JP2966011B2 - 空気軸受型ポリゴンスキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録装置などに用いられて光ビームの走査を
行うためのポリゴンスキャナに係り、特に、空気動圧ラ
ジアル軸受とモータの回転軸が一体化された空気軸受型
ポリゴンスキャナに関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の空気軸受型ポリゴンスキャナの一例を
示す断面図である。

最下部に配設される固定軸台座１の中心部には、ヘリ
ングボーン溝を有する固定軸２が焼き嵌め立設されてい
る。固定軸２には、同軸に中空回転軸３が外嵌され、ま
た上部にはスラスト磁気軸受部４が配設されている。ス
ラスト磁気軸受部４は、マグネット4a,4b,4cを備え、こ
れらはマグネットホルダ7a,7b,7cによって保持されてい
る。

中空回転軸３は、上部は外周にミラー受け3aが形成さ
れ、このミラー受け3aにポリゴンミラー５が半径方向に
ミラー押さえ６を介して保持されている。また、ポリゴ
ンミラー５は、取付ねじ８によってミラー受け3aに固定
される。

中空回転軸３の下部外周には、ロータマグネット９が
固定設置され、このロータマグネット９を囲撓する如く
にステータ10が固定設置されている。このステータ10を
保持し、中空回転軸３及びスラスト磁気軸受部４を保護
するために、ハウジング11が固定軸台座１に固定されて
いる。ハウジング11の上部は開口し、この開口を塞ぐよ
うに上蓋12がねじ止め固定されている。また、ハウジン
グ11の側面には、ポリゴンミラー５に対向する部位に光
ビームが入射並びに出射可能に偏向用窓13が形成されて
いる。

さらに、ロータマグネット９の下部には、回転体の釣
合いをとるためのバランスリング14が装着されている
（これと同様の機能は、ミラー押さえ６も有してい
る）。また、マグネットホルダ7bには、アキシャル方向
に高いダンピング特性を持たせるためのオリフィスを有
したダンピング蓋15が設けられている。

この他、ステータ10の下部には、モータ部のロータマ
グネットの位置検出用ホール素子16が配設され、さら
に、位置検出用ホール素子16の下部には、モータ部配線
用の基板18が設けられている。

ところで、空気軸受型ポリゴンスキャナでは、モータ
の回転体は、２万〜３万rpmの高速回転をしている。こ
のため、回転振動を小さくするため、回転体のバランス
修正は必ず実施する必要がある。

そこで、回転体のバランス修正が可能なように、ミラ
ー押さえ６の中心部から放射状に複数のネジ部6aを設け
てバランス修正ネジ6bを螺着させ、さらに、バランスリ
ング14には、複数のネジ部14aを設けてバランス修正ネ
ジ14bが螺着できるようにされている。

このようなポリゴンスキャナにあっては、ステータ10
のコイルに所定の通電モードで電流を流すと、ロータマ
グネット９との間に回転トルクが発生し、ステータ10が
固定されているので、ロータマグネット９が回転する。
ロータマグネット９は中空回転軸３に固定されているた
め、ポリゴンミラー５が回転する。このとき、軸部は、
固定軸２と中空回転軸３の間に空気層が介在し、空気動
圧ラジアル軸が形成されるため、この空気動圧ラジアル
軸のポンピング作用による動圧が発生し、固定軸２と中
空回転軸３の間の隙間に空気膜が形成される。この空気
膜によって中空回転軸３が半径方向に支持され、固定軸
２の周りに非接触状態を保って、抵抗を受けることなく
滑らかに回転する。

ポリゴンミラー５に対して、不図示のレーザ発生装置
などから光ビームが偏向用窓13を介して入射され、ポリ
ゴンミラー５の表面で反射して再び偏向用窓13から出射
し、不図示の感光体などに照射される。このとき、出射
光は、ポリゴンミラー５の回転に応じて出射角度が連続
的に変化する。

なお、この種のポリゴンスキャナのバランス修正に関
するものとして、例えば、バランスリングとネジ（また
は修正溝）を用いた特開昭62−233521号がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記した如き構成の空気軸受型ポリゴンスキ
ャナにあっては、２面修正の上側がミラー押さえとバラ
ンス修正の機能とを兼ねているが、下側はバランスリン
グ14がバランス修正の機能のみに用いられ、機構設計に
無駄がある。この結果、装置のコストアップを招いてい
た 本発明の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてな
されたもので、バランス修正機能を他の機能に併用さ
せ、コストダウンが図れるようにした空気軸受型ポリゴ
ンスキャナを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明の第１の手段は、
空気軸受によって支承され、かつ一体的に実装されたロ
ータマグネットとステータとからなるモータ部の駆動を
受けて回転する中空回転軸にポリゴンミラーを固定した
空気軸受型ポリゴンスキャナにおいて、前記中空回転軸
に固定される前記ロータマグネットはアルミニウムとマ
ンガンの成分を有するマグネット部材に回転体のバラン
ス修正用の溝を設けている。

本発明の第２の手段は、上記と同様な前提条件におけ
る空気軸受型ポリゴンスキャナにおいて、中空回転軸に
固定されたミラー押さえの上縁にポリゴンミラーの回転
軸芯出し機能、アキシャル方向押さえ機能、非接触型軸
受のスラスト磁気軸受のマグネットホルダ機能、アキシ
ャル方向に高いダンピング特性を持たせるための微細
穴、およびポリゴンスキャナモータ全体の回転体を把持
する取手部となる溝を設けている。

〔作用〕

上記第１の手段によれば、ロータマグネットをアルミ
ニウムとマンガンの成分を有するマグネット部材により
構成しているので、切削が可能であり、回転体のバラン
ス修正用の溝を容易に形成することができ、コストダウ
ンを図ることができる。

さらに、上記第２の手段によれば、ミラー押さえの上
縁にポリゴンミラーの回転軸芯出し機能、アキシャル方
向押さえ機能、非接触型軸受のスラスト磁気軸受のマグ
ネットホルダ機能、アキシャル方向に高いダンピング特
性を持たせるための微細穴、およびポリゴンスキャナモ
ータ全体の回転体を把持する取手部となる溝を設けてい
るので、これら機能のための専用の部品を設ける必要が
なく、ローコスト化が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

なお、第１図においては、第３図に示した従来構成と
同一構造または同一機能であるものには同一数字を用い
たので、以下においては重複する説明を省略する。ま
た、ポリゴンミラー５を回転させる動作原理も第３図で
説明したと同一であるので、説明を省略する。

本実施例は、第１図に示すように、ミラー押さえ６か
らネジ部6a及びバランス修正ネジ6b、更にバランスリン
グ14を除去した構成とし、マグネットホルダ7b及びロー
タマグネット９にバランス修正手段を設けるようにした
ものである。

なお、第１図においては、固定軸台座１の上面が平面
にされ、この周辺部にハウジング11の下面が載置される
構造とし、固定軸台座１の加工を容易にしている。ま
た、第１図においては、小型化及び高さ低減を図るため
に、ステータ10がハウジング11の内側壁に直付けされ、
ポリゴンミラー５はスラスト磁気軸受部４に一体的に取
り付けられている。また、位置検出用ホール素子16及び
基板18は、ポリゴンミラー５を上部に移設することによ
って生じた空間内に配設している。また、ハウジング11
は、保守・点検を容易にするため、中間部から上下に２
分割できる構成にされている。さらに、前述のマグネッ
トホルダ7a,7cは省略され、マグネット4a,4cは夫々固定
軸２及び上蓋12に直付けされている。

バランス修正手段は、マグネットホルダ7bにバランス
修正溝7hを設けると共に、ロータマグネット９にバラン
ス修正溝9hを設けることによって、２面バランス修正を
行っている。バランス修正溝7h及び9hには、接着力を備
えると共に適当な重量となる修正錘19（例えば、商品名
ドリームウェートなど）を装填する。この装填量及び修
正溝の形状は、必要とするバランス修正量に応じて決定
する。

また、バランス修正溝7h及びバランス修正溝9hは、修
正錘19がバランス測定時の回転遠心力によって飛び散る
のを防止するために、逆テーパ状に加工するのが望まし
い。

さらに、ロータマグネット９は、機械的強度が大き
く、かつ切削や研削が容易な材料、例えば、マンガンア
ルミマグネットが適している。

第２図は本発明の他の実施例を示す断面図である。

本実施例は、前記実施例がバランス修正溝7h及び9hを
設けてバランス修正を行っていたのに対し、前記実施例
と同様にバランス修正溝9hを下側のバランス修正に用
い、上側を以下に示すような構成にしている。

すなわち、ミラー押さえ６の上縁に設けたバランス修
正溝6hにするようにしたものである。ミラー押さえ６
は、ポリゴンミラー５の回転軸芯出し機能、アキシャル
方向押さえ機能、非接触型軸受のスラスト磁気軸受のマ
グネットホルダ機能、アキシャル方向に高いダンピング
特性を持たせるための微細穴（オリフィス）、ポリゴン
ミラー５及びモータ部の回転体を把持する取手部20の諸
機能を併せ持っている。なお、バランス修正溝6hには、
バランス修正溝9hの場合と同様に溝内に修正錘19を装填
する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１記載の発明において
は、ロータマグネットをアルミニウムとマンガンの成分
を有するマグネット部材により構成しているので、切削
が可能であり、回転体のバランス修正用の溝を容易に形
成することができ、コストダウンを図ることができる。

また請求項２記載の発明においては、ミラー押さえの
上縁にポンゴンミラーの回転軸芯出し機能、アキシャル
方向押さえ機能、非接触型軸受のスラスト磁気軸受のマ
グネットホルダ機能、アキシャル方向に高いダンピング
特性を持たせるための微細穴、およびポリゴンスキャナ
モータ全体の回転体を把持する取手部となる溝を設けて
いるので、これら機能のための専用の部品を設ける必要
がなく、ローコスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、４第３図は従来の空気軸
受型ポリゴンスキャナの一例を示す断面図である。 １……固定軸台座、２……固定軸、３……中空回転軸、
４……スラスト磁気軸受部、５……ポリゴンミラー、7
a,7b,7c……マグネットホルダ、6h,7h,9h……バランス
修正溝、９……ロータマグネット、10……ステータ、11
……ハウジング、13……偏向用窓、15a……微細穴、19
……修正錘、20……取手部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気軸受によって支承され、かつ一体的に
   実装されたロータマグネットとステータとからなるモー
   タ部の駆動を受けて回転する中空回転軸にポリゴンミラ
   ーを固定した空気軸受型ポリゴンスキャナにおいて、 前記中空回転軸に固定される前記ロータマグネットはア
   ルミニウムとマンガンの成分を有するマグネット部材に
   回転体のバランス修正用の溝が設けられていることを特
   徴とする空気軸受型ポリゴンスキャナ。
2. 【請求項２】空気軸受によって支承され、かつ一体的に
   実装されたロータマグネットとステータとからなるモー
   タ部の駆動を受けて回転する中空回転軸にポリゴンミラ
   ーを固定した空気軸受型ポリゴンスキャナにおいて、 前記中空回転軸に固定されたミラー押さえの上縁に前記
   ポリゴンミラーの回転軸芯出し機能、アキシャル方向押
   さえ機能、非接触型軸受のスラスソ磁気軸受のマグネッ
   トホルダ機能、アキシャル方向に高いダンピング特性を
   持たせるための微細穴、およびポリゴンスキャナモータ
   全体の回転体を把持する取手部となる溝が設けられてい
   ることを特徴とする空気軸受型ポリゴンスキャナ。