JPH07294838A - ポリゴンミラー回転体及び該回転体を備えたポリゴンミラースキャナモータ - Google Patents

ポリゴンミラー回転体及び該回転体を備えたポリゴンミラースキャナモータ

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JPH07294838A
JPH07294838A JP6112011A JP11201194A JPH07294838A JP H07294838 A JPH07294838 A JP H07294838A JP 6112011 A JP6112011 A JP 6112011A JP 11201194 A JP11201194 A JP 11201194A JP H07294838 A JPH07294838 A JP H07294838A
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JP
Japan
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polygon mirror
rotating body
ring
plastic ring
fixed
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Pending
Application number
JP6112011A
Other languages
English (en)
Inventor
Daisuke Konno
大介 紺野
Hideo Furukawa
英夫 古川
Isamu Nitta
勇 新田
Kimio Komata
公夫 小俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Priority to US08/428,681 priority patent/US5596443A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/121Mechanical drive devices for polygonal mirrors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの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、加工が容易
で、組立時の取扱いも簡単で、安定性の優れたポリゴン
ミラー回転体及び該回転体を備えたポリゴンミラースキ
ャナモータを提供する。 【構成】 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
ックスリング1の外周にプラスチック製リング2を固着
し、プラスチック製リング2の外周にアルミニウム製の
ポリゴンミラー3を焼きばめ固着し、プラスチック製リ
ング2の熱膨張係数がセラミックスリング1よりも大き
く、かつアルミニウム製ポリゴンミラー3よりも大き
い。

