KR20080023597A - 광주사장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 광주사장치는, 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔을 편향시키는 회전다면경; 상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 감광매체에 결상시키는 에프-세타 렌즈; 및 상기 에프-세타 렌즈와 감광매체 사이에 주주사 방향에 대하여 일정 각도(θ) 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 평판;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이상과 같은 본 발명에 의하면, 회전다면경과 감광매체의 회전 및 기타 가공/조립 과정에 의해 발생되는 주사선 기울어짐을 다른 성능의 저하를 최소화하면서 보정할 수 있기 때문에, 제품의 품질을 높일 수 있다.

화상형성장치, 주사선보정, 주사선처짐, 평판보정, 기울어짐

Description

광주사장치 및 이를 구비한 화상형성장치{Laser scanning unit and image forming apparatus having the same}

도 1은 일반적인 2개의 광원을 가지는 광주사장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 종래기술에 의한 주사선 기울어짐 보정수단을 가지는 광주사장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 의한 주사선 기울어짐을 보정하기 위한 평판이 구비된 광주사장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 도 3의 평판의 배치 각도를 계산하기 위해 도시한 평면도,

도 5는 도 3의 평판의 측면도, 그리고,

도 6은 본 발명에 의한 화상형성장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100; 광주사장치 110; 광원

120; 회전다면경 130; 에프-세타 렌즈

150; 감광매체 200; 평판

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주사선 기울어짐을 보정할 수 있는 광주사장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자사진방식의 화상형성장치는 감광매체에 정전잠상을 형성하는 광주사장치를 구비한다.

도 1은 하나의 회전다면경을 이용하여, 복수의 감광매체에 정전잠상을 형성하는 광주사장치의 일 예를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 광주사장치는 복수의 광원(1)과 회전다면경(2)을 포함하여 서로 다른 감광매체(5a)(5b)에 정전잠상을 형성한다. 그런데, 이와 같은 구조에 의하면, 도 1의 점선으로 도시된 바와 같이 감광매체(5a)(5b)에 결상되는 주사선이 끝단으로 갈수록 기울어지는 이른바 주사선 기울어짐 현상이 발생된다. 따라서, 정상적인 화상을 얻기 위해서는 기울어진 화상을 보정할 수 있는 수단이 설치되어야 한다.

도 2는 이와 같은 주사선 기울어짐을 보정하기 위한 수단을 구비한 광주사장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 에프-세타 렌즈(3)와 감광매체 (5a)사이에는 주사선 기울어짐 보정 미러(4)가 설치되어, 이 미러(4)를 주사방향에 대하여 전진 및 후퇴하는 동작으로 주사선 기울어짐을 보정 한다. 따라서, 도 1에 도시된 복수의 광원(1)을 가지는 광주사장치의 경우에는, 도 2와 같은 구조를 쌍으로 마련하면 된다.

그런데 미러(4)를 전진 및 후퇴시키는 동작으로 주사선 기울어짐을 보정 하 면, 미러(4) 움직임에 대하여 레이저 빔의 변화량은 2배로 변화하게 되므로, 미러의 위치 또는 반사각도를 조정하는 것과 같은 방법으로는 주사선의 기울어짐 보정이 용이하지 않다. 또한, 보정 후에 레이저 빔의 빔경 및 에프-세타 렌즈를(3)를 통과하는 레이저 빔의 직진성(linearlity) 등에 변화를 주기 때문에, 화질이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 감광매체에 결상되는 빔경 및 레이저 빔의 직진성 등과 같은 광주사장치의 다른 성능 저하 없이 주사선 기울어짐을 보정할 수 있도록 구조가 개선된 광주사장치 및 이를 구비한 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광주사장치는, 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔을 편향시키는 회전다면경; 상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 감광매체에 결상시키는 에프-세타 렌즈; 및 상기 에프-세타 렌즈와 감광매체 사이에 주주사 방향에 대하여 일정 각도(θ) 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 평판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 평판은, 주사면에 대하여 소정 각도(90°-θ⊥) 기울어지게 설치되고, 일정 두께(t)와 굴절률(n)을 가지는 투명재질로 형성되는 것이 바람직하다.

감광매체에 한 라인을 주사하는데 소요되는 시간을 s 라고 할 때, 상기 평판 의 기울어진 각도(θ)는 다음의 수학식을 만족하는 것이 바람직하다.

