JP2002081445A - 反発型磁気浮上軸受、その製造方法および光偏向走査装置 - Google Patents
反発型磁気浮上軸受、その製造方法および光偏向走査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータ磁石、ステータ磁石の大きさを調整す
ることで磁力の調整感度を緩くして、磁力の調整を容易
にすることにより、反発型磁気浮上軸受を容易に小型化
する。 【解決手段】 ステータ磁石５の量を、テータ磁石５と
ロータ磁石３との反発力のロータ２の回転軸方向の成分
を調整するためのパラメータにして、反発型磁気浮上軸
受を設計し、ステータ磁石５の量をロータ磁石３より多
くする。
ることで磁力の調整感度を緩くして、磁力の調整を容易
にすることにより、反発型磁気浮上軸受を容易に小型化
する。 【解決手段】 ステータ磁石５の量を、テータ磁石５と
ロータ磁石３との反発力のロータ２の回転軸方向の成分
を調整するためのパラメータにして、反発型磁気浮上軸
受を設計し、ステータ磁石５の量をロータ磁石３より多
くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転軸方向を鉛
直方向とするロータにロータ磁石を設け、ステータにロ
ータ磁石と対向するようにステータ磁石を設けていて、
両磁石の反発力によりロータをステータに対して浮上さ
せてロータの回転軸を軸受する反発型磁気浮上軸受、そ
の製造方法および光偏向走査装置に関する。
直方向とするロータにロータ磁石を設け、ステータにロ
ータ磁石と対向するようにステータ磁石を設けていて、
両磁石の反発力によりロータをステータに対して浮上さ
せてロータの回転軸を軸受する反発型磁気浮上軸受、そ
の製造方法および光偏向走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真には、レーザビームを一方向に
偏向走査して感光体上に静電潜像を形成する光偏向走査
装置が使用されている。また、レーザ走査型ディスプレ
イ装置では、偏向方向が直交する２つの光偏向走査装置
を組み合わせてスクリーン上でビームを走査し画像を形
成している。
偏向走査して感光体上に静電潜像を形成する光偏向走査
装置が使用されている。また、レーザ走査型ディスプレ
イ装置では、偏向方向が直交する２つの光偏向走査装置
を組み合わせてスクリーン上でビームを走査し画像を形
成している。
【０００３】このような光偏向走査装置で、ポリゴンミ
ラーを回転駆動するのに使用する軸受としては、装置構
成が簡易な反発型磁気浮上軸受が知られている（特開平
11−2777号公報参照）。この反発型磁気浮上軸受には、
回転軸が鉛直方向に対して直交する所謂横置き型と、回
転軸が鉛直方向である所謂縦置き型が存在する。
ラーを回転駆動するのに使用する軸受としては、装置構
成が簡易な反発型磁気浮上軸受が知られている（特開平
11−2777号公報参照）。この反発型磁気浮上軸受には、
回転軸が鉛直方向に対して直交する所謂横置き型と、回
転軸が鉛直方向である所謂縦置き型が存在する。
【０００４】縦置き型の反発型磁気浮上軸受の構造は次
のようなものである。すなわち、ロータは内側に、ステ
ータは外側に、いずれも回転軸と同軸に配置されてい
る。ロータは回転軸を中心とした円筒形を、ステータは
回転軸と同軸で中抜けの円筒形を基本形状とする。ロー
タの外周面とステータの内周面の間にはギャップ領域を
設け、ロータの外周面とステータの内周面は接触してい
ない。ロータとステータには、回転軸と同軸である永久
磁石を設けている。ロータ側の永久磁石（以下、ロータ
磁石という）と、ステータ側の永久磁石（以下、ステー
タ磁石という）は、ロータ磁石の外周面とステータ磁石
の内周面の一部が対向するように配置されている。ロー
タ磁石とステータ磁石の対を、以下、永久磁石対とい
う。この永久磁石対は軸の中心点をはさんで上下に各１
組、計２組設けている。ロータ磁石とステータ磁石は、
いずれも軸方向に着磁配向されている。
のようなものである。すなわち、ロータは内側に、ステ
ータは外側に、いずれも回転軸と同軸に配置されてい
る。ロータは回転軸を中心とした円筒形を、ステータは
回転軸と同軸で中抜けの円筒形を基本形状とする。ロー
タの外周面とステータの内周面の間にはギャップ領域を
設け、ロータの外周面とステータの内周面は接触してい
ない。ロータとステータには、回転軸と同軸である永久
磁石を設けている。ロータ側の永久磁石（以下、ロータ
磁石という）と、ステータ側の永久磁石（以下、ステー
タ磁石という）は、ロータ磁石の外周面とステータ磁石
の内周面の一部が対向するように配置されている。ロー
タ磁石とステータ磁石の対を、以下、永久磁石対とい
う。この永久磁石対は軸の中心点をはさんで上下に各１
組、計２組設けている。ロータ磁石とステータ磁石は、
いずれも軸方向に着磁配向されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の反発型磁気浮上
軸受を、レーザビームプリンタやレーザ走査型ディスプ
レイ装置に適用することができれば、高速に光走査を行
うことができ、書き込み速度の高速化や、ディスプレイ
の画質向上に対する効果が期待できる。しかしながら、
従来製作されてきた反発型磁気浮上軸受は比較的大型
（軸長が数１０ｃｍ程度）であり、反発型磁気浮上軸受
をレーザビームプリンタやレーザ走査型ディスプレイ装
置に適用するためには、従来に比べてコンパクトな装置
構成としたい。
軸受を、レーザビームプリンタやレーザ走査型ディスプ
レイ装置に適用することができれば、高速に光走査を行
うことができ、書き込み速度の高速化や、ディスプレイ
の画質向上に対する効果が期待できる。しかしながら、
従来製作されてきた反発型磁気浮上軸受は比較的大型
（軸長が数１０ｃｍ程度）であり、反発型磁気浮上軸受
をレーザビームプリンタやレーザ走査型ディスプレイ装
置に適用するためには、従来に比べてコンパクトな装置
構成としたい。
【０００６】そこで、例えば、永久磁石を用いた反発型
磁気浮上軸受を、回転軸の軸長が数ｃｍ程度のレーザビ
ームプリンタやレーザ走査型ディスプレイ装置用の光偏
向走査装置の軸受に適用しようとすると、次のような課
題が発生する。
磁気浮上軸受を、回転軸の軸長が数ｃｍ程度のレーザビ
ームプリンタやレーザ走査型ディスプレイ装置用の光偏
向走査装置の軸受に適用しようとすると、次のような課
題が発生する。
【０００７】まず、軸受を小型化すると、軸受の重量が
軽量化される。ロータ磁石とステータ磁石との反発力は
回転軸の径方向成分（以下ｒ方向反発力という）と回転
軸方向成分（以下、Ｚ方向反発力という）に分けること
ができる。そして、Ｚ方向反発力は軸受の自重とバラン
スさせる必要がある。軸受の自重が軽くなれば、Ｚ方向
反発力も弱めなければならないが、磁石の磁力を弱める
とｒ方向反発力も弱くなる。ｒ方向反発力が弱くなると
ロータとステータとが接触しやすくなるという不具合が
生じる。したがって、ｒ方向反発力とｚ方向反発力を調
整する手段が必要である。なお、Ｚ方向反発力が強すぎ
ると、回転軸が支持体側に強くおされることになり、ロ
ータが回転しなくなる。一方、ｚ方向反発力が弱すぎる
と、回転軸が支持体から離れやすくなり、この状態では
軸を安定化できない。
軽量化される。ロータ磁石とステータ磁石との反発力は
回転軸の径方向成分（以下ｒ方向反発力という）と回転
軸方向成分（以下、Ｚ方向反発力という）に分けること
ができる。そして、Ｚ方向反発力は軸受の自重とバラン
スさせる必要がある。軸受の自重が軽くなれば、Ｚ方向
反発力も弱めなければならないが、磁石の磁力を弱める
とｒ方向反発力も弱くなる。ｒ方向反発力が弱くなると
ロータとステータとが接触しやすくなるという不具合が
生じる。したがって、ｒ方向反発力とｚ方向反発力を調
整する手段が必要である。なお、Ｚ方向反発力が強すぎ
ると、回転軸が支持体側に強くおされることになり、ロ
ータが回転しなくなる。一方、ｚ方向反発力が弱すぎる
と、回転軸が支持体から離れやすくなり、この状態では
軸を安定化できない。
【０００８】また、磁力バランス調整の容易性の観点か
ら、以下のことがいえる。すなわち、ロータ磁石、ステ
ータ磁石の磁力を調節するためのある調整パラメータを
考えた場合、そのパラメータ値の変化量に対するロータ
磁石とステータ磁石との反発力の変化量が大きいと、磁
力の調整が困難となる。換言すると、調整感度の緩い調
整パラメータを見つけることによって、磁力バランス調
整を容易にしたい。調整パラメータは多数存在するが、
その中でもロータの重量、径、長さなどは重要なパラメ
ータとなっている。しかしながら、上記の反発型磁気浮
