(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータ側に回転自在に軸支された外形円柱状のミラーベースと、
外周にミラー面を、中心部に挿通孔を有し、この挿通孔の内周面を締りばめの状態で前記ミラーベースの外周に固定したポリゴンミラーとを備えたポリゴンミラーモータのロータ装置であって、
前記ポリゴンミラーの上面は、前記ミラーベースの上面よりも突出しており、
前記ミラーベースの外周に設けた突条が、前記挿通孔の内周面の厚み方向中央に当接してなることを特徴とするポリゴンミラーモータのロータ装置。
【請求項２】
モータのステータ側に回転自在に軸支された外形円柱状のミラーベースと、
外周にミラー面を、中心部に挿通孔を有し、この挿通孔の内周面を締りばめの状態で前記ミラーベースの外周に固定したポリゴンミラーとを備えたポリゴンミラーモータのロータ装置であって、
前記ポリゴンミラーの上面は、前記ミラーベースの上面よりも突出しており、
前記挿通孔の内周面の厚み方向中央に設けた突条が、前記ミラーベースの外周に当接してなることを特徴とするポリゴンミラーモータのロータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリゴンミラーモータのロータ装置に係り、特に、ポリゴンミラーの精度を保ちつつ簡単な構成でその偏重心を改善したロータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のポリゴンミラーモータとしては、例えば図３に示すような構成が知られている。
【０００３】
すなわち、概略筒形の軸受ハウジング１の中空部３に一対のボールベアリング５ａ、５ｂを共軸的にはめ込み、軸受ハウジング１の外周から突出するフランジ７と間隔を保つように回路基板９を軸受ハウジング１の外周に固定し、そのフランジ７との間において軸受ハウジング１の周囲に位置するように複数の駆動コイル１１をその回路基板９に固定し、ボールベアリング５ａ、５ｂに軸支させてボールベアリング５ｂ側から突出した回転軸１３にカップ状のミラーベース１５を貫通固定し、このミラーベース１５の先端側大径部１５ａの外周に円板状の駆動マグネット１７を固定して駆動コイル１１に対面させ、六角ナット状のポリゴンミラー１９の中心部に設けた挿通孔１９ａをミラーベース１５における回路基板９とは反対側の小径部１５ｂにはめ込み、ポリゴンミラー１９の端面（図中上側）に円板状の抑え板２１の周縁部を圧接させるとともに、回転軸１３に係止された係止板２３でその抑え板２１を抑えてなる構成である。
【０００４】
図３において、符号２５は回転軸１３の下側端面に重ねたストッパであり、同じ下側端面からねじ込まれたねじ２７によって回転軸１３に固定されるとともに、下側のボールベアリング５ａの内輪を押圧している。
【０００５】
このようなポリゴンミラーモータでは、駆動コイル１１を切換え通電することによって駆動マグネット１７に回転応力が加わり、ミラーベース１５とともにポリゴンミラー１９が回転するから、このポリゴンミラー１９の周面に例えばレーザー光を照てると、所定の方向へ投射できる。
【０００６】
そして、この構成のポリゴンミラーモータでは、図４に示すように、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外径Ｐ１とポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内径Ｐ２との間で、５〜１０μｍ程度の隙間を設けた「すきまばめ」状態ではめ込まれるよう各々の外径Ｐ１や内径Ｐ２の寸法を設定し、ポリゴンミラー１９をミラーベース１５にはめ込む構成が一般的であった。なお、図４では抑え板２１および係止板２３の図示を省略した。
【０００７】
もっとも、ミラーベース１５とポリゴンミラー１９が「すきまばめ」状態ではめ込まれているから、ポリゴンミラー１９の回転時にこれが２．５〜５μｍの偏重心状態で回転し易く、例えば２０，０００〜３０，０００ｒｐｍといった高速回転では振動の原因となる。
【０００８】
このため、従来構成においては、駆動マグネット１７を部分的に削ったりウエイトを付ける等のバランス調節を施していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述したポリゴンミラーモータでは、安定した動作を確保する観点からバランス調節が必要であり、このバランス調整作業量がミラーベース１５の小径部１５ｂの外径Ｐ１およびポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内径Ｐ２のアンバランスに比例するうえ、ミラーベース１５とポリゴンミラー１９との間に隙間があるので、ポリゴンミラー１９に大きな力が加わると、それが移動し易く、安定した動作を確保し難い不具合も発生する。
【００１０】
もっとも、この不具合を軽減するために、従来から、ミラーベース１５とポリゴンミラー１９の隙間をなくす目的で、圧入や例えばポリボンミラー１９を加熱し、熱膨張を利用して填め込むいわゆる「あたためばめ」等の「締りばめ」が利用されてきた。
【００１１】
