KR20030037742A - 멀티빔 광주사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 일치하는 멀티빔 광주사장치는 복수의 광원; 복수의 광원으로부터 방출된 복수의 광 플럭스를 편향시키기 위한 광 편향기; 및 복수의 광원 중 일부로부터 방출된 제 1 광 플럭스를 소정 위치와 각도로 반사하는 반사면과, 반사면으로부터 반사된 제 1 광 플럭스와 복수의 광원중 나머지로부터 방출된 제 2 광 플럭스를 입사시켜 합성하고 소정의 출사 위치와 각도로 출사시키는 프리즘을 구비하는 복수의 광원에서 방출된 복수의 광 플럭스를 광 편향기로 안내하기 위한 입사광용 광학계를 포함하며; 입사광용 광학계는 반사면 및/또는 프리즘의 각도와 위치를 조절함에 따라 프리즘에서 출사되는 제 1 및 제 2 광 플럭스간의 출사 위치와 각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 따라서, 본 발명의 멀티빔 광주사장치는 위치와 각도 조절이 가능한 프리즘 및/또는 반사면으로 구성된 입사광용 광학계를 구비함으로, 많은 부품을 필요로 하지 않고 제작이 쉬울 뿐 아니라 광 플럭스 합성과 광 플럭스의 방향 및 각도를 효율적으로 조정할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 프린터, 팩시밀리, 복사기 등에 적용되는 화상형성 장치에 사용 가능한 멀티빔 광주사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 플럭스의 합성과 광플럭스의 방향 및 각도를 효율적으로 조정할 수 있는 멀티빔 광주사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 프린터, 팩시밀리, 복사기 등의 화상형성 장치에 사용되는 멀티빔 광주사장치는 감광드럼 또는 감광벨트와 같은 감광체상에 화상의 정전잠상(electrostatic latent image)을 고속으로 형성하기 위하여, 레이저 빔과 같은 광 플럭스(flux)를 발생하는 복수의 광원을 이용하고 있다.
이러한 멀티빔 광주사장치는 반도체 레이저 다이오드와 같은 복수의 광원에서 발생된 레이저 빔을 콜리메이터 렌즈(collimator lens)나 프리즘 콤플렉스 등을 통해 합성하여 소정간격을 갖는 평행광으로 변화시켜 고속 회전하는 회전다면경으로 유도하고, 회전다면경에서 레이저 빔의 반사방향을 편향시킨 후 에프-세타(f-theta) 렌즈와 같은 주사렌즈를 통해 감광체상에 복수의 인쇄라인을 동시에 주사하여 정전잠상을 형성한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 감광체상에 정전잠상을 형성하기 위한 일반적인 멀티빔 광주사장치(10) 및 그것을 구성하는 입사광용 광학계가 개략적으로 각각 도시되어 있다.
이 광주사장치(10)는 제 1 및 제 2 레이저 빔을 방출할 수 있는 제 1 및 제 2 반도체 레이저(1a, 1b), 각 반도체 레이저(1a, 1b)에 대응하게 배치된 제 1 및 제 2 콜리메이터 또는 커플링 렌즈(2a, 2b), 제 1 및 제 2 커플링 렌즈(2a, 2b)를 통과한 제 1 및 제 2 레이저 빔을 합성하여 소정 간격으로 출사시키는 광 합성 및 조정부(3), 제 1 및 제 2 레이저 빔들의 경로를 따라 배열된 선형화상을 생성하기 위한 원통 렌즈(4), 및 제 1 및 제 2 레이저 빔의 반사방향을 편향시키는 회전 다면경(5a)을 구비한 광 편향기(5)를 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 광합성 및 조정부(3)는 제 2 커플링 렌즈(2b)를 통과한 제 2 레이저 빔을 90° 회전시키는 1/2 파장판(16), 반사면(17)과 편광분리막(18)을 각각 형성하고 있는 45°로 경사진 양단부를 갖는 제 1 프리즘(15), 편광분리막(18)을 설치한 제 1 프리즘(15)의 단부에 설치되고 제 1 커플링 렌즈(2a)를 통과한 제 1 레이저 빔을 직각으로 입사하는 직각 프리즘으로 구성된 제 2 프리즘(15'), 및 제 1 및 제 2 레이저 빔이 출사되는 제 1 프리즘(15)의 출사면에 형성되어 제 1 및 제 2 레이저 빔을 정형화시키는 개구제어기(19)로 구성된다.
