JPH0327747A - ポリゴンミラーの回転駆動装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、動圧空気軸受を用いたポリゴンミラーの回転
駆動装置に関し、より詳細には、ポリゴンミラーの駈動
源として適用しうるポリゴンミラーの回転駆動装置に関
するものである．（従来の技術） 従来技術１． 従来、光走査用のポリゴンミラーを回転させるポリゴン
ミラーの回転岨動装置として、動圧空気軸受を用いたも
のがあり、その構成は例えば第４図に示す如くなってい
る． 図において、符号１は回転体を示し、その下端側には環
状のマグネット２がステータ５及びコイル６の内側に配
置され、上端側には動圧軸愛用としてグルーブ（空気Ｗ
）Ｇを形威された円板状のスラスト軸受３及び光走査用
のポリゴンミラーＭがそれぞれ取付けてある．図は回転
体１が回転状態にある場合を示し，回転体工の回転によ
りスラスト軸受３は回転体ｌを包囲している固定軸受４
より間隙ｔだけ浮上してスラスト荷重とバランスしてい
る。この種の回転馳動装置は、図示されたもの以外に固
定軸受の外周面にグルーブを形成して軸受となし、その
外周面に回転体を間隙をおいて嵌合し、該外周に沿って
回転体を回転させるか、或いは図示の如くグルーブを形
威した回転体ｌの中央ないしは端部にマグネットを取り
付け、固定軸受４の内周に沿って回転体１を回転させる
構成となっている． これらの構造は何れも軸受面に空気層の動圧を発生させ
て軸受機能を果たしているが、動圧力はグルーブを設け
た回転体局面の周速と関係があり、大きな動圧力を得る
には大きな軸径を必要とする．このため所要の動圧空気
軸受機能を得るには或る程度の大きさの固定軸受径ある
いは回転軸径が必要である．そのため、その部分に占め
るスペースロスも大きく、必然的に通常の回転能動装置
と同じ軸受特性を得るためには、回転駆動装置の外形寸
法を大きくしなければならない． 従来技術２． また、特開昭５５−１３９０５１号公報には、ローター
外周部に動圧気体軸受として作用する螺旋溝を設け，そ
の内部にモータ馳動部を配置したモータ構造が示されて
いる． （本発明が解決しようとする課題） 前記、従来技術１では、回転体の軸径や固定軸受の径部
は所謂、デッドスペースとなっていて何ら活用されてお
らず、従って、大きな動圧力を得ようとすれば益々、空
間の活用効率が低下してしまうこととなる． また，前記従来技術２では、モータ構造を開示するのみ
であり、ミラーとの取り付けに関しては何ら記載されて
いないが、仮りにミラーとの組合せを想定したとして、
単にモータ軸にミラーを固定することは、回転軸線に対
する直角度が出ないから、ミラー取り付け用の取付座を
先ずモータ軸に固定し、この取付座にポリゴンミラーを
固着することが必要となる。

しかし，このような構成としたとしても、モータの軸受
部と、取付座を含むポリゴンミラ一部分とは、軸方向に
離間した状態で回転することになるので、モータのロー
ターと上記取付座を食むポリゴンミラ一部分とを合わせ
た回転体の重心点は、軸受部の中心から取付座を含むミ
ラー側に寄ってしまい、回転体はスリコギ運動をするこ
とになる．そして、このような回転体のスリコギ運動は
、軸受部での回転フレを発生し、動圧軸受面の両端部が
固定側の軸受面と接触して焼き付け現象を生ずる危険を
有するとの問題がある． 而して、本発明の目的は，空間の有効利用を図って一層
の小型化を図ることと同時に、スリコギ運動を抑えるこ
とのできるポリゴンミラーの回転關動装置を提供するこ
とにある． （課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明では、一端側が開放
された内部に円筒状内周面が形成された固定軸受と、該
固定軸受の円筒状内周面によって形成される空間内に配
置され、一端側が開放され内部に円筒状内周面が形成さ
れると共に上記開放された一端側とは逆側の閉塞部がミ
ラー取り付け部となされた円筒状回転体と、該円筒状回
転体の閉塞部に、上記固定軸受の円筒状内周面によって
