JPH07253116A - 磁気的に重量を軽減される回転体を備えた偏光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期かつ連続した始動／停止に対して負荷体
のスムーズかつ正確な回転をもたらす自動式気体軸受を
提供する。 【構成】 ホログラフ的に製造された平坦な回折格子デ
ィスク（ホロゴン）の形態の偏光器を支持する自動式気
体軸受を用いたビームスキャナーを備える自動式気体軸
受。この自動式気体軸受は、溝を有しない構成とするこ
ともでき、長期の連続した始動／停止の負荷体のスムー
ズかつ正確な回転を得られる。この軸受は、底部に溝が
形成され縦方向に引き上げるスラストプレートを用いて
垂直または傾斜した状態で作動するよう構成される。ホ
ロゴン及びその他の構成要素を含んだ回転体の重量は対
向配置された磁石によって低減される。従って、離昇時
および着接時における下部スラストプレートの摩擦によ
る機能低下が減少する。対向する磁気力は両磁石間の距
離を調整することにより制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概して、ビーム走査装
置 (beam scanning apparatus) 内の偏光器(light beam
deflectors) および、特に、自己ポンプ式気体軸受 (s
elf-pumpedgas bearing) を有した偏光器に関する。

【０００２】

【従来の技術、および、発明が解決しようとする課題】
回転する偏光機構と組み合わされたレーザ源は、画像情
報の読み取り（入力走査として）、画像情報の感光また
は印刷（出力走査として）、および、画像情報の表示に
使用するものとして周知である。例えば、ホログラフ偏
光器は、例えばレーザ源からの静止光線の進路中でホロ
グラフディスクを回転させて、この回転により前記ビー
ムが走査する。このような装置により発生された走査ビ
ームは、もし、前記ホログラフディスクを照射している
単色ビームの入射角および屈折（回折）角が本質的に同
じである場合には、揺れがあって鈍感 (wobble-insensi
tive) なものとなる。

【０００３】自動式流体軸受 (self-acting hydrodynam
ic bearing) は、高速回転する多角形およびホロゴンレ
ーザビーム偏光装置に好ましい。このような軸受は、軸
受間隙内の流体の流れによって発生された圧力によって
負荷体（例えば、ホログラフディスク）を支持する。こ
こにおける流体の流れは、軸受の支持面の相対的な動き
および前記流体の粘度によって決定される。これらの軸
受は、前記流体力学上の流体（ガス、油、グリース、
等）の構成物に従って分類される。

【０００４】自動式気体軸受 (self-acting gas bearin
g) は、油またはグリースによるホロゴン（ hologon ：
ホログラフ技術により得られた平面回折格子ディスク）
の汚染のおそれを避けられる点で有利である。しかし、
自動式気体軸受は、前記軸受間隙の流体圧を生むために
支持面間の相対的な動きを必要とする。前記支持面は、
負荷体が静止しているとき、および始動、停止の際には
接触する。

【０００５】ある速度において、自動式気体軸受は、前
記支持面間で発展する薄い気体フィルム上で作動する。
この気体フィルムは、その薄さおよび低い減衰故に、非
常に困難なことであるが、そのシステムの可能性のある
全ての励起周波数におけるたわみ、安定度、負荷容量に
ついて前記軸受の動的特性を分析することが必要であ
る。また、自動式気体軸受は、複合的な不安定現象にさ
らされ、もしそのことがチェックされなければ軸受の破
損につながる。特定の周波数での外的振動、あるいは不
十分なバランスが、これらの不安定さを励起するものと
なる。

【０００６】不安定さを与える一つの主たる要因は、通
常、「質量／剛性共振」 ("mass/stiffness resonanc
e") と呼ばれている。自動式気体軸受の剛性は速度によ
って変化し、かつたわみに関しても必ずしも直線的には
ならない。従って、自動式気体軸受は、その共振周波数
が、生じ得る外的振動の周波数範囲外となるように設計
されなければならない。同様に、同軸受の速度範囲は共
振速度より低いものでなければならない。

