動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置
【課題】 従来の動圧空気軸受においては、軸またはスリーブの回転数に比例して動圧が増大するので、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズが増大するという問題があった。
【解決手段】 外周面に螺旋状の溝が形成された軸と、軸に隙間を有して挿入されたスリーブとからなる動圧空気軸受において、溝の幅を、溝の一端から他端に向かって除々に広くすることにより、従来の動圧空気軸受に対して消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの発生を抑えた。
【解決手段】 外周面に螺旋状の溝が形成された軸と、軸に隙間を有して挿入されたスリーブとからなる動圧空気軸受において、溝の幅を、溝の一端から他端に向かって除々に広くすることにより、従来の動圧空気軸受に対して消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの発生を抑えた。
【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、医療機器の露光装置等に用いられる動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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走査装置としては、レーザー光を出射する光源と、光源から出射されたレーザー光を偏向反射する光偏向器と、光偏向器により偏向反射されたレーザー光を感光体ドラム等に導くミラー、レンズ等を有する（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、光偏向器としては、図１５に示すものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱形状の固定軸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。そして、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スリーブ１１１と、このスリーブ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、スリーブ１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、スリーブ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ロータマグネット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ロータマグネット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、これらロータマグネット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のスリーブ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、このスリーブ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溝１０４が形成されている。このヘリングボーン溝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空気軸受Ｒが構成されている。尚、ヘリングボーン溝１０４に代えて、固定軸に螺旋溝を設けたものもある（例えば、特許文献４参照）。
【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、ラジアル動圧空気軸受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の軸方向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２００７−１８３３２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８２２２号公報
【特許文献３】特開平５−０７１５３２号公報
【特許文献４】特開２００４−３３２７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
動圧空気軸受を用いた光偏向器等の回転装置は、回転装置の動作中に加えられる外力に耐えられるよう回転体を保持する力（動圧）が必要である。ここで、外力とは衝撃等により外部から受ける力をいい、より具体的には、光偏向器を備えた画像形成装置が、地震、作業者の衝突等により受ける衝撃力等をいう。
【００１０】
一方、外部から加えられる外力は、回転装置の回転数とは無縁である。このため、回転装置は、外力に影響されないだけの必要な保持力（動圧）を回転装置の起動から終了まで、回転装置の回転数とは関係なく常に一定に備えていることが望まれる。
【００１１】
しかし、前記した動圧空気軸受（特許文献３、４）では、回転体の保持力となる動圧は、回転装置の回転数によって大きく変化するため、以下の問題があった。
（１）発生する動圧は、回転体の回転数の上昇に比例して増加するため、外力に影響されないだけの必要な保持力を得るために設定された回転数（所定回転数）に達するまでに時間を要し、装置の立ち上がり（使用が可能となるまで）に時間を要するという問題があった。
【００１２】
（２）また、それと同時に、所定回転数に達するまでの間は、外力に影響されないだけの必要な保持力が得らず、外力に耐えられないという問題もあった。
（３）さらに、共通の動圧空気軸受を複数の回転数（例えば、高速と低速）において使用する場合もあるが、所定回転数を高速側に設定すると、低速側では動圧が不足し外力に耐えられず、所定回転数を低速側で設定すると、高速側では動圧が過剰に発生するので、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズが増大するという問題があった。
【００１３】
ここで、共通の動圧空気軸受を複数の回転数で使用する場合としては、例えば、１つの光偏向器を有する画像形成装置等においてこの光偏向器を複数の回転数で使用する場合や、動圧空気軸受を標準部品とし、使用する回転数が異なる複数の画像形成装置等で標準部品である動圧空気軸受を使用する場合などである。
【００１４】
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、軸の外周面またはスリーブの内周面に形成した螺旋状の溝の溝幅を一端から他端に向かって徐々に広くするという簡単な構成により、所望の動圧が短時間で得られ（所定回転数に短時間に到達し）、かつ、高速回転時における過剰な動圧の発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑える動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置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】
【００１５】
（第１発明）
第１発明に係る動圧空気軸受は、軸と、この軸に隙間を有して挿入されたスリーブとからなり、軸の外周面またはスリーブの内周面に螺旋状の溝が形成された動圧空気軸受に関し、溝の幅を、溝の一端から他端に向かって除々に広くしたものである。
【００１６】
（第２発明）
第２発明に係る動圧空気軸受は、第１発明において、溝が軸の外周面またはスリーブの内周面に複数形成され、複数の溝が互いに交わることなく、該複数の溝の中心線を互いに平行としたものである。ここで、溝の中心線とは、溝の短手方向の両壁面から等距離にある点を結んでできる線のことである。
【００１７】
（第３発明）
第３発明に係る動圧空気軸受は、第１発明または第２発明において、溝が一または複数の箇所で曲げられたものである。
