JP4226791B2

JP4226791B2 - Rotor rotation driving method and rotor air bearing device

Info

Publication number: JP4226791B2
Application number: JP2001018741A
Authority: JP
Inventors: 文刀安藤; 秀樹今野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: JP2002221684A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ装置等の画像形成装置、画像読み取り装置等の光偏向器（ポリゴンミラースキャナー）として用いられる回転子の性能を試験するために用いられる回転子の軸受け装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図１に示すポリゴンミラースキャナー等の一部を構成するポリゴンミラー構成体１が知られている。その図１において、２はポリゴンミラー板、３は後述するリング状の多極マグネットが挿着される挿着筒としての筒状体である。
【０００３】
ポリゴンミラー板２にはその中央に円形状の嵌合穴２ａが形成され、その側面２ｂにはミラー面が形成される。筒状体３にはその中央に嵌合穴２ａに嵌合される円形状の嵌合突起部３ａが形成されている。その筒状体３の上面は、ポリゴンミラー板２の取り付け基準面３ｂとされている。嵌合突起部３ａの中央には、回転軸４が圧入嵌合される軸穴３ｃが形成されている。
【０００４】
その筒状体３の筒内には、リング状の多極マグネット５が嵌着される。ポリゴンミラー板２は、回転軸４を筒状体３の軸穴３ｃに圧入し、押さえ部材６、抜け止めリング７によって筒状体３に組み付けられ、これによって、ポリゴンミラー構成体１としての回転子が構成される。
【０００５】
その多極マグネット４には、固定子の一部を構成する巻き線コイル（図示を略す）が内周側から対向配設され、巻き線コイルを通電制御することによって、回転子が回転駆動され、巻き線コイルと多極マグネット４とによって駆動モータが概略構成される。
【０００６】
この種の回転子では、筒状体３の取り付け基準面３ｂの面精度が良好でないと、ポリゴンミラー板２を筒状体３に組み付けたときに、ポリゴンミラー板２が歪んで、ポリゴンミラー板２のミラー面として機能する側面２ｂに歪みが発生し、その光学特性が劣化するという不具合、ポリゴンミラー構成体１を回転駆動させたときに、ミラー面として機能する側面２ｂの動的面倒れが発生し、その光学特性が劣化し、ひいては画像品質が低下するという不具合が発生する。
【０００７】
例えば、図２に示すように、ミラー面として機能する側面２ｂと取り付け基準面３ｂとの間の面倒れ角度δが設計規格内でないと、図３に示すように、印字紙８に書き込みを行ったときに、行間隔Ｌが不揃いになるという不具合がある。
【０００８】
そこで、従来、ポリゴンミラー板２を筒状体３に組み付ける前に、事前に筒状体３の取り付け基準面３ｂの面精度を検査するため、筒状体３に回転軸４を圧入して図４に示す回転子１Ａを形成し、この回転子１Ａを回転させて、取り付け基準面３ｂを回転子１Ａの測定面としてその測定面の面振れ特性を検査している。
【０００９】
図４はその回転子１Ａの筒状体３の面振れ特性を検査するのに使用する軸受け装置８Ａを示す平面図である。
【００１０】
この軸受け装置８Ａには、基台９に一対の起立壁１０、１０が形成されている。この一対の起立壁１０、１０に回転子１Ａを支承する支承壁１１、１１が設けられている。この支承壁１１、１１の一方は、ガイド軸１２、１２に沿って矢印Ｘ−Ｘ方向にスライド可能とされている。
【００１１】
その支承壁１１、１１の上面にはＶ字溝部１３、１３が高精度に形成されている。筒状体３は回転軸４を圧入後、一対の支承壁１１、１１のＶ字溝部１３、１３に回転可能に支承される。
【００１２】
面振れの測定に際しては、例えば、静電容量型の測定プローブ１４のセンサ部１４Ａが取り付け基準面３ｂに臨まされ、回転子１Ａの筒状体３に手を当ててこの筒状体３を手で回して測定プローブ１４の検出出力の変化により、面振れを測定している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の軸受け装置では、手で回転子１Ａを回転させるために回転が不安定となることがあり、測定精度にバラツキが生じるという不具合がある。
【００１４】
また、回転軸４をＶ字溝部１３、１３に支承させて回転させながら測定を行う構成であるので、回転軸４が測定中に傷つくというおそれもある。
【００１５】
特に、図５に示すように、ポリゴンミラー板２と筒状体３とが一体型のポリゴンミラー構成体１からなる回転子１Ａの場合には、重心位置が軸方向中央からずれた位置になるので、回転子１Ａの回転が不安定となりやすい。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、回転軸を傷つけずに回転子を安定して回転させることのできる回転子の回転駆動方法及び回転子のエアー軸受け装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の回転子の回転駆動方法は、ミラー面が側面に形成されかつ回転軸が中央部に挿着されしかも下部にマグネットリングが挿着される挿着筒が一体形成されたポリゴンミラー構成体からなる回転子を前記マグネットリングが装着されていない状態でエアーにより支承しつつ回転駆動する回転駆動方法であって、
前記回転軸のエアー圧による浮上後、前記挿着筒の内周壁にエアーを吹き付けて、前記回転子を回転駆動させることを特徴とする。
【００３１】
請求項２に記載の回転子のエアー軸受け装置は、ミラー面が側面に形成されかつ回転軸が中央部に挿着されしかも下部にマグネットリングが挿着される挿着筒が一体形成されたポリゴンミラー構成体からなる回転子を前記マグネットリングが装着されていない状態でエアーにより支承しつつ回転駆動する回転子のエアー軸受け装置であって、前記挿着筒の内周壁に向けてエアーを供給するためのエアー供給路を有するエアー供給路構成体と、前記エアー供給路に連通されかつ前記挿着筒の内周壁に臨んで前記回転子を支承しつつ前記回転軸の軸回り方向に一定方向に回転させるためにエアーを前記内周壁に向けて排出するエアー排出口が形成されたエアー排出路構成体とを有し、前記回転軸のエアー圧による浮上後、前記挿着筒の内周壁にエアーを吹き付けて、前記回転子を回転駆動させることを特徴とする。
【００３２】
請求項３に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記エアー供給路構成体が前記回転軸の下端部に臨んで該回転軸を軸方向から回転可能に支承する柱状スラスト軸受けを有することを特徴とする。
【００３３】
請求項４に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記柱状スラスト軸受けが多数のポーラスを有する材料から構成され、該ポーラスを通じて前記回転軸の下端部にエアーが供給されることを特徴とする。
【００３４】
請求項５に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記柱状スラスト軸受けは前記回転軸の下端部が臨む上端部が前記下端部に対応する湾曲面とされていることを特徴とする。
【００３５】
請求項６に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記エアー排出路構成体には、前記回転軸を半径方向から回転可能に支承する筒状ラジアル軸受けが設けられていることを特徴とする。
【００３６】
請求項７に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記筒状ラジアル軸受けが多数のポーラスを有する材料から構成され、該ポーラスを通じて前記回転軸の周面にエアーが供給されることを特徴とする。
【００３７】
請求項８に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記エアー排出路構成体はエアー圧を内部に保持する筒状エアー圧保持体を有し、前記筒状ラジアル軸受けが前記筒状エアー圧保持体に設けられていることを特徴とする。
【００３８】
請求項９に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記エアー排出路構成体には、前記筒状エアー圧保持体がセットされる筒状セット部が形成され、前記エアー排出口が前記筒状セット部の周壁にその周回り方向に所定間隔を開けて形成され、前記筒状エアー圧保持体と前記筒状セット部との間に前記筒状エアー圧保持体の内部と前記エアー排出口とを連通するエアー連通路が形成されていることを特徴とする。
【００３９】
請求項１０に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記エアー供給路構成体は、前記エアー供給路が前記筒状スラスト軸受けに向けてエアーを供給するスラスト軸受け用分岐通路と前記筒状エアー圧保持体の内部にエアーを供給するエアー圧保持用分岐通路とを有することを特徴とする。
【００４０】
請求項１１に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記エアーは前記スラスト軸受け用分岐通路から前記筒状スラスト軸受けのポーラスを経由して前記回転軸の下端部に供給されると共に、前記エアー圧保持用分岐通路から前記筒状ラジアル軸受けのポーラスを経由して前記回転軸の周面に供給されることを特徴とする。
【００４１】
請求項１２に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記筒状エアー圧保持体の内部に供給されたエアーの一部が前記筒状ラジアル軸受けのポーラスを通じて軸方向に沿って導かれることにより前記挿着筒の内部に供給されて、前記回転子が浮揚されることを特徴とする。
【００４２】
請求項１３に記載の回転子のエアー軸受け装置は、ミラー面が側面に形成されかつ回転軸が中央部に装着されしかも下部にマグネットリングが装着される挿着筒が一体形成されたポリゴンミラー構成体からなる回転子を前記マグネットリングが装着されていない状態でエアーにより支承しつつ回転駆動する回転子のエアー軸受け装置であって、
前記挿着筒の内周壁に向けてエアーを供給するためのエアー供給路を有するエアー供給路構成体と、前記エアー供給路に連通されかつ前記挿着筒の内周壁に臨んで前記回転子を支承しつつ前記回転軸の軸回り方向に一定方向に回転させるためにエアーを前記内周壁に向けて排出するエアー排出路構成体とを有し、前記エアー供給路構成体には多数のポーラスを有しかつ前記回転軸の下端部に臨んで該回転軸を軸方向から回転可能に支承する柱状スラスト軸受けが設けられ、前記エアー排出路構成体はエアー圧を内部に保持する筒状エアー圧保持体を有し、該エアー圧保持体には多数のポーラスを有しかつ前記回転軸を半径方向から回転可能に支承する筒状ラジアル軸受けが設けられ、前記エアー排出路構成体には、前記エアー圧保持体がセットされる筒状セット部が形成され、該筒状セット部の周壁にその周回り方向に所定間隔を開けてエアー排出口が形成され、前記筒状エアー圧保持体と前記筒状セット部との間に前記筒状エアー圧保持体の内部と前記エアー排出口とを連通するエアー連通路が形成され、前記エアー供給路構成体は、前記エアー供給路が前記筒状スラスト軸受けに向けてエアーを供給するスラスト軸受け用分岐通路と前記筒状エアー圧保持体の内部にエアーを供給するエアー圧保持用分岐通路とから構成され、前記回転軸のエアー圧による浮上後、前記挿着筒の内周壁にエアーを吹き付けて、前記回転子を回転駆動させることを特徴とする。
【００４３】
請求項１４に記載の回転子のエアー軸受け装置は、前記筒状エアー圧保持体の内部に供給されたエアーの一部が前記筒状ラジアル軸受けのポーラスを通じて軸方向に沿って導かれることにより前記挿着筒の内部に供給されて、前記回転子が浮揚されることを特徴とする。
【００４４】
請求項１に記載の回転駆動方法の発明に記載のエアー軸受け装置の発明によれば、回転軸を浮上させた後、回転子を回転させる方法であるので、回転軸が損傷するのを防止できる。
【００４５】
請求項２、請求項３に記載の発明によれば、エアーにより回転子を支承しつつ回転させることができるので、回転軸の損傷を防止できる。
【００４６】
請求項４に記載の発明によれば、柱状スラスト軸受けが多数のポーラスを有する材料から形成され、ポーラスを通じて回転軸の下端部にエアーを供給して回転軸を浮上させる構成であるので、回転軸を確実に浮上させることができる。
【００４７】
請求項５に記載の発明によれば、柱状スラスト軸受けは回転軸の下端部が臨む上端部が回転軸の下端部の形状に対応する湾曲面とされているので、回転軸を安定して浮上させることができる。
【００４８】
請求項６に記載の発明によれば、回転軸を半径方向から回転可能に支承する筒状ラジアル軸受けが設けられているので、回転軸を安定して回転させることが可能である。
【００４９】
請求項７に記載の発明によれば、筒状ラジアル軸受けを多数のポーラスを有する材料から構成したので、回転軸の周面にエアーを吹き付けてエアーにより回転可能に回転軸を回転可能に支承できることになり、従って、回転軸の周面に傷が発生するのを確実に防止できると共に、より一層安定して回転軸を回転させることが可能となる。
【００５０】
請求項８に記載の発明によれば、エアー圧を内部に保持するエアー圧保持体に筒状ラジアル軸受けが設けられているので、ポーラスを介して回転軸に供給されるエアー安定化を図ることができる。
【００５１】
請求項９に記載の発明によれば、筒状エアー圧保持体によって安定化されたエアーがエアー排出口から回転子に供給されるので、回転子をより一層安定回転させることが可能となる。
【００５２】
請求項１０、１１に記載の発明によれば、同一の空気供給源からのエアーを筒状スラスト軸受けと筒状エアー圧保持体とに供給することが可能である。
【００５３】
請求項１２に記載の発明によれば、筒状ラジアル軸受けのポーラスを経由して軸方向に沿って導かれたエアーが回転子の浮上に寄与するので、回転子の浮上力を安定して得ることができる。
【００５４】
請求項１３に記載の発明によれば、回転子を浮上させた後、回転子を回転させることができ、かつ、回転子の回転中は回転軸がエアーにより浮上されると共に、その周面がエアー層により保護されるので、回転軸の損傷を防止できる。
【００５５】
また、筒状エアー圧保持体によってよって安定化されたエアーがエアー排出口から回転子に供給されるので、回転子を安定回転させることができる。
【００５６】
更に、筒状スラスト軸受けと筒状ラジアル軸受けとを設け、ポーラスを通じてエアーを回転軸に供給されるので、回転軸の回転の安定化を図ることができる。
【００５７】
請求項１４に記載の発明によれば、筒状ラジアル軸受けのポーラスを通じて軸方向に導かれたエアーが回転子の浮上力に寄与するので、その浮上力を安定して得ることができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
図６は本発明に係わる回転子のエアー軸受け装置の全体構成を示す断面図である。
【００５９】
その図６において、２０はエアー軸受け装置、２１はポリゴンミラー構成体である。そのポリゴンミラー構成体２１は、図７に示すように、ポリゴンミラー板部２２を有する。このポリゴンミラー板部２２の中央上面には柱状嵌合突起部２３が形成されている。その柱状嵌合突起部２３には回転軸２４が圧入嵌合される軸穴２５が形成されている。そのポリゴンミラー板部２２の周辺部には回転バランスをとるための環状溝２６が形成されている。
【００６０】
そのポリゴンミラー板部２２の下面には、後述するマグネットリングとしての多極マグネットが挿着される薄肉形状の挿着筒２７が形成されている。その挿着筒２７の下端には回転バランスをとるための環状フランジ２８が形成されている。そのポリゴンミラー板部２２の側面２９はミラー面とされる。
【００６１】
その挿着筒２７の内周壁３０には多極マグネット３１が緩く嵌合挿着される。その挿着後、多極マグネット３１は接着剤により挿着筒２７に固定される。
【００６２】
そのポリゴンミラー構成体２１は、その挿着筒２７の下部端面３２が回転子１Ａの回転中の面振れ特性を測定する際の測定面とされている。そのポリゴンミラー構成体２１はその多極マグネット３１を挿着筒２７に固定する前に、その面振れ特性を測定される。ここでは、この回転子１Ａには多極マグネット３１が挿着されていないという意味で、「´」を付することとする。
【００６３】
エアー軸受け装置２０は、エアー供給路構成体３３とエアー排出路構成体３４とを有する。エアー供給路構成体３３は、図８に示すように、ベース部３５と取り付け板部３６とから構成されている。ベース部３５にはその中央にエアー供給路３７が形成されている。このエアー供給路３７には図示を略す空気供給源に接続される。
【００６４】
その取り付け板部３６には、エアー排出路構成体３４を位置決めするための位置決め用環状溝３８が形成されると共に、締結穴３９が形成されている。そのベース部３５の上面には、後述するスラスト軸受けが嵌着される嵌合孔４０が形成され、この嵌合孔４０はスラスト軸受け用分岐通路しての通路４１を介してエアー供給路３７に通じている。
【００６５】
そのベース部３５には、エアー供給路３７に連通するエアー排出路４２が形成されている。このエアー排出路４２にはエアー圧保持用分岐通路としての筒状エアー圧保持体４３の内部に連通する通路４４が形成されている。
【００６６】
エアー排出路構成体３４は、図９に示すように被取り付け板部４５を有する。その被取り付け板部４５には締結穴３９に対応する位置に締結穴４６が形成されている。その被取り付け板部４５にはその上面に筒状エアー圧保持体４３をセットする筒状セット部４７が形成され、その下面に位置決め用環状溝３８に嵌合されてエアー排出路構成体３４を位置決めする環状突起４８が形成されている。そのエアー排出路構成体３４は、図示を略す締結ネジによりエアー供給路構成体３４に締結固定される。
