(57)【要約】【課題】デジタル複写機、レーザビームプリンタなどに用いられ、レーザ光の偏向走査に利用されるポリゴンミラースキャナモータにおいて、モータ特性を悪化させることなくアキシャル方向の位置安定性が確保でき、低騒音で薄型に適し、軸受信頼性を高めることを目的とする。【解決手段】軸受部の外側でスラストカバー１６の裏面に、アキシャル方向に単極着磁されたスラストマグネット１７を配置することにより、このスラストマグネット１７と磁性材料からなる回転軸１３との間で磁気吸引力が発生し、アキシャル方向の安定性が確保され、振動・衝撃に対してもポリゴンミラースキャナモータは安定した回転動作が得られる。また、軸受組立て後に、着磁されたスラストマグネット１７をスラストカバー１６の裏側に取り付けるので、磁性粉等のごみが軸受に侵入することが無く、高い信頼性が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなる回転軸と、この回転軸の外周に固定されたロータボスと、前記ロータボスに配置されたポリゴンミラーとからなるロータ部と、回転軸をラジアル方向に回転自在に支持するスリーブと、前記回転軸の先端と当接するスラスト板と、このスラスト板を保持し、前記ロータボスと反対側のスリーブ端面に固定されたスラストカバーとからなる軸受部を備え、前記軸受部の外側で前記スラストカバーの裏面に、アキシャル方向に単極着磁されたスラストマグネットを配置したポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項２】
前記スラストカバーは磁性体からなり、前記スラストマグネットは円板状で前記スラストカバーより小径である請求項１記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザビームプリンタなどに用いられ、レーザ光の偏向走査に利用されるポリゴンミラースキャナモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル複写機やレーザビームプリンタでは、高速化とともに低騒音化や高印字品質の要求が高まってきている。このため、ポリゴンミラースキャナモータには、従来の玉軸受から動圧流体軸受が採用される傾向にある。この、動圧流体軸受は、高速回転でも低騒音であり、回転負荷変動が小さく良好であるが、玉軸受と比較し、機械剛性が低いので、振動・衝撃に対する位置安定性が弱いと言う問題があった。特に、アキシャル方向の位置安定性が弱いので、ロータマグネットの磁気センターとステータコアのセンターをアキシャル方向にずらし磁気吸引力を発生させている。
【０００３】
しかし、ポリゴンミラースキャナモータの高速化や高精度化とともにアキシャル方向の位置安定性の要求が更に高まっている。この対策として、ロータマグネットの磁力を強くし、磁気吸引を強めると、モータ特性が変化するという問題があった。また、磁気センターをアキシャル方向に大きくずらすと、振動・騒音が発生するという問題もあった。
【０００４】
このような問題に対しては、特別なマグネットをモータ内に組み込み、磁気吸引力を発生させる構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２に従来のポリゴンミラースキャナモータの構造を示す。図２において、１は回転軸で、ポリゴンミラー２とロータマグネット３とロータフレーム４とが固定されるロータボス５が焼きバメ等の方法で固定され、ロータ組立を構成している。
【０００６】
回転軸１をラジアル方向に回転自在に支持するスリーブ６と、この回転軸１の先端と当接するスラスト板７と、このスラスト板７を保持するスラストカバー８が、ロータボス５と反対側のスリーブ端面にカシメ等により固定され、軸受部を構成している。
【０００７】
ラジアル方向に多極着磁されたロータマグネット３と磁路を構成する磁性体を積層したステータコア９と、ロータマグネット３と対向して磁気トルクを発生するステータ巻線１０と、このステータコア９とスリーブ６が金属基板１１に固定されステータ組立を構成している。
【０００８】
以上のように構成されたポリゴンミラースキャナモータについて、以下その動作について説明する。まず、ステータ巻線１０に電流が流れロータマグネット３との間で駆動力が発生し、ポリゴンミラー２が回転を始め、偏向走査を行う。なお、ロータマグネット３の磁気センターは、ステータコア９のセンターとアキシャル方向にずらし、磁気吸引力を発生させている。この磁気吸引力により、ロータ部のアキシャル方向の安定性が確保され、アキシャル方向の振動・衝撃に対してもポリゴンミラースキャナモータは安定した回転動作が得られる。
