JP3773709B2 - 高速回転体のバランス修正方法 - Google Patents
高速回転体のバランス修正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3773709B2 JP3773709B2 JP22458599A JP22458599A JP3773709B2 JP 3773709 B2 JP3773709 B2 JP 3773709B2 JP 22458599 A JP22458599 A JP 22458599A JP 22458599 A JP22458599 A JP 22458599A JP 3773709 B2 JP3773709 B2 JP 3773709B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- balance
- correcting
- speed
- check
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転体のバランス修正方法に関し、例えば、空気軸受ポリゴンスキャナに適用される高速回転を必要とする回転体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、回転体のアンバランスを矯正するためのバランス修正が知られており、このバランス修正の方法としては、回転体を回転させて回転時に発生する振動と回転体の基準位置を各々検知し、その振動原因となるアンバランス質量をキャンセルするように、回転体の所望の位置におもりを付加する方法や、あるいは回転体構成部品の一部を削除する方法などが知られている。
【０００３】
近年、デジタル複写機等の高速プリント化・画質の高精細化を実現するにあたって、ポリゴンスキャナを30,000rpm以上の超高速かつ高精度に回転させる必要が生じている。しかし、高速回転させると回転体のアンバランスによる振動が問題となり、回転体のアンバランスを矯正するためにバランス修正が必要となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バランス修正する際の回転数が高速なほど振動検出能力が向上するため高速回転させたいが、おもりを付加する方法の場合そのおもりが遠心力で飛散してしまうため高速回転によるバランス修正に不都合が生じていた。
【０００５】
また、回転体構成部品の一部を削除する方法では上記不都合はないが、回転体の組立直後（バランス修正前）では各構成部品によるバラツキによるアンバランス（以下、初期アンバランスという）が大きく、その状態で高速回転させると振れ回りが多大となり軸受に損傷を与える（玉軸受等による転がり軸受の場合、ボール表面や内外輪傷が損傷する、動圧軸受等による流体軸受は負荷容量が小さいため軸受が接触し損傷することになる）。
【０００６】
また、初期アンバランスを小さくすることで上記問題は軽減できるが、30,000rpm以上の場合、各構成部品の嵌合部の加工精度は全て数μm以下としなければならず部品がコスト高になるばかりか、組立の際に温度管理が必要となるなど問題が多くなっている。
【０００７】
そこで、本発明は、バランス修正において、回転体の所望の位置におもりを付加する方法と、回転体構成部品の一部を削除する方法を併用することにより、バランス修正の精度を向上して、低振動のポリゴンスキャナを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、請求項１に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正方法において、接着剤を塗布する方法と、回転体の一部を削除する方法と、を併用し、前記回転体の一部を削除する方法において、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性のアルミ合金部材からなるロータフランジまたはポリゴンミラーの一部を削除するとともに、前記接着剤を塗布する方法における接着剤の比重は、前記回転体の一部を削除する方法において削除されるアルミ合金部材の比重よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項１に記載の発明では、接着剤の塗布と、回転体の削り取りによりバランスが修正される。したがって、接着剤により粗修正され、削り取りにより微修正される。また、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性の部材が削除される。したがって、容易に回転体の一部が削除される。さらに、削除される部材の比重よりも比重の大きい接着剤が塗布されバランスが修正される。したがって、塗布する接着剤の体積が小さくされる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、後工程の回転数は実使用回転数の１／２以上の回転数であることを特徴とするものである。
【００１１】
この請求項２に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、
前記先工程の修正は、接着剤を塗布する方法により行い、前記後工程の修正は、回転体の一部である切削性の良い非磁性のアルミ合金部材からなるロータフランジまたはポリゴンミラーの一部を削除する方法により行い、前記接着剤を塗布する方法における接着剤の比重は、前記回転体の一部を削除する方法において削除されるアルミ合金部材の比重よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項３に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、回転数の低い工程では接着剤によりバランス修正され、回転数の高い工程では回転体の削り取りによりバランス修正される。したがって、回転数の低い工程で粗修正され、回転数の高い工程では微修正される。また、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性の部材が削除される。したがって、容易に回転体の一部が削除される。さらに、削除される部材の比重よりも比重の大きい接着剤が塗布されバランスが修正される。したがって、塗布する接着剤の体積が小さくされる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、前記チェック工程において、全部または一部を光透過部材で構成され前記回転体の外周を包囲するように設けられたカバー部材における光透過部材を通して回転体へ光を入射して、非接触の光センサーにより回転体の回転数を検出することを特徴とするものである。
【００１５】
この請求項４に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、回転体の外周を包囲するようにカバー部材が設けられる。したがって、高速回転の際の風損が軽減されるとともに、ゴミの衝突が回避される。さらに、カバー部材の全部または一部が光透過部材で構成され、光透過部材を通して回転体の回転数が検出される。したがって、非接触で回転体の回転数が検出される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、前記複数のチェック工程において、少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数でＰＬＬによる定速回転制御することを特徴とするものである。
【００１７】
この請求項５に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、少なくとも回転体、軸受、モータが実使用状態と同じ構成にされ、かつ駆動制御回路が実使用状態と同じ制御回路定数で定速回転制御される。したがって、実使用の軸受が使用され、バランス修正用の回路基板を設けることが回避される。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、前記バランスをチェックする際、回転姿勢を実使用状態と同じ傾斜姿勢で行うことを特徴とするものである。
【００１９】
