(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸と、前記固定軸に隙間を空けて挿通され固定軸との間に動圧を発生させて回転する円筒状のスリーブと、前記スリーブに取付けられた回転多面鏡と、前記スリーブに直接外嵌された環状の駆動マグネットと、前記駆動マグネットと対面してコイルが環状に複数配置された駆動コイルと、前記駆動コイルが装着された回路基板と、を備えた光偏向器において、
前記駆動コイルの内縁側に位置し駆動に寄与しない巻線部分の全てが、前記スリーブの下面と前記回路基板の間に配置されたことを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記回路基板は鉄系であり、回路基板の端部が前記巻線部分の内縁部に位置していることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ複写機、レーザプリンタ等に搭載される光偏向器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザ複写機、レーザプリンタ等に搭載される光偏向器には、動圧空気軸受タイプのものが用いられる割合が増加しつつある。その理由は、レーザ複写機、レーザプリンタ等の高速化、高解像度化に伴い、光偏向器の回転数が増加の一途をたどっているからである。
【０００３】
すなわち、従来のように、ボールベアリングやオイル等の動圧流体を使用した軸受では、固定軸側と回転体側の媒体にオイルを使用するため、特に高速回転で温度が上昇したときに光偏向器に急激な劣化が発生し、光偏向器の寿命が短くなるなどの問題があるからである。
【０００４】
このような動圧空気軸受タイプの光偏向器の構造には、大きく分けて２種類ある。一方は回転体に備えられた駆動マグネットと固定側に備えられたコイルとが、半径方向に対向するタイプであり、ラジアルギャップ型と呼ばれ、他方は回転体に備えられた駆動マグネットと固定側に備えられたコイルとが、回転軸方向に対向するタイプであり、アキシャルギャップ型或いは面対向型等と呼ばれている。
【０００５】
ここで、ラジアルギャップ型の光偏向器の構成例としては、図８の特開平９―３１１２８７に代表されるように、固定軸１００の周囲には、所定の間隙を保持しつつ回転スリーブ１０２が嵌挿されている。
【０００６】
この回転スリーブ１０２にはポリゴンミラー１０４及び駆動マグネット１０６が固定されており、駆動マグネット１０６の半径方向には、駆動コイル１０８が駆動マグネット１０６に対向して配置されている。
【０００７】
一方、アキシャルギャップ型の光偏向器の構成例としては、図９の特開平９−３１２９６２に代表されるように、固定軸１１０の周囲に所定の間隙を保持しつつ嵌挿された回転スリーブ１１２には、ポリゴンミラー１１４及び駆動マグネット１１６が固定されており、この駆動マグネット１１６には固定軸１１０の軸方向に対向して駆動コイル１１８が配置されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図１０（Ａ）、（Ｂ）には、駆動コイル１１８に配設されたコイル１２０が示されているが、コイル１２０のうち実際に図９に示す駆動マグネット１１６の駆動に寄与する部分はエリア１２２である。一方、コイル１２０のうち駆動コイル１１８の内縁側のエリア１２４及び外縁側のエリア１２６は、駆動マグネット１１６の駆動にはほとんど寄与しない。
【０００９】
しかし、図９に示すように、駆動コイル１１８が回転スリーブ１１２の外周より外側に配置されているため、エリア１２２（図１０参照）を駆動マグネット１１６に対向させるためには、その分だけ駆動マグネット１１６の半径方向の長さを長くしなければならなくなる。従って、回転体１２８のイナーシャが大きくなり、レーザプリンタの起動時間が長く、定常電流も増加する。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮し、回転体のイナーシャを極力小さくし、レーザプリンタの起動時間が短く、定常電流が小さい光偏向器を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、固定軸と、前記固定軸に隙間を空けて挿通され固定軸との間に動圧を発生させて回転する円筒状のスリーブと、前記スリーブに取付けられた回転多面鏡と、前記スリーブに直接外嵌された環状の駆動マグネットと、前記駆動マグネットと対面してコイルが環状に複数配置された駆動コイルと、前記駆動コイルが装着された回路基板と、を備えた光偏向器において、前記駆動コイルの内縁側に位置し駆動に寄与しない巻線部分の全てが、前記スリーブの下面と前記回路基板の間に配置されたことを特徴とする。
