WO2008068910A1

WO2008068910A1 - ポリゴンミラースキャナモータとその製造方法

Info

Publication number: WO2008068910A1
Application number: PCT/JP2007/056666
Authority: WO
Inventors: Yasushi Fukui; Masaki Sumi; Akimitsu Maetani
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-06-12
Also published as: CN101517870A; CN101517870B; US8115355B2; JP2008136261A; JP5179048B2; US20100001603A1

Abstract

　本ポリゴンミラースキャナモータのロータは、ロータフレームの内壁に取り付けられたロータマグネットと、円筒部を有しロータフレームに取り付けられたロータボスと、ロータボスに取り付けられたポリゴンミラーとからなる。ステータは、磁性体を積層しロータマグネットと対向して配置されたステータコアと、ステータコアに巻装されたステータコイルと、貫通孔が形成された鉄板回路基板とからなる。貫通孔にレーザー溶接よって固定されたシャフト、またはロータボスの円筒部のいずれか一方に動圧溝が形成され動圧軸受が構成され、ロータボスの円筒部をシャフトによって支持する。

Description

明細書

ポリゴンミラースキャナモータとその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は動圧軸受装置を備えるポリゴンミラースキャナモータに関する。特に、高い取付精度が要求される部材間の固定構造および固定方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、ポリゴンミラースキャナモータは、レーザービームプリンタ（以下、 LBPと呼ぶ）の普及に伴い、さらなる小型化および薄型化ならびに低コストィ匕が要求されている。同時に、回転変動 (ジッター)や騒音の低減が要求される。また、ポリゴンミラーの面倒れにつ、ては高精度の維持が必要である。

[0003] こうした中、従来は例えば特許文献 1に開示されるように、鉄基板に軸受を固定する構成によって、薄型化および低コストィ匕が図られてきた。また、軸受には動圧軸受の一種である流体軸受を採用することによって高精度化および長寿命化が図られてきた。

[0004] 図 4は特許文献 1に示された従来例 1におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。図 4において、ロータボス 402力回転軸 401に焼き嵌めなどの方法で固設されている。ロータボス 402には、回転多面鏡 403とロータフレーム 404とが固設されている。ロータフレーム 404の内壁にはロータマグネット 405が固設されている。回転軸 401、ロータボス 402、回転多面鏡 403、ロータフレーム 404およびロータマグネット 405によってロータ 400が構成されている。

[0005] 図 4に示すポリゴンミラースキャナモータのステータ基板 411は、同ポリゴンミラースキヤナモータを装置に対して装着するための取付部を有する。ステータ基板 411は熱伝導率の良ヽ鉄基板で構成されて 1ヽる。

[0006] ステータコア 412は磁性体を積層して構成されている。ステータコア 412にはステータコイル 413が卷回されている。ステータコア 412とステータコイル 413とによって卷線組立 414が構成されて、る。ステータ基板 411にはポリゴンミラースキャナモータを動作させるための駆動 IC415が実装されている。ステータ基板 411、卷線組立 414 および駆動 IC415によってステータ組立 410が構成されている。ステータコア 412とロータマグネット 405とは空隙を介して対向している。

[0007] 軸受 420が、ステータ基板 411の裏面から挿入され、ステータコア 412に直接カシメられている。軸受 420の内壁には動圧溝としてへリングボーン溝が形成され、軸受 4 20は流体軸受を構成している。回転軸 401が軸受 420に挿入され、軸受 420は回転軸 401を回転可能に支持する。

[0008] ステータコイル 413に電流を流すことによって、ステータコア 412とロータマグネット 405との間に回転トルクが発生する。これにより、ロータ 400が回転する。

[0009] ロータ 400の回転に伴い回転多面鏡 403が回転する。回転多面鏡 403が回転することに伴い風が発生する。この風の風冷効果によって、軸受 420が発生する熱をステータコア 412およびステータ基板 411から放熱することができる。これにより、図 4に示すポリゴンミラースキャナモータにおいては、軸受性能向上を図ることが可能となった

[0010] さらには、上記風冷効果によって、駆動 IC415が発生する熱も放熱することができ

、駆動 IC415の性能の悪ィ匕を防ぐことができる。

[0011] 上記特許文献 1に開示されたポリゴンミラースキャナモータは、回転軸 401が軸受 4

20に支持され回転する軸回転型である。一方、これとは別に、固定軸に挿入され支持された軸受が、その固定軸の周りを回転する軸固定型のポリゴンミラースキャナモータがある。

