JP4518396B2

JP4518396B2 - Optical deflector, optical scanning device, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP4518396B2
Application number: JP2005078750A
Authority: JP
Inventors: 幸男伊丹
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP2006259446A

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置またはこれらの複合機の光書き込み装置に用いられる光偏向器に関する。 The present invention relates to an optical deflector used in an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile machine, or an optical writing device of a composite machine of these.

デジタル複写機、レーザープリンタ等のレーザー書き込み装置を用いた電子写真方式の記録装置は、プリント速度の高速化および画素密度の高密度化にともない、２００００回転／分以上の高速回転をする光偏向器が実用化されている。これら光偏向器の回転駆動にはブラシレスモータが用いられ、本出願人は、先に以下のブラシレスモータを提案した。 An electrophotographic recording apparatus using a laser writing apparatus such as a digital copying machine or a laser printer is an optical deflector that rotates at a high speed of 20000 rotations / minute or more as the printing speed increases and the pixel density increases. Has been put to practical use. A brushless motor is used for rotational driving of these optical deflectors, and the present applicant has previously proposed the following brushless motor.

すなわち、特許文献１では、ｎ極３ｎコイル型（ｎは偶数）の例として、４極１２コイル型の直流ブラシレスモータが開示されている。また、特許文献２に記載のブラシレスモータは、モータのロータ磁石の開放磁路側に磁性体を配置することにより、ロータ磁石から漏れる磁束が磁性体に引き付けられ、ロータ磁石の近傍に配置されている他の固定部材内に入り込む磁束が少なくなるため、他の固定部材での渦電流の発生が少なくなる。また、磁性体内で発生する渦電流も小さくなり、ブラシレスモータ全体の渦電流の発生が少なくなり、渦電流損失によるブラシレスモータの温度上昇が低減される。 That is, Patent Document 1 discloses a 4-pole 12-coil DC brushless motor as an example of an n-pole 3n-coil type (n is an even number). Further, the brushless motor described in Patent Document 2 is arranged in the vicinity of the rotor magnet by arranging the magnetic body on the open magnetic path side of the rotor magnet of the motor so that the magnetic flux leaking from the rotor magnet is attracted to the magnetic body. Since the magnetic flux entering the other fixing member is reduced, the generation of eddy currents in the other fixing member is reduced. Further, the eddy current generated in the magnetic body is also reduced, the generation of eddy current in the entire brushless motor is reduced, and the temperature rise of the brushless motor due to eddy current loss is reduced.

特開２０００−０５０６０３号公報JP 2000-050603 A 特開２００１−２５１８３１号公報JP 2001-251831 A

しかし、上記した従来例においては、モータの磁極数とコイル数が、光偏向器用として最適化されていなかったため、消費電力及び発熱が大きかった。
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、モータの磁極数とコイル数を、光偏向器用として最適化し、ブラシレスモータの消費電力及び発熱を低減し、回転むらを小さく抑えた光偏向器を提供することにある。
さらに、本発明のブラシレスモータで構成される光偏向器を用いることで、モータ発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査精度が高い光走査装置を提供し、低消費電力で高画質な画像形成装置を提供することにある。 However, in the above-described conventional example, the number of magnetic poles and the number of coils of the motor are not optimized for the optical deflector, so that power consumption and heat generation are large.
The present invention has been made in view of the above problems,
An object of the present invention is to provide an optical deflector that optimizes the number of magnetic poles and the number of coils of a motor for an optical deflector, reduces power consumption and heat generation of a brushless motor, and suppresses rotation unevenness.
Furthermore, by using the optical deflector constituted by the brushless motor of the present invention, an optical scanning device with a small temperature change of an optical component such as a lens due to heat generation of the motor and high scanning accuracy is provided. An object is to provide an image forming apparatus.

本発明は、軸受により支持され、モータにより回転駆動される回転体に多面鏡が固定された光偏向器において、前記モータは、周方向６極に着磁をされて回転体に固定されたリング状の永久磁石と、前記永久磁石の回転位置を検出する回転位置検出手段と、ステータコアに９つの突極が形成され、各突極にコイルが巻かれたステータ組立体とを備え、前記コイルはＵ、Ｖ、Ｗ相の３組（３相）のコイル群がＹ型結線で接続され、各相のコイルは、各３つのコイルが直列に接続されたことを最も主要な特徴とする。 The present invention relates to an optical deflector in which a polygon mirror is fixed to a rotating body supported by a bearing and driven to rotate by a motor. The motor is a ring that is magnetized in the circumferential six poles and fixed to the rotating body. A permanent assembly, a rotational position detecting means for detecting the rotational position of the permanent magnet, and a stator assembly in which nine salient poles are formed on the stator core and a coil is wound around each salient pole. The most important feature is that three sets of U, V, and W phases (three phases) are connected by a Y-type connection, and each phase coil is connected in series .

本発明（請求項１）によれば、コイルのリアクタンス（インダクタンス）による電圧降下を低減し、高速回転でのモータ効率を高め、消費電力を低減した光偏向器を提供できる。 According to the present invention (claim 1), it is possible to provide an optical deflector that reduces a voltage drop due to a reactance (inductance) of a coil, increases motor efficiency at high speed rotation, and reduces power consumption.

本発明（請求項２）によれば、機械的強度が小さい永久磁石が高速回転による遠心力により破壊することがない光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 2), it is possible to provide an optical deflector in which a permanent magnet having a low mechanical strength is not broken by a centrifugal force caused by high-speed rotation.

本発明（請求項３）によれば、永久磁石の外周側に磁気を透過可能とした光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 3), an optical deflector capable of transmitting magnetism to the outer peripheral side of the permanent magnet can be provided.

本発明（請求項４）によれば、永久磁石の磁力の利用効率を上げると同時に、回転体周辺の気流を整流して乱流を低減し、モータの消費電力及び発熱を低減すると同時に、回転むらを小さくした光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 4), the use efficiency of the magnetic force of the permanent magnet is increased, the airflow around the rotating body is rectified to reduce the turbulence, and the power consumption and heat generation of the motor are reduced. An optical deflector with reduced unevenness can be provided.

本発明（請求項５）によれば、コイル通電による磁気の影響を受けて、位置検出素子が永久磁石の磁極位置を誤検知することがない光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 5), it is possible to provide an optical deflector in which the position detection element does not erroneously detect the magnetic pole position of the permanent magnet due to the influence of magnetism caused by coil energization.

本発明（請求項６）によれば、位相比較制御のタイミングをミラー面数と対応させ、各ミラー面の走査速度ばらつきを小さく抑えた光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 6), it is possible to provide an optical deflector in which the timing of phase comparison control is made to correspond to the number of mirror surfaces and variation in scanning speed of each mirror surface is suppressed to be small.

本発明（請求項７）によれば、位置検出素子でミラーの頂点位置を検知することができる光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 7), it is possible to provide an optical deflector that can detect the vertex position of the mirror by the position detection element.

本発明（請求項８）によれば、モータ部の風損を低減すると共に、モータ部一体でのミラー加工を容易として、ミラー面の高精度化を図った光偏向器を提供できる。 According to the present invention (Claim 8), it is possible to provide an optical deflector that reduces the windage loss of the motor unit, facilitates mirror processing with the motor unit, and increases the accuracy of the mirror surface.

本発明（請求項９）によれば、多面鏡が軸方向に複数段形成され、カラーの画像形成装置に対応した光偏向器を提供できる。 According to the present invention (claim 9), a plurality of polygon mirrors are formed in the axial direction, and an optical deflector corresponding to a color image forming apparatus can be provided.

本発明（請求項１０）によれば、光偏向器の反射面が高精度に維持され、走査ビーム形状が一定で安定した光走査装置を提供できる。 According to the present invention (claim 10 ), it is possible to provide an optical scanning device in which the reflection surface of the optical deflector is maintained with high accuracy and the scanning beam shape is constant and stable.

本発明（請求項１１）によれば、光偏向器の反射面が高精度に維持され、走査ビーム形状が一定で安定したマルチビーム光走査装置を提供できる。 According to the present invention (claim 11 ), it is possible to provide a multi-beam optical scanning device in which the reflecting surface of the optical deflector is maintained with high accuracy and the scanning beam shape is constant and stable.

本発明（請求項１２）によれば、光走査装置の走査ビームが一定で安定し、高画質な画像形成装置を提供できる。
According to the present invention (claim 12 ), it is possible to provide a high-quality image forming apparatus in which the scanning beam of the optical scanning device is constant and stable.

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
実施例１：光偏向器
図１〜３は、本発明の実施例１の光偏向器を示す。図１〜３を参照して実施例１の光偏向器の構成、動作を説明する。軸受は高速回転用の動圧空気軸受を用いた実施例であるが、動圧流体軸受やボールベアリング等の軸受を用いることもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 Optical Deflector FIGS. 1 to 3 show an optical deflector according to Embodiment 1 of the present invention. The configuration and operation of the optical deflector of Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. Although the bearing is an embodiment using a dynamic pressure air bearing for high-speed rotation, a bearing such as a dynamic pressure fluid bearing or a ball bearing can also be used.

カバーケース２１の下面には光学ハウジングへの取り付け基準面２１ａが形成されている。カバーケース２１にはハウジング１が固定されている。ハウジング１の上面中央には軸受取り付け部１ｂが形成され、動圧軸受を構成する固定軸２が固定されている。 An attachment reference surface 21 a to the optical housing is formed on the lower surface of the cover case 21. The housing 1 is fixed to the cover case 21. A bearing mounting portion 1b is formed at the center of the upper surface of the housing 1, and a fixed shaft 2 constituting a dynamic pressure bearing is fixed.

