JPH0954260A - 回転多面鏡装置 - Google Patents
回転多面鏡装置Info
- Publication number
- JPH0954260A JPH0954260A JP7210804A JP21080495A JPH0954260A JP H0954260 A JPH0954260 A JP H0954260A JP 7210804 A JP7210804 A JP 7210804A JP 21080495 A JP21080495 A JP 21080495A JP H0954260 A JPH0954260 A JP H0954260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- cylindrical body
- polygon mirror
- thermal expansion
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/121—Mechanical drive devices for polygonal mirrors
Abstract
(57)【要約】
【課題】高速回転において安定した動作が可能で、構成
が簡単な安価な回転多面鏡装置を実現する。 【解決手段】回転可能に支持され多面鏡を保持する円筒
体と、円筒体外周面に対し所定の間隙を介して設けられ
たケーシングを有する回転多面鏡装置において、ケーシ
ングの熱膨張係数を円筒体の熱膨張係数に対して１.２
〜１.６倍とした。
が簡単な安価な回転多面鏡装置を実現する。 【解決手段】回転可能に支持され多面鏡を保持する円筒
体と、円筒体外周面に対し所定の間隙を介して設けられ
たケーシングを有する回転多面鏡装置において、ケーシ
ングの熱膨張係数を円筒体の熱膨張係数に対して１.２
〜１.６倍とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転多面鏡装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に回転多面鏡は、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固定して構成
され、毎分数万回転のオーダで高速回転される。このよ
うに高速回転する回転多面鏡を保持する軸受としては、
例えば、ボール軸受、流体軸受あるいは流体軸受と磁気
軸受を組み合わせてなる軸受が用いられている。
正多面体を回転駆動用モータのロータ部に固定して構成
され、毎分数万回転のオーダで高速回転される。このよ
うに高速回転する回転多面鏡を保持する軸受としては、
例えば、ボール軸受、流体軸受あるいは流体軸受と磁気
軸受を組み合わせてなる軸受が用いられている。
【０００３】ボール軸受は、回転多面鏡の回転数が１
５,０００ｒｐｍぐらいまでであれば安定した回転を実
現することが可能であるが、１５,０００ｒｐｍ以上領
域においては、ボール軸受よりも、空気や磁性流体を用
いた流体軸受や、流体軸受と磁気軸受を組み合わせてな
る軸受の方がより安定した回転を実現することが可能と
なる。
５,０００ｒｐｍぐらいまでであれば安定した回転を実
現することが可能であるが、１５,０００ｒｐｍ以上領
域においては、ボール軸受よりも、空気や磁性流体を用
いた流体軸受や、流体軸受と磁気軸受を組み合わせてな
る軸受の方がより安定した回転を実現することが可能と
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】複写機やレーザプリン
タ等の画像記録装置の光走査装置に用いられる回転多面
鏡を例に挙げると、この分野では４８,０００ｒｐｍ以
上の高速回転領域で用いられており、軸受構造として
は、流体軸受や、流体軸受と磁気軸受を組み合わせてな
る軸受が主流になりつつあるが、多面鏡の高速回転に対
する配慮、例えば多面鏡の高速回転に伴う温度上昇によ
る軸受部の寸法変動の配慮がなされておらず、高速回転
に適した回転多面鏡装置の実現化が要求されている。
タ等の画像記録装置の光走査装置に用いられる回転多面
鏡を例に挙げると、この分野では４８,０００ｒｐｍ以
上の高速回転領域で用いられており、軸受構造として
は、流体軸受や、流体軸受と磁気軸受を組み合わせてな
る軸受が主流になりつつあるが、多面鏡の高速回転に対
する配慮、例えば多面鏡の高速回転に伴う温度上昇によ
る軸受部の寸法変動の配慮がなされておらず、高速回転
に適した回転多面鏡装置の実現化が要求されている。
【０００５】本発明の目的は、高速回転において安定し
た動作が可能で、構成が簡単な安価な回転多面鏡装置を
実現しようとするものである。
た動作が可能で、構成が簡単な安価な回転多面鏡装置を
実現しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、回転可能
に支持され多面鏡を保持する円筒体と、前記円筒体外周
面に対し所定の間隙を介して設けられたケーシングを有
する回転多面鏡装置において、前記ケーシングの熱膨張
係数を前記円筒体の熱膨張係数に対して１.２〜１.６倍
とすることにより達成される。
に支持され多面鏡を保持する円筒体と、前記円筒体外周
面に対し所定の間隙を介して設けられたケーシングを有
する回転多面鏡装置において、前記ケーシングの熱膨張
係数を前記円筒体の熱膨張係数に対して１.２〜１.６倍
とすることにより達成される。
【０００７】
【作用】上記構成を採用した回転多面鏡装置によれば、
軸受部および円筒体（回転体）の温度変動に対して、常
に一定の軸受間隙が保持される。また、高速回転に対し
ても軸受部と回転体を効率良く冷却することが可能とな
り、長期間にわたり安定した動作が実現される。
軸受部および円筒体（回転体）の温度変動に対して、常
に一定の軸受間隙が保持される。また、高速回転に対し
ても軸受部と回転体を効率良く冷却することが可能とな
り、長期間にわたり安定した動作が実現される。
【０００８】
【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によって固
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用の永久磁石４が固定し
てある。回転円筒体１の全体は、ヘッドカバー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
