(57)【要約】【課題】供給電源電圧を可変しつつ電力利用効率を向上可能な増幅器を得ること。【解決手段】入力信号に基づいて供給電圧を変動して出力する供給電源４，７と、供給電圧が供給電源４，７より大きい供給電源５，８と、供給電源４，７と接続し、入力信号に基づいて増幅動作を行うトランジスタＴｒ２，６と、供給電源５，８およびトランジスタＴｒ２，６と接続し、入力信号に基づいて増幅動作を行うトランジスタＴｒ４，８と、を備え、トランジスタＴｒ２，６からの出力信号の電圧が供給電源４，７で供給可能な電圧範囲の場合、トランジスタＴｒ２，６が増幅動作を行って出力信号を出力し、トランジスタＴｒ２，６からの出力信号の電圧が供給電源４，７で供給可能な電圧を超える場合、トランジスタＴｒ４，８が増幅動作を行ってトランジスタＴｒ２，６経由で出力信号を出力する。【選択図】図１
2015100029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正側および負側の増幅手段として、それぞれ、
入力信号に基づいて供給電圧を変動して出力する第１の電源と、
供給電圧が前記第１の電源より大きい第２の電源と、
前記第１の電源と接続し、前記入力信号に基づいて増幅動作を行う第１の増幅手段と、
前記第２の電源および前記第１の増幅手段と接続し、前記入力信号に基づいて増幅動作を行う第２の増幅手段と、
を備え、
前記第１の増幅手段からの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧範囲の場合、当該第１の増幅手段が増幅動作を行って出力信号を出力し、
前記第１の増幅手段からの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧を超える場合、前記第２の増幅手段が増幅動作を行って前記第１の増幅手段経由で出力信号を出力する、
ことを特徴とする増幅器。
【請求項２】
前記第１の増幅手段は、前記第１の電源とコレクタ接続し、前記入力信号をベース入力として増幅動作を行う第１のトランジスタを備え、
前記第２の増幅手段は、前記第２の電源とコレクタ接続し、前記入力信号をベース入力として増幅動作を行う第２のトランジスタを備え、
前記第１のトランジスタのコレクタと前記第２のトランジスタのエミッタとを接続して、前記第１のトランジスタのコレクタ−エミッタ経路と前記第２のトランジスタのコレクタ−エミッタ経路とを直列接続し、
前記第１のトランジスタからの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧範囲の場合、能動状態の当該第１のトランジスタが増幅動作を行って出力信号を出力し、
前記第１のトランジスタからの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧を超える場合、前記第１のトランジスタは飽和状態となり、能動状態の前記第２のトランジスタが増幅動作を行って前記第１のトランジスタ経由で出力信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
前記第１の増幅手段は、ダーリントン接続されたトランジスタを備え、前段のトランジスタが前記入力信号をベース入力として増幅動作を行って後段のトランジスタへ出力し、前記後段のトランジスタを前記第１のトランジスタとし、
前記第２の増幅手段は、ダーリントン接続されたトランジスタを備え、前段のトランジスタが前記入力信号をベース入力として増幅動作を行って後段のトランジスタへ出力し、前記後段のトランジスタを前記第２のトランジスタとする、
ことを特徴とする請求項２に記載の増幅器。
【請求項４】
前記第１のトランジスタのコレクタと前記第２のトランジスタのエミッタとの接続点と、前記第１の電源との間にダイオードを備え、
前記ダイオードは、前記第１の増幅手段が増幅動作を行っている場合、前記第１の電源からの供給電圧を前記第１の増幅手段側に出力し、前記第２の増幅手段が増幅動作を行っている場合、前記第１の電源からの供給電圧を前記第１の増幅手段側に出力しない、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の増幅器。
【請求項５】
前記第１の増幅手段は、前記第１の電源とドレイン接続し、前記入力信号をゲート入力として増幅動作を行う第１のＦＥＴを備え、
前記第２の増幅手段は、前記第２の電源とドレイン接続し、前記入力信号をゲート入力として増幅動作を行う第２のＦＥＴを備え、
前記第１のＦＥＴのドレインと前記第２のＦＥＴのソースとを接続して、前記第１のＦＥＴのドレイン−ソース経路と前記第２のＦＥＴのドレイン−ソース経路とを直列接続し、
