CN100370284C

CN100370284C - 多角形镜面反射装置

Info

Publication number: CN100370284C
Application number: CNB2005100638206A
Authority: CN
Inventors: 金玄石; 金炯彩
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2025-04-07
Also published as: CN1680831A; KR20050098536A; US20050225820A1; US7489430B2; KR100611975B1

Abstract

本发明公开了一种多角形镜面反射装置，其具有改进的多角形镜的安装结构，多角形镜对应于转子框架使用塑料材料制成。多角形镜面反射装置包括基部和连接基部并有第一孔的轴承。转轴可旋转地安装在第一孔中。转子框架随同转轴一起转动。多角形镜固定到转轴并通过夹物模压连接转子框架。多角形镜偏转并扫描入射光。设置在轴承和转子框架处的驱动源使用电磁力转动多角形镜。

Description

多角形镜面反射装置

技术领域

本发明涉及一种多角形镜面反射装置，该装置具有由塑料材料制成的多角形镜。更特别地，本发明涉及一种多角形镜面反射装置，该装置具有相对于转子框架的改进的多角形镜安装结构。

背景技术

通常地，多角形镜面反射装置用在激光扫描单元(LSU)中，该激光扫描单元用在诸如激光打印机、数字复印机、条码阅读器和传真机这样的设备中，多角形镜面反射装置在主扫描方向使用转动的多角形镜扫描从LSU的光源中发射出的光束。

随着技术的发展，使用LSU的设备的打印速度已经增加。因此需要多角形镜面反射装置高速转动多角形镜并长时间运行。此外，还需要多角形镜有高于85％的反射率以增加扫描光束的功效。为了满足这些需求，传统的多角形镜面反射装置使用通过执行纯度至少为99％的铝的微加工制成的多角形镜。

参照图1，传统的多角形镜面反射装置包括基部11和固定在基部11上的轴承13。转轴15可旋转地安装在轴承13上。转子框架17连接转轴15、驱动源20和多角形镜30。

驱动源20是分开的，并安装在轴承13的外部圆周和转轴15处，通过电磁力转动转轴15。驱动源20包括定子铁芯21，转子架23和磁铁25。定子铁芯21固定在轴承13的外部圆周，包括缠绕线圈22。转子架23连接转子框架17并包围定子铁芯21。

多角形镜30由驱动源20转动，因此偏转和扫描射入设置在多角形镜30侧壁上的反射镜31的光束。多角形镜30连接转子框架17的外部圆周并由固定元件35固定于其上。多角形镜30使用高纯度的铝材料制成并通过金属的显微机械加工形成多个反射镜。

因为具有上述结构的传统多角形镜面反射装置的多角形镜30使用昂贵的铝制成，因此生产成本高。并且，因为使用金属显微机械加工形成多角形镜30，生产率非常低。此外，因为多角形镜30由固定元件35固定在转子框架17上，组装过程复杂，增加了部件的数量。

发明内容

本发明提供了一种多角形镜面反射装置，通过改变多角形镜的材料和多角形镜与转子框架间的连接结构提高了组装效率和生产力。

根据本发明的一方面，提供的多角形镜面反射装置包括基部和连接于基部并有第一孔的轴承。转轴可旋转地安装在第一孔中。转子框架随同转轴转动。多角形镜固定在转轴处并通过形成在该转子框架上的至少一个插入件接合于转子框架。该多角形镜偏转并扫描入射光。驱动源用于旋转多角形镜。

通过以下结合附图的详细描述，本发明的其它目的、优点和显著特征将更加明显，以下描述公布了本发明的示例性实施例。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明优选的实施例，本发明以上和其它的特征和优点将更明显，其中：

