(57)【要約】【課題】  回転体側が固定軸受側に対し浮上しながら回転するモータの小型化を実現する。また、このモータを備えた光偏向装置、画像形成装置及びこのモータの製造方法を提供する。【解決手段】  このモータは、ベース部材１１と、ベース部材に対し回転する軸受２０と軸受の外周面に固定されたフランジ１８とフランジに接着剤により固定されたポリゴンミラー１７とフランジの反対面に固定された磁石２２とを備える回転体１５とを具備するモータであり、フランジが軸受の外周面に焼きばめにより固定される軸受の外周面２０ａとフランジの内周面１８ｂとの間に接着剤層１６を設けた。【選択図】        図３
2005065499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、前記ベース部材に対し回転する軸受と、前記軸受の外周面に焼きばめにより固定されたフランジとを備える回転体と、を具備し、前記軸受の外周面と前記フランジの内周面との間に接着剤層を設けたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記回転体は、前記フランジに接着剤により固定されたポリゴンミラーと、前記フランジの前記ポリゴンミラーとの固定面の反対面に固定された磁石とを備え、
前記ポリゴンミラーの端面に凸部を設け、バランス調整のため前記凸部を部分的に除去し、
前記ポリゴンミラーと前記フランジとの接着面の外径が前記磁石の内径以下であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記凸部を部分的に除去して形成された凹部の深さが前記凸部の高さ以下であることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータが前記回転体とともに回転するポリゴンミラーを備えることを特徴とする光偏向装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光偏向装置を備え、前記ポリゴンミラーで反射した光により感光体に画像情報を書き込むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
ベース部材と、前記ベース部材に対し回転する軸受と、前記軸受の外周面に固定されたフランジとを備える回転体と、を具備するモータを製造する方法であって、前記軸受の外周面に接着剤を塗布する工程と、前記フランジを加熱する工程と、前記加熱されたフランジの内周面に前記軸受を挿入する工程と、前記軸受が挿入された前記フランジを冷却する工程と、を含むことを特徴とするモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体側が固定軸受側に対し浮上しながら回転するモータ、このモータを備える光偏向装置、画像形成装置、及び、このモータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の電子写真方式による画像形成装置では感光体ドラムに画像を書き込むために光ビーム走査を行う光偏向装置が用いられている。かかる光偏向装置は、磁石を固定したポリゴンミラーを軸受を介して回転自在に構成された動圧軸受を設け、この動圧軸受の磁石と対向してコイルを基板上に設けて構成されたモータを備えている。かかる公知のモータの例を図５に示す。
【０００３】
図５の従来のモータは、ベース板１１０と、ミラー面１７１の形成されたポリゴンミラー１７０とポリゴンミラー１７０の押さえ板１６０とポリゴンミラー１７０を固定するフランジ１８０とを有する回転体１５０と、フランジ１８０の内周面１８１に設けられた軸受２００と、フランジ１８０の凹部に固定された磁石２２０とを有する。このモータでは、ベース板１１０の中心軸１１０の下部には下スラスト軸受２１１が固定され、中心軸１１１に貫通して軸受１９０が固定され、更に中心軸１１１の上部には上スラスト軸受２１０が固定板２５０によりねじ止めで固定されており、軸受１９０と上下スラスト軸受２１０、２１１とによりベース板１１０の中心軸１１１に固定された凹部２６０が形成される。モータは、磁石２２０に対向するようにベース板１１０のプリント基板１２０上に固定されたコイル１３０を備える。モータは、コイル１３０への通電時に磁石２２０との相互作用により軸受２００が回転体１５０とともに凹部２６０との間にエアギャップを形成しながら高速回転する。
【０００４】
上述のようなモータは、装置の小型化のための省スペース化等の要請から更に小型化することが要求されている。しかし、モータの小型化に伴い、次のような問題が生じる。
【０００５】
