다(도 1의 B1, B2참 조). 전술한 같이, 회전 다면경(23)의 모서리에서 분할 반사된 광(L1a,L2a)의 각도(B1, B2)는 엄밀한 의미에서 회전 다면경(23)의 분할각(A)으로 한정되는 것은 아니며, 분할각(A) 근방의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전 다면경(23)의 모서리에서 분할 반사된 광(L1a,L2a)은, 분할각(A)의 ㅁ10% 범위내의 각도 범위에서 편향될 수 있다.

동기 검출 광학계에 검출되는 광(L1a,L2a)은 회전 다면경(23)의 모서리에서 분할되는 광이므로, 동기 검출 광학계에 입사되는 광(L1a,L2a)의 주주사 방향의 광폭은 회전 다면경(23)에 입사되는 광(L1,L2)의 주주사 방향의 광폭보다 작을 수 있으며, 동기 검출 광학계에 입사되는 광(L1a,L2a)의 광량은 회전 다면경(23)에 입사되는 광(L1,L2)의 광량보다 작을 수 있다.

제1 및 제2 동기 검출 유닛은 회전 다면경(23)의 모서리에서 분할되는 광 중에서 후속하는 주사용 광이 편향되는 편향면 쪽에서 반사되는 광을 검출하도록 배치될 수 있다. 본 실시예는, 제1 광원(20a)에서 출사되어 회전 다면경(23)의 일 모서리에서 분할된 두 개의 분할광(L1a,L1b) 중 상방으로 향하는 광(L1a)을 동기 검출용 광으로 사용하고, 제2 광원(20b)에서 출사되어 회전 다면경(23)의 다른 모서리에서 분할된 두 개의 분할광(L2a,L2b) 중 하방으로 향하는 광(L2a)을 동기 검출용 광으로 사용한다. 즉, 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 상기 회전 다면경을 중심으로 대각으로 대칭 배치될 수 있다. 상기 제1 동기 검출 유닛은 도 2를 참조하여 설명한 동기 검출 광학계의 배치와 실질적으로 동일한다. 즉, 시계 방향으로 회전하는 회전 다면경(23)을 전제할 때, 제1 동기 검출 유닛은 회전 다면경(23)의 우측 상방에 배치되어, 회전 다면경(23)의 동일 편향면에서 연속하여 편향되는 동기 검출용 광(L1a)과 주사용 광(L1b) 중, 동기 검출용 광(L1a)이 검출될 수 있도록 한다. 또한, 제2 동기 검출 유닛은 회전 다면경(23)의 좌측 하방에 배치되어, 동일 편향면에서 연속하여 편향되는 동기 검출용 광(L2a)과 주사용 광(L2b) 중 동기 검출용 광(L2a)이 검출될 수 있도록 한다. 이러한 제2 동기 검출 유닛의 광학적 배치는, 전술한 실시예에서 회전 다면경(23)이 반시계 방향으로 회전하는 경우에 대응된다. 이와 같이 동일 편향면에서 연속하여 동기 검출용 광(L1a,L2a)의 편향과 주사용 광(L1b,L2b)의 편향이 이루어짐에 따라, 크로스 스캔 방식을 취하는 본 실시예의 광 주사 장치에 있어서도 회전 다면경(23)의 면간 분할각 오차에 의한 주사 시작 위치의 오차를 광학적 방식으로 해결할 수 있다.

또한, 동기 검출용 광(L1a,L2a)이 제1 및 제2 결상 광학계(27a,27b,28a,28b)를 통과하지 않도록 제1 및 제2 동기 검출 유닛이 배치될 수 있다. 이 경우 제1 및 제2 결상 광학계(27a,27b,28a,28b)는 온전히 주사용 광(L1b,L2b)을 결상하는데 이용된다. 또한, 회전 다면경(23)을 통해 좌우로 편향 주사되는 광은 광학적으로 대칭축(SA)을 중심으로 대칭 구조를 갖는다. 따라서, 제1 및 제2 결상 광학계(27a,27b,28a,28b)는 회전 다면경(23)의 좌측 또는 우측에 배치되는 것과 무관하게 동일한 렌즈로 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 도시한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는, 광 주사 장치(100), 현상 유닛(200), 감광 드럼(300), 대전 롤러(301), 중간 전사 벨트(400), 전사 롤 러(500) 및 정착 유닛(600)을 포함할 수 있다.

