JP2726518B2 - ポリゴンミラーモートル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録装置に係り、さらに詳細には、光ビーム
走査系におけるポリゴンミラーモートルの改良に関す
る。

〔従来の技術〕

記録装置の改良は従来から数多くなされ、そのなか
で、光ビーム走査系の一部を構成するポリゴンミラーモ
ートルに関する改良も従来から数多くなされている。

そして、その一例として、実公昭63−1287号公報に
は、アウターロータ形ポリゴンミラーモートルの回転
中、軸受部からの油滴飛散によつてポリゴンミラーの鏡
面が汚れるのを防止する技術が開示されている。すなわ
ち、ポリゴンミラーの鏡面が汚れるとその反射率が低下
し、感光体等の被走査体上を走査するビームパワーが低
下して画像に濃度ムラを発生させるといった不具合を生
じるが、実公昭63−1287号公報に開示されている技術に
よれば、アウターロータ形ポリゴンミラーモートルの回
転中、軸受部からの油滴飛散によつてポリゴンミラーの
鏡面が汚れるのを防止することができる。

しかしながら、前掲実公昭63−1287号公報に代表され
る従来形ポリゴンミラーモートルにあつては、ポリゴン
ミラーを支持する部材が当該部材の上面全域でポリゴン
ミラーの下面と接触している場合が多く、このような場
合、前記接触面の間にミクロンオーダーのほこりを噛み
込む機会が多くなり、ポリゴンミラーとポリゴンミラー
支持部材との間にたとえミクロンオーダーとは云え、ほ
こりが噛み込まれた状態でポリゴンミラーモートルが組
み立てられる機会が多くなると、その分、ポリゴンミラ
ーに面倒れを生じる機会も多くなる。

そして、ポリゴンミラーに面倒れを生じると、斯界に
おいて周知のように、レーザー装置から発せられたビー
ムがポリゴンミラーの鏡面で反射するに際し、感光体等
の被走査体に対するビーム位置が各鏡面で異なるため、
画像上、ピッチムラとなつて現れる。

これに対し、ポリゴンミラーを支持するロータ支持部
材の上面にリング状突起を設け、このリング状突起とロ
ータ支持部材のボス部との間に凹部を形成して、ポリゴ
ンミラーの下面を前記ロータ支持部材上面のリング状突
起で支持せしめたインナーロータタイプのポリゴンミラ
ーモートルも先に提案されており、これによれば、ポリ
ゴンミラーの下面に対してロータ支持部材は、幅の狭い
リング状突起部分のみで接触するため、ポリゴンミラー
とロータ支持部材との間にほこりが噛み込まれた状態で
ポリゴンミラーモートルが組み立てられる機会は少な
く、したがってその分、ポリゴンミラーに面倒れを生じ
る機会も少なく、製品の歩留りを向上させることができ
る。

なお、前掲実公昭63−1287号公報の第４図には、アウ
ターロータタイプのポリゴンミラーモートルが示されて
いるが、アウターロータタイプのモートルは回転部のイ
ナーシャが大きく、始動から定格回転数に達するまでの
立上り時間が長くなり、したがつてファースト記録まで
の時間も長くなるため、高速機にはインナーロータタイ
プのモートルを用いるのが望ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、インナーロータ形ポリゴンミラーモートル
の改良に関するものであって、その目的とするところ
は、ほこりが原因となる製品の歩留り低下を極力阻止し
得ることは勿論、高精細記録装置の面倒れ規格内にあっ
てもポリゴンミラー組立による面倒れの悪化を効果的に
抑制し、また長寿命、電源負担低下の点でも優れ、さら
に画像に濃度ムラが発生するといった不具合を極力阻止
することのできるこの種モートルを提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、レーザ装置からのレーザービームを入射
し、ポリゴンミラーが回転することによって前記レーザ
ービームをスキャニングするとともに、スキャニングさ
れたレーザービームを被走査体に入射するインナーロー
タ形ポリゴンミラーモートルにおいて、前記ポリゴンミ
ラーを支持するロータ支持部材の上面外周にリング状突
起を設け、このリング状突起とロータ支持部材のボス部
との間に凹部を形成して、ポリゴンミラーの下面を前記
ロータ支持部材上面の外周に位置するリング状突起で支
持せしめ、ロータ支持部材とともに回転するモートルマ
グネットの外側に、上端を開放した無鉄心駆動コイルを
固定的に取り付け、この無鉄心駆動コイルの外側に、ロ
ータ支持部材とともに回転し、下端を開放して前記無鉄
心駆動コイルとの間でラビリンス構造を成すヨークを配
置することによって達成される。