【００１８】
（第４発明）
第４発明に係るブラシレスモータは、第１発明、第２発明または第３発明の動圧空気軸受において、軸にロータマグネットが固定され、スリーブが基板に固定され、基板に固定されたモータコアが、ロータマグネットと対向したものである。
【００１９】
（第５発明）
第５発明に係るブラシレスモータは、第１発明、第２発明または第３発明の動圧空気軸受において、スリーブにロータマグネットが固定され、軸が基板に固定され、基板に固定されたモータコアが、ロータマグネットと対向したものである。
【００２０】
（第６発明）
第６発明に係る光偏向器は、第４発明のブラシレスモータにおいて、さらに、軸にポリゴンミラーが固定されたものである。
【００２１】
（第７発明）
第７発明に係る光偏向器は、第５発明のブラシレスモータにおいて、さらに、スリーブにポリゴンミラーが固定されたものである。
【００２２】
（第８発明）
第８発明に係る光偏向器は、第６発明または第７発明の光偏向器を備えた光走査装置に関する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、所望の動圧が短時間で得られるようにし、かつ、高速回転時における動圧の過剰な発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑えた動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器または光走査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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】
【００２５】
本発明に係る第１実施例を図１乃至図４を用いて説明する。
図１は本発明に係る光走査装置の平面図、図２はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）、図３はハウジングにおける光偏向器の取り付け箇所の部分拡大図（平面図）、図４はハウジングの表面に形成した円環状の突起の斜視図（図３における矢視Ｂ）である。説明を簡単にするため、図２においては、固定軸以外を断面図にしている。また、図２において、見えない部分（固定軸の反対側）に存する溝は波線等により図示していない。
【００２６】
〔光走査装置〕
まず、本発明に係る光走査装置の基本構成について説明する。
図１に示すように、光走査装置１は、レーザー光３を出射するレーザーダイオード等の光源２と、光源２から出射されたレーザー光３を平行光にするコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４を通過したレーザー光３を副走査方向に絞り込むシリンドリカルレンズ５と、シリンドリカルレンズ５を通過したレーザー光３を主走査方向に偏向反射するポリゴンミラー１４を備えた光偏向器６と、ポリゴンミラー１４により偏向反射されたレーザー光３を感光体７に導くＦθレンズ８および反射ミラー９とを有する。
【００２７】
ここで、主走査方向とは、光走査装置１が感光体７の表面にレーザー光３を照射する際のレーザー光３の移動方向をいう。また、副走査方向とは、感光体７の表面の移動方向である。これら主走査方向と副走査方向は、互いに直交する関係にある。
【００２８】
光走査装置１は、その他にもレーザー光３が感光体７の表面を走査するタイミングを検知するための反射ミラー１０および検出センサ１１を有している。
前記した光源２、コリメータレンズ４、シリンドリカルレンズ５、光偏向器６、Ｆθレンズ８、反射ミラー９、１０および検出センサ１１は、ハウジング１２に固定されている。
【００２９】
〔光偏向器〕
次に、光偏向器６の構成について、図２を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、光偏向器６は、金属製の基板１３と、基板１３に複数のネジ１５によって固定された多段の円柱形状でかつセラミック製の固定軸１６（外径φ１１ｍｍ−４μｍ）と、この固定軸１６に回転自在に支持された回転体１７とから構成されている。
【００３０】
この回転体１７は、セラミック製のスリーブ１８（内径φ１１ｍｍ、外径φ１６ｍｍ）と、このスリーブに圧入等で固定されたフランジ４６と、このフランジ４６のスカート部１９の内周面に接着剤等により固定されたロータマグネット２０と、フランジ４６の上面に載せられたポリゴンミラー１４と、ポリゴンミラー１４の上面に載せられたバネ２１と、バネ２１を下方に押し付けながらフランジ４６に圧入して固定した押圧部材２２と、フランジ４６の上面に図示しないネジ等で固定されたフタ６３とから構成されている。
【００３１】
ポリゴンミラー１４は、バネ２１が押圧部材２２により下方に押し付けられているので、バネ２１によって生じる弾性力により、フランジ４６の上面に押し付けられて固定されている。
また、基板１３には、複数のコイルを備えたリング形状のモータコア２３がネジ１５、接着剤等で固定され、コイルの端子が基板１３に設けられた配線に半田付けされている。
【００３２】
そして、基板１３に実装されたドライバＩＣ(Integrated Circuit）２４等から送られてきた電気信号により、基板１３に固定されたモータコア２３のコイルが励磁され、このモータコア２３と対向したロータマグネット２０が動くことにより、回転体１７が高速回転する。
【００３３】
また、固定軸１６の外周面には、図２に示すように、螺旋状の溝５０が３本形成されている。これら３本の溝５０は、その中心線（図２において一点鎖線で図示）が互いに平行で、溝５０が互いに交わることが無いように、隣り合う中心線が等間隔になるように設定されている。そして、それぞれの溝５０は、フランジ１８の内周面と対向する部分の下端（一端）５１から上端（他端）５２に向かって溝の幅が徐々に広くなるように形成されている。尚、本実施例１においては、一端５１における溝幅を２ｍｍ、他端５２における溝幅を４ｍｍとし、溝５０の深さを４μｍ（一定）とした。つまり、溝５０の溝幅は、一端（溝幅２ｍｍ）から他端（溝幅４ｍｍ）に至るまで直線的に増加している。
【００３４】
この螺旋状の溝５０が形成された固定軸１６と、この固定軸１６に対して隙間（４μｍ）を有して挿入されたスリーブ１８により動圧空気軸受が構成されている。このため、回転体１７が上から見て時計方向に回転を開始すると、所望の動圧が短時間で発生し、かつ、高速回転時における過剰な動圧の発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑えることができる。
【００３５】
〔光偏向器の固定構造〕
次に、光偏向器６の固定構造について、図２乃至図４を用いて説明する。
光偏向器６の基板１３は、図２に示すように、ハウジング１２の表面に形成された円環状の突起２５の上面２６に載せられている。この円環状の突起２５の、ハウジング１２の上面に対する突出量は、どこでも同じで、突起２５の上面２６は平面になっている。そして、基板１３を突起２５の上面２６に載せるに際し、図示しない位置決め治具を用いて、図３に示す円環状の突起２５が形成する円の中心２７に、基板１３に固定された固定軸１６の中心（中心軸）を位置させている。
【００３６】
また、図３に示すように、ハウジング１２の円環状の突起２５の内側近傍には４個の貫通穴２８があけられている。貫通穴２８は、突起２５の内周面に近い位置に形成されていれば良く、この貫通穴２８と対応する基板１３の位置に雌ねじ３１が形成されている。ここで、貫通穴２８と対応する基板１３の位置とは、前記したように、円環状の突起２５が形成する円の中心２７と固定軸１６の中心軸が一致するように、突起２５の上面２６に基板１３を置いたときに、貫通穴２８の真上の基板１３の位置をいう。つまり、貫通穴２８と雌ねじ３１は鉛直線上に位置している。
【００３７】
