KR100738067B1

KR100738067B1 - 광셔터와 이를 채용한 광주사장치

Info

Publication number: KR100738067B1
Application number: KR1020040029673A
Authority: KR
Inventors: 김성진; 신승주; 문일권; 권계시
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2007-07-10
Also published as: JP2005316473A; US7324262B2; EP1591823B1; US20050243399A1; EP1591823A1; DE602005009066D1; KR20050105295A

Abstract

광의 투과량을 조절하는 광셔터와 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치용 광주사장치가 개시된다. 개시된 광주사장치는, 적어도 하나의 광원과, 광원으로부터 출사된 광의 투과량을 조절하는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이와, 다수의 광셔터 각각을 투과한 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이를 구비한다. 그리고, 상기 다수의 광셔터 각각은, 서로 마주보도록 배치된 투명판과 소수성 투명 절연판을 가진 셀과, 소수성 투명 절연판의 외측 표면에 형성된 투명 전극과, 셀 내에 담겨져 소수성 투명 절연판의 내측 표면에 접촉된 불투명한 친수성 액적을 구비하여, 투명 전극과 친수성 액적 사이에 전기장의 인가 여부에 의해 소수성 투명 절연판에 대한 친수성 액적의 접촉각을 변화시킴으로써 광의 투과량을 조절한다.

Description

광셔터와 이를 채용한 광주사장치{Optical shutter and light scanning unit employing the same}

도 1은 종래의 전자사진방식 화상형성장치용 광주사장치의 구성을 보여주는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 광셔터의 상세 구조를 확대하여 도시한 도면들로서, 도 3a는 광원으로부터 출사된 광이 광셔터에 의해 차단된 상태를 보여주는 도면이고, 도 3b는 광원으로부터 출사된 광이 광셔터를 투과하는 상태를 보여주는 도면이다.

도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 광셔터의 변형 구조를 확대하여 보여주는 도면들로서, 도 4a는 광원으로부터 출사된 광이 광셔터에 의해 차단된 상태를 보여주는 도면이고, 도 4b는 광원으로부터 출사된 광이 광셔터를 투과하는 상태를 보여주는 도면이다.

도 5는 도 2에 도시된 광셔터 어레이에 있어서 다수의 광셔터의 다른 배열 형태를 보여주는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사장치의 구성을 보여주는 도면이 다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 광주사장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 광주사장치의 마이크로-렌즈 어레이의 변형예를 보여주는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20...감광드럼 110...점광원

120...콜리메이터 렌즈 130...광셔터 어레이

131,231...광셔터 132,232...셀

133,233...투명판 134,234...소수성 투명 절연판

135,235...측벽 136,236...투명 전극

137...친수성 액적 138...소수성 액체

139...구동 회로 140,240...마이크로-렌즈 어레이

141,241...집속 렌즈 210...선광원

237...소수성 액적 238...친수성 액체

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치용 광주사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일렉트로-웨팅(Electro-Wetting) 현상을 이용하여 광의 투과량을 조절하 는 광셔터와 이를 채용한 광주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 복사기, 레이저 프린터, 팩시밀리와 같은 전자사진방식 화상형성장치(electrophotographic image forming apparatus)는 감광드럼 또는 감광벨트와 같은 감광매체에 정전잠상(latent electrostatic image)을 형성시키고, 그 정전잠상을 소정 색상의 현상제로 현상하여 용지에 전사시킴으로써 원하는 화상을 얻을 수 있도록 된 장치이다. 이러한 화상형성장치에는 감광매체의 표면에 광을 주사함으로써 원하는 화상에 대응되는 정전잠상을 형성시키는 광주사장치(LSU; Laser Scanning Unit)가 구비되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 광주사장치(10)는, 레이저 빔을 출사시키는 광원으로서 레이저 다이오드(LD; Laser Diode, 11)와, 출사된 레이저 빔을 스캐닝하는 폴리곤미러(12)와, 폴리곤미러(12)에서 반사된 레이저 빔을 포커싱하는 포커싱렌즈(13)와, 포커싱렌즈(13)를 통과한 레이저 빔을 반사시켜 결상면인 감광드럼(20)의 표면에 점상으로 결상시키는 반사미러(14)를 구비하고 있다.

