KR101058016B1 - 폴리곤 미러 유니트 - Google Patents

폴리곤 미러 유니트 Download PDF

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Abstract

광주사장치에 채용되는 폴리곤 미러 유니트에 대해서 개시된다. 개시된 폴리곤 미러 유니트는 폴리곤 미러 유니트는, 베이스에 설치되는 지지부에 회전 가능하게 결합되는 것으로 그 상부에 폴리곤 미러가 장착되는 장착부를 가지고 그 하부에 영구자석을 포함하는 모터 회전자가 마련되어 있는 허브부와, 베이스에 설치되는 것으로 모터 회전자에 대응하는 위치에 마련되는 모터 고정자를 구비하며, 폴리곤 미러와 장착부 사이에 설치되어 폴리곤 미러의 오염을 방지하는 폴리곤 미러 오염방지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 종래의 발명과 달리 폴리곤 미러 모서리에서의 와류 발생을 방지할 수 있고, 조립 정밀도에 영향을 적게 받는 향상된 성능의 폴리곤 미러 유니트를 제작할 수 있다.

Description

폴리곤 미러 유니트 {Polygon mirror unit}
도 1은 종래의 광주사장치의 광학적인 배치를 보인 개략적인 사시도이다.
도 2는 종래의 폴리곤 미러 유니트를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 종래의 폴리곤 미러 유니트를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 광학계 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 유니트를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 오염방지부를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 폴러곤 미러 오염방지부를 도시한 측단면도이다.
도 8은 도 7의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 9는 폴리곤 미러 유니트 회전시 미러면 주위의 압력 분포를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101...광원 102...콜리메이터 렌즈
103...슬릿(slit) 104...실린더 렌즈
105...폴리곤 미러 유니트 105a..폴리곤 미러
106...구동원 A.....부주사방향
107...fθ렌즈 108...결상용 미러
109...감광체 111...동기신호검출센서
112...집속렌즈 115...동기신호검출부
120...빔 스프리터 B.....주주사방향
200...베이스 210...고정자
220...허브부 222...모터 회전자
224...중공부 226...장착부
250...폴리곤 미러 오염방지부 252...돌출부
254...중공부 260...지지부
262...동압 베어링부 264...스러스트 마그네트
270...고정부 272...스러스트 마그네트
276...체결공
본 발명은 폴리곤 미러 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리곤 미러의 오염 방지를 위한 기구물과 이를 구비한 폴리곤 미러 유니트의 조립 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리곤 미러를 구비하는 폴리곤 미러 유니트는 광주사장치에 사용된다. 광주사장치는 레이저 프린터, 디지털 복사기, 바코드 리더, 팩시밀리 등의 기기에 채용되는 것으로, 폴리곤 미러 유니트에 의한 주주사와, 피노광체의 회전에 의한 부주사를 통하여 피노광체에 대해 잠상을 형성한다.
폴리곤 미러는 그 측면에 복수의 반사면을 구비하는 것으로, 소정의 방향으로 회전 구동되면서 광원에 의한 입사광을 편향 주사시켜 피노광체에 잠상을 형성한다. 따라서, 폴리곤 미러의 오염은 수평동기신호를 제대로 입력받지 못하게 되므로, 피노광체에는 정상적인 잠상이 형성되지 않는다. 따라서, 고속/장수명을 요하는 레이저 프린터와 같은 화상형성장치에서는 오염을 방지할 수 있는 오염방지 기구가 필수적이다.
도 1은 종래의 광주사장치의 광학적인 배치를 보인 개략적인 사시도이고, 도 2는 종래의 폴리곤 미러 유니트를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 폴리곤 미러 유니트를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 광주사장치는 광을 생성 조사하는 광원(1)과, 이 광원(1)에서 출사된 빔이 피노광체(9)에 주사 되도록 입사광을 편향시키는 폴리곤 미러 유니트(5)와, 이 폴리곤 미러 유니트(5)에서 편향되는 빔에 포함된 에러를 보정하는 fθ렌즈(7)를 포함한다. 또한, 광원(1)과 폴리곤 미러 유니트(5) 사이의 광 로 상에는 광원(1)에서 조사된 발산광을 집속시키는 콜리메이팅렌즈(2)와, 광을 정형하는 실린더렌즈(3)가 구비되어 있다.
