JPS5968717A - 回転多面体鏡装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばレーデビームプリンタやレーデビー
ムスキャナなどに使用さ扛る回転多面体鏡装置に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、情報量の増大化が著しく、これに伴って情報を記
録するプリンタ関係も年々高速化が要求さ扛ている。

そして、近年において毎分１万行以上の高速印字が行な
えるレーザープリンタが開発さｎｌかなりの成果を上げ
ている。このレーザープリンタは第１図に示すようにレ
ーザー光源（レーザ発振器）１から発せら几たレーザー
光（レーデビーム）２を回転多面体鏡装置３を介して偏
向し、この偏向されたレーザー光２全結像レンズユニッ
ト（ＦＱレンズ）４全通して予め一様に帯電された感光
体５上にスキャニング（走査）し、この感光体５上に静
電潜像全形成する工うに々っている。

また、回転多面体鏡装置３は多面体調６とこの多面体調
６を高速回転させるモータ７とがら構成さｎており、そ
の１つとして第２図に示すような構成のものが存在する
。

すなわち、上記多面体調６は、モータ７のモータシャフ
ト８に形成さｎた鍔部８ａとモータシャフト８に螺着さ
扛たナツト９に工り押圧さｎる鏡押え体１０とにより定
位置に保持さｎている。また、モータシャフト８の軸方
向はぼ中央部すなわち、上記鍔部８ａの下面側にはモー
タロータ１ノが取付けらｎているとともにこのモータロ
ータ１１を囲繞する状態にモータハウジング１２側には
七−夕駆動コイル１３を備えたステータ１４が取り付け
ら扛ており、モータシャフト８ｖｉｌ−駆動するシャフ
ト駆動部１５を構成している。

また、シャフト、駆動部１５の上下両方向にはへリング
ポーン型の動圧空気ジャーナル軸受１６゜１６が設けら
ｎていて、モータシャフト８の半径方向の支持を行うよ
うになっている。すなわち、モータシャフト８にはその
周面にくの字状のへリングポーングループヲ形成したグ
ループ形成部１７．１７が形成さ牡ているとともにとｎ
らグループ形成部７７　、１７ｆその相互対向面部に数
ミクロンの微小な間隙を存して囲繞する状態にモータハ
ウジング１２に円筒状の軸受部材１８．１８が取付けら
れている。

また　上記モータシャフト８の下端部には内側マグネッ
トリング１９．１９が嵌合さｎモータシャフト８の下端
面に取付けらｎているとともにモータハウジング１２側
にはこｎら内側マグネットリング１９．１９ｉその相互
対向面部に数百ミクロン程度の間隙を存して囲繞する状
態に数枚の外側マグネットリング２０．２０が設けら扛
ている。上記内側マグネットリング１９゜１９と外側マ
グネットリング２０．２０とは吸引力が働くように着磁
さ扛ている。そして、と扛らの吸引力に工りモータシャ
フト８の軸方向の力（主に自重）全受けてモータシャフ
ト８を宙吊シの状態に支持する磁気的スラスト軸受２１
全構成している。

なお、モータハウジング１２は、役付孔を有したハウジ
ング本体１２ｔｈと、このハウジング本体１２ｍの下端
開口部全閉塞する端板（モータエンドプレート）１２ｂ
と、ハウジング本体１２ａの上端開口部を閉塞するモー
タキャップ１２ｃとからなっている。

またモータハウジング１２内底部には上記モータ駆動コ
イル１３と電気的に接続するモータ駆動用の眠気回路基
板２２が設けらｎている。

この電気回路基板２２は上記モータ駆動コイル１３を支
持する支持部材２３にねじ２４・・・を介して取付けら
扛ている。

しか（２て、上記構成においては、モータシャフト８の
回転が始まるとベリングポーン型動圧空気ジャーナル軸
受１６．１６ではへリングポーングループの効果で空気
が軸受部材１Ｂ、ＩＩＩとの３μｍ〜６μｍの隙間に流
入さ扛る事により上記隙間内部の圧力分布が軸受の中央
部で高くなり、その圧力に工って半径方向（ラジアル方
向）５− の力を受ける。

一方、モータシャフト８はその下端部に取着した内側マ
グネットリング１９．１９とモータハウジング１３側に
取着した外側マグネットリング２０．２０との吸引力と
スラスト荷重との釣合った状態で維持ざｎている。した
がって、モータシャフト８は非接触の状態となって低回
転負荷を達成でき４０００　ｒｐｍ　〜１５０００　ｒ
ｐｍの高速回転を続けることができる。

