(57)【要約】【課題】ワーク形状がアスペクト比６程度で貫通穴に段差がある場合、シリコン系電着塗装液の表面張力が高いため、被電着材料とのヌレ性が悪く膜厚ムラやボイド等の欠陥が生じ易い。析出硬化させたシリコン膜の内部応力が高いため、被電着材料との密着力が低く密着不良が生じ易い。【解決手段】スリーブと、このスリーブに回転自在に嵌合する棒状軸とを備えており、スリーブおよび前記棒状軸のうちの少なくとも一方が動圧発生溝を有し、スリーブおよび棒状軸のうちの少なくとも一方の嵌合面に電着塗装膜が設けられ、電着塗装膜はシリコン系を有しないレジンの電着材料にて第一成膜を次いでシリコン系レジンを用いて第二成膜を行うことによって形成されている。【選択図】        図１
2004324672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブと、該スリーブに回転自在に嵌合する棒状軸とを備えており、前記スリーブおよび前記棒状軸のうちの少なくとも一方が動圧発生溝を有し、前記スリーブおよび前記棒状軸のうちの少なくとも一方の嵌合面に電着塗装膜が設けられ、電着塗装膜はシリコン系を有しないレジンの電着材料にて第一成膜を次いでシリコン系レジンを用いて第二成膜を行うことによって形成されていることを特徴とする動圧軸受構造。
【請求項２】
電着塗装膜比はベースレジンとシリコンレジンの被膜厚は各々８０〜５０％（ベースレジン）と２０〜５０％（シリコンレジン）を特徴とする請求項１記載の動圧軸受構造。
【請求項３】
請求項１で記載の第一成膜で用いられる電着塗装膜のレジンとしてはアクリル樹脂・アクリルメラミン樹脂・ウレタン樹脂・ポリイミド樹脂等を特徴とする請求項１ならびに請求項２記載の動圧軸受構造。
【請求項４】
電着塗装膜のシリコン系レジンは請求項１のレジンにシロキサンを側鎖に持ったことを特徴とする動圧軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明、動圧発生溝を有する動圧軸受構造と、その動圧軸受構造を有する回転装置、偏向走査装置、レーザビームプリンタ、画像形成装置およびハードディスクの回転装置等に関するもので、特に、レーザビームプリンタやバーコード読み取り装置等の光ビームを高速走査するための回転多面鏡等を回転支持するための動圧軸受構造、回転装置、動圧軸受装置および動圧軸受装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームプリンタやバーコード読み取り装置等に用いられる偏向走査装置は、高速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビームを偏向走査する。レーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、回転多面鏡によって得られた走査光を回転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成し、感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙の記録媒体に転写して定着装置へ送り、記録媒体上のトナーを加熱定着させる事で印刷（プリント）が行われる。近年、このような偏向走査装置ではますます高速化や高精度化が進み、これに対応するために、回転多面鏡の軸受部には、低騒音で回転精度の高い非接触型の動圧軸受装置が用いられている。図１は、一従来例による動圧軸受装置を示す模式断面図で、これは、複数の反射面１０１ａを有する回転多面鏡１０１と一体的に回転する軸１０２と、これを回転自在に嵌合させたスリーブ１０３を有し、スリーブ１０３は軸受ハウジング１０４と一体である。スリーブ１０３の下端には、軸１０２の下端をスラスト方向に支持する球面部１０６ａを備えたスラスト受け１０６が固定され、軸１０２の上部にはフランジ１０７が固着されている。回転多面鏡１０１は、押えバネ等を含む弾性押圧機構１０８によってフランジ１０７の上面に押圧されてこれと一体化され、軸１０２とともに回転するように構成されている。フランジ１０７の外周部には、ロータマグネット１０９を保持するヨーク１０９ａが固着されており、ロータマグネット１０９は、軸受ハウジング１０４に固定されたベース板１０５上のステータコイル１１０に対抗するように配設されている。図示しない駆動回路から供給される駆動電流によってステータコイル１１０が励磁されると、ロータマグネット１０９が軸１０２および回転多面鏡１０１とともに１０，０００ｒｐｍ以上で回転する。スリーブ１０３は、軸１０２の回転によって軸１０２との間に流体膜を形成し、該流体膜の動圧によって軸１０２を非接触で回転支持する動圧流体軸受を構成する。