JPH0725774Y2 - ポリゴンミラー装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、レーザビームプリンタ，外径測定器等のレ
ーザ走査光学系に使用されるポリゴンミラー装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、軸またはスリーブ等の回転部材にポリゴンミラー
を取り付けたポリゴンミラー装置は、たとえばレーザビ
ームプリンタに使用されている。第３図は従来のポリゴ
ンミラーの一例を示したものである。このポリゴンミラ
ー１は、外周面に８個の反射面２が形成された正八角柱
状体であり、軸心部の取付用穴３を回転ユニットの軸ま
たはスリーブに嵌合し、軸心を中心とする一つの円上に
等間隔で３個所に設けた軸方向の貫通穴４にねじを挿通
し、このねじを軸またはスリーブに設けられたフランジ
に螺合して取り付ける構造になっている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

最近、レーザビームプリンタの高速化に伴ってポリゴン
ミラー装置について高速回転化を要求されている。

ポリゴンミラーが高速回転すると、遠心力と空気抵抗に
よる発熱に基づく膨張とを受けてポリゴンミラーに変形
が生じる。

ところが、従来のポリゴンミラーに設けられている軸方
向の貫通穴４は、隣り合う反射面２の接続個所Ａの数よ
りも少ない３個所に配置されているため、ポリゴンミラ
ーの高速回転時の変形が軸心に対して対称でなく、円周
方向の各部分での変形が不均一となり、その結果反射面
のゆがみによる変形が大きくなるという欠点がある。

したがって、従来のポリゴンミラー装置を用いたレーザ
ビームプリンタは、高速化すると印字品質の劣化をもた
らすおそれが生ずることになる。

この考案は上記の問題を解決して、高速回転時のゆがみ
による変形を少なくしたポリゴンミラー装置を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案においては、回転部材をハウジングの内周に配
設している。ポリゴンミラーに設ける軸方向の貫通穴
を、ポリゴンミラーの軸心から隣り合う反射面の各接続
個所へ向かう直線とポリゴンミラーの軸心を中心とする
一つの円との交点上に各１個ずつ配設している。

上記のポリゴンミラーは、円周方向に等間隔に位置する
貫通穴にねじを挿通して回転部材に取り付けられてい
る。前記回転部材に取付けたロータマグネットがハウジ
ングに取付けたステータコイルと半径方向すきまを介し
て対向している。

〔作用〕

この考案のポリゴンミラーは、軸方向の貫通穴がポリゴ
ンミラーの軸心から隣り合う反射面の各接続個所へ向か
う直線上に、ポリゴンミラーの軸心から等距離の位置に
設けられているから、隣り合う反射面の接続個所と同数
の貫通穴が円周方向に等間隔で配設されることになる。

このため、ポリゴンミラーの高速回転時における変形が
軸心に対して対称になり、円周方向における各部分がほ
ぼ均一に変形する。

また、ポリゴンミラーを回転部材に取り付けるねじは、
円周方向に等間隔の位置にある貫通穴に挿通されている
ので、重量は軸心に対してバランスがとれている。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、レーザビームプリンタに使用されるポリゴン
ミラー装置について、この考案を適用した実施例であ
る。

円筒状のハウジング部材10の両端に、フランジ11a,11b
がシール12a,12bを介して気密に固着されている。フラ
ンジ11a,11bは、その中心部を貫通する軸14を両端部で
支持している。軸14には微小の半径方向すきまを隔てて
中空円筒状のスリーブ16が嵌合し、スリーブ16はハウジ
ング部材10とフランジ11a,11bとを有するハウジングの
内周に配設されている。軸14の外径面には、ヘリングボ
ーン状の動圧発生用みぞ15a,15bを軸方向に間隔をおい
て２個所に設けたラジアル受面が形成されている。

軸14のラジアル受面と対向するスリーブ16の内径面には
ラジアル軸受面が形成され、スリーブ16の回転によって
両面間の半径方向すきまに動圧を発生させてラジアル荷
重を支持する気体軸受がスリーブ16と軸14との間に構成
されている。

上記のスリーブ16にはフランジ17が設けてあり、スリー
ブ16に嵌合したポリゴンミラー20をフランジ17の上面に
密着させ、ポリゴンミラー20の上面には押え板25を載
せ、ねじ26により押え板25を介してポリゴンミラー20を
フランジ17に固定している。

これにより、スリーブ16に一体に取り付けられたポリゴ
ンミラー20が回転すると、ポリゴンミラー20により反射
されたレーザ光が、ハウジング部材10の透明窓13を通し
て外部へ照射されるようになっている。

スリーブ16の回転駆動機構として、円環状のロータマグ
ネット30がスリーブ16の外径面に取り付けてあり、この
ロータマグネット30はハウジング部材10の内周面に取り
付けられた円環状のステータコイル31と所定の半径方向
すきまを介して対向している。これらのロータマグネッ
ト30とステータコイル31とがモータを構成し、ステータ
コイル31に通電することによりロータマグネット30に回
転力が発生してスリーブ16が回転するようになってい
る。

上記のロータマグネット30は永久磁石としての機能を有
し、ステータコイル31との間に磁気吸引力が発生するた
め、スリーブ16にスラスト方向の拘束力が作用し、スリ
ーブ16はハウジング部材10に対して軸方向に支持された
状態となる。

