KR20050006273A - 컬러프린터용 이중 다각형 레이저 프린터헤드 - Google Patents

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KR20050006273A
KR20050006273A KR10-2004-7019100A KR20047019100A KR20050006273A KR 20050006273 A KR20050006273 A KR 20050006273A KR 20047019100 A KR20047019100 A KR 20047019100A KR 20050006273 A KR20050006273 A KR 20050006273A
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크리스토퍼 그레고리 치
다니엘유진 파웰리
얼 도슨 워드Ⅱ
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렉스마크 인터내셔널, 인코포레이티드
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Abstract

컬러 레이저 프린터에 특히 유용한 광 시스템(10). 네 개의 이미지 시스템이 제공되는데, 흑색, 진분홍색, 청록색 및 노란색 각각에 하나씩 대응한다. 각 이미지 시스템은 별도의 사전-스캐닝 조립체(30,40,70,80) 및 사후-스캐닝 광 조립체(110,120,130,140)를 가진다. 두 개의 스캐닝 다각형(52,92)이 제공되는데, 각 스캐닝 다각형은 두 개의 이미지 시스템에 의해 공유된다. 각 스캐닝 다각형에 의해 공유되는 사전-스캐닝 광 조립체 양자는 실질적으로 유사한 거울 이미지 각도에서 스캐닝 조립체(50,90)의 동일한 측면 상에 제공되어서, 스캐닝 이미지 정합 에러를 줄인다. 사전-스캐닝 및 사후-스캐닝 광 조립체는 조정성을 개선하였다.

Description

컬러프린터용 이중 다각형 레이저 프린터헤드{DUAL POLYGON LASER PRINTHEAD FOR A COLOR PRINTER}
레이저 프린터에 사용되는 광 시스템은, 세 개의 하부 시스템, 즉, 사전-스캐닝 광 하부 시스템, 스캐닝 하부 시스템, 및 사후-스캐닝 하부 시스템을 가지는 것을 특징으로 하는데, 각각은 그 요소들을 적절하게 위치시키기 위하기 알맞은 장착 하드웨어를 가진다. 통상적으로, 사전-스캐닝 광 하부 시스템은 광원으로서 기능하는 높은 빔 방사율을 가지는 레이저 다이오드, 시준기 렌즈, 및 사전-스캐닝 렌즈를 포함한다. 시준기 렌즈는 레이저 다이오드에서 방사되는 빛으로부터 시준된 빔을 만들어낸다. 사전-스캐닝 렌즈는 상기 가공된 빔을 웨이스트(waist)에 초점을 맞춘다.
스캐닝 하부 시스템은 본질적으로 모터 구동의, 회전 가능한, 다각형 반사기인데, 상기 반사기는 프린터의 작동 동안에 회전하는, 인접한 외주 거울면, 또는 자른 면(facet)을 가진다. 거울면은 사전-스캐닝 광 하부 시스템으로부터의 시준되고 집중된 빔을 반사한다. 반사기의 회전 방향은, 레이저 프린터에서의 광감응 드럼과 같은 스캐닝된 대상체로 향하는 빔의 스캐닝 방향을 결정한다. 광 시스템의 설치 동안에, 사전-스캐닝 시스템 요소는 다각형 반사기와 적절하게 정렬되어야 하고, 다각형 반사기에 의한 적절한 빔 반사율을 위하여 적절한 각도로 정렬되어야 한다.
공지의 사후-스캐닝 광 시스템은 스캐닝 하부 시스템의 다각형 반사기로부터 반사된 광 빔을 레이저 인쇄 작업에 적합한 스폿 사이즈(spot size)를 가지는 빔으로 변환하기 위하여 기능하고, 당해 기술분야에서 에프-세타(f-theta lens) 렌즈 시스템이라 알려진 것으로 기능하는 렌즈를 포함한다. 에프-세타 렌즈 시스템은, 다각형 자른 면의 회전 각도에서의 선형적인 변화를 위하여 스캐닝된 대상체에 대한 위치가 거의 선형적으로 변하도록 하기 위하여, 이론상, 스캐닝 거울 방향 각도 세타의 함수로서 스캐닝된 대상체에 대한 스폿 위치 선정을 보상하는 기능을 한다. 게다가, 이러한 사후- 스캐닝 광 시스템은 자른 면 대 자른 면으로 발생되는 가공 방향 지터(jitter)의 가능성 최소화하기 위하여 가공 방향 교정을 제공한다. 사후-스캐닝 광 하부 시스템은 프린터 장치의 기하학적 구조에 맞추어지도록 하기 위하여 하나 이상의 접철 거울을 또한 포함한다. 레이저 프린터의 설치 동안에, 접철 거울을 위치시키고 접철 거울 스캐닝 이미지 라인에 적절하게 에프-세타 렌즈 또는 렌즈들을 정렬시켜서, 스캐닝 이미지 빔이 원하는 위치에서 광전도성 부재를 타격하도록 하는 것이 필요하다. 두 개 이상의 에프-세타 렌즈가 사용될 때, 프린터의 설치는 서로에 대한 에프-세타 렌즈들의 적절한 정렬을 또한 요구한다. 과거에 알려진 바대로, 각 에프-세타 렌즈에 대한 별도의 장착 하드웨어는 정렬상의 어려움을 가지는데, 이는 각 렌즈가 하부 시스템의 전체 공차 에러에 대한 공차 에러를 제공하기 때문이다.