소정의 전위로 대전된 감광드럼(20)의 표면에 상기 광주사장치(10)로부터 레이저 빔이 주사되면, 레이저 빔이 주사된 부위는 전하가 소멸된다. 따라서, 레이저 빔이 주사된 부위에는 다른 부위와 다른 전위를 가지는 정점잠상이 형성된다. 이와 같이 형성된 정전잠상에는 토너공급롤러(30)에 의해 공급된 토너가 정전력에 의해 선택적으로 부착됨으로써, 정전잠상은 원하는 화상으로 현상된다. 이와 같이 감광 드럼(20) 표면에 현상된 화상은 기록 용지(P)에 전사되고, 이어서 정착장치(미도시)에 의해 용지(P)에 정착된다.

그런데, 상기한 바와 같은 구성을 가진 종래의 광주사장치(10)는, 레이저 빔을 스캐닝하기 위해 복잡한 구성을 가진 광학계를 구비함으로써 그 부피가 커지고 제조원가가 높아지는 단점이 있다. 그리고, 종래의 광주사장치(10)는, 모터(미도시)를 사용하여 폴리곤미러(12)를 회전시키면서 레이저 빔을 스캐닝하는 구성을 가지고 있으므로, 레이저 빔의 스캐닝 시간을 단축하여 프린팅 속도를 높이는 데에는 한계가 있다.

한편, 미국특허 US 4,763,142호에는 종래의 광주사장치 대신에 액정(liquid crystal)을 사용한 마이크로-셔터 어레이를 이용하여 광의 투과율을 조절함으로써 감광드럼 표면에 정전잠상을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 액적을 이용한 셔터에는 편광판이 사용되므로, 광의 투과율이 낮아져서 광원의 소비전력이 높아지는 단점이 있다.

그리고, 일본특허공개공보 1995-120794호에는 광을 흡수하는 액체 내부에 기포를 생성시키고 이 기포에 의한 전반사를 이용하는 광셔터가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 광셔터는 기포를 생성시키기 위한 발열체를 가져야 하므로, 그 제조가 힘들고 소비전력이 높아지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 일렉트로-웨팅(Electro-Wetting) 현상을 이용하여 광의 투과량을 조절하 는 광셔터와 이를 채용한 광주사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,

서로 마주보도록 배치된 투명판과 소수성 투명 절연판을 가진 셀;

상기 소수성 투명 절연판의 외측 표면에 형성된 투명 전극; 및

상기 셀 내에 담겨져 상기 소수성 투명 절연판의 내측 표면에 접촉된 불투명한 친수성 액적;을 구비하며,

상기 투명 전극과 상기 친수성 액적 사이에 전기장의 인가 여부에 의해 상기 소수성 투명 절연판에 대한 상기 친수성 액적의 접촉각을 변화시킴으로써 광의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광셔터를 제공한다.

여기에서, 상기 친수성 액적은 물 또는 전해질 수용액에 광차단재가 혼합되어 이루어질 수 있다.

상기 셀 내에는 상기 친수성 액적과 혼합되지 않는 투명한 소수성 액체가 상기 친수성 액적과 함께 담겨질 수 있으며, 이 경우 상기 소수성 액체는 비도전성의 유기물, 예컨대 실리콘 오일로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,

상기 소수성 투명 절연판의 외측 표면에 형성된 투명 전극;

상기 셀 내에 담겨져 상기 소수성 투명 절연판의 내측 표면에 접촉된 불투명한 소수성 액적; 및

상기 셀 내에 담겨지며 상기 소수성 액적과 혼합되지 않는 투명한 친수성 액체;를 구비하며,

상기 투명 전극과 상기 친수성 액체 사이에 전기장의 인가 여부에 의해 상기 소수성 투명 절연판에 대한 상기 소수성 액적의 접촉각을 변화시킴으로써 광의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광셔터를 제공한다.

여기에서, 상기 소수성 액적은 비도전성의 유기물, 예컨대 실리콘 오일에 광차단재가 혼합되어 이루어질 수 있으며, 상기 친수성 액체는 물 또는 전해질 수용액으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,

상기 광원으로부터 출사된 광의 투과량을 조절하는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이; 및

상기 다수의 광셔터 각각을 투과한 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광주사장치를 제공한다.