광 주사 장치(100)는 화상정보에 따라 변조된 광(L)을 감광 드럼(300)에 주사하는 장치이다. 감광 드럼(300)은 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주면에 소정 두께의 감광층이 형성된 것이다. 감광 드럼(300)의 외주면은 광 주사 장치(100)에서 주사되는 광(L)이 결상되는 전술한 설명에서의 피주사면에 해당된다. 감광체로서, 벨트 형태의 감광 벨트가 적용될 수도 있다. 대전 롤러(301)는 감광 드럼(300)에 접촉되어 회전되면서 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전 롤러(301)에는 대전 바이어스(Vc)가 인가된다. 대전 롤러(301) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다. 현상 유닛(200) 내부에는 토너가 수용된다. 토너는 현상 유닛(200)과 감광 드럼(300) 사이에 인가되는 현상 바이어스에 의하여 감광 드럼(300)으로 이동되어, 정전 잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 감광 드럼(300)에 형성된 토너 화상은 중간 전사 벨트(400)로 전사된다. 토너 화상은 전사 롤러(500)에 인가되는 전사 바이어스에 의하여 전사 롤러(500)와 중간 전사 벨트(400) 사이로 이송되는 용지(P)로 전사된다. 용지로 전사된 토너 화상은 정착 유닛(600)로부터 열과 압력을 받아 용지에 정착됨으로써 화상 형성이 완료된다.

칼라화상을 인쇄하기 위하여, 4개의 감광 드럼(300)에는 각각 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C) 색상의 화상정보에 대응되는 정전 잠상이 형성된다. 4개의 현상 유닛(200)은 각각 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상의 토너를 감광 드럼(300)에 공급하여 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상 의 토너화상을 형성시킨다. 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상의 토너 화상은 중간 전사 벨트(400)로 중첩 전사된 후에 다시 용지(P)로 전사된다.

광 주사 장치(100)의 일례가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 광 주사 장치는 2개의 회전 다면경(130a,130b)과, 회전 다면경(130a,130b)에서 편향 주사되는 4개의 광(L)의 광 경로를 접는 미러(140a,140b,140c,140d)와 각 광(L)을 피주사면, 즉 감광 드럼(도 5의 300)의 외주면에 결상시키는 결상 광학계(170a,170b,170c,170d)를 포함한다. 본 실시예의 광 주사 장치(100)는 도 4를 참조하여 설명한 광 주사 장치를 2개 조합하고, 회전 다면경과 결상 광학계 사이에 미러를 개재한 것이다. 도 6에 2개의 회전 다면경(130a,130b) 각각은 도 4를 참조하여 설명한 광 주사 장치의 회전 다면경(23)에 대응되며, 4개의 결상 광학계(170a,170b,170c,170d) 각각은 도 4를 참조하여 설명한 제1 결상 광학계 또는 제2 결상 광학계에 대응된다. 도 6에 도시된 광 주사 장치는 크로스 스캔 방식의 광 주사 장치를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 광 주사 장치(100)로 도 1을 참조하여 설명한 광 주사 장치 4개가 채용될 수 있다. 이 경우 4개의 광 주사 장치는 4개의 감광 드럼(300)에 각각 광을 주사하게 된다.

이러한 본 발명인 광 주사 장치 및 화상 형성 장치는 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 광 주사 장치의 구조를 주주사 평면에서 개략적으로 보인 단면도이다.

도 2는 도 1의 광 주사 장치에서 동기 신호용 빔이 빔편향기의 모서리에서 분할되는 광학적 구성을 보여준다.

도 3은 도 1의 광 주사 장치의 변형례를 도시한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 주사 장치의 개략적인 구조를 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 보여준다.

