(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに立設した固定軸と、前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構を備える光偏向器において、
コイルが巻回されたステータを制振部材を介して前記ケースとは非接触状態で固定するとともに、これらステータ、制振部材、ケースにより密閉された熱伝達室を前記ケース内に設けたことを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
ケースに立設した固定軸と、前記固定軸の外周あるいは内周をラジアル軸受により回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前記ケース内外を連通する連通孔を介して、外部に設けたポンプ装置によりケース内の空気を吸引することにより、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ装置を備える光偏向器において、
コイルが巻回されたステータを制振部材を介して前記ケースとは非接触状態で固定するとともに、これらステータ、制振部材、ケースにより密閉された熱伝達室を前記ケース内に設けたことを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
前記熱伝達室に熱伝導性に優れる媒体を充填したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器、画像機器、計測機器等に搭載される光偏向器に関し、特にステータから発生する電磁音を抑制することのできる光偏向器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、ロータ部を回転させることにより、ケースとカバ部材により密閉されたケース内の空気をケース外部へと排出し、このケース内を減圧あるいは真空化することのできるポンプ機構を備えた光偏向器について、特開平０９−０６１７４２号、特開平１０−２０６７８０号、特許第２６４５７６８号、特許第２６４５７７３号、特願平１１−１５９５３９号等により提案している。
このポンプ機構を備える光偏向器の一例を図４乃至図５を参照して説明する。
【０００３】
図４はポンプ機構を備える光偏向器の一例を示す縦断面図である。
【０００４】
９１は略中央部に中空の固定軸４１ａが立設されたケースで、コイルが巻回されたステータ９５がケース９１の内側壁に固着されている。
固定軸４１ａの内周には、ラジアル動圧空気軸受２１ａにより回転自在に支持された回転軸５１ａが係合されており、この回転軸５１ａと一体的に形成されたハブに回転多面鏡７１、ロータヨーク７３等が取り付けられることによりロータ部５９ａが構成されている。
このロータ部５９ａを、ケース９１と、レーザ光透過窓（図示せず）の形成されたカバ部材３３ａとにより密閉したケース内に収容することにより、実質的に密閉されたミラー室８１において、回転多面鏡７１を含むロータ部５９ａが高速で回転することとなる。
【０００５】
ここで、ポンプ機構を備える光偏向器にあっては、ロータ部５９ａが回転することにより、ラジアル動圧空気軸受２１ａに動圧が発生するとともに、このラジアル動圧空気軸受２１ａの両端部に刻設されたヘリングボーン溝からなる上部、下部のポンプ機構２５ａ，２７ａによって、図中矢印で示したように、ケース内（ミラー室８１）の空気が、回転軸５１ａのハブ内周面と固定軸４１ａの外周面との隙間及び固定軸４１ａの下端部であるフランジ部に形成された連通路４５から吸引され、ラジアル動圧空気軸受２１ａの両端部付近の回転軸５１ａの表面から回転軸５１ａの略中心部へと向けて開口する大気連通孔５５ａ，５７ａや、この大気連通孔５５ａ，５７ａと連通する回転軸５１ａの略中心部に形成された大気連通路５３ａ、ラジアル動圧空気軸受２１ａの下端部付近とケース外部とを連通する固定軸４１ａのフランジ部に形成された排出口４３を介してケース外部へと排出され、時間の経過とともにケース内を略真空状態まで減圧することができる。
【０００６】
このように、ケース内（ミラー室８１）の圧力を減圧あるいは真空化することにより、ロータ部５９ａが回転する際の空気抵抗を大幅に低減することができるため、モータの損失を抑えることができるとともに、回転多面鏡７１が高速回転することにより発生する風切り音を大幅に抑えることができる。
【０００７】
また、図示はしていないが、このようなポンプ機構を内蔵せずに、ケース内外を連通する連通孔を介して、外部に設けたポンプ装置によりケース内の空気を吸引することによっても、ケース内を減圧あるいは略真空化することができ、この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０００８】
ところで、コイルに通電を行うとステータに電磁音が発生し、これがケース等に伝搬して騒音や振動の原因となることから、図５に示すように、ステータ９５とケース９１との間に、ゴム等からなる制振部材９３を介在させることにより、ステータ９５で発生する電磁音がケース９１に伝搬しないように構成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ケース内に空気が存在する場合には、コイルの通電等に伴って生じるステータの熱は、ケース内の空気を媒体として、ケースやカバ部材に伝達（対流）され、ステータをある程度冷却することができるため、ほとんど問題となることはないが、ケース内が減圧あるいは真空化されている場合には、ケース内の対流はほとんど発生せず、ステータの冷却はもっぱらステータからケースへの熱伝導により行われるため、ここに熱伝導性に劣るゴム等の制振部材が介在していると、この熱伝導がほとんど行われなくなり、特にモータ負荷が大きく、大電流を供給する必要がある場合等においては、ステータの発熱が問題となることがある。
