JPH0812337B2 - 回転多面鏡走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明は，例えばファクシミリ等の画像走査装置にお
いてレーザー光を回転多面鏡に照射し，その反射光を画
面にて走査するが如きの高速回転し，しかも定速走査に
適する回転多面鏡走査装置で，その他，レーザプリン
タ，イメージスキャナ，形状測定機等多くの分野に利用
できるものである。

［技術背景と従来の問題点］ 従来から情報信号によって変調された情報レーザー光
を鏡やその他の偏向手段を用いて偏向させ，感光体等を
配した被走査面上を走査させて情報信号の記録を行なっ
たり，被走査面上の情報信号の読み出しを行うことは良
く知られている。

かかる光偏向器としては，種々の形式のものがある
が，回転多面鏡走査装置もその一つである。

この回転多面鏡走査装置は，偏向速度が速く，連続的
な光偏向ができるので，高速度で高密度の情報の記録乃
至は読み出しが可能である。

例えば，パソコンやワープロに採用されているワイヤ
・ドットプリンタ等による印字方式では，その印字速度
が遅く，ドット数の制限上からも高精度印字が不可能と
いう欠点があり，また印字時に大きな印字音を発生する
ので，騒音に悩まされる欠点を生じていた。

特にOA機器の発展により，一つの部屋に複数のOA機器
を有する場合が多く，これと共に複数のワイヤ・ドット
プリンタが同時に駆動すると，その大きな印字音は相乗
的な作用を伴って，一種の騒音になり，当該OA機器を作
動する者のみならず，周囲にいる者に対しても，不快感
を与えるという迷惑なものになっていた。

このようなことからも，測定器のみならず，レーザプ
リンタ用として，回転多面鏡走査装置は望まれているも
である。

然るに，従来の回転多面鏡走査装置は，突極ロータを
有する有鉄心形モータの回転軸にそのまま回転多面鏡を
付設して回転多面鏡を回転させるようにしているのみな
ので，回転多面鏡の同心バランスが取りにくく，回転多
面鏡を装着するのが厄介でまた，非常に大型のものにな
り，昨今の高密度実装化電子機器に採用するには今一つ
適さない構造となっていた。

特に突極ロータを有する径方向空隙型の有鉄心形モー
タは，コアレス構造のものとなっていないことから，数
〜10万回転といったような高速回転には適さず，高速回
転させる必要のある回転多面鏡走査装置には，適さない
ものとなっていた。

例えば，これら従来のものとしては，特開昭49−9302
7号公報，同57−62751号公報に開示されたものがある。
またこれらに開示されている両端軸回転型の構造のもの
は，軸受の芯出しが極めて難しく，そのために回転多面
鏡を動的にも極めて変動しないように一定回転且つ高速
回転させるために動圧空気軸受を使用することは困難で
あり，あるいは空気軸受を用いたとしても，空気軸受を
用いることの最大の利点を十分に発揮できないものであ
った。

また上記のように突極ロータを有する径方向空隙型の
有鉄心形モータを用いた従来の回転多面鏡走査装置によ
ると，大型で，軸方向に長く厚みがあり，然も重量の重
い有鉄心形モータの回転軸に単に回転多面鏡を付設して
いるのみなので，今日のように軽薄短小化が要求され，
特に筐体に取り付けるのにおいて負担とならないように
小型・軽量化が要求される高密度実装化電子機器に採用
した場合には，重量が重く，大型でかつ高価で，高精度
のものが得られない欠点があり，また特に厚みの構造が
簡単で安価且つ容易に量産するに適した厚みの薄い回転
多面鏡を得ることができない欠点があった。

更に従来の有鉄心形モータを用いた回転多面鏡走査装
置では，有鉄心形モータを用いているために，必然的に
コギングが発生し，滑らかな回転が行えないために，回
転むらが生じ，レーザープリンター等に用いた場合に
は，走査むらが生じ，精度良く画面走査が行えない欠点
があった。

また，回転多面鏡走査装置では，高速回転させつつ
も，一定速度で情報を走査させる必要があるが，従来の
回転多面鏡走査装置によると，情報を定速走査すること
が困難で，定速走査するためには大型且つ高価な回転速
度検出手段としてタコジェネレータ，エンコーダあるい
はレゾルバ等を回転多面鏡の外部に設けなばならず，又
内部に上記の回転速度検出手段を設けると構造が複雑に
なり，この結果，回転多面鏡走査装置自体も大型で且つ
高価になる為，コストの面に加えて，軽薄短小化が要求
されている高密度実装化電子機器に適用するには，大き
な欠点となっていた。

特に，従来の回転多面鏡走査装置によると，安価に構
成するために，回転多面鏡として反射面の数が少ない小
数面体のものを採用した場合には，高速回転させると，
風損が大きいため，非常に耳障りで大きな回転音を生ず
る欠点があった。また風損が大きいために，高速回転に
おいて支障となり，滑らかな回転が行えず，上記したよ
うに走査むらが生じ，精度の良い画面走査が行えない欠
点があった。更にまた，このような欠点を生ずることか
ら回転多面鏡として安価な小数面体の回転多面鏡を使用
できず，安価な回転多面鏡走査装置を形成できない欠点
があった。

