KR20000032433A - 편향 디스크를 채용한 빔 주사장치 - Google Patents

Abstract

광원; 상기 광원 상부에 회전가능하도록 설치되며, 그 상면 및 하면에 각각 홀로그램 패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 출사된 빔을 회절시키는 편향디스크; 및 상기 편향디스크에서 회절되어 나온 빔을 반사시켜 경로를 변환시키는 복수의 반사미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 주사장치가 개시된다. 본 발명에 따르면 상기 상면 및 하면 홀로그램패턴은 종래의 단일 홀로그램패턴에 비해 비교적 저밀도로 형성된다.

Description

편향디스크를 채용한 빔 주사장치

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치등에 채용되어 사용되는 빔 주사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 회절 편향디스크를 채용하여 광원으로부터 출사된 빔을 회절시키는 빔 주사장치에 있어서 상기 편향디스크의 회절패턴을 이중으로 형성하여 회절각을 증가시키는 동시에 보우현상을 방지하도록 구성된 빔 주사장치에 관한 것이다.

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.

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 상면에는 상기 광원(10)으로부터 입사된 광을 회절시키기 위한 홀로그램 패턴이 형성된 복수개의 섹터가 형성되어 있다.

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.

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.

상기와 같은 동작에 의해 광원(10)으로부터 출사된 빔은 감광벨트 상에서 주주사방향 즉, 감광벨트의 주행방향에 직각인 방향으로 주사선을 형성할 수 있는 것이다.

상기와 같은 빔 주사장치에 있어서, 편향디스크(11)를 제작하는데는 여러자지 어려움이 있을 수 있다. 즉, 상기 편향디스크(11)는 동작시 고속으로 회전하므로 그 크기가 커질수록 작동이 안정되지 못한다. 그러나, 상기 편향디스크(11)에는 빔을 회절시키는 고밀도의 홀로그램 패턴(11a)을 형성시켜야 하므로 편향디스크(11)의 크기를 무한정 축소하는데에는 한계가 있다. 편향디스크(11)의 크기가 작아지면 작아질수록 홀로그램 패턴(11a)을 형성시키기는 더욱 어려워져 더 정밀한 가공기술이 필요하기 때문이다.

상기 종래 편향디스크를 채용한 빔 주사장치의 또 하나의 문제점은 동작시 광원(10)이 고정되어 있고 편향디스크(11)가 회전하여 회절에 의해 주사선을 형성하므로 주사선이 정직선이 되지 못하고 활처럼 휘게되는 보우(bow)현상이 발생한다는 것이다. 따라서, 종래의 빔 주사장치는 이러한 보우 현상을 보정하기 위한 별도의 광학적 기구 즉, 보우 보정 반사 미러 등을 구비하여야만 한다. 만약, 이러한 보우 발생 요인이 원천적으로 편향디스크에서 제거되거나 또는 그 보우가 보정된다면 광학적 부품을 별도로 구비하지 않아 부품수를 줄일 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 편향디스크의 상면 및 하면에 이중으로 홀로그램 패턴을 형성하여 고밀도 홀로그램 패턴이 형성된 것과 같은 효과를 가지는 동시에, 편향디스크의 회전에 따라 발생하는 보우 현상을 상기 홀로그램 패턴에 의해 보정하도로 구성된 회절편향디스크를 채용한 빔 주사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 편향디스크를 채용한 종래의 빔 주사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 편향디스크 및 광원을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 주사장치에 채용된 편향디스크를 나타낸 단면도.

도 4는 종래 편향디스크와 본 발명의 편향디스크에 형성된 홀로그램 패턴의 밀도를 도식적으로 비교하여 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 주사장치에 채용된 편향디스크를 나타낸 단면도.

도 6a는 도 5에 도시된 편향디스크의 하면 홀로그램 패턴을 도식적으로 나타낸 저면도.

도 6b는 도 5에 도시된 편향디스크의 상면 홀로그램 패턴을 도식적으로 나타낸 평면도.