여기에서, 상기 다수의 광셔터 각각은 상기한 바와 같은 구성을 가진다.

그리고, 상기 다수의 광셔터는 1열로 배열되거나, 지그재그 형태로 2열로 배열될 수 있다.

상기 광원은 하나의 점광원, 예컨대 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 점광원과 상기 광셔터 어레이 사이에는 상기 점광원으로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈가 배치된 것이 바람직하다.

한편, 상기 광원은 소정 간격을 두고 배열된 복수의 점광원으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 점광원과 상기 광셔터 어레이 사이에는 상기 복수의 점광원으로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 복수의 콜리메이터 렌즈가 배치된 것이 바람직하다.

또 한편, 상기 광원은 하나의 선광원으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 선광원은 냉음극 형광램프인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 마이크로-렌즈 어레이는 상기 광셔터 어레이에 일체로 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광주사 장치는 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치의 감광매체, 예컨대 감광드럼(20)의 표면에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하는 기능을 하는 것으로서, 광원(110)과, 다수의 광셔터(131)를 가진 광셔터 어레이(130)와, 다수의 집속 렌즈(141)를 가진 마이크로-렌즈 어레이(140)를 구비한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 광주사장치에 있어서, 상기 광원(110)으로는 하나의 점광원이 사용되며, 이 점광원으로는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 또는 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 광셔터 어레이(130)에 평행광이 입사되도록 하기 위해, 상기 점광원(110)으로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈(120)를 상기 점광원(110)과 광셔터 어레이(130) 사이에 배치하는 것이 바람직하다.

상기 광셔터 어레이(130)는 상기 점광원(110)으로부터 출사된 광의 투과량을 조절하는 다수의 광셔터(131)를 가진다. 이러한 다수의 광셔터(131) 각각은 구동회로(139)에 의해 독립적이고 선택적으로 구동되어 그 각각을 투과하는 광의 투과량을 조절하게 된다. 상기 다수의 광셔터(131) 각각의 상세한 구조와 작용은 뒤에서 설명하기로 한다.

상기 광셔터 어레이(130)에 있어서, 상기 다수의 광셔터(131)는 1열로 배열될 수 있다. 이 경우, 1열로 배열된 상기 광셔터(131)의 수는, 화상의 해상도에 따라 감광드럼(20) 표면의 1라인에 형성되는 도트(dot)의 수와 동일하다.

상기 다수의 광셔터(131)는 상기 구동회로(139)에 의해 동시에 구동될 수 있으므로, 감광드럼(20)의 표면에 1라인의 도트에 해당하는 정전잠상을 동시에 형성할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 광주사장치에 의하면, 종래의 레이저 빔의 스캐닝에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있어서 프린팅 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.

상기 마이크로-렌즈 어레이(140)는 상기 다수의 광셔터(131) 각각을 투과한 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈(141)를 가지며, 상기 다수의 집속 렌즈(141)는 다수의 광셔터(131)의 배열 형태와 상응하는 형태로 배열된다.

도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 광셔터의 상세 구조를 확대하여 도시한 도 면들로서, 도 3a는 광원으로부터 출사된 광이 광셔터에 의해 차단된 상태를 보여주는 도면이고, 도 3b는 광원으로부터 출사된 광이 광셔터를 투과하는 상태를 보여주는 도면이다.

먼저 도 3a를 참조하면, 광셔터 어레이(130)에는 동일한 구조를 가진 다수의 광셔터(131)가 구비된다. 이러한 다수의 광셔터(131) 각각은, 서로 마주보도록 배치된 두 개의 판(133, 134)과 측벽들(135)에 의해 둘러싸여 밀폐된 내부 공간을 가진 셀(132)을 구비한다. 상기 두 개의 판(133, 134) 중 어느 하나의 판(133)은 광이 투과할 수 있도록 투명판으로 이루어진다. 상기 투명판(133)으로는 예컨대 유리판이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 두 개의 판(133, 134) 중 다른 하나의 판(134)은 소수성의 표면 성질과 절연성을 가진 동시에 광이 투과할 수 있는 소수성 투명 절연판으로 이루어진다. 이러한 소수성 투명 절연판(134)은 그 전체가 투명하고 절연성을 가진 소수성 물질로 이루어질 수 있으며, 또한 유리판의 일측 표면에 투명한 소수성 물질을 소정 두께로 도포함으로써 이루어질 수도 있다. 한편, 상기 측벽들(135)은 상기 투명판(133)과 소수성 투명 절연판(134) 사이의 간격을 유지시키고 상기 셀(132)의 내부 공간을 밀폐시키기 위한 것으로서, 투명할 것을 필요로 하지는 않는다.

