KR20050033970A

KR20050033970A - F-θlens using laser scanning unit and mold structure used to form the same

Info

Publication number: KR20050033970A
Application number: KR1020030069694A
Authority: KR
Inventors: 김대환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-14

Abstract

레이저 스캐닝 유니트용 에프-세타 렌즈 및 이를 성형하기 위한 금형구조가 제공된다. 이때의 에프-세타 렌즈는 광학수지의 사출에 의해 성형되는 에프-세타 렌즈몸체와, 에프-세타 렌즈몸체의 측면을 따라 라인형태로 소정길이 연장형성된 게이트를 구비한다. An F-theta lens for a laser scanning unit and a mold structure for molding the same are provided. In this case, the F-theta lens includes an F-theta lens body formed by injection of the optical resin, and a gate extending in a line shape along a side surface of the F-theta lens body.

Description

F-theta lens using laser scanning unit and mold structure used to form the same}

본 발명은 레이저 스캐닝 유니트용 에프-세타 렌즈 및 이를 성형하기 위한 금형구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌즈 면의 형상오차를 최소화하여 렌즈의 광학적 성능을 향상시킬 수 있도록 구현된 레이저 스캐닝 유니트용 에프-세타 렌즈 및 이를 성형하기 위한 금형구조에 관한 것이다.The present invention relates to a f-theta lens for a laser scanning unit and a mold structure for molding the same. More particularly, the present invention relates to a f-theta lens for a laser scanning unit. -Theta lens and mold structure for molding the same.

일반적으로 레이저 스캐닝 유니트는 입력되는 신호에 따라 소정 레이저빔(Laser beam)을 발생시킨 다음 그 빔을 감광드럼상에 결상시키는 장치를 지칭하며, 통상 감광드럼상에 형성되는 잠상을 종이 등의 매개체에 전사함으로써 화상 이미지(Image)를 재현하는 레이저 프린터(Laser printer)나 복사기 및 복합기 등에 사용된다.In general, a laser scanning unit refers to a device that generates a laser beam according to an input signal and then forms the beam on a photosensitive drum. A latent image formed on a photosensitive drum is usually applied to a medium such as paper. It is used for laser printers, copiers, multifunction machines, and the like, which reproduce image images by transferring.

도 1은 일반적인 레이저 스캐닝 유니트의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a configuration of a general laser scanning unit.

도 1을 참조하면, 일반적인 레이저 스캐닝 유니트(30)는 광원으로서 레이저빔을 출사시키는 레이저 다이오드(Laser diode,11)와, 레이저 다이오드(11)에서 출사되는 레이저빔을 광축에 대해 평행광으로 만들어주는 콜리메이터렌즈(Collimator lens,13)와, 콜리메이터렌즈(13)를 통한 평행광을 부주사 방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어주는 실린더렌즈(Cylindrical lens,15)와, 실린더렌즈(15)를 통한 수평방향의 선형광을 등선속으로 이동시켜 스캐닝하는 폴리건미러(Polygon mirror,23)와, 폴리건미러(23)를 등속도로 회전시키는 폴리건미러 구동용 스캐닝 모터(Scanning motor,25)와, 광축에 대해 일정한 굴절율을 가지며 폴리건미러(23)에서 반사된 등속도의 광을 주 스캐닝방향으로 굴절시키고 수차를 보정하여 스캐닝면상에 초점을 맞추는 에프-세타 렌즈(20)와, 에프-세타 렌즈(20)를 통한 레이저빔을 소정의 방향으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(16)의 표면에 잠상으로 결상시키는 결상용 반사미러(18)와, 에프-세타 렌즈(20)를 통한 레이저빔을 수평방향으로 반사시켜주는 수평동기미러(12) 및, 수평동기미러(12)에서 반사된 레이저빔을 수광하여 동기를 맞추어 주기 위한 광센서(Photo sensor,14)로 구성된다. Referring to FIG. 1, a general laser scanning unit 30 makes a laser diode 11 emitting a laser beam as a light source and a laser beam emitted from the laser diode 11 parallel to an optical axis. Through a collimator lens 13, a cylindrical lens (15) for making parallel light through the collimator lens 13 into a linear light in a horizontal direction with respect to the sub-scanning direction, and through the cylinder lens (15) Polygon mirror 23 for moving the linear light in the horizontal direction at the same speed and scanning, Polygon mirror driving scanning motor 25 for rotating the polygon mirror 23 at constant speed, and for the optical axis F-theta lens 20 and F-theta which have a constant refractive index and focus light on the scanning surface by refracting light of constant velocity reflected in the polygon mirror 23 in the main scanning direction and correcting aberrations. An imaging reflecting mirror 18 for reflecting a laser beam through the lens 20 in a predetermined direction to form a latent image on the surface of the photosensitive drum 16 as an image forming surface, and a laser beam through the F-theta lens 20. A horizontal synchronous mirror 12 for reflecting the light in a horizontal direction, and a photo sensor 14 for receiving and synchronizing with the laser beam reflected from the horizontal synchronous mirror 12.

