JPS63173015A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば回転多面体現光偏向器などに適用され
る回転駆動装置に関するものである。

従来の技術 近年、オフィス機器の発展に伴って、情報を記録、印刷
するプリンタ関係の機器もますます高速化、小型化およ
び低コスト化が要望されはじめ、これに伴ってレーザプ
リンタに代表されるように印字品質が良く高速性の特徴
を有するプリンタが出現している。

一般にこのレーザビームプリンタは第３図に示すように
予め一様に帯電された感光体１に光走査部２よりレーザ
光を走査して感光体１上に静電潜像を形成し周知の電子
写真方式のプロセスによりプリント出力するもので、上
記光走査部２は半導体レーザ光源４から発せられたレー
ザ光３をビーム整形光学系５を通して適当なビーム形に
整形しそのレーザ光３を回転多面体現光偏向器１０を介
して偏向させ更に結像光学系７を通して感光体１上に走
査する構成になっている。

また上記回転多面体現光偏向器１０はその偏向速度すな
わち光偏向器の高速性と高精度がレーザビームプリンタ
の高速性と高品位化を主に決定しており、回転多面体現
とその回転駆動部より構成される。

従来、回転多面体現光偏向器は例えば特開昭５９−２３
３１９公報に示されるような回転体支持装置を適用した
構成がある。その構成を第４図に示す。

第４図において、回転多面体現光偏向器１０は回転多面
体現１１とこの回転多面体現１１を所定方向に高速回転
させる回転駆動部１２とから構成される。

１３は固定軸でモータハウジング１４上に固定されてお
りその固定軸１３の外周部とわずかな隙間を介して中空
円筒状の回転部材１５が回転自在に外装されている。

また、上記固定軸１３の外周面上下端部２８および２９
には回転部材１５の内周面との相対速度により半径方向
に動圧を発生するくの字状のへリングボーン溝２６およ
び２７が形成されている。

一方、上記回転部材１５の下端部にはスラスト支持用の
磁気軸受１６の内側磁気リング１７が取付けられ、更に
ロータ磁石１８が回転部材１５にその上下方向はぼ中央
付近に固定されている。

また、そのロータ磁石１８の上方には回転多面体現１１
がその下端面を回転部材１５に当接した状態で上端面を
鏡押さえ部材２ｏにより押し付は固定されている。一方
、前記モータハウジング１４には上記ロータ磁石１８の
外周部を囲む状態で駆動コイル２１を備えたステータ２
２が固定されており回転多面体現１１、ロータ磁石１８
および内側磁気リング１７からなる回転組立体２３を周
知の直流ブラシレス駆動方式により回転駆動するように
なっている。

また、上記内側磁気リング１７の周部に対して一定の隙
間で囲むように外側磁気リング２４が同様にモータハウ
ジング１４の下方に固定され内側磁気リング１７と外側
磁気リング２４とは互いに吸引力が働くように着磁され
ており回転組立体２３の上下方向（自重方向）を支承す
るスラスト支持磁気軸受１６を構成している。更に、モ
ータハウジング１４の上部には密閉カバー２５が取り付
けられ清浄な空気が封入されている。

以上のような構成にて、駆動コイル２１に通電すること
によりステータ２２に回転磁界が生じロータ磁石１８と
の磁気吸引力により回転組立体２３が回転する。

これにより回転部材１５と固定軸１３とに相対速度が生
じ固定軸１３上下端部のへリングボーン溝部２６および
２７の隙間に空気が流れ込んで半径方向に空気圧が発生
しいわゆる動圧気体軸受部となり非接触の状態で極めて
小さな摩擦抵抗と安定性をもって回転組立体２３が高速
度に回転する。従って、回転多面体現１１も高速で回転
されそれに伴って光走査部内でレーザ光が高速に偏向さ
れる。この時、偏向されたレーザ光の軌跡の精度は上記
回転多面体現１１の各鏡面の回転時の傾き、変形により
決まるため回転多面体現１１の各鏡面の傾き（動的面倒
れ）すなわち光偏向器自体の高速回転時の安定性および
回転精度においてかなり高い仕様が要望される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、以上の構成において、回転組立体２３を
高速に回転駆動するためには、大きいトルクが必要であ
り、そのトルクを発生させるために、駆動コイル２１を
備えたステータ２２とロータ磁石１８の回転軸方向の厚
みはある程度必要であり、回転多面体現光偏向装置の薄
型化には、限界があった。