請求項１に記載の発明では、固定軸には隙間を空けて円筒状のスリーブが挿通されており、固定軸との間に動圧を発生させて回転する。このスリーブには回転多面鏡及び駆動マグネットが取付けられている。
【００１２】
この駆動マグネットにはコイルが環状に複数配置された駆動コイルが対面しており、駆動マグネットの内縁部より内側に駆動コイルの内縁側に位置するコイルの巻線部分を配置させている。
【００１３】
一方、コイルに電流を流すことでコイル内には磁界が発生し、この磁界により受ける磁力によって回転多面鏡等で構成される回転体が固定軸を中心に回転可能となるが、コイルの巻線部分は、この回転体の回転にはほとんど寄与しない。
【００１４】
このため、駆動コイルの内縁側に位置する駆動に寄与しない巻線部分の全てをスリーブの下面と回路基板の間に配置することで、駆動コイルの内径寸法は小さくなる。
【００１５】
一方、該コイルの巻線部分はあくまでも回転体の駆動には寄与しないので、磁力に影響することなく、駆動コイルの内径寸法が小さくなったことに伴って、駆動コイルの外径寸法を縮径することができる。
【００１６】
このように、駆動コイルの外径寸法を縮径することによって、駆動マグネットの外径寸法も縮径することができ、回転体を回転させるためのイナーシャが不要に大きくなることを防止し、レーザプリンタの起動時間の短縮と定常電流の低減に寄与することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光偏向器において、前記回路基板は鉄系であり、回路基板の端部が前記巻線部分の内縁部に位置していることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、回路基板を鉄系とし、該回路基板の端部を巻線部分の内縁部に配置することで、鉄系の基板の端面が駆動コイルの内縁側に位置するコイルの巻線部分まで延在している場合と比較すると、駆動マグネットを駆動コイル側に吸引する力が弱くなり、回転多面鏡等の回転体を浮上させるマグネットの磁気を小さくすることができる。
【００２０】
また、鉄系の基板の端面が該コイルの巻線部分まで延在しないため、駆動マグネットからコイルの巻線部分に流れる磁束を極力減らし（磁束の漏れを減らし）、光偏向器の効率の低下を防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１には第１形態に係る光偏向器１０が示されている。
【００２２】
ここで、光偏向器１０の構成の概要について説明する。光偏向器１０には固定軸１２が備えられており、固定軸１２はネジ１４及びナット１６によってハウジング１８に固定されている。
【００２３】
この固定軸１２の外周面には、数μｍの動圧発生溝２０が複数形成されており、固定軸１２には円柱状の回転スリーブ２２が固定軸１２との間に数μｍの間隙を設けて回転可能に挿通されている。
【００２４】
回転スリーブ２２の外周には、環状の駆動マグネット２４が外嵌されている。この駆動マグネット２４の天面には、台座２６が凸設されており、この台座２６の上に回転多面鏡２８が載置され、環状の固定部材３０によって回転スリーブ２２に固定される。
【００２５】
一方、ハウジング１８に取付けられた樹脂製の基板３２には、ホルダ３４がリング状に立設されており、このホルダ３４の先端部には、スラストマグネット３６が取り付けられている。
【００２６】
このスラストマグネット３６に対向して駆動マグネット２４の径方向外端位置には、環状のスラストマグネット３８が設けられており、スラストマグネット３６との間に所定間隔を置いて位置している。このスラストマグネット３６とスラストマグネット３８とは相互に異極となるように着磁されており、お互いに吸引力が働くようになっている。