固定軸２の円筒表面には動圧軸受を構成するための溝２ａが形成されている。回転体３が回転を開始すると、スリーブ１６と固定軸２の間に形成された軸受すきまの空気圧力が高まり非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体３を支持する。固定軸２の内側には吸引型磁気軸受の固定部５が固定されている。吸引型磁気軸受の固定部５は、キャップ６とストッパ７が固定軸２の内筒部に圧入固定されることで軸方向に挟まれて固定されている。キャップ６の中央部には空気が通過するときの粘性抵抗を利用して上下振動を減衰させるφ０．２〜φ０．５程度の微細穴が形成されている。キャップ６とストッパ７はともに非磁性材料のステンレス鋼板などが用いられる。 On the cylindrical surface of the fixed shaft 2, a groove 2a for forming a dynamic pressure bearing is formed. When the rotating body 3 starts to rotate, the air pressure in the bearing clearance formed between the sleeve 16 and the fixed shaft 2 increases, and the rotating body 3 is supported in the radial direction (radial direction) without contact. A fixed portion 5 of an attraction type magnetic bearing is fixed inside the fixed shaft 2. The fixed portion 5 of the attraction type magnetic bearing is fixed by being sandwiched in the axial direction by press-fitting and fixing the cap 6 and the stopper 7 to the inner cylinder portion of the fixed shaft 2. A fine hole having a diameter of about 0.2 to 0.5 is formed at the center of the cap 6 to attenuate the vertical vibration by using the viscous resistance when air passes. Both the cap 6 and the stopper 7 are made of a non-magnetic material such as a stainless steel plate.

吸引型磁気軸受の固定部５は回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石８と、前記リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１の固定ヨーク板９と、同様に、前記リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第２の固定ヨーク板１０とからなる。第１の固定ヨーク板９と第２の固定ヨーク板１０はリング状永久磁石８を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板９の中心円および、第２の固定ヨーク板１０の中心円が回転中心軸に対して同軸になるように配置、固定されている。リング状永久磁石８の材質としては主に希土類系の永久磁石が用いられる。固定ヨーク板９，１０には鉄鋼系の板材が用いられる。 The fixed portion 5 of the attraction type magnetic bearing is made of a ferromagnetic material in which a ring-shaped permanent magnet 8 magnetized in two poles in the rotation axis direction and a central circle smaller than the inner diameter of the ring-shaped permanent magnet 8 are formed. 1 fixed yoke plate 9, and similarly, a second fixed yoke plate 10 made of a ferromagnetic material having a central circle smaller than the inner diameter of the ring-shaped permanent magnet 8. The first fixed yoke plate 9 and the second fixed yoke plate 10 sandwich the ring-shaped permanent magnet 8 in the axial direction, and the center circle of the first fixed yoke plate 9 and the center circle of the second fixed yoke plate 10 are Arranged and fixed so as to be coaxial with the rotation center axis. As a material of the ring-shaped permanent magnet 8, a rare earth permanent magnet is mainly used. Steel plates are used for the fixed yoke plates 9 and 10.

ハウジング１の上面には中央部に穴が形成されたプリント基板１１が配置されている。ハウジング１の軸受取り付け部１ｂの外径には、ステータ１２が嵌合され、固定されている。ハウジング１はアルミ合金のような導電材料が用いられるため、ロータ磁石１４の回転による交番磁界の影響でハウジング１に渦電流が流れ、モータの損失が大きくなることがないようにプリント基板は鉄基板で構成すると良い。 On the upper surface of the housing 1, a printed circuit board 11 having a hole formed in the center is disposed. A stator 12 is fitted and fixed to the outer diameter of the bearing mounting portion 1 b of the housing 1. Since the housing 1 is made of a conductive material such as an aluminum alloy, the printed circuit board is an iron board so that eddy current does not flow through the housing 1 due to the influence of an alternating magnetic field caused by the rotation of the rotor magnet 14 and the loss of the motor does not increase. It is good to compose with.

プリント基板１１にはコイルへの通電切換を行うための位置検出素子であるホール素子１３が実装されている。モータ部は回転体３に取り付けられたロータ磁石１４とコイル１２ａが巻かれたステータ１２、コイル１２ａが接続されるプリント基板１１、プリント基板１１に実装されたホール素子１３、ロータ磁石１４を保持するフランジ１７の外側に配置された強磁性体である整流ヨーク２２で構成される。ステータ１２は、渦電流が流れて鉄損が大きくならないように、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を積層したものが用いられる。 The printed circuit board 11 is mounted with a hall element 13 which is a position detection element for switching energization to the coil. The motor unit holds a rotor magnet 14 attached to the rotating body 3, a stator 12 wound with a coil 12a, a printed circuit board 11 to which the coil 12a is connected, a hall element 13 mounted on the printed circuit board 11, and a rotor magnet 14. The rectifying yoke 22 is a ferromagnetic body disposed outside the flange 17. The stator 12 is a laminate of electromagnetic steel plates such as silicon steel plates so that eddy currents do not flow and iron loss does not increase.

回転体３はスリーブ１６と、スリーブ１６の外側に固定されたフランジ１７、フランジ１７に固定されたミラー１８、ミラーに固定された磁気軸受の回転部１９、フランジ１７に固定されたロータ磁石１４で構成されている。スリーブ１６はセラミックス、フランジ１７はアルミニウム合金で構成され、スリーブ１６とフランジ１７は焼きばめにより固定されている。 The rotating body 3 includes a sleeve 16, a flange 17 fixed to the outside of the sleeve 16, a mirror 18 fixed to the flange 17, a rotating portion 19 of a magnetic bearing fixed to the mirror, and a rotor magnet 14 fixed to the flange 17. It is configured. The sleeve 16 is made of ceramics, and the flange 17 is made of an aluminum alloy. The sleeve 16 and the flange 17 are fixed by shrink fitting.

フランジ１７の下側に固定されたモータ用のロータ磁石１４は接着または圧入により固定されている。ロータ磁石１４は接着または圧入が容易にできるようにリング状に形成されている。周方向に分割した永久磁石を用いることもできる。ロータ磁石１４の外周をフランジ１７で保持することでロータ磁石１４が高速回転による遠心力で破壊されることを防止している。ロータ磁石１４に線膨張係数がフランジ１７と略同じプラスチックマグネットを用いて、圧入により固定すれば、温度変化による回転体の不釣り合い振動の変化を小さく抑えることができるので、より高速回転用モータとして好適である。 The motor rotor magnet 14 fixed to the lower side of the flange 17 is fixed by adhesion or press fitting. The rotor magnet 14 is formed in a ring shape so that adhesion or press-fitting can be easily performed. Permanent magnets divided in the circumferential direction can also be used. By holding the outer periphery of the rotor magnet 14 with the flange 17, the rotor magnet 14 is prevented from being broken by centrifugal force due to high-speed rotation. If a plastic magnet having a linear expansion coefficient substantially the same as that of the flange 17 is used for the rotor magnet 14 and is fixed by press-fitting, the change in unbalanced vibration of the rotating body due to a temperature change can be suppressed to a small level. Is preferred.

フランジ１７上端には圧入内径部１７ａが形成され、ミラー１８の圧入外径部１８ａが圧入固定されている。フランジ１７とミラー１８の線膨張係数は略等しい。フランジ１７にはスリーブ１６の動圧軸受面１６ａと直交する鏡面加工用基準面１７ｂが形成されている。鏡面加工用基準面はミラー当接面１７ｃを境界として、ミラー１８の反対側に形成されている。 A press-fit inner diameter portion 17a is formed at the upper end of the flange 17, and a press-fit outer diameter portion 18a of the mirror 18 is press-fitted and fixed. The linear expansion coefficients of the flange 17 and the mirror 18 are substantially equal. The flange 17 is formed with a mirror-finishing reference surface 17 b orthogonal to the hydrodynamic bearing surface 16 a of the sleeve 16. The mirror surface processing reference surface is formed on the opposite side of the mirror 18 with the mirror contact surface 17c as a boundary.

ミラー１８は軸方向に２段の反射面が一体で形成されている。ミラー１８は、内部が略カップ状にくりぬかれるとともに、スリーブ１６に形成された動圧軸受面１６ａと、ミラー１８に形成された反射面１８ｃ、１８ｄの一部が、回転軸方向の位置で重なり、固定されている。ミラー１８には吸引型磁気軸受の回転部１９が圧入により固定されている。吸引型磁気軸受の回転部１９には第１の固定ヨーク板９の中心円および、第２の固定ヨーク板１０の中心円との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成され、その外筒面が回転中心軸と同軸になるように配置されている。吸引型磁気軸受の回転部１９には永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。 The mirror 18 is integrally formed with two reflecting surfaces in the axial direction. The inside of the mirror 18 is hollowed out in a substantially cup shape, and the dynamic pressure bearing surface 16a formed on the sleeve 16 and a part of the reflecting surfaces 18c and 18d formed on the mirror 18 overlap at a position in the rotation axis direction. It has been fixed. A rotating part 19 of a suction type magnetic bearing is fixed to the mirror 18 by press fitting. An outer cylindrical surface that forms a magnetic gap is formed between the central circle of the first fixed yoke plate 9 and the central circle of the second fixed yoke plate 10 on the rotating portion 19 of the attractive magnetic bearing. It arrange | positions so that a cylinder surface may become coaxial with a rotation center axis | shaft. A permanent magnet or a steel-based ferromagnetic material is used for the rotating portion 19 of the attractive magnetic bearing.

回転体３は、高速で回転させるために、回転体３の上下２ヶ所の修正面１８ｂ，１４ａでバランス修正が行われている。回転体の重心３ａが動圧軸受の中間近傍に配置されているため、高精度な回転体のバランス修正が可能で、不釣り合い振動を非常に小さいレベルにすることができる。 In order to rotate the rotator 3 at a high speed, the balance is corrected at the correction surfaces 18b and 14a at two upper and lower portions of the rotator 3. Since the center of gravity 3a of the rotating body is arranged in the vicinity of the middle of the hydrodynamic bearing, the balance of the rotating body can be corrected with high accuracy, and unbalanced vibration can be reduced to a very small level.

