KR200160198Y1 - Scanning motor of laser scanning unit - Google Patents

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Abstract

본 고안에 의하면 결상면으로 레이저 빔을 편향시키는 폴리건 미러를 안착하고 있는 폴리건 미러 지지부재를 지지하기 위해 폴리건 미러와 평행하게 돌출된 제 1 지지부와, 제 1 지지부의 원주로부터 띠판 형상으로 상기 폴리건 미러의 저면을 지지하도록 돌출되어 있는 제 2 지지부와, 제 1 지지부를 대칭축으로 제 2 지지부와 대칭된 위치에 제 2 지지부와 동일한 형상의 편심량 보정부가 형성되어 있는 스캐닝 모터가 개시되고 있다.According to the present invention, in order to support a polygon mirror support member on which a polygon mirror for deflecting a laser beam is deflected to an image forming surface, a first support portion projecting in parallel with the polygon mirror, and the polygon mirror in a band shape from the circumference of the first support portion A scanning motor is disclosed in which a second support portion protruding to support a bottom surface of a and an eccentricity correction portion having the same shape as the second support portion are formed at a position symmetrical with the second support portion on the axis of symmetry.

Description

레이저 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터Scanning motor of the laser scanning unit

본 고안은 레이저 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터에 관한 것으로, 특히 폴리건 미러가 안착되는 폴리건 미러 지지부재의 형상 비대칭에 의해 폴리건 미러 지지부재가 고속회전함으로써 발생하는 원심력의 불균형에 의한 폴리건 미러 지지부재의 변형을 방지한 레이저 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a scanning motor of a laser scanning unit. In particular, the polygon mirror support member is deformed due to unbalance of centrifugal force caused by the polygon mirror support member rotating at a high speed due to the asymmetry of the polygon mirror support member on which the polygon mirror is mounted. The scanning motor of the prevented laser scanning unit is related.

최근 레이저 프린터의 보급률이 증가되면서 다양한 종류가 개발된 레이저 스캐닝 유니트는 결상면에 원하는 화상을 점상으로 형성하기 위해 결상면에 레이저 빔을 주사하거나, 작성한 원고 등을 화상을 읽어들이기 위해 레이저 빔을 원고에 주사한 후 반사된 빛에 의해 원고의 이미지를 스캐닝하는 광학장치중의 하나이다.In recent years, as the spread of laser printers has increased, various types of laser scanning units have developed laser beams to scan the image on the imaging surface or to read the images on the image. One of the optical devices that scans an image of an original by reflected light after scanning on it.

일반적으로 레이저 스캐닝 유니트는 레이저 빔을 출사시키는 레이저 출사 수단과 레이저 출사수단에 의해 발생한 레이저 빔을 결상면상으로 이동 주사하기 위한 폴리건 미러와 같은 레이저 빔 편향 장치 및 기타 결상면에 레이저 빔을 결상시키기 위한 결상 수단을 포함하고 있다.Generally, a laser scanning unit is used for imaging a laser beam deflecting device such as a polygon mirror for moving the laser beam emitted by the laser beam and the laser beam generated by the laser beam out to an image plane and other image planes. It includes an imaging means.

이와 같은 레이저 빔을 결상면으로 이동 주사시키는 편향 장치를 초고속 회전 시키기 위해서는 스캐닝 모터를 필요로 하는 바, 이 종래의 스캐닝 모터를 도 1을 통해 설명하면 다음과 같다.A scanning motor is required in order to rotate the deflection apparatus for moving and scanning such a laser beam to an imaging plane at a very high speed. The conventional scanning motor will be described with reference to FIG. 1 as follows.

종래 스캐닝 모터에는 초고속, 정밀 회전성능이 뛰어난 유체 베어링 장치중 하나인 반구 베어링이 적용되었다.In the conventional scanning motor, a hemispherical bearing, which is one of a fluid bearing device having excellent high speed and high precision rotation performance, has been applied.

