(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製回転スリーブの外側に金属製外周部材を焼きばめし、前記金属製外周部材にポリゴンミラーを形成した回転体を動圧空気軸受で支持する動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいて、
前記金属製外周部材に形成されたポリゴンミラーは、回転中心軸に平行な方向の幅が前記セラミック製回転スリーブの回転中心軸に平行な方向の幅内に収まるように配置され、
前記金属製外周部材には、動圧空気軸受径より大きい貫通穴が形成されており、
さらに、前記金属製外周部材には、前記ポリゴンミラーと前記セラミック製回転スリーブの間に、溝の深さ部分が前記セラミック製回転スリーブの回転中心軸に平行な方向の幅内に収められた、前記ポリゴンミラーの内接円と同心の円周溝からなる焼きばめ応力除去部が形成され、
かつ、前記金属性外周部材に、前記セラミック製回転スリーブの回転中心軸と直交して、前記ポリゴンミラーのミラー面を加工する際に用いられる鏡面加工用基準面が形成されている
ことを特徴とする動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項２】
前記鏡面加工用基準面は、前記応力除去部の外側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項３】
前記金属製外周部材の貫通穴は、前記セラミック製回転スリーブの外径と略同じ、または、それ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項４】
前記金属製外周部材には、前記セラミック製回転スリーブより突出した突出部が形成され、この突出部に前記金属製外周部材と線膨張係数が略等しい材質からなる閉止部材を固定し、この閉止部材に回転体を軸方向に支持する磁気軸受の回転部を固定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項５】
前記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材は、前記金属製外周部材の開放端に圧入されるものであることを特徴とする請求項４に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項６】
前記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材は、前記金属製外周部材の突出部の、前記ポリゴンミラーのミラー面と略直交する面でのみ接着固定されるものであることを特徴とする請求項４に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項７】
前記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材と、前記金属製外周部材とに、前記ポリゴンミラーの回転方向と逆方向のねじ加工を施してなることを特徴とする請求項４に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項８】
前記金属製外周部材は、アルミニウムを主成分とする金属で構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの加工方法であって、少なくとも以下の各加工工程を有することを特徴とする加工方法。
第１工程：前記セラミック製回転スリーブと前記金属製外周部材の焼きばめ工程
第２工程：前記セラミック製回転スリーブの内径研削加工工程
第３工程：ポリゴンミラー鏡面加工用基準面加工工程
第４工程：ポリゴンミラー鏡面加工工程
【請求項１０】
前記工程に加えて、前記ポリゴンミラー鏡面加工用基準面加工工程、もしくはポリゴンミラー鏡面加工工程の前段に、前記セラミック製回転スリーブの開放端を閉止する部材の圧入固定工程を有することを特徴とする請求項９に記載の加工方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナであって、前記円周溝にバランス修正材を付加することを特徴とする動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体が密閉された空間で用いられる高速回転用動圧空気軸受型ポリゴンスキャナに係り、より詳細には、このような動圧空気軸受型ポリゴンスキャナおよびその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナについて、その概要を説明する。
デジタル複写機，レーザープリンタ等のレーザー書込み系を用いた電子写真方式の記録装置は、印字品質の高さ，高速プリント，低騒音などの優れた特徴と低価格化により、急速に普及してきている。これら記録装置のレーザー書込み系の構成部品であるポリゴンスキャナには、記録装置のプリント速度，画素密度に応じた回転速度が要求される。
【０００３】
近年、プリント速度の高速化，画素密度の高密度化に伴い、ポリゴンスキャナには、２００００回転／分以上の高速回転が要求され、従来のボールベアリングタイプでは、軸受寿命，軸受騒音などの面から要求品質を満足することができなくなっている。そのため、高速回転用のポリゴンスキャナとしては、動圧空気軸受を用いたものが実用化されている。