［本発明の課題］ 本発明は，軽薄短小化が要求される高密度実装化電子
機器に用いて有用な小型・偏平・軽量且つ安価で高速回
転に適し，而も高精度な回転速度検出機構を合理的に組
み込んで，高精度の定速走査が可能な構造的にも簡素で
安価に量産するに適した回転多面鏡走査装置であり，し
かも軽量にして筐体に取り付けるに当たっての筐体に加
わる負担を軽減できるようにする為に，重量が軽く，安
価な小数面体の回転多面鏡を用いても，風損が少なく，
また回転音の小さい効率良好で滑らかに回転する回転多
面鏡走査装置を得ることを課題になされたものである。

上記のような課題を達成しつつも，回転軸と回転多面
鏡との取付を容易にし，しかも回転多面鏡を取り付ける
に当たって，軸受の心出しを容易にし，且つ回転多面鏡
のダイナミックバランスを容易に取ることができるよう
にして組立を非常に容易にして，安価に量産できる回転
多面鏡走査装置を得ることを課題にする。

また別の課題としては，動圧空気軸受（動圧グルーブ
軸受）の採用並びに効率の良いコアレス偏平ブラシレス
モータの採用を可能にし，コギングの発生，著しい回転
むらを防ぎ，滑らかな回転，画面走査を可能にした精度
が良く，しかも効率が良好で，長寿命の回転多面鏡走査
装置を安価に量産できるようにすることを課題になされ
たものである。

［発明の課題達成手段］ かかる本発明の課題は，下記構成要素〜から構成
され多回転多面鏡走査装置を提供することによって達成
できる。

構成要素： 少なくとも外周部が多面鏡となっている回転多面鏡
［12］の回転によって当該回転多面鏡［12］に照射され
た入射光ビームを偏向させるようにした回転多面鏡走査
装置であること。

固定側位置に植設された固定軸［３］と，この固定
軸［３］の周囲を回動する回転軸［10］からなり，上記
固定軸［３］または回転軸［10］の互いに対向する面の
少なくともいずれか一方に動圧グルーブ軸受形成用溝
［3a］を形成して動圧グルーブ軸受を形成しているこ
と。

上記回転軸［３］には，該回転軸［３］に直交して
円板状のマグネットロータ及び回転多面鏡支持用鍔［10
b］を一体形成していること。

上記支持鍔［10b］の上端面に少なくとも外周部が
多面鏡となっている回転多面鏡［12］を配設しているこ
と。

上記支持鍔［10b］にＮ極,S極の磁極を交互に2P
（Ｐは１以上の整数）個有する駆動用磁極［11a］を形
成したフラットなマグネットロータ［11］を設けて回転
子を構成すると共に該回転子に実質的にＮ極,S極の磁極
が交互に微細なピッチで並ぶように多極に着磁形成され
た周波数検出用多極着磁極［11b］を設けていること。

上記マグネットロータ［11］の駆動用磁極［11a］
と軸方向の空隙［17］を介して対向する固定側位置にス
テータコアレス電機子［16］を設け，該ステータコアレ
ス電機子［16］を励磁させることで回転多面鏡［12］を
回転させるようになしていること。

上記周波数検出用多極着磁極［11b］と軸方向の空
隙［17］を介して対向する固定側に周波数検出用のくし
歯状の導電パターン［15］を設け，該周波数検出用導電
パターン［15］から得られる周波数を回転多面鏡［12］
の定速回転制御用の信号として利用していること。

その他の課題達成手段は，上記周波数検出用多極着磁
極［11b］を，上記マグネットロータ［11］に形成した
り，上記周波数検出用多極着磁極［11b］を，上記マグ
ネットロータ［11］に着磁形成した駆動用磁極面［11
a］に形成し,N極の駆動用磁極には強い磁極のＮ極と弱
い磁極のＮ′極を交互に微細ピッチで多極に着磁形成し
ており,S極の駆動用磁極には強い磁極のＳ極と弱い磁極
のＳ′極を交互に微細ピッチで多極に着磁形成したり，
上記周波数検出用のくし歯状の導電パターン［15］を，
ステータコアレス電機子［16］の上記マグネットロータ
［11］と対向する面に配設されたプリント基板［７］の
上記周波数検出用多極着磁極［11b］と対向する部分に
形成したり，上記回転多面鏡［12］の上面に当該回転多
面鏡［12］の半径よりも長い半径の風防体［13］を設け
たり，または／及び上記回転多面鏡［12］を，回転軸
［３］の支持鍔［10b］の上面と上記風防体［13］の下
面間に介設したりすることによって達成できる。

