JP2006011023A - ポリゴンミラースキャナモータ - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル複写機、レーザビームプリンタなどに用いられ、レーザ光のスキャニングに利用されるポリゴンミラースキャナモータにおいて、間欠運転時の起動電流により、駆動ＩＣが異常に高温となることを解決し、信頼性を高めることを目的とする。
【解決手段】底面に放熱板１３ａを有し、金属基板９表面にはんだ実装された駆動ＩＣ１３と、この駆動ＩＣ１３の側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面１３ｂと駆動ＩＣ底面１３ｃとの高さが略０．１ｍｍ以下であり、かつ、駆動ＩＣの底面の放熱板１３ａは、中央を凸形状とすることにより、はんだ付け作業時に、クリームはんだ１４から、ガスが発生しても、放熱板１３ａの中央部凸形状にそってガスが外周部に排出されるため、ボイドの発生を防止することが出来る。また、駆動ＩＣの底面のはんだ量が確保でき、過渡熱抵抗が低減するので、起動時の放熱効果を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザビームプリンタなどに用いられ、レーザ光のスキャニングに利用されるポリゴンミラースキャナモータに関するものである。

近年、デジタル複写機では、高速化と高精細化の要求が高まってきている。この、高速化と高精細化のためには、レーザ光のスキャンを高速化する必要があり、ポリゴンミラースキャナモータの高速回転化が求められる。この、高速回転のために、モータ駆動電流が大きくなり、この駆動電流を制御する駆動ＩＣの発熱対策が課題となる。

さらに、省電力化の要求により、モータの使用状態は連続回転から、間欠運転が重要となり、起動時の起動電流による駆動ＩＣの発熱対策が求められている。

また、ポリゴンミラースキャナモータが収容されているレーザスキャナーユニットは、小型化や軽量化による樹脂化が進み、熱がこもり易く、駆動ＩＣ周辺の温度が上昇し、信頼性を著しく低下する場合がある。また、上記のような問題を解決するため、レーザスキャナユニットを金属ケースにしたり、近傍に冷却ファンを設けると、非常にコストアップとなる。

近年、放熱板を底面に有した駆動ＩＣを、金属基板にはんだ実装し、駆動ＩＣで発生する熱を、この金属基板から放出する構成が一般に知られている。この構成は、簡易に、熱を放出できるので、良好である。しかし、駆動ＩＣの放熱板と金属基板の間のはんだ部に気泡が発生すると、放熱効果が著しく低下するという問題があった。

このような問題に対して、例えば、駆動ＩＣ及び駆動ＩＣをはんだ実装する金属基板に、アルミニウム合金等の放熱フィンを設けることが提案されている（例えば特許文献１参照）。

図２は、前記特許文献１に記載された従来のポリゴンミラースキャナモータの構造を示す。図２において、１は回転軸で、ポリゴンミラー２とロータマグネット３とロータフレーム４とが固定されるロータボス５が焼きバメ等の方法で固定され、ロータ組立を構成している。ロータマグネット３と磁路を構成する磁性体を積層したステータコア６と、ロータマグネット３と対向して磁気トルクを発生するステータ巻線７と、回転軸１を軸支する軸受８が固定される金属基板９と、ステータ巻線７に流れる電流を制御する駆動ＩＣ１０が金属基板９に実装され、ステータ組立を構成している。ここで、駆動ＩＣ１０の底面に設けた放熱板１０ａと金属基板９がクリームはんだ１２実装され、さらに、金属基板９の裏面にアルミニウム合金からなる放熱フィン１１が取付られ、駆動ＩＣ１０で発生する熱を、金属基板９を介し、放熱フィン１１から放出する構成となっている。
特開平６−２３０３０６号公報（第５−７頁、図１）

しかしながら、上記従来の構成では、熱伝導率の良いアルミニウム合金からなる放熱フィン１１はコスト高となり、取付工数もかかる。また、ポリゴンミラースキャナモータに要求される間欠運転での信頼性を高めるためには、起動時の急激な熱対策である過渡熱抵抗の低減が必要となる。過渡熱抵抗は、駆動ＩＣ１０と金属基板９間の熱抵抗が支配的であり、放熱フィン１１の効果が少ないという課題があった。

さらに、駆動ＩＣ１０の底面の放熱板１０ａと金属基板９とのはんだ付け状態について配慮されていないため、はんだ付け作業時にこの放熱板１０ａと金属基板９のランドとの間にあるクリームはんだ１２に含まれる揮発成分のガスにより、このはんだ部分にガス溜りのボイドが発生する。また、揮発成分がガス化することにより、駆動ＩＣ１０の底面の放熱板１０ａと金属基板９の間のはんだ量が減少し、さらに、ボイドが発生する。
このボイドにより過渡熱抵抗が高くなり、間欠運転時の起動電流により駆動ＩＣ１０が異常に高温となり、ポリゴンミラースキャナモータの信頼性が悪化するという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、特別な放熱フィンを設けることなく、低コストで、駆動ＩＣの放熱を容易に行うポリゴンミラースキャナモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、底面に放熱板を有し前記金属基板表面にはんだ実装された駆動ＩＣと、この駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面と前記駆動ＩＣ底面との高さが略０．１ｍｍ以下であり、かつ、前記駆動ＩＣの底面の放熱板は、中央が凸形状としたものである。

本構成によって、はんだ付け作業時に、駆動ＩＣの底面の放熱板と金属基板とのはんだ材料から、ガスが発生しても、放熱板の中央部凸形状にそってガスが外周部に排出されるため、ボイドの発生を防止することが出来る。

