KR20070028207A

KR20070028207A - 광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템

Info

Publication number: KR20070028207A
Application number: KR1020060024288A
Authority: KR
Inventors: 타카시 콘도
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-03-12
Also published as: KR101214161B1; JP4691422B2; JP2007072156A

Abstract

개시된 광주사장치는, 요동미러를 가진 요동편향기와, 요동미러의 반사면에 광빔을 입사하는 광원과, 요동미러의 반사면에 입사되는 광빔의 광학 특성을 요동미러의 요동방향에 따라 선택적으로 전환하는 광학특성 전환수단과, 요동미러에 의해 편향된 광빔의 광경로를 광빔의 광학 특성에 의해 분기하는 광경로 분기수단을 구비한다.

Description

광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템{Beam scanning system and image forming system using the same}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한 정면도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 광경로를 도시한 사시도.

도 4a는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치에 채용된 요동편향기의 일 예를 도시한 평면도.

도 4b는 도 4a에 도시된 요동편향기의 일 예의 A-A 단면도.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치 및 화상 형성 시스템의 제어부를 도시한 블럭도.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 편향 주사 동작을 설명하기 위한 사시도.

도 7a는 주사선의 경사를 조정하지 않은 경우의 주사선 화상의 형태를 도시한 도면.

도 7b는 주사선의 경사를 조정한 경우의 주사선 화상의 형태를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 일 변형예를 도시한 평면도.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한 정면도.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도.

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사 장치 및 화상 형성 시스템의 제어부를 도시한 블럭도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,70,80......광주사 장치

2A,2B......레이저 광원(빔 광원)

5A,5B......편광 제어 수단

7......요동편향기

8A,8B......주사 렌즈

9A,9B......편광 빔스프리터(광경로 분기 수단)

10A,10B,23A,23B,24A,24B,26A,26B,27A,27B,28A,28B......미러(주사선의 경사를 보정하는 미러 부재)

11A,11B......미러면(반사면)

11b......요동부(요동미러)

50......화상 형성 장치

51Y,51C,51M,51K......감광체 드럼

25A,Q5B......다이크로익 미러(광경로 분기 수단)

29A,29B2......파장 LD(빔 광원)

30A,30B,33A,33B......레이저광(광빔)

31A,31B,34A,34B......투과광

32A,32B,35A,35B......반사광

300,400......제어부

301A,301B......수평 동기 제어 수단

302......요동편향기 제어 수단

304A,304B......레이저 구동 신호 발생 수단

305,405......광학 특성 전환 수단

310A,310B,320A,320B......동기 검지 신호

351A,351B......주사 방향 판별 신호

410A,410B......신호 스위치

본 발명은 광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템에 관한 것이다.

복사기, 레이저 프린터 등의 화상형성 시스템은, 색분해된 화상 신호에 기초 하여 복수의 주사 빔을 변조하고, 이를 이용하여 노광주사를 행하여 복수색의 화상을 형성하고, 이들 복수의 화상을 중첩시킴으로써 풀컬러 화상을 형성한다.

복수의 주사 빔을 형성하는 광주사 장치는 복수의 주사 빔과 동일한 수의 광원을 구비한다. 복수의 주사 빔을 공통의 편향기에 입사시켜 편향시킨 후에 미러 등을 이용하여 광경로를 꺽어서 다른 위치에서 주사한다.

예를 들면, 일본특개평10-148775호에는 하나의 갈바노 미러의 표면 및 이면에 각각 2개씩의 레이저 빔을 입사시켜 편향시키고, 동일한 미러면에 의하여 편향된 레이저 빔들을 동일한 주사렌즈에 평행하게 입사시킨다. 그리고 나서, 미러를 이용하여 4개의 레이저 빔의 광경로를 꺽어 4개의 감광체 드럼 위에 주사하는 멀티빔 주사광학 장치가 기재되어 있다. 그러나 상기와 같은 종래의 광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템은 이하와 같은 문제가 있다.

갈바노 미러의 왕복요동주사를 사용하는 경우에, 주사선을 평행하게 형성할 필요가 있는 화상형성 시스템에서는 한쪽의 요동방향밖에 사용할 수 없기 때문에 주사효율이 나쁘다.

또 하나의 주사렌즈에 2개의 레이저 빔을 평행 입사시킨 후, 그 중 하나를 미러로 편향시켜 다른 광경로로 분리하기 때문에 두 레이저 빔의 부주사 방향의 간격이 미러로 분리할 수 있을 정도가 되어야 한다. 따라서 주사렌즈가 부주사 방향으로 대형화되어 제작비용이 상승된다. 또, 주사렌즈를 투과하는 레이저 빔이 축외광이 되기 때문에 수차가 악화된다는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 복수의 주사선 상으로 광빔 주사를 하는 주사효율이 높은 광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광주사 장치는, 요동미러를 가진 요동편향기와, 상기 요동미러의 반사면에 광빔을 입사하는 광원과, 상기 요동미러의 반사면에 입사되는 광빔의 광학 특성을 상기 요동미러의 요동방향에 따라 선택적으로 전환하는 광학특성 전환수단과, 상기 요동미러에 의해 편향된 광빔의 광경로를 상기 광빔의 광학 특성에 의해 분기하는 광경로 분기수단을 구비한다.

본 발명에 따르면, 광원으로부터 조사되는 광빔은 그 광학 특성이 광학특성 전환수단에 의해 요동방향에 따라 선택적으로 전환된 상태에서 요동편향기의 요동미러의 반사면에 입사되어 편향주사된다. 요동미러에 의해 편향된 광빔은 광경로 분기수단에 의해 그 광학 특성에 따라 광경로가 전환된다. 따라서 요동방향이 전환될 때마다 광원으로부터의 하나의 광빔이 다른 광경로 상으로 주사되고, 하나의 광빔당 2개의 주사선을 교대로 형성한다. 따라서 하나의 광원당 2개의 광빔 주사를 요동의 왕복방향을 따라 수행할 수 있다. 또 본 발명에 따르면, 상기 요동미러는 양면(표면과 이면)에 각각 반사면이 구비되고, 상기 양면의 반사면에 각각 광빔을 입사시키는 적어도 하나씩의 광원이 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우, 두 광원에 대하여 요동미러를 겸용할 수 있기 때문에 부품수를 절감할 수 있다.

상기 광주사장치는, 상기 광경로 분기수단으로 분기된 광경로 중 적어도 한 쪽에 위치되어, 그 광경로에서의 주사선의 경사를 보정하는 미러 부재를 구비한다.

일 실시예로서, 상기 광학특성 전환수단은 상기 광빔을 편광 방향이 서로 직교하는 2개의 직선편광 사이에서 선택적으로 전환하며, 상기 광경로 분기수단은 편광 빔스프리터이다.

일 실시예로서, 상기 광학특성 전환수단은 상기 광빔의 파장 특성을 전환하며, 상기 광경로 분기수단은 다이크로익 미러이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성 시스템은, 복수의 감광체와, 상기 복수의 감광체 상에 정전잠상을 형성하는 것으로서 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광주사 장치와, 상기 정전잠상을 현상하는 복수의 현상기를 구비한다.

