JPH0614497A - 動圧軸受モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 ポリゴンミラー１４が軸受部材４の外で且つ
ロータ１とポリゴンミラー１４などを含む回転系全体の
重心が動圧圧力中心近傍に位置するように配置すること
によって大きな質量を持つポリゴンミラー１４の位置を
動圧軸受７の動圧圧力中心に接近させ、回転系に外部か
ら加わる振動などの加速度に起因してロータ１に加わる
モーメントを小さくして、横方向の外乱（振動）が加わ
ったときにも回転軸の傾きを招くことがないようにして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロータを動圧軸受で支持
して回転させる動圧軸受モータに関する。更に詳述する
と、本発明は、光学ミラー例えばポリゴンミラーを搭載
して高速回転する光学走査装置に採用して好適な動圧軸
受モータに関する。

【０００２】

【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図２
に示すような動圧軸受を組込んだモータが使用されてい
る。

【０００３】このモータは、マグネット１０２を取付け
たロータ１０１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１０７を構成して径（ラジアル）方向の支持
を図る一方、ロータ１０１と軸受部材１０４との間に磁
石１０８，１０９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
象物たるポリゴンミラー１１１はロータ１０１の上端部
に固定されている。

【０００４】しかし、この動圧軸受モータによると、ロ
ータ１０１の上端側にポリゴンミラー１１１を取付けて
その下方を動圧軸受１０７で支持するようにしているの
で、ポリゴンミラー１１４などを含むロータ１０１（回
転系）全体の重心位置と動圧軸受１０７の動圧圧力中心
位置との軸方向の隔たりが大きくなってしまい、外部か
らの加速度例えば横方向からの外乱（振動）によってロ
ータ１０１が傾いてしまう虞がある。特に、ポリゴンミ
ラー１１１の質量は比較的大きいため、その傾向が著し
い。このため、ポリゴンミラー１１１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。

【０００５】そこで、本発明者は、先に、図３の（Ａ）
及び（Ｂ）に示すような動圧軸受モータを提案した（特
開平4-18511 号）。この動圧軸受モータは、軸受部材２
０１の中程に円周方向の環状凹部２０２を設け、該凹部
２０２にポリゴンミラー２０３を収容すると共に、この
凹部２０２の部分で軸受部材２０１の一部を切欠いて走
査光通過口２０４を形成する一方、ポリゴンミラー２０
３を挾むようにしてその上下に動圧軸受２０５，２０６
を形成するようにしたものがある。即ち、ポリゴンミラ
ー２０３を軸受部材２０１内に収容することによって、
ポリゴンミラー２０３などを含むロータ２０７全体（回
転系）の重心位置を動圧圧力中心に接近させるようにし
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す動圧軸受モータの場合、２つの動圧軸受２０５，２
０６の間にポリゴンミラー２０３を固定するための段差
２０８を設ける必要があり、動圧軸受面となるロータ２
０７の外周面の研削が一度の加工で済まず、寸法（径）
の精度出しも難しくなる。また、軸受部材２０１の周面
に切欠部・走査光通過口２０４を設けるので、これが笛
の働きを為してノイズが生じる。更に、ポリゴンミラー
２０３を軸受部材２０１の中で組立てるから組立が困難
となる。また、軸受２０１内にポリゴンミラー２０３を
収容するため、ポリゴンミラー２０３の大形化には制約
を受ける。

【０００７】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動圧軸受モータを
提供することを目的とする。

【０００８】

【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、ポリゴンミラーを支持するロータとそれ
を回転自在に支持する軸受部材の隙間の流体圧を高めて
軸受荷重を支承する動圧軸受を組み込んだ動圧軸受モー
タにおいて、前記ポリゴンミラーが前記軸受部材の外で
且つ前記ポリゴンミラーを含むロータ全体の重心が動圧
圧力中心近傍に位置するように配置するようにしてい
る。

【０００９】

【作用】したがって、大きな質量を持つポリゴンミラー
の位置が動圧軸受の動圧圧力中心に接近し、回転系に外
部から加わる振動などの加速度に起因してロータに加わ
るモーメントが小さくなる。

【００１０】

【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。

【００１１】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ロータ１と、このロータ
１を収容してロータ１との間に動圧軸受７を構成する円
筒状の軸受部材４と、軸受部材４側に固定されたステー
タコイル５とロータ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ブラシレス制御方式の小形モー
タ１７とから主に成る。尚、ステータコイル５は軸受部
材４の中心に配置されたセンターポール１５に支持され
ている。センターポール１５は軸受部材４の底部を閉じ
るベース部材１６と一体成形されている。

【００１２】軸受部材４は、円筒形状を成し、その底部
をベース部材１６によって閉塞され、上端開口からロー
タ１を挿入し得るように設けられている。軸受部材４の
外周面には当該軸受部材４をレーザープリンタ等の光走
査装置のハウジング（図示省略）等に取付けるためのフ
ランジ４ｆが形成されている。尚、この軸受部材４の内
周面６には、耐摩耗性を向上させるための表面処理を施
すことが好ましい。例えば特開昭63-235719 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。

