JP3545952B2

JP3545952B2 - Brushless motor and optical deflector

Info

Publication number: JP3545952B2
Application number: JP32607298A
Authority: JP
Inventors: 光夫鈴木; 幸男伊丹
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000139066A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータ及び光偏向器に関し、詳細には、ローター磁石の回転位置を正確に検出する小型のブラシレスモータ及びこのブラシレスモータを利用した光偏向器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスモータ、特に、ラジアル方向（半径方向）に磁気ギャップを有したラジアルギャップ型ブラシレスモータは、従来、例えば、特開平６−１０５５１９号公報に記載されているブラシレスモータに示されているように、スタータコアに巻かれたコイル巻線とローター磁石が径方向において所定の磁気ギャップを有する状態で配設され、このローター磁石の回転を検出するために、ローター位置検出素子であるホール素子が所定間隔毎に配設されているとともに、ローター磁石の支持部材にＦＧ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａｔｏｒ）マグネットが配設されている。そして、このホール素子は、Ｌ字型に形成された回路基板の立ち上げ部に取り付けられ、当該ホール素子の取り付けられた回路基板の立ち上げ部を、コイル巻線とローター磁石の下方に配設されたフレキシブル回路基板に形成された切り欠き部から上方に突出させて、ホール素子が立設した状態で配設されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のブラシレスモータにあっては、位置検出素子であるホール素子がコイル巻線側、すなわち、ローター磁石の内径側に配設されているため、コイル巻線の励磁による磁界がホール素子にノイズとして影響し、安定した位置検出を行うことができないおそれがあった。
【０００４】
特に、電子写真方式の画像形成装置のレーザー書込系に用いられている光偏向器には、画像形成装置のプリント速度及び画素密度に応じた回転速度でポリゴンミラー（光偏向部材）を回転させることが要求され、特に、近年、プリント速度の高速化及び画素密度の高密度化にともない、カラー画像形成装置の光偏向器には、３００００ｒｐｍ以上の超高速かつ高精度の回転が要求されるが、このような超高速回転の要求される光偏向器に用いられるブラシレスモータにおいては、起動時間を短縮させるために、起動時に大電流を流して、起動トルクを増大させる方法が簡単かつ効果的である。ところが、励磁電流を大きくすると、コイル巻線部で発生する磁束が大きくなる反面、その発生磁束がホール素子に影響を与えることとなり、上記励磁による影響が特に大きくなって、安定した位置検出が困難となる。
【０００５】
さらに、ホール素子とステータコアが近接した構造となり、ホール素子の高さの分だけブラシレスモータが大型化し、小型化の要求される今日、改良の必要があった。
【０００６】
そこで、請求項１記載の発明は、ステータコアに巻き付けられたコイル巻線と所定の取付部材に取り付けられたローター磁石とを径方向に磁気ギャップを有する状態で配設し、ローター磁石の回転位置を検出する位置検出素子を、コイル巻線に対してローター磁石を挟んだ状態で径方向に所定間隔を空けて配置し、取付部材の材質に非磁性材料を用いてローター磁石の外周を覆うことで、少なくともローター磁石の取り付けられている部分の位置検出素子側の面に開放磁路を形成することにより、コイル巻線の励磁による磁界が位置検出素子にノイズとして影響することを防止し、位置検出素子によるローター磁石の位置検出を高精度にかつ安定して行うとともに、位置検出素子とローター磁石が軸方向で干渉することを防止して、位置検出素子の高さ分だけ小型化することのできるブラシレスモータを提供することを目的としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、ブラシレスモータを覆うカバー部材のうち、少なくともローター磁石の配設されている付近を、非導電性及び非磁性の部材により形成することにより、取付部材による回転時の風損の低減と防音を行いつつ、ローター磁石の開放磁束により上カバー部材に渦電流が発生することを防止して、損失の増大による温度上昇を防止するとともに、カバー部材に磁束が誘導されることを防止して、位置検出精度をより一層向上させることのできるブラシレスモータを提供することを目的としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、取付部材のうち、コイル巻線の巻かれているステータコアよりも軸方向に突出した部分のみを、開放磁路に形成することより、高速回転時の安定性をより一層向上させつつ、コイル巻線の励磁による磁界が位置検出素子にノイズとして影響することを防止し、位置検出素子によるローター磁石の位置検出を高精度にかつ安定して行うとともに、位置検出素子とローター磁石が軸方向で干渉することを防止して、位置検出素子の高さ分だけ小型化することのできるブラシレスモータを提供することを目的としている。
【０００９】
請求項４記載の発明は、レーザビームを偏向走査する偏向部材の固着された回転体を動圧軸受により回転自在に支持するとともに、磁気軸受により常時軸方向に磁気力で支持する光偏向器の回転体に、請求項１から請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータのローター磁石の取り付けられた取付部材を取り付け、ブラシレスモータにより回転体を回転駆動させることにより、偏向部材の固着された回転体を高速回転に必要な軸受の寿命を長くすることができるとともに、ブラシレスモータの位置検出を高精度に行いつつ安定して高速回転させ、かつ、起動時間を短縮させることのできる小型の光偏向器を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のブラシレスモータは、ステータコアに巻き付けられたコイル巻線と所定の取付部材に取り付けられたローター磁石とが径方向に磁気ギャップを有する状態で配設されたブラシレスモータにおいて、前記ローター磁石の回転位置を検出する位置検出素子が、前記コイル巻線に対して前記ローター磁石を挟んだ状態で径方向に所定間隔を空けて配置され、前記取付部材は、その材質に非磁性材料を用いてローター磁石の外周を覆うことで、少なくとも前記ローター磁石の取り付けられている部分の前記位置検出素子側の面が開放磁路に形成されていることにより、上記目的を達成している。
【００１１】
上記構成によれば、ステータコアに巻き付けられたコイル巻線と所定の取付部材に取り付けられたローター磁石とを径方向に磁気ギャップを有する状態で配設し、ローター磁石の回転位置を検出する位置検出素子を、コイル巻線に対してローター磁石を挟んだ状態で径方向に所定間隔を空けて配置し、取付部材の少なくともローター磁石の取り付けられている部分の位置検出素子側の面に開放磁路を形成しているので、コイル巻線の励磁による磁界が位置検出素子にノイズとして影響することを防止することができ、位置検出素子によるローター磁石の位置検出を高精度にかつ安定して行うことができるとともに、位置検出素子とローター磁石が軸方向で干渉することを防止して、位置検出素子の高さ分だけ小型化することができる。
【００１２】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前期ブラシレスモータは、所定のカバー部材で覆われ、当該カバー部材は、少なくとも前記ローター磁石の配設されている付近が非導電性及び非磁性の部材により形成されていてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、ブラシレスモータを覆うカバー部材のうち、少なくともローター磁石の配設されている付近を、非導電性及び非磁性の部材により形成しているので、取付部材による回転時の風損の低減と防音を行いつつ、ローター磁石の開放磁束によりカバー部材に渦電流が発生することを防止して、損失の増大による温度上昇を防止することができるとともに、カバー部材磁束が誘導されることを防止して、位置検出精度をより一層向上させることができる。
【００１４】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記取付部材は、前記コイル巻線の巻かれている前記ステータコアよりも軸方向に所定量突出しているとともに、当該ステータコアよりも軸方向に突出した部分のみが前記開放磁路に形成されていてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、取付部材のうち、コイル巻線の巻かれているステータコアよりも軸方向に突出した部分のみを、開放磁路に形成しているので、高速回転時の安定性をより一層向上させつつ、コイル巻線の励磁による磁界が位置検出素子にノイズとして影響することを防止することができ、位置検出素子によるローター磁石の位置検出を高精度にかつ安定して行うことができるとともに、位置検出素子とローター磁石が軸方向で干渉することを防止して、位置検出素子の高さ分だけ小型化することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明の光偏向器は、レーザビームを偏向走査する偏向部材の固着された回転体を動圧軸受により回転自在に支持するとともに、磁気軸受により常時軸方向に磁気力で支持する光偏向器において、前記回転体は、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータの前記取付部材が取り付けられ、前記ブラシレスモータにより回転駆動されることにより、上記目的を達成している。
【００１７】
上記構成によれば、レーザビームを偏向走査する偏向部材の固着された回転体を動圧軸受により回転自在に支持するとともに、磁気軸受により常時軸方向に磁気力で支持する光偏向器の回転体に、請求項１から請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータのローター磁石の取り付けられた取付部材を取り付け、ブラシレスモータにより回転体を回転駆動させるので、偏向部材の固着された回転体を高速回転に必要な軸受の寿命を長くすることができるとともに、ブラシレスモータの位置検出を高精度に行いつつ安定して高速回転させることができ、かつ、起動時間を短縮させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
図１及び図２は、本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第１の実施の形態を示す図であり、図１は、本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第１の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１の正面断面図である。なお、本実施の形態は、請求項１、請求項２及び請求項４に対応するものである。
【００２０】
図１において、光偏向器としての動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、ハウジング２とハウジング２上に固定された上カバー３により、その外観が形成され、ハウジング２の底部中央部に、固定軸４が圧入固着あるいは焼きばめ等の方法で固定されている。この上カバー（カバー部材）３は、非導電性であって、かつ、非磁性の材料、例えば、樹脂材料等で形成されている。
【００２１】