上軸受を、ポリゴンミラーを用いた光偏向走査装置に適
用する場合、適用される装置のスペックによってポリゴ
ンミラーに求められる形状、サイズ、重量が予め規定さ
れてしまう。このため、予め規定された条件のなかで、
磁力のバランス調整を可能にする現実的な手段が必要と
なる。
ら、以下のことがいえる。すなわち、ロータ磁石、ステ
ータ磁石の磁力を調節するためのある調整パラメータを
考えた場合、そのパラメータ値の変化量に対するロータ
磁石とステータ磁石との反発力の変化量が大きいと、磁
力の調整が困難となる。換言すると、調整感度の緩い調
整パラメータを見つけることによって、磁力バランス調
整を容易にしたい。調整パラメータは多数存在するが、
その中でもロータの重量、径、長さなどは重要なパラメ
ータとなっている。しかしながら、上記の反発型磁気浮
上軸受を、ポリゴンミラーを用いた光偏向走査装置に適
用する場合、適用される装置のスペックによってポリゴ
ンミラーに求められる形状、サイズ、重量が予め規定さ
れてしまう。このため、予め規定された条件のなかで、
磁力のバランス調整を可能にする現実的な手段が必要と
なる。
【０００９】この発明の目的は、ロータ磁石、ステータ
磁石の大きさを調整することで磁力の調整感度を緩くし
て、磁力の調整を容易にすることにより、反発型磁気浮
上軸受を容易に小型化することである。
磁石の大きさを調整することで磁力の調整感度を緩くし
て、磁力の調整を容易にすることにより、反発型磁気浮
上軸受を容易に小型化することである。
【００１０】この発明の目的は、磁性体でロータの回転
軸方向の反発力を発生することで磁力の調整を容易とし
て、反発型磁気浮上軸受を容易に小型化することであ
る。
軸方向の反発力を発生することで磁力の調整を容易とし
て、反発型磁気浮上軸受を容易に小型化することであ
る。
【００１１】この発明の目的は、ステータ磁石の分割し
てその間隔を調節することで、ロータの回転軸方向の剛
性を下げて磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力
の調整を容易にして、軸受を容易に小型化することであ
る。
てその間隔を調節することで、ロータの回転軸方向の剛
性を下げて磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力
の調整を容易にして、軸受を容易に小型化することであ
る。
【００１２】この発明の目的は、この場合にスペーサを
介装することで、ステータ磁石の分割部分の間隔を目標
の値に容易に調整することである。
介装することで、ステータ磁石の分割部分の間隔を目標
の値に容易に調整することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転軸方向を鉛直方向とするロータに永久磁石から
なるロータ磁石を設け、ステータに前記ロータ磁石と対
向反発する永久磁石からなるステータ磁石を設けてい
て、前記ロータを前記ステータに対して浮上させて前記
ロータの回転軸を軸受する反発型磁気浮上軸受を製造す
る反発型磁気浮上軸受の製造方法において、磁気的に前
記ステータ磁石の量を前記反発力の前記回転軸方向の成
分を調整するためのパラメータにして前記反発型磁気浮
上軸受を設計し、前記ステータ磁石の量を前記ロータ磁
石より多くすることを特徴とする反発型磁気浮上軸受の
製造方法である。
は、回転軸方向を鉛直方向とするロータに永久磁石から
なるロータ磁石を設け、ステータに前記ロータ磁石と対
向反発する永久磁石からなるステータ磁石を設けてい
て、前記ロータを前記ステータに対して浮上させて前記
ロータの回転軸を軸受する反発型磁気浮上軸受を製造す
る反発型磁気浮上軸受の製造方法において、磁気的に前
記ステータ磁石の量を前記反発力の前記回転軸方向の成
分を調整するためのパラメータにして前記反発型磁気浮
上軸受を設計し、前記ステータ磁石の量を前記ロータ磁
石より多くすることを特徴とする反発型磁気浮上軸受の
製造方法である。
【００１４】したがって、ロータやステータの形状、重
量などの条件が予め定まっていても、回転軸方向の剛性
を下げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力の
調整を容易にすることができるので、軸受を容易に小型
化することができる。
量などの条件が予め定まっていても、回転軸方向の剛性
を下げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力の
調整を容易にすることができるので、軸受を容易に小型
化することができる。
【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、前記ステー
タ磁石には磁性体を形成し、この磁性体の形成を前記回
転軸方向の成分を調整するためのパラメータにして前記
反発型磁気浮上軸受を設計することを特徴とする。
の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、前記ステー
タ磁石には磁性体を形成し、この磁性体の形成を前記回
転軸方向の成分を調整するためのパラメータにして前記
反発型磁気浮上軸受を設計することを特徴とする。
【００１６】したがって、ロータやステータの形状、重
量などの条件が予め定まっていても、磁性体により回転
軸方向の反発力を発生させて、磁力の調整を容易にし、
軸受を容易に小型化することができる。
量などの条件が予め定まっていても、磁性体により回転
軸方向の反発力を発生させて、磁力の調整を容易にし、
軸受を容易に小型化することができる。
【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、前
記ステータ磁石は前記回転軸方向に複数に分割されたも
のを用い、この複数の分割部分の間隔を前記回転軸方向
の成分を調整するためのパラメータにして前記反発型磁
気浮上軸受を設計することを特徴とする。
２に記載の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、前
記ステータ磁石は前記回転軸方向に複数に分割されたも
のを用い、この複数の分割部分の間隔を前記回転軸方向
の成分を調整するためのパラメータにして前記反発型磁
気浮上軸受を設計することを特徴とする。
【００１８】したがって、ロータやステータの形状、重
量などの条件が予め定まっていても、回転軸方向の剛性
を下げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力の
調整を容易にすることができるので、軸受を容易に小型
化することができる。
量などの条件が予め定まっていても、回転軸方向の剛性
を下げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力の
調整を容易にすることができるので、軸受を容易に小型
化することができる。
【００１９】請求項４に記載の発明は、回転軸方向を鉛
直方向とするロータに永久磁石からなるロータ磁石を設
け、ステータに前記ロータ磁石と対向反発する永久磁石
からなるステータ磁石を設けていて、磁気的に前記ロー
タを前記ステータに対して浮上させて前記ロータの回転
軸を軸受する反発型磁気浮上軸受において、前記ステー
タ磁石の量は前記ロータ磁石より多いことを特徴とする
反発型磁気浮上軸受である。
直方向とするロータに永久磁石からなるロータ磁石を設
け、ステータに前記ロータ磁石と対向反発する永久磁石
からなるステータ磁石を設けていて、磁気的に前記ロー
タを前記ステータに対して浮上させて前記ロータの回転
軸を軸受する反発型磁気浮上軸受において、前記ステー
タ磁石の量は前記ロータ磁石より多いことを特徴とする
反発型磁気浮上軸受である。
【００２０】したがって、ロータやステータの形状、重
量などの条件が予め定まっていても、ステータ磁石の量
を反発力の回転軸方向の成分を調整するためのパラメー
タにして、ステータ磁石の量をロータ磁石より多くする
ことで、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感度を緩
くすることにより、磁力の調整を容易にすることができ
るので、軸受を容易に小型化することができる。
量などの条件が予め定まっていても、ステータ磁石の量
を反発力の回転軸方向の成分を調整するためのパラメー
タにして、ステータ磁石の量をロータ磁石より多くする
ことで、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感度を緩
くすることにより、磁力の調整を容易にすることができ
るので、軸受を容易に小型化することができる。
