JPH10213774A

JPH10213774A - 光偏向器

Info

Publication number: JPH10213774A
Application number: JP1897997A
Authority: JP
Inventors: Kenji Onishi; 健司大西
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易かつ小型で消費電力の小さい光偏向器を
提供する。【解決手段】軸方向に異極に着磁されたスラスト軸受
用の磁石７８を、多面鏡８０と中空回転体７６の間に設
ける。磁石の一対の着磁部７８Ａ，７８Ｂ（挟持部材８
２，８４）と，これらの着磁部にギャップを隔てて対向
する磁性体からなるステータ部材７２，７４との間に働
く磁気吸引力によって中空回転体がスラスト方向に非接
触の状態で支持される。また、磁石７８が駆動用の磁石
を兼ね、駆動手段（ステータコイル７０）によって多面
鏡が駆動される。従って、モータ駆動用磁石及びスラス
ト軸受用磁石のために必要としていた高さが不要とな
り、光偏向器の高さを低くでき、またモータを構成する
部品点数が少なくなり、光偏向器の構造を簡素にでき
る。さらに、ロータ６４の表面積及び凹凸が少なくな
り、ロータ回転時の風損が低減でき、モータの消費電力
を小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の反射面を外
周に形成した多面鏡を有し、その回転による当該反射面
で反射偏向される光ビームで被走査部材を走査する光偏
向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ビームを被走査部材としての
記録媒体上に走査する光走査装置には、情報を含む光ビ
ームを所定の方向へ偏向し、走査させるため、例えば多
数の反射面を外周に形成した多面鏡をコアレスモータ等
の駆動モータで回転させるようにした光偏向器が使われ
ている。

【０００３】即ち、レーザ等の光源から出射された光ビ
ームで被走査部材としての画像担体を走査してその画像
を読み取る画像読取装置、あるいは画像信号や文字信号
（以下、画像信号等という）で変調された光ビームで記
録媒体を走査して画像の記録を行う画像記録装置では、
上記光ビームを走査するための手段として多面鏡を駆動
モータに固定した光偏向器が用いられる。

【０００４】この光偏向器としては、例えば特開平５−
１４１４２０号公報に示されているものがある。また、
他の光偏向器としては、図９に示すものがある。以下、
図９に基づいて構成及び作用を説明する。なお、図９
は、従来例の光偏向器の断面図である。

【０００５】光偏向器は、ステータ１０側のベース部材
１２に立設した固定軸１４に多面鏡を設けたロータ１６
を動圧軸受によって軸支し、ベース部材１２に配置した
コイル基板１８上のコアレスコイルである駆動コイル２
０を励磁切換え制御し、ロータ１６側のメインマグネッ
ト２２との間に働く磁力によって、ロータ１６を回動す
るように構成されている。

【０００６】即ち、ベース部材１２の中央部には固定軸
１４が立設されており、この固定軸１４の外周面部には
動圧軸受を構成するためのヘンリボーン溝２４が形成さ
れている。

【０００７】ベース部材１２の固定軸１４を立設した側
の平面部上には、コイル基板１８が配置されており、こ
のコイル基板１８上には駆動コイル２０が各所定位置に
複数個配置されるとともに、この駆動コイル２０用の図
示しない制御回路が構成されている。なお、コイル基板
１８上にはロータ１６の位置検出素子としてのホール素
子２１が駆動コイル２０の中心に固定されており、ホー
ル素子２１により後述するメインマグネット２２の複数
の磁極が検出され、ロータ１６の位置が検出される。

【０００８】また、コイル基板１８の駆動コイル２０と
反対側の対応位置（駆動コイル２０の下側）には、駆動
コイル２０で発生したベース部材１２側へ向う磁力線を
ロータ１６側へ向けるためのヨーク２８が、ベース部材
１２上に穿設した浅溝３０内に納められて配置されてい
る。

【０００９】ベース部材１２上には、スラストマグネッ
トホルダ３２が取り付けられてる。このホルダ３２は、
図示しない締結部材によってベース部材１２上の所定位
置に位置決めして配置されている。このホルダ３２の上
部には、断面矩形のリング状に形成されたステータ側ス
ラストマグネット３８が圧入や接着等の方法によって取
付けられている。

