KR100323042B1

KR100323042B1 - 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈

Info

Publication number: KR100323042B1
Application number: KR1019990059543A
Authority: KR
Inventors: 유봉준
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2002-02-09
Also published as: KR20010065030A

Abstract

본 발명은 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈을 개시한다.

본 발명은, 베이스와; 베이스의 일측 후면에 위치되는 회로기판과; 회로기판의 일측면에 좌,우 및 상,하로 유동 가능하게 설치되며, 레이저 다이오드가 내장된 케이스와; 케이스의 전면에 고정 설치되며, 레이저 다이오드로부터 주사되는 빔의 광축 방향을 기준으로 좌,우에는 전,후 방향으로 따라 편평한 가이드 면이 형성되고, 중심부에는 전,후 방향을 따라 소정곡률의 배럴형 가이드면이 형성되며, 베이스 상면에 안착되는 슬라이더와; 슬라이더를 베이스 상면에 위치 고정시키기 위한 고정수단과; 슬라이더의 배럴형 가이드면에 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 안착되며, 원통형 몸체와, 이 몸체의 양측면으로부터 연장되어 슬라이더의 편평한 가이드면에 안착되는 가이드편을 갖는 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것으로서, 케이스가 결합된 슬라이더를 베이스상면에 복수의 고정 스크류 체결작업 없이 한쌍의 판 스프링 부재를 베이스상에 결합시키는 것을 통해 위치 고정시킬 수 있게된다.

따라서 작업성 향상에 따른 생산성의 향상을 꾀한 이점이 있으며, 특히 고정 스크류의 체결 작업과정에서 발생될 수 있는 광축의 어긋남을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈{Laser diode module for optical scanning device}

본 발명은 광 주사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감광드럼상에 초점을 형성하기 위한 발광부인 레이저 다이오드 모듈(laser diode module)에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 프린터에 적용되고 있는 광 주사장치의 구조를 보면, 도 1 및 도 2에 나타내 보인 바와 같이, 대략 직사각형의 하우징(1)을 구비하며, 이 하우징(1)의 내부에는 발광부 즉, 광원인 레이저 다이오드 모듈이 위치된다.

이 레이저 다이오드 모듈은 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드(3)와, 이 레이저 다이오드(3)로부터 주사된 빔을 평행광으로 정형시키는 콜리메이터 렌즈(4) 그리고 정형된 평행광의 일부만을 통과시키기 위한 장방형 구멍(5a)이 형성된 슬릿(slit;5)으로 이루어진다.

그리고 슬릿(5)을 통과한 빔의 경로상에는 주사된 빔을 부주사방향으로 수렴하기 위한 실린드리컬 렌즈(6)와, 고속으로 회전되면서 실린드리컬 렌즈(6)를 통과한 빔을 일정의 화각으로 반사 시키기 위한 다수의 반사면을 갖는 폴리건 미러(7)가 위치된다.

또한 폴리건 미러(7)의 전방에는 감광드럼(9)상에 빔을 스폿(spot)하기 위한 것으로서, 토릭렌즈(8a)와 비구면렌즈인 포커싱렌즈(8b)로 이루어진 f-θ렌즈 즉, 주사렌즈(8)가 위치된다.

이와같은 구성을 갖는 광 주사장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

레이저 모듈을 구성하고 있는 레이저 다이오드(3)로부터 빔이 주사되면, 이 빔은 콜리메이터렌즈(4)를 거치면서 수평의 주주사(main scanning direction)와 수직의 부주사(sub scanning direction)가 평행한 평행빔으로 정형된 다음 슬릿(5)의 장방형 구멍(5a)과 실린드리컬 렌즈(6)를 통과하면서 부주사방향으로 수렴된다.

이와같이 부주사방향으로 수렴된 빔은 고속으로 회전하고 있는 폴리건 미러(7)에서 일정의 화각을 갖는 상태로 반사되고, 토릭렌즈(8a)와 포커싱렌즈(8b)로 이루어진 주사렌즈(8)에 의해 주주사방향으로 수렴된 상태로 감광드럼(9)상에 초점이 맺혀 원하는 화상(畵像)을 얻게된다.

한편, 이와같은 광 주사장치에 있어서, 특히 레이저 다이오드 모듈은 그 조립 상태에 따라 각 렌즈들의 조립 위치 그리고 감광드럼(9)상에 맺히는 초점의 상태가 좌,우되는 것이기 때문에 매우 고정밀도의 조립을 요구하고 있다.

