JP5349439B2 - Galvano scanner - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a galvano scanner having a mirror mount with high rigidity and capable of exchanging a mirror in a short time. <P>SOLUTION: This galvano scanner in which a mirror mount integrated with a mirror for reflecting laser light, is fixed to an output shaft of a motor to swingingly operate the mirror, includes: a wedge-shaped ring 7 whose inside diameter is larger than the outside diameter of the output shaft 4 and which has a tapered portion at the outer periphery; and a flange 8 (energizing means) whose inside diameter is larger than the outside diameter of the output shaft 4 and which energizes the wedge-shaped ring 7 in the direction of the axis O of the output shaft 4. The mirror mount 5 includes a hole 5b whose tapered angle is same to that of the tapered portion of the wedge-shaped ring 7. The flange 8, the wedge-shaped ring 7, and the mirror mount 5 are engaged with the output shaft 4 in this order, the flange 8 is energized toward the mirror mount 5, with their engaged with the output shaft 4, to deform the wedge-shaped ring 7 in the radial direction, and the mirror mount 5 is fixed to the output shaft 4 by a frictional force. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はレーザ光を用いて穴明けや切断およびマーキングをするレーザ加工装置においてレーザ光を走査させるガルバノスキャナに関する。   The present invention relates to a galvano scanner that scans laser light in a laser processing apparatus that drills, cuts, and marks using laser light.

従来のガルバノスキャナを用いたレーザ加工装置についてプリント基板の穴明け加工機を例に取って説明する。
電子機器の小型化、高密度実装化に伴い、プリント基板は複数の配線パターンを積層した多層配線基板が主流となっている。多層配線基板では、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続する必要がある。そこで、多層配線基板の絶縁層に下層の導電層に達するビアホール（穴）を形成し、ビアホールの内部に導電性メッキを施すことにより、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続している。ビアホールの製作には、微細化に伴い従来の機械的なドリル加工装置に加えて、高出力のＣＯ２レーザやＹＡＧの高調波を利用したＵＶレーザを用いたレーザ加工装置が用いられている。レーザ加工装置では、揺動動作をする直交配置された２つのガルバノスキャナとｆθレンズを組み合せたビームスキャン光学系を用いて、レーザスポットをプリント基板上に位置決めすることにより高速加工を実現している。 A laser processing apparatus using a conventional galvano scanner will be described by taking a printed circuit board drilling machine as an example.
Along with the downsizing and high-density mounting of electronic devices, printed circuit boards are mainly multilayer wiring boards in which a plurality of wiring patterns are stacked. In a multilayer wiring board, it is necessary to electrically connect conductive layers between substrates stacked one above the other. Therefore, a via hole (hole) reaching the lower conductive layer is formed in the insulating layer of the multilayer wiring board, and conductive plating is applied to the inside of the via hole to electrically connect the conductive layers between the substrates stacked vertically. doing. For manufacturing via holes, in addition to conventional mechanical drilling devices, laser processing devices using high-power CO 2 lasers or UV lasers using YAG harmonics are used in conjunction with miniaturization. In the laser processing apparatus, high-speed processing is realized by positioning a laser spot on a printed circuit board using a beam scanning optical system in which two galvano scanners arranged in a swinging manner and an fθ lens are combined. .

ガルバノスキャナにはコイルと永久磁石を用いた電磁アクチュエータ式の揺動モータと、レーザ光を反射するミラーと、揺動モータの回転軸とミラーとを連結するミラーマウントと、から成る構成が知られている（特許文献１）。ミラーの材質としては、例えばＣＯ２レーザの場合、シリコンやベリリウムなどの比重が小さく、剛性が高い材料が使われる。シリコンやベリリウムは加工が困難であるため、ミラーは接着剤を用いてミラーマウントに固定し、ミラーを固定したミラーマウントを揺動モータの回転軸に連結している。ミラーは塵埃付着等によるレーザ光の反射率低下や付着した塵埃がレーザ光を熱吸収することで破損するのを未然に防ぐために定期的に交換が必要であり、ミラーの交換はミラーマウントの脱着によって行われる。 A galvano scanner is known to have an electromagnetic actuator type swing motor using a coil and a permanent magnet, a mirror that reflects laser light, and a mirror mount that connects the rotation shaft of the swing motor and the mirror. (Patent Document 1). As a material of the mirror, for example, in the case of a CO 2 laser, a material having a small specific gravity and high rigidity such as silicon or beryllium is used. Since silicon and beryllium are difficult to process, the mirror is fixed to the mirror mount using an adhesive, and the mirror mount to which the mirror is fixed is connected to the rotating shaft of the swing motor. The mirror needs to be replaced regularly to prevent the laser light reflectivity from being reduced due to dust adhesion, etc., and the attached dust to be damaged by heat absorption of the laser light. Is done by.

