JPS5917023A - 回転体支持装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば回転多面体炉光偏向器に適用され、
多面体験等の回転体を支持する回転体支持装備に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、情報駄の増大化が著しく、これに伴って情報を記
録するプリンタ関係も年々高速化がを求されている。

そして、近年において毎分１万行以上の高速印字が行−
なえるレーザープリンタが開発され、かなりの成果を上
げている。このレーザープリンタは第１図に示すように
レーザー光源１から発せらノ１．だレーザー光（レーザ
ビーム）２を回転多面体税光偏向器３を介して偏向し、
この偏向されだレーザ光２を結像レンズユニッ）（ＦＱ
レンズ）４を通して予め一様に帯電された感光体５上に
スキャニング（走査）し、この感光体５に静電潜像を形
成するようになっている。

また、回転多面体端光偏向器３は多面体＠６とこの多面
体験６を高速回転させるモータ７とからｆｌり成されて
おり、第２図に示すような構成となっている。

すなわち、上記多面体験６は、モータ７のモータシャフ
ト８の上端チー１部８ａに嵌着された鏡アダプタ９とモ
ータシャフト８の上端ねじ部８ｂＫ螺合されたナツト１
０によシ押圧される鏡押え体１ノとにより定位置に保持
されている。また、モータシャフト８の軸方向はぼ中央
部にはモータロータ１２が取付けられているとともにこ
のモータロータ１２を囲繞する状態にモータハウジング
１３側にはステータ１４が取シ付けられておシ、モータ
シャフト８を駆動するシャフト駆動部１５を構成してい
る。

また、シャフト駆動部１５の上下両方向にはへリングボ
ーン型の動圧空気ジャーナル軸受１６．１６が設けられ
ていて、モータシャフト８の半径方向の支持を行うよう
になっている。

すなわち、モータシャフト８Ｖｃはその周面にくの字状
のへリングゾーングループ１７・・・を形成したグルー
プ形成部Ｂｃｒｇｅが形成さノア、ているとともにこれ
らグループ形成部８ｃ、１１ｃをその相互対向面部に数
ミクロンの微小な間隙を存して囲繞する状態にモータノ
・ウジング１３に円筒状の軸受部材１８．１８が取付け
られている。

まだ、上記モータシャフト８の下端部には数枚の内側マ
グネットリング１９・・・が嵌合されモータシャフト８
の下端部にボルト２０を介して取付けられたリング押え
２ノによシ保持されているとともにモータハウジング１
３側にはこれら内側マグネットリング１９・・・をその
相互対向面部に数百ミクロン程度の間隙を存して囲繞す
る状態に数枚の外側マグネットリング２２・・・が設け
られている。上記内側マグネットリング１９・・・と外
側マグネットリング２２・・・とは吸引力が働くように
着磁されている。そして、これらの吸引力によりモータ
シャフト８の軸方向の力（主に自重）を受けてモータシ
ャフト８を宙吊Ｖノの状態に支持する磁気的スラスト軸
受２３を構成している。

まだ、上記外側マグネットリング２２・・・はリングホ
ルダ２４によって保持されており、このリングホルダ２
４はモータハウノング１３のホルダ嵌合部２５に対して
摺動自在に嵌合されている。

なお、モータハウノング１３は、段付孔を有したハウジ
ング本体１３ａと、このハウジング本体１３ｇの下端開
口部を閉塞する端板（モータエンドシレー））７３　ｂ
と、ハウジング本体３ａの上端開口部を閉塞するモータ
キャップ１３ｃとからなっている。

レノして、上記構成においては、モータシャフト８０回
転が始まるとヘリングボーン型動圧空気ジャーナル軸受
１６．１６ではへリングボーングループ１７・・・の効
果で空気が軸受部材１８．１８との３μｔｒＬ〜６μｍ
の隙間に流入される事によυ上記隙間内部の圧力分布が
軸受の中央部で畠くなり、その圧力によって半径方向（
ラジアル方向）の力を受ける。

一方、モータシャフト８はその下端部に取着しだ内側マ
グネットリング１９・・・とモータノ・ウゾング１３側
に取着しだ外側マグネットリング２２・・・との吸引力
とスラスト荷重とのダリ合った状態で維持されでいる。

したがって、モータシャフト８は非接触の状態となり４
０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの高速回転を続けるこ
とができる。

しかして、モータシャフト８の上端側に取着された多面
体験６が高速回転され、レーザ光２を高速度で偏向する
ことになる。

しかしながら、上記従来の構成だとつぎのような問題が
ある。

すなわち、多面体験６、モータロータ１２等が組立固定
されたモータシャフト８を２つの動圧空気ジャーナル軸
受１６．１６で支持するだめ、どちらか−・方の動圧空
気ジャーナル軸受１６を着脱可能にしておかなければな
ら々い。

このため従来例においては動圧空気ツヤ−ナル軸受１６
の軸受部材１８をモータキャップ１．９ｃに圧入固定し
ておき、このモータキャラ７″１３ｃをハウノング本体
１３ｍから着脱して、多面体鋳、６、モータロータ１２
が組立固定されたモータシャフト８のハウジング１３に
対する組立、分解を行なうようにしである。

