KR20100080320A - 광주사 장치 - Google Patents

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Abstract

광주사 장치가 개시되어 있다. 개시된 광주사 장치는 광편향기와 피주사면 사이에 위치하는 결상 광학계의 두 개의 결상광학소자가 경사진 배치 구성을 가지며, 이때 두 개의 결상광학소자 사이에 배치되는 반사부재의 개수에 따라 두 개의 결상광학소자의 경사 방향이 결정된다. 이와 같은 결상광학소자들의 배치에 의하여, 고스트가 개선될 뿐만 아니라, 빔경열화나 보우 현상을 억제할 수 있으며, 컬러 레지스트레이션도 개선할 수 있다.

Description

광주사 장치{Light scanning unit}
본 발명은 광주사 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 복수의 결상 광학 소자를 구비한 광주사 장치에 관한 것이다.
전자사진방식의 화상형성장치는 감광드럼에 광주사 장치를 이용하여 광빔을 주사(scanning)함으로써 정전잠상을 형성한 뒤, 형성된 정전잠상을 토너와 같은 현상제를 이용하여 현상하여 현상화상을 생성하고, 생성된 현상화상을 인쇄매체 상에 전사하고, 전사된 현상화상을 그 인쇄매체 상에 정착시킴으로써 화상을 형성한다.
이러한 전자사진방식의 화상형성장치에 사용되는 광주사 장치는 회전 다면경과 같은 광편향기를 이용하여 광빔을 편향 주사하는데, 광편향기와 감광드럼 사이에는 결상 광학계를 배치하여, 편향 주사되는 광빔을 피주사면에 결상시킨다. 이와 같은 결상 광학계에 채용되는 결상광학소자는 유리 또는 플라스틱제로 형성되는데, 이러한 결상광학소자에 입사되는 광빔 중 일부의 광빔은 결상광학소자의 입사면에서 반사될 수 있다. 종래의 광주사 장치는, 이러한 결상광학소자에서의 광빔의 반사를 막기 위해, 결상광학소자면에 반사방지 코팅을 하였다. 그러나, 이러한 반사방지 코팅은 제조비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 광효율을 떨어뜨리게 한다.
광주사 장치의 결상광학계에 있어서, 고스트를 방지하면서, 빔경의 열화나 주사선의 보우 현상을 억제하고, 컬러 화상을 형성하는 경우 컬러 레지스트레이션을 개선할 수 있는 광주사 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 광주사 장치는,
광빔을 방출하는 광원부;
광빔을 편향 주사하는 광편향부; 및
광편향부에서 편향된 광빔을 피주사면에 결상시키는 것으로, 광편향부와 피주사면 사이의 광경로에 배치되는 적어도 두 개의 결상광학소자를 구비한 결상 광학계;를 포함하며,
적어도 두 개의 결상광학소자 중 인접한 두 개의 결상광학소자는 광경로에 대해 경사져 있으며, 인접한 두 개의 결상광학소자의 경사 방향은 인접한 두 개의 결상광학소자 사이의 광경로 상에 배치되는 반사부재의 개수에 따라 결정된다.
인접한 두 개의 결상광학소자 사이의 광경로 상에 배치되는 반사부재가 홀수개 있는 경우에는, 인접한 두 개의 결상광학소자가 서로 반대 방향으로 경사질 수 있다.
인접한 두 개의 결상광학소자 사이의 광경로 상에 배치되는 반사부재가 없거나 짝수개 있는 경우에는, 인접한 두 개의 결상광학소자가 서로 같은 방향으로 경사질 수 있다.
인접한 두 개의 결상광학소자의 경사 방향은 주주사 방향의 축을 중심으로 한 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 방향일 수 있다.
인접한 두 개의 결상광학소자의 경사 각도가 4도 이하일 수 있다.
반사부재는 반사 미러 또는 전반사 프리즘일 수 있다.
광원은 복수의 광빔을 방출하며, 광편향부는 복수의 광빔을 편향 주사하는 적어도 하나의 광편향기를 포함하며, 결상광학계는 복수의 광빔마다 적어도 두 개의 결상광학소자를 구비하며, 복수의 광빔마다 마련된 적어도 두 개의 결상광학소자 중 광편향부에 최인접한 결상광학소자들은 광경로에 대해 경사질 수 있다.
광편향부에 최인접한 결상광학소자들 중 광편향부에 의해 서로 반대 방향으로 편향 주사되는 두 개의 광빔 상에 배치되는 두 개의 결상광학소자는 부주사 평면에서 보았을 때 주주사 방향의 축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전하여 경사질 수 있다.
광편향부에 최인접한 결상광학소자들은 모두 같은 각도로 경사질 수 있다.
