JPH1031183A - ポリゴンスキャナ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高速回転時のポリゴンミラーの歪み
による変形を少なくしたポリゴンスキャナ及びその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】そこで、光を反射するための複数の反射面を設
けた円柱状のポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを取
り付けるフランジ部を有する回転体が回転することで光
を走査するポリゴンスキャナであって、フランジ部にお
ける前記ポリゴンミラーと密接する平面と、ポリゴンミ
ラーを固定する接着剤が充填される溝とを有することで
達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に用い
られているポリゴンモータスキャナに関するものであ
り、詳しくは滑り軸受からなるスラスト軸受を有するポ
リゴンモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザプリンタ等におけるレーザ
光の走査に、図１に示すように、フランジ部材２２等の
回転部材にポリゴンミラー２３を取り付けたポリゴンス
キャナ駆動装置が利用されている。

【０００３】このポリゴンスキャナ駆動装置は、ステー
タ部とロータ部とを備える面対向型ブラシレス直流モー
タを備え、ステータ部の固定軸１に滑り軸受９を介して
軸支さえたロータ部のフランジ部材２２がポリゴンミラ
ー２３とともに回転駆動されるように構成されている。

【０００４】前記ステータ部は、先端部が球面加工され
た固定軸１と、この固定軸１を圧入したカラー２と、こ
のカラー２を軸心が垂直になるように固定するベース部
材３と、このベース部材３上にねじ（図示せず）止めす
る基板４と、この基板４の所定位置に接着固定される巻
線コイル５と、この巻線コイル５内の所定位置で基板４
に固定され、ロータマグネット１５の磁極を検出するホ
ール素子６と、基板４上に固定され、励磁切り換えを行
う制御回路７及びコネクタ８とを備えて構成されてい
る。

【０００５】また、前記ロータ部は、ラジアル方向を軸
支するスラスト板１０を固定したスラストカバー１１
と、このスラストカバー１１を接着固定するフランジ部
材２２の外周近傍に設けられた雌ねじ部２２ｂと、フラ
ンジ部材２２の円柱状凸部２２ｃに挿入されて取り付け
られるロータヨーク１４と、このロータヨーク１４に接
着されるロータマグネット１５とを備えている。

【０００６】この従来のポリゴンスキャナ駆動装置で
は、図１に示すように、ポリゴンミラー２３を取り付け
るフランジ部材２２の下面にロータヨークが固定され、
ロータヨーク１４の下面にロータマグネット１５が固定
されている。また、フランジ部材２２の中央の貫通孔２
２ａ内には、すべり軸受９、スラスト板１０、スラスト
カバー１１を介して固定軸１が取り付けられ、この固定
軸１の下端部にはカラー２を介してベース部材３及び基
板４に固定されている。この基板４上には、ロータマグ
ネット１５に所定の隙間を介して対向する巻線コイル
５、巻線コイル５内のホール素子６、励磁切り換えを行
う制御回路７及びコネクタ８が設けられている。

【０００７】このようなポリゴンスキャナ駆動装置のポ
リゴンミラー２３は、図２に示すように外周面（側面）
に６個の反射面２３ｒを有する正六角柱状体である。さ
らにポリゴンミラー２３には、その軸と同軸に断面円形
の取付穴２３ａが上面から底面へ貫通して穿設されてい
る。また、このポリゴンミラー２３が取り付けられるフ
ランジ部材２２には、締付ねじ１６が螺合される雌ねじ
部２２ｂがポリゴンミラー２３の貫通穴２３ｂに対応し
て形成されている。

【０００８】図１に示すように、このようなポリゴンミ
ラー２３をフランジ部材２２に取り付けるには、まず、
このポリゴンミラー２３を構成する正六角柱状体の取付
穴２３ａをフランジ部材２２に嵌合する。次に、貫通穴
２３ｂに締付ねじ１６を挿入し、この締付ねじ１６をフ
ランジ部材２２の雌ねじ部２２ｂに螺合して締め付ける
ことによりポリゴンミラー２３を取り付ける。このよう
にして取り付けられたポリゴンミラー２３は、正六角柱
の軸を中心として回転しながら側面の反射面２３ｒで光
ビームを走査する。

【０００９】以上のようなポリゴンスキャナ装置では、
最近、レーザプリンタの高速化に伴って高速・小型化が
要求されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
ポリゴンミラー２３を高速回転すると、モータ自身の発
熱、空気抵抗による発熱及び遠心力に基づく膨張を受け
てポリゴンミラー２３に変形が生じる。

【００１１】従来ポリゴンミラー２３では、ポリゴンミ
ラー２３の小型化に伴って、軸方向に形成されているね
じ装着用の貫通穴２３ｂから反射面２３ｒまでの距離が
小さくなったので、ネジ締めトルクのばらつきによるポ
リゴンミラー２３の締付部で生じる変形が反射面２３ｒ
に伝わりやすくなるという問題があった。

【００１２】また、ポリゴンミラー２３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
変形が不均一になり、その結果、反射面２３ｒの歪みに
よる変形が大きくなるという欠点がある。

【００１３】従って、従来のポリゴンスキャナ駆動装置
を用いたレーザプリンタでは、高速化すると印字品質の
劣化をもたらす恐れがある。また、従来のポリゴンスキ
ャン駆動装置では、高速回転時にねじが緩みやすいとい
う問題があった。

【００１４】そこで本発明は、従来のポリゴンスキャナ
駆動装置に生じる前述の問題点を解決し、高速回転時の
ポリゴンミラーの歪みによる変形を少なくしたポリゴン
スキャナ駆動装置及びその製造方法を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次のような手段を採用した。すなわち、請求
項１の発明では、光を反射するための複数の反射面を設
けた円柱状のポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを取
り付けるフランジ部を有する回転体が回転することで光
を走査するポリゴンスキャナであって、前記フランジ部
における前記ポリゴンミラーと密接する平面と、ポリゴ
ンミラーを固定する接着剤が充填される溝とを有するこ
とを特徴とするものである。

【００１６】請求項２の発明では、請求項１において、
前記溝は、フランジ部の外周面より回転中心に向かって
放射状に形成されていることを特徴とするものである。

【００１７】請求項３の発明では、請求項２において、
前記溝は、前記ポリゴンミラーの各反射面の角と前記回
転体の中心とを結ぶ線に沿って形成されていることを特
徴とするものである。

【００１８】請求項４の発明では、請求項１乃至３にお
いて、前記フランジ部の外形は前記ポリゴンミラーの外
形より小さいことを特徴とするものである。

【００１９】請求項５の発明では、請求項１において、
前記溝は円周形状となっており、この溝内に嫌気性接着
剤を充填していることを特徴とするものである。

【００２０】請求項６の発明では、光を反射するための
複数の反射面と上・下面と中央付近に上・下面を貫通す
る貫通穴を設けた円柱状のポリゴンミラーと、前記下面
或いは上面が接して前記ポリゴンミラーを取り付けるた
めのフランジ部と前記貫通穴より小さい形状で前記貫通
穴を挿入する円筒部とを有する回転体が回転することで
光を走査するポリゴンスキャナであって、前記フランジ
部は、前記ポリゴンミラーの下面が密接する平面と、ポ
リゴンミラーの下面と前記平面が接している領域内で、
且つ前記フランジ部の外端部より中心に向かった放射状
に形成した溝と有し、この溝に接着剤を充填することで
ポリゴンミラーを回転体に固定することを特徴とするも
のである。

【００２１】請求項７の発明では、光を反射する複数の
反射面と上・下面をによる円柱状のポリゴンミラーが、
回転体に設けたフランジ部に取り付けるポリゴンスキャ
ナの製造方法において、前記ポリゴンミラーの下面或い
は上面が、前記フランジ部の平面に押圧された状態で、
前記フランジ部の外周面から内側に向かって形成されて
いる溝に接着剤を充填することで、ポリゴンミラーを回
転体に取り付けることを特徴とするものである。

【００２２】請求項８の発明では、請求項７において、
前記ポリゴンミラーを前記フランジ部に押圧する押圧力
は、前記溝に接着剤を充填する充填力より大きいことを
特徴とするである。

【００２３】請求項９の発明では、請求項８或いは９に
おいて、接着剤の充填量は前記溝の容積以下とすること
を特徴とするものである。

【００２４】

【作用】本発明の請求項１乃至９によれば、ポリゴンミ
ラーをフランジ部に密接させ、且つポリゴンミラーは接
着剤による固定のため、ポリゴンミラーの反射面への歪
みによる影響を抑制しつつ安定した固定を行うことがで
きる。

【００２５】更に、ポリゴンミラーは、軸に対して高精
度な垂直性をもたせたフランジ部の平面と密接している
ため、ポリゴンミラーの反射面の面倒れを防止すること
ができる。

【００２６】請求項２によれば、フランジ部とポリゴン
ミラーを接した状態で、フランジ部の溝内に接着剤を外
部より安定供給が可能となる。

【００２７】請求項３によれば、ポリゴンミラーの各反
射面の角と前記回転体の中心とを結ぶ線上にフランジ部
の溝を配置したので、溝内に接着剤を充填する際、接着
剤が溝内に入らず漏れてしまっても、光反射に必要な反
射面への影響がなく（角に付着するため）、更には歩留
まりを向上させることができる。

