JP2623205B2

JP2623205B2 - 空気・磁気軸受型光偏向器

Info

Publication number: JP2623205B2
Application number: JP5082481A
Authority: JP
Inventors: 明彦岩間; 光夫鈴木; 広喜田島
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH0667112A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザプリンタやデ
ジタル複写機、ファクシミリ、その他各種のレーザ偏向
器を備えた光学的情報処理装置で使用するのに好適な、
コアレス扁平ＤＣブラシレスモータ方式を採用した超小
形の光偏向器に関する。具体的にいえば、ラジアル軸受
として動圧空気軸受、スラスト軸受として磁気軸受を使
用して光偏向器を構成することにより、起動時や停止時
における軸受部の摩擦を少なくして、光偏向器の長寿命
化を計るとともに、偏平型の簡単な構造にすることによ
り、部品点数の減少，加工性，組立性の容易化を可能に
して、光偏向器の小型化と、イナーシャを大きくしてジ
ッター特性の改善とを実現し、さらに、コアレス扁平Ｄ
Ｃブラシレスモータの原理を応用することによって、精
密な速度制御が行えるようにした光偏向器の改良に係
り、特に、スラスト軸受を構成する磁気軸受の浮上力剛
性を、簡単な手段で高めることによって、異常外乱に対
して安定動作を可能にした光偏向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザプリンタのレーザ偏向
器やデジタル複写機のレーザ偏向器、ファクシミリのレ
ーザ偏向器、あるいはＰＯＳ端末器のイメージスキャナ
等の各種光学的情報処理装置、また、紙幣や鉄板等の傷
の有無などを検査する計測器、さらに測長器等の各種光
学的測定器等では、書画の読取り用や書込み用として、
あるいは傷の有無検査用として使用するレーザ光を偏向
するために、ポリゴンミラー（多面鏡）を使用した光偏
向器が用いられている。

【０００３】このポリゴンミラーを使用した光偏向器
は、偏向速度が速く、しかも連続的な光偏向が可能なた
め、高速度かつ高精度の情報の記録、あるいは読取りを
行うことができる。このようなレーザ光偏向器を使用し
た画像出力装置、例えばレーザプリンタでは、特に、ポ
リゴンミラーの回転ムラに起因する画像ジッターが問題
になっている。

【０００４】ところで、この種の光偏向器としては、従
来から、マグネット界磁ＤＣブラシレスモータ方式のも
のが知られている。すなわち、このＤＣブラシレスモー
タのロータを円筒状磁石とし、回転多面鏡を取付けた中
空軸（いわゆる回転多面体）をロータ磁石の内径に固着
する。そして、この回転多面体の内径部に固定軸を設
け、回転多面体の内径部表面と、固定軸の外径部表面と
で動圧空気軸受を構成するようにしている。

【０００５】このような動圧空気軸受による回転多面鏡
型光偏向器では、電源がオンになると、回転多面鏡体等
を備えた回転体が回転を開始する。そして、その数秒後
に、予め設定されたスラスト空気軸受が充分にその機能
を発揮し、回転体の軸方向負荷を保持しながら浮上し得
る一定回転速度に達する。

【０００６】この際に、回転多面鏡体の内部嵌合部の内
径と、固定軸の外径部との間に形成された隙間の下部か
ら空気が流入し、流入した空気は、下部と上部ジャーナ
ルのヘリングボーン溝のポンプ作用によって、回転体を
ラジアル方向に強固に支持する。流入空気は、回転体を
ラジアル方向に支持するとともに、スパイラル溝の効果
によって、上部の方向に流れスラスト止め部分に上向き
の圧力を発生しながら、その貫通孔を通って動圧空気軸
受の上方へ流れ出る。

【０００７】このような動作によって、回転多面鏡体を
備えた回転体が回転される。ところが、従来の動圧空気
軸受による光偏向器では、第１の問題として、動圧空気
軸受部（すなわち固定軸の外径部表面）に複雑な溝加工
を必要とし、また、長尺の回転多面体の内径部表面に
も、超精密な表面加工を必要とする、等の理由で、加工
が困難で、コストアップになる。

