KR20100073756A - 광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치 - Google Patents

광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치가 개시된다.
개시된 광 주사 장치는, 광원, 상기 광원에서 조사된 광빔을 감광체로 편향시키는 편향기, 상기 편향기에서 반사된 광빔을 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자; 및 상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고, 상기 결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 크도록 하여 광량비의 균일도를 향상한다.

Description

광 주사 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치{Laser scanning unit and image forming apparatus employing the same}
본 발명의 실시예는 광량비의 균일도를 개선한 광 주사 장치와 이를 사용한 화상 형성 장치에 관한 것이다.
광 주사 장치는 레이저 빔 프린터(LBP)나 디지털 복사기와 같은 화상 형성 장치에 사용되는 것으로, 감광체에 레이저 빔을 주사하여 정전 잠상을 형성하는 장치이다. 이 광주사 장치는 화상 신호에 따라 변조된 광 빔을 예를 들어 폴리곤 미러와 같은 편향기에 의해 감광체에 주기적으로 편향시킨다. 그리고, 편향된 광빔을 결상 광학 소자에 의해 감광체에 집속하여 정전 잠상을 형성한다.
그런데, 화상 형성 장치에서 인쇄 품질에 영향을 많이 미치는 부품 중 하나가 광 주사 장치이다. 따라서, 화상 형성 장치의 화질을 향상시키기 위해 광 주사 장치의 성능을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주사 라인에서의 광량비의 균일도가 개선된 광 주사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주사 라인에 대해 광량비를 균일하게 하여 화상 품질을 향상시킨 화상 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광원;
상기 광원에서 조사된 광빔을 감광체로 편향시키는 편향기;
상기 편향기에서 반사된 광빔을 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자; 및
상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고,
상기 결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 큰 광 주사 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반사 광학 소자는 반사 광학 소자에 대한 광빔의 입사각이 증가할수록 감소하는 반사율을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반사 광학 소자는 다음 식을 만족하는 반사율을 가질 수 있다.
<식>
Figure 112008088476049-PAT00001
여기서, Rc는 상기 반사 광학 소자의 중심에서의 반사율을, Rs는 반사 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 광원이 에지형 발광 레이저 다이오드이고, 상기 에지형 발광 레이저 다이오드의 활성층이 부주사 방향에 대해 45-90도 범위로 기울어지도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반사 광학 소자가 평면의 반사면을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면,
광원;
상기 광원에서 조사된 광빔을 감광체에 편향시키는 편향기;
상기 편향기에서 반사된 광빔을 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자; 및
상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자 쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고,
상기 반사 광학 소자는 광빔의 입사각이 증가할수록 증가하는 반사율을 가지는 광 주사 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반사 광학 소자는 다음 식을 만족하는 반사율을 가질 수 있다.
<식>
Figure 112008088476049-PAT00002
여기서, Rc는 상기 반사 광학 소자의 중심에서의 반사율을, Rs는 반사 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면,
광 주사 장치;
상기 광 주사 장치에 의해 빔이 주사되어 정전 잠상이 형성되는 감광체;
상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛;
상기 현상 유닛에 의해 현상된 화상이 전사되는 전사 유닛;을 포함하고,
상기 광 주사 장치는, 광원, 상기 광원에서 조사된 광빔을 감광체로 편향시키는 편향기, 상기 편향기에서 반사된 광빔을 상기 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자 및 상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고, 상기 결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 큰 화상 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면,
광 주사 장치;
상기 광 주사 장치에 의해 빔이 주사되어 정전 잠상이 형성되는 감광체;
상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛;
상기 현상 유닛에 의해 현상된 화상이 전사되는 전사 유닛;을 포함하고,
상기 광 주사 장치는, 광원, 상기 광원에서 조사된 광빔을 상기 감광체에 편향시키는 편향기, 상기 편향기에서 반사된 광빔을 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자; 및 상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자 쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고, 상기 반사 광학 소자는 광빔의 입사각이 증가할수록 증가하는 반사율을 가지는 화상 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 균일한 광량비를 구현하여 고화질의 화상을 얻을 수 있다. 또한, 반사 광학 소자를 이용하여 광원으로부터 감광체에 이르는 광로를 조절하여 광 주사 장치를 소형화한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치와 화상 형성 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치(10)의 평면도를 도시한 것이고, 도 2는 측면도를 도시한 것이다. 상기 광 주사 장치(10)는 광빔을 조사하는 광원(1)과, 상기 광원(1)으로부터 조사된 광빔을 감광체(8)에 편향시키는 편향기(5)를 포함한다. 상기 편향기(5)로는 예를 들어, 모터(9)에 의해 회전되는 폴리곤 미러가 사용될 수 있다.
