(57)【要約】【課題】複雑な配線作業を要することなくコストを低減しつつ焦点距離調整を容易に行うことが可能なレーザマーキング装置及びレンズユニットを提供する。【解決手段】レーザユニット１０にＬＥＤポインタ２０が配置されており、レンズホルダ１５の上面に第１及び第２の反射ミラー２１，２２が配置されている。第１の反射ミラー２１は、レンズホルダ１５がレーザユニット１０に装着された状態でＬＥＤポインタ２０からの可視光Ｋの一部を受けて収束レンズ１４の焦点位置Ｐを通過する方向に反射させ、残りの可視光Ｋを透過させる。第２の反射ミラー２２は、第１反射ミラーを透過した可視光Ｋを受けて収束レンズ１４の焦点位置Ｐを通過する方向に反射させる。第１の反射ミラー２１からの第１可視光Ｋ１と、第２の反射ミラー２２からの第２可視光Ｋ２は、レンズホルダ１５の透過孔２３，２３を介してレーザユニット１０の外部に出射され、収束レンズ１４の焦点位置Ｐで互いに交差する。【選択図】　図３
2004114085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字用レーザ光源から出射されたレーザ光を収束レンズにて収束して、被印字対象であるワーク上に前記レーザ光の照射点を形成させて印字を行うレーザマーキング装置であって、
前記収束レンズが、レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能なレンズホルダに保持されてレンズ交換可能な構成とされるとともに、
前記装置本体に装着されている前記収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の基準点を、可視光源から出射される可視光によって指示する焦点距離指示機能を備えたものにおいて、
前記可視光源は前記装置本体側に設けられ、
前記レンズホルダには、前記可視光源からの可視光を受光可能に配された複数の反射部材が設けられ、それら複数の反射部材は、前記レンズホルダが前記装置本体に装着されたときにおいて、それぞれで反射した互いに光軸方向の異なる複数の可視光が、前記基準点で互いに交差するように構成されていることを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項２】
前記複数の反射部材は、前記可視光源から出射された可視光のうち、一部の可視光を反射するとともにそれ以外の可視光を透過する第１反射ミラーと、前記第１反射ミラーにて透過した可視光を受光可能に配された第２反射ミラーとを備えてなり、前記第１及び第２の反射ミラーが受けた可視光を前記基準点で互いに交差させるように反射する構成になっていることを特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項３】
前記ワーク上の所定位置に載置される調整用反射板を備えるとともに、前記複数の反射部材は、前記可視光源から出射された可視光を受けて前記基準点を通過させるように反射する第１の反射ミラーと、前記ワークが正規の被印字姿勢にある状態において、前記第１の反射ミラーから照射され前記調整用反射板にて反射した可視光を受けて再び前記基準点を通過させるよう反射する第２の反射ミラーとで構成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項４】
前記調整用反射板は、基準点一致領域と、それを包囲するように基準点不一致領域とを有し、前記基準点一致領域及び基準点不一致領域のいずれか一方の領域には、入射した光を正反射させる正反射面が形成され、他方の領域には、入射した光を拡散反射させる拡散反射面が形成されていることを特徴とする請求項３記載のレーザマーキング装置。
【請求項５】
レーザマーキング装置の印字用レーザ光源からのレーザ光を収束して被印字対象であるワーク上に前記レーザ光の照射点を形成させる収束レンズと、
前記収束レンズを保持し、前記レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能なレンズホルダとを備えてなるレンズユニットであって、
前記レンズホルダには、前記装置本体側に設けられた可視光源からの可視光を受光可能に配された複数の反射部材が設けられ、それら複数の反射部材は、前記レンズホルダが前記装置本体に装着されたときにおいて、それぞれで反射した互いに光軸方向の異なる複数の可視光が、前記収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の基準点で互いに交差するように構成されていることを特徴とするレーザマーキング装置のレンズユニット。
【請求項６】
前記複数の反射部材は、前記可視光源から出射された可視光のうち、一部の可視光を反射するとともにそれ以外の可視光を透過する第１反射ミラーと、前記第１反射ミラーにて透過した可視光を受光可能に配された第２反射ミラーとを備えてなり、前記第１及び第２の反射ミラーが受けた可視光を前記基準点で互いに交差させるように反射する構成になっていることを特徴とする請求項５記載のレーザマーキング装置のレンズユニット。
【請求項７】
