スキャナ装置及びこれを備えたレーザ加工装置
【課題】ミラーの剛性を確保しつつ、スキャンミラーをモーター軸に固定する際のねじ締めの応力によるミラー反射面の歪みを抑制したスキャナ装置及びレーザ加工装置を得る。
【解決手段】スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１と、モーター軸３０に設けられた第２の固定部３１において、第１端面２２と第２端面３２を密着させた状態で、第１の固定用部材６０の凹部６１を第１傾斜面２３と第２傾斜面３３に嵌合させる。その後、第２の固定用部材７０で挟み込み、第２の固定用部材７０を固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定する。このときに発生する応力は、スキャンミラー２０の反射面に平行な方向となるため、ねじ締めの応力によるミラー反射面の歪み、変形を抑制することが可能なスキャナ装置１０が得られ、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置１００が得られる。
【解決手段】スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１と、モーター軸３０に設けられた第２の固定部３１において、第１端面２２と第２端面３２を密着させた状態で、第１の固定用部材６０の凹部６１を第１傾斜面２３と第２傾斜面３３に嵌合させる。その後、第２の固定用部材７０で挟み込み、第２の固定用部材７０を固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定する。このときに発生する応力は、スキャンミラー２０の反射面に平行な方向となるため、ねじ締めの応力によるミラー反射面の歪み、変形を抑制することが可能なスキャナ装置１０が得られ、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置１００が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ装置及びこれを備えたレーザ加工装置に関し、特にスキャンミラーをガルバノスキャナのモーター軸に固定する際の取り付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板及び半導体チップ等における樹脂材、セラミックス材等の材料に、穴あけ、切断、マーキングを行うレーザ加工装置は、スキャナ装置を具備して構成されている。従来のスキャナ装置の構造について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、従来のスキャナ装置に用いられているスキャンミラーの裏面側の構造を示している。スキャンミラー４０は、高速での回転運動に対応するため軽量化の傾向にあり、ミラー反射面の裏面側は、中央部の背骨構造部４１と肋骨構造の張り４２を組み合わせた構造となっていた。
【０００３】
また、従来のスキャナ装置においては、スキャンミラー４０をガルバノスキャナのモーター軸に固定する際に、図９（ａ）に示すミラーマウント４４を介して固定していた。ミラーマウント４４は、スキャンミラー４０をはめ込むためのコの字形の溝４４ａと、その反対側に突出した突起部４４ｂを有し、突起部４４ｂの内側にはモーター軸をはめ込むための穴４４ｃが形成されていた。また、突起部４４ｂにはその四方にスリット４４ｄが設けられていた。
【０００４】
図９（ｂ）に示すように、スキャンミラー４０は、例えばエポキシ系接着剤等の接着層４５によりミラーマウント４４に固定されていた。また、ガルバノスキャナ５１のモーター軸５０は、ミラーマウント４４の突起部４４ｂを固定用部材４６で挟み込み、固定ねじ４７で締め上げて突起部４４ｂのスリット４４ｄを変形させることにより固定されていた。
【０００５】
図９（ｂ）に示す従来のスキャナ装置では、スキャンミラー４０のレーザ吸収により発生した熱が、接着層４５を通ってミラーマウント４４に伝わる。その際、接着層４５の厚みの差やボイドの有無等により熱の流れが変わり、ミラーマウント４４の中で温度差が発生し、熱変形を起こすことがあった。その結果、図９（ｃ）に示すように、スキャンミラー４０がその回転軸と垂直な方向（図中、矢印Ｇの方向）に傾き、加工穴が目標位置に対して特定の方向にずれてしまうという問題があった。
【０００６】
また、スキャンミラー４０とミラーマウント４４の固定に使用される接着剤（接着層４５）は、その他の部材と比較して剛性が低いため、接着剤を用いることによりスキャナ装置全体としての剛性が低下し、加工穴の位置精度が低くなるという問題があった。さらに接着剤による固定では、反射面が損傷したスキャンミラー４０を再加工する際にミラーマウント４４からの取り外しが困難であった。
【０００７】
そこで、スキャンミラー４０をモーター軸５０に固定する際に、接着剤を使用せず、ねじ止めとする構造が提案されている。特許文献１では、図８に示すような肋骨構造の光学ミラーにおいて、ねじ締めの応力によるミラー面の歪みを低減せしめる構造として、モーター軸との固定部４３近傍のミラー裏面の肋骨構造の張り４２ａと背骨構造部４１との間に切れ込みを設けた光学ミラーが提示されている。さらに、特許文献１には、ねじ締めの応力によるミラー面の歪みを低減せしめる別の構造として、モーター軸への取り付け部分である固定部４３を、ミラー反射面に対してほぼ垂直の角度に設けたものが提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３１５５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に提示された光学ミラーでは、固定部４３近傍の肋骨構造の張り４２ａに切れ込みを設けることによりミラーの剛性が低下し、加工穴の位置決め精度が低くなるという問題があった。また、モーター軸への取り付け部分をミラー反射面に対してほぼ垂直とした構造では、取り付け部分が反射面に対して突出した構造となるため、反射面の研磨加工が困難となり、生産コストが上昇するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、ミラーの剛性を確保しつつ、スキャンミラーをモーター軸に固定する際のねじ締めの応力によるミラー反射面の歪みを抑制することができ、低コストで生産可能なスキャナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、上記のスキャナ装置を備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るスキャナ装置は、ガルバノスキャナのモーター軸に固定したスキャンミラーを制御装置からの回転角度指令により動作させ、スキャンミラーに入射するレーザ光を所望の方向に偏向させるスキャナ装置であって、モーター軸との固定のためにスキャンミラーに設けられた第１の固定部と、スキャンミラーとの固定のためにモーター軸に設けられた第２の固定部と、第１の固定部及び第２の固定部に嵌合される凹部を有する第１の固定用部材と、固定ねじと、少なくとも２つの部材からなりこれら２つの部材を固定ねじで結合するためのねじ穴を有する第２の固定用部材を備え、第１の固定部は、スキャンミラーの反射面に垂直な第１端面と、この第１端面に対向しスキャンミラーの回転軸から外周方向に向かって第１の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面を有し、第２の固定部は、反射面に垂直な第２端面と、この第２端面に対向しモーター軸の回転軸から外周方向に向かって第２の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面を有し、第１の固定用部材は、凹部内の側面に第１傾斜面及び第２傾斜面と対向する第３傾斜面を有し、スキャンミラーとモーター軸それぞれの回転軸を一致させ、第１端面と第２端面を密着させた状態で、第１の固定用部材の凹部を第１傾斜面と第２傾斜面に嵌合させ、さらに第１の固定用部材が嵌合された第１の固定部及び第２の固定部を第２の固定用部材で挟み込み、固定ねじで結合することによりスキャンミラーをモーター軸に固定したものである。
