KR20140103516A - 회전 다면경, 이를 채용한 광 주사 장치 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치 - Google Patents

회전 다면경, 이를 채용한 광 주사 장치 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

회전 다면경, 이를 채용한 광 주사 장치, 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치가 개시된다. 개시된 회전 다면경은 광빔을 주사하는 광 주사 장치에 채용되는 것으로서, 외측면을 둘러싸는 복수의 반사면들을 포함하며, 복수의 반사면 중 기준면을 제외한 나머지 반사면들은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 모두 반사 영역으로 형성되며, 기준면은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 비반사 영역으로 형성된다.

Description

회전 다면경, 이를 채용한 광 주사 장치 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치{Polygon mirror, light scanning unit employing the same, and electrophotograpohic image forming apparatus}
본 개시는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 회전 다면경과, 이를 이용하여 동기 신호를 처리하고 화상을 보정할 수 있는 광 주사 장치 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 관한 것이다.
레이저 프린터와 같은 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 광 주사 장치를 이용하여 감광 드럼에 광빔을 주사하여 정전 잠상을 형성하고, 형성된 정전 잠상을 토너로 현상하고, 현상된 토너상(toner image)를 인쇄매체에 전사하여 화상을 형성한다.
광 주사 장치는 광빔을 감광 드럼에 주사하기 위하여 회전 다면경을 이용한다. 회전 다면경은 복수의 반사면을 구비하며, 다면경이 회전함에 따라 연속하여 광빔을 주사하게 된다. 단색 화상을 형성하는 단색 화상 형성 장치의 경우, 광 주사 장치는 하나의 회전 다면경을 이용하여 광빔을 주사하게 된다. 컬러 화상을 형성하는 컬러 화상 형성 장치의 경우, 광 주사 장치는 하나 혹은 복수의 회전 다면경을 이용하여 흑색(K), 시안(C), 마젠타(M), 엘로우(Y)의 색상에 대응되는 4개의 광빔을 주사한다. 예를 들어 광 주사 장치는 하나의 회전 다면경을 이용하여 흑색(K), 시안(C), 마젠타(M), 엘로우(Y)의 색상에 대응되는 4개의 광빔을 주사하거나, 2개의 회전 다면경을 이용하여 각각 2개씩의 광빔을 주사하거나, 혹은 4개의 회전 다면경을 이용하여 각각 1개씩의 광빔을 주사한다.
광 주사 장치가 감광 드럼에 광빔을 정확한 타이밍으로 주사하기 위하여, 주사되는 광빔의 수평 동기 신호를 검출하는 동기 신호 검출 장치가 필요하다.
종래의 동기 신호 검출 장치는 빔 검출 센서를 사용하여 수평 동기 신호를 검출한다. 검출된 수평 동기 신호는 비디오 컨트롤러(Printer Video Controller: PVC)에 전달된다. 비디오 컨트롤러는 전달받은 수평 동기 신호를 기준으로 비디오 데이터를 광 주사 장치내의 광원 구동부(Laser Diode Driver: LDD)에 전송하고, 광원 구동부는 그에 따라 광원을 온/오프 제어하여 광빔이 출사하도록 한다.
복수의 반사면을 가지는 회전 다면경을 이용하여 광빔을 주사하는 경우, 반사면과 인접각의 가공상태에 따라 동기 신호의 주기가 조금씩 달라질 수 있으며, 이에 따라 화상에 그 영향을 미쳐 인쇄 품질이 저하될 수 있다. 이에 본 발명은 조금씩 달라지는 동기 신호의 주기를 효과적으로 보정할 수 있는 회전 다면경, 이를 채용한 광 주사 장치, 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르는 회전 다면경은 광빔을 주사하는 광 주사 장치에 채용되는 회전 다면경으로서, 외측면을 둘러싸는 복수의 반사면들을 포함하며, 상기 복수의 반사면 중 기준면을 제외한 나머지 반사면들은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 모두 반사 영역으로 형성되며, 상기 기준면은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 비반사 영역으로 형성된다.
상기 기준면의 비반사 영역은 상기 기준면의 모서리 부근에 마련될 수 있다.
상기 기준면의 비반사 영역은 상기 회전 다면체의 회전 방향을 기준으로 상기 기준면의 시작단 위치에 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르는 광 주사 장치는 광빔을 출사하는 광원부; 상기 광원부에서 주사된 광빔을 주주사 방향으로 편향 주사하는 것으로서, 외측면을 둘러싸는 복수의 반사면들을 포함하는 회전 다면경; 및 상기 회전 다면경의 반사되는 광빔의 일부를 수광하여 제1 수평 동기 신호를 생성하는 동기 검출 센서;를 포함하며, 상기 복수의 반사면 중 기준면을 제외한 나머지 반사면들은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 모두 반사 영역으로 형성되며, 상기 기준면은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 비반사 영역으로 형성된다.
상기 광원부는 1개의 광빔을 출력하는 하나의 광원을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 회전 다면경에 의해 하나의 광빔이 편향 반사된다.
또는, 상기 광원부는 4개의 광빔을 각각 출력하는 4개의 광원을 포함하며, 상기 광원부에서 출사된 4개의 광빔은 2개씩 상기 회전 다면경의 서로 다른 반사면에 의해 편향 주사될 수 있다. 이 경우, 하나의 회전 다면경에 의해 4개의 광빔이 편향 반사된다.