プリント基板１１には、モータのコイル１２ａやホール素子１３とパターン配線され、駆動回路２０により、ホール素子１３の位置検出信号にしたがって、順次モータのコイル１２ａへの通電を切り替えて回転体３を回転させて定速制御する。 The printed circuit board 11 is pattern-wired with the motor coil 12a and the hall element 13, and the drive circuit 20 sequentially switches the energization of the motor coil 12a according to the position detection signal of the hall element 13 to rotate the rotating body 3. Control at a constant speed.

図４は、本発明の特徴を説明するための図である。図４の回転体断面は、多面体鏡であるミラー１８の頂点（回転時の最大外接円直径）を通る断面を示している。 FIG. 4 is a diagram for explaining the feature of the present invention. 4 shows a cross section passing through the apex (maximum circumscribed circle diameter at the time of rotation) of the mirror 18 that is a polyhedral mirror.

図４に示すように、フランジ１７の外周と強磁性体である整流ヨーク２２の内周円筒面との間に一定の間隙ｇが形成されている。整流ヨーク２２の内周円筒面の直径φＤ２は、回転体の最大外接円直径φＤ１より小さく構成されている。すなわち、φＤ１とφＤ２は以下の関係になっている。
φＤ１＞φＤ２
φＤ１＞φＤ２とすることで、整流ヨーク２２の内周円筒面をロータ磁石１４の外周に接近させた配置が可能となり、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げると同時に、ミラー１８下方の気流を整流して、乱流を低減することができる。 As shown in FIG. 4, a constant gap g is formed between the outer periphery of the flange 17 and the inner peripheral cylindrical surface of the rectifying yoke 22 that is a ferromagnetic material. The diameter φD2 of the inner peripheral cylindrical surface of the rectifying yoke 22 is configured to be smaller than the maximum circumscribed circle diameter φD1 of the rotating body. That is, φD1 and φD2 have the following relationship.
φD1> φD2
By setting φD1> φD2, it is possible to arrange the inner peripheral cylindrical surface of the rectifying yoke 22 close to the outer periphery of the rotor magnet 14, thereby increasing the use efficiency of the magnetic force of the rotor magnet 14 and at the same time It can be rectified to reduce turbulence.

間隙ｇを小さくすると空気摩擦による損失が大きくなり、消費電力が増加する。逆に、間隙ｇを大きくすると、ロータ磁石１４の磁力の利用効率が低下し、消費電力が増加する。間隙ｇは１〜３ｍｍの範囲の消費電力が小さく好適で、どの回転数でも、２ｍｍ近傍が消費電力最小で最適となっている。整流ヨーク２２は、ロータ磁石１４の磁力を有効に活用すると同時に、回転体周辺の気流を整流し、乱流を防止する。 If the gap g is reduced, the loss due to air friction increases and the power consumption increases. On the contrary, when the gap g is increased, the use efficiency of the magnetic force of the rotor magnet 14 is reduced, and the power consumption is increased. The gap g is suitable for low power consumption in the range of 1 to 3 mm, and near 2 mm is optimal with minimum power consumption at any number of rotations. The rectifying yoke 22 effectively utilizes the magnetic force of the rotor magnet 14 and at the same time rectifies the airflow around the rotating body to prevent turbulence.

整流ヨーク２２は強磁性体からなり、炭素鋼やフェライト等の鋼板を積層したものが好適で、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を積層したものが更に好適である。鋼板の積層はカシメにより金型内で自動積層することができる。 The rectifying yoke 22 is made of a ferromagnetic material, and is preferably a laminate of steel plates such as carbon steel and ferrite, and more preferably a laminate of electromagnetic steel plates such as silicon steel plates. Lamination of steel plates can be done automatically in the mold by caulking.

整流ヨーク２２に強磁性体以外の材料を使用すると、十分な消費電力低減効果が得られない。強磁性体以外の材料として、例えば、整流ヨーク２２をアルミニウム合金製とすると磁気的な効果が得られないだけでなく、ロータ磁石１４の交番磁界によりアルミニウム合金製の整流ヨーク２２に流れる渦電流が大きくなり、損失が増加、消費電力が大きくなってしまう。整流ヨーク２２は強磁性体で固有抵抗値が大きい材料が好適である。 If a material other than a ferromagnetic material is used for the rectifying yoke 22, a sufficient power consumption reduction effect cannot be obtained. As a material other than the ferromagnetic material, for example, if the rectifying yoke 22 is made of an aluminum alloy, not only a magnetic effect is obtained, but also an eddy current flowing in the rectifying yoke 22 made of an aluminum alloy by an alternating magnetic field of the rotor magnet 14 is generated. It increases, loss increases, and power consumption increases. The rectifying yoke 22 is preferably made of a ferromagnetic material having a large specific resistance value.

また、光偏向器の回転体は、図１〜３に示すように、モータ部の直径よりもミラー１８部の最大外接円直径が大きくなる場合が多い。特開２００２−３６５５８０公報のように、回転中心軸に対する角度精度が高く高精度なミラーを形成するために回転体一体でミラー面を加工する場合は、ミラー面加工時にモータ部が一緒に削られることがないように、モータ部の直径よりもミラー１８部の最大外接円直径が大きい構成となる。上記回転体の構成で、前掲した特許文献２のように、カバーケースにヨークを固定すると、組立時にミラー部と整流ヨーク２２が干渉するため、自然とロータ磁石とヨークの間隙が大きくなり、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げることができない。よって、本発明では、ハウジング１側に整流ヨーク２２を固定することで、組立時に整流ヨーク２２と回転体が干渉しないようにしている。 Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the rotating body of the optical deflector often has a maximum circumscribed circle diameter of the mirror 18 portion larger than the diameter of the motor portion. As described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-365580, when a mirror surface is processed integrally with a rotating body in order to form a highly accurate mirror with high angular accuracy with respect to the rotation center axis, the motor portion is cut together when the mirror surface is processed. Therefore, the maximum circumscribed circle diameter of the mirror 18 part is larger than the diameter of the motor part. When the yoke is fixed to the cover case as in the above-mentioned Patent Document 2 with the structure of the rotating body described above, the mirror portion and the rectifying yoke 22 interfere with each other during assembly, so the gap between the rotor magnet and the yoke naturally increases, and the rotor The utilization efficiency of the magnetic force of the magnet 14 cannot be increased. Therefore, in the present invention, the rectifying yoke 22 is fixed to the housing 1 side so that the rectifying yoke 22 and the rotating body do not interfere with each other during assembly.

実施例１：光偏向器用として最適なモータの磁極数とコイル数
図１７を参照して、光偏向器用として最適なモータの磁極数とコイル数を説明する。光偏向器のモータ部として、磁極数とコイル数については、多くの組合せで３相モータを構成することができる。そこで、最も高速化に適した磁極数とコイル数の組合せを検討した。磁極数とコイル数以外のパラメータはできるだけ同等にした。 Example 1: Optimal number of magnetic poles and number of coils of motor for optical deflector Referring to FIG. 17, the optimal number of magnetic poles and number of coils of a motor for optical deflector will be described. As the motor unit of the optical deflector, a three-phase motor can be configured with many combinations of the number of magnetic poles and the number of coils. Therefore, a combination of the number of magnetic poles and the number of coils most suitable for speeding up was examined. Parameters other than the number of magnetic poles and the number of coils were made as equal as possible.

まず、有限要素法による電磁界解析を用いて、無通電回転時の誘起電圧を比較した。その結果、図１７に示すように、ＡＢＣの文字が記入された磁極数とコイル数の組合せで、モータとして構成可能な誘起電圧、駆動トルクが得られることを確認した。図１７に示す磁極数とコイル数の組合せは、ＡＢＣ、３群に分類することができる。 First, using the electromagnetic field analysis by the finite element method, the induced voltages during non-energized rotation were compared. As a result, as shown in FIG. 17, it was confirmed that an induced voltage and a driving torque that can be configured as a motor can be obtained by a combination of the number of magnetic poles and the number of coils in which the letters ABC are written. The combinations of the number of magnetic poles and the number of coils shown in FIG. 17 can be classified into ABC and three groups.

Ａ群は、２ｎ極３ｎコイル型で、２極３コイル、４極６コイル、６極９コイル、８極１２コイル等がある。（ｎは１以上の整数）
Ａ群は、磁極数を２ｎ極（ｎは整数）としたとき、１相当たり３ｎ個のコイルで構成され、３ｎ個のコイルは円周上等間隔に配置されるとともに、同じ相のコイルは通電時に同極が現れるように巻かれて接続された、合計３組（３相）のコイル群からなる。
Ｂ群は、４ｎ極３ｎコイル型で、４極３コイル、８極６コイル、１２極９コイル等がある。（ｎは１以上の整数）Ｂ群は、磁極数を４ｎ極（ｎは整数）としたとき、１相当たり３ｎ個のコイルで構成され、３ｎ個のコイルは円周上等間隔に配置されるとともに、同じ相のコイルは通電時に同極が現れるように巻かれて接続された、合計３組（３相）のコイル群からなる。
Ｃ群は、２ｎ極６ｎコイル型で、２極６コイル、４極１２コイル等がある。（ｎは１以上の整数）Ｃ群の詳細は前掲した特許文献１を参照。 The A group is a 2n pole 3n coil type, and includes a 2 pole 3 coil, a 4 pole 6 coil, a 6 pole 9 coil, an 8 pole 12 coil and the like. (N is an integer of 1 or more)
Group A is composed of 3n coils per phase when the number of magnetic poles is 2n poles (n is an integer), 3n coils are arranged at equal intervals on the circumference, and coils of the same phase are It consists of a total of three sets (three phases) of coil groups that are wound and connected so that the same polarity appears when energized.
The B group is a 4n pole 3n coil type, and includes a 4 pole 3 coil, an 8 pole 6 coil, a 12 pole 9 coil and the like. (N is an integer of 1 or more) Group B is composed of 3n coils per phase when the number of magnetic poles is 4n poles (n is an integer), and 3n coils are arranged at equal intervals on the circumference. In addition, the coils of the same phase are composed of a total of three sets (three phases) of coil groups that are wound and connected so that the same polarity appears when energized.
The C group is a 2n pole 6n coil type, and includes a 2 pole 6 coil, 4 pole 12 coil and the like. (N is an integer of 1 or more) For details of the group C, see Patent Document 1 mentioned above.

