(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するハウジングと、
前記ハウジングの貫通孔の内周面に固定された固定スリーブと、
前記固定スリーブに回転自在に嵌合された回転軸と、
前記回転軸の軸方向一端に固定された第１の永久磁石と、前記第１の永久磁石と対向して前記固定スリーブに固定された第２の永久磁石とを有し、前記回転軸を磁気力によって軸方向に浮揚させる浮揚手段と、
前記回転軸の前記軸方向一端側に密閉された空気溜りを形成するための蓋部材と、を備え、
前記浮揚手段及び前記空気溜りによって前記回転軸を軸方向に浮揚支持する駆動モータであって、
前記ハウジングは前記貫通孔の内周面から前記回転軸の軸方向に垂直な方向に突出して設けられた突条部を有し、
該突条部の前記軸方向一端側に前記固定スリーブを当接させ、且つ他端側に前記蓋部材を当接させて、前記固定スリーブ及び前記蓋部材を前記軸方向に位置決めし、
前記蓋部材は外周面を接着面として前記ハウジングの貫通孔の内周面に接着固定されていることを特徴とする駆動モータ。
【請求項２】
前記回動軸は軸方向に変位可能であり、
前記回動軸の軸方向の変位によって変位する前記第１の永久磁石の可動域は、前記回転軸の軸方向において前記第２の永久磁石よりも前記蓋部材側にあり、
前記蓋部材は、前記空気溜りに面する面のうち前記第１の永久磁石に対向する第１の面と、前記第２の永久磁石に対向する第２の面とを有し、前記第１の面と前記第２の面とが前記回転軸の軸方向においてずれており、且つ前記回転軸の軸方向において前記第２の面が前記第１の面よりも前記回転軸側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動モータ。
【請求項３】
前記蓋部材は嫌気性紫外線硬化型の接着剤で接着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸に取り付けた回転鏡で光ビームを偏向走査する偏向走査装置に関し、特にその回転軸を動圧軸受によって支持する機構を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の偏向走査装置は、たとえば、レーザビームプリンタ・複写機・ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に広く利用されている。
【０００３】
近年、この種の偏向走査装置では、回転多面鏡を高速かつ高精度に回転させることが要求されており、特にレーザビームプリンタ等では、この要求を満たすために非接触で回転する動圧空気軸受が用いられている。
【０００４】
図５は特開平１１−１４９２９に記載されている動圧空気軸受を有する偏向走査装置を示す図である。同図において、回転多面鏡１０１を固定支持した回転軸１０２が、ハウジング１０３に固定された固定スリーブ１０４に回転自在に嵌合されている。回転軸１０２と固定スリーブ１０４との間には数μｍの隙間が設けられ、回転軸１０２のラジアル方向を支持するための動圧空気軸受が構成されている。
【０００５】
回転軸１０２の下端面には第１の永久磁石１０５が固定され、固定スリーブ１０４の下端面には第２の永久磁石１０６が固定されている。第１、第２の永久磁石１０５，１０６は磁気的な吸引力を生じるように配置され、回転軸１０２のスラスト方向を浮揚支持するための磁気スラスト軸受が構成されている。
【０００６】
しかし、回転軸１０２が磁気的な吸引力によって浮揚支持されているだけでは、外部から回転軸１０２に振動等が加わった場合に回転軸１０２の振動の振幅が大きくなったり、減衰時間が長くなったりする。このような回転軸１０２の振動の振幅を小さくしたり、減衰時間を短縮するために、第１の永久磁石１０５の下方に空気溜り１０７が設けられているとともに、この空気溜り１０７を密封するためのカバー１０８が第２の永久磁石１０６の下端面に固定されている。
【０００７】
なお、回転軸１０２の上部には支持部材１０９が固定されており、この支持部材１０９の側面には駆動マグネット１１０が固定されている。上記の回転多面鏡１０１は支持部材１０９の上面に取り付けられ、板ばね１１１、押え板１１２、Ｃリング１１３によって固定されている。また、ハウジング１０３の上面には基板１１４が固定されており、基板１１４にはコイル１１５とコア１１６などによって構成されるステータが駆動マグネット１１０に対向するように配置され、駆動モータが構成されている。そして、回転多面鏡１０１と駆動マグネット１１０には図示しない重りが載置され、回転体全体のバランスが取られている。
