(57)【要約】【課題】測定の安定性を確保する。【解決手段】レーザ加工装置Ｌは、測距光を出射する測距光出射部５Ａと、ワークＷにより反射された測距光を受光する測距光受光部５Ｂと、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式によりワークＷの表面までの距離を測定する距離測定部１０３と、印字ブロックに対応する領域内に複数の測距点を定める設定部１０７と、複数の測距点の各々について該測距点までの距離を複数回測定することにより、又は、該測距点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離を測定することにより、各測距点における安定度を算出する安定度算出部１０４と、設定面Ｒ４上に安定度に応じた視覚表示を行う表示制御部１０５と、を備える【選択図】図１４
2020104161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を生成する励起光生成部と、
前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物へ照射するとともに、該被加工物の表面上に設定された加工領域内で２次元走査するレーザ光走査部と、を備え、
前記レーザ光走査部を制御することにより、前記加工領域内に所定の加工パターンを形成するレーザ加工装置であって、
前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定するための測距光を、前記レーザ光走査部に向けて出射する測距光出射部と、
前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光を、前記レーザ光走査部を介して受光する測距光受光部と、
前記測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式により前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定する距離測定部と、
前記加工領域に対応した設定面を表示する表示部と、
前記設定面上に、前記加工パターンを含んだ加工ブロックを設定するとともに、該加工ブロックに対応する部分領域内に複数の測距点を定める加工ブロック設定部と、
前記レーザ加工装置から前記複数の測距点の各々までの距離が測定されるように前記レーザ光走査部を制御する走査制御部と、
前記複数の測距点の各々について該測距点までの距離を複数回測定することにより、又は、該測距点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離を測定することにより、前記測距点の各々における測定の安定性を示す安定度を算出する安定度算出部と、
前記安定度算出部による算出結果に基づいて、前記設定面上に前記安定度に応じた視覚表示を行う表示制御部と、を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたレーザ加工装置において、
前記加工ブロック設定部は、前記部分領域において略等間隔で並ぶように、前記複数の測距点を定める
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたレーザ加工装置において、
使用者による操作に基づいて、前記部分領域を前記設定面から選択する測距領域設定部を備え、
前記走査制御部は、前記測距領域設定部による選択に先立って、前記複数の測距点の各々までの距離が測定されるように前記レーザ光走査部及び前記距離測定部を制御し、前記表示制御部は、前記距離測定部による測定結果に基づいて、前記測距領域設定部により選択された領域内に前記視覚表示を行う
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載されたレーザ加工装置において、
使用者による操作に基づいて、前記部分領域を前記設定面から選択する測距領域設定部を備え、
前記走査制御部は、前記部分領域内で前記複数の測距点の各々までの距離が測定されるように前記レーザ光走査部及び前記距離測定部を制御し、前記表示制御部は、前記距離測定部による測定結果に基づいて、前記部分領域内に前記視覚表示を行う
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載されたレーザ加工装置において、
前記表示制御部は、前記設定面上に前記複数の測距点を表示するとともに、前記安定度の高低に応じて、各測距点の表示態様を異ならせる
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載されたレーザ加工装置において、
前記安定度算出部は、前記複数の測距点の各々について、該測距点までの距離を複数回測定するとともに、各測定結果のばらつきに基づいて、前記安定度を算出する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載されたレーザ加工装置において、
前記安定度算出部は、前記複数の測距点の各々について、該測距点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離を測定するとともに、各測定部位における測定結果のばらつきに基づいて、前記安定度を算出する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載されたレーザ加工装置において、
前記加工ブロック設定部は、前記加工ブロックに対応した加工条件を設定し、
前記加工ブロック設定部は、前記加工条件として、前記レーザ光の目標出力、前記レーザ光の繰り返し周波数、及び、前記レーザ光走査部による前記レーザ光の走査速度のうちの少なくとも１つを、前記加工ブロック毎に設定する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載されたレーザ加工装置において、
前記加工ブロック設定部は、予め定められた規則に従って、前記加工ブロック毎に前記測距点を自動的に設定する
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】
ここに開示する技術は、レーザマーキング装置等、被加工物にレーザ光を照射することによって加工を行うレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工物までの距離を測定可能なレーザ加工装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、レーザ光源から出射される加工用のレーザ光（パルスレーザ光）を集光する対物集光用レンズと、この対物集光用レンズと被加工物（加工対象物）との距離を計測する測距センサと、この測距センサによる計測結果に基づき、レーザ光の焦点位置を調整するアクチュエータと、を備えたレーザ加工装置が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、前記特許文献１に係る測距センサの別例として、被加工物（加工対象物）までの距離を測定するための測距光（計測用レーザ光）を出射する変位センサを備えたレーザ加工装置が開示されている。
【０００５】
前記特許文献２に開示されているレーザ加工装置は、ステージ上に設置された被加工物に対して変位センサから測距光を照射するとともに、その反射光を変位センサによって適宜検出することで、被加工物までの距離を測定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１５０３１号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記特許文献２に係る変位センサを用いて距離を測定する方法としては、いわゆる三角測距方式が広く知られている。この方法によれば、被加工物により反射された測距光を、例えば変位センサの受光素子上で受光する。そして、その受光素子上での受光位置に対して三角測量の原理を適用することで、被加工物の表面までの距離を測定することができる。
【０００８】
しかしながら、三角測距方式を用いたときの測定精度は、被加工物の表面状態の影響を受け易い。例えば、被加工物の表面に凹凸が生じたり、被加工物の表面に明暗が生じたりした結果、被加工物の表面状態が良好でないと判断される場合には、測定の再現性、ひいては安定性が損なわれる可能性がある。
【０００９】
仮に、測距の安定性が損なわれたまま、その測定結果に基づいてレーザ光の焦点位置を調整してしまうと、レーザ光による加工精度が確保されない可能性もある。
【００１０】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、測定の安定性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
具体的に、本開示の第１の側面は、励起光を生成する励起光生成部と、前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物へ照射するとともに、該被加工物の表面上に設定された加工領域内で２次元走査するレーザ光走査部と、を備え、前記レーザ光走査部を制御することにより、前記加工領域内に所定の加工パターンを形成するレーザ加工装置に係る。
【００１２】
そして、本開示の第１の側面によれば、前記レーザ加工装置は、前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定するための測距光を、前記レーザ光走査部に向けて出射する測距光出射部と、前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光を、前記レーザ光走査部を介して受光する測距光受光部と、前記測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式により前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定する距離測定部と、前記加工領域に対応した設定面を表示する表示部と、前記設定面上に、前記加工パターンを含んだ加工ブロックを設定するとともに、該加工ブロックに対応する部分領域内に複数の測距点を定める加工ブロック設定部と、前記レーザ加工装置から前記複数の測距点の各々までの距離が測定されるように前記レーザ光走査部を制御する走査制御部と、前記複数の測距点の各々について該測距点までの距離を複数回測定することにより、又は、該測距点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離を測定することにより、前記測距点の各々における測定の安定性を示す安定度を算出する安定度算出部と、前記安定度算出部による算出結果に基づいて、前記設定面上に前記安定度に応じた視覚表示を行う表示制御部と、を備える。
【００１３】
この構成によれば、レーザ加工装置が被加工物を加工する場合、レーザ光出力部がレーザ光を出射する。レーザ光出力部から出射されたレーザ光は、レーザ光走査部を介して被加工物に照射される。被加工物の表面上には加工領域が設定され、レーザ光走査部は、その加工領域内でレーザ光を走査する。これにより、加工領域内に所定の加工パターンを形成することができる。
【００１４】
また、表示部は、加工領域に対応した設定面を表示する。設定面としては、例えば加工領域全体を２次元平面上に投影したものとしてもよいし、加工領域の一部を２次元平面上に投影したものとしてもよい。使用者は、表示部を通じて加工領域を把握することができる。
【００１５】
一方、前記の構成によれば、レーザ加工装置から被加工物の表面までの距離を測定する場合、測距光出射部が測距光を出射する。測距光出射部から出射された測距光は、レーザ光走査部を介して被加工物に照射される。被加工物に照射された測距光は、被加工物によって反射された後、レーザ光走査部を逆行して測距光受光部に至る。この測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、距離測定部が被加工物の表面までの距離を測定する。
【００１６】
ここで、前述の設定面上には、加工パターンを含んだ加工ブロックが設定されるとともに、その加工ブロックには複数の測距点が定められるようになっている。
【００１７】
安定度算出部は、そうして定められた測距点までの距離に基づいて、各測距点における測定の安定性を示す安定度を算出する。そして、表示制御部は、安定度算出部による算出結果に基づいて、安定度に応じた視覚表示を行う。この視覚表示は設定面上に行われるため、使用者は、各測距点における安定度を視認することができる。そのことで、安定度が相対的に高い測距点を用いることができ、測定の安定性を確保することができる。
【００１８】
また、本開示の第２の側面によれば、前記加工ブロック設定部は、前記部分領域において略等間隔で並ぶように、前記複数の測距点を定める、としてもよい。
【００１９】
この構成によれば、複数の測距点をより適切に定めることができる。
【００２０】
また、本開示の第３の側面によれば、前記レーザ加工装置は、使用者による操作に基づいて、前記部分領域を前記設定面から選択する測距領域設定部を備え、前記走査制御部は、前記測距領域設定部による選択に先立って、前記複数の測距点の各々までの距離が測定されるように前記レーザ光走査部及び前記距離測定部を制御し、前記表示制御部は、前記距離測定部による測定結果に基づいて、前記測距領域設定部により選択された領域内に前記視覚表示を行う、としてもよい。
【００２１】
この構成によれば、各測距点に係る安定度を予め算出した後に、視覚表示を行うべき領域を決定し、その領域内に視覚表示を行うことができる。
【００２２】
また、本開示の第４の側面によれば、前記レーザ加工装置は、使用者による操作に基づいて、前記部分領域を前記設定面から選択する測距領域設定部を備え、前記走査制御部は、前記部分領域内で前記複数の測距点の各々までの距離が測定されるように前記レーザ光走査部及び前記距離測定部を制御し、前記表示制御部は、前記距離測定部による測定結果に基づいて、前記部分領域内に前記視覚表示を行う、としてもよい。
【００２３】
この構成によれば、視覚表示を行うべき領域を選択した後に、その領域内で安定度を算出して視覚表示を行うことができる。
【００２４】
また、本開示の第５の側面によれば、前記表示制御部は、前記設定面上に前記複数の測距点を表示するとともに、前記安定度の高低に応じて、各測距点の表示態様を異ならせる、としてもよい。
【００２５】
