KR100399996B1

KR100399996B1 - 평행광 집속 장치

Info

Publication number: KR100399996B1
Application number: KR1019960036123A
Authority: KR
Inventors: 유재환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 2003-11-14
Also published as: KR19980016523A

Abstract

샤프트의 회전 방향에 따라 콜리메이터 렌즈가 고정된 렌즈 고정부를 직선 운동시켜 레이저 다이오우드가 고정된 고정부와 콜리메이터 렌즈 사이의 거리를 조절함으로써 특성이 양호한 평행광을 얻을 수 있는 평행광 집속 장치가 개시되어 있다. 본 발명은 칼라 프린터의 레이저 주사장치에 응용될 수 있다.

Description

평행광 집속 장치

본 발명은 평행광 집속장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 디지탈 칼라 프린터의 레이저 주사장치에 있어서 콜리메이터(collimator) 렌즈의 위치를 가변시킴으로써 특성이 좋은 평행광을 얻을 수 있는 평행광 집속 장치에 관한 것이다.

일반적인 칼라 프린터에 있어서, 고화질 고해상도를 실현하기 위해서 레이저 주사장치의 평행광의 특성이 중요한 인자로서 작용한다. 칼라 프린터의 레이저 주사장치는 광을 방출하는 레이저 다이오우드, 상기 레이저 다이오우드로부터 방출된 광을 평행광으로 집속시키는 콜리메이터 렌즈, 실린더 렌즈 및 fθ렌즈 등으로 구성된다. 그 중에서 상기 레이저 다이오우드와 콜리메이터 렌즈로 구성되는 평행광 집속장치는 칼라 프린터의 화질을 결정하는 중요한 구성요소이다.

미국 특허 제5,193,099호에 개시된 종래의 평행광 집속 장치가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 평행광 집속장치는 레이저 콜리메이팅 소켓(11), 고무링(12), 콜리메이터 렌즈(13), 소켓 홀더(14), 레이저 다이오우드(15), 회로 기판(16) 및 스프링(17)을 포함한다.

상기 콜리메이터 렌즈(13)는 사출 성형에 의해 플라스틱으로 제조된 상기 소켓(11) 내에 고정된다. 그러나, 사출 조건에 따라서 콜리메이터 렌즈(13)의 굴절률 및 초점거리가 변화됨에도 불구하고, 콜리메이터 렌즈(13)가 콜리메이팅 소켓(11) 내에 고정되어 있으므로 양질의 평행광을 얻기는 어렵다.

또한, 본 선행기술에 따르면, 레이저 다이오우드(15)에 전류가 인가되면 그 온도가 상승하게 되는데, 이러한 열을 흡수할 수 있는 온도 제어 수단이 마련되어 있지 않아 온도 상승으로 인해 레이저 다이오우드(15)의 출력 특성이 변하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 콜리메이터 렌즈의 위치를 가변시켜 굴절률 및 초점거리의 변화에 대응할 수 있도록 함으로써 특성이 좋은 평행광을 얻을 수 있는 평행광 집속 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 평행광 집속장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 평행광 집속장치의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 2의 III-III 선에 대한 단면도이다.

도 4는 도 2의 평행광 집속장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 평행광 집속장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11...소켓12...고무링

13...콜리메이터렌즈14...소켓 홀더

15...레이저 다이오우드16,202...회로기판

100...베이스101a,101b,102a,102b...나사공

103...가이드레일200...레이저다이오우드 고정부

201...레이저 다이오우드 203...히트싱크

204...레이저 다이오우드 고정부재 205a,205b...고정나사

300...샤프트 지지부301a...슬릿

303...샤프트 지지부400...렌즈 고정부

401...콜리메이터렌즈402...렌즈 고정부재

403...고정링500...샤프트

501...나사부502...푸시부

500a...육각홈600...스프링

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 평행광 집속장치는 베이스; 상기 베이스 위에 고정되며, 레이저 다이오우드가 부착된 레이저 다이오우드 고정부; 상기 베이스 상에서 직선 운동가능하도록 설치되며, 상기 레이저 다이오우드에서 방출된 광을 평행광으로 집속시키는 콜리메이터 렌즈가 부착된 렌즈 고정부; 상기 베이스 위에 고정되며, 상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 평행광이 통과하는 슬릿을 가진 샤프트 지지부; 및 그 외주면에는 소정 길이의 수나사부가 형성되어 있으며, 그 회전 방향에 따라 상기 렌즈 고정부를 직선 운동시킴으로써 상기 레이저 다이오우드와 상기 콜리메이터 렌즈 사이의 거리를 조절하는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 평행광 집속장치가 도 2 내지 도 4에 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 평행광 집속 장치는 베이스(100)와, 상기 베이스(100) 위에 고정되는 레이저 다이오우드 고정부(200) 및 샤프트 지지부(300)와, 상기 베이스(100) 상에 이동가능하도록 설치되는 렌즈 고정부(400)를 포함한다.

