JPH08322192A - Polygon mirror - Google Patents
Polygon mirrorInfo
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- JPH08322192A JPH08322192A JP7130722A JP13072295A JPH08322192A JP H08322192 A JPH08322192 A JP H08322192A JP 7130722 A JP7130722 A JP 7130722A JP 13072295 A JP13072295 A JP 13072295A JP H08322192 A JPH08322192 A JP H08322192A
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Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタのよう
な画像形成装置やディジタル複写機などの光書き込み装
置に使用されるポリゴンミラー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polygon mirror device used in an optical writing device such as an image forming device such as a laser printer or a digital copying machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリゴンミラー装置は、画像形成装置や
複写機などのレーザ走査装置に一般的的に使用されてお
り、例えば、ブラシレスモートルの回転子に正六角形や
正八角形などの正多角形状部材の側面にミラー部分を形
成したポリゴンミラーを取り付けて回転させ、前記ミラ
ー部分でレーザビームを反射させて該レーザビームを繰
り返し偏向する構成であり、偏向されたレーザビームで
感光体を露光走査して書き込みを行うように使用され
る。2. Description of the Related Art A polygon mirror device is generally used in a laser scanning device such as an image forming device or a copying machine. For example, a rotor of a brushless motor has a regular polygonal member such as a regular hexagon or a regular octagon. A polygon mirror having a mirror portion formed on the side surface of the mirror is attached to rotate, the laser beam is reflected by the mirror portion, and the laser beam is repeatedly deflected. The photosensitive body is exposed and scanned with the deflected laser beam. Used to write.
【0003】従って、高精度及び高精細な画像の書き込
みを行うためには、レーザビームが正確に偏向されなけ
ればならず、ポリゴンミラーの回転むらを僅少にしなけ
ればならない。Therefore, in order to write an image with high precision and high definition, the laser beam must be accurately deflected, and the rotation irregularity of the polygon mirror must be minimized.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】磁性粉末と潤滑油を混
合した磁性流体を潤滑材とする軸受に支持されて高速回
転する回転軸に取り付けられたポリゴンミラーの回転む
らの原因の1つは、回転軸が高速回転になると潤滑材で
ある磁性流体中に気泡が混入または発生して該磁性流体
が乱流し、該気泡が回転軸と軸受面の間に侵入すると該
回転軸の回転負荷が大きく変動することである。One of the causes of uneven rotation of a polygon mirror mounted on a rotating shaft that rotates at high speed is supported by a bearing that uses a magnetic fluid that is a mixture of magnetic powder and lubricating oil as a lubricant. When the rotating shaft rotates at high speed, bubbles are mixed or generated in the magnetic fluid that is a lubricant and the magnetic fluid is turbulent. When the bubbles enter between the rotating shaft and the bearing surface, the rotating load of the rotating shaft is large. It is fluctuating.
【0005】本発明の目的は、回転軸が高速回転になっ
ても磁性流体中に気泡が混入または発生して該磁性流体
が乱流するのを防止し、また、この気泡が回転軸と軸受
面の間に侵入して該回転軸の回転負荷が変動することに
より該回転軸の回転むらが大きくなってポリゴンミラー
の回転むらが大きくなるのを防止することにある。An object of the present invention is to prevent bubbles from being mixed in or generated in the magnetic fluid to cause turbulent flow of the magnetic fluid even when the rotating shaft rotates at a high speed, and the bubbles also prevent the rotation shaft and the bearing. This is to prevent the rotation unevenness of the rotary shaft from becoming large due to the fluctuation of the rotation load of the rotary shaft entering between the surfaces to increase the rotation unevenness of the polygon mirror.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、レーザ装置から入射するレーザビームを
回転しながら反射して偏向走査する多角形ミラーが取り
付けられ、磁性流体軸受で支持された回転軸を有するポ
リゴンミラー装置において、前記磁性流体軸受における
磁性流体を充満するクリアランスを0.15mm以下と
したことを特徴とする。In order to achieve this object, the present invention is provided with a polygonal mirror for reflecting and deflecting a laser beam incident from a laser device while rotating and supporting it by a magnetic fluid bearing. In the polygon mirror device having the above described rotating shaft, the clearance for filling the magnetic fluid in the magnetic fluid bearing is 0.15 mm or less.
