KR20120020531A

KR20120020531A - 회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치

Info

Publication number: KR20120020531A
Application number: KR1020100084187A
Authority: KR
Inventors: 임헌희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08
Also published as: US8922606B2; KR101720773B1; US20120050443A1

Abstract

회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치가 개시된다. 개시된 회전다면경은 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 반사면을 구비하며, 회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 상기 복수의 반사면 각각의 단면 프로파일은 적어도 2개의 변곡점을 갖는 볼록한 형상이다.

Description

회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치{Rotational polygon mirror and light scanning unit employing the same}

본 발명은 회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치에 관한 것이다.

광주사장치는 레이저 프린터, 디지털 복사기, 팩시밀리 등과 같은 전자사진방식의 화상형성장치에 적용되는 것으로 화상신호가 인가된 광원으로부터 조사된 광빔을 편향시켜 상담지체의 주주사방향으로 주사한다. 광주사장치에 의한 주주사 및 상담지체의 이동에 의한 부주사에 의하여, 상담지체에는 정전잠상이 형성된다.

광주사장치는 광원으로부터 조사된 광빔을 적절한 방향으로 편향시키는 회전다면경을 가지며, 회전다면경은 용도와 가격에 따라 여러가지 재질로 만들어진다. 이러한 회전다면경은, 상담지체에 주사되는 광빔을 편향시키므로, 회전다면경의 반사면은 정밀하게 가공될 것이 요구된다.

회전시 원심력에 의한 변형으로 발생될 수 있는 성능저하를 최소화시킬 수 있는 회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치를 제시한다.

본 발명의 일 측면에 따른 회전다면경은, 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 반사면을 구비하며, 회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 복수의 반사면 각각의 단면 프로파일은 적어도 2개의 변곡점을 갖는 볼록한 형상이다.

복수의 반사면 각각의 단면 프로파일 Y(X)는, 회전축에 수직한 단면에서 단면 프로파일의 중간점과 회전축상의 점을 잇는 축을 Y축으로 놓고, 이에 수직하며 회전축상의 점을 통과하는 축을 X축이라 놓을 때, Y(X) = AX⁴ + BX² + C로 표현되며, 그 계수들은 0 < √(-B/6A) < C?tan (180°/N)의 관계를 만족하며, 여기서 N은 반사면의 개수일 수 있다. 예를 들어, 회전다면경이 4개의 반사면을 가지는 경우, 단면 프로파일 Y(X)의 계수는 0 < √(-B/6A) < C?tan (45°)의 관계를 만족할 수 있다. 이때, 단면 프로파일 Y(X)의 계수 A, B, C는 회전다면경의 물성치와 회전다면경의 회전속도에 따라 결정되는 값이다.

복수의 반사면 각각의 회전 방향의 단면 프로파일 Y(X)는, 회전축에 수직한 단면에서 단면 프로파일의 중간점과 회전축상의 점을 잇는 축을 Y축으로 놓고, 이에 수직하며 회전축상의 점을 통과하는 축을 X축이라 놓을 때, 회전다면경의 물성치에 의해 결정되는 기준 단면 프로파일인 상수 Y₀에 대하여, 회전시 변형되는 반사면의 단면 프로파일의 변형량을 ΔY(X)로 나타낸다고 할 때, Y₀- ΔY(X) - 0.2μm ≤ Y(X) ≤ Y₀- ΔY(X) + 0.2μm의 관계를 만족할 수 있다. 나아가 복수의 반사면 각각의 회전 방향의 단면 프로파일 Y(X)는, Y₀- ΔY(X) - 0.1μm ≤ Y(X) ≤ Y₀- ΔY(X) + 0.1μm의 관계를 만족할 수 있다. 이때, 변형량 ΔY(X)는 ΔY(X) = -AX⁴ - BX² + Y₀ - C 및 0 < √(-B/6A) < C?tan (180°/N) 의 관계를 가지며, 여기서 N은 반사면의 개수일 수 있다. 단면 프로파일 Y(X)의 계수 A, B, 및 C는 상기 회전다면경의 물성치와 상기 회전다면경의 회전속도에 따라 결정될 수 있다.