形戊される空間よりも突出するよう固定されたポリゴン
ミラーとを有し、上記円筒状回転体の円筒状外周面又は
該円筒状回転体の円筒状外周面を回転自在に嵌合支承す
る上記固定軸受の円筒状内周面のいずれか一方にグルー
ブを設けて動圧軸受を形成する一方、上記円筒状回転体
の円筒状内周面にマグネットを固着し，該マグネットに
対向して岨動用コイルを配して上記円筒状回転体の内部
にモータ部を構成し、該モータ部によって上記円筒状回
転体を回転させることにより上記円筒状回転体の閉塞部
に固定された上記ポリゴンミラーを回転させるように構
威している．すなわち、従来、デッドスペースとして活
用されることのなかった回転体の内側部分に回転馳動装
置の邸動源を配設すべく、回転体の円筒状内周面にマグ
ネットを固着し，該マグネットに対向して駆動用コイル
を配設すると共に、回転体の外周と固定軸受の内周との
対向面部に動圧軸受を構成したことを特徴とする． （構　　成） 以下，本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する． 本発明に係るポリゴンミラーの回転駆動装置の構成を第
１図に示す． 図において、符号７は円筒状回転体たるローターを示し
，軟鋼等の軟磁性材料から成り、外周面を面粗さ０．２
Ｓ以下，円筒度０．５μｍ以下，真円度０．５μｍ以下
に仕上げた後，エッチング等の工法にて外周面にグルー
ブＧ（第２図参照）を形威し、さらに耐摩性を向上させ
るための表面処理を施したものである． このローター７は、その上端をフランジ状の端板８の段
部に嵌合させた上で固着することにより閉塞部とし、こ
の閉塞部にミラー取付部を構成している．かかる構成と
した後、端板８とローター７との直角度等についての精
度を確保するための追加工が行なわれる．然る後、この
ローター７の内周面に円筒形のマグネット９を嵌入固定
する．なお、ローター７が非磁性体材料で製作されてい
る場合は、マグネット９の外周にヨークを構成するもの
とする．本例ではローター７が磁性材料であるのでこれ
がヨークとして機能し、上記の如く格別のヨーク材料を
用いる必要はない．次に、端板８の外周には、多極着磁
した環状のマグネット１０が取付られる．このマグネッ
トＩＯは後述の固定軸受１１の上端に設けられて検出用
コイル１２と対向配置されて、ローター７等の回転体の
回転速度制御のための回転速度検出信号発生用として機
能する．こうして組立られたローター組を第２図に示す
．図においてローター７の外周面に動圧軸受用の多数の
グルーブＧが形成されている．なお，このグルーブＧは
ローター７の外周面でなく、固定軸受１１の内周面に形
成しても所要の動圧軸受機能を得ることもできる． 端板８の中心部には、先端が曲面状に形成されたスラス
ト調整ねじ１３が螺合されている．また、この端板８の
下面中心部には環状のマグネットｌ４がその中心を合わ
せて取付けてある．さらに、端板８の上面にはポリゴン
ミラーＭが取付用のねじ１５．　１６等により締め付け
固定されている．ここで、ポリゴンミラーＭは固定軸受
１１の円筒状内周面によって形成される空間よりも上方
に突出した位置に固定されている． このようにして構成されたローター組立部は、ローター
７が，固定軸受１ｌの中空部に嵌装されてポリゴンミラ
ーの回転酩動装置が構成される．固定軸受１１は，円筒
形をしており、一端側が開放された内部に円筒状内周面
が形戊され、その基端部がベース１７の段部に嵌入され
た上で固着されている．ローター７は上記固定軸受ｌ１
の内周面によって形成される空間内に配置され、一端側
か開放された内部に円筒状内周面が形成されると共に、
上記開放された一端側とは逆側の閉塞部がミラー取付部
とされている．固定軸受１１の内周面、つまりローター
７の外周面と対向する周面部分はローター７の外周と同
様の精度で仕上げられており、かつ耐摩耗のための表面
処理が施されている．ちなみに、ローター７を嵌装した
ときの固定軸受ｌ１との軸受隙間は片面２〜７μｍ程度
に設定される．内周に設けられた帯状の溝１７ａはロー
