KR100611977B1 - 폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치 - Google Patents

폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100611977B1
KR100611977B1 KR1020040026201A KR20040026201A KR100611977B1 KR 100611977 B1 KR100611977 B1 KR 100611977B1 KR 1020040026201 A KR1020040026201 A KR 1020040026201A KR 20040026201 A KR20040026201 A KR 20040026201A KR 100611977 B1 KR100611977 B1 KR 100611977B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polygon mirror
mirror
mirror structure
reinforcing material
polymer
Prior art date
Application number
KR1020040026201A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050100963A (ko
Inventor
김현석
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040026201A priority Critical patent/KR100611977B1/ko
Priority to US11/106,458 priority patent/US7236282B2/en
Publication of KR20050100963A publication Critical patent/KR20050100963A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100611977B1 publication Critical patent/KR100611977B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00596—Mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

본 발명의 구상의 세라믹 입자와, 세라믹 입자의 강도를 보완하는 강화재와, 고분자를 포함하는 미러 본체와 상기 미러 본체의 측면에 형성된 복수개의 미러면을 구비하고 상기 미러 본체를 회전하는 것에 따라 입사광선을 상기 미러에 따라 편향 주사되는 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체를 제공한다. 본 발명의 폴리곤 미러는 플라스틱 성형법에 의하여 초정밀 가공없이 대량생산가능하며, 구상의 세라믹 입자를 함유하여 플라스틱 성형법에 의하여 성형된 후 고분자 소재의 수축에 의하여 변형되어 치수 및 형상 정밀도를 얻기 어려운 단점을 미연에 예방할 수 있고, 상기 구상의 세라믹 입자의 강도를 보완하는 고강도의 강화재를 사용함으로써 고속회전시 발생하는 회전력에 의한 인장하중을 높일 수 있게 되어 고속회전시에도 효율적으로 사용될 수 있다.

Description

폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치{Polygon mirror and optical scanning apparatus employing the same}
도 1은 일반적인 폴리머 미러 구조체를 개략적으로 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리머 미러 구조체의 조성을 개략적으로 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예 따른 폴리머 미러의 조성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 폴리곤 미러를 채용한 주사 광학 장치의 일실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
10, 20… 폴리곤 미러 구조체 30… 폴리곤 미러
11, 21, 31… 미러 본체 24, 34… 구상 세라믹 입자
25, 35… 고분자 26, 36… 파이버 또는 위스커
41… 광원 45.. 에프-세타 렌즈
50… 감광매체
본 발명은 폴리곤 미러 및 주사 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 고속회전시 회전력에 의하여 발생되는 인장하중을 견딜 수 있는 폴리곤 미러와 이를 채용한 주사 광학 장치에 관한 것이다.
주사광학장치는 복사기, 프린터, 팩시밀리 등과 같이 인쇄 용지에 화상을 인쇄하는 화상 기록 장치에 적용되어 레이저 다이오드와 같은 광원으로부터 출사된 광빔을 화상 형성 장치의 감광 매체에 주사하여 정전 잠상을 형성하는 장치이다.
도 1은 주사 광학 장치에 사용되는 일반적인 폴리곤 미러를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이를 참조하면 폴리곤 미러(10)는 다수의 사각형 미러면(12)을 가지는 미러 본체(11)를 구비하며, 주사 광학 장치에 광빔을 편향시키는 광 편향기로 사용된다. 폴리곤 미러(10)는 화상 형성 동작동안 모터 등의 구동수단에 의하여 일정속도로 회전된다.
주사 광학 장치는 폴리곤 미러를 회전시킴으로써 피주사면상에 주사방향으로 광빔을 주사하게 되고 이에 의하여 감광 드럼 상에 화상 기록을 행하게 된다.
상기의 폴리곤 미러는 서브 미크론의 정밀도와 반사율을 갖는 초정밀 가공품으로서 생산 공정 관리가 까다롭고 고순도 알루미늄을 이용한 초정밀 가공공정으로서 가공시간이 길어 생산가격이 높고 막대한 시설 투자가 필요하여 제조단가가 높고 수요에 비하여 공급이 부족한 편이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 플라스틱 성형법, 프레스 가공법, 다이캐스팅법 등으로 폴리곤 미러의 형상을 만든 후 표면에 경면 코팅을 실시하여 폴리곤 미러를 제조하는 방법에 대한 연구가 지속적으 로 이루어지고 있다.
