[发明专利]用于使多面镜旋转的驱动电动机

说明书

本发明涉及一种用于使多面镜旋转的驱动电动机，特别是涉及一种用于使多面镜旋转以便改变在激光打印机或激光扫描器中激光束的路径的驱动电动机。

像激光打印机或激光扫描器这样的光数据处理装置已经发展成能大规模地处理光数据。用于以高速打印或扫描大量数据的光数据处理装置包括：一个具有极好聚焦的激光器1、一个高速光偏转器2、旋转多面镜3、和一个用于使多面镜3旋转的驱动电动机4，如图1中所示。

图2是一个用于使多面镜旋转的传统驱动电动机的轴承部分的简化图。如在图2中所示，一对上、下球轴承40被设置在轴承箱10和固定到电动机的一个转子41上的轴30之间。在此，标号11代表一个轴承盖。

只要打印机或扫描器以低速操作，那么在用安装有球轴承40的驱动电动机来打印或扫描期间不会有问题。然而，当打印机或扫描器以高速操作时存在显著的问题。也就是：如果通过以大于20,000RPM的速度使多面镜旋转来进行打印或扫描，那么在接触型球轴承40中存在显著的振动和噪声。

本发明的目的是提供一种用于旋转一个多面镜的驱动电动机，在该驱动电动机中使用了一种改进的轴承，以便当像激光打印机或激光扫描器这样的光数据处理装置打印或扫描时能有效地减少振动和噪声。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于使多面镜旋转的驱动电动机，包括：一个定子、一个转子和一个设置在定子和转子之间用于支承转子旋转的半球形流体轴承，

其特征为，所述半球形流体轴承包括：

一个上内环和一个下内环，该上内环和下内环是半球形的并且安装在一个固定于所述转子的轴上，使上内环和下内环的外表面相互面对；和一个保持在所述定子中用于支承所述上内环和下内环的旋转的外环，该外环具有对应于所述上内环和下内环的外表面形状的半球形内表面，以便维持所述上内环和下内环之间的预定间隙。

内环和外环之中至少有一个具有一个在其润滑表面上形成的钛或陶瓷材料的第一膜涂层。外环是由陶瓷材料构成的。除了上述第一膜涂层外，在其上形成有一个金钢石类碳的第二膜涂层。

本发明的上述目的和优点通过下面结合附图对最佳实施例的详细描述将变得更明显。图中：

图1是一个典型激光打印机的简化图；

图2是在用于使一个多面镜旋转的传统驱动电动机中的轴承部分的截面图；

图3是在根据本发明的用于使一个多面镜旋转的驱动电动机中的轴承部分的截面图；

图4是沿图3的平面A-A截取的一个截面图，

如图3所示，根据本发明的用于使一个多面镜旋转的驱动电动机的结构类似于图2中的用于使多面镜旋转的传统驱动电动机的结构。用于使多面镜旋转的驱动电动机包括：一个用于使一个多面镜3旋转的转子41；一个围绕着转子41设置的定子(没有示出)，用于与转子41产生电的相互作用以致于转子41旋转；一个插入转子41中的电动机轴30；一个轴承50，通过该轴承50来固定电动机轴30以便当它旋转时支承电动机轴30；和一个轴承箱10，用于保持轴承50。在此，不同于传统的球轴承，轴承50是一个半球形流体轴承。

半球形流体轴承50具有一个上内环51和一个下内环52，它们均是半球形的并且与轴30固定，并使各环的球形侧彼此面对，一个固定在轴承箱10中的外环54，用于当内环51和52旋转时支承它们；一个位于上内环51和下内环52之间的垫片53，用于维持在外环54和内环51和52之间的间隙；和一个用于把上内环51和下内环52保持在电动机轴30上的环55。在此，环55可以用力与电动机轴30固定或被旋紧从而与电动机轴30相结合。在图3中，标号12表示一个盖肩，用于防止轴承50沿轴30下滑。

参照图4，主要由高碳钢或钨钴合金(WCo)形成的上内环51和下内环52涂有一层5-20μm厚的钛(Ti)膜21。类似地，外环54的润滑表面主要地由高碳钢或WCo构成并且涂有一层5-20μm厚的Ti膜21′。Ti膜涂层21和21′能够由陶瓷涂层来代替，例如，一个Al₂O₃膜涂层。此外，上内环51、下内环52和外环54可以全都由陶瓷形成。

膜涂层用于减轻在外环54和上内环51之间和在外环54和下内环52之间的摩损，该摩损是当电动机起动或停止时，即在阈速度上或低于该阈速度时由在它们之间的固体摩擦所引起的。