KR100318737B1 - Laser scanning unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 스캐닝 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a laser scanning unit.

본 발명의 목적은 레이저 스캐닝 유니트를 간단하게 구성하여 조립 및 조정을 손쉽게 할 수 있도록 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐닝 수단을 내부에 광 산란수단을 갖는 투명한 원통형 관과, 원통형 관의 양단에 광 산란수단을 이동시키는 진동자를 부착하여 형성하며, 스캐닝 수단에서 출력되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키는 결상렌즈를 배면 결상렌즈로 구성한 레이저 스캐닝 유니트를 제공함에 있다.An object of the present invention is a transparent cylindrical tube having light scattering means therein and scanning means for scanning a laser beam emitted from a laser diode so that the laser scanning unit can be easily configured and easily assembled and adjusted, and both ends of the cylindrical tube. The present invention provides a laser scanning unit formed by attaching a vibrator for moving light scattering means to a back imaging lens, the image forming lens for forming a laser beam output from the scanning means on a photosensitive drum.

이를 위해 본 발명은, 입력화상의 비디오신호에 따라 레이저 다이오드(LD)로부터 방사되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키고, 감광드럼에 형성되는 잠상을 종이에 전사함으로써 화상이미지를 재현하는 레이저 프린터에 있어서: 콜리메이터 렌즈는 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 평행광으로 만들어주고, 스캐닝 수단에서 콜리메이터 렌즈를 통한 평행광을 비디오 신호에 대응하는 소정의 위치에서 산란시키며, 결상렌즈는 스캐닝 수단에서 산란된 산란광을 감광드럼에 결상시킨다.To this end, the present invention is directed to a laser printer in which a laser beam emitted from a laser diode (LD) is formed on a photosensitive drum in accordance with a video signal of an input image, and a latent image formed on the photosensitive drum is transferred onto paper to reproduce an image image. The collimator lens makes the laser beam radiated from the laser diode into parallel light, and the scanning means scatters parallel light through the collimator lens at a predetermined position corresponding to the video signal, and the imaging lens scatters the scattered light scattered from the scanning means. Image on the photosensitive drum.

본 발명에 따르면 f·θ 렌즈와 폴리곤 미러 및 폴리곤 미러 구동용 모터를 사용하지 않고 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐닝 수단을 내부에 광 산란수단을 갖는 투명한 관형으로 구성하고, 투명한 관형의 양측에 광 산란수단을 이동시키는 진동자를 부착하여 형성하며, 스캐닝 수단에서 출력되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키는 결상렌즈를 배면 결상렌즈로 구성함으로써, 레이저 스캐닝 유니트의 조립 및 조정이 용이하고 재료비를 절감할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, a scanning means for scanning a laser beam emitted from a laser diode without using an f · θ lens and a polygon mirror and a polygon mirror driving motor is configured in a transparent tubular shape having light scattering means therein, It is formed by attaching a vibrator for moving the light scattering means on both sides, and by forming the image forming lens for forming the laser beam output from the scanning means on the photosensitive drum as a back image forming lens, it is easy to assemble and adjust the laser scanning unit, There is an advantage to reduce.

Description

레이저 스캐닝 유니트{LASER SCANNING UNIT}Laser Scanning Unit {LASER SCANNING UNIT}

본 발명은 레이저 스캐닝 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐닝 수단을 내부에 광 산란수단을 갖는 투명한 원통형 관과, 원통형 관의 양단에 광 산란수단을 이동시키는 진동자를 부착하여 형성하고, 스캐닝 수단에서 방사되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키는 렌즈로 배상 결상렌즈를 사용하는 레이저 스캐닝 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a laser scanning unit, and more particularly to a transparent cylindrical tube having a light scattering means therein scanning means for scanning a laser beam emitted from a laser diode, and to move the light scattering means on both ends of the cylindrical tube. The present invention relates to a laser scanning unit which is formed by attaching a vibrator and uses an imaging lens as a lens for imaging a laser beam emitted from a scanning means on a photosensitive drum.

일반적으로, 레이저 프린터는 입력화상의 비디오신호에 의해 레이저 다이오드로부터 방출되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키고, 감광드럼에 형성되는 잠상에 토너를 분사하여 종이 등의 매개체에 전사함으로써 화상이미지를 재현하는 장치이다.In general, a laser printer forms an image of a laser beam emitted from a laser diode by a video signal of an input image on a photosensitive drum, and reproduces an image image by spraying toner on a latent image formed on the photosensitive drum and transferring it to a medium such as paper. Device.

이러한 레이저 프린터에서 레이저 빔을 방사하여 감광드럼상에 결상시키는 종래의 레이저 스캐닝 유니트의 구성을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The configuration of a conventional laser scanning unit for radiating a laser beam in such a laser printer and forming an image on a photosensitive drum will be described with reference to FIG. 1.

