套筒、弹簧以及电机的组装方法与流程

套筒、弹簧以及电机的组装方法
本技术是申请号为201810222299.3、申请日为2018年03月16日、发明名称为多角镜扫描器电机的专利申请的分案申请。
技术领域
1.本发明涉及套筒、弹簧以及电机的组装方法。


背景技术：

2.在激光打印机等激光写入系统中，作为光偏转器使用多角镜扫描器电机。多角镜扫描器电机是使多角镜(多面镜)高速旋转、将从ld(激光二极管)照射的激光向感光体上扫描的电机。
3.在下述专利文献1中，公开了多角镜30的下表面被配置于转子20的镜载置面26上的多角镜旋转驱动装置。多角镜30的上表面通过被嵌入到转子20的卡合槽中的镜压紧构件50的弹簧部505固定。
4.下述专利文献2公开了与下述专利文献1同样的构成。
5.下述专利文献3公开了多角镜5的下表面被配置于凸台2的支承面2c上的多角镜扫描器电机。如其中图8所示，多角镜5的上部的突起部通过被嵌入到轴101的槽101b中的镜按压弹簧110固定。
6.下述专利文献4公开了与下述专利文献3类似的构成。
7.专利文献1：日本特开2000-241741号公报专利文献2：日本特开2000-241742号公报专利文献3：日本特开2006-187970号公报专利文献4：日本特开2010-39337号公报
8.图13是用于对以往技术的第1例中的保持多角镜p的构成进行说明的局部放大图。
9.参照图13，在被安装于电机旋转轴的套筒509上，形成有支承面507。在支承面507上载置有多角镜p。多角镜p的内径与套筒509的旋转轴接触。
10.在多角镜p的上表面上，设置有镜固定弹簧505。在镜固定弹簧505之上，设置有用于固定镜固定弹簧505的弹簧固定用圈501。弹簧固定用圈501将其内径嵌入到套筒509的旋转轴。
11.镜固定弹簧505在支承面507之上的位置相对于支承面507按压多角镜p。由此，多角镜p由镜固定弹簧505与支承面507夹持而固定。
12.在图13的构成中，用于固定镜固定弹簧505的弹簧固定用圈501是必须的。另一方面，为了降低多角镜扫描器电机的成本，希望削减部件个数。
13.另外，在将镜固定弹簧505的加压位置(载荷位置)设置于内侧的情况下，弹簧载荷变大，产生多角镜p的变形，所以难以减小加压位置的直径。进而，镜固定弹簧505的顶端为笔直形状，所以在弹簧加压时，镜固定弹簧505难以在多角镜p的顶面上滑动。因此，具有产生镜固定弹簧505吃进到多角镜p、容易使多角镜p变形的问题。
14.图14是用于对以往技术的第2例中的保持多角镜p的构成进行说明的局部放大图。
15.作为用于谋求部件个数的削减的构成，可考虑图14的构成。
16.在图14的构成中，通过在套筒609上形成弹簧固定槽601，将镜固定弹簧605固定。由此，能够不需要图13的弹簧固定用圈501。
17.在图13、图14的任意一个中，镜固定弹簧505、605的加压位置与支承面507、607的位置在半径方向上大致相等(距旋转轴的距离大致相等，在支承面507、607的与多角镜p接触的平面上，存在镜固定弹簧505、605的加压位置)。


技术实现要素：

18.本发明的目的在于提供一种能够高精度地安装多角镜的多角镜扫描器电机。
19.为了达成上述目的，根据本发明的一技术方案，多角镜扫描器电机包括：安装有多角镜的、能够以旋转轴为中心而旋转的套筒；能够与所述套筒一起以所述旋转轴为中心而旋转的支承面；和固定所述多角镜的镜固定弹簧；所述多角镜具有第1面与第2面；所述多角镜的所述第1面与所述支承面接触；所述多角镜的所述第2面由所述镜固定弹簧加压；所述旋转轴和所述镜固定弹簧对所述多角镜加压的加压位置之间的距离，比所述旋转轴和所述多角镜与所述支承面接触的位置之间的距离短；在将所述多角镜的外半径与内半径的差设为a，将所述旋转轴和所述镜固定弹簧对所述多角镜加压的加压位置之间的距离、以及所述旋转轴和所述多角镜与所述支承面接触的位置之间的距离的差设为c时；0＜c≤a/4的关系成立；所述多角镜的内径与所述套筒接触；在将所述多角镜的内径与所述套筒接触的位置和所述支承面的位置之间的在与所述旋转轴正交的方向上的距离设为e时，a/3≤e≤a/2的关系成立。
