(57)【要約】【課題】ポリゴンミラーの面数が少ないロータの風損を低減し、エネルギー効率の改善を図ったポリゴンスキャナモータを提供する。【解決手段】ポリゴンミラー５は板厚２ｍｍ以上５面以下の面数のミラーであって、少なくとも前記ポリゴンミラー５の軸方向の一方側にはミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間１９を形成してディスク１８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ軸の一端側にカップ状のロータハウジングが組付けられ、該ロータハウジングの上面側に周面が面取りされたポリゴンミラーが搭載されるポリゴンスキャナモータであって、
前記ポリゴンミラーは、板厚２ｍｍ以上５面以下の面数のミラーで、少なくとも前記ポリゴンミラーの軸方向の一方側にはミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間を形成して環状部材が設けられているポリゴンスキャナモータ。
【請求項２】
前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向両面に設けられる請求項１記載のポリゴンスキャナモータ。
【請求項３】
前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面側のみに設けられる請求項１記載のポリゴンスキャナモータ。
【請求項４】
前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面側に設けられ、ロータハウジングの対向面が上部環状部材と同径状の軸方向下面側の下部環状部材を兼用している請求項１記載のポリゴンスキャナモータ。
【請求項５】
前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面側に設けられ、前記ロータハウジングの上面部はミラー外接円の±１０％の半径を有し、ハウジング径方向中途部から外周端部にわたってミラーとの間に隙間が形成されている請求項１記載のポリゴンスキャナモータ。
【請求項６】
前記環状部材は厚さ０．１ｍｍ以上、ミラー外接円の±１０％の半径を有する板材が用いられる請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のポリゴンスキャナモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばロータにポリゴンミラーを搭載して回転駆動するポリゴンスキャナモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリゴンミラーが設けられたレーザービームプリンターや複写機などのＯＡ機器には、ポリゴンミラー等を高速回転駆動するポリゴンスキャナモータが用いられている。このポリゴンスキャナモータとしては、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータが好適に用いられる。具体的には、ロータは、回転軸にカップ状のロータハウジングが支持されており、ロータハウジングにはポリゴンミラーが水平方向及び鉛直方向に位置決めして搭載される。ポリゴンミラーはばね等によりロータハウジングの搭載面に固定される。ロータの回転軸は、ステータハウジング部に回転可能に支持されている。
【０００３】
ポリゴンスキャナモータにおいては、ポリゴンミラーを回転させることによりミラー外周面が空気の抵抗を受け、風損といわれるエネルギー損失を生ずる。この風損はロータの回転速度が増大すればするほど増大し、モータ特性を低下させることから可及的に小さく抑えることが望ましい。また、ポリゴンミラーのミラー面の汚れ防止や保護を図ることが望ましい。このため、ポリゴンミラーの軸方向両面若しくは上面には円板状のディスクが設けられる技術が提案されている（特許文献１、２参照）。このディスクによりポリゴンミラーの周囲の空気が整流されて乱流の発生が抑えられ風損が抑えられる。
【特許文献１】特開平０９−１２７４５２号公報
【特許文献２】特開２００３−３５８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では、ミラー面数と厚みと風損の低減効果との間にはなんら言及がされていない。また、ディスクとミラーとの間に隙間を設けない場合にはかえって風損が大きくなる。
ポリゴンスキャナモータを使用したスキャナーユニットを小型化する場合、レーザー光の走査範囲を大きくするためポリゴンミラーの面数を少なくしたいという要求があるが、特にミラー面数を５面以下にした場合、風損の増大が著しいという課題がある。
【０００５】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ポリゴンミラーの面数が少ないロータの風損を低減し、エネルギー効率の改善を図ったポリゴンスキャナモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ロータ軸の一端側にカップ状のロータハウジングが組付けられ、該ロータハウジングの上面側に周面が面取りされたポリゴンミラーが搭載されるポリゴンスキャナモータであって、前記ポリゴンミラーは、板厚２ｍｍ以上５面以下の面数のミラーで、少なくとも前記ポリゴンミラーの軸方向の一方側にはミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間を形成して環状部材が設けられていることを特徴とする。
