JPS6356158A - Motor unit - Google Patents

Motor unit

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Publication number
JPS6356158A
JPS6356158A JP19690386A JP19690386A JPS6356158A JP S6356158 A JPS6356158 A JP S6356158A JP 19690386 A JP19690386 A JP 19690386A JP 19690386 A JP19690386 A JP 19690386A JP S6356158 A JPS6356158 A JP S6356158A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating body
stator coil
dynamic pressure
motor unit
facing
Prior art date
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Pending
Application number
JP19690386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shotaro Mizobuchi
庄太郎 溝渕
Toshiya Kanamori
金森 利也
Katsumi Sasaki
勝美 佐々木
Katsutoshi Chiba
千葉 勝利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP19690386A priority Critical patent/JPS6356158A/en
Publication of JPS6356158A publication Critical patent/JPS6356158A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable turning a rotator with a small sliding resistance by generat ing a dynamic pressure between both end faces of the rotator through its rota tion so as to make said rotator levitate. CONSTITUTION:A ceramic rigid shaft 51 is fastened to a supporter stand 21. Said supporter stand 21, epoxy resin 27, stator coil 25 and an end face member 70 composed of hard ceramic are bonded and fastened together into an integral body. A rotator 61 is manufactured by lamination of a permanent magnet as a rotor magnet 79 between upper and lower ceramic plates 62 and 63. Grooves for generating dynamic pressure are formed on both faces of the rotator 61 and the dynamic pressure is generated through rotation of said rotator 61 to make it levitate.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分デフ] 本発明は、レーザプリンタやバーコードリーグなどに用
いられているモータユニットに関し、詳しくは、レーザ
光線を走査するポリゴンミラーを具備したモータユニッ
トに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Definition] The present invention relates to a motor unit used in laser printers, barcode leagues, etc., and more specifically, a motor unit equipped with a polygon mirror that scans a laser beam. Regarding.

[従来の技術] 第12図はレーザプリンタに用いられているレーザ走査
光学系の模式図である。
[Prior Art] FIG. 12 is a schematic diagram of a laser scanning optical system used in a laser printer.

ごのレーザ光線の走査は半導体レーザやガスレーザなど
からなるレーザユニット11からのレーザ光をポリゴン
ミラー12によって反射して感光体ドラム13の表面に
照射するものであり、ここで、ポリゴンミラー12は駆
動モータ’15によって回転され、ポリゴンミラー12
によって反射されたレーザ光は感光体ドラム13を走査
する様に感光体ドラム13の全幅にわたって照射される
。尚、レーザユニット11とポリゴンミラー12との間
及びポリゴンミラー12と感光体ドラム13との間には
補正レンズ17が配設されている。
In the scanning of the laser beam, a laser beam from a laser unit 11 consisting of a semiconductor laser, a gas laser, etc. is reflected by a polygon mirror 12 and irradiated onto the surface of the photoreceptor drum 13. Here, the polygon mirror 12 is driven. Rotated by motor '15, polygon mirror 12
The laser beam reflected by the photosensitive drum 13 is irradiated over the entire width of the photosensitive drum 13 so as to scan the photosensitive drum 13. Note that a correction lens 17 is provided between the laser unit 11 and the polygon mirror 12 and between the polygon mirror 12 and the photosensitive drum 13.

又、感光体ドラム13上に形成される画像の信号は、図
示していない画像信号処理回路からレーザ入出窓)11
へ入力され、レーザ光のオン・オフ及び強弱が調節され
て感光体ドラム13上へ所望のレーザ光が照射され、画
像形成が行なわれる。
Further, the signal of the image formed on the photoreceptor drum 13 is transmitted from an image signal processing circuit (not shown) to a laser input/exit window (11).
The on/off and strength of the laser beam is adjusted to irradiate the photoreceptor drum 13 with the desired laser beam to form an image.

第13図は第12図のポリゴンミラー12及び駆動モー
タ15が内蔵されたモータユニット20の縦断面図であ
る。
FIG. 13 is a longitudinal cross-sectional view of a motor unit 20 in which the polygon mirror 12 and drive motor 15 of FIG. 12 are incorporated.

この第13図において、21は図示していない固定部材
にねじ止めされる支持台であり、支持台21にはO−リ
ング35を介して略円筒状の外筒22が固定されている
。外筒22の上部も同様にO−リング36を介してキャ
ップ41がねじ止めされている。又、支持台21の中央
には円柱状の固定軸51が固定され、この固定軸51の
上端はキャップ41の近傍にまで延在している。又、固
定軸51の外周面には多数の動圧発生用溝部が形成され
、回転スリーブ71の回転によってスラスト荷重及びラ
ジアル荷重を支えるための動圧が発生する様になってい
る。
In FIG. 13, reference numeral 21 denotes a support base screwed to a fixing member (not shown), and a substantially cylindrical outer cylinder 22 is fixed to the support base 21 via an O-ring 35. A cap 41 is similarly screwed to the upper part of the outer cylinder 22 via an O-ring 36. Further, a cylindrical fixed shaft 51 is fixed to the center of the support base 21, and the upper end of this fixed shaft 51 extends to the vicinity of the cap 41. Further, a large number of grooves for generating dynamic pressure are formed on the outer circumferential surface of the fixed shaft 51, so that rotation of the rotating sleeve 71 generates dynamic pressure for supporting thrust loads and radial loads.

