多面反射体扫描电动机的制作方法

专利名称：多面反射体扫描电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于激光打印机、激光复印机等激光扫描的多面反射体扫描电动机， 特别是涉及高速旋转及高速起动化、小型化、进而长寿命化的多面反射体扫描电动机。
背景技术：
近年来，多面反射体扫描电动机(以下适宜简称为“多面反射体电动机”)伴随 LBP(Laser Beam Printer)的普及，要求小型化、薄型化及低成本化。同样，对于旋转变动及 噪声或多面反射体的面倾斜，需要维持高精度的性能。其中，通过在铁基板等上固定轴承部 且在该轴承部上枢轴支承旋转轴的构成，实现薄型化、低成本化，并且采用流体轴承作为轴 承，实现高精度化及长寿命化。另外，与这种轴旋转型相反，例如专利文献1中所公开的那样，目前也提案有一种 通过固定于托架等上的轴枢轴支承的轴承部围绕轴旋转的轴固定型的电动机。图5是表示现有的轴固定型多面反射体电动机之一例的剖面图。图5中，在托架801上设有环状突出部802。在环状突出部802上固定有定子铁 芯803，且在定子铁芯803上卷绕有定子线圈804。另外，托架801被安装固定于铁板电路 基板805，在托架801的中央部压入固定有作为固定轴的轴806。另一方面，在轮毂811上 突设有从凸缘部811a向下方突出的圆筒状的套筒轴承部811b。在套筒轴承部811b的内周 面形成有人字槽，通过介于轴806和轮毂811间极小的间隙的润滑剂，在电动机旋转时产生 动压。在套筒轴承部811b的外周面811c固定有转子814。该转子814通过包括铁氧体的 磁性成分的树脂形成，与定子铁芯803相对的内周面被多极磁化。另外，在凸缘部811a的 上部载置有形成方形状的多面反射体815，并将其通过夹紧用弹簧816从上部按压固定。通过制成这样的构成，形成转子814围绕作为固定轴的轴806旋转的轴固定型的 流体轴承构造，能够容易地实现接近双支承构造的轴承结构。即，通过制成这样的轴固定 型，能够抑制轴描绘圆锥形的同时进行旋转这样的擂槌运动(t >9 r t運動)的发生。特 别是近年来伴随LBP的普及，期望更高速化或彩色化，多面反射体电动机也寻求30000 50000rpm这样更高的高速旋转化。这种高速旋转中，因上述那样的轴旋转型容易产生的擂 槌运动对动压轴承部造成的影响极大，可能使轴承寿命显著降低。因此，正在重新探讨图5 所示的轴固定型的构成的多面反射体电动机。另外，在要实现对应于高速化的多面反射体电动机的情况下，由于转子的重量对 高速旋转及高速起动的各特性容易造成影响，所以如何实现转子的轻量化成为课题。因此， 例如专利文献2中所公开，也提案有一种消减转子的零件数量以实现低成本化，并且抑制 旋转体整体的惯性增大以实现电动机的高速起动化的技术。图6是表示基于这种现有的轴旋转型的多面反射体驱动装置之一例的剖面图。图6中，现有的多面反射体驱动装置具有旋转自如地支承于保持在壳体901上的 轴承部902的旋转轴903，旋转轴903与转子904 —体结合。转子904与固定于壳体901上 的电动机基板905上的定子906 —同构成电动机。定子906具有与电动机基板905 —体的铁芯906a和卷绕于其上的线圈906b。另外，多面反射体907通过安装于旋转轴903上端 的压簧908被按压在与旋转轴903粘接的转子904上，它们被一体结合。转子904通过切 削性良好的塑料制的磁铁形成，其具有包围线圈906b的筒状部分904a和载置多面反射体 907的圆板部分904b。另外，在圆板部分904b的上面形成有通过切削而以高的面精度精加 工而成的基准面904c。