KR20060013611A - Apparatus and method for molding f-??lens - Google Patents
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Abstract
에프-세타 렌즈의 유효 경면부를 열적으로 안정된 상태에서 동일한 압력으로 성형하여 성형 정밀도가 향상될 수 있도록 함과 아울러 연속 성형 공정으로 성형 속도를 향상시킬 수 있도록 된 에프-세타 렌즈 성형장치 및 방법이 개시되어 있다.Disclosed is an apparatus and method for forming an F-theta lens, which is capable of improving molding accuracy by forming an effective mirror portion of an F-theta lens at the same pressure in a thermally stable state and increasing the molding speed by a continuous molding process. It is.
개시된 에프-세타 렌즈 성형장치는 압출기와; 압출기에서 출사된 액상 수지가 냉각되면서 통과되는 소정 형상의 성형홈을 구비한 성형다이와; 성형다이를 통과하는 수지를 소망하는 에프-세타 렌즈 형상으로 수지를 성형하는 제1성형 가압롤러와; 성형된 수지를 소정 크기로 절단하는 절단기와; 제1성형 가압롤러와 절단기 사이에 마련되는 것으로, 성형된 수지의 주변 온도를 제어하는 온도 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The disclosed f-theta lens molding apparatus includes an extruder; A molding die having a molding groove having a predetermined shape through which the liquid resin emitted from the extruder is cooled; A first molding pressure roller for molding the resin into a desired f-theta lens shape for the resin passing through the molding die; A cutter for cutting the molded resin into a predetermined size; It is provided between the first molding pressure roller and the cutter, characterized in that it comprises a; temperature control unit for controlling the ambient temperature of the molded resin.
또한, 개시된 에프-세타 렌즈 성형 방법은, 고온의 액상 수지를 연속적으로 압출하는 단계와; 압출된 수지를 일차적으로 성형하는 단계와; 일차적으로 성형된 수지를 재차 성형하는 단계와; 성형된 수지의 내부온도와 그 주위 온도차가 최소화된 채로 냉각되도록, 성형된 수지의 주변 온도를 조절하는 단계와; 재차 성형된 수지를 소정 크기로 절단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the disclosed f-theta lens molding method includes the steps of continuously extruding a high temperature liquid resin; Primarily molding the extruded resin; Remolding the primarily molded resin; Adjusting the ambient temperature of the molded resin such that the difference between the internal temperature of the molded resin and the ambient temperature thereof is minimized; Re-cutting the molded resin to a predetermined size; characterized in that it comprises a.
Description
도 1은 일반적인 레이저 주사장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view showing an optical arrangement of a general laser scanning device.
도 2는 종래의 에프-세타 렌즈 성형장치를 보인 개략적인 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a conventional f-theta lens forming apparatus.
도 3은 도 2의 성형장치에 의해 성형된 에프-세타 렌즈와, 이 에프-세타 렌즈의 각 부분별 굴절률 분포를 보인 개략적인 도면.FIG. 3 is a schematic view showing an F-theta lens formed by the molding apparatus of FIG. 2 and a refractive index distribution of each part of the F-theta lens. FIG.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에프-세타 렌즈 성형장치를 보인 개략적인 단면도.Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing a f-theta lens forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 성형 다이 및 제1성형 가압롤러를 보인 개략적인 단면도.5 is a schematic cross-sectional view showing the forming die and the first forming pressure roller of FIG.
