KR19990018629A - Laser scanning unit - Google Patents
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Abstract
레이저 빔을 결상면으로 편향시키는 폴리건 미러에 양력을 발생시켜 폴리건 미러를 지지하는 폴리건 미러 지지부와, 이 폴리건 미러 지지부재를 초고속 회전시키도록 하는 베어링 장치가 상호 무접촉 되는 초기 부상 시간을 단축시켜 베어링 장치와 폴리건 미러 지지부재의 마멸에 따른 수명 감소를 방지한 스캐닝 모터를 구비한 레이저 스캐닝 유닛트가 개시되고 있으며, 본 발명에 의하면 폴리건 미러에 폴리건 미러를 구비한 회전체의 전체 하중을 경감시키도록 양력 발생부를 형성하여 폴리건 미러를 구비한 부싱과 부싱을 밀어내어 무접촉 회전하도록 하는 동압발생부와의 마찰시간을 감소시켜 스캐닝 모터의 수명 증대 및 성능 안정성을 도모할 수 있다.Reduces the initial injury time between the polygon mirror support that generates lift on the polygon mirror that deflects the laser beam to the imaging plane and supports the polygon mirror, and the bearing device that makes the polygon mirror support member rotate at high speed without contact. A laser scanning unit having a scanning motor which prevents a decrease in life due to wear of the device and the polygon mirror support member is disclosed, and according to the present invention lifts to reduce the total load of a rotating body having a polygon mirror in the polygon mirror. It is possible to increase the lifespan and performance stability of the scanning motor by reducing the friction time between the bushing having the polygon mirror and the dynamic pressure generating unit to push out the bushing without contact with the polygon mirror.
Description
본 발명은 레이저 스캐닝 유닛트에 관한 것으로, 특히 레이저 빔을 결상면으로 편향시키는 폴리건 미러에 양력을 발생시켜 폴리건 미러를 지지하는 폴리건 미러 지지부와, 이 폴리건 미러 지지부재를 초고속 회전시키도록 하는 베어링 장치가 상호 무접촉 되는 초기 부상 시간을 단축시켜 베어링 장치와 폴리건 미러 지지부재의 마멸에 따른 수명 감소를 방지한 스캐닝 모터를 구비한 레이저 스캐닝 유닛트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser scanning unit. In particular, a polygon mirror support for generating lift on a polygon mirror for deflecting a laser beam to an imaging plane to support a polygon mirror, and a bearing device for rotating the polygon mirror support member at a high speed. The present invention relates to a laser scanning unit having a scanning motor which shortens initial contact time without contact with each other and prevents a reduction in service life due to wear of a bearing device and a polygon mirror support member.
공지된 바와 같이, 레이저 프린터는 레이저 출사 장치중 하나인 레이저 다이오우드 및 면발광다이오우드등에 의해 출사된 레이저 빔을 감광드럼과 같은 결상면에 정전잠상이 형성되도록 스캐닝 모터에 의해 편향시킨 후, 정전잠상이 형성된 결상면에 정전잠상에 대하여 역대전된 현상 물질인 토너를 피착시키고, 피착된 토너를 열융착시키는 메카니즘을 갖고 있다.As is known, a laser printer deflects a laser beam emitted by one of the laser emitting devices, a laser diode, a surface emitting diode, and the like, by a scanning motor such that an electrostatic latent image is formed on an imaging surface such as a photosensitive drum, and then the electrostatic latent image is removed. A toner, which is a developing material reversed against an electrostatic latent image, is deposited on the formed imaging surface, and has a mechanism for thermally fusion of the deposited toner.
이와 같이 출사된 레이저 빔을 점상으로 결상면에 편향시키는 역할을 하는 스캐닝 모터는 그 기능을 충분히 발휘하기 위해서는 흔들림이나 진동이 없을 뿐만 아니라 초고속 회전 성능을 요구한다.The scanning motor, which serves to deflect the emitted laser beam onto the image plane in a dot shape, requires not only shaking or vibration but also ultra-fast rotational performance in order to fully exhibit its function.
