(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、このケースに固定された中空のスリーブと、このスリーブの内周を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータ部とを備え、前記スリーブの外周に設けたステータ部に適宜通電することにより、前記ロータ部を回転駆動させる動圧空気軸受型光偏向器において、
スリーブとケースとが対向する面のどちらか一方あるいはその両方に３つの凸部を形成し、この３つの凸部を介してケースにスリーブをねじにより固定したことを特徴とする動圧空気軸受型光偏向器。
【請求項２】
ケースと、このケースに固定された中空のスリーブと、このスリーブの内周を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータ部とを備え、前記スリーブの外周に設けたステータ部に適宜通電することにより、前記ロータ部を回転駆動させる動圧空気軸受型光偏向器において、
厚さのほぼ均一な３つのスペース部材を介してケースにスリーブをねじにより固定したことを特徴とする動圧空気軸受型光偏向器。
【請求項３】
前記ケースと前記スリーブとを線膨張係数がほぼ同一な部材により形成したことを特徴とする請求項１または２記載の動圧空気軸受型光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ等に利用される動圧空気軸受型光偏向器に関し、特に、カラーレーザプリンタ等の高精度・高速回転を必要とする機器に利用される、小型で高精度な動圧空気軸受型光偏向器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動圧空気軸受型光偏向器を、図８ないし図９を参照して説明する。
【０００３】
図８は従来のスリーブ回転型の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図であり、ケース６１の略中央部に、動圧溝（図示せず）の刻設された固定軸６３が圧入等の方法により垂直に固定されており、この固定軸６３の外周には中空のスリーブ６９が、前記動圧溝により発生するラジアル動圧軸受により回転自在に支持されている。このスリーブ６９にミラー７１を搭載するためのフランジ部が形成されており、このフランジ部にねじ止め等の方法によりミラー７１が固定されるとともに、このフランジ部より下側にはロータマグネットが固着されている。このロータマグネットと対向する位置のケース６１には、ステータコイルが固着されており、このステータコイルに適宜通電することにより、スリーブ６９、ミラー７１、ロータマグネット等のロータ部が、固定軸６３の外周を高速に回転する。
【０００４】
一方、図９は従来の軸回転型の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図であり、ケース３５の略中央部に、中空のスリーブ３３が下方から挿入され、底板４１を介して固定ねじ４３により固定されている。また、スリーブ３３の内周には円柱状の回転軸３１が配置され、スリーブ３３の内周あるいは回転軸３１の外周に形成された動圧溝（図示せず）により、回転軸３１が回転自在に支持されている。この回転軸３１には、ミラー搭載面を有するハブ４５が固着されており、前記スリーブ回転型の動圧空気軸受型光偏向器と同様にミラー５１やロータマグネット等が、回転軸３１とともにスリーブ３３の内周を高速に回転する。
【０００５】
ここで、スリーブ回転型の動圧空気軸受型光偏向器においては、回転モーメントが大きいことから、スリーブ６９の変形が生じ易く、スリーブ６９に変形が生じると、動圧空気軸受の剛性が低下してしまうことから、搭載するミラーが大きい場合などには、図９のような軸回転型の動圧空気軸受型光偏向器が有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の軸回転型の動圧空気軸受型光偏向器では、高精度・高速回転・小型化の要求が高まるにつれて、軸受部を含めて小型化・軽量化する方向にあり、スリーブの内径に対してその肉厚を最小に抑える必要が生じ、その結果、ケースにスリーブをねじにより固定した際に、その応力がスリーブに作用することにより、スリーブが僅かに変形してしまうことが実験により確認された。
【０００７】
また、環境温度の変化により、ケースとスリーブとの間に線膨張係数の違いによる応力が発生し、この応力によってもスリーブが僅かに変形してしまうことが実験により確認された。
【０００８】
このスリーブの僅かな変形は、特に精度を要求されない仕様においては、問題とならないレベルであるため、今まで見過ごされてきたものと思われるが、改めて５０，０００回転等の高速回転を達成しようとした際に、初めてこれらの問題が認識され、さらに、この僅かなスリーブの変形が面精度（ジッタ等）の悪化や騒音の原因になってしまうことが実験により確認された。
【０００９】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、これらの欠点を除去するためになされたものであり、小型化の要求の高まりに応じて、軸受部を含めた小型化・軽量化を図っても、スリーブの変形を最小量に抑え、面精度が高く騒音の小さな動圧空気軸受型光偏向器を得ることを目的としている。
【００１０】
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はケースと、このケースに固定された中空のスリーブと、このスリーブの内周を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータ部とを備え、前記スリーブの外周に設けたステータ部に適宜通電することにより、前記ロータ部を回転駆動させる動圧空気軸受型光偏向器において、スリーブとケースとが対向する面のどちらか一方あるいはその両方に３つの凸部を形成し、この３つの凸部を介してケースにスリーブをねじにより固定することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成している。