［発明の第１実施例］ 第１図乃至第７図を参照して本発明の第１実施例を説
明する。

第１図は回転多面鏡走査装置１の縦断面図，第２図は
第１図の主要部の組立分解斜視図で，以下第１図および
第２図を主に参照して説明する。

１は回転多面鏡走査装置,2は凹部2aを有する偏平カッ
プ型支持体（ただし，第２図においては図示せず）,3は
上記支持体２の略略中心部に垂直に固設された動圧空気
軸受を形成するスクリュー溝（スパイラル溝。なお，こ
れらに限らず他の形式の動圧グルーブ軸受形成溝，例え
ば，同様な目的を達成できるヘリングボーン溝等であっ
てもよい）3aを外周に形成した固定軸である。

なお，固定軸３の外周にスクリュー溝3aを形成してい
るが，回転軸10（円筒状軸受部10a）の内周に形成して
も良く，或いは両方に形成しても良い。

４は上記支持体２の上端開口部に固設されたフラット
な円環状の磁性体からなるステータヨークで，例えば鉄
粉とプラスチック粉との混合粉を圧縮成型したもの，あ
るいは鉄粉等の磁性粉入り樹脂で形成したものを用いる
と望ましいものを得ることができる。

５はステータヨーク４と凹部2aを有する上記支持体２
によって形成される通電制御回路［駆動回路のみからな
るものであっても良い］収納用空隙部で，この通電制御
回路収納用空隙部５を有効利用する一例としては，ステ
ータヨーク４の下面にプリント基板を配設し，このプリ
ント基板に電気部品を配設し，ステータヨーク４の一部
に透孔等の切欠部を形成し，該切欠部を利用してステー
タヨーク４の下面のプリント基板と後記プリント基板７
との電気的結線を行う方法であるが，この方法に限ら
ず，上記空隙部５を有効利用できる方法は多々ある。

このように，通電制御回路［駆動回路］を内蔵できる
ようにしておくと，通電制御回路［駆動回路］一体型の
回転多面鏡走査装置１をコンパクトに構成でき，高密度
実装化電子機器に使用するのに適したものを得ることが
できる。

６は空心型のコアレス電機子コイルで，ステータヨー
ク４の上に（なお，この場合，ステータヨーク４を絶縁
シールドしておくことが望ましい。）適宜数，例えば３
相のブラシレスモータを構成するために第３図に示すよ
うに６個のコアレス電機子コイル群６−1,・・・,6−６
を互いに畳重しないように等間隔に配設して,3相ブラシ
レスモータ用のステータコアレス電機子16を形成してい
る。これについては，第３図を参照して後記にて詳細に
説明する。

７は中心部に透孔を有し且つエッチング等の手段によ
って形成された図示しない＠プリント配線導体部（プリ
ント配電パターン）を有するプリント基板で，電機子コ
イル６群（ステータコアレス電機子16）の上に固設して
いる。

８はプリント基板７の下面で，かつ電機子コイル６の
枠内空胴部９に臨む位置に配設された位置検知素子とし
て用いたホール素子やホールIC等の磁電変換素子であ
る。この磁電変換素子は,3相ブラシレスモータを構成す
るために３個の磁電変換素子８−1,・・・,8−３を用い
ており，磁電変換素子８−１は電機子コイル６−２の枠
内空胴部９位置に配設しており，磁電変換素子８−２は
電機子コイル６−１の枠内空胴部９位置に配設してお
り，磁電変換素子８−３は電機子コイル６−３の枠内空
胴部９位置に配設している。

この磁電変換素子８−1,・・・,8−３の配設位置等の
詳細については，後記する。

10は固定軸３の外周部に回動自在に装着された円筒状
軸受部10aおよび該軸受部10aの外周に直交して半径外側
方向に伸びるように一体形成された円板状のマグネット
ロータ及び回転多面鏡支持用鍔［10b］を有する回転軸
で，軸受の機能を兼ねている。

なお，この実施例における回転軸10の場合，円筒状軸
受部10aとマグネットロータ及び回転多面鏡支持鍔10aと
を一体形成したものとなっているが，この場合，回転軸
10はこれを形成する材質によって種々の工夫を凝らすと
もっと最適なものを得ることができる。例えば，回転軸
10がセラミックスでできている場合には，マグネットロ
ータ及び回転多面鏡支持鍔10aにマグネットロータ11個
の磁路を閉じるロータヨーを設けてもよい。しかし，上
記回転軸10を，磁性体によって形成している場合には，
上記マグネットロータ及び回転多面鏡支持鍔10bがマグ
ネットロータ11の磁路を閉じるためのロータヨークの機
能を兼ねるため，ロータヨークは不要になる。

従って，この実施例の場合，回転軸10として磁性体で
形成したものを用いている。このためマグネットロータ
及び回転多面鏡支持鍔10bは，ロータヨークの機能を成
している。

この場合，回転軸の固定軸３と摺動する面をセラミッ
クスで形成しておくと，更に望ましいものを得ることが
できる。

このような固定軸３と回転軸10,及びマグネットロー
タ10及びステータコアレス電機子16を用いているため，
軸受に負担が少なく，また軸受の心出しは殆ど問題にな
らない。