회전다면경은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 이때, 회전다면경의 복수의 반사면은 반사층이 도포되어 있을 수 있다. 만일, 회전다면경의 몸체를 형성하는 플라스틱이 고반사 재질이라면 별도의 반사층이 도포되지 않을 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 광주사장치는, 광빔을 출사하는 광원과; 광원에서 출사된 광빔을 주주사 방향으로 편향시키는 회전다면경과; 회전다면경에 의해 편향된 광빔을 피주사면에 결상시키는 결상광학계;를 포함한다. 이때 회전다면경은 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 반사면을 구비하며, 회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 복수의 반사면 각각의 단면 프로파일은 적어도 2개의 변곡점을 갖는 볼록한 형상이다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 화상형성장치는, 광주사장치와; 광주사장치에서 출사된 광빔의 결상 지점에 마련되어 정전잠상이 형성되는 감광체와, 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상롤러를 포함하는 현상장치와; 현상장치에 의해 현상된 이미지가 전사되는 전사장치;를 포함하며, 광주사장치는 광빔을 출사하는 광원과, 광원에서 출사된 광빔을 주주사 방향으로 편향시키는 회전다면경과, 회전다면경에 의해 편향된 광빔을 피주사면에 결상시키는 결상광학계를 포함한다. 이때 회전다면경은 가지며 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 반사면을 구비하며, 회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 복수의 반사면 각각의 단면 프로파일은 적어도 2개의 변곡점을 갖는 볼록한 형상이다.

개시된 실시예에 의한 회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치는 회전시 발생되는 변형을 미리 보정하여 성능저하를 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광주사장치의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 2는 도 1의 광주사장치에 채용되는 회전다면경의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2의 회전다면경의 단면도로서, 정지된 경우와 및 회전시 변형되는 경우를 도시한다.
도 4는 기준 단면 프로파일을 갖는 회전다면경의 평면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 회전다면경이 회전시 변형되는 정도를 예시적으로 도시하는 히스토그램이다.
도 6a는 도 4의 회전다면경이 40,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 6b는 도 4의 회전다면경이 50,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 7a는 본 실시예의 회전다면경이 40,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 7b는 본 실시예의 회전다면경이 50,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...광원 2...콜리메이팅 렌즈
3...개구 스톱 4...실린드리컬 렌즈
5...스핀들 모터 7...주사 렌즈
8...미러 9...감광체
10...회전다면경 11...몸체
15...반사면 18...홀
100...광주사장치 200...현상장치
300...전사장치 400...정착장치

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전다면경이 채용되는 광주사장치의 일 예를 개략적으로 도시하는 구성도이며, 도 2는 본 실시예의 회전다면경의 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 광주사장치는 광원(1), 회전다면경(10), 주사 렌즈(7)를 구비한다.

광원(1)은 광빔을 방출하는 것으로, 예를 들어 레이저빔을 방출하는 반도체 레이저 다이오드일 수 있다. 광원(1)에서 방출되는 광빔은 하나 또는 복수개일 수 있다. 도 1은 광원(1)에서 하나의 광빔이 방출되는 경우를 도시한다. 만일 광원(1)에서 복수개의 광빔이 방출되는 경우라면, 복수개의 광빔은 회전다면경(10)의 반사면(15)에 서로 다른 입사각으로 입사하거나 서로 다른 반사면(15)에 입사시킬 수 있다.

상기 광원(1)과 회전다면경(10) 사이의 광 경로 상에는 콜리메이팅 렌즈(2)가 구비될 수 있다. 콜리메이팅 렌즈(2)는 광원(1)으로부터의 광을 평행광으로 만들어 주는 집광 렌즈이다. 상기 콜리메이팅 렌즈(2)와 편향기(5) 사이의 광 경로 상에는 실린드리컬 렌즈(4)가 더 구비될 수 있다. 실린드리컬 렌즈(4)는 부주사 방향으로만 소정의 파워를 가지는 광학소자로서, 콜리메이팅 렌즈(2)를 통과한 광을 편향기(5)의 편향면에 부주사방향으로 집속시킨다. 또한, 콜리메이팅 렌즈(2)와 실린드리컬 렌즈(4) 사이에는 빔의 직경을 조절하기 위한 개구 스톱(3)을 더 구비될 수 있다. 상기 콜리메이팅 렌즈(2), 개구 스톱(3) 및 실린드리컬 렌즈(4)는 광주사 장치의 입사 광학계를 이룬다.

