| 研究概要 |
本研究は、小型化が可能で、騒音のない高速回転レーザスキャナの開発を目的としており、ポリゴンミラーの風切り音による騒音をなくすために、動圧型空気スラスト軸受のスパイラル溝を粘性真空ポンプとして利用した。これによりハウジング内の圧力を0.1気圧以下にまで低下させ、ミラーをほぼ真空に近い空間中で回転させることにより、風切り音をほとんど消滅させることができる。一方、小型化については、スパイラル溝付き動圧型空気スラスト軸受に真空ポンプ機能と回転軸支持機能を同時に持たせる構造を提案することにより可能にした。
本研究では、このようなスキャナモータを実際に製作するための基礎的な研究として、スパイラル溝付き動圧型スラスト空気軸受の静的特性(ポンピング特性および負荷特性)と動的特性(動剛性および減衰性)を理論的に明らかにするとともに、実験によりその妥当性を検証した。次に、理論計算をもとに、実際に使用可能なレーザスキャナモータを製作し、その騒音低減効果および駆動動力低減効果を実測するとともに、スキャナとして満たすべき性能を実験的に明らかにした。
その結果、次のような結論を得た。
1.スパイラル溝付き動圧型空気軸受は、真空ポンプ機能と荷重支持機能を同時に満たすことができ、この軸受を用いることで、スキャナハウジング内の気圧を低下させることができる。
2.提案する軸受を用いることにより、30,000rpm、軸受すきま2.5μmでハウジング内圧力を0.1気圧以下まで低下させることができる。
3.提案する軸受を用いたレーザスキャナモータを用いて、レーザ光走引試験を行った結果、従来のレーザスキャナモータに比べ、騒音、駆動動力の低減ができ、さらに、ジッター等の低減が認められ、提案した軸受形式の有効性が確認された。
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