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を具備し
たポリゴンミラー回転体及び該回転体を備えたポリゴン
ミラースキャナモータに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のこの種のポリゴンミラー回
転体の構造を示す断面図である。図6において、符号1
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1に上ヨーク4を焼きばめし、その後、この上ヨ
ーク4と下ヨーク5のポリゴンミラー3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、この上
ヨーク4と下ヨーク5でポリゴンミラー3を挟み込み、
複数本のボルト11で締結して固定している。また、下
ヨーク5の下面にはモータのロータマグネット6が固着
されている。なお、ポリゴンミラー3は平面形状が多角
形で多角形の外周には反射面9が形成されている。
【0003】図7は上記ポリゴンミラー回転体を組み込
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17に固定された支軸15にラジアル軸ス
リーブ14が固定されており、該ラジアル軸スリーブ1
4の下端面にはスラスト板12が固定され、上記回転体
のセラミックスリング1は、その内周面がラジアル軸ス
リーブ14の外周面に摺接し、その下端面がスラスト板
12に摺接している。また、ラジアル軸スリーブ14の
上端面には支持板19の下面に固定されたスラスト板1
3が摺接している。そして、ラジアル軸スリーブ14の
外周面とセラミックスリング1の内周面でラジアル動圧
軸受を構成し、ラジアル軸スリーブ14の上下端面に固
定された、スラスト板12,13の各セラミックスリン
グ1に対向する面とセラミックスリング1の上下面とで
スラスト動圧軸受を構成している。
【0004】また、支軸15の上端には、上記支持板1
9がボルト16で固定されている。そして、この支持板
19の下面の所定位置にカウンタマグネット20が固定
され、磁性体からなる上ヨーク4を所定の磁力により吊
り上げている。ステータコイル18に駆動電流を供給す
ることにより、前記ポリゴンミラー3を含む回転体は高
速回転するように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のポリゴンミ
ラー回転体、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3は、数本のボルト11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3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3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、ポリゴンミラーの不均一な変形がモー
タのジッタ特性に悪影響を及ぼしていた。 (2)ポリゴンミラー3は、数本のボルト11によっ
て、上ヨーク4、下ヨーク5に対してリジッドに締め付
けられ、上ヨーク4、下ヨーク5とポリゴンミラー3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、高速回転時や高温環境時及び保管時の温度変化等が
あると、ポリゴンミラー3がアルミニウム材で構成され
ており、上ヨーク4及び下ヨーク5が鋼材で構成されて
いるため、熱膨張率の大幅な違い等により、ポリゴンミ
ラー3と上ヨーク4及びポリゴンミラー3と下ヨーク5
の各接触面にスリップが生じる。このスリップは反射面
9に悪影響を及ぼし、経時的なジッタ特性の悪化、さら
には回転体のバランスまでもがずれ、振動も大きくなっ
てくることがある。 (3)ポリゴンミラー3と上ヨーク4及びポリゴンミラ
ー3と下ヨーク5の各接触面の面摩擦によってミラー反
射面の歪に影響がでるので、上ヨーク4、下ヨーク5の
ポリゴンミラー3に接する面及びポリゴンミラー3自体
の上ヨーク4、下ヨーク5に接する面、即ち計4つの面
の、かなり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、さらに組立時の煩雑さ等により、
コストアップの原因となる。
【0006】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、上記問題点を除去し、モータの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、加工が容易で、組立時の取扱いも簡単で、安定性の
優れたポリゴンミラー回転体及び該回転体を備えたポリ
ゴンミラースキャナモータを提供することを目的とす
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
本発明は、図1に示すような、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リング1の外周にプラスチッ
ク製リング2を固着し、該プラスチック製リング2の外
周にアルミニウム製ポリゴンミラー3を焼きばめ固着
し、プラスチック製リング2の熱膨張係数がセラミック
スリング1よりも大きくかつアルミニウム製ポリゴンミ
ラー3よりも大きい材料で構成したことを特徴とする。
【0008】また、プラスチック製リング2には、リン
グ形状内にポリゴンミラー3の反射面と同数でかつ同芯
円上に等間隔の貫通孔又は凹部が形成されていることを
特徴とする。
【0009】また、図1に示すように、セラミックスリ
ング1の外周には、前記プラスチック製リング2及び、
アルミニウム製ポリゴンミラー3があり、前記プラスチ
ック製リング2及びアルミニウム製ポリゴンミラー3を
上下からはさむ形で、磁性材料で形成された上ヨーク4
及びリング状マグネット6が接着された下ヨーク5がア
ルミニウム製ポリゴンミラー3やプラスチック製リング
2に接することなく、固着したことを特徴とする。
【0010】また、上ヨーク4を磁性体とすることか
ら、図7に示すようにカウンタマグネット20で回転体
を吊り上げることができる構成になっている。
【0011】また、アルミニウム製ポリゴンミラー3の
反射面は、前記セラミックスリング1に前記プラスチッ
ク製リング2及びアルミニウム製ポリゴンミラー3、上
ヨーク4、下ヨーク5が固着された後に、鏡面に加工す
ることにより、高精度に仕上げられることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】本発明は上記構成を採用することにより、温度
上昇や、高速回転時の遠心力によりアルミニウム製ポリ
ゴンミラーの締まりばめされている面が広がった場合、
プラスチック製リングがそれ以上に広がり、締りばめの
接合強度の変化を少なくし、ポリゴンミラーの反射面9
の、各面毎の不均一な変形を引き起こさない。よってモ
ータのジッタ特性に悪影響を及ぼす恐れがない。
【0013】また、前記上ヨーク4及び下ヨーク5も温
度変化や高速回転時の遠心力により、変形するが、直接
ポリゴンミラー3に接していないので、ジッタの悪化に
つながる反射面9の変形には悪影響がない。さらに、上
ヨーク4及び下ヨーク5が温度変化や高速回転時の遠心
力によって変形し、前記セラミックスリング1へは変形
の影響を与えるが、前記プラスチック製リング2により
この変形も吸収でき、ジッタの悪化につながるミラー面
の変化に悪影響を及ぼさない。
【0014】なお、プラスチック製リング2に形成し
た、ポリゴンミラー3のミラー面数と同数で、かつ同芯
円上に等間隔に形成した貫通孔又は凹部は、締りばめの
接合強度の変化を、より少なくする方向に働く効果があ
り、プラスチック製リング2との相乗効果により、温度
変化によるポリゴンミラーの変形がきわめて少ない。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説
明する。図1は本発明のポリゴンミラー回転体を示す正
面断面図である。図2はプラスチック製リング2を平面
的に見た図である。図1において、符号1は内周面がラ
ジアル動圧軸受の摺動面となる円筒状のセラミック材か
