(57)【要約】【課題】回転軸のみを簡単に交換できるようにして、回転軸以外の部分が再利用可能な構造のポリゴンスキャナ回転子を提供する。【解決手段】ロータヨーク中心孔の内壁であるロータヨーク傾斜部２ａ及びこれに対応する回転軸傾斜部５ａは共に、上方に向かうにしたがって徐々に小さくなるように、且つ、各中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成されている。取り付け時には、小径の回転軸頭部を大径のロータヨーク中心孔に対して位置あわせした後、回転軸の挿入を続けると、自動的に回転軸５の中心軸とロータヨーク中心孔の中心軸とが一致する。また、取り付け後には、回転軸５はロータヨーク中心孔の内壁に対して、スラスト方向のみならずラジアル方向にも圧接される。【選択図】図１
2005084083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリゴンスキャナ装置に用いられる回転多面鏡が装着されると共にこの回転多面鏡の回転運動に利用されるマグネットが固着されるロータヨークと、
上部が前記ロータヨークの回転中心部に取り付けられると共に下部が軸受部に挿入される回転軸と、
前記ロータヨークの回転中心部において、上方に向かうにしたがって内径が徐々に小さくなるように穿設されたロータヨーク中心孔と、
前記回転軸の上部において、前記ロータヨーク中心孔への挿入時に前記ロータヨーク中心孔の内壁に接合されるように、上方に向かうにしたがって外径が徐々に小さくなるように形成された接合部と、
前記ロータヨーク中心孔を挿通した前記回転軸の頭部に取り付けられて、弾性力により前記接合部を前記内壁に圧接する弾性部材と、
を備えることを特徴とするポリゴンスキャナ回転子。
【請求項２】
請求項１記載のポリゴンスキャナ回転子において、
前記ロータヨーク中心孔の内壁は、
前記ロータヨーク中心孔の中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成され、
前記回転軸の接合部は、
前記ロータヨーク中心孔の内壁の形状に対応して、前記回転軸の中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成されている、
ことを特徴とするポリゴンスキャナ回転子。
【請求項３】
請求項２記載のポリゴンスキャナ回転子において、
前記弾性部材は、
弾性力により、前記回転多面鏡も前記ロータヨークに圧接する、
ことを特徴とするポリゴンスキャナ回転子。
【請求項４】
請求項３記載のポリゴンスキャナ回転子において、
前記回転軸の頭部は、
前記軸受部に対向する部位よりも小径の円筒状に形成されると共に、前記弾性部材の固定部材を係止するための切り欠きが設けられている、
ことを特徴とするポリゴンスキャナ回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機等に含まれるポリゴンスキャナ装置の回転子に関し、特に、その回転軸以外の部分が再利用可能な構造のポリゴンスキャナ回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への関心の高まりにより、電気、機械製品の再利用、再生利用が重要な課題となってきている。このため、ディジタル複写機等の画像形成装置においても個々の部品について、再利用、再生利用に対応することが必要となってきている。
【０００３】
ところで、ディジタル複写機等の画像形成装置においては、光書き込み用のポリゴンスキャナ装置が用いられており、更に、ポリゴンスキャナ装置には、回転多面鏡を回転させるための回転子が含まれている。このポリゴンスキャナ回転子の回転軸は、長時間の回転運動にさらされるため、回転子を構成する他の部品と比較して、磨耗や破損がより発生しやすい。したがって、回転軸のみを可換として、他の部品の再利用を計るようにすることが好ましいのだが、従来のポリゴンスキャナ回転子では、回転軸のみを交換することは困難な構造になっていた。これに係る問題について、以下に図面を用いて説明する。
【０００４】
図４は、従来のポリゴンスキャナ回転子の基本構成を示す断面図である。このポリゴンスキャナ回転子１０′は、例えば、ディジタル複写機のスキャナ装置に含まれる。ポリゴンスキャナ回転子１０′は、回転多面鏡１、ロータヨーク２′、マグネット３、板バネ４′、回転軸５′及びワッシャ７′を含んで構成されている。
【０００５】