【０００７】したがって、もしそれが不可能であれば、
振幅を制限するために充分な減衰が得られるようにしな
ければならない。しかし、軸受の回転体を緩衝取付によ
って充分に減衰させることは難しい。何故なら、負荷体
（例えば、ホロゴン）は、緩衝取付装置のたわみによっ
て位置ずれを生じることなくその回転軸回りを回転しな
ければならないからである。よって、自動式気体軸受に
より達成される前記剛性は、その性能および信頼性にと
って重要である。したがって、上記問題に対する従来の
解決策は、製造公差、表面仕上げ、熱および弾性ひず
み、心出し、およびバランス出しといった精度の向上に
よる対策に留まっている。

【０００８】ビーム走査に用いるための別のタイプの軸
受は、米国特許 4,726,640 に開示されている如き磁気
スラスト軸受であり、この軸受は、組となった反発磁石
及び／又は吸引磁石が、回転体を軸受スリーブから変位
させると言われている。従って、吸引磁気軸受および反
発磁気軸受は外的振動から多少なりとも絶縁させること
が可能であるが、磁気軸受は必要な剛性に欠けるため、
ビーム走査におけるスラスト軸受として用いるには通常
あまり好ましくない。

【０００９】上述の全ての問題が、自動式気体軸受のコ
ストおよび複雑さを増加させるものとなっている。一般
に、周知手段により、約 20,000 サイクル以上に及ぶ連
続した始動／停止サイクルに耐え安価な自動式気体軸受
を実現することは不可能である。従って、安価で、 20,
000 サイクル以上に及ぶ連続した始動／停止サイクルに
充分に耐えることのできる、光学的応用に用いるための
自動式空力式軸受 (self-acting aerodynamic bearing)
に対して特別な要求がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による改良された
自動気体軸受は、垂直または非垂直な回転軸を有して超
高速で回転できる安価な円筒状気体軸受に対する要求に
応じて開発されたものである。溝を持たない（平面的
な）気体軸受の開発が試みられた。なぜなら、それはよ
り簡単かつ安価に製作できるからである。ただし、溝を
有した気体軸受もまた考慮されている。この軸受は、厳
密な（精確に心合わせされた）ビーム走査光学システム
における回転可能なホロゴンディスクを支持することを
要求され、したがってこの軸受には、長期にわたる連続
した始動／停止サイクルにおいて、また、前記光学的構
造における正確な位置において、かなり大きな負荷体
（ホロゴンディスク）に対してスムーズかつ精確な回転
を実現することが要求されたものである。

【００１１】前記軸受は、水平面に対して角度を持った
回転軸回りを回転するホログラフィックディスクの前記
高速回転を随意に支持できるものであるべきである。こ
の軸受のある角度における作動は、ホロゴンを基礎に構
成されたビーム走査システムに重要な利点をもたらす。
すなわち、前記軸受／ディスク組立体を傾斜させること
により、従来に見られる回転多角形ビーム走査システム
よりも非常にコンパクトで、かつ光学部材の使用のより
少ない光学システムを構成できるものとなっている。

【００１２】従って、本発明は、長期にわたる連続した
始動／停止サイクルに対して負荷体のスムーズかつ正確
な回転をもたらす、溝のない構成を含めた改良された自
動式気体軸受を提供するものである。本発明は、偏光器
を支持するために、好ましくはホログラフ技術により得
られた平面回折格子ディスク（すなちわ、ホロゴン）の
形状とされた自動式気体軸受を用いたビーム走査を実現
しようとするものである。この気体軸受は、垂直な引き
上げを得るために、底部に溝が形成されたスラストプレ
ートを用いることによって、垂直あるいはある角度で傾
けられて作動するように構成されている。ホロゴンおよ
びその他の構成要素を含んだ回転体の重量は相反する磁
石を用いることにより減少される（すなわち、負担が軽
減される）。これにより、始動時および着接 (touch-do
wn) 時における前記下部スラストプレートの摩擦による
機能低下は軽減される。相反する磁石の力は、両者の間
隔を調整することにより容易にコントロール可能であ
る。

