JPH05177545A - ブラスト加工装置及び動圧式エアベアリング並びにポリゴンミラーユニット - Google Patents

ブラスト加工装置及び動圧式エアベアリング並びにポリゴンミラーユニット

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JPH05177545A
JPH05177545A JP35847291A JP35847291A JPH05177545A JP H05177545 A JPH05177545 A JP H05177545A JP 35847291 A JP35847291 A JP 35847291A JP 35847291 A JP35847291 A JP 35847291A JP H05177545 A JPH05177545 A JP H05177545A
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air bearing
dynamic pressure
air
nozzle
pressure type
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JP35847291A
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Inventor
Yuko Takahashi
祐幸 高橋
Yoshio Iwamura
義雄 岩村
Toyoji Ito
豊次 伊藤
Takami Hashimoto
隆美 橋本
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 請求項1記載の発明は、砥粒の噴射を広範囲
にわたって均一にし、その範囲内で均一な加工量を得る
ことができるブラスト加工装置を提供する。 【構成】 ブラスト加工装置1は、圧縮空気により被加
工物8に噴射ノズル2で砥粒を噴射し、この被加工物8
の表面を加工し、この噴射ノズル2の先端部には噴射風
速を制御する多数の孔4aを有する整風板4が設けら
れ、この整風板4はその孔間隔または孔径の少なくとも
一方を変化させ、また整風板4は、噴射ノズル2の先端
部に着脱可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被加工物の表面を加
工するブラスト加工装置及び動圧溝を有する動圧式エア
ベアリング並びに動圧式エアベアリングを用いたポリゴ
ンミラーユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ブラスト加工装置として、圧縮空気によ
り被加工物に噴射ノズルで砥粒を噴射し、被加工物の表
面を加工するものがある。この噴射ノズルは単孔ノズル
であり、砥粒が放射状に噴射される。
【0003】このようなブラスト加工装置は、例えば動
圧式エアベアリングの製作に用いられることがあり、こ
のものはエアベアリングの表面に、圧縮空気により砥粒
を噴射して動圧溝を加工している。
【0004】さらに、このような動圧式エアベアリング
は、例えば感光体ドラムに情報を書き込むプリンタのポ
リゴンミラーユニットに用いられることがあり、この場
合動圧式エアベアリングでポリゴンミラーを回転可能に
軸支している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のブラ
スト加工装置は、その噴射ノズルが単孔ノズルであるた
め、噴射ノズルから砥粒が放射状に噴射され、これによ
ってブラスト加工力も放射状に差が生じ、被加工物の表
面の加工量が場所によって異なる。
【0006】このため、このブラスト加工装置を用い
て、例えばエアベアリングの表面に動圧溝を加工する場
合、動圧溝の加工深さにばらつきが生じ、均一な加工が
困難であった。
【0007】従って、このような動圧式エアベアリング
を、例えば感光体ドラムに情報を書き込むプリンターの
ポリゴンミラーユニットに用いる場合、動圧式エアベア
リングの動圧溝の加工深さのばらつきによって、負荷容
量にばらつきがあり、ポリゴンミラーの回転が安定しな
い等の不具合がある。
【0008】請求項1記載の発明は、砥粒の噴射を広範
囲にわたって均一にし、その範囲内で均一な加工量を得
