KR100340759B1 - 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈 - Google Patents

광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈을 개시한다.
본 발명은, 중심 내면에 전,후 방향을 따라 배럴형 가이드 면이 형성되고, 이 배럴형 가이드 면을 중심으로 양측면에는 편평한 가이드 면이 형성되며, 후면에는 소정직경의 삽입구멍이 관통 형성된 가이더와; 회로기판에 결합되며, 가이더의 삽입구멍에 끼워 삽입되는 레이저 다이오드와; 가이더의 배럴형 가이드면을 따라 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 중심면에는 레이저 다이오드로부터 주사되는 레이저 빔을 정형시키는 콜리메이터 렌즈가 결합된 원통형 몸체와, 이 원통형 몸체의 양측면으로부터 연장 형성되어 가이더의 편평한 가이드 면에 안착되는 가이드 편으로 이루어진 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것으로서, 하나의 가이더상에 콜리메이트 렌즈가 개재된 렌즈 홀더와 소정파장의 레이저 빔을 주사하는 레이저 다이오드를 결합시킬 수 있다.
따라서 종래와 같이 콜리메이트 렌즈가 개재된 렌즈 홀더 및 레이저 다이오드를 수납하고 있는 케이스를 별도로 조정할 필요가 없게되어 작업성의 향상을 꾀할 수 있는 이점이 있으며, 특히 렌즈 홀더를 전,후 방향으로 슬라이딩 이송시키는 것을 통해 광축 조정을 용이하게 행할 수 있어 이를 통해서도 작업성의 향상을 꾀할 수 있는 효과를 얻게된다.

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 보조 케이스(15)에 수납된채 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 콜리메이터 렌즈(3)와 레이저 다이오드(3)간의 광축 거리를 조정하게 된다.
그리고 도 3(a) 내지 도 3(c)에 나타내 보인 바와 같이 기판(10)상에 고정스크류(s)를 통해 고정된 레이저 다이오드(3)가 내장된 보조 케이스(15)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 콜리메이터 렌즈(4)를 홀더(12)상에 위치 고정시키기 위한 고정구(13)와 스프링(14) 및 레이저 다이오드(3)를 수납하기 위한 보조 케이스(15)등 다수의 부품을 구비하여야 함으로써 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 방지된 상태를 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.
본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 콜리메이터렌즈와 레이저 다이오드간의 광축 거리 조정이 매우 용이하며, 특히 부품수 감소에 따른 단가절감과 작업성의 향상을 꾀할 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 3(a) 내지 도 3(c)은 종래 레이저 다이오드 모듈의 좌측면도, 정면도 및 우측면도,
도 4는 종래 레이저 다이오드 모듈의 결합 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 일실시예를 보인 사시도,
도 6은 도 5의 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 사시도,
도 8은 도 7의 결합 단면도,
도 9는 본 발명의 정면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 가이더 110 : 배럴형 가이드 면
120 : 편평한 가이드면 130 : 삽입구멍
140,160 : (접착제)저장홈
150 : 절개홈 200 : 레이저 다이오드
300 : 렌즈 홀더 310 : 원통형 몸체
320 : 가이드 편 330 : 연장편
400 : 회로기판 500 : 콜리메이트 렌즈
이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 일실시예는, 중심 내면에 전,후 방향을 따라 배럴형 가이드 면이 형성되고, 이 배럴형 가이드 면을 중심으로 양측면에는 편평한 가이드 면이 형성되며, 후면에는 소정직경의 삽입구멍이 관통 형성된 가이더와; 회로기판에 결합되며, 상기 가이더의 삽입구멍에 끼워 삽입되는 레이저 다이오드와; 상기 가이더의 배럴형 가이드면을 따라 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 중심면에는 상기 레이저 다이오드로부터 주사되는 레이저 빔을 정형시키는 콜리메이터 렌즈가 결합된 원통형 몸체와, 이 원통형 몸체의 양측면으로부터 연장 형성되어 상기 가이더의 편평한 가이드 면에 안착되는 가이드 편으로 이루어진 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 상기 렌즈 홀더는 가이드 편과 상기 가이더의 편평한 가이드면 사이에 개재되는 접착제를 통해 가이더의 상면에 위치 고정되는 것에 특징이 있다.