ケーシングで覆われている。なお、図示しないがヘッド
カバー１０には、光ビームを出入りさせる窓が適当な位
置に形成される。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。
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によって固
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用の永久磁石４が固定し
てある。回転円筒体１の全体は、ヘッドカバー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
ケーシングで覆われている。なお、図示しないがヘッド
カバー１０には、光ビームを出入りさせる窓が適当な位
置に形成される。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。
【０００９】エンドケース１２の内側中心付近には、永
久磁石５が設けられている。永久磁石５と永久磁石４は
互いが反発しあうように同極磁極を対向させて配置して
あり、これによってスラスト軸受を形成している。側面
ケース１１の内面９は、回転円筒体１の側面７に対し１
０〜１００μｍ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”を連ねてなる形状をしてお
り、回転により安定でしかも高い軸受剛性を発揮できる
動圧ラジアル軸受を形成している。なお、これとは逆
に、回転円筒体１の円筒面に複数の非円弧の形状を形成
しても同様の効果が得られる。以上のようにして回転多
面鏡装置は構成されている。
久磁石５が設けられている。永久磁石５と永久磁石４は
互いが反発しあうように同極磁極を対向させて配置して
あり、これによってスラスト軸受を形成している。側面
ケース１１の内面９は、回転円筒体１の側面７に対し１
０〜１００μｍ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”を連ねてなる形状をしてお
り、回転により安定でしかも高い軸受剛性を発揮できる
動圧ラジアル軸受を形成している。なお、これとは逆
に、回転円筒体１の円筒面に複数の非円弧の形状を形成
しても同様の効果が得られる。以上のようにして回転多
面鏡装置は構成されている。
【００１０】動圧軸受を構成する場合、軸受と軸受面と
の間隙量１４が重要である。この量は、軸受寸法と目的
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。高速回転では、多面鏡体の風損、軸受部の
損失、モータ部の銅損などのため、回転円筒体１と側面
ケース１１の著しい発熱が見られる。特に、回転円筒体
１は側面ケース１１に比べて高い温度上昇を示す。これ
は、全体の損失として大きな割合を示している多面体の
風損と軸受損失が、回転円筒体１で発生しているためで
ある。この冷却は、回転円筒体１が非接触で回転してい
るため、空気および側面ケース１１を介して冷却するこ
としかできない。例えば、４０,０００ｒｐｍの回転時
には、側面ケース１１と回転円筒体１の温度差は２０〜
３０℃に広がってしまう。この温度差で、回転円筒体１
と側面ケース１１の部材を同じ熱膨張係数にした場合、
間隙量１４が狭くなり、異常振動を生じたり、接触する
可能性がある。そこで、側面ケース１１の熱膨張係数を
回転円筒体１より少なくとも大きくすることにより上記
の不具合を避けることができる。しかし、熱膨張係数が
回転円筒体１よりも大きくなりすぎても、逆に間隙量１
４が広くなりすぎてしまい、軸受の動圧低下を招く。
の間隙量１４が重要である。この量は、軸受寸法と目的
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。高速回転では、多面鏡体の風損、軸受部の
損失、モータ部の銅損などのため、回転円筒体１と側面
ケース１１の著しい発熱が見られる。特に、回転円筒体
１は側面ケース１１に比べて高い温度上昇を示す。これ
は、全体の損失として大きな割合を示している多面体の
風損と軸受損失が、回転円筒体１で発生しているためで
ある。この冷却は、回転円筒体１が非接触で回転してい
るため、空気および側面ケース１１を介して冷却するこ
としかできない。例えば、４０,０００ｒｐｍの回転時
には、側面ケース１１と回転円筒体１の温度差は２０〜
３０℃に広がってしまう。この温度差で、回転円筒体１
と側面ケース１１の部材を同じ熱膨張係数にした場合、
間隙量１４が狭くなり、異常振動を生じたり、接触する
可能性がある。そこで、側面ケース１１の熱膨張係数を
回転円筒体１より少なくとも大きくすることにより上記
の不具合を避けることができる。しかし、熱膨張係数が
回転円筒体１よりも大きくなりすぎても、逆に間隙量１
４が広くなりすぎてしまい、軸受の動圧低下を招く。
【００１１】そこで、実験の結果、２０,０００〜５０,
０００ｒｐｍの範囲では、回転円筒体１に対する側面ケ
ース１１の熱膨張係数比として１.２〜１.６倍程度が好
ましく、特に１.４〜１.５倍程度が良好であることが確
認された。さらに、起動、停止時の接触による軸受面の
摩耗を防ぐため、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摩耗性の層を形
成することが望ましい。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設けて
いる。また、回転円筒体１の表面には、錆止め用とし
て、ニッケルやクロムのめっきを施しても良い。さら
に、本実施例では、耐摩耗性樹脂として、ポリイミド系
樹脂を用いたが、フッソ樹脂など他の耐摩耗性樹脂を用
いても良い。なお、上記実験においては、円筒体をスチ
ールで、ケーシングをステンレスで形成した。
０００ｒｐｍの範囲では、回転円筒体１に対する側面ケ
ース１１の熱膨張係数比として１.２〜１.６倍程度が好
ましく、特に１.４〜１.５倍程度が良好であることが確
認された。さらに、起動、停止時の接触による軸受面の
摩耗を防ぐため、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摩耗性の層を形
成することが望ましい。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設けて