[수학식]

본 발명의 다른 실시예에 의한 광주사장치는, 적어도 2개의 광원; 상기 광원들로부터 조사되는 레이저 빔을 적어도 2개의 감광매체로 편향시키는 일체로 구성된 회전다면경; 각각의 광원과 감광매체 사이에 배치되어, 상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 각각의 감광매체에 결상하는 적어도 2개의 에프-세타 렌즈; 및 상기 에프-세타 렌즈와 감광매체 사이에 주주사 방향에 대하여 일정 각도(θ) 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 적어도 2개의 평판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 평판은, 주사면에 대하여 소정 각도(90°-θ⊥) 기울어지게 설치되며, 일정 두께(t)와 굴절률(n)을 가지는 투명재질로 형성되는 것이 좋다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 광주사장치는, 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔을 편향시키는 회전다면경; 상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 감광매체에 결상시키는 에프-세타 렌즈;를 포함하며, 상기 에프-세타 렌즈는, 주주사 방향에 대하여 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 화상형성장치는 감광매체; 및 상기 감광매체에 정전잠상을 형성하는 상기한 바와 같은 광주사장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 함께 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광주사장치(100)를 도시한 것으로, 본 발명의 광주사장치(100)는 광원(110), 회전다면경(120), 에프-세타 렌즈(130) 및 평판(200)을 포함한다.

광원(110), 회전다면경(120) 및 에프-세타 렌즈(130)의 구성 및 기능은 본 발명의 요지와 관련이 없으므로, 상세한 설명은 생략한다.

평판(200)은 에프-세타 렌즈(130)와 감광매체(150) 사이에 배치되어, 감광매체(150)에 결상되는 레이저 빔의 주사선 기울어짐을 보정한다. 평판(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 주주사 방향에 대하여 일정 각도(θ)만큼 비스듬하게 설치된다.

이하에서는 비스듬하게 설치되는 평판(200)의 각도(θ)를 구하는 방법을 도 4를 참고하여 설명한다.

화상형성장치는 인쇄속도에 따라 회전다면경(120)의 회전속도가 정해지게 되며, 이에 따라 감광매체(150)의 선속도가 결정된다. 회전다면경(120)이 주사방향으로 회전을 하고, 감광매체(150)는 이에 수직한 방향으로 회전을 하게 되므로, 필연적으로 감광매체(150) 표면에 결상되는 레이저 빔의 주사선 기울어짐이 발생한다. 이와 같은 주사선 기울어짐은 에프-세타 렌즈(130)와 감광매체(150) 사이에 설치되는 평판(200)을 주주사 방향에서 광축(L) 대하여 일정 각도(θ) 만큼 비스듬하게 설치하는 것으로 보정할 수 있다.

이와 같이 평판(200)을 비스듬하게 설치하면, 평판의 각도(θ)에 따라 레이저 빔이 평판(200)을 통과하면서, 광로 차이가 발생된다. 일반적으로 광로는 통과하는 매질의 굴절률×두께로 구해지므로, 평판(200)의 굴절률을 n, 두께를 t라고 한다면, 평판(200)의 중심에서의 광로는 n·t라고 할 때, 평판(200)의 양 끝단을 통과하는 레이저 빔의 광로(L₁)(L₂)는 각각 n·t₁ 및 n·t₂가 된다. 이와 같이 광로 차이가 감광매체의 표면 위에서 주사선의 기울어짐으로 나타나므로, 평판(200)의 각도(θ)를 조정하게 되면, 주사선의 기울어짐을 보정 할 수 있다.

한편, 평판(200)은 감광매체(150)에 결상되는 레이저 빔이 재반사되어, 감광매체(150) 표면에 고스트 화상을 형성하는 것을 방지하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 주사면(S)에 대하여, 90°-θ_⊥ 만큼 기울어진 상태로 설치된다. 이때, 평판(200)에 입사되는 레이저 빔의 입사각은 θ_0⊥과 같다.

따라서, 감광매체에 한 라인을 주사하는데 소요되는 시간을 s 라고 할 때, 평판(200)의 각도(θ)는 아래의 수학식 1을 만족한다.

상기한 수학식 1을 이용하여, 각도(θ)를 계산할 수 있는데, 드럼의 선속도를 70mm/s, 한 라인 주사시간(s)이 43㎲, 입사각(θ_0⊥)이 0°, 평판(200)의 기울기(θ_⊥ )를 10°, 평판의 두께(t)를 2mm, θ₁ 와 θ₂ 각각의 각도를 30°라고 한다면, 드럼의 선속도 및 회전다면경의 회전에 의한 주사선 기울어짐의 양은 대략 30㎛ 정도 발생 된다.

따라서, 감광매체(150)의 선속도에 의한 주사선 기울어짐 30㎛를 보정하기 위한 평판의 각도(θ)를 계산하면, 상기 수학식을 통해 θ=0.6°임을 알 수 있다. 이처럼, 평판을 0.6도 기울이게 되면, 상기한 수학식을 통해 -30㎛의 값이 나오게 되므로, 감광매체(150)의 선속도에 의한 주사선 기울어짐을 보정할 수 있다.