この請求項６に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、実使用状態と同じ回転姿勢でバランスチェックが行われる。したがって、動圧軸受剛性が変化することが回避される。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の高速回転体のバランス修正方法を回転駆動装置に適用したものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明に係るバランス修正方法を適用する動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一実施形態を示す図である。
【００２７】
図１において、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１０（以下、単にポリゴンスキャナという）は、回転体１１、固定軸１２、スペーサ部材１３、ハウジング１４、ステータ１５、回路基板１６、ホール素子１７、上カバー１８、から構成されるものである。
【００２８】
上カバー１８は、回転体１１を覆うように形成され、回路基板１６とで回転体１１を密閉しており、レーザビーム入出射用の開口窓部１８ａを有し、該開口窓部１８ａに密着するようにガラス部材１８ｂが固定されている。したがって、この上カバー１８は、カバー部材を構成する。
【００２９】
回転体１１は、円筒形状をした回転スリーブ２１（例えば、セラミック製）の上端部外周にフランジ２２（例えば、アルミ合金からなる）の内周部を焼キバメまたは圧入固定しており、フランジ２２の上部にはポリゴンミラー２３を、下部にはロータ磁石組立体（ロータフランジ２４とロータ磁石２５）を固着し、さらにポリゴンミラー２３中心部にはアキシャル方向（図中、Ａの矢印の方向）を非接触で支持する磁気軸受を構成する磁性体２６を固着している。
【００３０】
ラジアル方向（図中、Ｂの矢印の方向）の動圧軸受を構成する固定軸１２の外径表面にはヘリングボーン状の動圧発生溝１２ａが形成されており、固定軸１２の下端外周部はハウジング１４に焼キバメあるいは圧入固定されている。
【００３１】
なお、回転スリーブ２１と固定軸１２は、円筒形状に形成され、例えば、セラミック材料からなり、回転スリーブ２１の上端外径部に固定されるポリゴンミラー２３は、例えば、アルミ合金材料で構成される。
【００３２】
図２は、この回転体１１の要部を拡大した図であり、図１と同等の構成については同一の符号を付している。
【００３３】
固定軸１２と回転スリーブ２１の内周面とで構成される動圧軸受隙間（図中、Ｃ）は数μmで嵌合されている。固定軸１２の内周部にはアキシャル軸受を構成する磁気軸受用永久磁石組立体(磁石３１、上下の磁性板３２と３３、以下、単に磁気軸受という）が配置されている。
【００３４】
この磁気軸受は、磁性体２６の突起部２６ａとラジアル方向に磁気ギャップをもち、ギャップ間にはたらく吸引力を利用してアキシャル方向へ非接触支持されている。
【００３５】
また、磁性体２６には、固定軸１２と回転体１１とで形成される上部の空気溜り部３４と回転体１１外部とを連通させる微細穴２６ｂが形成されており、磁気軸受（アキシャル軸受）にダンピング特性をもたせている。
【００３６】
磁気軸受の下部には磁気軸受のアキシャル方向の位置決めと空気溜り部３４の容積を減少させるスペーサ部材１３が配置されている。（空気溜り部３４の容積が小さいほど空気ばねとしての剛性が向上する。）なお、スペーサ部材１３は、ハウジング１４の中心部の有底部に突き当て固定している。
【００３７】
このポリゴンスキャナ１０のモータ方式は、ステータ１５の外径方向にロータ磁石２５と磁気ギャップをもつアウターロータ型といわれる方式である。これは、ロータ磁石２５の磁界により回路基板１６に実装されているホール素子１７から出力される信号を位置信号として参照し、駆動回路によりステータ巻線１５ａの励磁切り替えを行い、回転体１１が回転するようになっている。
【００３８】
なお、図中４０〜４３は、後述するバランス修正の際に形成される接着剤、あるいはドリル穴などの修正箇所を示している。
【００３９】
この回転体１１は、高速回転時の振動を小さくするために回転体１１の上下でバランス修正（いわゆる２面修正）を行っている。上側はポリゴンミラー２３、下側はロータフランジ２４で各々修正されている。
【００４０】
このバランス修正について図２に修正箇所を示し、図３に工程について示し各々説明する。
【００４１】
図２に示すように、上側の修正は、第一のバランス修正工程ステップ２４のときポリゴンミラー２３に設けられた円周上の凹部に接着剤４０を塗布し、第二のバランス修正工程ステップ２６のときポリゴンミラー２３上部をドリルで削除してドリル穴４１を形成するものである。
【００４２】
また、下側の修正は、第一のバランス修正工程ステップ２４のときロータフランジ２４（またはロータ磁石２５）で構成される凹部に接着剤４２を塗布し、第二のバランス修正工程２６のときロータフランジ２４をドリルで削除してドリル穴４３を形成するものである。
【００４３】
まず、回転体１１（図１における２１〜２６）の組立を行い（Ｓ２１）、別途組み立てられた固定側ユニット（少なくとも固定軸１２、磁気軸受３１〜３３、モータ部１５〜１７が組み立てられたもの→バランス修正する際に回転させるために最低必要な部品）に回転体１１を嵌合させる（Ｓ２２）。
【００４４】
その後、第一のバランス修正工程に入るが、まずアンバランス状態をチェックするために回転数Ｎ１で定速回転させバランスチェックを行う（Ｓ２３）。このとき回転駆動は自身のモータ部によって行われ、かつ定速回転制御回転を行っている。
【００４５】
これは、別途回転制御装置を使う必要が無いため簡単であり、かつポリゴンスキャナ１０で用いられている定速制御をそのまま使用するため回転ムラが非常に小さく、振動チェックが高精度にできる。回転ムラが大きいと回転ムラ周波数に応じて振動値が変動するため高精度チェックには限界があり、その結果高精度バランス修正が困難となる。
【００４６】
なお、回転制御方式はＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御または速度ディスクリミネータ方式による方法等があり、定速回転制御領域の広いＰＬＬ制御がより好適である。
【００４７】
また、回転駆動する際の姿勢はポリゴンスキャナ１０が実際にレーザを偏向する時の姿勢にて行われる（例えば複写機に搭載されている姿勢が回転軸方向が水平（９０°の傾斜）の場合、バランス修正の際の回転も９０°傾斜させて行う）。
【００４８】
このように姿勢を実使用状態と同じとすることにより、特に動圧軸受で発生する軸受剛性の変化によるバランスへの影響を相殺し高精度バランス修正が可能となる。
【００４９】
組立直後の回転体１１は、部品単体の形状精度および部品嵌合部の組付ガタの影響により、大きなアンバランス（初期アンバランス）となっている（最大1,000mg・mm）。この状態で高速回転させると軸受に損傷を与えてしまう。特に動圧軸受は軸受負荷容量が玉軸受などと比較して小さいため、10,000rpm以上で1,000mg・mmのアンバランスが生じていると軸受焼き付きなどの致命的な損傷となる。
【００５０】
バランスチェックの結果が許容内（20mg・mm以下）でない場合、アルミ合金よりも比重の重い接着剤４０、４２を塗布してバランス修正を行う（Ｓ２４）。
【００５１】
この方法は、接着剤に金属粉等を混入し、比重を大きくでき、第一のバランス工程におけるバランス修正方法としては望ましい。
【００５２】
なお、削り取り方法は、アルミ合金が軽量（2.7ｇ/cm３）であるため、1,000mg・mmから高速回転時に軸受損傷のないレベルである20mg・mm以下のバランス修正を行うためには、削り取る体積が多く作業時間が長くなったり、凹部が大きくなり（高速回転時の風損大）不都合である。上記不都合をなくすために比重の重い部材（鉄など）を設けることも考えられるが、部品点数増加、全体質量の増加、イナーシャ大による起動時間延長など問題が多い。
【００５３】
ここで、第一のバランス工程では、軸受の損傷しない回転数、あるいは接着剤が遠心力で飛散しない回転数のいずれか低い回転数を設定しチェックを行う。具体的には回転数Ｎ１は10,000rpm以下で、接着剤の比重はアルミ合金の２倍以上あれば上記不具合が無いことが実験的に確認された。
【００５４】
ステップ２３のチェックでバランス修正が許容内（20mg・mm以下）となった場合、塗布した接着剤の固着を行い（紫外線硬化型であれば紫外線の照射、高温硬化型なら所望の温度での硬化）、第二のバランス工程へ進む。