【０００４】
例えば、特開平７−１９００４７号公報には、気体動圧軸受において、回転初期から所定の回転数を維持し、使用環境温度まで安定した良好な回転精度を達成する高速回転体を提供することを目的とする高速回転体が開示されている。
【０００５】
ここに開示されているのは、セラミック製固定軸の外側にあって前記セラミック製固定軸とともに気体動圧軸受を構成する高速回転体であって、ラジアル方向に一定の厚さを有するセラミックスリーブ、およびその外周に焼きばめ固着した前記セラミックスリーブより熱膨張係数の大きい金属製外周部材により構成される高速回転体において、前記セラミックスリーブは前記金属製外周部材を焼きばめ固着した後に、その内径を所定のつづみ形状に加工した高速回転体である。
【０００６】
また、高速回転体の使用回転数により作用するラジアル方向の遠心応力および回転摩擦による熱膨張により緩和する焼きばめ圧縮応力に応じて、セラミック製固定軸とセラミックスリーブとのすきまが一様になるように、前記セラミックスリーブ内径の所定のつづみ形状を決めた高速回転体である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例には、以下のような不具合がある。
すなわち、鏡面加工したポリゴンミラーを焼きばめすると、焼きばめ時の圧縮応力により、ポリゴンミラー面が歪んで平面度が悪化し、高精度な鏡面を維持できない。その結果、良好な画像出力が得られない。
【０００８】
また、焼きばめ後にポリゴンミラーのミラー面を加工した場合でも、高速回転により回転体の温度が上昇すると、セラミック製回転スリーブの線膨張係数が金属製外周部材の線膨張係数より小さいため、焼きばめによる圧縮応力が取り除かれる結果、ポリゴンミラー面が歪んで平面度が悪化し、高精度な鏡面を維持できない。その結果、良好な画像出力が得られない。
【０００９】
上記不具合に対しては、焼きばめの圧縮応力がポリゴンミラーのミラー面に及ばないように、ポリゴンミラーの軸方向位置をスリーブ上端より上に配置することが考えられる。しかし、この方法では、ポリゴンミラーをスリーブ上端より高い位置に配置しなければならないという制限があり、ポリゴンミラーをセラミック製回転スリーブ上端より下の位置に配置することができないという問題があり、その結果、レーザー書込み系の光学レイアウトにおいてポリゴンミラーの軸方向の配置が制限されるという問題があった。
また、この方法では、セラミック製回転スリーブと金属製外周部材との間に加工油が残り、回転によりその加工油が滲み出て、ポリゴンミラーやガラス窓などの光学部品を汚すという問題もあった。
【００１０】
また、別の方法として、回転体の重心を動圧軸受面の軸方向中央に配置することで回転体の不釣り合い振動を低減することが考えられるが、この方法では、ポリゴンミラーをセラミック製回転スリーブ上端より上に配置すると、回転体の重心がセラミック製回転スリーブ上端側に偏るという問題があった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上述のような諸問題を解消した、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
より具体的には、以下の通りである。
【００１２】
請求項１，２の課題：以下の特長を併せ持った動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
▲１▼高速回転あるいは周囲温度の変化により、回転体の温度が変化し、焼きばめ部の圧縮応力が変化しても、ポリゴンミラー面が歪んで平面度が悪化することなく、高精度な鏡面を維持することができるセラミック製回転スリーブ一体型ポリゴンミラーの歪み防止構造。
▲２▼ポリゴンミラーをスリーブ上端より高い位置に配置する制限がなく、ポリゴンミラーとセラミック製回転スリーブが軸方向に重なって配置されたセラミック製回転スリーブ一体型ポリゴンミラーの軸方向重ね配置構造。
【００１３】
▲３▼回転体の重心がセラミック製回転スリーブ上端側に偏ることなく、回転体の重心を動圧空気軸受面の軸方向中央に配置することで、回転体の不釣り合い振動を低減する回転体の不釣り合い振動低減構造。
▲４▼焼きばめ後のセラミック製回転スリーブ内径研削加工と、ポリゴンミラー加工用基準面加工が容易なセラミック製回転スリーブ一体型ポリゴンミラーの焼きばめ締結構造。
▲５▼セラミック製動圧空気軸受を用いた低振動・低騒音，長寿命化。
【００１４】
請求項３の課題：セラミック製回転スリーブと金属製外周部材の間に加工油が残ることがなく、加工後の洗浄が容易な、請求項１〜２に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
【００１５】
請求項４の課題：温度変化により閉止部材が緩むことがなく、バランス・振動変化がない、請求項１〜３に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
【００１６】
請求項５〜７の課題：高速回転中の高温時において、熱膨張率の差による部品間の微小ずれによる回転体のバランスの悪化を防止した、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