また、前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向両面に設けられることを特徴とする。
また、前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面側のみに設けられることを特徴とする。
また、前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面側に設けられ、ロータハウジングの対向面が上部環状部材と同径状の軸方向下面側の下部環状部材を兼用していることを特徴とする。
また、前記環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面側に設けられ、前記ロータハウジングの上面部はミラー外接円の±１０％の半径を有し、ハウジング径方向中途部から外周端部にわたってミラーとの間に隙間が形成されていることを特徴とする。
また、前記環状部材は厚さ０．１ｍｍ以上、ミラー外接円の±１０％の半径を有する板材が用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上述したポリゴンスキャナモータを用いれば、ポリゴンミラーは、板厚２ｍｍ以上５面以下の面数のミラーで、少なくとも前記ポリゴンミラーの軸方向の一方側にはミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間が形成されて環状部材が設けられているので、ポリゴンミラーが回転すると隙間を隔てた環状部材との間で空気の整流作用が働くため、風損を低減する効果が得られる。
また、環状部材はポリゴンミラーの軸方向両面に設けた場合に風損を低減する効果が最も得られるが、環状部材はポリゴンミラーの軸方向上面のみに設けられていても良い。
ポリゴンミラーの軸方向下面側に環状部材を設ける代わりに、ロータハウジングの対向面が上部環状部材と同径状の軸方向下面側の下部環状部材を兼用していると、部品点数も少なくポリゴンミラーのロータハウジングに対する面倒れへの影響が少なく組付け精度を損なうことがない。また、ロータハウジングの上面部はミラー外接円の±１０％の半径を有し、ハウジング径方向中途部から外周部にわたってミラーとの間に隙間が形成されている場合も同様である。
更には、環状部材は厚さ０．１ｍｍ以上、ミラー外接円の±１０％の半径を有する板材が用いられると、ミラー面の汚れやモータの組付作業で発生し易い傷や打痕も適度に防げるので好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るポリゴンスキャナモータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態のポリゴンスキャナモータは、カップ状のロータハウジングにポリゴンミラーを水平方向及び鉛直方向に位置を合わせて搭載したロータと、ロータの回転軸を回転可能に支持するステータハウジングにプリント基板とステータコアが組み付けられるステータを備えたアウターロータ型のＤＣブラシレスモータが好適に用いられる。
【０００９】
図１を参照して、ポリゴンスキャナモータの概略構成について説明する。
ロータ１は、カップ状のロータハウジング２が用いられる。ロータハウジング２には軸孔３が穿孔されており、該軸孔３には回転軸４が圧入若しくは焼嵌めなどにより一体に固定されている。
【００１０】
図１において、ロータハウジング２の上面にはポリゴンミラー５が搭載されており、押さえバネ６によりロータハウジング２の上面に押圧されている。押さえバネ６は、軸孔３の周囲に起立形成された円筒部に嵌め込まれるＣ型止め輪７により固定されている。また、ロータハウジング２の内周面には、リング状のマグネット８が固着されている。マグネット８は、周方向にＮ極とＳ極とで交互に着磁されている。
【００１１】
図１において、ステータ９は、ステータハウジング１０には動圧軸受１１を介して回転軸４が同軸に組み込まれている。ステータハウジング１０は、外径の異なる円筒部分が連続して形成されており、小径の部分にはステータコア１２が接着剤を介して嵌め込まれ、大径の部分にはプリント基板１３が固定されている。ステータハウジング１０には、モータ基板１３側より孔径段差を利用してスラスト受１４が嵌め込まれている。スラスト受１４は、回転軸４の軸端（下端）を受けて軸端位置を規定している。
【００１２】
ステータコア１２は、放射状に設けられたステータ磁極部（ティース部）が設けられており、各ステータ磁極部には、例えば３相分のステータコイル１５が巻回されている。ステータコア１２としては、例えばプレスにより打ち抜きされたケイ素鋼鈑が積層された積層コアが用いられる。
【００１３】
また、プリント基板１３は、ステータハウジング１０に回転軸４と直交する向きにかしめられている。このモータ基板１３は、モータ駆動回路を構成する電子部品が搭載されている他に、マグネット８の端面に対向して磁極センサ（例えばホールセンサ）が同一基板上に設けられている。磁極センサはマグネット８の漏れ磁束からロータ１の磁極位置を検出する。磁極センサにより検出されたロータ１の回転位置に応じて、モータ駆動回路はステータコイル１５への通電を当該ロータ１の回転を付勢する方向へ切り換える。
【００１４】
