KR100396192B1 - 광주사장치 - Google Patents

Abstract

동시 복수빔 주사 시스템에서, 단독으로 복수의 빔출력이 가능한 반도체 레이저 어레이를 2개 사용하여 합성빔을 형성하고, 주사면에 각 레이저 광원의 총 출력빔 개수에 대응하는 다수의 빔을 주사할 수 있는 광학시스템으로, 본 광학 시스템은 인접한 주사빔사이의 간격을 균등하게 유지하기 위한 안정화 제어수단을 도입한다.

Description

광주사장치{OPTICAL SCANNING APPARATUS}

본 발명은 고속 및 고 인쇄도트밀도로 인쇄하는데 적합하고, 각각 독립적으로 조정이 가능한 다수의 레이저빔을 동시에 이용하여 병행주사가 가능한 광주사장치에 관한 것이다.

근본적으로 레이저 빔 주사를 이용하여 화상정보를 인쇄하는 레이저프린터에서, 인쇄속도의 증대와 인쇄도트밀도를 높이기 위한 장치로서, 복수 빔의 동시병행주사 시스템이 효과적이라는 것은 잘 알려져 있다. 그러한 주사시스템은, 예를 들면, (1) 단일출력광의 레이저 광원을 2개 사용하고, 2개의 빔을 일괄하여, 편향, 주사한 후, 주사면 상에서 2개의 빔의 간극을 제어할 수 있는 2개의 빔 주사 시스템(일본특허출원 소60-86446 참조), (2) 레이저 광원에서 출사된 단일 빔을 복수로 분할하고, 각 빔이 광변조기를 통과한 후 편향 및 주사하는, 복수의 빔을 주사빔으로 사용하는 시스템(일본특허공개 소53-146644 참조), (3) 개별의 반도체 레이저의 출력빔을 광도파기 소자로 서로 결합하고, 이 광도파기 소자의 출사단부를 서로 근접하게 배치시켜 어레이 광원을 구성하는 시스템(일본특허공개 소54-7328 참조), (4) 단일 반도체 레이저 광원 안에 서로 독립적으로 구동이 가능한 레이저 소자를 복수로 조합한 어레이형 반도체 레이저를 사용하는 시스템(일본특허출원 소53-66770 참조), (5) 2개의 2-소자 어레이 광원을 사용하여, 이것으로부터의 각 주사빔의 간격을 설정값으로 하기 위해 광원위치의 조정기구를 구비하고(일본특허공개 평3-107910 참조), 또한, (6) 2-빔 주사용으로서, 빔 피치간격을 탐지, 조정하는 광학계 시스템(일본특허공개 평9-193465 참조), 등이 있다.

복수 빔 주사광학 시스템으로 화상정보를 기록할 때, 인쇄도트밀도에 대응하는 주사방향에 직교방향의 빔 간격이 적정값에서 벗어나는 경우, 인쇄밀도의 불일치를 초래하여 인쇄화상의 화질저하를 가져온다. 그래서, 종래기술(1)에서는, 각 빔 주사 마다 서보(servo)제어시스템에 의해 빔 간격의 안정화를 도모할 수 있지만, 본 종래시스템으로는 3개 빔 이상의 복수 빔 주사에는 적용하기 어렵다. 종래기술 (2)∼(4)은, 복수 빔 주사선의 간격안정화는 고려되지 않는다. 종래기술 (5)은 , 2-빔 주사시 각 주사선 위치를 인쇄 작업 사이에서 개별적으로 검출하여 조정하는 것으로서, 장시간 연속운전을 요하는 경우 및 주사빔수가 3개 이상의 경우에 적합하지 않다.