次に、モータ構成上の制限や部品試作結果より、図１７の斜線の引かれた組合せは、以下の理由により、光偏向器用モータとしては適さないことを、確認した。
（１）２極の永久磁石は、回転トルクを発生するのに有効な磁力が小さく、高速回転に十分な誘起電圧、駆動トルクが得られない。
（２）３コイルは、高速回転に十分な誘起電圧、駆動トルクを得ようとすると、１相分のコイルが１ヶ所に集中し、コイルの膨らみが大きくなりすぎる。
（３）極数が多くなると、コイルの励磁切替周波数が高くなり、ステータの鉄損が大きくなるため、一般的には極数が少ない方が高速回転用のモータに適している。１４極や１６極は極数が多いため、高速回転の鉄損が大きくなる。
（４）コイル数が多くなるほど、ステータのコイルを巻く部分が細くなってしまう。通常ステータはケイ素鋼板をプレスにより打ち抜き積層して構成するが、コイルを巻く部分が細くなりすぎると、ステータの加工が難しくなる。光偏向器用のモータでは、ステータの外径は概ねφ３０以下になり、比較的外径が小さいことから、１５コイルや１８コイルはステータのコイルを巻く部分が細くなりすぎるため、適さない。 Next, it was confirmed from the limitation on the motor configuration and the result of trial production of parts that the hatched combination in FIG. 17 is not suitable as a motor for an optical deflector for the following reason.
(1) A two-pole permanent magnet has a small magnetic force effective for generating rotational torque, and an induced voltage and driving torque sufficient for high-speed rotation cannot be obtained.
(2) When three coils are used to obtain an induced voltage and driving torque sufficient for high-speed rotation, coils for one phase are concentrated at one place, and the swelling of the coils becomes too large.
(3) When the number of poles increases, the excitation switching frequency of the coil increases, and the iron loss of the stator increases. Generally, the smaller number of poles is suitable for a motor for high-speed rotation. Since 14 poles and 16 poles have many poles, the iron loss of high speed rotation becomes large.
(4) As the number of coils increases, the portion of the stator where the coil is wound becomes thinner. Usually, a stator is formed by punching and laminating silicon steel plates by pressing. However, if a portion around which a coil is wound becomes too thin, it becomes difficult to process the stator. In the motor for an optical deflector, the outer diameter of the stator is approximately φ30 or less and the outer diameter is relatively small. Therefore, the 15 coil and the 18 coil are not suitable because the portion around which the stator coil is wound becomes too thin.

以上の４点は、ＡＢＣ３群のモータ方式に共通する不具合であり、図１７の斜線欄の組合せは、光偏向器用のモータには適さない。よって、磁極数としては４極以上１２極以下、コイル数は６コイル以上１２コイル以下の範囲で６方式に絞り込み、電圧と電流の上限を通常の光偏向器の電源仕様（２４Ｖ、１Ａ）に制限したときの最高回転数を比較した。
その結果、以下の順序で最高回転数が高い結果を得た。
（１）６極９コイル：５０８００ｒｐｍ
（２）８極１２コイル：５０５００ｒｐｍ
（３）４極１２コイル：４９４００ｒｐｍ
（４）４極６コイル：４７１００ｒｐｍ
（５）１２極９コイル：４４３００ｒｐｍ
（６）８極６コイル：４４１００ｒｐｍ
よって、同一の回転数で比較した場合は、上記の順序で消費電力が小さくなる。すなわち、６極９コイルが最も消費電力を小さくすることができ、高速回転用モータとして適している。上記結果となる原因としては、コイルのリアクタンス（インダクタンス）による電圧降下の影響が大きい。 The above four points are inconveniences common to the ABC3 group motor systems, and the hatched combinations in FIG. 17 are not suitable for optical deflector motors. Therefore, the number of magnetic poles is 4 or more and 12 or less, the number of coils is narrowed down to 6 methods in the range of 6 to 12 coils, and the upper limit of voltage and current is set to the power supply specification (24V, 1A) of a normal optical deflector. The maximum number of revolutions when limited was compared.
As a result, the highest rotational speed was obtained in the following order.
(1) 6 poles and 9 coils: 50800 rpm
(2) 8-pole 12-coil: 50500 rpm
(3) 4-pole 12-coil: 49400 rpm
(4) 4-pole 6-coil: 47100 rpm
(5) 12 poles 9 coils: 44300 rpm
(6) 8-pole 6-coil: 44100 rpm
Therefore, when compared at the same rotation speed, the power consumption is reduced in the above order. That is, the 6-pole 9-coil can minimize the power consumption and is suitable as a motor for high-speed rotation. As a cause of the above result, the influence of the voltage drop due to the reactance (inductance) of the coil is large.

モータの等価回路は図５で表され、モータの電圧方程式は式１で与えられる。 The equivalent circuit of the motor is represented in FIG. 5 and the voltage equation of the motor is given by Equation 1.

Ｖ_ｍ＝Ｋ_Ｅω＋Ｒ_ａＩ_ａ＋Ｘ_ａＩ_ａ＋Ｒ_ＬＩ_ａ＋Ｒ_ｔＩ_ａ（１）
ここで、
Ｋ_Ｅωはモータ誘起電圧
Ｒ_ａＩ_ａはコイル抵抗による電圧降下
Ｘ_ａＩ_ａはコイルの誘導リアクタンスによる電圧降下
Ｒ_ＬＩ_ａは電流制限抵抗による電圧降下
Ｒ_ｔＩ_ａは駆動素子のＯＮ抵抗による電圧降下
Ｖ_ｍ：モータ電圧
Ｋ_Ｅ：誘起電圧定数（V・s/rad）
ω：角速度（rad/s）
Ｒ_ａ：コイル抵抗（Ω）
Ｉ_ａ：コイル電流（Ａ）
Ｘ_ａ：コイル誘導リアクタンス（Ω）Ｘ_ａ＝２πｆＬ_ａ
ｆ：コイル電流周波数（Ｈｚ）
Ｌ_ａ：コイルインダクタンス（Ｈ）
Ｒ_Ｌ：電流検出抵抗（Ω）
Ｒ_ｔ：駆動素子のＯＮ抵抗（Ω）
上記６方式の最高回転数は、図６に示すように、電源仕様上限（２４Ｖ、１Ａ）において、電圧と電流のカーブがクロスするように誘起電圧定数を調整して求める。このときの６方式の電圧配分を比較すると図７のようになる。なお、調整後の電圧方程式における各定数を図１８に示す。 V _m = K _E ω + R _a I _a + X _a I _a + R _L I _a + R _t I _a (1)
here,
K _E ω is motor induced voltage R _a I _a is voltage drop caused by coil resistance X _a I _a is voltage drop caused by inductive reactance of coil R _L I _a is voltage drop caused by current limiting resistor R _t I _a is ON resistance of drive element Voltage drop due to V _m : Motor voltage K _E : Induced voltage constant (V · s / rad)
ω: Angular velocity (rad / s)
R _a : Coil resistance (Ω)
I _a : Coil current (A)
X _a : Coil induction reactance (Ω) X _a = 2πfL _a
f: Coil current frequency (Hz)
L _a : Coil inductance (H)
R _L : current detection resistance (Ω)
R _t : ON resistance of drive element (Ω)
As shown in FIG. 6, the maximum number of rotations of the above six methods is obtained by adjusting the induced voltage constant so that the voltage and current curves cross at the power supply specification upper limit (24V, 1A). FIG. 7 shows a comparison of the six types of voltage distribution at this time. In addition, each constant in the voltage equation after adjustment is shown in FIG.

図７における各方式の特徴を、以下に記載する。
４極６コイルは、励磁切り替え周波数は低いが、コイルのインダクタンスが非常に大きいため、回転数が高くなるとコイルのリアクタンスによる電圧降下が大きくなる。その結果、相対的に誘起電圧の配分が小さくなり、必要な駆動トルクを発生させるために電流が大きくなることから、電圧及び電流カーブが比較的低回転から上昇し、最高回転数が低くなってしまう。 The characteristics of each method in FIG. 7 are described below.
The 4-pole 6-coil has a low excitation switching frequency, but the inductance of the coil is very large, so that the voltage drop due to the reactance of the coil increases as the rotational speed increases. As a result, the distribution of the induced voltage becomes relatively small, and the current increases to generate the necessary driving torque, so that the voltage and current curve rises from a relatively low rotation and the maximum rotation speed decreases. End up.

８極６コイルは、コイルのインダクタンスが大きく、さらに、励磁切り替え周波数も高いため、回転数が高くなるとコイルのリアクタンスによる電圧降下が大きくなる。その結果、相対的に誘起電圧の配分が小さくなり、必要な駆動トルクを発生させるための電流が大きくなることから、電圧及び電流カーブが比較的低回転から上昇し、最高回転数が低くなってしまう。 Since the 8-pole 6-coil has a large coil inductance and a high excitation switching frequency, a voltage drop due to the reactance of the coil increases as the rotational speed increases. As a result, the distribution of the induced voltage is relatively reduced, and the current for generating the necessary driving torque is increased, so that the voltage and current curve rises from a relatively low rotation and the maximum rotation speed is reduced. End up.

