JPH11281910A - 周波数発電機及び光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動用の駆動磁石の磁界の影響により周
波数信号に不要な信号が重畳することを防止する。 【解決手段】 周波数発電パターン（ＦＧパターン）６
１には、周波数信号を駆動磁石２２よりも径方向外側に
引き出すための引き出し線６２、６３が接続されてい
る。引き出し線６２は、ＦＧパターン６１から駆動磁石
２２の磁界の影響を受ける径方向中間位置まで引き出す
線素６２Ａと、駆動磁石２２の磁界の影響を受けない円
周方向に沿って駆動磁石２２の１極分（機械角で４５
度）だけ引き出す線素６２Ｃと、線素６２Ｃの端部から
外周側へ引き出す線素６２Ｂとにより構成されている。
このため、回転する駆動磁石２２の磁界によって、線素
６２Ａに発生する電流と線素６２Ｂに発生する電流と
は、位相差が１８０度で振幅が等しくなり、これらの不
要な電流は相殺される。引き出し線６３も同様である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数発電機及び
光偏向器に係り、より詳しくは、回転体の回転数に応じ
た周波数信号を発電する周波数発電機、及び回転多面鏡
の回転数に応じた周波数信号を発電する機能を有しレー
ザビームプリンタ、電子写真複写機等の電子写真装置に
設けられた光偏向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザ等の光源から出射された
光ビームで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多
数の反射鏡面が外周面に形成された回転多面鏡が用いら
れる。

【０００３】この種の光偏向器として、回転多面鏡に固
着した回転スリーブと、回転スリーブに固定された回転
駆動用の駆動マグネットと、回転スリーブに挿通された
固定軸と、固定軸を保持するハウジングと、ハウジング
に固定され駆動マグネットに対して回転力を付与する駆
動コイルと、パターン部が駆動コイルの内周内に形成さ
れた回転周波数検出用の櫛歯形状の周波数発電パターン
と、周波数発電パターンから周波数信号を駆動マグネッ
トの外周外へ取り出すための２本の引き出し線と、周波
数発電パターンと対向する位置に回転スリーブに固定さ
れた周波数発電マグネットとを、有する光偏向器が知ら
れている。

【０００４】図８には、上記のような光偏向器における
周波数発電パターン９３、駆動マグネット９２、駆動コ
イル９１等の配置例を示している。ここで、駆動マグネ
ット９２の内周側に形成された周波数発電パターン９３
により発電された電流（以下、周波数信号と称する）
は、間隔Ｋを隔てて回路基板９０上に形成された引き出
し線９４、９５によって図示しない制御回路に入力され
る。

【０００５】ところで、近年レーザプリンタ、複写機、
およびファクシミリ装置等は、高速・多機能化が急速に
進む一方、小型化、高画質化がより強く求められるよう
になっている。このため、小型で常に安定した速度で光
走査が可能な光偏向器の必要性が高まってきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示すような従来の構成では周波数発電パターン９３の引
き出し線９４、９５を流れる周波数信号が駆動マグネッ
ト９２の磁界の影響を受けてしまい、精度の良い周波数
信号を得ることができない、という問題があった。すな
わち、図８の構成例では、２本の引き出し線９４、９５
は駆動マグネット９２を径方向に横切るため、駆動マグ
ネット９２の磁界の影響を受けて、駆動マグネット９２
の磁界によって引き出し線９４に図９の不要電流Ｉａが
発電され、引き出し線９５に図９の不要電流Ｉｂが発電
されてしまう。ここで、引き出し線９４、９５は間隔Ｋ
を隔てて形成されているので、電流Ｉａ、Ｉｂは回転角
度に対し間隔Ｋの分だけ位相差を持つことになり、結果
的に図９に示すような不要な電流Ｉｃ（＝Ｉａ−Ｉｂ）
を発電してしまう。このため、周波数発電パターン９３
から駆動マグネット９２の外側へ取り出された周波数信
号は図１０に示すように振幅が変動する波形となり、該
周波数信号に基づいて行われる回転制御に悪影響を与え
回転むら等の不都合が発生するおそれがある、という問
題があった。

【０００７】このような問題に対し、特開平５−２６０
７１４号公報には、２本の引き出し線の一方を２本に分
岐して、他方の引き出し線の両側に沿ってそれぞれ配線
することで、駆動マグネットの磁界の影響によって引き
出し線に発電される不要信号を低減する技術が開示され
ている。

【０００８】しかしながら、この技術では、引き出し線
素を分岐するためのジャンパが必要となるため装置の構
造が複雑になってしまう。また、この技術によっても、
駆動マグネットの磁界の影響による不要信号の発生を完
全に無くすことはできない、という問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解消するために成
されたものであり、駆動マグネットの磁界の影響により
周波数信号に不要な信号が重畳することを防止できる周
波数発電機及び光偏向器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の周波数発電機は、固定された基台
に立設された円柱状又は円筒状の固定軸と、前記固定軸
の外側又は内側で回転可能に設けられた回転軸と、前記
回転軸の外周面に固着された回転体と、前記固定軸の軸
心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配
置され且つ前記回転体又は前記基台に固着され、回転駆
動用の磁界を形成する回転駆動用磁界形成部と、該回転
駆動用磁界形成部よりも内周側に設けられ周波数発電用
の磁界を形成する周波数発電用磁界形成部と、を含んで
構成された磁石と、前記基台又は前記回転体における前
記回転駆動用磁界形成部に対向する位置に設けられた回
転駆動用のコイルと、前記基台又は前記回転体における
前記周波数発電用磁界形成部に対向する位置に設けられ
た周波数発電パターンと、前記周波数発電パターンから
周波数信号を前記コイルよりも外周側へ取り出すための
２本の引き出し線と、を有する周波数発電機であって、
前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動用磁界形
成部の異なる磁極に対向するよう配置された第１の引き
出し部と第２の引き出し部とを含んで構成され、前記回
転駆動用磁界形成部の磁界によって前記第１の引き出し
部に発生する電流と前記第２の引き出し部に発生する電
流とが相殺するように、該第１の引き出し部及び第２の
引き出し部が配置されている、ことを特徴とする。

【００１１】次に、請求項１に記載の周波数発電機の作
用を説明する。

【００１２】請求項１に記載の周波数発電機では、円柱
状又は円筒状の固定軸が基台に立設されており、回転軸
が該固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられてい
る。即ち、回転軸が円柱状又は円筒状の固定軸の外側で
回転可能に設けられた構成、又は回転軸が円筒状の固定
軸の内側で回転可能に設けられた構成となっている。

【００１３】また、回転軸の外周面には回転体が固着さ
れており、この回転体は回転軸とともに回転可能に設け
られている。

【００１４】また、周波数発電機には、固定軸の軸心を
中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配置さ
れ且つ回転体又は基台に固着された磁石が設けられてお
り、この磁石は、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動
用磁界形成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側
に設けられ周波数発電用の磁界を形成する周波数発電用
磁界形成部と、を含んで構成されている。なお、回転駆
動用磁界形成部と周波数発電用磁界形成部とは一体で構
成しても良いし、別体で構成しても良い。

【００１５】一方、基台又は回転体における回転駆動用
磁界形成部に対向する位置には回転駆動用のコイルが設
けられており、基台又は回転体における周波数発電用磁
界形成部に対向する位置には周波数発電パターンが設け
られている。また、周波数発電パターンから周波数信号
をコイルよりも外周側へ取り出すための２本の引き出し
線が設けられている。

【００１６】このような構成の周波数発電機では、回転
体を回転駆動する際に、コイルに所定電圧が印加される
か又は所定電流が供給される。これにより、コイルに電
流が流れ、この電流と、コイルに対向する回転駆動用磁
界形成部の磁界とによる電磁誘導作用で所定方向に力が
発生し、この力によって回転体が所定方向に回転する。

【００１７】この回転により、回転体に設置された周波
数発電用磁界形成部又は周波数発電パターンも回転す
る。周波数発電用磁界形成部が回転する場合、回転する
周波数発電用磁界形成部の磁界によって、該周波数発電
用磁界形成部に対向して配置された周波数発電パターン
に、図４に示すような交流電流が発生する。一方、周波
数発電パターンが回転する場合も、周波数発電用磁界形
成部の磁界によって、周波数発電パターンに図４に示す
ような交流電流が発生する。そして、発生した交流電流
は、周波数信号として２本の引き出し線によって、コイ
ルよりも外周側へ取り出される。

【００１８】ところで、２本の引き出し線は、コイルと
回転駆動用磁界形成部とが対向している領域を横切って
配置されているので、回転駆動用磁界形成部の磁界によ
って、２本の引き出し線に不要な交流電流が発生し、上
記周波数発電パターンに発生する交流電流に重畳するお
それがある。