20.优选：所述镜固定弹簧对所述多角镜的平面部进行加压。
21.优选：所述支承面的与所述旋转轴正交的方向的长度比0.1mm长。
22.优选：在所述套筒上，形成有弹簧固定槽；所述镜固定弹簧卡合于所述弹簧固定槽；在将所述镜固定弹簧的板厚设为t、将所述弹簧固定槽的与所述旋转轴正交的方向的深度设为w时，t＜w的关系成立。
23.优选：所述镜固定弹簧具有曲面部；所述镜固定弹簧通过所述曲面部对所述多角镜的平面部进行加压；所述曲面部的曲率半径r比0.2mm大。
24.优选：所述镜固定弹簧具有曲面部；所述镜固定弹簧通过所述曲面部对所述多角镜的平面部进行加压；在所述镜固定弹簧的比所述曲面部靠外侧处，设有平面部；被设置于所述镜固定弹簧的所述平面部与所述多角镜的平面部之间的角度θ1比2
°
大。
25.优选：在所述套筒上，形成有弹簧固定槽；所述镜固定弹簧通过其内侧端部的平面卡合于所述弹簧固定槽；所述镜固定弹簧的所述内侧端部的平面和与所述旋转轴平行的面之间的角度θ2比45
°
小。
26.根据本发明的另一技术方案，多角镜扫描器电机包括：安装有多角镜的、能够以旋转轴为中心而旋转的套筒；能够与所述套筒一起以所述旋转轴为中心而旋转的支承面；和固定所述多角镜的镜固定弹簧；所述多角镜具有第1面与第2面；所述多角镜的所述第1面与所述支承面接触；所述多角镜的所述第2面由所述镜固定弹簧加压；所述旋转轴和所述镜固定弹簧对所述多角镜加压的加压位置之间的距离，比所述旋转轴和所述多角镜与所述支承面接触的位置之间的距离短；所述镜固定弹簧对所述多角镜的平面部进行加压。
27.优选：所述镜固定弹簧具有曲面部；所述镜固定弹簧通过所述曲面部对所述多角镜的平面部进行加压。
28.根据本发明，能够提供一种能够高精度地安装多角镜的多角镜扫描器电机。
附图说明
29.图1是本发明的一个实施方式中的多角镜扫描器电机的立体图。图2是图1的多角镜扫描器电机的套筒105的侧视图。图3是从斜上观察图1的多角镜扫描器电机的套筒105的一部分的立体图。图4是从斜下观察图1的多角镜扫描器电机的套筒105的一部分的立体图。图5是用于对图1的多角镜扫描器电机的套筒105的构造进行说明的立体剖视图。图6是图1的多角镜扫描器电机的镜固定弹簧101的立体图以及侧视图。图7是图1的多角镜扫描器电机的镜固定弹簧101的俯视图。图8是用于对图1的多角镜扫描器电机中的多角镜p的固定状态进行说明的局部剖视图。图9是用于对图1的多角镜扫描器电机中的镜固定弹簧101带来的作用进行说明的局部剖视图。图10是用于对图1的多角镜扫描器电机中的镜固定弹簧101带来的作用进行说明的局部剖视图。图11是用于对图8的c的尺寸进行说明的图。图12是用于对本发明的实施方式中的效果进行说明的图。图13是用于对以往技术的第1例中的保持多角镜p的构成进行说明的局部放大图。图14是用于对以往技术的第2例中的保持多角镜p的构成进行说明的局部放大图。附图标记说明101、镜固定弹簧105、套筒121、弹簧固定槽123、支承面125、圆锥台部127、圆筒部129、圆筒部301、加压部305、卡合部a、多角镜p的外半径与内半径的差
