CN1045698C - 扫描器电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于驱动用于偏转扫描的转动多角镜转动的内转子型扫描电机。扫描电机由两个转动单元构成，一转动单元和一静止单元。可容易地在转动多角镜和电机的驱动磁体的两面获得平衡。转动单元设置成电机壳体支承一转动件的轴承，其上固定转动多角镜和驱动磁体，静止单元设置成定子线圈和磁性件安装在底座上。
Description
本发明涉及一种用于扫描光学装置的内转子型扫描器电机，设有一个用于把光束扫描在光敏件上的转动多角镜。
最近，特别是在激光印刷机的情况下，要求用于扫描光学装置的扫描器电机以高速或高精度转动，为了获得高精度偏转扫描装置，用于转动部分的平衡修正(平衡)是必要的。为了降低风阻损失等以获得高速转动，经常使用具有小的惯性的内转子型扫描器电机，而不使用外转子型电机。内转子型电机的一个通常的实例是一驱动电机，如图6所示，它具有一电机壳体27和一支承部分，支承部分由一由电机壳体27支承的静止轴21和一转动套筒22构成，其中在电机壳体27上安装有一与驱动磁体26相对的定子28和一其上装有电气部件的电机板29。
然而，上述通常的实例具有如下缺点。在上述通常的实例中，驱动磁体被定子线圈围绕而构成内转子型电机。因而，当在两个平面，即转动多角镜24a和驱动磁体26a上进行平衡时，在液体动力轴承的情况下，驱动磁体侧的平衡需在转动套筒侧被拉出后进行。这样在装配和拉出推入转动套筒时就可能会有外来物侵入轴承中。当轴承为球轴承时，驱动磁体通过转动轴固定在定子侧，因而难以将其从定子侧分开，这样使得修正很困难。
通常在这种扫描器电机中都在角镜部分和磁体部分上设置修正平衡的配重。用于驱动多角镜的常规扫描器电机都具有外转子型。在这种外转子型扫描电机中，因为转子是设在外面的，所以很容易在外磁体部分上装设平衡修正配重。
但是近来由于电机速度增加，而采用内转子型扫描器电机。这种内转子型电机具有角镜部分外侧和磁体部分内侧。定子线圈插于两者之间。为此，要修改平衡就必须拉出转子部分。但如图6所示，必须将一根轴从轴承中拉出，而这又容易损坏该轴。这种常规方法不适于批量生产和降低成本。
本发明的一个目的是解决上述问题而提供一种扫描器电机，它即使为内转子型也易于两面平衡。
根据本发明提供一种用于驱动内转子转动多角镜的扫描器电机，它适于修正平衡。这种电机被分为具有轴承的电机壳体和底座，电机壳体具有转动单元，底座具有静止单元。因此电机被分成两部分。
另外，转动单元具有带转动多角镜和驱动磁体的转动件，静止单元具有静子线圈。利用根据本发明的电机，只需简单地使静止单元离开转动单元就可以很容易地修正平衡。
本发明的其它目的通过下述的具体实施例将显而易见。
图1为示出本发明第一实施例的剖面图，示出了用来扫描光学装置的内转子型扫描器电机的转动部分和静止部分的分离状态；
图2为示出图1中分离的扫描器电机成结合状态的剖面图；
图3为使用图1和图2所示的扫描器电机的扫描光学装置的平面图；
图4为图1和图2所示的扫描器电机的底视图；
图5为本发明第二实施例的剖面图，示出了扫描光学装置的扫描器电机的转动部分和静止部分处在分离状态；和
图6为示出普通的内转子型扫描器电机的实例的剖面图。
下面参照附图说明本发明的实施例。
第一实施例：