この構成によれば、安定度が相対的に低い測距点については、例えば表示態様を変更して視認できないようにして、安定度が相対的に高い測距点のみを使用者に視認させるようにすることできる。
【００２６】
また、本開示の第６の側面によれば、前記安定度算出部は、前記複数の測距点の各々について、該測距点までの距離を複数回測定するとともに、各測定結果のばらつきに基づいて、前記安定度を算出する、としてもよい。
【００２７】
この構成によれば、より適切に安定度を算出することができる。
【００２８】
また、本開示の第７の側面によれば、前記安定度算出部は、前記複数の測距点の各々について、該測距点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離を測定するとともに、各測定部位における測定結果のばらつきに基づいて、前記安定度を算出する、としてもよい。
【００２９】
この構成によれば、より適切に安定度を算出することができる。
【００３０】
また、本開示の第８の側面によれば、前記加工ブロック設定部は、前記加工ブロックに対応した加工条件を設定し、前記加工ブロック設定部は、前記加工条件として、前記レーザ光の目標出力、前記レーザ光の繰り返し周波数、及び、前記レーザ光走査部による前記レーザ光の走査速度のうちの少なくとも１つを、前記加工ブロック毎に設定する、としてもよい。
【００３１】
この構成によれば、加工ブロックに加工条件を紐付けることができる。このことは、加工ブロックが複数設定される場合に有効となる。
【００３２】
また、本開示の第９の側面によれば、前記加工ブロック設定部は、予め定められた規則に従って、前記加工ブロック毎に前記測距点を自動的に設定する、としてもよい。
【００３３】
この構成によれば、レーザ加工装置の利便性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、前記レーザ加工装置によれば、測定の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、レーザ加工システムの全体構成を例示する図である。
【図２】図２は、レーザ加工装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、マーカヘッドの概略構成を例示するブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、マーカヘッドの概略構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。
【図５】図５は、レーザ光走査部の構成を例示する図である。
【図６】図６は、レーザ光案内部、レーザ光走査部及び測距ユニットの構成を例示する図である。
【図７】図７は、レーザ光案内部、レーザ光走査部及び測距ユニットを結ぶ光路を例示する断面図である。
【図８】図８は、レーザ光案内部、レーザ光走査部及び測距ユニットを結ぶ光路を例示する斜視図である。
【図９】図９は、三角測距方式について説明する図である。
【図１０】図１０は、レーザ加工システムの使用方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、印字設定の作成手順を例示するフローチャートである。
【図１２】図１２は、レーザ加工装置の運用手順を例示するフローチャートである。
【図１３】図１３は、ワークの加工領域と、表示面の関係について例示する図である。
【図１４】図１４は、測距条件の設定手順を例示するフローチャートである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、印字ブロック及び印字パターンの設定画面を例示する図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、各印字ブロックにおける測距点を例示する図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、測距点のレコメンドについて例示する図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、測距領域の変更について説明する図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、運用時に用いられる測距点を例示する図である。
【図１５Ｆ】図１５Ｆは、測距点と印字ブロックとの紐付について説明する図である。
【図１６】図１６は、印字ブロック毎に定められた測距条件を例示する図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、自動スキャンにおける候補点を示す図１５Ｂ対応図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、自動スキャンにおけるレコメンドについて例示する図１５Ｃ対応図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、表示態様の変形例を説明する図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、スキャン領域の手動設定について説明する図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、レコメンドに係る別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。
【００３７】
すなわち、本明細書では、レーザ加工装置の一例としてのレーザマーカについて説明するが、ここに開示する技術は、レーザ加工装置及びレーザマーカという名称に拘らず、レーザ応用機器一般に適用することができる。
【００３８】
また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、被加工物としてのワークＷの表面に所定の加工パターンを形成するものであれば、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。
【００３９】
＜全体構成＞
図１は、レーザ加工システムＳの全体構成を例示する図であり、図２はレーザ加工システムＳにおけるレーザ加工装置Ｌの概略構成を例示する図である。図１に例示するレーザ加工システムＳは、レーザ加工装置Ｌと、これに接続される操作用端末８００及び外部機器９００と、を備えている。
【００４０】
そして、図１及び図２に例示するレーザ加工装置Ｌは、マーカヘッド１から出射されたレーザ光を、被加工物としてのワークＷへ照射するとともに、そのワークＷの表面上で３次元走査することによって加工を行うものである。なお、ここでいう「３次元走査」とは、レーザ光の照射先をワークＷの表面上で走査する２次元的な動作（いわゆる「２次元走査」）と、レーザ光の焦点位置を調整する１次元的な動作と、の組み合わせを総称した概念を指す。
【００４１】
特に、本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌは、ワークＷを加工するためのレーザ光として、１０６４ｎｍ付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、近赤外線（Near-InfraRed：ＮＩＲ）の波長域に相当する。そのため、以下の記載では、ワークＷを加工するためのレーザ光を「近赤外レーザ光」と呼称して、他のレーザ光と区別する場合がある。なお、近赤外線以外のレーザ光をワークＷの加工に用いてもよい。
【００４２】
また、本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌは、マーカヘッド１に内蔵された測距ユニット５を介してワークＷまでの距離を測定するとともに、その測定結果を利用して近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。
【００４３】
図１及び図２に示すように、レーザ加工装置Ｌは、レーザ光を出射するためのマーカヘッド１と、マーカヘッド１を制御するためのマーカコントローラ１００と、を備えている。
【００４４】
マーカヘッド１及びマーカコントローラ１００は、この実施形態においては別体とされており、電気配線を介して電気的に接続されているとともに、光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。
【００４５】
より一般には、マーカヘッド１及びマーカコントローラ１００の一方を他方に組み込んで一体化することもできる。この場合、光ファイバーケーブル等を適宜省略することができる。
【００４６】
操作用端末８００は、例えば中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）及びメモリを有しており、マーカコントローラ１００に接続されている。この操作用端末８００は、印字設定など、種々の加工条件を設定するとともに、レーザ加工に関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末８００は、ユーザに情報を表示するための表示部８０１と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部８０２と、種々の情報を記憶するための記憶装置８０３と、を備えている。
【００４７】
具体的に、表示部８０１は、例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬパネルにより構成されている。表示部８０１には、レーザ加工に関連した情報として、レーザ加工装置Ｌの動作状況および加工条件等が表示される。一方、操作部８０２は、例えばキーボード及び／又はポインティングデバイスにより構成されている。ここで、ポインティングデバイスには、マウス及び／又はジョイスティック等が含まれる。操作部８０２は、ユーザによる操作入力を受け付けるように構成されており、マーカコントローラ１００を介してマーカヘッド１を操作するために用いられる。
【００４８】
上記のように構成される操作用端末８００は、ユーザによる操作入力に基づいて、レーザ加工における加工条件を設定することができる。この加工条件には、例えば、ワークＷに印字されるべき文字列等の内容（マーキングパターン）、レーザ光に求める出力（目標出力）、及び、ワークＷ上でのレーザ光の走査速度（スキャンスピード）が含まれる。
【００４９】
また、本実施形態に係る加工条件には、前述の測距ユニット５に関連した条件及びパラメータ（以下、これを「測距条件」ともいう）も含まれる。そうした測距条件には、例えば、測距ユニット５による検出結果を示す信号と、ワークＷの表面までの距離と、を関連付けるデータ等が含まれる。
【００５０】
操作用端末８００により設定される加工条件は、マーカコントローラ１００に出力されて、その条件設定記憶部１０２に記憶される。必要に応じて、操作用端末８００における記憶装置８０３が加工条件を記憶してもよい。
【００５１】
なお、操作用端末８００は、例えばマーカコントローラ１００に組み込んで一体化することができる。この場合は「操作用端末」ではなく、コントロールユニット等の呼称が用いられることになるが、少なくとも本実施形態においては、操作用端末８００とマーカコントローラ１００は互いに別体とされている。
【００５２】
外部機器９００は、必要に応じてレーザ加工装置Ｌのマーカコントローラ１００に接続される。図１に示す例では、外部機器９００として、画像認識装置９０１及びプログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）９０２が設けられている。
【００５３】
具体的に、画像認識装置９０１は、例えばライン上で搬送されるワークＷの種別及び位置を判定する。画像認識装置９０１として、例えばイメージセンサを用いることができる。ＰＬＣ９０２は、予め定められたシーケンスに従ってレーザ加工システムＳを制御するために用いられる。
【００５４】
レーザ加工装置Ｌには、上述した機器や装置以外にも、操作及び制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を接続することもできる。この場合の接続は、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２及びＵＳＢ等のシリアル接続、又はパラレル接続としてもよい。あるいは、１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的、磁気的、又は光学的な接続を採用することもできる。また、有線接続以外にも、ＩＥＥＥ８０２等の無線ＬＡＮ、又は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続でもよい。さらに、データの交換や各種設定の保存等を行うための記憶装置に用いる記憶媒体としては、例えば、各種メモリカード、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等を利用することができる。
【００５５】
以下、マーカコントローラ１００及びマーカヘッド１それぞれのハード構成に係る説明と、マーカコントローラ１００によるマーカヘッド１の制御に係る構成と、について順番に説明をする。
【００５６】
＜マーカコントローラ１００＞
図２に示すように、マーカコントローラ１００は、上述した加工条件を記憶する条件設定記憶部１０２と、これに記憶されている加工条件に基づいてマーカヘッド１を制御する制御部１０１と、レーザ励起光（励起光）を生成する励起光生成部１１０と、を備えている。
【００５７】
（条件設定記憶部１０２）
条件設定記憶部１０２は、操作用端末８００を介して設定された加工条件を記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部１０１へと出力するように構成されている。
【００５８】
具体的に、条件設定記憶部１０２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等を用いて構成されており、加工条件を示す情報を一時的または継続的に記憶することができる。なお、操作用端末８００をマーカコントローラ１００に組み込んだ場合には、記憶装置８０３が条件設定記憶部１０２を兼用するように構成することができる。
【００５９】
（制御部１０１）
