JPH11271654A - ポリゴンスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は複数のレーザービームの入射されるポ
リゴンミラーの風損を低減して高精細な画像形成を行う
ポリゴンスキャナを提供する。 【解決手段】動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０は、
回転スリーブ３７の中空内に固定軸３３が挿入され、回
転スリーブ３７に磁気軸受回転部３９の固定されたフラ
ンジ３８とポリゴンミラー４０が固定されて、これらは
回転体４５を構成する。磁気軸受回転部３９は固定軸３
３の上端凹部内に埋設された永久磁石組立体３４内に挿
入され、固定軸３３は、磁気軸受回転部３９と永久磁石
組立体３４により回転スリーブ３７を軸方向に浮上支持
し、かつ、回転スリーブ３７が回転されると、空気の動
圧により、回転スリーブ３７との接触面を動圧空気軸受
面として回転スリーブ３７を径方向に支持する。ポリゴ
ンミラー４０には鏡面部４０ａ、４０ｂと非鏡面部４０
ｃが形成され、非鏡面部４０ｃは鏡面部４０ａ、４０ｂ
よりも小径に形成されて、重量の軽減化、高速回転時の
風損の低減化が図られている。従って、低振動で安定し
て高速回転し、高精細な画像形成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリゴンスキャナ
に関し、詳細には、複数のレーザービームを入射させて
高精細な画像形成を行うポリゴンスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル複写機やレーザープリンタ等
のレーザー書込系を用いた電子写真方式の画像形成装置
は、その印字品質が良好なこと、印字速度が速いこと及
び騒音が低いこと等の特徴と低価格化が進んできたこと
から、近時、急速に普及してきており、特に、カラー画
像形成装置においては、複数のレーザービームをポリゴ
ンミラーに入射させて、偏向させる方式のものがある。

【０００３】このような複数のレーザービームを入射さ
せるポリゴンスキャナにおいては、複数のレーザービー
ムを入射させるために、特開平６−１１６５７号公報に
記載されているように、ポリゴンミラーの反射面（鏡
面）の面積を軸方向に広くして厚板化するか、あるい
は、２枚のポリゴンミラーを軸方向に間隔を開けて配置
する方法がとられている。

【０００４】一方で、電子写真方式の画像形成装置のレ
ーザー書込系に用いられているポリゴンスキャナには、
画像形成装置のプリント速度及び画素密度に応じた回転
速度でポリゴンミラーを回転させることが要求され、特
に、近年、プリント速度の高速化及び画素密度の高密度
化にともない、カラー画像形成装置のポリゴンスキャナ
には、３００００ｒｐｍ以上の超高速かつ高精度の回転
が要求される。

【０００５】このような超高速回転の要求されるポリゴ
ンスキャナにおいては、従来のボールベアリングタイプ
の軸受装置では、軸受寿命や軸受騒音などの面から要求
される画像品質を満足させることができない。

【０００６】そこで、従来から、超高速回転の要求され
るポリゴンスキャナにおいては、動圧空気を利用した動
圧空気軸受が用いられている。

【０００７】このような動圧空気軸受を使用したポリゴ
ンスキャナとしては、例えば、図６に示すようなものが
ある。図６において、ポリゴンスキャナ１は、ハウジン
グ２に圧入固着あるいは焼きばめ等の方法で堅固に固定
された固定軸３と、固定軸３に挿入された中空回転軸４
と、を備えている。

【０００８】中空回転軸４は、軸方向途中に外方（径方
向）に突出した鍔部４ａが形成されており、当該鍔部４
ａの上面にポリゴンミラー５が載置されている。ポリゴ
ンミラー５は、ミラー押さえ６により中空回転軸４の鍔
部４ａに押さえ付けられるとともに、ミラー押さえ６が
ネジ７により中空回転軸４に固定されることにより、中
空回転軸４に固定されている。ミラー押さえ６は、永久
磁石８を保持しており、マグネットホルダーとしての機
能も有している。

【０００９】この永久磁石８に対向する上方の位置に
は、ハウジング２に固定された上カバー９に保持された
永久磁石１０が所定の微小間隔を開けて配設されてお
り、永久磁石８に対向する下方の位置には、固定軸３の
上端に固定された永久磁石１１が所定の微小間隔を開け
て配設されている。永久磁石１０及び永久磁石１１は、
それぞれ永久磁石８に対して相互に向かい合う面が同極
となるように配設されており、永久磁石８に対してそれ
ぞれ反発力が作用する。上カバー９には、図示しないが
半導体レーザからのレーザー光の入出射用の開口部が形
成されており、当該開口部には、両面テープあるいは接
着剤等でガラスが設けられて、上カバー９及びハウジン
グ２内が密閉されている。

【００１０】そして、ミラー押さえ６には、図示しない
上下振動減衰用連通穴が形成されており、この上下振動
減衰用連通穴は、後述するアキシャル軸受に適切なダン
ピング特性を持たせている。

【００１１】中空回転軸４の鍔部４ａの下面であって中
空回転軸４の外周面には、周状にロータマグネット１２
が取り付けられており、ロータマグネット１２は、中空
回転軸４に対して内周部を嵌合させ、内周部と軸方向上
面を中空回転軸４及び鍔部４ａに直接接着等で固着する
ことにより、中空回転軸４に固定されている。

【００１２】上記ポリゴンミラー５、ミラー押さえ６及
びロータマグネット１２等の取り付けられた中空回転軸
４は、回転体１３を構成している。

【００１３】そして、上記ロータマグネット１２に対向
する下方の位置に、プリント基板１４を挟んでコイル部
１５とホール素子１６が配設されており、これらプリン
ト基板１４、コイル部１５及びホール素子１６は、ハウ
ジング２に取り付けられている。プリント基板１４は、
コネクタ１７及びハーネス１８を介して回路基板１９に
接続されており、これらロータマグネット１２、プリン
ト基板１４、コイル部１５、ホール素子１６、コネクタ
１７、ハーネス１８及び回路基板１９の制御回路等によ
り、アキシャルギャップ（面対向）型のモータ２０が構
成されている。このモータ２０は、制御回路（回路基
板）１９により励磁切り換えを行うことにより、回転体
１３を回転させる。

【００１４】そして、上記ミラー押さえ６には、回転体
１３の不釣り合い修正用のバランス修正溝６ａが形成さ
れており、ロータマグネット１２には、回転体１３の不
釣り合い修正用のバランス修正溝１２ａが形成されてい
る。バランス修正用溝１２ａは、ロータマグネット１２
の内周面の一部を周状に切り欠くことにより形成されて
おり、ロータマグネット１２のバランス修正用溝１２ａ
以外の内周面は、中空回転軸４に精度良く嵌合されてい
る。これらのバランス修正溝６ａ、１２ａは、回転体１
３の不釣り合い量を数ｍｇ以下の不釣り合い量にバラン
ス修正して、回転体１３の高速回転時に不釣り合いによ
る振動を小さく抑える。

【００１５】また、固定軸３の外周面には、ヘリングボ
ーン溝３ａ、３ｂが上下２対形成されており、モータ２
０の駆動により回転体１３が回転すると、中空回転軸４
と固定軸３の隙間の圧力が高まり、中空回転軸４、固定
軸３及びヘリングボーン溝３ａ、３ｂにより動圧空気を
利用したラジアル軸受として機能して、非接触でラジア
ル方向に回転体１３を支持する。

【００１６】一方、上記ミラー押さえ６に保持された磁
石８、上カバー９に保持された磁石１０、固定軸３の上
端に固定された磁石１１及びミラー押さえ６に形成され
た上下振動減衰用連通穴は、磁石１０と磁石１１がミラ
ー押さえ６に保持された磁石８に上下双方から反発力を
付与して、磁石８及び磁石８を保持するミラー押さえ６
を介して回転体１３を反発浮上させるアキシャル軸受と
して機能して、回転体１３を軸方向に非接触で支持す
る。

【００１７】すなわち、このポリゴンスキャナ１は、ラ
ジアル方向に動圧軸受を用い、アキシャル方向に磁石反
発型の磁気軸受を用いており、モータ方式として、アキ
シャル方向に磁気ギャップを持った、いわゆる面対向型
を採用している。

