KR100677139B1 - 광주사장치 - Google Patents

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KR100677139B1
KR100677139B1 KR1020040079962A KR20040079962A KR100677139B1 KR 100677139 B1 KR100677139 B1 KR 100677139B1 KR 1020040079962 A KR1020040079962 A KR 1020040079962A KR 20040079962 A KR20040079962 A KR 20040079962A KR 100677139 B1 KR100677139 B1 KR 100677139B1
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Abstract

본 발명은, 광원과; 상기 광원의 온/오프를 제어하는 광원 제어수단과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 편향 주사하는 광편향기와; 상기 광편향기에서 편향된 광을 피주사면의 주사 영역에 결상시키기 위한 결상광학계와; 상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 광 주사의 동기신호를 검출하는 동기신호 검출수단;을 구비하는 광주사장치에 있어서,
상기 광원으로부터 출사되어 광편향기로 입사하는 광의 경로를 변경하는 광로변경수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

광주사장치{Light scanning apparatus}
도 1은 종래의 광주사장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2는 회전 다면경에 입사되는 광의 입사각을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 종래와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 회전 다면경에 입사되는 광의 입사각을 비교하여 도시한 도면이다.
도 5는 종래와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 광검출기에 입사되는 광의 입사각을 비교하여 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...광주사장치 105 ...회로기판
110 ...광원 115 ...콜리메이팅 렌즈
117 ...실린더 렌즈 120 ...제1 반사경
125 ...제2 반사경 130 ...회전 다면경
135 ...에프-세타(f-θ) 렌즈 140 ...제3 반사경
145 ...동기신호 검출렌즈 150 ...광검출기
본 발명은 광원에서 출사된 광을 주사하는 광주사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형화 가능하게 구조가 개선된 광주사장치에 관한 것이다.
일반적으로, LSU(Laser Scanning Unit)와 같은 광주사장치는 복사기, 레이저 프린터 등과 같이 인쇄용지에 화상을 인쇄하는 화상형성장치에 적용되며, 광원으로부터 출사된 광을 화상형성장치의 감광매체에 주사하여 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하는 장치를 말한다.
도 1은 종래의 광주사장치의 일 예를 도시한 구성도이고, 도 2는 회전 다면경에 입사되는 광의 입사각을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 광주사장치는, 레이저 다이오드로 이루어진 광원(2)과, 화상신호에 대응하여 상기 광원(2)을 온/오프 제어하는 광원 제어수단과, 광원(2)으로부터 출사된 발산하는 레이저광을 평행광 또는 수렴광으로 변환하는 콜리메이팅 렌즈(3)와, 콜리메이팅 렌즈(3)를 통과한 레이저광을 회전 다면경(7)의 표면에 선형으로 결상하는 실린더 렌즈(5)와, 레이저광을 편향시키기 위한 회전 다면경(7)과, 회전 다면경(7)과 피주사면(20) 사이에 배치된 에프-세타(f-θ) 렌즈(9)와, 동기 신호 검출용 레이저광을 반사시키는 반사경(11)과, 반사경(11)으로부터 반사된 상기 레이저광을 모아주는 동기신호 검출렌즈(13)와, 동기신호 검출용 레이저광을 수광하는 광검출기(15)를 포함한다. 상기 광원 제어수단은 회로기판(1)에 장착된 반도체소자와 소정 패턴으로 형성된 제어회로를 포함하여 이루어진다. 광주사장치의 소형화 및 생산 비용의 절감을 위해 일반적으로, 상기 광원(2) 및 광 검출기(15)도 상기 회로기판(1)에 함께 장착된다.
