KR20080066388A - 광주사장치 - Google Patents

Abstract

에프세타 렌즈를 개선하여 주사선의 만곡 현상 및 빔경 변화를 상쇄할 수 있는 광주사장치가 개시된다. 본 발명에 따른 광주사장치는 광원에서 주사된 광을 편향시키는 단일 폴리곤 미러와, 폴리곤 미러에 의해 편향되는 광을 복수의 감광드럼에 결상시키는 복수의 에프세타 렌즈를 포함하는 광주사장치에 있어서, 에프세타 렌즈가 주주사방향으로는 대칭이며, 부주사방향으로는 비대칭인 비구면 형상을 가지며, 폴리곤 미러로부터 편향되는 광이 이 에프세타 렌즈의 상부 또는 하부 측에 편심 경사 입사됨으로써 주사선 만곡 현상 및 빔경 변화가 상쇄될 뿐만 아니라, 이에 따라 에프세타 렌즈의 불필요한 부분을 제거함으로써 두께를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

광주사장치{Laser scanning unit}

도 1은 종래의 광주사장치를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 광주사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 광주사장치의 폴라곤 미러와 에프세타 렌즈의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 광주사장치의 에프세터 렌즈를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1..광원 2..콜리메이터렌즈

3..실린더렌즈 4,10..폴리곤미러(편향기)

5,20..에프세타 렌즈 6,30..반사미러

D..피노광체(감광드럼)

X..주주사방향

Y..부주사방향

본 발명은 광주사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 편향기를 사용하여 복수의 감광체에 광을 주사하는 텐덤형 광주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광주사장치는 전자사진방식의 화상형성장치에 설치되어 감광체에 광을 주사함으로써 감광체의 표면에 정전잠상을 형성시키는 장치이다.

이러한 광주사장치는 도 1에 도시된 바와 같이 화상 신호에 따라 광을 주사하는 광원(1)과, 광원(1)에서 주사된 광을 평행광 또는 수렴광으로 변환시키는 콜리메이터렌즈(2)와, 콜리메이터렌즈(2)를 통과한 광을 부주사 방향으로 집광시키는 실린더렌즈(3)와, 실린더렌즈(3)를 통과한 광을 일정한 각도 범위 내에서 편향시키는 폴리곤 미러(4)와, 폴리곤 미러(4)에서 반사되는 광을 감광체에 등속으로 주사시키는 에프세타 렌즈(5)와, 에프세타 렌즈(5)를 통과하여 피노광체(D)로 입사되는 광의 입사각을 조절해주는 반사미러(6)와, 동기신호 검출을 위한 광검출미러(7) 및 광검출센서(8)를 등을 포함한다. 이들 구성요소들은 하나의 하우징 내에 설치되며, 에프세타 렌즈(5)에 있어서 X는 주주사방향이고, Y는 부주사방향이다.

한편, 종래의 텐덤형 광주사장치는 화상형성장치를 소형화하기 위해 하나 또는 복수의 광원으로부터 복수의 광속(광다발)을 단일 편향기(폴리곤 미러)에 입사시키고 그 출사 광경로 상에 복수의 반사미러로 배치하여 각 감광체에 조사하거나, 또는 편향기로 입사되는 광을 소정 각도 경사지도록 하여 장치 사이즈를 감소시키는 방법이 있었다. 그런데, 이러한 방법은 전자의 경우는 부품수가 많고 편향기의 두께가 증가하여 제조 비용 및 가공정밀도가 떨어진다는 문제점이 있으며, 후자의 경우는 경사가 편향기의 광 출사각에 따른 결상면에서 주사선의 만곡 유발 및 광속 의 뒤틀림에 의한 주부주사 빔경의 변화를 동반하도록 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 에프세타 렌즈를 개선하여 주사선의 만곡 현상 및 빔경 변화를 상쇄할 수 있는 광주사장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광주사장치는 광원에서 주사된 광을 편향시키는 단일 폴리곤 미러와, 폴리곤 미러에 의해 편향되는 광을 복수의 감광드럼에 결상시키는 복수의 에프세타 렌즈를 포함하는 광주사장치에 있어서, 에프세타 렌즈는 주주사방향으로는 대칭이며, 부주사방향으로는 비대칭인 비구면 형상을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치의 상기 에프세타 렌즈는 부주사방향에 있어서 광학 유효폭(Tc)과, 부주사 일단부로부터 광학 중심축까지의 거리(Tm)의 관계가 Tc/2 < Tm <= Tc 이다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치의 상기 에프세타 렌즈는 부주사 방향에 있어서 광학 유효폭 내에 렌즈의 곡률 정점을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치의 상기 에프세타 렌즈로 입사되는 광은 렌즈의 상단 또는 하단 측으로 편향 경사 입사된다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치의 상기 복수의 에프세타 렌즈는 각 광경로마다 한 개가 사용되며, 모두 동일한 형상을 가진다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 광주사장치를 개략적으로 도시한 것이다. 본 도면에 있어서, 종래기술에서 기술한 광주사장치 중 광원과 콜리메이터렌즈와 실린더렌즈는 도시하지는 않았지만 도면의 정면측에 마련되어, 폴리곤 미러(10)에 경사지게 광을 주사한다.

