JP3654924B2

JP3654924B2 - レーザービームプリンタ用スキャナモータ

Info

Publication number: JP3654924B2
Application number: JP05347694A
Authority: JP
Inventors: 剛篠原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: JPH07259866A; US5575569A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内輪と外輪との間に複数個の転動体を環状配置にて転動可能に配設すると共にこれらの転動体を保持する環状のリテーナを配設して構成される軸受を備えたレーザービームプリンタ用スキャナモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばレーザービームプリンタに使用されるスキャナモータにおいて、回転軸を支承する軸受としては、ころがり軸受が用いられている。このころがり軸受は、外輪と内輪との間に、例えば図１１及び図１２に示すように、複数個の収納部１を有する環状のリテーナ２を配設すると共に、このリテーナ２の各収納部１に転動体としてのボール３を転動可能に配設して構成されている。
【０００３】
そして、リテーナ２の一方側の端部（上端部）には収納部１，１間に位置してグリス貯留部４が形成され、ここに潤滑用のグリス５を注入するようにしている。グリス５は、一般的にベースオイル（基油）と比較的粘性の高い増稠剤とにより構成されている。そして、この種のスキャナモータは、回転軸を上下方向に指向させた縦軸形で、且つ高速回転（例えば８０００〜１５０００ｒｐｍ）で使用されるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来構成のものにおいては、モータの回転時において、図１３に示すように速度変動率（ジッタと称される）が瞬間的に大きく変化することがあった。そして、このように速度変動率が大きく変化すると、レーザビームプリンタの画像にゆらぎとなって表れるものであった。
【０００５】
本発明者らは、従来構成において速度変動率が瞬間的に大きく変化する原因を究明したところ、次のようなことを突き止めた。それは、モータの回転時において、グリスがその回転に伴う熱を受けると共に、リテーナの回転に伴う遠心力によりグリスがグリス貯留部からリテーナの外周部側へ流れ出し、その流れ出したグリスがボールの摺動面に必要量以上に侵入することがあり、このようになると、ボールがそのグリスを乗り越える時に瞬間的な変動が生じ、この結果、速度変動率が瞬間的に大きく変化するということである。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、速度変動率が大きく変化することを防止できると共に、使用寿命を長く維持することができるレーザービームプリンタ用スキャナモータを提供することにあり、他の目的は、グリスをグリス貯留部に注入し易くできると共にグリスの保持性を向上できるレーザービームプリンタ用スキャナモータを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内輪と外輪との間に複数個のボールを環状配置にて転動可能に配設すると共にこれらのボールを保持する環状のリテーナを配設して構成される軸受を備え、前記リテーナに、外周壁を有する周囲壁により略包囲された形態のグリス貯留部を設け、このグリス貯留部にグリスを注入するようにした構成のレーザービームプリンタ用スキャナモータにおいて、前記グリス貯留部に注入するグリスの総注入量を、約４ｍｇ以下で、かつ前記軸受内部の空間容積に対して約５．５％〜１０％の範囲内となるように設定し、前記グリス貯留部の周囲壁のうちの外周壁にスリットを形成したことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
この場合、グリス貯留部内の底部に突起を設けるとよい（請求項２）。
【０００９】
上記リテーナは転動体を嵌合保持する複数個の収納部を有し、グリス貯留部はリテーナの端部において隣り合う収納部間にそれぞれ設けられ、グリス貯留部の周囲壁は、隣り合う収納部の隣り合った２個の壁とこれら２個の壁をリテーナの外周部において連ねる外周壁とから構成することができる（請求項３）。
【００１０】
【作用】
