(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、前記軸に回転自在に軸支される回転体と、前記軸または前記回転体に配置される動圧溝と、を有し、
前記動圧溝は、前記回転体の回転時に前記軸の軸方向に沿う方向の力を流入する空気によって発生させ、回転する前記回転体を前記軸方向における所期の位置に維持する、動圧軸受けであって、
前記動圧溝は、前記軸および前記回転体のうちのビッカース硬度がより低い前記回転体に配置され、
前記軸と前記回転体とのビッカース硬度の差は、４００〜１１００ＨＶである、
動圧軸受け。
【請求項２】
前記軸は、アルミニウムを９５％以上含有する金属製の軸材と、アルミニウムよりも高い硬度を有する材料で構成された、前記軸材の表面を被覆する被覆層と、を有する、請求項１に記載の動圧軸受け。
【請求項３】
少なくとも前記回転体が前記軸に軸支されたときに前記回転体における前記軸に面する表面のうちの、前記軸方向に沿う部分および前記軸方向を横切る部分の一方または両方は、潤滑剤を含有する熱硬化性樹脂の成形物で構成され、
前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂であり、
前記潤滑剤は、ポリテトラフルオロエチレンまたはグラファイト製の粒子である、
請求項１または２に記載の動圧軸受け。
【請求項４】
前記軸のビッカース硬度は、５００ＨＶ以上であり、前記回転体のビッカース硬度は、３０ＨＶ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の動圧軸受け。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の動圧軸受けと、前記軸に回転自在に軸支された前記回転体を回転させるためのモータと、前記回転体の回転半径に沿う外方に向けて前記回転体に配置された複数の鏡と、を有する、光偏向装置。
【請求項６】
感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するための露光装置とを有する画像形成装置であって、
前記露光装置は、請求項５に記載の光偏向装置を含む、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧軸受け、それを有する光偏向装置および当該光偏向装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタなどの電子写真方式の画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成するための露光装置として、回転する多面鏡（ポリゴンミラー）を有する光偏向装置を有する。当該光偏向装置は、画像情報を含むレーザー光を、高速で回転する上記多面鏡によって、感光体の軸方向に沿って走査するように感光体の表面に反射し、感光体の表面に静電潜像を形成する。
【０００３】
このような光偏向装置には、一般に、回転運動により生じる圧力によって回転体の回転位置を制御する動圧軸受けが用いられている。当該動圧軸受けには、上記多面鏡を回転可能に支持する軸、および、当該軸を回転自在に受ける軸受、のいずれもが、樹脂のインサート成形物で構成され、かつそれらの一方または両方に、上記軸の回転時の軸方向における位置を一定に保つための動圧溝が形成されている動圧軸受けが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記光偏向装置には、上記軸の硬度と上記軸受けの硬度とが異なる光偏向装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３３２３５３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、上記画像形成装置のさらなる省エネルギー化が要求されている。その一手段として、上記光偏向装置における上記多面鏡を回転させるためのモータの待機電力のさらなる削減が挙げられる。その一手段として、画像形成装置のプリントしていない、スタンバイ待機時には、上記モータの回転数を小さくし、あるいは当該モータを停止させることが挙げられる。この場合、上記多面鏡の回転起動および停止が頻繁に行われる。
【０００７】
上記特許文献１に記載の動圧軸受けを光偏向装置に採用すると、上記のような近年の高速化かつ省エネルギー化のための運転条件では、上記軸または上記軸受けの摩耗が激しく、耐久性が不十分となることがある。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の光偏向装置は、上記軸および上記軸受けの焼き付けを防止する観点から有効である。しかしながら、上記軸受け（回転体）の周辺の空気圧で回転体の回転位置を制御する場合には、上記軸および上記軸受けの材料の種類や上記動圧溝の配置などの条件によっては、上記軸または上記軸受けの摩耗による粉体（以下、「摩耗粉」とも言う）が発生することがあり、その結果、上記動圧溝に溜まり、光偏向装置における所期の回転動作が実現されないことがある。
【０００９】
たとえば、ＳＵＳ製の軸と、ＳＵＳまたは真鍮製の軸受けとを含む動圧軸受けの構成が特許文献２に記載されている。当該軸受けには、上記動圧溝が形成され、かつ当該軸受けは、ニッケルなどのより硬い金属で被覆されている。この構成では、上記軸と上記軸受けとの間にオイルなどの流動性の潤滑成分が介在する場合には、所期の回転動作が比較的安定して実現される。しかしながら、上記軸受け（回転体）の回転時に生じる空気圧で回転体の上記軸方向における位置を制御する場合では、上記軸および上記軸受けの間で軸からのＳＵＳの摩耗粉が発生し、上記動圧溝に溜まり、上記回転体に働く空気圧（動圧）が不十分となり、光偏向装置における所期の回転動作が実現されないことがある。
【００１０】
このように、特許文献１および２における動圧軸受けには、使用による動圧溝への摩耗粉の蓄積を抑制する観点から、改善の余地が残されている。
【００１１】
本発明は、動圧溝への摩耗粉の蓄積が抑制される動圧軸受けを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記動圧軸受けを有する光偏向装置およびそれを有する画像形成装置を提供することをさらなる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、軸と、上記軸に回転自在に軸支される回転体と、上記軸または上記回転体に
配置される動圧溝と、を有し、上記動圧溝が、上記回転体の回転時に上記軸の軸方向に沿
う方向の力を流入する空気によって発生させ、回転する上記回転体を上記軸方向における
所期の位置に維持する動圧軸受けであって、上記動圧溝は、上記軸および上記回転体のう
ちのビッカース硬度がより低い前記回転体に配置されている動圧軸受け、を提供する。
【００１４】
また、本発明は、上記の動圧軸受けと、上記軸に回転自在に軸支された上記回転体を回転させるためのモータと、上記回転体の回転半径に沿う外方に向けて上記回転体に配置された複数の鏡と、を有する、光偏向装置、を提供する。
【００１５】