【００５５】
第二のバランス工程におけるバランスチェック２５は第一のバランス工程におけるバランスチェックの回転数Ｎ１よりも高速な回転数Ｎ２で行われる（Ｓ２５）。
【００５６】
回転駆動方法、ＰＬＬ制御による定速回転は第一のバランスチェック２３と同様である。このとき、ＰＬＬ制御はＮ１、Ｎ２、実使用回転数のいずれにおいても同期回転できるように回路定数が設定されている。
【００５７】
実際にレーザを偏向する時の回転数が30,000rpm以上の場合に10,000rpmでバランス修正を行ったとしても動圧軸受の場合、回転数の違いで軸受剛性が変化して振動が大きくなったり、遠心力増加による回転体１１のバランスへの影響が問題となる。
【００５８】
そこで、実際にレーザを偏向する時の回転数でバランスを修正することにより上記問題が解決される（実際には実使用回転数の１／２以上であれば動圧軸受剛性の変化による影響は小さく、実用上問題はない）。ステップ２５のチェックで許容外であればバランス修正を行う（Ｓ２６）。この方法は、削り取りによる修正方法により行われる。
【００５９】
削り取りは回転体１１の構成部品のいずれかを削り取ることとなるが、ポリゴンミラー２３とロータフランジ２４で行うことが最適である。この理由は回転体の上下端の部品であり、いわゆる２面修正が容易であることと、素材がアルミ合金であるため削り取りの際の微調整が容易であること（切削性が良いので小径ドリル（φ１mm以下）による加工が容易）による。
【００６０】
なお、削り取りはドリルによる機械加工のほかレーザ照射による削除も好適である。レーザ照射の場合、削り取りの時に発生する切削ゴミの処理をしなくて済む。
【００６１】
以上の第一のバランス工程で20mg・mm以下に修正された回転体１１は第二のバランス工程で2mg・mm以下まで高精度修正される。
【００６２】
なお、ステップ２５におけるバランスチェックの高速回転の際には、回転体１１の風損が増加するため、上カバー１８を実装し風損低減することが望ましい（実際にレーザを偏向する際のポリゴンミラー２３周辺の形状と同じであることが尚望ましい）。
【００６３】
上カバー１８が無いと風損により電流が増大（モータの磁気力増大）し、回転体１１の軸方向の挙動が変化し、バランスチェックの際の値に影響を与える。さらに、ポリゴンミラー２３周辺に浮遊しているゴミが衝突する時に発生する鏡面への打痕が反射率を劣化させる恐れがある。
【００６４】
このとき上カバー１８全体または一部を光透過部材とすることにより、バランスチェック時に必要な回転体１１の回転数検出に非接触の光センサー方式を採用でき好適である。
【００６５】
一方、駆動回路から回転数の参照信号を検出する方法も考えられるが、回路基板上にチェックピン等を設ける必要があり、ポリゴンスキャナ１０自身の回路を使用する場合にはコストアップとなり、また電気的な接続方法も複雑になる。
【００６６】
なお、上述した実施形態においては、チェック工程が２工程ある場合を示したが、これに限定されるものではなく、更なる高速化／低振動化を達成するために第二工程以降に第三、第四工程などを設けてもよい。なお、その時のチェック回転数は後工程へ進むほど高くなるように設定することが望ましい。（より高速回転することによりチェック時の検出精度が向上する）。
【００６７】
以上説明したバランス工程におけるアンバランス量とチェック回転数との良否を表１にて示した。実使用回転数は50,000rpmの時の例である。◎、○印は好適なチェック回転数を表しており、◎は最も好適な例である。くり返しになるが、第一工程の×印は高速回転することにより軸受の損傷が発生する領域。第二工程の×印は実使用回転数よりも１／２以下の回転数となり、実使用回転数とチェック回転数の差が大きく軸受剛性の違いによる振動への影響が無視できない領域であり、不適となる。
【表１】
【００６８】
このように本実施形態においては、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランスを修正する際に接着剤を塗布する方法と回転体の一部を削除する方法を併用したことにより、大きな初期アンバランス量から微少なアンバランス量までバランス修正の高精度化を簡単に達成することができる。（大きな初期アンバランスでは接着剤で修正することにより粗修正を行い、削り取りにより微修正を行うことが可能となる。）
【００６９】
また、バランスチェックの際、回転数が異なった複数のチェック工程を設け、第二のバランス修正工程の回転数を第一のバランス修正工程の回転数よりも高く設定したことにより、大きな初期アンバランス量に対しても軸受の損傷を軽減し、さらに回転数の違いで軸受剛性が変化して振動が大きくなることによる、または遠心力増加による回転体のバランスへの影響を小さくすることができる。
【００７０】
また、第一のバランス修正工程の修正は接着剤の塗布により行い、第二のバランス修正工程の修正は回転体の一部を削除する方法としたことにより、第一のバランス修正工程では多くの初期アンバランス量を修正するのに通常用いられるアルミ合金製のポリゴンミラーを削り取るより小さい体積で短時間に作業することができ、修正量の少ない第二のバランス修正工程では比重の小さいアルミ合金を削り取るため微修正が容易である。さらに、アルミ合金は非磁性であるので削り取る際に発生する切削ゴミがロータ磁石の磁気力によりに回転体に再付着することが防止できる。
【００７１】
また、バランス修正工程におけるバランスチェックの際、ポリゴンミラーの外周を包囲するように上カバーを設けたことにより、高速回転の際の風損を低減し、軸方向の挙動変化によるバランスチェックの際の値への影響を軽減できる。さらに、ポリゴンミラー周辺に浮遊しているゴミが衝突する時に発生する鏡面への打痕をなくし反射率の劣化を防止することができる。
【００７２】
また、ポリゴンミラーを包囲する上カバーの全部または一部を光透過部材で構成し、光透過部を通して回転体へ光を入射し回転体の回転数を検出することにより、非接触で回転数を検出することが可能となり、容易に回転数検出が可能となる。
【００７３】
また、バランスチェック時は少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数で定速回転制御することにより、バランス修正用として回転させる際に専用の回路基板を設けることがないため、工程を簡素化できる。さらに実使用の軸受を使用することができ、軸受（径）のバラツキによる軸受剛性の違いによるバランス修正への影響を無くすことができる。
【００７４】
また、バランス修正の際のバランスチェック時の回転姿勢を実使用状態と同じ姿勢で行うことにより、各姿勢における動圧軸受剛性の変化（バランス変化）がなくなるため、高精度バランス修正が可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランスを修正する際に接着剤を塗布する方法と回転体の一部を削除する方法を併用し、大きな初期アンバランスでは接着剤で修正することにより粗修正を行い、削り取りにより微修正を行っているので、大きな初期アンバランス量から微少なアンバランス量まで、バランス修正の高精度化を容易に達成することができる。
【００７６】
また、回転数が異なった複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定すれば、大きな初期アンバランス量に対しても軸受の損傷を軽減し、さらに回転数の違いで軸受剛性が変化して振動が大きくなることによる、または遠心力増加による回転体のバランスへの影響を小さくすることができ、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００７７】
また、先工程の修正は接着剤を塗布する方法で行い、後工程の修正は回転体の一部を削除する方法で行えば、先工程では低い回転数で粗修正でき、後工程では高い回転数で微修正でき、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００７８】
また、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性の部材を削除してバランス修正すれば、微修正が容易にでき、削り取る際に発生する切削ゴミが回転体に再付着することが防止でき、作業性を向上させるとともに、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００７９】