【００１９】ところが、第１の発明に係る周波数発電機
では、２本の引き出し線の各々は第１の引き出し部と第
２の引き出し部とを含んで構成されており、これら第１
の引き出し部と第２の引き出し部とは、回転駆動用磁界
形成部の異なる磁極に対向するよう配置されている。即
ち、回転体の回転中のある一時点では、第１の引き出し
部と第２の引き出し部とは回転駆動用磁界形成部の異な
る磁極に対向している。これにより、回転駆動用磁界形
成部の磁界によって第１の引き出し部に発生する電流と
第２の引き出し部に発生する電流とは、正負逆になる。

【００２０】しかも、第１の引き出し部に発生する電流
と第２の引き出し部に発生する電流とが相殺する（具体
的には、位相差が１８０度で振幅が等しくなる）よう
に、該第１の引き出し部及び第２の引き出し部が配置さ
れている。

【００２１】このため、各引き出し線において、第１の
引き出し部と第２の引き出し部とでそれぞれ不要な電流
が発生するものの、それらの電流は相殺することとな
り、上記周波数発電パターンに発生する交流電流には、
不要な電流が一切重畳しない。このように、回転駆動用
磁界形成部の磁界の影響で、不要な電流が、周波数発電
パターンに発生する交流電流に重畳してしまうことを防
止することができる。

【００２２】請求項２に記載の周波数発電機は、固定さ
れた基台に立設された円柱状又は円筒状の固定軸と、前
記固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転軸
と、前記回転軸の外周面に固着された回転体と、前記固
定軸の軸心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが
交互に配置され且つ前記回転体又は前記基台に固着さ
れ、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁界形成部
と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設けられ周
波数発電用の磁界を形成する周波数発電用磁界形成部
と、を含んで構成された磁石と、前記基台又は前記回転
体における前記回転駆動用磁界形成部に対向する位置に
設けられた回転駆動用のコイルと、前記基台又は前記回
転体における前記周波数発電用磁界形成部に対向する位
置に設けられた周波数発電パターンと、前記周波数発電
パターンから周波数信号を前記コイルよりも外周側へ取
り出すための２本の引き出し線と、を有する周波数発電
機であって、前記２本の引き出し線の各々は、前記回転
駆動用磁界形成部の異なる磁極に対向するよう配置され
た第１の引き出し部と第２の引き出し部とを含んで構成
され、前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部
は、何れか一方が何れか他方の半径方向外側に配置され
ており、前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部
のうちの半径方向内側に配置されている方の半径方向長
さがＬ₁ 、半径方向外側に配置されている方の半径方向
長さがＬ₂ であるときに、前記第１の引き出し部と前記
第２の引き出し部との前記回転体の回転方向に沿った位
相差が前記回転駆動用磁界形成部の磁極に対して電気角
で１８０°×ｍ（ｍ＝１、３、５・・・）であり、Ｌ₁
＞Ｌ₂ である、ことを特徴としている。

【００２３】次に請求項２に記載の周波数発電機の作用
を説明する。

【００２４】請求項２に記載の周波数発電機では、円柱
状又は円筒状の固定軸が基台に立設されており、回転軸
が該固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられてい
る。即ち、回転軸が円柱状又は円筒状の固定軸の外側で
回転可能に設けられた構成、又は回転軸が円筒状の固定
軸の内側で回転可能に設けられた構成となっている。

【００２５】また、回転軸の外周面には回転体が固着さ
れており、この回転体は回転軸とともに回転可能に設け
られている。

【００２６】また、周波数発電機には、固定軸の軸心を
中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配置さ
れ且つ回転体又は基台に固着された磁石が設けられてお
り、この磁石は、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動
用磁界形成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側
に設けられ周波数発電用の磁界を形成する周波数発電用
磁界形成部と、を含んで構成されている。なお、回転駆
動用磁界形成部と周波数発電用磁界形成部とは一体で構
成しても良いし、別体で構成しても良い。

【００２７】一方、基台又は回転体における回転駆動用
磁界形成部に対向する位置には回転駆動用のコイルが設
けられており、基台又は回転体における周波数発電用磁
界形成部に対向する位置には周波数発電パターンが設け
られている。また、周波数発電パターンから周波数信号
をコイルよりも外周側へ取り出すための２本の引き出し
線が設けられている。

【００２８】このような構成の周波数発電機では、回転
体を回転駆動する際に、コイルに所定電圧が印加される
か又は所定電流が供給される。これにより、コイルに電
流が流れ、この電流と、コイルに対向する回転駆動用磁
界形成部の磁界とによる電磁誘導作用で所定方向に力が
発生し、この力によって回転体が所定方向に回転する。

【００２９】この回転により、回転体に設置された周波
数発電用磁界形成部又は周波数発電パターンも回転す
る。周波数発電用磁界形成部が回転する場合、回転する
周波数発電用磁界形成部の磁界によって、該周波数発電
用磁界形成部に対向して配置された周波数発電パターン
に、図４に示すような交流電流が発生する。一方、周波
数発電パターンが回転する場合も、周波数発電用磁界形
成部の磁界によって、周波数発電パターンに図４に示す
ような交流電流が発生する。そして、発生した交流電流
は、周波数信号として２本の引き出し線によって、コイ
ルよりも外周側へ取り出される。

【００３０】ところで、２本の引き出し線は、コイルと
回転駆動用磁界形成部とが対向している領域を横切って
配置されているので、回転駆動用磁界形成部の磁界によ
って、２本の引き出し線に不要な交流電流が発生し、上
記周波数発電パターンに発生する交流電流に重畳するお
それがある。

【００３１】回転駆動用磁界形成部または周波数発電パ
ターンが回転すると、回転駆動用磁界形成部の磁界によ
って第１の引き出し部及び第２の引き出し部に各々逆起
電圧が発生するが、回転する物体では周速ｖ＝半径ｒ・
角速度ωの関係があるため、回転中心から遠い方（回転
半径ｒが大の方）に位置する引き出し部と、回転中心に
近い方（回転半径ｒが小の方）に位置する引き出し部
と、を比較すると、回転駆動用磁界形成部が引き出し部
を横切る速度は、回転中心から遠い方（回転半径ｒが大
の方）が大となる。

【００３２】また、一般に知られているように、磁束密
度Ｂの磁界中を、長さＬの導線が速度ｖで移動したと
き、導線に発生する電圧ｅは、ｅ＝Ｂ・Ｌ・ｖで与えら
れる。

【００３３】引き出し部に発生する逆起電圧は速度に比
例するため、回転中心に近い方（回転半径ｒが小の方）
に位置する引き出し部に発生する逆起電圧よりも回転中
心から遠い方（回転半径ｒが大の方）に位置する引き出
し部に発生する逆起電圧は大となる。

【００３４】このため、回転中心に近い方に位置する引
き出し部の長さと、回転中心から遠い方に位置する引き
出し部の長さとを同一長さにすると、回転中心に近い方
に位置する引き出し部に発生する逆起電圧と回転中心か
ら遠い方に位置する引き出し部に発生する逆起電圧との
差分だけ電圧が残ってしまい、第１の引き出し部に流れ
る電流と第２の引き出し部に流れる電流とを相殺するこ
とができなくなる。請求項２に記載の周波数発電機で
は、逆起電圧が低い方の引き出し部の回転半径方向長さ
Ｌ₁ ＞逆起電圧が高い方の引き出し部の回転半径方向長
さＬ₂ とすることにより、回転中心に近い方に位置する
引き出し部に流れる電流と、回転中心から遠い方に位置
する引き出し部に流れる電流とを同一レベルにすること
が可能となり、また、回転中心に近い方に位置する引き
出し部と回転中心から遠い方に位置する引き出し部、こ
こでは第１の引き出し部と第２の引き出し部との回転方
向に沿った位相差を回転駆動用磁界形成部の磁極に対し
て電気角で１８０°×ｍ（ｍ＝１、３、５・・・、即
ち、１を含む３以上の整数のうちの奇数）させると、第
１の引き出し部に発生する逆起電圧と第２の引き出し部
に発生する逆起電圧とが逆位相の関係になり、第１の引
き出し部と第２の引き出し部とでそれぞれ不要な電流が
発生するものの、それらの電流を相殺することが可能と
なる。

【００３５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の周波数発電機において、前記第１の引き出し部と前記
第２の引出し部との位相の切替え位置は、前記回転駆動
用磁界形成部との相対的な回転移動によって前記第１の
引き出し部に発生する逆起電圧をｅ₁ 、前記回転駆動用
磁界形成部との相対的な回転移動によって前記第２の引
き出し部に発生する逆起電圧をｅ₂ としたときに、ｅ₁
＝ｅ₂ となる位置である、ことを特徴としている。