【００１８】そして、上記ポリゴンミラー５は、複数の
レーザービームを入射するために、上下方向（軸方向）
に幅広に形成されて、厚板化されている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のポリゴンスキャナにあっては、複数のレーザ
ービームをポリゴンミラーに入射して、偏向させるため
に、ポリゴンミラーを厚板化するか、複数のポリゴンミ
ラーを軸方向に間隔を開けて配置していたため、ポリゴ
ンミラーを低振動で、高速回転が可能なポリゴンスキャ
ナを安価にかつ容易に製造する上で、改良の余地があっ
た。

【００２０】すなわち、複数のレーザービームをポリゴ
ンミラーに入射して偏向するために、ポリゴンミラーを
厚板化すると、ポリゴンミラーを高速回転させた際、ポ
リゴンミラーによる風損が多くなり、ポリゴンミラーを
回転駆動させるモータの消費電力が多くなるという問題
があった。また、複数のレーザービームをポリゴンミラ
ーに入射して偏向するために、複数枚のポリゴンミラー
を所定間隔空けて設けると、各ポリゴンミラーの基準面
を精度良く仕上げる必要があり、かつ、複数枚のポリゴ
ンミラーの面倒れ精度を高精度に調整する必要があり、
ポリゴンスキャナの加工・組立工数が複雑となって、コ
ストが高くつくという問題があった。

【００２１】また、ポリゴンミラーを厚板化あるいは複
数枚配設すると、ポリゴンスキャナ全体に対してポリゴ
ンミラーの重量の占める割合が高くなるとともに、厚板
化あるいは複数枚化した方向に長くなって、回転体の重
心が当該長さ方向（軸方向）に変位して、動圧空気軸受
への負担が大きくなり、揺れ回りが大きくなるという問
題があった。特に、高速回転においては、振動を引き起
こす原因となり、大きな振動が発生するおそれがあっ
た。

【００２２】そこで、請求項１記載の発明は、ポリゴン
ミラーの鏡面部を、当該鏡面部に対して回転軸方向に分
離した状態で入射されるレーザービームの入射位置に応
じて回転軸方向に分離して形成し、当該回転軸方向に分
離して形成した鏡面部の間を、当該鏡面部の内接円半径
よりもその半径を所定量小さく形成することにより、ポ
リゴンミラーの組み立て工程を複雑にすることなく、超
高速回転においてもポリゴンミラーの風損を確実に低減
し、消費電力を低減させることができるとともに、安価
なポリゴンスキャナを提供することを目的としている。

【００２３】請求項２記載の発明は、軸方向に中空部を
有する回転スリーブに所定の保持部材を介してポリゴン
ミラーの固定された回転体を有し、当該回転体の回転ス
リーブの中空部内に固定軸が挿入され、回転体がモータ
により回転されることにより発生する空気の動圧を回転
スリーブの内周面と固定軸の外周面からなる動圧空気軸
受面で受けるラジアル動圧空気軸受と、吸引型磁気力を
利用したアキシャル軸受と、により回転体を半径方向及
び軸方向に回転自在に支持するポリゴンスキャナの軸方
向に分離した状態で入射される複数のレーザービームを
偏向して出射するポリゴンミラーの鏡面部を、入射され
るレーザービームの入射位置に応じて回転軸方向に分離
して形成するとともに、当該軸方向に分離して形成した
鏡面部の間の半径を、当該鏡面部の内接円半径よりも所
定量小さく形成することにより、ポリゴンミラーの組み
立て工程を複雑にすることなく、３５０００ｒｐｍ以上
の超高速回転においてもポリゴンミラーの風損を確実に
低減し、消費電力を低減させることができるとともに、
安価なポリゴンスキャナを提供することを目的としてい
る。

【００２４】請求項３記載の発明は、ポリゴンスキャナ
を、動圧空気軸受面の軸方向中央部と回転体の重心位置
とが略一致する状態で形成することにより、回転体の重
量が動圧空気軸受面に与える負荷を軽減して、回転体の
振れ回りを小さくし、超高速回転においても、振動を低
減して、安定した高速回転を可能とするポリゴンスキャ
ナを提供することを目的としている。

【００２５】請求項４記載の発明は、回転体を構成する
ポリゴンミラーと保持体を一体的に形成することによ
り、高温高速回転時における回転体のポリゴンミラーと
保持体との固定部での熱発生を防止して、熱膨張差によ
る保持体とポリゴンミラーとの位置ずれを防止し、回転
体のバランスを向上させて、高温時においても振動を低
減させつつ、より一層安定した高速回転を可能とするポ
リゴンスキャナを提供することを目的としている。

【００２６】請求項５記載の発明は、回転体を構成する
ポリゴンミラーと保持体と回転スリーブを一体的に形成
することにより、高温高速回転時における回転体のポリ
ゴンミラーと保持体との固定部での熱発生及び回転体の
保持体と回転スリーブとの固定部での熱発生を防止し
て、熱膨張差による保持体とポリゴンミラーとの位置ず
れ及び保持体と回転スリーブとの位置ずれを防止し、回
転体のバランスをより一層向上させて、高温時において
も振動をより一層低減させつつ、より一層安定した高速
回転を可能とするポリゴンスキャナを提供することを目
的としている。

【００２７】請求項６記載の発明は、鏡面部間の径の小
さい部分を形成した後、鏡面部を形成して、ポリゴンミ
ラーを形成することにより、鏡面部間の径の小さい部分
を加工する際の加工応力が鏡面部にかかることを防止す
るとともに、鏡面部の加工時に発生する切り粉を径の小
さい部分に逃がして、切り粉によるスクラッチの発生を
防止し、より一層安定した超高速回転を可能とするポリ
ゴンスキャナを提供することを目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のポ
リゴンスキャナは、ポリゴンミラーが所定の鏡面部を有
して当該鏡面部に対して回転軸方向に分離した状態で入
射される複数のレーザービームを前記鏡面部により偏向
して出射するポリゴンスキャナであって、前記ポリゴン
ミラーは、前記鏡面部が前記入射されるレーザービーム
の入射位置に応じて前記回転軸方向に分離して形成さ
れ、当該回転軸方向に分離して形成された鏡面部の間
が、当該鏡面部の内接円半径よりもその半径が所定量小
さく形成されていることにより、上記目的を達成してい
る。

【００２９】上記構成によれば、ポリゴンミラーの鏡面
部を、当該鏡面部に対して回転軸方向に分離した状態で
入射されるレーザービームの入射位置に応じて回転軸方
向に分離して形成し、当該回転軸方向に分離して形成し
た鏡面部の間を、当該鏡面部の内接円半径よりもその半
径を所定量小さく形成しているので、ポリゴンミラーの
組み立て工程を複雑にすることなく、超高速回転におい
てもポリゴンミラーの風損を確実に低減することがで
き、消費電力を低減させることができるとともに、ポリ
ゴンスキャナを安価なものとすることができる。

【００３０】請求項２記載の発明のポリゴンスキャナ
は、軸方向に中空部を有する回転スリーブに所定の保持
部材を介してポリゴンミラーの固定された回転体を有
し、当該回転体の前記回転スリーブの前記中空部内に固
定軸が挿入され、前記保持部材が前記回転スリーブの一
端側に前記中空部を閉止して前記固定軸との間に所定の
空気溜まりを形成する状態で取り付けられ、前記回転体
がモータにより回転されることにより発生する空気の動
圧を前記回転スリーブの内周面と前記固定軸の外周面か
らなる動圧空気軸受面で受けるラジアル動圧空気軸受
と、吸引型磁気力を利用したアキシャル軸受と、により
前記回転体を半径方向及び前記軸方向に回転自在に支持
し、前記ポリゴンミラーが所定の鏡面部を有して当該鏡
面部に対して前記軸方向に分離した状態で入射される複
数のレーザービームを前記鏡面部により偏向して出射す
るポリゴンスキャナであって、前記ポリゴンミラーは、
前記鏡面部が前記入射されるレーザービームの入射位置
に応じて前記回転軸方向に分離して形成され、当該軸方
向に分離して形成された鏡面部の間が、当該鏡面部の内
接円半径よりもその半径が所定量小さく形成されている
ことにより、上記目的を達成している。