광편향부에 최인접한 결상광학소자들은 부주사 방향의 굴절력이 0인 굴절렌즈일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 광주사 장치는,
복수의 광빔을 방출하는 광원
복수의 광빔을 편향 주사하는 적어도 하나의 광편향기; 및
적어도 하나의 광편향기에서 편향된 복수의 광빔을 피주사면에 결상시키는 것으로, 적어도 하나의 광편향기와 피주사면 사이의 복수의 광빔의 광경로마다 배치되는 적어도 두 개의 결상광학소자를 구비한 결상 광학계;를 포함하며,
적어도 하나의 광편향기와 피주사면 사이의 복수의 광빔의 광경로마다 배치되는 적어도 두 개의 결상광학소자 중 적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들은 광경로에 대해 경사져 있다.
적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들 중 적어도 하나의 광편향기에 의해 서로 반대 방향으로 편향 주사되는 두 개의 광빔 상에 배치되는 두 개의 결상광학소자는 부주사 평면에서 보았을 때 주주사 방향의 축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전하여 경사질 수 있다.
적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들은 모두 같은 각도로 경사질 수 있다.
적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들은 부주사 방향의 굴절력이 0인 굴절렌즈일 수 있다.
결상광학소자들은 기하학적 중심점 또는 입사면의 정점을 기준으로 회전하여 경사질 수 있다.
결상광학소자들은 fθ렌즈일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있 을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광주사 장치의 주주사 단면에서 본 개략적인 구성을 도시하며, 도 2은 도 1의 광주사 장치를 부주사 단면에서 본 개략적인 구성을 도시한다. 도 1에서 x축은 피주사면(199)을 기준으로 부주사 방향에 해당되며, y축은 주주사 방향에 해당된다. 한편, 주주사 단면이란 광주사 장치(100)에 의해 광빔이 주사되는 주주사 방향의 주사선과 광빔이 동시에 놓인 면으로 도 1에서 yz평면을 의미하며, 부주사 단면이란 주주사 방향에 수직한 면으로 도 1에서 xz평면을 의미한다. 도면에서 볼 때, 주주사 단면은 광편향기(150)의 회전축에 수직하며, 부주사 단면은 광편향기(100)의 회전축에 평행하다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 광주사 장치는, 광원(110)과, 광편향기(150)와, 결상 광학계를 포함한다.
광원(110)은 광빔(L)을 방출하는 것으로, 예를 들어 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드일 수 있다.
광편향기(150)은 광원(110)에서 출사된 광빔(L)을 편향 주사시키는 것으로, 복수의 반사면을 가지며 회전하는 회전 다면경일 수 있다. 광편향기(150)은 예를 들어 시계 방향으로 회전하며, 광빔(L)은 광편향기(150)의 반사면에서 편향 반사되어 피주사면(199)에 주사된다.
광원(110)과 광편향기(150) 사이의 광경로 상에는 콜리메이팅 렌즈(120)와 실린드리컬 렌즈(130)가 개재될 수 있다. 콜리메이팅 렌즈(120)는 광원(110)에서 출사된 광빔(L)을 집속시켜 평행 광 또는 수렴하는 광이 되도록 한다. 실린드리컬 렌즈(130)는 콜리메이팅 렌즈(120)를 투과한 광빔(L)을 광편향기(150)에 주주사방향 및/또는 부주사방향으로 집속시키는 것으로, 적어도 한 매의 렌즈로 구성된다. 경우에 따라서는 실린드리컬 렌즈(130)를 투과한 광빔(L)이 콜리메이팅 렌즈(120)에 입사되도록 실린드리컬 렌즈(130)를 광원(110)과 콜리메이팅 렌즈(120) 사이에 배치할 수도 있다.
결상 광학계는 광편향기(150)와 피주사면(199) 사이의 광빔(L)의 광경로상에 배치되는 것으로, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)와 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 배치되는 복수의 반사부재(190)를 포함한다.
제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)는 광편향기(150)에서 편향된 광빔(L)을 피주사면(199)에 결상시키면서 주주사 방향으로 등속으로 주사할 수 있게 하는 f-θ 렌즈일 수 있다.
제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)는 반사되는 광에 의한 고스트를 억제하기 위하여 광빔(L)의 광경로에 대해 경사지게 설치된다. 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)의 경사 방향은 주주사 방향의 축(도 1의 y축)을 중심으로 한 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있다. 부주사 방향이란 광편향기(150)에 의해 주사되는 광빔(L)의 방향, 즉 주주사 방향에 대해 수직한 방향이다.
또한, 제1 결상광학소자(160)는, 부주사 방향의 굴절력이 "0" 또는 "0"에 가까운 값을 갖도록 설계될 수 있다. 이와 같이 제1 결상광학소자(160)의 부주사 방향의 굴절력을 "0" 또는 "0"에 가까운 값을 갖도록 설계함으로써, 제1 결상광학소자(160)의 경사에 의해 발생될 수 있는 빔경의 열화나 주사선의 보우(bow)와 같은 성능 열화를 최소화시킬 수 있다.
