KR20000035179A

KR20000035179A - 노광 장치 및 노광 장치를 사용한 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20000035179A
Application number: KR1019990048263A
Authority: KR
Inventors: 네무라마사하루
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2000-06-26
Also published as: CN1154023C; JP2000141744A; CN1254866A; US6249296B1; KR100307485B1

Abstract

본 발명의 노광 장치는 다수의 발광 소자로 된 선형 배열을 갖는 발광 수단과, 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와, 발광 소자에 의해 발광된 광이 소정 위치에 화상을 형성하게 하는 화상 형성 수단을 포함한다. 발광 수단 및 구동기를 지지하기 위한 제1 지지부 가 마련된다. 화상 형성 수단을 지지하기 위한 제2 지지부가 마련된다. 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에는 열전도 부재가 개재된다.

Description

노광 장치 및 노광 장치를 사용한 화상 형성 장치{EXPOSURE APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 감광 부재를 노광시킴으로써 형성된 잠상이 현상되고 기록 시트에 전사되어 화상을 기록하는 전자 사진식 화상 형성 형성 장치에 사용되는 노광 장치의 구조에 관한 것이다.

LED 배열과 같은 고정 광원에 의해 발광된 광을 수속성 광 파이버 렌즈 배열(focusing optical fiber lens array)을 사용해서 감광 부재의 표면에 형성시킴으로써 감광 드럼의 표면에 잠상을 형성하고, 그 잠상을 토너로 가시화한 후 기록 시트로 전사해서 화상을 형성하는 화상 형성 장치는 널리 실용화되어 있다. LED 배열을 노광원으로서 사용할 때, 광원으로서 레이저를 사용하는 경우보다도 장치를 대폭 소형화시킬 수 있다는 잇점이 있다.

무엇보다도, 세 개 또는 네 개의 LED 배열을 갖고 색분해에 의해 얻어진 각 칼라에 대응하는 화상을 중첩시킴으로써 칼라 화상을 형성하는 칼라 화상 형성 장치는 LED 배열을 사용함으로써 얻어진 소형화라는 잇점을 사용할 수 있다.

그러나, 칼라 화상이 세 개 또는 네 개의 칼라를 중첩시킴으로써 형성될 때, 중첩 오류가 발생하는 경우, 칼라 부정합 또는 칼라 불규칙이 발생해서 화상의 질을 크게 열화시킨다. 특히, 종래의 노광 장치에서는, 초기 상태에서 LED 배열이 직선형으로 제조되었음에도, 장치가 작동되어서 장치의 온도가 올라가게 되면, 진직도(straightness)는 점착 열화된다. 이는 다음과 같은 이유 때문이다. 장치에서의 온도가 증가함에 따라, LED 배열을 갖는 LED 헤드의 온도도 증가하며, LED 헤드는 다양한 종류의 부재의 열 팽창차로 인해 뒤틀린다.

이런 문제를 해결하기 위해, LED 헤드를 냉각시키는 팬(fan)이 마련되어서, LED 헤드의 뒤틀림을 억제한다. 이 경우, 장치가 대형화되고, 전력 소비가 증가하고, 소음이 증가하게 된다.

또한, 종래의 LED 헤드에서, 토너 또는 먼지와 같은 이물질이 구성 소자 사이의 간극을 거쳐 들어가서 발광부 또는 화상 형성 수단에 부착된다. 이 경우, 광은 부분적으로 차폐되어서 화상 결함을 발생시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 장치의 작동에 의해 열이 발생하는 경우에도 적절한 노광을 유지할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이다,

본 발명의 다른 목적은 이물질이 발광부 또는 화상 형성 수단에 부착되는 것을 방지할 수 있어서 노광 결함이 발생하지 않는 노광 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 다수의 발광 소자로 된 선형 배열과, 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와, 발광 소자에 의해 발광된 광이 소정 위치에 화상을 형성하도록 하는 화상 형성 수단을 포함하며, 발광 소자 및 구동기는 제1 지지부에 위해 지지되고 화상 형성 수단은 제2 지지부에 의해 지지되고 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에 열전도 부재가 개재된 노광 장치가 마련된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 다수의 발광 소자로 된 선형 배열과, 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와, 발광 소자에 의해 발광된 광이 소정 위치에 화상을 형성하도록 하는 화상 형성 수단을 포함하며, 발광 소자는 제1 지지부에 위해 지지되고 구동기 및 화상 형성 수단은 제2 지지부에 의해 지지되고 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에 열전도 부재가 개재된 노광 장치가 마련된다.

