JPH0677111B2 - Polygon mirror - Google Patents
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- JPH0677111B2 JPH0677111B2 JP16546787A JP16546787A JPH0677111B2 JP H0677111 B2 JPH0677111 B2 JP H0677111B2 JP 16546787 A JP16546787 A JP 16546787A JP 16546787 A JP16546787 A JP 16546787A JP H0677111 B2 JPH0677111 B2 JP H0677111B2
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Landscapes
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザプリンタやレーザ複写機などに用いら
れるレーザ走査光学系においてレーザ光を反射させて感
光体表面に照射するためのポリゴンミラーに関するもの
である。The present invention relates to a polygon mirror for reflecting a laser beam and irradiating the surface of a photoconductor in a laser scanning optical system used in a laser printer, a laser copying machine or the like. It is a thing.
従来のポリゴンミラーは第8図に示すように、高鮮明な
画像処理に適した密閉構造の例について知られているレ
ーザプリンタでは半導体レーザやガスレーザなどからな
るレーザユニットからのレーザ光を回転するポリゴンロ
ータaのミラーbによって反射させて、感光体表面に照
射するものであり、ポリゴンロータaは駆動モータcに
よって固定軸d上にスリーブeを介して大気中で回転さ
れるように構成されている。As shown in FIG. 8, a conventional polygon mirror is a polygon that rotates a laser beam from a laser unit including a semiconductor laser or a gas laser in a laser printer known as an example of a closed structure suitable for high-definition image processing. It is reflected by the mirror b of the rotor a and irradiates the surface of the photoconductor, and the polygon rotor a is configured to be rotated in the atmosphere by the drive motor c on the fixed shaft d via the sleeve e. .
そして、前記固定軸dの外周面には多数の動圧発生用溝
部が形成され、回転スリーブeの回転によってスラスト
荷重及びラジアル荷重を支えるための動圧が発生する様
になっている。即ち、この動圧発生用の溝部は、機能的
にはヘリングボーン状の下部溝部f1及びヘリングボーン
形状の中部溝部f2と上部溝部f3とによって動圧を発生さ
せてラジアル荷重を支え、且つ、中部溝部f2によって固
定軸d上面に空気を送り込み、もって固定軸dの上端に
あるスラスト軸受gとの間の空気圧を高めてスラスト荷
重を支えるようになっている。A large number of dynamic pressure generating grooves are formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft d, so that the rotation of the rotary sleeve e generates dynamic pressure for supporting the thrust load and the radial load. That is, groove for dynamic pressure generating is functionally to generate dynamic pressure by a central groove f 2 and the upper groove f 3 of the lower groove portion f 1 and herringbone herringbone shaped support radial load, In addition, air is sent to the upper surface of the fixed shaft d by the middle groove portion f 2 , and the air pressure between the thrust bearing g at the upper end of the fixed shaft d is increased to support the thrust load.
回転スリーブeの上部にはポリゴンロータaがねじ止め
され、また下部にはロータマグネットc1が固定され、か
つロータマグネットc1を駆動するためのステータコイル
c2がロータマグネットc1の周囲を囲むように固定されて
駆動モータcとなっていると共に、外部からポリゴンロ
ータaのミラーbへ照射されるレーザ光、及び所望の露
光面へ反射されるレーザ光を透過させるレーザ入出窓部
hが外筒iの上部周面の一部に形成されたものから成っ
ていて、駆動モータcで高速回転するポリゴンロータは
回転精度が高く維持される必要があるばかりでなく、反
射面の面振れを小さくしなければならないために固定軸
と回転スリーブとの間隙は極めて狭いものとしている。The polygon rotor a is screwed to the upper part of the rotating sleeve e, the rotor magnet c 1 is fixed to the lower part, and a stator coil for driving the rotor magnet c 1 is used.
c 2 is fixed so as to surround the rotor magnet c 1 to form a drive motor c, and the laser light emitted from the outside to the mirror b of the polygon rotor a and the laser light reflected to a desired exposure surface The polygonal rotor, which has a laser entrance / exit window h for transmitting light formed on a part of the upper peripheral surface of the outer cylinder i and is rotated at a high speed by the drive motor c, must maintain high rotational accuracy. Not only that, the gap between the fixed shaft and the rotating sleeve is extremely narrow because the surface wobbling of the reflecting surface must be reduced.