軸１０２の外周面には、軸１０２の下端から上向きに間隔を置いて、第一の動圧発生溝１０２ａと、第二の動圧発生溝１０２ｂが形成されている。また、スラスト受け１０６の上面にも、軸１０２の下端と対向する部位に動圧スラスト軸受を構成する浅溝（図示せず）が設けられている。軸１０２の回転とともに、スリーブ１０３との間の軸受隙間の油等の等体１１１が各動圧発生溝１０２ａ、１０２ｂの中央部に吸い込まれ、高圧領域を発生させる。この高圧領域によって軸１０２とスリーブ１０３がラジアル方向に非接触な状態で支持される。このように非接触で回転するため、例えば金属接触を伴なう滑り軸受に比べて低騒音および高い回転精度などの特性を得られるばかりでなく、組立部品点数の点からも転がり軸受等に比べて小型化・低コスト化できるという利点を有する。ところが軸の回転速度が定常値に達しない起動時、換言すれば回転速度を増加する時や減速時あるいは完全停止時には、軸とスリーブが接触して摩耗粉が発生し、また衝撃等が原因で回転不能となるおそれもある。そこで、軸やスリーブの軸受面に、化成被膜による導電化処理のうえでシリコン系樹脂や無機物微粒子等の潤滑性フィラーを分散させた電着塗装膜を設けることで耐摩耗性・潤滑性を向上させる技術が開発されている（特開２００１−３９４０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、軸やスリーブ等の軸受面にシリコン系電着塗装や無機物微粒子等の潤滑性フィラーを分散させた電着塗装を行い、耐摩耗性と潤滑性を大幅に向上させるとあるが、ワーク形状がアスペクト比６程度で貫通穴に段差がある場合、シリコン系電着塗装液の表面張力が高いため、被電着材料とのヌレ性が悪く膜厚ムラやボイド等の欠陥が生じ易い。析出硬化させたシリコン膜の内部応力が高いため、被電着材料との密着力が低く密着不良が生じ易いという未解決の課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の動圧軸受構造は、スリーブと該スリーブに回転自在に嵌合する棒状軸とを備えており、前記スリーブおよび前記棒状軸のうちの少なくとも一方が動圧発生溝を有し、前記スリーブおよび前記棒状軸のうち少なくとも一方の嵌合面に電着塗装膜が設けられていることを特徴とする。本発明の動圧軸受装置は、相対的に回転自在に嵌合する棒状軸およびスリーブと、前記棒状軸または前記スリーブとともに回転する回転部材を有し、前記棒状軸および前記スリーブの少なくとも一方の嵌合面に、シリコンを有しないベースレジンの電着材料にて第一成膜を次いでシリコン系レジンを用いて第二成膜を行う事を特徴とする。本発明の動圧軸受装置の製造方法は、相対的に回転自在に嵌合する棒状軸およびスリーブの少なくとも一方の嵌合面に、シリコンを有しないベースレジンの電着材料にて第一成膜を次いでシリコン系レジンを用いて第二成膜を行う事を特徴とする。電着塗装膜をスリーブと棒状軸の少なくとも一方に設けた動圧軸受構造を提供できる。この動圧軸受構造は、電着塗装時に発生するボイドについて発生しない。併せて高速回転させても耐摩耗性が向上しているので膜が剥れない。特に回転数上昇時、あるいは回転数下降時にも高い耐摩耗性を実現できる。また電着塗装工程は容易な工程であるので動圧軸受構造の製造コストを下げることができる。また膜厚を容易に制御しながら膜を形成できる。従って、軸受隙間の寸法を所定の値に調整する事ができる。このような動圧軸受構造を利用すれば、偏向走査装置やレーザビームプリンタや複写機等の電子写真方式の画像形成装置，あるいはハードディスクの回転装置等の耐久性向上や低価格化を実現できる。また棒状軸やスリーブの嵌合面に、シリコンを有しないベースレジンの電着材料にて第一成膜を次いでシリコン系レジンを用いて第二成膜を設けたことで、棒状軸とスリーブが接触した時摩擦粉の発生を防ぐ事ができる。電着塗装はめっき処理や陽極酸化処理等に比べて工程が簡単な為、低コストである。加えて、電着塗装膜の膜厚制御も容易であるから、棒状軸やスリーブの嵌合面の電着塗装膜の膜厚を変える事で軸受間隙の隙間寸法を所定の値に調整できる。工程が簡単で安価な電着塗装によって潤滑膜を形成する事で、始動時や停止時の低速運転時等の低速回転時に摩耗粉が発生するのを防ぎ、安価で軸受性能の優れた動圧軸受装置を実現できる。このような動圧軸受装置を偏向走査装置の回転多面鏡等の軸受部に用いる事で、偏向走査装置の高性能と低価格化に貢献できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
