JPH0516574Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば、レーザプリンタ、バーコー
ドリーダ、レーザ複写機などに用いられるポリゴ
ンミラーの回転支持装置に関する。

［従来の技術］ 従来、かかるポリゴンミラーに関する技術は多
数知られている。一般にポリゴンミラーは回転数
が早いほど能率がよくなるので、例えば
30000rpmのような高速で回転する。このように
高速回転すると、遠心力によつてポリゴンミラー
すなわち鏡面を有する回転体が変形するが。その
変形が不均一であると、鏡面に凹凸が生じ、映像
が乱れる。また高速で回転する場合にはいわゆる
みそすり運動や振れが生じやすく、そのみそすり
運動をすると、当然映像が乱れてしまう。そのた
めに、ポリゴンミラーの支持装置は種々提案され
ている。

例えば特開昭59−28757号公報に開示されてい
る技術では回転体の摺動面に金属を用い、スラス
ト荷重がかからないような構造になつている。し
かしながら、高速回転時に、ラジアル荷重が増加
すると、通常行われているヘリングボーン形状の
動圧発生溝による空気膜では支持が困難となり、
バランス調整もやつかいとなる。

そこで本出願人は、安定した高速回転でき、レ
ーザ光等を精度よく反射できるものを特願昭62−
74496号（特開昭63−241515号公報参照）として
提案した。

本考案をよく理解するために、まず第２図を参
照して、前記の特開昭63−241515号公報に記載さ
れた先行技術について説明する。

例えばレーザプリンタでは、半導体レーザやガ
スレーザなどからなるレーザユニツトからのレー
ザ光が窓１３から回転体３の外周面に形成したミ
ラー２に反射され、感光体の表面に照射するよう
になつており、その回転体３にはマグネツト７が
バツクアツプリング９で一体的に取付けられてい
る。この回転体３はその中心に設けた固定軸５に
よつてラジアル荷重を受け、また自重はスラスト
板１０で受けるようになつている。なお図示して
いないが回転体３の上部にスラスト板を設けたも
のも知られている。この固定軸５およびスラスト
板１０にはその摺動面にヘリングボーン状および
スパイラル形状の溝１１が形成され、空気膜によ
る動圧発生を行いスラスト力を支えるようになつ
ている。

固定軸５はモータケーシング４に固定されてお
り、このモータケーシングにはマグネツト７に対
向してステータコイル６が設けられている。

かかる先行技術において、ミラー２はアルミ等
を蒸着していたので、その精度（数μ程度）が比
較的に出しにくく、またマグネツトとして円形状
のものを複数個使用しているので高速回転に際し
てマグネツトの所が変形する傾向があつた。その
ために回転体の鏡面が変形し、反射光の動きに乱
れが生ずる。

また、鏡面を形成するために多角形状に形成し
たアルミ合金（本明細書では単に「アルミ製」と
いう）を用いることは知られている。しかしなが
ら、アルミ合金の場合は比較的に弱く、変形しや
すい。

例えば、特開昭58−224305号公報にはセラミツ
ク製のロータを用いたポリゴンミラーが開示され
ているが、高速回転によるポリゴンミラーの変形
に対する対策は開示されていない。

また、特開昭62−27713号公報にはポリゴンミ
ラーの回転支持装置か開示されているが回転体に
直接にマグネツトが取付けられているので、高速
回転に際してアンバランスを生じ、不均一な変形
が生じてしまう。

さらに、特開昭60−205523号公報に記載されて
いる技術では、回転子に多面鏡がボルトで取付け
られているので、やはり高速回転で不均一な歪を
生ずる。これらのいずれの公知技術もころがり軸
受を用いており、安定した回転が得られない。

［解決する課題］ したがつて本考案の目的は、高速回転によつて
不均一な変形が生ずることのないポリゴンミラー
の回転支持装置を提供するにある。

［本考案者の知見］ 本考案者は種々研究の結果、前述の如く、不均
一な変形は好ましくないが、遠心力によつて回転
体が均一に変形する場合は、問題が生ぜず、そし
て回転体の変形は、マグネツトに与えられる回転
力のトルクの伝達経路によつて不均一な変形を防
止できることを見出した。