図２に示すように、雄ねじ２９をハウジング１２の裏面から貫通穴２８に挿入し、雄ねじ２９の先端部が基板１３に形成された雌ねじ３１に螺合させて締め付ける（ねじ込む）ことにより、基板１３をハウジング１２に固定している。さらに詳述すると、本実施例１においては、ハウジング１２にＡ＝９０°間隔で形成された４個の貫通穴２８のそれぞれに雄ねじ２９を挿入し、４個の貫通穴２８と対応する基板１３の位置に９０°間隔で形成された４個の雌ねじ３１に、雄ねじ２９の先端を螺合させて、雄ねじ２９を締め付けることにより、光偏向器６を光走査装置１のハウジング１２に固定している。
【００３８】
この４個の雄ねじ２９は、ハウジング１２の内側近傍に位置しているので、雄ねじ２９を光偏向器６がハウジング１２に固定し得る程度に締め付けた後、さらに４個の雄ねじ２９の少なくとも１個の締め付け力を上げると、固定軸１６の近傍の基板１３が変形する。そうすると、固定軸１６の鉛直方向に対する角度を変化させることができるので、軸倒れ補正をすることができる。
【実施例２】
【００３９】
本発明に係る第２実施例を、図５を用いて以下に説明する。
図５はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図５においては、固定軸１６以外を断面にしてある。
尚、実施例１との相違点のみを詳細に説明し、実施例１と同一の部分については、説明を省略する。
【００４０】
本実施例２の実施例１との主な相違点は、固定軸１６に形成した螺旋状の溝５０の本数を１本にした点である。この場合は、溝５０の水平線に対する角度を小さくし、溝５０が固定軸１６の外周を少なくとも１周するようにする。そうすると、前記した実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明に係る第３実施例を図６を用いて説明する。
図６は、光偏向器の側部断面図である。尚、説明を簡単にするため、図６においては、回転軸以外を断面にしてある。
【００４２】
光偏向器６は、アルミニウム製のハウジング４９に、ネジ等で固定された円筒形状でかつセラミック製のスリーブ１８（内径φ１１ｍｍ−４μｍ、外径φ１６ｍｍ）と、このスリーブ１８に回転自在に支持された回転体１７とから構成されている。
【００４３】
この回転体１７は、スリーブ１８との間に僅かの隙間（４μｍ）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４７（外径φ１１ｍｍ）と、この回転軸４７に固定されたアルミニウム製のフランジ４６と、このフランジ４６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１４と、このポリゴンミラー１４の上に置かれたリング状の板バネ２１と、この板バネ２１の上に置かれ、ポリゴンミラー１４をフランジ４６の上面に押し付けるようにして回転軸４７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２２と、フランジ４６のスカート部１９に接着剤等で固定されたロータマグネット２０と、このロータマグネット２０に対向するようにスリーブ１８の外周面に取り付けられたモータコア２３とから構成されている。
【００４４】
このロータマグネット２０と、モータコア２３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１７は、常に浮上した状態に保たれている。
また、ハウジング４９には金属製の基板１３が固定され、この基板１３に、ロータマグネット２０とモータコア２３等から構成されるブラシレスモータの制御回路（図示せず）が実装されている。
【００４５】
この光偏向器６は、回転軸４７の外周面と、スリーブ１８の内周面によって、ラジアル動圧軸受が構成されている。つまり、回転軸４７の外周面に螺旋（スパイラル）状の溝５０が１本形成されている。この溝５０は、スリーブ１８の内周面と対向する部分の下端（一端）５１から上端（他端）５２に向かって溝の幅が徐々に広くなるように形成されている。
【００４６】
このため、回転体１７が上から見て反時計方向に回転すると、光偏向器６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４７の外周面と、スリーブの内周面の間に動圧が発生する。そうすると、所望の動圧が短時間で得られ、かつ、高速回転時における過剰な動圧の発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑えることができる。
【００４７】
尚、この溝５０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４】
【００４８】
本発明に係る第４実施例を、図７を用いて以下に説明する。
図７はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図７においては、回転軸以外を断面にしてある。また、見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝を波線等により図示していない。
尚、実施例３との相違点のみを詳細に説明し、実施例３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。
【００４９】
本実施例４の実施例３との主な相違点は、回転軸４７に形成した螺旋状の溝５０の本数を３本にした点である。これら３本の溝５０は、その中心線（図７において一点鎖線で図示）が互いに平行で交わることが無いように等間隔に設定されている。そして、それぞれの溝５０は、フランジ１８の内周面と対向する部分の下端（一端）５１から上端（他端）に向かって溝の幅が徐々に広くなるように形成されている。尚、本実施例１においては、一端５１における溝幅を２ｍｍ、他端５２（図示せず）における溝幅を４ｍｍとし、溝５０の深さを４μｍ（一定）とした。
【００５０】
〔回転テスト結果〕
この光偏向器６を用いて回転テストを実施した結果を図１０に示す。
図１０において、横軸は回転体１７の回転数（ｒｐｍ）、縦軸は回転体１７の回転により発生した動圧（軸受面の総圧（ＭＰａ））である。図１０中における○は、図７に示した本実施例４に係る光偏向器６のデータである。
【００５１】
比較例として、図７に示した光偏向器６の溝形状のみを変えた図８および図９に示す光偏向器のデータを図１０に示した。図１０に△で示したデータは、従来から用いられている溝幅が不変（均一）の螺旋状の溝を回転軸に形成した図８に示した光偏向器のものである。また、図１０に□で示したデータは、従来から用いられているヘリングボーン溝を回転軸に形成した図９に示した光偏向器のものである。尚、図８および図９において見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝は波線等により図示していない。
【００５２】
図１０に示したグラフを見てわかるように、光偏向器６の要求する動圧を１．０ＭＰａとすると、本実施例４に示した光偏向器６は、回転数１００００ｒｐｍに至るまでに要求する動圧を発生させることができる。また、回転数が上がっても、従来の光偏向器と比較して動圧の上がり方が低いことがわかる。
【００５３】
一方、図８および図９に示した従来の光偏向器は、図８に示した光偏向器が要求する動圧に達するのが本実施例４の光偏向器と略同一であるが、両者とも回転数が上がると、本実施例４の光偏向器を超えて大きく動圧が上がっていくことがわかる。
【００５４】
これら要求スペックを超えた過剰な動圧は、消費電流、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズを増大させる原因になるため、できるだけ低く抑える必要がある。図１０により、本発明に係る動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置は、従来の螺旋状の溝（図８）や、ヘリングボーン溝（図９）の動圧空気軸受を備えた光偏向器等と比較して、過大な動圧の発生を抑制できるので、消費電流、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑制できることがわかる。
