JP2006039163A - Polygon mirror scanner motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレーザプリンタ、レーザ複写機などのレーザ走査に用いられるポリゴンミラースキャナモータに関して、特にポリゴンミラーとそれを支えるための基準面となるロータボスとの締結構造を改善したものである。 The present invention relates to a polygon mirror scanner motor used for laser scanning of a laser printer, a laser copying machine, etc., and particularly improves the fastening structure between a polygon mirror and a rotor boss serving as a reference surface for supporting the polygon mirror.
近年ポリゴンミラースキャナモータはより高精度化、低回転むら（ジッターと呼ぶ）が要求されている。その中でもポリゴンミラーの精度によるジッターへの影響は大きな課題である。そこで、ジッターの低減対策として、種々の対策案が提案されているが、いずれもコストの上昇、工程数の増加、ミラーの風損の増加などが課題である。 In recent years, polygon mirror scanner motors are required to have higher accuracy and lower rotation unevenness (referred to as jitter). Among them, the influence of the accuracy of the polygon mirror on the jitter is a big issue. Therefore, various countermeasures have been proposed as measures for reducing jitter, but all of them have problems such as an increase in cost, an increase in the number of processes, and an increase in mirror windage.
以下、従来のポリゴンミラースキャナモータにおいて、ポリゴンミラーをロータボスに固定させる方法について説明する。 Hereinafter, a method of fixing the polygon mirror to the rotor boss in the conventional polygon mirror scanner motor will be described.
一つは、押えバネなどの弾性クランプを用いて押圧固定する方法がある（例えば特許文献１参照）。以下、押圧固定方法について、図６に示すポリゴンミラースキャナモータの断面図を用いて説明する。１は回転軸、２はロータボスで回転軸１に固定される。前記ロータボス２にはポリゴンミラー３が挿入され、押えバネ５で押圧固定される。さらに押えバネ５が適切な押圧力を維持するために、Ｃリング６が回転軸１に嵌挿され、押えバネ５の上部への戻りを抑制している。 One is a method of pressing and fixing using an elastic clamp such as a presser spring (for example, see Patent Document 1). Hereinafter, the pressing and fixing method will be described with reference to a cross-sectional view of the polygon mirror scanner motor shown in FIG. Reference numeral 1 denotes a rotating shaft, and 2 denotes a rotor boss that is fixed to the rotating shaft 1. A polygon mirror 3 is inserted into the rotor boss 2 and is pressed and fixed by a presser spring 5. Further, in order for the presser spring 5 to maintain an appropriate pressing force, a C ring 6 is fitted into the rotary shaft 1 to suppress the return to the upper part of the presser spring 5.
また、ポリゴンミラーをロータボスに圧入する嵌合方式で固定しているものもある（例えば特許文献２参照）。以下、前記嵌合によって固定させる方法について、図７に示すポリゴンミラースキャナモータの断面図を用いて説明する。１は回転軸、２はロータボスで回転軸１に固定され、回転軸１とロータボス２の間には一定間隔の環状溝２ａが形成されている。前記ロータボス２にはポリゴンミラー３が圧入され、ポリゴンミラー内径面とロータボス上部外形面とが圧入嵌合によって締結される。環状溝２ａが設けられることにより、嵌合部４で発生する応力を、弾性変化によって吸収することができる構造になっている。
しかしながら、上記従来の構成で用いられている押えバネなどによる押圧固定方式では、ポリゴンミラーの内径とロータボスの外径との間に隙間があり、ポリゴンミラーをロータボスに挿入する際に、双方の軸中心に誤差が生じる原因となっていた。ポリゴンミラーの偏心は各ミラー面の半径を変化させ、レーザビームを反射させる光学距離が各ミラー面で変化することになり、しいては画像精度の悪化につながる。また、モータ自体に衝撃が加わった場合にポリゴンミラーの中心点がずれ、モータのアンバランスが変動する原因ともなる。 However, in the pressing and fixing method using a presser spring or the like used in the above conventional configuration, there is a gap between the inner diameter of the polygon mirror and the outer diameter of the rotor boss, and both shafts are inserted when the polygon mirror is inserted into the rotor boss. It was a cause of error in the center. The eccentricity of the polygon mirror changes the radius of each mirror surface, and the optical distance for reflecting the laser beam changes at each mirror surface, which leads to deterioration in image accuracy. In addition, when an impact is applied to the motor itself, the center point of the polygon mirror is shifted, which causes the motor imbalance to fluctuate.
