KR200380154Y1

KR200380154Y1 - laser scanning unit

Info

Publication number: KR200380154Y1
Application number: KR20-1999-0005811U
Authority: KR
Inventors: 최봉환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2005-03-29
Also published as: KR20000019343U

Abstract

본 고안은 f.θ렌즈와 반사미러를 일체화 한 저가의 레이저 스캐닝 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a low cost laser scanning unit integrating a f.θ lens and a reflection mirror.

본 고안의 목적은 f.θ렌즈의 보간, 보정 기능과 반사미러의 반사 기능을 하나의 렌즈에 통합하여 두 가지 기능을 동시에 수행하게 함으로써 재료비 부담을 줄이는데 있다.The objective of the present invention is to reduce the material cost burden by integrating the f.θ lens interpolation, correction function and the reflection mirror reflection function into one lens to perform both functions simultaneously.

본 고안은 외부신호에 따라 동기되어 필요한 시기에 레이저광을 발생시키는 레이저광원; 상기 발생된 레이저광을 집속시키는 광집속수단; 상기 집속된 광을 감광체에 주사방향으로 주사시켜주기 위한 회전 모터에 탑재된 다각형 반사 미러; 상기 다각형 반사 미러에서 주사방향으로 주사된 레이저광의 초점을 맞추고, 부주사방향의 각도를 변경시켜 상기 감광체가 위치한 곳으로 레이저광을 굴절 및 반사시키는 반사렌즈를 포함한다.The present invention is a laser light source for generating a laser light in synchronization with the external signal when necessary; Light focusing means for focusing the generated laser light; A polygonal reflection mirror mounted on a rotating motor for scanning the focused light in a scanning direction on the photosensitive member; And a reflection lens for focusing the laser beam scanned in the scanning direction in the polygonal reflection mirror and changing the angle in the sub-scanning direction to refract and reflect the laser light to the position where the photoreceptor is located.

본 고안에 따르면 f.θ렌즈의 보간, 보정 기능과 반사 미러의 반사 기능을 하나의 렌즈에 통합하여 두 가지 기능을 동시에 수행하게 함으로써 재료비 부담을 줄이는 효과가 있다.According to the present invention, the interpolation and correction function of the f.θ lens and the reflection function of the reflection mirror are integrated into one lens to perform two functions simultaneously, thereby reducing the material cost burden.

Description

Laser scanning unit

본 고안은 레이저프린터의 레이저 스캐닝 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 f.θ렌즈와 반사미러를 일체화 한 저가의 레이저 스캐닝 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a laser scanning unit of a laser printer, and more particularly, to a low-cost laser scanning unit integrating a f.θ lens and a reflection mirror.

일반적으로 레이저프린터는 비디오신호에 의해 레이저 광원인 레이저 다이오드로부터 출사되는 레이저빔을 감광드럼에 결상시키고, 감광드럼에 형성되는 잠상을 종이 등의 상기록체에 전사함으로써 화상이미지를 재현하는 장치이다. 이러한 레이저프린터에서 레이저빔을 발생시켜 그 빔을 감광드럼 상에 결상시키는 종래의 레이저 스캐닝 유니트는 일반적으로 도 1과 같이 구성된다.In general, a laser printer is an apparatus for reproducing an image image by imaging a laser beam emitted from a laser diode, which is a laser light source, by a video signal on a photosensitive drum, and transferring a latent image formed on the photosensitive drum to the above-described body such as paper. A conventional laser scanning unit that generates a laser beam in such a laser printer and forms the beam on a photosensitive drum is generally configured as shown in FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 스캐닝 유니트는 레이저 광원으로 사용되는 레이저빔을 출사시키는 레이저 다이오드(100)와, 레이저 다이오드(100)에서 출사되는 분산광(Diverging Beam)을 광축에 대해 평행광으로 만들어 주는 콜리메이터렌즈(Collimator Lens: 101)와, 콜리메이터렌즈(101)를 통과한 평행광을 주사 방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어 주는 원통형렌즈(Cylindrical Lens : 102)와, 원통형렌즈(102)를 통한 수평방향의 선형광을 등선속으로 이동시켜 스캐닝하는 폴리곤미러(103)와, 폴리곤미러(103)를 등속도로 회전시키는 폴리곤미러 구동용 모터(104)와, 광축에 대해 일정한 굴절률을 가지며 폴리곤미러(103)에서 반사된 등속도의 광을 주 스캐닝 방향으로 편광시켜주고 수차를 보정하여 감광드럼 상에 초점을 맞추는 f.θ렌즈(105)와, f.θ렌즈(105)를 통한 레이저빔을 소정의 방향으로 반사시켜 결상 면인 감광드럼(107)의 표면에 점상으로 결상시키는 결상용 반사미러(106)와, f.θ렌즈(105)를 통한 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜주는 수평동기미러(108)와, 수평동기미러(108)에서 반사된 레이저빔을 수광하여 동기를 맞추어 주기 위한 광센서(109)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the laser scanning unit includes a laser diode 100 that emits a laser beam used as a laser light source, and a diverging beam emitted from the laser diode 100 as parallel light with respect to an optical axis. Collimator Lens (101) to make, the cylindrical lens (Cylindrical Lens: 102) to make the parallel light passed through the collimator lens 101 in a horizontal direction with respect to the scanning direction, and the cylindrical lens (102) Polygon mirror 103 for scanning by moving the linear light in the horizontal direction at a constant speed through the same, and polygon mirror driving motor 104 for rotating the polygon mirror 103 at a constant speed, and has a polygon having a constant refractive index with respect to the optical axis Through the f.θ lens 105 and the f.θ lens 105 which polarize the light at the constant velocity reflected by the mirror 103 in the main scanning direction and correct the aberration to focus on the photosensitive drum. An imaging reflection mirror 106 for reflecting the laser beam in a predetermined direction and forming an image on the surface of the photosensitive drum 107 as an image plane in a point shape and a laser beam through the f.θ lens 105 in the horizontal direction. The horizontal synchronous mirror 108 and an optical sensor 109 for receiving and synchronizing the laser beam reflected by the horizontal synchronous mirror 108.