〔作用〕

ポリゴンミラーを支持するロータ支持部材の上面にリ
ング状突起を設け、このリング状突起とロータ支持部材
のボス部との間に凹部を形成して、ポリゴンミラーの下
面を前記ロータ支持部材上面のリング状突起で支持せし
めたことにより、ポリゴンミラーの下面に対してロータ
支持部材は、幅の狭いリング状突起部分のみで接触する
ため、ポリゴンミラーとロータ支持部材との間にほこり
が噛み込まれた状態でポリゴンミラーモートルが組み立
てられる機会が少ないことは勿論、本発明によれば、以
下に示すような作用を呈する。

すなわち、ロータ支持部材のポリゴンミラー載置面の
径がφ30とφ50の場合、１μｍのほこりが乗った場合の
面倒れの差は5.5秒であり、高精細記録装置の面倒れ規
格が30秒MAX程度、現状の量産限界が15秒程度であるこ
とを考えると、前記ロータ支持部材のポリゴンミラー載
置面の径を大きくすることは、ポリゴンミラー組立によ
る面倒れの悪化を効果的に抑制する。これに対し、本発
明によれば、ポリゴンミラーの下面をロータ支持部材上
面の外周に位置するリング状突起で支持せしめたことに
より、ポリゴンミラーの下面をロータ支持部材上面の外
周よりも内側に位置するリング状突起で支持せしめる場
合に比較して、高精細記録装置の面倒れ規格内にあって
も、ポリゴンミラー組立による面倒れの悪化をより一層
効果的に抑制する。

これに加えて、本発明によれば、駆動コイルは無鉄心
タイプのコイルであり、無鉄心駆動コイルの外側には、
ロータ支持部材とともに回転するヨークを配置したもの
であって、ヨーク内の磁界は直流磁界であり、鉄損を生
じない。この鉄損は回転数のほぼ二乗に比例するので、
高速になるほどモートルのロスが増加し、温度上昇が大
きくなり、寿命の点で不利となる一方、電源の負担も大
きくなるが、本発明はこの解決策として有効である。ま
た、本発明によれば、上端を開放した無鉄心駆動コイル
の外側に位置して、ロータ支持部材とともに回転し、下
端を開放して前記無鉄心駆動コイルとの間でラビリンス
構造を成すヨークを配置したことにより、そのラビリン
ス構造によつてインナーロータ形モートルのポリゴンミ
ラーの汚損防止、すなわち軸受オイルミストによるイン
ナーロータ形モートルのポリゴンミラーの汚損防止効果
を高める。

〔実施例〕

以下、本発明を、図面にもとづいて説明する。

なお、以下の実施例において、ポリゴンミラーには、
図示を省略したレーザー装置からの、被記録信号により
変調されたレーザービームが入射する。また、ポリゴン
ミラーが回転することによってレーザービームをスキャ
ニングする。さらに、前記のようにしてスキャニングさ
れたレーザービームは感光体の受光ドラムに入射し、所
望の画像を形成する。

第１図は本発明に係るポリゴンミラーモートルの一実
施例を示す全体構造の縦断面図、第２図は第１図に符号
16で示すロータ支持部材とポリゴンミラー14との取合い
を示す縦断面図、第３図は同じく第１図に符号７で示す
軸受支持部材とマグネット10、およびシャフト15の取合
いを示す縦断面図、第４図は前記軸受支持部材17の横断
面図である。

第１図において、１は駆動コイル、２はヨークであ
り、位置検出センサー18と回転数検出用コイルパターン
19とを図示のように配置し、さらにラジアル軸受4,5と
スラスト軸受６とを軸受支持部材7,8に固定し、エアポ
ケット９の外側にマグネット10を配置して、軸受部に規
定量の磁性流体11を注入したシール一体形磁性流体軸受
を形成し、このシール一体形磁性流体軸受を駆動コイル
ユニットの一開口端にセットすることによりモートルの
固定部を形成する。

次に、回転検出用マグネット12,モートルマグネット1
3、ポリゴンミラー14を、シャフト15を保持したロータ
支持部材16で結合してモートル回転子を形成し、このモ
ートル回転子を前記シール一体形磁性流体軸受に挿入し
てポリゴンミラーモートルを形成する。

そして、ポリゴンミラー14の汚損防止と騒音低減化の
ために全閉のカバー17を付けて実用に供す。

以下、前記ポリゴンミラーモートルの各部について説
明する。

ポリゴンミラーモートルは駆動コイルユニット、シー
ル一体形磁性流体軸受ユニットおよびポリゴンミラー付
のロータに大別される。したがって、駆動コイルユニッ
トにシール一体形磁性流体軸受ユニットを組立後、ロー
タシャフト15を軸受ユニットの開口端に挿入し、さらに
防塵・遮音用のカバー17をネジ止めするだけでポリゴン
ミラーモートルの組立をおこなうことができる。