近年、プリント基板の高密度化による穴の小径化と穴数の増加が進んでいる。穴の小径化には焦点が短いｆθレンズを用い、かつ入射させるビーム径を大きくする必要があるため、ミラーの大型化が避けられない。しかし、ミラーを大型化すると、揺動モータに加わる慣性モーメントが増加するので、コイルに大きな駆動電流を供給する必要が生じる。コイルに大きな駆動電流を供給すると、コイルの発熱量が大きくなる。コイルで発生した熱は回転軸に伝導し、回転軸に連結されているミラーおよびミラーマウントの温度は上昇する。例えば、ミラーマウントの形状が非対称である場合、ミラーマウントが温度上昇することにより、ミラーが面倒れすると共にミラーに対して不均等な力が加わり、ミラーが変形して反射面の平坦度が悪化する。   In recent years, the hole diameter has been reduced and the number of holes has been increased by increasing the density of printed circuit boards. In order to reduce the diameter of the hole, it is necessary to use an fθ lens with a short focal point and to increase the diameter of the incident beam. However, increasing the size of the mirror increases the moment of inertia applied to the oscillating motor, which necessitates supplying a large drive current to the coil. When a large drive current is supplied to the coil, the amount of heat generated by the coil increases. The heat generated in the coil is conducted to the rotating shaft, and the temperature of the mirror and the mirror mount connected to the rotating shaft rises. For example, when the shape of the mirror mount is asymmetric, the mirror mount tilts and an uneven force is applied to the mirror due to the temperature rise, and the mirror deforms and the flatness of the reflecting surface deteriorates. To do.

以上、述べたようにミラーマウントにはガルバノスキャナの動特性を安定化するための揺動モータ軸への高い締結力と、ミラー交換を行うための脱着容易性と、熱変形等によるミラーの傾斜や平坦度の悪化が発生しない構造が求められる。   As described above, the mirror mount has a high fastening force to the oscillating motor shaft for stabilizing the dynamic characteristics of the galvano scanner, ease of attachment / detachment for mirror replacement, and tilting of the mirror due to thermal deformation, etc. And a structure that does not deteriorate the flatness is required.

特開２００７−３２２５４２号公報（第７頁，図１および図２）JP 2007-322542 A (page 7, FIGS. 1 and 2)

しかし、特許文献１の図１に記載のガルバノスキャナの場合、ミラーマウントにおける揺動モータ回転軸の締結部とミラーが固定されている接着部との間に、締結時の締め付け力がミラーヘ加わらないようにするための溝を設けている。このため、ミラーマウントの剛性が低くなり、動作が不安定になった。
また、特許文献１の図２に記載のガルバノスキャナの場合、マウントアダプタを出力軸の端部に圧入する必要があるので、マウントアダプタがゆがんで装着される結果、ミラーの取り付けがずれてしまう。あるいは、マウントアダプタを出力軸に圧入するのに手間・時間がかかるといった問題があった。 However, in the case of the galvano scanner shown in FIG. 1 of Patent Document 1, the fastening force at the time of fastening is not applied to the mirror between the fastening part of the swing motor rotating shaft in the mirror mount and the adhesive part to which the mirror is fixed. A groove is provided for this purpose. For this reason, the rigidity of the mirror mount is lowered and the operation becomes unstable.
In the case of the galvano scanner shown in FIG. 2 of Patent Document 1, since it is necessary to press-fit the mount adapter into the end of the output shaft, the mounting of the mount adapter is distorted. Alternatively, there is a problem that it takes time and effort to press-fit the mount adapter into the output shaft.

本発明の目的は、ミラーマウントの剛性が高く、ミラーを短時間で交換することができるガルバノスキャナを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a galvano scanner in which the mirror mount has high rigidity and the mirror can be replaced in a short time.

上記課題を解決するため、本発明は、レーザ光を反射するミラーを固定したミラーマウントをモータの出力軸に固定して、ミラーを揺動動作させるガルバノスキャナにおいて、外周部に円錐台側面状のテーパ部を備える楔形リングと、楔形リングを付勢する付勢手段と、を設けると共に、前記ミラーマウントのモータ側に、テーパ角度が前記楔形リングのテーパ部と同一の穴を設けておき、前記付勢手段、前記楔形リング、前記ミラーマウントの順で前記出力軸に係合させた状態で、前記付勢手段により前記楔形リングを前記出力軸の軸線方向に付勢して前記楔形リングを径方向に変形させて締め付けることにより前記ミラーマウントを前記出力軸に固定することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a galvano scanner in which a mirror mount that fixes a mirror that reflects laser light is fixed to an output shaft of a motor, and the mirror is oscillated. A wedge-shaped ring having a tapered portion, and an urging means for urging the wedge-shaped ring, and a hole having the same taper angle as the tapered portion of the wedge-shaped ring is provided on the motor side of the mirror mount, With the biasing means, the wedge ring, and the mirror mount engaged with the output shaft in this order, the biasing ring biases the wedge ring in the axial direction of the output shaft by the biasing means so that the wedge ring has a diameter. The mirror mount is fixed to the output shaft by being deformed in the direction and tightened.

