JPH02157716A

JPH02157716A - 回転多面鏡装置

Info

Publication number: JPH02157716A
Application number: JP31138788A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ichihara; 市原　順一; Masahito Shogetsu; 優人松月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-06-18
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820620B2

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】〔概要〕レーザビームプリンタにおいてレーザビームの走査に利
用される回転多面ｌ！！装置に関し、信頼性の向上を図
ることを可能とすることを目的とし、多面鏡が固定された回転体と、内部に上記回転体及び多
面鏡を収容するケーシングとよりなる回転多面鏡装置に
おいて、厚さ方向に着磁された円環状永久磁石と該円環
状永久磁石を挟み該円環状永久磁石より内周側に突出し
た円環状ヨークとにより構成され上記ケーシングに固定
された固定磁気回路部と、中央の円環状ヨーク部とこの
上下側に設けられ該中央円環状ヨーク部より外周側に突
出した上下円環状ヨーク部とにより構成され上記回転体
に固定された回転磁気回路部とよりなり、上記回転体が
軸方向に変位した場合に上記固定磁気回路部と上記回転
磁気回路部との門に生ずる復元力により上記上下円環状
ヨーク部を上記円環状ヨークに相対向するように付勢し
、上記回転体をスラスト方向上浮上させて支持する磁気
スラスト軸受を有して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はレーザビームプリンタにおいてレーザビームの
走査に利用される回転多面鏡装置に関する。。

回転多面鏡装置は高速回転してレーザビームを走査させ
るものであり、そのスラスト軸受については高い信頼性
が必要とされる。

〔従来の技術〕

従来、回転多面鏡装置のスラスト軸受には動圧空気軸受
が適用されていたが、回転軸の起動、停止時には回転体
と軸受とが接触し、摩擦が生じ、起動トルクが人となる
という欠点があった。この欠点を除去するものとして第
８図に示す回転多面鏡装Ｗ１がある。

２は多面鏡、３はケーシング、４は回転軸、５は０−夕
、６はスアータである。

７はスラスト軸受であり、回転軸４の下端面に永久磁石
８を固定し、これと対向させて別の永久磁石９をケーシ
ング３に固定してなる構成である。

永久磁石８．９は同一磁極が相対向しており、磁気的反
発力により回転＠４を浮上さゼて支持している。

（発明が解決しようとする課題〕スラスト軸受７が支持する部分のφかは約４０００「と
重いため、永久磁石８．９としては磁力の強いフェライ
ト磁石を使用する必要がある。

フェライト磁石は鋳造品であり、その線機的強度は十分
でない。一方、回転軸４の回転速度は致方ｒｐｍと超高
速である。このため、永久磁石８には相当大なる遠心力
が作用し、場合によっては永久磁石８が破壊する虞れが
あり、信頼性に欠けるという問題点があった。

本発明は、信頼性の向上を図ることを可能とした回転多
面鏡装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、多面鏡が固定された回転体と、内部に上記回
転体及び多面鏡を収容するケーシングとよりなる回転多
面鏡ｖ装置において、厚さ方向に着磁された円環状永久
磁石と該円環状永久磁石を挟み該円環状永久１１ｃＪよ
り内周側に突出した円環状ヨークとにより構成され上記
ケーシングに固定された固定磁気回路部と、中央の円環
状〕−り部とこの上手側に設けられ該中央円環状ヨーク
部より外周側に突出した上下円環状ヨーク部とにより構
成され上記回転体に固定された回転磁気回路部とよりな
り、上記回転体が軸方向に変位した場合に上記固定磁気
回路部と上記回転磁気回路部との間に生ｆる復元力によ
り上記上下円環状ヨーク部を上記円環状ヨークに相対向
するように付勢し、上記回転体をスラスト方向上浮上さ
ゼて支持する磁気スラスト軸受を有してなる構成とした
ものである、。

〔作用〕

この磁気スラスト軸受は、永久磁石は固定側にのみ設け
てあり、回転側には永久磁石を有していす、回転側はヨ
ークのみにより構成されており、永久磁石には遠心力は
ｎｍしない。このため、高速回転中に磁気スラスト軸受
が破損する虞れが無くなり、信ｇＡ性が向上する。

