JPH0516575Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば、レーザプリンタ、バーコー
ドリーダ、レーザ複写機などに用いられるポリゴ
ンミラーの回転支持装置に関する。

［従来の技術］ 従来、かかるポリゴンミラーに関する技術は多
数知られている。一般にポリゴンミラーは回転数
が早いほど能率がよくなるので、例えば
30000rpmのような高速で回転する。このように
高速回転すると、遠心力によつてポリゴンミラー
すなわち鏡面を有する回転体が変形するが、その
変形が不均一であると、鏡面に凹凸が生じ、映像
が乱れる。また高速で回転する場合にはいわゆる
みそすり運動や振れが生じやすく、そのみそすり
運動をすると、当然映像が乱れてしまう。そのた
めに、ポリゴンミラーの支持装置は種々提案され
ている。

例えば特開昭59−28757号公報に開示されてい
る技術では回転体の摺動面に金属を用い、スラス
ト荷重がかからないような構造になつている。し
かしながら、高速回転時に、ラジアル荷重が増加
すると、通常行われているヘリングボーン形状の
動圧発生溝による空気膜では支持が困難となり、
バランス調整もやつかいとなる。

そこで本出願人は、安定した高速回転でき、レ
ーザ光等を精度よく反射できるものを特願昭62−
74496号（特開昭63−241515号公報参照）として
提案した。

本考案をよく理解するために、まず第２図を参
照して、前記の特開昭63−241515号公報に記載さ
れた先行技術について説明する。

例えばレーザプリンタでは、半導体レーザやガ
スレーザなどからなるレーザユニツトからのレー
ザ光が窓１３から回転体３の外周面に形成したミ
ラー２に反射され、感光体の表面に照射するよう
になつており、その回転体３にはマグネツト７が
バツクアツプリング９で一体的に取付けられてい
る。この回転体３はその中心に設けた固定軸５に
よつてラジアル荷重を受け、また自重はスラスト
板１０で受けるようになつている。なお図示して
いないが回転体３の上部にスラスト板を設けたも
のも知られている。この固定軸５およびスラスト
板１０にはその摺動面にヘリングボーン形状の溝
１１が形成され、空気膜による動圧発生を行いス
ラスト力を支えるようになつている。

固定軸５はモータケーシング４に固定されてお
り、このモータケーシングにはマグネツト７に対
向してステータコイル６が設けられている。

かかる先行技術において、ミラー２はアルム等
を蒸着していたので、その精度（数μ程度）が比
較的に出しにくく、またマグネツトとして円形状
のものを複数個使用しているので高速回転に際し
てマグネツトの所が変形する傾向があつた。その
ために回転体の鏡面が変形し、反射光の動きに乱
れが生ずる。

また、鏡面を形成するために多角形状に形成し
たアルミ合金（本明細書では単に「アルミ製」と
いう）を用いることは知られている。しかしなが
ら、アルミ合金の場合は比較的に弱く、変形しや
すい。

例えば、特開昭58−224305号公報にはセラミツ
ク製のロータを用いたポリゴンミラーが開示され
ているが、高速回転によるポリゴンミラーの変形
に対する対策は開示されていない。

また、特開昭62−27713号公報にはポリゴンミ
ラーの回転支持装置が開示されているが回転体に
直接にマグネツトが取付けられているので、高速
回転に際してアンバランスを生じ、不均一な変形
が生じてしまう。

さらに、特開昭60−205523号公報に記載されて
いる技術では、回転子に多面鏡がボルトで取付け
られているので、やはり高速回転で不均一な歪を
生ずる。これらのいずれの公知例もころがり軸受
を用いており、安定した回転が得られない。

［解決する課題］ したがつて本考案の目的は、高速回転によつて
不均一な変形が生ずることのないポリゴンミラー
の回転支持装置を提供するにある。

［本考案者の知見］ 本考案者は種々研究の結果、前述の如く、不均
一な変形は好ましくないが、遠心力によつて回転
体が均一に変形する場合は、問題が生ぜず、そし
て回転体の変形は、マグネツトに与えられる回転
力のトルクの伝達経路によつて不均一な変形を防
止できることを見出した。

