CN204595326U - 多面镜扫描仪马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够提高稳定性的多面镜扫描仪马达。多面镜扫描仪马达具备以旋转轴R为中心而旋转的转子(10)、与转子(10)的外周面嵌合的板(50)、以及与转子(10)的外周面嵌合且与板(50)粘合的多面镜(51)。转子(10)的与板(50)嵌合的部分的直径(R1)比转子(10)的与多面镜(51)嵌合的部分的直径(R2)小。

Description

多面镜扫描仪马达

技术领域

本实用新型涉及多面镜扫描仪马达，特别涉及具备与转子嵌合的多面镜的多面镜扫描仪马达。

背景技术

多面镜扫描仪马达是搭载于激光束打印机等并使多面镜(多棱镜)高速旋转的马达。由激光二极管生成的激光束照射至被多面镜扫描仪马达驱动旋转的多面镜，并被多面镜反射。由此，生成在感光体上进行扫描的激光束。

一般，多面镜包含形成于中心部的嵌合孔，嵌合孔的内周面与转子的外周面嵌合。为了容易向转子装卸多面镜，在嵌合孔的内周面与转子的外周面之间设置有间隙。在现有的多面镜扫描仪马达中，使用压簧、螺钉或者粘合剂等将多面镜固定于转子。

例如下述专利文献1公开了一种多面镜驱动装置，其具备包含嵌合孔的旋转多面镜、包含嵌入于旋转多面镜的嵌合孔的圆筒部的转子、以及螺纹固定于转子的圆筒部的上部的反射镜按压部件。反射镜按压部件包含螺纹固定于转子的帽、和在帽与旋转多面镜之间由于来自帽的推力方向的力而弹性变形的压簧。在帽与旋转多面镜之间的间隙填充有粘合剂。旋转多面镜通过从压簧受到的力和粘合剂而固定于转子。旋转多面镜以及反射镜按压部分别嵌入转子的圆筒部的相同直径的部分。

下述专利文献2公开了一种多面镜型光偏振光器，其具备转子、具有供转子的一部分插入的中心孔并载置于转子上的环状的多面镜、以及将多面镜向反射镜载置部按压并固定的帽。帽的反射镜固定部与多面镜通过粘合剂固定。多面镜以及帽分别嵌入转子的相同直径的部分。

专利文献1：日本特开平11－183831号公报

专利文献2：日本特开2000－347120号公报

一般在旋转体旋转的情况下，大小与以旋转轴为中心的半径的大小成正比的离心力作用而使旋转体膨胀。若旋转停止则离心力不作用，旋转体恢复为原来的尺寸。因此，旋转体外径越大则作用的离心力越大，膨胀量越大。

多面镜扫描仪马达驱动多面镜在约40000rpm的高速下旋转。多面镜的外径比转子的外径大，所以作用于多面镜的离心力比作用于转子的离心力大。因此，转子的外周面与嵌合孔的内周面间隙在旋转停止时小，而在旋转时由于作用于多面镜的离心力与作用于转子的离心力的差而变大。其结果是，若多面镜重复旋转(起动)以及停止，则多面镜相对于转子的位置逐渐偏离，多面镜的重心以亚微米单位移动。由此，存在稳定性降低的问题。