이 중 에프-세타 렌즈(20)는 생산성 향상 및 가격 절감 등을 위하여 대부분 광학수지와 같은 플라스틱(Plastic)으로 사출성형되고 있다.Among them, the F-theta lens 20 is mostly injection molded into a plastic such as optical resin in order to improve productivity and reduce cost.

이하, 도 2 내지 도 4c를 참조하여 종래의 에프-세타 렌즈(20)에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the conventional F-theta lens 20 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4C.

도 2는 종래 사출성형된 에프-세타 렌즈(20)의 일예를 도시한 사시도이고, 도 3a와 도3b는 도 2에 도시한 바와 같이 게이트(21)가 에프-세타 렌즈(20)의 중앙부에 설치될 시의 광학수지 유동패턴(24)을 도시한 도면이며, 도 4a 내지 도 4c는 게이트(22)가 에프-세타 렌즈(20)의 일측면부에 설치될 시의 광학수지 유동패턴(26)을 도시한 도면이다. 2 is a perspective view illustrating an example of a conventional injection molded F-theta lens 20, and FIGS. 3A and 3B illustrate a gate 21 having a central portion of the F-theta lens 20 as illustrated in FIG. 2. 4A to 4C show the optical resin flow pattern 26 when the gate 22 is installed at one side of the F-theta lens 20. FIG. Figure is a diagram.

도면에 도시된 바와 같이 종래의 에프-세타 렌즈(20) 같은 경우 대부분 그 형상이 도 2에 도시된 바와 같이 단면방향의 치수에 비해 길이방향의 치수가 약 5배 이상으로 길며 중앙부의 두께는 두껍고 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 그 두께가 얇아지는 형태인 바, 주로 도 2와 도 3a 및 도3b에 도시된 바와 같이 렌즈(20)의 중앙부에 게이트(Gate;21,22)를 설치한 다음 이 게이트(21,22)를 통해 광학수지 등을 밀어넣어 사출성형하고 있는 실정이다.As shown in the drawing, in the case of the conventional F-theta lens 20, the shape of the conventional F-theta lens 20 is longer than about 5 times as long as the cross-sectional dimension as shown in FIG. 2 and the thickness of the center portion is thick. As the thickness becomes thinner from the center portion to the edge portion, as shown in FIGS. 2, 3A, and 3B, gates 21 and 22 are installed in the center of the lens 20, and then the gate ( 21,22) is an injection molding by pushing the optical resin and the like.

그러나, 도 2와 도 3a 및 도3b에 도시한 바와 같이 렌즈(20)의 중앙부에 게이트(21)를 설치하여 사출성형할 경우, 광학수지가 유동되는 유로 및 광학수지가 충전되는 충전시간 등이 비교적 짧다는 장점이 있으나, 렌즈(20) 중앙부의 게이트(21) 근처에서 유동방향의 변화에 기인한 고분자 배향의 차이로 렌즈 곡률에 비대칭성이 나타나거나 렌즈(20) 중앙부의 복굴절로 인하여 최종 성형된 렌즈(20)의 광학적 성능에 악영향을 주게되는 단점이 발생된다. However, when injection molding is performed by installing the gate 21 at the center of the lens 20 as shown in FIGS. 2, 3A, and 3B, the flow path through which the optical resin flows and the charging time during which the optical resin is filled Although it has the advantage of being relatively short, due to the difference in the orientation of the polymer due to the change in the flow direction near the gate 21 in the center of the lens 20, the asymmetry in the lens curvature or due to the birefringence in the center of the lens 20 There is a disadvantage that adversely affect the optical performance of the lens 20 has been made.

따라서, 최근에는 이러한 단점을 보완하기 위하여 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이 렌즈(20)의 길이방향을 따라 유로가 형성되도록 렌즈(20)의 일측 가장자리부에 게이트(22)를 설치하여 사출성형하고 있다.Therefore, in recent years, in order to compensate for these disadvantages, as shown in FIGS. 4A to 4C, the gate 22 is installed at one edge of the lens 20 so that a flow path is formed along the longitudinal direction of the lens 20. Molding.

