(57)【要約】【課題】レーザビームプリンタやレーザビーム複写機のレーザ走査用に使用されるポリゴンミラースキャナモータにおいて、ポリゴンミラーを締まり嵌め嵌合締結する際に嵌合部に発生する応力を効果的に吸収する構造を提案することを目的とする。【解決手段】ポリゴンミラー３本体の中央の上下両面に円筒状部３ｂを突出形成し、この円筒状部３ｂの中心に両側の円筒状部３ｂ及びポリゴンミラー３本体を貫通するように穴部を穿設し、この穴部のポリゴンミラー３本体の厚みの範囲内に拡径部３ｃを設けて、穴部にシャフト１を締まり嵌め嵌合して固定することにより、ポリゴンミラー締結時の締まり嵌め応力がミラー面３ａに影響を及ぼさないため、ミラー面の平面度を高精度に維持できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリゴンミラー本体の中央の上下両面に円筒状部を突出形成し、この円筒状部の中心に前記上下２カ所の円筒状部及びポリゴンミラー本体を貫通するように穴部を穿設し、この穴部にシャフト、あるいはロータボスを締まり嵌め嵌合して固定するポリゴンミラーの固定構造を備え、前記穴部のポリゴンミラー本体の厚みの範囲内に拡径部を設けたポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項２】
２カ所の円筒状部をポリゴンミラー本体の厚み方向の中心に対して上下対称に形成した請求項１記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項３】
ポリゴンミラーの円筒状部の穴部とシャフト、あるいはロータボスとの嵌合締め代が４〜１５μｍであることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザプリンタ、レーザ複写機などのレーザ走査に用いられるポリゴンミラースキャナモータに関して、特にポリゴンミラーとそれを支えるためシャフト、あるいはロータボスとの締結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ポリゴンミラースキャナモータはより高精度化、回転ムラ（ジッターと呼ぶ）の低減が要求されている。その中でもポリゴンミラーの反射面の精度がジッターへ与える影響が大きい。特に、ポリゴンミラーをシャフト、あるいはシャフトに取り付けられたロータボスに固定させる際の精度の低下が課題である。そこで、ジッターの低減対策として、種々の対策案が提案されている。
【０００３】
以下、従来のポリゴンミラースキャナモータにおいて、ポリゴンミラーをシャフトに直接、あるいはシャフトに取り付けられたロータボスに固定させる方法について説明する。
【０００４】
一つは、押えバネなどの弾性体を用いて押圧固定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。以下、上記押圧固定方法について、図６に示すポリゴンミラースキャナモータの断面図を用いて説明する。１はシャフト、１２はロータボスでシャフト１に固定される。前記ロータボス１２にはポリゴンミラー１３が挿入され、押えバネ１５で押圧固定される。さらに押えバネ１５が適切な押圧力を維持するために、Ｃリング１６がシャフト１に嵌挿され、押えバネ１５の上部への戻りを抑制している。
【０００５】
また、ポリゴンミラーをロータボスに締まり嵌めする方式で固定しているものもある（例えば、特許文献２参照）。以下、前記締まり嵌めによって固定させる方法について、図７に示すポリゴンミラースキャナモータの断面図を用いて説明する。１はシャフト、２２はロータボスでシャフト１に固定され、このロータボス２２の上部円筒部外周にはポリゴンミラー２３がポリゴンミラー２３の内径面とロータボス２２の上部円筒外形面との締まり嵌め嵌合によって締結される。シャフト１とロータボス２２の上部円筒部内周の間には一定間隔の環状溝２２ａが形成されている。締まり嵌め環状溝２２ａが設けられることにより、ポリゴンミラー２３とロータボス２２の上部円筒外形面との嵌合部２４で発生する応力を、弾性変化により吸収可能な構造になっている。
【特許文献１】特開平６−２２５０１号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】特開平１０−３０１０５１号公報（第４−５頁、図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成で用いられている押えバネなどによる押圧固定方式では、ポリゴンミラーの内径とロータボスの外径との間に隙間があり、ポリゴンミラーをロータボスに挿入する際に、双方の軸中心に誤差が生じる原因となっていた。ポリゴンミラーの偏心は各ミラー面の半径を変化させ、レーザビームを反射させる光学距離が各ミラー面で変化することになり、しいては画像精度の悪化につながる。また、モータ自体に衝撃が加わった場合にポリゴンミラーの中心点がずれ、モータのアンバランスが変動する原因ともなる。また、上記締まり嵌めによる固定方式については、ポリゴンミラーとロータボスの嵌合部に生じる応力をロータボス側の弾性変化量だけで吸収するのは困難であり、ポリゴンミラー側に応力の影響が及ぶ可能性が高い。ミラー面の歪みはレーザ走査精度の悪化を引き起こす原因となる。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ポリゴンミラースキャナモータのポリゴンミラーの取り付け構造を改善することにより、嵌合部の変形応力がポリゴンミラー面に伝達するのを阻止し、高い平面度を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、ポリゴンミラー本体の中央の上下両面に円筒状部を突出形成し、この円筒状部の中心に前記上下２カ所の円筒状部及びポリゴンミラー本体を貫通するように穴部を穿設し、この穴部にシャフト、あるいはロータボスを締まり嵌め嵌合して固定するポリゴンミラーの固定構造を備え、前記穴部のポリゴンミラー本体の厚みの範囲内に拡径部を設けたポリゴンミラースキャナモータである。
【０００９】
さらに、２カ所の円筒状部をポリゴンミラー本体の厚み方向の中心に対して上下対称に形成した請求項１記載のポリゴンミラースキャナモータである。
【００１０】
