JP2556332Y2 - モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分解】本考案は、複写機、ファクシミリ
などの電子機器に取付けられる小型モータに関し、特に
ポリゴンミラーなどの回転板状の部材を高速回転するた
めに使用されるモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機などにおいては、感光体にレーザ
光を走査させるために、ポリゴンミラー（回転多面鏡）
が用いられている。このポリゴンミラーはその高速回転
によってレーザ光を反射して感光体に走査するため、ス
キャナモータのロータに直接に取り付けられる構造のも
のが多用されている。

【０００３】図８はかかるスキャナモータの従来構造を
示している。ベース８１およびハウジング８２によって
内部が密閉空間８３となっており、このベース８１にシ
ャフト８４が垂直に固定されている。このシャフト８４
はロータ８５の回転を軸支するものであり、ロータ８５
が挿入される部分の外周面には多数のスパイラル溝８４
ａが形成され、ロータ８５の回転を流体軸受（動圧溝付
空気軸受）として支持している。この流体軸受、すなわ
ち動圧溝付空気軸受は、動圧溝であるスパイラル溝８４
ａの形態によりロータ８５とシャフト８４との間に空気
膜を作ると共に、ロータ８５を浮上させて軸受を構成し
ている。

【０００４】ロータ８５はマグネット８６を有し、この
マグネット８６と対向するハウジング８２内面には、コ
アおよびコイルから成るステータ８７が取り付けられて
いる。また、ロータ８５の上部にはポリゴンミラー８８
が一体的に回転するように取り付けられている。ポリゴ
ンミラー８８はロータ８５と一体的に高速回転して、レ
ーザ光源（図示省略）からのレーザ光を反射する。この
レーザ光の反射を行うため、ハウジング８２にはレーザ
光が入射および射出する窓８９が形成されている。な
お、シャフト８４の上端部には多孔質素材からなる防振
材９０が嵌め込まれている。さらに、このようなポリゴ
ンミラー８８とハウジング８２の内面とが近接してコン
パクトに構成されたモータでは、ロータ８５の回転に伴
う動圧により、ポリゴンミラー８８の周囲の圧力分布が
不均一になる。そこで、ポリゴンミラー８８の上方のハ
ウジング８２の下面にはポリゴンミラー８８の高速回転
で生じた空気流をポリゴンミラー８８の周辺部から中心
部に導いてポリゴンミラー８８の上部空間の空気圧の調
整を行う空気流通孔９１が形成されている。

【０００５】このような構成のモータはステータ８７の
コイルに通電することにより、ロータ８５が回転し、こ
の回転がステータ８７とロータ８５の間に生じる磁気軸
受およびシャフト８４とロータ８５との間に生じる流体
軸受により支持させる。そして、このロータ８５の回転
によってポリゴンミラー８８が一体回転して、レーザ光
を感光体（図示省略）に走査するようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら従来のモ
ータでは、ポリゴンミラー８８の上部空間の空気圧は空
気流通孔９１によって径方向（水平方向）において均一
に調整することができるが、ポリゴンミラー８８の上部
空間と下部空間との間の空気圧の調整を行うことができ
ない。図９はポリゴンミラー８８の上部空間および下部
空間における圧力分布を示し、ポリゴンミラー８８を基
準点Ｍとした場合、上部空間と下部空間との圧力差が大
きくなっている。また、図１０はポリゴンミラー８８の
下部空間における径方向の圧力分布を示し、ポリゴンミ
ラー８８の回転中心から外周側Ｗに向かって不均一な圧
力分布となっている。この場合、ポリゴンミラー８８が
流体軸受で軸支されているため、軸方向の圧力バランス
が崩れてロータ８５にスラスト方向の力が加わり、その
作用でロータ８５が軸方向に移動する。この移動により
ポリゴンミラー８８の軸方向の位置精度に狂いが生ず
る。ポリゴンミラー８８位置精度に狂うとレーザ光の反
射ポイントがずれ、精度のよいレーザ光の走査ができな
くなる。