【００３１】上記構成によれば、軸方向に中空部を有す
る回転スリーブに所定の保持部材を介してポリゴンミラ
ーの固定された回転体を有し、当該回転体の回転スリー
ブの中空部内に固定軸が挿入され、回転体がモータによ
り回転されることにより発生する空気の動圧を回転スリ
ーブの内周面と固定軸の外周面からなる動圧空気軸受面
で受けるラジアル動圧空気軸受と、吸引型磁気力を利用
したアキシャル軸受と、により回転体を半径方向及び軸
方向に回転自在に支持するポリゴンスキャナの軸方向に
分離した状態で入射される複数のレーザービームを偏向
して出射するポリゴンミラーの鏡面部を、入射されるレ
ーザービームの入射位置に応じて回転軸方向に分離して
形成するとともに、当該軸方向に分離して形成した鏡面
部の間の半径を、当該鏡面部の内接円半径よりも所定量
小さく形成しているので、ポリゴンミラーの組み立て工
程を複雑にすることなく、３５０００ｒｐｍ以上の超高
速回転においてもポリゴンミラーの風損を確実に低減す
ることができ、消費電力を低減させることができるとと
もに、ポリゴンスキャナを安価なものとすることができ
る。

【００３２】この場合、例えば、請求項３に記載するよ
うに、前記ポリゴンスキャナは、前記動圧空気軸受面の
前記軸方向中央部と前記回転体の重心位置とが略一致す
る状態で形成されていてもよい。

【００３３】上記構成によれば、ポリゴンスキャナを、
動圧空気軸受面の軸方向中央部と回転体の重心位置とが
略一致する状態で形成しているので、回転体の重量が動
圧空気軸受面に与える負荷を軽減して、回転体の振れ回
りを小さくすることができ、超高速回転においても、振
動を低減して、安定した高速回転を可能とすることがで
きる。

【００３４】また、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記回転体は、前記ポリゴンミラーと前記保持体が
一体的に形成されていてもよい。

【００３５】上記構成によれば、回転体を構成するポリ
ゴンミラーと保持体を一体的に形成しているので、高温
高速回転時における回転体のポリゴンミラーと保持体と
の固定部での熱発生を防止して、熱膨張差による保持体
とポリゴンミラーとの位置ずれを防止することができ、
回転体のバランスを向上させて、高温時においても振動
を低減させることができるとともに、より一層安定した
高速回転を可能とすることができる。

【００３６】さらに、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記回転体は、前記ポリゴンミラーと前記保持体と
前記回転スリーブが一体的に形成されていてもよい。

【００３７】上記構成によれば、回転体を構成するポリ
ゴンミラーと保持体と回転スリーブを一体的に形成して
いるので、高温高速回転時における回転体のポリゴンミ
ラーと保持体との固定部での熱発生及び回転体の保持体
と回転スリーブとの固定部での熱発生を防止して、熱膨
張差による保持体とポリゴンミラーとの位置ずれ及び保
持体と回転スリーブとの位置ずれを防止することがで
き、回転体のバランスをより一層向上させて、高温時に
おいても振動をより一層低減させることができるととも
に、より一層安定した高速回転を可能とすることができ
る。

【００３８】また、例えば、請求項６に記載するよう
に、前記ポリゴンミラーは、前記軸方向に分離された鏡
面部の間の径の小さい部分が形成された後、前記鏡面部
が形成されていてもよい。

【００３９】上記構成によれば、鏡面部間の径の小さい
部分を形成した後、鏡面部を形成して、ポリゴンミラー
を形成しているので、鏡面部間の径の小さい部分を加工
する際の加工応力が鏡面部にかかることを防止すること
ができるとともに、鏡面部の加工時に発生する切り粉を
径の小さい部分に逃がして、切り粉によるスクラッチの
発生を防止することができ、より一層安定した超高速回
転を可能とすることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００４１】図１及び図２は、本発明のポリゴンスキャ
ナの第１の実施の形態を示す図であり、図１は、本発明
のポリゴンスキャナの第１の実施の形態を適用した動圧
空気軸受型ポリゴンスキャナ３０の正面断面図である。
本実施の形態は、請求項１、請求項２及び請求項６に対
応するものである。

【００４２】図１において、動圧空気軸受型ポリゴンス
キャナ３０は、ハウジング３１とハウジング３１上に固
定された上カバー３２により、その外観が形成され、ハ
ウジング３１の底部中央部に、固定軸３３が圧入固着あ
るいは焼きばめ等の方法で固定されている。

【００４３】固定軸３３は、その周壁部の適切な位置に
ヘリングボーン溝３３ａが形成されており、固定軸３３
の上端凹部内には、アキシャル方向（軸方向）に所定長
さを有したリング状の永久磁石組立体３４が埋設されて
いる。

【００４４】永久磁石組立体３４は、所定の大きさの中
心円がその中心部に形成されアキシャル方向に２極に着
磁されてアキシャル方向に磁極が向いたリング状の永久
磁石３５と、永久磁石３５のアキシャル方向両端（軸方
向両端）に固定され永久磁石３５の中心円（内径）より
も小さい中心円がその中心部に形成された強磁性材料か
らなる一対の固定ヨーク板３６と、で形成されている。
永久磁石組立体３４は、一対の固定ヨーク板３６で永久
磁石３５を挟んだ状態で固定軸３３の上端凹部内に埋設
された状態となっており、固定ヨーク板３６は、例え
ば、鉄鋼系の板材で形成され、永久磁石３５は、例え
ば、主に希土類系の永久磁石が用いられている。

【００４５】固定軸３３は、その上部が円筒形状の回転
スリーブ３７の中空内に挿入されており、回転スリーブ
３７の上面から外周面には、キャップ形状に形成される
とともに、外方（径方向）に鍔状に突出したフランジ
（保持部材）３８が固定されている。フランジ３８の中
央部には、磁気軸受回転部３９が圧入されてフランジ３
８に固定されており、磁気軸受回転部３９は、一対の固
定ヨーク板３６の中心円部分との間に磁気ギャップを構
成する外筒面が形成されている。フランジ３８の鍔状に
突出した座面３８ａの上面には、ポリゴンミラー４０が
載置されており、ポリゴンミラー４０は、板ばね４１に
より回転スリーブ３７のフランジ３８に押さえつけられ
るとともに、板ばね４１がネジ４２が磁気軸受回転部３
９の上端部に形成されたネジ穴に螺合されて磁気軸受回
転部３９に固定されることにより、磁気軸受回転部３９
に固定されている。なお、フランジ３８は、上述のよう
に、回転スリーブ３７の上方の中空部を閉止する状態で
回転スリーブ３７に取り付けられており、固定軸３３の
上端とフランジ３８により閉止された回転スリーブ３７
の中空部に空気溜まり４３が形成されている。

【００４６】磁気軸受回転部３９は、永久磁石あるいは
鉄鋼系の強磁性体等のように、寸法精度の高い材料で形
成されている。また、上記固定軸３３、回転スリーブ３
７及び板ばね４１は、非磁性材料で形成されており、吸
引力を発生する永久磁石組立体３４と磁気軸受回転部３
９のギャップ中に磁束漏れが発生することを抑制して、
後述するアキシャル軸受に効率よくアキシャル吸引力を
発生させる。

【００４７】また、フランジ３８には、空気溜まり４３
を、板ばね４１のスリット（図示略）を介して回転スリ
ーブ３７の外部に連通する微細穴３８ａが磁気軸受回転
部３９の周囲に形成されており、微細穴３８ａは、微細
穴３８ａを通過する空気の粘性抵抗により、後述するア
キシャル軸受に適切なダンピング特性を持たせている。

【００４８】フランジ３８の下面であって回転スリーブ
３７の外周方向には、周状にロータマグネット４４が取
り付けられており、ロータマグネット４４は、例えば、
軽量かつ機械的耐力（引張強度）の高いアルミ−マンガ
ン系の金属磁石等により形成されている。

【００４９】上記フランジ３８、磁気軸受回転部３９、
ポリゴンミラー４０、板ばね４１、ネジ４２及びロータ
マグネット４４等の取り付けられた回転スリーブ３７
は、回転体４５を構成している。