특히, 상기 종래장치(3) 및 (4)(일본특허공개 소54-7328 및 일본특허출원 소53-66770 참조)에서, 화상정보가 종래기술의 광원을 사용하고 복수빔으로 병행주사하여 기록될 때, 소정의 인쇄도트밀도에 대응하는 주사빔들 사이의 빔 간격이 인쇄도트밀도에 대응하는 정해진 값이 아닌 경우에는 인쇄밀도의 불일치로 인하여 인쇄화상의 화질저하를 가져온다. 빔 간격변동의 발생원인은, 어레이 광원부가 주위온도의 변화와 기계적 충격 등에 의해 소정의 고정위치에서 벗어나게 되고, 이러한 변동이 빔의 주(主) 주사방향에 대한 광원발광부의 배열각도의 변동을 야기하기 때문이다.

이러한 빔 간격변동에 대한 대책으로, 주사기록매체의 주사단 부근에, 주사직교방향에 CCD 라인센서를 구비하여, 각 주사빔의 위치를 검출하고, 현재 선택되어 있는 빔 간격설정값과 다른 경우에는 어레이광원을 회전조정하여 빔 피치를 설정값에 일치시키는 시스템이 상기 종래장치(6)(일본특허공개 평9-193465 참조)에 의해 제안된다. 이러한 시스템에서는, 한번 주사하여 1개의 주사빔위치를 검출하고, 각 빔의 측정을 종료한 후 빔 피치를 검출하여 광원위치를 보정한다. 또한 이러한 빔 피치의 검출 및 보정은 인쇄 작업의 개시전, 또는 작업 사이에 이뤄진다. 이러한 시스템에 따르면, 빔을 이용한 주사로 주사빔 사이의 피치간격이 동시에 검출되지 않는다. 따라서, 빔 피치 또는 빔 간격의 검출 정밀도가 저하된다. 또한, 빔 피치의 검출 및 보정은 프린터의 작동 중에는 이뤄지지 않으므로, 이러한 종래의 시스템은 장시간을 요하는 작업에는 적합하지않다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인쇄작업의 중단없이 각 빔의 주사에서 복수 빔에 각각 대응하는 주사선들 사이의 간격을 검출하는 데 적합하고, 또한 안정제어작동을 수행하여 주사선 사이의 간격을 설정값으로 유지하며, 대량의 화상정보가 고속 및 고해상도로 기록되고 처리되는 것이 가능한 광주사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 종래의 어레이형 반도체 레이저 소자를 광원으로 사용한다. 상기 광원은, 예를 들면 3개의 레이저 소자를 가지는 어레이 광원인 경우, 서로 독립적으로 변조가 가능한 복수의 레이저소자(91, 92, 93)가 동일 기판(90) 위에 형성된다. 발광부(95, 96, 97)는 직선상에 등간격으로 배열되어 있다. 여기에서 설명되는 본 실시예는, 간단하게 설명하기 위해 레이저 소자의 수가 3개 이지만, 이하의 내용은 레이저 소자의 개수와는 무관하다. 레이저 소자의 출력빔(11, 12, 13 (또는 21, 22, 23))은, 거의 동일한 파장과 강도를 가지고, 또한, 그것들의 편광방향(114, 115, 116 (또는 214, 215, 216))도 레이저 소자의 배열방향(19)에 대하여 동일한 방향으로 된다, 이러한 반도체 레이저 광원을 2개 사용한다. 이들 2개의 반도체 레이저 광원의 출력빔(11, 12, 13 (및 21, 22, 23))들은 하나의 합성빔으로 모아진다. 회전다면경 및 FΘ렌즈를 지나서, 화상기록매체인 감광드럼(drum)의 표면을, 일괄하여 편향주사된다. 따라서, 각 레이저 광원에서의 총 출력빔으로 동시병행주사하여 화상정보가 매체에 기록된다. 이 드럼 표면에서, 각 빔은, 각각 인쇄도트밀도에 의해 결정된 간격으로 분리되어, 화상신호에 의해 서로 독립적으로 광강도가 변조된다.