图1示出了构成本发明的扫描光学装置的内转子型扫描器电机的两部分在分离状态的剖面图。图1中内转子型扫描器电机的两部分是一个转动部分15和一个静止部分16。转动部分15具有一个轴承部分，其中转动套筒2可转动地装套在静止轴1上；一个固定件3，用如收缩装配的已知手段固定在转动套筒2的周边上，并由金属材料(如铝或黄铜)制成；一个转动多角镜4，通过板簧5固定在固定件3上；和一个驱动磁铁6，固定在固定件3上。另外，静止轴1固定在杯形电机壳体7的底部。永磁体8a用粘接剂之类连接到电机壳体7的下部，该永磁体用来通过与一个对着固定在转动套筒2下部的永磁体8c的相斥力使转动套筒2浮起。永磁体8b用粘接剂之类连接到电机壳体的上部，该永磁体用来通过与一个对着固定在转动套筒2的永磁体8c的相斥力限制转动套筒2的浮起。本实施例的轴承部分为液体动力圆柱形轴承，在静止轴1上没有槽，但是也可以的液体动力轴承，。
静止部分16有一个定子线圈9，在装配后，它位于与转动部分15中的驱动磁体6相对的位置；一磁性层压件10设在定子线圈9的外周边；一个电路板，上面装着静止部分16的上述元件；以及一个用于制成电路板11的钢板制成的底座12。在图1中，标号13a表示设置在电机壳体7中的螺纹孔，而标号13b表示设置在底座12中的螺纹孔。使用这些螺纹孔，使转动部分15和静止部分16可通过螺钉14相互连接起来。这里，转动部分15中的壳体7的圆周面7a加工成高精度使得与静止轴1同轴。三个安装部分7b与静止轴1垂直地从壳体7的边缘的三个部分延伸出来。安装部分7b的安装面7b1也加工成高精度。另外，静止部分6中的底座12的内圆周面12a和安装面12b也加工成高精度。如此，转动部分15和静止部分16通过沿圆周方向很小间隙的装配相互连接起来，该间隙能保持静止轴1的高的位置精度，并能控制只有很小的倾斜量。因此，精度能保持在与它们制成整体方式时的同样水平。另外，如果除了上述装配外再使用定位销(未示出)，则可实现更高的定位精度。
图2示出转动部分15和静止部分16用螺钉14连接的状态的剖面图。连接方法并不局限于螺纹连接，其它方法如用弹簧或粘接剂连接也可以。
如图3所示，内转子型扫描器电机17朝向透镜组19偏转并扫描从激光单元18发出的激光束，透镜组19聚焦该束以扫描一光敏件20。为了使内转子型扫描器电机17对转动多角镜4上的平衡槽4a及驱动磁体6的底部上的平衡槽6a的两个平面作两面平衡，在转动部分15和静止部分16的连接状态，在驱动磁体侧的平衡槽6a中加一平衡块，如图2所示，但是也可在转动部分15与静止部分16分离状态在平衡槽6a中加平衡重量，如图1所示。
平衡重量的一个实例是紫外线固化的粘接剂之类。当使用例如涂胶器之类涂粘接剂时，为了方便涂粘接剂，在转动部分15的电机壳体7的安装部分7b之间设置开口部分7c，如图4中的电机壳体7的底视图所示。
通过固定在转动套筒上的永磁体8c和固定在电机壳体7上的永磁体8a之间的相斥力，转动套筒2得到了一个浮力。另外，固定在电机壳体7上的永磁体8b限制了在转动套筒2的止推方向的振动或高度位置，并且永磁体8a和8b装到电机壳体7的安装高度的位置的控制也能实现仅在转动部分15一侧控制固定到转动套筒的转动多角镜4的高度控制。
这样，允许方便地实现内转子型扫描器电机的两面平衡而不用把转动套筒从静止轴拉出，因而防止外来物(如灰尘)侵入转动套筒和静止轴之间。另外，转动套筒被永磁体8c的斥力浮起而在推力方向支承重量，通过控制固定在壳体上用于排斥的永磁体8a和用来在装到电机壳体上时限制其向上浮起的永磁体8b的相对高度来控制固定在转动套筒上的转动多角镜的高度。
第二实施例：
图5为本发明第二实施例的使用内转子型扫描器电机的扫描光学装置的转动部分115和静止部分116处在分离状态的剖面图。与图1中同样作用的相同元件在下面标以同样的标号，并省去对它们的说明。图5中内转子型扫描器电机包括转动部分115和静止部分116。转动部分115设置成使得转动轴112被球轴承111可转动地支承着，固定件113用收缩装配方法固定在转动轴112上，转动多角镜4用板簧5固定在固定件113上，驱动磁体6通过粘接剂之类固定到固定件113上。