도 6은 도 4의 제2성형 가압롤러 및 온도조절 챔버를 보인 정면도.Figure 6 is a front view showing a second pressing roller and the temperature control chamber of Figure 4;
도 7은 도 4의 온도조절 챔버 내부의 온도 분포를 보인 그래프.Figure 7 is a graph showing the temperature distribution inside the temperature control chamber of Figure 4;
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 에프-세타 렌즈 성형장치에 의해 성형된 에프-세타 렌즈의 각 부분별 굴절률 분포를 보인 개략적인 도면.Figure 8a is a schematic diagram showing the refractive index distribution of each part of the F-theta lens molded by the F-theta lens forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8b는 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 10-2004-0039629를 통하여 제안된 에프-세타 렌즈의 각 부분별 굴절률 분포를 보인 개략적인 도면.Figure 8b is a schematic diagram showing the refractive index distribution of each part of the f-theta lens proposed by the applicant through the Republic of Korea Patent Application 10-2004-0039629.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
30...압출기 31...하우징
30
33...주입부 35...공급부33
40...성형다이 41...성형홈40 Molding die 41 Molding groove
50...제1가압 성형롤러 51...제1성형롤러50 ... 1st
55...제2성형롤러 60...제2가압 성형롤러55 ... 2nd Molding Roller 60 ... 2nd Pressing Roller
61...제3성형롤러 65...제2성형롤러61 ... 3rd Molding Roller 65 ... 2nd Molding Roller
70...절단기 80...온도 조절부70 ... Cutter 80 ... Temperature Control
81...히터 85...온도조절 챔버81
100...에프-세타 렌즈100 ... F-theta lens
본 발명은 적어도 일면이 곡면으로 된 에프-세타(f-θ) 렌즈를 성형하는 에프-세타 렌즈 성형장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 에프-세타 렌즈의 유효 경면부를 열적으로 안정된 상태에서 동일한 압력으로 성형하여 성형 정밀도가 향상될 수 있도록 함과 아울러 연속 성형 공정으로 성형 속도를 향상시킬 수 있도록 된 에프-세타 렌즈 성형장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an F-theta lens forming apparatus and method for forming an F-theta (f-θ) lens having at least one curved surface, and in detail, the effective mirror portion of the F-theta lens is the same in a thermally stable state. The present invention relates to a f-theta lens forming apparatus and method which can be molded by pressure to improve molding precision and improve the molding speed by a continuous molding process.
일반적으로 에프-세타 렌즈는 광주사장치 등에 채용되어 입사된 빔을 집속시키고 수차를 보정하여 피노광체 상에 맺히도록 한다. 이 에프-세타 렌즈는 적어도 일면 즉, 입광면 및/또는 출광면이 곡률 형상을 가진다.In general, the F-theta lens is employed in an optical scanning device and the like to focus an incident beam and to correct aberration so as to be formed on an object to be exposed. At least one surface of the F-theta lens, that is, the light incident surface and / or the light exit surface has a curvature shape.
광주사장치는 레이저 프린터, 디지털 복사기, 팩시밀리 등의 기기에 채용되 는 것으로, 빔편향기에 의한 주주사와, 피노광체의 회전에 의한 부주사를 통하여 피노광체에 대해 잠상(latent image)을 형성한다.Gwangju president is employed in devices such as laser printers, digital copiers, facsimile, etc., and forms a latent image for the exposed object through the main scanning by the beam deflector and the sub-scanning by the rotation of the exposed object.
도 1을 참조하면, 종래의 광주사장치는 빔을 생성 조사하는 광원(1)과, 이 광원(1)에서 출사된 빔이 피노광체(15)에 주주사(main scanning) 되도록 입사빔을 편향시키는 빔편향기(7)와, 이 빔편향기(7)에서 편향되는 빔에 포함된 광학수차를 보정하는 에프-세타 렌즈(11)를 포함한다. 또한, 광원(1)과 상기 빔편향기(7) 사이의 광로 상에는 광원(1)에서 조사된 발산빔을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 콜리메이팅렌즈(3)와, 이 평행광을 정형하는 실린더렌즈(5)가 더 구비되어 있다. Referring to FIG. 1, a conventional optical scanning device includes a
상기 에프-세타 렌즈(11)로서, 2매 내지 3매의 유리 가공렌즈가 사용되어 왔으나, 최근들어 저가화 추세에 따라 1매의 플라스틱 재질로 대체되고 있다.As the F-
플라스틱 재질로 구성되는 경우는 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 성형장치를 통하여 고온의 액상의 플라스틱 수지를 금형 내에 압입 충전한 후 이를 냉각하여 성형한다.In the case of a plastic material, the high temperature liquid plastic resin is press-filled into a mold through a molding apparatus having a structure as shown in FIG. 2 and then cooled and molded.