【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の反発型磁気浮上軸受において、前記ステータ磁石には
前記ロータ磁石およびステータ磁石の周囲の磁束密度分
布を前記回転軸方向について非対称とする磁性体を形成
していることを特徴とする。
の反発型磁気浮上軸受において、前記ステータ磁石には
前記ロータ磁石およびステータ磁石の周囲の磁束密度分
布を前記回転軸方向について非対称とする磁性体を形成
していることを特徴とする。
【００２２】したがって、ロータやステータの形状、重
量などの条件が予め定まっていても、磁性体の形成を反
発力の回転軸方向の成分を調整するためのパラメータに
し、磁性体により回転軸方向の反発力を発生させて、磁
力の調整を容易にし、軸受を容易に小型化することがで
きる。
量などの条件が予め定まっていても、磁性体の形成を反
発力の回転軸方向の成分を調整するためのパラメータに
し、磁性体により回転軸方向の反発力を発生させて、磁
力の調整を容易にし、軸受を容易に小型化することがで
きる。
【００２３】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の反発型磁気浮上軸受において、回転軸方向を
鉛直方向とするロータに永久磁石からなるロータ磁石を
設け、ステータに前記ロータ磁石と対向するように永久
磁石からなるステータ磁石を設けていて、前記両磁石の
反発力により前記ロータを前記ステータに対して浮上さ
せて前記ロータの回転軸を軸受する反発型磁気浮上軸受
において、前記ステータ磁石は、前記回転軸方向に複数
に分割されていることを特徴とする。
５に記載の反発型磁気浮上軸受において、回転軸方向を
鉛直方向とするロータに永久磁石からなるロータ磁石を
設け、ステータに前記ロータ磁石と対向するように永久
磁石からなるステータ磁石を設けていて、前記両磁石の
反発力により前記ロータを前記ステータに対して浮上さ
せて前記ロータの回転軸を軸受する反発型磁気浮上軸受
において、前記ステータ磁石は、前記回転軸方向に複数
に分割されていることを特徴とする。
【００２４】したがって、ロータやステータの形状、重
量などの条件が予め定まっていても、ステータ磁石の分
割部分の間隔を回転軸方向の成分を調整するためのパラ
メータにして、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感
度を緩くすることにより、磁力の調整を容易にすること
ができるので、軸受を容易に小型化することができる。
量などの条件が予め定まっていても、ステータ磁石の分
割部分の間隔を回転軸方向の成分を調整するためのパラ
メータにして、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感
度を緩くすることにより、磁力の調整を容易にすること
ができるので、軸受を容易に小型化することができる。
【００２５】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の反発型磁気浮上軸受において、前記分割された複数の
ステータ磁石間にはスペーサを介装していることを特徴
とする。
の反発型磁気浮上軸受において、前記分割された複数の
ステータ磁石間にはスペーサを介装していることを特徴
とする。
【００２６】したがって、スペーサを介装することで、
ステータ磁石の分割部分の間隔を目標の値に容易に調整
することができる。
ステータ磁石の分割部分の間隔を目標の値に容易に調整
することができる。
【００２７】請求項８に記載の発明は、請求項４〜７の
いずれかの一に記載の反発型磁気浮上軸受と、前記ロー
タを回転する駆動源と、前記ロータの回転によって回転
し光を偏向走査するポリゴンミラーと、を備えているこ
とを特徴とする光偏向走査装置である。
いずれかの一に記載の反発型磁気浮上軸受と、前記ロー
タを回転する駆動源と、前記ロータの回転によって回転
し光を偏向走査するポリゴンミラーと、を備えているこ
とを特徴とする光偏向走査装置である。
【００２８】したがって、軸受を容易に小型化できる光
偏向走査装置を提供することができる。
偏向走査装置を提供することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】［発明の実施の形態１］この発明
の一実施の形態を、発明の実施の形態１として説明す
る。
の一実施の形態を、発明の実施の形態１として説明す
る。
【００３０】図１は、この発明の実施の形態１である光
偏向走査装置の縦断面図である。
偏向走査装置の縦断面図である。
【００３１】図１に示すように、この光偏向走査装置１
は、縦置き型の反発型磁気浮上軸受を用いていて、軸方
向を鉛直方向として設置される非磁性材で構成した丸軸
状の回転軸であるロータ２と、ロータ２の上下２箇所に
設けられ、ロータ２の周方向を一周して形成されたリン
グ状の永久磁石であるロータ磁石３，３と、ロータ２
と、このロータ２にロータ磁石３と対向して形成され、
ロータ磁石３と反発し合うステータ磁石５とを備えてい
る。
は、縦置き型の反発型磁気浮上軸受を用いていて、軸方
向を鉛直方向として設置される非磁性材で構成した丸軸
状の回転軸であるロータ２と、ロータ２の上下２箇所に
設けられ、ロータ２の周方向を一周して形成されたリン
グ状の永久磁石であるロータ磁石３，３と、ロータ２
と、このロータ２にロータ磁石３と対向して形成され、
ロータ磁石３と反発し合うステータ磁石５とを備えてい
る。
【００３２】ｚ方向中央部にはロータ２よりも半径の大
きい回転板６を同軸で設け、回転板６の周面部にポリゴ
ンミラー７を形成している。また、回転板６のつば部分
の上下に駆動源となる駆動モータ８を配置している。さ
らに、ロータ２の軸先端の上部には制御電磁石９を配置
し、下部にはz方向変位センサ１０を設けている。
きい回転板６を同軸で設け、回転板６の周面部にポリゴ
ンミラー７を形成している。また、回転板６のつば部分
の上下に駆動源となる駆動モータ８を配置している。さ
らに、ロータ２の軸先端の上部には制御電磁石９を配置
し、下部にはz方向変位センサ１０を設けている。
【００３３】図２は、光偏向走査装置１の制御系のブロ
ック図である。図２に示すように、z方向変位センサ１
０によりｚ方向（鉛直方向の）の変位を検出し、この検
出信号はＡ／Ｄコンバータ２１を介してコントローラ２
２に出力される。コントローラ２２は、検出信号に基づ
いて制御電磁石９に与える制御信号を生成し、この制御
信号はＤ／Ａコンバータ２３でＤ／Ａ変換され、増幅器
２４で増幅されて制御電磁石９に入力される。これによ
り、z方向変位センサ１０によるｚ方向の変位を検出
し、ｚ方向の位置が常に一定範囲内にあるようにフィー
ドバック制御を行うしたがって、ロータ２は制御電磁石
９の吸引により安定的に浮上し、コントローラ２２が制
御信号を、駆動モータ８を駆動するモータドライバ２５
に出力することによりロータ２は回転し、ポリゴンミラ
ー７は図示しない光を偏向走査する。
ック図である。図２に示すように、z方向変位センサ１
０によりｚ方向（鉛直方向の）の変位を検出し、この検
出信号はＡ／Ｄコンバータ２１を介してコントローラ２
２に出力される。コントローラ２２は、検出信号に基づ
いて制御電磁石９に与える制御信号を生成し、この制御
信号はＤ／Ａコンバータ２３でＤ／Ａ変換され、増幅器
２４で増幅されて制御電磁石９に入力される。これによ
り、z方向変位センサ１０によるｚ方向の変位を検出
し、ｚ方向の位置が常に一定範囲内にあるようにフィー
ドバック制御を行うしたがって、ロータ２は制御電磁石
９の吸引により安定的に浮上し、コントローラ２２が制
御信号を、駆動モータ８を駆動するモータドライバ２５
に出力することによりロータ２は回転し、ポリゴンミラ
ー７は図示しない光を偏向走査する。
【００３４】この光偏向走査装置１の設計に際しては、
ロータ磁石３とステータ磁石５との間の反発力のｚ方向
における成分を調整するパラメータとして、ステータ磁
石５の量を用いている。そして、ロータ磁石３よりもス
テータ磁石５の量を多くすることによって、ｚ方向の剛
性を下げることができることがわかった。ｚ方向の剛性
とは、ロータ磁石３とステータ磁石５とによって生じる
磁気的反発力のｚ方向（これは鉛直方向となる。以下、
ｚ方向という。）成分、すなわちｚ方向反発力の変化率
δＦ／δzである（Ｆはｚ方向反発力、ｚはｚ方向変位
量）。この値が小さいということは調整感度が緩くなる
ということであり、ロータ磁石３、ステータ磁石５の磁
力の調節容易性が向上するということである。
ロータ磁石３とステータ磁石５との間の反発力のｚ方向
における成分を調整するパラメータとして、ステータ磁
石５の量を用いている。そして、ロータ磁石３よりもス
