(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に支持されたミラーと、前記回転軸の回転角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出される角度検出値を用いて前記ミラーを角度目標値に追従させるサーボ制御手段と、前記ミラーの変形量を検出する変形量検出手段と、を備え、
前記サーボ制御手段が、前記角度検出手段により検出される角度検出値と、前記変形量検出手段によって検出された変形量とに基づいて前記ミラーを位置決めするガルバノスキャナ装置において、
前記変形量検出手段が、前記ミラー上であって、前記ミラーが固定されるミラーマウントの中心から前記ミラーの回転の軸線に対してＶ字状に対称に配置されていること
を特徴とするガルバノスキャナ装置。
【請求項２】
回転軸に支持されたミラーと、前記回転軸の回転角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出される角度検出値を用いて前記ミラーを角度目標値に追従させるサーボ制御手段と、前記ミラーの変形量を検出する変形量検出手段と、を備え、
前記サーボ制御手段が、前記角度検出手段により検出される角度検出値と、前記変形量検出手段によって検出された変形量とに基づいて前記ミラーを位置決めするガルバノスキャナ装置において、
前記変形量検出手段からの出力信号が入力されるハイパスフィルタとローパスフィルタとからなるフィルタを備え、
前記サーボ制御手段は、変形量を示す前記フィルタの出力及び前記角度検出値を示す前記角度検出手段の出力に基づいて前記ミラーを位置決めすること
を特徴とするガルバノスキャナ装置。
【請求項３】
回転軸に支持されたミラーと、前記回転軸の回転角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出される角度検出値を用いて前記ミラーを角度目標値に追従させるサーボ制御手段と、前記ミラーの変形量を検出する変形量検出手段と、を備え、
前記サーボ制御手段が、前記角度検出手段により検出される角度検出値と、前記変形量検出手段によって検出された変形量とに基づいて前記ミラーを位置決めするガルバノスキャナ装置において、
前記変形量検出手段からの出力信号が入力されるハイパスフィルタとローパスフィルタとからなるフィルタを備え、
前記変形量検出手段が、前記ミラー上であって、前記ミラーの回転の軸線に対して対称に配置され、
前記サーボ制御手段は、変形量を示す前記フィルタの出力及び前記角度検出値を示す前記角度検出手段の出力に基づいて前記ミラーを位置決めすること
を特徴とするガルバノスキャナ装置。
【請求項４】
回転軸に支持されたミラーと、前記回転軸の回転角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出される角度検出値を用いて前記ミラーを角度目標値に追従させるサーボ制御手段と、前記ミラーの変形量を検出する変形量検出手段と、を備え、
前記サーボ制御手段が、前記角度検出手段により検出される角度検出値と、前記変形量検出手段によって検出された変形量とに基づいて前記ミラーを位置決めするガルバノスキャナ装置において、
前記変形量検出手段からの出力信号が入力されるハイパスフィルタとローパスフィルタとからなるフィルタを備え、
前記変形量検出手段が、前記ミラーの回転軸に固定された側の軸線上の端部と固定されていない自由端側の前記軸線と直角方向の端部とを結ぶ直線上に配置され、
前記サーボ制御手段は、変形量を示す前記フィルタの出力及び前記角度検出値を示す前記角度検出手段の出力に基づいて前記ミラーを位置決めすること
を特徴とするガルバノスキャナ装置。
【請求項５】
前記変形量検出手段として圧電素子を用い、
前記圧電素子と第１の抵抗を第１の接続点で直列に接続した第１の直列接続と、静電容量が前記圧電素子の静電容量と同一であるコンデンサと抵抗値が前記第１の抵抗と等しい第２の抵抗Ｒを第２の接続点で直列に接続した第２の直列接続とを並列に接続したＣ−Ｒブリッジ回路を備え、