【００１０】上述のように構成されたステータ１０に装
着されるロータ１６の回転軸４０は、中空円筒状に形成
され、ステータ１０の固定軸１４に挿通され、回転軸４
０が高速回転されることにより、固定軸１４と回転軸４
０との間に動圧軸受であるラジアル軸受を構成するよう
にされている。

【００１１】この回転軸４０の外周部所定位置には、リ
ング状でアルミニュウム製のフランジ４２が焼き嵌め、
圧入等の方法により固定されている。このフランジ４２
には、その上面に取付面４６が形成されており、この取
付面４６上にポリゴンミラー４８が固定用のバネ５０に
よって固定されている。この取付面４６は回転軸４０の
軸芯に対し、高精度で垂直となるように加工されてい
る。ポリゴンミラー４８は、多角形柱状に形成され、そ
の側面部が鏡面に加工されている。

【００１２】また、フランジ４２のステータ１０側の駆
動コイル２０に対応する部位には切欠部４２Ａが形成さ
れており、この切欠部４２Ａに駆動用のメインマグネッ
ト２２が圧入や接着等の方法によって取付けられてい
る。メインマグネット２２は、全体がリング状で、その
中央の穴部におけるステータ１０寄りの部分には、内径
を一段広げた開口とした段開口周部５２が形成されてい
る。また、メインマグネット２２は中心角４５度づつに
８等分した各区分に、相隣接する区分が異極となるよう
Ｎ極とＳ極とが着磁されている。

【００１３】フランジ４２におけるステータ１０と逆側
の上面を、断面矩形の環状に切欠して溝部５４を形成
し、この溝部５４にバランス調整用の釣合重り５７Ａが
取付られている。また、フランジ４２におけるステータ
１０側の下面を断面矩形の環状に切欠して段付部５６を
形成し、この段付部５６にバランス調整用の釣合重り５
７Ｂが取付られている。これらの釣合重り５７Ａ、５７
Ｂは、多面鏡４８のバランスを調整するものである。

【００１４】フランジ４２の外周面上部には、リング状
に形成したロータ側スラストマグネット５８が圧入や接
着等の方法によって取り付けられている。

【００１５】このロータ側スラストマグネット５８は、
ステータ側スラストマグネット３８と同芯となり、所定
間隔を置いて隣接するよう配置されている。そして、ロ
ータ側スラストマグネット５８の外周面部と、ステータ
側スラストマグネット３８の内周面部とは、吸引力が働
くよう相互に異極に着磁され、スラスト磁気軸受が構成
されている。このスラスト磁気軸受は、２個のマグネッ
ト３８、５８の働く吸引力がロータ１６の回転軸４０に
おけるスラスト方向（軸線方向）の荷重に勝って、ロー
タ１６全体を浮上させるように作用する。

【００１６】このため、ロータ１６は、スラスト磁気軸
受によりスラスト方向に支受されるとともに、動圧軸受
によりラジアル方向（放射線方向）に支受されている。
これにより、コイル基板１８の駆動回路によって複数個
の駆動コイル２０に交番電圧を印加するよう制御し、ロ
ータ１６を宙に浮いた状態で高速回転を可能とする。

【００１７】このように、図９に示す従来例の光偏向器
（特開平５−１４１４２０号公報に示される光偏向器を
含む）は、回転軸４０に取付けられたマグネット５８と
このマグネット５８に対応してコイル基板１８に取付け
られたマグネット３８とを非接触にしてスラスト軸受を
構成させている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年レーザ
プリンタ、複写機、およびファクシミリ装置等は、小型
化・多機能化が急速に進んでいる。このため、軸方向高
さが低く消費電力が小さい光偏向器の必要性が高まって
きているが、これらの従来技術のモータでは多面鏡の高
さ、モータ駆動用磁石の高さ、駆動コイルの高さ、さら
にスラスト磁気軸受の高さがそれぞれ個別に必要であっ
たため、モータの高さを低くすることができず装置の小
型化が困難であった。また、モータを構成する部品点数
が多いため、モータの構造が複雑になっていた。さら
に、ロータの表面積及びロータの凹凸が多いため、ロー
タ回転時の風損の影響による消費電力が大きくなるとい
う問題点があった。