한편, 회전 다면경(7)으로 입사되는 레이저광(A1)은 도 2에 도시된 바와 같이 회전 다면경(7)의 일 거울면(7a)의 법선(N1)에 대해 소정의 입사각 θ1 만큼 기울어져 입사된다. 상기 회전 다면경(7)은 정육각형 형태로, 6개의 거울면을 구비한다. 회전 다면경(7)의 일 거울면의 길이(L1)는 상기 입사각 θ1 의 크기에 비례하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 입사각 θ1 의 크기가 커지면 회전 다면경(7)의 거울면의 길이(L1)가 길어져 회전 다면경(7)의 크기가 커진다. 회전 다면경(7)의 크기가 커지면 광주사장치의 생산 비용이 증대되며, 회전 다면경(7)의 회전에 따른 소음이 증가하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 회전 다면경(7)에 입사되는 입사광이 피주사면(20)에 평행하지 않고 비스듬히 기울어져 입사되도록 광원(2) 및 광원 제어수단(1)을 배치할 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우에 광원 제어회로가 형성된 회로기판(1)에 장착된 광검출기(15)도 비스듬히 기울어져 배치되며, 동기신호 검출용 레이저광이 광검출기의 수광면에 비스듬히 경사지게 입사하게 되어, 동기신호 검출의 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전 다면경의 크기를 줄일 수 있도록, 회전 다면경의 거울면으로 입사하는 광의 입사각이 종래에 비 해 작아지는 광주사장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 동기신호 검출의 신뢰성이 향상되는 광주사장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 광원과; 상기 광원의 온/오프를 제어하는 광원 제어수단과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 편향 주사하는 광편향기와; 상기 광편향기에서 편향된 광을 피주사면의 주사 영역에 결상시키기 위한 결상광학계와; 상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 광 주사의 동기신호를 검출하는 동기신호 검출수단;을 구비하는 광주사장치에 있어서,
상기 광원으로부터 출사되어 광편향기로 입사하는 광의 경로를 변경하는 광로변경수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광로변경수단은 광원으로부터 출사된 광을 반사하는 제1 반사경과, 상기 제1 반사경에 의해 반사된 광을 다시 반사하여 상기 광편향기로 입사되게 하는 제2 반사경을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광주사장치에서 상기 광원으로부터 출사된 출사광의 진행방향으로 연장된 직선과, 광편향기로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선은 평행하지 않을 수 있다.
바람직하게는, 상기 광원 제어수단은 회로기판과, 상기 회로기판에 형성된 소정 패턴의 제어회로를 포함하고, 상기 동기신호 검출수단은 광을 수광하여 동기신호로 변환하는 광검출기를 포함하며, 상기 광검출기는 상기 광원 제어수단의 회 로기판에 장착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 광검출기의 수광면으로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선과 상기 광검출기의 수광면에 수직한 법선이 이루는 입사각은 실질적으로 0도 일 수 있다.
바람직하게는, 상기 광원으로부터 출사된 출사광의 진행방향으로 연장된 직선과 상기 광검출기의 수광면으로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선은 실질적으로 서로 평행일 수 있다.
바람직하게는, 상기 광주사장치는 상기 광원으로부터 출사된 광을 평행광 또는 수렴광으로 변환하는 콜리메이팅렌즈와, 상기 콜리메이팅렌즈를 통과한 광을 선형으로 변환하는 실린더 렌즈를 더 구비하며,
상기 광로변경수단은 실린더 렌즈를 통과한 광의 경로를 변경할 수 있도록, 실린더 렌즈와 광편향기 사이에 위치할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 종래와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 회전 다면경에 입사되는 광의 입사각을 비교하여 도시한 도면이며, 도 5는 종래와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 광검출기에 입사되는 광의 입사각을 비교하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치(100)는, 화 상 신호에 따라 광을 출사하는 광원(110)과, 상기 광원(110)으로부터 출사된 광을 편향시키기 위한 다수의 거울면을 갖는 회전 다면경(130)을 포함하는 광편향기와, 상기 광편향기에서 편향된 광을 피주사면(160) 예컨대, 화상형성장치의 감광매체 상의 화상 형성면에 결상시키기 위한 결상광학계와, 상기 광편향기에서 편향된 광의 일부를 이용하여 수평 동기를 맞추기 위한 동기신호를 검출하는 동기신호 검출수단을 구비한다. 또한, 상기 광주사장치(100)는, 화상신호에 대응하여 광원(110)의 온/오프를 제어하는 광원 제어수단과, 광원(110)으로부터 발산광 형태로 출사되는 광빔을 수렴광이나 평행광 형태로 바꾸어주는 콜리메이팅 렌즈(115)와, 콜리메이팅 렌즈(115)를 통과한 광을 회전 다면경(130)의 거울면에 선형으로 결상하는 실린더 렌즈(117)를 구비한다. 상기 실린더 렌즈(117)는 X축에 평행한 방향인 주주사 방향과 X축 및 Y축에 직교하는 Z축에 평행한 방향인 부주사 방향으로 서로 다른 굴절력을 가져 광을 주주사 방향으로 회전 다면경(130)의 거울면에 선형으로 결상시킬 수 있다.
