JPH07140412A

JPH07140412A - ポリゴンミラーの取付構造

Info

Publication number: JPH07140412A
Application number: JP6239484A
Authority: JP
Inventors: Soichi Isobe; 壮一磯部; Masaaki Sano; 雅昭佐野; Yoshio Inoue; 美夫井上; Kazuo Shimizu; 一男清水
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1995-06-02
Also published as: US5598291A; KR950010281A

Abstract

(57)【要約】【目的】モータの面倒れ、ジッタ特性に悪影響を及ぼ
すことなく、経時的にバランスが悪化することなく、且
つ加工が容易で安定性の優れたポリゴンミラーの取付構
造を提供すること。【構成】ポリゴンミラー５を回転体の外周に固定する
ポリゴンミラー５の取付構造において、セラミックスリ
ング１にスリーブ７を焼嵌めした回転体のスリーブ７の
外周に形成されたミラー受座面７ｃにポリゴンミラー５
を載置し、外周に複数の断面がテーパ形状又は弓型状の
爪３ａを有する平面リング状の係止部材３の該爪３ａに
て、ポリゴンミラー５を直接下方と径方向に同時に押し
付け固定する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリゴンミラースキャナ
モータの回転体であるポリゴンミラーの取付構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】図１０は従来のこの種のポリゴンミラース
キャナモータの回転体の構造を示す断面図である。図１
０において、５１は円筒状のセラミックスリングであ
り、該セラミックスリング５１にヨーク（スリーブ）５
２を焼バメし、その後該ヨーク（スリーブ）５２とヨー
ク（スリーブ）５５のポリゴンミラー５３に接する面を
極めて高い精度の平面度及び表面粗さで仕上げ、該ヨー
ク５２とヨーク５５でポリゴンミラー５３を挟み込み複
数本のネジ６６で締結して固定している。また、ヨーク
５５の下面にはモータのロータマグネット５６が固着さ
れている。なお、ポリゴンミラー５３は平面が多角形で
外周には該角数ミラー面５４が形成される。

【０００３】図１１は上記回転体を組み込んだ従来のポ
リゴンミラースキャナモータの断面を示す図である。ポ
リゴンミラースキャナモータは図示するように、取付台
５７に固定された支軸５８にセラミックス製ラジアル軸
５９が固定されており、該ラジアル軸５９の下端面には
セラミックス製スラスト板６１が固定され、上記回転体
のセラミックスリング５１がラジアル軸の外周に摺接
し、その下端面がスラスト板６１に摺接している。ま
た、ラジアル軸５９の上端面には支持板６７の下面に固
定されたセラミックス製スラスト板６０が摺接してい
る。ラジアル軸５９の外周面とセラミックスリング５１
の内周面でラジアル動圧軸受を構成し、ラジアル軸５９
の上下端面に固定されたスラスト板６０，６１の各面と
セラミックスリング５１の上下面とでスラスト動圧軸受
を構成している。

【０００４】支軸５８の上端には上記支持板６７がボル
ト６２で固定されている。該支持板６７の下面の所定位
置にはカウンタマグネット６３が固定され、磁性体から
なるヨーク５２を所定の磁力により吊り上げている。ス
テータコイル６４に駆動電流（交流）を供給することに
より、上記ポリゴンミラー５３を含む回転体は高速回転
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回転体、即
ちポリゴンミラーの取付構造には、下記のような問題点
があった。（１）ポリゴンミラー５３に数本のネジ６６を通すため
の貫通孔を設けなければならず、ポリゴンミラー５３を
高速で回転させた場合、遠心力と熱の影響により、ポリ
ゴンミラー５３の径方向の変形が貫通孔のある所とない
所では異なるため不均一な変形が生じ、ひいてはミラー
面５４の各面毎に不均一な変形を引き起こし、この不均
一な変形がモータの面倒れ、ジッタ特性に悪影響を及ぼ
している。

【０００６】（２）ポリゴンミラー５３は数本のネジ６
６によって、ヨーク５２，５５に対してリジッドに締め
付けられ、ヨーク５２，５５とポリゴンミラー５３の接
触面の面摩擦のみによって締結固定管理される。従っ
て、高速回転時の高温及び保管時の低温等の温度変化が
あると、ポリゴンミラー５３はアルミニウム材でできて
おり、ヨーク５２，５５は鋼材でできているため、温度
膨張率の大巾な違い等により、ポリゴンミラー５３とヨ
ーク５２，５５の当接面にスリップが生じる。このスリ
ップはミラー面５４に悪影響を及ぼし経時的な面倒れ、
ジッタ特性の悪化、さらには回転体の径方向に相対位置
がずれるので、バランスまでがずれ、振動も大きくなっ
てくることがある。