그러나, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이 렌즈(20)의 일측 가장자리부에 게이트(22)를 설치하여 사출성형할 경우, 통상 단면방향의 치수에 비하여 길이방향의 치수가 5배 이상인 에프-세타 렌즈(20)의 특성상 광학수지의 충전시간이 길어지게 된다. 이에 게이트(22)쪽과 게이트(22) 반대쪽의 냉각속도 차이로 인하여 렌즈수축의 비대칭성이 증가하게 되는 문제점이 발생된다. However, in the case of injection molding by installing the gate 22 at one edge of the lens 20 as shown in Figs. 4A to 4C, the length in the longitudinal direction is five times larger than that in the cross-sectional direction. Due to the characteristics of theta lens 20, the charging time of the optical resin becomes long. This causes a problem that the asymmetry of the lens shrinkage increases due to the difference in cooling speed between the gate 22 side and the gate 22 opposite side.

그리고, 이와 같이 렌즈(20)의 일측 가장자리부에 게이트(22)를 설치하여 사출성형할 경우, 외관을 아름답게 하기위한 보압공정을 수행하는 과정에서 게이트(22)쪽과 게이트(22) 반대쪽의 수지압력 차이가 발생된다. 따라서, 게이트(22)쪽은 과보압으로 인한 잔류응력이 증가하고, 게이트(22) 반대쪽은 보압부족으로 전사성이 떨어지는 등 두 부분의 수축률 및 복굴절이 상이하여 렌즈(20)의 사출성형시 조건설정이 난해할 뿐만 아니라 최종 성형품의 광학적 성능에 악영향 미치게 되는 문제점이 발생된다. In addition, in the case of injection molding by installing the gate 22 at one edge of the lens 20 as described above, the resin of the gate 22 side and the gate 22 opposite side in the process of carrying out the pressure keeping process to make the appearance beautiful Pressure difference occurs. Therefore, the residual stress of the gate 22 increases due to the overpressure, and the shrinkage and birefringence of the two parts are different from the gate 22 opposite to the gate 22. Not only is the setup difficult, but there is a problem that adversely affects the optical performance of the final molded part.

또한, 렌즈(20)의 일측 가장자리부에 게이트(22)를 설치할 경우, 게이트(22) 설치를 위한 공간을 확보하기 위하여 렌즈(20)의 입사면과 출사면 사이에 통상 2∼5mm 정도의 공간을 더 확보하여야 하는 문제점이 발생된다. 이에 렌즈(20)는 이러한 공간확보로 인하여 더 두꺼워지게 되는 바, 렌즈(20) 중앙부의 수축은 더욱 심해지게 되어 성형이 어려워질 뿐만 아니라 렌즈(20) 부피증가에 따른 수지 사용량이 증가하여 고가인 광학수지가 더욱 많이 소비되고 원가가 상승하게 되는 문제점이 발생된다. In addition, when the gate 22 is provided at one side edge of the lens 20, a space of about 2 to 5 mm is usually provided between the entrance surface and the exit surface of the lens 20 to secure a space for installing the gate 22. There is a problem that must be secured more. Therefore, the lens 20 becomes thicker due to such a space, and the shrinkage of the central portion of the lens 20 becomes more severe, making molding difficult, and increasing the amount of resin used due to an increase in the volume of the lens 20. The problem is that the optical resin is consumed more and the cost is increased.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 렌즈 면의 형상오차를 최소화하여 렌즈의 광학적 성능을 향상시킬 수 있는 레이저 스캐닝 유니트용 에프-세타 렌즈 및 이를 성형하기 위한 금형구조를 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to minimize the shape error of the lens surface and improve the optical performance of the lens. To provide.

또한, 본 발명의 다른 목적은 고 정밀도로 성형되는 에프-세타 렌즈 및 이를 성형하기 위한 금형구조를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an F-theta lens that is molded with high precision and a mold structure for molding the same.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 제1관점에 따르면, 광학수지의 사출에 의해 성형되는 에프-세타 렌즈몸체와, 에프-세타 렌즈몸체의 측면을 따라 라인형태로 소정길이 연장형성된 게이트를 구비한 에프-세타 렌즈가 제공된다. According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, the F-theta lens body formed by the injection of the optical resin, and the gate having a predetermined length extending in the form of a line along the side of the F-theta lens body One f-theta lens is provided.

이때, 상기 게이트는 에프-세타 렌즈몸체의 길이방향 두께변화에 따라 가변되도록 형성되는 것이 바람직하다. In this case, the gate is preferably formed to vary in accordance with the longitudinal thickness change of the F-theta lens body.

