KR101474769B1 - 광학부재의 결합장치 및 광주사장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 의한 광주사장치는 빔을 발생시키는 광원과, 광원에서 출사되는 빔을 통과시키는 렌즈와, 렌즈가 고정되는 베이스부재를 포함하고, 렌즈는 렌즈와 열팽창계수가 같은 마운트부재를 중간부재로 하여 베이스부재에 고정된다. 이러한 본 발명에 의하면, 렌즈와 같은 광학부재가 베이스부재에 직접 접착되지 않고, 광학부재와 같은 열팽창계수를 갖는 마운트부재에 접착되어 베이스부재에 결합되기 때문에, 온도가 변하더라도 광학부재가 베이스부재에 안정적으로 결합될 수 있다.

광학장치, 광학부재, 결합, 접착제, 마운트부재

Description

광학부재의 결합장치 및 광주사장치{Coupling device for optical member and light emitting apparatus}

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 광주사장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 제 3 렌즈를 베이스부재에 결합하기 위한 결합장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 마운트부재를 개략적으로 나타낸 저면사시도이다.

도 5는 도 3에 도시된 마운트부재가 베이스부재에 결합된 것을 나타낸 사시도이다.

도 6은 도 5에 도시된 베이스부재 및 마운트부재를 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 7은 도 5에 도시된 마운트부재에 제 3 렌즈를 부착한 것을 나타낸 사시도이다.

도 8은 도 7에 도시된 베이스부재, 마운트부재 및 제 3 렌즈의 일부를 절단하여 확대시킨 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10...베이스부재 11...설치홈

12...결합홀 20...광원

30,40,50...제 1,2,3 렌즈 60...폴리곤미러

70...반사미러 80...마운트부재

81...결합돌기 82...접착제수용홈

90...접착제

본 발명은 광학부재의 결합장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접착제에 의해 결합위치에 결합되는 광학부재가 온도변화에 의해 수축 또는 팽창하더라도 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있는 광학부재의 결합장치 및 광주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광주사장치는 전자사진방식의 화상형성장치에 사용되어 화상신호에 따라 감광체에 빔을 주사하여 감광체에 정전잠상을 형성시키는 장치이다. 이러한 광주사장치는 화상신호에 따라 빔을 발생하는 광원과, 광원에서 출사된 빔을 광축에 대해 평행한 평행빔으로 만들어 주는 콜리메이터렌즈와, 콜리메이터렌즈를 통과한 평행빔을 부주사 방향으로 평행한 선형빔으로 만들어주는 실린드리컬렌즈와, 실린드리컬렌즈를 통과한 선형빔을 일정 각도 범위 내에서 편향시키는 폴리곤미러와, 폴리곤미러에서 반사되는 빔을 감광체 표면에 수렴시키는 에프세타렌즈를 포함한다. 이들 부품들은 하나의 베이스부재에 설치되어 하나의 모듈을 구성한다.

화상신호에 따라 감광체에 정확하게 정전잠상을 형성하기 위해서 콜리메이터렌즈, 실린드리컬렌즈, 폴리곤미러, 에프세타렌즈 등의 광학부재는 하우징에 정밀하고 견고하게 설치되어야 하며, 온도 변화 등의 환경요인에 의해서 설치 위치의 변화가 거의 발생되면 안 된다.

광학부재를 하우징에 결합시키는 방법으로는 스크류와 같은 체결부재를 이용하는 방법과, 접착제를 이용하는 방법이 대표적이다. 이 중에서 스큐류와 같은 체결부재를 이용하는 결합 방법은 구성 부품의 증가로 인해 제조비용이 상승하고 무게가 무거워지는 단점이 있다.

접착제를 이용하는 방법으로 일본공개특허 특개2004-133073호(2004. 04. 30. 공개)에는 유리기판을 접착제로 결합하는 광학장치가 개시되어 있다.

상기 공보에 개시되어 있는 광학장치는 장방형의 유리기판을 스페이서에 결합하기 위해 유리기판의 네 모서리를 고탄성접착제로 스페이서에 접착한 후, 유리기판의 둘레를 저탄성접착제로 둘러 유리기판을 스페이서에 접착시킨다.