본 발명의 화상형성 시스템에 따르면, 상기한 광주사 장치를 사용하여 노광 주사를 하고 화상을 형성한다. 따라서, 상술한 광주사 장치와 동일한 작용 효과가 구현된다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 모든 도면에서 실시형태가 다른 경우라 해도 동일 또는 그에 상당하는 기능을 가지는 부재에는 동일 부호를 붙이고 공통되는 설명은 생략한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치와 이를 채용한 화상형성 시스템에 대하여 설명한다. 도 1과 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한 정면도와 평면도이다. 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 광경로를 도시한 사시도이다. 도 4a는 본 발명의 제1실시예 에 따른 광주사 장치에 채용된 요동편향기의 일 예를 도시한 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 A-A 단면도이다. 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치 및 화상 형성 시스템의 제어부를 도시한 블록도이다.

본 실시예의 광주사 장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 2개의 레이저 광원(2A)(2B)을 사용하여 서로 거의 평행하게 배열된 4개의 주사선을 형성하기 위한 장치이다. 이하에서는 화상형성장치(50)와 조합하여 화상형성 시스템(100)을 구성하고 있는 경우의 예를 설명한다. 화상형성 시스템(100)은, 예를 들면 4색 풀컬러(full color) 화상을 형성하는 레이저 프린터, 디지털 복사기 등에 적용될 수 있는 것이다.

광주사 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 레이저 광원(2A)(2B), 콜리메이팅렌즈(3A)(3B), 애퍼처(aperture)(4A)(4B), 편광제어수단(5A)(5B), 요동편향기(7), 주사렌즈(8A)(8B), 편광빔스프리터(9A)(9B), 미러(10A)(10B)(23A)(23B)(24A)(24B), 터닝미러(14A)(14B)(15A)(15B), 동기렌즈(18A)(18B)(21A)(21B), 동기검지센서(19A)(19B)(22A)(22B) 및 이러한 제어를 하기 위한 제어부(300)(도 5 참조)를 구비한다.

여기에서 첨자 B가 첨부된 부재는 특별히 한정되지 않는 한 첨자 A가 첨부된 부재와 동일하며, 요동편향기(7)의 요동중심에 대해 180°회전한 회전대칭의 위치에 배치되어 있는 점만이 다르다. 또 도 5의 기능 블럭이나 신호 등도 각각이 대응하는 부재에 따라 첨자 A, B가 첨부되어 있다.

레이저 광원(2A)(2B)은 발산광 형태의 레이저광(30A)(30B)을 발생시키는 것 으로서, 예를들면 레이저광(30A)(30B)은 파장780nm의 반도체 레이저광이다. 따라서, 레이저 광원(2A)(2B)은 직선편광으로 되어 있다. 레이저 광원(2A)(2B)은, 후술하는 제어부(300)로부터 송출되는 레이저 구동신호(340A)(340B)에 의해 레이저광(30A)(30B)을 변조할 수 있도록 되어 있다.

콜리메이팅 렌즈(3A)(3B)는, 레이저광(30A)(30B)을 집광하여 대략 평행광이 되도록 하는 광학소자이다.

애퍼처(4A)(4B)은 콜리메이팅 렌즈(3A)(3B)에 의해 대략 평행광이 된 레이저광(30A)(30B)이 상면(像面) 위에서 주주사 방향, 부주사 방향으로 적당한 결상 스폿직경이 되도록 레이저광(30A)(30B)의 빔 형상을 정형하는 것이다. 애퍼처(4A)(4B)는 차광판 위에 적당한 크기를 가진 타원형, 직사각형, 장원형 등의 개구가 형성된 부재를 채용할 수 있다. 개구의 크기는, 상면(像面)에서 필요한 스폿직경의 크기와 후술하는 주사렌즈(8A)(8B)의 광학 특성에 따라 적절히 설정된다.

이하에서는 오해할 염려가 없는 한 주주사 방향 및 부주사 방향을 넓은 의미, 즉 주사 위치에서의 방향뿐 아니라 각 광경로에 직교하는 단면의 2방향을 참조하는 경우에도 사용하기로 한다. 즉 광경로를 따라 진행하여 상면(像面)에 도달할 때, 상면(像面)에서의 주주사 방향, 부주사 방향에 대응하는 방향을 광경로 상의 어떤 위치에서도 각각 주주사 방향, 부주사 방향이라고 칭한다.

편광제어수단(5A)(5B)은 애퍼처(4A)(4B)에서 출사되어 빔 형상이 정형된 레이저광(30A)(30B)의 편광방향을 서로 직교하는 2개의 직선편광 사이에서 선택적으로 전환하는 것이다.

본 실시예에서는, 레이저광(30A)(30B)의 광경로 상에 설치되어 모터(미도시) 등에 의해 주축의 각도를 가변할 수 있도록 유지된 1/2 파장판을 채용하고 있다. 1/2 파장판의 주축의 각도는 투과광의 편광방향을 서로 직교하는 2개의 편광방향 사이에서 전환할 수 있도록 가변된다. 예를 들면, 후술하는 요동편향기(7)의 미러면(11A)(11B)에 대해 S편광과 P편광이 교환 가능하도록 되어 있는 구성으로서는, 도 3에 도시한 바와 같이 회전 원판 위에 원주방향으로 따라 4분할된 영역에 S편광 형성부(5S), P편광 형성부(5P)가 순차적으로 교대로 형성되고 도시된 화살표 방향으로 90°씩 회전하는 구성을 채용할 수 있다. 편광제어수단(5A)(5B)의 전환동작은, 후술하는 광학특성 전환수단(305A)(305B)에서 송출되는 광학특성 교환신호(330)에 따라 수행된다.

요동편향기(7)는, 양면(표면과 이면)에 반사면이 형성된 요동미러를 구비하는 것으로서, 예를들면 양면에 반사면이 형성된 갈바노 미러나 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기술에 의해 제작된 MEMS 공진미러 등을 채용할 수 있다. 본 실시예에서는, 도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같은 MEMS 공진미러를 채용하므로 이에 관하여 설명한다.

요동편향기(7)는 MEMS 기술로 형성된 판형의 편향기 본체(11)와, 편향기 본체(11)를 사이에 두고 서로 대면되며 편향기 본체(11)를 관통하는 자계를 형성하는 마그넷부(12)(13)를 구비한다. 편향기 본체(11)는 정면에서 보아 직사각형 테두리 모양의 지지 테두리부(11d)와, 지지 테두리부(11d)의 대향하는 두 변으로부터 지지 테두리부(11d)의 안쪽으로 연장된 대들보형 토션바(torsion bar)부(11c)(11c)와, 토션바부(11c)(11c)에 의해 두 변의 중심부가 유지된 직사각형 판형의 요동부(11b)를 포함한다. 요동부(11b)의 양면(표면 및 이면)에는 중심부의 직사각형 영역에 예를들면 금속 증착 등에 의해 반사막 코팅이 된 미러면(11A)(11B)이 형성되어 있다. 요동부(11b)의 어느 한 면 위 혹은 면 사이에는 미러면(11A)(11B)의 외주를 둘러싸는 대략 직사각형의 구동 코일부(11e)가 형성되고, 그 단부의 도전선이 토션바부(11c)를 통해 외부로 인출되어 구동 코일부(11e)로 코일 전류를 공급할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 구동 코일부(11e)에 전류를 흘려 보내면, 요동부(11b)의 구동 코일부(11e)는 마그넷부(12)(13)에 의하여 형성된 정자계(靜磁界)로부터 로렌츠힘을 받는다. 이에 의하여 요동부(11b)가 토션바부(11c) 둘레로 회동한다. 토션 바부(11c)가 뒤틀림으로써 변형토크가 발생되며, 이 변형토크는 요동부(11b)에 대해 복원력으로 작용된다. 따라서 예를 들면, 구동 코일부(11e)에 흘려 보내는 전류를 소정 주파수로 ON/OFF 스위칭하거나, 소정 주파수의 교류 전류를 흘려 보냄으로써 요동부(11b)와 토션바부(11c)로 구성된 변형 진동계가 공진을 일으키고, 요동부(11b)가 소정 주파수로 토션바부(11c)로부터 연장된 가상의 축을 요동 중심축으로 하여 요동 진동하는 상태가 된다. 요동부(11b)는 MEMS 기술에 의해 소형, 저관성으로 제조할 수 있기 때문에 요동편향기(7)는 고속으로 안정적인 요동진동을 할 수 있다.