しかし、図３に示したように、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周面とポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内周面との間が、厚み方向下側だけ填め込まれる状態の構造では、ミラーベース１５やポリゴンミラー１９にそのような「締りばめ」を使用した場合、ミラーベース１５からポリゴンミラー１９に偏った応力が働くため、ポリゴンミラー１９にアンバランスな変形が生じ易くなり、安定した動作に支障が生じる難点がある。
【００１２】
特に、近年のポリゴンミラーモータに対しては上述したようにますます高速化の要求が強まっており、ポリゴンミラーの精度を保ちつつこのミラー偏重心を小さく抑えた構成が望まれている。
【００１３】
本発明はこのような状況の下になされたもので、簡単な構成によりポリゴンミラーの精度を保ちつつその偏重心を小さく抑え、特性を安定化することが容易なポリゴンミラーモータのロータ装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、モータのステータ側に回転自在に軸支された外形円柱状のミラーベースと、外周にミラー面を、中心部に挿通孔を有し、この挿通孔の内周面を締りばめの状態で前記ミラーベースの外周に固定したポリゴンミラーとを備えたポリゴンミラーモータのロータ装置であって、前記ポリゴンミラーの上面は、前記ミラーベースの上面よりも突出しており、前記ミラーベースの外周に設けた突条が前記挿通孔の内周面の厚み方向中央に当接して構成されている。
【００１５】
また、本発明は、モータのステータ側に回転自在に軸支された外形円柱状のミラーベースと、外周にミラー面を、中心部に挿通孔を有し、この挿通孔の内周面を締りばめの状態で前記ミラーベースの外周に固定したポリゴンミラーとを備えたポリゴンミラーモータのロータ装置であって、前記ポリゴンミラーの上面は、前記ミラーベースの上面よりも突出しており、前記挿通孔の内周面の厚み方向中央に設けた突条が前記ミラーベースの外周に当接して構成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付す。
【００１７】
図１は本発明に係るロータ装置の実施の形態例をポリゴンミラーモータとともに示す縦半断面図である。
【００１８】
図１において、軸受ハウジング１は、例えばアルミダイカスト等の金属材料から概略円筒状に形成され、軸方向外周中ほどから横方向へ突設するフランジ７を一体的に有しており、このフランジ７を図示しない電子機器のシャーシ等に適当な手段によって固定し、モータ自体が固定される。
【００１９】
軸受ハウジング１の中空部３内には、両端側から一対のボールベアリング５ａ、５ｂが共軸的にはめ込まれており、互いに対面する端面側で外輪が軸受ハウジング１に係止されている。
【００２０】
一方（図中下方）のボールベアリング５ａは、中空部３内にあって図中下方の内径幅広部分へ軸受ハウジング１から突出しないように、他方（図中上方）のボールベアリング５ｂは、中空部３内にあって軸受ハウジング１の図中上方の端面から突出するように配置されている。
【００２１】
軸受ハウジング１の外周には、フランジ７と若干の間隔を保つように回路基板９がボールベアリング５ｂ側からはめ込み固定されており、この回路基板９には軸受ハウジング１の周囲を囲むように複数の駆動コイル１１が固定接続されている。
【００２２】
回路基板９は従来公知の構成を有し、例えばフェノール基板にエッチング等によって回路パターンを形成するとともに、複数の駆動コイル１１を切換え駆動する駆動回路（図示せず。）が配置されている。
【００２３】
ボールベアリング５ａ、５ｂには回転軸１３が回転自在に軸支されており、ボールベアリング５ａ側の端面にストッパ２５を重ねるとともにこれを抑えるようにしてねじ２７が回転軸１３にねじ込まれており、ストッパ２５の一部がボールベアリング５ａ側の内輪に当接し、予圧が与えられるようになっている。
【００２４】
これら軸受ハウジング１、ボールベアリング５ａ、５ｂ等の軸受、回路基板９および駆動コイル１１等によってモータのステータ部２９が形成されている。
【００２５】
ボールベアリング５ａ、５ｂから突出する回転軸１３には、例えば黄銅材料からカップ状に形成されたミラーベース１５が圧入するようにして貫通固定されており、この内側の一部がボールベアリング５ｂの内輪に当接してボールベアリング５ｂに予圧が与えられるようになっている。
【００２６】
ミラーベース１５は、回転軸１３との挿通領域部分の径方向が小径部１５ｂとなって概略的に外形円柱状を有し、これから先端側が大径部１５ａとなって開放され、軸受ハウジング１との間に間隔をおいて被せられている。
【００２７】
ミラーベース１５は、小径部１５ｂから大径部１５ａへ至る部分には軸方向へ若干突出する受台１５ｃが環状に突設されている。しかも、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周面には、後述するポリゴンミラー１９がこの小径部１５ｂにポリゴンミラー１９の上面が、小径部１５ｂの上面よりも突出する状態で挿通されたとき、そのポリゴンミラー１９の厚み方向中央に当接する突条１５ｄが一体的かつ環状に突設されている。