また、ロータ磁石１８による磁束は、モータハウジング
１４に固定された磁性材料がら構成されたステータ２２
中を通っているので、回転組立体２３を高速で回転させ
ると、ヒステリシス損失やうず電流損失が大きいという
欠点があった。また、ステータ２２とロータ磁石１８の
隙間は均一になるように精度良く加工組立を行なわない
と、ステータ２２とロータ磁石１８の吸引力にばらつき
が生じてコギングがおこり回転むらの原因となっていた
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明の回転駆動装置は、
鉛直方向に回転中心を持つ回転部材と、上記回転部材に
固定され、回転軸方向に多極着磁されたリング状のロー
タ磁石と、上記ロータ磁石と軸方向に一定の空隙をもっ
て配置され上記回転部材に固定され、軟磁性体の材料で
構成されたサブロータと、上記ロータ磁石と上記サブロ
ータ間の空隙に固定コイル基板を配置され、回転部材の
最外径より内側の下面部と、サブロータ最外径より内側
の上面部にはダイナミックバランスの調整用の重り、例
えばエポキシパテ等を取り付けるための溝が形成されて
いる。

作用 本発明は、上記の手段により、ロータ磁石、サブロータ
、固定コイル基板は薄型のものが使用可能となり、また
、ロータ磁石による磁束はロータ磁石と同一速度で回転
するサブロータ内を流れるので、ヒステリシス損失やう
ず電流損失がなく、回転駆動装置の薄型化が図れ、また
、効率が良くなるため消費電力が減少する。また、回転
部材の平面部の外側かつ最外径より内側の下面部と、サ
ブロータの最外径より内側の上面部にはダイナミックバ
ランスの調整用の重り、例えばエポキシパテ等を取り付
けるための溝が形成されており、この溝は回転組立体の
ほぼ最外径に位置しているため小量のダイナミックバラ
ンスの調整用の重りを付加するだけで回転組立体のダイ
ナミックバランスを高精度に調整することができる。

従って、非常に調整が容易で生産性の大幅な向上と、生
産コストの低減を図ることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図と第２図を参照して説明
する。第１図は本発明の回転駆動装置を用いた回転多面
体現光偏向器の断面図を示すものであり、第２図は本発
明の回転駆動装置を用いた向転多面体現光偏向器の分解
斜視図を示すものである。

第１図において、５１はフランジ状の形状を有し鉛直方
向に回転中心を持つ回転部材であり、回転多面体現５２
がフランジ部上面５１ａに当接して接着等の手段で固定
されている。５３はリング状のロータ磁石であり、軟磁
性体の材料で構成されたバックヨーク５４に接着された
状態で回転軸方向に多極着磁され、またバックヨーク５
４は、回転多面体現５２の上面に当接して接着等の手段
で固定されている。また、回転部材５１のフランジ部及
びバンクヨーク５４の直径は回転多面体現５２の外径よ
り大に作られている。つまり、回転多面体現５２は直径
がより大なる回転部材５１のフランジ部及びバ・ツクヨ
ーク５４にはさみ込まれている。５５は軟磁性体の材料
で構成されたサブロータであり、ロータ磁石５３と軸方
向に一定の空隙をもって配置されロータ磁石による磁束
が流れるように構成され、回転部材５１に接着等の手段
で固定されている。すなわち、回転部材５１、回転多面
体現５２、ロータ磁石５３、バックヨーク５４、サブロ
ータ５５は互いに固定さ゛れ、回転組立体５６を構成し
ている。

上記、回転部材５１のフランジ部下部端面には、平滑平
面部５１ｂが形成され、その平面部５１ｂに対向して、
平滑平面６１ａを有するベース６１が配され、ベース６
１は筐体（図示せず）に固定されている。

またベース６１の平面６１ａには、スパイラル溝６３が
その求心する方向が回転組立体５６の回転方向と一致す
るように形成されており、上記回転部材５１の平面部５
１ｂと対向して動圧気体軸受を構成している。また平面
部５１ｂの動圧気体軸受に関与しない部分はヌスミ５１
ｃを施している。また６１ｂはこのヌスミ５１ｃから外
部へ通じる調圧孔である。

ベース６１の中央部には、回転組立体５６の半径方向の
移動を規制する規制部材が配され、本実施例においては
固定軸６０が規制部材となっており、ベース６１に圧入
等により固定されている。また固定軸６０にはこの固定
軸外周部と一定の隙間を介して上記回転組立体５６が回
転自在に外嵌されており、固定軸の周面には一箇所のへ
リングボーン溝６２が、矢印状先端が回転組立体５６の
回転方向を向く形状に形成され動圧気体軸受を構成して
いる。また固定軸の動圧気体軸受に関与しない部分はヌ
スミ６０ａを施している。

また回転部材５１の平面部５１ｂの外側かつ最外径より
内側の下面部と、サブロータ５５の最外径より内側の上
面部にはダイナミックバランスの調整用の重り、例えば
エポキシパテ等を取り付けるための溝５７．５８が形成
されており、この溝は回転組立体５６のほぼ最外径に位
置しているため小量のダイナミックバランスの調整用の
重りを付加するだけで回転組立体５６のダイナミックバ
ランスを畜積度に＝周整することができる。