黄銅材（しんちゅう）を基材とするスリーブの内側に以下の工程で電着塗装を行った。電着塗料は無色のアクリルシリコンメラミン系樹脂１０ｗｔ％（例えば商品名「ハニーブライトＨＴ−８」ハニー化成社製）に脱塩水を用いて全容量が２リットルになるように希釈し建浴した。次にスリーブをアルカリクリーナー（パクナーＹ３０、ユケン化学社製）３０ｇ／ｌで６０℃５分間浸清し、水洗い後化成処理として苛性ソーダ５０ｇ／ｌで８０℃５分間処理し水洗い後乾燥し、電着塗装をそれぞれのスリーブに施した。電着塗装の条件はｐＨ８．０〜８．２、浴温２０〜２５℃とし、被塗物を陽極に、対極には厚みが０．５ｍｍのステンレス板を用い、直流電源の印加電圧を４０Ｖに設定し最初の２０秒で４０Ｖまで上昇させ、その後４０Ｖで２０秒保持をした。次いで水洗いし最後に脱塩水にて水洗いし、５０℃で１０分間乾燥し、その後１６０℃で焼成を完了した。この形成された電着塗膜の密着性（ＪＩＳ  Ｋ５４００  碁盤目試験に準拠）で測定を行った。動摩擦係数を（ＨＥＩＤＯＮ：新東科学製  ボール圧子  荷重１００ｇ  速度５０ｍｍ／ｍｉｎ）で測定し、接触角度を（接触角計：協和界面科学製）で測定し、スリーブの内径を実態顕微鏡でボイドの有無を観察しピンゲージで膜厚を測定した。
【０００６】
結果を表１に示した。また、電着塗装膜の水に対する接触角を図２に表した。
【０００７】
（第２の実施例）
黄銅材（しんちゅう）を基材とするスリーブの内側に以下の工程で電着塗装を行った。電着塗料は第１の実施例と同様のものとアクリルメラミン系樹脂（低温用）１０ｗｔ％（例えば商品名「ハニーブライトＣ−１」ハニー化成社製）に脱塩水を用いて全容量が２リットルになるように希釈し建浴した。その後アルカリクリーナー、化成処理を第１の実施例と同様に行い、電着条件も第１の実施例と同様に行い、第一成膜をアクリルメラミン系樹脂で行い、第二成膜をアクリルシリコンメラミン樹脂で行った。電着条件は第一成膜では直流電源の印加電圧を３０Ｖに設定し最初の２０秒で３０Ｖまで上昇させ、その後３０Ｖで１０秒保持した。次いで水洗し脱塩水で水洗し、エアーガンで脱塩水を吹き飛ばし、次に第二成膜をアクリルシリコンメラミン系樹脂で行った。電着条件は第二成膜では直流電源の印加電圧を５０Ｖに設定し最初の２０秒で５０Ｖまで上昇させ、その後５０Ｖで２０秒保持した。次いで第１の実施例の通り焼成し、密着性の測定・動摩擦係数測定・ボイドの有無・膜厚を測定した。
【０００８】
（第３の実施例）
黄銅材（しんちゅう）を基材とするスリーブの内側に以下の工程で電着塗装を行った。電着塗料は第１の実施例と同様のものとアクリルメラミン系樹脂（高温用）１０ｗｔ％（例えば商品名「ハニーブライトＨ−１」ハニー化成社製）に脱塩水を用いて全容量が２リットルになるように希釈し建浴した。その後アルカリクリーナー、化成処理を第１の実施例と同様に行い、電着条件も第１の実施例と同様に行い、第一成膜をアクリルメラミン系樹脂で行い、第二成膜をアクリルシリコンメラミン樹脂で行った。電着条件は第一成膜では直流電源の印加電圧を３０Ｖに設定し最初の２０秒で３０Ｖまで上昇させ、その後３０Ｖで１０秒保持した。次いで水洗し脱塩水で水洗し、エアーガンで脱塩水を吹き飛ばし、次に第二成膜をアクリルメラミンシリコン系樹脂で行った。電着条件は第二成膜では直流電源の印加電圧を５０Ｖに設定し最初の２０秒で５０Ｖまで上昇させ、その後５０Ｖで２０秒保持した。次いで第１の実施例の通り焼成し、密着性の測定・動摩擦係数測定・ボイドの有無・膜厚を測定した。
【０００９】
（比較例）
第２の実施例・第３の実施例で行った第一成膜・第二成膜の電着条件を変更（印加電圧・通電時間）し樹脂の膜厚を変え密着性の測定・動摩擦係数測定・ボイドの有無・膜厚を測定した。結果を表２に表した。
【００１０】
【表１】
2004324672.tif 000003
【００１１】
【表２】
2004324672.tif 000004
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、二膜成膜により素材との密着性を向上させ耐磨耗性と潤滑性にすぐれた電着塗装膜を有する動圧軸受構造を提供でき、被膜欠陥が消失し磨耗性に対するトラブルを回避し安価でしかもすぐれた軸受性能と耐久性を有する動圧軸受装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一従来例による動圧軸受装置を示す模式断面図。
【図２】電着塗膜上純水の接触角。
【符号の説明】
１０１  回転多面鏡
１０２  回転多面鏡と一体的に回転する軸
１０３  スリーブ
１０４  軸受ハウジング
１０６  スラスト受け
１０７  フランジ
１０８  弾性押圧機構
１０９  ロータマグネット
１１０  ステータコイル
１１１  潤滑オイル
【図１】
2004324672.tif 000005
【図２】
2004324672.tif 000006