JPH10225079A

JPH10225079A - モータ

Info

Publication number: JPH10225079A
Application number: JP9022663A
Authority: JP
Inventors: Sadaji Sada; 貞二佐田; Tatsuya Hatori; 達也羽鳥
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】小型かつ安価で消費電力の小さいモータを提
供する。【解決手段】スラストマグネット１０８とその外周に
半径方向のギャップを隔てて対向して配置された磁性体
からなる支持体１０６とでスラスト軸受を構成する。支
持体１０６内周面に方形波状の導体パターン７２を連続
して形成する。ロータの回転数制御は、スラストマグネ
ット１０８によって導電パターン７２に誘起される電圧
の周波数の変動成分を検出信号とすることにより行われ
る。即ち、ＦＧマグネットが不要となるので、導電パタ
ーン７２をプリント回路基板の駆動コイル近傍に配置す
る必要がなくなり、駆動コイル及び駆動マグネットを小
型にできる。従って、１個のマグネット１０８が回転数
検出手段の磁石を兼用するので、モータを構成する構成
部品としての磁石を削減でき、磁気軸受装置が小型軽量
かつ安価となり、モータの消費電力が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザービ
ームプリンタ、電子写真複写機等の電子写真装置に用い
る光偏向器を駆動するモータに関するものである。

【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。この光偏向器の多面鏡を回転させる方法には、
一般に直流電動機の回転軸に直接多面鏡を取付けるダイ
レクトドライブ方式が採用されている。

【０００３】また、一般に光ビームを走査して画像の記
録を行うレーザープリンタなどでは、ポリゴンモータの
回転速度が変動すると、出力される画像の質が著しく損
なわれることが知られており、これを防ぐために回転体
の速度を検出し、これを用いてフィードバック制御をか
け、ポリゴンモータの回転速度を一定に保持させてい
る。

【０００４】このポリゴンモータの回転体の回転速度を
検出する方法としては、さまざまな方法が知られている
が、従来より広く採用されているのは、ＦＧマグネット
（周波数発電用マグネット）とＦＧパターン（導電パタ
ーン）によって一種の交流信号を発生させ、この周波数
の高低によって回転体の回転速度を検出する方法であ
る。

【０００５】この種の従来例のポリゴンモータとして
は、図１４に示すものがある。以下、図１４に基づいて
構成及び作用を説明する。なお、図１４は、従来例の光
偏向器（ポリゴンモータ）の断面図である。

【０００６】光偏向器は、ステータ１０側のハウジング
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、ハウジング１２に配置した
プリント回路基板１８上のコアレスコイルである駆動コ
イル２０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。

【０００７】即ち、ハウジング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リンボーン溝２４が形成さ
れている。

【０００８】ハウジング１２の固定軸１４を立設した側
の平面部上には、プリント回路基板１８が配置されてい
る。このプリント回路基板１８上には駆動コイル２０が
各所定位置に６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。

【０００９】プリント回路基板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。

【００１０】また、プリント回路基板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で発生したハウジング１２側へ向う
磁力線をロータ１６側へ向けるためのバックヨーク２８
が、ハウジング１２上に穿設した浅溝３０内に納められ
て配置されている。

【００１１】さらに、プリント回路基板１８には、その
上面に図１５に示すような回転数検出用の導電パターン
２６が形成され、図１６に示すように、この導電パター
ン２６は後述する回転数検出パルス発生用のＦＧマグネ
ット５７に対向するように配置されている。

【００１２】図１４に示すように、ハウジング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ハ
ウジング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。

【００１３】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。

【００１４】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。なお、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。

【００１５】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。

【００１６】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に円筒状のＦＧマグネット５７が、
その一端面がフランジ４２の平面に付くよう圧入や接着
等の方法によって取付けられている。図１６に示すよう
に、このＦＧマグネット５７は、中心角３０度づつに１
２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。

【００１７】なお、図１４に示すように、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４４が取付られている。

