JPS61143714A - Optical deflector - Google Patents

Optical deflector

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JPS61143714A
JPS61143714A JP59265097A JP26509784A JPS61143714A JP S61143714 A JPS61143714 A JP S61143714A JP 59265097 A JP59265097 A JP 59265097A JP 26509784 A JP26509784 A JP 26509784A JP S61143714 A JPS61143714 A JP S61143714A
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JP
Japan
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polygon mirror
radius
optical deflector
rotor
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP59265097A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Iwama
岩間 明彦
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of speed control by providing respectively a light emitting element and photodetector in the position smaller than the radius of the circumscribed circle of a polygon mirror and larger than the radius of the inscribed circle thereof and on both sides of the non-mirror face of the polygon mirror. CONSTITUTION:The light emitting element 13 and photodetector 24 constituting a speed detecting means are respectively provided in the position of the radius r3 to make r2<r3<r1 when the radius of the circumscribed circle of the polygon mirror 35 is designated as r1 and the radius of the inscribed circle thereof as r2 and on both sides of the non-mirror face of the polygon mirror 35. The light emitting element 13 is fixed to the 2nd housing 12 and the photodetector 24 is fixed to a coil substrate 22. the polygon mirror 35 worked precisely is functioned as a shutter and the light from the photodetector 13 for speed detection is turned on and off in order to detecting the rotating speed of the polygon mirror 35 by such constitution. The exact speed detection signal is thereby obtd. from the photodetector 24. The size in the radial direction of the body is reduced and the packaging is made easy.

Description

【発明の詳細な説明】 弦豊光裏 この発明は、レーザプリンタやディジタル複写機、ファ
クシミリ、その他各種のレーザ偏向器を備えた光学的情
報処理装置で使用するのに好適な。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is suitable for use in laser printers, digital copying machines, facsimile machines, and other types of optical information processing devices equipped with laser deflectors.

コアレス扁平ブラシレスモータ方式を採用した超重形の
光偏向器に係り、特に、速度検出手段を構成する発光素
子と受光素子の配列位置を工夫することによって、光偏
向器本体の半径方向の寸法を短縮して実装を容易にする
とともに、ミラーの面振れによる速度検出誤差を少なく
して、正確な速度制御を可能にした光偏向器に関する。
This is a super-heavy optical deflector that uses a coreless flat brushless motor system.In particular, the radial dimension of the optical deflector body has been shortened by devising the arrangement position of the light-emitting element and light-receiving element that make up the speed detection means. The present invention relates to an optical deflector that is easy to implement, reduces speed detection errors due to surface deflection of a mirror, and enables accurate speed control.

従来技術 従来から、レーザプリンタのレーザ偏向器や、ディジタ
ル複写機のレーザ偏向器、ファクシミリのレーザ偏向器
、あるいはPO8端末器のバーコードリーダ等の各種光
学的装置では、読取り用や書込み用のレーザ光を偏向す
るために、ポリゴンミラー(多面鏡)を使用した光偏向
器が用いられている。
Prior Art Conventionally, various optical devices such as laser deflectors for laser printers, laser deflectors for digital copying machines, laser deflectors for facsimile machines, and barcode readers for PO8 terminals use lasers for reading and writing. In order to deflect light, an optical deflector using a polygon mirror (polygon mirror) is used.

一般に、この種の光偏向器に使用されるブラシレスモー
タ方式としては、インナロータ方式、アウタロータ方式
、コアレス扁平方式が知られている。
In general, the inner rotor type, outer rotor type, and coreless flat type are known as brushless motor types used in this type of optical deflector.

これらのブラシレスモータ方式では、そのコスト的な比
較では、コアレス扁平方式くアウタロータ方式くインナ
ロータ方式の順序になっており。
In terms of cost, these brushless motor systems are ranked in the following order: coreless flat type, outer rotor type, and inner rotor type.

コアレス扁平ブラシレスモータ方式が、最も有利である
Coreless flat brushless motor systems are the most advantageous.

その上、このコアレス扁平方式は、コギングが少なくて
、イナーシャが大きいため1例えば4゜000rpm程
度の低速回転では、回転ムラやジッター特性の観点から
も、他の方式より優れている。さらに、その重量も軽く
、また、l!音が低い等の多くの利点を有している。
Furthermore, since this coreless flat type has less cogging and large inertia, it is superior to other types in terms of rotational unevenness and jitter characteristics at low speed rotations of, for example, about 4.000 rpm. Furthermore, its weight is light and l! It has many advantages such as low noise.

第10図(1)と(2)は、従来のコアレス扁平ブラシ
レスモータ方式の光偏向器について、その要部構成の−
・例を示す図で1図(1)は縦断面図、図(2)は平面
図である。図面において、41は第1の筐体で、41a
はその一部に開口された窓部、42は第2の筐体、43
は第1の磁性鉄板、44はコイル基板、45はコアレス
扁平コイル、46は回路基板、47aと47bはロータ
の速度検出素子、51は回転軸、52はフランジ、53
は第2の磁性鉄板、54はリング状ロータ磁石、55は
ポリゴンミラー、56aと56bは軸受部を示す。
Figures 10 (1) and (2) show the main parts of a conventional coreless flat brushless motor type optical deflector.
- Figure 1 (1) is a longitudinal sectional view, and Figure (2) is a plan view. In the drawing, 41 is a first casing, 41a
42 is a second casing; 43 is a window portion opened in a part thereof;
is a first magnetic iron plate, 44 is a coil board, 45 is a coreless flat coil, 46 is a circuit board, 47a and 47b are rotor speed detection elements, 51 is a rotating shaft, 52 is a flange, 53
54 is a ring-shaped rotor magnet, 55 is a polygon mirror, and 56a and 56b are bearing parts.

