KR20000032670A

KR20000032670A - Beam scanner

Info

Publication number: KR20000032670A
Application number: KR1019980049216A
Authority: KR
Inventors: 이문규; 이원형; 최환영; 조성민; 민지홍; 김영일; 최진승; 엄재용
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-06-15

Abstract

PURPOSE: A beam scanner provides a deflection disk having high density hologram pattern, thereby being easily fabricated and reducing space required to be mounted. CONSTITUTION: A beam scanner comprises a light source(10), a beam deflector(20) and a beam corrector(30). The beam deflector(20) comprises a drive motor(21), and a deflection disk(23) for diffraction, deflection and reflection of the beam. The light source(10) is disposed between the beam deflector(20) and a screen to reduce the space required to the light source. The beam corrector(30) is mounted on a light path, and comprises a curved mirror(33) and hologram elements(35).

Description

Beam scanning device

본 발명은 전자사진방식 인쇄기 등에 있어서 감광매체에 광원으로부터 출사된 광을 회절 시켜 주사하는 빔 주사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam scanning apparatus for diffracting and scanning light emitted from a light source onto a photosensitive medium in an electrophotographic printing press.

일반적으로 인쇄기 등에 채용되는 빔 주사장치는 빔 편향기에 의한 주주사와 감광매체의 이송 또는 회전을 통한 부주사에 의해 감광매체를 노광시켜 정전잠상을 형성한다. 빔 편향기로 회전하는 편향디스크를 채용하여 광원으로부터 나온 빔을 회절 편향시키는 빔 주사장치가 개발되고 있다.In general, a beam scanning device employed in a printer or the like forms an electrostatic latent image by exposing the photosensitive medium by main scanning by a beam deflector and by sub scanning through transfer or rotation of the photosensitive medium. A beam scanning device for diffractively deflecting a beam emitted from a light source by employing a deflecting disk rotating as a beam deflector has been developed.

종래의 빔 주사장치의 광학적 배치를 보인 도 1을 참조하면, 빔 주사장치는 광원(1) 및 상기 광원(1) 상부에 회전 가능하게 설치된 편향디스크(2)를 포함한다. 상기 편향디스크(2)는 구동모터(3)에 결합되어 고속으로 회전하며, 그 상면에는 상기 광원(1)으로부터 입사된 광을 회절시키기 위한 홀로그램 패턴이 형성된 복수개의 섹터가 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, which shows an optical arrangement of a conventional beam scanning apparatus, the beam scanning apparatus includes a light source 1 and a deflection disc 2 rotatably installed on the light source 1. The deflection disk 2 is coupled to the drive motor 3 and rotates at a high speed, and a plurality of sectors are formed on the upper surface of which the hologram pattern is formed to diffract the light incident from the light source 1.

상기 광원(1)으로부터 출사된 광은 회전하는 편향디스크(2)를 통과하면서 상기 홀로그램 패턴에 의해 회절된다. 이때, 홀로그램 패턴은 편향디스크(2)의 회전각에 따라 서로 다른 회절각을 갖도록 형성되어 있으므로 상기 편향디스크(2)가 회전함에 따라서 동일한 광원(1)에서 나온 빔은 각기 다른 각도로 회절되어 결국 하나의 주사선을 그리게 된다. 상기 편향디스크(2)에 의해 회절된 빔은 이어서 복수개의 반사미러(4a,4b)에 의해 반사되어 그 경로가 변경된다.The light emitted from the light source 1 is diffracted by the hologram pattern while passing through the rotating deflection disc 2. At this time, since the hologram pattern is formed to have different diffraction angles according to the rotation angle of the deflection disc 2, as the deflection disc 2 rotates, the beams from the same light source 1 are diffracted at different angles and eventually become different. One scan line is drawn. The beam diffracted by the deflection disc 2 is then reflected by a plurality of reflecting mirrors 4a and 4b and its path is changed.

경로가 변경된 빔은 다시 빔 보정수단을 거치는데, 통상적으로 상기 빔 보정수단으로는 광을 집속 반사시키는 만곡미러(5)와 상기 광을 회절 투과시켜 미도시된 감광벨트와 같은 감광매체로 향하도록 하는 홀로그램 소자(6)가 채용된다. 대안으로서, 이러한 빔 보정수단은 빔의 초점위치 및 주사폭을 보정하는 에프-세타 렌즈(미도시)로 대체될 수 있다.The beam whose path is changed is again subjected to beam correcting means, and the beam correcting means generally includes a curved mirror 5 for focusing and reflecting light and diffracted and transmits the light to a photosensitive medium such as a photosensitive belt not shown. The hologram element 6 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.