【００１８】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。

【００１９】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）の自重に勝って、ロー
タ１６全体を浮上させるように作用する。

【００２０】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、プリント回路基板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。

【００２１】また、ロータ１６が回転すると、ＦＧマグ
ネット５７によって導電パターン２６に起電力が発生
し、この起電力を導電パターン２６の一対の導出部２６
Ａ（図９参照）からＦＧ信号として取り出す。そして、
このＦＧ信号を回転速度制御信号としてロータ１６の回
転を一定に制御する。

【００２２】即ち、図１４に示すロータ１６の回転に伴
いＦＧマグネット５７が回転すると、図１６に示す相隣
接する区分が異極となるようＮ極とＳ極とが着磁された
ＦＧマグネット５７の磁力線が、対向する位置にある導
電パターン２６の半径方向の直線部２６Ｂを次々と交差
する（横切っていく）。そのため、直線部２６Ｂには、
電磁誘導作用によって起電力が発生する。この結果、導
電パターン２６の両導出部２６Ａに発生したすべての起
電力が、ベクトル和され、交流信号（ＦＧ信号）として
形成される。このＦＧ信号の周期は、ＦＧマグネット５
７の回転周期に厳密に比例しているため、これを取り出
して回転速度検出信号として用いる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、ロータ側及びステータ側にスラスト用の永久磁石
をギャップを隔てて対向させることで吸引力を得るスラ
スト磁気軸受手段が設けられている。また、ロータの回
転数検出用永久磁石とこれに対応する導電パターンとに
よって検出信号を得るロータ回転数検出手段が設けられ
ている。

【００２４】これらのスラスト磁気軸受手段及びロータ
回転数検出手段は、光偏向器の機能を発揮させるために
は必要不可欠な手段であるが、永久磁石を個々に必要と
するため部品点数が増え、コスト高となる。また、光偏
向器が大型化即ちロータが大型となり、その分消費電力
が増える。

【００２５】なお、駆動コイルと導電パターンとの両者
を重なるように配置すると、駆動コイル２０に発生する
磁界の変化を導電パターン２６が検出し、これがＦＧ信
号にノイズとなって現れ、回転速度の制御精度が著しく
低下したり、最悪の場合は回転制御できなくなるおそれ
があるので、両者をある程度離間させる必要がある。

【００２６】また、ＦＧマグネットに対向した位置に設
ける必要がある導電パターンは、特開昭６３−２０２２
５０のように駆動コイル近傍に形成される例が多い。従
って、駆動コイルを配置するのに、導電パターンが邪魔
になったり、ホール素子などへのパターン配線が分断さ
れるため、ジャンパ線が増えたり多層配線基板を用いな
ければならないなど回路基板製作上不都合が生じる。

【００２７】本発明は上記事実を考慮し、小型かつ安価
で消費電力の小さいモータを提供することが目的であ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータ
は、ハウジングに配置される軸またはスリーブの一方が
他方に対して回転するモータであって、前記軸と前記ス
リーブの少なくとも一方に動圧発生用の溝を形成し、動
圧によって前記軸または前記スリーブのラジアル方向の
支持を行うラジアル空気軸受と、複数極に着磁されると
共に環状に配置され、前記軸または前記スリーブを浮上
させるスラスト軸受用永久磁石と、このスラスト軸受用
永久磁石の外周に半径方向のギャップを隔てて対向する
ように配置された磁性体またはマグネットからなるスラ
スト軸受用支持体と、このスラスト軸受用支持体の前記
スラスト軸受用永久磁石の外周に対応して配置され、前
記軸または前記スリーブの回転時の漏れ磁束と交差しか
つ連続する回転数検出用の導電パターンとを備え、前記
スラスト軸受用永久磁石と前記スラスト軸受用支持体と
の間に働く磁気吸引力によって前記軸または前記スリー
ブを軸方向に非接触の状態で支持させると共に、前記ス
ラスト軸受用永久磁石の漏れ磁束によって前記導電パタ
ーンに発生する誘起電圧で前記軸または前記スリーブの
回転数を検出することを特徴とする。