상기 광원(1)과 편향기(5) 사이의 광로 상에 광원(1)으로부터의 광빔을 평행빔으로 만들어 주는 콜리메이팅 렌즈(2)와 상기 편향기(5)의 편향면에 빔을 집속시키는 실린드리컬 렌즈(4)가 구비될 수 있다. 상기 실린드리컬 렌즈(4)는 부주사 방향으로 광빔을 집속시켜 편향기의 편향면에 선 형상으로 결상되도록 한다. 상기 편향기(5)가 회전됨에 따라 광빔이 상기 감광체(8)에 주주사 방향으로 주사되며, 감광체가 이동됨에 따라 주사 라인이 부주사 방향으로 이동된다. 도 1과 도 2에서 Y1 방향이 주주사 방향이며, Z1 방향이 부주사 방향을 나타낸다. 또한, 상기 콜리메이팅 렌즈(2)와 실린드리컬 렌즈(4) 사이에 어퍼쳐 스탑(3)을 더 구비할 수 있다.
상기 편향기(5)와 감광체(8) 사이의 광로 상에 상기 편향기(5)로부터의 광빔을 감광체(8) 상에 결상시키는 결상 광학 소자(6)가 구비된다. 상기 결상 광학 소자(6)와 감광체(8) 사이의 광로 상에는 반사 광학 소자(7)가 구비된다. 상기 반사 광학 소자(7)는 상기 결상 광학 소자(6)를 통과한 광빔을 상기 결상 광학 소자(6)를 향해 반사시켜 광로를 폴딩(folding) 해준다. 반사 광학 소자(7)에서 반사된 광빔은 상기 결상 광학 소자(6)를 통과하여 감광체(8)에 맺힌다.
상기 결상 광학 소자(6)는 상기 편향기(5)에서 반사된 빔이 입사되는 제1면(61)과, 상기 제1면(61)에 대향하는 제2면(62)을 포함한다. 상기 반사 광학 소자(7)에서 반사된 빔은 상기 제2면(62)에 입사되어 제1면(61)을 통해 출사된다.
본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치에서는 광빔이 상기 결상 광학 소자(6)를 두 번 통과한다. 여기서, 광빔이 상기 결상 광학 소자를 두 번 통과할 때 결상 광학 소자(6)의 주주사 방향에서의 광 투과량 편차로 인해 감광체(8)에서의 광량비 편차가 발생될 수 있다. 이러한 광량비 편차는 상기 결상 광학 소자(6)에 입사하는 광빔의 편광 성분에 따라 영향을 받는다.
이하에서, 빔의 편광에 따른 광량비 편차에 대해 설명한다. 도 3은 X-Y 평면이 광빔의 입사 평면일 때 빔의 진동 방향에 따른 편광 특성을 나타낸 것이다. 광빔의 편광 방향이 편향기의 반사면에 대한 입사 평면에 평행일 때 P 편광, 광빔의 편광 방향이 입사 평면에 대해 수직일 때 S 편광이라고 한다. 여기서, Θ는 편광 방향을 나타낸다. 도 1에서 X-Y 평면이 입사 평면이 되며, 편광 방향이 Z방향과 평행할 때 S 편광, 편광 방향이 Y 방향과 평행할 때 P 편광이다. 도 4는 광빔이 결상 광학 소자(6)를 한번 통과할 때 상면 위치에 따른 광량비를 나타낸 것이다. 여기서, 상면의 중심부의 광량을 1이라고 하고, 이를 기준으로 상면의 각 위치에서의 광량비를 나타낸 것이다. 편향기의 반사면의 입사면을 기준으로 S 편광일 때(Θ=0), 상면 중심에서의 광량이 100이라고 하면, 상면의 양쪽 사이드의 광량은 대략 93 정도로 상면 중심부에 비해 감소한다. 반대로, P 편광일 때(Θ=90도) 양쪽 사이드의 광량이 105 정도로 중심부에 비해 증가한다. 여기서, 상면 중심부에서의 광량은 절대적인 값이 아니라 위치별 상대값을 비교하기 위한 기준값이다. Θ=45도일 때에는 상면 위치에 따라 광량이 고르게 분포한다. 도 4에 도시된 결과에 따르면, 결상 광학 소자(6)에 입사하는 광빔의 편광에 따라 상면에서의 광량비가 영향을 받는다.
