JPS62231922A

JPS62231922A - 動圧型流体軸受式スキヤナ−ユニツト

Info

Publication number: JPS62231922A
Application number: JP7573886A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Asada; 隆文浅田; Koji Nakagawa; 仲川　浩司
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-04-02
Filing date: 1986-04-02
Publication date: 1987-10-12
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JP2578765B2

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】産業上の利用分野本発明はレーザプリンター用ポリゴンミラースキャナー
ユニットの回転主軸部に油潤滑式の動圧型流体軸受を用
いた動圧型流体軸受式スキャナーユニットに関するもの
である。

従来の技術近年、高速で高品質の文字や図が印字できるプリンター
の必要性が高まる中でポリゴンミラーを高速回転させる
ことによりミラーから反射したレターが増加していネ。

以下、このポリゴンミラーを回転させる従来の動圧型流
体軸受式スキャナーユニットの一例について説明する。

第６図は従来の動圧°型源体軸受式スキャナーユニット
の断面図を示すものである。第６図において１はベース
部材、２はベース部材１に固定された固定軸であり、そ
の外周には２個のヘリングボーン溝２Ａ、２Ｂと、スク
リュー溝２Ｃがエツチング加工または転造加工により設
けられている。

３は固定軸２に回転自在に設けられた回転スリーブであ
シ、この回転スリーブの上部には絞り穴４Ａを有するス
ラスト部材４がリング６にょシ固定されている。回転ス
リーブ３にはレーザビームを反射するだめのポリゴンミ
ラー６（！：モータｏ−ｐ７が固定されている。８はフ
レームでモータステータ９を固定している。１ｏは透光
窓である。モータステータ９は図示しない駆動電源装置
と電気的に接続されている。固定軸２と回転スリーブ３
とスラスト部材４で動圧型空気軸受を構成する。

以上のように構成された動圧型流体軸受式スヤナーユニ
ットについて、以下その動作について説明する。まず、
モータステータ９に通電されるとモータステータ９に回
転磁界が生じ、これによりモータロータ了が回転スリー
ブ６と共に回転する。

これによシ２個のヘリングボーン溝２Ａ　、２Ｂのポン
ピング作用により固定軸２と回転スリニブの間の空気が
圧縮され回転スリーブ６は固定軸２を中心に非接触で回
転する。またスクリュー溝２Ｃのポンピングにより固定
軸２の上端面とスラスト部材４の間の空気の圧力が高め
られ、スラスト部材４は回転スリーブ３と共に固定軸２
の上端面かキャナーユニットの内部を循環する。そして
図示しないＶ−ザー発生装置から発生したレーザビーム
が透光窓１ｏを通して回転中のポリゴンミラー６に入射
するとこれを反射してレーザービームの走査を行う。

発明が解決しようとする問題点しかしながら上記のような構成では次のような問題点が
あった。すなわち動圧型流体軸受においては、軸受の剛
性が流体の粘度に比例するのであるが、動圧型空気軸受
においてはポンピングされる空気の粘性が０．０２セ／
チボアズ程度であり通常のオイルやグリス等の潤滑流体
に比べて約千分の一以下と極めて低いために軸受の剛性
が不足し、回転体のアンバランス重量が少しでも（例え
ば１゜ミリグラムセンチメートル）が残っていると、こ
のアンバランス重量により数万ｒｐｍ以上という高速回
転においては回転体が振れ廻ってポリゴンミラー６の反
射角度が振れ精密な走査が行なえなかったり、さらに条
件が悪い場合には、この軸受の偏心により固定軸２と回
転スリーブ３が擦れて焼付くという問題があった。

まだ一方、軸受の剛性を高める手段として空気の替わり
にオイル等の潤滑剤を固定軸２と回転スリーブの間に介
在させる動圧型油軸受が考えられるが、動圧型油軸受の
問題として、潤滑剤が遠心力で飛散又は蒸発後に凝縮し
てポリゴンミラー６の表面に付着し、レーザービームの
反射率を低下させ、光量不足を生じるという問題があっ
た。