상기 소수성 투명 절연판(134)의 외측 표면에는 전극(136)이 형성된다. 상기 전극(136)은 도전성을 가지며 광이 투과할 수 있도록 투명한 전극 물질, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.

상기 셀(132)의 내부 공간에는 친수성을 가진 액적(137)이 담겨지며, 이 액 적(137)은 소수성 투명 절연판(134)의 내측 표면에 소정의 접촉각(θ)을 가지고 접촉된다. 이 때, 상기 접촉각(θ)은 소수성 투명 절연판(134)과 친수성 액적(137)의 서로 다른 표면 성질로 인해 비교적 큰 값을 가지게 된다. 그리고, 상기 친수성 액적(137)은 광이 투과할 수 없도록 불투명하며 도전성이 있는 물질로 이루어진다. 이러한 성질을 가진 친수성 액적(137)은 물 또는 전해질 수용액에 광을 흡수 또는 반사하는 광차단재, 예컨대 흑색 안료가 혼합되어 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 투명 전극(136)과 친수성 액적(137)에는 이들 사이에 전기장을 인가하기 위한 전원(E)과 상기 전원(E)을 차단하기 위한 스위치(S)가 연결된다.

한편, 상기 셀(132)의 내부 공간 중 상기 친수성 액적(137)이 차지하고 남은 공간에는 공기가 채워질 수도 있으나, 상기 친수성 액적(137)과 혼합되지 않는 투명한 소수성 액체(138)가 채워질 수 있다. 상기 소수성 액체(138)는 비도전성의 유기물, 예컨대 실리콘 오일로 이루어질 수 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가진 광셔터(131)의 작동을 설명한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 투명 전극(136)과 친수성 액적(137) 사이에 전기장이 인가되지 않은 경우에는, 친수성 액적(137)은 비교적 큰 접촉각(θ)을 가지고 소수성 투명 절연판(134)의 표면에 접촉되고, 그 표면장력에 의해 거의 구형에 가까운 형상을 가지게 된다. 따라서, 점광원(110)으로부터 출사되어 콜리메이터 렌즈(120)를 통과한 광의 일부분은 불투명한 친수성 액적(137)에 흡수되거나 반사되어 광셔터(131)를 투과하지 못하게 되지만, 대부분의 광은 투명한 소수성 액체(138)를 투과하여 감광드럼(20)의 표면에 도달하게 된다. 즉, 상기 투명 전극(136)과 친수성 액적(137) 사이에 전기장이 인가되지 않은 경우에는, 상기 광셔터(131)를 투과하는 광의 투과율은 비교적 높은 값을 가지게 된다.

그리고, 상기 광셔터(131)를 높은 투과율로 투과한 광은 감광드럼(20)의 표면에 도달하여 정점잠상을 형성하게 된다. 이 때, 상기 광셔터(131)를 투과한 광은 상기 집속 렌즈(141)에 의해 집속되므로 감광드럼(20)의 표면에 형성되는 광스폿의 직경이 작아지게 되고, 이에 따라 화상의 해상도가 높아질 수 있다.

다음으로 도 3b를 참조하면, 상기 투명 전극(136)과 친수성 액적(137)에 전원(E)이 연결됨으로써 이들 사이에 전기장이 인가된 경우에는, 일렉트로-웨팅(Electro-Wetting) 현상에 의해 소수성 투명 절연판(134)에 대한 친수성 액적(137)의 접촉각(θ)이 작아지게 되고, 이에 따라 친수성 액적(137)은 소수성 투명 절연판(134)의 표면에 넓은 면적으로 접촉하게 된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 투명 전극(136)과 친수성 액적(137) 사이에 전기장이 인가되면, 소수성 투명 절연판(134)을 사이에 두고 투명 전극(136)에는 음전하가 축적되고 친수성 액적(137)에는 양전하가 축적된다. 따라서, 음전하와 양전하 사이의 정전력에 의해 상기 친수성 액적(137)이 넓게 퍼지게 되는 것이다.