[0012] この軸固定型のポリゴンミラースキャナモータにおいて、平板状ロータマグネットに対向させて複数の平面コイルを配設した平面対向型モータがある。この平面対向型モータにおいて、平板状ロータマグネットとロータヨークと回転多面鏡とを一体に形成することによって薄型化を図る構成が、例えば特許文献 2に提案されている。

[0013] 図 5は特許文献 2に示された従来例 2におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。図 5において、回転多面体 510は、平板状ロータマグネット 511とロータョーク 512を内部に装着し、外周にミラー面 513を形成している。複数の平板状コイル 521が、平板状ロータマグネット 511と空隙を介して対向するとともに制御基板 522 上に配設されている。制御基板 522は、ブラケットとバックヨークを兼ねる取付盤 523 に取り付けられる。

[0014] 取付盤 523の中央には貫孔 524が形成されている。その貫孔 524の周縁に固定軸 525に形成された凹周溝 526を嵌合することによって、固定軸 525が取付盤 523に保持されている。

[0015] 回転多面体 510の中央には円筒部 514が形成されている。円筒部 514の軸方向両端には軸受 515および軸受 516が内装されている。軸受 515および軸受 516を介して、円筒部 514は固定軸 525に支持されている。

[0016] この構成によって、回転多面体 510は固定軸 525の軸方向の略中央部に配設される。しかも、軸受 515および軸受 516は、円筒部 514の両端に配設されるので、いわゆる両持支持構造の軸受構成となる。この構成により、図 5に示すモータは円滑に高速回転を行うことができる。

[0017] ところで、 LBPの普及に伴い、 LBPのより高速ィ匕あるいはカラー化が望まれており、ポリゴンミラースキャナモータも 30, 000力ら 50, OOOmin—¹といった一層の高速回転ィ匕が求められている。

[0018] 上記特許文献 1に開示された従来のポリゴンミラースキャナモータの軸受構成は、 V、わゆる片持支持構造であるため、すりこぎ運動を生じやす、と、う課題があった。特に、 30, 000力ら 50, OOOmirT¹と! /、つた高速回転時にお!/、ては、すりこぎ運動力動圧軸受に与える影響が極めて大きぐ軸受寿命を著しく低下させるという課題を有している。この課題を解決するために、回転軸の径を大きくし、動圧軸受の剛性を高める構造をとることとなるが、この場合、軸受損失の増大による消費電力の増加や、モータの小型化が困難になるという課題を有していた。

[0019] 上記特許文献 2に開示された従来のポリゴンミラースキャナモータは、両持支持構造の軸受構成である点では優れている。し力しながら、平面対向型モータ方式を採用しているため、通電相を切り替える時に平板状ロータマグネット 511と平板状コイル 521との間に軸方向の吸引反発力が生じる。特に、高速回転時には大きな振動や騒音が発生するという課題がある。

[0020] また、軸受 515および軸受 516を収容する円筒部 514、平板状ロータマグネット 51 1、ロータヨーク 512を一体形成した回転多面体 510の外周にミラー面 513を形成している。この構成のため、高精度のミラー面を形成することが極めて困難であるという課題もある。

[0021] そこで、上記課題を解決する手段として、以下の構成が考えられる。先ず上記特許文献 1に開示された従来のポリゴンミラースキャナモータのトルク発生部、すなわち図 4のステータ組立 410及びロータ 400の構成を、上記特許文献 2の平面対向型モータ構成に置き換えることによって、高速回転時に大きな振動や騒音が発生するという課題を解決することが考えられる。

[0022] 次に、上記特許文献 1のロータボス 402に上記特許文献 2の回転多面体 510の円筒部 514に相当する構成を形成する。そして、その円筒部の内壁に動圧溝としてヘリングボーン溝を形成して、固定軸との間で流体軸受を構成する。こうして、ロータボス 402が固定軸の周りを回転する軸固定型の流体軸受構成とすることによって、両持支持構造に近い軸受構成が可能となる。この構成により、高速回転時にすりこぎ運動が動圧軸受に与える影響が極めて大きくかつ軸受寿命を著しく低下させるという課題を解決することが考えられる。

