KR20070010364A - 광주사 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광주사 유닛에 관한 것으로, 레이저 광을 주사하는 주사 광학계가 설치되는 하우징; 상기 주사 광학계에서 주사되는 레이저 광의 광경로를 전환시키는 반사미러; 상기 반사미러를 지지하도록 상기 하우징에 마련되며, 상기 하우징 외부에서의 조작에 의해 상기 반사미러의 반사각도와 상기 반사미러의 반사위치를 조절할 수 있는 반사미러 지지장치를 구비하며, 이에 따라. 광주사 유닛의 외부에서 간단한 조작만으로 반사미러를 이동 및 회동시킬 수 있으므로 광주사 유닛의 분해 등의 별도 작업없이 보다 편리하게 반사미러의 반사각도 및 반사위치를 조절할 수 있으며, 반사미러에 의해 발생하는 주사경사 및 주사만곡 등의 현상을 보정할 수 있는 효과가 있다.

Description

광주사 유닛{laser scanning unit}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 내부구조를 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 내부구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 반사미러 지지장치를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 반사미러 지지장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 반사미러 지지장치의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100 : 광주사 유닛

110 : 하우징

180 : 반사미러

200 : 반사미러 지지장치

210 : 반사미러홀더

220 : 회동프레임

230 : 슬라이드프레임

240 : 가이드프레임

본 발명은 화상형성기기의 광주사 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광주사 유닛의 광경로를 제어하는 반사미러의 반사위치 및 반사각도를 보다 편리하게 조절할 수 있는 광주사 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 화상형성기기는 컴퓨터나 스캐너로부터 입력된 디지털 신호에 따라 화상신호를 기록매체인 인쇄용지에 가시화상의 형태로 옮기는 장치를 말한다.

이러한, 화상형성기기는 인쇄용지에 화상을 형성하는 방법에 따라 크게 정전잠상(Electrostatic Latent Image)을 이용하여 화상을 형성하는 레이저 빔 프린터(Laser Beam Printer)와, 잉크분사를 이용하여 화상을 형성하는 잉크젯 프린터(Ink-jet Printer)로 구분할 수 있다.

여기서 정전잠상을 이용한 레이저 빔 프린터는 화상에 대응하여 정전잠상이 형성되는 감광체를 구비하는 현상유닛과, 감광체의 표면에 정전잠상을 형성하는 광주사 유닛(laser scanning unit : LSU)과, 화상을 정착시키는 정착유닛 등을 구비하여 입력된 디지털 신호에 해당하는 화상을 용지에 인쇄한다.

상술한 광주사 유닛을 간단히 설명하면, 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드(laser diode)와, 레이저 다이오드에서 출사되는 레이저 광을 주사하는 폴리곤 미러(polygon mirror)와, 레이저 광을 감광체의 표면에 결상시키는 에프세타 렌즈(fθ-lens) 등으로 이루어진 주사 광학계를 구비하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성한다.

또한, 상술한 바와 같은 광주사 유닛의 내부에는 레이저 다이오드에서 출사되는 레이저 광 또는 에프세타렌즈에 의해 결상되는 레이저 광의 경로를 전환시키기 위한 다수의 반사미러가 구비되며, 이러한 반사미러는 일반적으로 광주사 유닛을 형성하는 하우징의 내측에 별도의 탄성 클램프에 의해 고정되도록 마련된다.

한편, 상술한 바와 같은 반사미러는 반사미러가 설치되는 하우징의 변형 또는 반사미러를 고정하는 탄성 클램프의 탄성력 저하 등의 원인에 의해 초기의 설치 상태에서 반사위치가 변화되거나 그 반사각도가 틀어지는 현상이 발생된다.

이와 같이 반사미러의 반사위치 또는 반사각도가 변형될 경우 반사미러에 의해 굴절되는 레이저 광이 감광체의 표면에 주사될 때 주사경사(skew) 및 주사만곡(bow) 등의 현상이 발생하게 되며, 이러한, 주사경사(skew) 및 주사만곡(bow) 등의 현상은 감광체에 형성되는 정전잠상의 오류를 가져 오게 되고 결과적으로 인쇄용지에 형성되는 화상의 불량을 초래한다.

