JPH11326812A - 回転多面鏡モータ、及び光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡の歪みを回避し、入射光を正確に
反射することのできる回転多面鏡モータを提供するこ
と。 【解決手段】 回転多面鏡モータ１において、ロータ
２０に、スラスト方向に配設されロータマグネット２１
を支持するマグネット支持部２２ｂと、ラジアル方向に
配設されマグネット支持部２２ｂに連設されて該マグネ
ット支持部２２ｂを支持する主支持部２２ｆと、主支持
部２２ｆの上方において回転多面鏡４０を支持するミラ
ー支持部２２ｃを備る。主支持部２２ｆとミラー支持部
２２ｃとの間には空隙２２ｄを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転多面鏡モータ
及び光偏向装置に関し、更に詳細には、回転多面鏡が変
形せず、入射光を正確な位置で反射することのできる回
転多面鏡モータ、及び光偏向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザービームプリンタ等に
適用される光偏向装置おいては、図３に示すような小型
の回転多面鏡モータが使用される。この従来技術の回転
多面鏡モータは、ステータコイル１１３を備えたステー
タ１１０と、ステータコイル１１３に付勢されるロータ
マグネット１２１を備えたロータ１２０と、ロータ１２
０に支持されロータ１２０とともに回転する回転多面鏡
１４０と、を具備している。この回転多面鏡モータは、
ロータ１２０が円筒状のマグネット支持部１２２とこの
マグネット支持部１２２の天面開口部を覆う蓋部１２３
とを備えており、マグネット支持部１２２の内周面にロ
ータマグネット１２１が配設されステータ１１０のステ
ータコイル１１３と対向する、ラジアルギャップタイプ
のモータである。回転多面鏡１４０は、図示しない押さ
えばね等により押圧されて、またはねじ留め等により、
ロータ１２０の蓋部１２３に上方から固定されている。
そしてこの回転多面鏡１４０がロータ１２０とともに数
万回転／分の割合で高速回転して入射光を各面で順番に
反射する。

【０００３】さて、このような、回転多面鏡モータで
は、回転多面鏡１４０により入射光を正確な位置へ所定
の光路長で射出することが必要であり、例えば、レーザ
ービームプリンタにおいては、回転多面鏡１４０の鏡面
は十分の一ミクロン単位の精度で精巧に加工されてい
る。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】しかし、上述のような従来技術の回転多面
鏡モータにおいては、ロータ１２０はアルミニウムや鉄
等から形成されており、高速回転時に遠心力によりマグ
ネット支持部１２２が上方（図中矢印Ａ方向）に持ち上
がって変形し、回転多面鏡１４０を押圧して歪めてしま
う場合がある。また、マグネット支持部１２２が空気と
の摩擦により発熱し、更に、アウターロータタイプのモ
ータにおいてはステータコイル１１３に発生する熱が伝
わって、温度が上昇して熱膨張により広がり回転多面鏡
１４０を歪めたり、この熱により直接回転多面鏡１４０
が歪んでしまう場合もある。尚、温度の上昇は、ロータ
１２０の回転数等にもよるが、１２、３°Ｃ〜４０°Ｃ
位であることが知られている。

【０００５】上述のように回転多面鏡１４０が歪むと、
回転多面鏡１４０において入射光を反射する位置や反射
角度が変わってしまい、反射先位置や光路長が変化して
しまう。そして、反射光を受ける側の装置において、回
転多面鏡１４０へ向けて射出した光を正確に反映した位
置やタイミングで反射光が受光されず、例えばレーザー
ビームプリンタにおいては色ずれによる画像不良等が発
生する。

【０００６】本発明は、上述のような課題を解決するた
めになされたもので、回転多面鏡が歪むことがなく、入
射光を正確に反射することのできる回転多面鏡モータ、
及び光偏向装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転多面鏡
モータは、ロータのロータマグネットとステータのステ
ータコイルとが前記ロータのラジアル方向に離間して対
向し、回転多面鏡を回転させるラジアルギャップタイプ
の回転多面鏡モータであって、前記ロータは、該ロータ
の略スラスト方向に配設され前記ロータマグネットを支
持するマグネット支持部と、該ロータの略ラジアル方向
に配設され前記マグネット支持部に連設されて該マグネ
ット支持部を支持する主支持部とを備え、前記回転多面
鏡は、前記主支持部との間に空隙をおいて前記ロータに
支持される。