ター７の外周に形威された帯状の溝７ａと対向しており
、これらの溝は、ローター７の内外を連通している穴１
７ｂとともに動圧軸受の空気流通に供される．ベースｌ
７の中心部には、支柱１８の下端が挿通された上でナッ
トＮで締め付けて取り付けてあり、この支柱１８の先端
には円板状のスラスト板１９が固着されている．さらに
、スラスト板１９の外周部には，上記マグネットｌ４の
磁極と同極が対向するようにして環状のマグネット２０
が嵌装固着されている． 支柱１８には磁性材からなる板を多層に重ねて形成した
ステータコア２１が取り付けてあり、その外周部に巻線
で馳動用コイル２２が施されている．この騨動用コイル
２２はマグネット９に対向している．これらのステータ
コア２１及び馳動用コイル２２等は当該ポリゴンミラー
の回転廓動装置の固定部分に相当し、回転部分としての
ローターやマグネット９と共に当該ポリゴンミラーの回
転廓動装置の回転駆動源を構成する．ここで、固定軸受
１１は不動であり、かつ回転体を覆っているので回転岨
動装置の外殻フレームとしての機能を兼ねている．かか
る構成において、ローター組立部は、同極対向のマグネ
ット１４．　２０間の磁気的反発力により浮上する力が
作用して接触部における摩擦力の軽減が図られる．なお
、ステータコア２１とマグネット９との吸引力を利用す
ることにより、マグネット１４．　２０に代えることも
できる．スラスト方向の位置はスラスト調整ねじ１３を
回転することによりマグネット１４とマグネット２０の
間隔を変えて調整する． 次に、ベース１７の上面には，磁気センサー及び回路部
品の一部をマウントした回路基板２３が配置され、リー
ド線は溝２４．　２５等を介して外部に引き出されてい
る．ベースに形成されたねじ穴２６．　２７等は当該ポ
リゴンミラーの回転能動装置の取付け用に供される。

以上の装置全体は、塵埃から保護するためにカバー２８
にて密閉されている． かかる構成では、ポリゴンミラーの回転廓動装置の回転
岨動部がローター７の内側に構威されているので、従来
技術と比較して中心軸周りのスペースロスが大幅に改善
されることとなる．さらに、例えば、支柱１８の占める
スペースは、支柱そのものが，ラジアル負荷を受けるよ
うな構造でない故、小径の軸でも十分であり、或いは支
柱そのものを無くすることも可能である． また，第４図の従来技術と比較した場合に、ポリゴンミ
ラーの回転廓動装置の回転趣動部としてのマグネット９
の軸方向の長さが大きくとれるので、その有効面樟が従
来の同大の回転岨動装置に比べて大幅に改善されており
、同一の回転駆動装置出力で比較した場合に、大幅な小
型化が可能である． 本例では、同一トルク、同一回転速度で従来例と比較し
た場合に、動圧軸受部の直径が大きいので軸受の負荷が
大幅に改善され、また、比較的低速の回転速度でも動圧
効果を得ることができる。

また、ローター７が軸受とマグネットヨークを兼ねてい
るので、コスト低減上有利である．その他、ステータコ
ア２１．マグネット９、ローター７、軸受部等が単純な
円筒状部品の嵌合で構戊できるので全体構造が極めて簡
単となり、組立が容易である等、コストダウンを図るこ
とができ、強固な軸受部が回転馳動装置の外周部に配置
されているので、回転岨動装置全体の剛性が増し、振動
の影響も受け難い利点がある．上記実施例において、ロ
ーター７と端板８とは各々別体で製作されたものを組合
せて構成しており、組立時に，両者間の直角度の精度を
出し難い場合がある．この精度は端板８上に搭載される
ポリゴンミラーの精度に影響する．そこで、上記直角度
の精度出し難い場合は、これらの部品を一体的に製作す
るのが有効である．その例を第３図に示す． 図において，符号７０は、上記例におけるローター７と
端板８とを一体の材料から機械加工して製作した円筒状
回転体たるローターを示す．このようなローター７０で
は，円筒状回転体の底部、つまり閉塞部にポリゴンミラ
ーＭを設けるもので，ローター側面ａと搭載物を受ける
面ｂとの直角度の精度をあげることができ、極めて高精
