JP3469419B2 - 回転多面鏡型光偏向器およびその製造方法 - Google Patents

回転多面鏡型光偏向器およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動圧軸受モータを
備えた回転多面鏡型光偏向器に関し、特に、回転多面鏡
を回転部材を介して回転可能に支持している固定軸を精
度良くフレーム側に取り付け可能な構成を備えた回転多
面鏡型光偏向器に関するものである。また、本発明はこ
の構成の回転多面鏡型光偏向器の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】回転多面鏡型光偏向器は、例えば、特公
平6−17687号公報に開示されているように、フレ
ームに固定された固定軸の外周に回転部材が回転可能に
支持され、この回転部材の外周面にモータロータが一体
的に組み付けられ、このモータロータに対峙する状態に
モータステータが配置され、このモータステータは直接
あるいは間接的にフレームの側に支持されている。固定
軸と回転部材の間には、固定軸外周面に動圧発生溝が形
成された動圧軸受け機構が構成されている。モータを駆
動すると、回転部材に取り付けられている光偏向用の回
転多面鏡が回転し、入射するレーザビームが当該回転多
面鏡の多角形型の反射面で反射されて所定の方向に偏向
される。
【0003】この構成の回転多面鏡型光偏向器では、固
定軸の軸端をフレームに形成した孔に対して焼きばめ、
あるいは圧入することにより、固定軸をフレームの側に
固定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固定軸
をフレームに対して焼きばめ、圧入する方法では次のよ
うな解決すべき課題がある。
【0005】まず、これらの固定方法では、固定軸をフ
レームの側に対して目標とする取り付け角度で取り付け
ることが困難である。一般的にはフレームに対して垂直
となるように固定軸を取り付けるが、垂直方向に対して
僅かに傾いた状態で固定軸が固定されるおそれがある。
固定軸が傾斜していると、そこに回転自在に支持されて
いる回転部材に取り付けた回転多面鏡は回転に伴って面
振れを起こすので、ここで反射されたレーザビームを目
標とする方向に偏向させることができなくなってしま
う。
【0006】また、これらの固定方法では、一般的に双
方の部材、すなわち固定軸の軸端とフレーム側の孔の寸
法管理が困難であり、例えば、孔径が大きすぎると、固
定軸の締結力が低くなるので、駆動中に固定軸がフレー
ムから抜けてしまうおそれもある。
【0007】さらに、固定軸をフレームに焼きばめ、圧
入する作業が適切に行われず、不良品として排除される
場合には、高価な固定軸もフレームと共に廃棄しなけれ
ばならないので、経済的でない。
【0008】本発明の課題は、従来の弊害を解消可能な
固定軸とフレームの固定構造を備えた回転多面鏡型光偏
向器およびその製造方法を提案することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、固定軸と、動圧軸受け機構を介して前
記固定軸の外周に回転可能に支持された回転部材と、当
該回転部材に取り付けられた回転多面鏡と、前記回転部
材を回転駆動させるモータとを有する回転多面鏡型光偏
向器において、前記固定軸の軸端に、当該固定軸が取り
付けられるフレームを一体形成するようにしている。す
なわち、当該固定軸に軸端から半径方向の外側に広がる
フレームをアルミニウム合金製のブランク材を加工する
ことにより一体形成するようにしている。
【0010】このように、本発明においてはフレームと
固定軸が一体形成されているので、別部材としてこれら
を製造して、焼きばめ、圧入等の方法によって、双方の
部材を結合する場合とは異なり、組み付け誤差が発生し
ないので、固定軸のフレームに対する取り付け位置およ
び角度を正確にできる。また、固定軸とフレームは一体
であるので、これらの結合強度が変動することもない。
さらには、これらの部材の組み付け作業工程が不要とな
るので、その分、作業性が改善され、また、組み付け不
良が発生しないので、製造上の歩留まりも向上する。
【0011】また、前記モータの構造としては、前記フ
レームの表面に取り付けられ、中心開口を備えたモータ
基板と、前記回転部材の外周を取り囲む状態で同心状に
配置され、前記モータ基板の中心開口の内周縁の部分で
支持されている円筒状のコアホルダと、当該コアホルダ
の外周に取り付けた電機子コアと、当該電機子コアを取
り囲む状態に配置され、前記回転部材によって支持され
ている駆動マグネットとを有する構成のものを使用して
いる。この場合、前記フレームにおける前記固定軸の周
囲に、環状の凹部を形成し、当該凹部に、前記回転部材
および前記コアホルダの軸線方向の一端を所定の長さだ
け差し込んだ状態にすることができる。この構成を採用
すれば、回転部材およびコアホルダを環状の凹部に差し
込んである分だけ、光偏向器の軸線方向の長さを短くで
きる。すなわち、光偏向光を偏平化できる。
【0012】ここで、一般には、偏向器は、レーザビー
ムプリンタ等の光学機器の側に搭載されるので、フレー
ムには、光学機器の側への取り付け面を形成することが
望ましい。
【0013】次に、上記構成の回転多面型光偏向器の製
