JPH0695178B2 - Rotation support device for polygon mirror - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、レーザプリン
タ、バーコードリーダ、レーザ複写機などに用いられる
ポリゴンミラーの回転支持装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary support device for a polygon mirror used in, for example, a laser printer, a bar code reader, a laser copying machine or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、かかるポリゴンミラーに関する技
術は多数知られている。一般にポリゴンミラーは回転数
が早いほど能率がよくなるので、例えば３０，０００ｒ
ｐｍのような高速で回転する。このように高速回転する
と、遠心力によってポリゴンミラーすなわち鏡面を有す
る回転体が変形するが、その変形が不均一であると、鏡
面に凹凸が生じ、映像が乱れる。また高速で回転する場
合にはいわゆるみそすり運動や振れが生じやすく、その
みそすり運動をすると、当然映像が乱れてしまう。その
ために、ポリゴンミラーの支持装置は種々提案されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, many techniques relating to such a polygon mirror are known. Generally, the faster the rotation speed of the polygon mirror, the better the efficiency.
It rotates at a high speed like pm. When rotating at such a high speed, the polygon mirror, that is, the rotating body having a mirror surface is deformed by the centrifugal force. If the deformation is not uniform, the mirror surface becomes uneven, and the image is disturbed. In addition, when rotating at high speed, so-called rasping movements and shakes are likely to occur, and when such rasping movements occur, the image is naturally disturbed. Therefore, various supporting devices for the polygon mirror have been proposed.

【０００３】例えば特開昭５９−２８７５７号公報に開
示されている技術では回転体の摺動面に金属を用い、ス
ラスト荷重がかからないような構造になっている。しか
しながら、高速回転時に、ラジアル荷重が増加すると、
通常行われているヘリングボーン形状の動圧発生溝によ
る空気膜では支持が困難となり、バランス調整もやっか
いとなる。For example, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-28757, a metal is used for the sliding surface of the rotating body so that the thrust load is not applied. However, when the radial load increases at high speed rotation,
Normally, it is difficult to support the air film by the herringbone-shaped dynamic pressure generating groove, and the balance adjustment becomes difficult.

【０００４】そこで本出願人は、安定した高速回転で
き、レーザ光等を精度よく反射できるものを特願昭６２
−７４４９６号として提案した。Therefore, the applicant of the present invention has proposed a Japanese Patent Application No. Sho-62-62 that enables stable high-speed rotation and can accurately reflect laser light and the like.
-74496.

【０００５】本発明をよく理解するために、まず第２図
を参照して、前記の特願昭６２−７４４９６号における
先行技術について説明する。In order to understand the present invention well, first, referring to FIG. 2, the prior art in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 62-74496 will be described.

【０００６】例えばレーザプリンタでは、半導体レーザ
やガスレーザなどからなるレーザユニットからのレーザ
光が窓１３から回転体３の外周面に形成したミラー２に
反射され、感光体の表面に照射するようになっており、
その回転体３にはマグネット７がバックアップリング９
で一体的に取付けられている。この回転体３はその中心
に設けた固定軸５によってラジアルスラストを受け、ま
た自重はスラスト板１０で受けるようになっている。な
お図示していないが回転体３の上部にスラスト板を設け
たものも知られている。この固定軸５およびスラスト板
１０にはその摺動面にヘリングボーン形状の溝１１が形
成され、空気膜による動圧発生を行いスラスト力を支え
るようになっている。For example, in a laser printer, laser light from a laser unit such as a semiconductor laser or a gas laser is reflected from a window 13 by a mirror 2 formed on the outer peripheral surface of a rotating body 3 and irradiates the surface of a photoconductor. And
A magnet 7 is attached to the rotor 3 as a backup ring 9
It is attached integrally with. The rotating body 3 receives a radial thrust by a fixed shaft 5 provided at the center thereof, and its own weight is received by a thrust plate 10. Although not shown, there is also known one in which a thrust plate is provided on the upper part of the rotating body 3. Herringbone-shaped grooves 11 are formed on the sliding surfaces of the fixed shaft 5 and the thrust plate 10 to generate a dynamic pressure by an air film to support the thrust force.