また、接着剤の比重を削除される部材の比重より大きくすれば、小さい体積で短時間に作業することができ、作業性を向上させるとともに、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８０】
また、回転体の外周を包囲するようにカバー部材を設ければ、高速回転の際の風損を低減し、軸方向の挙動変化によるバランスチェックの際の値への影響を軽減でき、ポリゴンミラー周辺に浮遊しているゴミが衝突する時に発生する鏡面への打痕をなくし反射率の劣化を防止でき、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８１】
また、カバー部材の全部または一部を光透過部材で構成し、光透過部を通して回転体へ光を入射し回転体の回転数を検出すれば、非接触で回転数を検出することができ、容易に回転数を検出でき、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８２】
また、バランスチェック時は少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数で定速回転制御すれば、バランス修正用として回転させる際に専用の回路基板を設けることがなく、工程を簡素化できるとともに、実使用の軸受を使用することにより、軸受（径）のバラツキによる軸受剛性の違いによるバランス修正への影響を無くすことができ、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８３】
また、バランスチェック時の回転姿勢を実使用状態と同じ姿勢で行なえば、各姿勢における動圧軸受剛性の変化（バランス変化）をなくすことができ、バランス修正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバランス修正方法を適用する動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一実施形態を示す図であり、その全体構成図である。
【図２】その回転体の要部を示す拡大図である。
【図３】そのバランス修正方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ポリゴンスキャナ
１１ 回転体
１２ 固定軸
１２ａ 動圧発生溝
１３ スペーサ部材
１４ ハウジング
１５ ステータ
１５ａ ステータ巻線
１６ 回路基板
１７ ホール素子
１８ 上カバー
１８ａ 開口窓部
１８ｂ ガラス部材
２１ 回転スリーブ
２２ フランジ
２３ ポリゴンミラー
２４ ロータフランジ
２５ ロータ磁石
２６ 磁性体
２６ａ 突起部
２６ｂ 微細穴
３１ 磁気軸受
３４ 空気溜り部
４０、４２ 接着剤
４１、４３ ドリル穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転体のバランス修正方法に関し、例えば、空気軸受ポリゴンスキャナに適用される高速回転を必要とする回転体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、回転体のアンバランスを矯正するためのバランス修正が知られており、このバランス修正の方法としては、回転体を回転させて回転時に発生する振動と回転体の基準位置を各々検知し、その振動原因となるアンバランス質量をキャンセルするように、回転体の所望の位置におもりを付加する方法や、あるいは回転体構成部品の一部を削除する方法などが知られている。
【０００３】
近年、デジタル複写機等の高速プリント化・画質の高精細化を実現するにあたって、ポリゴンスキャナを30,000rpm以上の超高速かつ高精度に回転させる必要が生じている。しかし、高速回転させると回転体のアンバランスによる振動が問題となり、回転体のアンバランスを矯正するためにバランス修正が必要となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バランス修正する際の回転数が高速なほど振動検出能力が向上するため高速回転させたいが、おもりを付加する方法の場合そのおもりが遠心力で飛散してしまうため高速回転によるバランス修正に不都合が生じていた。
【０００５】
また、回転体構成部品の一部を削除する方法では上記不都合はないが、回転体の組立直後（バランス修正前）では各構成部品によるバラツキによるアンバランス（以下、初期アンバランスという）が大きく、その状態で高速回転させると振れ回りが多大となり軸受に損傷を与える（玉軸受等による転がり軸受の場合、ボール表面や内外輪傷が損傷する、動圧軸受等による流体軸受は負荷容量が小さいため軸受が接触し損傷することになる）。
【０００６】
また、初期アンバランスを小さくすることで上記問題は軽減できるが、30,000rpm以上の場合、各構成部品の嵌合部の加工精度は全て数μm以下としなければならず部品がコスト高になるばかりか、組立の際に温度管理が必要となるなど問題が多くなっている。
【０００７】
そこで、本発明は、バランス修正において、回転体の所望の位置におもりを付加する方法と、回転体構成部品の一部を削除する方法を併用することにより、バランス修正の精度を向上して、低振動のポリゴンスキャナを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、請求項１に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正方法において、接着剤を塗布する方法と、回転体の一部を削除する方法と、を併用し、前記回転体の一部を削除する方法において、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性のアルミ合金部材からなるロータフランジまたはポリゴンミラーの一部を削除するとともに、前記接着剤を塗布する方法における接着剤の比重は、前記回転体の一部を削除する方法において削除されるアルミ合金部材の比重よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項１に記載の発明では、接着剤の塗布と、回転体の削り取りによりバランスが修正される。したがって、接着剤により粗修正され、削り取りにより微修正される。また、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性の部材が削除される。したがって、容易に回転体の一部が削除される。さらに、削除される部材の比重よりも比重の大きい接着剤が塗布されバランスが修正される。したがって、塗布する接着剤の体積が小さくされる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、後工程の回転数は実使用回転数の１／２以上の回転数であることを特徴とするものである。
【００１１】
この請求項２に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、
前記先工程の修正は、接着剤を塗布する方法により行い、前記後工程の修正は、回転体の一部である切削性の良い非磁性のアルミ合金部材からなるロータフランジまたはポリゴンミラーの一部を削除する方法により行い、前記接着剤を塗布する方法における接着剤の比重は、前記回転体の一部を削除する方法において削除されるアルミ合金部材の比重よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項３に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、回転数の低い工程では接着剤によりバランス修正され、回転数の高い工程では回転体の削り取りによりバランス修正される。したがって、回転数の低い工程で粗修正され、回転数の高い工程では微修正される。また、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性の部材が削除される。したがって、容易に回転体の一部が削除される。さらに、削除される部材の比重よりも比重の大きい接着剤が塗布されバランスが修正される。したがって、塗布する接着剤の体積が小さくされる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、前記チェック工程において、全部または一部を光透過部材で構成され前記回転体の外周を包囲するように設けられたカバー部材における光透過部材を通して回転体へ光を入射して、非接触の光センサーにより回転体の回転数を検出することを特徴とするものである。
