JPH11218712A - 光偏向器 - Google Patents
光偏向器Info
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- JPH11218712A JPH11218712A JP10019219A JP1921998A JPH11218712A JP H11218712 A JPH11218712 A JP H11218712A JP 10019219 A JP10019219 A JP 10019219A JP 1921998 A JP1921998 A JP 1921998A JP H11218712 A JPH11218712 A JP H11218712A
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- JP
- Japan
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- optical deflector
- coreless coil
- rectifying
- housing
- fixed shaft
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
側上面との間で発生する回転数に依存しない騒音を簡単
かつ低コストな構造で低減する。 【解決手段】 中空円筒状に形成された回転スリーブ4
0に、ハウジング12に立設された固定軸14が相対回
転可能に挿通される。回転スリーブ40の外周にフラン
ジ42が固定され、フランジ42の上面に回転多面鏡4
8が固定用のばね50によって固定される。ハウジング
12の固定軸14を立設した側に回路基板18が配置さ
れ、回路基板18上にコアレスコイル20が円環状に配
置される。フランジ42のコアレスコイル20に対向す
る部位に全体がリング状に形成された駆動マグネット2
2が取り付けられる。コアレスコイル20の上面に接着
された整流板66の上面が、整流面66Aとされる。
Description
周面にもつ回転多面鏡の回転に伴う反射により偏向され
る光ビームで画像担体あるいは記録部材を走査する光偏
向器に関し、レーザービームプリンタ、電子写真複写機
等の画像形成装置に好適なものである。
ビームで画像担体を走査してその画像を読み取る画像読
取装置、あるいは画像信号や文字信号で変調された光ビ
ームで記録媒体を走査して画像の記録を行う画像記録装
置では、上記光ビームを走査するための手段として、複
数の反射面を外周に有する回転多面鏡とこの回転多面鏡
を回転させるための駆動モータとからなる光偏向器が用
いられている。
面鏡に固着した回転スリーブと、回転スリーブに固定さ
れた回転駆動用の駆動マグネットと、回転スリーブに押
通された固定軸と、固定軸を保持するハウジングと、ハ
ウジングに固定され駆動マグネットと対向する面にコア
レスコイルを設けた回路基板とを有する光偏向器が知ら
れている。
置に用いられる従来の光偏向器の概略構造を説明する断
面図である。
動コイルであるコアレスコイル20が複数個配置されて
いる。
が示されている。つまり、固定軸14に形成された動圧
発生用のヘリングボーン溝14Aと固定軸14廻りに回
転する回転スリーブ40との間の軸受隙間に空気の動圧
作用が発生し、この動圧作用によって回転スリーブ40
等のロータ16の回転時に、ロータ16の半径方向が非
接触で支持されることになる。
動マグネット22とステータヨーク28との間で形成さ
れる。つまり、駆動マグネット22の複数の磁極をホー
ル素子21により検出し、所定のタイミングロジックに
よってコアレスコイル20に通電することで、ロータ1
6が回転される。この際、ロータ16の回転数検出用の
FGマグネット60によって固定側の図示しないFGパ
ターンに誘起された電圧の変動成分を検出信号とするこ
とで、回転数が一定に制御される。
されたロータ側スラストマグネット58及びステータ側
スラストマグネット38との間で発生する吸引力によっ
て、回転スリーブ40を一定の位置に浮かして回転スリ
ーブ40の軸方向の支持をする磁気軸受の構造が示され
ている。
プリンタ、複写機、およびファクシミリ装置等は、高速
・多機能化が急速に進む一方、低コスト化や静音化が求
