JPH02304212A - 動圧流体軸又は動圧流体軸受の製造方法及び動圧流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種精密機器などに利用される動圧流体軸受装
置及びその動圧流体軸又は動圧流体軸受の製造方法に関
する。

従来の技術 現在、精密機器用の軸受装置の一つとして動圧流体軸受
装置がある。この動圧流体軸受装置とは、微小な間隙を
設けた軸や軸孔に動圧発生用の凹凸を形成し、この部材
が回転する際に発生する動圧により軸と軸孔とを遊離さ
せ、機械的接触が無い状態で回転する部材を支持するも
のである。このような動圧流体軸受装置は高速回転する
部材を抵抗少なく正確に軸支できるため、レーザプリン
タの光偏向器などに使用されている。

そこで、このような動圧流体軸受装置の従来例を第２図
ないし第４図に例示する光偏向器に基づいて説明する。

この光偏向器ｌの動圧流体軸受装置２は、動圧流体ラジ
アル軸受用の凹凸であるヘリングボーン溝３により動圧
部４が上下に設けられた固定部材であり動圧流体軸であ
る固定軸５と、この固定軸５が遊嵌する軸孔６が形成さ
れた動圧流体軸受である回転部材７とから形成されてい
る。

また、前記固定軸５は密閉構造のハウジング８の底部に
立設されており、このハウジング８の底部には前記回転
部材７の下部に取付けられたマグネット９と対向するマ
グネットｌＯが固定され、スラスト軸受部１１が形成さ
れている。さらに、前記回転部材７の外周部仁取付けら
れたマグネット部材１２と、このマグネット部材１２を
囲むように前記ハウジング８に固定されたステータ１３
とによりモータ１４が形成されている。一方、前記光偏
向器ｌの部材として、前記ハウジング８の透明な窓部１
５と対向するポリゴンミラー１６が前記回転部材７の外
周部に取付けられている。

このような構成において、まず、光偏向器１の動作につ
いて説明する。この光偏向器ｌでは、モータ１４の駆動
力により回転部材７が回転すると動圧流体軸受装置２が
動作し、この回転部材７に取付けられたポリゴンミラー
１６が機械的接触部を持つことなく回転することになる
。そこで、レーザ発光部（図示せず）から窓部１５を介
して照射されたレーザ光は定速回転するポリゴンミラー
１６に反射され、再度窓部１５を通過して感光ドラム（
図示せず）などを光走査することになる。

つぎに、この光偏向器ｌの動圧流体軸受装置２の動作に
ついて説明する。この動圧流体軸受装置２では、ステー
タ１３とマグネット部材１２との磁気吸引によりモータ
１４が作動して回転部材７が回転する。すると、この回
転部材７の軸孔６と空気とのＪＲ１擦により、この間隙
に存する空気も回転する。そして、この回転する空気は
へリングボーン溝３の形状に沿って流れ、二つの動圧部
４の各中央部にボンピングされることになる。この時、
ボンピングされた空気は、その動圧により回転部材７を
水平な全周方向に押圧して保持することに・なる。つま
り、この回転部材７は、スラスト方向にはマグネット９
．１０の反発力により保持されてラジアル方向には二つ
の動圧部４の動圧により保持され、機械的な接触部を持
たずに回転する。

上述のような動圧流体軸受装置としては実開昭５９−１
７３１２９号公報や実開昭６１−５８８５３号公報など
に開示されている装置が存するが、これらの装置では鋼
材などから形成した回転部材にエツチングで動圧部の凹
凸を形成している。そこで、このようなエツチング工法
による凹溝形成の一例を第３図に基づいて説明する。ま
ず、動圧流体軸等に加工される母材１７にレジスト１８
を均一に塗布する。

つぎに、例えば、ヘリングボーン溝３のパターン孔１９
が形成されたフィルムマスク２０を取付け、バターニン
グ光を照射してレジスト１８を露光する。そこで、母材
１７からフィルムマスク２０を取外して洗浄し、レジス
ト１８の凹溝形状の露光部を除去する。さらに、このレ
ジスト１８を介して母材１７を酸でエツチングすること
で凹溝２１を形成する。最後にレジスト１８を除去する
ことで、所定パターンの凹溝２１が形成された動圧流体
軸や動圧流体軸受が得られる。なお、一般に高速で回転
する動圧流体軸受装置には耐摩耗性が要求されるので、
母材１７に軟鋼等を使用した場合は上述のような加工後
に硬化コーティング等を表面に施す場合が多い。

発明が解決しようとする課題 上述のような動圧流体軸受装置２は、機械的な接触部を
持たずにポリゴンミラー１６などを軸支して回転させる
ことができる。上述のように従来の動圧流体軸受装置２
では凹溝２１をエツチングにより形成しているため、母
材１７にレジスト１８を塗布する必要がある。だが、こ
のレジスト１８を均一に塗布することは容易ではな（特
に部品の端部等で厚くなりやすい。従って、第４図に例
示するように、取付けたフィルムマスク２０がレジスト
１８の表面から遊離する可能性が高く、凹溝２１の露光
像がぼけるなどして高性能な動圧流体軸受装置２を得る
ことが困難である。

