JPH10225080A

JPH10225080A - モータ

Info

Publication number: JPH10225080A
Application number: JP2820197A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Kunii; 良昌国井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】各種の重量の異なる回転多面鏡を大型化させ
ることなく、回転多面鏡を支持する安価なモータを提供
する。【解決手段】ステータ側スラストマグネット２５の吸
着中心（磁力中立面Ｌ１）を軸方向に沿った長さの中央
位置よりもずらした位置にする。即ち、マグネット２５
の上面に厚さＴ２の磁性板３６を貼付する。これによ
り、Ｓ極２５Ａ側の磁場が磁性板３６側へシフトし、磁
性板３６の近傍の磁力が高まり、磁力中立面Ｌ１が上方
へシフトする。そのため、各種の重量の異なる回転多面
鏡を回転体に搭載しても、回転体がシフトし、その変位
量によって回転体を所定位置に保持する。従って、各種
の重量の異なる回転多面鏡を大型化させることなく、回
転多面鏡を支持する安価なモータを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザ・プ
リンタ、デジタル・複写機、レーザ・ファックス、ＰＯ
Ｓ（バーコード読取装置）などの光走査装置などに適用
することができ、回転体軸方向に偏平でコンパクトな形
状を提供できるモータに関する。

【０００２】

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

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

【０００４】以下、図１１及び図１２に基づき、従来の
光偏向器について説明する。図１１には、特開昭５８−
４３４２１の光偏向器が示されている。この光偏向器
は、回転軸９０の中心にフェライト系希土類のマグネッ
ト９２が配置されている。マグネット９２の径方向に対
向する位置には、主に珪素鋼板を使用した厚さ０．３ｍ
ｍ〜０．５ｍｍのドーナツ型の鉄心（コア）９６が積層
されている。コア９６の周辺には、コイル（銅線）９４
が多重に巻かれている。これは、ＤＣブラシレス・モー
タの代表的なものである。

【０００５】また、図１１の光偏向器には、大小各種の
回転多面鏡９８、つまり、各種の回転体（回転多面鏡９
８などで構成されたロータ）の重量の支持を許容するた
めに、軸方向の下部に多重のスラスト磁気軸受部１００
が装着されている。即ち、回転体の軸方向の重量支持
は、回転軸９０の径方向外側に配置されたＮ極（また
は、Ｓ極）に着磁された一個の回転側磁石１００Ａと、
これに半径方向のギャップを隔てて対向して配置された
Ｓ極（または、Ｎ極）に着磁された一個の固定側磁石１
００Ｂを上下多重に配置することによって行っている。
これは、大小多様な回転多面鏡９８を搭載するためであ
り、汎用性を持たせるためである。言い換えれば、多様
な回転体重量を許容するためである。

【０００６】さらに、図１１の光偏向器には、回転軸９
０を軸方向に位置調整可能にする位置調整機構（リン
グ）１０２が配置されている。また、回転多面鏡９８の
厚み方向のほぼ中央にビームを入射させるために、固定
側磁石１００Ｂをネジ方式により軸方向に移動可能な移
動調整機構が配置されている。

【０００７】一方、図１２の光偏向器のモータは、携帯
ステレオ・カセット・プレーヤなどに大量採用され、現
在では一般的になったＤＣブラシレス・モータのコアレ
ス・タイプの偏平薄型のモータである。

【０００８】即ち、光偏向器は、ステータ７０側のハウ
ジング７２に立設した固定軸７４に回転多面鏡７５を固
定したスリーブ７３を設けたロータ７６を動圧軸受によ
って軸支し、ハウジング７２に配置したコイル基板７８
下のコアレスコイルである駆動コイル８０を励磁切換え
制御し、ロータ７６側のメインマグネット８２との間に
働く磁力によって、ロータ７６を回動するように構成さ
れている。なお、ハウジング７２には、スリーブ７３の
下面に対向するようにカラー（環状）シール７７が固定
されている。