이와 같이 친수성 액적(137)이 넓게 퍼지게 되면, 점광원(110)으로부터 출사되어 콜리메이터 렌즈(120)를 통과한 광의 전부 또는 대부분이 불투명한 친수성 액적(137)에 흡수되거나 반사되어 광셔터(131)를 투과하지 못하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 광셔터(131)에 있어서는, 상기 투명 전극(136)과 친수성 액적(137) 사이에 전기장의 인가 여부에 따라 소수성 투명 절 연판(134)에 대한 친수성 액적(137)의 접촉각(θ)이 변하게 되고, 이에 따라 광의 투과량이 조절되는 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 광주사장치는 상기한 바와 같은 다수의 광셔터(131)를 가진 광셔터 어레이(130)를 구비함으로써, 폴리곤미러, 폴리곤 미러를 회전시키기 위한 모터 및 레이저 스캐닝을 위한 다수의 렌즈와 미러를 가진 종래의 광주사장치에 비해 그 구성이 보다 단순한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 광셔터(131)에는 종래의 액정을 이용한 광셔터와 달리 편광판이 사용되지 않으므로, 광의 투과율이 높아져서 광원(110)의 소비전력이 낮은 장점이 있다.

먼저 도 4a를 참조하면, 본 발명의 변형예에 따른 광셔터(231)는 서로 마주보도록 배치된 투명판(233)과 소수성 투명 절연판(234) 및 측벽들(235)에 의해 둘러싸여 밀폐된 내부 공간을 가진 셀(232)을 구비한다. 그리고, 상기 소수성 투명 절연판(234)의 외측 표면에는 투명 전극(236)이 형성된다. 상기 투명판(233), 소수성 투명 절연판(234), 측벽들(235) 및 투명 전극(236)의 상세한 구성은 도 3a에 도시된 광셔터(131)에서와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 셀(232)의 내부 공간에는 소수성을 가진 액적(237)과 친수성을 가진 액체(238)가 담겨진다. 상기 소수성 액적(237)은 소수성 투명 절연판(234)의 내측 표 면에 소정의 접촉각(θ)을 가지고 접촉된다. 이 때, 상기 접촉각(θ)은 소수성 투명 절연판(234)과 소수성 액적(237)의 서로 동일한 표면 성질로 인해 비교적 작은 값을 가지게 되므로, 상기 소수성 액적(237)은 소수성 투명 절연판(234)의 표면에 넓은 면적으로 접촉하게 된다. 그리고, 상기 소수성 액적(237)은 광이 투과할 수 없도록 불투명한 비도전성 물질로 이루어진다. 이러한 성질을 가진 소수성 액적(237)은 비도전성의 유기물, 예컨대 실리콘 오일에 광을 흡수 또는 반사하는 광차단재, 예컨대 흑색 안료가 혼합되어 이루어질 수 있다.

상기 친수성 액체(238)는 소수성 액적(237)과 혼합되지 않으며 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 이러한 성질을 가진 친수성 액체(238)는 물 또는 전해질 수용액으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 투명 전극(236)과 친수성 액체(238)에는 이들 사이에 전기장을 인가하기 위한 전원(E)과 상기 전원(E)을 차단하기 위한 스위치(S)가 연결된다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가진 광셔터(231)의 작동을 설명한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 투명 전극(236)과 친수성 액체(238) 사이에 전기장이 인가되지 않은 경우에는, 소수성 투명 절연판(234)과 동일한 표면 성질을 가진 소수성 액적(237)이 비교적 작은 접촉각(θ)으로 소수성 투명 절연판(234)의 표면에 넓게 퍼진 상태로 접촉된다. 이에 따라, 점광원(110)으로부터 출사되어 콜리메이터 렌즈(120)를 통과한 광의 전부 또는 대부분이 불투명한 소수성 액적(237)에 흡수되거나 반사되어 광셔터(231)를 투과하지 못하게 된다.