前記複数の反射部材は、前記可視光源から出射された可視光を受けて前記基準点を通過させるように反射する第１の反射ミラーと、前記第１の反射ミラーから照射され正規の被印字姿勢にある前記ワーク上に載置された調整用反射板にて反射した可視光を受けて再び前記基準点を通過させるよう反射する第２の反射ミラーとで構成されていることを特徴とする請求項５記載のレーザマーキング装置のレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光を利用した焦点距離指示機能を備えたレーザマーキング装置及びそのレンズユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザマーキング装置は、例えば印字用のレーザ光を出射するレーザ光源と、そのレーザ光の光路途中に配されてレーザ光の方向を変える一対のガルバノスキャナと、ガルバノスキャナからのレーザ光を収束して被印字対象物たるワーク上に照射点を形成する収束レンズとを備えて、印字すべき文字、記号、図形等（以下、「文字等」）に基づいてガルバノスキャナを駆動させてワーク上で照射点を走査するようにして文字等を印字するものである。この種のものでは、レーザ光の効率を考慮して、収束レンズからのレーザ光のレーザ密度が最も高くなる当該収束レンズの焦点位置にワークの印字表面が位置するように収束レンズからワークまでのワーク距離を調整する必要がある。
ところで、このようなレーザマーキング装置では、例えば、収束レンズが破損等した場合に同一特性の収束レンズに交換したり、或いは材質の異なるワークに印字するため、或いは異なる印字範囲（エリア）に印字するために他の特性の収束レンズに交換したりしなければならないことがある。
【０００３】
そこで、下記の特許文献１に開示されたもののように、各種の特性の収束レンズをそれぞれ保持し、レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能な複数のレンズホルダを備えて、収束レンズを交換可能な構成としたものがある。ここで、各収束レンズはその特性によって焦点距離が異なるから、装着された収束レンズ毎に調整すべきワーク距離が異なり、しかも印字用のレーザ光は不可視光であるためにこの照射像を視認することでワーク距離の調整することは極めて困難である。そこで、同文献１のものでは、各レンズホルダに、保持した収束レンズの焦点位置において互いに交差する可視光を出射する一対のＬＥＤポインタを設けた構成となっている。このような構成であれば、装着された収束レンズの焦点位置を各ＬＥＤポインタからの可視光の交差位置から視覚的に認識することができるから、この交差位置にワークの表面が来るようにレーザマーキング装置とワークとの距離を調整することで容易に焦点距離調整を行うことができるのである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５４６５公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構成では、一対のＬＥＤポインタがレンズホルダ側に設けられた構成であるために、収束レンズの交換毎にＬＥＤポインタと、レーザマーキング装置本体側に設けられた駆動回路等との電気的配線を行う必要があり、レンズ交換作業が煩雑になるという問題があった。しかも、この配線作業を行うにはレーザマーキング装置の装置本体のカバーを外して分解しなければならないが、この装置本体のカバーは一般的に防塵対策が施されており、分解組立には複雑な作業が必要となる。また、レンズホルダ毎にＬＥＤポインタを設ける必要があるためにコストが高くなるという問題もあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複雑な配線作業を要することなく、コストを低減しつつ焦点距離調整を容易に行うことが可能なレーザマーキング装置及びそのレンズユニットを提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るレーザマーキング装置は、印字用レーザ光源から出射されたレーザ光を収束レンズにて収束して、被印字対象であるワーク上にレーザ光の照射点を形成させて印字を行うレーザマーキング装置であって、収束レンズが、レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能なレンズホルダに保持されてレンズ交換可能な構成とされるとともに、装置本体に装着されている収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の基準点を、可視光源から出射される可視光によって指示する焦点距離指示機能を備えたものにおいて、可視光源は装置本体側に設けられ、レンズホルダには、可視光源からの可視光を受光可能に配された複数の反射部材が設けられ、それら複数の反射部材は、レンズホルダが装置本体に装着されたときにおいて、それぞれで反射した互いに光軸方向の異なる複数の可視光が、基準点で互いに交差するように構成されているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載のレーザマーキング装置において、複数の反射部材は、可視光源から出射された可視光のうち、一部の可視光を反射するとともにそれ以外の可視光を透過する第１反射ミラーと、第１反射ミラーにて透過した可視光を受光可能に配された第２反射ミラーとを備えてなり、第１及び第２の反射ミラーが受けた可視光を基準点で互いに交差させるように反射する構成になっているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１記載のレーザマーキング装置において、ワーク上の所定位置に載置される調整用反射板を備えるとともに、複数の反射部材は、可視光源から出射された可視光を受けて基準点を通過させるように反射する第１の反射ミラーと、ワークが正規の被印字姿勢