【００２７】
この吸引力は、回転スリーブ２２と、駆動マグネット２４と、回転多面鏡２８と、固定部材３０と、で構成される回転体４０のスラスト方向の荷重よりも大きく設定されており、これによって回転体４０は浮上し、かつ所定の高さに保持される。
【００２８】
一方、図２（Ａ）に示すように、駆動マグネット２４には隣接する区分が異極となるようにＮ極とＳ極とが着磁されている。また、駆動マグネット２４の軸方向の対向した位置には駆動コイル４２が配置されている。
【００２９】
この駆動コイル４２にはコイル４８が複数配置されており、このコイル４８に順次通電を行うことによって図１に示す回転体４０が回転する。なお、駆動マグネット２４及び固定部材３０には、それぞれウエイト３１が付加されており、回転体４０の回転アンバランスを修正している。
【００３０】
以上のような構成によって、回転体４０が回転すると固定軸１２と回転スリーブ２２との間隙には動圧が発生し、回転スリーブ２２は固定軸１２の半径方向に対して非接触で支持される。
【００３１】
一方、基板３２の裏面には、駆動マグネット２４に対向して環状の珪素鋼板４４が配置されている。この珪素鋼板４４は、駆動マグネット２４の駆動に寄与する部分、すなわち、図２（Ｂ）で示すコイル４８の巻線部分内に位置するエリア４６に対向し、駆動マグネット２４と駆動コイル４２との間の磁力を強化している。
【００３２】
ここで、駆動コイル４２に配置されたコイル４８は、駆動マグネット２４の駆動に寄与するエリア４６と、駆動マグネット２４の駆動にはほとんど寄与しないエリア５０（駆動コイル２４の内縁側）、５２（駆動コイル２４の外縁側）とで構成されている。
【００３３】
一方、図１に示すように、回転スリーブ２２の底面２２Ａには、コイル４８のエリア５０を対向させている。このため、仮想線で示すように、エリア５０が駆動マグネット２４に対向している場合と比較すると、駆動コイル４２の内径寸法は小さくなる。
【００３４】
しかし、コイル４８のエリア５０はあくまでも駆動マグネット２４による回転体４０の回転には寄与しないので、磁力に影響することなく、駆動コイル４２の内径寸法が小さくなった分、駆動コイル４２の外径寸法を縮径することができる。
【００３５】
このように、駆動コイル４２の外径寸法を縮径することによって、駆動マグネット２４の外径寸法も縮径することができ、回転体４０を回転させるためのイナーシャが不要に大きくなることを防止し、レーザプリンタの起動時間の短縮と定常電流の低減に寄与することができる。
【００３６】
一方、図３には第１形態の変形例が示されている。なお、第１形態と同一の内容については説明を割愛する。
【００３７】
ここでは、回転スリーブ２２の底面２２Ａには、コイル４８の巻線部分であるエリア５０及び巻線部分内のエリア４６の一部を対向させている。このように、駆動コイル４２をさらに内側に配置することによって、駆動コイル４２が装着される基板３２を小さくすることができる。
【００３８】
なお、この場合、駆動コイル４２の位置に合わせて珪素鋼板４４をコイル４８のエリア４６に対向させることによって、駆動マグネット２４の駆動に寄与しない部分であるエリア５０に極力磁束が発生しないようにすることが望ましい。
【００３９】
次に、第２形態に係る光偏向器について説明する。なお、第１形態と同一の内容については説明を割愛する。
【００４０】
図４に示すように、ハウジング１８には基板５６が取付けられており、この基板５６は珪素鋼板等の鉄系で形成されている。この基板５６の端面は、駆動コイル４２のエリア５０の内縁部に位置している。
【００４１】
このため、基板５６の端面が駆動コイル４２のエリア５０まで延在している場合と比較すると、駆動マグネット２４を駆動コイル４２側に吸引する力が弱くなり、回転体４０を浮上させるスラストマグネット３６、３８の磁気を小さくすることができる。
【００４２】
また、基板５６の端面が駆動コイル４２のエリア５０まで延在しないため、駆動マグネット２４からエリア５０に流れる磁束を極力減らし、光偏向器５８の効率の低下を防止することができる。
【００４３】
なお、本形態では、回転体４０の浮上方式としてスラストマグネット３６、３８の磁気吸引力を使用したが、これに限るものではない。
【００４４】
