KR20190037309A

KR20190037309A - 갈바노 스캐너 및 미러 유닛

Info

Publication number: KR20190037309A
Application number: KR1020197006668A
Authority: KR
Inventors: 데이지 다카하시; 히로유키 다케다; 다케시 모리; 나오히로 다카하시; 도시유키 호코다테
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2019-04-05
Also published as: WO2018051757A1; TWI643692B; CN109690383A; TW201825219A; CN109690383B; JPWO2018051757A1; JP6664502B2; KR102312469B1; KR20200102537A

Abstract

갈바노 스캐너(1)는 레이저 광을 반사하여 편향시키는 미러(2)와, 회전축(6)을 중심으로 회전하는 축부(14)와, 미러(2)를 고정하는 동시에, 축부(14)의 일단부를 삽입하는 제 1 구멍(3b)이 형성되고 축부(14)에 고정되는 마운트부(3)와, 회전축(6)을 중심으로 축부(14)를 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링(12)과, 제 1 베어링(12)을 사이에 두고 미러(2)의 반대측에 마련되며, 회전축(6)을 중심으로 회전 가능하게 축부(14)를 지지하는 제 2 베어링(13)을 구비한다. 제 1 베어링(12)의 내륜(12a)의 내측에는, 마운트부(3)가 끼워져 있다.

Description

갈바노 스캐너 및 미러 유닛

본 발명은 모터로 미러의 각도를 변화시켜서 레이저 광을 주사하는 갈바노 스캐너 및 미러 유닛에 관한 것이다.

종래, 레이저 천공 가공에 있어서 레이저 광을 주사하기 위해 갈바노 스캐너가 이용된다. 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 갈바노 스캐너는 갈바노 미러라고도 불리는 미러와, 미러를 회전시키는 모터를 구비한다.

미러는 미러 마운트에 접착되어 있다. 미러 마운트는 고정 부재와 고정 나사를 이용하여, 모터의 샤프트인 축부에 착탈 가능하게 고정되어 있다. 즉, 미러 마운트를 거쳐서 모터의 축부에 미러가 고정되어 있다. 또한, 모터는 축부를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖는다. 베어링은 미러 마운트와 거리를 둔 위치에서 축부를 회전 가능하게 지지하고 있다.

미러는 모터의 축부에 고정되는 것에 의해 회전 구동이 가능해진다. 회전 구동에 의해 미러의 각도를 변화시킴으로써, 레이저 광의 반사 각도가 변화한다. 레이저 광의 반사 각도의 변화에 의해 레이저 광이 주사된다.

일본 특허 공개 제 2002-6255 호 공보

상기 구성과 같은 갈바노 스캐너에서는, 미러의 중심 및 미러 마운트의 중심이, 축부의 회전축으로부터 어긋나 있으면, 축부의 회전축에 대하여 수직인 방향으로 미러가 진동하는, 이른바 면경사 진동이 발생하는 경우가 있다. 면경사 진동의 진폭이 커지면, 레이저 광의 주사 정밀도가 저하되어 버린다.

면경사 진동은, 미러에 가장 가까운 위치에서 축부를 지지하는 베어링을 지점(支點)으로 발생하는 진동이다. 그 때문에, 축부를 지지하는 베어링으로부터 미러의 선단까지의 거리가 클수록, 면경사 진동의 진폭이 커지기 쉽다. 또한, 베어링보다 미러측이 되는 부분이며 베어링에 직접 지지되지 않은 부분의 중량이 무거울수록, 면경사 진동의 진폭이 커지기 쉽다. 또한, 상기 구성의 갈바노 스캐너에서는, 베어링보다 미러측이 되는 부분이며 베어링에 직접 지지되지 않은 부분에 미러 마운트와 미러가 포함되어 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 면경사 진동의 진폭의 억제를 도모할 수 있는 갈바노 스캐너를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 갈바노 스캐너는 레이저 광을 반사하여 편향시키는 미러와, 회전축을 중심으로 회전하는 축부와, 미러를 고정하는 동시에, 축부의 일단부를 삽입하는 제 1 구멍이 형성되고 축부에 고정되는 마운트부와, 회전축을 중심으로 축부를 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링과, 제 1 베어링을 사이에 두고 미러의 반대측에 마련되며, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 축부를 지지하는 제 2 베어링을 구비한다. 제 1 베어링의 내륜(內輪)의 내측에는, 마운트부가 끼워져 있다.