상기 주사 렌즈(7)는 수렴 기능과 fθ특성을 갖는 결상 광학계의 일 예로서, 회전다면경(10)에 의해 편향 주사되는 광빔이 감광체(9)의 외주면에 등속으로 결상되도록 한다. 도 1은 하나의 주사 렌즈(7)로 결상 광학계를 구성한 예를 도시하나, 2개 이상의 렌즈로 결상 광학계가 구성될 수도 있다. 미러(8)는 주사되는 광빔의 경로는 적절하게 바꾸어주는 광경로 변환 수단의 일 예이다.

상기 회전다면경(10)은 복수의 반사면(15)을 가지며, 스핀들 모터(5)에 의해 일정 속도로 회전된다. 반사면(15)은 후술하는 바와 같이 중앙 부분이 볼록하게 보정된 곡면의 형상을 지니며, 회전시 평평한 면이 된다. 회전다면경(10)의 회전에 의해, 광원(1)에서 주사된 광은 감광체(9)의 외주면에 주주사 방향으로 주사된다. 이때, 주주사 방향이라 함은, 회전다면경(10)의 회전에 따라 광빔이 진행하는 방향으로서, 회전다면경(10)의 회전축(도 2의 C)에 수직하다. 감광체(9)가 도 1에 예시된 바와 같이 감광드럼 형태인 경우, 주주사 방향은 감광드럼의 중심축에 평행한 방향이다.

도 2를 참조하면, 회전다면경(10)은 4개의 반사면(15)을 가질 수 있으며, 중앙부는 스핀들 모터(도 1의 5)와 결합할 수 있도록 홀(18)이 마련되어 있다. 이러한 회전다면경(10)의 몸체(11)는 에폭시와 같은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 한편, 반사면(15)은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같이 반사특성이 좋은 금속막으로 형성될 수 있다. 금속막을 외부환경으로부터 보호하거나 산화를 방지하기 위하여, 금속막의 외부에는 SiO₂과 같은 보호층이 더 마련될 수 있다. 나아가, 금속막과 몸체(11) 사이에는 금속막의 접착을 향상시키는 접착층이 더 개재될 수 있다.

다시 도 1을 참조하여, 본 실시예의 광주사 장치의 동작을 설명한다.

광원(1)에서 출사된 광은 콜리메이팅 렌즈(2)와 개구 스톱(3) 및 실린드리컬 렌즈(4)를 차례로 통과한 후 회전다면경(10)에 조사되며, 회전다면경(10)에서 다시 반사된 광은 주사 렌즈(7)와 미러(8)를 경유하여 감광체(9) 표면에 조사된다. 따라서, 광원(1)을 온-오프 제어하면서 감광체(9)에 노광부위와 비노광부위의 조합으로 이루어진 정전잠상을 형성해 나가게 된다. 이와 같은 광주사 장치의 동작시, 회전다면경(10)은 스핀들 모터(5)에 회전하게 되며, 원심력에 의하여 볼록한 반사면(15)은 평평하게 된다.

도 3 내지 도 5를 참조하여, 회전다면경(10)의 반사면(15)의 단면 프로파일에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 회전다면경(10)의 회전축(도 2의 C)에 수직한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 회전다면경(10)은 회전시 원심력에 의해 변형될 수 있다. 이러한 변형은 플라스틱으로 몸체(11)가 형성된 경우, 더욱 두드러질 수 있다. 회전다면경(10)의 변형은 회전후 정지시 다시 회복될 수 있으나, 변형이 누적됨에 따라 영구적인 변형이 발생되기도 한다. 도 3에서, 실선은 정지시의 회전다면경(10)의 단면을 나타내며, 점선은 회전시의 회전다면경(10)의 단면을 나타낸다. 회전다면경(10)의 단면에서 각 변들은 반사면(15, 15´)이다.