【００１３】
また、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器と、レーザ発振器から出力されるレーザ光の光路上に配置された上記のスキャナ装置と、スキャナ装置により偏向されたレーザ光を加工ワーク上に集光させるレンズを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スキャンミラーに設けられた第１の固定部と、モーター軸に設けられた第２の固定部において、第１の固定用部材の凹部を第１傾斜面と第２傾斜面に嵌合させ、さらに第２の固定用部材を固定ねじで結合することによりスキャンミラーをモーター軸に固定するようにしたので、ミラーの剛性を確保しながら、スキャンミラーをモーター軸に固定したときに発生する応力がミラー反射面に平行な方向となり、ねじ締めの応力による反射面の歪みを抑制することができ、低コストで生産可能なスキャナ装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明に係るスキャナ装置を備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置を示す上面図及び側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置におけるねじ締めによる応力の方向を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置を示す上面図及び側面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置におけるねじ締めによる応力の方向を示す図である。
【図８】従来のスキャナ装置におけるスキャンミラーの裏面側の構造を示す図である。
【図９】従来のスキャナ装置の構造とその問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置及びこれを具備したレーザ加工装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示している。レーザ加工装置１００は、レーザ光１を発生させる発振器２と、発振器２から出射されたレーザ光１の発散角を調整させるコリメートレンズ３と、レーザ光１を反射により狙いの方向に導くためのベンドミラー４及びレーザ光１を加工ワーク１７上で任意のビームスポット径に設定するための絞り５を備えている。
【００１８】
レーザ光１の光路上には、スキャナ装置１０Ｙ、１０Ｘが配置されている。スキャナ装置１０Ｙは、レーザ光１をＹ方向に偏向するＹ軸スキャンミラー６と、制御装置１６からの回転角度指令によりＹ軸スキャンミラー６を回転させ、レーザ光１を所望の方向に偏向させるＹ軸ガルバノスキャナ７を含んで構成される。同様に、スキャナ装置１０Ｘは、レーザ光１をＸ方向に偏向するＸ軸スキャンミラー８と、制御装置１６からの回転角度指令によりＸ軸スキャンミラー８を回転させ、レーザ光１を所望の方向に偏向させるＸ軸ガルバノスキャナ９を含んで構成される。
【００１９】
また、レーザ加工装置１００は、レーザ光１を加工ワーク１７上に集光するｆθレンズ（集光レンズ）１１、加工ワーク１７を固定してＸＹ平面上に駆動させるＸＹテーブル１２、加工ワーク１７上の位置決めマーク１８の確認や、レーザ照射によって加工された加工穴の検出を行うＣＣＤカメラ１３、加工ワーク１７上の任意の位置を照明する照明装置１４、ＣＣＤカメラ１３により撮像した撮像データの画像処理を行う画像処理装置１５を備えている。上記の発振器２、Ｙ軸ガルバノスキャナ７、Ｘ軸ガルバノスキャナ９、ＸＹテーブル１２、ＣＣＤカメラ１３、照明装置１４及び画像処理装置１５は、制御装置１６により駆動制御される。
【００２０】
このように、レーザ加工装置１００は、スキャナ装置１０Ｙ、１０Ｘを備えている。これらのスキャナ装置１０Ｙ、１０Ｘにおいて、高速での回転運動に耐えうるＹ軸スキャンミラー６及びＸ軸スキャンミラー８の剛性を確保し、これらのスキャンミラー６、８をＹ軸ガルバノスキャナ７及びＸ軸ガルバノスキャナ９のモーター軸にそれぞれ固定する際のねじ締めの応力によるミラー反射面の歪みを抑制することにより、加工穴の位置決め精度
が高く、加工穴品質の優れたレーザ加工装置１００が実現する。
【００２１】
本実施の形態１に係るスキャナ装置の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態１に係るスキャナ装置を示す図であり、（ａ）はスキャンミラーの反射面から見た上面図、（ｂ）はスキャンミラーの側面から見た側面図である。また、図３（ａ）は、図２（ｂ）中、Ａ−Ａで示す部分における断面図、図３（ｂ）は、図２（ｂ）中、Ｂ−Ｂで示す部分における断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）を部分的に拡大した分解図である。なお、図２及び図３では、ガルバノスキャナは図示を省略している。
【００２２】
本実施の形態１に係るスキャナ装置１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、スキャンミラー２０、ガルバノスキャナのモーター軸３０、これらを固定するための第１の固定用部材６０と第２の固定用部材７０、及び固定ねじ８０を含んで構成されている。本実施の形態１では、第１の固定用部材６０と第２の固定用部材７０はそれぞれ２つの部材からなり、第１の固定用部材６０の２つの部材は、スキャンミラー２０の反射面と平行な方向に対向配置されている。
【００２３】
また、図３（ａ）に示すように、スキャンミラー２０には、モーター軸３０との固定のための第１の固定部２１が設けられ、モーター軸３０には、スキャンミラー２０との固定のための第２の固定部３１が設けられている。本実施の形態１では、第１の固定部２１及び第２の固定部３１は、スキャンミラー２０の反射面と平行な方向に張り出した構造となっている。このように、第１の固定部２１をミラー反射面に対して突出していない形状とすることにより、研磨工程において反射面を研磨する際の妨げにならない。
【００２４】
第１の固定用部材６０は、第１の固定部２１及び第２の固定部３１に嵌合される凹部６１を有している。また、第２の固定用部材７０は、図３（ｂ）に示すように、第１の固定用部材６０が嵌合された第１の固定部２１及び第２の固定部３１を挟み込む２つの部材からなり、これら２つの部材を固定ねじ８０で結合するためのねじ穴８１、ねじ座８２、及びねじ部８３を有している。
【００２５】