이 스캐닝 모터가 이처럼 정밀한 회전 성능을 요구하는 이유로는, 스캐닝 모터에 흔들림 또는 진동이 발생하였을 경우 레이저 빔의 편향 경로를 벗어난 지점에 정전잠상이 형성됨으로써 해상도가 낮아지고 심하게는 인쇄 품질이 현저하게 저하되며, 초고속 회전 성능은 인쇄 속도와 밀접한 연관성이 있기 때문이다.The reason why this scanning motor requires such precise rotational performance is that, if shaking or vibration occurs in the scanning motor, an electrostatic latent image is formed at a point outside the deflection path of the laser beam, resulting in lower resolution and severely lower print quality. Ultra-high rotational performance is closely related to print speed.
이와 같은 스캐닝 모터의 성능을 만족시키기 위해서는 필수적으로 스캐닝 모터가 초고속 회전하면서 진동 및 흔들림이 발생하지 않도록 하는 역할을 하는 베어링 장치와, 레이저 빔을 편향시키는 폴리건 미러의 형상 균일성과, 기타 여러 주변 장치의 정밀도가 충족되어야만 한다.In order to satisfy the performance of such a scanning motor, a bearing device that serves to prevent vibration and shaking from occurring while the scanning motor rotates at a high speed, and the shape uniformity of the polygon mirror that deflects the laser beam, Precision must be met.
이와 같은 베어링 장치로 통상 구름 진동을 발생시키는 구름 베어링은 적합하지 않으며, 최근들어 급속한 개발이 진행되고 있는 미끄럼 베어링중 초고속 및 정밀하게 작동하는 유체 베어링 장치가 사용되고 있다.As such a bearing device, a rolling bearing that generally generates rolling vibrations is not suitable, and a fluid bearing device that operates at high speed and precision among sliding bearings, which has been rapidly developed in recent years, has been used.
실제로 유체 베어링 장치가 초고속 및 회전 정밀도를 높여준다 하더라도 레이저 빔을 편향시키는 폴리건 미러의 형상 및 성능이 저하될 경우 폴리건 미러에 의해 최종적으로 편향되는 레이저 빔의 편향 경로가 변경되므로 폴리건 미러의 성능 향상을 위한 개발이 꾸준히 진행되고 있는 실정이다.In fact, even if the fluid bearing device increases the ultra-high speed and rotational accuracy, if the polygon mirror deflecting the laser beam is degraded, the deflection path of the laser beam ultimately deflected by the polygon mirror is changed. Development for this situation is steadily progressing.
그러나, 이와 같은 종래 유체 베어링 장치를 갖는 스캐닝 모터를 구비한 레이저 스캐닝 유닛트에 있어서, 유체 베어링 장치는 스캐닝 모터가 정지 상태로부터 소정 회전수에 도달하기 이전에는 유체 베어링 장치와 회전체가 접촉한 상태로 회전하게 되어 유체 베어링 장치와 회전체에 마멸이 발생하게 되어 스캐닝 모터의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.However, in the laser scanning unit having a scanning motor having such a conventional fluid bearing device, the fluid bearing device is in a state in which the fluid bearing device and the rotor are in contact with each other before the scanning motor reaches a predetermined rotational speed from the stationary state. Rotation causes wear to the fluid bearing device and the rotating body, thereby reducing the life of the scanning motor.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 스캐닝 모터가 초기 구동될 때 폴리건 미러에 폴리건 미러를 상방으로 밀어 올리는 양력이 발생하도록 하여 유체 베어링 장치와 회전체가 접촉하면서 회전하는 시간을 최소로 하여 유체 베어링 장치와 회전체의 마멸이 최소가 되도록 하여 스캐닝 모터의 내구성을 최대로 증가시켜 수명이 연장된 스캐닝 모터를 구비한 레이저 스캐닝 유닛트를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to generate a lift force that pushes the polygon mirror upwards on the polygon mirror when the scanning motor is initially driven, thereby causing the fluid bearing device to rotate. The present invention provides a laser scanning unit having a scanning motor having a longer life by minimizing abrasion of the fluid bearing device and the rotating body by minimizing the rotation time while the whole is in contact.