본 실시예의 회전다면경(10)의 몸체(11)는, 도 3과 같이 회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 반사면(15)쪽 중앙 부분이 볼록하게 변형된 회전 다면체의 형상을 지닌다. 즉, 반사면(15)은 중앙 부분이 볼록한 곡면의 형상을 지닌다. 나아가, 도 3과 같이 회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 반사면(15)의 단면 프로파일은 적어도 2개의 변곡점을 갖는다.

상변쪽의 단면 프로파일 Y(X)는 구체적으로 하기의 수학식 1과 같이 주어질 수 있다.

상기 수학식 1에서와 같이, 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)은 4차 다항식으로 주어지며, 나아가 짝수차 다항식으로 주어져 Y축을 중심으로 대칭적임을 볼 수 있다. 경우에 따라서는, 단면 프로파일 Y(X)이 4차 이상의 고차 다항식으로 주어질 수 있다. 여기서, 계수 A, B, 및 C는 회전다면경(10)의 물성치와 회전다면경(10)의 회전속도에 따라 결정되는 값으로, 하기의 수학식 2를 만족할 수 있다.

여기서 N은 반사면의 개수를 나타내며, 본 실시예의 경우 N=4이다. 상기 수학식 2는 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)이 2개의 변곡점을 갖는 것을 나타낸다.

한편, 회전다면경(10)은 회전대칭을 가지므로, 반사면(15)들 중에서 상변쪽의 단면 프로파일 Y(X)과 다른 변쪽의 단면 프로파일은 실질적으로 동일한 양상을 지닌다. 가령, 본 실시예의 경우, 도 3에서 볼 때, 우측변쪽의 단면 프로파일 X(Y)는 X와 Y가 바뀌다는 점을 제외하고는 상기 수학식 1,2와 실질적으로 동일한 형태로 표현될 수 있다.

상기 수학식 1,2와 같이 반사면(15)의 단면 프로파일이 주어지게 되면, 반사면(15)의 볼록한 단면 프로파일은, 회전다면경(10)의 회전시, 원심력에 의한 변형으로 말미암아 평평하게 된다. 따라서, 본 실시예의 회전다면경(10)은 광주사 장치 내에서 실제 동작시 광주사장치가 요구하는 평평한 반사면(15´)이 된다.

이러한 반사면(15)의 단면 프로파일은 하기와 같이 결정될 수 있다.

도 4는 기준 단면 프로파일의 반사면(15´)을 갖는 가상적인 회전다면경(10´)을 도시한다. 기준 단면 프로파일은 광주사장치의 동작시 회전다면경 설계의 기준이 된다. 즉, 기준 단면 프로파일 Y₀은 도 3에서 회전다면경(10)의 회전시 평평해지는 반사면(15´)의 단면 프로파일이다. 도면에서, 회전축상의 점을 중심점(O)으로 놓고, 상변의 중간지점과 중심점(O)을 잇는 축을 Y축으로 놓고, Y축에 수직하며 중심점(O)을 잇는 축을 X축으로 놓을 때, 기준 단면 프로파일 Y₀은 가상적인 회전다면경(10´)의 한 변 길이의 반으로 주어질 것이다.

도 5는 이러한 가상적인 회전다면경(10´)이 회전함에 따라 변형되는 정도를 나타내는 히스토그램이다. 도 5에서, 실선은 정지시의 가상적인 회전다면경(10´)의 단면을 나타내며, 점선은 회전시의 가상적인 회전다면경(10´)의 단면을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 가상적인 회전다면경(10´)의 회전시 발생되는 변형량은 X축 및 Y축 근방에서는 작으나 모서리로 갈수록 커지는 것을 볼 수 있다. 원심력은 회전축으로부터 거리가 멀수록 커지므로, 가상적인 회전다면경(10´)의 모서리쪽이 중앙부쪽보다 더 큰 원심력을 받아 변형량이 더 커진다고 이해될 수 있다. 이러한 가상적인 회전다면경(10´)의 상변쪽 반사면(15´)의 변형량 ΔY(X)는 시뮬레이션을 통해 구할 수 있다. 반사면(15´)의 변형량 ΔY(X)은 가상적인 회전다면경(10´)의 형상, 크기, 영률(Young's modulus), 푸아송비(Poisson's ratio), 밀도, 회전속도 등의 물성치에 의해 결정될 수 있다. 회전다면경(10)의 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)이 상기의 수학식 1과 같이 4차의 짝수차 다항식으로 표현될 수 있으므로, 변형량 ΔY(X)도 실질적으로 4차의 짝수차 다항식으로 근사될 것이다. 이때, 변형량 ΔY(X)은 상기의 수학식 1과 비교할 때, 하기의 수학식 3와 같은 관계를 만족할 것이다.