요동편향기(7)는 도 2에 도시한 바와 같이 편광제어수단(5A)(5B)으로부터 출사된 레이저광(30A)(30B)에 대해, 미러면(11A)(11B)이 비스듬히 배치되고, 미러면 (11A)(11B)의 요동 중심축이 지면 수직이 되도록 배치된다. 미러면(11A)(11B)에 입사된 레이저광(30A)(30B)은 미러면(11A)(11B)의 요동 중심축 부근의 경사각에 따라 편향된다. 즉 레이저광(30A)(30B)은 요동편향기(7)에 의해 일정 주사각 범위를 왕복 주사한다.

주사렌즈(8A)(8B)는, 요동편향기(7)에 의해 편향주사되는 레이저광(30A)(30B)을 소정 상면(像面)에 결상함과 동시에, 상면(像面)에서의 레이저광(30A)(30B)의 주사속도를 보정하기 위한 주사 광학계이다. 본 실시예에서는 주사렌즈(8A)(8B)로서, 왜곡 특성이 아크 사인 특성을 가진 아크 사인 렌즈를 사용한다. 미러면(11A)(11B)의 경사각은 단진동(單振動), 즉 정현 진동하기 때문에 이와 같은 아크 사인 렌즈를 채용함으로써 상면(像面) 위에서 등속주사를 실현할 수 있다. 또, 주사 렌즈(8A)(8B)는 레이저 구동신호(340A)(340B)를 적절히 클럭 보정된 신호로 하여, 예를 들면 fθ특성을 가진 fθ렌즈를 사용해도 좋다. 이 경우, 폴리곤 스캐너를 사용하는 광주사 장치의 범용적인 fθ렌즈를 공용할 수 있기 때문에 안성맞춤이다.

편광 빔스프리터(9A)(9B)는, 레이저광(30A)(30B)을 그 편광 상태에 따라 유효화상영역의 주사화각(畵角)의 범위에 걸쳐 투과광(31A)(31B)과 반사광(32A)(32B)으로 분기하는 부재이다. 본 실시예의 편광 빔스프리터(9A)(9B)는 미러면(11A)(11B)에 대해 S편광된 광을 약 100% 투과하고 미러면(11A)(11B)에 대해 P편광된 광을 약 100% 반사하는 편광 빔스프리터 코팅된 평행평판의 형태이다. 편광 빔스프리터(9A)(9B)는 주사면을 주사렌즈(8A)(8B)의 광축에 직교하는 방향으로 횡단 하여, 반사광(32A)(32B)을 도 1의 아래쪽으로 편향하도록 배치된다. 도 1에서는 레이저광(30A)이 실선과 점선으로 구분하여 그리고 있는데, 편광 빔스프리터(9A)(9B)에 의하여 투과광(31A)와 반사광(32A)로 분기될 때까지는 실선과 점선으로 도시된 두 개의 레이저광(30A)은 편광 상태가 다를 뿐 동일한 광경로를 진행된다. 레이저광(30B)의 경우도 마찬가지이다. 레이저광(30A)(30B)의 편광 빔스프리터(9A)(9B)에 대한 편광방향은 주사화각에 따라 변하지만, 어떠한 주사 위치에서도 편광방향이 서로 직교하는 2개의 편광상태를 가지는 광 외에는 입사되지 않기 때문에 상기와 같은 편광 빔스프리터면을 형성할 수 있다.

미러(10A)(10B)는, 편광 빔스프리터(9A)를 투과한 투과광(31A)(31B)을 도 1의 연직 아래쪽으로 절곡하는 절곡미러이다. 미러(23A)(23B)와 (24A)(24B)는 각각 편광 빔스프리터(9A)(9B)에서 반사된 반사광(32A)(32B)을 꺽어 도 1의 연직 아래쪽으로 절곡하는 절곡미러이다.

각각의 절곡미러는, 본 실시예의 경우, 주사 렌즈(8A)(8B)에서 각 상면(像面)까지의 광경로 길이가 동일하고, 각 상면(像面)에서의 주사선이 화상 형성시에 평행한 주사선 화상이 되도록 부주사 방향으로 서로 반대 방향으로 살짝 기울어져 배치된다. 이 때문에 후술하는 감광체 드럼(51Y)(51K)(51M)(51C) 위에 기록되는 주사선을 평행하게 할 수 있다. 더나아가서는 이와 같은 주사선의 조정을 위해 출력 화상을 참조하여 각 절곡미러의 위치를 조정하는 조정 기구를 설치해도 좋다.

이와 같이 본 실시예의 광주사 장치(1)는, 상기 광경로 분기수단에서 분기된 광경로의 적어도 한쪽에, 그 광경로에서의 주사선의 경사를 보정하는 미러부재를 구비한 구성으로 되어 있다. 따라서 피주사 매체가 부주사될 경우에 요동방향에 따라 주사선의 경사를 보정하여 피주사 매체 위에 평행한 주사선을 그릴 수 있다.

터닝미러(14A)(14B)와 (15A)(15B)는, 소정 상고(像高)에서의 동기 검지광을 취득하기 위해 주사 렌즈(8A)(8B)와 편광 빔스프리터(9A)(9B) 간의 광경로에서 레이저광(30A)(30B) 중 주사 영역의 양 단부의 유효화상영역 외의 광을 각각 터닝시키는 부재다. 도 2에 도시한 바와 같이, 터닝미러(14A)(14B)는 레이저 광원(2A)(2B)이 배치되는 쪽의 상고(像高)에서 동기 검지광을 취득할 수 있도록 배치되고, 터닝미러(15A)(15B)는 그 반대쪽 상고(像高)의 동기 검지광을 취득할 수 있도록 배치되어 있다. 각각의 배치 위치는 광축에 관하여 대칭의 위치 관계에 있다. 이하에서는, 터닝미러(14A)(14B)가 배치되는 쪽의 상고(像高)가 정(正), 터닝미러(15A)(15B)가 배치되는 쪽의 상고(像高)가 부(負)라고 설명한다.

동기렌즈(18A)(18B)는, 터닝미러(14A)(14B)에 의하여 편향된 레이저광(30A)(30B)의 결상위치 및 스폿직경을 동기검지센서(19A)(19B)의 수광면 위에서 최적이 되도록 조정하기 위한 것이다. 예를 들면, 동기검지센서(19A)(19B)를 배치하는 레이아웃의 관계에서 결상위치를 조정하거나, 수광면을 넓은 범위로 덮는 길쭉한 스폿으로 하여 동기 정밀도를 양호하게 한다.