ところが、このようなレーザプリンタは鮮明な文字や画
像を高速度で再生するものであるから、ポリゴンミラー
は高速度で、しかも反射面の倒れが少ない状態で回転さ
れねばならないために、ポリゴンミラーは切削が容易
で、高反射率のアルミ合金の平板をダイヤモンドで切削
することで製造されているが、形状を維持するために、
その厚みは10mm以上にもなっていた。しかしポリゴンミ
ラーが高速回転している時の負荷は、大半がミラーのあ
るポリゴンロータの外周縁の空気抵抗であり、レーザ光
を反射する領域が1mm以下の狭い幅であることを考慮す
ればポリゴンロータが周囲の空気を乱すことによる動力
損失は極めて大きなものとなる。However, since such a laser printer reproduces clear characters and images at a high speed, the polygon mirror must be rotated at a high speed and with the reflection surface not tilting. It is easy to cut and is manufactured by cutting a flat plate of aluminum alloy with high reflectance with diamond, but in order to maintain the shape,
Its thickness was over 10 mm. However, the load when the polygon mirror is rotating at high speed is mostly due to the air resistance at the outer peripheral edge of the polygon rotor with the mirror, and considering that the area that reflects the laser light is a narrow width of 1 mm or less, the polygon The power loss due to the rotor disturbing the surrounding air becomes extremely large.
これらのことから、固定軸と回転スリーブとの摺動部は
極めて精密に加工されて、空気による動圧が効果的に発
生するようにされると共に、かつ回転スリーブ、ポリゴ
ンロータ、ミラー部、ロータマグネット等の回転部分は
精密に加工され、同時に好適にマスバランスが調整され
ていなければならない。For these reasons, the sliding portion between the fixed shaft and the rotating sleeve is extremely precisely processed so that the dynamic pressure by air is effectively generated, and the rotating sleeve, the polygon rotor, the mirror portion, the rotor Rotating parts such as magnets must be precisely processed, and at the same time, the mass balance should be adjusted appropriately.
しかし、ポリゴンミラーの反射面での面の倒れを±1.5
μm以下とするには50mm以上の長さの固定軸を精度よく
加工し、回転スリーブとの間隔を3μm以下にしなけれ
ばならないので、製品の量産化が困難であり、また更に
高速度の画像処理を行う場合には、ポリゴンミラーの回
転速度を30,000rpm以上とすることが望まれているも、
この様な高速回転の場合には固定軸に対するラジアル荷
重が増加し、空気膜による支持は極めて困難であり、バ
ランス調整も頗る煩雑であって空気は熱伝導が悪く放熱
が悪く発熱現象で保安上問題があった。However, the surface tilt of the reflecting surface of the polygon mirror is ± 1.5.
In order to reduce the size to less than μm, it is necessary to accurately machine a fixed shaft with a length of 50 mm or more, and the distance between it and the rotating sleeve must be less than 3 μm, so mass production of the product is difficult, and high-speed image processing is required. When performing, it is desired to set the rotation speed of the polygon mirror to 30,000 rpm or more.
In the case of such high speed rotation, the radial load on the fixed shaft increases, it is extremely difficult to support with the air film, and the balance adjustment is very complicated, and the air has poor heat conduction and heat dissipation and heat generation due to heat generation phenomenon. There was a problem.
本発明は、この従来の欠点を適確に排除しようとするも
ので、封入された空気より軽いガス中に回転体を運転す
るのでポリゴンロータの垂直度、平行度を大幅に向上さ
せ回転運転時の風損を大幅に減少させ、高速回転が可能
なコンパクトなポリゴンミラーとし、さらに、放熱もよ
く腐食もないので保安上良好でかつ安定した高速回転も
可能で、レーザ光等を精度よく反射できるポリゴンミラ
ーを構成簡単で製作容易安価な形態で提供することを目
的とするものである。The present invention intends to properly eliminate this conventional drawback. Since the rotating body is driven in a gas lighter than the enclosed air, the verticality and parallelism of the polygon rotor can be greatly improved during rotation operation. Wind loss is greatly reduced, and it is a compact polygon mirror that can rotate at high speed. Furthermore, it does not dissipate heat well and does not corrode, so it is good in terms of safety and can rotate stably at high speed, and it can accurately reflect laser light etc. It is an object of the present invention to provide a polygon mirror in a form that is simple in construction, easy to manufacture, and inexpensive.