도면에서와 같이, 광원으로 사용되는 레이저 빔을 방사하는 레이저 다이오드(100)와; 레이저 다이오드(100)에서 방사된 레이저 빔을 광축에 대해 평행 광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈(101)와; 콜리메이터 렌즈(101)를 통한 평행 광을 부주사 방향에 대해 수평방향의 선형 광으로 만들어주는 실린더 렌즈(102)와; 실린더 렌즈(102)를 통한 수평방향의 선형 광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 복수의 반사면을 갖는 폴리곤 미러(103)와; 폴리곤 미러(103)를 등선속도로 회전시키는 폴리곤 미러 구동용 모터(104)와; 광축에 대해 일정한 음의 굴절률을 갖고 폴리곤 미러(103)를 통한 등선속도의 광을 주 스캐닝 방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 스캐닝 면상에 포커스를 맞추어 주는 f·θ 렌즈(105)와; f·θ 렌즈(105)를 통한 레이저 빔을 수직으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(107)의 표면에 점상으로 결상시키는 결상용 반사미러(106)와; f·θ 렌즈(105)를 통한 레이저 빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 수평동기 미러(108)와; 수평동기 미러(108)에서 반사된 레이저 빔을 수광하여 동기를 맞추어 주기 위한 광센서(109)로 구성된다.As shown in the figure, a laser diode (100) for emitting a laser beam used as a light source; A collimator lens 101 which makes the laser beam emitted from the laser diode 100 into parallel light with respect to the optical axis; A cylinder lens 102 for making parallel light through the collimator lens 101 into linear light in a horizontal direction with respect to the sub-scanning direction; A polygon mirror 103 having a plurality of reflective surfaces for scanning by moving the linear light in the horizontal direction through the cylinder lens 102 at an isotropic speed; A polygon mirror driving motor 104 which rotates the polygon mirror 103 at an isotropic speed; An f · θ lens 105 having a constant negative refractive index with respect to the optical axis and polarizing light at an equilinear speed through the polygon mirror 103 in the main scanning direction and correcting spherical aberration to focus on the scanning surface; an imaging reflecting mirror 106 for reflecting the laser beam through the f? lens 105 vertically to form an image on the surface of the photosensitive drum 107 as an imaging surface in a point shape; a horizontal synchronous mirror 108 for reflecting the laser beam through the f? lens 105 in a horizontal direction; The optical sensor 109 is configured to receive the laser beam reflected from the horizontal synchronous mirror 108 and to synchronize the laser beam.

여기서 f·θ 렌즈(105)는, 폴리곤 미러(103)에서 등선속도로 굴절된 레이저 빔을 집속하여 편광시키는 구면수차 보정용 구면렌즈(105a)와, 구면렌즈(105a)를 통해 구면수차가 보정된 레이저 빔을 일정한 굴절률을 갖고 주 스캐닝 방향으로 편광시켜 주는 토릭렌즈(Toric Lens)(105b)를 포함한다. f·θ 렌즈(105)는 폴리곤 미러(103)에서 반사된 레이저 빔이 감광드럼(107)에서의 주사위치가 등거리가 되도록 보정하는 f·θ 보정을 수행한다.Here, the f · θ lens 105 includes a spherical aberration correcting spherical lens 105a for focusing and polarizing a laser beam refracted at an equilinear speed in the polygon mirror 103, and spherical aberration corrected through the spherical lens 105a. Toric Lens 105b for polarizing the laser beam in the main scanning direction with a constant refractive index. The f · θ lens 105 performs f · θ correction to correct the laser beam reflected from the polygon mirror 103 such that the dice on the photosensitive drum 107 are equidistant.

이러한 f·θ 렌즈(105)는 이미 주지된 바와 같이 레이저 빔을 감광드럼(107)에 결상시키며 또한 화상이 왜곡되는 것을 방지하기 위하여 감광드럼(107)에 결상된 레이저 빔을 등속으로 주사시키는 중요한 역할을 하며, 해상도 및 스캐닝 크기에 따라 다양한 형태로 구성되고 있다.This f · θ lens 105 is important for imaging the laser beam imaged on the photosensitive drum 107 at a constant speed so as to image the laser beam on the photosensitive drum 107 and to prevent the image from being distorted as already known. It plays a role and consists of various forms according to resolution and scanning size.

f·θ 렌즈는 레이저 프린터의 해상도가 고해상도일수록 그 구성이 복잡해지며 렌즈를 구성하는 매수도 증가하게 된다. 최근에는 재료비의 절감 및 조립의 단순성을 위해 비구면 등의 복잡한 면을 갖는 적은 수의 렌즈로 f·θ 렌즈를 구성하고 있다. 예를 들면 한 면이 토릭형상을 갖는 두 매의 렌즈로 f·θ 렌즈를 구성하거나, 비구면 렌즈 한 매와 원통형 렌즈 한 매로 이루어지는 두 매의 렌즈로 f·θ 렌즈를 구성하거나, 또는 양면이 비구면으로 된 한 매의 렌즈로 f·θ 렌즈를 구성하기도 한다.The higher the resolution of the laser printer, the more complicated the composition becomes, and the number of lenses constituting the lens increases. Recently, f · θ lenses are made up of a small number of lenses having complicated surfaces such as aspherical surfaces for reducing material costs and simplicity of assembly. For example, an f · θ lens may be composed of two lenses having a toric shape on one side, or an f · θ lens may be composed of two lenses consisting of an aspherical lens and a cylindrical lens, or both surfaces may be aspherical. An f · θ lens may be composed of a single lens.

