(57)【要約】      （修正有）【課題】モータの小型化と回転数の高速化を同時に達成するモータの軸受け機構、それを用いた光走査装置、及び光学読取装置を提供する。【解決手段】第１の転がり軸受け５０と第２の転がり軸受け６０の対向する一対の面の間で、第１及び第２の内輪５２，６２に対して、第１のバネの第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与える第２のバネ１１０を備えていることにより、第１の圧力値を大きくしても、第２の圧力値を大きくすれば、第１及び第２の転動体５６，６６にかかる圧力値をほぼ一定に保つことができる。そのため、第１の内輪５２と位置決め部材９０との静止摩擦力及び第２の内輪６２と第１のバネ１００との静止摩擦力を大きくすることが可能となり、モータの回転を高速化することが可能となる。また、モータの最外形を大きくすることがない。【選択図】図３
2009157311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に立設された円柱状の支持部材と、
前記基台もしくは前記支持部材に、前記支持部材を中心として略環状に設けられる複数のコイルと、
前記基台と離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第１の内輪と、該第１の内輪の外径よりも大きな内径を有する第１の外輪と、前記第１の内輪の外周面と前記第１の外輪の内周面との間で挟持された第１の転動体とからなる第１の転がり軸受けと、
前記第１の転がり軸受けと前記基台との間で、前記第１の転がり軸受けと前記基台それぞれと離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第２の内輪と、該第２の内輪の外径よりも大きな内径を有する第２の外輪と、前記第２の内輪の外周面と前記第２の外輪の内周面との間で挟持された第２の転動体とからなる第２の転がり軸受けと、
前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１の外輪と前記第２の外輪により挟持され前記支持部材に対し回転可能に支持されると共に、前記複数のコイルと対向する位置に複数の磁性体が略環状に設けられる回転部材と、
前記支持部材に固定され、前記第１の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面で前記第１の内輪を軸方向において当接させることにより前記第１の転がり軸受けの軸方向の位置決めを行なう位置決め部材と、
前記基台と前記第２の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面における前記第２の内輪との間に、前記基台と前記第２の内輪に対して予め定められた第１の圧力値を与える第１のバネと
を備え、前記複数のコイルと前記複数の磁性体との間に発生する電磁力によって前記回転部材を回転させるモータの軸受け機構であって、
前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１及び前記第２の内輪に対して、前記第１のバネの第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与える第２のバネを備えていることを特徴とするモータの軸受け機構。
【請求項２】
基台と、
前記基台に立設された円柱状の支持部材と、
前記基台もしくは前記支持部材に、前記支持部材を中心として略環状に設けられる複数の磁性体と、
前記基台と離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第１の内輪と、該第１の内輪の外径よりも大きな内径を有する第１の外輪と、前記第１の内輪の外周面と前記第１の外輪の内周面との間で挟持された第１の転動体とからなる第１の転がり軸受けと、
前記第１の転がり軸受けと前記基台との間で、前記第１の転がり軸受けと前記基台のそれぞれと離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第２の内輪と、該第２の内輪の外径よりも大きな内径を有する第２の外輪と、前記第２の内輪の外周面と前記第２の外輪の内周面との間で挟持された第２の転動体とからなる第２の転がり軸受けと、
前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１の外輪と前記第２の外輪により挟持され前記支持部材に対し回転可能に支持されると共に、前記複数の磁性体と対向する位置に複数のコイルが略環状に設けられる回転部材と、
前記支持部材に固定され、前記第１の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面で前記第１の内輪を軸方向において当接させることにより前記第１の転がり軸受けの軸方向の位置決めを行なう位置決め部材と、
前記基台と前記第２の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面における前記第２の内輪との間に、前記基台と前記第２の内輪に対して予め定められた第１の圧力値を与える第１のバネと
を備え、前記複数の磁性体と前記複数のコイルとの間に発生する電磁力によって前記回転部材を回転させるモータの軸受け機構であって、
前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１及び前記第２の内輪に対して、前記第１のバネの第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与える第２のバネを備えていることを特徴とするモータの軸受け機構。
【請求項３】
前記第１及び第２のバネは、前記支持部材を中心に配置した巻きバネであることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のモータの軸受け機構。
【請求項４】
前記第１の圧力値と前記第２の圧力値は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値との差により発生する圧力値が前記第１の転がり軸受け及び前記第２の転がり軸受けの疲れ限度以内となるようにそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のモータの軸受け機構。
【請求項５】
前記第１の圧力値は、前記第１の圧力値の全てが前記第１及び第２の転動体に対して作用すると前記第１の転がり軸受けまたは前記第２の転がり軸受けの疲れ限度を超える圧力値に設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のモータの軸受け機構。
【請求項６】
前記第１の圧力値と前記第２の圧力値は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値との差により発生する前記回転部材と前記第１及び第２の外輪との間の静止摩擦力が、前記電磁力により発生する前記回転部材が前記第１及び第２の外輪に対して滑ろうとする力に比べて大きくなるように、それぞれ設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のモータの軸受け機構。
