(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字、記号または図形等からなる所望のパターンを設定するためのパターン設定手段と、
マーキング特性を規定する複数の条件項目の中の２つの条件項目を第１および第２のパラメータ条件として選択するためのパラメータ条件選択手段と、
前記第１および第２のパラメータ条件をそれぞれ相直交する第１および第２のパターン配列方向とするマトリックスの形態で前記パターンを繰り返すための第１および第２のパターン配列数を設定するパターン配列数設定手段と、
前記第１および第２のパターン配列方向に繰り返される複数の前記パターンからなるマトリックスをトライアルマトリックスとして画面に一覧表示するトライアルマトリックス表示手段と、
前記第１および第２のパラメータ条件についてそれぞれの仮設定値の初期値を設定するためのパラメータ初期値設定手段と、
前記第１および第２のパラメータのそれぞれの仮設定値をインクリメントまたはディクリメントさせるステップ値を設定するためのパラメータステップ設定手段と、
前記第１および第２のパラメータ条件について、それぞれ設定された前記初期値、ステップ値およびパターン配列数に基づいて前記初期値以外の仮設定値を演算によって求めるパラメータ仮設定値演算手段と、
前記第１および第２のパラメータ条件以外の他の条件項目について１つの仮設定値を入力するための非パラメータ仮設定値入力手段と、
前記条件項目毎の仮設定値を全通り組み合わせて、各組の条件仮設定値を前記トライアルマトリックス内の各位置のパターンと対応させて登録する条件仮設定値登録手段と、
１回のトライアルマーキング動作で、被加工物の表面に各組の条件仮設定値にしたがってレーザ光をスキャニング照射して、前記トライアルマトリックス内の全ての位置のパターンを試験的にマーキングするマーキング手段と
を有するスキャニング式レーザマーキング装置。
【請求項２】
前記マーキング手段が、前記トライアルマーキング動作の中で、前記トライアルマトリックスの各行および各列にそれぞれ対応する前記第１および第２のパラメータ条件の仮設定値を前記被加工物の表面にマーキングする、請求項１に記載のスキャニング式レーザマーキング装置。
【請求項３】
前記トライアルマトリックス表示手段が、前記トライアルマトリックスの各行および各列にそれぞれ対応する前記第１および第２のパラメータ条件の仮設定値を画面に表示する、請求項１または請求項２に記載のスキャニング式レーザマーキング装置。
【請求項４】
前記トライアルマトリックス内の各位置のパターンの中で前記トライアルマーキングの結果最良と評価されたパターンに対応する条件仮設定値を所定の画面入力操作に応じて正式マーキング用の正規条件設定値として登録する正規条件設定手段を更に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスキャニング式レーザマーキング装置。
【請求項５】
前記トライアルマトリックス内の各位置のパターンに対応する条件仮設定値を所定の画面入力操作に応じて副画面として表示する副画面表示手段を更に有する、請求項４に記載のスキャニング式レーザマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、スキャニング式のレーザマーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャニング式のレーザマーキング法は、被加工物に高密度に集光されたレーザ光を照射し、該レーザ光をスキャニング・ミラーで振って、被加工物表面上でレーザスポットをスキャニングし、ビームスポットの当たった被加工物表面の微小部分をレーザエネルギーで瞬間的に改質（溶融、蒸発、変色等）させながら、文字、図形、記号等の所望のパターンを描画するようにしてマーキング（刻印または印字）する技術である。レーザ光には、ピークパワーの高いＱスイッチ方式の高速繰り返しパルスレーザ光を用いるのが通例である。
【０００３】
レーザマーキング法は、上記のようにレーザエネルギーで被加工物表面を改質させる印字技術であるため、被加工物の材質によって印字結果が大きく左右される。スキャニング方式では、レーザ光のレーザ出力（光強度）、スキャニング速度、Ｑスイッチ周波数等のマーキング条件の値を変えることで、印字の出来具合を調節することができる。良好な印字品質を得るうえで、マーキング条件の設定値を被加工物の材質に合った最適値に選定することが肝要である。
【０００４】
従来より、この種のレーザマーキング法では、現場の作業者がマーキング条件の値を適当に選んで実際に被加工物またはサンプルに目的のパターンを試験的にマーキングし、満足できる印字結果が得られたときのマーキング条件の値（仮設定値）を正規の設定値に選ぶようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のマーキング条件設定値の決定方法においては、マーキング条件の値（仮設定値）を試行錯誤で模索しながら選定して、満足できる印字品質が得られるまで試験マーキングを何度も繰り返し行わなくてはならず、現場ユーザにとって、特に経験の少ないユーザにとっては非常に面倒で手間のかかる作業となっていた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、マーキング条件について最適な設定値を容易に選定できるようにしたスキャニング式レーザマーキング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のスキャニング式レーザマーキング装置は、文字、記号または図形等からなる所望のパターンを設定するためのパターン設定手段と、マーキング特性を規定する複数の条件項目の中の２つの条件項目を第１および第２のパラメータ条件として選択するためのパラメータ条件選択手段と、前記第１および第２のパラメータ条件をそれぞれ相直交する第１および第２のパターン配列方向とするマトリックスの形態で前記パターンを繰り返すための第１および第２のパターン配列数を設定するパターン配列数設定手段と、前記第１および第２のパターン配列方向に繰り返される複数の前記パターンからなるマトリックスをトライアルマトリックスとして画面に一覧表示するトライアルマトリックス表示手段と、前記第１および第２のパラメータ条件についてそれぞれの仮設定値の初期値を設定するためのパラメータ初期値設定手段と、前記第１および第２のパラメータのそれぞれの仮設定値をインクリメントまたはディクリメントさせるステップ値を設定するためのパラメータステップ設定手段と、前記第１および第２のパラメータ条件について、それぞれ設定された前記初期値、ステップ値およびパターン配列数に基づいて前記初期値以外の仮設定値を演算によって求めるパラメータ仮設定値演算手段と、前記第１および第２のパラメータ条件以外の他の条件項目について１つの仮設定値を入力するための非パラメータ仮設定値入力手段と、前記条件項目毎の仮設定値を全通り組み合わせて、各組の条件仮設定値を前記トライアルマトリックス内の各位置のパターンと対応させて登録する条件仮設定値登録手段と、１回のトライアルマーキング動作で、被加工物の表面に各組の条件仮設定値にしたがってレーザ光をスキャニング照射して、前記トライアルマトリックス内の全ての位置のパターンを試験的にマーキングするマーキング手段とを有する。
【０００８】
上記の装置構成においては、ユーザは、装置側のパターン設定手段、パラメータ条件選択手段、パターン配列数設定手段、パラメータ初期値設定手段、非パラメータ仮設定値入力手段を通じて、所望のパターンの設定、マーキング特性を規定する３つ以上の条件項目の選定、その中の２つを第１および第２のパラメータ条件とする選択、パラメータ初期値およびインクリメントまたはディクリメントのステップの設定、パターン配列数の設定、パラメータ以外の他の条件項目（非パラメータ）の値の仮設定について所要の入力作業を一度に行えばよい。後は全て装置側で、トライアルマトリックス表示手段、パラメータ仮設定値演算手段、条件仮設定値登録手段、マーキング手段の各動作により、マーキング条件の種々多様な仮設定値に応じた同一パターンについての多数の試験結果がマトリクスの形態で一挙に提示されるので、ユーザは一目で最良の試験結果を判別することができる。
【０００９】
さらに、本発明においては、マーキング手段により、トライアルマーキング動作の中で、トライアルマトリックスの各行および各列にそれぞれ対応する第１および第２のパラメータ条件の仮設定値を被加工物の表面にマーキングすることも可能である。この機能によれば、ユーザは、トライアルマーキングの結果最良と評価したパターンをマーキングしたときに用いられた第１および第２のパラメータ条件の仮設定値が一目でわかり、正式マーキング用の正規条件設定値を即座に割り出すことができる。
【００１０】
また、本発明においては、トライアルマトリックス表示手段により、トライアルマトリックスの各行および各列にそれぞれ対応する第１および第２のパラメータ条件の仮設定値を画面に表示することも可能である。この機能によっても、ユーザは、試験マーキングの結果最良と評価したパターンをマーキングしたときに用いられた第１および第２のパラメータ条件の仮設定値が一目でわかり、正式マーキング用の正規条件設定値を即座に割り出すことができる。
【００１１】
また、本発明においては、正規条件設定手段により、トライアルマトリックス内の各位置のパターンの中で試験マーキングの結果最良と評価されたパターンに対応する条件仮設定値を所定の画面入力操作に応じて正式マーキング用の正規条件設定値として登録する機能を更に備えることも可能である。かかる機能により、正式マーキング用の正規条件の設定についてユーザの入力作業を不要にすることができる。
【００１２】
この場合、副画面表示手段により、トライアルマトリックス内の各位置のパターンに対応する条件仮設定値を所定の画面入力操作に応じて副画面として表示する機能を更に装備することも可能であり、かかる機能により、正式マーキング用の正規条件として設定されるべき仮条件設定値をユーザに画面上で確認させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２３】
図１に、本発明の一実施例によるスキャニング式ＹＡＧレーザマーキング装置の外観を示す。このＹＡＧレーザマーキング装置は、制御電源ユニット１０とレーザ発振ユニット１２とスキャニング・ヘッド２０とを有する。
【００２４】
制御電源ユニット１０において、上部室には表示部のディスプレイ１３が設けられ、中間室（前扉１４の奥）にはキーボードや制御基板が設けられ、下部室（前扉１６の奥）にはレーザ電源回路やレーザ冷却装置等が配置されている。中間室内の制御部より発生されたスキャニング制御信号は所定の信号線（図示せず）を介してスキャニング・ヘッド２０へ伝送される。スキャニング・ヘッド２０はレーザ発振ユニット１２のレーザ出射口に取り付けられ、ヘッド２０の真下に作業台１８が配置されている。この作業台１８の上で、被加工物Ｗにマーキングが施される。
【００２５】
図２に、制御電源ユニット１０およびレーザ発振ユニット１２内の要部の構成を示す。
【００２６】
レーザ発振ユニット１２内には、マーキング用のＹＡＧレーザ光ＬM を発振出力するためのＹＡＧレーザ発振器２２が設けられるとともに、可視性たとえば赤色のガイド光ＬG を発生するためのＨｅ−Ｎｅレーザ２４も設けられている。
【００２７】
ＹＡＧレーザ発振器２２より発振出力されたＹＡＧレーザ光ＬM は、先ずミラー２６で光路が直角に曲げられ、次にミラー２８で光路が直角に曲げられてから直進してスキャニング・ヘッド２０へ送られる。Ｈｅ−Ｎｅレーザ２４より発生されたガイド光ＬG は、先ずミラー３０で光路が直角に曲げられ、次にミラー３２で光路が直角に曲げられてからミラー２８を裏側から透過し、そのまま直進してスキャニング・ヘッド２０へ送られる。