상기 광원부는 4개의 광빔을 각각 출력하는 4개의 광원을 포함하며, 상기 광원부에서 출사된 4개의 광빔 중 2개의 광빔은 상기 회전 다면경의 서로 다른 반사면에 의해 편향 주사되며, 상기 광원부에서 출사된 4개의 광빔 중 나머지 2개의 광빔은 다른 회전 다면경의 서로 다른 반사면에 의해 편향 주사될 수 있다. 이 경우, 하나의 회전 다면경에 의해 2개의 광빔이 편향 반사된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는, 광빔을 출사하는 광원부와, 상기 광원부에서 주사된 광빔을 주주사 방향으로 편향 주사하는 것으로서 외측면을 둘러싸는 복수의 반사면들을 포함하는 회전 다면경과, 상기 회전 다면경의 복수의 반사면들 중 기준면을 제외한 나머지 반사면들의 모서리 부근에서 반사되는 광빔의 일부를 수광하여 수평 동기 신호를 생성하는 동기 검출 센서를 포함하며, 상기 기준면은 반사면의 모서리 부근에 마련되어 상기 동기 검출 센서로 향하는 광빔을 반사시키지 않는 비반사 영역을 포함하는 광 주사 장치; 및 상기 동기 검출 센서로부터 제1 수평 동기 신호가 전달되면 동기 신호 오프셋을 카운트한 뒤 상기 기준면에 대한 제2 수평 동기 신호를 발생시키는 제2 수평 동기 신호 발생부와, 상기 제1 및 제2 수평 동기 신호에 기초하여 상기 광 주사 장치에 비디오 데이터를 전달하는 비디오 컨트롤러를 구비한 비디오 신호 처리부;를 포함한다.
상기 동기 신호 오프셋은 기설정된 수평 동기 신호의 일 주기일 수 있다.
상기 비디오 신호 처리부는 중앙 연산 장치이거나 하이퍼 프린트 비디오 컨트롤러일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는, 상기 광 주사 장치에 의해 주사되는 광빔이 노광되어 형성되는 정전 잠상을 현상하여 토너화상을 형성하는 현상장치와, 상기 현상 장치에 의해 형성된 토너화상을 인쇄매체에 전사하는 전사장치와, 인쇄매체에 전사된 토너화상를 정착시키는 정착장치;를 더 포함할 수 있다.
개시된 실시예에 의한 회전 다면경은 동기 신호에 대한 기준면을 제시할 수 있으며, 이러한 회전 다면경의 채용한 광 주사 장치 및 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 기준면 이외의 반사면들에서의 수평 동기 신호들을 이용하여 기준면에서의 수평 동기 신호를 생성함으로써 회전 다면경의 반사면들의 불균일한 변화등에 대응할 수 있고, 인쇄 화상의 라인별 비디오 데이터를 보정할 수 있어서 화상품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치에서 광 주사 장치 및 신호 처리부를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 광 주사 장치에서 회전 다면경의 개략적인 사시도이다.
도 3a는 회전 다면경의 기준면을 제외한 나머지 반사면들에 입사되는 광빔의 경로를 도시한다.
도 3b는 회전 다면경의 기준면에 입사되는 광빔의 경로를 도시한다.
도 4는 도 1의 신호 처리부의 블록도이다.
도 5는 수평 동기 신호 처리를 보여주는 흐름도이다.
도 6은 수평 동기 신호 및 비디오 데이터의 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 보여준다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 보여준다. 화상 형성 장치
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 보여준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 주주사 방향은 피주사면(도 1의 180) 상에서 주사선이 그어지는 방향을 의미한다. 즉, 주주사 방향은 회전 다면경(도 1의 150)에 의해 편향되어 피주사면(180)에 결상되는 광빔(L)의 스폿이 피주사면(180) 상에서 진행하는 방향이다. 광빔(L)의 광경로는 반사미러와 같은 광경로 변경부재에 의해 변경될 수 있으므로, 주주사 방향은 광경로가 변경됨에 따라 바뀔 수 있다. 광빔(L)의 광경로 상에서 주주사 방향은 상기 피주사면 상에서의 주주사 방향에 상응하는 방향으로, 광경로 변경부재를 고려하지 않는다면, 피주사면상에서의 주사선의 방향과 같다. 부주사 방향은 회전 다면경(150)에 의해 편향되는 광빔(L)의 진행 방향(즉, 광 경로)와 주주사 방향에 동시에 수직한 방향을 의미한다. 광빔(L)의 광경로는 반사미러와 같은 광경로 변경부재에 의해 변경될 수 있으므로, 부주사 방향은 광경로가 변경됨에 따라 바뀔 수 있다. 광경로 변경부재를 고려하지 않는다면, 부주사 방향은 회전 다면경(150)의 회전축 방향과 같다. 한편, 주주사 단면은 광빔의 진행 방향와 주주사 방향이 동시에 놓이는 평면으로 정의되며, 회전 다면경(150)에 의해 편향 주사되는 광빔이 휩쓰는 평면이다. 부주사 단면은 주주사 방향에 수직한 평면으로 정의된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 있어서, 광 주사 장치(100)와 비디오 신호 처리부(200)를 도시한다. 도 1에 도시된 광 주사 장치(100)는 주주사 단면에서 본 광학적 배치이며, 편의상 결상광학계(170)는 광경로가 접히지 않는 상태로 도시된다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는 광 주사 장치(100)와, 광 주사 장치(100)에 비디오 데이터를 전송하는 비디오 신호 처리부(200)를 포함한다.
광 주사 장치(100)는 광원(110), 회전 다면경(150), 및 동기 검출 센서(160)를 포함한다.
