JP2006235413A - レーザスキャナ装置およびレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】
レーザスキャナ装置における発熱を抑制して、ミラーを高精度かつ高速に位置決めする。
【解決手段】
レーザスキャナ装置２００は、レーザ光を反射するミラー１と、ミラーの回転角度を検出する角度センサ３０とを有する。ミラーおよび角度センサは、フレーム５に連結している。ミラーをコイル４が揺動させる。コイルの内側には、センターヨーク９が配置されている。センターヨークの軸心部に冷媒の流路９ｃが形成されている。冷媒流路を流通する冷媒でセンターヨークとセンターヨークの近傍に位置するロータとを冷却する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザビームの位置決めに使用されるレーザスキャナ装置およびそれを搭載したレーザ加工機に関する。

従来のレーザスキャナ装置（以下、スキャナとも称す）の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載のスキャナは、温度変化の影響を受けることなく、ガルバノミラーの高速動作時においても高精度の角度測定を可能にするため、回動板に第１の放射状パターンを設け、シャフト及びミラーとこの回動板が一体的に回動する。そして、回動板の手前側には、第１放射状パターンに対向する位置にＬＥＤが固定されている。ＬＥＤが発生した光は、第１放射状パターンを抜けて、この第１のパターンの背面側に設けた固定板の第２の放射状パターンに当る。固定板の第２のパターンを抜けた光は、フォトダイオードにより受光され、最終的に角度値に変換される。

このシステムにより得られたシャフトの角度信号は、コントローラにフィードバックされる。これによりシャフトの駆動電流を制御し、ミラーを高精度に位置決めしている。なお、このスキャナではミラーの回転角が±８゜に設定されている。したがって、ミラーは３６０゜回転する必要はなく、動き出しから整定までの時間は、揺動回数が１０００回／秒程度であるから、揺動角度にもよるが１ｍｓ程度になっている。

特開２００３−３０７７０号公報

上記特許文献１に記載のスキャナは、温度変化や高速動作等については考慮されているものの、ミラーの大型化については十分には考慮されていない。例えば、プリント基板の穴明けをレーザ光を用いて実行するのに使用するスキャナには、携帯電話などの電子機器の小型化に伴い、より高精度で高速な位置決め性能が要求されている。高品質な穴を加工するためには、エネルギの損失を少なくし、レーザ光を反射するミラーを大きくする必要がある。その結果、スキャナは、より大きな質量および慣性モーメントを有するミラーを、より高速で高精度に位置決めしなければならない。

スキャナのミラーが大型化すると、ミラーを揺動駆動するアクチュエータ部の負荷が増大し、温度上昇を引き起こす。つまり、ミラーの大型化と位置決めの高速化のために、ミラーの駆動に必要な電流が増大し、これに伴いアクチュエータが備えるコイルの発熱が増大する。コイルの発熱が増大すると、コイルの焼損やコイルを含めた回転部分の熱変形、磁気回路の特性変化、回転部分の振動特性の変化を引き起こし、レーザビームの位置決め誤差を発生する恐れがある。

なお、ムービングコイル型のスキャナは、回転軸にコイルやミラーを取付けているので、コイルの内側に配置して磁気回路を構成するセンターヨークに回転軸を貫通させる穴が必須であり、センターヨークに冷却水の通路を形成するのは困難である。また、センターヨークをコイルと非接触で支持しなければならないが、センターヨークに回転軸を貫通させる穴を形成し、回転軸の揺動を妨げずに支持するようにすると、装置が大型化する。

本発明は、上記従来のスキャナにおける不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、スキャナのアクチュエータ部を冷却することにより、発熱に起因する上記不具合を解消することにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、レーザスキャナ装置が、インナーヨークと同心に配置した磁石との間にフレームに保持したコイルを配置し、フレームの一端側にレーザ光を反射するミラーを、他端側に角度検出器を有し、インナーヨークの軸心部に冷媒の流通する穴を形成し、コイルと磁石との電磁作用によりフレームを揺動させミラーに導かれたレーザ光を位置決めするものである。