광센서(109)는 레이저빔의 주사 시작점과 끝점을 일치시키기 위해 한 라인의 주사 시작을 감지하여 신호처리기에 알려주어 신호처리기가 항상 정확한 시간에 레이저빔을 변조할 수 있게 한다. The optical sensor 109 detects the start of scanning of one line to match the scanning start point and the end point of the laser beam and informs the signal processor so that the signal processor can always modulate the laser beam at the correct time.

한편, f.θ렌즈(105)는 폴리곤미러(103)에서 등선속으로 굴절된 레이저빔을 집속하여 편광시키는 구면수차 보정용 구면렌즈(105a)와 구면수차 보정용 구면렌즈(105a)를 통해 구면수차가 보정된 레이저빔을 일정한 굴절률을 갖고 주 스캐닝방향으로 편광시켜 주는 토릭렌즈(toric lens : 105b)를 포함한다.On the other hand, the f.θ lens 105 has a spherical aberration through the spherical aberration correcting spherical lens 105a for condensing and polarizing the laser beam refracted at an equiaxed flux in the polygon mirror 103 and the spherical aberration correcting spherical lens 105a. It includes a toric lens (105b) for polarizing the corrected laser beam in the main scanning direction with a constant refractive index.

즉, f.θ렌즈(105)의 주요 기능은 레이저광이 폴리곤미러(103)에 의해 좌우로 주사되어 감광드럼(107)에 도달할 때 각각의 도트가 동일한 크기가 되도록 보간(interpolation)하고, 폴리곤모터(104) 및 폴리곤미러(103)의 동특성에 따른 비틀림을 보정함으로써 부주사방향의 지터(jitter)를 보정한다.That is, the main function of the f.θ lens 105 is to interpolate so that each dot becomes the same size when the laser light is scanned left and right by the polygon mirror 103 to reach the photosensitive drum 107, Jitter in the sub-scanning direction is corrected by correcting the torsion according to the dynamic characteristics of the polygon motor 104 and the polygon mirror 103.

상기의 구성에서 특히 f.θ렌즈(105)는 이미 일반적으로 주지된 바와 같이 레이저빔을 감광드럼(107)상에 결상시키며 또한 화상이 왜곡되는 것을 방지하기 위하여 감광드럼(107)면에 결상된 레이저빔을 등속으로 주사시키는 중요한 역할을 하며 해상도 및 스캐닝 크기에 따라 다양한 형태로 구성되고 있다. In the above arrangement, in particular, the f.θ lens 105 is imaged on the surface of the photosensitive drum 107 in order to image the laser beam on the photosensitive drum 107 and to prevent the image from being distorted, as is generally known. It plays an important role in scanning laser beam at constant velocity and is composed of various forms according to resolution and scanning size.