광 편향기(5)는 스핀들 모터(14)에 의해 지지되어 고속으로 화살표(A) 방향으로 회전하도록 구동되는 회전 다면경(5a)을 포함한다.
회전 다면경(5)에 의해 편향된 제 1 및 제 2 레이저 빔에 포함된 오차를 보정하는 제 1 및 제 2 에프-세타 렌즈(6a, 6b), 및 제 1 및 제 2 에프-세타 렌즈(6a, 6b)를 통과한 제 1 및 제 2 레이저 빔을 감광드럼(20)과 같은 감광체의 표면의 피주사면에 반사하는 반사경(9)을 포함하는 광주사부는 회전 다면경(5a)의 편향판에 의해 편향되는 대부분의 제 1 및 제 2 레이저 빔의 경로 상에 배치된다. 또한, 거울(8)은 제 2 에프-세타 렌즈(6b)의 단부를 통과하는 제 1 및 제 2 레이저 빔의 일부의 경로 상에 배치되고, 동기신호 센서(11)는 거울(8)에 의해 반사된 제 1 및 제 2 레이저 빔의 경로 상에 배치된다.
이와 같이 구성되는 종래의 멀티빔 광주사장치(10)의 작용을 살펴보면, 제 2 반도체 레이저(1b)로부터 방출되어 입력 영상신호에 따라 변조된 제 2 레이저 빔은 제 2 커플링 렌즈(2b)에 의해 평행하게 되거나 수렴 또는 발산하게 되고, 제 1 프리즘(15)의 입사면에 직각으로 입사하여 1/2 파장판(16)을 투과하여 편광면을 90° 선회시킴으로써 S(TE) 편광된다. 그 후, 제 2 레이저 빔은 반사면(17)에서 편광분리막(18)을 향하여 직각으로 반사된 다음, 편광분리막(18)에서 다시 직각으로 반사되어 제 1 프리즘(15)의 출사면으로부터 직각으로 출사된다.
한편, 제 1 반도체 레이저(1a)로부터 출사된 제 1 레이저 빔은 제 1 커플링 렌즈(2a)를 투과하여 제 2 프리즘(15')의 입사면에 직각으로 입사하고, 편광분리막(18)을 투과한 다음 제 1 프리즘(15)의 출사면으로부터 직각으로 출사된다.
제 1 프리즘(15)으로부터 소정간격을 두고 서로 분리되어 출사된 제 1 및 제 2 레이저 빔은 레이저 빔의 형상을 정형화시키는 개구 제어기(19)를 통과한 후, 원통 렌즈(4)를 경유하여 스핀들 모터(14)에 의해 화살표(A) 방향으로 고속으로 회전하는 회전 다면경(5a)의 편향판과 충돌하여 편향된다. 그 다음, 제 1 및 제 2 레이저 빔은 제 1 및 제 2 에프-쎄타 렌즈(6a, 6b)를 경유하여 반사경(9)에 의해 반사된 후, 감광드럼(20)의 피주사면 상에 다수의 광 스팟으로서 집광되어, 2개의 인쇄라인(7)을 주 주사방향에 따라 주사한다. 이 때, 감광드럼(20)은 구동모터(도시하지 않음)에 의해 화살표(B) 방향으로 회전하도록 구동됨으로, 주 주사방향을 따른 광 스팟들의 주사 운동 및 부 주사방향에 따른 감광드럼(20)의 운동의 결과로 정전잠상이 감광드럼(20) 상에 형성된다.