し７かしながら、一方の動圧空気ジャーナル軸受１６を
着脱自在にした構造では、組立時、この動圧空気ジャー
ナル軸受１６と他の動圧空気ジャーナル軸受１６との同
軸度を約５μｍ以内の篩精度に押えて組立ることか非常
に困離であり、モータシャフト８０回転が円滑に行なえ
なくなることがある。このだめ、従来においては両動圧
空気ジャーナル軸受１６．１６の同軸度を高めるだめ熟
練作業者が長時間を要して加工、組立、調整等を行なっ
ており、生産性、保守性を低下させるばかシでなく、生
産コスト、ランニングコストを高くするといっだ問題を
有していた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、たとえば多面体験等の回転体を確実
に高速回転可能に支持でき、しかも加工、組立、調整等
が容易で生産性、保守性の大幅な向上と生産コスト、ラ
ンニングコストの低減を図ることができる回転体支持装
置を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、かかる上記目的を達成するために、固定軸に
、モータロータおよび回転体が取付られたシリンダを外
嵌させ、このシリンダ、モータロータ、回転体等から々
る回転組立体をスラスト支持用磁気軸受で支承しながら
固定軸を中心として回転させるようにしだものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図および第４図を参照し
て説明する。第３図は本発明の回転体支持装置を適用し
た回転多面体験光偏向器を示す。

この回転多面体験光偏向器３０は多面体験３ノとこの多
面体験３１を所定方向（実施例では上から見て時計方向
）に高速回転させる駆動機構部３２とからなり、つぎの
ような構成となっている。

図中３３は固定軸で、この固定軸３３の下端取付部、３
３ａは第４図にも示すようにモータハウ・ゾング３４の
取付孔３５に焼ばめ等の手段により圧入固定さｉｌてい
る。

この固定軸３３の非圧入部の周面上下両端部にはへリン
グボーン溝３６．３６が形成されている。これらへリン
グボーン溝３６．３６は矢印状先端が多面体験３１の回
転方向を向く形状に形成されている。

まだ、この固定軸３３には、固定軸３３の外径部との間
に３μｍ〜６μｍの隙間が形成される内径寸法を有した
中空円筒状のシリンダ３７が回転自在に外嵌されている
とともにこのシリンダ３７にはモータロータ３８１回転
体としての多面体幌３ノ、およびスラスト支持用磁気軸
受３９の内側磁気リング４０が後述するように取付られ
ている。すなわち、モータロータ３８はシリンダ３７の
上下方向中央部よシやや上方に突設された鍔部３７　ａ
の下面側にその開口上端内周縁部が当接する状態に圧入
固定されている。

まだ、多面体験３１は上記鍔部、？　７　ｇの上面側に
その開口下端周縁部が当接する状態に嵌入されるととも
にこの上側に嵌入されてナツト４１により押圧される憎
押え体４２および弾性シート４３を介して押付固定され
ている。また、内側磁気リング４０はシリンダ３７の下
端小径部に嵌入されシリンダ３７の下端に螺合された止
めリング４４とシリンダ３７の段部との間で挾持１−１
１定されている。

一方、前記モータハウジング３４には上記モータロータ
３８を囲繞する状態に、駆動コイル４５を噛えたモータ
ステータ４６が取付られて卦す、シリンダ３７、モータ
ロータ３８、多面体＠３１、内側磁気リング４０等から
なる回転組立体４２を１駆動するようになっている。

捷だ、上記内側磁気リング４ｏを囲繞する状態に外側磁
気リング４８が設けられていて上記回転組立体４７のス
ラスト方向の支持を行なうスラスト支持用磁気軸受３９
を構成している。

上記外側磁気リング４８はモータハウジング３４に形成
された段付凹陥部４９内に嵌入され、モータハウジング
３４に固定されたモータステータ４６の一部で押付固定
されている。

まだ、モータステータ４６には駆動コイル４５と電気的
に接続する環状のモータ駆動用回路基板５０が取付られ
ている。このモータ駆動用回路基板５０の孔５０ａは上
記内側磁気リング４０の外径よシ大径となっていて、シ
リンダ３７に、内側磁気リング４０を固定した状態で孔
５０ａ内に挿脱できるようになっている。

また、モータハウジング３４とこれに重合されたカバー
５１とによって多面体験３１およびこの多面体験３１を
駆動する駆動機構部３２を囲繞する密閉容器５２を構成
している。また、この密閉容器５２内には清浄空気が封
入された状態となっている。

なお、カバー５１はモータハウジング３４に圧入固定さ
れたモータステータ４６に開口端内径部を嵌合させる構
成としカバー５１のモータハウジング３４への固定を１
本の固定ねじ５３で行なえるようになっている。