［課題を解決するための手段］ 本考案のポリゴンミラーの回転支持装置は、外
周に軸スリーブを設けた固定軸と、外周面に鏡面
を形成した多角形状の回転体とを設け、該回転体
は前記固定軸および上下のスラスト板によつて支
持されており、トルク発生用のマグネツトを前記
回転体と一体に設けたポリゴンミラーの回転支持
装置において、前記回転体は、軸スリーブの外周
に回転自在に設けたセラミツク製のロータと、全
体がフランジ付円筒形状をしているヨークと、そ
の外周面に鏡面が加工されているアルミ製ロータ
とを含み、ヨークのフランジ部分にはリング状の
マグネツトが接着されており、ヨークの円筒形部
分はセラミツク製のロータとアルミ製のロータと
の中間に配置されており且つその内周面はセラミ
ツク製のロータの外周面と焼ばめしてあり、ヨー
クのフランジ部分とアルミ製のロータとは押えリ
ング、弾性板体および止めボルトを用いて固定さ
れている。

［作用］ かかる構成を有する本考案のポリゴンミラーの
回転支持装置によれば、リング状に形成されたマ
グネツトに与えられる回転トルクは、マグネツト
が接着されたヨークに伝達される。このヨークの
フランジ部分には、押えリング、弾性板体（例え
ばゴム板）および止めボルトによつてアルミ製の
ロータがその全周に亘り均一な締結力で弾性的に
柔かく押圧固定されているので、マグネツトに与
えられた回転トルクはヨーク、止めボルトを介し
てアルミ製のロータに伝達され、鏡面が回転す
る。一方、ヨークの円筒形部分の内周面はセラミ
ツク製のロータに焼ばめされているので、ヨーク
に伝達されたトルクはセラミツク製のロータにも
伝達される。ここで、セラミツク製のロータは、
そのラジアル荷重が軸スリーブによつて支持さ
れ、軸方向のスラスト荷重が上下のスラスト板に
よつて支持されて高速回転するので、軸方向ある
いは半径方向に振動することが最小限に抑制され
る。それ故に、外周に鏡面を形成しているアルミ
製のロータにも、アンバランス的な要素がなく、
それ自体を正しく加工すれば回転により不均一な
変形が生じない。

また、アルミ製のロータは、セラミツク製のロ
ータに比べて変形しやすいが、ヨークの円筒形部
分とアルミ製のロータとの間は焼ばめしておく必
要はなく、20μm程度の隙間があつても構わない。
そのため、ヨークの円筒形部分外周面とアルミ製
のロータの内周面との境界面部分においてセラミ
ツク製のロータとアルミ製のロータとの変形量の
差異は緩和され、鏡面の精度に悪影響を与えるお
それも無い。

さらに、アルミ製のロータはヨークのフランジ
部分へ均一な締結力により弾性的に押圧固定され
るので、高速回転時の遠心力にるアルミ製のロー
タの変形も全周に亘つて均一になる。

その結果、充分に高速回転に適するポリゴンミ
ラーを得ることができる。

［実施例］ 以下、第１図を参照して本考案の実施例につい
て説明する。

第１図において、本考案を実施したポリゴンミ
ラーの回転支持装置は、モータケーシング２０を
備え、その上面にはコイル基板２１がボルト２２
によつて取付けられ、その内部には、モータを構
成する鉄心２３およびコイル２４が設置されてい
る。そしてモータケーシング２０の中心には固定
軸２５が下止めナツト２６で固定されており、そ
の固定軸２５の外周には外周にヘリングボーン形
状の動圧発生溝２７ａを有する軸スリーブ２７が
設けられている。そして軸スリーブ２７の外周に
は回転体Ｒを構成するリング状のセラミツク製ロ
ータ２８が回転自在に設けられている。このセラ
ミツク製のロータ２８を挟んで上下にセラミツク
製の上部スラスト板２９および下部スラスト板３
０が設けられ、回転体Ｒの軸方向のスラスト荷重
を受けるようになつている。この上下のスラスト
板２９，３０のセラミツク製のロータ２８側の面
にはそれぞれやはりスパイラル形状の溝２９ａ，
３０ａが形成されている。そして、セラミツク製
のロータ２８の外周には、全体がフランジ付の円
筒形状をしたヨーク３１の円筒形部分３１ａが焼
ばめされている。このヨーク３１は例えば鋼製で
作られており、その下方に延びるフランジ部分３
２の内側にリング状のマグネツト３３ａが接着し
て取付けられている。そしてヨーク３１の円筒形
部分３１ａの外周側には、外周面の平面形状が多
角形であつてその外周面に鏡面Ｍが形成されたア
ルミ製のロータ３３が配置されている。コのアル
ミ製のロータ３３は、止めボルト３４、弾性板体
３５（例えばゴム板）および押えリング３６によ
つて、ヨーク３１ａのフランジ部分３２へ固定さ
れている。なお、符号３７はスラスト板を軸スリ
ーブ２７およびセラミツク製のロータ２８に押圧
固定するための上止めナツトである。

第１図の実施例において、コイル基板２１でモ
ータのコイル２４に流れる電流を制御することに
よつて、公知の態様でマグネツト３３ａに回転ト
ルクが印加される。この回転トルクはヨーク３１
に伝達され、そのヨーク３１に回転トルクは円筒
形部分３１ａを介して焼ばめされたセラミツク製
のロータ２８に伝達される。このセラミツク製の
ロータ２８は半径方向内方が軸スリーブ２７で、
上下方向すなわち軸線方向が上下のスラスト板２
９，３０で空気膜を介して支持されているので、
実質的に振れが生じない。

一方、ヨーク３１に伝達されたトルクは、フラ
ンジ部分３２および止めボルト３４を介してアル
ミ製のロータ３３に伝達されて鏡面Ｍも回転す
る。ここで、前述のようにセラミツク製のロータ
２８には実質的に振れが生じないので、鏡面Ｍに
おいても振れが抑制される。そのため、高速回転
に際しても精度が低下することがない。

また、高速回転時の遠心力による変形量は、ア
ルミ製のロータ３３の方がセラミツク製のロータ
２８よりも大きいが、円筒形部分３１ａの外周面
とアルミ製ロータ３３の内周面とは焼ばめされて
いないので、遠心力による変形量の差はヨーク３
１とアルミ製のロータ３３との境界面で緩和され
る。そのため、焼ばめによる応力が遠心力によつ
て小さくなつても、アルミ製のロータ３３は均一
に変形して、鏡面の精度に悪影響を与えることが
ない。

ここで、セラミツク製のロータ２８とヨーク３
１とは焼ばめによつて強く固着されており、遠心
力による大きな力が作用してもその変形量は僅か
であり、鏡面の精度は低下しない。

さらに、アルミ製のロータ３３はヨークのフラ
ンジ部分３２と押えリング３６との間でボルトに
よつて押圧固定されているが、押えリング３６と
アルミ製のロータ３３との間には弾性板体３５が
介在しており、アルミ製のロータ３３はその全周
に亘つて均一な締結力によつて弾性的に固定され
ているので、遠心力によるアルミ製のロータ３３
の変形に不均一が生ずることもない。

［考案の効果］ 以上の如く本考案によれば、下記のすぐれた効
果を奏する。

(a) アルミ製のロータは弾性的にヨークに固定さ
れており、セラミツク製のロータとは別体とな
つているので、両ロータの遠心力による変形の
差の影響がない。

(b) セラミツク製のロータは半径方向が固定軸
に、そして上下方向がスラスト板によつて支持
されているので、振れやみそすり運動がなく、
高速回転時に正しい回転ができる。

(c) 止めボルトによる締結力はアルミ製のロータ
の全周に亘つて均一に加えられるので、高速回
転時においてアルミ製のロータは均一に変形で
きる。

(d) アルミ製のロータの取付け、取外しが極めて
容易である。

(e) アルミ製のロータを取付けてから鏡面加工で
きるので、正確な加工ができ、製造が容易であ
る。

(f) バランス調整はヨークに質量の付加又は削除
をすればよく、両ロータを加工する必要がな
く、バランス調整が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のポリゴンミラーの回転支持装
置の実施例の断面正面図、第２図は先行技術の断
面正面図である。 ２５……固定軸、２７……軸スリーブ、２８…
…セラミツク製のスリーブ、２９……上部スラス
ト板、３０……下部スラスト板、３１……ヨー
ク、３１ａ……ヨークの円筒形部分、３２……ヨ
ークのフランジ部分、３３ａ……マグネツト、３
３……アルミ製のロータ、３４……止めボルト、
３５……弾性板体、３６……押えリング、Ｍ……
鏡面、Ｒ……回転体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外周に軸スリーブを設けた固定軸と、外周面に
   鏡面を形成した多角形状の回転体とを設け、該回
   転体は前記固定軸および上下にスラスト板によつ
   て支持されており、トルク発生用のマグネツトを
   前記回転体と一体に設けたポリゴンミラーの回転
   支持装置において、前記回転体は、軸スリーブの
   外周に回転自在に設けたセラミツク製のロータ
   と、全体がフランジ付円筒形状をしているヨーク
   と、その外周面に鏡面が加工されているアルミ製
   ロータとを含み、ヨークのフランジ部分にはリン
   グ状のマグネツトが接着されており、ヨークの円
   筒形部分はセラミツク製のロータとアルミ製のロ
   ータとの中間に配置されており且つその内周面は
   セラミツク製のロータの外周面と焼ばめしてあ
   り、ヨークのフランジ部分とアルミ製のロータと
   は押えリング、弾性板体および止めボルトを用い
   て固定されていることを特徴とするポリゴンミラ
   ーの回転支持装置。