KR100561463B1 - 광 주사장치 - Google Patents

Abstract

광 주사장치가 개시된다. 개시된 광 주사장치는 광원과, 광원으로부터 출사된 광 빔이 광 축에 일치하도록 광원을 고정하는 플렌지부와, 광원으로부터 출사된 광 빔을 소정각도로 편향시키는 회전다면경과, 회전다면경에 의하여 편향된 광 빔을 감광드럼 면상에 결상시키는 주사렌즈와, 광원으로부터 출사된 광 빔이 주사렌즈의 중심에 입사하는지 여부를 검지하여 상기 플렌지부를 상하로 조정함으로써 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하도록 보정하는 광축보정수단을 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 조립시의 불량률을 저감시킬 수 있으며 양질이 정전잠상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

광 주사장치{Laser scanning unit}

도 1은 종래의 광 주사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 반도체레이저가 고정 설치되는 프렌지부를 도시한 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광축보정수단이 적용된 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도,

도 4는 도 3에 도시된 조정부에 의하여 플렌지부가 조정되는 동작을 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 3에 도시된 플렌지부를 도시한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

311...반도체 레이저 312...플렌지부

313...체결나사 314...제1조정구

315...제2조정구 316...조정구

317...나사 318...인쇄회로기판

361...센서부 362...제어부

363...구동모터 364...조정부

365...조정샤프트 366...조정헤드

본 발명은 광 주사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 축을 자동으로 보정할 수 있는 광 주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광 주사장치(Laser Scanning Unit)는 복사기, 프린터, 팩시밀리 등과 같이 인쇄용지에 화상을 인쇄하는 화상형성장치에 적용되는 것으로, 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 광원으로부터 출사된 광선을 화상형성장치의 감광매체에 주사하여 정전잠상(Electrostatic Latent Image)을 형성하는 장치이다.

도 1은 종래의 광 주사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 광 주사장치(100)는 레이저빔을 방출하는 반도체 레이저(110), 반도체레이저(110)에서 출사되는 레이저빔을 광 축에 대하여 평행한 광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈(120), 콜리메이터 렌즈(120)를 통과한 레이저빔을 부 주사방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어 주는 실린더렌즈(130), 실린더렌즈(130)를 통과한 선형광 형태의 레이저빔을 등선속으로 이동시켜 레이저빔의 반사방향을 편향시키는 편향면(141)을 가지며 스핀들모터(142)에 의하여 회전되는 회전다면경(140)을 구비한다.

또한, 회전다면경(140)에 의해 광 축에 대해 일정한 굴절율을 가지도록 편향된 레이저빔을 주 주사방향으로 굴절시키고 레이저빔에 포함된 오차를 보정하는 제1 및 제2에프-세타렌즈(151)(152)를 구비한 주사렌즈(150), 주사렌즈(150)를 통 과한 레이저빔을 결상면인 감광드럼(170)과 같은 감광체의 표면의 피주사면에 반사하는 반사경(160)은 회전다면경(140)에 의해 편향되는 대부분의 레이저빔의 경로 상에 배치된다.

레이저빔을 수평방향으로 반사하는 수평동기미러(180)는 제 2에프-세타렌즈(152)의 단부를 통과하는 레이저빔의 일부의 경로 상에 배치되고, 동기신호센서(190)는 수평동기미러(180)에 의해 반사된 레이저빔의 경로 상에 배치된다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체레이저가 고정 설치되는 프렌지부를 도시한 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 반도체레이저(110)는 인쇄회로기판(111)에 전기적으로 연결되어 있다. 인쇄회로기판(111)은 프렌지부(116)의 일측에 마련되어 있는 체결부(114)에 나사(113)에 의하여 고정 체결된다. 이때, 반도체레이저(111)는 프렌지부(116)를 관통되도록 관통홀(117)이 마련되어 있는 지지부(115)에 삽입된다. 따라서, 반도체레이저(11)로부터 발사되는 레이저빔은 관통홀(117)을 거치면서 프렌지부(116)를 통과하여 조사된다.