【請求項７】
前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けは、略同一の形状をなしており、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値との差が、前記第１の転がり軸受け及び前記第２の転がり軸受けのＪＩＳＢ１５１８に規定された基本動定格荷重の１〜１．５％となるように設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のモータ軸受け機構。
【請求項８】
投光素子から投光された光をポリゴンミラーを用いて走査する光走査装置であって、
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載されたモータの軸受け機構を有し、
前記モータの軸受け機構により前記ポリゴンミラーを回転支持することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
バーコード又は二次元コードを読取るために用いられる光学読取装置であって、請求項８に記載された光走査装置を有することを特徴とする光学読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの軸受け機構、そのモータの軸受け機構を有する光走査装置、およびその光走査装置を有する光学読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりバーコードや２次元コードを読取る光学読取装置において、レーザ光を走査するために、ポリゴンミラーをモータにて回動する光走査装置が知られている。（例えば特許文献１）
【０００３】
近年、これらの光学読取装置などの高機能化・小型化により、その内部に用いられる光走査装置、そのモータに対してもさらなる高速化と共に小型化が求められてきている。
【０００４】
図７に光走査装置９００の斜視図を示す。
【０００５】
光走査装置９００は、走査部９１０と光源部９９０とが、基板９８０に設置されている。光源部９９０は、レーザ素子９９２と、レンズ９９４からなり、レーザ素子９９２から投射された光をレンズ９９４で拡げながら走査部９１０のポリゴンミラー９１２に向けて出射する。走査部９１０は、光源部９９０からの光を走査するために固定軸９１６を中心としてポリゴンミラー９１２を回転させる。光走査部９１０の内部を詳述するため、Ｂ−Ｂ’断面での断面図を図８に示す。なお、簡略化のためポリゴンミラー９１２は、外してある。また基板９８０に対して固定軸９１６が延びる方向を上方向とする。
【０００６】
図８に示すように、走査部９１０は、基板９８０に、ホルダ９１９が固定されており、ホルダ９１９が円柱状の固定軸９１６と固定子９２０を支持している。固定子９２０には、コイル９２２が固定軸９１６の軸まわりに６０度ずつ離間して、６個設けられている。
固定軸９１６には、上端部に第１の転がり軸受け９３０が設けられ、第１の転がり軸受け９３０とホルダ９１９との間に、固定軸９１６の軸方向とはそれぞれ離間して、第２の転がり軸受け９４０が設けられている。
【０００７】
ポリゴンミラー９１２（図示せず）を支持するハブ９５２は、第１の外輪９３４の底面と第２の外輪９４４の上面との間で挟持され、固定軸９１６に回転可能に支持されている。
【０００８】
第１の転がり軸受け９３０と第２の転がり軸受け９４０には、それぞれの内部に球状の第１の転動体９３６および第２の転動体９４６を７〜８個ずつ有している。複数の第１及び第２の転動体９３６、９４６が、第１及び第２の内輪９３２、９４２の外周面と第１及び第２の外輪９３４，９４４の内周面との間で、第１及び第２の外輪９３４，９４４の回転にあわせて自転しながら、第１及び第２の転がり軸受け９３０、９４０内を公転する。ハブ９５２は、第１及び第２の外輪９３４、９４４に挟持され、第１及び第２の外輪９３４、９４４と共に固定軸９１６に対して回転する。この固定軸９１６とハブ９５２との回転運動は、上述した複数の第１及び第２の転動体９３６，９４６の転がりにより、固定軸９１６とハブ９５２間の回転摩擦をすべり摩擦から転がり摩擦へと変換され、損失の少ない回転が実現されている。
【０００９】
ハブ９５２の下端部には、磁界の漏れを防ぐヨーク９５４が環状に設けられる。ヨーク９５４の内周面には、複数の磁性体９５６が上述した複数のコイル９２２と対向する位置に設けられる。ヨーク９５４は、複数の磁性体９５６を内周面に覆うことにより、複数の磁性体９５６の磁界が外部に漏れることを防いでいる。
【００１０】
さらに止め輪９７０が、第１の転がり軸受け９３０の位置決めを行なうために固定軸９１６に設けられた第１の転がり軸受け９３０よりも上部に設けられる。止め輪９７０は、固定軸９１６の軸方向において、止め輪９７０の底面と第２の内輪９３２の上面とを当接させることにより、第１の転がり軸受け９３０の軸方向の位置決めを行なう。
【００１１】
予圧バネ９６０は、第１及び第２の転がり軸受け９３０，９４０に予圧を与えるために、ホルダ９１９と第２の内輪９４２の底面との間に配される。この予圧バネ９６０がホルダ９１９と第２の内輪９４２に対して予め定められた圧力値を与えることで、第１及び第２の内輪９３２、９４２、第１及び第２の転動体９３６，９４６、第１及び第２の外輪９３４，９４４のクリアランスを解消し、ガタをなくすことが可能となる。また特に第１及び第２の内輪９３２、９４２と回転部材９５０との共回りを抑制することも可能となる。このことをより詳細に述べると、第２の内輪９４２は、予圧バネ９６０との当接面における静止摩擦力により共回りが抑制され、第１の内輪９３２は、ハブ９５２を介して伝わる予圧により、止め輪９７０に押し当てられ、止め輪９７０との当接面における静止摩擦力により共回りが抑制されているといえる。
【特許文献１】特開２００１−１１７０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
第１及び第２の内輪９３２、９４２と回転部材９５０との共回りを防ぎながら、モータの回転数をさらに上げるためには、第２の内輪９４２と予圧バネ９６０との静止摩擦力および，第１の内輪９３２と止め輪９７０との静止摩擦力を高める必要がある。そのためには、予圧バネ９６０による圧力値を高くする必要があるが、この圧力値を高くしすぎると第１及び第２の転がり軸受け９３０，９４０内の第１及び第２の内輪９３２，９４２及び第１及び第２の外輪９３４，９４４と第１及び第２の転動体９３６，９４６との接触面で、異常発熱や摩擦モーメントの増大が発生してしまう。また過剰な圧縮応力やせん断応力による合力が第１及び第２の転動体９３６，９４６の表面に疲労限界を超えてかかるため、表面剥離を引きおこし、疲れ寿命の低下などの現象が発生する。したがって、第１及び第２の転がり軸受け９３０，９４０に与える圧力値には制限があり、モータの回転数が上げられないという問題があった。
【００１３】
