JPS61269111A - 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］ 本発明は回転多面体鏡光偏向器のように高速度で回転す
る回転体の支持に好適する回転体支持装置に関する。

［発明の技術的背景］ 近年、各種産業分野においては、伝達や記録を必要とす
る情報量が著しく増大してきている。これに伴って、情
報記録機器の一種であるプリンタも高速化が急激に進展
し、最近では毎分１万行以上の高速印字が可能なレーザ
プリンタが実現している。

レーザプリンタは第６図に示すように、レーザ光源１と
、このレーザ光源から発せられたレーザビーム２を偏向
させる回転多面体鏡装置３と、偏向されレーザビームを
結像する結像レンズユニット（ｆ−θレンズ）４と、こ
のレンズユニットを通ったレーザビームによってスキャ
ンニングされる感光体５とを備えており、予め一様に帯
電させた感光体５を、高速回転する回転多面体鏡装置３
によって偏向させたレーザビーム２でスキャンニングす
ることにより、感光体５上に静電潜像を形成するように
している。

第７図は上述の回転多面体鏡装置３の具体的構成例を示
している。同図において、固定軸１０の下端取付は部１
０ａと上端取付は部１０ｂは夫々、モーターケーシング
１１と、その上端を閉塞するカバー１２に通接した取付
孔１３ａ、１３ｂに嵌挿され、固定ネジ１４によって固
定されている。

固定軸１０の下端および上端よりやや内側には上下端に
ヘリンボーン溝１５を刻設した支持部１６ａ、１６ｂが
形成されている。なお、各ヘリンボーン）か１５は矢印
状先端が、後述する回転組立体の回転方向を向くよう、
対となって刻設されており、動圧空気ジャーナル軸受を
形成している。

固定軸１０には、支持部１６ａ、１６ｂに対して３μｍ
−７μｍ程度のクリアランスをもって中空円筒状のシリ
ンダ１７が遊嵌されている。このｊ　　　　′−′す′
ダｃ　ｔｉ′ｆ″−′−７グネ丹０−１１８が固着され
ると共に、多面体技１９およびスラスト荷重支持用磁気
軸受２０の内側磁気リング２０ａが嵌合接着されている
。また、モーターケーシング１１内には内側磁気リング
２０ａに対向して外側磁気リング２０ｂが設置されてい
る。

モーターマグネットロータ１８の外側には適度の間隔を
おいて、駆動コイル２１が配置されている。この駆動コ
イルには、カバー１２内に固定ネジ２２によって吊下げ
られたモータ駆動用回路基板２３を通して電力が入力さ
れ、モーターマグネットロータ１８およびこれにシリン
ダ１７を介して連結された多面体技１９を高速回転させ
る。

モーターケーシング１１には多面体技１９の外側位置に
レーザビームを通過さぼる窓１１ａが形成されている。

また、２４は搬送用固定ネジを示す。この固定ネジは通
常時には第７図のようにゆるめられ、その先端とシリン
ダ１７のリング状溝１７ａとの間には適度の間隔が保た
れているが、回転体支持装置を搬送する場合にはその先
端がリング状溝１７８に圧接する位置までねじ込まれ、
シリンダ１７、モーターマグネットロータ１８、多面体
技１９および内側磁気リング２０ａから成る回転組立体
２５をロックし、スラスト方向の移動を阻止する。

上述のように構成した回転体支持装置において、モータ
ー駆動用回路基板２３を通して駆動コイル２１に電力を
供給すると、モーターマグネットロータ１８に回転力が
発生し、回転組立体２５は回転する。

回転組立体２５は前述のようにヘリンボーン溝型の初圧
空気ジャーナル軸受によって３μｍ−７μｍ程度の微小
間隙をおいて軸支されているので、回転組立体２５の回
転が始まると、ヘリンボーン溝１５を通して上記微小間
隙に吸込まれる空気流によって軸受中央部での圧力が高
くなり、この圧力分布によってラジアル方向の力がシリ
ンダ１７の内面に作用する。

一方、回転組立体２５は、その下端部に固着した磁気リ
ング２０ａとモーターケーシング１１側に固着した外側
磁気リング２０ｂとの吸引力により、スラスト荷重と釣
合った状態に保たれるので、回転組立体２５が回りはじ
め、動圧空気ジャーナル軸受の圧力が高まると、シリン
ダ１７は固定軸１０の支持部１６ａ、１６ｂに対して完
全な非接触状態となり、高速回転に移行する。