回転多面鏡１の中央部は、その装着を容易にするために円形状に切り抜かれている。ロータヨーク２′は、下面が開口した中空の略円筒形をしている。ロータヨーク２′の上面は、ここに装着される回転多面鏡１の形状にあわせて中央部以外が低くなっている。ロータヨーク２′の内壁には、このロータヨーク２′を回転させるためのマグネット３が接着材等を用いて固着されている。
【０００６】
ロータヨーク２′の回転中心部には、上方に向かって円筒状にやや突出した回転軸取付部が形成されている。回転軸取付部の内壁２ａ′は細長い孔状になっており、この内壁２ａ′に円形断面の回転軸５′の上部側面５ａ′が沿うようにして、回転軸５′がロータヨーク２′に圧入或いは圧着されている。回転軸取付部の側面には、ワッシャ７′を係止するための切り欠きが設けられている。ワッシャ７′が切り欠きに係止されたときには、板バネ４′の周縁部には下向きの弾性力が発生して、回転多面鏡１がロータヨーク２′に押さえつけられる。
【０００７】
回転軸５′の下部は、軸受部８ａに対向している。軸受部８ａは、軸受支持部材８に支持されて回転軸の下部に摺動可能な構成になっている。軸受支持部材８は基板２０に固定されており、その内底面には回転軸５′の下端部が接触し、内側面には軸受部８ａが取り付けられている。軸受支持部材８の外側面には、マグネット３に対向するように、電線９ａが巻回されたコイル９が取り付けられている。ロータヨーク２′に圧入された回転軸５′が、軸受支持部材８に上側からはめ込まれると、ロータヨーク２′がコイル９を取り囲むような構造のポリゴンスキャナ回転子１０′になる。
【０００８】
なお、このような従来技術に類似するポリゴンスキャナ回転子は下記特許文献１にも示されている。
【特許文献１】特開２００１−３３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記構成のポリゴンスキャナ回転子は以下の問題がある。すなわち、上記従来例では、回転軸がロータヨークに圧入或いは圧着により取り付けられているので、一旦、回転軸がロータヨークに取付られた後には、回転軸を取り外して新品に交換することは困難である。したがって、回転軸の寿命が尽きた場合には、ロータヨークも同時に交換する必要がある。更に、ロータヨークには、上述のようにマグネットも固着されているため、回転軸の寿命が尽きた場合には、ロータヨークと共にマグネットも同時に交換する必要がある。このため、従来のポリゴンスキャナ回転子は、再利用、再生利用の観点から好ましい構造になっていなかった。
【００１０】
回転軸を可換とするために、回転軸をロータヨーク側にネジ止めするというアイディアも上記特許文献１中で開示されているが、この場合、回転バランスを安定させるために、少なくとも３つ以上のネジが必要となるため、部品点数の増大、構造的な複雑さ、作業工数の増大等の問題を招いてしまう。
【００１１】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、回転軸のみを簡単に交換できるようにして、回転軸以外の部分が再利用可能な構造のポリゴンスキャナ回転子を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載のポリゴンスキャナ回転子は、ポリゴンスキャナ装置に用いられる回転多面鏡が装着されると共にこの回転多面鏡の回転運動に利用されるマグネットが固着されるロータヨークと、上部が前記ロータヨークの回転中心部に取り付けられると共に下部が軸受部に挿入される回転軸と、前記ロータヨークの回転中心部において、上方に向かうにしたがって内径が徐々に小さくなるように穿設されたロータヨーク中心孔と、前記回転軸の上部において、前記ロータヨーク中心孔への挿入時に前記ロータヨーク中心孔の内壁に接合されるように、上方に向かうにしたがって外径が徐々に小さくなるように形成された接合部と、前記ロータヨーク中心孔を挿通した前記回転軸の頭部に取り付けられて、弾性力により前記接合部を前記内壁に圧接する弾性部材と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、上方に向かうにしたがって内径が徐々に小さくなるように穿設されたロータヨーク中心孔に、これに対応するように形成された接合部を有する回転軸が挿通される。そして、ロータヨーク中心孔を挿通した回転軸の頭部に弾性部材が取り付けられて、回転軸の接合部が中心孔の内壁に圧接され、回転軸がロータヨークに固定される。