しかして、モータシャフト８に取着さ扛た多面体調６が
高速回転さｎル−ザ光２を高速度で偏向することになる
。

しかしながら、上記従来の構成だとっぎのような問題が
ある。

すなわち、多面体調６．モータロータ１１等が組立固定
さ扛たモータシャフト８を２つの動圧空気ジャーナル軸
受１６．１６で支持するため、どちらか一方の動圧空気
ジャーナル軸受１６を着脱可能にしておかなければなら
ない。このため従来例においては動圧空気ジャーナル軸
受６− １６の軸受部材１８をモータキャップ１２ａに圧入固定
しておき、このモータキャ、ゾ１２ｃ全ハウジング本体
１２ｔｈから着脱して、多面体調６、モータロータ１１
が組立固定さ扛たモータシャフト８のハウジング１２に
対する組立。

分解を行なうようにしである。

しかしながら、一方の動圧空気ジャーナル軸受Ｚ６ｆ着
脱自在にした構造では、組立時、との動圧空気ジャーナ
ル軸受１６と他の動圧空気ジャーナル軸受１６との同軸
度を約５μｍ以内の高精度に押えて組立ることか非常に
困難であり、モータシャフト８０回転が円滑に有人えｈ
くなることがある。このため、従来においては創動圧空
気ジャーナル軸受１６．１６の同軸度を高めるため熟練
作業者が長時間を要して加工２組立、調整等を行なって
おり、生産性、保守性を低下させるばかりでなく、生産
コスト、ランニングコストを高くするといった問題を有
していた。

さらに、図のようなブラシレス直流モータ。

つまり、ホール素子モータなどの場合には、モータロー
タ４２の端面または周面にホール素子を埋込み、このホ
ール素子の出力を増幅するための電気回路基板２２をモ
ータ駆動コイル１３の近傍に設ける必要があるが、多面
体調６より下方にモータ駆動コイル１３が位置している
ため、必然的に電気回路基板２２がモータハウジング１
２内の奥底部に位置し、電気回路の点検、修理に際し、
その作業が極めて困難であるといった問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情にもとづきなさ扛たもので、その目
的とするところは、多面体調を確実に高速回転可能に支
持でき、しかも加工１組立。

調整等が容易で生産性、保守性の大幅な向上と生産コス
ト、ランニングコストの低減を図ることができ、しかも
モータ駆動用の電気回路の点検、修理が容易に行なえる
工うにした回転多面体鏡装置を提供しようとするもので
ある。

〔発明の概要〕

本発明はかかる目的を達成するために、モータロータお
よび多面体調を取着してなる回転組立体を固定軸に外嵌
させて固定軸を中心に回転させる構成とするとともにモ
ータ駆動コイルを多面体調の上側に配置したものである
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図および第４図を参照し
て説明する。第３図は本発明の回転体支持装置を適用し
た回転多面体調光偏向器を示す。

この回転多面体調光偏向器３θは、多面体調３１とこの
多面体調３１を所定方向（実施例では上から見て時計方
向）に高速回転させる駆動機構部３２とからなり、つぎ
のような構成となっている。図中３３は固定軸で、この
固定軸３３の下端取付部３３ａはモータハウジング３４
の取付孔３５に焼ばめ等の手段により圧入固定されてい
る。

この固定軸３３の非圧入部の周面上下両端部にはへリン
グゾーン溝３６．３６が形成さｎて９− いるとともにこれらへリングぜ一ン溝３６．３６間にス
パイラル溝３７が形成さ扛ている。上記へリングゾーン
溝３６．３６は矢印状先端が多面体調３ノの回転方向を
向く形状にし、また、スパイラル溝３７も多面体調３１
０回転方向に巻付き下降する状態に形成さ牡ている。

また、このようにヘリングゾーン溝、９６．３６お工び
スフ４イラル溝３７全有した固定軸３３には、この固定
軸３３の外径部との間の隙間が３μｍ〜６μｍとなる内
径寸法を有した中空円筒状のシリンダ３８ｍと、このシ
リンダ３８ｍの下端部に一体成形さｎ７ｃ７ランジ部３
８ｂとからなる回転部材３８が回転自在に外嵌さｎてい
る。

上記７２ンジ部３８ｂの下面はモータハウジング３４に
固定的に設けら扛た第１の平滑面部３９と回転部材３８
の回転時に互いに薄い空気層を介して離間対向する第２
の平滑面部４０となっている。上記第１の平滑面部３９
はふっ素樹脂、ポリアセクール樹脂等の低摩擦・低摩耗
１０− 性樹脂で形成されたシート４１の上面で形成さ扛ており
、回転部材３８の回転開始直後および回転停止直前にお
ける固定軸３３の上端面との間における接１’ｌ！！摩
擦を極力小さくするようになっている。