그런데 폴리곤 미러를 플라스틱 재료로 성형하는 경우, 성형후 수축되면서 나타나는 변형량으로 인하여 폴리곤 미러의 표면정밀도를 만족시킬수 없다. 따라서 플라스틱 재료에 구상 세라믹 입자를 혼합하고 이를 성형하여 플라스틱 수축시 세라믹 입자에 의하여 형상을 유지할 수 있도록 성형하는 방법이 개시되었다. (일본 특개평 01-113718)
그러나, 상기한 바와 같이 구상 세라믹 입자를 이용하는 경우, 치수 정밀도 및 형상 정밀도는 만족시킬 수 있으나, 약 40,000 rpm 정도로 고속회전하는 경우, 회전력에 의하여 발생되는 인장하중을 구상의 세라믹 입자들이 수용할 수 없고 대부분 바인더 역할을 하는 고분자가 그 인장하중을 견뎌야 한다. 그러나 고분자의 인장강도는 회전력에서 발생되는 인장강도를 견디기엔 대부분 너무 낮기 때문에 이러한 폴리곤 미러는 20,000 rpm 이하의 회전시에만 사용해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고속회전시 회전력에 의하여 발생되는 인중 하중을 견딜 수 있을 정도로 내구성이 향상된 폴리곤 미러 및 이를 이용한 주사 광학 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 구상의 세라믹 입자와, 세라믹 입자의 강도를 보완하는 강화재와, 고분자를 포함하는 미러 본체와 상기 미 러 본체의 측면에 형성된 복수개의 미러면을 구비하고 상기 미러 본체를 회전하는 것에 따라 입사광선을 상기 미러에 따라 편향 주사되는 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상술한 폴리곤 미러 구조체와, 상기 폴리곤 미러 구조체의 축 고정부재(Shaft Housing)를 포함하는 폴리곤 미러에 의하여 이루어진다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 광원과, 구동원의 회전 구동에 의하여 상기 광원으로부터 출사된 광빔을 반사시켜 편향시키는 상술한 폴리곤 미러와, 상기 폴리곤 미러에서 반사/편향된 광빔을 피주사면상에 결상시키는 결상 광학계를 포함하는 주사 광학 장치에 의하여 이루어진다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2은 본 발명의 폴리곤 미러 구조체의 구조를 나타낸 것이다.
이를 참조하면, 폴리곤 미러 구조체(20)는 복수개의 사각형 미러면(22)을 갖는 다각형 모양을 갖고 있고 미러 본체(21)와, 그 미러 본체의 중앙부에는 축 고정부재(23)가 형성되어 있고, 주사 광학 장치에 광빔을 편향시키는 광 편향기로 사용된다. 폴리곤 미러 구조체(20)는 화상 형성 동작동안 모터 등의 구동수단에 의하여 일정속도로 회전된다.
상기 폴리머 미러(20) 구조체는 도 2에 나타난 바와 같이 그 조성을 살펴보면, 구상의 세라믹 입자(24)와 고분자(25)와 세라믹 입자의 강도를 보완하는 고강도의 강화재(26)로 구성된 세라믹계 복합재료로 이루어진다.
상기 강화재(26)는 길이 대 지름비가 10 이상, 특히 10 내지 50인 특성을 갖고 있어서 폴리곤 미러의 고속회전시 회전력에 의하여 발생되는 인장하중을 고분자와 함께 견디는 역할을 한다. 강화재의 예로는 파이버(fiber), 위스커(whisker), 등을 들 수 있고, 이의 재질은 구상 세라믹 재질과 동일 소재 또는 이와 유사한 재질인 것이 열팽창이나 수축 등을 고려할 때 가장 바람직하나, 소재의 밀도를 낮추고 인장강도를 더욱 향상시키기 위하여 탄소계 물질, 글래스(유리), 실리카, 알루미나 등에서 선택 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에서 강화재로는 실리카, 알루미나, 탄화규소 등의 세라믹 단섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유 등과 같은 강화 단섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 여기에서 파이버, 위스커 및 미립자의 정의를 각각 살펴보면, 파이버는 길고 가늘며 연하여 굽힐 수 있는 천연 또는 인조의 선모양 물질을 가르키며, 위스커는 침상 결정을 가르킨다.