このように、弾性部材による圧接力により、回転軸がロータヨーク中心孔に固定されるようにしているので、この圧接力を開放するだけで、すなわち、弾性部材を回転軸の頭部から取り外すだけで、回転軸をロータヨークから分離することができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載のポリゴンスキャナ回転子は、請求項１記載のポリゴンスキャナ回転子において、前記ロータヨーク中心孔の内壁は、前記ロータヨーク中心孔の中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成され、前記回転軸の接合部は、前記ロータヨーク中心孔の内壁の形状に対応して、前記回転軸の中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成されている、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、ロータヨーク中心孔の内壁及びこれに対応する回転軸の接合部は共に、上方に向かうにしたがって徐々に小さくなるように、且つ、各中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成されている。取り付け時には、小径の回転軸頭部を大径のロータヨーク中心孔に対して位置あわせした後、回転軸の挿入を続けると、自動的に回転軸の中心軸とロータヨーク中心孔の中心軸とが一致する。また、取り付け後には、回転軸は上記傾斜面形状によりロータヨーク中心孔の内壁に対して、スラスト方向のみならずラジアル方向にも圧接される。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載のポリゴンスキャナ回転子は、請求項２記載のポリゴンスキャナ回転子において、前記弾性部材は、弾性力により、前記回転多面鏡も前記ロータヨークに圧接する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、回転多面鏡もロータヨークに圧接するようにしているので、回転多面鏡のロータヨークからの取り外しも簡単に行える。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載のポリゴンスキャナ回転子は、請求項３記載のポリゴンスキャナ回転子において、前記回転軸の頭部は、前記軸受部に対向する部位よりも小径の円筒状に形成されると共に、前記弾性部材の固定部材を係止するための切り欠きが設けられている、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、円筒状の回転軸の頭部には、弾性部材の固定部材を係止するための切り欠きが設けられているので、これを利用して、弾性部材を簡単に所望の位置に所望の状態で固定できる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、弾性部材による圧接力により、回転軸がロータヨーク中心孔に固定されるようにしているので、この圧接力を開放するだけで、すなわち、弾性部材を回転軸の頭部から取り外すだけで、回転軸をロータヨークから分離することができる。したがって、回転軸の寿命が尽きた場合には、回転軸のみを簡単に交換できる。これにより、ロータヨーク、これに付随するマグネットや回転多面鏡の再利用が可能となる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、回転軸の取り付け時には、小径の回転軸頭部を大径のロータヨーク中心孔に対して位置あわせした後、回転軸の挿入を続けると、自動的に回転軸の中心軸とロータヨーク中心孔の中心軸とが一致する。したがって、回転軸のロータヨークへの取り付けを非常に正確且つ簡単に行うことができる。また、取り付け後には、回転軸は上記傾斜面形状によりロータヨーク中心孔の内壁に対して、スラスト方向のみならずラジアル方向にも圧接される。したがって、回転軸は回転に対して十分な保持力でロータヨークに固定される。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、回転多面鏡もロータヨークに圧接するようにしているので、回転多面鏡のロータヨークからの取り外しも簡単である。したがって、回転軸のみならず、ロータヨーク等に問題が発生した場合には、これらの部材のみを交換することにより、高価な回転多面鏡は再利用することが可能となる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、円筒状の回転軸の頭部には、弾性部材の固定部材を係止するための切り欠きを利用して、弾性部材を簡単に所望の位置に所望の状態で固定できる。