【実施例５】
【００５５】
本発明に係る第５実施例を、図１１を用いて以下に説明する。
図１１はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図１１においては、回転軸以外を断面にしてある。見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝を波線等により図示していない。
尚、実施例４との相違点のみを詳細に説明し、実施例４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。
【００５６】
本実施例５の実施例４との主な相違点は、回転軸４７に形成した螺旋状の溝５０が一箇所で曲げられた点である。かかる構成であっても、前記した実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００５７】
本発明に係る第６実施例を、図１２を用いて以下に説明する。
図１２はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図１２においては、回転軸以外を断面にしてある。見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝を波線等により図示していない。
尚、実施例５との相違点のみを詳細に説明し、実施例５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。
【００５８】
本実施例６の実施例５との主な相違点は、回転軸４７に形成した螺旋状の溝５０が複数箇所で曲げられた点である。かかる構成であっても、前記した実施例４と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書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、削除および付加が可能である。
【００６０】
また、前記した実施例においては、軸およびスリーブの材質としてセラミックを用いたものを示したが、これに限定されるものではなく、鉄、アルミニウム等の金属を軸およびスリーブの材質としても良い。
【００６１】
例えば、前記した実施例は、軸の外周面に螺旋状の溝５０を形成したものを示したが、軸の外周面に溝５０を形成せず、図１３および図１４に示すように、スリーブの内周面に螺旋状の溝５０を形成したものを用いても良い。具体的には、図１３および図１４で示したスリーブを、例えば図２に示す光偏向器６のスリーブ１８と交換し、図２に示す光偏向器６の固定軸１６の螺旋状の溝５０を無くすことにより光偏向器６を構成しても良い。この場合であっても、前記した実施例で示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
尚、図１３は内周面に螺旋状の溝５０を形成したスリーブの正面図であり、図
１４は図１３を縦に半分に切断した場合の断面図である。
かかるスリーブ６２は、スリーブの材質がセラミックの場合、スリーブ６２の内周面に溝５０と同一の形状を形成したマスクシートを準備し、かかるマスクシートをスリーブ６２の内周面に貼り付け、その後、スリーブ６２の内周面にショットピーニング加工を施し、マスクシートを取り除く等すれば製造することができる。
【００６３】
また、スリーブの材質が鉄等の金属である場合、スリーブ６２は、スリーブ６２の内周面に溝５０と同一の形状を形成したマスクシートを準備し、かかるマスクシートをスリーブ６２の内周面に貼り付け、スリーブ６２の内周面に金属を溶解する液を塗布した後、液を洗浄してマスクシートを取り除く等すれば製造することができる。
【００６４】
また、前記した実施例３乃至６では、ハウジング４９に固定した光偏向器６を示したが、実施例３乃至６に示した光偏向器６における基板１３を含めた基板１３よりも上にある構成をそのまま実施例１で示した光偏向器６と交換しても良い。つまり、実施例３乃至６に示した光偏向器６は、実施例１の図１で示した光走査装置で使用することができる。
【００６５】
また、前記した実施例においては、溝５０を１本または３本の場合を示したが、この本数に限定されるものではなく、２本であっても５本であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、画像形成装置等に使用される動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る光走査装置の平面図である（実施例１）
【図２】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例１）
【図３】ハウジングにおける光偏向器の取り付け箇所の部分拡大図（平面図）である（実施例１）
【図４】ハウジングの表面に形成した円環状の突起の斜視図（図３における矢視Ｂ）である（実施例１）
【図５】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例２）
【図６】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例３）
【図７】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例４）
【図８】ハウジングに従来の光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例４）
【図９】ハウジングに従来の光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例４）
【図１０】回転体の回転数と動圧の圧力の関係を示すグラフである（実施例４）
【図１１】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例５）
【図１２】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例６）
【図１３】スリーブの正面図である。
【図１４】スリーブの断面図である。
【図１５】従来の光偏向器の断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 光走査装置
６ 光偏向器
１２ ハウジング
１３ 基板
１４ ポリゴンミラー
１６ 固定軸
１７ 回転体
１８ スリーブ
２０ ロータマグネット
２３ モータコア
５０ 螺旋状の溝
５１ 一端
５２ 他端
【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、医療機器の露光装置等に用いられる動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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走査装置としては、レーザー光を出射する光源と、光源から出射されたレーザー光を偏向反射する光偏向器と、光偏向器により偏向反射されたレーザー光を感光体ドラム等に導くミラー、レンズ等を有する（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、光偏向器としては、図１５に示すものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱形状の固定軸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。そして、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スリーブ１１１と、このスリーブ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、スリーブ１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、スリーブ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ロータマグネット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ロータマグネット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、これらロータマグネット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のスリーブ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、このスリーブ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溝１０４が形成されている。このヘリングボーン溝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空気軸受Ｒが構成されている。尚、ヘリングボーン溝１０４に代えて、固定軸に螺旋溝を設けたものもある（例えば、特許文献４参照）。