テータ磁石５の量を多くすることによって、ｚ方向の剛
性を下げることができることがわかった。ｚ方向の剛性
とは、ロータ磁石３とステータ磁石５とによって生じる
磁気的反発力のｚ方向（これは鉛直方向となる。以下、
ｚ方向という。）成分、すなわちｚ方向反発力の変化率
δＦ／δzである（Ｆはｚ方向反発力、ｚはｚ方向変位
量）。この値が小さいということは調整感度が緩くなる
ということであり、ロータ磁石３、ステータ磁石５の磁
力の調節容易性が向上するということである。
【００３５】図３は、光偏向走査装置１におけるロータ
磁石３とステータ磁石５の配置を示す図である。２つの
ロータ磁石３同士は、例えば３０ｍｍの間隔を置いて設
けている。ロータ磁石３とステータ磁石５の極性Ｎ，Ｓ
は図に示すとおりである。ステータ磁石５はロータ磁石
３よりｚ方向に厚くした。
磁石３とステータ磁石５の配置を示す図である。２つの
ロータ磁石３同士は、例えば３０ｍｍの間隔を置いて設
けている。ロータ磁石３とステータ磁石５の極性Ｎ，Ｓ
は図に示すとおりである。ステータ磁石５はロータ磁石
３よりｚ方向に厚くした。
【００３６】以上説明した光偏向走査装置１によれば、
ｚ方向の剛性を弱める具体的かつ現実的な調整手段がえ
られた。これにより、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の
調整感度を緩くすることにより、磁力の調整を容易にす
ることができる。この調整手段は、ロータ２やステータ
４の形状、重量などの条件が予め決定されている状況下
でも容易に実施可能で、所望の効果を得ることができ
る。これにより、軸受、ひいては光偏向走査装置１の小
型化を実現でき、レーザビームプリンタやレーザ走査型
ディスプレイ装置に搭載可能である。
ｚ方向の剛性を弱める具体的かつ現実的な調整手段がえ
られた。これにより、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の
調整感度を緩くすることにより、磁力の調整を容易にす
ることができる。この調整手段は、ロータ２やステータ
４の形状、重量などの条件が予め決定されている状況下
でも容易に実施可能で、所望の効果を得ることができ
る。これにより、軸受、ひいては光偏向走査装置１の小
型化を実現でき、レーザビームプリンタやレーザ走査型
ディスプレイ装置に搭載可能である。
【００３７】そして、ロータ２とステータ４は非接触で
あるため、高速でロータ２を回転させることが可能であ
る。これによって、光書込速度、ひいては印字速度の速
いプリンタを実現することができる。あるいは、画質の
優れたディスプレイ装置を実現することができる。
あるため、高速でロータ２を回転させることが可能であ
る。これによって、光書込速度、ひいては印字速度の速
いプリンタを実現することができる。あるいは、画質の
優れたディスプレイ装置を実現することができる。
【００３８】さらに、ロータ磁石３、ステータ磁石５そ
のものの磁力を調整することで、同様の効果を奏するこ
とも可能ではある。しかしながら、このような手段をと
る場合には、着磁を極めて精密に制御する必要があるの
で、装置の製造コストは必然的に上昇する。また、ロー
タ磁石３や、ステータ磁石５の保磁力に分布を与えると
いう手段も考えられるが、この手段もやはり製造コスト
や調整コストの点で比較すると劣る。磁石そのものの磁
気パラメータのみで反発力のバランスを調整する手段は
現実性に乏しいものであると思われる。よって、発明の
実施の形態１によれば、前記の効果を低製造コストで実
現することができる。
のものの磁力を調整することで、同様の効果を奏するこ
とも可能ではある。しかしながら、このような手段をと
る場合には、着磁を極めて精密に制御する必要があるの
で、装置の製造コストは必然的に上昇する。また、ロー
タ磁石３や、ステータ磁石５の保磁力に分布を与えると
いう手段も考えられるが、この手段もやはり製造コスト
や調整コストの点で比較すると劣る。磁石そのものの磁
気パラメータのみで反発力のバランスを調整する手段は
現実性に乏しいものであると思われる。よって、発明の
実施の形態１によれば、前記の効果を低製造コストで実
現することができる。
【００３９】［発明の実施の形態２］この発明の別の実
施の形態を、発明の実施の形態２として説明する。
施の形態を、発明の実施の形態２として説明する。
【００４０】図６は、この発明の実施の形態２である光
偏向走査装置の縦断面図である。図７は、同光偏向走査
装置におけるロータ磁石とステータ磁石の配置を示す図
である。発明の実施の形態２の光偏向走査装置１で発明
の実施の形態１と共通する部材などには、発明の実施の
形態１と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
偏向走査装置の縦断面図である。図７は、同光偏向走査
装置におけるロータ磁石とステータ磁石の配置を示す図
である。発明の実施の形態２の光偏向走査装置１で発明
の実施の形態１と共通する部材などには、発明の実施の
形態１と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４１】発明の実施の形態２の光偏向走査装置１
が、発明の実施の形態１のものと相違するのは、ステー
タ磁石５の外周部にリング状の磁性体１１が被覆されて
いる点である。すなわち、ステータ磁石５には磁性体１
１を形成し、この磁性体１１の形成を、ロータ磁石、ス
テータ磁石が発生する磁界のｚ方向の成分を調整するた
めのパラメータにして反発型磁気浮上軸受を設計する。
これにより、発明の実施の形態１の場合と同様に剛性の
低下が図られるのみならず、ロータ磁石３とステータ磁
石５の間の磁束密度分布が非対称になり、図８に示すよ
うに、０点を中心に、ｚ方向の反発力が発生する。磁性
体１１は、ステータ磁石外周面のｚ方向上側に被覆する
ことが望ましい。
が、発明の実施の形態１のものと相違するのは、ステー
タ磁石５の外周部にリング状の磁性体１１が被覆されて
いる点である。すなわち、ステータ磁石５には磁性体１
１を形成し、この磁性体１１の形成を、ロータ磁石、ス
テータ磁石が発生する磁界のｚ方向の成分を調整するた
めのパラメータにして反発型磁気浮上軸受を設計する。
これにより、発明の実施の形態１の場合と同様に剛性の
低下が図られるのみならず、ロータ磁石３とステータ磁
石５の間の磁束密度分布が非対称になり、図８に示すよ
うに、０点を中心に、ｚ方向の反発力が発生する。磁性
体１１は、ステータ磁石外周面のｚ方向上側に被覆する
ことが望ましい。
【００４２】このように、ステータ磁石５をロータ磁石
３より大きくし、ステータ磁石５の外周部にリング状の
磁性体１１を被覆することで、ロータ磁石３とステータ
磁石５の間の磁束密度分布が非対称になり、磁力の制御
性を高めることができる。この調整手段は、ロータ２や
ステータ４の形状、重量などの条件が予め決定されてい
る状況下でも容易に実施可能で、所望の効果を得ること
ができる。これにより、軸受、ひいては光偏向走査装置
１の小型化を実現でき、レーザビームプリンタやレーザ
走査型ディスプレイ装置に搭載可能である。
３より大きくし、ステータ磁石５の外周部にリング状の
磁性体１１を被覆することで、ロータ磁石３とステータ
磁石５の間の磁束密度分布が非対称になり、磁力の制御
性を高めることができる。この調整手段は、ロータ２や
ステータ４の形状、重量などの条件が予め決定されてい
る状況下でも容易に実施可能で、所望の効果を得ること
ができる。これにより、軸受、ひいては光偏向走査装置
１の小型化を実現でき、レーザビームプリンタやレーザ
走査型ディスプレイ装置に搭載可能である。
【００４３】そして、ロータ２とステータ４は非接触で
あるため、高速でロータ２を回転させることが可能であ
る。これによって、光書込速度、ひいては印字速度の速
いプリンタを実現することができる。あるいは、画質の
優れたディスプレイ装置を実現することができる。
あるため、高速でロータ２を回転させることが可能であ
る。これによって、光書込速度、ひいては印字速度の速
いプリンタを実現することができる。あるいは、画質の
優れたディスプレイ装置を実現することができる。
【００４４】しかも、前記の効果を低製造コストで実現
することができる。
することができる。
【００４５】［発明の実施の形態３］この発明の別の実
施の形態を、発明の実施の形態３として説明する。
施の形態を、発明の実施の形態３として説明する。
【００４６】図１２は、この発明の実施の形態３である
光偏向走査装置の縦断面図である。発明の実施の形態３
の光偏向走査装置１で発明の実施の形態１と共通する部
材などには、発明の実施の形態１と同一の符号を付し、
詳細な説明は省略する。