【０００８】この回転多面鏡モータにおいては、主支持
部と回転多面鏡との間に空隙が設けられているので、ロ
ータの回転時に主支持部や主支持部より下方において発
生する熱及び遠心力によりマグネット支持部が上方に持
ち上がってマグネット支持部や主支持部が変形しても、
回転多面鏡を押圧し難く、回転多面鏡の歪みが生じにく
い。従って、回転多面鏡により入射光を正確に反射する
ことが可能である。また、主支持部と回転多面鏡の間の
空隙によって、ロータの回転時に主支持部や主支持部よ
り下方において発生する熱が回転多面鏡へ伝導されにく
く、熱による回転多面鏡の歪みが生じにくい。また、熱
がほぼ一様に伝導されるので、この点からも回転多面鏡
の歪みが生じ難く、回転多面鏡により入射光を正確に反
射することが可能である。

【０００９】本発明の回転多面鏡モータは、前記ロータ
マグネットが前記マグネット支持部の内周面に配設され
ているものとすることができる。このようなアウターロ
ータタイプの回転多面鏡モータは、ステータコイルから
の熱が主支持部に伝導され易く、回転多面鏡の歪みが生
じやすいため、本発明が特に有用である。

【００１０】また、本発明の回転多面鏡モータは、前記
ロータが、前記マグネット支持部の上方において前記ロ
ータのラジアル方向に配設され前記回転多面鏡を支持す
るミラー支持部を備え、該ミラー支持部と前記マグネッ
ト支持部との間に前記空隙が設けられているものとする
ことができる。この場合、前記空隙は、前記マグネット
支持部と前記ミラー支持部とを連設した状態で一体に成
形した従来の成形体において前記マグネット支持部と前
記ミラー支持部との連設部を切削して形成することがで
き、従来技術に用いられている部材を有効に利用して容
易に生産することが可能である。

【００１１】本発明に係る光偏向装置では、本発明の回
転多面鏡モータを備えることにより、回転多面鏡の歪み
を回避し、回転多面鏡により入射光を正確に反射して偏
向することが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明の回転多面鏡モータの一実施形態を示す軸線方向断面
図である。

【００１３】本実施形態の回転多面鏡モータは、図１に
示すように、ステータ１０、ロータ２０、及び、ロータ
２０に固定されロータ２０とともに回転する回転多面鏡
４０を備えている。ステータ１０は固定軸１１を備えて
おり、ロータ２０は、軸受け装置３０により、固定軸１
１に対して回転可能に支持されている。

【００１４】ステータ１０は固定台１２を有し、この固
定台１２の中心には中心孔が穿設されている。そして、
円柱状の固定軸１１が、この中心孔に一端を圧入され
て、固定台１２に立設されている。また固定台１２の外
周縁部には鉄心に巻線を巻いたステータコイル１３，１
３（以下ステータコイル１３）が取り付けられている。

【００１５】ロータ２０は、ステータコイル１３により
付勢されるロータマグネット２１，２１（以下ロータマ
グネット２１）と、このロータマグネット２１を支持す
る支持部材２２とを備えている。この支持部材２２は、
円筒部２２ａと、円筒部２２ａの外周面からロータ２０
のラジアル方向に一様の距離で延設された主支持部２２
ｆと、この主支持部２２ｆの縁部から下方（固定台１２
方）に向けて連設されたマグネット支持部２２ｂとを備
えている。マグネット支持部２２ｂは、円筒形状であっ
て、一方の周端が主支持部２２ｆと連設されている。そ
して他方の周端近傍の内周面に、ロータマグネット２１
がステータコイル１３と対向可能に固着されている。

【００１６】また、支持部材２２は、主支持部２２ｆの
上方において円筒部２２ａの外周面からラジアル方向に
延設されたミラー支持部２２ｃを有しており、このミラ
ー支持部２２ｃの上に回転多面鏡４０が支持されてい
る。このミラー支持部２２ｃは、主支持部２２ｆとの間
に空隙２２ｄをおいて配設されている。このミラー支持
部２２と主支持部２２ｆとは、連設した状態で一体に成
形された後に、ミラー支持部２２ｃと主支持部２２ｆと
の連設部を切削して空隙２２ｄを形成してなっている。