固定軸４は、その周壁部の適切な位置にヘリングボーン溝４ａが形成されており、固定軸４の上端凹部内には、アキシャル方向（軸方向）に所定長さを有したリング状の永久磁石組立体５が埋設されている。
【００２２】
永久磁石組立体５は、所定の大きさの中心円がその中心部に形成されアキシャル方向に２極に着磁されてアキシャル方向に磁極が向いたリング状の永久磁石６と、永久磁石６のアキシャル方向両端（軸方向両端）に固定され永久磁石６の中心円（内径）よりも小さい中心円がその中心部に形成された強磁性材料からなる一対の固定ヨーク板７と、で形成されている。永久磁石組立体５は、一対の固定ヨーク板７で永久磁石６を挟んだ状態で固定軸４の上端凹部内に埋設された状態となっており、固定ヨーク板７は、例えば、鉄鋼系の板材で形成され、永久磁石６は、例えば、主に希土類系の永久磁石が用いられている。
【００２３】
固定軸４は、その上部が円筒形状の回転スリーブ８の中空内に挿入されており、回転スリーブ８の上端部分には、回転スリーブ８上方の中空部を閉止する状態でポリゴンミラー（偏向部材）９が固定されており、ポリゴンミラー９には、上部の開放されたキャップ形状のフランジ１０が固定されている。ポリゴンミラー９の中央部には、磁気軸受回転部１１が圧入されてポリゴンミラー９に固定されており、磁気軸受回転部１１は、上記永久磁石組立体５の一対の固定ヨーク板７の中心円部分との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成されている。上記ポリゴンミラー９は、図示しない押さえ部材を押さえる状態でネジが磁気軸受回転部１１の上端部に形成されたネジ穴に螺合されることにより、磁気軸受回転部１１に固定されている。なお、ポリゴンミラー９は、上述のように、回転スリーブ８の上方の中空部を閉止する状態で回転スリーブ８に取り付けられており、固定軸４の上端とポリゴンミラー９により閉止された回転スリーブ８の中空部に空気溜まり１２が形成されている。上記回転スリーブ８及び固定軸４は、セラミック材料で形成され、フランジ１０は、ポリゴンミラー９と同じアルミ合金あるいは樹脂等の非磁性材料で形成されている。
【００２４】
磁気軸受回転部１１は、永久磁石あるいは鉄鋼系の強磁性体等のように、寸法精度の高い材料で形成されている。また、上記固定軸４及び回転スリーブ８は、非磁性材料で形成されており、吸引力を発生する永久磁石組立体５と磁気軸受回転部１１のギャップ中に磁束漏れが発生することを抑制して、後述するアキシャル軸受に効率よくアキシャル吸引力を発生させる。
【００２５】
また、ポリゴンミラー９には、空気溜まり１２を、ポリゴンミラー９の外部に連通する図示しない微細穴が磁気軸受回転部１１の周囲に形成されており、微細穴は、当該微細穴を通過する空気の粘性抵抗により、後述するアキシャル軸受に適切なダンピング特性を持たせている。
【００２６】
フランジ１０の下端部分の内周面であって回転スリーブ８の外周方向には、周状にロータ磁石１３が取り付けられており、ロータ磁石１３は、例えば、軽量かつ機械的耐力（引張強度）の高いアルミ−マンガン系の金属磁石等により形成されている。ローター磁石１３は、径方向に着磁されており、内周側と外周側でＮ・Ｓ極性は反対となっている。
【００２７】
上記フランジ１０、磁気軸受回転部１１、ポリゴンミラー９及びロータ磁石１３等の取り付けられた回転スリーブ８は、回転体１４を構成している。
【００２８】
上記ロータ磁石１３に対向する内周側には、支持部材１５を介してハウジング２に取り付けられたステータコア１６が配設されており、ステータコア１６には、コイル巻線１７が巻かれている。ロータ磁石１３及びコイル巻線１７の巻かれたステータコア１６の下方の位置には、プリント基板１８とホール素子１９が配設されており、プリント基板１８は、ハウジング２に取り付けられている。上記フランジ１０の下端とプリント基板１８の上面との間には、所定の間隙ｔが形成されている。
【００２９】
ホール素子１９は、プリント基板１８上に取り付けられており、プリント基板１８には、図示しない駆動回路が形成されている。これらロータ磁石１３、ステータコア１６、コイル巻線１７、プリント基板１８及びホール素子１９等により、ラジアルギャップ・アウターロータ型のブラシレスモータ２０が構成されており、ブラシレスモータ２０は、プリント基板１８の駆動回路がホール素子１９の位置検出信号に基づいて、順次コイル巻線４８への通電を制御して、励磁切り換えを行うことにより、回転体１４を回転させて、定速制御する。
【００３０】
そして、ホール素子１９は、ローター磁石１３よりも所定量だけ径方向外側の位置に配設されており、ローター磁石１３の取り付けられているフランジ１０は、上述のようにアルミ合金あるいは樹脂等の非磁性材料で形成されていて、ローター磁石１３のホール素子１９側の面が開放磁路となっている。したがって、ホール素子１９には、ローター磁石１３の外周側の磁束が鎖交し、ホール素子１９は、この鎖交するローター磁石１３の磁束によりローター磁石１３の位置検出を行うことができる。
【００３１】
そして、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、上記固定軸４の外周面にヘリングボーン溝４ａが形成されているため、ブラシレスモータ２０の駆動により回転体１４が回転すると、回転スリーブ８と固定軸４の隙間の圧力が高まり、回転スリーブ８、固定軸４及びヘリングボーン溝４ａにより回転スリーブ８と固定軸４のヘリングボーン溝４ａの形成された面を動圧空気軸受面として動圧空気を利用したラジアル軸受（動圧軸受）として機能して、非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体１４を支持する。そして、この回転スリーブ８の内周面と固定軸４の外周面とで構成される軸受隙間は、数μｍに保たれている。
【００３２】
また、上記フランジ１０に固定された磁気軸受回転部１１と、固定軸４の上端凹部内に埋設・固定された永久磁石６と一対の固定ヨーク板７からなる永久磁石組立体５とは、磁気軸受回転部１１と固定軸４に埋設・固定された永久磁石組立体５に吸引力が発生して、回転体１４を浮上させるアキシャル軸受（磁気軸受）として機能して、回転体１４を軸方向に非接触で支持する。
【００３３】
そして、上カバー３には、図示しない半導体レーザからの複数のレーザービームの入出射用の開口部３ａにガラス窓２１が接着剤等で固定されて、内部が密閉されている。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、ハウジング２に固定された固定軸４が回転スリーブ８に挿入され、固定軸４の上端凹部内に永久磁石組立体５が埋設されている。永久磁石組立体５は、アキシャル方向に２極に着磁されたリング状の永久磁石６を上下（アキシャル方向）のリング状の一対の固定ヨーク板７で挟んだ状態に形成され、固定ヨーク板７の中心円は、永久磁石６の中心円よりも小さく形成されているとともに、回転スリーブ８の軸芯と一致する状態で配設されている。
【００３５】
この固定軸４は、回転スリーブ８の中空内に挿入されており、回転スリーブ８には、ポリゴンミラー９が取り付けられているとともに、このポリゴンミラー９にロータ磁石１３の取り付けられたフランジ１０及び磁気軸受回転部１１等が取り付けられて、回転体１４を構成している。
【００３６】
ポリゴンミラー９には、固定軸４の上端凹部内に埋設された永久磁石組立体５の中心円内に侵入する磁気軸受回転部１１が固定されており、磁気軸受回転部１１は、永久磁石組立体５の固定ヨーク板７と対向する位置に外筒面が形成されて、固定ヨーク板７との間に微細間隔の磁気ギャップを形成している。この磁気ギャップを介して永久磁石組立体５の永久磁石６、上側の固定ヨーク板７、磁気軸受回転部１１及び下側の固定ヨーク板７へと向かい、再び永久磁石６へと向かう閉ループ状に磁力線が形成されて、固定軸４の上端凹部内に埋設された永久磁石組立体５とポリゴンミラー９に固定された磁気軸受回転部１１との間に吸引力が発生し、フランジ１０に固定された磁気軸受回転部１１と固定軸４の上端凹部内に埋設された永久磁石組立体５は、回転体１４を浮上させるアキシャル軸受として機能して、回転体１４を軸方向に非接触で支持する。
【００３７】
また、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、フランジ１０の下端部内周面に取り付けられたロータ磁石１３に内径方向で対向する位置に、コイル巻線１７の巻かれたステータコア１６が配設されているとともに、ロータ磁石１３の下方であって外径方向の位置にプリント基板１８に取り付けられたホール素子１９が配設されており、これらプリント基板１８、コイル巻線１７の巻かれたステータコア１６及びホール素子１９等は、ラジアルギャップ・アウターロータ型のブラシレスモータ２０を構成して、ホール素子１９の検出結果に基づいてプリント基板１８の駆動回路によりコイル巻線１７への通電を制御して、励磁切り換えを行うことにより、回転体１４を回転させる。
【００３８】
上記固定軸４の外周面には、ヘリングボーン溝４ａが形成されており、ブラシレスモータ２０の駆動により回転体１４が回転すると、回転スリーブ８と固定軸４の隙間の圧力が高まって、回転スリーブ８、固定軸４及びヘリングボーン溝４ａが、動圧空気を利用したラジアル軸受として機能して、非接触でラジアル方向に回転体１４を支持する。
【００３９】
このように、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、アキシャル軸受が回転体１４を非接触で軸方向に支持し、ブラシレスモータ２０により回転体１４を回転駆動することにより、動圧空気を利用したラジアル軸受が、非接触で回転体１４をラジアル方向に支持して、回転体１４を高速で回転させる。
【００４０】
そして、ローター磁石１３の取り付けられているフランジ１０は、上述のようにアルミ合金あるいは樹脂等の非磁性材料で形成されていて、ローター磁石１３のホール素子１９側の面が開放磁路となっており、ホール素子１９には、ローター磁石１３の外周側の磁束が鎖交する。したがって、ホール素子１９は、この鎖交するローター磁石１３の磁束により、巻線コイル１７の磁界の影響を受けることなく、ローター磁石１３の位置検出を精度良く行うことができる。すなわち、フランジ１０が磁性材料で形成されていると、ローター磁石１３の外周部の磁束がフランジ１０に誘導されて、ホール素子１９に鎖交することができず、ホール素子１９はローター磁石１３の位置検出を行うことができない。ところが、上述のように、本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、フランジ１０がアルミ合金あるいは樹脂等の非磁性材料で形成されていて、ホール素子１９がローター磁石１３を挟んで巻線コイル１７と反対側の外径方向に配設されているとともに、ローター磁石１３のホール素子１９側の面が開放磁路となっているため、ホール素子１９にローター磁石１３の外周側の磁束が鎖交し、ホール素子１９は、この鎖交するローター磁石１３の磁束により、巻線コイル１７の磁界の影響を受けることなく、ローター磁石１３の位置検出を精度良く行うことができる。
【００４１】
また、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、上カバー３が非導電性の材料（樹脂材料等）で形成されているため、ローター磁石１３の外周の開放磁束による上カバー３、特に、ローター磁石１３に近接している上カバー３ｂ部分への渦電流の発生を防止することができ、損失が増大して温度が上昇することを防止することができる。また、上カバー３が非磁性の材料（樹脂材料等）で形成されているため、上カバー３に磁束が誘導されることを防止することができ、磁束が上カバー３に誘導されて、ローター磁石１３によるホール素子１９への鎖交磁束が減少することを防止することができる。その結果、ホール素子１９の位置検出精度を向上させることができる。
【００４２】