【００１３】モータの高速作動（ 12,000 rpm 以上）お
よび極めて低いフラッタに対する要求は従来の軸受装置
を高価なものあるいは非実用的なものとするので、本発
明によるこの気体軸受は、高速精密出力書き込み装置に
応用すると有用であるとの知見を得た。本発明の好まし
い実施例の始動−停止試験では、充分に 25,000 回の作
動までは破損しないとの結果を得ている。

【００１４】本発明は、下記の説明および図面を理解す
ることによりさらに明かとなるものであ。なお、記述お
よび図面中において同じ符号は同様な部材を示してお
り、また、図面は記載の一部分のみに対応したものであ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付の図面を参照
しながら、例を用いて説明する。図１に示すように、ビ
ーム走査システムは、音響光学的変調器１８に入る源光
(source beam) １６を発生させるためのレーザの如き変
調光源１４を備えて構成することができる。入力ビーム
２０は、ビーム調整器 (beam shaping optics)２２およ
び鏡２４に至り、適正なサイズに形成され、かつ回転ホ
ロゴン２６に指向される。ビーム２０は、前記回転ホロ
ゴンにおいて走査出力ビーム２８となる。

【００１６】この出力ビーム２８は、ホロゴン２６が高
速モータ３０により回転駆動されている際に略水平方向
に走査する。次いで、出力ビーム２８は、回転ドラム３
４により示される標的（目標）に単一のビーム点を形成
するように、光学反射部材またはｆ−Θレンズ３２等の
ビーム焦点器を通過する。従って、像面 (image plane)
は前記ドラム面に位置し、走査はドラムの回転軸と平
行なものとなる。

【００１７】出力ビーム２８は、図１の面と垂直となる
線に沿って前記ドラム３４の像面に水平走査（ｘ−軸）
方向に反射される。一方、前記ビームのｚ−軸方向にお
ける垂直または交差走査のための成分は、ドラム３４の
矢印３６の方向の回転によって得られ、これにより二次
元レーザ走査が発生する。

【００１８】前記ｆ−Θレンズ３２は色消しレンズ (ac
hromat) であり、かつ前記出力ビームの波長ｌ₁ のため
に最適化されており、また、平坦な面に良好な焦点を形
成するよう平坦化機構 (field flattener) を含んでい
る。また、このｆ−Θレンズは、全走査を通して前記像
面におけるビームの動きがホロゴンの回転速度に正比例
するように、ひずみを補償するものとなっている。好ま
しくは、前記ホロゴンスキャナー（ホロゴン走査器）は
プリンターの如き出力装置であり、従って、前記標的は
前記ドラム面上に感光性媒体を含んでいる。あるいは、
前記ホロゴンスキャナーは、オプティカル・リーダー
（光学的読み取り装置）の如き入力装置として作動する
ように、当業者が周知の技術に従って改良することも可
能である。

【００１９】図示した光源１４は、好ましくは、その出
力部において単一単色光を供給するレーザ光源である。
音響光学的変調器１８は、各変換器が無線周波数（Ｒ
Ｆ）搬送周波数のために最適化された単一または複数の
圧電変換器を持った装置として当分野で知られているも
のである。ＲＦ搬送体 (RF carrier) を前記圧電変換器
に用いることにより装置内に音波を発生し、該装置は受
け取ったレーザビームを前記音波の伝播と略直角に回折
する。その結果、前記光線は、当分野において周知の方
法により前記ＲＦ搬送周波数内のパワーを変調すること
により、輝度変調(intensity modulated) される。上記
した音響光学的変調器１８および適合する成分ビーム変
調技術については、共同発明であって、スポルディング
(Spaulding) の名において再発行特許出願 (reissue)
された米国再発行特許 29,670 、および、共同発明であ
ってスポルディングおよびピッカリング (Pickering)
の名において再発行特許出願された米国再発行特許 31,
334 にさらに詳細に見ることができ、これら参照した記
載内容は本内容の中に含むものである。