【０００９】
さらに、図２に示すポリゴンミラースキャナモータには、アキシャル方向に多極着磁されたスラストマグネット１２がスリーブ６の開放上端部に固定され、ロータフレーム４底面に対向するように設けられている。このスラストマグネット１２はロータフレーム４を磁力によって吸引し、高速回転時のアキシャル方向の位置安定性を更に高めることが出来る。
【特許文献１】特開２００３−２９９３３２号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、着磁されたスラストマグネット１２とロータフレーム４間で発生する交番磁界により鉄損失が生じるので、回転負荷が増加し消費電流が増えるという問題があった。特に、高速回転では、損失が増大し、大きな問題となっている。また、スラストマグネット１２とロータフレーム４の間の隙間がばらつくため、磁気吸引力がばらつき、必要な吸引力を得るために、更に強力なマグネットを使用し製造コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
さらに、軸受の組立て前に、スリーブ６の開放上端部に着磁されたスラストマグネット１２が固定されるため、スリーブ内部へ磁性粉等のごみが侵入し易くなるという信頼性の問題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、モータ特性を悪化させることなくアキシャル方向の安定性が確保でき、低騒音で薄型に適し、軸受信頼性の高いポリゴンミラースキャナモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、磁性材料からなる回転軸と、この回転軸の外周に固定されたロータボスと、前記ロータボスに配置されたポリゴンミラーとからなるロータ部と、回転軸をラジアル方向に回転自在に支持するスリーブと、前記回転軸の先端と当接するスラスト板と、このスラスト板を保持し、前記ロータボスと反対側のスリーブ端面に固定されたスラストカバーとからなる軸受部を備え、前記軸受部の外側で前記スラストカバーの裏面に、アキシャル方向に単極着磁されたスラストマグネットを配置したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、磁性材料からなる回転軸と、この回転軸の外周に固定されたロータボスと、前記ロータボスに配置されたポリゴンミラーとからなるロータ部と、回転軸をラジアル方向に回転自在に支持するスリーブと、前記回転軸の先端と当接するスラスト板と、このスラスト板を保持し、前記ロータボスと反対側のスリーブ端面に固定されたスラストカバーとからなる軸受部を備え、前記軸受部の外側で前記スラストカバーの裏面に、アキシャル方向に単極着磁されたスラストマグネットを配置したものであり、この構成によれば、回転中心である回転軸と単極着磁されたスラストマグネットとの間に磁気吸引力が発生し、高速回転においても、アキシャル方向の位置安定性が保たれる。同時に、発生する磁界は単極であり、鉄損等の磁気的な損失は小さく、高速回転でも消費電流への影響は少ない。また、スラストマグネットと回転軸間の距離は、スラスト板とスラストカバーの厚みで決定されるので一定であり、磁気吸引力が安定する。
【００１５】
さらに、スラストマグネットの厚みを調整することで、モータ特性を変えることなく、必要な磁気吸引力を容易に得ることが出来る。また、一端にスラスト板とスラストカバーを固定したスリーブの開放端から、回転軸を挿入し、軸受部を組立て後、単極着磁されたスラストマグネットをスラストカバー裏面に固定するので、スリーブ内部へ磁性粉等のごみの侵入が無く、信頼性を高めることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記スラストカバーは磁性体からなり、前記円板状スラストマグネットは前記スラストカバーより小径としたものであり、単極着磁されたスラストマグネットを容易にスラストカバーへ固定でき、組立作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１において１３は磁性材料からなる回転軸で、ポリゴンミラー２とロータマグネット３とロータフレーム４とが固定されるロータボス５が焼きバメ等の方法で固定され、ロータ組立を構成している。