光偏向走査装置の縦断面図である。発明の実施の形態３
の光偏向走査装置１で発明の実施の形態１と共通する部
材などには、発明の実施の形態１と同一の符号を付し、
詳細な説明は省略する。
【００４７】発明の実施の形態３の光偏向走査装置１
が、発明の実施の形態１のものと相違するのは、ステー
タ磁石５を複数、この例では２つに分割し、ステータ磁
石片５ａ，５ｂとしている点である。すなわち、ステー
タ磁石５はｚ方向に複数に分割されたステータ磁石片５
ａ，５ｂを用い、このステータ磁石片５ａ，５ｂの間隔
をｚ方向の成分を調整するためのパラメータにして、反
発型磁気浮上軸受を設計する。具体的には、２つのステ
ータ磁石片５ａ，５ｂはいずれもｚ方向に配向磁化し、
２つのステータ磁石片５ａ，５ｂの対向面は極性が逆に
なるように配置し、ステータ磁石５をロータ磁石３より
も大きくしたところ、発明の実施の形態１の場合と同様
に剛性の低下が図られるのみならず、２つのステータ磁
石片５ａ，５ｂの間隔を調整して、ロータ２のｚ方向の
剛性を下げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁
力の調整を容易にすることが可能となる（図１３参
照）。
が、発明の実施の形態１のものと相違するのは、ステー
タ磁石５を複数、この例では２つに分割し、ステータ磁
石片５ａ，５ｂとしている点である。すなわち、ステー
タ磁石５はｚ方向に複数に分割されたステータ磁石片５
ａ，５ｂを用い、このステータ磁石片５ａ，５ｂの間隔
をｚ方向の成分を調整するためのパラメータにして、反
発型磁気浮上軸受を設計する。具体的には、２つのステ
ータ磁石片５ａ，５ｂはいずれもｚ方向に配向磁化し、
２つのステータ磁石片５ａ，５ｂの対向面は極性が逆に
なるように配置し、ステータ磁石５をロータ磁石３より
も大きくしたところ、発明の実施の形態１の場合と同様
に剛性の低下が図られるのみならず、２つのステータ磁
石片５ａ，５ｂの間隔を調整して、ロータ２のｚ方向の
剛性を下げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁
力の調整を容易にすることが可能となる（図１３参
照）。
【００４８】この場合に、図１４に示すように、２つの
ステータ磁石片５ａ，５ｂの間に非磁性材料からなるリ
ング状のスペーサ１２を挟挿して、両者の間隔を調節す
ることができる。これにより、ロータ２の回転軸方向の
剛性を容易に調整することができる、すなわち、磁力の
ロータ２のｚ方向における成分の変化率δＦ／δｚを調
整することができ、スペーサ１２を挟まず、２つのステ
ータ磁石片５ａ，５ｂ間に間隔がない場合よりもδＦ／
δｚは小さくできる。したがって、スペーサ１２によっ
て、磁力バランスの調整感度を緩めることができ、磁力
バランスの調整精度を高くすることができる。なお、２
つのステータ磁石片５ａ，５ｂの厚みの合算値は、ロー
タ磁石３よりも大きく設定している。
ステータ磁石片５ａ，５ｂの間に非磁性材料からなるリ
ング状のスペーサ１２を挟挿して、両者の間隔を調節す
ることができる。これにより、ロータ２の回転軸方向の
剛性を容易に調整することができる、すなわち、磁力の
ロータ２のｚ方向における成分の変化率δＦ／δｚを調
整することができ、スペーサ１２を挟まず、２つのステ
ータ磁石片５ａ，５ｂ間に間隔がない場合よりもδＦ／
δｚは小さくできる。したがって、スペーサ１２によっ
て、磁力バランスの調整感度を緩めることができ、磁力
バランスの調整精度を高くすることができる。なお、２
つのステータ磁石片５ａ，５ｂの厚みの合算値は、ロー
タ磁石３よりも大きく設定している。
【００４９】そして、スペーサ１２の厚みを変えること
により、剛性を容易に変化させることができる。スペー
サ１２が厚すぎると磁力の水平方向（以下、ｒ方向とい
う）成分が横ずれを起こすため、適正な厚みの範囲が存
在することがわかる。
により、剛性を容易に変化させることができる。スペー
サ１２が厚すぎると磁力の水平方向（以下、ｒ方向とい
う）成分が横ずれを起こすため、適正な厚みの範囲が存
在することがわかる。
【００５０】以上のように、簡易な調整部材であるスペ
ーサ１２を用いてロータ２の回転軸方向の剛性を容易に
調整可能である。これにより、軸受、ひいては光偏向走
査装置１の小型化を実現でき、レーザビームプリンタや
レーザ走査型ディスプレイ装置に搭載可能である。
ーサ１２を用いてロータ２の回転軸方向の剛性を容易に
調整可能である。これにより、軸受、ひいては光偏向走
査装置１の小型化を実現でき、レーザビームプリンタや
レーザ走査型ディスプレイ装置に搭載可能である。
【００５１】そして、ロータ２とステータ４は非接触で
あるため、高速でロータ２を回転させることが可能であ
る。これによって、光書込速度、ひいては印字速度の速
いプリンタを実現することができる。あるいは、画質の
優れたディスプレイ装置を実現することができる。
あるため、高速でロータ２を回転させることが可能であ
る。これによって、光書込速度、ひいては印字速度の速
いプリンタを実現することができる。あるいは、画質の
優れたディスプレイ装置を実現することができる。
【００５２】しかも、前記の効果を低製造コストで実現
することができる。
することができる。
【００５３】なお、図１７、図１８に示すように、発明
の実施の形態２で用いた磁性体１１を設けるようにして
もよい。
の実施の形態２で用いた磁性体１１を設けるようにして
もよい。
【００５４】
【実施例】［実施例１］発明の実施の形態１に対応した
実施例を説明する。図１を参照して前記した偏向走査装
置１において、ロータ磁石３とステータ磁石５につい
て、次のような構成条件ＡとＢの場合で製作して比較し
たところ、ロータ磁石３よりもステータ磁石５の量を多
くすることによって、ｚ方向の剛性を下げることができ
ることが確認できた。
実施例を説明する。図１を参照して前記した偏向走査装
置１において、ロータ磁石３とステータ磁石５につい
て、次のような構成条件ＡとＢの場合で製作して比較し
たところ、ロータ磁石３よりもステータ磁石５の量を多
くすることによって、ｚ方向の剛性を下げることができ
ることが確認できた。
【００５５】構成条件Ａ：ロータ磁石３は内径２ｍｍ
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ８ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成した。
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ８ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成した。
【００５６】構成条件Ｂ：ロータ磁石３は内径２ｍｍ
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ４ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成した。
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ４ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成した。
【００５７】図４は、実施例１における光偏向走査装置
１のロータ磁石３とステータ磁石５の縦断面図である。
構成条件Ａにおいては、ロータ磁石３とステータ磁石５
の大きさはほぼ同一である。構成条件Ｂでは、ステータ
磁石５をロータ磁石３の２倍の厚さで構成した。図中０
点位置はｚ方向位置（＝０）を示す。
１のロータ磁石３とステータ磁石５の縦断面図である。
構成条件Ａにおいては、ロータ磁石３とステータ磁石５
の大きさはほぼ同一である。構成条件Ｂでは、ステータ
磁石５をロータ磁石３の２倍の厚さで構成した。図中０
点位置はｚ方向位置（＝０）を示す。
【００５８】図５は、実施例１における構成条件Ａ，Ｂ
それぞれの場合について、ｚ方向の変位と反発力との関
係を示すグラフである。構成条件ＡとＢを比較すると、
構成条件Ａの場合に比べて構成条件Ｂの場合は、０点に
おいてｚ方向変位に対するz方向反発力の勾配は緩やか
になっていることがわかる。
それぞれの場合について、ｚ方向の変位と反発力との関
係を示すグラフである。構成条件ＡとＢを比較すると、
構成条件Ａの場合に比べて構成条件Ｂの場合は、０点に
おいてｚ方向変位に対するz方向反発力の勾配は緩やか
になっていることがわかる。
【００５９】［実施例２］発明の実施の形態２に対応し
た実施例を説明する。図６を参照して前記した偏向走査
装置１において、構成条件Ａと従来構成条件Ｂの比較に
おいて、ロータ磁石３とステータ磁石５について、次の