また、図３（ｃ）に示すように、スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１は、スキャンミラー２０の反射面に垂直な第１端面２２と、この第１端面２２に対向しスキャンミラー２０の回転軸Ｈ１から外周方向に向かって第１の固定部２１の厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面２３を有している。
【００２６】
一方、モーター軸３０に設けられた第２の固定部３１は、スキャンミラー２０の反射面に垂直な第２端面３２と、この第２端面３２に対向しモーター軸３０の回転軸Ｈ２から外周方向に向かって第２の固定部３１の厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面３３を有している。さらに、第１の固定用部材６０は、凹部６１内の側面に、第１傾斜面２３及び第２傾斜面３３と対向する第３傾斜面６２を有している。
【００２７】
なお、図３（ｃ）において、第１の固定部２１の第１傾斜面２３の傾斜角度と、第２の固定部３１の第２傾斜面３３の傾斜角度は、ほぼ等しく形成されている（θ１＝θ２）。また、第１の固定用部材６０の第３傾斜面６２の傾斜角度は、第１傾斜面２３及び第２傾斜面３３の傾斜角度よりも高傾斜となるように形成されている（θ３＜θ１、θ３＜θ２）。
【００２８】
上記のように構成された第１の固定部２１と第２の固定部３１において、スキャンミラー２０の回転軸Ｈ１とモーター軸３０の回転軸Ｈ２を一致させ、第１端面２２と第２端面３２を密着させた状態で、第１の固定用部材６０の凹部６１を第１傾斜面２３と第２傾斜面３３に嵌合させる。その後、第２の固定用部材７０で挟み込み、第２の固定用部材７０を固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定する。
【００２９】
本実施の形態１において、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定したときに発生する応力について図４を用いて説明する。第１の固定用部材６０により嵌合されたスキャンミラー２０とモーター軸３０を、第２の固定用部材７０によりねじ締めしたときに発生する応力は、図４中、矢印Ｃで示すように、スキャンミラー２０の反射面に平行で、且つ第１端面２２と第２端面３２をより密着させる方向となる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態１によれば、スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１と、モーター軸３０に設けられた第２の固定部３１において、スキャンミラー２０の回転軸Ｈ１とモーター軸３０の回転軸Ｈ２を一致させ、第１端面２２と第２端面３２を密着させた状態で、第１の固定用部材６０の凹部６１を第１傾斜面２３と第２傾斜面３３に嵌合させた後、第２の固定用部材７０を固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定したときに発生する応力がミラー反射面に平行な方向となり、垂直方向の応力が働かないため、ねじ締めの応力によるミラー反射面の歪み、変形を抑制することが可能なスキャナ装置１０が得られる。
【００３１】
また、本実施の形態１に係るスキャナ装置１０によれば、従来のスキャンミラーに設けられていた、固定部近傍の肋骨構造の張りの切れ込みを設ける必要がないため、ミラーの剛性が確保され、ミラー反射面の歪み、変形が発生しにくい。さらに、スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１は、ミラー反射面に対して突出していない形状であるため、反射面の研磨が容易であり、低コストで生産可能である。
【００３２】
さらに、本実施の形態１に係るスキャナ装置１０を備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置１００を提供することが可能である。
【００３３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置の構成について、図５及び図６を用いて説明する。なお、本実施の形態２に係るスキャナ装置を具備したレーザ加工装置の構成は、上記実施の形態１（図１）と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
図５は、本実施の形態２に係るスキャナ装置を示す図であり、（ａ）はスキャンミラーの反射面の裏面側から見た図、（ｂ）はスキャンミラーの側面から見た図である。また、図６（ａ）は、図５（ａ）中、Ｄ−Ｄで示す部分における断面図、図６（ｂ）は、図５（ａ）中、Ｅ−Ｅで示す部分における断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）を部分的に拡大した分解図であり、図６中、スキャンミラー２０ａの上側が反射面の裏面、下側が反射面である。なお、図５及び図６では、ガルバノスキャナは図示を省略している。
【００３５】
本実施の形態２に係るスキャナ装置１０ａは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、スキャンミラー２０ａとガルバノスキャナのモーター軸３０ａ、これらを固定するための第１の固定用部材６０ａと第２の固定用部材７０ａ、及び固定ねじ８０を含んで構成されている。本実施の形態２では、第１の固定用部材６０ａと第２の固定用部材７０ａはそれぞれ２つの部材からなり、第１の固定用部材６０ａの２つの部材は、スキャンミラー２０の反射面と垂直な方向に対向配置されている。
【００３６】
また、図６（ａ）に示すように、スキャンミラー２０ａには、モーター軸３０ａとの固定のための第１の固定部２１ａが設けられ、モーター軸３０ａには、スキャンミラー２０ａとの固定のための第２の固定部３１ａが設けられている。第１の固定用部材６０ａは、
第１の固定部２１ａ及び第２の固定部３１ａに嵌合される凹部６１ａを有している。
【００３７】
第２の固定用部材７０ａは、図６（ｂ）に示すように、第１の固定用部材６０ａが嵌合された第１の固定部２１ａ及び第２の固定部３１ａを挟み込む２つの部材からなり、これら２つの部材を固定ねじ８０で結合するためのねじ穴８１、ねじ座８２、及びねじ部８３を有している。
【００３８】
また、図６（ｃ）に示すように、スキャンミラー２０ａに設けられた第１の固定部２１ａは、スキャンミラー２０ａの反射面に垂直な第１端面２２ａと、この第１端面２２ａに対向しスキャンミラー２０ａの回転軸Ｈ１から外周方向に向かって第１の固定部２１ａの厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面２３ａを有している。本実施の形態２では、第１の固定部２１ａは、ミラー裏面側に張り出した部分と、反射面側に設けられた切り欠き２４の内部に、それぞれ第１傾斜面２３ａを有している。このように、第１の固定部２１ａをミラー反射面に対して突出していない形状とすることにより、研磨工程において反射面を研磨する際の妨げにならない。
【００３９】