【０００７】固定軸５はモータケーシング４に固定され
ており、このモータケーシングにはマグネット７に対し
てステータコイル６が設けられている。The fixed shaft 5 is fixed to the motor casing 4, and the motor casing is provided with a stator coil 6 for a magnet 7.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】かかる先行技術におい
て、ミラー２はアルミ等を蒸着していたので、その精度
（数μ程度）が比較的に出しにくく、またマグネットと
して円形状のものを複数個使用しているので高速回転に
際してマグネットの所が変形する傾向があった。そのた
めに回転体の鏡面が変形し、反射光の動きに乱れが生ず
る。In the above prior art, since the mirror 2 is formed by vapor-depositing aluminum or the like, its accuracy (about several μ) is relatively difficult to obtain, and a plurality of circular magnets are used as magnets. Since it is used, the magnet tends to be deformed during high speed rotation. Therefore, the mirror surface of the rotating body is deformed, and the movement of the reflected light is disturbed.

【０００９】また、鏡面を形成するために多角形状に形
成したアルミ合金（本明細書では単に「アルミ製」とい
う）を用いることは知られている。しかしながら、アル
ミ合金の場合は比較的に弱く、変形しやすい。It is also known to use an aluminum alloy formed in a polygonal shape to form a mirror surface (herein referred to simply as "made of aluminum"). However, aluminum alloys are relatively weak and easily deformed.

【００１０】したがって本発明の目的は、高速回転によ
って不均一な変形が生ずることのないポリゴンミラーの
回転支持装置を提供するにある。Therefore, it is an object of the present invention to provide a rotation supporting device for a polygon mirror which does not cause non-uniform deformation due to high speed rotation.

【００１１】[0011]

【本発明者の知見】本発明者は種々研究の結果、前述の
如く、不均一な変形は好ましくないが、遠心力によって
回転体が均一に変形する場合は、問題が生ぜず、そして
回転体の変形は、マグネットに与えられる回転力のトル
クの伝達経路によって不均一な変形を防止できることを
見出した。As a result of various studies, the present inventor has found that non-uniform deformation is not preferable as described above, but when the rotor is uniformly deformed by centrifugal force, no problem occurs and the rotor does not deform. It has been found that the deformation can be prevented by the transmission path of the torque of the rotational force applied to the magnet.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のポリゴンミラー
の回転支持装置は、外周に軸スリーブを設けた固定軸
と、外周面に鏡面を形成した多角形状の回転体とを設
け、該回転体は前記固定軸および上下のスラスト板によ
って支持されており、トルク発生用のマグネットを前記
回転体と一体に設けたポリゴンミラーの回転支持装置に
おいて、前記回転体は、前記軸スリーブの外周に回転自
在に設けたセラミック製のロータと、そのセラミック製
のロータの外周に焼ばめされた中間リングと、その中間
リングの外周に焼ばめされ且つ半径方向外周面に前記鏡
面を加工したアルミ製のロータと、リング状に形成され
た前記マグネットが接着されており且つ前記セラミック
製のロータの外周に焼ばめされたヨークとを含み、前記
中間リングはその弾性変形量が前記セラミック製のロー
タよりも大きく前記アルミ製のロータよりも小さくなっ
ている。A rotary support device for a polygon mirror according to the present invention is provided with a fixed shaft having a shaft sleeve on its outer circumference and a polygonal rotary member having a mirror surface on its outer peripheral surface. Is supported by the fixed shaft and upper and lower thrust plates, and in a polygon mirror rotation supporting device in which a magnet for generating torque is integrally provided with the rotating body, the rotating body is rotatable around the outer circumference of the shaft sleeve. A rotor made of ceramic, an intermediate ring shrink-fitted to the outer circumference of the ceramic rotor, and an aluminum made by shrink-fitting the outer circumference of the intermediate ring and processing the mirror surface on the outer circumferential surface in the radial direction. The intermediate ring includes a rotor and a yoke to which the ring-shaped magnet is adhered and which is shrink-fitted to the outer periphery of the ceramic rotor, and the intermediate ring has elasticity. It is smaller than the aluminum rotor larger than the shape amount the ceramic rotor.