도 3 및 도 4에는 일반적인 레이저 다이오드 모듈의 조립 상태를 나타내 보였다.

레이저 다이오드(3)는 기판(10)상에 위치되며, 이 기판(10)에는 전면 내주면에 나사산(11a)이 형성된 케이스(11)가 결합된다.

케이스(11)의 나사산(11a)으로는 전방에 소정깊이의 삽입홈(12a)이 형성된 홀더(12)가 나사 결합되며, 이 홀더(12)의 삽입홈(12a)으로는 고정구(13)를 통해 콜리메이터 렌즈(4)가 내장된다.

또한 홀더(12)의 전방에는 장방형 구멍(5a)이 형성된 슬릿(5)이 결합된다.

이때 케이스(10)의 후면과 홀더(12)의 후면 사이에는 외부로 부터의 충격등에 의해 홀더(12)가 유동되는 것이 방지되도록 홀더(12)를 외측방향으로 탄성지지하는 스프링(14)이 개재된다.

이와같은 구성을 갖는 레이저 다이오드 모듈은, 콜리메이터렌즈(4)가 내장된 홀더(12)를 케이스(11)를 따라 전,후진 시킴으로써 콜리메이터렌즈(3)의 광축거리를 조정하게 된다.

그리고 도 3a 내지 도 3c 에 나타내 보인 바와 같이 기판(10)상에 고정스크류(s)를 통해 고정된 레이저 다이오드(3)를 고정스크류(s)의 풀고 조이는 과정을 통해 기판(10)을 중심으로 상,하 및 좌,우 방향으로 이동시킴으로써 레이저 다이오드(3)의 광축이 조정된다.

그러나 이와같은 종래 레이저 다이오드 모듈에 있어서는, 다음에 열거하는 많은 문제점을 내재하고 있다.

첫째, 콜리메이터 렌즈(4)가 내장되는 홀더(12)와 케이스(11) 그리고 콜리메이터렌즈(4)를 홀더(12)상에 위치 고정시키기 위한 고정구(13)와 스프링(14)등 다수의 부품이 필요함으로써 부품수 증가에 따른 단가상승과 조립 작업성의 저하를 초래하였다.

둘째, 케이스(11)를 중심으로 홀더(12)를 전,후 방향으로 이송시키기 위해서는 별도로 홀더(12)를 조정할 수 있는 공구가 필요로 하여 이 또한 단가상승을 초래하는 요인이 되었다.

셋째, 홀더(12)가 스프링(14)과 고정구(13)를 통해 어느정도 유동이 방지된상태를 유지하는 것이지만, 계속되는 외부로 부터의 충격이나 어느 일정시간이 경과된 후에 스프링(14)의 탄성력이 변화됨으로써 홀더(12)의 유동이 초래되어 콜리메이터 렌즈(4)와 레이저 다이오드(3)간의 광축 거리가 변화되는 문제점이 야기된다.

넷째, 케이스(11)내주면과 홀더(12)의 외주면을 나사가공 하는 과정에서 가공 오차가 발생되고, 이에따라 생산되는 부품의 품질이 균일화 되지 못하는 문제점이 있다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은, 특허 출원 98-39364호를 통해 개선된 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈을 제안한 바 있다.

즉, 도 5 및 도 6에 나타내 보인 바와 같이, 베이스(50)와, 이 베이스(50)의 후면에 위치되는 회로기판(51)을 구비한다.

회로기판(51)의 일측면에는 레이저 다이오드(52)가 내장된 케이스(53)가 좌,우 및 상,하로 유동 가능하게 설치된다.

케이스(53)의 전면에는 슬라이더(54)가 고정 설치되는 바, 이 슬라이더(54)에는 레이저 다이오드(52)로부터 주사되는 빔의 광축 방향을 기준으로 하여 좌,우에 전후 방향을 따라 편평한 가이드면(54a)이 형성되며, 중심부에는 전,후 방향을 따라 소정 곡률의 배럴형 가이드면(54b)이 형성된다.

그리고 이 케이스(53)와 슬라이더(54)는 베이스(50) 상면에 안착되어 복수의 고정 스크류(S)를 통해 위치 고정된다.

슬라이더(54)의 배럴형 가이드면(54b)에는 렌즈 홀더(55)가 전,후 방향으로슬라이딩 가능하게 안착된다.