すなわち、回転軸のロータヨークへの取り付けがより簡単に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るポリゴンスキャナ回転子の基本構成を示す断面図である。図１に示すポリゴンスキャナ回転子１０の全体形状は、回転軸に軸対称の略円筒形状である。このポリゴンスキャナ回転子１０は、例えば、ディジタル複写機のスキャナ装置に含まれる。ポリゴンスキャナ回転子１０は、回転多面鏡１、ロータヨーク２、マグネット３、板バネ４、回転軸５、スプリング６及びワッシャ７を含んで構成されている。
【００２５】
回転多面鏡１は、周知のように、６つの同等形状のミラー面１ａを有する６面体構造をしている。回転多面鏡１の中央部は、その装着を容易にするために円形状に切り抜かれている。ロータヨーク２は、下面が開口した中空の略円筒形をしている。ロータヨーク２の上面は、ここに装着される回転多面鏡１の形状にあわせて中央部以外が低くなっている。ロータヨーク２の内壁には、このロータヨーク２を回転させるためのマグネット３が接着剤等をもちいて固着されている。マグネット３は、この内壁に密接するような曲面形状をしている。
【００２６】
ロータヨーク２の回転中心部には、図中、上方に向かうにしたがって内径が徐々に小さくなるようにロータヨーク中心孔が穿設されている。詳しくは、ロータヨーク中心孔は、上方に向かうにしたがって徐々にせばまっていくような中空の円錐台形状になっている。すなわち、ロータヨーク中心孔の内壁は、このロータヨーク中心孔の中心軸に対して回転対称に傾斜するように形成されている。なお、本発明において、上方又は上部とは図１における上側に対応し、下方及び下部とはその逆方向に対応する。また、このような形状のロータヨーク中心孔の内壁を、ロータヨーク傾斜部２ａとよぶ。
【００２７】
ロータヨーク２のロータヨーク中心孔には、回転軸５が挿通される。回転軸５は、例えば、ステンレス合金製であり、円形断面をしている。但し、回転軸５の下方、上方、及びロータヨーク１に接合する部分の円形断面は、それらの大きさが異なる。回転軸５の下端部は、円滑な回転を維持するために丸め加工されている。回転軸５の上部の直径は、軸受部８ａに対向する回転軸５の下部の直径よりも小さくなっており、これら上部及び下部の間のロータヨーク中心孔に接合する部分の直径は、下部の直径から上部の直径まで徐々に変化するように形成されている。すなわち、ロータヨーク中心孔に接合する部分は、上方に向かうにしたがって徐々に細くなるテーパ状に形成されている。このようなロータヨーク中心孔の内壁に対する接合部を、回転軸傾斜部５ａとよぶ。回転軸傾斜部５ａ及び上記ロータヨーク傾斜部２ａは、互いに密着するような形状になっている。
【００２８】
回転軸５の上部には、ワッシャ７を係止するための切り欠き５ｂが設けられている。切り欠き５ｂは、板バネ４及びスプリング６を適度な弾性力をもって押圧するような位置に設けられている。ワッシャ７が切り欠き５ｂに係止されたときには、スプリング６には上向きの弾性力が発生して、ワッシャ７が上向きに押し上げられて、この結果、回転軸傾斜部５ａが上記ロータヨーク傾斜部２ａに圧接される。これと同時に、板バネ４の中央部にも上向きの弾性力が発生して、ワッシャ７が更に上向きに押し上げられて、この結果、回転軸傾斜部５ａが上記ロータヨーク傾斜部２ａに強力に圧接される。一方、板バネ４の周縁部には下向きの弾性力が発生して、回転多面鏡１がロータヨーク２に押さえつけられる。なお、板バネ４及びスプリング６は、請求項の弾性部材に対応し、ワッシャ７は固定部材に対応する。
【００２９】
回転軸５の下部は、軸受部８ａに対向している。軸受部８ａは、軸受支持部材８に支持されて回転軸の下部に摺動可能な構造になっている。軸受支持部材８は基板２０に固定されており、その内底面には回転軸５の下端部が接触し、内側面には軸受部８ａが取り付けられている。軸受支持部材８の外側面には、マグネット３に対向するように、電線９ａが巻回されたコイル９が取り付けられている。ロータヨーク２に接合された回転軸５が、軸受支持部材８に上側からはめ込まれると、ロータヨーク２がコイル９を取り囲むような構造のポリゴンスキャナ回転子１０になる。
【００３０】