内輪の共回りを防ぐ他の手法としては、固定軸９１６と第１及び第２の内輪９３２，９４２との間に接着剤を塗布し接着固定する方法や、第１及び第２の内輪９３２，９４２の内径を固定軸９１６の外径よりも若干小さくして、圧入して固定する方法などが挙げられる。しかし、固定軸９１６の直径が１〜１．５ｍｍの小型モータの場合には、固定軸９１６と第１及び第２の内輪９３２，９４２との間に接着剤を塗布するには作業的に煩雑となる。また高炭素クロム鋼等からなる第１及び第２の内輪９３２，９４２を同じく高炭素クロム鋼等の固定軸９１６に対して圧入するには、固定軸９１６が細すぎて変形してしまう可能性が高い。そのためモータが小型化されればされるほど、内輪９３２，９４２とハブ９５２の共回りを防ぎながら、モータの回転数を上げることは困難となるという問題があった。
【００１４】
本願発明の目的は、モータの小型化と、モータの回転の高速化を同時に達成することが可能なモータの軸受け機構、そのモータ軸受け機構を有する光走査装置、及びその光走査装置を有数る光学読取装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明にかかるモータの軸受け機構は、基台と、前記基台に立設された円柱状の支持部材と、前記基台もしくは前記支持部材に、前記支持部材を中心として略環状に設けられる複数のコイルと、前記基台と離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第１の内輪と、該第１の内輪の外径よりも大きな内径を有する第１の外輪と、前記第１の内輪の外周面と前記第１の外輪の内周面との間で挟持された第１の転動体とからなる第１の転がり軸受けと、前記第１の転がり軸受けと前記基台との間で、前記第１の転がり軸受けと前記基台それぞれと離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第２の内輪と、該第２の内輪の外径よりも大きな内径を有する第２の外輪と、前記第２の内輪の外周面と前記第２の外輪の内周面との間で挟持された第２の転動体とからなる第２の転がり軸受けと、前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１の外輪と前記第２の外輪により挟持され前記支持部材に対し回転可能に支持されると共に、前記複数のコイルと対向する位置に複数の磁性体が略環状に設けられる回転部材と、前記支持部材に固定され、前記第１の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面で前記第１の内輪を軸方向において当接させることにより前記第１の転がり軸受けの軸方向の位置決めを行なう位置決め部材と、前記基台と前記第２の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面における前記第２の内輪との間に、前記基台と前記第２の内輪に対して予め定められた第１の圧力値を与える第１のバネとを備え、前記複数のコイルと前記複数の磁性体との間に発生する電磁力によって前記回転部材を回転させるモータの軸受け機構であって、前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１及び前記第２の内輪に対して、前記第１のバネの第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与える第２のバネを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本願の第１の発明は、第１の転がり軸受けと第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、第１及び第２の内輪に対して、第１のバネの第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与える第２のバネを備えていることにより、第１の圧力値を大きくしても、第２の圧力値を大きくすれば、第１及び第２の転動体にかかる圧力値をほぼ一定に保つことができる。そのため、第１の内輪と位置決め部材との静止摩擦力及び第２の内輪と第１のバネとの静止摩擦力を大きくすることが可能となり、モータの回転を高速化することが可能となる。また第２のバネを第１の転がり軸受けと第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間に設け、回転部材の内部に収容される構成となっているため、モータの最外形を大きくすることがない。
ここで複数の磁性体とは、磁極が複数対あり、磁石としては一体物となっているものも含む意味であることは言うまでもない。
【００１７】
第２の発明にかかるモータの軸受け機構は基台と、前記基台に立設された円柱状の支持部材と、前記基台もしくは前記支持部材に、前記支持部材を中心として略環状に設けられる複数の磁性体と、前記基台と離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第１の内輪と、該第１の内輪の外径よりも大きな内径を有する第１の外輪と、前記第１の内輪の外周面と前記第１の外輪の内周面との間で挟持された第１の転動体とからなる第１の転がり軸受けと、前記第１の転がり軸受けと前記基台との間で、前記第１の転がり軸受けと前記基台のそれぞれと離間して前記支持部材に設けられ、前記支持部材の外径と略同一の内径を有する第２の内輪と、該第２の内輪の外径よりも大きな内径を有する第２の外輪と、前記第２の内輪の外周面と前記第２の外輪の内周面との間で挟持された第２の転動体とからなる第２の転がり軸受けと、前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１の外輪と前記第２の外輪により挟持され前記支持部材に対し回転可能に支持されると共に、前記複数の磁性体と対向する位置に複数のコイルが略環状に設けられる回転部材と、前記支持部材に固定され、前記第１の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面で前記第１の内輪を軸方向において当接させることにより前記第１の転がり軸受けの軸方向の位置決めを行なう位置決め部材と、前記基台と前記第２の転がり軸受けの前記回転部材を挟持する面の背面における前記第２の内輪との間に、前記基台と前記第２の内輪に対して予め定められた第１の圧力値を与える第１のバネとを備え、前記複数の磁性体と前記複数のコイルとの間に発生する電磁力によって前記回転部材を回転させるモータの軸受け機構であって、前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、前記第１及び前記第２の内輪に対して、前記第１のバネの第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与える第２のバネを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本願の第２の発明も第１の発明と同様の効果を奏する。第１発明との相違点は、第１の発明とは逆に複数のコイルが回転子である回転部材側に設けられ、複数の磁性体が固定子である基台もしくは支持部材に設けられている点である。
【００１９】
第３の発明にかかるモータの軸受け機構は、第１または第２の発明において、前記第１及び第２のバネは、前記支持部材を中心に配置した巻きバネであることを特徴とする。
【００２０】
本願の第３の発明は、第１及び第２のバネが、支持部材を中心に配置した巻きバネであるため、他の固定部材を設けることなく第１及び第２のバネを支持部材に対して径方向での固定が可能となり、モータの小型化に貢献することができる。