사전-스캐닝 광 하부 시스템은 레이저 다이오드 소스와 회전 가능한 다각형 반사기 사이의 광 빔 축을 한정하고, 그 축에 대한 빔 직경과 곡률을 설정한다. 이러한 하부 시스템에 사용된 광 요소는 디자인 관점에서는 상대적으로 복잡한 것은 아니지만, 사전-스캐닝 광 하부 시스템은 레이저 다이오드에 대한 연결의 효율성 및 사이즈에 대한 고려로서 많은 수의 홈을 가진 매우 짧은 초점 길이의 광학 요소를 이용한다. 결과적으로, 요소 공차 및 배치 정확성에 대한 민감도는 매우 중요하다. 또한, 사전-스캐닝 광 하부 시스템은, 다각형 반사기에 대한 정밀한 위치에서, 스캐닝 방향에 수직인, 교차 스캐닝 또는 가공 방향에서 빔 웨이스트를 만들어내기 위하여 필요하게 된다. 그러므로, 스캐닝 하부 시스템에 대한 사전-스캐닝 시스템의 적절한 배향 또는 정렬은 중요하다.
컬러 레이저 프린터는 네 개의 인쇄 스테이션을 채택하고 있는데, 이들은 각각 흑색, 진분홍색, 청록색 및 노란색 토너에 대한 것이다. 각 인쇄 스테이션이 별도의 사전-스캐닝, 스캐닝 및 사후-스캐닝 하부 시스템을 가지도록, 각 인쇄 스테이션을 어느 정도의 독립적인 시스템으로 제공하는 것은 알려져 있다. 그러므로, 광 스캐닝 시스템의 세 가지 주요 하부 시스템의 각 요소는, 각 인쇄 스테이션에 대하여 한 번씩, 프린터에 네 번 제공된다.
레이저 프린터의 전체 비용 면에서, 광 시스템을 포함하는 프린터 헤드는 보다 비싼 요소 중 하나이고, 광 시스템은 상기 비용의 대부분을 차지한다. 레이저프린터용 광 시스템 중 가장 비싼 요소는 스캐닝 하부 시스템의 다각형 거울/모터 요소이다. 네 개의 다각형 반사기가 사용되는 컬러 프린터에서, 이러한 가장 비싼 비용의 요소는 네 번 공급된다.
최고 품질의 인쇄를 위하여, 네 개의 스캐닝 빔으로 컬러 이미지를 인쇄함에 있어서, 각 프린터헤드 이미지 시스템에 의해 형성된 위치 에러를 최소화하는 것이 중요하다. 네 개의 프린터헤드로부터의 통합 에러는 수용할 수 없는 정도의 이미지 품질을 초래할 수 있다. 각 스캐닝 이미지는 다른 스캐닝 이미지에 대하여 정확하게 위치되어야 하며, 위치 결정에서의 에러는 "정합" 에러로서 언급된다.
그래서, 최고 품질의 이미지를 만들어내기 위하여, 사전-스캐닝, 스캐닝 및 사후-스캐닝 하부 시스템의 요소들을 프린터헤드 광 시스템 내에서 서로에 대하여 정렬할 필요가 있고, 나아가 다른 프린터헤드에 대하여 하나의 프린터헤드를 정렬해서 네 개의 스캐닝 이미지가 서로에 대하여 적절하게 정합되도록 할 필요가 있다.
당해 기술분야에서 요구되는 것은, 비용과 정합 스캐닝 에러를 최소화하는 커러 레이저 스캐닝 디바이스용의 개선된 광 시스템이고, 또한 광학적 성능 요구사항을 맞추기 위하여 상기 디바이스의 조립 및 설치가 용이해야 한다는 것이다.
본 발명은 레이저 스캐닝 디바이스에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 컬러 레이저 프린터에 사용되는 광 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 광 시스템의 사시도로서, 중요한 광 요소들을 도시하고 있고;
도 2는 도 1에 도시된 광 시스템의 사시도로이나, 광 요소들에 대한 다양한장착 플랫폼도 함께 도시하고 있다.
본 발명은 각 프린터헤드에 대한 별도의 사전-스캐닝 및 사후-스캐닝 광 조립체를 포함하는 컬러 레이저 이미지 디바이스용 레이저 이미지 시스템을 제공한다. 두 개의 프린터헤드는 공통 스캐닝 조립체를 공유해서, 오직 두 개의 스캐닝 조립체만이 네 개의 컬러 디바이스에서 요구되게 한다. 사전-스캐닝 및 사후-스캐닝 조립체는 조정을 위한 구조를 개선하였다.
본 발명은, 일실시예에 있어서, 제1, 제2, 제3 및 제4 사전-스캐닝 광 조립체; 제1, 제2, 제3 및 제4 사후-스캐닝 광 조립체; 그리고 제1 및 제2 스캐닝 조립체를 가진 레이저 스캐닝 컬러 이미지 디바이스를 포함한다. 각 스캐닝 조립체는 회전 가능한 다각형 반사기와, 상기 다각형 반사기의 회전 중심 축을 포함한다. 사전-스캐닝 광 조립체 중 둘 및 사후-스캐닝 광 조립체 중 둘은 스캐닝 조립체 중 하나와 작동 가능하게 관련되어 있고, 사전-스캐닝 광 조립체의 다른 둘 및 사후-스캐닝 광 조립체의 다른 둘은 스캐닝 조립체의 다른 하나와 작동 가능하게 연관되어 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 사후-스캐닝 조립체 각각은 제1 및 제2 에프-세타 렌즈 및 상기 에프-세타 렌즈를 고정하는 프레임 부재를 포함한다.
본 발명은, 다른 실시예에서, 레이저 스캐닝 디바이스용 사후-스캐닝 조립체를 포함한다. 사후-스캐닝 조립체는 수캐닝 이미지 라인; 제1 및 제2 에프-세타 렌즈; 및 조정 가능한 프레임을 가지는 접철 거울을 포함한다. 제1 및 제2 에프-세타 렌즈는 상기 프레임 상에 장착된다.