【０００８】
このような偏向走査装置においては、回転軸１０２と固定スリーブ１０４の間の隙間が数μｍと極めて狭くされているとともに、空気溜り１０７が密封されているために、回転軸１０２が上下動しても空気溜り１０７の圧力が変化して回転軸１０２の振動を減衰させる作用、即ちエアダンパの役割を担っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したような従来技術においては、第１，第２の永久磁石１０５，１０６の加工精度や、第１の永久磁石１０５やカバー１０８の取り付け精度によっては、空気溜り１０７の容積が大きくなってしまう場合があり、回転軸１０２が上下動しても空気溜り１０７の圧力変化が小さく回転軸１０２の振動を減衰させるエアダンパ効果が充分に作用せず、回転軸１０２を含む回転体が固定部材に衝突したりして、精度を劣化させたり破損させたりして、信頼性を低下させることがある。
【００１０】
また、カバー１０８を第２の永久磁石１０６に直接接着する構成をとっているため、接着時に未硬化の接着剤が空気溜り１０７に入り込んでしまうおそれがあった。万一、未硬化の接着剤がラジアル方向を支持するための動圧空気軸受まで到達してしまうと、軸受そのものの作動に影響を及ぼすことがある。
【００１１】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、空気溜りの容積を決定する誤差要因を少なくして、軸受の構成部材の加工および取り付けの容易化を図るとともに、安定して回転軸の振動を抑制し得る信頼性の高い駆動モータを提供することにある。
【００１２】
さらに、本発明の第２の目的は、蓋部材を固定するための接着剤が空気溜りまたは軸受に侵入することを防いで、軸受の作動の信頼性を向上することにある。
【００１３】
【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にあっては、貫通孔を有するハウジングと、
前記ハウジングの貫通孔の内周面に固定された固定スリーブと、前記固定スリーブに回転自在に嵌合された回転軸と、前記回転軸の軸方向一端に固定された第１の永久磁石と、前記第１の永久磁石と対向して前記固定スリーブに固定された第２の永久磁石とを有し、前記回転軸を磁気力によって軸方向に浮揚させる浮揚手段と、前記回転軸の前記軸方向一端側に密閉された空気溜りを形成するための蓋部材と、を備え、前記浮揚手段及び前記空気溜りによって前記回転軸を軸方向に浮揚支持する駆動モータであって、前記ハウジングは前記貫通孔の内周面から前記回転軸の軸方向に垂直な方向に突出して設けられた突条部を有し、該突条部の前記軸方向一端側に前記固定スリーブを当接させ、且つ他端側に前記蓋部材を当接させて、前記固定スリーブ及び前記蓋部材を前記軸方向に位置決めし、前記蓋部材は外周面を接着面として前記ハウジングの貫通孔の内周面に接着固定されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２４】
（第１の実施の形態）まず、図３を参照して、本発明の第１の実施の形態における偏向走査装置の全体構成について説明する。
【００２５】
図３は本実施の形態の偏向走査装置を模式的に示した平面図である。同図において、偏向走査装置は、レーザ光等の光ビーム（光束）を発生する光源５１と、その光ビームを回転多面鏡７の反射面に線状に集光させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有し、光ビームを回転多面鏡７の回転によって偏向走査し、結像光学系である結像レンズ系５２および折り返しミラー５３を経て回転ドラム上の感光体５４の結像面に結像させる。結像レンズ系５２は球面レンズ５２ａ、トーリックレンズ５２ｂ等を有し、感光体５４に結像する点像の走査速度等を補正するｆθ機能を有する。
【００２６】
不図示のモータによって回転多面鏡７が矢印Ａの方向へ回転すると、その反射面は、回転多面鏡７の軸線まわりに等速で回転する。前述のように光源５１から発生され、シリンドリカルレンズ５１ａによって集光される光ビームの光路と回転多面鏡７の反射面の法線とがなす角、すなわち該反射面に対する光ビームの入射角は、回転多面鏡７の回転とともに経時的に変化し、同様に反射角も変化するため、感光体５４上で光ビームが集光されてできる点像は回転ドラムの軸方向（主走査方向）に移動（走査）する。
【００２７】