상기와 같이 가상적인 회전다면경(10´)의 반사면(15´)의 변형량 ΔY(X)이 구해지면, 본 실시예의 회전다면경(10)의 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)은 하기의 수학식 4로 주어질 수 있다.

여기서, ±0.2μm는 공차를 의미한다.

나아가, 본 실시예의 회전다면경(10)의 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)은 하기의 수학식 5와 같이 좀 더 엄격한 공차를 갖도록 설계될 수 있다.

본 실시예의 회전다면경(10)은 반사면(15)이 상기 수학식 3 또는 4와 같은 단면 프로파일로 보정됨에 따라, 회전다면경(10)의 고속회전시 발생될 수 있는 광학특성 및 화상형성장치의 인쇄품질의 저하를 최소화시킬 수 있게 된다.

다음으로, 도 6a, 6b, 7a 및 7b를 참조하여, 본 실시예의 회전다면경(10)의 구체적인 설계예를 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 가상적인 회전다면경(10´)의 물성치는 하기의 표 1과 같이 주어진다.

회전다면경 형상	- 4면 미러(정사각형) - 대각선 길이 20mm - 미러두께 2.5mm - 홀 8mm
영률	2.30*10³MPa
푸아송비	0.38
밀도	1.20*10^-6 kg/mm²

도 6a는 상기 표 1로 주어지는 가상적인 회전다면경(10´)이 40,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일 Y(X)의 시뮬레이션 결과이며, 도 6b는 가상적인 회전다면경(10´)이 50,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일의 시뮬레이션 결과이다.

도 6a 및 도 6b에서 회전전의 기준 단면 프로파일 Y₀은 7.071068mm이며, 회전후의 가상적인 회전다면경(10´)의 단면 프로파일에 대한 변형량 ΔY(X)은 상기의 수학식 3으로 주어진다. 이때, 계수 A´, B´ 및 C´는 다음과 같은 표 2과 같이 근사될 수 있다.

	40,000 rpm	50,000 rpm
A´	-8.212225*10^-8	-1.283171*10^-7
B´	+7.592694*10^-6	+1.186362*10^-5
C´	+0.000082	+0.000129

상기 표 2와 같이 주어지는 변형량 ΔY(X)에 대하여, 수학식 3의 관계를 고려하면, 수학식 1로 표현되는 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)의 계수 A, B 및 C는 하기의 표 3과 같이 주어진다.

	40,000 rpm	50,000 rpm
A	8.212225*10^-8	1.283171*10^-7
B	-7.592694*10^-6	-1.186362*10^-5
C	7.070985	7.070939

상기 표 3로 주어지는 계수 A, B 및 C는 수학식 2를 만족함을 확인할 수 있다.

도 7a는 본 설계예에 따르는 회전다면경(10)이 40,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일을 도시한 그래프이며, 도 7b는 본 설계예에 따르는 회전다면경(10)이 50,000rpm으로 회전하는 경우의 단면 프로파일을 도시한 그래프이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 반사면(15)의 단면 프로파일 Y(X)은 회전전에는 2개의 변곡점을 갖는 볼록형상이나, 회전후에는 기준 단면 프로파일 Y₀에 상응하는 평평한 형상으로 변형됨을 확인할 수 있다.

도 8은 본 실시예의 광주사장치를 채용한 화상형성장치의 일예를 도시한다.

