KR910009930B1 - 2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터 - Google Patents

2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터
제1도는 종래 레이저 프린터의 구성을 보인 개략 종단면도.
제2도는 종래 레이저 프린터의 레이저 빔 주사장치를 발췌하여 보인 평면도.
제3도는 본 발명에 의한 레이저 프린터의 구성을 보인 개략 종단면도.
제4도는 제3도의 A부(광학계) 구성을 보인 정면도.
제5도는 본 발명에 의한 레이저 프린터의 요부구성을 확대하여 보인 정면도.
제6도 및 제7도는 본 발명에 의한 2중 구조의 홀로그램 디스크의 작용을 보인 것으로, 제6도는 화상결상 회절부, 제7도는 원고독취 회절부를 각각 보인 것이다.
제8도 및 제9도는 본 발명에 의한 레이저 프린터의 작용을 보인 것으로 제8도는 홀로그램 디스크의 회전에 따른 주사선의 휘어짐 현상, 제9도는 오목반사경에 의한 주사선의 휘어짐 보정을 각각 보인 것이다.
제10도는 본 발명에 의한 레이저 프린터의 홀로그램 디스크, 오목거울, 그리고 원고면과 감광드럼 사이의 거리관계를 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 원고덮개 32,33 : 급지 및 배지 로울러
34 : 레이저 35,39 : 집속렌즈
36 : 감광드럼 37 : 빔 스플리터
38,40,44 : 반사경 41,45 : 오목반사경
42,46 : 셔터 43,47,47′ : 윈도우
48 : 디텍터 49: 회로부
50 : 홀로그램 디스크 51 : 화상결상회절부
52 : 원고독취회절부 53 : 구동모터
본 발명은 홀로그램을 사용한 레이저 프린터에 관한 것으로, 특히 2중 구조의 홀로그램 디스크를 사용하여 감광드럼에 화상을 형성시키는 기능과, 원고를 독취하는 기능을 수행할 수 있는 2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터에 관한 것이다.
통상의 레이저 프린터는 레이저 빔을 주시하는 레이저 빔 주사장치와, 인쇄하고자 하는 내용에 따라 레이저 빔 주사장치에서 레이저 빔이 출력되도록 제어하는 컴퓨터와, 상기 레이저 빔 주사장치로부터 인가되는 레이저 빔에 따라 감광드럼에 화상을 형성하고 인쇄를 행하는 복사장치로 구성되어 있다.
상기한 종래 레이저 프린터의 전형적인 실시형태를 제1도 및 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도면에서 1은 레이저 빔 주사장치를 보인 것이고, 10은 복사장치를 보인 것이며, 23은 컴퓨터를 보인 것으로 상기 레이저 빔 주사장치(1)는 레이저 빔을 발생하는 레이저(2)와, 레이저 빔(l)을 평행광으로 변경시키는 콜리메터(3)와, 그 콜리메터(3)를 통과한 평행광을 회전다면경(5)에 접속하는 원통렌즈(cy lindricallens)(4)와, 상기 회전다면경(5)에서 반사된 레이저 빔이 드럼(11)상에 정확한 상으로 결상되도록 보정하는 보정렌즈(7)(8)와, 그 보정렌즈(7)(8)를 통과한 레이저 빔을 감광드럼(11)상으로 편항시키는 반사경(9)으로 구성되어 있다.
그리고, 상기 회전다면경(5)은 구동머터(6)의 구동력으로 회전하도록 되어 있으며, 상기 보정렌즈(7)(8)는 적어도 한면에 토릭표면(toric surface)을 갖고 있다.
상기 복사장치(10)는 상기 레이저 빔 주사장치(1)에서 인가되는 레이저 빔이 결상되는 감광드럼(11)과, 대전기(12)와, 현상기(13)와, 전사기(14)와, 분리기(15) 및 제전기(16)와, 정착기(17)와, 청소기(18)와, 용지공급, 이송 및 배지수단으로 구성되어 있으며, 그 용지공급, 이송 및 배지수단은 카세트(19)와, 급지롤(20)과, 배지롤(21) 및 배지트레이(22)를 포함한다.
상기한 바와같은 종래의 레이저 프린터는 컴퓨터(23)로부터 받은 화상신호에 따라 레이저(2)가 온/오프되면서 레이저 빔(l)을 방출하고, 방출된 레이저 빔은 콜리메터(3)에 의해 평광행으로 되며, 원통렌즈(4)에 의해 회전다면경(5)의 경면에 집속된다.
