JPS6153617A - 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、例えば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υ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
おける中枢横溝として尋人されている。第４図は、レー
ザプリンタを示すもので、このレーザプリンタは、半導
体レーザ装置（Ａ）、光測光装置（Ｂ）及び感光ドラム
（Ｃ）を主（７繁成要素としている。しかして、半導体
レーザ装ｆｉｆ　（Ａ）から照射されたレーザ光は、第
１の光学系（Ｄ）によシ収束され変調器（Ｅ）に投射さ
れる。すると、この変調器（Ｅ）にては、レーザ光は、
この変調器（ト）Ｋ印加されている電気信号に応じて光
強度変調を受ける。ついで、この変調器（Ｅ）にて変調
されたレーザ光は、第２の光学系（Ｆ）を介して、光測
光装置（Ｂ）の多面鏡（Ｇ）に入射する。このとき、多
面鏡（Ｇ）が矢印（Ｒ１）方向に定速で回転されている
と、レーザ光は多面１ｎ（Ｇ）により反射・偏向を受け
、第３の光学系（Ｈ）を介して矢印（Ｒ４２）方向に定
速で回転している感光ドラム（Ｃ）面上に疋近され、走
立された感光ドラム（Ｃ）面上にはｆａ像が形成される
。

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ポリゴンミラーを高速回転
する必要がらる。そのため一般に、ポリゴンミラーが環
装支持された回転軸を磁気スラス）　翰受部によシ非接
舷で浮上させるとともに、一対の動圧気体ジャーナル軸
受部によシ軸支し、回転軸に装着されたロータと、回転
軸に対して固定された２データとによ）回転軸を回転駆
動するようＫしている。しかし、一対の動圧気体ジャー
ナル軸受部により軸支しているため、装置全体が大型化
せざるを得ない。それゆえ、このことが、光偏向装置の
軽量化、小型化にとって大きな障害となっている。さら
に、上記ポリゴンミラーは、毎分数千〜数万回転の高速
回転を必要とする。けれども、軸変位の方向とその変位
に対する復元力の方向が一致していないことによるノ・
−７フレケンシイ＊　’７−ｋ　（ＨＦＷ：Ｈａｌｆ　
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｗｈｉｒｌ）に基因してポリゴン
ミラーの回転が不安定化しやすｂｏそこで、上記動圧気
体ジャーナル軸受部の寸法精度及び同心度を厳重に管理
する必要がある。

しかるに、２株類以上の軸受が組込まれていることと、
形状が＆雑で部品点数が多いことにより、所望の加工精
度及び組立精度を得ることが、すこぶる田畑でちるとと
もに、製造コストが高騰する問題を惹起している。

〔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！Ｒ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〕

ポリゴンミラーが外周部に装着され孔が同軸に設けられ
た同筒状の回転体部の上記孔に固定軸部を遊挿させると
ともに、磁気スラス軸細部部によシ浮遊させ、かつ固定
軸部と孔との間に動圧気体ジャーナル軸受部を設け、さ
らにアウタロータ型の回転駆動部によ）回転体部を回転
ｍＱさせるよ　　・ｉうＫ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、この実施例の光偏向装置を示している。この
光偏向装置は、円筒筐体状のハウジング部は）と、この
ハウジング部（１）内に格納された回転体部（２）と、
この回転体部（２）を非接触で浮遊させて軸方向にかか
る力を支持する磁気スラスト軸受部（３）と、回転体部
（２）を毎分数万回転以上の高速で回転させる回転駆動
部（４）と、この回転体部（２）の高速回転（（ともな
って動圧を発生させ中径方向の力〒非接触的に支持する
動圧気体ジャーナル軸受部（５ンと、回転体部に遊貫さ
れている固定軸部（６）とから栂成されている。しかし
て、ハウジング部（１）は、有底円筒状の下部ハウジン
グ（７）と、この下部ハウジング（７）の上部開口を密
閉するように下部ハウジング（７）に嵌着された蓋体状
の上部ハウジング（８）とからなっている。上記下部ハ
ウジング（７）の底部には、円形の貫通孔（９）が同軸
に穿設されている。壕だ、下部ハウジングぐｌ）の側Ｕ
μには、レーザ光の通路となる窓α（）が設けられてい
る。さらに、固定軸部（６）は、円柱状に形成され、そ
の上端部は、上部ハウジング（８）にナツトαのによシ
螺着されている。

つまシ、固定軸部（６）は、上部ハウジング（８）に垂
設されている。ここで、固定軸！１Ｓ（６，１の軸ＩＪ
（６ａ）はハウジング部（１）と同軸となるように設定
されている。一方、回転体部（２）は、固定軸部（６）
を囲繞するように遊挿された円筒状の本体（６）と、こ
の本体αうの中途部にて突設された円環状の鍔体（１３
と、本体υの外周部に上端部側から嵌挿され鍔体ａ３に
よｐ位置決め保持されたポリゴンミラーα４と、このポ
リゴンミラーαゆの上端面に当接するように本体σ３に
嵌挿されたワッシャα０と、このワッシャαつを介して
ポリゴンミラーαΦを鍔体αＪとともに締結するナツト
ａＱとからなっている。上記ポリゴンミラーα４は入射
したレーザ光を走査するためのもので、外側面が正８角
形となるようにアルミニウム又は銅を素材として精密切
削加工により製作されている。このポリゴンミラーαψ
の軸方向の位置は、窓（１０にポリゴンミラーＱΦが対
向するように設定されている。しかして、磁気スラスト
軸受部（３）は、第２図に示すように、下部ハウジング
（７）の貫通孔（９）の内壁に装着された円環状の第１
の磁石部αカと、回転体部（２）の本体α２の径小とな
っている下端部にＷＪｌの磁石部（１？）に対向するよ
うにｆＡ装固定された第２の磁石部αＯとからなってい
る。上記第１の磁石部αカは、貫通孔（９）の内周面に
固定された円筒状の保持体αりと、この保持体α９の内
側に軸方向に積層して接着保持された２個の円環状の永
久磁石四。

？◇とからなっている。また、第２の磁石部（１１３は
、本体０３に固定された円筒状の保持体に）と、この保
持体＠の外側に軸方向に積層して接着保持された２個の
円環状の永久磁石（ハ）、（ハ）とからなっている。

これら永久磁石■、＠、（ハ）、（ハ）は、径方向に磁
化していて、永久磁石（ホ）、＠は、それぞれ内周側が
Ｓ極及びＮ極、また、永久磁石＠、（ハ）はそれぞれ外
周側がＮ＠及びＳ極となっている。つまシ、永久磁石１
２Ｑ、（２）９口、（ハ）は、互に実極同志を接触対向
させて積層されているとともに、互に実極同志を数１０
０μｍ程度の間隙を介して対向させるように設けられて
いる。かくして、これら第１及び第２の磁石部αカ、α
ｅ間には、磁気ループに）が形成され、この磁気ループ
に）によ）回転体部（２）の軸方向の力が支持され、こ
の回転体部（２）が浮上するようになっている。一方、
動圧気体ジャーナル軸受部（５）は、本体（６）の内面
に装設された円筒状のブシュ＠と、このブシュ（至）に
よシ囲酩された固定軸部（６）の一部に形成されたジャ
ーナル翰とからなっている。

このジャーナル（ｊ／）の外周面には、最大深さ１０数
μｍ以下のへリングボーン（Ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ）
状動圧発生溝四・・・が形成されている。まだ、ブシュ
（至）とジャーナルσｌ）との片側間隙は、数μｍ−数
ＩＱ／Ａｍに形成され、動圧発生溝に）・・・により発
生した動圧によ多回転体部（２）の半径方向の力を非接
触支持するようになっている。しかして、回転駆動部（
４）は、いわゆるアクタロータ型直流モータであって、
本体υの下端部側から嵌挿され鍔体贈に係止固定され且
つ下端部側が開口している有妊円荊状の支持体−と、こ
の支持体に）の外周部内側に固定された　　　１円環状
ロータ■と、このロータ韓の内ａ１にロータ■に対向す
るように支持片６Ｊ）を介して下部ノ・クジング（７）
に固定されたステータ６３と、下部ノ・ウジング（７）
の底部内面に取付けられ、このステータＱを１７Ｌ気的
に制御する電子回路が実装されている回路基板Ｑとから
なっている。

しかして、上部構成の光偏向装置において、口伝Ｊｆｆ
Ｋ動部（４）に給電すると、磁気スラスト軸受部（３）
により浮遊している回転体部（２）は、毎分数万回転以
上の高連で口伝する。これにともなって、動圧発生溝に
）・・・には動圧が誘起され、回転体部（２）は、ブシ
ュ（イ）部分にて半径方向の負荷が非接触支持される。

このとき、１個の動圧気体ジャーナル軸受部（５）によ
りＩＩ′１１１支されていることによシ所望の加工ｆｉ
？　ｌｅｔ及び組立ｆｌ？度を容易に得ることができる
ので回転体部（２）の動的釣合いが向上し、回転ふれま
わシ、回転むら停の回転精度低下の諸原因の発生を極力
抑止することができる。らなみに、回転体部（２）の回
転数が毎分１万回転以下の場合、回転ふれまわシは１１
Ｊｍ以下となり、レーザ光の高′ｎ１度の走査が可能と
なる。

このように、本実施例の光測光装置は、１個の動圧気体
ジャーナル軸受部（５）により径方向の負荷を軸支する
ようにしているので、同心度に対する設計上の厳しい制
約がなくなり、加工及び組立が容易になるとともに、動
的釣合いの向上にも役立つ。また、回転駆動部（イ）に
アウタロータ型モータを採用し、ステータ■をロータ（
至）の内側に回転体部（２）に近接して設けだので、省
空間が可能となシ、動圧気体ジャーナル軸受部（５）が
一つである効果と相俟って、装侃全体の小屋化、＠量化
が可能となる。さらに、ポリゴンミ２−αφとロータＱ
とによシジャイロ効果が大きくなる結果、回転軸の倒れ
が小さくなることも回転精度の同上に寄与する。

なお、磁気スラスト軸受部として吸引型でなく反発型の
ものを採用してもよい。また、ヘリングボーン状の動圧
発生溝（至）・・・の代シに、第３図に示すようなジャ
ーナルａ）の外周面に等配され軸方向に平行な動圧発生
ｎｆＬｅｆｉ・・・を用いてもよい。さらに動圧発生溝
をジャーナルでなくブシュの内周面に刻設してもよい。

〔発明の効果〕

本発明の光偏向装置は、１個の動圧気体ジャー六ル軸受
部により径方向の負荷を軸支するようにしているので、
同心度に対する設計上の厳しい制約がなくなり、加工及
び組立がすこぶる容易となり、なおかつ動的釣合いも向
上中る。しかも、回＠駆動部としてアクタロータ型のモ
ータを採用したので、省空間が可能となり、上記効果と
相俟って、装置の小型化、軽盆化が可能となる。さらに
ポリゴンミラーとアクタローフモータによってジャイロ
効果が大きくなシ、回転軸の倒れが小さくなることも回
転精度の向上に寄与する。

【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措成図、
第２図は第１図の磁気スラスト軸受部の要部拡大断面図
、第３図は本発明の他の実施例の光偏向装置における動
圧気体ジャーナル軸受部の要部斜視図、第４図はレーザ
プリンタの原理を説明するための図である。 （２）二回転体部、（８）：磁気スラスト軸受部。 （４）二回転枢動部、（５）：動圧気体ジャーナル軸受
部、（６＞：固定軸部、　αゆ：ポリゴンミラー。 に）、（ト）：動圧発生溝、　（へ）二ロータ。 Ｃの：ステータ 代理人　弁理士　則　近　雁　佑 （ほか１名） 拳 ｆｉ４　　図 第１図 声ム・丸スフスＦｌｎ父づｐ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定して設けられた円柱状の固定軸部と、上記固定軸が
   遊挿される孔が設けられるとともに外周部にポリゴンミ
   ラーが同軸に装着された円筒状の回転体部と、上記回転
   体部の軸方向の負荷を支持して浮遊させる磁気スラスト
   軸受部と、上記孔内面部位に設けられ且つ動圧発生溝を
   有して上記回転体部の径方向の負荷を非接触支持する動
   圧気体ジャーナル軸受部と、上記回転体部に一体的に取
   付けられたロータ及び上記ロータの内側に上記ロータか
   ら独立して設けられたステータからなり上記回転体部を
   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。