实用新型内容

本实用新型用于解决上述课题，其目的是提供一种能够提高稳定性的多面镜扫描仪马达。

本实用新型的一个方式的多面镜扫描仪马达具备：以旋转轴为中心而旋转的转子、与转子的外周面嵌合的嵌合部件、以及与转子的外周面嵌合且与嵌合部件粘合的多面镜，转子的与嵌合部件嵌合的部分的直径比转子的与多面镜嵌合的部分的直径小。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为转子包含设置于旋转轴的位置的圆柱形状的轴，嵌合部件与轴的外周面嵌合。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为嵌合部件包含与轴嵌合的嵌合孔，以轴的外径为基准来规定嵌合孔的尺寸。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为转子还包含转子架，转子架包含与轴的外周面嵌合的转子轮毂(rotor boss)、和设置于比转子轮毂更靠外径侧的转子台，转子轮毂比转子台更朝旋转轴的一侧突出，多面镜与转子轮毂的外周面嵌合，并且在旋转轴的延伸方向的另一侧的面与转子台接触。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为嵌合部件和多面镜在与旋转轴正交的面相互粘合。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为还具备将多面镜向转子推压的推压部件，推压部件与嵌合部件接触，经由嵌合部件推压多面镜。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为嵌合部件和多面镜由相同的材料形成。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为嵌合部件包含从旋转轴的延伸方向的一侧贯通至另一侧的贯通孔。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为嵌合部件通过过渡配合或者压入的方法与转子的外周面嵌合。

在上述多面镜扫描仪马达中优选为嵌合部件包含与转子的外周面嵌合的嵌合孔，嵌合孔具有多边形的平面形状。

根据本实用新型，能够提供一种能提高稳定性的多面镜扫描仪马达。

附图说明

图1是示意性表示本实用新型的一实施方式的多面镜扫描仪马达的结构的剖视图。

图2(a)、图2(b)、图2(c)是示意性表示板50的结构的俯视图。

图3(a)、图3(b)是说明本实用新型的一实施方式的多面镜扫描仪马达的组装方法的第一工序的局部剖视图。

图4(a)、图4(b)是说明本实用新型的一实施方式的多面镜扫描仪马达的组装方法的第二工序的局部剖视图。

图5是表示多面镜以42000rpm旋转时的膨胀量的分布的模拟结果的图。

图6是表示转子架以42000rpm旋转时的膨胀量的分布的模拟结果的图。

图7是表示板以42000rpm旋转时的膨胀量的分布的模拟结果的图。

图8是示意性表示本实用新型的变形例的多面镜扫描仪马达的一部分结构的剖视图。

附图标记的说明：10、110…转子；11…转子架；11a…转子架的侧壁部的外周面；11b…转子架的侧壁部的内周面；12…磁铁；13…轴；13a…轴的下端面；14a…转子架的转子轮毂；14b…转子架的转子台；14c…转子架的侧壁部；20、120…定子；21…定子铁芯；21a…齿部；22…定子线圈；30…流体轴承；32…套筒；33…推力罩；34…推力板；40…基板；41…轴承孔；50、150…板；50a、150a…板的嵌合孔；50b…板的贯通孔；51、151…多面镜；51a、151a…多面镜的嵌合孔；52…压簧；52a…压簧的嵌合孔；52b…压簧的脚；53…粘合剂；60、61…孔；110a…转子的中空部；111…转子的小径部；112…转子的大径部；113…转子的载置部；152…反射镜按压部件；152a…反射镜按压部件的帽；152b…反射镜按压部件的嵌合部；152c…反射镜按压部件的薄壁部；153…螺钉；R旋转轴；R1、R2、R111、R112…直径。

具体实施方式

以下，结合附图来说明本实用新型的一实施方式。

[多面镜扫描仪马达的结构]

图1是示意性表示本实用新型的一实施方式的多面镜扫描仪马达的结构的剖视图。此外，在以后的图1～图4(b)的说明中，将沿旋转轴R从压簧51朝向推力罩33的方向(图1中的下方)记为下，将沿旋转轴R从推力罩33朝向压簧51的方向(图1中的上方)记为上。

参照图1，本实施方式的多面镜扫描仪马达驱动多面镜旋转。多面镜扫描仪马达主要具备转子10、定子20、流体轴承30以及基板40。转子10被流体轴承30支承。转子10以旋转轴R为中心相对于定子20旋转。转子10具备转子架11、磁铁12以及轴13。轴13具有圆柱形状，且设置于旋转轴R的位置。在转子10中，轴13以贯通转子架11的中心部的方式沿上下方向延伸。转子架11能够以旋转轴R为中心与轴13一起旋转。磁铁12以与定子20对置的方式安装于转子架11。