이와 같은 반구 베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러를 초고속 회전시키는 스캐닝 모터는 폴리건 미러(10)의 회전 중심이 되는 고정축(20)과, 고정축(20)에 압입되어 있는 진구도가 높은 반구면을 갖고 스파이럴 형상인 동압 발생부재(30)(40) 및 동압발생부재(30)(40)의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하는 원통 형상의 부싱(50)과, 구동원인 로터(60), 스테이터(70) 및 허브(80), 고정축(20)이 고정되는 하우징(90)등으로 구성되어 있다.The scanning motor for rotating the polygon mirror of the laser printer to which the hemisphere bearing device is applied at a high speed is a hemisphere having a high sphericity that is pressed into the fixed shaft 20 and the fixed shaft 20. Cylindrical bushing 50 for supporting radial and thrust loads of dynamic pressure generating members 30 and 40 and dynamic pressure generating members 30 and 40 having a spiral shape, and rotor 60 as a driving source. ), A stator 70, a hub 80, and a housing 90 to which the fixed shaft 20 is fixed.

여기서, 허브(80)는 원통 형상인 부싱(50)의 외주면으로부터 직각 방향을 갖고 원판 형상으로 돌출 형성되어 있는 제 1 지지부(82)와, 이 제 1 지지부(82)의 상면 원주면으로부터 소정 두께 및 소정 높이를 갖도록 즉, 원주를 따라서 형성된 띠판 형상으로 돌출 형성된 제 2 지지부(84)로 구성되어 있다.Here, the hub 80 has a predetermined thickness from a first support portion 82 protruding in a disk shape at a right angle from the outer circumferential surface of the bushing 50 having a cylindrical shape, and a predetermined thickness from the upper circumferential surface of the first support portion 82. And a second support portion 84 protruding in a strip shape formed along a circumference to have a predetermined height.

이와 같이 구성된 허브(80)가 형성된 부싱(50)에는 회전자인 로터(60)가 형성되고, 이 로터(60)와 소정 간격 이격된 곳에는 스테이터(70)가 설치되어 부싱(50)을 고정축(20)과 결합되어 있는 반구 형상의 동압 발생부재(30)(40)에 대하여 지지 및 초고속 회전시켜 동압발생홈(미도시)에 의해 발생한 소정 유체압에 의해 부싱과 결합되어 있는 허브(80) 및 폴리건 미러(10)를 초고속 회전시키게 된다.In the bushing 50 formed with the hub 80 configured as described above, a rotor 60 that is a rotor is formed, and a stator 70 is installed at a spaced distance from the rotor 60 to fix the bushing 50. The hub 80 coupled to the bushing by a predetermined fluid pressure generated by a dynamic pressure generating groove (not shown) by supporting and rotating at a high speed with respect to the hemispherical dynamic pressure generating members 30 and 40 coupled to the 20. And it is to rotate the polygon mirror 10 at a very high speed.

그러나, 이와 같은 종래의 레이서 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터의 폴리건 미러가 안착되는 허브의 제 1, 제 2 지지부가 2000∼7000 r.p.m으로 초고속 회전하게 될 때, 회전체인 부싱, 폴리건 미러, 허브 및 로터등은 모두 이 회전 속도에 상응하는 원심력을 받게 되지만 부싱, 폴리건 미러, 로터등의 회전체들은 그 형상이 회전 중심에 대하여 대칭이기 때문에 균일한 원심력을 받게 되지만, 앞서 언급한 허브의 경우에는 제 1 지지부를 기준으로 비대칭적으로 제 1 지지부의 상면으로 제 2 지지부가 형성되어, 이 제 2 지지부에 적용되는 원심력에 의해 제 2 지지부에는 휨 모멘트가 발생하게 되어 이 휨에 의해 폴리건 미러의 회전 불안정이 발생하게 되는 문제점이 있었다.However, when the first and second support portions of the hub on which the polygon mirror of the scanning motor of the conventional racer scanning unit is seated are rotated at high speed at 2000 to 7000 rpm, the rotating body bushing, polygon mirror, hub and rotor, etc. Are all subjected to centrifugal force corresponding to this rotational speed, but rotors such as bushings, polygon mirrors, and rotors are subjected to uniform centrifugal forces because their shape is symmetric about the center of rotation, but in the case of the aforementioned hubs, A second support is formed on the upper surface of the first support portion asymmetrically with respect to the second support portion, and a bending moment is generated in the second support portion by centrifugal force applied to the second support portion. There was a problem.