도 7은 상기 상면 및 하면 홀로그램 패턴의 형태를 나타낸 단면도.

＜도면의 주요 참조부호의 설명＞

10...광원 11,31,51...편향디스크

12,32...구동모타 13,14...반사미러

33,53...하면 홀로그램패턴 34,54...상면 홀로그램패턴

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회절편향 빔 주사장치는,광원; 상기 광원 상부에 회전가능하도록 설치되며, 그 상면 및 하면에 각각 홀로그램 패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 출사된 빔을 회절시키는 편향디스크; 및 상기 편향디스크에서 회절되어 나온 빔을 반사시켜 경로를 변환시키는 복수의 반사미러를 포함한다.

여기서, 상기 광원으로부터 출사된 빔은 상기 하면 홀로그램 패턴에 의해 1차 회절되고, 상기 상면 홀로그램 패턴에 의해 2차 회절된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 편향디스크를 채용한 빔 주사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 빔 주사장치는 도 1에 도시된 종래의 빔 주사장치에 채용되는 광원(도 1의 10 참조), 상기 광원(10) 상부에 회전가능하도록 설치되어 그 광원(10)으로부터 나온 빔을 회절 편향시키는 편향디스크, 상기 편향디스크를 구동시키는 구동모터(12), 상기 편향디스크에 의해 회절된 빔을 반사시켜 그 경로를 변경시키는 복수개의 반사미러(13,14), 및 빔 보정수단인 집속미러(15)와 홀로그램 소자(16) 등을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 편향디스크의 구조는 종래와 상이한데 그 구조를 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명의 빔 주사장치에 채용된 편향디스크(31)는 구동모타(32)의 회전축(32a)에 고정되어 회전하며, 그 상면 및 하면에 모두 홀로그램 패턴이 형성되어 있다. 즉, 편향디스크(31)의 하면에는 상기 광원(10)으로부터 출사된 빔을 1차적으로 회절시키는 1차 홀로그램 패턴(33)이 형성되고, 그 상면에는 상기 1차 홀로그램 패턴(33)에 의해 회절된 빔을 다시 한번 더 회절시키는 2차 홀로그램 패턴(34)이 형성되어 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 1차 및 2차 홀로그램 패턴(33,34)의 밀도는 종래의 홀로그램 패턴 밀도보다 낮도록 형성될 수 있다. 즉, 이들 홀로그램 패턴의 밀도를 비교 도시한 도 4를 참조하면, 종래에는 광원(10)으로부터 나온 빔이 홀로그램 패턴(11a)에 의해 한 차례밖에 회절되지 않으므로 상기 홀로그램 패턴(11a)은 편향디스크(11)의 상면에 고밀도로 형성되어야 한다. 반면에, 편향디스크(31)의 상면과 하면에 각각 1차 및 2차 홀로그램 패턴(33,34)이 형성된 본 발명의 장치에 따르면, 광원(10)으로부터 출사된 빔은 1차 홀로그램 패턴(33)에 의해 회절된 후 다시 2차 홀로그램 패턴(34)에서 회절되기 때문에 상기 홀로그램 패턴(33,34)은 각각 저밀도로 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 홀로그램 패턴은 간단하게 도식화하여 형상화한 것에 불과하며 본 발명의 패턴을 한정시키는 것은 아니다.

따라서, 본 발명에 따르면, 1차 및 2차 홀로그램 패턴(33,34)에 의해 빔의 회절각이 커지므로 그 만큼 편향디스크의 크기를 동일한 회절각을 기준으로 종래의 것에 비해 줄일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 편향디스크의 상면과 하면에 각각 형성된 1차 및 2차 홀로그램 패턴은 그 필요한 기능에 따라 적절히 형성될 수 있다. 이러한 예는 도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서 찾아볼 수 있다.