ることができるブラスト加工装置を提供することを目的
としている。請求項2及び請求項3記載の発明は、砥粒
の噴射を広範囲にわたってより均一にし、その範囲内で
より十分な均一な加工量を得ることができるブラスト加
工装置を提供することを目的としている。
【0009】請求項4記載乃至請求項6記載の発明は、
動圧溝の加工深さのばらつきを軽減し、均一な加工溝を
得る動圧式エアベアリングを提供することを目的として
いる。
【0010】請求項7記載の発明は、動圧式エアベアリ
ングの動圧溝の加工深さのばらつきを軽減し、負荷容量
を均一にしてポリゴンミラーの回転を安定化するポリゴ
ンミラーユニットを提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、圧縮空気により被加工物に
噴射ノズルで砥粒を噴射し、前記被加工物の表面を加工
するブラスト加工装置において、前記噴射ノズルの先端
部に、噴射風速を制御する多数の孔を有する整風板を設
けたことを特徴としている。
【0012】また、請求項2記載のブラスト加工装置の
発明は、前記噴射風速を制御する多数の孔を有する整風
板を、その孔間隔または孔径の少なくとも一方を変化さ
せたことを特徴としている。
【0013】また、請求項3記載のブラスト加工装置の
発明は、前記噴射風速を制御する多数の孔を有する整風
板は、噴射ノズルの先端部に着脱可能であることを特徴
としている。
【0014】また、請求項4記載の動圧式エアベアリン
グの発明は、先端部に噴射風速を制御する多数の孔を有
する整風板を設けた噴射ノズルを用いて、圧縮空気によ
り砥粒をエアベアリングに噴射し、このエアベアリング
の表面に動圧溝を加工して構成されることを特徴として
いる。
【0015】また、請求項5記載の動圧式エアベアリン
グの発明は、エアベアリングがセラミックスで形成され
ることを特徴としている。
【0016】また、請求項6記載の動圧式エアベアリン
グの発明は、前記動圧溝の加工の溝深さのばらつきが3
μm以下であることを特徴としている。
【0017】また、請求項7記載のポリゴンミラーユニ
ットの発明は、ポリゴンミラーが固定されたロータ部
を、ラジアルエアベアリングと、このラジアルエアベア
リングの両端部に設けられたスラストエアベアリングに
回動可能に支持し、前記ラジアルエアベアリング及びス
ラストエアベアリング又はロータが、端部に噴射風速を
制御する多数の孔を有する整風板を設けた噴射ノズルを
用いて、圧縮空気により砥粒を噴射し、このラジアルエ
アベアリング及びスラストエアベアリングの表面又はロ
ータ表面のどちらか一方に動圧溝が加工されていること
を特徴としている。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明では、噴射ノズルから放射
状に噴射された圧縮空気が整風板により一部その流れが
妨げられ、残った噴射空気が多数孔からの噴射流とな
り、重ね合せの効果により均一な風速分布が得られる。
【0019】また、請求項2記載の発明では、整風板の
孔間隔または孔径の少なくとも一方を変化させ、また、
請求項3記載の発明では、整風板が噴射ノズルの先端部
に着脱可能であり、この整風板を交換することで、噴射
流の強い部分では間隔を大きく、また孔径を小さくし、
一方噴射流の弱い部分では間隔を小さく、また孔径を大
きくすることにより、重ね合せの効果でより均一な風速
分布が得られる。
【0020】また、請求項4記載の動圧式エアベアリン
グの発明では、整風板を設けた噴射ノズルを用いて、圧
縮空気により砥粒をエアベアリングに噴射することで、
エアベアリングの表面に加工される動圧溝の加工溝深さ
のばらつきが軽減される。また、請求項5記載の動圧式
エアベアリングの発明では、エアベアリングがセラミッ
クスであり、そして請求項6記載の動圧式エアベアリン
グの発明では、動圧溝の加工の溝深さのばらつきが3μ
m以下に軽減され、動圧溝の加工深さのばらつきを軽減
し、均一な加工を得ている。
【0021】また、請求項7記載のポリゴンミラーユニ
ットの発明では、ラジアルエアベアリング及びスラスト
エアベアリング又はロータが整風板を設けた噴射ノズル
を用いて、圧縮空気により砥粒を噴射し、このラジアル