前記第１のＦＥＴからの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧範囲の場合、能動状態の当該第１のＦＥＴが増幅動作を行って出力信号を出力し、
前記第１のＦＥＴからの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧を超える場合、前記第１のＦＥＴは飽和状態となり、能動状態の前記第２のＦＥＴが増幅動作を行って前記第１のＦＥＴ経由で出力信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項６】
前記第１のＦＥＴのドレインと前記第２のＦＥＴのソースとの接続点と、前記第１の電源との間にダイオードを備え、
前記ダイオードは、前記第１の増幅手段が増幅動作を行っている場合、前記第１の電源からの供給電圧を前記第１の増幅手段側に出力し、前記第２の増幅手段が増幅動作を行っている場合、前記第１の電源からの供給電圧を前記第１の増幅手段側に出力しない、
ことを特徴とする請求項５に記載の増幅器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の増幅器と、
前記増幅器から供給される駆動電流によりガルバノミラーを駆動するガルバノスキャナと、
を備えることを特徴とするガルバノユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のガルバノユニットと、
ガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーを経由して被加工物にレーザ光を発振するレーザ発振器と、
を備えることを特徴とするレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅器、ガルバノユニットおよびレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ等のインダクタンス負荷に必要な電流を流すために駆動増幅器（駆動アンプ）が用いられているが、Ａ，Ｂ，ＡＢ級などのリニアアンプでは、必要な出力電力に比べて損失電力が大きくなる傾向があった。また、ガルバノスキャナの駆動のように、モータの高速応答が求められると必要トルクが増える。この場合、駆動アンプに求められる電流容量、母線電圧も大きくなり、リニアアンプで駆動することが電力容量・外形寸法・コスト等の面で現実的でなくなってきている。ガルバノスキャナの駆動方式としては、ＡＢ級リニアアンプ方式を採用しているが、２０００ｐｐｓ動作で最大２５０Ｗの損失となり、これ以上のガルバノ速度アップが困難になってきている。
【０００３】
また、ガルバノスキャナのようなインダクタンス負荷の駆動アンプでは、電流と電圧の位相が９０°近くずれ、正電流出力時でも負電圧を出力する必要がある。出力電圧と正側の母線電圧との間には大きな電圧差が生じるため、固定電源電圧のＡＢ級リニアアンプの場合、電力損失は電圧差と電流の乗算になるので大きな電力損失の要因となっていた。
【０００４】
モータ等の駆動アンプにおいて、母線電圧を必要最小限に下げて損失電力を減らす方法としてＨ級方式の増幅器がある。例えば、下記特許文献１には、Ｈ級方式の増幅動作を行う発電機についての技術が開示されている。一般的に、Ｈ級方式のように出力電圧に追従して供給電源電圧を可変することで、終段素子の損失電力を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０９６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術によれば、ガルバノスキャナなどのように高速応答が必要な負荷の場合には、出力電圧を高速に変化させる必要があるが、電源電圧を追従させることが困難である。具体的に、プリント基板穴明け用のガルバノスキャナの駆動では、電流フィードバック制御帯域として５０ｋＨｚ程度必要であり、実現するには電圧増幅器（アンプ）として２００ｋＨｚ以上の応答帯域が必要である。供給電源電圧が速い出力電圧変動に追従できず、出力電圧が電源電圧を越えるような場合、出力電圧が電源電圧でクランプされ、目的の位置決め、速度制御を達することができず、位置決め精度不良、故障の原因となり所望の機能を果たすことができない、という問題があった。
【０００７】