【００２８】
制御電源ユニット１０内には、ＹＡＧレーザ電源部３４、Ｈｅ−Ｎｅレーザ電源部３６、制御部３８、入力部４０、表示部４２、印字部４４、インタフェース回路４６等が設けられている。
【００２９】
ＹＡＧレーザ電源部３４は、制御部３８の制御の下でＹＡＧレーザ発振器２２内のレーザ励起手段たとえば励起ランプにランプ電流Ｉを供給する。Ｈｅ−Ｎｅレーザ電源部３６は、制御部３８の制御の下でＨｅ−Ｎｅレーザ２４内のレーザ励起手段（たとえばレーザ管）に電力を供給する。
【００３０】
入力部４０は、キーボード、マウス、イメージスキャナ等の入力装置を含んでいる。表示部４２は、制御部３８からの画像または文字データおよび表示制御にしたがってディスプレイ１３に画面を映し出す。印字部４４は、表示部４２に表示可能な画面に相当する画像を印字出力する。インタフェース回路４６は、外部装置（図示せず）とデータや制御信号等をやりとりするために用いられる。
【００３１】
制御部３８は、マイクロコンピュータからなり、内蔵のメモリに蓄積されている所定のソフトウェアにしたがって所要のデータ処理を行い、装置内の各部を制御する。また、制御部３８は、後述するようなスキャニング・ヘッド２０におけるスキャニング動作を制御するためのスキャニング制御信号を信号線４８を介してヘッド２０内のスキャニング駆動回路に供給する。また、ＹＡＧレーザ発振器２２には大きなピークパワーを有する繰り返しパルスレーザ光を得るためのＱスイッチ（図示せず）が内蔵されており、制御部３８は制御線５０を介してこのＱスイッチの制御を行う。
【００３２】
図３に、スキャニング・ヘッド２０内のスキャニング機構の構成例を示す。このスキャニング機構は、互いに直交する回転軸５２ａ，５４ａに取り付けられたＸ軸スキャン・ミラー５２およびＹ軸スキャン・ミラー５４と、両ミラー５２，５４をそれぞれ回転振動（首振り）させるＸ軸ガルバノメータ５６およびＹ軸ガルバノメータ５８を有している。
【００３３】
スキャニング・ヘッド２０内に入って来たレーザ発振ユニット１２からのレーザ光ＬM およびガイド光ＬG は、先ずＸ軸スキャン・ミラー５２に入射して、そこで全反射してからＹ軸スキャン・ミラー５４に入射し、このミラー５４で全反射してのちｆθレンズ６０を通って被加工物Ｗのマーキング加工面に集光照射する。マーキング面上のビームスポットＳＰの位置は、Ｘ方向においてはＸ軸スキャン・ミラー５２の振れ角によって決まり、Ｙ方向においてはＹ軸スキャン・ミラー５４の振れ角によって決まる。
【００３４】
Ｘ軸スキャン・ミラー５２は、Ｘ軸ガルバノメータ５６の駆動で矢印Ａ，Ａ’方向に回転振動（首振り）する。一方、Ｙ軸スキャン・ミラー５４は、Ｙ軸ガルバノメータ５８の駆動で矢印Ｂ，Ｂ’方向に回転振動（首振り）する。
【００３５】
Ｘ軸ガルバノメータ５６には、Ｘ軸スキャン・ミラー５２に結合された可動鉄片（回転子）と、この可動鉄片に接続された制御バネと、固定子に取り付けられた駆動コイルとが内蔵されている。Ｘ軸ガルバノメータ駆動回路（図示せず）よりＸ方向スキャニング制御信号に応じた駆動電流が電気ケーブル６２を介してＸ軸ガルバノメータ５６内の該駆動コイルに供給されることで、該可動鉄片（回転子）が該制御バネに抗してＸ軸スキャン・ミラー５２と一体にＸ方向スキャニング制御信号の指定する角度に振れるようになっている。
【００３６】
Ｙ軸ガルバノメータ５８も同様の構成を有しており、Ｙ軸ガルバノメータ駆動回路（図示せず）よりＹ方向スキャニング制御信号に応じた駆動電流が電気ケーブル６４を介してＹ軸ガルバノメータ５８内の駆動コイルに供給されることで、Ｙ軸ガルバノメータ５８内の可動鉄片（回転子）がＹ軸スキャン・ミラー５４と一体にＹ方向スキャニング制御信号の指定する角度に振れるようになっている。
【００３７】
したがって、レーザ発振ユニット１２からのレーザ光ＬM およびガイド光ＬG がスキャニング・ヘッド２０内に所定のタイミングで入ってくる度に、それと同期して両ガルバノメータ５６，５８がＸ方向およびＹ方向スキャニング制御信号に応じてＸ軸スキャン・ミラー５２およびＹ軸スキャン・ミラー５４をそれぞれ所定の角度で振ることにより、被加工物Ｗのマーキング面上でレーザ光ＬM およびガイド光ＬG のビームスポットＳＰがスキャニングされる。
【００３８】
図４に、本実施例において制御電源ユニット１０のディスプレイ１３で表示されるトライアルマトリックス画面の一例を示す。
【００３９】
このトライアルマトリックス画面において、ユーザは、本実施例によるトライアル（試験）マーキングの設定を行うことができる。
【００４０】
トライアルマトリックス画面は、画面左端部から中央部にわたって拡がるパターン表示画面７０と、このパターン表示画面の右側に表示される条件設定画面７２とに分割されている。
【００４１】
条件設定画面７２において、垂直方向一列に配置されている複数個の短冊状表示枠“□”は、その左隣に表示された各項目について任意のデータ（設定値または仮設定値）を入力表示する欄である。
【００４２】
データ入力可能な項目のうち、最上部の「起動番号」は、１つのパターンに関する全てのデータを一括管理するためのＩＤ番号である。この「起動番号」の欄に所望の番号たとえば“５”を入力すると、この起動番号“５”で登録されているパターンのファイル名（この例では“123.MKE ”）が上隣の「ファイル名」表示欄に表示されると同時に、パターン表示画面７０上に該当パターン（この例では文字列“ＡＢＣＤ”）が表示される。
【００４３】
なお、数値データを入力するには、該当箇所をカーソルで指示し、キーボードより該当数値データをキー入力すればよい。
【００４４】
上記「起動番号」の下に設けられている項目「パラメータ」では、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでそれぞれ所望のパラメータ条件を指定できるようになっている。