さらに、本発明は、感光体と、上記感光体に静電潜像を形成するための露光装置とを有し、上記露光装置が上記の光偏向装置を含む、画像形成装置、を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、軸と回転体とのうちの、ビッカース硬度がより低い方が摩耗し、摩耗粉を生じる。当該摩耗粉は、回転体の摩耗した部分と同じ材料組成を有することから、静電的な帯電によって上記回転体に強く付着することがなく、よって、上記摩耗粉が発生しても、当該摩耗粉は、動圧溝に強く付着することなく動圧溝から排出される。そのため、上記動圧軸受けは、動圧溝への摩耗粉の蓄積を抑制することができる。
【００１７】
このため、上記動圧軸受けおよびそれを有する上記光偏向装置は、上記回転体の所期の回転運動が長期にわたり安定して実現し、よって、当該光偏向装置を有する上記画像形成装置は、高画質の画像を高速で長期にわたり形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光偏向装置を有する光走査装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】上記光偏向装置の回転軸に沿う断面を示す図である。
【図３】図３Ａは、本実施の形態における軸の正面図であり、図３Ｂは、当該固定軸の平面図である。
【図４】図４Ａは、本実施の形態におけるロータ部の回転軸に沿う断面を示す図であり、図４Ｂは、当該ロータ部の底面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態を説明する。
【００２０】
［動圧軸受け］
本実施の形態に係る動圧軸受けは、軸と、回転体と、動圧溝とを含む。
【００２１】
上記軸は、上記回転体を回転自在に軸支する。通常、上記軸は、固定されており、例えば、基台から起立するように固定される。上記軸の形状は、上記回転体を回転自在に軸支可能な範囲において、適宜に決めることができる。
【００２２】
上記回転体は、上記軸に軸支される。上記回転体は、通常、上記軸が嵌合する軸受け穴を有する。上記回転体の形状は、上記軸に軸支されたときに回転可能な範囲において、適宜に決めることができる。
【００２３】
上記軸および上記回転体は、その硬さが異なる。具体的には、上記軸および上記回転体の一方のビッカース硬度はより高く、他方のビッカース硬度はより低い。軸のビッカース硬度とは、軸の表面のうちの、少なくとも上記回転体に面する部分のビッカース硬度を言い、回転体のビッカース硬度は、回転体の表面のうち、少なくとも上記軸に面する部分のビッカース硬度を言う。なお、軸および回転体のうちのビッカース硬度がより高い方を「高硬度部材」とも言い、ビッカース硬度がより低い方を「低硬度部材」とも言う。
【００２４】
また、「軸の表面のうちの上記回転体に面する部分」および「回転体の表面のうちの上記軸に面する部分」を、それぞれ「軸の接触部」および「回転体の接触部」とも言う。「接触部」とは、上記回転体の停止から定常回転に至るまでに、軸の接触部または回転体の接触部に接触するか、または接触する可能性がある部分である。上記軸の接触部の例には、上記軸における、上記回転体の軸受け穴に挿入される部分の表面、および、上記軸における、停止した上記回転体が接触（着座）する部分、が含まれる。上記回転体の接触部の例には、上記回転体における上記軸受け穴の周壁面、および、上記回転体が停止したときに上記軸に接触（着座）する部分、が含まれる。
【００２５】
上記動圧溝は、上記回転体の回転時に上記軸の軸方向に沿う方向の力を、動圧溝に流入する空気によって発生させる。上記動圧溝は、回転する回転体を、動圧溝に流入する空気の圧力によって、当該軸方向における所期の位置に維持するように配置される。上記回転体は、一般に、停止時には上記軸に着座し、当該動圧溝は、通常、上記回転体に、上記軸方向に沿って上方に浮上する力と、下方に抑える力との両方を与えるように配置される。
【００２６】
上記動圧溝は、上記軸および上記回転体のうちの低硬度部材に配置される。上記動圧溝の形状および数は、上記の機能が発現される範囲で適宜に決めることが可能である。たとえば、動圧溝の幅は数ミリ程度であり、動圧溝の深さは数μｍ程度である。
【００２７】
上記軸および上記回転体のうちの低硬度部材のビッカース硬度ＶＨＬは、低すぎると、それ自身の摩耗が大きくなり、大量の摩耗粉を生じることがある。当該摩耗粉が大量に発生すると、上記動圧軸受け周辺を汚染し、例えば画像形成装置の露光装置に利用したときにスジ状の画像欠損を発生することがある。また、上記ＶＨＬが高すぎると、低硬度部材の摩耗が不安定となることがある。
【００２８】
また、上記軸および上記回転体の高硬度部材のビッカース硬度ＶＨＨは、低すぎると、高硬度部材の摩耗が発生することがあり、高すぎると、低硬度部材の摩耗量が大きくなり、大量の摩耗粉を生じることがある。このような理由により、上記ＶＨＨは、５００ＨＶ以上であることが好ましく、３０００ＨＶ以下であることが好ましい。また、上記ＶＨＬは、３０ＨＶ以上であることが好ましく、５００ＨＶ以下であることが好ましい。
【００２９】
上記ＶＨＨおよび上記ＶＨＬは、例えば、高硬度部材または低硬度部材そのもの、または同じ材料による適当な試験片を、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に記載の方法またはそれに準ずる方法によって測定することによって、求めることができる。また、上記ＶＨＨおよび上記ＶＨＬは、例えば、高硬度部材および低硬度部材のそれぞれの材料の硬度や、硬度の異なる表面層の配置などによって調整することが可能である。
【００３０】
また、上記ＶＨＨと上記ＶＨＬ度の差は、本実施の形態の効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能である。上記ＶＨＨと上記ＶＨＬの差ΔＨＶは、小さすぎると軸にカジリ（軸カジリ）が生じることがあり、大きすぎると低硬度部材の摩耗が促進されることがある。軸カジリの発生を防止する観点、および、低硬度部材の摩耗促進を抑制する観点から、ΔＨＶは、４００〜１１００ＨＶであることが好ましく、４００〜９００ＨＶであることがより好ましく、４５０〜６００ＨＶであることがさらに好ましい。
【００３１】
上記高硬度部材の材料は、一種でもそれ以上でもよく、アルミニウム（１６７ＨＶ）や真鍮（８０〜１６０ＨＶ）、ニッケル（６３０ＨＶ）などの金属であることが好ましい。その理由は、金属は、一般に、より強固な表面状態を構成する、共有結合による結晶構造を有する材料に比べて、金属結合によるやや柔軟な構造を有するので、その結果、上記低硬度部材の摩耗をより抑制するため、と考えられる。
【００３２】
上記低硬度部材の材料は、一種でもそれ以上でもよく、樹脂（２０〜１００ＨＶ）であることが好ましく、熱硬化性樹脂であることがより好ましい。当該樹脂として熱硬化性樹脂を適用した場合、上記のＶＨＬを満たす観点から好適であり、上記低硬度部材における摩耗量の適正化が期待される。また、上記材料が熱硬化性樹脂であると、熱可塑性樹脂に比べて、同一の硬度であっても摩耗量がより安定化しやすく、好ましい。さらに、低硬度部材の材料を樹脂とすると、低硬度部材の射出成形で製造する際に動圧溝も同時に製造されることから、生産性の観点からも好ましい。
【００３３】
上記熱硬化性樹脂の例には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂および不飽和ポリエステルが含まれる。中でも、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂が好ましい。上記熱可塑性樹脂の例には、ポリスチレン・アクリル共重合体、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂およびポリカーボネートが含まれる。
