KR20060015390A

KR20060015390A - 렌즈 조립체

Info

Publication number: KR20060015390A
Application number: KR1020040064119A
Authority: KR
Inventors: 명수미
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-14
Filing date: 2004-08-14
Publication date: 2006-02-17

Abstract

개시된 렌즈 조립체는 콜리메이터 렌즈와 이를 지지하는 원통형 홀더를 갖춘 렌즈 마운트와 렌즈 마운트의 홀더 외주면에 대응하는 반호형의 렌즈 마운트 장착부와 렌즈 마운트의 콜리메이터 렌즈와 동축상으로 형성되어 광이 통과하는 개구부를 가지는 프레임을 구비한다. 장착부의 내면에는 홀더의 외주면과 접촉되는 복수의 요철부가 마련되어 있고, 장착부에 형성된 요철부에 접착제를 도포하여 렌즈 마운트를 장착부에 장착한다. 본 발명에 의하면 장착부의 내면에 요철부를 형성함으로써 UV광에 의한 UV접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상이 변동되는 요인을 최소화할 수 있다. 즉, UV접착제의 경화시 콜리메이터 렌즈의 위치 변화를 최소화함으로써 안정적이고 정밀한 광주사장치의 성능을 얻을 수 있다.

Description

렌즈 조립체{Lens assembly}

도 1은 종래의 렌즈 조립체를 도시한 분리 사시도이다.

도 2는 도 1의 렌즈 조립체를 결합한 결합도이다.

도 3은 접착제를 이용해 렌즈 마운트를 프레임에 결합하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 광학계 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈 조립체를 도시한 분리 사시도이다.

도 6은 도 5의 렌즈 조립체를 결합한 결합도이다.

도 7은 UV접착제를 이용해 렌즈 마운트를 프레임에 결합하는 과정을 보여주는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101...광원 102...콜리메이터 렌즈

103...슬릿(slit)부 104...실린더 렌즈

105...빔편향기 105a..폴리곤미러

105b..반사면 106...구동원

107...fθ렌즈 108...결상용 미러

109...감광체 110...반사 미러

111...동기신호검출센서 112...집속렌즈

115...동기신호검출부 120...빔 스프리터

200...렌즈 조립체 210...프레임

212...개구부 220...렌즈 마운트

222...홀더 224...조정부

226...끝면 230...장착부

232...요철부 234...조정공

238...결합부 252...통과부

254...결합공 300...접착제

350...UV방출기 360...UV광

B.....주주사방향

본 발명은 광주사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상이 변동됨에 따라 렌즈 조립체의 자세가 변동되는 것을 방지하는 렌즈 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, LSU(Laser Scanning Unit)와 같은 광주사장치는 레이저 프린터, 디지털 복사기, 팩시밀리, 바코드 판독기 등의 기기에 채용되는 것으로, 빔편향기에 의한 주주사와, 감광체의 회전에 의한 부주사를 통하여 감광체에 대해 잠상(latent image)을 형성한다. 이와 같은 광주사장치는 렌즈 조립체를 구비한다.

도 1은 종래의 렌즈 조립체를 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 렌즈 조립체를 결합한 결합도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 렌즈 조립체는 프레임(10)과 렌즈 마운트(20)와, 렌즈 마운트 장착부(30)를 포함한다.

렌즈 마운트(20)는 콜리메이터 렌즈(24)와 이를 지지하는 원통형 홀더(22)를 갖춘다. 콜리메이터 렌즈(24)는 원통형 홀더(22)의 내부에 장착되며, 광을 집속시켜 광축에 대해 평행광 또는 수렴광으로 만들어준다.

렌즈 마운트 장착부(30)는 상기 홀더(22)의 외주면에 대응하는 반호형의 형태를 가지며, 이에 렌즈 마운트(20)가 장착된다. 렌즈 마운트 장착부(30)의 내면에는 홀더(22)의 외주면과 접촉되는 복수의 도포부(32)가 마련되며, 도포부(32)에는 홀더(22)의 외주면을 고정하는 접착제 층이 형성된다. .