この第1O図(1)と(2)に示した、従来の光偏向器
の構成は、次のとおりである。
The configuration of the conventional optical deflector shown in FIGS. 1O (1) and (2) is as follows.

まず、固定電機子は、第1の筐体41の内側に。First, the fixed armature is inside the first housing 41.

磁気回路を構成する第1の磁性鉄板43と、コアレス扁
平コイル45が配列されたコイル基板44を固定する。
A first magnetic iron plate 43 constituting a magnetic circuit and a coil substrate 44 on which coreless flat coils 45 are arranged are fixed.

コイル基板44は、いわゆるプリント基板で、特に図示
はしないが、その基板上には、これらの部品を配線する
結線パターンが構成されている。
The coil board 44 is a so-called printed board, and although not particularly shown, a wiring pattern for wiring these components is formed on the board.

そして、固定電機子を構成する第10図(1)のコアレ
ス扁平コイル45と適当な空隙を保って、その軸方向に
対向され、多極に着磁されたリング状ロータ磁石54と
、磁気回路を構成するための第2の磁性鉄板53、さら
に、レーザ偏向用のポリゴンミラー55を、フランジ5
2に一体的に固定し、さらに、フランジ52を回転軸5
1に一体的に固定して、ロータ組立体を構成する。
A ring-shaped rotor magnet 54 which is axially opposed to the coreless flat coil 45 shown in FIG. 10 (1) constituting the stationary armature with an appropriate gap therebetween and is magnetized into multiple poles, and a magnetic circuit. A second magnetic iron plate 53 for configuring the flange 5, and a polygon mirror 55 for laser deflection
2, and furthermore, the flange 52 is fixed to the rotating shaft 5.
1 to form a rotor assembly.

このようにして構成されたロータ組立体の回転軸51に
、それぞれ軸受部56a、56bが軽圧入される。
Bearing portions 56a and 56b are lightly press-fitted into the rotating shaft 51 of the rotor assembly constructed in this way, respectively.

ロータ組立体の軸受部56a、56bは、第1の筐体4
1.第2の筐体42にそれぞれ支持されている。
The bearing parts 56a and 56b of the rotor assembly are connected to the first housing 4.
1. They are each supported by the second casing 42.

したがって、ロータ組立体は、軸受部56a。Therefore, the rotor assembly has a bearing portion 56a.

56bを中心に回転することができる。It can rotate around 56b.

また、ロータの回転速度を制御するために、このロータ
組立体のポリゴンミラー55の外周位置へ、ロータの速
度検出素子47a、47bが取付けられた回路基板46
を配置し、さらに、この回路基板46を第2の筐体42
に固定する。
Further, in order to control the rotational speed of the rotor, a circuit board 46 on which rotor speed detection elements 47a and 47b are attached to the outer peripheral position of the polygon mirror 55 of this rotor assembly.
furthermore, this circuit board 46 is placed in the second casing 42.
Fixed to.

従来のコアレス扁平ブラシレスモータ方式の光偏向器は
、この第10図(1)と(2)に示すように、複数個の
コアレス扁平コイル45を有する固定電機子と、多極に
着磁されたリング状ロータ磁石54および回転軸51と
平行するミラー面が形成されたポリゴンミラー55とを
有するロータと、これらの各部を収納するとともに、ポ
リゴンミラー55のミラー面への光路を形成する窓部4
1aを有する筐体41、とから構成されている。
As shown in FIG. 10 (1) and (2), a conventional coreless flat brushless motor type optical deflector has a fixed armature having a plurality of coreless flat coils 45 and a multi-pole magnetized A rotor having a ring-shaped rotor magnet 54 and a polygon mirror 55 having a mirror surface parallel to the rotation axis 51, and a window portion 4 that accommodates each of these parts and forms an optical path to the mirror surface of the polygon mirror 55.
1a, and a housing 41.

この光偏向器で、第1の筐体41に設けられた窓部41
aは、外部からの光路の一部を形成しており、外部から
のレーザ光をポリゴンミラー55によって偏向するため
に、レーザ光源→ミラー面(反射)の光路によって、レ
ーザ光を目的の方向に偏向させるように作用する。
In this optical deflector, the window portion 41 provided in the first housing 41
A forms a part of the optical path from the outside, and in order to deflect the laser light from the outside by the polygon mirror 55, the laser light is directed in the desired direction by the optical path from the laser light source to the mirror surface (reflection). It acts to deflect.

ところで、ロータを定速回転させるためには、ロータの
回転速度を検出して、目標回転数に対して定速制御を行
うことが必要である。
By the way, in order to rotate the rotor at a constant speed, it is necessary to detect the rotation speed of the rotor and perform constant speed control on the target rotation speed.

そのために、すでに説明したように、ロータの速度検出
手段として1回路基板46上に、ロータの速度検出素子
47aと47bとが配列されている。この速度検出素子
47aはLED等の発光素子、47bはホトトランジス
タ等の受光素子である。
To this end, as described above, rotor speed detection elements 47a and 47b are arranged on one circuit board 46 as rotor speed detection means. The speed detection element 47a is a light emitting element such as an LED, and 47b is a light receiving element such as a phototransistor.

この速度検出手段からの検出信号を用いて、ポリゴンミ
ラー55が固定されたロータの定速制御を行う。
The detection signal from this speed detection means is used to perform constant speed control of the rotor to which the polygon mirror 55 is fixed.

このように、従来のコアレス扁平ブラシレスモータ方式
の光偏向器では、速度検出素子47a。
As described above, in the conventional coreless flat brushless motor type optical deflector, the speed detection element 47a.

47bは、ポリゴンミラー55の外接円の半径よりも大
きい半径位置、すなわちポリゴンミラー55のミラー面
の外周位置に設けられている回路基板46上に配列され
ている。
47b are arranged on the circuit board 46 provided at a radius position larger than the radius of the circumscribed circle of the polygon mirror 55, that is, at a position on the outer periphery of the mirror surface of the polygon mirror 55.