エアベアリング及びスラストエアベアリングの表面又は
ロータ表面のどちらか一方に動圧溝が加工され、動圧溝
の加工深さのばらつきを軽減し、負荷容量を均一にして
ポリゴンミラーの回転を安定化する。
【0022】
【実施例】以上、請求項1乃至請求項3記載の発明のブ
ラスト加工装置の実施例を説明する。図1はブラスト加
工装置の正面図、図2は整風板の第1実施例の正面図、
図3は整風板の第2実施例の正面図、図4は整風板の第
3実施例の正面図、図5は整風板の第4実施例の正面図
である。
【0023】図において、符号1はブラスト加工装置で
あり、このブラスト加工装置1には噴射ノズル2が備え
られている。この噴射ノズル2には末広がり状の円錐ノ
ズル3が設けられ、この円錐ノズル3の先端部には、噴
射風速を制御する多数の孔4aを有する整風板4がビス
5で設けられ、この整風板4は着脱可能になっている。
第1実施例では、図2に示すように、整風板4の多数の
孔4aが、同径、等間隔で、直線上Lに形成されてい
る。
【0024】このブラスト加工装置1の噴射ノズル2に
は圧縮空気供給部6と、砥粒供給部7が設けられ、この
噴射ノズル2で圧縮空気により被加工物8に砥粒を噴射
し、被加工物8の表面を加工する。このとき、噴射ノズ
ル2の円錐ノズル3の先端部に、噴射風速を制御する多
数の孔4aを有する整風板4が設けられているため、末
広がり円錐ノズル3内を流れる噴射流は、整風板4によ
り妨げられるが、整風板4の多数の孔4aの部分では妨
げられず、そのまま噴射される。従って、噴射ノズル2
の外部では、この多数の噴射流が重ね合わせられ、広範
囲に均一な噴射流が得られる。
【0025】第2実施例では、図3に示すように、整風
板4の多数の孔4aが、同じ孔径であるが、その孔間隔
を中心部から離れる従って小さく形成している。この孔
間隔が中心から外周に向かって減少していく配置は、等
差級数的、等比級数的或いは指数対数関数的等であって
もよい。
【0026】噴射ノズル2の円錐ノズル3内を流れる噴
射流は、その中心部が最も強く、外周部にいくに従って
弱くなる。ところで、整風板4の孔4aは、同じ孔径で
あるが、その孔間隔が中心部から離れる従って小さく形
成されているため、噴射ノズル2の外部では広範囲にわ
たり、より均一な噴射流が得られる。
【0027】第3実施例では、図4に示すように、整風
板4の多数の孔4aが、孔間隔は同じに形成されている
が、その孔径が中心部から離れる従って大きく形成され
ている。この孔径が中心から外周に向かって増加してい
く配置は、等差級数的、等比級数的或いは指数対数関数
的等であってもよい。
【0028】噴射ノズル2の円錐ノズル3内を流れる噴
射流は、その中心部が最も強く、外周部にいくに従って
弱くなる。ところで、整風板4の孔4aは、孔間隔は同
じでも、その孔径が中心部から離れる従って大きく形成
されているため、噴射ノズル2の外部では広範囲にわた
り、より均一な噴射流が得られる。
【0029】第4実施例では、図5に示すように、整風
板4の多数の孔4aが、孔間隔を中心部から離れる従っ
て小さく形成し、その孔径は中心部から離れる従って大
きく形成されている。従って、噴射ノズル2の円錐ノズ
ル3内を流れる噴射流は、その中心部が最も強く、外周
部にいくに従って弱くなるが、整風板4の多数の孔4a
の孔間隔は中心部から離れる従って小さく形成し、その
孔径は中心部から離れる従って大きく形成されているた
め、噴射ノズル2の外部では広範囲にわたり、より均一
な噴射流が得られる。
【0030】さらに、図2乃至図5に示す第1実施例乃
至第4実施例の整風板4では多数の孔4aが、円形の整
風板4の直径を示す1本の直線L上に形成されている
が、これに限定されず複数の直線上に形成してもよく、
また直線上に限定されず、曲線上に形成してもよい。
【0031】また、図2乃至図5に示す整風板4は、そ
れぞれブラスト加工装置1の噴射ノズル2の円錐ノズル
3に着脱可能になっており、必要に応じて整風板4を交
換して使用することができ、これにより整風板4の孔間
隔、孔径の少なくとも一方を変化させることができる。
【0032】また、この実施例では、ブラスト加工装置
1は固定式で、被加工物8を移動してブラスト加工する
ようにしているが、被加工物8を固定してブラスト加工
