JPH0371107A - レーザスキャナ装置 - Google Patents
レーザスキャナ装置Info
- Publication number
- JPH0371107A JPH0371107A JP1206964A JP20696489A JPH0371107A JP H0371107 A JPH0371107 A JP H0371107A JP 1206964 A JP1206964 A JP 1206964A JP 20696489 A JP20696489 A JP 20696489A JP H0371107 A JPH0371107 A JP H0371107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lever
- contact
- piezoelectric actuator
- displacement
- spring mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、入Ｊｌｔされたレーザ光を偏光ミラーの回転
により偏光してレーザ光の位置合わせを行なうレーザ加
工機用回転型スキャナ装置で、特にその回転のための駆
動源に圧電アクチュエータを用いたレーザスキャナ装置
に関するものである。
により偏光してレーザ光の位置合わせを行なうレーザ加
工機用回転型スキャナ装置で、特にその回転のための駆
動源に圧電アクチュエータを用いたレーザスキャナ装置
に関するものである。
上記レーザスキャナ装置は第４図から第６図に示すよう
になっていて、ミラー１、変位増幅機構２、軸３に固定
されたレバー４、積層型の圧電アクチュエータ５、反力
ばね６等からなっている。
になっていて、ミラー１、変位増幅機構２、軸３に固定
されたレバー４、積層型の圧電アクチュエータ５、反力
ばね６等からなっている。
そして圧電アクチュエータ５は人力された駆動信号（電
圧）に対応して矢印Ａで示すように直動変位が発生し、
この変位が接触子７を介してレバー４の一側部に作用し
、これによりレバー４が反力ばね６の反力に抗して第５
図において反時計方向に回動される。このとき、軸３は
レバー４と一体状に回動し、この軸３の回動は変位増幅
機２にて増幅されてミラー１を固着した出力軸１０に伝
達されてミラー１が所定角度θだけ回転され、これによ
り図示しないレーザ発生源から入射されたレーザ光が偏
光されるようになっている。
圧）に対応して矢印Ａで示すように直動変位が発生し、
この変位が接触子７を介してレバー４の一側部に作用し
、これによりレバー４が反力ばね６の反力に抗して第５
図において反時計方向に回動される。このとき、軸３は
レバー４と一体状に回動し、この軸３の回動は変位増幅
機２にて増幅されてミラー１を固着した出力軸１０に伝
達されてミラー１が所定角度θだけ回転され、これによ
り図示しないレーザ発生源から入射されたレーザ光が偏
光されるようになっている。
従来の上記レーザスキャナ装置にあっては、第６図に示
すように、圧電アクチュエータ５の先端部はレバー４に
設けたノツチ１］に係合した接触子７に当接しており、
また反力ばね６の先端側はピストン１２の先端を介して
レバー４に接触されていた。そしてさらに、レバー４の
微小な回転角を検出するための回転角検出手段としては
、レバー４の回動半径の先端側にブラケット１３を設け
ると共に、これに対向して非接触型の変位センサ１４を
機枠側に設けた構成となっていた。
すように、圧電アクチュエータ５の先端部はレバー４に
設けたノツチ１］に係合した接触子７に当接しており、
また反力ばね６の先端側はピストン１２の先端を介して
レバー４に接触されていた。そしてさらに、レバー４の
微小な回転角を検出するための回転角検出手段としては
、レバー４の回動半径の先端側にブラケット１３を設け
ると共に、これに対向して非接触型の変位センサ１４を
機枠側に設けた構成となっていた。
上記従来のレーザスキャナ装置にあっては、圧電アクチ
ュエータ５とレバー４との間に介装する接触子７がレバ
ー４に設けたノツチ１１にてレバー４側に固定されてい
たため、圧電アクチュエータ５によりレバー４がΔθだ
け回動すると、圧電アクチュエータ５の作用線に対して
レバー４の支持点がずれてしまい、これにより、圧電ア
クチュエータ５に対して剪断力Ｆτが発生すると共に、
圧電アクチュエータ５の先端面と接触子７との間に相対
移動が発生する。
ュエータ５とレバー４との間に介装する接触子７がレバ
ー４に設けたノツチ１１にてレバー４側に固定されてい
たため、圧電アクチュエータ５によりレバー４がΔθだ
け回動すると、圧電アクチュエータ５の作用線に対して