その結果、必然的に、光偏向器本体の半径方向の寸法が
大きくなり、実装位置に制約を受ける。
As a result, the radial dimension of the optical deflector body inevitably increases, and the mounting position is restricted.

また、速度検出のために、ポリゴンミラー55のミラー
面の反射を利用しているので、ロータの偏心等に起因す
るポリゴンミラー55の面振れの影響を大きく受け、速
度検出誤差も多くなる1等の不都合があった。
In addition, since the reflection of the mirror surface of the polygon mirror 55 is used to detect the speed, it is greatly affected by the surface deflection of the polygon mirror 55 caused by eccentricity of the rotor, etc., and the speed detection error increases. There were some inconveniences.

目     的 そこで、この発明の光偏向器では、従来のコアレス膚平
ブラシレスモータ方式の光偏向器におけるこのような不
都合を解決し、精密加工されたポリゴンミラーの多角形
部を利用して速度検出を行うことし;よって、光偏向器
の半径方向の寸法を短縮して小型化し、実装上の制約を
取除くとともに、精密に加工されたポリゴンミラーの利
用により、ロータの偏心に起因するポリゴンミラーの面
振れによって生じる速度検出誤差を、できる限り少なく
して、正確な速度制御が行えるようにすることを目的と
する。
Purpose Therefore, the optical deflector of the present invention solves these inconveniences in the conventional coreless flat brushless motor type optical deflector, and detects speed by using the polygonal part of a precisely machined polygon mirror. Therefore, by shortening the radial dimension of the optical deflector to reduce its size and removing mounting constraints, by using a precisely machined polygon mirror, the polygon mirror due to eccentricity of the rotor can be reduced. It is an object of the present invention to reduce speed detection errors caused by surface runout as much as possible, and to perform accurate speed control.

構   成 そのために、この発明の光偏向器では、複数個のコアレ
ス扁平コイルを有する固定電機子と、多極に着磁された
リング状ロータ磁石および回転軸と平行するミラー面が
形成されたポリゴンミラーとを有するロータと、これら
の各部を収納するとともに、ポリゴンミラーへの光路を
形成する窓部を有する筐体とからなるコアレス扁平ブラ
シレスモータ方式の光偏向器において、ポリゴンミラー
の外接円の半径をrl−内接円の半径をrlとするとき
−rl<r3<rlとなる半径r3の位置で、かつポリ
ゴンミラーの非ミラー面の両側に、速度検出手段を構成
する発光素子と受光素子を、それぞれ配列するようにし
ている。
Structure To achieve this, the optical deflector of the present invention includes a fixed armature having a plurality of coreless flat coils, a ring-shaped rotor magnet magnetized into multiple poles, and a polygon formed with a mirror surface parallel to the rotation axis. In an optical deflector using a coreless flat brushless motor, which consists of a rotor having a mirror, and a casing that houses these parts and has a window that forms an optical path to the polygon mirror, the radius of the circumcircle of the polygon mirror is When rl is the radius of the inscribed circle, a light-emitting element and a light-receiving element constituting the speed detection means are installed at the position of the radius r3, where rl<r3<rl, and on both sides of the non-mirror surface of the polygon mirror. , are arranged respectively.

この発明の光偏向器の原理について、一層具体的にいえ
ば、ロータの回転速度を検出するために、精密に加工さ
れているポリゴンミラーをシャッターとして機能させ、
速度検出用の発光素子からの光をオン・オフすることに
より、受光素子から正確な速度検出信号が得られるよう
にしている。
More specifically, regarding the principle of the optical deflector of this invention, in order to detect the rotational speed of the rotor, a precisely processed polygon mirror is used as a shutter.
By turning on and off the light from the light emitting element for speed detection, an accurate speed detection signal can be obtained from the light receiving element.

また、このような速度検出手段を構成する発光素子と受
光素子としては、速度制御の精度上の必要に応じて、1
個だけに限らず、複数個配列してもよい。
In addition, the light emitting element and light receiving element constituting such a speed detecting means may be one or more depending on the accuracy of speed control.
It is not limited to just one piece, but a plurality of pieces may be arranged.

次に、この発明の光偏向器について1図面を参照しなが
ら、その実施例を詳細に説明する。
Next, an embodiment of the optical deflector of the present invention will be described in detail with reference to one drawing.

第1図は、この発明の光偏向器の一実施例について、そ
の要部構成を示す縦断面図である。図面において、11
は第1の筐体で、llaはその軸受オイルの飛散防止用
ラビリンス機構を構成する機構部分、llbはその一部
に開口された窓部、12は第2の筐体、12aはその軸
受オイルの飛散防止用ラビリンス機構の一部を構成する
機構部分、13は速度検出手段を構成する発光素子、1
4は予圧バネ、21は第1の磁性鉄板、22はコイル基
板、23はコアレス扁平コイル、24は速度検出手段を
構成する受光素子、31は回転軸、32はフランジで、
32aはその軸受オイルの飛散防止用ラビリンス機構の
一部を構成する機構部分、33は第2の磁性鉄板、34
はリング状ロータ磁石、35はポリゴンミラー、36a
と36bは軸受部を示す。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of essential parts of an embodiment of the optical deflector of the present invention. In the drawings, 11
is the first casing, lla is a mechanical part constituting a labyrinth mechanism for preventing the bearing oil from scattering, llb is a window portion opened in a part thereof, 12 is the second casing, and 12a is the bearing oil. 13 is a light emitting element constituting a speed detection means;
4 is a preload spring, 21 is a first magnetic iron plate, 22 is a coil substrate, 23 is a coreless flat coil, 24 is a light receiving element constituting the speed detection means, 31 is a rotating shaft, 32 is a flange,
32a is a mechanical part forming a part of the labyrinth mechanism for preventing scattering of bearing oil; 33 is a second magnetic iron plate; 34
is a ring-shaped rotor magnet, 35 is a polygon mirror, 36a
and 36b indicate the bearing portion.