この動圧発生用の溝部は、機能的にはへリングポーン状
の下部溝部52及びヘリングボーン形状を形成する中部
溝部53と上部溝部54とによって動圧を発生させてラ
ジアル荷重を支え、且つ、中部溝部53によって固定軸
51上面に空気を送り込み、以て固定軸51とスラスト
軸受75との間の空気圧を高めてスラスト荷重を支える
ものである。
Functionally, this dynamic pressure generation groove generates dynamic pressure by a lower groove 52 having a herringbone shape, and a middle groove 53 and an upper groove 54 forming a herringbone shape to support a radial load, and Air is fed into the upper surface of the fixed shaft 51 through the middle groove portion 53, thereby increasing the air pressure between the fixed shaft 51 and the thrust bearing 75 to support the thrust load.

回転スリーブ71のL部にはポリゴン81かねじ止めさ
れ、又下部にはロータマグネット79が接着剤により固
定され、更に、バランスリング72が固定されている。
A polygon 81 is screwed to the L portion of the rotating sleeve 71, a rotor magnet 79 is fixed to the lower part with adhesive, and a balance ring 72 is further fixed.

回転スリーブ71のと部には、中央に空気孔76が形成
された板状のスラスト軸受75が固定されており、該ス
ラスト軸受75に対向する固定軸51の上端面は平滑な
平面に仕上げられている。又、外部からポリゴン81の
ミラ一部85へ照射されるレーザ光、及び、所望の露光
面へ反射されるレーザ光を透過させるレーザ入出窓23
が外筒22の上部周面の一部に取り付けられ、更に、ロ
ータマグネット79を駆動するためのステータコイル2
5がロータマグネット79の周囲を囲む様に固定されて
いる。
A plate-shaped thrust bearing 75 with an air hole 76 formed in the center is fixed to the end of the rotating sleeve 71, and the upper end surface of the fixed shaft 51 facing the thrust bearing 75 is finished into a smooth plane. ing. Further, a laser entrance/exit window 23 transmits the laser light irradiated from the outside onto the mirror part 85 of the polygon 81 and the laser light reflected to the desired exposure surface.
is attached to a part of the upper circumferential surface of the outer cylinder 22, and a stator coil 2 for driving the rotor magnet 79 is attached to a part of the upper peripheral surface of the outer cylinder 22.
5 is fixed so as to surround the rotor magnet 79.

尚、31は、回転スリーブ71即ちポリゴン81の回転
速度を検出する為のホール素子であり、ホール素子から
の信号は信号ピン33によって外部へ導かれる。又、3
2はステータコイル25へ給電するための動力ビンであ
る。
Note that 31 is a Hall element for detecting the rotation speed of the rotating sleeve 71, that is, the polygon 81, and a signal from the Hall element is guided to the outside by a signal pin 33. Also, 3
2 is a power bin for feeding power to the stator coil 25.

このモータユニット20において、図示されていない制
御回路の起動スイッチがオンになれば、ホール素子31
の出力信号が制御回路に読み込まれ、ポリゴン81を所
定の回転速度とするべく動力ビン32からステータコイ
ル25へ電力が投入される。この様にして、高速で回転
するポリゴン81は回転精度が高く維持される必要があ
るばかりでなく、反射面の面振れを小さくしなければな
らないので固定軸51と回転スリーブ71との間隙は極
めて狭いものとされている。
In this motor unit 20, when the start switch of the control circuit (not shown) is turned on, the Hall element 31
The output signal is read into the control circuit, and power is supplied from the power bottle 32 to the stator coil 25 in order to bring the polygon 81 to a predetermined rotational speed. In this way, the polygon 81 that rotates at high speed not only needs to maintain high rotational accuracy, but also has to minimize the surface runout of the reflective surface, so the gap between the fixed shaft 51 and the rotating sleeve 71 must be extremely small. It is considered narrow.

従って、この様な微小間隔の摺動部に異物を混入させな
い為、回転スリーブ71及びポリゴン81等の回転部分
は外筒22及びキャップ41によって密閉されている。
Therefore, the rotating parts such as the rotating sleeve 71 and the polygon 81 are sealed by the outer cylinder 22 and the cap 41 in order to prevent foreign matter from entering the sliding parts with such minute intervals.

この第13図のモータユニット20は高鮮明な画像処理
に適したポリゴンミラー12を駆動するためのものであ
るが、バーコードリーダなどの様に鮮明度を要求しない
場合には密閉構造とする必要はない。
The motor unit 20 shown in Fig. 13 is for driving the polygon mirror 12, which is suitable for high-definition image processing, but if high definition is not required, such as in a barcode reader, it is necessary to have a sealed structure. There isn't.

[発明が解決しようとする問題点] 上述のレーザプリンタは鮮明な画像を高速度で感光体ド
ラム」二に再生するものであるから、ポリゴンミラーは
高速度で、しかも、反射面の倒れが少ない状態で回転さ
れねばならない。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the above-mentioned laser printer reproduces a clear image on a photoreceptor drum at a high speed, the polygon mirror can be used at a high speed and the reflective surface is less likely to fall. Must be rotated in the state.

又、レーザ入出窓は潤滑油によって容易に汚染されるの
で軸受には潤滑油が使えないと言う制約がある。これら
のことから、固定軸と回転スリーブとの摺動部は極めて
精密に加工されて、空気による動圧が効果的に発生する
様にされると共に、回転スリーブ、ポリゴン、ミラ一部
、ロータマグネット等の回転部分は精密に加工され、同
時に、好適にマスバランスが調整されている。
Furthermore, since the laser entrance/exit window is easily contaminated by lubricating oil, there is a restriction that lubricating oil cannot be used for the bearing. For these reasons, the sliding part between the fixed shaft and the rotating sleeve is machined with extreme precision to effectively generate dynamic pressure from air, and the sliding part of the rotating sleeve, polygon, part of the mirror, and rotor magnet is The rotating parts are precisely machined, and at the same time, the mass balance is suitably adjusted.

しかし、ポリゴンミラーの反射面での面の倒れを±1.
5gm以下とするには50腸m以上の長さの固定軸を精
度よく加工し、回転スリーブとの間隔を3pm以下にし
なければならないので、製品の量産化が困難であった。
However, the inclination of the reflective surface of the polygon mirror is ±1.
In order to achieve a weight of 5 gm or less, a fixed shaft with a length of 50 m or more must be precisely machined and the distance between it and the rotating sleeve must be 3 pm or less, making mass production of the product difficult.

又、更に高速度の画像処理を行なう場合には、ポリゴン
ミラーの回転速度を30.OOOrpm以上とすること
が望まれているも、この様な高速回転の場合には固定軸
に対するラジアル荷重が増加し、空気膜による支持は極
めて困難である。
In addition, when performing even higher speed image processing, the rotation speed of the polygon mirror should be increased to 30. Although it is desired to increase the rotation speed to OOO rpm or more, such high-speed rotation increases the radial load on the fixed shaft, making it extremely difficult to support it with an air film.

本発明はこの様な欠点を解決し、簡単な構造のポリゴン
ミラーによってレーザ光等を精度よく反射し、しかも、
高速回転を可能とすべくなされたものである。
The present invention solves these drawbacks, accurately reflects laser light, etc. using a polygon mirror with a simple structure, and furthermore,
This was done to enable high-speed rotation.

[問題を解決するための手段] 本発明は、平板状にして中央に貫通孔が形成された回転
体であって、該回転体の外周縁を正多面形とする複数の
鏡面を有する回転体と、該回転体の貫通孔を貫通して備
えられた固定軸と、前記平板状の回転体と平行に固定さ
れたステータコイルとを備え、回転体に設けられた永久
磁石又は二次導体と前記ステータコイルとによって回転
体を回転させるモータユニットであって、前記回転体の
ステータコイルに対向する面及び回転体に対向するステ
ータコイル側固定部端面を夫々硬質のセラミック材料で
構成し、該2つの面のいずれか一方の面に動圧発生用の
溝部を形成したことを特徴とするモータユニットである
。そして、回転体のステータコイルと逆方向には回転体
をステータコイル側に押圧し得る押圧板を設け、回転体
の押圧板に対向する面及び押圧板の回転体に対向する平
面をも夫々硬質のセラミック材料で構成し、該回転体と
対向する押圧板平面又は押圧板と対向する回転体の平面
のいずれか一方にも動圧発生用の溝部を形成することも
ある。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a rotating body having a flat plate shape with a through hole formed in the center, the rotating body having a plurality of mirror surfaces whose outer periphery is a regular polygon. , a fixed shaft passing through a through hole of the rotating body, and a stator coil fixed in parallel with the flat rotating body, and a permanent magnet or a secondary conductor provided on the rotating body. A motor unit for rotating a rotating body with the stator coil, wherein a surface of the rotating body facing the stator coil and an end face of the stator coil side fixing portion facing the rotating body are each made of a hard ceramic material, and This motor unit is characterized in that a groove for generating dynamic pressure is formed on one of the two surfaces. A pressing plate capable of pressing the rotating body toward the stator coil is provided in the direction opposite to the stator coil of the rotating body, and the surface of the rotating body facing the pressing plate and the flat surface of the pressing plate facing the rotating body are also hard. A groove for generating dynamic pressure may be formed either on the plane of the pressing plate facing the rotating body or on the plane of the rotating body facing the pressing plate.

[作用] 本発明のモータユニットは、ロータマグネットとして永
久磁石又は二次導体が固着されたポリゴンミラーとして
の回転体を、該回転体と平行に配置されたステータコイ
ルが形成する磁界によって回転させる様にしたものであ
り、ポリゴンミラーが周囲に形成される回転体と固定側
部材であるステータコイルとの摺動部は夫々硬質のセラ
ミック材料で形成され、いずれかの面に動圧発生用の溝
部を形成したものであるから、回転体は動圧発生用の溝
部によって発生した流体の動圧によって浮ヒして回転す
る。又、この時形成された流体膜はダンピング作用をも
つものであるから、回転体は大きな摺動面全体で安定な
保持がなされて、鏡面の振れを著しく小さくすることが
できる。
[Function] The motor unit of the present invention rotates a rotating body, which is a polygon mirror to which a permanent magnet or a secondary conductor is fixed as a rotor magnet, by a magnetic field formed by a stator coil arranged parallel to the rotating body. The sliding parts between the rotating body around which the polygon mirror is formed and the stator coil, which is the fixed side member, are each made of a hard ceramic material, and there are grooves on either side for generating dynamic pressure. , the rotor is suspended and rotated by the dynamic pressure of the fluid generated by the groove for generating dynamic pressure. Further, since the fluid film formed at this time has a damping effect, the rotating body is stably held over the entire large sliding surface, and the deflection of the mirror surface can be significantly reduced.

そして、押圧板を設ける場合には、回転体はステータコ
イル側固定部端面部材と押圧板とに挟持され、回転時に
おける鏡面の振れを一層小さく安定させることができる
When a pressing plate is provided, the rotating body is held between the stator coil-side fixing portion end face member and the pressing plate, and the deflection of the mirror surface during rotation can be further reduced and stabilized.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明を説(51する。[Example] The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は本発明のモータユニット20の縦断面図である
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a motor unit 20 of the present invention.

第1図において、21は図示していない固定部材にねじ
+Lめされる支持台であり、支持台21には0−リング
37を介して略円筒状の外筒24が固定されている。ま
た、外筒24の上部にも、O−リング37を介してキャ
ップ41が図示していないフックによって固定されてい
る。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a support base which is screwed to a fixing member (not shown), and a substantially cylindrical outer cylinder 24 is fixed to the support base 21 via an O-ring 37. Further, a cap 41 is also fixed to the upper part of the outer cylinder 24 via an O-ring 37 by a hook (not shown).

支持台21の中央には硬質のセラミック(例えばSiC
、Si3N4 )製の固定軸51が固定され、又、キャ
ップ41の中央にもソレノイド42がねじ込まれて固定
されている。支持台21に固定された固定軸51の周面
ばステータコイル25に対応する部分において梨地状の
加工が成され、ステータコイル25との接着性が高めら
れている。又、シート状のコイルを積層して成るステー
タコイル25は、回転体61に固定されたロータマグネ
ット79としての永久磁石の磁極を検出するための素子
がその上面においてコイルと一体に積層されているもの
であり、これらの詳細は図示していない。
The center of the support base 21 is made of hard ceramic (for example, SiC).
, Si3N4) is fixed, and a solenoid 42 is also screwed into the center of the cap 41 and fixed. The circumferential surface of the fixed shaft 51 fixed to the support base 21 is processed to have a satin finish in a portion corresponding to the stator coil 25, thereby enhancing adhesiveness with the stator coil 25. Further, the stator coil 25, which is formed by laminating sheet-like coils, has an element for detecting the magnetic pole of a permanent magnet as a rotor magnet 79 fixed to the rotating body 61, which is laminated integrally with the coil on its upper surface. These details are not shown.

そして、27はステータコイル25と支持台21との間
の絶縁性を高める為のエポキシ樹脂板であり、支持台2
1.エポキシ樹脂板27.ステータコイル25及びステ
ータコイル25の上面を覆う硬質のセラミック(例えば
α−3iCセラミツク)から成る端面部材28は一体に
接着固定されている。ここで固定軸51と固定部端面部
材28とは直角となる様に正確に位置決めがなされてい
る。
27 is an epoxy resin plate for increasing the insulation between the stator coil 25 and the support base 21;
1. Epoxy resin board 27. The stator coil 25 and an end face member 28 made of hard ceramic (for example, α-3iC ceramic) covering the upper surface of the stator coil 25 are bonded and fixed together. Here, the fixed shaft 51 and the fixed portion end face member 28 are accurately positioned so as to be perpendicular to each other.

回転体61は、上部セラミック板62と下部セラミック
板63との間にロータマグネット79としての磁石をv
L層したものであって、上部セラミック板62はその周
囲を鏡面としてミラ一部85を形成する様にしてポリゴ
ンミラー12とされている。
The rotating body 61 has a magnet as a rotor magnet 79 between an upper ceramic plate 62 and a lower ceramic plate 63.
The polygon mirror 12 is made of an L layer, and the upper ceramic plate 62 has a mirror surface around the upper ceramic plate 62 to form a mirror portion 85.

又、キャップ41の内側に固定されたソレノイド42の
周囲にはスプリング43が配設され、該スプリング43
により押圧板45を回転体61に押圧するものであって
、該押圧板45は下面のセラミック板48がゴム板47
を介したスプリング43の押圧力をもって鉄板46によ
り回転体61上面の略全面へ均等に押圧されるものであ
る。
Further, a spring 43 is disposed around the solenoid 42 fixed inside the cap 41, and the spring 43
The pressing plate 45 is pressed against the rotary body 61 by the pressing plate 45, in which the ceramic plate 48 on the lower surface is pressed against the rubber plate 47.
With the pressing force of the spring 43 via the iron plate 46, substantially the entire upper surface of the rotating body 61 is evenly pressed.

尚、回転体61の始動時にはソレノイド42を励磁する
ことにより押圧板45上面の鉄板46をソレノイド42
によって吸引することにより押圧板45を持ち上げて回
転体61に対するスラスト荷重をなくす様にする。
In addition, when the rotating body 61 is started, the iron plate 46 on the upper surface of the pressing plate 45 is connected to the solenoid 42 by energizing the solenoid 42.
By suctioning, the pressing plate 45 is lifted and the thrust load on the rotating body 61 is eliminated.

そして、回転体B1の両面、ステータコイル25の表面
に固着されたセラミックからなる端面部材28の表面及
び押圧板45下面のセラミック板48の表面は、各々平
滑で且つうねりが少ない状態に仕上げられ、更に、回転
体61の両面には動圧発生用の溝部81が形成されてい
る。
Both surfaces of the rotating body B1, the surface of the ceramic end member 28 fixed to the surface of the stator coil 25, and the surface of the ceramic plate 48 on the lower surface of the pressing plate 45 are each finished to be smooth and have little waviness. Further, grooves 81 for generating dynamic pressure are formed on both sides of the rotating body 61.

第2図は回転体61の平面図であり、上部セラミック板
62の表面は前述の様に平滑とされ全面のうねりが0.
3gm以下で面の粗さが最大面粗さく Rwax)で0
.5gm以下の平滑な平面であり、溝の深さが3〜10
g、mのスパイラル状の動圧発生用の溝部91が形成さ
れている。又、回転体61の中央に形成された貫通孔6
5の周囲は環状のランド93とされてスパイラル状の溝
部91に隣接するスパイラル状のランド92と同じ高さ
とされている。
FIG. 2 is a plan view of the rotating body 61, in which the surface of the upper ceramic plate 62 is smooth as described above and has zero waviness over the entire surface.
Maximum surface roughness (Rwax) is 0 at 3 gm or less
.. Smooth plane of 5 gm or less, groove depth 3 to 10
A spiral groove portion 91 for generating dynamic pressure of g and m is formed. In addition, a through hole 6 formed in the center of the rotating body 61
5 is surrounded by an annular land 93 having the same height as the spiral land 92 adjacent to the spiral groove 91.

更に、回転体61の貫通孔65はロータマグネット79
である永久磁石及び上部セラミック板62と下部セラミ
ック板63との全体に亙って真円に近い円筒形であり、
上部セラミック板62と下部セラミック板63との表面
に対し直角となっている。
Furthermore, the through hole 65 of the rotating body 61 is provided with a rotor magnet 79.
The permanent magnet, the upper ceramic plate 62, and the lower ceramic plate 63 have a cylindrical shape that is almost a perfect circle,
It is perpendicular to the surfaces of the upper ceramic plate 62 and the lower ceramic plate 63.

下部セラミック板63の表面についても第2図と同じく
動圧発生用の溝部が形成されており、面の状態は同一で
あって、スパイラルの方向は反対方向である。
Similarly to FIG. 2, grooves for generating dynamic pressure are formed on the surface of the lower ceramic plate 63, the surface condition is the same, and the spiral direction is opposite.

第3図は回転体61の部分断面図であり、各々正六角形
の上部セラミック板82、ロータマグネット79及び下
部セラミック板63を接着し、一体となしたものであり
、上部セラミック板62の外周縁の端面64は極めて平
滑に研磨されて、鏡面とされミラ一部85を構成してい
る。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the rotating body 61, in which an upper ceramic plate 82, a rotor magnet 79, and a lower ceramic plate 63, each of which has a regular hexagonal shape, are glued together and made into one body. The end face 64 of the mirror is polished to a very smooth mirror surface and constitutes a mirror portion 85.

又、第4図はロータマグネット79の平面図であって、
この実施例においては6Th着厳とした永久磁石が用い
られている。
Further, FIG. 4 is a plan view of the rotor magnet 79,
In this embodiment, a 6Th permanent magnet is used.

尚、第1図において、固定軸51の回転体61に対応す
る周面には、ヘリングボーン状の溝部55が形成され、
回転体B1の回転によって動圧が発生し、ラジアル荷重
を支持する様になっている。
In FIG. 1, a herringbone-shaped groove 55 is formed on the peripheral surface of the fixed shaft 51 corresponding to the rotating body 61.
Dynamic pressure is generated by the rotation of the rotating body B1, and the radial load is supported.

上述の実施例において、起動に際しては、先ずソレノイ
ド42を励磁し、上部の押圧板45を持ち上げ、次いで
ステータコイル25へ電源を投入し回転体61を回転さ
せる0回転体61が所定の回転数に達するか若しくはス
テータコイル25へ電源を投入した後一定の時間が経過
した後にソレノイド42の電流を遮断若しくは徐々に低
下させて押圧板45を回転体61に押圧する様に降下さ
せる。
In the above-mentioned embodiment, upon startup, first the solenoid 42 is energized, the upper pressing plate 45 is lifted, and then the power is applied to the stator coil 25 so that the zero-rotating body 61 that rotates the rotary body 61 reaches a predetermined rotation speed. After reaching the stator coil 25 or after a certain period of time has elapsed after the power is turned on to the stator coil 25, the current of the solenoid 42 is cut off or gradually lowered, and the pressing plate 45 is lowered to press against the rotating body 61.

この状態において、回転体61は、押圧板45及び端面
部材28によって挾持され、且つ、押圧板45と回転体
61との摺動部、及び、端面部材28と回転体61との
摺動部に空気の流体膜が形成され、上下方向に関しては
極めて小さな振幅に制限されて回転する。
In this state, the rotating body 61 is held between the pressing plate 45 and the end member 28, and the sliding portion between the pressing plate 45 and the rotating body 61 and the sliding portion between the end member 28 and the rotating body 61 are A fluid film of air is formed, which rotates with very small amplitude in the vertical direction.

尚、第1図において、キャップ41に形成した突起49
は押圧板45の廻り止めである。
In addition, in FIG. 1, the protrusion 49 formed on the cap 41
is a rotation stopper of the press plate 45.

この様に回転体61は、押圧板45及び固定部端面部材
28の間に流体膜を介して挾持されると共に、中央の貫
通孔65と固定軸51とは3g、m(片側)程度の間隙
となっているので、固定軸51の周面に形成されたベリ
ングポーン状の溝部55によって動圧が発生し、ラジア
ル荷重も流体膜を介して支えられる。
In this way, the rotating body 61 is sandwiched between the pressing plate 45 and the fixed part end member 28 via the fluid film, and there is a gap of about 3 g, m (one side) between the central through hole 65 and the fixed shaft 51. Therefore, dynamic pressure is generated by the belling-pond-shaped groove 55 formed on the circumferential surface of the fixed shaft 51, and the radial load is also supported via the fluid film.

セラミック酸の固定軸51及び回転体61の下部セラミ
ック板63及び上部セラミック板62の表面に動圧発生
用の溝部91を形成する手法としては、先ずセラミック
部材の表面を平滑な円筒面或は平面とした後、溝部以外
の部分にスクリーン印刷によって樹脂を付着させ、硬化
し、アルミナや炭化ケイ素粒子を用いたショツトブラス
トを行なうことによって露出している部分に所定の深さ
の溝部を形成し、次いで、樹脂層を除去することが簡便
である。
As a method for forming the grooves 91 for generating dynamic pressure on the surfaces of the lower ceramic plate 63 and the upper ceramic plate 62 of the fixed shaft 51 of the ceramic acid and the rotating body 61, first, the surface of the ceramic member is made into a smooth cylindrical surface or a flat surface. After that, resin is attached to the parts other than the grooves by screen printing, hardened, and then shot blasted using alumina or silicon carbide particles to form grooves of a predetermined depth in the exposed parts, Then, it is convenient to remove the resin layer.

第5図乃至第7図は、第1図の回転体61の別の実施例
を示す図であって、この場合、スラスト荷重を支えるた
めの動圧発生の溝部は、ステータコイル側固定部端面部
材28と押圧板45の夫々の表面に形成されている。
5 to 7 are diagrams showing another embodiment of the rotating body 61 shown in FIG. 1, in which the groove for generating dynamic pressure for supporting the thrust load is formed on the end surface of the stator coil side fixed part. They are formed on the surfaces of the member 28 and the pressing plate 45, respectively.

第5図は回転体61の縦断面図であり、ステータコイル
25に面する下側の端面を構成する下部セラミック板6
3は貫通孔65を有する回転スリーブ67と一体に形成
され、上部セラミック板62と下部セラミック板63と
の間に環状のロータマグネット73が固着され、その外
周は金属製のミラ一部85となっている。
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of the rotating body 61, showing the lower ceramic plate 6 constituting the lower end face facing the stator coil 25.
3 is formed integrally with a rotating sleeve 67 having a through hole 65, and an annular rotor magnet 73 is fixed between the upper ceramic plate 62 and the lower ceramic plate 63, and the outer periphery thereof is a metal mirror part 85. ing.

第6図は上部セラミック板62を除いた平断面図であり
、ロータマグネット79は6極に着磁され、ポリゴンミ
ラー12は正六角形のミラ一部85により形成されてい
る。
FIG. 6 is a plan cross-sectional view with the upper ceramic plate 62 removed, and the rotor magnet 79 is magnetized to six poles, and the polygon mirror 12 is formed by a regular hexagonal mirror portion 85.

この実施例では、−L部セラミック板62及び下部セラ
ミック板63はポリゴンミラー12よりも外周へ延在し
、ミラ一部85が保護される構造となっており、ポリゴ
ンミラー12の上下に形成される上部セラミック板62
及び下部セラミック板63の直径をポリゴンミラー12
の径とは無関係に設定でき、この上部セラミック板62
及び下部セラミック板63によりスラスト荷重を支持し
つつ回転体61の振れを制限することができるので鏡面
の倒れを所望の範囲にすることが一層容易である。
In this embodiment, the -L ceramic plate 62 and the lower ceramic plate 63 extend further to the outer periphery than the polygon mirror 12 and have a structure in which a mirror portion 85 is protected, and are formed above and below the polygon mirror 12. upper ceramic plate 62
and the diameter of the lower ceramic plate 63 by the polygon mirror 12
This upper ceramic plate 62 can be set regardless of the diameter of the upper ceramic plate 62.
Since the lower ceramic plate 63 can support the thrust load while limiting the deflection of the rotating body 61, it is easier to keep the tilt of the mirror surface within a desired range.

又、動圧発生用の溝部91が固定部のセラミック部材で
ある端面部材28及び押圧板45のセラミック板48に
加工されているので、回転体61のマスバランスの調整
がより容易となる。
Further, since the groove portion 91 for generating dynamic pressure is processed into the end face member 28, which is a ceramic member of the fixing portion, and the ceramic plate 48 of the pressing plate 45, adjustment of the mass balance of the rotating body 61 becomes easier.

そして、第8図は動圧発生用の溝部形状の他の実施例と
して、ヘリングボーン状としたものである。
FIG. 8 shows another embodiment of the groove shape for generating dynamic pressure, which is a herringbone shape.

この様に回転体61の」一部セラミック板62に外径寸
法をr2とし、内径寸法をrlとしたヘリングボーン状
の動圧発生用溝部95を形成し、図中の矢印に示す時計
方向へ回転させると、第9図に示す様に半径r1とr2
との間に高い動圧を発生させることができ、回転体B1
の周囲においてスラスト荷重を受けることができる。
In this way, a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 95 with an outer diameter of r2 and an inner diameter of rl is formed in a part of the ceramic plate 62 of the rotating body 61, and the groove 95 is moved clockwise as shown by the arrow in the figure. When rotated, the radii r1 and r2 as shown in Figure 9.
A high dynamic pressure can be generated between the rotating body B1
It can receive thrust loads around the area.

又、第11図は第1θ図に示す外径寸法がR2で内径寸
法がR1のスパイラル状の動圧発生用溝部91を形成し
た場合に回転体61を回転させた時の摺動部における動
圧の発生する大きさを定性的に示したものである。この
第9図及び第11図においては貫通孔65を大気圧に開
放したものと仮定し、縦軸の単位は任意として示した。
Moreover, FIG. 11 shows the movement in the sliding part when the rotating body 61 is rotated when a spiral dynamic pressure generating groove 91 with an outer diameter of R2 and an inner diameter of R1 as shown in FIG. 1θ is formed. This qualitatively shows the magnitude of pressure generated. In FIGS. 9 and 11, it is assumed that the through hole 65 is open to atmospheric pressure, and the units of the vertical axis are shown as arbitrary.

尚、本発明の実施例としては回転体61に設けるロータ
マグネット72として6極着磁の永久磁石を用いた場合
を説明しているも、磁極数は6極に限ることなく、更に
永久磁石をロータマグネット72とする場合に限ること
なく誘導コイルを導電性二次導体にて形成し、ロータマ
グネット72に換える場合もある。
Although the embodiment of the present invention describes a case in which a six-pole magnetized permanent magnet is used as the rotor magnet 72 provided on the rotating body 61, the number of magnetic poles is not limited to six, and further permanent magnets may be used. The present invention is not limited to the case where the rotor magnet 72 is used, but the induction coil may be formed of a conductive secondary conductor and replaced with the rotor magnet 72.

又、本発明において用いられる硬質のセラミッり材料と
しては、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の硬質なセラミック
材料の緻密な組織のものが良く、特にステータコイル側
固定部端面に用いるセラミック材料は渦電流損失を考慮
して電気抵抗の大きなSi3N4やBeOを添加したα
−8iGが望ましい。
In addition, the hard ceramic material used in the present invention is preferably a hard ceramic material with a dense structure such as silicon carbide or silicon nitride. In particular, the ceramic material used for the end face of the fixed part on the stator coil side is suitable for reducing eddy current loss. α which added Si3N4 and BeO with high electrical resistance considering the
-8iG is desirable.

[発明の効果] 本発明は、回転するポリゴンミラーに永久磁石や二次導
体が固定され、且つ、ポリゴンミラー等の回転体と平行
にステータコイルが配置されたモータユニットにおいて
、回転体とステータコイルとの摺動部を夫々硬質のセラ
ミック材料で構成し、いずれか一方の摺動面に動圧発生
用のyt部を形成し、以て回転体のスラスト荷重を平面
によって支持する様にしたものであるから、回転体の回
転によって回転体の両端面の間に動圧が発生して回転体
は浮上し、極めて小さな摺動抵抗で回転させることがで
きる。そして、回転するポリゴンミラーの面の振れ(倒
れ)は、この平面状の摺動面全体に形成される流体膜の
ダンピング作用によって制限される故、非常に小さなも
のとなる。
[Effects of the Invention] The present invention provides a motor unit in which a permanent magnet and a secondary conductor are fixed to a rotating polygon mirror, and a stator coil is arranged parallel to a rotating body such as a polygon mirror. The sliding parts of the rotating body are made of hard ceramic material, and a yt part for generating dynamic pressure is formed on one of the sliding surfaces, so that the thrust load of the rotating body is supported by the flat surface. Therefore, the rotation of the rotating body generates dynamic pressure between both end faces of the rotating body, causing the rotating body to float, and the rotating body can be rotated with extremely small sliding resistance. The deflection (inclination) of the surface of the rotating polygon mirror is limited by the damping effect of the fluid film formed over the entire planar sliding surface, so it becomes very small.

更に、摺動面が硬質のセラミック材料例えばSiC,S
i3“N4等で構成されているので摩耗することがなく
、特に、回転体のTiE量が小さいために固体接触時に
おいても摩耗は全くない。
Furthermore, the sliding surface is made of a hard ceramic material such as SiC, S.
Since it is made of i3"N4, etc., it will not wear out. In particular, since the amount of TiE in the rotating body is small, there will be no wear at all even when it comes into contact with solid objects.

更に、回転体周囲に形成されるポリゴンミラーの振れを
平面にて制限する故、精度が高く、且つ、従来は固定軸
の曲面において−L下に長い幅にわたる動圧発生用の溝
部を形成していたのに対し、本発明においては固定軸に
設ける動圧発生用の溝部の幅を狭くし、回転体の端面や
ステータコイル側固定部端面笠の平面に設けた動圧発生
用溝部により荷重を分担させることができ、高精度の動
圧発生用溝部の加工を平面部分に施す故、製造が容易と
なる。
Furthermore, since the deflection of the polygon mirror formed around the rotating body is limited by a plane, the accuracy is high. In contrast, in the present invention, the width of the groove for generating dynamic pressure provided on the fixed shaft is narrowed, and the groove for generating dynamic pressure provided on the end face of the rotating body and the flat surface of the end cap of the fixed part on the stator coil side reduces the load. Since the groove portion for generating dynamic pressure is machined with high accuracy on the flat portion, manufacturing becomes easy.

従って、本発明によれば、回転体の重量が小さいので耐
久性に優れ、又、摺動部はセラミック材料で構成されて
いる為、高いスラスト荷重であっても動圧発生効果が良
好に維持され、所定の回転速度に達する時間が比較的短
く、ポリゴンミラーの面振れ(倒れ)が小さなモータユ
ニットを簡単な機構で構成することができるので、実用
上有益である。
Therefore, according to the present invention, since the weight of the rotating body is small, it has excellent durability, and since the sliding part is made of ceramic material, the dynamic pressure generation effect is maintained well even under high thrust loads. This is practically useful because it takes a relatively short time to reach a predetermined rotational speed and allows a motor unit with a small surface deflection (inclination) of the polygon mirror to be constructed with a simple mechanism.

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

第1図は本発明の実施例の縦断面図、第2図は第1図の
回転体の平面図、第3図は第2図の部分縦断面図、第4
図はロータマグネットの乎断面図であり、第5図乃至第
7図は回転体の他の実施例を示す図面であり、第8図は
動圧発生用溝部の別の実施例を示す図にして、第9図は
該動圧発生用溝部により発生する動圧を示す図、第1O
図及び第11図はスパイラル状の動圧発生用溝部の形状
と該溝部により発生する動圧を示す図にして、第12図
は、ポリゴンミラーを用いたレーザー光走査光学系の模
式図、第13図はポリゴンミラーを内蔵したモータユニ
ットの縦断面図である。 11=レーザユニツト、  12=ポリゴンミラー、1
3−感光体ドラム、 15=駆動モータ、 20=モー
タユニツト、 22=外筒、 23=レーザ入出窓、 
24=外筒、 25=ステータコイル、28:端面部材
、 41=キヤツプ、 42=ソレノイド、 45=押
圧板、 51=固定軸、 52.53.54.55=動
圧発生用溝部、 61=回転体、62=上部セラミック
板、 63=下部セラミック板、 65=1τ通孔、 
71=回転スリーブ、75=スラスト軸受、 79=ロ
ータマグネツト、81=ポリゴン、  85=ミラ一部
、 91.95 =動圧発生用溝部。 オ   3   図 才   8  図 才   9  図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the rotating body of FIG. 1, FIG. 3 is a partial vertical sectional view of FIG. 2, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of the rotor magnet, Figures 5 to 7 are diagrams showing other embodiments of the rotating body, and Figure 8 is a diagram showing another embodiment of the dynamic pressure generating groove. FIG. 9 is a diagram showing the dynamic pressure generated by the dynamic pressure generating groove, the first O.
11 and 11 are diagrams showing the shape of a spiral dynamic pressure generating groove and the dynamic pressure generated by the groove, and FIG. 12 is a schematic diagram of a laser beam scanning optical system using a polygon mirror, and FIG. FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a motor unit incorporating a polygon mirror. 11=laser unit, 12=polygon mirror, 1
3-photosensitive drum, 15=drive motor, 20=motor unit, 22=outer tube, 23=laser entrance/exit window,
24=Outer cylinder, 25=Stator coil, 28: End member, 41=Cap, 42=Solenoid, 45=Press plate, 51=Fixed shaft, 52.53.54.55=Groove for dynamic pressure generation, 61=Rotation body, 62=upper ceramic plate, 63=lower ceramic plate, 65=1τ through hole,
71 = Rotating sleeve, 75 = Thrust bearing, 79 = Rotor magnet, 81 = Polygon, 85 = Part of Mira, 91.95 = Groove for generating dynamic pressure. E 3 Illustration 8 Illustration 9 Illustration

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)平板状にして中央に貫通孔が形成された回転体で
あって、該回転体の外周縁を正多面形とする複数の鏡面
を有する回転体と、該回転体の貫通孔を貫通して備えら
れた固定軸と、前記平板状の回転体と平行に固定された
ステータコイルとを備え、回転体に設けられた永久磁石
又は二次導体と前記ステータコイルとによつて回転体を
回転させるモータユニットであって、前記回転体のステ
ータコイルに対向する面及び回転体に対向するステータ
コイル側固定部端面を夫々硬質のセラミック材料で構成
し、該2つの面のいずれか一方の面に動圧発生用の溝部
を形成したことを特徴とするモータユニット。
(1) A rotating body that is flat and has a through hole formed in the center, and has a plurality of mirror surfaces whose outer periphery is a regular polygon, and a rotating body that passes through the through hole of the rotating body. The rotating body is provided with a fixed shaft provided as a rotor, and a stator coil fixed in parallel with the flat plate-shaped rotating body, and the rotating body is controlled by a permanent magnet or a secondary conductor provided on the rotating body and the stator coil. A motor unit to be rotated, wherein a surface of the rotating body facing the stator coil and an end surface of the stator coil side fixed part facing the rotating body are each made of a hard ceramic material, and one of the two surfaces A motor unit characterized in that a groove for generating dynamic pressure is formed in the motor unit.
(2)平板状にして中央に貫通孔が形成された回転体で
あって、該回転体の外周縁を正多面形とする複数の鏡面
を有する回転体と、該回転体の貫通孔を貫通して備えら
れた固定軸と、前記平板状の回転体と平行に固定された
ステータコイルとを備え、回転体に設けられた永久磁石
又は二次導体と前記ステータコイルとによって回転体を
回転させるモータユニットであって、回転体のステータ
コイルと逆方向には回転体をステータコイル側に押圧し
得る押圧板を有し、回転体の上面及び下面、更に、回転
体と対向する押圧板平面及びステータコイル側固定部端
面を夫々硬質のセラミック材料で構成し、回転体と対向
するステータコイル側固定部端面又はステータコイルと
対向する回転体平面のいずれか一方に動圧発生用の溝部
を形成すると共に回転体と対向する押圧板平面又は押圧
板と対向する回転体平面のいずれか一方にも動圧発生用
の溝部を形成することを特徴とするモータユニット。
(2) A rotating body that is flat and has a through hole formed in the center, the rotating body having a plurality of mirror surfaces whose outer periphery is a regular polygon, and a rotating body that passes through the through hole of the rotating body. a fixed shaft provided as a rotor, and a stator coil fixed in parallel with the flat rotating body, and the rotary body is rotated by a permanent magnet or a secondary conductor provided on the rotary body and the stator coil. The motor unit has a pressing plate that can press the rotating body toward the stator coil in a direction opposite to the stator coil of the rotating body, and further includes an upper surface and a lower surface of the rotating body, and a flat surface of the pressing plate facing the rotating body. The stator coil side fixed part end faces are each made of a hard ceramic material, and a groove for generating dynamic pressure is formed on either the stator coil side fixed part end face facing the rotating body or the rotary body plane facing the stator coil. A motor unit characterized in that a groove for generating dynamic pressure is formed on either one of the plane of the pressing plate facing the rotating body or the plane of the rotating body facing the pressing plate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0395098U (en) * 1990-01-12 1991-09-27
US5373391A (en) * 1992-02-26 1994-12-13 Ebara Corporation Polygon mirror with embedded yoke

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5972956A (en) * 1982-10-18 1984-04-25 Toshiba Corp Light deflecting motor

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