폴리곤 미러에서 상기 강화재의 함량은 폴리곤 미러 형성재료 총함량(즉, 구상 세라믹 입자와 고분자와 강화재의 총합) 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 5 중량부, 특히 0.5 내지 2 중량부인 것이 바람직하다. 만약 강화재의 함량이 0.1 중량부 미만이면 인장강도가 약하고, 5 중량부를 초과하면 성형시 불균일성이 발생되어 바람직하지 못하다.
파이버, 위스커 등과 같은 강화재의 입자 길이는 구상 세라믹 입자와의 혼합 및 분산을 용이하기 위하여 구상 세라믹 입자의 평균 입경과 같거나 작은 것을 사용하여 구상 세라믹 입자중 큰 입자 사이에서 작은 구상 세라믹입자와 함께 수축을 최소화하며 회전력에 의한 인장강도가 걸리는 경우 인장하중을 견뎌 플라스틱 폴리 곤 미러의 인장상도를 향상시킬 수 있도록 한다.
파이버, 위스커 등과 같은 강화재의 입자 길이는 파이버와 위스커 직경의 10 배 내지 30 배인 것이 바람직하다.
상기 폴리곤 미러의 미러 본체를 구성하는 구상 세라믹 입자는 평균입경이 50㎛ 이하로서, 바람직하게는 5 내지 50㎛, 특히 15 내지 30 ㎛인 것이 바람직하다. 만약 세라믹 입자의 입경이 50㎛를 초과하는 경우에는 성형시 입자 사이의 고분자 재료의 수축으로 표면조도가 매우 나빠지므로 바람직하지 못하다. 그리고 구상 세라믹 입자의 입경이 동일한 경우, 폴리곤 미러를 성형하기 위한 몰드내에서 충진이 충분히 이루어지지 않는다. 그 이유는 동일한 입자 직경을 갖는 세라믹 입자를 사용하는 경우에는 입자 사이의 공간이 일정하게 유지되어 재료내의 세라믹 입자 함유율을 높이는 데 한계가 있고 입자 사이의 공간을 채우는 고분자의 양이 증가되어 수축이 많이 발생되거나 수축에 의한 기공이 높아져서 바람직하지 못하다. 따라서 다양한 크기의 구상 세라믹 입자를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 폴리곤 미러의 수축율을 최소화시키기 위해서는 폴리머 미러 형성재료에서 구상 세라믹 입자의 혼합비를 높이는 것이 바람직하다. 구상 세라믹 입자의 함량은 폴리곤 미러 형성재료 총함량(즉, 구상 세라믹 입자와 고분자와 강화재의 총합) 100 중량부를 기준으로 하여 49 내지 92 중량부, 바람직하게는 75 내지 90 중량부, 바람직하게는 85 내지 90 중량부인 것이 바람직하다.
만약 구상 세라믹 입자의 함량이 49 중량부 미만이면 수축율이 과다하여 정밀 성형에 부적합하고, 92 중량부를 초과하면 재료 자체 혼합 및 성형시 불균일성 이 발생하여 바람직하지 못하다.
상기 구상 세라믹 입자의 예로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 실리콘 규소(SiC), 실리콘 나이트라이드(Si3N4) 등을 사용하며, 그 중에서 특히 실리카가 바람직한데 그 이유는 실리카가 다른 세라믹 입자에 비하여 저렴하고 입수하기가 용이하기 때문이다.
본 발명에서 사용되는 고분자는 구상 세라믹 입자와 파이버, 위스커 등의 강화재를 혼합후 물리적 결합을 유도하며, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 모두 사용할 수 있다. 이러한 열가소성 수지의 예로서, 범용 수지로서 폴리에틸렌(polyethylene),폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐 (polyvinylchloride: PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate : PET), 폴리스틸렌(polystyrene: PS, HIPS), 아크릴로나이트릴 부타디엔스타이렌(Acrylonitrile butadiene styrene: ABS), Aromatic polyethersulfone (PES), 폴리비닐알콜(EVA) 등이 있고 엔지니어링 수지로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA),폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아미드 (polyamide : PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리부티렌테레프탈레이트 (polybutyrenterephthalate : PBT), 폴리아미드이미드(polyamideimide : PAI) 등이 있다. 또한, 열경화성 수지의 예로서, 폴리에스테르(polyester : UP), 에폭시(epoxy : EP), 페놀(phenol : PH), 폴리이미드(polyimide : PI) 등이 있다. 본 발명에서 바람직하게는 상기 고분자로서 에폭시 수지와 아크릴 수지 등을 사용한다.