また、高速な出力電圧に対応できるように可変電圧電源の電圧を出力電圧に対して大きめの電圧オフセットをもたせ、供給電圧が出力電圧に対して追従遅れがあった場合にもオフセット電圧分で吸収する駆動方式がある。しかしながら、オフセット電圧と出力電流の乗算分の電力は終段トランジスタで消費される損失電力となり、効率を悪化させる、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、供給電源電圧を可変しつつ電力利用効率を向上可能な増幅器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、正側および負側の増幅手段として、それぞれ、入力信号に基づいて供給電圧を変動して出力する第１の電源と、供給電圧が前記第１の電源より大きい第２の電源と、前記第１の電源と接続し、前記入力信号に基づいて増幅動作を行う第１の増幅手段と、前記第２の電源および前記第１の増幅手段と接続し、前記入力信号に基づいて増幅動作を行う第２の増幅手段と、を備え、前記第１の増幅手段からの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧範囲の場合、当該第１の増幅手段が増幅動作を行って出力信号を出力し、前記第１の増幅手段からの出力信号の電圧が前記第１の電源で供給可能な電圧を超える場合、前記第２の増幅手段が増幅動作を行って前記第１の増幅手段経由で出力信号を出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、供給電源電圧を可変しつつ電力利用効率を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１の増幅器の構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来のＨ級増幅器および実施の形態１の増幅器での出力電流および出力電圧を示す図である。
【図３】図３は、レーザ加工機の構成例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態３の増幅器の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる増幅器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の増幅器の構成例を示す図である。増幅器１０は、指令電圧発生器１と、負荷２と、電源３，６と、供給電源４，５，７，８と、２つの電流源９と、オフセット電源１５，１６と、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ８と、ダイオードＤ１〜Ｄ６と、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｅ１，Ｒｅ２と、を備える。
【００１４】
指令電圧発生器１は、指令電圧を入力信号として増幅回路側に出力する。負荷２は、増幅後の出力信号が出力される出力端であって、出力電流Ｉｏによって出力電圧Ｖｏを得る。電源３は、供給電源４に電源を供給する一次電源である。供給電源４は、指令電圧（入力信号）に応じてトランジスタＴｒ２側に電圧を変えて供給する第１の電源である。供給電源５は、トランジスタＴｒ４側に固定電圧を供給する第２の電源である。電源６は、供給電源７に電源を供給する一次電源である。供給電源７は、指令電圧（入力信号）に応じてトランジスタＴｒ６側に電圧を変えて供給する第１の電源である。供給電源８は、トランジスタＴｒ８側に固定電圧を供給する第２の電源である。電流源９は、回路内の定電流源である。オフセット電源１５は、供給電源４が指令電圧を検出する際にＶｒｅｆだけオフセットする電源である。オフセット電源１６は、供給電源７が指令電圧を検出する際に−Ｖｒｅｆだけオフセットする電源である。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４はｎｐｎトランジスタであり、トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８はｐｎｐトランジスタである。
【００１５】
なお、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ６が請求項における第１のトランジスタであり、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ８が請求項における第２のトランジスタである。また、トランジスタＴｒ４のコレクタ−エミッタ経路とトランジスタＴｒ２のコレクタ−エミッタ経路は直列接続されており、トランジスタＴｒ８のコレクタ−エミッタ経路とトランジスタＴｒ６のコレクタ−エミッタ経路は直列接続されている。
【００１６】
