JP3798185B2 - Rotary polygon mirror processing apparatus and processing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリなどの画像形成装置、画像読取装置等の光偏向器として用いることができる回転多面鏡の加工装置および加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザー複写機、レーザービームプリンター、レーザーファクシミリなどに用いられる画像形成装置、画像読取装置では、レーザー光を感光体または原稿上で主走査方向に走査しながら感光体または原稿を副走査方向に移動させることにより、感光体上に所定の静電潜像を形成し、または原稿上の画像を読み取る。レーザー光を主走査方向に走査するために光偏向器が用いられ、光偏向器として一般には回転多面鏡が用いられる。回転多面鏡は外周面に複数の光反射面が等間隔に形成されていて、これをモータによって高速回転駆動しながら上記光反射面にレーザービームを照射すると、レーザービームは各光反射面ごとに偏向され、感光体または原稿上を走査し、上記のように静電潜像の形成や画像読み取りを行うことができる。回転多面鏡の各光反射面の表面粗さ、平面度、面倒れ精度等を含む加工、組立精度は、走査光の集光スポット精度、走査ピッチ精度等に大きく影響するため、回転多面鏡の各光反射面の加工精度は厳しく管理する必要がある。
【0003】
図15〜図17は、回転多面鏡の例と、その従来の加工装置の例および上記回転多面鏡を用いたスキャナモータのロータ部分の例を示す。図15に示す回転多面鏡71は、中心孔78を有するとともに周方向に等間隔に複数(図示の例では6個)の光反射面を有している。このような回転多面鏡71を得るための加工装置は、図16に示すように、加工治具80、治具ベース18、角度割り出し盤16、回転工具31等を有してなる。加工治具80は、治具ベース18に縦向きに固定され、上下方向の中心より下方寄りに鍔部82を有し、上半部に小径の回転多面鏡保持部84を有し、さらにその上にねじ部85を有している。回転多面鏡保持部84には複数個の回転多面鏡71の上記中心孔78が嵌められることによって複数個の回転多面鏡71が重ねられている。上記ねじ部85には座金状のクランパー86が嵌められ、さらにその上から締め付けねじ88がねじ込まれている。ねじ88の締め付けによってクランパー86の下端面が回転多面鏡保持部84を下方に押し、加工治具80の上記回転多面鏡保持部84の下端である段部とクランパー86との間で複数個の回転多面鏡71が強固に保持されている。
【0004】
複数個の回転多面鏡71を保持した加工治具80は、その下端部が治具ベース18の取付孔に挿入され、この取付孔の周縁に上方に突出して形成された突堤19に加工治具80の鍔部82が当接している。そして、この状態で治具ベース18が加工治具80に強固に固定されるように適宜の固定手段が用いられる。治具ベース18は角度割り出し機構16の上に取り付けられている。角度割り出し機構16は治具ベース18を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出すことができる。
【0005】
上記のようにして固定された加工治具80で保持されている複数個の回転多面鏡71の側方には回転工具31がある。回転工具31は水平方向の回転軸37を中心として回転駆動され、回転多面鏡71との対向面側に加工工具33が取り付けられている。回転工具31は、これを回転軸37を中心として回転駆動しながら水平方向と垂直方向に移動させることにより、回転多面鏡71の一つの光反射面を切削加工することができる。一つの光反射面の加工が終了したなら、角度割り出し機構16によって治具ベース18および回転多面鏡71とともに加工治具80を回転させながら所定の回転角度を割り出し、その位置で治具ベース18を固定して回転工具31により同様に別の光反射面を加工する。このようにして順次光反射面を加工し、全ての光反射面の加工が終了したら加工治具80から回転多面鏡71を取り外す。
【0006】
加工済の回転多面鏡71はスキャナモータのロータに一体に取り付けられる。図17はその例で、カップを下向きにした形のロータヨーク75は上面に円形の膨出部79を有し、この膨出部79に回転多面鏡71の中心孔78が嵌められる。ロータヨーク75は軸孔を有し、この軸孔に軸74が圧入されて、ロータヨーク75に軸74が一体に取り付けられている。軸74には回転多面鏡71の上から押さえ板72が嵌められ、その上から止めリング73が軸74にはめられることにより、押さえ板72の介在のもとにロータヨーク75に回転多面鏡71が一体に取り付けられている。ロータヨーク75の内周面には円筒状のロータマグネット76が固着されている。周知のように、ロータマグネット76は図示されないステータコアの外周面と対向し、ステータコアに巻かれた複数のコイルへ通電し、また通電を切り換えることにより、回転多面鏡71とともにロータを回転させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転多面鏡を回転駆動するスキャナモータは、技術の進歩に伴い回転の高速化が要求される。高速回転化に伴い、ロータの回転中心に対する回転多面鏡の中心位置精度や、各光反射面の面精度その他の面状態が高精度であることが要求される。仮に、これらの要求精度を満たしていないとすれば、回転中心のずれ、偏重心等によって円滑な回転状態を得ることができず、高速化が不可能であるとか、振動、騒音の原因となる、というような様々な問題を生じる。
【0008】
しかるに、図16に示したような従来の回転多面鏡の加工装置、ないしは加工方法によれば、回転多面鏡単独で加工し、加工後、何点かの部品とともに組み付けてロータを構成するものであるため、個々の部品が有する加工誤差が積み上げられ、これに組付時の誤差が加わり、高速回転に要求される精度を得ることは非常に難しい。ここで、要求精度の例を挙げて比較しながら説明すると、鏡面加工された光反射面の平面度(以下これを「面精度」という)は、現状では4/5λ(λ=633nm)であるにの対し、要求精度は1/4λである。また、ロータヨークの回転中心線に対する鏡面加工された各光反射面の平行度(以下これを「面倒れ」という)は、現状が100秒であるのに対し、25秒が要求されている。
【0009】
現状と同じ構成部品で高速回転に要求される精度を満足させようとすると、各部品単位の精度を今まで以上に高精度化しなければならず、部品コストが高騰する。例えば、図17に示す例では、ロータヨーク75に回転の中心となる軸74が圧入により一体に取り付けられ、その後ロータヨーク75の上面に、その膨出部79に回転多面鏡71の中心孔がはめられることにより回転多面鏡71が取り付けられる。この回転多面鏡71の取り付け時に、ロータの回転中心線となる軸74とロータヨーク75上面との直角度、これに加えてロータヨーク75上面に取り付けられる回転多面鏡71の底面と各光反射面との直角度が面倒れ精度となる。そのため、軸74、ロータヨーク75、回転多面鏡の各部品の精度向上、さらに、これら各部品の組付精度などの向上を図る必要があり、部品コストの高騰、組立コストの高騰の要因となっていた。
【0010】
また、図16について説明したように、回転多面鏡の光反射面は切削加工によって鏡面仕上げされるが、その切削加工中は加工工具が回転多面鏡の被削面に接触するため、切削加工抵抗が発生する。上記回転工具31のような工具を使用した加工方法では、加工工具33が回転工具31の回転軸37を中心として回転し、被削物である回転多面鏡は固定されているため、加工工具33が被削面に接触している間は切削加工抵抗が工具33の回転方向に発生する。この切削加工抵抗は、被削面とこの被削面を有する回転多面鏡本体を変形させる力として作用する。被削面から加工工具33が抜けると、それまで被削面および回転多面鏡本体を変形させていた力はゼロとなり、被削物を元に戻そうとする反発力が発生する。この被削物を元に戻そうとする反発力が発生した直後に、回転してきた次の加工工具33が再度被削面に接触し、被削面および回転多面鏡本体を変形させようとする切削加工抵抗が発生する。このような、被削面および回転多面鏡本体を変形させようとする切削加工抵抗と、この抵抗がゼロとなって被削物である回転多面鏡を元に戻そうとする反発力とが交互に繰り返して発生し、被削面の加工が終了するまで続く。
【0011】
このようにして、被削面に切削加工抵抗と反発力とが交互に継続して発生し、被削面が微小ではあるが動かされる。この動きのことを加工の現場では被削物の「ビビリ」といい、回転多面鏡の鏡面加工においてビビリが大きいと、面精度を悪化させる原因となる。このビビリの大きさは、切削抵抗のかかる点(以下これを「力点」という)と被削面にかかる切削加工抵抗に対して支えとなる支点との距離に関係し、上記力点と支点との距離が長くなればなるほどビビリも大きくなる。ビビリが大きくなると、加工された光反射面の面精度も悪くなるので、力点と支点との距離を極力短くして鏡面加工を行うのが望ましい。
【0012】
本発明は以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、第1の目的は、各構成部品の精度向上、組付精度向上を低コストで容易に図ることができ、もって、回転の高速化の要求に低コストで応えることができる回転多面鏡加工装置および加工方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は、加工時に、回転多面鏡と一体の回転中心部材に傷が付かないように工夫して、回転むらによる形成画像の品質低下、読み取り品質の低下を防止し、かつ、画像形成装置または読取装置の短命化を防止することができる回転多面鏡加工装置および加工方法を提供することにある。
本発明の第3の目的は、加工時に、加工抵抗がかかる力点と加工抵抗に対して支えとなる支点との距離を短くすることを可能にして、加工時の回転多面鏡のいわゆるビビリを抑え、加工された光反射面の面精度を高めることができる回転多面鏡加工装置および加工方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、筒状の回転中心部材を有する回転多面鏡の加工装置であって、回転操作される回転操作体と、拡大し縮小することによって回転多面鏡と一体の上記回転中心部材を保持しこの保持を解除する拡縮部と、上記回転操作体の回転運動を上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大させ縮小させる運動変換手段とを具備する保持手段が角度割り出し機構に取り付けられ、上記拡縮部は、軸線方向へ移動する移動体とともに内外に配置されており、上記移動体は、軸線方向への移動によって拡縮部を拡大させ縮小させるテーパー面を有するとともに、上記回転中心部材の中心孔にはまって回転多面鏡の回転中心位置出しを行う位置出し部を有し、上記角度割り出し機構は、回転多面鏡の各鏡面を加工するために上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出すものであることを特徴とする。