１２極９コイルは、コイルのインダクタンスは小さいが、励磁切り替え周波数が高いため、回転数が高くなるとコイルのリアクタンスによる電圧降下が大きくなる。その結果、相対的に誘起電圧の配分が小さくなり、必要な駆動トルクを発生させるための電流が大きくなることから、電圧及び電流カーブが比較的低回転から上昇し、最高回転数が低くなってしまう。 The 12-pole 9-coil has a small coil inductance, but has a high excitation switching frequency. Therefore, when the number of rotations increases, a voltage drop due to the reactance of the coil increases. As a result, the distribution of the induced voltage is relatively reduced, and the current for generating the necessary driving torque is increased, so that the voltage and current curve rises from a relatively low rotation and the maximum rotation speed is reduced. End up.

６極９コイルと８極１２コイルは、コイルのインダクタンスが小さいため、コイルのリアクタンスによる電圧降下が小さい。その結果、相対的に誘起電圧の配分が大きくなり、必要な駆動トルクを発生させるための電流が小さくなることから、電圧及び電流カーブの上昇が緩やかで、最高回転数が高い。両者の比較では、６極９コイルの方が、最高回転数が高く、さらに全コイル数が少ないため巻線が容易で、製造コストを低減できる。 Since the 6-pole 9-coil and 8-pole 12-coil have a small coil inductance, the voltage drop due to the reactance of the coil is small. As a result, the distribution of the induced voltage becomes relatively large, and the current for generating the necessary driving torque becomes small. Therefore, the voltage and current curve rise slowly and the maximum rotation speed is high. In comparison between the two, the 6-pole 9-coil has a higher maximum number of revolutions, and the number of all coils is small, so that winding is easy and the manufacturing cost can be reduced.

４極１２コイルは、コイルのインダクタンスが大きいが励磁切り替え周波数が小さいため、コイルのリアクタンスによる電圧降下が小さい。しかし、コイルの抵抗が大きいため、回転数が高くなると誘起電圧の配分がやや小さくなり、必要なトルクを発生させるための電流がやや大きくなることから、電圧及び電流カーブの上昇がやや低回転から上昇し、最高回転数が低くなってしまう。 The 4-pole 12-coil has a large coil inductance but a low excitation switching frequency, so that a voltage drop due to the reactance of the coil is small. However, since the resistance of the coil is large, the distribution of the induced voltage becomes slightly smaller when the rotational speed is increased, and the current for generating the necessary torque is slightly increased. As a result, the maximum rotational speed decreases.

実施例１：モータ部の構成・動作
図８を参照して、実施例１のモータ部の構成動作を説明する。図８に示すように、ロータ磁石１４は、周方向６極に着磁をされ、ステータ１２は９つの突極が形成され、９つのコイル１２ａが巻かれている。 Example 1: Configuration and Operation of Motor Unit The configuration operation of the motor unit of Example 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the rotor magnet 14 is magnetized in six circumferential directions, the stator 12 is formed with nine salient poles, and nine coils 12a are wound thereon.

図９は、コイルの巻線方法を説明する図で、永久磁石側から見た展開図となっている。図９において、通電により永久磁石と対向する面（ステータコアの外周面）に発生する磁極が同極性になるように、コイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３は同じ方向に巻かれて接続されている。また、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各３組（３相）のコイル群は、図１０に示すようにＹ型結線で互いに接続されている。各相のコイルは、各３つのコイルＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３をそれぞれ直列に接続している。Ｕ、Ｖ、Ｗ相３組（３相）の各コイル群の一端は前記駆動回路に接続され、これらのコイル群に対し通電する相を順次切り替えて回転磁界を発生させ、回転体３を回転させる。ロータ磁石１４の回転位置を検知するため、３つの位置検出素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が４０°間隔で配置されており、その位置検出信号により２つの通電相が選択される。位置検出素子としてはホール素子などの磁電変換素子が用いられる。
図８は、位置検出素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３にそれぞれＮ、Ｓ、Ｎ極が検知されたときにＵ、Ｖの２相が選択されて通電され、励磁された状態を示している。 FIG. 9 is a diagram illustrating a coil winding method, and is a development view seen from the permanent magnet side. In FIG. 9, coils U1, U2, and U3 are wound and connected in the same direction so that the magnetic poles generated on the surface facing the permanent magnet (the outer peripheral surface of the stator core) when energized have the same polarity. In addition, the three groups (three-phase) of coil groups of U, V, and W phases are connected to each other by Y-type connection as shown in FIG. Each phase coil has three coils U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 connected in series. One end of each U, V, W phase 3 coil group (3 phase) coil group is connected to the drive circuit, the phase to be energized to these coil groups is sequentially switched to generate a rotating magnetic field, and the rotating body 3 is rotated. Let In order to detect the rotational position of the rotor magnet 14, three position detection elements H1, H2, and H3 are arranged at intervals of 40 °, and two energized phases are selected by the position detection signals. As the position detection element, a magnetoelectric conversion element such as a Hall element is used.
FIG. 8 shows a state in which two phases U and V are selected, energized and excited when the position detection elements H1, H2 and H3 detect N, S and N poles, respectively.

図１０において、電流はＵ１から流れ込み、Ｖ１から流れ出すことで、Ｕ１〜Ｕ３の突極にはＳ極、Ｖ１〜Ｖ３の突極にはＮ極が発生し、永久磁石との間に磁気反発力あるいは磁気吸引カが働き、永久磁石を反時計方向に回転させることができる。ロータ磁石１４は周方向６極に着磁をされているが、内周側と外周側で磁極が反転している。位置検出素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は内周側に配置することもできるが、ステータの励磁切り替えの影響を受けて、ロータ磁石１４の位置検出信号に磁気ノイズが乗るため、位置検出素子はロータ磁石１４の外周側に配置する方が良い。 In FIG. 10, current flows from U1 and flows out from V1, so that an S pole is generated at the salient poles of U1 to U3, and an N pole is generated at the salient poles of V1 to V3. Alternatively, the magnetic attraction force works, and the permanent magnet can be rotated counterclockwise. The rotor magnet 14 is magnetized with six poles in the circumferential direction, but the magnetic poles are inverted on the inner peripheral side and the outer peripheral side. Although the position detection elements H1, H2, and H3 can be arranged on the inner peripheral side, magnetic noise is added to the position detection signal of the rotor magnet 14 due to the influence of the excitation switching of the stator. It is better to arrange on the outer peripheral side of 14.

図１１は、このような２相励磁駆動方式を実現する駆動回路の通電切り替え用スイッチング素子を示す図である。同図に示すように、通電切り替え用スイッチング素子６１〜６５にはトランジスタや電界効果トランジスタ等が用いられ、この場合、６個必要になる。 FIG. 11 is a diagram showing a switching element for switching energization of a drive circuit that realizes such a two-phase excitation drive method. As shown in the figure, transistors, field effect transistors, and the like are used for the switching elements 61 to 65 for switching the energization, and in this case, six are required.

図１２は、本実施形態における位置検出・通電切り替えによる回転磁界の発生と、それによるロータ磁石１４および回転体３の回転を説明する図である。同図においては、２０゜毎に通電相の切り替えが行われ、回転磁界が発生し、ロータ磁石１４を含む回転体３が反時計方向に回転していく状態を示したものである。ロータ磁石１４が１２０゜回転する間に６回の通電切り替えが行われ、１回転の間には１８回の通電切り替えが行われる。
実施例１では、多面鏡であるミラー１８には６面が形成され、ロータ磁石１４の磁極数とミラー面数を６で一致させている。光偏向器は走査速度を高精度に制御するために位相比較制御が行われ、位置検出素子で検出されるロータ磁石１４の位置検出信号を速度制御に用いている。速度制御は、本体装置から与えられる目標基準信号に対して、位置検出信号の位相偏差が一定となるように制御される。そのため、
図１３のように磁極数とミラー面数を６で一致させて、速度制御のタイミングをミラー面数と対応させることができ、一致していない場合に比べて、各ミラー面の走査速度ばらつきを小さく抑えることができる。この効果は磁極数とミラー面数を一致させることで得られ、６に限定されるものではない。磁極数４とミラー面数４や磁極数８とミラー面数８等の組合せでも良い。 FIG. 12 is a diagram for explaining the generation of a rotating magnetic field by position detection / energization switching in this embodiment and the rotation of the rotor magnet 14 and the rotating body 3 due thereto. In the figure, the energized phase is switched every 20 °, a rotating magnetic field is generated, and the rotating body 3 including the rotor magnet 14 rotates counterclockwise. The energization switching is performed 6 times while the rotor magnet 14 rotates 120 °, and the energization switching is performed 18 times during one rotation.
In the first embodiment, the mirror 18 that is a polygonal mirror has six surfaces, and the number of magnetic poles of the rotor magnet 14 and the number of mirror surfaces are made equal to six. The optical deflector performs phase comparison control in order to control the scanning speed with high accuracy, and uses the position detection signal of the rotor magnet 14 detected by the position detection element for speed control. The speed control is controlled such that the phase deviation of the position detection signal is constant with respect to the target reference signal given from the main unit. for that reason,
As shown in FIG. 13, the number of magnetic poles and the number of mirror surfaces can be made to coincide with each other so that the speed control timing can be made to correspond to the number of mirror surfaces. It can be kept small. This effect is obtained by matching the number of magnetic poles and the number of mirror surfaces, and is not limited to six. A combination of the number of magnetic poles 4 and the number of mirror surfaces 4 or the number of magnetic poles 8 and the number of mirror surfaces 8 may be used.

