JP5083084B2 - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
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Description
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。
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。
(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。
(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。
第1発明に係る動圧空気軸受は、上下方向に延びる軸と、該軸に隙間を有して挿入されたスリーブと、該軸の外周面または該スリーブの内周面に形成された螺旋状の溝と、を有し、該溝は、深さを一定とし、幅を該軸の下端部から上端部に向かって除々に広くしたものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (8)
- 上下方向に延びる軸と、
該軸に隙間を有して挿入されたスリーブと、
該軸の外周面または該スリーブの内周面に形成された螺旋状の溝と、
を有し、
該溝は、深さを一定とし、幅を該軸の下端部から上端部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 - 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 - 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
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