(57)【要約】【課題】ポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性を向上させて回転バランスのよいポリゴンスキャナモータを提供する。【解決手段】ロータハウジング２の外周側接触面１６ａとポリゴンミラー５の内周側接触面５ａのうち少なくとも一方が曲面形状に形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の位置を合わせて搭載し、ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ回転軸を中心に回転するロータと、回転軸を回転可能に支持するステータハウジングにモータ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ポリゴンスキャナモータにおいて、
ロータハウジングの外周側接触面とポリゴンミラーの内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されていることを特徴とするポリゴンスキャナモータ。
【請求項２】
ロータハウジングのポリゴンミラーと嵌め合う外周側接触面がポリゴンミラーの内径を直径とする球面形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のポリゴンスキャナモータ。
【請求項３】
ポリゴンミラーのロータハウジングと嵌め合う内周側接触面が、ロータハウジングの外周面に内接する円環面に形成されていることを特徴とする請求項１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】
ロータハウジングと回転軸は、一例として図６（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程を経て組み付けられる。具体的には、図６（ａ）において、金属材料を鍛造加工或いは切削加工などを行なってロータハウジング５１が段付カップ状に外形加工が行なわれる。次に、図６（ｂ）において、ロータハウジング５１の中心部に軸孔５２が穿孔され、ポリゴンミラーが搭載される搭載面の精密加工が行なわれる。即ち、ポリゴンミラーが嵌合する円筒部５３の外周面５３ａ及びポリゴンミラーを支持するミラー搭載部５４の支持面５４ａがバイトを用いて切削加工される。外周面５３ａと支持面５４ａとは直交するように切削加工される。
【０００４】
次に、図６（ｃ）において、ロータハウジング５１の軸孔５２に回転軸５５を挿入し（例えば圧入、焼嵌めなど）固定される。この状態では、ロータハウジング５１と回転軸５５が直角とは限らない。かかる面倒れ特性を改善するため回転軸５５に対して支持面５４ａの振れを小さくする必要がある。このため、図６（ｄ）において振れ取り加工が施される。即ち、回転軸５５を中心にロータハウジング５１を回転させ、バイト５６を用いて外周面５３ａ又は支持面５４ａを必要に応じて切削して回転による振れを除去する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図６（ｅ）において、振取り加工後は、円筒部５３の外周面５３ａとミラー搭載部５４の支持面５４ａとの直交度が失われる（９０°にならない）。よって、図７において、ロータハウジング５１の円筒部５３をポリゴンミラー５７の中心孔に挿入しても、ミラー５７が搭載部５４の支持面５４ａに密着せず傾いた状態で搭載されるおそれがある。これをさけるためには、接触面となる円筒部５３の外周面５３ａとポリゴンミラー５７の内周面５７ａの間のクリアランスを広げて搭載する必要がある。
【０００６】
しかしながら、ポリゴンミラー５７は高速回転することから、ロータの回転バランスの変化を可能な限り抑える必要がある。このため、ポリゴンミラー５７とロータハウジング５１の嵌め合い部のクリアランスを可能な限り小さくする必要がある（例えば１０μｍ程度）。かかる嵌め合い部のクリアランスを小さく設計すると、ポリゴンミラー５７の組み付け姿勢によっては、ロータハウジング５１の外周面５３ａとポリゴンミラー５７の内周面との間にかじりが発生し易く、ポリゴンミラー５７とロータ支持面５４ａとの密着性が低下して、ポリゴンミラー５７の面倒れ（水平面に対する傾き）が増大する。
このように、ポリゴンミラー５７のロータハウジング５１に対する密着性向上による面倒れ特性の改善と嵌め合い部のクリアランスの縮小という、相反する要求を同時に満たすことが困難であった。
【０００７】
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、リゴンミラーのロータハウジングに対する密着性向上による面倒れ特性の改善と嵌め合い部のクリアランスの可及的縮小を同時に実現し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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
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、ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ回転軸を中心に回転するロータと、回転軸を回転可能に支持するステータハウジングにモータ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ポリゴンスキャナモータにおいて、ロータハウジングの外周側接触面とポリゴンミラーの内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されていることを特徴とする。
また、ロータハウジングのポリゴンミラーと嵌め合う外周側接触面がポリゴンミラーの内径を直径とする球面形状に形成されていることを特徴とする。