【００１３】[0013]

【作用】上記のような構成を有する本発明によれば、リ
ング状に形成されたマグネットに与えられる回転トルク
は、該マグネットが接着されたヨークに伝達される。そ
のヨークはセラミック製のロータに焼ばめされているの
で、ヨークに伝達されたトルクはセラミック製のロータ
に伝達される。このセラミック製のロータは、そのラジ
アル荷重が軸スリーブによって支持され、軸方向のスラ
スト荷重が上下のスラスト板によって支持されて高速回
転する。そしてこのセラミック製のロータの回転トルク
は、その外周に焼ばめされている中間リングを介して、
中間リングの外周に焼ばめされているアルミ製のロータ
に伝達される。According to the present invention having the above-mentioned structure, the rotational torque applied to the magnet formed in the ring shape is transmitted to the yoke to which the magnet is adhered. Since the yoke is shrink-fitted to the ceramic rotor, the torque transmitted to the yoke is transmitted to the ceramic rotor. The radial load of the ceramic rotor is supported by the shaft sleeve, and the axial thrust load is supported by the upper and lower thrust plates to rotate at high speed. And the rotational torque of this ceramic rotor is passed through the intermediate ring that is shrink-fitted to the outer periphery,
It is transmitted to the aluminum rotor that is shrink-fitted to the outer periphery of the intermediate ring.

【００１４】それ故に、外周に鏡面を形成しているアル
ミ製のロータには、アンバランス的な要素がなく、それ
自体を正しく加工すれば回転により不均一な変形が生じ
ない。Therefore, the aluminum rotor having the mirror surface formed on the outer periphery does not have an unbalanced element, and if it is properly processed, it will not be unevenly deformed by rotation.

【００１５】ここで、アルミ製のロータはセラミック製
のロータに比べてその弾性変形量が大きく、遠心力に対
して変形し易いという問題がある。しかし、本発明によ
れば、弾性変形量がセラミック製のロータよりも大きく
且つアルミ製のロータよりも小さい中間リングがロータ
間に介在しているので、アルミ製ロータの焼ばめ力が小
さくても該中間リングがアルミ製のロータとセラミック
製のロータとの変形量の差を緩和する。そのため、高速
回転時にあっても所定の締結力が維持され、アルミ製の
ロータの変形量も少なくなり、ポリゴンミラーの精度が
より高くなる。Here, the rotor made of aluminum has a larger elastic deformation amount than the rotor made of ceramic, and there is a problem that it is easily deformed by centrifugal force. However, according to the present invention, since the intermediate ring whose elastic deformation amount is larger than that of the ceramic rotor and smaller than that of the aluminum rotor is interposed between the rotors, the shrink fit force of the aluminum rotor is small. In addition, the intermediate ring reduces the difference in deformation amount between the rotor made of aluminum and the rotor made of ceramic. Therefore, a predetermined fastening force is maintained even during high-speed rotation, the amount of deformation of the aluminum rotor is reduced, and the accuracy of the polygon mirror is improved.

【００１６】[0016]

【実施例】以下、図１を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.