이에 미국특허 제6650453호에서는 광주사 유닛의 반사미러의 각도를 조절할 수 있는 구조를 제안하였다. 그러나 동 특허는 반사미러의 반사각도를 조절하기 위해서는 광주사 유닛을 분해하여야 하는 번거로운 문제점이 있으며, 또한 반사각도 를 수정하기 위하여 반사미러를 회전시킬 때 회전 되는 반사미러를 임시로 고정하기 위한 별도의 고정부재가 필요한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 레이저 광의 광경로를 전환하는 반사미러의 반사위치 및 반사각도를 보다 편리하게 조절 가능하게 하여 주사되는 레이저 광의 주사경사 및 주사만곡 등의 오차를 제어할 수 있는 광주사 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광주사 유닛은, 레이저 광을 주사하는 주사 광학계가 설치되는 하우징; 상기 주사 광학계에서 주사되는 레이저 광의 광경로를 전환시키는 반사미러; 상기 반사미러를 지지하도록 상기 하우징에 마련되며, 상기 하우징 외부에서의 조작에 의해 상기 반사미러의 반사각도와 상기 반사미러의 반사위치를 조절할 수 있는 반사미러 지지장치를 구비한다.

여기서, 상기 반사미러 지지장치는, 상기 하우징의 내측에 마련되며 상기 반사미러가 결합되는 반사미러홀더; 상기 하우징의 외측에 마련되며 상기 반사미러홀더와 결합되는 회동프레임; 상기 회동프레임이 회동가능하게 결합되고 상기 회동프레임을 회동시키는 슬라이드프레임; 상기 슬라이드프레임이 이동가능하게 결합되고 상기 슬라이드프레임을 이동시키는 가이드프레임;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회동프레임의 외측에 기어부가 형성되고, 상기 슬라이드프레임의 내측에 상기 기어부에 치합되는 웜기어가 마련되어 상기 웜기어의 회전에 따라 상기 회동프레임이 회동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬라이드프레임의 일측에 고정나사공이 형성되고, 상기 고정나사공에 결합되는 고정나사가 마련되어 상기 고정나사가 회전되어 상기 고정나사공에 삽입됨에 따라 상기 고정나사에 의해 상기 회동프레임의 회전이 제한되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드프레임에 회전가능하게 마련되는 이송나사 마련되고, 상기 슬라이드프레임에 상기 이송나사가 나사 결합되는 이송나사공이 마련되어 상기 이송나사의 회전에 따라 상기 슬라이드프레임이 상기 가이드프레임을 따라 왕복 이송되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛을 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 내부구조를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 내부구조를 나타낸 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛(100)은, 외형을 형성하는 하우징(110)이 마련되며, 하우징(110)의 내측에는 감광체(미도시)의 표면으로 레이저 광을 주사하는 주사 광학계와, 주사 광학계에서 주사되는 레이저 광의 광경로를 전환시키는 다수의 반사미러(180, 180')를 구비한다.

여기서 주사 광학계는 레이저 광을 출사시키는 광원 역할의 레이저 다이오드(laser diode:120), 출사된 레이저 광을 광축에 대해 수렴광(收斂光) 또는 평행광(平行光)으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈(collimator lens:130), 콜리메이터 렌즈(130)를 통과하는 레이저 광을 제한하는 슬릿(slit:140), 슬릿(140)을 통과한 레이저 광을 수평방향의 선형으로 결상시키는 실린더 렌즈(cylinder lens 또는 anamorphic lens라고도 함:150), 실린더 렌즈(150)를 통과한 레이저 광을 수평방향으로 등선속으로 이동시켜 주사하는 폴리곤 미러(polygon mirror:160), 광축에 대해 일정한 굴절률을 가지며 폴리곤 미러(160)에서 반사된 광의 수차를 보정하여 감광체 상에 초점을 맞추는 에프세타 렌즈(fθ lens:170) 등으로 구비될 수 있다.

또한, 하우징(110)의 외측에는 하우징(110)을 관통하여 에프세타 렌즈(170)로 입사되는 레이저 광의 입사각도를 제어하기 위하여 에프세타 렌즈(170)로 입사되는 레이저 광을 반사시키는 반사미러(180)의 반사각도를 조절하기 위한 반사미러 지지장치(200)가 마련된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛(100)의 반사미러 지지장치(200)에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 반사미러 지지장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 반사미러 지지장 치를 나타낸 분해사시도이다.