【０００９】また、ハウジング７２上には、スラストマ
グネットホルダ８４が取り付けられてる。このホルダ８
４は、図示しない締結部材によってハウジング７２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８
４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８６が圧入や接着等の方法によ
って取付けられている。

【００１０】さらに、ロータ７６には、ロータ側スラス
トマグネット８８が、ステータ側スラストマグネット８
６と同芯となり、半径方向のギャップを隔てて対向する
よう配置されている。なお、ステータ側スラストマグネ
ット８６及びロータ側スラストマグネット８８は、安価
なフェライト系プラスチック・マグネットで形成されて
いる。

【００１１】そして、ロータ側スラストマグネット８８
の外周面部と、ステータ側スラストマグネット８６の内
周面部とは、吸引力が働くよう相互に異極即ち図１３に
示すように、軸方向の上下面がＳ／Ｎ極またはＮ／Ｓ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８６、８８の働
く吸引力がロータ７６の回転軸７４におけるスラスト方
向（スラスト方向とは、軸方向のこと）の荷重に勝っ
て、ロータ７６全体を浮上させるように作用する。

【００１２】このため、ロータ７６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（ラジアル方向とは、軸心に対して
垂直な方向即ち放射線方向のこと）に支受されている。
これにより、コイル基板７８の駆動回路によって複数個
の駆動コイル８０に交番電圧を印加するよう制御し、ロ
ータ７６を宙に浮いた状態で高速回転を可能とする。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１１の光
偏向器は、コア９６の存在が径方向にも、軸方向にもサ
イズ的に大きくなる欠点があった。また、軸方向に位置
調整機構１０２を付加したため、光偏向器の軸方向のサ
イズが大型化した。さらに、回転多面鏡９８の厚み方向
のほぼ中央にビームを入射させるために、固定側磁石１
００Ｂをネジ方式により軸方向に移動可能な移動調整機
構を持たせているので、光偏向器の軸方向のサイズを大
型化させている。なお、上記の調整機構は、生産工程に
おける光偏向器個々の調整を必要とし、生産性の低下を
も招いていた。

【００１４】一方、上記課題を解決するために、図１２
に示すモータは、偏平薄型を追求して、コアレス・モー
タ方式を採用し、さらに、回転多面鏡７５とメインマグ
ネット８２の間にスラスト磁気軸受（ステータ側スラス
トマグネット８６及びロータ側スラストマグネット８
８）を径方向に配置させた。このため、大小多種の回転
多面鏡７５（または、７５Ａ）の重量に対応できる汎用
性を失った。

【００１５】即ち、図１２の光偏向器は、図１１に示す
スラスト磁気軸受部１００を多重にしたり、軸方向の位
置調整機構１０２を設けるなどのスペースがなく、ま
た、スラスト磁気軸受を構成するステータ側スラストマ
グネット８６及びロータ側スラストマグネット８８は、
安価なフェライト系プラスチック・マグネットで形成さ
れている。そのため、これらのマグネット８６，８８
は、その磁力による吸引力が強力なネオジ系やアルニコ
系のマグネットに比べると、劣る変位特性（剛性）を示
している（図４参照）。

【００１６】従って、モータの偏平構造，及びロータ７
６の全重量を支持するスラスト磁気軸受（ステータ側ス
ラストマグネット８６及びロータ側スラストマグネット
８８）が安価な材料では、ロータ７６の許容重量が実質
５０ｇｗ〜７０ｇｗの狭い範囲であった（許容範囲が狭
い）。

【００１７】ところで、図１３の場合即ちＮ極とＳ極の
境界面である磁力中立面Ｗ１がステータ側スラストマグ
ネット８６及びロータ側スラストマグネット８８の厚み
方向の中間に位置する場合には、無重力状態において、
各々の上下面のずれはほぼゼロとなる。これは、両者の
マグネット８６，８８が磁力中立面Ｗ１を一致させたと
ころで最も安定した状態を維持するからである。

【００１８】ここで、図１２の実線で示した小型の回転
多面鏡７５を実装したロータ７６の総重量を例えば５２
ｇｗとすると、図４の実線に示すように、その変位置は
約０．５ｍｍとなる。