[0023] さらに、上記特許文献 1と同様に、上記特許文献 2の回転多面体 510からミラー面 5 13を独立させた回転多面鏡 403 (ミラー）をロータボス 402に固定する。この構成により、回転多面鏡 403単独で加工が可能となり、高精度のミラー面を形成することが極めて困難であるという課題も解決できる。

[0024] 実際にこのような構成のポリゴンミラースキャナモータ力例えば、特許文献 3に提案されている。図 6は従来例 3におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である

[0025] 図 6において、ブラケット 601には、環状突出部 602が設けられている。環状突出部 602にはステータコア 603が固定されている。ステータコア 603にはステータコイル 6 04が卷回されている。ブラケット 601は鉄板回路基板 605に取付固定されている。ブラケット 601の中央部には固定軸 606が圧入固定されている。

[0026] ハブ 611には下方に突出した円筒状のスリーブ軸受部 612が突設されている。スリ一ブ軸受部 612の内壁面にはへリングボーン溝が形成されている。そのへリングボーン溝と、固定軸 606とスリーブ軸受部 612との僅かな間隙に介在された潤滑剤とによつて、モータ回転時に動圧が発生する。これにより、固定軸 606がスリーブ軸受部 61 2を回転可能に支持する。

[0027] スリーブ軸受部 612の外壁面 613〖こは、ロータ 614が取り付けられている。ハブ 61 1の上部には方形状をなす回転多面鏡 615が載置されて、る。回転多面鏡 615は、クランプ用ばね 616によって上部力も押圧固定されている。

[0028] しかしながら、図 6に示すポリゴンミラースキャナモータには、ブラケット 601の中央部に、固定軸 606の圧入固定部が鉄板回路基板 605の裏面に大きく突き出して形成されている。このため、ポリゴンミラースキャナモータとして小型化および薄型化が難しいという課題を有する。

[0029] ここで、図 5に示すポリゴンミラースキャナモータにおいて、固定軸 525と取付盤 52 3の固定構造に着目すると、取付盤 523の裏面には大きく突き出す部材は存在しな V、ので、小型化および薄型化への解決手段として考えられる。

[0030] し力しながら、図 5に示すポリゴンミラースキャナモータは、固定軸 525に形成した凹周溝 526に対して、取付盤 523の中央に形成された貫孔 524周縁を嵌合して保持するだけの固定構造である。そのため、固定軸 525の取付盤 523に対する垂直度、ひいてはミラー面 513の面倒れ精度を高精度にすることが困難であり、固定強度も不十分となる虞があるという新たな課題がある。

[0031] ところで、軸と平板を大きな外力を加えずに堅固に固定する手段として、レーザー光を用いて軸と平板を力シメて固定する方法が提案されている。例えば、特許文献 4 に開示されているこの方法を上記の課題を解決する方法として考える。

[0032] 図 7Aは従来のレーザー光を用いたカシメ方法におけるレーザー光照射前のカシメ部分の要部断面図であり、図 7Bは同カシメ方法におけるレーザー光照射後のカシメ部分の要部断面図である。

[0033] 図 7Aにおいて、板状の一方の部材 701には取付孔 702が設けられ、その周縁には面取部 703が形成されている。円柱状の他方の部材 711には、取付孔 702に嵌合する小径部 712と、径大な鍔部 713が形成されている。部材 701と部材 711とを組合わせた後、小径部 712の端面 714にレーザー光 720を照射する。これにより、図 7 Bに示す小径部 712の一部 715が溶け、一方の部材 701の面取部 703の方向に流動して固化する。この流動した一部 715と鍔部 713によって、他方の部材 711は完全に一方の部材 701に固定され、、わゆる軸方向にカシメられる。

[0034] し力しながら、上記従来の方法では、板状部材と円柱状部材とを直角に固定するためには鍔部が必要であり、直角度は鍔部と板状部材の精度に依存するという課題がある。さらに、流体軸受では、円柱状部材に相当する軸に要求される直径交差や表面粗さ等の精度が極めて高ぐ軸に鍔部を形成した場合この要求精度を実現することが非常に困難となるという課題もある。

