JPS6292911A - Pneumatic and magnetic bearing type optical deflector - Google Patents

Pneumatic and magnetic bearing type optical deflector

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JPS6292911A
JPS6292911A JP23295185A JP23295185A JPS6292911A JP S6292911 A JPS6292911 A JP S6292911A JP 23295185 A JP23295185 A JP 23295185A JP 23295185 A JP23295185 A JP 23295185A JP S6292911 A JPS6292911 A JP S6292911A
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JP
Japan
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optical deflector
rotor
air
magnet
magnetic bearing
Prior art date
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JP23295185A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Iwama
岩間 明彦
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6292911A publication Critical patent/JPS6292911A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2370/20Optical, e.g. movable lenses or mirrors; Spectacles
    • F16C2370/22Polygon mirror

Abstract

PURPOSE:To stabilize the operation of an optical polarizer and extend the life by providing an abnormality detecting means, which detects the abnormality of temperature or humidity to stop a revolving shaft in a fixed shaft which supports the hollow revolving shaft having a mirror with a dynamic pressure pneumatic bearing and a magnetic bearing. CONSTITUTION:A hollow revolving shaft 11 having a mirror 12 is thrust- supported pivotally through an upper magnet 18 magnetically and is radially supported pivotally by heading bone grooves 21b, 21c, etc., to which air is flowed, pneumatically and is attracted and driven by a rotor magnet 16. A heat generation detector 41 and an abnormal oscillation detector 42 are provided in a fixed shaft 21 in a revolving shaft 11, and abnormal heat generation due to existence of minute dust or abnormal oscillation due to operation miss is detected to stop rotation of the revolving shaft. Thus, bad influences of abnormal heat generation and disturbing oscillation are avoided to protect the optical polarizer, and the stable operation and the long life are attained.

Description

【発明の詳細な説明】 皮極分災   − この発明は、レーザプリンタやディジタル複写機、ファ
クシミリ、その他各種のレーザ偏向器を備えた光学的情
報処理装置や光学的測定器等で使用するのに好適な、コ
アレス扁平DCブラシレスモータ方式を採用した超重形
の空気・磁気軸受型光偏向器に係る。
[Detailed Description of the Invention] Skin Distribution - This invention can be used in laser printers, digital copying machines, facsimile machines, and other optical information processing devices and optical measuring instruments equipped with various laser deflectors. The present invention relates to a super-heavy air/magnetic bearing type optical deflector that employs a suitable coreless flat DC brushless motor system.

さらに具体的にいえば、ラジアル軸受として動圧空気軸
受、スラスト軸受として磁気軸受を使用して空気・磁気
軸受型光偏向器を構成することにより、起動時や停止時
における軸受部の摩擦を少なくして、光偏向器の長寿命
化を計るとともに、偏平型の簡単な構造にすることによ
り、部品点数の減少、加工性9組立性の容易化を可能に
して、光偏向器の小型化と、イナーシャを大きくしてジ
ッター特性の改善とを実現し、また、ヒステリシス・シ
ンクロナスモータの原理を応用することによって、簡単
な制御回路で正確な速度制御が行えるようにした空気・
磁気軸受型光偏向器の改良に係り、特に、軸受隙間が微
少で熱に弱く、かつ、軸受剛性が低くて外乱にも弱い空
気軸受における異常発熱や異常外乱振動等の異常状態を
検知して。
More specifically, by constructing an air/magnetic bearing type optical deflector using a hydrodynamic air bearing as a radial bearing and a magnetic bearing as a thrust bearing, the friction of the bearing part during startup and stop is reduced. In addition to prolonging the lifespan of the optical deflector, by making it a flat and simple structure, it is possible to reduce the number of parts and facilitate assembly, making the optical deflector smaller and easier to assemble. By increasing the inertia and improving jitter characteristics, and by applying the principle of a hysteresis synchronous motor, the air speed can be controlled accurately with a simple control circuit.
Regarding the improvement of magnetic bearing type optical deflectors, we are particularly concerned with detecting abnormal conditions such as abnormal heat generation and abnormal disturbance vibrations in air bearings, which have minute bearing gaps and are susceptible to heat, and have low bearing rigidity and are susceptible to external disturbances. .

光偏向器の動作を停止することにより、空気・磁気軸受
を保護し、併せて、偏向器内部を乾燥させて水分等を除
去することにより、結露や錆等の発生を防止して、軸受
部の信頼性を向上させた空気・磁気軸受型光偏向器に関
する。
By stopping the operation of the optical deflector, the air/magnetic bearing is protected. At the same time, by drying the inside of the deflector to remove moisture, condensation, rust, etc. are prevented, and the bearing area is protected. This invention relates to an air/magnetic bearing type optical deflector with improved reliability.

従来技術 従来から、レーザプリンタのレーザ偏向器や、ディジタ
ル複写機のレーザ偏向器、ファクシミリのレーザ偏向器
、あるいはPO8端末器のイメージスキャナ等の各種光
学的情報処理装置、また、紙幣や鉄板等の傷の有無など
を検査する計測器、さらに、測長器等の各種光学的測定
器等では、書画の読取り用や書込み用として、あるいは
傷の有無検査用として使用するレーザ光を偏向するため
に、ポリゴンミラー(多面鏡)を使用した光偏向器が用
いられている。
BACKGROUND ART Conventionally, various optical information processing devices such as laser deflectors of laser printers, laser deflectors of digital copying machines, laser deflectors of facsimile machines, and image scanners of PO8 terminals, as well as of paper currency, iron plates, etc. In measuring instruments for inspecting the presence of scratches, as well as various optical measuring instruments such as length measuring instruments, it is used to deflect the laser beam used for reading or writing calligraphy, or for inspecting the presence of scratches. , an optical deflector using a polygon mirror (polygon mirror) is used.

このポリゴンミラーを使用した光偏向器は、偏向速度が
速く、しかも連続的な光偏向が可能であるから、高速度
かつ高精度の情報の記録、あるいは読取りを行うことが
できる。
An optical deflector using this polygon mirror has a high deflection speed and is capable of continuous optical deflection, so it can record or read information at high speed and with high accuracy.

このようなレーザ光偏向器を使用した画像出力装置、例
えばレーザプリンタでは、特に、ポリゴンミラーの回転
ムラに起因する画像ジッターが間頭になっている。
Image output devices that use such laser beam deflectors, such as laser printers, are particularly susceptible to image jitter caused by uneven rotation of the polygon mirror.

ところで、この種の光偏向器としては、従来から、マグ
ネット界磁DCブラシレスモータ方式のものが知られて
いる。
Incidentally, as this type of optical deflector, one using a magnet field DC brushless motor is conventionally known.

すなわち、このDCブラシレスモータのロータを円筒状
磁石とし、回転多面鏡を取付けた中空軸(いわゆる回転
多面体)をロータ磁石の内径に固着する。そして、この
回転多面体の内径部に固定軸を設け、回転多面体の内径
部表面と、固定軸の外径部表面とで動圧空気軸受を構成
するようにしている。
That is, the rotor of this DC brushless motor is a cylindrical magnet, and a hollow shaft (a so-called rotating polygon) to which a rotating polygon mirror is attached is fixed to the inner diameter of the rotor magnet. A fixed shaft is provided on the inner diameter of the rotating polyhedron, and the inner diameter surface of the rotating polyhedron and the outer diameter surface of the fixed shaft constitute a hydrodynamic air bearing.

このような動圧空気軸受による回転多面鏡型光偏向器は
、電源がオンになると、回転多面鏡等を備えた回転体が
、回転を開始する。
In such a rotating polygonal mirror optical deflector using a dynamic pressure air bearing, when the power is turned on, a rotating body including a rotating polygonal mirror or the like starts rotating.