본 발명에 따른 갈바노 스캐너에 의하면, 면경사 진동의 진폭의 억제를 도모할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너의 외관을 도시하는 정면도.
도 2는 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너의 외관을 도시하는 평면도.
도 3은 도 2에 나타내는 Ⅲ-Ⅲ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도.
도 4는 도 1에 나타내는 Ⅳ-Ⅳ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도.
도 5는 실시형태 1에 있어서의 마운트부의 정면도.
도 6은 실시형태 1에 있어서의 마운트부의 평면도.
도 7은 실시형태 1에 있어서의 마운트부의 측면도.
도 8은 실시형태 1에 있어서의 고정구의 정면도.
도 9는 실시형태 1에 있어서의 고정구의 평면도.
도 10은 실시형태 1에 있어서의 고정구의 측면도.
도 11은 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너의 단면도.
도 12는 실시형태 1에 있어서의 모터에 미러를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면.
도 13은 실시형태 1에 있어서의 모터에 미러를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면.
도 14는 실시형태 1에 있어서의 모터에 미러를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면.
도 15는 실시형태 1에 있어서의 모터에 미러를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면.
도 16은 실시형태 1에 있어서의 모터에 미러를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면.
도 17은 실시형태 1에 있어서의 모터에 미러를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면.
도 18은 본 발명의 실시형태 2에 따른 갈바노 스캐너의 외관을 도시하는 평면도.
도 19는 도 18에 나타내는 ⅩⅨ-ⅩⅨ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도.
도 20은 도 19에 나타내는 ⅩⅩ-ⅩⅩ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도.
도 21은 본 발명의 실시형태 3에 따른 갈바노 스캐너의 단면도이며, 도 3에 상당하는 도면.
도 22는 도 21에 나타내는 ⅩⅩⅡ-ⅩⅩⅡ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도.
도 23은 실시형태 3에 있어서의 마운트부의 정면도.
도 24는 실시형태 3에 있어서의 마운트부의 평면도.
도 25는 실시형태 3에 있어서의 마운트부의 측면도.
도 26은 본 발명의 실시형태 4에 따른 갈바노 스캐너의 단면도이며, 도 3에 상당하는 도면.
도 27은 도 26에 나타내는 ⅩⅩⅦ-ⅩⅩⅦ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도.
도 28은 실시형태 4에 있어서의 마운트부의 정면도.
도 29는 실시형태 4에 있어서의 마운트부의 평면도.
도 30은 실시형태 4에 있어서의 마운트부의 측면도.

이하에, 본 발명의 실시형태에 따른 갈바노 스캐너 및 미러 유닛을 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시형태 1.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너의 외관을 도시하는 정면도이다. 도 2는 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너의 외관을 도시하는 평면도이다. 도 3은 도 2에 나타내는 Ⅲ-Ⅲ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도이다. 도 4는 도 1에 나타내는 Ⅳ-Ⅳ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도이다. 갈바노 스캐너(1)는 레이저 광을 반사시키는 미러(2)와, 미러(2)를 회전 구동시키는 모터(5)를 구비한다. 이하의 설명에 있어서, 모터(5)에 대하여 미러(2)가 마련된 측을 부하측이라 하고, 그 반대측을 반부하측이라 한다.

도 1에 도시하는 미러(2)는, 레이저 광을 반사시키는 반사면이 타원 형상인 일 예이다. CO₂ 레이저를 반사시키는 경우는 일반적으로, 타원 형상의 장경(長徑)이 30㎜~60㎜인 것을 이용한다. 또한, 미러(2)의 반사면의 형상은, 타원 형상에 한정되지 않으며, 사각형 또는 팔각형 등의 여러 가지 형상의 것이 이용된다.

미러(2)에는, 미러 마운트라 하는 마운트부(3)가 접착되어 있다. 도 5는 실시형태 1에 있어서의 마운트부(3)의 정면도이다. 도 6은 실시형태 1에 있어서의 마운트부(3)의 평면도이다. 도 7은 실시형태 1에 있어서의 마운트부(3)의 측면도이다. 마운트부(3)의 일단부(3d)에는, 미러(2)의 외연부가 끼워지는 제 1 홈(3a)이 형성되어 있다. 마운트부(3)의 타단부(3e)에는, 후술하는 모터(5)의 축부가 끼워 넣어지는 제 1 구멍인 구멍(3b)이 형성되어 있다. 또한, 구멍(3b)의 주위를 둘러싸는 벽면에는, 후술하는 모터(5)의 축부의 회전축과 평행이 되는 방향으로 타단부(3e)측으로부터 제 2 홈(3c)이 복수 형성되어 있으며, 외력에 의해 구멍(3b)의 내경을 작게 변형할 수 있도록 구성되어 있다. 미러(2)는 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 마운트부(3)의 제 1 홈(3a)에 끼워 넣어져서 접착되어 있다.

다음에 모터(5)에 대해 설명한다. 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 모터(5)는 원통 형상의 모터 프레임인 프레임(11)을 구비한다. 프레임(11)의 내부에는, 샤프트인 축부(14)가 수용되어 있다. 축부(14)는 원통 형상으로 되어 있으며, 축부(14)의 중심축이 회전축(6)과 일치하는 상태로 프레임(11)에 수용되어 있다. 프레임(11) 중, 프레임(11)의 부하측이 되는 단부면은 환상의 덮개(18)에 의해 폐색된다.

축부(14)의 부하측(負荷側)이 되는 일단부(14a)에 마운트부(3)가 장착된다. 구체적으로는, 마운트부(3)의 타단부(3e)에 형성된 구멍(3b)에 축부(14)의 일단부(14a)가 끼워 넣어지는 것에 의해 축부(14)에 마운트부(3)가 장착된다. 마운트부(3)는 고정구(20)를 이용하여 축부(14)에 고정된다. 도 8은 실시형태 1에 있어서의 고정구(20)의 정면도이다. 도 9는 실시형태 1에 있어서의 고정구(20)의 평면도이다. 도 10은 실시형태 1에 있어서의 고정구(20)의 측면도이다.