이와같이 회전다면경(5)에 집속된 레이저 빔은 그 회전다면경(5)이 구동모터(6)의 구동력으로 회전됨에 따라 여러각도로 반사되고 보정렌즈(7)(8)를 거쳐 반사경(9)측으로 주사되며, 이 레이저 빔은 반사경(9)에 의해 편항되어 감광드럼(11)상에 집속된다.
여기서 보정렌즈(7)(8)는 드럼(11)상에 레이저 빔이 집속되어 주사될 때 촛점궤적을 곡선에서 직선으로 보정하며, 또한 회전다면경(5)의 경면이 기울거나, 회전시 발생되는 진동에 의하여 레이저 빔이 주사평면과 수직으로 미세하게 이동되는 것을 보정하여 준다.
이와같이 하여 레이저 빔이 감광드럼(11)상에 결상된 이후에는 잘 알려지고 있는 일반 복사공정에 의해 인쇄가 진행된다.
그러나 상기한 바와같은 종래의 레이저 프린터는 단지 감광드럼(11)상에 레이저 빔을 결상시키는 단순기능만 수행할 수 밖에 없는 단점이 있었으며, 또한, 보정렌즈(7)(8)는 촛점궤적을 곡선에서 직선으로 보정하고 레이저 빔이 주사평면과 수직으로 미세하게 이동하는 것을 보정하기 위하여 적어도 렌즈의 한면에 토릭표면을 형성하여야 하는바, 토릭표면을 갖는 렌즈는 가공이 어려워 장치의 가격을 상승시키는 등의 문제점이 있는 것이었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 주목적은 2중구조의 홀로그램 디스크를 사용하여 하나의 유니트(unit)로서 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키게 함과 아울러 원고를 독취하는 복합기능을 갖는 레이저 프린터를 제공하기 위한 것이며, 본 발명의 다른 목적은 기존의 가공이 어려운 토릭렌즈 및 회전다면경의 사용을 배제하고, 저렴한 반사경 및 오목반사경으로 구성하여 제조원가를 절감시킨 레이저 프린터를 제공하기 위한 것이다.
이하, 본 발명을 첨부도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 의한 복합기능 레이저 프린터의 구성을 보인 개략 종단면도이고, 제4도는 제3도의 A부 구성을 확대하여 보인 정면도이며, 제4도는 제3도의 요부구성을 보인 확대도로서, 이에 도시한 바와같이, 본 발명은 원고(30)를 급지 및 배지시키는 원고 급지 및 배지부(B)와, 레이저 빔을 주사하여 감광드럼(36)에 화상을 형성시킴과 아울러 원고를 독취하는 광학계(A)와, 레이저 빔의 출력을 제어하는 컴퓨터(C)와, 감광드럼(360의 화상을 인쇄하는 복사장치(D)로 구성된다.
상기 원고 급지 및 배지부(B)는 원고덮개(31)와, 별도의 구동력에 의하여 원고(30)를 급지 및 배지시키는 각각 1쌍의 급지 및 배지로울러(32)(33)로 구성되고, 상기 광학계(A)는 레이저(34)에서 발사되어 집속렌즈(35)로 접속된 레이저 빔을 감광드럼(36)에 결상시키는 화상 결상부와, 상기 집속렌즈(35)로 집속된 레이저 빔에 의하여 원고를 독취하는 원고독취부와, 상기 집속된 레이저 빔을 화상결상부 및 원고독취부로 회절시키는 레이저 빔 회절부(E)로 구성된다.
다시, 상기 화상결상부는 빔스플리터(beam splitter)(37)와 반사경(38)과, 집속렌즈(39)와, 반사경(40)과, 오목반사경(41)과 셔터(42)와, 윈도우(window)(43)로 구성되고, 상기 원고독취부는 빔스플리터(37)와, 반사경(44)과, 오목반사경(45)과, 셔터(46)와, 윈도우(47)(47′)와, 독취된 원고(30)의 내용을 받는 디텍터(dector)(48)와, 신호의 증폭, 분석, 저장을 위한 회로부(49)로 구성되며, 상기 레이저 빔 회절부(E)는 홀로그램 디스크(50)와, 그 홀로그램 디스크(50)를 회전시키는 구동모터(50)로 구성되고, 상기 홀로그램 디스크(50)는 외주연부에 화상결상부의 레이저 빔을 반사경(38)으로 회절시키는 화상결상회절부(51)가 형성되며, 내측에는 원고독취부의 레이저 빔을 반사경(44)으로 회절시키는 원고독취회절부(52)가 형성된 2중 구조로 되어 있다.