광원(110)은 화상정보에 따라 변조되는 광빔(L)을 방출하는 것으로, 예를 들어 레이저빔을 방출하는 반도체 레이저 다이오드일 수 있다. 광원(110)가 실장되는 회로기판에는 광원 구동부(Laser Diode Driver: LDD)가 실장되어 있을 수 있다.
회전 다면경(150)는 광빔(L)을 피주사면(180)에 주주사 방향으로 편향하여 주사하는 장치이다.
도 2는 광 주사 장치(100)의 회전 다면경(150)의 개략적인 사시도이며, 도 3a는 회전 다면경(150)의 기준면(151)에 입사되는 광빔의 경로를 도시하고, 도 3b는 회전 다면경(150)의 기준면(151)을 제외한 나머지 반사면(152)들에 입사되는 광빔의 경로를 도시한다.
도 2를 참조하면, 회전 다면경(150)는 6개의 반사면들을 갖는 다면경(polygon mirror)(즉, 육면경(hexagon mirror))이 스핀들 모터와 같은 (도시되지 않은) 구동 수단에 의해 일정 속도로 회전되는 회전 다면경일 수 있다.
회전 다면경(150)의 6개의 반사면들 중 어느 하나는 기준면(151)이며, 나머지는 일반적인 반사면(152)들을 이룬다. 기준면(151)은 비반사 영역(151a)을 포함한다. 기준면(151)에서 비반사 영역(151a)을 제외한 나머지 영역은 반사 영역(151b)이 될 수 있다. 비반사 영역(151a)은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역에 마련된다. 따라서, 기준면(151)에서는 동기 신호용 광빔(L′)이 반사되지 않는다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 비반사 영역(151a)은 기준면(151)에서 회전 다면경(159)의 회전 방향(159)의 앞머리쪽, 즉 광빔(L)의 주사가 시작되는 시작단쪽에 위치할 수 있다. 달리 표현하면, 비반사 영역(151a)은 기준면(151)의 이웃하는 2개의 반사면(152)들 중 시작단쪽 반사면(152)과의 만나는 모서리에 인접한 위치에 형성될 수 있다. 한편, 기준면(151)의 반사 영역(151b)은 광빔(L2)을 정상적으로 반사하여 피주사면(도 1의 180)으로 주사한다.
기준면(151)을 제외한 나머지 반사면(152)들은 전체가 반사 영역일 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 기준면(151)을 제외한 나머지 반사면(152)들은 모두 동기 신호용 광빔(L′)을 반사한다. 이 결과, 회전 다면경(150)의 반사면 전체 개수 N에 회전 다면경(150)이 일 회전하는 동안에 동기 신호용 광빔(L′)의 발생 회수는 N-1이 된다. 즉, 본 실시예와 같이 회전 다면경(150)이 육면경이면, 회전 다면경(150)이 일 회전하는 동안에 동기 신호용 광빔(L′)의 발생 회수는 5가 된다.
다시 도 1을 참조하면, 광원(110)과 회전 다면경(150) 사이의 광빔(L)의 광경로 상에는 입사광학계가 마련될 수 있다. 입사광학계는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)(120), 슬릿(slit)(130), 및 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)(140)를 포함할 수 있다. 콜리메이팅 렌즈(120), 슬릿(130), 및 실린드리컬 렌즈(140) 중 일부는 생략되거나 다른 광학부품과 일체로 결합되어 형성될 수도 있다. 콜리메이팅 렌즈(120)는 광원(110)으로부터의 광빔(L)을 평행광 혹은 수렴광으로 만들어 주는 집광 렌즈이다. 슬릿(130)은 광빔(L)의 직경과 형상을 조절하는 개구(aperture)이다. 실린드리컬 렌즈(140)는 광빔(L)을 주주사방향 및/또는 부주사방향에 대응되는 방향으로 집속시킴으로써, 회전 다면경(150)의 반사면에 선형으로 결상시키는 왜상 렌즈(anamorphic lens)이다.
회전 다면경(150)과 피주사면(180) 사이에는 결상광학계(170)가 마련될 수 있다. 결상광학계(170)는 회전 다면경(150)에 의해 편향되는 광빔(L)이 각각 피주사면(180)에 결상되게 하는 제1 및 제2 주사렌즈(171, 172)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 주사렌즈(171, 172)는 수렴 기능과 fθ특성을 갖는 fθ렌즈일 수 있다. 이때, 회전 다면경(150)에 상대적으로 가까운 제1 결상 렌즈(171)는 부주사 방향으로의 굴절력이 거의 영(0)이 되고, 회전 다면경(150)에 상대적으로 먼 제2 결상 렌즈(172)는 부주사 방향으로 양의 굴절력을 갖도록 설계될 수 있다. 본 실시예는 2매의 렌즈가 배치된 결상광학계(170)를 예로 들어 설명하고 있으나, 이는 일 예시일 뿐이며, 결상광학계(170)의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다. 가령, 결상광학계(170)는 1매 또는 3매 이상의 렌즈가 배치되어 구성될 수도 있다. 광 주사 장치(100)를 소형화하며, 광 주사 장치(100)에서 주사되는 광빔(L)을 소정 방향으로 주사하기 위하여, 반사부재들(미도시)가 결상광학계(170)내에 마련될 수 있다.
