KR20050106671A - 광주사장치 - Google Patents

Abstract

하우징에 설치된 윈도우에서의 난반사에 의하여 야기되는 화상열화를 저감시킬 수 있도록 된 광주사장치가 개시되어 있다.

이 개시된 광주사장치는, 개구부를 가지는 하우징과; 이 하우징 내에 설치되며, 광을 생성 조사하는 적어도 하나의 광원과; 이 하우징 내에 회전 가능하게 설치되어, 광원에서 조사된 광을 감광체의 주주사방향으로 편향 주사시키는 빔편향기와; 개구부에 설치되어 빔편향기에서 주사된 빔을 감광체 방향으로 투과시키는 것으로, 주사빔 중 센터빔이 브루스터 각으로 입사되도록 광축에 대해 소정 기울기로 배치된 윈도우;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광주사장치{Light scanning unit}

본 발명은 광원에서 조사된 빔을 주사하는 광주사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난반사에 의하여 야기되는 화상열화를 저감시킬 수 있도록 된 구조의 광주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광주사장치는 레이저 프린터, 디지털 복사기, 바코드 리더, 팩시밀리 등의 기기에 채용되는 것으로, 빔편향기에 의한 주주사와, 감광체의 회전에 의한 부주사를 통하여 감광체에 대해 잠상(latent image)을 형성한다.

도 1을 참조하면, 종래의 광주사장치는 광을 생성 조사하는 광원(5)과, 이 광원(5)에서 출사된 빔이 감광체(1)에 주사 되도록 입사광을 편향시키는 빔편향기(7)와, 이 빔편향기(7)에서 편향되는 빔에 포함된 에러를 보정하는 f-θ렌즈(9)를 포함한다. 여기서, 광원(5), 빔편향기(7) 및 f-θ렌즈(9)는 하우징(3) 내에 마련되어, 단일 유니트를 구성한다. 상기 하우징(3)은 개구부(3a)를 가지며, 이 개구부(3a)에는 그 내,외부 사이에서의 공기유동을 차단함과 아울러 빔을 투과시키는 투명 소재의 윈도우(4)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 f-θ렌즈(9)를 통과한 광은 윈도우(4)를 투과하여 감광체(1)로 주사된다.

이와 같이 하우징(3) 및 윈도우(4)를 구비한 경우, 빔편향기(7)의 회전 구동에 따른 소음 및 진동을 저감시킬 수 있다. 하지만, 빔편향기(7)에서 주사되어 윈도우(4)에 입사된 빔의 일부가 윈도우(4)에서 반사되어 빔편향기(7)에 재입사되어, 화상 열화를 초래할 수 있다는 문제점이 있다. 특히, 멀티 빔 광주사장치 즉, 하나의 빔편향기에 복수의 광원에서 광을 조사함에 의하여 멀티 주사빔을 구현할 수 있도록 된 광주사장치의 경우는 주사빔 파워의 총합이 증가하므로, 반사되는 빔의 파워도 증가되어 난반사에 의한 화상 열화가 더욱 심각해지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 윈도우에서의 난반사를 저감시킬 수 있도록 윈도우의 광학적 배치가 변경된 광주사장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광주사장치는, 개구부를 가지는 하우징과; 이 하우징 내에 설치되며, 광을 생성 조사하는 적어도 하나의 광원과; 하우징 내에 회전 가능하게 설치되어, 광원에서 조사된 광을 감광체의 주주사방향으로 편향 주사시키는 빔편향기와; 상기 개구부에 설치되어 상기 빔편향기에서 주사된 빔을 상기 감광체 방향으로 투과시키는 것으로, 주사빔 중 센터빔이 브루스터 각으로 입사되도록 광축에 대해 소정 기울기로 배치된 윈도우;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치는 광원(11)과, 이 광원(11)에서 조사된 광을 편향 주사시키는 빔편향기(21)와, 상기 광원(11) 및 빔편향기(21)를 감싸는 하우징(30)과, 이 하우징(30)에 형성된 윈도우(35)를 포함한다.

상기 광원(11)은 감광체(10)의 잠상(latent image)이 형성될 부분에 대해서만 선택적으로 광을 조사할 수 있도록 변조된다. 이 광원(11)은 반도체 레이저, LED(발광소자) 등으로 구성된다. 상기 광원(11)은 도시된 바와 같이 하나의 광원으로 구성되어 단일 빔을 주사할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 복수의 광원을 포함하여 멀티 빔을 주사할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다. 여기서, 광원(11) 그 자체의 구성은 당해 분야에서 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 빔편향기(21)는 상기 광원(11)에서 조사된 광을 상기 감광체(10)의 주주사방향으로 편향 주사시킨다. 이 빔편향기(21)의 예로서 도시된 바와 같은 구조의 폴리곤미러장치를 들 수 있다. 이 폴리곤미러장치는 구동원(미도시)과, 이 구동원에 대해 회전 가능하게 설치된 폴리곤미러(22)를 포함한다. 상기 폴리곤미러(22)는 그 측면에 형성된 복수의 반사면을 포함하는 것으로, 회전 구동되면서 입사광을 편향 주사시킨다.