【００３４】
上記動圧軸受けでは、空気の流入による動圧の発生のしやすさの観点から、上記動圧溝は、回転体に配置されていることが好ましい。このような観点から、上記高硬度部材が上記軸であり、上記低硬度部材が上記回転体であることが好ましい。
【００３５】
上記高硬度部材として好ましい上記軸の例には、アルミニウムを９５％以上含有する金属製の軸材と、ニッケルなどの、アルミニウムよりも高い硬度を有する材料で構成された、上記軸材の表面を被覆する被覆層と、を有する軸、が含まれる。当該被覆層は、例えばめっきによって作製することができる。その他にも、当該被覆層を作製する方法の例には、真空蒸着、プラズマ蒸着、および、大気圧プラズマ蒸着、が含まれる。上記被覆層がめっきによる層であることは、軸に対する回転体の摺動性を高める観点からも好ましい。
【００３６】
上記低硬度部材として好ましい上記回転体の例には、熱硬化性樹脂を含有する樹脂組成物製の回転体、および、回転体の上記接触部が上記樹脂組成物製である回転体、が含まれる。
【００３７】
上記樹脂組成物は、潤滑剤をさらに含有することが、軸および回転体の摩擦をより低減させる観点から好ましい。上記潤滑剤は、樹脂材料に添加したときに、その成形物の表面の摺動性を改善させる粒子である。当該潤滑剤は、一種でもそれ以上でもよい。当該潤滑剤の材料の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイト、ポリエチレン、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、フッ化グラファイト、雲母、セリサイト、フッ化カルシウム、カーボンナノチューブ、Ｃ６０、ジンクステアレート、マグネシウムステアレートなどの脂肪酸金属石鹸類、および、カーボンブラック、が含まれる。中でも、ＰＴＦＥまたはグラファイトが好ましい。
【００３８】
上記潤滑剤は、疎水化処理されていてもよい。当該潤滑剤が疎水化処理されていることは、上記接触部の耐摩耗性をより高める観点から好ましい。当該潤滑剤が疎水化処理されていることにより、当該潤滑剤（例えばグラファイト粒子）の樹脂への親和性がさらに向上し、樹脂組成物中での潤滑剤の分散粒径がより小さくなり、その結果、樹脂組成物中での当該潤滑剤の分散性がより向上する、と考えられる。また、樹脂組成物中での潤滑剤の分散性がさらに向上することから、当該樹脂組成物における外力に対する耐久性がより向上する、と考えられる。さらに、摩耗粉も、潤滑剤がその内部に均一に分散している摩耗粉となるので、摩耗粉と低硬度部材との材料組成の一致度合いがより高まる。その結果、摩耗粉の動圧溝への静電的な付着がより一層抑制されることが期待される。
【００３９】
上記疎水化処理の例には、金属カップリング剤またはその溶液への上記潤滑剤の浸漬処理が含まれる。当該金属カップリング剤は、一種でもそれ以上でもよい。当該金属カップリング剤の例には、シランカップリング剤およびチタンカップリング剤が含まれる。
【００４０】
上記シランカップリング剤の例には、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ジビニルクロルシラン、ジメチルビニルクロルシランなどのクロルシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのシラザン、および、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシランなどのアルコキシシラン、が含まれる。
【００４１】
上記チタンカップリング剤の例には、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネートおよびビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネートが含まれる。
【００４２】
上記樹脂組成物の上記潤滑剤の分散粒径は、上記樹脂組成物の部分を、ミクロトームや集束イオンビーム（ＦＩＢ）、ＦＩＢを用いるクロスセクションポリッシャなどを用いて薄くスライスし、得られた薄切片を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）での観察や、ＴＥＭで撮影された画像の解析などによって求めることが可能である。好ましい分散粒径は、摩耗粉よりも小さいことが好ましく、通例、８μｍ以下であり、４μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましい。なお、分散粒径は、上記樹脂組成物中での潤滑剤の粒径を代表する値であり、例えば中央値や平均値などである。潤滑剤における個々の分散粒径は、例えば最大径（長径）と最小径（短径）との平均値として求めることが可能である。
【００４３】
上記樹脂組成物における上記潤滑剤の含有量は、潤滑剤による上記の効果を十分に獲得する観点から、樹脂１００質量部に対して０．１〜６０質量部であることが好ましく、１〜２０質量部であることがより好ましい。
【００４４】
上記低硬度部材の上記接触部の表面粗さＲａは、当該接触部における摩耗をより抑制する観点から、０．５以下であることが好ましく、０．３以下であることがより好ましい。また、同じ観点から、上記高硬度部材の上記接触部の表面粗さＲａは、０．４以下であることが好ましい。これらの表面粗さＲａは、公知の方法で求め、また調整することが可能である。
【００４５】
上記樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、上記潤滑剤以外の他の成分をさらに含有していてもよい。当該他の成分の例には、無機フィラーが含まれる。当該無機フィラーは、例えば無機酸化物で構成され、樹脂組成物の特性の改善、例えば、曲げ強度や硬度などを向上させる。当該無機フィラーは、一種でもそれ以上でもよい。
【００４６】
上記無機フィラーの材料の例には、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化モリブデン、酸化鉄、およびこれらの複合酸化物、が含まれる。上記無機フィラーの粒径は、例えば上記樹脂組成物中での分散性を高める観点から、より小さいことが好ましく、例えば、平均粒径で１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。個々の無機フィラーの粒径は、例えば、一次粒子としての上記無機フィラーの最大径（長径）と最小径（短径）との平均値である。
【００４７】
上記無機フィラーの粒径も、上記潤滑剤の分散粒径と同様に求めることが可能である。たとえば、上記接触部の断面をＴＥＭで観察し、無機フィラーの一次粒子の数が１０となる視野をランダムに５つ選択し、これらの視野中の５０個の上記一次粒子の長径および短径を測定し、長径および短径の平均値を算出することにより求めることが可能である。
【００４８】
上記樹脂組成物における上記無機フィラーの含有量は、上記動圧軸受けの使用に伴う摩耗やかじりなどを抑制する観点から、上記樹脂１００質量部に対して６０質量部以下であることが好ましい。また、上記樹脂組成物における上記無機フィラーの含有量は、上記軸と上記回転体との線熱膨張特性を揃える観点から、上記樹脂１００質量部に対して１８．８質量部以上（上記樹脂組成物の全量に対して１５質量％以上）であることが好ましい。
【００４９】