レバー４の支持点がずれてしまい、これにより、圧電ア
クチュエータ５に対して剪断力Ｆτが発生すると共に、
圧電アクチュエータ５の先端面と接触子７との間に相対
移動が発生する。
このため、圧電アクチュエータ５に横方向の力Ｆτが発
生してこれが破壊することがあり、また接触子７との間
の相対移動の発生により摩擦ロスが発生し、位置精度に
対して悪影響を与えていた。
生してこれが破壊することがあり、また接触子７との間
の相対移動の発生により摩擦ロスが発生し、位置精度に
対して悪影響を与えていた。
また上記従来のレーザスキャナ装置にあっては、レバー
の回転角を検出するための回転角検出手段は、レバー４
の回転半径の先端側に設けたブラケット１３と、これに
対応する変位センサ１４とならなっていたため、レバー
４の微小な回転角の検出がしにくいという問題があった
。
の回転角を検出するための回転角検出手段は、レバー４
の回転半径の先端側に設けたブラケット１３と、これに
対応する変位センサ１４とならなっていたため、レバー
４の微小な回転角の検出がしにくいという問題があった
。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、圧電ア
クチュエータの作動時に、これの作用線に対する横方向
の力が作用することがないと共に、圧電アクチュエータ
の先端部における摩擦ロスをなくすることができ、これ
により、圧電アクチュエータがその作用時に破壊するこ
とがなくなると共に、レーザスキャナの駆動袋置として
の位置精度を向上することができ、またこのときのレバ
ーの微小な回転角を正確に検出することができるように
したレーザスキャナ装置を提供することを目的とするも
のである。
クチュエータの作動時に、これの作用線に対する横方向
の力が作用することがないと共に、圧電アクチュエータ
の先端部における摩擦ロスをなくすることができ、これ
により、圧電アクチュエータがその作用時に破壊するこ
とがなくなると共に、レーザスキャナの駆動袋置として
の位置精度を向上することができ、またこのときのレバ
ーの微小な回転角を正確に検出することができるように
したレーザスキャナ装置を提供することを目的とするも
のである。
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザスキャ
ナ装置は、圧アクチュエータの直動変位にてレバーを反
力ばね機構の反力に抗して回動し、このレバーの回動を
変位増幅機構にて増幅して大きな走査角を得るようにし
たレーザスキャナ装置において、圧電アクチュエータの
先端とレバーとの接触部と、圧力ばね機構とレバーとの
接触部に、回転自在の接触子を介在させ、また上記反力
ばね機構の可動部材に対向する位置に、この可動部祠の
変位を検出する変位センサを設けた構成となっている。
ナ装置は、圧アクチュエータの直動変位にてレバーを反
力ばね機構の反力に抗して回動し、このレバーの回動を
変位増幅機構にて増幅して大きな走査角を得るようにし
たレーザスキャナ装置において、圧電アクチュエータの
先端とレバーとの接触部と、圧力ばね機構とレバーとの
接触部に、回転自在の接触子を介在させ、また上記反力
ばね機構の可動部材に対向する位置に、この可動部祠の
変位を検出する変位センサを設けた構成となっている。
圧電アクチュエータが直動変位されてレバーが回動され
るときに、圧電アクチュエータの先端部及び反力ばね機
構の先端部とレバーとの接触部ではころがり接触となり
、圧電アクチュエータ及び反力ばね機構の双方に作用線
に対する横方向の力が作用しない、またこのときのレバ
ーの回動角は反力ばね機構の可動部を介して変位センサ
にて検出される。
るときに、圧電アクチュエータの先端部及び反力ばね機
構の先端部とレバーとの接触部ではころがり接触となり
、圧電アクチュエータ及び反力ばね機構の双方に作用線
に対する横方向の力が作用しない、またこのときのレバ
ーの回動角は反力ばね機構の可動部を介して変位センサ
にて検出される。
本発明の実施例を第１図から第３図に基づいて説明する
。なお、この実施例において、第４図、第５図に示す従
来例と同−構成部材は同一符号を付して説明を省略する
。
。なお、この実施例において、第４図、第５図に示す従
来例と同−構成部材は同一符号を付して説明を省略する
。
変位１曽幅機２の入力側の軸３に、ベルクランク状のレ
バー１５の中間部を固着し、このレバー１５の一方のア
ーム１５ａに、圧電アクチュエータ５の先端で、かつこ
れの自然状態における中心部に接触するカムフォロア１
６ａを回転自在に支持し、また他方のアーム１５ｂには
、反力ばね６に支持された反力ブランジャ１７の先端の
