(57)【要約】【課題】高速回転に対応して軸受性能を安定化する。【解決手段】軸部材１を回転自在に支持するスリーブ２に、上下の動圧発生溝７ａ、７ｂを有する動圧軸受装置において、上方の動圧発生部における軸受間隙のクリアランスＣ1 より、下方の動圧発生部のクリアランスＣ2 の方が大きくなるように構成する。上方のクリアランスＣ1 によって必要な軸受剛性を確保し、スリーブ２の下端にスラスト板４を加締めによって固定するときの、スリーブ２の軸受孔５がテーパー形状に広がることによる影響を下方のクリアランスＣ2 のみを大きくすることで低減する。【選択図】図１
2008095713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転自在に嵌合する軸部材およびスリーブと、両者の間の軸受間隙に介在する動作流体と、を有し、前記軸部材および前記スリーブの少なくとも一方には、前記軸受間隙の上部に位置するように形成された第１の動圧発生部と、前記軸受間隙の下部に位置するように形成された第２の動圧発生部とが設けられており、前記第１の動圧発生部におけるクリアランスより、前記第２の動圧発生部におけるクリアランスの方が大であることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記第２の動圧発生部におけるクリアランスが、前記第１の動圧発生部におけるクリアランスより０．５〜１．０μｍだけ大きいことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の動圧軸受装置からなる軸受部と、前記軸受部によって回転支持された回転多面鏡とを備えていることを特徴とする偏向走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザービームプリンタや光・磁気ディスク装置等に用いられる動圧軸受装置および偏向走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタやデジタル複写機等に用いられる偏向走査装置には、高速回転する回転多面鏡を支える軸受部に、安定した滑らかな回転を得るための動圧軸受装置が用いられている。また、光ディスクや磁気ディスク等の情報記録機器においても、高速で回転するディスクを支えるために、動圧軸受が幅広く使用されてきている。
【０００３】
図３は、一従来例における動圧軸受装置の断面を示すもので、同図の（ａ）は軸部材１０１が取り付けられた状態、（ｂ）は軸部材１０１が取り付けられていない状態を示している。この動圧軸受装置は、軸部材１０１と、軸部材１０１を軸受孔１０５内に回転自在に支持するスリーブ１０２と、スリーブ１０２の下端に固定されて軸受孔１０５を封鎖する円板１０３と、円板１０３に支持されたスラスト板１０４とによって構成されている。また、スリーブ１０２の軸受孔１０５の内側表面と軸部材１０１の外側表面との間や、スラスト板１０４と軸部材１０１の端面との間には動作流体であるオイル１０６が充填されている。
【０００４】
スリーブ１０２の軸受孔１０５には、上端、下端、および中央にそれぞれ大径部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃが設けられている。また、上端の大径部１０５ａと中央の大径部１０５ｃの間と、中央の大径部１０５ｃと下端の大径部１０５ｂの間とには、それぞれヘリングボーン状の動圧発生溝１０７ａ、１０７ｂが形成されている。また、スラスト板１０４の上面にはスパイラル溝が形成されている。軸部材１０１の上端部はスリーブ１０２の軸受孔１０５より上方に突出し、その上部に図示したボス部が固定されている。
【０００５】
このように構成された動圧軸受装置において、軸部材１０１が回転するとスリーブ１０２の軸受孔１０５に設けられた動圧発生溝１０７ａ、１０７ｂの作用で軸受間隙のオイル１０６に動圧を発生させ、軸部材１０１はスリーブ１０２の軸受孔１０５に非接触で回転する。また、スラスト方向についてもスラスト板１０４に設けられたスパイラル溝の作用で動圧を発生し、軸部材１０１が浮上した状態で支持される。この動圧軸受装置を偏向走査装置に使用する場合は、軸部材１０１の上端のボス部に図示しない回転多面鏡等が一体的に結合されており、これを回転駆動するために、モータのロータ等も軸部材１０１に固着されている。
【０００６】
図４は動圧の圧力バランスを示す。折り返し線Ａを有する上方のヘリングボーン状の動圧発生溝１０７ａによって、動圧発生溝１０７ａの中央の折り返し線Ａに向かう動圧ａ１、ａ２が発生する。これによりオイル１０６は中央の折り返し線Ａに向かって流動する。また、下方のヘリングボーン状の動圧発生溝１０７ｂによって、動圧発生溝１０７ｂの中央の折り返し線Ｂに向かってオイル１０６が流動する。通常ａ１＝ａ２、ｂ１＝ｂ２となるように設計することで、軸部材１０１が安定して回転することを可能にしている。