이러한 f.θ렌즈는 레이저프린터의 해상도가 고해상도일수록 그 구성이 복잡해지며 렌즈를 구성하는 매수도 증가하게 된다.The higher the resolution of the laser printer, the more complicated the configuration of the f.θ lens becomes, and the number of sheets constituting the lens also increases.

최근에는 재료비의 절감 및 조립의 단순성을 위해 비구면 등의 복잡한 면을 갖는 적은 수의 렌즈로 f.θ렌즈를 구성하고 있다. 일례로 미국특허공보 5,631,763에서는 한 면이 토릭(toric)형상을 갖는 두매의 렌즈로 f.θ렌즈를 구성하고 있으며 미국특허공보 5,640,265에서는 비구면렌즈 한매와 원통형렌즈 한매로 이루어지는 두매의 f.θ렌즈를 구성하고 있다. 또한 대한민국 특허출원 94-032729에서는 양면이 비구면으로 된 한매의 렌즈로 f.θ렌즈를 구성하고 있다.In recent years, f.θ lenses have been composed of a small number of lenses having complicated surfaces such as aspherical surfaces for reducing material costs and simplicity of assembly. For example, U.S. Patent No. 5,631,763 constitutes a f.θ lens with two lenses having a toric shape on one side, and U.S. Patent No. 5,640,265 uses two f.θ lenses consisting of one aspherical lens and one cylindrical lens. It consists. In addition, Korean patent application 94-032729 constitutes an f.θ lens with a single lens of which both surfaces are aspherical.

이와 같이 레이저 스캐닝 유니트에서 f.θ렌즈는 면구성이 간단할수록 렌즈의 매수가 증가하게 되어 재료비의 증가 및 조립, 조정이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한 렌즈 1 내지 2매의 정도(精度)로 f.θ렌즈를 구성할 경우 그 면의 형상이 복잡해져 고정도(高精度)의 설계기술과 정밀가공 기술이 요구되므로 제작상의 난점이 문제점으로 지적되어 왔다.As described above, in the laser scanning unit, the f. Θ lens has a problem in that the number of lenses increases as the surface configuration becomes simpler, thereby increasing the material cost, and assembling and adjusting the lens. In addition, when the f.θ lens is composed of 1 to 2 lenses, the shape of the surface becomes complicated, and high precision design technology and precision processing technology are required. come.

이와 같이 기존의 레이저 스캔닝 유니트는 그 구성이 복잡하고 재료비가 고가라는 문제점이 있었다.As such, the conventional laser scanning unit has a problem in that its configuration is complicated and material costs are high.

따라서, 본 고안은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서 f.θ렌즈의 보간, 보정 기능과 반사 미러의 반사 기능을 하나의 렌즈에 통합하여 두 가지 기능을 동시에 수행하게 함으로써 재료비 부담을 줄이는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the material cost burden by integrating the interpolation and correction function of the f.θ lens and the reflection function of the reflection mirror into one lens to perform both functions simultaneously. There is a purpose.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 외부신호에 따라 동기되어 필요한 시기에 레이저광을 발생시키는 레이저광원; 상기 발생된 레이저광을 집속시키는 광 집속수단; 상기 집속된 광을 감광체에 주사방향으로 주사시켜주기 위한 회전 모터에 탑재된 다각형 반사 미러; 상기 다각형 반사 미러에서 주사방향으로 주사된 레이저광의 초점을 맞추고, 부주사방향의 각도를 변경시켜 상기 감광체가 위치한 곳으로 레이저광을 굴절 및 반사시키는 반사렌즈를 포함하는 레이저 스캐닝 유니트가 개시된다.According to the present invention for achieving the above object, a laser light source for generating laser light at the necessary time in synchronization with the external signal; Light focusing means for focusing the generated laser light; A polygonal reflection mirror mounted on a rotating motor for scanning the focused light in a scanning direction on the photosensitive member; Disclosed is a laser scanning unit including a reflecting lens that focuses a laser beam scanned in a scanning direction in the polygonal reflection mirror and changes an angle in a sub-scanning direction to refract and reflect the laser light to a position where the photoreceptor is located.

이하, 상기한 본 고안의 목적들, 특징들, 그리고 장점들을 첨부된 도면에 나타낸 본 고안의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the objects, features, and advantages of the present invention described above will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.

후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. The terms to be described below are defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a person skilled in the art, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

본 고안에 따른 레이저 스캐닝 유니트를 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the laser scanning unit according to the present invention with reference to FIG.