【００６７】
筒状セット部４７の上端には、筒状エアー圧保持体４３をエアー供給路構成体３３のベース部３４に向けて押圧する環状内方フランジ部４９が形成されている。その筒状セット部４７にはその周壁にその周回り方向に所定間隔を開けてエアーを排出するエアー排出口５０が形成されている。このエアー排出口５０は図１０に示すように、ここでは、４カ所形成され、挿着筒２７の内周壁３０に向けてその壁面に略沿う方向にエアーを排出する。
【００６８】
筒状エアー圧保持体４３は図１１に示すように筒状ラジアル軸受け５１が嵌合される嵌合段差部５２と、筒状エアー圧保持体４３の内部にエアーを供給するために通路４４に臨む通路５３が形成されている。その筒状エアー圧保持体４３の下端部と上端部とには環状フランジ部５４、５５が形成されている。筒状セット部４７の内周壁と環状フランジ部５４、５５の外周壁とは接着剤によって固定される。
【００６９】
嵌合段差部５２は小径嵌合穴５６と大径嵌合穴５７とが形成されている。筒状ラジアル軸受け５１は図１２に拡大して示すようにその上端部分が小径部５８とされている。小径部５８は小径嵌合穴５６に嵌合され、その大径部５９は大径嵌合穴５７に嵌合され、接着剤で接着することによって、筒状エアー圧保持体４３の内部に固定される。なお、筒状ラジアル軸受け５１の下端部も大径嵌合穴５７´に嵌合され、接着剤によって固定される。これによって、設計上意図しないエアーの漏れを防止できる。
【００７０】
この筒状ラジアル軸受け５１は多数のポーラス６０を有する材料（焼結体）から構成される。その筒状ラジアル軸受け５１は軸方向に長く延びる挿通穴６１を有する。
【００７１】
ベース部３５の嵌合穴４０には図１３に拡大して示す形状のスラスト軸受け６２が嵌着される。このスラスト軸受け６２はその上端が回転軸２４の下端部の形状に対応する湾曲面６３とされ、多数のポーラス６４を有する材料（焼結体）から構成されている。
【００７２】
回転子１Ａ´の回転軸２４は、筒状ラジアル軸受け５１の挿通穴６１に挿通されて、筒状ラジアル軸受け５１に回転可能に支承される。スラスト軸受け６２はその湾曲面６３が回転軸２４の下端部２４Ａに臨んで回転軸２４を軸方向から回転可能に支承する役割を果たす。
【００７３】
筒状エアー圧保持体４３には、その底壁部６５と環状フランジ部５５の周壁部とに図１４に示すように分配溝６６が形成されている。筒状エアー圧保持体４３の外周壁４３ａと筒状セット部４７の内周壁４７ａとの間には隙間６７が形成され、この隙間６７は筒状エアー圧保持体４３の内部とエアー排出口５０とを連通するエアー連通路となっている。
【００７４】
その挿着筒２７の下部端面３２には図１５に示す静電容量型の測定プローブ６８のセンサ部が臨まされるもので、その回転子１Ａの回転中の測定プローブ６８の検出出力の変化により回転子１Ａの面振れ特性が測定される。その挿着筒２７の環状フランジ部５５の周壁２８Ｂには図７に示すように回転方向基準位置を示すマーク「・」２８Ａが付されている。
【００７５】
その測定プローブ６５は図１５に示すベースプレート６９に設置の測定装置本体７０にプローブホルダー７１を介して接続される。その測定装置本体７０はＺ軸方向に往復動される構成とされ、７０Ａはその測定装置本体７０のハンドルである。そのベースプレート６９には嵌合穴７２が形成され、エアー軸受け装置２０はそのベース部３５が嵌合穴７２に嵌合されることにより、ベースプレート６９にセットされる。
【００７６】
空気供給源から供給されたエアーの一部は図６に矢印Ａで示すようにエアー供給路３７、通路４１を経由して矢印Ｂで示すようにスラスト軸受け６２に供給され、スラスト軸受け６２のポーラス６４を通じて回転軸２４の下端部２４Ａに供給され、回転軸２４に浮上力が付与される。このポーラス６４によって、エアーが均等に回転軸２４の下端部に供給されることとなる。
【００７７】
残余のエアーは矢印Ｃで示すようにエアー排出路４２に向かって流れ、一部は矢印Ｄで示すように外部に排出され、残余のエアーは通路４４を通って矢印Ｅで示すようにエアー圧保持体４３の内部に導かれる。
【００７８】
この通路４２、４４を経由して供給されたエアーによりエアー圧保持体４３の内部の圧力が高められる。その内部に供給されたエアーは筒状ラジアル軸受け５１の半径方向に介在する多数のポーラス６０を通じて矢印Ｆで示すように回転軸２４の周面に供給され、回転軸２４が回転可能に空圧保持される。このポーラス６０によって、回転軸２４の周面に均等にエアーが供給されることとなる。
【００７９】
その筒状ラジアル軸受け５１に供給されたエアーの一部は軸方向に介在する多数のポーラス６０を経由して矢印Ｇで示すように挿着筒２７の内部に導かれ、これによって回転子１Ａ´に浮上力が与えられる。
【００８０】
その筒状エアー圧保持体４３の内圧はエアーの供給によりほぼ安定状態に達すると共に、筒状エアー圧保持体４３内のエアーは分配溝６６を経由して矢印Ｈで示すように隙間６７に導かれる。これに伴って、隙間６７の内部圧力と外部圧力（大気圧）との圧力差が増大し、矢印Ｉで示すようにエアー排出口５０から排出されるエアー量が増大する。これによって、回転子１Ａ´が低速回転を開始する。
【００８１】
その後、図１５に示すハンドル７０Ａを回して測定装置本体７０をＺ軸方向に可動させる。そして、マーク「・」２８Ａが測定プローブ６８の真上を通過する際に図示を略すスタートボタンを押すと、面振れ特性の測定が実行される。その検出出力は図１６に示すアンプリファイア７３により増幅された後、アナログデジタル変換器７４によりデジタル変換されて振れ演算装置７５に入力される。
【００８２】
その振れ演算装置７５は、マーク「・」２８Ａの位置を角度「０度」として、図１７の角度展開図に示すように最大振れ量Ｙ_max、最小振れ量Ｙ_min、最大振れ量Ｙ_maxの角度位置θ１、最小振れ量Ｙ_minの角度位置θ２を求める。最大振れ量の角度位置θ１と最小振れ量の角度位置θ２とは原理的には１８０度ずれている。
【００８３】
図１８に傾きを誇張して示すように、回転軸２４に対してポリゴンミラー板部２２が傾いていると、回転軸２４と側面２９との間に傾き角度δ’が生じる。
【００８４】
この傾き角度δ’はポリゴンミラー板部２２の下部端面３０の直径φが既知であるので、最大振れ量Ｙ_maxと最小振れ量Ｙ_minとの差とポリゴンミラー板部２２の直径φとから傾き角度θ´を求めれば求めることができる。
【００８５】
その振れ角演算装置７５は、その傾き角度θ´を演算した後、傾き角度θ´から回転軸２４に対する側面２９の為す角度δ’を演算すると共に、所定角度毎の切削量を演算する。
【００８６】
その切削量の演算結果は、ポリゴンミラー板部２２の側面２９を鏡面加工する加工装置７６の一部を構成するコントロール装置７７に入力される。鏡面加工装置７６は図１９に示すように角度割り出し盤７８とセット機構７９とを備えている。セット機構７９はセット治具８０と環状支柱取り付け板８１とを備えている。
【００８７】
角度割り出し盤７８は柱状突起７８Ａを有する。セット治具８０は係合穴８２を有し、セット治具８０はその係合穴８２が柱状突起７８Ａに嵌合されることにより角度割り出し盤７８に固定される。
【００８８】
環状支柱取り付け板８１は、連結固定板８３によって角度割り出し盤７８に連結固定される。その環状支柱取り付け板８１には少なくとも２本の支柱８４が直立されている。その支柱８４の上端には、押さえ治具板８５を支持する支持板８６が固定されている。
【００８９】
押さえ治具板８５にはガイド棒８７、８７、荷重部材８８が一体に設けられている。支持板８６にはガイド棒８７、８７を上下方向に案内する案内穴８９、８９、荷重部材８８の軸部９０が貫通する貫通穴９１が形成されている。
【００９０】
その荷重部材８８の下端部には加圧部取り付け部材９２が設けられている。この加圧部取り付け部材９２には加圧部材９３が設けられている。加圧部材９３には図２０に拡大して示すように回転軸２４を保持する保持穴９４が設けられている。
【００９１】
セット治具８０はその上端部にマグネットリング挿着前のポリゴンミラー構成体２１がセットされるセット部９５を有する。セット部９５の上端面はポリゴンミラー構成体２１のセット基準面９６とされる。
【００９２】
そのセット部９５の上端部の中央には回転軸２４の逃げ穴９７が形成されている。セット基準面９６にはポリゴンミラー構成体２１のマーク「・」２８Ａに対応するマーク「・」９６Ａが付されている。ポリゴンミラー構成体２１は、図１９に示す荷重部材８８を持ち上げた状態で、マーク「・」２８Ａ、９６Ａ同士の位置を合わせ、挿着筒２７を下側にしかつポリゴンミラー板部２２を上側にしてセット部９５にセットされる。
【００９３】
加圧部材９３にはその周辺部に環状加圧部９８が設けられ、ポリゴンミラー板部２２と環状加圧部９８との間にはリング状弾性体９９が介在される。
【００９４】
ポリゴンミラー構成体２１は、荷重部材８８を降下させることにより、図２１に示すようにそのリング状弾性体９９とセット治具８０とによって上下方向から挟持固定される。そのリング状弾性体９９は挿着筒２７の略真上に位置してポリゴンミラー構成体２１を押圧するので、ポリゴンミラー板部２２の挟持固定による変形が防止される。また、リング状弾性体９９を介してポリゴンミラー構成体２１を挟持する構成であるので、局所的に加圧力がポリゴンミラー板部２２に集中するのを防止でき、従って、より一層ポリゴンミラー構成体２１の挟持固定によるポリゴンミラー板部２２の歪み変形を低減できる。
【００９５】
ポリゴンミラー構成体２１は、その側面２９が図示を略すバイトによって鏡面加工される。その際、コントロール装置７７は測定結果に基づき角度毎に側面の２９の切削量を補正制御し、これによって、図１８に符号２９´で示すように回転軸２４の軸に対して各側面２９が平行になるように切削される。
【００９６】
ポリゴンミラー構成体２１には、その鏡面加工後に、多極マグネット３１が挿着される。そして、図２２に示すようなポリゴンスキャナーユニットに組み込まれる。その図２２において、１００は固定子である。その固定子１００は回路基盤１０１を有する。この回路基盤１０１にはステーターヨーク１０２が設けられている。
【００９７】
このステーターヨーク１０２は押さえ蓋１０３によって回路基盤１０１に固定されている。ステータヨーク１０２の外周には巻き線コイル１０４が設けられている。ステータヨーク１０２の内部にはスラスト軸受け１０５、ラジアル軸受け１０６が設けられ、ポリゴンミラー構成体２１はその回転軸２４がスラスト軸受け１０５、ラジアル軸受け１０６に回転可能に支承される。
【００９８】
その巻き線コイル１０４は多極マグネット３１に内周側から対向配設され、巻き線コイル１０４への通電制御を行うことにより、ポリゴンミラー構成体２１が回転駆動され、多極マグネット３１、巻き線コイル１０４、ステータヨーク１０２、制御回路素子１０７、回路基盤１００によってブラシレスモータが構成される。
【００９９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、本発明に係わる軸受け装置は、図４に示す従来の回転子１Ａにも適用できる。
【０１００】
すなわち、図４に示す回転子１Ａを軸受け装置２０に図２３に示すようにセットして、回転子１Ａの振れ量を測定することも可能である。この場合、回転子１Ａの下部端面３ｄが測定基準面とされる。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１に記載の回転駆動方法の発明に記載のエアー軸受け装置の発明によれば、回転軸を浮上させた後、回転子を回転させる方法であるので、回転軸が損傷するのを防止できる。
【０１０２】
請求項２、請求項３に記載の発明によれば、エアーにより回転子を支承しつつ回転させることができるので、回転軸の損傷を防止できる。
【０１０３】
請求項４に記載の発明によれば、柱状スラスト軸受けが多数のポーラスを有する材料から形成され、ポーラスを通じて回転軸の下端部にエアーを供給して回転軸を浮上させる構成であるので、回転軸を確実に浮上させることができる。
【０１０４】
請求項５に記載の発明によれば、柱状スラスト軸受けは回転軸の下端部が臨む上端部が回転軸の下端部の形状に対応する湾曲面とされているので、回転軸を安定して浮上させることができる。
【０１０５】
請求項６に記載の発明によれば、回転軸を半径方向から回転可能に支承する筒状ラジアル軸受けが設けられているので、回転軸を安定して回転させることが可能である。
【０１０６】
請求項７に記載の発明によれば、筒状ラジアル軸受けを多数のポーラスを有する材料から構成したので、回転軸の周面にエアーを吹き付けてエアーにより回転可能に回転軸を回転可能に支承できることになり、従って、回転軸の周面に傷が発生するのを確実に防止できると共に、より一層安定して回転軸を回転させることが可能となる。
【０１０７】
請求項８に記載の発明によれば、エアー圧を内部に保持するエアー圧保持体に筒状ラジアル軸受けが設けられているので、ポーラスを介して回転軸に供給されるエアー安定化を図ることができる。
【０１０８】
請求項９に記載の発明によれば、筒状エアー圧保持体によって安定化されたエアーがエアー排出口から回転子に供給されるので、回転子をより一層安定回転させることが可能となる。
【０１０９】
請求項１０、１１に記載の発明によれば、同一の空気供給源からのエアーを筒状スラスト軸受けと筒状エアー圧保持体とに供給することが可能である。
【０１１０】
請求項１２に記載の発明によれば、筒状ラジアル軸受けのポーラスを経由して軸方向に沿って導かれたエアーが回転子の浮上に寄与するので、回転子の浮上力を安定して得ることができる。
【０１１１】
請求項１３に記載の発明によれば、回転子を浮上させた後、回転子を回転させることができ、かつ、回転子の回転中は回転軸がエアーにより浮上されると共に、その周面がエアー層により保護されるので、回転軸の損傷を防止できる。
【０１１２】
また、筒状エアー圧保持体によってよって安定化されたエアーがエアー排出口から回転子に供給されるので、回転子を安定回転させることができる。
【０１１３】
更に、筒状スラスト軸受けと筒状ラジアル軸受けとを設け、ポーラスを通じてエアーを回転軸に供給されるので、回転軸の回転の安定化を図ることができる。
【０１１４】
請求項１４に記載の発明によれば、筒状ラジアル軸受けのポーラスを通じて軸方向に導かれたエアーが回転子の浮上力に寄与するので、その浮上力を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のポリゴンミラー構成体の分解斜視図である。
【図２】ポリゴンミラー板のミラー面の面倒れ角を示す模式図である。
【図３】ポリゴンミラー板に面倒れの不具合がある場合の書き込み品質の劣化の一例を示す説明図である。
【図４】ポリゴンミラー構成体の一部を構成する筒状体の面振れ特性の検査に用いる軸受け装置の一例を示す平面図である。
【図５】従来のポリゴンミラー構成体の他の例を示す分解斜視図である。
【図６】本発明に係わるエアー軸受け装置の縦断面図である。
【図７】図５に示すポリゴンミラー構成体の断面図である。
【図８】図６に示すエアー供給路構成体の断面図である。
【図９】図６に示すエアー排出路構成体の断面図である。
【図１０】図９に示すエアー排出路構成体の断面図であって、エアー排出口の説明図である。
【図１１】図６に示す筒状エアー圧保持体の断面図である。
【図１２】図６に示す筒状ラジアル軸受けの拡大断面図である。
【図１３】図６に示す筒状スラスト軸受けの拡大断面図である。
【図１４】図１１に示す筒状エアー圧保持体の断面図である。
【図１５】図６に示すエアー軸受け装置を測定装置にセットした状態を示す部分断面図である。
【図１６】図１５に示す測定装置を加工装置に接続した状態を示す図である。
【図１７】図１６に示す振れ演算装置により求められる振れ量と回転子の回転角度との関係を説明するための角度展開図である。
【図１８】回転軸とポリゴンミラー板部との傾きを誇張して示す説明図である。
【図１９】図１６に示す加工装置の一例を示す部分拡大図である。
【図２０】図１９に示す加工装置のセット機構の部分拡大図であり、ポリゴンミラー構成体の加圧挟持前の状態を示す。
【図２１】図１９に示す加工装置のセット機構の部分拡大図であり、ポリゴンミラー構成体の加圧挟持後の状態を示す。
【図２２】図５に示すポリゴンミラー構成体を用いて構成されたポリゴンミラースキャナーの要部断面図である。
【図２３】図４に示す回転子をエアー軸受け装置に支承させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２０…エアー軸受け装置
２１…ポリゴンミラー構成体
２４…回転軸
２７…挿着筒
２９…側面
３１…多極マグネット（マグネットリング）
３３…エアー供給路構成体
３４…エアー排出路構成体
３７…エアー供給路
５０…エアー排出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing device for a rotor used for testing the performance of a rotor used as an optical deflector (polygon mirror scanner) in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or an image reading apparatus. Regarding improvement.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a polygon mirror constituting body 1 constituting a part of the polygon mirror scanner shown in FIG. 1 is known. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a polygon mirror plate, and 3 denotes a cylindrical body as an insertion cylinder into which a ring-shaped multipolar magnet described later is inserted.