상기와 같은 동작에 의해 광원(1)으로부터 출사된 빔은 감광매체 상에서 주주사방향 예컨대, 감광벨트의 주행방향에 직각인 방향으로 주사선을 형성할 수 있는 것이다.The beam emitted from the light source 1 by the above operation can form a scanning line on the photosensitive medium in a direction perpendicular to the main scanning direction, for example, the traveling direction of the photosensitive belt.

상기와 같은 빔 주사장치의 설치 공간을 줄여 이를 채용한 인쇄기의 부피를 줄이기 위해서는 한정된 공간에서 가능한한 큰 주사폭을 확보해야 한다. 이와 같이, 한정된 공간에서 큰 주사폭을 확보하기 위해서는 편향디스크(2)가 큰 주사각(scanning angle)으로 빔을 회절 편향해야 한다. 이를 위하여 편향디스크(2)는 홀로그램 패턴을 가능한한 피치를 줄여 고밀도로 형성해야 하는데, 피치가 작을수록 홀로그램 패턴을 제작하기 어려워 양산이 힘들다.In order to reduce the installation space of the beam scanning apparatus as described above and to reduce the volume of the printing machine employing the beam scanning apparatus, it is necessary to secure the scan width as large as possible in the limited space. As described above, in order to secure a large scan width in a limited space, the deflection disc 2 must diffractively deflect the beam at a large scanning angle. To this end, the deflection disc 2 should form the hologram pattern as high as possible by reducing the pitch. As the pitch is smaller, it is difficult to produce the hologram pattern, which makes it difficult to mass-produce it.

또한, 섹터의 수를 줄이거나 편향디스크(2)의 직경을 크게 함으로써 빔 주사각을 증가시키는 것도 가능한데, 이 경우 일 회전당 주사라인수가 줄게 되므로 요구되는 주사속도를 얻기 위해 편향디스크를 고속 회전시켜야 하지만, 현실적으로 편향 디스크를 고속 회전시키는 데는 한계가 있으며 편향 디스크의 직경을 크게 하는 경우 이 편향 디스크를 회전 구동하는 구동원에 부하가 많이 걸리는 문제가 있다.It is also possible to increase the beam scan angle by reducing the number of sectors or by increasing the diameter of the deflection disc 2, in which case the number of scan lines per revolution is reduced, so the deflection disc must be rotated at high speed to obtain the required scan speed. However, in reality, there is a limit to rotating the deflection disk at high speed, and when the diameter of the deflection disk is increased, there is a problem in that the driving source for rotating the deflection disk is heavily loaded.

한편, 상기와 같은 빔 주사장치는 광원(1)이 편향디스크(2)의 하부에 설치되므로 광원(1)의 설치공간이 필요하여 빔 주사장치의 설치 공간이 커지는 문제가 있다.On the other hand, in the beam scanning apparatus as described above, since the light source 1 is installed under the deflection disk 2, an installation space of the light source 1 is required, thereby increasing the installation space of the beam scanning apparatus.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 편향디스크가 고밀도 홀로그램 패턴이 형성된 효과를 내면서도 제작이 쉽고, 동시에 장치의 설치공간을 줄일 수 있는 구조를 갖는 빔 주사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and provides a beam scanning apparatus having a structure in which a deflection disk has an effect of forming a high density hologram pattern and is easy to manufacture, and at the same time reduces an installation space of the apparatus. There is a purpose.

도 1은 종래 빔 주사장치를 개략적으로 보인 도면,1 is a view schematically showing a conventional beam scanning apparatus,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 주사장치를 개략적으로 보인 도면,2 is a schematic view of a beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 편향 디스크의 부분 단면도.3 is a partial cross-sectional view of a deflection disc according to the invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10...광원 20...빔 편향기10 ... light source 20 ... beam deflector