상기 고분자의 함량은 폴리곤 미러 형성 재료 100 중량부를 기준으로 하여 7내지 50 중량부, 특히 10 내지 15 중량부인 것이 바람직하다. 만약 고분자의 함량이 8 중량부 미만이면, 성형시 내부에 기공이 발생되며, 50 중량부를 초과하면 성형후 수축이 크게 생겨 바람직하지 못하다.
상기한 고분자는 플라스틱 성형방법에 따라 고분자 재료를 선택한다. 플라스틱 성형법으로는 압축 성형(molding pressing), 사출 성형(injection molding), 진공 주형(resin transfer molding) 등 다양한 방법이 있고 그중에서도 수축율을 초소화하여 구상 세라믹 입자를 최대로 혼합한 재료를 사용하기 위해서는 성형 압축방법을 사용하는 것이 성형시 형상 및 치수 정밀도 면에서 바람직하다.
폴리곤 미러 형성시 다량의 구상 세라믹 입자를 사용하는 경우 두께가 증가하는 만큼 수축이 발생되므로 폴리곤 미러의 반경 방향의 두께를 최소화시킬 수 있도록 삽입 사출 성형(insert injection molding) 방식을 사용할 수 있다.
본 발명의 폴리곤 미러는 통상적인 폴리곤 미러 제조방법으로 제작가능하며, 간략하게 설명하면, 폴리곤 미러는 구상의 세라믹 입자와 세라믹 입자의 강도를 보완하는 강화재와 고분자를 혼합한 다음, 이를 성형하여 제조될 수 있다.
본 발명의 폴리곤 미러(30)는 도 3에 나타난 바와 같이 복수개의 사각형 미러면(32)을 구비하는 미러 본체(36)의 중앙부에 있는 축 고정부재(33)에 삽입 부재(insert part)(37)를 개재할 수 있다. 이 삽입 부재(37)는 필러(Filler) 역할과 축 조립 및 미러 고정을 위한 기준면 역할 등을 하며, 이의 재질은 알루미늄, 황동 등으로 이루어진다.
상기 폴리머 미러의 미러 본체(31) 상부에는 반사층(미도시)이 더 적층될 수 있다. 이 때 반사층은 알루미늄, 은 등과 같이 반사율이 높은 재료를 이용하여 형성한다. 이 때 반사층의 두께는 1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 미러 본체(31)와 반사층 사이에는 이들의 접합강도를 높이기 위하여 세라믹 재료를 이용하여 세라믹 중간층을 더 형성할 수 있다. 이 때 상기 세라믹 재료로는 폴리곤 미러에 사용된 세라믹 구상 입자와 동일한 입자 크기와 재질을 갖는 것을 사용할 수 있다.
경우에 따라서는 상기 미러 본체 상부에 반사층을 형성하기 이전에 광경화성 수지를 미러 본체 상부에 코팅하여 미러 본체의 평탄도를 높이는 과정을 거치면 경제적 측면에서 보다 더 바람직하다. 상기 광경화성 수지로는 (UV 접착제 (예 : UV 에폭시 수지) 등을 사용한다.
도 4는 본 발명의 폴리곤 미러를 채용한 주사광학장치의 일실시예를 개략적으로 보여준다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사 광학장치는, 광원(41)과, 상기 광원(41)으로부터의 광빔을 편향시키기 위한 광 편향기와, 상기 광 편향기와 피주사면에 위치된 감광 매체(40) 사이에 배치된 에프-세타(f-θ) 렌즈(45)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사 광학장치는, 광원(41)으로부터 출사된 발산광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅렌즈(42)와, 부주사 방향으로만 소정의 굴절력을 가져 광 편향기의 편향면에 선형상으로 광을 집속시키기 위한 실린드리컬 렌즈(43)를 더 포함할 수 있다.
상기 광원(41)으로부터 출사된 광은 콜리메이팅렌즈(42)에 의해 평행광으로 변환되며, 이 평행광은 실린드리컬 렌즈(43)를 거쳐 광 편향기로 입사된다. 도 7에서는 상기 광원(41)으로 레이저빔을 출사하는 레이저 다이오드를 구비할 수 있다. 상기 광원(41)으로는 다른 종류의 레이저장치가 적용될 수도 있다.