다음으로 도 4b를 참조하면, 상기 투명 전극(236)과 친수성 액체(238)에 전 원(E)이 연결됨으로써 이들 사이에 전기장이 인가된 경우에는, 일렉트로-웨팅(Electro-Wetting) 현상에 의해 친수성 액체(238)와 소수성 투명 절연판(234) 사이의 접촉 면적이 넓어지게 되고, 이에 따라 소수성 액적(237)과 소수성 투명 절연판(234) 사이의 접촉 면적은 좁아지면서 소수성 투명 절연판(234)에 대한 소수성 액적(237)의 접촉각(θ)이 커지게 된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 투명 전극(236)과 친수성 액체(238) 사이에 전기장이 인가되면, 소수성 투명 절연판(234)을 사이에 두고 투명 전극(236)에는 음전하가 축적되고 친수성 액체(238)에는 양전하가 축적된다. 이러한 음전하와 양전하 사이의 정전력에 의해, 상기 친수성 액체(238)가 소수성 액적(237)을 밀어 내면서 소수성 투명 절연판(234) 쪽으로 이동하게 되므로, 친수성 액체(238)와 소수성 투명 절연판(234) 사이의 접촉 면적은 넓어지는 반면에 소수성 액적(237)과 소수성 투명 절연판(234) 사이의 접촉 면적은 좁아지게 되는 것이다.

따라서, 점광원(110)으로부터 출사되어 콜리메이터 렌즈(120)를 통과한 대부분의 광이 투명한 친수성 액체(238)를 투과하여 감광드럼(20)의 표면에 도달할 수 있게 된다. 즉, 상기 투명 전극(236)과 친수성 액체(238) 사이에 전기장이 인가되면, 상기 광셔터(231)를 투과하는 광의 투과율은 비교적 높은 값을 가지게 된다.

그리고, 상기 광셔터(231)를 투과한 광은 집속 렌즈(141)에 의해 집속되어 감광드럼(20)의 표면에 비교적 작은 직경을 가진 광스폿을 형성하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 광셔터(231)에 있어서는, 상기 투명 전극(236)과 친수성 액체(238) 사이에 전기장의 인가 여부에 따라 소수성 투 명 절연판(234)에 대한 소수성 액적(237)의 접촉각이 변하게 되고, 이에 따라 광의 투과량이 조절되는 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 광셔터 어레이(130)에 있어서, 다수의 광셔터(131)는 지그재그 형태로 2열로 배열될 수도 있다. 이와 같이 2열로 배열된 상기 광셔터(131)의 수는, 화상의 해상도에 따라 감광드럼(20) 표면의 1라인에 형성되는 도트(dot)의 수와 동일하다. 이러한 배열 형태는 다수의 광셔터(131) 각각의 크기가 커서 다수의 광셔터(131) 모두를 1열로 배열할 수 없는 경우에 바람직하다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사장치는 소정 간격을 두고 배열된 복수의 점광원(110)을 가지며, 상기 복수의 점광원(110)으로는 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 점광원(110)과 광셔터 어레이(130) 사이에는 상기 복수의 점광원(110)으로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 복수의 콜리메이터 렌즈(120)가 배치된다.

이와 같이 복수의 점광원(110)을 사용하는 경우에는, 점광원(110)과 광셔터 어레이(130) 사이의 간격을 하나의 점광원(110)을 사용한 경우보다 줄일 수 있어서 보다 콤팩트한 광주사장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 광주사장치의 다른 구성요소들은 전술한 제1실시예에 따른 광주사장치와 동일하다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 광주사장치는 하나의 선광원(210)을 가지며, 상기 선광원(210)으로는 일반적인 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용될 수 있다.

이와 같이 선광원(210)을 사용하는 경우에는, 도 2와 도 6에 도시된 콜리메이터 렌즈(120)가 없어도 광셔터 어레이(130)에 평행광이 입사될 수 있다. 따라서, 점광원(110)을 사용하는 경우보다 콤팩트한 광주사장치를 구현할 수 있다.

한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 광주사장치의 다른 구성요소들도 전술한 제1 및 제2실시예에 따른 광주사장치와 동일하다.

도 8을 참조하면, 다수의 광셔터(131) 각각을 투과한 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈(241)를 가진 마이크로-렌즈 어레이(240)는 광셔터 어레이(130)에 일체로 형성될 수 있다.

