JPH09303383A - 回転装置及び光偏向装置 - Google Patents
回転装置及び光偏向装置Info
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- JPH09303383A JPH09303383A JP8114756A JP11475696A JPH09303383A JP H09303383 A JPH09303383 A JP H09303383A JP 8114756 A JP8114756 A JP 8114756A JP 11475696 A JP11475696 A JP 11475696A JP H09303383 A JPH09303383 A JP H09303383A
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- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/121—Mechanical drive devices for polygonal mirrors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 種々の要因により回転体にアンバランスが生
じたとしても、バランス変化の小さい構造、バランス変
化に強い構造の動圧軸受を用いた回転装置または光偏向
装置を提供することにある。 【解決手段】 回転体の回転により、動圧発生用溝の作
用で、前記回転体と下スラスト軸受およびラジアル軸受
との間に間隙を形成する動圧軸受を用いた回転装置にお
いて、前記ラジアル軸受と対向する前記回転体の面の面
積である「ラジアル軸受面積」（ｍｍ2）、前記下スラ
スト軸受と対向する前記回転体の面の面積である「スラ
スト軸受面積」（ｍｍ2）、および、前記回転体の重量
である「回転体重量」（ｇ）の間に次の式を 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ （π×Ｄ２×Ｈ／｛π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４｝×Ｗ＜
３００） 満足することを特徴とする回転装置。
じたとしても、バランス変化の小さい構造、バランス変
化に強い構造の動圧軸受を用いた回転装置または光偏向
装置を提供することにある。 【解決手段】 回転体の回転により、動圧発生用溝の作
用で、前記回転体と下スラスト軸受およびラジアル軸受
との間に間隙を形成する動圧軸受を用いた回転装置にお
いて、前記ラジアル軸受と対向する前記回転体の面の面
積である「ラジアル軸受面積」（ｍｍ2）、前記下スラ
スト軸受と対向する前記回転体の面の面積である「スラ
スト軸受面積」（ｍｍ2）、および、前記回転体の重量
である「回転体重量」（ｇ）の間に次の式を 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ （π×Ｄ２×Ｈ／｛π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４｝×Ｗ＜
３００） 満足することを特徴とする回転装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の回転によ
り、動圧発生用溝の作用で、回転体と下スラスト軸受お
よびラジアル軸受との間に間隙を形成する動圧軸受を用
いた回転装置に関するものである。また、該回転装置を
用いた光偏向装置に関するものである。
り、動圧発生用溝の作用で、回転体と下スラスト軸受お
よびラジアル軸受との間に間隙を形成する動圧軸受を用
いた回転装置に関するものである。また、該回転装置を
用いた光偏向装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】動圧軸受を用いた回転装置は、従来のボ
ールベアリングを用いた回転装置に比して、高速回転が
可能である点で優れており、近年その開発が盛んになっ
ている。一般的に、この動圧軸受を用いた回転装置は、
上下位置のスラスト軸受と、ラジアル軸受と、ラジアル
軸受に対して回転可能な回転体とから成り、回転体の回
転により、各軸受に設けられた動圧発生用溝の作用で、
回転体と軸受との間に数μｍの空気間隙を形成させ、軸
受と回転体との間の抵抗を低下させることで高速回転を
可能とするものである。この動圧軸受けを用いた回転装
置では、回転体と軸受との間の間隙を数μｍを維持する
必要があり、回転体のバランスに高い精度が要求されて
いる。例えば、２０，０００ｒｐｍで使用する回転体の
バランスはＧ１級（ＪＩＳＢ０９０５−１９７８）以下
にしなければならず、Ｇ２級程度では振動が大きくな
り、光偏向の精度に影響を及ぼすばかりでなく、かじり
や焼き付きを引き起こす原因にもなる。
ールベアリングを用いた回転装置に比して、高速回転が
可能である点で優れており、近年その開発が盛んになっ
ている。一般的に、この動圧軸受を用いた回転装置は、
上下位置のスラスト軸受と、ラジアル軸受と、ラジアル
軸受に対して回転可能な回転体とから成り、回転体の回
転により、各軸受に設けられた動圧発生用溝の作用で、
回転体と軸受との間に数μｍの空気間隙を形成させ、軸
受と回転体との間の抵抗を低下させることで高速回転を
可能とするものである。この動圧軸受けを用いた回転装
置では、回転体と軸受との間の間隙を数μｍを維持する
必要があり、回転体のバランスに高い精度が要求されて
いる。例えば、２０，０００ｒｐｍで使用する回転体の
バランスはＧ１級（ＪＩＳＢ０９０５−１９７８）以下