[0003]
In the polygon mirror plate 2, a circular fitting hole 2a is formed at the center, and a mirror surface is formed on the side surface 2b. The cylindrical body 3 is formed with a circular fitting protrusion 3a fitted in the fitting hole 2a at the center thereof. The upper surface of the cylindrical body 3 is an attachment reference surface 3 b for the polygon mirror plate 2. A shaft hole 3c into which the rotary shaft 4 is press-fitted is formed in the center of the fitting protrusion 3a.
[0004]
A ring-shaped multipolar magnet 5 is fitted in the cylinder of the cylindrical body 3. The polygon mirror plate 2 is press-fitted with the rotation shaft 4 into the shaft hole 3 c of the cylindrical body 3, and is assembled to the cylindrical body 3 by the pressing member 6 and the retaining ring 7, thereby rotating as the polygon mirror constituting body 1. A child is constructed.
[0005]
The multi-pole magnet 4 is provided with a winding coil (not shown) that constitutes a part of the stator facing from the inner peripheral side, and the rotor is rotationally driven by energizing the winding coil. The winding motor and the multipolar magnet 4 generally constitute a drive motor.
[0006]
In this type of rotor, if the surface accuracy of the mounting reference surface 3b of the cylindrical body 3 is not good, when the polygon mirror plate 2 is assembled to the cylindrical body 3, the polygon mirror plate 2 is distorted and the polygon mirror plate The side surface 2b functioning as the mirror surface 2 is distorted and its optical characteristics deteriorate, and when the polygon mirror structure 1 is driven to rotate, the dynamic surface collapse of the side surface 2b functioning as the mirror surface occurs. This causes a problem that the optical characteristics are deteriorated and the image quality is lowered.
[0007]
For example, as shown in FIG. 2, if the surface tilt angle δ between the side surface 2b functioning as the mirror surface and the attachment reference surface 3b is not within the design standard, writing is performed on the printing paper 8 as shown in FIG. There is a problem that the line spacing L becomes uneven.
[0008]
Therefore, conventionally, before the polygon mirror plate 2 is assembled to the cylindrical body 3, the rotary shaft 4 is press-fitted into the cylindrical body 3 in order to inspect the surface accuracy of the mounting reference surface 3b of the cylindrical body 3 in advance. The rotor 1A shown in FIG. 4 is formed, the rotor 1A is rotated, and the surface deflection characteristic of the measurement surface is inspected using the attachment reference surface 3b as the measurement surface of the rotor 1A.
[0009]
FIG. 4 is a plan view showing a bearing device 8A used for inspecting the surface runout characteristic of the cylindrical body 3 of the rotor 1A.
[0010]
A pair of upright walls 10 and 10 are formed on the base 9 in the bearing device 8A. The pair of upright walls 10 and 10 are provided with support walls 11 and 11 for supporting the rotor 1A. One of the support walls 11, 11 can slide along the guide shafts 12, 12 in the arrow XX direction.
[0011]
V-shaped groove portions 13 and 13 are formed on the upper surfaces of the support walls 11 and 11 with high accuracy. The cylindrical body 3 is rotatably supported by the V-shaped groove portions 13 and 13 of the pair of support walls 11 and 11 after the rotary shaft 4 is press-fitted.
[0012]
When measuring the surface deflection, for example, the sensor portion 14A of the capacitance type measurement probe 14 faces the mounting reference surface 3b, and the hand is placed on the cylindrical body 3 of the rotor 1A so that the cylindrical body 3 is held by the hand. Rotate at, and the surface shake is measured by the change in the detection output of the measurement probe 14.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional bearing device, since the rotor 1A is rotated by hand, the rotation may become unstable, and there is a problem that measurement accuracy varies.
[0014]
Moreover, since it is the structure which measures while rotating the rotating shaft 4 supported by the V-shaped groove parts 13 and 13, there exists a possibility that the rotating shaft 4 may be damaged during a measurement.
[0015]
In particular, as shown in FIG. 5, in the case of a rotor 1A in which the polygon mirror plate 2 and the cylindrical body 3 are composed of the integral polygon mirror constituting body 1, the position of the center of gravity is shifted from the axial center. Therefore, the rotation of the rotor 1A tends to be unstable.
[0016]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a rotor rotation driving method and a rotor that can stably rotate the rotor without damaging the rotating shaft. An object is to provide an air bearing device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for rotationally driving a rotor, wherein a mirror surface is formed on a side surface, a rotation shaft is inserted in a central portion, and a magnet ring is provided at a lower portion. Inserted A rotor composed of a polygon mirror structure in which an insertion tube is integrally formed. With the magnet ring not attached A rotational drive method for rotationally driving while being supported by air,
After ascending due to the air pressure of the rotating shaft, air is blown to the inner peripheral wall of the insertion tube to drive the rotor to rotate.
[0031]
In the rotor air bearing device according to claim 2, the mirror surface is formed on the side surface, the rotation shaft is inserted in the center portion, and the magnet ring is formed in the lower portion. Inserted A rotor composed of a polygon mirror structure in which an insertion tube is integrally formed. With the magnet ring not attached An air bearing device for a rotor that is rotationally driven while being supported by air, an air supply path structure having an air supply path for supplying air toward an inner peripheral wall of the insertion tube, and the air supply path An air discharge port for discharging air toward the inner peripheral wall to rotate in a fixed direction around the axis of the rotary shaft while supporting the rotor facing the inner peripheral wall of the insertion cylinder. Formed air discharge path structure And after levitation due to the air pressure of the rotating shaft, air is blown to the inner peripheral wall of the insertion tube to rotate the rotor. It is characterized by.
[0032]
Claim 3 The air bearing device for a rotor described in (1) has a columnar thrust bearing that supports the rotary shaft so that the air supply path structure faces the lower end portion of the rotary shaft so that the rotary shaft can be rotated from the axial direction. To .
[0033]
Claim 4 In the air bearing device for a rotor described in 1), the columnar thrust bearing is made of a material having a large number of porous materials, and air is supplied to the lower end portion of the rotating shaft through the porous materials.
[0034]
Claim 5 In the air bearing device for a rotor described in 1), the columnar thrust bearing has a curved surface corresponding to the lower end at an upper end facing the lower end of the rotary shaft.
[0035]
Claim 6 The air bearing device for a rotor described in (1) is characterized in that the air discharge path structure is provided with a cylindrical radial bearing that rotatably supports the rotating shaft from a radial direction.
[0036]
Claim 7 The air bearing device for a rotor described in 1 is characterized in that the cylindrical radial bearing is made of a material having a large number of porous materials, and air is supplied to the peripheral surface of the rotating shaft through the porous materials.
