JP2008101729A - Dynamic pressure bearing device and deflection type scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームプリンタや光・磁気ディスク装置等に用いられる動圧軸受装置および偏向走査装置に関するものである。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device and a deflection scanning device used in a laser beam printer, an optical / magnetic disk device, and the like.
レーザビームプリンタやディジタル複写機等に搭載される偏向走査装置には、高速回転する回転多面鏡を支える軸受部に、安定した滑らかな回転を得るための動圧軸受装置が用いられている。また、光ディスクや磁気ディスク等の情報記録機器においても、高速で回転するディスクを支えるために、動圧軸受が幅広く使用されている。 In a deflection scanning device mounted on a laser beam printer, a digital copying machine, or the like, a dynamic pressure bearing device for obtaining a stable and smooth rotation is used for a bearing portion that supports a rotating polygon mirror that rotates at high speed. Also, in information recording devices such as optical disks and magnetic disks, dynamic pressure bearings are widely used to support disks that rotate at high speed.
図2は、一従来例における動圧軸受装置を示すもので、同図の(a)は、軸101が取り付けられた状態、(b)は軸101が取り付けられていない状態を示している。この動圧軸受装置は、軸101と、軸101を軸受孔105内に回転自在に支持するスリーブ102と、スリーブ102の下端に固定されて軸受孔105を封鎖する円板103と、円板103に支持されたスラスト板104とによって構成されている。また、スリーブ102の軸受孔105と軸101との間の軸受間隙や、スラスト板104と軸101の端面との間には動作流体であるオイル106が充填されている。
FIGS. 2A and 2B show a hydrodynamic bearing device according to a conventional example. FIG. 2A shows a state where the
スリーブ102の軸受孔105の上端、下端、および中央にはそれぞれ大径部105a、105b、105cが設けられている。また、上端の大径部105aと中央の大径部105cの間と、中央の大径部105cと下端の大径105bの間とには、それぞれ1つの折り返し線を有するヘリングボーン状の動圧発生溝107a、107bが形成されている。また、スラスト板104の上面にはスパイラル溝が形成されている。軸101の上端部はスリーブ102の軸受孔105より上方に突出し、その上部に図示しないボス部が固定されている。
軸101が回転するとスリーブ102の軸受孔105に設けられた動圧発生溝107a、107bの作用でオイル106に動圧を発生させ、軸101はスリーブ102の軸受孔105に非接触で回転する。また、スラスト方向についてもスラスト板104に設けられたスパイラル溝の作用で動圧を発生し、軸101が浮上した状態で支持される。この動圧軸受装置を偏向走査装置に使用する場合は、軸101の上端にボス部を介して図示しない回転多面鏡が一体的に結合されており、これを回転駆動するために、モータのロータ等も軸101に固着されている。
When the
このように構成された動圧軸受装置においては、軸またはスリーブに含まれる鉛と動作流体のオイルが高温環境化になるにつれ反応しやすくなる。このため、モータの長時間の運転や、起動・停止の間欠運転を行うと、動作流体のオイルはゲル状となり、粘性が悪化して、軸受寿命の低下を招く。 In the hydrodynamic bearing device configured as described above, the lead contained in the shaft or the sleeve and the oil of the working fluid are liable to react as the temperature becomes higher. For this reason, when the motor is operated for a long time or is intermittently started and stopped, the oil of the working fluid becomes a gel, the viscosity is deteriorated, and the bearing life is reduced.
そこで特許文献1に開示されたように、軸またはスリーブが銅合金からなり、その含有する鉛を0.003〜0.5重量%に抑えることで、鉛との反応によるオイルの劣化を抑制する構成が知られている。 Therefore, as disclosed in Patent Document 1, the shaft or sleeve is made of a copper alloy, and the contained lead is suppressed to 0.003 to 0.5% by weight, thereby suppressing the deterioration of oil due to the reaction with lead. The configuration is known.
また、特許文献2に開示されたように、軸またはスリーブの表面に無電解ニッケルメッキを施す方法もある。
しかしながら、特許文献1の構成では、動圧で支持できない低速回転領域や、起動・停止の間欠運転を行った場合に、軸とスリーブが接触して摺動磨耗を起こすのを避けることはできない。 However, in the configuration of Patent Document 1, it is unavoidable that the shaft and the sleeve come into contact with each other and cause sliding wear when a low-speed rotation region that cannot be supported by dynamic pressure or intermittent start / stop operation is performed.