【０００７】（３）ポリゴンミラー５３とヨーク５２，
５５の接触面の面摩擦によって性能が決定されるので、
ヨーク５２，５５のポリゴンミラー５３に接する面及び
ポリゴンミラー５３自体の両ヨーク５２，５５に接する
面、即ち計４つの面のかなりの広い面積を高精度の平面
度及び表面粗さで仕上げなければならず、加工コストア
ップの原因となる。

【０００８】（４）焼バメを行なうヨーク５２の高さが
セラミックスリング５１の高さに比べて低く、従ってセ
ラミックスリング５１の上方部分にヨーク５２を焼バメ
することになるため、該ヨーク５２を焼バメした後のセ
ラミックスリング５１の上下方向に不均一な残留応力が
加わる。これによりセラミックスリング５１の上下端面
に大きな変形が生じ焼バメ後に修正が必要であった。

【０００９】（５）ヨーク５５をネジ６６で締め付ける
とネジ部が変形し、当接しているポリゴンミラー５３の
基準面に悪影響を及ぼす変形を引き起こす。更にネジ６
６で締結しているので、複数のネジ６６のネジ締付順
序、増し締め（２度締め）、トルク管理等の管理が必要
であり、組立が複雑で工数がかかる。

【００１０】（６）ヨーク５５には接着剤でロータマグ
ネット５６が固着しているが、この接着剤がネジ６６の
部分にも浸入することがあり、その場合ネジ６６の締め
付けが不完全になることがある。

【００１１】（７）セラミックスリング５１に焼バメさ
れたヨーク５２に対して、ポリゴンミラー５３、ヨーク
５５、ロータマグネット５６がネジ６６によって宙吊り
になっている構造であるので、宙吊りになっているもの
の総重量はヨーク５２に比べかなり重く高速回転時のこ
の重い総重量がネジ６６の支えだけを頼りに振り回され
ることになり、回転体としては安定性が悪く、経時的に
バランスが悪化し、振動が大きくなってくることがあ
る。

【００１２】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
上記問題点を除去し、モータの面倒れ、ジッタ特性に悪
影響を及ぼすことなく、経時的にバランスが悪化するこ
となく、且つ加工が容易で安定性の優れたポリゴンミラ
ーの取付構造を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、図１、図３、図４、図５に示すように、ポリ
ゴンミラー（５）を回転体の外周に固定するポリゴンミ
ラー（５）の取付構造において、回転体の外周に形成さ
れたミラー受座面にポリゴンミラー（５）を載置し、外
周に複数の断面がテーパ形状又は弓型状の爪（３ａ）を
有する平面リング状の係止部材（３）の該爪（３ａ）に
て、ポリゴンミラー（５）を直接下方と径方向に同時に
押し付け固定することを特徴とする。

【００１４】また、ポリゴンミラー（５）の上部には回
転体が貫通する貫通穴と同心状に径方向に対する位置固
定のためのリング状段差部が形成され、係止部材（３）
の爪（３ａ）はリング状段差部の内径角部を押圧するこ
とを特徴とする。

【００１５】また、回転体は内周がラジアル動圧軸受の
摺動面となり、両端面がスラスト動圧軸受の摺動面とな
る円筒状のセラミックスリング（１）の外周に円筒状の
スリーブ（７）を固着した構造であり、該スリーブ
（７）の外周に前記ミラー受座面が形成されていること
を特徴とする。

【００１６】また、スリーブ（７）は高さ寸法がセラミ
ックスリング（１）の高さ寸法と略同じで、且つ外周に
小径部（７ａ）と大径部（７ｂ）を有する断面Ｌ字状の
円筒状であり、該スリーブ（７）の該小径部（７ａ）と
大径部（７ｂ）との間に設けた段差部にミラー受座面
（７ｃ）が形成されていることを特徴とする。

【００１７】また、係止部材（３）を磁性体とし、図１
２に示すようにカウンタマグネット（６３）で回転体を
吊り上げることができる構成とすることを特徴とする。

【００１８】また、係止部材（３）の爪（３ａ）がポリ
ゴンミラー（５）を押圧している位置（図１の矢印Ａ参
照）の径方向距離がスリーブ（７）のミラー受座面（７
ｃ）の内周と外周の径方向距離の間にあることを特徴と
する。