그러나, 이와 같은 종래의 레이저 스캐닝 유니트에 의하면 다음과 같은 문제점이 발생한다.However, according to the conventional laser scanning unit, the following problems occur.

첫째, f·θ 렌즈는 면구성이 간단할수록 렌즈의 매수가 증가하게 되어 재료비의 증가 및 조립, 조정이 복잡해지고, 또한 1-2매 정도의 렌즈로 f·θ 렌즈를 구성할 경우에는 그 면의 형상이 복잡해져서 고도의 정밀가공과 설계기술이 필요한 문제점이 발생하며, 레이저 프린터의 해상도가 고해상도일수록 f·θ 렌즈의 구성이 더욱 복잡해지며 렌즈를 구성하는 매수도 증가하게 된다.First, the simpler the surface configuration of the f · θ lens is, the more the number of lenses increases, which increases the cost, assembly and adjustment of the material cost, and when the f · θ lens is composed of 1-2 lenses, the surface Due to the complexity of the shape, a problem arises that requires high precision processing and design technology. As the resolution of the laser printer becomes higher, the composition of the f · θ lens becomes more complicated, and the number of sheets forming the lens also increases.

둘째, 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐닝 수단이 폴리곤 미러인 경우, 폴리곤 미러의 반사면의 가공정도 및 면과 면 사이의 기울기 오차 등이 기기의 성능을 좌우하므로, 우수한 품질의 폴리곤 미러를 만들기 위해서는 재료비가 높아지는 문제점이 발생한다. 또한, 폴리곤 미러를 고속으로 회전시키기 위해 고성능의 구동용 모터가 필요하다.Second, when the scanning means for scanning the laser beam radiated from the laser diode is a polygon mirror, the degree of processing of the reflecting surface of the polygon mirror and the inclination error between the plane and the plane determine the performance of the device. In order to make the material cost increases the problem occurs. In addition, a high performance drive motor is required to rotate the polygon mirror at high speed.

이와 같이, 종래의 레이저 스캐닝 유니트는 그 구성이 복잡하고 재료비가 높아지는 문제점이 발생한다.As described above, the conventional laser scanning unit has a problem in that its configuration is complicated and the material cost is high.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저 스캐닝 유니트를 간단하게 구성하여 조립 및 조정을 손쉽게 할 수 있도록 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐닝 수단을 내부에 광 산란수단을 갖는 투명한 원통형 관과, 원통형 관의 양단에 광 산란수단을 이동시키는 진동자를 부착하여 형성하며, 스캐닝 수단에서 출력되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키는 결상렌즈를 배면 결상렌즈로 구성한 레이저 스캐닝 유니트를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a scanning means for scanning a laser beam emitted from a laser diode so as to easily configure and adjust the laser scanning unit. A transparent cylindrical tube having light scattering means and a vibrator for moving the light scattering means on both ends of the cylindrical tube, and an image forming lens for forming a laser beam output from the scanning means on a photosensitive drum with a back imaging lens. In providing a scanning unit.

도 1은 종래의 레이저 스캐닝 유니트를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a conventional laser scanning unit,

도 2는 본 발명에 따른 레이저 스캐닝 유니트를 나타낸 사시도,2 is a perspective view of a laser scanning unit according to the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 스캐닝 수단을 I-I선으로 절개한 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line I-I of the scanning means shown in FIG.

도 4는 도 2에 도시된 스캐닝 수단 내에서 전파되는 레이저 빔을 나타낸 상태도,4 is a state diagram showing a laser beam propagated in the scanning means shown in FIG.

