JP2007298897A - ポリゴンミラースキャナモータ - Google Patents

Abstract

【課題】レーザビームプリンタやレーザビーム複写機のレーザ走査用に使用されるポリゴンミラースキャナモータにおいて、ポリゴンミラーの偏心とバランス変化を防ぐ構造を提案することを目的とする。
【解決手段】ポリゴンミラー３と回転軸１の回転中心を合せた状態でミラー３を固定することにより、ポリゴンミラーの偏芯を防ぐことができる。また、ロータフレーム２に突起２ａを設けて接着を行うことにより、衝撃等を受けた場合でもアンバランスの変化を低減できる。
【選択図】図１

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の締結構造に関するものである。

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、工程数の増加などが課題である。

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に固定する方法について説明する。

一つは、回転軸にロータボスを取り付け、このロータボスに対してポリゴンミラーの中央に形成された孔部を嵌合して回転軸とポリゴンミラーの回転中心を合せた状態で、押さ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。図４にロータボスを用いたポリゴンミラースキャナモータの断面図を示す。１は回転軸、５はロータボスで回転軸１に固定される。前記ロータボス５にロータフレーム２が固定されており、さらに中央に孔部が形成されたポリゴンミラー３がロータボス５とクリアランスを持った状態で挿入され、押さえバネ６で押圧固定される。さらに押さえバネ６が適切な押圧力を維持するために、固定バネ７が回転軸１に嵌挿され、押さえバネ６の上部への戻りを抑制している。

また、ポリゴンミラーを接着剤で固定しているものもある。（たとえば特許文献１参照）。以下、前記接着剤によって固定させる方法について、図５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。５はロータボス、３はポリゴンミラーで接着剤４をすきま部分に全周塗布し紫外線硬化させることによりポリゴンミラーを固定している。
特開平１０−１４２５４９号公報（第７頁、図１）

しかしながら、上記従来の構成で用いられているロータボスなどによる嵌め合い方式では、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、モータを回転させた際に、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、ひ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軸中心がずれ、モータのアンバランスが変動する原因ともなる。

また、上記接着方式による固定方式については、ポリゴンミラーを固定するために全周に接着剤を塗布してポリゴンミラーを保持しているため、接着剤の硬化時の収縮によりポリゴンミラーが引っ張りを受け、位置が変化する可能性がある。また接着剤の他にポリゴンミラーを固定する要素がないため、接着剤の劣化によるポリゴンミラーの脱落などを生じる虞がある。

また、上記接着によるポリゴンミラーの固定方法は、レーザ変位計などにより回転軸とポリゴンミラーの位置を計測しながらポリゴンミラーの位置調整を行わなければならないので非常に工数がかかるという問題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、嵌め合い構造によって締結されるポリゴンミラーのロータへの取り付け構造を改善することにより、部品精度の影響を受けることなく、ミラーの偏芯を軽減させ、回転バランスの変化がない高品質なポリゴンミラースキャナモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ロータボスを使用せず、治具によって回転軸とポリゴンミラーの回転中心の相互位置決めを行うことにより、嵌め合いの精度に依存することなくポリゴンミラーの回転中心を回転軸と合せることのできる構成としたものである。

上記実施例の記載から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、回転軸の回転中心とポリゴンミラーの回転中心の偏芯量が極力小さくなるように相互位置決めされた状態で固定されるのでポリゴンミラーの回転中の偏芯を低減できる。

また、治具によって回転軸とポリゴンミラーの回転中心合せを行うため、組み付け前のポリゴンミラーの内径寸法公差は高精度にする必要はない。

また、治具によって相互位置決めされるため、レーザ測定装置などを使用して測定しながら位置決めを行う必要がない。

また、構造部品としてのロータボスが必要なくなり、部品点数の削減が可能となる。

また、回転軸とポリゴンミラーの回転中心を一致させてポリゴンミラーを固定するため軸中心のズレがなく、アンバランスを抑制する効果が得られるようになっている。

また、ミラーの内径側にロータフレームより形成された突起に接着剤を塗布してポリゴンミラーの径方向への動きを制限することにより、衝撃が加わった場合でもアンバランスの変化を抑制する効果が得られる。

また、接着剤をロータフレームに円周上に離散して形成された突起付近のみに塗布するので、ポリゴンミラーの孔部付近の円周上全体を接着した場合に比べて接着剤の収縮等の影響を受けにくい。

また、請求項３記載の発明によれば、ロータフレームのポリゴンミラーと対向する面に円周上に形成された突部にポリゴンミラーを搭載するため、この突部の軸方向高さ寸法を高精度に管理すれば、ロータフレームのポリゴンミラーと対向する面全体の平面精度の影響を受け難くなる。またポリゴンミラーの軸方向高さを突部高さを調整することにより任意に設定できる。

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。

（実施の形態１）
図１（ｂ）において、１は回転軸、２はロータフレームで回転軸１に直接圧入等により固定され、３はポリゴンミラー（以下、ミラー）で中央には孔部３ａが形成され、ロータフレーム２の上に搭載される。ロータフレーム２のミラー３を搭載する面には、図１（ａ）に示すようにミラー３の孔部３ａの内側に隣接する円２ｂの円周上に沿って複数の突起２ａが３箇所形成されている。