上記樹脂組成物は、一般的な機械的混合方法もしくは混練方法で調製することが可能である。当該混合（混練）方法のための装置の例には、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合器などの公知の混合装置が含まれる。
【００５０】
上記高硬度部材は、その材料に応じて、切削加工などの公知の方法によって適宜に作製することが可能である。低硬度部材および動圧溝も、射出成形や切削加工などの公知の方法によって適宜に作製することが可能である。
【００５１】
上記動圧軸受けでは、動圧溝への摩耗粉の蓄積が抑制されるが、その理由は以下のように考えられる。たとえば、上記低硬度部材が回転体である場合では、上記回転体に上記動圧溝が配置され、上記回転体の接触部が上記軸によって摩耗される。その結果、上記回転体の接触部から摩耗粉が発生する。上記摩耗粉の大きさは、通常、動圧溝の幅よりも十分に小さく、かつ上記潤滑剤の分散粒径よりも十分に大きく、例えば、１０数μｍ程度である。摩耗粉は、回転体の高速回転によって帯電するが、摩耗粉と回転体の接触部との材料の組成が実質的には同じであるので、回転体の接触部と摩耗粉の電位も、実質的に同じとなる。このため、上記摩擦粉が上記回転体の接触部および動圧溝内に静電的に付着することが抑制され、上記動圧溝が上記摩耗粉によって塞がることが防止される。
【００５２】
一方で、オイルなどの気体以外の流体を軸と回転体との間に潤滑成分として介在させる流体動圧軸受けでは、当該潤滑成分が軸と回転体との接触部間の隙間に入る。このため、回転体と摩耗粉の材料組成が異なっているとしても、当該隙間に面する動圧溝は、当該流体により洗浄され、当該隙間に存在する摩耗粉は、洗い流され、こうして動圧溝はリフレッシュされる。よって、上記流体動圧軸受けでは、本実施の形態で説明した上記の問題（摩耗粉の静電的付着および摩耗粉による動圧溝の閉塞）は生じないと思われる。この点、本実施の形態における前述の問題は、本実施の形態に係る動圧軸受けのような、上記接触部間に気体が介在する動圧軸受けに特有の課題である、とも言える。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、上記動圧軸受けは、上記軸と、上記軸に回転自在に軸支される上記回転体と、上記軸または上記回転体に配置される上記動圧溝とを有し、上記動圧溝が、上記低硬度部材に配置されている。よって、上記動圧軸受けによれば、動圧溝への摩耗粉の蓄積を抑制することができる。
【００５４】
また、上記ΔＨＶが４００〜１１００ＨＶであることは、上記摩耗粉の発生による弊害を抑制する観点からより一層効果的である。
【００５５】
また、上記軸が、アルミニウムを９５％以上含有する金属製の軸材と、アルミニウムよりも高い硬度を有する材料で構成された、上記軸材の表面を被覆する被覆層と、を有することは、軸に対する回転体の摺動性を高め、摩耗粉の発生を抑制する観点からより一層効果的である。
【００５６】
また、少なくとも上記回転体が上記軸に軸支されたときに上記回転体における上記軸に面する表面のうちの、上記軸方向に沿う部分および上記軸方向を横切る部分の一方または両方が、潤滑剤を含有する熱硬化性樹脂の成形物で構成され、上記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂であり、上記潤滑剤がポリテトラフルオロエチレンまたはグラファイト製の粒子であることは、軸に対する回転体の摺動性を高め、摩耗粉の動圧溝への静電的付着を防止し、かつ摩耗粉の発生を抑制する観点からより一層効果的である。
【００５７】
また、上記軸のビッカース硬度が５００ＨＶ以上であり、上記回転体のビッカース硬度が３０ＨＶ以上であることは、上記摩耗粉の発生を抑制する観点、および、当該動圧軸受けの生産性を高める観点、からより一層効果的である。
【００５８】
上記動圧軸受けは、上記軸に対して上記回転体を非接触で回転させる用途に好適であり、例えば、後述の電子写真方式の画像形成装置における露光装置用の光偏向装置に好適である。
【００５９】
なお、本実施の形態では、低硬度部材を回転体とし、回転体に動圧溝を設ける形態を具体的に説明したが、低硬度部材を軸とし、回転体を高硬度部材とし、回転体には動圧溝を設けず、軸に動圧溝を設けることも可能である。このような形態も、前述の実施形態と同様の効果を奏する。
【００６０】
［光偏向装置］
本発明の一実施の形態に係る光偏向装置は、上記動圧軸受けと、モータと、複数の鏡とを含む。当該光偏向装置は、本実施の形態に係る上記の動圧軸受けが採用される以外は、公知の光偏向装置と同様に構成することが可能である。
【００６１】
上記モータは、上記軸に軸支された上記回転体を回転駆動させる装置である。上記モータは、非接触で上記回転体を回転させる装置であることが好ましい。当該モータの例には、上記軸側に固定される巻回コイルと、上記回転体側に固定される磁石とを有するモータが含まれる。
【００６２】
上記複数の鏡は、上記回転体に配置され、そのそれぞれは、回転体の回転半径に沿う外方に向けて配置される。当該鏡の数および配置は、用途に応じて適宜に決めることができる。上記鏡の数は、例えば４〜１２（特に８）であり、上記鏡は、例えば、同サイズで、回転半径に沿う外方に向けて（放射状に）配置される。当該鏡は、上記回転体に取り付けられる、ポリゴンミラーのような上記回転体とは別の部材であってもよいし、上記回転体における該当する面にめっきなどにより形成されてもよい。
【００６３】
以下、上記光偏向装置を図面に基づいてさらに説明する。
【００６４】
図１は、上記光偏向装置の一例を有する光走査装置の一例の構成を概略的に示す図である。光走査装置４１１は、図１に示されるように、取り付け用の基台４１１１、光偏向装置４１１２、光偏向装置４１１２にレーザー光を照射するための照射機構４１１３、および、光偏向装置４１１２で反射したレーザー光を感光体の表面に導くための導光機構４１１４、を有する。
【００６５】
照射機構４１１３は、光ビームを発生する半導体レーザー発光体４１１５、コリメータレンズ４１１６および第１シリンドリカルレンズ４１１７によって構成されている。導光機構４１１４は、ｆθレンズ４１１８、第２シリンドリカルレンズ４１１９、反射ミラー４１２０、タイミング検出用のミラー４１２１および同期検知器４１２２によって構成されている。なお、符号４１３は、感光体ドラムである。
【００６６】
図２は、光偏向装置４１１２の回転軸に沿う断面を示す図である。光偏向装置４１１２は、図２に示されるように、ステータ部２０１とロータ部２２１とにより構成されている。ステータ部２０１は、基板２０２に固定された軸２０３と、基板２０２上における軸２０３の周囲に配置された巻回コイル２０４とによって構成されている。
【００６７】
図３Ａは、軸２０３の正面図であり、図３Ｂは、軸２０３の平面図である。軸２０３は、例えば、アルミニウム製であり、その表面は、被覆層で覆われている。当該被覆層は、例えば、ニッケル層であり、めっきにより作製される。軸２０３は、略円柱体であり、その周壁の軸方向における中央部から外側に広がるフランジ部２０５を含む。軸２０３における上記接触部滑らかに仕上げられており、例えばその表面粗さＲａは、軸２０３における上記接触部の表面を含め、０．４μｍ以下である。
【００６８】