그리고, 상기 게이트는 중심부의 크기가 크고 이 중심부에서 가장자리로 갈수록 크기가 줄어드는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the gate is preferably formed in such a shape that the size of the center is large and the size decreases from the center to the edge.

한편, 본 발명의 제2관점에 따르면, 에프-세타 렌즈가 사출성형되도록 내부에 에프-세타 렌즈형태의 캐비티(Cavity)가 형성된 금형과, 캐비티 내부로 광학수지가 유입되도록 금형에 형성된 게이트를 포함하되, 상기 게이트는 캐비티로 유입되는 광학수지의 유동이 에프-세타 렌즈의 단면방향을 따라 형성되도록 에프-세타 렌즈의 측면을 따라 라인형태로 소정길이 연장형성된 것을 특징으로 하는 에프-세타 렌즈용 금형구조가 제공된다. On the other hand, according to a second aspect of the present invention, the F-theta lens includes a mold (cavity) formed therein to form the F-theta lens in the injection molding, and a gate formed in the mold so that the optical resin flows into the cavity However, the gate is a mold for the f-theta lens, characterized in that the predetermined length is extended in a line shape along the side of the f-theta lens so that the flow of the optical resin flowing into the cavity is formed along the cross-sectional direction of the f-theta lens. A structure is provided.

이하, 도 5 내지 도 10b를 참조하여 본 발명 에프-세타 렌즈(180) 및 이를 성형하기 위한 금형구조(130)의 바람직한 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention f-theta lens 180 and a mold structure 130 for molding the same will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 10b.

도 5는 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈(180)를 성형하는 사출성형기(100)의 일실시예를 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈(180)의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시한 에프-세타 렌즈(180) 중 A-A 부분을 절개하여 도시한 사시도이다. 그리고, 도 8a 내지 도 8c는 도 7에 도시한 바와 같이 게이트(185)가 에프-세타 렌즈(180)의 측면을 따라 라인형태로 배치될 시의 광학수지 유동패턴(184)을 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈(180)의 다른실시예를 도시한 사시도이고, 도 10a와 도 10b는 게이트(189)가 에프-세타 렌즈(180)의 측면을 따라 가변적인 두께로 배치될 시의 광학수지 유동패턴(188)을 도시한 도면이다. 5 is a schematic view showing an embodiment of an injection molding machine 100 for molding the F-theta lens 180 according to the present invention, and FIG. 6 is a view of the F-theta lens 180 according to the present invention. FIG. 7 is a perspective view illustrating one embodiment, and FIG. 7 is a perspective view of an AA part cut out of the F-theta lens 180 illustrated in FIG. 6. 8A to 8C are diagrams illustrating the optical resin flow pattern 184 when the gate 185 is disposed in a line shape along the side of the F-theta lens 180 as shown in FIG. 7. 9 is a perspective view showing another embodiment of the F-theta lens 180 according to the present invention, and FIGS. 10A and 10B show that the gate 189 has a variable thickness along the side of the F-theta lens 180. The optical resin flow pattern 188 at the time of arrangement is shown.

먼저, 도 5를 참조하여 본 발명 에프-세타 렌즈(180)를 성형하는 사출성형기(100)의 일실시예를 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 사출성형기(100)는 소정 형태의 에프-세타 렌즈(180)가 성형되도록 내부에 에프-세타 렌즈(180)형태의 캐비티(181)가 형성된 금형(130)과, 금형(130)의 일측에 형성된 게이트(185)를 통해 금형(130) 내부로 용융된 광학수지를 밀어넣어주는 사출실린더(Cylinder,150) 및, 금형(130)의 타측을 지지해주고 금형(130)의 일측 즉, 후술될 이동금형(131)을 직선왕복 이동시켜주는 프레스 실린더(Press cylinder,110)로 구성된다. First, an embodiment of the injection molding machine 100 for molding the present invention F-theta lens 180 will be described in detail with reference to FIG. 5. The injection molding machine 100 according to the present invention has a predetermined form of the F-theta. A mold 130 having a cavity 181 in the form of an F-theta lens 180 formed therein so that the lens 180 is molded, and a gate 185 formed at one side of the mold 130 into the mold 130. An injection cylinder (Cylinder, 150) for pushing the melted optical resin and the press cylinder for supporting the other side of the mold 130 and linearly reciprocating one side of the mold 130, that is, the moving mold 131 to be described later ( Press cylinder 110).