【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、ラジアル動圧空気軸受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の軸方向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２００７−１８３３２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８２２２号公報
【特許文献３】特開平５−０７１５３２号公報
【特許文献４】特開２００４−３３２７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
動圧空気軸受を用いた光偏向器等の回転装置は、回転装置の動作中に加えられる外力に耐えられるよう回転体を保持する力（動圧）が必要である。ここで、外力とは衝撃等により外部から受ける力をいい、より具体的には、光偏向器を備えた画像形成装置が、地震、作業者の衝突等により受ける衝撃力等をいう。
【００１０】
一方、外部から加えられる外力は、回転装置の回転数とは無縁である。このため、回転装置は、外力に影響されないだけの必要な保持力（動圧）を回転装置の起動から終了まで、回転装置の回転数とは関係なく常に一定に備えていることが望まれる。
【００１１】
しかし、前記した動圧空気軸受（特許文献３、４）では、回転体の保持力となる動圧は、回転装置の回転数によって大きく変化するため、以下の問題があった。
（１）発生する動圧は、回転体の回転数の上昇に比例して増加するため、外力に影響されないだけの必要な保持力を得るために設定された回転数（所定回転数）に達するまでに時間を要し、装置の立ち上がり（使用が可能となるまで）に時間を要するという問題があった。
【００１２】
（２）また、それと同時に、所定回転数に達するまでの間は、外力に影響されないだけの必要な保持力が得らず、外力に耐えられないという問題もあった。
（３）さらに、共通の動圧空気軸受を複数の回転数（例えば、高速と低速）において使用する場合もあるが、所定回転数を高速側に設定すると、低速側では動圧が不足し外力に耐えられず、所定回転数を低速側で設定すると、高速側では動圧が過剰に発生するので、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズが増大するという問題があった。
【００１３】
ここで、共通の動圧空気軸受を複数の回転数で使用する場合としては、例えば、１つの光偏向器を有する画像形成装置等においてこの光偏向器を複数の回転数で使用する場合や、動圧空気軸受を標準部品とし、使用する回転数が異なる複数の画像形成装置等で標準部品である動圧空気軸受を使用する場合などである。
【００１４】
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、軸の外周面またはスリーブの内周面に形成した螺旋状の溝の溝幅を一端から他端に向かって徐々に広くするという簡単な構成により、所望の動圧が短時間で得られ（所定回転数に短時間に到達し）、かつ、高速回転時における過剰な動圧の発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑える動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置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】
【００１５】
（第１発明）
第１発明に係る動圧空気軸受は、軸と、この軸に隙間を有して挿入されたスリーブとからなり、軸の外周面またはスリーブの内周面に螺旋状の溝が形成された動圧空気軸受に関し、溝の幅を、溝の一端から他端に向かって除々に広くしたものである。
【００１６】
（第２発明）
第２発明に係る動圧空気軸受は、第１発明において、溝が軸の外周面またはスリーブの内周面に複数形成され、複数の溝が互いに交わることなく、該複数の溝の中心線を互いに平行としたものである。ここで、溝の中心線とは、溝の短手方向の両壁面から等距離にある点を結んでできる線のことである。
【００１７】
（第３発明）
第３発明に係る動圧空気軸受は、第１発明または第２発明において、溝が一または複数の箇所で曲げられたものである。
【００１８】
（第４発明）
第４発明に係るブラシレスモータは、第１発明、第２発明または第３発明の動圧空気軸受において、軸にロータマグネットが固定され、スリーブが基板に固定され、基板に固定されたモータコアが、ロータマグネットと対向したものである。
【００１９】
（第５発明）
第５発明に係るブラシレスモータは、第１発明、第２発明または第３発明の動圧空気軸受において、スリーブにロータマグネットが固定され、軸が基板に固定され、基板に固定されたモータコアが、ロータマグネットと対向したものである。
【００２０】
（第６発明）
第６発明に係る光偏向器は、第４発明のブラシレスモータにおいて、さらに、軸にポリゴンミラーが固定されたものである。
【００２１】
（第７発明）
第７発明に係る光偏向器は、第５発明のブラシレスモータにおいて、さらに、スリーブにポリゴンミラーが固定されたものである。
【００２２】
（第８発明）
第８発明に係る光偏向器は、第６発明または第７発明の光偏向器を備えた光走査装置に関する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、所望の動圧が短時間で得られるようにし、かつ、高速回転時における動圧の過剰な発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑えた動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器または光走査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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】
【００２５】
本発明に係る第１実施例を図１乃至図４を用いて説明する。
図１は本発明に係る光走査装置の平面図、図２はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）、図３はハウジングにおける光偏向器の取り付け箇所の部分拡大図（平面図）、図４はハウジングの表面に形成した円環状の突起の斜視図（図３における矢視Ｂ）である。説明を簡単にするため、図２においては、固定軸以外を断面図にしている。また、図２において、見えない部分（固定軸の反対側）に存する溝は波線等により図示していない。
【００２６】
〔光走査装置〕
まず、本発明に係る光走査装置の基本構成について説明する。