また、特許文献2に開示されたものは、軸またはスリーブの表面に形成される無電解ニッケルメッキにメッキムラやピンホールが発生しやすい。そのため、寸法精度の向上を図るために後加工としての切削加工やボールバニッシュ加工を必要とする場合がある。
Moreover, the thing disclosed by
本発明は、軸やスリーブに含有される鉛と動作流体のオイルとの反応を抑制するとともに、モータの起動・停止時や、低速運転等における摺動磨耗を低減できる動圧軸受装置および偏向走査装置を提供することを目的とするものである。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device and deflection scanning that can suppress reaction between lead contained in a shaft and sleeve and oil of a working fluid and reduce sliding wear at the start and stop of a motor, low speed operation, and the like. The object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の動圧軸受装置は、互いに回転自在に嵌合する軸およびスリーブと、両者の間に介在するオイルと、を有し、前記軸および前記スリーブの少なくとも一方には、前記オイルに動圧を発生させるための動圧発生手段が設けられた動圧軸受装置であって、前記軸または前記スリーブの母材は、鉛含有量が0.01重量%以下である銅合金からなり、前記母材には、鉛を含有しない無電解ニッケルメッキの表面処理が施されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a hydrodynamic bearing device of the present invention includes a shaft and a sleeve that are rotatably fitted to each other, and oil interposed between the shaft and the sleeve, and at least one of the shaft and the sleeve. Is a dynamic pressure bearing device provided with dynamic pressure generating means for generating dynamic pressure in the oil, wherein the shaft or the base material of the sleeve has a lead content of 0.01% by weight or less. It is made of a copper alloy, and the base material is subjected to a surface treatment of electroless nickel plating not containing lead.
銅合金からなる軸またはスリーブに含まれる鉛含有量が少ないほど、無電解ニッケルメッキとの相性が良く、表面処理後におけるメッキムラやピンホールが発生しにくく、寸法精度が安定化しやすい。 The smaller the lead content contained in the shaft or sleeve made of a copper alloy, the better the compatibility with electroless nickel plating, the less uneven plating and pinholes after the surface treatment, and the more likely the dimensional accuracy is stabilized.
また、動作流体の基油がエステル系を主成分とするオイルと、無電解ニッケルメッキに鉛が含まれていない表面処理を施した軸またはスリーブとの組み合わせであれば、高温環境化における鉛とオイルとの反応が抑制される。したがって、オイルの粘性が悪化することなく、軸受寿命が向上する。 If the base fluid of the working fluid is a combination of an oil mainly composed of an ester and a shaft or sleeve that has been subjected to a surface treatment that does not contain lead in electroless nickel plating, Reaction with oil is suppressed. Accordingly, the bearing life is improved without deteriorating the viscosity of the oil.