고정구(20)는 마운트부(3)의 타단부(3e)측을 관통시키는 관통구(41)가 형성된 관통 부재(40)와, 관통구(41)의 면적을 축소시키는 나사(21)를 갖는다. 관통 부재(40)는 원호면을 갖는 제 1 부재(40a)와 제 2 부재(40b)를 구비하고 있으며, 원호면끼리를 대향시키는 것에 의해 제 1 부재(40a)와 제 2 부재(40b) 사이에 관통구(41)가 형성된다.

제 1 부재(40a)와 제 2 부재(40b)에는, 나사(21)를 관통시키는 관통 구멍(40c)과, 나사(21)를 나사 삽입 가능한 나사 구멍(40d)이 형성되어 있다. 관통 구멍(40c)을 관통시킨 나사(21)를 나사 구멍(40d)에 나사 삽입하는 것에 의해, 제 1 부재(40a)와 제 2 부재(40b)를 근접시켜, 관통구(41)의 면적을 축소시킬 수 있다.

고정구(20)는, 구멍(3b)에 축부(14)가 끼워 넣어진 마운트부(3)의 타단부(3e)측을 관통구(41)에 끼워 넣은 상태에서, 나사(21)를 조이는 것에 의해, 관통구(41)의 면적이 축소되고 마운트부(3)가 체결된다. 마운트부(3)의 타단부(3e)측에는 제 2 홈(3c)이 형성되어 있으므로, 관통구(41)의 면적이 축소되는 것에 의해, 구멍(3b)의 단면적도 축소되도록 마운트부(3)의 타단부(3e)측이 되는 부분이 변형된다. 이에 의해, 구멍(3b)의 벽면이 축부(14)에 밀착되고, 마운트부(3)가 축부(14)에 고정된다. 마운트부(3)의 타단부(3e)측이 되는 부분 및 축부(14)의 일단부(14a)측이 되는 부분은, 프레임(11)의 부하측을 폐색하는 환상의 덮개(18)의 개구를 관통하고 있다.

고정구(20)는 프레임(11)의 내부에 수용된다. 프레임(11)에는, 프레임(11)의 외부로부터 고정구(20)의 나사(21)의 조작을 가능하게 하는 개구(7)가 형성되어 있다. 프레임(11)의 측면에 형성된 개구(7)를 통하여 드라이버 등의 공구를 프레임(11)의 내부에 끼워 넣는 것에 의해, 나사(21)를 나사 삽입하거나 느슨하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 이 개구(7)를 폐색하는 덮개를 마련하여도 좋다. 또한, 개구(7)는, 나사(21)를 조작 가능한 위치에 형성되어 있으면 좋고, 복수 형성되어 있어도 좋다.

축부(14)의 주위에는, 회전자가 되는 자석(15)이 고정되어 있다. 자석(15)도 축부(14)와 마찬가지로 프레임(11)의 내부에 수용된다. 자석(15)의 주위에는 고정자가 되는 코일(16)이 마련되어 있다. 코일(16)과 자석(15) 사이에는 간극이 마련되어 있다. 코일(16)도 프레임(11)의 내부에 수용된다.

프레임(11)의 내부에는, 회전축(6)을 중심으로 회전 가능하게 축부(14)를 지지하는 제 1 베어링(12)과 제 2 베어링(13)이 마련되어 있다. 축부(14)는 원통 형상으로 되어 있으며, 제 1 베어링(12) 및 제 2 베어링(13)에 지지된 상태에서, 축부(14)의 중심축이 회전축(6)과 일치한다. 축부(14)가 회전하는 것에 의해, 축부(14)에 고정된 마운트부(3)와 미러(2)도 회전축(6)을 중심으로 회전한다.

제 1 베어링(12)은 자석(15)보다 부하측에 마련되며, 제 2 베어링(13)은 자석보다 반부하측에 마련되어 있다. 즉, 제 1 베어링(12)과 제 2 베어링(13)은, 회전자가 되는 자석(15)을 사이에 두고 서로 대향하도록 마련되어 있다. 제 2 베어링(13)은, 제 1 베어링(12)을 사이에 두고 미러(2)의 반대측에 마련되어 있다고도 환언할 수 있다.

제 1 베어링(12)은 내륜(12a)과, 강구(鋼球)(12b)와, 외륜(外輪)(12c)을 구비한다. 제 1 베어링(12)의 외륜(12c)은 프레임(11)의 내측면에 접촉하고 있다. 제 1 베어링(12)의 내륜(12a)은 고정구(20)보다 부하측에서 마운트부(3)에 고정되어 있다. 즉, 제 1 베어링(12)은 마운트부(3)를 거쳐서 축부(14)를 지지하고 있다. 상술한 덮개(18)는 부하측으로부터 도시하지 않는 스프링을 사이에 두고 제 1 베어링(12)에 대하여 회전축(6) 방향으로 여압(餘壓)을 거는 기능을 갖고 있다.