또한, 복수 빔주사로 고화질의 인쇄 화상을 얻기 위해서는, 빔의 주사위치간격이 항상 설정된 값으로 되어 있어야만 한다. 그러므로, 개개의 레이저 광원에서의 빔 간격에 대해, 각 주사의 개시단 부근에서 주사빔 간격을 검출하고, 임시 설정값에서 차이가 발생하는 경우에는, 이러한 차이를 보정하는 기구를 구비하여, 안정화를 도모한다. 또한, 어레이 광원(1, 2)의 상대적인 위치 차이에 의해 발생하는 주사빔 위치 차이에 대해서는, 각 광원에서의 광 빔의 일부를 취하여, 이들 빔 사이의 주사위치 간격을 설정값으로 안정화한다.

본 발명에 따른 상기 장치는, 실제 유용한 수의 장착 소자를 가진 2개의 어레이 광원을 사용한다. 그러므로, 단일 어레이형 반도체 레이저를 가진 종래기술의 장치와 비교하여, 본 발명에 따른 장치에서는 주사빔의 수가 2배 이므로, 처리속도가 더욱 증가되고, 높은 dpi를 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 빔을 검출하는 동시에 주사빔의 피치 또는 간격을 검출하고, 프린터가 작동하는 중에도 주사빔의 피치를 항상 검출 및 보정할 수 있고, 장시간 연속 운전을 하는 고속 레이저 프린터의 주사빔 피치 또는 간격을 설정값으로 유지할 수 있는 복수빔 주사 광학시스템을 실현하는 것이다.

레이저 프린터에 적용되는 레이저 주사광학 시스템에서는, 통상, 감광 드럼과 같은 기록매체의 주사개시단 부근에, 주사빔이 소정위치를 통과하는 타이밍을 결정하는 광검출기가 배치되어 있다. 한편, 어레이 광원을 형성하는 각 출사부는 등간격으로 배열된다. 또한, 기록매체에 있는 주사면의 주사 피치 또는 간격을 인쇄도트밀도에 대응한 값으로 설정하기 위해서, 상기 어레이 광원을 주사방향에 대해 경사지게 배치한다. 이 때, 상기 광검출기를 각 빔이 통과하는 시간 간격은 전부 같아지고, 이 값은 상기 어레이 광원의 경사각에 의해 변한다. 어레이 광원의 배열각 방향이 변하게 되면, 주사면 상의 각 주사선의 간격이 변하고, 그와 함께 광검출기를 각 빔이 통과하는 시간 간격도 변화한다. 이러한 시간 간격의 변동을 검출하고, 이 신호에 의해 어레이 광원의 배열방향을 조정하여 적정값으로 보정제어하여, 고화질의 인쇄를 실현하는데 불가결한 주사빔의 간격을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

또한, 인쇄 작업을 방해하지 않고도 각 주사의 검출 및 보정을 할 수 있고, 또한, 프린터의 작동중에도, 항상 연속적인 체크(check)와 보정을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광주사장치의 개략도.

도 2는 각 반도체 레이저 어레이(array) 광원의 개략적인 구성을 도시하는 개략도.

도 3은 주사빔 간격과 각 레이저 어레이 광원의 반도체 레이저 소자 간격 사이의 관계를 도시하는 개략도.

도 4는 각 반도체 레이저 어레이 광원의 경사보정원리를 설명하는 개략도.

도 5는 각 반도체 레이저 어레이 광원의 경사보정회로의 구성을 설명하는 회로도.

도 6은 본 발명의 경사보정회로를 통과하는 신호를 설명하는 시간 도표.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광주사장치의 개략도.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 빔주사장치의 개략도.

도 9는 각 어레이 광원의 반도체 레이저 소자 간격과 주사빔 간격의 관계를 설명하는 개략도.

도 10은 광검출기에서 출력되는 복수의 주사빔 신호파형을 설명하는 개략도.

도 11은 각 어레이 광원의 경사를 보정하는 경사보정회로의 구성을 도시하는 회로도.

도 12는 본 발명의 경사보정회로를 통과하는 신호를 설명하는 시간 도표.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 개략도이다.

이제, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명할 것이다.