められている。このため、高速回転で低騒音・低コスト
な光偏向器の必要性が高まってきている。
ロータ16が高速回転すると、回転スリーブ40の下部
周辺の空気は、動圧空気軸受に吸引されると共に、空気
の粘性によりロータ16から外力を受け、高速の空気流
となって回転スリーブ40の軸芯から径方向外側に向か
って放射状に排出される。
空間は負圧になるが、圧力の平衡作用のため、抵抗の小
さい部分から回転スリーブ40の下部周辺の空間に向か
って空気が流入する。
20を用いた従来技術による光偏向器では、回転スリー
ブ40の軸芯から径方向外側に向かって空気を排出する
図10の矢印Aで示す高速な空気流は、駆動マグネット
22とコアレスコイル20の間を通過するが、コアレス
コイル20の凹凸形状によって流れが攪乱される。そし
て、撹乱された高速な空気流が外部へ排出されると、駆
動マグネット22の外周とコアレスコイル20の外側上
面との間の部分で流体音が発生することになる。
6では、この流体音の中心周波数は3kHzから5kH
z程度となり、ロータ16の回転速度に依存しないこと
が特徴である。そして、周波数4kHz近傍の音は、騒
音全体に対して最も耳障りな領域であるので、この流体
音は官能的な面を含め光偏向器を低騒音化するための障
害となる。
で回転するときに発生する騒音を周波数分析(1/3オ
クターブ分析)した実験結果では、オーバーオール騒音
レベルが58dBAであるのに対し、中心周波数4kH
zバンドの騒音レベルは54dBAであり、騒音全体に
対して最も大きい割合を占めていた。
るものとして、特開平6−308410号公報に開示さ
れているように、モータにカバーを設ける構造が知られ
ている。しかしながら、この構造ではロータを完全に密
閉する必要があるため、構造が複雑かつ高コストになる
という問題があった。
解消して、駆動マグネットの外周とコアレスコイルの外
側上面との間で発生する回転数に依存しない騒音を簡単
かつ低コストな構造で低減し得る光偏向器を提供するこ
とにある。
は、外周に複数の反射面を形成した回転多面鏡と、前記
回転多面鏡を外周側に固着した回転スリーブと、前記回
転スリーブに固定された回転駆動用の駆動マグネット
と、前記回転スリーブに相対回転可能に挿通された固定
軸と、前記固定軸を保持するハウジングと、前記ハウジ
ングに固定され且つ前記駆動マグネットと対向する面に
コアレスコイルを設けた回路基板と、を備える光偏向器
であって、前記コアレスコイルの前記駆動マグネットと
対向する面に、周方向に連続する平面とされる整流面を
設けたことを特徴とする。
内径が、前記コアレスコイルの内径と同等以下の大きさ
とされ、前記整流面の外径が前記コアレスコイルの外径
と同等以上の大きさとされたことを特徴とする。
コイル上に厚み2mm以下の樹脂材からなるリング状の
円板を配設し、この円板の上面が前記整流面とされるこ
とを特徴とする。
記コアレスコイルに一体的に形成した整流部材の表面が
前記整流面とされることを特徴とする。
グの前記固定軸の取り付け部の周辺に、前記固定軸周辺
からハウジングの外部に貫通する通風孔を設けたことを
特徴とする。
周辺から前記ハウジングの外部に貫通する前記通風孔
に、埃や塵の侵入を防止する防塵フィルタを設けたこと
を特徴とする。
のラジアル方向を動圧空気軸受により構成されるラジア
ル軸受が支持することを特徴とする。
明する。外周に複数の反射面を形成した回転多面鏡を外
周側に固着した回転スリーブに、回転駆動用の駆動マグ
ネットも固定され、ハウジングが保持する固定軸をこの
回転スリーブに相対回転可能に挿通する。
駆動マグネットと対向するこの回路基板の面にコアレス
コイルを設ける。さらに、コアレスコイルの駆動マグネ
ットと対向する面に、周方向に連続する平面である整流
面が設けられる。
の回転中に駆動マグネットとコアレスコイルの間に発生
する高速な空気流を、コアレスコイルの駆動マグネット
と対向する面に設けた整流面で整流することで、駆動マ
グネットの外周とコアレスコイルの外側上面との間の部
分で発生する回転数に依存しない騒音を低減できるよう
になる。
設けただけの簡単かつ低コストな構造で回転数に依存し
ない騒音を低減できることになる。
明する。本請求項も請求項1と同様の作用を奏する。さ
らに、本請求項は、整流面の内径が、コアレスコイルの