위와 같이 구성되는 종래의 광 주사장치의 동작을 보면 다음과 같다. 반도체 레이저(110)로부터 출사된 레이저빔은 콜리메이터렌즈(120)를 투과하여 광 축에 대해 평행한 광으로 만들어진다. 그런 다음, 레이저빔은 실린더렌즈(130)를 통하여 수평방향의 선형광으로 만들어진 다음 스핀들모터(142)에 의해 고속으로 회전되는 회전다면경(140)에 의해 편향되어 반사된다. 그런 다음, 레이저빔은 주사렌즈(150)를 경유하여 반사경(160)에 의해 반사된 후 감광드럼(170)의 피주사면 상에 다수의 광 스폿로서 집광되어 주 주사방향을 따라 주사한다. 이때, 감광드럼(170)은 구동모터(미도시)에 의해 화살표방향으로 회전되며, 주 주사방향을 따른 광 스폿들의 주사운동 및 부 주사방향에 따른 감광드럼(170)의 운동 결과로 정전잠상이 감광드럼(170)상에 형성된다.

위와 같이 구성되는 종래의 광주사장치는 조립단계에서, 반도체레이저(110)가 고정되는 인쇄회로기판(111)을 프렌지부(116)에 나사(113)를 이용하여 조여 고정시킬 때 발생하는 토크 등에 의한 미세한 변동으로 당초 조정된 광원의 결사위치에 변동을 가져올 수 있는 요인이 많아 레이저프린터의 화질저하 및 오동작의 원인으로 이어질 수 있는 원인요소가 되었다. 또한, 일단 프렌지부(116)에 체결된 후에는 다른 광학계 등의 조립상태에 따라서 광축에 변동이 생기게 되어도 이를 보정하거나 일부 미세하게 수정할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 광 빔의 광 축에 대하여 벗어난 오차를 검지하여 자동으로 반도체레이저를 광 축에 대하여 보정할 수 있는 광축보정장치를 구비하는 광 주사장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 광 주사장치는 빔을 조사하는 광원과;

상기 광원으로부터 출사된 광 빔이 광 축에 일치하도록 상기 광원을 고정하는 플렌지부와;

상기 광원으로부터 출사된 광 빔을 소정각도로 편향시키는 회전다면경과;

상기 회전다면경에 의하여 편향된 광 빔을 감광드럼 면상에 결상시키는 주사렌즈와;

상기 광원으로부터 출사된 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하는지 여부를 검지하여 상기 플렌지부를 상하로 조정함으로써 상기 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하도록 보정하는 광축보정수단;을 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 광축보정수단은

상기 주사렌즈의 양측에 설치되어 상기 회전다면경으로부터 편향된 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하지 여부를 검지하는 센서부와;

상기 플렌지부에 형성되어 있는 복수의 조정구에 삽입되는 것으로, 조정샤프트 및 상기 조정샤프트의 일측에는 조정모터가 연결되어 있고 타측에는 상기 조정구에 삽입되어 치합되는 조정헤드를 구비하는 조정부와;

상기 센서부로부터 출력된 값으로부터 상기 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하는지 여부를 판단하여, 상기 조정모터를 회전시킴으로써 상기 플렌지부를 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 주사장치.

본 발명에 따르면, 상기 조정구는

상기 플렌지부에 상기 광원으로부터 상기 광 축을 따라 소정거리 이격되어 형성된 한쌍의 제 1조정구 및 상기 제 1조정구로부터 소정거리 이격되어 형성된 한쌍의 제 2조정구를 구비하며, 상기 제 2조정구는 상기 제 1조정구보다 상기 광원으로부터 더 멀리 떨어져 있다.