にしなければならず、Ｇ２級程度では振動が大きくな
り、光偏向の精度に影響を及ぼすばかりでなく、かじり
や焼き付きを引き起こす原因にもなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回転体を回
転させるとモータコイルからの発熱により周囲温度が上
昇する。特に、画像形成装置などのレーザー光を偏向さ
せる光偏向装置においては、２０，０００ｒｐｍ以上の
回転をさせた場合、周囲温度が４０ｄｅｇ近く上昇し、
回転体も同じように温度上昇を伴う。そして、上述した
ように、動圧軸受を用いた回転装置では回転体のバラン
ス精度が要求されるところ、回転体の温度が変化した場
合、回転体にアンバランスが生じ、かじりや焼き付きを
引き起こすなど、初期の性能を発揮できなくなるという
問題がある。例えば、約４０ｄｅｇの温度上昇により、
Ｇ１級からＧ２級に悪化することもあり、そのため発生
する振動は約１０倍にもなり、光偏向装置の場合、偏向
されたレーザー光にブレが生じ、きれいな画像を形成す
ることができなくなる。
転させるとモータコイルからの発熱により周囲温度が上
昇する。特に、画像形成装置などのレーザー光を偏向さ
せる光偏向装置においては、２０，０００ｒｐｍ以上の
回転をさせた場合、周囲温度が４０ｄｅｇ近く上昇し、
回転体も同じように温度上昇を伴う。そして、上述した
ように、動圧軸受を用いた回転装置では回転体のバラン
ス精度が要求されるところ、回転体の温度が変化した場
合、回転体にアンバランスが生じ、かじりや焼き付きを
引き起こすなど、初期の性能を発揮できなくなるという
問題がある。例えば、約４０ｄｅｇの温度上昇により、
Ｇ１級からＧ２級に悪化することもあり、そのため発生
する振動は約１０倍にもなり、光偏向装置の場合、偏向
されたレーザー光にブレが生じ、きれいな画像を形成す
ることができなくなる。
【０００４】この温度変化により回転体にアンバランス
が生じる原因として、回転体の構造材質の熱膨張の影
響、複数の構成部材からなる場合はそれら構成部材の熱
膨張の影響、又は、それら構成物間を結合させる接着剤
の影響など、マクロあるいはミクロ的な回転体の熱膨張
に起因するものと考えられる。
が生じる原因として、回転体の構造材質の熱膨張の影
響、複数の構成部材からなる場合はそれら構成部材の熱
膨張の影響、又は、それら構成物間を結合させる接着剤
の影響など、マクロあるいはミクロ的な回転体の熱膨張
に起因するものと考えられる。
【０００５】そこで、本発明では、種々の要因により回
転体にアンバランスが生じたとしても、バランス変化の
小さい構造、バランス変化に強い構造の動圧軸受を用い
た回転装置または光偏向装置を提供することにある。
転体にアンバランスが生じたとしても、バランス変化の
小さい構造、バランス変化に強い構造の動圧軸受を用い
た回転装置または光偏向装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、請求項１に於いて、回転体の回転により、動
圧発生用溝の作用で、前記回転体と下スラスト軸受およ
びラジアル軸受との間に間隙を形成する動圧軸受を用い
た回転装置において、前記ラジアル軸受と対向する前記
回転体の面の面積である「ラジアル軸受面積」（ｍ
ｍ2）、前記下スラスト軸受と対向する前記回転体の面
の面積である「スラスト軸受面積」（ｍｍ2）、およ
び、前記回転体の重量である「回転体重量」（ｇ）の間
に次の式を満足すること。
本発明は、請求項１に於いて、回転体の回転により、動
圧発生用溝の作用で、前記回転体と下スラスト軸受およ
びラジアル軸受との間に間隙を形成する動圧軸受を用い
た回転装置において、前記ラジアル軸受と対向する前記
回転体の面の面積である「ラジアル軸受面積」（ｍ
ｍ2）、前記下スラスト軸受と対向する前記回転体の面
の面積である「スラスト軸受面積」（ｍｍ2）、およ
び、前記回転体の重量である「回転体重量」（ｇ）の間
に次の式を満足すること。
【０００７】「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面
積」×「回転体重量」＜３００ 請求項２に於いて、前記ラジアル軸受の上部に、前記回
転体の抜けを防止する抜け防止手段を有すること、請求
項３に於いて、前記下スラスト軸受に、動圧発生用溝を
形成したこと、請求項４に於いて、前記回転体の下側
に、前記回転体を回転させるためのマグネットを配設す
るとともに、前記マグネットと対向する位置にコイルを
配設し、前記コイルに通電することにより、前記回転体
を回転させること、請求項５に於いて、前記回転体が多
面鏡を有したことにより達成される。
積」×「回転体重量」＜３００ 請求項２に於いて、前記ラジアル軸受の上部に、前記回
転体の抜けを防止する抜け防止手段を有すること、請求
項３に於いて、前記下スラスト軸受に、動圧発生用溝を
形成したこと、請求項４に於いて、前記回転体の下側
に、前記回転体を回転させるためのマグネットを配設す
るとともに、前記マグネットと対向する位置にコイルを
配設し、前記コイルに通電することにより、前記回転体
を回転させること、請求項５に於いて、前記回転体が多
面鏡を有したことにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の動圧軸受を用い
た回転装置１０１を使用し、光偏向装置であるポリゴン
ミラーを用いたビーム光走査光学系ユニット１の実施形
態例を示す斜視図である。
た回転装置１０１を使用し、光偏向装置であるポリゴン
ミラーを用いたビーム光走査光学系ユニット１の実施形
態例を示す斜視図である。
【０００９】図１に於いて、１００は取り付け用の基