반사부재(190)는 결상 광학계를 제한된 공간에 실장되도록 광경로를 적절하게 접는 것으로, 예를 들어 반사 미러 또는 전반사 프리즘일 수 있다.
본 실시예는 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 3개의 반사 미러(191,192,193)가 배치된 구성을 예를 들어 설명한다. 이와 같이 반사부재(190)의 개수가 홀수개인 경우, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)는 광빔(L)의 광경로에 대해 서로 반대 방향으로 경사진다.
가령, 도 2에 도시되듯이, 제1 결상광학소자(160)는 주주사 방향의 축(도 1의 y축)을 중심으로 한 시계 방향 (169)으로 회전되고, 제2 결상광학소자(170)는 주주사 방향의 축을 중심으로 한 반시계 방향 (178)으로 회전될 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 배치된 반사부재(190)의 개수를 고려하여 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)의 회전방향을 결정함으로써, 후술하는 바와 같이 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)의 회전에 따른 빔경 열화나 주사선의 보우 현상을 억제할 수 있다.
일반적으로, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)의 경사에 의해 발생되는 보우의 볼록 방향은 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)의 경사 방향에 따라 달라질 수 있다. 나아가, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 반사부재(190)가 삽입되게 되면, 반사부재(190)에 의해 보우의 볼록 방향은 반전된다. 따라서, 반사부재(190)의 개수가 짝수개인 경우는 반사부재(190)가 삽입되지 않은 경우와 동일하게 취급될 수 있다. 반면에, 본 실시예와 같이 반사부재(190)의 개수가 홀수개인 경우에는, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 중 어느 하나의 경사 방향을 반사부재(190)가 삽입되지 않은 경우의 경사 방향과 반대가 되도록 한다. 이와 같이 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 배치된 반사부재(190)의 보우 방향의 반전을 고려하여, 본 실시예의 광주사 장치(100)는 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)의 회전방향을 결정할 수 있다.
도 2에서 160a는 제1 결상광학소자(160)의 입사면을 나타내며, 160b는 제1 결상광학소자(160)의 입사면에 대해 법선 방향을 나타낸다. 1 결상광학소자(160)의 경사 각도 θ는 빔편향기(150)의 반사면과 제1 결상광학소자(160) 사이의 거리, 빔편향기(150)의 반사면의 부주사 방향으로의 유효면 및 제1 결상광학소자(160)의 부주사 방향의 길이에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 경사 각도 θ는 주주사 방향의 축(도 1의 y축)을 중심으로 한 시계 방향의 회전 정도를 나타낸다. 경사 각도 θ는 제1 결상광학소자(160)의 경사에 의한 성능 열화를 억제하기 위하여 4도 이하가 되도록 설계될 수 있다. 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)는, 기하학적 중심점(C) 또는 입사면의 정점을 기준으로 회전될 수 있다. 여기서 입사면의 정점이란, 제1 결상광학소자(16)의 입사면 설계시 광축이 지날 것으로 예정된 중심점를 의미한다. 만일 제1 결상광학소자(160)의 굴절력이 출사면보다 입사면쪽에서 주로 발생한다면, 입사면 정점을 기준으로 회전됨으로써, 제1 결상광학소자(160)의 회전에 따른 수차를 줄일 수 있다. 도 2의 확대도에는 제1 결상광학소자(160)가 기하학적 중심점(C)을 중심으로 회전한 경우를 도시하고 있다.
도 3은 본 실시예의 변형례로서, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 배치된 반사부재(190)의 개수가 짝수개인 경우를 도시한다. 만일, 도 3에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170) 사이에 2개의 반사 미러(191,192)가 배치된 경우, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)는 서로 같은 방향으로 경사진다. 즉, 제1 결상광학소자(160)가 광빔(L)의 광경로에 대해 시계 방향(169)으로 경사되고, 제2 결상광학소자(170)도 시계 방향(179)으로 회전되도록 설치된다.
하기의 표 1은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 실시예의 광주사 장치의 광학 설계의 구체적인 일례를 보여준다.