ミラーマウントの剛性が高いので、ガルバノスキャナの動特性が安定になる。また、ミラーの交換が容易で、ミラー交換時の作業能率を向上させることができる。   Since the mirror mount has high rigidity, the dynamic characteristics of the galvano scanner become stable. Further, the mirror can be easily exchanged, and the work efficiency at the time of mirror exchange can be improved.

本発明に係るガルバノスキャナの構成図である。（実施例１）It is a block diagram of the galvano scanner which concerns on this invention. Example 1 本発明に係るミラーマウント部の斜視図である。It is a perspective view of the mirror mount part which concerns on this invention. 本発明に係るガルバノスキャナの構成図である。（実施例２）It is a block diagram of the galvano scanner which concerns on this invention. (Example 2) 本発明に係る楔形リングの変形例の斜視図である。It is a perspective view of the modification of the wedge-shaped ring which concerns on this invention.

図１は本発明の実施例１に係るガルバノスキャナの構成図であり、（ａ）はガルバノスキャナの全体斜視図、（ｂ）はミラーマウント部の分解斜視図、（ｃ）はミラーマウント部の断面図である。
図１（ａ）に示すように、ガルバノスキャナ１は、揺動モータ２とミラー３とから構成され、ミラー３は、ミラーマウント５を介して揺動モータ２の回転軸４に連結されている。揺動モータ２のケース２ａの内部には図示を省略するアクチュエータとアクチュエータの回転軸４の回転角度を検出する例えば光電式ロータリーエンコーダ等の角度センサが配置されている。回転軸４は、揺動モータ２内に配置された一対の軸受により回転自在である。アクチュエータはコイルと永久磁石とから構成されており、コイルに駆動電流を通電することで回転軸４の軸回りに回転方向の駆動トルクが作用し回転軸４が回転する。 1A and 1B are configuration diagrams of a galvano scanner according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is an overall perspective view of the galvano scanner, FIG. 1B is an exploded perspective view of a mirror mount portion, and FIG. It is sectional drawing.
As shown in FIG. 1A, the galvano scanner 1 includes a swing motor 2 and a mirror 3, and the mirror 3 is connected to a rotating shaft 4 of the swing motor 2 via a mirror mount 5. . An actuator (not shown) and an angle sensor such as a photoelectric rotary encoder for detecting the rotation angle of the rotation shaft 4 of the actuator are arranged inside the case 2a of the swing motor 2. The rotating shaft 4 is rotatable by a pair of bearings arranged in the swing motor 2. The actuator is composed of a coil and a permanent magnet. When a drive current is applied to the coil, a driving torque in the rotational direction acts around the axis of the rotating shaft 4 to rotate the rotating shaft 4.