동기 검출 센서(160)는 예를 들어 포토 다이오드이거나 포토 센서 IC일 수 있다. 동기 검출 센서(160)는 회전 다면경(150)에서 주사되는 광빔(L)의 일 주사 주기의 시작단을 검출하도록, 회전 다면경(150)의 일 반사면(152)에서 반사되는 광빔(L)의 일 주사 구간의 시작단 직전의 광빔(즉, 동기 검출용 광빔)(L1′)이 향하는 위치에 배치될 수 있다. 동기 검출 센서(160)에 검출되는 동기 검출용 광빔)(L1′)은 광빔(L)의 주사 시작을 의미하는 수평 동기 신호(이하, 제1 수평 동기 신호)로 변환된다. 전술한 바와 같이, 회전 다면경(150)의 기준면(151)은 동기 검출용 광빔(L1′)을 반사하지 않으므로, 동기 검출 센서(160)에서는 기준면(151)에 대한 수평 동기 신호가 검출되지 않는다. 도 1은 동기 검출 센서(160)가 광원(110)과 함께 하나의 회로기판에 설치된 경우를 도시하고 있으나, 동기 검출 센서(160)가 설치되는 회로기판과 광원(110)이 설치되는 회로기판이 분리될 수 있음은 물론이다.
동기 검출 센서(160)와 회전 다면경(150) 사이에는 동기 검출용 광빔(L1′)을 동기 검출 센서(160)에 집속하게 하는 동기 검출 렌즈(165)가 개재될 수 있다. 경우에 따라서는 광경로 변경부재(예를 들어, 미러)(미도시)가 동기 검출용 광빔(L1′)의 광경로 상에 배치되어, 동기 검출 센서(160)의 배치를 좀 더 자유롭게 할 수 있다.
동기 검출 센서(160)에서 검출되는 제1 수평 동기 신호는 A/D 변환을 거쳐 비디오 신호 처리부(200)에 전달된다.
도 4는 광 주사 장치(100)와 비디오 신호 처리부(200)의 블록도를 도시한다. 도 4를 참조하면, 비디오 신호 처리부(200)는 제2 수평 동기 신호 발생부(210)와 비디오 컨트롤러(220)를 포함한다. 비디오 신호 처리부(200)는 화상 형성 장치의 메인 보드내의 중앙 연산 장치(CPU)이거나 하이퍼 프린트 비디오 컨트롤러(Hyper Print Video Controller; HPVC)일 수 있다.
제2 수평 동기 신호 발생부(210)에는 수평 동기 신호의 주기 정보가 기설정되어 있다. 제2 수평 동기 신호 발생부(210)는 동기 검출 센서(160)로부터 시순차적으로 전송받은 제1 수평 동기 신호(Hsync1)와 기설정된 수평 동기 신호에 기초하여, 제2 수평 동기 신호(Hsync2)를 발생한다. 제2 수평 동기 신호(Hsync2)는 기준면(150)에서 동기 검출용 광빔(L1′)이 반사되지 않음에 따라 누락된 수평 동기 신호에 대응되는 동기 신호이다.
비디오 컨트롤러(220)는 비디어 데이터(VDO)를 입력받으며, 동기 검출 센서(160)에서 검출된 수평 동기 신호(Hsync1)와 제2 수평 동기 신호 발생부(210)에서 발생된 제2 수평 동기 신호(Hsync2)를 기준으로 비디오 데이터(VDO)를 광원 구동부(190)에 전달한다.
다음으로, 본 실시예의 화상 형성 장치의 동작을 설명하기로 한다.
도 5는 수평 동기 신호 처리를 보여주는 흐름도이다. 도 6은 수평 동기 신호 및 비디오 데이터의 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 먼저 화상 형성 장치의 비디오 신호 처리부(200)에 인쇄 명령이 입력되면, 광 주사 장치(100)의 회전 다면경(150)를 구동하는 모터를 구동하여 모터의 상태를 체크한다. 회전 다면경(150)의 모터 구동이 정상이면, 비디오 신호 처리부(200)는 광원(110)의 전원 인가 신호를 이네이블(enable)하고 샘플 및 홀딩 신호(sample & hold signal)을 이네이블하여, 광원(110)이 광빔(L)을 출력하도록 한다(S10).
출력된 광빔(L)은 회전 다면경(150)에 의해 편향되어 피주사면(180)로 주사된다. 이때, 회전 다면경(150)의 기준면(151)을 제외한 나머지 반사면(152)들에서 반사되는 광빔(L)의 경우, 주사 시작단에 해당되는 동기 검출용 광빔(L1′)이 동기 검출 센서(160)로 향하게 되며, 동기 검출 센서(160)는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)를 검출한다(S20). 검출된 제1 수평 동기 신호(Hsync1)는 비디오 신호 처리부(200)에 입력된다. 회전 다면경(150)의 기준면(151)에 대해서는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)가 검출되지 않으므로, 회전 다면경(150)의 반사면 전체 개수 N에 대해 회전 다면경(150)가 일 회전하는 동안 발생되는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)의 개수는 N-1개가 된다. 즉, 회전 다면경(150)이 육면경이면, 도 6의 (A)에 도시되는 바와 같이 회전 다면경(150)의 일 회전주기(T) 동안에 발생되는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)의 개수는 5개가 된다.
비디오 신호 처리부(200)의 제2 수평 동기 신호 발생부(210)는 시순차적으로 입력되는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)와 기설정된 수평 동기 신호의 주기 정보에 기초하여, 제2 수평 동기 신호(Hsync2)를 생성한다(S30). 가령, 도 6의 (A) 및 (B)에 도시되는 바와 같이, 시순차적으로 입력되는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)들의 간격이 기설정된 수평 동기 신호의 주기의 두배에 해당되는 경우가 회전 다면경(150)의 일 회전주기(T) 동안에 1회 발생되므로 발생되는 바, 해당 시간 구간에 제2 수평 동기 신호(Hsync2)를 생성한다. 이 결과, 회전 다면경(150)의 일 회전주기(T) 동안에 5회의 제1 수평 동기 신호(Hsync1)와 1회의 제2 수평 동기 신호(Hsync2)가 생성되며, 생성된 제1 및 제2 수평 동기 신호(Hsync1, Hsync2)는 시순차적으로 비디오 컨트롤러(220)에 전달된다.