ような構成条件ＡとＢの場合で製作して比較したとこ
ろ、ロータ２、ステータ４間の磁束密度分布が歪み、ｚ
方向中心点でｚ方向の反発力を発生させることができ
た。なお、磁性体１１を被覆しない場合には、このよう
な反発力は得られなかった。
た実施例を説明する。図６を参照して前記した偏向走査
装置１において、構成条件Ａと従来構成条件Ｂの比較に
おいて、ロータ磁石３とステータ磁石５について、次の
ような構成条件ＡとＢの場合で製作して比較したとこ
ろ、ロータ２、ステータ４間の磁束密度分布が歪み、ｚ
方向中心点でｚ方向の反発力を発生させることができ
た。なお、磁性体１１を被覆しない場合には、このよう
な反発力は得られなかった。
【００６０】構成条件Ａ：ロータ磁石３は内径２ｍｍ
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ８ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、Ｓ４５
Ｃ材料で作製したリング状の磁性体１１は内径１４ｍｍ
Φ、外径１５ｍｍΦ、厚さ４ｍｍとし、ステータ磁石５
の外周部の上側４ｍｍの領域に設けた。
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ８ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、Ｓ４５
Ｃ材料で作製したリング状の磁性体１１は内径１４ｍｍ
Φ、外径１５ｍｍΦ、厚さ４ｍｍとし、ステータ磁石５
の外周部の上側４ｍｍの領域に設けた。
【００６１】構成条件Ｂ：ロータ磁石３は内径２ｍｍ
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ８ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、磁性体
１１は設けなかった。
Φ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で
構成し、ステータ磁石５は内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍ
Φ、厚さ８ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、磁性体
１１は設けなかった。
【００６２】図９は構成条件Ｂの場合におけるロータ磁
石３、ステータ磁石５近傍の磁束線を示す概念図であ
り、図１０は構成条件Ａの場合におけるロータ磁石３、
ステータ磁石５近傍の磁束線を示す概念図である。図９
と図１０の比較により、磁性体１１が被覆されることに
より、ロータ磁石３とステータ磁石５の間の磁束線が非
対称になり、ｚ方向への反発力が発生することがわか
る。
石３、ステータ磁石５近傍の磁束線を示す概念図であ
り、図１０は構成条件Ａの場合におけるロータ磁石３、
ステータ磁石５近傍の磁束線を示す概念図である。図９
と図１０の比較により、磁性体１１が被覆されることに
より、ロータ磁石３とステータ磁石５の間の磁束線が非
対称になり、ｚ方向への反発力が発生することがわか
る。
【００６３】図１１は、実施例２における構成条件Ａ，
Ｂそれぞれの場合について、ｚ方向の変位と反発力との
関係を示すグラフである。このグラフからも、磁性体１
１が被覆されることにより、ロータ磁石３とステータ磁
石５の間の磁束線が非対称になり、ｚ方向への反発力が
発生することがわかる。
Ｂそれぞれの場合について、ｚ方向の変位と反発力との
関係を示すグラフである。このグラフからも、磁性体１
１が被覆されることにより、ロータ磁石３とステータ磁
石５の間の磁束線が非対称になり、ｚ方向への反発力が
発生することがわかる。
【００６４】［実施例３］発明の実施の形態３に対応し
た実施例を説明する。図１２を参照して前記した偏向走
査装置１において、ロータ磁石３は内径２ｍｍΦ、外径
６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成したステータ磁石５は内径９
ｍｍΦ、外径１４ｍｍΦ、厚さ４ｍｍのものを２つ、ス
テータ磁石片５ａ，５ｂとして用いたところ、ｚ方向の
剛性を低下できることが確認できた。図１５は、この場
合のロータ磁石３、ステータ磁石５近傍の磁束線を示す
概念図である。２つのステータ磁石片５ａ，５ｂ間に隙
間を設けることにより、ロータ磁石３とステータ磁石５
の間における磁束線が変化している様子がわかる。
た実施例を説明する。図１２を参照して前記した偏向走
査装置１において、ロータ磁石３は内径２ｍｍΦ、外径
６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ材料で構成したステータ磁石５は内径９
ｍｍΦ、外径１４ｍｍΦ、厚さ４ｍｍのものを２つ、ス
テータ磁石片５ａ，５ｂとして用いたところ、ｚ方向の
剛性を低下できることが確認できた。図１５は、この場
合のロータ磁石３、ステータ磁石５近傍の磁束線を示す
概念図である。２つのステータ磁石片５ａ，５ｂ間に隙
間を設けることにより、ロータ磁石３とステータ磁石５
の間における磁束線が変化している様子がわかる。
【００６５】図１６は、スペーサ１２なしの場合、厚さ
０．４２ｍｍのスペーサ１２を使用した場合、厚さ１．
０ｍｍのスペーサ１２を使用した場合のそれぞれについ
て、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグラフであ
る。スペーサ１２を設けることにより、その厚さの大小
で、ｚ方向変位ゼロ近傍のｚ方向反発力の変化率、すな
わち勾配を変化させることができることがわかる。
０．４２ｍｍのスペーサ１２を使用した場合、厚さ１．
０ｍｍのスペーサ１２を使用した場合のそれぞれについ
て、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグラフであ
る。スペーサ１２を設けることにより、その厚さの大小
で、ｚ方向変位ゼロ近傍のｚ方向反発力の変化率、すな
わち勾配を変化させることができることがわかる。
【００６６】そして、1．０ｍｍのスペーサ１２を使用
すると剛性（δＦ／δｚ）は負となる。この場合、ｚ方
向に対しては復元力（＋ｚ方向変位に対し、負の力が生
じる）が働くため、ｚ方向に対しては自発的（受動的）
に安定である。しかしながら、このとき、水平（ｒ）方
向に対しては，アーンショウの定理により横ずれ力が働
くことが自明である。
すると剛性（δＦ／δｚ）は負となる。この場合、ｚ方
向に対しては復元力（＋ｚ方向変位に対し、負の力が生
じる）が働くため、ｚ方向に対しては自発的（受動的）
に安定である。しかしながら、このとき、水平（ｒ）方
向に対しては，アーンショウの定理により横ずれ力が働
くことが自明である。
【００６７】アーンショウの定理とは、「静電場に電荷
があるとき，どのように工夫しても静電力によって安定
に浮上することはできない」というもので、これを静電
界と静磁界の双対性を考えると、「静磁界（磁石の配
置）をどのように工夫しても、静磁力だけで安定に浮上
することはできない」と言える。
があるとき，どのように工夫しても静電力によって安定
に浮上することはできない」というもので、これを静電
界と静磁界の双対性を考えると、「静磁界（磁石の配
置）をどのように工夫しても、静磁力だけで安定に浮上
することはできない」と言える。
【００６８】また、ヨネーの剛性定理とは「各座標軸方
向の剛性の和はゼロである」なるもので、ある座標系
（ｘ，ｙ，ｚ）において、各座標軸方向の剛性をＫｘ，
Ｋｙ，Ｋｚとすると、 Ｋｘ＋Ｋｙ＋Ｋｚ＝０ が成り立つ。
向の剛性の和はゼロである」なるもので、ある座標系
（ｘ，ｙ，ｚ）において、各座標軸方向の剛性をＫｘ，
Ｋｙ，Ｋｚとすると、 Ｋｘ＋Ｋｙ＋Ｋｚ＝０ が成り立つ。
【００６９】前記の場合、ｚ方向の剛性が負であれば、
自ずと他の座標軸の剛性は正となり、横ずれ力を発生す
ることがわかる。
自ずと他の座標軸の剛性は正となり、横ずれ力を発生す
ることがわかる。
【００７０】［実施例４］前記実施例３で、磁性体１１
を設けた場合の例である。すなわち、ロータ磁石３は、
内径２ｍｍΦ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ材料で構成し、２つのステータ磁石片５ａ，５ｂ
は、内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍΦ、厚さ４ｍｍのＮｄ
−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、Ｓ４５Ｃ材料で作製した磁性
体１１は、内径１４ｍｍΦ、外径１５ｍｍΦ、厚さ４ｍ