상기 폴리곤 미러 유니트(5)는 구동원(5a)과, 이 구동원(5a)에 의해 회전되는 폴리곤 미러(5b)를 포함한다. 따라서, 상기 광원(1)에서 조사된 빔은 상기 폴리곤 미러(5b)의 회전에 따라 그 반사되는 방향이 바뀌면서 주사 방향이 결정된다. 그러므로, 폴리곤 미러(5b)가 시계방향으로 회전시, 상기 폴리곤 미러(5b)에 입사된 빔은 피노광체(9)에 화살표 A로 나타낸 바와 같은 방향으로 주주사 된다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 광주사장치에 있어서, 상기 폴리곤 미러(5b)가 외부로부터의 이물질에 의해 오염되는 경우 광주사에 치명적인 영향을 미치므로, 이를 방지할 필요가 있다.
이와 관련하여 폴리곤 미러의 오염을 방지하기 위해 아래와 같은 기술들이 발명되었다.
1993년 3월 26일자로 공개된 일본국 특허공개공보 특개평5-72495호(발명의 명칭 : 레이저빔 프린터)에 폴리곤 미러 오염방지용 커버가 개시되어 있다. 이 개시된 커버는 광주사장치를 포함하는 광학 박스와는 별도로 마련되는 것으로, 폴리곤 미러를 덮도록 상기 광학 박스 내에 마련되어 있다. 또한, 커버의 일측에는 빔이 출입하는 홈이 형성되어 있으며, 이 홈에는 홀더를 통하여 글래스가 결합 설치되어 있다. 이와 같이, 커버를 통하여 폴리곤 미러를 덮음으로써, 동작시 폴리곤 미러의 미러면이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또 다른 관련 기술로 폴리곤 미러 주변의 공기 정체 현상을 발생시키는 와류 를 방지하는 장치가 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 폴리곤 미러(5b)의 상면에 원형의 구조물인 폴리곤 미러 오염방지부(30)를 부착하여, 상기 오염방지부(30)가 미러(5b) 주변에 발생되는 와류를 제거시킨다.
상기한 바와 같이 종래의 폴리곤 미러 유니트(5)는 허브부(20)에 고정된 폴리곤 미러(5b) 상부에 오염방지부(30)가 부착되고, 그 위에 고정부(40)가 조립된다.
따라서, 폴리곤 미러(5b)와 오염방지부(30)는 면접촉을 하게 되므로, 오염방지부(30)의 표면조도나 평탄도가 좋지 않을 경우 조립 정밀도가 떨어지게 된다. 이로 인해 폴리곤 미러(5b)의 빔편향 특성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 고정부(40)는 폴리곤 미러(5b)를 고정부(40)에 고정시키는 역할 이외에 다른 역할은 수행하지 않으므로 효율성이 떨어진다. 그리고, 상기와 같은 구성에서는 폴리곤 미러(5b)의 회전시 발생되는 스러스트 력을 지지하기 위한 별도의 장치가 설치되어야 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 폴리곤 미러 모서리에서 발생되는 와류를 방지함과 동시에 조립시 오염방지부의 표면조도나 평탄도에 영향을 받지 않는 폴리곤 미러 유니트를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 폴리곤 미러의 고속 회전시에도 안정적인 빔 편향 기능을 수 행할 수 있는 폴리곤 미러 유니트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트는, 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 지지부에 회전 가능하게 결합되는 것으로 그 상부에 폴리곤 미러가 장착되는 장착부를 가지고 그 하부에 영구자석을 포함하는 모터 회전자가 마련되어 있는 허브부와, 상기 베이스에 설치되는 것으로 상기 모터 회전자에 대응하는 위치에 마련되는 모터 고정자를 구비하는 폴리곤 미러 유니트에 있어서, 상기 폴리곤 미러와 상기 장착부 사이에 설치되어 상기 폴리곤 미러의 오염을 방지하는 폴리곤 미러 오염방지부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트는, 상기 폴리곤 미러의 상측에 설치되는 것으로, 상기 폴리곤 미러를 상기 허브부에 고정시키는 고정부;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트의 상기 폴리곤 미러 오염방지부에는 상기 폴리곤 미러를 상기 고정부 측으로 가압하는 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 상기 돌출부는, 상기 폴리곤 미러 오염방지부의 내측에 형성되어 상기 폴리곤 미러를 탄성적으로 가압하며, 상기 폴리곤 미러와 선접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트에 있어 서, 상기 지지부는 공기동압 또는 유체동압에 