(57)【要約】【課題】  空気整流部材を好適な位置に配置することで、ポリゴンミラーの回転に伴って、突設部内に入り込んでポリゴンミラーの回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えることができ、ポリゴンミラーを支持するロータの動きを抑制することができ、ポリゴンミラーの面倒れやジッタ値の悪化を防ぐことができるポリゴンミラー回転駆動装置を提供すること。【解決手段】  ポリゴンミラー２と、ポリゴンミラー２を支持するロータ３１と、ロータ３１を回転駆動させるモータ３と、レーザー光の入出射用開口部４１を備えたポリゴンミラー２を覆うカバー部材４とからなるポリゴンミラー回転駆動装置において、カバー部材４は、開口部４１の周囲を囲むように突設した突設部４４を備えるとともに、空気整流部材６は、開口部４１におけるポリゴンミラー２の回転方向の先端側端部４８に形成した。【選択図】      図１
2007065312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを支持するロータと、前記ロータを回転駆動させるモータと、レーザー光の入出射用開口部を備えた前記ポリゴンミラーを覆うカバー部材とからなるポリゴンミラー回転駆動装置において、
前記カバー部材は、前記開口部の周囲を囲むように突設した突設部を備えるとともに、
空気整流部材は、前記開口部における前記ポリゴンミラーの回転方向の先端側端部に形成したことを特徴とするポリゴンミラー回転駆動装置。
【請求項２】
前記カバー部材は、前記ポリゴンミラーの外周を覆い、かつ前記突設部および前記開口部を有する円筒部と、前記ポリゴンミラーの上面を覆う蓋部とからなることを特徴とする請求項１記載のポリゴンミラー回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザビームプリンタやファクシミリなどの光学走査装置として利用されているポリゴンミラー回転駆動装置に関する。更に詳述すると、本発明は、ポリゴンミラーをカバー部材で覆ったポリゴンミラー回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタなどの光学走査装置として利用されているポリゴンミラー回転駆動装置は、近年、処理速度の高速化が進み、ポリゴンミラーは毎分４万回転以上の高速での回転が要求されるようになってきている。
ポリゴンミラーをこのように高速で回転させると、ポリゴンミラーの回転による空気抵抗によって、風損が大きくなるといった問題が発生する。すなわち、風損によりポリゴンミラーを回転駆動するモータや軸受への負荷が大きくなり、モータの立ち上がり時間も長くなることから、モータの定常電流および起動電流が大きくなるなどといった問題が生じてしまう。
そのため、ポリゴンミラーをカバー部材で覆うことで風損を減らす方法が提案されているが、カバー部材で密閉されている内部の空間の大きさがポリゴンミラーの上側と下側とで異なる場合においては、風損を減らすことはできるものの、ポリゴンミラーの回転に伴って発生する空気の流速が上がり、ポリゴンミラーの上下で負圧が生じてしまう。この負圧は、上述したとおりカバー部材で密閉されている内部の空間の大きさがポリゴンミラーの上側と下側とで異なっているため、同じ負圧の大きさとはならず、結果として、ポリゴンミラーを支持するロータが回転中に上下に動いてしまうといった新たな問題が生じ、いわゆる面倒れやジッタ値に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００３】
このため、本出願人は、本出願人の出願にかかる実開平４−２６５２５号公報（特許文献１参照）において、ポリゴンミラーを覆うカバー部材の内面に突起や溝からなる空気流抑制手段を設けることにより、ポリゴンミラーの回転に伴って発生する周辺の空気の流れを妨げ、ポリゴンミラーの上下に発生する負圧の均衡をとることを提案している。
【０００４】
【特許文献１】特許文献１  実開平４−２６５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１にかかるポリゴンミラー回転駆動装置においては、ポリゴンミラーを覆うカバー部材の内面に突起や溝からなる空気流抑制手段を設けることによって、ポリゴンミラーの回転に伴って発生する周辺の空気の流れを妨げ、ポリゴンミラーの上下に発生する負圧の均衡をとることで、ポリゴンミラーを支持するロータが回転中に上下に動いてしまうといった問題を解消することが開示されている。
【０００６】