광주사장치에 대해 개략적으로 설명하면, 광원은 레이저 다이오드와 같이 광을 발생시키는 장치로 화상 신호에 따라 광을 콜리메이터렌즈를 향해 주사하며, 콜리메이터렌즈는 광원에서 주사된 광을 평행광 또는 수렴광으로 변환시키고, 실린더 렌즈는 콜리메이터렌즈를 통과하면서 변환된 평행광 또는 수렴광을 부주사 방향으로 집광시킨다.

폴리곤 미러(10)는 외측면에 복수의 반사면이 구비되고, 모터(미도시)에 의해 고속으로 회전하면서 실린더렌즈를 통과한 광을 피노광체인 감광드럼(D)을 향해 일정 각도 범위 내에서 편향시킨다.

에프세타 렌즈(20)는 폴리곤 미러(10)에 의해 일정 각도 범위 내에서 편향되는 광을 등속으로 주사시킨다.

에프세타 렌즈(20)과 피노광체인 감광드럼(D) 사이에는 반사미러(미도시)가 마련되어, 에프세타 렌즈(20)를 통과한 광을 감광드럼(D)을 향해 반사시키면서 감광드럼(D)으로 입사되는 광의 입사각을 조정한다.

또한, 본 발명의 광주사장치는 도 2에 도시한 바와 같이 단일 폴리곤 미 러(10)와 네 개의 에프세타 렌즈(20)로 구성되기 때문에, 폴리곤 미러(10)와 에프세타 렌즈(20) 사이에도 각 감광체(Y,M,C,K)의 위치에 따라 복수의 반사미러(30a,30b,30c)가 광경로 상에 적절히 배치된다.

도 3은 본 발명에 따른 광주사장치의 폴리곤 미러와 에프세타 렌즈의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4 내지 도 6은 에프세타 렌즈의 길이방향 단면을 확대 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 에프세타 렌즈(20)는 주주사방향(도 1의 X방향)으로는 대칭이며, 부주사방향(Y방향)으로는 비대칭인 비구면 형상을 가진다. 여기서 비구면 형상이란 구면을 제외한 소정 곡률을 가진 곡선을 지칭한다.

또한, 폴리곤 미러(10)에 경사 입사되어 에프세타 렌즈(20)로 편향되어 주사되는 광은 부주사방향의 상단 또는 하단 측으로 편향 입사되며 렌즈 중심축 대비 경사지게 입사된다. 이것은 편향광이 에프세타 렌즈(20)로 편향 경사 입사됨으로써 주사선의 만곡 현상과 빔경 변화의 상쇄효과를 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 이와 같이 에프세타 렌즈(20)의 상단 또는 하단 측으로 입사광을 이동시키게 되면, 에프세타 렌즈(20)의 상당 부분(도 3의 점선부분)이 불필요하게 되므로, 본 발명에서는 이러한 광 비통과영역을 제거하여 필요한 곡률 형태만 구현함으로써 에프세타 렌즈(20)를 슬림화할 수 있다.