トランジスタ側に電圧を供給する供給電源４，７は、指令電圧を検出し、指令電圧の大きさに応じて出力電圧を変動させるＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）出力の可変電源とする。また、トランジスタ側に電流を供給する供給電源５，８は、一定の電圧を出力する固定電源とする。なお、供給電源５の電源電圧は、正側において供給電源４で出力可能な最大の電源電圧よりも大きく、負荷２での出力信号における出力電圧Ｖｏが超えない大きさとする。また、供給電源８の電源電圧の絶対値は、負側において供給電源７で出力可能な最大の電源電圧の絶対値よりも大きく、負荷２での出力信号における出力電圧Ｖｏの絶対値が超えない大きさとする。以降の説明においても、正側の動作の説明に対応する負側の動作については、電源電圧の大小関係は電源電圧の絶対値の大きさを対象とする。
【００１７】
図１において、増幅器１０は、電源３、供給電源４，５、オフセット電源１５、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４、ダイオードＤ１〜Ｄ３、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２、抵抗Ｒｅ１で正側の増幅を行う。また、増幅器１０は、電源６、供給電源７，８、オフセット電源１６、トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８、ダイオードＤ４〜Ｄ６、ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４、抵抗Ｒ１，Ｒ３、抵抗Ｒｅ２で負側の増幅を行う。指令電圧発生器１、負荷２、抵抗Ｒ１は正負の両側で共通で使用する。
【００１８】
本実施の形態において、極性を除いて正側の増幅動作および負側の増幅動作は同様の原理で行われる。そのため、以降の説明では、正側の増幅動作に基づいて増幅器１０の増幅動作を詳細に説明する。
【００１９】
まず、指令電圧発生器１から入力される指令電圧が小さい場合について説明する。増幅器１０において、指令電圧は、ツェナーダイオードＺＤ１経由でダーリントン接続されているトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の前段のトランジスタＴｒ１のベースに入力される。また、ツェナーダイオードＺＤ１およびダイオードＤ１経由で、供給電源４が、指令電圧を入力して検出する。供給電源４は、入力された指令電圧の大きさによって供給電圧の大きさを可変して出力する。すなわち、供給電源４からトランジスタＴｒ２側への供給電圧の大きさは、指令電圧の大きさに連動している。
【００２０】
ダーリントン接続されているトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２では、前段のトランジスタＴｒ１のベースに入力される指令電圧に基づいて、後段のトランジスタＴｒ２のエミッタから抵抗Ｒｅ１経由で負荷２側に出力される出力信号の電流が制御される。このとき、トランジスタＴｒ２のコレクタには、ダイオードＤ２経由で、供給電源４から電圧が供給される。このように、増幅器１０では、負荷２側に出力信号を出力するトランジスタＴｒ２に対して、指令電圧の大きさに基づいて電圧を供給することにより、従来のＨ級増幅器と同様に、効率良く増幅動作を行うことができる。
【００２１】
つぎに、指令電圧発生器１から入力される指令電圧が大きい場合、具体的には、増幅動作によって得られた出力信号の電圧が、供給電源４で供給可能な電圧を超える場合について説明する。増幅器１０において、上記のように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２および供給電源４によって増幅動作が行われている場合に、指令電圧が大きくなり、その結果、トランジスタＴｒ２での増幅動作による出力信号の電圧が、供給電源４の供給電圧を超えようとすると、トランジスタＴｒ２はＯＮ状態（飽和状態）となる。
【００２２】
この場合、トランジスタＴｒ２のコレクタと接続するトランジスタＴｒ４のエミッタ側の電圧が上がり、この結果、ダーリントン接続されているトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４において、後段のトランジスタＴｒ４は能動領域で動作を開始する。トランジスタＴｒ４のコレクタには、供給電源４よりも大きい電圧を供給可能な供給電源５から電圧が供給される。
【００２３】
そのため、指令電圧が大きくなってトランジスタＴｒ２がＯＮ状態（飽和状態）になった場合には、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４では、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２およびダイオードＤ３経由で前段のトランジスタＴｒ３のベースに入力される指令電圧に基づいて、後段のトランジスタＴｒ４のエミッタからトランジスタＴｒ２および抵抗Ｒｅ１経由で負荷２側に出力される出力信号の電流が制御される。