다음, 도 5는 빔이 결상 광학 소자(6)를 두 번 통과할 때 상면 위치에 따른 광량비를 나타낸 것이다. 편광 방향(Θ)이 45도일 때와 90도일 때, 상면의 중심부에 비해 양쪽 사이드의 광량비가 10% 미만의 편차를 나타나는데 반해, 편광 방향(Θ)이 0도일 때에는 광량비가 상면의 중심부에 비해 양쪽 사이드가 10% 이상의 편차를 보인다. 이러한 광량비 편차는 화상의 농도 균일성을 악화시켜 화상 품질을 저하시킨다. 도 4와 도 5를 참조하면, 편광 방향이 45도 이상일 때 편광 방향이 45도 이하일 때에 비해 광량비의 편차가 크지 않음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치에서는 상기 결상 광학 소자(6)에 입사하는 빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 크도록 해 줌으로써 광량비의 균일도를 높인다. 결상 광학 소자(6)에 입사하는 빔의 편광 방향(Θ)이 45도 이상이 되는 경우, 결상 광학 소자(6)에 입사하는 빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 크다.
도 4 및 도 5와 같은 결과는 결상 광학 소자(6)에의 광빔의 입사각이 위치별로 다르기 때문에 나타나는 것이다. 광빔의 입사각에 따른 반사율의 변화가 편광 방향에 따라 어떻게 달라지는지 살펴보면 다음과 같다. 도 6은 광빔의 결상 광학 소자에의 입사각에 따른 반사율을 편광 방향별로 나타낸 것이고, 도 7은 광빔이 결상 광학 소자에서 공기 중으로 출사될 때 입사각에 따른 반사율을 편광 방향 별로 나타낸 것이다.
광빔이 결상 광학 소자(6)를 두 번 통과할 때, 총 네 번의 계면 반사가 일어난다. 상기 계면 반사는, 결상 광학 소자(6)의 제1면(61)에 입사할 때 일어나는 제1반사, 빔이 결상 광학 소자(6)의 제2면(62)을 통해 공기 중으로 출사될 때 일어나는 제2반사, 빔이 반사 광학 소자(7)에서 반사되어 결상 광학 소자(6)의 제2면(62)으로 입사할 때 일어나는 제3반사, 및 빔이 결상 광학 소자(6)의 제1면(61)을 통해 공기 중으로 출사될 때 일어나는 제4반사를 포함한다. 이 때 결상 광학 소자(6)의 중심부와 양쪽 사이드 부에서의 반사율을 도 6과 도 7을 참조하여 개략적으로 계산해보면 다음과 같다.
광원으로부터 조사된 광빔이 S 편광일 때 반사율은 다음과 같다. 광축 부근인 결상 광학 소자의 중심부에 입사하는 광의 입사각은 대략 5도 이하이다. 도 6을 참조하면, 광의 입사각이 5도 이하일 때, 제1반사시 S 편광의 반사율은 약 4.2% 이다. 이후 결상 광학 소자 내부에서 공기 중으로 출사할 때, 제2면(62)에 대한 광의 입사각은 약 5도 이하이며, 제2반사시 S 편광의 반사율은 약 4.2%이다. 제3반사시 그리고 제4반사시 모두 입사각이 5도 이하라고 하면, 반사율이 약 4.2% 정도가 된다. 표면에서의 산란 등을 제외하고 프레넬 방정식(Fresnel Equations)에 의해 결상 광학 소자에서 일어나는 총 반사율은 약 16% 정도 발생하고, 투과율은 대략 84% 정도가 된다.
다음, S 편광에 대해 결상 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 계산해보면 다음과 같다. 결상 광학 소자의 양쪽 사이드에서 제1 내지 제4 반사가 일어날 때의 각 입사각을 약 66도, 29도, 50도, 4도로 하고, 반사율을 계산한다. 제1반사와 제3반사는 도 5에 도시된 그래프를 참조하여 계산하며, 제2반사와 제4반사는 도 5에 도시된 그래프를 참조하여 계산한다. 입사각이 66도일 때 제1반사의 반사율은 약 24%이고, 입사각이 약 29도일 때 제2반사의 반사율은 약 11%이다. 입사각이 약 50일 때의 제3반사의 반사율은 약 11%이고, 입사각이 4도일 때의 제4반사의 반사율은 약 4.2%이다. S 편광이 결상 광학 소자의 양쪽 사이드에서 두 번 통과할 때, 총 반사율이 약 50%이고, 투과율은 약 50%이다. 이상의 계산에 따르면, 광원의 편광상태가 S편광일 때, 결상 광학 소자를 두 번 통과한 후의 중심부의 광량과 사이드의 광량차는 약 34% 정도가 된다.