図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転軸４の先端外周部には回転軸４の軸線Ｏと平行な面４ａが形成されており、断面はＤ字形である。以下、回転軸４の面４ａが形成されている部分をＤカット部４Ａという。Ｄカット部４Ａの軸線方向の長さは、フランジ８（付勢手段）の板厚と楔形リング７の軸線方向の長さを加えた長さよりもαだけ長い。なお、長さαは、軸方向に付勢された楔形リング７の先端が後述するテーパ穴５ｂの底面に当接しない長さであり、好適には、１ｍｍである。
方形板状のフランジ８の中心部には、Ｄカット部４Ａに嵌合する断面Ｄ字形の貫通穴８ｃが形成されている。フランジ８の長手方向の両端には、軸線Ｏに関して対称のねじ穴８ａ、８ｂが形成されている。
材質がアルミニウムまたはステンレスである楔形リング７のテーパ角度はθ（好適には２０度）である。楔形リング７の傾斜部先端の肉厚は０．５ｍｍであり、傾斜部後端の肉厚は１．５ｍｍである。
ミラーマウント５は円柱の周囲の一部を互いに対になる箇所に切り欠いた面が平行になるように２箇所切り欠かれ、切り欠かれていない部分の中央はコの字形の溝形状に切り欠かれている。この溝５ａにはミラー３が嵌め込まれ、エポキシ系接着剤によりミラーマウント５に固定されている。ミラーマウント５の張り出し部には、ねじ穴８ａ、８ｂと対応する位置に貫通穴５ｃ、５ｄが形成されている。ミラーマウント５の他方の端部の中央には楔形リング７の外周に係合するテーパ角度θのテーパ穴５ｂが開口している。 As shown in FIGS. 1B and 1C, a surface 4a parallel to the axis O of the rotating shaft 4 is formed on the outer periphery of the tip of the rotating shaft 4, and the cross section is D-shaped. Hereinafter, the portion where the surface 4a of the rotating shaft 4 is formed is referred to as a D-cut portion 4A. The length of the D-cut portion 4A in the axial direction is longer by α than the length obtained by adding the plate thickness of the flange 8 (biasing means) and the length of the wedge-shaped ring 7 in the axial direction. Note that the length α is a length at which the tip of the wedge-shaped ring 7 biased in the axial direction does not come into contact with the bottom surface of a tapered hole 5b described later, and is preferably 1 mm.
A through-hole 8c having a D-shaped cross section that fits into the D-cut portion 4A is formed at the center of the square plate-like flange 8. At both ends in the longitudinal direction of the flange 8, screw holes 8 a and 8 b that are symmetrical with respect to the axis O are formed.
The taper angle of the wedge-shaped ring 7 made of aluminum or stainless steel is θ (preferably 20 degrees). The wedge-shaped ring 7 has a thickness at the tip of the inclined portion of 0.5 mm and a thickness at the rear end of the inclined portion of 1.5 mm.
The mirror mount 5 is cut out at two places so that the surfaces cut out at the part where the cylinders are paired with each other are parallel, and the center of the not-cut part is cut into a U-shaped groove shape. It is missing. The mirror 3 is fitted in the groove 5a and is fixed to the mirror mount 5 with an epoxy adhesive. In the projecting portion of the mirror mount 5, through holes 5c and 5d are formed at positions corresponding to the screw holes 8a and 8b. In the center of the other end of the mirror mount 5, a tapered hole 5 b having a taper angle θ that engages with the outer periphery of the wedge-shaped ring 7 is opened.

次に、ミラー３を回転軸４に固定する手順を説明する。
（１）回転軸４にフランジ８を保持させる。
（２）フランジ８を保持した回転軸４に楔形リング７を挿入する。このとき、テーパ部の先端側（細い側）が回転軸４の軸端側になるように挿入する。
（３）回転軸４に係合させた楔形リング７をテーパ穴５ｂに挿入し、ミラーマウント５を回転軸４に保持させる。このとき、テーパ穴５ｂの底面を回転軸４の軸端に当接させる。
（４）テーパ穴５ｂの底面を回転軸４の軸端に当接させた状態で、ボルト９ａ、９ｂを予め定めた締め付けトルクにより交互に締め付ける。ボルト９ａ、９ｂを予め定めた締め付けトルクで締め付けると、フランジ８がミラーマウント５に向かって移動し、楔形リング７をテーパ穴５ｂに押しつける。楔形リング７がテーパ穴５ｂに押しつけられるに従って、楔形リング７の内径が小さくなって回転軸４を締め付けることにより、回転軸４およびミラーマウント５との間で摩擦力が増大してミラーマウント５が回転軸４に対して強固に締結される。この結果、ミラー３を大きな加速度で回転させてもミラーマウント５が回転軸４に対して円周方向にずれることはない。また、ミラーマウント５には回転軸４に固定するための溝がないので、剛性が高い。 Next, a procedure for fixing the mirror 3 to the rotating shaft 4 will be described.
(1) The flange 8 is held on the rotating shaft 4.
(2) The wedge-shaped ring 7 is inserted into the rotary shaft 4 holding the flange 8. At this time, the taper portion is inserted so that the tip side (thin side) of the taper portion is the shaft end side of the rotating shaft 4.
(3) The wedge-shaped ring 7 engaged with the rotating shaft 4 is inserted into the tapered hole 5b, and the mirror mount 5 is held on the rotating shaft 4. At this time, the bottom surface of the tapered hole 5 b is brought into contact with the shaft end of the rotating shaft 4.
(4) The bolts 9a and 9b are alternately tightened with a predetermined tightening torque in a state where the bottom surface of the tapered hole 5b is in contact with the shaft end of the rotating shaft 4. When the bolts 9a and 9b are tightened with a predetermined tightening torque, the flange 8 moves toward the mirror mount 5 and presses the wedge-shaped ring 7 against the tapered hole 5b. As the wedge-shaped ring 7 is pressed against the tapered hole 5b, the inner diameter of the wedge-shaped ring 7 is reduced and the rotating shaft 4 is tightened, whereby the frictional force between the rotating shaft 4 and the mirror mount 5 increases, and the mirror mount 5 is Fastened to the rotating shaft 4. As a result, even if the mirror 3 is rotated at a large acceleration, the mirror mount 5 does not shift in the circumferential direction with respect to the rotation axis 4. Further, since the mirror mount 5 does not have a groove for fixing to the rotating shaft 4, the mirror mount 5 has high rigidity.