制御部１０１は、条件設定記憶部１０２に記憶された加工条件に基づいて、少なくとも、マーカコントローラ１００における励起光生成部１１０、並びに、マーカヘッド１におけるレーザ光出力部２、レーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５を制御することにより、ワークＷの印字加工等を実行する。
【００６０】
具体的に、制御部１０１は、ＣＰＵ、メモリ、入出力バスを有しており、操作用端末８００を介して入力された情報を示す信号、及び、条件設定記憶部１０２から読み込んだ加工条件を示す信号に基づいて制御信号を生成する。制御部１０１は、そうして生成した制御信号をレーザ加工装置Ｌの各部へと出力することにより、ワークＷに対する印字加工、及び、ワークＷまでの距離の測定を制御する。
【００６１】
例えば制御部１０１は、ワークＷの加工を開始するときには、条件設定記憶部１０２に記憶された目標出力を読み込んで、その目標出力に基づき生成した制御信号を励起光源駆動部１１２へと出力し、レーザ励起光の生成を制御する。
【００６２】
また制御部１０１は、実際にワークＷを加工する際には、例えば条件設定記憶部１０２に記憶されている加工パターン（マーキングパターン）を読み込むとともに、その加工パターンに基づき生成した制御信号をレーザ光走査部４へと出力し、近赤外レーザ光を２次元走査する。近赤外レーザ光の２次元走査を制御しているという点で、制御部１０１は、本実施形態における「走査制御部」を例示している。
【００６３】
（励起光生成部１１０）
励起光生成部１１０は、駆動電流に応じたレーザ光を生成する励起光源１１１と、その励起光源１１１に駆動電流を供給する励起光源駆動部１１２と、励起光源１１１に対して光学的に結合された励起光集光部１１３と、を備えている。励起光源１１１と励起光集光部１１３は、不図示の励起ケーシング内に固定されている。詳細は省略するが、この励起ケーシングは、熱伝導性に優れた銅等の金属で構成されており、励起光源１１１から効率よく放熱させることができる。
【００６４】
以下、励起光生成部１１０の各部について順番に説明する。
【００６５】
励起光源駆動部１１２は、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて、励起光源１１１へ駆動電流を供給する。詳細は省略するが、励起光源駆動部１１２は、制御部１０１が決定した目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を励起光源１１１へ供給する。
【００６６】
励起光源１１１は、励起光源駆動部１１２から駆動電流が供給されるとともに、その駆動電流に応じたレーザ光を発振する。例えば、励起光源１１１は、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等で構成されており、複数のＬＤ素子を直線状に並べたＬＤアレイやＬＤバーを用いることができる。励起光源１１１としてＬＤアレイやＬＤバーを用いた場合、各素子から発振されるレーザ光は、ライン状に出力されて励起光集光部１１３に入射する。
【００６７】
励起光集光部１１３は、励起光源１１１から出力されたレーザ光を集光するとともに、レーザ励起光（励起光）として出力する。例えば、励起光集光部１１３は、フォーカシングレンズ等で構成されており、レーザ光が入射する入射面と、レーザ励起光を出力する出射面と、を有している。励起光集光部１１３は、マーカヘッド１に対し、前述の光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。よって、励起光集光部１１３から出力されたレーザ励起光は、その光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド１へ導かれることになる。
【００６８】
なお、励起光生成部１１０は、励起光源駆動部１１２、励起光源１１１及び励起光集光部１１３を予め組み込んだＬＤユニット或いはＬＤモジュールとすることができる。また、励起光生成部１１０から出射される励起光（具体的には、励起光集光部１１３から出力されるレーザ励起光）は、無偏光とすることができ、これにより偏光状態の変化を考慮する必要がなく、設計上有利となる。特に、励起光源１１１周辺の構成については、複数のＬＤ素子を数十個配列したＬＤアレイから各々得られる光を光ファイバーでバンドルして出力するＬＤユニット自体に、出力光を無偏光とする機構を備えることが好ましい。
【００６９】
（他の構成要素）
マーカコントローラ１００はまた、測距ユニット５を介してワークＷまでの距離を測定する距離測定部１０３を有している。距離測定部１０３は、測距ユニット５と電気的に接続されており、測距ユニット５による測定結果に関連した信号（少なくとも、測距光受光部５Ｂによる測距光の受光位置を示す信号）を受信可能とされている。
【００７０】
また、距離測定部１０３による測定結果に基づいて、マーカコントローラ１００は、種々の処理を実行する。具体的に、マーカコントローラ１００は、各測距点の安定度を算出する安定度算出部１０４と、この安定度算出部１０４における算出結果に基づいて表示部８０１における表示態様を制御す表示制御部１０５と、を有している。
【００７１】
マーカコントローラ１００はまた、マーキングパターンに係る情報を設定する設定部１０７を備えている。設定部１０７における設定内容は、走査制御部としての制御部１０１が読み込んで使用する。
【００７２】
なお、距離測定部１０３、安定度算出部１０４、表示制御部１０５及び設定部１０７は、制御部１０１によって構成してもよい。例えば、制御部１０１が表示制御部１０５を兼用してもよい。或いは、距離測定部１０３が、安定度算出部１０４等を兼用してもよい。
【００７３】
距離測定部１０３、安定度算出部１０４、表示制御部１０５及び設定部１０７の詳細は後述する。
【００７４】
＜マーカヘッド１＞
前述のように、励起光生成部１１０により生成されたレーザ励起光は、光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド１へ導かれる。このマーカヘッド１は、レーザ励起光に基づいてレーザ光を増幅・生成して出力するレーザ光出力部２と、レーザ光出力部２から出力されたレーザ光をワークＷの表面へ照射して２次元走査を行うレーザ光走査部４と、レーザ光出力部２からレーザ光走査部４へ至る光路を構成するレーザ光案内部３と、レーザ光走査部４を介して投光及び受光した測距光に基づいてワークＷの表面までの距離を測定するための測距ユニット５と、を備えている。
【００７５】
ここで、本実施形態に係るレーザ光案内部３は、単に光路を構成するばかりでなく、レーザ光の焦点位置を調整するＺスキャナ（焦点調整部）３３、ガイド光を出射するガイド光源、及び、ワークＷの表面を撮像する狭域カメラ３７など、複数の部材が組み合わされてなる。
【００７６】
また、レーザ光案内部３はさらに、レーザ光出力部２から出力される近赤外レーザ光とガイド光源３６から出射されるガイド光を合流せしめる上流側合流機構３１と、レーザ光走査部４へ導かれるレーザ光と測距ユニット５から投光される測距光を合流せしめる下流側合流機構３５と、を有している。
【００７７】
図３Ａ〜図３Ｂはマーカヘッド１の概略構成を例示するブロック図であり、図４はマーカヘッド１の外観を例示する斜視図である。図３Ａ〜図３Ｂのうち、図３Ａは近赤外レーザ光を用いてワークＷを加工する場合を例示し、図３Ｂは測距ユニット５を用いてワークＷの表面までの距離を測定する場合を例示している。
【００７８】
図３Ａ〜図４に例示するように、マーカヘッド１は、少なくともレーザ光出力部２、レーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５が内部に設けられた筐体１０を備えている。この筐体１０は、図４に示すような略直方状の外形を有している。筐体１０の下面は、板状の底板１０ａによって区画されている。この底板１０ａには、マーカヘッド１から、該マーカヘッド１の外部にレーザ光を出射するための透過ウインドウ１９が設けられている。透過ウインドウ１９は、底板１０ａを板厚方向に貫く貫通孔に対し、近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光を透過可能な板状の部材を嵌め込むことによって構成されている。
【００７９】
なお、以下の記載では、図４における筐体１０の長手方向を単に「長手方向」又は「前後方向」と呼称したり、同図における筐体１０の短手方向を単に「短手方向」又は「左右方向」と呼称したりする場合がある。同様に、図４における筐体１０の高さ方向を単に「高さ方向」又は「上下方向」と呼称する場合もある。
【００８０】
図５は、レーザ光走査部４の構成を例示する斜視図である。また、図６はレーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５の構成を例示する断面図であり、図７はレーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５を結ぶ光路を例示する断面図であり、図８はレーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５を結ぶ光路を例示する斜視図である。
【００８１】
図５〜図６に例示するように、筐体１０の内部には仕切部１１が設けられている。筐体１０の内部空間は、この仕切部１１によって長手方向の一側と他側に仕切られている。
【００８２】
具体的に、仕切部１１は、筐体１０の長手方向に対して垂直な方向に延びる平板状に形成されている。また、仕切部１１は、筐体１０の長手方向においては、同方向における筐体１０の中央部に比して、長手方向一側（図４における前側）に寄せた配置とされている。
【００８３】
よって、筐体１０内の長手方向一側に仕切られるスペースは、長手方向他側（図４における後側）に仕切られるスペースよりも、長手方向の寸法が短くなっている。以下、筐体１０内の長手方向他側に仕切られるスペースを第１スペースＳ１と呼称する一方、その長手方向一側に仕切られるスペースを第２スペースＳ２と呼称する。
【００８４】
この実施形態では、第１スペースＳ１の内部には、レーザ光出力部２と、レーザ光案内部３における一部の部品と、レーザ光走査部４と、測距ユニット５が配置されている。一方、第２スペースＳ２の内部には、レーザ光案内部３における主要な部品が配置されている。
【００８５】
詳しくは、第１スペースＳ１は、略平板状のベースプレート１２によって、短手方向の一側（図４の左側）の空間と、他側（図４の右側）の空間と、に仕切られている。前者の空間には、主に、レーザ光出力部２を構成する部品が配置されている。
【００８６】
さらに詳しくは、レーザ光出力部２を構成する部品のうち、光学レンズや光学結晶など、可能な限り気密状に密閉することが求められる光学部品２１については、第１スペースＳ１における短手方向一側の空間において、ベースプレート１２等によって包囲された収容空間の内部に配置されている。
【００８７】
対して、レーザ光出力部２を構成する部品のうち、電気配線や、図５に示すヒートシンク２２など、必ずしも密閉することが求められない部品については、光学部品２１に対し、ベースプレート１２を挟んで反対側（第１スペースＳ１における短手方向他側）に配置されている。
【００８８】
また、図５及び図６に例示するように、レーザ光走査部４は、レーザ光出力部２における光学部品２１と同様に、ベースプレート１２を挟んで短手方向の一側に配置することができる。具体的に、この実施形態に係るレーザ光走査部４は、長手方向においては前述の仕切部１１に隣接するとともに、上下方向においては筐体１０の内底面に沿って配置されている。
【００８９】
また、図６に示すように、測距ユニット５は、レーザ光出力部２におけるヒートシンク２２と同様に、第１スペースＳ１における短手方向他側の空間に配置されている。
【００９０】
また、レーザ光案内部３を構成する部品は、主に第２スペースＳ２に配置されている。この実施形態では、レーザ光案内部３を構成する大部分の部品は、仕切部１１と、筐体１０の前面を区画するカバー部材１７と、により包囲された空間に収容されている。
【００９１】
なお、レーザ光案内部３を構成する部品のうち、下流側合流機構３５については、第１スペースＳ１における仕切部１１付近の部位に配置されている（図５を参照）。すなわち、この実施形態では、下流側合流機構３５は、第１スペースＳ１と第２スペースＳ２との境界付近に位置することになる。
【００９２】
またベースプレート１２には、該ベースプレート１２を板厚方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されている。この貫通孔を通じて、レーザ光案内部３及びレーザ光走査部４と、測距ユニット５とが光学的に結合されることになる。
【００９３】
以下、レーザ光出力部２、レーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５の構成について順番に説明をする。
【００９４】
（レーザ光出力部２）
レーザ光出力部２は、励起光生成部１１０により生成されたレーザ励起光に基づいて印字加工用の近赤外レーザ光を生成するとともに、その近赤外レーザ光をレーザ光案内部３へと出力するように構成されている。
【００９５】
具体的に、レーザ光出力部２は、レーザ励起光に基づき所定の波長を有するレーザ光を生成するとともに、これを増幅して近赤外レーザ光を出射するレーザ発振器２１ａと、レーザ発振器２１ａから発振された近赤外レーザ光の一部を分離させるためのビームサンプラー２１ｂと、ビームサンプラー２１ｂによって分離せしめた近赤外レーザ光が入射するパワーモニタ２１ｃと、を備えている。
【００９６】
詳細は省略するが、本実施形態に係るレーザ発振器２１ａは、レーザ励起光に対応した誘導放出を行ってレーザ光を出射するレーザ媒質と、レーザ媒質から出射されるレーザ光をパルス発振するためのＱスイッチと、Ｑスイッチによりパルス発振されたレーザ光を共振させるミラーと、を有している。
【００９７】
特に本実施形態では、レーザ媒質としてロッド状のＮｄ：ＹＶＯ４（イットリウム・バナデイト）が用いられている。これにより、レーザ発振器２１ａは、レーザ光として、１０６４ｎｍ付近の波長を有するレーザ光（前述の近赤外レーザ光）を出射することができる。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたＹＡＧ、ＹＬＦ、ＧｄＶＯ４等を用いることもできる。レーザ加工装置Ｌの用途に応じて、様々な固体レーザ媒質を用いることができる。
【００９８】