造方法としては、アルミニウム合金製のブランク材を塑
性加工することにより、前記固定軸の形成部分および前
記フレームの形成部分を備えた一次加工品を形成し、次
に、当該一次加工品を切削加工して、前記固定軸および
前記フレームを一体形成すればよい。この場合、前記塑
性加工法としては、冷間鍛造加工法を採用できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
よる回転多面鏡型光偏向器を説明する。
【0015】図1は、本発明を適用した回転多面鏡型光
偏向器の半断面図である。この図を参照して説明する
と、本例の回転多面鏡型光偏向器1は、フレーム2と、
この表面に垂直状態で一体形成した固定軸3と、この固
定軸3の外周に回転可能に保持された回転部材4と、こ
の回転部材4に搭載された回転多面鏡5と、回転部材4
を回転駆動させるモータ6から基本的に構成されてい
る。固定軸3の外周面31と回転部材4に形成した軸孔
41との間には、第1および第2の動圧発生溝71、7
2を備えた動圧軸受け機構7が構成されている。本例で
は、固定軸3の外周面31に、軸線1aの方向に所定の
間隔をあけた状態で、ヘリングボーン状の第1および第
2の動圧発生溝71、72が形成されている。
【0016】回転部材4は、内側に軸孔41を備えた円
筒状部分42と、この円筒状部分42の外周面における
軸線方向の略中程の位置から半径方向の外側に向けて環
状に張り出している環状部分43と、この環状部分43
の外周縁から軸線1aの方向に直角に折れ曲がって延び
ている円筒状の外周壁部分44とを備えている。
【0017】環状部分43の表面は回転多面鏡取り付け
面であり、ここに回転多面鏡5が載置されている。回転
多面鏡5は、押さえばね8を介して、クランプ部材9に
よって環状部分43の側に押し付けられている。このク
ランプ部材9は、締結ボルト10によって、回転部材4
の円筒状部分42の上端に締結固定されている。
【0018】次に、回転部材4の円筒状部分42の外周
側において、環状部分43よりも下側には、当該円筒状
部分42の外周を同心状に取り囲む状態にモータ6の筒
状コアホルダ61が配置されている。このコアホルダ6
1の下端部分61aは、フレーム2の表面に取り付けた
モータ回路基板67の中心開口67aの内周縁に取り付
けられている。このコアホルダ61の上端側の外周部分
にはモータ6のステータコア62が同心状に取り付けら
れている。このステータコア62において周方向に向け
て一定の間隔で形成された複数の突極にはステータコイ
ル64が巻き付けられている。
【0019】このステータコア62の外周を同心状に取
り囲む状態に、モータ6の環状駆動マグネット65が配
列され、この駆動マグネット65は、回転部材4に形成
した外周壁部分44の内周面に固着したマグネットヨー
ク66の内周面に取り付け固定されている。このよう
に、本例のモータ6は、ステータコア62と駆動マグネ
ット65が同心状態に配列された、所謂、周対向型のモ
ータ構造である。
【0020】ここで、本例の回転多面鏡型光偏向器1で
は固定軸3とフレーム2が一体形成されている。例え
ば、アルミニウム合金材料から一体形成されている。詳
細に説明すると、固定軸3の一方の軸端32の外周には
半径方向の外側に広がる板状のフレーム2が一体形成さ
れている。このフレーム2は、固定軸3への取り付け部
分は、環状の凹部22が形成された薄肉部分となってい
る。フレーム2の外周縁には固定軸3と同一方向に延び
る環状の外周壁23が形成されている。そして、この外
周壁23の外周面23aおよびフレーム2の裏面2b
は、当該回転多面鏡型光偏向器1が搭載される光学機器
の側への取り付け面とされている。
【0021】また、フレーム2に形成した環状の凹部2
2には、回転部材4の円筒状部分42の軸端部分42a
と、コアホルダ61の軸端部分61aが所定の深さまで
差し込まれてた状態となっている。
【0022】次に、固定軸3とフレーム2を一体形成す
るためには次のようにすればよい。まず、アルミニウム
合金製のブランク材を用意し、これを塑性加工、例え
ば、冷間鍛造加工等により、固定軸3の形成部分および
フレーム2の形成部分を備えた一次加工品を製造する。
次に、この一次加工品に対して、高い寸法精度が要求さ
れる部分に切削加工を施して、固定軸3およびフレーム
2の一体形成品を得ることができる。なお、切削加工
は、少なくとも、動圧発生溝が形成されている固定軸外
周面31と、フレーム2における取り付け面とされる部
分(2b、23a)に施す必要がある。これら以外の部
分は、基本的には、塑性加工による加工精度でも充分で
ある。
【0023】このように構成した本例の回転多面鏡型光
偏向器1においては、固定軸3とフレーム2が一体形成
されている。従って、従来のように、固定軸を焼きば
め、圧入等の方法によりフレームの側に固定する作業が
不要である。従って、固定軸3の取り付け位置、取り付
け角度に誤差が出来てしまうことがなく、また、固定不
良に起因した不良品が発生することもない。さらには、
固定のための作業が不要となるので、その分、作業性が
向上し、また、製品の歩留まりも改善する。
【0024】また、一体形成したフレーム2における固
定軸3の周囲には環状の凹部22を形成し、ここに、回