さらに、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１は、ホール素子１９をローター磁石１３の径方向外方に配置しているので、コイル巻線１７の発生する磁界がホール素子１９に与える影響を防止することができ、ホール素子１９によるローター磁石１３の位置検出精度をより一層向上させることができる。特に、高速回転を行う動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１においては、起動時間を短縮するために、起動時にコイル巻線１７に大電流を流して、短時間で高速回転を行う。このようにコイル巻線１７に大電流を流すと、コイル巻線１７の発生する磁界が大きくなるが、ホール素子１９がローター磁石１３の径方向外方に配置されているため、コイル巻線１７の発生する磁界がホール素子１９に与える影響を防止することができ、ホール素子１９によるローター磁石１３の位置検出精度を向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、上カバー３がハウジング２に一体的に固定されているが、上記構成に限るものではなく、例えば、レンズの搭載されている樹脂製の光学ハウジングでは、ローター磁石１３の周囲を覆うようなハウジング形状としてもよく。このようにすると、別体の上カバー３を設ける必要がなくなる。
【００４４】
このように、本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１においては、ステータコア１６に巻き付けられたコイル巻線１７とフランジ１０に取り付けられたローター磁石１３とを径方向に磁気ギャップを有する状態で配設し、ローター磁石１３の回転位置を検出するホール素子１９を、コイル巻線１７に対してローター磁石１３を挟んだ状態で径方向に所定間隔を空けて配置し、フランジ１０の少なくともローター磁石１３の取り付けられている部分のホール素子１９側の面に開放磁路を形成している。
【００４５】
したがって、コイル巻線１７の励磁による磁界がホール素子１９にノイズとして影響することを防止することができ、ホール素子１９によるローター磁石１３の位置検出を高精度にかつ安定して行うことができるとともに、ホール素子１９とローター磁石１３が軸方向で干渉することを防止して、ホール素子１９の高さ分だけ小型化することができる。
【００４６】
また、ブラシレスモータ２０の上カバー３を非導電性及び非磁性の部材により形成しているので、フランジ１０による回転時の風損の低減と防音を行いつつ、ローター磁石１３の開放磁束により上カバー３に渦電流が発生することを防止することができ、損失の増大による温度上昇を防止することができる。
【００４７】
さらに、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１においては、レーザビームを偏向走査するポリゴンミラー９の固着された回転体１４を動圧軸受により回転自在に支持するとともに、磁気軸受により常時軸方向に磁気力で支持する光偏向器である動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１の回転体１４に、ブラシレスモータ２０のローター磁石１３の取り付けられたフランジ１０を取り付け、ブラシレスモータ２０により回転体１４を回転駆動させている。
【００４８】
したがって、ポリゴンミラー９の固着された回転体１４を高速回転に必要な軸受の寿命を長くすることができるとともに、ブラシレスモータ２０の位置検出を高精度に行いつつ安定して高速回転させることができ、かつ、起動時間を短縮させることができる。
【００４９】
図２は、本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第２の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０の要部正面断面図であり、本実施の形態は、フランジのうちコイル巻線の巻かれているステータコアよりも軸方向に所定量突出した部分のみに開放磁路を形成したもので、請求項３及び請求項４に対応するものである。
【００５０】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに適用したものであり、本実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナと同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて、上記第１の実施の形態で用いた符号をそのまま用いて、説明する。
【００５１】
図２において、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０は、図示しないが、第１の実施の形態と同様に、ハウジング２にヘリングボーン溝４ａの形成された固定軸４が固定され、固定軸４は、回転スリーブ８の中空内に挿入されている。回転スリーブ８の上端部には、磁気軸受回転部１１の固定されたポリゴンミラー（偏向部材）９が固定されており、ポリゴンミラー９には、第１の実施の形態と同様の形状のフランジ（取付部材）３１が固定されている。
【００５２】
フランジ３１は、磁性材料で形成されており、フランジ３１の下端には、リング部材３２が固着されている。リング部材３２は、アルミ合金等の非磁性材料で形成されており、フランジ３１の下端部の内周面には、フランジ３１の下端部からリング部材３２にかけてローター磁石１３が取り付けられている。上記フランジ３１、リング部材３２、磁気軸受回転部１１、ポリゴンミラー９及びロータ磁石１３等の取り付けられた回転スリーブ８は、回転体３３を構成している。
【００５３】
上記ロータ磁石１３に対向する内周側には、支持部材１５を介してハウジング２に取り付けられたステータコア１６が配設されており、ステータコア１６には、コイル巻線１７が巻かれている。ロータ磁石１３及びコイル巻線１７の巻かれたステータコア１６の下方の位置には、プリント基板１８とホール素子１９が配設されており、プリント基板１８は、ハウジング２に取り付けられている。
【００５４】
ホール素子１９は、ローター磁石１３よりも所定量だけ径方向外側の位置のプリント基板１８上に取り付けられており、プリント基板１８には、図示しない駆動回路が形成されている。これらロータ磁石１３、ステータコア１６、コイル巻線１７、プリント基板１８及びホール素子１９等により、ラジアルギャップ・アウターロータ型のブラシレスモータ２０が構成されており、ブラシレスモータ２０は、プリント基板１８の駆動回路がホール素子１９の位置検出信号に基づいて、順次コイル巻線１７への通電を制御して、励磁切り換えを行うことにより、回転体３３を回転させて、定速制御する。
【００５５】
上記リング部材３２は、ローター磁石１３がステータコア１６よりも軸方向下方に突出した厚さに形成されている。すなわち、リング部材３２は、ステータコア１６の下端１６ａからローター磁石１３の下端１３ａまでの厚さＷを有している。そして、上述のように、フランジ３１が磁性材料で形成され、リング部材３２が非磁性材料で形成されているため、ローター磁石１３のホール素子１９側の面のうち、リング部材３２の配設された部分のみが開放磁路となっており、ホール素子１９には、この開放磁路からローター磁石１３の外周側の磁束が鎖交する。したがって、ホール素子１９は、この鎖交するローター磁石１３の磁束によりローター磁石１３の位置検出を行うことができる。
【００５６】
このように本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０は、フランジ３１が磁性材料で形成され、その下端部にステータコア１６の下端１６ａからローター磁石１３の下端１３ａまでの厚さＷを有した非磁性材料で形成されたリング部材３２が配設されて、ローター磁石１３のホール素子１９側の面のうち、リング部材３２の配設された部分が開放磁路となっている。
【００５７】
したがって、フランジ３１は、ローター磁石１３のバックヨークとして機能して、ローター磁石１３内周部のモータ駆動に寄与する磁界を強くすることができ、ブラシレスモータ２０の起動トルクを増大させることができる。
【００５８】
また、リング部材３２が非磁性材料で形成されて、ローター磁石１３のホール素子１９側の面のうち、リング部材３２の配設された部分が開放磁路となっているため、ローター磁石１３の外周部の磁束を当該開放磁路を通して、ローター磁石１３の径方向外方に配設されたホール素子１９に鎖交させることができ、コイル巻線１７の磁界の影響を受けることなく、ホール素子１９によりローター磁石１３の位置検出を精度良く行うことができる。
【００５９】
さらに、ローター磁石１３の外周部をリング部材３２で保持することができ、高速回転時の遠心力破壊を防止することができる。
【００６０】
図３は、本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第３の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ４０の要部正面断面図であり、本実施の形態は、インナーローター型のブラシレスモータに適用したものである。
【００６１】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに適用したものであり、本実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナと同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて、上記第１の実施の形態で用いた符号をそのまま用いて、説明する。
【００６２】
図３において、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ４０は、図示しないが、第１の実施の形態と同様に、ハウジング２にヘリングボーン溝４ａの形成された固定軸４が固定され、固定軸４は、回転スリーブ８の中空内に挿入されている。回転スリーブ８の上端部には、磁気軸受回転部１１の固定されたポリゴンミラー９が固定されており、ポリゴンミラー９には、第１の実施の形態と大略同様の形状のフランジ４１が固定されている。
【００６３】
フランジ４１は、アルミ合金あるいは樹脂等の非磁性材料で形成されており、フランジ４１の下端部の外周面には、ローター磁石４２が取り付けられている。上記フランジ４１、磁気軸受回転部１１、ポリゴンミラー９及びロータ磁石４２等の取り付けられた回転スリーブ８は、回転体４３を構成している。
【００６４】
上記ロータ磁石４２に対向する径方向外側には、支持部材４４を介してハウジング２に取り付けられたステータコア４５が配設されており、ステータコア４５には、コイル巻線４６が巻かれている。ロータ磁石４２及びコイル巻線４６の巻かれたステータコア４５の下方の位置には、プリント基板１８とホール素子４７が配設されており、プリント基板１８は、ハウジング２に取り付けられている。上記フランジ４１の下端とプリント基板１８の上面との間には、上記第１の実施の形態と同様に、所定の間隙ｔが形成されている。
【００６５】
ホール素子４７は、ローター磁石４２よりも所定量だけ径方向内側の位置のプリント基板１８上に取り付けられており、プリント基板１８には、図示しない駆動回路が形成されている。これらロータ磁石４２、ステータコア４５、コイル巻線４６、プリント基板１８及びホール素子４７等により、ラジアルギャップ・インナーロータ型のブラシレスモータ４８が構成されており、ブラシレスモータ４８は、プリント基板１８の駆動回路がホール素子４７の位置検出信号に基づいて、順次コイル巻線４６への通電を制御して、励磁切り換えを行うことにより、回転体４３を回転させて、定速制御する。
【００６６】