しかし、図１（ａ）および図３に示すように、カバー部材にレーザー光の入出射用開口部４１の周囲を囲むように突設した突設部４４が形成されているポリゴンミラー回転駆動装置においては、この突設部４４に起因してポリゴンミラーを支持するロータが回転中に動いてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、カバー部材にレーザー光の入出射用開口部の周囲を囲むように突設した突設部が形成されているポリゴンミラー回転駆動装置において、空気整流部材を好適な位置に配置することで、ポリゴンミラーの回転に伴って、突設部内に入り込んでポリゴンミラーの回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えることができ、ポリゴンミラーを支持するロータの動きを抑制することができ、ポリゴンミラーの面倒れやジッタ値の悪化を防ぐことができるポリゴンミラー回転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】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明は、ポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを支持するロータと、前記ロータを回転駆動させるモータと、レーザー光の入出射用開口部を備えた前記ポリゴンミラーを覆うカバー部材とからなるポリゴンミラー回転駆動装置において、前記カバー部材には、前記開口部の周囲を囲むように突設した突設部を備えるとともに、空気整流部材は、前記開口部における前記ポリゴンミラーの回転方向の先端側端部に形成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、ポリゴンミラー回転駆動装置において、ポリゴンミラーの回転の周方向において不均一な空気の流れが生じてしまうレーザー光の入出射用開口部におけるポリゴンミラーの回転方向の先端側端部に空気整流部材を配置したので、上記突設部内に入り込んでポリゴンミラーの回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えることができ、ポリゴンミラーを支持するロータの軸方向（上下方向）への移動および周方向への移動並びに揺動を抑制することができ、ポリゴンミラーの面倒れの悪化、いわゆるポリゴンミラーに形成された各反射面（ミラー面）の角度の変化の悪化やジッタ値の悪化を防ぐことができる。
【００１０】
本発明において、上記カバー部材は、前記ポリゴンミラーの外周を覆い、かつ前記突設部および前記開口部を有する円筒部と、前記ポリゴンミラーの上面を覆う蓋部とから形成されていることが好ましい。
【００１１】
このように構成することで、ポリゴンミラーのミラー面を塵埃などから保護することができ、更には、カバー部材へのモータおよびポリゴンミラーの据え付けを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、ポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを支持するロータと、前記ロータを回転駆動させるモータと、レーザー光の入出射用開口部を備えた前記ポリゴンミラーを覆うカバー部材とからなるポリゴンミラー回転駆動装置において、前記カバー部材は、前記開口部の周囲を囲むように突設した突設部を備えるとともに、空気整流部材は、前記開口部における前記ポリゴンミラーの回転方向の先端側端部に形成したので、突設部内に入り込んでポリゴンミラーの回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えることができ、ポリゴンミラーを支持するロータの動きを抑制することができ、ポリゴンミラーの面倒れやジッタ値の悪化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態にかかるポリゴンミラー回転駆動装置を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の鎖線Ｅ−Ｏ−Ｈに沿って切断した説明図である。図２は、図１（ｂ）に示すモータ３の主要部を示す説明図である。
【００１５】
（ポリゴンミラー回転駆動装置の構成）
図１（ａ）および図１（ｂ）、図２に示すように、本形態におけるポリゴンミラー回転駆動装置１は、概略、ポリゴンミラー２と、このポリゴンミラー２を支持するロータ３１と、鉄製の基板５上に構成されロータ３１を回転駆動させるモータ３と、レーザー光の入出射用開口部４１を備え、ポリゴンミラー２およびモータ３の全体を覆うカバー部材４とから構成されている。
【００１６】
（モータの構成）
図２に示す本実施形態に係るモータ３において、鉄製の基板５上には、モータ３に対して駆動信号を出力するためのコネクタ５１がビス５２で実装されているとともに、鉄製の基板５の下端側にはモータ３を固定するためのフレーム７を備えている。