도 3 내지 도 4에 도시한 바와 본 발명의 일실시예에 따른 반사미러 지지장치(200)는 광주사 유닛(100)의 외형을 형성하는 하우징(110)의 외측으로 하우징(110)을 관통하여 반사미러(180)의 양단을 지지하는 대칭되는 한쌍으로 마련된다. 따라서 반사미러(180)의 일단을 지지하는 지지장치(200)를 일예로 하여 설명한다.

이러한, 지지장치(200)는, 하우징(110)의 내부에 마련되어 반사미러(180)의 일측이 결합되는 반사미러홀더(210)와, 하우징(110)의 외측에 마련되는 가이드프레임(240)과, 가이드프레임(240)의 내측에 슬라이드 이동가능하게 마련되는 슬라이드프레임(230)과, 하우징(110)을 관통하는 반사미러홀더(210)와 결합되고, 슬라이드프레임(230)의 내측에 회동 가능하게 마련되는 회동프레임(220)을 구비한다.

상기 반사미러홀더(210)는, 하우징(110)의 내측에 마련되며 하우징(110)의 내측으로 반사미러(180)의 일단이 삽입되는 결합홈(212)과, 결합홈(212)의 타측에는 하우징(110)의 외측으로 연장되어 후술할 회동프레임(220)에 결합되는 회동돌기(214)를 구비한다.

여기서, 회동돌기(214)는 후술할 회동프레임(220)의 회전력을 전달받도록 사각기둥 형태로 마련될 수 있으나, 이는 회동돌기(214)의 형상을 한정하는 것은 아니다.

또한 광주사 유닛(100)을 형성하는 하우징(110)의 측벽의 소정부에는 반사미러홀더(210)에 형성된 회동돌기(214)가 하우징(110)의 내측에서 하우징(110)의 외측으로 돌출되어 회전 및 이동되기 위한 장공형태의 회동공(114)이 형성된다.

상기 회동프레임(220)은 하우징(110)의 외측으로 돌출되는 반사미러홀더(210)의 회동돌기(214)에 결합되어 반사미러홀더(210)를 회전시키는 것으로, 일측에 웜휠기어 형태의 종동기어부(222)가 형성되는 원판 형상으로 형성되며 후술할 슬라이드프레임(230)에 회동가능하게 결합된다.

또한, 회동프레임(220)의 중앙부에는 반사미러홀더(210)의 회동돌기(214)가 결합되는 결합공(224)이 형성되며, 결합공(224)은 회동돌기(214)의 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.

상기 슬라이드프레임(230)은 중앙부에 회동프레임(220)이 회동가능하게 결합되는 회동프레임장착부(232)가 형성되고, 회동프레임장착부(232)의 상부에는 슬라이드프레임(230)에 회전 가능하게 결합되고 그 하부가 노출되어 회동프레임(220)에 형성된 종동기어부(222)에 치합되는 웜기어(234)가 마련된다.

또한, 웜기어(234)의 외측 단부에는 웜기어(234)를 회전시키기 위한 나사머리 형태의 회전머리(234a)가 마련되고, 웜기어(234)가 장착된 슬라이드프레임(230)에는 웜기어(234)의 회전머리(234a)의 외측에 마련되어 웜기어(234)의 회전을 안내 함과 동시에 웜기어(234)의 이탈을 방지하고, 별도 공구(예를 들어 스크루드라이버 등)가 삽입될 수 있는 중공이 형성되는 웜기어덮개(236)가 마련된다.

그리고 슬라이드프레임(230)의 일면에는 후술할 가이드프레임(240)에 마련되는 이송나사(242)가 결합되는 이송나사공(238)이 형성되며, 슬라이드프레임(230)의 일면에 인접한 하면에는 가이드프레임(240)을 관통하여 슬라이드프레임(230)에 마련되는 회동프레임(220)을 고정하기 위한 고정나사(248)가 결합되는 고정나사공 (239)이 형성된다.

