JP3607482B2 - 回転多面鏡駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタにおいて光偏向器などとして用いられる回転多面鏡駆動装置に関するものである。さらに詳しくは、ロータに対する回転多面鏡の取り付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタにおいて光偏向器などとして用いられる回転多面鏡駆動装置は、たとえば、特開平８−２０５４５２号公報に開示されているように、駆動マグネットが装着されたロータと、駆動マグネットに対向配置されたステータと、ロータの一部が挿入される中心孔を備える回転多面鏡と、この回転多面鏡をスラスト方向に押圧した状態でロータに対して取り付けられたミラー押さえ部材とを有している。
【０００３】
この構成の回転多面鏡駆動装置では、回転多面鏡の中心孔（嵌合孔）に嵌まるべきロータの筒部分（嵌合突部）の上端面にすり割り状の溝を形成することにより、その外側の部分を弾性変形部としてある。従って、回転多面鏡の中心孔に比して嵌合突部の外径が小さくても、ロータの上端面で溝の内側に形成してあるねじ孔に対して、ミラー押さえ部材をロータに固定するねじを拡径用としてねじ込めば、弾性変形部が外側に開くので、回転多面鏡の回転中も、弾性変形部と回転多面鏡の中心孔の内周面との隙間をなくすことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転多面鏡の取り付け構造では、回転多面鏡の回転中も弾性変形部と回転多面鏡の中心孔の内周面との隙間を確実になくそうとあまりにも強くねじ（拡径用のねじ）を締めると、回転多面鏡の中心孔の内周面が大きなストレスを受け、回転多面鏡の外周面に形成してある鏡面が歪んでしまうという問題点がある。このような問題点は、ねじの締め付け力を弱めることにより解消できるが、その代わりに、回転多面鏡が高速回転したときに回転多面鏡に大きな遠心力が作用して回転多面鏡が膨張し、その中心孔が拡がると回転多面鏡にがたが生じる。その結果、回転多面鏡は、ロータ上でずれてバランスが崩れ、大きな振動が発生するという新たな問題が発生する。
【０００５】
そこで、回転多面鏡の中心孔の内周面とロータとの外周面との間に隙間を残したまま、ミラー押さえ部材が回転多面鏡を弾性をもってスラスト方向に押圧してロータに押し付け固定する構成が考えられる。しかし、この構成では、回転多面鏡が１０，０００回転／分程度で回転するときには支障がないものの、３７，０００回転／分位の高速回転を行い、かつ、かかる高速回転と停止とを繰り返すと、それに合わせて回転多面鏡が大きな遠心力を受けて膨張し、かつ、停止する際に収縮する結果、停止状態では発見できないほどのずれが回転中の回転多面鏡に発生し、光の偏向性能を低下させる。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、回転多面鏡が高速回転したときでも回転多面鏡のロータ上でのずれを確実に防止することのできる回転多面鏡駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、駆動マグネットが装着されたロータと、前記駆動マグネットに対向配置されたステータと、前記ロータの一部が挿入された中心孔をもって当該ロータのミラー載置部上に載置された回転多面鏡と、該回転多面鏡をスラスト方向に押圧して当該回転多面鏡を前記ロータ上に押し付け固定した状態で前記ロータに固定されたキャップとを有する回転多面鏡駆動装置において、前記回転多面鏡と前記キャップとの線膨張係数又は前記回転多面鏡と前記ロータの線膨張係数が実質的に同一の材料から形成されており、前記回転多面鏡は、上端面および下端面のうち前記ロータのミラー載置部よりも外周側（半径方向外側）の互いに重なる領域に前記中心孔と同心円状の上面側環状溝および下面側環状溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、上面側環状溝および下面側環状溝が互いに重なる領域に形成されているとは、上面側環状溝と下面側環状溝とが完全に重なる領域に形成されている場合の他、上面側環状溝と下面側環状溝とが部分的に重なる領域に形成されている場合も含む意味である。
【０００９】
本発明では、キャップが回転多面鏡をロータに押し付け固定しているので、回転多面鏡のロータ上でのずれを防止でき、しかも、キャップの力はスラスト方向に作用するので、回転多面鏡の外周面に形成してある鏡面が歪むことはない。また、回転多面鏡では、上面側環状溝および下面側環状溝が形成されている領域が肉薄部分になっているので、回転多面鏡が３７，０００回転／分位の高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡の肉薄部分であり、このような遠心力の影響は、肉薄部分より内側でキャップによってミラー載置部に対して押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡は、高速回転と停止とを繰り返しても、上面側環状溝および下面側環状溝よりも内側のミラー載置部上でキャップによって押し付け固定されたままであり、ロータ上で位置ずれを起こすことがない。
【００１０】
本発明において、前記上面側環状溝の内周側面壁は、前記回転多面鏡の回転軸の軸線方向と平行に形成されており、前記キャップは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記上面側環状溝に嵌まったキャップ側係合突起を備え、該キャップ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、当該側面壁と前記上面側環状溝の内周側面壁とは面で当接し、かつ、接着剤で固定されている。また、本発明の別の形態では、前記下面側環状溝の内周側面壁は、前記回転多面鏡の回転軸の軸線方向と平行に形成されており、前記ロータは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記下面側環状溝に嵌まったロータ側係合突起を備え、該ロータ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、当該側面壁と前記下面側環状溝の内周側面壁とは面で当接し、かつ、接着剤で固定されている。
【００１１】
このように構成すると、回転多面鏡が高速回転と停止とを繰り返す際に、回転多面鏡が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡の位置は環状溝と係合突起との係合によって規定されるので、回転多面鏡のずれを確実に防止できる。
【００１２】
本発明において、前記回転多面鏡の中心孔の内周面と前記ロータの外周面との間に隙間をもって当該ロータ上に当該回転多面鏡を搭載することにより、回転多面鏡の中心孔にロータの一部を嵌め込む際に回転多面鏡に大きなストレスが加わらないようにすることが好ましい。本発明では、回転多面鏡が高速回転したときの影響が肉薄部分より内側には及ばないことから、前記回転多面鏡の中心孔の内周面と前記ロータの外周面との間に隙間を残しておいても、回転多面鏡がロータ上でずれることがない。
【００１３】
本発明において、前記上面側環状溝と前記下面側環状溝とは開口幅および深さが等しいことが好ましい。すなわち、回転多面鏡において前記上面側環状溝と前記下面側環状溝とを形成しても上端面側と下端面側との対称性を維持することにより、回転多面鏡が高速回転しても面振れなどが発生しないようにバランスをとることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記キャップを用いて回転多面鏡をロータに押し付け固定する際には、前記キャップと前記回転多面鏡との間において当該キャップからのスラスト方向の力により弾性変形する押さえばねを用いてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用した回転多面鏡駆動装置を説明する。
【００１６】
（全体構造）
図１は、本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）の基本構成を表す半断面図である。図１に示すように、光偏向器１は、モータフレーム２と、このモータフレーム２から直立する固定軸３と、この固定軸３の外周に動圧軸受６によって回転可能に支持されたロータ４と、このロータ４に対向配置されたステータ５と、ロータ４に取り付けられた回転多面鏡７とを有している。ロータ４は軸孔４１１を備え、この軸孔４１１に固定軸３が差し込まれている。動圧軸受６は、固定軸３の外周面にへリングボーン状に形成された動圧発生溝６１を備えており、ロータ４が回転すると固定軸３の外周面と軸孔４１１の内周面の間に動圧が発生し、ロータ４を抵抗無く回転させることができる。
【００１７】
ステータ５は、固定軸３を同軸状に取り囲む状態に設けられ、モータフレーム２から円筒状に立ち上がったコアホルダ５１を備えている。このコアホルダ５１の上端側の外周側面にはステータコア５２が取り付けられている。このステータコア５２においてラジアル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５３が巻回され、電機子５０が構成されている。
