专利名称：多面体反射镜、用多面体反射镜的光扫描单元和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明总的构思涉及多面体反射镜(polygonal mirror)、使用该多面体反射镜的光扫描单元、以及图像形成装置，更具体地，涉及由塑料形成的多面体反射镜、使用该多面体反射镜的光扫描单元、以及图像形成装置。
背景技术：
光扫描单元用于电子照相图像形成装置诸如激光打印机、数字影印机、传真等中。 光扫描单元使从光源照射的光束偏转，其中图像信号施加到该光源，并且在图像载体的主扫描方向上扫描光束。经由通过光扫描单元的主扫描以及通过图像载体的移动引起的辅助扫描，静电潜像形成在图像载体上。光扫描单元包括使从光源照射的光束沿适当方向偏转的多面体反射镜组件。传统的多面体反射镜由具有99%或以上的纯度的高纯度铝并通过高精密处理形成，从而实现 85%或更高的反射率。然而，上述的由铝形成的多面体反射镜组件的制造成本高，且其生产量可能难以调整。
发明内容
本发明总的构思提供一种由塑料形成并能最小化由于操作期间产生的热或高速旋转而引起的性能下降的多面体反射镜、使用该多面体反射镜的光扫描单元、以及具有该多面体反射镜的图像形成装置。根据本发明总的构思的一方面，提供一种由塑料形成的多面体反射镜，其中多面体反射镜包括形成在多面体反射镜的外侧部分上并围绕旋转轴旋转的多个反射面以及限定一孔的反射镜内表面，内径d与外径D的比率满足0. 1 ^ d/D ^ 0. 3。外径D满足可以IOmm彡D彡30mm。外径D可以是20mm以及内径d可以是4mm。塑料的热膨胀系数可以满足40*l(T6[lm/m · °C ]彡α彡400*l(T6[lm/m · °C ]。多面体反射镜可以通过使用粘合剂附接到支撑并旋转多面体反射镜的电动机单元而被组装，且凹槽可以形成在反射镜内表面中以容纳粘合剂。凹槽可以形成在朝向反射面的拐角(corner)的方向上。凹槽可以形成为与反射镜内表面的竖直长度相应。凹槽可以仅形成在反射镜内表面的上部分中。凹槽可以是圆柱形或与多个反射面的多面体反射镜具有相同的多面体形状。反射层可以形成在多个反射面上。根据本发明总的构思的另一方面，提供一种光扫描单元，其包括发射光束的光源；多面体反射镜，用于使从光源发出的光束沿主扫描方向偏转；以及成像光学系统，使通过多面体反射镜偏转的光束成像在扫描表面上，其中多面体反射镜由塑料形成并包括形成在多面体反射镜的外侧部分中且绕旋转轴旋转的多个反射面以及限定一孔的反射镜内表面，其中内径d与外径D的比率满足0. 1 ( d/D彡0. 3。
通过参考附图详细描述本发明总的构思的示例性实施方式，本发明总的构思的以上和其它特征和优点将变得更加明显，在图中图1是示意性结构图，示出根据本发明总的构思的一实施方式的光扫描单元；图2是示意性透视图，示出根据本发明总的构思的一实施方式的在图1的光扫描单元中使用的多面体反射镜；图3示出由于热和旋转引起的图2的多面体反射镜的变形；图4示出由于热和旋转引起的图2的多面体反射镜的一个比较示例的变形；图5示出在不同于图3的情况下，热和旋转引起的图2的多面体反射镜的变形；图6根据本发明总的构思的一实施方式示出图2的多面体反射镜的组件；图7示出根据本发明总的构思的另一实施方式的多面体反射镜；图8示出根据本发明总的构思的另一实施方式的多面体反射镜；图9示出图8的多面体反射镜的组件；图10示出图2的多面体反射镜的另一示例修改示例；以及图11是结构图，示出根据本发明总的构思的一实施方式的电子照相图像形成装置。
