JP2000066130A - レ―ザプリンタのスキャニングユニット及びそれに適用される磁気ベアリング装置 - Google Patents
レ―ザプリンタのスキャニングユニット及びそれに適用される磁気ベアリング装置Info
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- JP2000066130A JP2000066130A JP11186282A JP18628299A JP2000066130A JP 2000066130 A JP2000066130 A JP 2000066130A JP 11186282 A JP11186282 A JP 11186282A JP 18628299 A JP18628299 A JP 18628299A JP 2000066130 A JP2000066130 A JP 2000066130A
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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- G02B26/122—Control of the scanning speed of the polygonal mirror
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
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- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気力ベアリング方式のスキャニングモータ
を使用してレーザプリンタの高速回転による騒音発生を
低減させるとともに製品を小型化することにある。 【解決手段】 回転対象体の回転中心になる固定軸と、
固定軸が圧入固定されるハウジングと、固定軸の内周面
に固定される磁気スラスト固定マグネットと、ハウジン
グの上面に固定される磁気ラジアル固定マグネットと、
回転対象体が設置されるハブと、磁気スラスト固定マグ
ネット及び磁気ラジアル固定マグネットに各々対応する
ようにハブに設置されて、ハブとハウジング及び固定軸
との間隙を一定に維持させる磁気スラスト回転マグネッ
ト及び磁気ラジアル回転マグネットとを含んで構成され
る磁気ベアリング装置が提供される。
を使用してレーザプリンタの高速回転による騒音発生を
低減させるとともに製品を小型化することにある。 【解決手段】 回転対象体の回転中心になる固定軸と、
固定軸が圧入固定されるハウジングと、固定軸の内周面
に固定される磁気スラスト固定マグネットと、ハウジン
グの上面に固定される磁気ラジアル固定マグネットと、
回転対象体が設置されるハブと、磁気スラスト固定マグ
ネット及び磁気ラジアル固定マグネットに各々対応する
ようにハブに設置されて、ハブとハウジング及び固定軸
との間隙を一定に維持させる磁気スラスト回転マグネッ
ト及び磁気ラジアル回転マグネットとを含んで構成され
る磁気ベアリング装置が提供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザプリンタのス
キャニングユニットに係り、特に、スキャニングモータ
の上部で内部が真空状態で維持される状態でカバーを覆
蓋することによりスキャニングモータを外部と遮断させ
て、スキャニングモータにはスラスト方向及びラジアル
方向から一定な反発力を持つ磁気ベアリング装置を適用
したレーザプリンタのスキャニングユニット及びそれに
適用される磁気ベアリング装置に関するものである。
キャニングユニットに係り、特に、スキャニングモータ
の上部で内部が真空状態で維持される状態でカバーを覆
蓋することによりスキャニングモータを外部と遮断させ
て、スキャニングモータにはスラスト方向及びラジアル
方向から一定な反発力を持つ磁気ベアリング装置を適用
したレーザプリンタのスキャニングユニット及びそれに
適用される磁気ベアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的にレーザコンパナント、フォトス
キャニング及び記録装置等で使用されるレーザプリンタ
は、半導体レーザを使用し、多角形の多面鏡を回転させ
てホログラムディスク等に形成された記録面を所定の光
源及びビームでスキャニングする。この時、記録速度を
向上させる方法としては回転する多角形の多面鏡各々に
対してレーザビーム(laser beam)が屈折される速度を増
加させることによりホログラム等のスキャニング速度を
高速化できる。
キャニング及び記録装置等で使用されるレーザプリンタ
は、半導体レーザを使用し、多角形の多面鏡を回転させ
てホログラムディスク等に形成された記録面を所定の光
源及びビームでスキャニングする。この時、記録速度を
向上させる方法としては回転する多角形の多面鏡各々に
対してレーザビーム(laser beam)が屈折される速度を増
加させることによりホログラム等のスキャニング速度を
高速化できる。
【０００３】図５は従来のレーザプリンタのスキャニン
グユニットを示す構成図である。図示のように、レーザ
プリンタのスキャニングユニットは光源として使用され
るレーザビームを出射させる半導体レーザダイオード10
0 と、半導体レーザダイオード100 から出射されたレー
ザビームを光軸に対して平行光に調節するコリメータレ
ンズ(collimator lens)200と、コリメータレンズ200 を
通過した平行光を副走査方向に対して水平方向の線形光
に調節するシリンダ型レンズ300 と、シリンダ型レンズ
300 を通過した水平方向の線形光を等線速度で移動させ
てスキャニングする多面鏡400 と、多面鏡400 を等線速
度で回転させるスキャニングモータ500 と、光軸に対し
て一定な音の屈折率で多面鏡400 を通過した等線速度の
光を主スキャニング方向に偏光させて球面収差を補正し
てスキャニング面上に焦点を合わせる結像用レンズ群60
0 と、結像用レンズ群600 を通過したレーザビームを垂
直で反射させて結像面である感光ドラム800 の表面に点
状で結像させる結像用反射鏡700 と、結像用レンズ群60
0 を通過したレーザビームを水平方向に反射させる水平
同期鏡900 と、水平同期鏡900 から反射されたレーザビ
ームを受光して同期を合わせるための光センサ1000とで
構成される。
グユニットを示す構成図である。図示のように、レーザ
プリンタのスキャニングユニットは光源として使用され
るレーザビームを出射させる半導体レーザダイオード10