この第1図に示すように、軽量かつ非磁性材からなる第
1の筐体11には、内部に設けられたポリゴンミラー3
5ヘレーザ光を入射するために、ポリゴンミラー35へ
の光路の一部を形成する窓部11bが設けられている。
As shown in FIG. 1, a first casing 11 made of a lightweight non-magnetic material has a polygon mirror 3 provided therein.
A window portion 11b forming a part of the optical path to the polygon mirror 35 is provided to allow the laser beam to enter the polygon mirror 35.

なお、軸受オイルやグリス等が飛散しないように、第1
の筐体11の、軸受部36aが取付けられる部分には、
軸受オイルの飛散防止用ラビリンス機構を構成する機構
部分11aが設けられて、軸受オイル・グリスの飛散を
防止する。同様に、第2の筐体12の軸受部36bが取
付けられる部分には、軸受オイルの飛散防止用ラビリン
ス機構の一部を構成する機構部分12aが設けられて、
フランジ32の機構部分32aととにも、軸受オイル・
グリスの飛散を防止するためのラビリンス機構を構成す
る。
In addition, to prevent bearing oil, grease, etc. from scattering,
The part of the housing 11 where the bearing part 36a is attached is
A mechanical portion 11a constituting a labyrinth mechanism for preventing scattering of bearing oil is provided to prevent scattering of bearing oil and grease. Similarly, a mechanism portion 12a that constitutes a part of a labyrinth mechanism for preventing scattering of bearing oil is provided in a portion of the second housing 12 where the bearing portion 36b is attached.
The mechanical part 32a of the flange 32 is also filled with bearing oil.
Constructs a labyrinth mechanism to prevent grease from scattering.

まず、固定電機子の構成について説明する。なお、固定
電機子を構成する部材には、21〜24の20番台の符
号が付けられている。
First, the configuration of the fixed armature will be explained. Note that the members constituting the fixed armature are numbered in the 20s from 21 to 24.

第1の筐体Ifの内部に、磁気回路を構成するための第
1の磁性鉄Fi21と、コイル基板22とを固定し、こ
のコイル基板22には、コアレス扁平コイル23、速度
検出用の受光素子24、および必要な回路部品群を配列
固定する。このようにして、固定電機子が構成される。
A first magnetic iron Fi21 for configuring a magnetic circuit and a coil board 22 are fixed inside the first casing If, and the coil board 22 includes a coreless flat coil 23 and a light-receiving light-receiving coil for speed detection. The element 24 and a group of necessary circuit components are arranged and fixed. In this way, the fixed armature is constructed.

次の第2図(1)と(2)は、第1図に示したこの発明
の光偏向器のコイル基@22の詳細な構成を示す構造図
で1図(1)は平面図、図(2)は縦断面図である。図
面における符号は第1図と同様であり、また、22a〜
22fはコイル基板22の取付は穴、24aは受光素子
24に近接して配列されたスリット板、25a〜25c
はロータ位置検出素子を示し、IC1とIC2はアイシ
一部品、R1−R3は抵抗器、Cはコンデンサを示す。
The following Figures 2 (1) and (2) are structural diagrams showing the detailed structure of the coil base @22 of the optical deflector of the present invention shown in Figure 1, and Figure 1 (1) is a plan view and a diagram. (2) is a longitudinal cross-sectional view. Reference numerals in the drawings are the same as in FIG. 1, and 22a to 22a-
22f is a hole for mounting the coil board 22, 24a is a slit plate arranged close to the light receiving element 24, 25a to 25c
indicates a rotor position detection element, IC1 and IC2 are integrated parts, R1-R3 are resistors, and C is a capacitor.

コイル基板22は、いわゆるプリント基板で、その基板
上には、これらの部品を配線する結線パターンが構成さ
れている。
The coil board 22 is a so-called printed circuit board, and a wiring pattern for wiring these components is formed on the board.

また、速度検出用の受光素子24とスリット板24aは
、このコイル基板22上の径r3の位置に配列される。
Further, the light receiving element 24 for speed detection and the slit plate 24a are arranged on the coil substrate 22 at a position with a diameter r3.

第3図は、速度検出用の受光素子24の近傍に設けられ
るスリット板の他の一例を示す平面略図である0図面に
おける符号は第2図と同様であり、また、24bはスリ
ット板を示す。
FIG. 3 is a schematic plan view showing another example of a slit plate provided near the light-receiving element 24 for speed detection. Reference numerals in the drawing are the same as in FIG. 2, and 24b indicates a slit plate. .

この第3図では、スリット板24bのスリット方向は、
第2図のスリット板24aのスリット方向と直角の方向
に設けられている。すなわち、第2図のスリット方向が
円周方向であるのに対して、この第31図のスリット方
向は、半径方向である。
In this FIG. 3, the slit direction of the slit plate 24b is
It is provided in a direction perpendicular to the slit direction of the slit plate 24a in FIG. That is, while the slit direction in FIG. 2 is the circumferential direction, the slit direction in FIG. 31 is the radial direction.

このように、速度検出用の受光素子24の近傍に設けら
れるスリット板24a、24bのスリット方向は、第2
図(1)と(2)のように円周方向でもよく、また、第
3図のように半径方向でもよい。
In this way, the slit directions of the slit plates 24a and 24b provided near the light receiving element 24 for speed detection are
It may be in the circumferential direction as shown in FIGS. (1) and (2), or it may be in the radial direction as shown in FIG.

次に、ロータ組立体について述べる。ロータ組立体を構
成する部材には、31〜35の30番台の符号が付けら
れている。
Next, the rotor assembly will be described. The members constituting the rotor assembly are numbered in the 30s from 31 to 35.