【００１５】
この請求項４に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、回転体の外周を包囲するようにカバー部材が設けられる。したがって、高速回転の際の風損が軽減されるとともに、ゴミの衝突が回避される。さらに、カバー部材の全部または一部が光透過部材で構成され、光透過部材を通して回転体の回転数が検出される。したがって、非接触で回転体の回転数が検出される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、前記複数のチェック工程において、少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数でＰＬＬによる定速回転制御することを特徴とするものである。
【００１７】
この請求項５に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、少なくとも回転体、軸受、モータが実使用状態と同じ構成にされ、かつ駆動制御回路が実使用状態と同じ制御回路定数で定速回転制御される。したがって、実使用の軸受が使用され、バランス修正用の回路基板を設けることが回避される。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、前記バランスをチェックする際、回転姿勢を実使用状態と同じ傾斜姿勢で行うことを特徴とするものである。
【００１９】
この請求項６に記載の発明では、後工程の回転数が先工程の回転数より高く設定される。したがって、徐々に回転数を上げてバランスがチェックされる。また、実使用状態と同じ回転姿勢でバランスチェックが行われる。したがって、動圧軸受剛性が変化することが回避される。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の高速回転体のバランス修正方法を回転駆動装置に適用したものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明に係るバランス修正方法を適用する動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一実施形態を示す図である。
【００２７】
図１において、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ１０（以下、単にポリゴンスキャナという）は、回転体１１、固定軸１２、スペーサ部材１３、ハウジング１４、ステータ１５、回路基板１６、ホール素子１７、上カバー１８、から構成されるものである。
【００２８】
上カバー１８は、回転体１１を覆うように形成され、回路基板１６とで回転体１１を密閉しており、レーザビーム入出射用の開口窓部１８ａを有し、該開口窓部１８ａに密着するようにガラス部材１８ｂが固定されている。したがって、この上カバー１８は、カバー部材を構成する。
【００２９】
回転体１１は、円筒形状をした回転スリーブ２１（例えば、セラミック製）の上端部外周にフランジ２２（例えば、アルミ合金からなる）の内周部を焼キバメまたは圧入固定しており、フランジ２２の上部にはポリゴンミラー２３を、下部にはロータ磁石組立体（ロータフランジ２４とロータ磁石２５）を固着し、さらにポリゴンミラー２３中心部にはアキシャル方向（図中、Ａの矢印の方向）を非接触で支持する磁気軸受を構成する磁性体２６を固着している。
【００３０】
ラジアル方向（図中、Ｂの矢印の方向）の動圧軸受を構成する固定軸１２の外径表面にはヘリングボーン状の動圧発生溝１２ａが形成されており、固定軸１２の下端外周部はハウジング１４に焼キバメあるいは圧入固定されている。
【００３１】
なお、回転スリーブ２１と固定軸１２は、円筒形状に形成され、例えば、セラミック材料からなり、回転スリーブ２１の上端外径部に固定されるポリゴンミラー２３は、例えば、アルミ合金材料で構成される。
【００３２】
図２は、この回転体１１の要部を拡大した図であり、図１と同等の構成については同一の符号を付している。
【００３３】
固定軸１２と回転スリーブ２１の内周面とで構成される動圧軸受隙間（図中、Ｃ）は数μmで嵌合されている。固定軸１２の内周部にはアキシャル軸受を構成する磁気軸受用永久磁石組立体(磁石３１、上下の磁性板３２と３３、以下、単に磁気軸受という）が配置されている。
【００３４】
この磁気軸受は、磁性体２６の突起部２６ａとラジアル方向に磁気ギャップをもち、ギャップ間にはたらく吸引力を利用してアキシャル方向へ非接触支持されている。
【００３５】
また、磁性体２６には、固定軸１２と回転体１１とで形成される上部の空気溜り部３４と回転体１１外部とを連通させる微細穴２６ｂが形成されており、磁気軸受（アキシャル軸受）にダンピング特性をもたせている。
【００３６】
磁気軸受の下部には磁気軸受のアキシャル方向の位置決めと空気溜り部３４の容積を減少させるスペーサ部材１３が配置されている。（空気溜り部３４の容積が小さいほど空気ばねとしての剛性が向上する。）なお、スペーサ部材１３は、ハウジング１４の中心部の有底部に突き当て固定している。
【００３７】
このポリゴンスキャナ１０のモータ方式は、ステータ１５の外径方向にロータ磁石２５と磁気ギャップをもつアウターロータ型といわれる方式である。これは、ロータ磁石２５の磁界により回路基板１６に実装されているホール素子１７から出力される信号を位置信号として参照し、駆動回路によりステータ巻線１５ａの励磁切り替えを行い、回転体１１が回転するようになっている。
【００３８】
なお、図中４０〜４３は、後述するバランス修正の際に形成される接着剤、あるいはドリル穴などの修正箇所を示している。
【００３９】
この回転体１１は、高速回転時の振動を小さくするために回転体１１の上下でバランス修正（いわゆる２面修正）を行っている。上側はポリゴンミラー２３、下側はロータフランジ２４で各々修正されている。
【００４０】
このバランス修正について図２に修正箇所を示し、図３に工程について示し各々説明する。
【００４１】
図２に示すように、上側の修正は、第一のバランス修正工程ステップ２４のときポリゴンミラー２３に設けられた円周上の凹部に接着剤４０を塗布し、第二のバランス修正工程ステップ２６のときポリゴンミラー２３上部をドリルで削除してドリル穴４１を形成するものである。
【００４２】
また、下側の修正は、第一のバランス修正工程ステップ２４のときロータフランジ２４（またはロータ磁石２５）で構成される凹部に接着剤４２を塗布し、第二のバランス修正工程２６のときロータフランジ２４をドリルで削除してドリル穴４３を形成するものである。
【００４３】
まず、回転体１１（図１における２１〜２６）の組立を行い（Ｓ２１）、別途組み立てられた固定側ユニット（少なくとも固定軸１２、磁気軸受３１〜３３、モータ部１５〜１７が組み立てられたもの→バランス修正する際に回転させるために最低必要な部品）に回転体１１を嵌合させる（Ｓ２２）。
【００４４】
その後、第一のバランス修正工程に入るが、まずアンバランス状態をチェックするために回転数Ｎ１で定速回転させバランスチェックを行う（Ｓ２３）。このとき回転駆動は自身のモータ部によって行われ、かつ定速回転制御回転を行っている。
【００４５】
これは、別途回転制御装置を使う必要が無いため簡単であり、かつポリゴンスキャナ１０で用いられている定速制御をそのまま使用するため回転ムラが非常に小さく、振動チェックが高精度にできる。回転ムラが大きいと回転ムラ周波数に応じて振動値が変動するため高精度チェックには限界があり、その結果高精度バランス修正が困難となる。
【００４６】
なお、回転制御方式はＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御または速度ディスクリミネータ方式による方法等があり、定速回転制御領域の広いＰＬＬ制御がより好適である。
【００４７】
また、回転駆動する際の姿勢はポリゴンスキャナ１０が実際にレーザを偏向する時の姿勢にて行われる（例えば複写機に搭載されている姿勢が回転軸方向が水平（９０°の傾斜）の場合、バランス修正の際の回転も９０°傾斜させて行う）。
