JPH0258018A - スキャナユニット - 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〕 この発明は、事務機、映像機器、測定機器などにおいて
レーザ光走査用として使用されるスキャナユニットに関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種のスキャナユニットとして、たとえば第２
図に示す構造のものが使用されている。

ハウジング１の基台１ａに軸体２の一方の端部が固定さ
れ、軸体２の周りに嵌合されたスリーブ３は、スリーブ
３の内径面と、動圧発生用の溝４が設けられた軸体２の
外径面とにより構成された動圧形ラジアル流体軸受を介
して半径方向に支持されている。このスリーブ３の一方
の端部には、空気抜き穴５ａを有するスラスト受５が取
り付けてあり、スリーブ３は、スラスト受５の内面とこ
れに対向する軸体２の端面とにより構成された動圧形ス
ラスト流体軸受を介して軸方向に支持されている。

スリーブ３にはフランジ３ａが設けてあり、スリーブ３
の外周面に嵌合した多面＆Ｕ　６の下面と上面とがそれ
ぞれフランジ３ａと取付リング７ａとにより挟着されて
いる。

多面鏡６と水平方向に対向する位置のハウジング１の側
壁１ｂには、透明材質の窓８が設けである。

また、スリーブ３のフランジ３ａよりも軸方向下方に設
けた段部には、スリーブ３の外周面に嵌合したロータマ
グネッ）９ａの上面が係止され、ロータマグネット９ａ
の下面は、取付リング７ｂにより挟着されている。この
ロータマグネット９ａと半径方向に対向するステータコ
イル９ｂはハウジング１の側壁ＩＣに取り付けられてお
り、ロータマグネット９ａとステータコイル９ｂとによ
り周面対同形の駆動モータを構成している。

上記のスキャナユニットは、駆動モータの作動によりス
リーブ３が軸体２に支持されて回転すると、多面鏡６に
入射したレーザ光が反射して窓８を通り、外部に置かれ
た感光ドラム等の目標物（図示せず）に照射されるよう
になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記スキャナユニットは、静止部材である軸体２の周り
に、スキャナ３と多面鏡６．ロータマグネット９ａ等の
付属部品とからなる回転部材が回転する構造になってい
るが、回転部材を高速回転させる場合は、回転部材の半
径方向の重量アンバランスの修正が必要不可欠の要件と
なる。

ところが、この回転部材の半径方向の重量アンバランス
の修正は、多面鏡６等の付属部品が取り付けられたスリ
ーブ３を水平状態に保持し、軸方向両端部の外径面を支
持して中心軸線の周りに回転させて行われるからスリー
ブ３の外径面が基準となる。

一方、スキャナユニットの使用時における回転部材の回
転は内径面が基準となるから、スリーブ３の外径面と内
径面との双方の同軸度を高精度に加工する必要があり、
加工コストが高くなるという欠点がある。

また、スリーブ３と軸体２との間に構成されているラジ
アル軸受とスラスト軸受とは、動圧形の気体軸受であっ
て、潤滑流体としては空気などの気体が用いられており
、回転部材の回転時においては、軸体２の外径面の動圧
発生用の溝４のポンピング作用によりスリーブ３は軸体
２に対して非接触状態で回転するけれども、回転部材の
起動停止時においてはスリーブ３と軸体２とが接触した
状態となる。ところが、潤滑流体として用いられている
空気などの気体は、他の潤滑剤に比べて潤滑性能が劣っ
ているため、回転部材の起動停止時に軸体２との接触面
であるスリーブ３のラジアル軸受面とスラスト受５のス
ラスト軸受面に大きな損傷が生じることになる。

そこで、このような軸受面の損傷を防止するため、スリ
ーブ３は切削加工した金属材の表面に摺動性にすぐれた
メツキなどの皮膜を施したものを用い、スラスト受５に
ついても同様に切削加工した金属材の表面に摺動性に優
れた合成樹脂を射出成形により一体化したものが使用さ
れている。

しかし、このような表面処理を施したスリーブ３とスラ
スト受５とは、コスト高のものとなるだけでなく、スリ
ーブ３とスラスト受５とが別体であるため、圧入、焼き
ばめ等による組み立てが必要となるほか、高精度で組み
立てるにはかなり面倒な手間がかかるという欠点がある
。

この発明は、上記のような種々の欠点を除去することを
目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のスキャナユニットは、金属からなる外筒の内
面と一体成形された合成樹脂からなる内筒の円筒状孔は
ラジアル軸受面とスラスト軸受面とを有し、円筒状孔に
回転可能に配設された軸体はラジアル軸受面に対向する
ラジアル受面とスラスト軸受面に対向するスラスト受面
とを有しており、ラジアル軸受面とラジアル受面との少
なくとも一方に設けられた動圧発生用の溝により動圧形
ラジアル気体軸受を構成している。

上記の軸体のスラスト受面とは反対側の端部に設けたフ
ランジ部と、ロータマグネットを取り付けたヨークとの
間には、軸体に嵌合した多面鏡が挟着固定され、ロータ
マグネットと対向してステータコイルが配設されている
。

〔作用〕

この発明のスキャナユニットは、静止部材である内筒の
円筒状孔に回転部材である軸体を配設しているため、円
筒状孔の内径面と外筒の外径面との同軸度を高精度に加
工する必要がない。

また、円筒状孔のラジアル軸受面とスラスト軸受面とが
合成樹脂により一体成形されているため、軸体の起動停
止時における軸受面の損傷が少なくなり、しかも組立て
作業が不要となり、軸受面の必要精度が確保しやすくな
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実力面倒を第１図に基づいて説明する
。

ハウジング１０は、側壁部材１１にそれぞれ上壁部材１
２とスリーブ部材１３とが気密に接合した構造からなり
、ハウジング１０の内部には空気等の気体が密封されて
いる。

ハウジング１０のスリーブ部材工３は、アルミニウム合
金、亜鉛合金などの金属製の外筒１３ａと外筒１３ａの
内面に一体成形された合成樹脂製の内筒１３ｂとから構
成されている。内筒１３ｂは円筒状の胴部１３Ｃと底部
１３ｄとから構成され、内周面に接着剤を塗布した外筒
１３ａを成形用型に入れ、合成樹脂材料を射出成形する
ことによって外筒１３の内面に内筒１３ｂを接着させで
ある。この内筒１３ｂの胴部１３ｃに形成された円筒状
孔１４の内周面はラジアル軸受面１５であり、ラジアル
軸受面１５には図示しない動圧発生用の溝が射出成形時
に型によって成形されている。

内筒１３ｂの底部１３ｄには、中央部に凸球面状の隆起
部１６ａを有するスラスト軸受面１６が設けられ、底部
１３ｄの軸方向中心線上に設けた絞り穴１７がスラスト
軸受面１６の中央部に開口している。

スリーブ部材１３の内筒１３ｂの成形材料としては、自
己潤滑性にすぐれた合成樹脂を用いるのが好ましい。

また、スリーブ部材１３の底面には、外周部に弾性部材
１８を介して押え部材１９が気密に取り付けられ、スリ
ーブ部材１３と押え部材１９との間に形成された空隙２
０が、外筒（３ａの外周面と側壁部材１１の内周面との
間に形成された流通溝２１と連通し、流通溝２１の上端
がハウジング１０の内部に開口している。

上記のスリーブ部材１３の円筒状孔１４には、上端部に
フランジ部３１を設けた軸体３０が配設されている。軸
体３０の外周面にはラジアル軸受面１５と対向するラジ
アル受面３５が設けられ、軸体３０の端面にはスラスト
軸受面１６と対向するスラスト受面３６が設けてあり、
このスラスト受面３６の外周部とスラスト軸受面１６の
外周部との間の空間に圧力室３７が形成されている。

軸体３０のスラスト受面３６の中央部は、軸体３０の静
止時にスラスト軸受面１６の隆起部１６ａと接触する環
状の接触面３６ａになっている。

軸体３０の材質としては、軽くて錆にくく、しかも加工
性のよいアルミニウム合金、あるいはアルミニウム合金
の表面に硬化処理を施したものが好ましいが、ステンレ
ス鋼を使用してもよい。

上記軸体３０の外周面に嵌合された多面鏡４０は、軸体
３０のフランジ部３１とヨーク４１とにより上下面を挟
着して取り付けられている。このヨーク４１には円環状
のロータマグネット４２が取り付けられ、ハウジング１
０のスリーブ部材１３に嵌合して取り付けられたステー
タコイル４３がロータマグネット４２と半径方向に対向
している。

多面鏡４０と水平方向に対向する位置のハウジング１０
の側壁部材１ｊには、透明材質の窓１１ａが設けられて
いる。

なお、軸体３０の上側面３１ａには周溝３８を設け、ヨ
ーク４１の多面鏡４０との取付部には円周方向の複数個
所に貫通穴４４を設け、これらの周溝３８と貫通穴４４
とに半径方向の重量アンバランスの修正用の接着剤を塗
布するようにしである。

上記構成のスキャナユニットは、軸体３０が回転すると
、ラジアル軸受面１５に設けられている動圧発生用の溝
によるボンピング作用が発生して、ハウジング１０内の
気体がラジアル軸受面１５とラジアル受面３５との間の
半径方向すきまに吸入されて圧力室３７に流入し、圧力
室３７の気体圧力によって軸体３０が浮上する。軸体３
０が浮上することによって圧力室３７に絞り穴１７が開
口し、圧力室３７に流入した気体は絞り穴１７がら空隙
２０を経て流通溝２１を上昇し、ハウジング１０内に排
出される。圧力室３７の気体圧力は軸体３０の浮上量に
よって適度に調整され、この気体圧力によって軸体３０
は一定の浮上量を維持しながら回転する。

軸体３０の静止時には、軸体３０のスラスト受面３６の
中央部の接触面３６ａがスラスト軸受面１６の隆起部１
６ａの凸球面と接触しているため、起動時における起動
トルクは小さく、また軸体３０のスラスト受面３６の仕
上げ精度が多少劣っていても片当たりを生じない。

また、軸体３０の起動停止時には、スリーブ部材１３の
ラジアル軸受面１５とスラスト軸受面１６とを構成する
合成樹脂が軸体３０と接触するから、これらの軸受面１
５．１６の損傷は少なくなるが、前述したように自己潤
滑性のよい合成樹脂を用いて内筒１３ｂを成形すると、
起動停止時における軸受面１５．１６の損傷をさらに少
なくすることができる。

また、駆動モータを構成するロータマグネット４２とス
テータコイル４３とは周面対向形のものであるため、こ
れらの間の吸引力がスラスト荷重として作用することが
なく、スラスト軸受面１６の摩耗防止に役立っている。

前記実施例において、スリーブ部材１３のラジアル軸受
面１５に設けた動圧発生用の溝は、軸体３０のラジアル
受面３５に設けてもよく、ラジアル軸受面１５とラジア
ル受面３５との双方に設けてもよい。

また、スリーブ部材１３のスラスト軸受面１６と軸体３
０のスラスト受面３６との少なくとも一方に動圧発生用
の溝を設け、いわゆる平面グループ軸受としてもよい。

このようにした場合はスラスト軸受面１６に設けた絞り
穴１７を省略することもできる。

前記実施例ではハウジング１０の側壁部材１１と外筒１
３ａとが別体になっているが、側壁部材１１と外筒１３
ａとをダイキャスト成形により一体の部品として外筒１
３ａとしてもよい。このようにした場合は構成部品の点
数が少なくなるほか、組み立て作業が簡略になる。

また、前記実施例では、軸体３０のフランジ部３１が軸
部とダイキャスト、鍛造、切削加工等により一体加工さ
れているが、別体のフランジ部を軸部に圧入または焼き
ばめにより固着してもよい。

また、軸体３０に取り付ける多面鏡４０とヨーク４１と
の間には、多面鏡４０を固定するときの変形を少なくす
るために、金属または合成樹脂などの非金属からなる薄
板状のシート部材を挟むようにしてもよい。

また、内筒１３ｂに絞り穴１７を設けるかわりに、軸体
３０の軸心に軸体３０の両端面３１２３６を貫通する軸
方向穴を設け、この軸方向穴はスラスト受面３６の中央
部に開口する絞り穴と軸体の上側面３１ａに開口しそし
て絞り穴よりも内径の大きい流通穴とを有してもよい。

このようにすると、気体循環用の内筒１３ｂの絞り穴１
７．流通溝２１１弾性部材Ｉ８及び押え部材１９をいず
れも省略できるのでコストが安価になる。また、軸体３
０の軸方向穴は、絞り穴以外の個所の内径を大きくでき
るので軸体３０の重量が軽くなり、スラスト荷重を軽減
できるのでスラスト軸受面１６の損傷を防止できる。ま
た、軸体３０の軸方向穴の内周面に接着剤等を塗布する
ことによって軸体３０を備えた回転部材の半径方向の重
量のアンバランスを修正できる。

さらに、スラスト軸受面１６に内筒１３ｂとは別体の摺
動性の優れた合成樹脂のシート状の部材を接着したり、
また内筒１３ｂと前記シート状の部材とを一体成形した
りすると、ラジアル軸受面１５の摺動性は多少劣ること
があっても射出成形時の寸法精度の確保しやすい合成樹
脂を内筒１３ｂの材料として使用できる。

なお、ハウジング１０自体は非密閉構造のスキャナユニ
ットとし、このユニットを他の密閉構造の装置内に収容
してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明のスキャナユニットは静
止部材である内筒の円筒状孔に軸体が回転可能に配設さ
れているので、従来のように固定された軸体の周りにス
リーブが回転可能に配設されたスキャナユニットとは異
なり、静止部材である外筒と内筒とを備えたスリーブ部
材については半径方向の重量アンバランスの修正作業が
不要となり、内径面と外径面との同軸度を高精度に加工
する必要がなくなり、加工コストが安価になる。

また、この発明においては、円筒状孔に設けたラジアル
軸受面とスラスト軸受面とが合成樹脂により一体成形さ
れているので、軸体の起動停止時における各軸受面の頃
傷が少なくなるだけでなく、従来のスリーブとスラスト
受とが別体になったものに必要であった組み立て作業が
不要となるため、量産性がよくなり、さらには各軸受面
相互間の直角度などの必要精度を確保することも容易に
なる。

また、この発明においては、金属からなる外筒の内面と
一体成形された合成樹脂からなる内筒の円筒状孔はラジ
アル軸受面を有しているので、射出成形によってラジア
ル軸受面の必要精度が容易に確保され、しかも使用中に
軸受部の温度が上昇した場合には、金属からなる外筒に
よって合成樹脂の膨張が押えられるため、ラジアル軸受
面の内径寸法の変化が少なくなる。

さらに、この発明においては、軸体の一方の端部に設け
たフランジ部とロータマグネットを取り付けたヨークと
によって多面鏡を挟着固定しているので、軸体に対する
多面鏡の取付精度が高くなるとともに、取付は作業が容
易にでき、多面鏡専用の取付部材が不要となるので、部
品点数が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す継断側面口、第２図は
従来のスキャナユニットを示す縦断側面図である。 図中、１０はハウジング、１３はスリーブ部材、１３ａ
、１３ｂはそれぞれスリーブ部材の外筒内筒、Ｉ５はラ
ジアル軸受面、１Ｇはスラスト軸受面、３０は軸体、３
１は軸体のフランジ部、３５はラジアル受面、３６はス
ラスト受面、４ｏは多面鏡、４１はヨーク、４２はロー
タマグネット、４３はステータコイルである。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属からなる外筒の内面と一体成形された合成樹
   脂からなる内筒の円筒状孔はラジアル軸受面とスラスト
   軸受面とを有し、円筒状孔に回転可能に配設された軸体
   はラジアル軸受面に対向するラジアル受面とスラスト軸
   受面に対向するスラスト受面とを有し、ラジアル軸受面
   とラジアル受面との少なくとも一方には動圧発生用の溝
   が設けられて動圧形ラジアル気体軸受を構成し、軸体の
   スラスト受面とは反対側の端部に設けたフランジ部と、
   ロータマグネットを取り付けたヨークとの間には軸体に
   嵌合した多面鏡が挟着固定され、ロータマグネットと対
   向してステータコイルが配設されていることを特徴とす
   るスキャナユニット。