第4図(1)と(2)は、第1図に示したこの発明の光
偏向器のロータ組立体の詳細な構成を示す構造図で、図
(1)は平面図、図(2)は縦断面図である。
Figures 4 (1) and (2) are structural diagrams showing the detailed structure of the rotor assembly of the optical deflector of the present invention shown in Figure 1, where Figure (1) is a plan view and Figure (2) is a vertical sectional view.

図面における符号は第1図と同様であり、また、32b
〜32eはフランジ32の取付は穴を示す。
Reference numerals in the drawings are the same as in FIG. 1, and 32b
32e indicates a hole in which the flange 32 is attached.

この第4図(1)と(2)に示すように、この発明の光
偏向器のロータ組立体は、回転軸31、フランジ32、
第2の磁性鉄板33、リング状ロータ磁石34.および
ポリゴンミラー35、から構成されている。
As shown in FIGS. 4(1) and 4(2), the rotor assembly of the optical deflector of the present invention includes a rotating shaft 31, a flange 32,
Second magnetic iron plate 33, ring-shaped rotor magnet 34. and a polygon mirror 35.

すなわち、第1図の固定電機子の一部を構成するコアレ
ス扁平コイル23と適当な空隙を保って。
That is, while maintaining an appropriate gap with the coreless flat coil 23 that constitutes a part of the fixed armature shown in FIG.

その軸方向に対向され、多極に着磁されたリング状ロー
タ磁石34と、磁気回路を構成するための第2の磁性鉄
板33、さらに、レーザ偏向用のポリゴンミラー35を
、フランジ32に一体的に固定し、さらに、フランジ3
2を回転軸31に一体的に固定して、ロータ組立体を構
成する。
A ring-shaped rotor magnet 34 facing in the axial direction and magnetized into multiple poles, a second magnetic iron plate 33 for forming a magnetic circuit, and a polygon mirror 35 for laser deflection are integrated into the flange 32. and then flange 3
2 is integrally fixed to the rotating shaft 31 to constitute a rotor assembly.

この第4図(1)と(2)に示すように、レーザ偏向用
のポリゴンミラー35を、リング状ロータ磁石34とフ
ランジ32に一体的に固定すれば、光偏向器は、その軸
方向の寸法も短縮される。したがって、速度検出手段を
構成する発光素子13と受光素子24をポリゴンミラー
35の両側に配列しても、従来の光偏向器よりも小型化
が可能である。
As shown in FIGS. 4(1) and (2), if the polygon mirror 35 for laser deflection is integrally fixed to the ring-shaped rotor magnet 34 and the flange 32, the optical deflector can be The dimensions are also reduced. Therefore, even if the light emitting element 13 and the light receiving element 24 constituting the speed detecting means are arranged on both sides of the polygon mirror 35, the optical deflector can be made smaller than the conventional optical deflector.

このようにして構成されたロータ組立体の回転軸31に
、それぞれ軸受部36a、36bが軽圧入される。
The bearing portions 36a and 36b are lightly press-fitted into the rotating shaft 31 of the rotor assembly constructed in this way, respectively.

これらの軸受部36a、36bは、第1の筐体11、第
2の筐体12にそれぞれ支持されているので、ロータ組
立体は、軸受部36a、36bを中心に回転する。
These bearing parts 36a, 36b are supported by the first housing 11 and the second housing 12, respectively, so that the rotor assembly rotates around the bearing parts 36a, 36b.

先の第1図に一実施例として示した光偏向器では、8極
3相6コイルのモータ部において、ロータ位置検出素子
25a〜25cから構成されるロータ位置検出器の出力
信号により励磁相を切換えて、順次6つのコイルを励磁
すると、フレミング左手の法則(いわゆる814則)に
従って、ロータは、モータの供給電圧に比例した回転数
で回転される。
In the optical deflector shown as an example in FIG. 1, the excitation phase is detected in the 8-pole, 3-phase, 6-coil motor section by the output signal of the rotor position detector composed of rotor position detection elements 25a to 25c. When the six coils are switched and energized in sequence, the rotor is rotated at a rotation speed proportional to the voltage supplied to the motor according to Fleming's left-hand rule (so-called 814 rule).

なお、814則で説明する場合に、F=Bliの力(こ
こで、Fは発生力、Bは磁束密度、iは励磁電流)は、
コイルに働く力である。しかし、この発明の光偏向器で
は、コイルが固定で、ロータ磁石が回転する方式のブラ
シレスモータを使用しているので、ロータ磁石の回転方
向は、Bit則の逆方向となる。
In addition, when explaining using the 814 rule, the force of F=Bli (here, F is the generated force, B is the magnetic flux density, and i is the exciting current) is
This is the force acting on the coil. However, since the optical deflector of the present invention uses a brushless motor in which the coil is fixed and the rotor magnet rotates, the rotation direction of the rotor magnet is opposite to Bit's law.

第5図は、第2図に示した8極3相6コイルのモータの
コイルと、ロータ位置検出素子25a〜25cの配列位
置との関係を示す配置図である。
FIG. 5 is a layout diagram showing the relationship between the coils of the 8-pole, 3-phase, 6-coil motor shown in FIG. 2 and the arrangement positions of the rotor position detection elements 25a to 25c.

図面における符号は、第1図および第2図と同様であり
、また、U、V、Wは3相の各コイルを示し、Cpはコ
イル間ピッチ、CPはコイルピッチを示す。
The reference numerals in the drawings are the same as those in FIGS. 1 and 2, and U, V, and W represent each of the three-phase coils, Cp represents the inter-coil pitch, and CP represents the coil pitch.