フレーム７には、前記モータ３の回転軸３２の基端側が挿通する軸固定穴５３が形成されており、固定軸３２は、この軸固定穴５３に挿通されてフレームに対してボルト３３によってネジ締め固定されている。
【００１７】
鉄製の基板５上には、略中空円筒状のコアホルダ３４が固定されているとともに、このコアホルダ３４の円筒状外周面に対しては、電磁鋼板等の積層体からなるステータコア３５が取り付けられおり、そのステータコア３５の各突極部には駆動コイル３６が巻き回されている。
【００１８】
固定軸３２には、ロータ３１の一部を構成している回転台座部３１ａが回転自在に装着されている。すなわち、固定軸３２の外周面と、回転台座部３１ａの中心孔の内周面との間には、両部材同士の隙間内に介在している空気に動圧を発生させるラジアル動圧軸受ＲＢが設けられており、そのラジアル動圧軸受ＲＢによって、ロータ３１の全体が回転可能に支持されるようになっている。
【００１９】
このとき、固定軸３２の外周面には、耐磨耗性、耐焼き付き性を向上させるために、例えばポリアミドイミド樹脂コーティング等の表面処理が施されていて、そのポリアミドイミド樹脂コーティング層の表面には図示を省略したヘリングボーン状またはスパイラル状などからなる動圧発生溝が切削加工などの方法により形成されている。
そして、ロータ３１が回転したときに、固定軸３２の外周面と回転台座部３１ａの中心孔の内周面との間の隙間内に動圧が発生し、その動圧によって、固定軸３２に対して回転台座部３１ａが所定量浮上した状態に支持されるようになっている。
【００２０】
一方、固定軸３２の上端部分に配置された永久磁石３２ａと、前記ロータ３１の上端部分に配置された永久磁石３１ｂとの間に作用する磁力を利用して、スラスト軸受ＳＢが構成されている。
これら一対の永久磁石３２ａ、３１ｂは、互いに異なる極を向けて対向配置されていて、固定軸３２に対してロータ３１の全体を軸方向の所定位置に浮上させて保持するように構成されている。
【００２１】
さらに、ロータ３１における回転台座部３１ａには、略カップ状に形成されたロータケース３１ｃが、回転台座部３１ａから半径方向外側に向かって張り出すようにカシメ固定されており、そのロータケース３１ｃの外周部に設けられた立壁ヨーク３１ｄの内周面には、環状のロータマグネット３１ｅが、ステータコア３５の各突極部に対して半径方向外側から近接されるように取り付けられている。
【００２２】
（ポリゴンミラーの固定）
次に、ポリゴンミラー２の固定について、図２を用いて説明する。
【００２３】
ロータ３１における回転台座部３１ａの外周面には、ポリゴンミラー２を支持する段付き形状をなす載置周面３１ａ２および載置底面３１ａ３が設けられていて、これら載置周面３１ａ２および載置底面３１ａ３からなるポリゴンミラー載置部３１ａ１に対して、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属からなる平面略七角形のポリゴンミラー２が装着されている。
【００２４】
ポリゴンミラー２の中心部には中心孔２２が形成されおり、ポリゴンミラー２の外周面には七面の反射面２１が形成されている。この反射面２１はレーザー光を反射するようになっており、これら七面全ての反射面２１は、同一の反射角度となるように極めて高い精度に仕上げられている。
【００２５】
ポリゴンミラー２の中心部に形成された中心孔２２は、回転台座部３１ａの載置周面３１ａ２に対して、接触するか、若しくは適宜の隙間をもって嵌合されている。さらにポリゴンミラー２の下端面は、載置底面３１ａ３に対して軸方向に当接されており、ポリゴンミラー２の上端面は、ミラー押え部材２３の軸方向の押圧力によって、載置底面３１ａ３に対して押し付けられるようにして固定されている。
【００２６】
（カバー部材の構成）
次に本発明の実施の形態にかかるカバー部材４について、図１（ａ）、図１（ｂ）および図３を用いて説明する。
図３は、図１（ｂ）の鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合のカバー部材４の断面図である。
【００２７】
本形態において、カバー部材４は、ポリゴンミラー２およびモータ３を覆って、風損を防ぎ、更に塵埃から保護すると共に、ポリゴンミラー２およびモータ３を据え付けるために使用されるものである。
【００２８】
カバー部材４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属から成形されており、カバー部材４の内周面全体には、粘着材が塗られている。この粘着材は、ポリゴンミラー２の回転によって発生するアルミ粉などの塵埃を吸着させて、ポリゴンミラー２の反射面２１（ミラー面）の損傷を防ぐためのものである。
【００２９】
カバー部材４は、光路上に位置してレーザー光を入出射するための開口部４１を有し、ポリゴンミラー２の外周を覆う円筒部４２と、ポリゴンミラーの上面を覆う蓋部４３とが別体に構成されている。