转子架11包含转子轮毂14a、转子台14b以及侧壁部14c。转子轮毂14a具有圆的平面形状，并与轴13的外周面嵌合。转子轮毂14a具有圆筒形状，比转子台14b更向上侧突出。转子台14b设置于比转子轮毂14a更靠外径侧，从转子轮毂14a朝外径方向(图1中的横向)延伸。侧壁部14c从转子台14b的外径侧端部朝下方延伸。

在转子轮毂14a的中心部设置有用于供轴13通过的孔60。转子架11通过孔60与轴13的外周面嵌合，由此固定于轴13。转子台14b例如具有圆的平面形状。侧壁部14c具有圆筒形状，并具有朝向外周侧的面即外周面11a、和朝向内周侧的面即内周面11b。磁铁12安装于内周面11b。

多面镜扫描仪马达还具备板(嵌合部件的一个例子)50、多面镜51以及压簧52(推压部件的一个例子)。为了使板50与多面镜51的热膨胀系数相等，优选由相同的材料构成，例如由铝等金属构成。

板50例如为板状，包含嵌合孔50a和多个贯通孔50b。嵌合孔50a设置于板50的中心部分。嵌合孔50a的内周面与轴13的外周面嵌合，由此板50固定于转子10。多个贯通孔50b分别设置于嵌合孔50a的周围，从板50的上表面贯通至下表面。

多面镜51设置于板50的下部。多面镜51为板状，具有多边形的平面形状。多面镜51包含设置于中心部分的嵌合孔51a。嵌合孔51a的内周面与转子轮毂14a的外周面嵌合。嵌合孔51a的内径比转子轮毂14a的外径稍大，所以在嵌合孔51a与转子轮毂14a之间设置有间隙。由此，多面镜51相对于转子10的装卸变得容易。多面镜51载置于转子台14b上，多面镜51的下表面与转子台14b接触。另外，多面镜51的上表面与板50的下表面相互粘合。此外，多面镜51与板50可以在任意部分粘合，但优选在正交于旋转轴R的面相互粘合。

这里，将转子10的与板50嵌合的部分的直径规定为直径R1，转子10的与多面镜51嵌合的部分的直径规定为直径R2。在本实施方式中，轴13以及转子轮毂14a都具有圆筒形状，所以直径R1相当于轴13的外径，直径R2相当于转子轮毂14a的外径。转子轮毂14a设置于轴13的外径侧，所以直径R1比直径R2小。

使转子10的与板50嵌合的部分如轴13那样成为转子10中直径最小的部分，由此能够减小在转子10旋转时由离心力引起的板50的内径的膨胀量。

压簧52设置于板50的上部。压簧52包含嵌合孔52a和多个脚52b。嵌合孔52a设置于压簧52的中心。嵌合孔52a的内周面与轴13的外周面嵌合，由此压簧52固定于轴13。多个脚52b分别从嵌合孔52a等间隔地朝外径方向以及下方突出。多个脚52b各自外径侧的端部与板50的上表面接触。由此，压簧52经由板50将多面镜51向转子台14b(转子10)朝下方推压。

定子20具备定子铁芯21，该定子铁芯21具有从中央朝径向外侧呈放射状延伸而形成的多个齿部21a；和定子线圈22，该定子线圈22卷绕于齿部21a的周围。定子20以隔开空间与磁铁12对置的方式配置于比磁铁12更靠内周侧。定子线圈22在电流流动的情况下产生磁场。通过定子线圈22的磁场与磁铁12的磁场的相互作用而产生驱动力(使转子10旋转的力)。

在基板40的中心部形成有孔61，轴13以及流体轴承30的套筒32从孔61贯通。另外，虽然未图示，但在基板40上也可以形成用于驱动和控制无刷马达的驱动·控制集成电路、芯片型电子部件(电阻、电容器)、用于使外加于各定子线圈22的电压接通/断开的功率MOS阵列等。

此外，也可以在轴13的外周面以及套筒32的轴承孔41的内周面中至少一方形成用于产生动压的槽(动压槽)，由此使流体轴承30成为流体动压轴承。该轴承孔41可以如图1那样贯通，也可以在旋转轴R方向的一端封闭。