次に、図２及び図３を用いて、回転軸のロータヨークへの取り付け方法及び取り付け後の作用についてそれぞれ説明する。図２は、図１のポリゴンスキャナ回転子の分解断面図であり、図３は、図１のポリゴンスキャナ回転子の作用を説明するための図である。なお、図２及び図３において、図１と共通する部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図２の状態では、マグネット３は既にロータヨーク２の内壁に固着されているものとする。
【００３１】
図２に示すように、回転軸５をロータヨーク２に取り付ける際には、まず、回転多面鏡１の切り抜かれた中央部を、ロータヨーク２の突出した中央部に合わせるようにして、回転子１０をヨーク２に装着する。次に、小径の回転軸５の上端部を、大径のロータヨーク中央孔（ロータヨーク中央孔の下側開口部）に対して位置あわせした後、図中、上向きの矢印で示す方向に、回転軸傾斜部５ａがロータヨーク傾斜部２ａに接触するまで、回転軸５の挿入を続ける。そして、ロータヨーク中心孔を挿通した回転軸の頭部に、スプリング６及び板バネ４の中央孔４ａを挿通させた後、図中、下向きの矢印で示す方向に、ワッシャ７をはめ込んで、ワッシャ７を切り欠き５ｂに係止させる。これにより、図３に示すように、板バネ４及びスプリング６が適度な弾性力をもって押圧された状態に維持される。
【００３２】
このように、回転軸５の取り付け時には、小径の回転軸頭部を大径のロータヨーク中心孔に対して位置あわせした後、回転軸５の挿入を続けると、自動的に回転軸５の中心軸とロータヨーク中心孔の中心軸とが一致する。したがって、回転軸５のロータヨーク２への取り付けを非常に正確且つ簡単に行うことができる。なお、回転軸５をロータヨーク２から取り外す際には、専用の治具を用いて、ワッシャ７を切り欠き５ｂから取り除くだけでよい。すなわち、上述の構成により、回転軸５の交換を非常に簡単に行うことができる。
【００３３】
図３に示すように、回転軸５の取り付け完了後には、スプリング６には上向きの弾性力が発生して、ワッシャ７が上向きに押し上げられて、この結果、回転軸傾斜部５ａがロータヨーク傾斜部２ａに圧接される。これと同時に、板バネ４の中央部にも上向きの弾性力が発生して、ワッシャ７が更に上向きに押し上げられて、この結果、回転軸傾斜部５ａが上記ロータヨーク傾斜部２ａに更に強力に圧接される。圧接力は、回転軸傾斜部５ａ及びロータヨーク傾斜部２ａにより、図３のベクトルＶで示すような力の大きさ及び方向になるが、このベクトルＶは、スラスト方向（軸並行方向）のベクトルＶｙ及びラジアル方向（軸直角方向）のベクトルＶｘに分解することができる。
【００３４】
このように、回転軸５の取り付け完了後には、回転軸５は上記傾斜形状によりロータヨーク中心孔の内壁に対して、スラスト方向のみならずラジアル方向にも圧接される。したがって、回転軸５は回転に対して十分な保持力でロータヨーク２に固定される。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、回転軸５のみを非常に簡単に交換することができ、ロータヨークやマグネット、高価な回転多面鏡等の回転軸５以外の部分の再利用が可能になる。また、取り付けられた回転軸５の安定性も非常に良好となる。
【００３６】
なお、上記実施形態の変形例として、弾性部材として、スプリングの替わりにゴム部材を用いることも可能である。また、板バネは、金属に限らず、弾性を持つ部材であれば同様に用いることが可能である。また、回転軸傾斜部及びロータヨーク傾斜部は、図１に示すような直線的な断面形状の他に、階段状の断面形状であってもよいし、凹曲面状又は凸曲面状の断面形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るポリゴンスキャナ回転子の基本構成を示す断面図である。
【図２】図１のポリゴンスキャナ回転子の分解断面図である。
【図３】図１のポリゴンスキャナ回転子の作用を説明するための図である。
【図４】従来のポリゴンスキャナ回転子の基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  回転多面鏡
２  ロータヨーク
２ａ  ロータヨーク傾斜部
３  マグネット
４  板バネ
５  回転軸
５ａ  回転軸傾斜部
６  スプリング
７  ワッシャ
８  軸受支持部材
１０  ポリゴンスキャナ回転子
【図１】
2005084083.tif 000003
【図２】
2005084083.tif 000004
【図３】
2005084083.tif 000005
【図４】
2005084083.tif 000006