프레임(10)은 렌즈 마운트(20)의 콜리메이터 렌즈(24)와 동축상으로 형성되어 광이 통과하는 개구부(12)를 가진다.

이하에서는 종래 기술에 따른 렌즈 조립체의 동작을 살펴본다.

도 3은 접착제를 이용해 렌즈 마운트를 프레임에 결합하는 과정을 보여준다. 개략적인 렌즈 조립체의 결합 과정은 다음과 같다.

콜리메이터 렌즈(24)를 원통형 홀더(22)의 내부에 장착한다. 렌즈 마운트 장착부(30)의 도포부(32)에 접착제를 도포한 후, 콜리메이터 렌즈(24)가 장착된 홀더(22)를 장착부(30)에 결합한다. 결합 후 광이 통과하는 경로에 콜리메이터 렌즈(24)의 중심이 일치되도록 위치를 바로잡는다. 조정을 완료한 후 UV방출기(50)에서 방출되는 UV광(60)을 이용하여 렌즈 마운트(20)와 도포부(32) 사이에 도포된 UV접착제(70)를 노광하여 경화시킨다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 의하면, UV광에 의한 UV접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상이 변동되어, 이에 따른 콜리메이터 렌즈의 위치 변화가 발생된다. 즉, 접착제를 도포부에 도포시 도포부의 경사로 인해 도포가 시작되는 시점과 도포가 끝난 후의 도포층의 두께 및 형상이 달라질 수 있고, UV 노광에 의한 도포부 경화시 이미 조정된 콜리메이터 렌즈의 위치 변화가 발생된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, UV광에 의한 UV접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상이 변동되는 요인을 저감시켜 경화에 따른 콜리메이터 렌즈의 위치 변화를 최소화할 수 있는 렌즈 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 렌즈 조립체는, 콜리메이터 렌즈와 이를 지지하는 원통형 홀 더를 갖춘 렌즈 마운트와; 상기 렌즈 마운트의 상기 홀더 외주면에 대응하는 반호형의 렌즈 마운트 장착부와; 상기 렌즈 마운트의 상기 콜리메이터 렌즈와 동축상으로 형성되어 광이 통과하는 개구부를 가지는 프레임을; 구비한 광주사장치의 렌즈 조립체에 있어서, 상기 장착부의 내면에는 상기 홀더의 외주면에 접촉되는 복수의 요철부가 마련되어 있고, 상기 요철부의 사이에는 상기 홀더의 외주면을 고정하는 접착제 층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 장착부에는 조정공이 형성되고, 상기 렌즈 마운트에는 상기 홀더의 일측에 돌출 형성되어 상기 조정공에 조립되며, 상기 콜리메이터 렌즈의 위치를 바로잡는 조정부가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 요철부는 상기 조정공의 양측에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

상기 홀더는 투명한 재질이고, 상기 접착제는 UV접착제인 것이 바람직하다.

일측에 상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 상기 광이 통과되는 통과부를 구비하며, 상기 광이 통과되는 상기 렌즈 마운트의 끝면을 상기 장착부에 고정하는 슬릿부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 광학계 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈 조립체를 도시한 분리 사시도이고, 도 6은 도 5의 렌즈 조립체를 결합한 결합도이다.

본 발명의 렌즈 조립체는 디지털 복사기, 전자사진방식 화상형성장치, 팩시 밀리, 바코드 판독기 등과 같은 장치의 광주사장치 등에 사용된다. 이하에서는 전자사진방식 화상형성장치의 광주사장치인 LSU(Laser Scanning Unit)에 사용되는 렌즈 조립체를 예로 들어 본 발명의 구성 및 동작을 설명한다. 본 실시예의 렌즈 조립체는 LSU에 사용되는 렌즈 조립체를 예로 들었으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광주사장치는 소정의 방향으로 회동하는 감광체(109)에 대해 광을 주사하는 것으로, 광원(101), 콜리메이터 렌즈(102), 슬릿부(103), 실린더 렌즈(104), 빔 스프리터(120), 빔편향기(105), 구동원(106), fθ렌즈(107), 결상용 미러(108), 동기신호검출부(115) 등의 광학요소들을 포함한다.