【００１３】ロータ１は、軸受部材４の外に突出する部
分に動圧軸受７を構成する大円筒部１ｂよりも小径のボ
ス部１ａを形成し、該ボス部１ａと大円筒部１ｂとの境
界の肩部１ｃにポリゴンミラー１４を載置して支持する
ように設けられている。ロータ１の外周面３には動圧発
生用のグルーブ（図示省略）をエッチング等により約５
μｍ〜２０μｍの深さで形成している。また、ロータ１
のグルーブ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、ロ
ータ１の内周面側には円筒状のヨーク２７が固定され、
このヨーク２７の更に内側には円筒状のロータマグネッ
ト２が固定されている。

【００１４】ポリゴンミラー１４はロータ１のボス部１
ａに嵌められて肩部１ｃに載置されたポリゴンミラー支
持部材１８に支持されている。ポリゴンミラー支持部材
１８は、一端に内向きのフランジ１８ａ、他端に外向き
のフランジ１８ｂを有する円筒部材から成り、ロータ１
及び軸受部材４の上端側を被う。このポリゴンミラー支
持部材１８は、例えば波形ばね２３とばね押え２４をそ
の上に載せて、ロータ１のボス部１ａに取付けるバラン
ス調整プレート２５で押圧することによって固定されて
いる。ポリゴンミラー支持部材１８は、波形ばね２３の
弾性力によってロータ１の肩部１ｃに押しつけられ固定
される。ポリゴンミラー１４はポリゴンミラー支持部材
１８の下端フランジ１８ｂにビス２６によって固定され
ている。尚、ポリゴンミラー１４のロータ１に対する固
定法は上述の方法に特に限定されず、例えば直接ロータ
１とポリゴンミラー支持部材１８とをビスやレーザスポ
ット溶接等によって直接固着するようにしても良い。

【００１５】またロータ１には、ロータ１の加工誤差や
ポリゴンミラー１４をロータ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
位置が回転軸上からずれて回転バランスを崩し振動する
のを防ぐため、その頂部に取付けられているバランス調
整プレート２５に必要に応じて穴をあけることによって
バランス調整し得るように設けられている。尚、このロ
ータ１と軸受部材４との嵌合で形成される内部空間１１
はロータ１が軸方向に振動する際には実質的な密閉空間
となり、エアダンパーを構成する。ただし、この内部空
間１１は通気孔１３及び動圧軸受７の隙間によってモー
タ外部１２に通じている。

【００１６】センターポール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の間にステータコイル５が巻回さ
れている。コイル板１９にはステータコイル５が巻回さ
れた上に合成樹脂によって固定されている。コイル板１
９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。

【００１７】ステータ側のセンターポール１５とロータ
１側にはスラスト磁気軸受１０を構成する一対のリング
状のマグネット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は対向する面が互い
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等を含むロータ１
全体が浮上するように設けられている。

【００１８】また、図示していないが、必要に応じてセ
ンターポール１５とロータ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１
６にはステータコイル５や回路基板２２に接続するリー
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、更に必要に応じて保護カバー２８が止
めつけられる。

【００１９】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、ポリゴンミラー１４を含むロータ全
体の重心位置を動圧圧力中心とほぼ同じ位置に設定でき
るため、回転系に外部から加わる振動などの横方向の外
乱に起因してロータ１に加わるモーメントを極めて小さ
くでき、回転軸の傾きを実用上全く問題ない程度になく
すことができる。

【００２０】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。例えば、本実施例ではロータ１の表面に動圧発生用
のグルーブを形成しているが、これに特に限定されず、
軸受部材の内周面側にグルーブを設けたり、あるいはい
ずれにもグルーブを設けない場合もある。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の動圧軸受モータは、ポリゴンミラーが前記軸受部材の
外で且つ前記ポリゴンミラーを含むロータ全体の重心が
動圧圧力中心近傍に位置するように配置されているの
で、大きな質量を持つポリゴンミラーの位置が動圧軸受
の動圧圧力中心に接近し、回転系に外部から加わる振動
などの加速度に起因してロータに加わるモーメントを小
さくでき、横方向の外乱（振動）が加わったときにも回
転軸の傾きを招くことがない。したがって、本発明の動
圧軸受モータを光学走査装置などに用いた場合には、走
査精度等を向上させ得る。

【００２２】また、本発明の動圧軸受モータの場合、段
差のないロータの外周面に動圧軸受面を形成するのでそ
の研削が一度の加工で済み、寸法（径）の精度出しも容
易である。また、軸受部材の周面に切欠部・走査光通過
口を設ける必要がないので、ノイズを生じることがな
い。更に、ポリゴンミラーを軸受部材の外に装着するの
で、組立てが容易であるし、ポリゴンミラーの大形化に
も制約を受けない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動圧軸受モータ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截縦断面図で
ある。

【図２】従来の動圧軸受モータの概略を示す中央縦断面
図である。

【図３】従来の動圧軸受モータの他の例を示す図で、
（Ａ）は中央半截縦断面図、（Ｂ）はIII-III 線断面図
である。

【符号の説明】

１ ロータ ４ 軸受部材 ７ 動圧軸受 １４ ポリゴンミラー １８ ポリゴンミラー支持部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリゴンミラーを支持するロータとそれ
   を回転自在に支持する軸受部材の隙間の流体圧を高めて
   軸受荷重を支承する動圧軸受を組み込んだ動圧軸受モー
   タにおいて、前記ポリゴンミラーが前記軸受部材の外で
   且つ前記ポリゴンミラーを含むロータ全体の重心が動圧
   圧力中心近傍に位置するように配置されていることを特
   徴とする動圧軸受モータ。