도 1은, 본 발명의 복수빔 주사광학시스템의 실시예를 도시한다. 본 광학 시스템은, 각각 독립적으로 광변조가능한 복수의 반도체 레이저 소자를 내장한 2개의 레이저 광원 (1 및 2), 상기 광원에서의 출력빔의 편광방향이 서로 직교하게 하기 위해 광원(2)의 출사부 측에 설치된 1/2파장판(10), 편광 프리즘(3), 상기 편광 프리즘(3)을 통과 후에 하나로 모아진 합성빔(4)을 형성하는 동시에 회전다면경에 선형으로 수렴시키기 위한 제 1광학 시스템(15), 또한, 회전다면경(5)과 이것에 의해 편향된 합성빔(4)을 소정의 주사면(17)의 전 영역에서, 각각 균등한 지름의 빔으로 수렴하기 위한 주사렌즈(6) 등으로 구성된다. 주사면(17)에서의 복수빔(111, 112, 113, 121, 122, 123)은, 모두 인쇄도트밀도에서 결정된 간격으로 설정된 값으로 균등하게 분리된다. 또한, 편광 프리즘(3)의 뒤에 설치된 1/4 파장판(25)은 양 렌즈 광원으로부터의 빔의 직교편광방향으로 배열하여, 각 빔의 회전다면경에서의 광반사율을 균등하게 유지하기 위해 이용된다.

덧붙여서, 도 2에 도시된 레이저 광원(1)은, 각각 독립변조가능한 반도체 레이저소자가 직선상에 등간격으로 배열된 구성이고, 게다가 각 레이저소자로부터의 출력빔(11, 12, 13)의 편광방향은, 배열방향(19)에 평행하게 된다. 각 레이저 광원(1 및 2)에는, 구동회로(31, 32)가 접속되어 있다.

2개의 레이저 광원은, 레이저 소자의 배열방향(19)이 주사면(17)의 빔 주사방향(20)에 대해 소정의 각도 Θ를 만들도록 배열되어 있다. 상기 각 Θ은, 레이저 광원의 소자간격, 광원과 주사면 사이의 광학 시스템 배율 및 주사면 상의 소정의 빔 간격에 의해 결정된다. 이 관계는 도 3에 도시되어 있다. 빔 주사선 방향(20)에 대한 레이저 소자의 배열방향(19)의 경사각도 Θ는 다음의 식 (1)으로 주어진다:

... (1)

d는 반도체 레이저 광원의 레이저 소자의 배열간격이고, p는 주사면 상의 주사빔 간격이며, m은 광학 시스템 배율이다.

각각의 출력빔은, 편광 프리즘(3)을 통하여 합성빔(4)으로 되기 위해, 레이저 광원의 한쪽에 1/2 파장판(10)을 배치하고, 레이저 광원으로부터의 출력빔의 편광방향을 서로 직교하게 한다. 합성빔(4)은, 구동전원(33)에 의해 일정속도로 회전하는 회전다면경(5), fΘ 렌즈 등으로 구성된 주사렌즈(6)를 지나, 렌즈광원으로부터의 출력빔(11, 12, 13 및 21, 22, 23)에 대응하는 주사빔(111, 112, 113, 121, 122, 123)으로 변환된다. 주사면 부근에는 주사빔 위치검출용의 광검출기(16)가 배치되어 있고, 각각의 주사빔의 통과시각을 검출하고, 그 신호(60)을 동기신호로 하여, 제어시스템(30)으로부터의 화상정보신호에 의해 각 레이저소자의 광강도를 변조한다.

이상 설명된 바와 같이 2개의 어레이 레이저 광원을 이용한 복수빔 주사가 구성된다.

다음으로, 각 빔의 주사간격의 안정화방법에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다.