【００１９】つまり、図１２に示す「ずれ量（沈み量）
Ｗ２」は０．５ｍｍとなり、各所の設計寸法例えば回転
多面鏡７５の下面とホルダ８４の上面との距離Ｗ３が
０．６ｍｍ，メインマグネット８４の下面とコイル基板
７８の上面との距離Ｗ４が０．５ｍｍ，スリーブ７３の
下面とカラーシール７７の上面との距離Ｗ５が０．４ｍ
ｍに保持されている。

【００２０】特に、距離Ｗ４の０．５ｍｍの設計寸法
は、実験的に求められた電気的に最も効率の良いすき間
であり、０．５±０．１ｍｍの精度が求められる。ここ
で、「電気的に最も効率の良い」とは、定格電流値が低
く、発熱が少ないことを意味する。

【００２１】ところで、図１２の二点鎖線で示した大型
の回転多面鏡７５Ａを実装した場合のロータ７６の総重
量は例えば８３ｇｗとなり、その変位量は図４に示すよ
うに０．８ｍｍとなる。つまり、メインマグネット８２
とコイル基板７８との隙間Ｗ４が０．２ｍｍ（０．５−
０．３＝０．２ｍｍ）となり、電気的に効率の悪いモー
タになる。

【００２２】また、図１２に示す「ずれ量（沈み量）」
が０．８ｍｍとなるので、スリーブ７３の下面とカラー
シール７７の上面との距離Ｗ５が０．１ｍｍ（０．４−
０．３＝０．１ｍｍ）となり、互いに干渉する恐れがあ
る。一方、偏平薄型の設計思想を貫くためには、スラス
ト磁気軸受（ステータ側スラストマグネット８６及びロ
ータ側スラストマグネット８８）の物理的空間（スペー
ス）を維持しなければならない。

【００２３】これを容易に解決するために、ステータ側
スラストマグネット８６及びロータ側スラストマグネッ
ト８８を図４の点線で示す特性を有する強力なネオジ系
やアルニコ系のマグネットに材料変更することが考えら
れるが、いずれも従来のフェライト系プラスチック・マ
グネットの３〜５倍のコスト・アップ（高価）になって
しまう。

【００２４】本発明は上記事実を考慮し、各種の重量の
異なる回転多面鏡を大型化させることなく、回転多面鏡
を支持する安価なモータを提供することが目的である。

【００２５】

【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
回転体とされて他方に対して回転するモータであって、
前記回転体に設けられる第１の永久磁石と、この第１の
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
ように固定的に配置されて前記第１の永久磁石を吸着し
て前記回転体を軸方向に位置決めする第２の永久磁石と
を有し、前記第１の永久磁石または前記第２の永久磁石
の吸着中心を前記第１の永久磁石または前記第２の永久
磁石の回転体軸方向に沿った長さの中央位置よりもずら
した位置にしたことを特徴とする。

【００２６】請求項１記載のモータでは、第１の永久磁
石または第２の永久磁石の吸着中心を第１の永久磁石ま
たは第２の永久磁石の回転体軸方向に沿った長さの中央
位置よりもずらした位置にしたので、各種の重量の異な
る回転多面鏡を回転体に搭載しても、回転体がシフト
し、その変位量によって回転体を所定位置に保持する。

【００２７】従って、請求項１記載のモータでは、各種
の重量の異なる回転多面鏡を大型化させることなく、回
転多面鏡を支持する安価なモータを提供できる。

【００２８】ここで、永久磁石の吸着中心とは、一方の
永久磁石が、他方の永久磁石をその一点で吸着させるか
のように作用する吸着位置であって、他方の永久磁石を
引きつけるための吸着力の中心をいう。具体的には、永
久磁石のＮ極とＳ極との境界面としての「磁力中立
面」，及び例えば磁力の大きさを表している磁力分布線
図における磁力分布が山一つの場合には磁力の最大値の
地点を通る径方向の面すなよわち「磁力最大面」などで
ある。なお、磁力分布が複雑な山の場合（例えば、複雑
な起伏がある場合）、「磁力最大面」は、磁力分布の中
央の地点を通る径方向の面となる。