一方、モーター軸３０ａに設けられた第２の固定部３１ａは、ミラー反射面に垂直な第２端面３２ａと、この第２端面３２ａに対向しモーター軸３０ａの回転軸Ｈ２から外周方向に向かって第２の固定部３１ａの厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面３３ａを有している。本実施の形態２では、第２の固定部３１ａは、ミラー反射面側と裏面側にそれぞれ切り欠き３４を有し、その内部に第２傾斜面３３ａを有している。さらに、第１の固定用部材６０ａは、凹部６１ａ内の側面に、第１傾斜面２３ａ及び第２傾斜面３３ａと対向する第３傾斜面６２ａを有している。
【００４０】
なお、図６（ｃ）において、第１の固定部２１ａの第１傾斜面２３ａの傾斜角度と、第２の固定部３１ａの第２傾斜面３３ａの傾斜角度は、ほぼ等しく形成されている（θ４＝θ５）。また、第１の固定用部材６０ａの第３傾斜面６２ａの傾斜角度は、第１傾斜面２３ａ及びの第２傾斜面３３ａの傾斜角度よりも高傾斜となるように形成されている（θ６＜θ４、θ６＜θ５）。
【００４１】
上記のように構成された第１の固定部２１ａと第２の固定部３１ａにおいて、スキャンミラー２０ａの回転軸Ｈ１とモーター軸３０ａの回転軸Ｈ２を一致させ、第１端面２２ａと第２端面３２ａを密着させた状態で、第１の固定用部材６０ａの凹部６１ａを第１傾斜面２３ａと第２傾斜面３３ａに嵌合させる。その後、第２の固定用部材７０ａで挟み込み、第２の固定用部材７０ａを固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０ａをモーター軸３０ａに固定する。
【００４２】
本実施の形態２において、スキャンミラー２０ａをモーター軸３０ａに固定したときに発生する応力について、図７を用いて説明する。第１の固定用部材６０ａにより嵌合されたスキャンミラー２０ａとモーター軸３０ａを、第２の固定用部材７０ａによりねじ締めしたときに発生する応力は、図７中、矢印Ｆで示すように、スキャンミラー２０ａの反射面に平行で、且つ第１端面２２ａと第２端面３２ａをより密着させる方向となる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、ねじ締めの応力によるミラー反射面の歪み、変形を抑制することが可能であり、スキャンミラーの剛性が確保され、反射面の研磨が容易であるため低コストで生産可能なスキャナ装置１０ａが得られる。
【００４４】
さらに、本実施の形態２に係るスキャナ装置１０ａを備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置１００を提供することが可能
である。
【００４５】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２では、第１の固定用部材６０、６０ａと第２の固定用部材７０、７０ａはそれぞれ２つの部材から構成されているが、これらの部材は３つ以上の部材から構成されていてもよく、その形状も限定されるものではない。また、第１の固定部２１、２１ａ及び第２の固定部３１、３１ａの形状についても、第１の固定用部材６０、６０ａの凹部６１、６１ａに嵌合される第１傾斜部２３、２３ａと第２傾斜部３３、３３ａが設けられていればよく、特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、スキャナ装置及びこれを具備したレーザ加工装置において、スキャンミラーをガルバノスキャナのモーター軸に固定する際の取り付け構造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ レーザ光、２ 発振器、３ コリメートレンズ、４ ベンドミラー、５ 絞り、
６ Ｙ軸スキャンミラー、７ Ｙ軸ガルバノスキャナ、８ X軸スキャンミラー、
９ Ｘ軸ガルバノスキャナ、１０、１０Ｘ、１０Ｙ スキャナ装置、
１１ ｆθレンズ、１２ ＸＹテーブル、１３ ＣＣＤカメラ、１４ 照明装置、
１５ 画像処理装置、１６ 制御装置、１７ 加工ワーク、１８ 位置決めマーク、
２０、２０ａ、４０ スキャンミラー、２１、２１ａ 第１の固定部、
２２、２２ａ 第１端面、２３、２３ａ 第１傾斜面、２４ 切り欠き、
３０、３０ａ、５０ モーター軸、３１、３１ａ 第２の固定部、
３２、３２ａ 第２端面、３３、３３ａ 第２傾斜面、３４ 切り欠き、
４１ 背骨構造部、４２、４２ａ 肋骨構造の張り、４３ 固定部、
４４ ミラーマウント、４４ａ 溝、４４ｂ 突起部、４４ｃ 穴、４４ｄ スリット、４５ 接着層、４６ 固定用部材、４７、８０ 固定ねじ、５１ ガルバノスキャナ、
６０、６０ａ 第１の固定用部材、６１、６１ａ 凹部、６２、６２ａ 第３傾斜面、
７０、７０ａ 第２の固定用部材、８０ 固定ねじ、８１ ねじ穴、８２ ねじ座、
８３ ねじ部、１００ レーザ加工装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ装置及びこれを備えたレーザ加工装置に関し、特にスキャンミラーをガルバノスキャナのモーター軸に固定する際の取り付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板及び半導体チップ等における樹脂材、セラミックス材等の材料に、穴あけ、切断、マーキングを行うレーザ加工装置は、スキャナ装置を具備して構成されている。従来のスキャナ装置の構造について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、従来のスキャナ装置に用いられているスキャンミラーの裏面側の構造を示している。スキャンミラー４０は、高速での回転運動に対応するため軽量化の傾向にあり、ミラー反射面の裏面側は、中央部の背骨構造部４１と肋骨構造の張り４２を組み合わせた構造となっていた。
【０００３】
また、従来のスキャナ装置においては、スキャンミラー４０をガルバノスキャナのモーター軸に固定する際に、図９（ａ）に示すミラーマウント４４を介して固定していた。ミラーマウント４４は、スキャンミラー４０をはめ込むためのコの字形の溝４４ａと、その反対側に突出した突起部４４ｂを有し、突起部４４ｂの内側にはモーター軸をはめ込むための穴４４ｃが形成されていた。また、突起部４４ｂにはその四方にスリット４４ｄが設けられていた。
【０００４】
図９（ｂ）に示すように、スキャンミラー４０は、例えばエポキシ系接着剤等の接着層４５によりミラーマウント４４に固定されていた。また、ガルバノスキャナ５１のモーター軸５０は、ミラーマウント４４の突起部４４ｂを固定用部材４６で挟み込み、固定ねじ４７で締め上げて突起部４４ｂのスリット４４ｄを変形させることにより固定されていた。
【０００５】
図９（ｂ）に示す従来のスキャナ装置では、スキャンミラー４０のレーザ吸収により発生した熱が、接着層４５を通ってミラーマウント４４に伝わる。その際、接着層４５の厚みの差やボイドの有無等により熱の流れが変わり、ミラーマウント４４の中で温度差が発生し、熱変形を起こすことがあった。その結果、図９（ｃ）に示すように、スキャンミラー４０がその回転軸と垂直な方向（図中、矢印Ｇの方向）に傾き、加工穴が目標位置に対して特定の方向にずれてしまうという問題があった。
【０００６】
また、スキャンミラー４０とミラーマウント４４の固定に使用される接着剤（接着層４５）は、その他の部材と比較して剛性が低いため、接着剤を用いることによりスキャナ装置全体としての剛性が低下し、加工穴の位置精度が低くなるという問題があった。さらに接着剤による固定では、反射面が損傷したスキャンミラー４０を再加工する際にミラーマウント４４からの取り外しが困難であった。
【０００７】