0 と、半導体レーザダイオード100 から出射されたレー
ザビームを光軸に対して平行光に調節するコリメータレ
ンズ(collimator lens)200と、コリメータレンズ200 を
通過した平行光を副走査方向に対して水平方向の線形光
に調節するシリンダ型レンズ300 と、シリンダ型レンズ
300 を通過した水平方向の線形光を等線速度で移動させ
てスキャニングする多面鏡400 と、多面鏡400 を等線速
度で回転させるスキャニングモータ500 と、光軸に対し
て一定な音の屈折率で多面鏡400 を通過した等線速度の
光を主スキャニング方向に偏光させて球面収差を補正し
てスキャニング面上に焦点を合わせる結像用レンズ群60
0 と、結像用レンズ群600 を通過したレーザビームを垂
直で反射させて結像面である感光ドラム800 の表面に点
状で結像させる結像用反射鏡700 と、結像用レンズ群60
0 を通過したレーザビームを水平方向に反射させる水平
同期鏡900 と、水平同期鏡900 から反射されたレーザビ
ームを受光して同期を合わせるための光センサ1000とで
構成される。
【０００４】また、結像用レンズ群600 は、多面鏡400
から等線速度で屈折されたレーザビームを集束して偏光
させる球面収差補正用球面レンズ610 と、球面収差補正
用球面レンズ610 を通して球面収差が補正されたレーザ
ビームを一定な屈折率で主スキャニング方向に偏光させ
るトーリックレンズ(toric lens)620 とを含む。このよ
うに構成される従来の半導体レーザスキャニングユニッ
トの作用について詳細に説明する。
から等線速度で屈折されたレーザビームを集束して偏光
させる球面収差補正用球面レンズ610 と、球面収差補正
用球面レンズ610 を通して球面収差が補正されたレーザ
ビームを一定な屈折率で主スキャニング方向に偏光させ
るトーリックレンズ(toric lens)620 とを含む。このよ
うに構成される従来の半導体レーザスキャニングユニッ
トの作用について詳細に説明する。
【０００５】半導体レーザダイオード100 から光源で使
用するためのレーザビームが出射されると、コリメータ
レンズ200 により光軸に対して平行な光で調節されて、
コリメータレンズ200 を通過した平行光はシリンダ型レ
ンズ300 により副走査方向に対して水平方向の線形光に
調節されて、シリンダ型レンズ300 を通過した水平方向
の線形光はスキャニングモータ500 の回転軸に自由に支
持された光偏向素子である多角形の多面鏡400 の回転反
射により等線速度で移動されて感光ドラム800の表面に
点状で結像される。
用するためのレーザビームが出射されると、コリメータ
レンズ200 により光軸に対して平行な光で調節されて、
コリメータレンズ200 を通過した平行光はシリンダ型レ
ンズ300 により副走査方向に対して水平方向の線形光に
調節されて、シリンダ型レンズ300 を通過した水平方向
の線形光はスキャニングモータ500 の回転軸に自由に支
持された光偏向素子である多角形の多面鏡400 の回転反
射により等線速度で移動されて感光ドラム800の表面に
点状で結像される。
【０００６】即ち、多角形の多面鏡400 の水平方向の線
形光が集光されると、スキャニングモータ500 により多
面鏡400 が回転してその角度によって光が等線速度で屈
折移動されて結像用レンズ群600 に集光されて、結像用
レンズ群600 は多面鏡400 から等線速度で屈折されて集
光される光を主スキャニング方向に対して球面収差ｆθ
の誤差を補正して偏光させて（ここで、ｆは焦点距離、
θは走査角）、結像用レンズ群600 を通過したレーザビ
ームは結像用反射鏡700 を通して垂直方向に反射されて
感光ドラム800 の表面に点状で結像される。
形光が集光されると、スキャニングモータ500 により多
面鏡400 が回転してその角度によって光が等線速度で屈
折移動されて結像用レンズ群600 に集光されて、結像用
レンズ群600 は多面鏡400 から等線速度で屈折されて集
光される光を主スキャニング方向に対して球面収差ｆθ
の誤差を補正して偏光させて（ここで、ｆは焦点距離、
θは走査角）、結像用レンズ群600 を通過したレーザビ
ームは結像用反射鏡700 を通して垂直方向に反射されて
感光ドラム800 の表面に点状で結像される。
【０００７】一方、多面鏡の駆動装置であるスキャニン
グモータにはラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支
持して超高速回転に適合な流体ベアリング装置である半
球ベアリング装置が適用される。これを図６を参照して
説明する。図６は従来技術によるスキャニングモータの
断面図である。半球ベアリング装置が適用されたレーザ
プリンタのスキャニングモータは、多面鏡400 の回転中
心である固定軸510 と、固定軸510 に圧入されている半
球520 、521 及び半球520、521 のラジアル荷重及びス
ラスト荷重を支持するブッシング530 と、駆動装置であ
るロータ540 、及びステータ541 よりなるモータ及びハ
ブ550 と、ハウジング560 等で構成される。
グモータにはラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支
持して超高速回転に適合な流体ベアリング装置である半
球ベアリング装置が適用される。これを図６を参照して
説明する。図６は従来技術によるスキャニングモータの
断面図である。半球ベアリング装置が適用されたレーザ
プリンタのスキャニングモータは、多面鏡400 の回転中
心である固定軸510 と、固定軸510 に圧入されている半
球520 、521 及び半球520、521 のラジアル荷重及びス
ラスト荷重を支持するブッシング530 と、駆動装置であ
るロータ540 、及びステータ541 よりなるモータ及びハ
ブ550 と、ハウジング560 等で構成される。
【０００８】また、ハウジング560 には固定軸510 が圧
入固定されて、ブッシング530 の外周面には多面鏡400
及びモータ500 のロータ540 が設置されるようにハブ55
0 が圧入されて、ロータ540 から所定間隔が離隔されて
モータ500 のステータ541 が設置される。また、半球52
0 、521 のラジアル荷重及びスラスト荷重を支持するブ
ッシング530 は、円筒形棒の中心に固定軸510 より大き
い直径で貫通孔を形成した後に棒の両端には半球520 、
521 の曲率と同一な半球溝531 、532 を形成して、ブッ
シング530 の貫通孔には半球520 、521 と半球溝531 、