【００１９】

【作用】本発明は上記構成を採用することにより、係止
部材（３）の爪（３ａ）が斜め上方に撓むことによっ
て、図２に示すようにポリゴンミラー（５）の径方向を
力Ｆａで押さえつけ、ポリゴンミラー（５）を分力Ｆｂ
で下方向、つまりミラー受座面（７ｃ）に対して固定す
ると同時に、分力Ｆｃとして径方向へも突っ張り力を発
生している。この径方向への突っ張り力Ｆｃにより、ポ
リゴンミラー（５）の径方向への位置決めを行ない、経
時的な位置ずれによるバランスずれを防ぐ。

【００２０】係止部材（３）は間に別部材を介在させず
直接ポリゴンミラー（５）を押圧している。従って、面
摩擦に頼らず、直接線接触による集中荷重でポリゴンミ
ラー（５）を押圧しているので、ポリゴンミラー（５）
は回転体に対して位置ずれを起こすことなく固定され
る。

【００２１】また、セラミックスリング（１）の外周に
該セラミックスリング（１）の高さ寸法と略同一高さ寸
法のスリーブ（７）を焼バメし、スリーブ（７）の小径
部（７ａ）と大径部（７ｂ）との間に設けた段差部に形
成されたミラー受座面（７ｃ）とスリーブ（７）の上端
面に設けた複数のネジ穴（４）に螺合するネジ（２）で
取り付けた係止部材（３）の爪（３ａ）とでポリゴンミ
ラー（５）を挟持して固定したので、ポリゴンミラー
（５）にはその中央部にスリーブ（７）の小径部（７
ａ）が貫通する穴以外に、取付け用のネジ穴を設けるこ
とがない。従って、ポリゴンミラー（５）が高速回転し
た場合、遠心力と熱の影響による変形が均一となり、ポ
リゴンミラー（５）のミラー面（５ａ）の各面毎に不均
一な変形を引き起すことがないから、モータの面倒れ、
ジッタ特性に悪影響を及ぼす恐れがない。

【００２２】また、ポリゴンミラー（５）は、スリーブ
（７）の段差部に形成されたミラー受座面（７ｃ）を基
準に固定され、上方の係止部材（３）により弾性的に押
圧されている。この係止部材（３）の爪（３ａ）のポリ
ゴンミラー（５）に当接する位置の径方向の距離は段差
面（７ｃ）の径方向の距離の間にあるため（図１の矢印
Ａの上下位置参照）、係止部材（３）の爪（３ａ）によ
る押しつけ力はポリゴンミラー（５）に対し、下への圧
縮力及び径方向への突っ張り力としてのみ働き、モータ
の面倒れ、ジッタの悪化につながるミラー面（５ａ）の
変形には悪影響がない。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のポリゴンミラーの取付構造を示す
一部断面正面図である。図１において、１は内周面がラ
ジアル動圧軸受の摺動面となり両端面がスラスト動圧軸
受の摺動面となる円筒状のセラミックス材からなるセラ
ミックスリングであり、７は該セラミックスリング１の
外周に焼バメしたスリーブである。スリーブ７はその高
さ寸法がセラミックスリング１の高さ寸法と略同じで、
セラミックスリング１の全外周面に渡って焼バメされる
ようになっている。これにより焼バメによる残留応力は
均一となる。

【００２４】また、スリーブ７は外周に小径部７ａと大
径部７ｂを有する断面Ｌ字状の円筒状のスリーブであ
り、該小径部７ａと大径部７ｂの間に設けた段差部にポ
リゴンミラー５の下面を受けるリング状のミラー受座面
７ｃが形成されている。ポリゴンミラー５は周囲にミラ
ー面５ａが該角数だけ形成され、中央部にスリーブ７の
小径部７ａが貫通するスリーブ貫通穴が形成されてい
る。また、ポリゴンミラー５の上部には、スリーブ貫通
穴と同心のリング状の突起部５ｂが形成されている。

【００２５】該ポリゴンミラー５をその中央のスリーブ
貫通穴にセラミックスリング１の外周に焼バメしたスリ
ーブ７の小径部７ａを貫通させ、ミラー受座面７ｃ上に
載置し、更に突起部５ｂ上に係止部材３を載置し、スリ
ーブ７の上端面に設けた複数のネジ穴４に螺合するネジ
２で該係止部材３を締め付けることにより、該係止部材
３の外周に設けられた複数の爪３ａでポリゴンミラー５
を該爪３ａとミラー受座面７ｃで挟持して固定する。こ
こでセラミックスリング１とスリーブ７とはポリゴンミ
ラー５を固定する回転体を構成する。なお、係止部材３
の構造は後に図７乃至図１０を用いて詳述する。