図１に示すように、光走査装置１は、レーザー光３を出射するレーザーダイオード等の光源２と、光源２から出射されたレーザー光３を平行光にするコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４を通過したレーザー光３を副走査方向に絞り込むシリンドリカルレンズ５と、シリンドリカルレンズ５を通過したレーザー光３を主走査方向に偏向反射するポリゴンミラー１４を備えた光偏向器６と、ポリゴンミラー１４により偏向反射されたレーザー光３を感光体７に導くＦθレンズ８および反射ミラー９とを有する。
【００２７】
ここで、主走査方向とは、光走査装置１が感光体７の表面にレーザー光３を照射する際のレーザー光３の移動方向をいう。また、副走査方向とは、感光体７の表面の移動方向である。これら主走査方向と副走査方向は、互いに直交する関係にある。
【００２８】
光走査装置１は、その他にもレーザー光３が感光体７の表面を走査するタイミングを検知するための反射ミラー１０および検出センサ１１を有している。
前記した光源２、コリメータレンズ４、シリンドリカルレンズ５、光偏向器６、Ｆθレンズ８、反射ミラー９、１０および検出センサ１１は、ハウジング１２に固定されている。
【００２９】
〔光偏向器〕
次に、光偏向器６の構成について、図２を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、光偏向器６は、金属製の基板１３と、基板１３に複数のネジ１５によって固定された多段の円柱形状でかつセラミック製の固定軸１６（外径φ１１ｍｍ−４μｍ）と、この固定軸１６に回転自在に支持された回転体１７とから構成されている。
【００３０】
この回転体１７は、セラミック製のスリーブ１８（内径φ１１ｍｍ、外径φ１６ｍｍ）と、このスリーブに圧入等で固定されたフランジ４６と、このフランジ４６のスカート部１９の内周面に接着剤等により固定されたロータマグネット２０と、フランジ４６の上面に載せられたポリゴンミラー１４と、ポリゴンミラー１４の上面に載せられたバネ２１と、バネ２１を下方に押し付けながらフランジ４６に圧入して固定した押圧部材２２と、フランジ４６の上面に図示しないネジ等で固定されたフタ６３とから構成されている。
【００３１】
ポリゴンミラー１４は、バネ２１が押圧部材２２により下方に押し付けられているので、バネ２１によって生じる弾性力により、フランジ４６の上面に押し付けられて固定されている。
また、基板１３には、複数のコイルを備えたリング形状のモータコア２３がネジ１５、接着剤等で固定され、コイルの端子が基板１３に設けられた配線に半田付けされている。
【００３２】
そして、基板１３に実装されたドライバＩＣ(Integrated Circuit）２４等から送られてきた電気信号により、基板１３に固定されたモータコア２３のコイルが励磁され、このモータコア２３と対向したロータマグネット２０が動くことにより、回転体１７が高速回転する。
【００３３】
また、固定軸１６の外周面には、図２に示すように、螺旋状の溝５０が３本形成されている。これら３本の溝５０は、その中心線（図２において一点鎖線で図示）が互いに平行で、溝５０が互いに交わることが無いように、隣り合う中心線が等間隔になるように設定されている。そして、それぞれの溝５０は、フランジ１８の内周面と対向する部分の下端（一端）５１から上端（他端）５２に向かって溝の幅が徐々に広くなるように形成されている。尚、本実施例１においては、一端５１における溝幅を２ｍｍ、他端５２における溝幅を４ｍｍとし、溝５０の深さを４μｍ（一定）とした。つまり、溝５０の溝幅は、一端（溝幅２ｍｍ）から他端（溝幅４ｍｍ）に至るまで直線的に増加している。
【００３４】
この螺旋状の溝５０が形成された固定軸１６と、この固定軸１６に対して隙間（４μｍ）を有して挿入されたスリーブ１８により動圧空気軸受が構成されている。このため、回転体１７が上から見て時計方向に回転を開始すると、所望の動圧が短時間で発生し、かつ、高速回転時における過剰な動圧の発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑えることができる。
【００３５】
〔光偏向器の固定構造〕
次に、光偏向器６の固定構造について、図２乃至図４を用いて説明する。
光偏向器６の基板１３は、図２に示すように、ハウジング１２の表面に形成された円環状の突起２５の上面２６に載せられている。この円環状の突起２５の、ハウジング１２の上面に対する突出量は、どこでも同じで、突起２５の上面２６は平面になっている。そして、基板１３を突起２５の上面２６に載せるに際し、図示しない位置決め治具を用いて、図３に示す円環状の突起２５が形成する円の中心２７に、基板１３に固定された固定軸１６の中心（中心軸）を位置させている。
【００３６】
また、図３に示すように、ハウジング１２の円環状の突起２５の内側近傍には４個の貫通穴２８があけられている。貫通穴２８は、突起２５の内周面に近い位置に形成されていれば良く、この貫通穴２８と対応する基板１３の位置に雌ねじ３１が形成されている。ここで、貫通穴２８と対応する基板１３の位置とは、前記したように、円環状の突起２５が形成する円の中心２７と固定軸１６の中心軸が一致するように、突起２５の上面２６に基板１３を置いたときに、貫通穴２８の真上の基板１３の位置をいう。つまり、貫通穴２８と雌ねじ３１は鉛直線上に位置している。
【００３７】
図２に示すように、雄ねじ２９をハウジング１２の裏面から貫通穴２８に挿入し、雄ねじ２９の先端部が基板１３に形成された雌ねじ３１に螺合させて締め付ける（ねじ込む）ことにより、基板１３をハウジング１２に固定している。さらに詳述すると、本実施例１においては、ハウジング１２にＡ＝９０°間隔で形成された４個の貫通穴２８のそれぞれに雄ねじ２９を挿入し、４個の貫通穴２８と対応する基板１３の位置に９０°間隔で形成された４個の雌ねじ３１に、雄ねじ２９の先端を螺合させて、雄ねじ２９を締め付けることにより、光偏向器６を光走査装置１のハウジング１２に固定している。
【００３８】
この４個の雄ねじ２９は、ハウジング１２の内側近傍に位置しているので、雄ねじ２９を光偏向器６がハウジング１２に固定し得る程度に締め付けた後、さらに４個の雄ねじ２９の少なくとも１個の締め付け力を上げると、固定軸１６の近傍の基板１３が変形する。そうすると、固定軸１６の鉛直方向に対する角度を変化させることができるので、軸倒れ補正をすることができる。
【実施例２】
【００３９】
本発明に係る第２実施例を、図５を用いて以下に説明する。
図５はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図５においては、固定軸１６以外を断面にしてある。
尚、実施例１との相違点のみを詳細に説明し、実施例１と同一の部分については、説明を省略する。
【００４０】
本実施例２の実施例１との主な相違点は、固定軸１６に形成した螺旋状の溝５０の本数を１本にした点である。この場合は、溝５０の水平線に対する角度を小さくし、溝５０が固定軸１６の外周を少なくとも１周するようにする。そうすると、前記した実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明に係る第３実施例を図６を用いて説明する。
図６は、光偏向器の側部断面図である。尚、説明を簡単にするため、図６においては、回転軸以外を断面にしてある。
【００４２】
光偏向器６は、アルミニウム製のハウジング４９に、ネジ等で固定された円筒形状でかつセラミック製のスリーブ１８（内径φ１１ｍｍ−４μｍ、外径φ１６ｍｍ）と、このスリーブ１８に回転自在に支持された回転体１７とから構成されている。
【００４３】
この回転体１７は、スリーブ１８との間に僅かの隙間（４μｍ）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４７（外径φ１１ｍｍ）と、この回転軸４７に固定されたアルミニウム製のフランジ４６と、このフランジ４６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１４と、このポリゴンミラー１４の上に置かれたリング状の板バネ２１と、この板バネ２１の上に置かれ、ポリゴンミラー１４をフランジ４６の上面に押し付けるようにして回転軸４７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２２と、フランジ４６のスカート部１９に接着剤等で固定されたロータマグネット２０と、このロータマグネット２０に対向するようにスリーブ１８の外周面に取り付けられたモータコア２３とから構成されている。