（１）上述の軸受２００をフランジ１８０の内周面１８１に固定する場合、従来、焼きばめを用いていた。モータを更に小型化すると、軸受２００も小型になり、焼きばめを強くすると、軸受のひずみが問題となる。
【０００６】
（２）回転体１５０の動バランス調整のために、従来、ポリゴンミラー１７０の押さえ板１６０に凹部１６０ａを部分的に設けていたが、モータの小型化のために押さえ板を省略し、ポリゴンミラー１７０に直接に動バランス調整用凹部を形成すると、ポリゴンミラーの平面性に影響を与えてしまう。また、押さえ板を省略し、ポリゴンミラー１７０をフランジ１８０に固定する場合、フランジ側からのポリゴンミラーに対する変形等の影響をできるだけ排除することが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、回転体側が固定軸受側に対し浮上しながら回転するモータにおいて小型化を実現する際の問題点を解決し、小型化したモータ、このモータを備えた光偏向装置、画像形成装置及びこのモータの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は以下の手段により達成される。すなわち
請求項１に記載の発明は、「ベース部材と、前記ベース部材に対し回転する軸受と、前記軸受の外周面に焼きばめにより固定されたフランジとを備える回転体と、を具備し、前記軸受の外周面と前記フランジの内周面との間に接着剤層を設けたことを特徴とするモータ。」である。
【０００９】
また請求項２に記載の発明は、「前記回転体は、前記フランジに接着剤により固定されたポリゴンミラーと、前記フランジの前記ポリゴンミラーとの固定面の反対面に固定された磁石とを備え、
前記ポリゴンミラーの端面に凸部を設け、バランス調整のため前記凸部を部分的に除去し、
前記ポリゴンミラーと前記フランジとの接着面の外径が前記磁石の内径以下であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。」である。
【００１０】
また請求項３に記載の発明は、「前記凸部を部分的に除去して形成された凹部の深さが前記凸部の高さ以下であることを特徴とする請求項２に記載のモータ。」である。
【００１１】
また請求項４に記載の発明は、「請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータが前記回転体とともに回転するポリゴンミラーを備えることを特徴とする光偏向装置。」である。
【００１２】
また請求項５に記載の発明は、「請求項４に記載の光偏向装置を備え、前記ポリゴンミラーで反射した光により感光体に画像情報を書き込むことを特徴とする画像形成装置。」である。
【００１３】
また請求項６に記載の発明は、「ベース部材と、前記ベース部材に対し回転する軸受と、前記軸受の外周面に固定されたフランジとを備える回転体と、を具備するモータを製造する方法であって、前記軸受の外周面に接着剤を塗布する工程と、前記フランジを加熱する工程と、前記加熱されたフランジの内周面に前記軸受を挿入する工程と、前記軸受が挿入された前記フランジを冷却する工程と、を含むことを特徴とするモータの製造方法。」である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、モータの小型化に伴い軸受が小型になると、フランジとの焼きばめの影響で歪み易いが、接着剤層を設けることにより、焼きばめを強くし過ぎることがなくても充分な強度を得ることができ、軸受を焼きばめで歪むことなく充分な強度でフランジに固定することができる。従って、モータの小型化が実現できるとともに、信頼性の高いモータを得ることができる。なお、本発明は、モータを特に小型化しない場合でも、軸受とフランジとの固定に適用することができ、軸受を焼きばめで歪むことなく充分な強度でフランジに固定することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、フランジとポリゴンミラーとを接着剤により固定するので、従来のようなポリゴンミラーをフランジに固定する押さえ部材を省略することができ、モータの小型化に寄与できる。また、磁石が接着されたフランジ１８の下端面の接着部分において温度変化に起因してフランジが変形した場合でも、フランジとポリゴンミラー１７との接着面の外径を磁石の端部の内径よりも小さくすることにより、フランジの変形がポリゴンミラーに伝わることを防止できる。このため、ポリゴンミラーの温度変化に起因する変形を防止でき、ミラー面の平面性に影響を及ぼさない。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、回転体１５のバランス調整のためにポリゴンミラーの上端面から突き出た凸部を削るので、その削りの影響によりポリゴンミラーに歪みが発生し難くなり、ミラー面の平面性の悪化を防止できる。