图1示出传统多角形镜面反射装置的示意性剖视图；

图2A示出了根据本发明第一实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图2B示出了根据本发明第一实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图3示出了根据本发明第二实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图4A示出了根据本发明第三实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图4B示出了根据本发明第三实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图5示出了根据本发明第四实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图6示出了根据本发明第五实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图7示出了根据本发明第六实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图8A示出了根据本发明第七实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图8B示出了根据本发明第七实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图9示出了根据本发明第八实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图10A示出了根据本发明第九实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图10B示出了根据本发明第九实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图11示出了根据本发明第十实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图12A示出了根据本发明第十一实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图12B示出了根据本发明第十一实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图13示出了根据本发明第十二实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图14A示出了根据本发明第十三实施例的多角形镜面反射装置的分解的局部切开透视图；

图14B示出了根据本发明第十三实施例的多角形镜面反射装置的剖视图；

图15示出了根据本发明第十四实施例的多角形镜面反射装置的剖视图。

贯穿附图，相同的附图标记理解为表示相同的部件、构件和结构。

具体实施方式

参照图2A和2B，根据本发明第一实施例的多角形镜面反射装置包括基部110，固定在基部110上的轴承120，可转动地安装在轴承120上的转轴125。转子框架130间接地安装在转轴125上。驱动源140转动转轴125。多角形镜150模制成连接转子框架130。

轴承120包括轴承箱121和在轴承箱121中形成的第一孔122。轴承120支撑插入第一孔122中的转轴125，以由液动压或气动压转动。

驱动源140是分开的，并安装在轴承箱121和转轴125上，并通过电磁力转动转轴125。驱动源140包括固定在轴承箱121外部圆周的定子铁芯140、转子座143和磁铁145。定子铁芯141包括缠绕线圈142。转子座143连接转子框架130以包围定子铁芯141。磁铁145安装在转子座143内部面对定子铁芯141。

转子框架130通过多角形镜150连接驱动源140。转子框架130以典型的接合方式连接驱动源140。例如，转子框架130可以推入在转子座143中形成的开口143a中。可是，转子框架130通过夹物模压连接多角形镜150。为了这种连接，转子框架130包括具有第二孔132的主体131和从主体131突出的插入件135。

主体131的一部分插入多角形镜150中，主体131的其余部分暴露在多角形镜的外部。连接转子座143的联结突出件133在暴露的主体131的底部形成。主体131优选地为围绕第二孔132具有预定厚度的圆柱形。

插入件135包括颈部135a和头部135b。颈部135a从主体131的顶部突出并具有预定宽度的圆环形。头部135b安置在颈部135a上并具有比颈部135a更宽的圆环形。当多角形镜150相对于转子框架130模制时，多角形镜150的一部分安置在颈部135a，从而即使在高速转动期间也能充分地防止多角形镜150分离。

多角形镜150通过驱动源140围绕转轴125转动，因此偏转和扫描射入设置在多角形镜150侧壁上的反射器153的光束。多角形镜150主要使用塑料材料制成并通过夹物模压模制成连接转子框架130。因此，多角形镜150可以不使用固定元件(见图1中所示的35)固定到转子框架130。

多角形镜150包括有第三孔151a的多角形镜主体151。可光固化的树脂(photocurable resin)(未示出)优选地涂在多角形镜主体151的侧壁。反射器153在可光固化的树脂上形成。

第三孔151a具有的直径对应于转轴125的直径。转轴125和第三孔151a采用推装配安装连接使多角形镜主体151对于转轴125牢固。多角形镜150可以采用夹物模压对准转轴125完整地形成。

可光固化的树脂整平具有变形的多角形镜主体151，该变形在塑料材料模制期间发生。因为可光固化的树脂整平多角形镜150的侧壁，可以最小化由在夹物模压期间发生的加工误差引起的反射器153的误差。反射器153通过涂覆带有高反射率金属(如铝(Al)或银(Ag))的可光固化的树脂形成。