［背景技術の問題点］ しかしながら、上述のように構成した従来の回転体支持
装置においては軸受部の内・外径の寸法精度、円筒度お
よび同軸度等に高い精度が必要とされるため、軸受部が
長いと加工時間が長くなり、量産性が低下する上、構造
が大型化し、重患も大きくなる・。また、スラスト磁気
軸受２０がモーターケーシング１１側と回転組立体２５
側に別れて組込まれているため、固定軸１０が垂直にた
っていないと回らないことがあり、また、磁気軸受の磁
気リング内輪２０ａがシリンダ１７に外嵌されているた
め、シリンダが高速回転すると、磁気リング内輪２０ａ
に大きな遠心力が作用して破壊するという欠点があった
。

［発明の目的Ｊ 本発明は背景技術における上述の如き欠点を除去すべく
なされたもので、小型で量産性にすぐれ、しかも高速回
転に十分に耐え得る高信頼性の回転体支持装置を提供す
ることを目的とするものである。

［発明の概要］ 本発明の回転体支持装置は、上述の目的を達成するため
、磁気軸受の内輪を非回転側に取付け、磁気軸受の外輪
を回転組立体のシリンダ内側に設けることによって磁気
軸受外輪の遠心力による破壊を防止し、信頼性を向上さ
せたことを特徴とする。

［発明の実施例コ 以下、第１図ないし第５図を参照して本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明を適用した回転多面体技光偏向器を示す
。

この光偏向器は、上側ケーシング３１とその下端を閉塞
する下側ケーシング３２とから成るケーシング３０と、
このケーシングの中央に植立され、下端および上端を固
定ネジ３３によってケーシング３０に固着された固定軸
４０と、この固定軸に遊嵌した回転組立体５０と、この
回転組立体を回転させる駆動機構部６０とから構成され
ている。

７０は緩衝部材を示す。

固定軸４０は超硬合金または窒化硅素などで表面硬化処
理をした非常に硬い材料から成り、第２図に示すように
軸線方向の中央部やや上側に単一の支持部４１が形成さ
れている。この支持部にはその上下端から中央部近傍に
向って回転組立体５０の回転方向に傾斜するヘリンボー
ン溝４２が数μｍの深さで削設されている。また、支持
部４１の下側に形成された小径部にはスラスト荷重支持
用磁気軸受の固定側磁気リング４３が外嵌され、接着等
により固着されている。

回転組立体５０は第３図に示すように、シリンダ部５１
を備えた多面体ｕ１５２と、この多面体技５２の内側上
方に嵌挿接着した軸受部５３と、シリンダ部５１の下端
内側に嵌合固着したスラスト荷重支持用磁気軸受の回転
側磁気リング５４と、シリンダ部５１の外側に嵌合固着
したモーターマグネットロータ５５とから成る。上記軸
受部５３は前述の固定軸４０と同様に非常に硬い材料か
ら成り、その内径は固定軸４０の支持部４１の外径に対
して３μｍ−７μｍ程度の微小間隙が形成される寸法と
されている。また、回転側磁気リング（外輪）５４の内
径は固定側磁気リング（内輪）４３との間に適当の微小
間隙が形成される寸法とされており、これらの磁気リン
グは第１図に示すように対向配置されてスラスト荷重支
持用磁気軸受を形成している。

駆動機構部６０は、モーターマグネットロータ５５を囲
繞するよう円周方向に所定の間隔をおいて設置した磁極
６１と、これらのｖＡ極に取付けた駆動コイル６２と、
これらの駆動コイルに供給される電流のタイミングを制
御するモータ駆動用回路基板６３とから成り、下側ケー
シング３２上にねじ止め固定されている。

なお、光偏向器の上側ケーシング３１には第４図に示す
ようにレーザ発光ユニット８１を備えた入光部８０と、
レンズユニット（ｆ−θレンズ）９１を備えた出光部９
０とが気密に固着され、ケーシング内には清浄空気が封
入される。