도 5는 감광드럼에 결상되는 레이저 빔을 나타낸 상태도.5 is a state diagram showing a laser beam formed on a photosensitive drum.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

200 : 레이저 다이오드 210 : 레이저 빔 안내수단200: laser diode 210: laser beam guide means

220 : 콜리메이터 렌즈 230 : 스캐닝수단220: collimator lens 230: scanning means

240 : 등배 결상렌즈 250 : 결상용 반사미러240: equal magnification imaging lens 250: imaging reflection mirror

260 : 수평동기 미러 270 : 광센서260: horizontal synchronization mirror 270: optical sensor

280 : 감광드럼280: photosensitive drum

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 입력화상의 비디오신호에 따라 레이저 다이오드(LD)로부터 방사되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키고, 감광드럼에 형성되는 잠상을 종이에 전사함으로써 화상이미지를 재현하는 레이저 프린터에 있어서: 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈와, 콜리메이터 렌즈를 통한 평행광을 비디오 신호에 대응하는 소정의 위치에서 산란시키는 스캐닝 수단과, 스캐닝 수단에서 산란된 산란광을 감광드럼에 결상시키는 결상렌즈를 포함한다.A feature of the present invention for achieving the above object is to form an image of a laser beam radiated from a laser diode (LD) in accordance with a video signal of an input image on a photosensitive drum, and transfer the latent image formed on the photosensitive drum onto a paper. A laser printer reproducing a laser beam comprising: a collimator lens for making a laser beam radiated from a laser diode into parallel light; scanning means for scattering parallel light through the collimator lens at a predetermined position corresponding to a video signal; And an imaging lens for forming the scattered scattered light onto the photosensitive drum.

바람직하게, 스캐닝 수단은 적어도 감광드럼과 동일한 길이를 갖고, 내부에 공간이 형성되며, 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 투명한 매질로 구성되고, 내부 공간에 투명한 매질보다 광학적 굴절률인 높은 액체가 충진되는 원통형 관과, 원통형관의 내부 공간에서 액체의 파동에 의해 이동되며 레이저 빔을 산란시켜서 레이저 빔을 원통형 관의 외부로 방사시키는 레이저 빔 산란부와, 원통형 관의 길이방향 양단에 설치되어 액체를 파동시키는 진동자를 포함한다.Preferably, the scanning means has at least the same length as the photosensitive drum, has a space therein, is composed of a transparent medium capable of transmitting a laser beam, and is filled with a liquid filled with a liquid having a higher optical refractive index than the medium which is transparent to the internal space. A laser beam scattering part which is moved by the wave of the liquid in the inner space of the tube, the cylindrical tube and scatters the laser beam to radiate the laser beam to the outside of the cylindrical tube, and is installed at both ends in the longitudinal direction of the cylindrical tube to wave the liquid. It includes a vibrator.

여기서, 레이저 빔 산란부는 기포인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that a laser beam scattering part is bubble.

여기서, 결상렌즈는 등배 결상렌즈인 것이 바람직하다.Here, the imaging lens is preferably an equal magnification imaging lens.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in the following description there are shown a number of specific details, such as components of the specific circuit, which are provided only to help a more general understanding of the present invention that the present invention may be practiced without these specific details. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2에는 본 발명에 따른 레이저 스캐닝 유니트를 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 스캐닝 수단을 I-I선으로 절개한 단면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 2에 도시된 스캐닝 수단내에서 전파되는 레이저 빔을 나타낸 상태도가 도시되어 있고, 도 5에는 감광드럼에 결상되는 레이저 빔을 나타낸 상태도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a perspective view showing a laser scanning unit according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the scanning means shown in FIG. 2 taken along line II. FIG. 4 is a scanning means shown in FIG. A state diagram showing a laser beam propagating therein is shown, and FIG. 5 shows a state diagram showing a laser beam formed on a photosensitive drum.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 스캐닝 유니트는 레이저 빔을 방사시키는 레이저 다이오드(200), 입력된 화상신호에 대응하여 레이저 다이오드(200)를 온/오프 시키는 레이저 다이오드 구동부(미도시), 레이저 다이오드(200)에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝 수단(230)으로 안내하는 레이저 빔 안내수단(210), 레이저 빔 안내수단(210)에 부착되어 레이저 빔을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈(220), 콜리메이터 렌즈(220)를 통한 평행광을 감광드럼(280)과 평행한 방향으로 스캐닝시키는 스캐닝 수단(230), 스캐닝 수단(230)을 통한 레이저 빔을 감광드럼(280)에 결상시키는 결상렌즈(240), 결상렌즈(240)를 통한 레이저 빔을 수직으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(280)의 표면에 점상으로 결상시키는 결상용 반사미러(250), 결상렌즈(240)를 통한 레이저 빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 수평동기 미러(260), 수평동기 미러(260)에서 반사된 레이저 빔을 수광하여 동기를 맞추어 주기 위한 광센서(270)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the laser scanning unit according to the present invention includes a laser diode 200 for emitting a laser beam and a laser diode driver for turning on / off the laser diode 200 in response to an input image signal. ), A collimator lens attached to the laser beam guide means 210 and the laser beam guide means 210 for guiding the laser beam radiated from the laser diode 200 to the scanning means 230 ( 220), the imaging means for scanning parallel light through the collimator lens 220 in a direction parallel to the photosensitive drum 280, and the imaging for imaging the laser beam through the scanning means 230 on the photosensitive drum 280. An imaging reflector 250 and a laser through the imaging lens 240 reflect the laser beam through the lens 240 and the imaging lens 240 vertically to form an image on the surface of the photosensitive drum 280 as an image plane.A horizontal synchronous mirror 260 reflects the beam in the horizontal direction, and an optical sensor 270 for receiving and synchronizing the laser beam reflected from the horizontal synchronous mirror 260.

