JP3441831B2 - 軸と回転多面体との取り付け方法およびその構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸と回転多面体との取
り付け方法およびその構造に関し、特にレーザビームを
用いた偏向走査装置におけるレーザビーム走査用の回転
多面鏡をその回転軸に固定する際に好適である。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタやレーザファクシミリな
どに用いられる偏向走査装置においては、多角形の板状
をなすポリゴンミラー、すなわち回転多面鏡に向けて所
定の方向から信号光を照射し、この信号光を回転多面鏡
の回転に伴って対象物の幅方向に偏向走査させるように
している。

【０００３】このため、回転多面鏡をモータの回転軸に
固定する必要があり、従来では図７に示すような構造を
採用している。すなわち、回路基板１上にモータ２を設
置し、このモータ２の回転軸３に形成した台座４に回転
多面鏡５を搭載し、回転軸３にＥ形止め輪などの抜け止
め用のスナップリング６を装着すると共にこのスナップ
リング６と回転多面鏡５との間に平座金７および波形座
金などのばね座金８を組み込み、ばね座金８のばね力に
よって回転多面鏡５を台座４に押し付け、これにより回
転多面鏡５と回転軸３とを一体化させるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】回転多面鏡を回転軸に
固定するに当たって重要なことは、回転多面鏡の各鏡面
が回転軸の軸心と平行となるように、回転軸に対して回
転多面鏡が傾斜することなく位置決めすることと、回転
軸から各鏡面までの距離が等しくなるように、回転軸に
対して回転多面鏡を同軸に保持することである。

【０００５】このため、図７に示した従来の構造におい
ては、回転軸３に嵌合される回転多面鏡５の嵌合穴の位
置および傾きは当然のこと、回転軸３側の台座４の表面
の直角度なども細心の注意を払って所定の公差内に納ま
るように加工されている。

【０００６】しかし、図７に示した従来の構造の場合、
スナップリング６や座金７, ８などを用いているため、
部品点数が多い上に、回転軸３に台座４やスナップリン
グ６を係止するための環状溝を形成する必要があるた
め、そのための加工工数や組み立て工数が比較的多くな
る欠点を持つ。しかも、回転軸３に回転多面鏡５を受け
るための台座４が形成されている上、スナップリング６
や座金７, ８などを用いる必要があるため、慣性質量の
増大に伴って駆動能力の大きなモータ２を使用しなけれ
ばならず、製造コストが嵩む傾向にある。

【０００７】さらに、回転軸３と回転多面鏡５との間に
嵌合隙間が存在するため、回転軸３に対して回転多面鏡
５が多少なりとも偏心する虞があり、余り好ましいこと
ではなかった。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、部品点数を少なくする
と共に台座をなくして加工や組み立てを簡略化し、しか
も回転軸に対して回転多面鏡の偏心をより小さくするこ
とが可能な軸と回転多面体との取り付け方法およびその
構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による第一の形態
は、回転多面体に嵌合穴を形成すると共にこの嵌合穴に
嵌合する嵌合部を回転軸に形成し、これら前記嵌合穴お
よび嵌合部の何れか一方に、これらの間に形成される隙
間の断面が楔状をなすようにテーパ部を形成するステッ
プと、前記回転多面体の前記嵌合穴に前記回転軸の嵌合
部を差し込むステップと、前記回転軸に対する前記回転
多面体の傾きを調整するステップと、前記回転軸と前記
回転多面体との間に接着剤を塗布するステップと、前記
接着剤を硬化させて前記回転軸と前記回転多面体とを一
体的に接合するステップとを具えたことを特徴とする軸
と回転多面体との取り付け方法にある。

【００１０】また、本発明による第二の形態は、駆動回
転し得る回転軸に形成されて回転多面体が取り付けられ
る嵌合部と、前記回転多面体に形成されて前記嵌合部と
対応する嵌合穴と、前記回転軸の嵌合部に前記回転多面
体の前記嵌合穴を差し込んだ状態でこれらを一体的に接
合する接着剤とを具え、前記嵌合穴および前記嵌合部の
何れか一方には、これらの間に形成される隙間の断面が
楔状をなすテーパ部が形成されていることを特徴とする
軸と回転多面体との取り付け構造にある。

【００１１】ここで、前記接着剤として紫外線硬化型の
接着剤を採用することが望ましい。また、前記嵌合部と
前記嵌合穴との間に、前記接着剤が介在する接着剤溜ま
りを形成するようにしても良い。

【００１２】

【作用】本発明によると、回転多面体の嵌合穴と回転軸
の嵌合部との間に形成される隙間の断面が楔状をなすよ
うにテーパ部を形成されており、この隙間が最小となっ
た部分を中心として回転軸に対する回転多面体の傾きを
調整した後、軸と回転多面体とが接着剤を介して一体的
に接合される。この接着剤として紫外線硬化型のものを
採用した場合には、回転軸と回転多面体との間に塗布さ
れる接着剤に対して紫外線を照射することにより、接着
剤が迅速に硬化することとなる。