請求項１の手段によれば、モータの回転時において、グリスがリテーナの回転に伴う遠心力を受けたとしても、周囲壁の特に外周壁によりグリスが外周部側へ必要以上に流れ出すということを防止でき、ひいてはグリスが転動体の転動面に必要量以上に侵入することを防止できる。このとき、グリスのうちベースオイル分は、回転に伴う熱によって流れ出したり、回転に伴う遠心力により周囲壁を乗り越えたりして転動体側に供給されることになる。
【００１１】
この場合、グリスの注入量を少なくすれば、グリスが転動体側に必要量以上に供給されることを一層確実に防止できることになるが、グリスの注入量が少なくなりすぎると、グリスのベースオイル分も転動体側へ供給され難くなることから、潤滑性が低下し、使用寿命が短くなってしまうおそれがある。
【００１２】
この点、上記した手段によれば、グリスの総注入量を軸受内部の空間容積に対して約５．５％〜１０％となるように設定することにより、グリスが転動体側へ必要量以上に供給されることを防止しながら、潤滑性の低下を防止できるようになる。したがって、速度変動率が大きく変化することを防止できると共に、使用寿命を長く維持することが可能になる。
【００１４】
また、グリス貯留部の周囲壁のうち外周壁にスリットを形成することにより、グリスのベースオイル分がスリットを通して一層転動体側へ供給され易くなるから、グリスの総注入量が約４ｍｇ以下というように少ない場合により有効である。
【００１５】
請求項２の手段によれば、グリスをグリス貯留部に注入する際にグリスが突起により保持され易くなるから、グリスの注入がし易くなる。また、モータの回転時においても、グリスはその突起により保持され易くなる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明をレーザビームプリンタのスキャナモータに適用した参考例について図１乃至図６を参照して説明する。まずモータの全体構成を示した図２において、ハウジング１１は上面が開口した容器状をなし、底部中央部に上方向に延びる筒部１２が形成されている。筒部１２の内周部にはころがり軸受から成る後述する軸受１３が上下に設けられている。筒部１２の外周部にはステータコア１４ａが設けられ、このステータコア１４ａにステータコイル１４ｂが巻装されている。これらステータコア１４ａとステータコイル１４ｂによりステータ１５を構成している。
【００１７】
ロータ１６の回転軸１７は、上記軸受１３，１３に上下方向に挿通された状態で回転自在に支承されている。この回転軸１７の上部にはミラー取付部１８が嵌着され、このミラー取付部１８にねじ止めされたロータヨーク１９がハウジング１１内に収納された状態となっている。ロータヨーク１９の内周面にはロータマグネット２０が設けられていて、このロータマグネット２０の内周面がステータコア１４の外周面と所定の隙間を存して対向している。なお、回転軸１７の下端部には予圧ボス２１が取着され、この予圧ボス２１と下側の軸受１３との間に予圧ばね２２が配設されている。
【００１８】
而して、上記した上下の軸受１３は同一の構成であるので、この場合上部側の軸受１３を代表して図１も参照して詳述する。軸受１３における外輪２３は、上記ハウジング１１の筒部１２に固定され、内周面には環状の溝２３ａが形成されている。これに対して内輪２４は、回転軸１７の外周面に嵌着され、外周面には外輪２３の溝２３ａと対向する環状の溝２４ａが形成されている。
【００１９】
これら外輪２３と内輪２４との間には例えばプラスチック製の環状をなすリテーナ２５が配設されており、このリテーナ２５には、図３及び図４に示すように、上面並びに内外面が開口した収納部２６が複数個、この場合８個等間隔に形成されていると共に、上端部に各収納部２６間に位置してグリス貯留部２７が設けられている。
【００２０】
各グリス貯留部２７は、隣り合う収納部２６において上方へ立上がる壁２６ａ，２６ａと、これら隣り合う２個の壁２６ａ，２６ａをリテーナの外周部側において連ねるように形成された外周壁２８とから構成される周囲壁２９により、一面である上面が開口する形態で、内周面側を除いた周囲が包囲された状態となっている。
【００２１】
各収納部２６には転動体としてのボール３０が挿入配置されており、各ボール３０はリテーナ２５に保持された状態で外輪２３の溝２３ａと内輪２４の溝２４ａとの間に転動可能に設けられている。そして、各グリス貯留部２７には潤滑用のグリス３１を注入している。そのグリス３１は一般的にベースオイル（基油）と比較的粘性の高い増稠剤とにより構成され、前者には鉱油、後者には金属石鹸（例えばカルシウム石鹸）が用いられている。
【００２２】