【０００７】
しかしながら、スリーブ１０２の下端を密閉する円板１０３は、通常加締めることによって組み付けられる。そのため、図５の（ａ）に示すように、スリーブ１０２の下端の内径が広がってしまい、軸受孔１０５の円筒度が悪化して、上下の動圧発生溝１０７ａ、１０７ｂにおける圧力バランスがａ１＞ａ２、ｂ１＞ｂ２となってしまう。その結果、図５の（ｂ）に示すように、スリーブ１０２の下端に向かって矢印Ｒ１で示す方向にオイル１０６を送る輸送力が発生する。この輸送力（圧力）は（ａ１−ａ２）＋（ｂ１−ｂ２）で表される。この時スリーブ１０２の下端は密閉されているため、行き場のないオイル１０６は軸部材１０１を矢印Ｒ２で示すように押し上げるように流動する。このため、モータのロータや回転多面鏡の反射面の高さが安定しないという課題が発生した。
【０００８】
この課題を解決するために、特許文献１には、動圧軸受装置のヘリングボーン状の動圧発生溝の折り返し線の位置を上方へずらすことにより軸部材の浮上およびオイルの漏れ出し等を回避する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３０１３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、回転数が高く（２５０００ｒ／ｍｉｎ以上）なるにつれて、円板を加締めた時の広がり量のバラツキにより、動圧発生溝の折り返し線をずらすだけでは、軸の浮上やオイル漏れ、軸部材とスリーブのかじり等の問題を解決するのは困難になってきた。
【００１０】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、オイルの流動による軸部材の浮上や、オイルの漏れ出し、スリーブと軸部材のかじり等のトラブルを回避できる動圧軸受装置および偏向走査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の動圧軸受装置は、相対的に回転自在に嵌合する軸部材およびスリーブと、両者の間の軸受間隙に介在する動作流体と、を有し、前記軸部材および前記スリーブの少なくとも一方には、前記軸受間隙の上部に位置するように形成された第１の動圧発生部と、前記軸受間隙の下部に位置するように形成された第２の動圧発生部とが設けられており、前記第１の動圧発生部におけるクリアランスより、前記第２の動圧発生部におけるクリアランスの方が大であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
動圧発生部のクリアランスが、上方より下方の方が広くなるように最構成することで、スリーブ下端に円板を加締めたときのスリーブ内径の広がりによる影響を抑える。これによって、スリーブに対する軸部材の浮上を防ぎ、かつ、オイル漏れや、軸部材とスリーブのかじり等の不具合を回避して軸受性能を安定化することができる。
【００１３】
動圧発生部のクリアランスは広げすぎると、軸受剛性が低下して軸部材を支持しきれず、軸部材が振れ回ったり、軸部材とスリーブのかじりを発生する等の問題も生じる。そこで、下方の動圧発生部のみのクリアランスを広げて、全体の軸受剛性が低下しすぎないようにする。
【００１４】
下方の動圧発生溝部のクリアランスは、上方の動圧発生溝のクリアランスより０．５〜１．０μｍ広くするとよい。
【００１５】
このような動圧軸受装置を回転多面鏡の軸受部に用いることで、偏向走査装置の高速化、高性能化に大きく貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１の（ａ）は、一実施の形態による偏向走査装置の主要部を示す断面図であり、光ビームを偏向走査するための反射面１１ａを有する回転多面鏡１１とこれを回転駆動するための駆動部を有する。図１の（ｂ）、（ｃ）は、動圧軸受装置の断面を示すもので、（ｂ）は軸部材１が取り付けられていない状態、（ｃ）は軸部材１が取り付けられた状態を示している。
【００１８】
図１の（ａ）に示すように、軸部材１は永久磁石１２ａとヨーク１２ｂからなるロータ１２と回転多面鏡１１とで一体化されている。また、スリーブ２は、駆動コイル１３ａとステータコア１３ｂからなるステータ１３および回路基板１４と一体化され、軸部材１とスリーブ２は相互に回転可能に嵌合されている。
【００１９】