제 2 베어링(13)은 내륜(13a)과, 강구(13b)와, 외륜(13c)을 구비한다. 제 2 베어링(13)의 외륜(13c)은 프레임(11)의 내측면에 접촉하여 프레임(11)에 고정되어 있다. 제 2 베어링(13)의 내륜(13a)은 자석(15)보다 반부하측에서 축부(14)에 고정되어 있다. 즉, 제 2 베어링(13)은 축부(14)를 직접 지지하고 있다.

프레임(11)의 반부하측에는, 축부(14)의 회전각을 검출하는 각도 센서(17)가 장착되어 있다. 각도 센서(17)로서, 예를 들면, 축부(14)의 타단부(14b)에 고정되어 있는 인코더 디스크(17a)와, 프레임(11)에 고정되어 있는 인코더 헤드(17b)와, 이들을 덮는 인코더 커버(17c)를 갖고 구성되는 로터리 인코더를 들 수 있다.

이상 설명한 갈바노 스캐너(1)에서는, 모터(5)의 코일(16)에 전류를 흘림으로써, 전자력에 의해 자석(15)에 회전 토크가 작용하고, 축부(14)가 회전한다. 축부(14)가 회전하는 것에 의해, 미러(2)를 회전시켜, 미러(2)의 반사면의 각도를 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 반사면에서 반사되는 레이저 광의 반사 각도를 변화시켜서 레이저 광을 주사하는 것이 가능해진다.

도 11은 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너(100)의 단면도이다. 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너(100)에서는, 모터(105)에 있어서, 자석(115)보다 부하측에 마련된 베어링(112)이, 축부(114)를 직접 지지하고 있다. 그리고, 베어링(112)보다 부하측에서 축부(114)에, 미러(102)가 장착된 마운트부(103)가 고정되어 있다. 또한, 마운트부(103)를 축부(114)에 고정하는 고정구(120)도, 베어링(112)보다 부하측에 마련되어 있다.

이와 같은 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너(100)에 있어서의 베어링(112)으로부터 미러(102)의 부하측이 되는 선단까지의 거리(L2)는, 도 4에 도시하는 바와 같이 본 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)에 있어서의 제 1 베어링(12)으로부터 미러(2)의 부하측이 되는 선단까지의 거리(L1)보다 길어진다. 나아가서는, 본 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)는, 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너(100)보다 면경사 진동의 증폭의 억제를 도모할 수 있다.

또한, 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너(100)에서는, 베어링(112)보다 부하측이 되는 부분이며 베어링(112)에 직접 지지되지 않은 부분에 마운트부(103)가 포함된다. 한편, 본 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)에서는, 제 1 베어링(12)보다 부하측이 되는 부분이며 제 1 베어링(12)에 직접 지지되지 않은 부분에 마운트부(3)가 포함되지 않는다. 따라서, 제 1 베어링(12)보다 부하측이 되는 부분이며 제 1 베어링(12)에 직접 지지되지 않은 부분의 중량을, 비교예로서 도시하는 갈바노 스캐너(100)보다 경량화할 수 있다. 이에 의해, 면경사 진동의 진폭보다 더욱 억제를 도모할 수 있다.

다음에, 모터(5)에 미러(2)를 조립 장착하는 공정에 대해 설명한다. 도 12 내지 도 17은, 실시형태 1에 있어서의 모터(5)에 미러(2)를 조립 장착하는 공정에 대해 설명하는 도면이다. 우선, 도 12에 도시하는 바와 같이, 모터(5)의 프레임(11)으로부터, 덮개(18)와 제 1 베어링(12)을 분리한다.

다음에, 도 13에 도시하는 바와 같이, 미러(2)를 마운트부(3)의 제 1 홈(3a)에 끼워 넣고, 접착제 등에 의해 미러(2)를 마운트부(3)에 고정한다. 다음에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 마운트부(3)를 덮개(18)에 삽입한다. 다음에, 도 15에 도시하는 바와 같이, 마운트부(3)를 제 1 베어링(12)에 삽입한다. 다음에, 도 16에 도시하는 바와 같이, 고정구(20)의 관통 구멍(40c)에 마운트부(3)를 삽입한다. 이 때, 도 8에 도시하는 바와 같이, 고정구(20)는, 제 1 부재(40a)와 제 2 부재(40b)를 미리 나사(21)로 조립 장착한 상태로 되어 있다. 또한, 관통 구멍(40c)이 마운트부(3)를 삽입할 수 있는 크기가 되도록, 나사(21)의 나사 삽입이 조절되어 있다.

다음에, 도 12에서 도시한 바와 같이 제 1 베어링(12) 및 덮개(18)를 벗긴 모터(5)에, 도 16에 도시한 미러(2), 마운트부(3), 덮개(18), 제 1 베어링(12), 고정구(20)를 조립 장착한 부재를, 모터(5)의 축부(14)의 일단부(14a)(도 3 등도 참조)를 마운트부(3)의 구멍(3b)에 삽입시키면서, 프레임(11)에 장착한다. 이 때, 제 1 베어링(12)은 프레임(11)의 내측에 끼워진다. 또한, 덮개(18)를 도시하지 않은 나사로 프레임(11)에 고정한다. 다음에, 프레임(11)에 형성된 개구(7)를 통해, 고정구(20)의 나사(21)를 조여서 마운트부(3)를 축부(14)에 고정한다. 도 17은, 마운트부(3)의 고정이 완료되었을 때의 갈바노 스캐너(1)의 외관도이다.