【００３６】次に請求項３に記載の周波数発電機の作用
を説明する。

【００３７】請求項３に記載の周波数発電機では、第１
の引き出し部に発生する逆起電圧ｅ ₁ ＝第２の引き出し
部に発生する逆起電圧ｅ₂ としたので、逆起電圧ｅ₁ と
逆起電圧ｅ₂ とを逆位相の関係にすることにより、第１
の引き出し部と第２の引き出し部とでそれぞれ不要な電
流が発生するものの、それらの電流を完全に相殺するこ
とが可能となる。

【００３８】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の周波数発電機において、前記回転体の回転中心から前
記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部のうちの半
径方向内側に配置されている方の前記磁石の内周端と対
向する点までの半径方向距離をｒ_in、前記回転体の回転
中心から前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部
のうちの半径方向外側に配置されている方の前記磁石の
外周端と対向する点までの半径方向距離をｒ_out 、前記
回転体の回転中心から前記第１の引き出し部と前記第２
の引き出し部との位相切替わり位置までの半径方向距離
をｒ_p としたときに、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／
２｝^1/2 である、ことを特徴としている。

【００３９】次に請求項４に記載の周波数発電機の作用
を説明する。

【００４０】磁束密度Ｂの磁界中を長さＬの導線が速度
ｖで移動したとき、導線に発生する電圧ｅは、ｅ＝Ｂ・
Ｌ・ｖで与えられる。逆に、長さＬの導線に対して、磁
束密度Ｂの磁界が速度ｖで移動したときにも上記式は成
り立つ。

【００４１】したがって、図１１に示すように、磁石１
００（磁束密度Ｂ_g ）が、回転中心Ｃを回転中心として
角速度ωで引き出し線素１０２上を回転したとき、磁石
１００と対向する図中の回転中心Ｃに近い方の長さＬ₁
の部分１０２_inで発生する電圧ｅ_in及び、磁石１００と
対向する回転中心Ｃから遠い方の長さＬ₂ の部分１０２
_out で発生する電圧ｅ_out は、回転中心Ｃから部分１０
２_inの半径方向内端（磁石１００の内周端）までの半径
方向距離をｒ_in、回転中心Ｃから部分１０２_inと部分１
０２_out との境界まで半径方向距離をｒ_p 、回転中心Ｃ
から部分１０２ _out の半径方向外端（磁石１００の外周
端）までの半径方向距離をｒ_out 、部分１０２_inの半径
方向平均位置（中央位置）における磁石１００の通過す
る周方向速度ｖ_in、部分１０２_out の半径方向平均位置
（中央位置）における磁石１００の通過する周方向速度
ｖ_out とすると、ｅ＝Ｂ・Ｌ・ｖより、 ｅ_in＝Ｂ_g ・（ｒ_p −ｒ_in）・｛（ｒ_in＋ｒ_p ）／２｝
ω＝（Ｂ_g ・ω／２）・（ｒ_p ² −ｒ_in ²） ｅ_out ＝Ｂ_g ・（ｒ_out −ｒ_p ）・｛（ｒ_p ＋ｒ_out ）
／２｝ω＝（Ｂ_g ・ω／２）・（ｒ_out ² −ｒ_p ² ） で表すことができる。

【００４２】ここで、ｅ_in＝ｅ_out とすると、 （Ｂ_g ・ω／２）・（ｒ_p ² −ｒ_in ²）＝（Ｂ_g ・ω／
２）・（ｒ_out ² −ｒ _p ² ） ｒ_p ² −ｒ_in ²＝ｒ_out ² −ｒ_p ² ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝^1/2 となる。

【００４３】即ち、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／
２｝^1/2 の関係を満足すれば、回転中心Ｃに近い方の長
さＬ₁ の部分１０２_inで発生する電圧ｅ_inと、回転中心
Ｃから遠い方の長さＬ₂ の部分１０２_out で発生する電
圧ｅ_out とを同じ大きさにすることができる。

【００４４】したがって、電圧ｅ_inと電圧ｅ_out とを逆
位相の関係にすれば、第１の引き出し部と第２の引き出
し部とでそれぞれ不要な電流が発生するものの、それら
の電流を完全に相殺することが可能となる。

【００４５】なお、上記計算式は、磁石１００の磁界の
強さが、磁石１００の内外径の中央位置を基準として径
方向に対照であることを仮定としている。したがって、
磁界の強さに偏りがある場合には、それに応じて第１の
引き出し部の長さ及び第２の引き出し部の長さを変更す
る必要がある。

【００４６】また、上記計算式で用いた磁石１００の内
周端及び外周端（回転中心からの距離ｒ_in及びｒ_out ）
は、磁界と引き出し線との関係を分かりやすくするため
に用いたものであり、径方向に見て磁界の影響を受けは
じめる点及び受け終わる点を示唆している。

【００４７】請求項５に記載の光偏向器は、固定された
基台に立設された円柱状又は円筒状の固定軸と、前記固
定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転軸と、
光を反射する複数の反射面が外周に形成され、前記回転
軸の外周面に固着された回転多面鏡と、前記固定軸の軸
心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配
置され且つ前記回転多面鏡又は前記基台に固着され、回
転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁界形成部と、該
回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設けられ周波数発
電用の磁界を形成する周波数発電用磁界形成部と、を含
んで構成された磁石と、前記基台又は前記回転多面鏡に
おける前記回転駆動用磁界形成部に対向する位置に設け
られた回転駆動用のコイルと、前記基台又は前記回転多
面鏡における前記周波数発電用磁界形成部に対向する位
置に設けられた周波数発電パターンと、前記周波数発電
パターンから周波数信号を前記コイルよりも外周側へ取
り出すための２本の引き出し線と、を有する光偏向器で
あって、前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動
用磁界形成部の異なる磁極に対向するよう配置された第
１の引き出し部と第２の引き出し部とを含んで構成さ
れ、前記回転駆動用磁界形成部の磁界によって前記第１
の引き出し部に発生する電流と前記第２の引き出し部に
発生する電流とが相殺するように、該第１の引き出し部
及び第２の引き出し部が配置されている、ことを特徴と
する。

【００４８】次に、請求項５に記載の光偏向器の作用を
説明する。

【００４９】次に、請求項５に記載の発明は、周波数発
電の機能を有する光偏向器に請求項１に記載の発明を適
用したものである。

【００５０】この請求項５に記載の光偏向器では、円柱
状又は円筒状の固定軸が基台に立設されており、回転軸
が固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられている。
即ち、回転軸が円柱状又は円筒状の固定軸の外側で回転
可能に設けられた構成、又は回転軸が円筒状の固定軸の
内側で回転可能に設けられた構成となっている。

【００５１】また、光を反射する複数の反射面が外周に
形成された回転多面鏡が、回転軸の外周面に固着されて
おり、この回転多面鏡は回転軸とともに回転可能に設け
られている。

【００５２】このような光偏向器には、固定軸の軸心を
中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配置さ
れ且つ回転多面鏡又は基台に固着された磁石が設けられ
ており、この磁石は、回転駆動用の磁界を形成する回転
駆動用磁界形成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内
周側に設けられ周波数発電用の磁界を形成する周波数発
電用磁界形成部と、を含んで構成されている。なお、回
転駆動用磁界形成部と周波数発電用磁界形成部とは一体
で構成しても良いし、別体で構成しても良い。

【００５３】一方、基台又は回転多面鏡における回転駆
動用磁界形成部に対向する位置には回転駆動用のコイル
が設けられており、基台又は回転多面鏡における周波数
発電用磁界形成部に対向する位置には周波数発電パター
ンが設けられている。また、周波数発電パターンから周
波数信号をコイルよりも外周側へ取り出すための２本の
引き出し線が設けられている。

【００５４】このような構成の周波数発電機では、回転
多面鏡を回転駆動する際に、コイルに所定電圧が印加さ
れるか又は所定電流が供給される。これにより、コイル
に電流が流れ、この電流と、コイルに対向する回転駆動
用磁界形成部の磁界とによる電磁誘導作用で所定方向に
力が発生し、この力によって回転多面鏡が所定方向に回
転する。

【００５５】この回転により、回転多面鏡に設置された
周波数発電用磁界形成部又は周波数発電パターンも回転
する。周波数発電用磁界形成部が回転する場合、回転す
る周波数発電用磁界形成部の磁界によって、該周波数発
電用磁界形成部に対向して配置された周波数発電パター
ンに、図４に示すような交流電流が発生する。一方、周
波数発電パターンが回転する場合も、周波数発電用磁界
形成部の磁界によって、周波数発電パターンに図４に示
すような交流電流が発生する。そして、発生した交流電
流は、周波数信号として２本の引き出し線によって、コ
イルよりも外周側へ取り出される。