　 곡률 반경 R(mm) 면간 거리 d(mm) 굴절율 n
광원 (파장 655nm) 　 13.3406 　
콜리메이팅 렌즈 입사면 R1 69.553 3 1.580182
콜리메이팅 렌즈 출사면 R2 -9.611 9.5 　
실린드리컬 렌즈 입사면 R3 24.8 3 1.530503
실린드리컬 렌즈 출사면 R4 infinity 42.86 　
광편향기의 반사면 R5 infinity 31 　
제1결상광학소자 입사면 R6(주주사) -62.1285 8 1.530503
제1결상광학소자 입사면 R6(부주사) infinity - 　
제1결상광학소자 출사면 R7(주주사) -42.1349 21 　
제1결상광학소자 출사면 R7(부주사) infinity - 　
제2결상광학소자 입사면 R8(주주사) 1789.11 10 1.530503
제2결상광학소자 입사면 R8(부주사) -32.45 - 　
제2결상광학소자 출사면 R9(주주사) -786.8839 10 　
제2결상광학소자 출사면 R9(부주사) -15.038 - 　
평판유리 R10 infinity 1.9 1.514362
피주사면 R11 infinity 117.97 　
도 4는, 결상광학소자의 경사여부에 따라 주주사 방향의 빔경 특성을 도시하며, 도 5는 결상광학소자의 경사여부에 따른 부주사 방향의 빔경 특성을 도시한다. 또한, 도 6은 결상광학소자의 경사여부에 따라 주사선의 보우 특성을 도시한다. 도 4 내지 도 6의 그래프는 표 1에서와 같이 설계된 광주사 장치에서 얻어진 데이터이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 결상광학소자(도 1의 160, 170)가 경사지지 않은 경우를 기준으로 볼 때, 제1 결상광학소자(160)만 시계방향(도 1의 169)으로 1.2도 경사지게 하면, 주주사 방향의 중심 위치에서 멀어질수록 주주사 빔경 및 부주사 빔경이 모두 급격히 커짐을 볼 수 있다. 그러나, 제1 결상광학소자(160)의 경사에 대응하여 제2 결상광학소자(170)를 반시계 방향으로 1.2도 경사지게 하면, 주주사 빔경 및 부주사 빔경이 주주사 방향의 전 영역에 대해 균일해짐을 볼 수 있다.
마찬가지로, 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 결상광학소자(160, 170)가 경사지지 않은 경우를 기준으로 볼 때, 제1 결상광학소자(160)만 시계 방향(169)으로 1.2도 경사지게 하면, 주주사 방향의 중심 위치에서 멀어질수록 주사선이 휘어지는 주사선 보우 현상이 나타남을 볼 수 있다. 그러나, 제1 결상광학소자(160)에 대응하여 제2 결상광학소자(170)를 반시계 방향으로 1.2도 경사지게 하면, 주사선이 그래프의 가로축, 즉 주주사 방향에 대해 거의 평행하게 되어 보우 현상이 억제됨을 볼 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한다. 도 7은 주주사 단면에서 광주사 장치의 광학 배치를 도시하고 있며, 도 8은 반사부재가 홀수개인 경우에 있어서, 부주사 단면에서 광주사 장치의 광학 배치를 도시한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예의 광주사 장치(200)는 제1 및 제2 광원(210a, 210b)과, 광편향기(250)와, 결상 광학계를 포함한다.
제1 및 제2 광원(210a, 210b)은 각각 제1 및 제2 광빔(L1, L2)을 방출하는 광원부를 구성하며, 예를 들어 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드일 수 있다.
광편향기(250)은 제1 및 제2 광원(210a, 210b)에서 출사된 제1 및 제2 광빔(L1, L2)을 편향 주사시키는 것으로, 복수의 반사면을 가지며 회전하는 회전 다면경일 수 있다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 광편향기(250)가 시계 방향으로 회전하는 경우, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)은 광편향기(250)의 서로 다른 반사면에서 편향 반사되어 각기 서로 반대 방향으로 제1 및 제2 피주사면(299a, 299b)에 주사된다.
제1 및 제2 광원(210a, 210b)과 광편향기(150) 사이의 광경로 상에는 각각 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(220a, 220b)와 제1 및 제2 실린드리컬 렌즈(230a, 230b)가 개재될 수 있다.
결상 광학계는 제1 광빔(L1)의 광경로상에 배치되는 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a)와, 제2 광빔(L2)의 광경로상에 배치되는 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b)를 포함한다. 또한, 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a)과 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b)의 사이에는 각각 복수의 반사부재(290)를 포함한다.
제1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)는 광편향기(250)에서 편향된 제1 및 제2 광빔(L1, L2)을 피주사면(299a, 299b)에 각각 결상시키면서 주주사 방향으로 등선속으로 주사할 수 있게 하는 f-θ 렌즈일 수 있다. 광편향기(250)에 최인접한 제1 결상광학소자들(260a,270a)은 광편향기(250)를 중심에 두고 서로 대칭되게 배치될 수 있다. 이와 같은 대칭적인 광학배치는, 각 광경로에 사용되는 광학소자들의 광학적 설계를 공통적으로 하게 할 수 있다.
제1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)는 반사되는 광에 의한 고스트를 억제하기 위하여 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 광경로 각각에 대해 경사지게 설치된다. 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)의 경사 방향은 주주사 방향의 축을 중심으로 한 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있다.