또한, 프레임(11)에 형성된 개구(7)를 통해 고정구(20)의 나사(21)를 느슨하게 하는 것에 의해, 마운트부(3)를 축부(14)로부터 분리하는 것이 가능해지기 때문에, 미러(2)가 손상된 경우에는, 마운트부(3)와 함께 미러(2)를 분리하여 미러(2)를 교환하는 것이 가능해진다.

또한, 도 15에 도시한 미러(2), 마운트부(3), 덮개(18) 및 제 1 베어링(12)을 조립한 것, 또는 도 16에 도시한 미러(2), 마운트부(3), 덮개(18), 제 1 베어링(12) 및 고정구(20)를 조립한 것을 미러 유닛으로서 준비해두면, 미러(2)를 교환할 때에, 마운트부(3)에 제 1 베어링(12)을 삽입시키는 작업 등을 생략할 수 있으므로, 미러(2)의 교환 작업의 용이화를 도모할 수 있다.

또한, 고정구(20)는, 프레임(11)에 형성된 개구(7)를 통해 조작하는 것에 의해, 마운트부(3)를 축부(14)에 고정할 수 있는 것이면 좋다. 예를 들면, 고정구(20)의 관통 부재(40)가 2개의 부재로 구성되어 있지 않아도 좋고, 1개 또는 3 개 이상의 부재로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 본 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)는, 축부(14)에 자석(15)이 고정되고, 프레임(11)에 코일(16)이 고정되며, 코일(16)에 전류를 흘리는 것에 의해 축부(14)가 회전하는 무빙 마그넷형의 모터(5)에 대하여 설명했지만, 축부(14)에 코일이 고정되고, 프레임(11)에 자석이 고정되며, 코일에 전류를 흘리는 것에 의해 축부(14)가 회전하는 무빙 코일형의 모터여도 좋다. 또한, 마운트부(3)는, 제 1 홈(3a)과 제 2 홈(3c)의 2개의 홈을 갖는 구성에 대하여 설명했지만, 3개 이상의 홈을 갖는 구성이어도 좋다.

실시형태 2.

도 18은 본 발명의 실시형태 2에 따른 갈바노 스캐너(50)의 외관을 도시하는 평면도이다. 상기 실시형태 1와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 상기 실시형태 1에서는, 고정구(20)의 나사(21)를 조여서 마운트부(3)의 구멍(3b)의 단면적을 축소시키는 것에 의해, 마운트부(3)를 축부(14)에 고정하였다. 본 실시형태 2에서는, 고정구(20) 대신에 마운트부(3)를 축부(14)에 고정하는 고정구로 와이어(51)를 사용한 예를 도시한다. 와이어(51)는, 마운트부(3)의 구멍(3b)의 주위를 둘러싸는 벽면에 감겨서, 마운트부(3)의 벽면을 체결하는 것에 의해, 마운트부(3)의 구멍(3b)의 단면적을 축소시켜서 마운트부(3)를 축부(14)에 고정하고 있다.

본 실시형태 2에 따른 갈바노 스캐너(50)의 정면도는, 도 1에 도시한 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)의 정면도와 동일하므로 생략한다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태 2에 따른 갈바노 스캐너(50)와, 도 2에 도시하는 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)와는, 개구(7)의 위치가 상이하다.

도 19는 도 18에 나타내는 ⅩⅨ-ⅩⅨ선으로 갈바노 스캐너(50)를 절단한 단면도이다. 도 20은 도 19에 나타내는 ⅩⅩ-ⅩⅩ선으로 갈바노 스캐너(50)를 절단한 단면도이다.

와이어(51)는, 마운트부(3)의 제 2 홈(3c)을 덮도록 마운트부(3)의 구멍(3b)의 주위를 둘러싸는 벽면에 감긴다. 와이어(51)는, 구멍(3b)의 주위를 둘러싸는 벽면을 회전축(6)에 직교하는 방향으로 체결하는 것에 의해, 구멍(3b)의 단면적을 축소시켜서 구멍(3b)에 끼워 넣어진 축부(14)에 마운트부(3)를 고정한다.

또한, 도 18 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 와이어(51)의 감김 시작점이 되는 단부와 감김 종료점이 되는 단부를 꼬아 합치는 것에 의해, 구멍(3b)의 주위를 둘러싸는 벽면이 와이어(51)에 의해 체결된다. 와이어(51)를 꼬아 합친 부분에는, 꼬아 합침부(51a)가 작성(作成)된다.

프레임(11)의 개구(7)로부터 롱노즈 플라이어(long nose plier) 등의 공구를 끼워 넣고, 꼬아 합침부(51a)를 회전시키는 것에 의해 와이어(51)가 마운트부(3)를 체결하는 힘을 조정할 수 있다. 즉, 개구(7)는, 개구(7)를 통해 꼬아 합침부(51a)를 조작 가능한 위치에 형성하고 있다. 마운트부(3)를 체결하는 힘을 조정한 후, 개구(7)로부터 커터 등을 끼워 넣고, 꼬아 합침부(51a)를 적당한 길이로 절단하는 것에 의해, 다른 부재와의 간섭을 방지할 수 있다. 또한, 꼬아 합침부(51a)를 접착제로 고정하는 것에 의해, 꼬아 합침부(51a)의 느슨해짐을 방지할 수 있다.