의하여 상기 허브부를 지지하는 동압 베어링부이고, 상기 동압 베어링부의 상부와 상기 고정부의 하부에는 스러스트 마그네트가 소정 간격 이격된 채로 마주보도록 설치되어 상기 스러스트 마그네트 상호간의 자기적 척력에 의해 상기 고정부가 상기 동압 베어링부를 스러스트 방향으로 지지하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 유니트 및 이를 채용한 광주사장치에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광주사장치의 광학계 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 유니트를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 오염방지부를 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 폴러곤 미러 오염방지부를 도시한 측단면도이고, 도 8은 도 7의 일부분을 확대한 단면도이고, 도 9는 폴리곤 미러 유니트 회전시 미러면 주위의 압력 분포를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트(Polygon mirror unit)는 디지털 복사기, 전자사진방식 화상형성장치, 팩시밀리, 바코드 판독기 등에 채용되는 광주사장치 에 사용된다. 이하에서는 전자사진방식 화상형성장치의 광주사장치인 LSU(Laser Scanning Unit)에 채용되는 광주사장치를 예로 들어 본 발명의 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 본 실시예의 폴리곤 미러 유니트는 LSU에 사용되는 폴리곤 미러 유니트를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 유니트(105)가 채용되는 광주사장치는 소정의 방향으로 회동하는 감광체(109)에 대해 광을 주사하는 것으로, 광원(101)과, 콜리메이터 렌즈(102)와, 슬릿(103)과, 실린더 렌즈(104)와, 빔 스프리터(120)와, 폴리곤 미러 유니트(105)와, 구동원(106)과, fθ렌즈(107)와, 결상용 미러(108)와, 동기신호검출부(115) 등의 광학 구성요소들을 구비한다.
광원(101)은 구동회로에 의해 온/오프 제어되어 피노광체의 정전잠상이 형성될 부분에 대해서만 광을 조사할 수 있도록 광변조하면서 화상 신호에 대응되는 적어도 하나의 광을 생성하여 조사한다. 상기 광원(101)은 하나의 주사선을 형성하는 구조에 채용되는 경우에는 단일 빔을 생성하여 조사하는 구성을 가진다. 반면, 멀티 빔을 주사하는 방식의 광주사장치에 채용되는 경우에는 광원모듈을 구성하며, 각각 독립적으로 광변조되는 다수의 빔을 생성하여 조사한다. 광원(101)으로는 모서리 발광 레이저 다이오드(Edge Emitting Diode), 표면광 레이저 다이오드(VCSEL : Vertical Cavity Surface Emitting Laser), 발광소자(LED : Light Emitting Device) 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 광원(101) 그 자체의 구성은 당해 분야에서 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
콜리메이터 렌즈(102)는 광원(101)과 이격되게 설치되며, 광원(101)에서 조사된 광을 집속시켜 광축에 대해 평행광 또는 수렴광으로 만들어준다. 슬릿(103)은 콜리메이터 렌즈(102)의 끝면에 부착되어 콜리메이터 렌즈(102)를 통과하는 광을 제한한다. 실린더 렌즈(104)는 슬릿(103)을 통과한 광을 폴리곤 미러 유니트(105) 에 선형으로 결상시킨다.
빔 스프리터(120)는 폴리곤 미러 유니트(105) 및 fθ렌즈(107) 사이에서, 폴리곤 미러 유니트(105) 및 fθ렌즈(107)와 동일 수평면 상에 배치되어, 실린더 렌즈(104)를 통과한 광 중 일부는 투과시키고, 일부는 반사시킨다. 상기 빔 스프리터(120)는 입사된 광 중 50%를 투과시키는 하프 미러를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리곤 미러 유니트(105)는 빔 스프리터(120)로부터 반사된 광을 수평방향으로 등선속으로 이동시켜 스캐닝(scanning)한다. 폴리곤 미러 유니트(105)로 입사되는 광의 경로는 폴리곤 미러 유니트(105)로부터의 광 반사경로와 대략 반대 방향이 된다. 상기 폴리곤 미러 유니트(105)를 화살표 A 방향으로 회전시키면, 광은 화살표 B 방향(주주사방향)으로 광주사하여 감광체(109)의 표면에 화상정보를 기록한다.