2개의 어레이 레이저 광원을 이용할 때, 감광드럼 상에서의 주사선 간격의 변동원인으로는, 레이저 광원 사이의 상대적인 위치변동, 및 각 광원자체의 주사선 방향에 대한 경사각 변동이 있다. 광원 사이의 상대적인 위치변동에 대한 대책은 다음과 같다. 각각의 레이저 광원(1 및 2)과 편광 프리즘(3)의 광 경로에, 주사직교방향에 빔의 위치를 조정하기 위한 액추에이터(35, 36)를 배치한다. 또한, 각 레이저 광원으로부터의 출력 빔의 주사직교방향의 상대위치를 검출하기 위해, 동일기판상에 고정된 분할형 광검출기(53, 54)를 배치하고, 여기에 빔 위치 제어를 위해 각각의 광원으로부터 광 에너지의 일부를 취하여, 제어용 광으로 상기 광검출기 (53, 54)에 조사(照射)한다. 이 때의 제어용 광으로서는, 각 레이저 광원으로부터의 출력빔 전체로서의 광속(光束)으로부터 일부의 에너지를 취하여 이용하거나, 또는 각각 특정 빔을 하나 선택하여, 이 빔의 광에너지의 일부를 취하여 이용하는 것이 가능하다.

광검출기(53, 54)는, 차분검출이 가능하도록 중심선(155, 156)에서 2개로 분할된 타입이다. 제어용 광의 조사에 의해 얻어진 차분전기신호를, 차동증폭기(55, 56) 및 액추에이터 구동시스템(35, 36)을 통하여 액추에이터(51, 52)를 구동시키고, 제어용 빔의 위치가 항상 광검출기(53, 54)의 중심선(155, 156) 상에 있도록 제어한다. 제어용 광량의 조정은, 별도의 파장판(26, 27)을 조정하여 이루어진다. 광검출기(53, 54)와 주사면(17)을, 광학적으로 공액관계(conjugate relationship)로 유지하는 것에 의해(광검출기(53, 54) 전면의 광학 시스템은 도시되지 않음), 중심선(155, 156)의 간격이 각 레이저 광원 마다의 주사빔 간격, 예를들면, (112)와 (122), 또는 (111)과 (121), 또는 (113)과 (123) 등의 간격으로 대응시키는 것이 가능하다. 또한, 액추에이터(35, 36)에는, 갈바노 미러(galvano mirror) 또는 진동 미러 등을 이용하는 것이 가능하다.

상기 빔의 위치검출신호의 추출 및 제어는, 빔주사 개시시각검출을 위해 별도의 광검출기(16)를 조사하기 위한 빔의 점등시에 동시에 행하고, 조사주기중 이 상태를 홀드(hold)하는 시스템을 적용한다. 이것에 의해, 2개의 레이저 광원으로부터 출사된 빔의 주사직교방향의 상대위치를 설정간격으로 제어 및 유지하는 것이 가능하다.

주사빔 간격을 변동시키는 다른 원인인, 레이저광원 경사각 Θ의 변동대책을 이하 설명한다. 도 4에 도시된 것처럼, 각 레이저 광원마다의 주사빔 군(81 또는 82)에서, 어떤 특정한 2개의 빔, 예를 들면 (111 및 113)을 주목하면, 이들 빔이 주사개시시각 검출용의 광검출기(16)을 통과하는 경우의 시간간격 T는, 다음의 식 (2)로 주어진다.

...(2)

P는 주사선간격이고, v는 주사속도이며, Θ는 경사각이다.