【００２４】
このように、増幅器１０では、出力信号の電圧が供給電源４で供給可能な電圧を超える場合、トランジスタＴｒ２がＯＮ状態（飽和状態）となり、供給電圧が供給電源４よりも大きい供給電源５が、指令電圧に基づいて増幅動作を行うトランジスタＴｒ４に対して電圧を供給する。これにより、出力信号の電圧が供給電源４の電源電圧でクランプされることを回避でき、負荷２において出力信号の電圧として所望の値を出力することができる。
【００２５】
ここで、供給電源４では、ダイオードＤ２を介してトランジスタＴｒ４のエミッタとトランジスタＴｒ２のコレクタの接点部分と接続しているが、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４および供給電源５で指令電圧に基づいて増幅動作が行われている場合には、この接点部分の電圧の方が供給電源４の出力端よりも電圧が大きくなっている。そのため、供給電源４からは、ダイオードＤ２を介してトランジスタＴｒ２側には電流は出力されない。また、電流が出力されない（流れない）ことから、供給電源４で損失は発生しない。
【００２６】
このように、Ｈ級増幅器として増幅動作しているとき、第１の電源である供給電源４から供給可能な電圧を超える出力信号の電圧を得る場合は、供給電源４よりも大きい供給電圧を供給可能な第２の電源である供給電源５から電圧供給を行う。これにより、供給電源４で供給可能な範囲では供給電圧を指令電圧に基づいて可変でき、供給電源４で供給できない範囲では供給電源５から大きな供給電圧を供給できることから、応答が遅い可変電源を使用しても、それより高い電圧の固定電圧電源を用意して組み合わせることで、Ｈ級増幅器ほど効率が良くないものの、高効率で帯域を十分に確保できる増幅器を構成できる。
【００２７】
また、指令電圧が大きくなることで、自動的に増幅動作を行うトランジスタが切り替わることから、指令電圧の大きさに基づく切替手段のような構成は不要である。また、正側および負側の増幅動作は、指令電圧の状態（正または負の状態）に応じて、自動的にいずれかの増幅動作が行われることから、指令電圧を分配する構成は不要である。このように、本実施の形態の増幅器１０は、簡易な構成で実現することができる。
【００２８】
なお、従来のＨ級増幅器においても、高速な出力電圧に対応できるように可変電圧電源（ＰＷＭ電源）の電圧を出力電圧に対して、大きめのオフセット電圧をもたせ、供給電圧が出力電圧に対して追従遅れがあった場合にもオフセット電圧分で吸収するような駆動方式をとることができる。しかしながら、このオフセット電圧と出力電流の乗算分の電力は終段トランジスタで消費される損失電力となり、効率を悪化させることになる。一方、本実施の形態のように、出力電圧が可変電源電圧を逸脱しても、第２の電源があるので無理にオフセット電圧を大きく設けなくても、機能上問題が生じることがない。このため、オフセット電圧を小さくすることができ、その分電力利用効率を向上できる。
【００２９】
図２は、従来のＨ級増幅器および本実施の形態の増幅器での出力電流および出力電圧を示す図である。従来のＨ級増幅器としては、例えば、図１に示す増幅器１０の回路において、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ７，Ｔｒ８、ツェナーダイオードＺＤ２，ＺＤ４、抵抗Ｒ２，Ｒ３を削除した構成とすることができる。
【００３０】
図２（ａ）は従来のＨ級増幅器での出力電流および出力電圧を示し、点線はＰＷＭ電源からの供給電圧を示す。従来のＨ級増幅器では、出力電圧が負側でも正側にオフセット電圧Ｖｒｅｆ分が供給されることにより、オフセット電圧Ｖｒｅｆが大きい分だけ損失電力が増加する要因となる。
【００３１】
図２（ｂ）は本実施の形態の増幅器での出力電流および出力電圧を示し、点線はＰＷＭ電源からの供給電圧を示す。本実施の形態の増幅器１０では、供給電源が第２の電源のところ（図２（ｂ）において、出力電圧に対して連動していない上側および下側に飛び出た四角形状の部分）では供給電圧が大きくなるが、従来よりもオフセット電圧Ｖｒｅｆ分の損失を低減することができる。供給電源が第２の電源の部分は短時間とすることで、全体として、オフセット電圧Ｖｒｅｆを大きく設定した従来のＨ級増幅器よりも損失電力を低減することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トランジスタＴｒ２においてＨ級増幅器として増幅動作しているときに、出力が可変の供給電源４から供給可能な電圧を超える出力電圧Ｖｏを得る場合は、供給電源４よりも大きい供給電圧を供給可能な供給電源５から、増幅動作を行うトランジスタＴｒ４に対して電源供給を行うこととした。