流体轴承30包含轴13、套筒32、推力罩33以及推力板34。套筒32包含轴承孔41，轴13插入到轴承孔41内。在由轴13的外周面、轴承孔41的内周面以及推力板34构成的空间(套筒32与轴13之间)填充有油(未图示)。推力罩33覆盖轴承孔41的下端部，推力板34配置在推力罩33与轴13的下端面13a之间。

图2(a)、图2(b)、图2(c)是示意性表示板50的结构的俯视图。

板50具有例如图2(a)、图2(b)或者图2(c)等所示的结构。在图2(a)所示的板50中，板50的外形具有圆的平面形状，嵌合孔50a具有圆的平面形状。在图2(b)所示的板50中，板50的外形具有圆的平面形状，嵌合孔50a具有多边形(这里为四边形)的平面形状。在该情况下，以需要的尺寸精度形成的轴13插入嵌合孔50a，从而以轴13为基准来规定该尺寸精度(尺寸)。由此，能够提高嵌合孔50a的尺寸精度。在图2(c)所示的板50中，板50的外形具有多边形(这里四边形)的平面形状，嵌合孔50a具有圆的平面形状。在嵌合孔50a如图2(a)以及图2(c)所示具有圆的平面形状的情况下，嵌合部50a的内径相当于直径R1。另外，在嵌合孔50a如图2(b)所示具有多边形的平面形状的情况下，由嵌合孔50a与轴13接触的部分连结而成的圆的直径相当于直径R1。

此外，图2(a)、图2(b)以及图2(c)所示的板50都包含等间隔地形成的多个(这里为三个)贯通孔50b，但贯通孔50b的位置以及个数是任意的，也可以不设置贯通孔50b。

[多面镜扫描仪马达的组装方法]

接下来，说明多面镜扫描仪马达的组装方法。

图3(a)、图3(b)以及图4(a)、图4(b)是说明本实用新型的一实施方式的多面镜扫描仪马达的组装方法的局部剖视图。在图3(a)、图3以及图4(a)、图4(b)中，仅放大表示比图1的旋转轴R更靠左侧的转子架11的上部附近。

参照图3(a)，在将转子10组装于定子20后，使多面镜51的嵌合孔51a与转子轮毂14a的外周面嵌合。由此，多面镜51载置于转子台14b上。

多面镜51与转子轮毂14a优选通过间隙配合等方法嵌合。由此，在使多面镜51与转子轮毂14a嵌合时，能够避免力作用于多面镜51而损伤多面镜51的情况、手、工具等接触多面镜51而污染多面镜51的情况。

参照图3(b)，接着，使板50的嵌合孔50a与轴13的外周面嵌合。由此，板50载置于多面镜51上。作为板50与轴13的嵌合方法，能够使用JIS(Japanese Industrial Standards)B0401规定的过渡配合或者压入等方法。为了使板50与轴13之间尽量不产生间隙，嵌合孔50a优选具有与轴13的外周面对应的尺寸精度。通过减小板50与轴13的间隙，即使在转子10旋转的情况下板50相对于轴13的位置由于离心力而偏离，在转子10停止的情况下，板50通过与轴13的相互作用也能返回初始的位置。板50与轴13的间隙(缝隙)优选为1μm以下。

参照图4(a)，接着，使压簧52的嵌合孔52a与轴13的外周面嵌合，使压簧52向下方移动。由此，压簧52的多个脚52b成为压缩状态，板50以及多面镜51被多个脚52b分别按压于转子台14b而固定。

参照图4(b)，接下来，分别通过多个贯通孔50b向板50与多面镜51之间注入粘合剂53，通过粘合将板50与多面镜51固定。粘合剂53优选使用厌氧性粘合剂。由此在板50以及多面镜51由金属形成的情况下，能够提高粘合剂的浸透性从而容易粘合。