본 발명에 따르면, 상기 조정부는 상기 한 쌍의 제 1조정구 또는 한 쌍의 제 2조정구에 선택적으로 삽입되어 상기 플렌지부를 조정한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광축보정수단이 적용된 광 주사장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 조정부에 의하여 플렌지부가 조정되는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 플렌지부를 도시한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 광 주사장치(300)는 레이저빔을 방출하는 광원인 반도체레이저(311), 상기 반도체레이저(311)에서 출사되는 레이저빔을 광 축에 대하여 평행한 광으로 만들어주는 콜리메이터렌즈(320), 상기 콜리메이터렌즈(320)를 통과한 레이저빔을 부 주사방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어주는 실린더렌즈(330) 및 상기 실린더렌즈(330)를 통과한 선형광 형태의 레이저빔을 등선속으로 이동시켜 레이저빔의 반사방향을 편향시키는 복수의 편향면(341)을 가지며 스핀들모터(342)에 의하여 회전되는 회전다면경(340)을 구비한다.

또한, 상기 광 주사장치(300)는 상기 회전다면경(340)에 의해 광 축에 대해 일정한 굴절율을 가지도록 편향된 레이저빔을 주 주사방향으로 굴절시키고 레이저빔에 포함된 오차를 보정하는 제1 에프-세타렌즈(351)및 제 2에프-세타렌즈(352)로 구성되는 주사렌즈(350) 및 상기 주사렌즈(350)를 통과한 레이저빔을 결상면인 감광드럼(380)의 피주사면에 반사하는 반사경(370)을 구비한다.

그리고, 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 단부를 통과하는 레이저빔의 일부 경로 상에 배치되어 레이저빔을 수평방향으로 반사하는 수평동기미러(391) 및 상기 수평동기미러(391)에 의해 반사된 레이저빔의 경로 상에 배치되어 동기신호센서(392)를 더 구비한다.

상기 반도체레이저(311)는 전기회로 및 전자회로 등이 배치되어 있는 인쇄회로기판(318)에 고정된 후, 플렌지부(312)에 광 축을 맞춘 상태로 복수의 체결나사(313)에 의하여 고정되어 있다.

그리고, 상기 광 주사장치(300)는 상기 반도체레이저(311)로부터 출사된 광빔이 상기 주사렌즈(350)의 중심에 입사하는지 여부를 검지하여 상기 플렌지부(312)를 상하로 조정함으로써 상기 광 빔이 상기 주사렌즈(350)의 중심에 입사하도록 보정하는 광축보정수단을 구비한다.

상기 광축보정수단은 센서부(361), 제어부(362) 및 조정부(364)를 구비한다.

상기 센서부(361)는 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 양측에 각각 설치되어 상기 회전다면경(340)으로부터 편향된 광 빔이 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 중심에 입사하는지 여부를 검지한다.

상기 조정부(364)는 일측에 구동모터(363)가 연결되어 있는 조정샤프트(365)와 상기 조정샤프트(365)의 타측에 상기 플렌지(312)에 형성되어 있는 조정구(316)에 삽입되어 그 내주면에 형성되어 있는 나사(317, 도 4참조)와 결합하는 치(367)가 외주면에 형성되어있는 조정헤드(366)를 구비한다.

따라서, 상기 조정샤프트(365)는 상기 구동모터(363)에 의하여 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전되면서 상기 조정헤드(366)는 상기 조정구(316)내에서 상하로 움직인다.

상기 조정구(316)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반도체레이저(311)로부터 가까운 곳에 형성되어 있는 한 쌍의 제 1조정구(314) 및 상기 제 1조정구(314)로부터 소정거리 이격되어 형성되어 있는 한 쌍의 제2조정구(315)로 구성되어 있다.

상기 조정구(316)를 제 1조정구(314) 및 제 2조정구(315)로 구성하는 것은 상기 플렌지(312)를 정밀하게 또는 이보다는 다소 정밀하지 않게 조정할 필요가 있을 때 선택하기 위해서이다. 즉, 상기 제 1조정구(314)는 상기 제 2조정구(315)보다 상기 반도체레이저(311)에 가깝기 때문에, 상기 조정헤드(366)를 이용하여 상기 플렌지(312)를 보다 정밀하게 조정할 수 있으며, 상기 제 2조정구(315)는 상기 제 1조정구(314)보다 정밀하지 않은 조정을 할 필요가 있을 때 상기 조정헤드(366)를 삽입하여 조정한다.