特許文献 1 :日本特許出願特開平 9 131032号公報

特許文献 2 :日本特許出願特開平 3— 63617号公報

特許文献 3：日本特許出願特開平 7— 336970号公報

特許文献 4:日本特許出願特開昭 60— 87987号公報

発明の開示

[0035] 本発明のポリゴンミラースキャナモータは、ロータと卷線^ a立とステータとシャフトと動圧軸受とを含む。ロータは、ロータフレームと、ロータフレームの内壁に取り付けられたロータマグネットと、円筒部を有しロータフレームに取り付けられたロータボスと、ロータボスに取り付けられたポリゴンミラーとからなる。卷線組立は、磁性体を積層し口ータマグネットと対向して配置されたステータコアと、ステータコアに卷装されたステータコイルとからなる。ステータは、卷線組立と、貫通孔が形成された鉄板回路基板とからなる。シャフトは、貫通孔にレーザー溶接よつて固定される。動圧軸受は、ロータボスの円筒部またはシャフトの、ずれか一方にラジアル方向に動圧を発生させる動圧溝が形成される。そして、ロータボスの円筒部をシャフトによって支持する構成を備える。

[0036] この構成により、モータのトルク発生部をコア付き周対向構造とし、軸固定構造の動圧軸受によってポリゴンミラーを取り付けたロータを支持する。この構成により、小型化および高速回転ィ匕に対応可能となる。また、鉄板回路基板にシャフトを直接レーザ一溶接により固定することによって堅固に固定できる。これにより、高い信頼性を実現しながら薄型化と低コストィ匕が図ることができる。

[0037] また、本発明のポリゴンミラースキャナモータの製造方法は、次のステップを含む。ポリゴンミラースキャナモータを装置に取り付ける鉄板回路基板の取付面を治具に対して所定圧力で押圧固定するステップを有する。また、治具の押圧面に対して直角に形成し、かつシャフトの直径よりわずかに大きい直径の孔にシャフトを挿入して固定した状態で保持するステップを有する。シャフトと鉄板回路基板との接合部の円周上における等分割の複数箇所に対して同時にレーザーを照射しながら回転させて全周溶接することによって、シャフトを鉄板回路基板に固定するステップとを有する。この方法により、シャフトと鉄板回路基板との直角度が高い精度で確保できるという効果を有する。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は本発明の実施の形態 1におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。

[図 2A]図 2Aは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板に挿入する前の断面図である。

[図 2B]図 2Bは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板に挿入後の断面図である。

[図 2C]図 2Cは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板にレーザー溶接するステップを説明するための平面図である。

[図 2D]図 2Dは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板にレーザー溶接後の断面図である。

[図 2E]図 2Eは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板にレーザー溶接後の平面図である。

[図 3]図 3は本発明の実施の形態 2におけるポリゴンミラースキャナモータの製造方法に用、る治具の断面図である。

[図 4]図 4は従来例 1におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。

[図 5]図 5は従来例 2におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。

[図 6]図 6は従来例 3におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。

[図 7A]図 7Aは従来のレーザー光を用いたカシメ方法におけるレーザー光照射前のカシメ部分の要部断面図である。 [図 7B]図 7Bは従来のレーザー光を用いたカシメ方法におけるレカシメ部分の要部断面図である。

符号の説明

100 ロータ

101 ロータフレーム

102 ロータボス

103 ポリゴンミラー（回転多面鏡)

104 ロータマグネット

105 円筒部

106 動圧溝

111 鉄板回路基板

111a 取付面

112 ステータコア

113 ステータコィノレ

114 卷線組立

115 駆動 IC

116 貫通孔

117 接合部

118 照射点

119 最終照射点

120 シャフト

130 ステータ

131 動圧軸受

200 治具

201 回路基板押圧面

202 クランプ

203 ホノレダ一

203a 保持面 203b, 203c 可動部

204 受面

210 レーザー

220 治具の押圧面

P 突出し量

発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

[0041] (実施の形態 1)

図 1は本発明の実施の形態 1におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図である。まず図 1を用いて、本発明の実施の形態 1におけるポリゴンミラースキャナモータの主要構成について説明する。