본 발명의 상기 렌즈 홀더의 가이드 편의 단부와 인접된 상기 가이더의 편평한 가이드면에는 접착제가 유입되어 저장될 수 있도록 전,후 방향을 따라 소정깊이의 저장홈이 형성되는 것에 특징이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 다른 실시예는, 중심면에 전,후 방향을 따라 배럴형 가이드 면이 형성되고, 이 배럴형 가이드 면을 중심으로 양측 내면에는 편평한 가이드 면이 형성되며, 후면에는 소정직경의 삽입구멍이 관통 형성되고, 상면에는 전방으로부터 후방을 향하여 소정폭으로 절개홈이 형성된 가이더와; 회로기판에 결합되며, 상기 가이더의 삽입구멍에 끼워 삽입되는 레이저 다이오드와; 상기 가이더의 배럴형 가이드면을 따라 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 중심면에는 상기 레이저 다이오드로부터 주사되는 레이저 빔을 정형시키는 콜리메이터 렌즈가 결합된 원통형 몸체와, 이 원통형 몸체의 양측면으로부터 연장 형성되어 상기 가이더의 편평한 가이드 면에 안착되는 가이드 편과, 상기 원통형 몸체의 중심 상면으로부터 연장 형성되어 상기 가이더의 절개홈 외측으로 노출되는 연장편으로 이루어진 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가이더의 절개홈과 인접된 상면에는 소정깊이로 저장홈이 형성되고, 이 저장홈과 상기 절개홈 사이로 노출된 연장편 사이로 접착제가 개재되어 상기 렌즈 홀더가 상기 가이더상에 위치 고정되도록 한 것에 특징이 있다.
이하 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 일실시예를 보인 사시도이고, 도 6은 단면도이다. 그리고 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 8은 도 7의 결합 단면도이며, 도 9는 정면도이다.
먼저 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈의 일실시예를 설명한다.
이는, 크게 가이더(guider;100)와 레이저 다이오드(laser diode;200) 및 렌즈 홀더(lens holder;300)로 대별된다.
가이더(100)는, 중심 내면에 전,후 방향을 따라 배럴형 가이드 면(110)이 형성되며, 이 배럴형 가이드 면(110)을 중심으로 양측면에는 편평한 가이드 면(120)이 형성된다.
또한 후면에는 소정직경의 삽입구멍(130)이 형성된다.
레이저 다이오드(200)는, 소정파장의 레이저 빔을 주사하는 것으로서, 회로기판(400)에 결합된채 가이더(100)의 삽입구멍(130)에 끼워 삽입된다.
렌즈 홀더(300)는, 가이더(100)에 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로서, 배럴형 가이드 면(110)에 안착될 수 있도록 원통형 몸체(310)를 구비하며, 이 원통형 몸체(310) 내면에는 레이저 다이오드(200)로부터 주사된 빔의 정형시키는 콜리메이트 렌즈(500)가 삽입된다.
렌즈 홀더(300)의 원통형 몸체(310)의 양측면으로 부터는 가이더(100)의 편평한 가이드 면(120)에 안착될 수 있도록 가이드 편(320)이 연장 형성된다.
그리고 렌즈 홀더(300)의 가이더(100)상에 위치 고정시키기 위한 것으로서, 즉, 렌즈 홀더(300)를 전,후 방향으로 슬라이딩 이송시키면서 콜리메이트 렌즈(500)를 통해 광축 거리를 조정한 상태에서 위치 고정시키기 위한 것으로서, 렌즈 홀더(300)의 가이드 편(320)과 가이더(100)의 편평한 가이드 면(120) 사이에는 접착제(미도시)가 개재된다.
이때 접착제를 통해 좀더 효과적으로 렌즈 홀더(300)를 가이더(100)상에 위치 고정시키도록 하기 위한 것으로서, 렌즈 홀더(300)의 가이드 편(320)의 단부와 인접된 가이더(100)의 편평한 가이드면(120)에는 접착제가 유입되어 저장될 수 있도록 전,후 방향을 따라 소정깊이의 저장홈(140)이 더 마련된다.
이와같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈은, 하나의 가이더(100)상에 레이저 다이오드(200)와 콜리메이트 렌즈(500)가 내장된 렌즈 홀더(300)를 모두 장착시킬 수 있게된다.
즉, 레이저 다이오드(200)는 가이더(100)의 후면에 마련된 삽입구멍(130)으로 직접 삽입되어 위치 고정되며, 콜리메이트 렌즈(500)를 내장한 렌즈 홀더(300)는 접착제를 통해 가이더(100)의 상면에 위치 고정되게 되는 것이다.
따라서 종래와 같이 별도로 레이저 다이오드(200)와 렌즈 홀더(300) 상호간을 위치 조정하면서 광축을 조정하는 작업이 수반되지 않고, 단지 렌즈 홀더(300)를 가이더(100)의 배럴형 가이드 면(110)을 따라 전,후 방향으로 이송하는 것을 통해 용이하게 광축 조정이 가능하게 된다.
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하며, 일 실시예를 참조하여 설명한다.
이는, 가이더(100)와 레이저 다이오드(200) 및 렌즈 홀더(300)로 대별된다.
가이더(100)의 중심면에는 전,후 방향을 따라 배럴형 가이드 면(110)이 형성되며, 이 배럴형 가이드 면(110)을 중심으로 양측 내면에는 편평한 가이드 면(120)이 형성된다.
또한 후면에는 소정직경의 삽입구멍(130)이 관통 형성되며, 상면에는 전방으로부터 후방을 향하여 소정 폭으로 절개홈(150)이 형성된다.
레이저 다이오드(200)는 소정파장의 레이저 빔을 주사하는 것으로서, 회로기판(400)에 결합된채 가이더(100)의 삽입구멍(130)에 끼워 삽입되어 위치 고정된다.