【００１７】尚、この空隙２２ｄは、ステータコイル１
３の上方を含むように配設されているのが、ステータコ
イルからの熱伝導を効果的に回避するためには好まし
く、本実施形態においては、空隙２２ｄは、ステータコ
イル１３の上方ほぼ全体を覆う深さまで設けられてい
る。

【００１８】加えて、支持部材２２の円筒部２２ａに
は、外周面に段部２２ｅが形成されており、円筒部２２
ａの段部２２ｅより上方は、外周面が上端に近くなるに
従い外方へわずかに傾く逆テーパ形状となっている。そ
して円筒部２２ａの上端側から押さえばね４１と円筒状
の押さえリング４２とが装着されている。押さえリング
４２は、内周側が、円筒部２２ａの外周面側と対応し
て、上端に近くなるに従い外方へわずかに傾く形状とな
っており、弾性変形により円筒部２２ａの外周にはめ込
まれ固定されており、この押さえリング４２によって押
さえばね４１が段部２２ｅに当接支持されている。

【００１９】軸受け装置３０は、ラジアル軸受けＲとス
ラスト軸受けＴとよりなっている。ラジアル軸受けＲ
は、ステータ１０の固定軸１１に同軸状に固着された円
筒状の内筒部材３１と、支持部材２２の円筒部２２ａに
挿入固定された円筒状の外筒部材３４と、図示しないエ
ア動圧発生手段とを含む。そして、外筒部材３４に内筒
部材３１が挿入されており、ステータコイル１３により
ロータマグネット２１が付勢されて支持部材２２が固定
軸１１を中心に回転すると、この回転により内筒部材３
１と外筒部材３４との間にエア動圧が発生し、支持部材
２２が固定軸１１に対してラジアル方向に支持されるよ
うになっている。

【００２０】尚、エア動圧発生手段としては、内筒部材
３１の外周面又は外筒部材３４の内周面に溝を設けた
り、内筒部材３１の外周面又は外筒部材３４の内周面を
ラジアル方向断面非真円形としたり、内筒部材３１の外
周面又は外筒部材３４の内周面にセグメントを配設する
等、従来公知の手段を特に制限なく用いることができ
る。

【００２１】スラスト軸受けＴは、固定軸１１に同軸状
に固着されたリング状の磁石３２とこの磁石３２の天面
及び底面に面接するように固着されたポールピース３
３，３３（以下ポールピース３３）、及び支持部材２２
の円筒部２２ａに内挿固定された略円筒状のリターンヨ
ーク３５とを含む。磁石３２は、その磁極方向がロータ
２０のスラスト方向となっており、ポールピース３３
は、磁性を有するステンレス等の強磁性体材料よりなっ
ており、磁石３２の各極側それぞれにおいて磁束を集中
させるようになっている。

【００２２】リターンヨーク３５には、その上端部及び
下端部からラジアル方向内方に張り出した張出部３５
ａ，３５ａ（以下張出部３５ａ）が形成されており、磁
石３２からの磁束が一方のポールピース３３で集中され
リターンヨーク３５の一方の張出部３５ａから入り他方
の張出部３５ａから出て、他方のポールピース３３を介
して磁石３２に入る磁気回路が形成され、ポールピース
３３とリターンヨーク３５の張出部３５ａとの間に生じ
る吸引力により、ポールピース３３と張出部３５ａとが
対向した状態で支持部材２２が固定軸１１に対してスラ
スト方向に支持されるようになっている。

【００２３】回転多面鏡４０は、複数の鏡面が外周面に
形成された平面視正多角形、例えば正六角形の多面鏡で
ある。そしてこの回転多面鏡４０は、押さえばね４１に
よりミラー支持部２２ｃ方に押圧されてミラー支持部２
２ｃの上方に固定支持されており、ロータ２０とともに
回転するようになっている。