상기 레이저 다이오우드 고정부(200)는 레이저 다이오우드(201) 및 회로기판(202)이 부착되는 히트 싱크(203)와, 상기 히트 싱크(203)가 결합되는 레이저 다이오우드 고정부재(204)로 구성된다. 상기 레이저 다이오우드 고정부재(204)는 베이스(100)의 나사공(101a,101b)에 결합되는 나사(205a,205b)에 의해 베이스(100) 상에 고정된다.

상기 샤프트 지지부(300)는 평행광이 통과하는 슬릿(301a)이 형성된 판(301)과, 상기 판(301)이 부착되며 나사공(102a,102b)에 결합되는 나사(302a,302b)에 의해 베이스(100) 상에 고정되는 샤프트 지지부재(303)를 포함한다. 샤프트 지지부재(303)에는 후술하는 바와 같이 샤프트(500)가 회전가능하도록 설치된다.

상기 렌즈 고정부(400)는 콜리메이터 렌즈(401)가 고정되는 렌즈 고정부재(402)를 포함한다. 상기 콜리메이터 렌즈(401)의 경통 외주면에는 수나사부(미도시)가 형성되어 있어서, 콜리메이터 렌즈(401)가 렌즈 고정부재(402)의 통공(402a)에 삽입된 후, 상기 경통 외주면의 수나사부와 고정링(403) 내주면에 형성된 암나사부(미도시)가 서로 맞물림으로써 콜리메이터 렌즈(401)는 렌즈 고정부재(402)에 고정될 수 있다.

렌즈 고정부재(402)는 그 저면에 형성된 가이드 홈(402b)이 상기 베이스(100) 상에 형성된 가이드 레일(103) 위에 안착됨으로써, 베이스(100) 상에서 직선 운동 가능하도록 설치된다.

샤프트(500)는 샤프트 지지부재(303)의 통공(303a), 렌즈 고정부재(402)의 통공(402c), 스프링(600) 및 레이저 다이오우드 고정부재(204)의 통공(204a)을 통과하여 결합된다. 상기 샤프트(500)는 나사부(501)와 푸시부(502)가 형성되어 있는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 지지부재(303)의 통공(303a)(도 4 참조) 내주면에는 나사부가 형성되어 있어서 상기 샤프트(500)의 나사부(501)와 결합된다. 상기 푸시부(502)는 렌즈 고정부재(402)와 접촉하여 샤프트(500)의 회전 방향에 따라 상기 렌즈 고정부재(402)를 밀어서 직선 운동시킨다.

상기 레이저 다이오우드 고정부재(204)와 렌즈 고정부재(402) 사이에는 스프링(600)이 개재되어 탄성적으로 바이어스 한다. 또한 상기 레이저 다이오우드 고정부(200)와 렌즈 고정부(400)는 커버(700)에 의해 둘러싸여 외부로부터 먼지 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 렌즈 고정부(402)가 샤프트(500)의 회전에 의해 베이스(100) 상에서 직선 운동함으로써 그 위치가 조절된다. 즉, 평행광 집속 장치의 조립 공정에 있어서, 샤프트(500)를 예컨대, 시계방향으로 회전시키면 샤프트(500)는 샤프트 지지부재(303)와의 나사결합으로 인해 전진하게 된다. 샤프트(500)가 점차 전진함에 따라서 샤프트(500)의 푸시부(502)는 렌즈 고정부재(402)를 밀어서 전진시킨다. 렌즈 고정부재(402)는 스프링(600)에 의해 탄성적으로 바이어스되고 있으므로 안정되게 전진될 수 있다. 따라서, 레이저 다이오우드(201)와 렌즈 고정부재(402)에 부착된 콜리메이터 렌즈(401) 사이의 거리가 최적의 평행광을 얻을 수 있도록 조절될 수 있다.

반대로, 샤프트(500)를 예컨대, 반시계 방향으로 회전시키면 상기 샤프트(500)는 후퇴하게 되고, 샤프트(500)가 후퇴함에 따라 렌즈 고정부재(402)도 스프링(600)의 탄성 바이어스력에 의해 후퇴 운동하게 된다. 따라서, 역시 레이저 다이오우드(201)와 콜리메이터 렌즈(401) 사이의 거리는 조절될 수 있다.

상기 샤프트(500)는 손으로 직접 돌리거나, 육각 렌치를 끼워 돌릴 수 있도록 홈(500a)(도 4 참조)이 형성되는 것이 바람직하다.