内径と同等以下の大きさとされ、整流面の外径がコアレ
スコイルの外径と同等以上の大きさとされる構成を有す
る。
により、駆動マグネットの外周とコアレスコイルの外側
上面との間の部分で発生する回転数に依存しない騒音を
一層確実に低減できるようになる。
明する。本請求項も請求項1または請求項2と同様の作
用を奏する。さらに、本請求項は、コアレスコイル上に
厚み2mm以下の樹脂材からなるリング状の円板を配設
し、この円板の上面が整流面とされる構成を有する。
されるので、磁気回路の磁気特性を阻害しない電磁気的
特性を有しつつ整流面が形成されることになる。
明する。本請求項も請求項1または請求項2と同様の作
用を奏する。さらに、本請求項は、成形によりコアレス
コイルに一体的に形成した整流部材の表面が整流面とさ
れる構成を有する。
れた整流部材により整流面を形成したことで、この整流
部材の整流面によって、回転数に依存しない騒音の低減
と、コアレスコイルの振動に起因する電磁騒音をも低減
できることになる。
明する。本請求項も請求項1から請求項3のいずれかと
同様の作用を奏する。さらに、本請求項は、ハウジング
の固定軸の取り付け部の周辺に、固定軸周辺からハウジ
ングの外部に貫通する通風孔を設けた構成を有する。
ル周辺の空気流は、回転スリーブの軸芯から径方向外側
に向かう一方向になるため、軸芯から径方向外側に向か
って放射状に流れる空気をより円滑に排出することがで
きる。
場所である、駆動マグネット外周とコアレスコイル外側
上面との間の部分における空気流がより整流されるの
で、騒音の発生をさらに低減できる。
明する。本請求項も請求項4と同様の作用を奏する。さ
らに、本請求項は、固定軸の周辺からハウジングの外部
に貫通する通風孔に、埃や塵の侵入を防止する防塵フィ
ルタを設けた構成を有する。従って、回転スリーブと固
定軸との間への埃や塵の侵入がこの防塵フィルタにより
防止されることになる。
明する。本請求項も請求項1から請求項6のいずれかと
同様の作用を奏する。さらに、本請求項は、回転スリー
ブのラジアル方向を動圧空気軸受により構成されるラジ
アル軸受が支持する構成を有する。従って、この動圧空
気軸受によりラジアル軸受が構成されるので、光偏向器
の耐久性が高まることになった。
面を参照して詳細に説明する。
概略を説明するための図である。この図に示すように、
回転多面鏡48は駆動モータ82により固定軸14廻り
に矢印A方向に回転される。半導体レーザあるいはガス
レーザ等のレーザ光源85から出射される光ビームL
は、図示しない変調手段によって画像信号等で変調さ
れ、コリメータレンズ86を介して、回転多面鏡48の
反射面48Aに入射される。
た光ビーム(反射光ビーム)Lは、回転多面鏡48の矢
印A方向の回転に伴って矢印B方向に偏向され、レンズ
である集光光学系87を通して記録媒体である感光体8
8に投射されて、この感光体88上を主走査する。
回転により副走査が行われて、当該感光体88上に2次
元の画像書込みがなされる。
の形態の構造を説明する断面図である。
部には、圧入等でハウジング12に固定されたセラミッ
クス製の固定軸14が立設されており、この固定軸14
の外周面部には動圧空気軸受を構成するための深さ数μ
mのヘリングボーン溝14Aが形成されている。
には、回路基板18が配置されており、この回路基板1
8上には図3に示すように6個のコアレスコイル20が
円環状に配置されており、このコアレスコイル20用の
図示しない制御回路が回路基板18に形成されている。
が配置された面と反対側の面の対応位置(コアレスコイ
ル20の下側)には、珪素鋼板からなるステータヨーク
28が、ハウジング12上に形成された浅溝12A内に
納められて、配置されている。
一体的に形成されたスラストマグネットホルダ32が配
設されており、このスラストマグネットホルダ32の上
部には、断面矩形のリング状に形成されたステータ側ス
ラストマグネット38が接着等の方法によって取り付け
られている。
回路基板18、コアレスコイル20及びステータ側スラ
ストマグネット38等でステータ10が構成されること
になる。
クス製の回転スリーブ40は、中空円筒状に形成されて
おり、ステータ10の固定軸14が3〜8μm程度の隙
間で相対回転可能に挿通され、回転スリーブ40が高速