そして、ホール素子４７が、フランジ４１の下端部外周面に取り付けられたローター磁石４２よりも所定量だけ径方向内側の位置に配設されており、ローター磁石４２の取り付けられているフランジ４１が、上述のようにアルミ合金あるいは樹脂等の非磁性材料で形成されていて、ローター磁石４２のホール素子４７側の面が開放磁路となっている。したがって、ホール素子４７には、ローター磁石４２の内周側の磁束が鎖交し、ホール素子４７は、この鎖交するローター磁石４２の磁束によりローター磁石４２の位置検出を行うことができる。
【００６７】
このように本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ４０は、フランジ４１が非磁性材料で形成され、その下端部外周面にローター磁石４２が配設されて、ローター磁石４２のホール素子４７側の面が開放磁路となっている。
【００６８】
したがって、フランジ４１は、ローター磁石４２の外周部の磁束を当該開放磁路を通して、ローター磁石４２の径方向外方に配設されたホール素子４７に鎖交させることができ、ホール素子４７によりローター磁石４２の位置検出を精度良く行うことができる。
【００６９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上記各実施の形態においては、ブラシレスモータを光偏向器としての動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに適用した場合について説明したが、光偏向器としては、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに限るものでないことは、いうまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明のブラシレスモータによれば、ステータコアに巻き付けられたコイル巻線と所定の取付部材に取り付けられたローター磁石とを径方向に磁気ギャップを有する状態で配設し、ローター磁石の回転位置を検出する位置検出素子を、コイル巻線に対してローター磁石を挟んだ状態で径方向に所定間隔を空けて配置し、取付部材の少なくともローター磁石の取り付けられている部分の位置検出素子側の面に開放磁路を形成しているので、コイル巻線の励磁による磁界が位置検出素子にノイズとして影響することを防止することができ、位置検出素子によるローター磁石の位置検出を高精度にかつ安定して行うことができるとともに、位置検出素子とローター磁石が軸方向で干渉することを防止して、位置検出素子の高さ分だけ小型化することができる。
【００７２】
請求項２記載の発明のブラシレスモータによれば、ブラシレスモータを覆うカバー部材のうち、少なくともローター磁石の配設されている付近を、非導電性及び非磁性の部材により形成しているので、取付部材による回転時の風損の低減と防音を行いつつ、ローター磁石の開放磁束によりカバー部材に渦電流が発生することを防止して、損失の増大による温度上昇を防止することができるとともに、カバー部材磁束が誘導されることを防止して、位置検出精度をより一層向上させることができる。
【００７３】
請求項３記載の発明のブラシレスモータによれば、取付部材のうち、コイル巻線の巻かれているステータコアよりも軸方向に突出した部分のみを、開放磁路に形成しているので、高速回転時の安定性をより一層向上させつつ、コイル巻線の励磁による磁界が位置検出素子にノイズとして影響することを防止することができ、位置検出素子によるローター磁石の位置検出を高精度にかつ安定して行うことができるとともに、位置検出素子とローター磁石が軸方向で干渉することを防止して、位置検出素子の高さ分だけ小型化することができる。
【００７４】
請求項４記載の発明の光偏向器によれば、レーザビームを偏向走査する偏向部材の固着された回転体を動圧軸受により回転自在に支持するとともに、磁気軸受により常時軸方向に磁気力で支持する光偏向器の回転体に、請求項１から請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータのローター磁石の取り付けられた取付部材を取り付け、ブラシレスモータにより回転体を回転駆動させるので、偏向部材の固着された回転体を高速回転に必要な軸受の寿命を長くすることができるとともに、ブラシレスモータの位置検出を高精度に行いつつ安定して高速回転させることができ、かつ、起動時間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第１の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの正面断面図。
【図２】本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第２の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの要部拡大正面断面図。
【図３】本発明のブラシレスモータ及び光偏向器の第３の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの要部拡大正面断面図。
【符号の説明】
１動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ
２ハウジング
３上カバー
３ａ開口部
４固定軸
４ａヘリングボーン溝
５永久磁石組立体
６永久磁石
７固定ヨーク板
８回転スリーブ
９ポリゴンミラー
１０フランジ
１１磁気軸受回転部
１２空気溜まり
１３ローター磁石
１４回転体
１５支持体
１６ステータコア
１７コイル巻線
１８プリント基板
１９ホール素子
２０ブラシレスモータ
２１ガラス窓
３０動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ
３１フランジ
３２リング部材
３３回転体
４０動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ
４１フランジ
４２ローター磁石
４３回転体
４４支持部材
４５ステータコア
４６コイル巻線
４７ホール素子
４８ブラシレスモータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless motor and an optical deflector, and more particularly, to a small brushless motor that accurately detects a rotational position of a rotor magnet and an optical deflector using the brushless motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A brushless motor, particularly a radial gap type brushless motor having a magnetic gap in a radial direction (radial direction) has conventionally been disclosed in, for example, a brushless motor described in JP-A-6-105519. A coil winding wound around a starter core and a rotor magnet are disposed in a state having a predetermined magnetic gap in a radial direction. To detect the rotation of the rotor magnet, a Hall element, which is a rotor position detecting element, is disposed at a predetermined interval. The FG (Frequency Generator) magnet is provided on the support member of the rotor magnet, while being provided for each rotor. The Hall element is mounted on a rising portion of an L-shaped circuit board, and the rising portion of the circuit board on which the Hall element is mounted is disposed below the coil winding and the rotor magnet. The Hall element is provided in a state of being erected so as to protrude upward from a notch formed in the formed flexible circuit board.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional brushless motor, the Hall element, which is a position detecting element, is disposed on the coil winding side, that is, on the inner diameter side of the rotor magnet. There is a possibility that the position may be affected as noise on the Hall element and stable position detection may not be performed.
[0004]
In particular, an optical deflector used in a laser writing system of an electrophotographic image forming apparatus rotates a polygon mirror (optical deflecting member) at a rotation speed corresponding to a printing speed and a pixel density of the image forming apparatus. In particular, in recent years, with the increase in printing speed and the increase in pixel density, the optical deflector of the color image forming apparatus is required to have ultra-high-speed and high-precision rotation of 30,000 rpm or more. However, in a brushless motor used in an optical deflector that requires such ultra-high speed rotation, a method of increasing a starting torque by flowing a large current at the time of starting to shorten a starting time is simple and effective. is there. However, when the exciting current is increased, the magnetic flux generated in the coil winding increases, but the generated magnetic flux affects the Hall element. It becomes.