【００１７】
請求項８の課題：回転体を軽量化して高速回転でも起動時間が短く、ポリゴンミラーの鏡面加工が容易な金属製外周部材とした、請求項１〜７の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
【００１８】
請求項９，１０の課題：請求項１〜８に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの、回転体の加工方法を提供することにある。
【００１９】
請求項１１の課題：バランス修正用の溝を別途、形成する必要がなく、構造が簡単で低コストな、請求項２〜８に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、下記のような構成を採用したものである。
【００２１】
すなわち、請求項１および請求項２に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナは、セラミック製回転スリーブの外側に金属製外周部材を焼きばめし、前記金属製外周部材にポリゴンミラーを形成した回転体を動圧空気軸受で支持する動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいて、前記金属製外周部材に形成されたポリゴンミラーは、軸方向の位置が前記セラミック製回転スリーブと重なるように配置され、前記金属製外周部材には、動圧空気軸受径より大きい貫通穴が形成されており、さらに、前記金属製外周部材には、前記ポリゴンミラーと前記セラミック製回転スリーブの間に焼きばめ応力除去部が形成され、また、焼きばめ応力除去部が、前記ポリゴンミラーの内接円と同心の円周溝であって、前記円周溝が前記ポリゴンミラーと軸方向に重なって配置，形成されることを特徴とする。
【００２２】
さらに、請求項３に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいては、前記金属製外周部材の貫通穴が、前記セラミック製回転スリーブの外径と略同じ、または、それ以上であることが好ましい。
【００２３】
また、請求項４に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナでは、前記金属製外周部材には、前記セラミック製回転スリーブより突出した突出部が形成され、この突出部に前記金属製外周部材と線膨張係数が略等しい材質からなる閉止部材を固定し、この閉止部材に回転体を軸方向に支持する磁気軸受の回転部を固定したことを特徴とする。
【００２４】
請求項５に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいては、前記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材は、前記金属製外周部材の開放端に圧入されるものであることが好ましい。また、請求項６に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいては、前記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材は、前記金属製外周部材の突出部の、前記ポリゴンミラーのミラー面と略直交する面でのみ接着固定されるものであることが好ましい。さらに、請求項７に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいては、前記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材と、前記金属製外周部材とに、前記ポリゴンミラーの回転方向と逆方向のねじ加工を施してなることが好ましい。
【００２５】
なお、請求項１〜７に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいては、前記金属製外周部材は、アルミニウムを主成分とする金属で構成されることが好ましい（請求項８）。
【００２６】
請求項９に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの加工方法は、少なくとも以下の各加工工程を有することを特徴とする。
第１工程：前記セラミック製回転スリーブと前記金属製外周部材の焼きばめ工程
第２工程：前記セラミック製回転スリーブの内径研削加工工程
第３工程：ポリゴンミラー鏡面加工用基準面加工工程
第４工程：ポリゴンミラー鏡面加工工程
【００２７】
また、請求項１０に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの加工方法は、上記各工程に加えて、前記ポリゴンミラー鏡面加工用基準面加工工程、もしくはポリゴンミラー鏡面加工工程の前段に、前記セラミック製回転スリーブの開放端を閉止する部材の圧入固定工程を有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１１に係る発明の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナは、請求項２〜８に記載の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの、前記円周溝にバランス修正材を付加することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す好適実施例に基づいて、詳細に説明する。
