JP2001275306A - スキャナモータ - Google Patents

スキャナモータ

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JP2001275306A
JP2001275306A JP2000172555A JP2000172555A JP2001275306A JP 2001275306 A JP2001275306 A JP 2001275306A JP 2000172555 A JP2000172555 A JP 2000172555A JP 2000172555 A JP2000172555 A JP 2000172555A JP 2001275306 A JP2001275306 A JP 2001275306A
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shaft
magnet
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scanner motor
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JP2000172555A
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Chung Dae-Hyun
鄭大鉉
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高速回転時のベアリング摩擦を完全に除去して
騷音及び振動を極小化し、耐久力を増大させると共にミ
ラーの安定した駆動性を維持させる。 【解決手段】回路基板１０に結合され、コアにコイルが
捲線されたステータアセンブリ３０が結合されるスリー
ブ２０と、動圧発生グルーブ７１を形成した焼結ベアリ
ング７０と、前記スリーブで結合され、上下に分極され
るリング形状の固定マグネット８１と、前記焼結ベアリ
ングに挿入されて前記スリーブの内径部をカバーするキ
ャップ２１から所定の高さで離隔して位置するシャフト
４０と、前記シャフトの前記固定マグネット８１と同一
水平線上の外周面に結合され、前記固定マグネットと互
いに引力が作用する極性を有するように分極された回転
マグネット８２と、前記シャフトに結合され、前記ステ
ータアセンブリ３０と互いに対向する内周面にヨーク５
２を介在させ、駆動マグネット５１が付着されるよう
に、上部面にポリゴンミラー６０が定着されるロータケ
ース５０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタのスキャナモータに係り、より詳しくは高速回転時
のベアリング摩擦を完全に除去して騷音及び振動を極小
化し、耐久力を増大させるとともにミラーの安定した駆
動性を維持させるスキャナモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的にレーザビームプリンタに適用さ
れる光走査装置において最も核心的な部分は、レーザビ
ームを感光ドラムに向けて全反射させるために備えられ
るポリゴンミラー（polygon mirror）を高速で回転させ
るスキャナモータにある。
【０００３】図１は、この種の従来技術におけるスキャ
ナモータを図示したもので、スキャナモータの構成は、
その大部分が小型精密機器に適用される小型のスピンド
ルモータと似ている。
【０００４】即ち、拡幅の回路基板１には、円筒形のス
リーブ２の下段部が結合され、このスリーブ２の上部側
の外周面にはコアにコイルを捲線させたステータアセン
ブリ３が結合される。
【０００５】また、スリーブ２には、内径部にシャフト
４が挿入されるようにするものの、シャフト４のスリー
ブ２に挿入された上下外周面には、ヘリングボーン形状
の動圧発生グルーブ４ａが形成されるようにしている。
【０００６】一方、スリーブ２の上部に延びるシャフト
４の上段部にはホルダ５が挟まれ、このホルダ５の上部
にポリゴンミラー６が堅固に定着される。
【０００７】そして、ホルダ５の下部には、ロータケー
ス７が結合され、このロータケース７には、内周面にス
テータアセンブリ３と所定の間隙をおいて対向配置され
るマグネット７ａが付着されている。
【０００８】こうしたスキャナモータは、ステータアセ
ンブリ３を構成しているコアとコイル、そしてロータケ
ース７に付着させたマグネット７ａの間で発生される回
転電磁気力によって、シャフト４を中心に互い結合され
たマグネット７ａとロータケース７、そしてホルダ５と
ポリゴンミラー６が同時に回転されるようにしている。
このとき回転するポリゴンミラー６にレーザビームが走
査されると、それを反射するようにしている。
【０００９】一方、シャフト４は、下段部がワッシャ８
にピボット支持されつつ、外周面に形成された動圧発生