ロータ部２２１は、軸２０３の先端部に回転自在に外嵌する筒部２２２と、筒部２２２の一端部（軸２０３が筒部２２２に挿入されたときの軸２０３の基端部側）の周面から外側に広がる第１フランジ部２２３とを有する。また、ロータ部２２１には、筒部２２２の他端部の周面から外側に広がる板状の第２フランジ部２２４が配置されている。第２フランジ部２２４の平面視形状は、例えば正八角形であり、第２フランジ部２２４の当該正八角形の各辺に対応する壁面は、鏡となっている。第２フランジ部２２４は、筒部２２２に対して固定されるとともに、支持部２２５を介して第１フランジ部２２３上に支持されている。
【００６９】
なお、筒部２２２の内周面と軸２０３との間には、５μｍ程度の隙間が設定されている。筒部２２２、第１フランジ部２２３および支持部２２５は、例えば潤滑剤としてのグラファイト粒子が分散されたフェノール樹脂などの樹脂の組成物によって一体的に構成された一体成形物である。当該一体成形物は、上記回転体に相当する。
【００７０】
第１フランジ部２２３の基板２０２側の一端面には、複数の磁石２２６が配置されている（図４Ｂ）。磁石２２６は、ロータ部２２１が軸２０３に着座したときに、巻回コイル２０４に対応する位置であって、巻回コイル２０４に接触しない位置に配置されている。磁石２２６および巻回コイル２０４は、上記モータに相当する。また、筒部２２２の他端は、蓋２２７によって塞がれている。
【００７１】
ロータ部２２１は、筒部２２２が軸２０３の先端部に外嵌することによって、軸２０３に着座している。着座時には、第１フランジ部２２３の下面における筒部２２２の開口部の周辺部は、軸２０３のフランジ部２０５の上面と接触している。また、筒部２２２の内周面および軸２０３の上部円柱部の周面は互いに対向しており、接触し得る位置関係にある。これらの接触している部分または接触し得る部分、すなわち、第１フランジ部２２３の下面における筒部２２２の開口部の周辺部、筒部２２２の内周面、および、軸２０３の上部円柱部の周面、は、上記接触部に相当している。
【００７２】
図４Ａは、ロータ部２２１の回転軸に沿う断面を示す図であり、図４Ｂは、ロータ部２２１の底面図である。図４Ａ、図４Ｂ中、矢印Ｗ１は、ロータ部２２１の回転方向を示す。  ロータ部２２１の上記接触部の表面は、滑らかであり、その表面粗さＲａは、例えば０．５μｍ以下である。ロータ部２２１の上記接触部の表面には、第１の動圧溝２４１、第２の動圧溝２４２および第３の動圧溝２４３が形成されている。
【００７３】
第１の動圧溝２４１は、筒部２２２の内周面に配置された、蓋２２７側から第１フランジ部２２３側へ延出する溝である。第１の動圧溝２４１は、図４Ａに示されるように、ロータ部２２１の回転方向Ｗ１の前方に向けて、蓋２２７から漸次離れるように傾いている。
【００７４】
第２の動圧溝２４２は、筒部２２２の内周面に配置された、第１フランジ部２２３側から蓋２２７側へ延出する溝である。第２の動圧溝２４２は、図４Ａに示されるように、ロータ部２２１の回転方向Ｗ１の前方に向けて、第１フランジ部２２３から漸次離れるように傾いている。
【００７５】
第３の動圧溝２４３は、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、第１フランジ部２２３の下面の上記接触部に配置されており、図４Ｂに示されるように、第１フランジ部２２３の外周側から筒部２２２の開口縁に向けて延出する、湾曲した溝である。第３の動圧溝２４３は、図４Ｂに示されるように、第１フランジ部２２３の外周縁に向けて凸の、そしてその中央部で最も膨らむ、湾曲した形状を有し、ロータ部２２１の回転方向Ｗ１の前方に向けて、筒部２２２の開口縁へ漸次接近するように形成されている。
【００７６】
第１、第２、第３の動圧溝２４１〜２４３は、いずれも、例えば、その幅が２ｍｍであり、その深さが７μｍである。当該動圧溝は、例えば、上記一体成形物の射出成形時に同時に作製される。上記動圧溝は、切削加工によって作製されてもよい。
【００７７】
光偏向装置４１１２は、ロータ部２２１が磁力によって高速で回転し、照射機構４１１３からのレーザー光を上記鏡によって導光機構４１１４に向けて反射する。こうして、レーザー光は線状に展開（偏向）され、感光体ドラム４１３の軸方向に沿って感光体ドラム４１３の周面に照射される。
【００７８】
巻回コイル２０４に通電すると、ロータ部２２１は、モータの原理によって高速で回転する。ロータ部２２１には、第２の動圧溝２４２への空気の導入により、フランジ部２０５から浮き上がる力と、第１の動圧溝２４１への空気の導入により、フランジ部２０５に向けて抑えられる力とが作用する。また、ロータ部２２１が高速で回転すると、第２の動圧溝２４２に導入されるべき空気の一部が、第３の動圧溝２４３を介して外部に排出され、ロータ部２２１が浮き上がる力が低減される。ロータ部２２１に作用するこれらの力により、ロータ部２２１は、フランジ部２０５から浮き上がり、かつフランジ部２０５から離れた特定の位置で、軸２０３に接触せずに安定して高速で回転する。
【００７９】
ロータ部２２１における上記接触部は、ロータ部２２１の高速回転の起動、停止時に、軸２０３における上記接触部と接触し、当該接触部同士の摩擦が生じる。ロータ部２２１における上記一体成形物は、その表面が樹脂組成物で構成されているため、ロータ部２２１における上記接触部から当該樹脂組成物の摩耗粉が発生する。
【００８０】
当該摩耗粉は、ロータ部２２１の高速回転により帯電するが、ロータ部２２１の表面と同じ材料組成を有する。このため、摩耗粉は、ロータ部２２１の表面に形成された第１、第２および第３の動圧溝２４１〜２４３には静電的には付着せず、その結果、当該動圧溝への摩耗粉の付着および当該動圧溝の摩耗粉による閉塞が防止される。よって、上記動圧溝による、ロータ部２２１の回転位置の適正化の機能が損なわれず、長期にわたって所期の条件でロータ部２２１を高速で回転させることが可能となる。
【００８１】
以上の説明から明らかなように、上記光偏向装置は、上記動圧軸受けと、上記軸に回転自在に軸支された上記回転体を回転させるためのモータと、上記回転体の回転半径に沿う外方に向けて上記回転体に配置された複数の鏡と、を有する。よって、上記光偏向装置によれば、上記回転体の所期の回転運動を長期にわたり安定して実現することができ、電子写真方式における静電潜像を長期にわたり安定して形成することができる。また、上記光偏向装置の軸または回転体は、樹脂組成物で構成できるので、回転体および軸をセラミックスで製造する従来の光偏向装置に比べて、上記光偏向装置をより安価に製造することが可能である。
【００８２】
［画像形成装置］
本発明の一実施の形態に係る画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成するための露光装置に上記光偏向装置を含む。上記画像形成装置は、上記露光装置が上記光偏向装置を含む以外は、電子写真方式の公知の画像形成装置と同様に構成され得る。
【００８３】
本発明に係る画像形成装置は、例えば、感光体、感光体を帯電させる帯電装置、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成する露光装置、静電潜像が形成された感光体にトナーを供給して静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像装置、静電潜像に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための中間転写体を含む転写装置、および、トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置、を有する。「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