도 1은 본 발명에 의한 레이저 스캐닝 모터를 구비한 레이저 스캐닝 유닛트를 도시한 사시도.1 is a perspective view of a laser scanning unit with a laser scanning motor according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 스캐닝 모터의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of a scanning motor according to the present invention;
도 3은 폴리건 미러를 도시한 평면도.3 is a plan view of a polygon mirror;
도 4a는 도 3의 B-B' 단면도.4A is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG.
도 4b는 곡선을 갖는 양력 발생부를 도시한 도 3의 B-B' 단면도.4B is a cross-sectional view taken along line B-B 'of FIG.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
200: 스캐닝 모터 210: 폴리건 미러200: scanning motor 210: polygon mirror
217: 관통공 220: 허브217: through hole 220: hub
230: 부싱230: bushing
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 레이저 스캐닝 유닛트는 레이저 빔을 출사하는 출사수단과, 일정속도로 회전하여 레이저 빔을 결상면의 소정 위치로 편향시키기 위해 측부에 다수개의 경면들을 갖는 편향수단과, 편향수단에 의해 편향된 레이저 빔을 상기 결상면에 결상 시키는 결상수단을 포함하는 레이저 스캐닝 유닛트에 있어서;The laser scanning unit for achieving the object of the present invention comprises the output means for emitting a laser beam, the deflection means having a plurality of mirror surfaces on the side to rotate at a constant speed to deflect the laser beam to a predetermined position of the image plane; A laser scanning unit comprising imaging means for imaging the laser beam deflected by the deflection means on the imaging surface;
편향수단에는 양력을 발생시켜 하중을 경감시키기 위한 양력발생수단이 형성된 것을 특징으로 한다.The biasing means is characterized in that the lifting generating means for generating a lifting force to reduce the load is formed.
바람직하게, 양력 발생수단은 폴리건 미러의 양면을 경사지게 관통된 관통공인 것을 특징으로 한다.Preferably, the lifting force generating means is a through hole obliquely penetrating both sides of the polygon mirror.
선택적으로, 관통공의 형상은 타원 형상인 것을 특징으로 하며, 선택적으로, 관통공의 단면은 양력을 증대시키기 위해 헬리컬 곡선 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.Optionally, the shape of the through hole is an elliptical shape, and optionally, the cross section of the through hole is formed in a helical curved shape to increase lift.
이하, 본 발명 레이저 스캐닝 유닛트에 적용된 스캐닝 모터의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the scanning motor applied to the laser scanning unit of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
레이저 스캐닝 유닛트는 광원으로 사용되는 레이저 빔을 출사시키는 반도체 레이저 다이오우드(100)와, 반도체 레이저 다이오우드(100)에서 출사된 레이저 빔을 광축에 대하여 평행광으로 만들어 주는 콜리메이터 렌즈(101)와, 콜리메이터 렌즈를 통한 평행광을 부주사 방향에 대해 수평 방향의 선형광으로 만들어주는 실린더형 렌즈(102)와, 실린더형 렌즈(102)를 통한 수평방향의 선형광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝 하는 폴리건 미러(210)를 탑재한 스캐닝 모터(200)를 포함하고 있다.The laser scanning unit includes a semiconductor laser diode 100 that emits a laser beam used as a light source, a collimator lens 101 that makes the laser beam emitted from the semiconductor laser diode 100 parallel to an optical axis, and a collimator lens. Cylindrical lens 102, which makes the parallel light through the horizontal direction to the sub-scanning direction, and a polygon mirror for scanning by moving the linear light in the horizontal direction through the cylindrical lens 102 at an isoline velocity ( And a scanning motor 200 equipped with a 210.