【００５０】上記ロータマグネット４４に対向する内周
側には、ステータコア４６が配設されており、ステータ
コア４６には、巻線コイル４６ａが巻かれている。ロー
タマグネット４４及び巻線コイル４６ａの巻かれたステ
ータコア４６の下方の位置には、プリント基板４７とホ
ール素子４８が配設されている。これらプリント基板４
７及び巻線コイル４６ａの巻かれたステータコア４６等
は、ハウジング３１に取り付けられており、ホール素子
４８は、プリント基板４７に取り付けられている。プリ
ント基板４７には、図示しない駆動回路が形成されてお
り、これらロータマグネット４４、ステータコア４６、
巻線コイル４６ａ、プリント基板４７及びホール素子４
８等により、ラジアルギャップ・アウターロータ型のブ
ラシレスモータ４９が構成されており、ブラシレスモー
タ４９は、プリント基板４７の駆動回路がホール素子４
８の位置検出信号に基づいて、順次巻線コイル４８への
通電を制御して、励磁切り換えを行うことにより、回転
体４５を回転させて、定速制御する。

【００５１】そして、上記フランジ３８の下端部には、
回転体４５の不釣り合い修正用のバランス修正溝３８ｂ
が形成されており、板ばね４１の周状の折り曲げ部に
は、不釣り合い修正用のバランス修正部４１ａが形成さ
れている。

【００５２】上記固定軸３３の外周面には、上述のよう
に、ヘリングボーン溝３３ａが形成されているため、ブ
ラシレスモータ４９の駆動により回転体４５が回転する
と、回転スリーブ３７と固定軸３３の隙間の圧力が高ま
り、回転スリーブ３７、固定軸３３及びヘリングボーン
溝３３ａにより回転スリーブ３７と固定軸３３のヘリン
グボーン溝３３ａの形成された面を動圧空気軸受面とし
て動圧空気を利用したラジアル軸受（動圧軸受）として
機能して、非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体
４５を支持する。

【００５３】また、上記フランジ３８に固定された磁気
軸受回転部３９と、固定軸３３の上端凹部内に埋設・固
定された永久磁石３５と一対の固定ヨーク板３６からな
る永久磁石組立体３４とは、磁気軸受回転部３９と固定
軸３３に埋設・固定された永久磁石組立体３４に吸引力
が発生して、回転体４５を浮上させるアキシャル軸受
（磁気軸受）として機能して、回転体４５を軸方向に非
接触で支持する。

【００５４】そして、上カバー３２には、図示しない半
導体レーザからの複数のレーザービームの入出射用の開
口部３２ａにガラス窓５０が接着剤等で固定されて、内
部が密閉されている。

【００５５】上記ポリゴンミラー４０は、軸方向の上端
部と下端部に鏡面部４０ａ、４０ｂが形成され、軸方向
中央部に非鏡面部４０ｃが形成されている。ポリゴンミ
ラー４０の鏡面部４０ａ、４０ｂは、入射される複数の
レーザービームを偏向するのに充分な面積、すなわち、
軸方向の長さを有しており、非鏡面部４０ｃは、鏡面部
４０ａ、４０ｂよりも小径に形成されている。この非鏡
面部４０ｃは、その半径が鏡面部４０ａ、４０ｂの内接
円半径よりも小径であればよいが、実際には、加工時の
ポリゴンミラー４０の剛性等により適宜選択する。すな
わち、非鏡面部４０ｃを余り小径に形成すると、ポリゴ
ンミラー４０の素材の機械剛性が低くなり、鏡面部４０
ａ、４０ｂの加工時に歪が発生するおそれがあるからで
ある。また、非鏡面部４０ｃの軸方向の長さは、入射さ
れるレーザービームの間隔で決定されるが、このレーザ
ービームの間隔は、ポリゴンミラー４０で偏向された後
でレーザービームが通過するレンズ間隔によって決定さ
れる。

【００５６】このポリゴンミラー４０の製作は、例え
ば、厚板形状の状態で、鏡面部４０ａ、４０ｂの鏡面加
工を行い、その後、非鏡面部４０ｃを二次加工する方
法、あるいは、先に非鏡面部４０ｃを加工した後、鏡面
部４０ａ、４０ｂの鏡面加工を行う方法がある。先に非
鏡面部４０ｃを加工した後、鏡面部４０ａ、４０ｂの鏡
面加工を行う方法では、鏡面部４０ａ、４０ｂの鏡面加
工時に不要な加工応力が鏡面部４０ａ、４０ｂにかかる
ことがないため、鏡面部４０ａ、４０ｂの面精度を高精
度化することができるとともに、鏡面部４０ａ、４０ｂ
の鏡面加工時に発生する切り粉が小径部である非鏡面部
４０ｃに逃げるので、切り粉によるスクラッチの発生を
防止することができる。

【００５７】次に、本実施の形態の作用を説明する。動
圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０は、ハウジング３１
に固定された固定軸３３が回転スリーブ３７に挿入さ
れ、固定軸３３の上端凹部内に永久磁石組立体３４が埋
設されている。永久磁石組立体３４は、アキシャル方向
に２極に着磁されたリング状の永久磁石３５を上下（ア
キシャル方向）の１対のリング状の一対の固定ヨーク板
３６で挟んだ状態に形成され、固定ヨーク板３６の中心
円は、永久磁石３５の中心円３５ａよりも小さく形成さ
れているとともに、回転スリーブ３７の軸芯と一致する
状態で配設されている。

【００５８】この固定軸３３は、回転スリーブ３７の中
空内に挿入されており、回転スリーブ３７には、フラン
ジ３８が取り付けられているとともに、このフランジ３
８にポリゴンミラー４０、ロータマグネット４４及び磁
気軸受回転部３９等が取り付けられて、回転体４５を構
成している。

【００５９】フランジ３８には、固定軸３３の上端凹部
内に埋設された永久磁石組立体３４の中心円内に侵入す
る磁気軸受回転部３９が固定されており、磁気軸受回転
部３９は、永久磁石組立体３４の固定ヨーク板３６と対
向する位置に外筒面が形成されて、固定ヨーク板３６と
の間に微細間隔の磁気ギャップを形成している。この磁
気ギャップを介して永久磁石組立体３４の永久磁石３
５、上側の固定ヨーク板３６、磁気軸受回転部３９及び
下側の固定ヨーク板３６へと向かい、再び永久磁石３５
へと向かう閉ループ状に磁力線が形成されて、固定軸３
３の上端凹部内に埋設された永久磁石組立体３４とフラ
ンジ３８を介して回転スリーブ３７に固定された磁気軸
受回転部３９との間に吸引力が発生し、フランジ３８に
固定された磁気軸受回転部３９と固定軸３３の上端凹部
内に埋設された永久磁石組立体３４は、回転体４５を浮
上させるアキシャル軸受として機能して、回転体４５を
軸方向に非接触で支持する。

【００６０】また、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３
０は、フランジ３８に取り付けられたロータマグネット
４４に周方向で対向する位置に、巻線コイル４６ａの巻
かれたステータコア４６が配設されているとともに、ロ
ータマグネット４４の下方の位置にホール素子４８とプ
リント基板４７が配設されており、これらプリント基板
４７、巻線コイル４６ａの巻かれたステータコア４６及
びホール素子４８等は、ラジアルギャップ・アウターロ
ータ型のブラシレスモータ４９を構成して、プリント基
板４７の駆動回路により巻線コイル４６ａへの通電を制
御して、励磁切り換えを行うことにより、回転体４５を
回転させる。

【００６１】上記固定軸３３の外周面には、ヘリングボ
ーン溝３３ａが形成されており、ブラシレスモータ４９
の駆動により回転体４５が回転すると、回転スリーブ３
７と固定軸３３の隙間の圧力が高まって、回転スリーブ
３７、固定軸３３及びヘリングボーン溝３３ａが、動圧
空気を利用したラジアル軸受として機能して、非接触で
ラジアル方向に回転体４５を支持する。

【００６２】このように、動圧空気軸受型ポリゴンスキ
ャナ３０は、アキシャル軸受が回転体４５を非接触で軸
方向に支持し、ブラシレスモータ４９により回転体４５
を回転駆動することにより、動圧空気を利用したラジア
ル軸受が、非接触で回転体４５をラジアル方向に支持し
て、高速で回転体４５を回転させる。

【００６３】この回転体４５としてポリゴンミラー４０
が組み込まれており、ポリゴンミラー４０には、鏡面部
４０ａ、４０ｂと非鏡面部４０ｃが形成されている。ポ
リゴンミラー４０の非鏡面部４０ｃは、鏡面部４０ａ、
４０ｂよりも小径に形成されており、その重量が軽減さ
れているとともに、高速回転時の風損が低減されてい
る。

【００６４】いま、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３
０でポリゴンミラー４０を高速回転させたときと、図６
に示した従来のポリゴンスキャナ１でポリゴンミラー５
を高速回転させたときとで、風損の比較を行ったとこ
ろ、図２に示すような結果を得た。なお、図２は、従来
のポリゴンスキャナ１でのポリゴンミラー５の風損に対
する本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３
０でのポリゴンミラー４０の風損の差を低減量（Ｗ）と
して示したグラフであり、図２から分かるように、本実
施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０におけ
る風損は、ポリゴンミラー４０の回転数の上昇に伴って
低減量（Ｗ）が上昇し、特に、３５０００［ｒｐｍ］を
越える超高速回転領域において、風損の低減量（Ｗ）が
従来例に比較して急激に向上（２Ｗ：以上、温度上昇分
として約１０Ｋ以上）していることを示している。

【００６５】また、実験の結果、図示しないが、ポリゴ
ンミラー４０のミラー厚（ポリゴンミラー４０の軸方向
の全体の長さ）が同じであれば、非鏡面部４０ｃの軸方
向の長さが長いほど、すなわち、鏡面部４０ａと鏡面部
４０ｂの間隔が広く、鏡面部４０ａと鏡面部４０ｂの軸
方向の長さが短いほど、風損の低減効果が大きいことが
判明している。

【００６６】このように、本実施の形態によれば、ポリ
ゴンミラー４０の鏡面部４０ａ、４０ｂを、入射される
レーザービームの入射位置に応じて軸方向に分離して形
成するとともに、当該軸方向に分離して形成した鏡面部
４０ａ、４０ｂの間に、当該鏡面部４０ａ、４０ｂの内
接円半径よりもその半径が所定量小さい非鏡面部４０ｃ
を形成している。したがって、ポリゴンミラー４０の組
み立て工程を複雑にすることなく、３５０００ｒｐｍ以
上の超高速回転においてもポリゴンミラー４０の風損を
確実に低減することができ、消費電力を低減させること
ができるとともに、ポリゴンスキャナ３０を安価なもの
とすることができる。

【００６７】また、本実施の形態によれば、非鏡面部４
０ｃを形成した後、鏡面部４０ａ、４０ｂを形成して、
ポリゴンミラー４０を形成しているので、非鏡面部４０
ｃを加工する際の加工応力が鏡面部４０ａ、４０ｂにか
かることを防止することができるとともに、鏡面部４０
ａ、４０ｂの加工時に発生する切り粉を非鏡面部４０ｃ
に逃がして、切り粉によるスクラッチの発生を防止する
ことができ、より一層安定した超高速回転を可能とする
ことができる。

【００６８】図３は、本発明のポリゴンスキャナの第２
の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、フラン
ジとポリゴンミラーを一体成形したものであり、請求項
４及び請求項６に対応するものである。

【００６９】なお、本実施の形態は、上記第１の実施の
形態と同様の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに適用し
たものであり、本実施の形態の説明においては、上記第
１の実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナと同
様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説
明を省略するとともに、図示しない部分についても、必
要に応じて、上記第１の実施の形態で用いた符号をその
まま用いて、説明する。

【００７０】図３は、本発明のポリゴンスキャナの第２
の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャ
ナ６０の要部正面断面図である。

【００７１】図３において、動圧空気軸受型ポリゴンス
キャナ６０は、第１の実施の形態と同様に、ハウジング
３１にヘリングボーン溝３３ａの形成された固定軸３３
が固定され、固定軸３３は、回転スリーブ３７の中空内
に挿入されている。回転スリーブ３７には、一体型ポリ
ゴンミラー６１が取り付けられており、一体型ポリゴン
ミラー６１は、ポリゴンミラー部６２とフランジ部（保
持部材）６３が一体成形されている。一体型ポリゴンミ
ラー６１のフランジ部６３の下端部に回転スリーブ３７
に対向する状態でロータマグネット４４が取り付けられ
ている。

【００７２】一体型ポリゴンミラー６１のポリゴンミラ
ー部６２上端には、板ばね４１がネジ４２が磁気軸受回
転部３９の上端部に形成されたネジ穴に螺合されること
により固定されており、回転スリーブ３７、一体型ポリ
ゴンミラー６１、ロータマグネット４４及び磁気軸受回
転部３９等は、全体として回転体６４を構成している。

【００７３】一体型ポリゴンミラー６１は、その下端部
に回転体６４の不釣り合い修正用のバランス修正溝６１
ａが形成されており、回転スリーブ３７の上端を閉止す
る状態で取り付けられて、固定軸３３の上端と一体型ポ
リゴンミラー６１のフランジ部６３により閉止された回
転スリーブ３７の中空部に空気溜まり４３が形成されて
いる。また、板ばね４１の周状の折り曲げ部には、不釣
り合い修正用のバランス修正部４１ａが形成されてい
る。

【００７４】一体型ポリゴンミラー６１の上端部には、
空気溜まり４３を、板ばね４１のスリット（図示略）を
介して一体型ポリゴンミラー６１の外部に連通する微細
穴６１ｂが磁気軸受回転部３９の周囲に形成されてお
り、微細穴６１ｃは、微細穴６１ｃを通過する空気の粘
性抵抗により、後述するアキシャル軸受に適切なダンピ
ング特性を持たせている。

【００７５】この一体型ポリゴンミラー６１は、アルミ
ニウムでフランジ部６３とポリゴンミラー部６２が一体
成形されており、ポリゴンミラー部６２には、鏡面部６
２ａ、６２ｂが形成されているとともに、非鏡面部６２
ｃが形成されている。一体型ポリゴンミラー６１の鏡面
部６２ａ、６２ｂは、入射される複数のレーザービーム
を偏向するのに充分な面積、すなわち、軸方向の長さを
有しており、非鏡面部６２ｃは、鏡面部６２ａ、６２ｂ
よりも小径に形成されている。この非鏡面部６２ｃは、
鏡面部６２ａ、６２ｂの内接円半径よりも小径であれば
よいが、実際には、加工時の一体型ポリゴンミラー６１
の剛性等により適宜選択する。すなわち、非鏡面部６２
ｃを余り小径に形成すると、一体型ポリゴンミラー６１
の素材の機械剛性が低くなり、鏡面部６２ａ、６２ｂの
加工時に歪が発生するおそれがあるからである。また、
非鏡面部６２ｃの軸方向の長さは、入射されるレーザー
ビームの間隔で決定されるが、このレーザービームの間
隔は、鏡面部６２ａ、６２ｂで偏向された後でレーザー
ビームが通過するレンズ間隔によって決定される。

【００７６】一体型ポリゴンミラー６１は、上述のよう
にアルミニウムで形成する場合には、まず、金型を使用
して、一体型ポリゴンミラー６１の形状に近い形状を作
成し、回転スリーブ３７と嵌合固着させる。嵌合固着さ
れた回転スリーブ３７と一体型ポリゴンミラー６１は高
精度に加工されている回転スリーブ３７の内周面（動圧
軸受面）を基準としてポリゴンミラー部６２の鏡面部６
２ａ、６２ｂを高精度に加工する。このとき回転スリー
ブ３７は、セラミックなどの耐摩耗材料やポリイミド系
樹脂などの潤滑材料で構成することにより、動圧軸受の
摩耗が軽減でき、信頼性が向上する。

【００７７】すなわち、従来は、ポリゴンミラー、フラ
ンジ、回転スリーブがそれぞれ別体であるため、ポリゴ
ンスキャナとしての面倒れを高精度化するには、各部品
に精度を分配することになり、一層の高精度化を行って
合体させて高精度化を達成する必要があった。

【００７８】ところが、高画質化の流れの中で面倒れを
さらに高精度化しようとする場合、各部品に精度を分配
しようとすると、加工上の限界により達成が困難とな
り、高画質化の妨げとなっていた。

【００７９】そこで、上述のように、ポリゴンミラー部
６２と回転スリーブ３７を一体固着した後で、回転スリ
ーブ３７の内周面を基準としてポリゴンミラー部６２の
鏡面部６２ａ、６２ｂを加工することにより、接合面同
士の寸法公差を高精度化する必要がないにもかかわら
ず、すなわち、部品に精度を分配することなく、ポリゴ
ンスキャナ６０としての面倒れ精度を高精度化すること
ができる。