본 발명에 따르면, 제1 및 제2 지지부는 동일한 재료로 제조된다.

본 발명에 따르면, 열전도 부재는 탄성체로 제조된다.

본 발명에 따르면, 화상 형성 수단은 수속성 광 파이버 렌즈 배열이다.

본 발명에 따르면, 노광 장치는 전자 사진식 화상 형성 장치에 사용된다.

도1은 본 발명에 따르는 노광 장치를 사용한 화상 형성 장치의 개략 단면도.

도2는 본 발명에 따르는 노광 장치의 단면도.

도3은 본 발명에 따르는 노광 장치의 부분 확대 사시도.

도4는 본 발명에 따르는 다른 노광 장치의 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 카세트

2 : 공급 롤러

3 내지 6 : 이송 롤러

7 : 정합 롤러

8 : 전사 벨트

11, 14 : 대전기

15 : 노광 LED 헤드

16 : 현상 유닛

17 : 세척기

18, 19 : 정착 롤러

51 : 기판 기부

52 : 렌즈 지지부

53 : 구동기 기판

55 : 발광 칩 장착 기판

54 : 가요성 케이블

56 : 발광 칩

57 : 수속성 광 파이버 렌즈 배열

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 양호한 실시예에 대해 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 노광 장치를 사용하는 칼라 기록 장치의 한 예를 도시하고 있다. 이 칼라 기록 장치는 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 화상과 같은 네 개의 상이한 칼라 화상을 중첩시킴으로서 칼라 화상을 형성하는 칼라용 전자 사진식 장치이다.

화상 형성부(10Y, 10M, 10C, 10K)는 각각 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 화상을 형성한다. 전사 벨트(8)가 마련된다.

카세트(1)에 저장된 기록 시트는 공급 롤러(2)에 의해 공급되고, 이송 롤러(3 내지 6)에 의해 이동되어 정합 롤러(7)에 도달한다. 각 기록 시트의 경사 상태 등은 정합 롤러(7)에 의해 교정되며, 기록 시트는 적절한 타이밍으로 전사 벨트(8)쪽으로 공급된다. 전사 벨트(8)는 절연 수지로 된 시트로 형성된다. 전사 벨트(8)의 시트 표면은 그 아래에 위치된 대전기(11)에 의해 대전된다. 대전 중에, 각각의 칼라에 대응하는 잠상은 원본 판독기(12)에 의해 판독된 화상 정보 신호 또는 컴퓨터와 같은 출력 유닛(도시 안됨)으로부터 송신된 각각의 칼라 화상 정보 신호에 의해 감광 드럼(13C, 13M, 13Y, 13K) 상에 형성된다. 감광 드럼(13C, 13M, 13Y, 13K)은 서로 평행하게 정렬된다, 정합 롤러(7)에 의해 공급된 기록 시트는 대전된 전사 벨트(8)에 의해 정전기적으로 당겨져서, 각각의 칼라 화상 형성부(10C, 10M, 10Y, 10K) 아래를 통과하도록 이송된다.

옐로우 화상 형성부(10Y)에서 대전기(14), 노광 LED 헤드(15), 현상 유닛(16) 및 세척기(17)가 감광 드럼(13Y) 주변에 정렬되며, 전자 사진식 프로세스에 의해 감광 드럼(13Y)의 표면에 옐로우 토너 화상이 형성된다. 다른 칼라의 화상 형성부(10M, 10C, 10K)에는, 전자 사진식 프로세스에 의해 감광 드럼(13C, 13M, 13K)의 표면에 각각 마젠타, 시안 및 블랙 토너 화상이 동일한 방식으로 형성된다.