532 間の間隙を調整するためのスペーサ570 が挿入され
る。
入固定されて、ブッシング530 の外周面には多面鏡400
及びモータ500 のロータ540 が設置されるようにハブ55
0 が圧入されて、ロータ540 から所定間隔が離隔されて
モータ500 のステータ541 が設置される。また、半球52
0 、521 のラジアル荷重及びスラスト荷重を支持するブ
ッシング530 は、円筒形棒の中心に固定軸510 より大き
い直径で貫通孔を形成した後に棒の両端には半球520 、
521 の曲率と同一な半球溝531 、532 を形成して、ブッ
シング530 の貫通孔には半球520 、521 と半球溝531 、
532 間の間隙を調整するためのスペーサ570 が挿入され
る。
【０００９】前記のように構成された半球ベアリング装
置が適用されたスキャニングモータ500 は、ステータ54
1 及びロータ540 に電源が印加されてブッシング530 が
回転を開始する時、ブッシング530 の下部半球溝531 は
ブッシング530 にかける荷重により重力方向に下降して
下部半球520 と間隙なしに密着される。また、下部半球
520 は下部半球溝531 と密着されて上部半球521 は上部
半球溝532 と数μｍの間隙が形成されて、上部半球溝53
2 と上部半球521 との間隙が下部半球520 と下部半球溝
531 の間隙より大きくなる。したがって、ブッシング53
0 が回転する時、下・上部半球520 、521 に形成されて
いるスパイラル動圧発生溝（図示せず）に流入される流
体により発生した動圧は下部から発生した動圧が大きく
なって、ブッシング530 は発生した動圧により下部半球
520 から浮上する。
置が適用されたスキャニングモータ500 は、ステータ54
1 及びロータ540 に電源が印加されてブッシング530 が
回転を開始する時、ブッシング530 の下部半球溝531 は
ブッシング530 にかける荷重により重力方向に下降して
下部半球520 と間隙なしに密着される。また、下部半球
520 は下部半球溝531 と密着されて上部半球521 は上部
半球溝532 と数μｍの間隙が形成されて、上部半球溝53
2 と上部半球521 との間隙が下部半球520 と下部半球溝
531 の間隙より大きくなる。したがって、ブッシング53
0 が回転する時、下・上部半球520 、521 に形成されて
いるスパイラル動圧発生溝（図示せず）に流入される流
体により発生した動圧は下部から発生した動圧が大きく
なって、ブッシング530 は発生した動圧により下部半球
520 から浮上する。
【００１０】このように、下部半球520 からブッシング
530 が浮上するほど下部半球520 と下部半球溝531 の間
隙は広くなり、反対に上部半球521 と上部半球溝532 の
間隙は漸次狭くなって、結局、上部半球521 と上部半球
溝532 により形成された動圧は大きくなる。このよう
に、一対の半球間に形成されているブッシング530 は上
下方向に少しずつ間隙が可変されて結局下部半球520 か
ら発生した動圧と上部半球521 から発生した動圧の差が
回転体の自重と一致する間隙で平衡状態で回転する。
530 が浮上するほど下部半球520 と下部半球溝531 の間
隙は広くなり、反対に上部半球521 と上部半球溝532 の
間隙は漸次狭くなって、結局、上部半球521 と上部半球
溝532 により形成された動圧は大きくなる。このよう
に、一対の半球間に形成されているブッシング530 は上
下方向に少しずつ間隙が可変されて結局下部半球520 か
ら発生した動圧と上部半球521 から発生した動圧の差が
回転体の自重と一致する間隙で平衡状態で回転する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来技術によるレーザプリンタのスキャニングユニット
は、空気圧ベアリング方式を使用するためスキャニング
モータが高速で回転する場合に騒音が多く発生して、ス
キャニングユニットの構成要素が多いため製品設計上の
軽量化、薄型化、簡素化が困難であった。
従来技術によるレーザプリンタのスキャニングユニット
は、空気圧ベアリング方式を使用するためスキャニング
モータが高速で回転する場合に騒音が多く発生して、ス
キャニングユニットの構成要素が多いため製品設計上の
軽量化、薄型化、簡素化が困難であった。
【００１２】したがって、本発明はこのような問題点に
着眼して案出されたもので、その目的は、磁気力ベアリ
ング方式のスキャニングモータを使用することによりレ
ーザプリンタの高速回転による騒音発生を低減させるこ
とにある。本発明の他の目的は、スキャニングユニット
の構成要素をスキャニングモータと一体化させることに
より製品を小型化することにある。
着眼して案出されたもので、その目的は、磁気力ベアリ
ング方式のスキャニングモータを使用することによりレ
ーザプリンタの高速回転による騒音発生を低減させるこ
とにある。本発明の他の目的は、スキャニングユニット
の構成要素をスキャニングモータと一体化させることに
より製品を小型化することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明によるレーザプリンタのスキャニングユニッ
トは、レーザビームを出射させる半導体レーザダイオー
ドと、前記半導体レーザダイオードから出射されたレー
ザビームを光軸に対して平行光に調節するコリメータレ
ンズと、前記コリメータレンズを通過した平行光を副走
査方向に対して水平方向の線形光に調節するシリンダ型
レンズと、前記シリンダ型レンズを通過した水平方向の
線形光を等線速度で移動させてスキャニングする多面鏡
と、前記多面鏡を等線速度で回転させるスキャニングモ
ータと、光軸に対して一定な音の屈折率で前記多面鏡か
ら反射される光を主スキャニング方向に偏光させて球面
収差を補正してスキャニング面上に焦点を合わせる結像
用レンズと、前記結像用レンズを通過したレーザビーム
を垂直で反射させて結像面である感光ドラムの表面に点
状で結像させる結像用反射鏡と、前記結像用レンズを通
過したレーザビームを水平方向に反射させる水平同期鏡
と、前記水平同期鏡から反射されたレーザビームを受光
して同期を合わせる光センサと、前記多面鏡と前記スキ
ャニングモータを覆蓋するカバーとを含み、前記スキャ
ニングモータは磁気ベアリング方式のモータを使用する
ことを特徴とする。
めの本発明によるレーザプリンタのスキャニングユニッ
トは、レーザビームを出射させる半導体レーザダイオー
ドと、前記半導体レーザダイオードから出射されたレー
ザビームを光軸に対して平行光に調節するコリメータレ