問題点を解決するだめの手段上記問題点を解決するために本発明の動圧型流体軸受式
スキャナーユニットは、固定スリーブとこの中を回転自
在なディスクとポリゴンミラーを有する回転軸があり、
固定スリーブの内周または回転軸の外周のいずれか一方
に２組のヘリングボーン溝を有し、回転軸の端面にはス
ラスト部材を有し、回転軸の端面まだはスラスト部材表
面のいずれか一方にはスパイラル溝を有し、それぞれの
溝には潤滑流体を保持し、ディスクは回転軸の上方に締
結され、その下部は固定スリーブ外周を覆う円筒形状部
分を有しこの固定スリーブに対向する部分のディスクの
内面にスクリュー溝を設けたものである。

また、固定スリーブとこの中を回転自在なディスクとポ
リゴンミラーを有する回転軸があり固定スリーブの内周
または回転軸の外周のいずれか一方に２組のヘリングボ
ーン溝を有し、回転軸の端面にはスラスト部材を有し回
転軸の端面またはスラスト部材表面のいずれか一方には
スパイラル溝を有し、それぞれの溝には潤滑流体を保持
し、ディスクは回転軸の上方に締結され、その下部は固
定スリーブ外周を覆う円筒形状部分を有し、この固定ス
リーブに対向する部分のディスク内面にスクリュー溝を
設け、ベース部材底部に吸気穴と°、スリーブを貫通し
ユニット外部に連通ずる排気穴を設けている。

また、固定スリーブとこの中を回転自在なディスクとポ
リゴンミラーを有する回転軸がちシ固定スリーブの内周
または回転軸の外周のいずれか一方に２組のヘリングボ
ーン溝を有し、回転軸の端面にはスラスト部材を有し回
転軸の端面またはスラスト部材表面のいずれか一方には
スパイラル溝を有し、それぞれの溝には潤滑流体を保持
し、ディスクは回転軸の上方に締結され、その下部は固
定スリーブ外周を覆う円筒形状部分を有し、この固定ス
リーブに対向する部分のディスク内面にスクリュー溝を
設け、ベース部材底部に吸気穴と、ディスク上部に設け
られスリーブとの対向面からユニット外部に連通ずる排
気穴を設けている。

作　　用本発明は上記した構成によって遠心力で飛散しようとす
る潤滑剤をディスク内周面に設けたスクリュー溝のボン
ピング作用によシ軸受部分に押し戻すのでポリゴンミラ
ーへの飛散を防止し、レーザービームの反射角を精度良
く保つ。

また潤滑剤の蒸気をユニット内の空気と共にスクリュー
溝のボンピング力により排気穴を通ってユニットの下方
へ排出するので潤滑剤の蒸気がミラー表面に凝縮するこ
とを防止する。

また潤滑剤の蒸気をディスクに設けた排気穴からユニッ
ト上方へ排出するので潤滑剤の蒸気がミラー表面に凝縮
することを防止し、レーザービームの反射量を充分に保
つ。

実施例以下本発明の一実施例の動圧型流体軸受式スキャナーユ
ニットについて図面を参照しながら説明する。第１図は
本発明の第１の実施例における動圧型流体軸受式スキャ
ナー二二、ノドの断面を示すものである。第１図におい
て１１はベース部材、１１Ａはベース部材と一体に設け
られた固定スリーブ、１１Ｂ、１１Ｃはこのスリーブの
軸受穴１１Ｄの内周面に設けられた動圧発生用のヘリン
グボーン溝であり１１Ｅは軸受穴１１Ｄの逃げ部１１Ｆ
に混入した空気を固定スリーブ１１Ａの外へ開放させる
通気穴である。１２は軸受穴１１Ｄには、モータロータ
１７と、ポリゴンミラー１６が取付けられている。ディ
スク１３の内周面にはスクリュー溝１３Ａが加工されて
おり、１４は回転軸１２の下端面に当接した状態で固定
スリーブ１１Ａの下端面に固定されたスラスト部材であ
りスパイラルグループ１４Ａを有している。１６は回転
軸１２の抜けを防止するリング、１日は上部カバーであ
る。１９はモータステータ、２ｏは透光窓、２１はヘリ
ングボーン溝１１Ｂ、１１Ｃとスパイラル溝４Ａに注油
された潤滑剤である。