본 발명의 실시 예에서 상기 조정부(364)는 하나를 사용하고 있지만 보다 정밀한 조정을 할 필요가 있는 경우에는 상기 한 쌍의 제 1조정구(314) 또는 제 2조정구(315)에 각각 상기 조정부(364)를 삽입하고 동작시킬 수 있다.

상기 플렌지(312)는 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 조정부(364)에 의하여 상하방향으로 조정될 수 있도록 일단이 상하방향으로 회동 가능하게 지지되어 있다.

상기 제어부(362)는 상기 센서부(361)로부터 출력되는 값으로부터 상기 광 빔이 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 중심에 입사하는지 여부를 판단하여, 상기 조정모터(363)를 정회전 또는 역회전시킴으로써 상기 플렌지부(312)를 상하방향으로 제어한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광축보정수단의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 센서부(361)가 상기 광 빔이 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 중심보다도 위쪽으로 입사된다고 센싱하여 상기 제어부(362)에 출력하면, 상기 제어부(362)는 상기 조정모터(363)를 B방향으로 회전시키면 상기 플렌지부(312)는 상대적으로 하방으로 움직인다.

반대로, 상기 센서부(361)가 상기 광 빔이 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 중심보다도 아래쪽으로 입사된다고 센싱하여 상기 제어부(362)에 출력하면, 상기 제어부(362)는 상기 조정모터(363)를 A방향으로 회전시키면 상기 플렌지부(312)는 상대적으로 상방으로 움직인다.

상기와 같은 조정을 통하여 상기 반도체레이저(311)로부터 출사된 광빔은 상기 제어부(362)에 의하여 항상 상기 제 2에프-세타렌즈(352)의 중심에 입사하도록 제어된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 주사장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 광원의 조립상의 불량이 있더라도 후에 광축보정수단에 의하여 보정이 가능하므로 조립시의 불량률을 저감시킬 수 있으며,

둘째, 광 빔이 주사렌즈의 중앙을 통과하도록 함으로써 양질이 정전잠상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 빔을 조사하는 광원과;

   상기 광원으로부터 출사된 광 빔이 광 축에 일치하도록 상기 광원을 고정하는 플렌지부와;

   상기 광원으로부터 출사된 광 빔을 소정각도로 편향시키는 회전다면경과;

   상기 회전다면경에 의하여 편향된 광 빔을 감광드럼 면상에 결상시키는 주사렌즈와;

   상기 광원으로부터 출사된 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하는지 여부를 검지하여 상기 플렌지부를 상하로 조정함으로써 상기 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하도록 보정하는 광축보정수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 주사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 광축보정수단은

   상기 주사렌즈의 양측에 설치되어 상기 회전다면경으로부터 편향된 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하지 여부를 검지하는 센서부와;

   상기 플렌지부에 형성되어 있는 복수의 조정구에 삽입되는 것으로, 조정샤프트 및 상기 조정샤프트의 일측에는 조정모터가 연결되어 있고 타측에는 상기 조정구에 삽입되어 치합되는 조정헤드를 구비하는 조정부와;

   상기 센서부로부터 출력된 값으로부터 상기 광 빔이 상기 주사렌즈의 중심에 입사하는지 여부를 판단하여, 상기 조정모터를 회전시킴으로써 상기 플렌지부를 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 주사장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 조정구는

   상기 플렌지부에 상기 광원으로부터 상기 광 축을 따라 소정거리 이격되어 형성된 한쌍의 제 1조정구 및 상기 제 1조정구로부터 소정거리 이격되어 형성된 한쌍의 제 2조정구를 구비하며, 상기 제 2조정구는 상기 제 1조정구보다 상기 광원으로부터 더 멀리 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 광 주사장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 조정부는 상기 한 쌍의 제 1조정구 또는 한 쌍의 제 2조정구에 선택적으로 삽입되어 상기 플렌지부를 조정하는 것을 특징으로 하는 광 주사장치.

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