此外，在板50不包含贯通孔的情况下，在将多面镜51载置于转子台14b上之后(图3(a)所示的工序后)，且在将板50载置于多面镜51上之前(图3(b)所示的工序前)，可以在多面镜51的上表面以及板50的下表面的至少一方涂覆粘合剂。

[实施方式的效果]

根据本实施方式的多面镜扫描仪马达，多面镜51与板50粘合，所以即使在旋转时转子10的外周面与多面镜51的嵌合孔51a的内周面间隙变大，也能够利用板50抑制多面镜51的位置偏移。即，转子10的与板50嵌合的部分的直径R1(轴13的外径)比转子10的与多面镜51嵌合的部分的直径R2(转子轮毂14a的外径)小，所以旋转时的板50的嵌合孔50a的膨胀量小，板50相对于转子10的位置偏移小。另外，即使由于在旋转时的膨胀而使板50以及多面镜51相对于转子10的位置稍微相对移动，停止时板50以及多面镜51也能返回初始的位置。其结果是，即使在多面镜51重复旋转以及停止的情况下，多面镜51相对于转子10的位置也不容易偏离，能够提高多面镜扫描仪马达的稳定性。

此外，由于板50、多面镜51以及压簧52都是仅仅与轴13嵌合，所以万一在多面镜产生不良(例如多面镜表面的污染、变形等)的情况下，也能够将板50、多面镜51以及压簧52从轴13取下，由此，能够容易地取下(拆卸)多面镜51。

本申请发明人为了确认本实施方式的效果而进行了以下的模拟。

图5是表示多面镜以42000rpm旋转时的膨胀量的分布的模拟结果的图。

参照图5，在多面镜旋转时多面镜的嵌合孔的内周面(多面镜的内径)的膨胀显著。具体而言，多面镜的嵌合孔的内周面(图5中的A1部)的膨胀量达到约1.4μm。

图6是表示转子架以42000rpm旋转时的膨胀量的分布的模拟结果的图。

参照图6，转子架的转子轮毂的凹坑部(与多面镜嵌合的部分，图6中的A2部)的膨胀量约为0.6μm。因此，在旋转时多面镜的嵌合孔的内周面与转子轮毂的外周面之间产生1.4μm－0.6μm＝0.8μm的差。其结果是，在多面镜不与板粘合的情况下，转子架的转子轮毂与多面镜的嵌合孔之间存在数μm的间隙，所以通过重复起动以及停止，多面镜相对于转子轮毂的位置相对逐渐移动，产生转子的失衡。

图7是表示板以42000rpm旋转时的膨胀量的分布的模拟结果的图。

参照图7，这里，板的嵌合孔的内周面的直径(板的内径)与轴的外径相同(板与轴的间隙为0)。在该情况下，板的嵌合孔的内周面(图7中的A3部)的膨胀量约为0.15μm。

图7所示的板的膨胀量与图5所示的多面镜的膨胀量相比非常小(其中，实际上多面镜与板粘合，所以推测板的膨胀量约稍大于0.15μm)。因此，可知将多面镜固定于膨胀量小的板，由此多面镜相对于转子的位置不容易偏离，能够提高多面镜扫描仪马达的稳定性。

[变形例]

图8是示意性表示本实用新型的变形例的多面镜扫描仪马达的一部分结构的剖视图。图8中，仅示出了比旋转轴R更靠左侧的部分、比载置部113更靠上方的部分的结构。在图8的说明中，将沿旋转轴R从帽152a朝向转子110的方向(图1中的下方)记为下，将沿旋转轴R从转子110朝向帽152a的方向(图8中的上方)记为上。

参照图8，本变形例的多面镜扫描仪马达具备转子110、定子120、板150、多面镜151以及反射镜按压部件152。

转子110以旋转轴R为中心相对于定子120旋转。转子110具有圆筒形状，在其中空部110a设置有定子120。转子110包含小径部111、大径部112以及载置部113。小径部111具有直径(外径)R111。大径部112设置于小径部111的下部，并具有比小径部111的直径R111大的直径(外径)R112。载置部113设置于大径部112的下部，比大径部112更朝外径方向突出。