【００２０】図２および図３に示すように、前記ホロゴ
ンシステムは、本発明により構成された、図１のレーザ
走査システムで用いられる新規な自動式気体軸受４０を
備えている。図２に示すように、前記光源からの静止入
力光線４２は、静止格子４４を介して水平路に沿って指
向され、そこにおいて、該入力光は上方に向けられ、回
転ホロゴンディスク２６に至る。前記ホロゴンディスク
の回転により、周知の回折現象により、前記指向された
光線に走査動作が与えられ、静止ビーム４２の面から僅
かにずれた水平走査面内の走査方向を有した走査ビーム
２８が形成される。

【００２１】前記回転軸の傾斜および、入力ビーム４２
および走査ビームの配列により、これら入力ビームおよ
び走査ビームの双方が該システムのコンパクトな形状内
に位置することができる。回転軸が傾斜しているため該
システムの形状を最小なものにできる。該ビーム走査装
置は、従来用いられていた高価で複雑なビーム方向変換
器 (beam-steering optics) に頼ることなく、よりコン
パクトな形状に構成することが可能である。特に、前記
回転軸４６の傾斜角αとしては、水平に対して約３３度
（あるいは、重力方向に対して約６０度）が好ましい。
前記静止格子４４およびホロゴン２６の構成による個別
な光学的特性に応じて、その他の傾斜角を採ることも可
能である。

【００２２】図３に示すように、前記ホロゴンシステム
は、ハウジング、モータ構成体、自動式気体軸受、およ
び、軸４６回りに回転可能に設けられたホロゴンディス
クを備えている。前記ハウジングは、円柱状の固定され
た軸受軸５２を備える固定子体を支持しており、前記軸
受軸は、固い端面、および該端面の中心に取り付けられ
た下部除荷用磁石５６を持っている。この固定子体に対
応する回転体は、円筒状の軸受スリーブ５７を有してお
り、この軸受スリーブの上には、ディスク支持リング５
８、および、ホロゴンディスクを前記支持リング５８に
機械的または接着的に固定するための（つまり、前記デ
ィスクを軸受スリーブ５７に固定するための）ディスク
保持キャップ６０が取り付けられる。前記ホロゴンディ
スク２６が、前記取付キャップおよび前記支持リングと
協同する中央開口を有している場合もある。これらディ
スク、キャップ、支持リング、および軸受スリーブが一
体に組み合わされて回転体 (rotor assembly) を構成し
ている。前記軸受スリーブは、前記円柱状の軸の回りを
回転軸４６と同軸的に回転することができる。

【００２３】前記支持リング５８の下側に取り付けられ
て、下部除荷用磁石５６に対向しているのは上部除荷用
磁石６２である。これら上部・下部除荷用磁石は、両者
の間に存在する磁石間隙内において回転軸に沿った方向
の磁気反発力が得られるように分極されている。前記ハ
ウジングは、この気体軸受組立体の下部を覆っている。
すなわち、軸５２の基部、軸受スリーブ５７、溝を形成
された上部および下部の各スラストプレート６４，６
６、および、組み合わされたバランス面および回転磁束
板 (flux plate) ６８である。前記モータ組立体は、前
記ハウジングに取り付けられてモータ駆動用コイルを有
した回路板７０、および、前記軸受スリーブと一体とさ
れた上部回転磁束板に取り付けられたモータ磁石７２、
を備えている。この回転体は、前記モータ組立体、およ
び、当分野において周知のモータ制御・駆動手段（煩雑
を避けるため図示せず）によって回転することができ
る。図示した、好ましい実施例による気体軸受は、前記
ハウジングと一体に取り取り込まれたブラシを持たない
放射領域直流（ＤＣ）モータとして構成（図３の如く）
されたモータ組立体を用いて 12,000 RPM を超えて駆動
することに成功した。