【００１８】
ロータ４は、ステータ５を内側に配置した環状凹部４０１を下向きに備えるカップ状を呈し、その外周側面部４３の内周面にはマグネットヨーク４５が固着されている。また、マグネットヨーク４５の内周面には、ステータコア５２の外周を同心状に取り囲むように環状の駆動マグネット４４が固着され、この駆動マグネット４４と電機子５０とは対向配置された状態にある。従って、ステータコイル５３に電流を流すと、ロータ４が回転し、ロータ４に取り付けた回転多面鏡７を回転させることができる。
【００１９】
ステータコア５２、駆動マグネット４４の下方におけるモータフレーム２の上面にはモータ基板１２が配置され、この基板１２の上面および下面にはコネクタ１３等の電子部品が搭載されている。
【００２０】
固定軸３の先端部には円形の凹部３２が形成され、この凹部３２の内周側面には環状の固定マグネット１４が固定されている。この固定マグネット１４の内側には、後述するキャップ９に固定された環状の回転マグネット１５が配置されている。ここで、回転マグネット１５の軸線１ａの方向における磁気中心は、固定マグネット１４の軸線１ａの方向における磁気中心に対して、軸線１ａの方向において固定軸３の側にわずかにずれている。また、固定マグネット１４と回転マグネット１５とは、同じ極同士が対向しているので、それらの間に発生する磁気的な反発力によってスラスト軸受が構成され、ロータ４の軸線１ａの方向のがたの発生を抑制している。
【００２１】
（ロータ４の構成）
ロータ４は、たとえばアルミニウム合金のダイカスト製品であり、機械加工によって仕上げ加工されている。ロータ４は、軸孔４１１を備えた円筒部４１と、この円筒部４１の外周側面における略中程の位置から、軸線１ａに対して略垂直方向に張り出した環状のフランジ部４２と、このフランジ部４２の外周縁からモータフレーム２に向かって軸線１ａの方向に垂直に折れ曲がった円筒状の側面部４３とを備え、これらによって、ロータ４には、電機子５０を配置すべき環状凹部４０１が形成されている。ここで、フランジ部４２は、環状凹部４０１の底壁に相当し、円筒部４１および側面部４３が環状凹部４０１の側壁に相当する。なお、側面部４３の開口端部には外周側に張り出した張出部４６が構成されている。
【００２２】
（ロータ４への回転多面鏡７の取り付け構造）
フランジ部４２の環状凹部４０１に対して反対側の面には回転多面鏡７を取り付けるためのミラー載置部４８があり、そこでは、回転多面鏡７の中心に形成されている嵌め込み孔７０（中心孔）にロータ４の円筒部４１を嵌め込んで回転多面鏡７をミラー載置部４８の上に載置してある。ここで、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０にロータ４の円筒部４１を嵌め込む際に回転多面鏡７に過大な応力がかかると、回転多面鏡７に歪みが生じることから、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には適度なクリアランス、たとえば、５μｍ〜２０μｍ程度のクリアランスを設けてある。このようなクリアランスに起因して、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には隙間が形成されるが、この隙間はそのまま残され、接着剤などで埋められることはない。但し、そのままではロータ４上で回転多面鏡７が位置ずれを起こすので、この位置ずれはミラー押さえ部材８１によって防止している。
【００２３】
すなわち、ミラー押さえ部材８１は、ロータ４に固定された状態で回転多面鏡７をスラスト方向に弾性をもって押圧して回転多面鏡７をロータ４に押し付け固定している。このようなミラー押さえ部材８１として、本形態では、回転多面鏡７の上面側を覆うように配置されたキャップ９と、キャップ９と回転多面鏡７の上面部との間においてキャップ９からのスラスト方向の力により弾性変形している環状の押さえばね８とが用いられている。キャップ９は、ロータ４の円筒部４１における回転多面鏡７よりも上方に突き出した部分に軽圧入後、ねじ４０によってロータ４に完全に固定されている。ここで、ミラー押さえ部材８１は大きな力で回転多面鏡７をロータ４に押し付け固定しても、ミラー押さえ部材８１の力が回転多面鏡７に作用する方向はあくまでスラスト方向なので、回転多面鏡７の外周面に形成してある鏡面７３が歪むことはない。なお、環状の押さえばね８に代えて、弾性のないスペーサを用いてもよい。
【００２４】
また、本形態では、温度変化による各部材の熱変形によって、ミラー押さえ部材８１による回転多面鏡７のロータ４への固定状態が変動しないように、ロータ４、キャップ９、および回転多面鏡７については全て、線膨張係数が実質的に同一の材料から形成してある。本形態では、ロータ４、キャップ９、および回転多面鏡７は、いずれもアルミニウム−銅合金から構成されている。なお、線膨張係数が実質的に同一とは、想定される温度変化に起因して発生した熱変形によって、回転多面鏡７のロータ４への固定状態が阻害されない範囲内に属する線膨張係数を備えているという意味である。
【００２５】
（ロータ４上での回転多面鏡７の位置ずれ防止構造）
このような回転多面鏡７のロータ４への取り付け構造だけでは、回転多面鏡７が１０，０００回転／分程度で回転する場合は支障がないものの、回転多面鏡７が３７，０００回転／分位の高速回転を繰り返し行うと、停止状態では発見できないほどのずれが回転多面鏡７で発生し、光の偏向性能を低下させる。
【００２６】
そこで、本形態では、回転多面鏡７の上端面および下端面の双方に嵌め込み孔７０と同心円状の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている（図２を参照。）。これらの上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている領域は、ロータ４のミラー載置部４８よりも半径方向外側である。ここで、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は互いに等しい半径距離の位置に形成され、しかも溝幅が等しい。従って、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは、回転多面鏡７の上下で完全に重なり、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の底面同士で挟まれた部分は肉薄部分７６になっている。しかも、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は深さも等しいので、回転多面鏡７は上端面側と下端面側とで対称である。それ故、回転多面鏡７は上下のバランスがとれているので、高速回転しても面振れなどが発生しない。
【００２７】
このように構成した回転多面鏡駆動装置１において、回転多面鏡７には、この回転多面鏡７をキャップ９および押さえばね８をロータ４に押し付け固定している部分より外側に上面側環状溝７１および下面側環状溝７２によって肉薄部分７６が形成されているので、回転多面鏡７が３７，０００回転／分位の高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡７の肉薄部分７６に限定されている。従って、回転多面鏡７が高速回転しているときの遠心力の影響は、肉薄部分７６で吸収され、肉薄部分７６より内側でキャップ９によってミラー載置部４８に対して押し付け固定されている部分には及ばない。すなわち、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す度に回転多面鏡７に膨張、収縮が起きても、このような変形は肉薄部分７６で起こるのみで、肉薄部分７６より内側でキャップ９によってミラー載置部４８に対して押し付け固定されている部分には起きない。それ故、回転多面鏡７は、肉薄部分７６より内周側にあるロータ４のミラー載置部４８上でキャップ８によって確実に押し付け固定されたままであり、ロータ４上で位置ずれを起こすことがない。また、回転多面鏡７が高速回転したときの影響が肉薄部分７６より内側には及ばないので、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０の内周面とロータ４の外周面との間に隙間を残しておいても、高速回転している回転多面鏡７がロータ上で位置ずれを起こすことはない。
【００２８】
［実施の形態１］
図３は、本発明の実施の形態１に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）の半断面図である。なお、本形態に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）は、実施の形態の基本構成とは、ロータ上での回転多面鏡の位置ずれ防止構造のみが相違する。従って、共通する機能を有する部材には同一の符号を付して図３に示すとともに、それらの説明を省略する。
【００２９】