第6図は、第1図に示した8極3相6コイルのモータの
コイル結線と駆動回路の一例を示す回路図である。図面
におけるU、V、Wは3相の各コイル、Q1〜Q6はト
ランジスタを示す。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the coil connections and drive circuit of the 8-pole, 3-phase, 6-coil motor shown in FIG. In the drawings, U, V, and W indicate three-phase coils, and Q1 to Q6 indicate transistors.

第7図は、第1図に示した8極3相6コイルのモータ部
におけるロータ磁石、および回転磁界とコイル位置の一
例を示すタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing an example of rotor magnets, rotating magnetic fields, and coil positions in the 8-pole, 3-phase, 6-coil motor section shown in FIG.

図面のタイムチャートにおいて、縦軸は磁束密度。In the time chart in the drawing, the vertical axis is magnetic flux density.

横軸は回転角を示す。The horizontal axis shows the rotation angle.

すでに説明したように、ロータを定速回転させるために
は、ロータの速度を検出して、目標回転数に対して定速
制御を行うことが必要である。
As already explained, in order to rotate the rotor at a constant speed, it is necessary to detect the speed of the rotor and perform constant speed control with respect to the target rotation speed.

この発明の光偏向器゛では、ポリゴンミラー35が回転
すると、ミラー35がシャッターとして機能するので、
発光素子13からの光がオン・オフされて、受光素子2
4へ与えられる。
In the optical deflector of this invention, when the polygon mirror 35 rotates, the mirror 35 functions as a shutter.
The light from the light emitting element 13 is turned on and off, and the light from the light receiving element 2
given to 4.

そのために、ミラーの外接円の半径r1.その内接円の
半径r2に対して、rz<r3<rlの関係となる半径
r3を有する位置1例えば第2の筐体12上の位置に、
LED等の発光素子13を。
Therefore, the radius r1 of the circumscribed circle of the mirror. With respect to the radius r2 of the inscribed circle, a position 1 having a radius r3 satisfying the relationship rz<r3<rl, for example, a position on the second casing 12,
A light emitting element 13 such as an LED.

1個または複数個、互に位相を変えて固定し、対向する
コイル基板22上に、ホトトランジスタ等の受光素子2
4を、同様に1個または複数個、互に位相を変えて配置
する。
One or more light-receiving elements 2 such as phototransistors are fixed on opposite coil substrates 22 with mutually different phases.
Similarly, one or more 4 are arranged with their phases shifted from each other.

1個の速度検出手段が配置されている場合には、ポリゴ
ンミラー35の角部で、発光素子13からの光がオフさ
れて、受光素子24から発生される速度検出信号のレベ
ルが変化される。
When one speed detection means is disposed, the light from the light emitting element 13 is turned off at the corner of the polygon mirror 35, and the level of the speed detection signal generated from the light receiving element 24 is changed. .

次の第8図は、8極3相6コイルのモータの場合に、ポ
リゴンミラーと2個の速度検出手段との配列状態を説明
するための配置図である。図面において、Ply P2
は受光素子を示す。
FIG. 8 is a layout diagram for explaining the arrangement of a polygon mirror and two speed detecting means in the case of an eight-pole, three-phase, six-coil motor. In the drawing, Ply P2
indicates a light receiving element.

この第8図では、ポリゴンミラーのミラー面数N=8(
角)、受光素子の数P=2(個)の場合について示して
いる。
In this FIG. 8, the number of mirror surfaces of the polygon mirror is N=8 (
), and the number of light-receiving elements P=2 (pieces).

第9図は、第8図に示した2個の速度検出手段から発生
される速度検出信号の一例を示すタイムチャートである
。図面のTは1個の速度検出手段から発生される速度検
出信号の一周期、toは速度検出信号の時間幅を示す。
FIG. 9 is a time chart showing an example of speed detection signals generated from the two speed detection means shown in FIG. In the drawing, T indicates one period of the speed detection signal generated from one speed detection means, and to indicates the time width of the speed detection signal.

この第9図に示されるように、2個の速度検出手段が用
いられる場合には、受光素子P1とp2の出力を合成し
てロータの速度に対応した周波数信号を発生する。
As shown in FIG. 9, when two speed detection means are used, the outputs of the light receiving elements P1 and p2 are combined to generate a frequency signal corresponding to the speed of the rotor.

また、周波数信号のオン・オフのデユーティ比を制御系
からの理由で変える必要がある場合や、発光素子の光の
回折によるノイズ防止等の目的で、発光素子13と受光
素子24の間に、第2図(1)に示すように、スリット
板24aを設ける。
In addition, when it is necessary to change the on/off duty ratio of the frequency signal for reasons related to the control system, or for the purpose of preventing noise due to diffraction of light from the light emitting element, there may be a As shown in FIG. 2(1), a slit plate 24a is provided.

このスリット板24aのスリット方向は、すでに第2図
や第3図について説明したように、円周方向でもよいし
、また半径方向でもよい。
The direction of the slits in this slit plate 24a may be either the circumferential direction or the radial direction, as already explained with reference to FIGS. 2 and 3.

このように、スリット板24a、24bのスリットの幅
や方向、さらに取付は位置等を適当に選択すれば、必要
な時間幅t。のパルス信号が得られる。
In this way, by appropriately selecting the width and direction of the slits in the slit plates 24a and 24b, as well as the mounting position, the required time width t can be determined. A pulse signal of 1 is obtained.

ここで、ミラーの面数、あるいは多角形ロータ磁石の角
数(第1図の実施例の場合には、ポリゴンミラーとして
のミラー面数と一致する)をN、受光素子24の数をp
とすると−Pn番目の受光素子は、1番目の受光素子に
対して、次の式の位置関係で配置する。
Here, the number of mirror surfaces or the number of angles of a polygonal rotor magnet (in the case of the embodiment shown in FIG. 1, the number of mirror surfaces as a polygon mirror) is N, and the number of light receiving elements 24 is p.
Then, the −Pnth light receiving element is arranged in a positional relationship expressed by the following formula with respect to the first light receiving element.