台、１Ａは半導体レーザ発光体、２はコリメータレンズ
（ビーム整形用光学系）、５は第１シリンドリカルレン
ズ、１１６はポリゴンミラー、７はｆθレンズ、８は第
２シリンドリカルレンズ、９は反射ミラー、１０は感光
体ドラムをそれぞれ示している。なお、１１はタイミン
グ検出用のミラー、１２は同期検知器、１３は上記ポリ
ゴンミラー１１６の駆動モータである。半導体レーザ発
光体１Ａから出射したビームは、コリメータレンズ２に
より平行光となる。上記ビームは第１結像光学系の第１
シリンドリカルレンズ５を経て回転するポリゴンミラー
１１６に入射して反射する。該反射光は、ｆθレンズ
７、第２シリンドリカルレンズ８から成る第２結像光学
系を透過し、反射ミラー９を介して感光体ドラム１０面
上に、所定のスポット径で、主走査方向に走査する。な
お、１ライン毎の同期検知は、主走査開始前の光束をミ
ラー１１を介して同期検知器１２に入射することにより
行う。
台、１Ａは半導体レーザ発光体、２はコリメータレンズ
（ビーム整形用光学系）、５は第１シリンドリカルレン
ズ、１１６はポリゴンミラー、７はｆθレンズ、８は第
２シリンドリカルレンズ、９は反射ミラー、１０は感光
体ドラムをそれぞれ示している。なお、１１はタイミン
グ検出用のミラー、１２は同期検知器、１３は上記ポリ
ゴンミラー１１６の駆動モータである。半導体レーザ発
光体１Ａから出射したビームは、コリメータレンズ２に
より平行光となる。上記ビームは第１結像光学系の第１
シリンドリカルレンズ５を経て回転するポリゴンミラー
１１６に入射して反射する。該反射光は、ｆθレンズ
７、第２シリンドリカルレンズ８から成る第２結像光学
系を透過し、反射ミラー９を介して感光体ドラム１０面
上に、所定のスポット径で、主走査方向に走査する。な
お、１ライン毎の同期検知は、主走査開始前の光束をミ
ラー１１を介して同期検知器１２に入射することにより
行う。
【００１０】図２は、図１において用いた回転装置１０
１を拡大した図であり、動圧軸受を用いた回転装置１０
１の全体構成を示す断面図である。
１を拡大した図であり、動圧軸受を用いた回転装置１０
１の全体構成を示す断面図である。
【００１１】動圧軸受を用いた回転装置１０１は、下ス
ラスト軸受１０３、ラジアル軸受１０５、抜け止め手段
として保持座金１１８、及びネジ１１９と、回転体１０
４とを有し、下スラスト軸受１０３に動圧発生用溝１２
１が設けられている。
ラスト軸受１０３、ラジアル軸受１０５、抜け止め手段
として保持座金１１８、及びネジ１１９と、回転体１０
４とを有し、下スラスト軸受１０３に動圧発生用溝１２
１が設けられている。
【００１２】基台１００上には、前記回転装置１０１を
支持固定するための芯軸１０２の一端が垂直に固定され
ている。この芯軸１０２に貫通し、円板状のセラミック
材からなる下スラスト軸受１０３、セラミック材からな
る円筒状のラジアル軸受１０５を順次基台１００上に設
け、抜け防止手段である保持座金１１８とネジ１１９に
より、下スラスト軸受１０３とラジアル軸受１０５とを
基台１００に固定される。尚、下スラスト軸受１０３と
ラジアル軸受１０５を一体に形成してもよい。
支持固定するための芯軸１０２の一端が垂直に固定され
ている。この芯軸１０２に貫通し、円板状のセラミック
材からなる下スラスト軸受１０３、セラミック材からな
る円筒状のラジアル軸受１０５を順次基台１００上に設
け、抜け防止手段である保持座金１１８とネジ１１９に
より、下スラスト軸受１０３とラジアル軸受１０５とを
基台１００に固定される。尚、下スラスト軸受１０３と
ラジアル軸受１０５を一体に形成してもよい。
【００１３】又、前記ラジアル軸受１０５に貫通し、下
スラスト軸受１０３および保持座金１１８との間に、ラ
ジアル軸受１０５に対して回転自在になるように回転体
１０４が設けられている。ラジアル軸受１０５と回転体
１０４の回転体芯１０７との間隙は、若干の間隙（１〜
７μｍ）を有するように高精度に各々が表面加工されて
いる。
スラスト軸受１０３および保持座金１１８との間に、ラ
ジアル軸受１０５に対して回転自在になるように回転体
１０４が設けられている。ラジアル軸受１０５と回転体
１０４の回転体芯１０７との間隙は、若干の間隙（１〜
７μｍ）を有するように高精度に各々が表面加工されて
いる。
【００１４】回転体１０４の回転体芯１０７の外周に
は、支持部１１４を一体に固定し、多数の反射面１１５
が形成されたポリゴンミラー１１６を固定部材１１７で
固定されて、回転体１０４として、ラジアル軸受１０５
に対して一体的に回転自在になっている。
は、支持部１１４を一体に固定し、多数の反射面１１５
が形成されたポリゴンミラー１１６を固定部材１１７で
固定されて、回転体１０４として、ラジアル軸受１０５
に対して一体的に回転自在になっている。
【００１５】本発明でいう回転体１０４とは、実際に一
体となって回転する部材全ての部材を含めたものであ
り、本実施形態では、回転体芯１０７、支持部１１４、
多数の反射面１１５が形成されたポリゴンミラー１１
６、固定部材１１７、後述するマグネット１２５であ
る。
体となって回転する部材全ての部材を含めたものであ
り、本実施形態では、回転体芯１０７、支持部１１４、
多数の反射面１１５が形成されたポリゴンミラー１１
６、固定部材１１７、後述するマグネット１２５であ
る。
【００１６】なお、本実施形態で、抜け防止手段とし
て、上スラスト軸受を用いずに保持座金１１８とネジ１
１９とを用いた。これは、回転体１０４が抜け出るのを
防止し、下スラスト軸受１０３やラジアル軸受１０５を
固定するという２つの機能を備えるためである。そのた
