JPH0418511A - ミラー回転用モータ - 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） 本発明はロータ部分を動圧空気軸受で支持し、光学ミラ
ー例えばポリゴンミラーを回転させるモータに関する。

更に詳述すると、本発明は、ポリゴンミラーを用いた光
学走査装置に採用して好適なミラー回転用モータに関す
る。

（従来の技術） レーザービームプリンタやファクシミリ等に用いられて
いるポリゴンミラーを使用した光学走査装置では、ポリ
ゴンミラーを高速回転させるために第５図に示すような
動圧空気軸受を組込んだモータが使用されている。

このモータは、マグネット１０２を取付けた回転体１０
１の外周面１０３とコイル１０５を中央に配置した円筒
状の軸受部材１０４の内周面１０６との間に動圧軸受１
０７を構成して径（ラジアル）方向の支持を図る一方、
回転体１０１と軸受部材１０４との間に磁石１０８．１
０９の吸引力を利用したスラスト磁気軸受１１０を構成
して軸（アキシャル）方向の支持を図るようにしたもの
である。このモータにおいては、被回転対象物たるミラ
ー１１４は回転体１０１の上端部に固定されている。尚
、符号１１１はモータ内部、１１２はモータ外部、１１
３は通気孔を示す。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のポリゴンミラー回転用モータは、
回転体１０１の上＠側にポリゴンミラー１１４を取付け
、その下方を動圧空気軸受１０７で支持するようにして
いるので、第３図（Ａ）に示すように回転体１０１の重
心Ｇと動圧空気軸受１０７の動圧中心Ｐとが軸方向に離
れてしまい、横方向からの外乱（振動）によって回転体
（ロータ）１０１が傾いてしまう虞がある。特に、ポリ
ゴンミラー１１４の質量は比較的大きいため、その傾向
が著しい。

動圧空気軸受１０７の動きが大きくなり、ポリゴンミラ
ー１１４の回転軸の倒れが大きくなると、例えばレーザ
ービームプリンタ等においては走査線にむらを生じ、形
成される画像の品質が低下することになるので改善が望
まれている。　本発明は、横方向の振動などの外乱に対
して回転軸の傾きを抑えることができるミラー回転用モ
ータを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明は、ミラーを支持す
る回転体とこの回転体を収容する円筒状の軸受部材と嵌
合させて前記回転体の外周面と前記軸受部材の内周面と
の間で動圧空気軸受を構成すると共に前記回転体の内部
にｎ何けたマクネッ１〜と前記軸受部材の中央に配置さ
れて前記軸受部材に固定されたステータ側コイルとの間
でモータを構成するミラー回転用モータにおいて、前記
軸受部材の中程に円周方向の環状四部を設けて前記ミラ
ーを収容すると共に該凹部において軸受部材の一部を切
欠いて走査光通過口を形成する一方、前記ミラーを挾ん
でその両側に動圧空気軸受を少くとも２箇所形成するよ
うにしている。

（作用） しなかって、回転系の重心位置を左右するミラーが軸受
部材の環状四部に収容されるなめ、回転体の重心か２箇
所の動圧空気軸受の内側に位置し、回転体の重心位置と
動圧中心とか横方向においてほぼ一致する。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。尚、本実施例はレーザプリンタやファクシ
ミリ等の光学走査装置に使用されているポリゴンミラー
の回転駆動装置に適用したものである。

ポリゴンミラー回転駆動装置は、ポリゴンミラー１４を
支持して回転する回転体（ロータ）１と、この回転体１
及びポリゴンミラー１４を収容して回転体１との間に動
圧空気軸受７．７を構成する円筒状の軸受部材４と、こ
の軸受部材４の中心に配置されてコイル５を支持するセ
ンターボール１５と、該センターボール１５を支持し軸
受部材４の底部を塞ぐベース部材１６と、軸受部材４（
Ｉ！！Ｉに固定された駆動コイル５と回転体１側に固定
されたロータマグネット２とによって構成される制御用
小形モータ１７とから主に成る。