【００２８】請求項４によれば、ポリゴンミラーの反射
面がフランジ部の外周より大きいため、たとえ、溝内に
接着剤を充填した際、接着剤がもれても反射面に接着剤
の付着を防止することができ、良好な光反射を可能と
し、歩留まりも向上させることができる。

【００２９】フランジ部とポリゴンミラーの貫通穴との
間には、隙間が形成される。この隙間により、ポリゴン
ミラーの回転中心に対しての位置合わせを調整可能とし
ている。そのためこの隙間は、円周方向で間隔がことな
ることになる。このような隙間に接着剤がもれると、接
着剤が多く漏れた方にズレてしまう恐れがあるが、請求
項６によれば、溝内の接着剤がこの隙間の進入を未然に
防止することができるため、ポリゴンミラーの調整した
位置を維持しながら固定することができる。

【００３０】請求項８によれば、フランジ部の溝内に接
着剤を充填中にポリゴンミラーがフランジ部の平面より
接着剤の充填力で浮くことによる、面倒れを防止するこ
とができ、安定した接着を行うことができる。

【００３１】請求項９によれば、接着剤の充填漏れによ
り、接着剤が反射面に付着することが防止でき、良好な
反射面による光反射を可能とし、且つ歩留まりの低減を
可能とする。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、ここでは主にフランジ部材とポリゴンミラーの構
造、取り付けに関することを詳述する。そのため、その
他の構造については図１と同様であるため、説明は省略
する。

【００３３】まず、図３を用いて本発明に係わる実施例
について説明する。回転体であるフランジ部材１０１
は、平面１０２、溝１０３からなるフランジ部ａと、円
筒部１０４により構成されている。円筒部１０４は、固
定軸やスリーブを配置するための穴が設けられている。

【００３４】平面１０２は、ポリゴンミラー１０５の接
触面１０５ａ（ここでは下面に相当するが、上面であっ
ても構わない）と密接するための高精度な平面粗さが確
保されている。この平面性は、ポリゴンミラー１０５が
平面１０２と密接した状態で、反射面１０５ｂの回転軸
との平行性を得る必要がある。

【００３５】溝１０３の端部１０３ａは、図３ｂのよう
にフランジ部１０１ａの外周面１０１ｂから形成されて
いる。そして、もう一方の端部１０３ｂ（中心側）は、
ポリゴンミラーの取付穴１０５ｃよりも外側（軸中心を
基準に）に位置している。この位置により溝１０３内に
接着剤１０６を充填した場合、円筒部１０４とポリゴン
ミラーの取付穴１０５ｃとの隙間に接着剤１０６が漏れ
ることがない。

【００３６】この溝１０３は、図３ｂにあるように回転
中心に向かって等間隔で放射状に８本形成されている。
但しこの本数や溝深さは、ポリゴンミラー１０５の固定
力によって決定する。

【００３７】そして、溝１０３はポリゴンミラーの各反
射面１０５ｂの角と回転軸中心と絵を結んだ線に沿って
設けることにより、接着剤１０６を溝１０３内に充填し
た際に、この接着剤１０６が溝１０３に入りきらずに漏
れだしても、光を反射する反射面１０５ｂの有効領域外
である角付近への付着するのみに留めることができる。

【００３８】また、この接着剤１０６の漏れ対策として
は、フランジ部１０１ａの外形形状をポリゴンミラー１
０５の外形形状より小さくすることで、たとえ接着剤１
０６が溝より漏れだしても（或いは入りきらなくて
も）、この接着剤は、ポリゴンミラー１０５の接触面１
０５ａに付着するのみで、反射面１０５ｂに直接付着す
ることを防止できる。

【００３９】尚、上述した溝１０３の配置とフランジ部
の外形形状とを組み合わせることで接着剤１０６の漏れ
対策をしても構わない。

【００４０】更に、円周形状の溝を平面１０２内で、且
つポリゴンミラーの接触面１０５ａと平面１０２とが密
接する領域内に設け、この溝内に接着剤を充填してから
ポリゴンミラー１０５をフランジ部材１０１に嵌合取り
付けして固定してもよい。この場合の接着剤は主成分を
嫌気性のものを用いるとよい。

【００４１】この溝１０３形成により、フランジ部材の
円筒部１０４にポリゴンミラーの取付穴１０５ｃを嵌合
させて、且つポリゴンミラーの接触面１０５ａとフラン
ジ部材の平面１０２が密接するように押圧している状態
で、外側より接着剤１０６を溝１０３内に充填すること
ができる。

【００４２】接着剤１０６は、嫌気性接着剤やＵＶ硬化
タイプ、瞬間性の接着剤、或いはその混合タイプのもの
を用いるとよい。尚、熱等に弱い接着剤はポリゴンスキ
ャナ回転使用中の熱により剥離の恐れがあるので、熱に
よる影響の少ないものを用いるようにする。

