(57)【要約】【課題】  光偏向器に用いられるラジアル動圧軸受は、固定軸または回転軸に上下方向から空気を吸引するヘリングボーンを形成するのが一般的である。そして、回転体の回転により、十分な動圧を発生させるため、ヘリングボーン溝の軸方向の長さを十分確保する必要があることから、光偏向器の高さを低くすることが困難であった。【解決手段】  固定軸の内側に回転可能に取り付けられた回転軸と、固定軸を取り囲むように回転軸に固定されたフランジと、フランジの内周面に固定されたマグネットと、マグネットと対向する位置で固定軸の外周面に固定されたコイルと、回転軸またはフランジに固定されたポリゴンミラーとを有する光偏向器において、固定軸の内周面と回転軸の外周面の少なくとも一方に、空気を一方向に吸引する動圧を発生させる溝を設け、回転軸の内部に、回転軸の下端に開口を有するスペースを設けた。【選択図】  図１
2007264264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに立設された固定軸と、
該固定軸の内側に回転可能に取り付けられた回転軸と、
前記固定軸を取り囲むように該回転軸に固定されたフランジと、
該フランジの内周面に固定されたマグネットと、
該マグネットと対向する位置で前記固定軸の外周面に固定されたコイルと、
前記回転軸または前記フランジに固定されたポリゴンミラーとを有する光偏向器において、
前記固定軸の内周面と前記回転軸の外周面の少なくとも一方に、空気を一方向に吸引する動圧を発生させる溝を設け、
前記回転軸の内部に、前記回転軸の下端に開口を有するスペースを設けたことを特徴とする光偏向器
【請求項２】
前記スペースと前記回転軸の上端とを連通させる連通孔を設け、
前記スペースの内周面に、前記連通孔から空気を吸引する動圧を発生させる溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器
【請求項３】
ハウジングに立設された固定軸と、
該固定軸の内側に回転可能に取り付けられた回転軸と、
前記固定軸を取り囲むように該回転軸に固定されたフランジと、
該フランジの内周面に固定されたマグネットと、
該マグネットと対向する位置で前記固定軸の外周面に固定されたコイルとを有するブラシレスモータにおいて、
前記固定軸の内周面と前記回転軸の外周面の少なくとも一方に、空気を一方向に吸引する動圧を発生させる溝を設け、
前記回転軸の内部に、前記回転軸の下端に開口を有するスペースを設けたことを特徴とするブラシレスモータ
【請求項４】
前記スペースと前記回転軸の上端とを連通させる連通孔を設け、
前記スペースの内周面に、前記連通孔から空気を吸引する動圧を発生させる溝を設けたことを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光偏向器およびブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光偏向器としては、図３に示されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱状の固定軸１０１と、この固定軸１０１に回転自在に支持される回転体１１０とを有している。
この回転体１１０は、固定軸１０１との間にわずかの隙間をもって配設される回転軸１１１と、この回転軸１１１の上部内側に固定配設されるリング状のマグネット１１２と、回転軸１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、回転軸１１１の下部外側にフランジ１１４を介して固定配設されるリング状の駆動マグネット１１５とを備えている。
尚、符号１１６は、回転体１１０の重量の偏心を修正するためのバランスウェイト（図示せず）が取り付けられる溝である。
【０００４】
また、固定軸１０１の上部外側には、回転体１１０に設けられたリング状マグネット１１２と対向するようにリング状マグネット１０２が固定配設されており、これらリング状マグネット１０２及び１１２によって回転体１１０をスラスト方向に軸受けするスラスト磁気軸受Ｓが構成されている。
【０００５】
更に、ハウジング１００には、回転体１１０に設けられたリング状の駆動マグネット１１５と対向するように鉄心コイル１０３が固定配設されており、これら駆動マグネット１１５及び鉄心コイル１０３によって回転体１１０を回転させるブラシレスモータＭが構成されている。
【０００６】
また、回転体１１０の回転軸１１１のうち、固定軸１０１と対向する内周面１１１ａは、軸受面仕上げが施される一方、この回転軸１１１の内周面１１１ａと対向する固定軸１０１の外周面１０１ａには図中破線で示すようにヘリングボーン状の溝１０４が形成されており、これら回転軸１１１の内周面１１１ａ及び固定軸１０１の外周面１０１ａに設けられた溝１０４によって、回転体１１０をラジアル方向に支持するラジアル動圧軸受Ｒが構成されている。
【０００７】