b、镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置与多角镜p的外径位置的水平方向距离(与旋转轴正交的方向的距离)c、支承面123的内径与外径的中央位置的距电机旋转轴的距离(电机旋转轴和多角镜p与支承面123接触的位置之间的距离)和电机旋转轴与镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置之间的距离的差d、镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置与多角镜p的内径部(多角镜p的内径部与套筒105的接触部)的水平方向距离e、支承面123的内径与外径的中央位置和多角镜p的内径部(多角镜p的内径部与套筒105的接触部)的水平方向距离w、弹簧固定槽121的与电机旋转轴正交的方向的深度t、镜固定弹簧101的板厚φda、将电机旋转轴设为中心的、通过支承面123的内径侧端部的圆的直径φdb、将电机旋转轴设为中心的、通过支承面123的外径侧端部的圆的直径φdp、将电机旋转轴设为中心的、通过镜固定弹簧101的对多角镜p加压的多个加压位置的圆的直径mt、电机p、多角镜
具体实施方式
30.图1是本发明的一个实施方式中的多角镜(多面反射镜，
ポリゴンミラー
)扫描器电机的立体图。
31.如图所示，多角镜扫描器电机包括：形成有控制电路的基座部b，电机mt，被安装于电机mt的旋转轴的套筒105，被载置于套筒105的支承面的多角镜p，和从上向支承面按压多角镜p的镜固定弹簧101。
32.图2是图1的多角镜扫描器电机的套筒105的侧视图。图3是从斜上观察图1的多角镜扫描器电机的套筒105的一部分的立体图。图4是从斜下观察图1的多角镜扫描器电机的套筒105的一部分的立体图。图5是用于对图1的多角镜扫描器电机的套筒105的构造进行说明的立体剖视图。
33.参照图2～5，套筒105具有将纵长方向设为旋转轴的圆筒形状。在套筒105的下部，设有以电机mt的旋转轴为中心而旋转的圆盘部。在该圆盘部之上，形成有环状的支承面123。在套筒105的形成有圆盘部的部分之上，从下开始按顺序包括：圆筒部127，位于圆筒部127的上部、越往上走直径越小的圆锥台部125，位于圆锥台部125的上部的圆筒部129，和通过在圆筒部129的上部设置直径比圆筒部129大的圆筒部而形成的弹簧固定槽121。上述的圆盘、支承面123、圆筒部127、圆锥台部125、圆筒部129以及弹簧固定槽121从电机mt的旋转轴的延伸的方向观察为圆形，这些圆同心。上述的圆盘、支承面123、圆筒部127、圆锥台部125、圆筒部129以及弹簧固定槽121可以一体成型，也可以分别形成一部分或全部然后粘接。
34.图6是图1的多角镜扫描器电机的镜固定弹簧101的立体图以及侧视图。图6的(a)是立体图，(b)是侧视图。图7是图1的多角镜扫描器电机的镜固定弹簧101的俯视图。
35.如图7所示，镜固定弹簧101具有俯视时加压部301从环状的外径十字(图7的上下左右的4方向)地突出的形状。由此，镜固定弹簧101能够在4个部位按压多角镜p。如图1所示，作为一例，表示了按压位置被配置于多角镜p的多个反射面(在本实施方式中为4个)的各自的垂线与旋转轴中心相交的线上的例子。然而，按压位置并不限定于这样的位置。
36.在镜固定弹簧101的环状部分的内径上，在图7的右上、右下、左上、左下的4方向上设有卡合部305。卡合部305是卡合于套筒105的弹簧固定槽121、用于将镜固定弹簧101固定于套筒105的部分。环状部分的内径的没有设置卡合部305的部分(图7的上下左右的4方向的部分)成为向图7的上下左右的4方向延伸的切口部。切口部延伸到加压部301附近。通过这样的形状，镜固定弹簧101作为按压多角镜p的弹簧而起作用。
37.如图6所示，在加压部301附近，镜固定弹簧101的端部被向上方弯曲，加压部301由曲面构成。多角镜p由该曲面部分按压。不通过笔直形状部分按压多角镜p，所以可防止镜固定弹簧101吃进到多角镜p。在比该曲面更靠顶端侧(外侧)，镜固定弹簧101被设为平面。
38.在多角镜扫描器电机的组装时，从上面将多角镜p的内径嵌套于套筒105的圆筒部127，使多角镜p的下表面与环状的支承面123接触。然后，一边使镜固定弹簧101的内径与套筒105的外径贴合一边从套筒105之上嵌套镜固定弹簧101，使镜固定弹簧101向下移动直到卡合部305的顶端嵌入套筒105的弹簧固定槽121。在卡合部305的顶端嵌入套筒105的弹簧固定槽121时，变为加压部301以适当的弹簧力向支承面123按压多角镜p。