らなるセラミックスリングであり、符号2は該セラミッ
クスリング1の外周に固着したプラスチック製リングで
ある。プラスチック製リング2はその熱膨張係数がセラ
ミックスリング1よりも大きくかつアルミニウム製ポリ
ゴンミラー3よりも大きくなるように選定することによ
り、アルミニウム製ポリゴンミラー3の焼きばめによる
応力や、遠心力、温度変化などによる応力変化をプラス
チック製リング2が吸収し、ジッタ変化をおこすよう
な、ポリゴンミラーの反射面間の不均一な変形を防止で
きる。
【0016】また、プラスチック製リング2には、図2
に示すように同芯円上に等間隔に長穴状の貫通孔10が
設けられており、この貫通孔10はプラスチック製リン
グ2にうける温度変化や、遠心力による歪みをより、吸
収できるようにするためのもので、ポリゴンミラー3の
反射面に及ぼす不均一な変形をプラスチック製リング2
により、さらに防止できる。
【0017】図1に示すポリゴンミラー回転体は、図6
に示した従来の回転体の代わりに、図7に示すような、
ポリゴンスキャナモータに組み込まれる。この時、上ヨ
ーク4を磁性体とすることにより、回転体はカウンタマ
グネット20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。
【0018】図3は、プラスチック製リング2に形成し
た貫通孔の他の実施例を示し、図3(a)は平面図、図
3(b)は断面図である。本実施例においては、図2に
示す長穴状の貫通孔に代わって四角形の貫通孔22にな
っている。このように、プラスチック製リングに同芯円
上に等間隔に形成した貫通孔の形状は、円、楕円、4角
形、又は円弧のいずれであっても同等の効果を有する。
【0019】図4は、プラスチック製リング2に形成し
た凹部の実施例を示し、図4(a)は平面図、図4
(b)は断面図である。本実施例においては、貫通孔で
はなく、プラスチック製リング2の上下面から所定深さ
に形成した円形の凹部23になっている。この場合も、
図2及び図3の実施例と、同様な効果を有する。なお、
使用環境とジッター精度がきびしい条件にない時には、
プラスチック製リング2に設ける穴は完全に貫通してい
なくとも良い。
【0020】図5は、プラスチック製リング2に形成し
た凹部の他の実施例を示し、図5(a)は平面図、図5
(b)は断面図である。本実施例においては、プラスチ
ック製リング2の外周面から所定深さだけ切り込まれた
凹部24になっており、図2、図3の実施例と同様な効
果を有する。
【0021】
【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)プラスチック製リングが、温度変化や、高速回転
時のアルミニウム製ポリゴンミラーの変形を、吸収する
ため、高速回転時の遠心力や、温度環境が大きく変化す
る時にも、反射面の変形が少なく、又、プラスチック製
リングに同芯状に等間隔で形成した貫通孔又は凹部によ
り、各反射面が各面毎に、ほぼ均一に変形するので、モ
ータのジッタ特性が良くなる。 (2)ポリゴンミラーは、ボルト取付のための複数の貫
通孔が不要となり、加工時間、組立時間の減少につなが
り、コストダウンが図れる。 (3)反射面の加工は、回転体組立の最終工程で行われ
るため、鏡面加工前に行われる工程では反射面のキズ付
きなどに配慮することなく、自動化が可能であり、製作
工程の簡素化やコストダウンが図れる。 (4)ミラー鏡面形成加工時の基準面は、運転時の回転
基準面と全く同一であり、回転組立の最終工程で行われ
るので、各ポリゴンミラー反射面に対し、理想的な回転
中心を得ることができ、部品の交換性が良くなる。 (5)上ヨーク、下ヨークは共にポリゴンミラーに接す
ることなく取り付ける構造としたので、ポリゴンミラー
と接触する高精度の基準面を形成する必要がなく、か
つ、ボルト等の加工の必要もないので、極めて単純なリ
ング状の形状となり大幅なコストダウンがはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポリゴンミラー回転体の構造を示す正
面断面図である。
【図2】本発明のプラスチック製リングとアルミニウム
製ポリゴンミラーの平面図である。
【図3】プラスチック製リングに形成する貫通孔の他の
実施例を示す図である。
【図4】プラスチック製リングに形成する凹部の実施例
を示す図である。
【図5】プラスチック製リングに形成する凹部の他の実
施例を示す図である。
【図6】従来のポリゴンミラー回転体の構造を示す断面
図である。
【図7】従来のポリゴンミラースキャナモータの構造を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 セラミックスリング 2 プラスチック製リング 3 ポリゴンミラー 4 上ヨーク 5 下ヨーク 6 ロータマグネット 7 ラジアル摺動面 8,8′ スラスト摺動面 9 ミラー反射面 10 貫通孔 11 ボルト 12,13 スラスト板 14 ラジアル軸スリーブ 15 支軸 18 ステータコイル
フロントページの続き (72)発明者 小俣 公夫 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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
    ラミックスリングの外周にプラスチック製リングを固着
    し、該プラスチック製リング外周にアルミニウム製のポ
    リゴンミラーを焼きばめ固着し、該プラスチック製リン
    グの熱膨張係数が前記セラミックスリングよりも大き
    く、かつアルミニウム製ポリゴンミラーよりも大きいこ
    とを特徴とするポリゴンミラー回転体。
  2. 【請求項2】 前記プラスチック製リングは、リング形
    状内にポリゴンミラー反射面と同数でかつ同芯円上に等
    間隔に同一形状の貫通孔又は凹部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回転体。
  3. 【請求項3】 前記セラミックスリングの外周に、磁性
    材料からなる上ヨークとリング状マグネットを保持した
    下ヨークとを前記プラスチック製リング及びポリゴンミ
    ラーをはさむように固着し、前記上ヨークと前記下ヨー
    クとは前記プラスチック製リング及びポリゴンミラーに
    接することなく取り付けら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回転体。
  4. 【請求項4】 前記セラミックスリング外周に、前記プ
    ラスチック製リング、前記ポリゴンミラー、前記上ヨー
    ク及び下ヨークを、固着した後、前記ポリゴンミラーの
    外周に設けられた反射面となる部分を鏡面に加工するこ
    とにより、高精度な平面を創出することを特徴とする請
    求項3に記載のポリゴンミラー回転体。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    ポリゴンミラー回転体と、該回転体を支承するラジアル
    動圧軸受及びスラスト動圧軸受と、前記回転体の下ヨー
    クに保持されたリング状マグネットに対向するステータ
    コイルとを備えたことを特徴とするポリゴンミラースキ
    ャナモータ。
JP6112011A 1994-04-27 1994-04-27 ポリゴンミラー回転体及び該回転体を備えたポリゴンミラースキャナモータ Pending JPH07294838A (ja)

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JP6112011A JPH07294838A (ja) 1994-04-27 1994-04-27 ポリゴンミラー回転体及び該回転体を備えたポリゴンミラースキャナモータ
US08/428,681 US5596443A (en) 1994-04-27 1995-04-25 Polygon mirror rotor and polygon mirror scanner motor having such rotor

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