이 렌즈 홀더(55)는 콜리메이터 렌즈(56)가 삽입되는 원통형 몸체(55a)를 구비하며, 이 원통형 몸체(55a)의 양측면으로 부터는 슬라이더(54)의 편평한 가이드면(54a)에 안착될 수 있도록 가이드 편(55a)이 연장 형성된다.

이와같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈에 있어서는, 콜리메이터 렌즈와 레이저 다이오드간의 광축 거리 조정이 매우 용이한 이점이 있는 반면에 베이스(50) 상면에 케이스(53) 및 슬라이더(54)를 복수의 고정 스크류(S)를 통해 위치 고정시킴으로써 생산성의 저하를 초래하였으며, 특히 고정 스크류(S)를 통해 위치 고정시키는 과정에서 슬라이더(54) 및 케이스(53)의 위치가 변경될 우려가 야기됨으로써 결과적으로 레이저 다이오드(52)로부터 주사되는 레이저 빔의 광축이 벗어날 우려가 야기된다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 콜리메이터렌즈와 레이저 다이오드간의 광축 거리 조정이 매우 용이하며, 부품수 감소에 따른 단가절감과 작업성의 향상 그리고 다량 생산되는 부품의 품질이 균일하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 일반적인 광 주사장치를 개념적으로 나타낸 평면도 및 정면도,

도 3a 내지 도 3c은 종래 레이저 다이오드 모듈의 좌측면도, 정면도 및 우측면도,

도 4는 종래 레이저 다이오드 모듈의 결합 단면도,

도 5 및 도 6은 본 출원인이 선출원한 레이저 다이오드 모듈의 사시도 및 단면도,

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 사시도 및 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50 : 베이스 51 : 회로기판

52 : 레이저 다이오드 53 : 케이스

54 : 슬라이더 100 : 판 스프링부재

110 : 고정편 111 : 걸림홈

120,130 : (복수의)탄성편 140 : 걸림편

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈은, 베이스와; 상기 베이스의 일측 후면에 위치되는 회로기판과; 상기회로기판의 일측면에 좌,우 및 상,하로 유동 가능하게 설치되며, 레이저 다이오드가 내장된 케이스와; 상기 케이스의 전면에 고정 설치되며, 상기 레이저 다이오드로부터 주사되는 빔의 광축 방향을 기준으로 좌,우에는 전,후 방향으로 따라 편평한 가이드 면이 형성되고, 중심부에는 전,후 방향을 따라 소정곡률의 배럴형 가이드면이 형성되며, 상기 베이스 상면에 안착되는 슬라이더와; 상기 슬라이더를 상기 베이스 상면에 위치 고정시키기 위한 고정수단과; 상기 슬라이더의 배럴형 가이드면에 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 안착되며, 원통형 몸체와, 이 몸체의 양측면으로부터 연장되어 슬라이더의 편평한 가이드면에 안착되는 가이드편을 갖는 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 고정수단은, 상기 레이저 다이오드의 광축 방향을 기준으로 하여, 이와 직교되는 상기 베이스의 좌,우 양측면에 각각 위치되며, 일단이 베이스의 측면에 고정되는 고정편과, 이 고정편으로부터 각각 연장 형성되어 상기 슬라이더의 상면과 후면을 탄력적으로 가압 지지하는 복수의 탄성편으로 이루어진 판 스프링부재로 이루어진 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 한 특징은, 상기 판 스프링 부재의 고정편을 상기 베이스의 측면에 고정시키도록, 상기 베이스의 측면에 하부를 향하여 넓은 폭을 갖도록 경사지게 걸림편을 형성하고, 이 걸림편에 걸림되도록 상기 고정편에 걸림홈을 마련하여 된 것에 있다.

이하 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명 레이저 다이오드 모듈의 사시도이고, 도 8은 정면도이다. 그리고 이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하며 동일부품에는 동일한 부호를 부여하였다.

먼저 도 5 및 도 6을 참조하면, 베이스(50)와, 이 베이스(50)의 후면에 위치되는 회로기판(51)을 구비한다.

그리고 이 케이스(53)와 슬라이더(54)는 베이스(50) 상면에 안착되어 고정수단을 통해 위치 고정된다.

이러한 고정수단은 실질적으로 본 발명의 특징적인 요소를 갖고 있는 것으로서, 도 7에 나타내 보인 바와 같이, 레이저 다이오드(52)의 광축 방향을 기준으로 하여, 이와 직교되는 베이스(50)의 좌,우 양측면에 각각 대칭적으로 위치되는 한쌍의 판 스프링부재(100)로 이루어진다.