また、凸部を部分的に除去して形成された凹部の深さが凸部の高さ以下であるためポリゴンミラーが歪み難くなり、ミラー面の平面性の悪化を防止する点で好ましい。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、光偏向装置は、上述のモータが前記回転体とともに回転するポリゴンミラーを備えるようにでき、光偏向装置の小型化に寄与できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、画像形成装置は、上述の光偏向装置を備え、前記ポリゴンミラーで反射した光により感光体に画像情報を書き込むこと可能とし、画像形成装置の小型化に寄与できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、軸受を焼きばめで歪むことなく充分な強度でフランジに固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による第１〜第３の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
〈第１の実施の形態〉
図１は本発明の第１の実施の形態を示す光偏向装置の側断面図である。図１の第１の光偏向装置１０は、アルミニウム等の金属からなるベース部材１１と、ベース部材１１に取り付けられ固定されるプリント基板１２と、プリント基板１２上に形成されて固定されたコイル１３と、コイル１３と対向するようにベース部材１１に設けられた固定ヨーク１４と、ベース部材１１に対して回転する回転体１５とを備える。
【００２２】
回転体１５は、ミラー面１７ａの形成されたポリゴンミラー１７と、ポリゴンミラー１７が接着剤によりその上端面１８ｃに固定されたフランジ１８と、フランジ１８の内周面１８ｂに固定された軸受２０と、プリント基板２２を挟んでイル１３に対向するようにフランジ１８の凹部１８ａにはめ込まれて固定された磁石２２とを備え、各部分が一体に回転する。ポリゴンミラー１７の径は図５の従来のものよりも小さくなっており、そのため軸受２０は従来よりも小型であり小径となっている。
【００２３】
また、ベース部材１１の中心軸１１ａの下部には下スラスト軸受２１ｂがはめ込まれてれてから、中心軸１１ａに貫通してラジアル軸受１９がはめ込まれ、更に中心軸１１ａの上部に上スラスト軸受２１ａがはめ込まれ、その上でねじ２５によりねじ止め固定されている。このようにして、上スラスト軸受２１ａとラジアル軸受１９と下スラスト軸受２１ｂとがベース部材１１に固定されており、また、凹部２６が上スラスト軸受２１ａと下スラスト軸受２１ｂと軸受１９とから形成されている。上下スラスト軸受２１ａ，２１ｂとラジアル軸受１９はセラミックスから構成されている。
【００２４】
ベース部材１１と、上スラスト軸受２１ａと、ラジアル軸受１９と、下スラスト軸受２１ｂと、回転体１５と、コイル１３と、固定ヨーク１４とからモータが構成されている。そして、フランジ１８に固定された軸受２０が凹部２６内に隙間を介して位置しており、回転体１５が軸受２０とともにコイル１３への通電時に磁石２２との相互作用により回転し、このとき凹部２６との間にエアギャップを形成しながら高速回転するようになっている。
【００２５】
次に、上述の回転体１５の製造方法について説明する。まず、軸受２０の外周面２０ａに接着剤を塗布する。外周面２０ａに接着剤を塗布した軸受２０を加熱したフランジ１８の内周面１８ｂに挿入してからフランジ１８を冷却する。これにより、フランジ１８の内周面１８ｂに軸受２０を焼きばめで固定するとともに、内周面１８ｂと軸受２０の外周面２０ａとの接触部分（焼きばめ固定部分）に接着剤層１６を形成する。次に、フランジ１８の上端面１８ｃににポリゴンミラー１７を接着剤で固定し、凹部１８ａに磁石２２を接着剤で固定する。なお、接着剤としてはアクリル系嫌気性接着剤が好ましいが、焼きばめ温度で劣化せず、焼きばめ温度で溶けて温度が低下して硬化するものであれば他の接着剤でもよい。
【００２６】
上述のように軸受２０が小型になり、その径が小さくなると、フランジ１８との焼きばめの影響で歪み易いのであるが、以上の光偏向装置１０では、フランジ１８の内周面１８ｂと軸受２０の外周面２０ａとの焼きばめ固定部分に接着剤層１６を設けることにより、軸受２０が歪んでしまう程に焼きばめを強くしなくとも充分な強度を得ることができ、軸受２０を焼きばめで歪むことなく充分な強度でフランジに固定することができる。従って、モータの小型化が信頼性を損なうことなく実現できる。
【実施例】
【００２７】