[0042] 本実施の形態 1におけるポリゴンミラースキャナモータは、ロータ 100と卷線組立 11 4とステータ 130とシャフト 120と動圧軸受 131とを含む。ロータ 100は、ロータフレーム 101と、ロータフレーム 101の内壁に取り付けられたロータマグネット 104と、円筒部 105を有しロータフレーム 101に取り付けられたロータボス 102と、ロータボス 102 に取り付けられたポリゴンミラー（回転多面鏡） 103とからなる。卷線組立 114は、磁性体を積層しロータマグネット 104と対向して配置されたステータコア 112と、ステータコァ 112に卷装されたステータコイル 113と力なる。ステータ 130は、卷線組立 114と、貫通孔 116が形成された鉄板回路基板 111とからなる。シャフト 120は、貫通孔 11 6にレーザー溶接によって鉄板回路基板 111に固定される。動圧軸受 131は、ロータボス 102の円筒部 105またはシャフト 120のいずれか一方にラジアル方向に動圧を発生させる動圧溝 106が形成される。そして、ロータボス 102の円筒部 105をシャフト 120によって支持する構成を備える。

[0043] 次に、本実施の形態 1におけるポリゴンミラースキャナモータの構成について、図 1 および図 2Aから図 2Eを用いて、さらに詳しく説明する。

[0044] 図 2Aは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板に挿入する前の断面図であり、図 2Bは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板に挿入後の断面図である。図 2Cは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板にレーザー溶接するステップを説明するための平面図である。図 2Dは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板にレーザー溶接後の断面図であり、図 2Eは図 1に示すポリゴンミラースキャナモータのシャフトを鉄板回路基板にレーザー溶接後の平面図である。

[0045] 図 1において、ロータフレーム 101の中央に形成された孔にロータボス 102が取り付けられる。このロータボス 102には、ポリゴンミラー 103が取り付けられている。ロータフレーム 101の内壁にはロータマグネット 104が固定されている。こうして、ロータ 1 00が構成される。

[0046] 鉄系材料で形成された鉄板回路基板 111は、ポリゴンミラースキャナモータを装置へ装着する取付部を有して、る。ステータコア 112は磁性体を積層して形成されてヽる。ステータコア 112にはステータコイル 113が卷回されている。ステータコア 112とステータコイル 113と力ら卷線組立 114が構成されてヽる。ステータコア 112とロータマグネット 104とは空隙を介して対向して、る。卷線組立 114と鉄板回路基板 111とからステータ 130が構成されている。ポリゴンミラースキャナモータを動作させる駆動 IC 115が鉄板回路基板 111上に実装されて、る。

[0047] 鉄板回路基板 111の中央には貫通孔 116が形成されている。この貫通孔 116にはシャフト 120が挿入されている。鉄板回路基板 111の裏面側でシャフト 120と貫通孔 116の接合部とをレーザー溶接することによって、両者を堅固に固定して！/、る。

[0048] 一方、ロータボス 102は中央に円筒部 105を備えている。この円筒部 105の内壁には、動圧溝 106としてへリングボーン溝が軸方向に離間して 2箇所に形成されている。この円筒部 105にシャフト 120を挿入して、円筒部 105の内壁とシャフト 120との間に潤滑剤を充填して、ラジアル方向の動圧流体軸受を構成している。こうして、ステータ 130のシャフト 120力ロータ 100の円筒部 105を回転可能に支持している。

[0049] 円筒部 105の内壁に形成された 2箇所の動圧溝 106 (リングボーン溝）は、ロータボス 102のポリゴンミラー 103を固定している部分に対応する位置に形成されている。上記では 2箇所の動圧溝 106が、ロータボス 102の円筒部 105の内壁に形成されている場合について説明した力 2箇所の動圧溝 106がシャフト 120に形成されていてちょい。 [0050] すなわち、言い替えれば、ポリゴンミラー 103はロータボス 102の円筒部 105の外壁に取り付けられ、少なくとも、外壁にポリゴンミラー 103が取り付けられた軸方向範囲に相対する円筒部 105の内壁に対して動圧溝 106が形成されている。

[0051] 次に、図 2Aから図 2Eを用いて、図 1に示す実施の形態 1におけるポリゴンミラースキヤナモータの製造方法にっ、て説明する。

[0052] 本発明のポリゴンミラースキャナモータの製造方法は、次のステップを含む。ポリゴンミラースキャナモータを装置に取り付ける鉄板回路基板 111の取付面を治具に対して所定圧力で押圧固定するステップを有する。また、治具の押圧面に対して直角に形成し、かつシャフト 120の直径よりわずかに大きい直径の孔（貫通孔 116)にシャフト 120を挿入して固定した状態で保持するステップを有する。シャフト 120と鉄板回路基板 111との接合部 117の円周上における等分割の複数箇所に対して、同時にレーザーを照射しながら回転させて全周溶接することによって、シャフト 120を鉄板回路基板 111に固定するステップとを有する。

