KR100374598B1

KR100374598B1 - 광 주사유니트

Info

Publication number: KR100374598B1
Application number: KR10-2000-0012846A
Authority: KR
Inventors: 김영일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2003-03-04
Also published as: KR20010091315A

Abstract

회전력을 제공하는 구동모터와, 구동모터에 설치되고 입사광을 회절 편향시키도록 형성된 홀로그램 패턴을 가지며 회전에 의해 주사선을 형성하는 편향디스크와, 편향디스크의 일면에 대면되게 위치되어 편향디스크의 일 입사위치에 광을 조사하는 광원을 포함하는 광 주사유니트에 있어서, 광원의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 온도유지수단을 포함하여, 주위 온도변화에 따라 광원에서 조사되는 광의 파장이 변화하는 것을 억제하도록 된 것을 특징으로 하는 광 주사유니트가 개시된다.

Description

광 주사유니트{Laser scanning unit}

본 발명은 편향디스크를 이용한 광 주사유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원에서 조사되는 광의 파장변화를 억제할 수 있도록 된 광 주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 편향디스크를 이용한 광 주사유니트는 광원에서 조사되어 편향디스크의 홀로그램 패턴에 입사된 레이저 광을 편향디스크의 회전에 의해 회절 편향시켜 주사하는 장치이다.

도 1을 참조하면, 종래의 광 주사유니트는 회전력을 제공하는 구동원(1)과, 이 구동원(1)에 설치되며 각각 홀로그램 패턴이 형성된 복수의 섹터로 구획된 편향디스크(3)와, 상기 편향디스크(3)의 일면에 대향되게 배치되어 광을 주사하는 적어도 하나의 광원(5)과, 상기 편향디스크(3)에서 회절편향된 주사선(L)의 보정 및 진행경로를 변환하는 광학부재(7)를 포함하여 구성된다.

상기 광원(5)은 소정 파장 예컨대, 대략 785nm 파장의 광을 편향디스크(3)의 일 지점(P)에 조사하는 반도체 레이저이다. 이 광원(5)은 그 광축이 상기 편향디스크(3)의 배면에 대해 각 θ가 되도록 고정 배치되어 있다. 편향디스크(3)가 소정의 각속도로 회전시, 광원(5)에서 조사되어 회절편향된 주사선(L)은 그 중심의 진행방향이 편향디스크(3)의 상면에 대해 각 α로 광학부재(7)의 일 미러(M)로 향한다. 여기서, 상기 편향디스크(3)의 회절 편향 조건이 동일하고, 상기 광원(5)의 설치각이 θ인 경우, 상기 회절각 α은 상기 광원(5)에서 조사된 광의 파장 변화에 따라 점선으로 도시된 방향과 같이 각 α보다 작은 각(α1) 또는 큰 각(α2)으로 변화된다.

한편, 상기 광원(5)은 모드홉핑(Mode hopping), 드루프(Droop), 드리프트(Drift)등에 기인한 오차에 의하여, 소망하는 파장 예컨대, 785nm에서 대략 -15/+10nm의 오차를 가진다. 여기서, 모드홉핑은 주입전류, 온도, 광학적 피드백 등에 의하여 레이저의 주발진 모드가 시프트되는 현상을 말한다. 시프트 정도는 레이저 다이오드의 캐비티 길이에 따라 다르며, 인접 모드 사이의 발진파장 차이가대략 0.3 내지 0.5nm 정도이다. 상기 드루프란 레이저 다이오드를 온(on) 했을 때, 처음의 피크 파우어에 대하여 일정시간이 경과한 후 출사광량의 감소비율을 의미한다. 또한, 상기 드리프트는 온도변화 등에 따라서 파장이 변화하는 것으로, 좁은 의미에서는 캐비티 길이의 변화에 따른 영향을 뜻하고, 넓은 의미에서는 상기한 모드 홉핑을 포함하여 온도에 따른 파장변화를 뜻하기로 한다. 여기서, 온도에 따른 파장변화는 대략 0.25nm/℃로서 매우 민감하다. 따라서, 온도가 ±10℃변화할 경우, 전체적으로는 상기 기본 오차값을 포함하여 약 30nm 이상의 파장변화가 존재하게 된다.

그런데, 상기와 같은 파장변화를 보상하기 위해서, 상기 편향디스크(3)에 대한 광원(5)의 설치위치를 고정시키는 경우, 소망하는 회절각 α를 맞추기 어렵다. 따라서, 소정 위치에 주사선이 맺히도록 하기 위해, 상기 복수의 광학부재(7) 각각에 대한 광학적 정렬이 요구되지만 이 경우에도, 조립공수가 복잡하고, 실제 설계시 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다. 그리고, 초기 세팅시 소망하는 회절각 α을 맞추었더라도, 온도변화에 따라 광의 파장이 변화하는 것은 능동적으로 대처하기 힘들다는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 광원에서 조사되어 편향디스크의 일 입사위치에 입사되는 광의 입사각을 일정하게 유지시키기 위해 광원의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 된 광 주사유니트를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 광 주사유니트를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사유니트를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 광원 및 PTC소자를 나타내보인 분리사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11..구동모터 13..편향디스크

