JPH09311287A - ポリゴンスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリゴンスキャナの回転体において、この回
転体を形成する各部材が熱膨張差によって移動するこ
と、及び、この移動に伴う振動が発生することを防止
し、かつ、安価な構造とする。 【解決手段】 ポリゴンスキャナの回転体１０を形成す
る回転軸５とポリゴンミラー７とミラー固定部材８と回
転駆動用マグネット９とをアルミニウム合金で形成す
る。このため、これらの各部材５，７，８，９は高温時
においても熱膨張差が発生せず、又は、発生しても極僅
かであり、熱膨張差による移動、及び、その移動が原因
となる振動の発生を防止できる。しかも、新たな部品の
追加や加工工程の追加が不要であり、安価な構造とする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
により高速回転駆動されるポリゴンスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル複写機などで使用される
高速のポリゴンスキャナでは、動圧軸受、磁気軸受など
の非接触軸受により、回転軸、ポリゴンミラー、回転駆
動用マグネット等からなる回転体が回転自在に支持され
ている。この回転体は、回転軸をステンレスで形成し、
ポリゴンミラーをアルミニウムで形成し、回転駆動用マ
グネットをアルニコ又はフェライトで形成するというよ
うに、それぞれ異なる材料で形成した複数の部材を一体
に固定している。

【０００３】高速のポリゴンスキャナでは、高速回転に
伴うモータ部の発熱と複写機内部の温度上昇とにより、
９０℃以上の高温になる。このような温度上昇に伴い、
異なる材料で形成されて一体化されている回転軸、ポリ
ゴンミラー、回転駆動用マグネットなどが熱膨張差によ
り移動し、振動を発生する。

【０００４】このような熱膨張差による移動を防止し、
この移動が原因となる振動の発生を低減するようにした
ポリゴンスキャナとしては、特開平６−４３３７８号公
報に開示されたものが知られている。このポリゴンスキ
ャナでは、回転体を形成する部材におけるこれらの部材
を一体化したときに互いに接触する部分の面粗度をそれ
ぞれ２Ｓ以下とすることにより、接触摩擦力を増加し、
熱膨張差による各部材の移動を低減している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、接触面を高精
度に仕上げるためにラップ加工を必要とし、コストアッ
プの原因となっている。そこで本発明は、ポリゴンスキ
ャナの回転体を形成する各部材が熱膨張差によって移動
することの防止、及び、この移動が原因となる振動の発
生防止を、安価な構造により達成できるポリゴンスキャ
ナを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
動圧軸受を介して支持された回転軸と、この回転軸に装
着されたポリゴンミラーと回転駆動用マグネットとを有
するポリゴンスキャナにおいて、回転体を形成して一体
に回転する前記回転軸と前記ポリゴンミラーとこのポリ
ゴンミラーを固定するミラー固定部材と前記回転駆動用
マグネットとをアルミニウム合金で形成した。従って、
それぞれアルミニウム合金で形成された回転軸とポリゴ
ンミラーとミラー固定部材と回転駆動用マグネットとは
高温時においても熱膨張差が発生せず、又は、発生して
も極僅かであり、熱膨張差による移動、及び、その移動
が原因となる振動の発生を防止することができ、しか
も、新たな部品の追加や加工工程の追加が不要であり、
安価な構造により熱膨張差による移動と振動とを防止で
きる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、回転駆動用マグネットをアルミニウム−マ
ンガン系の磁石で形成し、内径部の磁束を開放した。従
って、アルミニウム−マンガン系の磁石で形成した回転
駆動用マグネットは、リコイル透磁率が小さいために減
磁しにくく、ロータヨークの機能を発揮する磁性体を用
いずに内径部の磁束を開放したまま回転軸に直接固定す
ることができる。このため、回転軸と回転駆動用マグネ
ットとは高温時においても熱膨張差が発生せず、又は、
発生しても極僅かであり、熱膨張差による移動、及び、
その移動が原因となる振動の発生を防止できる。さら
に、回転駆動用マグネットの内径部に磁性体のロータヨ
ークを設けないため、回転時における鉄損を低減するこ
とができる。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、回転駆動用マグネットの端面部にバランス
修正用の円周状溝を形成した。従って、バランス修正用
のリングなどを別個に設ける必要がなくなり、部品点数
を少なくできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１は、デジタル複写機に用いられる
動圧空気軸受型のポリゴンスキャナの全体構造を示すも
のである。モータハウジング１と、このモータハウジン
グ１に固定された上ケース２とに囲まれた収納空間３が
形成されている。モータハウジング１には固定軸４の下
端部が焼きばめ法で固定され、固定軸４の上端側は収納
空間３内へ延出している。固定軸４とモータハウジング
１とは同じ材料で形成し、温度変化による支持剛性の低
下を防止している。