また、回転部材３８のシリンダ３８ｍにはモータロータ
４２お工び回転体としての多面体調３ノが後述するよう
に取付けら扛ている。すなわち、モータロータ４２は、
シリンダ３８ａの上下方向はぼ中央部に突設さｎた段部
の下面側にその開口下端内周縁部が当接する状態に圧入
さ扛たのちシリンダ３８ｈの上端部に螺合さ扛たロータ
固定ナツト４３にニジ締付固定さｒている。また、多面
体調３１は上記７ラング部３８ｂの上面側にその開口下
端周縁部が当接する状態に外嵌さｎ１上記フランジ部３
８ｂの上面とシリンダ３８ａＶｃ螺合さ【た鏡固定ナツ
ト４４にエリ押圧さｎる弾性部材４５との間で投持固定
さ往ている。

一方、前記モータハウジング３４には上記モータロータ
４２を囲繞する状態にモータ駆動コイル４６を備えたモ
ータステータ４７が取付らｎており、回転部材３８．モ
ータロータ４２゜多面体調３１等からなる回転組立体４
８を駆動する工うになっている。

また、モータハウジング３４は多面体調３１およびこの
多面体調３１を駆動する駆動機構部３２を囲繞する密閉
構造となっており、この内には清浄空気が封入さｎた状
態となっている。

このモータハウジング３４は下部ケース３４ｈとこ扛に
重合さｌｒした上部ケース３４ｂとから構成さ扛ており
、この上部ケース３４ｂはねじ４９・・・を取外すこと
に工り容易に取シ除ける構成となっている。

また、モータハウジング３４内上方には、上記モータ駆
動コイル４６と電気的に接続する環状のモータ駆動用の
電気回路基板５θが設けらｎている。このモータ駆動用
の電気回路基板５０は上部ケース３４ｂにモータ駆動コ
イル４６を支持する支持部材５１に取付けらｎている。

また、第４図は固定軸３３のラジアル方向圧力の軸方向
の分布會示すものであり、ａ点は固定軸３３の下端部分
、ｂ点は下側のへリングが一ン溝３６とスフ４イラル溝
３７の境部分、０点は回転組立体４８の重心５２に対応
する部分、ｄ点は上側のへリングΔ−−ン溝３６とス・
ぐイラル溝３７の境部分およびｅ点は固定軸３３の上端
部分をそ扛ぞ牡示す。

しかして、駆動コイル４６に通電することによりモータ
ステータ４７には回路磁界が生じ回転部材３８お工びこ
扛に取付らｆ′したモータロータ４２、多面体調３１等
からなる回転組立体４８が所定方向（この実施例では上
から見た場合、時計方向）に駆動する。この回転組立体
４８が回転するとヘリングボーン溝３６．３６の働きに
ニジ回転軸３３と回転部材３８のシリンダ３８ａとの隙
間に空気が流入して第４図に示すようにラジアル方向に
空気圧が生じ、こ匹らの部分に空気動圧シャーナル軸受
が形成さｎる。

一方、スパイラル溝３７の働きによって下方向１３− の空気流が生じて回転部材３８のスラスト受部としての
７ラング部３８ｂの下面によって形成さ往た第２の平滑
面部４０とシート４１の上面によって形成さｎた第１の
平滑面部３９との間に流牡込み、薄い圧縮空気層５３が
形成さｎる。

しかして、回転部材３８、モータロータ４２、多面体境
３１等からなる回転組立体４８を固定軸３３に対して非
接触の状態で支承できることになる。

なお、このとき、回転組立体４８０回転に伴う固定軸３
３の軸方向の圧力分布は第４図に示すようになる。この
図かられかるように回転組立体４８０重心５２に比べ、
固定軸３３０回りの圧力は下方向はど高くなっている１
、したがって、回転組立体４８の回転ぶれは下方に行く
ほど抑えることができる。さらに、このことから回転組
立体４８の軸支位置が、重心５２工り下方に位置するよ
うになって振肚回りの少ない安定した高速回転全保障で
きる。

また、回転組立体４９の回転開始直後お工び１４− 回転伴出直前においては回転組立体４９が定格回転数１
ヌ下であるため第１の平滑面部３９と第２の平滑面部４
０との間に回転組立体４８を浮上させるような圧縮空気
層５３の形成ができず、第１の平滑面部３９と第２の平
滑面部４０とが直接接触するが、第１の平滑面部３９が
潤滑表面を有する低摩擦・低摩耗性の樹脂等から形成さ
ルており、しかも比較的大きな面積で接触するため面圧
が小さく、回転が損なわｎたり、異常摩耗に伴う削り粉
の発生による回転不良等を起すことがない１．また、回
転開始時には小さ々トルクで回転し始めることができる
。