そして、その数秒後に、予め設定されたスラスト空気軸
受が充分にその機能を発揮して、回転体の軸方向負荷を
保持しながら浮上し得る一定回転速度に達する。
Then, several seconds later, the thrust air bearing set in advance fully performs its function and reaches a constant rotational speed that allows the rotating body to levitate while maintaining the axial load.

この際、回転多面体の内部嵌合部の内径と、固定軸の外
径部との間に形成された隙間の下部から空気が流入し、
流入した空気は、下部と上部ジャーナルのへディングボ
ーン溝のポンプ作用によって、回転体をラジアル方向に
強固に支持する。
At this time, air flows in from the lower part of the gap formed between the inner diameter of the internal fitting part of the rotating polyhedron and the outer diameter of the fixed shaft.
The inflowing air firmly supports the rotating body in the radial direction by the pumping action of the heading bone grooves in the lower and upper journals.

流入空気は、回転体をラジアル方向に支持するとともに
、スパイラル溝の効果によって、上部の方向に流れスラ
スト止め部分に上向きの圧力を発生しながら、その貫通
孔を通って動圧空気軸受の上方へ流れ出る。
The incoming air supports the rotating body in the radial direction, and due to the effect of the spiral groove, it flows in the upper direction, generating upward pressure on the thrust stopper, and passes through the through hole to the upper part of the hydrodynamic air bearing. It flows out.

このような動作によって、回転多面鏡を備えたM転体が
回転される。
By such an operation, the M rolling body including the rotating polygon mirror is rotated.

ところが、従来の動圧空気軸受による光偏向器では、第
1の問題点として、動圧空気軸受部(すなわち固定軸の
外径部表面)に複雑な溝加工を必要とし、また、長尺の
回転多面体の内径部表面にも、超精密な表面加工を必要
とする、等の理由で、加工が困雅で、コストアップにな
る。
However, the first problem with conventional optical deflectors using hydrodynamic air bearings is that they require complicated groove machining on the hydrodynamic air bearing portion (i.e., the outer diameter surface of the fixed shaft), and that The inner diameter surface of the rotating polyhedron also requires ultra-precise surface processing, which makes processing difficult and increases costs.

また、第2の問題点として、動圧空気軸受の場合、軸受
部は接触状態にあるから、起動時に空気軸受効果がなく
、空気軸受が最大の特徴としている長寿命化に限界があ
る。すなわち、起動・停止時に軸受部の接触摩擦により
、軸受部が摩耗する。
A second problem is that in the case of a hydrodynamic air bearing, since the bearing parts are in contact, there is no air bearing effect at startup, and there is a limit to the long life that is the most important feature of air bearings. That is, the bearing portion is worn out due to contact friction of the bearing portion during startup and stop.

この第2の問題点に関連する第3の問題点として、モー
タ方式がマグネット界磁型であるため、停止状態でロー
タは鉄心型ステータのある方向へ吸引されており、軸受
部の摩擦力が大きいことも、摩耗を早める原因となる。
The third problem related to this second problem is that since the motor system is a magnetic field type, the rotor is attracted in the direction of the iron core stator when it is stopped, and the frictional force of the bearing is Being large also causes premature wear.

さらに、先の第1の問題点に関連する第4の問題点とし
て5回転体の構成が複雑で、部品点数も多いので、バラ
ンス修正が難かしいことも、ニス1〜アンプの要因であ
る。
Furthermore, the fourth problem related to the first problem mentioned above is that the structure of the five-rotator is complicated and the number of parts is large, so it is difficult to correct the balance, which is also a factor in Varnish 1 to Amplifier.

その上、第5の問題点として、インナーロータ型である
ことにより、本質的にイナーシャが小さくなり、画像ジ
ッターの特性が悪くなる、という不利があり、同時に5
回転軸が長くなるので、光偏向器が大型化する、という
難点がある。
In addition, the fifth problem is that because it is an inner rotor type, the inertia is essentially small and the image jitter characteristics are poor.
Since the rotation axis becomes longer, there is a drawback that the optical deflector becomes larger.

最後に、第6の問題点として、マグネット界磁DCブラ
シレスモータを使用しているので、ロータ位置検出器、
速度検出器が必要であり、固定子側の構成も複雑で、部
品点数が多くなる。その結果、信頼性が低下するととも
に、コストアップの一因となる。
Finally, the sixth problem is that since a magnet field DC brushless motor is used, the rotor position detector,
A speed detector is required, and the structure on the stator side is also complicated, resulting in a large number of parts. As a result, reliability decreases and this becomes a cause of cost increase.

このように、従来の動圧空気軸受による光偏向器では、
種々の難点があり、空気軸受による本来の効果が充分に
得られない、という不都合があった。
In this way, in the conventional optical deflector using a dynamic pressure air bearing,
There are various drawbacks, and the original effect of air bearings cannot be fully obtained.

このような不都合を解決する一つの方法として、この発
明の発明者は、先に、ラジアル軸受として動圧空気軸受
を使用し、スラスト軸受として永久磁石反発式の磁気軸
受を使用することにより、起動・停止時に回転体が軸受
部に接触しないようにして、動作の安定化と長寿命化と
を可能にするとともに、回転体や固定軸の構成をU軸化
して、回転体の軽量化による光偏向器の小型化と低コス
ト化とを実現し、さらに、ヒステリシス・シンクロナス
モータの原理を応用することによって回転ムラの発生を
防止して、画像ジッター特性が良好な空気・磁気軸受型
光偏向器を提案した(発明の名称「空気・磁気軸受型光
偏向器」の昭和60年特許願第210563号)a この発明の空気・磁気軸受型光偏向器は、先に提案じた
空気・磁気軸受型光偏向器を改良するものであるから、
まず、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器について
説明する。
As a way to solve these inconveniences, the inventor of this invention first used a dynamic pressure air bearing as the radial bearing and a permanent magnet repulsion type magnetic bearing as the thrust bearing.・The rotating body does not come into contact with the bearing when stopped, making it possible to stabilize the operation and extend its life. In addition, the rotating body and fixed shaft are configured in a U-axis configuration, which reduces the weight of the rotating body and reduces light pollution. Air/magnetic bearing type optical deflector that realizes a smaller deflector and lower cost, and also prevents uneven rotation by applying the principle of a hysteresis synchronous motor and has good image jitter characteristics. (Patent Application No. 210563 filed in 1985 with the title of the invention "Air/Magnetic Bearing Type Optical Deflector")a The air/magnetic bearing type optical deflector of this invention is based on the previously proposed air/magnetic Since it is an improvement on the bearing type optical deflector,
First, the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier will be explained.

第3図は、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器の一
例について、その要部構成を示す縦断面図である。図面
において、11は中空の回転軸で、]、 1 aはその
フランジ部、11bは段部、llcはネジ部、】2はミ
ラー、13はミラー固定用リング、]、3Aは固定用ネ
ジ、14〜16は磁石ロータ組立体で、16はロータマ
グネット、17は非磁性体のホルダーケースで、17a
はその通気孔、17bはネジ部、18はスラスト磁気軸
受用の上部マグネット、19はホルダーケース17の固
定用リング、21は固定軸で、21aは固定用の凸部、
21bと21cは、それぞれ固定軸21の外周の上部と
下部に設けられたヘディングボーン溝、21dは段部、
21eは気圧調整用連絡孔、22は非磁性体のホルダー
ケース、23はスラスト磁気軸受用の下部マグネット、
31はハウジングで、31aは固定軸21の固定用の凸
部21aが嵌合さ九る孔部、31bは気圧調整用溝部5
32は上部ケースで、32aは窓部、33はコイル基板
、34はコイル、35は磁性体のヨークを示し、また1
gは上部マグネット18と下部マグネット23とのギャ
ップを示す。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of essential parts of an example of the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector. In the drawings, 11 is a hollow rotating shaft, 1 a is a flange portion thereof, 11 b is a stepped portion, llc is a threaded portion, ] 2 is a mirror, 13 is a mirror fixing ring, ], 3 A is a fixing screw, 14 to 16 are magnet rotor assemblies, 16 is a rotor magnet, 17 is a non-magnetic holder case, and 17a
17b is the ventilation hole, 17b is the screw part, 18 is the upper magnet for the thrust magnetic bearing, 19 is the fixing ring of the holder case 17, 21 is the fixing shaft, 21a is the fixing convex part,
21b and 21c are heading bone grooves provided at the upper and lower parts of the outer periphery of the fixed shaft 21, respectively; 21d is a stepped portion;
21e is a communication hole for air pressure adjustment, 22 is a non-magnetic holder case, 23 is a lower magnet for the thrust magnetic bearing,
31 is a housing, 31a is a hole into which the convex portion 21a for fixing the fixed shaft 21 is fitted, and 31b is a groove portion 5 for adjusting the air pressure.
32 is an upper case, 32a is a window, 33 is a coil board, 34 is a coil, 35 is a magnetic yoke, and 1
g indicates the gap between the upper magnet 18 and the lower magnet 23.