この光偏向器では、ブラシレスモータＭにより回転体１１０を回転させると、回転体１１０が、ラジアル動圧軸受Ｒにより固定軸１０１に対して一定距離（隙間）をもって非接触に支持されると共に、スラスト磁気軸受Ｓにより固定軸１０１に対して一定高さに支持されることとなる。これにより、スラスト方向の軸受として動圧軸受を用いるタイプのものより、光偏向器の高さを低くできるという利点がある。
また、回転体１１０の重心の位置を回転体１１０の略中心の位置にすることができるので、回転体１１０を安定して回転させることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−７１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記したラジアル動圧軸受Ｒは、固定軸１０１と回転体１１０の隙間に上下方向から十分な空気が流れ込み、動圧が立つように、ヘリングボーン状の溝１０４の軸方向の十分な長さを確保する必要がある。したがって、かかる制約により、固定軸１０１の軸方向の長さを短くできないという問題があった。
【００１０】
このため、溝１０４に対向する回転軸１１１の長さも十分確保する必要があり、その結果、回転体１１０全体の重量がアップし、回転に要する消費電力等のエネルギーのロスが発生していた。
【００１１】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、回転軸と固定軸の少なくとも一方に、一方向から空気を流入させる溝を設けることにより、ラジアル動圧軸受の長さを短くしたブラシレスモータおよびかかるブラシレスモータを用いた光偏向器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】
【００１２】
本発明は、ハウジングに立設された固定軸と、固定軸の内側に回転可能に取り付けられた回転軸と、固定軸を取り囲むように回転軸に固定されたフランジと、フランジの内周面に固定されたマグネットと、マグネットと対向する位置で固定軸の外周面に固定されたコイルとを有するブラシレスモータにおいて、固定軸の内周面と回転軸の外周面の少なくとも一方に、空気を一方向に吸引する動圧を発生させる溝を設け、回転軸の内部に、回転軸の下端に開口を有するスペースを設けたものである。
【００１３】
かかる構成により、ヘリングボーン状の溝等の動圧を発生させるための溝は、従来のように上下方向から空気を吸引するのではなく、一方向から吸引するだけで良いので、軸方向の長さを短くすることができる。そうすると、固定軸の長さ、回転軸の長さを短くでき、ひいては、回転体の重量を軽減できるという効果を奏する。
【００１４】
さらに、吸引された空気が、回転軸の内部に形成されたスペースに溜まるので、この空気がエアーダンパの働きをし、高速回転であっても、回転体を安定して回転させることができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明は、回転軸の内部に形成されたスペースと回転軸の上端とを連通させる連通孔を設け、スペースの内周面に、連通孔から空気を吸引する動圧を発生させる溝を設けても良い。
【００１６】
かかる構成により、空気の吸引は、固定軸と回転軸の隙間および、連通孔の２箇所から行われるので、回転体の停止状態から、ブラシレスモータが必要とする動圧を得るまでの時間を短時間にできるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明は、かかるブラシレスモータの回転軸またはフランジにポリゴンミラーを固定し、光偏向器とすることができる。
【００１８】
つまり、ハウジングに立設された固定軸と、固定軸の内側に回転可能に取り付けられた回転軸と、固定軸を取り囲むように回転軸に固定されたフランジと、フランジの内周面に固定されたマグネットと、マグネットと対向する位置で固定軸の外周面に固定されたコイルと、回転軸またはフランジに固定されたポリゴンミラーとを有し、固定軸の内周面と回転軸の外周面の少なくとも一方に、空気を一方向に吸引する動圧を発生させる溝を設け、回転軸の内部に、回転軸の下端に開口を有するスペースを設けた光偏向器にすることができる。
【００１９】
そして、前記したブラシレスモータと同様、固定軸の内部に設けたスペースと回転軸の上端とを連通させる連通孔を設け、スペースの内周面に、連通孔から空気を吸引する動圧を発生させる溝を設けても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、回転体を小型軽量にでき、安定した回転ができると共に、回転に伴う消費エネルギーを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る第１実施例を図１を用いて説明する。
図１は、光偏向器の側部断面図である。
【００２３】
光偏向器１は、アルミニウム製のハウジング２に、ネジ等で固定された円筒形状でかつセラミック製の固定軸１２と、この固定軸１２に回転自在に支持された回転体１５とから構成されている。
【００２４】