상기 광원(101)은 구동회로에 의해 온/오프 제어되면서 화상 신호에 대응되는 적어도 하나의 빔을 생성 조사한다. 이 광원(101)은 반도체 레이저, LED(발광소자) 등의 소자로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 광원(101)은 단일 빔 또는 멀티 빔을 조사한다. 여기서, 광원(101) 그 자체의 구성은 당해 분야에서 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.

콜리메이터 렌즈(102)는 광원(101)과 이격되게 설치되며, 광원(101)에서 조사된 광을 집속시켜 광축에 대해 평행광 또는 수렴광으로 만들어준다. 슬릿부(103)는 콜리메이터 렌즈(102)의 끝면에 부착되어 통과하는 광을 제한한다. 실린더 렌즈(104)는 슬릿부(103)를 통과한 광을 빔편향기(105)에 선형으로 결상시킨다.

빔 스프리터(120)는 빔편향기(105) 및 fθ렌즈(107) 사이에서, 빔편향기 (105) 및 fθ렌즈(107)와 동일 수평면 상에 배치되어, 실린더 렌즈(104)를 통과한 광 중 일부는 투과시키고, 일부는 반사시킨다. 상기 빔 스프리터(120)는 입사된 광 중 50%를 투과시키는 하프 미러를 사용하는 것이 바람직하다.

빔편향기(105)는 빔 스프리터(120)로부터 반사된 광을 수평방향으로 등선속으로 이동시켜 스캐닝(scanning)한다. 빔편향기(105)로 입사되는 광의 경로는 빔편향기(105)로부터의 광 반사경로와 대략 반대 방향이 된다. 상기 빔편향기(105)를 화살표 A 방향으로 회전시키면, 광은 화살표 B 방향(주주사방향)으로 광주사하여 감광체(109)의 표면에 화상정보를 기록한다. 이 빔편향기(105)의 예로서 도시된 바와 같은 구조의 폴리곤미러장치를 들 수 있다. 이 폴리곤미러장치는 폴리곤미러(105a)를 소정의 속도로 회전시키는 구동원(106)과, 이 구동원(106)에 대해 회전 가능하게 설치된 폴리곤미러(105a)를 포함한다. 폴리곤미러(105a)는 그 측면에 형성된 복수의 반사면(105b)을 포함하는 것으로, 회전 구동되면서 입사광을 편향 주사시킨다.

여기서 빔편향기(105)는 상기한 구조의 폴리곤미러장치에 한정되는 것은 아니며, 입사광을 편향 주사시키는 홀로그램 디스크 타입 빔편향기, 갈바노미터 타입 주사장치 등을 채용하는 것도 가능하다.

fθ렌즈(107)는 빔편향기(105)와 결상용 미러(108) 사이의 광경로 상에 배치된다. fθ렌즈(107)는 적어도 일 매의 렌즈로 구성되는 것으로, 빔편향기(105)에서 편향된 광을 주주사방향(B방향)과 부주사방향에 대해 서로 다른 배율로 보정하여 감광체(109)에 결상되도록 한다. 여기서, 부주사방향은 감광체(109)의 회전 방 향을 말하며, 주주사방향은 도시된 바와 같이 감광체(109)의 축방향(B방향) 즉, 빔편향기(105)를 통하여 광이 편향되는 방향을 가리킨다. 상기 fθ렌즈(107)는 생산성 향상 및 가격 절감을 위해 플라스틱으로 사출성형되는 것이 바람직하다.

결상용 미러(108)는 fθ렌즈(107)를 통과한 광을 반사시켜 결상면인 감광체(109)의 피노광면에 점상으로 결상시킨다. 결상용 미러(108)는 피노광면으로 향하는 주사선이 감광체(109)의 이송방향인 부주사방향과 직각을 이루도록 경사지게 배치된다.

