JPH0698517A - ポリゴンスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ポリゴンスキャナに関し、ポリゴン
スキャナにモータ部を駆動する駆動用回路素子を一体的
に取付けることにより、ハーネスを大幅に短くしてコス
トを低減することができるとともに、検査および管理を
容易にして検査および管理コストを低減することができ
るスキャナモータを提供することを目的としている。 【構成】ハウジング61の下面にブラシレスモータを駆動
する駆動信号を供給する駆動用回路素子87を有するプリ
ント基板86を取付けること、およびプリント基板84に駆
動用回路素子90を取付けることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリゴンスキャナに関
し、詳しくは、ポリゴンミラーを回転させるモータ部の
構造を工夫して低コスト化を図ることができるポリゴン
スキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザプリンタやデジタル複写機
等の画像形成装置にはビームを偏向走査するためのポリ
ゴンスキャナが設けられており、このポリゴンスキャナ
には近時の画像形成速度の高速化要求に応えるべく高速
回転が要求されている。従来のこの種のポリゴンスキャ
ナとしては、例えば、図５に示すようなものがある。図
５において、10はモータハウジングであり、11はモータ
ハウジング10の底部を構成する固定軸台座であり、固定
軸台座11の中央部には固定軸13が垂直に嵌入・固定され
ている。

【０００３】この固定軸13の外周にはラジアル軸受面14
(動圧空気軸受)が設けられており、ラジアル軸受面14に
はそれぞれ動圧発生用のヘリングボーン溝16、17が周方
向等間隔に各一対形成されている。また、ラジアル軸受
面14は円筒状の回転軸21の内周面21ａに対向しており、
ラジアル軸受面21の内周面とが所定間隔を隔てることに
より、固定軸13に対して回転軸21が回転可能になってい
る。

【０００４】回転軸21の上部には、ミラー受けフランジ
22が形成されるとともに、ミラー押え23がおよびポリゴ
ンミラー25が取付けられている。また、ミラー押え23は
その中心部にアキシャル磁気軸受30を構成するマグネッ
ト32を保持している。アキシャル軸受30は、固定軸13の
軸線上で互いに反発し合う３つマグネット31、32、33か
らなり、マグネット31がマグネット32の上方で上ケース
41に装着され、マグネット33が固定軸13の上端に固定さ
れることによって、回転軸21、ミラー押え23、ポリゴン
ミラー25およびマグネット32からなる回転体20が固定軸
13から上方に浮上するように付勢され、非接触で支持さ
れている。

【０００５】一方、50はポリゴンミラー25を駆動するア
キシャルギャップ型の面対向型のブラシレスモータであ
る。このモータ50は、回転軸21に固定されたロータマグ
ネット組立体51と、その下面に対向し、ロータマグネッ
ト組立体51とアキシャル方向に所定間隔離隔して配設さ
れた電気子コイル部52と、ホール素子53と、を有してお
り、ロータマグネット組立体51は界磁用マグネット51ａ
をヨーク51ｂによって回転軸21に一体的に実装したモー
タ構成部となっている。なお、56は固定側ヨークであ
る。

【０００６】ステータコイル部52はコイル基板54に装着
されており、このコイル基板54はハーネス55を介して図
示しないモータ駆動用回路素子に接続されている。この
ため、ステータコイル部52は、モータ駆動用回路素子に
より、所定励磁方式で励磁されてロータマグネット組立
体51を回転させ、回転軸21およびポリゴンミラー25(回
転体20)を回転させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のポリゴンスキャナにあっては、ステータコイ
ル52およびホール素子53が装着されたプリント基板54が
モータ駆動用回路素子と独立して設けられ、このプリン
ト基板54とモータ駆動用回路素子がハーネス55を介して
接続されていたため、ハーネス55が長くなってしまい、
ポリゴンスキャナのコストが増大してしまうという問題
があった。