また、上記圧入方式による嵌合固定方式については、ポリゴンミラーとロータボスの嵌合部の高い応力をロータボス側の弾性変化量だけで吸収しようとするのは困難であり、ポリゴンミラー側に応力が及ぶ可能性が高い。ミラー面の歪みはレーザ走査精度の悪化を引き起こす原因となる。 In addition, in the above-described fitting and fixing method by the press-fitting method, it is difficult to absorb the high stress of the fitting portion between the polygon mirror and the rotor boss only by the elastic change amount on the rotor boss side, and the stress reaches the polygon mirror side. Probability is high. The distortion of the mirror surface causes a deterioration in laser scanning accuracy.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、嵌合構造によって締結されるポリゴンミラーの構造を改善することにより、ミラー面の歪みを軽減させ、平面度の高いミラー面を維持することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and by improving the structure of the polygon mirror fastened by the fitting structure, the distortion of the mirror surface is reduced and the mirror surface having high flatness is maintained. The purpose is to do.
上記課題を解決するために本発明は、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め締結で固定し、その応力がポリゴンミラーのミラー面に影響を及ぼさないように、ポリゴンミラーの中央孔部に縦溝を設け、応力を前記縦溝部で吸収可能な構成としたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is to fix the polygon mirror and the rotor boss by hot fitting and to provide a vertical groove in the central hole of the polygon mirror so that the stress does not affect the mirror surface of the polygon mirror. The stress can be absorbed by the longitudinal groove portion.
また本発明は、ポリゴンミラーの縦溝が隣接するポリゴンミラー面の接地部いわゆるポリゴンミラー面間のエッジ部に位置するように形成されることを特徴としたものであり、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め締結した際に、ポリゴンミラーが多面体形状であることから生じるポリゴンミラー面間のエッジ部への応力集中を抑制するという作用を有する。 Further, the present invention is characterized in that the longitudinal groove of the polygon mirror is formed so as to be positioned at an edge portion between so-called polygon mirror surfaces of the adjacent polygon mirror surface. It has the effect of suppressing stress concentration on the edge portion between the polygon mirror surfaces that arises from the fact that the polygon mirror has a polyhedral shape when fitted and fastened.
また、本発明は、ポリゴンミラーとロータボスとの嵌合締め代が４〜１５μｍであることを特徴としたものであり、温嵌め固定されたときに十分な抜け強度を維持し、且つ嵌合部の曲げ強度に対して十分な余裕を残し、座屈するのを未然に防ぐという作用を有する。 Further, the present invention is characterized in that a fitting tightening margin between the polygon mirror and the rotor boss is 4 to 15 μm, and maintains a sufficient pull-out strength when being fitted with a warm fit, and a fitting portion. It has the effect of leaving a sufficient margin for the bending strength and preventing buckling.
請求項１記載の発明によれば、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め方式で固定し、ポリゴンミラー中央の孔部に設けられた縦溝の効果により、嵌合応力を吸収し、ミラー面の平面度に影響しないという有利な効果が得られる。 According to the first aspect of the present invention, the polygon mirror and the rotor boss are fixed by a hot fitting method, the fitting stress is absorbed by the effect of the vertical groove provided in the hole in the center of the polygon mirror, and the flatness of the mirror surface The advantageous effect that it does not affect the is obtained.
また、請求項２記載の発明によれば、ポリゴンミラー面の接地部いわゆるポリゴンミラー面間のエッジ部に位置するように、縦溝を形成することにより、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め締結した際に、ポリゴンミラーが多面体形状であることから生じるポリゴンミラー面間のエッジ部への応力集中を抑制する効果が得られるものである。 According to the invention of claim 2, when the polygon mirror and the rotor boss are warm-fitted and fastened by forming a longitudinal groove so as to be positioned at the edge portion between the ground contact portion of the polygon mirror surface, that is, the polygon mirror surface. In addition, the effect of suppressing the stress concentration on the edge portion between the polygon mirror surfaces caused by the polygon mirror having a polyhedral shape can be obtained.