【００２４】好ましい実施例では、軸受軸５２および軸
受スリーブ５７は４４０−Ｃステンレス鋼またはそれと
同等の材料により構成された各々対向した支持面を有
し、これら支持面は、平滑面（溝なし）あるいは溝の形
成された面に形成されている。鋼から成る溝を持たない
構成を選択することにより、従来の構成によるほとんど
のものよりも組立が単純で安価な気体軸受となる。前記
上部・下部スラストプレート６４，６６の中間面には、
周知の如く、回転された際に必要な流体の流れを得るた
めに、好ましくは、螺旋形またはその他の選択されたパ
ターンの溝が形成されている。そして、該回転体の回転
により、前記スラストプレートの間隙に薄い気体フィル
ムが形成される。前記上部スラストプレート支持面は、
前記下部スラストプレート支持面より引き上げられ、そ
こにおいて、該回転体は定常状態、全速回転に至り、該
回転体は、軸５２あるいは該ホロゴンシステム内のその
他のポイントに接触しなくなる。

【００２５】ホロゴン２６は、放射状の線により区切ら
れた多数の小面 (facets) を有している。各小面は回折
格子パターンを含んでいる。このホロゴンディスクは、
前記ホログラフビーム偏光器が透過タイプのものである
か、反射タイプのものであるかによって、透明あるいは
不透明なものとされる。該ディスクは、複数の扇形の小
面に分けられているものと見なすことができる。すなわ
ち、該ディスクの軸から半径方向に延びた二本の線によ
って区切られた領域、および、通常該ディスクの円周の
部分であって該ディスクと同心となる弧である。ホロゴ
ンに関するさらなる情報は、Ｗ．トーマス・キャセイ
(W. Thomas Cathey) 氏による「光学的情報処理および
ホログラフィー」（"Optical Information Processing
and Holography", JOHN WILEY & SONS 社）、および、
Ｈ．Ｊ．コールフィールド (H.J. Caulfield) 氏による
「光学的ホログラフィーハンドブック」（"Handbook of
Optical Holography", ACADEMIC PRESS 社）に見るこ
とができる。

【００２６】ホロゴンシステムのその他の態樣、および
自動式気体軸受の構成は、個々の応用に従って周知手段
により決定される。従って、以下の好ましい実施例で
は、ホロゴンシステムの始動／停止寿命を充分に 25,00
0 サイクル以上までに確実に延長する、回転体質量の除
荷のための新規な技術について説明する。

【００２７】この好ましい実施例に至る間に、気体軸受
の種々の試作品の大きな失敗には幾つかの要因があるこ
とが解かった。大きな要因の一つは、前記回転体の、停
止状態から作動状態に移行するとき（ここで、これを
「離昇 (lift-off) 」と称す）、および、作動状態から
静止状態に戻るときの（ここで、これを「着接 (touchd
own) 」と称す）前記軸および下部スラストプレートへ
の接触と思われる。離昇および着接のときに常に生じる
接触持続時間に加え、該軸受がこれらの移行状態を通過
する際に励起される不安定性のある形態によって生ずる
と思われる瞬間的な着接も存在する。また、外的振動
も、回転軸に影響を与え及び／又は瞬間的な不安定形態
を含み、回転する軸受を接触させると思われる。充分な
回転速度における支持面の接触は、金属と金属との擦れ
が原因しているものと思われる。接触領域が、かなりの
高熱となり接触面が瞬間的に溶着し、そして、回転する
前記回転体の推進力により離れると推察される。結局、
瞬間的な接触は、軸受の回転を阻む溶着に原因している
と思われる。その結果、軸受が完全に拘束され、軸受は
使用不能となる。

【００２８】第二の要因は、回転軸の傾斜である それ
は自動式気体軸受への荷重を強調し、前記回転体の離昇
回転中および着接回転中において支持面が一層衝突を起
こすものとなる。瞬間的な着接も、回転軸の傾斜により
一層生じ易くなる。