상기 복사장치(1)는 종래의 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 복합기능 레이저 프린터를 구성함에 있어서는, 제5도에 도시한 바와같이, 집속렌즈(39)를 전방측 집속렌즈(35)에 의하여 레이저 빔이 집속되는 집속면(F)의 위치로부터의 거리(L3+L4)와, 그의 촛점거리가 동일한 위치에 설치하며, 레이저 빔의 집속면(F)으로부터 발산되는 레이저 빔을 평행광으로 만들게 하며, 홀로그램 디스크(50)와 양 오목거울(41)(45), 그리고 원고(30)와 감광드럼(36) 사이의 거리는 다음과 같은 원칙에 의하여 설정하도록 한다.
즉, 제10도에 도시한 바와같이, 홀로그램 디스크(50)의 화상결상 및 원고독취 회절부(51)(52)의 촛점거리를 f1, 오목반사경(41)(45)의 촛점거리를 f2, 상시 회절부(51)(52)와 오목반사경(41)(45) 사이의 거리를 d라고 하였을 경우에 오목반사경(41)(45)과 감광드럼(36)과 원고(30) 사이의 거리는 f1.f2/f1+f2-d의 등식이 성립하도록 하여 감광드럼(36) 및 원고(30)에 레이저 빔이 집속되게 한다.
또한, 홀로그램 디스크(50)의 화상결상회절부(51)는 제6도에 도시한 바와같이, 평면파(plane wave)(W1)와, 발산구면파(diverging spherical wave)(W2)가 θ3(=θ1)의 각도를 이루면서 홀로그램 플레이트(51′)상에 입사되도록 제작한다.
이때, 발산구면파(W2)의 발산위치로부터 홀로그램 플레이트(51′)까지의 거리(L6)는 제10도의 공식 f1.f2/(f1+f2d-d)에서 사용된 촛점길이(f1)와 같도록 한다.
또한 홀로그램 디스크(50)의 원고독취 회절부(52)는 제7도에 도시한 바와같이, 발산구면파(W6)와, 집속구면파(converging spherical wave)(W5)의 중심축이 θ4(=θ2)의 각도를 이루면서 홀로그램 플레이트(52′)상에 입사되도록 제작한다. 이때 발산구면파(W6)의 발산거리위치(L7)는 제5도에 도시한 바와같이, 집속렌즈(35)에 의해 레이저 빔이 집속되는 집속면(F)의 위치로부터 홀로그램 디스크(50)까지의 거리(L1+L5)와 같게 하고, 집속구면파(W5)의 집속위치거리(L8)은 제10도의 공식 f1.f2/(f1+f2-d)과, 홀로그램 플레이트(52′)의 촛점거리(f), f=L7.L8/L7+L8으로부터 계산된 값을 갖도록 한다.
상기 디텍터(48)는 제5도에 도시한 바와같이 그 디텍터(48)로부터 빔스플리터(37)까지의 거리(L2)와, 레이저 빔의 집속면(F)으로부터 빔스플리터(37)까지의 거리(L1)가 같도록 위치시킨다.
도면중 W3는 재생용 빔(reconstruction beam)(평면파), W4는 재생된(reconstruct beam)(집속구면파), W6은 재생용 빔(발산구면파), W7은 재생된 빔(집속구면파), L7은 발산구면파(W6)의 발산위치로부터 홀로그램 플레이트(52′)까지의 거리, L8은 집속구면파(W5)의 집속위치로부터 홀로그램 플레이트(52′)까지의 거리, θ1은 화상결상회절부(51)의 회절각, θ2는 원고독위 회절부의 회절각을 보인 것이다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 복합기능 레이저 프린터는 기존의 레이저 프린터가 레이저 빔을 감광드럼에 주사하는 기능만 수행하는 것임에 반하여, 레이저 빔을 감광드럼(36)에 주사하여 화상을 감광드럼(36)에 결상시키는 화상결상 기능과, 레이저 빔으로 원고(30)를 독취할 수 있는 원고독취기능을 수행할 수 있는 것이다.
먼저, 화상결상기능을 설명하면, 레이저(34)로부터 발생되는 레이저 빔(l) 집속렌즈(35)에 의해 집속되고, 레이저 빔 집속면(F)을 지나면서 다시 발산하게 된다. 이와같이 발산되는 레이저 빔은 빔스플리터(37)에 의하여 두개의 레이저 빔(l′)(l″)으로 분리되고 분리된 레이저 빔의 하나가 반사경(38)에 의하여 반사된 후, 집속렌즈(39)에 의해 평행으로 되어 화상결상회절부(51)에 수직으로 입사된다.