【００２１】
第４の発明にかかるモータの軸受け機構は、第１から第３の発明において、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値との差により発生する圧力値が前記第１の転がり軸受け及び前記第２の転がり軸受けの疲れ限度以内となるようにそれぞれ設定されることを特徴とする。
【００２２】
本願の第４発明では、仮に第１の圧力値が全て第１及び第２の転動体に作用した場合に、第１の転がり軸受け又は第２の転がり軸受けの疲れ限度を超えていたとしても、実際には第１の圧力値と第２の圧力値との差により発生する圧力値が、第１及び第２の転動体にかかるため、この圧力値が第１の転がり軸受けと第２の転がり軸受けの疲れ限度以内となれば、疲れ寿命を短くすることが無い。また第１の圧力値を大きく設定できるので、モータを高速で回転することが可能となる。ここで疲れ限度とは、材料が壊れることなしに無限回の応力周期に耐えることのできる最大の応力値のことを基本的には意味するが、本発明のモータが適用される機器において標準的に使用される回数まで十分耐えることができれば、無限回の応力周期には耐えない値であったとしても、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００２３】
第５の発明にかかるモータの軸受け機構は、第１から第４の発明において、前記第１の圧力値は、前記第１の圧力値の全てが前記第１及び第２の転動体に対して作用すると前記第１の転がり軸受けまたは前記第２の転がり軸受けの疲れ限度を超える圧力値に設定されることを特徴とする。
【００２４】
本願の第５発明では、第２のバネを設けることにより、第１のバネの第１の圧力値が、第１の転がり軸受けまたは第２の転がり軸受けの疲れ限度を超える圧力値に設定できるので、従来技術に比べてより強い力で第２の内輪を押圧可能となる。またその力が第２のバネを介して、第１の内輪にも伝わり、第１の内輪をより強い力で押圧可能であるため、モータを高速で回転させたとしても、内輪の共回りを防ぐことが可能となる。
【００２５】
第６の発明にかかるモータの軸受け機構は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値との差により発生する前記回転部材と前記第１及び第２の外輪との間の静止摩擦力が、前記電磁力により発生する前記回転部材が前記第１及び第２の外輪に対して滑ろうとする力に比べて大きくなるように、それぞれ設定されることを特徴とする。
【００２６】
本願の第６発明では、上述のように第１及び第２の圧力値が設定されることにより、回転部材と第１及び第２の外輪との滑りが防がれるため、両者間の磨耗が防がれ、モータを高速に回転することができる。
【００２７】
第７の発明にかかるモータの軸受け機構は、前記第１の転がり軸受けと前記第２の転がり軸受けは、略同一の形状をなしており、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値は、前記第１の圧力値と前記第２の圧力値との差が、前記第１の転がり軸受け及び前記第２の転がり軸受けのＪＩＳＢ１５１８に規定された基本動定格荷重の１〜１．５％となるように設定されていることを特徴とする。
【００２８】
本願の第７発明では、上述のように第１及び第２の圧力値が設定されることにより、ほぼ第１及び第２の転がり軸受けの疲れ寿命を短くすること無く、モータを高速で回転することが可能となる。具体的には、モータを１５０００ｒｐｍで回転させたとしても、理論的には３０年以上という十分な時間の連続使用に耐えることができる。
【００２９】
第８の発明にかかる光走査装置は、投光素子から投光された光をポリゴンミラーを用いて走査する光走査装置であって、上述したモータの軸受け機構を有し、前記モータの軸受け機構により前記ポリゴンミラーを回転支持することを特徴とする。
【００３０】
本願の第８発明では、光走査装置において、上述のようなモータの軸受け機構を光走査装置によりポリゴンミラーを回転支持することにより、光走査装置を小型化しつつ、より高速にポリゴンミラーを回転できるので、より高速な光走査が実現される。
【００３１】
第８の発明にかかる光学読取装置は、バーコード又は二次元コードを読取るために用いられる光学読取装置であって、上述した光走査装置をを有することを特徴とする。
【００３２】
本願の第８発明では、光学読取装置において、上述のようなモータの軸受け機構を光走査装置に用いることにより、光走査を高速に行なるため、高速で安定した読取を実現しつつ、光学読取装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上、本発明に係るモータの軸受け機構によれば、第１の転がり軸受けと第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間で、第２のバネを備えていることにより、モータの回転をさらに高速化することが可能となる。また第２のバネを第１の転がり軸受けと第２の転がり軸受けの対向する一対の面の間に設け、回転部材の内部に収容される構成となっているため、モータの最外形を大きくすることがない。上述したように第２の圧力値を与える第２のバネを追加するのみで、モータの回転数を上げることが可能となるので、上述した接着剤を塗布する手法や圧入する方法に比べて、作業性も格段に向上する。
また本発明に係る光走査装置によれば、光走査装置を小型化しつつ、より高速にポリゴンミラーを回転できるので、より高速な光走査が実現される。またさらに本発明に係る光学読取装置によれば、上述したモータの転がり軸受けを有する光走査装置を有することにより、光学読取装置を小型化しつつ、高速な光走査を実現し、高速で安定した読取を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施の形態に係るモータの軸受け機構について図１〜６に基づき説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るモータの軸受け機構の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は斜視図、図１（ｃ）は正面図である。
図１（ｂ）に示すように、モータの軸受け機構１は、基板１０に固定軸３０が立設され、回転部材７０が固定軸３０に回転可能に支持されている。以下、基板１０から固定軸３０が延びる方向を上方向として説明する。まずはじめに本発明の概略構造及びバネの押圧力の伝達を説明するために、図１（ａ）のA-A'断面の模式的断面図を図２に示す。
【００３５】
（モータの軸受け機構の概略構造）
図２に示すようにモータの軸受け機構１は、上述したように基板１０に固定軸３０が立設される。
固定軸３０には、固定子(図示せず）が基板１０に近接した位置で設けられ、固定子にはコイル(図示せず）が固定軸３０まわりに６０度ずつ離間して６個設けられている。また固定軸３０の上端部には、第１の転がり軸受け５０が設けられ、また基板１０と第１の転がり軸受け５０との間に第２の転がり軸受け６０がそれぞれと固定軸３０の軸方向に離間して設けられている。
【００３６】