한편, 회전 다면경(5a)에 의해 편향된 제 1 및 제 2 레이저 빔 중 일부는 거울(8)에 의해 반사되고, 동기신호 센서(11) 를 통해 동기신호 발생회로(23)에 전달되고, 동기신호 발생회로(23)는 동기 신호를 발생시킨다. 동기신호 발생회로(23)에 의해 발생된 동기신호는 중앙처리 장치(12)로 입력되고, 중앙처리 장치(12)는 피주사면 상의 광 스팟들의 주사시작 타이밍 및 화상형성 타이밍을 제어한다.
그러나, 이와 같이 동작하는 종래의 멀티빔 광주사장치(10)는 1/2 파장판(16), 반사면(17)과 편광분리막(18)을 갖는 프리즘(15), 및 직각 프리즘(15')으로 구성되는 복잡한 광 합성 및 조정부(3)를 사용하기 때문에, 다음과 같은 문제점들이 발생할 수 있었다.
첫째, 광 합성 및 조정부(3)의 각 구성요소가 분리되어 제작될 때, 제작오차에 기인하는 각도 또는 길이상의 오차가 발생하는 경우 합성되는 레이저 빔간의 출사각도 및 간격이 서로 다르게 되어 화상품질이 저하되는 문제가 발생하였다.
둘째로, 광 합성 및 조정부(3)를 구성하기 위해서는 1/2 파장판(16), 반사면(17), 편광분리막(18), 프리즘(15), 직각 프리즘(15') 등 다수의 부품이 필요하여 제조 코스트가 올라갈 뿐 아니라, 또 이들 부품들을 서로 접합하여야 함으로 프리즘의 각도 및 접합오차로 인한 불량발생 가능성이 있었다.
셋째로, 부품 제작 또는 조립상 오차가 발생할 경우, 광 합성 및 조정부(3)를 조정할 수 있는 방법은 광원을 구성하는 반도체 레이저(1a, 1b)를 대각선방향으로 회전시키거나 광 합성 및 조정부(3)를 일정 각도로 회전시키는 방법 밖에 없음으로, 오차 조정 또는 보정이 거의 불가능한 문제점이 있었다.
마지막으로, 편광분리막(18)을 사용하여 제 1 반도체 레이져(1a)로부터 방출된 제 1 레이저 빔은 통과시키고 제 2 반도체 레이저(1b)로부터 방출된 제 2 레이저 빔은 반사시켜 2개의 레이저 빔을 합성함으로, 레이저 빔간의 편광 방향이 달라지는 문제점이 있었다, 이 경우, 타 광학부품의 편광 방향별 투과율이 다르면, 피주사면상의 빔 강도가 서로 다르게 되어 화상품질을 떨어뜨리는 직접적인 요인이 될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 많은 부품을 필요로 하지 않아 제작이 쉬울 뿐 아니라 광 플럭스의 합성과 광 플럭스의 방향 및 각도를 효율적으로 조정할 수 있는 멀티빔 광주사장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 프리즘 및/또는 반사면의 위치와 각도를 이용하여부품 제작 및 조립상 오차를 능동적으로 조절할 수 있는 멀티빔 광주사장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 멀티빔 광주사장치의 개략적인 배치를 예시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 멀티빔 광주사장치의 입사광용 광학계의 평단면도.
도 3은 본 발명에 일치하는 멀티빔 광주사장치의 배치를 예시하는 사시도.
도 4는 도 3에 도시한 멀티빔 광주사장치의 입사광용 광학계의 개략 평단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1a, 1b, 101a, 101b: 반도체 레이저 2a, 2b, 102a, 102b: 커플링 렌즈
3, 103: 광 합성 및 조정부 4, 104: 원통렌즈
5, 105: 광 편향기 5a, 105a: 회전 다면경
6a, 6b, 106a, 106b: 에프-세타 렌즈 7, 107: 인쇄라인
8, 108: 거울 9, 109: 반사경
10, 100: 광주사장치 11, 111: 동기신호센서
12: 중앙처리장치 14, 114: 모터
15, 15', 116: 프리즘 16: 1/2 파장판
17, 117: 반사면 18: 편광분리막
19: 개구제어기 20, 120: 감광드럼
23: 동기신호 발생회로 116a: 입사면
116b: 출사면 118: 투과/반사부
121: 케이스 122: 회로기판
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 광원; 복수의 광원으로부터 방출된 복수의 광 플럭스를 편향시키기 위한 광 편향기; 및 복수의 광원 중 일부로부터 방출된 제 1 광 플럭스를 소정 위치와 각도로 반사하는 반사면과, 반사면으로부터 반사된 제 1 광 플럭스와 복수의 광원중 나머지로부터 방출된 제 2 광 플럭스를 입사시켜 합성하고 소정의 출사 위치와 각도로 출사시키는 프리즘을 구비하는복수의 광원에서 방출된 복수의 광 플럭스를 광 편향기로 안내하는 입사광용 광학계를 포함하는 복수의 광 플럭스로 주사면을 주사하기 위한 멀티빔 광주사장치에 있어서, 입사광용 광학계는 반사면 및/또는 프리즘의 각도와 위치를 조절함에 따라 프리즘에서 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 출사 위치와 각도를 조절할 수 있도록 한 멀티빔 광주사장치를 제공한다.