これにより、供給電源４で供給可能な範囲では供給電圧を指令電圧に基づいて可変でき、供給電源４で供給できない範囲では供給電源５から大きな供給電圧を供給できることから、応答が遅い可変電源を使用しても、それより高い電圧の固定電圧電源を用意して組み合わせることで、Ｈ級増幅器ほど効率が良くないものの、高効率で帯域を十分に確保できる増幅器を構成できる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、増幅器の構成としてトランジスタをダーリントン接続した構成としているが、これに限定するものではない。本実施の形態の効果が得られるものであれば、増幅動作を行うトランジスタを一段としてもよく、また他の回路構成とすることも可能である。
【００３４】
実施の形態２．
本実施の形態では、増幅器１０の具体的な使用例について説明する。増幅器１０の使用例としては、背景技術でも説明したように、ガルバノスキャナに用いることができる。また、このガルバノスキャナおよび増幅器１０を含むガルバノユニットを、プリント配線版等に穴あけ加工等を施すレーザ加工機に搭載することができる。
【００３５】
図３は、レーザ加工機の構成例を示す図である。レーザ加工機１００は、レーザ光Ｌ（パルスレーザ光）を照射することによって被加工物２３にレーザ穴あけ加工する装置である。レーザ加工機１００は、増幅器１０Ｘ，１０Ｙと、ガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙと、ガルバノミラー１２Ｘ，１２Ｙと、サーボ制御演算器１３Ｘ，１３Ｙと、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器２０と、ｆθレンズ２１と、位置検出部２２と、被加工物２３を載せるＸＹテーブル（加工テーブル）２４と、テーブル位置決め用サーボモータ駆動電流を出力し、ＸＹテーブル２４を駆動するテーブル駆動用サーボアンプ２５，２６と、サーボ制御演算器１３Ｘ，１３Ｙおよびテーブル駆動用サーボアンプ２５，２６に位置指令を出力し、レーザ発振器２０にレーザ出力指令を出力する加工システム制御装置２７と、加工システム制御装置２７との間でインタフェース信号により指令値等の入力を行う操作盤２８と、を備える。なお、増幅器１０Ｘ、ガルバノスキャナ１１Ｘ、およびサーボ制御演算器１３Ｘでガルバノユニット１４Ｘを構成し、増幅器１０Ｙ、ガルバノスキャナ１１Ｙ、およびサーボ制御演算器１３Ｙでガルバノユニット１４Ｙを構成する。
【００３６】
増幅器１０Ｘ，１０Ｙは、実施の形態１の増幅器１０と同様の構成であり、サーボ制御演算器１３Ｘ，１３Ｙからの電流指令を入力信号として増幅動作を行い、ガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙへ出力信号として駆動電流を出力する。
【００３７】
ガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙは、レーザ光Ｌの軌道を変化させて被加工物２３への照射位置を移動させる機能を有しており、レーザ光Ｌを被加工物２３に設定された各加工エリア内で２次元的に走査する。ガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙは、レーザ光ＬをＸ−Ｙ方向に走査するために、ガルバノミラー１２Ｘ，１２Ｙを所定の角度に回動させる。
【００３８】
ガルバノミラー１２Ｘ，１２Ｙは、レーザ光（レーザビーム）Ｌを反射して所定の角度に偏向させる。ガルバノミラー１２Ｘは、レーザ光ＬをＸ方向に偏向させ、ガルバノミラー１２Ｙは、レーザ光ＬをＹ方向に偏向させる。
【００３９】
サーボ制御演算器１３Ｘ，１３Ｙは、加工システム制御装置２７からの位置指令、およびガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙからの角度センサフィードバック信号に基づいて、増幅器１０Ｘ，１０Ｙに対する電流指令を演算して出力する。
【００４０】
ｆθレンズ２１は、テレセントリック性を有した集光レンズである。ｆθレンズ２１は、レーザ光Ｌを被加工物２３の主面に対して垂直な方向に偏向させるとともに、レーザ光Ｌを被加工物２３の加工位置（穴位置Ｈｘ）に集光（照射）させる。
【００４１】
位置検出部２２は、被加工物２３に予め設けられている位置決め用の貫通穴の位置を検出し、検出結果を図示しない加工制御装置に送る。
【００４２】
被加工物２３は、プリント配線板などであり、一方の主面である表面および他方の主面である裏面の両面から複数の穴あけ加工が行われて貫通穴が形成される。被加工物２３は、例えば、銅箔（導体層）、樹脂（絶縁層）、銅箔（導体層）の３層構造をなしている。