【００１７】図１において、本願を実施したポリゴンミ
ラーの回転支持装置は、モータケーシング２０を備え、
その上面にはコイル基板２１が止めボルト２２によって
取付けられ、その内部には、モータを構成する鉄心２３
およびコイル２４が設置されている。そしてモータケー
シング２０の中心には固定軸２５が下止めナット２６で
固定されており、その固定軸２５の外周には外周にヘリ
ングボーン形状の動圧発生溝２７ａを有する軸スリーブ
２７が設けられている。そして軸スリーブ２７の外周に
は回転体Ｒを構成するリング状のセラミック製のロータ
２８が回転自在に設けられている。このセラミック製の
ロータ２８を挾んで上下にセラミック製の上部スラスト
板２９および下部スラスト板３０が設けられ、回転体Ｒ
の軸方向のスラスト荷重を受けるようになっている。こ
の上下のスラスト板２９、３０のセラミック製のロータ
２８側の面にはそれぞれやはりスパイラル形状の溝２９
ａ、３０ａが形成されている。そして、セラミック製の
ロータ２８の下部外周にはリング状のヨーク３１が焼ば
めされている。このヨーク３１は例えば鋼製であり、そ
の下方に延びるリング部３２の内側にリング状のマグネ
ット３３ａが接着により取付けられている。そのヨーク
３１の上側には、外周面からの平面形状が多角形であっ
てその外周面に鏡面Ｍが形成されたアルミ製のロータ３
３が位置している。そしてセラミック製のロータ２８と
アルミ製のロータ３３との間には中間リング３４が配置
されており、該中間リング３４はセラミック製のロータ
２８の外周面に焼ばめにより固定されており、アルミ製
のロータ３３は中間リング３４の外周面に焼ばめにより
固定されている。中間リング３４の材質は、セラミック
よりも弾性変形量が大きくアルミ合金よりも弾性変形量
が小さい材質で形成されており、例えばステンレス製で
ある。In FIG. 1, a polygon mirror rotation support device embodying the present invention comprises a motor casing 20.
A coil board 21 is attached to the upper surface of the coil board 21 with a fixing bolt 22, and an iron core 23 constituting a motor is provided inside the coil board 21.
And the coil 24 is installed. A fixed shaft 25 is fixed to the center of the motor casing 20 by a lower stopper nut 26, and a shaft sleeve 27 having a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 27a is provided on the outer periphery of the fixed shaft 25. There is. On the outer circumference of the shaft sleeve 27, a ring-shaped ceramic rotor 28 that constitutes the rotating body R is rotatably provided. An upper thrust plate 29 and a lower thrust plate 30 made of ceramic are provided on the upper and lower sides of the rotor made of ceramic to sandwich the rotor R.
It is designed to receive the thrust load in the axial direction. Spiral-shaped grooves 29 are also formed on the upper and lower thrust plates 29, 30 on the ceramic rotor 28 side, respectively.
a and 30a are formed. A ring-shaped yoke 31 is shrink-fitted to the outer periphery of the lower portion of the ceramic rotor 28. The yoke 31 is made of steel, for example, and a ring-shaped magnet 33a is attached to the inside of a ring portion 32 extending downward by adhesion. On the upper side of the yoke 31, the rotor 3 made of aluminum having a polygonal plane shape from the outer peripheral surface and having a mirror surface M formed on the outer peripheral surface thereof.
3 is located. An intermediate ring 34 is disposed between the ceramic rotor 28 and the aluminum rotor 33, and the intermediate ring 34 is fixed to the outer peripheral surface of the ceramic rotor 28 by shrink fitting. The rotor 33 made of steel is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate ring 34 by shrink fit. The material of the intermediate ring 34 is formed of a material having a larger elastic deformation amount than ceramics and a smaller elastic deformation amount than an aluminum alloy, and is made of, for example, stainless steel.

【００１８】なお、図１中符号３５は、軸スリーブ２７
と上下のスラスト板２９、３０とを固定する上止めナッ
トを示す。Reference numeral 35 in FIG. 1 indicates the shaft sleeve 27.
The upper stop nut for fixing the upper and lower thrust plates 29, 30 is shown.

【００１９】コイル基部２１でモータのコイル２４に流
れる電流を制御することによって、公知の態様にてマグ
ネット３３ａに回転トルクが印加される。そして、マグ
ネット３３ａに印加されたトルクは、ヨーク３１、セラ
ミック製ロータ２８、中間リング３４を介してアルミ製
のロータ３３に伝達されるので、鏡面Ｍが高速回転する
のである。そしてセラミック製のロータ２８は軸スリー
ブ２７によって支持されており、軸方向のスラストは上
下のスラスト板２９、３０に支持される。Rotating torque is applied to the magnet 33a in a known manner by controlling the current flowing through the coil 24 of the motor at the coil base 21. The torque applied to the magnet 33a is transmitted to the aluminum rotor 33 via the yoke 31, the ceramic rotor 28, and the intermediate ring 34, so that the mirror surface M rotates at high speed. The ceramic rotor 28 is supported by a shaft sleeve 27, and axial thrust is supported by upper and lower thrust plates 29 and 30.

【００２０】ここで、回転体Ｒが高速回転すると遠心力
を生じ、その遠心力によって生ずる弾性変形量はセラミ
ック製のロータ２８とアルミ製のロータ３３とでは異な
る。しかし、ステンレス製の中間リング３４の存在によ
り該変形量の差異は緩和されるのである。Here, when the rotating body R rotates at a high speed, a centrifugal force is generated, and the amount of elastic deformation caused by the centrifugal force differs between the ceramic rotor 28 and the aluminum rotor 33. However, the difference in the amount of deformation is alleviated by the presence of the intermediate ring 34 made of stainless steel.

