JPS61269119A - 回転体支持装置 - 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］ 本発明は回転多面体技光偏向器のように高速度で回転す
る回転体の支持に好適する回転体支持装置に関する。

［発明の技術的背景］ 近年、各種産業分野においては、伝達や記録を必要とす
る情報量が著しく増大してきている。これに伴って、情
報記録機器の一種であるプリンタも高速化が急激に進展
し、最近では毎分１万行以上の高速印字が可能なレーザ
プリンタが実現している。

レーザプリンタは第５図に示すように、レーザ光源１と
、このレーザ光源から発せられたレーザビーム２を偏向
させる回転多面体技芸Ｍ３と、偏向されレーザビームを
結像する結像レンズユニット（ｆ−θレンズ）４と、こ
のレンズユニットを通ったレーザビームによってスキャ
ンニングされる感光体５とを備えており、予め一様に帯
電させた感光体５を、高速回転する回転多面体鏡装置３
によって偏向させたレーザビーム２でスキャンニングす
ることにより、感光体５上に静電潜像を形成させ、これ
を電子写真方式で用紙上に印刷するようにしている。

第７図は上述の回転多面体鏡装置３の具体的構成例を示
している。同図において、固定軸１０の下端取付は部１
０ａは、モーターケーシング１１に透設した取付孔に嵌
挿され、固定されている。

固定軸１０の下端および上端よりやや内側には上下端に
ヘリンボーン溝を刻設したジャーナル部１２ａ、１２ｂ
が形成されている。なお、各ヘリンボーン溝は矢印状先
端が、後述する回転組立体の回転方向を向くよう、対と
なって刻設されており、動圧空気ジャーナル軸受を形成
している。

固定軸１０には、ジャーナル部１２ａ、ｉ２ｂに対して
３μｍ−７μｍ程度のクリアランスをもって中空円筒状
のシリンダー３が遊嵌されている。

このシリンダには多面体読１４が一体的に形成されてお
り、またモーターマグネットロータ１５およびスラスト
荷重支持用磁気軸受の内側（回転側）磁気リング１６ａ
が嵌合接着され、回転組立体２ふ ０を構成している。また、モーターケーシング−１内に
は内側磁気リング１６ｂに対向して外側（固定側）磁気
リング１６ｂが設置されている。

モーターマグネットロータ１５の外側には適度の間隔を
おいて、駆動コイル２１とモーターステーター２２が配
置され駆動機構部２３を構成している。この駆動機構部
には、モータ駆動用回路基板２４を通して電力が入力さ
れ、回転組立体２０を高速回転させる。

なお、モーターケーシング１１には多面体１１１４の外
側位置にレーザビームを通過・させる窓（図示せず）が
形成されている。

２５．２６は回転組立体２０がスラスト方向に移動した
際の衝撃を吸収する緩衝部材を示す。

上述のように構成した回転体支持装置において、モータ
ー駆動用回路基板２４を通して駆動コイル２１に電力を
供給すると、モーターマグネットロータ１５に回転力が
発生し、回転組立体２０は回転する。

回転組立体２０は前述のようにヘリンボーン溝型の動圧
空気ジャーナル軸受によって３μｍ−７μｍ程度の微小
間隙をおいて軸支されているので、回転組立体２０の回
転が始まると、ヘリンボーン溝を通して上記微小間隙に
吸込まれる空気流によって軸受中央部での圧力が高くな
り、この圧力分布によってラジアル方向の力がシリンダ
１３の内面に作用する。

一方、回転組立体２０は、その下端部に固着した内側磁
気リング１６ａとモーターケーシング１１側に固着した
外側磁気リング１６ｂとの吸引力により、スラスト荷重
と釣合った状態に保たれるので、回転組立体２０が回り
はじめ、動圧空気ジャーナル軸受の圧力が高まると、シ
リンダ１３は・固定軸１０のジャーナル・部１２ａ、１
２ｂに対して完全な非接触状態となり、高速回転に移行
する。

［背量技術の問題点］ しかしながら、上述のようにラジアル方向は動圧空気軸
受によってまたスラスト方向は磁気スラスト軸受によっ
て、保持した回転体支持装置においては、動圧空気軸受
の内・外径の寸法差が３〜７μｍ程度と小さく、ここに
ごみが入り込むと回転しないことがある。このため、動
圧空気軸受を磁性材料で構成すると磁気スラスト軸受の
磁力によって動圧空気軸受部に微細な磁性体粒が入り込
み、回転不能になるという欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は背題技術における上述の如き欠点を除去すべく
なされたもので、動圧空気軸受の隙間にごみが入ること
を少なくし、安定した回転を可能にした回転体支持装置
を提供することを目的とするものである。

し発明の概要］ 本発明の回転体支持装置は、上述の目的を達成するため
、固定軸と、この固定軸に外嵌され、動圧空気軸受を介
して前記固定軸を中心として回転するモーターロータお
よびスラスト荷重支持用磁気軸受の回転側磁気リングを
備えた回転組立体と、この回転組立体を回転させる駆動
機構部とから成る回転体支持装置において、前記スラス
ト荷重支持用磁気軸受の固定側磁気リングを支持する固
定軸が非磁性材料で構成することにより、信頼性を向上
させたことを特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、第１図ないし第５図を参照して本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明を適用した回転多面体技光偏向器を示す
。

この光偏向器は、上側ケーシング３１とその下端を閉塞
する下側ケーシング３２とから成るケーシング３０と、
このケーシングの中央に植立され、下端および上端を固
定ネジ３３によってケーシング３０に固着された固定軸
４０と、この固定軸に遊嵌した回転組立体５０と、この
回転組立体を回転させる駆動機構部６０とから構成され
ている。

７０は緩衝部材を示す。

固定輪４０は非磁性材料から成り、第２図に示すように
軸線方向の中央部やや上側に単一のジャーナル部４１が
形成されている。このジャーナル部にはその上下端から
中央部近傍に向って回転組立体５０の回転方向に傾斜す
るヘリンポーン溝４２が数μｍの深さで削設されている
。また、ジャーナル部４１の下側に形成された小径部に
はスラスト荷重支持用磁気軸受の固定側磁気リング４３
が外嵌され、接着等により固着されている。

回転組立体５０は第３図に示すように、−シリンダ部５
１を備えた多面体技５２と、この多面体技５２の内側上
方に嵌挿接着した軸受部５３と、シリンダ部５１の下端
内側に嵌合固着したスラスト荷重支持用磁気軸受の回転
側磁気リング５４と、シリンダ部５１の外側に嵌合固着
したモーターマグネットロータ５５とから成る。上侃軸
受部５３は前述の固定軸４０と同様に非磁性材料から成
り、その内径は固定軸４０のジャーナル部４１の外径に
対して３μｍ−７μｍ程度の微小間隙が形成される寸法
とされている。また、ジャーナル部４１と軸受部５３の
円筒度は１μｍ程度の精度とされている。

回転側磁気リング（外輪）５４の内径は固定側磁気リン
グ（内輪）４３との間に適当の微小間隙が形成される寸
法とされており、これらの磁気リングは第１図に示すよ
うに対向配置されてスラスト荷重支持用磁気軸受を形成
している。

また、この磁気軸受の外側やや上方にはシリンダ部５１
を介してモーターマグネットローター５５が同軸的に配
置されている。

駆動機構部６０は、モーターマグネットロータ５５を囲
繞するよう円周方向に所定の間隔をおいて設置した磁極
６１と、これらの磁極に取付けた駆動コイル６２とから
成り、これらの駆動コイルに供給される電流のタイミン
グを制御するモータ駆動用回路基板６３と共に、下側ケ
ーシング３２上にねじ止め固定されている。

なお、光偏向器の上側ケーシング３１には第４図に示す
ようにレーザ発光ユニット８１を備えた入光部８０と、
レンズユニット（ｆ−θレンズ）９１を備えた出光部９
０とが気密に固着され、ケーシング内には清浄空気が封
入されている。

上述のように、本発明の回転体支持装置においては、固
定軸４０のジャーナル部４１と回転組立体５０の軸受部
５３の間に動圧空気ジャーナル軸受が形成され、また、
固定軸に嵌合した固定側磁気リング４３と回転組立体５
０のシリンダ５１の内側に固定した回転側磁気リング５
４とによってスラスト荷重支持用磁気軸受が形成されて
いるので、モータ駆動用回路基板６３を通して駆動機構
部６０に回転磁界を発生させると、モーターマグネット
ロータ５５がこれに吸引されて回転し、多面体技５２も
回転する。従ってレーザ発光ユニット８１から入射した
レーザビームは高速回転する多面体［５２によって反射
し、出光部９０からレンズユニット（ｒ−θレンズ）９
１を通して出光し、感光体上をスキャンニングする。

上述の如く、本発明の回転体支持装置においては、固定
軸と軸受部を非磁性材料で構成したからそれらが磁化し
て磁性体を吸引することはない。

従って磁気軸受等から発生する微細な磁性体粒が動圧空
気軸受内に入ることは少なくなり、確実に回転体を回転
させることができる。

なお、本発明の回転体支持装置は上述のレーザプリンタ
に限らず、各種の高速回転体の支持に広く適用すること
ができる。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明によれば信頼性の高い回転組立体を
構成でき：Ｊる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図における固定軸を示す側面図、第３図は第１図におけ
る回転組立体を示す斜視図、第４図は本発明の回転体支
持装置を回転多面体鏡装置に組み込ｌυだ状態を例示す
る横断面図、第５図は本発明の回転体支持装置が適用さ
れるレーザプリンタを例示する斜視図、第６図は従来の
回転体支持装置を例示する縦断面図である。 １・・・レーザ光源 ２・・・レーザビーム ３・・・回転多面体鏡装置 ４・・・レンズユニット ５・・・感光体 １０．４０・・・固定軸 １１．３０・・・モーターケーシング １２ａ、１２ｂ、４１−・・ジャーナル部１３．５１・
・・シリンダ １４．５２・・・多面体績 １５．５５・・・モーターマグネットロータ１６ａ、５
４・・・スラスト荷重支持用磁気軸受の回転側磁気リン
グ １６ｂ、４３・・・固体磁気リング ２０．５０・・・回転組立体 ２１．６２・・・駆動コイル ２３：　６ｏ・・・駆動機構部 ２４．６３・・・モータ駆動用回賞基板５３・・・軸受
部 ２５．２６．７０・・・緩衝部材 ８０・・・入光部 ８１・・・レーザ発光ユニット ９０・・・出光部 ９１・・・レンズユニット（ｆ−θレンズ）出願人　　
　　　　株式会社　東芝 代理人弁理士　　　須　山　佐　− 第１図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定軸と、この固定軸に外嵌され、動圧空気軸受
   を介して前記固定軸を中心として回転するモーターロー
   タおよびスラスト荷重支持用磁気軸受の回転側磁気リン
   グを備えた回転組立体と、この回転組立体を回転させる
   駆動機構部とから成る回転体支持装置において、前記ス
   ラスト荷重支持用磁気軸受の固定側磁気リングを支持す
   る固定軸が非磁性材料で構成されていることを特徴とす
   る回転体支持装置。
2. （２）スラスト荷重支持用磁気軸受の回転側磁気リング
   を支える部材が非磁性材料から成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の回転体支持装置。