이에 더하여, 광축에 대해 일정한 음의 굴절율을 갖고 폴리건 미러(210)를 통한 등선속도의 광을 주 스캐닝 방향으로 편광시키고 구면수차를 보정하여 스캐닝 면상에 포커스를 맞추어 주는 결상용 렌즈군(105)과, 결상용 렌즈군(105)을 통한 레이저 빔을 수직으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(107)의 표면에 점상으로 결상 시키는 결상용 반사미러(106)와, 결상용 렌즈군(105)을 통한 레이저 빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 수평동기 미러(108)와, 수평동기 미러(108)에서 반사된 레이저 빔을 수광하여 동기를 맞추기 위한 광센서(109)등으로 구성된다.In addition, an imaging lens group 105 having a constant negative refractive index with respect to the optical axis and polarizing light at an isotropic velocity through the polygon mirror 210 in the main scanning direction and correcting spherical aberration to focus on the scanning surface; An imaging reflector 106 for reflecting a laser beam through the imaging lens group 105 vertically to form an image on a surface of the photosensitive drum 107 as an imaging plane, and through the imaging lens group 105. And a horizontal synchronous mirror 108 for reflecting the laser beam in the horizontal direction, and an optical sensor 109 for receiving and synchronizing the laser beam reflected from the horizontal synchronous mirror 108.
도 2는 이와 같은 구성 및 작용을 갖는 레이저 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터의 A-A' 단면도이다.2 is a sectional view taken along line A-A 'of the scanning motor of the laser scanning unit having such a configuration and function.
스캐닝 모터(200)는 전체적으로 보아 폴리건 미러(210)를 포함하고 있는 회전체와, 이 회전체가 고속으로 회전되도록 회전력을 발생시키는 회전력 발생부와, 회전체의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지 및 회전체를 초고속, 정밀하게 회전하도록 진동 및 흔들림, 소음 등을 감소하는 역할을 하는 유체 베어링 장치로 구성되어 있다.The scanning motor 200 as a whole supports a rotating body including the polygon mirror 210, a rotating force generating unit for generating a rotating force so that the rotating body rotates at high speed, and a radial load and a thrust load of the rotating body. And it is composed of a fluid bearing device that serves to reduce vibration and shaking, noise, etc. to rotate the rotating body at high speed and precision.
여기서, 레이저 빔을 결상면으로 편향 주사하는 폴리건 미러(210)는 정 5각, 정 6각, 정 8각을 갖는 다각형 형상의 평판으로, 평판의 중심에는 소정 직경을 갖는 관통공(215)이 형성되어 있고, 이 관통공(215)에는 폴리건 미러(210)가 안착되도록 허브(220)가 끼워진다.Here, the polygon mirror 210 for deflecting the laser beam to the image forming plane is a polygonal flat plate having a regular 5, a 6, and an 8 angle, and a through hole 215 having a predetermined diameter is formed at the center of the flat plate. The hub 220 is fitted into the through hole 215 so that the polygon mirror 210 is seated.
이 허브(220)는 직경이 다른 두 개의 원통을 접합시킨 형상으로, 직경이 작은 원통(220a)은 폴리건 미러(210)의 관통공(215)과 결합되도록 형성되어 있으며, 직경이 큰 원통(220b)의 단부에는 소정 깊이를 갖는 원형 홈이 형성되어 있다.The hub 220 is a shape in which two cylinders of different diameters are bonded to each other, and the small diameter cylinder 220a is formed to be coupled to the through-hole 215 of the polygon mirror 210, and the large diameter cylinder 220b. At the end of the circular groove, a circular groove having a predetermined depth is formed.
이와 같은 허브(220)의 원형 홈에는 원형 홈의 직경보다 다소 큰 속이 꽉 찬 원통 형상으로 원통의 양단 중심을 관통하여 축공이 형성되어 있고, 축공이 형성된 다음 원통의 양단 중심에는 일정 높이와 일정 직경을 갖는 반구 형상의 홈이 형성되어 있되, 반구면이 상호 대향하도록 형성된 부싱(230)이 억지끼워맞춤된다.In the circular groove of the hub 220, a shaft hole is formed through the center of both ends of the cylinder in a cylindrical shape that is somewhat larger than the diameter of the circular groove, and the shaft hole is formed. A hemispherical groove having a shape is formed, but the bushings 230 formed so that the hemispheres face each other are interfitted.