【００８４】
図５は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。図５に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部１１０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０および定着装置６０を有する。
【００８５】
画像形成部４０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃおよび４１Ｋを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部４０は、さらに、中間転写ユニット４２および二次転写ユニット４３を有する。これらは、転写装置に相当する。
【００８６】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５を有する。感光体ドラム４１３は、例えば負帯電型の有機感光体である。感光体ドラム４１３の表面は、光導電性を有する。感光体ドラム４１３は、感光体に相当する。帯電装置４１４は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置４１４は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を感光体ドラム４１３に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置４１１は、例えば、前述した光走査装置であり、光源としての半導体レーザーと、形成すべき画像に応じたレーザー光を感光体ドラム４１３に向けて照射する上記の光偏向装置とを含む。現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置である。
【００８７】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、中間転写ベルト４２１を感光体ドラム４１３に圧接させる一次転写ローラー４２２、バックアップローラー４２３Ａを含む複数の支持ローラー４２３、およびベルトクリーニング装置４２６を有する。中間転写ベルト４２１は、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００８８】
二次転写ユニット４３は、無端状の二次転写ベルト４３２、および二次転写ローラー４３１Ａを含む複数の支持ローラー４３１を有する。二次転写ベルト４３２は、二次転写ローラー４３１Ａおよび支持ローラー４３１によってループ状に張架される。
【００８９】
定着装置６０は、定着ローラー６２と、定着ローラー６２の外周面を覆い、用紙Ｓ上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の発熱ベルト６３と、用紙Ｓを定着ローラー６２および発熱ベルト６３に向けて押圧する加圧ローラー６４と、を有する。用紙Ｓは、記録媒体に相当する。
【００９０】
画像形成装置１は、さらに、画像読取部１１０、画像処理部３０および用紙搬送部５０を有する。画像読取部１１０は、給紙装置１１１およびスキャナー１１２を有する。用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３を有する。給紙部５１を構成する三つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａなどの複数の搬送ローラー対を有する。
【００９１】
画像形成装置１による画像の形成を説明する。
スキャナー１１２は、コンタクトガラス上の原稿Ｄを光学的に走査して読み取る。原稿Ｄからの反射光がＣＣＤセンサー１１２ａにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部３０において所定の画像処理が施され、露光装置４１１に送られる。
【００９２】
感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、上記ポリゴンミラーが高速で回転し、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光を感光体ドラム４１３の軸方向に沿って展開し、当該軸方向に沿って感光体ドラム４１３の外周面に照射する。こうして感光体ドラム４１３の表面には、静電潜像が形成される。
【００９３】
現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面にトナーを付着させることにより静電潜像が可視化される。こうして感光体ドラム４１３の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。
【００９４】
感光体ドラム４１３の表面のトナー画像は、中間転写ユニット４２によって中間転写ベルト４２１に転写される。転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置４１５によって除去される。
【００９５】
一次転写ローラー４２２によって中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接することにより、感光体ドラム４１３と中間転写ベルト４２１とによって、一次転写ニップが感光体ドラムごとに形成される。当該一次転写ニップにおいて、各色のトナー画像が中間転写ベルト４２１に順次重なって転写される。
【００９６】
一方、二次転写ローラー４３１Ａは、中間転写ベルト４２１および二次転写ベルト４３２を介して、バックアップローラー４２３Ａに圧接される。それにより、中間転写ベルト４２１と二次転写ベルト４３２とによって、二次転写ニップが形成される。当該二次転写ニップを用紙Ｓが通過する。用紙Ｓは、用紙搬送部５０によって二次転写ニップへ搬送される。用紙Ｓの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により行われる。
【００９７】
上記二次転写ニップに用紙Ｓが搬送されると、二次転写ローラー４３１Ａへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト４２１に担持されているトナー画像が用紙Ｓに転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは、二次転写ベルト４３２によって、定着装置６０に向けて搬送される。
【００９８】
定着装置６０は、発熱ベルト６３と加圧ローラー６４とによって、定着ニップを形成し、搬送されてきた用紙Ｓを当該定着ニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Ｓに定着する。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００９９】
なお、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置４２６によって除去される。
【０１００】
以上より明らかなように、画像形成装置１は、上記光偏向装置を含む露光装置４１１を有する。このため、上記光偏向装置の軸と回転体との接触部では、回転体の高速回転に伴い発生する摩耗粉による動圧溝の機能低下が十分に抑制される。よって、上記光偏向装置の所期の性能が長期にわたり安定して発現される。このため、画像形成装置１は、高画質の画像を高速で長期にわたり形成することが可能となる。