본 발명은, 또 다른 실시예에서, 제1 다각형 축에 대하여 회전할 수 있는 제1 다각형 반사기를 가지는 컬러 레이저 프린터, 제1 다각형 반사기를 향해 광 빔을 배향하도록 작동 가능하게 배치된 제1 및 제2 사전-스캐닝 조립체, 그리고 제1 다각형 반사기로부터 제1 및 제2 스캐닝 빔의 형태로 반사된 빛을 수신할 수 있도록 구성되고 배열된 제1 및 제2 사후-스캐닝 광 조립체를 포함한다. 제1 사후-스캐닝 광 조립체는 제1 사전-스캐닝 조립체에서 기원한 반사광을 수신하고, 제2 사후-스캐닝 광 조립체는 제2 사후-스캐닝 조립체에서 기원한 반사광을 수신한다. 제1 PC 드럼은 제1 사후-스캐닝 광 조립체로부터 반사광을 수신하도록 작동 가능하게 배열되고; 제2 PC 드럼은 제2 사후-스캐닝 광 조립체로부터 반사된 스캐닝 광을 수신하도록 작동 가능하게 배열된다. 제1 및 제2 사후-스캐닝 광 조립체 각각은 스캐닝 이미지 라인; 프레임; 그리고 상기 프레임에 부착된 제1 및 제2 에프-세타 렌즈를 가지는 접철 거울을 포함한다.
본 발명은, 또 다른 실시예에서, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체를 포함하는데, 상기 디바이스는 일 축을 중심으로 회전 가능한 다각형 반사기를 구비한 스캐닝 시스템을 포함한다. 사전-스캐닝 조립체는 다각형 반사기에서 광의 제1 빔을 방사하기 위한 제1 레이저 다이오드 시준 모듈, 및 다각형 반사기에서 광의 제2 빔을 방사하기 위한 제2 레이저 다이오드 시준 모듈을 가진다. 제1 및 제2 레이저 시준 모듈은 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착된다. 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 다각형 반사기의 축을 중심으로 회전 가능하다.
본 발명의 이점은 레이저 스캐닝 디바이스로서 상기 디바이스에서 요구되는 보다 값비싼 요소들의 수를 줄이고, 프린터의 대응하는 시스템에서 동일한 요소를 사용함으로써 제조 및 조립에 대한 비용을 줄일 수 있는 레이저 스캐닝 디바이스를 제공하는 것이다.
다른 이점은 레이저 스캐닝 디바이스로서 조립, 설치, 및 상기 디바이스의 다양한 요소들간의 조정이 간단한 레이저 스캐닝 디바이스를 제공하는 것이다.
또 다른 이점은 개별 컬러 이미지간의 스캐닝 방향에 있어서의 정합 에러를 줄일 수 있는 레이저 스캐닝 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한, 그리고 그 외의 다른 특징 및 이점, 그리고 그 실현 방식은 보다 명확해질 것이고 본 발명은 첨부한 도면과 함께 본 발명의 실시예에 대한 아래의 기술을 참조하여 더 잘 이해될 것이다.
동일한 참조 번호는 전 도면에 걸쳐서 동일한 부품을 나타낸다. 본 명세서에 있어서, 예제는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 나타내는 것으로서 그러한 예제는 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
도면들, 특히 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 스캐닝 컬러 이미지 디바이스(10)가 도시되어 있다. 디바이스(10)는, 각각 흑색, 진분홍색, 청록색 및 노란색 토너에 대한 네 개의 프린터헤드(12,14,16,18)를 포함한다. 프린터헤드(12,14,16,18)는 광감응 드럼(22,24,26,28)과 같은 광감응 요소 각각에 알려진 방식으로 정전기적 잠상(electrostatic latent image)을 형성하기 위하여 작동한다.현상 유닛(미도시)으로부터의 흑색, 진분홍색, 청록색 및 노란색 토너는 광감응 드럼(22,24,26,28) 각각의 잠상에 가해진다. 그 후에 토너 이미지는 최종 이미지를 수용하기 위한 원하는 매체에 직접 또는 간접 중의 하나의 방식으로 가해지고, 토너 이미지는 열과 압력을 가하여 퓨저(fuser) 유닛(미도시)내의 매체에 고착된다.
흑색 이미지를 형성하기 위한 프린터헤드(12)는 사전-스캐닝 조립체(30)를 포함한다. 상기 조립체(30)의 레이저 다이오드 시준 모듈(32)은 레이저 빔(34)을 방사하기 위하여 그 내부에 레이저 다이오드 및 시준 렌즈(미도시)를 가진다. 레이저 빔(34)은, 모두 공지된 방식으로, 빔(34)의 사이즈를 조정하고 집중시키기 위하여 홈(36) 및 사전-스캐닝 렌즈(38)를 통과하여 지나간다.
진분홍색 이미지를 형성하기 위한 프린터헤드(14)는 사전-스캐닝 조립체(40)를 포함한다. 상기 조립체(40)의 레이저 다이오드 시준 모듈(42)은 레이저 빔(44)을 방사하기 위하여 그 내부에 레이저 다이오드 및 시준 렌즈(미도시)를 가진다. 레이저 빔(44)은, 모두 공지된 방식으로, 빔(44)의 사이즈를 조정하고 집중시키기 위하여 홈(46) 및 사전-스캐닝 렌즈(48)를 통과하여 지나간다.
프린터헤드(12) 및 프린터헤드(14)는, 화살표(58)로 표시된, 본 도면에 도시된 바와 같은 시계방향으로 회전하기 위하여 샤프트(56)를 거쳐서 모터(54)에 의해 구동되는 회전 가능한 다각형 반사기(52)를 포함하는, 공통 스캐닝 조립체(50)를 공유한다. 사전-스캐닝 광 조립체(30 및 40)로부터의 레이저 빔(34 및 44)은, 각각, 반사기(52)에 지향된다.
