JPH04233509A - 角柱状のピラミダルミラー及びその支持手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査光学系に使用され
るピラミダルミラー及びその支持手段に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザ走査光学系に使用される光ビーム
偏向手段として、２面以上の反射面、通常６面から１０
面の反射面を備えたポリゴンミラーや、ホロスキャナー
が使用されている。

【０００３】これらの偏向手段は、ポリゴンミラー、ホ
ロディスクの一回転に複数回の偏向を行う。この場合、
所謂、面倒れと言われる問題が発生し、この面倒れを解
消するには、光学系に複雑な構成を付与する必要がある
。

【０００４】近年、これらの光ビーム偏向手段に代えて
、反射面を１面とするピラミダルミラーが採用され、反
射面が一つであるため、前記した面倒れの問題は原理的
には解決されている。

【０００５】しかし、公知のピラミダルミラーとしては
、図８に示すように、円筒型の本体１２ａの上方に４５
度に傾斜した一つの反射面１２ｂを形成している。この
円筒型のピラミダルミラー１２では、反射面１２ｂを、
例えば、ダイヤモンドによる加工仕上げを行う場合、一
個のピラミダルミラー毎に加工を行っており、数多くの
ピラミダルミラーの加工には長時間を要しており、且つ
、ピラミダルミラーには、前記反射面の他、図面に明示
されていないが、円筒型の本体１２ａの下部端面には、
スキヤナモータ１３の回転軸１４との取付け部を形成し
ており、この下部端面に形成する取付け部の加工と前記
反射面の加工とが整合しないと、加工を終わったピラミ
ダルミラーは不良品となり、再加工を要し、製作上のコ
ストアップの原因となっている。

【０００６】また、このピラミダルミラーとモータの回
転駆動軸との結合手段は、凸形状をしたモータの回転駆
動軸の端部と、ピラミダルミラーの係合端部の凹形状部
とを嵌合しており、ピラミダルミラーの本体に、一つの
反射面と係合用の凹形状部とを精度良く加工することが
必要であり、ピラミダルミラーの製作に煩雑な工程を要
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数のピラ
ミダルミラーの反射面の加工を同時にできる形状のピラ
ミダルミラーを提供し、そのピラミダルミラー側にはス
キヤナモータとの係合用の取付け部を形成することなく
、スキヤナモータ側の回転軸にピラミダルミラーを取付
けるための手段を形成し、ピラミダルミラーの製作の効
率化を図るものである。

【０００８】更に、本発明は、ピラミダルミラーの本体
に一つの反射面を精度良く製作するだけで良く、ピラミ
ダルミラーの係合端部には、モータの回転駆動軸と結合
するための特定の加工を要することなく、モータの回転
駆動軸側に係合用の構成を形成し、結合手段における精
度をモータの回転駆動軸の端部側に分担させ、ピラミダ
ルミラーの製作を容易とすることを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ピラミダルミラーの構成として、直方体
、立方体等の断面形状をした角柱本体部の上方に、本体
部の上側から来たレーザ光を側方に反射させる一つの反
射面を形成したことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明は、角柱本体部の上方に一つ
の反射面を形成した角柱状のピラミダルミラーの支持手
段として、スキヤナモータの軸端にピラミダルミラーの
断面より大きい取付け穴を形成し、該取付け穴にピラミ
ダルミラーの端部を挿入し、適宜固定手段で固定したこ
とを特徴とする。

【００１１】更に、角柱本体部の上方に一つの反射面を
形成した角柱状のピラミダルミラーの支持手段として、
スキヤナモータの軸端にピラミダルミラーの断面より大
きい取付け穴を形成し、予めピラミダルミラーの取付け
側端部をスペーサに固定し、そのスペーサを前記取付け
穴に挿入し、適宜固定手段で固定したことを特徴とする
ものである。

【００１２】

【作用】本発明の構成により、角柱本体部の上方に一つ
の反射面を形成するだけのものであり、反射面の加工に
際して、治具本体にピラミダルミラーの一面を基準にし
て多数のピラミダルミラーを装着し、それらの反射面を
同時に加工することができ、ピラミダルミラーを効率良
く製造できる。

【００１３】また、本発明において、ピラミダルミラー
の取付け手段として、ピラミダルミラー側に加工を施す
ことなく、スキヤナモータの軸端側に形成する取付け用
穴に直接、又はスペーサを介し、ピラミダルミラーをス
キヤナモータの軸端に固定することができ、ピラミダル
ミラーの反射面位置と、スキヤナモータの軸へのピラミ
ダルミラーの取付け位置との間に生じる取付け誤差や軸
ずれを解消できる。

【００１４】そして、ピラミダルミラーそのものに、取
付けのための加工をすることなく、きわめて簡単な手段
で正確なピラミダルミラーの取付けが可能である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明のピラミダルミラーＭの形状は、従来の円
筒型の本体の代わりに、図１（Ａ）の反射面加工前の本
体部の斜視図、図１（Ｂ）の反射面加工後のピラミダル
ミラーの斜視図に示すように、本体部１を直方体からな
る角柱とし、角柱の本体部１の上方には角度θを４５度
とする傾斜面を形成し、該傾斜面は鏡面加工を施し、反
射面２を構成する。

【００１６】ピラミダルミラーＭの材質として、９９％
以上のアルミニゥムの合金が用いられ、傾斜面はダイヤ
モンドバイトを用いて鏡面切削され、その面に５００Å
の厚みのＳｉＯ膜が設けられ、反射面２が形成される。 この場合、面粗さはＲｍａｘで０．０３μｍ、Ｒａで０
．００２μｍとなり、面の反射率は８６％を示した。

【００１７】この外、ピラミダルミラーＡの材質として
は、アルミニゥム，マグネシュウム，銅，鉄，モリブデ
ン，珪素，タングステン，ジルコニウム，セラミックス
，ポリマー，ニッケル，チタン等を用いることができる
。又、反射面を形成するに、前記の材料をコート膜の形
成に用いることもできる。

【００１８】図１の直方体形状のピラミダルミラーＭは
、ミラー本体部１の軸方向と一致する方向から来たビー
ムＢを前記軸方向と直交する方向Ｂ’に偏向する一つの
反射面２を形成している。本発明の場合では、直方体形
状のミラー本体部１の下方部分には、スキヤナモータの
回転駆動軸と結合のための構成を設けることがなく、こ
のためピラミダルミラーの本体部１に特定の加工を必要
としない。本発明においては、角柱状のピラミダルミラ
ーとして、四角柱について説明しているが、四角柱以外
の角柱について、実施できることは当然のことである。

【００１９】このような四角柱のピラミダルミラーＭに
おいて、反射面２を形成のための加工治具Ｊの一例を、
図２（Ａ），（Ｂ）について説明する。図２の加工治具
Ｊは、一端にミラー押さえ部材３を配置し、そのミラー
押さえ部材３にはミラー取付け部材４を螺子６により結
合し、そのミラー取付け部材４の他端部にミラー押さえ
部材５を螺子６により結合した構成よりなる。

【００２０】すなわち、ミラー取付け部材４は加工され
るピラミダルミラーＭの本数に応じて、複数の直角の頂
角を有する凹凸部を形成し、実施例では４本のピラミダ
ルミラーＭ１　，Ｍ２　，Ｍ３　，Ｍ４　を同時に加工
できるように、４つの凸部４１　，４２　，４３　，４
４　を設け、凸部の一面を水平面に対して４５度の傾き
とし、その傾きの面の大きさをピラミダルミラーＭの断
面の大きさと一致させている。

【００２１】したがって、各ピラミダルミラーＭの反射
面２を水平面とし、そのピラミダルミラーＭの背面をミ
ラー押さえ部材３に当接し、ピラミダルミラーＭ１　の
底面を前記凸部の一面に突き当て、しかる後、順次ピラ
ミダルミラーＭ２　を前記ピラミダルミラーＭ１　の上
に重ねて配置し、更に、ピラミダルミラーＭ３　，Ｍ４
　と重ねた後、ミラー押さえ部材５によりピラミダルミ
ラーＭ４　の一面を当接させて、ミラー押さえ部材５を
螺子６でミラー取付け部材４に結合し、四つのピラミダ
ルミラーを加工治具Ｊに固定することができる。

【００２２】この場合、各反射面２は、ミラー押さえ部
材３，ミラー取付け部材４，ミラー押さえ部材５の上面
より突出して、一つの平面を構成し、この一つの平面で
ある複数の反射面を一つの加工具により仕上げ加工する
ことができる。従来の仕上げ加工が各ピラミダルミラー
毎に行っていたのに比べると、四角柱のピラミダルミラ
ーとすることで、複数個のピラミダルミラーの反射面の
加工を同時に行え、効率良い反射面の仕上げ加工を可能
とする。

【００２３】図１のピラミダルミラーＭについての一つ
の形状、及びその使用態様を示すと、四辺形の辺Ｌ，Ｋ
の長さを夫々５ｍｍ、柱Ｎの長さを１０ｍｍとし、反射
面２の角度θを４５度からなる角柱状のピラミダルミラ
ーであり、この反射面２に波長７８０ｎｍの半導体レー
ザ光Ｂを入射させる。そして、このピラミダルミラーＭ
は、８０００〜１５０００ｒｐｍのスキヤナモータと組
合せて使用した。

【００２４】このピラミダルミラーＭに用いられるレー
ザ光の波長は、１０００ｍｍより短いことが好ましい。 そして、そのレーザ光を反射させる反射面は、面粗さＲ
ｍａｘが１０μｍより小さく、又はＲａが２０μｍより
小さいことが望ましい。その反射面の傾きは、回転軸方
向を法線とする平面に対して、４２度〜４８度の範囲に
設定する。また、反射面の反射率は７５％以上に形成す
る。

【００２５】また、ピラミダルミラーＭは、１０００ｒ
ｐｍ以上の回転が可能なスキヤナモータと組合せて使用
される。８０００ｒｐｍ以上の高回転の場合においても
、スキヤナモータの軸方向にピラミダルミラーが取付け
られているため、風圧によるトルク損失が少ない。

【００２６】本発明では、角柱状のピラミダルミラーを
使用した場合について、ピラミダルミラーＭとスキヤナ
モータ７の回転駆動軸の部分とを結合する手段の一実施
例を図３，図４に示している。この実施例で、スキヤナ
モータ７の回転駆動軸８の上端部は、ピラミダルミラー
Ｍの本体部１の下端部を嵌入できる大きさの凹状部から
なる取付け部９を形成している。実施例においては、回
転駆動軸８は、軸部８ａの周囲に環状体８ｂを嵌入して
一体化し、軸部８ａの上端に環状体８ｂが突出しており
、軸部８ａと環状体８ｂとで構成されるピラミダルミラ
ーの取付け部９に、ピラミダルミラー１の下端部を嵌入
している。前記取付け部９は、ピラミダルミラーＭの四
角の断面形状よりやや大きい口径をした穴部であり、７
Ａはスキヤナモータ２の本体部であり、回転駆動軸８は
スキヤナモータ７の本体部７Ａの中央から貫通して突出
している。

【００２７】したがって、直方体形状のピラミダルミラ
ーＭに反射面２を形成した後、回転駆動軸８に形成した
、ピラミダルミラーの取付け部９に、ピラミダルミラー
Ｍの下端部を嵌入し、回転駆動軸８の軸中心とピラミダ
ルミラーＭの軸中心とを一致させ、しかる後、ピラミダ
ルミラーＭを挿入した取付け部９内に接着剤１０を充填
し、回転駆動軸８の上端部にピラミダルミラーＭを固定
することができる。この実施例では、取付け部９内にピ
ラミダルミラーＭを固定するために、接着剤を使用して
いるが、接着剤の代わりに、圧入による固定、ビス止め
による固定等の手段を用いることも可能である。

【００２８】また、図５，図６，図７には、ピラミダル
ミラーＭをスキヤナモータ７の回転駆動軸８に取付ける
ため、スペーサ１１を介在させた本発明の他の実施例を
示している。

【００２９】スキヤナモータ７の回転駆動軸８の上端部
には、軸部８ａの周囲に環状体８ｂを嵌入し、凹状部か
らなる取付け部９を形成することは、前記した実施例と
同様であり、前記した実施例と異なる点は、この取付け
部４に、図５に示すような、ピラミダルミラー取付け用
スペーサ１１が挿入固定される。該取付け用スペーサ１
１は、フランジ１１ａを上端に形成し、取付け部９に嵌
入する嵌合面１１ｂ１　と、角状のピラミダルミラーＭ
の下端を係合する角状係合穴１１ｂ２　とからなるスペ
ーサ本体１１ｂを有している。

【００３０】この実施例の場合、図６に示すように、反
射面２を形成したピラミダルミラーＭの下端部をスペー
サ１１の角状係合穴１１ｂ２　に係合した後、このピラ
ミダルミラーＭを取付けたスペーサ１１を、スキヤナモ
ータ７側の回転軸８に形成したピラミダルミラーの取付
け部９に圧入する。この際、回転駆動軸８の軸中心とピ
ラミダルミラーＭの軸中心とを一致させた状態で圧入嵌
合する。よって、回転駆動軸８の上端部にピラミダルミ
ラーＭを固定することができる。この実施例において、
ピラミダルミラーの全長に対する圧入嵌合する部分の長
さを、全長１とすると、圧入嵌合する部分の長さ０．１
以上とすることが、ピラミダルミラーの回転時の安定性
から好ましい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の構成により、角柱状のピラミダ
ルミラーであるため、複数個の反射面を同時に加工する
ことができ、ピラミダルミラーを効率良く製造できる効
果を有し、ピラミダルミラーの製造コストを下げること
ができ、また、ピラミダルミラー側に取付け用の加工を
施すことなく、スキヤナモータの軸端側に取付け用の加
工を施したことで、ピラミダルミラーの反射面位置と、
スキヤナモータの軸へのピラミダルミラーの取付け位置
との間に生じる取付け誤差や軸ずれを解消できる利点を
有する。そして、ピラミダルミラーの取付けもきわめて
簡単であり、ピラミダルミラーの製造からその取付けま
で効率良く短時間に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピラミダルミラーの形状の一実施例で
あり、（Ａ）は反射面形成前、（Ｂ）は反射面形成後の
斜視図である。

【図２】本発明のピラミダルミラーの反射面を形成する
ための加工治具に関し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は上
面図である。

【図３】本発明のピラミダルミラーをスキヤナモータの
軸部に取付ける一実施例を示す図面であり、（Ａ）は取
付け状態を示す斜視図、（Ｂ）は上面図である。

【図４】図３の断面図である。

【図５】本発明のピラミダルミラーをスキヤナモータの
軸部に取付ける他の実施例に使用されるスペーサを示し
、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。

【図６】本発明のピラミダルミラーをスキヤナモータの
軸部に取付ける他の実施例を示す図面であり、その取付
け状態を示す斜視図である。

【図７】図６の断面図である。

【図８】公知のピラミダルミラーとその取付け状態を示
す斜視図である。

【符号の説明】

Ｍ　　　　　　直方体形状のピラミダルミラーＪ　　　
　　　反射面加工治具 １　　　　　　ミラー本体部 ２　　　　　　反射面 ７　　　　　　スキヤナモータ ８　　　　　　回転駆動軸 １１　　　　スペーサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　直方体、立方体等の断面形状をした角
   柱本体部の上方に、本体部の上側から来たレーザ光を側
   方に反射させる一つの反射面を形成したことを特徴とす
   る角柱状のピラミダルミラー。
2. 【請求項２】　　角柱本体部の上方に一つの反射面を形
   成した角柱状のピラミダルミラーの支持手段として、ス
   キヤナモータの軸端にピラミダルミラーの断面より大き
   い取付け穴を形成し、該取付け穴にピラミダルミラーの
   端部を挿入し、適宜固定手段で固定したことを特徴とす
   る角柱状のピラミダルミラーの支持手段。
3. 【請求項３】　　角柱本体部の上方に一つの反射面を形
   成した角柱状のピラミダルミラーの支持手段として、ス
   キヤナモータの軸端にピラミダルミラーの断面より大き
   い取付け穴を形成し、予めピラミダルミラーの取付け側
   端部をスペーサに固定し、そのスペーサを前記取付け穴
   に挿入し、適宜固定手段で固定したことを特徴とする角
   柱状のピラミダルミラーの支持手段。