这样，现有的多面反射体驱动装置为通过压簧908使多面反射体907抵接于通过 切削被精加工的转子904的基准面904c的构成。而且，由此，不需要现有的在多面反射体 和转子之间设置的凸缘，从而实现组装零件数量的消减带来的低成本化，并且实现小型化 及薄型化。另外，通过省略凸缘，可降低包括多面反射体和转子的旋转体整体的惯性，可以 缩短电动机的起动时间。但是，在制成专利文献1这样的构成的情况下，可基于轴固定型的简易的结构抑 制擂槌运动，但例如需要图5所示的凸缘部811a，所以旋转体整体的重量增加，如上所述， 存在对高速旋转及高速起动各特性造成恶影响的课题。特别是在图5所示的轮毂811等使 用比重重的金属切削零件的情况下，由于转子的重心位置变高而容易变得不稳定。因此，在 高速旋转时，转子在径向方向振动并且旋转这样的振摆回转运动增大，进而对支承其的轴 承的负荷增大，对耐久性也造成恶劣影响。另外，在制成专利文献2的构成的情况下，可消减图5所示的凸缘部811a的零件， 故而旋转轴整体的重量也能得到消减，成为适合高速起动的结构。但是，如图6的轴承部 902那样，由于为在旋转体整体的下部设置承受旋转轴的轴承部的构造，故而存在容易产生 基于轴旋转型的擂槌运动的课题。另外，由于为将旋转轴和多面反射体直接嵌合的构成，所 以，在制作多面反射体的加工中，将多面反射体的内径缩小到旋转轴的直径尺寸的水平是 非常困难的。因此，实际情况是不得不在旋转轴与多面反射体内径之间插入转子凸台等衬 垫。另外，由于转子由塑料制的磁铁形成，所以高速旋转时可能因作用于转子的离心力而产 生裂纹。专利文献1 日本特许出愿特开平7-336970号公报专利文献2 日本特许出愿特开平10-96872号公报

发明内容
为解决所述课题，本发明提供一种多面反射体扫描电动机，搭载于基体基板上，具 备包括卷绕有定子线圈的定子铁芯的定子部、包括与定子铁芯相对配置的转子磁铁且搭 载多面反射体的转子部，转子部具备通过磁性金属材料形成为杯形状且在圆筒状部的内 周侧配置有转子磁铁的转子架；连接于转子架中央的轴承套筒；载置于转子架上的多面反 射体，定子部具备在基体基板上固定一端部侧的固定轴，在固定轴的另一端部侧，轴承套筒 旋转自如地被支承，转子架在一面具有至少三个突起部，以使多面反射体与突起部抵接的 方式将多面反射体载置。根据这样的构成，由于为通过固定于基体基板的固定轴支承与转子架一体化的轴 承套筒的轴固定型的构造，所以成为接近双支承构造的轴承结构，能够抑制擂槌运动的产 生。另外，由于为设于转子架的一面的至少三个突起部支承多面反射体的构成，所以不需要 设置用于载置多面反射体的凸缘、设于旋转轴和多面反射体内径之间的转子凸台等，可实现包括轴承套筒及转子架的旋转体整体的轻量化和薄型化。另外，由于旋转体整体的重心 位置低，故而也可以抑制高速旋转时的转子振摆回转运动。另外，由于可减轻多面反射体和 转子架的间隙，故而也可以降低旋转时的风切音。而且，由于由磁性金属材料制的转子架覆 盖转子磁铁，故而能够防止高速旋转时的离心力造成的转子磁铁的破损。另外，通过设为与转子架的三个突起部抵接的方式来载置多面反射体的构成，从 而可通过所谓的三点支承来载置多面反射体，可实现用于载置多面反射体的稳定的基准 面。


图1是本发明实施方式的多面反射体扫描电动机的剖面图；图2是同上多面反射体扫描电动机的转子架的立体图；图3是表示通过夹具固定了轴承套筒及转子架的截面的情形的图；图4是表示同上立体方向的情形的图；图5是表示现有的轴固定型即多面反射体电动机之一例的剖面图；图6是表示基于现有的轴旋转型的多面反射体驱动装置之一例的剖面图。符号说明11,815,907 多面反射体12 转子架12a突起部12b台阶部13转子磁铁14 轴承套筒15 推力板16 轴承推力部17 固定轴18a、803 定子铁芯18b,804 定子线圈19 基体基板20 动压轴承部20a、20b动压发生槽21,908 压簧22 固定销80 卡盘夹具81 按压夹具82 承受夹具83 架限制用夹具801 托架802 环状突出部805 铁板电路基板