度を要するポリゴンミラーＭの取付けに最適である。

なお、この例では回転速度検出信号発生用のマグネット
４００及び同検出用コイル１２０はローター７０の内側
に各々配置している． この例ではさらに、ポリゴンミラーＭの高さ位置の調整
を可能にする工夫がなされている．その工夫というのは
，調整ねじ１３０の先端を，支柱１８０の上端に螺合さ
れた第２ｔＡ整ねじ３０の頭部３０ａで受けるようにし
たことである．このようにすれば、マグネット１４．　
２０間の反発力とローター７０及びその搭載物の重力と
がバランスする最適のマグネット１４．　２０間の間隔
を変えることなく、単に第２調整ねじ３０を回転してそ
の高さ位置を変えるだけで調整することができる。

この例における上記以外の構成は、第１図の構成に準じ
、煩雑さを避けるため、第ｌ図におけると同一機能の部
品については同一の符号を付し、説明に代える． （作　用） 本発明では、円筒状のローターの内面にマグネットを装
着してポリゴンミラーの回転能動装置の駆動源の構成を
ローター内部に実装したので，ポリゴンミラーの回転駆
動装置中心軸周りのスペースロスが大幅に改善される． （発明の効果） このように本発明では、利用されていないローター内部
空間を有効に活用すべく、ポリゴンミラーの回転罠動装
置の駆動源を配置したので、その分ポリゴンミラーの回
転酩動装置の小型化を図ることができる． さらに、本発明では、外周面が動圧軸受部となされると
共に、内周部にモータ部を配置される円筒状回転体の閉
塞部にポリゴンミラーを設けたものであるから、動圧軸
受部とミラーとを最大限に近接させることができ、軸受
部の焼付現象の原因となる回転体のスリコギ運動を抑え
ることができる． また、本発明では，外周面が動圧軸受部となされると共
に、内周部にモータ部が配置される円筒状回転体の閉塞
部にミラーを取り付けるものであるから，別個のミラー
取付座を設ける必要もない．さらに，本発明の円筒状回
転体は、内部にモータ部が組み込まれ、その外周面を軸
受面としたものであるから円筒状回転体の径を相対的に
大きくとることができ、その結果、円筒状回転体の閉塞
部、すなわち、ミラー取付面が大きくとれる．従って、
モータの回転軸線に対するミラー取付面の直角度も精度
良く構成することができ、ミラーの振れも抑えることが
でき好都合である．

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は各々本発明の実施例を説明したポリゴ
ンミラーの回転酩動装置の断面図、第２図はローターの
正面図，第４図は従来のポリゴンミラーの回転岨動装置
の主要部断面図である．７，７０・・・ローター、９・
・・マグネット，１１・・・固定軸受，２２・・・駆動
用コイル，Ｇ・・・グルーブ、Ｍ・・・ポリゴンミラー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端側が開放された内部に円筒状内周面が形成された固
   定軸受と、 該固定軸受の円筒状内周面によって形成される空間内に
   配置され、一端側が開放され内部に円筒状内周面が形成
   されると共に上記開放された一端側とは逆側の閉塞部が
   ミラー取り付け部となされた円筒状回転体と、 該円筒状回転体の閉塞部に、上記固定軸受の円筒状内周
   面によって形成される空間よりも突出するよう固定され
   たポリゴンミラーと、 を有し、 上記円筒状回転体の円筒状外周面又は該円筒状回転体の
   円筒状外周面を回転自在に嵌合支承する上記固定軸受の
   円筒状内周面のいずれか一方にグルーブを設けて動圧軸
   受を形成する一方、 上記円筒状回転体の円筒状内周面にマグネットを固着し
   、 該マグネットに対向して駆動用コイルを配して上記円筒
   状回転体の内部にモータ部を構成し、該モータ部によっ
   て上記円筒状回転体を回転させることにより上記円筒状
   回転体の閉塞部に固定された上記ポリゴンミラーを回転
   させるように構成してなるポリゴンミラーの回転駆動装
   置。