また、第２図において、６５はモータフレーム６４に取
付はネジ７１で固定された２個に分割可能な固定コイル
基板６５ａ及び６５ｂであり、複数個の偏平コイル６６
と、ロータ磁石の位置検出センサ６７と、２枚のプリン
ト基板５３ａ、６８ｂから構成されている。本実施例で
はフレキシブルプリント基板を上記プリント基板６８ａ
、６８ｂに用いている。複数個の偏平コイル６６と、ロ
ータ磁石の位置検出センサ６７は、プリント基板６８ａ
及び６８ｂ上に配線され、さらに樹脂７０でモールドさ
れている。従って固定コイル基板６５は２個に分割して
、前記回転組立体５６のダイナミックバランスを調整し
た後、ロータ磁石５３とサブロータ５５の間の空隙中に
配置させることができるようになっている。

以上のように構成された回転多面体現光偏向器において
、固定コイル基板６５に通電することにより、ロータ磁
石５３とサブロータ５５間の空隙の磁束に回転トルクが
発生し回転組立体５６は高速で回転し、前記回転部材５
１の平面部５１ｂとベース６１の平面部６１ａの対向部
の隙間にはスパイラル溝６３の働きにより、前記回転部
材５１と固定軸６０の隙間にはへリングボーン溝６２の
働きにより、空気が流入し空気圧が発生し、回転組立体
５６は、ベース６１及び固定軸６０と非接触の状態で支
持され、極めて小さな摩擦抵抗と安定性をもって、低損
失でしかも高精度で回転する。

発明の効果 本発明は以上説明したように、回転軸方向に着磁したロ
ータ磁石と、ロータ磁石と回転軸方向に一定の空隙をも
って配置されたサブロータと、ロータ磁石とサブロータ
間の空隙に固定コイル基板を配置しているので、ロータ
磁石、サブロータ、固定コイル基板は薄型のものが使用
可能となり、また、ロータ磁石による磁束は回転組立体
に固定されロータ磁石と同一速度で回転するサブロータ
内を流れるので、ヒステリシス損失やうず電流損失がな
く、回転多面体現光偏向器の全体の薄型化が図れまた、
効率が良くなるため消費電力が減少する。また回転部材
の平面部の外側がっ最外径より内側の下面部と、サブロ
ータの最外径より内側の上面部には、ダイナミックバラ
ンスの調整用の重り、例えばエポキシパテ等を取り付け
るための溝が形成されており、この溝は回転組立体のほ
ぼ最外径に位置しているため小量のダイナミックバラン
スの調整用の重りを付加するだけで回転組立体のダイナ
ミックバランスを高精度に調整することができる。従っ
てこの実施例による回転多面体現光偏向装置は、回転組
立体を組立てる前に部品単体でダイナミックバランスを
調整する、あるいは回転組立体を回転多面体現光偏向器
に組み込んだ後、自己駆動によって、ダイナミックバラ
ンスを調整するという作業は不要となり、回転組立体を
組立てた状態でダイナミックバランスを調整する作業の
みを行なえば良く、非常に調整が容易に精度良く行なえ
、生産性の大幅な向上と、生産コストの低減を図ること
ができる。なお、本実施例では、軸受は、動圧空気軸受
を使用しているが、周知のころがり軸受やすべり軸受を
使用しても同じ発明の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明である回転駆動装置を適用した回転多面
体現光偏向器の縦断面図、第２図は本発明である回転駆
動装置を適用した回転多面体現光偏向器の分解斜視図、
第３図は従来の回転多面体現光偏向器を適用した光偏向
装置の斜視図、第４図は、従来の回転駆動装置を適用し
た回転多面体現光偏向器の縦断面図である。 ５１・・・・・・回転部材、５２・・・・・・回転多面
体現、５３・・・・・・ロータ磁石、５５・・・・・・
サブロータ、５６・・・・・・回転組立体、５７・・・
・・・溝、５８・・・・・・溝、６０・・・・・・固定
軸、６１・・・・・・ベース、６２・・・・・・ヘリン
グボーン溝、６３・・・・・・スパイラル溝、６５・・
・・・・固定コイル基板。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１２　図　
　　　　　　　　　　　　　　６５−１箋ｙ２１杖第３
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベース台に対して法線方向に回転中心を有しベース台の
   上面と対向して平面部を有する回転部材と、上記回転部
   材に固定され、回転軸方向に多極着磁されたリング状の
   ロータ磁石と、上記ロータ磁石と軸方向に一定の空隙を
   もって配置され上記回転部材に固定され、軟磁性体の材
   料で構成されたサブロータと、上記ロータ磁石と上記サ
   ブロータ間の空隙に配置された固定コイル基板から構成
   され、上記回転部材の平面部の外側かつ最外径より内側
   の下面部と、サブロータの最外径より内側の上面部に溝
   を具備してなることを特徴とする回転駆動装置。