CN1315773A - 扫描电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可用于激光打印机的扫描电机,包括线路板,圆筒形轴套,盖子,定子组件,在其内表面的上部及下部设有动压形成垄毂,其极性相反的两极纵向分布的环形固定磁铁,垂直插入轴套内、底端距盖子一定间距的旋转轴,绕轴设置、与固定磁铁沿水平方向平行且与之上下端极性相反的旋转磁铁,转子壳体,以及磁轭。本发明可以完全消除高速旋转时的轴承摩擦,将噪音及震动降至最低,在使耐久性增大的同时,保持反射镜稳定的驱动。

Description

扫描电机
本发明涉及激光打印机的扫描电机，特别涉及在高速旋转时可以完全消除轴承摩擦，使噪音和震动降至最低，使耐力增大的同时保持反射镜稳定的扫描电机。
在一般激光光束打印机的光扫描装置中，其最核心部份是扫描电机，用以快速旋转多边形反射镜，将激光光束对着感光筒使其全反射。
与图1相同，传统的扫描电机如图示，扫描电机是适用于大部份小型精密机器的，具有与小型主轴电机类似的结构。
如图1所示，此扫描电机包括一个宽电路板(1)和一个与之下端相连接的圆筒型的轴套(2)，此轴套(2)上端的外侧设置有包括一组线圈的定子组件(3)。
固定于轴套(2)内的旋转轴(4)的上部及下部外径上设有动压形成垄毂(4a)，且由轴套(2)所包围。
向轴套(2)的上部延长的旋转轴(4)的上端与支承件(5)相接，在此支承件(5)的上部牢固地固定有多边形反射镜(6)。
支承件(5)的下部与转子壳体(7)相连，并向下延伸。此转子壳体(7)具有圆周形折边，其内表面设有与定子组件(3)相距一定的间隔的磁铁(7a)。
在上述结构的扫描电机中，组成扫描电机定子组件(3)的中心线圈和转子壳体(7)相连的磁铁(7a)中间产生的旋转电磁力，以旋转轴(4)为中心将相互连接的磁铁(7a)和转子壳体(7)，支承件(5)和多边形反射镜(6)同步旋转，从而使激光光束注射在旋转的多边形反射镜(6)上产生反射作用。
旋转轴(4)的下部设有用以轴向支承旋转轴(4)的垫圈(8)，并利用动压形成垄毂(4a)对其产生径向支承。
旋转轴(4)旋转时，油会集中于外周边上端和下端各自的动压形成垄毂(4a)处，这时在油压轴套(2)和旋转轴(4)之间互不接触的状态下，旋转轴(4)会自由的进行旋转工作。
在扫描电机里最重要的因素是，旋转轴(4)在旋转时，与支承件(5)相结合的多边形反射镜(6)的稳定工作。
如果多边形反射镜(6)沿径向或轴向偏离一点，激光光束的反射角就会出现错误，印刷效果就会跟着受到影响。
但是，传统的扫描电机主要是利用旋转轴(4)上的动压形成垄毂(4a)对其进行径向支持。然而作为旋转件的旋转轴(4a)上的动压形成垄毂(4a)在旋转过程中与油之间产生摩擦，使旋转轴(4)的磨损增大，动压形成垄毂(4a)成为负荷，减小了动力的作用。
在传统的扫描电机的旋转轴(4)的下端，只有单纯的垫圈(8)给予轴向支持，实际上未与荷重方向形成真正的对应，特别是与多边形反射镜(6)相接合的支承件(5)通常为了牢固地连接多边形反射镜(6)，采用的是高精密加工用的铝合金材质，相反而与此定子组件(5)相连的转子壳体(7)是普通的金属，电机高速运转时产生的高温，会使具有不同热膨胀系数的支承件(5)和转子壳体(7)间的连接状态不稳定，最后使多边形反射镜(6)的工作也会不稳定，随之印刷效果会受到严重影响。
本发明的目的是为了改善上述的问题，将多边形反射镜旋转时的震动大幅度减小，以提高对其性能的信赖度。
本发明中旋转轴对轴套在非接触的状态下进行起动，消除了接触磨损，提高起动性也是其目的之一。