상기 실린드리컬 렌즈(43)는 부주사방향으로만 소정의 굴절력을 가져 레이저빔이 주사 방향으로 광 편향기의 편향면 즉, 폴리곤 미러(60)의 미러면에 사실상 선형인 상으로 결상되도록 한다.
상기 광 편향기로는 편향면으로 사용되는 미러면을 다수개 가지는 본 발명에 따른 폴리곤 미러를 사용한다.
상기 폴리머 미러(60)은 상술한 바와 같이 복수개의 미러면을 가지는 미러 본체를 가지고, 이 미러본체는 상술한 바와 같이 구상의 세라믹 입자와, 고분자와, 강화재로 이루어지며, 상기 미러 본체 상부에는 반사층(미도시)을 더 구비하기도 한다.
상기 폴리곤 미러(60)는 화상 형성동작 동안 구동 모터(61)에 의해 일정 속도로 회전된다. 그리고 폴리머 미러는 구동 모터의 고정자에 의하여 회전하는 회전자 프레임이 더 구비될 수 있다. 그리고 폴리곤 미러와 구동 모터 조립체에서 회전하는 부분 즉 회전자(rotor)는 구동 모터 회전축에 결합된 회전자 프레임, 회전자 프레임에 삽입 설치된 폴리곤 미러, 폴리곤 미러를 회전자 프레임에 고정시키는 미러 고정 부재와 회전자 프레임에 결합된 회전자 하우징, 회전자 하우징 내측면에 설치되는 자석으로 이루어진다.
상기 에프-세타 렌즈(45)는 결상 광학계로, 폴리곤 미러(60)과 감광 매체(50) 예컨대, 감광 드럼 사이에 배치되어 있다. 이 에프-세타 렌즈(45)는 주주사 방향 및 부주사 방향으로 서로 다른 굴절력을 가지며, 폴리곤 미러(60)의 미러면에서 편향/반사된 레이저 빔을 감광 매체면(51) 상으로 유도한다.
한편, 상기 에프-세타 렌즈(45)와 감광 매체(50) 사이의 광경로 상에는 에프-세타 렌즈(45)를 통과한 광을 반사시켜 감광 매체면(51)으로 향하도록 하는 반사 미러(46)를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 에프-세타 렌즈(45)를 통과한 광의 일부를 반사시키는 반사미러(47)와, 상기 반사미러(47)에서 반사된 광을 수광하여 주사선별 광주사가 시작되는 수평 동기를 맞추어 주기 위한 광센서(48)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 주사 광학장치는 폴리곤 미러(60)를 회전시킴으로써, 감광 매체면(51) 상에 주사 방향으로 광빔을 주사하게 되고, 이에 의해 감광 매체(50) 상에 화상 기록을 행하게 된다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
평균입경 20~30 ㎛의 SiO2 84 중량부와 실리카 세라믹 강화 단섬유 1 중량부와 에폭시 수지 15 중량부를 혼합한 다음, 이를 압축성형하는 플라스틱 성형 과정을 거쳐 폴리곤 미러를 제작하였다.
[비교예 1]
구상의 세라믹 입자만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 폴리곤 미러를 제작하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제작된 폴리곤 미러를 이용하여 도 4에 도시된 바와 같은 주사 광학 장치를 이용하여 감광 매체에 화상 기록을 행하였다.
그 결과, 실시예 1의 폴리곤 미러를 이용한 경우에는 비교예 1의 경우와 비교하여 고속회전시 발생된 인장강도에 잘 견딘다는 것을 확인할 수 있었다.
단순 인장강도 시험결과에서도 강화 단섬유를 보강한 경우(실시예 1), 인장강도가 10~20% 증가하는 것을 확인하였으며, 폴리곤 미러의 성형체를 강화 단섬유가 없는 경우(비교예 1)와 강화 단섬유가 있는 경우(실시예 1)에 대해 회전시험을 수행한 결과, 고온(80도) 챔버내에서 1000시간 회전시험후 초기 형상과 후기 형상 측정결과가 강화 단섬유가 보강된 시료는 30,000 rpm 이상에도 초기 대비 후기 측정값 변화가 거의 없어 안정된 값을 나타내었으나, 강화 단섬유가 없는 시편의 경우, 30,000 rpm 이상에서는 초기 대비 후기 측정값 변화가 사용가능 범위를 일부 시편에서 벗어남을 확인하였다.