グルーブ４ａによってラジアル方向への荷重を支持する
ようになる。
【００１０】即ち、シャフト４の回転時、外周面の上部
と下部に各々形成された動圧発生グルーブ４ａにオイル
が集中する。このときのオイル圧によってスリーブ２と
シャフト４との間を互い接触しない状態でシャフト４が
円滑に回転可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この種のスキャナモー
タで最も重要に考慮されるべき事項は、シャフト４の回
転時、ホルダ５に結合されたポリゴンミラー６を安定的
に駆動させることである。
【００１２】即ち、ポリゴンミラー６が駆動時、微細で
あっても流動をするようになると、レーザビームの反射
角が曲がってしまい、印刷特性が悪化するためである。
【００１３】従来技術のスキャナモータでは、ラジアル
方向の荷重をシャフト４に各々形成した動圧発生グルー
ブ４ａによって支持しているが、回転する部材であるシ
ャフト４の動圧発生グルーブ４ａがオイルと激しく摩擦
し、シャフト４の摩耗を促進させ、回転負荷として作用
しながら駆動力を低減させる作用を奏しもする。
【００１４】そして、従来のスキャナモータでは、シャ
フト４の下段部を単純にワッシャ８にピボット支持され
るようにしているため、実質的にアキシャル方向の荷重
に対しては、充分に対応できない。特に、ポリゴンミラ
ー６を装着したホルダ５は、通常、ポリゴンミラー６の
安定した装着のために高精密加工が容易なアルミニウム
を材質として使用している。一方、このホルダ５に結合
されるロータケース７は、一般の金属を材質とし、コー
キングによって結合されている。従って、モータの高速
駆動時に発生される高温に対して互いに異なる熱膨張係
数を有するため、ホルダ５とロータケース７との間での
結合状態が不安定になる。その結果、ポリゴンミラー６
の駆動が不安定となり、それに起因して印刷特性が悪化
する問題が生じる。
【００１５】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的はポリゴンミラーの回転時の振動
を大幅に低減させ、性能に対する信頼性を向上させるこ
とにある。
【００１６】また、本発明の他の目的は、シャフトがス
リーブに対して非接触状態で駆動するようにして、接触
摩耗を回避させて耐久力を向上させることにある。
【００１７】さらに、本発明の他の目的は、ポリゴンミ
ラーを定着するホルダとロータケースを一体化すること
で製造工程を減らすとともに、より安定した駆動性を維
持することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、回路基板と、前記回路基板に下段部が結合され、
外周面にはコアにコイルが捲線されたステータアセンブ
リが結合される円筒形状のスリーブと、内径面の上部及
び下部に各々動圧発生用グルーブを形成し、前記スリー
ブの内径部に嵌入される焼結ベアリングと、前記スリー
ブの内径部で上段部に結合され、上下に分極されるリン
グ形状の固定マグネットと、前記焼結ベアリングの内径
部に挿入されて、下段部は前記スリーブの内径部の下端
をカバーするキャップから所定の高さで離隔して位置す
るシャフトと、前記シャフトの前記固定マグネットと同
一水平線上の外周面に結合され、前記固定マグネットと
互いに引力が作用する極性を有するように上下に分極さ
れた回転マグネットと、前記回転マグネットの上部で前
記シャフトの上段部に結合され、外周縁終端部は、下方
に延びながら前記ステータアセンブリと互いに対向する
内周面にはヨークを介在させ、駆動マグネットが付着さ
れるようにし、上部面にはポリゴンミラーが定着される
ロータケースとから構成することをその要旨とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】図２は、本発明に従うスキャナモ
ータを示す側断面図である。回路基板１０には、円筒形
状のスリーブ２０が結合され、かかるスリーブ２０に
は、外周面にコアとコイルからなるステータアセンブリ
３０が結合され、スリーブ２０の内径部には、シャフト
４０が回転可能に嵌入され、シャフト４０にはロータケ
ース５０が連動可能に備えられている。
【００２０】こうした構成は、従来技術とほぼ同様であ
るが、ただ、本発明では、シャフト４０を直接支持する
手段に別途の焼結ベアリング７０が備えられている。
【００２１】前記焼結ベアリング７０は、スリーブ２０
の内径部に挿入されるスリーブ２０よりは長さが短い円
筒形状に形成されている。シャフト４０の 外周面と面
接触される内径面には、上部と下部とにそれぞれ動圧発
生グルーブ７１を形成し、これら動圧発生グルーブ７１
の間は、より内径が拡張されているため、一定量のオイ
ルが常に維持されている。
【００２２】また、焼結ベアリング７０は、金属粉末を
圧縮成形して焼結した後、オイルが内部に含浸されるよ