【００２９】本発明によれば、このような移行中の苛酷
な接触時間を減少させることにより、性能と信頼性を確
実に向上させることができる。以下に詳しく説明するよ
うに、離昇および着接による望ましくない効果は、前記
回転体を磁気的誘導による除荷により、ほとんどあるい
は完全に消滅される。

【００３０】上部除荷用磁石６２はディスク支持リング
５８の下側に同心的に固定されているため、前記回転体
が軸受軸５２に同軸的に取り付けられたときには、該回
転体は回転軸４６に沿って軸方向に支持され、かつ、溝
の形成された前記上部および下部の各スラストプレート
６４，６６の中間面において軸受組立体の下部に接触す
る。除荷用磁石５６，６２が該回転体が停止中に離間す
るかどうかは、下記の特徴、すなわち前記上部・下部除
荷用磁石のサイズ、および両者間に生じる磁気的反発力
の大きさ等、によって決定される。ただし、回転体が停
止しているときであっても、上部・下部除荷用磁石間の
反発力は積極的に「除荷 (unload) 」作用をするもので
あり、該回転体のスラスト荷重を所定の割合で軽減す
る。従って、本発明の重要な特徴によれば、前記回転体
は部分的に重量が軽減され、よって、該モータ組立体の
駆動時において、前記上部・下部スラストプレートが非
常に迅速に離昇され、摩耗量が減少される。また、離昇
は、従来の自動式気体軸受よりも非常に低速（例えば、
500 RPM ）で開始する。同様に、該回転体が部分的に
重量軽減を受けるので、該モータ組立体を停止する際、
該回転体は、着接時における摩耗が従来よりも減少す
る。

【００３１】（回転体が磁場によって浮揚されている）
従来の磁気的スラスト軸受と区別される本発明のさらな
る特徴は、前記回転体の除荷はまず回転体が停止してい
るときに生じ、該回転体が離昇するときに、前記上部・
下部除荷用磁石の間隔が増加することにより減少するこ
とである。従って、該自動式気体軸受の駆動中に前記流
体の流れが残存できるように、前記回転体が前記上部・
下部除荷用磁石によって完全には除荷されず、必要な軸
受剛性を提供することは重要な特徴である。該回転体が
全速回転に至ったとき、前記上部・下部除荷用磁石は、
前記上部・下部スラストプレート間の前記液体流の作用
により完全に分離される。このように、前記液体流は、
該回転体に課せられる引き上げ作用の全てまたは大部分
に関わっている。

【００３２】本発明により構成された軸受の第一の利点
は、要求される始動トルクが最小化されることである。
他の利点は、該自動式気体軸受の剛性が、ホロゴンディ
スク２６の回転軸４６に沿った位置を制御することであ
る。これは、前記ホロゴンの軸方向の摂動に対して影響
を受け易い（例えば）磁気スラスト軸受にとって好まし
いことである。ホロゴンの軸方向の摂動は、確実にビー
ム走査システムの走査精度を低下させるものである。さ
らに、本発明によるホロゴンシステムは、図２に示すよ
うに、回転軸４６を水平面Ｈに対して傾斜させたことに
よる利点がある。この傾斜関係は該ホロゴンシステムの
形状を、従来の気体軸受の構成に比してコンパクトなも
のとする。

【００３３】本発明者等は、本発明によるホロゴンシス
テムにおいて、上述した軸受は、充分に 25,000 回の始
動／停止サイクルまで破損しないとの知見を得た。従っ
て、本発明による該ホロゴンシステムの信頼性のある運
転により、従来構成による故障率を確実に低減する。