また、一般に母材１７の素材としてはエツチングが容易
な軟鋼などが使用されているが、このような素材は耐摩
耗性が低いものが多い、このため、加Ｉｔ、た母材１７
を動圧流体軸や動圧流体軸受として使用するためには表
面に硬化コーティング等を要する場合が多く、装置の生
産性が極めて低くなっている。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明は、少なくとも表面が感光性ガラス
で形成された母材に動圧発生用の凹凸に対応したマスキ
ングを行ない、母材に紫外線を照射して露光し、マスキ
ングを除去した母材を加熱して現像し、母材に紫外線を
再照射して前処理し、母材を酸でエツチングし、母材を
再加熱して硬化させ、動圧流体軸又は動圧流体軸受を特
徴する請求項２記載の発明は、互いに遊嵌する固定部材
と回転部材との対向面の少なくとも一方に動圧発生用の
凹凸を形成した動圧流体軸受装置において、少なくとも
凹凸が形成された動圧部が感光性ガラスからなる動圧流
体軸受装置を設ける。

作用 少なくとも表面が感光性ガラスで形成された母材に動圧
発生用の凹凸に対応したマスキングを行ない、母材に紫
外線を照射して露光し、マスキングを除去した母材を加
熱して現像し、母材に紫外線を再照射して前処理し、母
材を酸でエツチングすることにより、感光性ガラスは精
密加工が容易なので凹凸の形状が正確な部材を製造する
ことができ、さらに、母材を再加熱して硬化させること
により、感光性ガラスがガラスセラミクスに変質するの
で、耐摩耗性等の機械的強度が高い動圧流体軸又は動圧
流体軸受を得ることができる。

実施例 本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

本実施例の動圧流体軸の製造方法では、母材２２として
ＳｉＯ，−Ｌｉ、０−ＡＩ、Ｏ，系ガラスにＡｕ。

Ａｇ、Ｃｕ等の感光性金属とＣｅＯ，等の増感剤とを少
欲含ませた感光性ガラスを使用する。まず、マスキング
工程として形成された母材２２にフィルムマスク２０を
取付ける。つぎに、露光工程として前記フィルムマスク
２０が取付けられた母材２２を回転シャフト２３間に支
持して転動させ、Ｈｇ−Ｘｅランプ２４とコリメータレ
ンズ２５とからなる露光装置２６により紫外線を照射し
て凹溝の潜像２７を形成する。そこで、現像工程として
前記フィルムマスク２０を取外した母材２２を加熱炉２
８内に載置して４５０〜６００度に加熱する。すると、
第１図（ｄ）に例示するように、母材２２は感光性ガラ
スの特質により０１１記潜像２７の部分が結晶部２９と
なる。つぎに、この母材２２を再度回転シャフト２３間
に支持して転動させ、前処理工程として前記露光装置２
６で紫外線を再照射し、エツチング工程として噴霧装置
３０等で濃度４〜５％程度のフッ酸液等を噴霧し、前記
結晶部２９を除去して凹溝３１を形成する。そこで、純
水等で清浄化した前記母材２２を、硬化工程として前記
加熱炉２８内で８００〜９００度に再加熱し、全体を高
硬度なガラスセラミクスに変質させる。

上述のようにして得られた部材は、感光性ガラスの特質
により凹溝３１が精密に形成され、しかも、全体がガラ
スセラミクスに変質しているので耐摩耗性等の機械的強
度も極めて高い。従って、−Ｌ述のような方法で動圧流
体軸や動圧流体軸受を製造することで、極めて高性能な
動圧流体軸受装置（図示せず）を得ることができる。

なお、本実施例では動圧流体軸の製造方法を例示したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、感
光性ガラスからなる円筒形の母材の内面に動圧発生用の
凹凸を形成することで、動圧流体軸受を形成することも
可能である。

発明の効果 本発明は上述のように、感光性ガラスで形成された母材
に動圧発生用の凹凸に対応したマスキングを行ない、母
材に紫外線を照射して露光し、マスキングを除去した母
材を加熱して現像し、母材に紫外線を再照射して前処理
し、母材を酸でエツチングすることにより、感光性ガラ
スは精密加工が容易なので凹凸の形状が正確な部材を製
造することができ、さらに、母材を再加熱して硬化させ
ることにより、感光性ガラスをガラスセラミクスに変質
させて１１ｉｌ摩耗性等の機械的強度が高い部材を得る
ことができるので、性能が高く耐久性も良好な動圧流体
軸受装置を製造することができる等の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施例の製造工程を示
す説明図、第２図は従来例を示す縦断側面図、第３図（
ａ）〜（ｅ）は製造工程を示す説明図、第４図は製造工
程の不良状態を示す説明図である。 ２２・・・母材 出　願　人　　　東京電気株式会社 ３３図（縫）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも表面が感光性ガラスで形成された母材に
   動圧発生用の凹凸に対応したマスキングを行なうマスキ
   ング工程と、前記母材に紫外線を照射する露光工程と、
   前記マスキングを除去した前記母材を加熱する現像工程
   と、前記母材に紫外線を再照射する前処理工程と、前記
   母材を酸でエッチングするエッチング工程と、前記母材
   を再加熱する硬化工程とからなることを特徴とする動圧
   流体軸又は動圧流体軸受の製造方法。 ２、互いに遊嵌する固定部材と回転部材との対向面の少
   なくとも一方に動圧発生用の凹凸を形成した動圧流体軸
   受装置において、少なくとも前記凹凸が形成された動圧
   部が感光性ガラスからなることを特徴とする動圧流体軸
   受装置。