また回転軸10と一体してマグネットロータ及び回転多
面鏡支持鍔10bを形成しているため，回転軸10に直接回
転多面鏡12を取り付ける必要がなく，該支持鍔10bの上
面に直接或は間接でもよいが回転多面鏡12を容易に配設
固定できるため，回転多面鏡12の位置合わせ並びにダイ
ナミックバランスを取っての当該回転多面鏡12の取付が
非常に容易になる。また上記支持鍔10bの下面には，直
接或は間接でもよいがマグネットロータ11を容易に配設
固定できるため，マグネットロータ11の位置合わせ並び
にダイナミックバランスを取っての当該マグネットロー
タ11の取付が非常に容易になる。

この結果，回転多面鏡走査装置１の組立が容易になる
ため，極めて容易且つ安価に量産できるものとなる。

11はロータヨークとして機能するマグネットロータ支
持鍔10bの下面に固設されたＮ極,S極の磁極を交互に2P
（Ｐは１以上の整数）個，この例では８個有する８極の
駆動用磁極11aを着磁形成したフラットな円環状のマグ
ネットロータ（第４図参照）で，上記マグネットロータ
支持鍔10bの下面に固設して，上面にプリント基板７を
有する電機子コイル６−1,・・・,6−６群からなるステ
ータコアレス電機子16に軸方向の空隙17を介して面対向
させ，相対的回動をなすようにしている。

上記マグネットロータ支持鍔10bは，その外周部に垂
直下方に延長形成した折曲部10cを設け，この折曲部10c
でマグネットロータ11を保持すると共にマグネットロー
タ11の外周部から発生する漏洩磁束の発生を極力防いで
いる。またこの折曲部10cによって，マグネットロータ1
1の位置決めを容易にして，ダイナミックバランスを取
り易くしている。

12は少なくとも外周面が小数面体鏡となっている回転
多面鏡で，いまアルミニウムによって一体形成してお
り，研磨手段によって外周に反射面12aを有するものと
なっており，いま外周に４箇所の反射面12aを有する軸
方向に偏平で平面において小数面体鏡である４面鏡の四
角形板状のものとなっており，マグネットロータ支持鍔
10bの上面に適宜な手段によって固定されている。

なお，この実施例での反射面12aと回転多面鏡12と
は，一体した材質にて形成しているが，必ずしも，この
ようにする必要はなく，プラスチック等で形成した回転
多面鏡12本体の外周面にメッキやコーテング等の蒸着手
段を採用して反射面12aを形成しても良いことは言うま
でもない。

13は，上記反射面12aに位置する空気層を回転多面鏡1
2の回転と共に回転移送させるための風防用円板体で，
回転多面鏡12よりも半径の長いものに形成しており，上
記回転多面鏡12の上面に適宜な手段によって固設されて
いる。

この風防用円板体13の必要な理由についてであるが，
風防用円板体13は，回転多面鏡12の反射面12aが多数形
成された多数面体であるときには，特に設けなくても，
ほとんど問題にならないが，安価に形成するために回転
多面鏡12が三面鏡や四面鏡等のように小数面体の場合に
は重要な機能を果たすものである。

すなわち，回転多面鏡12が多数面体のものであるとき
には，回転多面鏡12が回転したとしても反射面12aにお
ける空気層の風圧抵抗が少ないために反射面12aにおけ
る空気層が殆どないため，風防用円板体13を設けたとし
ても風損が少なく，重要な意味を持たないものである
が，回転多面鏡体12が第２図に示すような四面体等のよ
うに小数面体の場合には，その反射面12aにおける空気
層が多く存在していて風圧抵抗（風損）が大きくなるた
め，その状態において回転多面鏡体12が高速回転すると
大きな回転音を生じるほか，風損によって効率の悪い回
転多面鏡走査装置１になる欠点がある。

したがって，回転多面鏡12が小数面体（鏡）の場合に
は，上記のように回転多面鏡12の上面に風防用円板体13
を設けることにより，より反射面12aにおいて逃げ道の
無くなった空気層は，回転多面鏡12の回転と共に一体し
て回転するため，上記風防用円板体13を設けておかない
場合に比較して風圧抵抗が少なくなり，回転多面鏡12の
高速回転によって生ずる回転音が非常に小さくなり，し
たがって，回転多面鏡走査装置１を非常な小さな回転音
（回転に伴う実質的な回転音で，このような回転音は殆
ど生じない）で回転する有用なものに構成できる。この
ため，安価な小数面体の回転多面鏡12を用いても，精度
の良い回転多面鏡走査装置１を安価に量産できる。

第３図は，ステータコアレス電機子16を形成する６個
のコアレス電機子コイル６−1,・・・・・・・,6−６群
の条件及び配設方法等を説明するための斜視図である。

この第３図から明らかなように６個のコアレス電機子
コイル６−1,・・・,6−６群は，扇枠状に巻回形成され
た空心型のものとなっており,6個の電機子コイル６−1,
・・・,6−６は，それぞれ半径方向の発生トルクに寄与
する有効導体部6aと6bとの開角（この場合，一般には有
効導体部6a,6bの中心線を基準にする）をマグネットロ
ータ11の一磁極の幅に等しい開角のものに形成して，効
率の良いものを得ることができるようにしている。