【００１３】

【００１４】さらに、嵌合部と嵌合穴との間に、前記接
着剤が介在する接着剤溜まりを形成した場合には、軸と
回転多面体との接着領域が確実に確保される。

【００１５】

【実施例】本発明に軸と回転多面体との取り付け構造を
レーザビームを用いた偏向走査装置におけるレーザビー
ム走査用の回転多面鏡をその回転軸に固定場合に応用し
た実施例について図１〜図５を参照しながら詳細に説明
する。

【００１６】回転軸の先端部に回転多面鏡を取り付けた
状態の断面構造を表す図１に示すように、図示しないモ
ータに連結される回転軸１１の先端部には、先細りのテ
ーパ部１２が本発明の嵌合部として形成され、このテー
パ部１２に差し込まれる嵌合穴１３が回転多面鏡１４の
中央部に形成されている。本実施例における嵌合穴１３
は、その長手方向に沿って等しい内径を持った貫通孔
（以下、これをストレート孔と呼称する）であり、これ
によってテーパ部１２と嵌合穴１３との間に楔状断面の
隙間が形成されるようになっている。また、この嵌合穴
１３の両端部には面取り部１６, １７が形成されてお
り、回転軸１１の先端側を囲む嵌合穴１３の一端側の面
取り部１６は、本発明の接着剤溜まりとして機能し、こ
こに塗布される紫外線硬化型の接着剤１８によって、回
転軸１１と回転多面鏡１４とが一体的に接合された状態
となっている。

【００１７】従って、本実施例の構造を採用した偏向走
査装置の主要部の概略構造を表す図２に示すように、先
端部に回転多面鏡１４が固定された回転軸１１の基端側
は、回路基板１９上に搭載されたモータ２０に直結状態
となるため、図７に示した従来の構造のものと比較した
場合、本実施例ではスナップリング６や座金７，８が不
要となり、しかも回転軸１１にスナップリング６を係止
するための係止溝や、回転多面鏡１４を受ける台座４を
形成する必要がなく、加工工数や組み立て工数を削減す
ることができる。また、上述した台座４やスナップリン
グ６および座金７，８などが不要になった分だけ、慣性
質量を低下させることが可能となり、従来よりも駆動能
力の小さなモータ２０を使用することができ、製造コス
トの削減が可能となる。

【００１８】本実施例では、接着剤として取り扱いが容
易な紫外線硬化型の接着剤１８を採用し、接着剤が硬化
する際の時間が短くなるように配慮しているが、所望の
接着強度を確保することができる場合には、例えばシア
ノアクリレートなどのいわゆる瞬間接着剤を採用した
り、硬化時間をそれほど短くする必要がない場合には、
エポキシ系の接着剤などを採用することも可能であり、
目的に応じた接着剤を適宜採用すれば良い。この場合、
テーパ部１２と嵌合穴１３との間に形成される楔状の隙
間も接着剤溜まりとして利用することができ、これによ
って接着面積の増大に伴う結合力の向上が可能となる。

【００１９】なお、本実施例では、テーパ部１２を回転
軸１１の先端部に形成すると共に回転多面鏡１４の嵌合
穴１３をストレート孔としたが、回転軸１１の先端部を
軸径がステップ状に異なる段付きに形成する一方、回転
多面鏡１４の嵌合穴をその長手方向に沿って内径が連続
的に変化するテーパ状に形成し、これらの間に楔状の断
面を有する隙間を形成するようにしても良い。

【００２０】

【００２１】図１に示した回転軸１１と回転多面鏡１４
とを組み立てるための組み立て装置の外観を図３に示
し、その平面構造を図４に示す。すなわち、組み立て装
置の筺体１０１に形成された案内ブロック１０２には、
回転軸１１の軸線が鉛直となるように、この回転軸１１
を位置決めするためのＶブロック１０３が昇降自在に係
合している。また、筺体１０１の下端部に固定したばね
受け台１０４の上端には、Ｖブロック１０３に摺動自在
に嵌合する棒状のばねホルダ１０５が鉛直上方に突設さ
れており、このばねホルダ１０５には、ばね受け台１０
４とＶブロック１０３との間に位置してＶブロック１０
３を鉛直上方に付勢する圧縮コイルばね１０６が装着さ
れている。また、Ｖブロック１０３の下端部には、回転
軸１１の下端を受ける軸受け台１０７が固定されてい
る。

【００２２】前記Ｖブロック１０３の上部には、回転軸
１１をＶブロック１０３に押し付けるための回転軸固定
用エアシリンダ１０８を保持するブラケット１０９が取
り付けられ、このブラケット１０９に保持されて前記Ｖ
ブロック１０３と対向する回転軸固定用エアシリンダ１
０８のピストンロッド１１０の先端部には、回転軸１１
に当接する押し当てブロック１１１が設けられている。