동기검지센서(19A)(19B)는 동기렌즈(18A)(18B)를 투과한 레이저광(30A)(30B)이 소정의 정(正)의 상고(像高)에 도달한 것을 검지하여 동기검지신호(310A)(310B)(도 5 참조)를 생성하는 동기검지수단이다. 예를 들면, PIN 포토다이오드 등을 채용할 수 있다. 소정의 정의 상고(像高)는 비화상 영역에 있어서 편향 한도가 되는 정측의 최대 상고(像高)보다도 작은 상고(像高)로 설정된다.

동기렌즈(21A)(21B), 동기검지센서(22A)(22B)는 동기렌즈(18A)(18B), 동기검지센서(19A)(19B)와 동일한 부재를 동일한 위치 관계로 터닝미러(15A)(15B)에 의하여 편향된 광경로에 배치한 것이다. 동기검지센서(22A)(22B)는, 레이저광(30A)(30B)이 소정의 부(負)의 상고(像高)에 도달한 것을 검지하여 동기검지신호(320A)(320B)(도 5 참조)를 생성하는 동기검지수단이다. 소정의 부(負)의 상고(像高)는, 비화상 영역에 있어서 편향 한도가 되는 부(負)쪽의 최대 상고(像高)보다 작은 상고(像高)로 설정된다.

제어부(300)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 수평동기 제어수단(301A)(301B), 레이저구동신호 발생수단(304A)(304B), 화상처리수단(303), 요동편향기 제어수단(302) 및 광학특성 전환수단(305)을 구비한다.

수평동기 제어수단(301A(301B))은 동기검지센서(19A)(19B), (22A)(22B)에서 송출되는 동기검지신호(310A)(310B)와 (320A)(320B)를 소정 시간 지연시킴으로써 서두 위치의 동기를 취하는 서두개시신호(350A(350B)를 생성함과 동시에 주사 방향을 판별하기 위한 주사방향 판별신호(351A)(351B)를 생성하여 레이저구동신호 발생수단(304A)(304B)으로 송출하는 것이다.

서두개시신호(350A(350B)는, 그 원신호가 동기검지신호(310A)(310B)인지, 동기검지신호(320A)(320B)인지에 따라 다른 지연 시간을 설정할 수 있으며, 필요에 따라 조정할 수 있도록 되어 있다.

주사방향 판별신호(351A)(351B)는, 예를 들면 2치(値) 레벨을 갖는 신호로 서, 동기검지신호(310A)(310B)를 수신한 경우에는 정의 상고(像高)에서 부의 상고(像高)를 향한 주사(이하, 왕로(往路) 주사라 칭한다)로 판단하여 예를 들면 신호 레벨을 하이로 설정하고, 동기검지신호(320A)(320B)를 수신한 경우에는 부의 상고(像高)부터 정의 상고(像高)를 향한 주사(이하, 복로(復路) 주사라고 칭한다)로 판단하여 신호 레벨을 로우로 설정한다.

레이저구동신호 발생수단(304A)(304B)은, 주사방향 판별신호(351A)(351B)에 따라 화상 신호를 선택하고 이를 레이저구동신호(340A)(340B)로 변환하며, 서두개시신호(350A(350B)에 따라 레이저구동신호(340A)(340B)를 레이저 광원(2A)(2B)으로 송출하는 것이다.

화상 신호의 레이저구동신호(340A)(340B)로의 변환 수단은, 적어도 왕로 주사인지 복로 주사인지에 따라 데이터 순서를 반전하는 변환을 포함하고 있다. 본 실시예에서는 왕로 주사(첨자 B의 구성에서는 복로 주사)가 화상의 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 정규 주사 방향으로 되어 있기 때문에 복로 주사(첨자 B의 구성에서는 왕로 주사)시에 화상 데이터의 데이터 순서가 반전된다.

요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보에 기초하여 비화상 영역에서의 레이저 광원(2A)(2B)의 점등제어도 수행된다. 이 점등제어는 요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보에 기초하여 왕로 주사 및 복로 주사의 주사 개시 타이밍에서 레이저 광원(2A)(2B)을 전(全)점등하는 것이다.

화상처리수단(303)은 외부에서 입력된 정보에 기초하여 풀컬러 화상을 형성하기 위한 4색, 예를 들면 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙으로 색분해된 각각의 화상 신호(360Y)(360M)(360C)(360K)를 생성하는 것이다.

요동편향기 제어수단(302)은, 소정 주파수의 클럭에 기초하여 요동편향기(7)에 스위칭 전류 또는 교류 전류를 공급하고, 요동편향기(7)의 요동부(11b)를 소정 주파수로 공진시켜 요동진동을 여기하는 것이다. 이 클럭 정보는, 요동편향기(7)에 공급하는 전류의 위상정보도 포함되어 있으며, 적어도 왕로 주사와 복로 주사가 완전히 전환되는 타이밍, 즉 각각의 주사 개시 타이밍을 취득할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 클럭 정보가 광학특성 전환수단(305) 및 레이저구동신호 발생수단(304A)(304B)에 공급되고, 각각에 있어서 왕로 주사 및 복로 주사의 주사 개시 타이밍을 취득할 수 있도록 되어 있다.

이 타이밍의 취득은, 레이저광(30A)(30B)이 동기검지센서(19A)(19B)와 (22A)(22B)에 대해 각각의 주사가 종료되는 쪽은 점등되지 않도록 하기 위한 것이기 때문에 주사 개시 후, 각 동기검지수단에 도달하기 직전까지의 동안의 타이밍을 취득할 수 있으면 되고, 엄밀하게 주사 개시 타이밍을 주지 않아도 좋다.

광학특성 전환수단(305)은 요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보에 기초하여 왕로 주사와 복로 주사에서 레이저광(30A)(30B)의 광학 특성을 전환하기 위한 수단이다. 본 실시예에서는, 편광제어수단(5A)(5B)의 회전 원판의 회전 각도를 전환하여 광경로 중에 S편광 형성부(5S), P편광 형성부(5P)를 교체 삽입한다.

시퀀스동작 제어수단(306)은 프린트 개시 신호를 수신함으로써 프린트 동작을 개시하고, 광주사 장치(1) 및 화상형성장치(50)의 시퀀스 동작을 서로 조화시키 는 것이다. 예를 들면, 전사지의 반송에 동기하여 각 장치의 동작을 조화시키는 제어를 한다. 보다 상세한 것은 주지의 것이므로 설명을 생략한다.

다음으로, 화상형성장치(50)의 개략적인 구성에 대해서 설명하기로 한다.

화상형성장치(50)는 도 1에 그 개략의 구성을 도시한 바와 같이 광주사 장치(1)의 아래쪽에 배치되고, 광주사 장치(1)에 의해 대략 평행한 선 위에 주사되는 투과광(31A), 반사광(32A), 반사광(32B), 투과광(31B)을 각각 노광으로 사용하는 전자사진방식의 탄뎀(tandem)형 장치이다.