にある状態において、第１の反射ミラーから照射され調整用反射板にて反射した可視光を受けて再び基準点を通過させるよう反射する第２の反射ミラーとで構成されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３記載のレーザマーキング装置において、調整用反射板は、基準点一致領域と、それを包囲するように基準点不一致領域とを有し、基準点一致領域及び基準点不一致領域のいずれか一方の領域には、入射した光を正反射させる正反射面が形成され、他方の領域には、入射した光を拡散反射させる拡散反射面が形成されているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明に係るレーザマーキング装置のレンズユニットは、レーザマーキング装置の印字用レーザ光源からのレーザ光を収束して被印字対象であるワーク上にレーザ光の照射点を形成させる収束レンズと、収束レンズを保持し、レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能なレンズホルダとを備えてなるレンズユニットであって、レンズホルダには、装置本体側に設けられた可視光源からの可視光を受光可能に配された複数の反射部材が設けられ、レンズホルダが装置本体に装着されたときにおいて、複数の反射部材が受けた可視光を、収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の基準点で互いに交差させるように反射する構成になっているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５記載のレーザマーキング装置のレンズユニットにおいて、複数の反射部材は、可視光源から出射された可視光のうち、一部の可視光を反射するとともにそれ以外の可視光を透過する第１反射ミラーと、第１反射ミラーにて透過した可視光を受光可能に配された第２反射ミラーとを備えてなり、第１及び第２の反射ミラーが受けた可視光を基準点で互いに交差させるように反射する構成になっているところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項５に記載のレーザマーキング装置のレンズユニットにおいて、複数の反射部材は、可視光源から出射された可視光を受けて基準点を通過させるように反射する第１の反射ミラーと、第１の反射ミラーから照射され正規の被印字姿勢にあるワーク上に載置された調整用反射板にて反射した可視光を受けて再び基準点を通過させるよう反射する第２の反射ミラーとで構成されているところに特徴を有する。
なお、上記発明でいう「正規の被印字姿勢」とは、ワークの被印字面が収束レンズの中心軸に対して垂直をなすようなワーク姿勢に限らず、被印字面が収束レンズの中心軸に対して斜めになるようなワーク姿勢であっても良く、要するに、ワークの形状や印字パターンに応じて所望の印字を行うのに適した姿勢をいう。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１及び請求項５の発明＞
本構成によれば、焦点距離指示機能に利用される可視光を出射する可視光源が装置本体側に設けられる一方で、レンズホルダには、装置本体に装着した際に、前記可視光源からの可視光を受光可能に配された複数の反射部材が設けられ、それら複数の反射部材のそれぞれで反射した可視光が、当該レンズホルダに保持された収束レンズの基準点（装置本体に装着されている収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の任意点、例えば当該収束レンズの焦点位置）で互いに交差するよう構成されている。つまり、装置本体に装着される各種の収束レンズ毎にそれぞれ対応した基準点が可視光の交差位置によって指示される。従って、各反射部材で反射した可視光が形成する照射像がワーク上において一致するように収束レンズとワークとのワーク距離を調整することで各種の収束レンズに応じた焦点距離への調整作業を容易に行うことができる。
【００１４】
ここで、可視光源であるＬＥＤポインタをレンズホルダ側に設けた上記の従来構成では、レンズ交換毎にレンズホルダ側のＬＥＤポインタと装置本体側の駆動回路等との電気的配線作業が必要であった。しかしながら、本発明では可視光源は装置本体側に設けられているから、レンズ交換の際には電気的配線作業を行うことなくレンズホルダの着脱作業だけでレンズ交換作業を容易に行うことができる。しかもレンズホルダ毎に可視光源を設ける必要がないから上記従来の構成に比べてコストの低減を図ることが可能になる。
【００１５】
＜請求項２及び請求項６の発明＞
本構成によれば、複数の反射部材に対して単一の可視光源を設けるだけで請求項１の構成を実現することができるから、可視光源を各反射部材毎に設けた構成に比べてコストの低減を図ることができる。
【００１６】
＜請求項３及び請求項７の発明＞
本構成によれば、ワーク上の調整用反射板上に基準点が配され、かつ正規の被印字姿勢（例えばワークの被印字面が収束レンズの中心軸に対して垂直をなすときの姿勢）にあるときにおいて、第１反射ミラーで反射した可視光が形成する照射像と、第２反射ミラーで反射した可視光が形成する照射像とが反射面上、即ち基準点で一致することになる。従って、第１及び第２の反射ミラーからの可視光が形成する照射像を調整用反射板で一致するようにすることで、焦点距離への調整ができると同時に、ワークが前記正規の被印字姿勢になっているかどうかも知ることができる。また、第１及び第２の反射ミラーに対して単一の可視光源を設けるだけで請求項１の構成を実現することができるから、可視光源を各反射部材毎に設けた構成に比べてコストの低減を図ることができる。