본 발명의 폴리곤 미러는 플라스틱 성형법에 의하여 초정밀 가공없이 대량생산가능하며, 구상의 세라믹 입자를 함유하여 플라스틱 성형법에 의하여 성형된 후 고분자 소재의 수축에 의하여 변형되어 치수 및 형상 정밀도를 얻기 어려운 단점을 미연에 예방할 수 있고, 상기 구상의 세라믹 입자의 강도를 보완하는 고강도의 강 화재를 사용함으로써 고속회전시 발생하는 회전력에 의한 인장하중을 높일 수 있게 되어 고속회전시에도 효율적으로 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 구상의 세라믹 입자와, 세라믹 입자의 강도를 보완하는 강화재와, 고분자를 포함하는 미러 본체와 상기 미러 본체의 측면에 형성된 복수개의 미러면을 구비하고 상기 미러 본체를 회전하는 것에 따라 입사광선을 상기 미러에 따라 편향 주사되고, 상기 강화재가 파이버(fiber) 또는 위스커(whisker) 형태인 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 강화재가 구상 세라믹 입자와 동일한 재료 또는 이와 유사한 재료로 이루어진 세라믹 단섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강화재가 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 실리콘 규소(SiC), 실리콘 나이트라이드(Si3N4), 탄소계 물질 및 글래스(유리)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 강화재가 길이 대 지름비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 하는 폴리곤 미러 구조체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구상 세라믹 입자가 평균 입경 50㎛ 이하이고, 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 실리콘 규소(SiC), 실리콘 나이트라이드(Si 3N4)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고분자가 에폭시 수지, 아크릴 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 강화재의 함량은 폴리곤 미러 형성재료 총함량 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 미러 본체 상부에 반사층이 더 적층된 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 반사층이 알루미늄, 은 및 금로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 미러 본체와 반사층 사이에 광경화성 수지 및 세라믹으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 중간층이 더 적층된 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 구조체.
  12. 제1항, 제3항 내지 제11항중 어느 한 항의 폴리곤 미러 구조체와, 상기 폴리곤 미러 구조체의 축 고정부재를 포함하는 폴리곤 미러.
  13. 광원과, 구동원의 회전 구동에 의하여 상기 광원으로부터 출사된 광빔을 반사시켜 편향시키는 제12항의 폴리곤 미러와, 상기 폴리곤 미러에서 반사/편향된 광빔을 피주사면상에 결상시키는 결상 광학계를 포함하는 주사 광학 장치.
KR1020040026201A 2004-04-16 2004-04-16 폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치 KR100611977B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040026201A KR100611977B1 (ko) 2004-04-16 2004-04-16 폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치
US11/106,458 US7236282B2 (en) 2004-04-16 2005-04-15 Polygon mirror and optical scanning apparatus employing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040026201A KR100611977B1 (ko) 2004-04-16 2004-04-16 폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050100963A KR20050100963A (ko) 2005-10-20
KR100611977B1 true KR100611977B1 (ko) 2006-08-11

Family

ID=35095966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040026201A KR100611977B1 (ko) 2004-04-16 2004-04-16 폴리곤 미러 및 이를 채용한 주사 광학 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7236282B2 (ko)
KR (1) KR100611977B1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7414239B2 (en) * 2006-04-27 2008-08-19 Ricoh Company, Ltd. Optical-scanning apparatus and image forming apparatus
US20120033315A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Scanner motor
KR101446061B1 (ko) * 2013-10-15 2014-10-01 기가비스주식회사 투명 기판의 표면 패턴 불량 측정 장치
JP6595178B2 (ja) * 2014-12-15 2019-10-23 キヤノン電子株式会社 ポリゴンミラー及びスキャナユニット並びに画像形成装置
US20180059409A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 Korea Food Research Institute Polygon mirror assembly and detection apparatus using polygon mirror assembly