양호한, 실시예에 있어서, 복수의 광원은 회로기판의 동일한 평면에 일정한 간격을 두고 장착된 복수의 반도체 레이저로 구성된다.
프리즘은 위치와 각도를 조정할 수 있도록 조절할 수 있게 고정 설치되며, 위치조절을 통해 프리즘으로부터 출사되는 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 거리를 조정하고, 각도조절을 통해 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 각도를 평행, 수렴 또는 발산하는 각도로 조정한다.
또한, 프리즘으로 입사되는 제 1 및 제 2 광 플럭스는 최소한 2회 이상 반사또는 굴절된 후 출사되도록 구성된다. 이를 위해, 입사광용 광학계는 프리즘을 통해 입사된 제 2 광 플럭스를 반사함과 동시에 반사면을 통해 반사된 제 1 광 플럭스를 입사 시켜 상기 제 2 레이저 빔과 동일하거나 소정의 각도차를 갖는 각도로 굴절하여 투과하는 투과/반사부를 포함하며, 프리즘은 제 2 광 플럭스를 입사시켜 투과/반사부를 향하여 소정각도로 굴절시키는 입사면, 및 투과/반사부를 통해 각각 투과 및 반사된 제 1 및 제 2 광 플럭스를 소정각도로 굴절하여 출사시키는 출사면을 포함한다. 투과/반사부는 미리 설정된 광 플럭스의 편광방향을 변화하거나 투과 및 반사율을 조정하는 부재로 구성된다. 또한, 프리즘은 유리(glass) 또는 프라스틱(plastic) 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
반사면은 위치와 각도를 조정할 수 있도록 조절할 수 있게 고정 설치되며, 위치조절을 통해 프리즘으로부터 출사되는 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 거리를 조정하고, 각도조절을 통해 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 각도를 평행, 수렴 또는 발산하는 각도로 조정한다.
본 발명의 멀티빔 광주사장치에 있어서, 입사광용 광학계는 복수의 광원으로부터 방출된 복수의 광 플럭스를 평행하게 하거나, 수렴 또는 발산하는 광으로 만들기 위한 렌즈를 더 포함한다.
렌즈, 프리즘, 및 반사면은 광 플럭스의 투과율 또는 반사율을 증가시키기 위한 부재를 추가로 갖는다. 또한, 복수의 광원, 렌즈, 프리즘, 및 반사면은 구조물간 위치변동 등에 의한 성능저하를 방지하기 위해 동일한 지지부재에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티빔 광주사장치를 첨부도면에 관하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 일치하는 멀티빔 광주사장치(100) 및 그것을 구성하는 입사광용 광학계가 각각 도시되어 있다.
본 발명의 멀티빔 광주사장치(100)는 금속 캔, 또는 케이스(121, 도 4), 제 1 및 제 2 레이저 빔을 방출하는 제 1 및 제 2 반도체 레이저(101a, 101b), 각 반도체 레이저(101a, 101b)에 대응하게 배치된 제 1 및 제 2 콜리메이터 또는 커플링 렌즈(102a, 102b), 제 1 및 제 2 커플링 렌즈(102a, 102b)를 통과한 제 1 및 제 2 레이저 빔을 합성 및 조정하여 소정간격으로 출사하는 광 합성 및 조정부(103), 제 1 및 제 2 레이저 빔들의 경로를 따라 배열된 선형화상을 생성하기 위한 원통 렌즈(104), 및 제 1 및 제 2 레이저 빔의 반사방향을 편향시키는 회전 다면경(105a)을 구비한 광 편향기(105)를 포함한다.