【００１０】前記収納空間３内において、前記固定軸４
には回転軸である中空回転軸５が嵌合されている。中空
回転軸５の上端側外周部には鍔状の段部６が形成され、
この段部６の上面部にポリゴンミラー７が載置されてい
る。前記中空回転軸５の上端部にはミラー固定部材８が
ネジ止めされ、このミラー固定部材８により前記ポリゴ
ンミラー７が中空回転軸５の段部６に押圧固定されてい
る。また、前記中空回転軸５の外周部には回転駆動用マ
グネット９が固着されている。

【００１１】前記中空回転軸５と前記ポリゴンミラー７
と前記ミラー固定部材８と前記回転駆動用マグネット９
とは、一体に回転する回転体１０を形成している。前記
ミラー固定部材８の上端面には、前記回転体１０の重量
バランスを調整するための接着剤を塗布する円周状溝１
１が形成されている。また、前記回転駆動用マグネット
９の下端面にも、前記回転体１０の重量バランスを調整
するための接着剤を塗布する円周状溝１２が形成されて
いる。

【００１２】前記固定軸４の上端部には磁石１３が固定
されている。前記ミラー固定部材８における前記磁石１
３に上下方向で対向する個所には磁石１４が固定されて
いる。前記上ケース２における前記磁石１４に上下方向
で対向する個所には磁石１５が固定されている。これら
の磁石１３〜１５は互いに向かい合う面の磁極を同じに
し、これらの磁石１３〜１５の反発力により前記回転体
１０が浮上状態で前記固定軸４に支持されている。前記
固定軸４の外周面と前記中空回転軸５の内周面との間に
は微小間隔の軸受隙間１６が設けられている。前記固定
軸４の外周面には、前記回転体１０の回転時に動圧軸受
である動圧空気軸受を形成するためのヘリングボーン溝
１７が上下に２対形成されている。

【００１３】前記回転体１０を回転させるモータ部の方
式は、ラジアルギャップのインナーロータ型と呼ばれる
方式であり、前記回転駆動用マグネット９、ステータ巻
線部１８、ホール素子１９などで形成されている。回路
基板（図示せず）の制御回路により励磁切換えを行い、
回転体１０を回転させる。

【００１４】前記回転体１０を形成する部材のうち、前
記中空回転軸５と、前記ポリゴンミラー７と、前記ミラ
ー固定部材８とを、熱膨張率が２．３×１０~⁵／℃のア
ルミニウム合金で形成している。中空回転軸５の内周面
にはメッキ処理を施し、回転時に固定軸４との間でかじ
りを生じないようにしている。回転体１０を形成する部
材のうち前記回転駆動用マグネット９を、熱膨張率が
１．８×１０~⁵／℃のアルミニウム−マンガン系の磁石
で形成している。

【００１５】前記回転駆動用マグネット９の内径部には
ロータヨークの機能を発揮する磁性体が設けられておら
ず、内径部の磁束を開放したまま中空回転軸５の外周部
に直接固着されている。

【００１６】このような構成において、回転体１０は磁
石１３〜１５の反発力により浮上状態で固定軸４に支持
されている。このため、制御回路によりステータ巻線部
１８への励磁切換を行うことにより、動圧空気軸受に支
持された回転体１０が回転する。