그런데, 상기와 같은 종래 광학장치는 유리로 이루어지는 유리기판의 열팽창계수와 수지로 이루어지는 스페이서의 열팽창계수가 다르기 때문에, 온도 변화가 발생되면 유리기판과 스페이서의 접착면에 과도한 열응력이 발생하여 유리기판이 스페이서에서 떨어지는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접착제를 통해 베이 스부재에 결합되는 광학부재가 온도 변화에 의해 수축 또는 팽창하더라도 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있는 광학부재의 결합장치 및 광주사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광주사장치는 빔을 발생시키는 광원과, 상기 광원에서 출사되는 빔을 통과시키는 렌즈와, 상기 렌즈가 고정되는 베이스부재를 포함하고, 상기 렌즈는 마운트부재를 중간부재로 하여 상기 베이스부재에 고정되는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 렌즈와 상기 마운트부재는 접착제에 의해 결합될 수 있다.

그리고, 상기 마운트부재에는 상기 접착제의 도포 영역을 제한하기 위해 상기 접착제를 수용하는 접착제수용홈이 구비될 수 있다.

또한, 상기 접착제의 열팽창계수는 상기 렌즈의 열팽창계수보다 클 수 있다.

또한, 상기 베이스부재에는 상기 마운트부재의 크기보다 큰 설치홈이 구비되고 상기 마운트부재는 그 둘레가 상기 베이스부재로부터 이격되도록 상기 설치홈 안에 결합될 수 있다.

또한, 상기 베이스부재와 상기 마운트부재 중 어느 하나에는 결합돌기가 구비되고, 나머지 어느 하나에는 상기 결합돌기가 압입되는 결합홀이 구비될 수 있다.

또한, 상기 베이스부재에는 상기 마운트부재의 크기보다 큰 설치홈이 구비되고, 상기 마운트부재는 그 둘레가 상기 베이스부재로부터 이격되도록 상기 설치홈 안에 결합되며, 상기 결합돌기는 상기 마운트부재에 구비되고, 상기 결합홀은 상기 설치홈의 중앙에 구비될 수 있다.

또한, 상기 마운트부재는 상기 렌즈와 열팽창계수가 같을 수 있다.

또한, 상기 마운트부재는 상기 렌즈와 같은 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 렌즈는 상기 광원에서 출사되는 빔을 상기 베이스부재의 외부에 설치되는 감광체에 수렴시키는 에프세타렌즈일 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광학부재의 결합장치는 광학부재를 베이스부재에 결합하기 위한 것으로, 상기 광학부재는 마운트부재를 중간부재로 하여 상기 베이스부재에 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 광주사장치에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 광주사장치는 베이스부재(10)와, 빔을 발생하고 베이스부재(10)에 결합되는 광원(20)과, 광원(20)에서 발생되는 빔을 수렴시키기 위해 베이스부재(10)에 결합되는 복수의 렌즈(30)(40)(50)와, 광원(20)에서 발생되는 빔을 편향시키기 위해 베이스부재(10)에 회전 가능하게 결합되는 폴리곤미러(60)를 포함한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 광원(20)과, 제 1,2 렌즈(30)(40)와, 폴리곤미러(60)는 베이스부재(10)의 일측면에 설치되고, 도 2에 도시된 것과 같이, 제 3 렌즈(50)는 베이스부재(10)의 타측면에 설치된다.

광원(20)에서 빔이 발생되면 발생된 빔은 제 1 및 제 2 렌즈(30)(40)를 통과 하여 진행하고, 제 2 렌즈(40)를 통과한 빔은 고속으로 회전하는 폴리곤미러(60)에 의해 일정 각도 범위 내에서 편향된다. 이렇게 폴리곤미러(60)에 의해 편향되는 빔은 베이스부재(10)의 일측에 설치되는 반사미러(70)에 의해 베이스부재(10)의 타측면 쪽으로 꺾여 제 3 렌즈(50)를 통과한 후 감광체(미도시) 쪽으로 진행한다.

여기에서, 제 1 렌즈(30)는 광원(20)에서 발생된 빔을 광축에 대해 평행한 평행빔으로 바꿔주는 콜리메이터렌즈이고, 제 2 렌즈(40)는 평행빔을 부주사 방향으로 평행한 선형빔으로 만들어주는 실린드리컬렌즈이며, 제 3 렌즈(50)는 폴리곤미러(60)에서 반사되는 빔을 감광체 표면으로 수렴시키는 에프세타렌즈이다.

제 3 렌즈(50)는 특정 곡률을 갖는 비구면으로 이루어지고 도 2에 도시된 것과 같이, 양단부가 베이스부재(10)의 타측면에 접착제(90)에 의해 접착된다. 제 3 렌즈(50)를 베이스부재(10)에 결합시키기 위해 베이스부재(10)에는 마운트부재(80)가 결합되고, 제 3 렌즈(50)는 마운트부재(80)를 중간부재로 하여 베이부재(10)에 고정된다.

도 3에 도시된 것과 같이, 마운트부재(80)는 베이스부재(10)의 타측면에 구비되는 설치홈(11)에 결합된다. 설치홈(11)은 장방형의 마운트부재(80) 보다 큰 장방형으로 이루어지고, 그 중앙에 결합홀(12)이 구비된다. 마운트부재(80)는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 결합홀(12)에 압입되는 결합돌기(81)와, 접착제(90)가 수용되는 접착제수용홈(82)을 갖는다. 결합돌기(81)는 마운트부재(80)의 하부 중앙에 돌출 구비되고, 접착제수용홈(82)은 마운트부재(80)의 상부에 마운트부재(80)의 형상과 같은 장방형으로 구비된다. 접착제(90)는 응고되기 전에는 유동성 이 있기 때문에, 접착제(90)가 접착제수용홈(82)의 내부에 수용됨으로써 접착제(90)의 도포 영역이 접착제수용홈(82)의 내부로 제한된다. 따라서, 접착제 도포 작업이 쉽고 원활하게 이루어질 수 있다.

또한, 접착제(90)의 열팽창계수는 베이스부재(10)의 열팽창계수보다 커서 온도가 상승하면 접착제(90)가 베이스부재(10)에 비해 더 많이 팽창하게 된다. 그런데, 접착제(90)가 접착제수용홈(82)에 수용되어 그 영역이 접착제수용홈(82)의 내부로 제한됨으로써 온도 상승시 접착제(90)의 팽창이 억제된다.

이러한 마운트부재(80)는 접착제(90)의 열팽창을 제한함과 동시에 별도의 부재 없이 제 3 렌즈(50)에 부착되는 접착제(90)의 두께를 조절할 수 있는 기능을 갖는다. 즉, 폴리곤미러(60)의 고속 회전에 의한 제 3 렌즈(50)의 공진현상을 방지하기 위해서 제 3 렌즈(50)에 부착되는 접착제(90)의 두께를 조절함으로써 제 3 렌지(50)의 고유주파수를 변경시킬 수 있는데, 종래에는 접착제(90)의 두께를 조절하기가 어려웠다. 그러나, 본 발명에서는 마운트부재(80)의 접착제수용홈(82)의 깊이를 조절함으로써 접착제(90)의 높이를 쉽게 조절할 수 있다.

여기에서, 베이스부재(10)는 PC(Polycarbonate)로 이루어지고, 접착제(90)로는 자외선 경화 접착제가 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서, 베이스부재(10)의 재질과 접착제의 종류는 이러한 것으로 한정되지 않고 다양한 다른 것이 이용될 수 있다.

그리고, 설치홈(11)의 형상, 마운트부재(80)의 형상 및 접착제수용홈(82)의 형상은 장방형 이외의 다양한 다른 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 마운트부재(80)의 결합돌기(81)와 결합돌기(81)가 삽입되는 결합홀(12)의 형상은 도시된 것과 같이 원형으로 한정되지 않고, 원형 이외의 다른 다각형 형상으로 이루어질 수 있다.

마운트부재(80)는 결합돌기(81)가 설치홈(11)의 결합홀(12)에 삽입됨으로써 설치홈(11)의 중앙에 결합된다. 마운트부재(80)의 크기는 설치홈(11)의 크기보다 작기 때문에, 마운트부재(80)가 설치홈(11) 중앙에 결합되면 도 5에 도시된 것과 같이, 마운트부재(80)의 둘레는 베이스부재(10)로부터 이격된다. 이와 같이, 마운트부재(80)의 둘레에 공간이 있기 때문에 온도 상승시 마운트부재(80)는 베이스부재(10)에 간섭되지 않고 자유롭게 팽창할 수 있다.

마운트부재(80)는 제 3 렌즈(50)와 같은 재질로 이루어진다. 통상적으로, 에프세타렌즈는 올레핀계 수지로 사출 성형되므로, 마운트부재(80)도 올레핀계 수지로 이루어진다. 이와 같이, 마운트부재(80)가 제 3 렌즈(50)와 동일한 재질로 이루어짐으로써 제 3 렌즈(50)의 열팽창계수와 마운트부재(80)의 열팽창계수는 같고, 온도가 상승할 때 제 3 렌즈(50)의 팽창 정도와 마운트부재(80)의 팽창 정도는 유사하다. 또한, 온도가 하강할 때 제 3 렌즈(50)의 수축 정도와 마운트부재(80)의 수축 정도 또한 유사하다. 이와 같이, 온도변화에 따른 제 3 렌즈(50)와 마운트부재(80)의 변화 정도가 유사하기 때문에, 온도 변화시 제 3 렌즈(50)와 마운트부재(80) 사이의 접착부에서 열응력이 크게 증가하지 않아 제 3 렌즈(50)의 접착 상태가 양호하게 유지될 수 있다.

본 발명에 있어서, 마운트부재(80)의 재질이 올레핀계 수지로 한정되는 것은 아니다. 제 3 렌즈(50)의 재질이 바뀌면 마운트부재(80)의 재질 또한 제 3 렌즈(50)와 같게 변경될 수 있다. 또한, 마운트부재(80)의 재질이 제 3 렌즈(50)의 재질과 꼭 같을 필요는 없으며, 마운트부재(80)는 제 3 렌즈(50)의 열팽창계수와 같은 열팽창계수를 갖는 다른 재질로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 제 3 렌즈(50)를 베이스부재(10)에 결합하는 과정에 대하여 설명한다. 제 3 렌즈(50)는 양단부가 모두 베이스부재(10)에 결합되는데, 일측 단부 및 타측 단부의 결합 방법은 동일하므로 이하에서는 일측 단부의 결합에 대해서만 설명한다.

먼저, 마운트부재(80)의 결합돌기(81)를 베이스부재(10)의 결합홀(12)에 삽입하여 마운트부재(80)를 설치홈(11)에 결합한다. 마운트부재(80)가 설치홈(11)의 중앙에 설치되면 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 마운트부재(80)의 전후좌우 둘레는 베이스부재(10)로부터 일정 간격(d)으로 이격되어 마운트부재(80)의 둘레에는 공간이 형성된다.

이후, 마운트부재(80)의 접착제수용홈(82)에 접착제(90)를 도포한다. 이때, 접착제(90)의 도포량을 적절히 조절하여 접착제(90)가 접착제수용홈(82) 전체에 고르게 퍼지면서 마운트부재(80)의 표면 높이와 대략 같은 높이까지 채워지도록 한다.

이렇게 접착제(90)를 접착제수용홈(82)에 넘치지 않도록 도포한 후, 도 7 및 도 8에 도시된 것과 같이, 제 3 렌즈(50)의 일측 단부를 마운트부재(80) 위에 올려놓고 접착제(90) 도포 위치에 자외선을 조사한다. 이때, 접착제(90)가 굳으면서 제 3 렌즈(50)가 마운트부재(80)에 달라 붙어 제 3 렌즈(50)는 베이스부재(10)에 견고하게 결합된다.

이러한 접착 과정은 제 3 렌즈(50)의 타측 단부에 대해서도 동일하게 이루어진다. 즉, 제 3 렌즈(50)의 타측 단부 역시 제 3 렌즈(50)의 열팽창계수와 같은 열팽창계수를 갖는 마운트부재(80)에 의해 베이스부재(10)에 결합된다.

이와 같이, 제 3 렌즈(50)가 접착제(90)에 의해 제 3 렌즈(50)와 같은 열팽창계수를 갖는 마운트부재(80)에 부착되기 때문에, 온도 변화 발생시 제 3 렌즈(50)와 마운트부재(80)의 변화 정도는 유사하여 이들 사이의 접착면에서 열응력이 크게 증가하지 않는다. 그리고, 제 3 렌즈(50)나 마운트부재(80)보다 열팽창계수가 큰 접착제(90)는 마운트부재(80)의 접착제수용홈(82)에 수용되어 온도 변화가 발생되더라도 도포 영역이 제한되기 때문에, 두 부재 사이의 접착면에서 열응력이 크게 증가하지 않는다.

또한, 제 3 렌즈(50)와 부착된 마운트부재(80)는 그 결합돌기(81)가 베이스부재(10)의 결합홀(12)에 압입되어 있으므로 온도 변화가 이들 사이의 결합 상태에 영향을 주지 않는다.

따라서, 온도가 변하여도 제 3 렌즈(50)는 베이스부재(10)에 안정적으로 결합되어 있을 수 있다.