[0053] さらに詳細に説明を加える。図 2Aに示すように鉄板回路基板 111に設けられた貫通孔 116にシャフト 120を挿入する際、図 2Bに示すように鉄板回路基板 111の裏面側（溶接側）からのシャフト 120の突出し量 Pが僅かで済む。したがって、モータの小型化および薄型化が可能となり、モータが取り付けられる装置側における飛び出し部分のスペースに余裕ができる。その結果、装置の省スペース化に貢献できる。貫通孔 116とシャフト 120のクリアランスは、片側 0. 001力ら 0. 8mm程度に設定している。

[0054] この状態で図 2Cに示すように、貫通孔 116とシャフト 120が接する接合部 117における 2箇所の照射点 118を同時に連続的にレーザー照射し、円周上に 180度以上回転した最終照射点 119まで回転させる。こうして、レーザーによって、接合部 117を連続的に全周溶接してシャフト 120を鉄板回路基板 111に固定する。

[0055] 図 2Dにレーザー溶接によって、シャフト 120を鉄板回路基板 111に固定した状態の断面図を、また図 2Eに平面図を示す。

[0056] 以上の構成により、モータのトルク発生部を周方向にステータコア 112とロータマグネット 104が対向する周対向構造とすることにより、高速回転時に軸方向に発生する振動および騒音を大幅に低減して、る。 [0057] また、ポリゴンミラー 103を取り付けたロータ 100を軸固定構造の動圧軸受により支持する構成としている。これにより、上記特許文献 1に開示された従来のポリゴンミラ一スキャナモータの軸受構造ではポリゴンミラー 103の下側に離間した位置でしか支持できな!/ヽため片持軸受構造とならざるを得なヽとヽぅ課題を解決できる。

[0058] 図 1に示すポリゴンミラースキャナモータでは、ポリゴンミラー 103を固定している部分を含むロータボス 102の円筒部 105の内壁に、 2箇所のへリングボーン溝の一方を形成している。すなわち、ヘリングボーン溝の一方は、ロータフレーム 101の軸方向上側に位置するロータボス 102の円筒部 105の内壁に形成されている。この構成により、両持支持構造に近い軸受構成が可能となり、高速回転時のすりこぎ運動を抑制することができる。その結果、高速回転時の動圧軸受部への影響が低減され、軸受の長寿命が実現できる。

[0059] なお、ヘリングボーン溝の他方は、ロータフレーム 101の軸方向下側に位置する口ータボス 102の円筒部 105の内壁に形成されている。

[0060] また、鉄板回路基板 111の裏面側 (溶接側)からのシャフト 120の突出し量が僅かで済むことから、モータが最終的に取り付けられる装置側においても飛び出し部分のスペースに余裕ができるため装置の省スペース化に貢献できる。

[0061] さらに、鉄板回路基板 111にシャフト 120を直接レーザー溶接によって固定するので、鉄板回路基板 111の裏面に大きく突出する構成備品を廃止しながら、堅固に固定できる。その結果、高い信頼性および薄型化ならびに低コストィ匕が図れるポリゴンミラースキャナモータを提供できると、う効果を有する。

[0062] (実施の形態 2)

図 3を用いて、本発明の実施の形態 2におけるポリゴンミラースキャナモータの製造方法について説明する。図 3は本実施の形態 2におけるポリゴンミラースキャナモータの製造方法に用いる治具の断面図である。

[0063] 治具 200は、鉄板回路基板 111を治具の押圧面 220に押圧するクランプ 202と、シャフト 120を治具の押圧面 220に対して直角に保持するホルダー 203を具備する。ホルダー 203は、シャフト 120を治具の押圧面 220に対して平行に両側力挟み込んでシャフト 120を保持する。さらに治具 200は、ホルダー 203を開閉するための開閉機構 (図示せず)と、クランプ 202を軸方向に上下させる移動ための移動機構 (図示せず)とを具備する。