【００２９】請求項１記載のモータでは、スラスト軸受
用永久磁石とスラスト軸受用支持体との間に働く磁気吸
引力によって、軸またはスリーブが軸方向に非接触の状
態で支持される。また、軸またはスリーブの回転中にお
いては、スラスト軸受用永久磁石の漏れ磁束によって、
導電パターンに誘起電圧が発生する。この誘起電圧で軸
またはスリーブの回転数を検出し、この回転数を一定に
制御する。

【００３０】請求項１記載のモータによれば、１個の永
久磁石即ちスラスト軸受用永久磁石が回転数検出手段の
磁石を兼用するので、モータを構成する構成部品として
の磁石を削減でき、磁気軸受装置が小型かつ安価とな
る。

【００３１】即ち、請求項１記載のモータによれば、Ｆ
Ｇマグネットが不要となるので、導電パターンを例えば
駆動制御回路基板の駆動コイル近傍に配置する必要がな
くなり、駆動コイル及び駆動マグネットを小型にでき
る。従って、請求項１記載のモータによれば、軸または
スリーブに取付けられるロータ等の回転体を小型軽量化
でき、モータの消費電力を小さくすることができる。

【００３２】請求項２記載のモータは、請求項１に記載
の発明において、前記スラスト軸受用永久磁石または前
記スラスト軸受用支持体の一方の表面に、凹凸部を連続
して設け、前記スラスト軸受用永久磁石または前記スラ
スト軸受用支持体の径方向で表面の磁極が互いに異なる
磁極となるように着磁されたことを特徴とする。

【００３３】請求項３記載のモータは、請求項１に記載
の発明において、前記スラスト軸受用永久磁石または前
記スラスト軸受用支持体の一方の表面に、凹凸部を設
け、前記スラスト軸受用永久磁石または前記スラスト軸
受用支持体の軸方向で表面の磁極が互いに異なるように
着磁されたことを特徴とする。

【００３４】請求項４記載のモータは、請求項１又は２
に記載の発明において、前記導電パターンを軸方向成分
として形成したことを特徴とする。

【００３５】請求項５記載のモータは、請求項１又は３
に記載の発明において、前記導電パターンを径方向成分
として形成したことを特徴とする。

【００３６】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１〜図８に基づき、本発明のモータ
を用いた第１実施形態として、図１に示す光偏向器につ
いて説明する。なお、図１は本発明の第１実施形態の光
偏向器の断面図である。

【００３７】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に焼き嵌め、圧入等の方法
により固定された固定軸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。

【００３８】（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には、その外周面部に動圧軸受を構成するためのヘリ
ンボーン溝６６が形成されている。なお、ヘリンボーン
溝６６は、後述するスリーブ７６に，又は固定軸６２と
スリーブ７６の双方に形成しても良い。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の下部が挿入
される。

【００３９】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
部品を実装したプリント回路基板６８が固定されてい
る。

【００４０】プリント回路基板６８上のロータ６４回り
の各所定位置には、複数個（この実施形態では６個）の
駆動コイル７０が配置されている。また、プリント回路
基板６８上には、駆動コイル７０用の図示しない制御回
路が構成されている。

【００４１】なお、図１に示すように、プリント回路基
板６８上にはロータ６４の位置検出素子としてのホール
素子７１が駆動コイル７０の中心に固定されており、ホ
ール素子７１により後述するメインマグネット８２の複
数の磁極が検出され、ロータ６４の位置が検出される。
また、プリント回路基板６８には、ハウジング６１の凹
部６７に対応して略同径の孔６８Ａが形成されている。