【００８０】なお、本実施の形態においは、一体型ポリ
ゴンミラー６１の上端に板ばね４１をネジ４２により固
定しているが、板ばね４１は、必ずしも必要なく、板ば
ね４１を設けないようにすると、板ばね４１をネジ４２
で固定する際の固定圧力による鏡面部６２ａ、６２ｂへ
の歪の発生を防止することができる。

【００８１】このように、本実施の形態の動圧空気軸受
型ポリゴンスキャナ６０においては、回転体６４を構成
するポリゴンミラー部６２と保持体であるフランジ部６
３を一体的に形成しているので、高温高速回転時におけ
る回転体６４のポリゴンミラー部６２とフランジ部６３
との固定部での熱発生を防止して、熱膨張差によるフラ
ンジ部６３とポリゴンミラー部６２との位置ずれを防止
することができ、回転体６４のバランスを向上させて、
高温時においても振動を低減させることができるととも
に、より一層安定した高速回転を可能とすることができ
る。

【００８２】また、一体型ポリゴンミラー６１を形成す
ると、回転スリーブとポリゴンミラーとを別体として形
成して、ポリゴンミラーと回転スリーブを組み付ける場
合に、面倒れ特性を維持するために、ポリゴンミラーに
必要であった回転スリーブの鍔部への搭載面の平面度や
回転スリーブ内周と鍔部との直角度を高精度に加工する
必要がなく、安価に、かつ、高精度に一体型ポリゴンミ
ラー６１を形成することができる。

【００８３】さらに、非鏡面部６２ｃを形成した後、鏡
面部６２ａ、６２ｂを形成して、ポリゴンミラー部６２
を形成しているので、非鏡面部６２ｃを加工する際の加
工応力が鏡面部６２ａ、６２ｂにかかることを防止する
ことができるとともに、鏡面部６２ａ、６２ｂの加工時
に発生する切り粉を非鏡面部６２ｃに逃がして、切り粉
によるスクラッチの発生を防止することができ、より一
層安定した超高速回転を可能とすることができる。

【００８４】図４は、本発明のポリゴンスキャナの第３
の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、回転ス
リーブとフランジとポリゴンミラーを一体成形したもの
であり、請求項５及び請求項６に対応するものである。

【００８５】なお、本実施の形態は、上記第１の実施の
形態と同様の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに適用し
たものであり、本実施の形態の説明においては、上記第
１の実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナと同
様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説
明を省略する。

【００８６】図４は、本発明のポリゴンスキャナの第３
の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャ
ナ７０の要部正面断面図である。

【００８７】図４において、動圧空気軸受型ポリゴンス
キャナ７０は、第１の実施の形態と同様に、ハウジング
３１にヘリングボーン溝３３ａの形成された固定軸３３
が固定され、固定軸３３は、一体型ポリゴンミラー７１
の回転スリーブ部７２の中空内に挿入されている。

【００８８】一体型ポリゴンミラー７１は、回転スリー
ブ部７２と、ポリゴンミラー部７３と、フランジ部（保
持部材）７４とが一体成形されており、一体型ポリゴン
ミラー７１のフランジ部７４の下端部に回転スリーブ部
７２に対向する状態でロータマグネット４４が取り付け
られている。

【００８９】一体型ポリゴンミラー７１のポリゴンミラ
ー部７３上端には、板ばね４１がネジ４２が磁気軸受回
転部３９の上端部に形成されたネジ穴に螺合されること
により固定されており、一体型ポリゴンミラー７１、ロ
ータマグネット４４及び磁気軸受回転部３９等は、全体
として回転体７５を構成している。

【００９０】一体型ポリゴンミラー７１は、その下端部
に回転体７５の不釣り合い修正用のバランス修正溝７１
ａが形成されており、回転スリーブ部７２が固定軸３３
の上端と所定間隔を空けて固定軸３３の上部を覆う状態
で取り付けられて、固定軸３３の上端と一体型ポリゴン
ミラー７１のフランジ部７４により閉止された一体型ポ
リゴンミラー７１の回転スリーブ部７２の中空部に空気
溜まり４３が形成されている。また、板ばね４１の周状
の折り曲げ部には、不釣り合い修正用のバランス修正部
４１ａが形成されている。

【００９１】一体型ポリゴンミラー７１の上端部には、
空気溜まり４３を、板ばね４１のスリット（図示略）を
介して一体型ポリゴンミラー７１の外部に連通する微細
穴７１ｃが磁気軸受回転部３９の周囲に形成されてお
り、微細穴７１ｃは、微細穴７１ｂを通過する空気の粘
性抵抗により、後述するアキシャル軸受に適切なダンピ
ング特性を持たせている。

【００９２】この一体型ポリゴンミラー７１は、アルミ
ニウムあるいは樹脂材料で回転スリーブ部７２、ポリゴ
ンミラー部７３及びフランジ部７４が一体成形されてお
り、ポリゴンミラー部７３には、鏡面部７３ａ、７３ｂ
が形成されているとともに、非鏡面部７３ｃが形成され
ている。ポリゴンミラー部７３の鏡面部７３ａ、７３ｂ
は、入射される複数のレーザービームを偏向するのに充
分な面積、すなわち、軸方向の長さを有しており、非鏡
面部７３ｃは、鏡面部７３ａ、７３ｂよりも小径に形成
されている。この非鏡面部７３ｃは、鏡面部７３ａ、７
３ｂの内接円半径よりも小径であればよいが、実際に
は、加工時の一体型ポリゴンミラー７１の剛性等により
適宜選択する。すなわち、非鏡面部７３ｃを余り小径に
形成すると、一体型ポリゴンミラー７１の素材の機械剛
性が低くなり、鏡面部７３ａ、７３ｂの加工時に歪が発
生するおそれがあるからである。また、非鏡面部７３ｃ
の軸方向の長さは、入射されるレーザービームの間隔で
決定されるが、このレーザービームの間隔は、鏡面部７
３ａ、７３ｂで偏向された後でレーザービームが通過す
るレンズ間隔によって決定される。

【００９３】一体型ポリゴンミラー７１は、上述のよう
にアルミニウムで形成する場合には、回転スリーブ部７
２の内周面に、陽極酸化あるいはメッキ等の表面硬化処
理を施して、動圧軸受の摩耗を軽減させている。一体型
ポリゴンミラー７１を樹脂材料で形成する場合、樹脂材
料としては、ポリイミド系の潤滑性を有する樹脂が好適
であり、鏡面部７３ａ、７３ｂの表面には、金属膜を蒸
着あるいはメッキすることにより、鏡面部７３ａ、７３
ｂとしての鏡面性を向上させる。

【００９４】また、一体型ポリゴンミラー７１をアルミ
ニウムで形成する場合、まず、金型を使用して、一体型
ポリゴンミラー７１の形状に近い形状を作成し、回転ス
リーブ部７２の内周面（動圧軸受面）を高精度に加工し
た後、当該回転スリーブ部７２の内周面を基準としてポ
リゴンミラー部７３の鏡面部７３ａ、７３ｂを高精度に
加工する。

【００９５】すなわち、従来は、ポリゴンミラー、フラ
ンジ、回転スリーブがそれぞれ別体であるため、ポリゴ
ンスキャナとしての面倒れを高精度化するには、各部品
に精度を分配することになり、一層の高精度化を行って
合体させて高精度化を達成する必要があった。

【００９６】ところが、高画質化の流れの中で面倒れを
さらに高精度化しようとする場合、各部品に精度を分配
しようとすると、加工上の限界により達成が困難とな
り、高画質化の妨げとなっていた。

【００９７】そこで、上述のように、回転スリーブ部７
２、ポリゴンミラー部７３及びフランジ部７４を一体成
形した後で、回転スリーブ部７２の内周面を基準として
ポリゴンミラー部７３の鏡面部７３ａ、７３ｂを加工す
ることにより、接合面同士の寸法公差を高精度化する必
要がないにもかかわらず、すなわち、部品に精度を分配
することなく、ポリゴンスキャナ７０としての面倒れ精
度を高精度化することができる。