【００１７】
＜請求項４の発明＞
第１及び第２の反射ミラーからの可視光により形成される照射像は、正反射面上よりも拡散反射面上の方が鮮明に投影される。そこで、例えば、まず第１反射ミラーからの可視光を調整用反射板のうち、基準点一致領域内に入光するようにワークを配置する。ここで、例えば基準点一致領域を正反射面で形成したものでは、第１反射ミラーからの可視光が基準点一致領域からずれて基準点不一致領域に入光している場合にはそこで拡散反射して照射像が鮮明に投影されるからそのずれを容易に視認することができる。次いで、第２の反射ミラーからの可視光をも基準点一致領域内に入光するようにワーク位置及び姿勢を調整する。このときもやはり第２反射ミラーからの可視光が基準点一致領域からずれて基準点不一致領域に入光している場合にはそこで拡散反射して照射像が鮮明に投影されるからそのずれを容易に視認することができる。これにより第１及び第２の反射ミラーからの可視光による両照射像が一致しているかどうかを容易に視認することができ、作業効率の向上を図ることができる。なお、基準点一致領域を拡散反射面で形成したもののでも同様の効果を得ることが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１ないし図４によって説明する。
本実施形態に係るレーザマーキング装置は、例えば図１に示すように被印字対象であるワークＷに対向配置されるレーザユニット１０（本発明の「装置本体」に相当）と、コントローラ１１とからなる。レーザユニット１０には印字用のレーザ光Ｌを出射するレーザ光源１２と、そのレーザ光源１２からのレーザ光Ｌの光路途中に配置されてレーザ光Ｌの方向を変える一対のガルバノミラー１３（同図では一方のみ図示）と、そのガルバノミラー１３からのレーザ光Ｌを収束してワークＷ上に照射点を形成する収束レンズ１４（例えばｆθレンズ）とを備えてなる。コントローラ１１は、印字すべき文字、記号、図形等（以下、「文字等」）の印字データに基づいてレーザ光源１２にオンオフ信号を与えるとともにガルバノミラー１３に駆動信号を与える。これにより、ガルバノミラー１３が駆動してレーザ光ＬがワークＷ上を走査するように照射され、もって所望の文字等をワークＷ上に印字することができる。
【００１９】
収束レンズ１４は、レーザユニット１０に対して交換可能な構成となっている。この構成について詳説すると、収束レンズ１４は、図２に示すように矩形板状のレンズホルダ１５に保持されてユニット化されている。具体的には、レンズホルダ１５の中央部には収束レンズ１４を収容するための断面円形状の収容穴１６が貫通形成されている。この収容穴１６は、全体として収束レンズ１４の外径とほぼ同じ大きさの内径に形成されるとともに、収容穴１６の下端部分は収束レンズ１４の外形よりやや小さい内径で形成されてストッパ部１６ａを構成している。収束レンズ１４は収容穴１６に収容され、この収容穴１６に嵌合可能な環状保持具１７が上方から嵌着される。これにより収容レンズは、周縁部がストッパ部１６ａと環状保持具１７とで挟まれてレンズホルダ１５に保持されている。
【００２０】
そして、レーザユニット１０の下面には、レンズホルダ１５の外形に対応した平断面を有する浅めの凹所１８が形成され、その底面の中央部分にレンズホルダ１５の外形より小さい同形の開口部１９が貫通形成されている。レンズホルダ１５を前記凹所１８内に嵌め合わせるようにして、その周縁部に形成された図示しない挿通孔に取付ねじを通しつつレーザユニット１０に螺合させることで、レンズホルダ１５がレーザユニット１０に対して位置決め固定されることになる。従って、取付ねじの締め付け及び取り外し作業によってレーザユニット１０に対してレンズホルダ１５が着脱可能となり、もって同一特性或いは異なる特性の各種の収束レンズ１４をそれぞれ保持する複数のレンズホルダ１５を取り換えることで、同一或いは異なる特性の各種の収束レンズ１４間で交換可能な構成になっている。
【００２１】
さて、レーザマーキング装置では、上記の従来技術説明の欄でも述べたように、レーザ光Ｌの効率を考慮して、収束レンズ１４からのレーザ光Ｌのレーザ密度が最も高くなる当該収束レンズ１４の焦点位置にワークＷの印字表面が位置するように収束レンズ１４からワークＷまでのワーク距離を調整する必要がある。特に、収束レンズ１４が破損等した場合に同一特性の収束レンズ１４に交換したり、或いは材質の異なるワークＷに印字するため、或いは異なる印字範囲（エリア）に印字するために他の特性の収束レンズ１４に交換したりした場合には交換した各収束レンズ１４に応じた焦点位置にワークＷの被印字面がくるようにワーク距離を調整しなければならない。そこで、本実施形態のレーザマーキング装置には、レーザユニット１０に装着されている収束レンズ１４の焦点位置（本発明の「基準点」に相当）を、可視光源から出射される可視光によって指示する焦点距離指示機能が備えられている。このための構成について次に説明する。
【００２２】
まず、図１及び図３に示すように、レーザユニット１０には、その開口部１９の側方内壁面に可視光源に相当するＬＥＤポインタ２０が配置されており、その出射方向が例えば装着された収束レンズ１４の中心軸側に向けられて、出射した可視光Ｋが前記開口部１９のやや上方を横切るように光軸調整されている。
【００２３】