第１の転がり軸受け５０は、固定軸３０の外径と略同一の内径を有する第１の内輪５２と、第１の内輪５２の外径よりも大きな内径を有する第１の外輪５４と、第１の内輪５２の外周面と第１の外輪５４の内周面との間で挟持された複数の第１の転動体５６とを有している。本実施の形態においては、第１の転がり軸受け５０を固定軸３０に挿入して組み立てるため、第１の内輪５２の内径は固定軸３０の外径と同一またはやや大きめに設定される。また複数の第１の転動体５６は、より具体的には７個のボールにより構成される。
【００３７】
第２の転がり軸受け６０は、第１の転がり軸受け５０と略同一形状・同一寸法をなしており、固定軸３０の外径と略同一の内径をなす第２の内輪６２と、第２の内輪６２の外径よりも大きな内径をなす第２の外輪６４と、第２の内輪６２の外周面と第２の外輪６４の内周面との間で挟持された複数の第２の転動体６６とを有している。
【００３８】
回転部材７０は、略円筒形状をなしており、第１及び第２の外輪５４，６４の外径と略同一の内径をなす貫通孔７２ａと、貫通孔７２ａの内周面に設けられ第１及び第２の外輪５４，６４により挟持される環状突起部７３と、モータの回転力を発生する複数の磁性体を有する。
貫通孔７２ａは、回転部材７０の中心部に設けられ、その内周面には軸方向の中央付近で、予め定められた軸方向の高さを有する環状突起部７３が形成される。
環状突起部７３は、貫通孔７２ａの内周面から全周にわたり、固定軸３０の軸中心方向に予め定められた厚さだけ突出している。
回転部材７０は、上述した第１の外輪５６の底面と第２の外輪６６の上面との間にて環状突起部７３が挟持されることにより、固定軸３０に対し回転可能に支持される。
環状突起部７３の軸中心方向の突出量は、環状突起部７３が第１及び第２の内輪５２，６２と回転時に干渉しない範囲、言い換えれば環状突起部７３が第１及び第２の内輪５２，６２に接触しない範囲で設定可能である。より具体的には、第１及び第２の外輪５４，６４の径方向の厚みや第１及び第２の外輪５４，６４と環状突起部７３との接触面積、各部材の材質、必要とする摩擦力、後述する第１及び第２のバネの圧力値等により適宜設定される。なお、本実施の形態においては、環状突起部７３は、第１及び第２の外輪５４，６４のみに接触しており、第１及び第２の外輪５４，６４の略中央まで突出している。
【００３９】
位置決め部材９０は、第１の転がり軸受け５０の軸方向の位置決めを行なうために、固定軸３０の第１の内輪５２より上部に設けられる。
詳細は後述するが、位置決め部材９０は、断面Ｃ字状の部材により形成され、固定軸３０の上端部に形成された溝部３２に嵌合される。
【００４０】
ここで、第１及び第２の転がり軸受け５０，６０それぞれの軸方向での位置決めを説明する。第１の転がり軸受け５０は、第１の内輪５２の上面を位置決め部材９０の底面に当接させ、第１の外輪５４の底面を環状突起部７３の上面に当接させることにより軸方向の位置決めが行なわれる。また第２の転がり軸受け６０は、第２の外輪６４の上面を環状突起部７３の底面に当接させ、第２の内輪６２の底面を後述する第１のバネ１００の上端部と当接させることにより軸方向の位置決めが行なわれる。
【００４１】
第１のバネ１００は、基板１０と第２の内輪６２の底面との間に圧縮状態で設けられる。第１のバネ１００は固定軸３０を中心に配置される圧縮コイルバネ（巻きバネ）であり、第２の転がり軸受け６０の底面と基板１０との間の長さＬ１に圧縮された状態で、第２の内輪６２に予め定められた第１の圧力値を与えることが可能な押圧力を有すように構成されている。
【００４２】
第２のバネ１１０は、第１のバネ１００の予圧を緩和するために、第１の内輪５２の底面と第２の内輪６２の上面との間の位置において圧縮状態で設けられる。第２のバネ１１０は、固定軸３０を中心に配置される圧縮コイルバネ（巻きバネ）であり、環状突起部７３の軸方向の幅で決定される長さＬ２に圧縮された状態で、第１のバネ１００の第１の圧力値よりも弱い第２の圧力値を与えることが可能な押圧力を有するように構成されている。
本実施例においては、第１のバネ１００は、長さＬ１において第１の圧力値を与えるように調整され、第２のバネ１１０は、長さＬ２において第２の圧力値を与えるように調整されているが、このことは言い換えれば、第１のバネ１００が第１の圧力値を与えるような長さＬ１を設定し、第２のバネ１１０が第２の圧力値を与えるような長さＬ２を設定しても良いことは言うまでもない。
【００４３】
第１の押圧力Ｆ１は、第１のバネ１００により第２の内輪６６の底面に第１の圧力値を与え、第２の内輪６２の外周面より第２の転動体６６に伝わる第２の押圧力Ｆ２と、第２の内輪６２の上面に伝わる第３の押圧力Ｆ３とに分配される。図２にそれぞれの押圧力の伝達を矢印にて示す。
【００４４】
第２の押圧力Ｆ２は、第２の転動体６６を介して第２の外輪６４の内周面に伝わる。さらに第２の押圧力Ｆ２は、第２の外輪６４から回転部材７０を介して、第１の外輪５４に伝わる。続いて第１の外輪５４に当接する第１の転動体５６を介して第１の内輪５２に伝わり、第１の内輪５２の上面を位置決め部材９０に突き当てる押圧力となる。
【００４５】
第３の押圧力Ｆ３は、第２のバネ１１０が第２の内輪６２の上面を押す第４の押圧力Ｆ４の反力となる。第５の押圧力Ｆ５は、第２のバネ１１０の復元力として第４の押圧力Ｆ４と対となる押圧力であり、第４の押圧力Ｆ４と同じ大きさで固定軸７０の軸方向に反対の方向に第１の内輪５２の底面を押す。回転部材７０などの重さを無視すれば、この第５の押圧力Ｆ５が、上述した第２の押圧力Ｆ２とともに第１の内輪５２を位置決め部材９０に突き当てる押圧力となる。
【００４６】
ここで第３の押圧力Ｆ３は、第４の押圧力Ｆ４により決定されるため、第１のバネ１００の第１の押圧力Ｆ１と第２のバネ１１０の第４の押圧力Ｆ４との差が、結果として第２の押圧力Ｆ２となる。つまり第１のバネ１００の第１の押圧力Ｆ１を増加させたとしても、第２のバネ１１０の第４の押圧力Ｆ４を増加させ、その差を一定に保てば、第１及び第２の転動体５６，６６に伝わる第２の押圧力Ｆ２を増加させずに第１の押圧力Ｆ１を増加することが可能となる。
また第１の内輪５２の共回りを防ぐ第２の押圧力Ｆ２と第５の押圧力Ｆ５との合力は、第１の押圧力Ｆ１の増加に伴って、第４の押圧力Ｆ４を増加させるため、第４の押圧力Ｆ４と対になる第５の押圧力Ｆ５も増加することとなり、第２の押圧力Ｆ２が一定に保たれても、その合力としては増加することが可能となる。
【００４７】
つまり第２のバネ１１０が、第１の転がり軸受け５０の第１の内輪５２と第２の転がり軸受け６０の第２の内輪６２との間で当接して、第１のバネ１００から第１及び第２の転動体５６、６６にかかる予圧を緩和している。そのため第１のバネ１００の第１の押圧力Ｆ１により与えられる第１の予圧値を、その全てが第１及び第２の転動体５６，６６に対して作用すると第１の転がり軸受け５０または第２の転がり軸受け６０の疲れ限度を超える圧力値まで高めることが可能となる。その結果、上述した第１及び第２の内輪５２，６２の静止摩擦力を高めることができるので、回転部材７０を従来よりも高速に回転させたとしても、共回りを防ぐことができる。
また一方、装置全体の大きさの観点から言及しても、第２のバネ１１０を従来から存在していた第１及び第２の転がり軸受け５０，６０の間隙に設けているため、従来のモータの軸受け機構と比べて、その最外形を大きくすることがなく小型化に貢献することができる。
【００４８】