また、ロータ磁石１４の着磁境界とミラーの頂点位置が、回転体の回転方向で略一致するようにロータ磁石１４を回転体に固定することで、位置検出素子で検出されるロータ磁石１４の位置検出信号により、ミラーの頂点位置を検知することができる。磁極数とミラー面数を一致させることで、目標基準信号の位相とミラーの位置の関係を一定にすることができ、複数（例えば４個）の光偏向器が用いられるカラーの画像形成装置では、各光偏向器の回転位相を揃えて、各色の書込み位置ずれによる色ずれを小さく抑えることができる。 Further, by fixing the rotor magnet 14 to the rotating body so that the magnetization boundary of the rotor magnet 14 and the vertex position of the mirror substantially coincide with each other in the rotating direction of the rotating body, the rotor magnet 14 detected by the position detection element By using the position detection signal, the vertex position of the mirror can be detected. By matching the number of magnetic poles and the number of mirror surfaces, the relationship between the phase of the target reference signal and the position of the mirror can be made constant. In a color image forming apparatus using a plurality of (for example, four) optical deflectors. By aligning the rotational phases of the optical deflectors, the color misregistration due to the misregistration of the writing position of each color can be suppressed to a small level.

上記した実施例１においては、以下の効果が得られる。すなわち、モータ部は、周方向６極に着磁をされて回転体に固定されたロータ磁石１４と、ロータ磁石１４の回転位置を検出する回転位置検出手段と、ステータコアに９つのコイルが固定されたステータ１２とから構成されるので、コイルのリアクタンス（インダクタンス）による電圧降下を低減し、高速回転でのモータ効率を高め、消費電力を低減した光偏向器を提供することができる。 In Example 1 described above, the following effects are obtained. In other words, the motor unit includes a rotor magnet 14 that is magnetized in six circumferential poles and fixed to the rotating body, a rotational position detecting means that detects the rotational position of the rotor magnet 14, and nine coils that are fixed to the stator core. Therefore, it is possible to provide an optical deflector that reduces voltage drop due to coil reactance (inductance), increases motor efficiency at high speed rotation, and reduces power consumption.

磁気ギャップを内周側に配置し、ロータ磁石１４の外周側が保持される構成としているので、機械的強度が小さいロータ磁石１４が高速回転による遠心力により破壊されることがない。 Since the magnetic gap is arranged on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the rotor magnet 14 is held, the rotor magnet 14 with low mechanical strength is not broken by centrifugal force due to high-speed rotation.

ロータ磁石１４の外周を非磁性材料により保持することで、永久磁石の外周側に磁気を透過可能としている。 By holding the outer periphery of the rotor magnet 14 with a nonmagnetic material, magnetism can be transmitted to the outer periphery side of the permanent magnet.

整流ヨーク２２をロータ磁石１４の外側に強磁性体からなるヨークを配置することで、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げると同時に、回転体周辺の気流を整流して乱流を低減し、モータの消費電力及び発熱を低減すると同時に、回転むらを小さくすることができる。 By arranging the yoke made of a ferromagnetic material on the outside of the rotor magnet 14 for the rectifying yoke 22, the use efficiency of the magnetic force of the rotor magnet 14 is increased, and at the same time, the air current around the rotating body is rectified to reduce turbulence, The power consumption and heat generation of the motor can be reduced, and at the same time, the rotation unevenness can be reduced.

回転位置検出手段をロータ磁石１４の外周側に配置することで、コイル通電による磁気の影響を受けて、位置検出素子が永久磁石の磁極位置を誤検知することがない。 By disposing the rotational position detection means on the outer peripheral side of the rotor magnet 14, the position detection element does not erroneously detect the magnetic pole position of the permanent magnet due to the influence of magnetism caused by the coil energization.

ミラー１８の面数を６面として、ロータ磁石１４の磁極数とミラー面数を一致させることで、位相比較制御のタイミングをミラー面数と対応させ、各ミラー面の走査速度ばらつきを小さく抑えることができる。 The number of mirrors 18 is six, and the number of magnetic poles of the rotor magnet 14 and the number of mirror surfaces are made to coincide with each other so that the timing of phase comparison control corresponds to the number of mirror surfaces, and the variation in scanning speed of each mirror surface is kept small. Can do.

ロータ磁石１４の着磁境界とミラーの頂点位置を、回転体の回転方向で略一致するようにロータ磁石１４を回転体に固定することで、位置検出素子でミラーの頂点位置を検知することができる。 The position detection element can detect the vertex position of the mirror by fixing the rotor magnet 14 to the rotating body so that the magnetization boundary of the rotor magnet 14 and the vertex position of the mirror substantially coincide with each other in the rotation direction of the rotating body. it can.

ロータ磁石１４の外径が、ミラー１８の内接円径より小径とすることで、モータ部の風損を低減すると共に、モータ部一体でのミラー加工を容易として、ミラー面の高精度化を図ることができる。 By making the outer diameter of the rotor magnet 14 smaller than the inscribed circle diameter of the mirror 18, the windage loss of the motor unit is reduced, and the mirror processing with the motor unit is easy, and the mirror surface is highly accurate. Can be planned.

ミラー１８を軸方向に複数段形成することで、カラーの画像形成装置の光走査装置に対応することができる。 By forming the mirror 18 in a plurality of stages in the axial direction, it can correspond to an optical scanning device of a color image forming apparatus.

モータ部は、周方向ｎ極（ｎは偶数）に着磁をされて回転体に固定されたロータ磁石１４と、ロータ磁石１４の回転位置を検出する回転位置検出手段と、ステータコアに複数のコイルが固定されたステータ１２とを備え、前記ミラー１８の面数をｎ面に形成し、永久磁石の磁極数とミラーの面数を一致させることで、位相比較制御のタイミングをミラー面数と対応させ、各ミラー面の走査速度ばらつきを小さく抑えることができる。 The motor unit includes a rotor magnet 14 that is magnetized in the circumferential n poles (n is an even number) and fixed to the rotating body, a rotational position detecting means that detects the rotational position of the rotor magnet 14, and a plurality of coils in the stator core. The number of surfaces of the mirror 18 is formed on the n-plane, and the number of magnetic poles of the permanent magnet is matched with the number of mirror surfaces, so that the timing of phase comparison control corresponds to the number of mirror surfaces. Thus, variation in scanning speed of each mirror surface can be suppressed to a small level.

実施例２：光走査装置
図１４は、本発明による光偏向器を備えた光走査装置の要部の構成を示す。この光走査装置は、シングルビーム方式の装置である。 Embodiment 2 Optical Scanning Device FIG. 14 shows the configuration of the main part of an optical scanning device provided with an optical deflector according to the present invention. This optical scanning device is a single beam type device.

本実施形態による光走査装置は、光源１０１、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３、シリンドリカルレンズ１０４、ポリゴンミラー１０５、レンズ１０６，１０７、ミラー１０８、感光体１０９、ミラー１１０、レンズ１１１及び受光素子１１２を有する。 The optical scanning device according to the present embodiment includes a light source 101, a coupling lens 102, an aperture 103, a cylindrical lens 104, a polygon mirror 105, lenses 106 and 107, a mirror 108, a photoconductor 109, a mirror 110, a lens 111, and a light receiving element 112. Have.

光源１０１は、光走査のための光を発する半導体レーザ素子である。カップリングレンズ１０２は、光源１０１が発した光を光学系に適応させるためのレンズである。アパーチャ１０３は、光走査のためのビーム光を所定の形状にする。シリンドリカルレンズ１０４は、入射されたビーム光を副走査方向に集光する。ポリゴンミラー１０５は、光偏向器であり、入射した光を偏向反射面において反射する。レンズ１０６，１０７は、ビーム光を感光体１０９上に結像させるためのレンズである。ミラー１０８は、ビーム光の光路を折り曲げ、感光体１０９に導く。感光体１０９は、照射されたビーム光に応じて静電潜像を形成する。ミラー１１０及びレンズ１１１は、ビーム光を受光素子１１２に集光する。受光素子１１２は、フォトダイオードなどの光検出素子である。 The light source 101 is a semiconductor laser element that emits light for optical scanning. The coupling lens 102 is a lens for adapting the light emitted from the light source 101 to the optical system. The aperture 103 makes the beam light for optical scanning a predetermined shape. The cylindrical lens 104 condenses incident beam light in the sub-scanning direction. The polygon mirror 105 is an optical deflector, and reflects incident light on the deflection reflection surface. The lenses 106 and 107 are lenses for forming an image of the beam light on the photoconductor 109. The mirror 108 bends the optical path of the beam light and guides it to the photoconductor 109. The photoconductor 109 forms an electrostatic latent image in accordance with the irradiated beam light. The mirror 110 and the lens 111 collect the beam light on the light receiving element 112. The light receiving element 112 is a light detection element such as a photodiode.

半導体レーザ素子である光源１０１が放射するビームは発散性の光束であり、カップリングレンズ１０２によって以後の光学系にカップリングされる。カップリングされたビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じたものであり、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束であっても良いし、平行光束でも良い。カップリングレンズ１０２を通過したビームは、アパーチャ１０３の開口部２を通過する際、光束周辺部の光強度の小さい部分が遮断されて「ビーム整形」され、「線形結像光学系」であるシリンドリカルレンズ１０４に入射する。シリンドリカルレンズ１０４は、略かまぼこ型を呈しており、パワーのない方向（光を屈折させない方向）を主走査方向に向け、副走査方向には正のパワー（光を集束させるパワー）を持ち、入射してくるビームを副走査方向に集束させ、「光偏向器」であるポリゴンミラー１０５の偏向反射面近傍に集光する。 A beam emitted from the light source 101 which is a semiconductor laser element is a divergent light beam and is coupled to a subsequent optical system by a coupling lens 102. The form of the coupled beam depends on the optical characteristics of the subsequent optical system, and may be a weak divergent light beam, a weak converging light beam, or a parallel light beam. When the beam that has passed through the coupling lens 102 passes through the opening portion 2 of the aperture 103, a portion having a low light intensity around the light beam is blocked and “beam-shaped”, and a cylindrical that is a “linear imaging optical system” The light enters the lens 104. The cylindrical lens 104 has an approximately semi-cylindrical shape, and a direction without power (a direction in which light is not refracted) is directed to the main scanning direction, and a positive power (power for focusing light) is incident in the sub-scanning direction. The incoming beam is converged in the sub-scanning direction and condensed near the deflection reflection surface of the polygon mirror 105 which is an “optical deflector”.