다음, 광원으로부터의 광빔이 P 편광일 때, 제1 내지 제4 반사에 따른 반사율을 계산한다. 결상 광학 소자의 중심부에서의 입사각은 제1 반사부터 제 4 반사가 일어날 때 입사각이 모두 5도 이하이다. 따라서, S편광일 때와 비교하여 총 반사율의 차이가 거의 없다. 즉, P 편광에 대한 결상 광학 소자의 중심부에서의 총 반사율은 약 16%가 될 수 있다.
한편, P 편광에 대해 결상 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 계산해보면 다음과 같다. 결상 광학 소자의 양쪽 사이드에서 제1 내지 제4 반사가 일어날 때의 각 입사각을 약 66도, 29도, 50도, 4도로 하여 반사율을 계산한다.
도 6과 도 7을 참조하면, P 편광에 대해 입사각이 약 66도일 때 제1반사율이 2%, 29도일 때 제2반사율이 0.5%, 50도일 때 제3반사율이 0.5%, 4도일 때 제4반사율이 4.2%이다. P 편광에 대해서는 Brewster's angle에서 반사율이 거의 0 이 되기 때문에, 반사율이 S 편광에 비해 상대적으로 낮게 나타난다. 상기 계산에 따르면, P 편광에 대해서는 결상 광학 소자의 사이드에서의 총 반사율이 약 7%가 되며, 결상 광학 소자의 중심부에서의 반사율보다 낮다. 하지만, 결상 광학 소자의 중심부와 사이드부에서의 반사율 편차가 S 편광에 비해 상대적으로 작다. 이상에서 P 편광과 S 편광에 대해 입사각에 따른 반사율과 투과율을 계산한 것은 일 예이며, P 편광과 S 편광에 따른 반사 특성에 차이가 있음을 대략적으로 보이기 위한 것이다.
도 6과 도 7을 참조하면, P 편광은 빔의 입사각이 증가할수록 반사율이 작아지다가 어느 지점을 지나서는 증가하는 경향이 있으며, S 편광은 빔의 입사각이 증가할수록 반사율이 증가하는 경향이 있다. 그리고, 45도 편광은 빔의 입사각이 증가할수록 처음에는 변화가 거의 없다가 점점 증가하는 경향이 있다. 따라서, 45도 이상의 편광 성분을 가지는 광빔은 입사각이 증가할수록 반사율이 증가하는 경향을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 광빔이 결상 광학 소자를 두 번 통과할 때, 도 5에 도시된 바와 같이 P 편광(Θ=90도)에 대한 광량비 편차가 S 편광(Θ=0도)에 대 한 광량비 편차보다 작게 나타나는 것이다. 따라서, 광량비의 편차를 줄이기 위해 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 크게 되도록 한다. 이를 도 1에 도시된 광 주사 장치에 적용하면, P 편광 방향이 주주사 방향에 대응되며, S 편광 방향이 부주사 방향에 대응된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 주주사 방향의 편광 성분이 부주사 방향의 편광 성분보다 크도록 하여 결상 면에서의 광량비 편차를 줄일 수 있다. 다시 말하면, 광원의 편광 방향과 부주사 방향 사이의 각도를 θ라고 할 때, 광원의 편광 방향이 45≤θ≤90 범위를 가지도록 한다.