なお,6個の電機子コイル６−1,・・・,6−６は，互い
に畳重しないように等間隔に上記した第３図においては
図示しないステータヨーク４上に配設されている。ステ
ータヨーク４の上に６個のコアレス電機子コイル６−1,
・・・,6−６を配設することにより，ステータコアレス
電機子16を形成し，このステータコアレス電機子16の上
面には，第１図，第２図及び第７図に示すような非磁性
体で形成された円板状のプリント基板７が配設され,3個
の電機子コイル６−1,6−2,6−３の枠内空胴部９と対向
するプリント基板７の下面には，それぞれ，磁電変換素
子８−2,8−1,8−３が配設されている。この磁電変換素
子８−2,8−1,8−３の配設位置の詳細については，第５
図において後記する。

第４図は，マグネットロータ11の下面図で,N極,S極の
磁極を交互に等しい幅で，等間隔に８個形成した８極の
駆動用磁極11aのものを本実施例では用いていることを
示す。

マグネットロータ11の駆動用磁極11aの外周辺部に
は，マグネットロータ11の回転速度検出用としての約18
0極の周波数検出用多極着磁極11bを多極着磁している。

この周波数検出用多極着磁極11bは，駆動用磁極11aを
着磁形成した後に，多極着磁用の着磁ヨーク（これには
細かなピッチで約180回ぐらいの折り返しでくし歯状に
細い線径の導線を巻線している）を用い，この着磁ヨー
クの導線に電圧をかけることで，駆動用磁極11a面に約1
80極の多極着磁極が二重着磁されるので，一度の着磁手
段で容易に形成できる。

このような二重着磁手段を用いることで，駆動用磁極
11a面に周波数検出用多極着磁極11bを形成すると,N極の
駆動用磁極11aには，強い（磁力の大きい）磁極に着磁
されたＮ極と，弱い（磁力の小さい）磁極に着磁された
Ｎ′極の磁極が形成される。磁力の弱いＮ′極の周波数
検出用多極着磁極11bが形成されるのは,N極の駆動用磁
極11aの磁極を弱めるために，上記二重着磁手段によっ
て磁極が施されることによって形成されるものである。
ここに，強い磁極のＮ極の周波数検出用多極着磁極11b
は,N′極に比較して強い磁極のことで，駆動用磁極11a
のＮ極よりも強い磁極に着磁されることは，一般におい
ては生じない。したがって，第７図から明らかなよう
に，周波数検出用多極着磁極11bにおけるＮ′極は，実
質的には,S極の作用をなす。

同様に上記二重着磁手段によると,S極の駆動用磁極11
aには，強く着磁されたＳ極と弱く着磁されたＳ′極の
周波数検出用多極着磁極11bが交互に形成され，この場
合のＳ′極は実質的にＮ極の作用をなす。

したがって，駆動用磁極11aのＮ極には,N極とＮ′極
が交互に微細ピッチで多極着磁された周波数検出用多極
着磁極11bが形成され，駆動用磁極11aのＳ極には,S極と
Ｓ′極が交互に微細ピッチで多極着磁された周波数検出
用多極着磁極11bが形成される。ここで，上記したよう
にＮ′極はＳ極の作用をなし,S′極はＮ極の作用をなす
ため，周波数検出用多極着磁極11bには，実質的にＮ極
とＳ極の磁極が交互に微細なピッチで，例えば，約180
極に多極着磁形成された周波数検出用多極着磁極11bが
形成されることになる。

なお，当然のことながら，駆動用磁極11aのＮ極とＳ
極の境目においては，周波数検出用多極着磁極11bのＮ
極,N′極,S極,S′極があってはまずい場合には，この部
分の所要の磁極を削除したり，位相をずらして形成する
などの設計上の配慮が必要である。

周波数検出用多極着磁極11bは，以上のように形成し
ているため，マグネットロータ11が形成する空隙17部の
磁束密度波形18は第７図のようになる。

この第７図に示すように，駆動用磁極11aによって形
成された磁束密度波形19に周波数検出用多極着磁極11b
によって形成された磁束密度波形20が畳重されているの
で，駆動用磁極11aによって形成された磁束密度波形19
の山または谷部に上記磁束密度波形20が畳重されるため
に細かな凹凸の波形が形成される。

ここで，この細かな凹凸の磁束密度波形20のみを，単
独で取り出せば，周波数発電機から得られる周波数信号
と同じになるので，かかる信号を後記するくし歯状の周
波数検出用導電パターン15によって取り出すことによっ
て，マグネットロータ11の回転速度を容易に検出できる
ことになる。

したがって，回転多面鏡走査装置１を定速制御でき，
一定の品質並びに速度でもって情報を走査できることに
なる。

第５図はマグネットロータ11とステータコアレス電機
子16を構成する６個のコアレス電機子コイル６−1,・・
・,6−６との展開図で，更に磁電変換素子８−1,・・
・,8−３の配設位置を示すものである。

