(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、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め方式で固定し、その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】ロータボス２とミラー３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、ロータボス２に挿入して温嵌め締結させる。その際、嵌合部４には嵌合締め代による応力が発生するが、ロータボス２に設けられた環状溝２ａとミラーに設けられた環状溝３ｂにより、嵌合部４が容易に弾性変形することができる。よって、嵌合部４の応力がミラー全体の歪みに影響するのを阻止し、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。また環状溝３ｂがモータ外部に露出しないことで、モータ高速回転時の風損、騒音を軽減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に穴を有し、前記穴と同心状に形成された環状溝を備えるポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーの穴に温嵌め締結によって固定される嵌合部とこの嵌合部と同心状に径方向外側に形成された環状溝を備えるロータボスを有するポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項２】
前記ポリゴンミラーの環状溝が前記ロータボスに固定される面側に形成され、前記ポリゴンミラーの環状溝が前記ロータボスの外径の範囲内に形成され、外部に露出しないことを特徴とする請求項１記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項３】
前記ポリゴンミラーと前記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記載、または請求項２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の基準面となるロータボスとの締結構造を改善したものである。
【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、低回転むら（ジッターと呼ぶ）が要求されている。その中でもポリゴンミラーの精度によるジッターへの影響は大きな課題である。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が、いずれもコストの上昇、工程数の増加、ミラーの風損の増加などが課題である。
【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クランプ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、押圧固定方法について、図５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は回転軸、２はロータボスで回転軸１に固定される。前記ロータボス２にはポリゴンミラー３が挿入され、押えバネ５で押圧固定される。さらに押えバネ５が適切な押圧力を維持するために、Ｃリング６が回転軸１に嵌挿され、押えバネ５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圧入する嵌合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、前記嵌合によって固定させる方法について、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は回転軸、２はロータボスで回転軸１に固定され、回転軸１とロータボス２の間には一定間隔の環状溝２ａが形成されている。前記ロータボス２にはポリゴンミラー３が圧入され、ポリゴンミラー内径面とロータボス上部外形面とが圧入嵌合によって締結される。環状溝２ａが設けられることにより、嵌合部４で発生する応力を、弾性変化によって吸収することができる構造になっている。
【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。
【０００７】
また、上記圧入方式による嵌合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の高い応力をロータボス側の弾性変化量だけで吸収しようとするのは困難であり、ポリゴンミラー側に応力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。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、嵌合構造によって締結されるポリゴンミラーとロータボスの構造を改善することにより、ミラー面の歪みを軽減させ、平面度の高いミラー面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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め締結で固定し、その応力がポリゴンミラーのミラー面に影響を及ぼさないように、ポリゴンミラーとロータボス双方に環状溝を設け、応力を嵌合部で吸収可能な構成としたものである。
【００１０】
また本発明は、ポリゴンミラーの環状溝が前記ロータボスに固定される基準面側に形成され、ポリゴンミラーの環状溝が外部に露出しないことを特徴としたものであり、ポリゴンミラーが高速回転することにより発生する風損が軽減でき、回転負荷、騒音を抑制するという作用を有する。
【００１１】
また、本発明は、ポリゴンミラーとロータボスとの嵌合締め代が４〜１５μｍであることを特徴としたものであり、温嵌め固定されたときに十分な抜け強度を維持し、且つ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作用を有する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、ポリゴンミラーとロータボスを温嵌め方式で固定し、双方に設けられた環状溝の効果により嵌合応力を吸収し、ミラー面の平面度に影響しないという有利な効果が得られる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明によれば、ミラー底面に環状溝を形成することにより、この溝がモータ外部に露出せず、ポリゴンミラーが高速回転することにより発生する風損が軽減でき、回転負荷、騒音を抑制する効果が得られるものである。
【００１４】
さらに、請求項３記載の発明によれば、ポリゴンミラーとロータボスの締め代を４〜１５μｍで設計することにより、温嵌め固定されたときに十分な抜け強度を維持し、且つ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】
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１において、１は回転軸、２はロータボスで回転軸１に固定され、３はポリゴンミラー（以下、ミラー）でロータボス２に固定される。回転軸１と接合されているロータボス２の上部には、一定間隔離れて環状溝２ａが設けられている。ミラー３の底面側には、内径に沿って、一定間隔離れて環状溝３ｂが設けられている。ロータボス２とミラー３の嵌合部４に関して、ロータボス２とミラー３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、ロータボス２に挿入して温嵌め締結させる。
【００１７】
上記構成により、嵌合部４にはロータボス２とミラー３の嵌合締め代による応力が発生するが、ロータボス２に設けられた環状溝２ａとミラーに設けられた環状溝３ｂにより、嵌合部４が容易に弾性変形することができる。よって、嵌合部４の応力がミラー全体の歪みに影響するのを阻止し、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。
【００１８】
また、ミラーに設けられた環状溝３ｂをミラー底面側に設けることによって、環状溝３
ｂがモータ外部に露出せず、モータの高速回転時に発生する風損や騒音を効果的に抑制することができる。
【００１９】
図２において、回転軸１に固定されたロータボス２とミラー３の組立図を示し、ロータボスＸの外径寸法とミラーの内径寸法Ｙは互いに嵌合締め代Ｚ（＝（Ｘ−Ｙ）／２）を有する。図３に本発明のように、ロータボス側とミラー側双方に環状溝が設けられた場合（Ａ）と従来のロータボス側にのみ環状溝が設けられている場合（Ｂ）との各部ミラーの変位の最大値と最小値の差を嵌合締め代Ｚ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。また、図４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。本実施例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）を超えると座屈現象を引き起こすので、嵌合締め代Ｚ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Ｚを４〜１５μｍ程度の範囲に設定することが望ましいと言える。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のポリゴンミラースキャナモータは、ポリゴンミラーとそれを支えるロータボスと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。
（その他の例１）
本発明に係るポリゴンミラースキャナモータは、高速回転時の風損や騒音を軽減する効果を有し、低騒音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。
（その他の例２）
本発明に係るポリゴンミラースキャナモータは、高速回転時や加衝撃時にミラーが脱落しない効果を有し、安全性の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】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における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２】本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラーとロータボスの組立説明のための断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるミラーの変位の差を比較したグラフ
【図４】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５】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６】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】
【００２２】
１  回転軸
２  ロータボス
２ａ  ロータボス環状溝
３  ポリゴンミラー
３ａ  ミラー面
３ｂ  ミラー環状溝
４  嵌合部
５  ミラー抑えバネ
６  Ｃリング
Ａ  本発明の環状溝状態のグラフ
Ｂ  従来例の環状溝状態のグラフ
Ｘ  ロータボス外径
Ｙ  ミラー内径
Ｚ  嵌合締め代
λ  ミラー平面度
【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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