装置1を移動してブラスト加工するようにしてもよい。
【0033】図6乃至図9はブラスト加工装置の噴射ノ
ズルの他の実施例を示すもので、図6は噴射ノズル2に
楕円の円錐ノズル10を設け、図7は噴射ノズル2の四
角錐形ノズル11を設け、図8は噴射ノズル2に長方体
ノズル12を設け、図9は噴射ノズル2に円筒形ノズル
13を設けたもので、整風板4もこれに応じた形状に形
成されている。
【0034】図10乃至図13はブラスト加工装置の噴
射エアの風速分布を示し、横軸に噴射ノズル2の噴射中
心からの距離を、縦軸に風速を示している。
【0035】図10は整風板を用いない場合の従来のブ
ラスト加工装置において、噴射エアの風速分布を示して
おり、噴射圧力を4Kgf/cm2として、噴射距離を
100mm、150mm、200mm、300mmと変
化させている。これによれば、噴射ノズルの噴射中心に
おいて集中して風速が強くなっている。
【0036】図11は前記第1実施例の整風板を用いた
ブラスト加工装置において、噴射圧力を4Kgf/cm
2とし、噴射距離を200mmとした場合の噴射エアの
風速分布を示しており、均一な風速分布が得られる。ま
た、図12は前記第2実施例の整風板を用いたブラスト
加工装置において、同じ条件下での噴射エアの風速分布
を示しており、図13は前記第3実施例の整風板を用い
たブラスト加工装置において、同じ条件下での噴射エア
の風速分布を示しており、それぞれより均一な風速分布
が得られる。
【0037】次に、請求項4乃至請求項6記載の発明の
動圧式エアベアリングの実施例を説明する。図14乃至
図16は動圧式エアベアリングを示し、図14はスラス
トエアベアリングの正面図、図15はラジアルエアベア
リングの正面図であり、このスラストエアベアリング2
0及びラジアルエアベアリング21は、それぞれセラミ
ックスエアベアリングの表面に動圧溝22を加工して構
成される。また、このスラストエアベアリング20及び
ラジアルエアベアリング21は、それぞれ金属エアベア
リングの表面に動圧溝を加工して構成することもでき
る。
【0038】また、図16の動圧式エアベアリングは、
図15のラジアルエアベアリング21の両側に、図14
のスラストエアベアリング20を設け、このラジアルエ
アベアリング21及びスラストエアベアリング20で回
転体23を回動可能に軸支したものである。
【0039】図17はこの動圧式エアベアリングの断面
図であり、図14乃至図16に示す動圧式エアベアリン
グは、その動圧溝22の加工の溝深さH1・・・Hnの
ばらつきが3μm以下に形成されている。
【0040】この動圧式エアベアリングは、図18に示
すブラスト装置1で作成される。このブラスト装置1は
図1で示すように構成され、噴射ノズル2の円錐ノズル
3には第1実施例乃至第4実施例に示す整風板4が取付
けられる。このブラスト装置1で、例えば、図14のス
ラストエアベアリング20を作成する場合、スラストエ
アベアリング20の加工面にパターンプレート24を当
てがう。そして、ブラスト装置1の噴射ノズル2を用い
て、圧縮空気により砥粒をスラストエアベアリング20
方向に噴射する。この圧縮空気による砥粒の噴射で、パ
ターンプレート24によってスラストエアベアリング2
0の表面に動圧溝22が加工される。
【0041】この動圧溝22の加工では、噴射ノズル2
の円錐ノズル3に整風板4が設けられているため、円錐
ノズル3内を流れる噴射流は、その中心部が最も強く、
外周部にいくに従って弱くなるが、整風板4の孔4aに
よって噴射ノズル2の外部では広範囲にわたり、より均
一な噴射流が得られる。このように、均一な噴射流によ
って、高範囲で均一な加工力が得られるため、動圧溝2
2の溝加工精度が向上し、高性能な動圧式エアベアリン
グを得ることができる。
【0042】さらに、この発明の動圧式エアベアリング
の動圧溝の溝加工の状態を
【表1】に示す。この実施例では、従来の整風板を有し
ない単孔ノズルに対して、多数の孔を有する第1実施例
の整風板を設けた多孔整風板、孔間隔を変化させた孔を
有する第2実施例の整風板を設けた孔間隔変化整風板、
孔径を変化させた孔を有する第3実施例の整風板を設け
た孔径変化整風板について、動圧溝の加工溝の深さを測