상기 가이드프레임(240)은, 하우징(110)의 측벽의 외측에 결합되도록 마련되며, 상술한 슬라이드프레임(230)이 슬라이드 이동가능하게 안내하도록 중공이 형성된 사각의 프레임 형태로 마련된다.

또한, 가이드프레임(240)의 일측에는 가이드프레임(240)의 내측에 위치하는 슬라이드프레임(230)에 형성된 이송나사공(238)에 나사 결합되는 이송나사(242)가 마련되며, 이송나사(242)의 외측에는 가이드프레임(240)에 결합되어 이송나사(242)의 이탈을 방지하고, 이송나사(242)를 회전시키기 위한 별도의 공구(예를 들어 스크루드라이버 등)가 삽입되는 중공이 형성된 이송나사덮개(244)가 결합된다.

그리고 가이드프레임(240)에는 슬라이드프레임(230)에 마련된 웜기어(234)의 회전머리(234a)에 대응되는 위치로 웜기어(234)의 회전머리(234a)를 회전시키기 위한 공구가 삽입되는 삽입공(246)이 형성된다. 가이드프레임(240)의 하부에는 슬라이드프레임(230)에 결합되어 회동프레임(220)의 회전을 고정하는 고정나사(248)가 슬라이드프레임(230)의 이동에 따라 이동되기 위한 장공 형태의 이동장공(247)이 형성된다.

또한, 가이드프레임(240)에는 가이드프레임(240)의 내측에 위치하는 슬라이드프레임(230)과 슬라이드프레임(230)에 설치되는 회동프레임(220)을 밀폐시키기 위한 별도의 밀폐덮개(미도시)가 더 마련될 수도 있다.

즉 상술한 바와 같은 지지장치(200)의 가이드프레임(240)은 광주사 유닛을 형성하는 하우징(110)의 외측에 결합되고, 가이드프레임(240)의 내측에는 슬라이드 프레임(230)이 슬라이드 이송가능하게 결합되며, 슬라이드프레임(230)의 내측에는 회동프레임(220)이 슬라이드프레임(230)에 대하여 회동가능하게 설치된다.

그리고 반사미러홀더(210)와 결합되는 회동프레임(220)은 슬라이드프레임(230)에 마련된 웜기어(234)에 의해 회전됨과 동시에 슬라이드프레임(230)에 마련되는 고정나사(248)에 의해 그 회동이 제한된다.

또한 가이드프레임(240)에 슬라이드이동가능하게 마련되는 슬라이드프레임(230)은 가이드프레임(240)에 마련되는 이송나사(242)에 의해 가이드프레임(240)의 내주면을 따라 슬라이드 이동된다.

이하, 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 작동을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도 1 내지 도 3을 참조하여 이해하여야 하며, 상술한 주사 광학계의 광학부품(120, 130, 140, 150, 160, 170)들의 동작은 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 광주사 유닛의 반사미러 지지장치의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.

상술한 바와 같은 주사 광학계에서 주사되는 레이저 광은 반사미러 지지장치(200)에 고정된 반사미러(180)에 의해 감광체(미도시)의 표면으로 주사되며, 주사되는 레이저 광의 광경로를 전환 시키는 반사미러(180)는 광주사 유닛(100)에 마련되는 반사미러 지지장치(200)에 의해 일단 또는 양단이 지지된다(도 2참조).

여기서, 레이저 광을 반사하는 반사미러(180)의 반사각도를 변경시키고자 할 때에는 슬라이드프레임(230)에 마련된 웜기어(234)를 회전시키면, 웜기어(234)가 회전됨에 따라 웜기어(234)에 치합되는 종동기어부(222)가 형성된 회동프레임(220)이 회동프레임장착부(232)에서 회전된다.

이에 회동프레임(220)이 회전됨에 따라 회동프레임(220)에 결합된 반사미러홀더(210)가 회전되면서 반사미러홀더(210)에 결합된 반사미러(180)가 회전되어 반사미러에 의해 반사되는 레이저 광의 반사각도를 전환시킬 수 있다.

이때 웜기어(234)를 회전시키기 위해서는 웜기어(234)의 회전머리(234a)를 회전시키기 위한 별도의 공구(예를 들어 스크루드라이버 등)를 가이드프레임(240)의 삽입공(246) 및 슬라이드프레임(230)의 웜기어덮개(236)를 관통시켜 웜기어(234)를 회전시킨다.

또한, 회전이 완료된 회동프레임(220)은 슬라이드프레임(230)의 하부에 마련된 고정나사(248)를 회전시켜 고정나사(248)의 단부가 회동프레임(220)의 외주면을 가압하도록 하여 회동프레임(220)의 회전을 제한할 수 있다.

그리고 반사미러(180)에 의해 반사되는 레이저 광의 반사위치를 변경하고자 할 때에는 가이드프레임(240)에 마련된 이송나사(242)를 회전시키면, 이송나사(242)가 회전됨에 따라 이송나사(242)에 나사 결합된 슬라이드프레임(230)이 가이드프레임(240)의 내측을 따라 슬라이드 이동된다.

이에 슬라이드프레임(230)이 이동됨에 따라 슬라이드프레임(230)에 마련되는 회동프레임(220)에 결합된 반사미러(180)가 슬라이드프레임(230)의 이송방향으로 이송되어 반사미러(180)에 의해 반사되는 레이저 광의 반사위치를 변환시킬 수 있 다.

이때 반사미러(180)가 결합된 반사미러홀더(210)의 회동돌기(214)는 하우징(110)에 형성된 장공 형태의 회동공(114)을 따라 이동되며, 슬라이드프레임(230)에 마련된 고정나사(248)는 가이드프레임(240)에 형성된 이동장공(247)을 따라 이동된다.

즉, 상술한 바와 같이 슬라이드프레임(230)에 마련된 웜기어(234) 및 가이드프레임(240)에 마련된 이송나사(242)를 회전시킴으로써 반사미러홀더(210)에 결합된 반사미러(180)의 반사각도 및 반사위치를 전환시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광주사 유닛에 따르면, 광주사 유닛의 외부에서 간단한 조작만으로 반사미러를 회동시킬 수 있으므로 광주사 유닛의 분해 등의 별도 작업없이 보다 편리하게 반사미러의 반사각도 및 반사위치를 조절할 수 있으며, 반사미러에 의해 발생하는 주사경사 및 주사만곡 등의 현상을 보정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 레이저 광을 주사하는 주사 광학계가 설치되는 하우징;

   상기 주사 광학계에서 주사되는 레이저 광의 광경로를 전환시키는 반사미러;

   상기 반사미러를 지지하도록 상기 하우징에 마련되며, 상기 하우징 외부에서의 조작에 의해 상기 반사미러의 반사각도와 상기 반사미러의 반사위치를 조절할 수 있는 반사미러 지지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 광주사 유닛.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반사미러 지지장치는,

   상기 하우징의 내측에 마련되며 상기 반사미러가 결합되는 반사미러홀더;

   상기 하우징의 외측에 마련되며 상기 반사미러홀더와 결합되는 회동프레임;

   상기 회동프레임이 회동가능하게 결합되고 상기 회동프레임을 회동시키는 슬라이드프레임;

   상기 슬라이드프레임이 이동가능하게 결합되고 상기 슬라이드프레임을 이동시키는 가이드프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사 유닛.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 회동프레임의 외측에 기어부가 형성되고, 상기 슬라이드프레임의 내측 에 상기 기어부에 치합되는 웜기어가 마련되어 상기 웜기어의 회전에 따라 상기 회동프레임이 회동되는 것을 특징으로 하는 광주사 유닛.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 슬라이드프레임의 일측에 고정나사공이 형성되고, 상기 고정나사공에 결합되는 고정나사가 마련되어 상기 고정나사가 회전되어 상기 고정나사공에 삽입됨에 따라 상기 고정나사에 의해 상기 회동프레임의 회전이 제한되는 것을 특징으로 하는 광주사 유닛.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 가이드프레임에 회전가능하게 마련되는 이송나사 마련되고, 상기 슬라이드프레임에 상기 이송나사가 나사 결합되는 이송나사공이 마련되어 상기 이송나사의 회전에 따라 상기 슬라이드프레임이 상기 가이드프레임을 따라 왕복 이송되는 것을 특징으로 하는 광주사 유닛.

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