【００４５】
図５に示すように、「Ｘ軸」の欄の右隣に表示されているマーク“▼”にカーソルを移動させてマウスをクリックすると、パラメータ条件として選択可能なマーキング条件がこの欄の近傍（下隣）に一覧表示される。
【００４６】
本実施例では、スピード（スキャニング速度）、周波数（Ｑスイッチ周波数）および電流（ランプ電流）の３つの条件について任意の値を仮設定することができるとともに、これら３条件の中からパラメータ条件を選択することが可能となっている。
【００４７】
図５の一覧表の中でたとえば“電流”をクリックすると、「Ｘ軸パラメータ条件」として「電流」を選択したことになり、「Ｘ軸」の欄に“電流”と表示される。「Ｙ軸パラメータ条件」についても、同様の操作により、上記３つのマーキング条件の中からたとえば「スピード」を選択することができる。
【００４８】
Ｘ軸パラメータ条件に関連して、「列数」、「間隔」および「オフセット」の設定項目が設けられている。
【００４９】
「列数」は、直接的にはＸ軸方向におけるパターン配列数を表し、間接的にはＸ軸パラメータ条件（「電流」）の仮設定値の個数を表す。図示の例では、「列数」に“６”（列）が入力されている。「間隔」は、トライアルマーキング（試験）マーキングにおけるＸ軸方向のパターン配列間隔を表す。図示の例では、「間隔」に“９．００”（ｍｍ）が入力されている。「オフセット」は、トライアルマーキングにおけるＸ軸方向のパターン配列始端位置（座標中心点からの距離）を表す。図示の例では、「オフセット」に“−２５．００”（ｍｍ）が入力されている。
【００５０】
Ｙ軸パラメータ条件においても、「行数」、「間隔」および「オフセット」の設定項目が設けられている。
【００５１】
「行数」は、直接的にはＹ軸方向におけるパターン配列数を表し、間接的にはＹ軸パラメータ条件（「スピード」）に係る仮設定値の個数を表す。図示の例では、“８”（行）が入力されている。「Ｙ軸」方向における「間隔」は、試験マーキングにおけるＹ軸方向のパターン配列間隔を表す。図示の例では“４．００”（ｍｍ）が入力されている。「Ｙ軸」方向における「オフセット」は、試験マーキングにおけるＹ軸方向のパターン配列始端位置を表す。図示の例では、“−２５．００”（ｍｍ）が入力されている。
【００５２】
「パラメータ」項目の下には、本実施例におけるマーキング条件である「スピード（スキャニング速度）」、「Ｑスイッチ周波数」、「電流（ランプ電流）」の３条件についてそれぞれ「初期値」および「ステップ」の設定項目が設けられている。「初期値」は本実施例のトライアルマーキングのための各マーキング条件の仮設定値の初期値を表し、「ステップ」は各マーキング条件の仮設定値をパラメータとしてインクリメントまたはディクリメントさせるときのステップ値を表す。
【００５３】
図示の例では、「スピード」について「初期値」に“１００”（ｍｍ／ｓ）、「ステップ」に“５０”（ｍｍ／ｓ）がそれぞれ入力され、「Ｑスイッチ周波数」については「初期値」に“２．０”（ｋＨｚ）、「ステップ」に“１．０”（ｋＨｚ）がそれぞれ入力され、「電流」については「初期値」に“１２．０”（Ａ）、「ステップ」に“１．０”（Ａ）がそれぞれ入力されている。
【００５４】
もっとも、図示の例の場合、「ステップ」のデータが有意に機能するのは、「Ｘ軸パラメータ条件」に選ばれている「電流」と、「Ｙ軸パラメータ条件」に選ばれている「スピード」においてである。「Ｑスイッチ周波数」はパラメータ条件には選ばれていないため、その「ステップ」は意味を持たず、仮設定値は「初期値」に固定される。
【００５５】
図６に、トライアルマトリックス画面において制御部３８により実行されるデータ入力処理の手順を示す。
【００５６】
何れかのデータ表示欄“□”について入力部４０よりデータを入力すると（ステップＡ1 ）、該当設定項目に対応したデータ入力処理Ａ2(i)および表示処理Ａ3(i)を実行する。
【００５７】
たとえば、「Ｘ軸パラメータ条件」について「電流」が指示（選択）されたときは、制御部３８に内蔵されるデータメモリの所定の番地に「Ｘ軸パラメータ条件」の設定値として「電流」を登録する（ステップＡ2(1)）。そして、条件設定画面７２内の該当欄つまり「Ｘ軸パラメータ」項目の右隣のデータ表示欄に“電流”の文字を表示するとともに、パターン表示画面７０の下端縁部のＸ軸パラメータ表示欄に“電流”の文字を表示する（ステップＡ3(1)）。
【００５８】
また、Ｘ軸方向の「列数」について数値データたとえば“６”が入力されたときは、上記データメモリの所定の番地に「列数」設定値として「６」（列）を登録する（ステップＡ2(2)）。そして、条件設定画面７２内の該当欄に入力データ値“６”を表示するとともに、パターン表示画面７０上では設定パターン“ＡＢＣＤ”をＸ軸方向に６列に多重展開して表示する（ステップＡ3(2)）。
【００５９】
なお、一部の項目についてのみデータが入力され残りの項目には未だデータが入力されていないときは、それら残りの項目に適当なデフォルト値を与えることで、パターン表示画面７０上に設定パターン“ＡＢＣＤ”を中間段階の配列で多重展開して表示することができる。
【００６０】
Ｘ軸方向の「間隔」について数値データたとえば“９．００”が入力されたときは、この設定項目に対応する上記データメモリの所定の番地に「９．００」（ｍｍ）を登録する（ステップＡ2(3)）。そして、条件設定画面７２内の該当欄に入力データ値“９．００”を表示するとともに、パターン表示画面７０上ではＸ軸方向における設定パターン“ＡＢＣＤ”の配列間隔を入力値（９．００ｍｍ）に対応した画面表示間隔とする（ステップＡ3(3)）。
【００６１】