【０００７】本考案は、このような問題点を考慮してな
されたものであり、ロータと共に回転する回転板周囲の
圧力分布を均一化して、回転板の軸方向の移動を防止し
たモータを提供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
すべく、ハウジングに収容され流体軸受によって回転が
支持されるロータと、ロータに取り付けられハウジング
の内部空間を動圧が増加する高圧側空間と動圧が減少す
る低圧側空間とに仕切る回転板とを備えたモータにおい
て、ハウジングに固着され高圧側空間と低圧側空間とを
連通させて高圧側空間に生じる空気流を低圧側空間に導
く連通管を備え、ハウジングの内側面から低圧側空間に
向けて延在する連通管の出口端部は、ハウジングの内側
面とロータとを結ぶ方向において空気圧のより低い領域
を形成するロータの近傍に配置されていることを特徴と
する。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、回転板の回転によって回転
板で仕切られたハウジングの２つの空間の一方から他方
に向けて空気が流れて、動圧が増加する高圧側空間と動
圧が減少する低圧側空間とが生じる。これらの２つの空
間は連通管で連通されているので、高圧側空間に生じた
空気流は連通管を通して低圧側空間に導かれる。さら
に、ロータの回転によってロータからハウジングの内側
面に向けて空気が流れて、ロータとハウジングの内側面
とを結ぶ方向の圧力分布は、ロータ近傍が低くハウジン
グの内側面に向けて高くなる。ここで、低圧側空間に向
けて延在する連通管の出口端部はロータ近傍に配置され
ている。このため、高圧側空間で生じた空気流は、空気
圧の低いロータ近傍の領域に流れ込む。その結果、高圧
側空間の空気圧が低くなるので、回転板で仕切られたハ
ウジングの２つの空間の空気圧が均一になる。また、低
圧側空間ではロータ近傍の領域の空気圧が高くなるの
で、低圧側空間内のロータとハウジングの内側面とを結
ぶ方向の圧力分布が均等化する。

【００１０】

【実施例】以下、本考案を図示する実施例により具体的
に説明するが、各実施例において、同一要素は同一の符
号を付して対応させることにより重複する説明は省略す
る。 図１ないし図４は、本考案の一実施例に係るポリ
ゴンスキャナ用モータを示している。図１に示すよう
に、ハウジング１の下端部にベース２が取り付けられる
ことにより、ハウジング１内部が密閉空間となってい
る。ベース２は外周面に多数のスパイラル溝３ａを有し
たシャフト３を支持しており、シャフト３はハウジング
１内でベース２に垂直に固定されている。このシャフト
３は、スパイラル溝３ａと共に流体軸受（動圧溝付空気
軸受）としてロータ４の回転を支持するものであり、上
端面には回転に伴う振動を防止するため多孔質の防振材
５が嵌め込まれている。ロータ４には、このシャフト３
が緩挿されており、その中間部分にはマグネット６が取
り付けられている。そして、このマグネット６に対向す
るハウジング１の内面には、コアおよびコイルから成る
ステータ７が取り付けられており、ステータ７への通電
により、ステータ７とマグネット６との間に生じる磁気
軸受、およびシャフト３とロータ４との間の流体軸受に
よりロータ４が支承されて高速で回転する（２〜３万回
転）。図示例のモータはポリゴンミラーのスキャナモー
タに適用した実施例であり、ロータ４の上部には回転板
としてポリゴンミラー８が一体回転するように取り付け
られている。また、ポリゴンミラー８により走査される
レーザ光の入出射を行うため、ハウジング１側面にはガ
ラス、透明プラスチックなどが嵌められた窓９が形成さ
れている。

【００１１】上記構成に加えて、ポリゴンミラー８の上
方に位置したハウジング１の下面には空気流通孔１０が
形成されると共に、ハウジング１の内側面には連通管２
０が設けられている。図２ないし図４はこれらの空気流
通孔１０および連通管２０の詳細を示している。空気流
通孔１０は図３に示すように、ハウジング１下面に放射
状に複数の溝１１を形成し、この溝形成部位に円板１２
を被せることにより形成されている。円板１２は溝１１
の長さよりも小さな径となっており、これにより溝１１
の内端部１３、外端部１４とが開口されて空気が流通す
るようになっている。この空気流通孔１０はポリゴンミ
ラー８の回転によって生じる空気流を、その内端部１３
から外端部１４に逃がすものである。

【００１２】一方、連通管２０は「Ｌ」字状に屈曲され
ており、ハウジング１の内側面に固定されている。この
連通管２０は図４に示すように、両側に延びるブラケッ
ト２１を有し、このブラケット２１をハウジング１の内
面にねじ止めすることにより固定される。連通管２０は
両端部が開口されて、空気が流通可能な空気通路２２と
なっている。かかる連通管２０は図２に示すように、上
端開口２３がポリゴンミラー８の上部空間に臨む一方、
下端開口（出口端部）２４がポリゴンミラー８の下部空
間に臨むように設けられている。この場合、図２および
図４に示すように連通管２０は、その下端開口２４がポ
リゴンミラー８の回転領域の中心部（即ち、ハウジング
１の内側面とロータ４との間において空気圧の低い領域
を形成するロータ４の近傍）に位置するように、延設さ
れている。この連通管２０の空気通路２２はポリゴンミ
ラー８の回転に伴って、動圧が増加したポリゴンミラー
８の上部空間（高圧側空間）の空気流を、ポリゴンミラ
ー８の下部空間（低圧側空間）に導くものであり、これ
によりポリゴンミラー８の上部空間と下部空間の間の空
気が円滑に流通するため、ポリゴンミラー８の周囲の空
気圧を均一化することができる。