（実施例）第２図は本発明の一実施例の回転多面ｍ装置２０を丞す
。

２１は多面鏡、２２はケーシングである。

ケーシング２２には、軸２３が垂直に固定してあり、こ
の軸２３に回転体であるスリーブ２４が嵌合しである。

回転系はアウターロータ型である。

軸２３の周面とスリーブ２４の内周面とが動圧空気ジャ
ーナル軸受２５を構成している。この軸受２５は、スリ
ーブ２４が軸２３に嵌合している構造を有効に利用して
、軸方向上広い範囲に亘って形成しである。即ち、軸受
２５は、軸方向中央部分を除いて上下側に十分に広い範
囲に形成してあり、スリーブ２４は安定に回転する。

多面鏡２１は、スリーブ２４の上部に固定しである。

２６はロータであり、スリーブ２４の中央に固定しであ
る。

２７はスデータであり、ケーシング２２に固定しである
。

３０は本発明のａ部をなす磁気スラスト軸受であり、ス
リーブ２４の下端側に設けである。

この磁気スラスト軸受３０は、第１図に拡大して示すよ
うに、ケーシング２２に固定された固定磁気回路部３１
と、スリーブ２４に固定された回転磁気回路部３２とよ
りなる。

固定磁気回路部３１は、厚さ方向く軸方向）に着磁され
た円環状のフェライト磁石３３と、これを挟む円環状の
ヨーク３４．３５とよりなる構成であり、ケーシング２
２の内側の段部２２ａ上に固定しである。

ヨーク３４．３５の内径は等しく、Ｄｌであり、磁石３
３の内径Ｄ２より小さい。これにより、ヨーク３４．３
５の内周部分３４ａ、３５ａが磁石３３より内周側に突
出している。

回転磁気回路部３２は、中央の円環状のヨーク部３６と
、この上下の円環状のヨーク部３７゜３８とよりなり、
磁石をｈしない構成であり、スリーブ２４に固定しであ
る。

ヨーク部３７．３８の外径は智しく、Ｄ３であり、ヨー
ク部３６の外径Ｄ４より大さい。これにより、ヨーク部
３７．３８の外周部分３７ａ。

３８ａがヨーク部３６より外周側に突出している。。

上記のヨーク３４．３５が夫々磁気空隙３９゜４０を介
してヨーク部３７．３８に対向する。

磁石３３からの磁束４１がコーク３４→磁気空隙３９→
ヨーク部３７−→］−り部３６−→］−り部３８→磁気
空隙４０→ヨーク３５→磁石３３に戻る閉ループを形成
し、固定磁気回路部３１と回転磁気回路部３２とが磁気
回路を形成する。

スリーブ２４が第１図に示す位ｆｌｆｆ　Ｐ　ｏより軸
方向（下り向）に変位すると、磁束４１の流れは第３図
に示すようになる。磁気中ｇａ３９．４０についてみる
と、磁束４１は斜めに走り、この部分での電気抵抗が増
し、磁気空隙３９．４０での起磁力消費が増大し、ここ
に蓄えられる磁気エネルギが増加する。

この磁気エネルギの変化が、変位に対する反力、叩もス
リーブ２４を第１図に示す位置に引き戻す復元力として
動く。

この変（Ｑ　Ｚと復元力Ｆとの関係は、第４図中線４２
で示す如くになる。

変位７は、第１図中、下り向が正、下方向が負である。

復元力Ｆも、図中、下方向が正、上方向が負である。

ｚ−０の付近では上記の関係は線型であり、変位Ｚが正
である場合には、負の復元ｈＦｔｆｉ生じ、スリーブ２
４は第１図に示す安定位置に引き戻される。

変位Ｚが負である場合には、正の復元力が作用し、スリ
ーブ２４は第１図に示す安定位置に引き戻される。

このように、スリーブ２４が第１図に示す安定位置より
上下いずれの方向に変位した場合にも、スリーブ２４に
は安定位置に引き戻す復元力Ｆが作用し、スリーブ２４
は第１図の安定位置に確実に且つ迅速に復帰される。

なお、第４図の特性は、第８図に示す軸受では樽ること
が出来ない特性であり、スリーブ２４の安定位置への微
陽は、従来に比べて確実に且つ迅速に行われる。

また、再び上記の磁気スラスト軸受３０についてみるに
、上記ヨーク３４．３５．ヨーク部３６゜３７．３Ｂ、
フェライト磁石３３の厚さは共に等しくｔ（−２１）に
定めである。