本発明は、鏡面のある回転体を支持体に備えた固定軸に
回転自在に設けてポリゴンロータとし、前記回転体にマ
グネットを設けると共に、該マグネットに対応してステ
ータコイルを配備したポリゴンミラーにおいて、前記回
転体と支持体との間に、動圧発生用のスパイラル溝を形
成したセラミックス材からなる摺動部材を介在配備する
と共に、前記ポリゴンロータを内装しうる中空室が前記
支持体と、該支持体に嵌着するカバー体とで密閉構造と
され該中空室に空気に対する密度が小さいガスを充填封
入した構成としたことを特徴とするポリゴンミラーであ
る。The present invention relates to a polygon mirror in which a rotating body having a mirror surface is rotatably provided on a fixed shaft provided on a support body to form a polygon rotor, and a magnet is provided on the rotating body, and a stator coil is provided corresponding to the magnet. A sliding member made of a ceramic material in which a spiral groove for generating a dynamic pressure is formed is interposed between the rotating body and the support, and a hollow chamber capable of accommodating the polygon rotor is the support. A polygon mirror, characterized in that it has a closed structure with a cover body fitted to the support body, and has a configuration in which the hollow chamber is filled and filled with a gas having a low density with respect to air.
本発明の実施例を第1〜3図例で説明すると、平板状に
して中央に貫通孔1が形成され、外周縁を正多角形とす
る複数の鏡面2を有する回転体3を前記の貫通孔1を貫
通して支持体4に備えられ固定軸5に回転自在に設けて
ポリゴンロータとし、平板の回転体3と平行に固定さ
れ、ポリゴンロータを回転させるステータコイル6を前
記支持体4に備え、前記回転体3に設けられた永久磁石
又は二次導体のマグネット7と前記ステータコイル6と
によって回転体3を回転させるモータユニットを構成し
て、前記回転体3と支持体4との間に動圧発生用溝11即
ちスパイラル溝を形成したセラミックス材からなる摺動
部材10を介在配備すると共に、前記ポリゴンロータを内
装しうる中空室20が前記支持体4と、該支持体4に嵌着
するカバー体12とでOリングなどのシール材23で密閉構
造とされ該中空室に空気に対する密度が小さいガスを充
填封入した構成とし、減圧下で運転できるようにしてあ
る。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 in which a rotating body 3 having a flat plate shape, a through hole 1 formed in the center, and a plurality of mirror surfaces 2 having an outer peripheral edge of a regular polygon is penetrated. A polygonal rotor rotatably provided on a fixed shaft 5 provided in a support body 4 through the hole 1 is fixed to the support body 4 in parallel with the flat plate rotary body 3, and a stator coil 6 for rotating the polygon rotor is provided on the support body 4. A motor unit for rotating the rotating body 3 is constituted by a permanent magnet or a secondary conductor magnet 7 provided on the rotating body 3 and the stator coil 6, and is provided between the rotating body 3 and the support body 4. A sliding member 10 made of a ceramic material in which a dynamic pressure generating groove 11, that is, a spiral groove is formed is provided in the inside, and a hollow chamber 20 capable of accommodating the polygon rotor is fitted to the support 4 and the support 4. O with the cover body 12 to wear The sealing member 23 hermetically sealed and is the density to air is less gas in the hollow chamber such as a filled encapsulated structure ring are also available operating at reduced pressure.
この場合、前記封入ガスとしてはヘリウムガス或いは水
素など軽いガス即ち空気に対する密度が小さいガスを用
い、前記密閉中空室20を構成するケースの支持体4或い
は該支持体4に嵌着されるカバー体12のいずれか或いは
いずれにもガス供給口部22を形成し補給できるハッチ形
態とするかガス供給源21に連絡して常時給気している循
環形態としてもよい。この循環系では冷却機構を備えて
ガスを利用して放熱効果をあげるのがよい。In this case, a light gas such as helium gas or hydrogen, that is, a gas having a low density with respect to air is used as the enclosed gas, and the support body 4 of the case constituting the closed hollow chamber 20 or the cover body fitted to the support body 4 is used. The gas supply port 22 may be formed in any one or any of the 12 so that the gas supply port 22 can be replenished in a hatch form or the gas supply source 21 can be connected to continuously supply air. In this circulation system, it is preferable to provide a cooling mechanism to utilize the gas to enhance the heat dissipation effect.
前記回転体3は、前記支持体4上に介在される摺動面に
動圧発生用溝11のある円板状または角板状の摺動部材10
に対面配備されているもので、この摺動部材10としては
回転体3のマグネット7に対向する面及びステータコイ
ル6に対向する面の摺動面のいずれか或いは両方の面に
動圧発生用溝11、例えばねじり方向が逆向きのスパイラ
ル溝をランド部を残して形成した硬質のセラミックス材
料例えばSiC焼結体、BeOを含むα−SiC焼結体、又はSi3
N4焼結体などで構成したものを用いてスラスト軸受部と
して形成するのがよく、前記回転体3も硬質のセラミッ
クス材料の平板を用いてもよいし、必要に応じて対応す
る摺動面に動圧発生用溝を形成してもよい。The rotating body 3 is a disc-shaped or square-plate-shaped sliding member 10 having a dynamic pressure generating groove 11 on a sliding surface interposed on the support 4.