이 시간간격에 대해, 소정의 값 T₀=2t₀(t₀는 인접 빔 사이의 통과시간간격)로 부터 차이를 검출하여, 차이가 생기지 않도록 레이저 광원의 경사각을 안정화제어한다. 광검출기(16)으로부터의 검출신호(60)의 신호파형(64)와 이 신호 사이의 시간간격을 전압값으로 변환시킨 경우의 파형(70)도 도 4에 도시되어 있다. 기준 시간간격 T₀에 대한 전압신호가 V₀, 레이저 광원의 경사각이 큰 경우의 시간간격이 T₁, 이 때의 전압신호가 V₁이다(T₂, V₂는 경사각이 작은 경우에 대응한다). 검출신호(60)은, 주사빔 군(群)(81과 82)에 대응하는 빔신호선택기(65)에 의해 구별되고, 각각의 레이저 광원부에 설치된 회전액추에이터(61, 62)를 구동하는 제어시스템(37, 38)에 입력된다. 도 5와 도 6은, 제어 시스템(37, 38)의 회로구성의 실시예 및 이 경우의 시간 도표를 설명한다. 모든 주사빔 신호(111A∼123A) 중에서 레이저 광원(1)으로부터의 빔신호(71)에 의해, 상기 레이저 광원으로부터의 문제의 2개의 빔이 통과하는 시간간격(72)을 결정한다. 샘플링(sampling)회로(74)에 의해, 이 시간(72)안에 콘덴서(condenser)에 충전되는 전압(V)(75)이 얻어지고, 이 값이 상기 빔의 통과시간(72)에 대응하여, 이러한 설정통과시간에 대응하는 기준전압(V₀)(76)과의 차분출력신호(77)에서 회전액추에이터(61)를 구동하고, 상기 차분출력신호(77)가 제로(zero)가 되도록 하여, 홀드기간(73) 동안 이 상태를 유지한다. 신호(79)는 리셋(reset)신호에서 각 주사마다, 또는 적당한 주사회수간격에서 상기 샘플링/홀드 동작을 반복하는 것이 가능하다. 회전액추에이터(62)의 구동시스템(38)에 대해서도 같다.

이상의 광학시스템의 구성에 의해, 2개의 독립된 어레이 레이저 광원으로부터의 복수의 출력빔을 모아서 동시병행주사할 때, 주사면에서의 각 주사빔의 인접간격을 소정의 간격으로 항상 유지하는 것이 가능하고, 고속 및 고정밀의 레이저 빔 인쇄가 가능하다.

또한, 여기까지의 설명에서, 레이저 광원은, 3개의 레이저 소자를 포함하는 경우를 대상으로 했지만, 본 발명은 레이저 소자를 2개 이상 포함하는 어레이 레이저 광원에 있어서도 모두 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 레이저 어레이 광원(1)은, 각각 독립적으로 광변조가능한 복수의 반도체 레이저 소자를 등간격으로 배열 및 내장한 것(본 실시예는 4개의 레이저 소자)으로, 발광소자부가 소정의 방향(2)의 직선상에 등간격으로 배열되어 있다. 이 광원으로부터의 복수의 출력빔(11, 12, 13, 14)는, 제 1 광학시스템(4), 회전다면경(5) 및 주사렌즈(6)을 통하여, 주사면(17)에서 소정의 균일 스폿(spot) 지름의 수렴빔(111, 112, 113, 114)으로 되고, 등간격의 동시병행주사에 적용된다. 주사면(17)의 단부 부근에서 각 빔의 주사개시시각을 결정하는 광검출기(16)가 구비되어 있다. 광검출기(16)로부터의 검출신호(60)에 동기하여, 제어시스템(30)으로부터의 화상정보를 나타내는 신호에 의해, 레이저 구동회로시스템(31)을 통하여, 복수빔(111, 112, 113, 114)의 광강도 변조가 이루어진다. 제어시스템(30)은, 도시되지 않은 컴퓨터 등으로부터 화상정보를 받는다. 또한, 주사면(17)의 인접 주사빔의 간격을 인쇄도트밀도에 대응하는 값으로 만들기 위해, 레이저 광원(1)은 발광부의 배열방향(2)을 빔주사 방향(20)에 대해 적정한 각도 Θ의 경사를 가지도록 배치한다. 이 관계를 도 9에 도시하였다. 이 각도 Θ는 다음의 식(3)으로 주어진다.

...(3)

d는 광원(21)의 발광부의 배열간격이고, p는 주사면 상에서의 균일한 스폿 지름(211, 212, 213, 214)의 중심부의 간격인 주사빔 간격이며, m은 광학시스템의 배율이다,

이 때, 광검출기(16)로부터 출력된 주사빔 검출신호(60)은, 도 10의 신호파형이 되고, 각각의 빔에 대응하여, 신호(11A, 12A, 13A 및 14A)가 얻어진다.