【実施例】
【０１０１】
［ポリゴンモータ１の作製］
図３Ａ、３Ｂに示される軸のような形状を有するアルミニウム（Ａｌ）製の軸材の表面に、厚さ２０μｍのニッケル（Ｎｉ）層をめっきによって作製し、軸１を得た。軸１の表面のビッカース硬度（ＶＨＡ）は、６００ＨＶである。また、フランジ部（図３Ａ、図３Ｂ中の符号２０５）の表面粗さＲａは、０．２μｍである。
【０１０２】
熱硬化性樹脂用射出成形機７５Ｆ−３６Ｋ（株式会社松田製作所製）を用いて、フェノール樹脂を主成分とする樹脂組成物１で射出成形によって成形し、図４Ａ、４Ｂに示されるような形状を有する回転体を得た。これを回転体１とする。なお、上記射出成形における金型温度は１８０℃であり、シリンダ温度は９０℃である。
【０１０３】
回転体１の表面のビッカース硬度（ＶＨＲ）は、４０ＨＶであり、軸１のビッカース硬度から回転体１のビッカース硬度を引いた値ΔＨＶ（ＶＨＡ−ＶＨＲ）は、５６０ＨＶである。また、回転体１の第１フランジ部（図４Ａ中の２２３）の下面および筒部（図４Ａ中の２２２）の内周壁面の表面粗さＲａは、０．１５μｍである。回転体１における動圧溝は、上記射出成形における金型のキャビティに配置された突条によって形成されており、当該動圧溝の最大幅は２ｍｍであり、当該動圧溝の深さは７μｍである。
【０１０４】
樹脂組成物１は、１００質量部のフェノール樹脂（ＰＲ）に、１０質量部のグラファイト粒子（ＧＲＡ、平均一次粒径２０ｎｍ）１を、ヘンシェルミキサー（日本コークス工業株式会社製）を用いて混合することによって得た。当該混合は、回転翼の周速を３５ｍ／秒、処理温度を３２℃、混合時間を２０分間として行った。グラファイト粒子１は、シランカップリング剤によって疎水化処理されている。樹脂組成物１中におけるグラファイト粒子１の分散粒径は、樹脂組成物１のミクロトームによる薄片をＴＥＭで観察することによって、上記平均一次粒径と実質的に同じであることが確認される。
【０１０５】
なお、軸１および回転体１における上記ビッカース硬度は、株式会社ミツトヨ製  ＨＭ−２００システムによって測定した。
【０１０６】
軸１および回転体１を用い、動圧軸受け１を構成した。また、回転体１に多面鏡（八面鏡）および磁石を図４Ａ、４Ｂに示されるようにさらに配置した。さらに軸１を、上記磁石に対応するべき巻回コイルが周設されている基板に、図２に示されるように配置し、上記の回転体１を当該軸１に嵌合させ、光偏向装置であるポリゴンモータ（ＰＭ）１を作製した。
【０１０７】
［ポリゴンモータ２の作製］
ニッケル層の厚さを１０μｍに変更した以外は軸１と同様にして、軸２を得た。軸２のＶＨＡは５１０ＨＶである。また、グラファイト粒子１の含有量を１０質量部とした以外は樹脂組成物１と同様にした樹脂組成物２を用意し、樹脂組成物１に代えて樹脂組成物２を用いた以外は回転体１と同様にして、回転体２を得た。回転体２のＶＨＲは３０ＨＶであり、軸２および回転体２におけるΔＨＶは、４８０ＨＶである。そして、軸１および回転体１に代えて軸２および回転体２を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ２を得た。
【０１０８】
［ポリゴンモータ３の作製］
上記軸材そのものを軸３とした。軸３のＶＨＡは４８０ＨＶである。また、グラファイト粒子１の含有量を２０質量部とした以外は樹脂組成物１と同様にした樹脂組成物３を用意し、樹脂組成物１に代えて樹脂組成物３を用いた以外は回転体１と同様にして、回転体３を得た。回転体３のＶＨＲは２５ＨＶであり、軸３および回転体３におけるΔＨＶは、４５５ＨＶである。そして、軸１および回転体１に代えて軸３および回転体３を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ３を得た。
【０１０９】
［ポリゴンモータ４の作製］
フェノール樹脂に代えてエポキシ樹脂（「ＥＰＩＣＬＯＮ１０５０」と「ＴＤ−２１０６」、いずれもＤＩＣ株式会社製）を用い、グラファイト粒子１に代えて二硫化モリブデン粒子（ＭｏＳ２、平均一次粒径１０ｎｍ）を、１００質量部のエポキシ樹脂に対して５質量部用いた以外は、樹脂組成物１と同様にした樹脂組成物４を用意し、樹脂組成物１に代えて樹脂組成物４を用いた以外は回転体１と同様にして、回転体４を得た。回転体４のＶＨＲは２５ＨＶである。そして、軸１および回転体１に代えて軸３および回転体４を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ４を得た。軸３および回転体４におけるΔＨＶは、４５５ＨＶである。
【０１１０】
［ポリゴンモータ５の作製］
ニッケル層の厚さを５μｍに変更した以外は軸１と同様にして、軸５を得た。軸５のＶＨＡは６００ＨＶである。また、グラファイト粒子１に代えてその表面が疎水化処理されていないグラファイト粒子５を用いる以外は樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物５を用意し、樹脂組成物１に代えて樹脂組成物５を用いた以外は回転体１と同様にして、回転体５を得た。回転体５のＶＨＲは４０ＨＶであり、軸５および回転体５におけるΔＨＶは、５６０ＨＶである。そして、軸１および回転体１に代えて軸５および回転体５を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ５を得た。
【０１１１】
［ポリゴンモータ６の作製］
ニッケル層に代えて厚さ５μｍのクロム（Ｃｒ）層をめっきによって上記基材の表面に形成して、軸６を得た。軸６のＶＨＡは１０５０ＨＶである。そして、軸１および回転体１に代えて軸６および回転体５を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ６を得た。軸６および回転体５におけるΔＨＶは、１０１０ＨＶである。
【０１１２】
［ポリゴンモータ７の作製］
ニッケル層に代えて厚さ５μｍの窒化チタン（ＴｉＮ）層をプラズマ処理によって上記基材の表面に形成して、軸７を得た。軸７のＶＨＡは１９５０ＨＶである。そして、軸１に代えて軸７を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ７を得た。軸７および回転体１におけるΔＨＶは、１９１０ＨＶである。
【０１１３】
［ポリゴンモータ８の作製］
軸１の上部周壁および上記フランジ部の上面に上記動圧溝を適切な向きで作製し、軸８を得た。軸８のＶＨＡは、６００ＨＶである。また、上記動圧溝を有さない以外は回転体１と同様の形状を有する回転体８を、回転体１と同様にして得た。軸８および回転体８におけるΔＨＶは、５６０である。そして、軸１および回転体１に代えて軸８および回転体８を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ８を得た。
【０１１４】
［ポリゴンモータ９の作製］
軸１および回転体１の材料を逆転させた以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ９を得た。すなわち、図３Ａ、３Ｂに示されるような形状の軸を樹脂組成物１の射出成形によって作製した。これを軸９とする。また、図４Ａ、４Ｂに示されるような形状の、上記動圧溝を有するアルミニウム製の部材を切削加工によって作製し、その表面に厚さ１０μｍのニッケル層をめっきによって作製して回転体を得た。これを回転体９とする。軸９のＶＨＡは４０ＨＶであり、回転体９のＶＨＲは６００ＨＶであり、軸９および回転体９におけるΔＨＶは、−５６０ＨＶである。そして、軸１および回転体１に代えて軸９および回転体９を用いる以外はポリゴンモータ１と同様にして、ポリゴンモータ９を得た。