【０００８】また、プリント基板とモータ駆動用回路素
子を別々に検査、管理しなければならず、検査および管
理コストが増大してしまうという問題があった。そこで
本発明は、ポリゴンスキャナにモータ部を駆動する駆動
用回路素子を一体的に取付けることにより、ハーネスを
大幅に短くしてコストを低減することができるととも
に、検査および管理を容易にして検査および管理コスト
を低減することができるスキャナモータを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、外周部に界磁用マグネット
およびポリゴンミラーを有する回転軸と、界磁用マグネ
ットに対向して複数の駆動コイルが固定されたコイル基
板と、動圧空気軸受を介して回転軸を回転自在に支持す
る固定軸と、該固定軸を軸支するハウジングと、を備
え、界磁用マグネットおよび駆動コイルによって回転軸
を回転させるためのモータ部を構成するポリゴンスキャ
ナにおいて、前記ハウジングの所定箇所にモータ部を駆
動する駆動用回路素子を有する制御回路基板を取付けた
ことを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、外周部に界磁用マグネットおよびポリゴンミ
ラーを有する回転軸と、界磁用マグネットに対向して複
数の駆動コイルが固定されたコイル基板と、該コイル基
板に装着され、駆動コイルが励磁されたことを検出する
磁電変換素子と、動圧空気軸受を介して回転軸を回転自
在に支持する固定軸と、を備え、界磁用マグネット、駆
動コイルおよび磁電変換素子によって回転軸を回転させ
るためのモータ部を構成するポリゴンスキャナにおい
て、コイル基板にモータ部を駆動する駆動用回路素子を
装着したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、ハウジングの所定箇
所にモータ部を駆動する駆動用回路素子を有する制御回
路基板が取付けられている。したがって、従来のように
モータ部から外部までハーネスを延在させる必要がな
く、ハーネスが大幅に短くなり、ポリゴンスキャナのコ
ストが低減する。また、ポリゴンスキャナに駆動用回路
素子が一体的に取付けられるので、ポリゴンスキャナの
検査および管理が非常に容易になり、検査および管理コ
ストが低減する。

【００１２】請求項２記載の発明では、コイル基板にモ
ータ部を駆動する駆動用回路素子を装着される。したが
って、従来のようにモータ部から外部までハーネスを延
在させる必要がなく、ハーネスが不要になり、ポリゴン
スキャナのコストが低減する。また、ポリゴンスキャナ
に駆動用回路素子が一体的に取付けられるので、ポリゴ
ンスキャナの検査および管理が非常に容易になり、検査
および管理コストが低減する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１〜４は請求項１記載の発明に係るポリゴンスキャナ
の一実施例を示す図である。まず、構成を説明する。図
１において、61はモータハウジングであり、このハウジ
ング61の底部背面の外周部には凹部61ａが形成されてい
る。また、62はモータハウジング61の底部を構成する固
定軸台座であり、固定軸台座61の中央部には固定軸63が
垂直に嵌入・固定されている。

【００１４】この固定軸63の外周にはラジアル軸受面64
(動圧空気軸受)が設けられており、ラジアル軸受面64に
はそれぞれ動圧発生用のヘリングボーン溝65、66が周方
向等間隔に各一対形成されている。また、ラジアル軸受
面64は円筒状の回転軸67の内周面67ａに対向しており、
ラジアル軸受面64の内周面とが所定間隔を隔てることに
より、固定軸63に対して回転軸67が回転可能になってい
る。

【００１５】回転軸67の上部には、ミラー受けフランジ
68が形成されるとともに、ミラー押え69およびポリゴン
ミラー70が取付けられている。ポリゴンミラー70は回転
軸67の上部外周面67ｂに嵌合しており、回転軸67の上部
に螺合するボルト71がミラー押え69を介してこのポリゴ
ンミラー70をフランジ68に押し付けている。また、ミラ
ー押え69はその中心部にアキシャル磁気軸受72を構成す
るマグネット73を保持しており、上面部に回転体Ｒの不
釣り合い修正用のバランス修正溝69ａが形成されてい
る。

【００１６】アキシャル軸受72は、固定軸63の軸線上で
互いに反発し合う３つマグネット73、74、75からなり、
マグネット75がマグネット73の上方で上ケース76に装着
され、マグネット74が固定軸63の上端に固定されること
によって、回転軸67、ミラー押え69、ポリゴンミラー70
およびマグネット73からなる回転体Ｒが固定軸63から上
方に浮上するように付勢され、非接触で支持されてい
る。なお、上ケース76の周囲壁部76ａには偏向用窓77が
設けられており、この偏向用窓77はレーザ光をポリゴン
ミラーに対して入出射させるものである。