806轴811轮毂811a凸缘部811b套筒轴承部811c外周面814,904 转子816夹紧用弹簧901壳体902轴承部903旋转轴904a筒状部分904b圆板部分904c基准面905电动机基板906定子906a铁芯906b线圈
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。(实施方式)图1是本发明实施方式的多面反射体扫描电动机的剖面图。另外，图2是本发明 实施方式的多面反射体扫描电动机的转子架的立体图。如图1所示，本多面反射体扫描电动机在基体基板19上搭载卷绕有定子线圈18b 的定子铁芯18a，并且在基体基板19上固定有固定轴17。另外，固定轴17将连接有转子架 12的轴承套筒14支承且使其旋转自如。即，轴承套筒14形成一端具有开口部的大致圆筒 形状，经由开口部将固定轴17插入轴承套筒14的内周侧。另外，在轴承套筒14的内周侧 的另一端侧配置有构成轴承推力部16的树脂制的推力板15，由此，轴承套筒14在推力方向 承受固定轴17。另外，在轴承套筒14的内周侧构成有向径向方向的动压轴承部20。这样， 固定轴17其轴方向的一端部侧固定于基体基板19上，在另一端部侧将轴承套筒14支承且 使轴承套筒14旋转自如。另外，如图2所示，转子架12通过对磁性金属材料进行冲压加工而形成为大致杯 形状，且构成包括其一面即圆形状的顶面部和从顶面部的周缘部圆筒状地突出的圆筒状部 的形状。在转子架12上，顶面部在其中央具有开口部，轴承套筒14贯通该顶面部中央的开 口部并连接，并且，在转子架12的圆筒状部的内侧部，以与定子铁芯18a相对的方式圆筒状 地配置转子磁铁13。另外，转子架12在顶面部具有多个突起部12a。多面反射体11与这 些突起部12a抵接而被载置，通过压簧21将多面反射体11按压固定于转子架12的突起部 12a 上。这样，本实施方式的多面反射体电动机具备定子部及转子部，定子部包括基体基板19、卷绕有定子线圈18的定子铁芯18a、固定于基体基板19上的固定轴17，转子部包括 承受固定轴17的轴承套筒14、配置有转子磁铁13的转子架12、搭载于转子架12上的多面 反射体11。另外，由于为通过固定于基体基板19上的固定轴17枢轴支承转子部的构成，所 以本实施方式的多面反射体电动机为轴固定型电动机。另外，本实施方式的多面反射体电动机的特征在于，为在转子架12的顶面部设置 的突起部12a上载置多面反射体11的构成。由此，本多面反射体电动机消减了为载置现有 多面反射体而所需的凸缘及转子凸台等零件，实现包括轴承套筒及转子架的转子部的轻量 化及薄型化。另外，不是针对转子架12的顶面部整体，而只是通过冲压加工高精度地形成 突起部12a即可，因此，也不需要切削加工进行的精加工。其次，对本实施方式的多面反射体电动机的更详细构成进行说明。另外，下面，相 对于基体基板19，以配置转子架等的转子部的方向为上部方向，以其相反方向为下部方向 进行说明。首先，基体基板19例如由铁基板等构成，经由该基体基板19将本多面反射体电动 机安装于打印装置等上。另外，基体基板19具备搭载用于驱动多面反射体电动机的电路零 件的电路基板。并且，基体基板19搭载有定子铁芯18a，该定子铁芯18a卷绕有相对于转子 磁铁13产生转矩的定子线圈18b并层叠有磁性体。定子铁芯18a通过多个固定销22固定 于基体基板19上。另外，在基体基板19上形成有圆形状的贯通孔，在该贯通孔内插入固定轴17。