まず、回転体について述べる。この第3図では、回転体
を構成する部材に、11〜19の10番台の符号を付け
ている。
First, let's talk about the rotating body. In FIG. 3, the members constituting the rotating body are numbered in the 10s from 11 to 19.

回転体は、中空の回転軸11と、ミラー12、ロータ組
立体14〜16.および、スラスト磁気軸受用の上部マ
グネット18とから構成される。
The rotating body includes a hollow rotating shaft 11, a mirror 12, and rotor assemblies 14-16. and an upper magnet 18 for a thrust magnetic bearing.

そのために、中空の回転軸11は、ミラー12とロータ
組立体14〜16を取付けるためのフランジ部11aを
有しており、ミラー12は、この中空の回転軸11のフ
ランジ部11aに、図の上方から装着された後、その上
面をミラー固定用リング13により押圧された状態で、
固定用ネジ13Aによって締め付けられ、所定の位置に
固定される。
For this purpose, the hollow rotating shaft 11 has a flange portion 11a for attaching the mirror 12 and the rotor assemblies 14 to 16, and the mirror 12 is attached to the flange portion 11a of the hollow rotating shaft 11 as shown in the figure. After being installed from above, with the top surface pressed by the mirror fixing ring 13,
The fixing screw 13A is tightened and fixed in a predetermined position.

また、この中空の回転軸11のフランジ部11aの下方
には、モータ部を構成するロータ組立体14〜16が取
付けられる。
Furthermore, rotor assemblies 14 to 16 constituting a motor section are attached below the flange section 11a of the hollow rotating shaft 11.

さらに、この中空の回転軸11の上方には、非磁性体の
ホルダーケース17が、固定用リング】9によって固定
される。このホルダーケース17は、リング状のスラス
ト磁気軸受用の上部マグネジ1−18を支持するように
機能し、そのネジ部17bが、中空の回転軸11に設け
られたネジ部11cに係合する。
Further, above the hollow rotating shaft 11, a non-magnetic holder case 17 is fixed by a fixing ring ]9. This holder case 17 functions to support an upper magnetic screw 1-18 for a ring-shaped thrust magnetic bearing, and its threaded portion 17b engages with a threaded portion 11c provided on the hollow rotating shaft 11.

次に、固定軸の構成について述べる。この第3図では、
固定軸を構成する部材に、21〜23の20番台の符号
を付けている。
Next, the configuration of the fixed shaft will be described. In this third figure,
The members constituting the fixed shaft are numbered 21 to 23 in the 20s.

固定軸21の胴部表面には、その上部と下部にそれぞれ
、ラジアル方向の動圧空気軸受を構成するヘディングボ
ーン溝21b、21cが設けられている。
Heading bone grooves 21b and 21c are provided in the upper and lower parts of the body surface of the fixed shaft 21, respectively, and constitute radial dynamic pressure air bearings.

また、この固定軸2】の上方には、例えばその上端の凹
部に、非磁性体のホルダーケース22の凸部が嵌合され
ることで、ホルダーケース22が固定されて、リング状
のスラスト磁気軸受用の下部マグネット23を支持する
Further, above the fixed shaft 2, the holder case 22 is fixed by, for example, fitting the convex part of the non-magnetic holder case 22 into the recessed part at the upper end thereof, and the ring-shaped thrust magnetic Supports the lower magnet 23 for bearing.

この固定軸21の下部には、固定用の凸部21aが形成
されていて、ハウジング31に設けられた孔部31aと
嵌合することにより、所定位置に固定される。
A fixing protrusion 21a is formed at the lower part of the fixed shaft 21, and is fixed in a predetermined position by fitting into a hole 31a provided in the housing 31.

なお、固定軸21の段部21dは、中空の回転軸11の
段部11bと共に、環状の空隙部を形成する。また、固
定軸21の下面には、気圧調整用連絡孔21eの開口が
設けられており、この下面でハウジング31の気圧調整
用溝部31bを覆うことによって、同様に環状の空隙部
を形成する。
Note that the step portion 21d of the fixed shaft 21 forms an annular gap portion together with the step portion 11b of the hollow rotating shaft 11. Further, the lower surface of the fixed shaft 21 is provided with an opening for the air pressure adjustment communication hole 21e, and by covering the air pressure adjustment groove 31b of the housing 31 with this lower surface, an annular gap is similarly formed.

そして、これらの環状の空隙部を接続するために、固定
軸21には、気圧調整用連絡孔21eが設けられている
In order to connect these annular gaps, the fixed shaft 21 is provided with an air pressure adjustment communication hole 21e.

この気圧調整用連絡孔2 ]、 eは、ラジアル方向に
貫通された開口と、気圧調整用溝部31bで形成される
環状の空隙部とが通気されるような連絡路であり、固定
軸21の段部21dと、中空の回転軸11の段部1 ]
、 bとによって、固定軸21の中央部に形成された環
状の空隙部、すなわち空気軸受部の空気の逃げ部の空気
圧と、筐体部の内部空気圧とを等しくするように作用す
る。
The air pressure adjustment communication hole 2], e is a communication path through which the opening penetrated in the radial direction and the annular cavity formed by the air pressure adjustment groove 31b are ventilated, and Step portion 21d and step portion 1 of hollow rotating shaft 11 ]
, b act to equalize the air pressure in the annular gap formed in the center of the fixed shaft 21, that is, the air escape part of the air bearing part, and the internal air pressure in the casing part.

筐体部は、ハウジング31と、上部ケース32とから構
成される。この筐体部には、コイル基板33が固定され
ており、モータ駆動部の固定子を構成するコイル34と
、ヨーク35とが、支持されている。
The casing section includes a housing 31 and an upper case 32. A coil board 33 is fixed to this housing, and a coil 34 and a yoke 35, which constitute a stator of the motor drive section, are supported.

ハウジング31には、固定軸21の固定用の凸部2 +
、 aが嵌合される孔部31aが設けられており、また
、気圧調整用溝部31bが、孔部31aの上部に形成さ
れている。
The housing 31 has a protrusion 2 + for fixing the fixed shaft 21.
, a into which the holes 31a are fitted, and an air pressure adjustment groove 31b is formed in the upper part of the hole 31a.

上部ケース32は、風損と風切音とを低く抑えるために
、ミラー12との空隙が小さくされており、また、実装
性や搬送時の便等を考慮して、」二部が細径の凸状に形
成されている。
The upper case 32 has a small gap with the mirror 12 in order to suppress wind damage and wind noise, and the second part has a small diameter in consideration of ease of mounting and convenience during transportation. It is formed in a convex shape.

ここで、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器で用い
られる永久磁石反発式スラスト磁気軸受について説明す
れば、中空の回転軸11に設けられた上部マグネット1
8と、固定軸21に設けられた下部マグネット23とは
、反発力が得られるように、同極性同士が対向するよう
に配置される。
Here, to explain the permanent magnet repulsion type thrust magnetic bearing used in the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier, the upper magnet 1 provided on the hollow rotating shaft 11
8 and the lower magnet 23 provided on the fixed shaft 21 are arranged so that the same polarity faces each other so as to obtain a repulsive force.