도 2를 참조하면, 종래의 실린더렌즈 성형장치는 고온의 액상 수지를 주입하는 압출기(21)와, 이 압출기(21)에서 토출된 수지를 공급 받아 에프-세타 렌즈(12)를 성형하는 금형(25)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a conventional cylinder lens forming apparatus includes an
상기 금형(25)은 2개의 부품으로 구성되는 것으로, 그 내부에 성형하고자 하는 에프-세타 렌즈(12)에 대응되는 형상을 가지는 하나 또는 복수의 성형공간(26)과, 상기 압출기(21)에서 사출된 수지가 상기 성형공간(26)에 주입되도록 하는 주입경로(27)를 가진다. 따라서 주입경로(27)를 통하여 성형공간(26)에 주입되는 수 지(23)는 상기 성형공간(26)의 형상에 대응되는 외형을 유지한 채로 냉각되면서, 에프-세타 렌즈(11')가 된다. 이와 같이 성형된 에프-세타 렌즈(12)는 주입경로(27)에 대응되는 부분을 절단함에 의하여, 도 3에 도시된 바와 같이 게이트(12a)를 가지는 구조의 에프-세타 렌즈(11')가 된다. 상기 게이트(12a)는 상기 에프-세타 렌즈(11)의 측벽에 돌출 형성된 것으로, 상기 주입경로(27)와 성형공간(26) 사이의 경계 부분에 대응되는 부분이다.The
한편, 상기한 바와 같이 구성된 에프-세타 렌즈(12)는 상기 게이트(12a)가 형성된 쪽으로부터 그 반대쪽으로 수지(23)를 주입함으로써, 성형됨에 의하여 압력 차이 및 곡률 반경의 차이가 발생되는 문제점이 있다. On the other hand, the f-
도 3은 도 2의 성형장치에 의해 성형된 에프-세타 렌즈와, 이 에프-세타 렌즈의 각 부분별 굴절률 분포를 보인 개략적인 도면이다. 도 3을 참조하면, 주입 경로를 통하여 게이트(12a) 쪽에서 그 반대편 쪽으로 수지가 주입되므로, 그 길이방향(x축 방향)으로 압력 차이가 발생된다. 즉, 게이트(12a) 쪽의 압력이 높고, 그 반대편 쪽으로 갈수록 압력이 점점 낮아짐을 알 수 있다. 이와 같은 사출 압력의 차이로 인하여, 굴절률의 중심과 에프-세타 렌즈 중심 사이에 △X의 편차가 발생된다. 즉, 성형이 완료된 후 게이트(12a)측의 내부 굴절률과 그 반대측의 내부 굴절률의 차가 커지게 된다. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an F-theta lens molded by the molding apparatus of FIG. 2 and a refractive index distribution of each part of the F-theta lens. Referring to FIG. 3, since resin is injected from the
따라서, 게이트(12a) 반대측의 굴절률 구배가 게이트(12a)측에 비하여 더 커지게 되어, 게이트(12a) 반대측의 초점거리가 게이트(12a)측에 비하여 더 길어지게 됨으로써, 광주사장치의 성능에 나쁜 영향을 주게 되는 문제점이 있다. 또한, 비연 속적으로 에프-세타 렌즈(12)를 성형 제조함으로써, 생산성이 떨어지는 단점이 있다.Therefore, the refractive index gradient on the opposite side of the
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 에프-세타 렌즈의 유효 경면부를 열적으로 안정된 상태에서 동일한 압력으로 성형하여 성형 정밀도가 향상될 수 있도록 함과 아울러 연속 성형 공정으로 성형 속도를 향상시킬 수 있도록 된 에프-세타 렌즈 성형장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and the molding of the effective mirror portion of the F-theta lens at the same pressure in a thermally stable state to improve the molding precision and to improve the molding speed in a continuous molding process It is an object of the present invention to provide a f-theta lens forming apparatus and method which can be improved.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 일면이 곡면으로 된 에프-세타 렌즈를 성형하는 에프-세타 렌즈 성형장치에 있어서, 고온의 액상 수지를 연속적으로 압출시키는 압출기와; 상기 압출기에서 출사된 액상 수지가 냉각되면서 통과되는 소정 형상의 성형홈을 구비한 성형다이와; 상기 성형다이에 대해 승강 및 회전 가능하게 설치되어, 상기 성형다이를 통과하는 수지의 통과 위치에 따라 높낮이를 달리하면서 가압하여 소망하는 에프-세타 렌즈 형상으로 수지를 성형하는 제1성형 가압롤러와; 성형된 수지를 소정 크기로 절단하는 절단기와; 상기 제1성형 가압롤러와 상기 절단기 사이에 마련되는 것으로, 성형된 수지의 주변 온도를 제어하는 온도 조절부;를 포함하여, 수지 내부와 수지 주위의 온도차를 최소화할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is an F-theta lens forming apparatus for molding an F-theta lens having at least one surface, the extruder for continuously extruding a high temperature liquid resin; A molding die having a molding groove