コイルの発熱は回転軸４を介してミラーマウント５およびミラー３に伝導される。しかし、ミラーマウント５は回転軸に対して対称（２回対称）な構造となっている。よって、ミラーマウント５が温度変化により軸線Ｏ方向に伸縮しても、ミラー３は面倒れしない。したがって、ミラー３で反射されたレーザ光が軸方向にドリフトすることはない。   The heat generated in the coil is conducted to the mirror mount 5 and the mirror 3 through the rotating shaft 4. However, the mirror mount 5 has a symmetrical structure (two-fold symmetry) with respect to the rotation axis. Therefore, even if the mirror mount 5 expands and contracts in the direction of the axis O due to temperature change, the mirror 3 does not fall down. Therefore, the laser beam reflected by the mirror 3 does not drift in the axial direction.

この実施形態では、回転軸４にＤカット部４Ａを設けたので、フランジ８は回転軸４に対して回転することがない。したがって、ミラー３を交換しても、ミラー３の回転軸４に対する角度を交換前後で同じにすることができる。   In this embodiment, since the D-cut portion 4 </ b> A is provided on the rotating shaft 4, the flange 8 does not rotate with respect to the rotating shaft 4. Therefore, even if the mirror 3 is replaced, the angle of the mirror 3 with respect to the rotation axis 4 can be made the same before and after the replacement.

次に、Ｄカット部４Ａの変形例について説明する。
図２は、Ｄカット部４Ａの変形例を説明する図である。なお、変形例におけるＤカット部もＤカット部４Ａという。
図１の実施形態におけるＤカット部４Ａにおける回転軸４の質量は軸線Ｏに関して対称ではない。そこで、同図（ａ）に示すように、軸線Ｏに関して面４ａと対称な面４ｂを形成すると共に、フランジ８の貫通孔８ｄをＤカット部４Ａに合わせた形状にすると、Ｄカット部４Ａの質量を軸線Ｏに関して対称（２回対称）にすることができる。このようにすると、楔形リング７による締付け面積が若干小さくなるが、回転時の動バランスが安定すると共に、回転軸４のイナーシャを小さくすることができる。
また、同図（ｂ）に示すように、面４ａに代えて回転軸４にキー溝４ｃを形成すると共に、フランジ８の貫通孔８ｅをキー溝４ｃにキー１２を嵌合させたときと同じ形状にしてもよい。この場合楔形リング７による締付け面積のロスが少ない。
これら図２に示した実施例では楔形リング７の形状を変更する必要が無いため、部材形状の変更を必要最小限にすることができる。 Next, a modified example of the D-cut portion 4A will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining a modification of the D-cut portion 4A. In addition, the D cut part in a modification is also called D cut part 4A.
The mass of the rotating shaft 4 in the D-cut portion 4A in the embodiment of FIG. Therefore, as shown in FIG. 4A, when the surface 4b symmetrical to the surface 4a with respect to the axis O is formed and the through hole 8d of the flange 8 is shaped to match the D cut portion 4A, the D cut portion 4A The mass can be symmetric (two-fold symmetry) with respect to the axis O. In this way, the tightening area by the wedge-shaped ring 7 is slightly reduced, but the dynamic balance during rotation is stabilized and the inertia of the rotating shaft 4 can be reduced.
Further, as shown in FIG. 5B, the key groove 4c is formed on the rotating shaft 4 instead of the surface 4a, and the through hole 8e of the flange 8 is the same as when the key 12 is fitted in the key groove 4c. You may make it a shape. In this case, the loss of the tightening area due to the wedge-shaped ring 7 is small.
In the embodiment shown in FIG. 2, it is not necessary to change the shape of the wedge-shaped ring 7, so that the change of the member shape can be minimized.

図３は本発明の実施例２に係わるガルバノスキャナの構成図であり、（ａ）はガルバノスキャナの全体斜視図、（ｂ）はミラーマウント部の分解斜視図、（ｃ）はミラーマウント部の断面図である。なお、実施例１（図１）と同じものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。
同図（ａ）に示すように、ガルバノスキャナ１は、揺動モータ２とミラー３とから構成され、ミラー３は、ミラーマウント１０を介して揺動モータ２の回転軸４に連結されている。 3A and 3B are configuration diagrams of a galvano scanner according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3A is an overall perspective view of the galvano scanner, FIG. 3B is an exploded perspective view of a mirror mount portion, and FIG. It is sectional drawing. In addition, the same thing as Example 1 (FIG. 1) attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the overlapping description.
As shown in FIG. 1A, the galvano scanner 1 includes a swing motor 2 and a mirror 3, and the mirror 3 is connected to a rotating shaft 4 of the swing motor 2 via a mirror mount 10. .