また、通常、クリームはんだは、金属基板に０．１５ｍｍから０．２ｍｍの厚みで塗布されており、揮発成分がガス化することにより、有効はんだは略５０％となる。したがって、この駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面と前記駆動ＩＣ底面との高さを略０．１ｍｍ以下とすることによって、駆動ＩＣの底面の放熱板と金属基板とのはんだ量が確保でき、過渡熱抵抗を低減することができる。

本発明のポリゴンミラースキャナモータによれば、はんだ付け作業時に、駆動ＩＣの底面の放熱板と金属基板との間のはんだ材料から、ガスが発生しても、放熱板の中央部凸形状にそってガスが外周部に排出されるため、ボイドの発生を防止することが出来る。また、この駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面と前記駆動ＩＣ底面との高さを略０．１ｍｍ以下とすることによって、駆動ＩＣの底面の放熱板と金属基板とのはんだ量が確保でき、過渡熱抵抗を確保することができるという有利な効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の発明は、回転軸とロータマグネットを有しポリゴンミラーが固定されたロータと、前記ロータマグネットと対向して電磁トルクを発生するステータ巻線と、前記回転軸を軸支する軸受が固定される金属基板と、下面に放熱板を有し前記金属基板表面にはんだ実装された駆動ＩＣとを備え、前記駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面と前記駆動ＩＣ底面との高さが略０．１ｍｍ以下であり、かつ、駆動ＩＣの底面の放熱板は、中央が凸形状としたものであり、はんだに含まれる揮発成分により駆動ＩＣに対向する金属基板のランド上にある半田量が十分あるので、放熱効果が良いという作用を有する。さらに、はんだに含まれる揮発成分のガスが発生しても、この中央の凸形状によりガスが外側に押出され、このガス溜りによるボイドの発生を抑止するため、過渡熱抵抗の低減を実現できるという作用を有する。

以下本発明のより具体的な実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施例１）
図１（ａ）は本発明のポリゴンミラースキャナモータを示す断面図であり、図１（ｂ）はこの詳細断面図である。図１において１は回転軸で、ポリゴンミラー２とロータマグネット３とロータフレーム４とが固定されるロータボス５が焼きバメにより固定され、ロータ組立を構成している。磁性体を積層したステータコア６と、磁気トルクを発生するステータ巻線７と、回転軸１を軸支する軸受８が固定される金属基板９と、ステータ巻線７に流れる電流を制御する駆動ＩＣ１３が金属基板９に実装され、ステータ組立を構成している。ここで、駆動ＩＣの底面に設けた放熱板１３ａは中央が凸形状をなし、金属基板９とクリームはんだ１４実装される。さらに、駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面１３ｂと前記駆動ＩＣ底面１３ｃとの高さＨは略０．１ｍｍ以下としている。

一般に、駆動ＩＣ１３のはんだ実装時には、金属基板９上にクリームはんだが０．１５ｍｍから０．２ｍｍの厚みで塗布される。しかし、はんだ付け時には、このクリームはんだの中の揮発成分がガス化し、はんだ量が、略半分となる。

上記構成により、はんだ付け作業時に、駆動ＩＣの底面の放熱板１３ａと金属基板９のランドとの間に挟設されたクリームはんだ１４は、揮発成分のガス化により、その体積が減少しても、駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面１３ｂと前記駆動ＩＣ底面１３ｃとの高さＨは略０．１ｍｍ以下であるため、十分なはんだ量を確保できる。

駆動ＩＣの底面の放熱板１３ａは、中央が凸形状としているため、クリームはんだの揮発成分がガス化しても、この中央の凸形状によりガスが外側に押出され、このガス溜りによるボイドの発生を抑止するため、過渡熱抵抗の低減を実現できる。

本発明に係るポリゴンミラースキャナモータは、はんだ付け作業時に、駆動ＩＣの底面の放熱板と実装基板とのはんだ材料から、ガスが発生しても、放熱板の中央部凸形状にそってガスが外周部に排出されるため、ボイドの発生を防止することが出来る。また、この駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面と前記駆動ＩＣ底面との高さを略０．１ｍｍ以下とすることによって、駆動ＩＣの底面の放熱板と実装基板とのはんだ量が確保でき、過渡熱抵抗の低減を実現することができるという有利な効果を有し、デジタル複写機、レーザビームプリンタなどに有用である。

本発明の実施例１によるポリゴンミラースキャナモータを示す図、（ａ）断面図、（ｂ）詳細断面図 従来のポリゴンミラースキャナモータの断面図

符号の説明

１ 回転軸
２ ポリゴンミラー
３ ロータマグネット
４ ロータフレーム
５ ロータボス
６ ステータコア
７ ステータ巻線
８ 軸受
９ 金属基板
１０、１３ 駆動ＩＣ
１０ａ、１３ａ 駆動ＩＣの放熱板
１１ 放熱フィン
１２、１４ クリームはんだ
１３ｂ アウターリード部端面
１３ｃ 駆動ＩＣの底面

Claims (1)

1. 回転軸とロータマグネットを有しポリゴンミラーが固定されたロータボスと、前記ロータマグネットと対向して電磁トルクを発生するステータ巻線と、前記回転軸を軸支する軸受が固定される金属基板と、底面に放熱板を有し前記金属基板表面にはんだ実装された駆動ＩＣとを備え、前記駆動ＩＣの側面より突出しガルウイング形状に形成されたアウターリード部端面と前記駆動ＩＣ底面との高さが略０．１ｍｍ以下であり、かつ、前記駆動ＩＣの底面の放熱板は、中央が凸形状であるポリゴンミラースキャナモータ。

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