【００４２】また、プリント回路基板６８の駆動コイル
７０と反対側の対応位置（駆動コイル７０の下側）に
は、駆動コイル７０で発生したハウジング６１側へ向う
磁力線をロータ６４側へ向けるためのバックヨーク６９
が、ハウジング６１上に穿設した浅溝６１Ａ内に納めら
れて配置されている。

【００４３】図１に示すように、プリント回路基板６８
上には、スラスト軸受用のホルダ１０４が取り付けられ
ている。このホルダ１０４は、図示しない締結部材によ
ってプリント回路基板６８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１０４の上部には、断面矩
形のリング状で磁性材料（例えば、積層珪素鋼等）によ
って成形されたスラスト軸受用の支持体１０６が圧入や
接着等の方法によって取付けられている。なお、支持体
１０６は、磁性材料の他に、永久磁石を使用してもよ
い。

【００４４】支持体１０６の内周側面即ち後述するスラ
スト軸受用永久磁石１０８と対向する面には、絶縁物を
塗布した絶縁層１０６Ａが形成されている。この絶縁層
１０６Ａ上には、１枚のフレキシブル基板１０７が貼付
されており、このフレキシブル基板１０７の表面即ち後
述するスラスト軸受用永久磁石１０８と対向する面（周
面）に方形波状（矩形波状をも含む）の導体パターン７
２が連続して形成されている。

【００４５】即ち、フレキシブル基板１０７の一面（内
周面）には図２Ａ，Ｂに示すような回転数検出用の導電
パターン７２がエッチング等によって形成され、この導
電パターン７２の一対の導出部７２Ａは図２Ｂに示すフ
レキシブル基板１０７の端部同士を接合した接合部１０
７Ａを挟んで図１に示すプリント回路基板６８側（下
側）に向かって接続されている。これらの導出部７２Ａ
は、駆動コイル７０に発生した起電力を導出する。

【００４６】〔ロータの構成〕図１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、スリーブ７６が設けられている。

【００４７】円筒状に形成されたスリーブ７６は、固定
軸６２に隙間を設けて挿通され、スリーブ７６が高速回
転されることにより、固定軸６２とスリーブ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。

【００４８】スリーブ７６の外周部所定位置には、リン
グ状のフランジ７８が焼き嵌めして固定されている。こ
のフランジ７８上面には、ミラー取付面７９が形成され
ており、このミラー取付面７９上に外周辺上の反射面８
０Ａが形成された多面鏡（ポリゴンミラー）８０が固定
用のバネ８６により固定されている。このミラー取付面
７９はスリーブ７６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。また、多面鏡８０は多角形柱状
に形成され、その反射面８０Ａが鏡面に加工されてい
る。

【００４９】なお、フランジ７８におけるステータ６０
と逆側の上面を、断面矩形の環状に切欠して溝部７８Ａ
を形成し、この溝部７８Ａにバランス調整用の釣合重り
９０が取付られている。また、バネ８６には外周部８６
Ａが形成されており、この外周部８６Ａにバランス調整
用の釣合重り９１が取付られている。

【００５０】フランジ７８のステータ６０側の駆動コイ
ル７０に対応する部位には切欠部７８Ｃが形成されてお
り、この切欠部７８Ｃに回転駆動用磁石としての永久磁
石であるメインマグネット８２が接着剤等で固定されて
いる。メインマグネット８２は、全体がリング状で、図
１に示すようにその中央の穴部におけるステータ６０寄
りの部分には、内径部８２Ｂよりも大径の段開口周部８
２Ａが形成されている。また、メインマグネット８２
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。

【００５１】フランジ７８の外周面上部には、図１及び
図４に示すように、リング状に形成したスラスト軸受用
永久磁石としてのスラストマグネット１０８が圧入等の
方法によって取り付けられている。このスラストマグネ
ット１０８は、支持体１０６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。即ち、図５及び図
６に示すように、スラストマグネット１０８の外周面部
と，支持体１０６の内周面部（フレキシブル基板１０７
の内周面）とギャップＬ１又はＬ２を半径方向に隔てて
対向するスラストマグネット１０８の外周面部との間に
働く磁気的吸引力によって図１に示すロータ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。