いる。また、回転円筒体１の表面には、錆止め用とし
て、ニッケルやクロムのめっきを施しても良い。さら
に、本実施例では、耐摩耗性樹脂として、ポリイミド系
樹脂を用いたが、フッソ樹脂など他の耐摩耗性樹脂を用
いても良い。なお、上記実験においては、円筒体をスチ
ールで、ケーシングをステンレスで形成した。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、軸受間隙を温度変化に
対して安定に保持することが可能となるので、高速回転
において安定した動作が可能な回転多面鏡装置を実現す
ることができる。
対して安定に保持することが可能となるので、高速回転
において安定した動作が可能な回転多面鏡装置を実現す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回転多面鏡装置の縦断
面図である。
面図である。
【図２】軸受の横断面図である。
１は回転円筒体、２は多面体鏡、４、５はスラスト軸
受、６はモータ用磁石、８はステータコイル、７、９は
ラジアル方向軸受面、１０はヘッドカバー、１１は側面
ケース、１２はエンドケースである。
受、６はモータ用磁石、８はステータコイル、７、９は
ラジアル方向軸受面、１０はヘッドカバー、１１は側面
ケース、１２はエンドケースである。
Claims (4)
- 【請求項１】回転可能に支持され多面鏡を保持する円筒
体と、前記円筒体外周面に対し所定の間隙を介して設け
られたケーシングを有する回転多面鏡装置において、 前記ケーシングの熱膨張係数を前記円筒体の熱膨張係数
に対して１.２〜１.６倍としたことを特徴とする回転多
面鏡装置。 - 【請求項２】前記間隙をラジアル軸受としたことを特徴
とする請求項１記載の回転多面鏡装置。 - 【請求項３】上記円筒体外周面またはこれと対向するケ
ーシング内周面のいずれか一方が、耐摩耗樹脂層を有す
ることを特徴とする請求項１記載の回転多面鏡装置。 - 【請求項４】前記耐摩耗樹脂層の表面形状が、複数の非
円弧面を接続してなることを特徴とする請求項３記載の
回転多面鏡装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210804A JPH0954260A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 回転多面鏡装置 |
| US08/698,152 US5691833A (en) | 1995-08-18 | 1996-08-07 | Rotary polygon mirror device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210804A JPH0954260A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 回転多面鏡装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954260A true JPH0954260A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16595416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210804A Pending JPH0954260A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 回転多面鏡装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5691833A (ja) |
| JP (1) | JPH0954260A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6702466B2 (en) * | 1999-10-15 | 2004-03-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic dynamic-pressure bearing, motor having bearing, hard disk drive, polygon scanner, and method for manufacturing ceramic dynamic-pressure bearing |
| US20050069234A1 (en) * | 2003-09-29 | 2005-03-31 | Takashi Kanai | Motor with aerodynamic bearing |
| CN104764432A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-07-08 | 燕山大学 | 关节轴承轴向游隙的测量装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4934836A (en) * | 1988-08-18 | 1990-06-19 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Dynamic pressure type fluid bearing device |
| US5434695A (en) * | 1992-04-21 | 1995-07-18 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Dynamic pressure bearing and rotary polygon mirror device with the bearing |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP7210804A patent/JPH0954260A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-07 US US08/698,152 patent/US5691833A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5691833A (en) | 1997-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020827 |