동기신호검출부(115)은 광원(101)에서 조사된 광의 일부를 수광하여, 주사광의 수평동기를 맞추어 준다. 이를 위하여, 동기신호검출부(115)은 빔편향기(105)에서 편향되고, fθ렌즈(107)를 투과한 광의 일부를 수광하는 동기신호검출센서(111)와, fθ렌즈(107)와 동기신호검출센서(111) 사이에 배치되어 입사광의 진행 경로를 바꾸어주는 반사 미러(110)와 이 반사 미러(110)에서 반사된 광을 집속시키는 집속렌즈(112)를 포함한다.

본 발명인 렌즈 조립체(200)는 도 4에 도시된 콜리메이터 렌즈(102)를 포함한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)는 프레임(210)과 렌즈 마운트(220)와, 렌즈 마운트 장착부(230)를 포함한다.

렌즈 마운트(220)는 콜리메이터 렌즈(102)와 이를 지지하는 원통형 홀더(222)를 갖춘다. 콜리메이터 렌즈(102)는 원통형 홀더(222)의 내부에 장착된다. 홀더(222)에는 그 일측에 돌출 형성되어 콜리메이터 렌즈(102)의 위치를 바로잡는 조정부(224)가 더 구비될 수 있다. 상기 홀더(222)는 접착시 UV광이 잘 통과하도록 투명한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

렌즈 마운트 장착부(230)는 렌즈 마운트(220) 홀더(222)의 외주면에 대응하는 반호형의 형태를 가지며, 이에 렌즈 마운트(220)가 장착된다. 렌즈 마운트 장착부(230)에는 상기 조정부(224)가 조립되는 조정공(234)이 마련된다. 렌즈 마운트 장착부(230)의 내면에는 홀더(222)의 외주면에 접촉하는 복수의 요철부(232)가 마련되며, 요철부(232)의 사이에는 홀더(222)의 외주면을 고정하는 접착제 층이 형성된다. 요철부(232)는 상기 조정공(234)의 양측에 각각 형성될 수 있고, 렌즈 마운트 장착부(230)의 소정의 위치에 각각 형성될 수도 있다. 접착제는 200~400 mm의 자외선을 초단위로 조사하여 접착제 내의 광 개시제를 고형화시키며, 광학용 정밀 부품의 고정에 유용한 UV접착제인 것이 바람직하다.

프레임(210)은 렌즈 마운트(220)의 콜리메이터 렌즈(102)와 동축상으로 형성되어 광이 통과하는 개구부(212)를 가진다.

렌즈 조립체(200)는 콜리메이터 렌즈(102)의 끝면에 부착되어 통과하는 광을 제한하는 슬릿부(103)를 더 구비할 수 있다. 슬릿부(103)는 콜리메이터 렌즈(102)를 통과한 광이 통과하는 통과부(252)와 렌즈 마운트 장착부(230)에 형성된 결합부(238)에 결합되는 결합공(254)을 가진다. 슬릿부(103)는 렌즈 마운트(220)의 끝면(226)을 스크류(screw) 등의 체결수단에 의해 렌즈 마운트 장착부(230)에 고정한다. 도 6은 상술한 바와 같은 구성에 의해 결합된 렌즈 조립체(200)의 결합도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈 조립체 및 이를 이용한 광주사장치의 동작을 살펴본다.

화상신호에 따라 광원(101)은 구동회로에 의해 온/오프 제어되면서 화상 신호에 대응되는 적어도 하나의 광을 생성 조사한다. 광원(101)로부터 콜리메이터 렌즈(102), 슬릿부(103) 및 실린더 렌즈(104)를 통과한 광은 빔 스프리터(120)에서 반사되어서 fθ렌즈(107)의 중앙부로 입사되며, fθ렌즈(107)를 통과한 광은 빔편향기(105)의 반사면에 입사된다. 빔편향기(105)의 반사면에서 반사된 광은 다시 fθ렌즈(107)의 중앙부를 통과하여 결상용 미러(108)에서 광경로가 꺽여서 감광체(109)의 표면에 결상된다. 동기신호검출센서(111)는 fθ렌즈(107)를 통과한 광을 수광하여 수평 동기를 맞추어 주고, 반사 미러(110)는 동기신호검출센서(111) 측으로 광을 반사시켜 준다.