転部材4の軸端部分4aとコアホルダ61の軸端部分6
1aが所定の深さまで差し込まれた状態としてある。従
って、このように凹部22を形成した分だけ、光偏向器
1の軸長さを短くでき、全体として、偏平化を実現でき
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転多面
鏡型光偏向器およびその製造方法によれば、固定軸とフ
レームを一体形成した構成を採用しているので、固定軸
をフレームの側に固定する作業が不要となり、固定軸の
取り付け精度を改善でき、組み付け作業の作業性を改善
でき、歩留まりも改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した回転多面鏡型光偏向器を示す
半断面図である。
【符号の説明】
1 回転多面鏡型光偏向器 2 フレーム 22 環状凹部 23 フレームの環状外周壁 23a 外周壁の外周面(取り付け面) 3 固定軸 32 固定軸の軸端部分 4 回転部材 42 回転部材の円筒状部分 42a 回転部材の円筒状部分における軸端部分 5 回転多面鏡 6 モータ 61 コアホルダ 61a コアホルダの軸端部分 7 動圧軸受け機構 71、72 動圧発生溝

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定軸と、動圧軸受け機構を介して前記
    固定軸の外周に回転可能に支持された回転部材と、当該
    回転部材に取り付けられた回転多面鏡と、前記回転部材
    を回転駆動させるモータとを有する回転多面鏡型光偏向
    器において、 前記固定軸の軸端には、当該軸端から半径方向の外側に
    広がるフレームが一体形成されており、これら固定軸お
    よび前記フレームは、アルミニウム合金を加工すること
    により一体形成されたものであり、 前記モータは、前記フレームの表面に取り付けられ、中
    心開口を備えたモータ基板と、前記回転部材の外周を取
    り囲む状態で同心状に配置され、前記モータ基板の中心
    開口の内周縁の部分で支持されている円筒状のコアホル
    ダと、当該コアホルダの外周に取り付けた電機子コア
    と、当該電機子コアを取り囲む状態に配置され、前記回
    転部材によって支持されている駆動マグネットとを有し
    ており、 前記フレームにおける前記固定軸の周囲には環状の凹部
    が形成され、当該凹部に、前記回転部材および前記コア
    ホルダの軸線方向の一端が所定の長さだけ差し込まれて
    いること を特徴とする回転多面鏡型光偏向器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記フレームには、当該フレームを別部材に取り付ける
    ための取り付け面が形成されていることを特徴とする回
    転多面鏡型光偏向器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の回転多面型光
    偏向器の製造方法であって、 アルミニウム合金製のブランク材を塑性加工することに
    より、前記固定軸の形成部分および前記フレームの形成
    部分を備えた一次加工品を形成し、 次に、当該一次加工品を切削加工して、前記固定軸およ
    び前記フレームを備えた加工品を形成することを特徴と
    する回転多面鏡型光偏向器の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記塑性加工は冷間
    鍛造加工であることを特徴とする回転多面鏡型光偏向器
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 固定軸と、動圧軸受け機構を介して前記
    固定軸の外周に回転可能に支持された回転部材と、当該
    回転部材に取り付けられた回転多面鏡と、前記回転部材
    を回転駆動させるモータとを有し、前記固定軸の軸端に
    は、当該軸端 から半径方向の外側に広がるフレームが一
    体形成されている回転多面鏡型偏向器の製造方法であっ
    て、 アルミニウム合金製のブランク材を塑性加工することに
    より、前記固定軸の形成部分および前記フレームの形成
    部分を備えた一次加工品を形成し、 次に、当該一次加工品を切削加工して、前記固定軸およ
    び前記フレームを備えた加工品を形成することを特徴と
    する回転多面鏡型光偏向器の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 前記塑性加工は冷間鍛造加工であることを特徴とする回
    転多面鏡型光偏向器の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項5または6において、 前記切削加工を、前記固定軸の形成部分における前記動
    圧軸受け機構の動圧発生溝が形成されている固定軸外周
    面と、前記フレームの形成部分における当該フレームを
    別部材に取り付けるための取り付け面とされる部分とに
    それぞれ施すことを特徴とする回転多面鏡型光偏向器の
    製造方法。
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