另外，此发明将多边形反射镜的连接支承件和转子壳体制成一体，在缩短制造工程的同时，还可以保持稳定的工作。
为了达到以上的目的，本发明包括：线路板；以及与上述线路板的下端相连的圆筒形的轴套，其底部附设有盖子，用以将其底端罩住；沿垂直方向绕上述轴套设置的包括一组线圈的定子组件；在上述轴套内部的垂直方向，固定有轴承，在轴承上部及下部的内表面上形成动压垄毂；上述轴套上端固定有环形固定磁铁，其极性相反的两极纵向分布；垂直插入轴承内的旋转轴，其底端相距盖子一定间隔；绕轴设置、其极性相反的两极垂直分布的旋转磁铁，它与固定磁铁沿水平方向相平行，且上下端极性相反，使两者相互吸引：转子壳体，其上端在上述旋转磁铁的上方与上述旋转轴的上端相连，且在其上端设有向下延伸的圆柱形折边，其顶部表面与多边形反射镜相连，折边内表面与环形驱动磁铁相接触，以便将磁轭插入驱动磁铁与折边间。
图1为传统的扫描电机的截面图；
图2为本发明的扫描电机的截面图；
图3为本发明的人字形的动压垄毂的轴承的局部剖面图：
图4为本发明轴对称形动压垄毂的轴承的局部剖面图；
图5为本发明中轴向支承旋转轴的构造的局部放大图。
图2是本发明扫描电机的截面图。如图2所示，本发明的扫描电机包括一个线路板(10)，及与之相连的圆筒形轴套(20)，此轴套(20)的外周边固定有由中心线圈组成的定子组件(30)，轴套(20)的内部设置有可随之转动的旋转轴(40)。转子壳体(50)与旋转轴(40)相连，且设有向下延伸的圆筒形折边。
此构造与传统的产品相类似，但是本发明则设置了一个单独轴承(70)，用以直接支持旋转轴(40)。
轴承(70)为一圆筒型轴承，且插入轴套(20)和旋转轴(40)之间，其长度比支承轴套(20)的轴套(20)要短。在轴承(70)与旋转轴(40)的外周边相接触的内径表面的上端和下端分别设有动压形成垄毂(71)。在轴承(70)的内表面、上下动压垄毂(71)之间，设有环形切槽，以便在此切槽内保持一定量的油。
另外，轴承(70)是将金属粉末压制后，使浸渍油后烧结而成。因此，其内部包有大量的油，特别是形成于上端和下端的动压形成垄毂(71)之间的环形切槽内，形成一多孔结构。可以保持将恒定量的油从环形切槽流向上端和下端的动压垄毂(71)。
形成于轴承(70)的上端和下端的动压形成垄毂(71)可以为与图3所示的人字型形状。亦可为与图4所示的单纯的向轴方向以一定间隔形成形状。
与传统的构造不同，旋转轴(40)固定于轴承(70)内，保持与任何地方都不接触的状态。
即轴套(20)的竖直延伸孔由其下端的盖子(21)覆盖，以防止轴套(20)内部灌满的油流出。在传统的电机中，在盖子上安装了一个垫圈，使之支承旋转轴，在本发明中省略了垫圈，旋转轴(40)的下端与盖子(21)相差一定高度，使其保持一种悬空状态。
在轴套(20)的上端和与其对应的旋转轴(40)的外周相应位置处，在同一水平线上，如图5所示，分别设置有上下极性相反的固定的磁铁(81)和旋转磁铁(82)，从而在固定磁铁(81)和旋转磁铁(82)间产生相互吸引力。
与此同时，与传统技术不同，本发明将支承件和安装有多边形反射镜的转子壳体(50)制成一体，转子壳体的材质用与传统的支承件相同的铝合金材质制成。并在此转子壳体(50)的上部直接安装多边形反射镜(60)。
驱动磁铁(51)与转子壳体(50)内表面相接触，与定子组件(30)相距一定间隔。因为转子壳体(50)由铝合金制在成，因而具有非传导性的特征。在转子壳体(50)和驱动磁铁(51)之间安装有磁轭(52)，用以产生磁通量。