보다 구체적으로 설명하면, 금형(130)은 일측방향으로 게이트(185)가 형성되며 일정위치에 고정되는 고정금형(132)과, 고정금형(132)에 맞물리도록 배치되되 고정금형(132)에서 선택적으로 탈착되도록 직선왕복이동가능하게 설치된 이동금형(131)으로 구성된다. 따라서, 에프-세타 렌즈(180)형태의 캐비티(181)는 이러한 고정금형(132)과 이동금형(131) 간의 상호 맞물림으로 인해 형성되는 것이며, 이러한 캐비티(181)로의 광학수지 유입은 캐비티(181)의 일측으로부터 연장형성된 게이트(185)를 통해 유입되는 것이다. More specifically, the mold 130 is a gate 185 is formed in one direction and the fixed mold 132 is fixed to a predetermined position, and is arranged to be engaged with the fixed mold 132, but optional in the fixed mold 132 It is composed of a moving mold 131 installed to be linear reciprocating to be removable. Therefore, the cavity 181 in the form of the F-theta lens 180 is formed by the interlocking between the fixed mold 132 and the moving mold 131, and the optical resin inflow into the cavity 181 is the cavity 181. It is introduced through the gate 185 extending from one side of the).

이때, 이러한 캐비티(181)로의 광학수지 유입을 위해 형성된 게이트(185)는 일실시예로 도 6 내지 도 8c에 도시한 바와 같이 광학수지의 유동이 렌즈(180)의 단면방향을 따라 형성되도록 렌즈(180)의 측면을 따라 라인(Line)형태로 소정길이 연장형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 게이트(185)를 통해 광학수지가 유입될 경우, 이 광학수지의 유동은 렌즈(180)의 단면방향을 따라 단시간에 이루어지게 되는 것이다. At this time, the gate 185 formed for the optical resin inflow into the cavity 181 is a lens such that the flow of the optical resin is formed along the cross-sectional direction of the lens 180 as shown in Figs. A predetermined length extends in the form of a line along the side of 180. Therefore, when the optical resin is introduced through the gate 185 according to the present invention, the optical resin flows in a short time along the cross-sectional direction of the lens 180.

또한, 본 발명에 따른 게이트(189)는 다른 실시예로 도 9 내지 도 10b에 도시한 바와 같이 렌즈(180)의 측면을 따라 라인형태로 소정길이 연장형성되되 렌즈(180)의 길이방향 두께변화에 따라 중심부의 크기는 크고 중심부에서 가장자리로 갈수록 그 크기는 줄어드는 형태 즉, 가변적으로 형성될 수 있다. 이에 이러한 게이트(189)를 통해 광학수지가 유입될 경우, 이 유입되는 광학수지는 보다 균일하게 전진 즉, 유입되는 것이다. In addition, the gate 189 according to the present invention extends a predetermined length in a line shape along the side of the lens 180 as shown in FIGS. 9 to 10b, but changes in the thickness in the longitudinal direction of the lens 180. Accordingly, the size of the center portion is large and its size decreases as it goes from the center portion to the edge, that is, it can be formed variably. Therefore, when the optical resin is introduced through the gate 189, the incoming optical resin is more uniformly advanced, that is, it is introduced.

한편, 게이트(185,189)를 통해 금형(130) 내부로 용융된 광학수지를 밀어넣어주는 사출실린더(150)는 광학수지 입자가 적재되는 호퍼(Hopper,156)와, 호퍼(156)의 입자를 금형(130)의 게이트(185,189) 방향으로 이송시켜주는 이송스크류(Screw,157)와, 이송스크류(157)를 구동시켜주는 유압모터(158)와, 이송되는 광학수지 입자를 용융시켜주는 히터(Heater,154) 및, 용융된 광학수지가 금형(130)의 게이트(185,189)로 주입될 수 있도록 사출실린더(150)의 끝단에 형성된 노즐(Nozzle,152)을 구비한다. 이에 호퍼(156)를 통해 입자형태로 적재된 광학수지는 히터(154)를 통해 용융된 다음 액체 상태로 금형(130)의 게이트(185,189)로 주입되는 것이다. On the other hand, the injection cylinder 150 for pushing the molten optical resin into the mold 130 through the gate (185, 189) is a hopper (156), the optical resin particles are loaded, and the particles of the hopper 156 mold Transfer screw (157) for feeding in the direction of the gate (185, 189) of the 130, the hydraulic motor 158 for driving the feeding screw 157, and a heater for melting the optical resin particles to be transferred 154 and a nozzle (152) formed at the end of the injection cylinder 150 to allow the molten optical resin to be injected into the gates 185 and 189 of the mold 130. The optical resin loaded in the form of particles through the hopper 156 is melted through the heater 154 and then injected into the gates 185 and 189 of the mold 130 in a liquid state.

