JPS60186820A - 光偏向装置 - 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、多面鏡を回転することによシレーザ光を走査
する光偏向装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、光偏向装置が、レーザ光により文字、記号を印字
する電子写真転写方式のプリンタ（レーザプリンタ）に
おける中枢機構として導入されている。このレーザプリ
ンタにおいては、高速で印字を行わせるためにレーザ光
を走査させる多面鏡を高速回転する必要がある。そのた
め一般に、多面鏡が支持された回転軸を、磁気スラスト
軸受部によシ非接触で浮上させるとともに、その上端部
及び下端部において一対の動圧気体ジャーナル軸受部に
よυ軸支している。つまり１回転軸は、動圧ジャーナル
軸受部にて発生する動圧により半径方向に保持される。

ところで、上記多面鏡は、毎分数千〜致方回転の高速回
転を必要とするので５回転ふれまわシが生じやすい。そ
こで、上記動圧気体ジャーナル軸受部の寸法精度及び両
者の同心度を厳重に管理する必要がある。しかし、上記
動圧気体ジャーナル軸受を２個用いていることにより、
所望の加工精度及び組立精度を得ることはすこぶる困難
である。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に着目してなされたもので。

回転精度が高く且つ製造が容易な光偏向装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

多面鏡を保持する回転軸部を磁気スラスト軸受部により
浮上させるとともに、１個の動圧気体ジャーナル軸受部
及び１個の球面軸受部によシ非接触的に軸支するように
したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は１本実施例の光偏向装置を示している。

この光偏向装置は、筐体状の格納部ｆｌ）と、この格納
部（１）内に格納された回転軸部（２）と、この回転軸
部（２）を浮遊させて、軸方向にかかるスラスト力を支
持する磁気スジスト軸受部（３）と、回転軸部（２）の
上端部に設けられ回転軸に垂直なラジアル力を支持する
動圧気体ジャーナル軸受部（４）と、回転軸部（２）の
下端部に設けられスラスト力とラジアル力を同時に支持
する球面＋１１１受部（５）と、上記回転軸部（２）の
中央部にて同軸に環装固定された多面鏡（６）と。

回転軸部（２）の上端面側に設けられ回転軸部（２）を
毎分敵方回転以上の高速で回転させる回転駆動部（７）
とから構成されている。上記格納部（１）は、円盤状の
基台（８）と、この基台（８）に着脱自在に固着され上
端部が閉塞している円筒状の蓋体（９）とからなってい
る。上記基台（８）の中央部には、円形の透孔α０が同
軸に穿設されている。また、蓋体（９）の側部には、貫
通穴が形成されレーザ光の通路となる窓住υとなってい
る。さらに、回転軸部（２）は１円柱状に形成され、下
端部が鍔状に突出し、取付部ａ２となっている。そうし
て、この取付部θツに前記多面鏡（６）が環装されてい
る。この多面鏡（６）は、銅製の円環状体であって、外
周面側は、正８角形に形成されている。さらに、回転軸
部（２）の下端面には、取付部（１３）が円筒状に突設
されている。一方、この取付部（＋３に対向して囲繞す
るように基台（８）には円筒状の取付部Ｉが突設されて
いる。しかして、上記磁気スラスト軸受部（３）は、第
２図に示すように、取付部α■の外周面に固着された第
１の磁石部α均と、取付部Ｉの内周面に固着された第２
の磁石部αｅとからなっている。上記第１の磁石部ＱＱ
は、取付部０３に固史された円筒状の保持体αのと、こ
の保持体ａηによシ軸方向に積層して保持された２個の
円環状の磁石（＋１９．Ｑ’Ｊとからなっている。また
、上記第２の磁石部（１６１は、取付部Ｉに保持された
円筒状の保持体（イ）と、この保持体（２）により軸方
向に積層して保持された２個の円環状の磁石０１）、＋
２２とからなっている。上記磁石Ｈ，Ｑｌ、　（２＋）
、　ｅ！３は、第２図に示すように、径方向に磁化して
いて、磁石（ＩＬＨは、それぞれ外周側がＳ極及びＮ極
となりている。また、磁石（２１）、（ハ）は、それぞ
れ内周側がＮ極及びＳ極となっている。つまシ、磁石（
１８）、　（１１，（２＋）、（社）は、互に異極同志
を接触対向させて積層されているとともに、互に異極同
志を間隙を介して対面させて第１の磁石部（１■を第２
の磁石部（６）が囲繞するように設定されている。かく
て、第２図に示すように、第１゜第２の磁石部ＱＳ）’
、　ａｒＤ間には磁気ループ（２３）が形成され、この
磁気ループ（ハ）によりスラスト力が支持され、回Ｉ！
＋（軸部（２）が浮上するようになっている。この場合
、磁気スラスト軸受部（３）によ多回転軸部（２）が支
持されているときの多面鏡（６）の高さは、窓αυの高
さと等しくなるように設定されている。一方。