The sliding member 10 is used to generate a dynamic pressure on either or both of the sliding surface of the surface of the rotating body 3 facing the magnet 7 and the surface of the rotating body 3 facing the stator coil 6. A hard ceramic material such as a groove 11, for example, a spiral groove whose twist direction is opposite to that of the land, leaving a land portion, such as a SiC sintered body, a BeO-containing α-SiC sintered body, or Si 3
It is preferable that the thrust bearing portion is formed by using an N 4 sintered body or the like, and the rotating body 3 may also be a flat plate made of a hard ceramic material, and if necessary, a corresponding sliding surface. A groove for generating dynamic pressure may be formed in.
前記マグネット7は回転体3の挿入孔8に埋込配備し
て、上面を平坦に面合せしてもよいし、挿入孔8に対し
マグネット7を上面より窪み状態或いは突出状態に配置
し、バックアップ板(図示せず)を当てて保持する構成
としてもよい。The magnet 7 may be embedded in the insertion hole 8 of the rotating body 3 so that the upper surface is flatly faced, or the magnet 7 may be arranged in a recessed state or a protruding state with respect to the insertion hole 8 for backup. A plate (not shown) may be applied and held.
前記挿入孔8は前記回転体3に複数個環状に形成配備し
てあるが、円板状のロータコアを形成するようにリング
状に連接配備し固定軸5と直交する平面上に沿って環状
に複数の磁極を着磁しているようにすることもできる
し、さらに前記鏡面2はアルミニウム箔(0.1〜0.5mm)
又は蒸着膜、その他の反射率の高いコーティング層でミ
ラー部とするのが便利である。A plurality of the insertion holes 8 are formed in the rotating body 3 in an annular shape, and are arranged in a ring shape so as to form a disc-shaped rotor core, and are formed in an annular shape along a plane orthogonal to the fixed shaft 5. A plurality of magnetic poles may be magnetized, and the mirror surface 2 is made of aluminum foil (0.1 to 0.5 mm).
Alternatively, it is convenient to use a vapor-deposited film or other coating layer having high reflectance as the mirror portion.
図中111はヘリングボーン状に形成した動圧発生用溝で
固定軸5の外周面又はこれに対応する面に多数設けてい
る。121はカバー体に形成した凹溝で支持体4に嵌着し
てシール材23で密閉構造としたもの13は投光用窓部であ
る。In the figure, 11 1 is a herringbone-shaped groove for dynamic pressure generation, and a large number of grooves are provided on the outer peripheral surface of the fixed shaft 5 or the surface corresponding thereto. 12 1 13 that a sealed structure with a sealing material 23 is fitted to the support 4 in the recessed groove formed in the cover body is light projecting window.
なお前記動圧発生用溝11はスパイラル状の方向は両面に
設けた場合に逆方向(投影面上同じ向き)に設けてポリ
ゴンロータを回転駆動する際に誤って逆方向に回転させ
ても焼損することがないようにし、即ち正逆いずれの回
転時においても動圧効果を生じさせスラスト荷重を受け
て保安上有効にしてあるが、必要に応じ同方向(投影面
上逆向き)に設けて一方をクラッチ作用を与えるように
してもよい。この場合、中間部材を介在させて活用する
ことが考慮されるし、さらに回転体3の外周にある鏡面
2もアルミニウム箔でバランス調整をすることができ
る。The dynamic pressure generating groove 11 is provided in the opposite direction (the same direction on the projection surface) when the spiral direction is provided on both sides, and even if the polygon rotor is rotationally driven by mistake, it is burned out. That is, the dynamic pressure effect is generated in both forward and reverse rotations and the thrust load is applied to make it effective for security, but if necessary, install it in the same direction (opposite direction on the projection surface). One of them may be provided with a clutch action. In this case, it is considered that the intermediate member is used to intervene, and the mirror surface 2 on the outer periphery of the rotating body 3 can also be adjusted in balance with an aluminum foil.