以上のように構成されだ動圧型流体軸受式スキャナーユ
ニットについて、以下、第１．第２図を用いてその動作
を説明する。第１図においてモータステータ１９に通電
するとモータロータ１７は、回転軸１２．ディスク１３
．ポリゴンミラー１６詐と共に回転を初める。これによりヘリングボーングルー
プ１１Ｂ、１１Ｃと、第２図に示すスラスｌ材１４のス
パイラルグループ１４Ａのボンピング作用により潤滑剤
２１の圧力が高められ、回転軸１２は固定スリーブ１１
Ａ・とスラスト部材１４に対して非接触で回転する。こ
のとき透光窓Ｈを通してレーザービームが入射すると回
転するポリゴンミラー１６はレーザービームを反射して
ビームの走査を行う。また動圧型流体軸受式スキャナー
ユニットを連続して長時間運転すると、ヘリングボーン
溝１１Ｂ、１１Ｃに注油された潤滑剤２１が遠心力で飛
散し、ディスク１３の内周面を伝わってポリゴンミラー
１６の方向へ広がろうとするがスクリュー１３Ａがボン
ピング力により上方へ押し戻しポリゴンミラー１６への
付着を防止する。

以上のように本実施例によれば、潤滑剤の飛散が防止で
きる。また潤滑剤が空気に比べて約千倍以上の粘度を有
するので、軸受の剛性は充分高くなりディスク１３やモ
ータロータ１７等の回転体に残っているアンバランス重
量に対して軸受の振れが極小となりポリゴンミラーの回
転精度が極めて高くなる。またこれほどの回転精度が不
要なスキャナーユニットを設計する場合には軸径を従来
の約１５ミリメートルから、６〜６ミリメ一ドル程度に
細くし、スキャナーユニット全体をコンパクトに構成す
ることができる。また従来の動圧型空気軸受では剛性を
出すことが困難な低速回転でも充分な剛性を出すことが
できる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。第３図において、３１はペース部材、３１Ａ
は固定スリーブ、３１Ｂ、３１Ｇはヘリングボーン溝、
３１Ｅは通気穴、３２は回転軸、３３はディスク、３３
Ａはスクリュー溝、３４はスラスト部材、３４Ａはスパ
イラル溝、３６は潤滑剤、３６はポリゴンミラー、３７
はモータロータ、３８は上部カバー、３９はモータステ
ー久４０は透光窓で、以上の構成は第１図の構成と同様
なものである。第１図の構成と異なるのはペース部材３
１の下面に吸気穴３１Ｇを設け、またペース部材の固定
スリーブ３１Ａにその上端面から回転軸３２に沿ってあ
けられ、スキャナーユニットの外部に通じる排気穴３１
Ｈを有することである。４１は導入する空気中の異物を
除去するフィルターである。

上記のように構成された動圧型流体軸受式スキャナーユ
ニ・・・トについてその動作について説明する。第２の
実施例の動作は第１図の第１の実施例とほぼ同じである
が、動圧型スキャナーユニ・シトを長期に運転する場合
に、潤滑剤３６の一部が蒸発してユニット内部に充満し
たガスがスキャナーユニットの回転中にディスク３３の
内周のスクリュー溝３３Ａのボンピング力により吸気穴
３１Ｇからフィルター４１より清浄化された空気を導入
し、潤滑剤のガスと共に排気穴３１Ｈから排出するもの
である。スクリュー溝３３Ａのピンピンク圧力は０．０
６〜０．２気圧であり、充分に空気を排出する能力を持
っており、またへリングポーングループ３１Ｂ、３１Ｃ
の発生圧力１〜１０気圧に比べて充分小さいので潤滑剤
３６の流動に影響を与えることはほとんどない。尚、ス
クリュー溝３３Ａの発生圧力は第３図に示す隙間Ｃを５
０〜１６０ミクロンメータ程度に選ぶことにより適切↓ に設計でる。