回転することにより、固定軸14と回転スリーブ40と
の間に動圧が発生する。この為、回転スリーブ40と固
定軸14とで動圧空気軸受により構成されるラジアル軸
受が形成されることになり、これに伴って、動圧空気軸
受によりラジアル軸受が構成されるので、光偏向器の耐
久性が高まることになった。
は、アルミ製でリング状に形成されたフランジ42が焼
き嵌めや圧入等の方法により固定されている。このフラ
ンジ42の上面には、取り付け面42Bが形成されてお
り、この取り付け面42B上に、外周に複数の反射面4
8Aが形成された回転多面鏡48が固定用のばね50に
よって固定されている。
ーブ40の軸芯に対し、高精度で垂直となるように加工
されており、アルミ製の回転多面鏡48は多角形柱状に
形成され、その側面部が鏡面に加工されて、複数の反射
面48Aとされている。
0に対向する部位には、切欠き部42Aが形成されてお
り、この切欠き部42Aに全体がリング状に形成された
駆動マグネット22が接着等によって取り付けられてい
る。つまり、駆動マグネット22と対向する回路基板1
8の面にコアレスコイル20が設けられていることにな
る。
けるステータ10寄りの部分には、内径を一段広げた開
口とした段開口周部52が形成されている。また、駆動
マグネット22は中心角45度づつに8等分され、これ
ら駆動マグネット22の各区分に相隣接する区分が異極
となるようにN極とS極とが着磁されている。
には切欠き部56が形成されており、この切欠き部56
には、回転数検出用の全体がリング状に形成されたFG
マグネット60が接着によって取り付けられている。こ
のFGマグネット60は中心角30度づつに12等分さ
れ、これらFGマグネット60の各区分に相隣接する区
分が異種となるようにN極とS極とが着磁されている。
2、回転多面鏡48、駆動マグネット22及びFGマグ
ネット60等により回転体であるロータ16が構成され
ることになる。
0が対向する位置には、周波数発電機であって回転数検
出手段である図示しない櫛歯状のFGパターンがエッチ
ング等によって形成されており、このFGパターンによ
ってロータ16の回転数が検出されることになる。
テータ10側のハウジング12に立設した固定軸14
に、回転多面鏡48を固定したロータ16が回転可能に
支持され、ハウジング12に配置した回路基板18上の
駆動用のコアレスコイル20を励磁切り替え制御し、ロ
ータ16側の駆動マグネット22との間に働く磁力によ
って、ロータ16を回動するように構成されている。
置検出素子としてのホール素子21がコアレスコイル2
0の中心に固定されており、このホール素子21により
駆動マグネット22の複数の磁極が検出されてロータ1
6の周方向の位置が検出される。
環状に切欠いてフランジ42に溝部54を形成し、この
溝部54にバランス調整用の釣合い重り57Aが取り付
けられている。さらに、フランジ42とFGマグネット
60で形成される段付部59にも、バランス調整用の釣
合い重り57Bが取り付けられている。すなわち、これ
らの釣合い重り57A、57Bは、ロータ16の回転中
のバランスを調整するものである。
状に形成されたロータ側スラストマグネット58が接着
によって取り付けられている。このロータ側スラストマ
グネット58は、ステータ側スラストマグネット38と
同芯となり、所定間隔を置いて対向するよう配置されて
いる。そして、ロータ側スラストマグネット58の外周
面部と、ステータ側スラストマグネット38の内周面部
とは、吸引力が働くように相互に異極に着磁されてお
り、これらロータ側スラストマグネット58とステータ
側スラストマグネット38とでスラスト磯気軸受が構成
されている。
ト38、58の働く吸引力が回転スリーブ40における
スラスト方向(軸方向)の荷重に勝って、ロータ16全
体を浮上させるように作用する。
受によりスラスト方向に支持されると共に、動圧空気軸
受によりラジアル方向に支持されている。これに伴っ
て、回路基板18上の駆動制御回路が、6個のコアレス
コイル20に交番電圧を印可するよう電圧を制御して、
ロータ16を宙に浮いた状態で高速回転する。
スコイル周辺部を拡大した断面図である。図3はコアレ
スコイル20と整流板66の位置関係を示した上面図で
あり、本実施の形態では、コアレスコイル20の上面に