이상에서는 본 발명에 의한 광학부재의 결합장치를 설명하기 위해, 광주사장치의 제 3 렌즈(50)를 베이스부재(10)에 결합하기 위한 결합장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 광주사장치의 제 1,2 렌즈(30)(40)나, 반시미러(70) 등의 다른 광학부재를 결합하는데 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 광주사장치 이외의 다른 광학장치의 광학부재를 결합하는데 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 렌즈와 같은 광학부재가 베이스부재에 직접 접착되지 않고, 광학부재와 같은 열팽창계수를 갖는 마운트부재에 접착되어 베이스부재에 결합되기 때문에, 온도가 변하더라도 광학부재가 베이스부재에 안정적으로 결합되어 있을 수 있다.

또한, 광학부재가 온도 변화에도 불구하고 안정적인 결합 상태를 유지할 수 있기 때문에, 광주사장치와 같은 광학장치의 성능이 향상된다.

이상에서 설명한 본 발명은 도면화되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (19)

1. 빔을 발생시키는 광원과,

   상기 광원에서 출사되는 빔을 통과시키는 렌즈와,

   접착제에 의해 상기 렌즈가 고정되는 베이스부재;

   상기 렌즈가 상기 베이스부재에 고정되도록 중간부재로 마련되며, 상기 접착제의 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 접착제의 열팽창을 제한하도록 구성되는 마운트부재;를 포함하고,

   상기 베이스부재에는 상기 마운트부재의 크기보다 큰 설치홈이 구비되고, 상기 마운트부재는 그 둘레가 상기 베이스부재로부터 이격되도록 상기 설치홈 안에 결합되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마운트부재에는 상기 접착제의 도포 영역을 제한하기 위해 상기 접착제를 수용하는 접착제수용홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착제의 열팽창계수는 상기 렌즈의 열팽창계수보다 큰 것을 특징으로 하는 광주사장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스부재와 상기 마운트부재 중 어느 하나에는 결합돌기가 구비되고, 나머지 어느 하나에는 상기 결합돌기가 압입되는 결합홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 베이스부재에는 상기 마운트부재의 크기보다 큰 설치홈이 구비되고, 상기 마운트부재는 그 둘레가 상기 베이스부재로부터 이격되도록 상기 설치홈 안에 결합되며, 상기 결합돌기는 상기 마운트부재에 구비되고, 상기 결합홀은 상기 설치홈의 중앙에 구비되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 마운트부재는 상기 렌즈와 열팽창계수가 같은 것을 특징으로 하는 광주사장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 마운트부재는 상기 렌즈와 같은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 렌즈는 상기 광원에서 출사되는 빔을 상기 베이스부재의 외부에 설치되는 감광체에 수렴시키는 에프세타렌즈인 것을 특징으로 하는 광주사장치.
11. 광학부재를 베이스부재에 결합하기 위한 광학부재의 결합장치에 있어서,

    접착제에 의해 상기 광학부재가 고정되며, 상기 접착제의 둘레를 감싸도록 형성되어, 상기 접착제의 열팽창을 제한하는 마운트부재;를 포함하고,

    상기 광학부재는 상기 마운트부재를 중간부재로 하여 상기 베이스부재에 고정되며,

    상기 베이스부재에는 상기 마운트부재의 크기보다 큰 설치홈이 구비되고 상기 마운트부재는 그 둘레가 상기 베이스부재로부터 이격되도록 상기 설치홈 안에 결합되는 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.
12. 삭제
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 마운트부재에는 상기 접착제의 도포 영역을 제한하기 위해 상기 접착제를 수용하는 접착제수용홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 접착제의 열팽창계수는 상기 광학부재의 열팽창계수보다 큰 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.
15. 삭제
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 베이스부재와 상기 마운트부재 중 어느 하나에는 결합돌기가 구비되고, 나머지 어느 하나에는 상기 결합돌기가 압입되는 결합홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 베이스부재에는 상기 마운트부재의 크기보다 큰 설치홈이 구비되고, 상기 마운트부재는 그 둘레가 상기 베이스부재로부터 이격되도록 상기 설치홈 안에 결합되며, 상기 결합돌기는 상기 마운트부재에 구비되고, 상기 결합홀은 상기 설치홈의 중앙에 구비되는 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.
18. 제 11 항에 있어서,

    상기 마운트부재는 상기 광학부재와 열팽창계수가 같은 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 마운트부재는 상기 광학부재와 같은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학부재의 결합장치.

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