JP3170856B2 - 回転多面鏡装置 - Google Patents
回転多面鏡装置Info
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- JP3170856B2 JP3170856B2 JP10136692A JP10136692A JP3170856B2 JP 3170856 B2 JP3170856 B2 JP 3170856B2 JP 10136692 A JP10136692 A JP 10136692A JP 10136692 A JP10136692 A JP 10136692A JP 3170856 B2 JP3170856 B2 JP 3170856B2
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- Japan
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- bearing
- fixed
- cylindrical body
- column
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転多面鏡の回転装置
に関するものであり、特に回転駆動用に動圧空気軸受け
を用いた装置に関する。
に関するものであり、特に回転駆動用に動圧空気軸受け
を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームプリンタなどでは、高速、
高精度の光偏向を必要とし、このための装置としては回
転多面鏡が使用されている。回転多面鏡は、側面を鏡面
とした正多面体を回転駆動用モータのロータ部に一体的
に取り付けて高速回転させるもので、このための軸受け
としては、毎分１５０００回程度以下までの回転数では
ボール軸受けが、それ以上の回転数では、空気や磁性流
体などを用いた流体軸受け、あるいは、これと磁気軸受
けを組み合わせたものなどが使用されている（特公昭５
３−６８５４、特開昭５９−１６４４１３）。
高精度の光偏向を必要とし、このための装置としては回
転多面鏡が使用されている。回転多面鏡は、側面を鏡面
とした正多面体を回転駆動用モータのロータ部に一体的
に取り付けて高速回転させるもので、このための軸受け
としては、毎分１５０００回程度以下までの回転数では
ボール軸受けが、それ以上の回転数では、空気や磁性流
体などを用いた流体軸受け、あるいは、これと磁気軸受
けを組み合わせたものなどが使用されている（特公昭５
３−６８５４、特開昭５９−１６４４１３）。
【０００３】この場合の流体軸受けとしては、ヘリング
ボーン状、またはスパイラル状の溝を回転体表面あるい
はこの回転体と微小な間隙を介して対向する面上に形成
し、どちらか一方の回転による流体の引き込み現象を利
用して高い圧力を発生させるものや、可動パツド方式の
ように、自在に傾きが変えられるパツドを複数個回転体
周囲に配置して局所的に微小間隙を形成できるように
し、ここで発生する高い動的圧力を利用するものなどが
ある。
ボーン状、またはスパイラル状の溝を回転体表面あるい
はこの回転体と微小な間隙を介して対向する面上に形成
し、どちらか一方の回転による流体の引き込み現象を利
用して高い圧力を発生させるものや、可動パツド方式の
ように、自在に傾きが変えられるパツドを複数個回転体
周囲に配置して局所的に微小間隙を形成できるように
し、ここで発生する高い動的圧力を利用するものなどが
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】いずれの軸受け方式で
も、振動の少ない安定な回転を実現するためには、最適
間隙寸法を保持する必要がある。特にこれらの軸受け方
式のうち、動圧溝方式では間隙寸法が数μｍから１０数
μｍと許容範囲が狭い。このため、軸受け部の材料に
は、温度に対し寸法変動が少なくかつ磨耗の少ない材料
としてセラミツクや特殊合金を使用しなければならず、
スパイラルなどの溝形状を加工する際の困難さと共にコ
スト高の原因となつている。
も、振動の少ない安定な回転を実現するためには、最適
間隙寸法を保持する必要がある。特にこれらの軸受け方
式のうち、動圧溝方式では間隙寸法が数μｍから１０数
μｍと許容範囲が狭い。このため、軸受け部の材料に
は、温度に対し寸法変動が少なくかつ磨耗の少ない材料
としてセラミツクや特殊合金を使用しなければならず、
スパイラルなどの溝形状を加工する際の困難さと共にコ
スト高の原因となつている。
【０００５】また、軸受け剛性を高める目的で動圧溝方
式で空気以外の粘性流体を使用する方式では、高速回転
時の多面鏡回転による風損や軸受け損失による温度上昇
で軸受け特性が不安定になり、正常回転範囲が限られ
る。
式で空気以外の粘性流体を使用する方式では、高速回転
時の多面鏡回転による風損や軸受け損失による温度上昇
で軸受け特性が不安定になり、正常回転範囲が限られ
る。
【０００６】また可動パツド方式空気軸受けは、温度変
動に対しては比較的広範囲に渡つて安定な動作をする
が、構造が複雑で製造コストが高くなる、などの欠点が
ある。本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、
簡素な構成で、高速回転の広い範囲に渡つて安定した動
