(57)【要約】【課題】回転多面鏡駆動装置において、多面鏡の鏡面歪を起こすことなく、アンバランス変化の発生を防止することを目的とする。【解決手段】多面鏡９に円筒状凸部１０を設け、保持部材１３を円筒状凸部１０に焼きばめ等で固定するとともに、円筒状凸部１０を内周方向に収縮させ、円筒状凸部１０とボス８をしまりばめ固定する。焼きばめ等で発生した応力が鏡面に達しないので鏡面歪を起こすことがなく、多面鏡９の内径とボス８の外径間に隙間ができないので、多面鏡のズレ動きがなく、回転時のアンバランス変化がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多面鏡が取付けられるロータ部材と、前記ロータ部材を回転自在に軸支するステータ部材とを備えた構成において、前記多面鏡天面中央部には円筒状凸部が形成され、前記ロータ部材の中央には円筒状の取付部が形成され、前記多面鏡の円筒状凸部の内周部が前記ロータ部材の取付部外周に嵌合されるとともに、前記多面鏡の円筒状凸部の外周部に、この円筒状凸部の外周部の直径より小さく内径を形成されたリング状部を備える保持部材をしまりばめ固定することにより、多面鏡をロータ部材に固定することを特徴とする回転多面鏡駆動装置。
【請求項２】
多面鏡の天面に、円筒状凸部の外周側の基部から多面鏡の径方向外側に向けて円環状溝を形成したことを特徴とする請求項１記載の回転多面鏡駆動装置。
【請求項３】
多面鏡の天面の円筒状凸部が、前記多面鏡の天面より突出しない範囲で形成した請求項２記載の回転多面鏡駆動装置。
【請求項４】
ロータ部材中央の円筒状の取付部の外周と多面鏡の円筒状凸部の内周との嵌合部の、前記多面鏡の天面とは反対側の面側に逃がし部を設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転多面鏡駆動装置。
【請求項５】
保持部材の材質のヤング率が多面鏡の材質のヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転多面鏡駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザビームプリンタ等のレーザースキャニング等に使用される回転多面鏡駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転多面鏡駆動装置は、多面鏡をロータに取付けるに際して、その多面鏡の鏡面に歪等が発生した場合、当然ながら、その光学特性の悪化を引き起こすことになる。仮に、ロータへの取付直後に鏡面歪発生が無かったとしても、例えば温度等の環境変化等の影響で鏡面歪が発生してしまえば同様に光学特性の悪化に至ってしまう。
【０００３】
そこで、その鏡面歪を起こしにくくする様々な固定方法が提案されている。鏡面歪を起こすような発生応力を逃がすための１つの手段として、多面鏡とロータ部材の嵌合をしまりばめ固定とせずに隙間を与え、さらにバネ等の弾性体等を用いて押さえつけることにより、応力を逃がしたり、吸収したりする方法が提案されており、すでに公知である。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また逆に、ある程度の初期的な鏡面歪を犠牲にし、多面鏡のズレ量の発生抑制や、多面鏡との結合強度の向上を行う等の目的で、焼きばめ、圧入等で隙間を無くして固定しているものもある。（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
図３にバネを用いて多面鏡を取付けた従来の回転多面鏡駆動装置の構造を示す。
【０００６】
図３において、回転自在に軸支されたシャフト３０１に、ボス３０２が固定されている。シャフト３０１には多面鏡３０３が挿入され、さらに多面鏡３０３はバネ３０４を用いて、ボス３０２とで挟み込むように固定されている。
【０００７】
また、図４に多面鏡を焼きばめ固定した従来の回転多面鏡駆動装置の構造を示す。
図４において、回転自在に軸支されたシャフト４０１に、ボス４０２が固定されている。ボス４０２には多面鏡４０３が焼きばめ固定されている。
【特許文献１】特開昭６１−１７５６１２号公報（第４頁、第２図）
【特許文献２】特開平３−１２４２５０号公報（第７頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成では、多面鏡の鏡面を歪ませないように、バネ等で多面鏡を押さえつけるような方式をとると、外部からの衝撃や起動及び停止時に加わるモーメント等により、多面鏡に微小なズレが発生してしまう。この微小なズレ量はロータの回転時のアンバランス量として表れてくるが、近年、特に回転多面鏡駆動装置は毎分数万回転もの高速回転化が進んできており、例え、微小なアンバランス量変化でも、非常に大きな振動量となってしまい機器に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００９】