上記のように「列数」および「間隔」の設定値が揃った時点で、Ｘ軸方向における各列のパターン“ＡＢＣＤ”の位置（マーキング位置および画面表示位置）を演算で求め、求めた各位置をデータメモリ内に登録しておく。この処理は、「列数」または「間隔」のデータ入力処理（Ａ2(2)，Ａ2(3)）の一環として実行されてよい。
【００６２】
マーキング条件たとえば「電流」の「初期値」についてたとえば“１２．０”が入力されたときは、この設定項目に対応するデータメモリの所定の番地に「１２．０」（Ａ）を登録する（ステップＡ2(n-1)）。表示処理としては、該当欄に入力値“１２．０”を表示する（ステップＡ3(n-1)）。
【００６３】
また、「電流」の「ステップ」についてたとえば“１．０”が入力されたときは、この項目に対応するデータメモリの所定の番地に「１．０」（Ａ）を登録する（ステップＡ2(n)）。また、表示処理として、該当欄に入力値“１．０”を表示する（ステップＡ3(n)）。
【００６４】
本例のように、「電流」がパラメータ条件に選ばれていて、その「列数」（または「行数」）、「初期値」および「ステップ」の設定値が揃った時は、その時点のデータ入力処理（Ａ2(2)，Ａ2(n-1)またはＡ2(n)）の中で、図７に示すような手順（Ｂ1 〜Ｂ5 ）により仮設定値演算処理を実行してよい。
【００６５】
より詳細には、最初に列（行）数ＮA、初期値Ｐ1、ステップ△Ｐをセットし（ステップＢ1）、初期値Ｐ1を被加数ＰNとし、これにステップ△Ｐを加えることで、このパラメータ条件における２番目の仮設定値Ｐ2（ＰN+1）を得る（ステップＢ2）。次に、この２番目の仮設定値Ｐ2を被加数ＰNとし、これにステップ△Ｐを加えることで、このパラメータ条件における３番目の仮設定値Ｐ3（ＰN+1）を得る（ステップＢ2）。以下、同様にして４番目、５番目‥‥の仮設定値Ｐ4、Ｐ5‥‥が得られる。そして、列（行）数ＮAに相当する個数の仮設定値を全部求めたなら、この仮設定値演算処理を終了する（ステップＢ3、Ｂ4）。
【００６６】
この演算処理によって得られた「電流」の仮設定値は、データメモリ内の所定の記憶番地に格納（登録）する。他のパラメータ条件（図示の例では「スピード」）についても、同様の仮設定値演算処理によって初期値以外の仮設定値を求める。
【００６７】
上記のようにして、ユーザはトライアルマトリックス画面上で所望のトライアルマーキングを行うための所要の条件設定ないし仮設定を行うことができる。
【００６８】
図４は、一通りの設定入力を終えた段階のトライアルマトリックス画面（一例）を示している。画面に表示されている設定値・仮設定値および設定パターンのデータは起動番号ないしファイル名で一括管理され、画面消去しても保存することができる。そして、登録抹消しない限り該当起動番号で何時でも画面に呼び出すことができ、さらには所定のキー操作によりトライアルマトリックス画面に表示の設定内容でトライアルマーキングを実行させることができる。
【００６９】
図８に、本実施例における制御部３８のトライアルマーキング実行処理の手順を示す。なお、本実施例のトライアルマーキングにおいて、図４に例示するようなマトリックス型式に平面展開して設定パターンを複数個印字する場合は、四方に拡がった平坦面を有するサンプルを被加工物Ｗに用いるのが望ましい。
【００７０】
トライアルマーキング実行モードを開始するときは、先ず、今回指示された起動番号を識別する（ステップＣ1 ）。たとえば、図４のトライアルマトリックス画面で設定された起動番号「５」を識別したとする。
【００７１】
次に、この起動番号「５」に対応するマーキングデータの初期化を行う（ステップＣ2 ）。すなわち、起動番号「５」で登録されているマーキングデータをデータメモリから検索する。ここで検索されるマーキングデータには、設定パターン「ＡＢＣＤ」の文字・図形データ（描画データ）と条件設定画面７２より設定入力された各種条件または項目の設定値ないし仮設定値のデータとが含まれる。そのうち、パラメータ条件の仮設定値については、最初に初期値を選択する。マーキング位置についても最初に初期値を選択する。
【００７２】
したがって、第１列第１行分のトライアルマーキングのための第１組の条件データとして、パラメータ条件である「電流」および「スピード」についてはそれぞれ複数個の仮設定値の中から初期値がセットされ、非パラメータ条件であるマーキング条件の「Ｑスイッチ周波数」については唯一の仮設定値（初期値）が選ばれ、他の所要の条件についても一定の設定値がセットされる。
【００７３】
制御部３８は、上記初期化で用意した第１組の条件データ（設定値・仮設定値）にしたがって各部を動作させて、トライアルマトリックスにおける第１列第１行分のトライアルマーキングを実行する（ステップＣ3 ）。
【００７４】
この場合、制御部３８は、ＹＡＧレーザ電源部３４およびＨｅ−Ｎｅレーザ電源部３６を通じてそれぞれＹＡＧレーザ発振器２２およびＨｅ−Ｎｅレーザ２４を作動させ、ＹＡＧレーザ光ＬM およびガイド光ＬG をそれぞれ点灯させる。ＹＡＧレーザ電源部３４には、Ｘ軸パラメータ条件「電流」の初期値に等しいランプ電流ＩをＹＡＧレーザ発振器２２内の励起ランプに供給させる。また、ＹＡＧレーザ発振器２２内のＱスイッチを、マーキング条件「Ｑスイッチ周波数」の初期値に等しい周波数でＱスイッチ動作させる。
【００７５】
そして、制御部３８は、上記描画データおよび条件データに応じたスキャニング制御信号をスキャニング・ヘッド２０に送って、被加工物（サンプル）Ｗの表面上でＹＡＧレーザ光ＬM およびガイド光ＬG のビームスポットＳＰをスキャニングさせる。ここで、スキャニング速度は、Ｙ軸パラメータ条件「スピード」の初期値に等しい値とする。また、スキャニング（マーキング）位置は、被加工物Ｗの表面に設定されたトライアルマトリックス領域における第１列第１行の位置とする。
【００７６】
このスキャニング動作により、被加工物Ｗの表面上では、ＹＡＧレーザ光ＬM のビームスポットの当たった被加工物表面の微小部分がレーザエネルギーで瞬間的に蒸発または変色し、“ＡＢＣＤ”と設定パターンが印字される。