【００１０】
本発明は、ステータの電磁音を効果的に抑制するとともに、ステータの冷却を可能ならしめる光偏向器を得ることを目的としている。
【００１１】
本発明の目的と新規な特徴は、次の説明を添付図面と照らし合わせて読むことにより、より完全に明らかになるであろう。ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はケースに立設した固定軸と、前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構を備える光偏向器において、コイルが巻回されたステータを制振部材を介して前記ケースとは非接触状態で固定するとともに、これらステータ、制振部材、ケースにより密閉された熱伝達室を前記ケース内に設けることにより光偏向器を構成している。
【００１３】
また、ケースに立設した固定軸と、前記固定軸の外周あるいは内周をラジアル軸受により回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前記ケース内外を連通する連通孔を介して、外部に設けたポンプ装置によりケース内の空気を吸引することにより、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ装置を備える光偏向器において、コイルが巻回されたステータを制振部材を介して前記ケースとは非接触状態で固定するとともに、これらステータ、制振部材、ケースにより密閉された熱伝達室を前記ケース内に設けることにより光偏向器を構成している。
【００１４】
さらに、前記熱伝達室に熱伝導性に優れる媒体を充填することにより光偏向器を構成している。
【００１５】
【実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態の光偏向器の縦断面図である。
【００１７】
３１ａは略中央部に中空の固定軸４１ａが立設されたケースで、その内側面にはコイルが巻回されたステータ５ａが断面略円形状の制振部材３ａ，３ａを介して、ケース３１ａ内側面と非接触の状態で固着され、ケース３１ａの内側面、ステータ５ａの外周面、制振部材３ａ，３ａとにより密閉された熱伝達室１ａが形成されている。
中空の固定軸４１ａの内周には、ラジアル動圧空気軸受２１ａにより回転自在に支持された回転軸５１ａのシャフトが係合されており、このシャフトと一体的に形成されたハブによって、前記固定軸４１ａ上方の開口端を覆い被すとともに、このハブの外周に回転多面鏡７１、ロータヨーク７３等が取り付けられることによりロータ部５９ａが構成されている。
このロータ部５９ａは、スラスト軸受２３ａによりスラスト方向の支持がなされた状態で、ケース３１ａとレーザ光透過窓（図示せず）の形成されたカバ部材３３ａにより密閉されたケース内に収容され、実質的に密閉されたミラー室８１内を高速で回転することとなる。
【００１８】
ここで、図１を参照してケース内（ミラー室８１）を減圧あるいは略真空化するポンプ機構について詳細に説明すると、回転軸５１ａのシャフト外周と固定軸４１ａ内周とは、所定のクリアランスが設けられた状態で対向しており、その略中央部に設けられたラジアル動圧空気軸受２１ａにより、ロータ部５９ａが回転自在に支持されている。
このラジアル動圧空気軸受２１ａの両端部には、ヘリングボーン溝等の刻設されたポンプ機構２５ａ，２７ａが設けられており、回転軸５１ａのハブ内周と固定軸４１ａ外周とが対向する微少隙間と、固定軸４１ａのフランジ部に形成された、固定軸４１ａの下端部とケース内とを連通する連通路４５を介して、ロータ部５９ａの回転に伴って、ミラー室８１の空気を吸引する。
この吸引されたミラー室８１の空気は、図中矢印で示すように、回転軸５１ａのシャフト内部に形成された大気連通路５３ａ、大気連通孔５５ａ，５７ａや、下部ポンプ機構２７ａとラジアル動圧空気軸受２１ａとの境界部近傍と外部とを連通する、固定軸４１ａのフランジ部に形成された排出口４３、フィルタ６１ａを介して、ケース外部へと排出され、時間の経過とともに、ミラー室８１内部を減圧あるいは略真空化することができる。
【００１９】
一方、ラジアル動圧空気軸受２１ａの両端部は、大気連通路５３ａ、大気連通孔５５ａ，５７ａ、排出口４３を介してケース外部と連通しており、この両端部は大気圧となることから、ミラー室８１内部の圧力とは無関係に、常に安定した軸受剛性を得ることができる。
【００２０】
このようにポンプ機構によって、ミラー室８１が減圧あるいは略真空化されても、ステータ５ａ、ケース３１ａ、制振部材３ａ，３ａとにより密閉された熱伝達室１ａは、ミラー室８１とは完全に分離しているため、組立時に特別な工程を経ない限り、熱伝達室１ａ内部には空気が充填されているため、この内部で対流が発生し、ステータ５ａで発生した熱はケース３１ａへと伝達され、ステータ５ａを冷却することができるとともに、ステータ５ａで発生する電磁音は制振部材３ａにより減衰され、騒音や振動を抑制することができる。
【００２１】
次に、本発明の他の実施の形態について図２乃至図３を参照して説明する。
なお、本発明の第１の実施の形態の光偏向器と同一の構成については同一の符号を付与することにより、その説明を省略する。
【００２２】
図２は、熱伝達室の他の構成例を示す要部の拡大断面図で、（Ａ）はケース３１ｂに、制振部材３ａの位置決めがしやすいように段差部を設けたものであり、（Ｂ）は制振部材３ｂを断面略クランク状に形成し、ステータ５ｂの外周面を断面略凹形状にしたものであるが、このように構成しても同様の効果を得ることができる。
【００２３】
このように熱伝達室は、ケースとステータとが空気等の媒体と直接接触可能で、ケースとステータとの間の隙間を塞ぐように制振部材を介在させ、所定の容積を得られるように構成するとともに、ステータを軸方向・径方向の両方向に対して支持できるように制振部材を介在させることができれば、これらの形状に限定されるものではない。
また、上下に配置された制振部材を３ａ，３ａのように各々独立したものとして説明しているが、ケースとステータとが空気等の媒体と直接接触可能であれば、これらを一体的に形成しても良いことは言うまでもない。
【００２４】
図３は本発明の第２の実施の形態の光偏向器の縦断面図である。
【００２５】
本発明の第２の実施の形態の光偏向が、本発明の第１の実施の形態の光偏向器と主に異なる点は、固定軸の外周を中空の回転軸が回転するスリーブ回転型としたことにある。
【００２６】
このように、軸回転型に限らず、スリーブ回転型の光偏向器においても、同様の効果を得ることができる。
また、図示はしていないが、ポンプ機構をラジアル動圧空気軸受の一方の側のみに設けた光偏向器においても、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施の形態の光偏向器は、図示はしていないが、ケースとカバ部材により密閉したケース内にロータ部を収容し、このケース内外を連通する連通孔を介して、外部に設けたポンプ装置によりケース内を減圧あるいは略真空化する光偏向器において、第１、第２の実施の形態の光偏向器と同様に熱伝達室を設けたものである。
【００２８】
図１、図３のように軸受部にポンプ機構を備える光偏向器に限らず、外部にポンプ装置を備える光偏向器にあっても、本発明の第１の実施の形態の光偏向器と同様の効果を得ることができる。
また、外部にポンプ装置を備える場合にあっては、ラジアル軸受としてボールベアリング等の転がり軸受も適用可能である。
【００２９】
本発明の第４の実施の形態の光偏向器が、本発明の第１乃至第３の実施の形態の光偏向器と主に異なる点は、熱伝達室内部にオイル等の熱伝導性に優れる媒体を充填したことにある。
【００３０】
熱伝達室内部にオイル等の熱伝導性に優れる媒体を充填することにより、電磁音の抑制効果はそのままに、ステータの冷却効果をさらに向上することができる。
これらは、本発明の第１乃至第３の実施の形態の光偏向器の全てに対して適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明にあっては次に列挙する効果を得ることができる。
【００３２】
（１）ケースに立設した固定軸と、前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構を備える光偏向器において、コイルが巻回されたステータを制振部材を介して前記ケースとは非接触状態で固定するとともに、これらステータ、制振部材、ケースにより密閉された熱伝達室を前記ケース内に設けることにより光偏向器を構成しているので、ケース内を減圧あるいは略真空化することにより、回転多面鏡等の風損や風切り音を大幅に抑制した状態でも、制振部材によりステータの電磁音を抑制することができるとともに、熱伝達室内部の空気等の媒体を通じてステータの熱をケースに伝達することができるため、効率良くステータを冷却することができる。
【００３３】
（２）ケースに立設した固定軸と、前記固定軸の外周あるいは内周をラジアル軸受により回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前記ケース内外を連通する連通孔を介して、外部に設けたポンプ装置によりケース内の空気を吸引することにより、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ装置を備える光偏向器において、コイルが巻回されたステータを制振部材を介して前記ケースとは非接触状態で固定するとともに、これらステータ、制振部材、ケースにより密閉された熱伝達室を前記ケース内に設けることにより光偏向器を構成しているので、（１）と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
（３）前記熱伝達室に熱伝導性に優れる媒体を充填することにより光偏向器を構成しているので、ステータからケースへの熱伝導性をさらに高めることができるため、より効率良くステータを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光偏向器の縦断面図。
【図２】熱伝達室の他の例を示す要部の拡大断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の光偏向器の縦断面図。
【図４】従来の光偏向器の縦断面図。
【図５】
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ：熱伝達室、
３ａ，３ｂ，９３：制振部材、
５ａ，５ｂ，９５：ステータ、
２１ａ，２１ｂ：ラジアル動圧空気軸受、
２３ａ，２３ｂ：スラスト軸受、
２５ａ，２５ｂ，２７ａ，２７ｂ：ポンプ機構、
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，９１：ケース、
３３ａ，３３ｂ：カバ部材、
４１ａ，４１ｂ：固定軸、
５１ａ，５１ｂ：回転軸、
５９ａ，５９ｂ：ロータ部、
６５：封止部材、
６９：底板、
７１：回転多面鏡、
７３：ロータヨーク、
８１：ミラー室。
【図１】
0004519301.tif 000002
【図２】
0004519301.tif 000003
【図３】
0004519301.tif 000004
【図４】
0004519301.tif 000005
【図５】
0004519301.tif 000006