一方、レンズホルダ１５の上面には、図２に示すように、収束レンズ１４を挟んで第１及び第２の反射ミラー２１，２２が略対称配置されている。このうち第１の反射ミラー２１はハーフミラーであって、受けた光の一部を反射させ、それ以外の光を透過させる。図３に示すように、第１の反射ミラー２１は、レンズホルダ１５がレーザユニット１０に装着された状態においてＬＥＤポインタ２０の出射口の手前に位置し、ＬＥＤポインタ２０からの可視光Ｋ（例えばワークＷ上の照射像を鮮明に投影させることが可能な狭光芒の平行光）の一部を受けて収束レンズ１４の焦点位置（同図ではＰ）を通過する方向に反射させる一方で、残りの可視光Ｋを透過させる。第１反射ミラーを透過した可視光Ｋは、それと対称位置にある第２の反射ミラー２２側に向う。この第２の反射ミラー２２は、この透過された可視光Ｋを受けて、やはり収束レンズ１４の焦点位置を通過する方向に反射させる。第１の反射ミラー２１で反射した可視光（以下、「第１可視光Ｋ１」）と、第２の反射ミラー２２で反射した可視光（以下、「第２可視光Ｋ２」）は、レンズホルダ１５に貫通形成された透過孔２３，２３を介してレーザユニット１０の外部に出射され、収束レンズ１４の焦点位置Ｐで互いに交差することになる。なお、本実施形態では、各透過孔２３は透光部材２４で塞がれておりレーザユニット１０内部に塵埃が侵入しないよう防塵対策が施されている。
【００２４】
特性の異なる各種の収束レンズ１４については、それを保持するレンズホルダ１５に配置された第１及び第２の反射ミラー２１，２２の傾斜角度が、各収束レンズの焦点位置（収束率）に応じて調整されている。具体的には、図４に示すように、例えば現在装着されている収束レンズ１４よりも焦点距離が短い収束レンズ１４’の場合には、第１の反射ミラー２１はＬＥＤポインタ２０から受けた可視光Ｋが収束レンズ１４’の焦点距離Ｐ’を通過するよう反射させる傾斜角度（同図で二点破線で示した第１の反射ミラー２１’）になっており、第２の反射ミラー２２は第１の反射ミラー２１を透過して受けた可視光Ｋが同じく収束レンズ１４’の焦点距離Ｐ’を通過するよう反射させる傾斜角度（同図で二点破線で示した第２の反射ミラー２２’）になっている。
【００２５】
以上のような構成により、ＬＥＤポインタ２０からの可視光Ｋを、第１及び第２の反射ミラー２１，２２でそれぞれ反射させて収束レンズ１４の焦点位置Ｐで交差させるようにしたから、この交差位置をもって現在装着されている収束レンズ１４の焦点位置Ｐを視覚的に知ることができ、もって焦点距離指示機能を備えた構成が実現化されている。収束レンズ１４からワークＷまでのワーク距離が、収束レンズ１４の焦点距離に一致していないときには、第１可視光Ｋ１の照射像と第２可視光Ｋ２の照射像とがワークＷの被印字面上で別々の位置に投影される一方で、焦点距離に一致したときには第１可視光Ｋ１の照射像と第２可視光Ｋ２の照射像とが同じ位置に投影されることになるから、第１及び第２の可視光Ｋ１，Ｋ２の両照射像に基づいてワーク距離調整を容易に行うことができる。
【００２６】
このように、本実施形態では、ＬＥＤポインタ２０をレーザユニット１０側に設けた構成であるから、レンズ交換作業は、レンズホルダ１５とレーザユニット１０とを固定する前記取付ねじの取り外し及び締め付け作業だけで容易に行うことができる。即ち、ＬＥＤポインタ２０を各レンズホルダ１５毎に設けた従来構成のような電気的配線作業を要することなくレンズ交換作業を行うことができるのである。しかも、各レンズホルダ１５については、それらが保持する各収束レンズ１４の特性に応じた傾斜角度に配置された第１及び第２の反射ミラー２１，２２を設けるだけで、レーザユニット１０側に配された共通のＬＥＤポインタ２０からの可視光Ｋを利用して焦点距離指示機能を持たせることができる。つまり、各レンズホルダ１５毎に可視光源を設ける必要がないから上記従来の構成に比べてコストの低減を図ることが可能になる。
【００２７】
＜変形例＞
本第１実施形態の変形例として次のようなものがある。
（１）ハーフミラーとしての上記第１反射ミラー２１の代わりに、図５に示すように、ＬＥＤ２０からの可視光Ｋの光路の一部（同図では光路断面の上半分）を遮るように全反射板２５が設けられている。この全反射板２５は受けた可視光Ｋが収束レンズ１４の焦点位置Ｐを通過するように全反射させ、反射板に遮られなかった残りの可視光Ｋを第２の反射ミラー２２側にそのまま透過させるになっている。
【００２８】
（２）また、次のような構成であっても良い。
「請求項２記載のレーザマーキング装置において、前記第１の反射ミラーは、所定形状の反射面を有し、前記可視光源からの可視光の一部を前記反射面で反射させ、その前記反射面に入光しなかった可視光を透過させるよう構成し、前記第２の反射ミラーは前記第１の反射ミラーにて透過された可視光の全てを受光できるように構成されているもの」。
或いは、「請求項６記載のレーザマーキング装置のレンズユニットにおいて、前記第１の反射ミラーは、所定形状の反射面を有し、前記可視光源からの可視光の一部を前記反射面で反射させ、その前記反射面に入光しなかった可視光を透過させるよう構成し、前記第２の反射ミラーは前記第１の反射ミラーにて透過された可視光の全てを受光できるように構成されているもの」。
【００２９】