having a predetermined shape through which the liquid resin emitted from the extruder is cooled; A first molding pressing roller rotatably mounted and rotatable with respect to the molding die to pressurize while varying the height according to the passing position of the resin passing through the molding die to mold the resin into a desired f-theta lens shape; A cutter for cutting the molded resin into a predetermined size; It is provided between the first molding pressure roller and the cutter, the temperature control unit for controlling the ambient temperature of the molded resin; including, characterized in that the temperature difference between the inside of the resin and the resin can be minimized.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적어도 일면이 곡면으로 된 에프-세타 렌즈를 성형하는 에프-세타 렌즈 성형 방법은, 고온의 액상 수지를 연속적으로 압출하는 단계와; 승강 가능하게 배치된 제1가압 성형롤러를 준비하고, 압출된 수지의 통과위치에 따라 높낮이를 바꾸어 가면서 일차적으로 성형하는 단계와; 승강 가능하게 배치된 제2가압 성형롤러를 준비하고, 일차적으로 성형된 수지를 재차 성형하는 단계와; 성형된 수지의 내부온도와 그 주위 온도차가 최소화된 채로 냉각되도록, 성형된 수지의 주변 온도를 조절하는 단계와; 재차 성형된 수지를 소정 크기로 절단하는 단계;를 포함하여, 복수의 에프-세타 렌즈를 연속적으로 성형할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, an F-theta lens molding method for forming an F-theta lens having at least one curved surface according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: continuously extruding a high temperature liquid resin; Preparing a first press-molding roller arranged to be moved up and down, and forming the first press while changing the height according to the passing position of the extruded resin; Preparing a second press-molding roller arranged to be elevated and remolding the first molded resin; Adjusting the ambient temperature of the molded resin such that the difference between the internal temperature of the molded resin and the ambient temperature thereof is minimized; Re-cutting the molded resin to a predetermined size; characterized in that it is possible to continuously mold a plurality of F-theta lens.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에프-세타 렌즈 성형장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an F-theta lens forming apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에프-세타 렌즈 성형장치는 압출기(30)와, 일차적으로 성형하는 성형다이(40) 및 제1성형 가압롤러(50)와, 절단기(70) 및, 온도 조절부(80)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the F-theta lens molding apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention includes an
상기 압출기(30)는 고온의 액상 수지(37)를 연속적으로 압출시키는 것으로, 하우징(31)과, 이 하우징(31) 내부에 액상 수지를 주입하는 주입부(33) 및 상기 하우징(31) 내부에 회전 가능하게 설치되어 주입된 수지를 상기 성형다이(40) 쪽으로 출사하는 공급부(35)를 포함한다.The
상기 성형다이(40)는 상기 압출기(30)에서 출사된 액상 수지(37)가 냉각되면서 통과되는 소정 형상의 성형홈(41)을 구비한다. 도 5를 참조하면, 상기 성형홈(41)은 성형될 에프-세타 렌즈의 외형 특히, 평행 사이의 너비에 대응되는 폭을 가지는 것으로, 상기 성형다이(40) 내부를 관통하여 형성된다. 따라서, 상기 성형홈 (41)의 일단부를 통하여 주입된 수지는 성형홈(41)에 대응되는 형상을 유지한 채로, 타단부로 향하면서 냉각되어 에프-세타 렌즈(100)에 대응되는 형상으로 일차적으로 성형된다.The