【0007】そして、前記磁性流体軸受における前記磁
性流体の液面に接触して該液面を覆う蓋板を設け、ま
た、前記回転軸は、直径が4mm〜5mmであることを
特徴とする。A lid plate is provided for contacting the liquid surface of the magnetic fluid in the magnetic fluid bearing so as to cover the liquid surface, and the rotary shaft has a diameter of 4 mm to 5 mm.
【0008】または、レーザ装置から入射するレーザビ
ームを回転しながら反射して偏向走査する多角形ミラー
が取り付けられ、磁性流体軸受で支持された回転軸を有
するポリゴンミラー装置において、前記磁性流体軸受に
おける磁性流体を充満するクリアランスを、回転軸の回
転数が10000〜40000r/minの領域におい
て、該回転軸の短周期回転むらが0.01%以下で長周
期回転むらが0.015%以下となるようにしたことを
特徴とする。Alternatively, in a polygon mirror device having a rotating shaft supported by a magnetic fluid bearing, the polygon mirror is provided with a polygon mirror for reflecting and deflecting a laser beam incident from a laser device while rotating. With respect to the clearance filled with the magnetic fluid, in the region where the rotation speed of the rotary shaft is 10,000 to 40,000 r / min, the short cycle rotation unevenness of the rotary shaft is 0.01% or less and the long cycle rotation unevenness is 0.015% or less. It is characterized by doing so.
【0009】そして、前記クリアランスを0.15mm
以下とし、また、前記回転軸の直径を4mm〜5mmと
すると共に前記クリアランスを0.15mm以下とした
ことを特徴とする。The clearance is set to 0.15 mm.
Further, the diameter of the rotary shaft is set to 4 mm to 5 mm, and the clearance is set to 0.15 mm or less.
【0010】[0010]
【作用】磁性流体が充填される回転軸の周りのクリアラ
ンスが0.15mm以下になると磁性流体中の気泡の移
動が抑制されて回転軸の回転負荷変動を軽減する。When the clearance around the rotating shaft filled with the magnetic fluid is 0.15 mm or less, the movement of bubbles in the magnetic fluid is suppressed, and the fluctuation of the rotating load on the rotating shaft is reduced.
【0011】[0011]
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0012】図1は磁性流体軸受を用いたブラシレスモ
ートルを駆動源とするポリゴンミラー装置の縦断側面
図、図2はその要部拡大図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional side view of a polygon mirror device using a brushless motor using a magnetic fluid bearing as a drive source, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof.
【0013】ポリゴンミラー1を取り付けたカップ状の
ロータ2は、回転軸3によって軸受ユニット4の軸受支
持円筒壁4a内に装着されている上下2つのラジアル面
軸受5,6によって回転自在に支持されている。前記回
転軸3と各ラジアル面軸受5,6及び軸受支持円筒壁4
aの内壁面の隙間には潤滑材である磁性流体(磁性粉末
と潤滑油の混合物)7が充填されている。そして、軸受
支持円筒壁4aの上端部には隙間に充填した磁性流体7
が溢れ出るのを防止するためにマグネットシール8及び
動圧シール9が設置されている。A cup-shaped rotor 2 having a polygon mirror 1 attached thereto is rotatably supported by a rotary shaft 3 by two upper and lower radial surface bearings 5 and 6 mounted in a bearing supporting cylindrical wall 4a of a bearing unit 4. ing. The rotating shaft 3, the radial surface bearings 5, 6 and the bearing supporting cylindrical wall 4
A magnetic fluid (mixture of magnetic powder and lubricating oil) 7, which is a lubricant, is filled in the gap between the inner wall surfaces of a. The magnetic fluid 7 filled in the gap is formed on the upper end of the bearing supporting cylindrical wall 4a.
A magnet seal 8 and a dynamic pressure seal 9 are installed to prevent the oil from overflowing.