【００２１】なお、セラミック製のロータ２８は軸スリ
ーブ２７、上下のスラスト板２９、３０によって三方向
から保持されているので、回転体Ｒが上下方向あるいは
半径方向にぶれてしまうことはない。Since the ceramic rotor 28 is held in three directions by the shaft sleeve 27 and the upper and lower thrust plates 29 and 30, the rotor R does not move vertically or radially.

【００２２】[0022]

【発明の効果】以上説明した本発明のポリゴンミラーの
回転支持装置によれば、外周に鏡面を形成しているアル
ミ製のロータにはアンバランス的な要素がなく、アルミ
製のロータ自体を正しく鏡面加工することにより、高速
回転しても鏡面が変形することはない。そして、アルミ
製のロータ自体を鏡面加工することは蒸着よりも容易で
あり、且つ加工精度が高くなる。しかも、セラミック製
のロータとアルミ製のロータとの間に中間リングを設け
たので、高速回転による変形量の差異が緩和され、焼ば
め代を大きくする必要がなくなる。According to the rotary support device for a polygon mirror of the present invention described above, an aluminum rotor having a mirror surface on its outer periphery does not have an unbalanced element, and the aluminum rotor itself is Due to the mirror surface processing, the mirror surface is not deformed even at high speed rotation. Further, it is easier to perform mirror-finishing of the aluminum rotor itself than the vapor deposition, and the working accuracy is high. In addition, since the intermediate ring is provided between the ceramic rotor and the aluminum rotor, the difference in deformation amount due to high speed rotation is alleviated, and it is not necessary to increase the shrink fit margin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】発明のポリゴンミラーの回転支持装置の１実施
例を示す断面正面図。FIG. 1 is a sectional front view showing an embodiment of a rotary support device for a polygon mirror of the present invention.

【図２】先行技術を示す断面正面図。FIG. 2 is a sectional front view showing a prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２５・・・固定軸 ２７・・・軸スリーブ ２８・・・セラミック製のロータ ２９・・・上部スラスト板 ３０・・・下部スラスト板 ３１・・・ヨーク ３３ａ・・・マグネット ３３・・・アルミ製のロータ ３４・・・中間リング Ｍ・・・鏡面 Ｒ・・・回転体 25 ... Fixed shaft 27 ... Shaft sleeve 28 ... Ceramic rotor 29 ... Upper thrust plate 30 ... Lower thrust plate 31 ... Yoke 33a ... Magnet 33 ... Aluminum Rotor 34 ... Intermediate ring M ... Mirror surface R ... Rotating body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 外周に軸スリーブを設けた固定軸と、外
周面に鏡面を形成した多角形状の回転体とを設け、該回
転体は前記固定軸および上下のスラスト板によって支持
されており、トルク発生用のマグネットを前記回転体と
一体に設けたポリゴンミラーの回転支持装置において、
前記回転体は、前記軸スリーブの外周に回転自在に設け
たセラミック製のロータと、そのセラミック製のロータ
の外周に焼ばめされた中間リングと、その中間リングの
外周に焼ばめされ且つ半径方向外周面に前記鏡面を加工
したアルミ製のロータと、リング状に形成された前記マ
グネットが接着されており且つ前記セラミック製のロー
タの外周に焼ばめされたヨークとを含み、前記中間リン
グはその弾性変形量が前記セラミック製のロータよりも
大きく前記アルミ製のロータよりも小さいことを特徴と
するポリゴンミラーの回転支持装置。1. A fixed shaft having a shaft sleeve on its outer circumference, and a polygonal rotary body having a mirror surface formed on its outer circumferential surface, the rotary body being supported by the fixed shaft and upper and lower thrust plates. In a polygon mirror rotation supporting device in which a magnet for generating torque is integrally provided with the rotating body,
The rotating body includes a rotor made of ceramic rotatably provided on the outer circumference of the shaft sleeve, an intermediate ring shrunk on the outer circumference of the ceramic rotor, and an outer circumference of the intermediate ring. An aluminum rotor having a mirror-finished outer peripheral surface in a radial direction; and a yoke to which the ring-shaped magnet is adhered and which is shrink-fitted to the outer periphery of the ceramic rotor, A rotation support device for a polygon mirror, wherein the ring has an elastic deformation amount larger than that of the ceramic rotor and smaller than that of the aluminum rotor.