US20190146208A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-16 Nidec Corporation Rotary drive apparatus

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101365A (en) * 1976-05-19 1978-07-18 Xerox Corporation Process of making high speed multifaceted polygonal scanners
US4277141A (en) * 1979-03-28 1981-07-07 Tropel, Inc. Multifaceted mirror and assembly fixture and method of making such mirror
JPS6046504A (ja) 1983-08-25 1985-03-13 Mitsubishi Rayon Co Ltd ポリゴンミラ−
US4842354A (en) * 1985-02-27 1989-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Rotary polygonal mirror and method of making the same
JPH01113718A (ja) 1987-10-27 1989-05-02 Asahi Optical Co Ltd 走査式光学装置
US4993791A (en) 1988-07-25 1991-02-19 Hughes Aircraft Company Powder metal mirror
JPH02287420A (ja) 1989-04-28 1990-11-27 Seiko Epson Corp 回転多面鏡
JP3072152B2 (ja) 1991-04-11 2000-07-31 旭光学工業株式会社 ポリゴン鏡
JPH0572494A (ja) 1991-09-12 1993-03-26 Ricoh Co Ltd プラスチツク製回転多面鏡及びその製造方法
JPH05257077A (ja) 1992-03-11 1993-10-08 Hitachi Ltd 回転多面鏡
US5361170A (en) * 1992-06-11 1994-11-01 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Polygonal mirror
JPH06110002A (ja) 1992-09-28 1994-04-22 Canon Inc プラスチック製回転多面鏡
IL110443A0 (en) * 1993-07-29 1994-10-21 Hughes Aircraft Co Reflective plastic optics with improved optical properties
JPH0798403A (ja) 1993-09-28 1995-04-11 Nissei Plastics Ind Co 合成樹脂製ポリゴンミラー
JPH0820075A (ja) 1994-07-06 1996-01-23 Fuji Xerox Co Ltd プラスチックポリゴンミラーの冷却方法及び冷却用治具
JP2001347534A (ja) 2000-06-08 2001-12-18 Suzuka Fuji Xerox Co Ltd ガラス製成形型を用いた光硬化性樹脂製プラスチック成形品の製造方法
JP2003149580A (ja) 2001-11-16 2003-05-21 Hitachi Printing Solutions Ltd 保護膜付きポリゴンミラーとその製造方法
US7022629B2 (en) * 2003-08-12 2006-04-04 Raytheon Company Print through elimination in fiber reinforced matrix composite mirrors and method of construction

Also Published As

Publication number Publication date
US7236282B2 (en) 2007-06-26
KR20050100963A (ko) 2005-10-20
US20050231780A1 (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7236282B2 (en) Polygon mirror and optical scanning apparatus employing the same
US6489696B2 (en) Motor having rotor formed by using thermosetting resin
CN112305751B (zh) 旋转多面镜、光偏转单元和包括光偏转单元的光学扫描装置
JPH03132705A (ja) 光導波路アレイ及びその製造方法
KR20120060481A (ko) 다면경, 광주사장치 및 이를 채용한 화상형성장치
CN1185511C (zh) 模压透镜、扫描透镜、扫描光学装置以及图像形成装置
US20020135893A1 (en) Optical pick-up
US5517365A (en) Polygonal mirror
JPH0560931A (ja) 屈折率分布型プラスチツク樹脂成形体
US5671193A (en) Rotary polygonal mirror and method of manufacturing the same
Goto et al. Super-compact dual-axis optical scanning unit applying a tortional spring resonator driven by a piezoelectric actuator
US7489430B2 (en) Polygonal mirror apparatus
KR100632238B1 (ko) 복합재료 폴리곤 미러
JP2008197563A (ja) ポリゴンモータ、およびポリゴンモータの製造方法
JP3351126B2 (ja) 合成樹脂製ポリゴンミラー及びその射出成形型
US5905836A (en) Optical waveguide reduction optical image sensor
JPH11337853A (ja) 回折光学素子及びそれを用いた走査光学装置
JP3642380B2 (ja) 光コネクタ用プラスチックフェルール
US20230296866A1 (en) Cemented optical element, optical apparatus, and image pickup apparatus
Goto High-performance microphotonic devices with microactuator
JPS6315213A (ja) 回転多面鏡
JP2973616B2 (ja) 回転多面鏡
JPS63147137A (ja) 反射鏡及びその製造方法
JPH07248459A (ja) 多面体回転ミラーとその製造方法
JP2021018275A (ja) 光学素子及び光学素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee