JPH0637378Y2 - 光偏向器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は特にレーザプリンタやデジタル複写機に用いら
れる光偏向器に関するものである。

従来技術 従来レーザプリンタ等に用いられる光偏向器については
既に開示された例（特開昭59-23322号、特開昭59-23324
2号）があるが、そのうち動圧スピンドルを用いた光偏
向器についてその構造を第５図に図示し説明する。

同図において円柱状で表面にスパイラル溝（またはヘリ
ンボーン溝）1aを有する固定軸１が支持台２の中央に起
立して設けられている。

ロータ３はそのロータ中空軸3a内に前記固定軸１が挿入
され、該ロータ中空軸3aの上端部に嵌着された支持部材
3bの球面状をした下面が固定軸１のやはり球面状をした
頭部に当接されて支持されている。

ロータ中空軸3aの外周の中央より若干上方に台座部3cが
外方に突出して形成され、同台座部3cに上方により多面
鏡４が中央を固定軸１に貫通されて載置され、さらにそ
の上に押え板５が載置されて、台座部3c,多面鏡４およ
び押え板５を３箇所において貫通するねじ６によって多
面鏡４は下方を台座部3cに支えられ、上方の押え板５に
挟まれて共締めされてローラ中空軸6aに一体に固着せし
められる。

さらにロータ中空軸3aの外周で台座部3cの下方にはマグ
ネット７がロータ中空軸3aに嵌着せしめられ、同マグネ
ット７の下端に接してリング部材８が嵌着されている。

前記押え板５およびリング部材８のロータ中空軸3aに接
する内周縁部にはリング状に切欠き5aおよび8aが形成さ
れていて、同切欠き5a,8aにそれぞれバランスウェイト
9,10が嵌合されている。

以上のように構成されたロータ３を含む回転多面鏡モー
タの内部はケーシング11およびカバー12によって完全密
閉され、通常内部にはClass100〜1,000清浄されたガス1
3が封入されている。

ケーシング11の内周面には前記マグネット７に対向して
電機子コイル14が装着され、上半分を覆うカバー12の外
周の一部には窓ガラスたる光学ガラス15が嵌込まれてい
て、同光学ガラス15を介して多面鏡４への光の入射およ
び反射光の出射がなされる。

以上のように構成される回転多面鏡モータはマグネット
７および電機子コイル14によりロータ３が回転すると、
ロータ中空軸3aの回転と固定軸１のスパイラル溝1aによ
って発生する流体の動圧によってロータ３は固定軸１か
ら浮上した状態でラジアル方向、およびスラスト方向と
もに安定して支持されるよう構成されている。

なおロータ３の上方と下方に付加されるバランスウェイ
ト９および10の調整により動バランスを二面修正してロ
ータ３を安定回転させるようにしている。

このようにロータ３は浮上した状態における安定した回
転を行うことができるので回転にムラがなく多面鏡４で
反射光による走査は常に一定速度に維持される。

考案解決しようとする問題点 しかるに、被走査体に高速かつ正確に光信号を送る必要
上回転多面鏡モータには極めて高い精度が要求されるも
のであって、多面鏡４も超精密に製作され、ロータ中空
軸3aへの取付けも高精度になされるとともに、ロータ３
の回転も安定して一定速度が厳格に維持される必要があ
る。そこで動バランスの調整も超高精度が要請される。

しかるに、つり合い良さの等級でJIS B 0905に記載され
る「G1」の超高精度の動バランスを満たすことは前記従
来のバランスウェイト9,10による調整では極めて困難で
あり、何度も調整を繰り返し、多大な労力と時間を費す
必要があった。

それでもなお、回転系の振動の周波数分析をしてみる
と、ロータ３の１回転に１回現われる周波数の大きなア
ンバランス成分があることが発見されることがある。

一方、前述した如く多面鏡４のロータ中空軸3aへの取付
けも高精度になされなければならないが、従来多面鏡４
を上方より押える押え板５は金属製（主にアルミ製）の
ことが多く、その厚さにしても多面鏡４よりも厚い場合
が多いので、剛性の点で多面鏡４よりも高いものが使用
されていて、３本のねじ６で締めつける場合に多面鏡４
が押え板５の精度に倣ってしまい、超精密に製作された
多面鏡４が変形してしまうことがある。