또한, 레이저 광원(1)의 경사각 Θ가 변동하면, 주사면 상의 주사선 간격 p가 변화하고, 인쇄되는 화상정보의 열화를 초래한다. 한편, 예를 들면, 제 1빔(111)과 제 2빔(112)이 광검출기(16)을 통과하는 시간간격 t는, v를 빔 주사속도로 하면,

...(4)

으로 주어지고, 문제의 2개의 빔이 광검출기(16)를 통과하는 시간간격은 이 두 빔의 주사선간격, 즉, 어레이 광원의 경사각에 대응한다. 또한, 제 1빔과 제 4빔에 주목하면, 통과시간간격은,

...(5)

가 된다. 이들 시간간격과 인쇄도트밀도에 대응한 설정값의 차이를 검출하고, 이 차이를 없애기 위해서 레이저 광원(1)을 회전제어하여, 빔주사선간격을 일정하게 유지하도록 한다. 이를 위한 제어시스템의 회로구성 및 시간 도표를 도 11 및 도 12에서 설명한다. 본 실시예에서는, 복수빔 중에서, 최초와 최후에 광검출기 (16)를 통과하는 빔 사이의 통과시간간격의 설정값에서의 변동을 검출하여 적정한 값으로 제어한다.

광검출기(16)로부터의 검출신호(60)를 레이저광원 회전기구부(8)의 구동제어부(38)에 입력한다. 이 때의 신호파형(71)으로부터 문제의 빔 사이의 통과시간에 대응하는 펄스폭(72)을 펄스폭 설정기에 의해 정하고, 샘플링회로(74)에 의해, 이 시간(72) 내에 콘덴서에 충전되는 전압(V)(75)을 구한다. 이 값이 문제의 빔의 통과시간(72)에 대응한다. 이것과, 정규통과시간에 대응하는 기준전압(V₀)(76)과의 차분출력신호(77)의 증폭신호(90)로 레이저광원 회전기구부(8)를 구동하고, 상기 차분출력신호(77)가 제로(78)가 되도록 하여, 홀드 기간(73) 중에 이 상태를 유지한다. 리셋 신호(79)에서, 각 주사마다, 또는 적당한 주사회수간격으로 상기 샘플링/홀드 동작을 반복하는 것이 가능하다. 또한, 기준전압(V₀)(76)은, 전기회로에 의해 기준전압을 만들어도 되고, 디지털 방식으로 설정한 값으로 해도 좋다.

도 13은, 또 다른 실시예로, 개별 반도체 레이저(21, 22, 23, 24)의 출력포트에 각각 광섬유(26, 27, 28, 29)를 접속하고, 이들 출사단면을 인접시켜 직선형으로 배치된 출사단 어레이 광원(10)을 이용하는 경우가 있다. 이러한 경우에도 출사단면의 경사각이 변동하면, 상기와 같이 주사선 간격이 변동한다. 그러므로, 기판면(40)에 대하여, 출사단 어레이 광원부(10)의 일단을 유연성있게 고정하고, 다른 단부 부근에, 조정용 액추에이터(25)를 배치한다. 이 액추에이터로서는, 예를 들면 압전소자와 같은 전기신호에 의해 신축가능한 소자가 적용될 수 있다. 이미 상술한 실시예에서 설명한 것처럼, 문제의 2개의 빔의 광검출기 통과시간을 검출하고, 이 통과시간과 설정값과의 차분신호출력(90)으로 조정용 액추에이터(25)를 구동하여, 차분출력이 제로가 되도록한다. 조정용 액추에이터(25)에 압전소자를 사용하는 경우에는, 이 소자의 신축에 의해 출사단 어레이 광원부(10)의 경사각이 조정될 수 있다. 그러므로, 빔 주사방향(20)에 대한 출사단 어레이 광원부(10)의 경사각의 조정 및 안정화 제어가 가능하고, 복수빔의 주사선 간격을 균등하게 유지할 수 있다.

여기까지의 설명에서는, 출사광부가 4개인 경우에 대해 다뤘지만, 출사광부가 2개 이상이라면, 직선형 어레이 또는 평면형의 2차원 어레이 어느 쪽에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는, 주사방향에 대해 주사 스폿 배열을 경사지게 한 경우에 대해 설명하였지만, 주사방향에 대해 직각으로 주사 스폿을 배열한 경우에도, 설정값을 제로로 하여 적용할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.