この第５図（第３図も参照）から明らかなように３相
ブラシレスモータのステータコアレス電機子16を構成す
る電機子コイル６−1,・・・,6−６は，半径方向の発生
トルクに寄与する有効導体部6aと6bとの開角が，マグネ
ットロータ11の駆動用磁極11aの一磁極幅の略略2n−１
倍，この実施例では,n＝１を選択しており，マグネット
ロータ11の駆動用磁極11aの一磁極幅と略略等しい開角
幅，すなわち45度の開角幅に形成された空心型のものと
なっており，各電機子コイル６−1,・・・,6−６群は，
第３図及び第５図に示すように，互いに畳重しないよう
に等間隔に配設されている。

電機子コイル６−1,・・・,6−６群は，電気的に同相
位置にある，周方向に180度位相がずれた２個の電機子
コイル６群を１組としたものを３組設けて３相ブラシレ
スモータを構成するためのステータコアレス電機子16を
形成している。

すなわち,U相の電機子コイル６−１と６−4,V相の電
機子コイル６−２と６−4,W相の電機子コイル６−３と
６−６とが各相の組を形成している。各相の組の電機子
コイル６群それぞれに１個の磁電変換素子８を設けてい
る。

該磁電変換素子８−1,・・・,8−３は，それぞれ電機
子コイル６−2,6−1,6−３の枠内空胴部９に収納配設さ
れている。このようにした理由については，以下に示
す。

上記Ｕ相の電機子コイル６−１と６−4,V相の電機子
コイル６−２と６−4,W相の電機子コイル６−３と６−
６は，それぞれ，順次，通電角で60度ずれるように配設
されている。

ここに,3個の磁電変換素子８−1,・・・,8−３のみを
設けたのは,3相のブラシレスモータを構成するために，
各電機子コイル６−1,・・・,6−６それぞれに磁電変換
素子８を設けたのでは，高価になることから，同相位置
にある電機子コイル６に対しては，共通の磁電変換素子
８を兼用させるようにして安価に構成できるようにした
ためである。

位置検知素子である磁電変換素子８−1,・・・,8−３
を配設するのに望ましい位置は，有効導体部6aまたは6b
と対向する位置である。

しかし，仮に電機子コイル６−4,6−5,6−６上の位置
U,V,Wを選択するとすると，このような位置に配設した
場合，プリント基板７があるため，磁電変換素子８の配
設がやっかいになることと，若しもプリント基板７面に
磁電変換素子８を配設した場合には，その素子８の厚み
分だけ，マグネットロータ11とステータヨーク４間の空
隙17長が増加し，大きなトルクが得られなくなり，効率
の良い３相のブラシレスモータが得られなくなる。

このため，電機子コイル６−４の有効導体部6b,電機
子コイル６−５の有効導体部6a,電機子コイル６−６の
有効導体部6a上の位置U,V,Wに配設する磁電変換素子８
−1,8−2,8−３をこれと均等位置にある電機子コイル６
−2,6−1,6−３の枠内空胴部９内の記号Ｕ′,V′,W′位
置に配設して空隙17の長さを増加させないようにし，効
率の良い３相ブラシレスモータを得るようにしている。

第６図は，第１図及び第２図に示したプリント基板７
の平面図である。プリント基板７の表面におけるマグネ
ットロータ11の周波数検出用多極着磁極11bと対向する
部分には，第６図に示すようなくし歯状の回転速度検出
用の為の周波数検出用導電パターン15が形成されてい
る。この導電パターン15の半径方向の発電線素15aのピ
ッチは，第４図に示すように周波数発電機検出用多極着
磁極11bの１ピッチと同一である。導電パターン15の半
径方向の１本置きの発電線素15a群が，例えば，周波数
検出用多極着磁極11bのＮ極又はＳ極と対向していると
き，これらの間の発電線素15a群はＮ′極またはＳ′極
と対向する。これによって，各発電線素15a群に周波数
検出用多極着磁極11bに応じた同方向の起電力が発生
し，導電パターン15の図示しない出力端子からマグネッ
トロータ11の回転速度に応じた同方向の起電力が発生
し，導電パターン15の図示しない出力端子から，マグネ
ットロータ11の回転速度に応じた周波数の検出出力が得
られる。

なお，周波数検出用多極着磁極11bによるパルス状磁
束は，間欠的に現れるが，導電パターン15が第６図に示
すように全周に形成されているので，検出出力は連続波
で得られる。

また周波数検出用多極着磁極11bにピッチむらがあっ
ても，複数の導電パターン15の発電線素15aによってピ
ッチむらは平均化され，マグネットロータ11の回転数が
一定のとき一定の周波数の検出出力が得られる。マグネ
ットロータ11の回転数の変動分は，検出出力の周波数変
調成分として取り出される。

第８図は，本発明の第２実施例を示す回転多面鏡走査
装置１′の縦断面図で，この回転多面鏡走査装置１′は
第１実施例に示したものと殆ど同じであるが，駆動回路
収納用空隙部５′の軸方向の厚みを増加してあり，この
空隙部５′内に制御回路，駆動回路等を装備したプリン
ト基板を平行に複数段配設できるようにすると共に，回
転多面鏡走査装置１′の安定化，高精度化を図ったもの
である。