軸受部材４の中程にはポリゴンミラー１４を収容する環
状の凹部４０が形成されている。更にこの凹部４０は円
周方向に所定角度、例えば９０〜１８０°、好ましくは
９０〜１２０°の範囲で切欠かれてモータ外部１２に貫
通し、光源（図示省略）から照射されたレーザー光を入
射しかつ反射光を図示していない被走査体上に走査させ
るための走査光路を確保する走査光通過口／１】か形成
されている。また、軸受部材４の外周面には当該モータ
をレーザープリンタ等の光走査装置のハウジング３１等
に取付けるためのフランジ３２か形成されている。尚、
この軸受部材４の内周面６には、１１ｉｔ摩耗性を向上
させるための表面処理を施すことか好ましい。例えば特
開昭６３−２３５７４９号に開示されているような耐摩
耗性被膜あるいは潤滑性被膜を施すように設けられてい
る。

前記回転体１は軸受部材４内の環状凹部４０に対応する
位置に段部１ｂを形成してポリゴンミラー１４をほぼ中
央に支持すると共に該ポリゴンミラー１４の両側の少く
とも２個所に動圧空気軸受７．７を構成するように設け
られている８例えば、回転体１は大円筒部１ｂと小円筒
部１ａとから構成され、それぞれの外周面３に動圧発生
用のグループ４２をエツチング等により約５１１１１〜
２０ＩＩｆｌの深さで形成している。ポリゴンミラー１
４は回転体１の小円筒部１ａに嵌められ、その上に例え
ば波形ばね３６とばね押え３７を載せて取付はプレート
３８を小円筒部１ａに圧入することによって固定されて
いる。ポリゴンミラー１４は、波形はね３６の弾性力に
よって回転体１の肩部１ｃに押しつけられ、位置決めと
同時に固定される。尚、ポリゴンミラー１４の回転体１
に対する固定法は上述の方法に特に限定されず、例えば
レーザスポット溶接等によって固着するようにしても良
い。

動圧空気軸受７，７は特にその構造や大きさなどに限定
を受けるものではない０例えば第４図（Ａ）に示すよう
に互いにグループが向かい合った一対のへリボーングル
ープ４２を２組形成したり、第４図（Ｂ）に示すように
ポリゴンミラー１４を挾んで一組のグループ４２を向い
合せて配置し回転体１を図の矢印方向に回転させた時中
央の走査光通過口４１がら空気を導入してグループ４２
を介して軸受部材４の両端に向けて排出するように形成
しても良い、このようにすれば、上側のグループ４２の
上端側と下側のグループ４２の下ｆＩＡ１１１Ｉの圧力
を高めることができる。尚、第３図（Ａ）に示すような
構成の場合、回転＃、１を第４図（Ａ、　）において矢
印方向に回転させれば、グループ４２によって空気はグ
ループ４２の中心位置で圧力が高められ、動圧軸受作用
が維持される。

また、回転体１のグループが形成される外周面３には、
軸受部材４の内周面６と同様に耐摩耗性を向上させるた
めの表面処理（特開昭６３−２３５７１９号）を施すこ
とが好ましい、尚、回転体１の内周面側には円筒状のヨ
ーク３５が固定され、このヨーク３５の更に内側には円
筒状の駆動マグネット２か固定されている。

また回転体１には、回転体１の加工誤差やポリゴンミラ
ー１４を回転体１に取付ける際の取付誤差等によってポ
リゴンミラー１４を含む回転系全体の重心位置が回転軸
上がらすれて回転バランスを崩し振動するのを防ぐため
、その頂部に厚肉部１ｄか形成され、必要に応じてバラ
ンス調整のための未貫通穴をあけ得るように設けられて
いる。

尚、この回転体１と軸受部材４との嵌合で形成される内
部空間１１は回転体１が軸方向に振動する際には実質的
な密閉空間となり、エアタンバーを構成する。ただし、
この内部空間１１は通気孔］３及び動圧空気軸受７の隙
間によってモータ外部に浦にている。