【００１９】本発明は上記事実を考慮し、簡易かつ小型
で消費電力の小さい光偏向器を提供することが目的であ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光偏向器
は、ハウジングに固定された固定軸と、この固定軸に対
して回転自在に外嵌された中空回転体と、前記固定軸と
前記中空回転体の少なくとも一方に動圧発生用の溝を形
成し、動圧によって中空回転体のラジアル方向の支持を
行うラジアル空気軸受と、前記中空回転体に固定される
多面鏡と、前記中空回転体を回転させる駆動手段とを有
し、前記多面鏡の外周に形成した複数の反射面で反射し
た光ビームにより被走査部材を走査する光偏向器におい
て、前記多面鏡と前記中空回転体の間に、スラスト軸受
用の磁石を設け、この磁石の一対の着磁部と，これらの
着磁部に半径方向のギャップを隔てて対向する磁性体か
らなるステータ部材との間に働く磁気吸引力によって前
記中空回転体をスラスト方向に非接触の状態で支持させ
ると共に、前記磁石が駆動用の磁石を兼ねることを特徴
とする。

【００２１】請求項１記載の光偏向器では、スラスト軸
受用の磁石を多面鏡と中空回転体の間に設け、この磁石
の一対の着磁部と，これらの着磁部にギャップを隔てて
対向する磁性体からなるステータ部材との間に働く磁気
吸引力によって前記中空回転体がスラスト方向に非接触
の状態で支持される。また、スラスト軸受用の磁石が駆
動用の磁石を兼ね、この磁石と中空回転体を回転させる
駆動手段とによって中空回転体即ち多面鏡が駆動され
る。

【００２２】従って、請求項１記載の光偏向器では、ス
ラスト軸受用の磁石を多面鏡と中空回転体の間に設け、
この磁石が駆動用の磁石を兼ねるので、モータ駆動用磁
石及びスラスト軸受用磁石のために必要としていた高さ
が不要となり、光偏向器の高さを低くできる。

【００２３】また、請求項１記載の光偏向器では、スラ
スト軸受用の磁石が駆動用の磁石を兼ねるので、モータ
を構成する部品点数を少なくすることができ、光偏向器
の構造を簡素にできる。

【００２４】さらに、請求項１記載の光偏向器では、磁
石を多面鏡と中空回転体の間に設けるので、ロータ即ち
中空回転体とともに回転する部位の表面積及び凹凸が少
なくなり、ロータ回転時の風損が低減でき、モータの消
費電力を小さくできる。

【００２５】請求項２記載の光偏向器は、請求項１に記
載の発明において、前記磁石の厚みを、前記多面鏡の厚
みと略同一にすることを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の光偏向器は、請求項１又は
２に記載の発明において、前記駆動手段を、前記磁石の
着磁部端面に前記磁石及び前記多面鏡を挟持する磁性体
からなる一対の挟持部材と、前記挟持部材の先端に半径
方向のギャップを隔てて対向する前記ステータ部材に巻
装されたステータコイルとで構成することを特徴とす
る。

【００２７】請求項４記載の光偏向器では、請求項３に
記載の発明において、前記ステータ部材と前記挟持部材
とに極歯を対向させて形成することを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１〜図８に基づき、本発明の光
偏向器の一実施形態を説明する。なお、図１は一実施形
態に係る光偏向器の断面図、図２は図１に示す光偏向器
の平面図である。

【００２９】図１に示すように、光偏向器は、そのステ
ータ６０側のハウジング６１に固定された固定軸６２に
対しロータ６４が回転駆動されるように装着されてい
る。

【００３０】（ステータの構成）ステータ６０における
ハウジング６１の中央部に立設された円柱状の固定軸６
２はセラミック製で、その外周面部には動圧軸受を構成
するためのヘンリボーン溝６６が形成されている。な
お、ヘンリボーン溝６６は、後述する中空回転体７６に
形成しても良い。また、ハウジング６１には固定軸６２
を中心にした円形の凹部６７が形成されており、この凹
部６７にロータ６４の下部が没入されている。