前記サーボ制御手段は、前記第１の接続点及び前記第２の接続点間の電位差を入力とするローパスフィルタの出力信号と、前記角度検出手段の出力信号とに基づいて前記ミラーを位置決めすることを特徴とする請求項１に記載のガルバノスキャナ装置。
【請求項６】
ガルバノスキャナ装置を備え、レーザ発振器から出力されるレーザビームを前記ガルバノスキャナ装置により偏向させて被加工物を加工するレーザ加工装置において、
前記ガルバノスキャナ装置が請求項１ないし請求項５に記載のガルバノスキャナ装置であることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光等の光ビームを反射するミラーを所望の角度に位置決めするガルバノスキャナ装置およびガルバノスキャナ装置を備えるレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガルバノスキャナ装置は、回転軸に取り付けたミラーを内蔵された電磁アクチュエータにより回転させ、ミラーの角度を変えることでレーザビームの光路を偏向させる装置である。ガルバノスキャナ装置を用いた代表的な装置であるレーザ加工装置では、レーザ発振器から出力されるレーザビームを、被加工物であるプリント基板のＸ及びＹ方向に対応させた一対のガルバノスキャナに取り付けられたミラーに導き、直交２方向に偏向させ、プリント基板の所望の位置に照射させて穴あけ加工を行う。ガルバノスキャナ装置はミラーを目標角度へと正確に位置決めする必要があることから、エンコーダ等の角度検出器が設けられており、角度検出器の出力信号を用いたフィードバックによるサーボ制御が行われる。
【０００３】
プリント基板の穴加工の生産性向上や高品質加工を実現するためには、ガルバノスキャナ装置に取り付けられたミラーの位置決め動作の高速化、高精度化が必要となる。このためには、ガルバノスキャナ装置の位置決め制御系のサーボ帯域を拡大する必要がある。しかし、ガルバノスキャナ装置の可動部は分布定数系であるから、無限個の固有振動モードが存在し、これら振動モードがサーボ帯域を拡大するための阻害要因となる。特に、ミラー角度を変える時に励起される回転軸回りのねじれ振動モードがサーボ帯域を制限する主要因である。ねじれ振動モードを周波数が低い順に並べ、ｉ番目のモードをｉ次モードと呼ぶことにすると、基本的には最低次の１次モードがサーボ帯域拡大の制限となるが、２次以上のモードが１次モードに近接していると、これらのモードがサーボ特性に影響を及ぼすこともある。さらに、これらのモードが経時変化や経年変化することで、位置決め精度が著しく劣化したり、制御系が不安定になる虞がある。
【０００４】
そこで、ガルバノスキャナ装置のねじれ振動モードを抑制しつつサーボ帯域の拡大を実現するため、個々のねじれ振動モードと等価な伝達関数をそれぞれ用意し、電流検出信号を入力として各伝達関数の出力を負帰還することで、各振動モードの安定化を図る技術がある（特許文献１）。
【０００５】
また、サーボ制御装置をアナログ回路の補償器とディジタル計算機の補償器とで構成し、アナログ回路の補償器をガルバノスキャナ装置のねじれ振動モードでのノッチフィルタとすることで、サーボ帯域を拡大する技術がある（特許文献２）。
【０００６】
また、回転軸のねじれ角をセンサで直接検出し、その出力信号を負帰還したり、その出力信号を用いて状態量を推定することで、各振動モードを安定化する技術がある（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００２−４０３５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６２７４号公報