【００４８】
このように姿勢を実使用状態と同じとすることにより、特に動圧軸受で発生する軸受剛性の変化によるバランスへの影響を相殺し高精度バランス修正が可能となる。
【００４９】
組立直後の回転体１１は、部品単体の形状精度および部品嵌合部の組付ガタの影響により、大きなアンバランス（初期アンバランス）となっている（最大1,000mg・mm）。この状態で高速回転させると軸受に損傷を与えてしまう。特に動圧軸受は軸受負荷容量が玉軸受などと比較して小さいため、10,000rpm以上で1,000mg・mmのアンバランスが生じていると軸受焼き付きなどの致命的な損傷となる。
【００５０】
バランスチェックの結果が許容内（20mg・mm以下）でない場合、アルミ合金よりも比重の重い接着剤４０、４２を塗布してバランス修正を行う（Ｓ２４）。
【００５１】
この方法は、接着剤に金属粉等を混入し、比重を大きくでき、第一のバランス工程におけるバランス修正方法としては望ましい。
【００５２】
なお、削り取り方法は、アルミ合金が軽量（2.7ｇ/cm３）であるため、1,000mg・mmから高速回転時に軸受損傷のないレベルである20mg・mm以下のバランス修正を行うためには、削り取る体積が多く作業時間が長くなったり、凹部が大きくなり（高速回転時の風損大）不都合である。上記不都合をなくすために比重の重い部材（鉄など）を設けることも考えられるが、部品点数増加、全体質量の増加、イナーシャ大による起動時間延長など問題が多い。
【００５３】
ここで、第一のバランス工程では、軸受の損傷しない回転数、あるいは接着剤が遠心力で飛散しない回転数のいずれか低い回転数を設定しチェックを行う。具体的には回転数Ｎ１は10,000rpm以下で、接着剤の比重はアルミ合金の２倍以上あれば上記不具合が無いことが実験的に確認された。
【００５４】
ステップ２３のチェックでバランス修正が許容内（20mg・mm以下）となった場合、塗布した接着剤の固着を行い（紫外線硬化型であれば紫外線の照射、高温硬化型なら所望の温度での硬化）、第二のバランス工程へ進む。
【００５５】
第二のバランス工程におけるバランスチェック２５は第一のバランス工程におけるバランスチェックの回転数Ｎ１よりも高速な回転数Ｎ２で行われる（Ｓ２５）。
【００５６】
回転駆動方法、ＰＬＬ制御による定速回転は第一のバランスチェック２３と同様である。このとき、ＰＬＬ制御はＮ１、Ｎ２、実使用回転数のいずれにおいても同期回転できるように回路定数が設定されている。
【００５７】
実際にレーザを偏向する時の回転数が30,000rpm以上の場合に10,000rpmでバランス修正を行ったとしても動圧軸受の場合、回転数の違いで軸受剛性が変化して振動が大きくなったり、遠心力増加による回転体１１のバランスへの影響が問題となる。
【００５８】
そこで、実際にレーザを偏向する時の回転数でバランスを修正することにより上記問題が解決される（実際には実使用回転数の１／２以上であれば動圧軸受剛性の変化による影響は小さく、実用上問題はない）。ステップ２５のチェックで許容外であればバランス修正を行う（Ｓ２６）。この方法は、削り取りによる修正方法により行われる。
【００５９】
削り取りは回転体１１の構成部品のいずれかを削り取ることとなるが、ポリゴンミラー２３とロータフランジ２４で行うことが最適である。この理由は回転体の上下端の部品であり、いわゆる２面修正が容易であることと、素材がアルミ合金であるため削り取りの際の微調整が容易であること（切削性が良いので小径ドリル（φ１mm以下）による加工が容易）による。
【００６０】
なお、削り取りはドリルによる機械加工のほかレーザ照射による削除も好適である。レーザ照射の場合、削り取りの時に発生する切削ゴミの処理をしなくて済む。
【００６１】
以上の第一のバランス工程で20mg・mm以下に修正された回転体１１は第二のバランス工程で2mg・mm以下まで高精度修正される。
【００６２】
なお、ステップ２５におけるバランスチェックの高速回転の際には、回転体１１の風損が増加するため、上カバー１８を実装し風損低減することが望ましい（実際にレーザを偏向する際のポリゴンミラー２３周辺の形状と同じであることが尚望ましい）。
【００６３】
上カバー１８が無いと風損により電流が増大（モータの磁気力増大）し、回転体１１の軸方向の挙動が変化し、バランスチェックの際の値に影響を与える。さらに、ポリゴンミラー２３周辺に浮遊しているゴミが衝突する時に発生する鏡面への打痕が反射率を劣化させる恐れがある。
【００６４】
このとき上カバー１８全体または一部を光透過部材とすることにより、バランスチェック時に必要な回転体１１の回転数検出に非接触の光センサー方式を採用でき好適である。
【００６５】
一方、駆動回路から回転数の参照信号を検出する方法も考えられるが、回路基板上にチェックピン等を設ける必要があり、ポリゴンスキャナ１０自身の回路を使用する場合にはコストアップとなり、また電気的な接続方法も複雑になる。
【００６６】
なお、上述した実施形態においては、チェック工程が２工程ある場合を示したが、これに限定されるものではなく、更なる高速化／低振動化を達成するために第二工程以降に第三、第四工程などを設けてもよい。なお、その時のチェック回転数は後工程へ進むほど高くなるように設定することが望ましい。（より高速回転することによりチェック時の検出精度が向上する）。
【００６７】
以上説明したバランス工程におけるアンバランス量とチェック回転数との良否を表１にて示した。実使用回転数は50,000rpmの時の例である。◎、○印は好適なチェック回転数を表しており、◎は最も好適な例である。くり返しになるが、第一工程の×印は高速回転することにより軸受の損傷が発生する領域。第二工程の×印は実使用回転数よりも１／２以下の回転数となり、実使用回転数とチェック回転数の差が大きく軸受剛性の違いによる振動への影響が無視できない領域であり、不適となる。
【表１】
このように本実施形態においては、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランスを修正する際に接着剤を塗布する方法と回転体の一部を削除する方法を併用したことにより、大きな初期アンバランス量から微少なアンバランス量までバランス修正の高精度化を簡単に達成することができる。（大きな初期アンバランスでは接着剤で修正することにより粗修正を行い、削り取りにより微修正を行うことが可能となる。）
【００６９】
また、バランスチェックの際、回転数が異なった複数のチェック工程を設け、第二のバランス修正工程の回転数を第一のバランス修正工程の回転数よりも高く設定したことにより、大きな初期アンバランス量に対しても軸受の損傷を軽減し、さらに回転数の違いで軸受剛性が変化して振動が大きくなることによる、または遠心力増加による回転体のバランスへの影響を小さくすることができる。
【００７０】
また、第一のバランス修正工程の修正は接着剤の塗布により行い、第二のバランス修正工程の修正は回転体の一部を削除する方法としたことにより、第一のバランス修正工程では多くの初期アンバランス量を修正するのに通常用いられるアルミ合金製のポリゴンミラーを削り取るより小さい体積で短時間に作業することができ、修正量の少ない第二のバランス修正工程では比重の小さいアルミ合金を削り取るため微修正が容易である。さらに、アルミ合金は非磁性であるので削り取る際に発生する切削ゴミがロータ磁石の磁気力によりに回転体に再付着することが防止できる。
【００７１】
また、バランス修正工程におけるバランスチェックの際、ポリゴンミラーの外周を包囲するように上カバーを設けたことにより、高速回転の際の風損を低減し、軸方向の挙動変化によるバランスチェックの際の値への影響を軽減できる。さらに、ポリゴンミラー周辺に浮遊しているゴミが衝突する時に発生する鏡面への打痕をなくし反射率の劣化を防止することができる。
【００７２】
また、ポリゴンミラーを包囲する上カバーの全部または一部を光透過部材で構成し、光透過部を通して回転体へ光を入射し回転体の回転数を検出することにより、非接触で回転数を検出することが可能となり、容易に回転数検出が可能となる。
【００７３】
また、バランスチェック時は少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数で定速回転制御することにより、バランス修正用として回転させる際に専用の回路基板を設けることがないため、工程を簡素化できる。さらに実使用の軸受を使用することができ、軸受（径）のバラツキによる軸受剛性の違いによるバランス修正への影響を無くすことができる。