本形態でも、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０にロータ４の円筒部４１を嵌め込む際に回転多面鏡７に過大な応力がかかると、回転多面鏡７に歪みが生じることから、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には適度なクリアランスを設けてある。このため、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には隙間が形成されるが、この隙間はそのまま残され、接着剤などで埋められることはない。但し、そのままではロータ４上で回転多面鏡７が位置ずれを起こすので、この位置ずれはミラー押さえ部材８１によって防止している。ミラー押さえ部材８１として、本形態では、回転多面鏡７の上面側を覆うように配置されたキャップ９と、キャップ９と回転多面鏡７の上面部との間においてキャップ９からのスラスト方向の力により弾性変形している環状の押さえばね８とが用いられている。キャップ９は、ロータ４の円筒部４１における回転多面鏡７よりも上方に突き出した部分に軽圧入後、ねじ４０によってロータ４に完全に固定されている。なお、環状の押さえばね８に代えて、弾性のないスペーサを用いてもよい。
【００３０】
また、本形態では、実施の形態の基本構成と同様、回転多面鏡７の上端面および下端面の双方に嵌め込み孔７０と同心円状の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている。これらの上面側環状溝７１および下面側環状溝７２はロータ４のミラー載置部４８よりも半径方向外側に形成されている。また、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は互いに等しい半径距離の位置に形成され、しかも溝幅が等しいので、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは、回転多面鏡７の上下で完全に重なり、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の底面同士で挟まれた部分は肉薄部分７６になっている。しかも、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は深さも等しいので、回転多面鏡７は上端面側と下端面側とで対称である。それ故、回転多面鏡７は上下のバランスがとれているので、高速回転しても面振れなどが発生しない。
【００３１】
また、本形態では、キャップ９は上面側環状溝７１に被さるような外径寸法を有している。キャップ９の外周縁からは回転多面鏡７に向かって環状の係合突起９１（キャップ側係合突起）が突出しており、この係合突起９１は上面側環状溝７１に嵌まっている。しかも、係合突起９１の内周側面９１０は上面側環状溝７１の内周側面壁７１０に当接している。
【００３２】
このように構成した回転多面鏡駆動装置１では、実施の形態の基本構成と同様、回転多面鏡７が高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡７の肉薄部分７６に限定されている。従って、回転多面鏡７が高速回転しているときの遠心力の影響は肉薄部分７６で吸収され、肉薄部分７６より内側でキャップ９によってミラー載置部４８に対して回転多面鏡７が押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡７は高速回転と停止とを繰り返しても、ロータ４上で位置ずれを起こすことがない。
【００３３】
また、キャップ９の係合突起９１は回転多面鏡７の上面側環状溝７１に嵌まり、かつ、係合突起９１は上面側環状溝７１の内周側面壁７１０に当接しているので、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す際に、回転多面鏡７が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡７の位置は上面側環状溝７１と係合突起９１との係合によって規定されるので、回転多面鏡７のずれを確実に防止できる。
【００３４】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）の半断面図である。なお、本形態に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）は、実施の形態の基本構成および実施の形態１とは、ロータ上での回転多面鏡の位置ずれ防止構造のみが相違する。従って、共通する機能を有する部材には同一の符号を付して図４に示すとともに、それらの説明を省略する。
【００３５】
本形態でも、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０にロータ４の円筒部４１を嵌め込む際に回転多面鏡７に過大な応力がかかると、回転多面鏡７に歪みが生じることから、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には適度なクリアランスを設けてある。このようなクリアランスに起因して、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には隙間が形成されるが、この隙間はそのまま残され、接着剤などで埋められることはない。但し、そのままではロータ４上で回転多面鏡７が位置ずれを起こすので、この位置ずれはミラー押さえ部材８１によって防止している。ミラー押さえ部材８１として、本形態でも、回転多面鏡７の上面側を覆うように配置されたキャップ９と、キャップ９と回転多面鏡７の上面部との間においてキャップ９からのスラスト方向の力により弾性変形している環状の押さえばね８とが用いられている。キャップ９は、ロータ４の円筒部４１における回転多面鏡７よりも上方に突き出した部分に軽圧入後、ねじ４０によってロータ４に完全に固定されている。なお、環状の押さえばね８に代えて、弾性のないスペーサを用いてもよい。
【００３６】
本形態でも、実施の形態の基本構成および実施の形態１と同様、回転多面鏡７の上端面および下端面の双方に嵌め込み孔７０と同心円状の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている。これらの上面側環状溝７１および下面側環状溝７２はロータ４のミラー載置部４８よりも半径方向外側に形成されている。また、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は互いに等しい半径距離の位置に形成され、しかも溝幅が等しいので、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは、回転多面鏡７の上下で完全に重なり、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の底面同士で挟まれた部分は肉薄部分７６になっている。しかも、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は深さも等しいので、回転多面鏡７は上端面側と下端面側とで対称である。それ故、回転多面鏡７は上下のバランスがとれているので、高速回転しても面振れなどが発生しない。
【００３７】
また、本形態では、実施の形態１とは逆に、ロータ４のミラー載置部４８より外周側からは回転多面鏡７に向かって環状の係合突起４９（ロータ側係合突起）が突出しており、この係合突起４９は下面側環状溝７２に嵌まっている。しかも、係合突起４９の内周側面４９０は下面側環状溝７２の内周側壁７２０に当接している。
【００３８】
このように構成した回転多面鏡駆動装置１では、実施の形態の基本構成と同様、回転多面鏡７が高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡７の肉薄部分７６に限定されている。従って、回転多面鏡７が高速回転しているときの遠心力の影響は、肉薄部分７６で吸収され、肉薄部分７６より内側でキャップ９によって回転多面鏡７がミラー載置部４８に対して押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡７は高速回転と停止とを繰り返しても、ロータ４上で位置ずれを起こすことがない。
【００３９】
また、ロータ４の係合突起４９は回転多面鏡７の下面側環状溝７２に嵌まり、かつ、係合突起４９は下面側環状溝７２の内周側面壁７２０に当接しているので、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す際に、回転多面鏡７が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡７の位置は下面側環状溝７２と係合突起４９との係合によって規定されるので、回転多面鏡７のずれを確実に防止できる。
【００４０】
［実施の形態３］