【００３１】ハウジング６１の固定軸６２を立設した側
の平面上には、ロータ６４の回転を制御するための電子
部品を実装した制御回路基板６８が固定されている。図
２に示すように、この制御回路基板６８上のロータ６４
回りの各所定位置には８個のステータコイル７０Ａ〜７
０Ｈが４５°ピッチ等配で配置されている。

【００３２】図示しないが、ステータコイル７０Ａと７
０Ｆ，並びに７０Ｂと７０Ｅが接続され、かつステータ
コイル７０Ｅと７０Ｆの巻き方向がステータコイル７０
Ａと７０Ｂの巻き方向と逆になるようにＡ相コイルが形
成されている。また、ステータコイル７０Ｄと７０Ｈ，
並びに７０Ｃと７０Ｇが接続され、かつステータコイル
７０Ｇと７０Ｈの巻き方向がステータコイル７０Ｃと７
０Ｄの巻き方向と逆になるようにＢ相コイルが形成され
ている。

【００３３】ステータコイル７０Ａ〜７０Ｈに接続され
た磁性体としてのステータ部材７２，７４が制御回路基
板６８上でハウジング６１の凹部６７外周縁に沿って配
設されている。即ち、ステータ部材７２は制御回路基板
６８の上面に配設されていると共に、ステータ部材７４
はステータ部材７２の上面に配設されている。

【００３４】そして、図３に示すように、一対のステー
タ部材７２，７４同士が重なり合った状態では、正面形
状がコ字状の開口部７５がステータ部材７２，７４の両
端に形成されている。この開口部７５に対し、後述する
多面鏡８０に入射する光ビーム又は反射した光ビームが
通過する。

【００３５】図１に示すように、ステータ部材７２，７
４の先端部７２Ａ，７４Ａは断面Ｌ字状をなし、図２に
示すように、先端部７２Ａ，７４Ａの端縁には複数（本
実施形態では５個）の平面形状コ字状の極歯（「小歯」
と同義）７２Ｂ，７４Ｂが７．５°ピッチで先端部７２
Ａ，７４Ａの中央から両端に向かってそれぞれ形成され
ている。

【００３６】図３及び図４に示すように、極歯７２Ｂ，
７４Ｂは、上下が対応するように形成されている。な
お、本実施形態のモータは、バイポーラ駆動形式であ
り、一つのステータコイル７０Ａ〜７０Ｈに双方向の電
流を流し、これによって１８０°位相の異なるトルクを
発生させるものである。また、ステータコイル７０Ａ，
７０Ｂ，７０Ｅ，７０Ｆ群（Ａ相コイル）とステータコ
イル７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｇ，７０Ｈ群（Ｂ相コイル）
とは、それぞれ９０°の位相関係になっている。

【００３７】〔ロータの構成〕図１及び図２に示すよう
に、上述の如く構成されたステータ６０に装着されるロ
ータ６４には、非磁性体の中空回転体７６が設けられて
いる。

【００３８】円筒状に形成された中空回転軸７６は、固
定軸６２に挿通され、中空回転軸７６が高速回転される
ことにより、固定軸６２と中空回転軸７６との間に周囲
の空気を取り込んで圧力を発生させるようにした動圧軸
受であるラジアル軸受を構成するようにされている。

【００３９】中空回転体７６には、軸方向に着磁された
円筒状の磁石（例えば、フェライト磁石等）７８が圧入
等の方法により固定されている。この磁石７８は、その
肉厚方向（軸方向）の破線で示した中間線より上側の部
分（着磁部）７８ＡがＮ極に着磁され、下側の部分（着
磁部）７８ＢがＳ極に着磁されている。なお、磁石７８
の着磁方向を反対にしても良い。

【００４０】また、磁石７８の外周部には、外周辺上の
反射面８０Ａが鏡面加工された多面鏡（ポリゴンミラ
ー）８０が圧入等の方法により固定されている。この多
面鏡８０の厚みは、磁石７８の厚みと等しくなってい
る。