板150包含设置于中心部分的嵌合孔150a。嵌合孔150a的内周面与转子110的小径部111的外周面嵌合。

多面镜151包含设置于中心部分的嵌合孔151a。嵌合孔151a的内周面与大径部112的外周面嵌合。多面镜151载置于载置部113上，多面镜151的下表面与转子110接触。另外，多面镜151的上表面与板150的下表面相互粘合。

反射镜按压部件152设置于转子110的上端部。反射镜按压部件152通过螺钉153固定于转子110。反射镜按压部件152包含帽152a、嵌合部152b以及薄壁部152c。帽152a以覆盖转子110以及定子120的方式通过螺钉153固定于转子110的上端部。嵌合部152b从帽152a的下表面向下方延伸。嵌合部152b具有圆筒形状。嵌合部152b的内周面与小径部111的外周面嵌合。薄壁部152c设置于嵌合部152b的下部。薄壁部152c从嵌合部152b朝外径方向延伸。薄壁部152c以弯曲为板簧状状态与多面镜151的上表面接触。由此，反射镜按压部件152将多面镜151按压于载置部113而固定。并且，薄壁部152c与多面镜151的上表面相互粘合。

转子110的与板150嵌合的部分的直径R111(小径部111的外径)比转子110的与多面镜151嵌合的部分的直径R112(大径部112的外径)小。

在本变形例的多面镜扫描仪马达中，也能够得到与上述实施方式的情况相同的效果。即，在相对于转子110的位置偏移小的板150粘合多面镜151，所以即使在旋转时转子110的外周面与多面镜151的嵌合孔151a的内周面间隙变大，也能利用板150抑制多面镜151的位置偏移。其结果是，在多面镜151重复旋转以及停止的情况下，多面镜151相对于转子110的位置也不容易偏离，能够提高多面镜扫描仪马达的稳定性。

应该认为上述实施方式的全部内容仅为例示而并非用于限制。本实用新型的范围并非上述说明而是由权利要求书示出，应该包括在与权利要求书均等的意义和范围内的全部改变。

Claims (10)

1.一种多面镜扫描仪马达，其特征在于，具备：

以旋转轴为中心而旋转的转子；

与所述转子的外周面嵌合的嵌合部件；以及

与所述转子的外周面嵌合且与所述嵌合部件粘合的多面镜，

所述转子的与所述嵌合部件嵌合的部分的直径比所述转子的与所述多面镜嵌合的部分的直径小。

2.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述转子包含设置于所述旋转轴的位置的圆柱形状的轴，

所述嵌合部件与所述轴的外周面嵌合。

3.根据权利要求2所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述嵌合部件包含与所述轴嵌合的嵌合孔，

以所述轴的外径为基准来规定所述嵌合孔的尺寸。

4.根据权利要求2或3所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述转子还包含转子架，

所述转子架包含与所述轴的外周面嵌合的转子轮毂、和设置于比所述转子轮毂更靠外径侧的转子台，所述转子轮毂比所述转子台更朝所述旋转轴的一侧突出，

所述多面镜与所述转子轮毂的外周面嵌合，并且在所述旋转轴的延伸方向的另一侧的面与所述转子台接触。

5.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述嵌合部件和所述多面镜在与所述旋转轴正交的面相互粘合。

6.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述多面镜扫描仪马达还具备将所述多面镜向所述转子推压的推压部件，

所述推压部件与所述嵌合部件接触，经由所述嵌合部件推压所述多面镜。

7.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述嵌合部件和所述多面镜由相同的材料形成。

8.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述嵌合部件包含从所述旋转轴的延伸方向的一侧贯通至另一侧的贯通孔。

9.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述嵌合部件通过过渡配合或者压入的方法与所述转子的外周面嵌合。

10.根据权利要求1所述的多面镜扫描仪马达，其特征在于，

所述嵌合部件包含与所述转子的外周面嵌合的嵌合孔，所述嵌合孔具有多边形的平面形状。