そしてこの特徴において、冷媒の流通する穴に連通する穴が形成された部材をセンターヨークの両端部に設けてもよく、磁石の外周側にアウターヨークを設け、このアウターヨークとインナーヨークに、冷媒の流通する穴にほぼ垂直な穴を軸方向複数箇所に形成してもよい。また、コイルを複数のレーストラック型コイルで形成し、磁石を多極で形成してもよい。

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、レーザ加工機が、ベッド上に載置したＸＹテーブルと、このＸＹテーブルに載置した被加工物にレーザ光を収束させるｆθレンズと、レーザ光を発生するレーザ光源と、このレーザ光源で発生したレーザ光をｆθレンズに導く少なくとも２台のレーザスキャナとを備え、このレーザスキャナが上記特徴を有するものである。

上記目的を達成する本発明のさらに他の特徴は、レーザ光を反射するミラーと、このミラーの回転角度を検出する角度センサと、ミラーと一体的に結合しミラーおよび角度センサを含むロータと、ミラーを揺動させるアクチュエータと、このアクチュエータの内側に配置したセンターヨークと、角度センサの出力信号と目標値とを比較してアクチュエータに制御指令を与えてミラーの揺動位置を制御しレーザ光の照射位置を制御する制御手段とを備えたレーザスキャナ装置であって、アクチュエータは電磁駆動方式のアクチュエータであり、ロータは概略中空円筒形状のフレームにミラーおよび角度センサを一体的に連結結合して構成されており、センターヨークの軸心部に冷媒の流路を形成し、この冷媒流路を流通する冷媒でセンターヨークとセンターヨークの近傍に位置するロータとを冷却するものである。

そしてこの特徴において、ロータの半径方向外側に隣り合って受熱板を設け、この受熱板を用いてロータを冷却するものであってもよく、アクチュエータはコイルを有し、このコイルをフレームに結合するようにしてもよい。

本発明のさらに他の特徴は、レーザ加工機が上記特徴を有するレーザスキャナ装置を搭載し、レーザ光の照射位置を位置決めするものである。

本発明によれば、概略中空円筒形状のフレームを用いてミラーおよび角度センサを一体的に連結結合して可動部を構成したので、センターヨークに冷却通路を形成でき、可動部の温度上昇を低減できる。これにより、ミラーの駆動部の温度上昇に起因する不具合を解消できる。

以下、本発明に係るレーザスキャナ装置およびそれを搭載したレーザ加工機のいくつかの実施例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係るレーザスキャナ装置２００の一実施例の縦断面図（同図（ａ））およびその上面縦断面図（同図（ｂ））である。図２は、図１に示したレーザスキャナ装置２００の横断面図である。図２（ａ）は図１のＣ−Ｃ断面図であり、図２（ｂ）は、（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。図３は、レーザスキャナ装置２００の分解斜視図である。

軸中心部に貫通穴９ａが形成されたセンターヨーク９の両端部は段状に形成されており、この段の部分には軸受１０ａ、１０ｂが嵌合されている。センターヨーク９の一方の端部には、角度センサ３０が取付けられている。角度センサ３０側の軸受１０ｂの内輪は、圧入あるいは接着などにより、センターヨーク９の段部に固定されている。センターヨーク９の他端部には、ミラーマウンタ２を介してミラー１が取付けられている。ミラーマウンタ２はミラー１の端部を表裏両側から挟持し、正面形状がＣ字型をしている。Ｃ字型の横に突き出た部分を、フレームジョイント３ａにねじ３ｘを用いてねじ止めしている。ミラー１側の軸受１０ａの内輪は、すきま嵌めでセンターヨーク９の段部に嵌合している。したがって、軸受１０ａはセンターヨーク９の長手方向に摺動可能である。

センターヨーク９のミラー１側段部であって、軸受１０ａを挟んでミラー１と反対側には、軸受押えスペーサ１３が嵌合している。軸受押えスペーサ１３は、軸受１０ａの内輪に接触している。軸受押えスペーサ１３とセンターヨーク９の間には、波ワッシャ２３が圧縮挿入されており、この波ワッシャ２３の弾性力が軸受押えスペーサ１３を軸方向に押すことにより、軸受１０ａ、１０ｂに予圧が作用する。軸受１０ａ、１０ｂの外輪に、フレームジョイント３ａ、３ｂが取付けられている。その際、フレームジョイント３ａ、３ｂを、軸受１０ａ、１０ｂに圧入あるいは接着する。フレームジョイント３ａ、３ｂを、円筒形状のフレーム５の軸方向両端部に連結する。