しかして鏡面2のある回転体3は支持体4とカバー体12
とで密閉構造で空気に対する密度が小さいガスを封入さ
れている中空室20内にある固定軸5及び動圧発生用溝11
を有するセラミックス材料の摺動部材10上にマスバラン
ス、流体バランス及び磁気バランスが良好に維持されて
円滑に回転され、回転時の空気抵抗も小さく運転できる
ものである。Then, the rotating body 3 having the mirror surface 2 has the support body 4 and the cover body 12
The fixed shaft 5 and the dynamic pressure generating groove 11 in the hollow chamber 20 in which a gas having a closed structure and having a low density with respect to air is sealed with
The mass balance, the fluid balance, and the magnetic balance are well maintained on the sliding member 10 made of a ceramic material having the above-described structure, and the ceramic member is smoothly rotated, and the air resistance during rotation is small and the operation can be performed.
第4図例では支持体4側にシール材23を嵌着できる切欠
段部を形成し、カバー体12とで密閉構造とし中空室20に
ヘリウムガスを封入したもので、ステータコイル6に対
応したマグネット7のある回転体のボス部に摺動部材10
が嵌合されている。In the example shown in FIG. 4, a notched step portion into which the sealing material 23 can be fitted is formed on the support body 4 side, and the cover body 12 has a closed structure in which the hollow chamber 20 is filled with helium gas, which corresponds to the stator coil 6. The sliding member 10 is attached to the boss of the rotating body with the magnet 7.
Are fitted.
第5図の具体例では回転軸として金属製固定軸5上にヘ
リングボーン状溝を外周に有するセラミックス製のスリ
ーブ状ブッシュ9を備えたもので前記回転体3の浮上量
を拘束する手段としては回転体3の上方位置で固定軸5
に設けた上部摺動板15或いは座金16若しくはその他のス
トッパを選んで当てる構成としてあるが、摺動板15など
にコイルバネ17又はその他弾性部材を付設させたりその
他弾性構造物などを押圧部材として回転体3の上方部の
固定軸5に備えた構成としてもよい。In the concrete example of FIG. 5, a ceramic sleeve-shaped bush 9 having a herringbone-shaped groove on the outer periphery is provided on a metal fixed shaft 5 as a rotating shaft, and means for restraining the floating amount of the rotating body 3 is used. The fixed shaft 5 is located above the rotating body 3.
The upper sliding plate 15 or the washer 16 or other stopper provided on the above is selected and applied, but the coil spring 17 or other elastic member is attached to the sliding plate 15 or other elastic structure is rotated as a pressing member. The structure may be provided on the fixed shaft 5 in the upper part of the body 3.
なお、実施例では前記上部摺動板15はセラミックス材料
から成り摺動面側に動圧発生用溝11を必要に応じ備えて
回転体3に対設してあり、該上部摺動板15と座金16との
間にコイルバネ17を介在配備して回転体3の浮上量拘束
機構としてある。In the embodiment, the upper sliding plate 15 is made of a ceramic material and is provided with a dynamic pressure generating groove 11 on the sliding surface side so as to oppose to the rotating body 3. A coil spring 17 is interposed between the washer 16 and the washer 16 to serve as a mechanism for restraining the flying height of the rotating body 3.
また前記支持体4はアルミニウム材から構成されるもの
でカバー体12とでヘリウムガス封入密閉構造としてあっ
て、前記摺動部材の廻り止めとして用いられるものであ
るが、前記固定軸5及び支持体4もSiCを主体とするセ
ラミックス材料の焼結体で構成することも選んでできる
し、さらに前記支持体4は磁性体で構成してマグネット
7との間で常時吸引力を働かせて回転体3が墜落させな
いようにし、かつこの吸引力で安定な回転を得るように
考慮してもよい。さらに固定軸5は留めナット14で支持
体4に固着され軸端面間の平行度及びヘリングボーン状
溝面との垂直度を精密加工してあるが、必要に応じ同様
に精密加工したスリーブ状のブッシュ9を嵌着配備して
もよく、これらの場合固定軸5又はブッシュ9を段付軸
として各部材に対応させてもよい。また前記回転体3に
設けたマグネット7に対して平板状のステータコイル6
を支持体4に設けてモータとしてポリゴンロータの回転
体3を回転させるようにしてあるが、ステータコイル6
に面する摺動部材10の端面は固定軸5を直角即ち貫通孔
1の内周面と直角で、その外周縁に形成された鏡面2に
対して直角となるように加工されている。Further, the support 4 is made of an aluminum material and has a helium gas-sealed hermetic structure with the cover 12 and is used as a rotation stopper for the sliding member. It is also possible to select 4 as a sintered body of a ceramic material mainly composed of SiC. Further, the support body 4 is made of a magnetic body so that the attracting force is constantly exerted between the support body 4 and the magnet 7 so that the rotating body 3 May be prevented from falling, and it may be considered to obtain stable rotation by this suction force. Further, the fixed shaft 5 is fixed to the support body 4 by the fastening nut 14, and the parallelism between the shaft end faces and the perpendicularity to the herringbone groove face are precisely machined. The bush 9 may be fitted and arranged, and in these cases, the fixed shaft 5 or the bush 9 may be used as a stepped shaft to correspond to each member. Further, the stator coil 6 having a flat plate shape with respect to the magnet 7 provided on the rotating body 3
Is provided on the support body 4 to rotate the rotating body 3 of the polygon rotor as a motor.