め、さほどの加工精度を必要とせず、部品点数も少なく
なるため低コストになる。勿論、保持座金１１８とラジ
アル軸受１０５との間に上スラスト軸受を設けてもよい
ことは言うまでもない。
て、上スラスト軸受を用いずに保持座金１１８とネジ１
１９とを用いた。これは、回転体１０４が抜け出るのを
防止し、下スラスト軸受１０３やラジアル軸受１０５を
固定するという２つの機能を備えるためである。そのた
め、さほどの加工精度を必要とせず、部品点数も少なく
なるため低コストになる。勿論、保持座金１１８とラジ
アル軸受１０５との間に上スラスト軸受を設けてもよい
ことは言うまでもない。
【００１７】又、動圧発生用溝１２１は、下スラスト軸
受１０３だけに設けるのではなく、ラジアル軸受１０５
及び／又は上スラスト軸受が設けられている場合は上ス
ラスト軸受にも設けてもよいが、本実施形態のように、
下スラスト軸受１０３の上面にのみ動圧発生用溝１２１
を形成しても、回転精度には影響がなく、加工精度を必
要とする動圧発生用溝の加工が少なくて済み、低コスト
になる。
受１０３だけに設けるのではなく、ラジアル軸受１０５
及び／又は上スラスト軸受が設けられている場合は上ス
ラスト軸受にも設けてもよいが、本実施形態のように、
下スラスト軸受１０３の上面にのみ動圧発生用溝１２１
を形成しても、回転精度には影響がなく、加工精度を必
要とする動圧発生用溝の加工が少なくて済み、低コスト
になる。
【００１８】この回転体１０４を回転させるための駆動
源として、アキシャル型の駆動モータ１３が用いられ
る。そのため、基台１００上に絶縁部材１２３を介して
ステータコイル１２４を設け、回転体１０４の支持部１
１４の下部に前記ステータコイル１２４に対向する位置
にマグネット１２５が設けられている。そして、ステー
タコイル１２４に通電することで、回転体１０４を誘導
回転させることにより、下スラスト軸受１０３に形成し
た前記動圧発生用溝１２１による動圧作用により、回転
体１０４と下スラスト軸受１０３との間、および、回転
体１０４とラジアル軸受１０５との間に空気間隙が形成
され、ポリゴンミラー１１６の円滑な高速度回転を可能
にしている。回転装置１０１は以上の様に構成され、高
速回転駆動される。
源として、アキシャル型の駆動モータ１３が用いられ
る。そのため、基台１００上に絶縁部材１２３を介して
ステータコイル１２４を設け、回転体１０４の支持部１
１４の下部に前記ステータコイル１２４に対向する位置
にマグネット１２５が設けられている。そして、ステー
タコイル１２４に通電することで、回転体１０４を誘導
回転させることにより、下スラスト軸受１０３に形成し
た前記動圧発生用溝１２１による動圧作用により、回転
体１０４と下スラスト軸受１０３との間、および、回転
体１０４とラジアル軸受１０５との間に空気間隙が形成
され、ポリゴンミラー１１６の円滑な高速度回転を可能
にしている。回転装置１０１は以上の様に構成され、高
速回転駆動される。
【００１９】次に本発明の実施例および比較例について
説明する。
説明する。
【００２０】図２の回転装置１０１に於ける動圧軸受の
回転体１０４の部分を拡大した図３に於いて、スラスト
軸受径Ｄ１（ｍｍ）、回転体の内径Ｄ２（ｍｍ）、回転
体高さＨ（ｍｍ）、回転体重量Ｗ（ｇ）を、下記の表１
に示すように種々採り、耐アンバランス実験を行った。
回転体１０４の部分を拡大した図３に於いて、スラスト
軸受径Ｄ１（ｍｍ）、回転体の内径Ｄ２（ｍｍ）、回転
体高さＨ（ｍｍ）、回転体重量Ｗ（ｇ）を、下記の表１
に示すように種々採り、耐アンバランス実験を行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】この実験で、回転装置の周囲温度を変化さ
せ、焼き付きの発生状況を確認した結果、「◎」は５０
ｄｅｇの変化を越えても全く発生しなかった回転装置、
「○」は４０ｄｅｇの変化まで全く発生しなかった回転
装置、「△」は３０ｄｅｇの変化まで発生しなかった回
転装置、「×」は３０ｄｅｇまでに発生した回転装置を
示す。
せ、焼き付きの発生状況を確認した結果、「◎」は５０
ｄｅｇの変化を越えても全く発生しなかった回転装置、
「○」は４０ｄｅｇの変化まで全く発生しなかった回転
装置、「△」は３０ｄｅｇの変化まで発生しなかった回
転装置、「×」は３０ｄｅｇまでに発生した回転装置を
示す。
【００２３】なお、表１中の指標とは、ラジアル軸受１
０５と対向する回転体１０４の面の面積である「ラジア
ル軸受面積」（ｍｍ2）、下スラスト軸受１０３と対向
する回転体１０４の面の面積である「スラスト軸受面
積」（ｍｍ2）、および、回転体の重量である「回転体
重量」（ｇ）から求められる、 指標＝「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×
「回転体重量」 の値である。
０５と対向する回転体１０４の面の面積である「ラジア
ル軸受面積」（ｍｍ2）、下スラスト軸受１０３と対向
する回転体１０４の面の面積である「スラスト軸受面
積」（ｍｍ2）、および、回転体の重量である「回転体
重量」（ｇ）から求められる、 指標＝「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×
「回転体重量」 の値である。
【００２４】具体的に、図３を参照にして言えば、 「ラジアル軸受面積」＝π×Ｄ２×Ｈ（ｍｍ2）、 「スラスト軸受面積」＝π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４（ｍ