한편, 제2 수평 동기 신호(Hsync2)는 회전 다면경(150)의 일 회전주기(T) 동안에 1회 발생되므로, 제2 수평 동기 신호(Hsync2)는 회전 다면경(150)의 기준면(151)에 대한 것으로 이해될 수 있으며, 회전 다면경(150)의 반사면들(151, 152)의 불균일한 변형에 따른 화질 저항의 보정을 위한 기준으로 이용될 수 있다.
동기 검출 센서(160)에서 검출된 제1 수평 동기 신호(Hsync1)와 제2 수평 동기 신호 발생부(210)에서 생성된 제2 수평 동기 신호(Hsync2)는 합성되어 온전한 수평 동기 신호(Hsync1+Hsync2)로서 비디오 컨트롤러(220)에 입력된다(S40).
비디오 컨트롤러(220)는, 도 6의(D)와 같이, 입력받은 비디오 데이터(VDO)를 제1 및 제2 수평 동기 신호(Hsync1, Hsync2)에 동기화시켜 광원 구동부(190)로 전달한다(S50). 광원 구동부(190)는 입력되는 비디오 데이터에 따라 광원(110)를 온/오프 구동하며, 비디오 데이터에 따라 광원(110)에서 출력된 광빔(L)은 피주사면(180) 상에 정전 잠상을 형성한다. 이와 같은 동작은 주사가 종료될 때까지 반복하여 이루어질 수 있다.
한편, 회전 다면경(150)의 반사면(151,152)들은 이웃하는 반사면(151,152)들 사이의 인접각의 가공상태에 따라 동기 검출 센서(160)에서 검출되는 제1 수평 동기 신호(Hsync1)의 주기가 반사면(152)들마다 조금씩 상이할 수 있으며, 이에 따라 화상에 그 영향이 미쳐 인쇄 품질이 저하될 수 있다. 본 실시예의 화상 형성 장치는 회전 다면경(150)의 기준면(151)을 인식할 수 있으므로, 기준면을 기초로 인쇄화상의 라인별 비디오 데이타를 보정할 수 있으며, 화상품질을 향상시킬 수 있다. 라인별 비디오 데이터의 보정은, 감광드럼이나 중간전사벨트(미도시)에 기록된 패턴의 화상을 읽고, 주주사 방향의 비디오 데이터를 정렬(Alignment)함으로서 이루어질 수 있다. 반면에 종래의 화상 형성 장치의 경우, 회전 다면경의 반사면들 중에서 기준이 되는 면을 알 수가 없어서, 반사면들에 의해 발생하는 화질 저하에 대응하여 인쇄 화상의 주주사방향의 이미지 보정을 할 수 없었다.
본 실시예의 화상 형성 장치의 광 주사 장치(100)는 하나의 회전 다면경(150)이 하나의 광빔(L)을 편향 주사한다. 따라서, 본 실시예의 화상 형성 장치는 흑백 화상과 같은 모노 타입의 화상 형성 장치가 될 수 있다.
또한, 본 실시예의 화상 형성 장치는 흑색(K), 시안(C), 마젠타(M), 엘로우(Y)의 색상별로 상술한 광 주사 장치(100) 및 비디오 신호 처리부(200)가 마련될 수도 있다. 즉, 상술한 광 주사 장치(100)가 4개가 마련되어 4개의 광빔(L)을 주사하고, 제1 수평 동기 신호(Hsync1)를 검출하고, 비디오 신호 처리부(200)는 각 광 주사 장치(100) 별로 제2 수평 동기 신호(Hsync2)를 생성하여 제1 및 제2 수평 동기 신호(Hsync1, Hsync2)에 동기화되도록 비디오 데이터(VDO)를 처리할 수 있을 것이다. 이 경우, 물론 광 주사 장치(100)별로 마련된 비디오 신호 처리부(200)는 회로적으로 통합될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 보여준다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)을 주사하는 광 주사 장치(100′)와, 광 주사 장치(100′)에 비디오 데이터를 전송하는 비디오 신호 처리부(200′)를 포함하는 컬러 화상 형성 장치이다.
광 주사 장치(100′)는 흑색(K), 시안(C), 마젠타(M), 엘로우(Y)의 색상별로 하나씩 마련되는 광원(110a, 110b, 110c, 110d)와 하나의 회전 다면경(150)을 포함한다. 회전 다면경(150)은 전술한 실시예에서의 회전 다면경(150)과 동일하다.