ｍとし、ステータ磁石５の外周部の上側４ｍｍの領域に
装置した。また、２つのステータ磁石片５ａ，５ｂの間
に、内径９ｍｍΦ、外径２０ｍｍΦ、厚さ０．２８ｍｍ
のスペーサ１２を設けた。図１９は、この場合に、磁性
体１１を形成した場合と、しなかった場合のそれぞれに
ついて、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグラフで
ある。図１９に示すように、磁性体１１を形成した場合
は、１．２Ｎのｚ方向反発力が得られた。また、ｚ方向
変位のゼロ点の近傍でｚ方向反発力の変化率、すなわち
勾配を緩やかにできると同時に、ｚ方向変位のゼロ点の
近傍でｚ方向反発力を発生できることがわかる。
を設けた場合の例である。すなわち、ロータ磁石３は、
内径２ｍｍΦ、外径６ｍｍΦ、厚さ３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ材料で構成し、２つのステータ磁石片５ａ，５ｂ
は、内径９ｍｍΦ、外径１４ｍｍΦ、厚さ４ｍｍのＮｄ
−Ｆｅ−Ｂ材料で構成し、Ｓ４５Ｃ材料で作製した磁性
体１１は、内径１４ｍｍΦ、外径１５ｍｍΦ、厚さ４ｍ
ｍとし、ステータ磁石５の外周部の上側４ｍｍの領域に
装置した。また、２つのステータ磁石片５ａ，５ｂの間
に、内径９ｍｍΦ、外径２０ｍｍΦ、厚さ０．２８ｍｍ
のスペーサ１２を設けた。図１９は、この場合に、磁性
体１１を形成した場合と、しなかった場合のそれぞれに
ついて、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグラフで
ある。図１９に示すように、磁性体１１を形成した場合
は、１．２Ｎのｚ方向反発力が得られた。また、ｚ方向
変位のゼロ点の近傍でｚ方向反発力の変化率、すなわち
勾配を緩やかにできると同時に、ｚ方向変位のゼロ点の
近傍でｚ方向反発力を発生できることがわかる。
【００７１】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、ロータやステ
ータの形状、重量などの条件が予め定まっていても、回
転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感度を緩くすること
により、磁力の調整を容易にすることができるので、軸
受を容易に小型化することができる。
ータの形状、重量などの条件が予め定まっていても、回
転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感度を緩くすること
により、磁力の調整を容易にすることができるので、軸
受を容易に小型化することができる。
【００７２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、ロータやス
テータの形状、重量などの条件が予め定まっていても、
磁性体により回転軸方向の反発力を発生させて、磁力の
調整を容易にし、軸受を容易に小型化することができ
る。
の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、ロータやス
テータの形状、重量などの条件が予め定まっていても、
磁性体により回転軸方向の反発力を発生させて、磁力の
調整を容易にし、軸受を容易に小型化することができ
る。
【００７３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、ロ
ータやステータの形状、重量などの条件が予め定まって
いても、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感度を緩
くすることにより、磁力の調整を容易にすることができ
るので、軸受を容易に小型化することができる。
２に記載の反発型磁気浮上軸受の製造方法において、ロ
ータやステータの形状、重量などの条件が予め定まって
いても、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の調整感度を緩
くすることにより、磁力の調整を容易にすることができ
るので、軸受を容易に小型化することができる。
【００７４】請求項４に記載の発明は、ロータやステー
タの形状、重量などの条件が予め定まっていても、ステ
ータ磁石の量を反発力の回転軸方向の成分を調整するた
めのパラメータにして、ステータ磁石の量をロータ磁石
より多くすることで、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の
調整感度を緩くすることにより、磁力の調整を容易にす
ることができるので、軸受を容易に小型化することがで
きる。
タの形状、重量などの条件が予め定まっていても、ステ
ータ磁石の量を反発力の回転軸方向の成分を調整するた
めのパラメータにして、ステータ磁石の量をロータ磁石
より多くすることで、回転軸方向の剛性を下げ、磁力の
調整感度を緩くすることにより、磁力の調整を容易にす
ることができるので、軸受を容易に小型化することがで
きる。
【００７５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の反発型磁気浮上軸受において、ロータやステータの形
状、重量などの条件が予め定まっていても、磁性体の形
成を反発力の回転軸方向の成分を調整するためのパラメ
ータにし、磁性体により回転軸方向の反発力を発生させ
て、磁力の調整を容易にし、軸受を容易に小型化するこ
とができる。
の反発型磁気浮上軸受において、ロータやステータの形
状、重量などの条件が予め定まっていても、磁性体の形
成を反発力の回転軸方向の成分を調整するためのパラメ
ータにし、磁性体により回転軸方向の反発力を発生させ
て、磁力の調整を容易にし、軸受を容易に小型化するこ
とができる。
【００７６】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の反発型磁気浮上軸受において、ロータやステ
ータの形状、重量などの条件が予め定まっていても、ス
テータ磁石の分割部分の間隔を回転軸方向の成分を調整
するためのパラメータにして、回転軸方向の剛性を下
げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力の調整
を容易にすることができるので、軸受を容易に小型化す
ることができる。
５に記載の反発型磁気浮上軸受において、ロータやステ
ータの形状、重量などの条件が予め定まっていても、ス
テータ磁石の分割部分の間隔を回転軸方向の成分を調整
するためのパラメータにして、回転軸方向の剛性を下
げ、磁力の調整感度を緩くすることにより、磁力の調整
を容易にすることができるので、軸受を容易に小型化す
ることができる。
【００７７】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の反発型磁気浮上軸受において、スペーサを介装するこ
とで、ステータ磁石の分割部分の間隔を目標の値に容易
に調整することができる。
の反発型磁気浮上軸受において、スペーサを介装するこ
とで、ステータ磁石の分割部分の間隔を目標の値に容易
に調整することができる。
【００７８】請求項８に記載の発明は、軸受を容易に小
型化できる光偏向走査装置を提供することができる。
型化できる光偏向走査装置を提供することができる。
【図１】発明の実施の形態１である光偏向走査装置の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】前記光偏向走査装置の制御系のブロック図であ
る。
る。
【図３】前記光偏向走査装置におけるロータ磁石とステ
ータ磁石の配置を示す図である。
ータ磁石の配置を示す図である。
【図４】実施例１における光偏向走査装置のロータ磁石
とステータ磁石の縦断面図である。
とステータ磁石の縦断面図である。
【図５】実施例１における構成条件Ａ，Ｂそれぞれの場
合について、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグラ
フである。
合について、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグラ
フである。
【図６】この発明の実施の形態２である光偏向走査装置
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図７】前記光偏向走査装置におけるロータ磁石とステ
ータ磁石の配置を示す図である。
ータ磁石の配置を示す図である。
【図８】前記光偏向走査装置におけるロータ磁石とステ
ータ磁石の配置を示す図である。
ータ磁石の配置を示す図である。
【図９】実施例２における構成条件Ｂの場合におけるロ
