JPH0695178B2 - ポリゴンミラーの回転支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、レーザプリン
タ、バーコードリーダ、レーザ複写機などに用いられる
ポリゴンミラーの回転支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかるポリゴンミラーに関する技
術は多数知られている。一般にポリゴンミラーは回転数
が早いほど能率がよくなるので、例えば３０，０００ｒ
ｐｍのような高速で回転する。このように高速回転する
と、遠心力によってポリゴンミラーすなわち鏡面を有す
る回転体が変形するが、その変形が不均一であると、鏡
面に凹凸が生じ、映像が乱れる。また高速で回転する場
合にはいわゆるみそすり運動や振れが生じやすく、その
みそすり運動をすると、当然映像が乱れてしまう。その
ために、ポリゴンミラーの支持装置は種々提案されてい
る。

【０００３】例えば特開昭５９−２８７５７号公報に開
示されている技術では回転体の摺動面に金属を用い、ス
ラスト荷重がかからないような構造になっている。しか
しながら、高速回転時に、ラジアル荷重が増加すると、
通常行われているヘリングボーン形状の動圧発生溝によ
る空気膜では支持が困難となり、バランス調整もやっか
いとなる。

【０００４】そこで本出願人は、安定した高速回転で
き、レーザ光等を精度よく反射できるものを特願昭６２
−７４４９６号として提案した。

【０００５】本発明をよく理解するために、まず第２図
を参照して、前記の特願昭６２−７４４９６号における
先行技術について説明する。

【０００６】例えばレーザプリンタでは、半導体レーザ
やガスレーザなどからなるレーザユニットからのレーザ
光が窓１３から回転体３の外周面に形成したミラー２に
反射され、感光体の表面に照射するようになっており、
その回転体３にはマグネット７がバックアップリング９
で一体的に取付けられている。この回転体３はその中心
に設けた固定軸５によってラジアルスラストを受け、ま
た自重はスラスト板１０で受けるようになっている。な
お図示していないが回転体３の上部にスラスト板を設け
たものも知られている。この固定軸５およびスラスト板
１０にはその摺動面にヘリングボーン形状の溝１１が形
成され、空気膜による動圧発生を行いスラスト力を支え
るようになっている。

【０００７】固定軸５はモータケーシング４に固定され
ており、このモータケーシングにはマグネット７に対し
てステータコイル６が設けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる先行技術におい
て、ミラー２はアルミ等を蒸着していたので、その精度
（数μ程度）が比較的に出しにくく、またマグネットと
して円形状のものを複数個使用しているので高速回転に
際してマグネットの所が変形する傾向があった。そのた
めに回転体の鏡面が変形し、反射光の動きに乱れが生ず
る。

【０００９】また、鏡面を形成するために多角形状に形
成したアルミ合金（本明細書では単に「アルミ製」とい
う）を用いることは知られている。しかしながら、アル
ミ合金の場合は比較的に弱く、変形しやすい。

【００１０】したがって本発明の目的は、高速回転によ
って不均一な変形が生ずることのないポリゴンミラーの
回転支持装置を提供するにある。

【００１１】

【本発明者の知見】本発明者は種々研究の結果、前述の
如く、不均一な変形は好ましくないが、遠心力によって
回転体が均一に変形する場合は、問題が生ぜず、そして
回転体の変形は、マグネットに与えられる回転力のトル
クの伝達経路によって不均一な変形を防止できることを
見出した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のポリゴンミラー
の回転支持装置は、外周に軸スリーブを設けた固定軸
と、外周面に鏡面を形成した多角形状の回転体とを設
け、該回転体は前記固定軸および上下のスラスト板によ
って支持されており、トルク発生用のマグネットを前記
回転体と一体に設けたポリゴンミラーの回転支持装置に
おいて、前記回転体は、前記軸スリーブの外周に回転自
在に設けたセラミック製のロータと、そのセラミック製
のロータの外周に焼ばめされた中間リングと、その中間
リングの外周に焼ばめされ且つ半径方向外周面に前記鏡
面を加工したアルミ製のロータと、リング状に形成され
た前記マグネットが接着されており且つ前記セラミック
製のロータの外周に焼ばめされたヨークとを含み、前記
中間リングはその弾性変形量が前記セラミック製のロー
タよりも大きく前記アルミ製のロータよりも小さくなっ
ている。

【００１３】

【作用】上記のような構成を有する本発明によれば、リ
ング状に形成されたマグネットに与えられる回転トルク
は、該マグネットが接着されたヨークに伝達される。そ
のヨークはセラミック製のロータに焼ばめされているの
で、ヨークに伝達されたトルクはセラミック製のロータ
に伝達される。このセラミック製のロータは、そのラジ
アル荷重が軸スリーブによって支持され、軸方向のスラ
スト荷重が上下のスラスト板によって支持されて高速回
転する。そしてこのセラミック製のロータの回転トルク
は、その外周に焼ばめされている中間リングを介して、
中間リングの外周に焼ばめされているアルミ製のロータ
に伝達される。

【００１４】それ故に、外周に鏡面を形成しているアル
ミ製のロータには、アンバランス的な要素がなく、それ
自体を正しく加工すれば回転により不均一な変形が生じ
ない。

【００１５】ここで、アルミ製のロータはセラミック製
のロータに比べてその弾性変形量が大きく、遠心力に対
して変形し易いという問題がある。しかし、本発明によ
れば、弾性変形量がセラミック製のロータよりも大きく
且つアルミ製のロータよりも小さい中間リングがロータ
間に介在しているので、アルミ製ロータの焼ばめ力が小
さくても該中間リングがアルミ製のロータとセラミック
製のロータとの変形量の差を緩和する。そのため、高速
回転時にあっても所定の締結力が維持され、アルミ製の
ロータの変形量も少なくなり、ポリゴンミラーの精度が
より高くなる。