定し、その溝深さばらつきを求めており、この第1実施
例乃至第3実施例では溝深さばらつきは3μm以下とな
っている。
【0043】
【表1】 次に、請求項7記載のポリゴンミラーユニットについて
説明する。図19はこの発明のポリゴンミラーユニット
の一部を破断した斜視図である。
【0044】このポリゴンミラーユニット30は、ポリ
ゴンミラー31が固定されたロータ部32を、ラジアル
エアベアリング33と、このラジアルエアベアリング3
3の両端部に設けられたスラストエアベアリング34に
回動可能に支持している。このラジアルエアベアリング
33及びスラストエアベアリング34には、図1に示す
ブラスト加工装置1を用いて動圧溝35がそれぞれ加工
されている。
【0045】図20はこの発明のポリゴンミラーユニッ
トを用いたプリンタの構造図である。
【0046】レーザ光源40からのレーザビームが光変
調器41で強度変調され、このレーザビームはポリゴン
ミラーユニット30のポリゴンミラー31の回転によっ
て、レンズ光学系42を介して感光体ドラム43に情報
を書き込むようになっている。
【0047】このポリゴンミラーユニット30の動圧式
エアベアリングの性能を、図21及び図22に示す。図
21は
【表1】に示す従来の単孔ノズルのブラスト装置で作成
したラジアルエアベアリング50にロータ51を回動可
能に設けたもので、図22は
【表1】に示す第1実施例の多孔整風板、第2実施例の
孔間隔変化整風板、第3実施例の孔径変化整風板のブラ
スト装置で作成したラジアルエアベアリング33にロー
タ32を回動可能に設けたものである。
【0048】図21に示す動圧式エアベアリングでは溝
深さにばらつき大きいため、負荷力にもばらつきが生じ
るが、図22に示す動圧式エアベアリングでは溝深さに
ばらつき小さいため、負荷力のばらつきも小さくなって
いる。
【0049】この動圧式エアベアリングのさらに具体的
な実施例を
【表2】に示す。この
【0050】
【表2】では、従来例として整風板を設けない場合のも
のと、この同径で等間隔の孔を有する整風板を設けた第
1実施例、孔間隔を変化させた整風板を設けた第2実施
例、孔径を変化させた整風板を設けた第3実施例のもの
を示している。これによると、従来例に対して、この第
1実施例乃至第3実施例のものが風速分布を小さくする
ことができ、またこれによりこの第1実施例乃至第3実
施例のものがそれぞれ溝深さのばらつきを軽減すること
ができる。
【0051】従って、この動圧式エアベアリングは、従
来例のものが溝深さを2〜6μmとして計算して20N
変動があるのに対し、第1実施例では4N変動、第2実
施例及び第3実施例3では1N変動以下となってベアリ
ング性能が著しく向上する。
【0052】
【表2】 従って、この発明のポリゴンミラーユニット30では、
動圧式エアベアリングの負荷能力のばらつきが軽減さ
れ、これによりユニット性能誤差の減少が可能になる。
また、ポリゴンミラー31の回転安定性が向上し、ユニ
ット性能が安定化する。
【0053】
【発明の効果】前記したように、請求項1記載の発明
は、噴射ノズルの先端部に、噴射風速を制御する多数の
孔を有する整風板を設けたから、砥粒の噴射を広範囲に
わたって均一にし、その範囲内で均一な加工量を得るこ
とができる。
【0054】請求項2及び請求項3記載の発明は、整風
板は、その孔間隔または孔径の少なくとも一方を変化さ
せ、また整風板は、噴射ノズルの先端部に着脱可能であ
る砥粒の噴射を広範囲にわたってより均一にし、その範
囲内でより十分な均一な加工量を得ることができる。
【0055】請求項4記載乃至請求項6記載の発明は、
ブラスト加工装置を用いて、圧縮空気により砥粒をエア
ベアリングに噴射し、また、エアベアリングがセラミッ
クスで形成され、さらに動圧溝の加工溝深さのばらつき
が3μm以下であり、動圧溝の加工深さのばらつきを軽
減し、均一な加工を得る。
【0056】請求項7記載の発明は、ブラスト加工装置
を用いて、圧縮空気により砥粒を噴射し、動圧式エアベ
アリングに動圧溝が加工され、動圧式エアベアリングの
動圧溝の加工深さのばらつきを軽減し、負荷容量を均一
にしてポリゴンミラーの回転を安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブラスト加工装置の正面図である。