また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光の波長を任意の波長に変換することもできる。また、固体レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザを利用してもよい。
【００９９】
さらには、Ｎｄ：ＹＶＯ４等の固体レーザ媒質と、ファイバーとを組み合わせてレーザ発振器２１ａを構成してもよい。その場合、固体レーザ媒質を用いたときのように、パルス幅の短いレーザを出射してワークＷへの熱ダメージを抑制する一方で、ファイバーを用いたときのように、高出力化を実現してより早い印字加工を実現することが可能となる。
【０１００】
パワーモニタ２１ｃは、近赤外レーザ光の出力を検出する。パワーモニタ２１ｃは、マーカコントローラ１００と電気的に接続されており、その検出信号を制御部１０１等へ出力することができる。
【０１０１】
（レーザ光案内部３）
レーザ光案内部３は、レーザ光出力部２から出射された近赤外レーザ光をレーザ光走査部４へと案内する光路Ｐを成す。レーザ光案内部３は、そうした光路Ｐを形成するためのベンドミラー３４に加えて、Ｚスキャナ（焦点調整部）３３、ガイド光源（ガイド光出射部）３６及び狭域カメラ３７等を備えている。これらの部品は、いずれも筐体１０の内部（主に第２スペースＳ２）に設けられている。
【０１０２】
レーザ光出力部２から入射した近赤外レーザ光は、ベンドミラー３４によって反射され、レーザ光案内部３を通過する。ベンドミラー３４へ至る途中には、近赤外レーザ光の焦点位置を調整するためのＺスキャナ３３が配置されている。Ｚスキャナ３３を通過してベンドミラー３４によって反射された近赤外レーザ光が、レーザ光走査部４に入射することになる。
【０１０３】
レーザ光案内部３により構成される光路Ｐは、焦点調整部としてのＺスキャナ３３を境として２分することができる。詳しくは、レーザ光案内部３により構成される光路Ｐは、レーザ光出力部２からＺスキャナ３３へ至る上流側光路Ｐｕと、Ｚスキャナ３３からレーザ光走査部４へ至る下流側光路Ｐｄと、に区分することができる。
【０１０４】
さらに詳しくは、上流側光路Ｐｕは、筐体１０の内部に設けられており、レーザ光出力部２から、前述の上流側合流機構３１を経由してＺスキャナ３３に至る。
【０１０５】
一方、下流側光路Ｐｄは、筐体１０の内部に設けられており、Ｚスキャナ３３から、ベンドミラー３４と、前述の下流側合流機構３５と、を順番に経由してレーザ光走査部４における第１スキャナ４１に至る。
【０１０６】
このように、筐体１０の内部においては、上流側光路Ｐｕの途中に上流側合流機構３１が設けられているとともに、下流側光路Ｐｄの途中に下流側合流機構３５が設けられている。
【０１０７】
以下、レーザ光案内部３に関連した構成について順番に説明をする。
【０１０８】
−ガイド光源３６−
ガイド光源３６は、筐体１０内部の第２スペースＳ２に設けられており、所定の加工パターンをワークＷの表面上に投影するためのガイド光を出射する。このガイド光の波長は、可視光域に収まるように設定されている。その一例として、本実施形態に係るガイド光源３６は、ガイド光として、６５５ｎｍ付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。よって、マーカヘッド１からガイド光が出射されると、使用者は、そのガイド光を視認することできる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。また後述のように、測距ユニット５における測距光出射部５Ａは、ガイド光及び近赤外レーザ光とは異なる波長を有する測距光を出射する。よって、測距光と、ガイド光と、レーザ光と、は互いに異なる波長を有するようになっている。
【０１１０】
具体的に、ガイド光源３６は、第２スペースＳ２において上流側合流機構３１と略同じ高さに配置されており、筐体１０の短手方向の内側に向かって可視光レーザ（ガイド光）を出射することができる。ガイド光源３６はまた、該ガイド光源３６から出射されるガイド光の光軸と、上流側合流機構３１と、が交わるような姿勢とされている。
【０１１１】
なお、ここでいう「略同じ高さ」とは、筐体１０の下面をなす底板１０ａから見て、高さ位置が実質的に等しいことを指す。他の記載においても、底板１０ａから見た高さを指す。
【０１１２】
よって、例えば近赤外レーザ光による加工パターンを使用者に視認させるべく、ガイド光源３６からガイド光が出射されると、そのガイド光は、上流側合流機構３１へ至る。上流側合流機構３１は、光学部品としてのダイクロイックミラー（不図示）を有している。後述のように、このダイクロイックミラーは、ガイド光を透過させつつも、近赤外レーザ光を反射させる。これにより、ダイクロイックミラーを透過したガイド光と、同ミラーにより反射された近赤外レーザ光とが合流して同軸になる。
【０１１３】
なお、本実施形態に係るガイド光源３６は、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて、ガイド光を出射するように構成されている。
【０１１４】
−上流側合流機構３１−
上流側合流機構３１は、ガイド光出射部としてのガイド光源３６から出射されたガイド光を、上流側光路Ｐｕに合流させる。上流側合流機構３１を設けることで、ガイド光源３６から出射されたガイド光と、上流側光路Ｐｕにおける近赤外レーザ光と、を同軸にすることができる。
【０１１５】
前述のように、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。そのため、上流側合流機構３１は、前述のように、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。このダイクロイックミラーによって同軸化された近赤外レーザ光及びガイド光は、下方に向かって伝搬し、Ｚスキャナ３３を通過してベンドミラー３４へ至る。
【０１１６】
−Ｚスキャナ３３−
焦点調整部としてのＺスキャナ３３は、レーザ光案内部３が構成する光路の途中に配置されており、レーザ光出力部２から出射された近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。
【０１１７】
詳しくは、本実施形態に係るＺスキャナ３３は、図３Ａ〜図３Ｂに示すように、レーザ光出力部２から出射された近赤外レーザ光を透過させる入射レンズ３３ａと、入射レンズ３３ａを通過した近赤外レーザ光を通過させるコリメートレンズ３３ｂと、入射レンズ３３ａ及びコリメートレンズ３３ｂを通過した近赤外レーザ光を通過させる出射レンズ３３ｃと、入射レンズ３３ａを移動させるレンズ駆動部３３ｄと、入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ、出射レンズ３３ｃを収容するケーシング３３ｅと、を有している。
【０１１８】
入射レンズ３３ａは平凹レンズからなり、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃは平凸レンズからなる。入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃは、各々の光軸が互いに同軸になるように配置されている。
【０１１９】
また、Ｚスキャナ３３においては、レンズ駆動部３３ｄが光軸に沿って入射レンズ３３ａを移動させる。これにより、Ｚスキャナ３３を通過する近赤外レーザ光に対し入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃ各々の光軸を同軸に保ちつつ、入射レンズ３３ａと出射レンズ３３ｃとの相対距離を変更することができる。そのことで、ワークＷに照射される近赤外レーザ光の焦点位置が変化する。
【０１２０】
以下、Ｚスキャナ３３を構成する各部について、より詳細に説明する。
【０１２１】
ケーシング３３ｅは、略円筒形状を有している。図３Ａ〜図３Ｂに示すように、ケーシング３３ｅの両端部には、近赤外レーザ光を通過させるための開口３３ｆが形成されている。ケーシング３３ｅの内部では、入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃが、この順番で上下方向に並んでいる。
【０１２２】
そして、入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃのうち、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃは、ケーシング３３ｅの内部に固定されている。一方、入射レンズ３３ａは、上下方向に移動可能に設けられている。レンズ駆動部３３ｄは、例えばモータを有しており、入射レンズ３３ａを上下方向に移動させる。これにより、入射レンズ３３ａと出射レンズ３３ｃとの相対距離が変更される。
【０１２３】
例えば、レンズ駆動部３３ｄによって、入射レンズ３３ａと出射レンズ３３ｃとの間の距離が、相対的に短く調整されたものとする。この場合、出射レンズ３３ｃを通過する近赤外レーザ光の集光角が相対的に小さくなるため、近赤外レーザ光の焦点位置は、マーカヘッド１の透過ウインドウ１９から遠ざかることになる。
【０１２４】
一方、レンズ駆動部３３ｄによって、入射レンズ３３ａと出射レンズ３３ｃとの間の距離が、相対的に長く調整されたものとする。この場合、出射レンズ３３ｃを通過する近赤外レーザ光の集光角が相対的に大きくなるため、近赤外レーザ光の焦点位置は、マーカヘッド１の透過ウインドウ１９に近付くことになる。
【０１２５】
なお、Ｚスキャナ３３においては、入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃのうち、入射レンズ３３ａをケーシング３３ｅの内部に固定して、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃを上下方向に移動可能としてもよい。あるいは、入射レンズ３３ａ、コリメートレンズ３３ｂ及び出射レンズ３３ｃを全て、上下方向に移動可能としてもよい。
【０１２６】
こうして、焦点調整部としてのＺスキャナ３３は、近赤外レーザ光を上下方向に走査するための手段として機能することになる。以下、Ｚスキャナ３３による走査方向を「Ｚ方向」と呼称する場合がある。
【０１２７】
なお、Ｚスキャナ３３を通過する近赤外レーザ光は、前述のように、ガイド光源３６から出射されるガイド光と同軸とされている。そのため、Ｚスキャナ３３を作動させることにより、近赤外レーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点位置も併せて調整することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態に係るＺスキャナ３３、特にＺスキャナ３３におけるレンズ駆動部３３ｄは、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて作動するように構成されている。
【０１２９】
−狭域カメラ３７−
狭域カメラ３７は、本実施形態ではベンドミラー３４と略同じ高さに配置されており、レーザ光走査部４からレーザ光案内部３へと入射した反射光を受光する。本実施形態に係る狭域カメラ３７は、ワークＷの印字点において反射された反射光が、ベンドミラー３４を介して入射するように構成されている。狭域カメラ３７は、そうして入射した反射光を結像することで、ワークＷの表面の画像を撮像することができる。なお、狭域カメラ３７のレイアウトは、適宜、変更可能である。例えば、狭域カメラ３７及びベンドミラー３４の高さを互いに異ならせてもよい。
【０１３０】
狭域カメラ３７が結像に用いる反射光は、前述の下流側光路Ｐｄに沿って伝搬する。よって、レーザ光走査部４を適宜作動させることで、図１３に例示する撮像領域Ｒ３を走査することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態に係る狭域カメラ３７は、ガイド光源３６等と同様に、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて作動するように構成されている。
【０１３２】
−ベンドミラー３４−
ベンドミラー３４は、下流側光路Ｐｄの途中に設けられており、該光路Ｐｄを折り曲げて後方に指向させるように配置されている。図６に示すように、ベンドミラー３４は、下流側合流機構３５におけるダイクロイックミラー３５ａと略同じ高さに配置されており、Ｚスキャナ３３を通過した近赤外レーザ光及びガイド光を反射することができる。
【０１３３】
ベンドミラー３４によって反射された近赤外レーザ光及びガイド光は、後方に向かって伝搬し、下流側合流機構３５を通過してレーザ光走査部（具体的には第１スキャナ４１）へ至る。
【０１３４】
−下流側合流機構３５−
下流側合流機構３５は、測距ユニット５における測距光出射部５Ａから出射された測距光を、前述の下流側光路Ｐｄに合流させることによりレーザ光走査部４を介してワークＷへ導く。加えて、下流側合流機構３５は、ワークＷにより反射されてレーザ光走査部４及び下流側光路Ｐｄの順に戻る測距光を、測距ユニット５における測距光受光部５Ｂへ導く。
【０１３５】
下流側合流機構３５を設けることで、測距光出射部５Ａから出射された測距光と、下流側光路Ｐｄにおける近赤外レーザ光及びガイド光と、を同軸にすることができる。それと同時に、下流側合流機構３５を設けることで、マーカヘッド１から出射されてワークＷにより反射された測距光のうち、マーカヘッド１に入射した測距光を測距光受光部５Ｂまで導くことができる。
【０１３６】
前述のように、測距光の波長は、近赤外レーザ光及びガイド光の波長と相違するように設定されている。そのため、下流側合流機構３５は、上流側合流機構３１と同様に、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。
【０１３７】
具体的に、本実施形態に係る下流側合流機構３５は、測距光及びガイド光の一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラー３５ａを有している（図６及び図７を参照）。より詳細には、ダイクロイックミラー３５ａは、ベンドミラー３４と略同じ高さ位置で、かつベンドミラー３４の後方に配置されており、筐体１０内の短手方向の左側のスペースに配置される。
【０１３８】
ダイクロイックミラー３５ａはまた、図６等に示すように、その一方側の鏡面をベンドミラー３４に向け、かつ他方側の鏡面をベースプレート１２に向けた姿勢で固定されている。よって、ダイクロイックミラー３５ａにおける一方側の鏡面には近赤外レーザ光及びガイド光が入射する一方、他方側の鏡面には測距光が入射することになる。