フレーム５の外周側には、銅あるいはアルミニウム素線のコイル４が巻回されている。コイル４の外周側であってコイル４と半径方向に隙間を置いてＮＳ反対磁極の１対の磁石１４が対向配置されている。磁石１４は、アウターヨーク１５に形成された矩形状の穴に保持されている。アウターヨークは、円筒形を２つの平行な平面で切り落とした形状になっている。図２に示すように、受熱板１７がアウターヨーク１５の内周面に固定されている。ただし、図３では、形状を示すため揺動部と一緒に示している。フレーム５は、受熱板１７によって上下から挟み込まれる。

センターヨーク９の中心に形成した貫通穴に、アウターヨーク１５の外周側から連通する半径方向の第１の穴９ａ、１５ａがアウターヨーク１５およびセンターヨーク９に形成されている。この半径方向の第１の穴９ａ、１５ａは、軸方向に間隔を置いて２箇所形成されている。センターヨーク９の軸中心部に形成した貫通穴９ｃの両端部には、この穴９ｃを封止する栓１６が取付けられている。

アウターヨーク１５およびセンターヨーク９では、半径方向の第１の穴９ａ、１５ａと周方向にほぼ１８０度隔てた位置に、半径方向の第２の穴９ｂ、１５ｂが形成されている。ただし、この第２の穴９ｂ、１５ｂは、アウターヨーク１５では貫通している（穴１５ｂ）が、センターヨーク９では半径方向の所定位置までしか形成されていない（穴９ｂ）。半径方向第１の穴９ａ、１５ａには、中心部に貫通穴１２ａが形成された冷媒流路付支持部材１２が嵌合しており、センターヨーク固定ナット２２でアウターヨーク１５に固定されている。

冷媒流路付支持部材１２の先端には、冷媒供給用の図示しないチューブが接続されている。一方、半径方向第２の穴９ｂ、１５ｂには、支持部材１１が嵌合しており、これもセンターヨーク固定ナット２２でアウターヨーク１５に固定されている。これにより、センターヨーク９とアウターヨーク１５とは、一体的に結合している。

角度センサ３０は、レーザ反射式のロータリーエンコーダである。角度センサ３０側のフレームジョイント３ｂには、フランジを部分的に形成したグレーティングハブ６がねじ止めされている。グレーティングハブ６の反ミラー１端側は断付形状であり、この段付部にフランジ８がねじ止めされている。さらに、ロータリーエンコーダのグレーティング７がこのフランジ８に固定されている。グレーティング７の表面には、放射状にスリットパターンが形成されており、図示しないサポートがアウターヨーク１５と一体にセンサヘッド３１を固定している。センサヘッド３１はスキャナコントローラ４０に接続されている。スキャナコントローラ４０は、コイル４にも接続されている。

次にこのように構成した本実施例の各部の動作を、説明する。フレームジョイント３ａ、３ｂ間を接続するフレーム５は、揺動部分（ロータ）に作用するねじりトルクを伝達する。それとともに、コイル４を保持し、コイル４の熱を外部に伝導するために伝熱面積を増す作用をする。フレーム５に、例えば熱伝導率が比較的大きく熱変形が少ないアルミナセラミック材を用いると、熱変形が小さいのでコイルが発熱しても熱応力をそれほど増大させず、形状精度を安定して確保できる。

フレーム５に、非導電体のセラミックスを用いると、磁場中でフレーム５が揺動しても渦電流が発生しない。そのため、渦電流に起因して電磁力が発生する負の力である抵抗が生じないので、高速な位置決め応答が可能になる。また、コイル４に電流が流れたときに、コイル４の電流を相殺する方向に流れる渦電流も発生しないので、渦電流による電磁力の損失がなく、さらに高速な応答が可能になる。