여기서, 스캐닝 수단(230)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 감광드럼(280)과 동일한 길이를 갖고 내부에 공간이 형성되며 빛을 투과시킬 수 있도록 투명한 매질의 원통형 관(231), 원통형 관(231)의 내부 공간에 충진되며 원통형 관(231)보다 광학적 굴절률이 높은 액체(232), 원통형 관(231)의 내부 공간에서 액체(232)의 파동에 의해 이동되어 원통형 관(231)으로 입사된 레이저 빔을 산란시켜 결상렌즈(240)로 레이저 빔을 방사하는 레이저 빔 산란부(233), 원통형 관(231)의 길이방향 양단에 설치되고 진동자 제어부(미도시)의 신호에 따라 액체(232)를 파동시키는진동자(234)를 포함한다.Here, the scanning means 230, as shown in Figure 3, has the same length as the photosensitive drum 280, the space is formed therein and the transparent tube of the transparent medium so as to transmit light, cylindrical tube The liquid 232 filled in the internal space of 231 and having a higher optical refractive index than the cylindrical tube 231 is moved by the wave of the liquid 232 in the internal space of the cylindrical tube 231 to enter the cylindrical tube 231. The laser beam scattering unit 233 for scattering the laser beam and radiating the laser beam with the imaging lens 240 is installed at both ends of the cylindrical tube 231 in the longitudinal direction, and the liquid 232 according to the signal of the vibrator controller (not shown). Oscillator 234 to oscillate.

여기서, 레이저 빔 산란부(233)는 액체(232) 내에서 자유롭게 왕복운동 할 수 있도록 내부에 공기 또는 소정의 기체가 유입되어 둥그런 형상을 가지며, 파동력에 의해 형태가 변형되지 않는 기포인 것이 바람직하다. 또한, 레이저 빔 산란부(233)는 레이저 프린터의 해상도에 대응하는 소정의 크기를 갖는데, 해상도가 높을수록 레이저 빔 산란부(233)의 크기는 작아진다.Here, the laser beam scattering unit 233 has a round shape by introducing air or a predetermined gas into the liquid 232 to freely reciprocate in the liquid 232, and is a bubble that is not deformed by a wave force. desirable. In addition, the laser beam scattering unit 233 has a predetermined size corresponding to the resolution of the laser printer. The higher the resolution, the smaller the size of the laser beam scattering unit 233.

또한, 결상렌즈(240)는 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 빔 산란부(233)에서 산란되어 스캐닝 수단(230)의 원통형 관(231) 밖으로 방사된 레이저 빔을 감광드럼(280)에 결상시키기 위한 것으로, 레이저 빔을 산란시킨 레이저 빔 산란부(233)의 위치와 감광드럼(280)에 결상되는 레이저 빔 스폿의 위치가 동일하도록 적어도 감광드럼(280)과 동일한 길이를 갖는 등배 결상렌즈인 것이 바람직하다.In addition, the imaging lens 240, as shown in FIG. 5, forms a laser beam scattered by the laser beam scattering unit 233 and radiated out of the cylindrical tube 231 of the scanning means 230 to the photosensitive drum 280. It is to be equalized imaging lens having at least the same length as the photosensitive drum 280 so that the position of the laser beam scattering unit 233 that scattered the laser beam and the position of the laser beam spot formed on the photosensitive drum 280 are the same. It is preferable.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 상세히 설명하기로 한다.The operation of the present invention having such a configuration will be described in detail.

입력화상의 비디오신호에 따라 레이저 다이오드(200)에서 방사된 레이저 빔은 레이저 빔 안내수단(210)에 의해 콜리메이터 렌즈(220)를 거쳐 평행광으로 변환된 후, 스캐닝 수단(230)으로 입사된다.The laser beam radiated from the laser diode 200 according to the video signal of the input image is converted into parallel light through the collimator lens 220 by the laser beam guiding means 210 and then incident to the scanning means 230.