이와 같은 폴리건 미러(210)와, 허브(220)와 부싱(230)은 모두 회전하는 회전체로, 앞서 언급한 부싱(230)에는 회전력 발생 장치와 유체 베어링 장치의 일부분이 형성된다.The polygon mirror 210, the hub 220 and the bushing 230 are all rotating bodies, and the bushing 230 mentioned above is formed with a portion of the rotational force generating device and the fluid bearing device.
이 회전력 발생 장치 중 회전자인 로우터(242)는 부싱(230)의 외주면 소정 위치에 형성되며, 이 로우터(242)와 소정 간격 이격되어 고정자인 스테이터(244)가 형성되어 있다.The rotor 242, which is a rotor, is formed at a predetermined position on the outer circumferential surface of the bushing 230, and a stator 244, which is a stator, is spaced apart from the rotor 242 by a predetermined interval.
한편, 부싱(230)의 축공에는 부싱(230)보다 작은 직경을 갖는 축(250)이 끼워지는 바, 이 축(250)의 양단부중 어느 일측을 통해 일정 길이를 갖고 내경이 형성되어 있는 파이프 형상의 스페이서(260)가 끼워지는 바, 이 스페이서(260)의 설치 의미는 후술하기로 한다.On the other hand, the shaft hole of the bushing 230 is inserted into the shaft 250 having a smaller diameter than the bushing 230, the pipe shape having a predetermined length and formed an inner diameter through any one of both ends of the shaft 250 Bar spacer 260 is fitted, the installation meaning of the spacer 260 will be described later.
스페이서(260)가 축(250)에 끼워진 다음 축(250)의 양단부로는 이 스페이서(260)와 면접하고, 부싱(230)의 반구홈과 동일한 크기를 갖는 반구 형상의 동압발생부재(270)가 억지끼워맞춤되는 바, 이 동압발생부재(270)의 표면에는 부싱(230)을 밀어내는 유체압력을 발생시키도록 소정 깊이를 갖는 스파이럴 형상의 동압발생홈이 다수 개 형성되어 있다.Hemispherical dynamic pressure generating member 270 having the same size as the hemispherical groove of bushing 230 and interviewing the spacer 260 at both ends of the spacer 250 after the spacer 260 is fitted to the shaft 250. Bars are forced to fit, the surface of the dynamic pressure generating member 270 is formed with a plurality of spiral-shaped dynamic pressure generating groove having a predetermined depth to generate a fluid pressure for pushing the bushing 230.
이때, 초고속 회전하는 부싱(230)의 반구홈과 고정되어 있는 동압발생부재(270)가 최소의 마찰력, 즉 무접촉 회전하기 위해서는 필수적으로 소정 간극(clearance)을 필요로 한다.At this time, the dynamic pressure generating member 270 that is fixed to the hemisphere groove of the bushing 230 that rotates at a very high speed requires a predetermined clearance in order to minimize the frictional force, that is, contactless rotation.
여기서, 부싱(230)을 밀어내려는 유체압력은 동압발생부재(270)에서 최대로 발생하는 힘이 일정하다고 가정할 경우 이 간극에 의해 크고 작음에 의해 결정될 것이다.Here, the fluid pressure to push the bushing 230 will be determined by the large and small by this gap assuming that the maximum force generated in the dynamic pressure generating member 270 is constant.