21...구동원 23...편향 디스크21 Drive 23 Deflection disc

24...투명부재 26...반사부재24 ... transparent member 26 ... reflective member

30...빔 보정수단 33...만곡미러30 ... beam correction means 33 ... curved mirror

35...홀로그램소자 p...패턴35 hologram element p pattern

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 빔 주사장치는, 광원과; 입사빔을 회절 투과시키는 패턴이 형성된 복수의 섹터로 구성된 투명부재 및 상기 투명부재의 하부에 위치되어 입사빔을 반사시키는 반사부재를 구비하여 상기 광원쪽에서 입사되는 빔이 상기 패턴에 의해 1차 회절되고 상기 반사부재에 의해 반사된 후 다시 상기 패턴에 의해 2차 회절되도록 마련된 편향 디스크와, 상기 편향 디스크를 회전시키는 구동원을 포함하는 빔 편향기와; 상기 빔 편향기에서 편향된 빔을 보정하는 빔 보정수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Beam scanning apparatus according to the present invention for achieving the above object, the light source; A transparent member composed of a plurality of sectors having a pattern for diffracting the incident beam and a reflecting member positioned below the transparent member to reflect the incident beam so that the beam incident from the light source is first diffracted by the pattern A beam deflector including a deflection disk arranged to be second diffracted again by the pattern after being reflected by the reflection member, and a driving source for rotating the deflection disk; And beam correction means for correcting the beam deflected by the beam deflector.

여기서, 상기 빔 보정수단은 광경로상에 설치되어 상기 빔 편향기에 의해 편향된 빔을 집속 반사시키는 만곡미러와, 상기 만곡미러에서 반사된 빔을 회절 투과시키는 홀로그램소자를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Here, the beam correcting means is preferably configured to include a curved mirror installed on the optical path to focus and reflect the beam deflected by the beam deflector, and a hologram element for diffraction-transmitting the beam reflected from the curved mirror.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 주사장치를 개략적으로 보인 도면이다.2 is a view schematically showing a beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 빔 주사장치는 광원(10)과, 상기 광원(10)에서 출사된 빔을 편향 주사시키는 빔 편향기(20)와, 상기 편향된 빔을 보정하는 빔 보정수단(30)을 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the beam scanning apparatus according to the present invention includes a light source 10, a beam deflector 20 for deflecting and scanning a beam emitted from the light source 10, and beam correcting means for correcting the deflected beam ( 30).

상기 광원(10)은 레이저광을 출사하는 반도체 레이저이다.The light source 10 is a semiconductor laser that emits laser light.

상기 빔 편향기(20)는 구동모터(21)와, 상기 구동모터(21)의 회전축(21a)에 설치되며 입사빔을 회절 편향시키고 반사시키는 반사형 편향디스크(23)를 포함한다. 이와 같이 반사형 편향 디스크(23)를 채용하는 경우, 영상면(미도시)(인쇄기에 채용되는 경우 감광매체)과 빔 편향기(20) 사이에 광원(10)을 배치할 수 있어서 광원(10)의 설치 공간을 줄일 수 있다.The beam deflector 20 includes a drive motor 21 and a reflective deflection disc 23 that is installed on the rotation shaft 21a of the drive motor 21 and diffracts and reflects an incident beam. When the reflective deflection disc 23 is employed as described above, the light source 10 can be disposed between the image plane (not shown) (photosensitive medium when employed in the printer) and the beam deflector 20, so that the light source 10 can be disposed. Can reduce the installation space.

상기 편향 디스크(23)는 복수의 섹터로 구성된 투명부재(24) 및 상기 투명부재(24)의 하부에 위치되어 입사빔을 반사시키는 반사부재(26)를 구비한다. 여기서, 상기 반사부재(26)는 상기 투명부재(24)의 하면에 일체로 마련될 수 있다. 상기 투명부재(24)는 복수 섹터로 등분된다. 상기 섹터의 수는 구동원(21)의 회전수, 요구되는 주사속도 및 주사선폭을 고려하여 결정된다. 상기 섹터에는 상기 편향 디스크의 회전에 따라 입사빔을 회절시켜 일 주사라인 단위로 편향 주사시키도록 홀로그램 패턴이 형성되어 있다.The deflection disc 23 includes a transparent member 24 composed of a plurality of sectors and a reflective member 26 positioned below the transparent member 24 to reflect an incident beam. Here, the reflective member 26 may be integrally provided on the bottom surface of the transparent member 24. The transparent member 24 is divided into a plurality of sectors. The number of sectors is determined in consideration of the rotational speed of the drive source 21, the required scanning speed and the scanning line width. In the sector, a hologram pattern is formed to diffract an incident beam according to the rotation of the deflection disk so as to deflect the scan in units of one scanning line.