【０００８】また、第２の問題としては、動圧空気軸受
の場合、軸受部は接触状態にあるから、起動時に空気軸
受効果がなく、空気軸受が最大の特徴としている長寿命
化に限界がある。すなわち、起動・停止時に軸受部の接
触摩擦により、軸受部が摩耗する。この第２の問題に関
連する第３の問題として、モータ方式がインナーロータ
・マグネット界磁型であるため、停止状態でロータは鉄
心型ステータのある方向へ吸引されており、軸受部の摩
擦力が大きいことも、摩耗を早める原因となる。

【０００９】さらに、先の第１の問題に関連する第４の
問題としては、回転体の構成が複雑で、部品点数も多い
ので、バランス修正が難かしいことも、コストアップの
要因である。その上、第５の問題として、インナーロー
タ型であることによって、本質的にイナーシャが小さく
なり、画像ジッターの特性が悪くなる、という不利があ
り、同時に、回転軸が長くなるので、光偏向器が大型化
する、という難点がある。

【００１０】最後に、第６の問題として、インナーロー
タ・マグネット界磁ＤＣブラシレスモータを使用してい
るので、速度検出器を必要とするため、固定子側の構成
も複雑で、部品点数が多くなる。その結果、信頼性が低
下するとともに、コストアップの一因となる。以上のよ
うに、従来の動圧空気軸受による光偏向器では、種々の
難点があり、空気軸受による本来の効果が充分に得られ
ない、という不都合があった。

【００１１】このような不都合を解決する一つの方法と
して、この発明の発明者らは、すでに、ラジアル軸受と
して動圧空気軸受を使用し、スラスト軸受として永久磁
石反発式の磁気軸受を使用することにより、起動・停止
時に回転体が軸受部に接触しないようにして、動作の安
定化と長寿命化とを可能にするとともに、回転体や固定
軸の構成を簡略化して、回転体の軽量化による光偏向器
の小型化と低コスト化とを実現し、さらに、コアレス扁
平ＤＣブラシレスモータの原理を応用することによって
回転ムラの発生を防止して、画像ジッター特性が良好な
空気・磁気軸受型光偏向器を提案した（特開昭６２−７
０８１１号公報）。

【００１２】図３は、先に提案した空気・磁気軸受型光
偏向器の一例について、その要部構成を示す縦断面図で
ある。図面において、１１は中空の回転軸で、１１ａは
そのフランジ部、１１ｂは段部、１１ｃはネジ部、１２
はミラー、１３はミラー固定用リング、１３Ａは固定用
ネジ、１４〜１６は磁石ロータ組立体で、１６はロータ
マグネット、１７は非磁性体のホルダーケースで、１７
ａはその通気孔、１７ｂはネジ部、１８はスラスト磁気
軸受用の上部マグネット、１９はホルダーケース１７の
固定用リング、２１は固定軸で、２１ａは固定用の凸
部、２１ｂと２１ｃは、それぞれ固定軸２１の外周の上
部と下部に設けられたヘリングボーン溝、２１ｄは段
部、２１ｅは気圧調整用連絡孔、２２は非磁性体のホル
ダーケース、２３はスラスト磁気軸受用の下部マグネッ
ト、３１はハウジングで、３１ａは固定軸２１の固定用
の凸部２１ａが嵌合される孔部、３１ｂは気圧調整用溝
部、３２は上部ケースで、３２ａは窓部、３３はコイル
基板、３４はコイル、３５は磁性体のヨークを示し、ま
た、ｇは上部マグネット１８と下部マグネット２３との
ギャップを示す。

【００１３】まず、回転体について述べる。この図３で
は、回転体を構成する部材に、１１〜１９の１０番台の
符号を付けている。回転体は、中空の回転軸１１と、ミ
ラー１２、ロータ組立体１４〜１６、および、スラスト
磁気軸受用の上部マグネット１８とから構成される。

【００１４】そのために、中空の回転軸１１は、ミラー
１２とロータ組立体１４〜１６を取付けるためのフラン
ジ部１１ａを有しており、ミラー１２は、この中空の回
転軸１１のフランジ部１１ａに、図の上方から装着され
た後、その上面をミラー固定用リング１３により押圧さ
れた状態で、固定用ネジ１３Ａにより締め付けられ、所
定の位置に固定される。