実施の形態１、２では、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２のうち、一方の環状溝に対してのみ、キャップ９の環状の係合突起９１あるいはロータ４の環状の係合突起４９が嵌まる構成であったが、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の双方の環状溝に対してキャップ９の係合突起９１およびロータ４の係合突起４９がそれぞれ嵌まる構成であってもよい。
【００４１】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態１、２、３では、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は断面矩形の環状溝であったが、断面Ｕ字形状の環状溝であってもよい。
【００４２】
また、実施の形態１、２、３では、回転多面鏡７に形成した上面側環状溝７１および下面側環状溝７２はいずれも断面矩形で、かつ、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で溝幅および深さが完全に一致していたが、回転多面鏡７が高速回転しても面振れなどが発生しない範囲であれば、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で形成位置、溝幅、深さなどが相違していてもよい。たとえば、図５（Ａ）に示す回転多面鏡７では、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で溝幅および深さが一致しているが、その形成領域がずれており、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは部分的に重なっている。図５（Ｂ）に示す回転多面鏡７では、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で深さが一致しているが、その溝幅が相違しているため、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは部分的に重なっている。図５（Ｃ）に示す回転多面鏡７では、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で溝幅が一致しているが、その深さが相違している。これらいずれの構造の回転多面鏡７であっても、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とによって肉薄部分７６が形成されているので、回転多面鏡７が高速回転したときの遠心力の影響は肉薄部分７６で吸収され、その内側には及ばない。それ故、回転多面鏡７が高速回転したときでも、回転多面鏡７はロータ４の上で位置ずれを起こすことがない。
【００４３】
なお、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すいずれの構造の回転多面鏡７においても、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２のうち、一方の環状溝、あるいは双方の環状溝に対して、キャップ９の環状の係合突起９１またはロータ４の環状の係合突起４９が嵌まる構成にし、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す度に回転多面鏡７が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡７の位置を上面側環状溝７１と係合突起９１との係合、または下面側環状溝７２と係合突起４９との係合によって規定し、回転多面鏡７のずれを防止する。
【００４４】
このように本発明では、キャップ９の係合突起９１またはロータ４の係合突起４９が回転多面鏡７の上面側環状溝７１または下面側環状溝７２に嵌まり、かつ、係合突起９１、４９は、上面側環状溝７１または下面側環状溝７２の各内周側面壁７１０、７２０に当接している。さらに本発明では、キャップ９の係合突起９１またはロータ４の係合突起４９を上面側環状溝７１または下面側環状溝７２の各内周側面壁７１０、７２０にエポキシ樹脂系などの接着剤で固着してある。それ故、回転多面鏡７が膨張、収縮する際でも、回転多面鏡７の位置が係合突起９１、４９によってより確実に規定され、回転多面鏡７に位置ずれが発生しない。
【００４５】
また、いずれの実施の形態でも、駆動マグネットとステータとがラジアル方向で対向している周対向型モータ構造で説明したが、駆動マグネットとステータとがスラストで対向している軸対向型モータ構造にも本発明を適用できる。また、軸固定型のモータ構造の他にも、軸回転型のモータ構造にも本発明を適用できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る回転多面鏡駆動装置では、ミラー押さえ部材が回転多面鏡をロータに押し付け固定しているので、回転多面鏡のロータ上でのずれを防止でき、しかも、ミラー押さえ部材の力はスラスト方向に作用するので、回転多面鏡の外周面に形成してある鏡面が歪むことはない。また、回転多面鏡では、上面側環状溝および下面側環状溝が形成されている領域が肉薄部分になっているので、回転多面鏡が高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡の肉薄部分であり、このような遠心力の影響は、肉薄部分より内側でキャップによって回転多面鏡がミラー載置部に対して押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡は高速回転と停止とを繰り返してもロータ上で位置ずれを起こすことがない。よって、回転多面鏡の中心孔にロータの一部を嵌め込む際に回転多面鏡に大きなストレスが加わらないように回転多面鏡の中心孔の内周面とロータの外周面との間に隙間を確保しても、かかる隙間に起因して回転多面鏡が位置ずれを起こすことはない。
【００４７】
また、回転多面鏡の上面側環状溝あるいは下面側環状溝に嵌まる係合突起をキャップまたはロータに形成してあるので、回転多面鏡の位置は環状溝と係合突起との係合によって規定されるので、回転多面鏡のずれを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置の基本構成を表す半断面図である。
【図２】図１に示す回転多面鏡駆動装置に使用した回転多面鏡の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る回転多面鏡駆動装置の半断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る回転多面鏡駆動装置の半断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本発明を適用した回転多面鏡駆動装置の回転多面鏡に形成される環状溝の各種形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 回転多面鏡駆動装置（光偏向器）
２ モータフレーム
３ 固定軸
４ ロータ
５ ステータ
６ 動圧軸受
７ 回転多面鏡
８ 押さえばね
９ キャップ
４１ 円筒部
４２ フランジ部
４３ 側面部
４８ ミラー載置部
４９ ロータ側の係合突起（ロータ側係合突起）
５２ ステータコア
５３ ステータコイル
７０ 嵌め込み孔（回転多面鏡の中央孔）
７１ 上面側環状溝
７２ 下面側環状溝
８１ ミラー押さえ部材
９１ キャップ側の係合突起（キャップ側係合突起）
７１０ 上面側環状溝の内周側面壁
７２０ 下面側環状溝の内周側面壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタにおいて光偏向器などとして用いられる回転多面鏡駆動装置に関するものである。さらに詳しくは、ロータに対する回転多面鏡の取り付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタにおいて光偏向器などとして用いられる回転多面鏡駆動装置は、たとえば、特開平８−２０５４５２号公報に開示されているように、駆動マグネットが装着されたロータと、駆動マグネットに対向配置されたステータと、ロータの一部が挿入される中心孔を備える回転多面鏡と、この回転多面鏡をスラスト方向に押圧した状態でロータに対して取り付けられたミラー押さえ部材とを有している。
【０００３】
この構成の回転多面鏡駆動装置では、回転多面鏡の中心孔（嵌合孔）に嵌まるべきロータの筒部分（嵌合突部）の上端面にすり割り状の溝を形成することにより、その外側の部分を弾性変形部としてある。従って、回転多面鏡の中心孔に比して嵌合突部の外径が小さくても、ロータの上端面で溝の内側に形成してあるねじ孔に対して、ミラー押さえ部材をロータに固定するねじを拡径用としてねじ込めば、弾性変形部が外側に開くので、回転多面鏡の回転中も、弾性変形部と回転多面鏡の中心孔の内周面との隙間をなくすことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転多面鏡の取り付け構造では、回転多面鏡の回転中も弾性変形部と回転多面鏡の中心孔の内周面との隙間を確実になくそうとあまりにも強くねじ（拡径用のねじ）を締めると、回転多面鏡の中心孔の内周面が大きなストレスを受け、回転多面鏡の外周面に形成してある鏡面が歪んでしまうという問題点がある。このような問題点は、ねじの締め付け力を弱めることにより解消できるが、その代わりに、回転多面鏡が高速回転したときに回転多面鏡に大きな遠心力が作用して回転多面鏡が膨張し、その中心孔が拡がると回転多面鏡にがたが生じる。その結果、回転多面鏡は、ロータ上でずれてバランスが崩れ、大きな振動が発生するという新たな問題が発生する。
【０００５】
そこで、回転多面鏡の中心孔の内周面とロータとの外周面との間に隙間を残したまま、ミラー押さえ部材が回転多面鏡を弾性をもってスラスト方向に押圧してロータに押し付け固定する構成が考えられる。しかし、この構成では、回転多面鏡が１０，０００回転／分程度で回転するときには支障がないものの、３７，０００回転／分位の高速回転を行い、かつ、かかる高速回転と停止とを繰り返すと、それに合わせて回転多面鏡が大きな遠心力を受けて膨張し、かつ、停止する際に収縮する結果、停止状態では発見できないほどのずれが回転中の回転多面鏡に発生し、光の偏向性能を低下させる。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、回転多面鏡が高速回転したときでも回転多面鏡のロータ上でのずれを確実に防止することのできる回転多面鏡駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、駆動マグネットが装着されたロータと、前記駆動マグネットに対向配置されたステータと、前記ロータの一部が挿入された中心孔をもって当該ロータのミラー載置部上に載置された回転多面鏡と、該回転多面鏡をスラスト方向に押圧して当該回転多面鏡を前記ロータ上に押し付け固定した状態で前記ロータに固定されたキャップとを有する回転多面鏡駆動装置において、前記回転多面鏡と前記キャップとの線膨張係数又は前記回転多面鏡と前記ロータの線膨張係数が実質的に同一の材料から形成されており、前記回転多面鏡は、上端面および下端面のうち前記ロータのミラー載置部よりも外周側（半径方向外側）の互いに重なる領域に前記中心孔と同心円状の上面側環状溝および下面側環状溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、上面側環状溝および下面側環状溝が互いに重なる領域に形成されているとは、上面側環状溝と下面側環状溝とが完全に重なる領域に形成されている場合の他、上面側環状溝と下面側環状溝とが部分的に重なる領域に形成されている場合も含む意味である。
【０００９】
本発明では、キャップが回転多面鏡をロータに押し付け固定しているので、回転多面鏡のロータ上でのずれを防止でき、しかも、キャップの力はスラスト方向に作用するので、回転多面鏡の外周面に形成してある鏡面が歪むことはない。また、回転多面鏡では、上面側環状溝および下面側環状溝が形成されている領域が肉薄部分になっているので、回転多面鏡が３７，０００回転／分位の高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡の肉薄部分であり、このような遠心力の影響は、肉薄部分より内側でキャップによってミラー載置部に対して押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡は、高速回転と停止とを繰り返しても、上面側環状溝および下面側環状溝よりも内側のミラー載置部上でキャップによって押し付け固定されたままであり、ロータ上で位置ずれを起こすことがない。
【００１０】
本発明において、前記上面側環状溝の内周側面壁は、前記回転多面鏡の回転軸の軸線方向と平行に形成されており、前記キャップは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記上面側環状溝に嵌まったキャップ側係合突起を備え、該キャップ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、当該側面壁と前記上面側環状溝の内周側面壁とは面で当接し、かつ、接着剤で固定されている。また、本発明の別の形態では、前記下面側環状溝の内周側面壁は、前記回転多面鏡の回転軸の軸線方向と平行に形成されており、前記ロータは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記下面側環状溝に嵌まったロータ側係合突起を備え、該ロータ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、当該側面壁と前記下面側環状溝の内周側面壁とは面で当接し、かつ、接着剤で固定されている。
【００１１】
このように構成すると、回転多面鏡が高速回転と停止とを繰り返す際に、回転多面鏡が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡の位置は環状溝と係合突起との係合によって規定されるので、回転多面鏡のずれを確実に防止できる。
【００１２】
本発明において、前記回転多面鏡の中心孔の内周面と前記ロータの外周面との間に隙間をもって当該ロータ上に当該回転多面鏡を搭載することにより、回転多面鏡の中心孔にロータの一部を嵌め込む際に回転多面鏡に大きなストレスが加わらないようにすることが好ましい。本発明では、回転多面鏡が高速回転したときの影響が肉薄部分より内側には及ばないことから、前記回転多面鏡の中心孔の内周面と前記ロータの外周面との間に隙間を残しておいても、回転多面鏡がロータ上でずれることがない。
【００１３】
本発明において、前記上面側環状溝と前記下面側環状溝とは開口幅および深さが等しいことが好ましい。すなわち、回転多面鏡において前記上面側環状溝と前記下面側環状溝とを形成しても上端面側と下端面側との対称性を維持することにより、回転多面鏡が高速回転しても面振れなどが発生しないようにバランスをとることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記キャップを用いて回転多面鏡をロータに押し付け固定する際には、前記キャップと前記回転多面鏡との間において当該キャップからのスラスト方向の力により弾性変形する押さえばねを用いてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用した回転多面鏡駆動装置を説明する。
【００１６】
（全体構造）
図１は、本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）の基本構成を表す半断面図である。図１に示すように、光偏向器１は、モータフレーム２と、このモータフレーム２から直立する固定軸３と、この固定軸３の外周に動圧軸受６によって回転可能に支持されたロータ４と、このロータ４に対向配置されたステータ５と、ロータ４に取り付けられた回転多面鏡７とを有している。ロータ４は軸孔４１１を備え、この軸孔４１１に固定軸３が差し込まれている。動圧軸受６は、固定軸３の外周面にへリングボーン状に形成された動圧発生溝６１を備えており、ロータ４が回転すると固定軸３の外周面と軸孔４１１の内周面の間に動圧が発生し、ロータ４を抵抗無く回転させることができる。
【００１７】
ステータ５は、固定軸３を同軸状に取り囲む状態に設けられ、モータフレーム２から円筒状に立ち上がったコアホルダ５１を備えている。このコアホルダ５１の上端側の外周側面にはステータコア５２が取り付けられている。このステータコア５２においてラジアル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５３が巻回され、電機子５０が構成されている。
【００１８】
ロータ４は、ステータ５を内側に配置した環状凹部４０１を下向きに備えるカップ状を呈し、その外周側面部４３の内周面にはマグネットヨーク４５が固着されている。また、マグネットヨーク４５の内周面には、ステータコア５２の外周を同心状に取り囲むように環状の駆動マグネット４４が固着され、この駆動マグネット４４と電機子５０とは対向配置された状態にある。従って、ステータコイル５３に電流を流すと、ロータ４が回転し、ロータ４に取り付けた回転多面鏡７を回転させることができる。
【００１９】
ステータコア５２、駆動マグネット４４の下方におけるモータフレーム２の上面にはモータ基板１２が配置され、この基板１２の上面および下面にはコネクタ１３等の電子部品が搭載されている。
【００２０】
固定軸３の先端部には円形の凹部３２が形成され、この凹部３２の内周側面には環状の固定マグネット１４が固定されている。この固定マグネット１４の内側には、後述するキャップ９に固定された環状の回転マグネット１５が配置されている。ここで、回転マグネット１５の軸線１ａの方向における磁気中心は、固定マグネット１４の軸線１ａの方向における磁気中心に対して、軸線１ａの方向において固定軸３の側にわずかにずれている。また、固定マグネット１４と回転マグネット１５とは、同じ極同士が対向しているので、それらの間に発生する磁気的な反発力によってスラスト軸受が構成され、ロータ４の軸線１ａの方向のがたの発生を抑制している。
【００２１】
（ロータ４の構成）
ロータ４は、たとえばアルミニウム合金のダイカスト製品であり、機械加工によって仕上げ加工されている。ロータ４は、軸孔４１１を備えた円筒部４１と、この円筒部４１の外周側面における略中程の位置から、軸線１ａに対して略垂直方向に張り出した環状のフランジ部４２と、このフランジ部４２の外周縁からモータフレーム２に向かって軸線１ａの方向に垂直に折れ曲がった円筒状の側面部４３とを備え、これらによって、ロータ４には、電機子５０を配置すべき環状凹部４０１が形成されている。ここで、フランジ部４２は、環状凹部４０１の底壁に相当し、円筒部４１および側面部４３が環状凹部４０１の側壁に相当する。なお、側面部４３の開口端部には外周側に張り出した張出部４６が構成されている。
【００２２】
（ロータ４への回転多面鏡７の取り付け構造）
フランジ部４２の環状凹部４０１に対して反対側の面には回転多面鏡７を取り付けるためのミラー載置部４８があり、そこでは、回転多面鏡７の中心に形成されている嵌め込み孔７０（中心孔）にロータ４の円筒部４１を嵌め込んで回転多面鏡７をミラー載置部４８の上に載置してある。ここで、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０にロータ４の円筒部４１を嵌め込む際に回転多面鏡７に過大な応力がかかると、回転多面鏡７に歪みが生じることから、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には適度なクリアランス、たとえば、５μｍ〜２０μｍ程度のクリアランスを設けてある。このようなクリアランスに起因して、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には隙間が形成されるが、この隙間はそのまま残され、接着剤などで埋められることはない。但し、そのままではロータ４上で回転多面鏡７が位置ずれを起こすので、この位置ずれはミラー押さえ部材８１によって防止している。
【００２３】
すなわち、ミラー押さえ部材８１は、ロータ４に固定された状態で回転多面鏡７をスラスト方向に弾性をもって押圧して回転多面鏡７をロータ４に押し付け固定している。このようなミラー押さえ部材８１として、本形態では、回転多面鏡７の上面側を覆うように配置されたキャップ９と、キャップ９と回転多面鏡７の上面部との間においてキャップ９からのスラスト方向の力により弾性変形している環状の押さえばね８とが用いられている。キャップ９は、ロータ４の円筒部４１における回転多面鏡７よりも上方に突き出した部分に軽圧入後、ねじ４０によってロータ４に完全に固定されている。ここで、ミラー押さえ部材８１は大きな力で回転多面鏡７をロータ４に押し付け固定しても、ミラー押さえ部材８１の力が回転多面鏡７に作用する方向はあくまでスラスト方向なので、回転多面鏡７の外周面に形成してある鏡面７３が歪むことはない。なお、環状の押さえばね８に代えて、弾性のないスペーサを用いてもよい。
【００２４】
また、本形態では、温度変化による各部材の熱変形によって、ミラー押さえ部材８１による回転多面鏡７のロータ４への固定状態が変動しないように、ロータ４、キャップ９、および回転多面鏡７については全て、線膨張係数が実質的に同一の材料から形成してある。本形態では、ロータ４、キャップ９、および回転多面鏡７は、いずれもアルミニウム−銅合金から構成されている。なお、線膨張係数が実質的に同一とは、想定される温度変化に起因して発生した熱変形によって、回転多面鏡７のロータ４への固定状態が阻害されない範囲内に属する線膨張係数を備えているという意味である。
【００２５】
（ロータ４上での回転多面鏡７の位置ずれ防止構造）
このような回転多面鏡７のロータ４への取り付け構造だけでは、回転多面鏡７が１０，０００回転／分程度で回転する場合は支障がないものの、回転多面鏡７が３７，０００回転／分位の高速回転を繰り返し行うと、停止状態では発見できないほどのずれが回転多面鏡７で発生し、光の偏向性能を低下させる。
【００２６】
そこで、本形態では、回転多面鏡７の上端面および下端面の双方に嵌め込み孔７０と同心円状の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている（図２を参照。）。これらの上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている領域は、ロータ４のミラー載置部４８よりも半径方向外側である。ここで、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は互いに等しい半径距離の位置に形成され、しかも溝幅が等しい。従って、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは、回転多面鏡７の上下で完全に重なり、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の底面同士で挟まれた部分は肉薄部分７６になっている。しかも、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は深さも等しいので、回転多面鏡７は上端面側と下端面側とで対称である。それ故、回転多面鏡７は上下のバランスがとれているので、高速回転しても面振れなどが発生しない。
【００２７】
このように構成した回転多面鏡駆動装置１において、回転多面鏡７には、この回転多面鏡７をキャップ９および押さえばね８をロータ４に押し付け固定している部分より外側に上面側環状溝７１および下面側環状溝７２によって肉薄部分７６が形成されているので、回転多面鏡７が３７，０００回転／分位の高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡７の肉薄部分７６に限定されている。従って、回転多面鏡７が高速回転しているときの遠心力の影響は、肉薄部分７６で吸収され、肉薄部分７６より内側でキャップ９によってミラー載置部４８に対して押し付け固定されている部分には及ばない。すなわち、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す度に回転多面鏡７に膨張、収縮が起きても、このような変形は肉薄部分７６で起こるのみで、肉薄部分７６より内側でキャップ９によってミラー載置部４８に対して押し付け固定されている部分には起きない。それ故、回転多面鏡７は、肉薄部分７６より内周側にあるロータ４のミラー載置部４８上でキャップ８によって確実に押し付け固定されたままであり、ロータ４上で位置ずれを起こすことがない。また、回転多面鏡７が高速回転したときの影響が肉薄部分７６より内側には及ばないので、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０の内周面とロータ４の外周面との間に隙間を残しておいても、高速回転している回転多面鏡７がロータ上で位置ずれを起こすことはない。
【００２８】
［実施の形態１］
図３は、本発明の実施の形態１に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）の半断面図である。なお、本形態に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）は、実施の形態の基本構成とは、ロータ上での回転多面鏡の位置ずれ防止構造のみが相違する。従って、共通する機能を有する部材には同一の符号を付して図３に示すとともに、それらの説明を省略する。
【００２９】
本形態でも、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０にロータ４の円筒部４１を嵌め込む際に回転多面鏡７に過大な応力がかかると、回転多面鏡７に歪みが生じることから、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には適度なクリアランスを設けてある。このため、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には隙間が形成されるが、この隙間はそのまま残され、接着剤などで埋められることはない。但し、そのままではロータ４上で回転多面鏡７が位置ずれを起こすので、この位置ずれはミラー押さえ部材８１によって防止している。ミラー押さえ部材８１として、本形態では、回転多面鏡７の上面側を覆うように配置されたキャップ９と、キャップ９と回転多面鏡７の上面部との間においてキャップ９からのスラスト方向の力により弾性変形している環状の押さえばね８とが用いられている。キャップ９は、ロータ４の円筒部４１における回転多面鏡７よりも上方に突き出した部分に軽圧入後、ねじ４０によってロータ４に完全に固定されている。なお、環状の押さえばね８に代えて、弾性のないスペーサを用いてもよい。
【００３０】
また、本形態では、実施の形態の基本構成と同様、回転多面鏡７の上端面および下端面の双方に嵌め込み孔７０と同心円状の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている。これらの上面側環状溝７１および下面側環状溝７２はロータ４のミラー載置部４８よりも半径方向外側に形成されている。また、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は互いに等しい半径距離の位置に形成され、しかも溝幅が等しいので、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは、回転多面鏡７の上下で完全に重なり、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の底面同士で挟まれた部分は肉薄部分７６になっている。しかも、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は深さも等しいので、回転多面鏡７は上端面側と下端面側とで対称である。それ故、回転多面鏡７は上下のバランスがとれているので、高速回転しても面振れなどが発生しない。
【００３１】
また、本形態では、キャップ９は上面側環状溝７１に被さるような外径寸法を有している。キャップ９の外周縁からは回転多面鏡７に向かって環状の係合突起９１（キャップ側係合突起）が突出しており、この係合突起９１は上面側環状溝７１に嵌まっている。しかも、係合突起９１の内周側面９１０は上面側環状溝７１の内周側面壁７１０に当接している。
【００３２】
このように構成した回転多面鏡駆動装置１では、実施の形態の基本構成と同様、回転多面鏡７が高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡７の肉薄部分７６に限定されている。従って、回転多面鏡７が高速回転しているときの遠心力の影響は肉薄部分７６で吸収され、肉薄部分７６より内側でキャップ９によってミラー載置部４８に対して回転多面鏡７が押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡７は高速回転と停止とを繰り返しても、ロータ４上で位置ずれを起こすことがない。
【００３３】
また、キャップ９の係合突起９１は回転多面鏡７の上面側環状溝７１に嵌まり、かつ、係合突起９１は上面側環状溝７１の内周側面壁７１０に当接しているので、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す際に、回転多面鏡７が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡７の位置は上面側環状溝７１と係合突起９１との係合によって規定されるので、回転多面鏡７のずれを確実に防止できる。
【００３４】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）の半断面図である。なお、本形態に係る回転多面鏡駆動装置（光偏向器）は、実施の形態の基本構成および実施の形態１とは、ロータ上での回転多面鏡の位置ずれ防止構造のみが相違する。従って、共通する機能を有する部材には同一の符号を付して図４に示すとともに、それらの説明を省略する。
【００３５】
本形態でも、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０にロータ４の円筒部４１を嵌め込む際に回転多面鏡７に過大な応力がかかると、回転多面鏡７に歪みが生じることから、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には適度なクリアランスを設けてある。このようなクリアランスに起因して、回転多面鏡７の嵌め込み孔７０とロータ４の円筒部４１との間には隙間が形成されるが、この隙間はそのまま残され、接着剤などで埋められることはない。但し、そのままではロータ４上で回転多面鏡７が位置ずれを起こすので、この位置ずれはミラー押さえ部材８１によって防止している。ミラー押さえ部材８１として、本形態でも、回転多面鏡７の上面側を覆うように配置されたキャップ９と、キャップ９と回転多面鏡７の上面部との間においてキャップ９からのスラスト方向の力により弾性変形している環状の押さえばね８とが用いられている。キャップ９は、ロータ４の円筒部４１における回転多面鏡７よりも上方に突き出した部分に軽圧入後、ねじ４０によってロータ４に完全に固定されている。なお、環状の押さえばね８に代えて、弾性のないスペーサを用いてもよい。
【００３６】
本形態でも、実施の形態の基本構成および実施の形態１と同様、回転多面鏡７の上端面および下端面の双方に嵌め込み孔７０と同心円状の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２が形成されている。これらの上面側環状溝７１および下面側環状溝７２はロータ４のミラー載置部４８よりも半径方向外側に形成されている。また、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は互いに等しい半径距離の位置に形成され、しかも溝幅が等しいので、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは、回転多面鏡７の上下で完全に重なり、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の底面同士で挟まれた部分は肉薄部分７６になっている。しかも、上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は深さも等しいので、回転多面鏡７は上端面側と下端面側とで対称である。それ故、回転多面鏡７は上下のバランスがとれているので、高速回転しても面振れなどが発生しない。
【００３７】
また、本形態では、実施の形態１とは逆に、ロータ４のミラー載置部４８より外周側からは回転多面鏡７に向かって環状の係合突起４９（ロータ側係合突起）が突出しており、この係合突起４９は下面側環状溝７２に嵌まっている。しかも、係合突起４９の内周側面４９０は下面側環状溝７２の内周側壁７２０に当接している。
【００３８】
このように構成した回転多面鏡駆動装置１では、実施の形態の基本構成と同様、回転多面鏡７が高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡７の肉薄部分７６に限定されている。従って、回転多面鏡７が高速回転しているときの遠心力の影響は、肉薄部分７６で吸収され、肉薄部分７６より内側でキャップ９によって回転多面鏡７がミラー載置部４８に対して押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡７は高速回転と停止とを繰り返しても、ロータ４上で位置ずれを起こすことがない。
【００３９】
また、ロータ４の係合突起４９は回転多面鏡７の下面側環状溝７２に嵌まり、かつ、係合突起４９は下面側環状溝７２の内周側面壁７２０に当接しているので、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す際に、回転多面鏡７が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡７の位置は下面側環状溝７２と係合突起４９との係合によって規定されるので、回転多面鏡７のずれを確実に防止できる。
【００４０】
［実施の形態３］
実施の形態１、２では、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２のうち、一方の環状溝に対してのみ、キャップ９の環状の係合突起９１あるいはロータ４の環状の係合突起４９が嵌まる構成であったが、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２の双方の環状溝に対してキャップ９の係合突起９１およびロータ４の係合突起４９がそれぞれ嵌まる構成であってもよい。
【００４１】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態１、２、３では、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２は断面矩形の環状溝であったが、断面Ｕ字形状の環状溝であってもよい。
【００４２】
また、実施の形態１、２、３では、回転多面鏡７に形成した上面側環状溝７１および下面側環状溝７２はいずれも断面矩形で、かつ、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で溝幅および深さが完全に一致していたが、回転多面鏡７が高速回転しても面振れなどが発生しない範囲であれば、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で形成位置、溝幅、深さなどが相違していてもよい。たとえば、図５（Ａ）に示す回転多面鏡７では、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で溝幅および深さが一致しているが、その形成領域がずれており、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは部分的に重なっている。図５（Ｂ）に示す回転多面鏡７では、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で深さが一致しているが、その溝幅が相違しているため、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とは部分的に重なっている。図５（Ｃ）に示す回転多面鏡７では、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２との間で溝幅が一致しているが、その深さが相違している。これらいずれの構造の回転多面鏡７であっても、上面側環状溝７１と下面側環状溝７２とによって肉薄部分７６が形成されているので、回転多面鏡７が高速回転したときの遠心力の影響は肉薄部分７６で吸収され、その内側には及ばない。それ故、回転多面鏡７が高速回転したときでも、回転多面鏡７はロータ４の上で位置ずれを起こすことがない。