전사반송벨트(52)는 구동롤러(53)에 의하여 좌우 방향으로 구동되며 텐션롤러(54)에 의하여 장력이 유지된다. 전사반송벨트(52)는 전사지(미도시)를 반송한다. 전사반송벨트(52) 위에 소정 간격으로 축방향으로 평행하게 맞추어진 감광체 드럼(51Y)(51M)(51C)(51K)이 배치되어 있다.

특별히 도시되지 않았으나, 각 감광체 드럼의 원주 방향으로는, 감광체 드럼을 균일하게 대전시키기 위한 대전기, 노광 후에 형성되는 정전잠상의 전위에 따라 토너를 부착시켜 정전잠상을 가시화하는 현상기, 가시화된 토너상을 전사반송벨트(52)에 의해 반송된 전사지 위에 전사하는 전사기, 감광체 드럼을 재사용하기 위해 잔류토너를 제거하는 클리너 등 전자사진에 관한 주지의 구성 요소가 이 순서대로 배치되어 있다.

옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 토너가 각각 수용된 현상기들이 각각 감광체 드럼(51Y)(51M)(51C)(51K)에 대응하여 배치되어 있다. 현상방식은 특별히 한정되어 있지 않지만, 이하에서는 노광부분이 현상되는 반전현상방식을 채용하는 것으로서 설명한다.

특별히 도시되어 있지 않지만 전사반송벨트(52)의 상하류에는 전사지를 급지하는 급지 수단 및 전사지에 전사된 토너상을 전사지 위에 열정착하는 정착기가 설치되어 있다.

다음으로 화상형성 시스템(100)의 동작에 대해서, 광주사 장치(1)의 동작을 중심으로 설명한다. 화상형성장치(50) 자체의 동작에 관해서는 주지의 것이므로 상세한 설명은 생략한다. 화상형성 시스템(100)에서는, 첨자 A의 구성과 첨자 B의 구성이 동시에 거의 동일한 동작을 하기 때문에, 첨자 A의 구성 동작을 설명하면, 첨자 B의 구성 동작은 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 이하에서는 첨자 A의 구성 동작을 중심으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 편향 주사 동작을 설명하기 위한 사시도이다. 도 7a는 주사선의 경사를 조정하지 않은 경우의 주사선 화상의 형태를 도시한 도면이며, 도 7b는 주사선의 경사를 조정한 경우의 주사선 화상의 형태를 도시한 도면이다.

화상형성 시스템(100)은, 프린트 개시 신호를 수신하면 요동편향기 제어수단(302)에 의해 요동편향기(7)가 구동되고, 요동부(11b)가 소정 주파수로 요동 중심축인 토션바부(11c) 둘레로 요동 진동한다. 한편, 요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보에 기초하여 그 요동진동의 요동방향이 전환되는 타이밍으로 레이저 광원(2A)이 점등되어 레이저광(30A)이 발생한다. 레이저광(30A)은 도 3에 도시한 바와 같이 콜리메이팅 렌즈(3A)에 의해 대략 평행광이 되고 애퍼처(4A)에 의해 빔 형상 이 정형되어 편광제어수단(5A)에 입사된다.

마찬가지로 요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보에 기초하여 광학특성 전환수단(305)에 의해 요동부(11b)의 요동방향이 판별된다. 광학특성 전환수단(305)은 요동방향에 대응한 광학특성 교환신호(330)를 편광제어수단(5A)으로 송출한다. 즉 광학특성 교환신호(330)는 미러면(11A)이 복로 주사에서 왕로 주사로 전환되는 타이밍에서 편광제어수단(5A)을 회전시키고, 광경로 중에 S편광 형성부(5S)를 삽입하고, 왕로 주사에서 복로 주사로 전환되는 타이밍에서 편광제어수단(5A)을 회전시켜 광경로 중에 P편광 형성부(5P)를 삽입하도록 하는 제어를 하는 신호로 되어 있다. 이 때, 첨자 A의 광학계와 첨자 B의 광학계는, 요동 중심축에 대해 점대칭으로 배치되어 있기 때문에 각각의 왕로 주사, 복로 주사 타이밍은 완전히 일치한다.

편광 제어 수단(5A)에서 출사되는 레이저광(30A)은 미러면(11A)이 왕로 주사를 하는 경우에는 미러면(11A)에 대해 S편광 상태가 되고, 마찬가지로 복로 주사를 할 경우에는 P편광 상태가 된다. 레이저광(30A)은 미러면(11A)에 의해 편향되고, 주사 렌즈(8A)에 입사되어 상면(像面)에서 적절히 스폿직경이 되도록 집광됨과 동시에 주사면 내에서 주광선이 진행하는 방향이 주사 렌즈(8A)의 아크 사인 특성에 대응한 방향으로 굴곡된다.

요동방향이 전환되는 타이밍에서 점등된 레이저광(30A)은, 그 시점에서는 비화상 영역에 있기 때문에 유효화상영역에 주사되기 전에 터닝미러(14A) 또는 터닝미러(15A)에 의해 반사된다. 여기에서 레이저광(30A)이 복로 주사에서 왕로 주사로 전환되는 타이밍에서 점등되었다고 하면, 레이저광(30A)은 S편광으로서 터닝미러 (14A)에 입사된다. 그리고 동기렌즈(18A)를 통해 동기검지센서(19A)에서 수광된다. 그리고 동기검지신호(310A)가 생성되어 수평동기 제어수단(301A)으로 송출된다.

수평동기 제어수단(301A)에서는 동기검지신호(310A)에 대응하여 서두개시신호(350A)를 하이로 설정함과 동시에 동기검지신호(310A)에 따라 소정 시간 지연시킨 서두개시신호(350A)를 레이저구동신호 발생수단(304A)으로 송출한다.

레이저구동신호 발생수단(304A)은 일단 레이저 광원(2A)를 소등하고, 서두개시신호(350A)의 타이밍에서 화상 신호에 따라 레이저 광원(2A)를 변조하는 레이저구동신호(340A)를 레이저 광원(2A)으로 송출한다.

이 때, 주사 방향 판별 신호(351A)가 하이로 되어 있기 때문에 화상처리수단(303)으로부터, 화상 신호로서는 1라인 분의 화상 신호(360Y)를 그 데이터 순서를 유지하여 독출한다.

서두개시신호(350A)에 의해 레이저구동신호(340A)가 공급되는 타이밍에서는 미러면(11A)이 회동하여 레이저광(30A)을 유효화상영역을 향해 편향시킨다. 즉 레이저구동신호(340A)에 의해 변조된 레이저광(30A)은 미러면(11A)에 의해 편향되고, 주사렌즈(8A)에 의해 집광되면서 주광선의 광경로가 굴곡되어 편광 빔스프리터(9A)에 도달한다. 그리고 도 1에 도시한 바와 같이 편광 빔스프리터(9A)를 투과하여 미러(10A)에서 편향되고 감광체 드럼(51Y)을 등속도로 왕로 주사하여 노광한다.

이 때, 화상형성장치(50)에서는, 대전된 감광체 드럼(51Y)이 노광 위치에 도달해 있으며, 이 왕로 주사에 의해 1라인분의 노광 주사가 수행됨으로써 1라인분의 정전잠상이 감광체 드럼(51Y) 위에 형성된다. 레이저광(30A)은 1라인분의 주사가 끝나면 소등된다.