각 감광 드럼의 토너 화상은 전사 벨트(8)가 감광 드럼(13C, 13M, 13Y, 13K)에 밀접한 위치에 전사 롤러에 의해 정전기적으로 당겨져서 이송된 기록 시트에 순차적으로 전사된다. 네 개의 칼라 화상이 전사되면, 기록 시트는 곡면 분리에 의해 전사 벨트(8)로부터 분리되어서 한 쌍의 정착 롤러(18, 19)에 도달한다. 정착 롤러(18)는 히터(도시 안됨)에 의해 가열되며, 각 칼라의 토너는 기록 시트에 정착되도록 열 융착되어 칼라 화상을 완료한다.

토너 화상이 한 쌍의 정착 롤러(18, 19)에 의해 기록 시트의 표면에 정착된 후, 기록 시트는 시트 배출 트레이(20) 상으로 배출된다.

도2 및 도3은 노광 LED 헤드(노광 장치)를 상세하게 도시하고 있다. 도2는 노광 LED 헤드(15)의 단면도이고, 도3은 그 부분 확대 사시도이다. 아래에서는, 감광 드럼(13C, 13M, 13Y, 13K)을 단순하게 감광 드럼(13)으로 하기로 한다.

다수의 발광 소자가 반도체 장치 제조 공정에 의해 발광 칩(56)의 표면 상에 배열로 구성된다. 각각 이런 방식으로 형성된 다수의 발광 칩(56)은 발광 칩이 장착된 기판(배선 패턴을 가짐) 상에 위치해서 광원 배열(선형 배열)을 형성한다. 선형 배열 방향은 감광 드럼(13)의 축과 일치한다. 발광 칩 장착 기판(55)은 발광 칩(56)에 의해 발생된 열을 발산하는 세라믹 재료로 제조되어서, 열 발산 기능도 갖는 기판 기부(51)에 접착제, 나사 또는 이중 피복 테이프와 같은 수단으로 고정된다.

상술한 각각의 발광 소자를 구동시키기 위한 (도시 안된) 구동기 칩과, (도시 안된) 저항기가 (배선 패턴을 갖는) 구동기 기판(53) 상에 장착된다. 발광 패턴을 제어하기 위한 신호도 구동기 기판(53)으로 입력된다. 구동기 기판(53)은 발광 칩 장착 기판 기부(51)에 나사로 고정된다. 기판(55) 및 구동기 기판(53)에 장착된 발광 칩은 가요성 케이블(54)을 거쳐 서로 전기 접속된다. 발광 칩(56)이 장착된 발광 칩 장착 기판(55)과 구동기 기판(53)이 이런 방식으로 분리될 때, 구동기 및 구동기 기판(53) 상에 장착된 저항기에 의해 발생된 열은 발광 칩(56)으로 쉽게 전달되지 않으며, 노광 LED 헤드는 소형화될 수 있다. 기판 기부(51)는 알루미늄으로 제조되며, 여기에는 발광 칩 장착 기판(55) 및 구동기 기판(53)으로부터의 열이 용이하게 전달되고 양호한 가공성을 갖는다.

발광 칩(56)에 의해 발광된 광은 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)을 거쳐 칼라 화상 형성 장치의 기록 매체로서 작용하는 감광 드럼(13)의 표면에 미소 스폿(spot)을 형성해서 감광 드럼(13) 상에 잠상을 형성한다. 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)은 렌즈 지지부(52)에 부착된다. 감광 드럼(13)의 표면에 선명한 미소 스폿을 형성하기 위해, 발광 칩(56), 감광 드럼(13) 및 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)은 소정의 위치 관계로 고정되어야 한다. 이를 위해, 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)과 부착된 렌즈 지지부는 발광 칩(56)에 대해 소정의 위치 관계로 고정된다.

도3은 렌즈 지지부(52)가 고정된 부분을 도시하고 있다. 렌즈 지지부(52)는 부재(62)에 대해 렌즈 광축 방향(도2에서 수직 방향)으로 조정되며, 나사로 부재(62)에 고정된다. 부재(62)는 시트 이송 방향(렌즈 광축 및 발광 칩의 배열에 대해 수직한 방향)으로 기판 기부(51)에 대해 조정된 후, 나사로 기판 기부(51)에 고정된다. 특히, 기판 기부(51) 및 렌즈 지지부(52)가 부재(62)를 거쳐 서로에 대해 고정되면, 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)은 발광 칩 배열에 평행한 위치에 소정 거리만큼 이격되어 소정 자세로 조정되어 고정될 수 있다. 비록 도3은 노광 LED 헤드의 단지 한 단부만을 도시하고 있으나, 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)은 동일한 방식으로 다른 단부에서 지지되어 고정된다. 렌즈 지지부(52)는 저렴하고 강성을 용이하게 제공할 수 있는 알루미늄으로 제조된다.