【特許文献３】特開２００３−５７５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１の場合、各振動モードの伝達関数をそれぞれ用意するためには予め各ねじれ振動モードのパラメータを正確に把握しておく必要がある。また、各振動モードが時々刻々と変化する場合には、その度に各パラメータを再計測した上で調整するか、自動的にパラメータを同定するアルゴリズムを別途用意しておかないと、制御性能が著しく低下する。さらに、複数の振動モードを制御するためには、各振動モードに対応した伝達関数が必要となるため、調整すべきパラメータが増加すると共に、演算コストが増大する。
【０００８】
また、上記特許文献２の場合、減衰周波数を固定したノッチフィルタを用いてねじれ振動モードのゲインを低減させるため、各振動モードが時々刻々と変化する場合には、ノッチフィルタのパラメータを再設定することにより制御性能の低下を予防しなければならない。さらに、ノッチフィルタはその減衰周波数よりも低い周波数では位相が遅れるため、サーボ系の位相余裕が減少し、結果としてサーボ帯域の拡大が制限される。
【０００９】
また、特許文献３の場合、回転角度センサに加え、回転軸にねじれ角を検出するための歪みセンサが設けているが、ねじれ振動モードは複数個存在するため、それらを検出するためには複数個の歪みセンサが必要となる。また、制御を施すために必要な数のねじれ角を検出できない場合には、状態量推定器を付加する必要があり、結果として補償器の演算コストが増大する。また、各ねじれ振動モードを正確に検出するためには、検出点を適切に定めておかなければならない。また、回転軸にセンサを取り付けることにより加工コストが増加し、装置組立の作業効率は低下する。したがって、製造コストが増大する。
【００１０】
上記問題点を鑑み、本発明の目的は、レーザ光等の光ビームを反射させるミラーを高速かつ高精度に位置決めすることができるガルバノスキャナ装置およびガルバノスキャナ装置を備えるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、第１の手段は、回転軸に支持されたミラーと、前記回転軸の回転角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出される角度検出値を用いて前記ミラーを角度目標値に追従させるサーボ制御手段と、前記ミラーの変形量を検出する変形量検出手段と、を備え、前記サーボ制御手段が、前記角度検出手段により検出される角度検出値と、前記変形量検出手段によって検出された変形量とに基づいて前記ミラーを位置決めするガルバノスキャナ装置において、前記変形量検出手段が、前記ミラー上であって、前記ミラーが固定されるミラーマウントの中心から前記ミラーの回転の軸線に対してＶ字状に対称に配置されていることを特徴とする。
また、第２の手段は、同様の前提のガルバノスキャナ装置において、前記変形量検出手段からの出力信号が入力されるハイパスフィルタとローパスフィルタとからなるフィルタを備え、前記サーボ制御手段は、変形量を示す前記フィルタの出力及び前記角度検出値を示す前記角度検出手段の出力に基づいて前記ミラーを位置決めすることを特徴とする。
また、第３の手段は、同様の前提のガルバノスキャナ装置において、前記変形量検出手段からの出力信号が入力されるハイパスフィルタとローパスフィルタとからなるフィルタを備え、前記変形量検出手段が、前記ミラー上であって、前記ミラーの回転の軸線に対して対称に配置され、前記サーボ制御手段は、変形量を示す前記フィルタの出力及び前記角度検出値を示す前記角度検出手段の出力に基づいて前記ミラーを位置決めすることを特徴とする。
さらに、第４の手段は、同様の前提のガルバノスキャナ装置において、前記変形量検出手段からの出力信号が入力されるハイパスフィルタとローパスフィルタとからなるフィルタを備え、前記変形量検出手段が、前記ミラーの回転軸に固定された側の軸線上の端部と固定されていない自由端側の前記軸線と直角方向の端部とを結ぶ直線上に配置され、前記サーボ制御手段は、変形量を示す前記フィルタの出力及び前記角度検出値を示す前記角度検出手段の出力に基づいて前記ミラーを位置決めすることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の手段は、ガルバノスキャナ装置を備え、レーザ発振器から出力されるレーザビームを前記ガルバノスキャナ装置により偏向させて被加工物を加工するレーザ加工装置において、前記ガルバノスキャナ装置が前記第１ないし第４の手段に係るガルバノスキャナ装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、