可选择地，替代可光固化的树脂的陶瓷层可以在多角形镜150上形成，并且反射器153可以在陶瓷层上形成。陶瓷层增强了多角形镜主体151侧壁的强度。增加多角形镜150的强度允许多角形镜150承受由运转作用产生的张力负载，甚至在多角形镜150以高速(大约10,000rpm)转动的时候。

如上所述，当转子框架130有上述的结构和设置并且多角形镜150由塑料材料制成并采用夹物模压连接转子框架130的时候，多角形镜面反射装置具备了比传统多角形镜面反射装置相同或更高的性能并具有简单化的结构。因此，可以减少组合加工数量和生产成本。

以下，将参照图3到15描述本发明其它示例性实施例。在以下描述的本发明第二到第十四实施例中，基部、轴承、转轴和驱动源的结构和设置基本上类似于包括在根据本发明第一实施例在图2A和2B说明的多角形镜面反射装置中的基部110、轴承120、转轴125和驱动源140的结构和设置。因此，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，故它的详细描述省略。

参照图3，根据本发明第二实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第一实施例，例外的是设置在多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。

多角形镜250包括直径比转轴125直径更大的第四孔251a。此外，轴壳体260设置在第四孔251a和转轴125之间。轴壳体260采用金属材料形成并当多角形镜250采用夹物模压形成的时候插入多角形镜250中。轴壳体260基本为环形并推装配到转轴125上，因此固定多角形镜250到转轴125。如上所述，当轴壳体260又设置在多角形镜250和转轴125之间时，多角形镜250充分地阻止在高速转动期间与转轴125分离并破裂。

参照图4A和4B，根据本发明第三实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第一实施例，例外的是进而包括了防污染元件170以防止多角形镜被污染。

防污染元件170连接到转子框架230的外周并设置在多角形镜150的下面。防污染元件170具有基本上圆的盘结构，尤其当轴承120由液动压转动时，该结构充分地阻止液体溅到多角形镜150上。转子框架230基本上与根据本发明第一实施例的多角形镜面反射装置中的转子框架130相同，例外的是插入件235的形状不同，转子框架230的外形不限于图4A和4B所示的形状，而是可以有任意合适的形状，如图2A和2B中所示转子框架130的形状。

图4A和4B中，防污染元件170设置在多角形镜150下面并连接转子框架230，但是这种结构仅仅是示例。换句话说，一个或多个防污染元件170可以设置在多角形镜150的上面和/或下面以有效地阻止多角形镜150被污染。

参照图5，根据本发明第四实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第三实施例，例外的是多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。

多角形镜250包括直径比转轴125直径更大的第四孔251a。此外，轴壳体260设置在第四孔251a和转轴125之间。图5中示出的带有第四孔251a的多角形镜250和轴壳体260与根据本发明第二实施例的图3所示的同样附图标记的多角形镜250和轴壳体260具有基本类似的结构和效果。

参照图6，根据本发明第五实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第一实施例，例外的是转子框架330的结构和使用防污染元件170。

参照图6，转子框架330通过多角形镜150连接驱动源140并包括主体331和从主体331突出的插入件335。主体331具有与多角形镜的形状对应的多角形。围绕转子框架330模制的多角形镜150的厚度在遍及多角形镜150的整个边缘上基本相同，可以使用相同的模制条件。此外，当模制后减小了多角形镜150时，可以最小化在多角形镜150边缘的减小数量。

参照图7，根据本发明第六实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第五实施例，例外的是多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。多角形镜250和转轴125之间的接合结构基本上类似于根据本发明第二实施例的图3所示的结构。

参照图8A和8B，根据本发明第七实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第三实施例，例外的是转子框架430的结构不同。

参照图8A和8B，转子框架430通过多角形镜150连接驱动源140并采用夹物模压连接多角形镜150。转子框架430包括带有第二孔432的主体431和从主体431突出的插入件435。

主体431的外形优选圆形。主体431的一部分插入多角形镜150中，主体431的其余部分暴露在多角形镜150的外部。连接转子壳体143的接合突起件433在外露的主体131的底部形成。