具体实施例方式现在将参考附图更全面地描述本发明总的构思，在附图中显示出本发明总的构思的示例性实施方式。图中相同的附图标记表示相同的元件。在图中，为了清晰，夸大了层和区域的厚度。图1是示意性结构图，示出根据本发明总的构思的一实施方式的光扫描单元，在其中使用多面体反射镜11。图2是示意性透视图，示出根据本发明总的构思的一实施方式的在图1的光扫描单元中使用的多面体反射镜11。参考图1，光扫描单元包括光源1、包括多面体反射镜11并旋转的多面体反射镜组件10、以及扫描透镜7。光源1发射光束，且可以是例如发射激光束的半导体激光二极管。多个光束可以从光源1发出。参考图1，一个光束从光源1发出。当多个光束从光源1发出时，该多个光束可以以不同的入射角入射在多面体反射镜11的反射面Ila的其中之一上或者可以入射在不同的反射面Ila上。准直透镜2可以设置在光源1与多面体反射镜11之间的光路上。准直透镜2是使从光源1发出的光准直的聚光透镜。柱面透镜4可以进一步设置在准直透镜2与多面体反射镜11之间的光路上。柱面透镜4是仅在辅助扫描方向具有预定放大率(power)的光学元件，并且沿辅助扫描方向聚焦透射过准直透镜2的光到多面体反射镜11的反射面Ila 上。此外，孔径光阑3可以进一步设置在准直透镜2与柱面透镜4之间以调整光束的直径。 准直透镜2、孔径光阑3、以及柱面透镜4组成光扫描单元的入射光学系统。
扫描透镜7是成像光学系统的一示例，其具有会聚功能和f_ θ特性，并允许通过多面体反射镜11被偏转和扫描的每个光束以恒定速度成像在光电导体9的外表面上。参考图1，成像光学系统由一个扫描透镜7组成，但是成像光学系统也可以由至少两个透镜组成。反射镜(Hiirror)S是适当地改变扫描光束的路径的光路改变单元的一示例。参考图2，多面体反射镜11包括在其外侧部分上的多个反射面Ila以及限定形成在多面体反射镜11的中心部分中的孔的反射镜内表面lib。多面体反射镜11的反射镜内表面lib以及支持器框架12(图6)的面对反射镜内表面lib的外表面使用粘合剂13(图 6)彼此耦接。多面体反射镜11可以通过使用注入成型方法由塑料材料形成。当多面体反射镜11由塑料材料形成时，多面体反射镜11的制造成本可以降低，此外，由于通过注入成型方法形成，所以多面体反射镜11的批量生产相对容易。反射层可以形成在反射面1 Ia上。 例如，具有相对好的反射率的金属层诸如铝(Al)或银(Ag)可以附着到反射面11a。保护层诸如SiO2可以进一步形成在反射层的外表面上，从而保护反射层不受外部环境影响并且防止反射层的氧化。多面体反射镜11可具有四边形形状，其中反射面Ila的数目是4。然而，当前实施方式不限于在以上实施方式中描述的反射面Ila的数目。光扫描单元的操作温度范围是50至60°C，且多面体反射镜11以大于IOOOOrpm的相对高的速度旋转。传统的多面体反射镜由金属(例如，铝)形成，因而当在光扫描单元中使用传统的多面体反射镜时，由光扫描单元中产生的热或通过高速旋转产生的离心力引起的多面体反射镜的变形相对小。然而，由塑料材料形成的多面体反射镜11具有相对低的杨氏模量，因而多面体反射镜11的反射面Ila会由于其质量(mass)、热、以及通过旋转产生的离心力而沿主扫描方向变形。由于增大的光束尺寸以及在图像形成装置中光电导体9(见图1)的不同位置处与光束的线性有关的不规则性引起的分辨率的降低，反射面Ila的变形会降低整体打印质量。因而，本发明人发现，通过将多面体反射镜11的尺寸限制到由以下示出的不等式 1和2限定的范围，可以最小化热或高速旋转引起的反射面Ila的变形导致的光学性能的劣化。也就是说，多面体反射镜11的对角线长度(也就是说，外径D)以及与反射镜内表面lib相应的直径(也就是说，内径d)可以在由不等式1和2限定的范围内，从而保持附着力并最小化多面体反射镜11的反射面Ila的变形。[不等式1]0. 1 彡 d/D 彡 0. 3不等式2[10mm ^ D ^ 30mm]例如，多面体反射镜11可具有20mm的外径D以及4mm的内径d，如在表1中给出的。此外，多面体反射镜11可以由具有满足以下的不等式3的热膨胀系数α的塑料材料形成[不等式3]40*l(T6[lm/m · °C ]彡 α 彡 400*1(Γ6 [lm/m · °C ]例如，多面体反射镜11可以由塑料材料诸如环烯烃共聚物(C0C)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃聚合物(COP)形成，从而满足不等式3的条件。在下文中，将参考多个示例描述当满足以上条件时以及当不满足以上条件时由于热和旋转引起的多面体反射镜11的变形。例如，根据当前实施方式的多面体反射镜11可具有以下属性并且处于以下条件。[表 1]