接着されたフラットでリング状に形成された円板である
整流板66の上面が、整流面66Aとされている。
コイル20の内径と等しく、この整流板66の外径はコ
アレスコイル20の外径より2mm程度大きく、厚さは
0.3mm程度に設定してある。つまり、整流板66の
内径はコアレスコイル20の内径とほぼ等しく、外径は
コアレスコイル20の外径と等しいか大きいことが望ま
しい。
が、コアレスコイル20の内径と同等以下の大きさとさ
れ、同じく整流板66の整流面66Aの外径がコアレス
コイル20の外径と同等以上の大きさとされれば良い。
グネット22、コアレスコイル20、ステータヨーク2
8を主な構成とする磁気回路の磁気特性を阻害しない電
磁気的特性を持つ材質が好ましく、厚み2mm以下の樹
脂材が好適であり、例えば厚さ0.5mm以下の樹脂材
などが特に好適である。
テータ10の間に介在する空気は、動圧空気軸受に吸引
されると共に、空気の粘性によって、図3の矢印Aに示
したように高速の空気流となって回転スリーブ40の軸
芯から径方向外側に向かって流れる。
負圧になり、圧力の平衡作用のため、抵抗の小さい各コ
アレスコイル20間から回転スリーブ40の下側の空間
に向かって、図2の矢印Bに示したような空気流が生じ
る。
向かって排出される矢印Aの高速な空気流は、駆動マグ
ネット22とコアレスコイル20の上面に接着された整
流板66との間を通過して光偏向器を構成する駆動モー
タの外部へ排気される。
コアレスコイル20の外側上面との間を通過する空気
は、整流板66の整流効果によって、流れが乱されずに
円滑に排気される。このため、従来技術で問題となって
いた駆動マグネット22の外周とコアレスコイル20の
外側上面との間の部分で発生するロータ16の回転速度
に依存しない騒音の発生を著しく低減することができ
る。
6Aを設けただけの簡単かつ低コストな構造で回転数に
依存しない騒音を低減できることになる。
参照して詳細に説明する。尚、第1の実施の形態で説明
した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複した
説明を省略する。
脂材で形成された整流部材68により整流面66Aを形
成した例の断面図である。
20を樹脂材で充填して固定し、整流部材68を形成す
ることで、整流部材68の整流面66Aによって、ロー
タ16の回転速度に依存しない騒音の低減と、コアレス
コイル20の振動に起因する電磁騒音をも低減すること
ができる。
び図6を参照して詳細に説明する。尚、第1の実施の形
態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、
重複した説明を省略する。
うに、深さ1〜2mm、幅2〜3mm程度の固定軸14
の下部に通じる浅溝70が、ハウジング12に4箇所設
けられ、これら浅溝67を空気流入用の通風孔72とし
た構造とされている。つまり、これらの通風孔72によ
り一層確実に空気が流れて、整流板66による整流作用
がより効果的になる。
び図8を参照して詳細に説明する。尚、第1の実施の形
態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、
重複した説明を省略する。
うに、ハウジング12に直径1〜2mm程度の孔を4箇
所設け、これらの孔を空気流入用の通風孔74とした構
造とされている。つまり、これらの通風孔74により一
層確実に空気が流れて、整流板66による整流作用がよ
り効果的になる。
されるものではなく、いくつでもよい。さらに、通風孔
に図示しない発泡材等からなる防塵フィルタを設けるこ
とで、外部からの塵埃等が動圧空気軸受に侵入するのを
防止することができる。
辺の空気流は、回転スリーブ40の軸芯から径方向外側
に向かう一方向になるため、軸芯から径方向外側に向か
って放射状に流れる空気をより円滑に排出することがで
きる。
回転数に依存しない騒音の発生場所である、駆動マグネ
ット22の外周とコアレスコイル20の外側上面との間
の部分における空気流がより整流されるので、騒音の発
生をさらに低減できる。
下部周辺が負圧になるのを防止できるので、固定軸14
の下部が負圧になることにより生じるロータ16の沈下
を防止することができ、高精度な光走査が可能となる。