フレーム５に巻回されたコイル４は、接着などによりフレーム５と一体化される。コイル４の巻付方向は、図１（ｂ）において、センターヨーク９の外周を巻回する方向である。すなわち、電流が、円筒形状のフレーム５の手前側の円筒面を、円筒の長手方向に流れ（図２のコイル４ｂ参照）、端面で奥側の円筒面へ横断し、奥側の円筒面を先ほどとは逆方向に円筒の長手方向に流れ（図２のコイル４ａ参照）、端面で再び手前側の円筒面へ横断して元の場所に戻り、周回するように、素線を巻き付ける。

なお、本実施例のスキャナ２００は約±１０度の範囲で揺動するだけであり、連続回転するものではないので、整流ブラシ等を使用せずに、揺動動作により断線しないような余裕を見てコイル４の素線を引き出している。コイル４の巻き付け回数は、必要なトルクの大きさに応じて決定される。

移動指令ｓ_１である角度目標値がスキャナコントローラ４０に入力されると、コントローラ４０はその信号ｓ_１に応じて、駆動電流ｓ_２をレーザスキャナ装置２００に供給する。レーザスキャナ装置２００のコイル４に電流が流れると、磁石１４によって形成された磁界との電磁相互作用により、コイル４の電流に比例したトルクが発生し、ロータが揺動する。ロータの揺動角は、角度センサ３０によって検出される。すなわち、角度センサが有するセンサヘッド３１は、レーザ光ｓ_４をグレーティング７に照射し、スリットパターンでの通過からグレーティング７の回転角度を検出し、コントローラ４０に検出信号ｓ_３を送信する。コントローラは、フィードバックされた検出信号ｓ_３と角度信号の目標値ｓ_１とを比較してコイル４の駆動電流を制御する。これにより、ロータを目標位置に、高精度で位置決めする。

センターヨーク９の軸心部の流路９ｃに、冷媒流路付支持部材１２の穴１２ａが連通し、冷却流路が形成される。センターヨーク９に冷媒の流路を設けたので、一方の冷媒流路付支持部材１２から入った冷媒は、支持部材１２の穴１２ａ、センターヨーク９の第１の半径方向穴９ａ、センターヨーク９の軸心部の流路９ｃを通り、センターヨーク９の他方の第１の半径方向穴９ａ、冷媒流路付支持部材１２の穴１２ａを経て、スキャナ２００外に導かれる。

冷媒は、センターヨーク９の流路９ｃを通過中に熱を吸収し、センターヨーク９を冷却する。冷媒には、水や油などの液体の他、空気等の気体も用いることができる。つまり、効率良く熱伝達できるものであればよい。本実施例によれば、センターヨーク９が冷却され、コイル４で発生した熱をセンターヨーク９に伝えて吸収できるので、ロータ部の温度上昇を抑制できる。

なお図１では、冷媒がセンターヨーク９中を角度検出器３０側からミラー１側へ向かって流れているが、流れの方向はこの逆であってもかまわない。本実施例では、角度の位置決め精度の点から角度検出器３０側の冷却を重視して、角度検出器３０側に低温の冷媒を導いている。これに対して、レーザ照射による温度上昇を抑制する観点から、ミラー１側の冷却を重視する場合には、ミラー１側から角度検出器３０へ冷媒を流した方が良い。また、構成がやや複雑になるが、中央付近に冷媒の出口を設け、角度検出器３０側とミラー１側の双方に低温の冷媒を導入し、中央付近に設けた出口から回収すれば、角度検出器３０側、ミラー１側の両方の冷却効率を高めることができる。

コイル４の温度上昇を低減してスキャナ２００の応答性を向上させる他に、コイル４で発生する磁束の変化を打ち消すようにしてもスキャナ２００の応答性を向上できる。一般にショートリングと呼ばれる導電体を、コイル４の周囲に設ける方法である。フレーム５の周囲に巻いたコイル４に流れる電流に平行な電流経路が形成されるように、センターヨーク９の周囲に導電体の経路を形成する。これにより、スキャナ２００の応答速度が向上する。

具体的には、センターヨーク９の表面にセンターヨーク９の材料よりも電気抵抗の低い銅等の材料をめっきする。コイル４に通電するときに発生する磁束変化を、センターヨーク９のメッキ層であるショートリングに流れる電流が打ち消し、コイル４のインダクタンスによる電流の立ち上がりの遅れを低減できる。これにより、スキャナ２００の応答性能が向上する。