즉, 이 간극이 너무 작을 경우에는 부싱(230)의 반구홈과 동압발생부재(270)가 비교적 자주 접촉되어 고온의 열이 발생하게 되어 파손이 발생할 우려가 있고, 또한 간극이 필요 이상으로 넓을 경우 유체압력이 작게 되어 부싱(230)에는 규칙적인 흔들림이나 떨림이 발생하게 되는 것으로, 이와 같은 간극을 손쉽게 셋팅하기 위해서는 이미 정밀하게 가공된 상태로 조립되는 스페이서(260)를 필요로 하게 된다.In other words, if the gap is too small, the hemisphere groove of the bushing 230 and the dynamic pressure generating member 270 may be in contact with each other frequently, causing high temperature heat to cause breakage, and the gap may be wider than necessary. The fluid pressure is reduced, so that the regular shaking or shaking occurs in the bushing 230. In order to easily set such a gap, the spacer 260 is assembled in an already precisely processed state.
또한, 부싱(230)의 반구홈과 동압발생부재(270)가 상호 무접촉 회전하기 위한 또 하나의 변수로 간극의 넓고 좁음 이외에, 동압발생부재(270)에서 발생할 수 있는 유체압의 크기는 부싱(230)의 회전 속도와도 밀접한 관계가 있다.In addition, the hemispherical groove of the bushing 230 and the dynamic pressure generating member 270 as another variable for contactless rotation of each other, in addition to the wide and narrow gap, the magnitude of the fluid pressure that may occur in the dynamic pressure generating member 270 is bushing It is also closely related to the rotational speed of 230.
이것의 의미는 부싱(230)이 회전력 발생장치에 의해 각속도가 0인 시점으로부터 점차 각속도를 증가시키면서 회전하게 될 때, 동압발생부재(270)에서 발생하는 유체압의 크기 또한 0인 시점으로부터 점차 증가되다가 부싱(230)이 최대 속도로 회전할 때 가장 크게 된다는 것이다.This means that when the bushing 230 is rotated by gradually increasing the angular velocity from the point where the angular velocity is zero by the rotational force generating device, the magnitude of the fluid pressure generated by the dynamic pressure generating member 270 is also gradually increased from the point where the zero is generated. The bushing 230 is the largest when the bushing 230 rotates at the maximum speed.
이 부싱(230)의 각속도가 0인 시점에서 최대 각속도까지 도달하기 위해서는 소정 시간이 경과해야만 가능하고 이때, 회전체의 하중보다 유체압이 작게 될 때 당연히 회전체인 부싱(230)의 반구홈과 동압발생부재(270)가 상호 접촉한 상태로 회전하게 된다.In order to reach the maximum angular velocity at the time when the angular velocity of the bushing 230 is 0, it is possible to pass a predetermined time. At this time, when the fluid pressure is smaller than the load of the rotating body, the hemisphere groove of the bushing 230 which is the rotating body and The dynamic pressure generating member 270 is rotated in contact with each other.
이와 같이 반구홈과 동압발생부재(270)가 상호 접촉한 상태로 회전하는 시간을 최대로 줄이기 위해서는 회전체의 하중을 감소시키면 가능하게 되는 바, 회전체인 폴리건 미러(210)에는 회전체의 하중을 감소시키기 위해 본 발명의 핵심 부분인 양력 발생부(280)가 형성되어 있다.As described above, in order to reduce the rotation time in the state where the hemisphere groove and the dynamic pressure generating member 270 are in contact with each other, it is possible to reduce the load of the rotating body, and the polygon mirror 210 which is the rotating body has the load of the rotating body. Lifting unit 280, which is a key part of the present invention, is formed to reduce the pressure.
도 3 또는 도 4는 이와 같은 양력 발생부를 도시하고 있다.3 or 4 illustrates such a lift generating unit.
폴리건 미러(210)는 바람직하게 평면이 소정 직경을 갖는 원에 내접한 정 6각형이며, 이 폴리건 미러(210)의 중심에는 이미 언급한 바 있듯이, 소정 직경을 갖는 관통공(215)이 형성되어 있다.The polygon mirror 210 is preferably a regular hexagon in planar inscribed in a circle having a predetermined diameter, and as mentioned above, a through hole 215 having a predetermined diameter is formed in the center of the polygon mirror 210. have.