상기 제1성형 가압롤러(50)는 상기 성형다이(40)에 대해 승강 및 회전 가능하게 설치된다. 이 제1성형 가압롤러(50)는 상기 성형홈(41)을 통과하는 수지(37)의 통과 위치에 따라 높낮이를 달리하면서 가압하여, 곡면부에 대응되는 부분을 성형한다.The first
도 5를 참조하면, 상기 제1성형 가압롤러(50)는 제1 및 제2성형롤러(51)(55)를 포함한다. 상기 제1성형롤러(51)는 회전 가능하게 설치된 것으로, 그 외주면에는 에프-세타 렌즈(100)의 제1곡면(101)에 대응되는 제1인입홈(51a)이 형성되어 있다. 상기 제2성형롤러(55)는 상기 제1성형롤러(51)에 대해 소정 간격 이격 배치된 상태로 회전 가능하게 설치되는 것으로, 그 외주면에는 상기 에프-세타 렌즈(100)의 제2곡면(103)에 대응되는 제2인입홈(55a)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 및/또는 제2성형롤러(51)(55)는 화살표 방향으로 승강 가능하게 상기 성형다이(40)에 설치되어, 성형 수행시 그 회전축을 중심으로 회전됨과 아울러 승강되면서 그 내부 공간으로 주입된 수지(37)를 성형하고자 하는 에프-세타 렌즈(100)의 곡률에 대응되는 형상으로 성형한다. Referring to FIG. 5, the first forming
여기서, 상기 제1 및/또는 제2성형롤러(51)(55)는 하기의 수학식 1 및 2로 표현된 함수를 만족하도록 제1 및 제2인입홈(51a)(55a)의 곡면이 형성되고, 승강 운동한다. 즉, 에프-세타 렌즈(100)는 그 길이방향을 y라 할 때, 이 길이방향 y에 따라 수직방향의 곡률 r과 두께 z0가 달라지도록 설계되어, 수학식 1과 같은 함수 형태를 가진다.The first and / or second forming
그리고, 상기 제1 및 제2성형롤러(51)(55) 가공시 그 곡률 반경 r은 반경 방향 각 θ의 함수로 되고, 수학식 2의 관계를 만족한다.In addition, when the first and second forming
따라서, 상기 제1 및 제2성형롤러(51)(55)는 상기 수학식 1 및 2를 토대로, 그 각도에 따라 반경 방향 각 θ에 따라 곡률반경 r이 달라지게 가공된다. 상기한 바와 같이 가공된 제1 및 제2성형롤러(51)(55)를 z0에 따라 승강시킴으로써, 소망하는 에프-세타 렌즈(100)를 성형할 수 있다.Therefore, the first and second forming
여기서, 상기 제1 및/또는 제2성형롤러(51)(55)의 승강 운동은 캠구동기구 등에 의해 구현 가능한 것으로, 그 구성 자체는 널리 알려져 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the lifting motion of the first and / or second forming
상기 성형다이(40)에서 연속적으로 압출되는 고화된 수지는 에프-세타 렌즈 형상을 가지게 되고, 온도가 낮아지면서 수축하게 된다. The solidified resin continuously extruded from the molding die 40 has an F-theta lens shape and shrinks as the temperature decreases.
이때, 에프-세타 렌즈의 성형 정밀도를 높이기 위하여, 본 발명은 상기 성형다이(40)와 상기 절단기(60) 사이에 제2성형 가압롤러(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제2성형 가압롤러(60)는 상기 제1성형 가압롤러(50)에 의해 성형된 수지를 가압하여 재차 성형한다. At this time, in order to increase the molding precision of the F-theta lens, the present invention preferably further comprises a second forming
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 제2성형 가압롤러(60)는 상호 마주하게 배치되며, 각각 회전 가능하게 설치된 제3 및 제4성형롤러(61)(65)를 포함한다.4 and 6, the second forming
상기 제3 및 제4성형롤러(61)(65) 각각의 외주면에는 에프-세타 렌즈(100)의 제1 및 제2곡면(101)(103) 각각에 대응되는 제3 및 제4인입홈(61a)(65a)이 각각 형성되어 있다. 상기 제1 및/또는 제2성형롤러(61)(65)는 화살표 방향으로 승강 가능하게 설치되어, 성형 수행시 그 회전축을 중심으로 회전됨과 동시에 승강되면서 상기 성형다이(40) 및 상기 제1성형 가압롤러(50)에 의해 일차적으로 성형된 수지(37)를 재차 성형한다. 이와 같이, 제2성형 가압롤러(60)를 더 구비하여 재차 성형함으로써, 그 가공 정밀도를 높일 수 있다. On the outer circumferential surface of each of the third and fourth forming
특히, 상기 제2성형 가압롤러(60)의 표면 온도를 유리 천이 온도로 근처 값으로 설정하는 경우, 성형되는 렌즈의 전사성을 향상시킬 수 있다.In particular, when the surface temperature of the second forming
여기서, 상기 제3 및/또는 제4성형롤러(61)(65)의 승강 운동은 제1 및/또는 제2성형롤러(51)(55)와 마찬가지로 캠구동기구 등에 의해 구현 가능한 것으로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 제3 및 제4인입홈(61a)(65a)의 형상 및 승강 운동은 수학식 1 및 2를 토대로 설명된 바와 같은 방식으로 설정된다.