【０１３９】
そして、本実施形態に係るダイクロイックミラー３５ａは、測距光を反射し、かつ近赤外レーザ光とガイド光とを透過させることができる。これにより、例えば測距ユニット５から出射された測距光がダイクロイックミラー３５ａに入射したときには、その測距光を下流側光路Ｐｄに合流させ、近赤外レーザ光及びガイド光と同軸にすることができる。そうして同軸化された近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光は、図３Ａ〜図３Ｂに示すように第１スキャナ４１へ至る。
【０１４０】
一方、ワークＷにより反射された測距光は、レーザ光走査部４へ戻ることにより下流側光路Ｐｄに至る。下流側光路Ｐへ戻った測距光は、下流側合流機構３５におけるダイクロイックミラー３５ａにより反射されて測距ユニット５に至る。
【０１４１】
なお、測距ユニット５からダイクロイックミラー３５ａに入射する測距光、及び、ダイクロイックミラー３５ａにより反射されて測距ユニット５に入射する測距光は、図７に示すように、双方とも、筐体１０を平面視したときの左右方向（筐体１０の短手方向）に沿って伝搬するようになっている。
【０１４２】
（レーザ光走査部４）
図３Ａに示すように、レーザ光走査部４は、レーザ光出力部２から出射されてレーザ光案内部３により案内されたレーザ光（近赤外レーザ光）をワークＷへ照射するとともに、そのワークＷの表面上で２次元走査するように構成されている。
【０１４３】
図５に示す例では、レーザ光走査部４は、いわゆる２軸式のガルバノスキャナとして構成されている。すなわち、このレーザ光走査部４は、レーザ光案内部３から入射した近赤外レーザ光を第１方向に走査するための第１スキャナ４１と、第１スキャナ４１により走査された近赤外レーザ光を第２方向に走査するための第２スキャナ４２と、を有している。
【０１４４】
ここで、第２方向は、第１方向に対して略直交する方向を指す。よって、第２スキャナ４２は、第１スキャナ４１に対して略直交する方向に近赤外レーザ光を走査することができる。本実施形態では、第１方向は前後方向（筐体１０の長手方向）に等しく、第２方向は左右方向（筐体１０の短手方向）に等しい。以下、第１方向を「Ｘ方向」と呼称し、これを直交する第２方向を「Ｙ方向」と呼称する。Ｘ方向とＹ方向は、双方とも前述のＺ方向と直交している。
【０１４５】
第１スキャナ４１は、その先端に第１ミラー４１ａを有している。第１ミラー４１ａは、ベンドミラー３４及びダイクロイックミラー３５ａと略同じ高さ位置で、かつダイクロイックミラー３５ａの後方に配置されている。よって、図５に示すように、ベンドミラー３４と、ダイクロイックミラー３５ａと、第１ミラー４１ａは、前後方向（筐体１０の長手方向）に沿って一列に並ぶようになっている。
【０１４６】
第１ミラー４１ａはまた、第１スキャナ４１に内蔵されたモータ（不図示）によって回転駆動される。このモータは、上下方向に延びる回転軸まわりに第１ミラー４１ａを回転させることができる。第１ミラー４１ａの回転姿勢を調整することで、第１ミラー４１ａによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。
【０１４７】
同様に、第２スキャナ４２は、その先端に第２ミラー４２ａを有している。第２ミラー４２ａは、第１スキャナ４１における第１ミラー４１ａと略同じ高さ位置でかつ、この第１ミラー４１ａの右方に配置されている。よって、図６に示すように、第１ミラー４１ａと、第２ミラー４２ａは、左右方向（筐体１０の短手方向）に沿って並ぶようになっている。
【０１４８】
第２ミラー４２ａはまた、第２スキャナ４２に内蔵されたモータ（不図示）によって回転駆動される。このモータは、前後方向に延びる回転軸まわりに第２ミラー４２ａを回転させることができる。第２ミラー４２ａの回転姿勢を調整することで、第２ミラー４２ａによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。
【０１４９】
よって、下流側合流機構３５からレーザ光走査部４へ近赤外レーザ光が入射すると、その近赤外レーザ光は、第１スキャナ４１における第１ミラー４１ａと、第２スキャナ４２における第２ミラー４２ａとによって順番に反射され、透過ウインドウ１９を介してマーカヘッド１の外部へ出射することになる。
【０１５０】
そのときに、第１スキャナ４１のモータを作動させて第１ミラー４１ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で近赤外レーザ光を第１方向に走査することが可能となる。それと同時に、第２スキャナ４２のモータを作動させて第２ミラー４２ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で近赤外レーザ光を第２方向に走査することが可能になる。
【０１５１】
また前述のように、レーザ光走査部４には、近赤外レーザ光ばかりでなく、下流側合流機構３５のダイクロイックミラー３５ａを通過したガイド光、又は、同ミラー３５ａによって反射された測距光も入射することになる。本実施形態に係るレーザ光走査部４は、第１スキャナ４１及び第２スキャナ４２をそれぞれ作動させることで、そうして入射したガイド光又は測距光を２次元走査することができる。
【０１５２】
なお、第１ミラー４１ａ及び第２ミラー４２ａが取り得る回転姿勢は、基本的には、第２ミラー４２ａによって近赤外レーザ光が反射されたときに、その反射光が透過ウインドウ１９を通過するような範囲内に設定される（図７〜図８も参照）。
【０１５３】
こうして、本実施形態に係るレーザ光走査部４は、走査制御部としての制御部１０１により制御されることにより、図１３に例示するように、所定の加工領域Ｒ１に近赤外レーザ光を照射して、同領域Ｒ１内に所定の加工パターン（マーキングパターン）を形成することができる。
【０１５４】
（広域カメラ６）
前述のように、レーザ光案内部３には狭域カメラ３７が設けられている。本実施形態に係るマーカヘッド１は、この狭域カメラ３７とは別に、広域カメラ６を備えている。広域カメラ６は、透過ウインドウ１９の直上方に配置されており、その撮像レンズを下方に向けた姿勢で固定されている。
【０１５５】
図３Ａ及び図３Ｂに例示するように、広域カメラ６の光軸は、近赤外レーザ光の光軸と同軸化されていない。そのため、レーザ光走査部４によって走査されないものの、図１３に示すように、広域カメラ６の撮像領域Ｒ２は、狭域カメラ３７の撮像領域Ｒ３より広い。すなわち、広域カメラ６は、狭域カメラ３７よりも広範囲にわたってワークＷの表面を撮像することができる。
【０１５６】
なお、狭域カメラ３７及び広域カメラ６は、後述の制御態様において用いられるところ、少なくとも一方のカメラを用いればよい。すなわち、狭域カメラ３７のみを用いてもよいし、広域カメラ６のみを用いてもよいし、両者を組み合わせて用いてもよい。そのため、狭域カメラ３７及び広域カメラ６を双方とも備える構成は、必須ではない。
【０１５７】
（測距ユニット５）
図３Ｂに示すように、測距ユニット５は、レーザ光走査部４を介して測距光を投光し、これをワークＷの表面に照射する。測距ユニット５はまた、ワークＷの表面により反射された測距光を、レーザ光走査部４を介して受光する。
【０１５８】
測距ユニット５は、主に、測距光を投光するためのモジュールと、測距光を受光するためのモジュールと、に大別される。具体的に、測距ユニット５は、筐体１０の内部に設けられ、レーザ加工装置Ｌにおけるマーカヘッド１からワークＷの表面までの距離を測定するための測距光を、レーザ光走査部４に向けて出射する測距光出射部５Ａと、筐体１０の内部に設けられ、測距光出射部５Ａから出射されてワークＷにより反射された測距光を、レーザ光走査部４を介して受光する測距光受光部５Ｂと、を備えている。また、測距ユニット５はさらに、測距光出射部５Ａ及び測距光受光部５Ｂを下方から支持する支持台５０を備えており、この支持台５０を介して筐体１０の内部に固定されている。
【０１５９】
前述のように、測距ユニット５は、第１スペースＳ１における短手方向他側の空間に設けられている。図７に示すように、測距ユニット５は、筐体１０の長手方向に沿って前方に測距光を出射するとともに、同長手方向に沿って略後方に伝搬する測距光を受光する。
【０１６０】
また、測距ユニット５は、前述のダイクロイックミラー３５ａを介してレーザ光案内部３と光学的に結合される。前述のように、測距ユニット５は、筐体１０の長手方向に沿って測距光を投光する。それに対し、ダイクロイックミラー３５ａは、筐体１０の長手方向ではなく、その短手方向に沿って伝搬した測距光を反射するようになっている。
【０１６１】
そこで、測距ユニット５とダイクロイックミラー３５ａを結ぶ光路を構成するべく、筐体１０の内部にはベンドミラー５９が設けられている（図６及び図７を参照）。
【０１６２】
よって、測距光出射部５Ａからベンドミラー５９に入射した測距光は、同ミラー５９によって反射されてダイクロイックミラー３５ａに入射する。一方、レーザ光走査部４に戻ってダイクロイックミラー３５ａによって反射された測距光は、ベンドミラー５９に入射するとともに、同ミラー５９によって反射されて測距光受光部５Ｂに入射する。
【０１６３】
以下、測距ユニット５を成す各部の構成について、順番に説明をする。
【０１６４】
−測距光出射部５Ａ−
測距光出射部５Ａは、筐体１０の内部に設けられており、レーザ加工装置Ｌにおけるマーカヘッド１から、ワークＷの表面までの距離を測定するための測距光を出射するよう構成されている。
【０１６５】
具体的に、測距光出射部５Ａは、前述の測距光源５１及び投光レンズ５２と、これらを収容するケーシング５３と、投光レンズ５２によって集光された測距光を案内する一対のガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒと、を有している。測距光源５１、投光レンズ５２及びガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒは筐体１０の後側から順番に並んでおり、それらの並び方向は、筐体１０の長手方向と実質的に等しい。
【０１６６】
ケーシング５３は、筐体１０及び支持台５０の長手方向に沿って延びる筒状に形成されており、同方向における一側、すなわち筐体１０の後側に対応する一端部には測距光源５１が取り付けられている一方、筐体１０の前側に対応する他端部には投光レンズ５２が取り付けられている。測距光源５１と投光レンズ５２との間の空間は、略気密状に密閉されている。
【０１６７】
測距光源５１は、制御部１０１から入力された制御信号にしたがって、筐体１０の前側に向かって測距光を出射する。詳しくは、測距光源５１は、測距光として、可視光域にあるレーザ光を出射することができる。特に、本実施形態に係る測距光源５１は、測距光として、６９０ｎｍ付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。
【０１６８】
測距光源５１はまた、測距光として出射される赤色レーザ光の光軸Ａｏが、ケーシング５３の長手方向に沿うような姿勢で固定されている。よって、測距光の光軸Ａｏは、筐体１０及び支持台５０の長手方向に沿うこととなり、投光レンズ５２の中央部を通過してケーシング５３の外部に至る。
【０１６９】
投光レンズ５２は、支持台５０の長手方向においては、測距光受光部５Ｂにおける一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒと、受光レンズ５７と、の間に位置している。投光レンズ５２は、測距光の光軸Ａｏが通過するような姿勢とされている。
【０１７０】
投光レンズ５２は、例えば平凸レンズとすることができ、球面状の凸面をケーシング５３の外部に向けた姿勢で固定することができる。投光レンズ５２は、測距光源５１から出射された測距光を集光し、ケーシング５３の外部に出射する。ケーシング５３の外部に出射された測距光は、ガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒに至る。
【０１７１】
ガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒは、支持台５０の短手方向に並んだ一対の部材として構成されており、それぞれ、支持台５０の長手方向に延びる板状体とすることができる。一方のガイドプレート５４Ｌと、他方のガイドプレート５４Ｒとの間には、測距光を出射するためのスペースが区画される。ケーシング５３の外部に出射された測距光は、そうして区画されたスペースを通過して出力される。
【０１７２】
よって、測距光源５１から出射された測距光は、ケーシング５３内部の空間、投光レンズ５２の中央部、ガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒの間のスペースを通過して、測距ユニット５の外部に出力される。そうして出力された測距光は、ベンドミラー５９と、下流側合流機構３５におけるダイクロイックミラー３５ａと、によって反射されて、レーザ光走査部４に入射する。
【０１７３】
レーザ光走査部４に入射した測距光は、第１スキャナ４１の第１ミラー４１ａと、第２スキャナ４２の第２ミラー４２ａと、によって順番に反射され、透過ウインドウ１９からマーカヘッド１の外部へ出射することになる。
【０１７４】
レーザ光走査部４の説明に際して記載したように、第１スキャナ４１の第１ミラー４１ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で測距光を第１方向に走査することできる。それと同時に、第２スキャナ４２のモータを作動させて第２ミラー４２ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で測距光を第２方向に走査することが可能になる。
【０１７５】
そうして走査された測距光は、ワークＷの表面上で反射される。そうして反射された測距光の一部（以下、これを「反射光」ともいう）は、透過ウインドウ１９を介してマーカヘッド１の内部に入射する。マーカヘッド１の内部に入射した反射光は、レーザ光走査部４を介してレーザ光案内部３に戻る。反射光は、測距光と同じ波長を有することから、レーザ光案内部３における下流側合流機構３５のダイクロイックミラー３５ａによって反射され、ベンドミラー５９を介して測距ユニット５に入射する。
【０１７６】
−測距光受光部５Ｂ−