【００４１】磁石７８及び多面鏡８０の軸方向上下面に
は、磁性体（例えば、珪素鋼板等）からなる中空円板状
の挟持部材８２，８４が中空回転体７６に圧入等の方法
により固定されている。挟持部材８２，８４は、磁石７
８の着磁部７８Ａ，７８Ｂに対応し、挟持部材８２がＳ
極となっており、挟持部材８４がＮ極となっている。な
お、挟持部材８２，８４は、磁石７８の着磁部７８Ａ，
７８Ｂと同様の作用効果を奏し、請求項１における磁石
の着磁部と同義である。従って、請求項１の発明におい
ては、挟持部材８２，８４を設けなくても成立し、この
場合挟持部材８２，８４が不要となり、部品点数が減
る。

【００４２】また、挟持部材８２，８４には、ステータ
部材７２，７４に半径方向のギャップ（例えば、２０μ
ｍ〜５０μｍ）を隔てて対向するように、歯車状の複数
（本実施形態では５０個）の極歯８２Ａ，８４Ａがステ
ータ部材７２，７４の極歯７２Ｂ，７４Ｂと等しい間隔
をもってそれぞれ形成されている。図５に示すように、
挟持部材８２と挟持部材８４の極歯８２Ａ，８４Ａは、
それぞれ１歯分（電気角１８０°）ずれている位相関係
となっている。

【００４３】図２に示すように、極歯７４Ｂと極歯８４
Ａとの位置関係は、ステータコイル７０Ａ，７０Ｂが巻
装されているステータ部材７４の極歯７４Ｂと，これら
の極歯７４Ｂに対向している挟持部材８４の極歯８４Ａ
とが１歯分（電気角１８０°）ずれている（極歯７４Ｂ
の山が極歯８４Ａの谷に対向している）場合、ステータ
コイル７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｇ，７０Ｈが巻装されてい
るステータ部材７４の極歯７４Ｂと，これらの極歯７４
Ｂに対向している挟持部材８４の極歯８４Ａとが１／２
歯分（電気角９０°）ずれている。

【００４４】ステータコイル７０Ｅ，７０Ｆが巻装され
ているステータ部材７４の極歯７４Ｂと，これらの極歯
７４Ｂに対向している挟持部材８４の極歯８４Ａとが対
応している（極歯７４Ｂの山が極歯８４Ａの山に対向し
ている）。

【００４５】図６Ａに示すように、挟持部材８２の極歯
８２Ａについては、上記挟持部材８４の極歯８４Ａの場
合と逆になっている。即ち、ステータコイル７０Ｅ，７
０Ｆが巻装されているステータ部材７４の極歯７４Ｂ
と，これらの極歯７４Ｂに対向している挟持部材８２の
極歯８２Ａとが１歯分（電気角１８０°）ずれている。
なお、図６Ａは図１のＩ−Ｉ線の断面図であり、挟持部
材８２側から上方へ向かって見た状態が示されている。
また、本実施形態では、ステップ角が１．８°となり、
２００パルスでロータ６４が１周する。

【００４６】図１の２点鎖線に示すように、磁石７８の
生み出す磁束Ｌ１は、Ｎ極側の挟持部材８４からステー
タコイル７０Ａ〜７０Ｈが巻装されているステータ部材
７４の極歯７４Ｂに入り、その極歯７４Ｂの固定軸６２
軸方向にに流れた後、Ｓ極側の挟持部材８２に流れる。

【００４７】本実施形態では、ステータコイル７０Ａ〜
７０Ｈを励磁しなくても、磁石７８による上記した磁路
が形成されているので、図１に示すように、挟持部材７
４，７６と、ギャップを隔てて対向するステータ部材７
２，７４との間に働く磁気的吸引力によってロータ６４
のスラスト方向の全重量を支持するスラスト軸受が構成
される。

【００４８】上述のように構成された光偏向器は、その
ロータ６４が固定軸６２との中空回転軸７６との間の動
圧軸受でラジアル方向に支受されるとともに、中空回転
軸７６と多面鏡８０との間に配置された磁石７８（挟持
部材８２，８４を含む）と，ステータコイル７０Ａ〜７
０Ｈが巻装されているステータ部材７２，７４とを用い
て構成されたスラスト軸受によって支受されている。