제 1 및 제 2 반도체 레이저(101a, 101b)는 회로구성 및 설계여유를 갖도록 케이스(121) 내에 배치된 회로기판(122)의 동일한 평면에 일정한 간격을 두고 장착된다.
제 1 및 제 2 커플링 렌즈(102a, 102b)는 비구면 또는 구면 형상을 가지며, 유리 또는 프라스틱재질로 형성된다. 이 렌즈들(102a, 102b)은 제 1 및 제 2 반도체 레이저(101a, 101b)로부터 방출되는 제 1 및 제 2 레이저 빔을 소정의 광, 즉 평행하거나 수렴 또는 발산하는 광으로 만들어 주는 역할을 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 광 합성 및 조정부(103)는 제 1 반도체레이저(101a)로부터 방출되어 제 1 커플링 렌즈(102a)를 통과한 제 1 레이저 빔을 소정 위치와 각도로 반사하도록 조절할 수 있는 반사면(117), 제 2 반도체 레이저(101b)로부터 방출되어 제 2 커플링 렌즈(102b)를 통과한 제 2 레이저 빔을 입사시켜 반사면(117)으로부터 반사된 제 1 레이저 빔과 합성하고 소정의 출사 위치와 각도로 출사시키는 프리즘(116), 및 반사면(117)을 통해 반사된 제 1 레이저 빔은 입사 시켜 소정 각도로 굴절하여 투과하는 반면 프리즘(116)을 통해 입사된 제 2 레이저 빔은 소정각도로 반사하도록 프리즘(116)의 일측면에 형성된 투과/반사부(118)로 구성된다.
반사면(117)은 반사 각도와 위치를 조정할 수 있도록 케이스(121)내에서 나사(도시하지 않음), 레버(도시하지 않음) 등과 같은 조절수단을 통해 조절할 수 있게 고정 설치된다. 따라서, 프리즘(116)에서부터 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 거리(L)는 반사면(117)의 위치조절을 통해 조정되며, 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 각도를 평행, 수렴 또는 발산하는 각도로 조정하는 것은 반사면(117)의 각도조절을 통해 조절될 수 있다.
프리즘(116)은 제 2 레이저 빔을 입사시켜 소정각도로 굴절시키는 입사면(116a), 및 투과/반사부(118)를 통해 각각 투과 및 반사된 제 1 및 제 2 레이저 빔을 소정각도로 굴절하여 출사시키는 출사면(116b)을 포함한다. 프리즘(116)은 유리(glass) 또는 프라스틱(plastic) 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
선택적으로, 프리즘(116)은 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 출사 위치와 각도를 조정할 수 있도록 나사 또는 고정홀더(도시하지 않음) 등을 통해 조절할 수 있게고정될 수 있다. 이 경우, 반사면(117)과 마찬가지로, 프리즘(116)으로부터 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 거리(L)는 프리즘(116)의 위치조절을 통해 조정될 수 있으며, 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 각도를 평행, 수렴 또는 발산하는 각도로 조정하는 것은 프리즘(116)의 각도조절을 통해 조절될 수 있다.
프리즘(116)의 일측에 설치된 제 1 레이저 빔을 투과하고 제 2 레이저 빔을 반사하는 투과/반사부(118)는 출사되는 레이저 빔의 광량을 동일하게 하기 위해 미리 설정된 만큼 레이저 빔의 편광방향을 변화하거나 투과 및 반사율을 조정하는 부재로 구성된다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 반도체 레이저(101a, 101b)로 부터 방출되어 제 1 및 제 2 커플링 렌즈(102a, 102b)를 통하여 프리즘(116)에 입사된 제 1 및 제 2 레이저 빔은 프리즘(116)의 출사면(116b)를 통해 출사 될 때까지 입사면(116a), 투과/반사부(118) 및 출사면(116b)를 통해 최소한 2회 이상 반사 또는 굴절된 후 출사된다.