Here, the lifting motion of the third and / or fourth forming
상기 절단기(70)는 상기 제2성형 가압롤러(60)를 통과하면서 성형이 완료된 수지(37')를 소정 크기로 절단한다. 따라서, 상기한 성형장치를 이용하여 에프-세타 렌즈(100)를 성형하는 경우, 복수의 에프-세타 렌즈(100)를 연속적으로 완성할 수 있다.The
상기한 바와 같이 성형 공정을 통하여 에프-세타 렌즈(100)를 성형하는 경우에 있어서, 성형이 완료된 수지(37')가 냉각될 때 내부 잔류응력에 비례하는 렌즈 내부의 굴절률 분포를 가지게 된다. 여기서, 잔류 응력은 수지 내부 온도와 수지 주위의 온도차에 비례하게 된다. As described above, in the case of forming the F-
한편, 성형된 수지가 제2성형 가압롤러(60)를 통과하자마자 상온의 외부 온도에 노출될 경우, 수지 내,외부 사이의 온도 차이에 따라 잔류 응력이 증가하게 되어, 내부 굴절률 분포가 커질 수 있다. 상기 온도 조절부(80)는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 제1가압 성형롤러(50)와 상기 절단기(70) 사이에 마련되는 것으로, 수지 내부와 수지 주위의 온도차가 최소화된 상태에서 상기 성형 수지가 냉각되도록 성형된 수지의 주변 온도를 제어한다. 이와 같이, 주변 온도를 제어하는 경우, 수지를 천천히 냉각시킬 수 있으므로 잔류응력이 완화되도록 할 수 있다.On the other hand, when the molded resin is exposed to an external temperature at room temperature as soon as it passes through the second
이를 위하여, 상기 온도 조절부(80)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2성형 가압롤러(60)의 적어도 일측에 마련되어 그 주변을 가열하는 히터(81)와, 이 히터(81)를 수용하는 온도조절 챔버(85)를 포함한다.To this end, as shown in FIG. 6, the
여기서, 상기 온도 조절부(80)는 도 7에 도시된 바와 같이, 온도조절 챔버 (85) 내부의 온도(Tc)를 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 챔버 내부 온도(Tc)는 상기 성형다이(40)에 가까운 부분에서는 유리 천이온도(Tg)로 되고, 성형 수지 진행방향에 대해 점차적으로 온도가 낮아지고, 절단기(70) 주변에서 주변 공기온도(Tair)가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같은 온도 분포의 설정은 상기 온도조절 챔버(85)의 배치와 히터(81)의 제어 정도에 따라 가능하다. 또한 히터(81)를 상기 온도조절 챔버(85) 내부에 설치함에 있어서, 성형된 수지(37')의 측면(렌즈 기능을 하지 않는 면)에 배치되도록 함으로써, 렌즈 기능을 하는 광학면의 성형이 원활히 진행되도록 할 수 있다. Here, the
이하, 상기한 성형장치를 이용한 성형방법을 살펴보기로 한다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 성형 방법은 압출 단계와, 일차 성형 단계와, 재차 성형 단계, 성형된 수지 주변 온도를 조절하는 단계 및 재차 성형된 수지를 각 에프-세타 렌즈에 맞는 크기로 절단하는 단계를 포함한다. 상기 압출 단계는 상기 압출기(30)를 통하여 고온의 액상 수지(37)를 상기 성형다이(40) 쪽으로 연속적으로 압출한다.Hereinafter, a molding method using the molding apparatus will be described. Referring to FIG. 4, the molding method according to the present embodiment includes the extrusion step, the primary molding step, the molding step again, the step of adjusting the ambient temperature of the molded resin, and the size of the molded resin for each F-theta lens. Cutting into a furnace. The extruding step continuously extrudes the hot
일차 성형단계는 압출된 수지를 성형홈(41)를 통과시키면서 제1 및 제2성형롤러(51)(55)를 포함하는 제1가압 성형롤러(50)를 회전 및 승강시킴으로써, 에프-세타 렌즈에 대응되는 형상으로 일차 성형하는 과정 및 냉각하는 과정으로 이루어진다.The primary molding step is the f-theta lens by rotating and elevating the first
재차 성형단계는 소정 간격 이격 배치된 제3 및 제4성형롤러(61)(65)를 포함 하는 제2가압 성형롤러(60)에 의해 수행된다. 즉, 제3 및 제4성형롤러(61)(65) 사이에 마련된 공간은 가공 후 에프-세타 렌즈(100)에 대응되는 형상을 가지며, 이 공간에서의 가압력에 의해 수지(37')가 재차 성형된다.Again, the molding step is performed by the second
상기 재차 성형된 수지의 주변 온도를 조절하는 단계는 성형된 수지의 내부온도와 그 주위 온도차가 최소화된 채로 냉각되도록 히터(도 7의 81)를 제어한다.The step of adjusting the ambient temperature of the molded resin again controls the heater (81 in FIG. 7) so that the internal temperature of the molded resin and the ambient temperature difference thereof are minimized and cooled.