이 폴리곤 미러 유니트(105)의 예로서 도면에 도시된 바와 같은 구조의 폴리곤 미러 장치를 들 수 있다. 이 폴리곤 미러 장치는 폴리곤 미러(105a)를 소정의 속도로 회전시키는 구동원(106)과, 이 구동원(106)에 대해 회전 가능하게 설치된 폴리곤 미러(105a)를 포함한다. 폴리곤 미러(105a)는 그 측면에 형성된 복수의 반사면(105b)을 포함하는 것으로, 회전 구동되면서 입사광을 편향 주사시킨다. 여기서 폴리곤 미러 유니트(105)는 상기한 구조의 폴리곤 미러 장치에 한정되는 것은 아니며, 입사광을 편향 주사시키는 홀로그램 디스크 타입 폴리곤 미러 유니트, 갈바노미터 타입 주사장치 등을 채용하는 것도 가능하다. 상기 폴리곤 미러 유니트(105)에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.
fθ렌즈(107)는 폴리곤 미러 유니트(105)와 결상용 미러(108) 사이의 광경로 상에 배치된다. fθ렌즈(107)는 적어도 일 매의 렌즈로 구성되는 것으로, 폴리곤 미러 유니트(105)에서 편향된 광을 주주사방향(B방향)과 부주사방향(A방향)에 대해 서로 다른 배율로 보정하여 감광체(109)에 결상되도록 한다. 여기서, 부주사방향은 감광체(109)의 회전 방향을 말하며, 주주사방향은 도시된 바와 같이 감광체(109)의 축방향(B방향) 즉, 폴리곤 미러 유니트(105)를 통하여 광이 편향되는 방향을 가리킨다. 상기 fθ렌즈(107)는 생산성 향상 및 가격 절감을 위해 플라스틱으로 사출성형되는 것이 바람직하다.
결상용 미러(108)는 fθ렌즈(107)를 통과한 광을 반사시켜 결상면인 감광체(109)의 피노광면에 점상으로 결상시킨다. 결상용 미러(108)는 피노광면으로 향하는 주사선이 감광체(109)의 이송방향인 부주사방향과 직각을 이루도록 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.
동기신호검출부(115)은 광원(101)에서 조사된 광의 일부를 수광하여, 주사광의 수평동기를 맞추어 준다. 이를 위하여, 동기신호검출부(115)은 폴리곤 미러 유니트(105)에서 편향되고, fθ렌즈(107)를 투과한 광의 일부를 수광하는 동기신호검출센서(111)와, fθ렌즈(107)와 동기신호검출센서(111) 사이에 배치되어 입사광의 진행 경로를 바꾸어주는 반사 미러(110)와 이 반사 미러(110)에서 반사된 광을 집속시키는 집속렌즈(112)를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 상기 폴리곤 미러 유니트(105)에 대해 상세히 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 유니트(Polygon mirror unit, 105)는 베이스(200)와, 모터 고정자(210)와, 지지부(260)와, 허브부(220)와, 폴리곤 미러(105a)와, 폴리곤 미러 오염방지부(250)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 폴리곤 미러 유니트(105)는 폴리곤 미러(105a)를 허브부(220)에 고정시키는 고정부(270)를 더 구비할 수도 있다.
베이스(200)는 평판 형태의 판상 부재로서, 상기 베이스(200)에는 후술하는 모터 고정자(210)가 설치된다. 모터 고정자(210)는 베이스(200)에 고정되도록 설치되는 것으로서, 권선된 코일(214)을 포함하는 스테이터 코어(212)를 구비한다. 상기 코일(214)에 전류가 인가되면 후술할 모터 회전자(222)와 코일(214) 사이에는 전자기력이 발생된다. 상기 전자기력에 의해 후술하는 허브부(220)가 소정의 방향으로 회전하게 된다. 모터 고정자(210)의 내측에는 중공부(216)가 형성된다.