同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、雄ネジリング１１はリング状で、内径は回転軸４の外径よりも大径であり、外周には雄ねじ１１ａが形成されている。
ミラーマウント１０は円柱の周囲の一部を互いに対になる箇所に切り欠いた面が平行になるように２箇所切り欠かれ、切り欠かれていない部分の中央はコの字形の溝形状に切り欠かれている。この溝１０ａにはミラー３が嵌め込まれ、エポキシ系接着剤によりミラーマウント１０に固定されている。ミラーマウント１０の他方の端部の中央には雄ねじ１１ａに螺合する雌ねじ１０ｃが形成され、さらにその奥には楔形リング７の外側に係合するテーパ角度θのテーパ穴１０ｂが設けられている。 As shown in FIGS. 2B and 2C, the male screw ring 11 has a ring shape, the inner diameter is larger than the outer diameter of the rotating shaft 4, and a male screw 11a is formed on the outer periphery.
The mirror mount 10 is cut out at two places so that the surfaces cut out at a part of the periphery of the cylinder are parallel to each other, and the center of the not-cut part is cut into a U-shaped groove shape. It is missing. The mirror 3 is fitted in the groove 10a, and is fixed to the mirror mount 10 with an epoxy adhesive. A female screw 10c is formed in the center of the other end of the mirror mount 10 so as to be engaged with the male screw 11a. A taper hole 10b having a taper angle .theta. .

次に、ミラー３を回転軸４に固定する手順を説明する。
（ａ）回転軸４に雄ネジリング１１を挿入する。
（ｂ）雄ネジリング１１を保持した回転軸４に楔形リング７を挿入する。このとき、テーパ部の先端側が回転軸４の軸端側になるように挿入する。
（ｃ）回転軸４に係合させた楔形リング７をテーパ穴１０ｂに挿入させ、ミラーマウント１０を回転軸４に保持させる。このとき、テーパ穴５ｂの底面を回転軸４の軸端に当接させる。
（ｄ）ミラー３の回転軸４に対する角度を定める。
（ｅ）ミラーマウント１０を（ｄ）の状態に保ちながら、雄ネジリング１１の雄ねじ１１ａを雌ねじ１０ｃに螺合させ、予め定めた締め付けトルクで締め付ける。このとき、ミラーマウント１０が軸線Ｏ方向に移動しないように、かつ、ミラー３の回転軸４に対する角度が変化しないように注意する。雄ネジリング１１を予め定めた締め付けトルクで締め付けることにより雄ネジリング１１がミラーマウント１０に向かって移動し、楔形リング７をテーパ穴１０ｂに押しつける。楔形リング７がテーパ穴１０ｂに押しつけられるに従って楔形リング７の内径が小さくなり、回転軸４およびミラーマウント１０との間で摩擦力が増大してミラーマウント１０が回転軸４に対して強固に締結される。この結果、ミラー３を大きな加速度で回転させてもミラーマウント１０が回転軸４に対して円周方向にずれることはない。また、ミラーマウント１０には回転軸４に固定するための溝がないので、剛性が高い。 Next, a procedure for fixing the mirror 3 to the rotating shaft 4 will be described.
(A) Insert the male screw ring 11 into the rotating shaft 4.
(B) The wedge-shaped ring 7 is inserted into the rotating shaft 4 holding the male screw ring 11. At this time, the taper portion is inserted so that the tip end side is the shaft end side of the rotating shaft 4.
(C) The wedge-shaped ring 7 engaged with the rotating shaft 4 is inserted into the tapered hole 10b, and the mirror mount 10 is held on the rotating shaft 4. At this time, the bottom surface of the tapered hole 5 b is brought into contact with the shaft end of the rotating shaft 4.
(D) The angle of the mirror 3 with respect to the rotation axis 4 is determined.
(E) While keeping the mirror mount 10 in the state of (d), the male screw 11a of the male screw ring 11 is screwed into the female screw 10c and tightened with a predetermined tightening torque. At this time, care is taken so that the mirror mount 10 does not move in the direction of the axis O and the angle of the mirror 3 with respect to the rotation axis 4 does not change. By tightening the male thread ring 11 with a predetermined tightening torque, the male thread ring 11 moves toward the mirror mount 10 and presses the wedge-shaped ring 7 against the tapered hole 10b. As the wedge-shaped ring 7 is pressed against the tapered hole 10b, the inner diameter of the wedge-shaped ring 7 decreases, and the frictional force increases between the rotating shaft 4 and the mirror mount 10 so that the mirror mount 10 is firmly fastened to the rotating shaft 4. Is done. As a result, even if the mirror 3 is rotated at a large acceleration, the mirror mount 10 does not shift in the circumferential direction with respect to the rotation axis 4. Further, since the mirror mount 10 does not have a groove for fixing to the rotating shaft 4, the mirror mount 10 has high rigidity.