ンズと、前記コリメータレンズを通過した平行光を副走
査方向に対して水平方向の線形光に調節するシリンダ型
レンズと、前記シリンダ型レンズを通過した水平方向の
線形光を等線速度で移動させてスキャニングする多面鏡
と、前記多面鏡を等線速度で回転させるスキャニングモ
ータと、光軸に対して一定な音の屈折率で前記多面鏡か
ら反射される光を主スキャニング方向に偏光させて球面
収差を補正してスキャニング面上に焦点を合わせる結像
用レンズと、前記結像用レンズを通過したレーザビーム
を垂直で反射させて結像面である感光ドラムの表面に点
状で結像させる結像用反射鏡と、前記結像用レンズを通
過したレーザビームを水平方向に反射させる水平同期鏡
と、前記水平同期鏡から反射されたレーザビームを受光
して同期を合わせる光センサと、前記多面鏡と前記スキ
ャニングモータを覆蓋するカバーとを含み、前記スキャ
ニングモータは磁気ベアリング方式のモータを使用する
ことを特徴とする。
【００１４】好ましくは、前記シリンダ型レンズは前記
カバーのレーザビームの入射経路側に一体で設置され
て、前記結像用レンズは前記カバーのレーザビームの出
射経路側に一体で設置されて、前記カバーの内部は真空
状態で維持される。また、前記磁気ベアリング方式のス
キャニングモータは、前記多面鏡の回転中心である固定
軸と、前記固定軸が圧入固定されるハウジングと、前記
固定軸の外周面に固定される磁気スラスト固定マグネッ
トと、スキャニングモータのハウジングの上面に固定さ
れる磁気ラジアル固定マグネットと、前記多面鏡が上端
に設置されるハブと、前記磁気スラスト固定マグネット
及び磁気ラジアル固定マグネットに各々対応するように
ハブに設置されて、前記ハブとハウジング及び固定軸と
の間隙を一定に維持させる磁気スラスト回転マグネット
及び磁気ラジアル回転マグネットと、回転駆動力を発生
させるモータとを含んで構成することを特徴とする。
カバーのレーザビームの入射経路側に一体で設置され
て、前記結像用レンズは前記カバーのレーザビームの出
射経路側に一体で設置されて、前記カバーの内部は真空
状態で維持される。また、前記磁気ベアリング方式のス
キャニングモータは、前記多面鏡の回転中心である固定
軸と、前記固定軸が圧入固定されるハウジングと、前記
固定軸の外周面に固定される磁気スラスト固定マグネッ
トと、スキャニングモータのハウジングの上面に固定さ
れる磁気ラジアル固定マグネットと、前記多面鏡が上端
に設置されるハブと、前記磁気スラスト固定マグネット
及び磁気ラジアル固定マグネットに各々対応するように
ハブに設置されて、前記ハブとハウジング及び固定軸と
の間隙を一定に維持させる磁気スラスト回転マグネット
及び磁気ラジアル回転マグネットと、回転駆動力を発生
させるモータとを含んで構成することを特徴とする。
【００１５】好ましくは、前記スラスト固定マグネット
及び磁気ラジアル固定マグネットと対応する磁気スラス
ト回転マグネット及び磁気ラジアル回転マグネットは相
互極性が反対になる方向に設置される。一方、本発明に
よるレーザプリンタのスキャニングユニットに適用され
る磁気ベアリング装置は、回転対象体の回転中心になる
固定軸と、前記固定軸が圧入固定されるハウジングと、
前記固定軸の内周面に固定される磁気スラスト固定マグ
ネットと、前記ハウジングの上面に固定される磁気ラジ
アル固定マグネットと、前記回転対象体が設置されるハ
ブと、前記磁気スラスト固定マグネット及び磁気ラジア
ル固定マグネットに各々対応するように前記ハブに設置
されて前記ハブとハウジング及び固定軸との間隙を一定
に維持させる磁気スラスト回転マグネット及び磁気ラジ
アル回転マグネットとを含んで構成することを特徴とす
る。
及び磁気ラジアル固定マグネットと対応する磁気スラス
ト回転マグネット及び磁気ラジアル回転マグネットは相
互極性が反対になる方向に設置される。一方、本発明に
よるレーザプリンタのスキャニングユニットに適用され
る磁気ベアリング装置は、回転対象体の回転中心になる
固定軸と、前記固定軸が圧入固定されるハウジングと、
前記固定軸の内周面に固定される磁気スラスト固定マグ
ネットと、前記ハウジングの上面に固定される磁気ラジ
アル固定マグネットと、前記回転対象体が設置されるハ
ブと、前記磁気スラスト固定マグネット及び磁気ラジア
ル固定マグネットに各々対応するように前記ハブに設置
されて前記ハブとハウジング及び固定軸との間隙を一定
に維持させる磁気スラスト回転マグネット及び磁気ラジ
アル回転マグネットとを含んで構成することを特徴とす
る。
【００１６】好ましくは、前記磁気スラスト固定マグネ
ット及び磁気ラジアル固定マグネットと対応する磁気ス
ラスト回転マグネット及び磁気ラジアル回転マグネット
は相互極性が反対になる方向に設置される。
ット及び磁気ラジアル固定マグネットと対応する磁気ス
ラスト回転マグネット及び磁気ラジアル回転マグネット
は相互極性が反対になる方向に設置される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
のレーザプリンタのスキャニングユニット及びそれに適
用される磁気ベアリング装置について詳細に説明する。
図１は本発明によるレーザプリンタに適用されるスキャ
ニングユニットの一実施例を示す構成図、図２は本発明
によるレーザプリンタに適用されるスキャニングモータ
の一実施例を示す断面図である。
のレーザプリンタのスキャニングユニット及びそれに適
用される磁気ベアリング装置について詳細に説明する。
図１は本発明によるレーザプリンタに適用されるスキャ
ニングユニットの一実施例を示す構成図、図２は本発明
によるレーザプリンタに適用されるスキャニングモータ
の一実施例を示す断面図である。
【００１８】図１に示されるように、本発明によるレー
ザプリンタのスキャニングユニットは、レーザビームを
出射させる半導体レーザダイオード１と、半導体レーザ
ダイオード１から出射されたビームを光軸に対して平行
光で調節するコリメータレンズ２と、コリメータレンズ
２を通過した平行光を副走査方向に対して水平方向の線
形光に調節するシリンダ型レンズ３と、シリンダ型レン
ズ３を通過した水平方向の線形光を等線速度で移動させ
てスキャニングする多面鏡４と、多面鏡４を等線速度で
回転させるスキャニングモータ５と、光軸に対して一定
な音の屈折率で多面鏡４を通過した等線速度の光を主ス
キャニング方向に偏光させて球面収差を補正してスキャ
ニング面上に焦点を合わせる結像用レンズ６と、結像用
レンズ６を通過したレーザビームを垂直で反射させて結
像面である感光ドラム８の表面に点状で結像させる結像
用反射鏡７と、結像用レンズ６を通過したレーザビーム