・効果的にミラーの歪み量を検出することができる。
・ねじれ振動モードの変動に対して頑健なサーボ制御ができるので、ミラーを高速、高精度に位置決めすることができる。
・レーザ加工装置では、ミラーのねじれ変形振動が抑えられるので、高い真円度の穴を被加工物上の正確な位置に加工できる。
という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るガルバノスキャナ装置の制御ブロック図である。
【００１６】
始めに、ガルバノスキャナ装置の概略構成について説明する。
【００１７】
ガルバノスキャナ装置１の回転軸５は、軸受６ａ、６ｂによって支持されている。回転軸５の一方の端部にはミラーマウント９を介してミラー２が固定されている。ミラー２のレーザビーム反射面の裏面には、ミラー２の変形量を検出するための２個の歪みセンサ１０ａ、１０ｂが配置されている。なお、歪みセンサ１０ａ、１０ｂは構成が同じなので、両者を特に区別する必要がない場合は、単に歪みセンサ１０という。歪みセンサ１０は、歪み検出信号２０を出力する。歪みセンサ１０は、ＰＺＴ等の圧電素子や抵抗線式歪みゲージ等であり、回転軸５の軸線Ａ（一点鎖線）を中心として対称に配置されている。圧電素子の歪みセンサ１０を用いる場合は、ミラー２に対して非導電性接着剤で固定する。あるいはミラー２を非導電性の材質にするか、又はミラー２の表面に絶縁膜を設ける場合は、導電性の接着剤を用いてもよい。このように、圧電素子の歪みセンサ１０とミラー２との界面を絶縁処理することにより、圧電素子の歪みセンサ１０はミラー２の変形振動を正確に測定して、歪み検出信号２０を出力できる。また、圧電素子の歪みセンサ１０をミラー２の内部に内蔵する場合にも、界面の絶縁処理を施す。
【００１８】
回転軸５の他方の端部にはハブ１１が固定されている。ハブ１１にはエンコーダ板７が固定されている。エンコーダ板７の表面には、図示を省略するスリットが設けられている。センサヘッド８はエンコーダ板７の表面に設けられたスリットと対向するようにしてセンサフレーム１２ｂに固定されている。エンコーダ板７とセンサヘッド８とで、所謂ロータリエンコーダを構成しており、回転軸５の角度変位すなわちミラー２の角度変位を検出することができる。なお、角度変位を検出する手段としては、ロータリエンコーダに限定されるものではない。
【００１９】
回転軸５の中央付近には、円筒形の永久磁石４が固定されている。永久磁石４の外周には、エアギャップを挟んでコイル３が配置される。コイル３は図示を省略するヨークを含むスキャナフレーム１２ａに固定されている。コイル３、永久磁石４、エアギャップおよび図示を省略するヨークで磁気回路を構成している。そして、コイル３に駆動電流１９を供給すると、永久磁石４はフレミングの左手の法則を原理とする反作用力による駆動トルクを受ける。この駆動トルクにより永久磁石４と一体の回転軸５が軸線Ａ（一点鎖線）を中心に回転し、ミラー２を揺動運動させる。
【００２０】
次に、ガルバノスキャナ装置１の制御系の概略構成について説明する。
【００２１】
エンコーダ板７とセンサヘッド８とにより角度検出信号１４が検出される。加算器（減算器）３０は入力された目標角度変位１３と角度検出信号１４との偏差信号１５ａを出力する。偏差信号１５ａは、フィードバック補償器１６に入力される。ここで、フィードバック補償器１６は、サーボ系全体を安定化させることが目的であるので、例えば位相遅れ進み補償器やＰＩＤ補償器等を採用する。加算器（減算器）３１は入力されたフィードバック補償器１６の出力信号１７と後述する歪み補償信号２２との偏差信号１５ｂを出力する。偏差信号１５ｂは電流指令として電流制御器１８に入力される。加算器３０、フィードバック補償器１６、加算器３１および後述する歪み補償器２１とで、サーボ制御装置を構成している。電流制御器１８の詳細は割愛するが、コイル駆動電流の検出信号を用いたフィードバック制御系が構成され、パワーアンプを介して駆動電流１９を生成してコイル３に供給する。