結像レンズ系５２は、回転多面鏡７において反射された光ビームを感光体５４上で所定のスポット形状の点像に集光するとともに、その点像の主走査方向への走査速度を等速に保つように設計されたものである。
【００２８】
感光体５４に結像する点像は、回転多面鏡７の回転による主走査と、感光体５４を有する回転ドラムがその軸まわりに回転することによる副走査に伴って、静電潜像を形成する。
【００２９】
感光体５４の周辺には、感光体５４の表面を一様に帯電するための帯電装置、感光体５４の表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化するための現像装置、トナー像を記録紙に転写する転写装置（いずれも不図示）等が配置されており、光源５１から発生する光ビームによる記録情報が記録紙等にプリントされる。
【００３０】
検出ミラー５５は、感光体５４の表面における記録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの光路よりも主走査方向上流において光ビームを反射して、レンズ５６ａを経てフォトダイオード等を有する受光素子５６ｂの受光面に導入する。受光素子５６ｂはその受光面が前記光ビームによって照射されたときに、走査開始位置（書き出し位置）を検出するための走査開始信号を出力する。
【００３１】
光源５１は、ホストコンピュータからの情報を処理する処理回路５７から与えられる信号に対応した光ビームを発生する。光源５１に与えられる信号は、感光体５４に書き込むべき情報に対応しており、処理回路５７は、感光体５４の表面において結像する点像が作る軌跡である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位として光源５１に与える。この情報信号は、受光素子５６ｂからライン５６ｃを経て与えられる走査開始信号に同期して送信される。
【００３２】
なお、回転多面鏡７、結像レンズ系５２等は光学箱５０に収容され、光源５１等は光学箱５０の側壁に取り付けられる。光学箱５０に回転多面鏡７、結像レンズ系５２等を組み付けたうえで、光学箱５０の上部開口部に図示しないフタを装着する。
【００３３】
続いて、本実施の形態における偏向走査装置の回転多面鏡の軸受部（駆動モータ）の構成について、図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１は本実施の形態における偏向走査装置の軸受部（駆動モータ）の構成を示す半断面図であり、図２は図１の要部を示す断面図である。
【００３５】
図１に示すように、モータハウジング１の貫通孔に例えばセラミック材料からなる固定スリーブ２が固定されている。モータハウジング１の貫通孔の周面には、軸方向の断面形状が略矩形状を呈する突条部１９が全周的に設けられており、固定スリーブ２は下端面の一部をその突条部１９の上面に当接させることにより軸方向に位置決めされている。
【００３６】
この固定スリーブ２には例えばセラミック材料からなる回転軸３が回転自在に嵌合されている。固定スリーブ２と回転軸３との間には数μｍの隙間が設けられ、回転軸３のラジアル方向を支持するための動圧空気軸受が構成されている。そして、回転軸３の下方には回転軸３のスラスト方向を支持するための後述の磁気スラスト軸受が構成されている。
【００３７】
回転軸３の上部には、例えば金属製の支持部材４が焼嵌め等により固定されており、この支持部材４の下部には金属製のロータ５がかしめ等により固定され、このロータ５の内周面には駆動マグネット６が取り付けられている。
【００３８】
支持部材４には回転多面鏡７が嵌め込まれ、回転多面鏡７の上面には板ばね８、押え板９及びＣリング１０が順次に配置され、Ｃリング１０が支持部材４に取り付けられることにより、回転多面鏡７が支持部材４に固定されている。
【００３９】
そして、モータハウジング１の上面には基板１１が固定されており、基板１１の上面にはコイル１２とコア１３等によって構成されるステータが駆動マグネット６に対向するように配置され、駆動モータが構成される。
【００４０】
回転軸３の下端面には第１の永久磁石１４が接着等により固定されている。固定スリーブ２の下端面には第２の永久磁石１５が接着等により固定されている。浮揚手段としての第１，第２の永久磁石１４，１５は相互に磁気的な力によって軸方向に中立点で釣り合うように配置され、回転軸３のスラスト方向を浮揚支持する磁気スラスト軸受が構成されている。
【００４１】