また第２の押圧力Ｆ２は、第１の圧力値と第２の圧力値との差により発生し、その圧力値は、第１及び第２の転がり軸受け５０，６０の疲れ限度以内となるように設定されることが好ましい。疲れ限度以内で使用していれば、第１及び第２の転がり軸受け５０，６０内での異常発熱や磨耗が発生しないもしくは発生しにくいためである。
さらに、第２の押圧力Ｆ２により発生する回転部材７０と第１及び第２の外輪５４，６４との間の静止摩擦力が、電磁力により発生する回転部材７０が第１及び第２の外輪５４，６４に対して滑ろうとする力に比べて大きくなるように、それぞれ設定されることが好ましい。このことにより、回転部材７０と第１及び第２の外輪５４，６４が一緒になって回転するため、その接触面で発熱や磨耗が発生しにくくなる。
【００４９】
上記実施の形態では、コイル４４がモータの固定子側である固定軸３０に設けられ、磁性体群７８がモータの回転子側である回転部材７０に設けられた場合を説明したが、これに限らずコイル４４を回転子側に設け、磁性体群７８を固定子側に設けても良い。またコイル４４を固定軸３０に設けたが、磁性体群７８と対向する位置で基板１０に設けても良い。
また回転部材７０が環状突起部７３のみで回転部材７０に支持されているが、これに限らず貫通孔７２ａの内周面と第１及び第２の外輪５４，６４の外周面との間に接着剤を塗布して接着固定してよい。また貫通孔７２ａの内周面と第１及び第２の外輪５４，６４の外周面にそれぞれ軸方向に延びる凹部および凸部を対応する位置に設け、回転方向の位置決めを行なえるようにしてもよい。
また回転部材７０が環状突起部７３を有することで、回転部材７０の支持と第２のバネ１１０の長さＬ２の寸法出しを行っていたが、これに限らず回転部材７０の貫通孔７２ａの内周面と第１及び第２の外輪５４，６４とを接着することで固定し、環状突起部７３にかえて、環状突起部７３と同じ高さと同じ径方向の厚みを有する環状の寸法決め部材を別途、環状突起部７３と同位置に設けることでバネ１１０の長さＬ２の寸法出しを行っても良い。もちろんこの寸法決め部材は環状である必要は必ずしも無く、第１及び第２の内輪５２，６２に干渉せずに、長さＬ２の寸法出しが行なえればどのような形状であってもよく、また複数の部材から構成されてもよいことは言うまでもない。
また本実施の形態では、固定軸３０が基板１０に固定される例を示したがこれに限らず、回転部材７０を別部材で固定し、固定軸３０を基板１０に固定せず固定軸３０側が回転するような構成を取っても良い。
【００５０】
（モータの軸受け機構の詳細構造）
次に、本発明の詳細構造を組立て方法と合わせて説明する。図３は、本発明のモータの軸受け機構１の図１（ｂ）における詳細なＡ−Ａ’断面図であり、図４は組立て斜視図である。
【００５１】
モータ軸受け機構１は、はじめに基板１０を基台として組み立てられる。
図３及び図４に示すように、基板１０には、中央部に貫通孔１１が設けられている。基板１０は、コイル４４や磁性体群７８を主とした磁性回路の一部として働くために珪素鋼板により形成される。
ホルダ２０は、後述する固定軸３０と固定子４０を基板に固定するために設けられる。以下ホルダ２０について説明する。
ホルダ２０は、基板１０の貫通孔１１と略同一の径を有する円筒形状をなしており、貫通孔１１よりもやや大きな径を成し全周に設けられた鍔部２５が基板１０に突き当たるまで貫通孔１１に挿入され、ホルダ２０の底部の外周縁に設けられた環状凸部２６により基板１０をかしめることにより、基板１０に固定される。
ホルダ２０には、中心部に上下方向に延びる貫通孔２２が設けられ、この貫通孔２２にステンレス製で円柱状の固定軸３０の一端が圧入されることにより、固定軸３０が基板１０に対して立設される。  
さらにホルダ２０の上端部２８は、外径が貫通孔１１に比べて若干小さく形成されている。後述する固定子４０の貫通孔４１が、上述した固定軸３０が圧入された後に、上端部２８に圧入され、外周面に設けられた環状の段部２９に下方向に突き当てられることで、固定子４０がホルダ２０に対して位置決め固定される。
本実施の形態でホルダ２０には、上述したように基板１０を環状凸部２６でかしめて保持したり、固定子４０を上端部２８に圧入するため、比較的柔らかく切削性のよい真鍮を用いている。
【００５２】
図４に示すように固定子４０には、磁界の発生をより強化するため、径方向に延びた首部４２ａとその先端で両周方向に突出した頭部４２ｂとからなる略Ｔ字形状のコア４２が周方向に６０度ずつ離間して６個設けられる。それぞれのコア４２の首部４２ａには、磁束を発生するコイル４４が巻きつけてあり、頭部４２ｂがコイル４４の径方向への抜けを防いでいる。固定子４０は、コイル４４の磁束を高めるため珪素鋼板が用いられる。
【００５３】
第１のバネ１００は、後述する第１及び第２の転がり軸受け５０，６０に予圧をあたるために設けられる。そこで第１のバネ１００は、固定軸３０の外周面に軸方向に沿うように、内径が固定軸３０の外径より若干大きめに設定され、固定軸３０がホルダ２０に圧入された後に、固定軸３０に挿入され、第１のバネ１００の下端部がホルダ２０の上面２１に当接する。
【００５４】
次に第２の転がり軸受け６０が、後述する回転部材７０を回転支持するために、固定軸３０に挿入され、第１のバネ１００の上端部に第２の内輪６２の底面が当接する。
図５に第２の転がり軸受け６０の詳細を説明するために、本実施の形態で使用する転がり軸受けの断面斜視図を示す。
第２の転がり軸受け６０は、上述したように固定軸３０の外径と略同一の内径を有する第２の内輪６２と、第２の内輪６２の外径よりも大きな内径を有する第２の外輪６４と、第２の内輪６２の外周面と第１の外輪６４の内周面との間で挟持された複数の第２の転動体６６とを有している。
複数の第２の転動体６６には、具体的にはボールが７〜８個設けられる。このボールの表面形状に対応した一対のレース面６２ａ、６４ａが第２の内輪６２の外周面と第２の外輪６４の内周面にそれぞれ設けられている。
上述した複数のボールが、この一対のレース面６２ａ，６４ａ間で自転しながら、第２の転がり軸受け６０の内部を公転することで、第２の内輪６２に対して第２の外輪６４が転がり摩擦により回転することを可能とする。
なお、本実施例おいては第１及び第２の転がり軸受け５０、６０は、アキシアル荷重を主に受けるため、例えばスラスト軸受けが用いられ、これらは硬度と耐磨耗性の観点から高炭素クロム鋼により形成されている。
【００５５】
次にモータの回転部分となる回転部材７０について説明する。回転部材７０は、上述した第２の転がり軸受け６０の第２の外輪６４の上面に載置される。回転部材７０は、固定軸３０に第２の転がり軸受け６０および後述する第１の転がり軸受け５０により回転支持されるハブ７２と、ハブ７２の底部に保持され磁束の漏れを防ぐ環状のヨーク７６と、ヨーク７６の内周面により保持され磁束回路の一部として働く環状の磁性体群７８とからなる。
【００５６】
回転部材７０の各構成部材について以下に説明する。
ハブ７２は、略円筒形状をなしており、中央部に上下方向に延びた貫通孔７２ａを設け、その内部に第１及び第２の転がり軸受け５０，６０を内包する。貫通孔７２ａの内周面に上述した環状突起部７３が設けられ、第１及び第２の転がり軸受け５０，６０により環状突起部７３が挟持されることにより固定軸３０に回転支持される。
貫通孔７２ａの内周面に対向し、ハブ７２の上部に形成される外周面７５には、図示しないポリゴンミラーが取り付けられる。鍔部７４は、ヨーク７６を保持するために外周面７５よりも下部で、外周面７５よりも径方向に延びて設けられる。