うに製作されるため、常に内部には多量のオイルが含浸
されるようになる。特に、上部と下部との動圧発生グル
ーブ７１の間に内径を拡張させた内径面は、多孔質面に
形成されているため、常に一定量のオイルが貯溜され、
上部及び下部の各動圧発生グルーブ７１への安定したオ
イル供給が維持されている。
【００２３】一方、焼結ベアリング７０に形成される動
圧発生グルーブ７１は、図３のように、ヘリングボーン
形状に形成されるが、これとは異なり、例えば図４のよ
うに単純に軸方向に一定間隔にアキシャル形状に形成さ
れるようにしてもよい。
【００２４】こうした焼結ベアリング７０には、シャフ
ト４０が内径部を貫通するように挿入されている。この
ときのシャフト４０は、従来のピボット支持される構造
とは異なって非接触状態に構成されている。
【００２５】即ち、スリーブ２０の垂直に貫通された内
径部は、下段部を通常、キャップ２１によってカバーさ
れるようにし、スリーブ２０の内部に満たされるオイル
の放出が防止されている。従来のモータでは、このよう
なキャップにワッシャを定着させ、このワッシャにシャ
フトがピボット支持されるようにしていた。これに対し
本発明では、ワッシャを省略し、シャフト４０の下段部
がキャップ２１から一定の高さ上昇された位置で空中に
浮かんだ状態に維持されている。そして、スリーブ２０
の上段部とそれに対応するシャフト４０の外周面には、
同一の水平線上に、図５に示すとおり、各々上下に分極
された固定マグネット８１及び回転マグネット８２が結
合されている。このとき、固定マグネット８１と 回転
マグネット８２とは、互いに対向する面間で引力が作用
する極性を有するようにしている。
【００２６】これとともに、本発明は、従来技術のポリ
ゴンミラーを定着させるホルダをロータケースと一体に
形成させている。このとき、ロータケース５０は、その
材質を従来技術のホルダと同じアルミニウムを材質とし
て形成することが最も望ましい。このようなロータケー
ス５０の上部に直接ポリゴンミラー６０が定着されてい
る。
【００２７】このようにアルミニウムを材質に形成され
るロータケース５０は、非電導性の特性を有するように
なるため、ロータケース５０の外周面に駆動マグネット
５１を付着するとき、磁束を形成するためにロータケー
ス５０と駆動マグネット５１との間に、ヨーク５２を備
えることが最も望ましい。
【００２８】上述したように構成されたスキャナモータ
を形成すると、一旦、焼結ベアリング７０では、常に焼
結ベアリング７０内にオイルが含浸されるようになるた
め、シャフト４０との間で均一な油膜形成が維持されて
いる。特に、焼結ベアリング７０に形成される動圧発生
グルーブ７１での動圧作用によって、シャフト４０のラ
ジアル方向の荷重を安定して支持することができるよう
になる。
【００２９】また、シャフト４０の高速回転時に流動す
るようになるオイルが固定部材である焼結ベアリング７
０と接触するようになって、従来技術のように回転部材
であるシャフトに動圧発生グルーブを形成させた場合よ
りもオイルによる摩擦力を顕著に低減させることができ
る。従って、オイルとの駆動摩擦による摩耗を極小化す
ることができ、特に、このような摩擦低減によって、シ
ャフト４０の駆動時における騷音や振動が大幅に低減さ
れる。
【００３０】一方、スリーブ２０の上段部とシャフト４
０の外周面との間に備えられる固定マグネット８１と回
転マグネット８２は、常に相互に作用する引力によって
シャフト４０の上下の流動を防止している。
【００３１】即ち、シャフト４０の駆動時、ラジアル方
向の荷重に対しては、焼結ベアリング７０の動圧発生グ
ルーブ７１で発生される動圧によって均一に支持し、ア
キシャル方向の荷重に対しては、固定マグネット８１と
回転マグネット８２との間に作用する引力によって流動
されないように支持している。
【００３２】従って、流体動圧ベアリングで最も解決が
難しいシャフト４０の同心度も常に正確で一定に維持さ
せることができるため、ロータケース５０の回転時にお
ける流動はほとんどなくなる。
【００３３】特に、本発明は、ロータケース５０を、ア
ルミニウムを材質に形成しつつ、従来技術のポリゴンミ
ラーを定着させるホルダの機能を同時に遂行させる点
に、もう一つの構成的特徴がある。
【００３４】即ち、通例的にモータの高速回転時に発生
される高温の熱によって、ロータケースとこのロータケ
ースにコーキング結合されるホルダとの間には、熱膨張
に差が生じるため、結合部位での結合力低下、及び駆動
性の不安定、という問題が発生する。しかし、本発明で
は、こうした材質的な差をなくし、上記のような高速回
転時に発生される問題をすべて解消させることができる
ようにした。
【００３５】従って、本発明は、シャフト４０のラジア
ル方向、及びアキシャル方向の支持を非接触の状態で遂
行されるようにし、より高速の駆動性を発揮することが
できるようにすると共に、こうした支持構造のものにホ