【００５２】このスラスト磁気軸受は、１個のマグネッ
ト１０８と１個の支持体１０６（ステータ部材）との磁
気的吸引力がロータ６４のスリーブ７６におけるスラス
ト方向（軸線方向）の自重に勝って、ロータ６４全体を
浮上させるように作用する。

【００５３】図３に示すように、スラストマグネット１
０８の外径部には凹凸部１１０が形成され、このスラス
トマグネット１０８の径方向即ち軸芯Ｐから遠い側側面
はＮ極に着磁されている。一方、スラストマグネット１
０８の軸芯Ｐ寄り即ち内径部１１２の内周側面１１２Ａ
は、Ｓ極に着磁されている。

【００５４】即ち、スラストマグネット１０８（凹凸部
１０８Ａと内径部１０８Ｂ）と，支持体１０６（フレキ
シブル基板１０７に形成されたの導体パターン７２）と
の関係において、図５に示す凹凸部１１０の凸部１１０
Ａとフレキシブル基板１０７（導体パターン７２）との
間隔Ｌ１は、図６に示す凹凸部１１０の凹部１１０Ｂと
導体パターン７２との間隔Ｌ２よりも、短い。

【００５５】従って、図５及び図６に示すように、支持
体１０６の内径側面（導体パターン７２）の任意の１点
における磁束密度の強度はスラストマグネット１０８の
回転に伴って、強，弱，強，弱と順次（交互に）変化す
るため、支持体１０６の導体パターン７２にはレンツの
法則によって、この磁束変化を妨げる電流を生じるよう
な起電力が発生する。

【００５６】そのため、導体パターン７２の一対の導出
部７２Ａには上記起電力をトータルした交流電圧が生
じ、この交流電圧によって形成される周波数はスラスト
マグネット１０８の回転速度に比例して高低するので、
図１４に示す従来例と同様に、ロータ６４の回転数を検
出でき、ロータ６４の回転を制御できる。

【００５７】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、半導体レーザあるいはガスレーザなどの光源９６
から出射した光ビーム９８Ａは、図示しない変調手段に
よって画像信号などで変調される。この変調後、光ビー
ム９８Ａは、コリメータレンズ９９を透過し、駆動モー
タで矢印Ａ方向に回転される多面鏡８０に入射し、この
多面鏡８０によって走査（スキャニング）された光ビー
ム（反射光ビーム）９８Ｂ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。

【００５８】即ち、図７に示すように、反射鏡８０の反
射面８０Ａで反射された光ビーム９８Ｂは、多面鏡８０
の矢印Ａ方向の回転に伴って矢印Ｂ方向に徐々に一定の
角度範囲をもって偏向されて被走査部材１０２を主走査
すると共に、矢印Ｃ方向の回転にする被走査部材１０２
の副走査が行われる。これにより、被走査部材１０２に
２次元の画像が書き込まれる。

【００５９】以下、本実施形態の作用について説明す
る。本実施形態では、マグネット８４による磁気回路
（磁路）Ｍ１（図５及び図６参照）が形成されているの
で、図１に示すように、支持体１０６のフレキシブル基
板１０７周縁とギャップを半径方向に隔てて対向するス
ラストマグネット１０８の外周面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。

【００６０】上述のように構成された光偏向器は、図１
に示すように、ロータ６４は、スラスト磁気軸受（スラ
ストマグネット１０８及び磁性体で成形された支持体１
０６）によりロータ６４のスリーブ７６におけるスラス
ト方向（軸線方向）の自重に勝って、ロータ６４全体を
浮上させるように作用するとともに、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、プリント回路基板６８の駆動回路（図示省略）によ
って駆動コイル７０に交番電圧を印加するよう制御し、
ロータ６４を宙に浮いた状態で高速回転させる。