렌즈 홀더(300)는, 가이더(100)에 안착되어 전,후 방향으로 슬라이딩 이송되는 것으로서, 특히 가이더(100)의 배럴형 가이드 면(110)에 안착되어 슬라이딩 이송될 수 있도록 원통형 몸체(310)를 구비하며, 이 원통형 몸체(310)에는 레이저 다이오드(200)로부터 주사된 빔을 평행광으로 정형시키는 콜리메이트 렌즈(400)가 삽입된다.
한편, 렌즈 홀더(300)의 원통형 몸체(310)의 양측면으로 부터는 가이더(100)의 편평한 가이드 면(120)에 안착될 수 있도록 가이드 편(320)이 연장 형성되며, 중심 상면에는 전,후 방향으로 연장편(330)이 연장 형성된다.
렌즈 홀더(300)의 중심 상면에 연장 형성된 연장편(330)은 가이더(100)의 절개홈(150) 외측으로 노출되게 되며, 이 연장편(330)이 가이더(100)의 절개홈(150) 외측으로 노출되는 것에 의해 렌즈 홀더(300)는 가이더(100)를 중심으로 좌,우 방향으로 유동되는 것이 방지된다.
이때 전술한 연장편(330)이 노출된 가이더(100)의 상면에는 소정깊이로 저장홈(160)이 더 형성되는 바, 이 저장홈(160)으로는 접착제가 개재됨으로써 전술한 연장편(330)을 접착 고정시키는 역할을 한다.
즉, 접착제를 통해 연장편(330)을 가이더(100) 상면에 접착 고정시키는 것을 통해 렌즈 홀더(300)가 가이더(100)상에 위치 고정되게 되는 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈은, 하나의 가이더(100)상에 레이저 다이오드(200)와 콜리메이트 렌즈(500)가 내장된 렌즈 홀더(300)를 모두 장착시킬 수 있게된다.
즉, 레이저 다이오드(200)는 가이더(100)의 후면에 마련된 삽입구멍(130)으로 직접 삽입되어 위치 고정되며, 콜리메이트 렌즈(500)를 내장한 렌즈 홀더(300)는 가이더(100)의 절개홈(150) 외측으로 노출된 연장편(330)과 가이더(100)의 저장홈(160) 사이에 개재되는 접착제를 통해 가이더(100)상에 위치 고정되게 되는 것이다.
따라서 종래와 같이 별도로 레이저 다이오드(200)와 렌즈 홀더(300) 상호간을 위치 조정하면서 광축을 조정하는 작업이 수반되지 않고, 단지 렌즈 홀더(300)를 가이더(100)의 배럴형 가이드 면(110)을 따라 전,후 방향으로 이송하는 것을 통해 용이하게 광축 조정이 가능하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈에 의하면, 하나의 가이더상에 콜리메이트 렌즈가 개재된 렌즈 홀더와 소정파장의 레이저 빔을 주사하는 레이저 다이오드를 결합시킬 수 있다.
따라서 종래와 같이 콜리메이트 렌즈가 개재된 렌즈 홀더 및 레이저 다이오드를 수납하고 있는 케이스를 별도로 조정할 필요가 없게되어 작업성의 향상을 꾀할 수 있는 이점이 있으며, 특히 렌즈 홀더를 전,후 방향으로 슬라이딩 이송시키는 것을 통해 광축 조정을 용이하게 행할 수 있어 이를 통해서도 작업성의 향상을 꾀할 수 있는 효과를 얻게된다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 중심면에 전,후 방향을 따라 배럴형 가이드 면이 형성되고, 이 배럴형 가이드 면을 중심으로 양측 내면에는 편평한 가이드 면이 형성되며, 후면에는 소정직경의 삽입구멍이 관통 형성되고, 상면에는 전방으로부터 후방을 향하여 소정폭으로 절개홈이 형성된 가이더와;
    회로기판에 결합되며, 상기 가이더의 삽입구멍에 끼워 삽입되는 레이저 다이오드와;
    상기 가이더의 배럴형 가이드면을 따라 전,후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 중심면에는 상기 레이저 다이오드로부터 주사되는 레이저 빔을 정형시키는 콜리메이터 렌즈가 결합된 원통형 몸체와, 이 원통형 몸체의 양측면으로부터 연장 형성되어 상기 가이더의 편평한 가이드 면에 안착되는 가이드 편과, 상기 원통형 몸체의 중심 상면으로부터 연장 형성되어 상기 가이더의 절개홈 외측으로 노출되는 연장편으로 이루어진 렌즈 홀더;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가이더의 절개홈과 인접된 상면에는 소정깊이로 저장홈이 형성되고, 이 저장홈과 상기 절개홈 사이로 노출된 연장편 사이로 접착제가 개재되어 상기 렌즈 홀더가 상기 가이더상에 위치 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980014039A (ko) * 1996-08-07 1998-05-15 구자홍 펌프의 자동급수 운전장치

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KR19980014039A (ko) * 1996-08-07 1998-05-15 구자홍 펌프의 자동급수 운전장치

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