15..광원 17..광학부재

18..PTC소자 19..전원

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 주사유니트는, 회전력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터에 설치되고 입사광을 회절 편향시키도록 형성된 홀로그램 패턴을 가지며 회전에 의해 주사선을 형성하는 편향디스크와, 상기 편향디스크의 일면에 대면되게 위치되어 상기 편향디스크의 일 입사위치에 광을 조사하는 광원을 포함하는 광 주사유니트에 있어서, 상기 광원의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 온도유지수단을 포함하여, 주위 온도변화에 따라 상기 광원에서 조사되는 광의 파장이 변화하는 것을 억제하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광 주사유니트를 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 주사유니트의 개략적인 구성도이다. 도면을 참조하면, 회전력을 제공하는 구동모터(11)에 평향디스크(13)가 회전가능하게 설치되어 있다. 이 편향디스크(13)는 입사광을 회절 편향시키도록 형성된 홀로그램 패턴을 가지며 회전에 의해 주사선(L)을 형성한다. 또한, 상기 편향디스크(13) 배면의 일 입사위치(P)에 광을 조사하기 위한 광원(15)이 편향디스크(13)의 배면에 마주하게 설치된다. 상기 광원(15)은 온/오프 제어가 가능한 레이저 다이오드로서, 구동시 소정 파장의 광을 상기 입사위치(P)로 조사한다. 또한, 상기 편향디스크(13)에 입사되어 회절편향된 주사선(L)의 보정 및 경로변환을 위한 광학부재(17)가 구비된다. 상기 광학부재(17)에는 복수의 미러(M)가 구비된다.

한편, 상기 광원(15)에서 조사되는 광의 파장은 주위의 온도변화에 민감하게 변환되는 성질이 있으므로, 이와 같은 온도변화에 따른 파장의 변화를 억제시키기위해 광원(15)의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 온도유지수단이 구비된다. 상기 온도유지수단은 광원(15)의 외측을 감싸도록 설치되는 정온도특성(PTC;Positive Temperature Coefficient) 서미스터 소자(18; 이하 'PTC소자'라 함)와 전원(19)을 구비한다. 상기 PTC소자(18)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(15)을 수용하여 감싸는 수용부(18a)를 갖는다. 이러한 PTC소자(18)는 통상적으로 잘 알려진 바와 같이, 온도가 상승함에 따라 전기저항값이 증가하는 특성을 가지는 반도체 소자로서, 티탄산바륨(BaTiO3)을 주성분으로 하여 만들어진다. 즉, 상기 PTC소자(18)는 상기 전원(19)으로부터 전압을 인가받으면, 줄(Joule)열에 의해 온도가 상승한다. 그리고, PTC소자(18)가 소정 퀴리온도(Curie Point) 이상이 되면, 부성전류특성(전압이 증가함에 따라 전류가 감소하는 특성)이 나타나게 된다. 이러한 부성전류특성영역에서 PTC소자(18)는 정전력특성을 나타내므로 별도의 제어회로 없이 일정한 온도로 유지된다. 예를 들어, 주변온도가 상승하면 PTC소자(18)에 인가되는 전력이 능동적으로 감소되고, 반대로 주변온도가 저하되면 인가전력이 증가함으로써 PTC소자(18)는 상기 퀴리온도로 상승되어 일정범위로 유지된다.

상술한 바와 같이, PTC소자(18)는 주위의 온도에 관계없이 전원(19)으로부터 공급되는 전력에 의해 일정한 온도로 유지된다. 그리고, 그 PTC소자(18)에 감싸여서 지지되는 광원(15) 또한 주위의 온도변화와는 무관하게 일정한 온도로 유지될 수 있다. 따라서, 광원(15)에서는 주위의 온도가 변화하더라도 일정한 파장의 광을 입사위치(P)로 조사할 수 있게 되고, 편향디스크(13)에서의 회절각 α는 소망하는 각도로 일정하게 유지된다. 이와 같이 되면, 상기 광학부재(17)의 설치공간을 최소화 할 수 있고, 자세보정작업 및 파장변화에 대응한 설계의 어려움을 덜 수 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 광 주사유니트를 예를 들어, 전자사진방식 인쇄기에 채용할 경우, 지지롤러(21)에 지지되어 주행되는 감광벨트(20)와 같은 감광매체로 향하는 주사선(L)의 신뢰성이 향상되어, 그 감광벨트(20)에 형성되는 화상의 고품질을 보장할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 PTC소자(18)가 광원(15)을 수용할 수 있도록 경통형의 구조를 갖는 것을 예로 들어 설명하였으나, 그 크기 및 형상은 다양하게 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광 주사유니트에 따르면, 광원을 감싸도록 설치되는 PTC소자를 구비함으로써, 주위온도의 변화에 상관없이 광원의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 따라서, 온도변화에 따른 광원의 파장변화를 억제하여, 광원에서 조사되는 광의 파장을 일정하게 유지시킬 수 있으므로 광 주사유니트 전체의 성능을 향상시키고, 설치 및 설계작업을 종래보다 용이하게 할 수 있다.

Claims

회전력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터에 설치되고 입사광을 회절 편향시키도록 형성된 홀로그램 패턴을 가지며 회전에 의해 주사선을 형성하는 편향디스크와, 상기 편향디스크의 일면에 대면되게 위치되어 상기 편향디스크의 일 입사위치에 광을 조사하는 광원을 포함하는 광 주사유니트에 있어서,

상기 광원의 외측을 감싸도록 설치되는 정온도특성(PTC) 서미스터 소자; 및

상기 정온도특성 서미스터 소자로 전력을 공급하는 전원을 가진 온도유지수단을 포함하여,

주위 온도변화에 따라 상기 광원에서 조사되는 광의 파장이 변화하는 것을 억제하도록 된 것을 특징으로 하는 광 주사유니트.
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