스캐닝 수단(230)으로 입사된 레이저 빔은 도 4에 도시된 바와 같이, 스캐닝 수단(230)의 원통형 관(231) 밖으로 방사되지 않고 원통형 관(231) 내부에서 전파되기 위해서는 전반사가 되야 한다. 즉, 스캐닝 수단(230)에 입사된 레이저 빔이원통형 관(231) 내부에서 외부로 방사되지 않고 전부 반사되기 위해서는 레이저 빔의 입사각이 임계각보다 커야 하며, 원통형 관(231)의 굴절률보다 원통형 관(231) 내부 액체(232)의 굴절률이 커야 한다.As shown in FIG. 4, the laser beam incident on the scanning means 230 does not radiate out of the cylindrical tube 231 of the scanning means 230, but needs to be total internal reflection to propagate inside the cylindrical tube 231. That is, in order for the laser beam incident on the scanning means 230 to be totally reflected without being radiated outward from the inside of the cylindrical tube 231, the incident angle of the laser beam must be greater than the critical angle, and the cylindrical tube ( 231 The refractive index of the inner liquid 232 must be large.

따라서, 스캐닝 수단(230)으로 입사되는 레이저 빔의 입사각은 아래의 수학식 1과 같다.Therefore, the incident angle of the laser beam incident on the scanning means 230 is expressed by Equation 1 below.

여기서, nb= 스캐닝 수단의 원통형 관의 굴절률Where n b = refractive index of the cylindrical tube of the scanning means

nc= 스캐닝 수단의 내부 액체의 굴절률n c = refractive index of the liquid inside the scanning means

수학식 1과 같은 입사각으로 스캐닝 수단(230)의 원통형 관(231)에 입사된 레이저 빔은 원통형 관(231) 내부에서 전반사되어 전파된다.The laser beam incident on the cylindrical tube 231 of the scanning means 230 at the angle of incidence as shown in Equation 1 is totally reflected and propagated in the cylindrical tube 231.

한편, 레이저 빔 산란부(233)는 원통형 관(231)의 양단에 설치된 진동자(234)가 진동자 제어부(미도시)의 제어에 따라 진동함에 따라 원통형 관(231) 내부에서 왕복운동을 하게 된다. 즉, 원통형 관(231)의 양단에 설치된 진동자(234a, 234b) 중에서 제1 진동자(234a)가 진동자 제어부(미도시)의 제어에 따라 진동을 하게 되면, 그 진동력은 원통형 관(231) 내부의 액체(232)에 전달되고 이로 인해 원통형 관(231) 내부를 채운 액체(232)에서 파동이 일어난다. 이 파동력은 원통형 관(231) 내부에 기포형태로 존재하는 레이저 빔 산란부(233)에 전달되어 레이저 빔 산란부(233)는 원통형 관(231) 내부에서 제1 진동자(234a)의 반대쪽으로 이동하게 된다. 한편, 진동자 제어부(미도시)의 제어에 따라 제2 진동자(234b)가 진동되면, 레이저 빔 산란부(233)는 위와 같은 과정을 통해 제2 진동자(234b)의 반대쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 레이저 빔 산란부(233)는 원통형 관(231)의 양단에 설치된 제1, 제2 진동자(234a, 234b)의 진동에 따라 원통형 관(231) 내부에서 왕복운동을 하게 된다.On the other hand, the laser beam scattering unit 233 reciprocates in the cylindrical tube 231 as the vibrator 234 installed at both ends of the cylindrical tube 231 vibrates under the control of an oscillator controller (not shown). That is, when the first vibrator 234a vibrates under the control of an oscillator controller (not shown) among the vibrators 234a and 234b provided at both ends of the cylindrical tube 231, the vibration force is inside the cylindrical tube 231. Wave is generated in the liquid 232 that is delivered to the liquid 232 and fills the interior of the cylindrical tube 231. This wave force is transmitted to the laser beam scattering unit 233 which is present in a bubble form inside the cylindrical tube 231 so that the laser beam scattering unit 233 is opposite to the first vibrator 234a in the cylindrical tube 231. Will move. On the other hand, when the second vibrator 234b is vibrated under the control of the vibrator controller (not shown), the laser beam scattering unit 233 moves to the opposite side of the second vibrator 234b through the above process. Therefore, the laser beam scattering unit 233 reciprocates in the cylindrical tube 231 according to vibrations of the first and second vibrators 234a and 234b provided at both ends of the cylindrical tube 231.

따라서, 스캐닝 수단(230)으로 입사되어 전반사 형태로 전파되는 레이저 빔이 제1, 제2 진동자(234a, 234b)의 진동에 따라 원통형 관(231) 내부에서 왕복운동을 하는 레이저 빔 산란부(233)를 만나게 되면 산란을 일으키게 되며, 이 산란광을 원통형 관(231) 외부로 방사된다. 원통형 관(231) 외부로 방사된 산란광은 등배 결상렌즈(240)에 의해서 감광드럼(280)에 결상되어 하나의 레이저 빔 스폿을 형성한다.Accordingly, the laser beam scattering unit 233 reciprocates in the cylindrical tube 231 according to the vibration of the first and second vibrators 234a and 234b that enter the scanning means 230 and propagate in the total reflection form. When it meets) will cause scattering, the scattered light is emitted to the outside of the cylindrical tube (231). Scattered light emitted to the outside of the cylindrical tube 231 is formed on the photosensitive drum 280 by the equal magnification imaging lens 240 to form one laser beam spot.