ータ磁石、ステータ磁石近傍の磁束線を示す概念図であ
る。
ータ磁石、ステータ磁石近傍の磁束線を示す概念図であ
る。
【図１０】実施例２における構成条件Ａの場合のロータ
磁石、ステータ磁石近傍の磁束線を示す概念図である。
磁石、ステータ磁石近傍の磁束線を示す概念図である。
【図１１】実施例２における構成条件Ａ，Ｂそれぞれの
場合について、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグ
ラフである。
場合について、ｚ方向の変位と反発力との関係を示すグ
ラフである。
【図１２】この発明の実施の形態３である光偏向走査装
置の縦断面図である。
置の縦断面図である。
【図１３】前記光偏向走査装置におけるロータ磁石とス
テータ磁石の配置を示す図である。
テータ磁石の配置を示す図である。
【図１４】前記光偏向走査装置におけるロータ磁石、ス
テータ磁石およびスペーサの配置を示す図である。
テータ磁石およびスペーサの配置を示す図である。
【図１５】実施例２におけるロータ磁石、ステータ磁石
近傍の磁束線を示す概念図である。
近傍の磁束線を示す概念図である。
【図１６】実施例３におけるｚ方向の変位と反発力との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図１７】前記発明の実施の形態３の光偏向走査装置に
磁性体を形成した場合の縦断面図である。
磁性体を形成した場合の縦断面図である。
【図１８】前記光偏向走査装置において、ロータ磁石、
ステータ磁石、スペーサおよび磁性体の配置を示す縦断
面図である。
ステータ磁石、スペーサおよび磁性体の配置を示す縦断
面図である。
【図１９】実施例４における磁性体を形成した場合と、
しなかった場合のそれぞれについて、ｚ方向の変位と反
発力との関係を示すグラフである。
しなかった場合のそれぞれについて、ｚ方向の変位と反
発力との関係を示すグラフである。
１ 光偏向走査装置 ２ ロータ ３ ロータ磁石 ４ ステータ ５ ステータ磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大路 貴久 石川県金沢市小立野２−40−20 金沢大学 工学部付属電磁場制御実験施設内 Ｆターム(参考） 2H045 AA14 AA15 AA24 AA28 AA62 DA41 3J102 AA01 DA03 DA07 DA11 GA02
Claims (8)
- 【請求項１】 回転軸方向を鉛直方向とするロータに永
久磁石からなるロータ磁石を設け、ステータに前記ロー
タ磁石と対向して反発する永久磁石からなるステータ磁
石を設けていて、磁気的に前記ロータを前記ステータに
対して浮上させて前記ロータの回転軸を軸受する反発型
磁気浮上軸受を製造する反発型磁気浮上軸受の製造方法
において、 前記ステータ磁石の量を前記反発力の前記回転軸方向の
成分を調整するためのパラメータにして前記反発型磁気
浮上軸受を設計し、前記ステータ磁石の量を前記ロータ
磁石より多くすることを特徴とする反発型磁気浮上軸受
の製造方法。 - 【請求項２】 前記ステータ磁石には磁性体を形成し、
この磁性体の形成を前記回転軸方向の成分を調整するた
めのパラメータにして前記反発型磁気浮上軸受を設計す
ることを特徴とする請求項１に記載の反発型磁気浮上軸
受の製造方法。 - 【請求項３】 前記ステータ磁石は前記回転軸方向に複
数に分割されたものを用い、この複数の分割部分の間隔
を前記回転軸方向の成分を調整するためのパラメータに
して前記反発型磁気浮上軸受を設計することを特徴とす
る請求項１または２に記載の反発型磁気浮上軸受の製造
方法。 - 【請求項４】 回転軸方向を鉛直方向とするロータに永
久磁石からなるロータ磁石を設け、ステータに前記ロー
タ磁石と対向して反発する永久磁石からなるステータ磁
石を設けていて、磁気的に前記ロータを前記ステータに
対して浮上させて前記ロータの回転軸を軸受する反発型
磁気浮上軸受において、 前記ステータ磁石の量は前記ロータ磁石より多いことを
特徴とする反発型磁気浮上軸受。 - 【請求項５】 前記ステータ磁石には前記ロータ磁石お
よびステータ磁石の周囲の磁束密度分布を前記回転軸方
向について非対称とする磁性体を形成していることを特
徴とする請求項４に記載の反発型磁気浮上軸受。 - 【請求項６】 前記ステータ磁石は、前記回転軸方向に
複数に分割されていることを特徴とする請求項４または
５に記載の反発型磁気浮上軸受。 - 【請求項７】 前記分割された複数のステータ磁石間に
はスペーサを介装していることを特徴とする請求項６に
記載の反発型磁気浮上軸受。 - 【請求項８】 請求項４〜７のいずれかの一に記載の反
発型磁気浮上軸受と、 前記ロータを回転する駆動源と、 前記ロータの回転によって回転し光を偏向走査するポリ
ゴンミラーと、を備えていることを特徴とする光偏向走
査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000273044A JP4268746B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 反発型磁気浮上軸受および光偏向走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000273044A JP4268746B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 反発型磁気浮上軸受および光偏向走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081445A true JP2002081445A (ja) | 2002-03-22 |
| JP4268746B2 JP4268746B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=18759061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000273044A Expired - Fee Related JP4268746B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 反発型磁気浮上軸受および光偏向走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4268746B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020018869A1 (en) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Alcon Inc. | Radially repulsive magnetic bearing for self-aligning elements of coupled platforms |
-
2000
- 2000-09-08 JP JP2000273044A patent/JP4268746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020018869A1 (en) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Alcon Inc. | Radially repulsive magnetic bearing for self-aligning elements of coupled platforms |
| JP2022503471A (ja) * | 2018-07-19 | 2022-01-12 | アルコン， インコーポレイテッド | 結合プラットフォームの自動調心素子用のラジアル反発型磁気軸受 |
| US11224540B2 (en) | 2018-07-19 | 2022-01-18 | Alcon Inc. | Radially repulsive magnetic bearing for self-aligning elements of coupled platforms |
| JP7541504B2 (ja) | 2018-07-19 | 2024-08-28 | アルコン， インコーポレイテッド | 結合プラットフォームの自動調心素子用のラジアル反発型磁気軸受 |
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|---|---|
| JP4268746B2 (ja) | 2009-05-27 |
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