JPH01244419A - 回転多面鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光走査装置等に用いられる回転多面鏡装置に
関する。

（従来の技術） 側面に多面鏡か形成されたポリコンミラーと称する多面
鏡体を回転即動可能に支持してなる回転多面鏡装置か光
走査装置等に用いられている。特開昭５９−１−６４．
４１３号公報記載のものはその一つである。

従来の回転多面鏡装置は、外周部に空気溝を有しかつ多
面鏡体と一体の回転軸が固定軸受に回転自在にはめられ
、円板状のスラスト受けが回転軸に同心に固定され、上
記スラスト受けの固定軸受との対向面又はスラスト受け
に対向する固定軸受の端面にスパイラル状の空気溝が形
成され、回転軸が回転しているときは上記空気溝の動圧
効果によって回転軸が非接触でスラスト荷重を支持する
ようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 回転軸と、同回転軸に対する多面鏡体の取付面とのなす
角度は、反射面の面倒れを無くすために直角にする必要
がある。通常この面角度は０．５μｍ／１０ｍｍ以下が
要求されるため、高度の加工技術を要する。しかるに、
上記従来の回転多面鏡装置によれば、多面鏡体自体の加
工誤差の−Ｌに、この多面鏡体搭載面の加工誤差と回転
中の軸振れによる誤差とか加算されるため、各部の加工
精度をよす−層厳しく規制する必要かあり、要求に応じ
ることかできる回転多面鏡装置を得ることは容易ではな
かった。

また、従来の空気動圧軸受を使用した回転多面鏡装置は
、回転軸の回転中の振れに対してラジアル軸受か重要な
機能を果たし、スラスト軸受は高速回転に刻するスラス
Ｉ〜摩耗対策としての働きが重要視されていた。しかし
、近年のように扁平型の回転多面鏡装置が要求されるよ
うになるとラジアル軸受を短く構成する必要があり、ラ
ジアル軸受を短く構成するとラジアル軸受の負荷能力の
減少をもたらす。従って、スラスト軸受による負荷の分
担が大きくなり、回転時の多面鏡の反射面の振れはスラ
スト軸受によって規制される割合が大きくなる。一方、
多面鏡体の回転時に要求される軸振れの抑制はラジアル
方向の振れよりは円錐運動による振れの方が重要であり
、ラジアル軸受の負荷能力の低Ｔによるラジアル方向の
振れを犠牲にしてスラスト軸受により軸の円錐運動を阻
止する方がより有効である。しかし、スラスト軸受を別
個に用意して、同スラスｈ軸受の固定軸受との対向面と
、反対側の多面鏡体を搭載する面との平行度の精度を確
保することは極めて高度の技術を要し得策ではない。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するため
になされたもので、高精度の加工技術を必要とすること
なく、簡単な構成で極めて精度の高い回転多面鏡装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、側面に多面鏡が形成された回転多面鏡体の上
記側面に対し直交する上記多面鏡体の平面と、固定軸受
部の上記多面鏡体の平面と対向する血との間に、スラス
ト動圧軸受を形成したことを特徴とする。

（作用） 多面鏡体が回転１兇動されると、同多面鏡体の側面に対
し直交する平面と、この平面に対向する固定軸受部の而
との間のスラスト動圧軸受により多面鏡体が非接触で支
持される。多面鏡体の光反射面は多面鏡体の側１ｆ１１
を基準としてその面角度を確保するように加工されてい
るため、この加工面を直接スラス１へ動圧軸受て支持す
ることとなって高精度の光走査が行わ九る。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明にかかる回転多面鏡装
置の実施例について説明する。

第１図において、符号１１は円筒状の固定軸受部を示し
ており、この固定軸受部１１内には有底円筒状の回転軸
部１２が伏せられた形で回転可能にはめられている。回
転軸部１２の外周面には第３図に示すように中心軸線に
対し所定角度傾いた空気溝１４が形成され、もって、固
定軸受部１−１の内周面と回転軸部１２の外周面との間
にラジアル方向の動圧軸受が形成されている。回転軸部
〕−２の−Ｌ端面１５の中心部にはボス１６が突設され
ている。回転軸部］−２の上端面１５には多面鏡体１３
が乗せられると共に、上記ポス１６に多面鏡体１３が嵌
合させられることにより多面鏡体１３が回転軸部１２に
固着されている。

回転軸部１２の内周面には円筒状のヨーク１−７が嵌合
同着され、このヨーク］−７の内周面には円筒状のロー
タマグネッ１−１８が嵌合同着されている。固定軸受部
１１の底部内周側には回路基板２］が嵌合されて固定さ
れており、回路基板２上の中心部に固定された支柱２０
が」二記ロータマグネノ１〜１８内に立ち上かっている
。支柱２０の外周には適宜の相数の駆動コイル１９が巻
かれている。

回路基板２１には、ロータの回転位置を検出して駆動コ
イル１９への通電を切り換えるための磁気センサが取付
けられ、また所定の回路配線のためのパターンが形成さ
れている。

多面鏡体１３の側面に対し直交する上記多面鏡体１３の
平面である下側の端面２５は固定軸受部１］の」二端面
と密接状に対向している。固定軸受部１１の−に端面２
２には、第２図に示すように動圧発生用のスパイラル状
の空気溝２３が−・定間隔で形成され、これによって多
面鏡体１３の下端面と固定軸受部１１の上端面との間に
スラスト動圧軸受が形成されている。なお、固定軸受部
１１の」二端面２２と対向する多面鏡体１３の下端面に
空気溝を形成することによってスラスｌ−１１１Ｊ圧軸
受を形成してもよい。動圧発生用の空気溝は」二記の如
きスパイラル状の空気溝２３に限られるものではなく、
第４図に示すようなテーパーラント形の溝でもよいし、
第５図に示すようなレーリーステップ形の溝でもよい。

上記多面鏡体１：３ば従来一般の多面鏡体と同様に耐食
性アルミニウムの機械加工によって作ることができるか
、この多面鏡体１３の底面外周縁部に動圧用の空気溝を
形成するときは周面に反射面を加工する前に上記空気溝
を形成し、その後無電解ニッケルめっき、あるいは硬質
アルマイＩ・等の耐摩耗性の表面処理を施し、しかるの
ち上記底面外周縁部を基準としてなるへく高精度の直角
度が得られるように反射面の機械加工を行う。固定軸受
部］−１側に空気溝を形成するときは多面鏡体１３への
空気溝加工は不要である。

一方、固定軸受部４１もアルミニウム合金等を切削する
ことにより円筒状の内面及びスラスト動軸受面をなるべ
く高精度の直角度が得られるように加工し、多面鏡体１
−３側に空気溝を形成しない場合は、固定軸受部１１の
スラスト軸受面である上端面トこ第２図、第４図又は第
５図に示すような空気溝を形成し、その後電解ニッケル
めっきあるいは硬質アルマイト等の耐摩耗性の表面処理
を行う。

多面鏡体１３の光反射面は多面鏡体の軸方向の両端面を
基準としてその直角度が確保されるようしこ加工される
が、上記実施例によれは、反射面の直角度の基準面とな
る多面鏡体１３の底面がスラスト動圧軸受によって直接
支持されるため、回転軸に対する多面鏡体の直角度を高
い精度で出すことができ、高精度の光走査を行うことが
できる。

また、ラジアル動圧軸受部の軸方向の寸法に対しスラス
ト動圧軸受部の外径を大きくすることによリスラスＩ〜
動圧軸受による負荷分担を大きくしているため、回転軸
の円錐運動による振れを小さくすることができるし、む
しろラジアル動圧軸受部の軸方向の寸法を短くする方が
よく、よって、扁平な回転多面鏡装置を提供することが
できる。さらにスラスト動圧軸受用及び多面鏡体搭載用
の部品を別に用意する必要がないため、構成が簡単でコ
ストの安い回転多面鏡装置を提供することができる。

第１図に示す実施例では、ラジアル軸受部と回転駆動用
モータがラジアル方向に配置されていたが、第６図に示
す実施例では、ラジアル軸受部と回転駆動用モータ部が
スラスＩ一方向に配置されている。第６図において、上
端部に多面鏡体３３を一体に有する回転軸部３２は固定
軸受部３ｊの内周側に回転可能にはめられており、回転
軸部３２の外周面と固定軸受部３］の内周面との間には
ラジアル動圧軸受が形成されている。回転軸部３２の中
心から下方に延びでた軸の周りにはロータマグネッ１〜
３７か取付けられ、ロータマクネット３７の外周側には
固定軸受部３１と一体の部利によって廓動コイル３９が
固定され、これによって駆動モータが構成されている。

多面鏡体３３と固定軸受部３］との対向面には、多面鏡
体３３の下端面又はこの下端面と対向する固定軸受部３
１の上端面の何れかに空気溝が形成されることによりス
ラスト動圧軸受が形成されている。

第６図の実施例の場合も、多面鏡体３３の光反射面の直
角度の基準となる底面が同底面と固定軸受部３１の上端
面との間に形成されたスラスト動圧軸受によって直接支
持されるようにしたため、回転軸に対する多面鏡体の直
角度を高い精度で確保して高精度の光走査を行うことが
できるし、上記スラスト動圧軸受部の外径寸法１をラジ
アル方向の動圧軸受部の軸方向寸法りよりも大きくして
スラスト動圧軸受による負荷分担を大きくすることがで
きるため、回転軸の円錐運動による振れを小さくするこ
とができ、よって、高精度で扁平化が容易でコス１への
安い回転多面鏡装置を提供することができる。

なお、以」二述べたような構成のスラスＩ・軸受におい
ては、通常、回転軸がほぼ垂直になるように設置され、
回転体の荷重が負荷となり、また、軸受の対向面積が大
きくなるため、静止摩擦トルクが大きくなり、起動が困
難になりやすい。また、回転状態から停止へ向かう場合
は、停止直前の摩擦のため軸受面の摩耗や損傷を起こし
やすい。従って、起動時及び回転状態から停止へ移行す
る際は、スラスト軸受の相対向する軸受面が接触しない
ことが望ましい。その方策として、第１図の実施例にお
ける支柱２０の内部、あるいは第６図の実施例における
ロータマグネノ１〜３７の下部に電磁アクチュエータ、
圧電アクチュエータ、あるいは形状記憶合金アクチュエ
ータ等を配置して、その推力により、尖細あるいはマク
ネッｌへの磁気力等を介して回転軸部を押し上げ、軸受
面に非接触状態に維持しなから起動あるいは停止を行う
ようにすることが望ましい。

第７図は、第」−図の実施例における支柱２０に電磁ア
クチュエータを配置した例を示す。第７図において、支
柱２０内には鉄心４０が」−下方向に移動可能に配置さ
れている。鉄心４０の」二端にば尖細４］−か一体に形
成され、鉄心４０の」二端寄りの位置にはフランジ状の
吸着板４２か一体に形成されている。支柱２０の内周に
は電磁コイル４３が配置されており、この電磁コイル４
３によって鉄心４０の外周が取り囲まれている。支柱２
ｏは駆動コイル１９に銘文するロータマグネノ１−］８
の磁束のための鉄心を形成し、がっ、その上端面に取付
けられた端板４４、上記鉄心４０及び吸着板４２ととも
に電磁コイル４３により発生する磁束に刻する磁路をも
形成している。起動及び停止時に電磁コイル４３に通電
すれば、吸着板４２は端板４４の端面４５へ電磁力によ
り吸着され、同時に尖細４１が、回転軸部］２の中心に
取付けられたスラスト板４６を突き上げることにより、
固定軸受１］−の固定軸受面２２と多面鏡体１３の平面
２５が非接触状態となる。この固定軸受面２２と多面鏡
体１３の平面２５とが非接触の状態では、尖細４１とス
ラスト軸受４６との間でスラスト軸受が形成されること
になるが、このスラスト軸受は点接触となるため、摩擦
１〜ルクは極めて小さく、起動は容易となる。また、停
止の際の摩耗や損傷もなくなる。

上記尖細４１とスラスト軸受４６は、互いに同極を相対
向させたマグネッ１〜で代替し、その反発力を利用して
上記の如き作用効果を得るようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、反射面の直角度の基準面となる多面鏡
体の平面かスラスト動圧軸受によって直接支持されるた
め、回転軸に対する多面鏡体の直角度を高い精度で出す
ことができ、高精度の光走査を行うことができる。また
、ラジアル動圧軸受部の軸方向の寸法に対しスラスＩ・
動圧軸受部の外径を大きくしてスラスト動圧軸受による
負荷分担を大きくすることができるため、回転軸の円錐
運動による振れを小さくすることができるし、むしろラ
ジアル動圧軸受部の軸方向の寸法を短くする方がよく、
よって、扁平な回転多面鏡装置を提供することがてきる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる回転多面鏡装置の一実施例を示
す縦断面図、第２図は同上実施例中の固定軸受部を示す
平面図、第３図は」二記実底側中の回転軸部を示す正面
図、第４図は」二記実施例に適用可能なスラスト動圧軸
受部の別の例を示す斜視図、第５図はスラスト動圧軸受
部のさらに別の例を示す斜視図、第６図は本発明にかか
る回転多面鏡装置の別の実施例を示す縦断面図、第７図
は本発明にかかる回転多面鏡装置のさらに別の実施例を
示す縦断面図である。 １１．３ユ・・・・固定軸受部　１２．３２・・・・回
転軸部　１３．３３・・・・多面鏡体　２２．３４・・
・・多面鏡体と対向する固定軸受部の面　　２５．３５
・・・・多面鏡体の平面 形２　閃 り唖　図 馬　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 側面に多面鏡が形成された多面鏡体と、この多面鏡体と
   一体の回転軸部と、この回転軸部を回転自在に支持する
   固定軸受部とを有する回転多面鏡装置において、上記回
   転多面鏡体の上記側面に対し直交する上記多面鏡体の平
   面と、上記固定軸受部の上記多面鏡体の平面と対向する
   面との間に、スラスト動圧軸受を形成したことを特徴と
   する回転多面鏡装置。