이상에서, 미설명부호 181은 성형품인 에프-세타 렌즈(180)의 몸체(183)를 도시한 것이다. In the above description, reference numeral 181 illustrates the body 183 of the F-theta lens 180 which is a molded product.

이하, 본 발명에 따른 사출성형기(100)의 작용을 설명하면서 본 발명 에프-세타 렌즈(180) 및 이를 성형하기 위한 금형(130)구조의 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the effects of the present invention, the f-theta lens 180 and the mold 130 for molding the same while explaining the operation of the injection molding machine 100 according to the present invention.

먼저, 사출성형기(100)의 호퍼(156)에 광학수지의 입자가 적재되면, 유압모터(158)는 이송스크류(157)를 회전시키게 된다. 이에 이송스크류(157)는 회전되면서 호퍼(156)에 적재된 광학수지의 입자 중 소정량을 게이트(185,189)에 접촉된 노즐(152)방향으로 이송시키게 된다. First, when the particles of the optical resin is loaded in the hopper 156 of the injection molding machine 100, the hydraulic motor 158 rotates the transfer screw 157. The screw 157 is rotated to transfer a predetermined amount of particles of the optical resin loaded on the hopper 156 toward the nozzle 152 in contact with the gates 185 and 189.

이후, 히터(154)는 입자상태로 이송되는 광학수지를 가열하게 된다. 따라서, 이송스크류(157)에 의해 이송되는 광학수지는 액체상태로 용융되어지며, 이 용융된 광학수지는 노즐(152)을 통해 외부로 유출된 다음 노즐(152)에 접촉되어 있는 금형(130)의 게이트(185,189)를 통해 캐비티(181) 내부로 유입되어지는 것이다. Thereafter, the heater 154 heats the optical resin conveyed in the particulate state. Accordingly, the optical resin transferred by the transfer screw 157 is melted in a liquid state, and the molten optical resin flows out through the nozzle 152 to the outside and then contacts the nozzle 152. The gates 185 and 189 are introduced into the cavity 181.

이후, 금형(130)의 캐비티(181) 내부에 용융된 광학수지가 충진완료되면, 유압모터(158)는 정지되어 캐비티(181)의 공급을 중단하게 된다. 이에 캐비티(181) 내부의 광학수지는 냉각되어 캐비티(181)의 형상 즉, 도 6에 도시한 바와 같은 에프-세타 렌즈(180)의 형상으로 굳어지게 된다. 따라서, 프레스 실린더(110)는 고정금형(132)에서 이동금형(131)을 분리시키게 되며, 에프-세타 렌즈(180)의 사출성형작업은 완료된다. Thereafter, when the molten optical resin is filled in the cavity 181 of the mold 130, the hydraulic motor 158 is stopped to stop the supply of the cavity 181. Accordingly, the optical resin inside the cavity 181 is cooled to harden into the shape of the cavity 181, that is, the shape of the F-theta lens 180 as illustrated in FIG. 6. Therefore, the press cylinder 110 separates the movable mold 131 from the stationary mold 132, and the injection molding operation of the F-theta lens 180 is completed.

이때, 본 발명에 따른 게이트(185)가 도 6 내지 도 8c에 도시한 바와 같이 렌즈(180)의 측면을 따라 라인형태로 형성될 경우, 금형(130)의 캐비티(181)로 유입되는 광학수지는 렌즈(180)의 단면방향을 따라 게이트(185)의 입구로부터 렌즈(180)의 끝단까지 단시간에 유동된다. 따라서, 이와 같은 금형(130)구조로 에프-세타 렌즈(180)를 성형할 경우 광학수지의 유동거리는 짧기 때문에 보압의 균일한 전달이 가능할 뿐만 아니라 게이트(185) 입구와 게이트(185) 입구의 반대편 즉, 렌즈(180)의 끝단까지의 온도 및 압력의 편차가 거의 없으므로 낮은 압력에서도 성형이 가능한 장점이 있다. 그리고, 이와 같은 게이트(185)를 통해 에프-세타 렌즈(180)를 사출성형할 경우, 최종 성형품(183)의 복굴절이 감소되고 수지의 전사성이 향상되어 궁극적으로 렌즈의 광학적 성능을 향상시킬 수 있다. At this time, when the gate 185 according to the present invention is formed in a line shape along the side of the lens 180, as shown in Figure 6 to 8c, the optical resin flowing into the cavity 181 of the mold 130 Flows in a short time from the entrance of the gate 185 to the end of the lens 180 along the cross-sectional direction of the lens 180. Therefore, when the F-theta lens 180 is formed using the mold 130, the flow distance of the optical resin is short, so that the pressure retention can be uniformly transmitted and the opposite side of the gate 185 inlet and the gate 185 inlet are formed. That is, since there is almost no difference in temperature and pressure to the end of the lens 180, there is an advantage that molding is possible even at low pressure. When the F-theta lens 180 is injection molded through the gate 185, the birefringence of the final molded product 183 may be reduced, and the resin transferability may be improved, thereby ultimately improving the optical performance of the lens. have.