도 8에 도시된 화상형성장치는 건식 현상제(이하, 토너라 한다.)를 사용하여 컬러화상을 인쇄하는 건식 전자사진방식 화상형성장치이다.

화상형성장치는 광주사장치(100), 현상장치(200), 전사장치(300), 및 정착장치(400)를 구비한다.

광주사장치(100)는 전술한 실시예의 광주사장치가 채용될 수 있다. 컬러화상을 인쇄하기 위하여, 광주사장치(100)는 복수의 광빔을 주사하며, 현상장치(200)는 복수의 광빔에 대응되어 컬러별로 마련될 수 있다. 이 경우, 광주사장치(100)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 광주사장치가 복수개 마련되거나, 하나의 회전다면경(도 1의 10)을 통해 복수의 광빔을 동시에 주사할 수도 있다. 예를 들어, 광주사장치(100)는 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상에 대응되는 4개의 광빔들을 주사하며, 현상장치(200)는 흑색(K), 마젠타(M), 엘로우(Y), 시안(C)의 색상별로 하나씩 마련될 수 있다.

현상장치들(200)은 정전잠상이 형성되는 화상수용체인 감광드럼(21)과 정전잠상을 현상시키기 위한 현상롤러(22)를 각각 구비한다.

감광드럼(21)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(21)의 외주면은 피노광면이 된다. 감광드럼(21)의 외주면에서 광주사장치(100)에 의해 노광되는 위치의 상류측에는 대전 롤러(23)가 마련된다. 대전 롤러(23)는 감광드럼(21)에 접촉되어 회전되면서 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전 롤러(23)에는 대전바이어스가 인가된다. 대전 롤러(23) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다.

현상롤러(22)는 그 외주에 토너를 부착시켜 감광드럼(21)으로 공급한다. 현상롤러(22)에는 토너를 감광드럼(21)으로 공급하기 위한 현상바이어스가 인가된다. 도시되지는 않았지만, 현상장치들(200)에는 그 내부에 수용된 토너를 현상롤러(22)로 부착시키는 공급롤러, 현상롤러(22)에 부착된 토너의 양을 규제하는 규제수단, 그 내부에 수용된 토너를 공급롤러 및/또는 현상롤러(22) 쪽을 이송시키는 교반기 등을 더 설치될 수 있다.

전사장치(300)는 용지반송벨트(31)와 4개의 전사롤러(32)를 포함할 수 있다. 용지반송롤러(31)는 현상장치(200)의 외부로 노출된 감광드럼(21)의 외주면과 대면된다. 용지반송벨트(31)는 다수의 지지롤러들(33, 34, 35, 36)에 의해 지지되어 순환주행된다. 4개의 전사롤러(32)는 용지반송벨트(31)를 사이에 두고 각 현상장치(200)의 감광드럼(21)과 대면되는 위치에 배치된다. 전사롤러(32)에는 전사바이어스가 인가된다

상술한 바와 같은 구성에 의한 컬러화상형성과정을 설명한다.

현상장치(200)의 감광드럼(21) 각각은 대전롤러(23)에 인가된 대전바이어스에 의하여 균일한 전위로 대전된다. 광주사장치(100)은 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙 색상의 화상정보에 대응되는 4개의 광을 현상장치(200)의 각 감광드럼(21)으로 주사하여 정전잠상을 형성시킨다. 현상롤러(22)에는 현상바이어스가 인가된다. 그러면 현상롤러(22)의 외주에 부착된 토너가 정전잠상으로 부착되어 현상장치(200)의 각 감광드럼(21)에 각각 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙 색상의 토너화상이 형성된다.

토너를 최종적으로 수용하는 매체, 예를 들면 용지(P)는 픽업롤러(51)에 의하여 카세트(50)로부터 인출된다. 용지는 이송롤러(52)에 의하여 용지반송벨트(51)로 인입된다. 용지(P)는 정전기적인 힘에 의하여 용지반송벨트(31)의 표면에 부착되어 용지반송벨트(31)의 주행 선속도와 동일한 속도로 이송된다.