이와 같이 상기 마이크로-렌즈 어레이(240)를 광셔터 어레이(130)에 일체로 형성하게 되면, 마이크로-렌즈 어레이(240)의 제조와 취급이 용이하게 되며 광주사장치의 크기와 제조원가가 낮아질 수 있다.

본 발명은 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불 과하며, 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 의해서 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광주사장치는 일렉트로-웨팅 현상을 이용하여 광의 투과량을 조절하는 광셔터를 구비함으로써, 그 구성이 보다 간단하게 된다. 따라서, 보다 적은 제조비용으로 보다 콤팩트한 광주사장치를 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 광주사장치에 의하면, 종래의 레이저 빔의 스캐닝 시간을 단축시킬 수 있어서 프린팅 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 광셔터는 종래의 액정을 이용한 광셔터와 달리 편광판을 필요로 하지 않으므로 광의 투과율이 높아져서 광원의 소비전력이 낮은 장점이 있다.

Claims

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적어도 하나의 광원;

상기 광원으로부터 출사된 광의 투과량을 조절하는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이; 및

상기 다수의 광셔터 각각을 투과한 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이;를 구비하며,

상기 다수의 광셔터 각각은, 서로 마주보도록 배치된 투명판과 소수성 투명 절연판을 가진 셀과, 상기 소수성 투명 절연판의 외측 표면에 형성된 투명 전극과, 상기 셀 내에 담겨져 상기 소수성 투명 절연판의 내측 표면에 접촉된 불투명한 친수성 액적을 구비하여, 상기 투명 전극과 상기 친수성 액적 사이에 전기장의 인가 여부에 의해 상기 소수성 투명 절연판에 대한 상기 친수성 액적의 접촉각을 변화시킴으로써 광의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항에 있어서,

상기 친수성 액적은 물 또는 전해질 수용액에 광차단재가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항에 있어서,

상기 셀 내에는 상기 친수성 액적과 혼합되지 않는 투명한 소수성 액체가 상 기 친수성 액적과 함께 담겨진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 13항에 있어서,

상기 소수성 액체는 비도전성의 유기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 14항에 있어서,

상기 유기물은 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
적어도 하나의 광원;

상기 광원으로부터 출사된 광의 투과량을 조절하는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이; 및

상기 다수의 광셔터 각각을 투과한 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이;를 구비하며,

상기 다수의 광셔터 각각은, 서로 마주보도록 배치된 투명판과 소수성 투명 절연판을 가진 셀과, 상기 소수성 투명 절연판의 외측 표면에 형성된 투명 전극과, 상기 셀 내에 담겨져 상기 소수성 투명 절연판의 내측 표면에 접촉된 불투명한 소수성 액적과, 상기 셀 내에 담겨지며 상기 소수성 액적과 혼합되지 않는 투명한 친수성 액체를 구비하여, 상기 투명 전극과 상기 친수성 액체 사이에 전기장의 인가 여부에 의해 상기 소수성 투명 절연판에 대한 상기 소수성 액적의 접촉각을 변화시킴으로써 광의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 16항에 있어서,

상기 소수성 액적은 비도전성의 유기물에 광차단재가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 17항에 있어서,

상기 유기물은 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 16항에 있어서,

상기 친수성 액체는 물 또는 전해질 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항 또는 제 16항에 있어서,

상기 다수의 광셔터는 1열로 배열된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항 또는 제 16항에 있어서,

상기 다수의 광셔터는 지그재그 형태로 2열로 배열된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항 또는 제 16항에 있어서,

상기 광원은 하나의 점광원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 22항에 있어서,

상기 점광원은 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 22항에 있어서,

상기 점광원과 상기 광셔터 어레이 사이에는 상기 점광원으로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈가 배치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항 또는 제 16항에 있어서,

상기 광원은 소정 간격을 두고 배열된 복수의 점광원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 25항에 있어서,

상기 복수의 점광원은 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 25항에 있어서,

상기 복수의 점광원과 상기 광셔터 어레이 사이에는 상기 복수의 점광원으로 부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 복수의 콜리메이터 렌즈가 배치된 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항 또는 제 16항에 있어서,

상기 광원은 하나의 선광원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 28항에 있어서,

상기 선광원은 냉음극 형광램프인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
제 11항 또는 제 16항에 있어서,

상기 마이크로-렌즈 어레이는 상기 광셔터 어레이에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 광주사장치.