動圧気体ジャーナル軸受部（４）は１回転軸部（２）の
上端部に設けられ外周面に軸方向に等配して刻設された
複数の直線状の＃ＩＣ１’４）・・・を有するジャーナ
ル（ハ）と、蓋体（９）内面上端部に回転軸部（２）と
同軸に固定されジャーナル（ハ）を囲繞する円筒状の軸
受体Ｑｅとからなっている（第３図参照）。上記溝（財
）・・・は。

最大深さ数１０μｍ以下であって、軸方向に垂直な横断
面が例えば円弧状となっている。また、ジャーナル（ハ
）と軸受体（ハ）との間隙は、数μｍ程度であって、溝
Ｑａ・・・によ多発生する動圧によ多回転軸部（２）を
非接触で軸支するようになっている。さらに。

球面軸受部（５）は、透孔ａ＠に嵌合固定された円柱状
の球面軸受体（財）と、回転軸部（２）の下端部に同軸
釦固設された球面ジャーナル体（ハ）とからなりている
。

上記球面軸受体Ｑ７）は、その底部が透孔０＠に嵌合さ
れた円板状の支持体−によシ支持されているとともに、
外周面を０リング（至）を介して基台（８）に固着され
ている。そうして、球面軸受体（ハ）の上端部には、半
球をなす凹部Ｇυが凹設されている。一方。

球面ジャーナル体（ハ）は、回転軸部（２）の下端部に
同軸に嵌挿固定された円柱状の支軸（２８１）と、この
支軸の下端部に同軸に形成された半球状のジャーナル働
と、このジャーナル（３冬の球面に形成された溝深さ１
０数μｍ以下のスパイラル状の溝（ト）・・・とからな
っている。そうして、ジャーナル働は、凹部０υに間隙
数μｍで非接触で遊挿され、溝（ハ）・・・によシ生じ
る動圧によシラジアル力及びスラスト力を同時に支持す
るようになっている。さらに１回転駆動部（力は、いわ
ゆるブラシレスフラットモータ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　
Ｆｌａｔ　Ｍｏｔｏｒ　）であって１回転軸部（２）の
上端面に一部を露出させて埋設されている円環状のロー
タ（財）と、このロータ（財）に対向するように蓋体（
９）の天井部に固設されたステータ（至）とからなって
いる。

しかして、上記構成の光偏向装置において１回転駆動部
（力に給電して、磁気スラスト軸受部（３）により浮遊
している回転軸部（２）を回転させると、溝Ｑ４）・・
・、（ト）・・・によシ動圧が発生する。その結果、回
転軸部（２）の上端部にては、動圧気体ジャーナル軸受
部（４）にて径方向の負荷が支持されるとともに、回転
軸部（２）の下端部にては、球面軸受部（５）によシ径
方向及び軸方向の負荷が非接触で支持される。