예를 들면, 현상장치(200)의 일 감광드럼(21)의 외주면에 형성된 시안(C)색상의 토너화상의 선단이 전사롤러(32)와 대면된 전사닙으로 도달되는 시점에 맞추어 용지(P)의 선단이 전사닙에 도달된다. 전사롤러(32)에 전사바이어스가 인가되면 감광드럼(21)에 형성된 토너화상은 용지(P)로 전사된다. 용지(P)가 이송됨에 따라 현상장치(200)의 감광드럼(21)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(400)는 열과 압력을 이용하여 컬러토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 정착이 완료된 용지(P)는 배출롤러(53)에 의하여 화상형성장치 밖으로 배출된다.

전술한 본 발명인 회전다면경 및 이를 채용한 광주사장치는 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.

Claims

회전축을 중심으로 회전하는 복수의 반사면을 구비하며,
회전축에 수직한 단면에서 볼 때, 상기 복수의 반사면 각각의 단면 프로파일은 적어도 2개의 변곡점을 갖는 볼록한 형상인 회전다면경.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 반사면 각각의 단면 프로파일 Y(X)는, 회전축에 수직한 단면에서 단면 프로파일의 중간점과 회전축상의 점을 잇는 축을 Y축으로 놓고, 이에 수직하며 회전축상의 점을 통과하는 축을 X축이라 놓을 때,
Y(X) = AX⁴ + BX² + C 및 0 < √(-B/6A) < C?tan (180°/N)
의 관계를 가지며, 여기서 N은 반사면의 개수인 회전다면경.
제2 항에 있어서,
상기 단면 프로파일 Y(X)의 계수 A, B, 및 C는 상기 회전다면경의 물성치와 상기 회전다면경의 회전속도에 따라 결정되는 회전다면경.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 반사면 각각의 회전 방향의 단면 프로파일 Y(X)는, 회전축에 수직한 단면에서 단면 프로파일의 중간점과 회전축상의 점을 잇는 축을 Y축으로 놓고, 이에 수직하며 회전축상의 점을 통과하는 축을 X축이라 놓을 때, 상기 회전다면경의 크기에 의해 결정되는 기준 단면 프로파일인 상수 Y₀에 대하여, 회전시 변형되는 반사면의 단면 프로파일의 변형량을 ΔY(X)로 나타낸다고 할 때,
Y₀- ΔY(X) - 0.2μm ≤ Y(X) ≤ Y₀- ΔY(X) + 0.2μm
의 관계를 만족하는 회전다면경.
제4 항에 있어서,
상기 복수의 반사면 각각의 회전 방향의 단면 프로파일 Y(X)는,
Y₀- ΔY(X) - 0.1μm ≤ Y(X) ≤ Y₀- ΔY(X) + 0.1μm
의 관계를 만족하는 회전다면경.
제4 항에 있어서,
상기 변형량 ΔY(X)는,
ΔY(X) = -AX⁴ - BX² + Y₀ - C 및 0 ≤ √(-B/6A) ≤ C?tan (180°/N)
의 관계를 가지며, 여기서 N은 반사면의 개수인 회전다면경.
제6 항에 있어서,
상기 단면 프로파일 Y(X)의 계수 A, B, 및 C는 상기 회전다면경의 물성치와 상기 회전다면경의 회전속도에 따라 결정되는 회전다면경.
제1 항에 있어서,
플라스틱으로 형성되는 회전다면경.
제8 항에 있어서,
상기 복수의 반사면은 반사층이 도포된 회전다면경.
광빔을 출사하는 광원과;
상기 광원에서 출사된 광빔을 주주사 방향으로 편향시키는 것으로, 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 회전다면경과;
상기 회전다면경에 의해 편향된 광빔을 피주사면에 결상시키는 결상광학계;를 포함하는 광주사 장치.
제10 항에 따른 광주사장치와;
상기 광주사장치에서 출사된 광빔의 결상 지점에 마련되어 정전잠상이 형성되는 감광체와 상기 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상롤러를 포함하는 현상장치와;
상기 현상 장치에 의해 현상된 이미지가 전사되는 전사 장치;를 포함하는 화상 형성 장치.