前記ベース５部材１６には軸受部材４の中央に配置され
るセンターボール１５がねし止めなどによって固定され
ている。センターボール１５の外周面にはステータコア
２１が嵌められ、更にこのステータコア２１に嵌め込ま
れたコイル板１９の間にコイル５が巻回されている。コ
イル板１９にはコイル５が外れるのを防ぐし形ないしＴ
形の爪部２０が一定間隔置きに径方向に突出しており、
該爪部２０を利用してコイル５を巻回した上で合成樹脂
によって固定されている。コイル板１９は、非磁性材料
例えばプラスチックやセラミックス等によって形成され
ている。

ステータ側のセンターボール１５と回転体１側にはスラ
スｌ−磁気軸受１０を構成する一対のリング状のマクネ
ッｌ−８，９が互いに対向するように固着されている。

これらのマグネット８，９は対向する面か互いに吸引し
合う極となるように、軸方向に着磁されており、これに
よってポリゴンミラー１４等を有する回転体１全体が浮
上するようになっている。

また、図示していないが、必要に応じてセンターボール
１５と回転体１との間には回転速度検出用の周波数発電
マグネットと検出回路基板が設置される。また、ベース
部材１６の下にはモータ１７の駆動用回路基板２２がね
じ止めされており、ベース部材１６と相俟って軸受部材
４の底部を閉塞し、モータ内部１１と外部１２との間の
空気の流通を遮断する。尚、ベース部材１６には駆動コ
イル５や回路基板２２に接続するり−ド線を外部に引き
出するための引き出し孔が必要に応じて適宜形成されて
いる。更に図示していないが必要に応じて保護カバーが
止めつけられる。

以上のように構成した本発明のミラー回転用モータによ
ると、第３図（Ｂ）に示すような動圧圧力分布を構成し
、回転体１の重心Ｇと圧力分布の中心Ｐとがほぼ同じ位
置に配置されるなめ回転軸の傾きはほぼＯである。これ
に対し、従来のミラー回転用モータでは圧力分布の中心
Ｐと重心Ｇが離れているため横方向の加速度がロータに
加わると図のように回転軸が角度θだけ傾く。

尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではある
がこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々変形実施可能である。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明のミラー回転用
モータは、軸受部材の中程に円周方向の環状凹部を設け
てミラーを収容すると共に走査光路を確保する一方、ミ
ラーを挾んでその両側に動圧空気軸受を少くとも２箇所
形成して圧力分布の中心と回転体の重心とをほぼ同じ位
置にしているので、横方向の外乱（振動）が加わっても
回転軸が傾かず、走査精度を向上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をポリゴンミラー回転用モータとして実
施した一例を示す中央半裁縦断面図である。 第２図は第１図のＵ　−Ｉｔ　Ｉ！、に沿って軸受部材
のみを示した断面図である。 第３図（Ａ）及び（Ｂ）は動圧空気軸受の一例を回転体
に形成したグループで説明する説明図である。 第４図は回転体の重心位置と動圧空気軸受の圧力分布状
態を示す説明図で、（Ａ）は従来のミラー回転用モータ
のもの、（Ｂ）は本発明のミラー回転用モータのもので
ある。 第５図従来のミラー回転用モータの概略を示す中央縦断
面図である。 １・・・回転体、２・・・マグネット、３・・・回転体
の外周面、４・・・軸受部材、５・・・コイル、６・・
・軸受部材の内周面、７・・・動圧空気軸受、１４・・
・ポリゴンミラー、４０・・・環状凹部、４１・・・走
査光通過口。 特許出願人　　　　株式会社　三ｔ！精機製作所代　　
理　　人　　　　　　弁理士　　　村　　瀬　　　−美
第 図 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ） 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ） 第 ビ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ミラーを支持する回転体とこの回転体を収容する円筒状
   の軸受部材と嵌合させて前記回転体の外周面と前記軸受
   部材の内周面との間で動圧空気軸受を構成すると共に前
   記回転体の内部に取付けたマグネットと前記軸受部材の
   中央に配置されて前記軸受部材に固定されたステータ側
   コイルとの間でモータを構成するミラー回転用モータに
   おいて、前記軸受部材の中程に円周方向の環状凹部を設
   けて前記ミラーを収容すると共に該凹部において軸受部
   材の一部を切欠いて走査光通過口を形成する一方、前記
   ミラーを挾んでその両側に動圧空気軸受を少くとも２箇
   所形成することを特徴とするミラー回転用モータ。