ｍ2）、 「回転体重量」＝Ｗ（ｇ）を用いて、指標を表すと 指標＝π×Ｄ２×Ｈ／｛π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４｝×
Ｗ である。
ｍ2）、 「回転体重量」＝Ｗ（ｇ）を用いて、指標を表すと 指標＝π×Ｄ２×Ｈ／｛π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４｝×
Ｗ である。
【００２５】表１中の種々の実施例および比較例の結果
から、指標が３００未満であれば、温度変化すなわちバ
ランス変化に対して強く、好ましくは１００未満、更に
好ましくは５０未満であることが分かった。
から、指標が３００未満であれば、温度変化すなわちバ
ランス変化に対して強く、好ましくは１００未満、更に
好ましくは５０未満であることが分かった。
【００２６】ところで、回転装置の製造段階において
は、回転装置を組み付けたとき、段階的に回転数を上げ
その都度バランス調整を行い、最終的に所期の回転数で
回転体１０４のバランス調整を行うことが必要である。
これは、回転装置の製造初期においては、回転体にアン
バランスが生じているため、いきなり所期の回転数まで
上げることができず、従来の回転装置では、バランス調
整を３〜４回行って、最終的に所期の回転数でのバラン
ス調整を行っていた。しかしながら、本発明の回転装置
においては、バランス変化に対して強いということは、
アンバランスに対しても強いということである。
は、回転装置を組み付けたとき、段階的に回転数を上げ
その都度バランス調整を行い、最終的に所期の回転数で
回転体１０４のバランス調整を行うことが必要である。
これは、回転装置の製造初期においては、回転体にアン
バランスが生じているため、いきなり所期の回転数まで
上げることができず、従来の回転装置では、バランス調
整を３〜４回行って、最終的に所期の回転数でのバラン
ス調整を行っていた。しかしながら、本発明の回転装置
においては、バランス変化に対して強いということは、
アンバランスに対しても強いということである。
【００２７】そこで、上述した表１の実施例および比較
例において、製造段階のバランス調整の際に、かじりの
発生しない回転数（初期回転数）を調べてみたところ、
「◎」の付いた回転装置は、１６，０００ｒｐｍ迄は接
触（カジリ）が発生せず、「○」の回転装置は、１２，
０００ｒｐｍ迄はカジリが発生せず、「△」の回転装置
は、８，０００ｒｐｍ迄はカジリが発生しなかったのに
対し、「×」の回転装置は、８，０００ｒｐｍ迄にカジ
リが発生した。
例において、製造段階のバランス調整の際に、かじりの
発生しない回転数（初期回転数）を調べてみたところ、
「◎」の付いた回転装置は、１６，０００ｒｐｍ迄は接
触（カジリ）が発生せず、「○」の回転装置は、１２，
０００ｒｐｍ迄はカジリが発生せず、「△」の回転装置
は、８，０００ｒｐｍ迄はカジリが発生しなかったのに
対し、「×」の回転装置は、８，０００ｒｐｍ迄にカジ
リが発生した。
【００２８】このことより、本発明の指標を満たすこと
により、製造段階において、初期回転数が高くなるた
め、段階的に回転数を上げバランス調整を行う回数を減
らすことができ、製造コストを大幅に下げ、製造時間が
大幅に短縮することができるという付随的な効果を奏す
ることがわかる。
により、製造段階において、初期回転数が高くなるた
め、段階的に回転数を上げバランス調整を行う回数を減
らすことができ、製造コストを大幅に下げ、製造時間が
大幅に短縮することができるという付随的な効果を奏す
ることがわかる。
【００２９】尚、上述した実施例および比較例で示した
ように、図３のような回転体１０４の形状に限らず、図
４に示すような形状でも、上述した結果と同様の結果を
得る。
ように、図３のような回転体１０４の形状に限らず、図
４に示すような形状でも、上述した結果と同様の結果を
得る。
【００３０】図４の回転体１０４には、ラジアル軸受１
０５に対向する回転体１０４の面に面取り１０４Ａ、１
０４Ｂを施しており、又、下スラスト軸受１０３に対向
する回転体１０４の面のうち外側に切り欠き１０４Ｃを
施している。
０５に対向する回転体１０４の面に面取り１０４Ａ、１
０４Ｂを施しており、又、下スラスト軸受１０３に対向
する回転体１０４の面のうち外側に切り欠き１０４Ｃを
施している。
【００３１】この場合、「ラジアル軸受面積（ｍ
ｍ2）」とは、ラジアル軸受１０５に対向する回転体１
０４の面の面積のことであるので、図４でいうと、「ラ
ジアル軸受面積（ｍｍ2）」＝π×Ｄ２×Ｈ′で表され
る。又、図３のように、回転体１０４に面取り１０４
Ａ、１０４Ｂを施していない場合は、Ｈ′＝Ｈとなるの
で、「ラジアル軸受面積（ｍｍ2）」＝π×Ｄ２×Ｈと
なる。なお、回転体１０４の面取り幅が０．５ｍｍ以下
であれば、面取りが無いものとしてＨ′＝Ｈとすること
ができ、又、ラジアル軸受１０５に対向する回転体１０
４の面が傾斜していても、その傾斜によるスラスト方向
の幅が数ｍｍ以下であれば、傾斜を無視し、Ｄ２をその
平均とする。
ｍ2）」とは、ラジアル軸受１０５に対向する回転体１
０４の面の面積のことであるので、図４でいうと、「ラ
ジアル軸受面積（ｍｍ2）」＝π×Ｄ２×Ｈ′で表され
る。又、図３のように、回転体１０４に面取り１０４
Ａ、１０４Ｂを施していない場合は、Ｈ′＝Ｈとなるの
で、「ラジアル軸受面積（ｍｍ2）」＝π×Ｄ２×Ｈと
なる。なお、回転体１０４の面取り幅が０．５ｍｍ以下
であれば、面取りが無いものとしてＨ′＝Ｈとすること
ができ、又、ラジアル軸受１０５に対向する回転体１０
４の面が傾斜していても、その傾斜によるスラスト方向