【００４９】これにより、制御回路基板６８の制御回路
によって、８個のステータコイル７０を励磁切換制御し
て、ロータ６４を宙に浮いた状態で回動する。

【００５０】中空回転体７６の軸方向上下端には、バラ
ンス調整用のリング８６，８８が圧入等の方法により固
定されている。リング８６は挟持部材８２の下面に、リ
ング８８は挟持部材８８の上面にそれぞれ接した状態で
取付けられている。リング８６，８８には、断面矩形の
環状に切欠して段付部８６Ａ，８８Ａが形成されてお
り、この段付部８６Ａ，８８Ａにバランス調整用の釣合
重り９０，９２がそれぞれ取付けられている。リング８
６，８８は、多面鏡８０に対して釣合重り９０，９２を
付加するもので、釣合重り９０，９２によって多面鏡８
０のバランスを調整する。

【００５１】なお、ロータ６４における中空回転体７６
の外周面とこの外周面に対する磁石７８、挟持部材８
２，８４、リング８６，８８の端面は、磁石７８（多面
鏡８０を含む）が固定軸８６の軸芯に対し高精度で垂直
な面即ち多面鏡８０が制御回路基板６８に対して平行と
なるように切削加工されている。

【００５２】上述のように構成された光偏向器は、例え
ば図８に示すような光学走査装置に組み付けられて使用
される。この光学走査装置は、光学箱９４に光偏向器を
取り付け、光学箱９４の防塵カバーにより密閉された空
間内に多面鏡８０を臨ませるように構成されている。そ
して、半導体レーザなどの光源９６から出射した光ビー
ム９８を、多面鏡８０に当て、この多面鏡８０によって
走査（スキャニング）された光ビーム９８が結像レンズ
１００を透過し、図示しない防塵ガラスを透過し、読取
部材又は記録部材などの被走査部材１０２に適切な像を
結ぶように構成され、一般に用いられているゼログラフ
ィー技術による静電潜像を作り、又はフィルムを感光す
る。

【００５３】以下、本実施形態の作用について説明す
る。まず、図２に基づき、本実施形態の光偏向器の停止
時の状態について説明する。

【００５４】磁束は、Ｎ極側の挟持部材８４からステー
タコイル７０Ｈが巻装されているステータ部材７４の極
歯７４Ｂに入り、その極歯７４Ｂの固定軸６２軸方向に
流れた後、Ｓ極側の挟持部材８２に流れる。なお、同様
の流れは、ステータコイル７０Ｄ，７０Ｇ，７０Ｃが巻
装されているステータ部材７４の極歯７４Ｂにも発生し
ている。なお、ステータ部材７２の極歯７２Ｂにも、同
様の磁束が発生している。

【００５５】このような磁束の流れによって、ステータ
コイル７０Ａ〜７０Ｈが巻装されているステータ部材７
２（７４）の極歯７２Ｂ（７４Ｂ）にはいろいろな大き
さと方向にもった磁束密度の分布ができている。この磁
束密度の接線方向を自乗した値の総和に比例したトルク
がロータ６４に働き、その総和が零となるロータ６４の
位置即ち図２に示すロータ６４の位置に停止する。即
ち、本実施形態の光偏向器では、ステータコイル７０Ａ
〜７０Ｈを励磁しなくても、磁石７８による上記した磁
束が流れているので、ロータ６４は図２に示す位置に停
止する。

【００５６】次に、ロータ６４を回転させる場合につい
て説明する。ステータコイル７０Ａ〜７０Ｈには、ステ
ータ部材７２，７４の極歯７２Ｂ，７４Ｂに対し、回転
体が常に同一方向に回転するように通電する。即ち、Ａ
相コイルを励磁させると、図６Ｂに示すように、ステー
タコイル７０Ａ〜７０Ｈが巻装されているステータ部材
７２の極歯７２Ｂは、それぞれ磁化される。この状態か
らＢ相コイルを励磁して、ステータコイル７０Ａ，７０
Ｈが巻装されているステータ部材７２の極歯７２ＢをＮ
極に磁化したとき、ステータコイル７０Ａ，７０Ｂが巻
装されているステータ部材７２の極歯７２Ｂとこれらの
極歯７２Ｂに対向する極歯８２Ａとは３／４が対向する
関係にあり、ロータ６４には反時計方向（矢印ＣＣＷ方
向）のトルクが発生している。