［課題を解決するための手段］ 本考案のポリゴンミラーの回転支持装置は、外
周に軸スリーブを設けた固定軸と、外周面に鏡面
を形成した多角形状の回転体とを設け、該回転体
は前記固定軸および上下のスラスト板によつて支
持されており、トルク発生用のマグネツトを前記
回転体と一体に設けたポリゴンミラーの回転支持
装置において、前記回転体は、前記軸スリーブの
外周に回転自在に設けたセラミツク製のロータ
と、そのセラミツク製のロータの外周に配置され
且つ半径方向外周面に前記鏡面を加工したアルミ
製のロータと、リング状に形成された前記マグネ
ツトが接着されており且つ前記セラミツク製のロ
ータの外周に焼ばめされたヨークとを含み、前記
アルミ製のロータと前記ヨークとは押えボルト、
押えリングおよび弾性板体によつて固定されてい
る。

本考案の実施に際して、ヨークは遠心力による
変形がセラミツク製のロータとさほど変らない材
質で形成されていることが好ましく、例えば鋼製
が好ましい。

［作用］ 上記のような構成を有する本考案によれば、リ
ング状に形成されたマグネツトに与えられる回転
トルクは、マグネツトが接着されたヨークに伝達
される。このヨークは押えボルト、押えリング、
弾性板体によつてアルミ製のロータと一体に固定
されているので、アルミ製のロータおよびその外
周面に形成された鏡面が回転する。一方、そのヨ
ークはセラミツク製のロータに焼ばめされている
ので、ヨークに伝達されたトルクはセラミツク製
のロータに伝達される。このセラミツク製のロー
タは、そのラジアル荷重が軸スリーブによつて支
持部材され、軸方向のスラスト荷重が上下のスラ
スト板によつて支持されて高速回転する。そのた
め、高速回転時にセラミツク製のロータが軸方向
あるいは半径方向に振れてしまうことがなく、ヨ
ーク、押えボルト等を介してセラミツク製ロータ
と一体になつているアルミ製のロータも振れな
い。

それ故に、外周に鏡面を形成しているアルミ製
んもロータには、アンバランス的な要素がなく、
それ自体を正しく加工すれば回転により不均一な
変形が生じない。

また、アルミ製のロータはセラミツク製のロー
タと比べて遠心力にる変形量が大きいが、アルミ
製のロータはセラミツク製のロータの外周に配置
されているのみであり、遠心力により均一に変形
するので問題はない。そしてアルミ製のロータは
ヨークに対して押えボルトと押えリングと弾性板
体によつて固定されており、遠心力による均一な
変形はさまたげずに回転力を伝達できる。

その結果、本考案によれば、充分に高速回転に
適するポリゴンミラーの回転支持装置を得ること
ができる。

［実施例］ 以下、第１図を参照して、本考案の実施例につ
いて説明する。

第１図において、本考案を実施したポリゴンミ
ラーの回転支持装置は、モータケーシング２０を
備え、その上面にはコイル基板２１が止めボルト
２２によつて取付けられ、その内部には、モータ
を構成する鉄心２３およびコイル２４が設置され
ている。そしてモータケーシング２０の中心には
固定軸２５が下止めナツト２６で固定されてお
り、その固定軸２５の外周には外周にヘリングボ
ーン形状の動圧発生溝２７ａを有する軸スリーブ
２７が設けられている。そして軸スリーブ２７の
外周には回転体Ｒを構成するリング状のセラミツ
ク製のロータ２８が回転自在に設けられている。
このセラミツク製のロータ２８を挟んで上下にセ
ラミツク製の上部スラスト板２９および下部スラ
スト板３０が設けられ、回転体Ｒの軸方向のスラ
スト荷重を受けるようになつている。この上下の
スラスト板２９，３０のセラミツク製のロータ２
８側の面にはそれぞれやはりヘリングボーン形状
の溝２９ａ，３０ａが形成されている。そして、
セラミツク製のロータ２８の下部外周にはリング
状のヨーク３１が焼ばめされている。このヨーク
３１は例えば鋼製で作られており、その下方に延
びるリング部３２の内側にリング状のマグネツト
３３ａが接着により取付けられている。そのヨー
ク３１の上側には、外周面からの平面形状が多角
形であつてその外周面に鏡面Ｍが形成されたアル
ミ製のロータ３３がセラミツク製のロータ２８の
外周側に配置されている。ここで、セラミツク製
のロータ２８とアルミ製のロータ３３とは焼ばめ
されておらず、両者はその境界３４において分離
している。

ヨーク３１とアルミ製のロータ３３とは、押え
ボルト３５、押えリング３６、例えばゴムから成
る弾性板体３７によつて、一体的に固定されてい
る。なお、第１図中で符号３８は、軸スリーブ似
七、セラミツク製のロータ２８を上下のスラスト
板２９，３０で挟持するための上止めナツトを示
す。