また、ミラーマウント１０に作用する応力はテーパ穴１０ｂのテーパ部全周にわたって均等であるので、ミラー３は変形しない。したがって、反射面３ａの平坦度はミラーマウント１０へ固定する前と同じに保たれる。
また、コイルの発熱が回転軸４を介してミラーマウント１０およびミラー３にも伝導されるが、ミラーマウント１０は回転軸に対して対称な構造となっているので、温度変化により軸線Ｏ方向に伸縮しても、ミラー３は面倒れしない。したがって、ミラー３で反射されたレーザ光が軸方向にドリフトすることはない。また、この実施例ではミラーマウントは脱着可能であり、ボルトを設けることなく、ガルバノスキャナの構成を簡略化することができる。 Further, since the stress acting on the mirror mount 10 is uniform over the entire taper portion of the taper hole 10b, the mirror 3 is not deformed. Therefore, the flatness of the reflecting surface 3a is kept the same as before the fixing to the mirror mount 10.
Further, the heat generated in the coil is also transmitted to the mirror mount 10 and the mirror 3 through the rotating shaft 4, but the mirror mount 10 has a symmetric structure with respect to the rotating shaft. Even if it expands and contracts, the mirror 3 does not fall down. Therefore, the laser beam reflected by the mirror 3 does not drift in the axial direction. In this embodiment, the mirror mount is detachable, and the configuration of the galvano scanner can be simplified without providing bolts.

さらに、本実施例では雄ネジリング１１を僅かに締め付けるだけで楔形リング７の弾性変形により摩擦力を利用して締結される。また、マウントのミラー側を２回対称の形状としたので動的なアンバランスが生じにくく、ミラーの回転がスムーズになる。さらに、雄ネジリングを適度に締めあるいは緩めるだけでミラーマウントを回転軸から着脱できるのでガルバノミラーの交換が容易にできるためメンテナンス性にも優れている。このときガルバノミラーは変形することは無い。このように、本実施例ではミラー３の交換が容易にできるので、ミラー３を交換する際に作業能率を向上させることができる。
この実施例の構造を採用すると、雄ネジリング１１とミラーマウント１０を締結するためのボルトが不要であり、外径を小さくできるので、実施例１の構造に比べてミラーマウント部のイナーシャを小さくすることができる。 Furthermore, in the present embodiment, the male thread ring 11 is tightened using frictional force due to elastic deformation of the wedge-shaped ring 7 by slightly tightening the male thread ring 11. In addition, since the mirror side of the mount has a two-fold symmetrical shape, dynamic imbalance hardly occurs, and the mirror rotates smoothly. Furthermore, since the mirror mount can be detached from the rotating shaft by simply tightening or loosening the male screw ring, the galvanometer mirror can be easily replaced, and the maintenance is excellent. At this time, the galvanometer mirror is not deformed. Thus, in this embodiment, the mirror 3 can be easily replaced, so that the work efficiency can be improved when the mirror 3 is replaced.
If the structure of this embodiment is adopted, a bolt for fastening the male screw ring 11 and the mirror mount 10 is not required, and the outer diameter can be reduced, so that the inertia of the mirror mount portion is reduced compared to the structure of the embodiment 1. be able to.

次に、楔形リング７の変形例について説明する。
図４は、楔形リング７の変形例を示す斜視図である。
同図（ａ）は、楔形リング７に軸線Ｏと平行で、軸線方向の一方の端部から他方の端部に達する１個のすり割り７ａを設けたものである。図示のようにすり割り７ａを設けると、楔形リング７と回転軸４およびミラーマウント５の嵌め合い精度を緩くすることができるので、製作コストが安価になる。
また、同図（ｂ）は、楔形リング７の円筒部とテーパ部の一部に軸線Ｏと平行で、軸線方向の他方の端部（テーパの後端側）から一方の端部（テーパの先端側）に達しない複数個（図示の場合４個）のすり割り７ｂ〜７ｅを円周方向に等間隔に配置したものである。このようにすると、（ａ）の場合に比べて動バランスの安定化が図れる。
また、同図（ｃ）は、楔形リング７のテーパ部の一部に軸線Ｏと平行で軸線方向の一方の端部（テーパの先端側）から他方の端部（テーパの後端側）に達しない複数個（図示の場合４個）のすり割り７ｆ〜７ｉを円周方向に等間隔に配置したものである。このようにすると、（ａ）の場合に比べて動バランスの安定化が図れる。
また、同図（ｄ）は、（ｂ）、（ｃ）の折衷型で、楔形リング７の円筒部とテーパ部の一部に軸線Ｏと平行なすり割り７ｂ、７ｄを、テーパ部の一部に軸線Ｏと平行なすり割り７ｇ、７ｉを円周方向に等間隔に配置したものである。このようにすると、（ａ）の場合に比べて動バランスの安定化が図れる。
また、図４の実施例によれば、すり割りを持たせることにより、若干硬い材質でも変形させることができるので、楔形リング７の材質の選択の幅が広がる。 Next, a modified example of the wedge-shaped ring 7 will be described.
FIG. 4 is a perspective view showing a modified example of the wedge-shaped ring 7.
In FIG. 6A, the wedge-shaped ring 7 is provided with one slot 7a that is parallel to the axis O and reaches from one end in the axial direction to the other end. If the slit 7a is provided as shown in the drawing, the fitting accuracy of the wedge-shaped ring 7, the rotating shaft 4 and the mirror mount 5 can be loosened, so that the manufacturing cost is reduced.
FIG. 5B shows that the cylindrical portion and a part of the tapered portion of the wedge-shaped ring 7 are parallel to the axis O, and from one end (tapered rear side) in the axial direction to one end (tapered). A plurality (four in the illustrated case) of slits 7b to 7e that do not reach the front end side are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In this way, the dynamic balance can be stabilized as compared with the case of (a).
FIG. 6C shows a part of the tapered portion of the wedge-shaped ring 7 that is parallel to the axis O and extends from one end portion (taper tip side) in the axial direction to the other end portion (taper rear end side). A plurality (4 in the illustrated case) of slits 7f to 7i that are not reached are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In this way, the dynamic balance can be stabilized as compared with the case of (a).
FIG. 6D is a folding type of (b) and (c). Slots 7b and 7d parallel to the axis O are formed on a part of the cylindrical portion and the tapered portion of the wedge-shaped ring 7, and one of the tapered portions. Slots 7g and 7i parallel to the axis O are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In this way, the dynamic balance can be stabilized as compared with the case of (a).
Further, according to the embodiment of FIG. 4, by providing a slit, even a slightly hard material can be deformed, so the range of selection of the material of the wedge-shaped ring 7 is widened.

４ 出力軸
５ ミラーマウント
５ｂ 穴
７ 楔形リング
８ フランジ（付勢手段）
Ｏ 出力軸４の軸線 4 Output shaft 5 Mirror mount 5b Hole 7 Wedge ring 8 Flange (biasing means)
O Axis of output shaft 4

Claims (4)

レーザ光を反射するミラーを固定したミラーマウントをモータの出力軸に固定して、前記ミラーを揺動動作させるガルバノスキャナにおいて、
外周部にテーパ部を備える楔形リングと、前記楔形リングを付勢する付勢手段と、を設けると共に、前記ミラーマウントのモータ側に、テーパ角度が前記楔形リングのテーパ部と同一の穴を設けておき、
前記付勢手段、前記楔形リング、前記ミラーマウントをこの順で前記出力軸に挿入し、前記付勢手段により前記楔形リングを前記ミラーマウントの方向に付勢して前記楔形リングを径方向に変形させて締めつけることにより前記ミラーマウントを前記出力軸に固定する
ことを特徴とするガルバノスキャナ。 In a galvano scanner that oscillates the mirror by fixing a mirror mount that fixes a mirror that reflects laser light to the output shaft of the motor,
A wedge-shaped ring having a tapered portion on the outer peripheral portion and a biasing means for biasing the wedge-shaped ring are provided, and a hole having the same taper angle as the tapered portion of the wedge-shaped ring is provided on the motor side of the mirror mount. Leave
The biasing means, the wedge-shaped ring, and the mirror mount are inserted into the output shaft in this order, and the wedge-shaped ring is biased toward the mirror mount by the biasing means to deform the wedge-shaped ring in the radial direction. And fixing the mirror mount to the output shaft by tightening. 前記付勢手段が外周に雄ねじが形成された雄ネジリングであり、前記雄ねじを前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成された前記ミラーマウントに螺合させることにより前記楔形リングを前記ミラーマウントに付勢する
ことを特徴とする請求項１に記載のガルバノスキャナ。 The biasing means is a male screw ring having a male screw formed on the outer periphery, and the wedge-shaped ring is biased to the mirror mount by screwing the male screw with the mirror mount having a female screw screwed to the male screw. The galvano scanner according to claim 1. 前記付勢手段が方形板状のフランジであり、前記ミラーマウントを貫通し前記フランジに螺合するボルトにより前記楔形リングを前記ミラーマウントに付勢する
ことを特徴とする請求項１に記載のガルバノスキャナ。 2. The galvano according to claim 1, wherein the biasing means is a square plate-like flange, and the wedge-shaped ring is biased to the mirror mount by a bolt that penetrates the mirror mount and is screwed to the flange. Scanner. 前記楔形リングに軸線方向のすり割りを設ける
ことを特徴とする請求項１に記載のガルバノスキャナ。
An axial slot is provided in the wedge-shaped ring
The galvano scanner according to claim 1.
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