4개의 광원(110a, 110b, 110c, 110d)에서 출력된 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)은 2개씩 회전 다면경(150)의 서로 다른 반사면에 입사될 수있다. 회전 다면경(150)의 어느 한 반사면에 입사되는 2개의 광빔(L1, L3)은 예를 들어, 부주사 방향으로 서로 다른 입사각으로 경사진 상태에서 입사될 수 있다. 마찬가지로 회전 다면경(150)의 다른 반사면에 입사되는 2개의 광빔(L2, L4)은 부주사 방향으로 서로 다른 입사각으로 경사진 상태에서 입사될 수 있다. 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)은 회전 다면경(150)에서 편향 주사된 후 서로 다른 피주사면(S1, S2, S3, S4)에 결상된다. 회전 다면경(150)은 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)을 동시에 편향 주사한다. 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)은 서로 다른 피주사면(S1, S2, S3, S4)에 결상되어 화상을 형성하므로, 각 광빔(L1, L2, L3, L4)별로 동기 검출 센서(160a, 160b, 160c, 160d)가 마련될 수 있다. 광빔(L2, L4)의 주사 시작단 쪽 광경로상에는 반사미러(161)가 배치될 수 있다. 이러한 반사미러(161)는 광빔(L2, L4)에 대한 동기 검출 센서(160b, 160d)들의 배치 제약을 완화시켜, 도면에 도시되듯 것처럼, 동기 검출 센서(160a, 160b, 160c, 160d)들이 광원(110a, 110b, 110c, 110d)들과 동일한 기판내에 실장될 수 있도록 할 수 있다.
동기 검출 센서(160a, 160b, 160c, 160d) 각각에서 검출된 제1 수평 동기 신호들에 대해 비디오 신호 처리부(200′)는 전술한 실시예와 실질적으로 동일한 방식으로 회전 다면경(150)의 기준면(도 2의 151)에 대응하는 제2 수평 동기 신호를 각기 생성할 수 있다. 또한, 본 실시예의 비디오 신호 처리부(200′) 역시 전술한 실시예와 실질적으로 동일하게 회전 다면경(150)의 기준면(151)을 인식할 수 있으므로, 기준면(151)을 기초로 각 색상의 인쇄화상의 라인별 비디오 데이타를 보정할 수 있으며, 화상품질을 향상시킬 수 있다.
본 실시예는 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4) 각각에 대해 동기 검출 센서(160a, 160b, 160c, 160d)가 마련된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 회전 다면경(150)의 동일한 반사면에 입사되는 한 쌍의 광빔들(예를 들어, L1과 L3)에 대해서는 어느 한 광빔에 대해서만 수평 동기 신호를 검출을 하고 나머지 한 광빔에 대해서는 검출된 수평 동기 신호를 기초로 비디오 데이터를 처리할 수도 있다. 나아가, 본 실시예의 광 주사 장치(100′)는 하나의 회전 다면경(150)을 이용하고 있으므로, 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4) 중 어느 한 광빔에 대해서만 수평 동기 신호를 검출을 하고 나머지 광빔들에 대해서는 검출된 수평 동기 신호를 기초로 비디오 데이터를 처리할 수도 있을 것이다. 어느 경우에나, 비디오 신호 처리부(200′)는 회전 다면경(150)의 기준면(151)을 인식할 수 있으므로, 기준면(151)을 기초로 각 색상의 인쇄화상의 라인별 비디오 데이타를 보정할 수 있으며, 화상품질을 향상시킬 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 보여준다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4)을 주사하는 광 주사 장치(100″)와, 광 주사 장치(100″)에 비디오 데이터를 전송하는 비디오 신호 처리부(200″)를 포함하는 컬러 화상 형성 장치이다. 광 주사 장치(100″)는 제1 및 제2 서브 광 주사 모듈(101,102)을 갖는다.
제1 서브 광 주사 모듈(101)은 하나의 회전 다면경(150a)로서 2개의 광빔(L1, L2)을 주사하고, 제2 서브 광 주사 모듈(102) 역시 하나의 회전 다면경(150b)로서 나머지 2개의 광빔(L3, L4)을 주사한다. 제1 서브 광 주사 모듈(101)에는 2개의 광빔(L1, L2) 각각에 대한 동기 검출 센서(160a, 160b)가 마련되어, 광빔(L1, L2) 각각에 대한 동기 신호를 검출한다. 마찬가지로, 제2 서브 광 주사 모듈(102)에는 2개의 광빔(L3, L3) 각각에 대한 동기 검출 센서(160c, 160d)가 마련되어, 광빔(L3, L4) 각각에 대한 동기 신호를 검출한다. 회전 다면경(150a, 150b)은 각각 도 2에 도시된 회전 다면경(150)과 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 회전 다면경(150a, 150b)) 각각은 비반사 영역을 갖는 기준면(도 2의 151)을 가진다.
동기 검출 센서(160a, 160b, 160c, 160d) 각각에서 검출된 제1 수평 동기 신호들에 대해 비디오 신호 처리부(200″)는 전술한 실시예들과 실질적으로 동일한 방식으로 회전 다면경(150a, 150b) 각각의 기준면(도 2의 151)에 대응하는 제2 수평 동기 신호를 각기 생성할 수 있다. 또한, 본 실시예의 비디오 신호 처리부(200″) 역시 전술한 실시예와 실질적으로 동일하게 회전 다면경(150)의 기준면(도 2의 151)을 인식할 수 있으므로, 기준면을 기초로 각 색상의 인쇄화상의 라인별 비디오 데이타를 보정할 수 있으며, 화상품질을 향상시킬 수 있다.
본 실시예는 4개의 광빔(L1, L2, L3, L4) 각각에 대해 동기 검출 센서(160a, 160b, 160c, 160d)가 마련된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제2 서브 광 주사 모듈(101,102) 별로 하나의 회전 다면경(150a, 150b)이 마련되어 있으므로, 제1 및 제2 서브 광 주사 모듈(101,102) 별로 하나의 동기 검출 센서가 마련될 수도 있을 것이다. 가령, 제1 서브 광 주사 모듈(101)에 대해 2개의 광빔(L1, L2) 중 어느 한 광빔에 대해서만 수평 동기 신호를 검출을 하고 나머지 한 광빔에 대해서는 검출된 수평 동기 신호를 기초로 비디오 데이터를 처리할 수도 있다. 이 경우 역시, 비디오 신호 처리부(200″)는 회전 다면경(150a, 150b) 각각의 기준면을 인식할 수 있으므로, 기준면을 기초로 각 색상의 인쇄화상의 라인별 비디오 데이타를 보정할 수 있으며, 화상품질을 향상시킬 수 있을 것이다.