の幅が数ｍｍ以下であれば、傾斜を無視し、Ｄ２をその
平均とする。
【００３２】また、「スラスト軸受面積（ｍｍ2）」と
は、下スラスト軸受１０３に対向する回転体１０４の面
の面積のことであるので、図４でいうと、「スラスト軸
受面積（ｍｍ2）」＝π×（Ｄ１′2−Ｄ２′2）／４で
表される。又、図３のように、回転体１０４に面取りお
よび切り欠きを施していない場合は、Ｄ２′＝Ｄ２、Ｄ
１′＝Ｄ１となるので、「スラスト軸受面積（ｍ
ｍ2）」＝π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４となる。尚、回転
体１０４の面取り幅が１ｍｍ以下であれば、面取りが無
いものとしてＤ２′＝Ｄ２とすることができ、切り欠き
がスラスト方向に数ｍｍ以下の幅であれば、切り欠きが
無いものとしてＤ１′＝Ｄ１とすることができる。
は、下スラスト軸受１０３に対向する回転体１０４の面
の面積のことであるので、図４でいうと、「スラスト軸
受面積（ｍｍ2）」＝π×（Ｄ１′2−Ｄ２′2）／４で
表される。又、図３のように、回転体１０４に面取りお
よび切り欠きを施していない場合は、Ｄ２′＝Ｄ２、Ｄ
１′＝Ｄ１となるので、「スラスト軸受面積（ｍ
ｍ2）」＝π×（Ｄ１2−Ｄ２2）／４となる。尚、回転
体１０４の面取り幅が１ｍｍ以下であれば、面取りが無
いものとしてＤ２′＝Ｄ２とすることができ、切り欠き
がスラスト方向に数ｍｍ以下の幅であれば、切り欠きが
無いものとしてＤ１′＝Ｄ１とすることができる。
【００３３】また、「回転体重量（ｇ）」とは、回転体
の重量（ｇ）のことであり、実際に回転をする部材の総
重量（ｇ）のことである。例えば、回転体１０４が回転
するためのマグネットや多面鏡を回転体１０４に有して
いる場合は、それらマグネットや多面鏡も含めた重量の
ことである。
の重量（ｇ）のことであり、実際に回転をする部材の総
重量（ｇ）のことである。例えば、回転体１０４が回転
するためのマグネットや多面鏡を回転体１０４に有して
いる場合は、それらマグネットや多面鏡も含めた重量の
ことである。
【００３４】以上のことから、本発明の指標である「ラ
ジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転体重
量」は、「回転体の重量」をＷ（ｇ）とすると、図４に
示される回転装置１０１の場合、 指標＝（π×Ｄ２×Ｈ）／（π×（Ｄ１′2−Ｄ２′2）
／４）×Ｗとなる。
ジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転体重
量」は、「回転体の重量」をＷ（ｇ）とすると、図４に
示される回転装置１０１の場合、 指標＝（π×Ｄ２×Ｈ）／（π×（Ｄ１′2−Ｄ２′2）
／４）×Ｗとなる。
【００３５】図４のような回転装置においても、本発明
の指標「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×
「回転体重量」は、３００未満とすることで上述した効
果を奏し、好ましくは１００以下、さらに好ましくは５
０以下とするとよい。
の指標「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×
「回転体重量」は、３００未満とすることで上述した効
果を奏し、好ましくは１００以下、さらに好ましくは５
０以下とするとよい。
【００３６】このように、本発明においては、回転体１
０４の形状如何に係わらず、ラジアル軸受１０５と対向
する回転体１０４の面の面積である「ラジアル軸受面
積」（ｍｍ2）、下スラスト軸受１０３と対向する回転
体１０４の面の面積である「スラスト軸受面積」（ｍｍ
2）、および、回転体の重量である「回転体重量」
（ｇ）の間に 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ の式を満足することにより、種々の要因により回転体１
０４にアンバランスが生じたとしても、バランス変化の
小さい構造、バランス変化に強い構造の動圧軸受を提供
することができる。
０４の形状如何に係わらず、ラジアル軸受１０５と対向
する回転体１０４の面の面積である「ラジアル軸受面
積」（ｍｍ2）、下スラスト軸受１０３と対向する回転
体１０４の面の面積である「スラスト軸受面積」（ｍｍ
2）、および、回転体の重量である「回転体重量」
（ｇ）の間に 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ の式を満足することにより、種々の要因により回転体１
０４にアンバランスが生じたとしても、バランス変化の
小さい構造、バランス変化に強い構造の動圧軸受を提供
することができる。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に於いて、回転体の回転によ
り、動圧発生用溝の作用で、前記回転体と下スラスト軸
受およびラジアル軸受との間に間隙を形成する動圧軸受
を用いた回転装置において、前記ラジアル軸受と対向す
る前記回転体の面の面積である「ラジアル軸受面積」
（ｍｍ2）、前記下スラスト軸受と対向する前記回転体
の面の面積である「スラスト軸受面積」（ｍｍ2）、お
よび、前記回転体の重量である「回転体重量」（ｇ）の
間に 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ の式を満足するとしたので、種々の要因により回転体に
アンバランスが生じたとしても、バランス変化の小さい
構造、バランス変化に強い構造の動圧軸受を提供するこ
とができる。
り、動圧発生用溝の作用で、前記回転体と下スラスト軸