【００１６】

【実施例】以下、図１を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。

【００１７】図１において、本願を実施したポリゴンミ
ラーの回転支持装置は、モータケーシング２０を備え、
その上面にはコイル基板２１が止めボルト２２によって
取付けられ、その内部には、モータを構成する鉄心２３
およびコイル２４が設置されている。そしてモータケー
シング２０の中心には固定軸２５が下止めナット２６で
固定されており、その固定軸２５の外周には外周にヘリ
ングボーン形状の動圧発生溝２７ａを有する軸スリーブ
２７が設けられている。そして軸スリーブ２７の外周に
は回転体Ｒを構成するリング状のセラミック製のロータ
２８が回転自在に設けられている。このセラミック製の
ロータ２８を挾んで上下にセラミック製の上部スラスト
板２９および下部スラスト板３０が設けられ、回転体Ｒ
の軸方向のスラスト荷重を受けるようになっている。こ
の上下のスラスト板２９、３０のセラミック製のロータ
２８側の面にはそれぞれやはりスパイラル形状の溝２９
ａ、３０ａが形成されている。そして、セラミック製の
ロータ２８の下部外周にはリング状のヨーク３１が焼ば
めされている。このヨーク３１は例えば鋼製であり、そ
の下方に延びるリング部３２の内側にリング状のマグネ
ット３３ａが接着により取付けられている。そのヨーク
３１の上側には、外周面からの平面形状が多角形であっ
てその外周面に鏡面Ｍが形成されたアルミ製のロータ３
３が位置している。そしてセラミック製のロータ２８と
アルミ製のロータ３３との間には中間リング３４が配置
されており、該中間リング３４はセラミック製のロータ
２８の外周面に焼ばめにより固定されており、アルミ製
のロータ３３は中間リング３４の外周面に焼ばめにより
固定されている。中間リング３４の材質は、セラミック
よりも弾性変形量が大きくアルミ合金よりも弾性変形量
が小さい材質で形成されており、例えばステンレス製で
ある。

【００１８】なお、図１中符号３５は、軸スリーブ２７
と上下のスラスト板２９、３０とを固定する上止めナッ
トを示す。

【００１９】コイル基部２１でモータのコイル２４に流
れる電流を制御することによって、公知の態様にてマグ
ネット３３ａに回転トルクが印加される。そして、マグ
ネット３３ａに印加されたトルクは、ヨーク３１、セラ
ミック製ロータ２８、中間リング３４を介してアルミ製
のロータ３３に伝達されるので、鏡面Ｍが高速回転する
のである。そしてセラミック製のロータ２８は軸スリー
ブ２７によって支持されており、軸方向のスラストは上
下のスラスト板２９、３０に支持される。

【００２０】ここで、回転体Ｒが高速回転すると遠心力
を生じ、その遠心力によって生ずる弾性変形量はセラミ
ック製のロータ２８とアルミ製のロータ３３とでは異な
る。しかし、ステンレス製の中間リング３４の存在によ
り該変形量の差異は緩和されるのである。

【００２１】なお、セラミック製のロータ２８は軸スリ
ーブ２７、上下のスラスト板２９、３０によって三方向
から保持されているので、回転体Ｒが上下方向あるいは
半径方向にぶれてしまうことはない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明のポリゴンミラーの
回転支持装置によれば、外周に鏡面を形成しているアル
ミ製のロータにはアンバランス的な要素がなく、アルミ
製のロータ自体を正しく鏡面加工することにより、高速
回転しても鏡面が変形することはない。そして、アルミ
製のロータ自体を鏡面加工することは蒸着よりも容易で
あり、且つ加工精度が高くなる。しかも、セラミック製
のロータとアルミ製のロータとの間に中間リングを設け
たので、高速回転による変形量の差異が緩和され、焼ば
め代を大きくする必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明のポリゴンミラーの回転支持装置の１実施
例を示す断面正面図。

【図２】先行技術を示す断面正面図。

【符号の説明】

２５・・・固定軸 ２７・・・軸スリーブ ２８・・・セラミック製のロータ ２９・・・上部スラスト板 ３０・・・下部スラスト板 ３１・・・ヨーク ３３ａ・・・マグネット ３３・・・アルミ製のロータ ３４・・・中間リング Ｍ・・・鏡面 Ｒ・・・回転体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に軸スリーブを設けた固定軸と、外
   周面に鏡面を形成した多角形状の回転体とを設け、該回
   転体は前記固定軸および上下のスラスト板によって支持
   されており、トルク発生用のマグネットを前記回転体と
   一体に設けたポリゴンミラーの回転支持装置において、
   前記回転体は、前記軸スリーブの外周に回転自在に設け
   たセラミック製のロータと、そのセラミック製のロータ
   の外周に焼ばめされた中間リングと、その中間リングの
   外周に焼ばめされ且つ半径方向外周面に前記鏡面を加工
   したアルミ製のロータと、リング状に形成された前記マ
   グネットが接着されており且つ前記セラミック製のロー
   タの外周に焼ばめされたヨークとを含み、前記中間リン
   グはその弾性変形量が前記セラミック製のロータよりも
   大きく前記アルミ製のロータよりも小さいことを特徴と
   するポリゴンミラーの回転支持装置。