【００１７】一方、80はポリゴンミラー70を駆動するア
キシャルギャップ型の面対向型のブラシレスモータ(モ
ータ部)である。このモータ80は、図２に示すように、
回転軸67に固定されたロータマグネット組立体81と、そ
の下面に対向し、ロータマグネット組立体81とアキシャ
ル方向に所定間隔離隔して配設された駆動コイル部82と
ホール素子(磁電変換素子)83ａ〜83ｃと、を有してお
り、ロータマグネット組立体81は界磁用マグネット81ａ
をヨーク81ｂを介して回転軸67に一体的に実装してい
る。

【００１８】また、界磁用マグネット81ａは、Ｎ、Ｓの
等しい開角で磁化された磁極を交互に複数個有してお
り、外周部に円周方向に延在する切り欠き部81ｃが形成
されている。そして、この切り欠き部81ｃとヨーク81ｂ
の内周部には凹部81ｄが形成されており、この凹部81ｄ
は界磁用マグネット81ａと共に回転する回転体Ｒの回転
時のバランス修正用溝を構成している。

【００１９】駆動コイル部82は、コイル基板84上に配設
された６つのコアレス電機子コイル(駆動コイル)82ａ〜
82ｆを備えており、この電機子コイル82ａ〜82ｆは界磁
用マグネット81ａの磁路内で互いに重畳しない開角で等
間隔に設けられている。また、駆動コイル部82の下部に
は閉磁路にするための固定子ヨーク89が設けられてい
る。

【００２０】また、図３(ａ)に示すように、電機子コイ
ル82ａは対向する電機子82ｄに、電機子82ｂは電機子82
ｅに、また、電機子82ｃは電機子82ｆにそれぞれ導線を
介して接続されており、これらの電機子のうち82ｂ、82
ｄ、82ｆにはホール素子83ａ〜83ｃが設けられ、それぞ
れ図３(ａ)に示すようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成してい
る。

【００２１】なお、この結線方式は図３(ａ)に示すよう
に直列方式以外に、図３(ｂ)に示す並列方式でも構わな
い。この結線方式は回転数や取付けスペースに応じて適
宜選択すれば良い。また、ホール素子83ａ〜83ｃは、電
機子コイル82ａ〜82ｆが励磁されたことを検出するスイ
ッチ機能を有している。また、コイル基板84には複数の
モータ駆動用のハーネス85を介して駆動用のプリント基
板86(制御回路基板)に接続されており、このハーネス85
のプリント基板86側は図示しない電源用ハーネスにも接
続されている。駆動用のプリント基板86にはトランジス
タ、ＩＣ等の複数の駆動用回路部品87が装着されてお
り、このプリント基板86はハウジング61の下面にボルト
88によって固定されている。また、ハウジング61の背面
には凹部61ａが形成されているため、回路基板87のうち
高さのあるものはこの凹部61ａに位置するようにプリン
ト基板86上に実装されている。

【００２２】また、コイル基板84には切り欠き部84ａが
形成されており、この切り欠き部84ａは図示しないボル
トによってハウジング61に取付けられるようになってい
る。また、切り欠き部84ａは導体84ｂによってハーネス
85に接続されており、ハウジング61は導体84ｂ、ハーネ
ス85および電源用ハーネスを介して接地されている。次
に、作用を説明する。

【００２３】まず、ポリゴンスキャナを複写機に組込む
際には、ポリゴンスキャナを複写機の所定の設置スペー
スにボルト等によって固定した後、電源用ハーネスを複
写機本体内の電源供給部に取付ける。この後、ポリゴン
スキャナを作動させるには、互いに対向する所定の電機
子コイル82ａ〜82ｆに駆動用回路素子87から順次電流を
供給すると、互いに対向する所定の電機子コイル82ａ〜
82ｆが励磁されてロータマグネット組立体81が回転し、
回転軸67およびポリゴンミラー70(回転体Ｒ)が回転す
る。ポリゴンミラー70の回転時には、固定軸63のラジア
ル軸受面64に形成されたヘリングボーン溝65、66の空気
が回転軸67の回転方向に押込められながら固定軸63と回
転軸67の間の前記軸受隙間内にかき出されて動圧を発生
する。