39.在这里，将多角镜p的与支承面123接触一侧的面(图8中的下表面)称为第1面，将多角镜p的由镜固定弹簧101按压一侧的面(图8中的上表面)称为第2面。
40.图8是用于对图1的多角镜扫描器电机中的多角镜p的固定状态进行说明的局部剖视图。
41.图8表示包含多角镜扫描器电机的电机旋转轴、与多角镜p的反射面正交的截面(多角镜扫描器电机的中央截面)的一部分。图8表示从与电机旋转轴正交的方向观察的截面，表示电机旋转轴右边的部分。
42.在图中，在套筒105的外径上嵌套有多角镜p的内径，多角镜p的下表面(第1面)与支承面123之上接触。镜固定弹簧101的卡合部305卡合于套筒105的弹簧固定槽121。镜固定弹簧101的加压部301向下按压(施加压力)多角镜p的上表面(第2面)的平面部(没有突起等的部分)。
43.在图8中，将电机旋转轴设为中心的、通过镜固定弹簧101的对多角镜p加压的多个加压位置(在本实施方式中，4个部位)的圆的直径通过φdp表示。将电机旋转轴设为中心的、通过支承面123的内径侧端部的圆的直径通过φda表示。将电机旋转轴设为中心的、通过支承面123的外径侧端部的圆的直径通过φdb表示。
44.在这里，将多角镜扫描器电机设计成φdp＜φda＜φdbφdb－φda＞0.1mm的关系成立。
45.即，电机旋转轴和镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置之间的距离，比电机旋转轴和多角镜p与支承面123接触的位置之间的距离短。另外，支承面123的与电机旋转轴正交的方向的长度比0.1mm长。
46.进而在图8中，多角镜p的外半径与内半径的差通过a表示。在这里所谓外半径，表示从多角镜p的旋转轴到多角镜p的外周(反射面)的距离。所谓内半径，表示从多角镜p的旋转轴到形成于多角镜p的中央部的、将套筒105插通在其中的孔部的外周的距离。
47.镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置与多角镜p的外径位置的水平方向距离(与旋转轴正交的方向的距离)通过b表示。在这里，所谓多角镜p的外径位置，表示距多角镜p的旋转轴最近的多角镜p的外周(反射面)的位置。
48.支承面123的内径与外径的中央位置的距电机旋转轴的距离(电机旋转轴和多角镜p与支承面123接触的位置之间的距离)和电机旋转轴与镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置之间的距离的差通过c表示。
49.镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置与多角镜p的内径部(多角镜p的内径部与套筒105的接触部)的水平方向距离(与旋转轴正交的方向的距离)通过d表示。
50.支承面123的内径与外径的中央位置和多角镜p的内径部(多角镜p的内径部与套筒105的接触部)的水平方向距离(与旋转轴正交的方向的距离)通过e表示。
51.将多角镜p的上表面设为基准面的、弹簧固定槽121的最上部(卡合部305的顶端)的高度位置通过h表示。
52.弹簧固定槽121的与电机旋转轴正交的方向的深度通过w表示。
53.镜固定弹簧101的板厚通过t表示。
54.本实施方式中的多角镜扫描器电机被设计成0＜c≤a/4a/3≤e≤a/2t＜w的关系成立。
55.关于c的尺寸，表示：多角镜p的半径方向(从旋转轴向外的方向)上的镜固定弹簧101加压的加压位置，位于比半径方向上的支承面123的位置靠半径方向内侧的位置。
