KR20000032244A

KR20000032244A - Optical scanning apparatus having rotating optical source

Info

Publication number: KR20000032244A
Application number: KR1019980048647A
Authority: KR
Inventors: 엄재용; 이원형; 최환영; 조성민; 이문규; 민지홍; 김영일; 최진승
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2000-06-05

Abstract

PURPOSE: An optical scanning apparatus is to scan a beam by rotating many optical sources without utilizing conventional deflection disc. CONSTITUTION: A simple optical construction for precisely scanning a photosensitive belt with a beam is provided by employing a rotating optical scanning apparatus without using a deflection disc. The rotating optical scanning apparatus comprises a driving motor(25), at least one rotating plate being dis placed on a rotating shaft(25a) of the driving motor, an optical source unit(21,22,23,24) having a plurality of optical sources dis placed on the rotating plate, a reflecting mirror(26) for reflecting the light emitted from one optical source of the plurality of optical sources while the rotating plate is rotating to change optical path.

Description

Beam scanning device employing a rotating light source

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치등에 채용되어 사용되는 빔 주사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 복수개의 광원을 회전시킴으로써 빔을 주사하는 빔 주사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam scanning apparatus employed in an electrophotographic image forming apparatus and the like, and more particularly, to a beam scanning apparatus for scanning a beam by rotating a plurality of light sources.

일반적으로, 빔 주사장치는 전자사진방식 화상형성장치에 채용되어 감광벨트와 같은 감광매체에 예컨대, 레이저 스캐닝 유니트 등과 같은 광원으로부터 출사된 빔을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 최근 멀티 광 주사장치 개발의 일환으로서 종래 회전다면경을 사용하여 빔을 주사하던 방식에서 벗어나 회전하는 편향디스크를 채용하여 광원으로부터 나온 빔을 회절 편향시키는 빔 주사장치가 개발되고 있는데 그 개략적인 구성이 도 1에 도시되어 있다.In general, a beam scanning apparatus is employed in an electrophotographic image forming apparatus to form an electrostatic latent image by scanning a beam emitted from a light source such as a laser scanning unit to a photosensitive medium such as a photosensitive belt. Recently, as a part of the development of a multi-optical scanning device, a beam scanning device for diffractively deflecting a beam from a light source has been developed by employing a rotating deflection disk away from the conventional method of scanning a beam using a rotating multi-facet mirror. 1 is shown.

도 1을 참조하면, 상기 빔 주사장치는 광원(10) 및 상기 광원(10) 상부에 회전가능하도록 설치된 편향디스크(11)를 포함한다. 상기 편향디스크(11)는 구동모터(12)에 결합되어 고속으로 회전하며, 그 표면에는 상기 광원(10)으로부터 입사된 광을 회절시키기 위한 홀로그램 패턴이 형성된 복수개의 섹터가 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, the beam scanning apparatus includes a light source 10 and a deflection disc 11 rotatably installed on the light source 10. The deflection disc 11 is coupled to the drive motor 12 to rotate at high speed, and a plurality of sectors having a hologram pattern formed on the surface of the deflection disc 11 to diffract light incident from the light source 10 is formed.

상기 광원(10)으로부터 출사된 광은 회전하는 편향디스크(11)를 통과하면서 상기 홀로그램 패턴에 의해 회절된다. 이때, 도 2를 참조하면, 홀로그램 패턴(11a)은 편향디스크(11)의 회전각에 따라 서로 다른 회절각을 갖도록 형성되어 있으므로 상기 편향디스크(11)가 회전함에 따라서 동일한 광원(10)에서 나온 빔은 각기 다른 각도로 회절되어 결국 하나의 주사선을 그리게 된다. 상기 편향디스크(11)에 의해 회절된 빔은 이어서 복수개의 반사미러(13,14)에 의해 반사되어 그 경로가 변경된다.Light emitted from the light source 10 is diffracted by the hologram pattern while passing through the rotating deflection disk 11. In this case, referring to FIG. 2, since the hologram pattern 11a is formed to have different diffraction angles according to the rotation angle of the deflection disk 11, the hologram pattern 11a is released from the same light source 10 as the deflection disk 11 rotates. The beams are diffracted at different angles and eventually draw one scan line. The beam diffracted by the deflection disc 11 is then reflected by a plurality of reflecting mirrors 13 and 14 and its path is changed.