[0005]
Further, the structure is such that the Hall element and the stator core are close to each other, and the brushless motor is increased in size by the height of the Hall element.
[0006]
In view of the above, the invention according to claim 1 arranges a coil winding wound around a stator core and a rotor magnet attached to a predetermined attachment member in a state having a magnetic gap in a radial direction, and adjusts a rotation position of the rotor magnet. Position detecting elements to be detected are arranged at predetermined intervals in the radial direction with the rotor magnet interposed between the coil windings, and a mounting member By covering the outer periphery of the rotor magnet using a non-magnetic material as the material of By forming an open magnetic path at least on the surface on the position detecting element side of the portion where the rotor magnet is attached, it is possible to prevent the magnetic field due to the excitation of the coil winding from affecting the position detecting element as noise, Brushless, which can detect the position of the rotor magnet with high accuracy and stability, prevents the position detection element and the rotor magnet from interfering in the axial direction, and can be downsized by the height of the position detection element. It aims to provide a motor.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, at least the vicinity of the cover member covering the brushless motor where the rotor magnet is provided is formed of a non-conductive and non-magnetic member, so that the wind at the time of rotation by the mounting member is obtained. While reducing loss and preventing sound, it prevents eddy currents from being generated in the upper cover member due to the open magnetic flux of the rotor magnet, thereby preventing temperature rise due to increased loss and guiding magnetic flux to the cover member. It is an object of the present invention to provide a brushless motor capable of preventing the occurrence of the above and further improving the position detection accuracy.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, only the portion of the mounting member that protrudes in the axial direction from the stator core around which the coil winding is wound is formed in the open magnetic path, so that the stability during high-speed rotation is improved. While further improving, it prevents the magnetic field generated by the excitation of the coil winding from affecting the position detecting element as noise, and performs the position detection of the rotor magnet by the position detecting element with high accuracy and stability. An object of the present invention is to provide a brushless motor that can prevent a rotor magnet from interfering in an axial direction and can be reduced in size by the height of a position detection element.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical deflector which rotatably supports a rotating body to which a deflecting member for deflecting and scanning a laser beam is fixed by a dynamic pressure bearing, and which is always axially supported by a magnetic force by a magnetic bearing. The rotating member to which the rotor magnet of the brushless motor according to any one of claims 1 to 3 is attached, and the rotating member is driven to rotate by the brushless motor, whereby the rotating member to which the deflection member is fixed is attached. A small light deflection that can prolong the life of the bearing required for high-speed rotation of the body, stably rotate the brushless motor at high speed while detecting the position with high accuracy, and shorten the startup time. The purpose is to provide equipment.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The brushless motor according to claim 1, wherein the coil winding wound on the stator core and the rotor magnet mounted on the predetermined mounting member are arranged in a state having a magnetic gap in a radial direction. Position detecting elements for detecting the rotational position of the rotor magnet are arranged at predetermined intervals in the radial direction with the rotor magnet sandwiched with respect to the coil winding, the mounting member, By covering the outer periphery of the rotor magnet using a non-magnetic material as its material, The above-mentioned object is attained by forming at least a surface of the position detecting element side of the portion where the rotor magnet is attached to an open magnetic path.
[0011]
According to the above configuration, the coil winding wound on the stator core and the rotor magnet mounted on the predetermined mounting member are arranged in a state having a magnetic gap in the radial direction, and the position detection for detecting the rotational position of the rotor magnet is performed. The elements are arranged at predetermined intervals in the radial direction with the rotor magnet interposed between the coil windings, and an open magnetic path is provided on at least the portion of the mounting member on which the rotor magnet is mounted on the position detecting element side. The magnetic field generated by the excitation of the coil windings can be prevented from affecting the position detection element as noise, and the position detection of the rotor magnet by the position detection element can be performed with high accuracy and stability. In addition to preventing the position detecting element and the rotor magnet from interfering with each other in the axial direction, the size can be reduced by the height of the position detecting element.
[0012]
In this case, for example, as described in claim 2, the brushless motor is covered with a predetermined cover member, and the cover member is nonconductive and nonmagnetic at least in the vicinity where the rotor magnet is provided. May be formed by the above member.
[0013]
According to the above configuration, of the cover member covering the brushless motor, at least the vicinity where the rotor magnet is provided is formed of a non-conductive and non-magnetic member. While reducing the noise and preventing sound, the eddy current is prevented from being generated in the cover member by the open magnetic flux of the rotor magnet, and the temperature rise due to the increase in loss can be prevented, and the cover member magnetic flux is induced. Can be prevented, and the position detection accuracy can be further improved.
[0014]
Further, for example, as described in claim 3, the mounting member protrudes in the axial direction by a predetermined amount from the stator core around which the coil winding is wound, and protrudes in the axial direction from the stator core. Only a portion may be formed in the open magnetic path.
[0015]
According to the above configuration, only the portion of the mounting member that protrudes in the axial direction from the stator core around which the coil winding is wound is formed in the open magnetic path, so that the stability during high-speed rotation is further improved. It is possible to prevent the magnetic field caused by the excitation of the coil winding from affecting the position detecting element as noise while improving the position of the rotor magnet by the position detecting element with high accuracy and stability. Further, it is possible to prevent the position detecting element and the rotor magnet from interfering with each other in the axial direction, and to reduce the size by the height of the position detecting element.
[0016]
In the optical deflector according to the fourth aspect of the invention, the rotating body to which the deflecting member for deflecting and scanning the laser beam is rotatably supported by the dynamic pressure bearing, and is always axially supported by the magnetic bearing by the magnetic force. In the optical deflector, the above-mentioned object is achieved by attaching the attachment member of the brushless motor according to any one of claims 1 to 3 to the rotating body, and rotating the rotating body by the brushless motor. ing.
[0017]
According to the above configuration, the rotating body to which the deflecting member for deflecting and scanning the laser beam is rotatably supported by the dynamic pressure bearing and the rotating body of the optical deflector which is always supported by the magnetic force in the axial direction by the magnetic bearing. The brushless motor according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a mounting member to which the rotor magnet is mounted, and the rotating body is driven to rotate by the brushless motor. The life of the bearing required for rotation can be lengthened, the position of the brushless motor can be detected with high accuracy, the rotation can be stably performed at high speed, and the startup time can be shortened.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and therefore, various technically preferred limitations are added. However, the scope of the present invention is not limited to the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise specified.
[0019]
FIGS. 1 and 2 are views showing a first embodiment of a brushless motor and an optical deflector of the present invention. FIG. 1 shows a first embodiment of the brushless motor and the optical deflector of the present invention. FIG. 1 is a front sectional view of a dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 to which the present invention is applied. This embodiment corresponds to claims 1, 2 and 4.
[0020]
In FIG. 1, a polygonal scanner 1 of a dynamic pressure air bearing type as an optical deflector has its exterior formed by a housing 2 and an upper cover 3 fixed on the housing 2, and a fixed shaft is provided at the center of the bottom of the housing 2. 4 is fixed by a method such as press-fitting or shrink fitting. The upper cover (cover member) 3 is formed of a non-conductive and non-magnetic material such as a resin material.
[0021]
The fixed shaft 4 has a herringbone groove 4a formed at an appropriate position on a peripheral wall portion thereof, and a ring-shaped permanent member having a predetermined length in an axial direction (axial direction) is formed in a recess at the upper end of the fixed shaft 4. The magnet assembly 5 is embedded.
[0022]
The permanent magnet assembly 5 includes a ring-shaped permanent magnet 6 in which a central circle having a predetermined size is formed at the center thereof and is magnetized to two poles in the axial direction and the magnetic poles are oriented in the axial direction. A pair of fixed yoke plates 7 made of a ferromagnetic material and formed at the center thereof have a center circle fixed at both ends in the axial direction (both ends in the axial direction) and smaller than the center circle (inner diameter) of the permanent magnet 6. I have. The permanent magnet assembly 5 is embedded in a recess at the upper end of the fixed shaft 4 with the permanent magnet 6 sandwiched between a pair of fixed yoke plates 7. The permanent magnet 6 is formed of a plate material, and for example, a rare earth permanent magnet is mainly used.
[0023]
The fixed shaft 4 has its upper part inserted into the hollow of a cylindrical rotating sleeve 8, and a polygon mirror (deflecting member) at the upper end of the rotating sleeve 8 in a state of closing the hollow part above the rotating sleeve 8. 9 is fixed, and a cap-shaped flange 10 having an open top is fixed to the polygon mirror 9. A magnetic bearing rotating part 11 is press-fitted into the center of the polygon mirror 9 and fixed to the polygon mirror 9. The magnetic bearing rotating part 11 is a center circle of a pair of fixed yoke plates 7 of the permanent magnet assembly 5. An outer cylindrical surface forming a magnetic gap is formed between the outer cylindrical surface and the outer cylindrical surface. The polygon mirror 9 is fixed to the magnetic bearing rotating unit 11 by screwing a screw into a screw hole formed at the upper end of the magnetic bearing rotating unit 11 in a state of holding a pressing member (not shown). As described above, the polygon mirror 9 is attached to the rotary sleeve 8 in a state where the hollow portion above the rotary sleeve 8 is closed, and the upper end of the fixed shaft 4 and the rotary sleeve 8 closed by the polygon mirror 9 are closed. An air pocket 12 is formed in the hollow portion of the air conditioner. The rotating sleeve 8 and the fixed shaft 4 are formed of a ceramic material, and the flange 10 is formed of the same non-magnetic material as the polygon mirror 9 such as an aluminum alloy or resin.