지지부(260)는 상기 베이스(200)에 설치되는 것으로, 상기 중공부(216)에 삽입되어 후술하는 허브부(220)를 회전 가능하게 지지한다. 지지부(260)는 축 형상의 부재로서, 공기동압 또는 유체동압에 의하여 허브부(220)를 회전 가능하게 지지한다. 지지부(260)는 동압 베어링부(262)인 것이 바람직하다.
이하에서는 설명의 편의상 상기 동압 베어링부(262)가 공기 동압에 의해 동작하는 공기 동압 베어링부인 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 동압 베어링부(262)와 허브부(220)는 공기 동압 베어링을 구성하며, 본 실시예에 있어서는 동압 베어링부(262)가 정지 상태로 사용되고, 허브부(220)가 회전 상태로 사용된다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 동압 베어링부(262)의 외주면에는 그루브가 형성 된다. 상기 그루브(미도시)는 공기 동압을 발생시키는 복수개의 홈으로 구성되며, 각 홈은 소정 형상 예컨대, ">" 형상과 같은 형상을 가진다. 상기 허브부(220)의 회전 운동시 공기 유동이 상기 그루브(미도시)의 홈을 따라 안내되면서 공기 동압이 발생된다. 따라서, 동압 베어링부(262)는 상기와 같이 발생된 동압에 의해 허브부(220)를 회전 가능하게 지지한다. 본 실시예에서는 동압 베어링부(262)의 외주면에 그루브가 형성된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 그루브는 허브부(220)의 내주면에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 동압 베어링부(262)의 상부에는 S극과 N극을 가지는 스러스트 마그네트(264)가 설치된다. 상기 스러스트 마그네트(264)에 대해서는 후술하는 고정부(270)에 설치된 스러스트 마그네트(272)의 설명시 함께 설명한다.
허브부(220)는 베이스(200)에 설치되는 지지부(260)에 회전 가능하게 결합되는 것으로 그 상부에는 폴리곤 미러(105a)가 장착되는 장착부(226)를 가지고, 그 하부에는 영구자석을 포함하는 모터 회전자(222)가 마련된다. 허브부(220)는 모터 고정자(210)와 모터 회전자(222) 사이에서 발생되는 전자기력에 의해 회전되며, 그 내부에는 상기 지지부(260)가 삽입되는 중공부(224)가 마련된다. 즉, 허브부(220)는 상기 지지부(260)를 감싸도록 설치되어, 그 내측에 형성된 중공부(224)와 지지부(260)는 동압 베어링을 구성하게 된다.
상기 허브부(220)의 하부에는 상기 모터 고정자(210)와 마주보도록 형성되어 상기 허브부(220)를 회전시키는 모터 회전자(222)가 설치된다. 모터 회전자(222)는 영구자석을 포함한다. 모터 회전자(222)는 상술한 바와 같이 코일(214)에 전류가 인가되는 경우 그 사이에 전자기력이 발생되며, 이 전자기력에 의해 허브부(220)는 소정의 방향으로 회전하게 된다. 허브부(220)의 외측 상부에는 후술하는 폴리곤 미러 오염방지부(250)가 장착되는 장착부(226)가 마련된다.
폴리곤 미러(105a)는 허브부(220)의 상측에 삽입 장착된다. 폴리곤 미러(105a)의 내부에는 중공부(105c)가 형성되는 것이 바람직하다. 폴리곤 미러(105a)는 상기 중공부(105c)가 허브부(220)의 외주에 삽입되도록 설치된다. 폴리곤 미러(105a)는 후술하는 폴리곤 미러 오염방지부(250)와 고정부(270)에 의해 지지된다. 따라서, 폴리곤 미러 오염방지부(250)의 상면과 고정부(270)의 하면은 고정밀의 표면을 갖도록 경면가공되는 것이 바람직하다. 폴리곤 미러(105a)의 구성은 광주사장치의 설명시 상세히 설명하였으므로, 여기에서는 그 자세한 설명을 생략한다.