[0064] 本発明の実施の形態 2におけるポリゴンミラースキャナモータの製造方法は、治具 2 00を用いるとともに、次のステップを有する。鉄板回路基板 111を治具の押圧面 220 に対してクランプ 202によって押圧するステップを有する。またシャフト 120を鉄板回路基板 111の貫通孔 116にホルダー 203を開、た状態で治具の押圧面 220側から挿入するステップを有する。さらにホルダー 203でシャフト 120を挟み込んで保持しながら、シャフト 120と鉄板回路基板 111の貫通孔 116との接合部をレーザー溶接し固定するステップとを有する。

[0065] さらに詳細に説明を加える。図 3において、治具 200は、鉄板回路基板 111が押圧される治具の押圧面 220、鉄板回路基板 111を治具の押圧面 220に押圧するためのクランプ 202と、回路基板押圧面 201に対してシャフト 120を直角に保持するホルダー 203とを備えている。クランプ 202は移動機構（図示せず）によって軸方向に昇降可能に構成されている。

[0066] またホルダー 203は、一対の可動部 203bおよび可動部 203cからなり、一方の可動部 203bには回路基板押圧面 201に対して直角に精度良く加工された V溝状の保持面 203aが形成されている。そして、一方の可動部 203bの保持面 203aと他方の可動部 203cが対向するように構成されて、る。可動部 203bおよび可動部 203cを開閉機構（図示せず）によって回路基板押圧面 201に対して平行に互いに逆方向に移動させることにより、互いに向かい合う可動部 203bおよび可動部 203cの間隔を調整可能に構成されている。

[0067] 以上のように構成された治具 200について、以下、その動作および作用を説明する。先ず治具 200のクランプ 202を軸方向下側に降ろし、鉄板回路基板 111を装着可能なスペースを確保する。また、この時、ホルダー 203の一対の可動部 203bおよび可動部 203cは、その間にシャフト 120を容易に挿入できるように開いた状態に設定しておく。

[0068] 次に、鉄板回路基板 111のモータを装置に取り付ける取付面 11 laが治具の押圧面 220に対向するように、鉄板回路基板 111を治具 200に装着する。そして、クランプ 202を軸方向上側に上昇させて、治具の押圧面 220に対して取付面 11 laを押圧し固定する。続いて、シャフト 120を鉄板回路基板 111の貫通孔 116に対して取付面 11 la側力もシャフト 120の一方の先端が治具 200の受面 204に突き当たるまで挿入する。この状態で、シャフト 120の他方の先端が取付面 11 la側から所定量突き出すように設定されている。そして、ホルダー 203の可動部 203bと可動部 203cとが間隔が狭まる方向に移動し、保持面 203aにシャフト 120を押し付けて保持する。回路基板押圧面 201に対し直角精度の出て!、る保持面 203aに対して、シャフト 120押し付けることによって、鉄板回路基板 111とシャフト 120との直角精度は部品の精度に依存することなく高精度に設定することが可能となる。

[0069] 次に治具 200全体を回転させ、図 2Cに示すように貫通孔 116とシャフト 120が接する接合部 117を照射点 118の 2箇所を同時にレーザー 210を照射し、円周上に 180 度以上回転した最終照射点 119まで連続して照射しながら回転させて、全周溶接して固定する。

[0070] 上記から明らかなように、本発明のポリゴンスキャナモータは、鉄板回路基板 111のモータを装置に取付ける取付面 11 la側にシャフト 120が必要最小限だけ突出するだけで、シャフト 120と鉄板回路基板 111とが充分な強度と高い直角精度で固定できる。この結果、信頼性高く薄型化が可能となるという効果を有する。

[0071] また、治具 200によってシャフト 120を鉄板回路基板 111の取付面 11 laに対して直角に保持した状態で、シャフト 120と鉄板回路基板 111との接合部を回転させながら円周上の複数箇所力も同時にレーザー 210を照射して溶接固定する。この製造方法により、シャフト 120と鉄板回路基板 111との直角度が高い精度で確保できるという効果を有する。

[0072] なお、以上の実施の形態においては、図 1に示すように、ロータボス 102にポリゴンミラー 103を固定する構成とした力ロータボス 102によってポリゴンミラー 103の芯出しを行いながら、ロータフレーム 101の天面にポリゴンミラー 103を載置して固定する構成としても同様に実施可能である。