전술한 실시예들은 회전 다면경(150)의 반사면이 6개인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 회전 다면경(150)은 4개, 5개, 혹은 7개 이상의 반사면을 가질 수도 있다. 한편, 전술한 실시예들은 회전 다면경(150)의 기준면(151)에서 비반사영역(151a)이 시작단 위치에 마련된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 비반사영역(151a)은 끝단에 형성될 수도 있으며, 또는 비반사영역(151a)은 시작단과 끝단 모두에 위치할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 개략적으로 도시한다. 본 실시예의 화상형성장치는 인쇄매체에 소정의 화상을 형성하는 프린터, 팩시밀리, 복사기, 복합기 등과 같은 다양한 장치가 될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는 4개의 광 주사 장치(100), 비디오 신호 처리부(200), 현상장치(300), 전사장치(400), 및 정착장치(500)를 구비한다.
컬러화상을 인쇄하기 위하여, 광 주사 장치(100)는 4개가 마련되어 흑색(K), 시안(C), 마젠타(M), 엘로우(Y)의 색상에 대응되게 4개의 광빔을 주사한다. 도 9는 비디오 신호 처리부(200)가 광 주사 장치(100)별로 마련된 비디오 신호 처리부가 회로적으로 통합된 것을 도시한다. 광 주사 장치(100)와 비디오 신호 처리부(200)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예의 경우와 실질적으로 동일하다. 경우에 따라서는, 도 7 또는 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 2개의 광빔별로 하나의 회전 다면경이 마련된 광 주사 장치(100′)와 비디오 신호 처리부(200′)가 사용되거나, 혹은 4개의 광빔에 대해 하나의 회전 다면경이 마련된 광 주사 장치(100″)와 비디오 신호 처리부(200″)가 사용될 수도 있다.
현상장치(300)는 흑색(K), 시안(C), 마젠타(M), 엘로우(Y)의 색상별로 하나씩 마련될 수 있다. 현상장치들(300)은 정전잠상이 형성되는 화상수용체인 감광드럼(31)과 정전잠상을 현상시키기 위한 현상롤러(32)를 각각 구비한다.
감광드럼(31)은 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주면에 소정 두께의 감광층이 형성된 것이다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 감광체로서 벨트 형태의 감광 벨트가 채용될 수도 있다. 감광드럼(31)의 외주면은 피노광면(도 1의 180 또는 도 7 및 도 8의 S1, S2, S3, S4)이 된다. 감광드럼(31)의 외주면에서 광 주사 장치(100)에 의해 노광되는 위치의 상류측에는 대전 롤러(33)가 마련된다. 대전 롤러(33)는 감광드럼(31)에 접촉되어 회전되면서 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전 롤러(33)에는 대전바이어스가 인가된다. 대전 롤러(33) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다.
현상롤러(32)는 그 외주에 토너를 부착시켜 감광드럼(31)으로 공급한다. 현상롤러(32)에는 토너를 감광드럼(31)으로 공급하기 위한 현상바이어스가 인가된다. 도시되지는 않았지만, 현상장치들(300)에는 그 내부에 수용된 토너를 현상롤러(32)로 부착시키는 공급롤러, 현상롤러(32)에 부착된 토너의 양을 규제하는 규제수단, 그 내부에 수용된 토너를 공급롤러 및/또는 현상롤러(32) 쪽을 이송시키는 교반기 등이 더 설치될 수 있다.
전사장치(400)는 용지반송벨트(41)와 4개의 전사롤러(42)를 포함할 수 있다. 용지반송롤러(41)는 현상장치(300)의 외부로 노출된 감광드럼(31)의 외주면과 대면된다. 용지반송벨트(41)는 다수의 지지롤러들(43, 44, 45, 46)에 의해 지지되어 순환주행된다. 4개의 전사롤러(42)는 용지반송벨트(41)를 사이에 두고 각 현상장치(300)의 감광드럼(31)과 대면되는 위치에 배치된다. 전사롤러(42)에는 전사바이어스가 인가된다
상술한 바와 같은 구성에 의한 컬러 화상 형성 과정을 설명한다.
현상장치(300)의 감광드럼(31) 각각은 대전롤러(23)에 인가된 대전바이어스에 의하여 균일한 전위로 대전된다. 광 주사 장치(100)은 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙 색상의 화상정보에 대응되는 4개의 광을 현상장치(300)의 각 감광드럼(31)으로 주사하여 정전잠상을 형성시킨다. 현상롤러(32)에는 현상바이어스가 인가된다. 그러면 현상롤러(32)의 외주에 부착된 토너가 정전잠상으로 부착되어 현상장치(300)의 각 감광드럼(31)에 각각 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙 색상의 토너화상이 형성된다.
토너를 최종적으로 수용하는 매체, 예를 들면 용지(P)는 픽업롤러(61)에 의하여 카세트(60)로부터 인출된다. 용지는 이송롤러(62)에 의하여 용지반송벨트(61)로 인입된다. 용지(P)는 정전기적인 힘에 의하여 용지반송벨트(61)의 표면에 부착되어 용지반송벨트(61)의 주행 선속도와 동일한 속도로 이송된다.