シール一体形磁性流体軸受の流体11としては、粘性の
低いメタル潤滑油のなかに微細な磁性体粉末が混入され
ている。このように、ボールベアリング用グリースのよ
うに粘度の高い潤滑材を使用することなく、液体潤滑材
を使用すれば、シャフト15の回転に対して軸受4,5,6の
負荷トルクが変化することはない。また、シャフト15の
静止時、空気軸受のように、軸受4,5,6とシャフト15と
が直接接することはなく、油膜を介してシャフト15が軸
受4,5,6に支持されているため、モートル始動時に軸受
4,5,6やシャフト15を摩耗させてその両者間のクリアラ
ンスを大きくし、回転振動や回転むらを大きくすること
もなく、シャフト15の回転を長期にわたつて円滑に続行
させることができる。また、前記軸受流体11である潤滑
油のなかには、微細な（たとえば１μｍの）磁性粉末が
混入されているため、ポリゴンミラーモートルが万一転
倒しても、この磁性粉末は、第３図に符号Ａで示すよう
に、流体軸受上端内周縁に付設されているプラスチック
マグネット10に吸着して、当該プラスチックマグネット
10と軸受支持部材７との間を閉塞し、その両者10,7間か
ら軸受流体11が浸透して外部に漏れ出すのを防止するこ
とができる。

ラジアル軸受4,5、スラスト軸受６、軸受支持部材7,8
にはロータシャフト15よりも熱伝導率のよい材料、たと
えばラジアル軸受4,5、スラスト軸受６には銅系の材料
を使用し、また軸受支持部材7,8にはアルミを使用し、
５〜６μｍ以下程度のクリアランスを有する軸受部で発
生する熱を外気に放熱し易くし、軸受流体11の化学変化
による劣化を極力抑制してその長寿命化をはかってい
る。

軸受支持部材７には、第４図に示すように、シール一
体形磁性流体軸受内部の流体11の吸熱面積を増すため
に、軸方向に沿った縦溝（または螺旋溝）を形成し、磁
性流体11の放熱をさらに促進する配慮がなされている。

エアポケット９は、ポリゴンミラーモートルの構造
上、その組立後に軸受流体11を注入するのが困難である
ため、本実施例においては、軸受4,5,6の体積誤差およ
び軸受支持部材7,8の加工誤差、さらにはシャフト15の
外径公差からくる磁性流体軸受の容積誤差、軸受流体11
の熱膨張による体積増加および軸受流体11の注入誤差を
見込んで事前に軸受流体11を注入し、その後シャフト15
を注入しても軸受流体11がオーバーフローすることな
く、結果的にポリゴンミラーを汚損することがないよう
に配慮されている。

なお、ポリゴンミラー14の穴部とロータ支持部材16の
ボス部16aとは、温嵌（焼きばめ）により取り付けられ
ており、ロータ支持部材16の上面には、第２図に明示す
るように、リング状の突起16bが設けられている。すな
わち、ロータ支持部材16のボス部16aと外周リング状突
起16bとの間には、凹部20が形成されており、したがっ
て前記ポリゴンミラー14の下面に対し、ロータ支持部材
16は、幅の狭いリング状突起16b部分のみで接触してい
るため、ポリゴンミラーとこれを支持する部材との間に
ほこりが噛み込まれた状態でポリゴンミラーモートルが
組み立てられる機会は少なくなる。これを換言すると、
ポリゴンミラーを支持する部材が当該部材の上面全域で
ポリゴンミラー下面と接触していると、その接触面の間
にミクロンオーダーのほこりを噛み込む機会が多くな
り、ポリゴンミラーとポリゴンミラー支持部材との間に
たとえミクロンオーダーとは云え、ほこりが噛み込まれ
た状態でポリゴンミラーモートルが組み立てられる機会
が多くなると、その分、ポリゴンミラーに面倒れを生ず
る機会も多くなる。

そして、ポリゴンミラーに面倒れを生じると、レーザ
ー装置から発せられたビームがポリゴンミラーの鏡面で
反射するに際し、感光体等の被走査体に対するビーム位
置が各鏡面で異なるため、画像上、ピッチムラとなつて
現れる。

これに対し、ポリゴンミラー14の下面に対してロータ
支持部材16が幅の狭いリング状突起16b部分のみで接触
した場合、ポリゴンミラー14とロータ支持部材16との間
にほこりが噛み込まれた状態でポリゴンミラーモートル
が組み立てられる機会は少なく、したがってその分、ポ
リゴンミラー14に面倒れを生じる機会も少なく、製品の
歩留りを向上できることは勿論、本発明によれば、以下
に示すような効果をさらに奏することができる。