요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보에 의해 요동부(11b)가 왕로 주사에서 복로 주사로 전환되는 타이밍이 되면, 레이저구동신호 발생수단(304A)에 의해 레이저 광원(2A)가 점등되고, 레이저광(30A)이 점등된다. 이 복로 주사에서는 상기 터닝미러(14A), 동기렌즈(18A), 동기검지센서(19A) 대신에 터닝미러(15A), 동기렌즈(21A), 동기검지센서(22A)에 의해 동기검지가 수행되고, 동기검지신호(310A) 대신에 동기 검지 신호(320A)가 수평동기 제어수단(301A)으로 송출되어, 아래에 기술되는 사항을 제외하고는 위에서 기술한 것과 동일한 동작이 수행된다.

즉 편광 제어 수단(5A)은 광경로 중에 P편광 형성부(5P)를 삽입하기 때문에 레이저광(30A)은 미러면(11A)에 대해 P편광이 되고, 편광 빔스프리터(9A)에서는 반사되어 미러(23A)(24A)에서 편향되어 감광체 드럼(51M) 위로 유도된다. 또 동기 검지 신호(320A)에 따라 수평동기 제어수단(301A)에 의해 주사 방향 판별 신호(351A)가 로우가 되기 때문에 레이저 구동 신호(340A)는 화상 신호(360M)가 데이터 순서를 반전한 신호가 된다. 또 서두개시신호(350A)의 지연 시간은, 레이저구동신호(340A)의 서두위치가, 왕로 주사에 의해 기입되는 최종 화소 위치와 정렬되는 타이밍이 된다.

이와 같이 하여 왕로 주사에서는, 감광체 드럼(51Y) 위에 화상 신호(360Y)에 대응하는 1라인분의 정전잠상이 형성되고, 복로 주사에서는, 감광체 드럼(51M) 위에 주주사 방향의 화소 위치가 서로 위치 맞춤된 화상 신호(360M)에 대응하는 1라인분의 정전잠상이 형성된다.

이 때 광주사 장치(1)에서는, 도 6에 도시한 바와 같이 상면(像面)에서 왕로 주사선(60), 복로 주사선(61)이 연속 형성되어 부주사됨으로써 기록 매체 위에서 지그재그 형태의 주사선이 얻어진다. 따라서 예를 들면, 하나의 감광체 드럼 위에 연속 노광하고, 그 정전잠상을 현상(顯像)화하면, 도 7a에 도시한 바와 같이 왕로 주사선 화상(62), 복로 주사선 화상(63)이 지그재그로 형성되기 때문에 부주사 방향의 화소 배열이 흐트러진다. 따라서 통상의 화상형성 시스템에서는, 예를 들면 왕로 주사만으로 노광 주사를 하고 있다.

본 실시예에서는, 왕로 주사와 복로 주사로 다른 감광체 드럼상을 주사하기 때문에, 각각에서는 주사선이 평행으로 되어 있으며 평상시와 동일한 노광 주사가 수행되는 것이다. 단, 왕로 주사선 화상(62), 복로 주사선 화상(63)을 다른 색토너로 현상하여 중첩시키면 서로 교차하여 색엇갈림이 발생하기 때문에, 각각의 주사선 화상은, 도 7b와 같은 서로 평행하게 주사되는 왕로 주사선 화상(62), 복로 주사선 화상(63a)과 같이 할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 편광 빔스프리터(9A)에 의해 왕로 주사와 복로 주사에서 투과광(31A), 반사광(32A)으로서 주사광을 분기하고, 분기 후에 배치된 미러(10A)(23A)(24A)의 배치 위치를 조정하여 주사선의 경사가 조정되어 있기 때문에 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 평행한 주사선이 형성된다.

상기 동작과 병행하여 첨자 B의 구성에 의해 동일한 노광 주사가 수행된다. 즉 왕로 주사에서는, 감광체 드럼(51K) 위에 화상 신호(360K)에 대응하는 1라인분의 정전잠상이 형성되고, 복로 주사에서는, 감광체 드럼(51C) 위에 주주사 방향의 화소 위치가 서로 위치 맞춤된 화상 신호(360C)에 대응하는 1라인분의 정전잠상이 형성된다. 그리고 이러한 주주사 방향의 서두 위치는, 첨자 A의 구성에 의한 감광체 드럼(51Y)(51M) 위의 주사선의 서두 위치 모두 위치 맞춤되어 있다. 단, 첨자 B의 구성에서는 첨자 A의 구성에 대해 주사 방향이 반전되는 관계로, 레이저구동신호 발생수단(304B)에서는 왕로 주사시에 화상 신호(360K)의 데이터 순서를 반전하도록 되어 있다.

이와 같이 본 실시예의 광주사 장치(1)에 의하면, 화상형성장치(50)의 평행 배치된 감광체 드럼(51Y)(51M)(51C)(51K) 위에 각각 화상 신호(360Y)(360M)(360C)(360K)에 따른 정전잠상을 평행 그리고 주주사 방향으로 위치 맞춤한 상태의 주사선으로 형성할 수 있기 때문에 2개의 레이저 광원(2A)(2B)을 사용하여 4색을 색중복시켜 풀컬러 화상을 형성하는 화상형성 시스템(100)을 구성할 수 있다.

즉, 종래에 4빔으로 갈바노 미러를 공용하여 2빔씩을 하나의 주사 렌즈에 의해 주사하는 광주사 장치에서는 광원을 4빔마다 별개로 구비할 필요가 있기 때문에 부품 수가 많아진다는 문제가 있었지만, 본 실시예에서는 2개의 광원을 각각 요동방향에 따라 선택적으로 전환하여 다른 광경로 상에 주사함으로써 하나의 광원당 2빔의 주사를 함으로써 광원의 수를 반감할 수 있으며, 다음과 같은 또 다른 효과도 얻을 수 있다.

왕로 주사와 복로 주사에서 다른 위치에 주사를 할 수 있기 때문에 한쪽 주사만을 수행하는 경우에 비해 요동편향기(7)의 효율적인 이용을 꾀할 수 있다. 그 리고 한쪽 주사만을 수행하는 경우에 비해 고속의 화상 형성을 할 수 있다.

또, 각 색마다의 주사 방향은 일정해지기 때문에 데이터 반전을 각 색마다 수행할 수 있고 데이터 변환이 단순화되기 때문에 간소한 구성으로 할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 편광 빔스프리터(9A)(9B)에 의해 편광 특성의 차이를 이용하여 광빔을 분기하기 때문에 광빔을 분기하기 위해 부주사 방향으로 서로 이격된 형태의 복수의 빔을 형성할 필요가 없다. 따라서 주사되는 광이 부주사 방향으로 볼 때에 렌즈의 중심부를 통과하도록 할 수 있기 때문에 광빔을 축외부로 통과시킴에 따른 결상성능의 악화를 방지할 수 있다. 또, 주사 렌즈(8A)(8B)의 부주사 방향의 두께를 줄여 장치가 대형화되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예의 광주사 장치(1)는 광빔을 편광 방향이 서로 직교하는 2개의 직선편광 사이에서 선택적으로 전환하는 광학특성 전환수단과, 편광 빔스프리터 형태의 광경로 분기수단을 채용하고 있다. 따라서 하나의 광원으로부터 출사되는 광빔의 편광방향을 전환함으로써 하나의 광빔으로부터 분기된 두 개의 광빔을 상이한 2개의 주사 위치로 안내할 수 있고, 각각을 요동편향기의 요동방향에 따라 교대로 주사를 할 수 있다. 이 때, 편광 빔스프리터의 특성을 입사하는 광빔의 편광방향에 따라 최적화함으로써 광량 손실을 줄여 효율적으로 광빔을 분기할 수 있다.