【0014】
拡縮部は、請求項2記載の発明のように、この拡縮部によって保持される回転多面鏡と一体の回転中心部材よりも硬度の低い金属または非金属から構成することができる。
保持手段の拡縮部は、請求項3記載の発明のように、拡大することによって回転多面鏡の筒状の回転中心部材を保持するように構成することができる。
【0015】
請求項4記載の発明は、モータのロータヨークと一体に設けられるとともに回転中心部材として軸を一体に有する回転多面鏡の加工装置であって、回転操作される回転操作体と、拡大し縮小することによって回転多面鏡と一体の上記軸を保持しこの保持を解除する拡縮部と、上記回転操作体の回転運動を上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大させ縮小させる運動変換手段とを具備する保持手段が角度割り出し機構に取り付けられ、上記拡縮部は、軸線方向への移動によって拡縮部を拡大し縮小するテーパー面を有していて縮小することにより上記軸の外周を保持し、上記角度割り出し機構は、回転多面鏡の各鏡面を加工するために上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出すものであることを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、回転多面鏡と一体の軸には位置決め部材が嵌められ、この位置決め部材は保持手段によって位置規制され、上記軸の中心が保持手段の中心に合わせられていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項4記載の発明において、拡縮部は、この拡縮部によって保持される回転多面鏡と一体の軸の材質よりも硬度の低い金属または非金属からなることを特徴とする。
【0017】
請求項7記載の発明は、請求項4記載の発明において、拡縮部は、回転多面鏡と一体の軸と当接する介在部材を有することを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項4記載の発明において、介在部材は、この介在部材によって保持される回転多面鏡と一体の軸の材質よりも硬度の低い金属または非金属からなることを特徴とする。
【0018】
請求項9記載の発明は、回転操作体と、拡縮部と、運動変換手段とを具備する保持手段を用い、上記回転操作体を回転操作することにより、この回転力を上記運動変換手段が上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大縮小させ、この拡縮部の拡大縮小によって回転多面鏡と一体の回転中心部材を上記保持手段の拡縮部で保持し、角度割り出し機構により上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出して回転多面鏡の各鏡面を加工する回転多面鏡加工方法であって、回転多面鏡と一体の回転中心部材が筒状の部材の場合、保持手段の拡縮部が拡大して上記筒状の部材の内周を保持することを特徴とする。
【0019】
請求項10記載の発明は、回転操作体と、拡縮部と、運動変換手段とを具備する保持手段を用い、上記回転操作体を回転操作することにより、この回転力を上記運動変換手段が上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大縮小させ、この拡縮部の拡大縮小によって回転多面鏡と一体の回転中心部材を上記保持手段の拡縮部で保持し、角度割り出し機構により上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出して回転多面鏡の各鏡面を加工する回転多面鏡加工方法であって、回転多面鏡と一体の回転中心部材が軸の場合、保持手段の拡縮部が縮小して上記軸の外周を保持することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図14を参照しながら本発明に係る回転多面鏡加工装置および加工方法の実施の形態について説明する。
図1〜図4は回転多面鏡がその回転中心部材として筒状の部材を有する形式の加工装置および加工方法の実施の形態を示す。図1において、回転多面鏡11は周面に適宜数の平滑な光反射面を周方向に等間隔で有するとともに、下面側に円形の凹部を有し、この凹部に筒状の部材からなる回転中心部材12の一端部が嵌合されて回転多面鏡11と一体に設けられている。上記回転中心部材12の外周側には扁平なカップ状のロータヨーク13が嵌合されて固着され、ロータヨーク13の周壁内周面にはロータマグネット14が固着されている。上記筒状の部材12は、例えば空気動圧軸受の回転側の軸受部材を構成していて、内周面に対向させて動圧軸受の固定側の軸受部材を配置し、回転側と固定側の軸受部材の相対向する面の少なくとも一方側に動圧発生用グルーブを形成することにより、上記回転多面鏡11、筒状の部材12、ロータヨーク13、ロータマグネット14を含むロータを無接触で回転自在に支持することができる。周知の通り、ロータマグネット14の内周面はステータコアの外周面と適宜の間隙をおいて対向し、ステータコアの各突極に巻かれた駆動コイルへの通電を切り換えることによって上記ロータを回転駆動することができる。
【0022】
上記回転多面鏡11の加工装置の実施形態を図2に示す。図2において、符号16は角度割り出し機構を示す。この角度割り出し機構16の上には治具ベース18が載せられている。治具ベース18は回転多面鏡加工治具20をはめるための縦方向に向いた円筒状の中心孔を有し、この中心孔の上面周縁が立ち上がった円形の突堤19を有している。上記加工治具20は、縦方向に向けた状態で下端寄りの位置に鍔部22を有している。円筒面をなす加工治具20の下部を治具ベース18の上記中心孔にはめることにより上記鍔部22の下面が治具ベース18の突堤19に当たり、加工治具20が上下方向に位置決めされるとともに、加工治具20の中心軸線が治具ベース18の中心軸線に合致するように位置決めされている。また、治具ベース18の中心軸線は角度割り出し機構16の回転中心軸線と一致するようにあらかじめ調整してある。
【0023】
図3にも示すように、加工治具20の上端部外周にはねじ24が形成されていて、このねじ24にはリング状の回転操作体30がねじ込まれ、その上からロックナット32がねじ込まれている。加工治具20の上端には拡縮部34が配置されている。拡縮部34は工作機械などにおいてワークやバイトなどを保持するチャックに類似のものと考えてよく、周方向に等間隔に分割されることによって形成された複数個の部分円筒状の部材が全体として円筒形をなすように配置されている。拡縮部34は適宜のばね付勢力により径を拡大する向きに付勢されている。拡縮部34と加工治具20の上端部中心孔に、軸線方向への移動体として位置出しテーパーピン26が上下方向に移動可能に挿入されている。加工治具20の上端近くに形成された孔とテーパーピン26の下端部に形成された孔を水平方向に貫いてピン28が挿入されている。加工治具20の上記孔は上下方向の長孔となっていてこの長孔の範囲でピン28が相対移動可能であるのに対し、テーパーピン26の孔に対してはピン28が相対移動不可能にまたはこれに近い状態で嵌められている。
【0024】
テーパーピン26の上端部外周面は、上から下に向かって連続的に径が小さくなるテーパー面25になっていて、このテーパー面25に対向する拡縮部34の内周面も、上記テーパー面25に接するテーパー面となっている。従って、テーパーピン26が上下動すると、テーパー面25が拡縮部34の内周面を外側に向かって押し、また、テーパー面25が拡縮部34の内周面から逃げて拡縮部34の径が拡大し、また、縮小するようになっている。この拡縮部34の外周には、加工しようとする回転多面鏡11と一体の前記回転中心部材12の中心孔が挿入される。そして、テーパーピン26の上端部外周には、上記のように拡縮部34に回転中心部材12の中心孔を挿入したとき、回転中心部材12の中心孔面に摺接して回転中心部材12および回転多面鏡11の位置出しを行い、加工治具20の中心軸線と回転多面鏡11の中心軸線とを一致させるための鍔状の位置出し部27を一体に有している。上記ピン28の両端部は加工治具20の外周面から突出していて、このピン28の突出両端部上面には前記回転操作体30が当たっている。また、回転操作体30の下端外周部にはピン28の両端を覆う周壁30aが一体に形成されている。
【0025】
加工治具20に対して回転操作体30を回転操作すると、回転操作体30が加工治具20のねじ24に沿って上下動し、この回転操作体30の上下動に伴いピン28、テーパーピン26が上下動し、テーパーピン26のテーパー面25によって拡縮部34が拡大し縮小する。拡縮部34が拡大することによってその外周面を上記回転中心部材12の中心孔周面に当接させ、回転中心部材12とともに回転多面鏡11を保持することができる。上記ピン28、テーパーピン26、そのテーパー面25は、回転操作体30の回転運動を上記拡縮部34に伝達して拡縮部34を拡大させ縮小させる運動変換手段を構成している。また、上記回転操作体30、上記運動変換手段および拡縮部34は、回転多面鏡11の保持手段10を構成している。拡縮部34は、軸線方向への移動体である上記テーパーピン26とともに内外に配置されて二重構造になって、上記テーパーピン26の移動によって拡大し縮小して回転多面鏡11と一体の回転中心部材12を保持し、この保持を解除することができる。前記ロックナット32は、上記のように回転多面鏡11を保持した状態で回転させ、回転操作体30に押し付けることにより、回転操作体30の緩みを防止することができる。
【0026】
前記角度割り出し機構16は、治具ベース18を介して上記保持手段10を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出すことができる。保持手段10の側方には回転工具31が配置されている。図16において説明したように、回転工具31は水平方向の回転軸37を中心として回転駆動され、回転多面鏡11との対向面側に加工工具33が取り付けられていて、上記回転軸37を中心として回転駆動しながら水平方向と垂直方向に移動させることにより、回転多面鏡11の一つの光反射面を加工することができる。一つの光反射面の加工が終了したなら、角度割り出し機構16によって治具ベース18および回転多面鏡11とともに加工治具20を回転させながら所定の回転角度を割り出し、その位置で治具ベース18を固定して回転工具31により同様に別の光反射面を加工することができる。