上述のように、本発明の回転体支持装置においては、固
定軸４０の支持部４１と回転組立体５０の軸受部５３の
間に動圧空気ジャーナル軸受が形成され、また、固定軸
に嵌合した固定側磁気リング４３と回転組立体５０のシ
リンダ５１の内側に固定した回転側磁気リング５４とに
よってスラスト荷重支持用磁気軸受が形成されているの
で、モータ駆動用回路基板６３を通して駆動機構部６０
に回転磁界を発生させると、モーターマグネットロータ
５５がこれに吸引されて回転し、多面体技５２も回転す
る。従ってレーザ発光ユニット８１から入射したレーザ
ビームは高速回転する多面体１ｉ５２によって反射し、
出光部９０からレンズユニットくｆ−θレンズ）９１を
通して出光し、感光体上をスキャンニングする。

上述の如く、本発明の回転体支持装置においては、固定
軸は短尺とされ、動圧空気ジャーナル軸受の支持部は１
個のみが形成されているので、軸受部の加工に要する時
間は短縮されて量産性が向上する。また、回転組立体の
軸方向長さが短くなリ、その重心を軸受部５３の中心付
近におくことができるので、小型でバランスのよい回転
組立体を構成することができる。

また、スラスト荷重支持用磁気軸受を形成する回転側磁
気リング５４をシリンダ５１の内側に嵌合固着したから
、回転組立体の高速回転によって回転側磁気リング５４
に遠心力が作用しても、シリンダ５１からの応力によっ
て遠心力は減殺され、破壊から保護される。

なお、以上の説明においては固定側磁気リング４３を固
定軸４０の小径部に外液した例につぎ述べたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば第５図に示す
ように、下側ケーシング３２の中央に突設させたボス部
３２ａに固定側磁気リング４３を外嵌固定してもよい。

また、本発明の回転体支持装置は上述のレーザプリンタ
に限らず、各種の高速回転体の支持に広ふ く適用することができる。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明によれば量産性にすぐれ、しかも小
型でバランスのよい回転組立体を構成できる上、回転側
の磁気リングがシリンダによって保護されるので、高速
回転時の遠心力によって破壊されることを防止でき、回
転体支持装置の信頼性を大幅に向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図における固定軸を示す側面図、第３図は第１図におけ
る回転組立体を示す斜視図、第４図は本発明の回転体支
持装置を回転多面体鏡装置に組み込んだ状態を例示する
断面図、第５図は本発明の回転体支持装置の変形例を示
す縦断面図、第６図は本発明の回転体支持装置が適用さ
れるレーザプリンタを例示する斜視図、第７図は従来の
回転体支持装置を例示する縦断面図である。 １・・・・・・・・・レーザ光源 ２・・・・・・・・・レーザビーム ３・・・・・・・・・回転多面体鏡装置４・・・・・・
・・・レンズユニット ５・・・・・・・・・感光体 １０．４０・・・固定軸 １１．３０・・・モーターケーシング １５．４２・・・ヘリンボーン溝 １６ａ、１６ｂ ４１・・・・・・・・・支持部 １７．５１・・・シリンダ １８．５５・・・モーターマグネットロータ１９．５２
・・・多面体技 ２０・・・スラスト荷重支持用磁気軸受２０ａ、５４・
・・回転側磁気リング ２０ｂ、４３・・・固定側磁気リング ２１．６２・・・駆動コイル ２３．６３・・・モータ駆動用回路基板２４・・・搬送
用固定ネジ ２５．５０・・・回転組立体 ５３・・・・・・・・・軸受部 ６０・・・・・・・・・駆動機構部 ６１・・・・・・１磁　極 ７０・・・・・・・・・！ｌ衝部材 ８０・・・・・・・・・入光部 ８１・・・・・・・・・レーザ発光ユニット９０・・・
・・・・・・出光部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定軸と、この固定軸に外嵌され、この固定軸を
   中心として回転するモータロータおよびスラスト荷重支
   持用の磁気軸受の一方の磁気リングを備えた回転組立体
   と、この回転組立体を回転させる駆動機構部とから成る
   回転体支持装置において、前記スラスト荷重支持用磁気
   軸受は内輪が固定側に設けられ、この内輪に対向する外
   輪が回転組立体のシリンダ内側に固着されていることを
   特徴とする回転体支持装置。
2. （２）固定軸には、一対のヘリンボーン溝を備えた単一
   の動圧空気ジャーナル軸受と、スラスト荷重支持用磁気
   軸受内輪が固定されている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。