【００７４】
また、バランス修正の際のバランスチェック時の回転姿勢を実使用状態と同じ姿勢で行うことにより、各姿勢における動圧軸受剛性の変化（バランス変化）がなくなるため、高精度バランス修正が可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランスを修正する際に接着剤を塗布する方法と回転体の一部を削除する方法を併用し、大きな初期アンバランスでは接着剤で修正することにより粗修正を行い、削り取りにより微修正を行っているので、大きな初期アンバランス量から微少なアンバランス量まで、バランス修正の高精度化を容易に達成することができる。
【００７６】
また、回転数が異なった複数のチェック工程を設け、後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定すれば、大きな初期アンバランス量に対しても軸受の損傷を軽減し、さらに回転数の違いで軸受剛性が変化して振動が大きくなることによる、または遠心力増加による回転体のバランスへの影響を小さくすることができ、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００７７】
また、先工程の修正は接着剤を塗布する方法で行い、後工程の修正は回転体の一部を削除する方法で行えば、先工程では低い回転数で粗修正でき、後工程では高い回転数で微修正でき、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００７８】
また、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性の部材を削除してバランス修正すれば、微修正が容易にでき、削り取る際に発生する切削ゴミが回転体に再付着することが防止でき、作業性を向上させるとともに、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００７９】
また、接着剤の比重を削除される部材の比重より大きくすれば、小さい体積で短時間に作業することができ、作業性を向上させるとともに、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８０】
また、回転体の外周を包囲するようにカバー部材を設ければ、高速回転の際の風損を低減し、軸方向の挙動変化によるバランスチェックの際の値への影響を軽減でき、ポリゴンミラー周辺に浮遊しているゴミが衝突する時に発生する鏡面への打痕をなくし反射率の劣化を防止でき、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８１】
また、カバー部材の全部または一部を光透過部材で構成し、光透過部を通して回転体へ光を入射し回転体の回転数を検出すれば、非接触で回転数を検出することができ、容易に回転数を検出でき、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８２】
また、バランスチェック時は少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数で定速回転制御すれば、バランス修正用として回転させる際に専用の回路基板を設けることがなく、工程を簡素化できるとともに、実使用の軸受を使用することにより、軸受（径）のバラツキによる軸受剛性の違いによるバランス修正への影響を無くすことができ、バランス修正の精度を向上させることができる。
【００８３】
また、バランスチェック時の回転姿勢を実使用状態と同じ姿勢で行なえば、各姿勢における動圧軸受剛性の変化（バランス変化）をなくすことができ、バランス修正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバランス修正方法を適用する動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一実施形態を示す図であり、その全体構成図である。
【図２】その回転体の要部を示す拡大図である。
【図３】そのバランス修正方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ポリゴンスキャナ
１１ 回転体
１２ 固定軸
１２ａ 動圧発生溝
１３ スペーサ部材
１４ ハウジング
１５ ステータ
１５ａ ステータ巻線
１６ 回路基板
１７ ホール素子
１８ 上カバー
１８ａ 開口窓部
１８ｂ ガラス部材
２１ 回転スリーブ
２２ フランジ
２３ ポリゴンミラー
２４ ロータフランジ
２５ ロータ磁石
２６ 磁性体
２６ａ 突起部
２６ｂ 微細穴
３１ 磁気軸受
３４ 空気溜り部
４０、４２ 接着剤
４１、４３ ドリル穴
Claims (7)
- 動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正方法において、
接着剤を塗布する方法と、回転体の一部を削除する方法と、を併用し、
前記回転体の一部を削除する方法において、回転体構成部品のうち切削性の良い非磁性のアルミ合金部材からなるロータフランジまたはポリゴンミラーの一部を削除するとともに、
前記接着剤を塗布する方法における接着剤の比重は、前記回転体の一部を削除する方法において削除されるアルミ合金部材の比重よりも大きくしたことを特徴とする高速回転体のバランス修正方法。 - 動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、
回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、
後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、後工程の回転数は実使用回転数の１／２以上の回転数であることを特徴とする高速回転体のバランス修正方法。 - 動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、
回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、
後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、
前記先工程の修正は、接着剤を塗布する方法により行い、
前記後工程の修正は、回転体の一部である切削性の良い非磁性のアルミ合金部材からなるロータフランジまたはポリゴンミラーの一部を削除する方法により行い、
前記接着剤を塗布する方法における接着剤の比重は、前記回転体の一部を削除する方法において削除されるアルミ合金部材の比重よりも大きくしたことを特徴とする高速回転体のバランス修正方法。 - 動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、
回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、
後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、
前記チェック工程において、全部または一部を光透過部材で構成され前記回転体の外周を包囲するように設けられたカバー部材における光透過部材を通して回転体へ光を入射して、非接触の光センサーにより回転体の回転数を検出することを特徴とする高速回転体のバランス修正方法。 - 動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、
回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、
後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、
前記複数のチェック工程において、少なくとも回転体、軸受、モータを実使用状態と同じ構成とし、かつ駆動制御回路を実使用状態と同じ制御回路定数でＰＬＬによる定速回転制御することを特徴とする高速回転体のバランス修正方法。 - 動圧軸受によって回転自在に支持される回転体のバランス修正工程において、
回転体のバランスを異なる回転数でチェックする複数のチェック工程を設け、
後工程の回転数を先工程の回転数よりも高く設定し、