청록색 이미지를 형성하기 위한 프린터헤드(16)는 사전-스캐닝 조립체(70)를포함한다. 상기 조립체(70)의 레이저 다이오드 시준 모듈(72)은 레이저 빔(74)을 방사하기 위하여 그 내부에 레이저 다이오드 및 시준 렌즈(미도시)를 가진다. 레이저 빔(74)은, 모두 공지된 방식으로, 빔(74)의 사이즈를 조정하고 집중시키기 위하여 홈(76) 및 사전-스캐닝 렌즈(78)를 통과하여 지나간다.
노란색 이미지를 형성하기 위한 프린터헤드(18)는 사전-스캐닝 조립체(80)를 포함한다. 상기 조립체(80)의 레이저 다이오드 시준 모듈(82)은 레이저 빔(84)을 방사하기 위하여 그 내부에 레이저 다이오드 및 시준 렌즈(미도시)를 가진다. 레이저 빔(84)은, 모두 공지된 방식으로, 빔(84)의 사이즈를 조정하고 집중시키기 위하여 홈(86) 및 사전-스캐닝 렌즈(88)를 통과하여 지나간다.
프린터헤드(16) 및 프린터헤드(18)는, 화살표(98)로 표시된, 본 도면에 도시된 바와 같은 시계방향으로 회전하기 위하여 샤프트(96)를 거쳐서 모터(94)에 의해 구동되는 회전 가능한 다각형 반사기(92)를 포함하는, 공통 스캐닝 조립체(90)를 공유한다. 사전-스캐닝 광 조립체(70 및 80)로부터의 레이저 빔(74 및 84)은, 각각, 반사기(92)에 지향된다.
프린터헤드(12,14,16 및 18)에 대한 사전-스캐닝 조립체(30,40,70 및 80)는, 각각, 동일한 광 요소를 내재하여서, 가공 및 부품 비용을 최소화한다. 그래서, 레이저 다이오드 시준 모듈(32,42,72,82)은, 홈(36,46,76 및 86); 및 사전-스캐닝 렌즈(38,48,78 및 88)와 같이, 동일한 요소일 수 있다. 프린터 헤드(12 및 14)는 공통 스캐닝 조립체(50)를 공유하고, 프린터 헤드(16 및 18)는 공통 스캐닝 조립체(90)를 공유한다. 그래서 디바이스(10)는, 디바이스(10)에서 가장 비싼 요소인 스캐닝 조립체를 오직 둘만 요하기에, 컬러 레이저 스캐닝 디바이스(10)에 대한 요소에서 상당한 비용이 절감된다. 스캐닝 조립체(50 및 90)는, 반사기(52 및 92) 그리고 모터(54 및 94)와 같은 동일한 요소를 내재하므로, 가공 및 부품 비용을 보다 최소화할 수 있고 조립을 보다 단순화할 수 있다.
프린터헤드(12)는 접철 거울(112)과, 제1 에프-세타 렌즈(116) 및 제2 에프-세타 렌즈(118)를 고정하는 강체 프레임(114)을 가지는 사후-스캐닝 광 조립체(110)를 포함한다. 강체 프레임(114)은 접철 거울(112)의 스캐닝 이미지 라인을 중심으로 선회하도록 장착된다. 프린터헤드(14)는 접철 거울(122)과, 제1 에프-세타 렌즈(126) 및 제2 에프-세타 렌즈(128)를 고정하는 강체 프레임(124)을 가지는 사후-스캐닝 광 조립체(120)를 포함한다. 강체 프레임(124)은 접철 거울(122)의 스캐닝 이미지 라인을 중심으로 선회하도록 장착된다. 프린터헤드(16)는 접철 거울(132)과, 제1 에프-세타 렌즈(136) 및 제2 에프-세타 렌즈(138)를 고정하는 강체 프레임(134)을 가지는 사후-스캐닝 광 조립체(130)를 포함한다. 강체 프레임(134)은 접철 거울(132)의 스캐닝 이미지 라인을 중심으로 선회하도록 장착된다. 프린터헤드(18)는 접철 거울(142)과, 제1 에프-세타 렌즈(146) 및 제2 에프-세타 렌즈(148)를 고정하는 강체 프레임(144)을 가지는 사후-스캐닝 광 조립체(140)를 포함한다. 강체 프레임(144)은 접철 거울(142)의 스캐닝 이미지 라인을 중심으로 선회하도록 장착된다.