【００１５】また、この中空の回転軸１１のフランジ部
１１ａの下方には、モータ部を構成するロータ組立体１
４〜１６が取付けられる。さらに、この中空の回転軸１
１の上方に、非磁性体のホルダーケース１７が、固定用
リング１９によって固定される。このホルダーケース１
７は、リング状のスラスト磁気軸受用の上部マグネット
１８を支持するように機能し、そのネジ部１７ｂが、中
空の回転軸１１に設けられたネジ部１１ｃに係合する。

【００１６】次に、固定軸の構成について述べる。この
図３では、固定軸を構成する部材には、２１〜２３の２
０番台の符号を付けている。固定軸２１の胴部表面に
は、その上部と下部にそれぞれ、ラジアル方向の動圧空
気軸受を構成するヘリングボーン溝２１ｂ，２１ｃが設
けられている。

【００１７】また、この固定軸２１の上方には、例えば
その上端の凹部に、非磁性体のホルダーケース２２の凸
部が嵌合されることで、ホルダーケース２２が固定され
て、リング状のスラスト磁気軸受用の下部マグネット２
３を支持する。この固定軸２１の下部には、固定用の凸
部２１ａが形成されていて、ハウジング３１に設けられ
た孔部３１ａと嵌合することにより、所定位置に固定さ
れる。

【００１８】なお、固定軸２１の段部２１ｄは、中空の
回転軸１１の段部１１ｂと共に、空隙部を形成する。ま
た、固定軸２１の下面には、気圧調整用連絡孔２１ｅの
開口が設けられており、この下面でハウジング３１の気
圧調整用溝部３１ｂを覆うことによって、同様に空隙部
を形成する。そして、これらの空隙部を接続するため
に、固定軸２１には、気圧調整用連絡孔２１ｅが設けら
れている。

【００１９】この気圧調整用連絡孔２１ｅは、ラジアル
方向に貫通された開口と、気圧調整用溝部３１ｂで形成
される空隙部とが通気されるような連絡路であり、固定
軸２１の段部２１ｄと、中空の回転軸１１の段部１１ｂ
とによって、固定軸２１の中央部に形成された空隙部、
すなわち空気軸受部の空気の逃げ部の空気圧と、筐体部
の内部空気圧とを等しくするように作用する。筐体部
は、ハウジング３１と、上部ケース３２とから構成され
る。この筐体部には、コイル基板３３とヨーク３５とが
支持されており、モータ駆動部の固定子を構成するコイ
ル３４はコイル基板３３に接着されている。

【００２０】ハウジング３１には、固定軸２１の固定用
の凸部２１ａが嵌合される孔部３１ａが設けられてお
り、また、気圧調整用溝部３１ｂが、孔部３１ａの上部
に形成されている。上部ケース３２は、風損と風切音と
を低く抑えるために、ミラー１２との空隙が小さくされ
ており、また、実装性や搬送時の便等を考慮して、上部
が細径の凸状に形成されている。

【００２１】ここで、先に提案した空気・磁気軸受型光
偏向器で用いられる永久磁石反発式スラスト磁気軸受に
ついて説明すれば、中空の回転軸１１に設けられた上部
マグネット１８と、固定軸２１に設けられた下部マグネ
ット２３とは、反発力が得られるように、同極性同士が
対向するように配置される。この場合に、ギャップｇの
値は、固定用リング１９を回転して、ホルダーケース１
７を移動させることにより、適当に調整される。

【００２２】次に、モータ駆動部は、中空の回転軸１１
に固定された磁石ロータ組立体１４〜１６と、コイル基
板３３上に配列された複数個のコイル３４、およびヨー
ク３５とから構成される。

【００２３】次の図４は、図３に示した先に提案した空
気・磁気軸受型光偏向器について、そのスラスト軸受部
の動作原理を説明するための要部構成図である。図面に
おける符号は、図３と同様である。

【００２４】この図４に示すように、先に提案した空気
・磁気軸受型光偏向器では、スラスト軸受部は、リング
状の上部マグネット１８と下部マグネット２３、および
モータ駆動部のロータマグネット１６と、ヨーク３５と
から構成される。まず、浮力は、上部マグネット１８と
下部マグネット２３との間の反発力によって発生され、
回転体が上方へ浮上される。他方、下方への引下力は、
ロータマグネット１６とヨーク３５との間の吸引力によ
って発生され、回転体は下方へ引張られる。