円筒部４２の頂頭部４２ａには、等間隔に三ヵ所のネジ穴４２ｂが形成されており、このネジ穴４２ｂを介して、蓋部４３はネジ４２ｂ１を用いて円筒部４２と一体に形成されている。
【００３０】
円筒部４２の立壁部４２ｃには、レーザー光を入出射するための開口部４１が形成され、この開口部４１の外周を囲むように突設した突設部４４が立壁部４２ｃの外周面に設けられており、この突設部４４の外周面にはガラス板４５が接着剤などによって固着されている。
【００３１】
符号４６は、ネジ４６ａ１を用いてポリゴンミラー２を固定したモータ３をカバー部材４内に据え付けるためのフランジ部である。本実施形態においては、フランジ部４６に等間隔に三ヵ所のネジ穴４６ａが形成されており、ネジ４６ａ１を用いてモータ３を取り付けたフレーム７がカバー部材４と一体に固定されている。
【００３２】
開口部４１の外周を囲むように突設した突設部４４には、三角形状をなすような異形空間４７が形成されている。したがって、ポリゴンミラー２の回転に伴って発生する空気が、この突設部４４に形成された異形空間４７内に入り込み、ポリゴンミラー２の回転の周方向において不均一な空気の流れが生じてしまう。
このため、カバー部材４内において、ポリゴンミラー２の回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えるために、空気整流部材６をカバー部材４に設けている。
この空気整流部材６は、略四角形の突起状をなしており、円筒部４２のレーザー光入出射用開口部４１にその全体が面しており、ポリゴンミラー２の回転方向（図３の中心の矢印方向）の先端側端部４８にあって、フランジ部４６に設けられており、ポリゴンミラー２の下面側に対向するように配置されている。
空気整流部材６は、カバー部材４の円筒部４２の成形時に一体的に形成されているため、成形が容易にできるとともに、空気整流部材６を形成する位置を適切な位置に形成することが可能である。
【００３３】
さらに、カバー部材４は、カバー部材４内に据え付けられるポリゴンミラー２の上側と下側とで略同程度の空間になるように形成されている。
【００３４】
本実施形態における空気整流部材６の大きさは、上記開口部４１の内周面の周方向における開口長さの寸法に対して、約１／６程度の長さ寸法であって、空気整流部材６の幅寸法はフランジ部４６の幅寸法と同程度に形成されており、空気整流部材６の高さ寸法はフランジ部４６から開口部４１にかからない程度の高さ寸法になっている。
なお、本実施形態においては、空気整流部材６は、上述したようにカバー部材４の円筒部４２の成形時に一体的に形成されているが、円筒部４２と一体的に形成せず、別体として形成した後に、ネジや接着剤などを用いて円筒部４２のフランジ部４６に固着しても構わない。
また、本実施形態においては、空気整流部材６の形状は、略四角形の突起状をなしているが、例えば板状や三角形など種々の突起状の形状であっても構わない。すなわち、ポリゴンミラー２の回転に伴ってポリゴンミラー２の回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えるような形状であれば良い。
【００３５】
次に、図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して、本実施形態におけるポリゴンミラー２の面倒れに関する実験について説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、カバー部材４に、空気整流部材６を設けていない場合における、ポリゴンミラー２の面倒れを測定したグラフである。
図４（ｂ）は、カバー部材４のレーザー光入出射用開口部４１におけるポリゴンミラー２の回転方向の先端側端部４８において、フランジ部４６に突起状からなる空気整流部材６を一箇所設けた場合における、ポリゴンミラー２の面倒れを測定したグラフである。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、カバー部材４に空気整流部材６を設けていない場合において、ポリゴンミラー２の面倒れを一定の回数にわたって継続して測定した場合、面倒れの秒数はプラス側とマイナス側に大きく揺れ動いており、安定しておらず、面倒れの誤差が大きいことがわかる。
【００３８】
一方、図４（ｂ）に示すように、カバー部材４のレーザー光入出射用開口部４１におけるポリゴンミラー２の回転方向の先端側端部４８において、フランジ部４６に突起状からなる空気整流部材６を一箇所設けた場合において、ポリゴンミラー２の面倒れを一定の回数にわたって継続して測定した場合、図４（ａ）に示すグラフと比較して、面倒れの秒数はプラス側とマイナス側に大きく揺れ動いておらず、安定していることがわかる。即ち、面倒れの誤差が小さいことがわかる。
【００３９】