그래서, 각 프린터헤드(12,14,16 및 18)는, 각각, 스캐닝 조립체(50 및 90)로부터 광-전도성 드럼(22,24,26 및 28)으로 스캐닝된 빔(34,44,74 및 84)을 전송하는 별도의 사후-스캐닝 광 조립체(110,120,130 및 140)를 갖는다. 사후-스캐닝 광 조립체(110)는 스캐닝 조립체(50)로부터 레이저 빔(34)을 수신한다. 접철 거울(112)은, 이미지 라인(160)을 스캐닝하기 위하여, 제1 에프-세타 렌즈(116) 및 제2 에프-세타 렌즈(118)를 통해서 광-전도성 드럼(22)의 표면에 스캐닝된 빔(34)을 다시 지향시킨다. 사후-스캐닝 광 조립체(120)는 스캐닝 조립체(50)로부터 레이저 빔(44)을 수신한다. 접철 거울(122)은, 이미지 라인(162)을 스캐닝하기 위하여, 제1 에프-세타 렌즈(126) 및 제2 에프-세타 렌즈(128)를 통해서 광-전도성 드럼(24)의 표면에 스캐닝된 빔(34)을 다시 지향시킨다. 사후-스캐닝 광 조립체(130)는 스캐닝 조립체(90)로부터 레이저 빔(74)을 수신한다. 접철 거울(132)은, 이미지 라인(164)을 스캐닝하기 위하여, 제1 에프-세타 렌즈(136) 및 제2 에프-세타 렌즈(138)를 통해서 광-전도성 드럼(26)의 표면에 스캐닝된 빔(74)을 다시 지향시킨다. 사후-스캐닝 광 조립체(140)는 스캐닝 조립체(90)로부터 레이저 빔(84)을 수신한다. 접철 거울(142)은, 이미지 라인(166)을 스캐닝하기 위하여, 제1 에프-세타 렌즈(146) 및 제2 에프-세타 렌즈(148)를 통해서 광-전도성 드럼(28)의 표면에 스캐닝된 빔(84)을 다시 지향시킨다. 각 사후-스캐닝 광 조립체(110,120,130 및 140)는 가공 및 부품 비용이 최소화되도록 유사한 요소를 내재한다. 그래서, 예를 들어 접철 거울(112,122,132 및 142)은, 각각의 제1 에프-세타 렌즈(116,126,136 및 146); 및 각각의 제2 에프-세타 렌즈(118,128,138 및 148)가 그러하듯이, 동일한 요소이다.
각각의 사전-스캐닝 광 조립체(30,40,70 및 80)에서의 동일한 사전-스캐닝 광 요소들; 그리고 각각의 사후-스캐닝 광 조립체(110,120,130 및 140)에서의 동일한 사후-스캐닝 광 요소들이 사용될 수 있도록 하기 위하여, 각 프린터헤드(12,14,16 및 18)에 대한 광 경로는 동일한 길이여야 한다. 사전-스캐닝 광 조립체(30)는, 사전-스캐닝 광 조립체(40)이 스캐닝 조립체(50)와의 관계에서 위치한 간격 및 거울 이미지 각도와 유사한, 스캐닝 조립체(50)로부터의 간격 및 각도에 위치하고 있다. 그래서 또한, 사전-스캐닝 광 조립체(70 및 80)는 스캐닝 조립체(90)에 대하여 유사한 간격 및 각도로 위치한다.
스캐닝 방향 정합 에러를 줄이기 위하여, 사전-스캐닝 광 조립체(30 및 40)는 사후-스캐닝 광 조립체(110 및 120), 및 반사기(52)로부터의 반사광(34 및 44)
의 동일한 측면 상에 위치한다. 반사기(52)가 화살표(58)에 의해 표시된 방향에서 샤프트(56)에 의해 정의된 축을 중심으로 회전하게 하는 채로, 레이저 빔(34)은 이미지 라인(160)의 화살표에 의해 표시된 방향으로 광전도성 드럼(22)을 횡단하게 된다. 동시에, 레이저 빔(44)은 드럼(22)의 빔(34)의 방향에 대향하는 이미지 라인(162)의 화살표에 의해 표시된 방향으로 광전도성 드럼(24)을 횡단하게 된다. 결과적으로, 누적된 선형성 커브는 양 드럼(22 및 24) 상의 스캐닝된 이미지 라인에 대해 동일한 형성을 가지고, 스캐닝 방향에서의 정합 에러는 최소화된다. 빔(34 및 44)이 반사기(52)의 대향 측면으로부터 반사기(52)에 지향되면, 누적된 선형성 커브는 역전될 것이고, 스캐닝 방향에서의 결과적인 정합 에러는 최대화될 것이다. 동일한 측면으로부터 그리고 그 위에서 반사기(52)를 향하여 레이저 빔(34 및 44)을 지향함으로써, 비록 거울 이미지는 기울어지지만, 선형성 커브는 근접해서 일치하고, 흑색 및 진분홍색 이미지에 대한 스캐닝 방향에서의 정합 에러는 최소화된다.
유사하게, 사전-스캐닝 광 조립체(70 및 80)는 사후-스캐닝 광 조립체(130 및 140), 및 반사기(92)로부터의 반사광(74 및 84)의 동일한 측면 상에 위치한다. 반사기(92)가 화살표(98)에 의해 표시된 방향에서 샤프트(96)에 의해 정의된 축을 중심으로 회전하게 하는 채로, 레이저 빔(74)은 이미지 라인(164)의 화살표에 의해 표시된 방향으로 광전도성 드럼(26)을 횡단하게 된다. 동시에, 레이저 빔(84)은 드럼(26)의 빔(74)의 방향에 대향하는 이미지 라인(166)의 화살표에 의해 표시된 방향으로 광전도성 드럼(28)을 횡단하게 된다. 결과적으로, 누적된 선형성 커브는 양 드럼(26 및 28) 상의 스캐닝된 이미지 라인에 대해 동일한 형성을 가지고, 스캐닝 방향에서의 정합 에러는 최소화된다. 빔(74 및 84)이 반사기(92)의 대향 측면으로부터 반사기(92)에 지향되면, 누적된 선형성 커브는 역전될 것이고, 스캐닝 방향에서의 결과적인 정합 에러는 최대화될 것이다. 동일한 측면으로부터 그리고 그 위에서 반사기(92)를 향하여 레이저 빔(74 및 84)을 지향함으로써, 비록 거울 이미지는 기울어지지만, 선형성 커브는 근접해서 일치하고, 청록색 및 노란색 이미지에 대한 스캐닝 방향에서의 정합 에러는 최소화된다.
위에서 기술한 배열로서, 누적 선형성 에러 차이는 최소화되고, 드럼(22,24,26 및 28) 각각에 대한 흑색, 진분홍색, 청록색 및 노란색 이미지간의 정합 에러는 줄어들고, 그에 따라 더 높은 품질의 이미지를 얻을 수 있다.
제1 및 제2 에프-세타 렌즈 쌍{(116 및 118), (126 및 128), (136 및 138), (146 및 148)}은 각각 프레임(114,124,134, 및 144)에 견고하게 장착되고, 프레임(114,124,134, 및 144)은 축(170,172,174 및 176), 각각에 선회 가능하게 장착된다(도 2). 접철 거울(112,122,132 및 142)은, 프레임(114,124,134, 및 144)과는 독립적인 축(170,172,174 및 176)을 중심으로, 유사하게 선회 가능하게 장착된다. 디바이스(10)의 조립 및 조정 동안에, 광전도성 드럼(22,24,26 및 28) 상에 스캐닝 빔(34,44,74 및 84)에 대한 원하는 처리 위치를 달성하기 위하여, 접철 거울(112,122,132 및 142)은 조정될 수 있고, 프레임(114,124,134, 및 144)은 회전될 수 있다. 제1 및 제2 에프-세타 렌즈 쌍{(116 및 118), (126 및 128), (136 및 138), (146 및 148)}은 각각 프레임(114,124,134, 및 144)에 견고하게 장착되기 때문에, 각 렌즈를 독립적으로 조정할 필요가 없다. 대신에, 제1 및 제2 에프-세타 렌즈 쌍{(116 및 118), (126 및 128), (136 및 138), (146 및 148)} 각각은 각각 프레임(114,124,134, 및 144)에 견고하게 장착된 유닛으로서 조정되어, 상대적인 렌즈 정렬을 정확하게 제어함에 있어서 공차 에러를 최소화한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드 시준 모듈(32,42,72 및 82)은 플레이트(180,182,184 및 186) 각각에 장착된다. 디바이스(10)의 조립, 설치 및 조정 동안에, 플레이트(180)는, 원하는 바대로, 광전도성 드럼(22) 상의 흑색 이미지에 대한 스캐닝 라인을 정렬하기 위하여 회동될 수 있다. 그러면 플레이트(180)는 디바이스(10) 내의 프레임(미도시)에 연결된 잠금 디바이스(미도시)에 의해서와 같이, 적절하게 고정된다. 플레이트(182)는 흑색 이미지에 비하여 진분홍색 이미지에 대한 레이저 빔(44)의 비스듬한 조정을 제공하기 위하여, 샤프트(56)에 의하여 정의된 축을 중심으로 회전할 수 있다. 적절히 비스듬하게 조정한 후에, 플레이트(182)는 디바이스(10)내의 플레이트(180) 또는 프레임(미도시)에 대하여 잠금 구조(미도시)에 의하여서와 같이, 적절하게 고정된다. 플레이트(180 및 182)의 회전은 반사기(52)와 레이저 다이오드 시준 모듈(32 및 34) 간의 광 경로 길이를 변경하지 않는다.
플레이트(184 및 186)는 유사하게, 흑색 이미지에 대하여, 청록색 및 노란색 이미지를 각각 비스듬히 조정하기 위하여, 샤프트(96)에 의해 정의된 축을 중심으로 유사하게 회전할 수 있다. 플레이트(184 및 186)는 또한 디바이스(10)내의 프레임(미도시)에 대해 잠금 디바이스(미도시)에 의해서와 같이, 적절하게 고정된다. 플레이트(184 및 186)의 회동은 반사기(92) 및 레이저 다이오드 시준 모듈(36 및 38) 사이의 광 경로 길이를 변경하지 않는다.
위에서 기술한 구조에 있어서, 바람직한 광 경로 길이 및 관계는 레이저 빔(34,44,74 및 84)의 비스듬함 및 처리 방향 관계를 조정하는 동안에도 유지될 수 있다.
당업자에게 알려진 바와 같이, 스캐닝-개시 및 스캐닝-종료 신호는 레이저 스캐닝을 동기화하고, 온도 변화로 발생할 수 있는 정합에서의 변동(drift)을 탐지하기 위하여 요구된다. 거울 조립체(190) 및 빔 탐지 센서(192)는, 앞서의 도 1에 도시된 각 프레임(114,124,134, 및 144)의 측면에 제공된다. 각 프레임(114,124,134, 및 144)은, 앞서의 도 1에 도시된 측면에 대향하는 측면 상에 거울 조립체(200) 및 빔 탐지 센서(202)를 더 포함한다. 프레임(144)에 대한 오직 하나의 거울 조립체(200) 및 하나의 빔 탐지 센서(202)가 도 1에 도시되어 있다; 그러나, 프레임(114,124 및 134)도 역시 유사한 거울 조립체(200) 및 빔 탐지 센서(202)를 가지고 있다. 광전도성 드럼(22)에 스캐닝된 흑색 이미지 및 광전도성 드럼(26)에 스캐닝된 청록색 이미지에 대하여, 센서(192)가 스캐닝-개시 신호를 제공하고, 센서(202)는 스캐닝-종료 신호를 제공한다. 광전도성 드럼(24)에 스캐닝된 진분홍색 이미지 및 광전도성 드럼(28)에 스캐닝된 노란색 이미지에 대하여, 센서(202)가 스캐닝-개시 신호를 제공하고, 센서(192)는 스캐닝-종료 신호를 제공한다.