다음으로, 본 실시예의 변형예에 대해서 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사 장치의 일 변형예를 도시한 평면도이다. 본 변형예의 광주사 장치(70)는, 상기 제1실시예의 광주사 장치(1)에서 동기검지센서(22A)(22B)를 삭제하고, 터닝미러(16A)(16B)를 추가하여 동기렌즈(21A)(21B)의 배치를 변경한 것 이다. 이하, 상기 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.

터닝미러(16A)(16B)는, 터닝미러(15A)(15B)에서 편향된 비화상 영역의 레이저광(30A)(30B)을 동기검지센서(19A)(19B)를 향해 편향시키는 것이다. 그리고 동기렌즈(21A)(21B)가 터닝미러(16A)(16B)와 동기검지센서(19A)(19B)의 광경로 상에 배치되어 있다. 터닝미러(14A)(14B)에서 편향된 레이저광(30A)(30B)과, 터닝미러(15A)(15B)에 의해 편향된 레이저광(30A)(30B)과의 각각의 광경로 길이는 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해, 제1실시예에서는 동기검지센서(22A)(22B)에서 수행하던 복로 주사가 개시되는 쪽의 동기 검지를 동기검지센서(19A)(19B)에서 겸용할 수 있다. 즉, 본 변형예에서는, 터닝미러(15A)(15B)에서 편향된 레이저광(30A)(30B)이 동기검지센서(19A)(19B)에 입사하여 동기검지센서(19A)(19B)에 의해 동기 검지 신호(320A)를 발생시킨다. 이 경우, 동기검지센서(19A)(19B)로부터 송출되는 동기검지신호(310A)(310B)와 (320A)(320B)는 신호 그 자체로서는 차이를 판별할 수 없기 때문에, 예를 들면, 요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보를 수평동기 제어수단(301A)에 입력하여(도 5의 2점 쇄선 참조) 수평동기 제어수단(301A(301B))으로 판별한다. 따라서 수평동기 제어수단(301A(301B))으로부터 상기 실시예와 마찬가지로 서두개시신호(350A(350B), 주사방향 판별신호(351A)(351B)를 송출할 수 있도록 되어 있다. 본 변형예에 의하면, 왕로 주사와 복로 주사에서 동기 검지 수단을 겸용할 수 있기 때문에 부품 점수를 삭감할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템에 대하여 설명한다. 도 9와 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한 정면도와 평면도이다. 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사 장치 및 화상 형성 시스템의 제어부를 도시한 블럭도이다.

본 실시예의 광주사 장치(80)는, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 2개의 레이저 광원(29A)(29B)을 사용하여 서로 대략 평행하게 배열된 4개의 주사선을 형성하기 위한 장치이다. 그리고 제1실시예의 광주사 장치(1)와 마찬가지로 화상형성장치(50)와 조합하여 예를 들면, 4색 풀컬러 화상을 형성하는 화상형성 시스템(200)을 구성할 수 있는 것이다.

광주사 장치(80)는, 제1실시예의 광주사 장치(1)의 편광 제어 수단(5A)(5B)을 삭제하고, 레이저 광원(2A)(2B), 편광 빔스프리터(9A), 미러(10A)(10B)(23A)(23B)(24A)(24B) 및 제어부(300) 대신에 각각 2파장LD(laser diode)(29A)(29B), 다이크로익 미러(25A)(25B), 미러(26A)(26B)(27A)(27B)(28A)(28B) 및 제어부(400)(도 11 참조)를 구비한다. 이하, 제1실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.

2파장LD(29A)(29B)는 1칩 위에 발광점이 근접한 2파장의 LD소자가 형성되고, 각각 독립적으로 구동전류를 공급함으로써 파장(λ1)(λ2) 중 어느 한 레이저광(33A)(33B)을 출사하는 광원이다. 이들은, 발광점이 근접해 있기 때문에 실질적으로 동축광으로 되어 있다. 또한 이들 2개의 파장광은, 동시에 출사할 수 있도록 되어 있어도 좋지만, 본 실시예에서는 어느 하나를 선택적으로 출사할 수 있다면 충분하다. 2개의 파장은, 감광체 드럼(51Y) 등이 노광 감도를 갖는 파장이라면 적절 한 파장을 채용할 수 있지만, 본 실시예에서는 λ1=780nm, λ2=650nm로 되어 있다.

다이크로익 미러(25A(25B))는, 레이저광(33A)(33B)을 파장에 의해 분기하기 위한 것으로서, 예를 들면 평행 평판 위에 파장(λ1)의 광을 투과광(34A)(34B)으로서 투과시키고, 파장(λ2)의 광을 반사광(35A)(35B)으로서 반사시키는 파장 특성을 갖는 다이크로익 미러코팅을 한 부재이다.

미러(26A)(26B)는, 투과광(34A)(34B)을 감광체 드럼(51Y)(51K) 위로 안내하는 편향 수단으로서, 파장(λ1)에 대해 반사율이 양호해지는 반사막 코팅이 되어 있다. 미러(27A)(27B)와 (28A)(28B)는 반사광(35A)(35B)를 각각 감광체 드럼(51M)(51C) 위로 안내하는 편향 수단으로서, 파장(λ2)에 대해 반사율이 양호해지는 반사막 코팅이 되어 있다. 미러(26A)(26B), (27A)(27B), (28A)(28B)는 각각 제1실시예의 미러(10A)(10B), (23A)(23B), (24A)(24B)에 대응하는 위치 관계로 배치되고, 주사선의 경사가 조정되어 있다.

제어부(400)는, 도 11에 도시한 바와 같이 제1실시예의 제어부(300)의 광학특성 전환수단(305) 대신에 광학특성 전환수단(405)을 구비하고 신호 스위치부(410A)(410B)를 추가한 것이다.

광학특성 전환수단(405)은 요동편향기 제어수단(302)의 클럭 정보로부터 주사 방향을 판별하고 왕로 주사인지 복로 주사인지에 따라 신호 레벨이 하이와 로우 사이에서 선택적으로 전환하는 파장전환신호(406)를, 신호 스위치부(410A)(410B)에 대해 송출하는 것이다.

신호 스위치부(410A)(410B)는, 광학특성 전환수단(405)으로부터의 파장 전환 신호(406)에 따라 레이저구동신호 발생수단(304A)(304B)으로부터 송출되는 레이저 구동 신호(340A)(340B)를, 2파장LD(29A)(29B)의 2개의 발광부 중 어느 하나로 공급하는 것이다. 본 실시예에서는, 파장 전환 신호(406)가 하이, 로우일 때 각각 파장(λ1)(λ2)의 발광부로 공급하도록 되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 2파장LD(29A)(29B)로부터 출사되는 파장을, 왕로 주사와 복로 주사에서 선택적으로 전환할 수 있기 때문에 왕로 주사에서는, 화상 신호(360Y)(360K)로 변조된 파장(λ1)의 투과광(34A)(34B)을 각각 감광체 드럼(51Y)(51K) 위에 주사하고, 복로 주사에서는, 화상 신호(360M)(360C)로 변조된 파장(λ2)의 반사광(35A)(35B)을 감광체 드럼(51M)(51C) 위에 주사하고 4색을 중합시킴으로써 풀컬러 화상을 형성할 수 있다.