또한, 마운트부(3)를 축부(14)로부터 분리하는 경우는, 프레임(11)에 형성된 개구(7)를 통하여, 개구(7)에 커터를 끼워 넣고 꼬아 합침부(51a)를 절단하는 것에 의해, 마운트부(3)의 분리가 가능해지기 때문에, 미러(2)가 손상된 경우에는, 마운트부(3)와 함께 미러(2)를 분리하여 미러(2)를 교환하는 것이 가능해져서 미러(2)의 교환을 가능하게 하면서, 면경사 진동의 진폭의 억제를 도모할 수 있는 갈바노 스캐너를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태 1과 마찬가지로, 미러(2), 마운트부(3), 덮개(18), 제 1 베어링(12) 및 고정구인 와이어(51)를 조립한 것을 미러 유닛으로서 준비해 두면, 미러(2)를 교환할 때에, 마운트부(3)에 제 1 베어링(12)을 삽입시키는 작업 등을 생략할 수 있으므로, 미러(2)의 교환 작업의 용이화를 도모할 수 있다. 또한, 와이어(51)의 소재에는 통상은 금속을 이용하지만, 탄소 섬유 또는 나일론으로 예시되는 합성 섬유를 이용하여도 좋다.

실시형태 3.

도 21은 본 발명의 실시형태 3에 따른 갈바노 스캐너의 단면도이며, 도 3에 상당하는 도면이다. 도 22는 도 21에 도시하는 ⅩⅩⅡ-ⅩⅩⅡ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도이다. 또한, 상기 실시형태 1, 2와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태 3에 따른 갈바노 스캐너(52)는, 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)에서 이용한 고정구(20) 대신, 나사(55)를 이용하여 마운트부(3)를 축부(14)에 고정하고 있다. 구체적으로는, 축부(14)에는, 회전축(6)에 직교하는 방향을 따라서 제 2 구멍인 구멍(14c)이 형성되어 있다. 또한, 마운트부(3)에는, 구멍(3b)의 주변을 둘러싸는 벽면에 제 3 구멍인 구멍(3f)이 형성되어 있다. 마운트부(3)의 구멍(3b)에 축부(14)를 삽입한 상태에 있어서, 구멍(14c)과 구멍(3f)이 연통된다. 연통된 구멍(14c)과 구멍(3f)에 나사(55)를 관통시키고, 관통시킨 나사(55)에 너트(56)가 끼워지는 것에 의해, 마운트부(3)가 축부(14)에 고정된다. 즉, 본 실시형태 3에 따른 갈바노 스캐너(52)에서는, 나사(55)와 너트(56)를 갖고 고정구가 구성된다.

본 실시형태 3에 따른 갈바노 스캐너(52)에서는, 프레임(11)의 벽면 중 회전축(6)을 사이에 두고 대향하는 위치에 개구(7)가 형성되어 있다. 즉, 프레임(11)에는 2개의 개구(7)가 형성되어 있다. 또한, 축부(14)에는, 축부(14)의 회전축(6)에 직교하는 방향을 따라서 구멍(14c)이 형성되어 있다. 본 실시형태 3에 따른 갈바노 스캐너(52)에서는, 개구(7)의 개수를 제외하고 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)와 동일하므로, 도시를 생략하고 있다.

도 23은 실시형태 3에 있어서의 마운트부의 정면도이다. 도 24는 실시형태 3에 있어서의 마운트부의 평면도이다. 도 25는 실시형태 3에 있어서의 마운트부(3)의 측면도이다. 마운트부(3)에는, 구멍(3b)의 주변을 둘러싸는 벽면 중 회전축(6)을 사이에 두고 대향하는 위치에 구멍(3f)이 형성되어 있다. 즉, 구멍(3b)의 주변을 둘러싸는 벽면에는 2개의 구멍(3f)이 형성되어 있다. 마운트부(3)의 구멍(3f)은, 구멍(3b)의 주변을 둘러싸는 벽면에 나사(55)를 삽입할 수 있는 직경으로 형성되어 있다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 구멍(3f)은, 마운트부(3)를 축부(14)에 삽입했을 때에, 제 1 베어링(12)과 자석(15)의 사이가 되는 위치에 형성되어 있다.

또한, 도 21에 도시하는 바와 같이, 나사(55)는, 축부(14)의 구멍(14c)과 마운트부(3)의 2개의 구멍(3f)을 관통한다. 관통한 나사(55)의 선단부에는 너트(56)가 끼워져 있다. 마운트부(3)와 축부(14)를 회전축(6)에 직교하는 방향으로 체결하는 힘은, 나사(55)를 회전시켜 너트(56)에 나사 삽입시키는 것에 의해 발생한다. 나사(55)를 회전시키는 것에 의해, 나사(55)의 헤드부와 너트(56)의 거리가 짧아져서 마운트부(3)의 구멍(3b)의 내경이 작아지도록 구멍(3b)의 주변을 둘러싸는 벽면이 변형된다. 구멍(3b)의 주변을 둘러싸는 벽면이 변형되는 것에 의해, 마운트부(3)으로 축부(14)가 고정된다. 즉, 본 실시형태 3에서는, 실시형태 1의 고정구(20)에 대응하는 고정구가 나사(55)로 되어 있다.