ステータコア１３ｂは多極のポールシュウを有し、各ポールシュウに駆動コイル１３ａが巻回されている。多極に磁化された永久磁石１２ａの回転位置により順次通電が切り替えられ、ロータ１２とステータ１３との間に回転力を発生する。駆動コイル１３ａが巻回されたステータコア１３ｂは、駆動回路を構成する回路部品とともに回路基板１４に固定され、回路基板１４は、スリーブ２と一体化されている。このようなロータ部とステータ部をそれぞれ個別に作成し、モータとしての組み立てが行われる。スリーブ２内に、オイル注油装置により規定量の動作流体であるオイル６が注油された後、スリーブ２の内径部に回転可能に嵌合する軸部材１が挿入されてモータが完成する。
【００２０】
回転多面鏡１１を回転支持する軸受部である動圧軸受装置は、図１の（ｂ）、（ｃ）に示すように、軸部材１を軸受孔５内に回転自在に支持するスリーブ２を有する。さらに、スリーブ２の下端に固定されて軸受孔５を封鎖する円板３およびこれに支持されたスラスト板４を有し、スリーブ２と軸部材１の間や、スラスト板４と軸部材１の間にはオイル６が充填される。
【００２１】
スリーブ２の軸受孔５の上端部、下端部、および中央部はそれぞれ大径部５ａ、５ｂ、５ｃとなっている。上端の大径部５ａと中央の大径部５ｃの間と、中央の大径部５ｃと下端の大径部５ｂの間とには、第１および第２の動圧発生部を構成するヘリングボーン状の動圧発生溝７ａ、７ｂが形成されている。また、スラスト板４の上面にはスパイラル溝が形成されている。
【００２２】
このように構成された動圧軸受装置において、軸部材１が回転すると、スリーブ２の軸受孔５に設けられた動圧発生溝７ａ、７ｂの作用によりオイル６に動圧を発生させ、軸部材１はスリーブ２の軸受孔５に非接触で回転する。またスラスト方向についてもスラスト板４に設けられたスパイラル溝の作用で動圧を発生し軸部材１が浮上した状態で支持される。円板３はスリーブ２の下端の開口部を塞ぐために加締めにより固定され、その影響でスリーブ２の下端部の内径が広がって円筒度が悪化し、軸受間隙が拡大する。
【００２３】
特に、下方の動圧発生部は、この円板３を組み付けることで円筒度の悪化の影響を受け易く、回転数が高く（２５０００ｒ／ｍｉｎ以上）なるにつれ、テーパー形状に広がる量のバラツキが生じる。その結果、軸部材１の浮上やオイル漏れ、軸部材１とスリーブ２のかじり等の問題が発生する。
【００２４】
そこで、図１の（ｃ）に示すように、予め、上方の動圧発生部におけるクリアランスＣ1 に比べて、下方の動圧発生部におけるクリアランスＣ2 が広くなるように構成することで、加締めによるテーパー形状の影響を受け難くする。
【００２５】
なお、動圧発生部のクリアランスを広げすぎると、軸受剛性が低下して軸部材１を支持しきれず、軸部材１が振れ回ったり、軸部材１とスリーブ２のかじりを発生する等の問題も生じる。
【００２６】
そこで、軸受剛性がもっとも必要とされる上方の動圧発生部のクリアランスＣ1 は、適正な軸受剛性を得られるように例えば５μｍ程度に設定し、下方の動圧発生部のクリアランスＣ2 を上方の動圧発生部よりも０．５〜１．０μｍ広く設定する。
【００２７】
例えば、図２に示すように、軸受孔５の下方の動圧発生溝７ｂを有する部位の内径を、上方の動圧発生溝７ａを有する部位より大きくする。そして、α＝０．０１２Ｌ〜０．０５０Ｌ（αは各動圧発生溝７ａ、７ｂにおける折り返し線Ａ、Ｂのずらし量の和、Ｌは各動圧発生溝７ａ、７ｂの幅Ｌａ、Ｌｂの和）が成立するように構成するとよい。
【００２８】
なお、スリーブに動圧発生溝を設ける代わりに、軸部材に動圧発生溝を設けてもよいし、スリーブと軸部材の双方に動圧発生溝を設けてもよい。
【００２９】
本実施の形態によれば、軸部材１の浮上やオイル漏れ、軸部材１とスリーブ２のかじり等を極めて効果的に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施の形態による偏向走査装置を示すもので、（ａ）はその模式断面図、（ｂ）は（ａ）のスリーブのみを示す断面図、（ｃ）はスリーブと軸部材を示す断面図である。
【図２】図１の装置のスリーブの軸受孔を示す図である。
【図３】一従来例による動圧軸受装置を説明する図である。
【図４】図３の従来例における動圧の圧力バランスを示す図である。
【図５】図３の従来例における動圧の圧力バランスの劣化を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    軸部材
２    スリーブ
３    円板
４    スラスト板
５    軸受孔
６    オイル
７ａ、７ｂ    動圧発生溝
１１    回転多面鏡
１２    ロータ
１３    ステータ
１４    回路基板
【図１】
2008095713.tif 000003
【図２】
2008095713.tif 000004
【図３】
2008095713.tif 000005
【図４】
2008095713.tif 000006
【図５】
2008095713.tif 000007