The end surface of the sliding member 10 facing the is processed so that the fixed shaft 5 is at a right angle, that is, at a right angle to the inner peripheral surface of the through hole 1 and at a right angle to the mirror surface 2 formed on the outer peripheral edge thereof.
この場合前記支持体4と回転体3との間に介在された摺
動部材10の対応面に動圧発生用溝11があってスラスト軸
受部とするものであり、また、ラジアル軸受部は固定軸
5の外周面、又は貫通孔1の円周面のいずれか一方の面
に設けられる動圧発生用のヘリングボーン状の動圧発生
用溝111で形成するものであり、この実施例において
は、スラスト荷重を支えるための動圧発生用溝11、ラジ
アル荷重を支えるための動圧発生用溝111は各々3〜10
μm程度の溝深さである。またこの動圧発生用溝11は回
転体3の両面に溝加工を施してバランスをよくし、形成
をなくすようにするのもよいし、摺動部材10又は摺動板
15としては、その片面のみにスパイラル溝加工する場合
に比べて両面に形成する場合には径に対して厚みの薄い
セラミックス板では溝加工後に変形することもあるので
変形しない厚みに選定することが考慮される。In this case, there is a dynamic pressure generating groove 11 on the corresponding surface of the sliding member 10 interposed between the support 4 and the rotating body 3 to form a thrust bearing portion, and the radial bearing portion is fixed. It is formed by a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 11 1 for dynamic pressure generation provided on either one of the outer peripheral surface of the shaft 5 and the circumferential surface of the through hole 1. In this embodiment, Is a dynamic pressure generating groove 11 for supporting a thrust load, and a dynamic pressure generating groove 11 1 for supporting a radial load is 3 to 10 respectively.
The groove depth is about μm. The dynamic pressure generating grooves 11 may be formed on both sides of the rotating body 3 by groove processing to improve balance and eliminate the formation, or the sliding member 10 or the sliding plate.
As for 15, it is possible to select a thickness that does not deform because a ceramic plate that is thinner than the diameter may be deformed after groove processing when it is formed on both sides compared to when spiral grooves are processed on only one side. Be considered.
前記摺動板15及び/又は摺動部材10は全面のうねりが0.
3μm以下で最大面粗度が0.1μmの平滑な平面であるラ
ンド面とした上で、ショットブラストによって3〜10μ
mの深さのスパイラル状溝加工をしたものである。The waviness of the entire surface of the sliding plate 15 and / or the sliding member 10 is 0.
The land surface is a smooth flat surface with a maximum surface roughness of 0.1 μm at 3 μm or less, and then 3 to 10 μm by shot blasting.
It is a spiral groove having a depth of m.
なお、動圧効果を利用したラジアル軸受を製作する場合
も同様に、上述のショットブラストによる溝加工をする
ことができる。いずれにしても硬質のセラミックス材料
で高い精度で前記動圧発生用溝11を加工することがで
き、かつ、その動圧発生に適した摺動部の形状が動圧が
発生した状態においても維持され、しかも、起動、停止
の際に生じる固体摺擦に対しても、ある程度の負荷であ
れば耐久性を持って有効に用いられる。In the case of manufacturing a radial bearing utilizing the effect of dynamic pressure, the groove machining by shot blasting can be performed similarly. In any case, it is possible to process the dynamic pressure generating groove 11 with high accuracy using a hard ceramic material, and the shape of the sliding portion suitable for generating the dynamic pressure is maintained even when the dynamic pressure is generated. In addition, even with respect to solid rubbing that occurs at the time of starting and stopping, it can be effectively used with durability under a certain load.
第6図及び第7図例では、それぞれステータコイル6を
放熱のために大気開放型とし、カバー体12或いは支持体
4外部に設けた例で密閉構造としてカバー体12にヘリウ
ムガス給気源21のポンプに連絡できるガス供給口部22の
接続部を備えてある。この場合、接続部には必要に応じ
チェッキバルブを付設してガス封入タイプとしてもよ
い。In the examples of FIGS. 6 and 7, the stator coil 6 is open to the atmosphere for heat dissipation, and the cover body 12 or the support body 4 is provided outside the support body 4 as a closed structure. The gas supply port 22 is connected to the pump of FIG. In this case, a check valve may be attached to the connecting portion as needed to make it a gas-filled type.