또한, 나사(55)는, 마운트부(3)의 구멍(3b)에 축부(14)를 끼워 넣고, 마운트부(3)의 구멍(3f)과 축부(14)의 구멍(14c)의 센터링(centering)을 실행한 후, 프레임(11)에 형성된 개구(7)를 통하여, 핀셋 등의 공구를 이용해 구멍(3f) 및 구멍(14c)에 삽입하여 관통된다. 다음에, 너트(56)는, 나사(55)를 삽입한 개구(7)와는 반대측에 형성된 개구(7)로부터 핀셋 등을 이용하여 나사(55)의 선단부에 끼우고, 나사(55)와 너트(56)로 구멍(3f)과 구멍(14c)을 사이에 두도록 한다. 그 후, 개구(7)로부터 끼워 넣은 드라이버 등의 공구로 나사(55)를 회전시켜, 마운트부(3)와 축부(14)를 고정한다.

또한, 마운트부(3)를 축부(14)로부터 분리하는 경우는, 프레임(11)에 형성된 개구(7)를 통하여, 나사(55)를 느슨하게 하여 인발하는 것에 의해 마운트부(3)를 분리하는 것이 가능해지기 때문에, 미러(2)가 손상된 경우에는, 마운트부(3)와 함께 미러(2)를 분리하여 미러(2)를 교환하는 것이 가능해진다. 또한, 너트(56) 대신에, 축부(14)의 구멍(14c)을 나사(55)가 나사 삽입되는 나사 구멍, 즉 나사산이 형성된 구멍으로 하는 것에 의해, 구멍(14c)에 나사(55)를 나사 삽입하는 것만으로도 마운트부(3)의 구멍(3b)의 내경을 작게 하도록 변형시킬 수 있게 해도 좋다. 이 경우에는, 너트(56)를 삽입시키는 개구(7)를 프레임(11)에 형성하지 않아도 좋다.

이와 같이, 축부(14)에 형성된 구멍(14c)과, 마운트부(3)에 형성된 구멍(3f)과, 구멍(14c)과 구멍(3f)에 나사(55)를 삽입하는 것에 의해 마운트부(3)와 축부(14)를 간단하게 고정하는 것이 가능해지고, 미러(2)의 교환을 가능하게 하면서, 면경사 진동의 진폭의 억제를 도모할 수 있는 갈바노 스캐너를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태 1과 마찬가지로, 미러(2), 마운트부(3), 덮개(18), 및 제 1 베어링(12)을 조립한 것을 미러 유닛으로서 준비해 두면, 미러(2)를 교환할 때에, 마운트부(3)에 제 1 베어링(12)을 삽입시키는 작업 등을 생략할 수 있으므로, 미러(2)의 교환 작업의 용이화를 도모할 수 있다.

실시형태 4.

도 26은 본 발명의 실시형태 4에 따른 갈바노 스캐너의 단면도이며, 도 3에 상당하는 도면이다. 도 27은 도 26에 나타내는 ⅩⅩⅦ-ⅩⅩⅦ선으로 갈바노 스캐너를 절단한 단면도이다. 또한, 상기 실시형태 1, 2, 3과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 본 실시형태 4에 따른 갈바노 스캐너(60)는, 실시형태 1의 고정구(20), 실시형태 2의 와이어(51), 실시형태 3의 나사(55)와 같은 고정구를 이용하지 않고 마운트부(3)와 축부(14)를 고정하고 있다. 본 실시형태 4에 따른 갈바노 스캐너(60)에서는, 프레임(11)에 개구(7)가 형성되어 있지 않은 점을 제외하고 실시형태 1에 따른 갈바노 스캐너(1)와 동일하므로, 도시를 생략하고 있다.

도 28은 실시형태 4에 있어서의 마운트부의 정면도이다. 도 29는 실시형태 4에 있어서의 마운트부의 평면도이다. 도 30은 실시형태 4에 있어서의 마운트부의 측면도이다. 본 실시형태 4에 있어서의 마운트부(3)는, 실시형태 1, 2, 3에 있어서의 마운트부(3)에 비하여, 제 2 홈(3c)이 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다.

또한, 본 실시형태 4에 있어서의 갈바노 스캐너(60)에서는, 마운트부(3)의 구멍(3b)에 삽입한 접착제를 이용하여 마운트부(3)와 축부(14)를 접착시킴으로써, 고정구를 이용하지 않고 마운트부(3)와 축부(14)를 고정시키고 있다.

마운트부(3)와 축부(14)를 접착제로 접착하므로, 접착 후는 분리할 수 없지만, 고정구를 이용하지 않고 마운트부(3)를 축부(14)에 간단하게 고정할 수 있다. 또한, 고정구를 이용하지 않는 것에 의해 구조의 간소화를 도모할 수 있다. 구조의 간소화에 의해, 축부(14)의 저관성화도 가능해진다.