しかして、多面体＜童ｓ１が高速回転さ往、モータハウ
ジング３４に形成された図示しない入党部（透明体によ
って密閉さｔた孔）を介してモータハウジング３４内に
導びか′ｎたレーザー光を偏向するようになっている。

々お、偏向さｎたレーザー光はモータハウジング３４に
形成さ扛た図示しない出光部（結像レンズユニットに工
って密閉さｎた孔）を介して感光体側等に導出さ扛るこ
とになる。このとき、前述したように回転組立体４８の
回転軸３３のふ牡回りが少ないため多面体調３１は面倒
ｎの少ない安定した高速回転を持続することができ、高
精度の光偏向が行なえることになる。

また、図示するようなブラシレス直流モータ。

つまりホール素子モータなどの場合には、モータロータ
４２の端面または周面にホール素子を埋込み、このホー
ル素子の出力を増幅するための電気回路基板５θをモー
タ駆動コイル４６の近傍に設ける必要があるが、本実施
例のように多面体調３ノより上方にモータ駆動コイル４
６を設けるようにした場合、電気回路の点検、修理等が
極めて容易に行なえる。

さらに、モータ駆動コイル４６と固定軸３３とが回転組
立体４８に対して、互いに逆方向に分離可能であるため
、分解・組立作業が非常にやり易い。

なお、上述の一実施例において、回転組立体４８を浮上
するため、回転部材３８０回転方向に巻き付き下降する
ス・ぐイラル溝３７全形成して回転時に圧縮空気を発生
させ、この圧縮空気を回転部材３８の下端部側に形成さ
ｎ、た第２の平滑面部４０とハウジング３４側に形成さ
ｎた第１の平滑面部３９との間に流し込む構成としたが
、本発明はこｎに限らず、第５図に示すように回転部材
３８側に内側磁気リング５４．５４を、また、モータフ
１ウジング３４側に外側磁気リング５５．５５ｆ設けた
磁気的スラスト軸受５６により磁気的に浮上させてもよ
い。

その他、本発明は、本発明の要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。

なお、上述の他の実施例（第５図）の説明において、前
述の一実施例と同一構成部分は同一の符号を付して説明
を省略する。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、モータロータおよび多
面体調を取着してなる回転組立体全固定軸に外嵌させて
固定軸を中心に回転させる構成とするとともにモータ駆
動コイル全多面体１７− 鏡の上側に配置したものである。したがって、従来のよ
うに回転体およびモータロータが取付けらｎたモータシ
ャフト全２つの動圧空気ジャーナル軸受で支承するもの
に比べ、軸受が１つであるため同軸度を極めて精度良く
製作することができ、しかも回転部材の回転ぶｆ１４−
下方向はど少なくしたから、たとえば、多面体調等の回
転体を確実に高速回転可能に支持でき、しかも加工７組
立、調整等が容易で生産性、保守性の大幅な向上と生産
コスト、ランニングコストの低減を図ることができる。

また、多面体鏡工り上方に、モータ駆動コイル全役ける
ようにしたから、従来のようにモータ駆動コイルと電気
的に接続する電気回路基板を奥底部に設ける必要が無く
なり、電気回路の修理等が極めて容易に行なえるといっ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転多面体調装ｉｔ　ｋ用いたレーザビームプ
リンタのスキャニング部分の概略図、第２図は従来の回
転多面体鏡装置の縦断側面図、＝１８− 例を示す縦断側面図である。 ３０・・・回転多面体鏡装置、３１・・・多面体調、３
２・・・駆動機構部、３３・・・固定軸、３８・・・回
転部材、３９・・・第１の平滑面部、４０・・・第２の
平滑面部、４６・・・モータ駆動用コイル、４８・・・
回転組立体、５０・・・電気回路基板。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１９− 第３図　　　第４図 第　５　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　固定軸と、この固定軸に外嵌さ【るとともに
   モータロータおよび多面体調を取着してなる回転組立体
   と、この回転組立体全上記固定軸を中心として回転すべ
   く上記モータロータに対応して設けられたモータ駆動コ
   イルとを具備してなるもので、上記モータ駆動コイル全
   多面体調の上側に配置したことを特徴とする回転多面体
   鏡装置。
2. （２）モータ駆動コイルと固定軸とが回転組立体に対し
   て、互いに逆方向に分離可能に配置したこと全特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の回転多面体鏡装置。
3. （３）モータ駆動コイルを装置の外郭全形成するハウジ
   ングの上部ケースに固定したことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の回転多面体調モータ。