以上のように吸気穴３１Ｇと排気穴３１Ｈを設けること
により、ポリゴンミラー３６表面へ潤滑剤のガスが結露
してレーザービームの反射量を不足させるという問題が
解決できる。まだこの第２の実施例によればユニ・ノド
の外部から常に空気を導入スるために、モータステータ
３９から発熱した熱量を外部へ逃がし、軸受部の温度上
昇を防ぎ、潤滑剤の粘度低下による剛性の不足を防ぐと
いう効果も得ることができる。

以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明する。第４図に示す第３の実施例が第３図の第２の
実施例と異なるのは第４図に示すように上部カバー３８
にカバー穴ａａＡを設け、また排気穴３３Ｂをディスク
３３の上部に、スキャナーユニットの外部に連通ずるよ
うに設けていることである。尚、本実施例においてはユ
ニ、ント全体を開放構造にしており、吸気穴３１Ｇとカ
ッく一穴３８　Ａにフィルターは設けていない。

以上のように構成された第３の実施例の動作については
第２の実施例とほぼ同じである。スクリュー溝３３Ａの
ボ／ビ／グカにより空気が３１Ｇまたは３８Ａから導入
されユニット下方に充満する蒸発した潤滑剤を排気穴３
３Ｂから排出する。

またユニット下方から吸気し上方へ排気するのでユニッ
ト周辺の空気の循環作用を促進し、ユニットの冷却効果
も向上させる。

以上のように吸気穴３１Ｇと排気穴３３Ｂを設けること
により、ポリゴンミラー３６表面へ潤滑剤のガスが凝縮
してレーザービームの反射量を不足させるという問題が
解決できる。また本実施例の場合、排気穴３３Ｂの加工
が容易である。

なお、第１の実施例においてヘリングボーン溝１１Ｂ、
１１Ｇは固定スリーブ１１Ａの内周面に設けるのでなく
回転軸１２の外周に設けても同じ効果が得られる。

なお、第２．第３の実施例においてヘリングボーン溝３
１Ｂ、３１Ｃは固定スリーブ３１Ａの内周面に設けるの
でなく、回転軸３２の外周に加工しても同じ効果が得ら
れる。

発明の効果以上のように本発明はディスク内周にスクリュー溝を設
けることにより、潤滑剤が飛散してポリゴンミラー表面
に付着することを防止し、回転精度が高くコンパクトな
動圧型流体軸受の構成が得られる。

またペース部材に吸気穴を、またスリーブに貫通する排
気穴を設けることにより潤滑剤の蒸気を排出しポリゴン
ミラーへの凝縮を防止し反射率の低下を防ぐ。

またペース部材に吸気穴を、またディスクに貫通する排
気穴を設けることにより潤滑剤の蒸気を排出しポリゴン
ミラーへの凝縮を防止し、ユニット全体の冷却効果を向
上させ、回転精度が高くコンパクトな動圧型流体軸受の
構成が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における動圧型流体軸受
式スキャナーユニ０．トの断面図、第２図は第１図のス
ラスト部材の詳細図、第３図は本発明第２の実施例にお
ける動圧型流体軸受式スキャナーユニ４．ト断面図、第
４図は本発明第３の実施例における動圧型流体軸受式ス
キャナーユニットの断面図、第６図は従来例の断面図で
ある。１１．３１・・・・・・ペース部材、１１Ａ、３１Ａ・
・・・・・固定スリーブ、１１Ｂ、１１Ｃ，３１Ｂ、３
１Ｃ・・・・・ヘリングボーン溝、１２．３２・・・・
・回転軸、１３．３３・・・・・・ディスク、１３Ａ、
３３Ａ・・・・・・スクリュー溝、１３Ｂ・・・・・・
排気穴、１４・・・・・・スラスト部材、１４Ａ・・・
・・・スパイラル溝、１６．３６・・・・・・ポリゴン
ミラー、１７．３７・・・・・・モータロータ、１９．
３９・・・・・・モータステータ、２１．３６・・・・
・潤滑剤、３１Ｇ・・・・・・吸気穴、３１Ｈ・・・・
・・排気穴。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｊｌ
ｇ、　ｊｌｃ−−−、、、、り゛く一５溝ｊｌａ−一一
時入ｔ３ｔｓ−一戸？Ｌ冗３２−ＧＪＩ鯰細ｙ・・−詩ズ１４警工）シー°−２？＼°イラル；ｋＭ−−５聞滑も３６−−−ｆ：Ｉコ′バラ− ４ｆ−−−７ＩＩｔ！− ３１Ｇ−販んえ３δハー−−カバー亀