본 실시예는 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a) 사이에 3개의 반사 미러(291a,292a,293a)가 배치되고, 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b) 사이에 3개의 반사 미러(291b,292b,293b)가 배치된 구성을 예를 들어 설명한다. 이와 같이 반사부재(290)의 개수가 각 광경로마다 홀수개인 경우, 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a) 및 제2 광빔(L2)의 제1 결상광학소자(260b)는 시계 방향(269a,269b)로 회전되어 경사지며, 제1 광빔(L1)의 제2 결상광학소자(270a) 및 제2 광빔(L2)의 제2 결상광학소자(270b)는 반시계 방향(278a,278b)로 회전되어 경사진다. 즉, 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a)는 제1 광빔(L1)의 광경로에 대해 서로 반대 방향으로 경사지며, 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b)도 제2 광빔(L2)의 광경로에 대해 서로 반대 방향으로 경사진다.
나아가, 제1 광빔(L1)의 광경로 상에서 광편향기(250)에 최인접한 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a) 및 제2 광빔(L2)의 광경로 상에서 광편향기(250)에 최인접한 제2 광빔(L2)의 제1 결상광학소자(260b)는 서로 같은 방향으로 경사지게 설치된다. 여기서, 서로 같은 방향으로 경사진다는 의미는, 도 8에 도시되듯이, 부주사 평면에서 보았을 때 주주사 방향의 축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전하여 경사진다는 것을 의미한다. 만일, 제1 광빔(L1)이 진행하는 방향 쪽으로 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a)을 보면, 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a)은 그 입사면이 하방으로 경사지며, 제2 광빔(L2)이 진행하는 방향 쪽으로 제2 광빔(L2)의 제2 결상광학소자(260b)을 보면, 제2 광빔(L2)의 제2 결상광학소자(260b)은 그 입사면이 상방으로 경사지므로, 광진행의 관점에서는 서로 반대 방향으로 경사진다고 표현할 수도 있다.
도 9는 비교예에서의 광편향기에 최인접한 결상광학소자에서 반사된 광빔의 광경로를 보여주며, 도 10은 본 실시예에서의 광편향기에 최인접한 제1 결상광학소자에서 반사된 광빔의 광경로를 보여준다. 비교예의 광주사 장치는 도 9에 도시되듯이 결상광학소자(261a, 261b)가 빔편향기(250)에 대해 기울어져 있지 아니하다.
도 9를 참조하면, 빔편향기(250)에서 반사된 제1 및 제2 광빔(L1, L2) 각각은 최인접한 결상광학소자(261a, 261b)를 향하게 된다. 그런데, 이들 제1 및 제2 광빔(L1, L2) 중 일부는 결상광학소자(261a, 261b)에서 재반사되어 노이즈의 원인이 된다. 편의상 도 9에서 결상광학소자에서 반사된 광빔의 광경로는 제1 광빔(L1)의 것만 보여준다. 제1 광빔(L1)의 주된 성분(L1a)은 제1 광빔(L1)의 결상광학소자(261a)를 통과하나, 일부 반사 성분(L1b)은 제1 광빔(L1)의 결상광학소자(261a)에서 반사되어 빔편향기(250) 쪽을 향하게 되어 고스트의 원인이 된다. 가령, 제1 광빔(L1)의 반사 성분(L1a) 중 일부는 빔편향기(250)에서 다시 반사되어 제1 광빔(L1)의 결상광학소자(261a)를 경유하는 제1 고스트 광빔(L1c)이 된다. 또한, 제1 광빔(L1)의 반사 성분(L1a) 중 다른 일부는 빔편향기(250)의 건너쪽에 있는 제2 광빔(L2)의 결상광학소자(261b) 쪽으로 향하게 되어 제2 광빔(L2)의 결상광학소자(261b)를 경유하는 제2 고스트 광빔(L1d)이 된다. 이러한 제1 및 제2 고스트 광빔(L1c, L1d)는 고스트의 원인이 된다.