【００２３】一方、前記筺体１０１の上端には、回転軸
１１を囲む馬蹄形状の位置決め板１１２が固定されてお
り、回転軸１１の嵌合部を回転多面鏡１４の嵌合穴に差
し込んだ状態で、回転多面鏡１４の下端面を位置決め板
１１２上に押し当てた時、回転軸１１の軸線と回転多面
鏡１４の鏡面１５とが平行な状態に設定されるようにな
っている。このため、筺体１０１の上方には、フォーク
状をなすフィンガ１１３の基端側が筺体１０１の背面に
取り付けられた多面鏡固定用エアシリンダ１１４によっ
て昇降可能に保持されており、このフィンガ１１３の二
股に分かれた一対の先端部には、回転多面鏡１４の上端
面に当接してこの回転多面鏡１４を位置決め板１１２に
付勢し得る一対の板ばね１１５が下向きに突設されてい
る。

【００２４】さらに、筺体１０１の上方には回転軸１１
の上端と正対する紫外線透過型の集光レンズ１１６と、
この集光レンズ１１６と図示しない紫外線源とに両端部
が連結されて紫外線源からの紫外線をこの集光レンズ１
１６に導く紫外線透過型の光ケーブル１１７とが配置さ
れており、これによって紫外線源からの紫外線が紫外線
硬化型の接着剤１８を塗布した回転軸１１の上端に照射
され、この接着剤１８が硬化して回転軸１１と回転多面
鏡１４とが一体化されるようになっている。

【００２５】この組み立て装置を用いて回転軸１１と回
転多面鏡１４とを接合する手順について、図５を参照し
ながら説明すると、この組み立て装置の初期位置におい
て、回転軸固定用エアシリンダ１０８のピストンロッド
１１０は引き戻された状態にあり、押し当てブロック１
１１はＶブロック１０３から離れるように後退してい
る。また、多面鏡固定用エアシリンダ１１４の図示しな
いピストンロッドは引き伸ばされた状態にあり、フィン
ガ１１３は筺体１０１の上端から最も離れた最高位置で
待機した状態にある。この状態から、まずＳ１のステッ
プにて回転軸１１を軸受け台１０７に載せ、Ｖブロック
１０３に立て掛け、Ｓ２のステップにて回転軸固定用エ
アシリンダ１０８を駆動してピストンロッド１１０を伸
長させ、その先端の押し当てブロック１１１を回転軸１
１に押し付けて回転軸１１をＶブロック１０３に位置決
めする。次に、この回転軸１１に回転多面鏡１４をＳ３
のステップにて装着するが、この時、圧縮コイルばね１
０６のばね力によって回転多面鏡１４は位置決め板１１
２の上方に浮いた状態となっている。そして、Ｓ４のス
テップに移行し、多面鏡固定用エアシリンダ１１４の図
示しないピストンロッドを引き戻してフィンガ１１３を
回転多面鏡１４側へ下降させ、板ばね１１５を回転多面
鏡１４の上端面に押し当てる。これにより、回転多面鏡
１４および回転軸１１がＶブロック１０３などと共に圧
縮コイルばね１０６のばね力に抗して下方に押し下げら
れ、回転多面鏡１４の下端面が位置決め板１１２に当接
して回転多面鏡１４の位置決めが完了する。

【００２６】しかる後、Ｓ５のステップにて回転軸１１
と回転多面鏡１４の面取り部１６との間に紫外線硬化型
の接着剤１８を注入し、Ｓ６のステップにて紫外線源か
らの紫外線を光ケーブル１１７および集光レンズ１１６
を介して回転軸１１の上端部に効率良く照射し、接着剤
１８を硬化させることによって、回転軸１１と回転多面
鏡１４とを一体化する。そして、Ｓ７のステップに移行
して多面鏡固定用エアシリンダ１１４を初期位置に戻
し、フィンガ１１３を上方に退避させ、さらにＳ８のス
テップにて回転軸固定用エアシリンダ１０８を初期位置
に戻し、押し当てブロック１１１を回転軸１１から退避
させ、これによって回転軸１１および回転多面鏡１４に
対する拘束を解除する。