[0024]
The magnetic bearing rotating part 11 is formed of a material having high dimensional accuracy, such as a permanent magnet or a ferromagnetic material of a steel type. Further, the fixed shaft 4 and the rotating sleeve 8 are formed of a non-magnetic material, and suppress the occurrence of magnetic flux leakage in the gap between the permanent magnet assembly 5 that generates an attractive force and the magnetic bearing rotating unit 11. Thus, an axial suction force is efficiently generated in an axial bearing described later.
[0025]
The polygon mirror 9 has an air pocket 12 formed around the magnetic bearing rotating unit 11 with a not-shown microhole communicating with the outside of the polygon mirror 9. The microhole is formed by air passing through the microhole. Due to the viscous resistance described above, an axial bearing described later has appropriate damping characteristics.
[0026]
A rotor magnet 13 is circumferentially mounted on the inner peripheral surface of the lower end portion of the flange 10 and on the outer peripheral direction of the rotary sleeve 8. The rotor magnet 13 has, for example, a light weight and mechanical strength (tensile strength). It is formed by a high aluminum-manganese metal magnet or the like. The rotor magnet 13 is magnetized in the radial direction, and the N and S polarities are opposite on the inner peripheral side and the outer peripheral side.
[0027]
The rotating sleeve 8 on which the flange 10, the magnetic bearing rotating unit 11, the polygon mirror 9, the rotor magnet 13, and the like are attached forms a rotating body 14.
[0028]
A stator core 16 attached to the housing 2 via a support member 15 is disposed on an inner peripheral side facing the rotor magnet 13, and a coil winding 17 is wound around the stator core 16. A printed circuit board 18 and a Hall element 19 are disposed below the stator core 16 around which the rotor magnet 13 and the coil winding 17 are wound, and the printed circuit board 18 is attached to the housing 2. A predetermined gap t is formed between the lower end of the flange 10 and the upper surface of the printed circuit board 18.
[0029]
The Hall element 19 is mounted on a printed circuit board 18, and a drive circuit (not shown) is formed on the printed circuit board 18. The rotor magnet 13, the stator core 16, the coil winding 17, the printed circuit board 18, the Hall element 19, and the like constitute a radial gap outer rotor type brushless motor 20. The brushless motor 20 is a driving circuit for the printed circuit board 18. Controls the energization of the coil windings 48 sequentially based on the position detection signal of the Hall element 19, and switches the excitation, thereby rotating the rotating body 14 and controlling at a constant speed.
[0030]
The Hall element 19 is disposed at a position radially outward by a predetermined amount from the rotor magnet 13, and the flange 10 to which the rotor magnet 13 is attached is made of a non-metal such as aluminum alloy or resin as described above. It is made of a magnetic material, and the surface of the rotor magnet 13 on the side of the Hall element 19 is an open magnetic path. Therefore, the magnetic flux on the outer peripheral side of the rotor magnet 13 interlinks with the Hall element 19, and the Hall element 19 can detect the position of the rotor magnet 13 by the interlinking magnetic flux of the rotor magnet 13.
[0031]
Since the herringbone groove 4 a is formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft 4, when the rotating body 14 rotates by driving the brushless motor 20, the rotating sleeve 8 and the fixed shaft The pressure in the gap 4 increases, and the rotating sleeve 8, the fixed shaft 4, and the herringbone groove 4 a use dynamic pressure air as a dynamic pressure air bearing surface on the surface of the rotating sleeve 8 and the fixed shaft 4 on which the herringbone groove 4 a is formed. And functions as a radial bearing (dynamic pressure bearing) to support the rotating body 14 in the radial direction (radial direction) without contact. The clearance between the inner peripheral surface of the rotating sleeve 8 and the outer peripheral surface of the fixed shaft 4 is maintained at several μm.
[0032]
The magnetic bearing rotating part 11 fixed to the flange 10 and the permanent magnet assembly 5 composed of the permanent magnet 6 and a pair of fixed yoke plates 7 embedded and fixed in the upper end recess of the fixed shaft 4 are magnetic. An attraction force is generated in the bearing rotating unit 11 and the permanent magnet assembly 5 embedded and fixed in the fixed shaft 4, and functions as an axial bearing (magnetic bearing) for floating the rotating body 14. In a non-contact manner.
[0033]
In the upper cover 3, a glass window 21 is fixed to an opening 3a for inputting and emitting a plurality of laser beams from a semiconductor laser (not shown) with an adhesive or the like, and the inside is sealed.
[0034]
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1, a fixed shaft 4 fixed to a housing 2 is inserted into a rotating sleeve 8, and a permanent magnet assembly 5 is embedded in a recess at the upper end of the fixed shaft 4. The permanent magnet assembly 5 is formed in a state where a ring-shaped permanent magnet 6 magnetized in two poles in the axial direction is sandwiched between a pair of upper and lower (axial directions) ring-shaped fixed yoke plates 7. The center circle of 7 is formed smaller than the center circle of the permanent magnet 6 and is disposed so as to coincide with the axis of the rotating sleeve 8.
[0035]
The fixed shaft 4 is inserted into the hollow of a rotary sleeve 8. A polygon mirror 9 is mounted on the rotary sleeve 8, and a flange 10 on which a rotor magnet 13 is mounted on the polygon mirror 9 and a magnet 10. The rotating body 14 is configured by attaching the bearing rotating unit 11 and the like.
[0036]
A magnetic bearing rotating part 11 that penetrates into the center circle of the permanent magnet assembly 5 embedded in the upper end recess of the fixed shaft 4 is fixed to the polygon mirror 9. An outer cylindrical surface is formed at a position facing the fixed yoke plate 7 of the three-dimensional body 5 to form a finely spaced magnetic gap with the fixed yoke plate 7. Through this magnetic gap, the permanent magnet 6, the upper fixed yoke plate 7, the magnetic bearing rotating part 11, and the lower fixed yoke plate 7 of the permanent magnet assembly 5 are directed toward the permanent magnet 6 again in a closed loop. Lines of magnetic force are formed, and an attractive force is generated between the permanent magnet assembly 5 embedded in the recess at the upper end of the fixed shaft 4 and the magnetic bearing rotating part 11 fixed to the polygon mirror 9, and fixed to the flange 10. The magnetic bearing rotating portion 11 and the permanent magnet assembly 5 embedded in the upper end recess of the fixed shaft 4 function as an axial bearing for floating the rotating body 14 and support the rotating body 14 in a non-contact manner in the axial direction. .
[0037]
The dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 has a stator core 16 on which a coil winding 17 is wound at a position facing the rotor magnet 13 attached to the inner peripheral surface at the lower end of the flange 10 in the inner diameter direction. A Hall element 19 attached to a printed circuit board 18 is provided below the rotor magnet 13 and at a position in the radial direction below the rotor magnet 13. The printed circuit board 18, the stator core 16 around which the coil winding 17 is wound, and The Hall element 19 and the like constitute a radial gap outer rotor type brushless motor 20, and based on the detection result of the Hall element 19, the energization of the coil winding 17 is controlled by the drive circuit of the printed circuit board 18, and the excitation is performed. By performing the switching, the rotating body 14 is rotated.
[0038]
A herringbone groove 4a is formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft 4, and when the rotating body 14 is rotated by driving the brushless motor 20, the pressure in the gap between the rotating sleeve 8 and the fixed shaft 4 increases, and 8, the fixed shaft 4 and the herringbone groove 4a function as a radial bearing using dynamic pressure air, and support the rotating body 14 in a radial direction without contact.
[0039]
As described above, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1, the axial bearing supports the rotating body 14 in a non-contact manner in the axial direction, and the rotating body 14 is rotationally driven by the brushless motor 20, so that the dynamic pressure air is used. The radial bearing supports the rotating body 14 in a radial direction without contact, and rotates the rotating body 14 at high speed.
[0040]
The flange 10 to which the rotor magnet 13 is attached is formed of a nonmagnetic material such as an aluminum alloy or a resin as described above, and the surface of the rotor magnet 13 on the side of the Hall element 19 forms an open magnetic path. Thus, the magnetic flux on the outer peripheral side of the rotor magnet 13 is linked to the Hall element 19. Therefore, the Hall element 19 can accurately detect the position of the rotor magnet 13 without being affected by the magnetic field of the winding coil 17 due to the linked magnetic flux of the rotor magnet 13. That is, if the flange 10 is formed of a magnetic material, the magnetic flux on the outer periphery of the rotor magnet 13 is guided by the flange 10 and cannot link with the Hall element 19, and the Hall element 19 Position cannot be detected. However, as described above, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 of the present embodiment, the flange 10 is formed of a non-magnetic material such as an aluminum alloy or a resin, and the Hall element 19 is sandwiched by the rotor magnet 13. Since it is arranged in the outer diameter direction on the opposite side to the winding coil 17 and the surface of the rotor magnet 13 on the side of the hall element 19 is an open magnetic path, the outer periphery of the rotor magnet 13 is The magnetic flux is linked, and the Hall element 19 can accurately detect the position of the rotor magnet 13 without being affected by the magnetic field of the winding coil 17 due to the linked magnetic flux of the rotor magnet 13.
