JPS5923323A - 回転多面体鏡装置 - 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、たとえばレーザビームプリンタやレーデビー
ムスキャナなどに使用される回転多面体鏡装置。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、清報ｉｔの増大化が著しく、これに伴って情報を
記録するグリンタ関係も年々高速化が要求されている。

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。このレーザビームプリンタは第１図に示すよう
にレーザー光源１から発せられたレーザー光（レーザビ
ーム）２を回転多面体鏡装置３を介して偏向し、この偏
向されたレーザ光２を結像レンズユニット（ＦＱレレン
）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）シ、この感光体５上に静電潜像・を形成
するようになっている。

また、回転多面体鏡装置３は多面体源６とこの多面体源
６を高速回転させるモータ７とから構成されており、第
２図に示すような構成となっている。

すなわち、上記多面体源６は、モータ７のモ−タシャ７
ト８の上端テーパ部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８ｂに螺合されたナツト１
０により押圧される鏡押え体１１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〈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が取り付けられており、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ゾ
ーン型の気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８に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８ｃ、８ｃが形成されているとともにこれらグル
ープ形成部８ｃ、８ｃ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ハウジング
１３に円筒状の軸受部ｆＡ’１Ｂ、１Ｂが取（＝ｌけら
れている。

また、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）　ＩＪング１９・・・′が嵌合されモータシャ
フト８の下端面にボルト２０を介して取付けられたリン
グ押え２ノにより保持されているとともにモータハウジ
ング１３側にはこれら内側マグネッ）　ＩＪ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・・・とけ吸引力が
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を宙吊り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。

また、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はモータハウジング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、モータハウジング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１３ｍの下端開
口部を閉塞する端板（モータエンドプレーｈ）ｚ３ｂと
、ハウジング本体ＩＪａの上端開口部を閉塞するモータ
キャップ１３ｅとからなっている。

しかして、上記構成においては、モータシャフト８の回
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ではへリングゾーングループ１７・・・の効
果で空気が軸受部材１８ｐｌＢとの３μｍ〜６μｍの隙
間に流入されることにより上記隙間内部の圧力分布が軸
受の中央部で高くなり、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た内側マ
グネットリング１９・・・とモータハウジング１３側に
取着した外側マグネットリング２２・・・との吸引力と
スラスト荷重との釣合った状態で維持されている。した
がって、モータシャフト８は非接触の状態となり４００
０ｒｐｍ〜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
体重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１１′ｑ成だとつぎのような
間ムηがある＠ すなわち、多面体重６を常時所定温度以上に設定する手
段が何ら設けられていないため、窒ｉｉ’ｌ’Ｊ設（ｉ
ｆｔｆの充分でなく湿度、湿度の変化の激しい環境下で
は、たとえば多面体鋺の温度に比べ周囲の温度が急上昇
すれば周囲の空気中の水分が多面体重の鏡面に結露し、
鏡面のレーザ光反射効率を著しく低下させ、−感光体等
へのレーザ露光能力を失ってしまうといった重大な問題
が生じる。

〔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、多面体Ｕへの結露現象を確実に防止
し、安定した光偏向を行ない得る回転多面体鏡装置を提
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、固定支持
体に支持されて回転する回転体に設けられた多面体重を
有するものにおいて、上記多面体重を加熱するための発
熱体を設け、多面体重が所定ｄ。１度以下になったら加
熱し得るようにしたものである。

〔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
た回転多面体鏡装置を示す。

この回転多面体鏡装置３０は多面体重３ノとこの多面体
重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は固定支持体としての固定軸で、この固定軸３
３の下端取付部３３ｍはモータハウジング３４の取付孔
３５に焼ばめ等の手段により圧入固定されている。

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重３ノの回
転方向を向く形状に形成されている。

また、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治した
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３８２回転
体としての多面体重３１．およびスラスト支持用磁気軸
受３９の内側磁気リング４ｏ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
上下方向中央部よりゃ＼上方に突設された鍔部３７ａ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。

また、多面体重３ノは上記鍔部３７ａ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により押圧される鏡押え体
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固定されてい
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を備えたモータステ
ータ４６が取付られており、シリンダ３７．モータロー
タ３８．多面体重３ノ、内側磁気リング４０等からなる
回転組立体４７を駆動するようになっている。

また、上記内側磁気リング４０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。

また、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。

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、多面体重３１およびこの多血体重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
本ないしは数本の固定ねじ５３で行なえるようになって
いる。

また、固定軸３３にはその下端側からその軸心部に沿っ
てヒータ収納穴５４が形成されていて、このヒータ収納
穴５４には発熱体としての６Ｗの加熱ヒータ５５が収納
された状態となっている。この加熱ヒータ５５はモータ
ハウジング３４の壁面に取着された温度検知素子５６か
らの検知温度により動作制御がなされるようになってい
る。すなわち温度検知素子５６での検知温度が予め設定
された温度（例えば３０℃）以下の場合には第４図に示
すように加熱ヒータ５５が「入」の状態になるように温
度コントロールする制御回路５７に信号を送るようにな
っている。