【００２７】そして、Ｓ９のステップにて回転軸１１お
よび回転多面鏡１４を組み立て装置から取り外し、一つ
の作業サイクルを終了する。

【００２８】

【発明の効果】本発明の軸と回転多面体との取り付け方
法およびその構造によると、回転多面体の嵌合穴および
回転軸の嵌合部の何れか一方に、これらの間に形成され
る隙間の断面が楔状をなすようにテーパ部を形成したの
で、隙間が最小となった部分を中心として回転軸に対す
る回転多面体の傾きを調整することができるため、傾き
の調整代を充分確保しつつ偏心量を最小限に抑えた状態
でこれらを一体的に接合することができる。また、軸と
回転多面体とを接着剤を介して一体的に接合するように
したので、従来のようなスナップリングや座金などの部
品が不要となり、部品点数を少なくすることができる。
しかも、回転軸にスナップリングを係止させるための係
止溝や回転多面体を受ける台座を形成する必要もなくな
り、そのための加工工数や組み立て工数を削減すること
ができる上、回転軸の先端を回転多面鏡から突出させな
くても良いので、回転軸の長さをより短くすることが可
能である。さらに、上述した台座やスナップリングおよ
び座金などが不要になった分だけ、慣性質量を低下させ
ることが可能となり、従来よりも駆動能力の小さなモー
タを使用することができ、製造コストの削減が可能であ
る。

【００２９】一方、紫外線硬化型の接着剤を使用した場
合には、接着剤の迅速な硬化が可能となるため、製造の
ための加工サイクルを短縮化して生産効率を上げること
ができる。

【００３０】

【００３１】さらに、嵌合部と嵌合穴との間に、前記接
着剤が介在する接着剤溜まりを形成した場合には、軸と
回転多面体との接着領域を確実に確保することができ、
軸と回転多面体とを強固に接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軸と回転多面体との取り付け構造
を、レーザビームを用いた偏向走査装置におけるレーザ
ビーム走査用の回転多面鏡をその回転軸に固定する場合
に応用した一実施例の断面図である。

【図２】図１に示した回転多面鏡を使用する偏向走査装
置の主要部の概念図である。

【図３】図１に示した回転多面鏡の組み立て装置の一例
を表す正面図である。

【図４】図３に示した組み立て装置の平面図である。

【図５】図３および図４に示した組み立て装置の作業手
順を表すフローチャートである。

【図６】回転多面鏡を使用する従来の偏向走査装置の主
要部の概念図である。

【符号の説明】

１１ 回転軸 １２ テーパ部 １３ 嵌合穴 １４ 回転多面鏡 １５ 鏡面 １６，１７ 面取り部 １８ 接着剤 １９ 回路基板 ２０ モータ １０１ 筺体 １０２ 案内ブロック １０３ Ｖブロック １０４ ばね受け台 １０５ ばねホルダ １０６ 圧縮コイルばね １０７ 軸受け台 １０８ 回転軸固定用エアシリンダ １０９ ブラケット １１０ ピストンロッド １１１ 押し当てブロック １１２ 位置決め板 １１３ フィンガ １１４ 多面鏡固定用エアシリンダ １１５ 板ばね １１６ 集光レンズ １１７ 光ケーブル

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転多面体に嵌合穴を形成すると共にこ
   の嵌合穴に嵌合する嵌合部を回転軸に形成し、これら前
   記嵌合穴および嵌合部の何れか一方に、これらの間に形
   成される隙間の断面が楔状をなすようにテーパ部を形成
   するステップと、 前記回転多面体の前記嵌合穴に前記回転軸の嵌合部 を差
   し込むステップと、前記回転軸に対する前記回転多面体の傾きを調整するス
   テップと、 前記回転軸と前記回転多面体との間に接着剤を塗布する
   ステップと、 前記接着剤を硬化させて前記回転軸と前記回転多面体と
   を一体的に接合するステップとを具えたことを特徴とす
   る軸と回転多面体との取り付け方法。
2. 【請求項２】 前記接着剤が紫外線硬化型の接着剤であ
   ることを特徴とする請求項１に記載した軸と回転多面体
   との取り付け方法。
3. 【請求項３】 前記嵌合部と前記嵌合穴との間には、前
   記接着剤が介在する接着剤溜まりが形成されていること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載した軸と回
   転多面体との取り付け方法。
4. 【請求項４】 駆動回転し得る回転軸に形成されて回転
   多面体が取り付けられる嵌合部と、 前記回転多面体に形成されて前記嵌合部と対応する嵌合
   穴と、 前記回転軸の嵌合部に前記回転多面体の前記嵌合穴を差
   し込んだ状態でこれらを一体的に接合する接着剤とを具
   え、前記嵌合穴および前記嵌合部の何れか一方には、こ
   れらの間に形成される隙間の断面が楔状をなすテーパ部
   が形成されていることを特徴とする軸と回転多面体との
   取り付け構造。
5. 【請求項５】 前記固定手段の接着剤が紫外線硬化接着
   剤であることを特徴とする請求項４に記載した軸と回転
   多面体との取り付け構造。
6. 【請求項６】 前記嵌合部と前記嵌合穴との間には、前
   記接着剤が介在する接着剤溜まりが形成されていること
   を特徴とする請求項４または請求項５に記載した軸と回
   転多面体との取り付け構造。