【００６１】ロータ６４の回転によってスラストマグネ
ット１０８が回転すると、磁路を形成する磁束（漏れ磁
束）が導電パターン７２を横切り、磁束の磁極が交番す
る。そのため、導電パターン７２にはスラストマグネッ
ト１０８の着磁数と対応する誘起電圧が発生し、この誘
起電圧の信号に基づきロータ６４の回転数が制御され
る。

【００６２】従って、ロータ６４の回転制御は、ロータ
６４回転中のスラストマグネット１０８によって導電パ
ターン７２に誘起される電圧の周波数の変動成分を検出
信号とすることにより行われる。

【００６３】本実施形態例のモータによれば、１個のス
ラストマグネット１０８が回転数検出手段の磁石を兼用
するので、モータを構成する構成部品としての磁石を削
減でき、磁気軸受装置が小型かつ安価となる。

【００６４】即ち、本実施形態のモータによれば、ＦＧ
マグネットが不要となるので、導電パターン７２を例え
ばプリント回路基板（駆動制御回路基板）６８の駆動コ
イル７０近傍に配置する必要がなくなり、駆動コイル７
０及び駆動マグネット８２を小型にできる。従って、本
実施形態のモータによれば、ロータ６４を小型軽量化で
き、モータの消費電力を小さくすることができる。

【００６５】（第２実施形態）本発明の第２実施形態を
図９〜図１３にしたがって説明する。なお、第１実施形
態と同一構造には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

【００６６】第２実施形態のスラスト軸受において、図
９に示すように、支持体１０６はリング状に一体形成さ
れており、その軸方向に垂直な平坦面の一面（本実施形
態では上面）に絶縁物を塗布した絶縁層１０６Ａが形成
されている。この絶縁層１０６Ａ上には、フレキシブル
基板１０７が貼付されており、このフレキシブル基板１
０７の表面（上面）にその外周面（内周面）に沿って方
形波状の導体パターン７２が連続して形成されている。

【００６７】図１０及び図１１に示すように、スラスト
マグネット１０８の外径部には凹凸部１１０が形成さ
れ、このスラストマグネット１０８の軸方向に垂直の平
坦面の一方即ち上面はＮ極に着磁されている。一方、ス
ラストマグネット１０８の軸方向に垂直の平坦面の他方
即ち下面は、Ｓ極に着磁されている。

【００６８】そのため、図１３及び図１４に示すよう
に、支持体１０６の軸方向に垂直な平坦面（導体パター
ン７２）の任意の１点における磁束密度の強度はスラス
トマグネット１０８の回転に伴って、強，弱，強，弱と
順次（交互に）変化するため、支持体１０６の導体パタ
ーン７２にはレンツの法則によって、この磁束変化を妨
げる電流を生じるような起電力が発生する。

【００６９】なお、本実施形態においては、フレキシブ
ル基板１０７を軸方向に垂直の面の両方（上下面）に配
置させてもよい。また、本実施形態のその他の作用効果
は、第１実施形態と同様である。

【００７０】なお、本実施形態では、磁気軸受が多面鏡
を高速回転させる偏平形モータに適用された例を示した
が、本発明は多面鏡を回転させる以外の機構にも適用で
きる。また、本発明においては、ロータ６４の駆動方法
は、上述の実施形態に限定されない。さらに、本実施形
態では、動圧空気軸受型のモータを例に採って、本発明
の軸受を説明したが、スラスト方向の軸受がボールベア
リング等であっても同様に適用できる。

【００７１】本発明では、本実施形態とは逆に、スリー
ブ７６をハウジング６１に固定し、軸（固定軸６２）を
回転させる構成にしてもよい。また、導体パターン７２
の形状は、三角波形状や波形状等としてもよく、ステー
タ６０側にスラストマグネットを配置させ，このスラス
トマグネットに対向するロータ６４側に磁性体を配置さ
せてもよい。

【００７２】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、小型かつ
安価で消費電力の小さいモータを提供できる。

【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】第１実施形態の支持体に関する構造を示し、図
２Ａは支持体を２分割した一方を示す斜視図、図２Ｂは
フレキシブル基板の接合部を示す内周側から見た正面図
である。

【図３】第１実施形態のスラストマグネットの斜視図で
ある。

【図４】図３に示すスラストマグネットの断面図であ
る。

【図５】スラストマグネットの凸部と支持体の導電パタ
ーンとの磁界状態を示した断面図である。

【図６】スラストマグネットの凹部と支持体の導電パタ
ーンとの磁界状態を示した断面図である。

【図７】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８】図７の光学走査装置の使用状態を示す斜視図で
ある。

【図９】第２実施形態の支持体の全体斜視図である。

【図１０】第２実施形態のスラストマグネットの斜視図
である。

【図１１】図１０に示すスラストマグネットの断面図で
ある。

【図１２】スラストマグネットの凸部と支持体の導電パ
ターンとの磁界状態を示した断面図である。

【図１３】スラストマグネットの凹部と支持体の導電パ
ターンとの磁界状態を示した断面図である。

【図１４】従来の光偏向器の一例を示す縦断面図であ
る。

【図１５】図１４に示す導電パターンが形成されたプリ
ント回路基板の斜視図である。

【図１６】図１４のＦＧマグネットと導電パターンとの
関係を示した斜視図である。

【符号の説明】

６１ハウジング６２固定軸６４ロータ（回転体）６６ヘリンボーン溝７２導電パターン７３導電体７６スリーブ１０６支持体（スラスト軸受用支持体）１０８スラストマグネット（スラスト軸受用永久磁
石）１１０凹凸部１１０Ａ凸部１１０Ｂ凹部Ｌ１ギャップＬ２ギャップＭ１漏れ磁束

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｋ 11/00 Ｈ０２Ｋ 21/24 Ｍ 21/24 11/00 ＢＨ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに配置される軸またはスリー
ブの一方が他方に対して回転するモータであって、前記軸と前記スリーブの少なくとも一方に動圧発生用の
溝を形成し、動圧によって前記軸または前記スリーブの
ラジアル方向の支持を行うラジアル空気軸受と、複数極に着磁されると共に環状に配置され、前記軸また
は前記スリーブを浮上させるスラスト軸受用永久磁石
と、このスラスト軸受用永久磁石の外周に半径方向のギャッ
プを隔てて対向するように配置された磁性体またはマグ
ネットからなるスラスト軸受用支持体と、このスラスト軸受用支持体の前記スラスト軸受用永久磁
石の外周に対応して配置され、前記軸または前記スリー
ブの回転時の漏れ磁束と交差しかつ連続する回転数検出
用の導電パターンとを備え、前記スラスト軸受用永久磁石と前記スラスト軸受用支持
体との間に働く磁気吸引力によって前記軸または前記ス
リーブを軸方向に非接触の状態で支持させると共に、前
記スラスト軸受用永久磁石の漏れ磁束によって前記導電
パターンに発生する誘起電圧で前記軸または前記スリー
ブの回転数を検出することを特徴とするモータ。
【請求項２】前記スラスト軸受用永久磁石または前記ス
ラスト軸受用支持体の一方の表面に、凹凸部を連続して
設け、前記スラスト軸受用永久磁石または前記スラスト
軸受用支持体の径方向で表面の磁極が互いに異なる磁極
となるように着磁されたことを特徴とする請求項１に記
載のモータ。
【請求項３】前記スラスト軸受用永久磁石または前記ス
ラスト軸受用支持体の一方の表面に、凹凸部を設け、前
記スラスト軸受用永久磁石または前記スラスト軸受用支
持体の軸方向で表面の磁極が互いに異なるように着磁さ
れたことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項４】前記導電パターンを軸方向成分として形成
したことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項５】前記導電パターンを径方向成分として形成
したことを特徴とする請求項１又は３に記載のモータ。