예를 들면, 현상장치(300)의 일 감광드럼(31)의 외주면에 형성된 시안(C)색상의 토너화상의 선단이 전사롤러(42)와 대면된 전사닙으로 도달되는 시점에 맞추어 용지(P)의 선단이 전사닙에 도달된다. 전사롤러(42)에 전사바이어스가 인가되면 감광드럼(31)에 형성된 토너화상은 용지(P)로 전사된다. 용지(P)가 이송됨에 따라 현상장치(300)의 감광드럼(31)들에 형성된 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 토너화상은 순차적으로 용지(P)에 중첩 전사되어, 용지(P)에는 컬러 토너화상이 형성된다.
용지(P)에 전사된 컬러 토너화상은 정전기적인 힘에 의하여 용지(P)의 표면에 유지된다. 정착장치(500)는 열과 압력을 이용하여 컬러토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 정착이 완료된 용지(P)는 배출롤러(63)에 의하여 화상 형성 장치 밖으로 배출된다.
전술한 본 발명인 회전 다면경, 이를 채용한 광 주사 장치, 및 전자 사진 방식의 화상 형성 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.
100, 100′, 100″ : 광 주사 장치 110, 110a, 110b, 110c, 110d : 광원
120 : 콜리메이팅 렌즈 130 : 슬릿
140 : 실린드리컬 렌즈 150, 150a, 150b : 회전 다면경
151 : 기준면 151a : 비반사 영역
151b : 반사영역 160 : 동기 검출 센서
165 : 동기 검출 렌즈 170 : 결상 광학계
180, S1, S2, S3, S4 : 피주사면 190: 광원 구동부
200 : 비디오 신호 처리부 210 : 제2 수평 동기 신호 발생부
220 : 비디오 컨트롤러 300 : 현상장치
400 : 전사장치 500 : 정착장치
L, L1, L2, L3, L4 : 광빔

Claims (13)

  1. 광빔을 주사하는 광 주사 장치에 채용되는 회전 다면경에 있어서,
    외측면을 둘러싸는 복수의 반사면들;을 포함하며,
    상기 복수의 반사면 중 기준면을 제외한 나머지 반사면들은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 모두 반사 영역으로 형성되며, 상기 기준면은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 비반사 영역으로 형성된 회전 다면경.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기준면의 비반사 영역은 상기 기준면의 모서리 부근에 마련된 회전 다면경.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기준면의 비반사 영역은 상기 회전 다면체의 회전 방향을 기준으로 상기 기준면의 시작단 위치에 마련된 회전 다면경.
  4. 광빔을 출사하는 광원부;
    상기 광원부에서 주사된 광빔을 주주사 방향으로 편향 주사하는 것으로서, 외측면을 둘러싸는 복수의 반사면들을 포함하는 회전 다면경; 및
    상기 회전 다면경의 반사되는 광빔의 일부를 수광하여 제1 수평 동기 신호를 생성하는 동기 검출 센서;를 포함하며,
    상기 복수의 반사면 중 기준면을 제외한 나머지 반사면들은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 모두 반사 영역으로 형성되며, 상기 기준면은 동기 신호용 광빔이 반사되도록 예정된 영역이 비반사 영역으로 형성되는 광 주사 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 기준면의 비반사 영역은 상기 기준면의 모서리 부근에 마련된 광 주사 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 기준면의 비반사 영역은 상기 회전 다면체의 회전 방향을 기준으로 상기 기준면의 시작단 위치에 마련된 광 주사 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 광원부는 1개의 광빔을 출력하는 하나의 광원을 포함하는 광 주사 장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 광원부는 4개의 광빔을 각각 출력하는 4개의 광원을 포함하며,
    상기 광원부에서 출사된 4개의 광빔은 2개씩 상기 회전 다면경의 서로 다른 반사면에 의해 편향 주사되는 광 주사 장치.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 광원부는 4개의 광빔을 각각 출력하는 4개의 광원을 포함하며,
    상기 광원부에서 출사된 4개의 광빔 중 2개의 광빔은 상기 회전 다면경의 서로 다른 반사면에 의해 편향 주사되며,
    상기 광원부에서 출사된 4개의 광빔 중 나머지 2개의 광빔은 다른 회전 다면경의 서로 다른 반사면에 의해 편향 주사되는 광 주사 장치.
  10. 제4 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 광 주사 장치; 및
    상기 동기 검출 센서로부터 제1 수평 동기 신호가 전달되면 동기 신호 오프셋을 카운트한 뒤 상기 기준면에 대한 제2 수평 동기 신호를 발생시키는 제2 수평 동기 신호 발생부와, 상기 제1 및 제2 수평 동기 신호에 기초하여 상기 광 주사 장치에 비디오 데이터를 전달하는 비디오 컨트롤러를 구비한 비디오 신호 처리부;를 포함하는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 동기 신호 오프셋은 기설정된 수평 동기 신호의 일 주기인 화상 형성 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 비디오 신호 처리부는 중앙 연산 장치이거나 하이퍼 프린트 비디오 컨트롤러인 화상 형성 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 광 주사 장치에 의해 주사되는 광빔이 노광되어 형성되는 정전 잠상을 현상하여 토너화상을 형성하는 현상장치;
    상기 현상 장치에 의해 형성된 토너화상을 인쇄매체에 전사하는 전사장치; 및
    인쇄매체에 전사된 토너화상를 정착시키는 정착장치;를 더 포함하는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치.
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