도 7은 UV접착제를 이용해 렌즈 마운트를 프레임에 결합하는 과정을 보여준다. 이하에서는 렌즈 조립체의 결합 과정에 대해 상세히 알아본다.

콜리메이터 렌즈(102)를 원통형 홀더(222)의 내부에 장착한다. 렌즈 마운트 장착부(230)의 요철부(232)에 UV접착제를 도포한 후, 콜리메이터 렌즈(102)가 장착된 홀더(222)를 장착부(230)에 결합한다. 결합 후 광이 통과하는 경로에 콜리메이터 렌즈(102)의 중심이 일치되도록 홀더(222)의 일측에 돌출 형성된 조정부(224)를 이용하여 위치를 바로잡는다. 조정을 완료한 후 UV방출기(350)에서 방출되는 UV광(360)을 이용하여 렌즈 마운트(220)와 요철부(232) 사이에 도포된 UV접착제(300)를 노광하여 경화시킨다. 그 후 콜리메이터 렌즈(102)를 통과한 광이 통과부(252)를 통과할 수 있도록 슬릿부(103)를 스크류(screw) 등의 체결 수단을 이용하여 렌즈 마운트 장착부(230)에 형성된 결합부(238)에 결합시킨다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 종래 발명과 달리 렌즈 마운트 장착부(230)에 요철부(232)를 형성함으로써 도포시 UV접착제가 요철부(232)에 형성된 홈을 따라 적절히 퍼지게 된다. 즉, UV광에 의한 UV접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상 변동에 따른 콜리메이터 렌즈(102)의 위치 변화를 최소화할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈 조립체는 장착부에 요철부를 형성함으로써 UV광에 의한 UV접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상이 변동되는 요인을 최소화할 수 있다. 즉, UV접착제의 경화시 콜리메이터 렌즈의 위치 변화를 최소화함으로써 안정적이고 정밀한 광주사장치의 성능을 얻을 수 있다. 본 발명의 렌즈 조립체는 디지털 복사기, 전자사진방식 화상형성장치, 팩시밀리, 바코드 판독기 등과 같은 장치의 광주사장치 등에 사용된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

콜리메이터 렌즈와 이를 지지하는 원통형 홀더를 갖춘 렌즈 마운트와;

상기 렌즈 마운트의 상기 홀더 외주면에 대응하는 반호형의 렌즈 마운트 장 착부와;

상기 렌즈 마운트의 상기 콜리메이터 렌즈와 동축상으로 형성되어 광이 통과하는 개구부를 가지는 프레임을; 구비한 광주사장치의 렌즈 조립체에 있어서,

상기 장착부의 내면에는 상기 홀더의 외주면에 접촉되는 복수의 요철부가 마련되어 있고,

상기 요철부의 사이에는 상기 홀더의 외주면을 고정하는 접착제 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
제1항에 있어서,

상기 장착부에는 조정공이 형성되고,

상기 렌즈 마운트에는 상기 홀더의 일측에 돌출 형성되어 상기 조정공에 조립되며, 상기 콜리메이터 렌즈의 위치를 바로잡는 조정부가 구비된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
제2항에 있어서,

상기 요철부는 상기 조정공의 양측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
제1항에 있어서,

상기 홀더는 투명한 재질이고,

상기 접착제는 UV접착제인 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

일측에 상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 상기 광이 통과되는 통과부를 구비하며, 상기 광이 통과되는 상기 렌즈 마운트의 끝면을 상기 장착부에 고정하는 슬릿부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.