ここで、Pnは1、2,3.・・・・・・、pここで、
N=8(角)、p=4(個)の場合の配列例を表で示せ
ば1次のようになる。
Here, Pn is 1, 2, 3.・・・・・・PHere,
If N=8 (corners) and p=4 (pieces), an example of the arrangement is shown in a table as follows.

速度検出手段では、発光素子14を、受光素子24の対
向位置の回路基板13上、あるいは第2の筐体12上に
、同数個配置するのが基本的な配置方法であるが、上記
の式(1)によって配置する場合には、配置角度が小さ
いため、受光素子24の数よりも少ない数で構成するこ
とができるにのようにして発生される速度検出信号を用
いれば、速度検出手段を構成する発光素子14と受光素
子24とが1個の場合よりも、より正確にロータを定速
制御することができる。これらの定速制御に関しては、
従来の制御方法と同様であるから、特に詳しい説明はし
ない。
In the speed detection means, the basic arrangement method is to arrange the same number of light emitting elements 14 on the circuit board 13 at a position opposite to the light receiving element 24 or on the second casing 12. In the case of arrangement according to (1), since the arrangement angle is small, the number of light receiving elements 24 can be smaller than that of the light receiving elements. The rotor can be controlled at a constant speed more accurately than in the case where only one light emitting element 14 and one light receiving element 24 are included. Regarding these constant speed controls,
Since this is the same as the conventional control method, a detailed explanation will not be provided.

また、第1図以下の実施例では、ロータ磁石34の周囲
にポリゴンミラー35が一体的に固定されたロータ組立
体を使用する場合について説明した。しかし、第1O図
に示した従来の光偏向器、すなわちロータ磁石34とポ
リゴンミラー35とが、軸方向の異なる位置に配列され
た光偏向器についても、同様に実施可能であることはい
うまでもない。
Further, in the embodiments shown in FIG. 1 and subsequent figures, a case has been described in which a rotor assembly in which a polygon mirror 35 is integrally fixed around a rotor magnet 34 is used. However, it goes without saying that the conventional optical deflector shown in FIG. 1O, in which the rotor magnet 34 and the polygon mirror 35 are arranged at different positions in the axial direction, can be implemented in the same manner. Nor.

以上に詳細に説明したとおり、この発明の光偏向器では
、複数個のコアレス扁平コイルを有する固定電機子と、
多極に着磁されたリング状ロータ磁石および回転軸と平
行するミラー面が形成されたポリゴンミラーとを有する
ロータと、これらの各部を収納するとともに、ポリゴン
ミラーへの光路を形成する窓部を有する筐体とからなる
コアレス扁平ブラシレスモータ方式の光偏向器において
As explained in detail above, the optical deflector of the present invention includes a fixed armature having a plurality of coreless flat coils,
A rotor that has a ring-shaped rotor magnet magnetized into multiple poles and a polygon mirror with a mirror surface parallel to the rotation axis, and a window that houses each of these parts and forms an optical path to the polygon mirror. In a coreless flat brushless motor type optical deflector comprising a casing having:

ポリゴンミラーの外接円の半径をr1、内接円の半径を
rlとするとき、rl (r3 <rtとなる半径r3
の位置で、かつポリゴンミラーの非ミラー面の両側に、
速度検出手段を構成する発光素子と受光素子を、それぞ
れ配列するようにしている。
When the radius of the circumscribed circle of the polygon mirror is r1 and the radius of the inscribed circle is rl, rl (radius r3 where r3 < rt)
and on both sides of the non-mirror surface of the polygon mirror,
A light emitting element and a light receiving element constituting the speed detecting means are arranged respectively.

羞−一米 したがって、この発明の光偏向器によれば、速度検出手
段をポリゴンミラーの両側に配置するので、光偏向器本
体の半径方向の寸法が短縮され、実装が容易になる。
Therefore, according to the optical deflector of the present invention, since the speed detection means are disposed on both sides of the polygon mirror, the radial dimension of the optical deflector main body is shortened and the mounting becomes easy.

また、ロータを定速制御するための速度検出手段として
、ポリゴンミラーをシャッターとして機能させ1発光素
子からの光をオン・オフするようにしている。そのため
、ポリゴンミラーの内・外接円の半径は、その回転軸の
長さに比較して大きくなるとともに、ポリゴンミラーは
精密に加工さているので、受光素子から取出される速度
検出信号は、ミラーの面振れによる影響を受けることが
少なくなり、一層正確な速度制御を行うことができる。
Further, as a speed detection means for controlling the rotor at a constant speed, a polygon mirror is used as a shutter to turn on and off light from one light emitting element. Therefore, the radii of the inner and circumscribed circles of the polygon mirror are larger than the length of its rotation axis, and since the polygon mirror is precisely machined, the speed detection signal extracted from the light receiving element is The influence of surface runout is reduced, and more accurate speed control can be performed.