【００２９】請求項２記載のモータでは、請求項１に記
載の発明において、前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が
軸方向に形成され、かつ、その軸方向の一端面に磁性板
を付加したことを特徴とする。

【００３０】即ち、請求項２記載のモータでは、磁石の
成形時に素材中に含まれるフェライト分布を不均一に
し、軸方向の一端に珪素鋼強板などの磁性板を貼り付
け、この貼り付けた方向を高密度とする。

【００３１】請求項３記載のモータでは、請求項１に記
載の発明において、前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が
軸方向に形成され、かつ、前記Ｎ極と前記Ｓ極の境界面
である磁力中立位置が前記第１の永久磁石の軸方向の長
さの中央面に対してずらして着磁したことを特徴とす
る。

【００３２】即ち、請求項３記載のモータでは、磁石の
成形時に素材中に含まれるフェライト分布を不均一に
し、着磁作業時において着磁治具によって隙間寸法をず
らす。

【００３３】請求項４記載のモータでは、請求項１に記
載の発明において、前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が
径方向に形成され、かつ、前記第１の永久磁石と前記第
２の永久磁石との磁力最大面が前記第１の永久磁石の軸
方向の厚さの中央面に対してずらして着磁したことを特
徴とする。

【００３４】請求項５記載のモータでは、請求項１に記
載の発明において、前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が
径方向に形成され、かつ、前記第１の永久磁石と前記第
２の永久磁石との磁力最大面が前記第１の永久磁石の軸
方向の長さの中央位置に対してずらして着磁したことを
特徴とする。

【００３５】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１〜図５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。

【００３６】図１に示すように、光偏向器は、そのステ
ータ１０側のハウジング１１にネジ１３により固定され
た固定軸１２に対しスリーブ２６を含むロータ１４が回
転駆動されるように装着されている。

【００３７】なお、固定軸１２，スリーブ２６におい
て、従来ではステンレス材や超硬材を使用する場合が多
かったが、最近ではロータ１４の回転中における固定軸
１２に対する衝突による融着（いわゆる、「かじり」）
を起こさないという硬度上の理由からセラミック製も採
用されている。即ち、固定軸１２には、エッチング技
術，精密転造技術，サンド・ブラスト技術により、その
外表面にヘリン・ボーン溝１６（深さ５μｍ〜１０μｍ
程度）が形成されている。一方、スリーブ２６の内径
は、精密ホーニング技術により、固定軸１２と同様にサ
ブ・ミクロンの精度で鏡面仕上げされている。

【００３８】（ステータの構成）ステータ１０における
ハウジング１１の中央部に立設された円柱状の固定軸１
２には、その外周面部に動圧軸受を構成するための溝１
６が形成されている。なお、溝１６は、後述するスリー
ブ２６に形成しても良く、固定軸１２とスリーブ２６の
双方の表面が鏡面仕上げであって、共に溝のない安価に
タイプも存在する。

【００３９】また、ハウジング１１には固定軸１２を中
心にした円形の凹部２７が形成されており、この凹部２
７にロータ１４の下部が挿入される。なお、凹部２７の
上面には、固定軸１２と同心状にカラーシール２２が接
着剤等で固定されている。ハウジング１１の固定軸１２
を立設した側の平面上には、ロータ１４の回転を制御す
るための電子部品を実装した制御回路基板１８が固定さ
れている。

【００４０】制御回路基板１８下のロータ１４回りの各
所定位置には、複数個（この実施形態では６個）のステ
ータコイル２０が没入されている。また、制御回路基板
１８上には、駆動コイルとしてのステータコイル２０用
の図示しない制御回路が構成されている。

【００４１】また、駆動コイル２０と対応位置（駆動コ
イル２０の下側）には、モータの効率向上から閉路を形
成するための鉄系金属もしくはフェライトで構成された
リング状のバックヨーク２３が、ハウジング１１上に穿
設した浅溝１１Ａ内に納められてネジもしくは接着剤な
どで固着されている。なお、本実施形態のバック・ヨー
ク２３の材質は、例えば厚さ０．５ｍｍのケイ素鋼板で
ある。