【0027】
以上説明した回転多面鏡加工装置を用いた回転多面鏡加工方法について順を追って説明する。まず、拡縮部34を縮小させた状態でその外周に回転多面鏡11と一体の回転中心部材12の内周側をはめる。このとき、位置出し部27が回転中心部材12の内周に摺接し、保持手段10に対する回転多面鏡のおおよその中心位置出しが行われる。次に回転操作体30を回転操作してねじ24に沿い下に向かって移動させ、回転操作体30でピン28を押し下げてテーパーピン26を下降させる。これにより前述のとおり拡縮部34が拡大し、拡縮部34の外周面が回転中心部材12の内面に当接して回転多面鏡11が保持手段10によって強固に保持される。この保持状態をロックナット32の締め付けによって維持することができる。保持手段10によって回転多面鏡11を保持した状態では、加工治具20の中心軸線と保持手段10の中心軸線とが一致している。
【0028】
次に回転工具31を駆動し、回転多面鏡11の一つの光反射面を鏡面加工する。一つの光反射面の鏡面加工が終了したら、角度割り出し機構16によって治具ベース18および回転多面鏡11とともに加工治具20を回転させながら所定の回転角度を割り出し、その位置で治具ベース18を固定して回転工具31により同様に別の光反射面を加工する。上記角度割り出し機構16の回転中心軸線と加工治具20および回転中心部材12の中心軸線は一致しているため、鏡面加工された各光反射面は、回転中心部材12の中心軸線との相対位置関係が精度よく仕上げられる。このようにして順次光反射面を加工し、全ての光反射面の加工が終了したら加工治具20から回転多面鏡11を取り外す。
【0029】
以上説明した実施の形態によれば、保持手段10の回転操作体30を回転操作して拡縮部34を拡大させることにより、回転多面鏡11と一体の筒状の回転中心部材12を保持し、角度割り出し機構16により上記保持手段10を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出しながら回転多面鏡11の各鏡面を加工するようにしたため、拡縮部34が均等に拡大することにより回転多面鏡11の中心軸線が回転多面鏡加工治具20の中心線に一致し、角度割り出し機構16によって回転多面鏡11とともに加工治具20を回転させ所定の回転角度を割り出しながら、回転多面鏡11の各光反射面を回転中心軸に対する位置精度および平行度を良好に保ち、精度よく鏡面加工することができる。
【0030】
しかも、回転多面鏡11と一体の回転中心部材12を拡縮部34で保持して鏡面加工するため、状来の加工装置および加工方法のように回転多面鏡単独で加工するものと異なり、個々の部品の精度誤差の積み上げがなく、面倒れ精度の良好な回転多面鏡を容易にローコストで得ることができる。また、部品組付による精度誤差の積み上げも少なく、この点からも精度の良い回転多面鏡をすることができる。このように精度よく鏡面加工することができるため、回転多面鏡を用いた光走査装置の高速化、高品質化を図ることができる。
【0031】
拡縮部34による回転多面鏡11と一体の筒状の回転中心部材12の保持力が弱いと、加工時に回転多面鏡11が動き、加工された光反射面の面精度が悪化し、場合によっては、回転多面鏡11が動いて回転中心部材12や加工治具20、回転工具31などに過大な負荷がかかり、これらを損傷させる原因となる。逆に拡縮部34による回転中心部材12の保持力が強いと、回転中心部材12や回転多面鏡11を変形させた状態で保持することになるため、この状態で加工し、拡縮部34を縮小させて回転中心部材12とともに回転多面鏡11を取り外すと、回転中心部材12および回転多面鏡11の変形が戻り、回転多面鏡11の加工面が変形して面精度を悪化させることになる。しかし、前述の実施の形態によれば、回転操作体30の回転によってテーパーピン26を下降させ、拡縮部34を均一に拡大させて上記回転中心部材12を保持するため、回転中心部材12および回転多面鏡11の変形が少なく、また、例えば回転操作体30の回転トルクを管理することによって保持力を管理することができるため、保持力の過不足による上記のような不具合を防止することができる。
【0032】
拡縮部34が回転多面鏡11と一体の回転中心部材12に当接することによって回転中心部材12の内周面に傷が付くと、回転多面鏡11の回転精度、寿命等に悪影響を及ぼすことになる。そこで、拡縮部34で回転中心部材12を保持したとき回転中心部材12の内周面に傷が付かないように、拡縮部34は回転中心部材12よりも硬度の低い金属または非金属からなることが望ましい。
また、図4に示すように、拡縮部34の外周に回転中心部材12よりも硬度の低い金属または非金属からなるカラー38を取り付け、拡縮部34が拡大したとき、上記カラー38が回転中心部材12の内周面に当接して回転中心部材12を保持するようにしてもよい。こうすることによって、拡縮部34で回転中心部材12を保持したとき回転中心部材12の内周面に傷が付くことを防止することができる。図4に示す実施の形態は、カラー38を有する点以外は図3に示す構成と同じであるから、説明は省略する。
【0033】
本発明の技術思想は、回転多面鏡と一体の回転中心部材として、筒状の部材ではなく、円柱状の軸を有するものにも適用することができる。図5〜図8はその実施の形態を示す。図5は回転多面鏡41を含むモータのロータ40の例を示すもので、回転多面鏡41は円筒状のロータヨーク42と一体に成形され、回転多面鏡41の回転中心位置に形成された中心孔には回転中心部材として円柱状の軸43が圧入されて、回転多面鏡41と一体に軸43が設けられている。ロータヨーク42の内周面には円筒状のロータマグネット44が固着されている。軸43は適宜のラジアル軸受によってその中心軸線を中心にして回転可能に保持される。ロータマグネット44の内周面は図示されないステータコアの外周面と間隙をおいて対向し、ステータコアの複数の突極に巻かれた駆動コイルへの通電を制御することによってロータ40が回転駆動される。
【0034】
上記回転多面鏡41の加工装置および加工方法の実施の形態を図6〜図8に示す。図6、図7に示す加工装置の大半は図2、図3に示す加工装置と同様に、角度割り出し機構16、治具ベース18、ピン28、回転操作体30、回転工具31、ロックナット32等を有し、同様に構成されている。この加工装置が図2、図3に示す加工装置と異なる点は、保持手段10の構成である。治具ベース18の中心孔にはめて固定される加工治具60は、図2、図3に示す例の加工治具20と外観上はよく似ていて、治具ベース18の突堤19に当接する鍔部62を有しており、さらに、加工治具60の筒状上端部64の内周側にテーパーピン状の部材が配置されて二重構造になっているが、図2、図3に示す例と異なって、上記内側のテーパーピン状の部材が拡縮部50となっている。上記筒状上端部64に形成された上下方向の長孔と拡縮部50の下端部に形成された嵌合孔とを貫いてピン28が水平方向に嵌められ、図2、図3に示す例と同様に、回転操作部材30の回転操作に伴い、ピン28を介して拡縮部50が上下方向に移動するようになっている。
【0035】
拡縮部50は前述のチャックに類似した構成になっており、周方向に等間隔に分割されることによって形成された複数個の部材が全体として円筒形をなすように配置され、適宜のばね付勢力により、径を縮小する向きに付勢されている。拡縮部50の上部外周面は上から下に向かって連続的に径が小さくなるテーパー面52になっていて、このテーパー面52に対向する上記筒状上端部64の内周面も、上記テーパー面52に接するテーパー面となっている。従って、拡縮部50が上下動すると、テーパー面52が上記筒状上端部64のテーパー面に沿って内側に向かって押され、また、テーパー面52が筒状上端部64のテーパー面に沿って外側に広がり、もって拡縮部50の中心孔54の径が拡大し、また、縮小するようになっている。
【0036】
拡縮部50が拡大している状態でその中心孔54に前記回転多面鏡41と一体の軸43が嵌められるが、その前に軸43に位置決め部材70が嵌められる。位置決め部材70は扁平なカップを伏せた形の部材で、軸43が貫通する中心孔と内周壁面との相対位置関係が精度よく加工されている。位置決め部材70の中心孔に軸43を貫通させた状態で軸43を拡縮部50の中心孔54に挿入したとき、位置決め部材70の周壁内面が上記筒状上端部64の外周面に沿って嵌まる。この状態で回転操作体30を回転操作し、ピン28を介して拡縮部50を下降させると、上記のように拡縮部50が縮小する。このとき拡縮部50は縮小しながら下降し、これに伴って位置決め部材70が上記筒状上端部64と回転多面鏡41との間に挟み込まれ上下方向に位置規制される。そして、この位置決め部材70によって保持手段10に対する軸43の位置が規制されて保持手段10の中心軸線と軸43の中心軸線とが一致する。
【0037】
ここにおいて角度割り出し機構16による加工治具60の回転中心軸線と軸43の回転中心軸線とが一致し、角度割り出し機構16により回転角度を割り出しながら回転工具31を駆動し、回転多面鏡の各光反射面を鏡面加工する。こうして、前述の実施の形態と同様に回転多面鏡41の回転中心となる軸43の中心軸線に対し各光反射面が位置精度よくかつ面倒れ精度よく加工される。全ての光反射面の鏡面加工が終了したら、回転操作体30を逆向きに回転操作して拡縮部50を拡大させ、軸43、回転多面鏡41等を一体に有するロータ40を取り外す。
【0038】
前述の実施の形態では、拡縮部が拡大することによって回転多面鏡と一体の回転中心部材を保持し、各光反射面を鏡面加工するものであるのに対し、図5〜図7に示す実施の形態は、拡縮部50が縮小することによって、回転多面鏡41と一体の部材である軸43を保持し、各光反射面を鏡面加工する点で異なるものであるが、両者は技術的には共通のものであり、共通の作用効果を奏する。
【0039】
拡縮部を縮小させて回転多面鏡と一体の回転中心部材を保持する場合も、回転中心部材に傷を付けないようにすることが望ましい。そこで、拡縮部50は、この拡縮部50によって保持される回転多面鏡41と一体の部材である軸43の材質よりも硬度の低い金属または非金属で形成するのが望ましい。
また、図8に示すように、拡縮部50の内周側に上記軸43の材質よりも硬度の低い金属または非金属で形成したスリーブ状の介在部材72を嵌め、この介在部材72を介して上記軸43を挟持するようにしてもよい。