ここで、軸受１３において、グリス貯留部２７に注入するグリス３１の総注入量Ａは、軸受１３内部の空間容積Ｂに対して約７％〜８％の範囲内となるように設定している。この場合の空間容積Ｂは、図１において、内輪２４と外輪２３に挾まれ、且つシール板３４，３５に挾まれた部分で、リテーナ２５とボール３０を配置した状態での空間の容積である。なお、グリス貯留部２７の大きさ（周方向の幅寸法や周囲壁２９の高さ寸法等）は、軸受１３の直径寸法やボール３０の直径寸法、ひいてはリテーナ２５の直径寸法等によって決まってくるという事情がある。
【００２３】
また、軸受１３の上面側及び下面側には、ストップリング３２，３３によりシール板３４，３５を取り付けている。そして、斯様な構成の軸受１３は、グリス貯留部２７が上向きとなるように配置している。なお、下側の軸受１３も、上側の軸受１３と同様にグリス貯留部２７が上向きとなるように配置している。
【００２４】
上記した構成において、ロータ１６が高速回転された場合、グリス貯留部２７に貯留されたグリス３１はボール３０の転動に伴う摩擦熱を受けると共に、そのグリス３１にはリテーナ２５の回転に伴う遠心力も作用する。
【００２５】
このとき、グリス貯留部２７は周囲壁２９により内周部側を除いて包囲された状態となっているから、グリス３１に遠心力が作用してもそのグリス３１の特に増稠剤分がグリス貯留部２７から流れ出すということが防止される。これにより、ボール３０の転動面にグリス３１の特に増稠剤分が侵入するということを防止できるから、図５に示すようにモータの速度変動率が大きく変化するということがなく、ひいてはレーザビームプリンタの画像に速度変動率の変化によるゆらぎが発生することを防止することができる。
【００２６】
この場合、グリス３１のうちのベースオイル分は、回転に伴う熱によって流れ出したり、リテーナ２５の回転に伴う遠心力により周囲壁２９を乗り越えたりしてボール３０側に供給されることになる。
【００２７】
図６には、軸受内部の空間容積Ｂに対するグリスの総注入量Ａの比率［％］と、速度変動率及び使用寿命との関係の特性図を示す。この図６において、グリスの総注入量Ａの比率が大きくなるに従って速度変動率が大きくなっていることがわかり、速度変動率の良否の判定基準を０．０２［％Ｐ−Ｐ］に設定すると、グリスの総注入量Ａの比率としては約１０［％］以下に設定することが好ましいことがわかる。また、グリスの総注入量Ａの比率が小さくなるに従って使用寿命が短くなっていることがわかり、使用寿命の判定基準を４０００［Ｈ］に設定すると、グリスの総注入量Ａの比率としては約５．５［％］以上に設定することが好ましいことがわかる。
【００２８】
従って、グリスの総注入量Ａの比率を約５．５［％］〜１０［％］の範囲内に設定することにより、速度変動率が大きく変化することを防止できると共に、使用寿命を長く維持することが可能になる。この場合、グリスの総注入量Ａの比率としては、好ましくは７〜８［％］の範囲内とするとよいことがわかる。
【００２９】
なお、速度変動率及び使用寿命は、モータの回転数が速くなるに従って悪くなる傾向があるが、モータの回転数が速くなっても図６で示した特性図と同様な傾向がある。
【００３０】
図７は本発明の第１実施例を示したものであり、上記した参考例とは次の点が異なっている。すなわち、リテーナ２５における各グリス貯留部２７において、周囲壁２９のうちの外周壁２８の周方向中央部の１箇所にスリット３６を形成している。
【００３１】
また、図８は本発明の第２実施例を示したものであり、上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわち、リテーナ２５における各グリス貯留部２７において、周囲壁２９のうちの外周壁２８の左右両側の２箇所にスリット３７を形成している。
【００３２】
ここで、小型のモータ（例えば、回転軸１７の直径寸法が４ｍｍ以下）になると、それにつれて軸受３１の直径寸法、ボール３０の直径寸法、ひいてはリテーナ２５の直径寸法も小さくなり、これに伴いグリス３１の総注入量Ｃも少なくなる。グリス３１の総注入量Ｃが少なくなると、グリス３１のベースオイル分がボール３０側へ供給され難くなることから、潤滑性が低下し、使用寿命が短くなってしまうことが懸念される。
【００３３】
この点、上記した第１及び第２実施例によれば、グリス３１のベースオイル分がスリット３６，３７を通してボール３０側へ供給され易くなるから、周囲壁２９によりグリス３１の増稠剤成分の飛び出しを防止して速度変動率が大きく変化することを防止しながら、潤滑性の低下を一層確実に防止できて使用寿命を一層長く維持することが可能になる。
【００３４】