[0037]
Claim 8 The air bearing device for a rotor according to claim 1, wherein the air discharge path constituting body has a cylindrical air pressure holding body for holding air pressure therein, and the cylindrical radial bearing is the cylindrical air pressure. Holding body It is provided in.
[0038]
Claim 9 In the air bearing device for a rotor according to claim 1, the air discharge path constituting body is formed with a cylindrical set portion on which the cylindrical air pressure holding body is set, and the air discharge port is formed on the cylindrical set portion. A circumferential wall is formed at a predetermined interval in the circumferential direction, and communicates the inside of the cylindrical air pressure holding body and the air discharge port between the cylindrical air pressure holding body and the cylindrical set portion. An air communication path is formed.
[0039]
Claim 10 The rotor air bearing device according to claim 1, wherein the air supply path structure includes a thrust bearing branch path through which the air supply path supplies air toward the cylindrical thrust bearing, and the cylindrical air pressure holding body. And an air pressure holding branch passage for supplying air therein.
[0040]
Claim 11 The air bearing device for a rotor according to claim 1, wherein the air is supplied from the thrust bearing branch passage to the lower end portion of the rotary shaft via the porous thrust bearing, and the air pressure holding branch. It is supplied to the peripheral surface of the rotating shaft from the passage through the porous radial bearing.
[0041]
Claim 12 The rotor air bearing device according to claim 1, wherein a part of the air supplied to the inside of the cylindrical air pressure holding body is guided along the axial direction through the porous of the cylindrical radial bearing. And the rotor is levitated.
[0042]
The rotor air bearing device according to claim 13, wherein the mirror surface is formed on the side surface, the rotation shaft is mounted at the center portion, and the magnet ring is provided at the lower portion. Fitted A rotor composed of a polygon mirror structure in which an insertion tube is integrally formed. With the magnet ring not attached An air bearing device for a rotor that rotates while being supported by air,
An air supply path structure having an air supply path for supplying air toward the inner peripheral wall of the insertion cylinder, and the rotor connected to the air supply path and facing the inner peripheral wall of the insertion cylinder An air discharge path structure that discharges air toward the inner peripheral wall in order to rotate in a fixed direction around the axis of the rotation shaft while being supported, and the air supply path structure includes a number of porous bodies. A cylindrical thrust bearing that has a columnar thrust bearing that faces the lower end of the rotating shaft and rotatably supports the rotating shaft from the axial direction, and the air discharge passage structure retains air pressure inside. The air pressure holding body is provided with a cylindrical radial bearing having a large number of porosities and rotatably supporting the rotating shaft from a radial direction. The pressure retainer is A cylindrical set portion is formed, and an air discharge port is formed in the circumferential wall of the cylindrical set portion with a predetermined interval in the circumferential direction, and the cylindrical air pressure holding body and the cylindrical set portion are An air communication path is formed between the inside of the cylindrical air pressure holding body and the air discharge port, and the air supply path structure is configured such that the air supply path allows air to flow toward the cylindrical thrust bearing. From a thrust bearing branch passage to be supplied and an air pressure holding branch passage to supply air into the cylindrical air pressure holding body After the levitation due to the air pressure of the rotating shaft, the rotor is driven to rotate by blowing air to the inner peripheral wall of the insertion tube. It is characterized by.
[0043]
Claim 14 The rotor air bearing device according to claim 1, wherein a part of the air supplied to the inside of the cylindrical air pressure holding body is guided along the axial direction through the porous of the cylindrical radial bearing. And the rotor is levitated.
[0044]
Claim 1 According to the invention of the air bearing device described in the invention of the rotational drive method described in 1., since the rotor is rotated after the rotating shaft is levitated, the rotating shaft can be prevented from being damaged.
[0045]
Claims 2 and 3 According to the invention described in, since the rotor can be rotated while being supported by air, damage to the rotating shaft can be prevented.
[0046]
Claim 4 According to the invention described in the above, the columnar thrust bearing is formed of a material having a large number of porous materials, and is configured to supply air to the lower end portion of the rotating shaft through the porous body so that the rotating shaft floats. Can surface.
[0047]
Claim 5 In the columnar thrust bearing according to the invention, the upper end facing the lower end of the rotating shaft is a curved surface corresponding to the shape of the lower end of the rotating shaft, so that the rotating shaft can be stably floated. it can.
[0048]
Claim 6 Since the cylindrical radial bearing which supports a rotating shaft so that rotation is possible from a radial direction is provided, it is possible to rotate a rotating shaft stably.
[0049]
Claim 7 According to the invention described in the above, since the cylindrical radial bearing is made of a material having a large number of porous materials, air can be blown to the peripheral surface of the rotating shaft so that the rotating shaft can be rotatably supported by the air. Therefore, it is possible to reliably prevent the peripheral surface of the rotating shaft from being damaged, and to rotate the rotating shaft more stably.
[0050]
Claim 8 Since the cylindrical radial bearing is provided on the air pressure holding body that holds the air pressure inside, the air supplied to the rotating shaft via the porous can be stabilized.
[0051]
Claim 9 Since the air stabilized by the cylindrical air pressure holding body is supplied from the air discharge port to the rotor, the rotor can be rotated more stably.
[0052]
Claims 10 and 11 According to the invention described in (1), it is possible to supply air from the same air supply source to the cylindrical thrust bearing and the cylindrical air pressure holding body.
[0053]
Claim 12 According to the invention described in the above, air guided along the axial direction via the porous cylindrical bearings contributes to the levitation of the rotor, so that the levitation force of the rotor can be obtained stably. .
[0054]
Claim 13 According to the invention, the rotor can be rotated after the rotor is levitated, and the rotating shaft is levitated by air while the rotor is rotating, and its peripheral surface is formed by the air layer. Since it is protected, damage to the rotating shaft can be prevented.
[0055]
Moreover, since the air stabilized by the cylindrical air pressure holding body is supplied from the air discharge port to the rotor, the rotor can be stably rotated.
[0056]
Furthermore, since the cylindrical thrust bearing and the cylindrical radial bearing are provided and air is supplied to the rotating shaft through the porous, the rotation of the rotating shaft can be stabilized.
[0057]
Claim 14 According to the invention described in (1), since the air guided in the axial direction through the porous radial bearing contributes to the levitation force of the rotor, the levitation force can be obtained stably.