이상의 광학시스템 구성에 의해, 어떤 특정한 간격으로 배열된 어레이 광원으로부터의 복수 출력빔을 동시에 병행주사할 때, 주사면 상에서의 빔 주사간격을 안정되게 유지하도록 어레이 광원의 경사각을 보정할 수 있고, 고속 및 고정밀의 레이저 빔 인쇄가 가능하다.

또한 본 발명에서는 빔 주사 마다 주사빔 간격의 체크와 보정을 항상 또한 동시에 할 수 있다.

본 발명은, 복수의 빔을 출사하는 것이 가능한 반도체 레이저 어레이 광원을 동시에 2개 사용하는 복수빔 주사 광학시스템으로서, 모든 빔의 인접 주사간격을 미리 결정된 값으로 안정화제어하는 것이 가능하다. 따라서, 고속 및 높은 도트밀도 인쇄를 고정밀도로 실현할 수 있고, 또한, 고속 및 고화질의 레이저 프린터의 실현에 유용하다.

또한, 본 발명은, 복수의 빔 출사가 가능한 어레이 광원을 사용하는 복수 빔 주사 광학시스템에서, 어레이 광원의 위치의 변동에 기인하는 주사면 상의 주사선 인접간격의 차이를, 항상, 연속적으로 보정 및 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 고속 및 고정밀도의 레이저 주사 인쇄를 할 수 있고, 대용량 및 고속 프린터에서 고화질의 화상을 실현할 수 있다.

Claims (6)

1. 복수의 빔을 화상기록 매체 상에 소정의 피치간격으로 병행주사하는 광주사장치로서:

   직선상에 등간격으로 배열된 복수의 발광소자를 각각 포함하는 2개의 반도체 레이저 광원;

   빔 주사수단;

   빔 수렴수단; 및

   각각의 상기 반도체 레이저 광원의 빔주사방향에 대한 복수의 발광소자의 경사각을 빔 주사 중에 항상 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각 광원의 출사빔이 빔 주사개시단 부근에 설치된 광검출기를 통과하는 순간들 사이의 시간간격의 차이를 검출하여, 각각의 상기 광원의 경사각을 조정하는 또 다른 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
3. 제 1항에 있어서, 각각의 상기 광원의 출사빔의 주사방향과 직교방향의 위치를, 빔 주사중에도 항상 검출하고, 각각의 상기 광원의 상대적인 위치변동에 기인하는 주사선의 소정의 피치간격을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
4. 복수의 빔을 화상기록 매체상에 소정의 피치간격으로 병행주사하는 광주사장치로서:

   직선상에 등간격으로 배열된 복수의 발광소자를 각각 포함하는 2개의 반도체 레이저 광원;

   빔 주사수단;

   빔 수렴수단; 및

   각각의 상기 광원의 출사빔의 주사방향과 직교방향의 위치 및 각각의 상기 광원의 빔 주사방향에 대한 상기 복수의 발광소자의 어레이 방향의 경사각을, 빔 주사 중에 항상 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
5. 직선상 또는 평면상에 소정의 간격으로 배열된 복수의 광원;

   상기 복수의 광원으로부터 출사된 복수의 광빔을 기록매체상에 병행주사하는 빔주사수단;

   빔 주사개시단 근처에 설치된 광검출기;

   상기 복수의 광빔 중 2개 이상이 상기 광검출기를 각각 통과하는 순간들 사이의 시간간격을 검출하여, 검출된 시간간격과 기준시간간격의 차이를 구하는 수단; 및

   상기 기록매체상에서의 복수의 주사빔의 주사위치들간의 간격이 항상 소정의 값이 되도록, 상기 구해진 차이에 따라, 상기 광원의 위치를 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔주사장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제어수단은 주사면에서의 빔 주사방향에 대하여, 복수 광원의 어레이 방향을 회전시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 빔주사장치.