【0040】
図6〜図8に示す実施の形態において、回転多面鏡41の光反射面を切削加工するとき、各部に力がかかる。この力がかかる各点を図9に示す。前記回転工具33は被削面100に接触しながら、図9に示すように上から下に移動して被削面100を切削加工する。このとき被削面100と工具33との接触点に切削加工抵抗が生じ、これが力点101となる。図示の例では、力点101に回転多面鏡41を上から下に押しつける力が生じる。このときの支点102は、軸43を挟持している拡縮部50の上端にある。軸43と回転多面鏡41との連結部が作用点103となり、この作用点103を経由して、上記支点102を中心に、回転多面鏡41を下方に押しつける力が働く。上記力点101から支点102までの距離が長いと、加工中に生じる前述のいわゆるビビリが大きくなり、加工精度等の上から望ましくない。図9に示す例では力点101から支点102までの距離が比較的長くなっているので、この距離をなるべく短くするのが望ましい。
【0041】
図6〜図8に示す実施の形態では、保持手段10に取り付けられた位置決め部材70によって保持手段10に対する軸43の位置を規制し、保持手段10の中心軸線と軸43の中心軸線とを一致させている。上記位置決め部材の形状を工夫してこれを有効に利用することにより、力点101から支点102までの距離を短くすることができる。その実施の形態を図10、図11に示す。
【0042】
図10において、位置決め部材105は、扁平な二つのカップを背中合わせにした形、換言すれば、円筒の中心軸線方向中央に底部を一体に形成することにより、底部の上下にそれぞれ円筒部106、107を形成した形をしている。位置決め部材105の下側の円筒部106は、その内周壁面が前記加工治具60の筒状上端部64の外周面に上から嵌まっている。位置決め部材105の中心孔に軸43を貫通させた状態で軸43を拡縮部50の中心孔に挿入することにより、保持手段10の中心軸線と軸43の中心軸線とを一致させることができる。一方、位置決め部材105の上側の円筒部107の上面に回転多面鏡41の内側天井面を当接させる。この状態で拡縮部50を縮小させ、軸43を挟持して、前述のように回転多面鏡41の各光反射面を鏡面加工する。
【0043】
図10に示す例によれば、加工時の力点101に近い位置で位置決め部材105の上側の円筒部107と回転多面鏡41の天井面を当接させ、この当接面を加工抵抗に対する支持面、すなわち支点102としているため、力点101と支点102との距離が短くなり、加工時の回転多面鏡41のいわゆるビビリの発生が抑制され、加工された光反射面の面精度を高めることができる。
【0044】
図11に示す実施の形態は、図6〜図8に示す実施の形態における回転多面鏡と同じ構成の回転多面鏡41を加工するものであるが、この回転多面鏡41を上下反転させた姿勢で加工するものである。図11において、位置決め部材110は、下側に前記加工治具60の筒状上端部64の外周面に上から嵌まる円筒面111と、上側に回転多面鏡41の端面が当接する周壁112とを有してなる。回転多面鏡41を上下反転させ、位置決め部材110の中心孔に回転多面鏡41と一体の軸43を貫通させた状態で、軸43を拡縮部50の中心孔に挿入する。これにより、保持手段10の中心軸線と軸43の中心軸線とを一致させることができる。一方、位置決め部材110の上記周壁112の上面に回転多面鏡41の端面を当接させる。この状態で拡縮部50を縮小させ、軸43を挟持して、前述のように回転多面鏡41の各光反射面を鏡面加工する。
【0045】
図11に示す実施の形態においても、加工時の力点101に近い位置で位置決め部材110の上側の周壁112と回転多面鏡41の端面を当接させ、この当接面を、加工抵抗に対する支持面、すなわち支点102としているため、力点101と支点102との距離が短くなり、加工時の回転多面鏡41のいわゆるビビリの発生が抑制され、加工された光反射面の面精度を高めることができる。
【0046】
図5〜図11に示す回転多面鏡41は、モータのロータケースを兼ねており、円筒状のロータヨーク42を一体に有している。ロータヨーク42の内周面にはロータマグネット44が圧入によって固着されている。ロータマグネット44の圧入によってロータヨーク42が歪むことがあり得るが、ロータヨーク42は鏡面加工面100である光反射面から軸線方向にずれた位置にあり、かつ、ロータヨーク42は比較的薄肉になっているため、ロータヨーク42の歪みが鏡面加工面100に至ることはなく、鏡面加工面100の精度を損なうことがないような形状になっている。
【0047】
図12に示す実施の形態における回転多面鏡は、図5〜図11に示す実施の形態における回転多面鏡の変形例というべきものである。図12において、回転多面鏡141は、外周面に鏡面100からなる複数の光反射面を有する円板状の部分と、その下面側に突出して一体に形成された円筒状のロータヨーク142と、上記円板状の部分の上側に突出して一体に形成された小径の有底筒部145とを有してなる。ロータヨーク142の内周面にはロータマグネット144が圧入によって固着されている。上記有底筒部145の中心には軸143が圧入され、軸143が回転多面鏡141と一体に、かつ、ロータヨーク142側に伸び出た形で固着されている。
【0048】
このように構成された回転多面鏡141の場合も、ロータヨーク142は被削面100から軸線方向にずれた位置にあり、かつ、ロータヨーク142は比較的薄肉になっているため、ロータヨーク142の歪みが被削面100に至ることはない。さらに、軸143の圧入位置も、被削面100から軸線方向にずれた位置である有底筒部145の底部中心にあるため、軸143の圧入によって生じるロータヨーク142の歪みが被削面100に至ることはなく、被削面100の精度を損なうことがないような形状になっている。
【0049】
ところで、図12に示す実施の形態では、図9に示す位置決め部材70と同じ構成の位置決め部材70を有しており、力点101である被削面100と工具33との接触点と、軸43を挟持している拡縮部50の上端の支点102と、軸43と回転多面鏡41との連結部の作用点103との関係が図9に示す例とほぼ同様になり、力点101から支点102までの距離が比較的長くなっている。この距離は、前述のようになるべく短くするのが望ましい。力点101から支点102までの距離を短くした実施の形態を図13、図14に示す。
【0050】
図13に示す実施の形態は、位置決め部材115の形状を、フランジ117付の扁平なカップ状とし、これを伏せた姿勢で上記カップの内周面を前記加工治具60の筒状上端部64の外周面に上から嵌め、上記フランジ部117に上記ロータヨーク142の下端面を当接させたものである。位置決め部材115の中心孔に軸143を貫通させた状態で軸143を拡縮部50の中心孔に挿入し、拡縮部50を縮小させることにより、保持手段10に対する軸43の位置が規制されて保持手段10の中心軸線と軸43の中心軸線とが一致する。
【0051】
図13に示す実施の形態によれば、位置決め部材115のフランジ117と、回転多面鏡141と一体のロータヨーク142の下端面との当接面が支点102となり、回転多面鏡141の円板状本体とロータヨーク142との連結部が作用103点となる。被削面100を切削加工するとき、切削加工抵抗が生じて力点101に上から下に向かって押しつけ力が働くと、上記支点102を中心に、作用点103を経由して回転多面鏡141を下方に押しつける力が働く。しかしながら、位置決め部材115のフランジ117に回転多面鏡141の支持面を設け、この支持面を回転多面鏡141の加工面近くにしたため、力点101から支点102までの距離が短くなり、加工時のいわゆるビビリが抑制され、加工された光反射面の面精度を高めることができる。
【0052】
図14に示す実施の形態は、上記回転多面鏡141を上下反転させた姿勢で加工するようにしたものである。保持手段10に取り付けられた位置決め部材120は、下側中心部に、加工治具60の筒状上端部64の外周面に上から嵌まる円筒状の孔123を有し、上側中心部に、回転多面鏡141の有底筒部145を空間的余裕を持って受け入れる円筒状の孔121と、上側外周に、回転多面鏡141の加工面近くで加工抵抗に対する支持面となる円筒状の周壁122を有してなる。回転多面鏡141はこれを上下反転させた姿勢で、その軸143を位置決め部材115の中心孔に貫通させ、拡縮部50の中心孔に挿入し、拡縮部50を縮小させ、保持手段10の中心軸線と軸143の中心軸線とが一致した状態で軸143を挟持し、回転多面鏡141の被削面を切削加工する。
【0053】
図14に示す実施の形態によれば、力点101のすぐ近くに支点102をおくことができ、加工時のいわゆるビビリが抑制され、加工された光反射面の面精度を高めることができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、回転操作される回転操作体と、拡大し縮小することによって回転多面鏡と一体の回転中心部材を保持しこの保持を解除する拡縮部と、上記回転操作体の回転運動を上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大させ縮小させる運動変換手段とを具備する保持手段が角度割り出し機構に取り付けられていて、上記角度割り出し機構により上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出して回転多面鏡の各鏡面を加工するようにしたため、拡縮部が均等に拡大縮小することにより回転多面鏡の中心軸線が保持手段の中心線に一致し、角度割り出し機構によって回転多面鏡とともに保持手段を回転させ所定の回転角度を割り出しながら、回転多面鏡の各光反射面を、回転中心軸に対する位置精度および平行度を良好に保ち、精度よく鏡面加工することができる。しかも、回転多面鏡と一体の回転中心部材を拡縮部で保持して鏡面加工するため、従来の加工装置および加工方法のように回転多面鏡を単独の部品の状態で加工するものと異なり、個々の部品の精度誤差の積み上げがなく、面倒れ精度の良好な回転多面鏡を容易にローコストで得ることができる。このように精度よく鏡面加工することができるため、回転多面鏡を用いた光走査装置の高速化、高品質化を図ることができる。
【0055】
請求項2、請求項6、請求項8記載の発明によれば、拡縮部は、この拡縮部によって保持される回転多面鏡と一体の回転中心部材の材質よりも硬度の低い金属または非金属からなり、あるいは回転多面鏡と一体の回転中心部材と当接する介在部材の材質を、この介在部材によって保持される回転多面鏡と一体の回転中心部材の材質よりも硬度の低い金属または非金属にしたため、拡縮部で回転中心部材を保持したとき回転中心部材に傷が付くことを防止することができ、傷による回転多面鏡の回転精度、回転性能、寿命等に悪影響を与えることを防止することができる。