したがって１回転軸部（２）の動的釣合いが向上し。

回転ふれまわシの発生を抑制することができる。

たとえば、回転軸部（２）の回転数毎分１万回転で。

回転ふれまわシ１μｍである。その結果、多面鏡（６）
Ｋよシレーザ光の正確な走査が可能となる。

このように１本実施の光偏向装置は、１個の動圧気体ジ
ャーナル軸受部（４）と、１個の球面軸受部（５）とに
よシ回転軸部（２）を支持するようにしているので、２
個の動圧気体ジャーナル軸受部によシ軸支する場合に比
べて加工や組立が容易になシ、高い動的釣合いを達成す
ることが可能となる。っまシ、動圧気体ジャーナル軸受
部（４）のジャーナル（ハ）と軸受体ＱＯとの間隙は数
μｍであるので、これを２個配設する場合、上、下２個
の動圧気体ジャーナル軸受部の寸法及び同心度の加工が
すこぶる困難となる。しかし、本実施例においては、一
方が球面軸受部（５）であるので回転軸部（２）の傾き
が許容され、径方向の位置は」二部の動圧気体ジャーナ
ル軸受部（４）のみによシ決定され、加工及び組立が比
較的容易となる。さらに１回転駆動部（７）を回転軸部
（２）の上端部に設けたので、省空間が可能となり、装
置全体を小型・軽量化することができる。しかも、動釣
合試験においても分解を必要とせず、一度得られた動的
釣合いが破れることがなく、高い動釣合を保持すること
ができる。

なお、上記実施例における球面軸受部（５）は、第４図
に示すように、基台（８）側に球面ジャーナル体に）を
設け、回転軸部（２）側に半球状の凹部Ｃ（７）を凹設
し、凹部０ηにジャーナル体（至）の先端に形成された
半球状のジャーナル儲を遊挿するようにしてもよい。同
様に、回転軸部（２）の上端部に円柱状の凹部ＯＩを同
軸に形成し、この四部０１内周面に第１の磁石部００を
取付けるとともに、この四部（３！ｌｆｔに同軸に遊挿
されるように蓋体（９）に円柱状の支軸（４υを垂設し
、この支軸（４υ外周面に第２の磁石部Ｇ１りを環装さ
せ、これら第１．第２の磁石部（４（ｊ、（４邊により
磁気スラスト軸受部（３）を構成するようにしてもよい
。

さらに、上記実施例において、磁気スラスト軸受部（３
）は、吸引型であるが反発型のものであってもよい。さ
らに、動圧気体ジャーナル軸受部（４）の溝（２４）・
・・は、直線状であるかへリングボーン溝としてもよい
。

〔発明の効果〕

本発明の光測光装置は、１個の動圧気体ジャーナル軸受
と、１個の球面軸受部とにょシ多面鏡を保持する回転軸
部を非接触的に軸支するようにしているので、２個の動
圧気体ジャーナル軸受にょシ軸支する場合に比べて加工
及び組立が容易となシ、高い動釣合いを得ることができ
る。その結果、回転ふれまわシがｔまとんどなくなシ、
多面蛯にょるレーザ光の正確な走査が可能となシ、装置
としての信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光偏向装置の全体構成を示
す断面図、第２図は磁気スラスト軸受部の要部断面図、
第３図は動圧気体ジャーナル軸受部の斜視図、第４図は
本発明の他の実施例の光偏向装置の全体構成を示す断面
図である。 （２）一回転軸部。 （３）：磁気スラスト軸受部。 （４）：動圧気体ジャーナル軸受部。 （５）二球面軸受部。 （７）二回転駆動部。 （２４）　：溝（第１の動圧発生溝）。 （ハ）：溝（第２の動圧発生溝）。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円柱状の回転軸部と、この回転軸部によシ同軸に保持さ
   れた多簡鏡と、この回転軸部の軸方向の力を非接触的Ｖ
   Ｃ支持する磁気スラスト軸受部と、第１の動圧発生溝が
   形成され上記回転軸部の外周面にて径方向の力を非接触
   的に支持する動圧気体ジャーナル軸受部と５第２の動圧
   発生溝が形成され上記回転軸部の下端部にてこの回転軸
   部を非接触的に軸支する球面軸受部と、上記回転軸部を
   回転駆動する回転駆動部とを具備することを特徴とする
   光偏向装置。