【００３０】
〔実施例１〕
以下、図１，図２，図３を基に、実施例１の構成，動作を説明する。なお、図１は、本実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一部側面断面図、図２は、その（カバーをはずした状態の）平面図、図３は、回転体部品の分解斜視図である。
【００３１】
図１に示すように、ハウジング１の下面には、光学ハウジングへの取り付け基準面１ａが形成されている。ハウジング１の上面中央には、軸受取付け部１ｂが形成され、動圧空気軸受を構成する固定軸２が固定されている。この固定軸２の円筒表面には、動圧空気軸受を構成するための溝２ａが形成されている。固定軸２には、回転体３が嵌装されている。
【００３２】
回転体３が回転を開始すると、回転スリーブ１５と固定軸２の間に形成された軸受すきまの空気圧力が高まり、非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体３を支持する。固定軸２の内側には、吸引型磁気軸受の固定部５が固定されている。吸引型磁気軸受の固定部５は、キャップ部材６とストッパ７とが、固定軸２の内筒部に圧入固定されることで、軸方向に挟まれて固定されている。
【００３３】
キャップ部材６の中央部には、空気が通過するときの粘性抵抗を利用して上下振動を減衰させるために、φ０．２〜φ０．５程度の微細穴が形成されている。キャップ部材６とストッパ７には、ともに非磁性材料のステンレス鋼板などが用いられる。
【００３４】
吸引型磁気軸受の固定部５は、回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石８と、前記リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１の固定ヨーク板９と、同様に、前記リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第２の固定ヨーク板１０とからなる。
【００３５】
第1の固定ヨーク板９と第２の固定ヨーク板１０は、リング状永久磁石８を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板９の中心円、および第２の固定ヨーク板１０の中心円が、回転中心軸に対して同軸になるように配置，固定されている。リング状永久磁石８の材質としては、主に希土類系の永久磁石が用いられる。固定ヨーク板９，１０には、鉄鋼系の板材が用いられる。固定軸２は、セラミックあるいはアルミ合金など非磁性材料が用いられる。
【００３６】
ハウジング１の上面には、略中央部に穴が形成されたプリント基板１１が配置されている。ハウジング１の軸受取り付け部１ｂの外径には、プリント基板１１，スペーサ１２，モータ巻線１３ａが巻かれたステータコア１３が順番に嵌合され、軸受取り付け部１ｂの先端がかしめられ（塑性変形され）て、３部品が挟まれ固定されている。
【００３７】
モータ方式は、回転体３に取り付けられたロータマグネット１４とモータ巻線１３ａが巻かれたステータコア１３が回転軸と垂直な方向に対向したラジアルギャップ・アウターロータ型のブラシレスモータである。
【００３８】
回転体３は、セラミック製の回転スリーブ１５の外側に、アルミニウムを主成分とする金属製の外周部材１６が焼きばめ固定され、ポリゴンミラー部１６ａが一体で形成されている。外周部材１６の下側には、モータ用のロータマグネット１４が接着または圧入固定されている。
【００３９】
外周部材１６の上端には、動圧軸受径より大きい貫通穴が形成されている。
回転スリーブ１５と外周部材１６は、以下の加工工程で加工される。
第１工程：前記セラミック製回転スリーブ１５と前記金属製外周部材１６の焼きばめ工程
第２工程：前記セラミック製回転スリーブ１５の内径研削加工工程
第３工程：前記金属製外周部材１６のポリゴンミラー部鏡面加工用基準面加工工程
第４工程：ポリゴンミラー部鏡面加工工程
【００４０】
第１工程で、回転スリーブ１５の外側に外周部材１６が焼きばめ固定されると、動圧空気軸受面である回転スリーブ１５の内径が変形するため、第２工程で内径の修正・仕上げ加工を行う。このとき、外周部材１６に動圧軸受径より大きい貫通穴が形成されているので、加工器具が貫通穴を通過することができ、外周部材１６の焼きばめ後も、回転スリーブ１５の内径の修正・仕上げ加工が容易である。
【００４１】
第３工程では、ポリゴンミラー部鏡面加工用の基準面を加工するが、このとき、外周部材１６に動圧軸受径より大きい貫通穴が形成されているので、図６に示すように、回転スリーブ１５内径に加工用治具（テーパー棒）２２を貫通させて固定し、回転スリーブ１５の内径中心軸と高精度に直交するポリゴンミラー部鏡面加工用の基準面（鏡面加工用基準面（端面１６ｃ））を切削加工、あるいは研削加工により容易に形成することができる。なお、２３は加工用の刃物を示す。
【００４２】