ロータフレーム２のミラー３を搭載する面に、ミラー３の孔部３ａを突起２ａに挿入してミラー３を載置し、回転軸１の中心とミラー３の回転中心を合せて偏芯をなくす。その後にミラー押さえバネ６を回転軸１に挿入し次に固定バネ７を回転軸１に固定することにより、ミラー押さえバネ６の上方向への戻りを抑制してミラーを固定する構成である。
また、ロータフレーム２の突起２ａとミラー３の孔部３ａの間に接着剤４を塗布することにより、ミラー３の径方向の動きを抑制している。

上記の特許文献１に記載された従来の接着固定方法では、ミラー押さえバネと固定バネを使用せずに、接着剤の接着力のみでミラーを固定するため、軸方向と径方向の両方の動きに対応する必要があり、接着剤を全周に塗布する必要があった。

一方、本発明の実施の形態１においてはミラー押さえバネ６の押圧力によって軸方向に固定される。同時にこの軸方向の押圧力により、ミラー３とロータフレーム２のミラー３を搭載する面との間に摩擦力が生じるので、ミラー３の径方向への動きも制限される。

これにより、ミラー３を固定するために全周にわたって接着剤を塗布する必要がなく、３箇所程度の接着で十分径方向への動きを抑制することが可能である。

図２に回転軸１とミラー３の回転中心の位置合せの例を示す。図２において、治具８の中央には回転軸１を挿入する穴８ａが形成され、穴８ａと高精度に同心度を仕上げたテーパー形状の外周部８ｂが形成されている。治具８の穴８ａに回転軸１を挿入した状態で治具８の外周部８ｂがミラー３の孔部３ａの内周に接触するまで治具８をミラー３に向けて挿入することにより、回転軸１を基準として回転軸１とミラー３の同心位置決めを高精度に行うことが出来る。以上により、回転軸１と偏芯をなくした状態でミラー３をロータフレーム２に搭載することが出来る。

（実施の形態２）
図３（ａ）、（ｂ）に本発明の別の実施の形態を示す。
図３（ａ）において、上記実施の形態１に加え、ロータフレーム２のミラー３と対向する面上において、ミラー３の孔部３ａより大きい直径寸法の円２ｄの円周上に沿って３箇所突部２ｃが形成されている。図３（ｂ）に示すように、この突部２ｃ上にミラー３を搭載している。

実施の形態１において、ロータフレーム２のミラー３と対向する搭載面の平面度精度が不十分である場合には、ミラー３の回転軸１に対する直角度精度が悪化してミラー３に面振れが生じる。また、ミラー押さえバネ６によりミラー３がロータフレーム２のミラー３と対向する搭載面に押圧されるのでミラー３にひずみが生じる場合も有る。しかし、本実施の形態によれば、突部２ｃの軸方向高さ寸法を高精度に管理すれば、ロータフレーム２のミラー３搭載面全体の平面精度の影響を受け難くなる。またポリゴンミラーの軸方向高さを突部高さを調整することにより任意に設定できるという効果も得られる。

なお、本実施の形態においては突部を３箇所形成したが、複数の突部により画定される平面が単一の平面となるように突部を形成すれば３箇所以上でも同様な効果が得られる。

本発明のポリゴンミラースキャナモータは、ポリゴンミラーと回転軸との位置決め方法を改善することにより、従来に比べて、部品点数を削減でき、且つポリゴンミラーの偏芯を低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。

（ａ）本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラーの固定状態を示す平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラーの固定状態を示す断面図 本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラーと回転軸の位置合せ説明のための断面図 （ａ）本発明の実施の形態２におけるポリゴンミラーの搭載部説明のための平面図、（ｂ）本発明の実施の形態２におけるポリゴンミラーの搭載部説明のための断面図 従来のポリゴンミラーの固定状態を示す断面図 他の従来のポリゴンミラーの固定状態を示す断面図

符号の説明

１ 回転軸
２ ロータフレーム
２ａ 突起
２ｂ ミラー３の孔部３ａの内側に隣接する円
２ｃ 突部
２ｄ ミラー３の孔部３ａより大きい直径寸法の円
３ ポリゴンミラー
３ａ 孔部
４ 接着剤
５ ロータボス
６ ミラー押さえバネ
７ ミラー固定バネ
８ 芯出し治具
８ａ 穴
８ｂ 外周部

Claims (3)

1. 回転軸と、この回転軸に固定されたロータフレームと、中央に孔部が形成されたポリゴンミラーと、前記回転軸に固定された押さえバネとを備え、前記ポリゴンミラーは前記ロータフレーム上に搭載されており、前記押さえバネにより前記ポリゴンミラーをロータフレームに押圧固定する構造を有するポリゴンミラースキャナモータにおいて、前記ロータフレームは前記回転軸に直接固定され、前記ポリゴンミラーが搭載される前記ロータフレームの面上には、前記ポリゴンミラーの孔部の内側に隣接する円の円周上に沿って複数の突起が形成され、前記回転軸と前記ポリゴンミラーの孔部の内周とを、前記回転軸を基準に治具により同心に位置決めした後、前記突起と前記ポリゴンミラーの孔部の内周との間に接着剤を塗布してなるポリゴンミラースキャナモータ。
2. 接着剤がエポキシ系接着剤または、紫外線硬化接着剤である請求項１記載のポリゴンミラースキャナモータ。
3. ロータフレームのポリゴンミラーと対向する面上において、ポリゴンミラーの孔部より大きい直径寸法の円の円周上に沿って少なくとも３箇所突部が形成され、この突部上にポリゴンミラーを搭載してなる請求項１もしくは請求項２のいずれか１項に記載のポリゴンミラースキャナモータ。

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