【0014】カップ状ロータ2の外周面にはメインマグ
ネット10及びロータスラストマグネット11が接着さ
れ、前記軸受ユニット4のエンドブラケット円板4bの
外周縁部に結合したステータケース12に内装されたス
テータコア13及びステータスラストマグネット14が
前記メインマグネット10及びロータスラストマグネッ
ト11の外周面に微小間隙を介して対向する。ステータ
コア13に巻装された巻線15は、メインマグネット1
0の磁極位置に応じた励磁電流が供給されて回転磁界を
発生し、該メインマグネット10に回転トルクを発生す
る。ロータスラストマグネット11とステータスラスト
マグネット14はその中心が軸方向にずれて対向し、ロ
ータ2に浮上方向のスラスト力を与える。A main magnet 10 and a rotor thrust magnet 11 are adhered to the outer peripheral surface of the cup-shaped rotor 2, and a stator core 13 is housed in a stator case 12 connected to the outer peripheral edge of the end bracket disc 4b of the bearing unit 4. The status last magnet 14 faces the outer peripheral surfaces of the main magnet 10 and the rotor thrust magnet 11 with a minute gap. The winding 15 wound around the stator core 13 has the main magnet 1
An exciting current corresponding to the magnetic pole position of 0 is supplied to generate a rotating magnetic field, and a rotating torque is generated in the main magnet 10. The rotor thrust magnet 11 and the status thrust magnet 14 are opposed to each other with their centers displaced in the axial direction, and apply a thrust force in the levitation direction to the rotor 2.
【0015】上側のラジアル面軸受5の上側には該ラジ
アル面軸受5の上面を循環する磁性流体7の流路を形成
するクリアランスを介して油面押え蓋板16が設けられ
る。On the upper side of the upper radial surface bearing 5, an oil level holding cover plate 16 is provided via a clearance forming a flow path of the magnetic fluid 7 circulating on the upper surface of the radial surface bearing 5.
【0016】回転軸3と軸受支持円筒壁4aの内壁面の
間のクリアランスをg1,ラジアル面軸受5の下面と軸
受支持円筒壁4aの段面の間のクリアランスをg2,ラ
ジアル面軸受5の上面と油面押え蓋板16の間のクリア
ランスをg3とするとき、これらの各クリアランスの大
きさは、ここに充填された磁性流体7に混入または発生
する気泡が前述したような回転軸3の回転負荷変動を引
き起こすようになる要因の1つとなる。The clearance between the rotary shaft 3 and the inner wall surface of the bearing supporting cylindrical wall 4a is g 1 , the clearance between the lower surface of the radial surface bearing 5 and the step surface of the bearing supporting cylindrical wall 4a is g 2 , the radial surface bearing 5 When the clearance between the upper surface of the oil surface and the oil surface holding cover plate 16 is g 3 , the size of each of these clearances is such that bubbles mixed or generated in the magnetic fluid 7 filled therein have the above-described rotation axis. 3 is one of the factors that cause the rotational load fluctuation.
【0017】実験によれば、直径が4mmと5mmの回
転軸3の場合には、該回転軸3と軸受支持円筒壁4aの
内壁面の間のクリアランスg1を変化させて該回転軸3
の回転むら(回転変動)を観察すると、図3に示すよう
に、前記クリアランスg1が0.15mm以下の範囲で
要求される仕様値を満足することができることがわかっ
た。しかしながら、このクリアランスg1〜g3の値を過
度に小さくすると潤滑性が低下して温度上昇を招来する
ことになる。そして、このような傾向は、他のクリアラ
ンスg2,g3についても同様であることがわかった。According to experiments, in the case of the rotating shaft 3 having a diameter of 4 mm and 5 mm, the clearance g 1 between the rotating shaft 3 and the inner wall surface of the bearing supporting cylindrical wall 4a is changed to change the rotating shaft 3
Observing the rotational unevenness (rotational fluctuation), it was found that the clearance g 1 can satisfy the required specification value in the range of 0.15 mm or less, as shown in FIG. However, if the values of the clearances g 1 to g 3 are made too small, the lubricity is lowered and the temperature rises. It was found that this tendency is the same for the other clearances g 2 and g 3 .