이상과 같은 구조는 앞서 종래기술에서 언급한 적어도 2개의 광원을 가지며, 하나의 회전다면경을 이용하여 적어도 2개의 감광매체에 레이저 빔을 결상하는 광주사장치에도 적용하는 것이 가능하다. 이 경우에도, 평판(200)은 각각 광 경로를 형성하는 감광매체와 에프-세타 렌즈 사이에 비스듬하게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정할 수 있다. 구체적인 내용은 앞서 설명한 바와 같으므로, 중복 설명은 생략한다.

또한, 도시하지는 않았으나, 에프-세타 렌즈(130)와 감광매체(150) 사이에 별도 부품인 평판(200)을 비스듬하게 설치하지 않고, 에프-세타 렌즈(130) 자체를 앞서 설명한 평판(200)과 같이 비스듬하게 설치하거나, 미도시된 콜리메이트 렌즈 또는 실린더 렌즈를 앞서 설명한 바와 같이 비스듬하게 설치하여 주사선 기울어짐을 보정하는 것도 가능하다.

이처럼 광원(110)으로부터 조사되는 레이저 빔을 투과하는 여러 가지 광 부품 중 어느 하나를 주주사 방향에 대하여 일정 각도로 비스듬하게 설치하면, 감광매체(150)에 결상되는 레이저 빔의 주사선 기울어짐을 보정 할 수 있다.

본 발명에 의한 화상형성장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 급지유닛(10), 감광매체(150)를 가지는 현상유닛(20), 상기 감광매체(150)에 정전잠상을 형성하는 광주사장치(100), 정착유닛(30) 및 배지유닛(40)을 포함한다.

급지유닛(10), 현상유닛(20), 정착유닛(30) 및 배지유닛(40)의 구성은 본 발명의 요지와는 관련이 없으므로, 상세한 설명은 생략한다.

광주사장치(100)는 상기 감광매체(150)에 결상되는 레이저 빔의 주사선 기울임을 보정할 수 있는 상기한 바와 같은 평판(200)을 가지는 것을 특징으로 한다.

즉, 인쇄 속도에 따라 결정되는 회전다면경(120)의 속도와 감광매체(150)의 속도를 이용하여, 주사선 기울어짐의 크기는 예측할 수 있으므로, 예측된 주사선 기울어짐의 크기와 상쇄되도록 에프-세타 렌즈(130)와 감광매체(150) 사이에 투명한 재질의 평판(200)을 상기한 수학식 1로 계산할 수 있는 각도(θ)로 비스듬하게 배치하면, 주사선 기울어짐을 보정 하는 것이 가능하다.

본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 회전다면경과 감광매체의 회전 및 기타 가공/조립 과정에 의해 발생되는 주사선 기울어짐을 레이저 빔의 빔경 변화 및 레이저 광의 직진성 하락과 같은 광주사장치의 다른 성능 저하를 최소화하면서 보정할 수 있기 때문에, 제품의 품질을 높일 수 있다.

Claims (10)

1. 광원;

   상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔을 편향시키는 회전다면경;

   상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 감광매체에 결상시키는 에프-세타 렌즈; 및

   상기 에프-세타 렌즈와 감광매체 사이에 주주사 방향에 대하여 일정 각도(θ) 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 평판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 평판은,

   주사면에 대하여 소정 각도(90°-θ⊥) 기울어지게 설치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 평판은,

   일정 두께(t)와 굴절률(n)을 가지는 투명재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   감광매체에 한 라인을 주사하는데 소요되는 시간을 s 라고 할 때,

   상기 평판의 기울어진 각도(θ)는 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.

   [수학식]

   
5. 적어도 2개의 광원;

   상기 광원들로부터 조사되는 레이저 빔을 적어도 2개의 감광매체로 편향시키는 일체로 구성된 회전다면경;

   각각의 광원과 감광매체 사이에 배치되어, 상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 각각의 감광매체에 결상하는 적어도 2개의 에프-세타 렌즈; 및

   상기 에프-세타 렌즈와 감광매체 사이에 주주사 방향에 대하여 일정 각도(θ) 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 적어도 2개의 평판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 평판은,

   주사면에 대하여 소정 각도(90°-θ⊥) 기울어지게 설치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 평판은,

   일정 두께(t)와 굴절률(n)을 가지는 투명재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   감광매체에 한 라인을 주사하는데 소요되는 시간을 s 라고 할 때,

   상기 평판의 기울어진 각도(θ)는 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.

   [수학식]

   
9. 광원;

   상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔을 편향시키는 회전다면경;

   상기 회전다면경에서 편향된 레이저 빔을 감광매체에 결상시키는 에프-세타 렌즈;를 포함하며,

   상기 에프-세타 렌즈는, 주주사 방향에 대하여 경사지게 배치되어, 주사선 기울어짐을 보정하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
10. 감광매체; 및

    상기 감광매체에 정전잠상을 형성하는 청구항 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 광주사장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

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