여기서, 기 언급한 레이저 출사장치에 의해 폴리건 미러로 주사된 레이저 빔은 폴리건 미러(210)에 형성된 6 개의 에지면에 의해 편향되므로 이 폴리건 미러(210)에 형성된 6개의 에지면은 레이저 빔을 반사시키는 경면(mirror surface;M1,M2,M3,M4,M5,M6)이 되고, 6개의 경면중 임의의 경면과 인접하고 있는 경면이 만나는 경계면이 폴리건 미러(210)의 경면 모서리(e)이다.Here, since the laser beam scanned to the polygon mirror by the aforementioned laser output device is deflected by six edge surfaces formed on the polygon mirror 210, the six edge surfaces formed on the polygon mirror 210 reflect the laser beam. The mirror surface M1, M2, M3, M4, M5, and M6 is used, and the boundary surface where the mirror surface adjacent to any one of the six mirror surfaces meets is the mirror surface edge e of the polygon mirror 210.
이 폴리건 미러(210)의 6 개 경면 모서리(e)중 임의의 한 경면 모서리를 선정하여 이 경면 모서리(e)와 대향하고 있는 경면 모서리(e)를 가상선 H로 연결한다.Any mirror surface edge of the six mirror surface edges e of this polygon mirror 210 is selected, and the mirror surface edge e which opposes this mirror surface edge e is connected by the virtual line H. As shown in FIG.
이와 같은 방식으로 6 개의 경면 모서리를 모두 가상선으로 연결하면 3 개의 가상선 H, H', H을 형성한다.In this way, if all six mirror edges are connected by virtual lines, three virtual lines H, H ', and H are formed.
이와 같이 H, H', H가 설정되면 이 H, H', H가 장축이 되고, 이 장축에 대하여 수직 방향으로 단축을 갖는 타원을 형성하는 바, 이 타원의 형상에 따라서 폴리건 미러(210)를 관통한 타원 형상의 관통공(217)인 양력 발생부를 형성한다.When H, H ', and H are set as described above, the H, H', and H become long axes, and an ellipse having a short axis in a vertical direction with respect to the long axis is formed. A lifting force generating unit, which is an elliptical through hole 217 penetrating the through, is formed.
이 관통공(217)에 의해 폴리건 미러(210)의 전체적인 질량이 감소될 뿐만 아니라 다각형이기 때문에 발생한 원심력 보상 특성 또한 보정하게 된다.The through hole 217 not only reduces the overall mass of the polygon mirror 210 but also corrects the centrifugal force compensation characteristic generated because it is a polygon.
한편, 이 타원 형상의 관통공(217)은 폴리건 미러(210)가 회전하면서 폴리건 미러(210)를 상면으로 들어올리는 양력이 발생되도록 경사면(217a)을 갖고 있는 바, 이 경사면(217a)의 각도는 소비전력을 최소한으로 만들면서 최대의 양력이 발생하는 각도로 형성되어야 한다.On the other hand, the elliptical through-hole 217 has an inclined surface 217a so that lift force for lifting the polygon mirror 210 to the upper surface while the polygon mirror 210 rotates, the angle of the inclined surface 217a Should be formed at the angle at which the maximum lift occurs while minimizing the power consumption.