このように、カバー部材４のレーザー光入出射用開口部４１におけるポリゴンミラー２の回転方向の先端側端部４８において、フランジ部４６に突起状からなる空気整流部材６を一箇所設けることにより、カバー部材４に空気整流部材６を設けていない場合と比較して、ポリゴンミラー２の面倒れの誤差を小さくできることが確認された。
すなわち、カバー部材４の突設部４４に形成された異形空間４７において、ポリゴンミラー２の回転の周方向において不均一となった空気の流れを、効率よく効果的に良好な空気の流れに整えることができたので、ポリゴンミラー２を支持するロータ３１の軸方向（上下方向）への移動および周方向への移動並びに揺動を抑制することができ、ポリゴンミラー２の面倒れの悪化を防ぐことが本実験によって確認された。
【００４０】
（本形態の主な効果）
本形態のポリゴンミラー回転駆動装置１では、カバー部材４のレーザー光入出射用開口部４１におけるポリゴンミラー２の回転方向の先端側端部４８にあって、フランジ部４６に突起状からなる空気整流部材６を形成するとともに、ポリゴンミラー２の下面に対向する位置に設けた場合において、突設部４４に形成された異形空間４７においてポリゴンミラー２の回転の周方向において不均一となった空気の流れを効率よく効果的に良好な空気の流れに整えることができ、ポリゴンミラー２を支持するロータ３１の軸方向（上下方向）への移動および周方向への移動並びに揺動を抑制し、ポリゴンミラー２の面倒れの悪化を防ぐことができる。
【００４１】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。例えば、上述した形態では、空気整流部材６を、カバー部材４の円筒部４２に形成されたフランジ部４６に形成していたが、蓋部４３に空気整流部材６を形成しても良い。
この場合、空気整流部材６を、蓋部４３においてもカバー部材４のレーザー光入出射用開口部４１におけるポリゴンミラ−２の回転方向の先端側端部４８に設けることが好ましい。
【００４２】
また、上述した形態においては、空気整流部材６を一箇所だけ設けているが、複数箇所に設けても良い。更には、円筒部４２と蓋部４３の両方に空気整流部材６を設けるようにしても良い。要は、ポリゴンミラー２の回転時にポリゴンミラー２の回転の周方向において不均一となった空気の流れを良好な空気の流れに整えることができるように、空気整流部材６を必要な箇所に配置すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態にかかるポリゴンミラー回転駆動装置を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の鎖線Ｅ−Ｏ−Ｈに沿って切断した説明図である。
【図２】図１（ｂ）に示すモータ３の主要部を示す説明図である。
【図３】図１（ｂ）の鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合のカバー部材４の断面図である
【図４】図４（ａ）は、カバー部材に、空気整流部材を設けていない場合における、ポリゴンミラーの面倒れを測定したグラフである。図４（ｂ）は、カバー部材のレーザー光入出射用開口部におけるポリゴンミラーの回転方向の先端側端部において、フランジ部に突起状からなる空気整流部材を一箇所設けた場合における、ポリゴンミラーの面倒れを測定したグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１  ポリゴンミラー回転駆動装置
２  ポリゴンミラー
３  モータ
３１  ロータ
３２  固定軸
３３  コアホルダ
３４  ステータコア
３５  駆動コイル
４  カバー部材
４１  開口部
４２  円筒部
４３  蓋部
４４  突設部
４６  フランジ部
４７  異形空間
４８  ポリゴンミラーの回転方向の先端側端部
５  基板
６  空気整流部材
【図１】
2007065312.tif 000003
【図２】
2007065312.tif 000004
【図３】
2007065312.tif 000005
【図４】
2007065312.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月31日(2005.10.31)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このため、本出願人は、本出願人の出願にかかる実開平５−８１８１８号公報（特許文献１参照）において、ポリゴンミラーを覆うカバー部材の内面に突起や溝からなる空気流抑制手段を設けることにより、ポリゴンミラーの回転に伴って発生する周辺の空気の流れを妨げ、ポリゴンミラーの上下に発生する負圧の均衡をとることを提案している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−８１８１８号公報