【００２２】
なお、図１はフィードバック制御系のみを示しているが、フィードバック制御系だけでは必要とする目標値追従特性が得られない場合は、別途フィードフォワード補償器を付加する構成とする。また、制御系の各要素の実現形態は、アナログ回路でもよいしディジタル計算機によるディジタル処理のいずれでもよい。
【００２３】
次に、回転軸５回りのねじれ振動モードの検出方法と、そのフィードバック補償要素の詳細について説明する。
【００２４】
まず、ねじれ振動モードの検出方法について、図２〜図６を用いて説明する。
【００２５】
図２はガルバノスキャナ装置１の駆動電流１９から角度検出信号１４までの周波数応答特性（ゲイン特性）の一例を示す図である。
【００２６】
角度検出信号１４から、主としてミラー２、ミラーマウント９、回転軸５、永久磁石４、ハブ１１、エンコーダ板７を含む可動部回りのねじれ振動モードを観測できる。ねじれ振動モードを低い順に１次モード（周波数ｆａ）、２次モード（周波数ｆｂ）と呼ぶ。
【００２７】
図３は１次モードの周波数ｆａによりミラー２がねじれて変形振動する様子を模式的に表した図であり、図４は歪みセンサ１０ａと１０ｂの配置位置を示す図である。
【００２８】
通常、ミラー２は平板状である。このため、反時計回りにミラー２が回転運動する時には、図３に示すように、紙面右側のミラー端部は下向きに、紙面左側のミラー端部は上向きに慣性力を受ける。この場合、軸線A（一点鎖線）から左右方向に離れ、かつミラーマウント９の反対側（自由端側）であるミラー先端部に近づく程慣性力が大きくなるので、ミラー２の左右先端部に近づく程ミラー２の変形量（撓み）が大きくなる。つまり、ミラー板の変形振動の腹になる。したがって、ねじれ振動の１次モードにおいては、図４に破線で示すように、ミラーマウント９の中心からＶ字状に、軸線Ａ（一点鎖線）に対して対称に歪みセンサ１０を配置すれば、効果的にミラー２の歪み量を検出できる。
【００２９】
また、２次モード若しくはそれ以上の高次モード（ｎ次モード）においても、ねじれ振動時の慣性力によりミラー２が変形するので、歪みセンサ１０で複数のねじれ振動モードを検出可能である。また軸線Ａ（一点鎖線）に対して対称に配置する方が、回転軸５回りの回転不釣合を小さく抑えられるので、望ましい。
【００３０】
しかし、２個の歪みセンサ１０ａと１０ｂを軸線Ａ（一点鎖線）に対して対称に配置したとしても、別の部品の回転不釣合に起因して、ミラー２に曲げ振動モードが発生する虞がある。ここで曲げ振動モードとは，軸受６ａ、６ｂを支持点として回転軸５が曲がる振動である。この曲げ振動モードが発生すると、歪み検出信号２０を出力とした周波数応答特性に曲げ振動周波数で共振特性が現れる。この時の歪み検出信号２０をフィードバック信号として用いると、曲げ振動モードの検出信号の影響でサーボ系の安定性、若しくは目標値追従特性が劣化する虞がある。そこで、曲げ振動モードの影響を回避して、ねじれ振動モードだけを正確に検出するために、２個の歪みセンサ１０を以下のように接続する。
【００３１】
図５は、圧電素子による歪みセンサ１０の断面図である。同図に示すように、通常の歪みセンサ１０は、板状の圧電素子２３の表裏面に電極２４ａ、２４ｂがメッキされ、電極２４ａ、２４ｂに導線２５ａ、２５ｂが半田付けされている。この歪みセンサ１０の電極２４ａ、２４ｂは、ミラー２との界面において、前述したように非導電性接着剤などで電気絶縁されている。そして、圧電素子２３が歪むことによって発生する電位差が導線２５ａ、２５ｂ間に出力される。曲げ振動モードの場合、軸線Ａ（一点鎖線）に関して対称に配置した２個の歪みセンサ１０ａと１０ｂは同じ方向に変形する。これに対してねじれ振動モードでは、図３で示したように、２個の歪みセンサ１０ａと１０ｂは互いに逆の方向に変形する。
【００３２】
そこで、図５において、歪みセンサ１０ａ、１０ｂのミラー２の界面側の電極が電極２４ｂであるとすると、歪みセンサ１０ａの導線２５ａと歪みセンサ１０ｂの導線２５ｂとを接続し、歪みセンサ１０ａの導線２５ｂと歪みセンサ１０ｂの導線２５ａとを接続して両者間の電位差を歪み検出信号２０として検出する。このようにすると、曲げ振動モードは互い相殺されるので、ねじれ振動モードだけを正確に検出できる。
【００３３】
図６は周波数応答特性の一例を示す図である。
【００３４】
同図における実線は、歪みセンサ１０ａの導線２５ａと歪みセンサ１０ｂの導線２５ｂを、また歪みセンサ１０ａの導線２５ｂと歪みセンサ１０ｂの導線２５ａを接続して両者間の電位差を歪み検出信号２０とした場合の駆動電流１９から歪み検出信号２０までの周波数応答特性であり、曲げ振動モードの影響を受けていない。なお、同図の破線は、図２に示した周波数応答特性である。同図に示すように、駆動電流１９から歪み検出信号２０までの周波数応答特性は、ガルバノスキャナ装置１の周波数応答特性におけるゲインピークと同周波数にゲインピークを有している。このことから、ミラー２の変形振動を歪みセンサ１０ａ、１０ｂの出力信号を組み合わせて歪み検出信号２０とすることで、ガルバノスキャナ装置１のねじれ振動モードを正確に検出できることが分かる。
【００３５】
次に、歪み検出信号２０を用いたフィードバック制御系の構成について述べる。
【００３６】
基本構成は図１に示す通りであり、歪み検出信号２０を歪み補償器２１を介してフィードバックすることにより、各ねじれ振動モードにダンピングを付与することが可能となり、ゲインピークを低減できる。
【００３７】
上記したように、歪み検出信号２０には複数のねじれ振動モードが含まれている。そこで、歪み補償信号２２の周波数成分を、歪み補償器２１を用いて整形する。以下、一例として、図６に示す歪み検出信号の周波数特性が得られたとし、ねじれ振動の１次モード（周波数ｆａ）と２次モード（周波数ｆｂ）をダンピング補償する場合について説明する。この場合、１次モードと２次モードに関してはその微分信号を負帰還することが好適であり、３次モード以上の高次モードに関してはスピルオーバ（振動制御系で発生し得る不安定振動）による不安定化を避けるため、ゲインを低減する必要がある。そこで、歪み補償器２１として、歪み補償器２１の入出力信号間の伝達関数Ｇ（ｓ）を式１にする。
【００３８】
Ｇ（ｓ）＝Ｋ・s／(s＋ω１)・ω２２／(s２＋２ζω２s＋ω２２)  ・・・（式１）
ここで、（式１）右辺のs／(s＋ω１)は１次ハイパスフィルタであり、ω２２／(s２＋２ζω２s＋ω２２)は２次ローパスフィルタである。また、sはラプラス変換の複素変数、ω１はハイパスフィルタのカットオフ周波数、ω２はローパスフィルタのカットオフ周波数、ζはローパスフィルタの減衰比、Kは係数である。
【００３９】
そして、ω１とω２の角周波数を２次モードと３次モードの間の角周波数とすることで、その角周波数より低域側ではハイパスフィルタによる微分特性となる。このため、１次モード（周波数ｆａ）と２次モード（周波数ｆｂ）に対して、歪み速度によるダンピングが作用する。一方、高域側ではローパスフィルタの特性となりゲインが低減する。そして、この歪み補償器２１を付加した場合のフィードバック補償器１６の出力信号１７から角度検出信号１４までの周波数応答特性は、図７の実線となる。また、破線で示す曲線は図２に示した周波数応答特性曲線である。破線と比較して、実線のように共振のゲインピークが下がる。また、フィードバック補償器１６には、１次モードと２次モードを安定化させるためのノッチフィルタ等を用いないので、位相遅れを小さくできる。これにより、サーボ帯域の拡大若しくはサーボ系の安定余裕が増大する。さらに、歪みセンサ１０ａ、１０ｂは、ねじれ振動モードが変動してもねじれ振動を正確に検出するので、これら振動モードの変動に対して頑健な制御系が構成できる。