본 발명은, 두 개의 프린터헤드에 대하여 하나의 다각형 반사기를 채택하고 조립 및 설치 절차를 단순화하여서, 컬러 레이저 프린터 및 그와 유사한 것에 대한 저렴한 비용의 광 시스템을 제공한다. 프린터 내에 고정함에 있어서, 사전-스캐닝 시스템에 대한 장착 플레이트 및 에프-세타 렌즈에 대한 프레임을 포함하는 것은 광 경로 길이에 대한 변경 없는 비스듬함 및 처리 방향 조정성을 제공한다. 결과적으로, 유사한 광 요소가 각 프린터헤드에 사용될 수 있다. 광 시스템 방향은 스캐닝 방향 정합 에러를 줄여서, 인쇄 품질을 개선한다.
본 발명은 바람직한 구성을 가지는 것으로서 기술되었지만, 본 발명은 이러한 개시의 사상 및 범위 내에서 더욱 변경될 수 있다. 그래서, 이러한 애플리케이션은 본 발명에 따른 전체적인 원리를 이용하는 본 발명의 어떠한 변형, 이용, 또는 채택을 포괄하는 것으로 의도된다. 나아가, 이러한 애플리케이션은 본 발명이 속하고 첨부된 청구항의 범위 내에 놓이는 기술분야에서의 주지 또는 관용된 바에 따라 본 개시로부터 벗어나는 것도 포괄하는 것으로 의도된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 레이저 스캐닝 디바이스, 보다 구체적으로는, 컬러 레이저 프린터 등에 이용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스(laser scanning color imaging device)로서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 사전-스캐닝 광 조립체;
    제1, 제2, 제3 및 제4 사후-스캐닝 광 조립체;
    각각 회전 가능한 다각형 반사기 및 상기 다각형 반사기의 회전 중심축을 포함하는 제1 및 제2 스캐닝 조립체를 포함하고,
    여기서, 상기 사전-스캐닝 광 조립체 중 둘 및 상기 사후-스캐닝 광 조립체 중 둘은 상기 스캐닝 조립체 중 하나에 작동 가능하게 연관되고, 상기 사전-스캐닝 광 조립체 중 다른 둘 및 상기 사후-스캐닝 광 조립체 중 다른 둘은 상기 스캐닝 조립체의 다른 하나에 작동 가능하게 연관되고,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 사후-스캐닝 조립체 각각은 제1 및 제2 에프-세타 렌즈, 및 상기 제1 및 제2 에프-세타 렌즈를 고정하는 프레임 부재를 포함하는, 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 사후-스캐닝 조립체 각각은 스캐닝 이미지 라인을 구비한 접철식 거울 및 상기 접철식 거울의 상기 스캐닝 이미지 라인에 대하여 상기 프레임 부재를 연결시키는 선회 수단을 포함하는, 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 조립체의 하나는 상기 제1 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 회전할 수 있는 플레이트 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제3 및 제4 사전-스캐닝 조립체의 하나는 상기 제2 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 회전할 수 있는 플레이트 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 조립체의 하나는 상기 제1 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 회전할 수 있는 플레이트 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제3 및 제4 사전-스캐닝 조립체의 하나는 상기 제2 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 회전할 수 있는 플레이트 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 컬러 이미지 처리 디바이스.
  7. 레이저 스캐닝 디바이스용 사후-스캐닝 조립체로서,
    스캐닝 이미지 라인을 가지는 접철식 거울;
    제1 및 제2 에프-세타 렌즈; 및
    조정 가능한 프레임으로서, 상기 제1 및 제2 에프-세타 렌즈가 장착되는, 프레임을 포함하는, 레이저 스캐닝 디바이스용 사후-스캐닝 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 프레임은 상기 접철식 거울의 상기 스캐닝 이미지 라인에 대하여 선회 가능하게 장착되는, 레이저 스캐닝 디바이스용 사후-스캐닝 조립체.
  9. 컬러 레이저 프린터로서,
    제1 다각형 축을 중심으로 회전 가능한 제1 다각형 반사기;
    상기 제1 다각형 반사기에 대하여 광 빔을 지향시키기 위하여 작동 가능하게 배치된 제1 및 제2 사전-스캐닝 조립체;
    상기 제1 다각형 반사기로부터 제1 및 제2 스캐닝 빔의 형태로 반사광을 수신하도록 구성되고 배열된 제1 및 제2 사후-스캐닝 광 조립체로서, 상기 제1 사후-스캐닝 광 조립체는 상기 제1 사전-스캐닝 조립체로부터 기인한 반사광을 수신하고, 상기 제2 사후-스캐닝 광 조립체는 상기 제2 사전-스캐닝 조립체로부터 기인한 반사광을 수신하는, 제1 및 제2 사후-스캐닝 광 조립체;
    상기 제1 사후-스캐닝 광 조립체로부터 상기 반사된 스캐닝 빔을 수신하도록 작동 가능하게 배열된 제1 PC 드럼; 및
    상기 제2 사후-스캐닝 광 조립체로부터의 상기 반시된 스캐닝 빔을 수신하도록 작동 가능하게 배열된 제2 PC 드럼을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 사후-스캐닝 광 조립체 각각은, 스캐닝 이미지 라인을 갖는 접철식 거울, 프레임, 및 상기 프레임에 부착된 제1 및 제2 에프-세타 렌즈를 포함하는, 컬러 레이저 프린터.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 프레임은 상기 접철식 거울의 상기 스캐닝 이미지 라인에 대하여 선회 가능한, 컬러 레이저 프린터.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 스캐닝 빔 및 상기 제2 스캐닝 빔은 상기 제1 및 제2 광전도성 드럼을, 대향 방향으로, 각각 횡단하는, 컬러 레이저 프린터.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 사전-스캐닝 조립체는 제1 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되고 상기 제2 사전-스캐닝 조립체는 제2 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되고, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 상기 제1 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 회전 가능한, 컬러 레이저 프린터.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 사전-스캐닝 조립체는 제1 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되고 상기 제2 사전-스캐닝 조립체는 제2 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되고, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 상기 제1 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 회전 가능한, 컬러 레이저 프린터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 스캐닝 빔 및 상기 제2 스캐닝 빔은 상기 제1 및 제2 광전도성 드럼을, 대향 방향으로, 각각 횡단하는, 컬러 레이저 프린터.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 스캐닝 빔 및 상기 제2 스캐닝 빔은 상기 제1 및 제2 광전도성 드럼을, 대향 방향으로, 각각 횡단하는, 컬러 레이저 프린터.