【００４４】
このロータマグネット２０と、モータコア２３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１７は、常に浮上した状態に保たれている。
また、ハウジング４９には金属製の基板１３が固定され、この基板１３に、ロータマグネット２０とモータコア２３等から構成されるブラシレスモータの制御回路（図示せず）が実装されている。
【００４５】
この光偏向器６は、回転軸４７の外周面と、スリーブ１８の内周面によって、ラジアル動圧軸受が構成されている。つまり、回転軸４７の外周面に螺旋（スパイラル）状の溝５０が１本形成されている。この溝５０は、スリーブ１８の内周面と対向する部分の下端（一端）５１から上端（他端）５２に向かって溝の幅が徐々に広くなるように形成されている。
【００４６】
このため、回転体１７が上から見て反時計方向に回転すると、光偏向器６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４７の外周面と、スリーブの内周面の間に動圧が発生する。そうすると、所望の動圧が短時間で得られ、かつ、高速回転時における過剰な動圧の発生を抑制して、消費電力、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑えることができる。
【００４７】
尚、この溝５０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４】
【００４８】
本発明に係る第４実施例を、図７を用いて以下に説明する。
図７はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図７においては、回転軸以外を断面にしてある。また、見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝を波線等により図示していない。
尚、実施例３との相違点のみを詳細に説明し、実施例３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。
【００４９】
本実施例４の実施例３との主な相違点は、回転軸４７に形成した螺旋状の溝５０の本数を３本にした点である。これら３本の溝５０は、その中心線（図７において一点鎖線で図示）が互いに平行で交わることが無いように等間隔に設定されている。そして、それぞれの溝５０は、フランジ１８の内周面と対向する部分の下端（一端）５１から上端（他端）に向かって溝の幅が徐々に広くなるように形成されている。尚、本実施例１においては、一端５１における溝幅を２ｍｍ、他端５２（図示せず）における溝幅を４ｍｍとし、溝５０の深さを４μｍ（一定）とした。
【００５０】
〔回転テスト結果〕
この光偏向器６を用いて回転テストを実施した結果を図１０に示す。
図１０において、横軸は回転体１７の回転数（ｒｐｍ）、縦軸は回転体１７の回転により発生した動圧（軸受面の総圧（ＭＰａ））である。図１０中における○は、図７に示した本実施例４に係る光偏向器６のデータである。
【００５１】
比較例として、図７に示した光偏向器６の溝形状のみを変えた図８および図９に示す光偏向器のデータを図１０に示した。図１０に△で示したデータは、従来から用いられている溝幅が不変（均一）の螺旋状の溝を回転軸に形成した図８に示した光偏向器のものである。また、図１０に□で示したデータは、従来から用いられているヘリングボーン溝を回転軸に形成した図９に示した光偏向器のものである。尚、図８および図９において見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝は波線等により図示していない。
【００５２】
図１０に示したグラフを見てわかるように、光偏向器６の要求する動圧を１．０ＭＰａとすると、本実施例４に示した光偏向器６は、回転数１００００ｒｐｍに至るまでに要求する動圧を発生させることができる。また、回転数が上がっても、従来の光偏向器と比較して動圧の上がり方が低いことがわかる。
【００５３】
一方、図８および図９に示した従来の光偏向器は、図８に示した光偏向器が要求する動圧に達するのが本実施例４の光偏向器と略同一であるが、両者とも回転数が上がると、本実施例４の光偏向器を超えて大きく動圧が上がっていくことがわかる。
【００５４】
これら要求スペックを超えた過剰な動圧は、消費電流、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズを増大させる原因になるため、できるだけ低く抑える必要がある。図１０により、本発明に係る動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置は、従来の螺旋状の溝（図８）や、ヘリングボーン溝（図９）の動圧空気軸受を備えた光偏向器等と比較して、過大な動圧の発生を抑制できるので、消費電流、動作時の振動、動作時の騒音および電気放射ノイズの増大を抑制できることがわかる。
【実施例５】
【００５５】
本発明に係る第５実施例を、図１１を用いて以下に説明する。
図１１はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図１１においては、回転軸以外を断面にしてある。見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝を波線等により図示していない。
尚、実施例４との相違点のみを詳細に説明し、実施例４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。
【００５６】
本実施例５の実施例４との主な相違点は、回転軸４７に形成した螺旋状の溝５０が一箇所で曲げられた点である。かかる構成であっても、前記した実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００５７】
本発明に係る第６実施例を、図１２を用いて以下に説明する。
図１２はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図１２においては、回転軸以外を断面にしてある。見えない部分（回転軸の反対側）に存する溝を波線等により図示していない。
尚、実施例５との相違点のみを詳細に説明し、実施例５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。
【００５８】
本実施例６の実施例５との主な相違点は、回転軸４７に形成した螺旋状の溝５０が複数箇所で曲げられた点である。かかる構成であっても、前記した実施例４と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書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、削除および付加が可能である。
【００６０】
また、前記した実施例においては、軸およびスリーブの材質としてセラミックを用いたものを示したが、これに限定されるものではなく、鉄、アルミニウム等の金属を軸およびスリーブの材質としても良い。
【００６１】
例えば、前記した実施例は、軸の外周面に螺旋状の溝５０を形成したものを示したが、軸の外周面に溝５０を形成せず、図１３および図１４に示すように、スリーブの内周面に螺旋状の溝５０を形成したものを用いても良い。具体的には、図１３および図１４で示したスリーブを、例えば図２に示す光偏向器６のスリーブ１８と交換し、図２に示す光偏向器６の固定軸１６の螺旋状の溝５０を無くすことにより光偏向器６を構成しても良い。この場合であっても、前記した実施例で示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