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベース部材とベース部材に直立する固定スリーブ
と、前記固定スリーブの中に回転自在に設けられた軸と
、前記軸の端面に当接し前記ベース部材に固定され、ス
パイラル溝を有するスラスト軸受部材と、前記軸の上部
に固定され前記スリーブの外周面に伸びるディスクと、
ディスクに取付けられたポリゴンミラーと、前記ディス
クを回転駆動するモータロータと前記モータロータと対
向する位置に前記ベース部材に設けられたモータステー
タとを有し、前記軸の外周または前記固定スリーブ内周
面のいずれか一方に２組のヘリングボーングループを有
し、前記２組のヘリングボーン溝と前記スパイラル溝に
は潤滑流体を保持し、前記固定スリーブの外周に対向す
る位置のディスクの内周面にスクリュー溝を設けたこと
を特徴とする動圧型流体軸受式スキャナーユニット。
（２）ベース部材とベース部材に直立する固定スリーブ
と前記固定スリーブの中に回転自在に設けられた軸と、
前記軸の端面に当接し前記ベース部材に固定され、スパ
イラル溝を有するスラスト軸受部材と、前記軸の上部に
固定され前記スリーブの外周面に伸びるディスクと、デ
ィスクに取付けられたポリゴンミラーと、前記ディスク
を回転駆動するモータロータと、前記モータロータと対
向する位置に前記ベース部材に設けられたモータステー
タとを有し、前記軸の外周または前記固定スリーブ内周
面のいずれか一方に２組のヘリングボーングループを有
し、前記２組のヘリングボーン溝と前記スパイラル溝に
は潤滑流体を保持し、前記固定スリーブの外周に対向す
る位置のディスクの内周面にスクリュー溝を有し、前記
ベース部材に、ユニットの外部に連通する吸気穴を有す
ると共に、前記固定スリーブの前記ディスク側の端面か
ら前記ベース部材に通じ、ユニットの外部へ連通する排
気穴を有する動圧型流体軸受式スキャナーユニット。
（３）ベース部材とベース部材に直立する固定スリーブ
と前記固定スリーブの中に回転自在に設けられた軸と、
前記軸の端面に当接し前記ベース部材に固定され、スパ
イラル溝を有するスラスト軸受部材と、前記軸の上部に
固定され前記スリーブの外周面に伸びるディスクと、デ
ィスクに取付けられたポリゴンミラーと、前記ディスク
を回転駆動するモータロータと前記モータロータと対向
する位置に前記ベース部材に設けられたモータステータ
とを有し、前記軸の外周または前記固定スリーブ内周面
のいずれか一方に２組のヘリングボーングループを有し
、前記２組のヘリングボーン溝と前記スパイラル溝には
潤滑流体を保持し、前記固固スリーブの外周に対向する
位置のディスクの内周面にスクリュー溝を有し、前記ベ
ース部材に、ユニットの外部に連通する吸気穴を有する
と共に、前記ディスクに設けられ、前記固定スリーブの
上端面に対向する面からユニットの外部に連通する排気
穴を有する動圧型流体軸受式スキャナーユニット。