第９図は，本発明の第３実施例を示す回転多面鏡走査
装置１″の縦断面図を示すもので，第１図及び第６図に
示す空隙部5,5′を全く無くし，ステータコアレス電機
子16,マグネットロータ11及び回転多面鏡12等の構成要
素を下部位置に設けることで，当該回転多面鏡走査装置
１″の安定化を図ると共に，厚みの薄い軸方向に偏平な
ものを得ることを可能にしたものである。

なお，この回転多面鏡走査装置１″では，回転軸10及
び固定軸３を回転多面鏡12の上部に突出形成させてなる
が，これは，上記実施例に示した回転多面鏡走査装置1,
1′との兼ね合いによるもので，回転多面鏡走査装置
１″を更に偏平なものに構成したい場合には，回転軸10
等を軸方向に長さの短いものを用いて，回転多面鏡12の
上部に大きく突出させないようにすることで可能にな
る。なお，符号14は，スラストキャップを示す。

［発明の作用］ 本発明に示した回転多面鏡走査装置1,1′,1″によれ
ば，磁電変換素子８がマグネットロータ11の駆動用磁極
11aのＮ極,S極の磁極を検出すると，図示しない駆動回
路にその信号が伝達され，適宜な方向の電流を電機子コ
イル６群に流して励磁し，このことにより，フレミング
の左手の法則に従ってマグネットロータ11は所定方向に
回転する。

また，マグネットロータ11が回転すると，これに形成
された周波数検出用多極着磁極11bが導電パターン15と
相対的回転するので，マグネットロータ11の回転速度に
応じた回転速度検出用の周波数が上記導電パターン15の
図示しない端子から取り出すことができるので，この周
波数信号を回転速度制御回路によってF/V（周波数／電
圧）変換して，速度電圧になおし，この電圧を基にフィ
ードバックして電機子コイル６群への通電を制御するこ
とで，マグネットロータ11を一定の回転速度で回転させ
ることができる。

したがって，マグネットロータ支持鍔10aに固設され
た回転多面鏡12も一定速度で回転し，該多面鏡12の反射
面12aに照射された情報レーザー光は，偏向された反射
光となって画面を一定の速度で走査する。

［発明の効果］ 本発明によれば，従来のように大型で且つ高価なエン
コーダやタコジェネレータを用いることなく，また従来
のように特別に多くのスペースを必要とすることなく，
導電パターンと周波数検出用多極着磁極とによる簡単な
構成で，しかも特にスペースを必要とすることなく，回
転速度検出機構を合理的に回転多面鏡走査装置に内蔵で
きるため，軽薄短小化が要求される高密度実装化電子機
器に用いて有用な小型・偏平且つ軽量で高速回転し且つ
精度良く定速回転し，したがって，一定速度で精度良く
画面を走査できる回転多面鏡走査装置を極めて安価に量
産構成できる。

その上更に本発明では，固定軸の外周を回転する回転
軸と一体してマグネットロータ及び回転多面鏡支持鍔を
一体形成しているため，回転多面鏡及びマグネットロー
タの位置合わせと取付が非常に簡単で，構造も簡単にな
り，当該回転多面鏡走査装置を組立が容易で安価に量産
できるものとなる。

しかも，本発明の回転多面鏡走査装置によれば，安価
な小数面体の回転多面鏡を用いても風損，風切り音が殆
ど生じないために回転音が小さく，従って効率が良好な
ため，軽薄短小化が要求される高密度実装化電子機器に
用いて有用な小型・偏平且つ軽量で高速回転且つ一定速
度で精度良く，しかも低音で画面を走査できる回転多面
鏡走査装置を極めて容易且つ安価に量産構成できる。

しかも軽量なため，筐体に取り付けるに当たっての筐
体に加わる負担を軽減できる為，各種の高密度実装化電
子機器に用いて有用なものを構成できる。

また動圧空気軸受（動圧グルーブ軸受）の採用並びに
効率の良いコアレス偏平ブラシレスモータの採用を可能
にしているので，コギングの発生，著しい回転むらを防
ぎ，滑らかな高速回転が可能で，精度の良い高速な画面
走査を可能にし，しかも効率が良好で，長寿命の回転多
面鏡走査装置を安価に量産できる。