【0056】
請求項5記載の発明によれば、保持手段に位置決め部材を取り付け、この位置決め部材は、回転多面鏡の加工面近くで加工抵抗に対する支持面を有しているため、加工時に、加工抵抗がかかる力点と加工抵抗に対して支えとなる支点との距離を短くすることが可能であり、加工時の回転多面鏡のいわゆるビビリを抑え、加工された光反射面の面精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる加工装置および加工方法によって得られる回転多面鏡の例を示す(a)は分解斜視図、(b)は縦断面図である。
【図2】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法の実施の形態を示す縦断面図である。
【図3】同上実施の形態の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図4】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法の別の実施の形態の要部を示す縦断面図である。
【図5】本発明にかかる加工装置および加工方法によって得られる回転多面鏡の別の例を示す(a)は分解斜視図、(b)は縦断面図である。
【図6】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図7】同上実施の形態の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図8】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態の要部を示す縦断面図である。
【図9】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図10】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図11】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図12】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図13】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図14】本発明にかかる回転多面鏡加工装置および加工方法のさらに別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図15】従来の回転多面鏡の一般的な例を示す斜視図である。
【図16】従来の回転多面鏡加工装置および加工方法の例を示す縦断面図である。
【図17】従来の回転多面鏡回転駆動装置の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
10 保持手段
11 回転多面鏡
12 回転中心部材
16 角度割り出し機構
25 テーパー面
26 運動変換手段としてのテーパーピン
27 位置出し部
28 運動変換手段としてのピン
30 回転操作体
34 拡縮部
41 回転多面鏡
42 ロータヨーク
43 回転中心部材としての軸
50 拡縮部
70 位置決め部材
72 介在部材
105 位置決め部材
110 位置決め部材
115 位置決め部材
120 位置決め部材
141 回転多面鏡
143 軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for a rotating polygon mirror that can be used as an optical deflector for an image forming apparatus such as a copying machine, a laser beam printer, a facsimile, or an image reading apparatus.
[0002]
[Prior art]
In image forming apparatuses and image reading apparatuses used for laser copying machines, laser beam printers, laser facsimiles, etc., the photosensitive member or the original is moved in the sub-scanning direction while scanning the laser light on the photosensitive member or the original in the main scanning direction. As a result, a predetermined electrostatic latent image is formed on the photosensitive member, or the image on the original is read. An optical deflector is used to scan the laser light in the main scanning direction, and a rotating polygon mirror is generally used as the optical deflector. A rotating polygon mirror has a plurality of light reflecting surfaces formed at equal intervals on the outer peripheral surface. When a laser beam is irradiated onto the light reflecting surface while being driven to rotate at high speed by a motor, the laser beam is divided into each light reflecting surface. It is deflected and can scan a photoconductor or a document, and can form an electrostatic latent image or read an image as described above. The processing and assembly accuracy including the surface roughness, flatness, surface tilt accuracy, etc. of each light reflecting surface of the rotating polygon mirror greatly affect the condensing spot accuracy, scanning pitch accuracy, etc. of the scanning light. It is necessary to strictly manage the processing accuracy of each light reflecting surface.
[0003]
15 to 17 show an example of a rotating polygon mirror, an example of a conventional processing apparatus thereof, and an example of a rotor portion of a scanner motor using the rotating polygon mirror. A
[0004]
The
[0005]
There is a
[0006]
The processed
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a scanner motor that rotationally drives a rotary polygon mirror is required to increase the rotation speed as the technology advances. As the rotation speed increases, the center position accuracy of the rotary polygon mirror with respect to the rotation center of the rotor, the surface accuracy of each light reflecting surface, and other surface states are required to be high accuracy. If these required precisions are not satisfied, a smooth rotation state cannot be obtained due to a shift in the center of rotation, an eccentric center of gravity, etc., and high speed cannot be achieved, or vibration and noise are caused. Cause various problems.
[0008]