【０１１５】
［評価］
ポリゴンモータ１〜９のそれぞれにおいて、回転体を、５００００ｒｐｍの回転速度に１分間かけて回転させ、５００００ｒｐｍの回転を３０秒間維持し、その後１分間かけて減速させ、回転停止させる、この一連の回転駆動操作を５００００回繰り返し行った。
【０１１６】
次いで、ポリゴンモータ１〜９のそれぞれを、室温環境下に設置されているコニカミノルタ株式会社製の画像形成装置「ｂｉｚｈｕｂＣ７５４」（「ｂｉｚｈｕｂ」は同社の登録商標）の改造機に搭載し、Ａ４サイズの普通紙にハーフトーン画像を出力した。なお、当該改造機は、光偏向装置が設置されているハウジング内の温度をヒータによって調整できるように上記画像形成装置が改造されてなる装置である。
【０１１７】
そして、上記ハーフトーン画像の任意の１０箇所における画像濃度を、反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」で測定し、その平均値を求めると共に、当該平均値と各測定値との差の、当該平均値に対する割合（ばらつき）ＶＤｉを求め、下記の基準により評価した。◎または○であれば実用上問題ない、と判断される。
◎：ＶＤｉが、１％以下
○：ＶＤｉが、１％を超え、５％以下の範囲内
×：ＶＤｉが、５％を超える
【０１１８】
なお、ポリゴンモータ１〜９のそれぞれについて、上記の駆動、停止の繰り返し操作中に破壊され回転しなくなるものについては評価を中断し、不合格（×）とした。結果を表１に示す。
【０１１９】
【表１】
0006699081.tif 000002
【０１２０】
表１から明らかなように、ポリゴンモータ１〜７は、駆動、停止を繰り返す上記の耐久試験後においても、十分な画質の画像の形成に供されている。これは、ビッカース硬度が異なる軸および回転体を用いているにも関わらず、より軟らかい部材の摩耗粉による動圧の変動や画像の汚染などが生じないため、と考えられる。そして、その理由は、ビッカース硬度のより低い回転体に動圧溝が形成されていることから、当該摩耗粉は回転体から発生するが、当該摩耗粉は当該回転体の表面と同じ材料組成からなるので、動圧溝に静電的に付着せず、その結果、動圧溝の所期の機能が発現され続けたため、と考えられる。
【０１２１】
また、例えば、ポリゴンモータ１〜６は、ポリゴンモータ７よりも画像濃度のばらつきがより小さい。これは、ΔＨＶがより適切なため、ポリゴンモータ１〜６では、ポリゴンモータ７よりも摩耗粉の発生がより抑制されたため、と考えられる。
【０１２２】
また、例えば、ポリゴンモータ１、２は、ポリゴンモータ３、４よりも画像濃度のばらつきがより小さい。これは、ＶＨＡおよびＶＨＢが適度に高いので、ポリゴンモータ１、２では、ポリゴンモータ３、４よりも摩耗粉の発生がより抑制されたため、と考えられる。
【０１２３】
また、例えば、ポリゴンモータ１は、ポリゴンモータ５よりも画像濃度のばらつきがより小さい、これは、グラファイト粒子１が疎水化処理されているため、フェノール樹脂中でより微細に分散し、軸に対する回転体の潤滑性がより高まり、その結果、ポリゴンモータ１では、ポリゴンモータ５よりも摩耗粉の発生がより抑制されたため、と考えられる。
【０１２４】
また、例えば、ポリゴンモータ３は、ポリゴンモータ４よりも画像濃度のばらつきがより小さい。これは、フェノール樹脂が摩耗に強い材料としてより良好であり、グラファイト粒子が摩擦に係る潤滑剤としてより良好であるため、と考えられる。
【０１２５】
一方、ポリゴンモータ８は、ポリゴンモータ１〜７よりも画像濃度のばらつきが明らかに大きい。これは、軸と回転体のうち、より硬い軸に動圧溝を形成し、より軟らかい回転体には動圧溝を形成しなかったため、と考えられる。より詳しくは、回転体の摩耗により生じた摩耗粉が回転体の高速回転により帯電しつつ軸の動圧溝に運ばれ、当該動圧溝において、軸に対する電位差により静電的に軸に強く付着し、その結果、動圧溝が摩耗粉で埋まり、動圧溝の所期の機能の発現が不十分となったため、と考えられる。
【０１２６】
また、ポリゴンモータ９は、上記耐久試験中に破壊され、回転しなくなった。これは、軸と回転体のうち、より硬い材料で作製した回転体に動圧溝を形成し、より軟らかい材料で軸を作製したため、と考えられる。より具体的には、回転体の回転により軸が摩耗し、さらに摩耗粉が動圧溝内で回転体に静電的に強く付着したことにより、動圧溝による回転体の回転を安定させる機能が著しく失われ、その結果、軸が破壊されたため、と考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明によれば、光偏向装置の回転体または軸のいずれかを樹脂で成形することが可能であり、回転体の高速回転による摩耗粉による耐久性や画質などの低下が抑制される。よって、本発明は、画像形成装置に好適な光偏向装置を安価に提供できることに留まらず、高速かつ高画質の画像を長期にわたって安定して形成する画像形成装置をも安価に提供することが可能となり、当該画像形成装置のさらなる発展およびさらなる普及に寄与することが期待される。
【符号の説明】
【０１２８】
１  画像形成装置
３０  画像処理部
４０  画像形成部
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ  画像形成ユニット
４２  中間転写ユニット
４３  二次転写ユニット
５０  用紙搬送部
５１  給紙部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ  給紙トレイユニット
５２  排紙部
５２ａ  排紙ローラー
５３  搬送経路部
５３ａ  レジストローラー対
６０  定着装置
６２  定着ローラー
６３  発熱ベルト
６４  加圧ローラー
１１０  画像読取部
１１１  給紙装置
１１２  スキャナー
１１２ａ  ＣＣＤセンサー
２０１  ステータ部
２０２  基板
２０３  軸
２０４  巻回コイル
２０５  フランジ部
２２１  ロータ部
２２２  筒部
２２３  第１フランジ部
２２４  第２フランジ部
２２５  支持部
２２６  磁石
２２７  蓋
２４１  第１の動圧溝
２４２  第２の動圧溝
２４３  第３の動圧溝
４１１  光走査装置（露光装置）
４１２  現像装置
４１３  感光体ドラム
４１４  帯電装置
４１５  ドラムクリーニング装置
４２１  中間転写ベルト
４２２  一次転写ローラー
４２３、４３１  支持ローラー
４２３Ａ  バックアップローラー
４２６  ベルトクリーニング装置
４３１Ａ  二次転写ローラー
４３２  二次転写ベルト
４１１１  基台
４１１２  光偏向装置
４１１３  照射機構
４１１４  導光機構
４１１５  半導体レーザー発光体
４１１６  コリメータレンズ
４１１７  第１シリンドリカルレンズ
４１１８  ｆθレンズ
４１１９  第２シリンドリカルレンズ
４１２０  反射ミラー
４１２１  ミラー
４１２２  同期検知器
Ｄ  原稿
Ｓ  用紙
【図１】
0006699081.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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