また、本発明は、上記のポリゴンミラーとシャフト、あるいはロータボスとの締まり嵌め嵌合締め代が４〜１５μｍであることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１記載の発明によれば、ポリゴンミラーのミラー面に対応する位置にポリゴンミラーがシャフト、あるいはロータボスと接触しないように隙間が形成されるので、ポリゴンミラー締結時の締まり嵌め応力がミラー面に影響を及ぼさないため、ミラー面の平面度を高精度に維持できるという有利な効果が得られる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明によれば、締まり嵌めの応力を上下対称に分散することができ、ポリゴンミラーとシャフト、あるいはロータボスとの直角度を高精度に保つことができ、軸倒れの低減に有利な効果が得られる。
【００１３】
さらに、請求項３記載の発明によれば、ポリゴンミラーとシャフト、あるいはロータボスの締め代を４〜１５μｍに設定することにより、締まり嵌め締結されたときに十分な抜け強度を維持し、且つシャフトとの嵌合部の曲げ強度に対して十分な余裕を残し、座屈するのを未然に防ぐという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１において、１はシャフト、３はポリゴンミラー（以下、ミラー）で、中央の上下両面には円筒状部３ｂが形成されている。この上下両側の円筒状部３ｂの中心には両側の円筒状部３ｂ及びミラー本体を貫通するように穴部が穿設され、この穴部のミラー本体の厚みの範囲内に拡径部３ｃが設けられている。そして、シャフト１と両側の円筒状部３ｂは互いに嵌合締め代を有し、ミラー３を熱することによって膨張させ、シャフト１に挿入後冷却することにより締まり嵌め締結されている。
【００１６】
上記構成により、両側の円筒状部３ｂにはシャフト１とミラー３の嵌合締め代による応力が発生するが、両側の円筒状部３ｂが容易に弾性変形することができ、さらに、穴部の拡径部３ｃにより、ミラー３がシャフト１と接触しないように隙間が形成されるので、水平方向の嵌合応力がミラー面３ａに直接伝わるのを阻止し、レーザ走査精度に影響するミラー面３ａの歪みを効果的に軽減できる。
【００１７】
さらに、本実施の形態においては、円筒状部３ｂをミラー３の上下両側にミラー本体の
厚み方向の中心に対して上下対称に形成している。
【００１８】
これにより、締まり嵌めの応力を上下対称に分散することができ、ミラー３とシャフト１との直角度を高精度に保つことができ、軸倒れの低減に有利な効果が得られる。
【００１９】
図２に、シャフト１とミラー３の組立図を示す。図２においてシャフト１の外径寸法ｄ1とミラーの内径寸法ｄ2は互いに嵌合締め代Ｘ（＝（ｄ1−ｄ2）／２）を有する。
【００２０】
図４に示すように、上下嵌合部３ｂと中間の拡径部３ｃを形成した本発明の場合（Ａ）と従来のロータボス側に環状溝が設けられている場合（Ｂ）との各部ミラー面の変位の最大値と最小値の差を嵌合締め代Ｘを変化させて比較したグラフを示す。一般的にポリゴンミラースキャナモータにおいて、要求されるミラー面の平面度はλ／５（λ＝６８０ｎｍ）以下であり、グラフから明確に示されるように、従来構造では許容値を大きく上回るが、本発明に示す構造においては許容値を満たしていることが分かる。
【００２１】
また、図５に各締め代値に対して、嵌合部に作用する応力の変化を示す。本発明のミラーはアルミニウム製であり、応力がアルミニウムの降伏点（１９５ＭＰａ）を超えると塑性変形による座屈現象を引き起こすので、嵌合締め代Ｘは応力が降伏点を超えない１５μｍ程度までに留めることで、モータの高速回転時や、モータへ過度の衝撃が加わった場合にミラーが脱落しない十分な抜け強度を保有することができる。以上から、ミラーの平面度を損なわず、且つ十分な抜け強度を保有するためには、嵌合締め代Ｘを４〜１５μｍ程度の範囲に設定することが望ましいと言える。
【００２２】
（実施の形態２）
図３に、ミラー３をシャフト１に直接固定する代わりに、シャフト１に固定されたロータボス２にミラー３の嵌合部３ｂを締まり嵌め締結する例を示す。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２３】
上記の実施の形態１において、ミラー３の加工上、穴部をφ４ｍｍ以下で穿設するのは困難であるため、シャフト径が４ｍｍ以下の場合には、ロータボス２を介して固定する必要がある。しかし、シャフトに締結する場合と同様、ロータボスに締結する場合においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。加えて、シャフトの直径を小さくすることにより軸受の損失を減らすことが出来るという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明のポリゴンミラースキャナモータは、シャフトとポリゴンミラーの締結方法において、従来に比べて、部品点数とそれにかかる製作工程を削減でき、且つポリゴンミラーのミラー面の歪みを軽減できる効果を有し、安定したレーザ走査精度が求められるポリゴンミラースキャナモータとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシャフトとポリゴンミラーの固定状態を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるシャフトとポリゴンミラーの組立説明のための断面図
【図３】本発明の実施の形態２におけるロータボスとポリゴンミラーの固定状態を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるミラー面の応力変位量の変化を比較したグラフ
【図５】本発明の実施の形態１における嵌合部に作用する応力の変化を比較したグラフ
【図６】従来のポリゴンミラーとロータボスの固定状態を示す断面図
【図７】他の従来のポリゴンミラーとロータボスの固定状態を示す断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  シャフト
２、１２、２２  ロータボス
３、１３、２３  ポリゴンミラー
３ａ、１３ａ、２３ａ  ミラー面
３ｂ  円筒状部
３ｃ  拡径部
１５  ポリゴンミラー押えバネ
１６  Ｃリング
２２ａ  ロータボス環状溝
２４  嵌合部
ｄ1  シャフト外形
ｄ2  ポリゴンミラー内径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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