この場合に、ギャップgは、固定用リング19を回転し
て、ホルダーケース17を移動させることによって、適
当に調整される。
In this case, the gap g is appropriately adjusted by rotating the fixing ring 19 and moving the holder case 17.

次に、モータ駆動部は、中空の回転軸11に固定された
磁石ロータ組立体14〜16と、コイル基板33上に配
列された複数個のコイル34、およびヨーク35とから
構成される。
Next, the motor drive section includes magnet rotor assemblies 14 to 16 fixed to the hollow rotating shaft 11, a plurality of coils 34 arranged on a coil substrate 33, and a yoke 35.

ロータマグネット16は、偏平型リング磁石で薄いので
、回転体の軸長を短かくすることができる。
Since the rotor magnet 16 is a flat ring magnet and is thin, the axial length of the rotating body can be shortened.

次の第4図は、第3図に示した先に提案した空気・磁気
軸受型光偏向器について、そのスラスト軸受部の動作原
理を説明するための要部構成図である。図面における符
号は、第3図と同様である。
The following FIG. 4 is a block diagram of the main parts of the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector shown in FIG. 3, for explaining the operating principle of the thrust bearing section thereof. Reference numerals in the drawings are the same as in FIG. 3.

この第4図に示すように、先に提案した空気・磁気軸受
型光偏向器では、スラスト軸受部は、リング状の上部マ
グネット18と下部マグネット23、およびモータ駆動
部のロータマグネット16と、ヨーク35とから構成さ
れる。
As shown in FIG. 4, in the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier, the thrust bearing part is connected to the ring-shaped upper magnet 18, the lower magnet 23, the rotor magnet 16 of the motor drive part, and the yoke. It consists of 35.

まず、浮力は、上部マグネット18と下部マグネット2
3との間の反発力によって発生され、回転体が上方へ浮
上される。他方、下方への引下刃は、ロータマグネット
16とヨーク35との間の吸引力によって発生され、回
転体は下方へ引張られる。
First, the buoyancy is between the upper magnet 18 and the lower magnet 2.
3 is generated by the repulsive force between the rotating body and the rotating body to float upward. On the other hand, the downward pulling blade is generated by the attraction force between the rotor magnet 16 and the yoke 35, and the rotating body is pulled downward.

この場合に、上部マグネット18と下部マグネット23
との間の浮力の方を、ロータマグネット16とヨーク3
5との間の吸引力よりも、大きくすることにより、中空
の回転体を浮上させることができる。
In this case, the upper magnet 18 and the lower magnet 23
The buoyant force between the rotor magnet 16 and the yoke 3
By making the suction force larger than the suction force between the rotor and the rotor 5, the hollow rotating body can be levitated.

この浮力は、固定用リング19を回転し、上部マグネッ
ト18を支持するホルダーケース17を移動させること
によって、ギャップgを調整すれば、吸引力とバランス
した所望の大きさとなる。
This buoyant force can be adjusted to a desired size balanced with the suction force by rotating the fixing ring 19 and moving the holder case 17 that supports the upper magnet 18 to adjust the gap g.

第5図は、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器で使
用するのに好適なロータマグネット16の一例を示す平
面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an example of a rotor magnet 16 suitable for use in the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector.

次の第6図は、同じく先に提案した空気・磁気軸受型光
偏向器で使用するのに好適なコイル34の配置例を示す
図である。
The following FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement of the coil 34 suitable for use in the air/magnetic bearing type optical deflector also proposed earlier.

次に、この先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器につ
いて、モータの回転制御を説明する。
Next, the rotation control of the motor for the air/magnetic bearing type optical deflector proposed above will be explained.

この例では、先の第5図と第6図に示したように、光偏
向器のモータ駆動部の構成が、8極3相6コイルの場合
について述べる。
In this example, as shown in FIGS. 5 and 6 above, a case will be described in which the configuration of the motor drive section of the optical deflector is 8 poles, 3 phases, and 6 coils.

第3図のモータ駆動部において、特に図示されていない
ロータ位置検出器の出力信号により励磁相を切換え、順
次6つのコイルを励磁すると、フレミング左手の法則(
いわゆる814則)に従って、ロータは、モータの供給
電圧に比例した回転数で回転される。
In the motor drive unit shown in Fig. 3, if the excitation phase is switched by the output signal of the rotor position detector (not shown) and the six coils are sequentially excited, Fleming's left-hand rule
According to the so-called 814 rule, the rotor is rotated at a rotational speed proportional to the supply voltage of the motor.

なお、814則で説明する場合に、F=B1iの力(こ
こで、Fは発生力、Bは磁束密度、iは励磁電流)は、
コイルに働く力である。しかし、この先に提案した空気
・磁気軸受型光偏向器では、コイルが固定で、ロータ磁
石が回転する方式のブラシレスモータの原理を応用して
いるので、ロータマグネットすなわち、回転体に作用す
る回転力の方向は、この814則の逆方向となる。
In addition, when explaining using the 814 rule, the force of F=B1i (where F is the generated force, B is the magnetic flux density, and i is the exciting current) is
This is the force acting on the coil. However, the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier applies the principle of a brushless motor in which the coil is fixed and the rotor magnet rotates. The direction is the opposite direction of this 814 rule.

このように、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器で
は、ロータマグネット16は偏平型リング磁石であるか
ら、回転体を軸方向に短かくすることが可能となる。こ
のように、モータ駆動部の構成は簡単であり、低コスト
となる。
In this manner, in the air/magnetic bearing type optical deflector proposed above, the rotor magnet 16 is a flat ring magnet, so that the rotating body can be shortened in the axial direction. In this way, the configuration of the motor drive section is simple and low cost.

先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器は、このような
構成であり、その特徴による効果とを列記すれば、次の
とおりである。
The previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector has such a configuration, and its features and effects are listed as follows.

第1に、ラジアル軸受として動圧空気軸受を使用し、ス
ラスト軸受として永久磁石反発式の磁気軸受を使用して
いるので、起動・停止時に回転体が軸受部と接触するこ
とがなく、動作の安定化と長寿命化とが可能となる。
First, a hydrodynamic air bearing is used as the radial bearing, and a permanent magnet repulsion type magnetic bearing is used as the thrust bearing, so the rotating body does not come into contact with the bearing during startup or stop, and the operation is smooth. Stabilization and longer life are possible.

なお、永久磁石反発式スラスト磁気軸受は、固定用リン
グ19を回転して、ホルダーケース17を移動させるこ
とにより、同極性同士が対向するように配置された上部
マグネット18と下部マグネット23とのギャップgが
、適当に調整されるので、所望の反発力が得られる。
In addition, in the permanent magnet repulsion type thrust magnetic bearing, by rotating the fixing ring 19 and moving the holder case 17, the gap between the upper magnet 18 and the lower magnet 23, which are arranged so that the same polarity faces each other, is fixed. Since g is appropriately adjusted, the desired repulsive force can be obtained.

第2に、動圧空気・磁気軸受を使用することにより、小
型化が可能となり、しかも、偏平型であるため、小さな
形状の光偏向器を得ることができる。
Second, by using a hydrodynamic air/magnetic bearing, it is possible to reduce the size, and since it is a flat type, it is possible to obtain a small-sized optical deflector.

第3に、偏平型であるため、イナーシャを大きくするこ
とが可能となり、ジッター特性上、極めて有利である。
Thirdly, since it is a flat type, it is possible to increase inertia, which is extremely advantageous in terms of jitter characteristics.