【００５７】一方、ステータコイル７０Ｇ，７０Ｈが巻
装されているステータ部材７２の極歯７２Ｂとこれらの
極歯７２Ｂに対向する極歯８２Ａとは３／４が対向する
関係にあるが、トルクが時計方向（矢印ＣＷ方向）に働
き、ステータコイル７０Ａ，７０Ｂが巻装されているス
テータ部材７２の極歯７２Ｂのトルクと均衡する。

【００５８】また、ステータコイル７０Ｅ，７０Ｆが巻
装されているステータ部材７２の極歯７２Ｂ及びステー
タコイル７０Ｃ，７０Ｄが巻装されているステータ部材
７２の極歯７２Ｂと，これらの極歯７２Ｂに対向する極
歯８２Ａとは１／４が対向する関係にある。これらの極
歯７２Ｂの巻線励磁による起磁力は磁石７８の起磁力と
逆方向となっているため、磁束はステータコイル７０
Ａ，７０Ｂ，７０Ｇ，７０Ｈが巻装されているステータ
部材７２の極歯７２Ｂに比べ、小さな値ではあるが僅か
に流れ、トルクが発生している。しかし、ステータコイ
ル７０Ｃ，７０Ｄが巻装されているステータ部材７２の
極歯７２Ｂのトルクの方向と，ステータコイル７０Ｅ，
７０Ｆが巻装されているステータ部材７２の極歯７２Ｂ
のトルク方向とが互いに逆方向となっているから、ロー
タ６４は上記したステータコイル７０Ａ〜７０Ｈが巻装
されているステータ部材７２の極歯７２Ｂとこれらの極
歯７２Ｂに対向する極歯８２Ａの位置に保持される。

【００５９】なお、図２に示すように、挟持部材８４側
（Ｓ極側）から見た場合は、ステータコイル７０Ａ，７
０Ｆが巻装されているステータ部材７４の磁歯７４Ａ或
いはステータコイル７０Ｄ，７０Ｈが巻装されているス
テータ部材７４の磁歯７４Ａの関係が、反対の対向面積
関係となるだけで、全く同様のトルクが発生するので、
モータ全体では発生トルクの値が２倍になる。

【００６０】Ａ相コイルの励磁を切り、さらに逆方向に
励磁すると、図７Ａに示すように、ステータコイル７０
Ａ，７０Ｂが巻装されているステータ部材７２の極歯７
２ＢがＳ極に反転し、ステータコイル７０Ｅ，７０Ｆが
巻装されているステータ部材７２の極歯７２ＢがＮ極に
反転する。そのため、ロータ６４が時計方向に回転す
る。

【００６１】次に、Ａ相コイルをそのままにしてＢ相コ
イルの励磁方向を反転させると、図７Ｂに示すように、
ステータコイル７０Ｃ，７０Ｄが巻装されているステー
タ部材７２の極歯７２ＢがＮ極に反転し、ステータコイ
ル７０Ｇ，７０Ｈが巻装されているステータ部材７２の
極歯７２ＢがＳ極に反転する。そのため、ロータ６４が
さらに時計方向に回転する。そして、上記励磁切り替え
を順次行うことにより、ロータ６４は所定量回転する。

【００６２】図１に示すように、ロータ６４が回転する
と、ヘンリボーン溝６６により、固定軸６２の周囲に高
い動圧が発生する。この動圧によりロータ６４が、固定
軸６２に対して非接触の状態で回転支持される。

【００６３】そして、図８に示す光源９６から出射した
光ビーム９８は、図２及び図３に示すように、開口部７
５を通過して多面鏡８０に入射し、この多面鏡８０によ
って走査（スキャニング）され反射した光ビーム（走査
ビーム）９８が開口部７５を通過する。