【００１２】
また、ケースと、このケースに固定された中空のスリーブと、このスリーブの内周を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータ部とを備え、前記スリーブの外周に設けたステータ部に適宜通電することにより、前記ロータ部を回転駆動させる動圧空気軸受型光偏向器において、厚さのほぼ均一な３つのスペース部材を介してケースにスリーブをねじにより固定することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成している。
【００１３】
さらに、前記ケースと前記スリーブとを線膨張係数がほぼ同一な部材により形成することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成している。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図であり、図２はこの動圧空気軸受型光偏向器の底面図である。
【００１６】
５はケースで、略中央下部には後述のスリーブ３３が挿入される孔部を有しており、その側壁にはロータ部を回転駆動させるためのステータコイルや、ロータ部をスラスト方向に支持するためのスラスト磁気軸受が固着されるとともに、ホール素子等の検出素子が搭載された回路基板が固定されている。そして、後述のスリーブ３３を固定ねじ４３により固定する箇所には、同一円周上に約１２０度間隔で３つの凸部５ａが形成されている。
【００１７】
３３は下部にフランジ部を有する中空のスリーブで、このフランジ部の上面が、前記ケース５の凸部５ａに当接するように、ケース５の略中央下部に設けられた孔部に挿入され、フランジ部の底面を空気流通孔を有する底板４１により覆った状態で、底板４１とともに固定ねじ４３によりケース５に締め付け固定されている。
【００１８】
３１は略円柱状の回転軸で、その上端外周にはミラー搭載面を有するハブ４５が固着されており、前記スリーブ３３の内周に、スリーブ３３の上部から挿入されている。前記ハブ４５のミラー搭載面にはミラー５１が搭載され、ミラー係止部材５３により押圧固定されている。また、ハブ４５の下端部外周の前記ステータコイルと対向する箇所には、ロータヨーク及びロータマグネットが固着されている。
【００１９】
前記スリーブ３３の内周面及び前記回転軸３１の外周面に形成した動圧空気軸受により、固定軸であるスリーブ３３と回転軸３１、ハブ４５等のロータ部は回転自在に支持されており、ステータコイルに適宜通電することにより、ロータ部を高速で回転することができる。
【００２０】
ところで、ケース５にスリーブ３３を固定ねじにより締め付け固定する際に、従来の動圧空気軸受型光偏向器９３（図９参照）では、スリーブ３３のフランジ部の上面全体がケース３５の底面に当接した状態で、固定ねじ４３により締め付け固定されていたため、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スリーブ３３に僅かな変形が生じ、真円が確保できなくなっていることが実験により確認された。この（Ａ）及び（Ｂ）は、各々図５の中央部、下部に相当する箇所のスリーブ断面形状を模式的に表したものである。なお、図中の一点鎖線は理想状態のスリーブの断面形状を模式的に表したものである。
【００２１】
これは、２０，０００回転程度での使用では、全くと言っていいほど問題とならないレベルであり、今までは何の認識も持ち得るものではなかったが、高精度・高速回転・小型化の要求が高まるにつれて、軸受部を含めて小型化・軽量化する方向にあり、スリーブの内径に対してその肉厚を最小に抑える必要が生じた結果、特に５０，０００回転等の超高速回転領域において、この僅かなスリーブの変形が面精度（ジッタ等）の悪化や騒音の原因になってしまうことが実験により確認されたものである。
【００２２】
これに対し、本発明の第１の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器にあっては、ケース５に形成した３つの凸部５ａのみが、スリーブ３３のフランジ部の上面に当接した状態で、固定ねじ４３により締め付け固定しているため、図５（Ｃ）（図６の中央部に相当）に示すように、スリーブ３３はほとんど変形することがなく、騒音レベルの増加を防ぐことができるとともに、面精度（ジッタ等）の悪化を防ぐことができる。
【００２３】
なお、底板４１を不要とすることができることは勿論、スラスト磁気軸受、ミラー搭載方法等、本発明に直接関係のない部分については、任意に構成してもよく、ラジアル動圧空気軸受機構については、ヘリングボーン形、くさび形、多円弧形状形等、どのような形式であってもよい。
【００２４】
次に、本発明の他の実施の形態について図３ないし図４を参照して説明する。なお、本発明の第１の実施の形態の動圧空気軸受型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。
【００２５】
図３は本発明の第２の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向の縦断面図であり、本発明の第１の実施の形態と特に異なる点は、３つの凸部３ａをスリーブ３のフランジ部の上面に形成したことにあり、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
また、３つの凸部をケース及びスリーブの両方の当接する箇所に形成しても同様の効果を有する。
【００２６】
図４は本発明の第３の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向の縦断面図であり、本発明の第１、第２の実施の形態と特に異なる点は、ケースあるいはスリーブに、３つの凸部を設ける代わりに、厚さがほぼ均一なスペース部材７を挿入したことにあり、第１、第２の実施の形態とほぼ同じ効果を有するとともに、既存の部品をそのまま利用できるという効果を有する。