[0058]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 6 is a sectional view showing the overall structure of the rotor air bearing device according to the present invention.
[0059]
In FIG. 6, 20 is an air bearing device, and 21 is a polygon mirror structure. The polygon mirror constituting body 21 has a polygon mirror plate portion 22 as shown in FIG. A columnar fitting projection 23 is formed on the central upper surface of the polygon mirror plate 22. The columnar fitting projection 23 is formed with a shaft hole 25 into which the rotary shaft 24 is press-fitted. An annular groove 26 is formed in the periphery of the polygon mirror plate 22 for balancing the rotation.
[0060]
A thin-walled insertion tube 27 into which a multi-pole magnet as a magnet ring described later is inserted is formed on the lower surface of the polygon mirror plate portion 22. An annular flange 28 for balancing the rotation is formed at the lower end of the insertion cylinder 27. The side surface 29 of the polygon mirror plate 22 is a mirror surface.
[0061]
A multipolar magnet 31 is loosely fitted and attached to the inner peripheral wall 30 of the insertion cylinder 27. After the insertion, the multipolar magnet 31 is fixed to the insertion cylinder 27 with an adhesive.
[0062]
In the polygon mirror constituting body 21, the lower end surface 32 of the insertion cylinder 27 is used as a measurement surface for measuring the surface runout characteristic during rotation of the rotor 1A. Before the multi-pole magnet 31 is fixed to the insertion tube 27, the surface deflection characteristic of the polygon mirror constituting body 21 is measured. Here, “′” is attached to the rotor 1A in the sense that the multi-pole magnet 31 is not inserted.
[0063]
The air bearing device 20 includes an air supply path structure 33 and an air discharge path structure 34. As shown in FIG. 8, the air supply path structure 33 includes a base portion 35 and a mounting plate portion 36. An air supply path 37 is formed at the center of the base portion 35. The air supply path 37 is connected to an air supply source (not shown).
[0064]
The mounting plate portion 36 is formed with a positioning annular groove 38 for positioning the air discharge path structure 34 and a fastening hole 39 is formed. A fitting hole 40 into which a thrust bearing, which will be described later, is fitted is formed on the upper surface of the base portion 35. The fitting hole 40 is connected to the air supply passage 37 via a passage 41 serving as a branch passage for thrust bearing. Communicates.
[0065]
An air discharge path 42 that communicates with the air supply path 37 is formed in the base portion 35. A passage 44 communicating with the inside of a cylindrical air pressure holding body 43 is formed in the air discharge passage 42 as a branch passage for holding air pressure.
[0066]
As shown in FIG. 9, the air discharge path structure 34 has a mounted plate portion 45. A fastening hole 46 is formed in the attached plate portion 45 at a position corresponding to the fastening hole 39. A cylindrical set portion 47 for setting the cylindrical air pressure holding body 43 is formed on the upper surface of the mounted plate portion 45, and the air discharge path constituting body 34 is fitted to the positioning annular groove 38 on the lower surface thereof. An annular projection 48 for positioning is formed. The air discharge path structure 34 is fastened and fixed to the air supply path structure 34 by a fastening screw (not shown).
[0067]
At the upper end of the cylindrical set portion 47, an annular inner flange portion 49 that presses the cylindrical air pressure holding body 43 toward the base portion 34 of the air supply path constituting body 33 is formed. The cylindrical set portion 47 is formed with an air discharge port 50 for discharging air at a predetermined interval in the circumferential direction on the peripheral wall. As shown in FIG. 10, four air discharge ports 50 are formed here, and discharge air toward the inner peripheral wall 30 of the insertion tube 27 in a direction substantially along the wall surface.
[0068]
As shown in FIG. 11, the cylindrical air pressure holding body 43 includes a fitting step portion 52 to which the cylindrical radial bearing 51 is fitted and a passage 44 for supplying air to the inside of the cylindrical air pressure holding body 43. A facing passage 53 is formed. At the lower end and the upper end of the cylindrical air pressure holding body 43, annular flange portions 54 and 55 are formed. The inner peripheral wall of the cylindrical set portion 47 and the outer peripheral walls of the annular flange portions 54 and 55 are fixed by an adhesive.
[0069]
The fitting step 52 has a small-diameter fitting hole 56 and a large-diameter fitting hole 57 formed therein. The cylindrical radial bearing 51 has a small diameter portion 58 at its upper end as shown in an enlarged view in FIG. The small-diameter portion 58 is fitted into the small-diameter fitting hole 56, and the large-diameter portion 59 is fitted into the large-diameter fitting hole 57, and is fixed inside the cylindrical air pressure holding body 43 by bonding with an adhesive. Is done. Note that the lower end portion of the cylindrical radial bearing 51 is also fitted into the large-diameter fitting hole 57 'and fixed by an adhesive. As a result, it is possible to prevent air leakage which is not intended in design.
[0070]
The cylindrical radial bearing 51 is made of a material (sintered body) having a large number of porouss 60. The cylindrical radial bearing 51 has an insertion hole 61 extending in the axial direction.
[0071]
A thrust bearing 62 having an enlarged shape shown in FIG. 13 is fitted into the fitting hole 40 of the base portion 35. The thrust bearing 62 has a curved surface 63 corresponding to the shape of the lower end of the rotating shaft 24 at its upper end, and is made of a material (sintered body) having a number of porous layers 64.
[0072]
The rotating shaft 24 of the rotor 1A ′ is inserted into the insertion hole 61 of the cylindrical radial bearing 51 and is rotatably supported by the cylindrical radial bearing 51. The thrust bearing 62 serves to support the rotary shaft 24 so that the curved surface 63 faces the lower end 24A of the rotary shaft 24 so that the rotary shaft 24 can be rotated from the axial direction.
[0073]
As shown in FIG. 14, a distribution groove 66 is formed in the cylindrical air pressure holding body 43 in the bottom wall portion 65 and the peripheral wall portion of the annular flange portion 55. A gap 67 is formed between the outer peripheral wall 43a of the cylindrical air pressure holding body 43 and the inner peripheral wall 47a of the cylindrical set portion 47, and this gap 67 is formed between the inside of the cylindrical air pressure holding body 43 and the air discharge port 50. It is an air communication passage that communicates with.
[0074]
The sensor portion of the capacitance type measurement probe 68 shown in FIG. 15 is exposed on the lower end face 32 of the insertion cylinder 27, and the change in the detection output of the measurement probe 68 during rotation of the rotor 1A. The surface runout characteristic of the rotor 1A is measured. As shown in FIG. 7, a mark “·” 28A indicating the rotational direction reference position is attached to the peripheral wall 28B of the annular flange portion 55 of the insertion cylinder 27.
[0075]
The measurement probe 65 is connected to a measurement apparatus main body 70 installed on a base plate 69 shown in FIG. The measuring apparatus main body 70 is configured to reciprocate in the Z-axis direction, and 70A is a handle of the measuring apparatus main body 70. A fitting hole 72 is formed in the base plate 69, and the air bearing device 20 is set in the base plate 69 by fitting the base portion 35 into the fitting hole 72.