第4に、固定軸21の気圧調整用連絡孔21eは、ラジ
アル方向に貫通された開口と、気圧調整用溝部34bで
形成される環状の空隙部とが通気されるような連絡路で
あり、固定軸21の段部21dと、中空の回転軸11の
段部11bとによって、固定軸21の中央部に形成され
た環状の空隙部、すなわち空気軸受部の空気の逃げ部の
空気圧と、筐体部の内部空気圧とを等しくするように作
用し、安定な動作が実現される。
Fourthly, the air pressure adjustment communication hole 21e of the fixed shaft 21 is a communication path through which the opening penetrated in the radial direction and the annular cavity formed by the air pressure adjustment groove 34b are ventilated. The air pressure in the annular gap formed in the center of the fixed shaft 21 by the stepped portion 21d of the fixed shaft 21 and the stepped portion 11b of the hollow rotating shaft 11, that is, the air escape portion of the air bearing portion, and the casing. It acts to equalize the internal air pressure of the body, achieving stable operation.

第5に、上部ケース32は、風損と風切音とを低く抑え
るために、ミラー12との空隙が小さくされており、ま
た、実装性や搬送時の便等を考慮して、上部が細径の凸
状に形成されている。
Fifth, the upper case 32 has a small gap with the mirror 12 in order to reduce wind damage and wind noise. It is formed into a convex shape with a small diameter.

第6に、構造が簡単であるから、部品点数も少なくてす
み、加工性、組立性に優れ、また、回転体や固定軸の構
成が簡略化され1回転体も軽旦化されるので、光偏向器
の小型化と低コスト化とが実現される。
Sixth, because the structure is simple, the number of parts is small, and it is excellent in workability and assembly.Also, the configuration of the rotating body and fixed shaft is simplified, and the single rotating body can be made lighter. The optical deflector can be made smaller and lower in cost.

第7に、ヒステリシス・シンクロナスモータの原理を応
用しているので、回転ムラの発生が防止されて、画像ジ
ッター特性の良好な光偏向器が得られる。
Seventh, since the principle of a hysteresis synchronous motor is applied, uneven rotation is prevented and an optical deflector with good image jitter characteristics can be obtained.

しかし、この先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器の
場合、空気軸受部の軸受隙間が微少であることから、次
のような問題が残されている。
However, in the case of the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector, the following problem remains because the bearing gap in the air bearing portion is minute.

第1の問題点は、光偏向器の内部に微細ゴミ等が存在す
ることにより、異常発熱を引起こすことがある。という
点である。
The first problem is that the presence of fine dust or the like inside the optical deflector may cause abnormal heat generation. That is the point.

そのために、組立て作業は、クリーンルーム内で行われ
るが、微細ゴミを完全に除去することは実際上不可能で
あり、多少の微細ゴミが残留する。
For this reason, assembly work is performed in a clean room, but it is practically impossible to completely remove fine dust, and some fine dust remains.

また、コイル基板として用いられる絶縁物質から発生さ
れるガスなども、多少は存在する。
Further, there is also some gas generated from the insulating material used as the coil substrate.

さらに、光偏向器の外部温度の変化により、偏向器内部
の空気に含まれる水分が結露する、という問題もある。
Furthermore, there is also the problem that moisture contained in the air inside the optical deflector condenses due to changes in the external temperature of the optical deflector.

すなわち、これらの微細ゴミ、ガス、水分等が空気軸受
部の軸受隙間に侵入して、異常発熱の原因となる。
That is, these fine particles, gas, moisture, etc. enter the bearing gap of the air bearing section and cause abnormal heat generation.

また、第2の問題点として、光偏向器を例えばレーザプ
リンタ等に装着した場合に、オペレータの操作ミスなど
によって、プリンタに大きな振動が加えられる、という
事態がしばしば発生する。
A second problem is that when the optical deflector is attached to, for example, a laser printer, large vibrations are often applied to the printer due to an operator's operational error.

このような異常振動は、空気・磁気軸受型光偏向器に対
して、悪影響を及ぼす。すでに述へたように、空気・磁
気軸受の軸受隙間は微少で、軸受剛性が低いから、大き
な振動が加えられると、固定軸21と中空の回転軸11
とが接触し、動作が不安定となるとともに、接触により
傷等が発生して摩耗を早め、短寿命となる1等の不都合
を生じる。
Such abnormal vibrations have an adverse effect on the air/magnetic bearing type optical deflector. As already mentioned, the bearing clearance of air/magnetic bearings is minute and the bearing rigidity is low, so when large vibrations are applied, the fixed shaft 21 and the hollow rotating shaft 11
Contact occurs, making the operation unstable, and the contact causes scratches, etc., which accelerates wear and shortens the lifespan.

このように、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器で
は、空気軸受部の軸受隙間が微少であることから、偏向
器の内部に微細ゴミ等が存在して異常発熱の原因となり
、また、外部から大きな振動が加えられると、固定軸と
回転軸とが接触して動作が不安定になるだけでなく、傷
等が発生して摩耗を早め、光偏向器の寿命を縮める、等
の不都合がある。
In this way, in the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier, since the bearing gap in the air bearing part is minute, fine dust etc. may exist inside the deflector and cause abnormal heat generation. If large vibrations are applied from the outside, not only will the fixed shaft and rotating shaft come into contact and the operation will become unstable, but it will also cause scratches, accelerate wear, and shorten the life of the optical deflector. There is an inconvenience.

目     的 そこで、この発明の空気・磁気軸受型光偏向器では、先
に提案した空気・磁気軸受型光偏向器をさらに改良し、
偏向器内部に存在する微細ゴミ等による異常発熱や、外
部からの力による異常振動の発生等の、偏向器に異常状
態が発生したときは。
Purpose Therefore, the air/magnetic bearing type optical deflector of this invention further improves the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector.
When an abnormal condition occurs in the deflector, such as abnormal heat generation due to fine dust inside the deflector or abnormal vibration caused by external force.

その異常発生を直ちに検知して動作を停止させることに
より、異常発熱や大きな外乱振動による悪影響を回避し
て、光偏向器を保護し、長寿命化を達成することを主た
る目的とする。
By immediately detecting the occurrence of an abnormality and stopping its operation, the main purpose is to avoid the negative effects of abnormal heat generation and large disturbance vibrations, protect the optical deflector, and extend its life.

さらに、偏向器の内部の空気中に含まれている水分を除
去することによって、結露や錆の発生等を確実に防止し
、光偏向器の安定動作と長寿命化とを達成することを目
的とする。
Furthermore, by removing moisture contained in the air inside the deflector, the purpose is to reliably prevent dew condensation, rust, etc., and achieve stable operation and longer life of the optical deflector. shall be.

構   成 そのために、この発明の空気・磁気軸受型光偏向器では
、主たる特徴として、ミラーを有する中空状の回転子と
、該回転子の内部に配置され、その外周に動圧空気軸受
を構成するヘディングボーン溝を有する固定軸と、該固
定軸を支持するとともに、前記固定軸および回転子を収
納し、かつ前記ミラーへの光路を形成する窓部を有する
筐体部とからなる光偏向器であり、しかも、前記中空状
の回転子は、その上端に固定された磁石と、該回転子の
下方に固定され1円周方向に異なる極性に着磁されたロ
ータ磁石とを具備し、前記固定軸は、その上端に前記回
転子に固定された磁石と同極性で対向するように固定さ
れた磁石を具備し、前記回転子の磁石と前記固定軸の磁
石との間で発生される反発力によりスラスト磁気軸受が
構成されており、かつ、前記回転子の下方に固定された
ロータ磁石に対向して、複数個のコイルが前記筐体部の
内部に設けられ、前記ロータ磁石と前記コイルとにより
、面対向型モータが構成されている光偏向器において、
固定軸は空気圧調整用の連絡孔と段部とを有し、この連
絡孔または段部、あるいは筐体部の内部に温度や振動等
の異常状態を検出する異常検出手段を設けた構成として
いる。
Configuration To this end, the air/magnetic bearing type optical deflector of the present invention has the following main features: a hollow rotor having a mirror; and a hydrodynamic air bearing disposed inside the rotor, around the outer periphery of the rotor. an optical deflector comprising: a fixed shaft having a heading bone groove; and a housing portion supporting the fixed shaft, accommodating the fixed shaft and the rotor, and having a window portion forming an optical path to the mirror; Moreover, the hollow rotor includes a magnet fixed to an upper end thereof, and a rotor magnet fixed below the rotor and magnetized to different polarities in one circumferential direction, The fixed shaft has a magnet fixed at its upper end so as to face the magnet fixed to the rotor with the same polarity, and the repulsion generated between the magnet of the rotor and the magnet of the fixed shaft A thrust magnetic bearing is configured by the force, and a plurality of coils are provided inside the housing portion facing the rotor magnet fixed below the rotor, and the rotor magnet and the coil In an optical deflector in which a surface-facing motor is configured,
The fixed shaft has a communication hole for adjusting air pressure and a step, and an abnormality detection means for detecting abnormal conditions such as temperature and vibration is provided in the communication hole or step, or inside the housing. .