球轴承111固定到电机壳体117上。静止部分116包括定子线圈9，它在装配时位于与转动部分115中的驱动磁体6相对；磁性层压件10，位于线圈的外周边；线路板11，装有上述元件；以及底座12，用来支承治安路板的底部。转动部分115和静止部分116通过例如螺钉14相互连接，但也可用其它方法，例如弹簧或粘接剂。
这种装置可方便地与转动多角镜上部及驱动磁体上的两个平面平衡，当在用球轴承的内转子型扫描器电机的情况下，它用来通过驱动磁体固定在定子侧并不会从定子侧分离。
如上所述，本发明涉及这样一种设置，其中扫描器电机由转动部分和静止部分两个分离元件构成，因而具有下面的优点。它解决了普通内转子型扫描器电机实例中的问题而便于两面平衡。在具有流体动力轴承的内转子型扫描器电机的情况下，可以防止由于从静止轴拉出转动套筒或把它推列静止轴上而带来的外来物侵入电机的问题。另外，通过控制固定到电机壳体的磁体的相对高度可控制磁性浮起的转动套筒的高度。也就是说，通过把浮起磁体中的一个和上止挡磁体固定在壳体上，通过加工壳体的尺寸可以确定转动套筒的浮起位置。
另外，使用球轴承的内转子型扫描器电机也可以制成包括两个分离单元的分离电机装置，以便于对多角镜和驱动磁体上的两个平面作两面平衡。
Claims (16)
1．一种用于驱动转动多角镜转动以偏转扫描的扫描器电机，包括：
一转动部分，具有：
(a)一轴承，
(b)一设置成可相对于所述轴承转动的转动件，
(c)一固定到所述转动件上的转动多角镜，所述转动多角镜具有一第一转动修正部分，以及
(d)一固定到所述转动件上用于使所述转动件转动的驱动磁体，所述转动件具有一第二转动修正部分；和
一静止部分，它是构成所述电机的两部分之一，所述转动部分为另一部分，
(e)一与所述驱动磁体相对并位于驱动磁体的外周边的一侧上的定子线圈，
(f)一围绕所述定子线圈设置的磁性件，以及
(g)一底座，其上安装所述定子线圈和所述磁性件，
其特征在于，
(h)一用于支承所述轴承的电机壳体，所述电机壳体具有一第一安装部分，其中所述静止部分包括一安装到所述转动部分的第一安装部分的第二安装部分，以实现静止部分和所述转动部分的连接，所述转动部分具有。
2．根据权利要求1的扫描器电机，其特征在于，转动部分的所述第一安装部分和静止部分的所述第二安装部分各自分别具有分别作为安装基准的安装表面，其中安装表面设置成相互配合，然后相互用螺钉连接。
3．根据权利要求2的扫描器电机，其特征在于，所述转动部分的电机壳体的外圆周表面加工成高精度，所述静止部分的底座具有一孔，所述底座中的孔的内圆周表面加工成高精度，并且在连接所述静止部分和所述转动部分时所述电机壳体装配在所述底座的孔中。
4．根据权利要求1的扫描器电机，其特征在于，所述转动部件为转动套筒。
5．根据权利要求4的扫描器电机，其特征在于，所述轴承为液体动力轴承。
6．根据权利要求1的扫描器电机，其特征在于，所述转动部件为转动轴。
7．根据权利要求6的扫描器电机，其特征在于，所述轴承为球轴承。
8．根据权利要求1的扫描器电机，其特征在于，还包括一设置在所述底座上的线路板，其中所述转子线圈和所述磁性件安装在所述线路板上。
9．一种内转子型扫描器电机，包括：
一设有一第一安装部分的转动单元，所述转动单元具有：
(a)一静止轴，
(b)一设置成可相对于所述轴承转动的转动套筒，
(c)一用于使所述转动套筒可相对于所述静止轴转动的轴承，
(d)一固定到所述转动套筒上的转动多角镜，所述转动多角镜具有一第一转动修正部分，以及
(e)一固定到所述转动套筒上用于使所述转动套筒转动的驱动磁体，所述转动磁体具有一第二转动修正部分；和
一静止单元，它是构成所述电机的两个单元之一，所述转动单元为另一单元，所述静止单元具有，