고정부(270)는 폴리곤 미러(105a)의 상측에 설치되는 것으로, 폴리곤 미러(105a)를 허브부(220)에 고정시킨다. 고정부(270)에는 상기 고정부(270)를 허브부(220)에 고정시키기 위한 적어도 하나의 체결공(276)이 마련된다. 고정부(270)의 하부에는 스러스트 마그네트(272)가 설치된다. 상기 스러스트 마그네트(272)는 동압 베어링부(262)의 상부에 설치된 스러스트 마그네트(264)와 소정 간격 이격된 채로 마주보도록 배치된다. 상기와 같이 배치된 스러스트 마그네트(264, 272) 상호간의 자기적 척력에 의해 고정부(270)가 동압 베어링부(262)를 스러스트 방향으로 지지하게 된다. 즉, 고정부(270)의 하부와 동압 베어링부(262)의 상부에 설치된 스러스트 마그네트(264, 272)는 스러스트 베어링의 기능을 한다.
상기 스러스트 마그네트(264, 272)를 상세히 설명하기 위해 설명의 편의상 고정부(270)에 설치된 스러스트 마그네트(272)를 제1스러스트 마그네트(272)라 하고, 동압 베어링부(262)에 설치된 스러스트 마그네트(264)를 제2스러스트 마그네트라 한다. 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)는 소정 간격 이격된 채로 상호 마주하도록 설치되어 상호간의 자기적 척력에 의하여 동압 베어링부(262)를 축방향으로 비접촉 지지한다. 이를 위하여, 상기 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)는 그 자극 배치 및 형상이 특정되어야 한다.
제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)의 자극 배치를 살펴보면, 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264) 각각은 S극과 N극을 가지는 영구자석으로서, N극이 상호 마주하도록 배치된다. 이 경우, 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264) 사이에 자기적인 척력이 발생되므로, 동압 베어링부(262)의 상부는 고정부(270)의 하부에 비접촉된다. 한편, 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)는 S극이 상호 마주보도록 배치되는 구성도 가능하다.
제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)의 형상을 살펴보면, 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)는 스러스트 방향의 힘을 지지하기 위해 서로 평행하게 배치된다. 제1스러스트 마그네트(272)는 원뿔대 형상을 가지는 것으로 상기 고정부(270)의 하부에 돌출 형성되고, 제2스러스트 마그네트(264)가 제1스러스트 마그네트(272)에 대응되는 형상으로 동압 베어링부(262)의 상부에 인입되도록 형성될 수도 있다. 이 경우에는 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)는 축 방향의 스러스트력뿐 아니라, 반경 방향의 레이디얼 힘도 지지할 수 있다. 따라서, 상기 제1스러스트 마그네트(272)의 형상은 원뿔대 형상이나 반구 형상 등과 같이 고정부(270)의 하부로부터 돌출되거나 인입되도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264)가 평판 형태로 배치된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 다양한 변형 실시가 가능하다.
또한, 제1 및 제2스러스트 마그네트(272, 264) 대신 직접 접촉 방식으로 동압 베어링부(262)를 축방향으로 지지하는 구성도 가능하다. 즉, 상술한 바와 같이 고정부(270)는 폴리곤 미러(105a)를 고정하는 역할 이외에도 스러스트 력을 지지하는 역할도 수행하게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리곤 미러 오염방지부(250)에 대해 상세히 설명한다.
도 5를 참조하면, 폴리곤 미러 오염방지부(250)는 폴리곤 미러(105a)와 장착부(226) 사이에 설치되어 미러의 모서리 부분에서 발생되는 와류를 제거시켜 폴리곤 미러(105a)의 오염을 방지한다. 폴리곤 미러 오염방지부(250)는 허브부(220)에 끼워져 장착부(226)에 장착되며, 그 위에 폴리곤 미러(105a)가 장착된다. 그리고 나서, 폴리곤 미러 오염방지부(250)와 폴리곤 미러(105a)는 고정부(270)에 의해 허브부(220)에 고정된다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 폴리곤 미러 오염방지부(250)는 지지부(260)에 삽입되는 중공부(254)를 그 내측에 가진다. 또한, 폴리곤 미러 오염방지부(250)에는 폴리곤 미러(105a)를 고정부(270) 측으로 가압하는 돌출부(252)가 마련된다. 상기 돌출부(252)는 폴리곤 미러 오염방지부(250)의 내측에 형성되어 폴리곤 미러(105a)를 고정부(270) 측으로 탄성적으로 가압하는 탄성체인 것이 바람직하다. 돌 출부(252)는 중공부(254) 측으로 향하는 끝단이 상측으로 향하도록 형성되며, 폴리곤 미러(105a)의 아래측면과 선접촉되도록 형성되는 것이 바람직하다. 돌출부(252)는 프레스 가공 등의 가공 방법에 의해 형성되며, 폴리곤 미러(105a)의 하면에 선접촉으로 닿아 폴리곤 미러 오염방지부(250)를 지지한다.