【００５６】このような請求項５に係る光偏向器におい
ても、上記請求項１の発明と同様に、２本の引き出し線
は、コイルと回転駆動用磁界形成部とが対向している領
域を横切って配置されているので、回転駆動用磁界形成
部の磁界によって、２本の引き出し線の各々に不要な交
流電流が発生するおそれがある。

【００５７】ところが、各引き出し線は、回転駆動用磁
界形成部の異なる磁極に対向するよう配置された第１の
引き出し部と第２の引き出し部とを含んで構成されてお
り、その上、回転駆動用磁界形成部の磁界によって第１
の引き出し部に発生する電流と第２の引き出し部に発生
する電流とが相殺する（具体的には、位相差が１８０度
で振幅が等しくなる）ように、該第１の引き出し部及び
第２の引き出し部が配置されている。

【００５８】このため、各引き出し線において、第１の
引き出し部と第２の引き出し部とでそれぞれ不要な電流
が発生するものの、それらの電流は相殺することとな
り、上記周波数発電パターンに発生する交流電流には、
不要な電流が一切重畳しない。このように、回転駆動用
磁界形成部の磁界の影響で、不要な電流が、周波数発電
パターンに発生する交流電流に重畳してしまうことを防
止することができる。

【００５９】請求項６に記載の光偏向器は、固定された
基台に立設された円柱状又は円筒状の固定軸と、前記固
定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転軸と、
光を反射する複数の反射面が外周に形成され、前記回転
軸の外周面に固着された回転多面鏡と、前記固定軸の軸
心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配
置され且つ前記回転多面鏡又は前記基台に固着され、回
転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁界形成部と、該
回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設けられ周波数発
電用の磁界を形成する周波数発電用磁界形成部と、を含
んで構成された磁石と、前記基台又は前記回転多面鏡に
おける前記回転駆動用磁界形成部に対向する位置に設け
られた回転駆動用のコイルと、前記基台又は前記回転多
面鏡における前記周波数発電用磁界形成部に対向する位
置に設けられた周波数発電パターンと、前記周波数発電
パターンから周波数信号を前記コイルよりも外周側へ取
り出すための２本の引き出し線と、を有する光偏向器で
あって、前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動
用磁界形成部の異なる磁極に対向するよう配置された第
１の引き出し部と第２の引き出し部とを含んで構成さ
れ、前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部は、
何れか一方が何れか他方の半径方向外側に配置されてお
り、前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部のう
ちの半径方向内側に配置されている方の半径方向長さが
Ｌ₁ 、半径方向外側に配置されている方の半径方向長さ
がＬ₂ であるときに、前記第１の引き出し部と前記第２
の引き出し部との前記回転体の回転方向に沿った位相差
が前記回転駆動用磁界形成部の磁極に対して電気角で１
８０°×ｍ（ｍ＝１、３、５・・・）であり、Ｌ₁ ＞Ｌ
₂である、ことを特徴としている。

【００６０】次に請求項６に記載の光偏向器の作用を説
明する。

【００６１】この請求項６に記載の光偏向器では、円柱
状又は円筒状の固定軸が基台に立設されており、回転軸
が固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられている。
即ち、回転軸が円柱状又は円筒状の固定軸の外側で回転
可能に設けられた構成、又は回転軸が円筒状の固定軸の
内側で回転可能に設けられた構成となっている。

【００６２】また、光を反射する複数の反射面が外周に
形成された回転多面鏡が、回転軸の外周面に固着されて
おり、この回転多面鏡は回転軸とともに回転可能に設け
られている。

【００６３】このような光偏向器には、固定軸の軸心を
中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配置さ
れ且つ回転多面鏡又は基台に固着された磁石が設けられ
ており、この磁石は、回転駆動用の磁界を形成する回転
駆動用磁界形成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内
周側に設けられ周波数発電用の磁界を形成する周波数発
電用磁界形成部と、を含んで構成されている。なお、回
転駆動用磁界形成部と周波数発電用磁界形成部とは一体
で構成しても良いし、別体で構成しても良い。

【００６４】一方、基台又は回転多面鏡における回転駆
動用磁界形成部に対向する位置には回転駆動用のコイル
が設けられており、基台又は回転多面鏡における周波数
発電用磁界形成部に対向する位置には周波数発電パター
ンが設けられている。また、周波数発電パターンから周
波数信号をコイルよりも外周側へ取り出すための２本の
引き出し線が設けられている。

【００６５】このような構成の周波数発電機では、回転
多面鏡を回転駆動する際に、コイルに所定電圧が印加さ
れるか又は所定電流が供給される。これにより、コイル
に電流が流れ、この電流と、コイルに対向する回転駆動
用磁界形成部の磁界とによる電磁誘導作用で所定方向に
力が発生し、この力によって回転多面鏡が所定方向に回
転する。

【００６６】この回転により、回転多面鏡に設置された
周波数発電用磁界形成部又は周波数発電パターンも回転
する。周波数発電用磁界形成部が回転する場合、回転す
る周波数発電用磁界形成部の磁界によって、該周波数発
電用磁界形成部に対向して配置された周波数発電パター
ンに、図４に示すような交流電流が発生する。一方、周
波数発電パターンが回転する場合も、周波数発電用磁界
形成部の磁界によって、周波数発電パターンに図４に示
すような交流電流が発生する。そして、発生した交流電
流は、周波数信号として２本の引き出し線によって、コ
イルよりも外周側へ取り出される。

【００６７】このような請求項６に係る光偏向器におい
ても、上記請求項２の発明と同様に、２本の引き出し線
は、コイルと回転駆動用磁界形成部とが対向している領
域を横切って配置されているので、回転駆動用磁界形成
部の磁界によって、２本の引き出し線の各々に不要な交
流電流が発生するおそれがある。

【００６８】回転駆動用磁界形成部または周波数発電パ
ターンが回転すると、回転駆動用磁界形成部の磁界によ
って第１の引き出し部及び第２の引き出し部に各々逆起
電圧が発生するが、回転する物体では周速ｖ＝半径ｒ・
角速度ωの関係があるため、回転中心から遠い方（回転
半径ｒが大の方）に位置する引き出し部と、回転中心に
近い方（回転半径ｒが小の方）に位置する引き出し部
と、を比較すると、回転駆動用磁界形成部が引き出し部
を横切る速度は、回転中心から遠い方（回転半径ｒが大
の方）が大となる。

【００６９】また、磁束密度Ｂの磁界中を、長さＬの導
線が速度ｖで移動したとき、導線に発生する電圧ｅは、
ｅ＝Ｂ・Ｌ・ｖで与えられる。

【００７０】引き出し部に発生する逆起電圧は速度に比
例するため、回転中心に近い方（回転半径ｒが小の方）
に位置する引き出し部に発生する逆起電圧よりも回転中
心から遠い方（回転半径ｒが大の方）に位置する引き出
し部に発生する逆起電圧は大となる。

【００７１】このため、回転中心に近い方に位置する引
き出し部の長さと、回転中心から遠い方に位置する引き
出し部の長さとを同一長さにすると、回転中心に近い方
に位置する引き出し部に発生する逆起電圧と回転中心か
ら遠い方に位置する引き出し部に発生する逆起電圧との
差分だけ電圧が残ってしまい、第１の引き出し部に流れ
る電流と第２の引き出し部に流れる電流とを相殺するこ
とができなくなる。請求項６に記載の光偏向器では、逆
起電圧が低い方の引き出し部の回転半径方向長さＬ₁ ＞
逆起電圧が高い方の引き出し部の回転半径方向長さＬ₂
とすることにより、回転中心に近い方に位置する引き出
し部に流れる電流と、回転中心から遠い方に位置する引
き出し部に流れる電流とを同一レベルにすることが可能
となり、また、回転中心に近い方に位置する引き出し部
と回転中心から遠い方に位置する引き出し部、ここでは
第１の引き出し部と第２の引き出し部との回転方向に沿
った位相差を回転駆動用磁界形成部の磁極に対して電気
角で１８０°×ｍ（ｍ＝１、３、５・・・、即ち、１を
含む３以上の整数のうちの奇数）させると、第１の引き
出し部に発生する逆起電圧と第２の引き出し部に発生す
る逆起電圧とが逆位相の関係になり、第１の引き出し部
と第２の引き出し部とでそれぞれ不要な電流が発生する
ものの、それらの電流を相殺することが可能となる。