또한, 고정구를 이용하지 않고 마운트부(3)와 축부(14)를 고정하는 수법은, 접착제를 이용한 접착에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마운트부(3)와 축부(14)를 수축 끼워맞춤에 의해 고정하여도 좋다.

이와 같이, 마운트부(3)와 축부(14)를 고정구를 이용하지 않고 고정하는 것에 의해, 고정 작업의 간소화를 도모하면서, 면경사 진동의 진폭의 억제를 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시형태 1과 마찬가지로, 미러(2), 마운트부(3), 덮개(18), 및 제 1 베어링(12)을 조립한 것이며, 마운트부(3)와 축부(14)를 고정구를 이용하지 않고 고정한 것을 미러 유닛으로서 준비해두면, 미러(2)를 교환할 때에, 마운트부(3)에 제 1 베어링(12)을 삽입시키는 작업 등을 생략할 수 있으므로, 미러(2)의 교환 작업의 용이화를 도모할 수 있다.

이상의 실시형태로 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일 예를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.

1, 50, 52, 60 : 갈바노 스캐너 2 : 미러
3 : 마운트부 3a : 제 1 홈
3b : 구멍 3c : 제 2 홈
3d : 일단부 3e : 타단부
3f : 구멍 5 : 모터
6 : 회전축 7 : 개구
11 : 프레임 12 : 제 1 베어링
12a : 내륜 12b : 강구
12c : 외륜 13 : 제 2 베어링
13a : 내륜 13b : 강구
13c : 외륜 14 : 축부
14a : 일단부 14b : 타단부
14c : 구멍 15 : 자석
16 : 코일 17 : 각도 센서
17a : 인코더 디스크 17b : 인코더 헤드
17c : 인코더 커버 18 : 덮개
20 ; 고정구 21 : 나사
40 : 관통 부재 40a : 제 1 부재
40b : 제 2 부재 40c : 관통 구멍
40d : 나사 구멍 41 : 관통구
51 : 와이어 55 : 나사
56 : 너트

Claims

레이저 광을 반사하여 편향시키는 미러와,
회전축을 중심으로 회전하는 축부와,
상기 미러를 고정하는 동시에, 상기 축부의 일단부를 삽입하는 제 1 구멍이 형성되고 상기 축부에 고정되는 마운트부와,
상기 회전축을 중심으로 상기 축부를 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링과,
상기 제 1 베어링을 사이에 두고 상기 미러의 반대측에 마련되며, 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 축부를 지지하는 제 2 베어링을 구비하고,
상기 제 1 베어링의 내륜의 내측에는, 상기 마운트부가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는
갈바노 스캐너.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 베어링과 상기 제 2 베어링의 사이에, 상기 마운트부를 상기 축부에 고정시키는 고정구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
갈바노 스캐너.
청구항 2에 있어서,
상기 고정구를 내부에 수용하는 프레임을 추가로 구비하고,
상기 고정구는, 상기 마운트부를 관통시키는 관통구가 형성된 관통 부재와, 상기 관통 부재의 상기 관통구의 면적을 축소시키는 나사를 갖고,
상기 프레임에는, 상기 나사의 조작을 가능하게 하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는
갈바노 스캐너.
청구항 2에 있어서,
상기 고정구를 내부에 수용하는 프레임을 추가로 구비하고,
상기 고정구는, 상기 마운트부에 감기는 와이어를 갖고,
상기 프레임에는, 상기 와이어의 단부를 꼬아 합친 꼬아 합침부의 조작을 가능하게 하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는
갈바노 스캐너.
청구항 2에 있어서,
상기 고정구를 내부에 수용하는 프레임을 추가로 구비하고,
상기 축부에는 제 2 구멍이 형성되고,
상기 마운트부에는 제 3 구멍이 형성되며,
상기 마운트부의 상기 제 1 구멍에 상기 축부의 상기 일단부가 삽입된 상태에 있어서, 상기 제 2 구멍과 상기 제 3 구멍이 연통되며,
상기 고정구는 상기 제 2 구멍과 상기 제 3 구멍에 관통된 나사를 갖고,
상기 프레임에는, 상기 나사의 조작을 가능하게 하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는
갈바노 스캐너.
미러와,
상기 미러에 고정된 마운트부와,
상기 마운트부가 내륜의 내측에 끼워진 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는
미러 유닛.
청구항 6에 있어서,
상기 베어링을 사이에 두고 상기 미러의 반대측에 마련된 고정구를 추가로 구비하고,
상기 고정구는, 상기 마운트부를 관통시키는 관통구가 형성된 관통 부재와, 상기 관통 부재의 상기 관통구의 면적을 축소시키는 나사를 갖는 것을 특징으로 하는
미러 유닛.
청구항 6에 있어서,
상기 베어링을 사이에 두고 상기 미러의 반대측에 마련된 고정구를 추가로 구비하고,
상기 고정구는 상기 마운트부에 감긴 와이어를 갖는 것을 특징으로 하는
미러 유닛.