具体的には、図６に示すように第１の反射ミラー２１は例えば透光板の中央部分に十字状の反射膜２１ａが形成されたものであって、その反射膜２１ａ部分がＬＥＤポインタ２０からの可視光Ｋの光束内に入るように位置されている。そうすると、ＬＥＤポインタ２０から出射された可視光Ｋの光束断面形状（例えば円形）のうち第１の反射ミラー２１の反射膜２１ａの十字形状が刳り貫かれた光束断面形状の可視光Ｋが第２の反射ミラー２２に入光することになる。従って、第１可視光Ｋ１がワークＷ上に形成する照射像は十字形状（同図でＡ）をなし、第２可視光Ｋ２がワークＷ上に形成する照射像は円形から前記十字形状が刳り貫かれた形状（同図でＢ）をなし、これらを嵌め合わせてワークＷ上で円形形状の照射像（同図でＣ）が形成されるようにすることでワーク距離が焦点距離に一致したことを容易に知ることができる。
【００３０】
実際には、第１及び第２の反射ミラー２１，２２からそれぞれ出射された可視光は一定の広がりを有しており、その分だけワークＷ上での照射像が周囲に広がって見える。従って、焦点距離調整の際、第１及び第２の反射ミラー２１，２２からの反射光によってそれぞれ形成される照射像が単に丸形のもの同士ではそれらが完全に一致したことを正確に確認することができない場合がある。そこで、上記構成によれば、可視光源から出射された可視光は、その一部が第１の反射ミラー２１の所定形状の反射面で反射し、それ以外が第２の反射ミラー２２に入光するよう構成されている。これにより、第１の反射ミラー２１での反射光は前記反射面と同一形状の照射像をワークＷ上に形成し、第２の反射ミラー２２での反射光は前記反射面の形状が刳り貫かれたような形の照射像をワークＷ上に形成することになる。従って、両照射像の形状が嵌め合わさっているかどうかは、丸形の照射像同士が一致しているかどうかに比べて視覚的に確認し易く、焦点距離調整作業における精度の向上及び効率性の向上を図ることができる。
【００３１】
（３）更に、次のような構成であっても良い。
「請求項２記載のレーザマーキング装置において、前記第１の反射ミラーで反射された可視光の光路途中には、その可視光の一部を透過可能な開口部を有する第１の遮光部材が設けられ、前記第２の反射ミラーで反射された可視光の光路途中には、その可視光の一部を透過可能な開口部を有する第２遮光部材が設けられ、前記第１及び第２の遮光部材の両開口部の形状は互いに重ね合わせることで特定の形状をなすよう構成されているもの」。
或いは、「請求項６記載のレーザマーキング装置のレンズユニットにおいて、前記第１の反射ミラーで反射された可視光の光路途中には、その可視光の一部を透過可能な開口部を有する第１の遮光部材が設けられ、前記第２の反射ミラーで反射された可視光の光路途中には、その可視光の一部を透過可能な開口部を有する第２遮光部材が設けられ、前記第１及び第２の遮光部材の両開口部の形状は互いに重ね合わせることで特定の形状をなすよう構成されているもの」。
【００３２】
具体的には、図７に示すように、上記第１実施形態（図３）の構成に対して、各透光部材２４，２４の例えば上面に遮光板５０がそれぞれ設けられている。このうち第１反射ミラー側の遮光板５０ａには、その中央部において十字形状の開口部５１ａが形成されている。一方、第２反射ミラー側の遮光板５０ｂには、その中央部において円形から前記十字形状を刳り貫いたような形状の開口部５１ｂが形成されている。そして、これらの開口部５１ａ，５１ｂを合わせることで円形（上記「特定の形状）をなす。これにより上記変形例２と同様、第１可視光Ｋ１がワークＷ上に形成する照射像は十字形状（同図でＡ）をなし、第２可視光Ｋ２がワークＷ上に形成する照射像は円形から前記十字形状が刳り貫かれた形状（同図でＢ）をなし、これらを嵌め合わせてワークＷ上で円形形状の照射像（同図でＣ）が形成されるようにすることでやはり両照射像の形状を容易に嵌め合わせることができ、焦点距離調整作業における精度の向上及び効率性の向上を図ることができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図８及び図９は（請求項３及び請求項７の発明に対応する）第２実施形態を示す。前記実施形態との相違は、レンズホルダ１５に設けた複数の反射部材の構成にあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００３４】
図８に示すように、本実施形態に係るレンズホルダ１５には、ＬＥＤポインタ２０の出射口の手前に第１の反射ミラー３０が設けられ、この第１の反射ミラー３０は、ＬＥＤポインタ２０からの可視光Ｋを受けて当該レンズホルダ１５に保持された収束レンズ１４の焦点位置Ｐを通過する方向に反射させる。ここで、本実施形態に係るレーザマーキング装置にはワークＷの被印字面に載置される調整用反射板３１が設けられている。レンズホルダ１５の下面には第２の反射ミラー３２が配置されている。この第２の反射ミラー３２は、例えば、被印字面が収束レンズ１４の中心軸に対して垂直をなす基準姿勢（本発明でいう「正規の被印字姿勢」に相当）にあって、かつワーク距離が焦点距離と一致している（収束レンズ１４の焦点位置が被印字面上に位置する）ワークＷ上に載置された調整用反射板３１で反射した可視光の光軸に対して垂直な反射面を有し、受けた可視光Ｋ１を再び収束レンズ１４の焦点位置Ｐを通過する方向に反射させるよう構成されている。つまり、ワークＷが上記基準姿勢及び焦点距離にあるときだけ、第１及び第２の反射ミラーで反射した両可視光Ｋ１，Ｋ２が形成する照射像が調整用反射板３１上において１箇所（収束レンズ１４の焦点位置Ｐ）で結ばれることになる。従って、まず、第１の反射ミラー３０からの第１可視光Ｋ１をワークＷ上の調整用反射板３１で反射させて、その反射光が第２の反射ミラー３２に入光するようにワーク距離を調整する。
【００３５】