【００７２】請求項７に記載の光偏向器は、請求項６に
記載の光偏向器において、前記第１の引き出し部と前記
第２の引出し部との位相の切替え位置は、前記回転駆動
用磁界形成部との相対的な回転移動によって前記第１の
引き出し部に発生する逆起電圧をｅ₁ 、前記回転駆動用
磁界形成部との相対的な回転移動によって前記第２の引
き出し部に発生する逆起電圧をｅ₂ としたときに、ｅ₁
＝ｅ₂ となる位置である、ことを特徴としている。

【００７３】次に請求項７に記載の光偏向器の作用を説
明する。

【００７４】請求項７に記載の光偏向器では、第１の引
き出し部に発生する逆起電圧ｅ₁ ＝第２の引き出し部に
発生する逆起電圧ｅ₂ としたので、逆起電圧ｅ₁ と逆起
電圧ｅ₂ とを逆位相の関係にすることにより、第１の引
き出し部と第２の引き出し部とでそれぞれ不要な電流が
発生するものの、それらの電流を完全に相殺することが
可能となる。

【００７５】請求項８に記載の光偏向器は、請求項６に
記載の光偏向器において、前記回転体の回転中心から前
記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部のうちの半
径方向内側に配置されている方の前記磁石の内周端と対
向する点までの半径方向距離をｒ_in、前記回転体の回転
中心から前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部
のうちの半径方向外側に配置されている方の前記磁石の
外周端と対向する点までの半径方向距離をｒ_out 、前記
回転体の回転中心から前記第１の引き出し部と前記第２
の引き出し部との位相切替わり位置までの半径方向距離
をｒ_p としたときに、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／
２｝^1/2 である、ことを特徴としている。

【００７６】次に請求項８に記載の光偏向器の作用を説
明する。

【００７７】磁束密度Ｂの磁界中を長さＬの導線が速度
ｖで移動したとき、導線に発生する電圧ｅは、ｅ＝Ｂ・
Ｌ・ｖで与えられる。逆に、長さＬの導線に対して、磁
束密度Ｂの磁界が速度ｖで移動したときにも上記式は成
り立つ。

【００７８】したがって、図１１に示すように、磁石１
００（磁束密度Ｂ_g ）が、回転中心Ｃを回転中心として
角速度ωで引き出し線素１０２上を回転したとき、図中
の回転中心Ｃに近い方の長さＬ₁ の部分１０２_inで発生
する電圧ｅ_in及び、回転中心Ｃから遠い方の長さＬ₂ の
部分１０２_out で発生する電圧ｅ_out は、回転中心Ｃか
ら部分１０２_inの半径方向内端までの半径方向距離をｒ
_in、回転中心Ｃから部分１０２_inと部分１０２_out との
境界まで半径方向距離をｒ_p 、回転中心Ｃから部分１０
２_out の半径方向外端までの半径方向距離をｒ_out 、部
分１０２_inの半径方向平均位置（中央位置）における磁
石１００の通過する周方向速度ｖ_in、部分１０２_out の
半径方向平均位置（中央位置）における磁石１００の通
過する周方向速度ｖ_out とすると、ｅ＝Ｂ・Ｌ・ｖよ
り、 ｅ_in＝Ｂ_g ・（ｒ_p −ｒ_in）・｛（ｒ_in＋ｒ_p ）／２｝
ω＝（Ｂ_g ・ω／２）・（ｒ_p ² −ｒ_in ²） ｅ_out ＝Ｂ_g ・（ｒ_out −ｒ_p ）・｛（ｒ_p ＋ｒ_out ）
／２｝ω＝（Ｂ_g ・ω／２）・（ｒ_out ² −ｒ_p ² ） で表すことができる。

【００７９】ここで、ｅ_in＝ｅ_out とすると、 （Ｂ_g ・ω／２）・（ｒ_p ² −ｒ_in ²）＝（Ｂ_g ・ω／
２）・（ｒ_out ² −ｒ _p ² ） ｒ_p ² −ｒ_in ²＝ｒ_out ² −ｒ_p ² ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝^1/2 となる。

【００８０】即ち、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／
２｝^1/2 の関係を満足すれば、回転中心Ｃに近い方の長
さＬ₁ の部分１０２_inで発生する電圧ｅ_inと、回転中心
Ｃから遠い方の長さＬ₂ の部分１０２_out で発生する電
圧ｅ_out とを同じ大きさにすることができる。

【００８１】したがって、電圧ｅ_inと電圧ｅ_out とを逆
位相の関係にすれば、第１の引き出し部と第２の引き出
し部とでそれぞれ不要な電流が発生するものの、それら
の電流を完全に相殺することが可能となる。

【００８２】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施形態として、回
転体の一例としての回転多面鏡の回転数に応じた周波数
信号を発電する機能を有する光偏向器について説明す
る。

【００８３】［画像記録装置の概略構成］まず、図６を
用いて、光偏向器８０を含んで構成された画像記録装置
７０の概略構成を説明する。

【００８４】図６に示すように、画像記録装置７０に
は、複数の反射鏡面４８Ａが側面に形成された回転多面
鏡４８が設けられており、この回転多面鏡４８は駆動機
構８１の駆動力によって固定軸１４の回りを矢印Ａ方向
に等角速度で回転する。

【００８５】また、画像記録装置７０には、半導体レー
ザあるいはガスレーザ等のレーザ光出射装置８５と、該
レーザ光出射装置８５からのレーザ光を平行光束とする
コリメータレンズ８６と、レーザ光が照射されることで
表面に像が形成される感光体ドラム８８と、回転多面鏡
４８の反射鏡面４８Ａで反射したレーザ光を感光体ドラ
ム８８の表面に集光し且つ該レーザ光が感光体ドラム８
８の表面を等速度で走査するように作用する集光光学系
８７と、感光体ドラム８８の表面に形成された像を現像
して可視像とする図示しない現像装置とが、設けられて
いる。

【００８６】形成される画像のデジタル画像データに基
づき図示しない変調手段によって変調されたレーザ光が
レーザ光出射装置８５から射出され、コリメータレンズ
８６で平行光とされた後、反射鏡面４８Ａに入射する。
反射鏡面４８Ａで反射したレーザ光は集光光学系８７を
通して感光体ドラム８８の表面に照射される。

【００８７】このとき回転多面鏡４８の矢印Ａ方向への
回転に伴って、レーザ光が偏向される方向が矢印Ｂ方向
に沿って変化するので、該レーザ光は感光体ドラム８８
の表面を走査することになる。これと同時に、感光体ド
ラム８８は矢印Ｃ方向に回転するので、レーザ光による
感光体ドラム８８に対する上記走査方向に垂直な方向に
沿った副走査も行われることになる。これにより、感光
体ドラム８８の表面が２次元的に走査され、該感光体ド
ラム８８上に上記デジタル画像データに基づく像が形成
される。この像は図示しない現像装置により現像され、
可視像となる。

【００８８】［光偏向器８０の構造］次に、図５を用い
て光偏向器８０の構造を説明する。図５に示すように、
光偏向器８０では、ステータ１０側のハウジング１２の
中央部に圧入等でセラミックス製の固定軸１４が固定さ
れており、この固定軸１４の外周面には動圧軸受を構成
するための深さ数μｍのヘリングボーン溝２４が多数形
成されている。

【００８９】ハウジング１２の上面には、回路基板１８
が配置されている。この回路基板１８には、図７に示す
ように、６個のコアレスコイル２０が全体として円環を
描くように等間隔で配置されており、これらコアレスコ
イル２０の励磁切り替え制御を行う図示しない制御回路
も設けられている。また、回路基板１８には、ロータ１
６（図５参照）の位置を検出する位置検出素子としての
ホール素子２１が各コアレスコイル２０の中心に固定さ
れている。これらホール素子２１により後述する駆動マ
グネット２２の複数の磁極が検出され、該検出結果に基
づいてロータ１６の回転中の位置が検出される。また、
図５に示すように、回路基板１８のコアレスコイル２０
と反対側（コアレスコイル２０の下側）には、珪素鋼板
から成るステータヨーク２８が、ハウジング１２上に穿
設した浅溝３０に設置されている。

【００９０】また、ハウジング１２の上面には、ハウジ
ング１２と一体的に形成されたスラストマグネットホル
ダ３２が立設されており、このスラストマグネットホル
ダ３２の上部には、垂直断面が矩形でリング状に形成さ
れたステータ側スラストマグネット３８が、接着等の方
法によって取り付けられている。

【００９１】一方、ロータ１６側には、セラミックス製
で中空円筒状に形成された回転軸４０が、３〜８μｍ程
度の隙間をおいて固定軸１４に挿通されている。このた
め、回転軸４０が固定軸１４の回りを高速回転する場
合、固定軸１４と回転軸４０との間に動圧が発生し、こ
の動圧により固定軸１４の半径方向に沿って対向した動
圧軸受が構成される。