도 2는 이 제 2 지지부에 발생한 휨 변형량을 시뮬레이션한 결과를 그래프로 도시한 도면으로 제 1 지지부의 저면으로부터 제 2 지지부로 상면까지 0.5mm 단위로 구간(X 축)을 설정하고 부싱을 고속 회전시켜 각 구간의 원심력에 의해 발생한 휨에 의한 변형량을 Y축에 도시하였을 때, 변형량은 제 2 지지부의 상면으로 갈수록 휨 모멘트의 크기가 선형적으로 증가하는 즉, 휨 모멘트의 증가에 따른 변형량이 선형적으로 증가하는 그래프가 나타나게 된다.FIG. 2 is a graph showing the results of simulation of the bending deformation occurring in the second supporting part. The section (X axis) is set in 0.5 mm units from the bottom of the first supporting part to the upper surface of the second supporting part and the bushing is rotated at high speed. When the deformation amount due to the bending caused by the centrifugal force of each section is shown on the Y axis, the deformation amount increases linearly with the bending moment as the upper direction of the second support part increases. Increasingly, the graph appears.

따라서, 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 폴리건 미러가 안착되는 허브에 작용하는 원심력을 균등하게 발생하도록 하여 폴리건 미러가 장착된 허브에 휨이 발생하지 않도록 편심 제거부가 형성된 레이저 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been devised in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to equally generate centrifugal force acting on the hub on which the polygon mirror is seated so that warpage does not occur in the hub on which the polygon mirror is mounted. The present invention provides a scanning motor of a laser scanning unit in which an eccentric removal unit is formed.

도 1은 종래 스캐닝 모터를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional scanning motor.

도 2는 종래 스캐닝 모터의 허브 형상에 의해 폴리건 미러가 초고속 회전할 때 허브에 발생된 변형량을 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing the amount of deformation generated in the hub when the polygon mirror is rotated at a very high speed by the hub shape of the conventional scanning motor.

도 3은 본 발명에 의한 스캐닝 모터가 적용된 레이저 스캐닝 유닛트를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a laser scanning unit to which a scanning motor according to the present invention is applied.

도 4는 본 발명에 의한 스캐닝 모터가 고속회전하면서 스캐닝 모터의 구성 요소인 허브에 발생된 변형량을 도시한 그래프.4 is a graph showing the amount of deformation generated in the hub which is a component of the scanning motor while the scanning motor rotates at a high speed.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 폴리건 미러 30,40: 동압발생부재10: polygon mirror 30, 40: dynamic pressure generating member

50: 부싱 80: 허브50: bushing 80: hub

82: 제 1 지지부 82: 제 2 지지부82: first support 82: second support

83: 편심량 보정부83: eccentricity correction unit

이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 레이저 스캐닝 유닛트의 스캐닝 모터는 레이저 빔을 결상면으로 편향시키는 폴리건 미러의 저면을 지지하도록 상기 폴리건 미러와 평행하게 돌출된 판상의 제 1 지지부와, 상기 제 1 지지부의 원주로부터 띠판 형상으로 일측이 돌출되어 상기 폴리건 미러와 접촉하는 제 2 지지부로 형성된 폴리건 미러 지지부재를 포함하는 스캐닝 모터에 있어서;The scanning motor of the laser scanning unit for achieving the object of the present invention is a plate-shaped first support projecting in parallel with the polygon mirror to support the bottom of the polygon mirror for deflecting the laser beam to the image plane, and the first Claims [1] A scanning motor comprising a polygon mirror support member formed as a second support portion protruding from one side of the support circumference in a band shape in contact with the polygon mirror.

상기 폴리건 미러 지지부재에는 제 2 지지부에 의해 발생한 편심을 보정하기 위해 상기 제 1 지지부를 대칭축으로 상기 제 2 지지부와 대칭된 곳에는 편심량 보정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The polygon mirror support member is characterized in that the eccentricity correction portion is formed at a position symmetrical with the second support portion on the axis of symmetry to correct the eccentricity caused by the second support portion.

이하, 본 고안에 의한 스캐닝 모터 구성을 일실시예로 도 3을 통해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a scanning motor configuration according to the present invention will be described with reference to FIG. 3 as an embodiment.