从主体431突起的插入件435包括相互分离预定距离的多个肋437。当多角形镜150相对于有这种结构的转子框架430模制时，多角形镜150围绕肋437形成，因此防止多角形镜150甚至在高速转动期间从转子框架430分离。

至少一个肋437可以有凹槽437a或通孔(或穿孔)437b。当凹槽437a或通孔(或穿孔)437b形成时，多角形镜150的部分材料存在于凹槽437a或通孔437b中，使得多角形镜150不与转子框架430分离。

参照图9，根据本发明第八实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第七实施例，例外的是多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。多角形镜250和转轴125之间的接合结构基本上类似于根据本发明第二实施例的图3所示的结构。

参照图10A和10B，根据本发明第九实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第七实施例，例外的是转子框架530的结构。

转子框架530包括主体531和从主体531突出的插入件535。不像图8A和8B所示的根据第七实施例的多角形镜面反射装置，主体531的外形为对应于多角形镜150的外形的多角形。围绕转子框架530模制的多角形镜150的厚度在多角形镜150的整个边缘上基本相同，因而可以使用相同的模制条件。

参照图11，根据本发明第十实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第九实施例，例外的是多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。多角形镜250和转轴125之间的接合结构基本上类似于根据本发明第二实施例的图3所示的结构。

根据本发明第十实施例的多角形镜面反射装置具有根据本发明第二和第九实施例的多角形镜面反射装置的特征。因此，当模制多角形镜250时，模制条件可以容易地控制，并且多角形镜250可以可靠地连接转轴125。

参照图12A和12B，根据本发明第十一实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第七实施例，例外的是转子框架630的结构。

参照图12A和12B，转子框架630通过多角形镜150连接驱动源140，并采用夹物模压连接多角形镜150。转子框架630包括带有第二孔632的主体631和从主体631突起的插入件635。

主体631具有基本上圆形的外形并暴露在外部。连接到转子壳体143的结合突起件633在外露的主体631的底部行成。

从主体631突出的插入件635具有基本圆形的外形并在其中包括至少一个孔637a或通孔637b。在这种情形中，当模制多角形镜150时，多角形镜150的部分材料存在于孔637a或通孔637b中，使得多角形镜150不从转子框架630分离。

参照图13，根据本发明第十二实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第十一实施例，例外的是多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。多角形镜250和转轴125之间的接合结构基本上类似于根据本发明第二实施例的图3所示的结构。

参照图14A和14B，根据本发明第十三实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第十一实施例，例外的是转子框架730的结构。

转子框架730包括主体731和从主体731突出的插入件735。不像图12A和12B所示的根据本发明第七实施例的多角形镜面反射装置，插入件735的外形为对应于多角形镜150的外形的多角形。围绕转子框架730模制的多角形镜150的厚度在多角形镜150的整个边缘上基本相同，因而可以使用相同的模制条件。

参照图15，根据本发明第十四实施例的多角形镜面反射装置基本上类似于本发明第十三实施例，例外的是多角形镜250和转轴125之间的接合结构不同。多角形镜250和转轴125之间的接合结构基本上类似于根据本发明第二实施例的图3所示的结构。

根据本发明第十四实施例的多角形镜面反射装置具有根据本发明第二和第十三实施例的多角形镜面反射装置的特征。因此，当模制多角形镜250时，模制条件可以容易地控制，并且多角形镜250可以可靠地连接转轴125。

如上所述，在本发明的多角形镜面反射装置中，多角形镜使用塑料材料和夹物模压制成，因此以比使用金属材料制造的传统多角形镜更低的成本促进了大量生产。此外，转子框架有各种结构以可靠地固定多角形镜。并且，使用了防污染元件以有效地防止多角形镜的反射表面在转动期间被污染。而且，因为当多角形镜安装在转轴处时使用轴壳体，所以即使在高速转动期间多角形镜也可以可靠地运行。