第４工程では、回転スリーブ１５と一体になった外周部材１６をポリゴンミラー部鏡面加工用の基準面（鏡面加工用基準面（端面１６ｃ））で固定して、ポリゴンミラー面を加工することで、回転スリーブ１５の内径中心軸に対して一定の角度で、精度の高いポリゴンミラー面を形成することができる。
【００４３】
図７は、回転スリーブ，ミラー，円周溝の軸方向位置の重なりを説明する図であり、外周部材１６と回転スリーブ１５の間には、ポリゴンミラーの内接円と同心状の円周溝１６ｂが形成されている。円周溝１６ｂは、ポリゴンミラーおよび回転スリーブ１５と軸方向の位置が重なるように形成されている（ここで、軸方向とは、図面の上下方向にあたる）。すなわち、円周溝１６ｂは、図７において「円周溝」としての寸法線で示される溝の深さ部分が、回転スリーブ１５の回転中心軸に平行な方向の幅（図７における「スリーブ」としての寸法線で示される幅）内に収められるように形成されている。また、ポリゴンミラー１６ａも、回転中心軸に平行な方向の幅、すなわち、図７における上下方向の幅（図７における「ミラー」としての寸法線で示される幅）が、回転スリーブ１５の回転中心軸に平行な方向の幅（図７における「スリーブ」としての寸法線で示される幅）内に収まるように配置されている。
【００４４】
高速回転により回転体３の温度が上昇すると、セラミック製回転スリーブ１５の線膨張係数が外周部材１６の線膨張係数より小さいため、焼きばめの圧縮応力が緩和され、外周部材１６の外周部にわずかな変形が生じる。しかし、本実施例に係るポリゴンスキャナでは、ポリゴンミラーおよび回転スリーブ１５と軸方向の位置が重なるように円周溝１６ｂが形成されて、焼きばめによる圧縮応力がポリゴンミラー面１６ａに及ばないようになっているので、ポリゴンミラー面が歪んで、平面度が悪化することがない。
【００４５】
外周部材１６上端の貫通穴には、外周部材１６と線膨張係数が略等しい閉止部材１７が圧入固定されている。閉止部材１７には、吸引型磁気軸受の回転部１８が配置・固定されている。吸引型磁気軸受の回転部１８には、第1の固定ヨーク板９の中心円および、第２の固定ヨーク板１０の中心円との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成され、その外筒面が回転中心軸と同軸になるように配置されている。吸引型磁気軸受の回転部１８には、永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。
【００４６】
外周部材１６上端の貫通穴は、閉止部材１７によって塞がれることで、回転体３と固定軸２が組み立てられたときに、固定軸２の上端と回転体３との間に略密閉空間３ａが形成される。この略密閉空間３ａ内の空気がキャップ部材６に形成されたφ０．２〜０．５の微細穴を出入りするときの空気の粘性抵抗によって、上下振動減衰効果が得られる。
【００４７】
外周部材１６の上端は回転スリーブ１５より突出し、突出部を含めて外周部材１６の貫通穴は、回転スリーブ１５の外径と同じ、またはそれ以上に形成されている。そのため、外周部材１６と回転スリーブ１５の間に加工油が残ることがなく、回転により、加工油が滲み出してくるということがない。また、外周部材１６の突出部の貫通穴を回転スリーブ１５の外径と同径、すなわち、焼きばめ径と同径とすると、部品検査など寸法管理が容易となる。
【００４８】
閉止部材１７を外周部材１６と線膨張係数が略等しい材質とすることで、温度変化があっても閉止部材１７を外周部材１６が同じように伸縮するので、締結部が緩むことなく、温度変化によって回転体３のバランスが崩れ、振動が大きくなるということがない。
【００４９】
また、外周部材１６の円周溝１６ｂは、回転体３のバランス修正用の溝として利用され、不釣り合い(アンバランス)振動が非常に小さいレベルになるように、回転体３の上下２ヶ所の修正面１６ｂ，１４ａでバランス修正が行われている。本実施例に係るポリゴンスキャナでは、焼きばめの圧縮応力を除去する円周溝１６ｂを、バランス修正用の溝として利用するので、バランス修正用の溝を別途設ける必要がない。
【００５０】
ハウジング１およびプリント基板１１の上方には、回転体３を囲むように内部がくりぬかれたカバー１９がハウジング１にねじで固定されている。このカバー１９には、レーザー光の入出射用開口部１９ａが形成され、ガラス窓２０が両面テープまたは接着剤で固定されて密閉されている。カバー１９とプリント基板１１の間には、弾性シール部材２１が配置・圧縮されて回転体３の配置される空間と外部を遮断して、回転体３の配置される空間を密閉している。
【００５１】
図２に示したように、プリント基板１１に回路素子非実装部１１ｅを設けて、弾性シール部材２１を配置・圧縮すれば、密閉効果が高くなる。このように、回転体３を密閉空間に配置することで、ポリゴンミラーが攪拌する空気量を減らして、風損を小さく抑え、駆動素子に流れる電流を小さくして、不必要な電力消費を抑制している。また、ミラーの風切り音を閉じ込めて騒音レベルを小さくしている。
【００５２】
プリント基板１１には、駆動回路が一体で設けられており、モータ巻線１３ａやホール素子１１ａとパターン配線され、ホール素子１１ａの位置検出信号に従って、順次モータ巻線１３ａへの通電を切り替えて，回転体３を回転させて定速制御する。プリント基板１１は、片面の金属基板でロータマグネット１４と対向する面に回路素子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄなど）が実装され、裏面はアルミニウム合金製のハウジング１と密着して固定されている。