However, according to the conventional rotating polygon mirror processing apparatus or processing method as shown in FIG. 16, the rotating polygon mirror is processed alone, and after processing, is assembled with some parts to constitute the rotor. For this reason, processing errors of individual parts are accumulated, and errors at the time of assembly are added to this, so that it is very difficult to obtain the accuracy required for high-speed rotation. Here, to explain by comparison with an example of the required accuracy, the flatness of the mirror-reflected light reflecting surface (hereinafter referred to as “surface accuracy”) is 4 / 5λ (λ = 633 nm) at present. On the other hand, the required accuracy is 1 / 4λ. Further, the parallelism of each mirror-finished light reflecting surface with respect to the rotation center line of the rotor yoke (hereinafter referred to as “surface collapse”) is 25 seconds, while the current state is 100 seconds.
[0009]
In order to satisfy the accuracy required for high-speed rotation with the same components as the current situation, the accuracy of each component must be increased more than before, and the cost of the components increases. For example, in the example shown in FIG. 17, a
[0010]
In addition, as described with reference to FIG. 16, the light reflecting surface of the rotary polygon mirror is mirror-finished by cutting, but the cutting tool is in contact with the work surface of the rotary polygon mirror during the cutting process, so that the cutting resistance is low. appear. In the machining method using the tool such as the
[0011]
In this way, cutting resistance and repulsive force are alternately and continuously generated on the work surface, and the work surface is moved although it is minute. This movement is called “battery” of the work piece at the machining site. If the chatter is large in the mirror surface processing of the rotary polygon mirror, the surface accuracy is deteriorated. The size of the chatter is related to the distance between the point where the cutting force is applied (hereinafter referred to as “power point”) and the fulcrum that supports the cutting force applied to the work surface, and the distance between the force point and the fulcrum. The longer the is, the greater the chatter. When chatter increases, the surface accuracy of the processed light reflecting surface also deteriorates. Therefore, it is desirable to perform mirror surface processing with the distance between the power point and the fulcrum as short as possible.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the first object is to easily improve the accuracy of each component and the assembly accuracy at a low cost. An object of the present invention is to provide a rotary polygon mirror processing apparatus and a processing method that can meet the demand for high speed rotation at low cost.
The second object of the present invention is to devise so that the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror is not damaged during processing, to prevent deterioration of the formed image quality and reading quality due to uneven rotation, and Another object of the present invention is to provide a rotating polygon mirror processing apparatus and a processing method capable of preventing an image forming apparatus or a reading apparatus from being shortened.
The third object of the present invention is to suppress the so-called chattering of the rotary polygon mirror during processing by making it possible to shorten the distance between the force point on which processing resistance is applied and the fulcrum that supports the processing resistance during processing. Another object of the present invention is to provide a rotating polygon mirror processing apparatus and a processing method capable of improving the surface accuracy of a processed light reflecting surface.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1A rotary polygon mirror processing apparatus having a cylindrical rotation center member,A rotating operation body that is rotated and integrated with the rotating polygon mirror by enlarging and reducingthe aboveAn angle indexing mechanism comprising: an expansion / contraction section that holds and releases the rotation center member; and a motion conversion means that transmits the rotational motion of the rotary operation body to the expansion / contraction section to expand and contract the expansion / contraction section. Attached toThe expanding / contracting portion is disposed inside and outside together with a moving body that moves in the axial direction, and the moving body has a tapered surface that expands and contracts the expanding / contracting portion by movement in the axial direction, and the rotation center member It has a positioning part that locates the rotation center of the rotary polygon mirror in the center hole,Above angle indexing mechanismTo process each mirror surface of the rotating polygon mirrorRotate the holding means by a predetermined angle to determine the rotation angleWhatIt is characterized by that.