【００２４】上述のような構成の本実施形態では、主支
持部２２ｆとミラー支持部２２ｃとの間に空隙２２ｄが
設けられているので、ロータ２０の回転時に空気との摩
擦やステータコイル１３により発生する熱が回転多面鏡
４０へ伝導されにくく、熱による回転多面鏡４０の歪み
が生じにくい。また、熱は主支持部２２ｆから空隙２２
ｄや円筒部２２ａを介して回転多面鏡４０にほぼ一様に
伝導されるので、この点からも回転多面鏡４０の歪みが
生じにくい。本実施形態では、主支持部２２ｆとミラー
支持部２２ｃとの間に空隙２２ｄが設けられているの
で、上述のような熱や遠心力によりマグネット支持部２
２ｂが上方に持ち上がっても、主支持部２２ｆとマグネ
ット支持部２２ｂとの連設部がミラー支持部２２ｃに当
接しにくく、回転多面鏡４０の歪みが生じにくい。

【００２５】本実施形態では、回転多面鏡４０をミラー
支持部２２ｃにより支持し、主支持部２２ｆとミラー支
持部２２ｃとの間に空隙２２ｄを設けているので、従来
技術において用いられているマグネット支持部材にすり
割りを入れるという簡単な加工工程を加えるだけで、従
来技術に用いられている製造装置や型等の部材を有効に
利用して容易に生産することができる。

【００２６】本実施形態では、磁石３２による磁束がポ
ールピース３３と張出部３５ａとの間に集中し、ポール
ピース３３と張出部３５ａとの間に従来より大きな吸引
力が発生するので、ロータ２０の支持部材２２をステー
タ１０の固定軸１１に対してスラスト方向に大きな剛性
で支持することができる。本実施形態では、スラスト軸
受けＴのステータ１０側の部材とロータ２０側の部材と
の近接部位が、加工が容易で低コストで精密に加工可能
な強磁性体材料により形成されるポールピース３３及び
リターンヨーク３５となっているので、精密な加工形成
により、ポールピース３３とリターンヨーク３５との近
接部位の距離を正確に設定でき、ラジアル方向の偏りを
回避し、ラジアル方向の偏りを原因とする部材の磨耗を
防ぐことが可能である。また、精密な加工によりこの近
接距離を小さく設定できるので、この点からも、ポール
ピース３３とリターンヨーク３５との間に従来より大き
な吸引力を発生させ、ロータ２０の支持部材２２をステ
ータ１０の固定軸１１に対してスラスト方向に大きな剛
性で支持することができる。

【００２７】本実施形態では、円筒部２２ａの段部２２
ｅより上方の外周面側と押さえリング４２の内周側と
が、上端に近くなるに従い外方へわずかに傾く形状とな
っており、押さえリング４２を、弾性変形により円筒部
２２ａの外周にはめ込むだけで押さえばね４１により回
転多面鏡４０を確実にミラー支持部２２ｃへ均一な押圧
力により押圧し固定することができる。

【００２８】図２は、本発明の光偏向装置の一実施形態
としてのレーザープリンタを示す要部概略構成図であ
る。この図２に示されるように、本実施形態は、図１に
示す回転多面鏡モータ１と、結像レンズ２，３、反射ミ
ラー４、レーザー光源ＲＳ、及び感光ドラムＤＭを備え
ており、レーザー光源ＲＳからのレーザー光Ｒを回転多
面鏡モータ１の回転多面鏡４０で反射してラジアル方向
に走査し、結像レンズ２，３により焦点を調整しつつ反
射ミラー４に反射させて、感光ドラムＤＭにこの感光ド
ラムＤＭの軸線方向に走査しつつ照射する。そして、レ
ーザープリンタにおいては、レーザー光Ｒの照射により
感光ドラムＤＭに静電潜像が形成され、この潜像に図示
しない現像装置によりトナーが付着され、転写装置によ
りトナー像が紙等の転写シートに転写され、更に定着装
置により溶融・定着されて一画像の形成が終了する。

【００２９】本実施形態では、回転多面鏡モータ１の回
転多面鏡４０が変形し難いので、レーザー光源ＲＳから
のレーザー光Ｒを正確に偏向して感光ドラムＤＭに入射
させることができる。そして、レーザー光源ＲＳからの
レーザー光Ｒに正確に反映した画像を形成させることが
でき、特に多色画像を形成する場合に色ずれを回避する
ことが可能となる。