作が可能で、かつ安価な回転多面鏡装置を実現しようと
するものである。
動に対しては比較的広範囲に渡つて安定な動作をする
が、構造が複雑で製造コストが高くなる、などの欠点が
ある。本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、
簡素な構成で、高速回転の広い範囲に渡つて安定した動
作が可能で、かつ安価な回転多面鏡装置を実現しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を実現するた
め、本発明は、円筒体の外部の一端面に多面体鏡を固着
し、かつ該円筒体の内部中央に柱体を一体に固定し、先
端部にスラスト軸受け用の磁石を配置してなる回転体
と、該円筒体の外周側面を間隙を介してほぼ同心的に覆
う外部固定側面ケースとからなる回転多面鏡装置におい
て、 上記柱体の外周部のほぼ中央部に固着されたモータ
用磁石と、該柱体と上記円筒体の内周部とで形成された
空間内に同心的に配置されかつ外部側面ケース端部に固
定されたステータコイルと、該ステータコイル端部中央
部でかつ該柱体先端部のスラスト軸受け用磁石と同一軸
上に対向するよう外部側面ケースの端部に固定された他
のスラスト軸受け用磁石とで回転駆動部を形成すると共
に、該円筒体と該柱体が透磁性材料で構成されているこ
とを特徴とする。
め、本発明は、円筒体の外部の一端面に多面体鏡を固着
し、かつ該円筒体の内部中央に柱体を一体に固定し、先
端部にスラスト軸受け用の磁石を配置してなる回転体
と、該円筒体の外周側面を間隙を介してほぼ同心的に覆
う外部固定側面ケースとからなる回転多面鏡装置におい
て、 上記柱体の外周部のほぼ中央部に固着されたモータ
用磁石と、該柱体と上記円筒体の内周部とで形成された
空間内に同心的に配置されかつ外部側面ケース端部に固
定されたステータコイルと、該ステータコイル端部中央
部でかつ該柱体先端部のスラスト軸受け用磁石と同一軸
上に対向するよう外部側面ケースの端部に固定された他
のスラスト軸受け用磁石とで回転駆動部を形成すると共
に、該円筒体と該柱体が透磁性材料で構成されているこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記の構造を採用することにより、軸受け部お
よび回転体の温度変動に対し、常に一定の軸受け間隙を
保持できる。また高速回転に対しても軸受け部と回転体
を効率よく冷却することが可能となり、また、起動、停
止時の軸受け面の接触による磨耗を減らすことができ、
長期間に渡つて安定な動作が実現できる。
よび回転体の温度変動に対し、常に一定の軸受け間隙を
保持できる。また高速回転に対しても軸受け部と回転体
を効率よく冷却することが可能となり、また、起動、停
止時の軸受け面の接触による磨耗を減らすことができ、
長期間に渡つて安定な動作が実現できる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の実施例に係る回転多面鏡装
置の縦断面図である。回転円筒体１の一方の端面には、
側面を鏡面とした正多面体２が止めネジ１３によつて固
着されている。円筒体１の内部中心部に柱体３が一体に
形成され、それの側面にモータ用磁石６が固着され、ま
た、その端面にはスラスト軸受け用の永久磁石４が固定
してある。
置の縦断面図である。回転円筒体１の一方の端面には、
側面を鏡面とした正多面体２が止めネジ１３によつて固
着されている。円筒体１の内部中心部に柱体３が一体に
形成され、それの側面にモータ用磁石６が固着され、ま
た、その端面にはスラスト軸受け用の永久磁石４が固定
してある。
【００１０】回転円筒体１の全体は、光の出入り窓（図
示せず）を持つヘツドカバー１０、側面ケース１１、お
よびエンドケース１２により構成された固定外部筐体で
覆われている。
示せず）を持つヘツドカバー１０、側面ケース１１、お
よびエンドケース１２により構成された固定外部筐体で
覆われている。
【００１１】エンドケース１２には、空心型のステータ
コイル８が固定され、回転円筒体１の内部にあるモータ
用磁石６に同心的にかつ接触しないで対向配置してあ
り、回転駆動用のモータ部を構成する。
コイル８が固定され、回転円筒体１の内部にあるモータ
用磁石６に同心的にかつ接触しないで対向配置してあ
り、回転駆動用のモータ部を構成する。
【００１２】エンドケース１２の内側中心付近には、永
久磁石５が配置してあり、一方の永久磁石４と組んでス
ラスト軸受けを形成する。
久磁石５が配置してあり、一方の永久磁石４と組んでス
ラスト軸受けを形成する。
【００１３】側面ケース１１の内面９は、回転円筒体１
の側面７とは１０〜１００μｍ程度の微小な間隙をなす
よう配置されている。ここで、回転円筒体１の円筒面に
対して側面ケース１１の内面形状は、図２に示すよう
に、複数の非円弧の曲面１５，１５′，１５″を連れた
形をしていて、回転により安定でしかも高い軸受け剛性
を発揮できる動圧ラジアル軸受けを形成している。以上
のようにして回転多面鏡が構成されている。
の側面７とは１０〜１００μｍ程度の微小な間隙をなす
よう配置されている。ここで、回転円筒体１の円筒面に
対して側面ケース１１の内面形状は、図２に示すよう
に、複数の非円弧の曲面１５，１５′，１５″を連れた
形をしていて、回転により安定でしかも高い軸受け剛性
を発揮できる動圧ラジアル軸受けを形成している。以上
のようにして回転多面鏡が構成されている。
【００１４】動圧軸受けを構成する場合、軸受けと軸受
け面の間隙量１４が重要である。この量は、軸受け寸法
と目的とする回転速度に対して安定した回転が実現でき
る最適な値がある。
け面の間隙量１４が重要である。この量は、軸受け寸法
と目的とする回転速度に対して安定した回転が実現でき
る最適な値がある。
【００１５】高速回転では、多面鏡体の風損や軸受け部
損失などのため、回転円筒体１とケース１１の著しい発
熱が見られる。これによる温度上昇に対して、常に一定
の軸受け間隙を保持するため、回転円筒体１の円筒部材
と側面ケース１１の部材の熱膨張係数を等しくしてあ
る。一方、モータの回転性能を向上させるためには、回
転円筒体１の材質は透磁率の高い材質が望ましい。ま
た、本発明のモータ構造では、モータ用磁石６は回転円
筒体１に一体に固定してあるので、モータ効率を考える
と、特に珪素鋼や電磁軟鋼を使用する必要はない。そこ
で本実施例では、回転円筒体１および側面ケース１１の
材質は、安価な構造用鋼材を使用している。
損失などのため、回転円筒体１とケース１１の著しい発
熱が見られる。これによる温度上昇に対して、常に一定
の軸受け間隙を保持するため、回転円筒体１の円筒部材
と側面ケース１１の部材の熱膨張係数を等しくしてあ
る。一方、モータの回転性能を向上させるためには、回
転円筒体１の材質は透磁率の高い材質が望ましい。ま
た、本発明のモータ構造では、モータ用磁石６は回転円
筒体１に一体に固定してあるので、モータ効率を考える
と、特に珪素鋼や電磁軟鋼を使用する必要はない。そこ
で本実施例では、回転円筒体１および側面ケース１１の
材質は、安価な構造用鋼材を使用している。
【００１６】さらに、起動、停止時の接触による軸受け
面の磨耗を防ぐため、回転円筒体１の外表面および側面
ケース１１の内側表面の少なくとも一方に耐磨耗性の層
を形成するのが望ましい。このため、本実施例では、側
面ケース１１の内側表面９にポリイミド系樹脂層を固着
してある。また、回転円筒体１の表面には、錆止め用と
してニツケルやクロームのメツキを施してもよい。
面の磨耗を防ぐため、回転円筒体１の外表面および側面
ケース１１の内側表面の少なくとも一方に耐磨耗性の層
を形成するのが望ましい。このため、本実施例では、側
面ケース１１の内側表面９にポリイミド系樹脂層を固着
してある。また、回転円筒体１の表面には、錆止め用と
してニツケルやクロームのメツキを施してもよい。
【００１７】また、以上に説明したように、軸受け基盤
として外側ケース自体を使用しているので、軸受け部を
効率よく冷却でき、従つて、回転円筒体１の温度上昇も
効率よく防ぐことができるようになる。
として外側ケース自体を使用しているので、軸受け部を
効率よく冷却でき、従つて、回転円筒体１の温度上昇も
効率よく防ぐことができるようになる。
【００１８】本実施例では、複数の非円弧面からなる軸
受け面を、側面ケース１１の内面に形成したが、同様な
形状の面を回転円筒体側表面上に形成してもよい。ま
た、耐磨耗性材料として、ポリイミド系樹脂以外のフツ
素樹脂など他の耐磨耗性樹脂も使用できると共に、適当
な鍍金層やカーボン系皮膜のコートなども利用可能であ
る。
受け面を、側面ケース１１の内面に形成したが、同様な
形状の面を回転円筒体側表面上に形成してもよい。ま
た、耐磨耗性材料として、ポリイミド系樹脂以外のフツ
素樹脂など他の耐磨耗性樹脂も使用できると共に、適当
な鍍金層やカーボン系皮膜のコートなども利用可能であ
る。
【００１９】図３は本発明の他の実施例を示し、軸受け
部の冷却効果を高めるため、側面ケース１１の外周部に
冷却フイン１６を付けたものである。これにより軸受け
部および回転円筒体１の温度上昇を防ぐことができ、軸
受け間隙を所定の値に保つと共に耐磨耗層の特性も安定
化できる利点がある。
部の冷却効果を高めるため、側面ケース１１の外周部に
冷却フイン１６を付けたものである。これにより軸受け
部および回転円筒体１の温度上昇を防ぐことができ、軸
受け間隙を所定の値に保つと共に耐磨耗層の特性も安定
化できる利点がある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、軸受けは外側ケー
スそのもので構成するので有効に冷却できる。これによ
り、空気軸受けを構成する際の重要因子の一つである軸
受け間隙を、温度変動に対して安定に保持することが可
能となるので、特に高速時の広い回転数範囲に渡つて安
定した性能が得られる。また、軸受け部の基盤材料も構
造用鋼材で差し支えなく、安価で高性能な回転多面鏡が
実現できるようになる。さらに円筒体と柱体が透磁性材
料で構成されているからモータの回転性能が良好であ
る。
スそのもので構成するので有効に冷却できる。これによ
り、空気軸受けを構成する際の重要因子の一つである軸
受け間隙を、温度変動に対して安定に保持することが可
能となるので、特に高速時の広い回転数範囲に渡つて安
定した性能が得られる。また、軸受け部の基盤材料も構
造用鋼材で差し支えなく、安価で高性能な回転多面鏡が
実現できるようになる。さらに円筒体と柱体が透磁性材
料で構成されているからモータの回転性能が良好であ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す回転多面鏡の縦断面図
である。
である。
【図２】その実施例に使用されている軸受けの横断面図
である。
である。
【図３】他の実施例を示す回転多面鏡の縦断面図であ
る。
る。
１ 回転円筒体 ２ 多面体鏡 ４，５ スラスト方向軸受け ６ モータ用磁石 ８ ステータコイル ７，９ ラジアル方向軸受け面 １０ ヘツドカバー １１ 側面ケース １２ エンドケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 隆広 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社 勝田工場内 (72)発明者 和田 聡 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社 勝田工場内 (56)参考文献 特開 昭63−235719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−32031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−12135（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−53516（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 102 F16C 17/02 F16C 32/00
Claims (1)
- 【請求項１】 円筒体の外部の一端面に多面体鏡を固着
し、かつ該円筒体の内部中央に柱体を一体に固定し、先
端部にスラスト軸受け用の磁石を配置してなる回転体
と、該円筒体の外周側面を間隙を介してほぼ同心的に覆
う外部固定側面ケースとからなる回転多面鏡装置におい
て、上記柱体の外周部のほぼ中央部に固着されたモータ用磁
石と、該柱体と上記円筒体の内周部とで形成された空間
内に同心的に配置されかつ外部側面ケース端部に固定さ
れたステータコイルと、該ステータコイル端部中央部で
かつ該柱体先端部のスラスト軸受け用磁石と同一軸上に
対向するよう外部側面ケースの端部に固定された他のス
ラスト軸受け用磁石とで回転駆動部を形成すると共に、
該円筒体と該柱体が透磁性材料で構成されている ことを
特徴とする回転多面鏡装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136692A JP3170856B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 回転多面鏡装置 |
| US08/048,185 US5434695A (en) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | Dynamic pressure bearing and rotary polygon mirror device with the bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136692A JP3170856B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 回転多面鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05297308A JPH05297308A (ja) | 1993-11-12 |
| JP3170856B2 true JP3170856B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=14298832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10136692A Expired - Fee Related JP3170856B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 回転多面鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170856B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3439292B2 (ja) * | 1995-03-13 | 2003-08-25 | 住友電気工業株式会社 | 動圧気体軸受構造および光偏向走査装置 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10136692A patent/JP3170856B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05297308A (ja) | 1993-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010220 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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