또한, 이 경사면은 직선이 아니라도 도 4b에서와 같이 곡선이어도 무방하다는 의미이다. 즉, 최대의 양력을 발생하기 위해서는 공기의 유동 저항을 최소로 하기 위해 경사면(217a')을 비틀린 프로펠러와 같이 형성하여도 무방하다는 의미이다.In addition, this inclined surface may be curved as shown in FIG. 4B even if it is not a straight line. That is, in order to generate the maximum lift, the inclined surface 217a 'may be formed like a twisted propeller in order to minimize the flow resistance of the air.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 스캐닝 모터의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the operation of the scanning motor according to the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 회전력 발생장치인 로우터(242), 스테이터(244)에 전원이 인가되어 부싱(230)이 각속도가 0인 시점으로부터 회전하기 시작하면, 부싱(230)의 반구홈과 면접하고 있는 반구 형상의 동압발생부재(270)의 표면에 형성되어 있는 동압발생홈에서는 부싱(230)의 회전 속도에 대응하여 소정 유체압이 발생하게 된다.First, when power is applied to the rotor 242 and the stator 244, which are rotational force generating devices, and the bushing 230 starts to rotate from the point at which the angular velocity is 0, the hemispherical shape of the hemisphere that is interviewed with the hemisphere groove of the bushing 230 is formed. In the dynamic pressure generating groove formed on the surface of the dynamic pressure generating member 270, a predetermined fluid pressure is generated corresponding to the rotational speed of the bushing 230.
이때, 부싱(230)이 일정 회전 속도 이상이 되는 시점 즉, 유체압의 크기가 부싱(230), 폴리건 미러(210), 회전력 발생장치등 회전체의 전체 하중보다 크게 되면 부싱(230)의 반구홈과 동압발생부재(270)는 수 ㎛ 이격된 상태에서 무접촉 회전하게 된다.At this time, when the bushing 230 becomes a predetermined rotation speed or more, that is, the magnitude of the fluid pressure is greater than the total load of the rotating body such as the bushing 230, the polygon mirror 210, the rotational force generating device, and the hemisphere of the bushing 230 The grooves and the dynamic pressure generating member 270 are contactlessly rotated in a state of being spaced several micrometers.
한편, 부싱(230)이 점차 각속도를 증가하면서 회전하게 되면, 폴리건 미러(210)에 형성되어 있는 양력 발생부인 경사진 타원 형상의 관통공(217)에 의해 공기는 폴리건 미러(210)의 저면으로부터 상면 방향으로 유동되어 즉, 경사진 타원 형상의 관통공(217)에 의해 폴리건 미러(210)는 양력을 받게 된다.On the other hand, when the bushing 230 rotates while gradually increasing the angular velocity, air is drawn from the bottom surface of the polygon mirror 210 by the inclined elliptical through-hole 217, which is a lifting force formed in the polygon mirror 210. The polygon mirror 210 is lifted by an upwardly oriented elliptical through-hole 217 that flows in an upward direction.
여기서, 이 양력의 크기는 부싱(230)의 회전 각속도에 비례하고, 양력의 방향은 중력의 방향과 반대 방향이 되어 부싱(230)을 포함한 회전체의 전체 하중을 경감시키게 되어 양력 발생부가 형성되어 있지 않는 폴리건 미러(210)에 비하여 양력 발생부가 형성되어 있는 폴리건 미러(210)를 구비한 부싱(230)의 반구홈과 동압발생부재(270)가 무접촉 되는 시간이 훨씬 짧아지게 된다.Here, the amount of lift is proportional to the rotational angular velocity of the bushing 230, the direction of lift is opposite to the direction of gravity to reduce the total load of the rotating body including the bushing 230 to form a lift generating portion Compared to the polygon mirror 210 which is not present, the time between the hemispherical groove of the bushing 230 having the polygon mirror 210 having the lift generating unit and the dynamic pressure generating member 270 is in contactless is much shorter.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 폴리건 미러에 폴리건 미러를 구비한 회전체의 전체 하중을 경감시키도록 양력 발생부를 형성하여 폴리건 미러를 구비한 부싱과 부싱을 밀어내어 무접촉 회전하도록 하는 동압발생부와의 마찰시간을 감소시켜 스캐닝 모터의 수명 증대 및 성능 안정성을 도모할 수 있다.As described in detail above, the lift mirror is formed in the polygon mirror to reduce the total load of the rotating body having the polygon mirror, and the dynamic pressure generating unit pushes the bushing and the bushing with the polygon mirror so that the contactless rotation occurs. By reducing the friction time, the life of the scanning motor can be extended and the performance stability can be achieved.
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