測距光受光部５Ｂは、筐体１０の内部に設けられており、測距光出射部５Ａから出射されてワークＷにより反射された測距光（前述の「反射光」に等しい）を受光するよう構成されている。
【０１７７】
具体的に、測距光受光部５Ｂは、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒと、受光レンズ５７と、を有している。一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒが、それぞれ支持台５０の後端部に配置されている一方、受光レンズ５７は、それぞれ支持台５０の前端部に配置されている。したがって、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒと、受光レンズ５７と、は実質的に筐体１０及び支持台５０の長手方向に沿って並ぶようになっている。
【０１７８】
一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、筐体１０の内部において、測距光出射部５Ａにおける測距光の光軸Ａｏを挟むように各々の光軸Ａｌ、Ａｒが配置されている。一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、レーザ光走査部４へ戻った反射光をそれぞれ受光する。
【０１７９】
詳しくは、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、測距光出射部５Ａの光軸Ａｏに直交する方向に並んでいる。この実施形態では、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒの並び方向は、筐体１０及び支持台５０の短手方向、すなわち左右方向に等しい。同方向において、一方の受光素子５６Ｌが測距光源５１の左側に配置され、他方の受光素子５６Ｒが測距光源５１の右側に配置されている。
【０１８０】
そして、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、それぞれ、斜め前方に指向せしめた受光面を有しており、各受光面における反射光の受光位置を検出し、その検出結果を示す信号（検出信号）を出力する。各受光素子５６Ｌ、５６Ｒから出力される検出信号は、マーカコントローラ１００に入力されて距離測定部１０３に至る。
【０１８１】
各受光素子５６Ｌ、５６Ｒとして使用可能な素子としては、例えば、相補型ＭＯＳ（Complementary MOS：ＣＭＯＳ）から成るＣＭＯＳイメージセンサ、電荷結合素子（Charge-Coupled Device：ＣＣＤ）から成るＣＣＤイメージセンサ、光位置センサ（Position Sensitive Detector：ＰＳＤ）等が挙げられる。
【０１８２】
本実施形態では、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、ＣＭＯＳイメージセンサを用いて構成されている。この場合、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、反射光の受光位置ばかりでなく、その受光量分布（受光波形）を検出することができる。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサを用いて各受光素子５６Ｌ、５６Ｒを構成した場合、各々の受光面ａには、少なくとも左右方向に画素が並ぶことになる。この場合、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、画素ごとに信号を読み出して増幅し、外部に出力することができる。各画素における信号の強度は、反射光が受光面５６ａ上でスポットを形成したときに、そのスポットにおける反射光の強度に基づき決定される。
【０１８３】
なお、ＣＭＯＳイメージセンサのように、受光量分布（受光波形）を検出可能な素子を用いて各受光素子５６Ｌ、５６Ｒを構成した場合、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒにおける受光量の大きさは、測距光の強度、すなわち測距光出射部５Ａから出射される測距光の強度（以下、これを「投射光量」又は「出射光量」ともいう）と、画素毎に信号を増幅する際のゲイン（以下、これを「受光ゲイン」ともいう）と、を用いて調整することができる。また、ゲインの他にも、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒにおける露光時間を用いて調整することができる。
【０１８４】
本実施形態に係る一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、少なくとも、反射光の受光位置を示すピーク位置と、その反射光の受光量を検出することができる。受光量を示す指標としては、例えば、反射光の受光量分布における、ピークの高さを用いることができる。これに代えて、受光量分布の合算値、平均値、積分値を用いてもよい。
【０１８５】
なお、反射光の受光位置を示す指標として、本実施形態では受光量分布のピーク位置を用いているが、これに代えて、受光量分布の重心位置としてもよい。
【０１８６】
受光レンズ５７は、筐体１０の内部において一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒそれぞれの光軸が通過するように配置されている。受光レンズ５７はまた、下流側合流機構３５と一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒとを結ぶ光路の途中に設けられており、下流側合流機構３５を通過した反射光を、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒそれぞれの受光面に集光させることができる。
【０１８７】
受光レンズ５７は、レーザ光走査部４へ戻った反射光を集光し、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒの受光面上に反射光のスポットを形成させる。各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、そうして形成されたスポットのピーク位置と、受光量を示す信号を距離測定部１０３に出力する。
【０１８８】
レーザ加工装置Ｌは、基本的には、受光素子５６Ｌ、５６Ｒ各々の受光面における反射光の受光位置（本実施形態ではスポットのピークの位置）に基づいて、ワークＷの表面までの距離を測定することができる。距離の測定手法としては、いわゆる三角測距方式が用いられる。
【０１８９】
＜距離の測定手法について＞
図９は、三角測距方式について説明する図である。図９においては、測距ユニット５のみが図示されているが、以下の説明は、前述のようにレーザ光走査部４を介して測距光が出射される場合にも適用可能である。
【０１９０】
図９に例示するように、測距光出射部５Ａにおける測距光源５１から測距光が出射されると、その測距光は、ワークＷの表面に照射される。ワークＷによって測距光が反射されると、その反射光（特に拡散反射光）は、仮に正反射の影響を除いたならば、略等方的に伝搬することになる。
【０１９１】
そうして伝搬する反射光には、受光レンズ５７を介して受光素子５６Ｌに入射する成分が含まれるものの、マーカヘッド１とワークＷとの距離に応じて、受光素子５６Ｌへの入射角が増減することになる。受光素子５６Ｌへの入射角が増減すると、その受光面５６ａにおける受光位置が増減することになる。
【０１９２】
このように、マーカヘッド１とワークＷとの距離と、受光面５６ａにおける受光位置と、は所定の関係を持って関連付いている。したがって、その関係を予め把握するとともに、例えばマーカコントローラ１００に記憶させておくことで、受光面５６ａにおける受光位置から、マーカヘッド１とワークＷまでの距離を算出することができる。このような算出方法は、いわゆる三角測距方式を用いた手法に他ならない。
【０１９３】
すなわち、前述の距離測定部１０３が、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式によりレーザ加工装置ＬからワークＷの表面までの距離を測定する。
【０１９４】
具体的に、前述の条件設定記憶部１０２には、受光面５６ａにおける受光位置と、マーカヘッド１とワークＷの表面までの距離との関係が予め記憶されている。一方、距離測定部１０３には、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光位置、詳しくは反射光が受光面５６ａ上に形成するスポットのピークの位置を示す信号が入力される。
【０１９５】
距離測定部１０３は、そうして入力された信号と、条件設定記憶部１０２が記憶している関係と、に基づいて、ワークＷの表面までの距離を測定する。そうして得られた測定値は、例えば制御部１０１に入力されて、制御部１０１によるＺスキャナ３３等の制御に用いられる。
【０１９６】
例えば、レーザ加工装置Ｌは、ワークＷの表面のうち、マーカヘッド１による加工対象となる部位（印字点）を自動／手動で決定する。続いて、レーザ加工装置Ｌは、印字加工を実行するに先立って、各印字点（より正確には、印字点周辺に設定した測距点）までの距離を測定するとともに、その距離に見合う焦点位置となるようにＺスキャナ３３の制御パラメータを決定する。レーザ加工装置Ｌは、そうして決定された制御パラメータに基づいてＺスキャナ３３を作動させた後に、近赤外レーザ光によってワークＷに印字加工を施す。
【０１９７】
以下、レーザ加工システムＳの具体的な使用方法について説明をする。
【０１９８】
＜レーザ加工システムＳの使用方法について＞
図１０は、レーザ加工システムＳの使用方法を示すフローチャートである。また、図１１は、印字設定の作成手順を例示するフローチャートであり、図１２はレーザ加工装置Ｌの運用手順を例示するフローチャートである。
【０１９９】
また、図１３はワークＷの加工領域Ｒ１と、表示部８０１との関係について例示する図であり、図１４は、測距条件の設定手順を例示するフローチャートである。
【０２００】
また、図１５Ａは印字ブロック及び印字パターンの設定画面を例示する図であり、図１５Ｂは各印字ブロックにおける測距点を例示する図であり、図１５Ｃは測距点のレコメンドについて例示する図であり、図１５Ｄは測距領域の変更について説明する図であり、図１５Ｅは、運用時に用いられる測距点を例示する図であり、図１５Ｆは測距点と印字ブロックとの紐付について説明する図であり、図１６は印字ブロック毎に定められた測距条件を例示する図である。
【０２０１】
レーザマーカとして構成されたレーザ加工システムＳは、例えば、工場の製造ライン上に設定して運用することができる。その運用に際しては、まず、製造ラインの稼動に先だって、そのライン上を流れることになるワークＷの設置位置、並びに、そのワークＷに照射するレーザ光及び測距光の出力等の条件設定（印字設定）を作成する（ステップＳ１）。
【０２０２】
このステップＳ１において作成された印字設定は、マーカコントローラ１００、及び／又は、操作用端末８００等に転送されて記憶されたり、作成直後にマーカコントローラ１００が読み込んだりする（ステップＳ２）。
【０２０３】
そして、製造ラインの稼動に際して、マーカコントローラ１００は、予め記憶されていたり、作成直後に読み込まれたりした印字設定を読み込む。レーザ加工装置Ｓは、その印字設定に基づいて運用され、ライン上を流れる各ワークＷに対し、印字加工を実行する（ステップＳ３）。
【０２０４】
（印字設定の作成）
図１１は、図１０のステップＳ１における具体的な処理を例示している。
【０２０５】
まず、ステップＳ１１において、レーザ加工装置Ｌに内蔵されている狭域カメラ３７及び広域カメラ６は、加工領域Ｒ１を示すカメラ画像を撮像する。前述のように、広域カメラ６の撮像領域Ｒ２は、狭域カメラ３７の撮像領域Ｒ３よりも広い。
【０２０６】
これにより、操作用端末８００における表示部８０１が、加工領域Ｒ１に対応した設定面Ｒ４を表示する。これにより、加工領域Ｒ１上の座標、すなわちワークＷの表面上の座標と、表示部８０１における表示面上の座標と、を対応付けることができる。
【０２０７】
図１３に示す例では、表示部８０１は、設定面Ｒ４として、加工領域Ｒ１の全域を表示しているが、この表示態様には限定されない。少なくとも、加工領域Ｒ１を含んでいればよい。
【０２０８】
続くステップＳ１２において、ステップＳ１１において撮像されたカメラ画像に基づいて、ワークＷの設置位置を補正する。詳細は省略するが、この工程は、ＸＹ平面（前述のＸ方向とＹ方向とがなす平面）に対する、ワークＷの表面の傾きを補正したり、この表面の、Ｚ軸（前述のＺ方向に沿って延びる軸）まわりの回転（θ回転）を手動／自動で補正するものである。
【０２０９】
続くステップＳ１３において、設定部１０７が加工条件を設定する。設定部１０７は、条件設定記憶部１０２等における記憶内容を読み出したり、操作用端末８００を介した操作入力等を読み込んだりすることで、加工条件を設定する。
【０２１０】
加工条件には、印字内容等を示す印字パターン（マーキングパターン）及び、この印字パターンを含んだ印字ブロックが含まれる。印字ブロックは、印字パターンのレイアウト、サイズ、回転姿勢等の調整に用いることができる。
【０２１１】
図１５Ａに示す例では、第１のワーク（第１ワーク）Ｗ１の表面上には、「ＡＢＣ」という文字列からなる第１の印字パターン（第１パターン）Ｐ１と、これを含んでなる矩形状の第１の印字ブロック（第１ブロック）Ｂ１と、が設定面Ｒ４上に表示されている。
【０２１２】
一方、設定面Ｒ４上における第１ワークＷ１の斜め下右方には、第２のワークＷ２が表示されている。第２のワーク（第２ワーク）Ｗ２の表面上には、「ＤＥＦＧ」という文字列からなる第２の印字パターン（第２パターン）Ｐ２と、これを含んでなる矩形状の第２の印字ブロック（第２ブロック）Ｂ２と、が表示されている。
【０２１３】
なお、印字パターンは「加工パターン」の例示であり、印字ブロックは「加工ブロック」の例示である。印字加工以外のレーザ加工に適用する場合、それに対応した名称とすればよい。
【０２１４】
図１５Ａに示すように、設定面Ｒ４上に複数のワークＷを表示してもよいし、これに代えて、１つのワークＷのみを表示してもよい。また、ワークＷ毎に、複数の印字ブロックを設けてもよい。印字パターンについても、例えばＱＲコード（登録商標）等、文字列以外のパターンを用いることができる。
【０２１５】