さらに、請求項３記載の発明によれば、ポリゴンミラーとロータボスの締め代を４〜１５μｍで設計することにより、温嵌め固定されたときに十分な抜け強度を維持し、且つ嵌合部の曲げ強度に対して十分な余裕を残し、座屈するのを未然に防ぐという効果を奏するものである。 Furthermore, according to the invention described in claim 3, by designing the tightening allowance between the polygon mirror and the rotor boss to be 4 to 15 μm, it is possible to maintain a sufficient pulling strength when the fitting is fixed by warm fitting, and to bend the fitting portion. This has the effect of leaving a sufficient margin for strength and preventing buckling.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１において、１は回転軸、２はロータボスで回転軸１に固定され、３はポリゴンミラー（以下、ミラー）でロータボス２に固定される。ミラー３の中央孔部には、内径に沿って、縦溝３ｃが設けられている。ロータボス２とミラー３の嵌合部４に関して、ロータボス２とミラー３は互いに嵌合締め代を有し、ミラー３を熱することによって膨張させ、ロータボス２に挿入して温嵌め締結させる。
(Embodiment 1)
In FIG. 1, 1 is a rotation shaft, 2 is a rotor boss and is fixed to the rotation shaft 1, and 3 is a polygon mirror (hereinafter referred to as a mirror) and is fixed to the rotor boss 2. A longitudinal groove 3c is provided in the central hole of the mirror 3 along the inner diameter. With respect to the fitting portion 4 of the rotor boss 2 and the mirror 3, the rotor boss 2 and the mirror 3 have a fitting tightening allowance, and the mirror 3 is expanded by heating, inserted into the rotor boss 2 and fastened and fastened.
上記構成により、嵌合部４にはロータボス２とミラー３の嵌合締め代による応力が発生するが、ミラーに設けられた縦溝３ｃにより、嵌合部４が容易に弾性変形することができる。よって、嵌合部４の応力がミラー全体の歪みに影響するのを阻止し、レーザ走査精度に影響するミラー面３ａの歪みを効果的に軽減できる。 With the above configuration, stress is generated in the fitting portion 4 due to the fitting allowance between the rotor boss 2 and the mirror 3, but the fitting portion 4 can be easily elastically deformed by the longitudinal groove 3c provided in the mirror. . Therefore, it is possible to prevent the stress of the fitting portion 4 from affecting the distortion of the entire mirror, and to effectively reduce the distortion of the mirror surface 3a that affects the laser scanning accuracy.
また、図２に示す通り、ミラーに設けられた縦溝３ｃを隣接するポリゴンミラー面の接
地部いわゆるポリゴンミラー面間のエッジ部３ｂに位置するように設けることによって、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め締結した際に、ポリゴンミラーが多面体形状であることから生じるポリゴンミラー面間のエッジ部３ｂへの応力集中を抑制することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, the polygonal mirror and the rotor boss are warm-fitted by providing the vertical groove 3c provided in the mirror so as to be positioned at the grounding portion of the adjacent polygon mirror surface, that is, the edge portion 3b between the polygon mirror surfaces. When fastened, the stress concentration on the edge portion 3b between the polygon mirror surfaces caused by the polygon mirror having a polyhedral shape can be suppressed.