ポリゴンミラー１０５の偏向反射面によって反射されたビームは、ポリゴンミラー１０５の等速回転に伴い、等角速度的に偏向しつつ、「走査光学系」をなす２枚のレンズ１０６，１０７を透過し、折り曲げミラー８によって光路を折り曲げられ、「被走査面」の実体をなす光導電性の感光体１０９上に光スポットとして集光し、被走査面を走査する。なお、ビームは走査に先立ってミラー１１０に入射し、レンズ１１１によって受光素子１１２に集光される。感光体１０９に対する書き込みのタイミングは、受光素子１１２の出力に基づいて、不図示の制御手段が決定する。 The beam reflected by the deflecting and reflecting surface of the polygon mirror 105 passes through the two lenses 106 and 107 forming the “scanning optical system” while being deflected at a constant angular velocity as the polygon mirror 105 rotates at a constant speed. The optical path is bent by the bending mirror 8 and condensed as a light spot on the photoconductive photoconductor 109 forming the substance of the “scanned surface”, and the scanned surface is scanned. Prior to scanning, the beam enters the mirror 110 and is focused on the light receiving element 112 by the lens 111. The timing of writing to the photoconductor 109 is determined by a control unit (not shown) based on the output of the light receiving element 112.

このように、本発明による光偏向器は、シングルビーム方式の光走査装置に適用可能である。本発明による光偏向器を適用したシングルビーム方式の光走査装置は、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の消費電力および発熱が低減され、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査を行うことができる。 Thus, the optical deflector according to the present invention is applicable to a single beam type optical scanning device. In the single beam type optical scanning apparatus to which the optical deflector according to the present invention is applied, the power consumption and heat generation of the polygon mirror 105 which is the optical deflector are reduced, and the temperature change of optical components such as a lens due to the heat generated by the optical deflector is small. Thus, it is possible to perform stable optical scanning with a constant scanning beam shape.

実施例３：マルチビーム光走査装置
図１５は、本発明による光偏向器を備えた光走査装置の要部の構成を示す。この光走査装置は、マルチビーム方式の装置である。なお、図１４と同じ部材については、同一の符号を付して示す。 Embodiment 3 Multi-beam Optical Scanning Device FIG. 15 shows the configuration of the main part of an optical scanning device provided with an optical deflector according to the present invention. This optical scanning device is a multi-beam type device. In addition, about the same member as FIG. 14, the same code | symbol is attached | subjected and shown.

光源１０１Ａは、半導体レーザアレイであって、四つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を等間隔で一列に配置したものである。本実施形態では、発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を副走査方向に配置しているが、半導体レーザアレイ１０１Ａを傾け、発光源の配列方向が主走査方向に対して傾くようにしても良い。 The light source 101A is a semiconductor laser array in which four light emitting sources ch1 to ch4 are arranged in a line at equal intervals. In the present embodiment, the light sources ch1 to ch4 are arranged in the sub-scanning direction, but the semiconductor laser array 101A may be tilted so that the arrangement direction of the light sources is tilted with respect to the main scanning direction.

四つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４から発せられた４本のビームは、図に示すように「楕円形のファーフィールドパタン」の長軸方向が主走査方向に向いた発散性の光束であるが、４本のビーム共通のカップリングレンズ１０２によって、以後の光学系にカップリングされる。カップリングされた各ビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じたものであり、弱い発散性の光束や弱い収束性の光束であっても良いし、平行光束でも良い。 The four beams emitted from the four light emission sources ch1 to ch4 are divergent light beams whose major axis direction of the “elliptical far field pattern” is directed to the main scanning direction as shown in FIG. It is coupled to the subsequent optical system by a coupling lens 102 common to the two beams. The form of each coupled beam depends on the optical characteristics of the subsequent optical system, and may be a weak divergent light beam, a weak convergent light beam, or a parallel light beam.

カップリングレンズを透過した４本のビームは、アパーチャ３によって「ビーム整形」され、「共通の線結像光学系」であるシリンドリカルレンズ１０４の作用によって、それぞれ副走査方向に収束される。副走査方向に収束した４本のビームは、「光偏向器」であるポリゴンミラー１０５の偏向反射面近傍に、それぞれが主走査方向に長い線像として、互いに副走査方向に分離して結像する。 The four beams transmitted through the coupling lens are “beam shaped” by the aperture 3 and converged in the sub-scanning direction by the action of the cylindrical lens 104 which is a “common line imaging optical system”. The four beams converged in the sub-scanning direction are separated from each other in the sub-scanning direction as line images that are long in the main scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 105 that is an “optical deflector”. To do.

ポリゴンミラー１０５の偏向反射面によって等角速度的偏向された４本のビームは、「走査光学系」をなす２枚のレンズ１０６，１０７を透過し、折り曲げミラー１０８によって光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた４本のビームは、「被走査面」の実体をなす感光体１０９上に、副走査方向に分離した四つの光スポットとして集光し、被走査面の四本の走査線を同時に走査する。 The four beams deflected at a constant angular velocity by the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 105 are transmitted through the two lenses 106 and 107 forming the “scanning optical system”, and the optical path is bent by the bending mirror 108. The four beams whose optical paths are bent are condensed as four light spots separated in the sub-scanning direction on the photoconductor 109 forming the substance of the “scanned surface”, and four scanning lines on the scanned surface are obtained. Are simultaneously scanned.

ビームの一つは、光走査に先立って、ミラー１１０に入射し、レンズ１１１によって受光素子１１２に集光される。４本のビームによる感光体１０９に対する書き込みのタイミングは、受光素子１１２の出力に基づいて不図示の制御手段が決定する。 Prior to optical scanning, one of the beams enters the mirror 110 and is focused on the light receiving element 112 by the lens 111. The timing of writing to the photoconductor 109 by the four beams is determined by a control unit (not shown) based on the output of the light receiving element 112.

なお、本実施形態における「走査光学系」は、光偏向器（ポリゴンミラー１０５）によって同時に偏向される４本のビームを、感光体１０９の被走査面上に四つの光スポットとして集光させる光学系であって、２枚のレンズ１０６，１０７により構成される。 The “scanning optical system” in the present embodiment is an optical system that condenses the four beams simultaneously deflected by the optical deflector (polygon mirror 105) as four light spots on the surface to be scanned of the photoconductor 109. This system is composed of two lenses 106 and 107.

このように、本発明による光偏向器は、マルチビーム方式の光走査装置に適用可能である。本発明による光偏向器を適用したマルチビーム方式の光走査装置は、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の消費電力および発熱が低減され、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査を行うことができる。光偏向器の反射面が高精度に維持され、走査ビーム形状が一定で安定したマルチビーム光走査装置を提供する。また、光走査装置の走査ビームが一定で安定し、高画質な画像形成装置を提供する。 As described above, the optical deflector according to the present invention can be applied to a multi-beam optical scanning device. In the multi-beam type optical scanning device to which the optical deflector according to the present invention is applied, the power consumption and heat generation of the polygon mirror 105 as the optical deflector are reduced, and the temperature change of the optical components such as the lens due to the heat generated by the optical deflector is small. Thus, it is possible to perform stable optical scanning with a constant scanning beam shape. Provided is a multi-beam optical scanning device in which a reflecting surface of an optical deflector is maintained with high accuracy and a scanning beam shape is constant and stable. Further, the present invention provides an image forming apparatus having a constant and stable scanning beam of an optical scanning device and high image quality.

実施例４：画像形成装置
図１６は、本発明による光偏向装置を備えたタンデム型フルカラーレーザプリンタの構成を示す。 Embodiment 4 Image Forming Apparatus FIG. 16 shows a configuration of a tandem full color laser printer provided with an optical deflecting apparatus according to the present invention.

装置内の下部側には水平方向に配設されて給紙カセット２０１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト２０２が設けられている。搬送ベルト２０２上には、イエロー（Ｙ）用の感光体２０３Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の感光体２０３Ｍ、シアン（Ｃ）用の感光体２０３Ｃ及びブラック（Ｋ）用の感光体２０３Ｋが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付して各色を区別するものとする。 A conveyor belt 202 is provided on the lower side of the apparatus so as to convey a transfer sheet (not shown) that is disposed in the horizontal direction and is fed from the sheet feeding cassette 201. On the conveyance belt 202, a yellow (Y) photosensitive member 203Y, a magenta (M) photosensitive member 203M, a cyan (C) photosensitive member 203C, and a black (K) photosensitive member 203K are provided from the upstream side. They are arranged at regular intervals in order. Hereinafter, subscripts Y, M, C, and K are appropriately added to the reference numerals to distinguish each color.

これらの感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋは、全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体２０３Ｙを例に採れば、帯電チャージャ２０４Ｙ、光走査装置２０５Ｙ、現像装置２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｙ、クリーニング装置２０８Ｙ等が順に配設されている。これは、他の感光体２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋに関しても同様である。すなわち、本実施形態においては、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋを各色ごとに設定された被照射面とするものであり、各々に対して光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。 These photoreceptors 203Y, 203M, 203C, and 203K are all formed to have the same diameter, and process members are sequentially arranged around the photoreceptors in accordance with an electrophotographic process. Taking the photoconductor 203Y as an example, a charging charger 204Y, an optical scanning device 205Y, a developing device 206Y, a transfer charger 207Y, a cleaning device 208Y, and the like are sequentially arranged. The same applies to the other photoconductors 203M, 203C, and 203K. That is, in the present embodiment, the photosensitive members 203Y, 203M, 203C, and 203K are irradiated surfaces set for each color, and a pair of optical scanning devices 205Y, 205M, 205C, and 205K is provided for each. 1 correspondence relationship.