特に、速度検出手段を複数個の発光素子と受光素子とで
構成すれば、1個の発光素子と受光素子とで構成する場
合よりも、さらに正確な速度制御が可能になる、等の多
くの優れた効果が得られる。
In particular, if the speed detection means is composed of a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements, more accurate speed control becomes possible than when it is composed of a single light emitting element and a light receiving element. Excellent effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

策上里はこの発明の光偏向器の一実施例について、その
要部構成を示す縦断面図、第2図(1)とぢσは第1図
に示したこの発明の光偏向器のコイル基板22の詳細な
構成を示す構造図で、図(1)は平面図、図(2)は縦
断面図、11鼠は速度検出用の受光素子24の近傍に設
けられるスリット板の他の一例を示す平面略図、ぷし虹
1↓とζ工υ−は第1図に示したこの発明の光偏向器の
ロータ組立体の詳細な構成を示す構造図で、図(1)は
平面図。 図(2)は縦断面図、mは第2図に示した8極3相6コ
イルのモータのコイルと、ロータ位置検出素子25a〜
25cの配列位置との関係を示す配置図、10ト猶−は
第1図に示した8極3相6コイルのモータのコイル結線
と駆動回路の一例を示す回路図、星工皿は第1図に示し
た8極3相6コイルのモータ部におけるロータ磁石、お
よび回転磁界とコイル位置の一例を示すタイムチャート
、Jll凰は8極3相6コイルのモータの場合に、ポリ
ゴンミラーと2個の速度検出手段との配列状態を説明す
るための配置図、JLILは第8図に示した2個の速度
検出手段から発生される速度検出信号の一例を示すタイ
ムチャート、Illolm(1)k(υ−は従来のコア
レス扁平ブラシレスモータ方式の光偏向器について、そ
の要部構成の一例を示す図で、図(1)は縦断面図、図
(2)は平面図である。 図面において、11は第1の筐体で、llaはそのラビ
リンス機構の機構部分、llbはその一部に開口された
窓部、12は第2の筐体、12aはそのラビリンス機構
の一部を構成する機構部分。 13は速度検出手段を構成する発光素子、21は第1の
磁性鉄板、22はコイル基板、23はコアレス扁平コイ
ル、24は速度検出手段を構成する受光素子、31は回
転軸、32はフランジで、32aはそのラビリンス機構
の一部を構成する機構部分、33は第2の磁性鉄板、3
4はリング状ロータ磁石、35はポリゴンミラー、36
aと36bは軸受部を示す。 伸1図 神  2 図 オ 4 図 仲 6 図 律 9 図
Sakuamizato is a vertical cross-sectional view showing the configuration of essential parts of an embodiment of the optical deflector of the present invention, and Figure 2 (1) and σ are the coils of the optical deflector of the present invention shown in Figure 1. These are structural diagrams showing the detailed configuration of the substrate 22, in which Figure (1) is a plan view, Figure (2) is a vertical cross-sectional view, and Figure 11 is another example of a slit plate provided near the light receiving element 24 for speed detection. Figure (1) is a plan view showing the detailed configuration of the rotor assembly of the optical deflector of the present invention shown in Figure 1. Figure (1) is a plan view. Figure (2) is a longitudinal cross-sectional view, and m is the coil of the 8-pole, 3-phase, 6-coil motor shown in Figure 2, and the rotor position detection elements 25a to 25.
10 is a circuit diagram showing an example of the coil connection and drive circuit of the 8-pole 3-phase 6-coil motor shown in FIG. The rotor magnet in the 8-pole 3-phase 6-coil motor part shown in the figure, and a time chart showing an example of the rotating magnetic field and coil position. JLIL is a time chart showing an example of the speed detection signal generated from the two speed detection means shown in FIG. 8, Illolm(1)k( υ- is a diagram showing an example of the configuration of essential parts of a conventional coreless flat brushless motor type optical deflector, where Figure (1) is a longitudinal sectional view and Figure (2) is a plan view. In the drawing, 11 is a first casing, lla is a mechanical part of the labyrinth mechanism, llb is a window opened in a part thereof, 12 is a second casing, and 12a is a mechanical part forming a part of the labyrinth mechanism. 13 is a light emitting element constituting the speed detecting means, 21 is a first magnetic iron plate, 22 is a coil substrate, 23 is a coreless flat coil, 24 is a light receiving element constituting the speed detecting means, 31 is a rotating shaft, and 32 is a flange. 32a is a mechanism part forming part of the labyrinth mechanism, 33 is a second magnetic iron plate, 3
4 is a ring-shaped rotor magnet, 35 is a polygon mirror, 36
a and 36b indicate bearing parts. Shin 1 Figure God 2 Figure O 4 Figure Zhong 6 Figure Ritsu 9 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数個のコアレス扁平コイルを有する固定電機子と
、多極に着磁されたリング状ロータ磁石および回転軸と
平行するミラー面が形成されたポリゴンミラーとを有す
るロータと、これらの各部を収納するとともに、前記ポ
リゴンミラーへの光路を形成する窓部を有する筐体とか
らなるコアレス扁平ブラシレスモータ方式の光偏向器に
おいて、前記ポリゴンミラーの外接円の半径をr_1、
内接円の半径をr_2とするとき、r_2<r_3<r
_1となる半径に3の位置で、かつ前記ポリゴンミラー
の非ミラー面の両側に、速度検出手段を構成する発光素
子と受光素子が、それぞれ配列されていることを特徴と
する光偏向器。 2、特許請求の範囲第1項記載の光偏向器において、速
度検出手段を構成する発光素子と受光素子が、1個また
は複数個配列されていることを特徴とする光偏向器。
[Scope of Claims] 1. A rotor having a fixed armature having a plurality of coreless flat coils, a multi-pole magnetized ring-shaped rotor magnet, and a polygon mirror having a mirror surface parallel to the rotation axis. In the coreless flat brushless motor type optical deflector, which includes a casing that houses these parts and has a window part that forms an optical path to the polygon mirror, the radius of the circumscribed circle of the polygon mirror is r_1,
When the radius of the inscribed circle is r_2, r_2<r_3<r
An optical deflector characterized in that a light emitting element and a light receiving element constituting a speed detecting means are respectively arranged at a position of 3 on a radius of _1 and on both sides of the non-mirror surface of the polygon mirror. 2. An optical deflector according to claim 1, characterized in that one or more light emitting elements and light receiving elements constituting the speed detection means are arranged.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63148910U (en) * 1987-03-19 1988-09-30
JP2006259446A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Ricoh Co Ltd Optical deflector, optical scanner, and image forming apparatus

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