図３において、回転軸１に固定されたロータボス２とミラー３の組立図を示し、ミラー内径寸法Ｘとロータボス外径寸法Ｙは互いに嵌合締め代Ｚ（＝（Ｘ−Ｙ）／２）を有する。図４にポリゴンミラーの中央孔部に隣接するポリゴンミラー面の接地部いわゆるポリゴンミラー面間のエッジ部に位置するように、縦溝が設けられた場合（Ａ）と従来のロータボス側に環状溝が設けられている場合（Ｂ）との各部ミラーの変位の最大値と最小値の差を嵌合締め代Ｚを変化させて比較したグラフを示す。一般的にポリゴンミラースキャナモータにおいて、要求されるミラーの平面度はλ／５（λ＝６８０ｎｍ）以下であり、グラフから明確に示されるように、従来構造では許容値を大きく上回るが、本発明に示す構造においては許容値を満たしていることが分かる。また、図５に各締め代値に対して、嵌合部に作用する応力の変化を示す。本実施例のミラーはアルミニウム製であり、応力がアルミニウムの降伏点（１９５ＭＰａ）を超えると座屈現象を引き起こすので、嵌合締め代Ｚは応力が降伏点を超えない１５μｍ程度までに留めることで、モータの高速回転時や、モータへ過度の衝撃が加わった場合にミラーが脱落しない十分な抜け強度を保有することができる。以上から、ミラーの平面度を損なわず、且つ十分な抜け強度を保有するためには、嵌合締め代Ｚを４〜１５μｍ程度の範囲に設定することが望ましいと言える。 FIG. 3 shows an assembly diagram of the rotor boss 2 and the mirror 3 fixed to the rotary shaft 1, and the mirror inner diameter X and the rotor boss outer diameter Y are set to a fitting tightening Z (= (X−Y) / 2). Have. FIG. 4 shows a case where a vertical groove is provided so as to be located at an edge portion between the polygon mirror surfaces, ie, the ground contact portion of the polygon mirror surface adjacent to the central hole portion of the polygon mirror (A) and a conventional annular groove on the rotor boss side. The graph which compared the difference of the maximum value of the displacement of each part mirror with the case where (B) is provided, and the minimum value was changed by changing fitting interference Z. FIG. In general, in a polygon mirror scanner motor, the required mirror flatness is λ / 5 (λ = 680 nm) or less, and as clearly shown from the graph, the conventional structure greatly exceeds the allowable value. It can be seen that the permissible value is satisfied in the structure shown in FIG. Moreover, the change of the stress which acts on a fitting part with respect to each interference allowance is shown in FIG. The mirror of the present embodiment is made of aluminum, and when the stress exceeds the yield point (195 MPa) of aluminum, it causes a buckling phenomenon. Therefore, the fitting allowance Z is limited to about 15 μm where the stress does not exceed the yield point. It is possible to maintain sufficient pulling strength that the mirror does not drop off when the motor rotates at high speed or when an excessive impact is applied to the motor. From the above, it can be said that it is desirable to set the fitting tightening allowance Z in a range of about 4 to 15 μm in order to maintain sufficient pulling strength without impairing the flatness of the mirror.
本発明のポリゴンミラースキャナモータは、ポリゴンミラーとそれを支えるロータボスとの締結方法において、従来に比べて、部品点数とそれにかかる製作工程を削減でき、且つポリゴンミラーのミラー面の歪みを軽減できる効果を有し、安定したレーザ走査精度が求められるポリゴンミラースキャナモータとして有用である。
（その他の例１）
本発明に係るポリゴンミラースキャナモータは、高速回転時や加衝撃時にミラーが脱落しない効果を有し、安全性の求められるポリゴンミラースキャナモータとして有用である。
The polygon mirror scanner motor of the present invention can reduce the number of parts and the manufacturing process for the method of fastening the polygon mirror and the rotor boss supporting the polygon mirror, and can reduce the distortion of the mirror surface of the polygon mirror. And is useful as a polygon mirror scanner motor that requires stable laser scanning accuracy.
(Other example 1)
The polygon mirror scanner motor according to the present invention has an effect that the mirror does not fall off during high-speed rotation or impact, and is useful as a polygon mirror scanner motor that requires safety.
１ 回転軸
２ ロータボス
２ａ ロータボス環状溝
３ ポリゴンミラー
３ａ ミラー面
３ｂ ミラー面間のエッジ部
３ｃ ミラー中央孔部の縦溝
４ 嵌合部
５ ミラー抑えバネ
６ Ｃリング
Ｘ ミラー内径
Ｙ ロータボス外径
Ｚ 嵌合締め代
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 2 Rotor boss 2a Rotor boss annular groove 3 Polygon mirror 3a Mirror surface 3b Edge part between mirror surfaces 3c Vertical groove of mirror center hole part 4 Fitting part 5 Mirror holding spring 6 C ring X Mirror inner diameter Y Rotor boss outer diameter Z Fitting Closing allowance
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004218171A JP2006039163A (en) | 2004-07-27 | 2004-07-27 | Polygon mirror scanner motor |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2004218171A JP2006039163A (en) | 2004-07-27 | 2004-07-27 | Polygon mirror scanner motor |
Publications (1)
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2006039163A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2004
- 2004-07-27 JP JP2004218171A patent/JP2006039163A/en active Pending
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