도 6은 도 5의 화상 형성 장치에 채용되는 광 주사 장치의 배치의 일례를 개략적으로 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,20...광원 13,23...회전 다면경

14...반사 미러 15,25a,25b...동기 검출 렌즈

16,26a,26b...동기 검출 센서 17,18,27a,27b,28a,28b...주사 렌즈

19,29a,29b...피주사면 100...광 주사 장치

200...현상 유닛 400...중간 전사 벨트

500...전사 롤러 600...정착 유닛

L...광 La,Lc...분할된 광

CL...주주사 중심선 SA...대칭축

Claims

광원부와;

상기 광원부에서 출사된 광을 주주사 방향으로 편향 주사시키는 것으로, 복수의 편향면과, 연이어진 편향면들이 만나는 복수의 모서리를 가지는 회전 다면경과;

상기 편향된 광을 결상시키는 결상 광학계와;

상기 회전 다면경의 모서리에서 분할 반사되는 광을 검출하는 동기 검출 광학계;를 포함하며,

상기 회전 다면경에 의해 편향 주사되는 광의 주주사 중심선을 기준으로, 상기 회전 다면경의 분할각을 A라 하고, 상기 동기 검출 광학계에 편향되는 광의 각도를 B라 할 때, 상기 동기 검출 광학계는 하기의 수학식으로 주어진 각도 관계를 만족하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.

<수학식>

0.9 ≤ B/A ≤ 1.1
삭제
제1 항에 있어서,

상기 회전 다면경으로부터 편향 주사되는 광의 주주사 중심선으로부터의 각도를 입사각으로 정의할 때, 상기 광원부에서 상기 회전 다면경으로 입사하는 광의 입사각은 상기 회전 다면경의 분할각보다 큰 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 회전 다면경에서 반사되어 상기 동기 검출 광학계에 입사되는 광의 주주사 방향의 광폭은 상기 회전 다면경에 입사되는 광의 주주사 방향의 광폭보다 작은 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 회전 다면경의 모서리에서 반사되어 상기 동기 검출 광학계로 향하는 광의 광량은 상기 회전 다면경의 모서리에 입사되는 광의 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 동기 검출 광학계는 상기 회전 다면경의 모서리에서 분할되는 광 중에서 일 편향면에서 반사되는 광을 검출하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 동기 검출 광학계로 입사되는 광은 상기 결상 광학계를 통과하지 않는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제7 항에 있어서,

상기 결상 광학계는 적어도 한 매의 f-θ 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 광원부와 회전 다면경 사이에 개재되는 콜리메이팅 렌즈와 실린드리컬 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 동기 검출 광학계는 동기 검출 렌즈와 동기 검출 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제10 항에 있어서,

상기 동기 검출 광학계는 광경로는 접는 반사 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항에 있어서,

상기 광원부는 적어도 2개의 광원을 포함하며,

상기 적어도 2개의 광원에서 출사된 광은 상기 회전 다면경의 서로 다른 편향면에서 각각 편향 주사되는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제12 항에 있어서,

상기 광원부는 제1 및 제2 광원을 포함하며,

상기 동기 검출 광학계는 상기 제1 및 제2 광원에서 출사되어 상기 회전 다면경의 서로 다른 모서리에서 분할되는 광을 각각 검출하는 제1 및 제2 동기 검출 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제13 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 상기 제1 및 제2 광원에서 출사되어 상기 회전 다면경의 서로 다른 모서리에서 양쪽으로 분할되는 광 중에서 일 편향면에서 반사되는 광을 각각 검출하는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제13 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛은 상기 회전 다면경을 중심으로 대각으로 대칭 배치되는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제13 항에 있어서,

상기 결상 광학계는 상기 제1 및 제2 광원에서 출사되어 상기 회전 다면경에서 편향되는 광을 각각 결상시키는 제1 및 제2 주사 렌즈;를 포함하며,

상기 제1 및 제2 동기 검출 유닛로 입사되는 광은 각각 제1 및 제2 주사 렌즈를 통과하지 않는 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제16 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 주사 렌즈는 동일한 렌즈인 것을 특징으로 하는 광 주사 장치.
제1 항, 제3 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 광 주사 장치와;

상기 광 주사 장치로부터의 광 빔이 주사되어 정전 잠상이 형성되는 피주사면과;

상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛과;

상기 현상 유닛에 의해 현상된 이미지가 전사되는 전사 유닛;을 포함하는 화상 형성 장치.