また、逆に多面鏡を焼きばめや圧入等の工法で固定してしまうと、アンバランス量の変化は起こらないが、焼きばめや圧入等で発生する応力が多面鏡の鏡面に作用し、鏡面歪を発生させる。仮に、ある程度の初期的な鏡面歪を犠牲に出来たとしても、温度変化等の環境変化が起こると、多面鏡固定部分の応力分布が変わってしまい、鏡面に歪を与えるあらたな応力が発生してしまうことになり、機器の光学特性にさらなる影響を与えてしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、低振動で、光学性能劣化の無い信頼性に優れた回転多面鏡駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、多面鏡天面に円筒状凸部または円環状溝を天面に設けた多面鏡がロータ部材に嵌合されるとともに、前記円筒状凸部または円環状溝にリング状部を備える保持部材をしまりばめ固定し、多面鏡をロータ部材にしまりばめ固定する構造としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、多面鏡が取付けられるロータ部材と、前記ロータ部材を回転自在に軸支するステータ部材とを備えた構成において、前記多面鏡天面中央部には円筒状凸部が形成され、前記ロータ部材の中央には円筒状の取付部が形成され、前記多面鏡の円筒状凸部の内周部が前記ロータ部材の取付部外周に嵌合されるとともに、前記多面鏡の円筒状凸部の外周部に、この円筒状凸部の外周部の直径より小さく内径を形成されたリング状部を備える保持部材をしまりばめ固定することにより、多面鏡をロータ部材に固定することを特徴とする回転多面鏡駆動装置であり、多面鏡円の筒状凸部に保持部材をしまりばめすることにより発生した応力歪はロータ部材の取付部の方向に向かい、多面鏡の鏡面方向には向かわないため、鏡面に歪を発生させることがなく光学特性の悪化がない。当然ながら、温度変化等の環境変化が起こっても鏡面歪は発生しない。また、多面鏡とロータ部材間には隙間がないため多面鏡は動くことなく固定され、アンバランス量の変化が発生せず低振動化がはかれるという作用効果を有する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、多面鏡の天面に、円筒状凸部の外周側の基部から多面鏡の径方向外側に向けて円環状溝を形成したものであり、多面鏡円筒状凸部と保持部材とのしまりばめ固定部分の長さを長くすることができるので、多面鏡とロータ部材との回転方向や抜け方向の固定強度の増加がはかれるという作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、多面鏡の天面の円筒状凸部が、前記多面鏡の天面より突出しない範囲で形成したものであり、リング状部材の高さが多面鏡の高さの中に収まるため薄型化がはかれるという作用効果を有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、ロータ部材中央の円筒状の取付部の外周と多面鏡の円筒状凸部の内周との嵌合部の、前記多面鏡の天面とは反対側の面側に逃がし部を設けたものであり、仮にロータ部材の取付部の外周部と多面鏡の円筒状凸部の内周部との間に異物等の巻き込み等があっても、その異物は逃がし部に収まるため、鏡面に応力を加えることがなく、組立時に鏡面歪を起こすことがないという作用効果を有する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、保持部材の材質のヤング率が多面鏡の材質のヤング率よりも大きい構成としたものであり、保持部材をしまりばめ固定した時の多面鏡の円筒状凸部の内周部のロータ部材の取付部方向への収縮量が大きくなるため、多面鏡の円筒状凸部の内周部とロータ部材の取付部の初期的な隙間を増やすことができ、多面鏡とロータ部材との挿入が容易になるという作用効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ）においてハウジング１の内周部には、玉軸受２及び玉軸受３が装着されてい
る。さらにハウジング１の外周部には巻線が施されたコア４が取付けられている。コア４の外周と対向した位置にはフレーム５に取付けられたマグネット６が配置されている。シャフト７は玉軸受２及び玉軸受３に挿入され、回転自在に軸支されており、さらにシャフト７の出力側にはボス８が取付けられている。そしてボス８にはフレーム５が取付けられている。また図１（ｂ）に示す様にボス８の中央には円筒状の取付部８ａが形成され、この取付部８ａの外周には、中央に円筒状凸部１０が設けられた多面鏡９がこの円筒状凸部１０の内周を嵌合挿入されている。取付部８ａの外周と円筒状凸部１０の内周との嵌合部の多面鏡９の天面とは反対側の面には逃がし部１１が設けられており、また多面鏡９の天面には、円筒状凸部１０の外周側の基部から多面鏡９の径方向外側に向けて円環状溝１２が設けられている。本実施の形態では逃がし部１１は多面鏡９の円筒状凸部１０の内周に拡径部を設けて構成したが、ボス８の取付部８ａの外周に小径部を設けても良い。そして、ボス８の取付部８ａに嵌合挿入された多面鏡９の円筒状凸部１０の外周には、この円筒状凸部１０の外周部の直径より小さく内径を形成されたリング状部１３aを備える保持部材１３が焼きばめにより固定されて、円筒状凸部１０を内周方向に収縮させることにより、円筒状凸部１０とボス８の取付部８ａがしまりばめ固定されている。
【００１９】
上記構成により、コア４とマグネット６との間で発生した駆動力により、多面鏡９が高速で回転してスキャニングが行われる。この時、保持部材１３を多面鏡９の円筒状凸部１０に焼きばめ固定した時の応力はボス８の取付部８ａに向かって働き、多面鏡９の鏡面部１４には働かないため、鏡面部１４の歪を抑えることができ、スキャニング時の光学特性の悪化を引き起こすことがない。当然ながら、温度変化等の環境変化が起こっても、焼きばめ固定時の応力は鏡面部１４に働かないので、鏡面歪は発生しない。