[0076]
A part of the air supplied from the air supply source is supplied to the thrust bearing 62 as shown by the arrow B through the air supply path 37 and the passage 41 as shown by the arrow A in FIG. 64, and is supplied to the lower end 24 </ b> A of the rotary shaft 24, so that a floating force is applied to the rotary shaft 24. By this porous 64, air will be supplied to the lower end part of the rotating shaft 24 equally.
[0077]
The remaining air flows toward the air discharge path 42 as indicated by arrow C, a part is discharged to the outside as indicated by arrow D, and the remaining air passes through the passage 44 and is air pressure as indicated by arrow E. It is guided inside the holding body 43.
[0078]
The air supplied through the passages 42 and 44 increases the pressure inside the air pressure holding body 43. The air supplied to the inside is supplied to the peripheral surface of the rotating shaft 24 as indicated by an arrow F through a large number of porouss 60 interposed in the radial direction of the cylindrical radial bearing 51, and the rotating shaft 24 is held pneumatically so that the rotating shaft 24 can rotate. Is done. By this porous 60, air is uniformly supplied to the peripheral surface of the rotating shaft 24.
[0079]
A part of the air supplied to the cylindrical radial bearing 51 is guided to the inside of the insertion cylinder 27 as indicated by an arrow G through a large number of porous media 60 interposed in the axial direction, whereby the rotor 1A ′. Is given levitation force.
[0080]
The internal pressure of the cylindrical air pressure holding body 43 reaches a substantially stable state by supplying air, and the air in the cylindrical air pressure holding body 43 is guided to the gap 67 through the distribution groove 66 as indicated by an arrow H. It is burned. Along with this, the pressure difference between the internal pressure of the gap 67 and the external pressure (atmospheric pressure) increases, and the amount of air discharged from the air discharge port 50 increases as shown by the arrow I. As a result, the rotor 1A ′ starts rotating at a low speed.
[0081]
Thereafter, the handle 70A shown in FIG. 15 is turned to move the measuring apparatus main body 70 in the Z-axis direction. Then, when the start button (not shown) is pressed when the mark “•” 28A passes right above the measurement probe 68, the measurement of the surface runout characteristic is executed. The detected output is amplified by an amplifier 73 shown in FIG. 16, converted into a digital signal by an analog / digital converter 74, and input to a shake calculation device 75.
[0082]
The shake calculation device 75 sets the position of the mark “•” 28A to an angle “0 degree”, and the maximum shake amount Y as shown in the angle development diagram of FIG. _max , Minimum runout Y _min , Maximum runout Y _max Angular position θ1, minimum deflection Y _min Is obtained. In principle, the angular position θ1 of the maximum shake amount and the angular position θ2 of the minimum shake amount are shifted by 180 degrees.
[0083]
As shown in an exaggerated manner in FIG. 18, when the polygon mirror plate portion 22 is inclined with respect to the rotation shaft 24, an inclination angle δ ′ is generated between the rotation shaft 24 and the side surface 29.
[0084]
Since the inclination angle δ ′ has a known diameter φ of the lower end face 30 of the polygon mirror plate 22, the maximum deflection Y _max And minimum runout Y _min And the inclination angle θ ′ can be obtained from the diameter φ of the polygon mirror plate 22.
[0085]
After calculating the inclination angle θ ′, the deflection angle calculation device 75 calculates an angle δ ′ formed by the side surface 29 with respect to the rotary shaft 24 from the inclination angle θ ′, and calculates a cutting amount for each predetermined angle.
[0086]
The calculation result of the cutting amount is input to a control device 77 constituting a part of the processing device 76 that mirrors the side surface 29 of the polygon mirror plate portion 22. The mirror surface processing apparatus 76 includes an angle indexing board 78 and a set mechanism 79 as shown in FIG. The setting mechanism 79 includes a setting jig 80 and an annular column mounting plate 81.
[0087]
The angle indexing board 78 has a columnar protrusion 78A. The setting jig 80 has an engagement hole 82, and the setting jig 80 is fixed to the angle indexing board 78 by fitting the engagement hole 82 to the columnar protrusion 78A.
[0088]
The annular strut mounting plate 81 is connected and fixed to the angle indexing board 78 by a connection fixing plate 83. At least two struts 84 stand upright on the annular strut mounting plate 81. A support plate 86 that supports the pressing jig plate 85 is fixed to the upper end of the column 84.
[0089]
Guide rods 87 and 87 and a load member 88 are integrally provided on the holding jig plate 85. The support plate 86 is formed with guide holes 89 and 89 for guiding the guide rods 87 and 87 in the vertical direction and a through hole 91 through which the shaft portion 90 of the load member 88 passes.
[0090]
A pressure member attaching member 92 is provided at the lower end of the load member 88. A pressurizing member 93 is provided on the pressurizing portion mounting member 92. The pressure member 93 is provided with a holding hole 94 for holding the rotating shaft 24 as shown in an enlarged view in FIG.
[0091]
The setting jig 80 has a setting portion 95 on the upper end portion where the polygon mirror constituting body 21 before the magnet ring is inserted is set. The upper end surface of the set unit 95 is a set reference surface 96 of the polygon mirror constituting body 21.
[0092]
A clearance hole 97 of the rotating shaft 24 is formed at the center of the upper end portion of the set portion 95. The set reference plane 96 is marked with a mark “•” 96A corresponding to the mark “•” 28A of the polygon mirror constituting body 21. In the state where the load member 88 shown in FIG. 19 is lifted, the polygon mirror constituting body 21 is aligned with the marks “•” 28A and 96A, the insertion tube 27 is on the lower side, and the polygon mirror plate portion 22 is on the upper side. Is set in the setting unit 95.
[0093]
The pressurizing member 93 is provided with an annular pressurizing portion 98 at the periphery thereof, and a ring-shaped elastic body 99 is interposed between the polygon mirror plate portion 22 and the annular pressurizing portion 98.
[0094]
The polygon mirror constituting body 21 is clamped and fixed from above and below by the ring-shaped elastic body 99 and the setting jig 80 as shown in FIG. 21 by lowering the load member 88. Since the ring-shaped elastic body 99 is positioned substantially directly above the insertion cylinder 27 and presses the polygon mirror constituting body 21, deformation due to the clamping and fixing of the polygon mirror plate portion 22 is prevented. Further, since the polygon mirror constituting body 21 is sandwiched via the ring-shaped elastic body 99, it is possible to prevent the pressure force from locally concentrating on the polygon mirror plate portion 22, and therefore, the polygon mirror constituting body is further increased. The distortion deformation of the polygon mirror plate part 22 due to the clamping of 21 can be reduced.
[0095]
The side surface 29 of the mirror structure 21 is mirror-finished with a cutting tool (not shown). At that time, the control device 77 corrects and controls the cutting amount of the side surface 29 for each angle based on the measurement result. Cut to be parallel.
[0096]