【００４２】さらに、ロータ１４には、ロータ側スラス
トマグネット３４が、ステータ側スラストマグネット２
５と同芯となり、半径方向のギャップを隔てて対向する
よう配置されている。なお、ステータ側スラストマグネ
ット２５及びロータ側スラストマグネット３４は、安価
なフェライト系プラスチック・マグネットで形成されて
いる。

【００４３】そして、ロータ側スラストマグネット３４
の外周面部と、ステータ側スラストマグネット２５の内
周面部とは、吸引力が働くよう相互に異極即ち図３に示
すように、軸方向の上下面がＳ／Ｎ極またはＮ／Ｓ極に
着磁され、スラスト磁気軸受が構成されている。

【００４４】スラスト磁気軸受（ロータ側スラストマグ
ネット３４及びステータ側スラストマグネット２５）
は、２個のマグネット２５、３４の働く吸引力がロータ
１４のスリーブ２６におけるスラスト方向（軸線方向）
の荷重に勝って、ロータ１４全体を浮上させるように作
用する。

【００４５】このため、ロータ１４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、制御回路基板１８の駆動回路によって複数
個のステータコイル２０に交番電圧を印加するよう制御
し、ロータ１４を宙に浮いた状態で高速回転を可能とす
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１０に装着されるロータ１４
には、スリーブ２６が設けられている。

【００４７】円筒状に形成されたスリーブ２６は、固定
軸１２に隙間を設けて挿通され、スリーブ２６が高速回
転されることにより、固定軸１２とスリーブ２６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２６の外周部所定位置には、リン
グ状のフランジ２８が焼き嵌めして固定されている。こ
のフランジ２８上面には、ミラー取付面２９が形成され
ており、このミラー取付面２９上に外周辺上の反射面３
０Ａが形成された回転多面鏡（ポリゴンミラー）３０が
固定されている。このミラー取付面２９はスリーブ２６
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、回転多面鏡３０は多角形柱状に形成され、そ
の反射面３０Ａが鏡面に加工されている。

【００４９】スリーブ２６の外周部上端部には、プラス
チックで形成されたバランスリング３１が回転多面鏡３
０の上面側に固定されている。なお、スリーブ２６に対
するフランジ２８，回転多面鏡３０などの装着法につい
ては、特開平５−１００１７８号に記載された技術が用
いられている。即ち、スリーブ２６と回転多面鏡３０の
隙間，スリーブ２６とバランスリング３１の隙間，及び
回転多面鏡３０とバランスリング３１の接合面に、「微
粒状物と水溶性の溶剤を含む溶液」を注入し、熱乾燥さ
せて固定されている。これは、回転多面鏡３０の反射面
３０Ａの変形を回避するためで、ネジ、接着剤などは一
切使用していない。

【００５０】フランジ２８のステータ１０側のステータ
コイル２０に対応する部位には凹部２８Ａが形成されて
おり、この凹部２８Ａにロータヨーク３３及び回転駆動
用永久磁石であるプラスチックで成形されたメインマグ
ネット３２が接着剤等で固定されている。ロータヨーク
３３及びメインマグネット３２は、全体がリング状で形
成されている。また、図２に示すように、メインマグネ
ット３２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】なお、ロータヨーク３３は、バックヨーク
２３と同様に、メインマグネット３２との間で閉路を形
成し、モータの効率を向上させている。尚、本実施形態
のロータ・ヨーク３３の材質は、厚さ０．８ｍｍの一般
構造用鋼板である。

【００５２】図３に示すように、ステータ側スラストマ
グネット２５の厚さ（Ｔ１＋Ｔ３）を従来の３ｍｍから
２．７ｍｍ（即ち、３−０．３＝２．７ｍｍ）とする。
そして、これを従来の着磁法により、軸方向にＮ／Ｓ極
を形成すると、その厚さの約半分のところにＮ極とＳ極
の境界面である磁力中立面Ｌ１が形成される。