そこで、スキャンミラー４０をモーター軸５０に固定する際に、接着剤を使用せず、ねじ止めとする構造が提案されている。特許文献１では、図８に示すような肋骨構造の光学ミラーにおいて、ねじ締めの応力によるミラー面の歪みを低減せしめる構造として、モーター軸との固定部４３近傍のミラー裏面の肋骨構造の張り４２ａと背骨構造部４１との間に切れ込みを設けた光学ミラーが提示されている。さらに、特許文献１には、ねじ締めの応力によるミラー面の歪みを低減せしめる別の構造として、モーター軸への取り付け部分である固定部４３を、ミラー反射面に対してほぼ垂直の角度に設けたものが提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３１５５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に提示された光学ミラーでは、固定部４３近傍の肋骨構造の張り４２ａに切れ込みを設けることによりミラーの剛性が低下し、加工穴の位置決め精度が低くなるという問題があった。また、モーター軸への取り付け部分をミラー反射面に対してほぼ垂直とした構造では、取り付け部分が反射面に対して突出した構造となるため、反射面の研磨加工が困難となり、生産コストが上昇するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、ミラーの剛性を確保しつつ、スキャンミラーをモーター軸に固定する際のねじ締めの応力によるミラー反射面の歪みを抑制することができ、低コストで生産可能なスキャナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、上記のスキャナ装置を備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るスキャナ装置は、ガルバノスキャナのモーター軸に固定したスキャンミラーを制御装置からの回転角度指令により動作させ、スキャンミラーに入射するレーザ光を所望の方向に偏向させるスキャナ装置であって、モーター軸との固定のためにスキャンミラーに設けられた第１の固定部と、スキャンミラーとの固定のためにモーター軸に設けられた第２の固定部と、第１の固定部及び第２の固定部に嵌合される凹部を有する第１の固定用部材と、固定ねじと、少なくとも２つの部材からなりこれら２つの部材を固定ねじで結合するためのねじ穴を有する第２の固定用部材を備え、第１の固定部は、スキャンミラーの反射面に垂直な第１端面と、この第１端面に対向しスキャンミラーの回転軸から外周方向に向かって第１の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面を有し、第２の固定部は、反射面に垂直な第２端面と、この第２端面に対向しモーター軸の回転軸から外周方向に向かって第２の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面を有し、第１の固定用部材は、凹部内の側面に第１傾斜面及び第２傾斜面と対向する第３傾斜面を有し、スキャンミラーとモーター軸それぞれの回転軸を一致させ、第１端面と第２端面を密着させた状態で、第１の固定用部材の凹部を第１傾斜面と第２傾斜面に嵌合させ、さらに第１の固定用部材が嵌合された第１の固定部及び第２の固定部を第２の固定用部材で挟み込み、固定ねじで結合することによりスキャンミラーをモーター軸に固定したものである。
【００１３】
また、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器と、レーザ発振器から出力されるレーザ光の光路上に配置された上記のスキャナ装置と、スキャナ装置により偏向されたレーザ光を加工ワーク上に集光させるレンズを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スキャンミラーに設けられた第１の固定部と、モーター軸に設けられた第２の固定部において、第１の固定用部材の凹部を第１傾斜面と第２傾斜面に嵌合させ、さらに第２の固定用部材を固定ねじで結合することによりスキャンミラーをモーター軸に固定するようにしたので、ミラーの剛性を確保しながら、スキャンミラーをモーター軸に固定したときに発生する応力がミラー反射面に平行な方向となり、ねじ締めの応力による反射面の歪みを抑制することができ、低コストで生産可能なスキャナ装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明に係るスキャナ装置を備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置を示す上面図及び側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置におけるねじ締めによる応力の方向を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置を示す上面図及び側面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置におけるねじ締めによる応力の方向を示す図である。
【図８】従来のスキャナ装置におけるスキャンミラーの裏面側の構造を示す図である。
【図９】従来のスキャナ装置の構造とその問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係るスキャナ装置及びこれを具備したレーザ加工装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示している。レーザ加工装置１００は、レーザ光１を発生させる発振器２と、発振器２から出射されたレーザ光１の発散角を調整させるコリメートレンズ３と、レーザ光１を反射により狙いの方向に導くためのベンドミラー４及びレーザ光１を加工ワーク１７上で任意のビームスポット径に設定するための絞り５を備えている。
【００１８】
レーザ光１の光路上には、スキャナ装置１０Ｙ、１０Ｘが配置されている。スキャナ装置１０Ｙは、レーザ光１をＹ方向に偏向するＹ軸スキャンミラー６と、制御装置１６からの回転角度指令によりＹ軸スキャンミラー６を回転させ、レーザ光１を所望の方向に偏向させるＹ軸ガルバノスキャナ７を含んで構成される。同様に、スキャナ装置１０Ｘは、レーザ光１をＸ方向に偏向するＸ軸スキャンミラー８と、制御装置１６からの回転角度指令によりＸ軸スキャンミラー８を回転させ、レーザ光１を所望の方向に偏向させるＸ軸ガルバノスキャナ９を含んで構成される。
【００１９】
また、レーザ加工装置１００は、レーザ光１を加工ワーク１７上に集光するｆθレンズ（集光レンズ）１１、加工ワーク１７を固定してＸＹ平面上に駆動させるＸＹテーブル１２、加工ワーク１７上の位置決めマーク１８の確認や、レーザ照射によって加工された加工穴の検出を行うＣＣＤカメラ１３、加工ワーク１７上の任意の位置を照明する照明装置１４、ＣＣＤカメラ１３により撮像した撮像データの画像処理を行う画像処理装置１５を備えている。上記の発振器２、Ｙ軸ガルバノスキャナ７、Ｘ軸ガルバノスキャナ９、ＸＹテーブル１２、ＣＣＤカメラ１３、照明装置１４及び画像処理装置１５は、制御装置１６により駆動制御される。
【００２０】
このように、レーザ加工装置１００は、スキャナ装置１０Ｙ、１０Ｘを備えている。これらのスキャナ装置１０Ｙ、１０Ｘにおいて、高速での回転運動に耐えうるＹ軸スキャンミラー６及びＸ軸スキャンミラー８の剛性を確保し、これらのスキャンミラー６、８をＹ軸ガルバノスキャナ７及びＸ軸ガルバノスキャナ９のモーター軸にそれぞれ固定する際のねじ締めの応力によるミラー反射面の歪みを抑制することにより、加工穴の位置決め精度