【００２５】この場合に、上部マグネット１８と下部マ
グネット２３との間の浮力の方を、ロータマグネット１
６とヨーク３５との間の吸引力と回転体重量よりも、大
きくすることにより、中空の回転体を浮上させることが
できる。この浮力は、固定用リング１９を回転し、上部
マグネット１８を支持するホルダーケース１７を移動さ
せることによって、ギャップｇを調整すれば、吸引力と
バランスした所望の大きさとなる。

【００２６】図５は、先に提案した空気・磁気軸受型光
偏向器で使用するのに好適なロータマグネット１６の一
例を示す平面図である。図６は、同じく先に提案した空
気・磁気軸受型光偏向器で使用するのに好適なコイル３
４の配置例を示す図である。

【００２７】次に、この先に提案した空気・磁気軸受型
光偏向器について、モータの回転制御を説明する。この
例では、先の図５と図６に示したように、光偏向器のモ
ータ駆動部の構成が、８極３相６コイルの場合について
述べる。

【００２８】図３のモータ駆動部において、特に図示さ
れていないロータ位置検出器の出力信号により励磁相を
切換え、順次６つのコイルを励磁すると、フレミング左
手の法則（いわゆるＢｌｉ則）に従って、ロータは回転
される。なお、Ｂｌｉ則で説明する場合に、Ｆ＝Ｂｌｉ
の力（ここで、Ｆは発生力、Ｂは磁束密度、ｉは励磁電
流）は、コイルに働く力である。しかし、この先に提案
した空気・磁気軸受型光偏向器では、コイルが固定で、
ロータ磁石が回転する方式のブラシレスモータの原理を
応用しているので、ロータマグネット、すなわち回転体
に作用する回転力の方向は、このＢｌｉ則の逆方向とな
る。

【００２９】このように、先に提案した空気・磁気軸受
型光偏向器では、ロータマグネット１６は偏平型リング
磁石であるから、回転体を軸方向に短かくすることが可
能となり、また、モータ駆動部の構成も簡単であるか
ら、低コストとなる。しかし、この先に提案した空気・
磁気軸受型光偏向器では、スラスト磁気軸受部で発生さ
れる反発力には、垂直力だけでなく、軸心から外方へ向
う力も作用しているので、回転体と固定軸との間に多少
の接触が生じ、摩耗によって寿命が短縮する、という問
題もある。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】この発明では、先に提
案した空気・磁気軸受型光偏向器をさらに改良し、スラ
スト磁気軸受によって発生される軸方向の浮上力剛性を
高めることにより、光偏向器に侵入する異常外乱に対し
て、ジッターの少ない安定な動作が可能で、しかも、長
寿命の空気・磁気軸受型光偏向器を実現することを目的
とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、その
一部にミラーを有し、固定軸に嵌合された状態にある回
転体と、前記回転体の回転により動的に空気圧を増加さ
せて、その動的空気圧により該回転体をラジアル方向に
支持する空気軸受と、磁石による磁気的な反発力で前記
回転体をスラスト方向に支持する磁気軸受とを備えた空
気・磁気軸受型光偏向器において、前記磁気軸受は、前
記回転体の一端に固定された第１の磁石と、前記第１の
磁石の下方に、該第１の磁石と同極性で対向するように
前記固定軸に取付けられた第２の磁石と、前記第１の磁
石の上方に、該第１の磁石と同極性で対向するように位
置する第３の磁石と、前記第３の磁石を前記第１の磁石
の上方に支持する磁石支持体と、で構成している。

【００３２】

【実施例１】次に、この発明の空気・磁気軸受型光偏向
器について、図面を参照しながら、その実施例を詳細に
説明する。この発明では、回転体をスラスト方向に支持
する磁気軸受を３個のマグネットで構成し、いわゆるサ
ンドイッチ構造に配置する点に特徴を有しており、磁気
軸受を、回転体の一端に固定された第１の磁石（図３の
上部マグネット１８）と、この第１の磁石の下方に、第
１の磁石と同極性で対向するように配置された第２の磁
石（図３の下部マグネット２３）、および第１の磁石の
上方に、第１の磁石と同極性で対向するように配置され
た第３の磁石（後出の図１の第３のマグネット３６）で
構成することによって、磁気軸受の浮上力剛性を高めて
いる。