したがって、モータハウジング３４の温度が低いときは
固定軸３３内に内蔵された加熱ヒータ５５が常時「入」
の状態として、モータハウジング３４．固定軸３３．シ
リンダ３７．多面体重３１．モータロータ３８等の温度
が、例えば３０℃以下になることがないようになってい
る。

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。

したがって、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。

また、モータハウジング３４の温度がある設定温度以下
になった場合には温度検知素子５６の検知信号により加
熱ヒータ５５が「入コの状態になり、モータハウジング
３４．固定軸３３・シリンダ・３７．多面体重３１．モ
ータロータ３８等の温度が結露発生温度以上、たとえば
３０℃以上に常時保つようになっている。

したがって、急激な温度・湿度の変化する環境下にあっ
ても密閉容器５２内の空気中の水分が結露して多面体腕
３１の鏡面に付着してレーーデ光の反射効率を著しく低
下させたり、固定軸３３とシリンダ３７との隙間に入り
込んで空気動圧による空気潤滑が損われると同時に水滴
の表面張力によって固定軸３３の外壁とシリンダ３７の
内壁が密着してシリンダ３７が固定軸３３とロックして
しまうといった不具合を確実に防止できる。

また、加熱ヒータ５５は固定軸３３内に内蔵されている
ため、多面体重３１．固定軸の外壁３３、シリンダ３７
の内壁を効率良く、シかも急速に加熱し得、密閉容器５
２内の空気温度の急激な変化にすばやく応答することが
できる。

しかして、多面体腕３１が高速回転され、カバー５１に
形成された図示しない入光部（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
ユニツ）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。

なお、上述の一実施例において、シリンダ３７、モータ
ロータ３８．多面体重３１等からなる回転組立体４７の
スラスト方向支持を、シリンダ３７に取着した内側磁気
リング４０とモータハウジング３４側に取付けた外側磁
気リング４８とからなる磁気軸受３９によって行なうも
のについて説明したが、これに限らず、第５図に示すよ
うな構成としてもよい。すなわち、固定軸３３にヘリン
グボーン溝３６．３６を形成するとともにこれらのへリ
ングゾーン溝３６゜３６間に多面体腕３１の回転方向に
巻対層上昇する状態にスパイラル溝５７を形成する。さ
らに、シリンダ３７の上端部にスラスト受部としてのキ
ャップ５８を圧入固定する。そして、回転組立体４７の
回転に伴ってスパイラル溝５７による上昇空気流を生じ
せしめて固定軸３３の上端面とキャップ５８との間に圧
縮空気層５９を形成して回転組立体４７全体を浮上させ
る構成としたものであってもよい。

なお、この他の実施例（第Ｓ図）の説明において、前述
の一実施例と同一部分は同一の符号を何して説明を省略
する。

また、モータロータ３８より上方に多面体腕３１を位置
させたが、この逆であってもよい。

また、温度検知素子５６をモータハウジング３４の外壁
面に取着するようにしたが、これは内壁であっても全く
同様の効果を発揮し得る。

また、温度検知素子５６からの信号を温度制御回路５７
に送り、この制御回路５７を通して加熱ヒータ５５を「
入」「切コする制御を行なうようにしたが、たとえば、
温度検知素子５６と上記制御回路の機能を有するサーモ
スタットなどをモータハウジング３４の壁面に設置して
も良いことは勿論である。

一＋４？−ゴ一本号ト明一つ一回１１体伎−持−茅置−
を一回転多面体一体−＠−ｓ−ノー以−外−の−回一転
尊−に−１−用−し−て→曹にル１（二と→ま→砒論臼
ぎあ＋。

その他、本発明は、本発明の要旨を変えない〔発明の効
果〕 本発明は、以上説明したように、多面体腕を加熱するだ
めの発熱体を設けたから、急激な温度・湿度の変化する
環境下にあっても多面体腕への結露現象を確実に防止し
、安定した光偏向を行ない得るといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転多面体鏡装置を用いたレーデビームプリン
タのスキャニング部分の概略価、第２図は従来の回転多
面体鏡装置の縦断側面図、第３図は本発明の一実施例を
示す回転多面体鏡装置の縦断側面図、第４図は同実施例
の主要部の構成を示すブロック図、第５図は本発明の他
の実施例を示す縦断側面図である。 ３０・・・回転多面体鏡装置、３１・・・多面体腕、３
３・・・固定支持体（固定軸）、３７・・・シリンダ、
５５・・・発熱体（加熱ヒータ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　固定支持体に支持されて回転する回転体に設
   けられた多面体源を有するものにおいて、上記多面体源
   を加熱するための発熱体を有したことを特徴とする回転
   多面体鏡装置。
2. （２）回転体が固定軸に外嵌され、上記固定軸の軸心部
   に発熱体を内蔵さすたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の回転多面体鏡装置０
3. （３）発熱体は固定軸が固定されたモータハウジングに
   取着された温度検知手段の検知信号により動作制御がな
   されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の回
   転多面体鏡装置。