즉, 도면을 참조하면, 본 실시예의 편향디스크(51)의 하면 및 상면에도 각각 1차 및 2차 홀로그램 패턴(53,54)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 1차 홀로그램 패턴(53)은 광원(도 3의 10)으로부터 나온 빔을 회절시켜 복수의 광경로를 거쳐 감광벨트(미도시)에 주사하기 위한 주사패턴이다. 따라서, 상기 1차 홀로그램 패턴(53)은 종래 편향디스크(도 1의 )의 상면에 형성된 홀로그램 패턴(11a)과 동일한 구조의 패턴을 가지고 있어서, 빔의 주사는 상기 1차 홀로그램 패턴(53)에 의해 모두 달성된다.

반면, 상기 2차 홀로그램 패턴(54)은 상기 1차 홀로그램 패턴(53)에서 회절된 빔의 보우 현상을 보정하는 보정용 홀로그램 패턴이다. 따라서, 상기 2차 홀로그램 패턴(54)은 그 2차 홀로그램 패턴(54)을 최종적으로 통과하여 나온 빔이 활처럼 휘어지지 않고 정직선으로 주사되도록 형성된다. 이러한 2차 홀로그램 패턴(54)의 형성은 종래의 광학적 홀로그램 패턴 형성방법에 따라 이루어진다.

도 6a에 도시된 바와 같이 상기 1차 홀로그램 패턴(53)은 편향디스크(51)의 하면에 곡률반경 (R1)으로 형성되는데, 이것은 통상적인 회절 패턴이다. 이때 상기 곡률반경 (R1)의 중심은 편향디스크(51)의 중심(C)측에 놓이게 된다.

한편, 도 6b를 참조하면 상기 2차 홀로그램 패턴(54)은 편향디스크(51)의 상면에 곡률반경 (R2)로 형성된다. 이때, 곡률반경 (R2)의 중심은 편향디스크(51)의 중심(C)측 반대편이 놓이게 됨으로써 결론적으로, 1차 홀로그램 패턴(53)의 곡률반경(R1)의 중심과 2차 홀로그램 패턴(54)의 곡률반경(R2)의 중심은 서로 반대편에 놓이게 된다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 2차 홀로그램 패턴(54)의 피치가 1차 홀로그램 패턴(53)의 피치보다 크다.

본 발명에 따르면, 편향디스크의 상면과 하면에 각각 이중으로 홀로그램 패턴을 형성함으로써 종래의 상면에만 형성하던 것에 비해 비교적 저밀도로 패턴을 형성시킬 수 있으므로 그 만큼 편향디스크의 크기를 줄일 수 있다. 즉, 작은 크기의 편향디스크를 사용하더라도 홀로그램 패턴이 이중으로 형성되어 있으므로 광원으로부터 나온 빔을 원하는 만큼 회절시킬 수 있다.

또한, 상기 상면 및 하면 패턴 중 하나를 보우 보정용 홀로그램 패턴으로 구성함으로써 편향디스크에 의해 빔을 회절시키는 동시에 보우 현상까지 보정할 수 있어 종래와 같이 보우 보정을 위한 별도의 광학적 부품들을 구비할 필요가 없어 장치를 한층 더 간소화시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 광원;

   상기 광원 상부에 회전가능하도록 설치되며, 그 상면 및 하면에 각각 홀로그램 패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 출사된 빔을 회절시키는 편향디스크; 및

   상기 편향디스크에서 회절되어 나온 빔을 반사시켜 경로를 변환시키는 복수의 반사미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 주사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 출사된 빔은 상기 하면 홀로그램 패턴에 의해 1차 회절되고, 상기 상면 홀로그램 패턴에 의해 2차 회절되는 것을 특징으로 하는 빔 주사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 상면 홀로그램 패턴은 상기 하면 홀로그램 패턴에 의해 회절된 빔의 보우 현상을 보정하도록 형성된 것을 특징으로 하는 빔 주사장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 상면 홀로그램 패턴의 곡률반경의 중심과 상기 하면 홀로그램 패턴의 곡률반경의 중심은 서로 반대편에 위치하는 것을 특징으로 하는 빔 주사장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 상면 홀로그램 패턴의 피치가 상기 하면 홀로그램 패턴의 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 빔 주사장치.