なお，上記実施例におけるステータコアレス電機子
は，空心型のコアレス電機子コイル群によって形成して
いるが，かかるステータコアレス電機子は，エッチング
等の手段で形成したシートコイル，プリントコイルで形
成しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す回転多面鏡走査装置
の縦断面図，第２図は同主要部の組立分解斜視図，第３
図はコアレス電機子コイル群からなるステータコアレス
電機子の斜視図，第４図はマグネットロータの下面図，
第５図はマグネットロータとコアレス電機子コイル群か
らなるステータコアレス電機子との展開図，第６図は周
波数検出用導電パターンを形成したプリント基板の平面
図，第７図はマグネットロータが形成する磁束密度波形
の説明図，第８図は本発明の第２実施例を示す回転多面
鏡走査装置の縦断面図，第９図は本発明の第３実施例を
示す回転多面鏡走査装置の縦断面図である。 ［符号の説明］ 1,1′,1″……回転多面鏡走査装置,2……偏平カップ型
ステータヨーク支持体,2a……凹部,3……固定軸,3a……
スクリュー溝（スパイラル溝）,4……ステータヨーク,
5,5′……駆動回路収納用空隙部,6,6−1,・・・,6−６
……コアレス電機子コイル,6a,6b……発生トルクに寄与
する有効導体部,7……プリント基板,8,8−1,・・・,8−
３……磁電変換素子,9……枠内空胴部,10……回転軸,10
a……円筒状軸受部,10b……マグネットロータ及び回転
多面鏡支持鍔,10c……折曲部,11……マグネットロータ,
11a……駆動用磁極,11b……周波数検出用多極着磁極,12
……回転多面鏡,12a……反射面,13……風防用円板体,14
……スラストキャップ,15……周波数検出用導電パター
ン,16……ステータコアレス電機子,17……空隙,18……
空隙17部における磁束密度波形,19……駆動用磁極11aに
よって形成された磁束密度波形,20……周波数検出用多
極着磁極11bによって形成された磁束密度波形。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記構成要素〜から構成された回転多
   面鏡走査装置。 少なくとも外周部が多面鏡となっている回転多面鏡
   ［12］の回転によって当該回転多面鏡［12］に照射され
   た入射光ビームを偏向させるようにした回転多面鏡走査
   装置であること。 固定側位置に植設された固定軸［３］と，この固定
   軸［３］の周囲を回動する回転軸［10］からなり，上記
   固定軸［３］または回転軸［10］の互いに対向する面の
   少なくともいずれか一方に動圧グループ軸受形成用溝
   ［3a］を形成して動圧グループ軸受を形成しているこ
   と。 上記回転軸［10］には，該回転軸［10］に直交して
   円板状のマグネットロータ及び回転多面鏡支持用鍔［10
   b］を一体形成していること。 上記支持鍔［10b］の上端面に少なくとも外周部が
   多面鏡となっている回転多面鏡［12］を配設しているこ
   と。 上記支持鍔［10b］にＮ極,S極の磁極を交互に2P
   （Ｐは１以上の整数）個有する駆動用磁極［11a］を形
   成したフラットなマグネットロータ［11］を設けて回転
   子を構成すると共に該回転子に実質的にＮ極,S極の磁極
   が交互に微細なピッチで並ぶように多極に着磁形成され
   た周波数検出用多極着磁極［11b］を設けていること。 上記マグネットロータ［11］の駆動用磁極［11a］
   と軸方向の空隙［17］を介して対向する固定側位置にス
   テータコアレス電機子［16］を設け，該ステータコアレ
   ス電機子［16］を励磁させることで回転多面鏡［12］を
   回転させるようになしていること。 上記周波数検出用多極着磁極［11b］と軸方向の空
   隙［17］を介して対向する固定側に周波数検出用のくし
   歯状の導電パターン［15］を設け，該周波数検出用導電
   パターン［15］から得られる周波数を回転多面鏡［12］
   の定速回転制御用の信号として利用していること。
2. 【請求項２】上記周波数検出用多極着磁極［11b］は，
   上記マグネットロータ［11］に形成したことを特徴とす
   る，特許請求の範囲第（１）項記載の回転多面鏡走査装
   置。
3. 【請求項３】上記周波数検出用多極着磁極［11b］は，
   上記マグネットロータ［11］に着磁形成した駆動用磁極
   面［11a］に形成したものであり,N極の駆動用磁極には
   強い磁極のＮ極と弱い磁極のＮ′極を交互に微細ピッチ
   で多極に着磁形成しており,S極の駆動用磁極には強い磁
   極のＳ極と弱い磁極のＳ′極を交互に微細ピッチで多極
   に着磁形成してなることを特徴とする，特許請求の範囲
   第（１）項記載の回転多面鏡走査装置。
4. 【請求項４】上記周波数検出用のくし歯状の導電パター
   ン［15］は，ステータコアレス電機子［16］の上記マグ
   ネットロータ［11］と対向する面に配設されたプリント
   基板［７］の上記周波数検出用多極着磁極［11b］と対
   向する部分に形成したことを特徴とする，特許請求の範
   囲第（１）項乃至第（３）項いずれかに記載の回転多面
   鏡走査装置。
5. 【請求項５】上記回転多面鏡［12］は，その上面に当該
   回転多面鏡［12］の半径よりも長い半径の風防体［13］
   を設けなることを特徴とする、特許請求の範囲第（１）
   項乃至第（４）項いずれかに記載の回転多面鏡走査装
   置。
6. 【請求項６】上記回転多面鏡［12］は，回転軸［３］の
   支持鍔［10b］の上面と上記風防体［13］の下面間に介
   設されてなることを特徴とする，特許請求の範囲第
   （５）項記載の回転多面鏡走査装置。