【００３３】図１は、この発明の空気・磁気軸受型光偏
向器の一実施例について、その要部構成を示す縦断面図
である。図面における符号は図３と同様であり、また、
３６はスラスト磁気軸受用の第３のマグネット、３７は
非磁性体のホルダーケース、３８は放熱フィンを有する
ハウジングで、３８ａは固定軸２１の固定用の凸部２１
ａが嵌合される孔部、３８ｂは気圧調整用溝部、３９は
同じく放熱フィンを有する上部ケースを示し、ｇ′は第
３のマグネット３６と上部マグネット１８とのギャップ
を示す。

【００３４】すでに図３と図４に関連して説明したよう
に、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器では、永久
磁石反発式スラスト磁気軸受として、回転体の上方に、
中空の回転軸１１に設けられた上部マグネット１８と、
固定軸２１に設けられた下部マグネット２３とが配置さ
れ、相互に反発力が得られるように、同極性同士が対向
するように配置されている。スラスト軸受部は、この回
転体の上方に配置されている２個のマグネット、すなわ
ち上部マグネット１８と下部マグネット２３、および、
回転体の下方に配置されてモータ駆動部を構成するマグ
ネットとヨーク、すなわち、中空の回転軸１１に設けら
れたモータ駆動部のロータマグネット１６と、ヨーク３
５とから構成される。

【００３５】この場合の浮上力は、上部マグネット１８
と下部マグネット２３との間の反発力によって発生さ
れ、回転体が上方へ浮上される。他方、下方への引下力
は、ロータマグネット１６とヨーク３５との間の吸引力
によって発生され、回転体は下方へ引張られる。そし
て、上部マグネット１８と下部マグネット２３との間の
浮力の方を、ロータマグネット１６とヨーク３５との間
の吸引力と回転体重量よりも、大きくすることにより、
中空の回転体を浮上させることができる。

【００３６】図１に示すこの発明の空気・磁気軸受型光
偏向器では、異常外乱に対して安定な動作が可能となる
ように、回転体の上方に配置されている上部マグネット
１８と、下部マグネット２３の他に、さらに、第３のマ
グネット３６が付加されている点に特徴を有している。
この第３のマグネット３６の形状も、上部マグネット１
８や下部マグネット２３と同様に、リング状である。こ
の第３のマグネット３６は、磁石支持体である非磁性体
のホルダーケース３７によって、回転体の一端に固定さ
れた上部マグネット１８（第１の磁石）の上方に、この
上部マグネット１８と同極性で対向するように配置され
ている。

【００３７】また、その極性は、第３のマグネット３６
と、上部マグネット１８との間で、相互に反発力が得ら
れるように、同極性同士が対向するように配置されてい
る。このように、第３のマグネット３６、上部マグネッ
ト１８、下部マグネット２３とを、いわゆるサンドイッ
チ構造に配置し、かつ、その極性を選定する。

【００３８】また、第３のマグネット３６と上部マグネ
ット１８と下部マグネット２３との計３個のマグネット
の間で発生される浮力は、ロータマグネット１６とヨー
ク３５との間の吸引力と回転体自重よりも、大きくなる
ように設定する。その結果、上方のスラスト磁気軸受を
構成する３個のマグネットで、その中間に配置される中
空の回転軸１１に設けられた上部マグネット１８は、第
３のマグネット３６と下部マグネット２３との間に、両
者から離れた状態で保持されるので、上部マグネット１
８と一体的に構成された中空の回転軸１１も、非接触状
態で保持されることになる。

【００３９】しかも、スラスト剛性は、上方のスラスト
磁気軸受を２個のマグネットで構成した先の図３の場合
に比較して、著しく高められることになる。したがっ
て、光偏向器の回転動作中に、異常外乱が発生しても、
安定な動作が得られる。

【００４０】この図１の光偏向器では、温度の上昇に対
して放熱対策も行われている。すなわち、空気・磁気軸
受型光偏向器は、精密かつ微細な構造であるから、光偏
向器自体の温度が上昇すると、各部が熱変形する可能性
があり、これが回転体のバランスに影響を与え、光偏向
器のジッター特性等に悪影響を及ぼす。