【００５３】さらに、ステータ側スラストマグネット２
５の上面（Ｓ極２５Ａ側の上面）に厚さＴ２（０．３ｍ
ｍ）の磁性板（例えば、珪素鋼板）３６を接着剤で貼付
する。これにより、Ｓ極２５Ａ側の磁場（磁束Ｌ４）が
磁性板３６側へシフトし、磁性板３６の近傍の磁力が高
まる（磁性板３６の近傍の磁束密度が高まる）。

【００５４】従って、図３に示すように、磁力中立面Ｌ
１が、上方へシフトし、例えばＮ極２５Ｂの下面から
１．８ｍｍのところへ移動する。即ち、Ｎ極２５Ｂの厚
さＴ３は、１．８ｍｍとなる。ここで、無重力場である
と想定すると、これらのマグネット２５，３４は磁力中
立面Ｌ１を一致させたところが最も安定した状態を維持
するから、ロータ側スラストマグネット３４は図３に示
すように、上方へ距離Ｌ３（例えば、０．３ｍｍ）持ち
上げられたところで安定する。

【００５５】なお、図４に示すように、「０．３ｍｍ」
は図４における縦軸切片（−０．３ｍｍ）に相当する。
即ち、図３に示す本実施形態のスラスト磁気軸受（ステ
ータ側スラストマグネット２５及びロータ側スラストマ
グネット３４）と図１３に示す従来例のスラスト磁気軸
受（ステータ側スラストマグネット３４及びロータ側ス
ラストマグネット２５）の素材は、同じ安価なプラスチ
ック・マグネットで変わらないので、図４の実線に示す
従来例と一点鎖線に示す本発明実施形態の傾きに変化は
ない。

【００５６】従って、図１の実線に示すような回転多面
鏡３０を搭載したロータ１４の総重量を例えば８３ｇｗ
とすると、その変位量は図４に示すように、その変位量
（沈み量）は０．５ｍｍとなる。

【００５７】しかし、本実施形態では、ロータ１４が距
離Ｌ３（図３参照）シフトして持ち上がるので、その変
位量は図４に示すように、その変位量（沈み量）は０．
５ｍｍとなり、各所の設計寸法例えば回転多面鏡３０の
下面とホルダ２４の上面との距離Ｗ３が０．６ｍｍ，メ
インマグネット３２の下面と制御回路基板１８の上面と
の距離Ｗ４が０．５ｍｍ，スリーブ２６の下面とカラー
シール２２の上面との距離Ｗ５が０．４ｍｍに保持され
ている。特に、距離Ｗ４が０．５ｍｍに保持されるの
で、電気的に最も効率の良い隙間となる。

【００５８】上述のように構成された光偏向器は、例え
ば図５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３８に光偏向器を
取り付け、光学箱３８の防塵カバーにより密閉された空
間内に回転多面鏡３０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
源から出射した光ビームは、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。

【００５９】この変調後、光ビームは、コリメータレン
ズを透過し、駆動モータで回転される回転多面鏡３０に
入射し、この回転多面鏡３０によって走査（スキャニン
グ）された光ビーム４０が結像レンズ４２を透過し、防
塵ガラス４４を透過し、読取部材又は記録部材などの被
走査部材４６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。

【００６０】以下、本実施形態の作用について説明す
る。図１に示すように、ロータ１４は、スラスト磁気軸
受（ステータ側スラストマグネット３４及びロータ側ス
ラストマグネット２５）によってロータ１４のスリーブ
２６におけるスラスト方向（軸線方向）の自重に勝っ
て、ロータ１４全体を浮上させるように作用する。

【００６１】このため、ロータ１４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、制御回路基板１８の駆動回路（図示省略）
によってステータコイル２０に交番電圧を印加するよう
制御し、ロータ１４が宙に浮いた状態で高速回転され
る。

【００６２】（第２実施形態）本発明の第２実施形態を
図６にしたがって説明する。なお、第１実施形態と同一
構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００６３】図６は、ステータ側スラストマグネット２
５に図３に示す磁性板３６を貼付せずに磁力中立面Ｌ１
を０．３ｍｍ上方へずらしている。これは、着磁治具に
よって形成する。

【００６４】例えば、「プラスチック・マグネット」と
一般的には呼ばれるステータ側スラストマグネット２５
の素材には、ナイロン等の高分子化合物にフェライト粒
子が充填されているが、この合成素材の成形時に回転軸
方向に磁場をかけ、フェライト粒子を上方へシフトさせ
る。つまり、上方へ行く程フェライト粒子の密度が高く
なるようにコントロールする。

【００６５】その後、通常の方法で着磁作業を行うと、
図６の如きＳ極２５Ａ側の磁力（または磁力密度）がＮ
極２５Ｂのそれよりも勝り、磁力中立面Ｌ１がＮ極２５
Ｂの下面から距離Ｔ３（例えば、１．８ｍｍ）のところ
に形成される。ただし、距離Ｔ３の１．８ｍｍのところ
にコントロールするためには、磁場の強さと磁場をかけ
る時間を実験的に求める。

【００６６】別の方法としては、従来と同様に、ほぼ均
一にフェライト粒子が充填されたステータ側スラストマ
グネット３４の素材に磁場をかけ着磁作業をする。そし
て、Ｓ極２５Ａの上面の着磁ヨーク（着磁をするための
治具、装置）をＳ極２５Ａとなる面に直付けとする。

【００６７】さらに、Ｎ極２５Ｂとなる面の着磁ヨーク
を、その面から例えば１ｍｍの空隙をもって着磁すれ
ば、図６に示す位置に磁力中立面Ｌ１を形成できる。た
だし、前述の「空隙１ｍｍ」は、実験的に求める。

【００６８】なお、その他の構成及び作用効果は、第１
実施形態と同様である。また、ロータ側スラストマグネ
ット３４の磁力中立面Ｌ１を軸方向下方へシフトさせて
も、図３及び図６と同様な作用効果が得られる。

【００６９】（第３実施形態）本発明の第３実施形態を
図７にしたがって説明する。なお、第１実施形態と同一
構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００７０】第３実施形態は、図７に示す着磁パターン
のように、Ｎ極２５ＢとＳ極２５Ａを径方向に単極に着
磁する場合である。

【００７１】無重力場であるならば、図９に示すよう
に、二つのマグネット２５，３４は磁力中立面Ｌ１を一
致させたところが最も安定した状態を維持できる訳であ
るが、第３実施形態の場合、同じ無重量であるならば、
二つのマグネット２５，３４は磁力最大面（例えば磁力
の大きさを表している磁力分布線図における磁力分布が
山一つの場合には磁力の最大値の地点を通る径方向の
面）Ｌ２を一致させたところが最も安定した状態で維持
する。

【００７２】そして、第３実施形態は第２実施形態と同
様の手段即ち着磁治具によりステータ側スラストマグネ
ット２５の磁力最大面Ｌ２を軸方向へシフトする。ま
た、同様に、図１０の実施形態では、第１の実施形態と
同様の磁性板３６をステータ側スラストマグネット２５
の上面に装着することにより、ステータ側スラストマグ
ネット２５の磁力最大面Ｌ２を軸方向へシフトさせる。

【００７３】さらに、小型（軽量）の回転多面鏡の場合
（例えば、図１の破線に示す回転多面鏡３０Ｂの場合）
は、上述した各実施形態の磁力中立面Ｌ１もしくは、磁
力最大面Ｌ２のシフト方向を逆にすれば、ロータ１４を
所定の高さ位置に保持できるので、距離Ｗ４を電気的に
最も効率の良い隙間にすることができる。

【００７４】即ち、本発明によれば、大型の回転多面鏡
３０をロータ１４に搭載するときは図４に示す縦軸切片
をマイナス（−）側へ調整し、小型の回転多面鏡３０Ｂ
をロータ１４に搭載するときは図４に示す縦軸切片をプ
ラス（＋）側へ調整すれば良い。