これにより、第１図に示すようにヨーク３４とヨーク部
３７．及びヨーク３５とヨーク部３８とが共に厚さ全体
に戸って対向する状態となり、真にこの位置が安定位置
Ｐ０となる。

また、スリーブ２４が安定位置Ｐｏより上下いずれの方
向に僅かでもずれると、第４図に示すように直ちに復元
力Ｆが発／ｌ＋する。

また、第１図中、寸法Ｄ１とＤ２との差は０．６Ｂｗで
あり、磁気空隙３９．４０の幅ｑは０．３ｆｆｉと狭い
。このため、スリーブ２４の安定位置からの変位による
磁気抵抗の増加８が人となり、磁気空隙３９．４０での
超磁り消費量も増え、ここに昌えられる磁気１ネルギの
増加迅が増え、第４図中線４２の傾斜角αが人となり、
変位７が小さくても後元力Ｆｔ、ｉ人となる。

これにより、スリーブ２４が安定位Ｍ　Ｐ　ｏより僅か
にずれても、スリーブ２４は」分に強い復元力を作用さ
れ、スリーブ２４は確実に安定位置に復帰される。

これにより、スリーブ２４（多面鏡２１）はラジアル方
向については動圧空気ジャープル軸受２５に支持され、
スラスト方向については磁気スラスト軸受３０により支
持されて安定位置で高速回転する。

スラスト方向についてみると、スリーブ２４は高速回転
中は勿論、起動時及び停止時にも浮上しており、ケーシ
ング２７に対して非接触であり、モータの起動トルクが
小さくても、スリーブ２４は確実に始動する。

また、回転磁気回路部３２には、フェライト磁石が組込
まれていす、全部がヨーク部３６，３７゜３８である。

このため高速回転により回転磁気回路部３２に人なる遠
心力がｎ用しても、回転磁気回路部３２が破損する事故
は発生せず、磁気スラスト軸受３０番ユ従来のものに比
べて信頼性の高いものとなる。

次に、上記の回転多面鏡装＠２０に設けである制振装置
５０について説明する。

第５図は、第１図中制振［７５０を拡大して示す。

５１はシリンダであり、軸２３の下端を固定しケーシン
グ２２に固定された底板５２の円形凹部５３と、この中
央より突出した軸２３の周面とにより円環凹状に形成し
である。

５４は筒状のピストンであり、スリーブ２４の下端部に
より構成してあり、上記シリンダ５１内に嵌合している
。

ピストン部５４とシリンダ５１との間には径方向上微小
寸法りの空ｇａ５５がある。

シリンダ５１内に存在する空気の圧縮性の効果と、空１
１１５５を通過する空気の粘性抵抗効果との相乗効果に
よって１ｔＱｉ力が発生する。

これによって、スリーブ２４（多面鏡２１）は浮上状態
を安定に維持されて高速回転する。

次に、スリーブ２５の＠ｈ向の過度の変位を制限するス
トッパ機構について第２図を参照して説明する。

６０．６１は大々固体潤滑材が塗布されたリング状のパ
ッドである。

パッド６０はばね６２により支持されて、シリンダ５１
の底部に取り句けである。

パッド６１はばね６３により支持されて、ケーシング２
２の天板部の下面に取り付けである。

パッド６０はスリーブ２４が第４図中特性が反転する位
置Ｐ１より手前の位置Ｐ２でスリーブ２４の下端を受は
止めるように配しである。、パッドロ１は、スリーブ２
４が第４図中位置Ｐ３よりｆ＃の位！２Ｐｉでスリーブ
２４の上端を受は止めるように配しである。

これにより、例えばレーザビームプリンタの運搬時等に
おいて、スリーブ２４が＊＊力により軸方向に変位した
場合にもパッド６０又は６１により受は止められ、過度
の変位をＩＱ限される。

磁気スラスト軸受３０についてみると、下り向について
は、ヨーク部３８が］−り３５に対向する位置より外れ
てヨーク部３７がヨーク３５に対向する状態となる以前
の状態でそれ以上のｆれを制限される。衝撃力が無くな
ると、磁気スジスト軸受３０は第１図に示す安定状態に
復帰する。