【００５３】
その結果、駆動素子１１ｂなどの回路素子の発熱に対し、回路素子の熱容量が大きくなり、放熱効率が良くなるので、小型で低コストな回路素子を使用することができる。また、スルーホール加工が不要な片面の金属基板を用いて、プリント基板１１も低コスト化することができる。
【００５４】
さらに、上記実施例では，駆動素子１１ｂなどの回路素子を、回転体３が配置される密閉空間に配置している。この密閉空間は、回転体３が回転することで空気が攪拌されるため、密閉空間の温度は略均一となり、回路素子の発熱を分散させて放熱させることができる。その結果、回路素子の温度上昇を抑え、信頼性を高めることができる。
【００５５】
プリント基板１１の一部は、ハウジング１とカバー１９の間から露出しており、その露出部に入出力信号および駆動電源用のコネクタ１１ｄが実装されている。ハウジング１の取付基準面より上方に入出力信号および駆動電源用のコネクタ１１ｄを配置することで、ポリゴンスキャナを取り付けた後でも、ハーネスの取り付けができ、上方からの差込みにより作業性もよい。
【００５６】
上述のように構成される、本実施例に係る密閉型ポリゴンスキャナは、カバー１９を含めて構成されるので、小型でコンパクトな状態で、高速回転での回転むらおよび騒音等の特性保証および検査が容易であるという利点を有する。
【００５７】
また、上記構成の密閉型ポリゴンスキャナは、ハウジング１の取付基準面と密着する面を設けたアルミダイキャスト製の光学ハウジングに取り付けて使用することで、高速回転に伴うポリゴンスキャナの発熱に対して、金属基板からハウジング、さらに、光学ハウジングへと伝わる放熱経路を確保することができる。その結果、ポリゴンスキャナの駆動素子１１ｂなどの温度上昇を低く抑え、信頼性を確保した状態で使用することができる。
【００５８】
〔実施例２〕
以下、図４，図５に基づいて、実施例２の構成，動作を説明する。図４，図５は、それぞれ、実施例２に係る断面図および回転体部品の斜視図である。
【００５９】
回転体３０の構成以外は、実施例１と同じなので説明を省略する。この実施例２では、ポリゴンミラーの内接円と同心状の円周溝３０ｂが、Ｖ型の溝になっている点が実施例１と異なる。このように、Ｖ型の溝とした方が、切削など溝加工が容易である。また、回転体の閉止部材３１を平板の円盤形状としているので、アルミ合金などの板材を用いて、その形状をプレス加工により容易に低コストで形成することができる。
【００６０】
〔実施例３〕
以下、図８，図９に基づいて、実施例３の構成，動作を説明する。ここで、図８は、実施例３に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一部側面断面図であり、また、図９は、その部分拡大図である。なお、以下の説明においては、先に説明した実施例と共通の部分については説明を省略し、本実施例の要点部分のみを説明する。
【００６１】
本実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナにおいては、外周部材１６の上部に閉止部材１７ａが固定されている。この閉止部材１７ａは、回転スリーブ１５の上端開放部を閉止する機能を有している。なお、この閉止部材１７ａの上記外周部材１６への固定方法としては、
▲１▼上記金属製外周部材の開放端への圧入による方法
▲２▼上記金属製外周部材の突出部の、ポリゴンミラーのミラー面と略直交する面でのみ接着固定する方法
▲３▼上記金属製外周部材に形成された突出部に固定される閉止部材と、前記金属製外周部材とに、ポリゴンミラーの回転方向と逆方向のねじ加工を施す方法
などが好適に用い得る。
【００６２】
以下、上述の固定方法について詳細に説明する。
まず、▲１▼の上記金属製外周部材の開放端への圧入による方法は、図９に示した拡大図にあるように、閉止部材１７ａは、外周部材１６の突部１６ｂに圧入固定されている。この構成によれば、熱膨張差による接合部の破壊や劣化が発生することがない。熱膨張差のない同種材料であれば、圧入または焼きバメ固定することにより、高温時でも固定部の固定力は劣化することはなく、回転体３のバランスが維持される。
【００６３】
また、熱膨張差のある材料同士でも、使用上限温度から適正な焼きバメ代を設定することにより、上記効果が得られる。
ロータマグネット１４，回転スリーブ１５，外周部材１６，吸引型磁気軸受の回転部１８等も同様に、圧入または焼きバメ固定した後に、外周部材１６のポリゴンミラー部１６ａを鏡面加工し、回転体３が完成する。前述の閉止部材１７ａには、回転スリーブ１５の内周部と連通する孔を設けてもよい。
【００６４】
上述のような連通孔を設けることにより、鏡面加工後の回転体内部の洗浄液が効率よく循環するようになり、好都合である。また、当然のことながら、回転体３の構成部品は、鏡面加工中の加工切削油および洗浄液にも侵されない材料で構成されている。特に、金属以外のプラスチック材料（ロータ磁石）は、エポキシ系またはナイロン系バインダーを使用したもの、あるいはメッキなどの表面処理を施したものが好適である。
【００６５】
上述の鏡面加工は、回転スリーブ１５の軸中心または端面１６ｃを基準として高精度に加工される。端面１６ｃ基準の場合は、予め軸中心に対する端面１６ｃの振れを５μｍ以下の高精度に加工しておく必要がある。なお、ここで、外周部材１６の外径１６ｄは、ポリゴンミラー部１６ａの内接円径よりもわずかに小径となっている。これは、鏡面加工時に切削用の刃物が外周部材１６の外径１６ｄまで軌跡が及び、衝突が避けられるためである。
【００６６】
上記実施例の構成によれば、各部品が圧入される際に発生する応力が、ポリゴンミラー部１６ａまで及んだ場合にも、その分を鏡面加工により修正することになり、面精度の高精度化が可能となる。回転体の構成部品が圧入される際に応力が発生するが、ポリゴンミラー部１６ａに最も影響するのは、このポリゴンミラー部１６ａに近い前述の閉止部材１７ａと、外周部材１６の凸部１６ｂにおける圧入のときである。
【００６７】
圧入されると、外周部材１６の軸中心部に向かって応力が発生し、ポリゴンミラー部１６ａが凹面状に歪む。歪み量は、数百ｎｍと微少であるが、プリンタ画像には影響し、特に、６００ｄｐｉ以上の高精度印字においては問題となる。前述の閉止部材１７ａと外周部材１６の凸部１６ｂにおける圧入時の影響を最小限に抑えることによっても、ポリゴンミラー部１６ａの面精度を確保することができ、高精度な鏡面加工が可能となる。
【００６８】
具体的には、外周部材１６と閉止部材１７ａとの材質を共にアルミニウム合金とし、圧入部の径を、回転スリーブ１５の内径（軸受径）とポリゴンミラー部１６ａの内接円径の間に設定し、かつ圧入代を最適化することにより達成される。実験の結果では、圧入代を径で０．１５ｍｍとしたものは面精度を悪化させたが、同径を０．０６ｍｍ，０．１ｍｍとしたものでは、面精度の悪化は抑えられ、良好なジター特性を維持することができた。
【００６９】
〔実施例４〕
以下、図１０に基づいて、実施例４の構成，動作を説明する。ここで、図１０は、実施例４に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの部分拡大図である。なお、以下の説明においては、本実施例の要点部分のみを説明する。
【００７０】
図１０は、前記外周部材１６と閉止部材１７ａとを圧入固定ではなく、接着剤を使用した例である。ここでは、ポリゴンミラー部１６ａ面と略直角をなす面に接着剤２５（黒部分）を塗付し、外周部材１６と閉止部材１７ａとを端面でのみ固定している。なお、２５ａは接着剤２５が径方向に流れ込まないようにするための接着剤溜りである。
【００７１】
このような構成とすることにより、圧入時に発生していた応力が、ポリゴンミラー部１６ａの面精度を悪化させることなく、良好なジター特性を維持することが可能になる。一方、接着剤が同種部品の面間に介在しているため、熱膨張によるせん断力は発生せず、さらに、接着剤の塗布むらがあっても、高温時に部品を径方向に移動させるような応力も発生しないため、回転体のバランスが安定し、低振動が維持できるという効果もある。
【００７２】
〔実施例５〕
以下、図１１に基づいて、実施例５の構成，動作を説明する。ここで、図１１は、実施例５に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの部分拡大図である。なお、以下の説明においても、本実施例の要点部分のみを説明する。
【００７３】
図１１は、前記外周部材１６と閉止部材１７ａとを、圧入固定や接着固定ではなく、ねじによる固定（図中、２６がねじ固定部）とした例である。ここでは、閉止部材１７ａにタップ加工を、外周部材１６にダイス加工をそれぞれ施すことにより、閉止部材１７ａと外周部材１６にねじ固定しているものである。なお、ここで、タップおよびダイス加工は、回転体が回転する際に、ねじの緩みが発生しない方向としている。
【００７４】
本実施例に係る回転体によれば、ねじ部に熱膨張差による応力が発生することがないので、一旦固定されたねじ部は、高温時にも緩むことがなく、回転体のバランスが安定し、低振動が維持できるという効果が得られる。
【００７５】
なお、上記各実施例はいずれも本発明の一例を示すものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の範囲内で適宜の変更あるいは改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００７６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、下記のような効果を得ることができるものである。
【００７７】
（１）請求項１，２に係る発明の効果
以下の特長を併せ持った動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することができる。
▲１▼高速回転、あるいは周囲温度の変化により、回転体の温度が変化し、焼きばめ部の圧縮応力が変化しても、ポリゴンミラー面が歪んで平面度が悪化することなく、高精度な鏡面を維持することができるセラミック製回転スリーブ一体型ポリゴンミラーの歪み防止構造。
▲２▼ポリゴンミラーをスリーブ上端より高い位置に配置する制限がなく、ポリゴンミラーとセラミック製回転スリーブが軸方向に重なって配置されたセラミック製回転スリーブ一体型ポリゴンミラーの軸方向重ね配置構造。
【００７８】