【図2】整風板の第1実施例の正面図である。
【図3】整風板の第2実施例の正面図である。
【図4】整風板の第3実施例の正面図である。
【図5】整風板の第4実施例の正面図である。
【図6】噴射ノズルに楕円の円錐ノズルを設けた斜視図
である。
【図7】噴射ノズルの四角錐形ノズルを設けた斜視図で
ある。
【図8】噴射ノズルに長方体ノズルを設けた斜視図であ
る。
【図9】噴射ノズルに円筒形ノズルを設けた斜視図であ
る。
【図10】整風板を用いない場合の従来のブラスト加工
装置において、噴射エアの風速分布を示す図である。
【図11】第1実施例の整風板を用いたブラスト加工装
置において、噴射エアの風速分布を示す図である。
【図12】第2実施例の整風板を用いたブラスト加工装
置において、噴射エアの風速分布を示す図である。
【図13】第3実施例の整風板を用いたブラスト加工装
置において、噴射エアの風速分布を示す図である。
【図14】スラストエアベアリングの正面図である。
【図15】ラジアルエアベアリングの正面図である。
【図16】動圧式エアベアリングの断面図である。
【図17】動圧式エアベアリングの断面図である。
【図18】ブラスト装置で動圧式エアベアリングを作成
する図である。
【図19】ポリゴンミラーユニットの一部を破断した斜
視図である。
【図20】プリンタの概略図である。
【図21】従来の動圧式エアベアリング性能を示す図で
ある。
【図22】この発明の動圧式エアベアリング性能を示す
図である。
【符号の説明】
1 ブラスト加工装置 2 噴射ノズル 4 整風板 4a 孔 8 被加工物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 隆美 東京都八王子市石川町2970 コニカ株式会 社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮空気により被加工物に噴射ノズルで
    砥粒を噴射し、前記被加工物の表面を加工するブラスト
    加工装置において、前記噴射ノズルの先端部に、噴射風
    速を制御する多数の孔を有する整風板を設けたことを特
    徴とするブラスト加工装置。
  2. 【請求項2】 前記噴射風速を制御する多数の孔を有す
    る整風板は、その孔間隔または孔径の少なくとも一方を
    変化させたことを特徴とする請求項1記載のブラスト加
    工装置。
  3. 【請求項3】 前記噴射風速を制御する多数の孔を有す
    る整風板は、前記噴射ノズルの先端部に着脱可能である
    ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラス
    ト加工装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1乃至請求項3のいずれかに
    記載のブラスト加工装置を用いて、圧縮空気により砥粒
    をエアベアリングに噴射し、このエアベアリングの表面
    に動圧溝を加工して構成されることを特徴とする動圧式
    エアベアリング。
  5. 【請求項5】 前記エアベアリングがセラミックスで形
    成されることを特徴とする請求項4記載の動圧式エアベ
    アリング。
  6. 【請求項6】 前記動圧溝の加工溝深さのばらつきが3
    μm以下であることを特徴とする請求項4または請求項
    5記載の動圧式エアベアリング。
  7. 【請求項7】 ポリゴンミラーが固定されたロータ部
    を、ラジアルエアベアリングと、このラジアルエアベア
    リングの両端部に設けられたスラストエアベアリングに
    回動可能に支持し、前記ラジアルエアベアリング及びス
    ラストエアベアリングが、前記請求項1乃至請求項3の
    いずれかに記載のブラスト加工装置を用いて、圧縮空気
    により砥粒を噴射し、このラジアルエアベアリング及び
    スラストエアベアリングの表面又は、ローター表面のど
    ちらか一方に動圧溝が加工されていることを特徴とする
    ポリゴンミラーユニット。
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