産業上の利用可能性

[0073] 本発明に係るポリゴンミラースキャナモータおよびその製造方法は、特に高い取付精度と軸受負荷の軽減が要求される高速回転用の小型および薄型ポリゴンミラースキヤナモータに適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] ロータフレームと、前記ロータフレームの内壁に取り付けられたロータマグネットと、円筒部を有し前記ロータフレームに取り付けられたロータボスと、前記ロータボスに取り付けられたポリゴンミラーとからなるロータと、

磁性体を積層し前記ロータマグネットと対向して配置されたステータコアと、前記ステータコアに卷装されたステータコイルとからなる卷線組立と、

前記卷線組立と、貫通孔が形成された鉄板回路基板とからなるステータと、前記貫通孔にレーザー溶接によって固定されたシャフトと、

前記ロータボスの前記円筒部または前記シャフトのいずれか一方にラジアル方向に動圧を発生させる動圧溝が形成された動圧軸受とを含み、

前記ロータボスの前記円筒部を前記シャフトによって支持する構成を備えるポリゴンミラースキャナモータ。

[2] 前記ポリゴンミラーは、前記ロータボスの前記円筒部の外壁に取り付けられ、

少なくとも、前記外壁に前記ポリゴンミラーが取り付けられた軸方向範囲に相対する前記円筒部の内壁に対して前記動圧溝が形成された請求項 1記載のポリゴンミラースキャナモータ。

[3] 請求項 1記載のポリゴンミラースキャナモータの製造方法であり、

前記ポリゴンミラースキャナモータを装置に取り付ける前記鉄板回路基板の取付面を治具の押圧面に対して所定圧力で押圧固定するステップと、

前記治具の押圧面に対して直角に形成し、かつ前記シャフトの直径より大きい直径の孔に前記シャフトを挿入して固定した状態で保持するステップと、

前記シャフトと前記鉄板回路基板との接合部の円周上における等分割の複数箇所に対して同時にレーザーを照射しながら回転させて全周溶接することによって、前記シャフトを前記鉄板回路基板に固定するステップとを含むポリゴンミラースキャナモータの製造方法。

[4] 請求項 2記載のポリゴンミラースキャナモータの製造方法であり、

前記ポリゴンミラースキャナモータを装置に取り付ける前記鉄板回路基板の取付面を治具の押圧面に対して所定圧力で押圧固定するステップと、前記治具の押圧面に対して直角に形成し、かつ前記シャフトの直径より大きい直径の孔に前記シャフトを挿入して固定した状態で保持するステップと、

[5] 前記治具は、前記鉄板回路基板を前記治具の押圧面に押圧するクランプと、前記シャフトを前記治具の押圧面に平行に両側から挟み込んで前記治具の押圧面に対して直角に保持するホルダーと、前記ホルダーを開閉するための開閉機構と、前記クランプを軸方向に上下させる移動のための移動機構とを具備し、前記治具を用いて、前記鉄板回路基板を前記治具の押圧面に前記クランプにより押圧するステップと、前記シャフトを前記鉄板回路基板の前記貫通孔に前記ホルダーを開いた状態で前記治具の押圧面側から挿入するステップと、

前記ホルダーで前記シャフトを挟み込んで保持しながら、前記シャフトと前記鉄板回路基板の前記貫通孔との接合部をレーザー溶接し固定するステップとを含む請求項 3記載のポリゴンミラースキャナモータの製造方法。

[6] 前記治具は、前記鉄板回路基板を前記治具の押圧面に押圧するクランプと、前記シャフトを前記治具の押圧面に平行に両側から挟み込んで前記治具の押圧面に対して直角に保持するホルダーと、前記ホルダーを開閉するための開閉機構と、前記クランプを軸方向に上下させる移動のための移動機構とを具備し、前記治具を用いて、前記鉄板回路基板を前記治具の押圧面に前記クランプにより押圧するステップと、前記シャフトを前記鉄板回路基板の前記貫通孔に前記ホルダーを開いた状態で前記治具の押圧面側から挿入するステップと、

前記ホルダーで前記シャフトを挟み込んで保持しながら、前記シャフトと前記鉄板回路基板の前記貫通孔との接合部をレーザー溶接し固定するステップとを含む請求項 4記載のポリゴンミラースキャナモータの製造方法。