即， 本多面反射体电动机的组装工序中，在基体基板19的背面侧，通过将固定轴17和贯通孔的 接合部例如进行激光焊接，将固定轴17牢固地固定于基体基板19上。特别是本实施方式 的多面反射体电动机如上所述为实现转子部的轻量化而可减轻固定轴17的固定强度。因 此，本多面反射体电动机不需要用于将固定轴17安装于基体基板19上的托架等零件，可以 为将固定轴17直接通过激光焊接固定于基体基板19上的构造。另外，由此，可消减零件数 量，并且可降低基体基板19向下部方向的突出部位的高度，因此可实现薄型化。其次，这样，相对固定于基体基板19上并向上方部分突出的固定轴17，轴承套筒 14旋转自如地被支承。在轴承套筒14的内周侧圆筒面形成有例如人字槽这样的动压发生 槽作为向径向方向的动压轴承部20。本实施方式中，表示了在轴承套筒14的内周面形成有 上部侧动压发生槽20a和下部侧动压发生槽20b这两组动压发生槽。另外，在固定轴17和 轴承套筒14的抵接面，也可以为在固定轴17侧即周面形成动压发生槽的构成。固定轴17 和轴承套筒14在转子部为停止状态的情况下在动压发生槽20a或20b的任意位置为接触 状态。而且，当转子部开始旋转时，在动压发生槽20a及20b产生与转速成比例的动压，固 定轴17通过规定的轴承刚性经由气体或流体以非接触状态支承轴承套筒14。这样，形成轴 承套筒14相对于固定轴17的径向方向的轴承。另外，如本实施方式，在固定轴17和轴承 套筒14的抵接面，通过构成两组动压发生槽，构成双支承构造轴承结构。另外，如本实施方 式通过制成轴固定型，可以在包括多面反射体11的旋转体整体的重心附近形成这样的双 支承构造的轴承，因此，可提高抑制擂槌运动的效果。特别是通过以两组动压发生槽的轴方 向中心位置成为转子部的轴方向重心位置的方式分别配置两组动压发生槽，由此，可进一 步提高抑制擂槌运动的效果。 另外，在轴承套筒14的内周侧的上方向端部配置有树脂制的推力板15，经由该推力板15，轴承套筒14在推力方向承受固定轴17。在推力板15上设有例如螺旋沟，形成相 对于固定轴17的推力方向的动压轴承。另外，推力板15通过利用铆接加工方法对轴承套 筒14的上部圆周部进行铆接而直接固定于轴承套筒14上。由此，形成推力密封的推力方 向的轴承即轴承推力部16。特别是本实施方式的多面反射体电动机由于实现包括转子部的 旋转体整体的轻量化，故而轴承推力部16的负荷降低，可节省为增强现有的推力板而所需 的推力承受增强板等。因此，可通过简易的加工方法形成轴承推力部16，可实现零件数量的 消减。
通过以上的构成，固定于基体基板19的固定轴17以规定的轴承刚性将连接有转 子架12的轴承套筒14支承并使其旋转自如。其次，转子架12通过例如冲压加工镀锌钢板而形成。另外，在转子架12的顶面部 的中央，通过压入、粘接、或焊接的至少一种固定轴承套筒14，由此，将转子架12和轴承套 筒14连接。另外，在转子架12的顶面部通过冲压加工而形成三处凸状的突起部12a。突起部 12a的各自中央以等间隔地配置在与轴承套筒14同心的假想圆上。特别是这些突起部12a 如上所述由于搭载多面反射体11，所以，在三个突起部12a的前端部形成的基准面的精度 至为重要。为实现这样的在三个突起部12a的前端部形成的高精度的基准面，在本实施方 式中，通过下述加工方法形成这样的突起部12a。即，用对平面度进行了高精度精加工的夹 具承受转子架12的顶面部并将其固定，从上方将带有三处冲头的夹具对各冲头以均等的 压力对进行加压，形成三个突起部12a。通过这样的加工方法，形成实现高精度的基准面的 突起部12a。另外，本实施方式中，列举在转子架12的顶面部形成有三个突起部12a的一例进 行了说明，但也可以为在顶面部具有至少三个突起部12a的构成。