상기 광원(110)은 하나 또는 복수의 발광점을 가지는 단일 광원 또는 복수의 광원으로 이루어질 수 있다. 상기 광원(110)으로는 레이저광을 출사하는 레이저 다이오드를 구비할 수 있다.
상기 광원 제어수단은 회로기판(105)과, 상기 회로기판(105)에 형성된 소정 패턴의 제어회로를 포함한다. 상기 광원(110)은 상기 회로기판(105) 상에 장착되고, 광원(110)에서 출사된 출사광은 콜리메이팅 렌즈(115)를 통과하여 X축에 실질적으로 평행한 방향으로 진행한다. 여기서 '실질적으로'의 의미는 기술적 한계 등 의 요인으로 인하여 의도와는 다르게 약간의 오차가 허용될 수 있음을 의미한다.
한편, 광원(110)의 출사광의 진행 방향을 X축에 평행한 방향으로 설정하기 위하여 상기 회로기판(105)은 Y축 및 Z축을 포함하는 평면(Y-Z 평면)에 실질적으로 평행한 평면상에 위치한다.
상기 광편향기는 수평 방향 즉, 주주사 방향으로 등선속으로 광을 주사하기 위한 것으로, 상기 정육각형 형태의 회전 다면경(130)과 상기 회전 다면경(130)을 회전 구동하기 위한 모터와 같은 구동원(미도시)을 포함한다. 도 3을 참조하면, 상기 회전 다면경(130)은 구동원에 의해 화상 형성동작 동안 일 방향으로 일정속도로 회전 구동되며, 복수의 거울면(130a)을 가진다.
상기 결상 광학계는, 회전 다면경(130)의 거울면(130a)에 의해 편향된 등속도의 광을 수차를 보정하여 피주사면(160) 예컨대, 감광매체의 화상 형성면상에 결상시키기 위한 것으로, 에프-세타(f-θ) 렌즈(135)를 포함한 하나 이상의 광학 부품으로 구성된다. 상기 에프-세타(f-θ) 렌즈(135)는 회전 다면경(130)의 거울면(130a)에 의해 편향된 광빔을 X축에 평행한 방향인 주주사 방향과 Z축에 평행한 방향인 부주사 방향으로 서로 다른 굴절력으로 결상시킨다.
상기 동기신호 검출수단은, 회전 다면경(130)에서 편향된 동기신호 검출용 광의 진행경로를 변경하여 주는 제3 반사경(140)과, 상기 제3 반사경(140)에 의해 반사된 광빔을 집속하여 주는 동기신호 검출렌즈(145)와, 상기 동기신호 검출렌즈(145)에 의해 집속된 동기신호 검출용 광빔을 수광하는 광검출기(150)를 포함한다. 상기 제3 반사경(140)에 반사된 동기신호 검출용 광빔은 광원(110)으로부터 출사되 어 콜리메이팅 렌즈(115)와 실린더 렌즈(117)를 차례로 통과하는 출사광과 같이 X축에 실질적으로 평행하게 진행한다. 상기 동기신호 검출렌즈(145)는 동기신호 검출용 광빔을 광검출기(150)의 수광면(150a, 도 5 참조)에 결상시킨다. 상기 광검출기(150)는 상기 광빔을 수광하여 수평 동기를 맞추기 위한 동기신호로 변환한다. 상기 광검출기(150)는 광원 제어수단을 구성하는 회로기판(105) 상에 장착된다.