在本发明的上述结构的扫描电机中，在轴承(70)与旋转轴(40)之间，因为轴承(70)里含有油，则会形成一层均质的油膜。特别是在轴承(70)形成的动压垄毂(71)，由于动压作用，可以保持旋转轴(40)的荷重的稳定。
旋转轴(40)高速旋转时使流动的油与固定相接触，从而产生磨擦力。传统技术中动压形成垄毂设置于旋转轴上，与传统技术相比，因为轴承(70)处于固定状态，油的磨擦力得以明显减小。随之油的磨擦所导致的磨损也会降至最低。特别是这样的磨擦的减少还可以大幅度降低旋转轴(40)的驱动消音和振动。
设置于轴套(20)的上端和旋转轴(40)的外周边之间的固定磁铁(81)和旋转磁铁(82)，利用两者间产生的吸引力，防止旋转轴(40)的上下移动。
即旋转轴(40)旋转时，旋转轴(40)的径向负荷通常由轴承(70)上的动压形成垄毂(71)所产生的动压所支承，而旋转轴(40)轴向负荷则由固定磁铁(81)和旋转磁铁(82)间产生的引力所支持。
因此，可保证旋转轴(40)同轴。在流体动压轴承中，难以保持旋转轴(40)同轴。从而使转子壳体(50)旋转时，几乎没有径向或轴向偏移。
特别是本发明的转子壳体(50)用铝合金做成，同时具有用以安装多边形反射镜的支承功能。
即通常的电机在高速旋转时产生的高温，在转子壳体和此转子壳体和支承件之间，由于热膨胀的差异，在连接部位连接力低下，并发生驱动性不稳定现象，本发明消除了这种材质的差异，这时发生的问题可即时解决。
本发明对旋转轴(40)各个方向的支持，可以在非接触状态下完成，但在发挥高速驱动性的同时，将与支承件成型为一体的转子壳体(50)的旋转轴(40)的同心度提高，从而使与转子壳体(50)相连的多边形反射镜(60)的驱动更加稳定。
如同上述所说，本发明通过轴承(70)和固定磁铁(81)及旋转磁铁(82)以及将多边形反射镜(60)安装于转子壳体(50)上的改良结构，可达到精确和稳定同心度以及多边形反射镜(60)的稳定的驱动性。的即缩短起动时间，减少电力消耗，避免了噪音和振动。并在提高耐力性的同时，可以大幅度提高通过多边形反射镜(60)的印刷效果。

Claims (4)

1．一种扫描电机，它包括：
线路板(10)；以及
与上述线路板(10)的下端相连的圆筒形的轴套(20)，其底部附设有盖子(21)，用以将其底端罩住；
沿垂直方向绕上述轴套(20)设置的包括一组线圈的定子组件(30)；
在上述轴套(20)内部的垂直方向固定有轴承，在轴承(70)上部及下部的内表面上形成动压垄毂(71)；
上述轴套(20)上端固定有环形固定磁铁(81)，其极性相反的两极纵向分布；
垂直插入轴承内的旋转轴(40)，其底端相距盖子(21)一定间隔；
绕轴设置、其极性相反的两极垂直分布的旋转磁铁(82)，它与固定磁铁(81)沿水平方向平行相，且上下端极性相反，两者相互吸引；
转子壳体(50)，其上端在上述旋转磁铁(82)的上方与上述旋转轴(40)的上端相连，且在其上端设有向下延伸的圆柱形折边，其顶部表面与多边形反射镜(60)相连，折边内表面与环形驱动磁铁(51)相接触，以便将磁轭插入驱动磁铁与折边间。
2．根据权利要求1所述的一种扫描电机，其特征在于：上述轴承(70)的动压形成垄毂(71)呈人字型形。
3．根据权利要求1所述的一种扫描电机，其特征在于：上述轴承(70)的动压形成垄毂(71)为沿轴向分布形状。
4．根据权利要求1所述的一种扫描电机，其特征在于：转子壳体(50)上设有与之成形为一体的支承件，用以将多边形反射镜(60)设置于其上，转子壳体(50)和支承件均由铝合金材质制成。
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