반면에, 도 10을 참조하면, 본 실시예의 경우, 제1 결상광학소자(260a, 260b)는 빔편향기(250)에 대해 기울어져 있으므로, 제1 결상광학소자(260a, 260b)에서 일부의 광빔(L1b, L2b)이 반사되더라도 고스트의 원인이 되지 않는다. 가령, 제1 광빔(L1) 중 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a)에서 반사된 일부 광빔(L1b)은 빔편향기(250) 또는 빔편향기(250)의 건너쪽에 있는 제2 광빔(L2)의 제2 결상광학소자(260b) 쪽으로 향하지 않으므로, 제1 결상광학소자(261a, 261b)를 통과하는 광빔은, 빔편향기(250)에서 반사된 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 주된 광빔(L1a, L2a)뿐이다. 따라서, 본 실시예와 같이 빔편향기(250)에 최인접한 제1 결상광학소자(261a, 261b)를 경사시킴으로써, 제1 결상광학소자(261a, 261b)에서 반사되어 발생될 수 있는 고스트 성분을 제거할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)의 경사 방향에 따라, 보우의 볼록 방향이 달라질 수 있는 바, 본 실시예는 제1 광빔(L1)의 광경로 상에서 광편향기(250)에 최인접한 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a) 및 제2 광빔(L2)의 광경로 상에서 광편향기(250)에 최인접한 제2 광빔(L2)의 제1 결상광학소자(260b)는 서로 같은 방향으로 경사지게 함으로써, 제1 광빔(L1)에서 발생되는 보우와 제2 광빔(L2)에서 발생되는 보우의 볼록 방향을 일치시킬 수 있다. 나아가, 제1 광빔(L1)의 광경로 상에서 광편향기(250)에 최인접한 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a)의 경사량 및 제2 광빔(L2)의 광경로 상에서 광편향기(250)에 최인접한 제2 광빔(L2)의 제1 결상광학소자(260b)의 경사량을 같게 하여, 제1 광빔(L1)에서 발생되는 보우량와 제2 광빔(L2)에서 발생되는 보우량을 같게 하여, 겹쳐지는 보우가 최대한 일치하도록 할 수 있다. 이와 같이 제1 광빔(L1)에서 발생되는 보우와 제2 광빔(L2)에서 발생되는 보우의 볼록 방향 및 만곡정도를 일치시킴으로써, 주사선의 보우에 의한 컬러 레지스트레이션 에러(color registration error)을 최소화시킬 수 있다.
도 11은 본 실시예의 변형례로서, 반사부재(290)의 개수가 짝수개인 경우를 도시한다. 만일, 도 11에 도시된 것처럼, 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a) 사이에 2개의 반사 미러(291a,292a)가 배치되고, 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b) 사이에 2개의 반사 미러(291b,292b)가 배치된 경우, 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a)는 서로 같은 방향(269a,279a)으로 경사지며, 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b) 역시 서로 같은 방향(269b,279b)으로 경사진다.
이와 같이 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)는 그 사이에 배치된 반사부재(290)의 개수를 고려하고, 1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)의 회전방향을 결정하고, 나아가 광편향기에 최인접한 제1 결상광학소자(260a,270a)의 경사방향을 일치시킴으로써 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 260b; 270a, 270b)의 회전에 따른 빔경 열화나 주사선의 보우 현상을 억제하고, 컬러 레지스트레이션을 억제할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광주사 장치의 부주사 단면에서 광학 배치를 개략적으로 도시한다. 편의상, 감광드럼들은 피주사면이 보이도록 비스듬히 도시하였다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 광주사 장치는, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 방출하는 광원부(미도시)와, 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 편향 주사하는 광편향부, 광편향부에서 편향 주사되는 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)을 제1 내지 제4 감광드럼(301, 302, 303, 304)의 피주사면에 결상시키는 결상 광학계를 포함한다. 제1 내지 제4 감광드럼(301, 302, 303, 304)은 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)이 조사됨에 따라 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black) 화상에 대응되는 정전잠상이 형성된다.
본 실시예는, 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)을 주사하기 위하여 도 7 및 도 8을 참조하여 광주사 장치를 두 개 병렬로 배치된 구성을 갖는다. 즉, 제1 및 제2 광빔(L1, L2)의 광경로상에 배치되는 광학소자들은 도 7 및 도 8을 참조하여 광주사 장치의 동일한 참조부호의 광학소자들일 수 있다. 마찬가지로 제3 및 제4 광빔(L3, L4)의 광경로상에 배치되는 광학소자들도 도 1 및 도 2를 참조하면 설명한 광주사 장치의 광학소자들일 수 있다.
광편향부는 제1 및 제2 광빔(L1, L2)을 편향 주사하는 제1 광편향기(250)와, 제3 및 제4 광빔(L3, L4)을 편향 주사하는 제2 광편향기(251)를 포함한다.
결상 광학계는 제1 광빔(L1)의 경로상에 배치되는 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a)와, 제2 광빔(L2)의 경로상에 배치되는 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b)와, 제3 광빔(L3)의 경로상에 배치되는 제3 광빔(L3)의 제1 및 제2 결상광학소자(260c, 270c)와, 제4 광빔(L4)의 경로상에 배치되는 제4 광빔(L4)의 제1 및 제2 결상광학소자(260d, 270d)를 포함한다.
한편, 본 실시예는 반사부재(290)이 제1 내지 제4 광빔(L1, L2, L3, L4)의 광경로 각각에 3개씩 개재된 경우를 도시한다. 즉, 3개의 반사미러(291a,292a,293a)가 제1 광빔(L1)의 제1 및 제2 결상광학소자(260a, 270a) 사이에 배치되고, 3개의 반사 미러(291b,292b,293b)가 제2 광빔(L2)의 제1 및 제2 결상광학소자(260b, 270b) 사이에 배치되며, 3개의 반사 미러(291c,292c,293c)가 제3 광빔(L3)의 제1 및 제2 결상광학소자(260c, 270c) 사이에 배치되며, 3개의 반사 미러(291c,292c,293c)가 제4 광빔(L4)의 제1 및 제2 결상광학소자(260d, 270d) 사이에 배치된다.