【００６４】本実施形態によれば、スラスト軸受用磁石
が多面鏡内側部に位置するので、スラスト軸受用の磁石
のために必要としていた高さが不要となる。また、本実
施形態によれば、スラスト軸受用の磁石が、モータ駆動
用の磁石を兼ねるので、モータ駆動用の磁石のために必
要としていた高さも不要となる。さらに、本実施形態に
よれば、ステータコイルを多面鏡の側面に構成したた
め、ステータコイルが必要としていた高さも不要とな
る。

【００６５】従って、本実施形態によれば、モータ駆動
用磁石及びスラスト軸受用磁石のために必要としていた
高さが不要となり、モータの高さを低くでき、光偏向器
全体の高さを大幅に低くできる。

【００６６】また、本実施形態によれば、図９に示す従
来と異なりステータコイル７０で発生した磁力線を反対
側へ向けるためのヨーク，ホール素子，駆動用の磁石，
及び多面鏡８０を固定するためのバネが不要となるの
で、モータを構成する部品点数が少なくなり、安価かつ
簡素な光偏向器にできる。

【００６７】さらに、本実施形態によれば、ロータ即ち
中空回転体とともに回転する部位の表面積及び凹凸が少
なくなるので、ロータ回転時の風損が低減でき、モータ
の消費電力を小さくできる。

【００６８】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、簡易かつ
小型で消費電力の小さい光偏向器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における光偏向器の縦断面図であ
る。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の固定側ステータ部材のレーザ光通過口を
示す斜視図である。

【図４】ステータ部材の極歯の位置関係を直線状に示す
斜視図である。

【図５】挟持部材の極歯の位置関係を直線状に示す斜視
図である。

【図６】ステータ部材の極歯の励磁切り換え状態を示す
平面図である。

【図７】ステータ部材の極歯の励磁切り換え状態を示す
平面図である。

【図８】本実施形態の光偏向器を光学走査装置に装着し
た使用状態を示す平面図である。

【図９】従来の光偏向器の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

６０ステータ６１ハウジング６２固定軸６４ロータ６６ヘンリボーン溝（溝）７０ステータコイル（駆動手段）７２ステータ部材（駆動手段）７２Ｂ極歯７４ステータ部材（駆動手段）７４Ｂ極歯７６中空回転体７８磁石７８Ａ着磁部７８Ｂ着磁部８０多面鏡８０Ａ反射面８２挟持部材（駆動手段）８２Ａ極歯８４挟持部材（駆動手段）８４Ａ極歯９８光ビーム１０２被走査部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに固定された固定軸と、この
固定軸に対して回転自在に外嵌された中空回転体と、前
記固定軸と前記中空回転体の少なくとも一方に動圧発生
用の溝を形成し、動圧によって中空回転体のラジアル方
向の支持を行うラジアル空気軸受と、前記中空回転体に
固定される多面鏡と、前記中空回転体を回転させる駆動
手段とを有し、前記多面鏡の外周に形成した複数の反射
面で反射した光ビームにより被走査部材を走査する光偏
向器において、前記多面鏡と前記中空回転体の間に、スラスト軸受用の
磁石を設け、この磁石の一対の着磁部と，これらの着磁
部に半径方向のギャップを隔てて対向する磁性体からな
るステータ部材との間に働く磁気吸引力によって前記中
空回転体をスラスト方向に非接触の状態で支持させると
共に、前記磁石が駆動用の磁石を兼ねることを特徴とす
る光偏向器。
【請求項２】前記磁石の厚みを、前記多面鏡の厚みと略
同一にすることを特徴とする請求項１に記載の光偏向
器。
【請求項３】前記駆動手段を、前記磁石の着磁部端面に
前記磁石及び前記多面鏡を挟持する磁性体からなる一対
の挟持部材と、前記挟持部材の先端に半径方向のギャッ
プを隔てて対向する前記ステータ部材に巻装されたステ
ータコイルとで構成することを特徴とする請求項１又は
２に記載の光偏向器。
【請求項４】前記ステータ部材と前記挟持部材とに極歯
を対向させて形成することを特徴とする請求項３に記載
の光偏向器。