その結果、長寿命でしかも軸受性能の安定した動圧軸受装置を実現することができる。 As a result, it is possible to realize a hydrodynamic bearing device having a long life and stable bearing performance.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1の(a)は、一実施の形態による偏向走査装置の主要部を示す断面図であり、光ビームを偏向走査するための反射面11aを有する回転多面鏡11とこれを回転駆動するための駆動部を示している。図1の(b)、(c)は、(a)の動圧軸受装置を示す断面図であり、(b)は軸1がスリーブ2に取り付けられた状態、(c)はスリーブ2のみを示している。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a main part of a deflection scanning apparatus according to an embodiment, and a rotary polygon mirror 11 having a reflection surface 11a for deflecting and scanning a light beam and for rotationally driving the mirror. The drive part is shown. FIGS. 1B and 1C are sectional views showing the hydrodynamic bearing device of FIG. 1A, FIG. 1B is a state where the shaft 1 is attached to the
図1の(a)に示すように、軸1は永久磁石12aとヨーク12bからなるロータ12と回転多面鏡11とで一体化されている。また、スリーブ2は、駆動コイル13aとステータコア13bからなるステータ13および回路基板14と一体化され、軸1とスリーブ2は互いに回転可能に嵌合されている。
As shown in FIG. 1A, the shaft 1 is integrated with a
スリーブ2の母材は銅合金であるが、その銅合金に含まれる鉛含有量が0.01%重量以下のものを使用し、まずこの母材をスリーブ形状に加工する。
The base material of the
加工されたスリーブ2に銅を含まない無電解ニッケルメッキを施す。前処理工程として、スリーブ2の脱脂、活性化、水洗等を行い、続いて、銅を含まない無電解ニッケルメッキ槽にスリーブ2を浸す。メッキは、一般的な電気通電法や触媒法等で行い、最適なメッキ厚を施こせばよい。その後、水洗、乾燥等を行えば、スリーブ2に銅を含まない無電解ニッケルメッキの表面処理膜が形成される。
The processed
ステータコア13bは多極のポールシュウを有し、各ポールシュウに駆動コイル13aが巻回されている。多極に磁化された永久磁石12aの回転位置により順次通電が切り替えられ、ロータ12とステータ13との間に回転力を発生する。駆動コイル13aが巻回されたステータコア13bは、駆動回路を構成する回路部品とともに回路基板14に固定され、回路基板14は、スリーブ2と一体化されている。このようなロータ部とステータ部をそれぞれ個別に作成し、モータとしての組み立てが行われる。スリーブ2内に、オイル注油装置により規定量の動作流体であるオイル6が注油された後、スリーブ2の内部に回転可能に嵌合する軸1が挿入されてモータが完成する。
The
動作流体であるオイル6はエステル系を主成分とするオイルを用いる。 The oil 6 that is a working fluid uses an oil mainly composed of an ester.
このように、回転多面鏡11を回転支持する軸受部である動圧軸受装置は、軸1を軸受孔5内に回転自在に支持するスリーブ2と、スリーブ2の下端に固定されて前記軸受孔5を封鎖する円板3およびこれに支持されたスラスト板4と、を有する。スリーブ2の軸受孔5の内側面と軸1の外側面との間や、スラスト板4と軸1の端面との間にはオイル6が充填される。
As described above, the hydrodynamic bearing device, which is a bearing portion that rotatably supports the rotating polygon mirror 11, has a
スリーブ2の軸受孔5の上端部、下端部、および中央部はそれぞれ大径部5a、5b、5cとなっている。上端の大径部5aと中央の大径部5cの間と、中央の大径部5cと下端の大径部5bの間とには、それぞれヘリングボーン状の動圧発生溝(動圧発生手段)7a、7bが形成されている。また、スラスト板4の上面にはスパイラル溝が形成されている。
The upper end portion, the lower end portion, and the central portion of the
軸1が回転すると、スリーブ2の軸受孔5に設けられた動圧発生溝7a、7bの作用によりオイル6に動圧が発生し、軸1はスリーブ2の軸受孔5に非接触で回転する。またスラスト方向についてもスラスト板4に設けられたスパイラル溝の作用で動圧を発生し、軸1が浮上した状態で支持される。円板3はスリーブ2の下端の開口部を塞ぐために加締めにより固定される。この円板3を組み付けることで円筒度の悪化の影響を受け易いので、適度な圧力で組み付ける必要がある。
When the shaft 1 rotates, dynamic pressure is generated in the oil 6 by the action of the dynamic
スリーブ2が、前述のように、鉛の含有量を0.01重量%以下に抑制した銅合金の母材に、鉛を含有しない無電解ニッケルメッキの表面処理を施したものであるため、鉛との反応によるオイル劣化のおそれはない。また、無電解ニッケルメッキの表面処理膜にピンホールやメッキムラが生じるのを防ぎ、寸法精度の安定化に貢献できる。その結果、軸受性能の安定した長寿命な動圧軸受装置を実現することができる。このような動圧軸受装置を回転多面鏡の軸受部に用いることで、偏向走査装置の長寿命化に大きく貢献できる。
As described above, since the
1 軸
2 スリーブ
3 円板
4 スラスト板
6 オイル
7a、7b 動圧発生溝
11 回転多面鏡
12 ロータ
13 ステータ
14 回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 axis |
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JP2006285875A JP2008101729A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Dynamic pressure bearing device and deflection type scanner |
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