예를 들어, 광원(1)에서 출사되는 광빔을 조절하여, 결상 광학 소자(6)에 입사하는 빔의 주주사 방향의 편광 성분이 부주사 방향의 편광 성분보다 크게 할 수 있다. 도 8a는 광원(1)으로 에지형 발광 레이저 다이오드(edge emitting laser diode)가 사용된 예를 도시한 것이다. 에지형 발광 레이저 다이오드는 활성층(1a)을 포함한 복수층으로 구성된다. 에지형 발광 레이저 다이오드는 활성층(1a)의 에지에서 활성층에 평행한 편광 방향을 가지는 광을 방출한다. 도 8a를 참조하면, X-Y 평면이 결상 광학 소자(6)의 입사 평면일 때, 광원(1)으로부터 조사된 광빔이 입사 평면과 평행한 방향으로 진동하므로 P 편광의 광이 출사된다. 도 8b에서는 에지형 발광 레이저 다이오드 광원(1)을 그 활성층(1a)이 Z축에 평행하게 되도록 배치한 것이다. 여기서, X-Y 평면이 결상 광학 소자(6)의 입사 평면일 때, 상기 광원(1)으로부터 S 편광의 광이 출사된다. 도 8c는 광원(1)을 그 활성층(1a)이 X-Y 평면에 대해 θ만큼 기울어지게 배치한 것이다. 여기서, 상기 광원(1)으로부터 출사되는 광빔은 편광 방향 θ를 가진다. 여기서, 편광 방향은 각도 θ로 정의될 수 있다.
상기한 바와 같이 에지형 발광 레이저 다이오드의 활성층의 기울기를 조절하여 결상 광학 소자에 입사하는 빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 크게 되도록 할 수 있다. 이밖에도, 당업자라면 광원(1)에서 출사되는 광빔의 편광 방향을 다양한 방법으로 조절하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치에서 반사 광학 소자(7)에 의해 광로를 폴딩하여 광 주사 장치의 설치 공간을 소형화할 수 있다. 상기 반사 광학 소자(7)는 평면의 반사면을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반사 광학 소자(7)에 대한 빔의 입사각에 따른 반사율을 조절하여 결상 면에서의 광량비의 균일도를 증대시킬 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 광원으로부터의 광빔이 P 편광일 때, 결상 광학 소자(6)를 두 번 통과한 후의 광량비 편차가 약 9% 발생할 수 있다. 이러한 광량비 편차를 좀더 감소시키기 위해, 반사 광학 소자에서 결상 광학 소자에 의한 광량비 편차를 상쇄하도록 반사율을 조절한다. 즉, 결상 광학 소자에 입사하는 광빔이 P 편광일 때, 결상 광학 소자에 의해 발생하는 광량비는 중심 대비 좌우 사이드 부분에서 약 9% 정도 높으므로, 반사 광학 소자에서 중심 대비 좌우 사이드의 반사율을 낮게 해주면 결과적으로 화상에서의 광량비 편차가 좀더 균일하게 될 수 있다. 따라서, 결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 높을 때, 상기 반사 광학 소자(7)의 중심부에서의 반사율을 Rc라고 하고, 양쪽 사이드에서의 반사율을 Rc라고 할 때, 반사 광학 소자의 반사율을 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.
Figure 112008088476049-PAT00003
도 9는 반사 광학 소자의 입사각에 따른 반사율의 일 예를 나타낸 것이다. 도 9에 도시된 그래프에 사용된 반사 광학 소자는 글라스 위에 Al 코팅이 되어 있고, 그 위층에 보호막으로 SiO2가 코팅되어 있고 이 보호막의 두께는 약 460nm로 코팅되어 있다. 반사 광학 소자(7)에 대한 광빔의 입사각은 예를 들어 반사 광학 소자의 중심 부분에서 입사각이 약 5도일 때, 상기 반사 광학 소자(7)의 양쪽 사이드에서의 입사각은 약 26도가 될 수 있다. 이때 반사율은 입사각이 5도일 때 약 84% 이고 입사각이 26도 일때 반사율이 약 79%로 입사각이 증가할수록 반사율이 낮아진다. 반사 광학 소자의 반사율은 반사 광학 소자의 각 층의 두께를 조절하여 조절할 수 있다. 다시 말하면, 반사 광학 소자의 각 층의 두께를 조절하여 빔의 입사각이 증가할수록 반사율이 증가되는 반사 특성을 가지도록 할 수 있으며, 반대로 빔의 입사각이 감소할수록 반사율이 감소되는 반사 특성을 가지도록 하는 것도 가능하다. 이는 당업자에게 이미 널리 알려져 있다.