도2는 커버(58) 및 시일(59, 60)도 도시하고 있다. 시일(59, 60)은 먼지 등과 같은 것으로부터 칩을 보호하며 우레탄 폼(foam)과 같은 탄성 재료로 제조된다. 커버(58) 및 시일(59, 60)은 도3에서 도시되어 있지 않다.

열전도 부재(61)는 실리콘(silicone) 그리즈 또는 실리콘 러버와 같은 열전도성 재료로 제조되어서 기판 기부(51)와 렌즈 지지부(52)의 간극을 충전시킨다. 열전도 부재(61)는 렌즈 지지부(52)의 전체 길이(발광 칩 배열의 전체 길이)를 거쳐 연장된다.

따라서, 열은 기판 기부(51)와 렌즈 지지부(52) 사이에서 교환되어 이것들을 항상 동일한 온도로 설정한다. 기판 기부(51) 및 렌즈 지지부(52)는 알루미늄과 같은 동일한 재료로 제조되기 때문에, 이것들이 동일한 온도로 설정되면, 동일한 양만큼 열팽창하게 되므로 뒤틀리지 않는다. 결국, 발광 칩(56)과 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)의 배열 진직도과, 발광 칩(56) 및 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57) 사이의 평행도는 유지될 수 있다.

특히, 노광 LED 헤드(15)가 기록 장치에서 발광하게 되면, 발광 칩(56) 및 구동기 칩은 열을 발생시킨다. 이 열은 기판 기부(51)로 전달되어서 기판 기부를 가열한다. 기판 기부(51)는 그 온도가 증가하면 열 팽창하는 알루미늄으로 제조된다. 열전도 부재(61)가 사용되지 않는 경우, 렌즈 지지부(52)는 열원에 접촉하지 않으므로, 그 온도는 열팽창을 일으키도록 변화되지 않는다. 열팽창된 기판 기부(51) 및 열 팽창되지 않은 렌즈 지지부(52)는 두 단부에서 부재(52)를 거쳐 서로 연결되기 때문에 응력을 발생시킨다. 기판 기부(51) 및 렌즈 지지부(52)는 모두 뒤틀리기 때문에 직선이어야 하는 발광 칩 배열을 절곡시킨다. 이런 불편은 상술한 바와 같이 기판 기부(51)와 렌즈 지지부(52) 사이에 열전도 부재(61)를 개재시킴으로써 해결될 수 있다.

열전도 부재(61)로서 금속 편(piece) 등과 같은 것이 사용될 수 있다. 그러나, 상술한 실리콘 그리즈 또는 실리콘 러버와 같은 탄성체가 양호하다. 그러면, 기판 기부(51)와 렌즈 지지부(52) 사이의 간극이 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)의 위치를 조정하기 위해 변경되더라도, 이 간극은 충전될 수 있고, 렌즈 지지부(52)와 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57) 상에는 가능한 한 힘이 작용하지 않게 된다.

상술한 방법으로 기판 기부(51)와 렌즈 지지부(52) 사이의 간극이 열전도 부재(61)로 충전될 때, 토너 또는 먼지와 같은 이물질이 이 간극으로 들어가는 것이 방지된다.

도4에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광 장치에 대해 도시하고 있다. 도4는 이 실시예의 노광 LED 헤드의 단면도이다. 도4에서, 도2에서와 동일한 기능을 갖는 부재는 동일한 인용 부호에 의해 지시되고 있다.

도4에 도시된 노광 LED 헤드는 그 기능에 있어 도2에 도시된 것과 동일하다. 그러나, 구동기 기판(53)은 발광 칩 장착 기판(55)을 지지하는 기판 기부(71)에 고정되지 않지만, 수속성 광 파이버 렌즈 배열(57)을 지지하는 렌즈 지지부(72)에 고정된다. 이 경우, 기판 기부(71)와 렌즈 지지부(72) 사이의 간극은 이들 사이의 온도차를 없애기 위해 탄성체로 된 열전도 부재(61)로 충전된다.