ここで、例えばワークＷが上記基準姿勢に対して傾いていれば第１及び第２の可視光Ｋ１，Ｋ２により調整用反射板上３１に形成される両照射像は別々の位置に投影される（図９参照）一方で、基準姿勢になっていれば両照射像は同じ箇所に投影される。従って、これら両照射像の投影位置に基づいてワーク距離が焦点距離になっているかどうかを知ることができるだけでなく、ワークＷが基準姿勢から傾いていないかどうかをも知ることができ、もってワークＷの位置及び姿勢を同時に調整することができる。
なお、本実施形態では、図９に示すように、調整用反射板３１は、その中央領域が正反射面３１ａで形成され、その回りの領域が拡散反射面３１ｂで形成されている（請求項４の構成に相当）。
【００３６】
第１及び第２の可視光により形成される照射像は、正反射面上よりも拡散反射面上の方が鮮明に投影される。そこで、まず、調整用反射板３１を、その正反射面３１ａ（基準点一致領域）がワークＷの被印字面の中央にくるように載置し、第１可視光Ｋ１を正反射面３１ａ内に入光するようにワーク位置を調整する。ここで、第１可視光Ｋ１が正反射面３１ａからずれて拡散反射面３１ｂ（基準点不一致領域）に入光している場合にはその照射像が鮮明に投影されるからそのずれを容易に視認することができる。次いで、第２可視光Ｋ２をも正反射面３１ａ内に入光するようにワーク位置及び姿勢を調整する。このときもやはり第２可視光Ｋ２が正反射面３１ａからずれて拡散反射面３１ｂに入光している場合にはその照射像が鮮明に投影されるからそのずれを容易に視認することができる。これにより第１及び第２の可視光Ｋ１，Ｋ２による両照射像が一致しているかどうかを容易に視認することができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００３７】
＜第３実施形態＞
本実施形態は上記第１及び第２実施形態の構成を組合せたものである。具体的には、図１０ないし図１２に示すように、第１実施形態の構成（図１〜図３）に対して、第２実施形態の第２反射ミラー３２に相当する第３の反射ミラー４０及びワークＷ上に載置される調整用反射板３１を加えた構成になっている。これにより、ワークＷ配置前においては、第１及び第２の反射ミラー２１，２２からの両可視光Ｋ１，Ｋ２の交差位置によって視覚的に収束レンズ１４の焦点位置Ｐを知ることができ、焦点距離調整を容易かつ迅速に行うことができる。そして、ワークＷ配置後には第１及び第３の反射ミラー２１，４０の両可視光Ｋ１，Ｋ３が形成する照射像を調整用反射板３１上で一致させるようにすることでワークＷを前記基準姿勢にさせることができる。これによりワーク距離調整及びワーク姿勢調整のための一連の作業を効率良く行うことができる。
【００３８】
＜他の発明の実施形態＞
上記課題を解決するために、上記発明以外に次のような構成による発明が本願出願人によって考案されている。
即ち、「印字用レーザ光源から出射されたレーザ光を収束レンズにて収束して、被印字対象であるワーク上に前記レーザ光の照射点を形成させて印字を行うレーザマーキング装置であって、
前記収束レンズが、レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能なレンズホルダに保持されてレンズ交換可能な構成とされるとともに、
前記装置本体に装着されている前記収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の基準点を、可視光源から出射される可視光によって指示する焦点距離指示機能を備えたものにおいて、
前記可視光源が前記装置本体側に設けられるとともに、前記ワーク上の所定位置に配される調整用反射板が備えられ、
前記レンズホルダには、前記ワークが前記焦点位置Ｐに配置されたときにおいて、前記可視光源からの可視光を受けて、前記基準点を通過させるよう反射する反射部と、前記調整用反射板が前記平面に対して面一となるように配された状態において、前記反射部材から照射され前記調整用反射板にて反射した可視光が入光可能な入光部とが設けられる一方で、
前記装置本体側には、前記入光部における入光位置を撮像し、これに応じた出力信号を出力する撮像素子を備えているもの」。
【００３９】
或いは、「レーザマーキング装置の印字用レーザ光源からのレーザ光を収束して被印字対象であるワーク上に前記レーザ光の照射点を形成させる収束レンズと、
前記収束レンズを保持し、前記レーザマーキング装置の装置本体に対して着脱可能なレンズホルダとを備えてなるレンズユニットであって、
前記レンズホルダには、そのレンズホルダが前記装置本体に装着されたときにおいて、前記可視光源からの可視光を受けて、前記収束レンズの焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズの中心軸に対して垂直な平面上の基準点を通過させるよう反射する反射部と、前記反射部から照射され前記平面に対して面一となる反射面にて反射した可視光が入光可能な入光部とが設けられているもの」。
【００４０】
なお、上記構成における調整用反射板についても、請求項４の構成と同様に、「基準点一致領域と、それを包囲するように基準点不一致領域とを有し、前記基準点一致領域及び基準点不一致領域のいずれか一方の領域には、入射した光を正反射させる正反射面が形成され、他方の領域には、入射した光を拡散反射させる拡散反射面が形成されたもの」であっても良い。
【００４１】
次に上記構成についての一実施形態について説明する。なお、以下の説明において上記第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