ルダを一体化したロータケース５０によってシャフト４
０の同心度を向上させつつ、ロータケース５０に結合さ
れるポリゴンミラー６０をより安定して駆動させること
ができるようにしている。
【００３６】
【発明の効果】詳述したように、本発明は、焼結ベアリ
ングと固定マグネット及び回転マグネット、そしてポリ
ゴンミラーが定着されるロータケースの簡単な構造改善
によって、より正確で安定した同心度とポリゴンミラー
の安定した駆動性を提供することができる。従って、モ
ータの駆動特性、即ち起動時間の短縮と消費電力の低
減、及び騷音と振動の防止と耐久性の向上が図られると
ともに、ポリゴンミラーを介した印刷性能がより向上す
る、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスキャナモータを図示した側断面図。
【図２】本発明に従うスキャナモータを図示した側断面
図。
【図３】本発明に従うヘリングボーン形状の動圧発生グ
ルーブを有する焼結ベアリングの一部断面斜視図。
【図４】本発明に従うアキシャル形状の動圧発生グルー
ブを有する焼結ベアリングの一部断面斜視図。
【図５】発明に従うシャフトのアキシャル方向の荷重を
支持する構造を図示した要部拡大図。
【符号の説明】
１０…回路基板、２０…スリーブ、２１…キャップ、３
０…ステータアセンブリ、４０…シャフト、５０…ロー
タケース、５１…駆動マグネット、５２…ヨーク、６０
…ポリゴンミラー、７０…焼結ベアリング、７１…動圧
発生グルーブ、８１…固定マグネット、８２…回転マグ
ネット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 5/16 Ｈ０２Ｋ 7/09 ５Ｈ６０７ 7/09 7/14 Ｃ 7/14 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ Ｆターム(参考） 2C362 BA08 BA10 BA11 DA17 2H045 AA14 AA15 AA25 AA33 3J011 AA04 BA02 BA10 CA03 SB19 3J102 AA01 CA21 DA03 DA07 DA12 GA02 5H605 AA04 AA05 AA07 BB05 BB09 BB10 BB14 DD09 EB06 EB13 EB16 EB17 FF00 5H607 AA04 AA12 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 BB25 CC05 DD08 DD14 DD16 FF12 GG01 GG02 GG09 GG10 GG12 GG15 GG19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回路基板と、 前記回路基板に下段部が結合され、外周面にはコアにコ
    イルが捲線されたステータアセンブリが結合される円筒
    形状のスリーブと、 内径面の上部及び下部に各々動圧発生用グルーブを形成
    し、前記スリーブの内径部に嵌入される焼結ベアリング
    と、 前記スリーブの内径部で上段部に結合され、上下に分極
    されるリング形状の固定マグネットと、 前記焼結ベアリングの内径部に挿入されて、下段部は前
    記スリーブの内径部の下端をカバーするキャップから所
    定の高さで離隔して位置するシャフトと、 前記シャフトの前記固定マグネットと同一水平線上の外
    周面に結合され、前記固定マグネットと互いに引力が作
    用する極性を有するように上下に分極された回転マグネ
    ットと、 前記回転マグネットの上部で前記シャフトの上段部に結
    合され、外周縁終端部は、下方に延びながら前記ステー
    タアセンブリと互いに対向する内周面にはヨークを介在
    させ、駆動マグネットが付着されるようにし、上部面に
    はポリゴンミラーが定着されるロータケースとからなる
    スキャナモータ。
  2. 【請求項２】 前記焼結ベアリングの動圧発生グルーブ
    は、ヘリングボーン形状に形成されることを特徴とする
    請求項１に記載のスキャナモータ。
  3. 【請求項３】 前記焼結ベアリングの動圧発生グルー
    ブは、アキシャル形状に形成されることを特徴とする請
    求項１に記載のスキャナモータ。
  4. 【請求項４】 前記ロータケースは、ポリゴンミラーを
    定着させるホルダの機能を同時に有する一体型でアルミ
    ニウムを材質とすることを特徴とする請求項１に記載の
    スキャナモータ。
JP2000172555A 2000-03-27 2000-06-08 スキャナモータ Pending JP2001275306A (ja)

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