中心部に接触するカムフォロア１６ｂが回転自在に支持
しである。
バー１５の中間部を固着し、このレバー１５の一方のア
ーム１５ａに、圧電アクチュエータ５の先端で、かつこ
れの自然状態における中心部に接触するカムフォロア１
６ａを回転自在に支持し、また他方のアーム１５ｂには
、反力ばね６に支持された反力ブランジャ１７の先端の
中心部に接触するカムフォロア１６ｂが回転自在に支持
しである。
上記反力ブランジャ１７はガイドリニアベアリング１８
を介して支持筒１９に支持されており、また上記反力ば
ね６はこの支持筒１つの先端に支持されている。そして
この支持筒１つ内には、非接触型の変位センサ２０が、
上記反力ブランジャ１７の先端に設けた検出用プレート
２１に対して離間対向して設けである。
を介して支持筒１９に支持されており、また上記反力ば
ね６はこの支持筒１つの先端に支持されている。そして
この支持筒１つ内には、非接触型の変位センサ２０が、
上記反力ブランジャ１７の先端に設けた検出用プレート
２１に対して離間対向して設けである。
上記変位増幅機２は第２図、第３図に示すようなギヤ機
構となっている。
構となっている。
すなわちレバー１５に固着された人力輔３にセクトギヤ
２２が固着してあり、このセクトギヤ２２に噛合するピ
ニオンギヤ２３に固着した出力軸２４にミラー１の軸が
連結されている。
２２が固着してあり、このセクトギヤ２２に噛合するピ
ニオンギヤ２３に固着した出力軸２４にミラー１の軸が
連結されている。
また上記ピニオンギヤ２３には軸方向一方へぼね２５に
付勢されたラックプランジャ２６が噛合しである。
付勢されたラックプランジャ２６が噛合しである。
上記セクトギヤ２２の歯数２１はピニオンギヤ２３の歯
数２２に対して十分大きくなっている。
数２２に対して十分大きくなっている。
第１図は制御系をも示すもので、変位センサ２０の検出
出力ｖｆと指令部２７からの指令信号Ｖｌｎが比較器２
８に人力されており、比較器２８はこれらの偏差△Ｖを
とって、これをＰＩＤ制御部２つに人力する。ＰＩＤ制
御部２つは人力された偏差信号△Ｖを圧電アクチュエー
タ５の駆動信号としてパワーアンプ３０に入力する。
出力ｖｆと指令部２７からの指令信号Ｖｌｎが比較器２
８に人力されており、比較器２８はこれらの偏差△Ｖを
とって、これをＰＩＤ制御部２つに人力する。ＰＩＤ制
御部２つは人力された偏差信号△Ｖを圧電アクチュエー
タ５の駆動信号としてパワーアンプ３０に入力する。
パワーアンプ３０にて増幅された人力信号は圧電アクチ
ュエータ５に人力され、この入力信号により圧電アクチ
ュエータ５が作動されるようになっている。
ュエータ５に人力され、この入力信号により圧電アクチ
ュエータ５が作動されるようになっている。
上記構成において、圧電アクチュエータ５に駆動信号（
電圧）が人力されてこれが直動変位されると、これに接
触しているカムフォロア１６ａを介してレバー１５が反
力ばね６の反力に抗して所定角△θだけ回転される。
電圧）が人力されてこれが直動変位されると、これに接
触しているカムフォロア１６ａを介してレバー１５が反
力ばね６の反力に抗して所定角△θだけ回転される。
このとき、レバー１５の回転によりレバー１５の各カム
フォロア１６ａ、１６ａと圧電アクチュエータ５の先端
、反力ばね６のプランジャ１７の先端との接触点は各作
用線に対して横方向にわずかにずれるが、このとき、各
カムフォロア１６ａ、１６ａが回転するから、各接触部
には横方向の力は発生しない。またこのとき接触部双方
間の接触摩擦はコロがり摩擦となり、摩擦力はわずかな
ものとなる。
フォロア１６ａ、１６ａと圧電アクチュエータ５の先端
、反力ばね６のプランジャ１７の先端との接触点は各作
用線に対して横方向にわずかにずれるが、このとき、各
カムフォロア１６ａ、１６ａが回転するから、各接触部
には横方向の力は発生しない。またこのとき接触部双方
間の接触摩擦はコロがり摩擦となり、摩擦力はわずかな
ものとなる。
また上記作用時におけるレバー１５の回転角Δθは変位
センサ２０にて検出される。
センサ２０にて検出される。
すなわち、第１図において、圧電アクチュエータ５の変
位をΔＸとすると、レバー１５の微小回転角Δθは近似
的に △ Ｘ Δθ−（ｒａｄ） となる。このときの反力ブランジャ１７側での変位ΔＸ
は △Ｘ−Ｌ・△θ 雪 −・ Δ Ｘ ここでに、−−とすると ρ ΔＸ−に、 ・ ΔＸ となり、よって非接触型の変位センサ２０の検出出力ｖ
ｆは Ｖｆ’＝に２ ・Ｌ・Δθ 〔Ｋ２：センサゲイン（Ｖ／μｍ）） となり、検出出力ｖｒと回転角△θは線形化できる。
位をΔＸとすると、レバー１５の微小回転角Δθは近似