【００９８】なお、本実施の形態においは、一体型ポリ
ゴンミラー７１の上端に板ばね４１をネジ４２により固
定しているが、板ばね４１は、必ずしも必要なく、板ば
ね４１を設けないようにすると、板ばね４１をネジ４２
で固定する際の固定圧力による鏡面部７３ａ、７３ｂへ
の歪の発生を防止することができる。

【００９９】このように、本実施の形態の動圧空気軸受
型ポリゴンスキャナ７０においては、回転体７５を構成
するポリゴンミラー部７３とフランジ部７４と回転スリ
ーブ部７２を一体的に形成している。したがって、高温
高速回転時における回転体７５のポリゴンミラー部７３
とフランジ部７４との固定部での熱発生及び回転体７５
のフランジ部７４と回転スリーブ部７２との固定部での
熱発生を防止して、熱膨張差によるフランジ部７４とポ
リゴンミラー部７３との位置ずれ及びフランジ部７４と
回転スリーブ部７２との位置ずれを防止することがで
き、回転体７５のバランスをより一層向上させて、高温
時においても振動をより一層低減させることができると
ともに、より一層安定した高速回転を可能とすることが
できる。

【０１００】また、一体型ポリゴンミラー７１を形成す
ると、回転スリーブとポリゴンミラーとを別体として形
成して、ポリゴンミラーと回転スリーブを組み付けてい
た場合に、面倒れ特性を維持するために、ポリゴンミラ
ーに必要であった回転スリーブの鍔部への搭載面の平面
度や回転スリーブ内周と鍔部との直角度を高精度に加工
する必要がなく、安価に、かつ、高精度に一体型ポリゴ
ンミラー７１を形成することができる。

【０１０１】さらに、非鏡面部７３ｃを形成した後、鏡
面部７３ａ、７３ｂを形成して、ポリゴンミラーを形成
しているので、非鏡面部７３ｃを加工する際の加工応力
が鏡面部７３ａ、７３ｂにかかることを防止することが
できるとともに、鏡面部７３ａ、７３ｂの加工時に発生
する切り粉を非鏡面部７３ｃに逃がして、切り粉による
スクラッチの発生を防止することができ、より一層安定
した超高速回転を可能とすることができる。

【０１０２】図５は、本発明のポリゴンスキャナの第４
の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、回転ス
リーブの略中央部にポリゴンミラーを配設したものであ
り、請求項３に対応するものである。

【０１０３】なお、本実施の形態は、上記第１の実施の
形態と同様の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに適用し
たものであり、本実施の形態の説明においては、上記第
１の実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナと同
様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説
明を省略する。

【０１０４】図５は、本発明のポリゴンスキャナの第４
の実施の形態を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャ
ナ８０の要部正面断面図である。

【０１０５】図５において、動圧空気軸受型ポリゴンス
キャナ８０は、第１の実施の形態と同様に、ハウジング
３１にヘリングボーン溝３３ａの形成された固定軸３３
が固定され、固定軸３３は、回転スリーブ８１の中空内
に挿入されている。回転スリーブ８１には、回転スリー
ブ８１の上面から外周面に、キャップ形状に形成される
とともに、外方（径方向）に鍔状に突出したフランジ
（保持部材）８２が固定されている。フランジ８２の上
部中央部には、磁気軸受回転部３９が圧入されてフラン
ジ８２に固定されており、磁気軸受回転部３９は、永久
磁石組立体３４の一対の固定ヨーク板３６の中心円部分
との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成されてい
る。フランジ８２の鍔状に突出した座面８２ａの上面に
は、ポリゴンミラー８３が載置されており、ポリゴンミ
ラー８３は、板ばね８４によりフランジ８２に固定され
ている。フランジ８２は、回転スリーブ８１の上方の中
空部を閉止する状態で回転スリーブ８１に取り付けられ
ており、固定軸３３の上端とフランジ８２により閉止さ
れた回転スリーブ８１の中空部に空気溜まり４３が形成
されている。

【０１０６】また、フランジ８２には、空気溜まり４３
を、回転スリーブ８１の外部に連通する微細穴８２ａが
磁気軸受回転部３９の周囲に形成されており、微細穴８
２ａは、微細穴８２ａを通過する空気の粘性抵抗によ
り、後述するアキシャル軸受に適切なダンピング特性を
持たせている。

【０１０７】フランジ８２の下面であって回転スリーブ
８１の外周方向には、周状にロータマグネット４４が取
り付けられており、上記フランジ８２、磁気軸受回転部
３９、ポリゴンミラー８３、板ばね８４及びロータマグ
ネット４４等の取り付けられた回転スリーブ８１は、回
転体８５を構成している。

【０１０８】そして、上記フランジ８２の下端部には、
回転体８５の不釣り合い修正用のバランス修正溝８２ｂ
が形成されている。

【０１０９】上記ポリゴンミラー８３は、回転スリーブ
８１に対向する位置にフランジ８２に保持された状態で
配設されており、回転スリーブ８１は、ポリゴンミラー
８３の軸方向の長さを覆うのに充分な長さを有している
とともに、固定軸３３の上部にのみ位置している。ま
た、固定軸３３の外周面には、上述のように、ヘリング
ボーン溝３３ａが形成されているが、このヘリングボー
ン溝３３ａは、回転スリーブ８１の位置している部分に
のみ形成されている。

【０１１０】また、ポリゴンミラー８３には、軸方向に
所定間隔離れて一対の鏡面部８３ａ、８３ｂが形成され
ているとともに、鏡面部８３ａ、８３ｂの軸方向中央部
に非鏡面部８３ｃが形成されている。ポリゴンミラー８
３の鏡面部８３ａ、８３ｂは、入射される複数のレーザ
ービームを偏向するのに充分な面積、すなわち、軸方向
の長さを有しており、非鏡面部８３ｃは、鏡面部８３
ａ、８３ｂよりも小径に形成されている。この非鏡面部
８３ｃは、その半径が鏡面部８３ａ、８３ｂの内接円半
径よりも小径であればよいが、実際には、加工時のポリ
ゴンミラー８３の剛性等により適宜選択する。すなわ
ち、非鏡面部８３ｃを余り小径に形成すると、ポリゴン
ミラー８３の素材の機械剛性が低くなり、鏡面部８３
ａ、８３ｂの加工時に歪が発生するおそれがあるからで
ある。また、非鏡面部８３ｃの軸方向の長さは、入射さ
れるレーザービームの間隔で決定されるが、このレーザ
ービームの間隔は、ポリゴンミラー８３で偏向された後
でレーザービームが通過するレンズ間隔によって決定さ
れる。

【０１１１】したがって、回転体８５の重心は、ポリゴ
ンミラー８３の鏡面部８３ａ、８３ｂの間の非鏡面部８
３ｃの中央部に位置し、動圧発生用のヘリングボーン溝
３３ａの中央部と略一致するように形成されている。

【０１１２】本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンス
キャナ８０においては、ポリゴンスキャナ８０を、動圧
空気軸受面の軸方向中央部と回転体８５の重心位置とが
略一致する状態で形成しているので、回転体８５の重量
が動圧空気軸受面に与える負荷を軽減して、回転体８５
の振れ回りを小さくすることができ、超高速回転におい
ても、振動を低減して、安定した高速回転を可能とする
ことができる。

【０１１３】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【０１１４】例えば、上記各実施の形態においては、ポ
リゴンミラーの鏡面部が非鏡面部を挟んで軸方向に２分
割されている場合について説明したが鏡面部が２分割さ
れているものに限るものではなく、入射されるレーザビ
ームの分割数に応じて分割されていても、同様に適用す
ることができる。

【０１１５】

【発明の効果】請求項１記載の発明のポリゴンスキャナ
によれば、ポリゴンミラーの鏡面部を、当該鏡面部に対
して回転軸方向に分離した状態で入射されるレーザービ
ームの入射位置に応じて回転軸方向に分離して形成し、
当該回転軸方向に分離して形成した鏡面部の間を、当該
鏡面部の内接円半径よりもその半径を所定量小さく形成
しているので、ポリゴンミラーの組み立て工程を複雑に
することなく、超高速回転においてもポリゴンミラーの
風損を確実に低減することができ、消費電力を低減させ
ることができるとともに、ポリゴンスキャナを安価なも
のとすることができる。