【００９２】回転軸４０の外周部の所定位置には、アル
ミニウム製のリング状のフランジ４２が焼き嵌めや圧入
等の方法により固定されている。このフランジ４２の上
面には、取り付け面４６が形成されており、この取り付
け面４６上にアルミニウム製の回転多面鏡４８が固定用
のバネ５０によって固定されている。この回転多面鏡４
８は多角形柱状に形成されており、各側面４８Ａは鏡面
に加工されている。なお、取り付け面４６は回転軸４０
の軸芯に対して垂直となるよう高精度に加工されてい
る。

【００９３】フランジ４２におけるコアレスコイル２０
に対応する部位には切欠き部４２Ａが形成されており、
この切欠き部４２Ａには回転駆動用の駆動マグネット２
２が接着等によって取り付けられている。駆動マグネッ
ト２２は全体がリング状に成形されており（図７参
照）、その中央の穴部におけるステータ１０側には、内
径を一段広げた開口とした開口段部５２が形成されてい
る。また、駆動マグネット２２では、中心角４５度ずつ
に８等分した各区分に、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（図７参照）。

【００９４】フランジ４２の切欠き部５６には、回転数
に応じた周波数信号を発電するための周波数発電マグネ
ット（以下、ＦＧマグネットと記す）６０が接着によっ
て取り付けられている。このＦＧマグネット６０は全体
がリング状に成形されており、中心角３０度ずつに１２
等分した各区分に、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。

【００９５】回路基板１８におけるＦＧマグネット６０
に対向する位置には、櫛歯状の周波数発電パターン（以
下、ＦＧパターンと称する）６１（図１も参照）がエッ
チング等によって形成されており、このＦＧパターン６
１に発生する交流電流に基づいて、ロータ１６の回転数
が検出される。

【００９６】フランジ４２の上面には、垂直断面が矩形
で環状に切欠いて形成された溝部５４が設けられてお
り、この溝部５４にはバランス調整用の釣合い重り５７
Ａが取り付けられている。また、フランジ４２とＦＧマ
グネット６０とで形成される段部５９には、バランス調
整用の釣合い重り５７Ｂが取り付けられている。これら
の釣合い重り５７Ａ、５７Ｂは、ロータ１６の回転中の
バランスを調整する。

【００９７】フランジ４２の外周面には、リング状に形
成されたロータ側スラストマグネット５８が接着によっ
て取り付けられている。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に対向す
るよう所定間隔を置いて配置されており、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の内周面部とで吸引力が働くよう相互に異
極に着磁されている。このため、これらロータ側スラス
トマグネット５８とステータ側スラストマグネット３８
とでスラスト磁気軸受が構成される。このスラスト磁気
軸受では、ロータ側スラストマグネット５８とステータ
側スラストマグネット３８とで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（軸方向）の荷重よ
りも大きく設定されており、このため、上記吸引力によ
りロータ１６全体が浮上する。

【００９８】上記のようにロータ１６は、スラスト磁気
軸受によりスラスト方向に支持されると共に、動圧軸受
によりラジアル方向に支持されている。これにより、回
路基板１８上の駆動制御回路が各コアレスコイル２０に
交流電圧を印加するよう制御することで、各コアレスコ
イル２０に電流が流れ、各コアレスコイル２０に対向す
る駆動マグネット２２の磁界と上記電流とで電磁誘導作
用が働き、駆動マグネット２２に対し回転駆動力が発生
する。この回転駆動力によって、ロータ１６が宙に浮い
た状態で高速回転することとなる。

【００９９】［ＦＧパターン６１の構成］次に、図１を
用いてＦＧパターン６１周辺の構成を説明する。図１に
示すように、ＦＧパターン６１には２本の引き出し線６
２、６３が接続されており、これら引き出し線６２、６
３により周波数信号が駆動マグネット２２よりも径方向
外側に引き出される。

【０１００】このうち引き出し線６２は、ＦＧパターン
６１から駆動マグネット２２の磁界の影響を受ける径方
向中間位置（本例では駆動マグネット２２の径方向中間
位置）まで引き出す線素６２Ａと、駆動マグネット２２
の磁界の影響を受けない円周方向に沿って駆動マグネッ
ト２２の１極分（機械角で４５度）だけ引き出す線素６
２Ｃと、線素６２Ｃの端部から外周側へ引き出す線素６
２Ｂとにより、構成されている。

【０１０１】ここで、図１に示すように、駆動マグネッ
ト２２の回転中心Ｃから線素６２Ａの駆動マグネット２
２の内周端と対向している点までの半径方向距離を
ｒ_in、回転中心Ｃから線素６２Ｂの駆動マグネット２２
の外周端と対向している点までの半径方向距離を
ｒ_out 、回転中心Ｃから線素６２Ａと線素６２Ｂとの回
転方向の位相の切替え位置、即ち、線素６２Ｃまでの半
径方向距離をｒ_p としたときに、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ
_out ² ）／２｝^1/2 の関係が成り立っている。

【０１０２】上記と同様に、引き出し線６３は、ＦＧパ
ターン６１から駆動マグネット２２の磁界の影響を受け
る径方向中間位置まで引き出す線素６３Ａと、駆動マグ
ネット２２の磁界の影響を受けない円周方向に沿って駆
動マグネット２２の１極分（機械角で４５度）だけ上記
線素６２Ｃと逆方向に引き出す線素６３Ｃと、線素６３
Ｃの端部から外周側へ引き出す線素６３Ｂとにより、構
成されている。

【０１０３】また、上記と同様に、駆動マグネット２２
の回転中心Ｃから線素６３Ａの駆動マグネット２２の内
周端と対向している点までの半径方向距離をｒ_in、回転
中心Ｃから線素６３Ｂの駆動マグネット２２のが外周端
と対向している点までの半径方向距離をｒ_out 、回転中
心Ｃから線素６３Ａと線素６３Ｂとの回転方向の位相の
切替え位置、即ち、線素６３Ｃまでの半径方向距離をｒ
_p としたときに、ｒ_p＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝
^1/2 の関係が成り立っている。

【０１０４】ここで、ｒ_in＝２０mm、ｒ_out ＝４０mmで
あるとすると、ｒ_p ＝３１．６２２・・・mm（即ち、駆
動マグネット２２の内周端と外周端との間においては、
線素６２Ａの長さ＞線素６２Ｂの長さ、線素６３Ａの長
さ＞線素６３Ｂの長さ）となる。

【０１０５】なお、線素６２Ａ、６３Ａは間隔Ｌをおい
て配置されている。

【０１０６】［本実施形態の作用］回路基板１８上の駆
動制御回路の制御により各コアレスコイル２０に交流電
圧が印加されると、各コアレスコイル２０に電流が流
れ、各コアレスコイル２０に対向する駆動マグネット２
２の磁界と上記電流とで電磁誘導作用が働き、駆動マグ
ネット２２に対し回転駆動力が発生する。この回転駆動
力によって、ロータ１６が所定方向に高速回転する。

【０１０７】ロータ１６の回転に伴い駆動マグネット２
２も回転し、回転する駆動マグネット２２の磁界によっ
て線素６２Ａには、電圧ｅ_inが発生し、図３に示す電流
Ｉ１が発生する。

【０１０８】線素６２Ｂは、線素６２Ａに対し円周方向
に沿って駆動マグネット２２の１極分だけずれて配置さ
れ且つ駆動マグネット２２の径方向中心部で線素６２Ａ
と接続され、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝^1/2
を満足しているので、駆動マグネット２２の磁界によっ
て線素６２Ｂには図３の電流Ｉ１に対し１８０度の位相
差を有し振幅が等しい電圧ｅ_out による電流Ｉ２が発生
する。

【０１０９】即ち、引き出し線素６２Ａ、６２Ｂの各々
で駆動マグネット２２の磁界の影響によって発生する不
要な電流は相殺され、不要な電流の合成波形は、図３の
横軸（時間軸）に重なった波形Ｉ５となる。

【０１１０】同様に、回転する駆動マグネット２２の磁
界によって線素６３Ａには、電圧ｅ _inが発生し、図３に
示す電流Ｉ３が発生する。

【０１１１】線素６３Ｂは、線素６３Ａに対し円周方向
に沿って駆動マグネット２２の１極分だけずれて配置さ
れ且つ駆動マグネット２２の径方向中心部で線素６３Ａ
と接続され、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝^1/2
を満足しているので、駆動マグネット２２の磁界によっ
て線素６３Ｂには図３の電流Ｉ３に対し１８０度の位相
差を有し振幅が等しい電圧ｅ_out による電流Ｉ４が発生
する。