한편, 듀얼 빔을 사용한 레이저 다이오드의 경우 부주사 배율에 의해 화상 영역에서의 원하는 피치를 구현하기 위해 S 편광 성분이 P 편광 성분보다 크게 되도록 해야 하는 경우가 있다. S 편광 성분이 P 편광 성분보다 클 때, 도 5를 참조하면, 결상 광학 소자를 두 번 통과한 광빔의 광량비 편차가 10% 이상 발생하여 광 량비 균일도가 악화된다. 이런 경우, 반사 광학 소자의 반사율을 조절하여 결상 광학 소자에서 발생한 광량비 편차를 상쇄할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면 S 편광에 대해 결상 광학 소자에서 발생한 광량비 편차가 약 30% 정도가 된다. 이러한 광량비 편차를 상쇄하기 위해 도 10에 도시된 바와 같이 입사각이 증가할수록 반사율이 증가하는 반사특성을 가지는 반사형 광학소자를 사용하면 광량비 편차를 줄일 수 있다.
도 10은, 글라스 위에 Al을 코팅하고, 그 위에 SiO2를 278 nm 두께로 코팅하고, 그 위층에 TiO2를 203 nm 두께로 코팅하고 최 외각층에 SiO2를 292nm 두께로 코팅하여 제작된 반사 광학 소자의 반사특성을 보여준다. 이러한 반사 광학 소자는 중심 대비 좌우의 양 사이드에서의 광량비가 약 20% 정도 높다. 따라서, S 편광에 대해 결상 광학 소자에서 발생하는 광량비 차를 반사 광학 소자를 통해 상쇄함으로써 광량비의 균일도를 개선할 수 있다.
결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 S 편광 성분이 P 편광 성분보다 클 때 아래와 같이 반사 광학 소자의 반사율을 조절하여 광량비 편차를 줄일 수 있다.
Figure 112008088476049-PAT00004
여기서, Rc는 반사 광학 소자(7)의 중심부에서의 반사율을, Rc는 양쪽 사이드에서의 반사율을 나타낸다.
다음, 도 11은 도 1에 도시된 광 주사 장치(10)에서 결상 광학 장치(6)와 감 광체(8) 사이의 광로 상에 적어도 하나 이상의 반사 미러(11)를 더 구비한 예를 도시한 것이다. 적어도 하나 이상의 반사 미러(11)를 이용하여 광로를 변경함으로써 광 주사 장치의 설치 공간을 유용하게 활용할 수 있다. 한편, 상기 결상 광학 소자(61)와 반사 미러(11) 사이에 렌즈(13)가 더 구비될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치(151)(152)(153)(154)를 구비하여 칼라 화상을 형성하는 화상 형성 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 광 주사 장치(151)(152)(153)(154)는 도 1과 2를 참조하여 설명한 광 주사 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 화상 형성 장치는 제1 내지 제4 감광체(171)(172)(173)(174)와, 상기 제1 내지 제4 감광체(171)(172)(173)(174)에 빔을 주사하는 제1 내지 제4 광 주사 장치(151)(152)(153)(154)와, 각 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하기 위한 현상 유닛과, 현상된 이미지가 전사되는 전사 유닛(210)을 포함한다. 상기 제1 내지 제4 광 주사 장치(151)(152)(153)(154)는 화상 신호에 따라 빔을 on-off 제어하여 조사하고, 상기 빔이 편향기(도 1의 5)를 통해 제1, 제2, 제3 및 제4 감광체(171)(172)(173)(174)에 주사되어 정전 잠상이 형성된다. 현상 유닛은 상기 제1 내지 제4 감광체(171)(172)(173)(174) 각각에 대응되는 제1, 제2, 제3 및 제4 현상유닛(181)(182)(183)(184)을 포함한다.
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 현상유닛(181)(182)(183)(184)으로부터 각 감광체에 현상제가 공급되어 정전 잠상이 현상된다. 현상된 각 칼라별 이미지는 전사 유닛(210)에 순차적으로 전사되어 칼라 화상이 형성된다. 상기 제1 감광체(171)로 부터 전사 유닛(210)에 전사된 제1라인과, 제2 감광체(172)로부터 전사된 제2라인과, 제3 감광체(173)로부터 전사된 제3라인과, 제4 감광체(174)로부터 전사된 제4라인이 순차적으로 중첩되어 칼라 화상이 형성되고, 이어서 종이에 정착된다. 이와 같이 광 주사 장치를 이용한 화상 형성 장치는 당해 분야에 이미 잘 알려져 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 주사 광학 장치는 도 12에 도시된 화상 형성 장치 외에 다른 구조의 화상 형성 장치에도 적용 가능함은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치(10)는 복사기, 프린터, 팩시밀리 등과 같이 인쇄용지에 화상을 형성하는 전자사진방식의 화상 형성 장치에 적용될 수 있다. 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 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 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 측면도이다.