이 경우, 광원(10)으로부터 상기 편향 디스크(23)에 입사된 빔은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 홀로그램 패턴(p)을 1차로 회절 투과하고(a) 상기 반사부재(26)에서 반사된 후(b) 다시 상기 패턴(p)을 2차로 회절 투과한다(c). 즉, 광이 입사하는 측과 출사하는 측에 동일한 패턴(p)이 형성되어 있으므로, 상기 반사형 편향 디스크(23)에 입사된 빔은 두 번 회절된다.In this case, the beam incident on the deflection disc 23 from the light source 10 is diffracted and transmitted first through the hologram pattern p as shown in FIG. 3 (a) and reflected by the reflecting member 26. (B) and diffraction-transmitting the pattern (p) secondarily (c). That is, since the same pattern p is formed on the light incident side and the light exiting side, the beam incident on the reflective deflection disk 23 is diffracted twice.

상기한 바와 같이, 입사빔이 동일한 패턴에 의해 두 번 회절되므로 상기 편향 디스크(23)에 의해 회절 편향된 빔의 주사각(scanning angle)은 한번 회절되는 경우에 비해 대략 두배가 된다. 즉, 동일 조건 예컨대, 동일 홀로그램 패턴 피치 간격, 동일 섹터수 및 회전중심으로부터 동일 반경 위치에 광이 입사되는 조건하에서, 본 발명에 따른 편향 디스크(23)에 의해 회절 편향된 빔의 주사각( β )은 도 1에 도시된 종래의 편향 디스크에 의해 회절 편향된 빔의 주사각( α )의 대략 두배가 된다.As described above, since the incident beam is diffracted twice by the same pattern, the scanning angle of the beam diffracted and deflected by the deflection disc 23 is approximately doubled as compared with the case where it is diffracted once. That is, the scanning angle of the beam diffracted by the deflection disk 23 according to the present invention under the same conditions, for example, under the condition that light is incident on the same radial position from the same hologram pattern pitch interval, the same number of sectors, and the center of rotation ( β Is the scan angle of the beam diffracted by the conventional deflection disk shown in FIG. α Approximately double).

그러므로, 이와 같이 편향된 빔의 주사각이 크면 요구되는 주사선폭을 얻기 위한 빔 편향기(20)와 영상면(미도시) 사이의 거리를 짧게 할 수 있어서 빔 주사장치의 설치공간을 줄일 수 있는 이점이 있다.Therefore, if the scanning angle of the deflected beam is large, the distance between the beam deflector 20 and the image plane (not shown) for obtaining the required scanning line width can be shortened, thereby reducing the installation space of the beam scanning apparatus. There is this.

또한, 본 발명의 실시에에 따른 반사형 편향 디스크(23)가 적절한 피치의 회절 패턴을 가지면서도 충분한 빔 주사각을 확보할 수 있어서 제작이 쉬우며, 이에 따라 상기와 같은 구동원(21)의 회전수 및 구동원(21)에 걸리는 부하의 크기를 적절히 유지하면서도 충분한 주사각 확보가 가능하다.In addition, since the reflective deflection disk 23 according to the embodiment of the present invention has a diffraction pattern of an appropriate pitch and can secure a sufficient beam scanning angle, it is easy to manufacture, thereby rotating the driving source 21 as described above. Sufficient scanning angle can be secured while maintaining the size of the load on the male and the driving source 21 properly.

한편, 상기와 같이 광원(10)에서 출사되고 반사형 편향 디스크(23)에 의해 회절 편향되고 반사된 빔은 복수의 미러(14a,14b)에 의해 경로 변환되어 상기 빔 보정수단(30) 쪽으로 진행된다.On the other hand, the beam emitted from the light source 10 and diffracted and deflected by the reflective deflection disk 23 is converted into paths by the plurality of mirrors 14a and 14b and travels toward the beam correction means 30 as described above. do.

상기 빔 보정수단(30)은 광경로상에 설치되어 편향 디스크(23)의 회전에 따라 주주사방향으로 편향되는 빔의 수차를 보정하고, 빔을 정형한다. 이 빔 보정수단(30)은 입사빔을 집속 반사시키는 만곡미러(curved mirror:33)와, 상기 만곡미러(33)에서 반사된 빔을 회절 투과시키는 홀로그램소자(35)를 포함한다.The beam correction means 30 is installed on the optical path to correct the aberration of the beam deflected in the main scanning direction according to the rotation of the deflection disk 23, and to shape the beam. The beam correction means 30 includes a curved mirror 33 for focusing and reflecting the incident beam, and a hologram element 35 for diffracting and transmitting the beam reflected by the curved mirror 33.