【００２８】
ミラーベース１５の先端側大径部１５ａの外周には、回転方向にＮ極とＳ極を交互に着磁した円板状の駆動マグネット１７が固定され、回路基板９と僅かな間隔を置いて駆動コイル１１と対向している。
【００２９】
ミラーベース１５の先端側小径部１５ｂの外周には、ポリゴンミラー１９がこの中心部に形成された挿通孔１９ａで圧入されるか、又は「あたためばめ」等の方法にてポリゴンミラー１９の上面が、小径部１５ｂの上面よりも突出する状態で挿入固定されており、受台１５ｃに当接するとともにポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａにあって厚み方向中央を突条１５ｄに圧接させるようにして固定されている。図１中の一点鎖線Ｓは、ポリゴンミラー１９の厚み方向中央を仮想的に示すものである。
なお、突条１５ｄの挿通孔１９ａへの当接については、ミラーベース１５にポリゴンミラー１９を、ポリゴンミラー１９の上面が小径部１５ｂの上面よりも突出する状態で挿入固定した際に、図３のように、ミラーベース１５の小径部１５ｂがポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの半分程度に当接することで偏った応力が働かないように、挿通孔１９ａの厚み方向の中央に当接させれば良い。
【００３０】
すなわち、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内周面においては、この中央が突条１５ｂによってミラーベース１５との関係で「締りばめ」状態で当接されており、図２に示すように、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周面に環状に突設形成した突条１５ｄの外径寸法Ｐ３が、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内径寸法Ｐ４よりも大径に、換言すれば内径寸法Ｐ４が小径に形成されている。
【００３１】
このポリゴンミラー１９は従来公知の形状、例えば高純度アルミニウム材料から六角ナット形状を大きくした形状に形成され、少なくとも六周面が鏡面加工されている。
【００３２】
このポリゴンミラー１９の端面（図中上側）には、この挿通孔１９ａより大径の円板状抑え板２１が重ねられ、ポリゴンミラー１９より突出した回転軸１３の先端部にはめたＣ字状の係止板２３によって抑え板２１が抑えられ、その抑え板２１の周縁部がポリゴンミラー１９の端面を均一的かつ弾性的に抑えている。
それら回転軸１３、ミラーベース１５、駆動マグネット１７、ポリゴンミラー１９および抑え板２１等によってモータのロータ部３１が形成されている。
【００３３】
そして、このようなポリゴンミラーモータも、駆動コイル１１を切換え通電することによってミラーベース１５とともにポリゴンミラー１９が回転駆動される点は、従来例と同様である。
【００３４】
このように本発明のロータ装置は、ボールベアリング５ａ、５ｂに回転自在に軸支された回転軸１３にミラーベース１５を貫通固定し、このミラーベース１５の先端側の大径部１５ａに駆動マグネット１７を固定し、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周にはポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａをミラーベース１５における回路基板９とは反対側の小径部１５ｂから圧入もしくは「あたためばめ」等の方法にてポリゴンミラー１９の上面が小径部１５ｂの上面よりも突出する状態で挿入してポリゴンミラー１９を固定するとともにミラーベース１５から突設した受台１５ｃにそれを当接させ、回転軸１３の先端部にはめた係止板２３によって抑えた抑え板２１の周縁部でポリゴンミラー１９の端面を均一的かつ弾性的に抑えて構成されている。
【００３５】
特に、ミラーベース１５の小径部１５ｂ外周面には、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａにあって厚み方向中央に相当する部分に環状の突条１５ｄを突設しており、ポリゴンミラー１９がミラーベース１５の小径部１５ｂに圧入もしくは「あたためばめ」等の方法にてポリゴンミラー１９の上面が小径部１５ｂの上面よりも突出する状態で挿入固定されたとき、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内周面においては厚み方向中央が突条１５ｂによってミラーベース１５との関係で締りばめの状態で当接されている。
【００３６】
そのため、ミラーベース１５の小径部１５ｂとポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａとが圧接されていて空隙がないから、静止時および回転時にミラーベース１５に対してポリゴンミラー１９が移動し難く、バランス調節が不要又は極めて簡単となり、組立効率や調整効率が大幅に簡素化されるうえ、ポリゴンミラーの偏重心を小さく抑えることが可能となる。
【００３７】
また、静止時および回転時にミラーベース１５に対してポリゴンミラー１９が移動し難いので、ポリゴンミラー１９の周面に照てた例えばレーザー光を所定の方向へ正確に投射できるし、騒音も著しく低下させて安定した動作を確保し易い。