が高く、加工穴品質の優れたレーザ加工装置１００が実現する。
【００２１】
本実施の形態１に係るスキャナ装置の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態１に係るスキャナ装置を示す図であり、（ａ）はスキャンミラーの反射面から見た上面図、（ｂ）はスキャンミラーの側面から見た側面図である。また、図３（ａ）は、図２（ｂ）中、Ａ−Ａで示す部分における断面図、図３（ｂ）は、図２（ｂ）中、Ｂ−Ｂで示す部分における断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）を部分的に拡大した分解図である。なお、図２及び図３では、ガルバノスキャナは図示を省略している。
【００２２】
本実施の形態１に係るスキャナ装置１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、スキャンミラー２０、ガルバノスキャナのモーター軸３０、これらを固定するための第１の固定用部材６０と第２の固定用部材７０、及び固定ねじ８０を含んで構成されている。本実施の形態１では、第１の固定用部材６０と第２の固定用部材７０はそれぞれ２つの部材からなり、第１の固定用部材６０の２つの部材は、スキャンミラー２０の反射面と平行な方向に対向配置されている。
【００２３】
また、図３（ａ）に示すように、スキャンミラー２０には、モーター軸３０との固定のための第１の固定部２１が設けられ、モーター軸３０には、スキャンミラー２０との固定のための第２の固定部３１が設けられている。本実施の形態１では、第１の固定部２１及び第２の固定部３１は、スキャンミラー２０の反射面と平行な方向に張り出した構造となっている。このように、第１の固定部２１をミラー反射面に対して突出していない形状とすることにより、研磨工程において反射面を研磨する際の妨げにならない。
【００２４】
第１の固定用部材６０は、第１の固定部２１及び第２の固定部３１に嵌合される凹部６１を有している。また、第２の固定用部材７０は、図３（ｂ）に示すように、第１の固定用部材６０が嵌合された第１の固定部２１及び第２の固定部３１を挟み込む２つの部材からなり、これら２つの部材を固定ねじ８０で結合するためのねじ穴８１、ねじ座８２、及びねじ部８３を有している。
【００２５】
また、図３（ｃ）に示すように、スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１は、スキャンミラー２０の反射面に垂直な第１端面２２と、この第１端面２２に対向しスキャンミラー２０の回転軸Ｈ１から外周方向に向かって第１の固定部２１の厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面２３を有している。
【００２６】
一方、モーター軸３０に設けられた第２の固定部３１は、スキャンミラー２０の反射面に垂直な第２端面３２と、この第２端面３２に対向しモーター軸３０の回転軸Ｈ２から外周方向に向かって第２の固定部３１の厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面３３を有している。さらに、第１の固定用部材６０は、凹部６１内の側面に、第１傾斜面２３及び第２傾斜面３３と対向する第３傾斜面６２を有している。
【００２７】
なお、図３（ｃ）において、第１の固定部２１の第１傾斜面２３の傾斜角度と、第２の固定部３１の第２傾斜面３３の傾斜角度は、ほぼ等しく形成されている（θ１＝θ２）。また、第１の固定用部材６０の第３傾斜面６２の傾斜角度は、第１傾斜面２３及び第２傾斜面３３の傾斜角度よりも高傾斜となるように形成されている（θ３＜θ１、θ３＜θ２）。
【００２８】
上記のように構成された第１の固定部２１と第２の固定部３１において、スキャンミラー２０の回転軸Ｈ１とモーター軸３０の回転軸Ｈ２を一致させ、第１端面２２と第２端面３２を密着させた状態で、第１の固定用部材６０の凹部６１を第１傾斜面２３と第２傾斜面３３に嵌合させる。その後、第２の固定用部材７０で挟み込み、第２の固定用部材７０を固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定する。
【００２９】
本実施の形態１において、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定したときに発生する応力について図４を用いて説明する。第１の固定用部材６０により嵌合されたスキャンミラー２０とモーター軸３０を、第２の固定用部材７０によりねじ締めしたときに発生する応力は、図４中、矢印Ｃで示すように、スキャンミラー２０の反射面に平行で、且つ第１端面２２と第２端面３２をより密着させる方向となる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態１によれば、スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１と、モーター軸３０に設けられた第２の固定部３１において、スキャンミラー２０の回転軸Ｈ１とモーター軸３０の回転軸Ｈ２を一致させ、第１端面２２と第２端面３２を密着させた状態で、第１の固定用部材６０の凹部６１を第１傾斜面２３と第２傾斜面３３に嵌合させた後、第２の固定用部材７０を固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０をモーター軸３０に固定したときに発生する応力がミラー反射面に平行な方向となり、垂直方向の応力が働かないため、ねじ締めの応力によるミラー反射面の歪み、変形を抑制することが可能なスキャナ装置１０が得られる。
【００３１】
また、本実施の形態１に係るスキャナ装置１０によれば、従来のスキャンミラーに設けられていた、固定部近傍の肋骨構造の張りの切れ込みを設ける必要がないため、ミラーの剛性が確保され、ミラー反射面の歪み、変形が発生しにくい。さらに、スキャンミラー２０に設けられた第１の固定部２１は、ミラー反射面に対して突出していない形状であるため、反射面の研磨が容易であり、低コストで生産可能である。
【００３２】
さらに、本実施の形態１に係るスキャナ装置１０を備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置１００を提供することが可能である。
【００３３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るスキャナ装置の構成について、図５及び図６を用いて説明する。なお、本実施の形態２に係るスキャナ装置を具備したレーザ加工装置の構成は、上記実施の形態１（図１）と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
図５は、本実施の形態２に係るスキャナ装置を示す図であり、（ａ）はスキャンミラーの反射面の裏面側から見た図、（ｂ）はスキャンミラーの側面から見た図である。また、図６（ａ）は、図５（ａ）中、Ｄ−Ｄで示す部分における断面図、図６（ｂ）は、図５（ａ）中、Ｅ−Ｅで示す部分における断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）を部分的に拡大した分解図であり、図６中、スキャンミラー２０ａの上側が反射面の裏面、下側が反射面である。なお、図５及び図６では、ガルバノスキャナは図示を省略している。