或いは、ポリゴンミラーのロータハウジングと嵌め合う内周側接触面が、ロータハウジングの外周面に内接する円環面に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したポリゴンスキャナモータを用いれば、ロータハウジングの外周側接触面とポリゴンミラーの内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されているため、ロータハウジングとポリゴンミラーの嵌め合い部のクリアランスを可及的に小さく設計することができる。即ち、ポリゴンミラーの組み付けに際して、ＳＲ（球）面（ロータ側）と円筒面（ミラー側）若しくはＳＲ面（ミラー側）、又は円筒面（ロータ側）と円環面（ミラー側）どうしが線接触する。このため、嵌め合い部のクリアランスを可及的に小さく設計してもポリゴンミラーの組付け姿勢の自由度が高いため、接触面にかじりを生ずることなくミラーをハウジングに密着性良く組み付けることができる。よって、ポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上することができる。
特に、ロータハウジングのポリゴンミラーと嵌め合う外周側接触面がポリゴンミラーの内径を直径とする球面形状に形成されていると、ポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上するうえに、ポリゴンミラー側に特別な加工を施すことなく、ロータハウジング側の加工が容易に行なえるという利点がある。
また、ポリゴンミラーのロータハウジングと嵌め合う内周側接触面が、ロータハウジングの外周面に内接する円環面に形成されていると、同様にポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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モータ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。
【００１１】
図１及び図２を参照して、ポリゴンミラーモータの概略構成について説明する。
図２において、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。
【００１２】
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、図２において、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。
【００１３】
図２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、大径の部分にはモータ基板（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。
【００１４】
ステータコア１２は、放射状に設けられたステータ磁極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。
【００１５】
また、モータ基板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。
【００１６】
図３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。尚、ロータハウジング２には、必ずしも円筒部１６が形成される必要はなく、例えばハウジング外周に凹凸部、リング状若しくは円弧状の突起部などの嵌め合い部を設けてポリゴンミラー５を組み付けるようにしてもよい。
【００１７】
本発明は、ロータハウジング２の外周側接触面とポリゴンミラー５の内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されている。具体的には、図１のＡ部を拡大した図４において、ロータハウジング２に突設された円筒部１６の外周側接触面１６ａがポリゴンミラー５の孔径（内径）Ｒを直径とする球面形状に形成されている。ポリゴンミラー５の組み付けに際してＳＲ面（外周側接触面１６ａ）と円筒面（内周側接触面５ａ）が線接触する。このため、嵌め合い部のクリアランスを可及的に小さく設計してもポリゴンミラー５の組付け姿勢の自由度が高いため、接触面にかじりを生ずることなくポリゴンミラー５をロータハウジング２に密着性良く組み付けることができる。よって、ポリゴンミラー５のロータハウジング２への密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上することができる。加えて、ポリゴンミラー５側に特別な加工を施すことなく、ロータハウジング２側の切削加工は容易に行なえるという利点がある。
【００１８】
或いは、図２のＡ部を拡大した図５において、ポリゴンミラーの内周側接触面５ａが、ポリゴンミラーの内径を直径とする球面に内接する円環面に形成されていてもよい。この構成によっても、ポリゴンミラー５の組み付け姿勢が傾いても内周側接触面５ａが円環面であるため、対向する外周側接触面１６ａとかじりを生ずることはない。
【００１９】
更には、ロータハウジング２の外周側接触面１６ａ及びポリゴンミラー５の内周側接触面５ａの双方が曲面に形成されていても良い。即ち、図４の外周側接触面１６ａ（ＳＲ面）と図５の内周側接触面５ａ（円環面）を併有してもよい。但し、接触面の面積が極めて小さくなり接触面の中心位置がずれ易いことからポリゴンミラー５の水平方向の位置決めを確実にするには、ミラー搭載部１７からの高さ調整をする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ポリゴンスキャナモータの平面図である。
【図２】ポリゴンスキャナモータの半断面図である。
【図３】ポリゴンミラーとロータハウジングの説明図である。
【図４】ポリゴンミラーとロータハウジングの接触面の拡大図である。
【図５】ポリゴンミラーとロータハウジングの接触面の拡大図である。
【図６】ロータハウジングの製造工程の説明図である。
【図７】ポリゴンミラーのロータハウジングへの組付状態の不具合を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２１】
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  内周側接触面
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  モータ基板
１４  スラスト受
１５  ステータコイル
１６  円筒部
１６ａ  外周側接触面
１７  ミラー搭載部
１８  中心孔
【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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