또한, 본 발명에 따른 게이트(185)가 도 6 내지 도 8c에 도시한 바와 같이 렌즈(180)의 측면을 따라 라인형태로 형성될 경우, 렌즈(180) 가장자리에는 종래와 같이 게이트 설치를 위한 입사면과 출사면 사이의 간격을 둘 필요가 없으므로 두 면 사이의 간격을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 렌즈(190)형상 설계의 자유도가 증가하며, 중앙부의 렌즈(180) 두께를 감소시킬 수 있으므로 성형이 더욱 용이해질 뿐만 아니라 렌즈(180) 두께의 감소에 따라 렌즈(180)성형시 싸이클 타임(Cycle time)이 감소하고, 고가인 광학수지의 소요량을 상당부분 감소시킬 수 있어서 생산원가를 저감할 수 있다. In addition, when the gate 185 according to the present invention is formed in a line shape along the side of the lens 180, as shown in Figs. Since there is no need to space between the face and exit face, the space between the two faces can be minimized. Therefore, according to the present invention, the degree of freedom in designing the lens 190 is increased, and since the thickness of the lens 180 in the center can be reduced, the molding is easier and the lens 180 is reduced according to the decrease in the thickness of the lens 180. The cycle time during molding is reduced, and the required amount of expensive optical resin can be substantially reduced, thereby reducing the production cost.

한편, 본 발명에 따른 게이트(189)가 도 9 내지 도 10b에 도시한 바와 같이 렌즈(180)의 측면을 따라 라인형태로 형성되되 렌즈(180)의 길이방향 두께변화에 따라 중심부의 크기는 크고 중심부에서 가장자리로 갈수록 그 크기는 줄어드는 형태 즉, 가변적으로 형성될 경우, 금형(130)의 캐비티(181)로 유입되는 광학수지는 렌즈(180)의 단면방향을 따라 게이트(189)의 입구로부터 렌즈(180)의 끝단에까지 매우 짧은 단시간에 유동된다. 따라서, 이와 같은 금형(130)구조로 에프-세타 렌즈(180)를 성형할 경우 광학수지의 유동거리는 매우 짧기 때문에 전술한 바와 같은 효과 이외에도 수지의 흐름이 만나서 생기는 가는선 즉, 웰드라인(Weld line) 등의 형성을 방지하는데 뛰어난 효과가 있다. On the other hand, the gate 189 according to the present invention is formed in a line shape along the side of the lens 180, as shown in Figure 9 to 10b, but the size of the central portion is large according to the longitudinal thickness change of the lens 180 In the form of a variable shape that decreases from the center to the edge, that is, when it is variably formed, the optical resin flowing into the cavity 181 of the mold 130 is moved from the entrance of the gate 189 along the cross-sectional direction of the lens 180. It flows in a very short short time to the end of 180. Therefore, when the F-theta lens 180 is molded using the mold 130 structure, the flow distance of the optical resin is very short, and thus, in addition to the above-described effects, the thin line, that is, the weld line, is formed by the flow of the resin. ) Is excellent for preventing the formation of such.

이상에서, 본 발명은 도시된 특정실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the above, the present invention has been described with reference to the specific embodiments shown, but this is merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and embodiments can be made therefrom. . Therefore, the scope of the present invention should be defined by the appended claims and their equivalents.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 금형구조로 에프-세타 렌즈를 성형할 경우, 에프-세타 렌즈의 성형시 온도와 압력분포의 비대칭성을 최소화할 수 있으므로 최종 성형품의 광학적 성능을 향상시키고 수지 소요량을 저감하여 생산원가를 상당부분 저감할 수 있는 효과가 있다. As described above, when the F-theta lens is molded with the mold structure according to the present invention, the asymmetry of the temperature and pressure distribution during the molding of the F-theta lens can be minimized, thereby improving the optical performance of the final molded product and the resin. There is an effect that can significantly reduce the production cost by reducing the requirements.

그리고, 본 발명에 따른 금형구조로 에프-세타 렌즈를 성형할 경우, 에프-세타 렌즈의 유효 경면 주변부의 수지 수축시에 일어나는 잔류응력을 줄여서 렌즈의 경면부위를 고 정밀도로 성형할 수 있는 효과가 있다. In addition, when the F-theta lens is molded with the mold structure according to the present invention, the effect of reducing the residual stress occurring in the resin shrinkage of the effective mirror periphery of the F-theta lens can be molded with high precision. have.

도 1은 일반적인 레이저 스캐닝 유니트의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a general laser scanning unit;

도 2는 종래 사출성형된 에프-세타 렌즈의 일예를 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing an example of a conventional injection molded f-theta lens,

도 3a와 도3b는 도 2에 도시한 바와 같이 게이트가 에프-세타 렌즈의 중앙부에 설치될 시의 광학수지 유동패턴을 도시한 도면, 3A and 3B illustrate an optical resin flow pattern when a gate is installed at the center portion of an F-theta lens as shown in FIG. 2;

도 4a 내지 도 4c는 게이트가 에프-세타 렌즈의 일측면부에 설치될 시의 광학수지 유동패턴을 도시한 도면, 4A to 4C illustrate an optical resin flow pattern when a gate is installed at one side of an F-theta lens;

도 5는 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈를 성형하는 사출성형기의 일실시예를 개략적으로 도시한 구성도,5 is a schematic view showing an embodiment of an injection molding machine for molding an F-theta lens according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈의 일실시예를 도시한 사시도,6 is a perspective view showing an embodiment of an F-theta lens according to the present invention;

도 7은 도 6에 도시한 에프-세타 렌즈 중 A-A 부분을 절개하여 도시한 사시도,FIG. 7 is a perspective view of the A-A cut out of the F-theta lens shown in FIG. 6;

도 8a 내지 도 8c는 도 7에 도시한 바와 같이 게이트가 에프-세타 렌즈의 측면을 따라 라인형태로 배치될 시의 광학수지 유동패턴을 도시한 도면,8A to 8C illustrate an optical resin flow pattern when gates are arranged in a line along the side of the F-theta lens, as shown in FIG. 7;

도 9는 본 발명에 따른 에프-세타 렌즈의 다른실시예를 도시한 사시도,9 is a perspective view showing another embodiment of the F-theta lens according to the present invention;

도 10a와 도 10b는 게이트가 에프-세타 렌즈의 측면을 따라 가변적인 두께로 배치될 시의 광학수지 유동패턴을 도시한 도면이다. 10A and 10B illustrate optical resin flow patterns when gates are disposed at variable thicknesses along the sides of the F-theta lens.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11 : 레이저 다이오드 13 : 콜리메이터 렌즈11 laser diode 13 collimator lens

15 : 실린더 렌즈 16 : 감광드럼15 cylinder lens 16 photosensitive drum

18 : 반사미러 20 : 에프-세타 렌즈18: reflection mirror 20: F-theta lens

110 : 프레스 실린더 130 : 금형110: press cylinder 130: mold

150 : 사출실린더 152 : 노즐150: injection cylinder 152: nozzle

154 : 히터 156 : 호퍼154 heater 156 hopper

157 : 이송스크류 158 : 유압모터157: transfer screw 158: hydraulic motor

Claims

An F-theta lens body molded by injection of the optical resin;

And an F-theta lens having a gate extending in a line shape along a side of the F-theta lens body.

The f-theta lens of claim 1, wherein the gate is formed to vary according to a longitudinal thickness change of the f-theta lens body.

The F-theta lens of claim 2, wherein the gate has a large central portion and is reduced in size from the central portion to the edge.

In the die structure for the F-theta lens comprising a mold having a cavity in the form of the F-theta lens is formed so that the F-theta lens is injection molded, and a gate formed in the mold so that the optical resin flows into the cavity,

The gate is an F-theta lens, characterized in that the predetermined length is extended in a line shape along the side of the F-theta lens so that the flow of the optical resin flowing into the cavity is formed along the cross-sectional direction of the F-theta lens. Mold structure.

5. The mold structure according to claim 4, wherein the gate is formed to vary according to the thickness change in the longitudinal direction of the F-theta lens.

The mold structure of claim 5, wherein the gate has a large central portion and is reduced in size from the central portion to the edge.