레이저 스캐닝 유니트는 외부신호에 따라 동기되어 필요한 시기에 레이저광을 발생하시키는 레이저 다이오드(200)와, 레이저 다이오드(200)에서 출사되는 분산광(Diverging Beam)을 광축에 대해 평행광으로 만들어 주는 콜리메이터렌즈(Collimator Lens: 201)와, 콜리메이터렌즈(201)를 통과한 평행광을 주사 방향에 대해 수평방향의 선형광으로 집속시키는 원통형렌즈(202)와, 원통형렌즈(202)를 통한 수평방향의 선형광을 등선속으로 이동시켜 스캐닝하는 폴리곤미러(203)와, 폴리곤미러(203)를 등속도로 회전시키는 폴리곤미러 구동용 모터(204)와, 폴리곤미러(203)에서 주사방향으로 주사된 레이저광의 초점을 맞추고, 부주사방향의 각도를 변경시켜 감광체(207)가 위치한 곳으로 레이저광을 굴절 및 반사시키는 반사렌즈(206)를 포함한다.The laser scanning unit is a collimator lens that makes the laser diode 200 to generate laser light at a necessary time in synchronization with an external signal, and the diverging light emitted from the laser diode 200 into parallel light with respect to the optical axis. (Collimator Lens 201), a cylindrical lens 202 for focusing parallel light passing through the collimator lens 201 into a linear light in the horizontal direction with respect to the scanning direction, and a horizontal linear light through the cylindrical lens 202 The focus of the polygon mirror 203 for scanning the beam at an isotropic speed, the polygon mirror driving motor 204 for rotating the polygon mirror 203 at constant speed, and the laser beam scanned in the scanning direction from the polygon mirror 203. And a reflective lens 206 that refracts and reflects the laser light to the place where the photosensitive member 207 is located by changing the angle in the sub-scanning direction.

본 고안에 따른 레이저 스캐닝 유니트의 작용을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the laser scanning unit according to the present invention is as follows.

외부신호에 따라 동기되어 필요한 시기에 레이저광원인 레이저 다이오드(200)에 의해 발생된 레이저광은 콜리메이터렌즈(201)와 원통형 렌즈(202)를 통하면서 집속되고, 폴리곤미러(203)에 반사되어 모터(204)의 회전에 따라 좌에서 우로(회전방향에 따라 우에서 좌로) 레이저광을 스캐닝한다.The laser light generated by the laser diode 200, which is a laser light source, is focused through the collimator lens 201 and the cylindrical lens 202 at the necessary time in synchronization with an external signal, and is reflected by the polygon mirror 203 to the motor. The laser beam is scanned from left to right (right to left according to the rotational direction) in accordance with the rotation of 204.

폴리곤미로(203)에서 반사된 레이저광은 반사렌즈(206)에서 초점이 맞춰짐과 동시에 광경로를 변경하여 외부의 감광체(207)에 주사하게 된다. The laser light reflected by the polygon labyrinth 203 is focused on the reflective lens 206 and at the same time changes the optical path to scan the external photosensitive member 207.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따르면 f.θ렌즈의 보간, 보정 기능과 반사 미러의 반사 기능을 하나의 렌즈에 통합하여 두 가지 기능을 동시에 수행하게 하므로써 재료비 부담을 줄이는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the material cost burden can be reduced by integrating the interpolation and correction function of the f.θ lens and the reflection function of the reflection mirror into one lens to perform both functions simultaneously.

도 1은 일반적인 레이저 스캐닝 유니트를 나타낸 구성도이고,1 is a configuration diagram showing a general laser scanning unit,

도 2는 본 고안에 따른 레이저 스캐닝 유니트를 나타낸다.2 shows a laser scanning unit according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞<Description of the code used in the main part of the drawing>

200 : 레이저 다이오드 201 : 콜리메이터렌즈200: laser diode 201: collimator lens

202 : 원통형렌즈 203 : 폴리곤미러202: cylindrical lens 203: polygon mirror

204 : 폴리곤미러 구동용 모터 206 : 반사렌즈204: polygon mirror driving motor 206: reflective lens

207 : 감광체207 photosensitive member

Claims

A laser light source generating laser light at a necessary time in synchronization with an external signal;

Light focusing means for focusing the generated laser light;

A polygonal reflection mirror mounted on a rotating motor for scanning the focused light in a scanning direction on the photosensitive member;

And a reflecting lens for focusing the laser beam scanned in the scanning direction from the polygonal reflecting mirror and changing the angle in the sub-scanning direction to refract and reflect the laser light to the place where the photoreceptor is located.