を水平方向に反射させる水平同期鏡９と、水平同期鏡９
から反射されたレーザビームを受光して同期を合わせる
光センサ10とで構成される。
ザプリンタのスキャニングユニットは、レーザビームを
出射させる半導体レーザダイオード１と、半導体レーザ
ダイオード１から出射されたビームを光軸に対して平行
光で調節するコリメータレンズ２と、コリメータレンズ
２を通過した平行光を副走査方向に対して水平方向の線
形光に調節するシリンダ型レンズ３と、シリンダ型レン
ズ３を通過した水平方向の線形光を等線速度で移動させ
てスキャニングする多面鏡４と、多面鏡４を等線速度で
回転させるスキャニングモータ５と、光軸に対して一定
な音の屈折率で多面鏡４を通過した等線速度の光を主ス
キャニング方向に偏光させて球面収差を補正してスキャ
ニング面上に焦点を合わせる結像用レンズ６と、結像用
レンズ６を通過したレーザビームを垂直で反射させて結
像面である感光ドラム８の表面に点状で結像させる結像
用反射鏡７と、結像用レンズ６を通過したレーザビーム
を水平方向に反射させる水平同期鏡９と、水平同期鏡９
から反射されたレーザビームを受光して同期を合わせる
光センサ10とで構成される。
【００１９】ここで、多面鏡４とスキャニングモータ５
の上部にカバー11が覆蓋されて、カバー(cover）11には
半導体レーザダイオード１のビーム入射経路側にシリン
ダ型レンズ３が一体で形成されて、ビーム出射経路側に
は結像用レンズ６が一体で形成されて、カバー11の内部
は真空状態を維持する。図２を参照するに、前記カバー
11はハウジング12にフック(hook)式で結合されて、カバ
ー11とハウジング12との間にはゴムパッキング13が介在
されて騒音を遮蔽する。
の上部にカバー11が覆蓋されて、カバー(cover）11には
半導体レーザダイオード１のビーム入射経路側にシリン
ダ型レンズ３が一体で形成されて、ビーム出射経路側に
は結像用レンズ６が一体で形成されて、カバー11の内部
は真空状態を維持する。図２を参照するに、前記カバー
11はハウジング12にフック(hook)式で結合されて、カバ
ー11とハウジング12との間にはゴムパッキング13が介在
されて騒音を遮蔽する。
【００２０】また、本発明によるスキャニングモータに
は磁気方式のベアリングが適用されて、その磁気ベアリ
ングは、多面鏡４の回転中心である固定軸14と、固定軸
14に圧入されている磁気スラスト固定マグネット15及び
ハウジング12の上面に固定されている磁気ラジアル固定
マグネット16と、多面鏡４が設置されるハブ(hub）17
と、磁気スラスト固定マグネット15及び磁気ラジアル固
定マグネット16に各々対応するようにハブ17に設置され
て多面鏡４の浮上力を向上させる磁気スラスト回転マグ
ネット18及び磁気ラジアル回転マグネット19と、多面鏡
４の駆動装置であるステータ20及びロータ21よりなるモ
ータとで構成される。符号22はシール用接着剤である。
は磁気方式のベアリングが適用されて、その磁気ベアリ
ングは、多面鏡４の回転中心である固定軸14と、固定軸
14に圧入されている磁気スラスト固定マグネット15及び
ハウジング12の上面に固定されている磁気ラジアル固定
マグネット16と、多面鏡４が設置されるハブ(hub）17
と、磁気スラスト固定マグネット15及び磁気ラジアル固
定マグネット16に各々対応するようにハブ17に設置され
て多面鏡４の浮上力を向上させる磁気スラスト回転マグ
ネット18及び磁気ラジアル回転マグネット19と、多面鏡
４の駆動装置であるステータ20及びロータ21よりなるモ
ータとで構成される。符号22はシール用接着剤である。
【００２１】ここで、固定軸14に圧入固定されている磁
気スラスト固定マグネット15と対応するようにハブ17の
内周部に設置される磁気スラスト回転マグネット18は磁
気スラスト固定マグネット15と相互反対極性が対応する
ように設置される。また、ハウジング12の上面に固定さ
れている磁気ラジアル固定マグネット16と対応するよう
にハブ17の下部に設置される磁気ラジアル回転マグネッ
ト19も磁気ラジアル固定マグネット16と極性が相互反対
になるように設置される。
気スラスト固定マグネット15と対応するようにハブ17の
内周部に設置される磁気スラスト回転マグネット18は磁
気スラスト固定マグネット15と相互反対極性が対応する
ように設置される。また、ハウジング12の上面に固定さ
れている磁気ラジアル固定マグネット16と対応するよう
にハブ17の下部に設置される磁気ラジアル回転マグネッ
ト19も磁気ラジアル固定マグネット16と極性が相互反対
になるように設置される。
【００２２】このような各々のマグネットが取付けられ
た構造についてより詳細に説明する。 図３は図２によ
るスキャニングモータに適用された磁気スラストベアリ
ングの拡大図、図４は図２によるスキャニングモータに
適用された磁気ラジアルベアリングの拡大図である。図
３に示されるように、磁気スラストベアリングとしての
役割をするマグネットで磁気スラスト固定マグネット15
の中で第１固定マグネット15a と第２固定マグネット15
b は相互反対極性が面接するように固定軸14の側部に設
置されたヨーク15c に固定される。
た構造についてより詳細に説明する。 図３は図２によ
るスキャニングモータに適用された磁気スラストベアリ
ングの拡大図、図４は図２によるスキャニングモータに
適用された磁気ラジアルベアリングの拡大図である。図
３に示されるように、磁気スラストベアリングとしての
役割をするマグネットで磁気スラスト固定マグネット15
の中で第１固定マグネット15a と第２固定マグネット15
b は相互反対極性が面接するように固定軸14の側部に設
置されたヨーク15c に固定される。
【００２３】また、それに対応してハブ17の側部に固定
される磁気スラスト回転マグネット18の中で第１回転マ
グネット18a と第２回転マグネット18b も相互反対極性
が面接するようにハブ17に設置されたヨーク18c に固定
される。これと同様に、図４に示されるように、磁気ラ
ジアルベアリングの役割を実行するマグネットで磁気ラ
ジアル固定マグネット16の中で第１固定マグネット16a
と第２固定マグネット16b はハウジング12の上面に設置
されたヨーク16c に相互の極性が異なる方向に面接する
ように設置されて、磁気ラジアル回転マグネット19の中
で第１回転マグネット19a と第２回転マグネット19b は
ハブ17の下面に設置されたヨーク19c に相互反対極性が
面接するように設置される。
される磁気スラスト回転マグネット18の中で第１回転マ