权利要求
1.一种由塑料形成的多面体反射镜，其中所述多面体反射镜包括形成在所述多面体反射镜的外侧部分上并围绕旋转轴旋转的多个反射面以及限定一孔的反射镜内表面，并且内径d与外径D的比率满足0. 1彡d/D彡0. 3。
2.根据权利要求1所述的多面体反射镜，其中所述外径D满足IOmm彡D彡30mm。
3.根据权利要求2所述的多面体反射镜，其中所述外径D是20mm以及所述内径d是4mm ο
4.根据权利要求1所述的多面体反射镜，其中所述塑料的热膨胀系数α满足 40*l(T6[lm/m · °C ]彡 α 彡 400*1(Γ6[lm/m · °C ]。
5.根据权利要求1所述的多面体反射镜，其中所述多面体反射镜通过使用粘合剂附接到支撑并旋转所述多面体反射镜的电动机单元而被组装，且凹槽形成在所述反射镜内表面中以容纳所述粘合剂。
6.根据权利要求5所述的多面体反射镜，其中所述凹槽形成在朝向所述反射面的拐角的方向上。
7.根据权利要求5所述的多面体反射镜，其中所述凹槽形成为与所述反射镜内表面的竖直长度相应。
8.根据权利要求5所述的多面体反射镜，其中所述凹槽仅形成在所述反射镜内表面的上部分中。
9.根据权利要求5所述的多面体反射镜，其中所述凹槽是圆柱形或是与具有所述多个反射面的所述多面体反射镜相同的多面体形状。
10.根据权利要求1所述的多面体反射镜，其中反射层形成在所述多个反射面上。
11.一种光扫描单元，包括发射光束的光源；权利要求1至10的任一项所述的多面体反射镜，用于使从所述光源发出的光束沿主扫描方向偏转；以及成像光学系统，使通过所述多面体反射镜偏转的所述光束成像在扫描表面上。
12.根据权利要求11所述的光扫描单元，其中所述多面体反射镜通过使用粘合剂附接到支撑并旋转所述多面体反射镜的电动机单元而被组装。
13.根据权利要求12所述的光扫描单元，其中支持器框架耦接到所述电动机单元的旋转轴，所述支持器框架的一部分被插入所述多面体反射镜的所述孔中，并且所述多面体反射镜的限定所述孔的所述反射镜内表面和所述支持器框架的面对所述反射镜内表面的外表面使用粘合剂来点粘合。
14.根据权利要求13所述的光扫描单元，其中在朝向所述反射面的拐角的方向上执行所述点粘合。
15.一种图像形成装置，包括如权利要求11所述的光扫描单元；显影单元，包括光电导体和显影辊，其中所述光电导体设置在从所述光扫描单元发出的所述光束的像点处，其中静电潜像形成在所述光电导体上，所述显影辊显影形成在所述光电导体上的所述静电潜像；以及转印单元，由所述显影单元显影的图像通过该转印单元被转印。
16.根据权利要求15所述的图像形成装置，其中所述多面体反射镜通过使用粘合剂附接到支撑并旋转所述多面体反射镜的电动机单元而被组装。
17.根据权利要求16所述的图像形成装置，其中支持器框架耦接到所述电动机单元的旋转轴，所述支持器框架的一部分被插入所述多面体反射镜的所述孔中，并且所述多面体反射镜的限定所述孔的所述反射镜内表面和所述支持器框架的面对所述反射镜内表面的外表面使用粘合剂来点粘合。
18.根据权利要求17所述的图像形成装置，其中在朝向所述反射面的拐角的方向上执行所述点粘合。
全文摘要
本发明提供一种多面体反射镜、使用该多面体反射镜的光扫描单元和图像形成装置。该多面体反射镜由塑料形成并且包括形成在多面体反射镜的外侧部分中且围绕旋转轴旋转的多个反射面以及限定一孔的反射镜内表面，其中内径d与外径D的比率满足0.1≤d/D≤0.3。
文档编号G03G15/00GK102486547SQ20111039635
公开日2012年6月6日 申请日期2011年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者刘载焕, 千真权, 曹元英, 林宪熙, 黄浩炫 申请人:三星电子株式会社