경로가 변경된 빔은 다시 빔 보정수단을 거치는데, 통상적으로 상기 빔 보정수단으로는 광을 집속 반사시키는 집속미러(15)와 상기 광을 회절 투과시켜 미도시된 감광벨트와 같은 감광매체로 향하도록 하는 홀로그램 소자(16)가 채용된다. 대안으로서, 이러한 빔 보정수단은 빔의 초점위치 및 주사폭을 보정하는 에프-세타 렌즈(미도시)로 대체될 수 있다. 이러한 에프-세타 렌즈는 상기 편향 디스크(11)의 회전에 따라 주주사방향으로 주사되는 빔의 수차를 보정하고, 빔을 정형화시킨다.The beam whose path is changed is again subjected to beam correcting means. The beam correcting means includes a focusing mirror 15 for focusing and reflecting light and diffracting and transmitting the light to a photosensitive medium such as a photosensitive belt not shown. The hologram element 16 is adopted. As an alternative, such beam correction means can be replaced with an F-theta lens (not shown) which corrects the focal position and the scan width of the beam. The F-theta lens corrects aberration of the beam scanned in the main scanning direction according to the rotation of the deflection disk 11 and shapes the beam.

상기와 같은 동작에 의해 광원(10)으로부터 출사된 빔은 감광벨트 상에서 주주사방향 즉, 감광벨트의 주행방향에 직각인 방향으로 주사선을 형성할 수 있는 것이다.The beam emitted from the light source 10 by the above operation can form a scanning line on the photosensitive belt in a main scanning direction, that is, a direction perpendicular to the traveling direction of the photosensitive belt.

그러나, 상기와 같이 편향디스크(11)를 채용하는 경우에는, 홀로그램 패턴을 형성하기가 용이하지 않고, 상기 광원으로부터 나오는 빔을 정확하게 감광밸트 상에 주사하기 위한 광학적 구성이 복잡하다.However, when the deflection disc 11 is employed as described above, it is not easy to form the hologram pattern, and the optical configuration for accurately scanning the beam from the light source on the photosensitive belt is complicated.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 종래의 편향디스크를 채용하지 않고 대신에 복수개의 광원을 회전시킴으로써 빔을 주사할 수 있는 빔 주사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a beam scanning apparatus capable of scanning a beam by rotating a plurality of light sources instead of employing a conventional deflection disk.

도 1은 편향디스크를 채용한 종래의 빔 주사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional beam scanning apparatus employing a deflection disk.

도 2는 도 1의 편향디스크와 광원을 발췌하여 나타낸 사시도.FIG. 2 is a perspective view showing an extract of the deflection disk and the light source of FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 주사장치를 나타낸 사시도.3 is a perspective view showing a beam scanning device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 주사장치의 광학적 구성을 나타낸 측면도.4 is a side view showing an optical configuration of a beam scanning apparatus according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조부호의 설명><Description of main reference numerals in the drawings>

10,21-24,32,42...광원 11,...편향디스크10,21-24,32,42 ... light source 11, ... deflection disc

12,25,55...구동모타 20,31,41...회전플레이트12,25,55 Drive motor 20,31,41 Rotating plate

30,40...광원유니트 26,33,34,43,44...반사미러30,40 ... light source units 26,33,34,43,44 ... reflective mirrors

35,45...집속렌즈 36,46...홀로그램 소자35,45 focusing lens 36,46 hologram element

100...감광벨트100 ... photosensitive belt

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회절편향 빔 주사장치는, 구동모타; 상기 구동모타의 회전축에 설치되어 회전하는 적어도 하나의 회전플레이트와, 상기 회전플레이트 상에 마련된 복수개의 광원들로 구성된 광원유니트; 및 상기 회전플레이트가 회전하는 동안 상기 광원들 중 일 광원으로부터 출사된 광을 반사하여 광경로를 변환시키는 반사미러들을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the diffraction deflection beam scanning apparatus according to the present invention includes a driving motor; A light source unit including at least one rotating plate installed on the rotating shaft of the driving motor and a plurality of light sources provided on the rotating plate; And reflecting mirrors for converting light paths by reflecting light emitted from one of the light sources while the rotating plate is rotated.