以上の本実施の形態の効果について実施例により更に説明する。実施例では、接着剤としてロックタイト６４８ＵＶを用い、焼きばめ及び接着剤により軸受とフランジとを固定した。焼きばめの温度は１７０〜２００℃とした。また、比較例では、接着剤を使用しない以外は実施例と同じ条件で焼きばめにより軸受とフランジとを固定した。次に、実施例及び比較例についてヒートショック試験を−３０℃〜７５℃の温度範囲でヒートショックを各１時間で繰り返すことにより行った。
【００２８】
実施例及び比較例について各ヒートショック回数毎に、図１の軸受２０の上端面２０ｂとフランジ１８の上端面１８ｃとの間の段差距離の変化を軸受とフランジとのずれ量（μｍ）として測定した。その測定結果を図２に示す。図２から、焼きばめと接着剤との併用による実施例では、ヒートショックに起因する軸受とフランジとのずれが焼きばめのみの比較例と比べてかなり低減できることが分かる。このように、焼きばめと接着剤とを併用することにより軸受とフランジとを充分な強度で固定できることが分かる。もし、軸受とフランジとのずれ量が大きくなってしまうと、バランス変化による回転体の振動の増加やポリゴンミラー１７のミラー面１７ａの倒れ角の増加等が生じ、光偏向装置の特性低下につながってしまうのであるが、本実施の形態による光偏向装置によれば、かかるずれ量を大幅に低減できるから、特性低下の問題は起きない。
【００２９】
なお、アクリル系嫌気性接着剤として、ロックタイト６４８ＵＶ以外に、例えばロックタイト５２５ＵＶ、ロックタイト５１０，スリーボンド１３７５Ｂが使用可能であるが、ロックタイト６４８ＵＶが特性及び量産性の面で特に良好である。
【００３０】
〈第２の実施の形態〉
図３は本発明の第２の実施の形態を示す第４の光偏向装置の側断面図である。図３に示す第２の光偏向装置５０は、図１の各特徴を併せ持つようにしたものである。即ち、図１のように焼きばめと接着剤とを併用することにより軸受２０とフランジ１８とを焼きばめによる歪みを抑えながら充分な強度で固定できるようにし、また、従来の図５のような押さえ部材を省略し、ポリゴンミラー１７の上端面１７ｃから突き出て設けた凸部１７ｄを削って凹部１７ｅを回転体１５のバランス調整のために形成し、その削りの影響によるポリゴンミラー１７の歪みの発生を防止し、更に、フランジ１８とポリゴンミラー１７とを接着剤により固定し、フランジ１８とポリゴンミラー１７との接着面４１の外径Ｄを磁石２２の端部２２ａの内径ｄよりも小さくし、温度変化に起因したフランジ１８の変形がポリゴンミラー１７に伝わることを防止し、ポリゴンミラー１７及びミラー面１７ａの温度変化による変形を防止するようにしたものである。
【００３１】
図３に示すように、第２の光偏向装置５０では、ポリゴンミラー１７は、その下側面１７ｂでフランジ１８の上端面１８ｃに接着剤で固定され、その上端面１７ｃに円周状に上端面１７ｃから突き出た凸部１７ｄが設けられている。凸部１７ｄは、回転体１５のバランス調整のために部分的に削られており、削り部として凹部１７ｅが形成されている。凹部１７ｅの円周上の位置は個々の回転体により異なるが、凹部１７ｅの深さは、凸部１７ｄの高さよりも小さく、上端面１７ｃのレベルに達しない深さとされている。
【００３２】
以上のような光偏向装置５０によれば、回転体１５のバランス調整のためにポリゴンミラー１７の上端面１７ｃから突き出た凸部１７ｄを削るので、その削りの影響によりポリゴンミラー１７に歪みが発生し難くなり、ミラー面１７ａの平面性の悪化を防止できる。従って、従来の図５のような回転体のバランス調整のためにその一部を削っていた押さえ部材を省略することができ、モータの小型化に寄与できる。また、凸部１７ｄを部分的に除去して形成された凹部１７ｅの深さが凸部１７ｄの高さ以下であるためポリゴンミラー１７が歪み難くなり、ミラー面１７ａの平面性の悪化を防止する点で好ましい。
【００３３】
第２の光偏向装置５０によれば、フランジ１８とポリゴンミラー１７とを接着剤により固定するので、従来の図５のようなポリゴンミラーをフランジに固定する押さえ部材を省略することができ、モータの小型化に寄与できる。また、磁石２２が接着されたフランジ１８の下端面１８ｄの接着部分において温度変化に起因してフランジ１８が変形した場合でも、フランジ１８とポリゴンミラー１７との接着面４１の外径Ｄを磁石２２の端部２２ａの内径ｄよりも小さくすることにより、かかるフランジ１８の変形がポリゴンミラー１７に伝わることを防止できる。このため、ポリゴンミラー１７の温度変化に起因する変形を防止でき、ミラー面１７ａの平面性に影響を及ぼさない。
【００３４】
図３の第２の光偏向装置５０によれば、ミラーを固定するための押さえ部材が不要であり軸受２０を小径化でき小型化を達成できる。また、回転体１５のバランス調整のための削りや、温度変化による磁石２２とフランジ１８との接着面４１における歪みによるミラー面１７ａの変形を防止できる。更に、フランジ１８との固定による軸受２０の変形が小さく、軸受２０が小径になっても充分なフランジとの固定強度を持つ信頼性の高い光偏向装置を実現できる。
【００３５】
〈第３の実施の形態〉
次に、第３の実施の形態として、図１と図３に示した光偏向装置を画像形成装置の光走査光学ユニットに組み込んだ例を図４により説明する。図４は光走査光学ユニットの概略的構造を示す斜視図である。
【００３６】
図４に示すように、光走査光学ユニットは、基台１００の上に固定されポリゴンミラー７３を有する光偏向装置７２、半導体レーザ７６、コリメータレンズ（ビーム整形用光学系）７５、第１シリンドリカルレンズ７１、ｆθレンズ７０、第２シリンドリカルレンズ８０、反射ミラー９０、タイミング検出用のミラー８２、及び同期検知器８１をそれぞれ備える。半導体レーザ７６から出射したビームは、コリメータレンズ７５により平行光とされ、第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズ７１を経て図の矢印方向に回転しているポリゴンミラー７３に入射する。ポリゴンミラー７３のミラー面７３ａからの反射光は、ｆθレンズ７０、第２シリンドリカルレンズ８０から成る第２結像光学系を透過し、反射ミラー９０を介して、画像形成装置の感光ドラム９１の周面上で所定のスポット径で主走査方向に走査される。主走査方向の１ライン毎の同期検知は、走査開始前の光束をミラー８２を介して同期検知器８１に入射させることにより行い、これに同期して感光体ドラム１０１は副走査方向に回転する。
【００３７】
以上のようにして、半導体レーザ７６からのレーザ光により感光体ドラム１０１上に画像情報を書き込むことができるが、この場合、光偏向装置７２は、上述のように小型化が達成されているから、画像形成装置の小型化に寄与するとともに、ミラー面７３ａの平面性を維持し光偏向装置の特性の低下を防止できるので、小型化しても信頼性の高い画像形成装置の実現に寄与できる。
【００３８】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明によるモータは光偏向装置以外の他の装置に適用してもよい。また、図３のポリゴンミラー１７の突出部は、フランジ１８の上端面１８ｃ側に設けてもよく、両方に設けてもよい。また、光偏向装置は画像形成装置以外のバーコード等の他の装置に適用してもよい。
【００３９】
上述のように、本発明によれば、回転体側が固定軸受側に対し浮上しながら回転するモータにおいて、小径の軸受の歪みを充分な固定強度を得ながら防止し、また従来の押さえ部材を悪影響を抑えながら省略でき、モータの小型化を実現する際の問題点を解決できる。これにより、信頼性の高い小型化したモータ、このモータを備えた光偏向装置、画像形成装置及びこのモータの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光偏向装置の側断面図である。
【図２】図１の光偏向装置の実施例及び比較例について実施したヒートショック試験における軸受とフランジとのずれ量の変化を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による光偏向装置の側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による画像形成装置の光走査光学ユニットの斜視図である。
【図５】従来の光偏向装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  ベース部材
１１ａ  中心軸
１２  プリント基板
１３  コイル
１４  固定ヨーク
１５  回転体
１６  軸受２０とフランジ１８との間の接着剤層
１７  ポリゴンミラー
１７ａ  ミラー面
１７ｂ  上側面
１７ｃ  下側面
１７ｄ  凸部
１７ｅ  凹部
１７ｆ  突出部
１８  フランジ
１８ａ  凹部
１８ｂ  内周面
１８ｃ  上端面
１８ｄ  下端面
１９  ラジアル軸受
２０  回転体側の軸受
２０ａ  軸受２０の外周面
２１ａ  上スラスト軸受
２１ｂ  下スラスト軸受
２２  磁石
２２ａ  磁石２２の内径側の端部
４１  接着面
７２  光偏向装置
９１  感光体ドラム
ｄ  磁石２２の内径側の端部の内径
Ｄ  接着面４１の外径
【図１】
2005065499.tif 000003
【図２】
2005065499.tif 000004
【図３】
2005065499.tif 000005
【図４】
2005065499.tif 000006
【図５】
2005065499.tif 000007