【００３８】
さらに、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周面とポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内周面との間では、厚み方向中央が突条１５ｂによる「締りばめ」となっており、軸方向下側のみの偏った「締りばめ」ではないから、ミラーベース１５やポリゴンミラー１９に偏った応力がかからず、ポリゴンミラー１９のアンバランスな変形となり難く、安定した動作に支障を与え難い。
【００３９】
ところで、上述したロータ構成では、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周面全周に連続する環状の突条１５ｄを突設し、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの厚み方向中央全周にその突条１５ｄを圧接させて「締りばめ」状態とした。
【００４０】
しかし、本発明のロータ装置においては、突条１５ｄをミラーベース１５の小径部１５ｂ外周面全周に連続して突設する構成に限らず、ミラーベース１５の小径部１５ｂ外周面に分散して不連続の突起を突設する構成も可能である。
【００４１】
もっとも、ポリゴンミラー１９が回転軸に対して同芯状に配置する必要から、等間隔で突起を多数突設させる必要がある。突起はドット状でも長さのある突条の何れでも可能である。
【００４２】
また、上述したロータ装置では、ミラーベース１５の小径部１５ｂの外周面から突条１５ｄを突設し、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａの内周の曲面にその突条１５ｄを圧接させて「締りばめ」状態としたが、逆に、ミラーベース１５の小径部１５ｂ外周面を単なる曲面とし、ポリゴンミラー１９の挿通孔１９ａにあって厚み方向中央から突条を突設させ、ミラーベース１５の小径部１５ｂ外周面との間で、「締りばめ」状態とする構成も可能である。
【００４３】
さらに、本発明に係るロータ装置では、ポリゴンミラー１９をミラーベース１５に対して「締りばめ」状態で固定する構成に限らず、当接状態としても本発明の目的達成が可能である。
【００４４】
この場合の当接状態としては、「締りばめ」状態に至らない誤差の範囲内で当接させるものである。この構成においても、ポリゴンミラー１９とミラーベース１５の何れの側に突起を形成するかは任意である。なお、突起の当接先端を尖頭状や曲面状にするか、若干の平坦部にするかは任意である。
【００４５】
また、本発明の実施に当っては、ミラーベース１５がモータのロータ部３１の一部であれば良く、ミラーベース１５の形状等は上述した形状に限定されない。
【００４６】
本発明に係るロータ装置の基本的構成は、上述した構成に限らず、駆動コイル１１と駆動マグネット１７が周対向する構成、その他公知の構成において実施可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のロータ装置は、モータのステータ側にミラーベースを回転自在に軸支し、ポリゴンミラーの挿通孔をポリゴンミラーの上面が小径部の上面よりも突出する状態でそのミラーベースにはめてポリゴンミラーを固定するとともに、ミラーベースの小径部の外周に設けた突条が、ポリゴンミラーの挿通孔の内周面の厚み方向中央に当接する、若しくはポリゴンミラーの挿通孔の内周面の厚み方向中央に突条を設け、ミラーベースの小径部の外周に当接したから、簡単な構成によってポリゴンミラーの偏重心をミラーの精度を保ちつつ小さく抑え、特性を安定させることができる。また、挿通孔の内周面を「締りばめ」状態でミラーベースに当接させる構成では、ポリゴンミラーの偏重心を一層小さく抑えるとともに特性を安定させることができる。特に、本発明のロータ装置は、高速化したポリゴンミラーモータに搭載するのに好適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータ装置の実施の形態をポリゴンミラーモータとともに示す縦半断面図である。
【図２】図１中の本発明に係るロータ装置を示す概略縦断面図である。
【図３】従来のポリゴンミラーモータを示す縦半断面図である。
【図４】図３中のロータ装置を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１  軸受ハウジング
３  中空部
５ａ、５ｂ  ボールベアリング（軸受）
７  フランジ
９  回路基板
１１  駆動コイル
１３  回転軸
１５  ミラーベース
１５ａ  大径部
１５ｂ  小径部
１５ｃ  受台
１５ｄ  突条
１７  駆動マグネット
１９  ポリゴンミラー
１９ａ  挿通孔
２１  抑え板
２３  係止板
２５  ストッパ
２７  ねじ
２９  ステータ部
３１  ロータ部
【図１】
0003738142.tif 000002
【図２】
0003738142.tif 000003
【図３】
0003738142.tif 000004
【図４】
0003738142.tif 000005