[0014]
As in the second aspect of the present invention, the expansion / contraction part can be made of a metal or a non-metal having a lower hardness than the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror held by the expansion / contraction part.
The expansion / contraction part of the holding means isAs in the invention of
[0015]
The invention according to claim 4A processing apparatus for a rotary polygon mirror that is provided integrally with a rotor yoke of a motor and that has a shaft as a rotation center member. The rotary operation body is rotated, and the rotation polygon is enlarged and reduced so as to be integrated with the rotary polygon mirror. A holding means comprising an expansion / contraction part for holding the shaft and releasing the holding, and a motion conversion means for transmitting the rotational motion of the rotary operating body to the expansion / contraction part to expand and contract the expansion / contraction part is attached to the angle indexing mechanism. The expanding / contracting portion has a tapered surface that expands and contracts the expanding / contracting portion by movement in the axial direction, and holds the outer periphery of the shaft by contracting, and the angle indexing mechanism is provided for each of the rotary polygon mirrors. In order to process the mirror surface, the holding means is rotated by a predetermined angle to determine the rotation angle..
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the positioning member is fitted to the shaft integral with the rotary polygon mirror, the positioning member is regulated by the holding means, and the center of the shaft is the holding means. It is characterized by being centered.
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4, wherein the expansion / contraction part is made of a metal or non-metal having a lower hardness than the material of the shaft integral with the rotary polygon mirror held by the expansion / contraction part. And
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the expansion / contraction part has an interposition member that abuts on a shaft integral with the rotary polygon mirror.
The invention according to
[0018]
According to the ninth aspect of the present invention, by using the holding means including the rotary operation body, the expansion / contraction part, and the motion conversion means, and by rotating the rotary operation body, the rotational force is converted by the motion conversion means. The enlargement / reduction part is transmitted to the enlargement / reduction part, and the enlargement / reduction part is enlarged / reduced. By the enlargement / reduction of the enlargement / reduction part, the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror is held by the enlargement / reduction part of the holding means. Rotating polygon mirror processing method that processes each mirror surface of the rotating polygon mirror by rotating each rotation and calculating the rotation angle, and when the rotation center member integrated with the rotating polygon mirror is a cylindrical member, the expansion / contraction part of the holding means is expanded And holding the inner periphery of the cylindrical member.
[0019]
The invention according to claim 10 uses the holding means including the rotation operation body, the expansion / contraction part, and the motion conversion means, and rotates the rotation operation body so that the motion conversion means converts the rotational force into the rotation force. The enlargement / reduction part is transmitted to the enlargement / reduction part, and the enlargement / reduction part is enlarged / reduced. By the enlargement / reduction of the enlargement / reduction part, the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror is held by the enlargement / reduction part of the holding means. Rotating polygon mirror processing method for processing each mirror surface of the rotating polygon mirror by rotating each rotation and calculating the rotation angle, when the rotation center member integrated with the rotating polygon mirror is a shaft, the expansion / contraction part of the holding means is reduced It is characterized by holding the outer periphery of the shaft.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a rotating polygon mirror processing apparatus and a processing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 to 4 show an embodiment of a processing apparatus and a processing method of a type in which a rotary polygon mirror has a cylindrical member as its rotation center member. In FIG. 1, the rotating polygonal mirror 11 has an appropriate number of smooth light reflecting surfaces on the peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction, and has a circular concave portion on the lower surface side, and a rotation made of a cylindrical member in the concave portion. One end of the
[0022]
An embodiment of the processing apparatus for the rotary polygon mirror 11 is shown in FIG. In FIG. 2,
[0023]
As shown in FIG. 3, a
[0024]
The outer peripheral surface of the upper end portion of the taper pin 26 is a tapered surface 25 whose diameter continuously decreases from the top to the bottom, and the inner peripheral surface of the expansion /
[0025]
When the
[0026]
The
[0027]
The rotating polygon mirror processing method using the rotating polygon mirror processing apparatus described above will be described in order. First, the inner peripheral side of the
[0028]
Next, the
[0029]
According to the embodiment described above, the cylindrical
[0030]
In addition, since the
[0031]
If the holding force of the cylindrical
[0032]
If the expansion /
As shown in FIG. 4, when a collar 38 made of a metal or non-metal having a lower hardness than the
[0033]
The technical idea of the present invention can be applied not only to a cylindrical member but also to a columnar shaft as a rotation center member integrated with a rotary polygon mirror. 5 to 8 show the embodiment. FIG. 5 shows an example of a
[0034]
Embodiments of the processing apparatus and processing method of the
[0035]
The expansion /
[0036]
The
[0037]
Here, the rotation center axis of the processing jig 60 by the
[0038]
In the above-described embodiment, the expanding / contracting portion expands to hold the rotation center member integral with the rotating polygon mirror and mirror each light reflecting surface, whereas the embodiments shown in FIGS. However, both of them are technically different in that each of the light reflecting surfaces is mirror-finished by holding the
[0039]
Even when the expansion / contraction portion is reduced to hold the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror, it is desirable not to damage the rotation center member. Therefore, it is desirable that the expansion /
Further, as shown in FIG. 8, a sleeve-
[0040]
In the embodiment shown in FIGS. 6 to 8, when the light reflecting surface of the
[0041]
In the embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the position of the
[0042]
In FIG. 10, the positioning
[0043]
According to the example shown in FIG. 10, the
[0044]
In the embodiment shown in FIG. 11, the
[0045]
Also in the embodiment shown in FIG. 11, the upper
[0046]
The
[0047]
The rotary polygon mirror in the embodiment shown in FIG. 12 should be a modification of the rotary polygon mirror in the embodiment shown in FIGS. In FIG. 12, a
[0048]
Also in the case of the
[0049]
By the way, in the embodiment shown in FIG. 12, the positioning
[0050]
In the embodiment shown in FIG. 13, the positioning
[0051]
According to the embodiment shown in FIG. 13, the contact surface between the
[0052]
In the embodiment shown in FIG. 14, the
[0053]
According to the embodiment shown in FIG. 14, the
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, the rotary operation body that is rotated, the enlargement / reduction section that holds the rotation center member that is integral with the rotary polygon mirror by enlarging and reducing the release, and the rotational movement of the rotation operation body are performed. A holding means having motion conversion means for transmitting to the expansion / contraction part and expanding and reducing the expansion / contraction part is attached to the angle indexing mechanism, and the angle indexing mechanism rotates the holding means by a predetermined angle to adjust the rotation angle. Since each mirror surface of the rotary polygon mirror is processed by indexing, the central axis of the rotary polygon mirror coincides with the center line of the holding means when the enlargement / reduction section is uniformly enlarged or reduced, and is held together with the rotary polygon mirror by the angle indexing mechanism While rotating the means to determine the predetermined rotation angle, each light reflecting surface of the rotating polygonal mirror maintains good positional accuracy and parallelism with respect to the rotation center axis, and is accurate. It is possible to surface processing. Moreover, in order to hold the rotation center member integral with the rotary polygon mirror at the expansion / contraction part and perform mirror surface processing,ConventionalUnlike the processing device and processing method of the rotary polygon mirror that processes in the state of a single part, there is no accumulation of accuracy errors of individual parts, and a rotary polygon mirror with good surface tilt accuracy can be easily made at low cost. Obtainable. Since mirror processing can be performed with high accuracy in this way, it is possible to increase the speed and quality of an optical scanning device using a rotating polygon mirror.