레이져 프린터의 폴리건 미러를 구동시키는 스캐닝 모터는 크게 보아 폴리건 미러(10)의 회전 중심인 고정축(20)과, 고정축(20)에 압입되어 있는 진구도가 높은 반구면을 갖는 동압발생부재(30)(40) 및 동압발생부재(30)(40)의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하는 부싱(50), 구동장치인 로터(60), 스테이터(70) 및 허브(80), 하부 하우징(90)등으로 구성되어 있다.The scanning motor for driving the polygon mirror of the laser printer is largely a dynamic pressure generating member having a fixed shaft 20 which is a rotation center of the polygon mirror 10 and a hemispherical surface with a high spherical degree pressed into the fixed shaft 20 ( 30) (40) and bushing (50) for supporting radial load and thrust load of dynamic pressure generating member (30) (40), rotor (60) as driving device, stator (70) and hub (80), lower part The housing 90 etc. are comprised.

상기 폴리건 미러(10), 고정축(20), 동압발생부재(30)(40), 부싱(50)의 구성 및 결합관계를 보다 상세하게 살펴보면 동압발생부재(30)(40)의 반구면이 상호 마주보고 있는 상태에서 억지끼워맞춤되어 있는 고정축(20)은 다시 하부 하우징(90)에 억지끼워맞춤되어 있다.Looking at the configuration and coupling relationship of the polygon mirror 10, the fixed shaft 20, the dynamic pressure generating member 30, 40, the bushing 50 in more detail the hemispheres of the dynamic pressure generating member 30, 40 The fixed shaft 20, which is interfitted in a state facing each other, is interfitted with the lower housing 90 again.

또한, 부싱(50)의 외주면에는 폴리건 미러(10)가 설치되는 허브(80)와, 회전력을 발생시키는 로터(60)가 설치되어 있고 로터(60)와 소정 간격 이격되어 스테이터(70)가 설치되어 있어, 결과적으로 동압발생부재(30)(40) 및 고정축(20)은 고정되어 있으며 부싱(50)은 고정축(20)에 대하여 회전할 수 있도록 되어 있는 것이다.In addition, the outer circumferential surface of the bushing 50 is provided with a hub 80 in which the polygon mirror 10 is installed, and a rotor 60 for generating a rotational force, and a stator 70 is installed at a predetermined interval from the rotor 60. As a result, the dynamic pressure generating members 30 and 40 and the fixed shaft 20 are fixed, and the bushing 50 is able to rotate about the fixed shaft 20.

폴리건 미러(10)가 안착되는 허브(80)는 부싱(50)의 외주면으로부터 수평 방향으로 돌출된 원판상의 제 1 지지부(82)와, 이 제 1 지지부(82)의 원주로부터 상방으로 띠판 형상으로 돌출되어 폴리건 미러(10)를 직접 지지하는 제 2 지지부(84) 및 제 2 지지부(84)에 의해 발생한 원심력에 의해 제 1 지지부(82)에 휨이 발생하는 것을 방지하기 위해 제 1 지지부(82)의 휨 원인이 되는 편심 질량을 보정하도록 제 1 지지부(82)를 중심으로 제 2 지지부(84)와 대칭된 위치에 형성되는 편심량 보정부(86)로 구성되어 있다. 여기서, 편심량 보정부(86)의 형상은 제 2 지지부(84)와 동일한 질량과 동일한 형상으로 형성되어 있어야 한다.The hub 80 on which the polygon mirror 10 is seated has a strip-shaped first support portion 82 protruding in the horizontal direction from the outer circumferential surface of the bushing 50 and a circumferentially upward shape from the circumference of the first support portion 82. The first support 82 to prevent warpage from occurring in the first support 82 due to the centrifugal force generated by the second support 84 and the second support 84 that protrudes and directly supports the polygon mirror 10. It is comprised by the eccentric amount correction part 86 formed in the position which is symmetrical with the 2nd support part 84 centering on the 1st support part 82 so that the eccentric mass which becomes the cause of the bending of) may be corrected. Here, the shape of the eccentricity correction portion 86 should be formed in the same mass and the same shape as the second support portion 84.