【００１９】
回転軸をラジアル方向に回転自在に支持するスリーブ１４と、この回転軸１３の先端と当接するスラスト板１５と、このスラスト板１５を保持するスラストカバー１６が、ロータボス５と反対側のスリーブ端面にカシメ等により固定され、軸受部を構成している。この軸受部の外側で前記スラストカバー１６の裏面に、アキシャル方向に単極着磁されたスラストマグネット１７を配置している。このスラストマグネット１７は、小型で強力な磁力を得るため、希土類磁石、特に、Nｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が最適である。
【００２０】
ラジアル方向に多極着磁されたロータマグネット３と磁路を構成する磁性体を積層したステータコア９と、ロータマグネット３と対向して磁気トルクを発生するステータ巻線１０と、このステータコア９とスリーブ１４が金属基板１１に固定されステータ組立を構成している。
【００２１】
上記構成において、スリーブ１４の内側にはヘリングボーン型グルーブが加工され、回転軸１３とスリーブ１４間には潤滑油が注油されている。回転軸１３が回転動作すると、グルーブに動圧が発生し、回転軸１３をラジアル方向に支持する。一方、アキシャル方向は、回転軸１３の先端とスラスト板１５との間で、ピボット軸受を形成している。ピボット軸受は点接触であるため、回転負荷が小さく、始動時低トルクで回転駆動ができ、ラジアル動圧流体軸受と組み合わせることにより、高精度な回転機能を得ることができる。
【００２２】
そしてこの実施例によれば、アキシャル方向に単極着磁されたスラストマグネット１７と磁性材料からなる回転軸１３との間で発生する磁気吸引力により、アキシャル方向の安定性が確保され、アキシャル方向の振動・衝撃に対してもポリゴンミラースキャナモータは安定した回転動作が得られる。同時に、発生する磁界は単極であり、鉄損等の磁気的な損失は小さく、高速回転でも消費電流への影響は少ない。また、スラストマグネット１７と回転軸１３間の距離は、スラスト板１５とスラストカバー１６の厚みで決定されるので一定であり、磁気吸引力が安定する
さらに、動圧流体軸受では、回転軸１３とスリーブ１４のクリアランスは数μｍの狭い隙間で管理されており、軸受組立て時には、ごみ対策などクリーン度が要求されている。本実施例では、軸受組立て後に、着磁されたスラストマグネット１７をスラストカバー１６の裏側に取り付けるので、磁性粉等のごみが軸受に侵入することが無く、信頼性が高い。
【００２３】
また、前記スラストカバー１６は磁性体からなり、前記円板状スラストマグネット１７は前記スラストカバー１６より小径としたものであり、単極着磁されたスラストマグネット１７を容易にスラストカバー１６へ固定でき、組立作業性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係るポリゴンミラースキャナモータは、回転中心である回転軸と単極着磁されたスラストマグネットとの間に磁気吸引力が発生し、高速回転においても、アキシャル方向の位置安定性が保たれる。同時に、発生する磁界は単極であり磁気的な損失は小さく、高速回転でも消費電流への影響は少ない。また、スラストマグネットと回転軸間の距離は
、スラスト板とスラストカバーの厚みで決定されるので一定であり、磁気吸引力が安定する。
さらに、軸受部を組み立て後に、スラストマグネットをスラストカバー裏面に固定するので、スリーブ内部へ磁性粉等のごみの侵入が無く、信頼性が高いという有利な効果を有し、デジタル複写機、レーザビームプリンタなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１によるポリゴンミラースキャナモータを示す断面図
【図２】従来のポリゴンミラースキャナモータの断面図
【符号の説明】
【００２６】
１、１３  回転軸
２  ポリゴンミラー
３  ロータマグネット
４  ロータフレーム
５  ロータボス
６、１４  スリーブ
７、１５  スラスト板
８、１６  スラストカバー
９  ステータコア
１０  ステータ巻線
１１  金属基板
１２、１７  スラストマグネット
【図１】
2007228678.tif 000003
【図２】
2007228678.tif 000004