이 때, 광학특성 전환수단(405)에 의해 2파장LD(29A)(29B)의 2개의 파장광을 전기적으로 전환하기 때문에, 편광 방향을 가변하는 경우와 같은 가동부가 없는 간소한 구성으로 할 수 있다. 또 2파장의 광원으로서, 1칩 위에 2파장의 발광부가 형성된 2파장LD(29A)(29B)를 채용하기 때문에, 복수의 LD광원으로부터의 광을 동축 위에 합성하는 경우에 비해 광축 맞춤이 불필요해지기 때문에 구성이 용이하고, 또 장치의 소형화를 꾀할 수 있다. 또 2파장LD(29A)(29B)는, 왕로 주사와 복로 주사에 따라 발광부를 전환하기 때문에 1칩 위의 근접 위치에서 2파장을 동시에 발광시키는 경우와 같이 크로스 토크 등의 문제가 발생하지 않기 때문에 소형이면서도 고품질의 노광 주사를 할 수 있다.

즉 본 실시예의 광주사 장치(80)는 본 발명의 광주사 장치에서, 상기 광학특 성 전환수단이 상기 광빔의 파장 특성을 전환하는 것으로서, 상기 광경로 분기수단이 다이크로익 미러인 구성으로 되어 있다. 따라서 하나의 광원으로부터 출사되는 광빔의 파장특성을 전환함으로써 상이한 2개의 주사 위치로 안내할 수 있고, 각각을 요동편향기의 요동방향에 따라 교체하여 2빔 주사를 할 수 있다. 이 때, 다이크로익 미러의 파장 특성을 입사하는 광빔의 파장에 따라 최적화함으로써 광량손실을 줄여 효율적으로 광빔을 분기할 수 있다.

또, 상기 설명에서는, 요동미러의 양면의 각 반사면에 대해 각각 하나씩의 광원으로부터 광빔을 입사함으로써 4빔 주사를 하는 경우의 예로 설명했으나, 요동미러가 단면 미러로서, 그 반사면에 하나의 광원으로부터 광빔을 입사하여 2빔 주사를 해도 좋다. 또 요동미러의 한면, 혹은 양면에 각각 복수의 광원으로부터 광빔을 입사하여 각각 광원 수의 배의 빔 주사를 하도록 해도 좋다.

또 상기 설명에서는, 광원이 반도체 레이저인 경우에서 설명했으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 기체 레이저를 사용해도 좋다. 예를 들면, 제1실시예의 경우에는 광학특성 전환수단으로서 원편광을 직선편광으로 변환하는 1/4 파장판을 회전하여 편광방향을 가변하는 기구를 채용할 수 있다. 또 제2실시예의 경우에는, 예를 들면 고주파에 의해 복수의 파장이 발진 가능한 기체 레이저를 사용하고, 광학특성 전환수단으로서 파장 선택 필터를 전환하는 기구를 채용할 수 있다.

또 상기 설명에서는, 하나의 광원으로부터의 광빔의 광학특성을 요동미러의 요동방향에 따라 전환하여 다른 주사선 위를 주사하는 2개의 광빔을 형성하는 예로 설명했으나, 편광상태나 파장 등의 광학 특성이 다른 2개의 광원으로부터의 광을 동축 위에 합성한 상태에서 요동미러에 입사하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 광학특성 전환수단은, 각각 광학 특성이 다른 광원의 발광을 전환하는 구성으로 할 수 있다. 예를 들면, 이러한 광원을 LD소자라고 하면, 전기적인 스위칭으로 전환할 수 있다.

또 상기 설명에서는, 광주사 장치가 레이저 프린터 등의 화상형성 시스템에 사용되는 경우로 설명했으나, 예를 들면 가공부를 묘화하기 위한 다빔의 레이저 가공 시스템 등, 다른 시스템에서 사용해도 좋다는 것은 말할 것도 없다. 이 경우, 다빔의 주사 위치는 동일 가공부 위에 평행한 복수의 주사선을 형성하여 면 모양의 묘화를 해도 좋다.

또 상기 설명에서는, 상면(像面)에서 등속 주사를 하기 위해 주사렌즈를 사용한 예에서 설명했으나, 피사계 심도나 주사화각에 따라서는, 주사속도를 보정하지 않은 렌즈를 사용해도 좋다. 또 필요한 스폿직경이나 주사정밀도에 따라서는 주사렌즈를 사용하지 않는 구성으로 해도 좋다.

여기에서, 상기 실시예의 용어와 특허청구범위의 용어의 대응 관계에 대해서 명칭이 다른 경우에 대해서 설명하기로 한다.

레이저 광원(2A)(2B), 2파장LD(29A)(29B)는 광원의 일실시예이다. 편광 빔스프리터(9A)(9B), 다이크로익 미러(25A)(25B)는 광경로 분기수단의 일실시예이다. 미러면(11A)(11B)은 반사면에 대응한다. 레이저광(30A)(30B)(33A)(33B)는 광빔에 대응한다. 미러(10A)(10B), (23A)(23B), (24A)(24B)는 적어도 어느 하나가 주사선의 경사를 보정하는 미러부재로 되어 있다. 또 미러(26A)(26B), (27A)(27B), (28A)(28B)는 적어도 어느 하나가 주사선의 경사를 보정하는 미러 부재로 되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광주사 장치 및 이를 채용한 화상형성 시스템에 의하면, 요동편향기의 요동방향이 전환될 때마다 광원으로부터의 광빔이 다른 광경로 상으로 주사되고, 하나의 광원당 2빔의 광빔 주사를 요동의 왕복 방향을 따라 수행할 수 있기 때문에 주사 효율이 높은 광빔 주사를 할 수 있다는 효과를 발휘한다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

요동미러를 가진 요동편향기와,

상기 요동미러의 반사면에 광빔을 입사하는 광원과,

상기 요동미러의 반사면에 입사되는 광빔의 광학 특성을 상기 요동미러의 요동방향에 따라 선택적으로 전환하는 광학특성 전환수단과,

상기 요동미러에 의해 편향된 광빔의 광경로를 상기 광빔의 광학 특성에 의해 분기하는 광경로 분기수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광주사 장치.
제1항에 있어서,

상기 광경로 분기수단으로 분기된 광경로 중 적어도 한쪽에 위치되어, 그 광경로에서의 주사선의 경사를 보정하는 미러 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 광주사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광학특성 전환수단은 상기 광빔을 편광 방향이 서로 직교하는 2개의 직선편광 사이에서 선택적으로 전환하며,

상기 광경로 분기수단은 편광 빔스프리터인 것을 특징으로 하는 광주사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광학특성 전환수단은 상기 광빔의 파장 특성을 전환하며,

상기 광경로 분기수단은 다이크로익 미러인 것을 특징으로 하는 광주사 장치.
복수의 감광체와,

상기 복수의 감광체 상에 정전잠상을 형성하는 것으로서, 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광주사 장치와,

상기 정전잠상을 현상하는 복수의 현상기를 구비하는 화상형성 시스템.