この回転体１５は、固定軸１２との間に僅かの隙間をもって挿入された円柱形状で、かつ、セラミック製の回転軸１０と、この回転軸１０に固定されたアルミニウム製のフランジ５と、このフランジ５の上に置かれ、外周面に多数の鏡面が形成されたアルミニウム製のポリゴンミラー３と、このポリゴンミラー３の上に置かれたリング状の板バネ等の弾性部材７と、この弾性部材７の上に置かれ、ポリゴンミラー３をフランジ５に押し付けるようにして回転軸１０の上部で圧入又は焼嵌め等により強制的に嵌入されたアルミニウム製の押圧部材８と、フランジ５の内周面に接着剤等で固定されたマグネット（駆動マグネット）４と、このマグネット４に対向するように固定軸１２の外周面に取り付けられたコイル１１とから構成されている。
【００２５】
このマグネット４と、コイル１１との間の吸引力によりスラスト磁気軸受が構成されているので、回転体１５は、常に浮上した状態に保たれている。
また、ハウジング２には基板１３が固定され、この基板１３にブラシレスモータの制御回路が実装されている。
【００２６】
この光偏向器１は、回転軸１０の外周面１０ａと、固定軸１２の内周面１２ｂによって、ラジアル動圧軸受が構成されている。つまり、回転軸１０の外周面１０ａと固定軸１２の内周面１２ｂの少なくとも一方に、ブラシレスモータの周囲の空気を、ブラシレスモータの内部に向けて一方向に吸引する動圧を発生させる溝、例えば、スパイラル状の溝が形成されている。
【００２７】
そして、回転軸１０の内部には、回転軸１０の下端に開口を有するスペース９が形成されている。
【００２８】
回転体１５が回転すると、光偏向器１の周囲の空気は、ブラシレスモータの内部に吸引され、回転軸１０の内部に形成されたスペース９に貯められると共に、回転軸１０の外周面１０ａと、固定軸１２の内周面１２ｂの間に動圧が発生する。
【００２９】
そして、スペース９に貯められた空気は、エアーダンパとしての機能を有し、回転体１５の安定した高速回転を実現する。
【００３０】
スペース９は、内径寸法ａよりも深さ寸法ｂを大きくする方が望ましい。大容量の空気を貯めることができ、回転軸１０の重量を軽量化することができ、停止状態から、目標とする回転速度まで短時間で立ち上げることができるからである。
【００３１】
また、回転軸１０の外周面１０ａと固定軸１２の内周面１２ｂの少なくとも一方に形成された動圧を発生させる溝は、ブラシレスモータの周囲の空気を、ブラシレスモータの内部に向けて一方向（下方向）に吸引するものであるため、従来のように２方向（上下方向）とは異なる。したがって、動圧を発生させる溝の軸方向の長さは、従来の約半分にすることができる。
【実施例２】
【００３２】
本発明の他の実施例を図２を用いて詳細に説明する。
図２は、光偏向器の側部断面図である。
尚、第１実施例に係る光偏向器と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施例に係る光偏向器の第１実施例との相違点は、回転軸１０の内部に形成されたスペース９をさらに大容量にし、回転軸１０の上部に、回転軸１０の上端と、スペース９を連通させる連通孔９１を設け、かつ、回転軸１０の内周面１０ｂに、連通孔９１から外部の空気を吸引するための溝、例えばスパイラル状の溝を設けた点のみである。
【００３４】
かかる構成により、回転体１５が回転すると、固定軸１２の内周面１２ｂと回転軸１０の外周面１０ａの隙間から、外部の空気が内部に向けて一方向に吸引されるだけではなく、通気口９１からも外部の空気が内部に吸引されるため、短時間でスペース９に空気を溜めることができる。
【００３５】
このため、スペース９を大容量にしても、実施例１で説明した効果に加えて、ラジアル動圧軸受およびエアーダンパのそれぞれの機能を早期に立ち上げることができるという効果を奏する。
【００３６】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３７】
例えば、前記した実施例においては、ポリゴンミラー３をフランジ５に固定したものを示したが、ポリゴンミラー３は、回転軸１０に対して圧入等により固定しても良い。
【００３８】
また、実施例１および実施例２から、ポリゴンミラー３、弾性部材７および押圧部材８を取り除き、ブラシレスモータとして利用することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、画像形成装置等に使用される光偏向器およびブラシレスモータに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例１）
【図２】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例２）
【図３】従来の光偏向器を説明する側部断面図である
【符号の説明】
【００４１】
１  光偏向器
２  ハウジング
３  ポリゴンミラー
４  マグネット
５  フランジ
７  弾性部材
８  押圧部材
９  スペース
１０  回転軸
１１  コイル
１２  固定軸
１３  基板
１５  回転体
９１  連通孔
【図１】
2007264264.tif 000003
【図２】
2007264264.tif 000004
【図３】
2007264264.tif 000005