例えば、回転体の浮上のために駆動マグネットに対面して反発型のマグネットを用いた場合でも良く、反発型のマグネットの磁力を弱いものにできるという点では同様の効果を発揮する。
【００４５】
また、回転スリーブ２２の底面２２Ａには、駆動コイル４２のコイル４８の巻線部分であるエリア５０が対向しているが、図５に示すように、回転スリーブ２２の底面２２Ａに、駆動コイル４２のエリア５０及び巻線部分内のエリア４６の一部を対向させても良い。
【００４６】
これによって、駆動マグネット２４の外径寸法を縮径させることができるため、回転体４０のイナーシャを小さくし、結果としてレーザプリンタの起動時間の短縮、定常電流の減少に寄与することができる。また、回転体４０の質量も小さくなるため、少ない磁気吸引力で回転体４０を浮上させることができる。
【００４７】
さらに、本発明では回転スリーブの外周面を一定としたが、図６に示すように、回転スリーブ６０の底面側の外周面に縮径する段部６２を設けても良い。この段部６２に駆動マグネット６４を外嵌することで、さらに、駆動マグネット６４の外径寸法を縮径させることができ、光偏向器６６の低イナーシャ化、小型化が期待できる。
【００４８】
また、本形態では、駆動コイルの内縁側に位置する巻線部分を回転スリーブの底面に対向させたが、該巻線部分が駆動マグネットの内縁部より内側に配置されれば良いため、これに限るものではなく、回転スリーブの形状によっても異なる。
【００４９】
例えば、図７に示すように、外周面に縮径する段部６８を設けた回転スリーブ７０では、段部６８に対向して駆動コイル７２の巻線部分であるエリア７４を配置させることとなる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、上記構成としたので、請求項１に記載の発明では、駆動コイルの外径寸法を縮径させることによって、駆動マグネットの外径寸法も縮径することができ、回転体を回転させるためのイナーシャが不要に大きくなることを防止し、レーザプリンタの起動時間の短縮と定常電流の低減に寄与することができる。請求項２に記載の発明では、鉄系の基板の端面が駆動コイルの内縁側に位置するコイルの巻線部分まで延在している場合と比較すると、駆動マグネットを駆動コイル側に吸引する力が弱くなり、回転多面鏡等の回転体を浮上させるマグネットの磁気を小さくすることができる。また、鉄系の基板の端面が該コイルの巻線部分まで延在しないため、駆動マグネットからコイルの巻線部分に流れる磁束を極力減らし、光偏向器の効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１形態に係る光偏向器の概略断面図である。
【図２】  （Ａ）は駆動マグネット及び駆動コイルの位置関係を示す概念図
であり、（Ｂ）は駆動コイルに配設されたコイルを示す拡大図である。
【図３】  第１形態に係る光偏向器の変形例を示す概略断面図である。
【図４】  第２形態に係る光偏向器の概略断面図である。
【図５】  第２形態に係る光偏向器の変形例を示す概略断面図である。
【図６】  本発明に係る光偏向器の変形例を示す概略断面図である。
【図７】  本発明に係る光偏向器の他の変形例を示す概略断面図である。
【図８】  従来例に係る光偏向器の概略断面図である。
【図９】  従来例に係る光偏向器の概略断面図である。
【図１０】  （Ａ）は駆動コイルの位置関係を示す概念図であり、（Ｂ）は
駆動コイルに配設されたコイルを示す拡大図である。
【符号の説明】
１０    光偏向器
２２    回転スリーブ（スリーブ）
２２Ａ  底面
２４    駆動マグネット
４２    駆動コイル
４６    エリア
４８    コイル
５０    エリア（巻線部分）
５６    基板
５８    光偏向器
６０    回転スリーブ（スリーブ）
６４    駆動マグネット
６６    光偏向器
７０    回転スリーブ（スリーブ）
７２    駆動コイル
７４    エリア（巻線部分）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003858557.tif 000009
【図９】
0003858557.tif 000010
【図１０】
0003858557.tif 000011