[0055]
Claim 2, claim6, Claims8According to the described invention, the expansion / contraction part is made of a metal or non-metal having a lower hardness than the material of the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror held by the expansion / contraction part, or the rotation center integrated with the rotation polygon mirror. When the rotating center member is held by the expansion / contraction part because the material of the interposing member that contacts the member is made of metal or non-metal having a lower hardness than the material of the rotating center member integrated with the rotary polygon mirror held by the interposing member. It is possible to prevent the rotation center member from being scratched and to prevent the scratches from adversely affecting the rotation accuracy, rotation performance, life and the like of the rotary polygon mirror.
[0056]
Claim5According to the described invention, the positioning member is attached to the holding means, and this positioning member has a support surface for the processing resistance near the processing surface of the rotary polygon mirror. It is possible to shorten the distance from the fulcrum that supports the resistance, so-called chattering of the rotary polygon mirror during processing can be suppressed, and the surface accuracy of the processed light reflecting surface can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an exploded perspective view and FIG. 1B is a longitudinal sectional view showing an example of a rotating polygon mirror obtained by a processing apparatus and a processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a rotating polygon mirror processing apparatus and processing method according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of the embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a main part of another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
5A is an exploded perspective view and FIG. 5B is a longitudinal sectional view showing another example of a rotary polygon mirror obtained by the processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view showing the main part of the embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a main part of still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and processing method according to the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and processing method according to the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the rotary polygon mirror processing apparatus and the processing method according to the present invention.
FIG. 15 is a perspective view showing a general example of a conventional rotary polygon mirror.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional rotary polygon mirror processing apparatus and processing method.
FIG. 17 is an exploded perspective view showing an example of a conventional rotary polygon mirror rotation drive device.
[Explanation of symbols]
10 Holding means
11 Rotating polygon mirror
12 Rotation center member
16 Angle indexing mechanism
25 Tapered surface
26 Tapered pins as motion conversion means
27 Positioning section
28 Pins as motion conversion means
30 Rotating operation body
34 Enlarging / contracting section
41 Rotating polygon mirror
42 Rotor yoke
43 Axis as center of rotation
50 Enlarging / contracting section
70 Positioning member
72 Interposition member
105 Positioning member
110 Positioning member
115 Positioning member
120 Positioning member
141 rotating polygon mirror
143 axes
Claims (10)
回転操作される回転操作体と、拡大し縮小することによって回転多面鏡と一体の上記回転中心部材を保持しこの保持を解除する拡縮部と、上記回転操作体の回転運動を上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大させ縮小させる運動変換手段とを具備する保持手段が角度割り出し機構に取り付けられ、
上記拡縮部は、軸線方向へ移動する移動体とともに内外に配置されており、
上記移動体は、軸線方向への移動によって拡縮部を拡大させ縮小させるテーパー面を有するとともに、上記回転中心部材の中心孔にはまって回転多面鏡の回転中心位置出しを行う位置出し部を有し、
上記角度割り出し機構は、回転多面鏡の各鏡面を加工するために上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出すものであることを特徴とする回転多面鏡加工装置。 A rotary polygon mirror processing apparatus having a cylindrical rotation center member,
Transmitting a rotary body that is rotationally operated, and a scaling unit for releasing the held this holds the rotating central member integral with the rotating polygon mirror by enlarging reduced, the rotational movement of the rotary body to the scaling unit Then, a holding means comprising a motion conversion means for enlarging and reducing the expansion / contraction part is attached to the angle indexing mechanism ,
The expansion / contraction part is arranged inside and outside together with a moving body that moves in the axial direction,
The movable body has a tapered surface that expands and contracts the expansion / contraction portion by movement in the axial direction, and has a positioning portion that locates the rotation center of the rotary polygon mirror by being inserted into the center hole of the rotation center member. ,
The angle indexing mechanism, the rotating polygon mirror machining apparatus according to claim der Rukoto what to leave dividing the rotation angle the holding means is rotated by a predetermined angle for machining the mirror surfaces of the rotating polygon mirror.
回転操作される回転操作体と、拡大し縮小することによって回転多面鏡と一体の上記軸を保持しこの保持を解除する拡縮部と、上記回転操作体の回転運動を上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大させ縮小させる運動変換手段とを具備する保持手段が角度割り出し機構に取り付けられ、
上記拡縮部は、軸線方向への移動によって拡縮部を拡大し縮小するテーパー面を有していて縮小することにより上記軸の外周を保持し、
上記角度割り出し機構は、回転多面鏡の各鏡面を加工するために上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出すものであることを特徴とする回転多面鏡加工装置。 A processing apparatus for a rotary polygon mirror that is provided integrally with a rotor yoke of a motor and has a shaft as a rotation center member,
A rotary operation body to be rotated, an enlargement / reduction section for holding and releasing the shaft integrated with the rotary polygon mirror by enlarging and reducing, and transmitting the rotational motion of the rotary operation body to the expansion / contraction section A holding means having a motion converting means for expanding and reducing the expansion / contraction part is attached to the angle indexing mechanism,
The expanding / contracting portion has a tapered surface that expands and contracts the expanding / contracting portion by movement in the axial direction and holds the outer periphery of the shaft by contracting,
The rotary polygonal mirror processing apparatus is characterized in that the angle indexing mechanism is configured to determine the rotation angle by rotating the holding means by a predetermined angle in order to process each mirror surface of the rotary polygonal mirror.
上記回転操作体を回転操作することにより、この回転力を上記運動変換手段が上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大縮小させ、この拡縮部の拡大縮小によって回転多面鏡と一体の回転中心部材を上記保持手段の拡縮部で保持し、
角度割り出し機構により上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出して回転多面鏡の各鏡面を加工する回転多面鏡加工方法であって、
回転多面鏡と一体の回転中心部材が筒状の部材の場合、保持手段の拡縮部が拡大して上記筒状の部材の内周を保持することを特徴とする回転多面鏡加工方法。 Using a holding means comprising a rotary operation body, an expansion / contraction part, and a motion conversion means,
By rotating the rotary operation body, the rotational force is transmitted to the expansion / contraction part by the motion conversion means, and the expansion / contraction part is enlarged / reduced. By the enlargement / reduction of the expansion / contraction part, the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror Is held by the expansion / contraction part of the holding means,
A rotary polygon mirror processing method of processing each mirror surface of a rotary polygon mirror by rotating the holding means by a predetermined angle by an angle indexing mechanism to determine a rotation angle,
When the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror is a cylindrical member, the expanding and contracting portion of the holding means expands to hold the inner periphery of the cylindrical member .
上記回転操作体を回転操作することにより、この回転力を上記運動変換手段が上記拡縮部に伝達して拡縮部を拡大縮小させ、この拡縮部の拡大縮小によって回転多面鏡と一体の回転中心部材を上記保持手段の拡縮部で保持し、
角度割り出し機構により上記保持手段を所定角度ずつ回転させ回転角度を割り出して回 転多面鏡の各鏡面を加工する回転多面鏡加工方法であって、
回転多面鏡と一体の回転中心部材が軸の場合、保持手段の拡縮部が縮小して上記軸の外周を保持することを特徴とする回転多面鏡加工方法。 Using a holding means comprising a rotary operation body, an expansion / contraction part, and a motion conversion means,
By rotating the rotary operation body, the rotational force is transmitted to the expansion / contraction part by the motion conversion means, and the expansion / contraction part is enlarged / reduced. By the enlargement / reduction of the expansion / contraction part, the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror Is held by the expansion / contraction part of the holding means,
The angle indexing mechanism a rotating polygon mirror machining method for machining a respective mirror of indexing the rotation angle by rotating the holding means by a predetermined angle rotation polygon mirror,
When the rotation center member integrated with the rotary polygon mirror is a shaft, the expanding / contracting portion of the holding means is contracted to hold the outer periphery of the shaft .
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