▲３▼回転体の重心がセラミック製回転スリーブ上端側に偏ることなく、回転体の重心を動圧空気軸受面の軸方向中央に配置することで回転体の不釣り合い振動を低減する回転体の不釣り合い振動低減構造。
▲４▼焼きばめ後のセラミック製回転スリーブ内径研削加工と、ポリゴンミラー加工用基準面加工が容易なセラミック製回転スリーブ一体型ポリゴンミラーの焼きばめ締結構造。
▲５▼セラミック製動圧空気軸受を用いた低振動・低騒音、長寿命化。
【００７９】
（２）請求項３に係る発明の効果
セラミック製回転スリーブと金属製外周部材の間に加工油が残ることがなく、加工後の洗浄が容易な、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することができる。
（３）請求項４に係る発明の効果
温度変化により閉止部材が緩むことがなく、バランス・振動変化がない、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することができる。
【００８０】
（４）請求項５〜７に係る発明の効果
高速回転中の高温時においても、熱膨張差による部品間の微小ずれによる回転体のバランスの悪化を防止した、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することができる。
（５）請求項８に係る発明の効果
回転体を軽量化して高速回転でも起動時間が短く、ポリゴンミラーの鏡面加工が容易な金属製外周部材とした、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することができる。
【００８１】
（６）請求項９，１０に係る発明の効果
請求項１〜８に係る発明の回転体の加工方法を提供することができる。
（７）請求項１１に係る発明の効果
バランス修正用の溝を別途、形成する必要がなく、構造が簡単で低コストな、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一部側面断面図である。
【図２】図１に示した実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナのカバーをはずした状態の平面図である。
【図３】図１に示した実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの回転体部分の分解斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一部側面断面図である。
【図５】図４に示した実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの回転体部分の分解斜視図である。
【図６】ポリゴンミラー鏡面加工用基準面の加工工程の説明図である。
【図７】回転スリーブ，ミラー，円周溝の軸方向位置の重なり状況を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一部側面断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの要部拡大断面図（その１）である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの要部拡大断面図（その２）である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例に係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの要部拡大断面図（その３）である。
【符号の説明】
１  ハウジング
１ａ  取り付け基準面
１ｂ  軸受取り付け部
２  固定軸
２ａ  溝
３  回転体
５  吸引型磁気軸受の固定部
６  キャップ部材
７  ストッパ
８  リング状永久磁石
９  第１の固定ヨーク板
１０  第２の固定ヨーク板
１１  プリント基板
１１ａ  ホール素子
１１ｂ  駆動素子
１１ｃ  回路素子
１１ｄ  コネクタ
１２  スペーサ
１３  ステータコア
１３ａ  モータ巻線
１４  ロータマグネット
１５  回転スリーブ
１６  外周部材
１６ａ  ポリゴンミラー部
１６ｂ  円周溝
１６ｃ  端面
１７，１７ａ  閉止部材
１９  カバー
１９ａ  入出射開口部
２０  ガラス窓
２１  弾性シール部材
２２  加工用治具（テーパー棒）
２３  加工用刃物
２５  接着剤
２５ａ  接着剤溜り
２６  ねじ固定部
３０  回転体
３０ｂ  円周溝
３１  閉止部材
【図１】
0004462525.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004462525.tif 000005
【図５】
0004462525.tif 000006
【図６】
0004462525.tif 000007
【図７】
0004462525.tif 000008
【図８】
0004462525.tif 000009
【図９】
0004462525.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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