【００７７】
もっとも、トライアルマーキングの印字結果であるから、印字品質が保証されているわけではなく、設定パターン「ＡＢＣＤ」が鮮明に印字されることもあれば、濃すぎて滲んだり、逆に薄すぎて目視で認識できないこともある。
【００７８】
上記のようにして第１列第１行分のトライアルマーキングを終了すると、次に第１列第２行分のトライアルマーキング用の第２組の条件データをセットする。このために、Ｙ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値を１つステップ的に更新するとともに（ステップＣ5 ）、Ｙ軸方向でマーキング位置を１行分（第１行から第２行へ）ステップ的に更新する（ステップＣ6 ）。他の条件については設定値データを変更せず、前回と同じものを用いる。
【００７９】
制御部３８は、上記更新処理（Ｃ5 ，Ｃ6 ）によって得られた第２組の条件データにしたがって各部を動作させて、第１列第２行分のトライアルマーキングを実行する（ステップＣ3 ）。
【００８０】
その際、制御部３８は、ＹＡＧレーザ電源部３４よりＹＡＧレーザ発振器２２内の励起ランプに対しては、前回と同様にＸ軸パラメータ条件「電流」の初期値に相当するランプ電流Ｉを供給する。また、ＹＡＧレーザ発振器２２内のＱスイッチを、マーキング条件「Ｑスイッチ周波数」の初期値（一定の仮設定値）に等しいＱスイッチ周波数でＱスイッチ動作させる。ただし、スキャニング・ヘッド２０においては、上記更新処理（Ｃ5 ）で更新されたＹ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値に相当するスキャニング速度で、かつ上記更新処理（Ｃ6 ）で更新されたマーキング位置にて、ＹＡＧレーザ光ＬM およびガイド光ＬG を振らせる。
【００８１】
これにより、被加工物Ｗの表面上の所定位置、つまりトライアルマトリックスにおける第１列第２行の位置に、第２組の条件データに応じた設定パターン「ＡＢＣＤ」が印字される。
【００８２】
上記のようにして、同一のパターン「ＡＢＣＤ」につきＹ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値を１回（１行）毎に更新させ他の条件の設定値を一定値とするトライアルマーキングを「行数」の設定回数（８回）だけ行う。その結果、被加工物Ｗの表面上に、トライアルマトリックスにおける第１列分の印字結果が得られる。
【００８３】
第１列の最後の行（第８行）に対するトライアルマーキングが終了すると（ステップＣ4 ）、Ｙ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値を初期値に戻すとともに（ステップＣ7 ）、Ｙ軸方向のマーキング位置を初期値（第１行）に戻す（ステップＣ8 ）。
【００８４】
次いで、Ｘ軸方向における更新処理を行う。すなわち、Ｘ軸パラメータ条件「電流」の仮設定値を１ステップだけ更新し（ステップＣ10）、Ｘ軸方向のマーキング位置を１列分（第１列から第２列へ）だけ更新する（ステップＣ11）。他の条件については設定値データを変更せず、前回と同じものを用いる。
【００８５】
制御部３８は、上記Ｙ軸方向の初期化処理（Ｃ7 ，Ｃ8 ）およびＸ軸方向の更新処理（Ｃ10，Ｃ11）によって得られた条件データにしたがって各部を動作させ、第２列第１行分のトライアルマーキングを実行する（ステップＣ3 ）。
【００８６】
その際、制御部３８は、ＹＡＧレーザ電源部３４よりＹＡＧレーザ発振器２２内の励起ランプに対しては、第１列第１行分のトライアルマーキングのときと同じ電流値（仮設定値の初期値）でランプ電流Ｉを供給する。また、ＹＡＧレーザ発振器２２内のＱスイッチについては、マーキング条件「Ｑスイッチ周波数」の初期値（一定の仮設定値）に等しいＱスイッチ周波数でＱスイッチング制御を行う。
【００８７】
また、スキャニング・ヘッド２０においては、上記初期化処理（Ｃ7 ）で初期化されたＹ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値（初期値）に等しいスキャニング速度で、かつ上記初期化処理（Ｃ8 ）によりＹ軸方向で初期化されるとともに上記更新処理（Ｃ11）によりＸ軸方向で更新されたマーキング位置にて、ＹＡＧレーザ光ＬM およびガイド光ＬG を振らせる。
【００８８】
これにより、被加工物Ｗの表面上の所定位置、つまりトライアルマトリックスにおける第２列第１行の位置に、第９組の条件データに応じた設定パターン「ＡＢＣＤ」が印字される。
【００８９】
第２列でも、上記第１列の場合と同様の手順（ステップＣ3 〜Ｃ6 ）で、同一のパターン「ＡＢＣＤ」につきＹ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値だけ異なり他の条件の設定値は一定であるトライアルマーキングが「行数」の回数（８回）だけ行われる。その結果、トライアルマトリックスにおける第２列分の印字結果が得られる。
【００９０】
以下、第３列以降についても、上記と同様の手順（ステップＣ3 〜Ｃ11）で、同一のパターン「ＡＢＣＤ」につき１行毎にＹ軸パラメータ条件「スピード」の仮設定値を更新するとともに１列毎にＸ軸パラメータ条件「電流」の仮設定値を更新し他の条件の設定値を一定とするトライアルマーキングが各列各行について行われる。
【００９１】
その結果、被加工物（サンプル）Ｗの表面上に、トライアルマトリックス画面のパターン表示画面７０に表示されるものと相似の６列８行のマトリックス型式で、トライアルマーキングによる設定パターン「ＡＢＣＤ」の印字結果が複数個（４８個）得られる。
【００９２】
もっとも、上記したように、マーキング条件を種々変更したトライアルマーキングであるから、トライアルマトリックスの一部においてレーザビームスポットのエネルギーが小さすぎて実質的に印字パターンが現れないこともある。