【００３５】
本実施の形態２に係るスキャナ装置１０ａは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、スキャンミラー２０ａとガルバノスキャナのモーター軸３０ａ、これらを固定するための第１の固定用部材６０ａと第２の固定用部材７０ａ、及び固定ねじ８０を含んで構成されている。本実施の形態２では、第１の固定用部材６０ａと第２の固定用部材７０ａはそれぞれ２つの部材からなり、第１の固定用部材６０ａの２つの部材は、スキャンミラー２０の反射面と垂直な方向に対向配置されている。
【００３６】
また、図６（ａ）に示すように、スキャンミラー２０ａには、モーター軸３０ａとの固定のための第１の固定部２１ａが設けられ、モーター軸３０ａには、スキャンミラー２０ａとの固定のための第２の固定部３１ａが設けられている。第１の固定用部材６０ａは、
第１の固定部２１ａ及び第２の固定部３１ａに嵌合される凹部６１ａを有している。
【００３７】
第２の固定用部材７０ａは、図６（ｂ）に示すように、第１の固定用部材６０ａが嵌合された第１の固定部２１ａ及び第２の固定部３１ａを挟み込む２つの部材からなり、これら２つの部材を固定ねじ８０で結合するためのねじ穴８１、ねじ座８２、及びねじ部８３を有している。
【００３８】
また、図６（ｃ）に示すように、スキャンミラー２０ａに設けられた第１の固定部２１ａは、スキャンミラー２０ａの反射面に垂直な第１端面２２ａと、この第１端面２２ａに対向しスキャンミラー２０ａの回転軸Ｈ１から外周方向に向かって第１の固定部２１ａの厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面２３ａを有している。本実施の形態２では、第１の固定部２１ａは、ミラー裏面側に張り出した部分と、反射面側に設けられた切り欠き２４の内部に、それぞれ第１傾斜面２３ａを有している。このように、第１の固定部２１ａをミラー反射面に対して突出していない形状とすることにより、研磨工程において反射面を研磨する際の妨げにならない。
【００３９】
一方、モーター軸３０ａに設けられた第２の固定部３１ａは、ミラー反射面に垂直な第２端面３２ａと、この第２端面３２ａに対向しモーター軸３０ａの回転軸Ｈ２から外周方向に向かって第２の固定部３１ａの厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面３３ａを有している。本実施の形態２では、第２の固定部３１ａは、ミラー反射面側と裏面側にそれぞれ切り欠き３４を有し、その内部に第２傾斜面３３ａを有している。さらに、第１の固定用部材６０ａは、凹部６１ａ内の側面に、第１傾斜面２３ａ及び第２傾斜面３３ａと対向する第３傾斜面６２ａを有している。
【００４０】
なお、図６（ｃ）において、第１の固定部２１ａの第１傾斜面２３ａの傾斜角度と、第２の固定部３１ａの第２傾斜面３３ａの傾斜角度は、ほぼ等しく形成されている（θ４＝θ５）。また、第１の固定用部材６０ａの第３傾斜面６２ａの傾斜角度は、第１傾斜面２３ａ及びの第２傾斜面３３ａの傾斜角度よりも高傾斜となるように形成されている（θ６＜θ４、θ６＜θ５）。
【００４１】
上記のように構成された第１の固定部２１ａと第２の固定部３１ａにおいて、スキャンミラー２０ａの回転軸Ｈ１とモーター軸３０ａの回転軸Ｈ２を一致させ、第１端面２２ａと第２端面３２ａを密着させた状態で、第１の固定用部材６０ａの凹部６１ａを第１傾斜面２３ａと第２傾斜面３３ａに嵌合させる。その後、第２の固定用部材７０ａで挟み込み、第２の固定用部材７０ａを固定ねじ８０で結合することにより、スキャンミラー２０ａをモーター軸３０ａに固定する。
【００４２】
本実施の形態２において、スキャンミラー２０ａをモーター軸３０ａに固定したときに発生する応力について、図７を用いて説明する。第１の固定用部材６０ａにより嵌合されたスキャンミラー２０ａとモーター軸３０ａを、第２の固定用部材７０ａによりねじ締めしたときに発生する応力は、図７中、矢印Ｆで示すように、スキャンミラー２０ａの反射面に平行で、且つ第１端面２２ａと第２端面３２ａをより密着させる方向となる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、ねじ締めの応力によるミラー反射面の歪み、変形を抑制することが可能であり、スキャンミラーの剛性が確保され、反射面の研磨が容易であるため低コストで生産可能なスキャナ装置１０ａが得られる。
【００４４】
さらに、本実施の形態２に係るスキャナ装置１０ａを備えることにより、加工穴の位置決め精度が高く、加工穴品質の優れた安価なレーザ加工装置１００を提供することが可能
である。
【００４５】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２では、第１の固定用部材６０、６０ａと第２の固定用部材７０、７０ａはそれぞれ２つの部材から構成されているが、これらの部材は３つ以上の部材から構成されていてもよく、その形状も限定されるものではない。また、第１の固定部２１、２１ａ及び第２の固定部３１、３１ａの形状についても、第１の固定用部材６０、６０ａの凹部６１、６１ａに嵌合される第１傾斜部２３、２３ａと第２傾斜部３３、３３ａが設けられていればよく、特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、スキャナ装置及びこれを具備したレーザ加工装置において、スキャンミラーをガルバノスキャナのモーター軸に固定する際の取り付け構造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ レーザ光、２ 発振器、３ コリメートレンズ、４ ベンドミラー、５ 絞り、
６ Ｙ軸スキャンミラー、７ Ｙ軸ガルバノスキャナ、８ X軸スキャンミラー、
９ Ｘ軸ガルバノスキャナ、１０、１０Ｘ、１０Ｙ スキャナ装置、
１１ ｆθレンズ、１２ ＸＹテーブル、１３ ＣＣＤカメラ、１４ 照明装置、
１５ 画像処理装置、１６ 制御装置、１７ 加工ワーク、１８ 位置決めマーク、
２０、２０ａ、４０ スキャンミラー、２１、２１ａ 第１の固定部、
２２、２２ａ 第１端面、２３、２３ａ 第１傾斜面、２４ 切り欠き、
３０、３０ａ、５０ モーター軸、３１、３１ａ 第２の固定部、
３２、３２ａ 第２端面、３３、３３ａ 第２傾斜面、３４ 切り欠き、
４１ 背骨構造部、４２、４２ａ 肋骨構造の張り、４３ 固定部、
４４ ミラーマウント、４４ａ 溝、４４ｂ 突起部、４４ｃ 穴、４４ｄ スリット、４５ 接着層、４６ 固定用部材、４７、８０ 固定ねじ、５１ ガルバノスキャナ、
６０、６０ａ 第１の固定用部材、６１、６１ａ 凹部、６２、６２ａ 第３傾斜面、
７０、７０ａ 第２の固定用部材、８０ 固定ねじ、８１ ねじ穴、８２ ねじ座、
８３ ねじ部、１００ レーザ加工装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガルバノスキャナのモーター軸に固定したスキャンミラーを制御装置からの回転角度指令により動作させ、前記スキャンミラーに入射するレーザ光を所望の方向に偏向させるスキャナ装置であって、前記モーター軸との固定のために前記スキャンミラーに設けられた第１の固定部と、前記スキャンミラーとの固定のために前記モーター軸に設けられた第２の固定部と、前記第１の固定部及び前記第２の固定部に嵌合される凹部を有する第１の固定用部材と、固定ねじと、少なくとも２つの部材からなりこれら２つの部材を前記固定ねじで結合するためのねじ穴を有する第２の固定用部材を備え、