이러한 판 스프링부재(100)의 상세한 구조를 보면, 베이스(50)의 측면에 밀착되어 위치 고정되는 고정편(110)을 구비한다.

이 고정편(110)으로 부터는 각각 복수의 탄성편(120,130)이 연장 형성되는바, 일측의 탄성편(120)은 슬라이더(54)의 상면으로 절곡되어 연장 형성됨으로써 상면을 탄력적으로 가압지지하게 되며, 타측의 탄성편(130)은, 슬라이더(54)의 후면에 위치되어 역시 탄력적으로 가압 지지한다.

한편, 이들 고정편(110)과 복수의 탄성편(120,130)은 각각 일체로 형성되며, 프레스 가공을 통해 성형되고 밴딩 가공을 통해 소정의 탄성력을 부여받게된다.

이때 판 스프링부재(100)의 고정편(110)을 베이스(50)의 측면에 위치 고정시킴에 있어서는, 베이스(50)의 측면에 하부를 향하여 넓은 폭을 갖도록 경사지게 걸림편(140)을 돌출 형성시키고, 고정편(110)에는 걸림홈(111)을 형성함으로써 이루어진다.

즉, 판 스프링부재(100)의 고정편(110)을 베이스(50)의 측면에 밀착시킨채 하방으로 가압하게 되면, 걸림편(140)을 따라 안내되어 이송되면서 걸림홈(111)이 걸림편(140)에 삽입됨으로써 이탈이 방지된채 견고하게 위치 고정되게 되는 것이다.

전술한 슬라이더(54)의 배럴형 가이드면(54b)에는 렌즈 홀더(55)가 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 안착된다.

이와같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈은, 슬라이더(54)와 케이스(53)를 베이스(50) 상면에 안착 시킨 상태에서 한쌍의판 스프링부재(100)를 베이스(50)의 상면에 결합 시키는 것을 통해 슬라이더(54)는 베이스(50) 상면에 견고히 위치 고정되게 된다.

즉, 판 스프링부재(100)의 고정편(110)이 걸림홈(111)을 통해 베이스(50) 측면에 걸림편(140)에 걸림되어 위치 고정되게 되고, 동시에 고정편(110)과 일체로 형성된 복수의 탄성편(120,130)이 슬라이더(54)의 상면과 후면을 탄력적으로 가압 지지함으로써 슬라이더(54)가 베이스(50) 상면에 견고히 위치 고정되게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈에 의하면, 케이스가 결합된 슬라이더를 베이스상면에 복수의 고정 스크류 체결작업 없이 한쌍의 판 스프링 부재를 베이스상에 결합시키는 것을 통해 위치 고정시킬 수 있게된다.

Claims

베이스와;

상기 베이스의 일측 후면에 위치되는 회로기판과;

상기 회로기판의 일측면에 좌,우 및 상,하로 유동 가능하게 설치되며, 레이저 다이오드가 내장된 케이스와;

상기 케이스의 전면에 고정 설치되며, 상기 레이저 다이오드로부터 주사되는 빔의 광축 방향을 기준으로 좌,우에는 전,후 방향으로 따라 편평한 가이드 면이 형성되고, 중심부에는 전,후 방향을 따라 소정곡률의 배럴형 가이드면이 형성되며, 상기 베이스 상면에 안착되는 슬라이더와;

상기 슬라이더를 상기 베이스 상면에 위치 고정시키기 위한 고정수단과;

상기 슬라이더의 배럴형 가이드면에 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 안착되며, 원통형 몸체와, 이 몸체의 양측면으로부터 연장되어 슬라이더의 편평한 가이드면에 안착되는 가이드편을 갖는 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 고정수단은, 상기 레이저 다이오드의 광축 방향을 기준으로 하여, 이와 직교되는 상기 베이스의 좌,우 양측면에 각각 위치되며, 일단이 베이스의 측면에 고정되는 고정편과, 이 고정편으로부터 각각 연장 형성되어 상기 슬라이더의 상면과 후면을 탄력적으로 가압 지지하는 복수의 탄성편으로 이루어진 판 스프링부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈.
제 2 항에 있어서, 상기 판 스프링 부재의 고정편을 상기 베이스의 측면에 고정시키도록, 상기 베이스의 측면에 하부를 향하여 넓은 폭을 갖도록 경사지게 걸림편을 형성하고, 이 걸림편에 걸림되도록 상기 고정편에 걸림홈을 마련하여 된 것을 특징으로 하는 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈.