JPH0623021U - ポリゴンミラー用回転体支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転体の振れ回りによる振動や騒音を可及的
に減少でき、かつ長期に亘り回転体を精度良く回転させ
ることができるようにする。 【構成】 回転体４が慣性主軸を中心に回転することが
できるように、回転体４の一端外周面側には第１の磁気
軸受部２を、回転体４の他端外周面側には第２の磁気軸
受部３を設けると共に、第１の磁気軸受部２は内側及び
外側第１永久磁石５，６により構成し、第２の磁気軸受
部３は内側及び外側第２永久磁石７，７により構成す
る。回転体４の他端面側には油等の流体の動圧により上
記回転体４を支持する油動圧軸受部９を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、レーザビームプリンタ等に内蔵されたポリゴンミラー用の回転体 を支持する装置に関し、特にその回転体の振れ回り等による振動や騒音を可及的 に減少でき、しかも、長期に亘り回転体を精度良く回転させることができるよう にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、ポリゴンミラー用の回転体はその一端面にポリゴンミラーが着脱自 在に取り付けられるように形成されていると共に、このような回転体を支持する 装置はラジアル軸受部及びスラスト軸受部等を備えており、ラジアル軸受部は動 圧軸受により構成され、かつ回転体をその径方向に支持するように設けられてい る一方、スラスト軸受部は永久磁石により構成され、かつ回転体をその軸方向に 支持するように設けられている（特開昭６１−２６９１１１号公報）。

【０００３】 また、この種の装置としては、上記ラジアル軸受部及びスラスト軸受部の両者 を動圧軸受で構成し、かつ永久磁石の磁力により回転体にその軸方向の予圧を付 与するように設けたもの（特開昭５８−１３４２１９号公報）、ラジアル軸受部 を永久磁石により構成すると共に、スラスト軸受部については半球状のピポット 軸受を用いたもの（実開昭５７−７７７２５号公報）、あるいは、ラジアル軸受 部及びスラスト軸受部の両者を動圧軸受で構成すると共に、特にそのスラスト軸 受部を構成する動圧軸受についてはスパイラル溝が刻設された半球面体を備えた もの（特開昭６１−１５５４７号公報）等が知られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のように、特にラジアル軸受部を動圧軸受により構成した 装置にあっては、動圧軸受は軸受すきまが少なくかつ軸受剛性が高いため、回転 体が質量の不釣合によりその径方向に振れ回ると、動圧軸受には直接その振れ回 りによる反力が作用するので、動圧軸受等から大きな振動や騒音が発生するのみ ならず、回転体に取り付けられたポリゴンミラーの回転精度も悪化する等の問題 点がある。

【０００５】 また、ラジアル軸受部を永久磁石により構成すると共に、スラスト軸受部につ いては半球状のピポット軸受を用いた装置にあっては、そのピポット軸受が接触 型の軸受である以上、ピポット軸受の接点における磨耗が生じることは避けられ ず、この磨耗の進行に応じて回転体の回転精度も悪化するので、長期に亘り回転 体を精度良く回転させることができず、装置の寿命が短い。

【０００６】 この考案は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回 転体の振れ回りによる振動や騒音を可及的に減少でき、かつ長期に亘り回転体を 精度良く回転させることができるポリゴンミラー用回転体支持装置を提供するこ とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の考案は、回転体の一端外周面に 一体に装着されると共にその回転体の軸方向に沿って磁極を有する内側第１永久 磁石、及びこの内側第１永久磁石の外周面との間に間隙部を形成しつつ配設され ると共に上記回転体の径方向と同一方向のみに上記内側第１永久磁石と反発し合 う外側第１永久磁石を備え、上記内側第１永久磁石と外側第１永久磁石との磁力 により上記回転体を支持する第１の磁気軸受部と、上記回転体の他端外周面に一 体に装着されると共にその回転体の軸方向に沿って磁極を有する内側第２永久磁 石、及びこの内側第２永久磁石の外周面との間に間隙部を形成しつつ配設される と共に上記回転体の径方向と同一方向及びその回転体の軸方向と同一方向に上記 内側第２永久磁石と反発し合う外側第２永久磁石を備え、上記内側第２永久磁石 と外側第２永久磁石との磁力により上記回転体を支持する第２の磁気軸受部と、 上記回転体の他端に一体に取り付けられた半球状の軸受本体、及びこの軸受本体 に係合する固定部とを有すると共に、その軸受本体と固定部との係合部分に生じ る流体の動圧により上記回転体を支持する油動圧軸受部とを具備することを特徴 とする。

【０００８】 請求項２に記載の考案は、油動圧軸受部の固定部とこの固定部を保持するベー スブロックとの間に、その固定部を上記ベースブロックに対しフローティング可 能とするフローティング部材を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

この考案によれば、内側及び外側第１永久磁石、並びに内側及び外側第２永久 磁石により構成された第１及び第２の磁気軸受部は動圧軸受に比し軸受すきまが 大きくかつ軸受剛性が低く、これにより回転体は慣性主軸を中心に回転すること ができるので、回転体の質量の不釣合による振れ回りで発生する振動や騒音が可 及的に減少する。

【００１０】 しかも、この考案によると、通常回転時は第１及び第２の磁気軸受部、並びに 油動圧軸受部の全てが非接触型の軸受であるため、軸受に磨耗が生じることもな く、長期に亘り回転体を精度良く回転させることができる。

【００１１】 特に、請求項２に記載の考案にあっては、回転体が質量の不釣合によりその径 方向に振れ回るとき、油動圧軸受部の固定部はフローティング部材によりベース ブロックに対しフローティングした状態で回転体の径方向と同一方向にスライド して振れ回りを吸収するため、その回転体はより高精度に慣性主軸を中心に回転 することができる。

【００１２】

【実施例】

以下、この考案に係るポリゴンミラー用回転体支持装置の実施例について詳細 に説明する。

【００１３】 この装置は図１に示す如くケーシング１内に第１及び第２の磁気軸受部２，３ を有すると共に、第１の磁気軸受部２はケーシング１内に配設された回転体４の 一端側に位置し、かつ第２の磁気軸受部３は上記回転軸４の他端側に配設されて いる。

【００１４】 また、上記第１の磁気軸受部２は内外一対の第１永久磁石５，６を備え、その 内側第１永久磁石５は上記回転体４の一端外周面に一体に装着されていると共に 、この内側第１永久磁石５の磁極Ｎ，Ｓは回転体４の軸方向に沿って並ぶように 設けられている。

【００１５】 一方、上記外側第１永久磁石６は内側第１永久磁石５との間に微小な間隙部を 形成しつつ内側第１永久磁石５の外周面側に配設されていると共に、その磁極Ｎ ，Ｓの配列、及び磁極Ｎ，Ｓ間の長さが内側第１永久磁石５と略等しくなるよう に形成されている。

【００１６】 さらに、上記外側第１永久磁石５と内側第１永久磁石６とは、回転体４の軸方 向（図中Ｚ方向）に沿って互いに略ずれることなく、各磁極Ｎ，Ｓどうしが回転 体４に対し垂直な一直線上で略対向するように設けられている。即ち、外側第１ 永久磁石６については回転体４の径方向（図中Ｙ方向）と同一方向のみに内側第 １永久磁石５と反発し合うように構成されている。

【００１７】 また、上記第２の磁気軸受部３は内外一対の第２永久磁石７，８を備え、その 内側第２永久磁石７は上記回転体４の他端外周面に一体に装着されていると共に 、この内側第２永久磁石７の磁極Ｎ，Ｓは回転体４の軸方向に沿って並ぶように 設けられている。

【００１８】 一方、上記外側第２永久磁石８は内側第２永久磁石７との間に微小な間隙部を 形成しつつ内側第２永久磁石７の外周面側に配設されていると共に、その磁極Ｎ ，Ｓの配列、及び磁極Ｎ，Ｓ間の長さが内側第２永久磁石７と等しくなるように 形成されている。

【００１９】 さらに、上記外側第２永久磁石８と内側第２永久磁石７とは、回転体４の軸方 向（図中Ｚ方向）に沿って互いに微小量だけずれ、各磁極Ｎ，Ｓどうしが所定の 角度で斜めに対向するように設けられている。即ち、この外側第２永久磁石８に ついては、回転体４の径方向（図中Ｙ方向）と同一方向のみならず、回転体４の 軸方向（図中Ｚ方向）と同一方向にも、内側第２永久磁石７と反発し合うように 構成されている。

【００２０】 また、上記回転体４の他端側には油動圧軸受部９が設けられており、この油動 圧軸受部９は軸受本体１０及び固定部１１を有し、その軸受本体１０の後端は回 転体４の他端面に一体に取り付けられていると共に、軸受本体１０の先端には半 球面体１２が一体に形成され、その半球面体１２の表面にはスパイラル溝１３が 刻設されている。

【００２１】 一方、上記固定部１１はベースブロック１４の取付凹部１５に嵌合挿入された 状態でベースブロック１４に一体に取り付けられていると共に、その固定部１１ の表面には半球面状のくぼみ部１６が形成されており、このくぼみ部１６は上記 軸受本体１０の半球面体１２が滑動可能に嵌合できるように形成されている。即 ち、この固定部１１にはくぼみ部１６及び半球面体１２を介して軸受本体１０が 係合するように構成されている。

【００２２】 なお、ポリゴンミラー１７は回転体４の一端面に着脱自在に取り付けられるよ うに構成されている。

【００２３】 次に、上記の如く構成されたポリゴンミラー用回転体支持装置の動作について 説明する。

【００２４】 この装置によれば、第１の磁気軸受部２が内側第１永久磁石５と外側第１永久 磁石６との反発する磁力により回転体４をその径方向（図中Ｙ方向）に付勢しつ つ支持する。これと同時に、第２の磁気軸受部３が内側第２永久磁石７と外側第 ２永久磁石８との反発する磁力により回転体４をその径方向（図中Ｙ方向）及び 軸方向（図中Ｚ方向）に付勢する。

【００２５】 即ち、第１の磁気軸受部２は回転体４をその径方向に付勢しつつ支持する機能 のみが働くが、第２の磁気軸受部３については、第１の磁気軸受部２と同様に、 回転体４をその径方向に付勢しつつ支持する機能が働くことは勿論のこと、回転 体４をその軸方向に付勢する機能、つまり回転体４に対し図中Ｚ方向の予圧を付 与する機能も働くように作用する。

【００２６】 また、上記のように回転体４が支持された状態で、モータ１８を起動させると 、ポリゴンミラー１７が回転体４と一体にその軸心回りに回転する。この際、油 動圧軸受部９においては、軸受本体１０と固定部１１との係合部分、即ち半球面 体１２とくぼみ部１６との間に油等の流体の動圧が生じ、この動圧により非接触 の状態で上記回転体４をその径方向及び軸方向に支持する。

【００２７】 したがって、上記実施例の装置によれば、第１及び第２の磁気軸受部を、内側 及び外側第１永久磁石、並びに内側及び外側第２永久磁石により構成したため、 第１及び第２の磁気軸受部は動圧軸受に比し軸受すきまが大きくかつ軸受剛性が 低く、これにより回転体は慣性主軸を中心に回転することができるので、回転体 の質量の不釣合による振れ回りで発生する振動や騒音が可及的に減少し、その結 果、回転体に取り付けられたポリゴンミラーの回転精度が向上する しかも、この装置によれば、通常回転時は回転体の軸受、即ち第１及び第２の 磁気軸受部、並びに油動圧軸受部の全てが非接触型の軸受であるため、軸受に磨 耗が生じることもなく、長期に亘り回転体を精度良く回転させることができる。

【００２８】 図２は請求項２に記載の考案に係るポリゴンミラー用回転体支持装置の一実施 例を示すもので、上記実施例と同一部材には同一符号を付し、その詳細説明は省 略する。

【００２９】 同図に示す装置はベースブロック１４に有する取付凹部１５の内径が固定部１ １の外径よりやや大径に形成されており、その取付穴１５の底面にはフローティ ング部材として複数のボール１９が密に配設されていると共に、上記固定部１１ は取付凹部１５内で上記複数のボール１９に接触しつつベースブロック１４に保 持されている。即ち、上記ボール１９は固定部１１とこの固定部１１を保持する ベースブロック１４との間に挿入され、かつその固定部１１を上記ベースブロッ ク１４に対しフローティングさせるように構成されている。

【００３０】 ところで、上記の如く構成された装置によれば、回転体４が質量の不釣合によ りその径方向に振れ回ると、固定部１１がボール１９によりベースブロック１４ に対しフローティングした状態で回転体４の径方向と同一方向にスライドして回 転体４の振れ回りを吸収する。このため、回転体４はより高精度に慣性主軸を中 心に回転することができるので、回転体４の質量の不釣合による振れ回りで振動 や騒音が発生するのをより一層減少させることができる。

【００３１】 なお、上記実施例においてはフローティング部材として複数のボール１９を用 いたが、これに限定されることはなく、フローティング部材については図３に示 す如くゴム等の緩衝材２０を適用しても良い。

【００３２】 また、上記実施例では第１の磁気軸受部２を回転体４の一端側に設け、かつ第 ２の磁気軸受部３を回転体４の他端側に配設したが、これに限定されることはな く、図４に示す如く第１の磁気軸受部２は回転体４の他端側に設け、かつ第２の 磁気軸受部３は省略しても良い。

【００３３】

【考案の効果】

この考案に係るポリゴンミラー用回転体支持装置にあっては、第１及び第２の 磁気軸受部を、内側及び外側第１永久磁石、並びに内側及び外側第２永久磁石に より構成したため、第１及び第２の磁気軸受部は動圧軸受に比し軸受すきまが大 きくかつ軸受剛性が低く、これにより回転体は慣性主軸を中心に回転することが できるので、回転体の質量の不釣合による振れ回りで振動や騒音が発生するのを 可及的に減少させることができ、その結果、回転体に取り付けられたポリゴンミ ラーの回転精度が向上する。

【００３４】 しかも、この考案によれば、通常回転時は回転体の軸受、即ち第１及び第２の 磁気軸受部、並びに油動圧軸受部の全てが非接触型の軸受であるため、軸受に磨 耗が生じることもなく、長期に亘り回転体を精度良く回転させることができるの で、寿命の長いポリゴンミラー用回転体支持装置を提供することができる。

【００３５】 特に、請求項２に記載の考案によれば、回転体が質量の不釣合によりその径方 向に振れ回るとき、油動圧軸受部の固定部はフローティング部材によりベースブ ロックに対しフローティングした状態で回転体の径方向と同一方向にスライドし て振れ回りを吸収するため、その回転体はより高精度に慣性主軸を中心に回転す ることができるので、回転体の質量の不釣合による振れ回りで振動や騒音が発生 するのをより一層減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るポリゴンミラー用回転体支持装
置の断面図。

【図２】この考案の第２の実施例を示す断面図。

【図３】この考案の第３の実施例の要部を示す断面図。

【図４】この考案の第４の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

２ 第１の磁気軸受部 ３ 第２の磁気軸受部 ４ 回転体 ５ 内側第１永久磁石 ６ 外側第１永久磁石 ７ 内側第２永久磁石 ８ 外側第２永久磁石 ９ 油動圧軸受部 １０ 軸受本体 １１ 固定部 １４ ベースブロック １９ ボール（フローティング部材）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の一端外周面に一体に装着される
   と共にその回転体の軸方向に沿って磁極を有する内側第
   １永久磁石、及びこの内側第１永久磁石の外周面との間
   に間隙部を形成しつつ配設されると共に上記回転体の径
   方向と同一方向のみに上記内側第１永久磁石と反発し合
   う外側第１永久磁石を備え、上記内側第１永久磁石と外
   側第１永久磁石との磁力により上記回転体を支持する第
   １の磁気軸受部と、 上記回転体の他端外周面に一体に装着されると共にその
   回転体の軸方向に沿って磁極を有する内側第２永久磁
   石、及びこの内側第２永久磁石の外周面との間に間隙部
   を形成しつつ配設されると共に上記回転体の径方向と同
   一方向及びその回転体の軸方向と同一方向に上記内側第
   ２永久磁石と反発し合う外側第２永久磁石を備え、上記
   内側第２永久磁石と外側第２永久磁石との磁力により上
   記回転体を支持する第２の磁気軸受部と、 上記回転体の他端に一体に取り付けられた半球状の軸受
   本体、及びこの軸受本体に係合する固定部とを有すると
   共に、その軸受本体と固定部との係合部分に生じる流体
   の動圧により上記回転体を支持する油動圧軸受部とを具
   備することを特徴とするポリゴンミラー用回転体支持装
   置。
2. 【請求項２】 油動圧軸受部の固定部とこの固定部を保
   持するベースブロックとの間に、その固定部を上記ベー
   スブロックに対しフローティング可能とするフローティ
   ング部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のポ
   リゴンミラー用回転体支持装置。