そして、モータハウジング１の貫通孔の下端部には、蓋部材としてのスラストカバー１７が取り付けられ、回転軸３および固定スリーブ２（第１の永久磁石４）の下方に空気溜り１６を形成している。このときスラストカバー１７は、その上面をモータハウジング１の突条部１９の下面に当接させることによって位置決めされ固定されている。
【００４２】
スラストカバー１７はモータハウジング１の貫通孔を完全に密閉しており、また、固定スリーブ２と回転軸３との隙間は数μｍに設定されているので、空気溜り１６は充分に密封されていると言える。
【００４３】
なお、このとき、回転軸３が押し下げられてスラストカバー１７に衝突すると、回転軸３とスラストカバー１７が損傷して密封性が保たれなくなることもあるため、それらが衝突しないように構成する必要がある。
【００４４】
ここで、前述したように固定スリーブ２とスラストカバー１７はモータハウジング１に軸方向に位置決めされて固定されるため、固定スリーブ２とスラストカバー１７との間隔はモータハウジング１の突条部１９の軸方向の厚みＬによって決定することができる。
【００４５】
そして、固定スリーブ２の下端面に固定される第２の永久磁石１５の厚みｔをＬ≧ｔの関係、即ちＬはｔと同等または僅かに小さい関係とすることにより、スラストカバー１７をモータハウジング１に密着させて固定することができる。
【００４６】
スラストカバー１７の固定は、スラストカバー１７の外周面に嫌気性紫外線硬化型の接着剤１８を塗布し、モータハウジング１の突条部１９に密着させた後に、紫外線を照射することによって接着剤１８を硬化させることにより行われる。
【００４７】
このようにスラストカバー１７の上面を突条部１９に密着させるとともに、スラストカバー１７の外周面を接着面とすることによって、接着剤１８の軸受への侵入を防止することができる。
【００４８】
さらに、図示のように第２の永久磁石１５の厚みｔを突条部１９の軸方向の厚みＬよりも僅かに小さく設定して、第２の永久磁石１５とスラストカバー１７との間に間隙を設ければ、スラストカバー１７の接着時に未硬化の接着剤が内側に入り込んだ場合であっても、その接着剤を間隙内に留めて硬化させることができ、接着剤の軸受への侵入をより確実に防止することが可能となる。
【００４９】
このように第１の実施の形態では、固定スリーブ２とスラストカバー１７の距離をモータハウジング１の突条部１９の寸法精度だけで決定できるので、空気溜り１６の容積を決める誤差要因を少なくすることができ、回転軸３が上下動した時の空気溜り１６の圧力変化による回転軸３の振動を抑制させるエアダンパ効果をより確実に得ることができる。
【００５０】
また、未硬化の接着剤が存在してもスラストカバー１７とモータハウジング１または第２の永久磁石１５との間で硬化する可能性が高く、仮にここで硬化しなくても、ラジアル方向を支持するための動圧空気軸受を形成する固定スリーブ２と回転軸３との間にまで到達する可能性はほとんど無くすことができる。したがって、回転軸の振動を抑制し得る信頼性の高い偏向走査装置（駆動モータ）とすることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
図４には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、蓋部材たるスラストカバーを平らな円盤状部材にて構成したが、本実施の形態では、スラストカバーに段差を設けて空気溜りに突出する突出部を形成している。
【００５２】
図４は第２の実施の形態における偏向走査装置の軸受部（駆動モータ）の構成を示す半断面図である。上記第１の実施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５３】
同図４において、スラストカバー２７には回転軸３と同心的に段差部２７ａが設けられ、その段差部２７ａの外周側は空気溜り２６に突出する突出部２７ｂとなっている。この段差部２７ａの直径Ｄは回転軸３の下端に固定された第１の永久磁石１４の外径ｄより僅かに大きくなっている（Ｄ＞ｄ）。
【００５４】
また、段差部２７ａの内周側は突出部２７ｂに比べ相対的に凹んだ凹部２７ｃとなっており、その深さは、回転軸３の下端面に固定された第１の永久磁石１４の下端面が最下支点に達した時でも、僅かに隙間が形成されるように設定される。本実施の形態においては、支持部材４の下端面と固定スリーブ２の上端面との距離Ｓが最も接近して配置されているため、第１の永久磁石１４とスラストカバー２７の凹部２７ｃの上面との距離Ｋが、Ｋ＞Ｓの関係となるように設定される。すなわち、凹部２７ｃは、回転軸３および第１の永久磁石１４の上下動の範囲から待避するように形成されている。