【0018】磁性流体7をラジアル面軸受5と回転軸3
の周囲のクリアランスg1〜g3に潤滑材として充填した
場合、回転軸3が高速回転状態になると、磁性流体7に
混入しているガス成分及び組み立て時に回転軸3や軸受
支持円筒壁4aの内壁やラジアル面軸受5の表面に付着
した空気が析出して該磁性流体7内に気泡が発生し、該
気泡がクリアランス内を移動する。この気泡の動きは不
規則であるために結合して成長すると磁性流体7が乱流
し且つ回転軸3とラジアル面軸受5の軸受面の間のクリ
アランスに侵入すると該回転軸3の回転負荷が変動して
回転むらが発生する。しかしながら、前記クリアランス
g1〜g3を前述したような値に均一に維持すると、回転
軸3の高速回転に伴って発生する気泡はクリアランスが
狭いために該クリアランス内を自由に移動して成長する
ことがなく、微細化され、回転軸3の回転負荷変動に与
える影響が少なくなる。The magnetic fluid 7 is applied to the radial surface bearing 5 and the rotary shaft 3.
When the clearances g 1 to g 3 around the rotor are filled with a lubricant, when the rotating shaft 3 is in a high-speed rotating state, the gas components mixed in the magnetic fluid 7 and the rotating shaft 3 and the bearing supporting cylindrical wall 4a at the time of assembly. Air adhering to the inner wall and the surface of the radial surface bearing 5 is deposited to generate bubbles in the magnetic fluid 7, and the bubbles move in the clearance. Since the movement of the bubbles is irregular, the magnetic fluid 7 is turbulent when combined and grows, and when it enters the clearance between the rotating shaft 3 and the bearing surface of the radial surface bearing 5, the rotating load of the rotating shaft 3 changes. Then, uneven rotation occurs. However, if the clearances g 1 to g 3 are uniformly maintained at the above-mentioned values, the bubbles generated by the high speed rotation of the rotary shaft 3 have a narrow clearance and thus freely move and grow in the clearance. In other words, it is miniaturized, and the influence on the fluctuation of the rotational load of the rotary shaft 3 is reduced.
【0019】また、ラジアル面軸受5の上面を移動する
磁性流体7の液面は、回転軸3が高速回転になってすり
鉢状に変形するとその中心部に位置する前記回転軸3が
空気を巻き込んで磁性流体7中に気泡を生成し、回転負
荷変動を増加させることになる。前記油面押え蓋板16
は、磁性流体7の液面に接触して該液面を覆うことによ
り該液面がすり鉢状に変化するのを押えて気泡の巻き込
みを防止する。The liquid surface of the magnetic fluid 7 moving on the upper surface of the radial surface bearing 5 is rotated at a high speed and is deformed into a mortar shape. Thus, bubbles are generated in the magnetic fluid 7 to increase the rotational load fluctuation. The oil surface pressing lid plate 16
Covers the liquid surface of the magnetic fluid 7 so as to cover the liquid surface to prevent the liquid surface from changing into a mortar shape and prevent entrainment of air bubbles.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明は、磁性流体が充填される回転軸
の周りのクリアランスを0.15mm以下にして磁性流
体中の気泡の移動を抑制して回転軸の回転負荷変動を軽
減したことにより、回転軸の回転負荷変動を軽減してポ
リゴンミラーの回転むらを少なくするすることができ
る。According to the present invention, the clearance around the rotating shaft filled with the magnetic fluid is set to 0.15 mm or less to suppress the movement of bubbles in the magnetic fluid and reduce the fluctuation of the rotating load of the rotating shaft. It is possible to reduce fluctuations in the rotation load of the rotating shaft and reduce uneven rotation of the polygon mirror.
【図1】本発明になるポリゴンミラー装置の縦断側面図
である。FIG. 1 is a vertical sectional side view of a polygon mirror device according to the present invention.
【図2】図1に示したポリゴンミラー装置の要部拡大図
である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the polygon mirror device shown in FIG.
【図3】磁性流体軸受の回転変動特性図である。FIG. 3 is a rotation fluctuation characteristic diagram of the magnetic fluid bearing.