【００４３】
なお、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すいずれの構造の回転多面鏡７においても、回転多面鏡７の上面側環状溝７１および下面側環状溝７２のうち、一方の環状溝、あるいは双方の環状溝に対して、キャップ９の環状の係合突起９１またはロータ４の環状の係合突起４９が嵌まる構成にし、回転多面鏡７が高速回転と停止とを繰り返す度に回転多面鏡７が膨張と収縮を繰り返しても、回転多面鏡７の位置を上面側環状溝７１と係合突起９１との係合、または下面側環状溝７２と係合突起４９との係合によって規定し、回転多面鏡７のずれを防止する。
【００４４】
このように本発明では、キャップ９の係合突起９１またはロータ４の係合突起４９が回転多面鏡７の上面側環状溝７１または下面側環状溝７２に嵌まり、かつ、係合突起９１、４９は、上面側環状溝７１または下面側環状溝７２の各内周側面壁７１０、７２０に当接している。さらに本発明では、キャップ９の係合突起９１またはロータ４の係合突起４９を上面側環状溝７１または下面側環状溝７２の各内周側面壁７１０、７２０にエポキシ樹脂系などの接着剤で固着してある。それ故、回転多面鏡７が膨張、収縮する際でも、回転多面鏡７の位置が係合突起９１、４９によってより確実に規定され、回転多面鏡７に位置ずれが発生しない。
【００４５】
また、いずれの実施の形態でも、駆動マグネットとステータとがラジアル方向で対向している周対向型モータ構造で説明したが、駆動マグネットとステータとがスラストで対向している軸対向型モータ構造にも本発明を適用できる。また、軸固定型のモータ構造の他にも、軸回転型のモータ構造にも本発明を適用できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る回転多面鏡駆動装置では、ミラー押さえ部材が回転多面鏡をロータに押し付け固定しているので、回転多面鏡のロータ上でのずれを防止でき、しかも、ミラー押さえ部材の力はスラスト方向に作用するので、回転多面鏡の外周面に形成してある鏡面が歪むことはない。また、回転多面鏡では、上面側環状溝および下面側環状溝が形成されている領域が肉薄部分になっているので、回転多面鏡が高速回転を行っているときでも、その大きな遠心力で膨張するのは回転多面鏡の肉薄部分であり、このような遠心力の影響は、肉薄部分より内側でキャップによって回転多面鏡がミラー載置部に対して押し付け固定されている部分には及ばない。それ故、回転多面鏡は高速回転と停止とを繰り返してもロータ上で位置ずれを起こすことがない。よって、回転多面鏡の中心孔にロータの一部を嵌め込む際に回転多面鏡に大きなストレスが加わらないように回転多面鏡の中心孔の内周面とロータの外周面との間に隙間を確保しても、かかる隙間に起因して回転多面鏡が位置ずれを起こすことはない。
【００４７】
また、回転多面鏡の上面側環状溝あるいは下面側環状溝に嵌まる係合突起をキャップまたはロータに形成してあるので、回転多面鏡の位置は環状溝と係合突起との係合によって規定されるので、回転多面鏡のずれを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置の基本構成を表す半断面図である。
【図２】図１に示す回転多面鏡駆動装置に使用した回転多面鏡の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る回転多面鏡駆動装置の半断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る回転多面鏡駆動装置の半断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本発明を適用した回転多面鏡駆動装置の回転多面鏡に形成される環状溝の各種形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 回転多面鏡駆動装置（光偏向器）
２ モータフレーム
３ 固定軸
４ ロータ
５ ステータ
６ 動圧軸受
７ 回転多面鏡
８ 押さえばね
９ キャップ
４１ 円筒部
４２ フランジ部
４３ 側面部
４８ ミラー載置部
４９ ロータ側の係合突起（ロータ側係合突起）
５２ ステータコア
５３ ステータコイル
７０ 嵌め込み孔（回転多面鏡の中央孔）
７１ 上面側環状溝
７２ 下面側環状溝
８１ ミラー押さえ部材
９１ キャップ側の係合突起（キャップ側係合突起）
７１０ 上面側環状溝の内周側面壁
７２０ 下面側環状溝の内周側面壁
Claims (6)
- 駆動マグネットが装着されたロータと、前記駆動マグネットに対向配置されたステータと、前記ロータの一部が挿入された中心孔をもって当該ロータのミラー載置部上に載置された回転多面鏡と、該回転多面鏡をスラスト方向に押圧して当該回転多面鏡を前記ロータ上に押し付け固定した状態で前記ロータに固定されたキャップとを有する回転多面鏡駆動装置において、
前記回転多面鏡と前記キャップとは線膨張係数が実質的に同一の材料から形成されており、
前記回転多面鏡は、上端面および下端面のうち前記ロータのミラー載置部よりも半径方向外側の互いに重なる領域に前記中心孔と同心円状の上面側環状溝および下面側環状溝が形成されており、
前記上面側環状溝の内周側面壁は、前記回転多面鏡の回転軸の軸線方向と平行に形成されており、
前記キャップは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記上面側環状溝に嵌まったキャップ側係合突起を備え、
該キャップ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、
当該側面壁と前記上面側環状溝の内周側面壁とは面で当接し、かつ、接着剤により固定されていることを特徴とする回転多面鏡駆動装置。 - 駆動マグネットが装着されたロータと、前記駆動マグネットに対向配置されたステータと、前記ロータの一部が挿入された中心孔をもって当該ロータのミラー載置部上に載置された回転多面鏡と、該回転多面鏡をスラスト方向に押圧して当該回転多面鏡を前記ロータ上に押し付け固定した状態で前記ロータに固定されたキャップとを有する回転多面鏡駆動装置において、
前記回転多面鏡と前記ロータとは線膨張係数が実質的に同一の材料から形成されており、
前記回転多面鏡は、上端面および下端面のうち前記ロータのミラー載置部よりも半径方向外側の互いに重なる領域に前記中心孔と同心円状の上面側環状溝および下面側環状溝が形成されており、
前記下面側環状溝の内周側面壁は、前記回転多面鏡の回転軸の軸線方向と平行に形成されており、
前記ロータは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記下面側環状溝に嵌まったロータ側係合突起を備え、
該ロータ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、
当該側面壁と前記下面側環状溝の内周側面壁とは面で当接し、かつ、接着剤により固定されていることを特徴とする回転多面鏡駆動装置。 - 請求項１において、
前記回転多面鏡と前記ロータとは線膨張係数が実質的に同一の材料から形成されており、
前記下面側環状溝の内周側面壁は、前記軸線方向と平行に形成されており、
前記ロータは、前記回転多面鏡に向けて突出して前記下面側環状溝に嵌まったロータ側係合突起を備え、
該ロータ側係合突起の前記軸線に近い側にある側面壁は前記軸線方向と平行に形成されており、
当該側面壁と前記下面側環状溝の内周側面壁とは面で当接していることを特徴とする回転多面鏡駆動装置。 - 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記回転多面鏡は、前記中心孔の内周面と前記ロータの外周面との間に隙間をもって当該ロータ上に搭載されていることを特徴とする回転多面鏡駆動装置。
- 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記上面側環状溝と前記下面側環状溝とは開口幅および深さが等しいことを特徴とする回転多面鏡駆動装置。
- 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記キャップと前記回転多面鏡との間には当該キャップからのスラスト方向の力により弾性変形している押さえばねを備えていることを特徴とする回転多面鏡駆動装置。
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