[0041]
Further, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1, since the upper cover 3 is formed of a non-conductive material (a resin material or the like), the upper cover 3 due to the open magnetic flux on the outer periphery of the rotor magnet 13, especially the rotor magnet It is possible to prevent eddy currents from being generated in the upper cover 3b close to the portion 13 and to prevent an increase in loss and an increase in temperature. Further, since the upper cover 3 is formed of a non-magnetic material (a resin material or the like), it is possible to prevent the magnetic flux from being guided to the upper cover 3, and the magnetic flux is guided to the upper cover 3, and It is possible to prevent the magnetic flux linking the Hall element 19 by the magnet 13 from decreasing. As a result, the position detection accuracy of the Hall element 19 can be improved.
[0042]
Further, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1, the Hall element 19 is arranged radially outward of the rotor magnet 13, so that the magnetic field generated by the coil winding 17 is prevented from affecting the Hall element 19. Therefore, the position detection accuracy of the rotor magnet 13 by the Hall element 19 can be further improved. In particular, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 which rotates at a high speed, in order to reduce the startup time, a large current is applied to the coil winding 17 at the time of startup, and the rotation is performed at high speed in a short time. When a large current flows through the coil winding 17 in this manner, the magnetic field generated by the coil winding 17 increases. However, since the Hall element 19 is arranged radially outside the rotor magnet 13, the coil winding 17 Can be prevented from affecting the Hall element 19, and the accuracy of detecting the position of the rotor magnet 13 by the Hall element 19 can be improved.
[0043]
Although the upper cover 3 is integrally fixed to the housing 2 in the present embodiment, the present invention is not limited to the above configuration. For example, in a resin optical housing in which a lens is mounted, a rotor magnet is used. The housing 13 may be formed so as to cover the periphery of the housing 13. This eliminates the need to provide a separate upper cover 3.
[0044]
Thus, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 of the present embodiment, the coil winding 17 wound around the stator core 16 and the rotor magnet 13 attached to the flange 10 have a magnetic gap in the radial direction. And a Hall element 19 for detecting the rotational position of the rotor magnet 13 is disposed at a predetermined radial distance from the coil winding 17 with the rotor magnet 13 interposed therebetween. An open magnetic path is formed on the surface of the portion on which the magnet 13 is mounted on the Hall element 19 side.
[0045]
Therefore, it is possible to prevent the magnetic field generated by the excitation of the coil winding 17 from affecting the Hall element 19 as noise, and to detect the position of the rotor magnet 13 with the Hall element 19 with high accuracy and stability. In addition, it is possible to prevent the Hall element 19 and the rotor magnet 13 from interfering in the axial direction, and to reduce the size by the height of the Hall element 19.
[0046]
Further, since the upper cover 3 of the brushless motor 20 is formed of a non-conductive and non-magnetic member, the upper cover is formed by the open magnetic flux of the rotor magnet 13 while reducing windage loss and soundproofing during rotation by the flange 10. 3 can be prevented from generating eddy currents, and a temperature rise due to an increase in loss can be prevented.
[0047]
Further, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1, the rotating body 14 to which the polygon mirror 9 for deflecting and scanning the laser beam is fixed is rotatably supported by the dynamic pressure bearing, and the magnetic force is always applied in the axial direction by the magnetic bearing. The flange 10 to which the rotor magnet 13 of the brushless motor 20 is attached is attached to the rotating body 14 of the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 which is an optical deflector supported by the brushless motor 20, and the rotating body 14 is rotationally driven by the brushless motor 20. I have.
[0048]
Accordingly, the life of the bearing required for high-speed rotation of the rotating body 14 to which the polygon mirror 9 is fixed can be extended, and the brushless motor 20 can be stably rotated at high speed while detecting the position with high accuracy. In addition, the startup time can be reduced.
[0049]
FIG. 2 is a front sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type polygon scanner 30 to which a brushless motor and an optical deflector according to a second embodiment of the present invention are applied. An open magnetic path is formed only in a portion protruding by a predetermined amount in the axial direction from the stator core around which the winding is wound, and corresponds to claims 3 and 4.
[0050]
This embodiment is applied to a dynamic pressure air bearing type polygon scanner similar to that of the first embodiment. In the description of this embodiment, the operation of the first embodiment will be described. The same components as those of the compressed air bearing type polygon scanner are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Parts not shown in the first embodiment will be described as needed. The description will be made by using the used symbols as they are.
[0051]
In FIG. 2, a dynamic pressure air bearing type polygon scanner 30 is not shown, but a fixed shaft 4 having a herringbone groove 4a formed on the housing 2 is fixed to the housing 2 as in the first embodiment. , Is inserted into the hollow of the rotating sleeve 8. A polygon mirror (deflecting member) 9 to which the magnetic bearing rotating unit 11 is fixed is fixed to the upper end of the rotating sleeve 8, and a flange (shape) similar to that of the first embodiment is attached to the polygon mirror 9. An attachment member 31 is fixed.
[0052]
The flange 31 is formed of a magnetic material, and a ring member 32 is fixed to a lower end of the flange 31. The ring member 32 is formed of a non-magnetic material such as an aluminum alloy. The rotor magnet 13 is attached to the inner peripheral surface of the lower end of the flange 31 from the lower end of the flange 31 to the ring member 32. The rotating sleeve 8 to which the flange 31, the ring member 32, the magnetic bearing rotating unit 11, the polygon mirror 9, the rotor magnet 13, and the like are attached forms a rotating body 33.
[0053]
A stator core 16 attached to the housing 2 via a support member 15 is disposed on an inner peripheral side facing the rotor magnet 13, and a coil winding 17 is wound around the stator core 16. A printed circuit board 18 and a Hall element 19 are disposed below the stator core 16 around which the rotor magnet 13 and the coil winding 17 are wound, and the printed circuit board 18 is attached to the housing 2.
[0054]
The Hall element 19 is mounted on the printed circuit board 18 at a position radially outside the rotor magnet 13 by a predetermined amount, and a drive circuit (not shown) is formed on the printed circuit board 18. The rotor magnet 13, the stator core 16, the coil winding 17, the printed circuit board 18, the Hall element 19, and the like constitute a radial gap outer rotor type brushless motor 20. The brushless motor 20 is a driving circuit for the printed circuit board 18. Controls the energization of the coil windings 17 sequentially based on the position detection signal of the Hall element 19, and switches the excitation, thereby rotating the rotating body 33 and performing constant speed control.
[0055]
The ring member 32 is formed to have a thickness such that the rotor magnet 13 projects axially below the stator core 16. That is, the ring member 32 has a thickness W from the lower end 16 a of the stator core 16 to the lower end 13 a of the rotor magnet 13. As described above, since the flange 31 is formed of a magnetic material and the ring member 32 is formed of a non-magnetic material, the ring member 32 is disposed on the surface of the rotor magnet 13 on the Hall element 19 side. Only the portion which has become an open magnetic path, and the magnetic flux on the outer peripheral side of the rotor magnet 13 is linked to the Hall element 19 from this open magnetic path. Therefore, the Hall element 19 can detect the position of the rotor magnet 13 by the magnetic flux of the linked rotor magnet 13.
[0056]
As described above, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 30 of the present embodiment, the flange 31 is formed of a magnetic material, and the lower end thereof has the thickness W from the lower end 16 a of the stator core 16 to the lower end 13 a of the rotor magnet 13. A ring member 32 made of a non-magnetic material is disposed, and a portion of the surface of the rotor magnet 13 on the Hall element 19 side where the ring member 32 is disposed serves as an open magnetic path.
[0057]
Therefore, the flange 31 functions as a back yoke of the rotor magnet 13, and can increase the magnetic field contributing to motor driving of the inner periphery of the rotor magnet 13, and can increase the starting torque of the brushless motor 20.
[0058]
Further, since the ring member 32 is formed of a non-magnetic material and the portion where the ring member 32 is disposed on the surface of the rotor magnet 13 on the side of the Hall element 19 forms an open magnetic path, the rotor magnet 13 The magnetic flux in the outer peripheral portion can be linked to the Hall element 19 disposed radially outward of the rotor magnet 13 through the open magnetic path, and the Hall element 19 is not affected by the magnetic field of the coil winding 17. 19 allows the position of the rotor magnet 13 to be accurately detected.
[0059]
Further, the outer peripheral portion of the rotor magnet 13 can be held by the ring member 32, and centrifugal force destruction during high-speed rotation can be prevented.
[0060]
FIG. 3 is a front sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type polygon scanner 40 to which a brushless motor and an optical deflector according to a third embodiment of the present invention are applied. This is applied to a brushless motor.
[0061]
This embodiment is applied to a dynamic pressure air bearing type polygon scanner similar to that of the first embodiment. In the description of this embodiment, the operation of the first embodiment will be described. The same components as those of the compressed air bearing type polygon scanner are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Parts not shown in the first embodiment will be described as needed. The description will be made by using the used symbols as they are.