グネット18a と第２回転マグネット18b も相互反対極性
が面接するようにハブ17に設置されたヨーク18c に固定
される。これと同様に、図４に示されるように、磁気ラ
ジアルベアリングの役割を実行するマグネットで磁気ラ
ジアル固定マグネット16の中で第１固定マグネット16a
と第２固定マグネット16b はハウジング12の上面に設置
されたヨーク16c に相互の極性が異なる方向に面接する
ように設置されて、磁気ラジアル回転マグネット19の中
で第１回転マグネット19a と第２回転マグネット19b は
ハブ17の下面に設置されたヨーク19c に相互反対極性が
面接するように設置される。
【００２４】以上のように構成される本発明によるレー
ザプリンタのスキャニングユニットの作用について説明
する。半導体レーザダイオード１から光源として使用す
るためのレーザビームが出射されると、コリメータレン
ズ２により光軸と平行な光で調節されて、コリメータレ
ンズ２を通過した平行光はカバー11と一体で形成された
シリンダ型レンズ３を通過しながら副走査方向に対して
水平方向の線形光に調節されて、シリンダ型レンズ３を
通過した水平方向の線形光はスキャニングモータ５の回
転軸に回転が自由に支持された光偏向素子である多角形
の多面鏡４により反射される。
ザプリンタのスキャニングユニットの作用について説明
する。半導体レーザダイオード１から光源として使用す
るためのレーザビームが出射されると、コリメータレン
ズ２により光軸と平行な光で調節されて、コリメータレ
ンズ２を通過した平行光はカバー11と一体で形成された
シリンダ型レンズ３を通過しながら副走査方向に対して
水平方向の線形光に調節されて、シリンダ型レンズ３を
通過した水平方向の線形光はスキャニングモータ５の回
転軸に回転が自由に支持された光偏向素子である多角形
の多面鏡４により反射される。
【００２５】また、カバー11と一体で形成された結像用
レンズ６は多面鏡４から等線速度で屈折されて集光され
る光を主スキャニング方向に対して球面収差ｆθの誤差
を補正して偏光させて、結像用レンズ６を通過したレー
ザビームは結像用反射鏡７を通して垂直方向に反射され
て感光ドラム８の表面に点状で結像される。ここで、磁
気ベアリングが適用されたスキャニングモータの作用に
ついて説明する。
レンズ６は多面鏡４から等線速度で屈折されて集光され
る光を主スキャニング方向に対して球面収差ｆθの誤差
を補正して偏光させて、結像用レンズ６を通過したレー
ザビームは結像用反射鏡７を通して垂直方向に反射され
て感光ドラム８の表面に点状で結像される。ここで、磁
気ベアリングが適用されたスキャニングモータの作用に
ついて説明する。
【００２６】ハウジング12の上面に設置されている磁気
ラジアル固定マグネット16とハブ17の下部に設置されて
いる磁気ラジアル回転マグネット19は磁束密度に対応し
て相互間に反発力が発生する。この時、磁気ラジアル固
定マグネット16は固定されており、磁気ラジアル回転マ
グネット19は軸方向に移動可能であるため磁気ラジアル
固定マグネット16と磁気ラジアル回転マグネット19によ
り発生する反発力はハブ17の自重及びモータ20、21、多
面鏡４等により発生した重力方向の荷重に対して反対に
作用する。したがって、重力方向の荷重は磁気ラジアル
固定マグネット16と磁気ラジアル回転マグネット19の反
発力により相殺されてハブ17はハウジング12と一定な間
隙を維持する。
ラジアル固定マグネット16とハブ17の下部に設置されて
いる磁気ラジアル回転マグネット19は磁束密度に対応し
て相互間に反発力が発生する。この時、磁気ラジアル固
定マグネット16は固定されており、磁気ラジアル回転マ
グネット19は軸方向に移動可能であるため磁気ラジアル
固定マグネット16と磁気ラジアル回転マグネット19によ
り発生する反発力はハブ17の自重及びモータ20、21、多
面鏡４等により発生した重力方向の荷重に対して反対に
作用する。したがって、重力方向の荷重は磁気ラジアル
固定マグネット16と磁気ラジアル回転マグネット19の反
発力により相殺されてハブ17はハウジング12と一定な間
隙を維持する。
【００２７】このようにハブ17とハウジング12の一定な
間隙を維持した状態でモータ５に電源が印加されてロー
タ21が回転開始するとハブ17が回転する。この時、固定
軸14の外周面に設置されている磁気スラスト固定マグネ
ット15と、ハブ17の内周面に設置されている磁気スラス
ト回転マグネット18との間でも反発力が発生する為固定
軸14とハブ17との間には一定な間隙が発生することによ
って、モータが駆動する間にハブ17はハウジング12及び
固定軸14と常に一定な間隙を維持した状態で回転する。
間隙を維持した状態でモータ５に電源が印加されてロー
タ21が回転開始するとハブ17が回転する。この時、固定
軸14の外周面に設置されている磁気スラスト固定マグネ
ット15と、ハブ17の内周面に設置されている磁気スラス
ト回転マグネット18との間でも反発力が発生する為固定
軸14とハブ17との間には一定な間隙が発生することによ
って、モータが駆動する間にハブ17はハウジング12及び
固定軸14と常に一定な間隙を維持した状態で回転する。
【００２８】
【発明の效果】以上のように本発明によるレーザプリン
タのスキャニングユニットは、スキャニングモータに磁
気ベアリング方式を適用するとともにスキャニングモー
タを外部と遮断して真空状態を維持させることにより高
速回転による騒音を低減させる効果がある。
タのスキャニングユニットは、スキャニングモータに磁
気ベアリング方式を適用するとともにスキャニングモー
タを外部と遮断して真空状態を維持させることにより高
速回転による騒音を低減させる効果がある。
【００２９】また、スキャニングモータに覆蓋されるカ
バーに各種レンズを一体化させることによりスキャニン
グユニットの構成要素を簡素化して製品の軽量化、薄型
化、簡素化が可能になる。
バーに各種レンズを一体化させることによりスキャニン
グユニットの構成要素を簡素化して製品の軽量化、薄型
化、簡素化が可能になる。
【図１】本発明によるレーザプリンタに適用されるスキ
ャニングユニットの一実施例を示す構成図である。
ャニングユニットの一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明によるレーザプリンタに適用されるスキ
ャニングモータの一実施例を示す断面図である。
ャニングモータの一実施例を示す断面図である。
【図３】図２によるスキャニングモータに適用された磁
気スラストベアリングを示す拡大図である。
気スラストベアリングを示す拡大図である。