1 ポリゴンミラー 2 ロータ 3 回転軸 4 軸受ユニット 4a 軸受支持円筒壁 5,6 ラジアル面軸受 7 磁性流体 1 Polygon Mirror 2 Rotor 3 Rotating Shaft 4 Bearing Unit 4a Bearing Support Cylindrical Wall 5,6 Radial Surface Bearing 7 Magnetic Fluid
Claims (6)
回転しながら反射して偏向走査する多角形ミラーが取り
付けられ、磁性流体軸受で支持された回転軸を有するポ
リゴンミラー装置において、 前記磁性流体軸受における磁性流体を充満するクリアラ
ンスを0.15mm以下としたことを特徴とするポリゴ
ンミラー装置。1. A polygon mirror device having a rotating shaft supported by a magnetic fluid bearing, to which a polygon mirror for reflecting and deflecting a laser beam incident from a laser device while rotating is attached. A polygon mirror device characterized in that the clearance for filling the magnetic fluid is 0.15 mm or less.
おける前記磁性流体の液面に接触して該液面を覆う蓋板
を設けたことを特徴とするポリゴンミラー装置。2. The polygon mirror device according to claim 1, further comprising a cover plate that is in contact with the liquid surface of the magnetic fluid in the magnetic fluid bearing and covers the liquid surface.
は、直径が4mm〜5mmであることを特徴とするポリ
ゴンミラー装置。3. The polygon mirror device according to claim 1, wherein the rotating shaft has a diameter of 4 mm to 5 mm.
回転しながら反射して偏向走査する多角形ミラーが取り
付けられ、磁性流体軸受で支持された回転軸を有するポ
リゴンミラー装置において、 前記磁性流体軸受における磁性流体を充満するクリアラ
ンスを、回転軸の回転数が10000〜40000r/
minの領域において、該回転軸の短周期回転むらが
0.01%以下で長周期回転むらが0.015%以下と
なるようにしたことを特徴とするポリゴンミラー装置。4. A polygon mirror device having a rotating shaft supported by a magnetic fluid bearing, wherein a polygon mirror for reflecting and deflecting a laser beam incident from a laser device while rotating is attached to the polygon mirror device. The clearance that fills the magnetic fluid is set at the rotation speed of the rotating shaft of 10,000 to 40,000 r /
A polygon mirror device, characterized in that, in the region of min, the short cycle rotation unevenness of the rotary shaft is 0.01% or less and the long cycle rotation unevenness is 0.015% or less.
0.15mm以下としたことを特徴とするポリゴンミラ
ー装置。5. The polygon mirror device according to claim 4, wherein the clearance is 0.15 mm or less.
4mm〜5mmとすると共に前記クリアランスを0.1
5mm以下としたことを特徴とするポリゴンミラー装
置。6. The diameter according to claim 4, wherein the rotating shaft has a diameter of 4 mm to 5 mm and the clearance is 0.1 mm.
A polygon mirror device characterized by being set to 5 mm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7130722A JPH08322192A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Polygon mirror |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7130722A JPH08322192A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Polygon mirror |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08322192A true JPH08322192A (en) | 1996-12-03 |
Family
ID=15041072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7130722A Pending JPH08322192A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Polygon mirror |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08322192A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1220421A2 (en) * | 2000-12-26 | 2002-07-03 | Kabushiki Kaisha Topcon | Small size rotory motor |
WO2005002025A1 (en) * | 2002-12-06 | 2005-01-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Electric starter motor with integral clutch |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP7130722A patent/JPH08322192A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1220421A2 (en) * | 2000-12-26 | 2002-07-03 | Kabushiki Kaisha Topcon | Small size rotory motor |
EP1220421A3 (en) * | 2000-12-26 | 2003-08-20 | Kabushiki Kaisha Topcon | Small size rotory motor |
WO2005002025A1 (en) * | 2002-12-06 | 2005-01-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Electric starter motor with integral clutch |
US7131275B2 (en) | 2002-12-06 | 2006-11-07 | Hamilton Sundstrand | Gas turbine engine system having an electric starter motor with integral clutch |
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