도 9를 참조하면, 폴리곤 미러 오염방지부(250)를 채용한 폴리곤 미러 유니트(105)는 도시된 바와 같이 폴리곤 미러(105a)의 회전시 미러 주변의 압력 분포를 균일하게 만들어 주어 오염을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면, 본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트(105)는 종래 발명과 달리 폴리곤 미러 오염방지부(250)를 폴리곤 미러(105a)와 선접촉하도록 그 하측에 설치함으로써 폴리곤 미러(105a) 모서리에서의 와류 발생을 방지할 수 있고, 조립 정밀도에 영향을 적게 받는 향상된 성능의 폴리곤 미러 유니트(105)를 제작할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리곤 미러 유니트는 종래 발명과 달리 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 폴리곤 미러의 모서리에서 발생되는 와류를 방지하여 미러 주변의 압력 분포를 균일하게 만들어 줌으로써, 비산 오일이나 분진에 의한 폴리곤 미러의 오염을 방지할 수 있다.
둘째, 폴리곤 미러에 접촉되는 돌출부가 폴리곤 미러와 선접촉 되므로, 표면 조도나 평탄도에 의한 영향을 최소화하여 폴리곤 미러 유니트의 조립 성능을 향상시킬 수 있다.
셋째, 폴리곤 미러는 돌출부의 스프링력(탄성력)에 의해 탄성적으로 가압 지지되므로 회전시 슬립현상이 발생되지 않는다.
넷째, 폴리곤 미러는 허브부에 형성된 고정밀로 가공된 장착부와 고정부 사이에서 강하게 고정되므로 고속 회전시에도 안정적인 빔 편향 기능을 수행할 수 있다.
다섯째, 고정부에 스러스트 마그네트가 포함되어 스러스트 베어링 역할을 하므로, 종래 발명에 비해 부품수를 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 지지부에 회전 가능하게 결합되는 것으로 그 상부에 폴리곤 미러가 장착되는 장착부를 가지고 그 하부에 영구자석을 포함하는 모터 회전자가 마련되어 있는 허브부와, 상기 베이스에 설치되는 것으로 상기 모터 회전자에 대응하는 위치에 마련되는 모터 고정자를 구비하는 폴리곤 미러 유니트에 있어서,
    상기 폴리곤 미러와 상기 장착부 사이에 설치되어 상기 폴리곤 미러의 오염을 방지하는 폴리곤 미러 오염방지부;
    상기 폴리곤 미러의 상측에 설치되는 것으로, 상기 폴리곤 미러를 상기 허브부에 고정시키는 고정부;를 구비하며,
    상기 폴리곤 미러 오염방지부에는 상기 폴리곤 미러를 상기 고정부 측으로 가압하는 돌출부가 형성되어 있으며,
    상기 돌출부는 상기 폴리곤 미러 오염방지부의 내측에 형성되어 상기 폴리곤 미러를 탄성적으로 가압하며 상기 폴리곤 미러와 선접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 폴리곤 미러 유니트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부는 공기동압 또는 유체동압에 의하여 상기 허브부를 지지하는 동압 베어링부이고, 상기 동압 베어링부의 상부와 상기 고정부의 하부에는 스러스트 마그네트가 소정 간격 이격된 채로 마주보도록 설치되어 상기 스러스트 마그네트 상호간의 자기적 척력에 의해 상기 고정부가 상기 동압 베어링부를 스러스트 방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는 폴리곤 미러 유니트.
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