【０１１２】即ち、引き出し線素６３Ａ、６３Ｂの各々
で駆動マグネット２２の磁界の影響によって発生する不
要な電流は相殺され、不要な電流の合成波形は、図３の
横軸（時間軸）に重なった波形Ｉ５となる。

【０１１３】このようにＦＧパターン６１の引き出し線
６２、６３の各々に発生する不要な電流は相殺されるの
で、図４に示すように不要信号を含まない周波数信号を
得ることができる。

【０１１４】なお、線素６２Ｂは線素６２Ａに対し円周
方向に沿って駆動マグネット２２の３極分（１３５度）
だけずらして配置しても良く、この場合も、線素６２Ｂ
に発生する不要な電流と線素６２Ａに発生する不要な電
流とを相殺させることができる。もちろん、線素６３
Ａ、６３Ｂについても同様に、円周方向に沿って駆動マ
グネット２２の３極分（１３５度）だけずらして配置し
ても良い。

【０１１５】また、線素６２Ａ、６２Ｂ間のずらし角度
と線素６３Ａ、６３Ｂ間のずらし角度とが異なるよう配
置しても良い。即ち、線素６２Ａ、６２Ｂ間を円周方向
に沿って駆動マグネット２２の３極分（１３５度）だけ
ずらし、線素６３Ａ、６３Ｂ間を円周方向に沿って駆動
マグネット２２の１極分（４５度）だけずらしても良
い。

【０１１６】［ＦＧパターン６１周辺の別の構成例］次
に、図２を用いてＦＧパターン６１周辺の別の構成例を
説明する。図２に示すように、ＦＧパターン６１には２
本の引き出し線６４、６５が接続されており、これら引
き出し線６４、６５により周波数信号が駆動マグネット
２２よりも径方向外側に引き出される。

【０１１７】引き出し線６４は、ＦＧパターン６１から
駆動マグネット２２の磁界の影響を受ける径方向中間位
置（本例では駆動マグネット２２の径方向中間位置）ま
で引き出す線素６４Ａと、駆動マグネット２２の磁界の
影響を受けない円周方向に沿って駆動マグネット２２の
１極分（機械角で４５度）だけ引き出す線素６４Ｃと、
線素６４Ｃの端部から外周側へ引き出す線素６４Ｂとに
より、構成されている。

【０１１８】引き出し線６５も、上記引き出し線６４と
同様に、ＦＧパターン６１から駆動マグネット２２の磁
界の影響を受ける径方向中間位置まで引き出す線素６５
Ａと、駆動マグネット２２の磁界の影響を受けない円周
方向に沿って駆動マグネット２２の１極分（機械角で４
５度）だけ上記線素６４Ｃと同じ方向に引き出す線素６
５Ｃと、線素６５Ｃの端部から外周側へ引き出す線素６
５Ｂとにより、構成されている。なお、線素６４Ａ、６
５Ａの間隔及び線素６４Ｂ、６５Ｂの間隔は、ともに間
隔Ｌに設定されている。

【０１１９】また、この実施形態においても、前述した
実施形態と同様に、ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／
２｝^1/2 を満足するように線素６４Ｃ及び線素６５Ｃの
各々の位置が決められている。

【０１２０】引き出し線６４、６５が上記のように構成
されているので、回転する駆動マグネット２２の磁界に
よって線素６４Ａには図３の電流Ｉ１が発生し、線素６
４Ｂには電流Ｉ１に対し１８０度の位相差を有し振幅が
等しい電流Ｉ２が発生する。即ち、引き出し線素６４
Ａ、６４Ｂの各々で駆動マグネット２２の磁界の影響に
よって発生する不要な電流は相殺され、不要な電流の合
成波形は、図３の横軸（時間軸）に重なった波形Ｉ５と
なる。

【０１２１】同様に、回転する駆動マグネット２２の磁
界によって線素６５Ａには図３の電流Ｉ３が発生し、線
素６５Ｂには電流Ｉ３に対し１８０度の位相差を有し振
幅が等しい電流Ｉ４が発生する。即ち、引き出し線素６
５Ａ、６５Ｂの各々で駆動マグネット２２の磁界の影響
によって発生する不要な電流は相殺され、不要な電流の
合成波形は、図３の横軸（時間軸）に重なった波形Ｉ５
となる。

【０１２２】このようにＦＧパターン６１の引き出し線
６４、６５の各々に発生する不要な電流は相殺されるの
で、図４に示すように不要信号を含まない周波数信号を
得ることができる。

【０１２３】なお、上記実施形態では、周波数発電機の
一例として、光偏向器に設けられた周波数信号の発電に
係る機構について説明したが、上記のような光偏向器に
限らず、回転体の回転数に応じた周波数信号を発電する
さまざまな周波数信号に対して本発明は適用可能であ
り、上記実施形態と同様に不要信号を含まない周波数信
号を得ることができる。

【０１２４】また、上記実施形態の光偏向器では、ロー
タ１６側に駆動マグネット２２とＦＧマグネット６０と
を設け、ステータ１０側にコアレスコイル２０とＦＧパ
ターン６１とを設けた例を説明したが、これらの配置に
ついては、駆動マグネット２２とコアレスコイル２０と
が対向し且つＦＧマグネット６０とＦＧパターン６１と
が対向していれば良く、ステータ１０側に駆動マグネッ
ト２２とＦＧマグネット６０とを設けロータ１６側にコ
アレスコイル２０とＦＧパターン６１とを設けた光偏向
器についても、本発明は適用可能であり、上記同様の効
果を得ることができる。

【０１２５】また、上記実施形態では、１本の引き出し
線における内周側と外周側での２つの線素（例えば、線
素６２Ａ、６２Ｂ）のずらし角度を、円周方向に沿って
駆動マグネット２２の奇数極分（４５度又は１３５度）
に設定し且つ上記２つの線素を駆動マグネット２２の径
方向略中間位置にて接続した構成例を示したが、所望の
精度の周波数信号が得られる範囲内で、内周側の線素と
外周側の線素とのずらし角度及び２つの線素の接続位置
を調整しても良い。

【０１２６】また、引き出し線は図１および図２に示す
ように略直線的な形状とする（即ち、複数の線分で構成
する）ことに限定されるものではなく、回路基板上に設
置されるコイルやホール素子等の配置に応じて、所望の
精度の周波数信号が得られる範囲内で変形しても良い。

【０１２７】また、上記実施形態では、固定軸１４の外
側で動圧空気軸受により軸支された円筒型の回転軸４０
が回転する構造のスリーブ回転型の光偏向器８０に本発
明を適用した例を説明したが、円筒型の固定軸の内側で
軸が回転する構造のシャフト回転型の光偏向器にも本発
明は適用可能である。

【０１２８】また、上記実施形態では、回転駆動用の磁
界を形成する駆動マグネット２２と周波数発電用の磁界
を形成するＦＧマグネット６０とを別体で構成した例を
示したが、これらは一体で構成しても良い。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の周波数発
電機及び光偏向器によれば、周波数信号を取り出すため
の引き出し線を構成する第１の引き出し部と第２の引き
出し部とでそれぞれ発生する不要な電流は相殺すること
となるので、周波数発電パターンに発生する交流電流に
不要な電流が重畳してしまうことを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態のＦＧパターンの引き出し線の構
成例を示す上面図である。

【図２】 ＦＧパターンの引き出し線の別の構成例を示
す上面図である。

【図３】 駆動マグネットの磁界の影響によって図１、
図２の引き出し線に発生する不要な電流波形を示すグラ
フである。

【図４】 光偏向器で発電されるＦＧ出力信号の波形を
示すグラフである。

【図５】 光偏向器の構造を説明するための縦断面図で
ある。

【図６】 光偏向器を含んで構成された画像記録装置の
概略構成図である。

【図７】 図５の光偏向器のＦＧパターン周辺を示す上
面図である。

【図８】 従来の光偏向器のＦＧパターン周辺を示す上
面図である。

【図９】 駆動マグネットの磁界の影響によって図８の
引き出し線に発生する不要な電流波形を示すグラフであ
る。

【図１０】 図８の光偏向器で発電されるＦＧ出力信号
の波形を示すグラフである。

【図１１】 駆動磁石と線素との位置関係を説明する説
明図である。

【符号の説明】

１２ ハウジング（基台） １４ 固定軸 ２０ コアレスコイル（コイル） ２２ 駆動マグネット ４８ 回転多面鏡 ６０ ＦＧマグネット ６１ 周波数発電パターン ６２、６３、６４、６５ 引き出し線 ６２Ａ、６３Ａ、６４Ａ、６５Ａ 線素 ６２Ｂ、６３Ｂ、６４Ｂ、６５Ｂ 線素