상기 만곡미러(33)는 평행빔을 집속시킬 수 있다. 상기 홀로그램소자(35)는 상기 만곡미러(33)에서 반사된 빔을 상기 영상면 쪽으로 회절 투과시킨다.The curved mirror 33 may focus the parallel beam. The hologram element 35 diffracts the beam reflected by the curved mirror 33 toward the image plane.

여기서, 상기 빔보정수단(30)으로 입사빔의 초점위치 및 주사폭을 보정하는 에프-세타 렌즈가 구비되는 것도 가능하다.Here, the beam correcting means 30 may be provided with an F-theta lens for correcting the focus position and the scan width of the incident beam.

상기한 바와 같은 빔 주사장치는 편향 디스크(23)를 회전시킴에 따라 광원(10)에서 출사된 빔을 영상면(미도시) 상에 일 주사라인 단위로 편향 주사할 수 있다.As the beam scanning device as described above rotates the deflection disk 23, the beam scanning device may deflect the beam emitted from the light source 10 in one scan line unit on an image plane (not shown).

한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 빔 주사장치가 칼라 인쇄기에 채용되는 경우, 빔 주사장치는 상기 광원(10)으로 상기 편향 디스크(23)의 서로 다른 섹터에 광을 입사시키도록 배치된 적어도 2개의 광원을 구비하고, 상기 빔 보정수단(30)을 이에 대응되게 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 편향 디스크(23)와, 상기 광원(10)으로 상기 각 편향 디스크(23)의 서로 다른 섹터에 광을 입사시키도록 배치된 적어도 2개의 광원을 구비하고, 이에 대응되게 빔 보정수단을 구비하는 것도 가능하다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 구성된 빔 주사장치가 적어도 4쌍으로 이루어지는 것도 가능하다.On the other hand, when the beam scanning device according to the present invention as described above is employed in a color printer, the beam scanning device is arranged to inject light into different sectors of the deflection disk 23 into the light source 10 at least. It is preferable to have two light sources and to have the beam correction means 30 corresponding thereto. In addition, a plurality of deflecting disks 23 and at least two light sources arranged to inject light into different sectors of the deflecting disks 23 into the light source 10 and correspondingly to the beam correcting means It is also possible to have. It is also possible for the beam scanning device constructed as shown in FIG. 2 to consist of at least four pairs.

본 발명에 따르면, 반사형 편향디스크의 광이 입사하는 측과 출사하는 측에 동일한 홀로그램 패턴이 형성되어 입사빔을 두 번 회절 편향 시키므로 종래의 투과형에 비해 비교적 저밀도로 패턴을 형성시킬 수 있어서 제작이 쉽다. 뿐만아니라, 편향 디스크의 직경 및 구동원의 부하를 적절한 값 이내로 하면서도 주사각 즉, 주사선폭을 크게 할 수 있어서, 인쇄기 등에 채용시 설치공간을 줄일 수 있다. 또한, 반사형 편향 디스크이므로 광원을 이 편향 수단과 감광매체 사이에 설치할 수 있어서, 광원의 설치공간을 줄일 수 있다.According to the present invention, since the same hologram pattern is formed on the light incident side and the light exiting side of the reflective deflection disc to diffract the incident beam twice, the pattern can be formed at a relatively low density compared to the conventional transmission type. easy. In addition, the scanning angle, that is, the scanning line width can be increased while keeping the diameter of the deflection disk and the load of the driving source within an appropriate value, so that the installation space can be reduced when employed in a printing press or the like. In addition, since it is a reflective deflection disk, a light source can be provided between this deflection means and the photosensitive medium, and the installation space of the light source can be reduced.

Claims

A light source;

A transparent member composed of a plurality of sectors having a pattern for diffracting the incident beam and a reflecting member positioned below the transparent member to reflect the incident beam so that the beam incident from the light source is first diffracted by the pattern A beam deflector including a deflection disk arranged to be second diffracted again by the pattern after being reflected by the reflection member, and a driving source for rotating the deflection disk;

And beam correction means for correcting the beam deflected by the beam deflector.

The method of claim 1, wherein the beam correction means,

A curved mirror installed on an optical path to focus and reflect a beam deflected by the beam deflector;

And a hologram element for diffracting and transmitting the beam reflected by the curved mirror.