일례로, 도 4에 도시된 바와 같이 부주사방향(Y)에 있어서 에프세타 렌즈(20)의 광학 유효폭을 Tc 라하고, 에프세타 렌즈(20)의 일단부(P1)로부터 광학 중심축(P2)까지의 거리를 Tm 이라고 할 경우, 통상의 렌즈는 좌우 대칭이므로 Tc/2 = Tm 의 관계를 가지는 데 반하여 본 실시예의 에프세타 렌즈(20)는 좌우 비대칭으로 Tc/2 < Tm <= Tc 의 관계를 가진다. 도 3은 Tc = Tm 으로 이루어진 에프세타 렌즈를 도시한 것이며, P3는 렌즈 중심축을 나타낸다.

도 5는 에프세타 렌즈의 다른 실시예를 도시한 것으로서, Tc/2 < Tm 인 에프세타 렌즈를 도시한 것이다. 즉, 광학 유효폭(Tc)은 광학 중심축(P2)을 넘는 비구면을 가지게 되는데, 이와 같이 광학 유효폭(Tc) 내에 곡률의 정점인 광학 중심축(P2)을 포함시키게 되면 렌즈의 가공 및 측정 시 기준설정이 용이하다는 장점이 있다.

도 6는 도 3과 동일한 에프세타 렌즈에 있어서 광이 입사되는 면(δ1)과 출사되는 면(δ2)의 곡률을 표시한 것으로서 양 면의 곡률은 같거나 다를 수 있는데, 너무 차이가 클 경우에는 렌즈 성형 시 굴절율 편차 등 성능 열화가 발생할 수 있으므로 적절히 조절하는 것이 바람직하다.

그러면, 상기와 같은 구성을 갖는 광주사장치의 동작을 설명하기로 한다.

화상 신호에 따라 광원에서 광이 주사되면, 주사된 광은 콜리메이터렌즈 및 실린더렌즈를 통과하여 폴리곤 미러(10)에 도달한다. 그리고, 폴리곤 미러(10)의 반사면에 입사되는 광은 에프세타 렌즈(20)를 향해 일정 각도 범위 내에서 편향되어 감광체에 조사된다.

본 발명에 따르면, 상기와 같이 에프세타 렌즈(20)를 제조하게 되면 피노광체인 감광드럼에 초점이 형성되도록 배율을 조절하기 위해서 종래에는 두 개의 에프세타 렌즈(20)가 필요 하였으나, 본 발명에서는 주사선의 만곡 및 빔경 변화가 상쇄되기 때문에 하나의 에프세타 렌즈만으로도 등속주사 및 결상을 효과적으로 형성 할 수 있다.

또한, 종래에는 각 광경로 상에 마련되는 에프세타 렌즈가 서로 다른 종류일수 밖에 없었으나, 본 발명에 따른 에프세타 렌즈는 상기 효과에 의해 모두 동일한 형상을 가지더라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광주사장치는 주주사방향으로는 대칭이며 부주사방향으로는 비대칭인 비구면 형상을 가지는 에프세타 렌즈에 폴리곤 미러로부터 편향되는 광이 렌즈의 상부 또는 하부 측에 편심 경사 입사됨으로써 주사선 만곡 현상 및 빔경 변화가 상쇄되며, 이에 따라 에프세타 렌즈의 불필요한 부분을 제거함으로써 두께를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있다.

Claims (6)

1. 광원에서 주사된 광을 편향시키는 단일 폴리곤 미러와, 폴리곤 미러에 의해 편향되는 광을 복수의 감광드럼에 결상시키는 복수의 에프세타 렌즈를 포함하는 광주사장치에 있어서,

   상기 에프세타 렌즈는 주주사방향으로는 대칭이며, 부주사방향으로는 비대칭인 비구면 형상을 가지는 것을 특징으로 광주사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에프세타 렌즈는 부주사방향에 있어서 광학 유효폭(Tc)과, 부주사 일단부로부터 광학 중심축까지의 거리(Tm)의 관계가 Tc/2 < Tm <= Tc 인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 에프세타 렌즈는 부주사 방향에 있어서 광학 유효폭 내에 렌즈의 곡률 정점을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 에프세타 렌즈로 입사되는 광은 렌즈의 상단 또는 하단 측으로 편향 경사 입사되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복수의 에프세타 렌즈는 각 광경로마다 한 개가 사용되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 에프세타 렌즈는 모두 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광주사장치.

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