本実施例によれば、概略中空円筒形状のフレーム５を用いてミラー１および角度検出器３０を一体化してロータを構成し、センターヨーク９および支持部材１１の構造の制約条件を軽減したので、センターヨーク９に揺動軸を貫通させるスペースが不要となる。また、センターヨーク９の支持構造を簡単化できるので、冷媒通路を容易に形成することができる。

コイル４による磁界の発生を、図２を用いて説明する。上述したように、コイルの素線４ａ、４ｂには、紙面に垂直な方向に互いに逆向きの電流が流れる。できる限り強力な磁界がコイル４（４ａ、４ｂ）を貫くように、磁石１４、センターヨーク９、アウターヨーク１５で磁気回路を構成する。紙面の左右方向に磁界を形成したので、コイル４（４ａ、４ｂ）に電流が流れると、偶力の電磁力が作用し、コイル４（４ａ、４ｂ）、フレーム５、フレームジョイント３を有するロータ部が一体で回動する。

フレーム５とアウターヨーク１５の内面との間の磁石が設けられていない上下の空間には、フレーム５に近接して受熱板１７を設けている。フレーム５の円筒面と受熱板１７の受熱面の間隔が０．１〜０．３mm程度になるように、受熱面の曲率を設計する。フレーム５の回転を妨げないようにして、極力、受熱板１７とフレーム５を近接させる。フレーム５を使用しないスキャナ２００の場合は、センターヨーク９に近接させた受熱板１７を設ける。受熱板１７は、伝熱経路を確保しながらアウターヨーク１５に固定されている。

スキャナ２００が動作した時に、コイル４で発生した熱をフレーム５に伝導する。そして、フレーム５から受熱板１７へ伝わり、アウターヨーク１５へ伝熱する。または、コイル４で発生した熱を、センターヨーク９に伝導する。そして、センターヨーク９から受熱板１７へ伝わり、アウターヨーク１５へ伝熱する。これらの伝熱経路を確保したので、コイルで発生した熱は、ロータ部に留まることなくロータ部外に速やかに放熱されるので、ロータ部の温度上昇を抑制できる。受熱板１７の材料には、熱伝導率が高く、非磁性で安価な材料、例えば、銅、アルミなどを使用する。

上記実施例の変形例を、図４および図５を用いて説明する。図４に、スキャナ２００ａの縦断面図を、図５にスキャナ２００ａの分解斜視図を示す。この変形例では、貫通穴である冷媒流路９ｃの両端部に、冷媒流路配管１８を接続している。これにより、冷媒流路付支持部材１２を省き、構造をより簡単化している。なおセンターヨーク９とアウターヨーク１５とを、上記実施例と同様に、支持部材１１およびセンターヨーク固定ナット２２を用いて固定する。図５に示すように、コイル４が冷媒流路配管１８に干渉しないように、冷媒流路配管１８を取付けるセンターヨークの貫通穴９ｃの開口部を避けて、コイル４を巻回する。本変形例によれば、センターヨーク９の支持構造を簡単化できる。

図６〜図８を用いて、本発明に係るスキャナ２１０の他の実施例を説明する。図６はスキャナ２１０の縦断面図であり、図７はその横断面図、図８はその分解斜視図である。本実施例が上記実施例と異なるのは、上記実施例ではフレーム５を中心にしてその外側を囲む枠型のコイル４を配置していたが、本実施例では、枠型に形成されたいわゆるレーストラック型コイル２０を、フレーム５の外周面の周方向に複数個配置していることにある。これにより、コイル２０のインダクタンスが低下する。この変更に伴い、磁石を４極にし、アウターヨーク２１ａ、２１ｂを２つ割れ構造とした。ミラー１を駆動するコイのインダクタンスが大きくなり過ぎて電気的時定数が悪化する場合に、コイルのインダクタンスを低減するのに有効である。