図１において、ロータハウジング２は、金属材料を例えば切削加工を行なって段付カップ状に形成される。このロータハウジング２の中心部に突設された円筒部１６とその周囲に該円筒部１６と略直交する向きにミラー搭載部１７が形成されている。円筒部１６をポリゴンミラー５の中心孔１８に挿入することで、ポリゴンミラー５はミラー搭載部１７に密着して支持される。
【００１５】
ポリゴンミラー５は、板厚２ｍｍ以上５面以下の面数のミラーが用いられ、少なくともポリゴンミラー５の軸方向の一方側には環状部材（ディスク）１８が重ね合わせてロータハウジングに同軸状に一体に組付けられている。図７において、板厚２ｍｍより小さく５面より多い面数のポリゴンミラー５の場合（例えば６面ミラーの場合）、図６においてディスク１８の取り付けによりかえって風損が大きくなるからである。図１では、ポリゴンミラー５の軸方向の両側面にディスク１８が設けられている。ディスク１８の大きさは、厚さ０．１ｍｍ以上、ミラー外接円より±１０％の半径、より好ましくは±３％の半径を有する板材（金属板、樹脂材など）が用いられる。
【００１６】
図１において、ポリゴンミラー５の軸方向上面側のディスク１８は、押さえバネ６によりミラー上面部５ａに一体組み付けられている。また、軸方向上面側のディスク１８はミラー下面部５ｂとミラー搭載部１７に挟み込まれて一体に組み付けられている。上下のディスク１８は、ポリゴンミラー５との間にミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間１９が形成されている。これにより、ポリゴンミラー５が回転すると隙間１９を隔ててディスク１８との間で空気の整流作用が働くため、風損を低減することができる。
【００１７】
図１はポリゴンミラー５の軸方向両面にディスク１８を重ね合わせたが、片面のみに設けても良い。
図２において、ディスク１８はポリゴンミラー５のミラー上面部５ａに押さえバネ６により一体組み付けられている。また、ロータハウジング２のカップ底部（図２のミラー塔載部１７が形成される部位）の外径が厚肉になっており、ディスク１８と同径状に形成されている。即ち、ロータハウジング２の、ミラー塔載部１７が軸方向下面側のディスク１８を兼用している。ディスク１８とポリゴンミラー５との間、ミラー下面部５ｂとミラー塔載部１７との間には、ミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間１９が各々形成されている。
【００１８】
或いは、図３において、ポリゴンミラー５の軸方向上面のみにディスク１８が重ね合わせて設けられていても良い。ロータハウジング２は図１と同形状であり、ポリゴンミラー５とディスク１８の外形はハウジング外径より大きいものが用いられる。ロータハウジング２の上面部はミラー外接円の±１０％より好ましくは±３％の半径を有している。ディスク１８とポリゴンミラー５との間にはミラー径方向中途部から外周端部にわたって隙間１９が形成され、ミラー下面部５ｂとミラー塔載部１７との間には、ハウジング径方向中途部から外周部にわたって隙間１９が形成されている。
【００１９】
図２若しくは図３の態様において、ポリゴンミラー５の軸方向下面側のディスク１８を省略でき部品点数も少なくポリゴンミラー５のロータハウジング２に対する面倒れへの影響が少なく組付け精度を損なうことがない。
【００２０】
図４及び図５において、板厚２ｍｍで４面ミラーと５面ミラーを用いた場合の上下ディスク１８の有無に応じた回転数と風損との関係を示すグラフ図を示す。
ロータの回転数が増大するほど風損の低減効果が大きくなることが分かる。また、図７において、ディスク１８を用いた場合、５面ミラーより４面ミラーのほうが、回転数が増大するにしたがって風損低減効果が大きいことも判明した。また、図６において、例えば板厚２ｍｍで６面以上のミラーの場合、回転数が増大してもディスク１８による風損低減効果は認められないことも判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ポリゴンスキャナモータの断面図及びミラー塔載部の拡大断面図である。
【図２】他例に係るポリゴンスキャナモータの断面図である。
【図３】他例に係るポリゴンスキャナモータの断面図である。
【図４】４面ミラーのディスク有無に応じた回転数と風損との関係を示すグラフ図である。
【図５】５面ミラーのディスク有無に応じた回転数と風損との関係を示すグラフ図である。
【図６】６面ミラーのディスク有無に応じた回転数と風損との関係を示すグラフ図である。
【図７】ポリゴンミラーの面数に応じた回転数と風損との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ロータ
２  ロータハウジング
３  軸孔
４  回転軸
５  ポリゴンミラー
５ａ  ディスク上面部
５ｂ  ディスク下面部
６  押さえバネ
７  止め輪
８  マグネット
９  ステータ
１０  ステータハウジング
１１  動圧軸受
１２  ステータコア
１３  プリント基板
１４  スラスト受
１５  ステータコイル
１６  円筒部
１７  ミラー搭載部
１８  ディスク
１９  隙間
【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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