이와 같이 반사부재(290)가 각 광경로마다 3개씩 배치됨에 따라, 제1 결상광학소자(260a, 260b, 260c, 260d)과 제2 결상광학소자(270a, 270b, 270c, 270d)는 부주사 평면에서 볼 때, 주주사 방향의 축을 중심으로 서로 반대방향으로 회전되게 경사시켜 빔경을 주주사 방향에 따라 균일하게 하며, 주사선의 보우현상을 억제할 수 있다. 즉, 제1 결상광학소자(260a, 260b, 260c, 260d)은 부주사 평면에서 보았을 때, 주주사 방향의 축을 중심으로 시계방향(269a,269b, 269c, 269d)로 회전되어 경사시키며, 제2 결상광학소자(270a, 270b, 270c, 270d)는 반시계 방향(278a,278b,278c,278d)로 회전되어 경사시킨다. 만일, 반사부재(290)가 각 광경로마다 짝수개 배치된다면, 제1 결상광학소자(260a, 260b, 260c, 260d)과 제2 결상광학소자(270a, 270b, 270c, 270d)는 서로 같은 방향으로 회전되게 경사시키게 된다.
한편, 제1 및 제2 광편향기(250,260)이 동일 방향으로 회전한다면, 제1 광빔(L1)과 제3 광빔(L3)은, 도 12에 도시된 바와 같이 동일 방향으로 주사되며, 제1 감광드럼(301)의 주사선의 방향과 제3 감광드럼(303)의 주사선의 방향이 같게 된다. 이와 같은 경우, 제1 광빔(L1)의 결상광학소자(260a)의 경사 방향과 제3 광빔(L3)의 제1 결상광학소자(260c)의 경사 방향을 일치시켜, 주사선(301,303)의 보우 방향을 일치시킨다. 이와 동일한 이유로, 제2 광빔(L2)의 제1 결상광학소자(260b)의 경사 방향과 제4 광빔(L4)의 제1 결상광학소자(260d)의 경사 방향을 일치시킨다. 또한, 제1 광빔(L1)과 제2 광빔(L2)은 제1 광편향기(250)에서 서로 다른 반사면에서 반사되어 서로 다른 방향으로 주사되며, 제1 감광드럼(301)의 주사선의 방향과 제2 감광드럼(302)의 주사선의 방향이 서로 다르게 되므로, 제1 광빔(L1)의 제1 결상광학소자(260a)의 경사 방향과 제2 광빔(L2)의 제1 결상광학소자(260b)의 경사 방향은 서로 반대가 되도록 한다. 이와 동일한 이유로 제3 광빔(L3)의 제1 결상광학소자(260c)의 경사 방향과 제4 광빔(L4)의 제1 결상광학소자(260d)의 경사 방향도 서로 반대가 되도록 한다. 이와 같이 경사 방향을 정함으로써, 주사라인의 보우의 방향을 일치시켜, 제1 결상광학소자(260a, 260b, 260c, 260d)의 경사에 의해 발생되는 주사선의 보우의 볼록 방향을 일치시킴으로써, 컬러 레지스트레이션의 에러를 제거할 수 있다.
본 실시예는 2개의 광편향기를 이용하여 4개의 광빔을 주사하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 한 개 또는 3개 이상의 광편향기를 이용할 수도 있으며, 또한 5개 이상의 광빔을 주사할 수도 있을 것이다.
전술한 실시예들에서는 결상 광학계가 각 광경로에 대해 2 매의 결상광학소자로 이루어진 경우를 도시되어 있는데, 이는 일 예시일 뿐, 결상 광학계의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다. 가령, 결상 광학계는 각 광경로에 대해 3매 이상의 결상광학소자로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 전술한 바와 동일하게 인접한 2개의 결상광학소자의 경사 방향은, 그 사이에 배치되는 반사부재의 개수에 따라 결정될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명인 광주사 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광주사 장치의 주주사 단면에서의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 반사부재가 홀수개인 경우에 있어서, 도 1의 광주사 장치에서 결상광학소자의 경사방향을 도시한다.
도 3은 반사부재가 짝수개인 경우에 있어서, 도 1의 광주사 장치에서 결상광학소자의 경사방향을 도시한다.
도 4는 도 1의 광주사 장치에서, 결상광학소자의 경사여부에 따라 주주사 방향의 빔경특성을 도시한다.
도 5는 도 1의 광주사 장치에서, 결상광학소자의 경사여부에 따른 부주사 방향의 빔경특성을 도시한다.
도 6은 도 1의 광주사 장치에서, 결상광학소자의 경사여부에 따라 주사선의 보우 특성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광주사 장치의 주주사 단면에서의 개략적인 구성을 도시한다.