本発明は、回転体に設けたマグネットと、このマグネッ
トに対向され前記回転体を回転させるステータコイルと
を備えたポリゴンミラーにおいて、前記回転体と支持体
との間に、動圧発生用のスパイラル溝を形成したセラミ
ックス材料からなる摺動部材を介在配備すると共に、前
記ポリゴンロータを内装しうる中空室が前記支持体と、
該支持体に嵌着するカバー体とで密閉構造とされ該中空
室に空気に対する密度が小さいガスを充填封入した構成
としたことによりセラミックス摺動部材上の回転体が空
気より軽いガス中で運転されるのでポリゴンロータの垂
直度、平行度を大幅に向上できロータの芯振れも可及的
に小さくできるほか、運転時の風損を大幅に減少し安定
した回転運転が可能となり、かつ発熱現象もなく安定し
た回転子の超高速運転でき耐久性をも大幅に高められる
し、さらに、その封入ガスとしてヘリウムを用いれば、
熱伝導率も空気に比べて大きく放熱性機能も優れ、しか
も腐食も少なくミラーの偏角度も少なく風損も著しく少
なくなり、さらにポリゴンロータを回転させるための永
久磁石又は二次導体からなるロータコアと、外周面がミ
ラー部とされたポリゴンロータの厚みが薄くてもその変
形量を小さくすることができ、従来のポリゴンミラーに
比べ、ポリゴンミラーを装着した回転軸方向の寸法が短
くなり、著しく薄く小型軽量化することが可能であっ
て、その空気抵抗をも著しく減少せしめることができる
し、さらに小さな動力で従来と同等の回転速度が得られ
ることになり、また従来と同程度の電力を投入すれば、
より高回転速度を得ることができるポリゴンミラーとな
るし、ポリゴンロータに動圧効果を生じさせスラスト荷
重を良好に受けることから保守・保安がらくで起動・停
止の際の固体接触があっても摩耗することがなく、ま
た、動圧発生時の動圧発生効果は良好に維持されて高負
荷のスラスト荷重を支えることができるので、光線を安
定して走査するポリゴンミラーとしての機能が常時良好
で、かつセラミックス摺動部材の介在で、レーザ光等を
精度よく反射できるポリゴンミラーを構成簡単で製作容
易安価な形態で得られるものである。According to the present invention, in a polygon mirror including a magnet provided on a rotating body and a stator coil facing the magnet and rotating the rotating body, a spiral for generating dynamic pressure is provided between the rotating body and a support body. A hollow chamber that can accommodate the polygon rotor is provided with a sliding member made of a ceramic material having a groove interposed therebetween, and
The cover body fitted to the support body is hermetically sealed, and the hollow chamber is filled with a gas having a low density with respect to air, so that the rotating body on the ceramic sliding member operates in a gas lighter than air. As a result, the verticality and parallelism of the polygon rotor can be greatly improved, the rotor runout can be reduced as much as possible, and the wind loss during operation can be greatly reduced, enabling stable rotation operation and heat generation. There is no stable operation of the rotor at ultra-high speed, and the durability can be greatly improved, and if helium is used as the enclosed gas,
The thermal conductivity is greater than that of air, the heat dissipation is excellent, the corrosion is small, the angle of deviation of the mirror is small, the windage is significantly small, and the rotor core is composed of a permanent magnet or a secondary conductor for rotating the polygon rotor. Even if the polygon rotor whose outer peripheral surface is a mirror portion is thin, the amount of deformation can be reduced, and compared to the conventional polygon mirror, the dimension in the rotation axis direction in which the polygon mirror is mounted becomes shorter, and it is extremely thin. It can be made smaller and lighter, its air resistance can be significantly reduced, and it will be possible to obtain the same rotation speed as before with a smaller amount of power, and the same amount of power as before will be applied. if,
It becomes a polygon mirror that can obtain a higher rotation speed, and because it produces a dynamic pressure effect on the polygon rotor and receives a good thrust load, maintenance and security is easy and even if there is solid contact at the time of start / stop Since it does not wear, and the dynamic pressure generation effect at the time of dynamic pressure generation is maintained well and can support a high thrust load, it always functions as a polygon mirror that stably scans light rays. In addition, a polygon mirror capable of accurately reflecting a laser beam or the like with the interposition of a ceramic sliding member can be obtained in a simple configuration, easy manufacture, and inexpensive form.