第２図は、上記構成の装置により取り付けられているポ
リゴンミラー20を示した平面図であり、軸心部に取付用
穴21を有する正八角柱状体の外周面に、８個の反射面22
が互いに隣接して形成されている。反射面22は平面また
は平面に近い曲面であり、またポリゴンミラー20の材質
としては、アルミ合金，銅合金などの金属材料を用いる
ほか、セラミック，プラスチック等の非金属材料による
成形体の表面に、アルミ，銅などの金属膜を溶射または
コーティングして被着させたものを用いてもよい。

このポリゴンミラー20には、軸方向の貫通穴23が８個所
に設けてある。この貫通穴23は、ポリゴンミラー20の軸
心Ｏから隣り合う反射面22の各接続個所Ｂに向かう直線
OBと、ポリゴンミラー20の軸心Ｏを中心とする一つの円
Ｃとの交点Ｐに中心をもって配設されている。

上記のポリゴンミラー20をスリーブ16のフランジ17に取
り付けるときは、８個所の貫通穴23の全部を利用してそ
れぞれの貫通穴23に挿通したねじ26により取り付けるの
がもっとも好ましいが、８個所の貫通穴23のうち１個所
おきの４個所を利用するなど、ねじ26を挿通する貫通穴
の円周方向の間隔が等しくなる場合に限り、一部の個所
の貫通穴を利用することもできる。これによりポリゴン
ミラー20の円周方向の重量が平衡になる。

上記のように、この考案のポリゴンミラー20は、軸方向
の貫通穴23が隣り合う反射面22の接続個所Ｂと同数の８
個所に設けてあり、しかもこれらの貫通穴23はポリゴン
ミラー20の軸心Ｏから隣り合う反射面23の各接続個所Ｂ
へ向かう直線OB上に、軸心Ｏから等距離の位置にあるた
め、貫通穴23の円周方向の間隔も等しくなっている。

したがって、ポリゴンミラー20の半径方向の肉厚が円周
方向の各個所で均一に近くなり、ポリゴンミラー20の熱
膨張は円周方向の各個所で均一に近くなる。ポリゴンミ
ラー20を高速回転で使用した場合に、大きな遠心力と発
熱による膨張とを受けても、軸心Ｏに対して対称な変形
が生ずることになり、円周方向の各部分におけるゆがみ
による変形がほぼ均一になるから、反射面22が大きく変
形することがなくなる。

とくに、ポリゴンミラー20の軸方向の貫通穴23の全部に
ねじ26を挿通して取り付けた場合は、半径方向の拘束力
が大きく、かつ均一化されるので、反射面22のゆがみに
よる変形を著しく少なくすることができる。

上記実施例のポリゴンミラーを８個所の貫通穴の全部を
用いてねじ止めした場合と、第３図の従来のポリゴンミ
ラーを３個所の貫通穴を用いてねじ止めした場合とにつ
いて、反射面のゆがみによる変形を計算によって求めた
ところ、この考案のポリゴンミラーは従来のものに比べ
て1/7以下になることが確認された。

上記実施例では、正八角柱状のポリゴンミラーを図示し
て説明したが、ポリゴンミラーの形状については上記実
施例に限らず、軸と直角方向断面が正八角形以外の等辺
多角形状のものについてもこの考案を適用することがで
きる。

なお、ポリゴンミラーの貫通穴は、内径面が円筒面であ
ってもよく、またポリゴンミラー装置の組立工程中の取
扱いに使用するために、雌ねじを設けてもよい。

上記実施例では、ポリゴンミラーをスリーブに取り付け
た場合について説明したが、これと反対にスリーブがハ
ウジングに固定されて軸が回転する構造の装置において
は、軸にこの考案のポリゴンミラーを取り付けることに
より、前記と同様の作用，効果が得られる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、ポリゴンミラ
ーの高速回転中における反射面のゆがみによる変形を少
なくすることができるから、高速レーザビームプリンタ
のポリゴンミラー装置にこの考案を適用すれば、印字品
質の向上をはかることができる。

また、ロータマグネットとステータコイルとの間の磁気
吸引力によるスラスト方向の拘束力は回転部材の軸方向
位置の安定へ寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す縦断側面図、第２図は
この考案のポリゴンミラーの一例を示す平面図、第３図
は従来のポリゴンミラーを示す平面図である。 図中、14は軸、16はスリーブ、17はフランジ、20はポリ
ゴンミラー、22は反射面、23は貫通穴、26はねじ、30は
ロータマグネット、31はステータコイル、Ｏはポリゴン
ミラーの軸心、Ｂは隣り合う反射面の接続個所、Ｃはポ
リゴンミラーの軸心を中心とする円、Ｐは直線OBと円Ｃ
との交点である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フランジを設けた回転部材に嵌合されるポ
   リゴンミラーの外周面は、反射面と反射面とが隣接して
   軸と直角方向断面が等辺多角形状であって軸方向の貫通
   穴を複数個有し、前記ポリゴンミラーを回転部材のフラ
   ンジ上に配置して貫通穴に挿通したねじを利用して回転
   部材に取り付けてなるポリゴンミラー装置において、前
   記回転部材をハウジングの内周に配設し、前記ポリゴン
   ミラーの貫通穴はポリゴンミラーの軸心から隣り合う反
   射面の各接続個所へ向かう直線とポリゴンミラーの軸心
   を中心とする一つの円との交点にそれぞれ配設し、円周
   方向に等間隔に位置する貫通穴に挿通したねじによりポ
   リゴンミラーを回転部材に取り付け、前記回転部材に取
   付けたロータマグネットがハウジングに取付けたステー
   タコイルと半径方向すきまを介して対向することを特徴
   とするポリゴンミラー装置。