【００４１】そこで、第１の熱対策として、熱源の一部
となるヨーク３５を、複数枚の磁性体板を積層すること
により、鉄損を小さくするようにしている。第２の熱対
策として、ハウジング３８と上部ケース３９と表面に、
凹凸状の放熱フィンを設けるようにしている。

【００４２】第３の熱対策として、コイル３４とコイル
基板３３とを絶縁性でかつ熱伝導性の良い樹脂でモール
ドすることにより、コイル３４で発生される熱が、熱伝
導性の悪い空気に触れることなく、この樹脂を介してハ
ウジング３８へ伝えられるようにしている。そのため、
コイル３４の熱は、外気によって迅速に冷却される。し
かも、樹脂でモールドすることにより、コイル３４とコ
イル基板３３は、振動に対しても安定状態で保持される
ことになる。

【００４３】このような放熱対策を行えば、単に、異常
外乱に対してだけでなく、光偏向器の温度上昇も極力低
く押えることが可能となるので、光偏向器の安定動作が
一層確実に実現される。

【００４４】

【実施例２】図２は、この発明の空気・磁気軸受型光偏
向器の他の実施例について、その要部の部分構成を示す
縦断面図である。図面における符号は図１と同様であ
り、また、３７ａはホルダーケース３７の外周に設けら
れたネジ部を示し、矢印はホルダーケース３７の移動方
向を示す。

【００４５】この図２のように、ホルダーケース３７の
外周にネジ部３７ａを設け、また、上部ケース３９の上
面に、このネジ部３７ａと係合するネジ孔を設けること
によって、単に、上部マグネット１８と下部マグネット
２３とのギャップｇの値だけでなく、第３のマグネット
３６と上部マグネット１８とのギャップｇ′の値につい
ても、適当に調整することができる。

【００４６】

【発明の効果】この発明の空気・磁気軸受型光偏向器に
よれば、第１に、先に提案した光偏向器と同様に、ラジ
アル軸受として動圧空気軸受を使用し、スラスト軸受と
して磁気軸受を使用しているので、起動・停止時に回転
体が固定軸と接触が極力押えられる。第２に、上方のス
ラスト磁気軸受部が、３個のマグネット構成による、い
わゆるサンドイッチ構造で回転体を非接触状態で保持す
るので、起動・停止を繰返えしても、摩耗が減少され、
長寿命の光偏向器を得ることができる。

【００４７】第３に、そのスラスト剛性が向上されるこ
とにより、異常外乱に対しても、極めて安定した回転動
作が可能となる。第４に、回転体や固定軸の構成も、従
来の動圧空気軸受を使用する場合に比べて簡略化され
て、部品点数の減少、加工性や組立性の向上、回転体の
軽量化が可能となるので、光偏向器の小型化と低コスト
化とが実現される。

【００４８】第５に、コアレス偏平ＤＣブラシレスモー
タの原理を応用しているので、これによっても、回転ム
ラの発生が防止され、画像ジッター特性の良好な光偏向
器が得られる、等の多くの優れた実用的効果が奏せられ
る。なお、筐体部にフィン等の放熱部を設けて、ヨーク
を積層構造とし、コイルとともに樹脂等でモールドすれ
ば、熱的な変動、および外部から侵入する振動や内部で
発生される振動等に対しても、安定な動作が可能とな
る、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の空気・磁気軸受型光偏向器の一実施
例について、その要部構成を示す縦断面図である。

【図２】この発明の空気・磁気軸受型光偏向器の他の実
施例について、その要部の部分構成を示す縦断面図であ
る。

【図３】先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器の一例
について、その要部構成を示す縦断面図である。

【図４】図３に示した先に提案した空気・磁気軸受型光
偏向器について、そのスラスト軸受部の動作原理を説明
するための要部構成図である。

【図５】先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器で使用
するのに好適なロータマグネット１６の一例を示す平面
図である。