受およびラジアル軸受との間に間隙を形成する動圧軸受
を用いた回転装置において、前記ラジアル軸受と対向す
る前記回転体の面の面積である「ラジアル軸受面積」
（ｍｍ2）、前記下スラスト軸受と対向する前記回転体
の面の面積である「スラスト軸受面積」（ｍｍ2）、お
よび、前記回転体の重量である「回転体重量」（ｇ）の
間に 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ の式を満足するとしたので、種々の要因により回転体に
アンバランスが生じたとしても、バランス変化の小さい
構造、バランス変化に強い構造の動圧軸受を提供するこ
とができる。
【００３８】請求項２に於いて、前記ラジアル軸受の上
部に、前記回転体の抜けを防止する抜け防止手段を有す
るので、加工精度をさほど必要としない抜け防止手段で
よいため、低コストとなる。
部に、前記回転体の抜けを防止する抜け防止手段を有す
るので、加工精度をさほど必要としない抜け防止手段で
よいため、低コストとなる。
【００３９】請求項３に於いて、前記下スラスト軸受
に、動圧発生用溝を形成したので、加工精度を必要とす
る動圧発生用溝の加工が少なくて済み、低コストとな
る。
に、動圧発生用溝を形成したので、加工精度を必要とす
る動圧発生用溝の加工が少なくて済み、低コストとな
る。
【００４０】請求項４に於いて、前記回転体の下側に、
前記回転体を回転させるためのマグネットを配設すると
ともに、前記マグネットと対向する位置にコイルを配設
し、前記コイルに通電することにより、前記回転体の高
速回転を容易にする。
前記回転体を回転させるためのマグネットを配設すると
ともに、前記マグネットと対向する位置にコイルを配設
し、前記コイルに通電することにより、前記回転体の高
速回転を容易にする。
【００４１】請求項５に於いて、前記回転体が多面鏡を
有するので、多面鏡で反射させ、例えばレーザー光にブ
レなどが発生しない。
有するので、多面鏡で反射させ、例えばレーザー光にブ
レなどが発生しない。
【図１】動圧軸受を用いた回転装置を光偏向装置として
用いたビーム光走査光学系ユニットを示す斜視図であ
る。
用いたビーム光走査光学系ユニットを示す斜視図であ
る。
【図２】動圧軸受を用いた回転装置１０１の全体構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】図２の回転装置の動圧軸受および回転体の部分
を拡大した断面図。
を拡大した断面図。
【図４】他の実施例の回転装置の構成を示す断面図。
１ 光走査光学ユニット １０１ 回転装置 １０３ 下スラスト軸受 １０４ 回転体 １０５ ラジアル軸受 １１６ ポリゴンミラー １１８ 保持座金 １１９ ネジ １２１ 動圧発生用溝
Claims (5)
- 【請求項１】 回転体の回転により、動圧発生用溝の作
用で、前記回転体と下スラスト軸受およびラジアル軸受
との間に間隙を形成する動圧軸受を用いた回転装置にお
いて、 前記ラジアル軸受と対向する前記回転体の面の面積であ
る「ラジアル軸受面積」（ｍｍ2）、前記下スラスト軸
受と対向する前記回転体の面の面積である「スラスト軸
受面積」（ｍｍ2）、および、前記回転体の重量である
「回転体重量」（ｇ）の間に次の式を満足することを特
徴とする回転装置。 「ラジアル軸受面積」／「スラスト軸受面積」×「回転
体重量」＜３００ - 【請求項２】 前記ラジアル軸受の上部に、前記回転体
の抜けを防止する抜け防止手段を有することを特徴とす
る請求項１記載の回転装置。 - 【請求項３】 前記下スラスト軸受に、動圧発生用溝を
形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転装
置。 - 【請求項４】 前記回転体の下側に、前記回転体を回転
させるためのマグネットを配設するとともに、前記マグ
ネットと対向する位置にコイルを配設し、前記コイルに
通電することにより、前記回転体を回転させることを特
徴とする請求項１、２、又は３記載の回転装置。 - 【請求項５】 前記回転体が多面鏡を有する請求項１、
２、３、又は４記載の回転装置及び光偏向装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114756A JPH09303383A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 回転装置及び光偏向装置 |
| US08/840,671 US5946122A (en) | 1996-05-09 | 1997-04-29 | Rotating device and light beam deflecting apparatus |
| DE69723907T DE69723907D1 (de) | 1996-05-09 | 1997-04-30 | Drehvorrichtung und Lichtstrahl-Ablenkungsgerät |