【００１３】図５および図６は空気通路２２の作用を示
し、図５はポリゴンミラー８の上部空間から下部空間に
かけての圧力分布である。同図に示すように、ポリゴン
ミラー８の位置を基準点Ｍとした場合、上部空間および
下部空間の空気圧が略同等となり、均等化がなされてい
る。そして、このようなハウジング１内の垂直方向の空
気圧が均一化された構成では、スラスト方向の応力が小
さくなってポリゴンミラー８の軸方向の位置精度を正確
に保持することができるため、レーザ光を高精度に走査
させることができる。

【００１４】図６はポリゴンミラー８の下部空間におけ
る径方向（水平方向）の圧力分布を示し、ポリゴンミラ
ー８の中心部分および外周部分の空気圧が小さくなって
いる。しかも、圧力分布が均等化されていので、ポリゴ
ンミラー８の回転に対する空気抵抗が小さくなり、ロー
タ４の回転を円滑化することができる。

【００１５】図７は本考案の別の実施例を示している。
この実施例では、連通管２０が「Ｕ」字状に形成されハ
ウジング１を電通するようにして設けられており、その
上端開口２３がポリゴンミラー８の上部空間に臨み、下
端開口２４がポリゴンミラー８の下部空間に臨んでい
る。これら両開口２３、２４はポリゴンミラー８の中心
部分に臨んでおり、ポリゴンミラー８の回転で生じる空
気流を上部空間から下部空間に導いて、その圧力分布を
均一化できるようになっている。

【００１６】なお、本考案はポリゴンミラーのスキャナ
モータ以外の高速小型モータに対しても同様に適用する
ことができる。

【００１７】

【考案の効果】以上のように本考案は、高圧側空間と低
圧側空間とを連通管で連通して、高圧側空間の空気流を
低圧側空間に流通させている。このため、高圧側空間の
空気圧と低圧側空間の空気圧とを均一にすることができ
る。従って、回転板の軸方向位置を高精度に保持するこ
とができ、精度の良いレーザ光の走査が可能となる。ま
た、低圧側空間に向けて延在する連通管の出口端部がロ
ータ近傍に配置されているので、回転板の回転に伴い高
圧側空間で生じた空気流は、低圧側空間のロータ近傍の
領域に流れ込む。このため、低圧側空間内の空気圧が小
さくなると共に、ロータとハウジングの内側面とを結ぶ
方向の圧力分布が均等化される。その結果、回転板の回
転に対する空気抵抗が小さくなり、ロータの回転を円滑
化することができる。さらに、連通管が別部材であるた
め、従来から存在するモータのハウジング自体の構造を
ほとんど変更することなく、きわめて容易にハウジング
内で空気を流通させることができ、回転板周囲の圧力分
布の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るポリゴンスキャナ用モ
ータの全体断面図である。

【図２】本考案の一実施例に係るポリゴンスキャナ用モ
ータの部分断面図である。

【図３】本考案の一実施例の空気流通穴の平面図であ
る。

【図４】本考案の一実施例の空気通路の平面図である。

【図５】ポリゴンミラーの上下方向（垂直方向）におけ
る圧力分布図である。

【図６】ポリゴンミラーの径方向（水平方向）における
圧力分布図である。

【図７】本考案の別の実施例の全体断面図である。

【図８】従来モータの断面図である。

【図９】従来モータのポリゴンミラーの上下方向におけ
る圧力分布図である。

【図１０】従来モータのポリゴンミラーの径方向におけ
る圧力分布図である。

【符号の説明】

１…ハウジング ３…シャフト ４…ロータ ８…ポリゴンミラ− １０…空気流通孔 ２２…空気通路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに収容され流体軸受によって
   回転が支持されるロータと、前記ロータに取り付けられ
   前記ハウジングの内部空間を動圧が増加する高圧側空間
   と動圧が減少する低圧側空間とに仕切る回転板とを備え
   たモータにおいて、 前記ハウジングに固着され前記高圧側空間と前記低圧側
   空間とを連通させて前記高圧側空間に生じる空気流を前
   記低圧側空間に導く連通管を備え、 前記ハウジングの内側面から前記低圧側空間に向けて延
   在する前記連通管の出口端部は、前記ハウジングの内側
   面と前記ロータとを結ぶ方向において空気圧のより低い
   領域を形成する前記ロータの近傍に配置されていること
   を特徴としたモータ。