좀 더 상세히 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 제 2 커플링 렌즈(102b)를 통과한 후 프리즘(116)으로 입사되는 제 2 레이저 빔은 프리즘(116)의 재질에 의해 정해지는 굴절율 및 프리즘(116)의 위치와 각도를 조정하여 원하는 위치에서 원하는 각도로 최소한 2회 이상 반사 또는 굴절되어 출사하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 입사시 입사면(116a)에서 1회 굴절한 후, 투과/반사부(118)에서 1 회 반사하고 인접한 출사면(116b)에서 굴절되어 출사된다. 한편, 제 1 커플링 렌즈(102a)를 통과한 후 반사면(117)으로 입사되는 제 1 레이저 빔은 반사면(117)에 소정각도로 입사되어 반사된 후 프리즘(116)의 일측에 설치된 투과/반사부(118)에 소정각도로 입사하게 된다. 투과/반사부(118)를 통과한 제 1 레이저 빔은 프리즘(116)에 입사되어 제 2 레이저 빔과 동일하거나 소정의 각도차를 가지면서 굴절된 후, 프리즘(116)의 출사면(116b)를 통해 다시 굴절되어 출사된다.
본 발명의 멀티빔 광주사장치에서, 제 1 및 제 2 커플링 렌즈(102a, 102b), 프리즘(116), 및 반사면(117)은 각각 레이저 빔의 투과율 또는 반사율을 증가시킬 수 있는 부재를 추가로 설치할 수 있다. 또한, 이들 장치들은 구조물간 위치변동 등에 의한 성능저하를 방지하기 위하여 제 1 및 제 2 반도체 레이저(101a, 101b)와 함께 동일한 지지부재에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
다시, 도 3을 참조하면, 원통렌즈(104)는 제 1 및 제 2 레이저 빔에 대해 미리 결정된 굴절 효과를 나타내게 하여 선형 화상을 생성하도록 광 편향기(105) 앞에 배치된다.
광 편향기(105)를 구성하는 회전 다면경(105a)는 스핀들 모터(114)에 의해 지지되어 고속으로 화살표(A) 방향으로 회전하도록 구동되고, 제 1 및 제 2 레이저 빔을 편향판으로 편향시킨다.
또한, 본 발명의 멀티빔 광주사장치(100)는 회전 다면경(105a)에 의해 편향된 제 1 및 제 2 레이저 빔에 포함된 오차를 보정하는 제 1 및 제 2 에프-세타 렌즈(106a, 106b), 및 제 1 및 제 2 에프-세타 렌즈(6a, 6b)를 통과한 제 1 및 제 2 레이저 빔을 감광드럼(120)과 같은 감광체의 피주사면에 반사하는 반사경(109)을 구비하는 광주사부를 포함한다. 이 광주사부는 회전 다면경(105a)의 편향판에 의해편향되는 대부분의 제 1 및 제 2 레이저 빔의 경로 상에 배치된다.
거울(108)은 제 2 에프-세타 렌즈(106b)의 단부를 통과하는 제 1 및 제 2 레이저 빔의 일부 경로 상에 배치되고, 주사동기를 위한 동기신호 센서(111)는 거울(108)에 의해 반사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔의 경로 상에 배치된다.
이와 같이, 본 발명의 멀티빔 광주사장치(100)는 입사광 광학계를 구성하는 광 합성 및 조정부(103)가 위치와 각도를 조절 할 수 있는 입사면, 및 투과/반사부를 형성한 프리즘으로만 구성됨으로, 제작이 쉬울 뿐 아니라 레이저 빔의의 합성과 레이저 빔의 방향 및 각도를 효율적으로 조정할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 일치하는 멀티빔 광주사장치(100)의 작용을 도 3 및 도 4와 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 2 반도체 레이저(101b)로부터 방출된 제 2 레이저 빔은 제 2 커플링 렌즈(102b)에 의해 평행하게 되거나 수렴 또는 발산하는 광으로 만들어진다. 그 다음, 제 2 레이저 빔은 프리즘(116)의 입사면(116a)에 소정각도로 입사하여 프리즘(116)의 재질에 의해 정해지는 굴절율 및 프리즘(116)의 각도에 따라 굴절된 후, 프리즘(116)의 일측면에 설치된 투과/반사부(118)에 입사되어 소정각도로 반사되고, 다시 인접한 출사면(116b)에서 굴절되어 출사된다.