すなわち、ロータ支持部材16部分におけるポリゴンミ
ラー載置面の径がφ30とφ50の場合、１μｍのほこりが
乗った場合の面倒れの差は5.5秒であり、高精細記録装
置の面倒れ規格が30秒MAX程度、現状の量産限界が15秒
程度であることを考えると、前記ロータ支持部材16部分
におけるポリゴンミラー載置面の径を大きくすること
は、ポリゴンミラー組立による面倒れの悪化を効果的に
抑制することができる。これに対し、本発明によれば、
ポリゴンミラー14の下面のロータ支持部材16上面の外周
に位置するリング状突起16bで支持せしめたことによ
り、ポリゴンミラー14の下面をロータ支持部材16上面の
外周よりも内側に位置するリング状突起で支持せしめる
場合に比較して、高精細記録装置の面倒れ規格内にあっ
ても、ポリゴンミラー組立による面倒れの悪化をより一
層効果的に抑制することができる。

これに加えて、本発明によれば、駆動コイル１は無鉄
心タイプのコイルであり、無鉄心駆動コイル１の外側に
は、ロータ支持部材16とともに回転するヨーク２を配置
したものであって、ヨーク２内の磁界は直流磁界であ
り、鉄損を生じない。この鉄損は回転数のほぼ二乗に比
例するので、高速になるほどモートルのロスが増加し、
温度上昇が大きくなり、寿命の点で不利となる一方、電
源の負担も大きくなるが、本発明はこの解決策として有
効である。また、本発明によれば、上端を開放した無鉄
心駆動コイル１の外側に位置して、ロータ支持部材16と
ともに回転し、下端を開放して前記無鉄心駆動コイル１
との間でラビリンス構造を成すヨーク２を配置したこと
により、そのラビリンス構造によってインナーロータ形
モートルのポリゴンミラー14の汚損防止、すなわち軸受
オイルミストによるインナーロータ形モートルのポリゴ
ンミラー14の汚損防止効果を高めることができ、ポリゴ
ンミラー14の鏡面が汚れてその反射率が低下し、感光体
等の被走査体上を走査するビームパワーが低下して画像
に濃度ムラを発生させるといった不具合を極力阻止する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上本発明は、インナーロータ形ポリゴンミラーモー
トルの改良に関するものであって、本発明によれば、ほ
こりが原因となる製品の歩留り低下を極力阻止し得るこ
とは勿論、高精細記録装置の面倒れ規格内にあってもポ
リゴンミラー組立による面倒れの悪化を効果的に抑制
し、また長寿命、電源負担低下の点でも優れ、さらに画
像に濃度ムラが発生するといった不具合を極力阻止する
ことのできるインナーロータ形ポリゴンミラーモート
ル、つまり前記複数の効果が全て同時に得られるこの種
モートルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るポリゴンミラーモートルの一実施例
を示し、第１図はその全体構造の縦断面図、第２図は第
１図に符号16で示すロータ支持部材とポリゴンミラー14
との取合いを示す縦断面図、第３図は同じく第１図に符
号７で示す軸受支持部材とマグネット10、およびシャフ
ト15の取合いを示す縦断面図、第４図は前記軸受支持部
材７の横断面図である。 １……無鉄心駆動コイル、２……ヨーク、３……ハウジ
ング、４……ラジアル軸受、５……ラジアル軸受、６…
…スラスト軸受、７……軸受支持部材、８……軸受支持
部材、９……エアポケット、10……マグネット、11……
磁性流体、12……回転検出用マグネット、13……モート
ルマグネット、14……ポリゴンミラー、15……シャフ
ト、16……ロータ支持部材、16a……ロータ支持部材ボ
ス部、16b……ロータ支持部材リング状突起、17……カ
バー、18……位置検出センサー、19……回転検出用コイ
ルパターン、20……凹部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザー装置からのレーザービームを入射
   し、ポリゴンミラーが回転することによって前記レーザ
   ービームをスキャニングするとともに、スキャニングさ
   れたレーザービームを被走査体に入射するインナーロー
   タ形ポリゴンミラーモートルにおいて、 前記ポリゴンミラーを支持するロータ支持部材の上面外
   周にリング状突起を設け、このリング状突起とロータ支
   持部材のボス部との間に凹部を形成して、ポリゴンミラ
   ーの下面を前記ロータ支持部材上面の外周に位置するリ
   ング状突起で支持せしめ、ロータ支持部材とともに回転
   するモートルマグネットの外側に、上端を開放した無鉄
   心駆動コイルを固定的に取り付け、この無鉄心駆動コイ
   ルの外側に、ロータ支持部材とともに回転し、下端を開
   放して前記無鉄心駆動コイルとの間でラビリンス構造を
   成すヨークを配置したことを特徴とするポリゴンミラー
   モートル。