또한, 상기 회전플레이트 상에 광원들은 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the light sources on the rotating plate is preferably arranged symmetrically.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 편향디스크를 채용한 빔 주사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a beam scanning apparatus employing a deflection disk according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빔 주사장치가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 빔 주사장치는 복수개의 광원이 회전가능하도록 설치되어 있다. 즉, 구동모타(25)의 회전축(25a)에는 회전플레이트(20)가 결합되어 회전한다. 상기 회전플레이트(20) 위에는 복수개의 광원(21,22,23,24)이 설치된다.3 shows a beam scanning apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the beam scanning apparatus of the present invention is provided such that a plurality of light sources are rotatable. That is, the rotation plate 20 is coupled to the rotation shaft 25a of the drive motor 25 to rotate. A plurality of light sources 21, 22, 23, and 24 are installed on the rotating plate 20.

상기 광원(21,22,23,24)은 대칭적으로 설치되는 것이 바람직한데, 이는 회전플레이트(20)가 고속으로 회전하므로 회전모멘트가 균일하게 분포되어 회전이 안정되도록 하기 위함이다.Preferably, the light sources 21, 22, 23, and 24 are installed symmetrically, because the rotation plate 20 rotates at a high speed so that the rotation moment is uniformly distributed and the rotation is stabilized.

상기 광원(21,22,23,24)의 수는 회전플레이트(20)의 회전수와 감광벨트(미도시)에 대한 주사선의 수를 감안하여 적절히 설정된다. 만약 상기 광원(21,22,23,24)수가 많으면 회전플레이트(20)는 속도를 느리게 하더라도 원하는 주사선을 만들 수 있으므로 회전플레이트(20)의 안정된 회전을 확보할 수 있다.The number of light sources 21, 22, 23, 24 is appropriately set in consideration of the number of rotations of the rotating plate 20 and the number of scanning lines for the photosensitive belt (not shown). If the number of light sources 21, 22, 23, and 24 is large, the rotating plate 20 may make a desired scan line even though the speed is slowed, thereby ensuring stable rotation of the rotating plate 20.

또한, 본 발명의 빔 주사장치는 종래의 빔 주사장치에 있어서 광경로를 형성하는 통상적인 구성요소, 예를 들어 상기 광원(21,22,23,24)으로부터 나온 광을 반사시켜 그경로를 변환시키는 복수개의 반사미러(26)와, 빔 보정수단인 집속렌즈(도 1의 15참조)와 홀로그램 소자(도1의 16참조) 등을 포함한다.In addition, the beam scanning apparatus of the present invention reflects the light emitted from the conventional components forming the optical path, for example, the light sources 21, 22, 23, and 24 in the conventional beam scanning device, and converts the path. And a plurality of reflective mirrors 26, a focusing lens (see 15 in FIG. 1), a hologram element (see 16 in FIG. 1), and the like, which are beam correction means.

본 발명에 따른 빔 주사장치의 동작에 있어서, 상기 회전플레이트(20)가 회전하면 제1 광원(21)이 회전하면서 화상신호에 따라 출사된 빔이 반사미러(26)에 주사되면서 광경로를 따라 반사된다. 이어서, 제1 광원(21)이 회전하여 반사미러(26)를 통과한 뒤에는 제2 광원(24)이 동일한 방법으로 회전하면서 빔을 주사한다. 이와 같은 방식으로 복수의 광원(21,22,23,24)으로부터 출사된 빔은 반사미러(26)를 포함한 광경로수단을 따라 감광벨트로 주사된다.In the operation of the beam scanning apparatus according to the present invention, when the rotating plate 20 is rotated, the first light source 21 rotates and the beam emitted according to the image signal is scanned on the reflecting mirror 26 along the optical path. Reflected. Subsequently, after the first light source 21 rotates and passes through the reflection mirror 26, the second light source 24 rotates in the same manner to scan the beam. In this manner, the beams emitted from the plurality of light sources 21, 22, 23, and 24 are scanned by the photosensitive belt along the optical path means including the reflecting mirror 26.

일반적으로, 칼러 화상을 구현하는 화상기록장치에는 색상의 기본이 되는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 등에 대응하는 광원이 별도로 구비되는데, 본 발명에 따른 빔 주사장치에 있어서는, 복수의 회전플레이트에 마련된 광원들로 구성되는 광원유니트를 채용함으로써 이러한 칼러 화상을 구현할 수 있는데, 그 실시예를 도 4를 참조로 설명한다.In general, an image recording apparatus for implementing a color image is provided with a light source corresponding to yellow, magenta, cyan, black, and the like, which are the basis of color. In the beam scanning apparatus according to the present invention, a light source provided in a plurality of rotating plates Such a color image can be realized by employing a light source unit composed of the same, and an embodiment thereof will be described with reference to FIG. 4.