(f)一与所述驱动磁体相对并位于驱动磁体的外周边的一侧上的定子线圈，
(g)一围绕所述定子线圈设置的磁性件，以及
(h)一底座，其上安装所述定子线圈和所述磁性件，并具有安装到所述转动单元的第一安装部分的第二安装部分。
其特征在于，
(i)一电机壳体，所述静止轴固定于其上，所述电机壳体具有一第一安装部分，其中所述静止单元包括一安装到所述转动单元的第一安装部分的第二安装部分，以实现静止单元和所述转动单元的连接，所述底座具有一孔，所述电机壳体装配于其中。
10．一种内转子型扫描器电机，包括：
一转动单元，具有：
(a)一静止轴，
(b)一设置成可相对于所述静止轴转动的转动套筒，
(c)一用于使所述转动套筒可相对于所述静止轴转动的轴承，
(d)一固定到所述转动套筒上的转动多角镜，所述转动多角镜具有一第一转动修正部分，以及
(e)一固定到所述转动套筒上的驱动磁体，所述驱动磁体具有一第二转动修正部分；和
一静止单元，所述转动单元与之相连，所述静止单元具有，
(f)一与所述驱动磁体相对并位于驱动磁体的外周边的一侧上的定子线圈，
(g)一围绕所述定子线圈设置的磁性件，以及
(h)一底座，其上安装所述定子线圈和所述磁性件，
其特征在于，
(i)一形成为杯形的电机壳体，用于固定所述静止轴，所述第一安装部分从所述电机壳体的圆周边缘延伸从而与所述静止轴垂直，所述底座具有一孔，所述电机壳体装配于其中，并具有安装到所述转动单元的第一安装部分的第二安装部分，以便实现静止单元和所述转动单元之间的连接。
11．根据权利要求10的扫描器电机，其特征在于，转动单元的所述第一安装部分和静止单元的所述第二安装部分各自分别具有分别作为安装基准的安装表面，其中安装表面设置成相互配合，然后相互用螺钉连接。
12．根据权利要求11的扫描器电机，其特征在于，所述电机壳体的杯形外圆周表面以及所述底座中的孔的内圆周表面均加工成高精度，并且当所述转动单元与所述静止单元连接时所述电机壳体装配在所述底座的孔中。
13．根据权利要求10的扫描器电机，其特征在于，所述转动部分具有使所述转动套筒相对于所述电机壳体磁浮起的装置。
14．根据权利要求13的扫描器电机，其特征在于，所述用于使所述转动套筒磁浮起的装置具有一设置在所述电机壳体上的第一永磁体和设置在所述转动套筒上的第二永磁体，浮起力由第一和第二永磁体之间的斥力获得，还在所述电机壳体上设置第三永磁体，并且固定到所述转动套筒的所述转动多角镜的高度由所述第三永磁体和所述第二永磁体的安装位置确定。
15．一种内转子型扫描器电机，包括：
一包括第一安装部分的转动单元，所述转动单元具有：
(a)一轴承，
(b)一设置成可相对于所述轴承转动的转动轴，
(c)一固定到所述转动轴上的转动多角镜，所述转动多角镜具有一第一转动修正部分，以及
(d)一固定到所述转动轴上的驱动磁体，所述驱动磁体具有一第二转动修正部分；和
一静止单元，它是构成所述电机的两单元之一，所述转动单元为另一单元，所述转动单元具有：
(e)一与所述驱动磁体相对并位于驱动磁体的外用边的一侧上的定子线圈，
(f)一围绕所述定子线圈设置的磁性件，以及
(g)一底座，其上安装所述定子线圈和所述磁性件，
其特征在于，
(h)一用于支承所述轴承的电机壳体，所述电机壳体具有所述第一安装部分，其中所述静止单元包括一安装到所述转动单元的所述第一安装部分的第二安装部分，以实现静止单元和所述转动单元的连接，所述底座具有一孔，所述电机壳体装配于其中，并具有安装到所述转动单元的第一安装部分的第二安装部分，以便实现静止单元和所述转动单元之间的连接。
16．根据权利要求15的扫描器电机，其特征在于，所述轴承为球轴承。
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