【００２７】
図示は省略するが、本発明の第４の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向が、本発明の第１、第２の実施の形態と特に異なる点は、ケースとスリーブとを線膨張係数がほぼ同じ部材により形成したことにある。
【００２８】
ここで、図７は回転数と騒音レベルとの相関関係を示した図であり、図中の破線は従来の動圧空気軸受型光偏向器、実線は本発明の第４の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器を示すものである。
この図を見れば明らかなように、第４の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器にあっては、４０，０００回転以上の超高速回転領域においても、僅かしか騒音レベルの増加は認められず、安定した回転状態を保っていることがわかる。
これは、超高速回転領域での使用や環境温度の変化により、ケースやスリーブが膨張・収縮を起こしても、ケースとスリーブとの線膨張係数がほとんど同じであることから、ケースに対するスリーブの固定状態が初期の状態を維持することができるため、スリーブの変形を極力抑えることができ、騒音レベルの増大を防ぐことができるものである。特に、ケースとスリーブとの固定を３つの凸部のみの当接により行っているため、初期のスリーブの変形を最小に抑えることができるため、低速回転領域から超高速回転領域に亘って、安定した回転状態を得ることができる。
【００２９】
このように、本発明の第４の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器にあっては、
ケースとスリーブとの初期の固定時におけるスリーブの変形を最小に抑えるとともに、環境温度の変化によっても、ケースとスリーブとの固定状態が変化することがなく、安定した回転状態を得ることができるとともに、騒音レベルの増大を防ぐことができる。
【００３０】
なお、線膨張係数がほぼ同一な部材とは、アルミ合金材に対するアルミ材のように、ほとんど同じ部材からなるものをいい、アルミ合金材に対するアルミ合金材のように、全く同じ部材からなるものを含む。
【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）ケースと、このケースに固定された中空のスリーブと、このスリーブの内周を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータ部とを備え、前記スリーブの外周に設けたステータ部に適宜通電することにより、前記ロータ部を回転駆動させる動圧空気軸受型光偏向器において、スリーブとケースとが対向する面のどちらか一方あるいはその両方に３つの凸部を形成し、この３つの凸部を介してケースにスリーブをねじにより固定したことにより動圧空気軸受型光偏向器を構成しているため、スリーブをケースに固定する際に発生する、スリーブの変形を極力少なくすることができるため、騒音レベルの増加を防ぐことができるとともに、面精度（ジッタ等）の悪化を防ぐことができるという効果を有する。
【００３３】
（２）ケースと、このケースに固定された中空のスリーブと、このスリーブの内周を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータ部とを備え、前記スリーブの外周に設けたステータ部に適宜通電することにより、前記ロータ部を回転駆動させる動圧空気軸受型光偏向器において、厚さのほぼ均一な３つのスペース部材を介してケースにスリーブをねじにより固定したことにより動圧空気軸受型光偏向器を構成しているので、前記（１）とほぼ同じ効果を有するとともに、既存の部品をそのまま利用できるという効果を有する。
【００３４】
（３）前記（１）、（２）に加えて、前記ケースと前記スリーブとを線膨張係数がほぼ同一な部材により形成することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成しているので、前記（１）、（２）と同様の効果を有するとともに、環境温度の変化によっても、ケースとスリーブとの固定状態が変化することがなく、安定した回転状態を得ることができるとともに、騒音レベルの増大を防ぐことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の底面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図。
【図５】スリーブの構造を示す縦断面図。
【図６】スリーブの変形状態を示す模式図。
【図７】回転数と騒音レベルとの相関関係を示す図。
【図８】従来の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図。
【図９】従来の他の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、９１、９３：動圧空気軸受型光偏向器、
５、３５、６１：ケース、      ３、３３、６９：スリーブ、
３ａ、５ａ：凸部、          ７：スペース部材、
３１：回転軸、              ６３：固定軸、
４５：ハブ、                ５１、７１：ミラー、
５３：ミラー係止部材、      ４１：底板、
４３：固定ねじ、            ６５：カバー。
【図１】
0004105813.tif 000002
【図２】
0004105813.tif 000003
【図３】
0004105813.tif 000004
【図４】
0004105813.tif 000005
【図５】
0004105813.tif 000006
【図６】
0004105813.tif 000007
【図７】
0004105813.tif 000008
【図８】
0004105813.tif 000009
【図９】
0004105813.tif 000010