또한, 광주사장치는 상기 광원(11)과 상기 빔편향기(21) 사이의 광경로 상에 콜리메이팅렌즈(13), 어퍼쳐(15) 및, 적어도 1매의 실린드리컬렌즈(17)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 콜리메이팅렌즈(13)는 상기 광원(11)에서 방출되는 발산 빔이 평행 빔 또는 수렴하는 빔이 되도록 한다. 상기 어퍼쳐(15)는 상기 콜리메이팅렌즈(13)를 통과한 빔의 구경을 규제하여 소정 단면적을 가지는 빔이 상기 빔편향기(21) 쪽으로 향하도록 한다. 상기 실린드리컬렌즈(17)는 입사광을 주사방향과 부주사방향으로 서로 다르게 집속시켜 상기 빔편향기(21)에 결상되도록 한다.

상기 윈도우(35)는 상기 하우징(30)의 개구부(31)에 설치되는 것으로, 상기 빔편향기(21)에서 주사된 빔을 상기 감광체(10) 방향으로 투과시킨다. 이 윈도우(35)는 상기 빔편향기(21)에서 주사된 빔 중 센터 빔(B_C)이 브루스터 각(Brewster's angle)(θ_B)으로 입사되도록 광축에 대해 소정 기울기로 배치된다. 상기 윈도우(35)는 도 4에 도시된 바와 같이, 광축에 대해 양(+)의 방향의 브루스터 각 +θ_B 또는 음(-)의 방향의 브루스터 각 -θ_B를 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 브루스터 각은 일 입사광이 윈도우(35)의 입사면에서 반사 및 굴절되는 경우에 있어서, 윈도우(35)의 입사면에서 반사된 광과 윈도우(35)에서 굴절된 광 사이의 각도가 90°를 이룰 때의 센터 빔(B_C)과 윈도우(35)의 입사면 사이의 각도를 말한다. 즉, 입사면과 반사광 사이의 각도를 θ_i, 입사면과 굴절광 사이의 각도를 θ_t라 할 때, 두 각의 합은 수학식 1과 같다.

한편, 상기 반사광은 편광특성을 가지는 바, P편광에 대한 반사계수 r_p와 S편광에 대한 반사계수 r_s는 수학식 2 및 수학식 3과 같이 표현된다.

수학식 2를 살펴볼 때, 분모가 무한대의 값을 가지므로, r_p는 0의 값을 가짐을 알 수 있다.

수학식 3을 살펴볼 때, 즉, θ_i와 θ_t가 수학식 1의 조건을 만족하는 경우 분모의 값이 1로서 최대가 되므로, rs 또한 그 값이 최소가 된다.

본 실시예에 있어서, 광원에서 조사된 빔의 파장 780nm이고, 윈도우의 굴절률이 1.56인 경우, θ_i와 θ_t가 수학식 1의 조건을 만족하기 위한 브루스터 각 θ _B는 7.34도이다. 이때, 위의 반사율 조건들에 따라 윈도우에서의 되반사가 최소가 되고 투과율이 최대가 된다.

그러므로, 상기 윈도우(35)를 센터빔에 대하여 수학식 1의 조건을 만족하도록 배치하는 경우, 윈도우(35)에서 반사되는 빔이 난반사를 거쳐 화상 열화를 초래하는 반사빔의 양을 최대한 줄일 수 있다. 따라서, 반사빔에 의한 화상 열화를 막을 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치는 빔편향기(21)와 윈도우(35) 사이의 광로 상에 배치되는 에프-세타(f-θ)렌즈(23)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 f-θ렌즈(23)는 상기 빔편향기(21)에서 편향된 광을 주주사방향과 부주사방향에 대해 서로 다른 배율로 보정하여 감광체(10)에 결상되도록 한다. 여기서, 부주사방향은 감광체(10)의 회전 방향을 말하며, 주주사방향은 감광체(10)의 축방향 즉, 빔편향기(21)를 통하여 빔의 편향되는 방향을 가리킨다.

상기한 바와 같이 구성된 광주사장치는 하우징의 개구부에 대해 윈도우를 설치함에 있어서 브루스터 각을 가지도록 배치함으로써, 윈도우에서의 빔 반사정도를 최소화할 수 있다. 따라서, 윈도우에서의 난반사를 저감시킬 수 있어서, 이 난반사에 따른 화상 열화를 방지할 수 있다. 특히, 다수의 광원을 일 하우징 내에 배치한 멀티빔 광주사장치를 구현함에 있어서, 주사빔 파워의 총합이 종래 구성에 비하여 현저히 줄어들게 되므로 화상 열화를 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 광주사장치를 보인 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치의 광학적 배치를 보인 평면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 측면도.

도 4는 도 3의 요부를 발췌하여 보인 개략적인 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10...감광체 11...광원

13...콜리메이팅렌즈 15...어퍼쳐

17...실린드리컬렌즈 21...빔편향기

23...에프-세타(f-θ)렌즈 30...윈도우

Claims (3)

1. 개구부를 가지는 하우징과;

   이 하우징 내에 설치되며, 광을 생성 조사하는 적어도 하나의 광원과;

   이 하우징 내에 회전 가능하게 설치되어, 광원에서 조사된 광을 감광체의 주주사방향으로 편향 주사시키는 빔편향기와;

   상기 개구부에 설치되어 상기 빔편향기에서 주사된 빔을 상기 감광체 방향으로 투과시키는 것으로, 주사빔 중 센터빔이 브루스터 각으로 입사되도록 광축에 대해 소정 기울기로 배치된 윈도우;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 윈도우는,

   광축에 대해 양(+)의 방향 또는 음(-)의 방향의 브루스터 각을 가지도록 배치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징 내부에 마련되는 것으로, 상기 빔편향기에 의해 편향된 광을 주주사방향과 부주사방향에 대해 서로 다른 배율로 보정하여 상기 감광체에 결상 되도록 하는 f-θ렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.