이 실시예에서도, 도1 내지 도3에서 도시된 실시예와 동일한 기능 및 효과를 얻을 수 있다.

도2에 도시된 상태 또는 도3에 도시된 상태는 기록 장치에서 노광 LED 헤드 장착부의 공간 마진(margin)에 따라 요구되는 대로 선택될 수 있다.

상술한 실시예에 대한 설명은 네 개의 칼라로 된 화상을 중첩시킴으로써 칼라 화상을 얻는 칼라 화상 형성 장치에 대한 것이다. 그러나, 본 발명은 분명히 단일 칼라 화상 형성 장치에 대한 노광 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노광 헤드에서, 열전도 부재는 열 발생 요소 지지용 부재와 열을 발생시키지 않는 요소를 지지하는 부재 사이의 간극을 충전시키기 때문에, 두 부재 사이의 온도차는 감소될 수 있다. 결국, 열이 장치의 작동에 의해 발생되더라도, 노광 장치에는 어떠한 비틀림도 발생하지 않으며, 적절한 노광이 항상 수행될 수 있다.

본 발명에 따라서, 이물질이 발광부 및 화상 형성 수단에 부착되는 것이 방지될 수 있고, 노광 결함이 발생하지 않는다.

Claims

다수의 발광 소자로 된 선형 배열을 갖는 발광 수단과,

상기 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와,

상기 발광 소자에 의해 발광된 광이 소정 위치에 화상을 형성하도록 하기 위한 화상 형성 수단과,

상기 발광 수단 및 구동기를 지지하기 위한 제1 지지부와,

상기 화상 형성 수단을 지지하기 위한 제2 지지부와,

상기 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에 개재된 열전도 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지부는 동일한 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서, 상기 열전도 부재는 탄성체로 제조된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서, 상기 화상 형성 수단은 수속성 광 파이버 렌즈 배열인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
다수의 발광 소자로 된 선형 배열을 갖는 발광 수단과,

상기 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와,

상기 발광 소자에 의해 발광된 광이 소정 위치에 화상을 형성하도록 하기 위한 화상 형성 수단과,

상기 발광 수단을 지지하기 위한 제1 지지부와,

상기 구동기와 상기 화상 형성 수단을 지지하기 위한 제2 지지부와,

상기 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에 개재된 열전도 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지부는 동일한 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제5항에 있어서, 상기 열전도 부재는 탄성체로 제조된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제5항에 있어서, 상기 화상 형성 수단은 수속성 광 파이버 렌즈 배열인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
다수의 발광 소자로 된 선형 배열을 갖는 발광 수단과,

상기 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와,

기록 매체와,

상기 발광 소자에 의해 발광된 광이 상기 화상 기록 매체 상에 화상을 형성하도록 하기 위한 화상 형성 수단과,

상기 발광 수단 및 상기 구동기를 지지하기 위한 제1 지지부와,

상기 화상 형성 수단을 지지하기 위한 제2 지지부와,

상기 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에 개재된 열전도 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지부는 동일한 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제9항에 있어서, 상기 열전도 부재는 탄성체로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제9항에 있어서, 상기 화상 형성 수단은 수속성 광 파이버 렌즈 배열인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
다수의 발광 소자로 된 선형 배열을 갖는 발광 수단과,

상기 발광 소자를 구동시키기 위한 구동기와,

기록 매체와,

상기 발광 소자에 의해 발광된 광이 상기 화상 기록 매체 상에 화상을 형성하도록 하기 위한 화상 형성 수단과,

상기 발광 수단을 지지하기 위한 제1 지지부와,

상기 구동기와 상기 화상 형성 수단을 지지하기 위한 제2 지지부와,

상기 제1 및 제2 지지부 사이의 간극에 개재된 열전도 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지부는 동일한 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제13항에 있어서, 상기 열전도 부재는 탄성체로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제13항에 있어서, 상기 화상 형성 수단은 수속성 광 파이버 렌즈 배열인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.