도 3은 입사 평면과 광빔의 편광 방향의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 결상 광학 소자를 통해 광빔이 한번 투과될 때 상면 위치에 따른 광량비를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 결상 광학 소자를 통해 광빔이 두번 투과될 때 상면 위치에 따른 광량비를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 결상 광학 소자로 광빔이 입사할 때 광빔의 입사각에 따른 반사율을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 결상 광학 소자에서 공기 중으로 광빔이 출사될 때 광빔의 입사각에 따른 반사율을 나타낸 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 광원의 기울기에 따른 편광 방향의 변화를 보여준 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 반사 광학 소자의 입사각에 따른 반사율 변화의 일 예를 보인 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광 주사 장치의 반사 광학 소자의 입사각에 따른 반사율 변화의 다른 예를 보인 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 주사 장치를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시한 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
1...광원, 2...콜리메이팅 렌즈
3...개구 스탑, 4...실린드리컬 렌즈
5...편향기, 6...결상 광학 소자
7...반사 광학 소자, 8...감광체
10...광 주사 장치

Claims (14)

  1. 광원;
    상기 광원에서 조사된 광빔을 감광체로 편향시키는 편향기;
    상기 편향기에서 반사된 광빔을 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자; 및
    상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고,
    상기 결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 P 편광 성분이 S 편광 성분보다 큰 광 주사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자는 반사 광학 소자에 대한 광빔의 입사각이 증가할수록 감소하는 반사율을 가지는 광 주사 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자는 다음 식을 만족하는 반사율을 가지는 광 주사 장치.
    <식>
    Figure 112008088476049-PAT00005
    여기서, Rc는 상기 반사 광학 소자의 중심에서의 반사율을, Rs는 반사 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 나타낸다.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원이 에지형 발광 레이저 다이오드이고, 상기 에지형 발광 레이저 다이오드의 활성층이 부주사 방향에 대해 45-90도 범위로 기울어진 광 주사 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자가 평면의 반사면을 가지는 광 주사 장치.
  6. 광원;
    상기 광원에서 조사된 광빔을 감광체에 편향시키는 편향기;
    상기 편향기에서 반사된 광빔을 감광체 상에 결상시키는 결상 광학 소자; 및
    상기 결상 광학 소자를 투과한 광빔을 상기 결상 광학 소자 쪽으로 반사시키는 반사 광학 소자;를 포함하고,
    상기 반사 광학 소자는 광빔의 입사각이 증가할수록 증가하는 반사율을 가지는 광 주사 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 결상 광학 소자에 입사하는 광빔의 S 편광 성분이 P 편광 성분보다 큰 광 주사 장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자는 다음 식을 만족하는 반사율을 가지는 광 주사 장치.
    <식>
    Figure 112008088476049-PAT00006
    여기서, Rc는 상기 반사 광학 소자의 중심에서의 반사율을, Rs는 반사 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 나타낸다.
  9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자가 평면의 반사면을 가지는 광 주사 장치.
  10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 광 주사 장치;
    상기 광 주사 장치에 의해 빔이 주사되어 정전 잠상이 형성되는 감광체;
    상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛;
    상기 현상 유닛에 의해 현상된 화상이 전사되는 전사 유닛;을 포함하는 화상 형성 장치.
  11. 제 10에 있어서,
    상기 광원이 에지형 발광 레이저 다이오드이고, 상기 에지형 발광 레이저 다이오드의 활성층이 부주사 방향에 대해 45-90도 범위로 기울어진 화상 형성 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자가 평면의 반사면을 가지는 화상 형성 장치.
  13. 제 6항에 따른 광 주사 장치;
    상기 광 주사 장치에 의해 빔이 주사되어 정전 잠상이 형성되는 감광체;
    상기 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛;
    상기 현상 유닛에 의해 현상된 화상이 전사되는 전사 유닛;을 포함하는 화상 형성 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자는 다음 식을 만족하는 반사율을 가지는 화상 형성 장치.
    <식>
    Figure 112008088476049-PAT00007
    여기서, Rc는 상기 반사 광학 소자의 중심에서의 반사율을, Rs는 반사 광학 소자의 양쪽 사이드에서의 반사율을 나타낸다.
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