도 8은 반사부재가 홀수개인 경우에 있어서, 도 7의 광주사 장치에서 결상광학소자의 경사방향을 도시한다.
도 9와 도 10은 비교예와 본 발명의 일 실시예에서 빔편향기에 최인접한 결상광학소자에서 반사된 광빔의 광경로를 보여준다.
도 11은 반사부재가 짝수개인 경우에 있어서, 도 7의 광주사 장치에서 결상 광학소자의 경사방향을 도시한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광주사 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 200...광주사 장치
110, 210a, 210b...광원
120, 220a, 220b...콜리메이팅 렌즈
130, 230a, 230b...실린드리컬 렌즈
150, 250, 251...광편향기
160, 170, 260a, 260b, 260c, 260d, 270a, 270b, 270c, 270d...결상광학소자
180, 280a, 280b...평판 유리
190, 290...반사 미러
199, 299a, 299b...피주사면
301, 302, 303, 304...감광 드럼
311, 312, 313, 314...주사선

Claims (16)

  1. 광빔을 방출하는 광원부;
    상기 광빔을 편향 주사하는 광편향부; 및
    상기 광편향부에서 편향된 광빔을 피주사면에 결상시키는 것으로, 상기 광편향부와 피주사면 사이의 광경로에 배치되는 적어도 두 개의 결상광학소자를 구비한 결상 광학계;를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 결상광학소자 중 인접한 두 개의 결상광학소자는 광경로에 대해 경사져 있으며, 상기 인접한 두 개의 결상광학소자의 경사 방향은 상기 인접한 두 개의 결상광학소자 사이의 광경로 상에 배치되는 반사부재의 개수에 따라 결정되는 광주사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인접한 두 개의 결상광학소자 사이의 광경로 상에 배치되는 반사부재가 홀수개 있는 경우에는, 상기 인접한 두 개의 결상광학소자가 서로 반대 방향으로 경사진 광주사 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인접한 두 개의 결상광학소자 사이의 광경로 상에 배치되는 반사부재가 없거나 짝수개 있는 경우에는, 상기 인접한 두 개의 결상광학소자가 서로 같은 방 향으로 경사진 광주사 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 인접한 두 개의 결상광학소자의 경사 방향은 주주사 방향의 축을 중심으로 한 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 방향인 광주사 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 인접한 두 개의 결상광학소자의 경사 각도가 4도 이하인 광주사 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부재는 반사 미러 또는 전반사 프리즘인 광주사 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광원은 복수의 광빔을 방출하며,
    상기 광편향부는 상기 복수의 광빔을 편향 주사하는 적어도 하나의 광편향기를 포함하며,
    상기 결상광학계는 상기 복수의 광빔마다 적어도 두 개의 결상광학소자를 구비하며, 상기 복수의 광빔마다 마련된 적어도 두 개의 결상광학소자 중 상기 광편향부에 최인접한 결상광학소자들은 광경로에 대해 경사져 있는 광주사 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 광편향부에 최인접한 결상광학소자들 중 상기 광편향기에 의해 서로 같은 방향으로 편향 주사되는 두 개의 광빔 상에 배치되는 두 개의 결상광학소자는 부주사 평면에서 보았을 때 주주사 방향의 축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전하여 경사진 광주사 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 광편향부에 최인접한 결상광학소자들은 모두 같은 각도로 경사진 광주사 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 광편향부에 최인접한 결상광학소자들은 부주사 방향의 굴절력이 0인 굴절렌즈인 광주사 장치.
  11. 복수의 광빔을 방출하는 광원
    상기 복수의 광빔을 편향 주사하는 적어도 하나의 광편향기; 및
    상기 적어도 하나의 광편향기에서 편향된 복수의 광빔을 피주사면에 결상시키는 것으로, 상기 적어도 하나의 광편향기와 피주사면 사이의 상기 복수의 광빔의 광경로마다 배치되는 적어도 두 개의 결상광학소자를 구비한 결상 광학계;를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 광편향기와 피주사면 사이의 상기 복수의 광빔의 광경로마다 배치되는 적어도 두 개의 결상광학소자 중 상기 적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들은 광경로에 대해 경사져 있는 광주사 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들 중 상기 적어도 하나의 광편향기에 의해 서로 반대 방향으로 편향 주사되는 두 개의 광빔 상에 배치되는 두 개의 결상광학소자는 부주사 평면에서 보았을 때 주주사 방향의 축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전하여 경사진 광주사 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들은 모두 같은 각도로 경사진 광주사 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광편향기에 최인접한 결상광학소자들은 부주사 방향의 굴절력이 0인 굴절렌즈인 광주사 장치.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결상광학소자들은 기하학적 중심점 또는 입사면의 정점을 기준으로 회 전하여 경사진 광주사 장치.
  16. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결상광학소자들은 fθ렌즈인 광주사 장치.
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