即，只要为利用这些多个 突起部12a中规定的三个突起部12a形成基准面，使该三个突起部12a与多面反射体11抵 接并通过所谓的三点支承载置多面反射体11的构成即可。另外，列举在与轴承套筒14同 心的假想圆上等间隔地配置了这些突起部12a的一例进行了说明，但未必是在假想圆上等 间隔地配置，只要能够稳定地载置多面反射体11的配置即可。另外，本实施方式中，通过规 定平面的最低限且稳定性最好的三个突起部12a承受多面反射体11的平面，但只要能够充 分确保多个突起部12a间的高度精度，则也可以通过三个以上的突起部12a承受多面反射 体1的平面。另外，如图1及图2所示，本实施方式的多面反射体电动机为在转子架12的顶面 部具有在其周缘部设有台阶的台阶部12b的构成。通过这样的构成，可通过台阶部12b提高 转子架12的刚性，因此，能够抑制高速旋转时的离心力带来的转子架12的具有突起部12a 的基准面的变形的影响。在以上的转子架12的突起部12a的前端部即假设形成的基准面载置多面反射体 11。另外，本实施方式中，为高精度地确保载置于转子架12上的多面反射体11的面倾 斜、轴倾斜及偏心，通过如下的加工方法实现轴承套筒14、转子架12及多面反射体11的一 体化。S卩，通过夹具限制轴承套筒14和转子架12并分别进行同心对位，同时，通过粘接剂将两者之间的间隙嵌合部粘接固定。图3及图4表示通过夹具固定轴承套筒14及转子架12的情形，图3表示其剖面，图4表示其立体方向。图3及图4中，架限制用夹具83是磁铁等磁吸引转子架12的夹具。 转子架12以各突起部12a与架限制用夹具83接触的方式被限制。另一方面，轴承套筒14 配置于具有承受其开口部的突出部的承受夹具82，并且由卡盘夹具80及按压夹具81限制。 另外，架限制用夹具83、承受夹具82、卡盘夹具80及按压夹具81预先具有充分的直角精 度。通过具有这种直角精度的各夹具进行轴承套筒14和转子架12的同心位置对位，并通 过粘接剂将它们粘接固定。另外，在转子架12的突起部12a上配置多面反射体11，通过压簧21将多面反射体 11固定于三个突起部12a上。通过这样的加工方法，实现轴承套筒14、转子架12及多面反 射体11的一体化，由此，可提高相对于固定轴17的垂直精度，可高精度地确保多面反射体 11的面倾斜、轴倾斜及偏心。另外，这样，通过设为利用设于转子架12上的三个突起部12a 支承多面反射体11的构成，不必设置现有的为支承多面反射体11所需的凸缘及转子凸台， 可实现包括轴承套筒14和转子架12的旋转体整体的轻量化和薄型化。另外，由于旋转体 整体的重心位置降低，故而也可以抑制高速旋转时的转子振摆回转运动。另外，由于可减轻 多面反射体11和转子架12的间隙，故而也可以降低旋转时的风切音。另外，由于为使轴承 套筒14贯通多面反射体11这样的构成，故而不需要减小用于使轴承套筒14贯通的多面反 射体11的孔的内径，且也不必如现有的那样在其间插入转子凸台等衬垫。而且，由于为由 磁性金属材料制的转子架12覆盖转子磁铁13的构成，故而可防止高速旋转时的离心力带 来的转子磁铁13的破损。如以上所说明，本实施方式的多面反射体扫描电动机的构成为，具备圆筒状地配 置有转子磁铁13的转子架12、与转子架12的中央连接的轴承套筒14、一端部侧固定于基 体基板19且在另一端部侧将轴承套筒14支承并使轴承套筒14旋转自如的固定轴17、载 置于转子架12上的多面反射体11，转子架12在一面具有至少三个突起部12a，以使多面反 射体1与突起部12a抵接的方式将多面反射体11载置。通过制成这样的构成，制成轴固定 型的构造，因此，可以抑制擂槌运动的发生。