ところで本実施例では、フレーム５の全周にレーストラック型コイル２０を配置しているので、センターヨーク９を支える支持部材をセンターヨーク９の円筒面に設けることができない。そこで、センターヨーク９の両端部を貫通する丸棒の支持部材１９を設けた。フレームジョイント３と軸受１０ａ、１０ｂの内輪を嵌合し、軸受１０ａ、１０ｂの外輪を２つ割れアウターヨーク２１ａ、２１ｂで支持する。フレームジョイント３ａ、３ｂには、円筒状のフレーム５が連結され、フレーム５の円筒面に、４個のレーストラック型コイル２０を貼り合わせる。

レーストラック型コイル２０の周囲に、磁石１４を配置する。フレーム５を貫通するようにセンターヨーク９を配置し、このセンターヨーク９を両持ち型支持部材１９に、嵌合またはロウ付け、ねじ締結、接着のいずれかにより結合する。両持ち型支持部材１９は、２つ割れアウターヨーク２１ａ、２１ｂに形成した円筒部と嵌合して連結され、センターヨーク９を支持する。

センターヨーク９の軸心部に形成された流路９ｃは、両持ち型支持部材１９に形成した流路１９ａに連通しており、冷却流路を形成する。本実施例によれば、レーストラック型コイル２０を使用しても、センターヨーク９を簡易な構造で冷却することができ、レーストラック型コイル２０の発熱によるロータ部の温度上昇を抑制できる。

次に、上記各実施例および変形例で示したスキャナ２００、２００ａ、２１０を搭載したレーザ加工機３００の一実施例を、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、レーザ加工機３００の全体斜視図であり、同図（ｂ）はスキャナ部（図９（ａ）のＡ部）の詳細を示す図である。なおスキャナは、このレーザ加工機のみならず、レーザ光の位置決めを高速および高精度に行う加工機や計測装置などにも適用できる。レーザ加工機３００では、ベッド１０６に門型架台１０７が固定されている。門型架台１０７の上面には、光路系を構成する各要素を配置する天板１０９が取付けられている。門型架台１０７の側面には、Ｌ字型に成形されたプレート１０８が取付けられている。プレート１０８には、上記いずれかのレーザスキャナ装置１０３が配置されている。

天板１０９の上および門型架台１０７の側面に、光路ミラー１０２ａ〜１０２ｃを複数枚配置してレーザ光の光路系を構成する。レーザ光源１０１から出射されたレーザ光は、レーザスキャナ装置１０３ａ、１０３ｂに取付けたミラー１ａ、１ｂに誘導される。この光路系には、加工の必要に応じて、図示しないアパーチャ、コリメータレンズなどの光学装置を設ける。レーザスキャナ装置１０３ａ、１０３ｂを、スキャナサポート１１１ａ、１１１ｂが保持する。スキャナサポート１１１ａ、１１１ｂを、プレート１０８に固定する。

一方のレーザスキャナ装置１０３ａは、図示しないコントローラからの指令に従ってミラー１ａを所定の角度に位置決めする。これにより、Ｘ方向にレーザ光を位置決めする。他方のレーザスキャナ装置１０３ｂは、コントローラからの指令に従ってミラー１ｂを所定の角度に位置決めする。これにより、Ｙ方向にレーザ光を位置決めする。

レーザスキャナ装置１０３ａ、１０３ｂの下方には、ｆθレンズ１０４が配置されている。レーザスキャナ装置１０３ａ、１０３ｂで偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ１０４を通って、このｆθレンズ１０４の下方のＸＹテーブル１０５上に載置された被加工物１１０であるプリント基板上の所定の位置に、垂直に照射される。ＸＹテーブル１０５を備えているので、レーザ光のスキャンエリアの外を加工する場合でも、ＸＹテーブル１０５に載置された被加工物１１０をＸ、Ｙ方向の任意の位置へ移動させて加工することができる。本実施例によれば、被加工物１１０上の任意の位置に、レーザ光を２次元的に高速かつ高精度に位置決めできる。これにより、高速で高精度な加工が可能になる。

上記実施例の記載では、スキャナについて詳述したが、本発明はスキャナに限定されるものではなく、スキャナを組込みレーザ光の位置決めを高速および高精度に行う加工機械や計測装置等も含まれる。また角度センサに、レーザ反射式のロータリーエンコーダを用いているが、他の種類の角度センサ、例えば磁気式の角度センサであってもよい。