【０１１６】請求項２記載の発明のポリゴンスキャナに
よれば、軸方向に中空部を有する回転スリーブに所定の
保持部材を介してポリゴンミラーの固定された回転体を
有し、当該回転体の回転スリーブの中空部内に固定軸が
挿入され、回転体がモータにより回転されることにより
発生する空気の動圧を回転スリーブの内周面と固定軸の
外周面からなる動圧空気軸受面で受けるラジアル動圧空
気軸受と、吸引型磁気力を利用したアキシャル軸受と、
により回転体を半径方向及び軸方向に回転自在に支持す
るポリゴンスキャナの軸方向に分離した状態で入射され
る複数のレーザービームを偏向して出射するポリゴンミ
ラーの鏡面部を、入射されるレーザービームの入射位置
に応じて回転軸方向に分離して形成するとともに、当該
軸方向に分離して形成した鏡面部の間の半径を、当該鏡
面部の内接円半径よりも所定量小さく形成しているの
で、ポリゴンミラーの組み立て工程を複雑にすることな
く、３５０００ｒｐｍ以上の超高速回転においてもポリ
ゴンミラーの風損を確実に低減することができ、消費電
力を低減させることができるとともに、ポリゴンスキャ
ナを安価なものとすることができる。

【０１１７】請求項３記載の発明のポリゴンスキャナに
よれば、ポリゴンスキャナを、動圧空気軸受面の軸方向
中央部と回転体の重心位置とが略一致する状態で形成し
ているので、回転体の重量が動圧空気軸受面に与える負
荷を軽減して、回転体の振れ回りを小さくすることがで
き、超高速回転においても、振動を低減して、安定した
高速回転を可能とすることができる。

【０１１８】請求項４記載の発明のポリゴンスキャナに
よれば、回転体を構成するポリゴンミラーと保持体を一
体的に形成しているので、高温高速回転時における回転
体のポリゴンミラーと保持体との固定部での熱発生を防
止して、熱膨張差による保持体とポリゴンミラーとの位
置ずれを防止することができ、回転体のバランスを向上
させて、高温時においても振動を低減させることができ
るとともに、より一層安定した高速回転を可能とするこ
とができる。

【０１１９】請求項５記載の発明のポリゴンスキャナに
よれば、回転体を構成するポリゴンミラーと保持体と回
転スリーブを一体的に形成しているので、高温高速回転
時における回転体のポリゴンミラーと保持体との固定部
での熱発生及び回転体の保持体と回転スリーブとの固定
部での熱発生を防止して、熱膨張差による保持体とポリ
ゴンミラーとの位置ずれ及び保持体と回転スリーブとの
位置ずれを防止することができ、回転体のバランスをよ
り一層向上させて、高温時においても振動をより一層低
減させることができるとともに、より一層安定した高速
回転を可能とすることができる。

【０１２０】請求項６記載の発明のポリゴンスキャナに
よれば、鏡面部間の径の小さい部分を形成した後、鏡面
部を形成して、ポリゴンミラーを形成しているので、鏡
面部間の径の小さい部分を加工する際の加工応力が鏡面
部にかかることを防止することができるとともに、鏡面
部の加工時に発生する切り粉を径の小さい部分に逃がし
て、切り粉によるスクラッチの発生を防止することがで
き、より一層安定した超高速回転を可能とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリゴンスキャナの第１の実施の形態
を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの正面断面
図。

【図２】図１の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナのポリ
ゴンミラーと図６の従来の動圧空気軸受型ポリゴンスキ
ャナのポリゴンミラーとの風損の差を示すグラフ。

【図３】本発明のポリゴンスキャナの第２の実施の形態
を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの正面断面
図。

【図４】本発明のポリゴンスキャナの第３の実施の形態
を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの正面断面
図。

【図５】本発明のポリゴンスキャナの第４の実施の形態
を適用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの正面断面
図。

【図６】従来の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの正面
断面図。

【符号の説明】

３０ 動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ ３１ ハウジング ３２ 上カバー ３２ａ 開口部 ３３ 固定軸 ３３ａ ヘリングボーン溝 ３４ 永久磁石組立体 ３５ 永久磁石 ３６ 固定ヨーク板 ３７ 回転スリーブ ３８ フランジ ３８ａ 微細穴 ３８ｂ バランス修正溝 ３９ 磁気軸受回転部 ４０ ポリゴンミラー ４０ａ、４０ｂ 鏡面部 ４０ｃ 非鏡面部 ４１ 板ばね ４１ａ バランス修正部 ４２ ネジ ４３ 空気溜まり ４４ ロータマグネット ４５ 回転体 ４６ ステータコア ４６ａ 巻線コイル ４７ プリント基板 ４８ ホール素子 ４９ ブラシレスモータ ５０ ガラス窓 ６０ 動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ ６１ 一体型ポリゴンミラー ６１ａ バランス修正溝 ６１ｃ 微細穴 ６２ ポリゴンミラー部 ６２ａ、６２ｂ 鏡面部 ６２ｃ 非鏡面部 ６３ フランジ部 ６４ 回転体 ７０ 動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ ７１ 一体型ポリゴンミラー ７１ａ バランス修正溝 ７１ｃ 微細穴 ７２ 回転スリーブ部 ７３ ポリゴンミラー部 ７３ａ、７３ｂ 鏡面部 ７３ｃ 非鏡面部 ７４ フランジ部 ７５ 回転体 ８０ 動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ ８１ 回転スリーブ ８２ フランジ ８２ａ 座面 ８３ ポリゴンミラー ８３ａ、８３ｂ 鏡面部 ８３ｃ 非鏡面部 ８４ 板ばね ８５ 回転体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリゴンミラーが所定の鏡面部を有し、当
   該鏡面部に対して回転軸方向に分離した状態で入射され
   る複数のレーザービームを前記鏡面部により偏向して出
   射するポリゴンスキャナであって、前記ポリゴンミラー
   は、前記鏡面部が前記入射されるレーザービームの入射
   位置に応じて前記回転軸方向に分離して形成され、当該
   回転軸方向に分離して形成された鏡面部の間が、当該鏡
   面部の内接円半径よりもその半径が所定量小さく形成さ
   れていることを特徴とするポリゴンスキャナ。
2. 【請求項２】軸方向に中空部を有する回転スリーブに所
   定の保持部材を介してポリゴンミラーの固定された回転
   体を有し、当該回転体の前記回転スリーブの前記中空部
   内に固定軸が挿入され、前記保持部材が前記回転スリー
   ブの一端側に前記中空部を閉止して前記固定軸との間に
   所定の空気溜まりを形成する状態で取り付けられ、前記
   回転体がモータにより回転されることにより発生する空
   気の動圧を前記回転スリーブの内周面と前記固定軸の外
   周面からなる動圧空気軸受面で受けるラジアル動圧空気
   軸受と、吸引型磁気力を利用したアキシャル軸受と、に
   より前記回転体を半径方向及び前記軸方向に回転自在に
   支持し、前記ポリゴンミラーが所定の鏡面部を有して当
   該鏡面部に対して前記軸方向に分離した状態で入射され
   る複数のレーザービームを前記鏡面部により偏向して出
   射するポリゴンスキャナであって、前記ポリゴンミラー
   は、前記鏡面部が前記入射されるレーザービームの入射
   位置に応じて前記回転軸方向に分離して形成され、当該
   軸方向に分離して形成された鏡面部の間が、当該鏡面部
   の内接円半径よりもその半径が所定量小さく形成されて
   いることを特徴とするポリゴンスキャナ。
3. 【請求項３】前記ポリゴンスキャナは、前記動圧空気軸
   受面の前記軸方向中央部と前記回転体の重心位置とが略
   一致する状態で形成されていることを特徴とする請求項
   ２記載のポリゴンスキャナ。
4. 【請求項４】前記回転体は、前記ポリゴンミラーと前記
   保持体が一体的に形成されていることを特徴とする請求
   項２または請求項３記載のポリゴンスキャナ。
5. 【請求項５】前記回転体は、前記ポリゴンミラーと前記
   保持体と前記回転スリーブが一体的に形成されているこ
   とを特徴とする請求項２または請求項３記載のポリゴン
   スキャナ。
6. 【請求項６】前記ポリゴンミラーは、前記軸方向に分離
   された鏡面部の間の径の小さい部分が形成された後、前
   記鏡面部が形成されていることを特徴とする請求項４ま
   たは請求項５記載のポリゴンスキャナ。