| EP97107123A EP0806690B1 (en) | 1996-05-09 | 1997-04-30 | Rotating device and light beam deflecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114756A JPH09303383A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 回転装置及び光偏向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09303383A true JPH09303383A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14645904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114756A Pending JPH09303383A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 回転装置及び光偏向装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5946122A (ja) |
| EP (1) | EP0806690B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09303383A (ja) |
| DE (1) | DE69723907D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3622168B2 (ja) * | 1997-07-22 | 2005-02-23 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 画像形成装置 |
| DE29811486U1 (de) * | 1998-06-26 | 1998-10-08 | Sick AG, 79183 Waldkirch | Optoelektronischer Sensor |
| JP2001083448A (ja) * | 1999-09-09 | 2001-03-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 回転偏向器、光走査装置、及び画像形成装置 |
| US6421157B1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-07-16 | Konica Corporation | Optical deflection apparatus, production method and adhering method thereof |
| US7524075B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-04-28 | Star Headlight & Lantern Co., Inc. | Rotator shock and vibration absorbing mounting system |
| US9104928B2 (en) | 2009-12-30 | 2015-08-11 | Datalogic Ip Tech S.R.L. | Method and apparatus for generating a synchronization signal in a scanning system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4958098A (en) * | 1986-12-16 | 1990-09-18 | Eastman Kodak Company | Rotary device |
| US5114245A (en) * | 1989-07-17 | 1992-05-19 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Dynamic pressure bearing device |
| US4984881A (en) * | 1989-12-19 | 1991-01-15 | Ebara Corporation | Rotation supporting device of a polygon mirror |
| JPH05240241A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-17 | Ebara Corp | スピンドルモータ |
| JPH07259849A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Konica Corp | 動圧軸受 |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP8114756A patent/JPH09303383A/ja active Pending
-
1997
- 1997-04-29 US US08/840,671 patent/US5946122A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-30 DE DE69723907T patent/DE69723907D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-30 EP EP97107123A patent/EP0806690B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69723907D1 (de) | 2003-09-11 |
| EP0806690B1 (en) | 2003-08-06 |
| EP0806690A3 (en) | 1998-12-30 |
| EP0806690A2 (en) | 1997-11-12 |
| US5946122A (en) | 1999-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040713 |