A multipolar magnet 31 is inserted into the polygon mirror structure 21 after the mirror finish. Then, it is incorporated into a polygon scanner unit as shown in FIG. In FIG. 22, reference numeral 100 denotes a stator. The stator 100 has a circuit board 101. This circuit board 101 is provided with a stator yoke 102.
[0097]
The stator yoke 102 is fixed to the circuit board 101 by a pressing lid 103. A winding coil 104 is provided on the outer periphery of the stator yoke 102. A thrust bearing 105 and a radial bearing 106 are provided inside the stator yoke 102, and the polygonal mirror constituent body 21 is rotatably supported by the thrust bearing 105 and the radial bearing 106.
[0098]
The winding coil 104 is arranged to face the multipolar magnet 31 from the inner peripheral side, and by controlling energization to the winding coil 104, the polygon mirror constituting body 21 is rotationally driven, and the multipolar magnet 31, winding The coil 104, the stator yoke 102, the control circuit element 107, and the circuit board 100 constitute a brushless motor.
[0099]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the bearing apparatus concerning this invention is applicable also to the conventional rotor 1A shown in FIG.
[0100]
That is, it is also possible to set the rotor 1A shown in FIG. 4 to the bearing device 20 as shown in FIG. 23 and measure the shake amount of the rotor 1A. In this case, the lower end surface 3d of the rotor 1A is used as a measurement reference surface.
[0101]
【The invention's effect】
Claim 1 According to the invention of the air bearing device described in the invention of the rotational drive method described in 1., since the rotor is rotated after the rotating shaft is levitated, the rotating shaft can be prevented from being damaged.
[0102]
Claims 2 and 3 According to the invention described in, since the rotor can be rotated while being supported by air, damage to the rotating shaft can be prevented.
[0103]
Claim 4 According to the invention described in the above, the columnar thrust bearing is formed of a material having a large number of porous materials, and is configured to supply air to the lower end portion of the rotating shaft through the porous body so that the rotating shaft floats. Can surface.
[0104]
Claim 5 In the columnar thrust bearing according to the invention, the upper end facing the lower end of the rotating shaft is a curved surface corresponding to the shape of the lower end of the rotating shaft, so that the rotating shaft can be stably floated. it can.
[0105]
Claim 6 Since the cylindrical radial bearing which supports a rotating shaft so that rotation is possible from a radial direction is provided, it is possible to rotate a rotating shaft stably.
[0106]
Claim 7 According to the invention described in the above, since the cylindrical radial bearing is made of a material having a large number of porous materials, air can be blown to the peripheral surface of the rotating shaft so that the rotating shaft can be rotatably supported by the air. Therefore, it is possible to reliably prevent the peripheral surface of the rotating shaft from being damaged, and to rotate the rotating shaft more stably.
[0107]
Claim 8 Since the cylindrical radial bearing is provided on the air pressure holding body that holds the air pressure inside, the air supplied to the rotating shaft via the porous can be stabilized.
[0108]
Claim 9 Since the air stabilized by the cylindrical air pressure holding body is supplied from the air discharge port to the rotor, the rotor can be rotated more stably.
[0109]
Claims 10 and 11 According to the invention described in (1), it is possible to supply air from the same air supply source to the cylindrical thrust bearing and the cylindrical air pressure holding body.
[0110]
Claim 12 According to the invention described in the above, air guided along the axial direction via the porous cylindrical bearings contributes to the levitation of the rotor, so that the levitation force of the rotor can be obtained stably. .
[0111]
Claim 13 According to the invention, the rotor can be rotated after the rotor is levitated, and the rotating shaft is levitated by air while the rotor is rotating, and its peripheral surface is formed by the air layer. Since it is protected, damage to the rotating shaft can be prevented.
[0112]
Moreover, since the air stabilized by the cylindrical air pressure holding body is supplied from the air discharge port to the rotor, the rotor can be stably rotated.
[0113]
Furthermore, since the cylindrical thrust bearing and the cylindrical radial bearing are provided and air is supplied to the rotating shaft through the porous, the rotation of the rotating shaft can be stabilized.
[0114]
Claim 14 According to the invention described in (1), since the air guided in the axial direction through the porous radial bearing contributes to the levitation force of the rotor, the levitation force can be obtained stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a conventional polygon mirror structure.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a tilt angle of a mirror surface of a polygon mirror plate.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of deterioration in writing quality when a polygon mirror plate has a problem of surface tilt.
FIG. 4 is a plan view showing an example of a bearing device used for inspecting the surface runout characteristic of a cylindrical body constituting a part of a polygon mirror constituting body.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another example of a conventional polygon mirror structure.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an air bearing device according to the present invention.
7 is a cross-sectional view of the polygon mirror structure shown in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the air supply path structure shown in FIG.
9 is a cross-sectional view of the air discharge path structure shown in FIG.
10 is a cross-sectional view of the air discharge path structure shown in FIG. 9 and is an explanatory view of an air discharge port.
11 is a cross-sectional view of the cylindrical air pressure holder shown in FIG.
12 is an enlarged cross-sectional view of the cylindrical radial bearing shown in FIG.
13 is an enlarged cross-sectional view of the cylindrical thrust bearing shown in FIG.
14 is a cross-sectional view of the cylindrical air pressure holder shown in FIG.
15 is a partial cross-sectional view showing a state where the air bearing device shown in FIG. 6 is set in a measuring device.
16 is a view showing a state in which the measuring apparatus shown in FIG. 15 is connected to a processing apparatus.
FIG. 17 is an angle development view for explaining the relationship between the shake amount obtained by the shake calculation device shown in FIG. 16 and the rotation angle of the rotor.
FIG. 18 is an explanatory diagram exaggeratingly showing a tilt between a rotation axis and a polygon mirror plate part.
FIG. 19 is a partially enlarged view showing an example of the processing apparatus shown in FIG. 16;
20 is a partial enlarged view of the setting mechanism of the processing apparatus shown in FIG. 19, showing a state before the polygon mirror constituting body is pressed and clamped.
FIG. 21 is a partially enlarged view of the setting mechanism of the processing apparatus shown in FIG. 19 and shows a state after the pressure clamping of the polygon mirror constituting body.
FIG. 22 is a cross-sectional view of the main part of a polygon mirror scanner configured using the polygon mirror structure shown in FIG. 5;
23 is a cross-sectional view showing a state where the rotor shown in FIG. 4 is supported by an air bearing device.
[Explanation of symbols]
20 ... Air bearing device
21 ... Polygon mirror structure
24 ... Rotating shaft
27 ... Insertion tube
29 ... Side
31 ... Multi-pole magnet (Magnet ring)
33 ... Air supply path structure
34. Air discharge path structure
37 ... Air supply path
50 ... Air outlet