さらに、光偏向器の筐体部の内部に乾燥剤を挿入して、
水分を除去するようにしている。
Furthermore, a desiccant is inserted inside the casing of the optical deflector,
Trying to remove moisture.

次に、この発明の空気・磁気軸受型光偏向器について、
図面を参照しながら、その一実施例を詳細に説明する。
Next, regarding the air/magnetic bearing type optical deflector of this invention,
One embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明の空気・磁気軸受型光偏向器の一実
施例について、その要部構成を示す縦断面図である。図
面における符号は、先の第3図と同様であり、また、2
1fは空気圧調整用の連絡孔、31cはリード線等の引
出し孔、41は発熱検出器、42は異常振動検出器、4
3は乾燥剤を示す。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of essential parts of an embodiment of the air/magnetic bearing type optical deflector of the present invention. The symbols in the drawings are the same as those in Figure 3 above, and 2
1f is a communication hole for adjusting air pressure, 31c is a draw-out hole for lead wires, etc., 41 is a heat generation detector, 42 is an abnormal vibration detector, 4
3 indicates a desiccant.

この第1図に示すこの発明の空気・磁気軸受型光偏向器
の構成は、先に提案した第3図の空気・磁気軸受型光偏
向器と基本的に、同様である。
The configuration of the air/magnetic bearing type optical deflector of the present invention shown in FIG. 1 is basically the same as the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector shown in FIG. 3.

第1図の空気・磁気軸受型光偏向器について。Regarding the air/magnetic bearing type optical deflector shown in Figure 1.

その構成上の特徴について説明すると、発熱検出器41
と、異常振動検出器42と、乾燥剤43とが付加されて
いる点である。
To explain its structural features, the heat generation detector 41
Also, an abnormal vibration detector 42 and a desiccant 43 are added.

すでに述べたように、先に提案した空気・磁気軸受型光
偏向器では、空気軸受部の軸受隙間が微/I)であるこ
とから、偏向器の内部に微細ゴミ等が存在して異常発熱
の原因となり、また、外部から大きな振動が加えられる
と、固定軸と回転軸とが接触して動作が不安定になるだ
けでなく、傷等が発生して摩耗を早め、光偏向器の寿命
を縮める、等の不都合が残されている。
As already mentioned, in the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier, the bearing clearance of the air bearing part is small (I), so the presence of fine dust etc. inside the deflector may cause abnormal heat generation. In addition, if large vibrations are applied from the outside, the fixed shaft and rotating shaft will come into contact with each other, making the operation unstable, as well as causing scratches, accelerating wear, and shortening the lifespan of the optical deflector. There are still some inconveniences, such as shrinking the .

そこで、第1の対策として、光偏向器の内部に微細ゴミ
、ガス、水分等が存在して軸受隙間に侵入し、異常発熱
を生じた場合に1発熱検出器41によって異常発熱を検
知する。
Therefore, as a first measure, if fine dust, gas, moisture, etc. exist inside the optical deflector and enter the bearing gap and cause abnormal heat generation, the first heat generation detector 41 detects the abnormal heat generation.

この発熱検出器41は、固定軸21の空気正調フ用の連
絡孔21fまたは段部21d、あるいは筐体部を構成す
るハウジング31、あるいは上部ケース32の内部に取
付けられる。
The heat generation detector 41 is attached to the air adjustment hole 21f or step 21d of the fixed shaft 21, the housing 31 constituting the casing, or the inside of the upper case 32.

次の第2図は、この発明の空気・磁気軸受型光偏向器で
使用される異常発熱検出回路の要部構成を示す機能ブロ
ック図である。図面における符号は先の第3図と同様で
あり、また、44は基準電圧比較回路、45はフリップ
フロップ(F/F)回路、46はアンドゲート回路、R
1−R3は抵抗器、Esは基準電源を示す。
The following FIG. 2 is a functional block diagram showing the main part configuration of the abnormal heat generation detection circuit used in the air/magnetic bearing type optical deflector of the present invention. The symbols in the drawing are the same as those in FIG. 3 above, and 44 is a reference voltage comparison circuit, 45 is a flip-flop (F/F) circuit, 46 is an AND gate circuit, and R
1-R3 is a resistor, and Es is a reference power source.

発熱検出器41としては、例えばサーミスタが使用され
、温度変化による抵抗値の変化が、基準電圧比較回路4
4によって、基準電源E5と比較される。
For example, a thermistor is used as the heat generation detector 41, and changes in resistance due to temperature changes are detected by the reference voltage comparison circuit 4.
4 is compared with the reference power source E5.

異常温度に達すると、基準電圧比較回路44からの比較
出力が変化するので、F/F回路45の出力が例えばH
レベルとなり、アンドゲート回路46から、異常発熱検
出信号が発生される。
When an abnormal temperature is reached, the comparison output from the reference voltage comparison circuit 44 changes, so that the output of the F/F circuit 45 becomes, for example, H.
level, and the AND gate circuit 46 generates an abnormal heat generation detection signal.

この異常発熱検出信号により、光偏向器の回転を停止さ
せることで、光偏向器の異常状態での駆動が回避される
ため、破壊が未然に防止される。
By stopping the rotation of the optical deflector in response to this abnormal heat generation detection signal, the optical deflector is prevented from being driven in an abnormal state, thereby preventing destruction.

また、オペレータの操作ミスなどによって、外部から大
きな振動が加えられた場合には、異常振動検出器42に
よって、異常振動の発生が検出される。
Furthermore, if large vibrations are applied from the outside due to an operator's operational error, the abnormal vibration detector 42 detects the occurrence of abnormal vibrations.

この場合にも、特に図示しないが、第2図と同様な構成
の異常振動検出回路によって異常振動の発生を検出し、
光偏向器の回転を停止させる。
In this case as well, although not particularly shown, the occurrence of abnormal vibration is detected by an abnormal vibration detection circuit having a configuration similar to that shown in FIG.
Stop the rotation of the optical deflector.

したがって、微少な隙間で対向されている固定@21と
中空の回転軸11とが接触することは、確実に防止され
て摩耗も発生せず、光偏向器の長寿命化が可能となる。
Therefore, contact between the fixed @ 21 and the hollow rotating shaft 11, which are opposed to each other with a small gap, is reliably prevented and wear does not occur, making it possible to extend the life of the optical deflector.

さらに、光偏向器の外部温度の変化により、偏向器内部
の空気に含まれている水分が結露する、という問題に対
しては、乾燥剤43を筐体部を構成する上部ケース32
、あるいはハウジング31の内部に適当な固定手段で取
付けられる。
Furthermore, in order to solve the problem that moisture contained in the air inside the deflector condenses due to changes in the external temperature of the optical deflector, the desiccant 43 is added to the upper case 32 constituting the casing.
Alternatively, it may be mounted inside the housing 31 by suitable fixing means.

なお、空気圧調整用の連絡孔21fは、先の第3図と異
なり、固定軸21の軸心部に1本だけ設けられている場
合を示している。しかし、この空気圧調整用の連絡孔2
1fは、必ずしも1本である必要はなく、第3図と同様
でもよいし、さらに別の配列にすることも可能である。
Note that, unlike in FIG. 3, only one communication hole 21f for adjusting air pressure is provided at the axial center of the fixed shaft 21. However, this air pressure adjustment communication hole 2
1f does not necessarily have to be one, and may be the same as that shown in FIG. 3, or may be arranged in another manner.

また、リード線等の引出し孔31cは、発熱検以」−に
詳細に説明したとおり、この発明の空気・磁気軸受型光
偏向器では、ミラーを有する中空状の回転子と、該回転
子の内部に配置され、その外周に動圧空気軸受を構成す
るヘディングボーン溝を有する固定軸と、該固定軸を支
持するとともに、前記固定軸および回転子を収納し、か
つ前記ミラーへの光路を形成する窓部を有する筐体部と
からなる光偏向器であり、しかも、前記中空状の回転子
は、その上端に固定された磁石と、該回転子の下方に固
定され、円周方向に異なる極性に着磁されたロータ磁石
とを具備し、前記固定軸は、その上端に前記回転子に固
定された磁石と同極性で対向するように固定された磁石
を具備し、前記回転子の磁石と前記固定軸の磁石との間
で発生される反発力によりスラスト磁気軸受が構成され
ており、かつ、前記回転子の下方に固定されたロータ磁
石に対向して、複数個のコイルが前記筐体部の内部に設
けられ、前記ロータ磁石と前記コイルとにより、面対向
型モータが構成されている光偏向器において、固定軸は
空気圧調整用の連絡孔と段部とを有し、この連絡孔また
は段部、あるいは筐体部の内部に温度や振動等の異常状
態を検出する異常検出手段を設けた構成としている。
In addition, as explained in detail in ``After heat generation detection'', the air/magnetic bearing type optical deflector of the present invention has a hollow rotor having a mirror and a A fixed shaft disposed inside and having a heading bone groove constituting a hydrodynamic air bearing on its outer periphery, supporting the fixed shaft, accommodating the fixed shaft and the rotor, and forming an optical path to the mirror. The hollow rotor has a magnet fixed to the upper end thereof, and a magnet fixed to the lower part of the rotor, which are different in the circumferential direction. The fixed shaft has a magnet fixed to the upper end thereof so as to face the magnet fixed to the rotor with the same polarity as the magnet fixed to the rotor. A thrust magnetic bearing is constructed by the repulsive force generated between the magnet of the fixed shaft and the magnet of the fixed shaft, and a plurality of coils are mounted on the housing in opposition to the rotor magnet fixed below the rotor. In an optical deflector that is provided inside a body part and in which a surface facing type motor is configured by the rotor magnet and the coil, the fixed shaft has a communication hole and a stepped part for adjusting air pressure, and this communication The structure is such that an abnormality detection means for detecting an abnormal state such as temperature or vibration is provided inside the hole or step or inside the casing.

さらに、第2の特徴として、光偏向器の筐体部の内部に
乾燥剤を挿入することにより、内部の空気に含まれてい
る水分を除去するようにしている。
Furthermore, as a second feature, moisture contained in the air inside is removed by inserting a desiccant into the casing of the optical deflector.

軌−一果 したがって、この発明の空気・磁気軸受型光偏向器によ
れば、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器がさらに
改良されて、偏向器内部に存在する微細ゴミ等による異
常発熱や、外部からの力による異常振動発生等の異常状
態が発生したときは。
Therefore, according to the air/magnetic bearing type optical deflector of the present invention, the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector is further improved to prevent abnormalities caused by minute dust etc. existing inside the deflector. When an abnormal condition occurs such as heat generation or abnormal vibration caused by external force.

その異常発生を直ちに検知することが可能となるので、
光偏向器の回転動作を停止させることにより、異常発熱
や大きな外乱振動による悪影響が回避されて、光偏向器
が保護され、長寿命化が達成される。
This makes it possible to immediately detect the occurrence of abnormalities.
By stopping the rotation of the optical deflector, the adverse effects of abnormal heat generation and large disturbance vibrations are avoided, the optical deflector is protected, and its lifespan is extended.

さらに、光偏向器の筐体部の内部に乾燥剤を挿入するこ
とによって、内部の空気に含まれている本分を除去する
ことができるので、空気が常に乾燥状態に保持される。
Furthermore, by inserting a desiccant into the interior of the casing of the optical deflector, the essential components contained in the air inside can be removed, so that the air is always kept in a dry state.

その結果、結露や錆の発生等も完全に防止されて、動作
の安定化と長寿命化とが可能となる。
As a result, dew condensation, rust, etc. are completely prevented, making it possible to stabilize the operation and extend the service life.

その上に、先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器と共
通する効果、すなわち、ラジアル軸受として動圧空気軸
受を使用し、スラスト軸受として磁気軸受を使用してい
るため、起動・停止時に回転子が軸受部と接触しなくな
るので、この点からも動作の安定化と長寿命化とが実現
される。
In addition, it has the same effect as the previously proposed air/magnetic bearing type optical deflector, that is, it uses a hydrodynamic air bearing as the radial bearing and a magnetic bearing as the thrust bearing, so it Since the rotor does not come into contact with the bearing section, stable operation and a longer lifespan are also achieved from this point of view.

また同様に、回転子や固定子の構成も簡略化され、部品
点数の減少、および加工性9組立性が向上され、回転子
の軽量化も可能となるので、光偏向器の小型化と低コス
ト化とが実現され、しかも、偏平型であるため、イナー
シャを大きくすることが可能となり、この点からも、ジ
ッター特性が有利となる。
Similarly, the configuration of the rotor and stator is simplified, reducing the number of parts, improving workability and ease of assembly, and making it possible to reduce the weight of the rotor, making the optical deflector smaller and cheaper. In addition, since it is a flat type, it is possible to increase the inertia, and from this point of view as well, the jitter characteristics are advantageous.

さらにまた、ヒステリシス・シンクロナスモータの原理
を応用しているので、回転ムラの発生が防止され、画像
ジッター特性の良好な光偏向器が得られる、等の多くの
優れた効果が奏せられる。
Furthermore, since the principle of a hysteresis synchronous motor is applied, many excellent effects can be achieved, such as preventing uneven rotation and obtaining an optical deflector with good image jitter characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

災上鼠はこの発明の空気・磁気軸受型光偏向器の一実施
例について、その要部構成を示す縦断面図、mはこの発
明の空気・磁気軸受型光偏向器で使用される異常発熱検
出回路の要部構成を示す機能ブロック図、叉主凰は先に
提案した空気・磁気軸受型光偏向器の一例について、そ
の要部構成を示す縦断面図、第4図は第3図に示した先
に提案した空気・磁気軸受型光偏向器について、そのス
ラスト軸受部の動作原理を説明するための要部構成図、
第5図は先に提案した空気・磁気軸受型光偏向器で使用
するのに好適なロータマグネット16の一例を示す平面
図、第6図は同じく先に提案した空気・磁気軸受型光偏
向器で使用するのに好適なコイル34の配置例を示す図
である。 図面において、11は中空の回転軸で、llaはそのフ
ランジ部、llbは段部、llcはネジ部、12はミラ
ー、13はミラー固定用リング、13Δは固定用ネジ、
14〜16は磁石ロータ組立体で、16はロータマグネ
ット、17はホルダ−ケースで、17aはその通気孔、
17bはネジ部、18は上部マグネット、19はホルダ
ーケース17の固定用リング、21は固定軸で、21a
は固定用の凸部、21bと21cはへディングボーン溝
、21dは段部、21eと21fは空気圧調整用の連絡
孔、22はホルダーケース、23は下部マグネット、3
1はハウジングで、31aは孔部、31bは気圧調整用
溝部、31cはリード線等の引出し孔、32は上部ケー
スで、32aは窓部、33はコイル基板、34はコイル
、35はヨーク、41は発熱検出器、42は異常振動検
出器、43は乾燥剤、44は基準電圧比較回路、45は
フリップフロップ回路を示す。 扁it 手続補正帯(自発) 昭和61年2月15日 昭和60年 特許願 第232951号2、発明の名称 事件との関係   特許出願人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 (674)  株式会社  リ  コ  −4、代理人 ら次の第10行の「ス・シンクロナスモータ」までを、
「コアレス扁平DCブラシレスモータ」と訂正する。 2) 同第3頁第11行の「簡単な制御回路で正確な速
度制御」を、「精密な速度制御」と訂正する。 3) 同第5頁第1行の「マグネット界磁」を「インナ
ーロータ型マグネット界磁」と訂正する。 4) 同第7頁第2行の「マグネット界磁型であるため
、」を「インナーロータ型マグネット界磁型であるため
、」と訂正する。 5)同第7頁第15行末尾の「マグネット界磁」を「イ
ンナーロータ型マグネット界磁ノと訂正する。 6) 同第8頁第13行末尾の「ヒステリシス・シンク
ロ」から次の第2行の「ナスモータ」までを、 「コア
レス扁平DCブラシレスモータ」と訂正する。 7) 同第15頁第8行の「吸引力よりも、」を[吸引
力と回転体重量よりも、」と訂正する。 8〉 同第19頁第4行の「ヒステリシス・シンクロナ
スモータ」を「コアレス扁平DCブラシレスモータ」と
訂正する。 9) 同第29頁第17行の「ヒステリシス・シンクロ
ナスモー」を「コアレス扁平DCブラシレスモー」と訂
正する。 以   上
The disaster mouse is a vertical cross-sectional view showing the main parts of an embodiment of the air/magnetic bearing type optical deflector of this invention, and m is the abnormal heat generation used in the air/magnetic bearing type optical deflector of this invention. Figure 4 is a functional block diagram showing the configuration of the main parts of the detection circuit. The main part configuration diagram for explaining the operating principle of the thrust bearing part of the air/magnetic bearing type optical deflector proposed above,
Figure 5 is a plan view showing an example of the rotor magnet 16 suitable for use in the air/magnetic bearing type optical deflector proposed earlier, and Figure 6 is the air/magnetic bearing type optical deflector also proposed earlier. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the arrangement of coils 34 suitable for use in FIG. In the drawing, 11 is a hollow rotating shaft, lla is its flange, llb is a step, llc is a threaded portion, 12 is a mirror, 13 is a mirror fixing ring, 13Δ is a fixing screw,
14 to 16 are magnet rotor assemblies, 16 is a rotor magnet, 17 is a holder case, 17a is its ventilation hole,
17b is a screw part, 18 is an upper magnet, 19 is a ring for fixing the holder case 17, 21 is a fixing shaft, 21a
21b and 21c are convex parts for fixing, 21b and 21c are heading bone grooves, 21d is a step part, 21e and 21f are communication holes for adjusting air pressure, 22 is a holder case, 23 is a lower magnet, 3
1 is a housing, 31a is a hole, 31b is a groove for adjusting air pressure, 31c is a hole for pulling out lead wires, etc., 32 is an upper case, 32a is a window, 33 is a coil board, 34 is a coil, 35 is a yoke, 41 is a heat generation detector, 42 is an abnormal vibration detector, 43 is a desiccant, 44 is a reference voltage comparison circuit, and 45 is a flip-flop circuit. Biit Procedural Amendment (Spontaneous) February 15, 1985 Patent Application No. 232951 2, Relationship to the Title of Invention Case Patent Applicant 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo (674) Riko Co., Ltd.-4, agents and others up to the 10th line “Synchronous Motor”,
Corrected to "coreless flat DC brushless motor." 2) "Accurate speed control with a simple control circuit" on page 3, line 11 is corrected to "precise speed control." 3) "Magnet field" in the first line of page 5 is corrected to "inner rotor type magnet field." 4) In the second line of page 7, "Because it is a magnet field type" is corrected to "Because it is an inner rotor type magnet field type." 5) "Magnet field" at the end of line 15 on page 7 is corrected to "inner rotor type magnet field." 6) From "hysteresis synchronization" at the end of line 13 on page 8, Correct the lines up to "Eggplant motor" to read "Coreless flat DC brushless motor." 7) In the same page, page 15, line 8, ``more than the suction force'' is corrected to ``more than the suction force and the rotating weight.''8> Correct "hysteresis synchronous motor" in line 4 of page 19 to "coreless flat DC brushless motor". 9) "Hysteresis synchronous mode" on page 29, line 17 is corrected to "coreless flat DC brushless mode."that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ミラーを有する中空状の回転子と、該回転子の内部
に配置され、その外周に動圧空気軸受を構成するヘディ
ングボーン溝を有する固定軸と、該固定軸を支持すると
ともに、前記固定軸および回転子を収納し、かつ前記ミ
ラーへの光路を形成する窓部を有する筐体部とからなる
光偏向器で、前記中空状の回転子は、その上端に固定さ
れた磁石と、該回転子の下方に固定され、円周方向に異
なる極性に着磁されたロータ磁石とを具備し、前記固定
軸は、その上端に前記回転子に固定された磁石と同極性
で対向するように固定された磁石を具備し、前記回転子
の磁石と前記固定軸の磁石との間で発生される反発力に
よりスラスト磁気軸受が構成されており、かつ、前記回
転子の下方に固定されたロータ磁石に対向して、複数個
のコイルが前記筐体部の内部に設けられ、前記ロータ磁
石と前記コイルとにより、面対向型モータが構成されて
いる光偏向器において、前記固定軸は空気圧調整用の連
絡孔と段部とを有し、該連絡孔または段部あるいは前記
筐体部の内部に温度や振動等の異常状態を検出する異常
検出手段を設けたことを特徴とする空気・磁気軸受型光
偏向器。 2、特許請求の範囲第1項記載の空気・磁気軸受型光偏
向器において、筐体部の内部に乾燥剤が挿入されている
ことを特徴とする空気・磁気軸受型光偏向器。
[Claims] 1. A hollow rotor having a mirror, a fixed shaft disposed inside the rotor and having a heading bone groove constituting a hydrodynamic air bearing on its outer periphery, and the fixed shaft The hollow rotor is fixed to the upper end of the optical deflector. and a rotor magnet fixed below the rotor and magnetized with different polarities in the circumferential direction, and the fixed shaft has an upper end thereof that is the same as the magnet fixed to the rotor. A thrust magnetic bearing is provided with magnets fixed such that their polarities face each other, and a thrust magnetic bearing is configured by a repulsive force generated between the magnet of the rotor and the magnet of the fixed shaft, and In an optical deflector, a plurality of coils are provided inside the housing portion to face a rotor magnet fixed below, and a surface facing type motor is configured by the rotor magnet and the coils, The fixed shaft has a communication hole for adjusting air pressure and a step, and an abnormality detection means for detecting an abnormal state such as temperature or vibration is provided inside the communication hole or step or the casing. Characteristic air/magnetic bearing type optical deflector. 2. An air/magnetic bearing type optical deflector according to claim 1, characterized in that a desiccant is inserted inside the casing.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009074688A (en) * 2007-08-28 2009-04-09 Tokyo Univ Of Science Magnetic bearing device, and solid-liquid separator with the same mounted thereon
TWI460356B (en) * 2012-02-17 2014-11-11 Univ Chienkuo Technology Outer Ring Rotary Aerosol Hybrid Bearings

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JP2009074688A (en) * 2007-08-28 2009-04-09 Tokyo Univ Of Science Magnetic bearing device, and solid-liquid separator with the same mounted thereon
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