本発明に係るスキャナの一実施例の縦断面図。 図１に示したスキャナの横断面図。 図１に示したスキャナの分解斜視図。 本発明に係るスキャナの変形例の縦断面図。 図４に示したスキャナの分解斜視図。 本発明に係るスキャナの他の実施例の縦断面図。 図６に示したスキャナの横断面図。 図６に示したスキャナの分解斜視図。 本発明に係るレーザ加工機の一実施例の斜視図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ…ミラー、２…ミラーマウンタ、３ａ、３ｂ…フレームジョイント、４…コイル、５…フレーム、６…グレーティングハブ、７…エンコーダグレーティング、８…フランジ、９…センターヨーク、１０…軸受、１１…支持部材、１２…冷媒流路付支持部材、１３…軸受押えスペーサ、１４……磁石、１５…アウターヨーク、１６…栓、１７…受熱板、１８…冷媒流路管、１９…両持ち型支持部材、２０…レーストラック型コイル、２１ａ、２１ｂ…２つ割れアウターヨーク、２２…センターヨーク固定ナット、２３…波ワッシャ、１０１……レーザ光源、１０２ａ〜１０２ｃ…光路ミラー、１０３ａ、１０３ｂ…レーザスキャナ装置、１０４…ｆθレンズ、１０５…ＸＹテーブル、１０６…ベッド、１０７…門型架台、１０８…プレート、１０９…天板、１１０…被加工物、１１１ａ、１１１ｂ…スキャナサポート、２００、２００ａ、２１０…（レーザ）スキャナ（装置）、３００…レーザ加工機。

Claims (9)

1. インナーヨークと同心に配置した磁石との間にフレームに保持したコイルを配置し、前記フレームの一端側にレーザ光を反射するミラーを、他端側に角度検出器を有し、前記インナーヨークの軸心部に冷媒の流通する穴を形成し、前記コイルと前記磁石との電磁作用により前記フレームを揺動させミラーに導かれたレーザ光を位置決めするレーザスキャナ装置。
2. 前記冷媒の流通する穴に連通する穴が形成された部材を前記センターヨークの両端部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャナ装置。
3. 前記磁石の外周側にアウターヨークを設け、このアウターヨークと前記インナーヨークに、前記冷媒の流通する穴にほぼ垂直な穴を軸方向複数箇所に形成したことを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャナ装置。
4. 前記コイルを複数のレーストラック型コイルで形成し、前記磁石を多極で形成したことを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャナ装置。
5. ベッド上に載置したＸＹテーブルと、このＸＹテーブルに載置した被加工物にレーザ光を収束させるｆθレンズと、レーザ光を発生するレーザ光源と、このレーザ光源で発生したレーザ光を前記ｆθレンズに導く少なくとも２台のレーザスキャナとを備え、このレーザスキャナは請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたものであることを特徴とするレーザ加工機。
6. レーザ光を反射するミラーと、このミラーの回転角度を検出する角度センサと、前記ミラーと一体的に結合しミラーおよび角度センサを含むロータと、前記ミラーを揺動させるアクチュエータと、このアクチュエータの内側に配置したセンターヨークと、前記角度センサの出力信号と目標値とを比較して前記アクチュエータに制御指令を与えて前記ミラーの揺動位置を制御しレーザ光の照射位置を制御する制御手段とを備えたレーザスキャナ装置であって、前記アクチュエータは電磁駆動方式のアクチュエータであり、前記ロータは概略中空円筒形状のフレームにミラーおよび角度センサを一体的に連結結合して構成されており、前記センターヨークの軸心部に冷媒の流路を形成し、この冷媒流路を流通する冷媒でセンターヨークとセンターヨークの近傍に位置する前記ロータとを冷却することを特徴とするレーザスキャナ装置。
7. 前記ロータの半径方向外側に隣り合って受熱板を設け、この受熱板を用いてロータを冷却することを特徴とする請求項６に記載のレーザスキャナ装置。
8. 前記アクチュエータはコイルを有し、このコイルを前記フレームに結合したことを特徴とする請求項６に記載のレーザスキャナ装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のレーザスキャナ装置を搭載し、レーザ光の照射位置を位置決めすることを特徴とするレーザ加工機。

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