Claims

The magnet ring is mounted with a rotor made of a polygon mirror structure in which an insertion cylinder is formed integrally with a mirror surface formed on the side surface, a rotation shaft inserted in the center, and a magnet ring inserted in the lower part. It is a rotational drive method that rotationally drives while being supported by air in a state that is not ,
A method of rotating a rotor, wherein the rotor is driven to rotate by blowing air to an inner peripheral wall of the insertion cylinder after the rotating shaft is lifted by air pressure.

The magnet ring is mounted with a rotor made of a polygon mirror structure in which an insertion cylinder is formed integrally with a mirror surface formed on the side surface, a rotation shaft inserted in the center, and a magnet ring inserted in the lower part. An air bearing device for a rotor that rotates while being supported by air in a state where it is not ,
An air supply path structure having an air supply path for supplying air toward the inner peripheral wall of the insertion cylinder, and the rotor connected to the air supply path and facing the inner peripheral wall of the insertion cylinder An air discharge path structure formed with an air discharge port for discharging air toward the inner peripheral wall in order to rotate in a fixed direction around the axis of the rotating shaft while being supported, and the air of the rotating shaft An air bearing device for a rotor , wherein the rotor is driven to rotate by blowing air to an inner peripheral wall of the insertion tube after floating by pressure .

The rotor air bearing device according to claim 2, wherein the air supply path structure has a columnar thrust bearing that faces the lower end portion of the rotating shaft and rotatably supports the rotating shaft from an axial direction. .

The rotor air bearing device according to claim 3, wherein the columnar thrust bearing is made of a material having a large number of porous materials, and air is supplied to the lower end portion of the rotating shaft through the porous materials.

5. The rotor air bearing device according to claim 4, wherein the columnar thrust bearing has a curved surface corresponding to the lower end of the rotating shaft at an upper end facing the lower end of the rotating shaft.

6. The cylindrical radial bearing which supports the said rotating shaft so that rotation is possible from a radial direction is provided in the said air discharge path structure body, The Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Rotor air bearing device.

7. The air bearing device for a rotor according to claim 6, wherein the cylindrical radial bearing is made of a material having a large number of porous materials, and air is supplied to the peripheral surface of the rotating shaft through the porous materials.

The said air discharge path structure has a cylindrical air pressure holding body which hold | maintains an air pressure inside, The said cylindrical radial bearing is provided in the said cylindrical air pressure holding body. An air bearing device for a rotor as described in 1.

The air discharge path constituting body is formed with a cylindrical set portion on which the cylindrical air pressure holding body is set, and the air discharge port opens a predetermined interval in the circumferential direction of the peripheral wall of the cylindrical set portion. An air communication path is formed between the cylindrical air pressure holding body and the cylindrical set portion to communicate the inside of the cylindrical air pressure holding body and the air discharge port. An air bearing device for a rotor according to claim 8.

The air supply path structure includes a thrust bearing branch passage through which the air supply path supplies air toward the cylindrical thrust bearing and an air pressure holding branch for supplying air to the inside of the cylindrical air pressure holding body. The rotor air bearing device according to claim 9, further comprising a passage.

The air is supplied from the thrust bearing branch passage to the lower end of the rotating shaft via the cylindrical thrust bearing porous, and from the air pressure holding branch passage to the cylindrical radial bearing porous. The rotor air bearing device according to claim 10, wherein the air bearing device is supplied to a peripheral surface of the rotating shaft.

A part of the air supplied to the inside of the cylindrical air pressure holding body is guided along the axial direction through the porous radial bearing so as to be supplied to the inside of the insertion cylinder, and the rotor The rotor air bearing device according to claim 11, wherein the rotor air bearing device is levitated.

A rotor made of a polygon mirror structure in which an insertion tube having a mirror surface formed on a side surface and a rotation shaft mounted at the center and a magnet ring mounted at the bottom is not mounted on the magnet ring. An air bearing device for a rotor that rotates while being supported by air in a state ,
An air supply path structure having an air supply path for supplying air toward the inner peripheral wall of the insertion cylinder, and the rotor connected to the air supply path and facing the inner peripheral wall of the insertion cylinder An air discharge path structure that discharges air toward the inner peripheral wall in order to rotate in a fixed direction around the axis of the rotation shaft while being supported, and the air supply path structure includes a number of porous bodies. A cylindrical thrust bearing that has a columnar thrust bearing that faces the lower end of the rotating shaft and rotatably supports the rotating shaft from the axial direction, and the air discharge passage structure retains air pressure inside. The air pressure holding body is provided with a cylindrical radial bearing having a large number of porosities and rotatably supporting the rotating shaft from a radial direction. The pressure retainer is A cylindrical set portion is formed, and an air discharge port is formed in the circumferential wall of the cylindrical set portion with a predetermined interval in the circumferential direction, and the cylindrical air pressure holding body and the cylindrical set portion are An air communication path is formed between the inside of the cylindrical air pressure holding body and the air discharge port, and the air supply path structure is configured such that the air supply path allows air to flow toward the cylindrical thrust bearing. is composed of a air pressure holding the branch passage for supplying air to the inside of the tubular air pressure holding member and the thrust bearing branch passage for supplying, after flying by the air pressure of the rotary shaft, the inner peripheral wall of the insertion tube An air bearing device for a rotor , wherein the rotor is driven to rotate by blowing air onto the rotor .

A part of the air supplied to the inside of the cylindrical air pressure holding body is guided along the axial direction through the porous radial bearing so as to be supplied to the inside of the insertion cylinder, and the rotor The rotor air bearing device according to claim 13, wherein the rotor air bearing device is levitated.