【００７５】従って、各種の重量の異なる回転多面鏡３
０（または、３０Ｂ）をロータ１４に搭載しても、ロー
タ１４がシフトし、その変位量によってロータ１４を所
定位置に保持するので、各種の重量の異なる回転多面鏡
を大型化させることなく、回転多面鏡を支持する安価な
モータを提供できる。

【００７６】なお、上記各実施形態では、ステータ側ス
ラストマグネット３４側の磁力中立面Ｌ１または磁力最
大面Ｌ２をシフトさせているが、ロータ側スラストマグ
ネット３４又は両者のマグネット２５，３４の双方をシ
フトさせてもよい。また、永久磁石のＮ極とＳ極が径方
向に形成された場合、他方を磁性体で構成することは自
明である。

【００７７】第１実施形態では、磁気軸受が回転多面鏡
を高速回転させる駆動モータに適用された例を示した
が、本発明は回転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、回転体の駆動方法
は、上述の実施形態に限定されない。

【００７８】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、各種の重
量の異なる回転多面鏡を大型化させることなく、回転多
面鏡を支持する安価なモータを提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の光偏向器の断面図
である。

【図２】図１に示すメインマグネットの着磁パターンを
示す底面図（下面から上方へ向かって見た図）である。

【図３】図１に示すスラスト磁気軸受を示す断面図であ
る。

【図４】スラスト磁気軸受に関する本実施形態と従来例
とを比較する変位特性（変位置）を示すグラフである。

【図５】本発明に係る第１実施形態の光学走査装置を示
すその概略断面図である。

【図６】第２実施形態のスラスト磁気軸受の断面図であ
る。

【図７】第３実施形態のスラスト磁気軸受の断面図であ
る。

【図８】図７に示す平面図である。

【図９】第３実施形態のスラスト磁気軸受に関するその
変位を補足する説明図である。

【図１０】本発明に係る他の実施形態のスラスト磁気軸
受の断面図である。

【図１１】従来例の断面図である。

【図１２】他の従来例の断面図である。

【図１３】図１２に示すのスラスト磁気軸受に関するそ
の変位を補足する説明図である。

【符号の説明】

１０ステータ１１ハウジング１２固定軸１４ロータ（回転体）１８制御回路基板２５ステータ側スラストマグネット（第１の永久磁
石）２６スリーブ３０回転多面鏡３４ロータ側スラストマグネット（第２の永久磁
石）３６磁性板Ｌ１磁力中立面Ｌ２磁力最大面

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
ブの一方が回転体とされて他方に対して回転するモータ
であって、前記回転体に設けられる第１の永久磁石と、この第１の永久磁石の外周に半径方向のギャップを隔て
て対向するように固定的に配置されて前記第１の永久磁
石を吸着して前記回転体を軸方向に位置決めする第２の
永久磁石とを有し、前記第１の永久磁石または前記第２の永久磁石の吸着中
心を前記第１の永久磁石または前記第２の永久磁石の回
転体軸方向に沿った長さの中央位置よりもずらした位置
にしたことを特徴とするモータ。
【請求項２】前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が軸方
向に形成され、かつ、その軸方向の一端面に磁性板を付
加したことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が軸方
向に形成され、かつ、前記Ｎ極と前記Ｓ極の境界面であ
る磁力中立面が前記第１の永久磁石の軸方向の長さの中
央位置に対してずらして着磁したことを特徴とする請求
項１に記載のモータ。
【請求項４】前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が径方
向に形成され、かつ、前記第１の永久磁石の軸方向の一
端面に磁性板を付加したことを特徴とする請求項１に記
載のモータ。
【請求項５】前記第１の永久磁石のＮ極とＳ極が径方
向に形成され、かつ、前記第１の永久磁石と前記第２の
永久磁石との磁力最大面が前記第１の永久磁石の軸方向
の長さの中央位置に対してずらして着磁したことを特徴
とする請求項１に記載のモータ。