【００２６】ネジ２の締め付けにより、係止部材３の爪
３ａは径外方で且つ斜め上方に弓形状に撓むことによ
り、図２（図１のＢ部分の拡大図）に示すように、弾性
力Ｆａでポリゴンミラー５を押圧し、下方と径外方に同
時に弾性力Ｆａの分力Ｆｂ，Ｆｃで押圧することにな
る。これによりポリゴンミラー５は分力Ｆｂでミラー受
座面７ｃに対して固定されると同時に、分力Ｆｃで径方
向へも突っ張られる。この径方向へ突っ張る分力Ｆｃに
より、ポリゴンミラー５の径方向への位置決めがなされ
るから、ポリゴンミラー５の経時的な位置ずれによるバ
ランスずれを防げる。なお、スリーブ７の下面にはロー
タマグネット８が固着されている。

【００２７】ポリゴンミラーの取付構造体を上記のよう
に形成することにより、性能を決定するスリーブ７とポ
リゴンミラー５の接する面は、リング状のミラー受座面
７ｃとこの面に当接するポリゴンミラー５自体の面とな
り、従来例に比較し狭い面積を高精度の平面度及び表面
粗さで仕上げればよいから加工が簡単となる。

【００２８】図１に示すポリゴンミラーの取付構造体、
即ち回転体は、図１２に示すような、ポリゴンミラース
キャナモータに組み込まれる。この時係止部材３を磁性
体金属とすることにより、回転体はカウンタマグネット
（図１２のカウンタマグネット６３を参照）により吊り
上げる構造にすることができるから、スラスト動圧軸受
の起動時のスラスト摩擦トルクを軽減できる。

【００２９】なお、図１に示す構造では、ポリゴンミラ
ー５の上部にスリーブ貫通穴と同心のリング状の突起部
５ｂが形成されている。ポリゴンミラー５は図３に示す
ように、上部にスリーブ貫通穴と同心のリング状の凹部
５ｄを形成する構造としてもよい。要はリング状の突起
部５ｂ（図１）又はリング状の凹部５ｄのように、その
内周角部に係止部材３が当接し、図２に示すように、係
止部材３の爪３ａの弾性力Ｆａでポリゴンミラー５を押
圧し、下方と径外方に同時に弾性力Ｆａの分力Ｆｂ，Ｆ
ｃで押圧する異なる段差部がポリゴンミラー５の上部に
スリーブ貫通穴と同心のリング状に形成されていれば、
リング状の突起部５ｂや凹部５ｄでなくてもよい。

【００３０】また、図１及び図３に示す構造では、係止
部材３の爪３ａが径外方で且つ斜め上方に弓形状に撓む
構成例を示したが、係止部材３の爪３ａは図４又は図５
に示すように下面外周部が径外方で且つ斜め上方に傾斜
するテーパ形状を有するものであってもよい。

【００３１】図６は係止部材の構造を示す図で、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ断面図
である。図示するように、係止部材３は中央に上記セラ
ミックスリング１が貫通する貫通穴３ｃが形成された弾
性を有する金属板からなるリング状で、その外周に断面
が弓形状（同図（ｂ）参照）又はテーパ形状（同図
（ｃ）参照）の複数の爪を設けた構造であり。リング部
には所定の間隔で上記ネジ２が貫通する複数の穴３ｂが
形成されている。

【００３２】係止部材の構造の平面形状は図７に示すも
のに限定されるものではなく、例えば図７、図８、図９
に示す形状であってもよい。即ち、図７に示すように等
ピッチで多数の爪３ａを設けたもの、図８に示すように
リング部に複数個（図では４個）の切欠３ｄを形成して
複数個（図では４個）の爪３ａを設けたもの、図９に示
すようにリング部に複数個（図では６個）のスリット３
ｅを形成して複数個（図では６個）の爪３ａを設けたも
の等がある。

【００３３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば下
記のような優れた効果が得られる。（１）ポリゴンミラーにネジ取付けのための複数の貫通
孔が不要となるため、ポリゴンミラーの製作工程が減
り、コストダウンが図れる。また、該貫通孔を設けない
ので、ポリンゴミラーを高速回転してもこの貫通孔の影
響によるミラー面の変形がなく、各ミラー面が各面毎に
均一に変形することになるので、モータの面倒れ、ジッ
タ特性が良くなった。

【００３４】（２）ポリゴンミラーは係止部材、例えば
弾性材料部材により、ソフトにスリーブの段差部に形成
されたミラー受座面に直接固定されているので、遠心
力、温度変化等によるポリゴンミラーの変形等に対して
弾性的に面摩擦に頼らず線接触による集中荷重で支えて
いるため、再現性、繰返しに優れ、経時的な変化がな
い。また係止部材はポリゴンミラーに対して径方向、即
ち回転体中心に対する位置決めも併せて行なっているた
め、経時的なバランスのズレもない。