일실시예에 의해 제 1, 제 2 지지부(82)(84), 편심량 보정부(86)로 구성된 허브(80)를 구비한 부싱(50)을 고속회전시켰을 때 각 제 1, 제 2 지지부(82)(84), 편심량 보정부(86)에 나타나는 원심력의 차이를 도 4의 그래프에 도시하였다.According to an embodiment, when the bushing 50 including the hub 80 including the first and second support parts 82 and 84 and the eccentricity correction part 86 is rotated at a high speed, the first and second support parts ( 82) (84) and the difference in the centrifugal force appearing in the eccentricity correction unit 86 is shown in the graph of FIG.

도 4의 그래프를 참조하면 제 2 지지부(82)의 상단부로부터 제 2 지지부(84)의 선단부와 편심량 보정부(86)의 선단부를 이등분한 부분으로 갈수록 원심력에 의한 변형량은 급격히 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 상기 이등분 선상으로부터 제 편심량 보정부(86)의 상단부로 갈수록 원심력에 의한 변형량은 다시 증가되어 결과적으로 제 2 지지부(84)에 적용된 원심력에 의해 발생한 휨 모멘트와, 편심량 보정부(86)에 적용된 원심력에 의해 발생한 휨 모멘트는 크기가 같고, 그 방향은 상호 반대방향이기 때문에 이 두 휨 모멘트는 상호 상쇄되어 제 1 지지부(82)의 휨은 발생하지 않게 되어 이에 따라 제 1 지지부(82)에 형성되어 있는 제 2 지지부(84)의 휨도 억제되어 이 제 2 지지부(84)에 안착되어 있는 폴리건 미러(10)의 불안정한 진동 및 흔들림을 방지할 수 있다.Referring to the graph of FIG. 4, the deformation amount due to the centrifugal force decreases rapidly from the upper end of the second support part 82 to the bisected part of the tip part of the second support part 84 and the eccentricity correcting part 86. The amount of deformation due to the centrifugal force is increased again from the bisected line to the upper end of the first eccentricity correcting unit 86, resulting in the bending moment generated by the centrifugal force applied to the second support 84 and the eccentricity correcting unit 86. Since the bending moments generated by the applied centrifugal force are the same and the directions thereof are opposite to each other, the two bending moments cancel each other so that the bending of the first support portion 82 does not occur, and thus the first support portion 82 is not generated. The warpage of the formed second support portion 84 is also suppressed, which can prevent unstable vibration and shaking of the polygon mirror 10 seated on the second support portion 84. .

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 폴리건 미러가 안착되어 있는 허브의 형상을 상호 대칭으로 형성하여 초고속 회전에 따라 발생한 원심력에 의해 허브가 변형되는 것을 방지하여 폴리건 미러의 회전 성능 저하를 방지하는 효과가 있다.As described in detail above, the shape of the hub on which the polygon mirror is seated is formed symmetrically to prevent the hub from being deformed by the centrifugal force generated by the high speed rotation, thereby preventing the degradation of the rotation performance of the polygon mirror.

Claims (1)

레이저 빔을 결상면으로 편향시키는 폴리건 미러의 저면을 지지하도록 상기 폴리건 미러와 평행하게 돌출된 판상의 제 1 지지부와, 상기 제 1 지지부의 원주로부터 띠판 형상으로 일측이 돌출되어 상기 폴리건 미러와 접촉하는 제 2 지지부로 형성된 폴리건 미러 지지부재를 포함하는 스캐닝 모터에 있어서;A plate-shaped first support portion projecting in parallel with the polygon mirror to support the bottom surface of the polygon mirror for deflecting the laser beam to an imaging plane, and one side protruding in a band shape from the circumference of the first support portion to contact the polygon mirror. A scanning motor comprising a polygon mirror support member formed as a second support portion; 상기 폴리건 미러 지지부재에는 제 2 지지부에 의해 발생한 편심을 보정하기 위해 상기 제 1 지지부를 대칭축으로 상기 제 2 지지부와 대칭된 곳에는 편심량 보정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모터.And the eccentricity correcting portion is formed in the polygon mirror support member at a position symmetrical with the second support portion on the symmetry axis to correct the eccentricity caused by the second support portion.
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