56.关于e的尺寸，表示：支承面123的位置从多角镜p的内径向多角镜p的反射面侧(靠旋转轴外侧)，离开作为多角镜p的外半径与内半径的差的a的1/3以上。支承面123的位置越接近多角镜p的反射面，变形变得越大，所以e的值的上限值被设定为a的一半。
57.关于t的尺寸，为了防止进入到弹簧固定槽121的镜固定弹簧101脱落，将弹簧固定槽121的深度w设为弹簧厚度t以上。另外，将镜固定弹簧101加压的加压位置设为内侧，且为了调整按压载荷，减薄板厚t。
58.另外，如果a为5mm，则变为0＜c≤1.25，1.67≤e≤2.5；如果a为5.07mm，则变为0＜c≤1.27，1.69≤e≤2.535。
59.图9是用于对图1的多角镜扫描器电机中的镜固定弹簧101带来的作用进行说明的局部剖视图。
60.镜固定弹簧101的外径方向的顶端成为加压部301。加压部301具有曲面部。镜固定
弹簧101通过该曲面部对多角镜p的平面部进行加压。曲面部的曲率半径通过r表示。在这里，将多角镜扫描器电机设计成r＞0.2mm的关系成立。通过镜固定弹簧101的倒了圆角的曲面部分对镜的水平面进行加压。
61.另外在镜固定弹簧101的比加压部301的曲面部靠外侧处，设有平面部。被设置于镜固定弹簧101的该平面部与多角镜p的平面部之间的角度通过θ1表示。
62.另外，镜固定弹簧101的内侧端部的平面和与旋转轴平行的面(圆筒部129的外周面)之间的角度通过θ2表示。在这里，将多角镜扫描器电机设计成θ1＞2
°
，θ2＜45
°
的关系成立。
63.通过调整θ2以及调整镜固定弹簧101的内径与弹簧固定槽121的外径，如图9的箭头“d1”、“d2”所示，设计成大致朝向上下的顶推力作用于套筒105与多角镜p。
64.图10是用于对图1的多角镜扫描器电机中的镜固定弹簧101带来的作用进行说明的局部剖视图。
65.通过设为θ2＜45
°
，能够抑制安装镜固定弹簧101时的镜固定弹簧101的向套筒105内径方向的变形。通过使θ2比45
°
小，在通过镜固定弹簧101固定多角镜p时，镜固定弹簧101向套筒105内径方向变形，同时镜固定弹簧101向弹簧固定槽121顶推，较多的力向图10的箭头“d4”方向施加。在将θ2设为45
°
以上时，力容易向图10的箭头“d3”方向施加，所以优选设为θ2＜45
°
。
66.图11是用于对图8的c的尺寸进行说明的图。
67.在图11中，表示支承面123的位置与镜固定弹簧101对多角镜p加压的加压位置g1、g2的关系。另外，多角镜p的反射面的倾斜通过p1～p3表示。越从p1向p3，表示多角镜p的反射面越从电机的旋转轴倾斜。
68.设为通过相同载荷按压多角镜p、产生了相同量的挠曲，c的尺寸越大，对多角镜p的反射面给予的影响变得越不利。由此，将多角镜扫描器电机设计成0＜c≤a/4的关系成立。
69.图12是用于对本发明的实施方式中的效果进行说明的图。
70.在图中，表示适用本发明前(以往例)与适用后(实施例)的、多角镜扫描器电机的多角镜的镜面倾斜(歪斜)与镜面偏心的关系。
71.可知：通过实施本发明，镜固定弹簧对多角镜按压的按压位置变为支承面的内侧，由此多角镜的变形减少，镜面倾斜减少。
72.如上所述，本发明者在使多角镜的半径方向上的加压位置与支承面位置的关系变化后，发现了具有多角镜的变形减少、其镜面倾斜减少的倾向的位置关系。
73.进而，在镜固定弹簧的固定时，为了抑制镜固定弹簧的向套筒内径方向的变形，限制了θ2的角度。进而，为了防止在镜固定弹簧的插入时、镜固定弹簧向多角镜附加超过必要的负荷，限制了r、θ1的尺寸。
74.在以上的实施方式所说明的多角镜扫描器电机中，能够谋求部件个数的削减。另外，多角镜的变形减少，镜面倾斜减少(能够实现镜面倾斜实力的提高，能够高精度地安装
多角镜)。
75.上述实施方式应该被看作在所有的方面是例示性的而不是制限性的。本发明的范围通过权利要求书而不是上述的说明表示，意图包含与权利要求书相等的语义以及范围内的所有的变更。