上方向については、ヨーク部３７がコーク３４に対向す
る位置より外れてヨーク部３８が］−り３４に対向する
状態となる以前の状態でそれ以上のずれを制限される。

衝撃力が無くなると、磁気スラスト軸受３０は第１図に
示す安定状態に復帰する。

またパッド６０．６１に塗布されている固体潤滑材によ
り、スリーブ２４が高速回転中にパッド６０．６１に接
触した場合の、スリーブ２４の損傷が防止される。

第６図は本発明の１１２実施例になる回転多面鏡装置７
０を示す。

この１ｉｌｆｆ７０は、磁気スラスト軸受３０を上部に
配した構成である。それ以外の構成は、第２図に示す構
成と同一であり、実質上対応する部分には同一符号を付
しその説明は省略する。

第７図は本発明の第３実施例の回転多面鏡装置８０の要
部を示す。同図中、第１図、第２図に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

この装置８０の回転系はインナーロータ型であり回転磁
気回路部３２は回転体である回転１１１１８１に固定し
である。

８２は動圧空気ジャープル軸受である。

８３はυｊ振ｖｔｖであり、シリンダ８４と回転軸８１
の下４部分が形成するピストン８５とにより構成されて
いる。

（発明の効果）以上説明した様に、本発明によれば、磁気スラスト軸受
は、回転側には永久磁石をｈしない構成であるため、高
速回転中に磁気スラスト軸受が破損する虞れが無く、信
頼性の向上を図ることが出来る。

また、ｖ１１手段を設けたことにより、回転体の浮上を
安定に保つことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転多面ａ装置の磁気スラスト軸受を
示す図、第２図は本発明の第１実施例になる回転多面鏡ｔｉ置を
示す図、第３図はスリーブが軸方向変位したときの磁気スラスト
軸受を示す図、第４図は磁気スラスト軸受の変位と復元力との関係を示
す図、第５図は第２図中１振装置を拡大して示す図、第６図は
本発明の第２実施例になる回転多面鏡装置を丞す図、第７図は本発明の第３実施例になる回転多面鏡装置の要
部を丞す因、第８図は従来の回転多面鏡５Ａ置を示す図である。図において、２０．７０．８０は回転多面鏡装置１２１は多面鏡、２２はケーシング、２３は軸、２４はスリーブ、２５．８２は動圧空気ジャープル軸受、３０は磁気スラ
スト軸受、３１は固定磁気回路部、３２は回転磁気回路部、３３は円環状フェライト磁石、３４．３５は円環状ヨーク、３６．３７．３８はヨーク部、３９．４Ｑは磁気空隙、４１は磁束、５０．８３は制振装置、５１．８４はシリンダ、５４．８５はピストン、５５はｔ隙、６０．６１はパッド、８１は回転軸を丞す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多面鏡（２１）が固定された回転体（２４、８１
）と、内部に上記回転体及び多面鏡を収容するケーシン
グ（２２）とよりなる回転多面鏡装置において、厚さ方向に着磁された円環状永久磁石（３３）と該円環
状永久磁石を挟み該円環状永久磁石より内周側に突出し
た円環状ヨーク（３４、３５）とにより構成され上記ケ
ーシングに固定された固定磁気回路部（３１）と、中央の円環状ヨーク部（３６）とこの上下側に設けられ
該中央円環状ヨーク部より外周側に突出した上下円環状
ヨーク部（３７、３８）とにより構成され上記回転体に
固定された回転磁気回路部（３２）とよりなり、上記回転体が軸方向に変位した場合に上記固定磁気回路
部（３１）と上記回転磁気回路部（３２）との間に生ず
る復元力（Ｆ）により上記上下円環状ヨーク部（３７、
３８）を上記円環状ヨーク（３４、３５）に相対向する
ように付勢し、上記回転体をスラスト方向上浮上させて
支持する磁気スラスト軸受（３０）を有してなる構成の
回転多面鏡装置。
（２）上記回転体の端部側がピストン（５４、８５）と
なり、これが微小な隙間を有して固定のシリンダ（５１
、８４）に嵌合し、上記シリンダ内の空気の圧縮性の効
果と上記微小空隙を通過する空気に働く粘性抵抗効果の
相乗作用によつて制振力を発生させる制振手段（５０、
８３）を更に有してなる請求項１記載の回転多面鏡装置
。