이어서, 절단단계를 통하여 에프-세타 렌즈(100)에 맞는 크기로 절단함으로써, 연속적으로 에프-세타 렌즈(100)를 성형할 수 있다. Subsequently, the F-
상기한 바와 같이 완성된 에프-세타 렌즈(100)는 그 성형 공정 상의 차이점으로 인하여, 종래의 에프-세타 렌즈와는 달리 게이트(도 3의 12a)를 가지지 않는다. 또한, 수지를 이송하는 방식으로 에프-세타 렌즈(100)를 성형함으로써, 각 에프-세타 렌즈(100)의 길이방향으로의 압력이 일정하게 유지할 수 있다. The F-
여기서, 도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 에프-세타 렌즈 성형장치에 의해 성형된 에프-세타 렌즈(100)의 각 부분별 굴절률 분포를 보인 개략적인 도면이다. 도 8b는 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 10-2004-0039629를 통하여 제안된 에프-세타 렌즈 성형장치를 통하여 성형된 에프-세타 렌즈(90)의 각 부분별 굴절률 분포를 보인 개략적인 도면이다.Here, FIG. 8A is a schematic diagram illustrating a refractive index distribution of each part of the F-
도 8a를 참조하면, 이송 방향에 의하여 에프-세타 렌즈(100)를 성형하므로, 이송방향과 같은 방향의 길이방향(x축 방향)으로 압출 압력이 일정하다. 따라서, 상기 에프-세타 렌즈(100)의 굴절률 분포도 그 중심을 기준으로 대칭을 이루게 된다. 이점에 있어서는 도 8b에 도시된 에프-세타 렌즈(90)와 실질상 동일하다. 한 편, 도 8a와 도 8b를 상호 비교하여 볼 때, 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈(100)의 굴절률 분포가 8b에 도시된 성형장치에 의하여 성형된 에프-세타 렌즈(90)의 굴절률 분포에 비하여 크게 완화됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 8A, since the F-
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈 성형장치 및 방법은 연속적으로 성형 공정을 수행하므로, 비연속적 성형장치에 비하여 각 에프-세타 렌즈의 성형 시간을 대폭 단축할 수 있어서, 생산성을 향상시킬 수 있다. 가압 성형롤러에서 절단기 사이의 구간의 온도를 조절하여 냉각 속도를 조절함으로써, 급속한 냉각에 의해 발생하는 잔류응력, 내부 굴절률 불균일, 성형 불량을 줄임으로써, 에프-세타 렌즈의 광학적 성능을 크게 향상시킬 수 있다.Since the f-theta lens molding apparatus and method according to the present invention configured as described above performs the molding process continuously, the molding time of each f-theta lens can be significantly shortened compared to the non-continuous molding apparatus, thereby improving productivity. You can. By controlling the cooling rate by adjusting the temperature of the section between the cutters in the pressure forming roller, the optical performance of the F-theta lens can be greatly improved by reducing residual stress, internal refractive index unevenness, and poor molding caused by rapid cooling. have.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The above embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible from those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the invention described in the claims below.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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KR1020040062258A KR20060013611A (en) | 2004-08-07 | 2004-08-07 | Apparatus and method for molding f-??lens |
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ID=37122849
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1975661A1 (en) | 2007-03-28 | 2008-10-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical Element |
CN116171776A (en) * | 2023-02-15 | 2023-05-30 | 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 | Modified mulching film, preparation method and preparation device |
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2004
- 2004-08-07 KR KR1020040062258A patent/KR20060013611A/en not_active Application Discontinuation
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US8350882B2 (en) | 2007-03-28 | 2013-01-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical unit, image forming apparatus including the same and optical element thereof |
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