【００３４】図４を参照すると、前記回転体の回転質量
を除荷するために必要な磁気反発力を決定する方法が理
解される。前記上部・下部除荷用磁石は、好ましくは、
対極を持つように磁性紛体を燒結されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ
等の適宜な材料から形成される。磁石のタイプ、材料、
およびサイズ等の特性は、通常、周知の原理に従って選
択される。しかし、本発明では、前記回転体の所定の割
合の回転質量を除荷する所定の反発力が得られるよう
に、所要の磁気特性が詳細に選択される。前記回転質量
体の除荷は、例えば、全速運転における前記磁石間隙の
サイズの選択によってコントロール可能である。好まし
い実施例の実験例の一つでは、下記の特性を有してなさ
れたものである。 （本段落、以下余白）

【００３５】 パラメーター 特性 回転体の回転質量 ９.７オンス 磁性材料 ２７ＭＧＯｅ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ 磁石の直径 ０.４５０インチ 磁石の厚み ０.０６３インチ 表面ガウス値 １５００ガウス

【００３６】図４に示すように、除荷力と磁気間隙長さ
との関係は、実験による測定によって予め決定される。
下記に示す対をなすデータは、上述の実例から得られ、
かつ図４のグラフの作成に用いられたものである。

【００３７】磁気間隙長さ（インチ） 除荷（反発）力（オンス） ０.０００ ２０.０ ０.０１０ １８.４ ０.０２０ １６.２ ０.０３０ １４.４ ０.０４０ １２.９ ０.０５０ １１.５ ０.０６０ １０.４ ０.０７０ ９.４ ０.０８０ ９.６ ０.０９０ ７.８ ０.１００ ７.１

【００３８】例を用いれば、９.７オンス（１オンス＝
２８.３５グラム）の回転体質量を持った軸受を９０％
除荷するのには８.７３オンスの反発力が必要である。
図４は、停止状態におけるそのときの磁石間隙寸法が略
０.０８８インチでなければならないことを示してい
る。この寸法は、前記軸の高さを変えることにより得ら
れる。前記ハウジングに対する軸の高さは周知手段によ
り調整可能であり、従って、個別の応用に従って前記回
転体の除荷を達成することが可能である。

【００３９】以上、本発明を、好ましい実施例を例に詳
細に説明したが、本発明の精神および範囲内で種々の変
更および改良が可能である。例えば、除荷用磁石は、前
記回転体に対する前記回転軸に沿った所要の除荷が達成
されるように、前記ホロゴンシステム内の図示した位置
とは別の所に位置させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成された単一ビームホログラフ
スキャナーの概略構成図である。

【図２】図１に示した回転偏光器の好ましい実施例の側
面図である。

【図３】図２に示した回転偏光器の３−３線に沿った矢
視図である。

【図４】図２および図３の軸受の一実施例の実験による
除荷力と軸受間隙寸法との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