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定された基台に立設された円柱状又は
   円筒状の固定軸と、 前記固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転
   軸と、 前記回転軸の外周面に固着された回転体と、 前記固定軸の軸心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ
   極とが交互に配置され且つ前記回転体又は前記基台に固
   着され、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁界形
   成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設けら
   れ周波数発電用の磁界を形成する周波数発電用磁界形成
   部と、を含んで構成された磁石と、 前記基台又は前記回転体における前記回転駆動用磁界形
   成部に対向する位置に設けられた回転駆動用のコイル
   と、 前記基台又は前記回転体における前記周波数発電用磁界
   形成部に対向する位置に設けられた周波数発電パターン
   と、 前記周波数発電パターンから周波数信号を前記コイルよ
   りも外周側へ取り出すための２本の引き出し線と、 を有する周波数発電機であって、 前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動用磁界形
   成部の異なる磁極に対向するよう配置された第１の引き
   出し部と第２の引き出し部とを含んで構成され、 前記回転駆動用磁界形成部の磁界によって前記第１の引
   き出し部に発生する電流と前記第２の引き出し部に発生
   する電流とが相殺するように、該第１の引き出し部及び
   第２の引き出し部が配置されている、 ことを特徴とする周波数発電機。
2. 【請求項２】 固定された基台に立設された円柱状又は
   円筒状の固定軸と、 前記固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転
   軸と、 前記回転軸の外周面に固着された回転体と、 前記固定軸の軸心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ
   極とが交互に配置され且つ前記回転体又は前記基台に固
   着され、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁界形
   成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設けら
   れ周波数発電用の磁界を形成する周波数発電用磁界形成
   部と、を含んで構成された磁石と、 前記基台又は前記回転体における前記回転駆動用磁界形
   成部に対向する位置に設けられた回転駆動用のコイル
   と、 前記基台又は前記回転体における前記周波数発電用磁界
   形成部に対向する位置に設けられた周波数発電パターン
   と、 前記周波数発電パターンから周波数信号を前記コイルよ
   りも外周側へ取り出すための２本の引き出し線と、 を有する周波数発電機であって、 前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動用磁界形
   成部の異なる磁極に対向するよう配置された第１の引き
   出し部と第２の引き出し部とを含んで構成され、 前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部は、何れ
   か一方が何れか他方の半径方向外側に配置されており、 前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部のうちの
   半径方向内側に配置されている方の半径方向長さが
   Ｌ₁ 、半径方向外側に配置されている方の半径方向長さ
   がＬ₂ であるときに、 前記第１の引き出し部と前記第２の引き出し部との前記
   回転体の回転方向に沿った位相差が前記回転駆動用磁界
   形成部の磁極に対して電気角で１８０°×ｍ（ｍ＝１、
   ３、５・・・）であり、 Ｌ₁ ＞Ｌ₂ である、 ことを特徴とする周波数発電機。
3. 【請求項３】 前記第１の引き出し部と前記第２の引出
   し部との位相の切替え位置は、前記回転駆動用磁界形成
   部との相対的な回転移動によって前記第１の引き出し部
   に発生する逆起電圧をｅ₁ 、前記回転駆動用磁界形成部
   との相対的な回転移動によって前記第２の引き出し部に
   発生する逆起電圧をｅ₂ としたときに、ｅ₁ ＝ｅ₂ とな
   る位置である、 ことを特徴とする請求項２に記載の周波数発電機。
4. 【請求項４】 前記回転体の回転中心から前記第１の引
   き出し部及び前記第２の引出し部のうちの半径方向内側
   に配置されている方の前記磁石の内周端と対向する点ま
   での半径方向距離をｒ_in、 前記回転体の回転中心から前記第１の引き出し部及び前
   記第２の引出し部のうちの半径方向外側に配置されてい
   る方の前記磁石の外周端と対向する点までの半径方向距
   離をｒ_out 、 前記回転体の回転中心から前記第１の引き出し部と前記
   第２の引き出し部との位相切替わり位置までの半径方向
   距離をｒ_p としたときに、 ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝^1/2 である、 ことを特徴とする請求項２に記載の周波数発電機。
5. 【請求項５】 固定された基台に立設された円柱状又は
   円筒状の固定軸と、 前記固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転
   軸と、 光を反射する複数の反射面が外周に形成され、前記回転
   軸の外周面に固着された回転多面鏡と、 前記固定軸の軸心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ
   極とが交互に配置され且つ前記回転多面鏡又は前記基台
   に固着され、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁
   界形成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設
   けられ周波数発電用の磁界を形成する周波数発電用磁界
   形成部と、を含んで構成された磁石と、 前記基台又は前記回転多面鏡における前記回転駆動用磁
   界形成部に対向する位置に設けられた回転駆動用のコイ
   ルと、 前記基台又は前記回転多面鏡における前記周波数発電用
   磁界形成部に対向する位置に設けられた周波数発電パタ
   ーンと、 前記周波数発電パターンから周波数信号を前記コイルよ
   りも外周側へ取り出すための２本の引き出し線と、 を有する光偏向器であって、 前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動用磁界形
   成部の異なる磁極に対向するよう配置された第１の引き
   出し部と第２の引き出し部とを含んで構成され、 前記回転駆動用磁界形成部の磁界によって前記第１の引
   き出し部に発生する電流と前記第２の引き出し部に発生
   する電流とが相殺するように、該第１の引き出し部及び
   第２の引き出し部が配置されている、 ことを特徴とする光偏向器。
6. 【請求項６】 固定された基台に立設された円柱状又は
   円筒状の固定軸と、 前記固定軸の外側又は内側で回転可能に設けられた回転
   軸と、 光を反射する複数の反射面が外周に形成され、前記回転
   軸の外周面に固着された回転多面鏡と、 前記固定軸の軸心を中心とする同心円に沿ってＮ極とＳ
   極とが交互に配置され且つ前記回転多面鏡又は前記基台
   に固着され、回転駆動用の磁界を形成する回転駆動用磁
   界形成部と、該回転駆動用磁界形成部よりも内周側に設
   けられ周波数発電用の磁界を形成する周波数発電用磁界
   形成部と、を含んで構成された磁石と、 前記基台又は前記回転多面鏡における前記回転駆動用磁
   界形成部に対向する位置に設けられた回転駆動用のコイ
   ルと、 前記基台又は前記回転多面鏡における前記周波数発電用
   磁界形成部に対向する位置に設けられた周波数発電パタ
   ーンと、 前記周波数発電パターンから周波数信号を前記コイルよ
   りも外周側へ取り出すための２本の引き出し線と、 を有する光偏向器であって、 前記２本の引き出し線の各々は、前記回転駆動用磁界形
   成部の異なる磁極に対向するよう配置された第１の引き
   出し部と第２の引き出し部とを含んで構成され、 前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部は、何れ
   か一方が何れか他方の半径方向外側に配置されており、 前記第１の引き出し部及び前記第２の引出し部のうちの
   半径方向内側に配置されている方の半径方向長さが
   Ｌ₁ 、半径方向外側に配置されている方の半径方向長さ
   がＬ₂ であるときに、 前記第１の引き出し部と前記第２の引き出し部との前記
   回転体の回転方向に沿った位相差が前記回転駆動用磁界
   形成部の磁極に対して電気角で１８０°×ｍ（ｍ＝１、
   ３、５・・・）であり、 Ｌ₁ ＞Ｌ₂ である、 ことを特徴とする光偏向器。
7. 【請求項７】 前記第１の引き出し部と前記第２の引出
   し部との位相の切替え位置は、前記回転駆動用磁界形成
   部との相対的な回転移動によって前記第１の引き出し部
   に発生する逆起電圧をｅ₁ 、前記回転駆動用磁界形成部
   との相対的な回転移動によって前記第２の引き出し部に
   発生する逆起電圧をｅ₂ としたときに、ｅ₁ ＝ｅ₂ とな
   る位置である、 ことを特徴とする請求項６に記載の光偏向器。
8. 【請求項８】 前記回転体の回転中心から前記第１の引
   き出し部及び前記第２の引出し部のうちの半径方向内側
   に配置されている方の前記磁石の内周端と対向する点ま
   での半径方向距離をｒ_in、 前記回転体の回転中心から前記第１の引き出し部及び前
   記第２の引出し部のうちの半径方向外側に配置されてい
   る方の前記磁石の外周端と対向する点までの半径方向距
   離をｒ_out 、 前記回転体の回転中心から前記第１の引き出し部と前記
   第２の引き出し部との位相切替わり位置までの半径方向
   距離をｒ_p としたときに、 ｒ_p ＝｛（ｒ_in ² ＋ｒ_out ² ）／２｝^1/2 である、 ことを特徴とする請求項６に記載の光偏向器。