이 때, 제 1 반도체 레이저(101a)로부터 방출된 제 1 레이저 빔은 제 1 커플링 렌즈(102a)에 의해 평행하게 되거나 수렴 또는 발산하는 광으로 만들어 진다. 제 1 커플링 렌즈(102a)를 통과한 후, 제 1 레이저 빔은 반사면(117)에 소정각도로 입사되어 반사된 후, 다시 투과/반사부(118)에 소정 각도로 투과 입사하게 된다.그 후, 제 1 레이저 빔은 프리즘(116)에 입사되어 제 2 레이저 빔과 동일하거나 소정의 각도차를 가지면서 굴절된 후 프리즘(116)의 출사면(116b)를 통해 다시 굴절되어 출사하게 된다. 이 때, 반사면(117) 및/또는 프리즘(116)의 위치를 조정하면, 투과/반사부(118)를 통해 프리즘(116)을 통과 및 굴절하는 제 1 레이저 빔의 경로가 변경되어 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔간의 거리(L)를 조정하는 것이 가능하다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 레이저 빔은 광 합성 및 조정부(103)에서 합성되어 서로 평행하고 부주사 향향으로 미소한 간격을 두고 서로 분리되어 출사된다.
그 후, 출사된 제 1 및 제 2 레이저 빔은 원통 렌즈(104)를 거쳐 회전 다면경(105a)에 입사하게 된다. 회전 다면경(105a)은 화살표(A) 방향으로 스핀들 모터(114)에 의해 고속으로 회전하도록 구동되어 제 1 및 제 2 레이저 빔을 편향판에 의해 편향시킨다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 레이저 빔은 에프-쎄타즈들(106a, 106b)을 통과하여 반사경(109)에 의해 반사된 후, 감광 드럼(120)의 피주사면 상에 다수의 광 스팟으로서 집광된다. 광 스팟들은 2개의 레이저 빔이 편향됨에 따라서 주 주사방향을 따라서 인쇄라인(107)을 주사하게 된다. 이 때, 인쇄라인(107)을 형성하는 주사선간의 간격오차가 발생할 경우, 반사면(117) 및/또는 프리즘(116)의 각도를 조정하면, 프리즘(116)에서 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔 상호간의 각도를 평행하게 하거나 수렴 또는 발산하는 각도가 조정되어 보정될 수 있다.
한편, 감광 드럼(120)은 구동모터에 의해 화살표(B) 방향으로 회전하도록 구동되고, 부 주사방향을 따라서 광 스팟들에 대해 상대적으로 이동한다. 따라서,정전잠상은 주 주사방향을 따른 광 스팟들의 주사 운동 및 부 주사방향에 따른 감광드럼(120)의 운동의 결과로 감광드럼(120) 상에 형성된다.
이 때, 회전 다면경(105a)에 의해 편향된 제 1 및 제 2 레이저 빔 중 일부는 거울(108)에 의해 반사되고, 동기신호 센서(111)에 의해 수신된다. 동기신호 센서(111)와 접속된 동기신호 발생회로(도시하지 않음)는 동기신호 센서(111)의 출력에 따라서 동기신호를 발생시킨다. 동기신호 발생회로에 의해 발생된 동기신호는 중앙처리 장치(도시하지 않음)로 입력되고, 중앙처리 장치는 피주사면 상의 광 스팟들의 주사시작 타이밍 및 화상형성 타이밍을 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 일치하는 멀티빔 광주사장치는 직각프리즘, 1/2 파장판 등과 같은 부품을 필요로 하지 않아 제작이 쉬울 뿐 아니라, 레이저 빔의의 합성과 레이저 빔의 방향 및 각도를 효율적으로 조정할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 멀티빔 광주사장치는 동일한 광주사장치에서 프리즘 및/또는 반사면의 각도를 조정하는 것에 의해 레이저 빔들이 동일한 출사각도와 간격을 갖도록 할 수 있음으로, 우수한 화상품질을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 멀티빔 광주사장치는 프리즘 및/또는 반사면의 위치와 각도를 이용하여 부품 제작 및 조립상 오차를 능동적으로 조절할 수 있음으로, 설계 및 조립상의 여유를 제공해 준다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.