【図６】同じく先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器
で使用するのに好適なコイル３４の配置例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１中空の回転軸１２ミラー１３ミラー固定用リング１４磁石ロータ組立体１５磁石ロータ組立体１６ロータマグネット１７非磁性体のホルダーケース１８スラスト磁気軸受用の上部マグネット１９ホルダーケース１７の固定用リング２１固定軸２１ｂと２１ｃ固定軸２１の外周に設けられたヘリン
グボーン溝２２非磁性体のホルダーケース２３スラスト磁気軸受用の下部マグネット３１ハウジング３２上部ケース３３コイル基板３４コイル３５磁性体のヨーク３６スラスト磁気軸受用の第３のマグネット３７非磁性体のホルダーケース３８放熱フィンを有するハウジング３９放熱フィンを有する上部ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田島広喜宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３の１東北リコー株式会社内 (56)参考文献特開昭59−32336（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−6359（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】その一部にミラーを有し、固定軸に嵌合
された状態にある回転体と、前記回転体の回転により動的に空気圧を増加させて、そ
の動的空気圧により該回転体をラジアル方向に支持する
空気軸受と、磁石による磁気的な反発力で前記回転体をスラスト方向
に支持する磁気軸受とを備えた空気・磁気軸受型光偏向
器において、前記磁気軸受は、前記回転体の一端に固定された第１の磁石と、前記第１の磁石の下方に、該第１の磁石と同極性で対向
するように前記固定軸に取付けられた第２の磁石と、前記第１の磁石の上方に、該第１の磁石と同極性で対向
するように位置する第３の磁石と、前記第３の磁石を前記第１の磁石の上方に支持する磁石
支持体と、を備えたことを特徴とする空気・磁気軸受型光偏向器。
【請求項２】その一部にミラーを有し、固定軸に嵌合
された状態にある回転体と、前記回転体の回転により動的に空気圧を増加させて、そ
の動的空気圧により前記回転体をラジアル方向に支持す
る空気軸受と、磁石による磁気的な反発力で前記回転体をスラスト方向
に支持する磁気軸受と、前記固定軸を支持するとともに、前記固定軸および回転
体を収納する筐体部とを備えた空気・磁気軸受型光偏向
器において、前記磁気軸受は、前記回転体の一端に固定された第１の磁石と、前記第１の磁石の下方に、該第１の磁石と同極性で対向
するように前記固定軸に取付けられた第２の磁石と、前記第１の磁石の上方に、該第１の磁石と同極性で対向
するように前記筐体部に取付けられた第３の磁石と、を備えたことを特徴とする空気・磁気軸受型光偏向器。
【請求項３】ミラーを有する中空状の回転体と、前記回転体の内部に配置され、その外周部に動圧空気軸
受を構成するヘリングボーン溝を有する固定軸と、前記固定軸を支持するとともに、前記固定軸および回転
体を収納する筐体部とを備えた空気・磁気軸受型光偏向
器において、前記中空状の回転体は、その上端部に固定された第１の
磁石を具備し、前記固定軸は、その上端部に前記第１の磁石と同極性で
対向するように固定された第２の磁石を具備し、さらに、前記筐体部の上方には、前記第１の磁石と同極
性で対向するように固定された第３の磁石を具備し、前記第３の磁石と前記第１の磁石との間で発生される反
発力、および前記第１の磁石と前記第２の磁石との間で
発生される反発力によりスラスト磁気軸受が構成されて
いることを特徴とする空気・磁気軸受型光偏向器。
【請求項４】ミラーを有する中空状の回転体と、前記回転体の内部に配置され、その外周部に動圧空気軸
受を構成するヘリングボーン溝を有する固定軸と、前記固定軸を支持するとともに、前記固定軸および回転
体を収納し、かつ、前記ミラーへの光路を形成する窓部
を有する筐体部とからなる空気・磁気軸受型光偏向器に
おいて、前記中空状の回転体は、その上端部に固定された第１の
磁石と、前記回転体の下方に固定され、円周方向に異な
る極性に着磁されたロータ磁石とを具備し、前記固定軸は、その上端部に前記第１の磁石と同極性で
対向するように固定された第２の磁石を具備し、さらに、前記筐体部の上方には、前記第１の磁石と同極
性で対向するように固定された第３の磁石を具備し、前記第３の磁石と前記第１の磁石との間で発生される反
発力、および前記第１の磁石と前記第２の磁石との間で
発生される反発力によりスラスト磁気軸受が構成されて
おり、かつ、前記回転体の下方に固定されたロータ磁石に対向
して、複数個のコイルが前記筐体部の内部に設けられ、
前記ロータ磁石と前記コイルとにより、面対向型モータ
が構成されていることを特徴とする空気・磁気軸受型光
偏向器。