[0062]
In FIG. 3, a dynamic pressure air bearing type polygon scanner 40 is not shown, but a fixed shaft 4 in which a herringbone groove 4a is formed is fixed to the housing 2 as in the first embodiment. , Is inserted into the hollow of the rotating sleeve 8. A polygon mirror 9 to which the magnetic bearing rotating unit 11 is fixed is fixed to the upper end of the rotating sleeve 8, and a flange 41 having a shape substantially similar to that of the first embodiment is fixed to the polygon mirror 9. ing.
[0063]
The flange 41 is formed of a nonmagnetic material such as an aluminum alloy or a resin, and a rotor magnet 42 is attached to an outer peripheral surface of a lower end portion of the flange 41. The rotating sleeve 8 to which the flange 41, the magnetic bearing rotating unit 11, the polygon mirror 9, the rotor magnet 42 and the like are attached forms a rotating body 43.
[0064]
A stator core 45 attached to the housing 2 via a support member 44 is disposed radially outward facing the rotor magnet 42, and a coil winding 46 is wound around the stator core 45. The printed circuit board 18 and the hall element 47 are disposed below the stator core 45 around which the rotor magnet 42 and the coil winding 46 are wound, and the printed circuit board 18 is attached to the housing 2. A predetermined gap t is formed between the lower end of the flange 41 and the upper surface of the printed circuit board 18 as in the first embodiment.
[0065]
The Hall element 47 is mounted on the printed board 18 at a position radially inward of the rotor magnet 42 by a predetermined amount, and a drive circuit (not shown) is formed on the printed board 18. The rotor magnet 42, the stator core 45, the coil winding 46, the printed circuit board 18, the Hall element 47, and the like constitute a radial gap inner rotor type brushless motor 48. The brushless motor 48 is a driving circuit for the printed circuit board 18. Controls the energization of the coil windings 46 in sequence based on the position detection signal of the Hall element 47 to perform excitation switching, thereby rotating the rotating body 43 and performing constant speed control.
[0066]
The Hall element 47 is disposed at a position radially inward by a predetermined amount from the rotor magnet 42 attached to the outer peripheral surface of the lower end of the flange 41, and the flange 41 to which the rotor magnet 42 is attached is As described above, the rotor magnet 42 is formed of a nonmagnetic material such as an aluminum alloy or a resin, and the surface of the rotor magnet 42 on the side of the Hall element 47 forms an open magnetic path. Therefore, the magnetic flux on the inner peripheral side of the rotor magnet 42 interlinks with the Hall element 47, and the Hall element 47 can detect the position of the rotor magnet 42 by the magnetic flux of the interlinked rotor magnet 42.
[0067]
As described above, in the dynamic pressure air bearing type polygon scanner 40 of the present embodiment, the flange 41 is formed of a non-magnetic material, the rotor magnet 42 is disposed on the outer peripheral surface of the lower end, and the Hall element 47 of the rotor magnet 42 is provided. The side surface is an open magnetic path.
[0068]
Therefore, the flange 41 can link the magnetic flux of the outer peripheral portion of the rotor magnet 42 to the Hall element 47 disposed radially outward of the rotor magnet 42 through the open magnetic path. The position of the magnet 42 can be detected with high accuracy.
[0069]
As described above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
[0070]
For example, in each of the above embodiments, the case where the brushless motor is applied to a dynamic pressure air bearing type polygon scanner as an optical deflector has been described. However, the optical deflector is limited to a dynamic pressure air bearing type polygon scanner. Not to mention that.
[0071]
【The invention's effect】
According to the brushless motor of the first aspect of the present invention, the coil winding wound on the stator core and the rotor magnet mounted on the predetermined mounting member are arranged in a state having a magnetic gap in the radial direction. Position detecting elements for detecting the rotational position are arranged at predetermined intervals in the radial direction with the rotor magnet sandwiched between the coil windings, and the position detecting element of at least the portion of the mounting member where the rotor magnet is mounted Since the open magnetic path is formed on the side surface, it is possible to prevent the magnetic field due to the excitation of the coil winding from affecting the position detecting element as noise, and the position detecting element detects the rotor magnet position with high accuracy. And the rotor magnet can be prevented from interfering in the axial direction, and can be reduced by the height of the position detection element. It can be of.
[0072]
According to the brushless motor of the second aspect of the present invention, at least the vicinity of the cover member covering the brushless motor where the rotor magnet is provided is formed of a non-conductive and non-magnetic member. While reducing windage loss and soundproofing during rotation by the member, it is possible to prevent eddy currents from being generated in the cover member due to the open magnetic flux of the rotor magnet, and to prevent temperature rise due to increased loss and cover. Induction of the member magnetic flux can be prevented, and the position detection accuracy can be further improved.
[0073]
According to the brushless motor of the third aspect of the present invention, only the portion of the mounting member that protrudes in the axial direction from the stator core around which the coil winding is wound is formed in the open magnetic path, so that the motor rotates at high speed. The magnetic field generated by the excitation of the coil winding can be prevented from affecting the position detection element as noise while further improving the stability at the time, and the position detection of the rotor magnet by the position detection element can be performed with high accuracy and stability. In addition, it is possible to prevent the position detecting element and the rotor magnet from interfering in the axial direction, and to reduce the size by the height of the position detecting element.
[0074]
According to the optical deflector of the fourth aspect of the present invention, the rotating body to which the deflecting member for deflecting and scanning the laser beam is rotatably supported by the dynamic pressure bearing, and is always axially magnetically driven by the magnetic bearing. An attachment member to which the rotor magnet of the brushless motor according to any one of claims 1 to 3 is attached to the rotating body of the optical deflector to be supported, and the rotating body is rotationally driven by the brushless motor. The life of the bearing required for high-speed rotation can be extended for the rotating body to which the rotor is fixed, and the brushless motor can be rotated stably at high speed while detecting the position with high accuracy, and the startup time is reduced. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a dynamic pressure air bearing type polygon scanner to which a first embodiment of a brushless motor and an optical deflector according to the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged front sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type polygon scanner to which a brushless motor and an optical deflector according to a second embodiment of the present invention are applied.
FIG. 3 is an enlarged front sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type polygon scanner to which a brushless motor and an optical deflector according to a third embodiment of the present invention are applied.
[Explanation of symbols]
1 Dynamic pressure air bearing type polygon scanner
2 Housing
3 Top cover
3a Opening
4 Fixed axis
4a Herringbone groove
5 Permanent magnet assembly
6 permanent magnet
7 Fixed yoke plate
8 rotating sleeve
9 Polygon mirror
10 Flange
11 Rotating part of magnetic bearing
12 air pockets
13 Rotor magnet
14 Rotating body
15 Support
16 Stator core
17 coil winding
18 Printed circuit board
19 Hall element
20 brushless motor
21 Glass window
30 Dynamic pressure air bearing type polygon scanner
31 flange
32 ring members
33 rotating body
40 Dynamic pressure air bearing type polygon scanner
41 Flange
42 rotor magnet
43 Rotating body
44 Supporting member
45 Stator core
46 coil winding
47 Hall element
48 brushless motor

Claims

In a brushless motor in which a coil winding wound on a stator core and a rotor magnet mounted on a predetermined mounting member are arranged in a state having a magnetic gap in a radial direction, a position detecting element for detecting a rotational position of the rotor magnet Are arranged at predetermined intervals in the radial direction with the rotor magnet sandwiched between the coil windings, and the mounting member covers the outer periphery of the rotor magnet using a non-magnetic material as its material. in a brushless motor, characterized in that the surface of the position detecting device side of the portion affixed with the rotor magnet is formed in an open magnetic path.

The brushless motor is covered with a predetermined cover member, and the cover member is formed of a non-conductive and non-magnetic member at least in the vicinity where the rotor magnet is provided. The brushless motor according to 1.

The mounting member protrudes in the axial direction by a predetermined amount from the stator core around which the coil winding is wound, and only a portion protruding in the axial direction from the stator core is formed in the open magnetic path. The brushless motor according to claim 1 or 2, wherein

In an optical deflector that rotatably supports a rotating body to which a deflecting member that deflects and scans a laser beam is fixed by a dynamic pressure bearing and always supports the rotating body by a magnetic force in an axial direction by a magnetic bearing, the rotating body may be configured as described above. Item 4. The optical deflector, wherein the mounting member of the brushless motor according to any one of Items 1 , 2 and 3 is mounted, and is rotationally driven by the brushless motor.

The mounting member protrudes by a predetermined amount in the axial direction from the stator core around which the coil winding is wound, and only the portion protruding in the axial direction from the stator core is made of a non-magnetic material so that the open magnetic field is reduced. 3. The brushless motor according to claim 1, wherein the brushless motor is formed in a road.

A rotating body to which a deflection member for deflecting and scanning the laser beam is fixed is rotatably supported by a dynamic pressure bearing, and is always supported by a magnetic force in the axial direction by a magnetic bearing embedded inside a shaft constituting the dynamic pressure bearing. In the optical deflector, the mounting member of the brushless motor according to any one of claims 1, 2, 3, and 5 is attached to the rotating body, and the rotating body is driven to rotate by the brushless motor. Optical deflector.