図１３に示すように、レンズホルダ１５上面には、ＬＥＤポインタ２０の出射口の手前に位置し、そこから出射された可視光Ｋを受けて収束レンズ１４の焦点位置Ｐを通過する方向に反射させる反射ミラー６０が設けられている。また、収束レンズ１４を挟んで反射ミラー６０と略対称となる位置には、ワークＷが前記焦点位置及び基準姿勢にある場合において反射ミラー６０から照射されワークＷ上に載置された調整用反射板３１で反射し、透過孔２３を透過した可視光Ｋを受光するスクリーン６１が設けられている。また、このスクリーン６１には、ワークＷが前記焦点位置及び基準姿勢にあるときに入光する可視光Ｋの入光位置に照準マーク６１ａが表示されている。
【００４２】
一方、レーザユニット１０側には、スクリーン６１を上方から撮像する撮像素子６２（例えばＣＣＤ素子）が設けられている。ここで、ワークＷが基準姿勢からずれて配置されているときには、図１４に示すように調整用反射板３１にて反射した可視光Ｋは透過孔２３から反れるか、或いは、その透過孔２３を透過したとしてもスクリーン６１上の照準マーク６１ａから反れた位置に入光することになる。従って、この撮像素子６２からの信号に基づいて図示しないモニタ等の表示装置にスクリーン６１上の映像を表示させ、その表示画面を見ながらスクリーン６１上の入光位置を前記照準マーク６１ａに一致させるようにワーク距離及びワーク姿勢を調整することでワークＷを前記焦点位置及び基準姿勢にすることができる。なお、表示装置には、スクリーン６１上の映像ではなく、撮像素子６２からの信号に基づいてスクリーン６１上における入光位置に対応した数値を表示させるようにしても良い。また、図１５に示すように、反射ミラー６０側の透過孔２３内に収束レンズ６３を配して、その収束レンズ６３を透過した可視光Ｋが前記スクリーン６１上で焦点を結ぶように構成しても良い。この構成によれば、調整用反射板３１上においてある程度大きな照射像を投影させつつスクリーン６１上の照射像を小さくすることができ、例えばワークＷの微小な傾きについても前記表示装置上の表示に反映させることができる。
【００４３】
＜変形例＞
図１６及び図１７に示すように、レーザユニット１０側においてＬＥＤポインタ２０の出射口手前にビームスプリッタ６４を設ける一方で、レンズホルダ１５には、ビームスプリッタ６４によって分割された可視光Ｋ１，Ｋ２を受ける一対の反射ミラーを設けて、これらの反射ミラーで反射され、前記基準姿勢にあるワークＷ上の調整用反射板にて反射した光が透過孔を介してスクリーン６１の照準マーク６１ａに入光するようにしても良い。このような場合には、調整用反射板上には両反射ミラーからの可視光によって照射像が２つできるから、ワークＷの傾きによって各可視光の入光位置が照準マーク６１ａから反れることになり、ワークＷの姿勢調整をより精度よく行うことができる。
【００４４】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記第１実施形態では、ＬＥＤポインタ２０を１つ設けた構成としたが、複数の反射部材に対応して複数の可視光源を装置本体側に設けた構成であっても良い。
（２）上記各実施形態において基準点は収束レンズ１４の焦点位置Ｐとしたが、これに限らず、レーザユニット１０に装着されている収束レンズ１４の焦点を含む平面であって、かつ、その収束レンズ１４の中心軸に対して垂直な平面上の任意点（本発明でいう「基準点」）であれば良い。また、この複数の基準点は、焦点位置を含む平面上において印字エリア（印字可能領域）の四隅に位置するものであっても良い。
（３）可視光源は可視光を出射するものであれば、例えばＬＤ素子によるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザマーキング装置の断面図
【図２】レンズユニットの上面図
【図３】レンズユニット取付部分の拡大断面図
【図４】各収束レンズと各反射ミラーの傾斜角度との関係を示したレンズユニット取付部分の拡大断面図
【図５】変形例１の全反射板部分を示す拡大断面図
【図６】変形例２のレンズユニット取付部分の拡大断面図
【図７】変形例３のレンズユニット取付部分の拡大断面図
【図８】第２実施形態のレンズユニット取付部分の拡大断面図
【図９】レンズユニット取付部分を上方から見た斜視図
【図１０】第３実施形態のレンズユニットの上面図
【図１１】レンズユニット取付部分の拡大断面図
【図１２】レンズユニット取付部分を上方から見た斜視図
【図１３】他の発明の実施形態のレンズユニット取付部分の拡大断面図
【図１４】レンズユニット取付部分を上方から見た斜視図
【図１５】反射ミラー周辺の拡大断面図
【図１６】変形例のレンズユニット取付部分の拡大断面図
【図１７】レンズユニット取付部分を上方から見た斜視図
【符号の説明】
１０…レーザユニット（装置本体）
１２…レーザ光源
１４，１４’…収束レンズ
１５…レンズホルダ
２０…ＬＥＤポインタ（可視光源）
２１，３０…第１の反射ミラー（反射部材）
２２，３２…第２の反射ミラー（反射部材）
２５…全反射板
３１…調整用反射板
６２…撮像素子
Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）…可視光
Ｌ…レーザ光
Ｐ，Ｐ’…焦点位置
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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