도 4에는 두 개의 광원유니트(30,40)를 예시하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 필요에 따라 복수개의 광원유니트를 채용할 수 있음은 물론이다.Although two light source units 30 and 40 are illustrated in FIG. 4, the present invention is not limited thereto, and a plurality of light source units may be employed as necessary.

광원유니트(30,40)는 각각 회전플레이트(31,41)와 상기 회전플레이트(31,41)에 설치된 복수개의 광원(32,42)들로 구성된다. 상기 회전플레이트(31,41)는 구동모타(55)의 회전축(55a)과 연결되어 있다.The light source units 30 and 40 are composed of rotating plates 31 and 41 and a plurality of light sources 32 and 42 installed on the rotating plates 31 and 41, respectively. The rotation plates 31 and 41 are connected to the rotation shaft 55a of the drive motor 55.

상기 하나의 광원유니트(30,40) 각각은 한 개의 색상에 대응하는 주사선을 각각 형성한다. 즉, 상기 제1 광원유니트(30)의 회전플레이트(31)가 회전함으로써 광원(32)으로부터 나온 빔은 반사미러(33,34)에 반사되어 빔 보정수단인 집속렌즈(35) 및 홀로그램 소자(36) 등을 경유하여 감광벨트(100) 상에 주사된다. 같은 방식으로, 상기 제2 광원유니트(40)의 광원(42)으로부터 나온 빔은 반사미러(43,44)에서 반사된 후 빔 보정수단인 집속렌즈(45) 및 홀로그램 소자(47)를 거쳐 감광벨트(100)의 또 다른 감광지점에 주사된다.Each of the one light source units 30 and 40 forms a scanning line corresponding to one color, respectively. That is, as the rotating plate 31 of the first light source unit 30 rotates, the beam emitted from the light source 32 is reflected by the reflecting mirrors 33 and 34 so that the focusing lens 35 and the hologram element as beam correction means ( 36) is scanned on the photosensitive belt 100 via the light. In the same manner, the beam from the light source 42 of the second light source unit 40 is reflected by the reflecting mirrors 43 and 44 and then subjected to photosensitive through the focusing lens 45 and the hologram element 47 which are beam correction means. It is scanned at another photosensitive point of the belt 100.

예를 들어, 전술한 바와 같이 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙에 해당하는 정전잠상을 형성하고자 하는 경우에는 상기 광원유니트가 네 개 마련되어야 할 것이다.For example, if the electrostatic latent image corresponding to yellow, magenta, cyan and black is to be formed as described above, four light source units should be provided.

상기 회전플레이트(31,41) 위에 설치되는 광원(32,42)은 대칭적으로 배치되는 것은 전술한 바와 같으며, 그 수는 회전플레이트(31,41)의 회전속도를 감안하여 적절히 설정된다.The light sources 32 and 42 provided on the rotating plates 31 and 41 are arranged symmetrically, and the number thereof is appropriately set in consideration of the rotational speeds of the rotating plates 31 and 41.

본 발명에 따르면, 하나의 구동모타에 설치되는 복수의 회전플레이트 상에 광원들을 설치하고 이를 회전시켜 빔을 주사하므로 종래와 같이 편향디스크를 채용할 필요가 없다. 따라서 회절패턴 형성이 어려운 편향디스크의 제조가 필요없고 간단히 기구적으로 광원들을 배치하면 되므로 광학적 구조가 간단하고 용이하다.According to the present invention, since the light sources are installed on a plurality of rotating plates installed in one driving motor and the beams are scanned by rotating the light sources, it is not necessary to employ a deflection disk as in the prior art. Therefore, it is not necessary to manufacture a deflection disk, which is difficult to form a diffraction pattern, and the optical structure is simple and easy because the light sources are simply arranged mechanically.

Claims

Drive motor;

A light source unit including at least one rotating plate installed on the rotating shaft of the driving motor and a plurality of light sources provided on the rotating plate; And

Beam reflecting apparatus comprising a reflecting mirror for changing the light path by reflecting the light emitted from one of the light sources while the rotating plate is rotated.

The beam scanning device of claim 1, wherein the light sources are symmetrically disposed on the rotating plate.

The beam scanning device of claim 1, wherein four light source units are provided.

The beam scanning device of claim 1, further comprising a focusing lens and a hologram element for correcting a beam emitted from the light source.