尚、図１３は内周面に螺旋状の溝５０を形成したスリーブの正面図であり、図
１４は図１３を縦に半分に切断した場合の断面図である。
かかるスリーブ６２は、スリーブの材質がセラミックの場合、スリーブ６２の内周面に溝５０と同一の形状を形成したマスクシートを準備し、かかるマスクシートをスリーブ６２の内周面に貼り付け、その後、スリーブ６２の内周面にショットピーニング加工を施し、マスクシートを取り除く等すれば製造することができる。
【００６３】
また、スリーブの材質が鉄等の金属である場合、スリーブ６２は、スリーブ６２の内周面に溝５０と同一の形状を形成したマスクシートを準備し、かかるマスクシートをスリーブ６２の内周面に貼り付け、スリーブ６２の内周面に金属を溶解する液を塗布した後、液を洗浄してマスクシートを取り除く等すれば製造することができる。
【００６４】
また、前記した実施例３乃至６では、ハウジング４９に固定した光偏向器６を示したが、実施例３乃至６に示した光偏向器６における基板１３を含めた基板１３よりも上にある構成をそのまま実施例１で示した光偏向器６と交換しても良い。つまり、実施例３乃至６に示した光偏向器６は、実施例１の図１で示した光走査装置で使用することができる。
【００６５】
また、前記した実施例においては、溝５０を１本または３本の場合を示したが、この本数に限定されるものではなく、２本であっても５本であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、画像形成装置等に使用される動圧空気軸受、ブラシレスモータ、光偏向器および光走査装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る光走査装置の平面図である（実施例１）
【図２】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例１）
【図３】ハウジングにおける光偏向器の取り付け箇所の部分拡大図（平面図）である（実施例１）
【図４】ハウジングの表面に形成した円環状の突起の斜視図（図３における矢視Ｂ）である（実施例１）
【図５】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例２）
【図６】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例３）
【図７】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例４）
【図８】ハウジングに従来の光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例４）
【図９】ハウジングに従来の光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例４）
【図１０】回転体の回転数と動圧の圧力の関係を示すグラフである（実施例４）
【図１１】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例５）
【図１２】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例６）
【図１３】スリーブの正面図である。
【図１４】スリーブの断面図である。
【図１５】従来の光偏向器の断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 光走査装置
６ 光偏向器
１２ ハウジング
１３ 基板
１４ ポリゴンミラー
１６ 固定軸
１７ 回転体
１８ スリーブ
２０ ロータマグネット
２３ モータコア
５０ 螺旋状の溝
５１ 一端
５２ 他端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、該軸に隙間を有して挿入されたスリーブとからなり、
該軸の外周面または該スリーブの内周面に螺旋状の溝が形成された動圧空気軸受において、
該溝の幅を、該溝の一端から他端に向かって除々に広くしたことを特徴とする動圧空気軸受
【請求項２】
前記溝が前記軸の外周面または前記スリーブの内周面に複数形成され、
該複数の溝が互いに交わることなく、該複数の溝の中心線が互いに平行である請求項１に記載の動圧空気軸受
【請求項３】
前記溝が一または複数の箇所で曲げられた請求項１または請求項２に記載の動圧空気軸受
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の動圧空気軸受において、
前記軸にロータマグネットが固定され、
前記スリーブが基板に固定され、
該基板に固定されたモータコアが、前記ロータマグネットと対向したブラシレスモータ
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の動圧空気軸受において、
前記スリーブにロータマグネットが固定され、
前記軸が基板に固定され、
該基板に固定されたモータコアが、前記ロータマグネットと対向したブラシレスモータ
【請求項６】
請求項４に記載のブラシレスモータにおいて、
さらに、前記軸にポリゴンミラーが固定された光偏向器
【請求項７】
請求項５に記載のブラシレスモータにおいて、
さらに、前記スリーブにポリゴンミラーが固定された光偏向器
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の光偏向器を備えた光走査装置
【請求項１】
軸と、該軸に隙間を有して挿入されたスリーブとからなり、
該軸の外周面または該スリーブの内周面に螺旋状の溝が形成された動圧空気軸受において、
該溝の幅を、該溝の一端から他端に向かって除々に広くしたことを特徴とする動圧空気軸受
【請求項２】
前記溝が前記軸の外周面または前記スリーブの内周面に複数形成され、
該複数の溝が互いに交わることなく、該複数の溝の中心線が互いに平行である請求項１に記載の動圧空気軸受
【請求項３】
前記溝が一または複数の箇所で曲げられた請求項１または請求項２に記載の動圧空気軸受
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の動圧空気軸受において、
前記軸にロータマグネットが固定され、
前記スリーブが基板に固定され、
該基板に固定されたモータコアが、前記ロータマグネットと対向したブラシレスモータ
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の動圧空気軸受において、
前記スリーブにロータマグネットが固定され、
前記軸が基板に固定され、
該基板に固定されたモータコアが、前記ロータマグネットと対向したブラシレスモータ
【請求項６】
請求項４に記載のブラシレスモータにおいて、
さらに、前記軸にポリゴンミラーが固定された光偏向器
【請求項７】
請求項５に記載のブラシレスモータにおいて、
さらに、前記スリーブにポリゴンミラーが固定された光偏向器
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の光偏向器を備えた光走査装置
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２６１３５（Ｐ２０１０−２６１３５Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８５７００（Ｐ２００８−１８５７００）
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（０００２５１２８８）鈴鹿富士ゼロックス株式会社 (156)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（０００２５１２８８）鈴鹿富士ゼロックス株式会社 (156)
【Ｆターム（参考）】
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