鍔部７４の底面には、環状凸部７４ａが、ヨーク７６に挿入可能となるように設けられる。より詳しくは環状凸部７４ａは、鍔部７４の外縁部７４ｂよりも若干内側で、鍔部７４の底面より垂下して、環状に設けられる。
詳細は後述するが、ハブ７２は、環状凸部７４ａがヨーク７６をかしてめて固定するため、比較的やわらかい真鍮などにより形成される。
【００５７】
ヨーク７６は、ハブ７２の環状凸部７４ａを挿入する開口部７６ａを形成する円板部７６ｂと、円板部７６ｂに連接し磁性体群７８を保持する磁性体保持部７６ｃとを有している。ハブ７２にヨーク７６を固定するために、ハブ７２の環状凸部７４ａを開口部７６ａの上側から挿入し、外縁部７４ｂを円板部７６ｂに突き当てる。ヨーク７６は、環状凸部７４ａと外縁部７４ｂとで形成される角部で、ハブ７２に対して軸方向及び径方向に位置決めされ、環状凸部７４ａを下方向からかしめることにより、ハブ７２に固定される。
磁性体保持部７６ｃは、円板部７６ａと連接し、円板部７６ａの外縁から垂下した環状形状をなしている。磁性体保持部７６ｃには、ヨーク７６がハブ７２に固定された後に、その内周面に磁性体群７８が圧入され、磁性体群７８がハブ７２に対して位置決め固定される。
ヨーク７６は、全体として磁性体群７８から発生する磁束が外部に漏れるのを防いでいるが、磁性体保持部７６ｃには、磁束の一部を限定した位置で外部に漏れさせるために一部に長方形状の開口部７６ｄを設けている。
磁束検出回路１６（図示せず）を、回転部材７０に近接する位置で、基板１０上に設けることにより、上述した漏れた磁束が検出される。より詳細には、回転部材７０の回転によって、開口部７６ｄが磁束検出回路１６に接近したり遠ざかったりするため、その磁束の強弱を測定することで、回転部材７０の回転が検出できる。この磁束の検出回数を計数することによりモータの回転数を計測することが可能な構成となっている。
上述のようにヨーク７８は、磁性体群７８の磁束の漏れを防ぎつつ、磁性体群７８をかしめるために、比較的柔らかい冷間圧延鋼板もしくは電気亜鉛メッキ鋼板などで形成されている。
【００５８】
図６は、回転部材７０が固定軸３０に固定される際の固定子４０と磁性体群７８との位置関係を説明する図である。磁性体群７８は、磁界を発生するために、ネオジウムより形成され固定子４０の中心方向に向かってN極、S極の順に極性を有する第１の磁性体７８Ｎと、その逆の順に極性を有する第２の磁性体７８Ｓが周方向に４５度ずつ交互に４つずつ配置された合計８個の磁性体で構成される。また磁性体群７８は、回転部材７０を固定軸４０に固定する際に、固定子４０のコイル４２の磁界と対向するように配置されている。
【００５９】
上述したように形成された回転部材７０は、貫通孔７２ａの環状突起部７３よりも下の空間に第２の転がり軸受け６０を収容しながら、環状突起部７３の底面が第２の外輪６４の上面に突き当たることにより、第２の転がり軸受け６０の上に載置される。
回転部材７０は、第２の転がり軸受け６０のほか、後述する第１の転がり軸受け５０や第１のバネ１００、位置決め部材９０などにより固定軸３０への位置決めが行なわれる。
回転部材７０は、固定軸３０への位置決めがなされる場合に、第２の転がり軸受け６０が前述した固定子４０及びコイル４４よりも上部に位置するように上述した貫通孔７２ａの環状突起部７３が設けられる。また上述した固定子４０を取り囲むように第２の転がり軸受け６０とほぼ同じ高さで上述した鍔部７４が設けられ、さらに鍔部７４の略外縁から垂下したヨーク７６が設けられる。さらに回転部材７０は、径方向での固定子４０とヨーク７６との間で、ヨーク７６の内周面に磁性体群７８を保持することにより、上述した固定子４０に設けられた複数のコイル４４の外周でかつ複数のコイル４４とほぼ同じ高さで磁性体群７８を配置することが可能な構成となっている。
磁性体群７８は、これらの位置関係により、複数のコイル４４と効率的に磁気回路を形成することができる。
なお、磁性体群７８とコイル４４との距離は、近い方が強い磁界が発生するため望ましいが、モータ回転時の軸ぶれやコア４２の大きさ、所望の磁界強度などにより適宜設定される。また本実施の形態では、磁性体群７８は、磁石としては一体物として構成されており、磁極が８対あるものを取り上げたが、これに限ることは無く、１対の磁極を有す８個の磁石から構成しても良い。また磁性体およびコイルを複数、略環状に設ける例を紹介したが、これに限らず回転力が得られるのならば、双方一つずつ設けても良い。
【００６０】
第２のバネ１１０は、第１のバネ１１０による予圧を緩和する目的で設けられ、固定軸３０の外周面に対してその軸方向に沿うように、固定軸３０の外径よりも内径が若干大きめに設定され、固定軸３０に挿入される。この結果、第２のバネ１１０の下端部が第２の内輪６２の上面に当接される。第２のバネ１１０と回転部材７０は、どちらが先に固定軸３０に挿入されても良いが、回転部材７０の方が先に、挿入された場合には、第２のバネ１１０は上述した環状突起部７３により囲まれた間隙に収容される。
第１の転がり軸受け５０は、第２の転がり軸受け６０と同様に、上述した回転部材７０を固定軸３０に回転自在に支持するために設けられる。特に第１の転がり軸受け５０は、第２のバネ１１０および回転部材７０よりも後に固定軸３０に挿入され、第２のバネ１１０の上端部が第１の内輪５２の底面に当接する。この結果、第１の転がり軸受け５０は、回転部材７０の貫通孔７２ａの環状突起部７３よりも上の空間に収容される。第１の転がり軸受け５０は、本実施の形態において、第２の転がり軸受け６０と同一形状・同一寸法であるため詳細な説明は省略する。
【００６１】
位置決め部材９０は、第１の転がり軸受け５０の位置決めを行なうために設けられ、図４に示すように断面C字状のＰＥＴ製の止め輪により形成される。この位置決め部材９０が、上述した第２のバネ１１０を圧縮し第１の転がり軸受け５０をハブ７２の環状突起部７３の上面に突き当てた状態で、固定軸３０の上端に設けられた溝部３２に嵌合されることにより、第１の転がり軸受け５０の軸方向の位置決めを行なう。
ここで位置決め部材９０は、ＰＥＴの他にナイロンなどの樹脂で形成されてにもよく、Ｃ字状以外にもＥ字状の止め輪であっても良い。樹脂を用いるのは、着脱が容易なためであり、着脱の必要性がなければ金属製であってもよい。さらに第１の内輪５２との静止摩擦力をあげるために表面を粗面とする加工がなされていることが好ましい。また位置決め部材９０は、輪である必要は必ずしも無く、第１の転がり軸受け５０の位置決めが行なわれれば、固定軸３０の上端部に貫通孔を設け、第１の転がり軸受け５０を固定軸３０に挿入した後に、貫通孔にピンをさして位置決めを行なうようにしてもよい。
以上のようにして、モータの軸受け機構１が組み立てられる。
【００６２】
第２のバネ１１０は、位置決め部材９０及びハブ７２の環状突起部７３の上面により、第１の転がり軸受け５０の軸方向の位置が決定されると、環状突起部７３の軸方向の長さで決定される長さＬ２まで圧縮され、第２の圧力値を有する押圧力を第１及び第２の内輪５２，６２に与える。
また第１のバネ１００は、環状突起部７３の底面と第１のバネ１００の上端部により第２の転がり軸受け６０の軸方向の位置が決定されると、第２の内輪６２に第１の圧力値を有する押圧力を与える。