另外，由于为设于转子架12的顶面部的突起部 12a支承多面反射体11的构成，所以不必设置现有的为支承多面反射体所需的凸缘及转子 凸台等，可实现旋转体整体的轻量化和薄型化。另外，由于旋转体整体的重心位置降低，故 而也可以抑制高速旋转时的转子振摆回转运动。因此，根据本发明，可提供一种多面反射体 扫描电动机，其通过降低重心位置，高精度地维持多面反射体的面倾斜、轴倾斜及偏心，同 时，通过轻量化也适于高速旋转及高速起动。产业上的可利用性根据本发明，可提供适应于高速旋转及高速起动的多面反射体扫描电动机，因此， 适用于激光打印机、激光复印机等激光扫描所用的多面反射体扫描电动机。
权利要求
一种多面反射体扫描电动机，搭载于基体基板上，具备包括卷绕有定子线圈的定子铁芯的定子部、包括与所述定子铁芯相对配置的转子磁铁且搭载多面反射体的转子部，其特征在于，所述转子部具备通过磁性金属材料形成为杯形状且在圆筒状部的内周侧配置有所述转子磁铁的转子架；连接于所述转子架中央的轴承套筒；载置于所述转子架上的所述多面反射体，所述定子部具备在所述基体基板上固定一端部侧的固定轴，在所述固定轴的另一端部侧，所述轴承套筒旋转自如地被支承，所述转子架在一面具有至少三个突起部，以使所述多面反射体与所述突起部抵接的方式将所述多面反射体载置。
2.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，所述转子架以使所述多 面反射体与三个所述突起部抵接将所述多面反射体载置。
3.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，所述多面反射体通过固 定于所述轴承套筒的压簧被按压固定于所述突起部。
4.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，在所述轴承套筒的内周 面或所述固定轴的轴面设有两组的动压发生槽。
5.如权利要求4所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，以两组的所述动压发生 槽的轴方向中心位置成为所述转子部的轴方向重心位置的方式配置两组的所述动压发生 槽。
6.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，所述转子架具有台阶部， 该台阶部在具有所述突起部的面的周缘部设有台阶。
7.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，所述轴承套筒的所述固 定轴的另一端部侧直接固定有树脂制的推力板，通过所述推力板在推力方向支承所述固定 轴的另一端部。
8.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，所述固定轴通过激光焊 接固定于所述基体基板。
9.如权利要求1所述的多面反射体扫描电动机，其特征在于，所述转子架和所述轴承 套筒使用压入、粘接或焊接中至少一种而连接。
全文摘要
一种多面反射体扫描电动机，具备圆筒状地配置有转子磁铁(13)的转子架(12)、连接于转子架(12)中央的轴承套筒(14)、一端部固定于基体基板(19)上且在另一端部将轴承套筒(14)支承并使轴承套筒(14)旋转自如的固定轴(17)、搭载于转子架(12)上的多面反射体(11)，转子架(12)在一面具有至少三个突起部(12a)，以使多面反射体(11)与突起部(12a)抵接的方式载置多面反射体(11)。
文档编号G02B26/12GK101809481SQ20088010921
公开日2010年8月18日 申请日期2008年2月6日 优先权日2007年10月1日
发明者前谷昭光, 福井康嗣, 角正贵 申请人:松下电器产业株式会社