ナオ、固定軸３３の上下両ヘリングボーン溝３　Ｌ；　
、　３５間の軸径は、ヘリングボーン溝３６゜３６形成
部の軸径よりも小さくなっていて、このヘリングボーン
溝３６．３６と（重合するシリンダ３７の上下両端部分
の内径のみを精度良く製作すれば良いということ、およ
び同一部材からなるシリンダ３７の両端内径であるだめ
極めて優れた同心度を達成することができる。このため
、製作、組立とも極めて容易かつ高精度に行なうことが
できる。

また、モータステータ４６にモータ駆動用回路基板５０
を同定したから密閉容Ｍ　５２内のデッドス被−スを有
効に利用できコンパクト化ができる。

′片た、スラスト支持用磁気軸受３７の外側磁気リング
４８を固定軸３３が固定されるモータハウジング３４に
固定するようにしたから固定ｉｆｉ＋Ｉ＋　、？　３と
外側磁気リング４８の相互位置が高精Ｊ＆で得られ回転
組立体４７の回転に悪影響を与えることがない。

しかして、駆動コイル４５に通電することにより、モー
タステータ４６には回路磁界が生じ、シリンダ３７、モ
ータロータ３８、内側磁気リング４０等からなる回転組
立体４７が時計方向［ｉ動する。この回転組立体４７が
回転するとヘリングボーン溝３６．３６の働きにより固
定軸３３とシリンダ３７との間の隙間に空気が流入して
、ラジアル方向に空気圧が生じ、これらの部分に空気動
圧ジャーナル軸受が形成される。

一方、スラスト支持用磁気軸受３９によって回転組立体
４７が支承されている。

しだがって、回転組立体４７を固定軸３３に対して非接
触の状態で支承することができ、安定した高速回転が行
なえるものである。

しかして、多面体＠３１が高速回転され、カバー５１に
形成された図示し々い入光部（透明体によって密閉され
た孔）を介してカバー５１内に導びかれたレーザ光を偏
向するようになっている。なお、偏向されたレーザ光は
カバー５１に形成された図示しない出光部（結像レンズ
ユニットによって密閉された孔）を介して感光体側等に
導出されることになる。

々お、上述の一実施例Ｉ／ｉ′おいて、本発明の回転体
支持装置を回転多面体光偏向器３０に適用し、多面体験
３１を支持するようにしだが、本発明は、これに限らず
多面体祷３１以外の１回転体に適用してもよいことは勿
論である。

その他、本発明は、本発明の要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、固定軸にモータロータ
および回転体が取付られだシリンダを外嵌させ、このシ
リンダ、モータロータ、回転体等からなる回転組立体を
スラスト支持用磁気ＩＩＮｔ＋受で支承しながら固定軸
を中心として回転させるようにしだものである。

したがって、従来のように回転体およびモータロータが
取付られだモータシャフトを２つの軸受部で支承するも
のに比べ軸受が１つであるだめ同軸度を極めて精度良く
製作することができ、たとえば、多面体験等の回転体を
確実に高速回転可能に支持でき、しかも加工、組立、調
整等が容易で生産性、保守性の大幅な向上と生産”　−
Ｘ　）　％　ランニングコストの低減を図るコトができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転多面体験光偏向器を用いだレーザビームプ
リンタのスキャニング部分の概略図、第２図は従来にお
ける回転多面体験光偏向器の縦断側面図、第３図は本発
明の回転体支持装置の一実施例を採用した回転多面体験
光偏向器の縦断側面図、第４図は同実施例要部を一部切
欠して示す分解斜視図である。 ３ノ・・・回転体（多面体験）、３３・・・同定軸、３
４・・・モータハウジング、３６・・・ヘリンクケーン
溝、３７・・・シリンダ、３８・・・モータロータ、３
９・・・スラスト支持用磁気軸受、４７・・・回転組立
体。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１３ 第３図 ０

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定軸と、この固定軸に外嵌されるとともにモー
   タロータおよび回転体が取付られ上記固定軸を中心とし
   て回転されるシリンダと、このシリンダに取付けられ、
   このシリンダおよび上記モータロータ、回転体等からな
   る回転組立体のスラスト方向を支えるスラスト支持用磁
   気軸受とを具備してなることを特徴とする回転体支持装
   置。
2. （２）　　シリンダ内側に設けられたジャーナル空気軸
   受とシリンダ外側に設けられたスラスト磁気軸受とが軸
   方向に少なくとも一部重なるように配置されたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転体支持装置。
3. （３）　　固定軸の上下両端部にヘリングボーン溝を形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回
   転体支持装置。
4. （４）固定軸の上下両ヘリングボーン溝形成部間の軸径
   がへリングボーン溝形成部の軸径よりも小さいことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の回転体支持装置。
5. （５）　　固定軸が固定されるモータハウジングにモー
   タロータを囲繞するモータステータを固定するとともに
   このモータステータにモータ駆動用回路基板を固定した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転体支
   持装置。
6. （６）モータ駆動用回路基板に、スラスト支持用磁気軸
   受の内側磁気リングの外径よシも大きい径の孔を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の回転体支
   持装置。
7. （７）　　スラスト支持用磁気軸受の外側磁気リングを
   固定軸が固定されるモータハウジングに固定するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
   体支持装置。