【００９３】
図９に、トライアルマーキングの印字結果の一部を模式的に示す。Ｘ軸方向では、Ｘ軸パラメータ条件である「電流」（ランプ電流）の仮設定値が１列毎にステップ的に増大するため、パターン「ＡＢＣＤ」の印字がだんだんと濃くなる。一方、Ｙ軸方向では、Ｙ軸パラメータ条件である「スピード」（スキャニング速度）の仮設定値が１行毎にステップ的に増大するため、パターン「ＡＢＣＤ」の印字がだんだんと薄くなる。
【００９４】
ユーザは、１回の条件仮設定、１回のトライアルマーキングでマーキング条件の種々多様な仮設定値に応じた同一パターンについての多数の試験結果を一挙に獲得することができる。従来のように試行錯誤的に模索して条件の仮設定値を選ぶ手間は要らない。そして、被加工物（サンプル）Ｗの表面上に整然とマトリクス状に配列されたトライアルマーキングの全試験結果を比較観察することで、一目で最良の試験結果を判別することができる。
【００９５】
したがって、経験の少ないユーザでも、マーキング条件について最適な設定値を容易に選択することができる。
【００９６】
なお、１回のトライアルマーキングにおいていずれの試験結果にも満足できない場合は、トライアルマトリックス画面（図４）で１つまたは複数の設定項目に別の設定値または仮設定値を入力し、トライアルマーキングを再度行うこともできる。
【００９７】
ユーザは、満足できる試験結果を見付けたときは、トライアルマトリックスにおける該当パターン「ＡＢＣＤ」の配列位置を割り出し、その位置から該当パターン「ＡＢＣＤ」の試験結果をもたらした条件データを簡単に割り出すことができる。
【００９８】
たとえば、本例において、満足できる試験結果としてトライアルマトリックスの第３列第４行のパターンを選んだとする。このパターンに対応するマーキング条件「電流」、「スピード」、「Ｑスイッチ周波数」の仮設定値は、次のようにして求められる。
【００９９】
「電流」の仮設定値は、１２．０（初期値）＋１．０（ステップ値）×２（第３列分のステップ数）×＝１４．０（Ａ）である。「スピード」仮設定値は、１００（初期値）＋５０（ステップ値）×３（第４行分のステップ数）×＝２５０（ｍｍ／ｓ）である。「Ｑスイッチ周波数」の仮設定値は、２．０ｋＨｚ（初期値）である。
【０１００】
ユーザは、上記のようにして割り出したマーキング条件「電流」、「スピード」、「Ｑスイッチ周波数」の仮設定値を正式マーキング用の正規設定値としてよい。
【０１０１】
図１０に、正式マーキングの設定を行うためのメイン設定画面を示す。
【０１０２】
ユーザは、このメイン設定画面で設定項目として設けられているマーキング条件「スピード」、「Ｑスイッチ周波数」、「電流」の各データ表示欄に上記トライアルマーキングで割り出した仮設定値と等しい数値をデータ入力すればよい。
【０１０３】
上記データ入力操作に応じて、装置内では制御部３８が本例のパターン「ＡＢＣＤ」についてマーキング条件「スピード」、「Ｑスイッチ周波数」、「電流」の入力データを正式の設定値として登録する。
【０１０４】
したがって、所定のユーザ操作により本例のパターン「ＡＢＣＤ」について正式のマーキングを指示されたとき、制御部３８は、各マーキング条件の上記設定値にしたがって各部を動作させてマーキング動作を実行する。これによって、被加工物Ｗの表面に、所期の印字品質でパターン「ＡＢＣＤ」が１個マーキングされる。なお、正式マーキングの被加工物Ｗは実際の製品としてよい。
【０１０５】
図１１〜図１３に、トライアルマトリックス画面において各位置のパターンに対応するパラメータ条件ないしマーキング条件の仮設定値を割り出すための機能の変形例を示す。
【０１０６】
図１１に示す例は、トライアルマトリックスの各列および各行の側にそれぞれ対応するＸ軸パラメータおよびＹ軸パラメータの仮設定値をマーキングまたは表示するようにしたものである。これらの仮設定値をマーキングするための条件は任意の値に設定されてよく、たとえば装置側で予めデフォルト値を使用することができる。
【０１０７】
かかるパラメータ値表示機能によれば、ユーザは各パターンにおけるパラメータ条件の仮設定値を計算で割り出す手間が省ける。さらに、仮設定値も被加工物（サンプル）Ｗにマーキングされることで、ユーザは被加工物Ｗ上のマーキング状態を見て、直ちに最も適切な仮設定値を見つけることができる。
【０１０８】
図１２の例は、トライアルマトリックス内の任意のパターンをユーザがパターン表示画面７０上で選択指示すると、画面内の適当な場所に副画面７４が表示され、その副画面７４内に該当パターンに対応するマーキング条件の仮設定値が一覧表示されるようにしたものである。この機能においては、所定の操作たとえばクリック操作に応じて副画面７４に表示の仮設定値を正式設定値に変更（登録）することが可能である。その場合、メイン設定画面（図１０）において、起動番号を入力されると、装置側で、上記仮設定値から正式設定値に転じたデータ値を各マーキング条件のデータ表示欄に自動的に表示することができる。
【０１０９】
なお、図１２の例のように、トライアルマトリックスの各列および各行の側にそれぞれ列番号および行番号を表示する機能もユーザには便利である
【０１１０】
図１３の機能は、トライアルマトリックス内の各パターンに対応するマーキング条件の仮設定値を組単位で一覧表示するものである。このような組別の全仮設定値の一覧は、パターン表示画面７０上でトライアルマトリックス表示（図４）と切替式で選択的に表示してよい。
【０１１１】
なお、表示部４２のディスプレイ１３に表示可能な任意の画面内容を印字部４４により印字出力することができる。また、インタフェース回路４６を介してデータ伝送で外部装置へ送ることも可能である。
【０１１２】