そこで第６図に示すように、多面鏡４と押え板５の間に
弾性部材16（例えばゴムシート）を挿入させて、ねじ６
で締めつけた際に、多面鏡４に全面に亘って均一な力が
加わるようにして多面鏡４の変形を防止している例（特
開昭59-23324号）がある。

しかし、かかるゴムシートのごとき弾性部材16は、ロー
タ３が高速回転（10,000〜40,000rpm）で使用されるの
で大きな遠心力が加わり、変形して不安定な形状を示
し、かえって動バランスを乱すおそれがある。

問題点を解決するための手段および作用 本考案はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とす
る処は、動バランスの調整が容易で極めて安定した回転
を実現できる光偏向器を供する点にある。

そこで本考案は、固定軸もしくはロータのいずれか一方
側に所定の形状の溝を形成しロータの回転によって固定
軸とロータとの間に動圧が発生するように構成した動圧
スピンドルモータを用いた光偏向器において、ロータ中
空軸と、前記ロータ中空軸のスラスト方向の一部にラジ
アル方向に広がる台座部と、前記台座部により位置決め
固定される多面鏡と、前記多面鏡の剛性より低い剛性の
樹脂または弾性金属からなるリング部材とを有し、前記
リング部材と前記台座部とにより前記多面鏡を狭持し、
かつ前記リング部材の外周縁に高速回転中に変形するこ
とにより振動のアンバランス成分を相殺する鍔部を形成
した光偏向器である。

多面鏡を台座部との間で狭持するリング部材がある程度
変形しやすい樹脂または弾性金属体からなり、その外周
縁に鍔部が形成されていることから高速回転中に回転系
に生じる振動のアンバランス成分を前記鍔部の回転によ
る適当な変形で生じる振動が相殺して極めて安定したJI
S B 0905の「G1」規格を満たす回転を実現できる。

実施例 以下第１図ないし第４図に図示した本考案に係る一実施
例について説明する。

第１図は本実施例の光偏向器の縦断面図であり、前記従
来例の第５図に図示した光偏向器と略同様であるが、ロ
ータ中空軸3aの両端に装着される押え板およびリング部
材の形状および材質が異なる。

本実施例に使用される押え板20は動バランス調整用のリ
ング部材であって、プラスチック製であり、その一部欠
截した斜視図を第２図に示し形状を説明する。

押え板20は中空の円板状をしており、上面において外周
近傍にリング状の溝20aが設けられその外周に鍔部20bが
形成されている。

その他のねじを通す円孔20cが中空部と溝20aとの間に３
箇所互いに120度の角度を保って穿設されている。

前記鍔部20bの半径方向の厚さｄは１〜2mmとしている。

かかる押え板20の中空部をロータ中空軸3aに貫通させ
て、押え板20を多面鏡４の上に置き、ねじ６により台座
部3cとの間で多面鏡４を締めつけ固定する。

押え板20の溝20aにはバランスウェイト21を嵌合して動
バランスをとるようにする。

ここに押え板20の厚さは多面鏡４よりも薄くしておくこ
とで、プラスチック製の押え板20はアルミ製の多面鏡４
に比べその剛性（断面２次係数）ははるかに低い状態に
ある。

従って超精密に仕上げられた多面鏡４を該押え板20を介
してねじ６で締めつける際に、この多面鏡４は精度の低
い押え板20には倣わず多面鏡４と同様に精密に仕上げら
れた台座部3cに倣いかつねじ６の締めつけによる変形は
すべて押え板20に吸収される。

よって多面鏡４はロータ中空軸3aに高精度に確固として
装着されることになる。

次に本実施例に使用されるリング部材30は前記押え板20
と同じ厚さの中空円板状のもので、やはりプラスチック
製である。

その形状を第３図に基づき説明すると、その下面の内周
部にリング状に切欠き30aを有しその外周に鍔部30bが形
成されている。

同鍔部30bはその半径方向の厚さｄを１〜2mmとしてい
る。

かかるリング部材30をロータ中空軸3aに嵌合し、マグネ
ット７の下端部と接触したところで固着せしめ、切欠き
30aにバランスウェイト31を嵌合させる。

以上の押え板20およびリング部材30をもって動バランス
を二面修正する。

一般に回転系を指定回転数24,000rpmで回転させたと
き、この回転系の振動を周波数分析すると400（＝24,00
0/60）Hzの振動が顕著に現われる。

これはロータ３の１回転に１回現われるアンバランス成
分であり、この成分を前記「G1」規格以上の精度に調整
することは極めて難しいが、本実施例の場合押え板20お
よびリング部材30をプラスチックで作製し、鍔部20b,30
bを設け、その厚さｄを１〜2mmに薄く形成したことで、
24,000rpmの回転中に押え板20およびリング部材30の外
縁鍔部がたわみ、鍔部20b,30b自体が振動を起こし、前
記アンバランス成分を相殺して回転系の動バランスを
「G1」規格内にすることが可能である。

第４図は押え板20の鍔部20bのたわむ状態を誇張して図
示したもので、押え板20を24,000rpmの高速回転させた
場合、真円状だった鍔部20bが破線で示すような縦長お
よび横長の楕円状に交互に変形し、これを、周期的に繰
り返すことにより（リング部材30の鍔部30bも同様であ
る）、前記400Hzの振動を相殺することができる。

このようにして回転系たるロータ３の動バランスを「G
1」規格を満たす超高精度に維持することができ、しか
も押え板20およびリング部材30の鍔部20b,30b自体の変
形によるので組立て段階の動バランスの調整が簡単で時
間および労力を大幅に減少することが可能である。

また押え板20およびリング部材30はプラスチックで成形
されているのでコストの低減も期待できる。

なお押え板20およびリング部材30にはプラスチックのほ
か弾性を有する金属体とすることも可能である。

また前記した如く押え板20は多面鏡４より剛性が劣るの
で台座部3cとの間で多面鏡４を挟んで装着する際に多面
鏡４に変形を与えることなく超精密に製作された多面鏡
４をそのまま維持することができ、この点においても精
度の高い光偏向器とすることができる。

考案の効果 本考案は樹脂または弾性金属体からなるリング部材に高
速回転中に変形することにより振動のアンバランス成分
を相殺する鍔部を設ける簡単な構成でJIS B 0905の「G
1」規格を満たす超高精度の動バランスを実現でき、極
めて安定した回転の光偏向器とすることができる。

また振動のアンバランス成分を相殺する鍔部を外周縁に
形成したリング部材が台座部との間で多面鏡を狭持する
構成なので、部品点数が削減できるとともに組立時の動
バランスの調整が容易で、時間と労力を省くことができ
る。

さらにプラスチック等の極めて安価な材料を用いること
ができ、コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例の光偏向器の縦断面図、
第２図は同実施例に用いられる押え板の一部欠截斜視
図、第３図は同実施例に用いられるリング部材の一部欠
截斜視図、第４図は同実施例の押え板に形成された鍔部
の変形状態を示す説明図、第５図、第６図は従来の光偏
向器の縦断面図である。 １……固定軸、1a……スパイラル溝、２……支持台、３
……ロータ、3a……ロータ中空軸、3b……支持部材、3c
……台座部、４……多面鏡、５……押え板、5a……切欠
き、６……ねじ、７……マグネット、８……リング部
材、8a……切欠き、9,10……バランスウェイト、11……
ケーシング、12……カバー、13……ガス、14……電機子
コイル、15……光学ガラス、16……弾性部材、20……押
え板、20a……溝、20b……鍔部、20c……円孔、30……
リング部材、30a……切欠き、30b……鍔部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定軸もしくはロータのいずれか一方側に
   所定の形状の溝を形成したロータの回転によって固定軸
   とロータとの間に動圧が発生するように構成した動圧ス
   ピンドルモータを用いた光偏向器において、 ロータ中空軸と、前記ロータ中空軸のスラスト方向の一
   部にラジアル方向に広がる台座部と、前記台座部により
   位置決め固定される多面鏡と、前記多面鏡の剛性より低
   い剛性の樹脂または弾性金属からなるリング部材とを有
   し、 前記リング部材と前記台座部とにより前記多面鏡を狭持
   し、 かつ前記リング部材の外周縁に高速回転中に変形するこ
   とにより振動のアンバランス成分を相殺する鍔部を形成
   したことを特徴とする光偏向器。