第1図は本発明の実施例の縦断面図、第2図第1図I−
I線における平面図、第3図は第1図II−II線における
平面図、第4図は他の実施例の切断側面図、第5図乃至
第7図はそれぞれさらに他の実施例の一部切断側面図、
第8図は従来例の縦断面図である。 1…貫通孔、2…鏡面、3…回転体、31…筒状部、4…
支持体、5…固定軸、6…ステータコイル、7…マグネ
ット、8…挿入孔、10…摺動部材、11,111…動圧発生用
溝、12…カバー体、13…投光用窓部、15…摺動板、16…
座金、17…バネ、20…中空室、21…ガス給気源、22…ガ
ス供給口部。FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG.
Fig. 3 is a plan view taken along line I, Fig. 3 is a plan view taken along line II-II of Fig. 1, Fig. 4 is a sectional side view of another embodiment, and Figs. 5 to 7 are views of yet another embodiment. Partial cut side view,
FIG. 8 is a vertical sectional view of a conventional example. 1 ... Through hole, 2 ... Mirror surface, 3 ... Rotating body, 3 1 ... Cylindrical part, 4 ...
Support body, 5 ... Fixed shaft, 6 ... Stator coil, 7 ... Magnet, 8 ... Insertion hole, 10 ... Sliding member, 11, 11 1 ... Dynamic pressure generating groove, 12 ... Cover body, 13 ... Light projecting window Part, 15 ... Sliding plate, 16 ...
Washer, 17 ... Spring, 20 ... Hollow chamber, 21 ... Gas supply source, 22 ... Gas supply port.
Claims (4)
に回転自在に設けてポリゴンロータとし、前記回転体に
マグネットを設けると共に、該マグネットに対応してス
テータコイルを配備したポリゴンミラーにおいて、前記
回転体と支持体との間に、動圧発生用のスパイラル溝を
形成したセラミックス材料からなる摺動部材を介在配備
すると共に、前記ポリゴンロータを内装しうる中空室が
前記支持体と、該支持体に嵌着するカバー体とで密閉構
造とされ該中空室に空気に対する密度が小さいガスを充
填封入した構成としたことを特徴とするポリゴンミラ
ー。1. A polygon mirror in which a rotating body having a mirror surface is rotatably provided on a fixed shaft provided on a support body to form a polygon rotor, a magnet is provided on the rotating body, and a stator coil is provided corresponding to the magnet. In the above, a sliding member made of a ceramic material in which a spiral groove for generating dynamic pressure is formed is interposed between the rotating body and the support, and a hollow chamber capable of accommodating the polygon rotor is provided as the support. A polygon mirror, characterized in that it has a closed structure with a cover body fitted to the support body, and that the hollow chamber is filled with a gas having a low density with respect to air.
請求の範囲第1項記載のポリゴンミラー。2. The polygon mirror according to claim 1, wherein the enclosed gas is helium gas.
されるカバー体とから成り、いずれかにヘリウムガス供
給口部を備えているものである特許請求の範囲第1項又
は第2項記載のポリゴンミラー。3. The method according to claim 1, wherein the case comprises a support body and a cover body fitted to the support body, and the case is provided with a helium gas supply port. The polygon mirror according to item 2.
るものであって、冷却機構を備えた循環経路に連結され
ているものである特許請求の範囲第1項又は第2項記載
のポリゴンミラー。4. The method according to claim 1 or 2, wherein the hollow chamber is filled with helium gas and is connected to a circulation path equipped with a cooling mechanism. Polygon mirror.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16546787A JPH0677111B2 (en) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | Polygon mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16546787A JPH0677111B2 (en) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | Polygon mirror |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6410209A JPS6410209A (en) | 1989-01-13 |
| JPH0677111B2 true JPH0677111B2 (en) | 1994-09-28 |
Family
ID=15812968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16546787A Expired - Lifetime JPH0677111B2 (en) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | Polygon mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677111B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01245217A (en) * | 1988-03-28 | 1989-09-29 | Copal Electron Co Ltd | Optical deflector |
| JPH02141722U (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-29 | ||
| JPH05241090A (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-21 | Ebara Corp | Polygon mirror |
| JP2001083448A (en) | 1999-09-09 | 2001-03-30 | Fuji Xerox Co Ltd | Rotary deflector, optical scanner and image forming device |
-
1987
- 1987-07-03 JP JP16546787A patent/JPH0677111B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6410209A (en) | 1989-01-13 |
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