【００１７】回転体１０の回転時には、モータ部の発熱
や複写機内部の温度上昇により、収納空間３内の温度が
９０℃以上の高温になり、回転体１０を形成する中空回
転軸５、ポリゴンミラー７、ミラー固定部材８、回転駆
動用マグネット９等がそれぞれ熱膨張する。しかし、中
空回転軸５とポリゴンミラー７とミラー固定部材８とを
熱膨張率が２．３×１０~⁵／℃のアルミニウム合金で形
成し、回転駆動用マグネット９を熱膨張率が１．８×１
０~⁵／℃のアルミニウム−マンガン系の磁石で形成して
いるため、これらの各部材５，７，８，９は高温時にお
いても熱膨張差が発生せず、又は、発生しても極僅かで
あり、熱膨張差による移動、及び、その移動が原因とな
る回転体１０の振動を防止することができる。従って、
この振動が原因となる騒音の発生や画像の乱れを防止す
ることができる。しかも、熱膨張差による移動、及び、
その移動が原因となる回転体１０の振動防止を、各部材
５，７，８，９の材料を選択することにより行え、安価
な構造とすることができる。

【００１８】回転体１０のバランス修正に関しては、ミ
ラー固定部材８と回転駆動マグネット９とに円周状溝１
１，１２を形成し、この円周状溝１１，１２に接着剤を
塗布することにより行う。このため、バランス修正用の
リングなどを設ける必要がなくなり、部品点数を少なく
してコストダウンを図ることができる。

【００１９】回転体駆動用マグネット９を形成したアル
ミニウム−マンガン系の磁石は、リコイル透磁率が小さ
いために減磁しにくく、ロータヨークの機能を発揮する
磁性体を用いずに内径部の磁束を開放したまま中空回転
軸５に直接固定することができる。回転駆動用マグネッ
ト９の内径部に磁性体のロータヨークを設けないため、
回転時における鉄損を低減することができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ポリゴン
スキャナの回転体を形成する回転軸とポリゴンミラーと
このポリゴンミラーを固定するミラー固定部材と回転駆
動用マグネットとをアルミニウム合金で形成したので、
これらの各部材は高温時においても熱膨張差が発生せ
ず、又は、発生しても極僅かであり、熱膨張差による移
動、及び、その移動が原因となる振動の発生を防止する
ことができ、しかも、新たな部品の追加や加工工程の追
加が不要であり、安価な構造により熱膨張差による移動
と振動とを防止できる。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、回転駆動用
マグネットをアルミニウム−マンガン系の磁石で形成
し、内径部の磁束を開放したので、アルミニウム−マン
ガン系の磁石で形成した回転駆動用マグネットは、リコ
イル透磁率が小さいために減磁しにくく、ロータヨーク
の機能を発揮する磁性体を用いずに内径部の磁束を開放
したまま回転軸に直接固定することができ、従って、高
温時における回転軸と回転駆動用マグネットとの熱膨張
差による移動、及び、その移動が原因となる振動の発生
を防止でき、さらに、回転駆動用マグネットの内径部に
磁性体のロータヨークを設けないために回転時における
鉄損を低減することができる。

【００２２】請求項３記載の発明によれば、回転駆動用
マグネットの端面部にバランス修正用の円周状溝を形成
することにより、バランス修正用のリングなどを別個に
設ける必要がなくなり、部品点数を少なくしてコストダ
ウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるポリゴンスキャ
ナの構造を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

５ 回転軸 ７ ポリゴンミラー ８ ミラー固定部材 ９ 回転駆動用マグネット １０ 回転体 １２ 円周状溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動圧軸受を介して支持された回転軸と、
   この回転軸に装着されたポリゴンミラーと回転駆動用マ
   グネットとを有するポリゴンスキャナにおいて、回転体
   を形成して一体に回転する前記回転軸と前記ポリゴンミ
   ラーとこのポリゴンミラーを固定するミラー固定部材と
   前記回転駆動用マグネットとをアルミニウム合金で形成
   したことを特徴とするポリゴンスキャナ。
2. 【請求項２】 回転駆動用マグネットをアルミニウム−
   マンガン系の磁石で形成し、内径部の磁束を開放したこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリゴンスキャナ。
3. 【請求項３】 回転駆動用マグネットの端面部にバラン
   ス修正用の円周状溝を形成したことを特徴とする請求項
   １記載のポリゴンスキャナ。