前記第１の固定部は、前記スキャンミラーの反射面に垂直な第１端面と、この第１端面に対向し前記スキャンミラーの回転軸から外周方向に向かって前記第１の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面を有し、前記第２の固定部は、前記反射面に垂直な第２端面と、この第２端面に対向し前記モーター軸の回転軸から外周方向に向かって前記第２の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面を有し、前記第１の固定用部材は、前記凹部内の側面に前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面と対向する第３傾斜面を有し、
前記スキャンミラーと前記モーター軸それぞれの前記回転軸を一致させ、前記第１端面と前記第２端面を密着させた状態で、前記第１の固定用部材の前記凹部を前記第１傾斜面と前記第２傾斜面に嵌合させ、さらに前記第１の固定用部材が嵌合された前記第１の固定部及び前記第２の固定部を前記第２の固定用部材で挟み込み、前記固定ねじで結合することにより前記スキャンミラーを前記モーター軸に固定したことを特徴とするスキャナ装置。
【請求項２】
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面よりも高傾斜であることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項３】
前記スキャンミラーを前記モーター軸に固定したときに発生する応力は、前記反射面に平行で、且つ前記第１端面と前記第２端面をより密着させる方向となることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項４】
前記第１の固定用部材は２つの部材からなり、これら２つの部材は前記スキャンミラーの前記反射面と平行な方向に対向配置されることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項５】
前記第１の固定用部材は２つの部材からなり、これら２つの部材は前記スキャンミラーの前記反射面と垂直な方向に対向配置されることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項６】
前記第１の固定部は、前記スキャンミラーの前記反射面に対して突出していない形状としたことを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項７】
レーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の光路上に配置された請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のスキャナ装置と、前記スキャナ装置により偏向されたレーザ光を加工ワーク上に集光させるレンズを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
ガルバノスキャナのモーター軸に固定したスキャンミラーを制御装置からの回転角度指令により動作させ、前記スキャンミラーに入射するレーザ光を所望の方向に偏向させるスキャナ装置であって、前記モーター軸との固定のために前記スキャンミラーに設けられた第１の固定部と、前記スキャンミラーとの固定のために前記モーター軸に設けられた第２の固定部と、前記第１の固定部及び前記第２の固定部に嵌合される凹部を有する第１の固定用部材と、固定ねじと、少なくとも２つの部材からなりこれら２つの部材を前記固定ねじで結合するためのねじ穴を有する第２の固定用部材を備え、
前記第１の固定部は、前記スキャンミラーの反射面に垂直な第１端面と、この第１端面に対向し前記スキャンミラーの回転軸から外周方向に向かって前記第１の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第１傾斜面を有し、前記第２の固定部は、前記反射面に垂直な第２端面と、この第２端面に対向し前記モーター軸の回転軸から外周方向に向かって前記第２の固定部の厚みが連続的に減少するように傾斜した第２傾斜面を有し、前記第１の固定用部材は、前記凹部内の側面に前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面と対向する第３傾斜面を有し、
前記スキャンミラーと前記モーター軸それぞれの前記回転軸を一致させ、前記第１端面と前記第２端面を密着させた状態で、前記第１の固定用部材の前記凹部を前記第１傾斜面と前記第２傾斜面に嵌合させ、さらに前記第１の固定用部材が嵌合された前記第１の固定部及び前記第２の固定部を前記第２の固定用部材で挟み込み、前記固定ねじで結合することにより前記スキャンミラーを前記モーター軸に固定したことを特徴とするスキャナ装置。
【請求項２】
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面よりも高傾斜であることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項３】
前記スキャンミラーを前記モーター軸に固定したときに発生する応力は、前記反射面に平行で、且つ前記第１端面と前記第２端面をより密着させる方向となることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項４】
前記第１の固定用部材は２つの部材からなり、これら２つの部材は前記スキャンミラーの前記反射面と平行な方向に対向配置されることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項５】
前記第１の固定用部材は２つの部材からなり、これら２つの部材は前記スキャンミラーの前記反射面と垂直な方向に対向配置されることを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項６】
前記第１の固定部は、前記スキャンミラーの前記反射面に対して突出していない形状としたことを特徴とする請求項１記載のスキャナ装置。
【請求項７】
レーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の光路上に配置された請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のスキャナ装置と、前記スキャナ装置により偏向されたレーザ光を加工ワーク上に集光させるレンズを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４７６１１（Ｐ２０１２−２４７６１１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９０２９（Ｐ２０１１−１１９０２９）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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