Claims (12)
- 복수의 광원; 상기 복수의 광원으로부터 방출된 복수의 광 플럭스를 편향시키기 위한 광 편향기; 및 상기 복수의 광원 중 일부로부터 방출된 제 1 광 플럭스를 소정 위치와 각도로 반사하는 반사면과, 상기 반사면으로부터 반사된 상기 제 1 광 플럭스와 상기 복수의 광원중 나머지로부터 방출된 제 2 광 플럭스를 입사시켜 합성하고 소정의 출사 위치와 각도로 출사시키는 프리즘을 구비하는 상기 복수의 광원에서 방출된 상기 복수의 광 플럭스를 상기 광 편향기로 안내하기 위한 입사광용 광학계를 포함하는 상기 복수의 광 플럭스로 주사면을 주사하기 위한 멀티빔 광주사장치에 있어서,상기 입사광용 광학계는 상기 반사면 및/또는 상기 프리즘의 각도와 위치를 조절함에 따라 상기 프리즘에서 출사되는 상기 제 1 및 제 2 광플럭스간의 출사 위치와 각도를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 복수의 광원은 회로기판의 동일한 평면에 일정한 간격을 두고 장착된 복수의 반도체 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 프리즘은 상기 위치와 상기 각도를 조절할 수 있게 고정되어, 상기 위치조절을 통해 상기 프리즘으로부터 출사되는 상기 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 거리를 조정하고, 상기 각도조절을 통해 상기 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 각도를 평행, 수렴 또는 발산하는 각도로 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 프리즘으로 입사되는 상기 제 1 및 제 2 광 플럭스는 최소한 2회 이상 반사 또는 굴절된 후 출사되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 4항에 있어서,상기 입사광용 광학계는, 상기 프리즘을 통해 입사된 상기 제 2 광 플럭스를 반사함과 동시에 상기 반사면을 통해 반사된 상기 제 1 광 플럭스를 입사 시켜 상기 제 2 레이저 빔과 동일하거나 소정의 각도차를 갖는 각도로 굴절하여 투과하는 투과/반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 프리즘은,상기 제 2 광플럭스를 입사시켜 상기 투과/반사부를 향하여 소정각도로 굴절시키는 입사면; 및상기 투과/반사부를 통해 각각 투과 및 반사된 상기 제 1 및 제 2 광 플럭스를 소정각도로 굴절하여 출사시키는 출사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 6항에 있어서, 상기 프리즘은 유리 또는 프라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 투과/반사부는 미리 설정된 광 플럭스의 편광방향을 변화하거나 투과 및 반사율을 조정하는 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 반사면은 상기 위치와 상기 각도를 조절할 수 있게 고정되어, 상기 위치조절을 통해 상기 프리즘으로부터 출사되는 상기 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 거리를 조정하고, 상기 각도조절을 통해 상기 제 1 및 제 2 광 플럭스 간의 각도를 평행, 수렴 또는 발산하는 각도로 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 입사광용 광학계는 상기 복수의 광원으로부터 방출된 상기 복수의 광 플럭스를 평행하게 하거나, 수렴 또는 발산하는 광으로 만들기 위한 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 렌즈, 상기 프리즘, 및 상기 반사면은 각각 광 플럭스의 투과율 또는 반사율을 증가시키기 위한 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 복수의 광원, 상기 렌즈, 상기 프리즘, 및 상기 반사면은 구조물간 위치변동 등에 의한 성능저하를 방지하기 위해 동일한 지지부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광주사장치.
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