  16. 제 9 항에 있어서,
    제2 다각형 축을 중심으로 회전 가능한 제2 다각형 반사기;
    상기 제2 다각형 반사기에 대하여 광 빔을 지향시키기 위하여 작동 가능하게 배치된 제3 및 제4 사전-스캐닝 조립체;
    상기 제2 다각형 반사기로부터 제3 및 제4 스캐닝 빔의 형태로 반사광을 수신하도록 구성되고 배열된 제3 및 제4 사후-스캐닝 광 조립체로서, 상기 제3 사후-스캐닝 광 조립체는 상기 제3 사전-스캐닝 조립체로부터 기인한 반사광을 수신하고, 상기 제4 사후-스캐닝 광 조립체는 상기 제4 사전-스캐닝 조립체로부터 기인한 반사빔을 수신하는, 제3 및 제4 사후-스캐닝 광 조립체;
    상기 제3 사후-스캐닝 광 조립체로부터의 상기 반사된 스캐닝 빔을 수신하도록 작동 가능하게 배열된 제3 PC 드럼; 및
    상기 제4 사후-스캐닝 광 조립체로부터의 상기 반사된 스캐닝 빔을 수신하도록 작동 가능하게 배열된 제4 PC 드럼을 더 포함하고,
    상기 제3 및 제4 사후-스캐닝 광 조립체 각각은, 스캐닝 이미지 라인을 갖는접철식 거울, 프레임, 및 상기 프레임에 부착된 제1 및 제2 에프-세타 렌즈를 포함하는, 컬러 레이저 프린터.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 스캐닝 빔 및 상기 제2 스캐닝 빔은 상기 제1 및 제2 광전도성 드럼을, 대향 방향으로, 각각 횡단하고; 상기 제3 스캐닝 빔 및 상기 제4 스캐닝 빔은 상기 제3 및 제4 광전도성 드럼을, 대향 방향으로, 각각 횡단하는, 컬러 레이저 프린터.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 사전-스캐닝 조립체는 제1, 2, 제3 및 제4 사전-스캐닝 플레이트에 각각 장착되고; 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 상기 제1 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 선회할 수 있고; 상기 제3 및 제4 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 상기 제2 다각형 반사기의 상기 축을 중심으로 선회 가능한, 컬러 레이저 프린터.
  19. 제1 축을 중심으로 회전할 수 있는 제1 다각형 반사기를 가지는 스캐닝 시스템을 포함하는 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체로서,
    제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되며, 상기 제1 다각형 반사기에서 광의 제1 빔을 방사하기 위한 제1 레이저 다이오드 시준 모듈; 및
    상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되며, 상기 제1 다각형 반사기에서 광의 제2 빔을 방사하기 위한 제2 레이저 다이오드 시준 모듈을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 상기 제1 축을 중심으로 회전 가능한, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 모두는 상기 제1 축을 중심으로 회전할 수 있는, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드 시준 모듈은 상기 제1 다각형 반사기에 대한 실질적으로 유사한 거울 이미지 각도 및 그로부터의 유사한 간격에서 상기 제1 다각형 반사기의 동일한 측면 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트는 모두는 상기 제1 축을 중심으로 회전할 수 있는, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  23. 제 19 항에 있어서,
    제2 축을 중심으로 회전할 수 있는 제2 다각형 반사기를 더 가지는 스캐닝 시스템을 포함하는 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체로서,
    상기 제2 다각형 반사기에서 광의 제3 빔을 방사하기 위한 제3 레이저 다이오드 시준 모듈과; 상기 제2 다각형 반사기에서 광의 제4 빔을 방사하기 위한 제4 레이저 다이오드 시준 모듈을 포함하고,
    여기서 상기 제3 및 제4 레이저 시준 모듈은 제3 및 제4 사전-스캐닝 플레이트 상에 장착되고, 상기 제3 및 제4 사전-스캐닝 플레이트 중 적어도 하나는 상기 제2 축을 중심으로 회전 가능한, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제3 및 제4 사전-스캐닝 플레이트 모두는 상기 제2 축을 중심으로 회전 가능한, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드 시준 모듈은 상기 제1 다각형 반사기에 대한 실질적으로 유사한 거울 이미지 각도 및 그로부터의 유사한 간격에서 상기 제1 다각형 반사기의 동일한 측면 상에 배치되고, 상기 제3 및 제4 레이저 다이오드 시준 모듈은 상기 제2 다각형 반사기에 대한 실질적으로 유사한 거울 이미지 각도 및 그로부터의 유사한 간격에서 상기 제2 다각형 반사기의 동일한 측면 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 다이오드 시준 모듈은 상기 제1 및 제2 다각형 반사기에 대한 실질적으로 유사한 거울 이미지 각도 및 그로부터의 유사한 간격에서 상기 제1 및 제2 다각형 반사기의 동일한 측면 상에 배치되는, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 사전-스캐닝 플레이트 모두는 상기 제1 축을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 제3 및 제4 사전-스캐닝 플레이트 모두는 상기 제2 축을 중심으로 회전할 수 있는, 레이저 스캐닝 이미지 디바이스용 사전-스캐닝 조립체.
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