【００５５】
第１の実施の形態と同様に、スラストカバー２７はその上面をモータハウジング１の突条部１９下面に当接させて位置決めされ、スラストカバー２７の外周部に嫌気性紫外線硬化型の接着剤２８を塗布し紫外線を照射することにより固定される。
【００５６】
本実施の形態によれば、スラストカバー２７の一部を空気溜り２６側に突出させたことで、その突出分だけ空気溜り２６の容積を小さくできるので、空気溜り２６の圧力変化が大きくなり、第１の実施の形態のようにフラットな形状のスラストカバーを設けた場合に比べて、良好なエアダンパ効果を得ることができる。
【００５７】
また、回転軸３が最下支点まで押し下げられてもスラストカバー２７に回転部材が衝突することがないので、精度の劣化や破損のおそれのない信頼性の高い偏向走査装置を実現できる。また、第１，第２の永久磁石１４，１５を空気溜りの容積を増やすことなく、最適な大きさを選択することができるなど、設計の自由度をあげることも可能となる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、スラストカバー２７の外周側に突出部２７ｂを、内周側に凹部２７ｃを設けた構成としたが、回転軸３の最下支点が比較的上方にあり、スラストカバーと干渉しないのであれば、スラストカバーの内周側に突出部を設けてもよい。その場合も空気溜りの容積を小さくしてエアダンパ効果を高めることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定スリーブと蓋部材の軸方向の位置をハウジングによって位置決めすることにより、両部材の間に形成される空気溜りの容積を決定する誤差要因を少なくすることができるので、軸受の構成部材の加工および取り付けが容易になるとともに、エアダンパ効果の安定化を図り、偏向走査装置（駆動モータ）の信頼性を向上させることが可能となる。
【００６０】
さらに、ハウジングの貫通孔の周面に設けられた突条部によって固定スリーブと蓋部材を位置決めする構成とすれば、その突条部の軸方向の厚みによって空気溜りの容積が決定されることになるので、厳密な寸法精度が要求されるのはこの突条部の軸方向の厚みだけで足り、加工および取り付けを一層容易化することが可能となる。
【００６１】
そして、蓋部材の外周面を接着面とすることによって、未硬化の接着剤が軸受まで侵入することを防止することができ、軸受の作動の信頼性を向上させることが可能となる。
【００６２】
また、空気溜りに突出する突出部を蓋部材に設けることによって、空気溜りの容積を小さくしてエアダンパ効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る偏向走査装置の軸受部の構成を示す半断面図である。
【図２】図１の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る偏向走査装置を模式的に示した平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る偏向走査装置の軸受部の構成を示す半断面図である。
【図５】従来の偏向走査装置の軸受部の構成を示す半断面図である。
【符号の説明】
１  モータハウジング
２  固定スリーブ
３  回転軸
４  支持部材
５  ロータ
６  駆動マグネット
７  回転多面鏡
８  板ばね
９  押え板
１０  Ｃリング
１１  基板
１２  コイル
１３  コア
１４  第１の永久磁石
１５  第２の永久磁石
１６  空気溜り
１７  スラストカバー
１８  接着剤
１９  突条部
２６  空気溜り
２７  スラストカバー
２７ａ  段差部
２７ｂ  突出部
２７ｃ  凹部
２８  接着剤
５０  光学箱
５１  光源
５１ａ  シリンドリカルレンズ
５２  結像レンズ系
５２ａ  球面レンズ
５２ｂ  トーリックレンズ
５３  折り返しミラーミラー
５４  感光体
５５  検出ミラー
５６ａ  レンズ
５６ｂ  受光素子
５６ｃ  ライン
５７  処理回路
【図１】
0004474064.tif 000002
【図２】
0004474064.tif 000003
【図３】
0004474064.tif 000004
【図４】
0004474064.tif 000005
【図５】
0004474064.tif 000006