여기서, 감광드럼(280)에 한 라인의 화상이미지가 형성되는 과정을 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 이때, 레이저 빔의 주주사방향은 원통형 관(231) 양단에 설치된 제2 진동자(234b)에서 제1 진동자(234a)로의 방향이라고 가정한다.Here, the process of forming a line image image on the photosensitive drum 280 will be described in more detail. In this case, it is assumed that the main scanning direction of the laser beam is a direction from the second vibrator 234b provided at both ends of the cylindrical tube 231 to the first vibrator 234a.

먼저, 레이저 다이오드(200)가 레이저 다이오드 구동부(미도시)의 제어에 의해 레이저 빔을 방사하면, 진동자 제어부(미도시)는 원통형 관(231)의 양단에 설치된 진동자(234) 중에서 제1 진동자(234a)를 진동시킨다. 제1 진동자(234a)의 진동에 의해 원통형 관(231) 내부의 액체(232)가 파동되고, 레이저 빔 산란부(233)는 액체(232)의 파동력에 의해 원통형 관(231) 내부에서 제2 진동자(234b) 쪽으로 이동한다.First, when the laser diode 200 emits a laser beam under the control of a laser diode driver (not shown), the vibrator controller (not shown) may include a first vibrator (not shown) among the vibrators 234 provided at both ends of the cylindrical tube 231. Vibrate 234a). The liquid 232 inside the cylindrical tube 231 is oscillated by the vibration of the first vibrator 234a, and the laser beam scattering unit 233 is formed inside the cylindrical tube 231 by the wave force of the liquid 232. 2 move toward the vibrator 234b.

레이저 빔이 감광드럼(280)의 스캔 시작위치에 도달하는지 확인하기 위하여 레이저 다이오드(200)에서 방사된 레이저 빔이 원통형 관(231)에 입사되면, 레이저 빔은 원통형 관(231) 내부에 전반사되면서 전파된다. 전반사되는 레이저 빔이 제1 진동자(234a)의 진동에 의해 원통형 관(231) 내부에서 제2 진동자(234b) 쪽으로 이동하는 레이저 빔 산란부(233)를 만나면, 레이저 빔은 산란된다. 이 산란광이 원통형 관(231) 외부로 방사되어 등배 결상렌즈(240)를 통해 수평동기를 맞추는 광센서(270)에 입사되면, 레이저 빔 산란부(233)가 감광드럼(280)의 스캔 시작위치에 위치한 것을 의미하므로, 레이저 다이오드 구동부(미도시)는 입력화상의 비디오신호에 따라 레이저 다이오드(200)의 온/오프를 제어한다.When the laser beam emitted from the laser diode 200 is incident on the cylindrical tube 231 to check whether the laser beam reaches the scanning start position of the photosensitive drum 280, the laser beam is totally reflected inside the cylindrical tube 231. It is spread. When the totally reflected laser beam encounters the laser beam scattering unit 233 moving toward the second vibrator 234b in the cylindrical tube 231 by the vibration of the first vibrator 234a, the laser beam is scattered. When the scattered light is radiated to the outside of the cylindrical tube 231 and is incident on the optical sensor 270 for level synchronization through the equalization imaging lens 240, the laser beam scattering unit 233 starts scanning of the photosensitive drum 280. The laser diode driver (not shown) controls the on / off of the laser diode 200 according to the video signal of the input image.

입력화상의 비디오신호에 따라 레이저 다이오드(200)에서 방사되어 콜리메이터 렌즈(220)를 통과한 평행빔이 스캐닝 수단(230)의 레이저 빔 산란부(233)에서 산란되고, 이 산란광이 결상렌즈(240)에 의해 감광드럼(280)에 이미지 잠상을 형성한다.Parallel beams emitted from the laser diode 200 and passed through the collimator lens 220 according to the video signal of the input image are scattered by the laser beam scattering unit 233 of the scanning means 230, and the scattered light is formed by the imaging lens 240. ) Forms an image latent image on the photosensitive drum 280.

한편, 원통형 관(231) 양단에 설치된 진동자(234) 중에서 감광드럼(280)에 한 라인의 이미지 잠상을 형성하기 위하여 제2 진동자(234b)를 진동시킨 진동자 제어부(미도시)는 기 설정된 소정시간이 경과되면, 즉 레이저 빔 산란부(233)가 원통형 관(231)의 다른 한 끝에 도달하는 시간이 경과되면, 제1 진동자(234a)를 진동시켜 레이저 빔 산란부(233)를 다시 처음의 위치로 이동시킨다.Meanwhile, an oscillator controller (not shown) which vibrates the second vibrator 234b to form a line of image latent image on the photosensitive drum 280 among the vibrators 234 installed at both ends of the cylindrical tube 231 may be preset for a predetermined time. When the elapsed time, that is, the time when the laser beam scattering unit 233 reaches the other end of the cylindrical tube 231 elapses, the first vibrator 234a is vibrated to return the laser beam scattering unit 233 to the initial position. Move to.