이와같이 입사된 레이저 빔(l)은 구동모터(53)의 구동에 의하여 홀로그램 디스크(50)가 회전됨에 따라 제8도에 도시한 라인(line) 1과 같이 회절주사되고, 반사경(40)에 의해 오목반사경(41)으로 향하게 된다. 이때 주사되는 주사선은 휘어짐을 갖게 되는데, 이 휘어진 주사선은 제9도에 도시한 바와같이 오목반사경(41)에 의해 라인 2와 같이 휘어짐이 보정된 후, 셔터(42)와, 윈도우(43)로 통과하여 감광드럼(36)상에 주사되며, 레이저 빔(l′)이 감광드럼(36)상에 주사될때 컴퓨터(C)에서 보내는 화상신호에 따라 레이저(34)를 온/오프시켜 감광드럼(36)상에 화상을 결상하게 되는 것이다.
한편, 원고독취기능을 설명하면, 상기 빔스플리터(37)에 의해 분리된 나머지 레이저 빔(l″)은 발산 레이저 빔으로서 홀로그램 디스크(50)의 원고독취회절부(52)에 수직으로 입사되고 상기한 바와같은 동일한 원리에 의하여 원고(30)를 주사하게 된다. 이때 원고(30)에서 산란되는 레이저 빔은 되반사되어 원고독취회절부(52)를 통해 디텍터(48)상에 집속된다.
상기 디텍터(48)에 입사되는 레이저 빔의 강도는 원고(30)의 명암에 따라 차이가 생기게 된다.
즉, 화상이 있는 검은 부분은 레이저 빔을 많이 흡수하고, 화상이 없는 흰 부분은 레이저 빔의 흡수량이 적기 때문에 산란된 레이저 빔의 강도가 화상에 따라 차이가 생기게 되는 것이다. 이와같이 디텍터(48)가 신호를 감지하게되면, 회로부(49)에서 감지된 신호를 증폭, 분석, 저장기능을 수행함으로써 원고를 독취하게 된다.
상기한 바와같은 동작을 수행함에 있어서, 화상결상기능시에는 하부셔터(42)는 개방되고, 상부셔터(46)는 닫히게 되며, 원고독취기능시에는 이와반대로 하부셔터(42)는 닫히게 되며, 상부셔터(46)는 개방된다.
한편, 레이저 빔이 감광드럼(11)상에 결상된 이후에는 통상의 복사공정에 의하여 인쇄가 진행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와같은 본 발명에 의한 복합기능 레이저 프린터는 하나의 유니트로서 레이저 빔을 감광드럼에 주사시키는 화상형성기능과, 원고를 독취하는 원고독취기능을 수행할 수 있는 효과가 있으며, 홀로그램 디스크와 오목반사경등의 저렴한 부품으로 광학계를 구성하여 제조원가를 절감시키는 효과를 얻게 된다.

Claims (4)

  1. 원고를 급지 및 배지시키는 원고급지 및 배지부와, 컴퓨터의 제어로 레이저에서 발생되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키는 화상결상부 및 원고를 독취하는 원고독취부 및 상기 레이저 빔을 홀로그램에 의하여 화상결상부와 원고독취부로 회절시키는 레이저 빔 회절부로 구성되는 광학계와, 감광드럼의 화상을 인쇄하는 통상의 복사장치로 구성됨을 특징으로 하는 2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화상결상부가 빔스플리터로부터 분리된 레이저 빔을 반사시키는 반사경과, 그 레이저 빔을 집속시키는 집속렌즈와, 레이저 빔 회절부에 의하여 회절된 레이저 빔을 반사시키는 반사경과, 주사선의 휘어짐을 보정하는 오목반사경과, 레이저 빔을 통과 및 차단시키는 셔터와, 윈도우로 구성됨을 특징으로 하는 2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 원고독취부가 빔스플리터에 의하여 분리되고 레이저 빔 회절부에 의하여 회절된 레이저 빔을 반사시키는 반사경과, 주사선의 휘어짐을 보정하는 오목반사경과, 레이저 빔을 통과 및 차단시키는 셔터와, 윈도우와, 원고에서 산란된 레이저 빔을 레이저 빔 회절부를 통하여 되받는 디텍터와, 디텍터의 신호를 증폭, 분석, 저장하는 회로부로 구성됨을 특징으로 하는 2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터.
  4. 제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 빔 회절부가 외주연부에는 화상결상부의 레이저 빔을 반사경으로 회절시키는 화상결상 회절부가 형성됨과 아울러 그 내측에는 원고독취부의 레이저 빔을 반사경으로 회절시키는 원고독취회절부가 형성된 2중 구조의 홀로그램 디스크와, 그 홀로그램 디스크를 회전시키는 구동모터로 구성됨을 특징으로 하는 2중 홀로그램 디스크를 사용한 복합기능 레이저 프린터.
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