虽然已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的技术人员将明白这些元件的改变不会脱离本发明的精神和范围，这些范围将在附加的权利要求书和等同文件中说明。

Claims

1.一种多角形镜面反射装置，包括：

基部；

连接基部并有第一孔的轴承；

旋转地安装在第一孔中的转轴；

连接转轴并随同转轴旋转的转子框架；

连接转轴并通过夹物模压方式形成在该转子框架上的至少一个插入件接合转子框架的多角形镜，该多角形镜偏转并扫描入射光；以及

设置在轴承和转子框架上、用于利用电磁力旋转多角形镜的驱动源。

2.如权利要求1所述的多角形镜面反射装置，其中

转子框架的主体带有第二孔；和

所述插入件是从主体延伸出来的。

3.如权利要求2所述的多角形镜面反射装置，其中

主体基本上是圆柱形。

4.如权利要求2所述的多角形镜面反射装置，其中

主体的外形是对应于多角形镜的形状的多角形。

5.如权利要求2所述的多角形镜面反射装置，其中

从主体伸出的插入件的颈部基本上是具有预定宽度的圆环形；和

设置在颈部上的头部基本上是比颈部宽度更宽的圆环形，插入件防止相对于转子框架模制的多角形镜从转子框架分离。

6.如权利要求2所述的多角形镜面反射装置，其中

插入件具有多个肋，该肋从主体突出并相互分离预定距离。

7.如权利要求6所述的多角形镜面反射装置，其中

多个肋中的至少一个具有凹槽，并且模制多角形镜之后，多角形镜的部分材料存在于凹槽中以防止多角形镜从转子框架分离。

8.如权利要求6所述的多角形镜面反射装置，其中

多个肋中的至少一个具有穿透肋的通孔，并且模制多角形镜之后，多角形镜的部分材料存在于通孔中以防止多角形镜从转子框架分离。

9.如权利要求2所述的多角形镜面反射装置，其中

插入件中有孔，模制多角形镜之后，多角形镜的部分材料存在于该孔中以防止多角形镜从转子框架分离。

10.如权利要求2所述的多角形镜面反射装置，其中

插入件有穿透插入件的通孔，模制多角形镜之后，多角形镜的部分材料存在于通孔中以防止多角形镜从转子框架分离。

11.如权利要求1所述的多角形镜面反射装置，其中

多角形镜带有直径与转轴直径对应的第三孔，转轴直接插入第三孔中。

12.如权利要求1所述的多角形镜面反射装置，其中

多角形镜带有直径大于转轴直径的第四孔，一轴壳体设置在第四孔和转轴之间。

13.如权利要求12所述的多角形镜面反射装置，其中

在转子框架上设置防污染元件以防止多角形镜被污染。

14.如权利要求1所述的多角形镜面反射装置，其中

在转子框架上设置防污染元件以防止多角形镜被污染。

15.如权利要求1所述的多角形镜面反射装置，其中

多角形镜的主体由塑料材料制成；

多角形镜的主体的侧壁涂覆有可光固化的树脂以平整侧壁；和

在可光固化的树脂上设置反射器。

16.如权利要求15所述的多角形镜面反射装置，其中

反射器通过涂覆带有铝或银材料的可光固化的树脂形成。

17.如权利要求1所述的多角形镜面反射装置，其中

多角形镜的主体由塑料材料制成；

在多角形镜的主体的侧壁上形成陶瓷层以增强侧壁的强度；和

在陶瓷层上形成反射器。

18.如权利要求17所述的多角形镜面反射装置，其中

反射器通过涂覆带有铝或银材料的陶瓷层形成。

19.如权利要求14所述的多角形镜面反射装置，其中

防污染元件设置在转子框架的外部圆周和多角形镜的下面。

20.如权利要求19所述的多角形镜面反射装置，其中

在多角形镜上面设置第二防污染元件。