このように、本実施形態に係る設定部１０７は、設定面Ｒ４上に、加工パターンを含んだ加工ブロックを設定することができるという点で、「加工ブロック設定部」を例示している。
【０２１６】
加工条件には、レーザ条件も含まれる。このレーザ条件には、近赤外レーザ光の目標出力（レーザパワー）、近赤外レーザ光の繰り返し周波数、及び、レーザ光走査部４による近赤外レーザ光の走査速度（スキャンスピード）のうちの少なくとも１つが含まれる。本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌのように、Ｑスイッチを用いてレーザ発振する場合、繰り返し周波数は、Ｑスイッチ周波数と略一致する。
【０２１７】
続くステップＳ１４において、印字ブロックをレイアウトする。その設定面Ｒ４上での印字ブロックの座標（ローカル座標）が、条件設定記憶部１０２等に保存される。
【０２１８】
一般に、製造ラインを稼働させた際に順次加工されることになる各ワークＷには、それぞれＸ方向及びＹ方向（ＸＹ方向）に位置ズレが生じることになる。本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌは、種々の手法を用いることで、そうした位置ズレを補正することができる。そのために、ステップＳ１５では、ＸＹ方向の位置ズレを補正するための条件設定を実施する。
【０２１９】
ＸＹ方向における位置ズレを補正するための手法としては、例えばパターンサーチを用いることができる。その場合、このステップＳ１５では、パターンサーチに係る条件（サーチ条件）として、パターンサーチ用のモデル画像が決定される。
【０２２０】
また一般に、製造ラインを稼動させた際に順次加工されることになる各ワークＷには、それぞれ、Ｚ方向に位置ズレが生じることになる。そうした位置ズレは、近赤外レーザ光の焦点位置のズレを招くため望ましくない。本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌは、測距ユニット５を備えているため、ワークＷの表面までの距離に基づいて、Ｚ方向の位置ズレを検知することができる。これにより、Ｚ方向の位置ズレ、ひいては焦点位置のズレを補正することができる。そのために、ステップＳ１６では、Ｚ方向の位置ズレを補正するための条件設定を実施する。
【０２２１】
具体的に、このステップＳ１６では、測距ユニット５に係る条件（測距条件）が決定される。本実施形態に係る設定部１０７は、測距条件として、少なくとも加工領域Ｒ１において印字パターンが形成されるべき部分領域（印字パターンを含んだ印字ブロックに対応する部分領域）内に設定される測距点を決定する。この測距点は、レーザ加工装置Ｌからの距離が測定される座標を示す。
【０２２２】
なお、ここでいう部分領域は、ワークＷの表面全体としてもよいし、ワークＷの表面の一部としてもよいし、ワークＷの表面からずれていてもよい。部分領域は、少なくとも、形成対象とされた印字パターンに紐付いた領域であればよい。
【０２２３】
これに加えて、設定部１０７は、測距条件として、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒにおける反射光の受光波形を調整するためのパラメータを設定する。反射光の受光波形は、測距光出射部５Ａにおける測距光の出射態様と、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光態様と、のバランスによって調整される。
【０２２４】
受光波形を調整するためのパラメータのうち、測距光の出射態様を変更するためのパラメータには、測距光出射部５Ａの出射光量（投射光量）、及び、測距光出射部５Ａの投光時間が含まれる。
【０２２５】
また、受光波形を調整するためのパラメータのうち、測距光の受光態様を変更するためのパラメータには、測距光受光部５Ｂの受光ゲイン、及び、測距光受光部５Ｂにおける露光時間が含まれる。
【０２２６】
そこで、本実施形態に係る設定部１０７は、測距条件として、それらのパラメータのうちの少なくとも１つを設定する。具体的に、設定部１０７は、測距光出射部５Ａの出射光量（投射光量）、測距光出射部５Ａの投光時間、測距光受光部５Ｂの受光ゲイン、及び、測距光受光部５Ｂにおける露光時間のうちの少なくとも１つ（本実施形態では全て）を設定する。
【０２２７】
設定部１０７による測距条件の設定は、印字ブロック毎に行われる。図１５Ａに示す例では、第１ブロックＢ１と、第２ブロックＢ２とのそれぞれについて、測距条件が個別に設定されることになる。
【０２２８】
このように、本実施形態に係る設定部１０７は、印字ブロックの各々に対応した測距測距条件として、測距点と、出射光量、投光時間、受光ゲイン及び露光時間のうちの少なくとも１つと、を印字ブロック毎に設定することができるという点で、「測距条件設定部」を例示している。
【０２２９】
続くステップＳ１７において、マーカコントローラ１００が印字設定の作成を完了する。
【０２３０】
（印字加工の実行）
図１２は、図１０のステップＳ３における具体的な処理を例示している。すなわち、図１２に示す処理は、製造ラインを稼働させたときに流れてくる各ワークＷに対して順番に実行されるようになっている。
【０２３１】
まず、ステップＳ３１において、マーカコントローラ１００が、印字ブロックの詳細等を示す印字設定を読み込む。そして、ステップＳ３２において、レーザ加工装置Ｌに内蔵されている狭域カメラ３７及び広域カメラ６が、加工領域Ｒ１を示すカメラ画像を撮像する。
【０２３２】
続くステップＳ３３において、マーカコントローラ１００が、図１１のステップＳ１５で設定したサーチ条件を読み込む。それに続き、ステップＳ３４において、マーカコントローラ１００が、ステップＳ３３で読み込んだサーチ条件に基づいてパターンサーチを実施して、ＸＹ方向におけるワークＷの位置ズレを検知する。
【０２３３】
続くステップＳ３５において、マーカコントローラ１００が、図１１のステップＳ１６で設定した測距条件を読み込む。それに続き、ステップＳ３６において、マーカコントローラ１００における距離測定部１０３が、測距条件として設定された測距点までの距離を測定し、その測定結果に基づいて、Ｚ方向におけるワークＷの位置ズレを検知する。
【０２３４】
続くステップＳ３７において、マーカコントローラ１００が、ＸＹ方向におけるワークＷの位置ズレを補正する。具体的には、マーカコントローラ１００における設定部１０７が、設定面Ｒ４上での印字ブロックの座標（ローカル座標）を修正する。
【０２３５】
続くステップＳ３８において、マーカコントローラ１００は、Ｚ方向におけるワークＷの位置ズレを補正する。具体的には、マーカコントローラ１００におけるＺスキャナ３３が、ステップＳ３６における測定結果に基づいて、印字ブロック毎に焦点位置を調整する。
【０２３６】
続くステップＳ３９において、マーカコントローラ１００が、マーカヘッド１へと励起レーザ光を出力し、この励起光レーザ光に基づき生成される近赤外レーザ光を利用して印字加工を実行する。
【０２３７】
（測距条件の設定方法の詳細）
以下、測距条件の設定方法について、さらに詳細に説明をする。
【０２３８】
図１５Ａは、前述した図面であり、設定面Ｒ４上に、第１ワークＷ１と、第１ワークＷ１に印字されるべき印字パターンを示す第１パターンＰ１と、この第１パターンＰ１を含んだ印字ブロックを示す第１ブロックＢ１と、が表示されている。図１５Ａに示す設定面Ｒ４にはまた、第２ワークＷ２と、第２ワークＷ２に印字されるべき印字パターンを示す第２パターンＰ２と、この第２パターンＰ２を含んだ印字ブロックを示す第２ブロックＢ２と、が表示されている。
【０２３９】
ここで、測距条件の設定開始を行うためのボタン（測距条件出し）をマウスクリック等によって押下すると、図１４のステップＳ１０１に示す処理が実行される。
【０２４０】
このステップＳ１０１において、設定部１０７は、加工領域Ｒ１のうち、印字ブロックに対応する部分領域内に、複数の測距点を定める。なお、ここでいう「複数の測距点」は、レーザ加工装置Ｌの運用時に実際に用いられる測距点の候補を指す。候補としての測距点と、運用時に用いられる測距点と、を区別すべく、以下の記載では、前者の測距点を「候補点」という。
【０２４１】
具体的に、このステップＳ１０１においては、設定部１０７が、印字ブロック毎に、運用時に用いるべき測距点を推薦（以下、「レコメンド」）するための候補点を設定する。
【０２４２】
なお、図１５Ｂに示す例では、第１ブロックＢ１に対応する部分領域は、第１ブロックＢ１の全域に対応し、第２ブロックＢ２に対応する部分領域は、第２ブロックＢ２の全域に対応している。
【０２４３】
また、第１ブロックＢ１における候補点Ｇ１は、略等間隔で並んでおり、第２ブロックＢ２における候補点Ｇ２もまた、略等間隔で並んでいる。
【０２４４】
このように、加工ブロック設定部としての設定部１０７は、部分領域において略等間隔で並ぶように、この部分領域内に複数の候補点を定める。なお、複数の候補点を定めるための部分領域は、設定部１０７が決定することができる。具体的に、測距領域設定部としての設定部１０７は、操作用端末８００を介した使用者による操作に基づいて、設定面Ｒ４から部分領域を切り出して選択することができる。
【０２４５】
ステップＳ１０１から続くステップＳ１０２において、走査制御部としての制御部１０１は、設定部１０７により設定された部分領域内で、各候補点までの距離が測定されるようにレーザ光走査部４を制御する。距離の測定値は、距離測定部１０３によって算出されて、安定度算出部１０４に入力される。
【０２４６】
安定度算出部１０４は、制御部１０１を介してレーザ光走査部４と距離測定部１０３を制御することにより、複数の候補点の各々について、該候補点までの距離を複数回測定するか、或いは、該候補点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離を測定する。これらの測定態様は、レーザ加工装置Ｌの出荷時に予め設定してもよいし、操作用端末８００を通じてユーザが選択してもよい。いずれの測定態様を選択したとしても、候補点毎に、複数回の測定が実施されることになる。
【０２４７】
そして、ステップＳ１０３に示すように、安定度算出部１０４は、候補点毎に複数回実施された測定結果に基づいて、各候補点の安定度を算出する。安定度は、各候補点における測定の安定性を示す指標である。安定度の算出方法法としては、候補点ごとに複数の測定結果が得られるところ、その距離のばらつきを算出し、これを安定度とすることができる。
【０２４８】
このように、安定度としては、候補点ごとに得られる距離のばらつきを用いることができる。なお、「ばらつき」を示す指標としては、例えば、標準偏差、分散等を初めとする統計指標を用いてもよい。
【０２４９】
また、安定度の算出に際しては、候補点までの距離を複数回測定して得られた距離に基づく安定度と、候補点の近傍に位置する複数の測定部位までの距離に基づく安定度と、を独立して算出し、各手法によって得られた安定度そのもののばらつきを、最終的な安定度としてもよい。
【０２５０】
なお、ステップＳ１０３に示す処理は、候補点毎に得られる距離に基づくものであるが、これに代えて、候補点毎に得られる受光量分布を用いてもよい。例えば、反射光の受光量のばらつきを算出し、これを安定度としてもよい。また、受光量に基づく安定度と、距離に基づく安定度と、を組み合わせて用いてもよい。
【０２５１】
ステップＳ１０３から続くステップＳ１０４において、表示制御部１０５は、安定度算出部１０４による算出結果に基づいて、各候補点の中から、印字加工に用いるべき測距点をレコメンドする。
【０２５２】
具体的に、このステップＳ１０４では、表示制御部１０５は、安定度算出部１０４による算出結果に基づいて、設定面Ｒ４上に安定度に応じた視覚表示を行う。
【０２５３】
つまり、ここに示す例では、制御部１０１が、部分領域内で各候補点までの距離が測定されるように、レーザ光走査部４及び距離測定部１０３を制御する。その後に、表示制御部１０５は、距離測定部１０３による測定結果に基づいて、部分領域内に視覚表示を実行する。
【０２５４】
視覚表示の具体例としては、予め設定した候補点の中から、相対的に安定度の高い候補点のみを表示させることが考えられる。図１５Ｃに例示する設定面Ｒ４上では、第２ワークＷ２に係る候補点Ｇ２のうち、安定度の高い候補点ｇ２のみが表示されている。図１５Ｃに例示するように、安定度の高い候補点ｇ２は、１点とは限らない。また、この例では、安定度の低い候補点Ｇ２は、設定面Ｒ４上に表示されていない。
【０２５５】
このように、表示制御部１０５は、設定面Ｒ４上に複数の候補点を表示するとともに、各候補点に対応した安定度の高低に応じて、各候補点の表示態様を異ならせることができる。
【０２５６】
ここで、図１５Ｃの第１ワークＷ１に例示するように、安定度の高い候補点が存在しなかった場合を考える。この場合、マーカコントローラ１００は、図１５Ｄに例示するように、部分領域Ｂ１’を新たに設定し、その領域内で再度測定を実施することができる。この設定は、自動で行ってもよいし、ユーザが手動で指定してもよい。図１５Ｄに示す例では、新たに測定を行った結果、安定度の高い候補点ｇ１が複数個にわたり得られたことが見て取れよう。このように、安定度を算出するために距離を測定する領域は、印字ブロックと重なり合う必要はない。
【０２５７】
ステップＳ１０４から続くステップＳ１０５において、設定部１０７は、安定度の高い候補点の中から、運用時に用いる測距点を選択して決定する。図１５Ｅに示す例では、第１ブロックＢ１に対応する候補点ｇ１の中から、星型の測距点（以下、「第１測距点」という）Ｉ１が選択され、第２ブロックＢ２に対応する候補点ｇ２の中から、同じく星型の測距点（以下、「第２測距点」という）Ｉ２が選択されている。
【０２５８】
測距点の選択は、自動で行ってもよいし、手動で行ってもよい。自動で選択する場合、は、例えば、対応する印字ブロックの中央部に近い候補点を選択したり、同ブロックの四隅に近い候補点を選択したり、することができる。
【０２５９】
すなわち、測距条件設定部又は加工ブロック設定部としての設定部１０７は、予め定められた規則（印字ブロックの中央部に近い候補点を選択する、印字ブロックの四隅に近い候補点を選択する等）に従って、印字ブロック毎に測距点を自動的に設定する、としてもよい。この場合、測距点を設定するための規則は、条件設定記憶部１０２等、各種メモリに予め記憶されることになる。
【０２６０】
一方、手動で選択する場合は、測距点受付手段としての操作部８０２が、設定面Ｒ４上でのクリック操作等、ユーザによる操作を受け付けて、その操作に基づいて測距点を設定することができる。