前記バランスをチェックする際、回転姿勢を実使用状態と同じ傾斜姿勢で行うことを特徴とする高速回転体のバランス修正方法。 - 前記請求項１〜６の何れかに記載の高速回転体のバランス修正方法を用いた回転駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22458599A JP3773709B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 高速回転体のバランス修正方法 |
| US09/633,867 US6580186B1 (en) | 1999-08-06 | 2000-08-07 | Balance correcting method for a high-speed rotatable body, a dynamic pressure bearing, and an optical scanning apparatus utilizing the dynamic pressure bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22458599A JP3773709B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 高速回転体のバランス修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001054267A JP2001054267A (ja) | 2001-02-23 |
| JP3773709B2 true JP3773709B2 (ja) | 2006-05-10 |
Family
ID=16816049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22458599A Expired - Fee Related JP3773709B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 高速回転体のバランス修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3773709B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036074A1 (ja) * | 2002-10-18 | 2004-04-29 | Yoshinari Yokoo | 軸受装置、スイングアーム用ブロックおよびディスク駆動装置 |
| JP4529539B2 (ja) * | 2004-05-13 | 2010-08-25 | 日本電産株式会社 | 回転駆動装置 |
| JP2006220550A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Takano Seisakusho:Kk | バランス試験機及びバランス試験方法並びにバランス調整方法 |
| JP4797489B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2011-10-19 | 日本電産株式会社 | カラーホイール回転用装置 |
| GB2515766A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-07 | David Rodger | Reducing bearing forces in an electrical machine |
| CN107147226B (zh) | 2016-03-01 | 2022-01-25 | 雷勃澳大利亚私人有限公司 | 转子、电机及相关方法 |
| JP6972816B2 (ja) * | 2017-09-14 | 2021-11-24 | 日本電産株式会社 | モータ |
| CN117578832B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-04-09 | 四川富生电器有限责任公司 | 一种转子生产用校动平衡设备 |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP22458599A patent/JP3773709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001054267A (ja) | 2001-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3773709B2 (ja) | 高速回転体のバランス修正方法 | |
| JPH09163677A (ja) | スピンドルモータ | |
| JP2001037173A (ja) | 動釣り合わせ小型電気モータ | |
| JPS5972956A (ja) | 光偏向用モ−タ | |
| JP2845313B2 (ja) | 中空回転体のバランス調整方法 | |
| JP2941864B2 (ja) | 静圧気体軸受とそれを使用した回転体のバランス修正方法 | |
| JPS62184429A (ja) | 回転多面鏡駆動装置 | |
| JP3730036B2 (ja) | 回転体 | |
| JP3514040B2 (ja) | ポリゴンミラースキャナモータ | |
| JPH06284666A (ja) | ブラシレスモータ | |
| JP2002027706A (ja) | 動圧空気軸受型モータおよび動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ | |
| JPS62164016A (ja) | 回転多面鏡駆動装置の製造方法 | |
| JPH0516575Y2 (ja) | ||
| JPH08110491A (ja) | 回転部材 | |
| JPH0980346A (ja) | ポリゴンミラースキャナモータ | |
| JP3566179B2 (ja) | ポリゴンスキャナモータ | |
| JP4932217B2 (ja) | ポリゴンミラースキャナモータ | |
| JP2653119B2 (ja) | スキャナユニット | |
| JPH05203891A (ja) | ポリゴンミラーの回転支持装置 | |
| JP4067686B2 (ja) | 動圧空気軸受モータ及びポリゴンスキャナ | |
| JP4360508B2 (ja) | ポリゴンスキャナ用回転体及びその製造方法、ポリゴンスキャナ、光走査装置、並びに画像形成装置 | |
| JPH0797184B2 (ja) | ポリゴンミラーの回転支持装置 | |
| JP2003130040A (ja) | 高速回転装置 | |
| JP2857474B2 (ja) | 空気軸受型光偏向器 | |
| JPH10210724A (ja) | ポリゴンミラースキャナモータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040317 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060125 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060214 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060215 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100224 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110224 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120224 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130224 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130224 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140224 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |