JPH0749523Y2 - レーザスキャナ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はレーザスキャナ装置に係わり、特にはレーザ加
工機、OA機器、工作機械、および映像等において高い精
度の位置決めを行なうレーザスキャナ装置に関する。

［従来の技術］ 従来、位置決めを行なうレーザスキャナ装置に関して本
考案者は第６図、第７図に示す装置を提案している。第
６図、第７図において、１は電線２より導電されて伸縮
する圧電素子アクチュエータである。圧電素子アクチュ
エータ１には増速機（例えば、商品名ハーモニックドラ
イブ）３の入力軸４に挿入され固設されたレバー５が当
接している。増速機３の出力軸６にはミラーマウント７
を介してミラー８が固設され、ミラー８の回転によりレ
ーザ光を検出している。ミラー８の回転方向の位置は増
速機３の入力軸４に挿入されたレバー５に近接した位置
センサ９で検出されている。またレバー５の一端には圧
電素子アクチュエータ１とレバー５がいつも当接してい
るように戻し装置10が設けられ、戻し装置10にはバネ11
と、かつハウジング12に加工されたネジ13が併設され荷
重が調整される。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の位置決めを行なうレーザスキ
ャナ装置では増速機にバックラッシュがあり、ミラーと
圧電素子アクチュエータおよびミラーと位置センサの動
きが一致しない。また、ミラーと増速機の戻りを戻し装
置により行なうが、スペースの関係上より戻し力が十分
に取れず追随性が悪いという欠点がある。

本考案は上記従来の問題点に着目し、高い精度の位置決
めを行なうレーザスキャナ装置を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案では圧電素子アクチ
ュエータにより入力軸に与えた微小回転角を増速機にて
増幅し、増幅された回転角を出力軸に固定したミラーに
よりレーザ光を走査するレーザスキャナ装置において、
増速機とミラーの間に増速機のバックラッシュをなくす
反力装置を設けている。

［作用］ 上記構成によれば、増速機とミラーの間に反力装置を設
け、戻し装置のバネの戻し方向と同一方向に反力装置の
回転力を与えたためバックラッシュがなくなり、ミラー
と圧電素子アクチュエータおよびミラーと位置センサの
動きが一致し精度が向上するとともに、戻り力が附加さ
れるため追随性が良くなる。

［実施例］ 以下本考案を図に示す実施例について説明する。従来例
と同一部品は同一符号を付し説明は省略する。第１図、
第２図は本考案の第１実施例のレーザスキャナ装置を示
し、第１図は平面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ断面図、
第３図は位置の調整のフローを示す図である。第１図、
第２図において、増速機３（入力軸の回転に対して出力
軸の回転が逆転する増速機）とミラー８の間のミラーマ
ウント７に当接して反力装置20を設ける。反力装置20は
反力用のバネ21の一端をミラーマウント７に当接するプ
ランジャ22の端部Ｐで受け、他端をブラケット23で受け
るとともに、プランジャ22はブラケット23の穴24に緊密
に挿入されている。ブラケット23はミラー位置を調整す
るときミラーマウント７を固定するネジ穴25を有してい
るとともにスキャナ本体100のうちの増速機３に装着さ
れている。

上記構成において、入力軸４にはレバー５を介して、圧
電素子アクチュエータ１により反時計方向（Ra）の回転
が、バネ11により時計方向（Rb）の回転が与えられてい
る。増速機３とミラー８の間には反力装置20を設けら
れ、出力軸６に固定されたミラーマウント７を介してバ
ネ21により圧電素子アクチュエータ１により生ずる時計
方向（Rc）の回転に対して、反対方向の回転（Rd）を与
えてバックラッシュをなくしている。この時、圧電素子
アクチュエータ１による反時計方向（Ra）の回転に対し
て、バネ11による時計方向（Rb）の回転とバネ21の回転
（Rd）とが加算されるため、ミラーと圧電素子アクチュ
エータおよびミラーと位置センサの動きが一致し精度が
向上するとともに、戻り力が附加されているため追随性
が良くなる。また、この時のミラーの調整は第３図のフ
ローのごとくに行なわれる。ステップ51では反力装置20
のバネ21とプランジャ22を組着けバネ21のバネ定数
（ｋ）を決める。ステップ52ではスキャナ本体100に適
正な反力を与える反力トルクTa（Ta＝ｋ・ｘ・Ｌ）の位
置（ｘ＝バネの自由長−バネの取付長）でミラーマウン
ト７をブラケット23にネジ穴25を用い図示しないボルト
で保持し出力軸６の回転を止める。ステップ53ではミラ
ー８を回転するように圧電素子アクチュエータ１に通電
し増速機（Ｎ＝増速比）を介して回転トルクTb（Tb＝Ｎ
・Ta）を生じさせる。ステップ54では圧電素子アクチュ
エータ１による入力軸４の回転（θａ）が出力軸６で確
認されるとともに回転がθｂ（θｂ＝Ｎ・θａ）となる
ように戻し装置10のバネ11と、かつネジ13による荷重お
よび圧電素子アクチュエータ１の電圧により調整する。

次に、第４図、第５図で第２実施例について説明する。
第５図に反力装置30を示し、反力装置30には反力用のバ
ネ21の一端を出力軸６に固定されたピニオンギヤ付きミ
ラーマウント31（以下ピニオンという）に噛合うラック
ギャ付きプランジャ32（以下ラックという）の端部Ｑで
受け、他端をブラケット33で受けるとともに、ラック32
はブラケット33に固設されたガイドベアリング34の穴35
に緊密に挿入されている。ブラケット33はミラー位置を
調整するときラック32を固定するネジ穴36を有している
とともにスキャナ本体100のうちの増速機３に装着され
ている。

上記構成において作動、調整は第１実施例と同様である
が、第１実施例に比べ出力軸６とラックプランジャ32の
距離（La）が一定のため回転トルクが一定となりさらに
高精度にすることが出来る。

なお上記実施例において、本考案の増速機はハーモニッ
クドライブ等のギヤを用い入力軸と出力軸が逆転して説
明したが、本考案にとらわれることなく遊星式、ピンを
用いた差動式を用い、入力軸と出力軸を同方向に回転さ
せても良いことは云うまでもない。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、圧電素子アクチュ
エータにより与えた微小回転角を増速機にて増幅し、ミ
ラーによりレーザ光を走査するレーザスキャナ装置の増
速機とミラーの間に反力装置を設け、戻し装置のバネの
戻し方向に加算された回転力を与えたため、バックラッ
シュがなくなるとともにミラーと圧電素子アクチュエー
タおよびミラーと位置センサの動きが一致し精度が向上
し、かつ戻り力が附加されるため追随性が良くなるとい
う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示すレーザスキャナ装置
の平面図。 第２図は本考案の第１実施例を示すレーザスキャナ装置
のＢ−Ｂ断面図。 第３図は本考案のレーザスキャナ装置の調整のフローを
示す図。 第４図は本考案の第２実施例を示すレーザスキャナ装置
の平面図 第５図は本考案の第２実施例を示すレーザスキャナ装置
のＣ−Ｃ断面図。 第６図は従来の実施例を示すレーザスキャナ装置の平面
図。 第７図は従来の実施例を示すレーザスキャナ装置のＡ−
Ａ断面図。 １……圧電素子アクチュエータ ３……増速機、４……入力軸 ６……出力軸、７……ミラマウント ８……ミラー、９……位置センサ 10……戻し装置、11、21……バネ 12……ハウジング、13……ネジ 20、30……反力装置 22……プランジャ 23、33……ブラケット 24、35……穴、25、36……ネジ穴 31……ピニオンギャ付きミラマウント 32……ラックギャ付きプランジャ 34……ガイドベアリング 100……スキャナ本体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電素子アクチュエータにより入力軸に与
   えた微小回転角を増速機にて増幅し、増幅された回転角
   を出力軸に固定したミラーによりレーザ光を走査するレ
   ーザスキャナ装置において、増速機とミラーの間に増速
   機のバックラッシュをなくす反力装置を設けたことを特
   徴とするレーザスキャナ装置。