図９には、グリス貯留部におけるスリットの個数と、グリスの総注入量Ｃ［ｍｇ］及び使用寿命との関係を示す特性図を示している。この図９において、グリスの総注入量Ｃが約４［ｍｇ］より少なくなると、使用寿命として４０００［Ｈ］を維持することが難しくなる。このため、使用寿命の判定基準を４０００［Ｈ］とした場合、安全性を見越して、グリスの総注入量Ｃが約４［ｍｇ］以下となる場合には、スリットを１個以上設けることがよいということがわかる。さらに、グリスの総注入量Ｃが約３．５［ｍｇ］以下となる場合には、スリットを２個以上設ける方がよいことがわかる。
【００３５】
図１０は本発明の第３実施例を示したものであり、上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわち、各グリス貯留部２７内の底部に、短円柱状の突起３８を一体成形により設けている。
【００３６】
この第３実施例によれば、グリス３１をグリス貯留部２７に注入する際にグリス３１が突起３８により保持され易くなるから、グリス３１の注入がし易くなる。グリス３１の注入量が少ない場合に有効である。また、モータの回転時においても、グリス３１はその突起３８により保持され易くなる利点もある。
【００３７】
なお、本発明は上記しかつ図面に示した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
グリス貯留部２７における周囲壁２９としては、外周壁２８と対向する内周壁を有する構成としてもよい。また、スリット３６は、隣り合う収納部２６の壁２６ａに形成するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載のレーザービームプリンタ用スキャナモータによれば、グリスが転動体側へ必要量以上に供給されることを防止することにより速度変動率が大きく変化することを防止でき、しかも、潤滑性の低下を防止できて使用寿命を長く維持することが可能になる。
【００３９】
また、グリスのベースオイル分がスリットを通して一層転動体側へ供給され易くなるから、グリスの総注入量が約４ｍｇ以下というように少ない場合により有効である。
【００４０】
請求項２記載のレーザービームプリンタ用スキャナモータによれば、グリスをグリス貯留部に注入する際にグリスが突起により保持され易くなるから、グリスの注入がし易くなる。また、モータの回転時においても、グリスはその突起により保持され易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す要部の縦断面図
【図２】モータ全体の縦断面図
【図３】リテーナの斜視図
【図４】リテーナの内方側から見たグリス貯留部部分の拡大正面図
【図５】速度変動率の変化を示した特性図
【図６】グリスの総注入量の比率と、速度変動率及び使用寿命との関係の特性図
【図７】本発明の第１実施例を示す図３相当図
【図８】本発明の第２実施例を示す図３相当図
【図９】スリットの個数とグリスの総注入量及び使用寿命との関係を示す特性図
【図１０】本発明の第３実施例を示す図３相当図
【図１１】従来のリテーナの斜視図
【図１２】図４相当図
【図１３】従来構成において速度変動率の変化を示した特性図
【符号の説明】
１３は軸受、１６はロータ、１７は回転軸、２３は外輪、２４は内輪、２５はリテーナ、２６は収納部、２６ａは壁、２７はグリス貯留部、２８は外周壁、２９は周囲壁、３０はボール（転動体）、３１はグリス、３６，３７はスリット、３８は突起である。

Claims

内輪と外輪との間に複数個の転動体を環状配置にて転動可能に配設すると共にこれらの転動体を円周方向に一定間隔をおいて保持する環状のリテーナを配設して構成される軸受を備え、前記リテーナに、外周壁を有する周囲壁により略包囲された形態のグリス貯留部を設け、このグリス貯留部にグリスを注入するようにした構成のレーザービームプリンタ用スキャナモータにおいて、
前記グリス貯留部に注入するグリスの総注入量を、約４ｍｇ以下で、かつ前記軸受内部の空間容積に対して約５．５％〜１０％の範囲内となるように設定し、前記グリス貯留部の周囲壁のうちの外周壁にスリットを形成したことを特徴とするレーザービームプリンタ用スキャナモータ。
グリス貯留部内の底部に突起を設けたことを特徴とする請求項１記載のレーザービームプリンタ用スキャナモータ。
リテーナは転動体を保持する複数個の収納部を有し、グリス貯留部はリテーナの端部において隣り合う収納部間にそれぞれ設けられ、グリス貯留部の周囲壁は、隣り合う収納部の隣り合った２個の壁とこれら２個の壁をリテーナの外周部において連ねる外周壁とから構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザービームプリンタ用スキャナモータ。