上記した例では、３つのマーキング条件「電流」、「スピード」、「Ｑスイッチ周波数」のうち、「電流」がＸ軸パラメータ条件に選ばれ、「スピード」がＹ軸パラメータ条件に選ばれた。このパラメータ選定は一例であり、これら３つの条件の範囲内で任意のパラメータ選定が可能である。たとえば、図１４に示すように、「電流」をＸ軸パラメータ条件に選び、「Ｑスイッチ周波数」をＹ軸パラメータ条件に選ぶこともできる。
【０１１３】
上記した例においてパラメータ条件として選択可能なマーキング条件は、「電流」、「スピード」、「Ｑスイッチ周波数」であった。しかし、これらの条件に限定されるものではない。たとえば、ランプ電圧、ランプ電力、レーザ出力、Ｑスィッチ変調度等でも可能である。レーザ励起光発生手段に半導体レーザを用いた場合は、該半導体レーザに供給する電力または電流をパラメータ条件に選ぶことが可能である。
【０１１４】
また、トライアルマトリックスにおける各バターン位置の配列順序を任意に選択することができる。同様に、トライアルマーキングにおける各パターンの印字順次も任意に選択することができる。
【０１１５】
また、上記実施例のトライアルマトリックス画面では、Ｘ軸パラメータの列数またはＹ軸パラメータの行数を「１」に設定することで、Ｘ軸方向またはＹ軸方向において一列（一行）だけのパターン配列とすることも可能である。
【０１１６】
しかし、本発明のトライアルマーキングは、パターン配列の方向を限定するものではなく、任意の配列方向が設定可能である。たとえば、斜め方向または回転（θ）方向にトライアルマーキングのパターンを配列することも可能である。
【０１１７】
上記実施例におけるトライアルマトリックス画面（図４、図１４）あるいはメイン設定画面（図１０）の画面内容は一例であり、任意の画面内容または任意のデータ入力設定方式を採用することができる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスキャニング式レーザマーキング装置によれば、ユーザが必要最小限の設定入力作業を一度に行うだけで、装置側が１回のトライアルマーキング動作で同一の設定パターンについてマーキング条件の仮設定値を一定のステップで変えながらトライアルマトリックスの形態で被加工物の表面上に多数印字するようにしたので、マーキング条件の種々多様な仮設定値に応じた同一パターンについての多数の試験結果がマトリクスの形態で一挙に提示され、ユーザは一目で最良の試験結果を判別することができる。また、トライアルマトリックス内の各パターン位置に対応する仮条件設定値を被加工物表面のトライアルマーキングの中で、あるいはトライアルマーキング画面の中で容易に識別ないし確認できるようにし、さらにはトライアルマーキングの結果最良と評価されたパターンに対応する仮条件設定値を簡単な画面入力操作によって正式な条件設定値に変更（登録）することもできるようにしたので、最適なマーキング条件の決定に係るユーザの負担を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるスキャニング式ＹＡＧレーザマーキング装置の外観を示す斜視図である。
【図２】実施例の装置における制御電源ユニットおよびレーザ発振ユニット内の要部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例の装置におけるスキャニング・ヘッド内のスキャニング機構の構成例を示す斜視図である。
【図４】実施例の装置におけるトライアルマトリックス画面の表示内容例を示す正面図である。
【図５】実施例におけるトライアルマトリックス画面の表示内容の一部を拡大して示す部分拡大正面図である。
【図６】実施例のトライアルマトリックス画面におけるデータ入力処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】実施例においてパラメータ条件の仮設定値を求めるための仮設定値演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施例におけるトライアルマーキング実行処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施例におけるトライアルマーキングの印字結果の一部を模式的に示す図である。
【図１０】実施例におけるメイン設定画面の画面内容例を示す正面図である。
【図１１】実施例におけるトライアルマトリックス画面の表示機能の一変形例を示す図である。
【図１２】実施例におけるトライアルマトリックス画面の表示機能の別の変形例を示す図である。
【図１３】実施例におけるトライアルマトリックス画面の表示機能の他の変形例を示す図である。
【図１４】実施例のトライアルマトリックス画面における別のパラメータ選択例を示す図である。
【符号の説明】
１０    制御電源ユニット
１３    ディスプレイ
２０    スキャニング・ヘッド
２２    ＹＡＧレーザ発振器
３４    ＹＡＧレーザ電源部
３８    制御部
４０    入力部
４２    表示部
４４    印字部
７０    パターン表示画面
７２    条件設定画面
７４    副画面
Ｗ    被加工物
【図１】
0004248060.tif 000002
【図２】
0004248060.tif 000003
【図３】
0004248060.tif 000004
【図４】
0004248060.tif 000005
【図５】
0004248060.tif 000006
【図６】
0004248060.tif 000007
【図７】
0004248060.tif 000008
【図８】
0004248060.tif 000009
【図９】
0004248060.tif 000010
【図１０】
0004248060.tif 000011
【図１１】
0004248060.tif 000012
【図１２】
0004248060.tif 000013
【図１３】
0004248060.tif 000014
【図１４】
0004248060.tif 000015