的に △ Ｘ Δθ−（ｒａｄ） となる。このときの反力ブランジャ１７側での変位ΔＸ
は △Ｘ−Ｌ・△θ 雪 −・ Δ Ｘ ここでに、−−とすると ρ ΔＸ−に、 ・ ΔＸ となり、よって非接触型の変位センサ２０の検出出力ｖ
ｆは Ｖｆ’＝に２ ・Ｌ・Δθ 〔Ｋ２：センサゲイン（Ｖ／μｍ）） となり、検出出力ｖｒと回転角△θは線形化できる。
本発明物による実験では、制御時における人力−出力回
転角特性は１．５％の直線性を得ることができ、この特
性の直線性のバラツキが極めて小さいことがわかった。
転角特性は１．５％の直線性を得ることができ、この特
性の直線性のバラツキが極めて小さいことがわかった。
本発明によれば、圧電アクチュエータの作動時に、これ
の作用線に対する横方向の力が作用することがないと共
に、圧電アクチュエータの先端部における摩擦ロスをな
くすることができ、これにより圧電アクチュエータがそ
の作用時に破壊することがなくなると共に、レーザスキ
ャナの駆動装置としての位置桔度を向上することができ
。またこのときのレバーの微小な回転角を正確に検出す
ることができる。
の作用線に対する横方向の力が作用することがないと共
に、圧電アクチュエータの先端部における摩擦ロスをな
くすることができ、これにより圧電アクチュエータがそ
の作用時に破壊することがなくなると共に、レーザスキ
ャナの駆動装置としての位置桔度を向上することができ
。またこのときのレバーの微小な回転角を正確に検出す
ることができる。
第１図から昂３図は本発明の実施例を示ずちので、第１
図は要部の一部破壊図、第２図は縦断面図、第３図は第
２図の■−■線に沿う断面図である。第４図から第６図
は従来例を示すもので、第４図は縦断面図、第５図はそ
の横断面図、第６図は要部の作用説１ｊＪ１図である。 １はミラー ５は圧電アクチュエータ、６は反力ばね、
１５はレバー １．６ａ １６ｂはカムフォロア、１
７は反力ブランジャ、２０は変位センサ。
図は要部の一部破壊図、第２図は縦断面図、第３図は第
２図の■−■線に沿う断面図である。第４図から第６図
は従来例を示すもので、第４図は縦断面図、第５図はそ
の横断面図、第６図は要部の作用説１ｊＪ１図である。 １はミラー ５は圧電アクチュエータ、６は反力ばね、
１５はレバー １．６ａ １６ｂはカムフォロア、１
７は反力ブランジャ、２０は変位センサ。
Claims (1)
- 圧電アクチュエータの直動変位にてレバーを反力ばね機
構の反力に抗して回動し、このレバーの回動を変位増幅
機構にて増幅して大きな走査角を得るようにしたレーザ
スキャナ装置において、圧電アクチュエータの先端とレ
バーとの接触部と、圧力ばね機構とレバーとの接触部に
、回転自在の接触子を介在させ、また上記反力ばね機構
の可動部材に対向する位置に、この可動部材の変位を検
出する変位センサを設けたことを特徴とするレーザスキ
ャナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206964A JPH0371107A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | レーザスキャナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206964A JPH0371107A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | レーザスキャナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371107A true JPH0371107A (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=16531919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206964A Pending JPH0371107A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | レーザスキャナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0371107A (ja) |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1206964A patent/JPH0371107A/ja active Pending
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