ここで、第１及び第２のバネ１００，１１０は、ステンレス鋼、特にオーステナイト系ステンレス鋼により形成され、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４などが好ましい。この理由は、鋼線系の材質は、小径の場合にはメッキ処理がなされていないため耐食性が不足し、銅系の材質は必要なバネ力が得られないためである。
【００６３】
次に本実施の形態においる具体的な大きさや圧力値等の関係を説明する。
本実施の形態においては、第１及び第２の内輪の内径５２，６２は約１．５ｍｍ、ヨーク７６の外径が約１４ｍｍ程度である。第１及び第２の転動体５６、６６にかかる圧力値は、従来のモータの軸受け機構においては、転がり軸受けの内輪の内径が１．５ｍｍ程度であると、１００ｇｆ程度が上限値であり、この値がほぼ疲労限度であった。さらに第１及び第２の転動体５６、６６にかかる圧力値が、１００ｇｆ程度の圧力値であると、モータの回転スピードは６０００ｒｐｍ程度が限界であり、これ以上高速に回転させてしまうと、内輪が転動体や外輪と共回りしてしまうという問題が発生していた。
【００６４】
この問題を解決するために、本実施の形態において第１のバネ１００の第１の圧力値は長さＬ１が１．５ｍｍの際に１３５ｇｆとなるように設定され、第２のバネ１１０の第２の圧力値は長さＬ２が１．０ｍｍの際に７５ｇｆとなるように設定されている。これらの関係から第１及び第２の転動体５６、６６にかかる圧力値は、転動体等の重さを無視すると１３５ｇｆ−７５ｇｆ＝６０ｇｆとなり、上述した疲労限度等の問題は発生しなくなる。
また本発明を採用したモータでは、第１及び第２の転動体５６、６６にかかる圧力値は６０ｆｇと抑えつつ、第１のバネ１００の第１の圧力値を１３５ｇｆにすることで、第２の内輪６２の底面と第１のバネ１００の間で生じる摩擦力を従来技術に比べ、より大きく得ることが可能となる。また伝達された第２の押圧力Ｆ２と第５の押圧力Ｆ５との合力は、上述したとおり第１の圧力値とほぼ同じ大きさの１３５ｇｆとなる。そのため第１の内輪５２の上面と止め輪９０との摩擦力も上記同様に、従来技術に比べ、より大きく得ることが可能となる。これらのことから、本実施の形態においては、最終的にモータの回転スピードを６０００ｒｐｍから、１５０００ｒｐｍへとあげることが可能となるという効果が得られる。
【００６５】
特に第１の圧力値と第２の圧力値との差は、第１の転がり軸受け５０と第２の転がり軸受け６０のＪＩＳＢ１５１８−１９９２に規定された基本動定格荷重の１〜１．５％となるように設定されていることが好ましい。第１及び第２の圧力値として１．５％を選択した場合には、１５０００ｒｐｍに回転速度が上がったとしても、理論上３０年以上の連続使用に耐えることができるため、十分な耐用時間を確保することができる。
なお、ここで述べたバネの長さ、圧力値、転がり軸受けの内径などは、本反爪イの技術思想を具現化するためのモータの軸受け機構を例示するものであって、本発明は上記の数値に特定されるものではない。
【００６６】
本願発明にかかるモータの軸受け機構１は、さらにポリゴンミラーを回転部材７０の外周部７５に取り付け、基板１０に対して回転支持することで、レーザーなどの投光素子からの光を走査する光走査装置に適用される。本光走査装置は、上述した理由から、よりポリゴンミラーを高速に回転できるので、投光された光をより高速に走査することが可能となる。
さらに本光走査装置は、バーコードや２次元コードなどの光学コードを読取る光学読取装置に適用される。この光学読取装置は、上述した光走査装置を用いることによって、投光素子から投光された光を光学コードの検出領域に向けて、より高速に走査することができる。そのため光学コートの読み取り回数および読み取りスピードが向上し、高速で安定した読み取りを実現できる。しかも光走査装置の最外形は大型化しないため光学読取装置全体の大型化が防がれる。
【００６７】
以上説明したように、第１及び第２の内輪５２，６２の間に第２のバネ１１０を設けることにより、第１及び第２の転動体５６，６６にかかる圧力値を抑えつつ、第１のバネ１００の第１の圧力値を高めることができる。そのため第１及び第２の内輪５２，６２を固定する静止摩擦力をより強く得ることができるため、回転部材７０を高速回転させたとしても第１および第２の内輪５２，６２が回転部材７０との共回りが発生しない。さらに、第２のバネ１１０は、従来より存在していた第１及び第２の内輪５２、６２の間隙に収容されているため、モータの軸受け機構１全体の大きさを大型化することなく、高速回転を実現することが可能となる。また光走査装置において、上記モータの軸受け機構１を用いてポリゴンミラーを回転支持することにより、光走査装置を小型化しつつ、より高速にポリゴンミラーを回転できるので、より高速な光走査が実現される。また光学読取装置において、上述したモータの転がり軸受けを有する光走査装置を有することにより、光学読取装置を小型化しつつ、高速な光走査を実現し、高速で安定した読取を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本願発明の全体図 （ａ）全体斜視図  （ｂ）平面図  （ｃ）正面図
【図２】本願発明の模式的断面図
【図３】本願発明の詳細断面図
【図４】本願発明の組立て斜視図
【図５】第２の転がり軸受け６０の斜視図
【図６】固定子４０と磁性体群７８の説明図
【図７】従来の光走査装置９００
【図８】従来のモータの転がり軸受けの断面図
【符号の説明】
【００６９】
１        モータの転がり軸受け機構
１０      基板
１１      貫通孔
２０      ホルダ
２２      貫通孔
２４      外周面
２６      環状凸部
３０      固定軸
３２      溝部
４０      固定子
４２      コア
４２ａ    首部
４２ｂ    頭部
４４      コイル
５０      第１の転がり軸受け
５２      第１の内輪
５４      第１の外輪
５６      第１の転動体
６０      第２の転がり軸受け
６２      第２の内輪
６４      第２の外輪
６６      第２の転がり軸受け
７０      回転部材
７２      ハブ
７４      鍔部
７４ａ    環状凸部
７４ｂ    外縁部
７５      外周面
７６      ヨーク
７８      磁性体群
７８Ｎ    第１の磁性体
７８Ｓ    第２の磁性体
９０      位置止め部材
９００    光走査装置
９１０    走査部
９１２    ポリゴンミラー
９１６    固定軸
９１９    ホルダ
９２０    固定子
９２２    コイル
９３０    第１の転がり軸受け
９３２    第１の内輪
９３４    第１の外輪
９３６    第１の転動体
９４０    第２の転がり軸受け
９４２    第２の内輪
９４４    第２の外輪
９４６    第２の転動体
９５０    回転部材
９５２    ハブ
９５４    ヨーク
９５６    磁性体
９７０    止め輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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