【００４３】
ＸＹテーブル２４は、被加工物２３を載置するとともに、図示しないＸ軸モータおよびＹ軸モータの駆動によってＸＹ平面内を移動する。これにより、ＸＹテーブル２４は、被加工物２３を面内方向に移動させる。ＸＹテーブル２４を移動させることなくガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙの移動によってレーザ加工が可能な範囲（走査可能領域）が加工エリア（スキャンエリア）である。レーザ加工機１００では、ＸＹテーブル２４をＸＹ平面内で移動後、ガルバノスキャナ１１Ｘ，１１Ｙによってレーザ光Ｌを２次元走査する。
【００４４】
レーザ加工機１００は、この構成によりレーザ発振器２０から出射されたレーザ光Ｌをガルバノミラー１２Ｘ，１２Ｙによって任意の角度に偏向させ、ｆθレンズ２１を介して被加工物２３上の所定位置に結像し照射する。これにより、被加工物２３がレーザ加工されて被加工物２３に貫通穴が形成される。
【００４５】
このように、増幅器１０をガルバノスキャナの駆動アンプとして利用し、さらに、レーザ加工機に搭載することによって、高速応答が必要な負荷に対応することが可能となる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態１では、増幅器１０の構成として、トランジスタを用いた場合について説明したが、増幅器の構成として、トランジスタに替えてＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）を用いることも可能である。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００４７】
図４は、本実施の形態の増幅器の構成例を示す図である。増幅器１０ａは、指令電圧発生器１と、負荷２と、電源３，６と、供給電源４，５，７，８と、２つの電流源９と、オフセット電源１５，１６と、ＦＥＴ  Ｔｒ１２，Ｔｒ１４，Ｔｒ１６，Ｔｒ１８と、ダイオードＤ１〜Ｄ６と、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４と、抵抗Ｒｅ１，Ｒｅ２と、を備える。
【００４８】
ＦＥＴ  Ｔｒ１２，Ｔｒ１４はＮチャネルＦＥＴであり、ＦＥＴ  Ｔｒ１６，Ｔｒ１８はＰチャネルＦＥＴである。なお、ＦＥＴ  Ｔｒ１２，Ｔｒ１６が請求項における第１のＦＥＴであり、ＦＥＴ  Ｔｒ１４，Ｔｒ１８が請求項における第２のＦＥＴである。また、ＦＥＴ  Ｔｒ１４のドレイン−ソース経路とＦＥＴ  Ｔｒ１２のドレイン−ソース経路は直列接続されており、ＦＥＴ  Ｔｒ１８のドレイン−ソース経路とＦＥＴ  Ｔｒ１６のドレイン−ソース経路は直列接続されている。
【００４９】
ＦＥＴにおいてゲート、ソース、ドレインは、それぞれ、トランジスタにおけるベース、エミッタ、コレクタに相当する動作を行う。そのため、実施の形態１（図１参照）におけるダーリントン接続されたトランジスタを、本実施の形態（図４参照）に示すようにＦＥＴに置き換えることが可能である。このように、増幅器１０ａでは、トランジスタをＦＥＴに置き換えた場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、増幅器１０ａについて、増幅器１０と同様に、実施の形態２に示すガルバノユニット１４Ｘ，１４Ｙ、レーザ加工機１００に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる増幅器は、モータ等のインダクタンス負荷の駆動に有用であり、特に、高速応答が求められる場合に適している。
【符号の説明】
【００５１】
１  指令電圧発生器、２  負荷、３，６  電源、４，５，７，８  供給電源、９  電流源、１０，１０Ｘ，１０Ｙ，１０ａ  増幅器、１１Ｘ，１１Ｙ  ガルバノスキャナ、１２Ｘ，１２Ｙ  ガルバノミラー、１３Ｘ，１３Ｙ  サーボ制御演算器、１４Ｘ，１４Ｙ  ガルバノユニット、１５，１６  オフセット電源、２０  レーザ発振器、１００  レーザ加工機、Ｔｒ１〜Ｔｒ８  トランジスタ、Ｔｒ１２，Ｔｒ１４，Ｔｒ１６，Ｔｒ１８  ＦＥＴ、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、ＺＤ１〜ＺＤ４  ツェナーダイオード、Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｅ１，Ｒｅ２  抵抗。
【図１】
2015100029.tif 000003
【図２】
2015100029.tif 000004
【図３】
2015100029.tif 000005
【図４】
2015100029.tif 000006