【図４】図２によるスキャニングモータに適用された磁
気ラジアルベアリングを示す拡大図である。
気ラジアルベアリングを示す拡大図である。
【図５】従来技術によるレーザプリンタのスキャニング
ユニットの構成図である。
ユニットの構成図である。
【図６】従来技術によるスキャニングモータの断面図で
ある。
ある。
１ 半導体レーザダイオード ２ コリメータレンズ ３ シリンダ型レンズ ４ 多面鏡 ５ スキャニングモータ ６ 結像用レンズ ７ 反射鏡 ８ 感光ドラム ９ 水平同期鏡 10 光センサ 11 カバー 12 ハウジング 13 ゴムパッキング 14 固定軸 15 磁気スラスト固定マグネット 15a 第１固定マグネット 15b 第２固定マグネット 15c ヨーク 16 磁気ラジアル固定マグネット 16a 第１固定マグネット 16b 第２固定マグネット 16c ヨーク 17 ハブ 18 磁気スラスト回転マグネット 18a 第１回転マグネット 18b 第２回転マグネット 18c ヨーク 19 磁気ラジアル回転マグネット 19a 第１回転マグネット 19b 第２回転マグネット 19c ヨーク 20 モータのステータ 21 モータのロータ
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザビームを出射させる半導体レーザ
ダイオードと、 前記半導体レーザダイオードから出射されたレーザビー
ムを光軸に対して平行光に調節するコリメータレンズ
と、 前記コリメータレンズを通過した平行光を副走査方向に
対して水平方向の線形光に調節するシリンダ型レンズ
と、 前記シリンダ型レンズを通過した水平方向の線形光を等
線速度で移動させてスキャニングする多面鏡と、 前記多面鏡を等線速度で回転させるスキャニングモータ
と、 光軸に対して一定な音の屈折率で前記多面鏡から反射さ
れる光を主スキャニング方向に偏光させて球面収差を補
正してスキャニング面上に焦点を合わせる結像用レンズ
と、 前記結像用レンズを通過したレーザビームを垂直で反射
させて結像面である感光ドラムの表面に点状で結像させ
る結像用反射鏡と、 前記結像用レンズを通過したレーザビームを水平方向に
反射させる水平同期鏡と、 前記水平同期鏡から反射されたレーザビームを受光して
同期を合わせるための光センサと、 前記多面鏡と前記スキャニングモータを覆蓋するカバー
とを含み、 前記スキャニングモータは磁気ベアリング方式のモータ
を使用することを特徴とするレーザプリンタのスキャニ
ングユニット。 - 【請求項２】 前記シリンダ型レンズは、前記カバーで
レーザビームの入射経路側に一体で設置されることを特
徴とする請求項１記載のレーザプリンタのスキャニング
ユニット。 - 【請求項３】 前記結像用レンズは、前記カバーでレー
ザビームの出射経路側に一体で設置されることを特徴と
する請求項１記載のレーザプリンタのスキャニングユニ
ット。 - 【請求項４】 前記カバーの内部は、真空状態で維持さ
れることを特徴とする請求項１記載のレーザプリンタの
スキャニングユニット。 - 【請求項５】 前記磁気ベアリング方式のスキャニング
モータは、前記多面鏡の回転中心である固定軸と、 前記固定軸が圧入固定されるハウジングと、 前記固定軸の外周面に固定される磁気スラスト固定マグ
ネットと、 スキャニングモータのハウジングの上面に固定される磁
気ラジアル固定マグネットと、 上段に前記多面鏡が設置されるハブと、 前記磁気スラスト固定マグネット及び磁気ラジアル固定
マグネットに各々対応してハブに設置されて、前記ハブ
とハウジング及び固定軸との間隙を一定に維持させる磁
気スラスト回転マグネット及び磁気ラジアル回転マグネ
ットと、 回転駆動力を発生させるステータ及びロータよりなるモ
ータとを含んで構成されることを特徴とする請求項１記
載のレーザプリンタのスキャニングユニット。 - 【請求項６】 前記磁気スラスト固定マグネット及び磁
気ラジアル固定マグネットと対応する磁気スラスト回転
マグネット及び磁気ラジアル回転マグネットは相互極性
が反対になるように設置されることを特徴とする請求項
５記載のレーザプリンタのスキャニングユニット。 - 【請求項７】 回転対象体の回転中心になる固定軸と、 前記固定軸が圧入固定されるハウジングと、 前記固定軸の内周面に固定される磁気スラスト固定マグ
ネットと、 前記ハウジングの上面に固定される磁気ラジアル固定マ
グネットと、 前記回転対象体が設置されるハブと、 前記磁気スラスト固定マグネット及び磁気ラジアル固定
マグネットに各々対応するように前記ハブに設置され
て、前記ハブとハウジング及び固定軸との間隙を一定に
維持させる磁気スラスト回転マグネット及び磁気ラジア
ル回転マグネットとを含んで構成されることを特徴とす
る磁気ベアリング装置。 - 【請求項８】 前記磁気スラスト固定マグネット及び磁
気ラジアル固定マグネットと対応する磁気スラスト回転
マグネット及び磁気ラジアル回転マグネットは、相互極
性が反対になる方向に設置されることを特徴とする請求
項７記載の磁気ベアリング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR26355/1998 | 1998-07-01 | ||
| KR1019980026355A KR100296583B1 (ko) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 레이저프린터의스캐닝유니트및이에적용되는자기베어링장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000066130A true JP2000066130A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=19542659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11186282A Pending JP2000066130A (ja) | 1998-07-01 | 1999-06-30 | レ―ザプリンタのスキャニングユニット及びそれに適用される磁気ベアリング装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6377293B2 (ja) |
| JP (1) | JP2000066130A (ja) |
| KR (1) | KR100296583B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376993B1 (ko) * | 2000-03-27 | 2003-03-26 | 삼성전기주식회사 | 스캐너 모터 |