【００２４】この動圧が所定圧になると、固定軸63から
回転軸67が完全に浮上(半径方向)して、非接触となり高
速回転状態となる。このポリゴンスキャナは、バランス
修正用溝69ａおよび凹部81ｄによって回転体Ｒのバラン
スが修正されているため、高速回転時に低振動で安定し
て回転される。本実施例では、ハウジング61の下面にブ
ラシレスモータを駆動する駆動用回路素子87を有するプ
リント基板86を取付けているため、従来のようにモータ
部から外部までハーネスを延在させる必要がなく、ハー
ネス85を大幅に短くすることができ、ポリゴンスキャナ
のコストを低減することができる。また、ポリゴンスキ
ャナに駆動用回路素子87を一体的に取付けているので、
ポリゴンスキャナの検査および管理を非常に容易に行う
ことができ、検査および管理コストを低減することがで
きる。

【００２５】なお、本実施例では、駆動用回路素子87を
ハウジング61の下面に取付けているが、これに限らず、
図４のようにしても良い。すなわち、プリント基板84
に、ポリゴンスキャナの外部に延在する延在部84ｃを設
け、この延在部に駆動用回路素子90を設けても上記実施
例と同様の効果を得ることができる上にハーネスを不要
にすることができる。

【００２６】このとき、上ケース76およびプリント基板
84の間に弾性部材91を介装すれば、上ケース76およびハ
ウジング61の間に塵等が混入するのを防止することがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、従来のよ
うにモータ部から外部までハーネスを延在させる必要が
なく、ハーネスを大幅に短くすることができ、ポリゴン
スキャナのコストを低減することができる。また、ポリ
ゴンスキャナに駆動用回路素子を一体的に取付けている
ので、ポリゴンスキャナの検査および管理を非常に容易
に行うことができ、検査および管理コストを低減するこ
とができる。

【００２８】請求項２に記載の発明によれば、従来のよ
うにモータ部から外部までハーネスを延在させる必要が
なく、ハーネスを大幅に短くすることができ、ポリゴン
スキャナのコストを低減することができる。また、ポリ
ゴンスキャナに駆動用回路素子を一体的に取付けている
ので、ポリゴンスキャナの検査および管理を非常に容易
に行うことができ、検査および管理コストを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポリゴンスキャナの一実施例を示
す図であり、その全体構成を示す断面図である。

【図２】(ａ)は一実施例の電機子コイルの構成図であ
り、(ｂ)は界磁用マグネットの構成図である。

【図３】一実施例の電機子コイルの結線方式を示す図で
あり、(ａ)は直列方式を示す図、(ｂ)は並列方式を示す
図である。

【図４】ポリゴンスキャナの他の態様の全体構成を示す
断面図である。

【図５】従来のポリゴンスキャナの全体構成を示す断面
図である。

【符号の説明】

61 モータハウジング(ハウジング) 63 固定軸 64 ラジアル軸受面(動圧空気軸受) 67 回転軸 70 ポリゴンミラー 80 ブラシレスモータ(モータ部) 81ａ 界磁用マグネット 82ａ〜82ｆ コアレス電機子コイル(駆動コイル) 83ａ〜83ｃ ホール素子(磁電変換素子) 84 コイル基板 84ｃ コイル基板延在部 86 プリント基板(制御回路基板) 87、90 駆動用回路素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊丹 幸男 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 橋本 芳男 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 山本 睦 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 ▲高▼橋 由博 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ −１ 東北リコー株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部に界磁用マグネットおよびポリゴン
   ミラーを有する回転軸と、界磁用マグネットに対向して
   複数の駆動コイルが固定されたコイル基板と、動圧空気
   軸受を介して回転軸を回転自在に支持する固定軸と、該
   固定軸を軸支するハウジングと、を備え、界磁用マグネ
   ットおよび駆動コイルによって回転軸を回転させるため
   のモータ部を構成するポリゴンスキャナにおいて、前記
   ハウジングの所定箇所にモータ部を駆動する駆動用回路
   素子を有する制御回路基板を取付けたことを特徴とする
   ポリゴンスキャナ。
2. 【請求項２】外周部に界磁用マグネットおよびポリゴン
   ミラーを有する回転軸と、界磁用マグネットに対向して
   複数の駆動コイルが固定されたコイル基板と、該コイル
   基板に装着され、駆動コイルが励磁されたことを検出す
   る磁電変換素子と、動圧空気軸受を介して回転軸を回転
   自在に支持する固定軸と、を備え、界磁用マグネット、
   駆動コイルおよび磁電変換素子によって回転軸を回転さ
   せるためのモータ部を構成するポリゴンスキャナにおい
   て、コイル基板にモータ部を駆動する駆動用回路素子を
   装着したことを特徴とするポリゴンスキャナ。