ータの内部に供給することで、コアレスコイル20の発
熱を低減することができ、低消費電力化もできる。
としたので、駆動マグネットの外周とコアレスコイルの
外側上面との間で発生する回転数に依存しない騒音を、
簡単かつ低コストな構造で低減できる。
造を説明する縦断面図である。
施の形態のコアレスコイル周辺を拡大した縦断面図であ
る。
板との位置関係を説明する平面図である。
造を説明する縦断面図である。
造を説明する縦断面図である。
ある。
造を説明する縦断面図である。
ある。
像記録装置の概略構成図である。
れる従来の光偏向器の構造を説明する縦断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 外周に複数の反射面を形成した回転多面
鏡と、 前記回転多面鏡を外周側に固着した回転スリーブと、 前記回転スリーブに固定された回転駆動用の駆動マグネ
ットと、 前記回転スリーブに相対回転可能に挿通された固定軸
と、 前記固定軸を保持するハウジングと、 前記ハウジングに固定され且つ前記駆動マグネットと対
向する面にコアレスコイルを設けた回路基板と、 を備える光偏向器であって、 前記コアレスコイルの前記駆動マグネットと対向する面
に、周方向に連続する平面とされる整流面を設けたこと
を特徴とする光偏向器。 - 【請求項2】 前記整流面の内径が、前記コアレスコイ
ルの内径と同等以下の大きさとされ、前記整流面の外径
が前記コアレスコイルの外径と同等以上の大きさとされ
たことを特徴とする請求項1記載の光偏向器。 - 【請求項3】 前記コアレスコイル上に厚み2mm以下
の樹脂材からなるリング状の円板を配設し、この円板の
上面が前記整流面とされることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2に記載の光偏向器。 - 【請求項4】 成形により前記コアレスコイルに一体的
に形成した整流部材の表面が前記整流面とされることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載の光偏向器。 - 【請求項5】 前記ハウジングの前記固定軸の取り付け
部の周辺に、前記固定軸周辺からハウジングの外部に貫
通する通風孔を設けたことを特徴とする請求項1から請
求項3のいずれかに記載の光偏向器。 - 【請求項6】 前記固定軸の周辺から前記ハウジングの
外部に貫通する前記通風孔に、埃や塵の侵入を防止する
防塵フィルタを設けたことを特徴とする請求項4記載の
光偏向器。 - 【請求項7】 回転スリーブのラジアル方向を動圧空気
軸受により構成されるラジアル軸受が支持することを特
徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の光偏
向器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10019219A JPH11218712A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光偏向器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10019219A JPH11218712A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光偏向器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11218712A true JPH11218712A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11993264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10019219A Pending JPH11218712A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 光偏向器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH11218712A (ja) |
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