【００４３】このポリゴンミラーの接触面１０５ａとフ
ランジ部材の平面１０２が密接するための押圧力は、溝
１０３内に接着剤１０６を充填する際の充填力以上の力
で押圧する。尚、この押圧は、ポリゴンミラー１０５と
フランジ部材１０１を両サイドからの加圧等によって行
う。

【００４４】更に、溝の端部１０３ａは、外周面１０１
ａより形成しているが、これはポリゴンミラー１０５と
フランジ部材１０１を密接させてから充填するためであ
ることから、先に溝１０３内に接着剤１０６を充填して
から、ポリゴンミラー１０５とフランジ部材１０１を密
接・固定させてもよい。但し、この場合に使用される接
着剤１０６は、密閉状態でも硬化する嫌気性接着剤など
を用いるとよい（上述した円周形状に形成した溝と同
様）。

【００４５】このようなフランジ部材１０１の上方にポ
リゴンミラー１０５を配置して密接させて、溝１０３内
に接着剤１０６を充填することで、ポリゴンミラー１０
５をフランジ部材１０１に対して反射面１０５ｂの適正
角度を得ると共に、面倒れのない良好な取付を行うこと
ができる。尚、フランジ部１０１ａの平面１０２を下向
きとして（つまり、図３を逆さにした状態）、そこにポ
リゴンミラーを密接させて行っても構わない。

【００４６】

【効果】本発明によれば、ポリゴンミラーの取付による
反射面の変形、及び高速回転時における反射面の歪みみ
による変形を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の問題点を解決するために提案している
ポリゴンスキャナの全体構造を示す縦断面図である。

【図２】 従来のポリゴンミラーの取付構造を示すポリ
ゴンミラーの概略上面図である。

【図３】 （ａ）本発明の一実施例を示すフランジ部材
とポリゴンミラーとの取付構造を示す概略断面図であ
る。 （ｂ）本発明の一実施例を示すフランジ部材を示す概略
上面図である。

【符号の説明】

１０１ フランジ部材、１０２ 平面、１０３ 溝、１
０５ ポリゴンミラー １０６ 接着剤

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を反射するための複数の反射面を設けた
   円柱状のポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを取り付
   けるフランジ部を有する回転体が回転することで光を走
   査するポリゴンスキャナであって、 前記フランジ部における前記ポリゴンミラーと密接する
   平面と、ポリゴンミラーを固定する接着剤が充填される
   溝とを有することを特徴とするポリゴンスキャナ。
2. 【請求項２】前記溝は、フランジ部の外周面より回転中
   心に向かって放射状に形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のポリゴンスキャナ。
3. 【請求項３】前記溝は、前記ポリゴンミラーの各反射面
   の角と前記回転体の中心とを結ぶ線に沿って形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のポリ
   ゴンスキャナ。
4. 【請求項４】前記フランジ部の外形は前記ポリゴンミラ
   ーの外形より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １乃至３項記載のポリゴンスキャナ。
5. 【請求項５】前記溝は円周形状となっており、この溝内
   に嫌気性接着剤を充填していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のポリゴンスキャナ。
6. 【請求項６】光を反射するための複数の反射面と上・下
   面と中央付近に上・下面を貫通する貫通穴を設けた円柱
   状のポリゴンミラーと、前記下面或いは上面が接して前
   記ポリゴンミラーを取り付けるためのフランジ部と前記
   貫通穴より小さい形状で前記貫通穴を挿入する円筒部と
   を有する回転体が回転することで光を走査するポリゴン
   スキャナであって、 前記フランジ部は、前記ポリゴンミラーの下面が密接す
   る平面と、ポリゴンミラーの下面と前記平面が接してい
   る領域内で、且つ前記フランジ部の外端部より中心に向
   かった放射状に形成した溝と有し、 この溝に接着剤を充填することでポリゴンミラーを回転
   体に固定することを特徴とするポリゴンスキャナ。
7. 【請求項７】光を反射する複数の反射面と上・下面をに
   よる円柱状のポリゴンミラーが、回転体に設けたフラン
   ジ部に取り付けるポリゴンスキャナの製造方法におい
   て、 前記ポリゴンミラーの下面或いは上面が、前記フランジ
   部の平面に押圧された状態で、前記フランジ部の外周面
   から内側に向かって形成されている溝に接着剤を充填す
   ることで、ポリゴンミラーを回転体に取り付けることを
   特徴とするポリゴンスキャナの製造法。
8. 【請求項８】前記ポリゴンミラーを前記フランジ部に押
   圧する押圧力は、前記溝に接着剤を充填する充填力より
   大きいことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のポ
   リゴンスキャナの製造法。
9. 【請求項９】接着剤の充填量は前記溝の容積以下とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項或いは第８項記
   載のポリゴンスキャナの製造法。