【０２６１】
ステップＳ１０５から続くステップＳ１０６において、測距条件設置部としての設定部１０７が、印字ブロック毎に測距点を紐付けし、条件設定記憶部１０２に記憶させる。図１５Ｆに示す例では、第１ブロックＢ１と第１測距点Ｉ１とが紐付けられ、第２ブロックＢ２と第２測距点Ｉ２とが紐付けられる。
【０２６２】
その後、測距条件調整手段としての設定部１０７は、印字ブロック毎に最適な測距条件を実現するべく、ブロック毎に測距条件を整える。そのために、設定部１０７は、測距光出射部５Ａの出射光量及び投光時間、並びに、測距光受光部５Ｂの受光ゲイン及び露光時間のうちの少なくとも１つを、印字ブロック毎に調整する。
【０２６３】
具体的には、ステップＳ１０６から続くステップＳ１０７において、安定度に基づいて決定された測距点まで測距光を走査して、該測距点に対して測距光を投射する。このときの測距条件には、条件設定記憶部１０２に記憶されている出射光量（投射光量）と、投光時間と、受光ゲインと、露光時間と、が含まれる。
【０２６４】
続くステップＳ１０８とステップＳ１０９において、設定部１０７は、制御部１０１等を介して出射光量と、投光時間と、受光ゲインと、露光時間と、を調整する。
【０２６５】
それに続くステップＳ１１０において、設定部１０７は、測距光受光部５Ｂにより検出される受光量分布に基づいて、現時点での受光波形が適切か否かを判定する。この判定がＮＯの場合はステップＳ１０８へ戻り、出射光量及び受光ゲイン等をさらに調整する。一方、この判定がＹＥＳの場合はステップＳ１１１へ進み、印字ブロックに対応した測距条件として新たに保存する。
【０２６６】
受光波形の判定は、例えば、受光量の大きさが、所定の範囲内に収まっているか否かを判定すればよい。すなわち、受光量の大きさが所定の範囲内に収まっている場合は、受光量は、過大ではなく、それでいて過小でもない、とみなし、受光波形が適切であると判定することができる。
【０２６７】
続くステップＳ１０７からステップＳ１１１に示す処理は、印字ブロック毎に実行される。例えば、図１６に示す例では、第１ブロック（印字ブロック１）Ｂ１に対応した測距条件と、第２ブロック（印字ブロック２）Ｂ２に対応した測距条件と、が独立して設定される。
【０２６８】
一般に、ワークＷの反射特性に応じて、受光量は変動する。そのため、図１５Ａに例示するように複数のワークＷを加工対象とする場合は、ワークＷ毎に適切な測距条件は変わり得る。また、一体のワークＷであったしても、その表面上に明暗領域が形成されていた場合は、印字ブロック、ひいては測距点の配置次第で、適切な測距条件は変わり得る。よって、前記のように、測距点毎に測距条件を決定する方法は、適切な測距条件を実現する上で有効である。
【０２６９】
また、候補点の抽出に用いた安定度は、走査方法そのもののレコメンドにも有効である。例えば、測距光の走査に係るパラメータを変更しながら、各測距点について安定度を算出し、その安定度が多いパラメータを、最適な走査方法とすることができる。
【０２７０】
走査に係るパラメータには、測距光を走査するときに軌跡、測距光を走査する範囲の大きさ、測距光の走査速度、測距光をワークＷに投射するタイミング、測定結果の統計処理に用いるパラメータ（例えば、平均化を行うタイミング）、測距光の強度等が含まれる。
【０２７１】
また、設定部１０７は、前述の加工条件を印字ブロック毎に設定することができる。よって、設定部１０７は、測距条件と、加工条件とを印字ブロック毎に紐付けて設定することになる。
【０２７２】
以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌにおいては、例えば図１５Ａに例示するように、設定面Ｒ４上に各々印字パターンＰ１、Ｐ２を含んだ複数の印字ブロックＢ１、Ｂ２を設定することができる。そして、図１６に例示するように、本実施形態に係る設定部１０７は、複数の印字ブロックＢ１、Ｂ２の各々に対応した測距条件を設定することができる。
【０２７３】
そして、レーザ加工装置Ｌの運用に際して、実際に印字パターンが形成される際、距離測定部１０３は、印字ブロックＢ１、Ｂ２に紐付いた測距条件に基づいて測距点Ｉ１、Ｉ２までの距離を測定するとともに、Ｚスキャナ３３は、その測定結果に基づいて、印字ブロックＢ１、Ｂ２毎に焦点位置を調整することができる。
【０２７４】
すなわち、Ｚスキャナ３３は、印字ブロックＢ１、Ｂ２毎に測定された距離に基づいて、同ブロック毎に焦点位置を調整することができる。そして、各印字ブロックＢ１、Ｂ２には、印字パターンＰ１、Ｐ２ばかりでなく、受光ゲイン及び出射光量等、距離を測定するための測距条件を紐付けることができる。
【０２７５】
これにより、例えば、第１及び第２ワークＷ１、Ｗ２それぞれの表面状態を印字ブロックＢ１、Ｂ２毎に考慮して、その表面状態を考慮した測距条件を定めることができる。印字ブロックＢ１、Ｂ２毎に受光量を適切に調整することで、ユーザの手間を省き、レーザ加工装置Ｌの使い勝手を向上させることができる。
【０２７６】
また、印字ブロックＢ１、Ｂ２毎に測距条件を定めておくことで、余計な待ち時間を抑制することができる。これにより、レーザ加工装置Ｌの使い勝手をさらに向上させることができる。
【０２７７】
また、本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌにおいては、図１５Ｃ及び図１５Ｄに例示するように、安定度算出部１０４が、複数の候補点Ｇ２の各々までの距離に基づいて、各候補点Ｇ２における測定の安定性を示す安定度を算出する。そして、表示制御部１０５は、例えば図１５Ｅに例示するように、安定度算出部１０４による算出結果に基づいて、その算出結果に応じた視覚表示を行う。
【０２７８】
この視覚表示は設定面Ｒ４上で行われるため、ユーザは、各候補点Ｇ２における安定度を視認することができる。そのことで、レーザ加工装置Ｌを実際に運用したり、印字ブロックＢ１、Ｂ２毎に測距条件を定めたりする際に、安定度が相対的に高い測距点Ｉ１、Ｉ２を用いることができ、測定の安定性を確保することができる。
【０２７９】
＜測距点のレコメンドに関連した変形例＞
−候補点の設定に係る変形例−
前記実施形態では、測距点のレコメンドに際して、測距対象となる部分領域を設定した後に、その領域内で候補点を探索するように構成されていたが、この構成には限定されない。
【０２８０】
例えば、部分領域を設定する前に、予め、自動的に候補点を探索してもよい（自動スキャン）。詳しくは、走査制御部としての制御部１０１は、測距領域設定部としての設定部１０７による選択に先立って、各候補点までの距離が測定されるようにレーザ光走査部４及び距離測定部１０３を制御し、表示制御部１０５は、距離測定部１０３による測定結果に基づいて、設定部１０７により選択された領域内に視覚表示を行う、となるように構成することができる。
【０２８１】
また、前記実施形態では、部分領域は、対応する印字ブロックＢ１と略一致していたが、この構成には限定されない。例えば、設定面Ｒ４の全域を部分領域とすることができる。
【０２８２】
こうした変形例は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示されている。詳しくは、図１７Ａは自動スキャンにおける候補点を示す図１５Ｂ対応図であり、図１７Ｂは自動スキャンにおけるレコメンドについて例示する図１５Ｃ対応図である。
【０２８３】
図１７Ａに例示するように、設定部１０７は、設定面Ｒ４の全域に等間隔で候補点Ｇ０を設定する。そして、設定部１０７は、各候補点Ｇ０について、予め距離の測定を実施しておくとともに、その測定結果を条件設定記憶部１０２等に記憶しておく。
【０２８４】
そして、部分領域として設定面Ｒ４の全域が選択されると、図１７Ｂに例示するように、表示制御部１０５は、安定度の高い候補点ｇ０を網羅的に表示する。ここで、前記実施形態のように、設定面Ｒ４の全域以外の領域を部分領域として選択してもよい。
【０２８５】
例えば、ワークＷ１、Ｗ２の表面と略一致するような部分領域を選択した場合には、ワークＷ１の周縁よりも内側の領域内のみ、安定度の高い候補点ｇ１’、ｇ２’が表示される。
【０２８６】
−表示態様の変形例−
図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃ、操作用端末８００における具体的な表示態様と、その変形例を例示する図である。詳しくは、図１８Ａは、表示態様の変形例を説明する図であり、図１８Ｂはスキャン領域の手動設定について説明する図であり、図１８Ｃはレコメンドに係る別例を示す図である。
【０２８７】
図１８Ａに例示するように、この設定面Ｒ４には、第３の印字パターンＰ３と、これに対応した第３の印字ブロックＢ３と、が表示されている。ここで、画面右側に表示されている第１ボックスＤ１に設けられたボタンＴ１にクリック操作を行うと、図１８Ｂに例示する第２ボックスＤ２が表示される。
【０２８８】
この第２ボックスＤ２における各パラメータを調整することで、矩形以外の形状を有する測定領域Ｒ５を設定することができる。この設定に基づいて、前記実施形態と同様の処理を行うことで、運用時に用いる測距点Ｉ３を決定することができる。図１８Ｂに例示刷るように、部分領域Ｒ５は、第３の印字ブロックＢ３からはみ出していてもよい。さらに、第２ボックスＤ２における「推奨座標Ｘ」及び「推奨座標Ｙ」に示すように、測定領域Ｒ５内で最も安定度の高い座標を表示してもよい。
【０２８９】
また、前記実施形態では、表示制御部１０５による表示態様の一例として、設定面Ｒ４上に、安定度の高い候補点のみを表示する構成について説明したが、この構成には限定されない。例えば、図１８Ｃに示すように、安定度の高低に応じて、部分領域Ｒ５内にグラデーションを施してもよい。
【０２９０】
また、前記実施形態では、印字ブロックに紐付けられる測距条件として、設定面Ｒ４上での測距点の座標と、出射光量と、投光時間と、受光ゲインと、露光時間とについて説明したが、測距条件は、これに限定されない。より一般には、測距条件として、測定タイミング、測距光の走査設定、測定値の平均化に係るパラメータ、正常に測距されなかった場合のリトライ動作に係るパラメータ、測距にエラーが生じた場合の動作設定に係るパラメータ、並びに、測距光のサンプリング周波数等をそれぞれ設定し、対応する印字ブロックに紐付けてもよい。
【０２９１】
また、本実施形態では、測距条件として、設定面Ｒ４上での測距点の座標を例示したが、ここでいう「座標」は、設定面Ｒ４上での絶対座標としてもよいし、対応する印字ブロックから見た相対座標としてもよい。
【０２９２】
＜その他の変形例＞
なお、本実施形態では、マーカヘッド１から被加工物の表面までの距離を測定するための測距原理として、三角測距方式を用いることとしたが、ここに開示された技術は、例えばＴＯＦ（Time Of Flight）方式で測距する場合にも適用可能である。この場合、測距光受光部５Ｂが受光した測距光に基づいて、この測距光が被加工物により反射されて戻ってくるまでの時間を測定すればよい。そうして測定された時間に基づいて、マーカヘッド１から被加工物の表面までの距離を測定することができる。すなわち、距離測定部１０３は、ＴＯＦ方式により測距する機能を備えることになる。
【符号の説明】
【０２９３】
１      マーカヘッド
１０    筐体
２      レーザ光出力部
３      レーザ光案内部
３３    Ｚスキャナ（焦点調整部）
４      レーザ光走査部
５      測距ユニット
５Ａ    測距光出射部
５Ｂ    測距光受光部
５６Ｌ  受光素子
５６Ｒ  受光素子
１００  マーカコントローラ
１０１  制御部（走査制御部）
１０３  距離測定部
１０４  安定度算出部
１０５  表示制御部
１０７  設定部（加工ブロック設定部、測距条件設定部、測距条件調整手段、測距領域設定部）
１１０  励起光生成部
８００  操作用端末
８０１  表示部
８０２  操作部（測距点受付手段）
Ｂ１    第１の印字ブロック（加工ブロック）
Ｂ２    第２の印字ブロック（加工ブロック）
Ｉ１    測距点
Ｉ２    測距点
Ｇ１    複数の候補点（複数の測距点）
Ｇ２    複数の候補点（複数の測距点）
ｇ１    安定度の高い候補点
ｇ２    安定度の高い候補点
Ｐ１    加工パターン（印字パターン、第１の印字パターン）
Ｐ２    加工パターン（印字パターン、第２の印字パターン）
Ｒ１    加工領域
Ｒ４    設定面
Ｌ      レーザ加工装置
Ｓ      レーザ加工システム
Ｗ      ワーク（被加工物）
【図１】
2020104161.tif 000003
【図２】
2020104161.tif 000004
【図３Ａ】
2020104161.tif 000005
【図３Ｂ】
2020104161.tif 000006
【図４】
2020104161.tif 000007
【図５】
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【図６】
2020104161.tif 000009
【図７】
2020104161.tif 000010
【図８】
2020104161.tif 000011
【図９】
2020104161.tif 000012
【図１０】
2020104161.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2020104161.tif 000015
【図１３】
2020104161.tif 000016
【図１４】
2020104161.tif 000017
【図１５Ａ】
2020104161.tif 000018
【図１５Ｂ】
2020104161.tif 000019
【図１５Ｃ】
2020104161.tif 000020
【図１５Ｄ】
2020104161.tif 000021
【図１５Ｅ】
2020104161.tif 000022
【図１５Ｆ】
2020104161.tif 000023
【図１６】
2020104161.tif 000024
【図１７Ａ】
2020104161.tif 000025
【図１７Ｂ】
2020104161.tif 000026
【図１８Ａ】
2020104161.tif 000027
【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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