상기 광주사장치(100)는 광원(110)으로부터 출사되어 광편향기의 회전 다면경(130)으로 입사되는 광의 경로를 변경하는 광로변경수단을 구비한다. 구체적으로, 상기 광로변경수단은 실린더 렌즈(117)를 통과한 광의 경로를 변경할 수 있도록 실린더 렌즈(117)와 회전 다면경(130) 사이에 위치하며, 광원(110)으로부터 출사되어 실린더 렌즈(117)를 통과한 광을 반사하는 제1 반사경(120)과, 상기 제1 반사경(120)에 의해 반사된 광을 다시 반사하여 상기 회전 다면경(130)으로 입사되게 하는 제2 반사경(125)을 구비한다. 이에 따라 광원(110)으로부터 출사되어 콜리메이팅 렌즈(115)와 실린더 렌즈(117)를 차례로 통과한 출사광과, 제1 반사경(125)에 의해 반사되어 상기 회전 다면경(130)으로 입사하는 입사광은 서로 평행하지 않게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 및 제2 반사경(120, 125)에 의해 광의 경로가 변경되어 회전 다면경(130)의 일 거울면(130a)에 입사되는 입사광의 입사각(θ2)이 종래의 입사각(θ1)보다 작아질 수 있다. 구체적으로, 회전 다면경(130)은 회전하므로 광의 입사각은 계속적으로 변하지만, 종래의 경우와 비교하여 회전 다면경(130)이 동일한 회전 위치에 위치할 때에 본 발명의 입사각(θ2)이 종래의 입사각(θ1)보다 작아지게 된다. 참조부호 A1 과 A2 는 각각 종래의 입사광의 진행방향과 본 발명 실시예의 입사광의 진행방향을 나타내고, 참조부호 N1 은 거울면(130a)에 수직인 법선을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상기 회로기판(105, 도 3 참조)에 장착된 광검출기(150)는, 그 수광면(150a)으로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선(A3)과 상기 수광면(150a)에 수직한 법선이 이루는 입사각(θ4)이 실질적으로 0도이다. 이에 비해, 종래의 경우에는 광검출기(150)의 수광면(150a)으로 입사하는 입사광의 진행방향은 본 발명의 실시예의 경우와 동일하지만 광검출기(150)의 수광면(150a)에 수직한 법선(N2)이 기울어져 있어 입사각(θ3)이 대략 0도 보다 크고 90도 보다 작다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 광주사장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 광편향기로 입사하는 광의 입사각을 종래에 비해 작게 할 수 있으며, 이에 따라 광편향기를 소형화할 수 있어, 광주사장치의 생산비용 및 작동시의 소음 을 줄일 수 있다. 또한, 광주사장치 자체를 소형화할 수 있다.
둘째, 광검출기로 입사하는 동기신호 검출용 광빔의 입사각을 실질적으로 0도로 설정할 수 있어 종래의 경우에 비해 동기신호 검출의 신뢰성이 향상될 수 있다.

Claims (7)

  1. 광원과; 상기 광원의 온/오프를 제어하는 광원 제어수단과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 편향 주사하는 광편향기와; 상기 광편향기에서 편향된 광을 피주사면의 주사 영역에 결상시키기 위한 결상광학계와; 상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 광 주사의 동기신호를 검출하는 동기신호 검출수단;을 구비하는 광주사장치에 있어서,
    상기 광원으로부터 출사되어 광편향기로 입사하는 광의 경로를 입사각이 작아지도록 변경하는 광로변경수단을 구비하며,
    상기 광로변경수단은 광원으로부터 출사된 광을 반사하는 제1 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광로변경수단은 상기 제1 반사경에 의해 반사된 광을 다시 반사하여 상기 광편향기로 입사되게 하는 제2 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출사된 출사광의 진행방향으로 연장된 직선과, 광편향기로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선은 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광원 제어수단은 회로기판과, 상기 회로기판에 형성된 소정 패턴의 제어회로를 포함하고,
    상기 동기신호 검출수단은 광을 수광하여 동기신호로 변환하는 광검출기를 포함하며,
    상기 광검출기는 상기 광원 제어수단의 회로기판에 장착된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광검출기의 수광면으로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선과 상기 광검출기의 수광면에 수직한 법선이 이루는 입사각은 실질적으로 0도 인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출사된 출사광의 진행방향으로 연장된 직선과 상기 광검출기의 수광면으로 입사하는 입사광의 진행방향으로 연장된 직선은 실질적으로 서 로 평행인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출사된 광을 평행광 또는 수렴광으로 변환하는 콜리메이팅렌즈와, 상기 콜리메이팅렌즈를 통과한 광을 선형으로 변환하는 실린더 렌즈를 더 구비하며,
    상기 광로변경수단은 실린더 렌즈를 통과한 광의 경로를 변경할 수 있도록, 실린더 렌즈와 광편향기 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
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