第１図の実施例において、コイル基板２１でモ
ータのコイル２４に流れる電流を制御することに
よつて公知の態様でマグネツト３３ａに回転トル
クが印加される。この回転トルクはヨーク３１に
伝達され、そのヨーク３１の回転トルクは焼ばね
されたセラミツク製のロータ２８に伝達される。
このセラミツク製のロータ２８は半径方向内方が
軸スリーブ２７で上下方向すなわち軸線方向が上
下のスラスト板２９，３０で空気膜を介して支持
部材されているので、実質的に振れが生じない。

一方、ヨーク３１はアルミ製のロータ３３と一
体的に固定されているので、アルミ製のロータ３
３およびその外周面に形成された鏡面Ｍも回転す
る。ここで、上述のようにセラミツク製のロータ
２８には振れが生じないので、ヨーク３１、押え
ボルト３５等によりセラミツク製のロータ２８と
一体になつたアルミ製ロータ３３も振れやみそす
り運動が生ずることなく回転する。

高速回転の遠心力によつて生ずる変形量は、セ
ラミツク製のロータ２８よりもアルミ製のロータ
３３の方が大きいが、その差は境界３４において
緩和される。従つて、遠心力による変形量の差
が、アルミ製のロータ３３の均一な変形に悪影響
を及ぼすことが無い。

また、アルミ製のロータ３３は、押えボルト３
５、押えリング３６、弾性板体３７によつてその
全周に亘つて均一な締結力を付加されてヨーク３
１と一体的に固定されている。そのため、アルミ
製のロータ３３においては締結力の偏在による局
部応力が存在せず、遠心力によつて比較的均一に
変形するのである。

さらに鋼製のヨーク３１はセラミツク製のロー
タ２８に焼ばめられており、遠心力による両者の
変形量の差は比較的小さいので、高速回転時にも
その焼ばめ力が開放されることはない。

［考案の効果］ 以上の如く本考案によれば、下記のすぐれた効
果を奏する。

(a) アルミ製のロータは弾性的にヨークに固定さ
れており、セラミツク製のロータとは別体とな
つているので、両ロータの遠心力による変形の
差の影響がない。

(b) セラミツク製のロータは半径方向が固定軸
に、そして上下方向がスラスト板によつて支持
されているので、振れやみそすり運動がなく、
高速回転時に正しい回転ができる。

(c) アルミ製のロータはセラミツク製のロータ及
びヨークから応力を受けないので、遠心力によ
り不均一な変形がない。

(d) バランス調整はヨークに質量の付加又は削除
をすればよく、両ロータを加工する必要がな
く、バランス調整が容易である。

(e) したがつて、高速回転時にポリゴンミラーは
均等に変形でき、正しい像を得ることができ
る。

(f) アルミ製のロータの取付け、取外しが極めて
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のポリゴンミラーの回転支持装
置の１実施例を示す断面正面図、第２図は先行技
術を示す断面正面図である。 ２５……固定軸、２７……軸スリーブ、２８…
…セラミツク製のロータ、２９……上部スラスト
板、３０……下部スラスト板、３１……ヨーク、
３３ａ……マグネツト、３３……アルミ製のロー
タ、３４……セラミツク製のロータとアルミ製の
ロータとの境界、３５……押えボルト、３６……
押えリング、３８……弾性板体、Ｍ……鏡面、Ｒ
……回転体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外周に軸スリーブを設けた固定軸と、外周面に
   鏡面を形成した多角形状の回転体とを設け、該回
   転体は前記固定軸および上下のスラスト板によつ
   て支持されており、トルク発生用のマグネツトを
   前記回転体と一体に設けたポリゴンミラーの回転
   支持装置において、前記回転体は、前記軸スリー
   ブの外周に回転自在に設けたセラミツク製のロー
   タと、そのセラミツク製のロータの外周に配置さ
   れ且つ半径方向外周面に前記鏡面を加工したアル
   ミ製のロータと、リング状に形成された前記マグ
   ネツトが接着されており且つ前記セラミツク製の
   ロータの外周に焼ばめされたヨークとを含み、前
   記アルミ製のロータと前記ヨークとは押えボル
   ト、押えリングおよび弾性板体によつて一体的に
   固定されていることを特徴とするポリゴンミラー
   の回転支持装置。