이와 같은 과정은 레이저 프린터의 한 라인의 스캔 시간내에 이루어지며, 한 라인의 화상이미지를 생성할 때마다 이와 같은 과정을 반복 수행하여감광드럼(280)에 이미지 잠상을 형성한다.This process is performed within the scan time of one line of the laser printer, and repeats this process every time an image image of one line is generated to form an image latent image on the photosensitive drum 280.

따라서, f·θ 렌즈와 폴리곤 미러 및 폴리곤 미러 구동용 모터를 생략할 수 있으므로 재료비를 절감할 수 있다.Therefore, the f? Lens and the polygon mirror and the polygon mirror driving motor can be omitted, thereby reducing the material cost.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 레이저 스캐닝 유니트에 따르면 f·θ 렌즈와 폴리곤 미러 및 폴리곤 미러 구동용 모터를 사용하지 않고 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐닝 수단을 내부에 광 산란수단을 갖는 투명한 관형으로 구성하고, 투명한 관형의 양측에 광 산란수단을 이동시키는 진동자를 부착하여 형성하며, 스캐닝 수단에서 출력되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키는 결상렌즈를 배면 결상렌즈로 구성함으로써, 레이저 스캐닝 유니트의 조립 및 조정이 용이하고 재료비를 절감할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the laser scanning unit according to the present invention, there is provided a scanning means for scanning a laser beam emitted from a laser diode without using an f · θ lens, a polygon mirror, and a polygon mirror driving motor. It consists of a transparent tubular shape having, and formed by attaching a vibrator for moving the light scattering means on both sides of the transparent tubular, by forming the imaging lens for imaging the laser beam output from the scanning means to the photosensitive drum, The assembly and adjustment of the scanning unit is easy and there is an advantage of reducing the material cost.

Claims (4)

입력화상의 비디오신호에 따라 레이저 다이오드(LD)로부터 방사되는 레이저 빔을 감광드럼에 결상시키고, 상기 감광드럼에 형성되는 잠상을 종이에 전사함으로써 화상이미지를 재현하는 레이저 프린터에 있어서:In a laser printer reproducing an image image by imaging a laser beam emitted from a laser diode (LD) in accordance with a video signal of an input image on a photosensitive drum and transferring the latent image formed on the photosensitive drum onto paper. 상기 레이저 다이오드에서 방사된 상기 레이저 빔을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈;A collimator lens for making the laser beam emitted from the laser diode into parallel light; 상기 콜리메이터 렌즈를 통한 평행광을 상기 비디오 신호에 대응하는 소정의 위치에서 산란시키는 스캐닝 수단;Scanning means for scattering parallel light through the collimator lens at a predetermined position corresponding to the video signal; 상기 스캐닝 수단에서 산란된 산란광을 상기 감광드럼의 소정의 위치에 결상시키는 결상렌즈를 포함하는 레이저 스캐닝 유니트.And an imaging lens for forming scattered light scattered by said scanning means at a predetermined position of said photosensitive drum. 제 1 항에 있어서, 상기 스캐닝 수단은,The method of claim 1, wherein the scanning means, 적어도 상기 감광드럼과 동일한 길이를 갖고, 내부에 공간이 형성되며, 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 투명한 매질로 구성되고, 상기 내부 공간에 상기 투명한 매질보다 광학적 굴절률인 높은 액체가 충진되는 원통형 관;A cylindrical tube having at least the same length as the photosensitive drum and having a space formed therein and having a transparent medium capable of transmitting the laser beam, and filled with a liquid having an optical refractive index higher than that of the transparent medium; 상기 원통형 관의 내부 공간에서 상기 액체의 파동에 의해 이동되며 상기 레이저 빔을 산란시켜서 상기 레이저 빔을 상기 원통형 관의 외부로 방사시키는 레이저 빔 산란부;A laser beam scattering unit which is moved by the wave of the liquid in the inner space of the cylindrical tube and scatters the laser beam to radiate the laser beam to the outside of the cylindrical tube; 상기 원통형 관의 길이방향 양단에 설치되어 상기 액체를 파동시키는 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트.And a vibrator installed at both ends of the cylindrical tube in a longitudinal direction to oscillate the liquid. 제 2 항에 있어서, 상기 레이저 빔 산란부는 기포인 것을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트.The laser scanning unit of claim 2, wherein the laser beam scattering unit is bubble. 제 1 항에 있어서, 상기 결상렌즈는 등배 결상렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트.The laser scanning unit of claim 1, wherein the imaging lens is an equal magnification imaging lens.
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