【００２０】
また、多面鏡９とボス８の間には隙間がないため多面鏡９は動くことなく固定される。従って、多面鏡９のズレ動きによるアンバランス量の変化が生じないので、異常な振動悪化を引き起こさず、低振動化をはかることができる。
【００２１】
また、逃がし部１１により、仮に組立時に多面鏡９の円筒状凸部１０とボス８の取付部８ａの間で異物等の巻き込み等があっても、異物等は逃がし部１１に収容されるので、円筒状凸部１０内径部とボス８の取付部８ａの外径部に挟み込まれて噛みこむようなことがなくなり、異物等の噛みこみによる応力発生がなく、鏡面部１４に新たな歪を発生させるようなことがない。
【００２２】
また、多面鏡９の天面に形成した円環状溝１２により、保持部材１３と円筒状凸部１０の焼きばめ固定部の長さを長くすることができるので、円筒状凸部１０とボス８の取付部８ａとのしまりばめ固定部の長さを長くすることが可能となり、回転方向や抜け方向等の固定強度の増大をはかることができる。
【００２３】
なお、多面鏡９はアルミニューム等の軽金属を材料にし、そして鏡面加工を施しているのが一般的である。ここで、保持部材１３の材料として、鉄材や銅材等の多面鏡９の材料のヤング率よりも、大きな値を持つ金属等を用いると、円筒状凸部１０を内周方向に収縮させる量が増え、回転方向や抜け方向等の固定強度の増大をはかることができるが、さらに多面鏡９の円筒状凸部１０の内径部とボス８の取付部８ａの外径部との初期的な隙間を増やすこともでき、多面鏡９とボス８との挿入が容易になる。
【００２４】
（実施の形態２）
次に、本発明の回転多面鏡駆動装置の他の実施例について説明する。図２（ａ）にその全体構造を示す。なお、図１に示した実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図１に示した実施の形態１と異なるのは、多面鏡２０９と、保持部材２１３の形状である。
【００２５】
図２（ｂ）において多面鏡２０９の天面には、実施の形態１の円筒状凸部１０に相当する円筒状凸部２１１が、実施の形態１の円環状溝１２に相当する円環状溝２１２を形成すると同時に形成される。従って、多面鏡２０９の天面の円筒状凸部２１１は、多面鏡２０９の天面より突出しない範囲で形成されることになる。そして、実施の形態１と同様に、ボス８の取付部８ａに多面鏡２０９の円筒状凸部２１１の内周を嵌合挿入した後、円筒状凸部２１１の外周に、この円筒状凸部２１１の外周部の直径より小さく内径を形成されたリング状部を備える保持部材２１３が焼きばめにより固定されて、円筒状凸部２１１を内周方向に収縮させることにより、円筒状凸部２１１とボス８の取付部８ａがしまりばめ固定されている。本実施例においては、保持部材２１３はリング状部のみで構成されている。この構成により、実施の形態１と同様に焼きばめ固定時の応力は鏡面部２１４に働かないので、鏡面歪は発生しない。
【００２６】
さらに、上記構成により、保持部材２１３は多面鏡２０９の円環状溝２１２に収容されるため、多面鏡２０９の円筒状凸部２１１と同様に多面鏡２０９の高さ方向への突出がなくなり、薄型化がはかれる。近年レーザービームプリンタ等のカラー化等のために、それに使用されるレーザースキャナユニットのレーザも複数個使われる場合もあり、多面鏡の厚みが厚いものが必要となることがある。このような場合の薄型化に有効である。
【００２７】
なお、以上の説明では、周対向コア付アウターロータ型の構造例を示したが、インナーロータ型や面対向型やコアレス型等で特に制約はなく、同様に実施可能である。
【００２８】
また、玉軸受の他に、動圧流体軸受や動圧空気軸受や磁気軸受等でも実施可能である。
【００２９】
その他、駆動方式、大きさ、回転数、多面鏡の面数等々についても、特に制約はなく、適宜使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の回転多面鏡駆動装置は、レーザビームプリンタ等のレーザースキャニング用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）本発明の実施例１による回転多面鏡駆動装置を示す縦断面図、（ｂ）本発明の実施例１による回転多面鏡駆動装置を示す部分拡大断面図
【図２】（ａ）本発明の実施例２による回転多面鏡駆動装置を示す縦断面図、（ｂ）本発明の実施例２による回転多面鏡駆動装置を示す部分拡大断面図
【図３】従来の回転多面鏡駆動装置の多面鏡をバネ固定した時の部分拡大断面図
【図４】従来の回転多面鏡駆動装置の多面鏡を焼きばめ固定した時の部分拡大断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  ハウジング
２、３  玉軸受
４  コア
５  フレーム
６  マグネット
７、３０１、４０１  シャフト
８、３０２、４０２  ボス
８ａ  取付部
９、２０９、３０３、４０３  多面鏡
１０、２１１  円筒状凸部
１１  逃がし部
１２、２１２  円環状溝
１３、２１３  保持部材
１３ａ  リング状部
１４、２１４  鏡面部
３０４  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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