【００４０】
図８は歪み検出信号２０を取り出すための別の例を示す図である。
【００４１】
歪みセンサ１０と抵抗Ｒ１とを接続点２６ａで直列に接続する。これを第１の直列接続と呼ぶ。さらに、静電容量が歪みセンサ１０の静電容量と同一であるコンデンサＣ１と抵抗値が抵抗Ｒ１と等しい抵抗Ｒ２とを接続点２６ｂで直列に接続する。これを第２の直列接続と呼ぶ。そして第１の直列接続と第２の直列接続とを並列に接続して、Ｃ−Ｒブリッジ回路を構成する。そして、接続点２６ａと接続点２６ｂとの間の電位差を、歪み検出信号２０として取り出す。この場合、歪み検出信号２０は歪み速度として検出される。このようにすると、上記歪み補償器２１のハイパスフィルタがを用いなくても歪み速度のダンピングが作用するので、歪み補償器２１の構成は簡便になる。あるいは歪み加速度を負帰還する場合には、式１の伝達関数Ｇ（ｓ）に示した１次ハイパスフィルタを付加する。
【００４２】
以上、本発明によれば、歪みセンサ１０は圧電素子もしくは抵抗線式歪みゲージ等の物体の変形を計測する小型軽量のセンサであり、センサの付加により可動部質量が大幅に増大することはない。
【００４３】
そして、少数のセンサで複数のねじれ振動モードが検出可能であり、検出した歪み検出信号２０をフィードバック信号として利用することで、ガルバノスキャナ装置１のねじれ振動モードにダンピングを付与することが可能となる。この結果、広帯域かつ安定余裕の大きいサーボ制御になるので、ミラー２の高速、高精度位置決め動作が可能となる。
【００４４】
また、歪みセンサ１０はガルバノスキャナ装置１のねじれ振動モードが変動してもミラー２の変形を正確に検出できるので、ねじれ振動モードの変動に対して頑健な制御系を構成できる。
【００４５】
本発明のガルバノスキャナ装置１を例えばプリント基板の穴あけ加工を行うレーザ加工装置に適用すれば、穴あけ加工の生産効率の向上と、高品質加工が可能になる。特に、ミラーのねじれ変形振動が抑えられているので、高い真円度の穴を被加工物上の正確な位置に穴あけ加工できる。
【００４６】
なお、本発明に係るガルバノスキャナ装置は、レーザ加工装置に限らず、ガルバノスキャナ装置を利用する他の製品に適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例に係るガルバノスキャナ装置の制御ブロック図である。
【図２】ガルバノスキャナ装置の周波数応答特性の一例を示す図である。
【図３】ガルバノスキャナ装置のミラーのねじれ変形振動を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る歪みセンサの配置を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る歪みセンサの断面図を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る周波数応答特性の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例における周波数応答特性の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施例に係る歪み検出信号を取り出す他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  ミラー
５  回転軸
７  エンコーダ板
８  センサヘッド
１０  歪みセンサ
１２ｂ  センサフレーム
１４  角度検出信号
【図１】
0004990213.tif 000002
【図２】
0004990213.tif 000003
【図３】
0004990213.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004990213.tif 000007
【図７】
0004990213.tif 000008
【図８】
0004990213.tif 000009