４０ 自動式気体軸受 ４６ 回転軸 ５２ 軸受軸 ５４ 固定子体 ５６ 第二の磁石 ５７ 軸受スリーブ ６２ 第一の磁石 ６６ 固定子体支持面 ６８ 磁束スプレート（回転駆動手段） ７０ 回路板（ 〃 ） ７２ モータ磁石（ 〃 ）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸（４６）および回転体支持面を持
   った回転体と、前記回転体と同軸的に配され、前記回転
   体支持面と対向した固定子体支持面（６６）を持った固
   定子体（５４）と、前記回転体を前記固定子体に対して
   回転駆動させる手段（６８，７０，７２）と、前記回転
   体の回転中に前記両支持面間に動的気体圧を発生させ、
   これら支持面を離間させる手段（４０）と、を備えて成
   る改良された自動式気体軸受であって、 第一の磁石（６２）および第二の磁石（５６）が前記回
   転体および前記固定子体にそれぞれ設けられ、これら第
   一および第二の磁石は極性を有して前記回転体に重力に
   抗する力を発生するように互いに関連して配され、これ
   により、前記回転体の重量を軽減することを特徴とする
   自動式気体軸受。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動式気体軸受におい
   て、前記第一および第二の磁石の少なくとも一方が調整
   可能であり、該第一および第二の磁石の間隔を変更する
   ために前記少なくとも一方の磁石の位置を調整する手段
   が設けられ、これにより、前記回転体に及ぶ前記重力に
   抗する力が可変とされていることを特徴とする自動式気
   体軸受。
3. 【請求項３】 請求項１記載の自動式気体軸受におい
   て、前記回転体の重量軽減が、前記回転体が前記駆動手
   段によって回転してるときよりも停止しているときによ
   り効果的となるよう、前記第一および第二の磁石が互い
   に関連して配設されていることを特徴とする自動式気体
   軸受。
4. 【請求項４】 請求項１記載の自動式気体軸受におい
   て、前記第一および第二の磁石が互いに関連して設けら
   れ、かつ前記両支持面間に動的気体圧を発生させるため
   の手段が形成されており、しかも、該手段は、前記回転
   体の重量軽減と前記支持面間の前記気体圧による効果と
   が、前記回転体の速度が変化するに従って互いに逆にな
   るように形成されていることを特徴とする自動式気体軸
   受。
5. 【請求項５】 請求項１記載の自動式気体軸受におい
   て、前記回転軸が前記重力に対して実質的に傾斜してい
   ることを特徴とする自動式気体軸受。
6. 【請求項６】 回転軸、円筒状内面、および自身に固定
   された第一の支持面を持った円筒状の軸受スリーブと、 前記軸受スリーブ内に同軸的に位置されて、（ｉ）円筒
   状外面、および（ｉｉ）自身に固定された第二の支持面
   を持ち、該第二の支持面は該第二の支持面と前記第一の
   支持面が互いに対向するように形成され、前記軸受スリ
   ーブおよび該軸受軸の一方が回転体の一部となり、かつ
   前記軸受スリーブおよび該軸受軸の他方が固定子の一部
   となる、円筒状軸受軸と、 前記軸受スリーブと前記軸受軸との間に相対回転速度を
   確立するために前記回転体を駆動する手段と、 回転可能に取り付けられた前記軸受スリーブおよび前記
   軸受軸の一方が回転しているときに前記両支持面間に動
   的気体圧を発生せさ、これにより前記両支持面を離間さ
   せる手段と、を備えて成る自動式気体軸受であって、 第一および第二の磁石が前記軸受軸および前記軸受スリ
   ーブにそれぞれ設けられ、これら第一および第二の磁石
   は、互いに関連して配設され、しかも、回転可能に取り
   付けられた前記軸受スリーブおよび軸受軸の一方に重力
   に抗する力を発生するのに適した極性を有していること
   を特徴とする自動式気体軸受。
7. 【請求項７】 請求項６記載の自動式気体軸受におい
   て、前記第一および第二の磁石の少なくとも一方が調整
   可能であり、該第一および第二の磁石の間隔を変更する
   ために前記少なくとも一方の磁石の位置を調整する手段
   が設けられ、これにより、前記回転体に及ぶ前記重力に
   抗する力が可変とされていることを特徴とする自動式気
   体軸受。
8. 【請求項８】 請求項７記載の自動式気体軸受におい
   て、前記回転体の重量軽減が、前記回転体が前記駆動手
   段によって回転してるときよりも停止しているときによ
   り効果的となるよう、前記第一および第二の磁石が互い
   に関連して配設されていることを特徴とする自動式気体
   軸受。
9. 【請求項９】 請求項７記載の自動式気体軸受におい
   て、前記第一および第二の磁石が互いに関連して設けら
   れ、かつ前記両支持面間に動的気体圧を発生させるため
   の手段が形成されており、しかも、該手段は、前記回転
   体の重量軽減と前記支持面間の前記気体圧による効果と
   が、前記回転体の速度が変化するに従って互いに逆にな
   るように形成されていることを特徴とする自動式気体軸
   受。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の自動式気体軸受におい
    て、前記回転軸が前記重力に対して約６０度傾斜してい
    ることを特徴とする自動式気体軸受。