【００３０】尚、本発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおい
て適宜変更が可能である。例えば、上述の実施形態で
は、ロータ２０の支持部材２２にミラー支持部２２ｃを
備え、回転多面鏡４０はこのミラー支持部２２ｃに支持
されているが、ミラー支持部２２ｃを設けず回転多面鏡
４０を直接円筒部２２ａに固着し、回転多面鏡４０とマ
グネット支持部２２ｂとの間に空隙２２ｄを設けてもよ
い。また、上述の実施形態では、空隙２２ｄは、主支持
部２２ｆとミラー支持部２２ｃとを連設した状態で一体
に成形した成形体において、主支持部２２ｆとミラー支
持部２２ｃとの連設部を切削して設けているが、空隙２
２ｄを成形するための空隙成形部を有する型を用いて、
主支持部２２ｆ、ミラー支持部２２ｃ及び空隙２２ｄを
型抜きにより設けることもできる。

【００３１】尚、この空隙２２ｄの厚み（スラスト方向
の長さ）ｄは、ロータ２０の回転数や材質等、マグネッ
ト支持部２２ｂの歪み易さ、及び、ステータコイル１３
の発熱の度合い等にもよるが、バイトによりすり込みを
入れる程度で、回転多面鏡４０の歪みを十分に回避する
ことができる。

【００３２】上述の実施形態では、ロータマグネット２
１は全て、１つの部材からなるマグネット支持部２２ｂ
に支持されているが、各ロータマグネット２１がそれぞ
れ別体のるマグネット支持部に支持されてもよく、その
場合各マグネット支持部が更にそれぞれ別体の主支持部
２２ｆに支持されていてもよい。それぞれ異なるロータ
マグネット２１を支持するマグネット支持部は、上述の
実施形態のような一体の円筒状のマグネット支持部２２
ｂのようなラジアル方向の規制がないため、遠心力によ
り上に持ち上がり易く、本発明はこのようなマグネット
支持部を備えた回転多面鏡モータや光偏向装置に特に有
用である。

【００３３】上述の実施形態においては本発明の光偏向
装置の実施形態としてレーザープリンタが例示されてい
るが、これに限られるものではなく、複写機、ファクシ
ミリ、このような画像形成装置その他の装置の一部とし
て用いられる光偏向装置とすることもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転多面
鏡モータ、及び光偏向装置によれば、回転多面鏡の歪み
を回避し、入射光を正確に反射することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転多面鏡モータの一実施形態を示す
軸線方向断面図である。

【図２】本発明の光偏向装置の一実施形態を示す要部概
略構成図である。

【図３】従来技術の回転多面鏡モータを示す軸線方向断
面図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡モータ １０ ステータ １１ 固定軸 ２０ ロータ ２１ ロータマグネット ２２ 支持部材 ２２ａ 円筒部 ２２ｂ マグネット支持部 ２２ｃ ミラー支持部 ２２ｄ 空隙 ２２ｅ 段部 ２２ｆ 主支持部 ３０ 軸受け装置 ４０ 回転多面鏡 Ｔ スラスト軸受け Ｒ ラジアル軸受け

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータのロータマグネットとステータ
   のステータコイルとが前記ロータのラジアル方向に離間
   して対向し、回転多面鏡を回転させるラジアルギャップ
   タイプの回転多面鏡モータであって、 前記ロータは、該ロータの略スラスト方向に配設され前
   記ロータマグネットを支持するマグネット支持部と、該
   ロータの略ラジアル方向に配設され前記マグネット支持
   部に連設されて該マグネット支持部を支持する主支持部
   とを備え、 前記回転多面鏡は、前記主支持部との間に空隙をおいて
   前記ロータに支持されることを特徴とする回転多面鏡モ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記ロータマグネットが前記マグネッ
   ト支持部の内周面に配設されていることを特徴とする請
   求項１に記載の回転多面鏡モータ。
3. 【請求項３】 前記ロータは、前記マグネット支持部
   の上方において前記ロータのラジアル方向に配設され前
   記回転多面鏡を支持するミラー支持部を備え、 該ミラー支持部と前記マグネット支持部との間に前記空
   隙が設けられていることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の回転多面鏡モータ。
4. 【請求項４】 前記空隙は、前記マグネット支持部と
   前記ミラー支持部とを連設した状態で一体に成形した成
   形体において前記マグネット支持部と前記ミラー支持部
   との連設部を切削して形成されていることを特徴とする
   請求項３に記載の回転多面鏡モータ。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のうちのいずれ
   か１項に記載の回転多面鏡モータを備えた光偏向装置。