레이저 다이오우드(201)와 콜리메이터 렌즈(401) 사이의 거리가 적절하게 조절된 후에는, 고정나사(404)(도 4 참조)를 조여 렌즈 고정부재(402)를 베이스(100) 위에 고정시킨다.

또한, 판(301)에 형성된 슬릿(301a)의 크기는 원하는 평행광이 통과되기에 적합하도록 설정되며, 다양한 크기의 슬릿을 가진 판들을 필요에 따라서 샤프트 지지부재(303)에 교체하여 부착시킴으로써 원하는 평행광을 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 레이저 다이오우드(201)의 온도가 상승하더라도 레이저 다이오우드(201)와 접촉하는 히트 싱크(203)로 그 열이 전달되어 적절하게 온도가 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 평행광 집속장치의 또 다른 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 샤프트(500')는 그 외주면에 형성된 나사부(504)를 포함하며, 돌기부(503)에 의해 샤프트 지지부재(303)에 회전 가능하도록 결합된다.

렌즈 고정부(402')의 통공(402c') 내주면에는 나사부가 형성되어 있어 상기 샤프트(500')의 나사부와 결합된다.

따라서, 전술한 바와 같이 레이저 다이오우드(201)와 콜리메이터 렌즈(401)(도 4 참조) 사이의 거리를 조절하기 위해서 샤프트(500')를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키면 샤프트(500') 자체는 직선 운동하지 않고 마찰 회전하면서 렌즈 고정부재(402')만이 샤프트(500')와의 나사결합으로 인해 전후로 직선 운동하게 된다.

레이저 다이오우드(201)와 콜리메이터 렌즈(401) 사이의 거리가 적절하게 조절된 후에 고정나사(404)(도 4 참조)를 조여 렌즈 고정부재(402')를 베이스(100) 위에 고정시키는 것은 전술한 바와 동일하다.

본 발명에 따른 평행광 집속장치는 레이저 다이오우드와 콜리메이터 렌즈 사이의 거리를 조절함으로써 최적의 평행광을 얻을 수 있고 따라서 이러한 평행광 집속장치를 구비한 프린터의 고품질 및 고화질을 가능케 한다.

또한, 레이저 다이오우드의 열을 흡수할 수 있는 히트 싱크를 그 레이저 다이오우드에 직접 설치함으로써 과열을 방지할 수 있고, 다양한 크기의 슬릿을 가진 판을 교체하여 사용함으로써 원하는 평행광을 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims

베이스;

상기 베이스 위에 고정되며, 레이저 다이오우드가 부착된 레이저 다이오우드 고정부;

상기 베이스 상에서 직선 운동가능하도록 설치되며, 상기 레이저 다이오우드에서 방출된 광을 평행광으로 집속시키는 콜리메이터 렌즈가 부착된 렌즈 고정부;

상기 베이스 위에 고정되며, 상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 평행광이 통과하는 슬릿을 가진 샤프트 지지부; 및

외주면에는 소정 길이의 수나사부가 형성되어 있으며, 그 회전 방향에 따라 상기 렌즈 고정부를 직선 운동시킴으로써 상기 레이저 다이오우드와 상기 콜리메이터 렌즈 사이의 거리를 조절하는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제1항에 있어서,

상기 레이저 다이오우드 고정부, 렌즈 고정부 및 샤프트 지지부에는 상기 샤프트가 관통하여 결합되는 통공이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제2항에 있어서,

상기 샤프트 지지부의 통공 내주면에는 상기 샤프트의 수나사부와 결합되는 암나사부가 형성되고, 상기 샤프트에는 그 샤프트가 회전과 동시에 직선 운동하면서 상기 렌즈 고정부를 미는 푸시부가 형성된 것 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제3항에 있어서,

상기 레이저 다이오우드 고정부와 렌즈 고정부 사이에 개재되어 그것들을 탄성 바이어스 시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제2항에 있어서,

상기 렌즈 고정부의 통공 내주면에는 상기 샤프트의 수나사부와 결합되는 암나사부가 형성되고, 상기 샤프트의 마찰 회전 운동에 따라 상기 렌즈 고정부가 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제5항에 있어서,

상기 레이저 다이오우드 고정부와 렌즈 고정부 사이에 개재되어 그것들을 탄성 바이어스 시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제1항에 있어서,

상기 샤프트에는 육각렌치를 끼울 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제1항에 있어서,

상기 레이저 다이오우드 고정부는, 상기 레이저 다이오우드로부터 열을 전달받아 흡수하는 히트 싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.
제1항에 있어서,

상기 샤프트 지지부는 각각 다른 크기의 슬릿을 가진 판들을 착탈가능하도록 된 것을 특징으로 하는 평행광 집속 장치.