【００３５】（３）従来の取付構造においては、ポリゴ
ンミラーとスリーブの接触面の摩擦管理のため取付ネジ
の締付トルク管理を行なっていたが、本発明において
は、係止部材取付ネジは単に係止部材をスリーブ上端に
固定するだけでよく、組立時のネジの締付トルクの管理
が不要となり、組立が容易で組立工数が大幅に削減でき
る。

【００３６】（４）ポリゴンミラーはスリーブの段差部
に形成されたミラー受座面を基準として当接しているの
で、該ミラー受座面と、ポリゴンミラーの該ミラー受座
面に当接する面の２つの面の比較的狭い面積だけを高精
度の平面度及び表面粗さで仕上げればよいので、従来例
より加工工数が大巾に削減できる。

【００３７】（５）セラミックスリングに該セラミック
スリングと略同じ高さのスリーブを焼バメしているの
で、焼バメ後のセラミックスリング上下方向に均一な残
留応力が加わる。これによりセラミックスリング上下端
面は比較的小さな変形にとどまり、従って焼バメ後の修
正後加工が不要となる。

【００３８】（６）セラミックスリングに該セラミック
スリングと略同じ高さのスリーブが焼バメされており、
後は重量の軽いポリゴンミラーがこのスリーブに弾性的
に取り付けられているので、重量の重いスリーブロータ
マグネットはセラミックスリングに強固に取り付けられ
ており、高速回転体として安定性、信頼性が高く、経時
的なバランスずれも起りにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリゴンミラーの取付構造を示す一部
断面正面図である。

【図２】図１のＢ部分の拡大図である。

【図３】本発明のポリゴンミラーの他の取付構造を示す
一部断面正面図である。

【図４】本発明のポリゴンミラーの他の取付構造を示す
一部断面正面図である。

【図５】本発明のポリゴンミラーの他の取付構造を示す
一部断面正面図である。

【図６】係止部材の構造を示す図で、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ断面図である。

【図７】係止部材の構造を示す平面図である。

【図８】係止部材の構造を示す平面図である。

【図９】係止部材の構造を示す平面図である。

【図１０】従来のこの種のポリゴンミラースキャナモー
タの回転体の構造を示す断面図である。

【図１１】従来のポリゴンミラースキャナモータの断面
を示す図である。

【符号の説明】

１セラミックスリング２ネジ３係止部材４ネジ穴５ポリゴンミラー７スリーブ８ロータマグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水一男東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリゴンミラーを回転体の外周に固定す
るポリゴンミラーの取付構造において、前記回転体の外周に形成されたミラー受座面に前記ポリ
ゴンミラーを載置し、外周に複数の断面がテーパ形状又は弓形状の爪を有する
平面リング状の係止部材の該爪にて、前記ポリゴンミラ
ーを直接下方と径方向に同時に押し付け固定することを
特徴とするポリゴンミラーの取付構造。
【請求項２】前記ポリゴンミラー上部には前記回転体
が貫通する貫通穴と同心状に径方向に対する位置固定の
ためのリング状段差部が形成され、前記係止部材の爪は
リング状段差部の内径角部を押圧することを特徴とする
請求項１に記載のポリゴンミラーの取付構造。
【請求項３】前記回転体は内周がラジアル動圧軸受の
摺動面となり、両端面がスラスト動圧軸受の摺動面とな
る円筒状のセラミックスリングの外周に円筒状のスリー
ブを固着した構造であり、該スリーブの外周に前記ミラ
ー受座面が形成されていることを特徴とする請求項１に
記載のポリゴンミラーの取付構造。
【請求項４】前記スリーブは高さ寸法が前記セラミッ
クスリングの高さ寸法と略同じで、且つ外周に小径部と
大径部を有する断面Ｌ字状の円筒状であり、該スリーブ
の該小径部と大径部との間に設けた段差部に前記ミラー
受座面が形成されていることを特徴とする請求項３に記
載のポリゴンミラーの取付構造。
【請求項５】前記係止部材を磁性体とすることを特徴
とする請求項３乃至４のいずれか１つに記載のポリゴン
ミラーの取付構造。
【請求項６】前記係止部材の爪がポリゴンミラーを押
圧している位置の径方向距離が前記スリーブのミラー受
座面の内周と外周の径方向距離の間にあることを特徴と
する請求項３乃至５のいずれか１つに記載のポリゴンミ
ラーの取付構造。