また、搬送ベルト２０２の周囲には、感光体２０５Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ２０９とベルト帯電チャージャ２１０とが設けられ、感光体２０５Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１１、除電チャージャ２１２、クリーニング装置２１３等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１１よりも搬送方向下流側には定着装置２１４が設けられ、排紙ローラ２１６を介して排紙トレイ２１５と結ばれている。 In addition, a registration roller 209 and a belt charging charger 210 are provided around the transport belt 202 at the upstream side of the photosensitive member 205Y, and a belt separation charger 211, at a downstream side of the photosensitive member 205K. A static elimination charger 212, a cleaning device 213, and the like are sequentially provided. A fixing device 214 is provided downstream of the belt separation charger 211 in the transport direction, and is connected to a paper discharge tray 215 via a paper discharge roller 216.

上記構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋに対して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき、各々の光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ及び２０５Ｋによる光ビームの光走査によって静電潜像を形成する。これらの静電潜像は、各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることで重ねあわされる。各色のトナー像が重ね合わされた転写紙は、定着装置２１４によってフルカラー画像として転写紙に定着され、画像が定着した転写紙は排紙ローラ２１６によって排紙トレイ２１５に排出される。 In the above configuration, for example, in the full color mode (multiple color mode), each of the photoconductors 203Y, 203M, 203C, and 203K is based on the image signals of each color for Y, M, C, and K. An electrostatic latent image is formed by optical scanning of a light beam by the optical scanning devices 205Y, 205M, 205C, and 205K. These electrostatic latent images are developed with the corresponding color toners to become toner images, and are superimposed on each other by being sequentially transferred onto transfer paper that is electrostatically attracted onto the transport belt 202 and transported. The transfer paper on which the toner images of the respective colors are superimposed is fixed on the transfer paper as a full color image by the fixing device 214, and the transfer paper on which the image is fixed is discharged to the paper discharge tray 215 by the paper discharge roller 216.

また、黒色モード（単色モード）時であれば、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及びこれらのプロセス部材は、非作動状態とされ、感光体２０３Ｋに対してのみ、黒色用の画像信号に基づいて光走査装置（一の光走査装置）２０５Ｋによる光ビームの光走査によって静電潜像を形成する。 In the black mode (monochrome mode), the photoconductors 203Y, 203M, and 203C and these process members are deactivated, and only the photoconductor 203K is lighted based on the black image signal. An electrostatic latent image is formed by optical scanning of a light beam by a scanning device (one optical scanning device) 205K.

この静電潜像は、黒色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に転写される。転写紙上に転写されたトナー像は、定着装置２１４によってモノクロ画像として転写紙に定着され、画像が定着した転写紙は、排紙ローラ２１６によって排紙トレイ２１５に排出される。 This electrostatic latent image is developed with black toner to form a toner image, and is electrostatically attracted onto the conveyance belt 202 and transferred onto a transfer sheet conveyed. The toner image transferred onto the transfer paper is fixed on the transfer paper as a monochrome image by the fixing device 214, and the transfer paper on which the image has been fixed is discharged onto a paper discharge tray 215 by a paper discharge roller 216.

このように、本発明による光偏向装置は、タンデム型フルカラーレーザプリンタに適用可能である。本発明による光偏向器を適用したタンデム型フルカラーレーザプリンタは、光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ及び２０５Ｋにおいて共用され、軸方向に２段のミラーが形成された一つの光偏向器３００の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定となり、安定した光走査を行うことができる。 As described above, the light deflecting device according to the present invention can be applied to a tandem full-color laser printer. The tandem type full-color laser printer to which the optical deflector according to the present invention is applied is shared by the optical scanning devices 205Y, 205M, 205C, and 205K, and generates heat by one optical deflector 300 in which two-stage mirrors are formed in the axial direction. The temperature change of optical components such as lenses is small, the scanning beam shape is constant, and stable optical scanning can be performed.

なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。 Each of the above embodiments is an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various modifications are possible.

本発明の実施例１の光偏向器の断面図である。It is sectional drawing of the optical deflector of Example 1 of this invention. 実施例１の光偏向器の回転体の断面図である。3 is a cross-sectional view of a rotating body of the optical deflector of Embodiment 1. FIG. 実施例１の光偏向器の斜視図である。1 is a perspective view of an optical deflector according to Embodiment 1. FIG. 実施例１のφＤ１＞φＤ２の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of (phi) D1> (phi) D2 of Example 1. FIG. モータの等価回路を示す。The equivalent circuit of a motor is shown. ２４Ｖ、１Ａにおいて各方式の最高回転数を得る電圧、電流特性である。The voltage and current characteristics provide the maximum number of revolutions for each method at 24V and 1A. 電圧分配の比較を示す。A comparison of voltage distribution is shown. 実施例１のモータ部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a motor unit according to the first embodiment. 実施例１のコイル展開図である。FIG. 2 is a developed coil view of the first embodiment. 実施例１のコイルのＹ型結線図である。3 is a Y-type connection diagram of the coil of Example 1. FIG. 実施例１の駆動回路の通電切替用スイッチング素子を示す。3 shows a switching element for energization switching of the drive circuit according to the first embodiment. 実施例１の位置検出・通電切替による回転磁界の発生と永久磁石の回転を示す図である。It is a figure which shows generation | occurrence | production of the rotating magnetic field by position detection and energization switching of Example 1, and rotation of a permanent magnet. ミラー面数と磁極数を６で一致させた場合と異なる場合を示す図である。It is a figure which shows the case where it differs from the case where the number of mirror surfaces and the number of magnetic poles are made to correspond with six. 実施例２の光走査装置を示す。2 shows an optical scanning device according to a second embodiment. 実施例３のマルチビーム光走査装置を示す。6 shows a multi-beam optical scanning device according to a third embodiment. 実施例４のタンデム型フルカラーレーザープリンタ（画像形成装置）を示す。4 illustrates a tandem full-color laser printer (image forming apparatus) according to a fourth embodiment. モータの磁極数とコイル数の組み合わせを示す。The combination of the number of magnetic poles and the number of coils of the motor is shown. モータの電圧方程式における定数値を示す。The constant value in the motor voltage equation is shown.

Explanation of symbols

１ハウジング
２固定軸
３回転体
５固定部
６キャップ
７ストッパ
８リング状永久磁石
９、１０固定ヨーク板
１１プリント板
１２ステータ
１３ホール素子
１４ロータ磁石
１６スリーブ
１７フランジ
１８ミラー
１９回転部
２０駆動回路
２１カバーケース
２２整流ヨーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Fixed shaft 3 Rotating body 5 Fixed part 6 Cap 7 Stopper 8 Ring-shaped permanent magnet 9, 10 Fixed yoke board 11 Printed board 12 Stator 13 Hall element 14 Rotor magnet 16 Sleeve 17 Flange 18 Mirror 19 Rotating part 20 Drive circuit 21 Cover case 22 Rectification yoke

Claims

In an optical deflector in which a polygon mirror is fixed to a rotating body supported by a bearing and driven to rotate by a motor, the motor is a ring-shaped permanent magnet that is magnetized in six circumferential directions and fixed to the rotating body. Rotation position detecting means for detecting the rotation position of the permanent magnet, and a stator assembly in which nine salient poles are formed on the stator core, and coils are wound around the salient poles. An optical deflector characterized in that three sets of W-phase (three-phase) coil groups are connected by Y-type connection, and each phase coil is connected in series with three coils .

2. The optical deflector according to claim 1, wherein the permanent magnet is disposed on an outer peripheral side of the stator assembly.

3. The optical deflector according to claim 2, wherein an outer periphery of the permanent magnet is held by a nonmagnetic material.

4. The optical deflector according to claim 3, wherein a yoke made of a ferromagnetic material is disposed outside the permanent magnet.

4. The optical deflector according to claim 3, wherein the rotational position detecting means is arranged on an outer peripheral side of the permanent magnet.

2. The optical deflector according to claim 1, wherein the number of surfaces of the polygon mirror is six.

7. The optical deflector according to claim 6, wherein the permanent magnet is fixed to the rotating body so that the magnetization boundary of the permanent magnet and the position of the apex of the polygon mirror coincide with each other in the rotating direction of the rotating body. An optical deflector.

2. The optical deflector according to claim 1, wherein an outer diameter of the permanent magnet is smaller than an inscribed circle diameter of the polygon mirror.

2. The optical deflector according to claim 1, wherein the polygon mirror is formed in a plurality of stages in the axial direction.

A beam from the semiconductor laser is guided to the surface to be scanned through an optical system including an optical deflector to form a light spot and deflected by the optical deflector, thereby scanning the scanning surface with the scanning line. in the optical scanning apparatus, an optical scanning device, wherein the optical deflector is an optical deflector as claimed in any one of claims 1-9.

A plurality of beams from the semiconductor laser are guided to a scanned surface through an optical system including an optical deflector to form a plurality of light spots and deflected by the optical deflector. An optical scanning device that scans a plurality of scanning lines adjacent to each other, wherein the optical deflector is the optical deflector according to any one of claims 1 to 9 .

An image forming apparatus for forming a latent image by performing optical scanning on a photosensitive surface of a photosensitive medium by an optical scanning device and obtaining an image by visualizing the latent image, and performing optical scanning on the photosensitive surface of the photosensitive medium. An image forming apparatus using the optical scanning device according to claim 10 or 11 as the device.