| US7136547B2 (en) * | 2001-03-30 | 2006-11-14 | Gsi Group Corporation | Method and apparatus for beam deflection |
| US7129601B2 (en) * | 2001-03-30 | 2006-10-31 | Gsi Group Corporation | Apparatus for controlled movement of an element |
| US7286155B1 (en) | 2003-05-30 | 2007-10-23 | Silicon Light Machines Corporation | Optical engine using one-dimensional MEMS device |
| US7218336B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-05-15 | Silicon Light Machines Corporation | Methods and apparatus for driving illuminators in printing applications |
| US7248278B1 (en) | 2003-12-10 | 2007-07-24 | Silicon Light Machines Corporation | Apparatus and method for laser printing using a spatial light modulator |
| TWI249899B (en) * | 2004-02-20 | 2006-02-21 | Delta Electronics Inc | Magnetic-bearing motor and magnetic-bearing thereof |
| US20070171502A1 (en) * | 2004-10-19 | 2007-07-26 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Beam deflector and scanning microscope |
| US7573631B1 (en) | 2005-02-22 | 2009-08-11 | Silicon Light Machines Corporation | Hybrid analog/digital spatial light modulator |
| US7271941B2 (en) * | 2005-03-07 | 2007-09-18 | Lexmark International, Inc. | Laser scanning unit including a shield |
| TWI359747B (en) * | 2008-03-26 | 2012-03-11 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Single f-θ lens used for micro-electro mechanical |
| TWI377433B (en) * | 2008-03-26 | 2012-11-21 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two f-θ lens used for micro-electro mechanical system(mems) laser scanning unit |
| TWI343328B (en) * | 2008-08-05 | 2011-06-11 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθlens of mems laser scanning unit 2 |
| TW201007208A (en) | 2008-08-05 | 2010-02-16 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθ lens of MEMS laser scanning unit 3 |
| TWI343329B (en) * | 2008-08-05 | 2011-06-11 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθ lens of mems laser scanning unit 6 |
| TW201007210A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-16 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθ lens of MEMS laser scanning unit 4 |
| TW201007209A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-16 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθ lens of MEMS laser scanning unit 7 |
| TWI343327B (en) * | 2008-08-05 | 2011-06-11 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθlens of mems laser scanning unit 5 |
| TW201013222A (en) | 2008-09-23 | 2010-04-01 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθ lens of MEMS laser scanning unit 8 |
| TW201015113A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-16 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Two optical elements fθ lens of MEMS laser scanning unit 9 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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