(57)【要約】【課題】ワークの位置の調整が容易であるとともに、焦点位置に対するワークのずれ方向を作業者が直感的に認識できるレーザマーキング装置を提供する。【解決手段】ガイド光を出射するガイド用光源と、収束レンズの中心軸方向に対して傾いた角度でスポット光を出射してワーク上に第１の可視光スポットを投射する可視光スポット用光源と、ワーク位置調整モードが選択されている場合はガイド光でワーク上に位置指標５１及び位置情報（「０」、「５」など）を投射するとともに位置指標５１に対応する位置のレーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置にワーク図形５３及び装置図形５４をそれぞれ投射するガルバノスキャナと、を備え、ワークが中心軸方向に移動することにより、ワークの加工面の位置に対応する位置指標５１上に第１の可視光スポットが投射される。【選択図】図４
2009208132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光でワークに文字・記号・図形等の印字パターンを形成するレーザマーキング装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を収束する収束レンズと、
ガイド光を出射するガイド用光源と、
前記収束レンズの中心軸方向に対して傾いた角度でスポット光を出射してワーク上に第１の可視光スポットを投射する可視光スポット用光源と、
前記中心軸方向の位置に対応する位置指標、及び前記位置指標に対応する位置を表す位置情報を記憶する記憶手段と、
前記ワークに印字パターンを形成する加工モード又は前記ワークの位置を調整するワーク位置調整モードを選択する選択手段と、
前記加工モードが選択されている場合は前記レーザ光で前記ワークに印字パターンを形成し、前記ワーク位置調整モードが選択されている場合は前記ガイド光で前記ワーク上に前記位置指標及び前記位置情報を投射するガルバノスキャナと、
を備え、
前記ワークが前記中心軸方向に移動することにより、前記ワークの加工面の位置に対応する前記位置指標上に前記第１の可視光スポットが投射されるレーザマーキング装置。
【請求項２】
前記ガルバノスキャナは、複数の前記位置指標として、前記中心軸方向の互いに異なる位置に対応する複数の目盛りを前記ガイド光で投射する請求項１に記載のレーザマーキング装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、ワークを表すワーク図形、及び当該レーザマーキング装置を表す装置図形を更に記憶し、
前記ガルバノスキャナは、前記位置指標に対応する位置の前記レーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置に前記ワーク図形及び前記装置図形をそれぞれ投射する請求項２に記載のレーザマーキング装置。
【請求項４】
前記ガルバノスキャナは、前記焦点位置に対応する前記目盛りを基準として、前記ワーク側にずれている位置に対応する前記目盛り側に前記ワーク図形を投射し、当該レーザマーキング装置側にずれている位置に対応する前記目盛り側に前記装置図形を投射する請求項３に記載のレーザマーキング装置。
【請求項５】
前記中心軸方向の位置を指定する位置指定手段を更に備え、
前記ガルバノスキャナは、前記位置指標として、前記位置指定手段で指定された位置で前記第１の可視光スポットと重なる第２の可視光スポットを前記ガイド光で投射する請求項１に記載のレーザマーキング装置。
【請求項６】
前記中心軸方向の位置を指定する位置指定手段と、
前記可視光スポット用光源から出射される前記スポット光の角度を変更する角度変更手段とを更に備え、
前記ガルバノスキャナは、前記位置指標として、前記ワーク上に第２の可視光スポットを前記ガイド光で投射し、
前記角度変更手段は、前記位置指定手段で指定された位置で前記第１の可視光スポットと前記第２の可視光スポットとが重なるように前記スポット光の角度を変更する請求項１に記載のレーザマーキング装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、ワークを表すワーク図形、及び当該レーザマーキング装置を表す装置図形を更に記憶し、
前記ガルバノスキャナは、前記位置指標に対応する位置の前記レーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置に前記ワーク図形及び前記装置図形をそれぞれ投射する請求項５又は請求項６に記載のレーザマーキング装置。
【請求項８】
前記ガルバノスキャナは、前記ずれ方向に応じて異なる位置を指し示す指示図形を投射し、前記位置指標に対応する位置が前記ワーク側にずれているときに前記指示図形が指し示す位置に前記ワーク図形を投射し、前記位置指標に対応する位置が当該レーザマーキング装置側にずれているときに前記指示図形が指し示す位置に前記装置図形を投射する請求項７に記載のレーザマーキング装置。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記位置指定手段で指定された位置を前記位置情報として記憶する請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載のレーザマーキング装置。
【請求項１０】
前記ガルバノスキャナは、前記位置情報として、前記位置指標に対応する位置の前記レーザ光の焦点位置に対するずれ方向及びずれ量のうち少なくとも一方を投射する請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のレーザマーキング装置。
【請求項１１】
前記ガルバノスキャナは、前記ずれ方向として、前記収束レンズから前記焦点位置までの距離と比較した場合の前記収束レンズから前記位置指標に対応する位置までの距離の遠近を示す図形を投射する請求項１０に記載のレーザマーキング装置。
【請求項１２】
前記ガルバノスキャナは、前記ずれ量として、前記焦点位置から前記位置指標に対応する位置までの距離を示す数字を投射する請求項１０又は請求項１１に記載のレーザマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザマーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光でワークに文字・記号・図形等の印字パターンを形成するレーザマーキング装置では、レーザ光を収束する収束レンズの中心軸方向におけるワークの加工面の位置を、ワークの材質、印字の深さ、印字の太さなどの印字条件に応じて調整する場合がある。
ところで、従来、目的の印字条件を満たす位置を２方向からの可視光の交差によって教示するレーザ加工装置が知られている（例えば特許文献１参照）。従来のレーザ加工装置によると、ワーク上に二つの指示像が見えれば目的の位置ではないことになり、作業者はワークを収束レンズの中心軸方向に前後させて指示像が一つに重なる位置に調整することにより、当該目的の印字条件を満たす位置に調整できる。
【特許文献１】特開２００５−１３１６６８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のレーザ加工装置では、指示像が一つであるか否かを見ればある印字目的に応じた位置に調整されているか否かを直感的に認識できるものの、その調整されている位置が焦点距離からどの方向にどれだけずれた位置であるかを直感的に認識することはできないという問題がある。
【０００４】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ワークの位置の調整が容易であるとともに調整されているワークの位置を作業者が直感的に認識できるレーザマーキング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、レーザ光でワークに文字・記号・図形等の印字パターンを形成するレーザマーキング装置であって、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を収束する収束レンズと、ガイド光を出射するガイド用光源と、前記収束レンズの中心軸方向に対して傾いた角度でスポット光を出射してワーク上に第１の可視光スポットを投射する可視光スポット用光源と、前記中心軸方向の位置に対応する位置指標、及び前記位置指標に対応する位置を表す位置情報を記憶する記憶手段と、前記ワークに印字パターンを形成する加工モード又は前記ワークの位置を調整するワーク位置調整モードを選択する選択手段と、前記加工モードが選択されている場合は前記レーザ光で前記ワークに印字パターンを形成し、前記ワーク位置調整モードが選択されている場合は前記ガイド光で前記ワーク上に前記位置指標及び前記位置情報を投射するガルバノスキャナと、を備え、前記ワークが前記中心軸方向に移動することにより、前記ワークの加工面の位置に対応する前記位置指標上に前記第１の可視光スポットが投射される。
この発明によると、収束レンズの中心軸方向の位置に対応する位置指標と当該位置指標に対応する位置を表す位置情報とを投射するので、作業者は位置情報を参照して当該印字目的に応じた位置に対応する位置指標を特定し、第１の可視光スポットが当該特定した位置指標上に投射されるようにワークの加工面を移動させることにより、ワークを当該印字目的に応じた位置に容易に調整できる。
更に、この発明によると、位置情報を投射することにより作業者は位置指標に対応する位置をワーク上で認識できるので、作業者はいずれの位置にワークが調整されているかを直感的に認識できる。よってこの発明によると、ワークの位置の調整が容易であるとともに調整されているワークの位置を作業者が直感的に認識できる。
【０００６】
第２の発明は、前記ガルバノスキャナは、複数の前記位置指標として、前記中心軸方向の互いに異なる位置に対応する複数の目盛りを前記ガイド光で投射する。
この発明によると、複数の位置指標が目盛りとしてワーク上に投射されるので、印字目的が変わった場合は変わった後の印字目的に応じた位置に対応する位置指標が指し示されるようにワークを調整すればよく、印字目的が変わった場合の再調整が容易である。
【０００７】
第３の発明は、前記記憶手段は、ワークを表すワーク図形、及び当該レーザマーキング装置を表す装置図形を更に記憶し、前記ガルバノスキャナは、前記位置指標に対応する位置の前記レーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置に前記ワーク図形及び前記装置図形をそれぞれ投射する。
この発明によると、レーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置にワーク図形及び装置図形をそれぞれ投射するので、作業者はワーク図形及び装置図形が投射されている位置に基づいて、位置指標に対応する位置が焦点位置からワーク側又はレーザマーキング装置側のいずれの方向にずれているかを直感的に認識できる。
【０００８】
第４の発明は、前記ガルバノスキャナは、前記焦点位置に対応する前記目盛りを基準として、前記ワーク側にずれている位置に対応する前記目盛り側に前記ワーク図形を投射し、当該レーザマーキング装置側にずれている位置に対応する前記目盛り側に前記装置図形を投射する。
この発明によると、作業者は焦点位置に対応する目盛りよりもワーク図形側にある目盛りについては、それらの目盛りに対応する位置はワーク側にずれていると直感的に認識でき、同様に装置図形側にある目盛りについては、それらの目盛りに対応する位置はレーザマーキング装置側にずれていると直感的に認識できる。
【０００９】
第５の発明は、前記中心軸方向の位置を指定する位置指定手段を更に備え、前記ガルバノスキャナは、前記位置指標として、前記位置指定手段で指定された位置で前記第１の可視光スポットと重なる第２の可視光スポットを前記ガイド光で投射する。
この発明によると、位置指定手段で指定した位置で２つの可視光スポットが重なるので、作業者は２つの可視光スポットが１つに重なる位置にワークを移動させることにより、ワークの位置を当該指定した位置に容易に調整できる。更に、この発明では投射される位置指標は一つだけであるので、いずれの位置指標に合わせればよいかが明確であり、作業の誤りが少ない。
【００１０】
第６の発明は、前記中心軸方向の位置を指定する位置指定手段と、前記可視光スポット用光源から出射される前記スポット光の角度を変更する角度変更手段とを更に備え、前記ガルバノスキャナは、前記位置指標として、前記ワーク上に第２の可視光スポットを前記ガイド光で投射し、前記角度変更手段は、前記位置指定手段で指定された位置で前記第１の可視光スポットと前記第２の可視光スポットとが重なるように前記スポット光の角度を変更する。
この発明によると、位置指定手段で指定した位置で２つの可視光スポットが重なるので、作業者は２つの可視光スポットが１つに重なる位置にワークを移動させることにより、ワークの位置を当該指定した位置に容易に調整できる。更に、この発明では投射される位置指標は一つだけであるので、いずれの位置指標に合わせればよいかが明確であり、作業の誤りが少ない。
【００１１】
第７の発明は、前記記憶手段は、ワークを表すワーク図形、及び当該レーザマーキング装置を表す装置図形を更に記憶し、前記ガルバノスキャナは、前記位置指標に対応する位置の前記レーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置に前記ワーク図形及び前記装置図形をそれぞれ投射する。
この発明によると、レーザ光の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置にワーク図形及び装置図形をそれぞれ投射するので、作業者はワーク図形及び装置図形が投射されている位置に基づいて、位置指標に対応する位置が焦点位置からワーク側又はレーザマーキング装置側のいずれの方向にずれているかを直感的に認識できる。
【００１２】
第８の発明は、前記ガルバノスキャナは、前記ずれ方向に応じて異なる位置を指し示す指示図形を投射し、前記位置指標に対応する位置が前記ワーク側にずれているときに前記指示図形が指し示す位置に前記ワーク図形を投射し、前記位置指標に対応する位置が当該レーザマーキング装置側にずれているときに前記指示図形が指し示す位置に前記装置図形を投射する。
この発明によると、作業者は指示図形がワーク図形を指し示していれば位置指標に対応する位置はワーク側にずれていると直感的に認識でき、同様に装置図形を指し示していればレーザマーキング装置側にずれていると直感的に認識できる。
【００１３】
第９の発明は、前記記憶手段は、前記位置指定手段で指定された位置を前記位置情報として記憶する。
この発明によると、指定された位置を位置情報として記憶しているので、例えばレーザマーキング装置の電源を遮断しても作業者はその後に電源を投入したときに現在指定されている位置及びその指定されている位置を直感的に知ることができる。
【００１４】
第１０の発明は、前記ガルバノスキャナは、前記位置情報として、前記位置指標に対応する位置の前記レーザ光の焦点位置に対するずれ方向及びずれ量のうち少なくとも一方を投射する。
焦点位置に対するずれ方向あるいはずれ量を投射すると、その位置指標に対応する位置での加工結果を焦点位置における加工結果から予測し易い。したがって作業者にとって作業性がよい。
【００１５】
第１１の発明は、前記ガルバノスキャナは、前記ずれ方向として、前記収束レンズから前記焦点位置までの距離と比較した場合の前記収束レンズから前記位置指標に対応する位置までの距離の遠近を示す図形を投射する。
この発明によると、焦点位置を基準として収束レンズから遠い側にワークが調整されているのか、あるいは収束レンズに近い側にワークが調整されているのかを作業者が直感的に認識し易い。
【００１６】
第１２の発明は、前記ガルバノスキャナは、前記ずれ量として、前記焦点位置から前記位置指標に対応する位置までの距離を示す数字を投射する。
この発明によると、ずれ量として距離を示す数字を投射するので、作業者はずれ量をより正確に認識できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ワークの位置の調整が容易であるとともに調整されているワークの位置を作業者が直感的に認識できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
１．レーザマーキング装置の構成
（１）全体構成
【００１９】
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザマーキング装置１の模式図である。レーザマーキング装置１は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６０とコントローラ５０とを備える。
【００２０】
レーザユニット６０には印字用のレーザ光Ｌ１を出射するレーザ光源１０と、そのレーザ光源１０からのレーザ光Ｌ１の光路途中に配置されてレーザ光Ｌ１の方向を変える一対のガルバノミラーを備えたガルバノスキャナ２０（図１では概念的に図示）と、そのガルバノスキャナ２０からのレーザ光Ｌ１を収束してワークＷ上に照射点を形成する収束レンズ２２（例えばｆθレンズ）とを備えてなる。
【００２１】
コントローラ５０は、文字・記号・図形等の印字パターンに基づいてレーザ光源１０にオンオフ信号を与えるとともにガルバノスキャナ２０に駆動信号を与える。これにより、ガルバノスキャナ２０が駆動してレーザ光Ｌ１がワークＷ上を走査するように照射され、もって所望の図形等をワーク上に印字することができる。
【００２２】
図２は、レーザマーキング装置１の構成をより詳しく説明する模式図である。
ガルバノスキャナ２０は、一対のガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙと、それぞれのガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙを回動可能に支持する駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙとを備えている。
【００２３】
駆動モータ２３Ｘは、回転軸がワークＷが配される印字エリア上のＸＹ平面に対して略垂直になるよう図示しないガルバノマウントにより支持固定され、その回転軸の先端にガルバノミラー２１Ｘが取り付けられている。
駆動モータ２３Ｙは、回転軸がＸＹ平面に対して略平行で、かつ駆動モータ２３Ｘの回転軸に略直交するように図示しないガルバノマウントにより支持固定され、その回転軸の先端にガルバノミラー２１Ｙが取り付けられている。
【００２４】
収束レンズ２２は例えばｆθレンズからなり、ガルバノスキャナ２０と印字エリアとの間に設けられている。
レーザ光源１０（例えば気体レーザである炭酸ガスレーザ、固定レーザであるＹＡＧレーザ、半導体レーザ、ファイバレーザなど）は、例えばＸＹ平面に略平行な方向からガルバノスキャナ２０にレーザ光Ｌ１を出射する。レーザ光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１はガルバノミラー２１Ｘによって向きが変更されてガルバノミラー２１Ｙに入射する。ガルバノミラー２１Ｙで反射されたレーザ光Ｌ１は収束レンズ２２を通ってその焦点位置に収束され、収束レンズ２２との距離が調整されたワークＷの表面上において、レーザ光Ｌ１を結像させて照射点を形成させる。
【００２５】
ガイド用光源３０はＬＥＤなどで構成されており、可視性のガイド光Ｌ２を出射する。ガイド用光源３０はレーザ光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１の光路の側方からこの光路に光軸を向けて配置されている。レーザ光Ｌ１の光路とガイド光Ｌ２とが交差する位置には、ガイド光Ｌ２を反射させてレーザ光Ｌ１がガルバノスキャナ２０側に向う光路方向と同方向に導く反射ミラー２７が回動可能に配置されている。
【００２６】
具体的には、反射ミラー２７は、一端側が回転軸２８に支持され、この回転軸２８に連なる図示しないレバーの操作によって次の２つの姿勢間で回動するようになっている。その１つの姿勢は、レーザ光源１０の光路上に位置して上記ガイド用光源３０からのガイド光Ｌ２を反射させてその反射光がレーザ光Ｌ１と同一方向に向きを変更してガルバノスキャナ２０側に向かうようにする反射姿勢（図２では実線で図示）である。もう１つの姿勢は、レーザ光Ｌ１の光路から外れた待避姿勢（同図では２点鎖線で図示）である。
【００２７】
制御部２４は、例えば反射ミラー２７の回動位置に応じた信号を受けて、反射ミラー２７が待避姿勢にあるときにはレーザ光源１０をオン動作させ、かつ、ガイド用光源３０をオフにする。一方、反射ミラー２７が反射姿勢にあるときには反対にレーザ光源１０をオフにして、かつ、ガイド用光源３０をオン動作させる。
【００２８】
設定部２５（選択手段、位置指定手段の一例）は例えば操作スイッチなどで構成されており、作業者は設定部２５により所望の印字パターンに関する印字情報の設定や、レーザマーキング装置１の動作モードの選択を行う。レーザマーキング装置１の動作モードとしては、例えばワークに印字パターンを形成する加工モード、ワークの位置を調整するワーク位置調整モードなどがある。
【００２９】
記憶部２６（記憶手段の一例）はフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体などで構成されており、ユーザによって設定される印字情報に対応する印字パターン、基準目盛線を投射するための座標データ、当該基準目盛線の各目盛りに対応する位置を表す位置情報を投射するための座標データ、ワークを表すワーク図形を投射するための座標データ、及びレーザマーキング装置１を表す装置図形を投射するための座標データなどを記憶している。
【００３０】
図３は、可視光スポット用光源を説明するための模式図である。可視光スポット用光源は、ＬＥＤ４０、反射ミラー４２、収束レンズ４４などで構成されている。ＬＥＤ４０から出射されるスポット光Ｌ３が反射ミラー４２で反射され、収束レンズ４４を介してワークＷ上に可視光スポット（「第１の可視光スポット」の一例）が投射される。スポット光Ｌ３を収束レンズ２２の中心軸方向に対して傾いた角度で投射することにより、第１の可視光スポットはワークＷの収束レンズ２２に対する接近・離間に応じてワークＷ上を移動する。
【００３１】
次に、加工モード及びワーク位置調整モードにおけるレーザマーキング装置１の作動について説明する。
（加工モードでの作動）
設定部２５により加工モードが選択されたときには、設定部２５にて設定された印字情報を受けて制御部２４が記憶部２６に記憶された印字パターンに基づき座標データを生成する。
【００３２】
そして、制御部２４からそれら座標データに応じた駆動信号が駆動モータ２３Ｘ、２３Ｙに与えられるとともに、オンオフ信号がレーザ光源１０に与えられることで、Ｘ軸及びＹ軸のガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙが回動されてワークＷ上においてレーザ光の照射点が二次元方向に移動し、もって上記印字パターンが印字される。
【００３３】
（ワーク位置調整モードでの作動）
設定部２５によりワーク位置調整モードが選択されたときには、制御部２４は、記憶部２６から前述した座標データを読み出し、読み出した座標データに基づいてガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙを駆動してガイド用光源３０からのガイド光をワークＷ上にて走査させることにより、ワークＷ上に基準目盛線、位置情報、ワーク図形、及び装置図形を投射するように制御を行う。更に、制御部２４はＬＥＤ４０を点灯して、図３に示すようにワークＷ上に第１の可視光スポットを投射する。
【００３４】
図４は、基準目盛線、位置情報、ワーク図形、及び装置図形の一例を示す模式図である。基準目盛線５０は、収束レンズ２２の中心軸方向の互いに異なる位置に対応する複数の目盛り５１（「位置指標」の一例）の集合である。基準目盛線５０はワークＷの収束レンズ２２に対する接近・離間に応じて移動する第１の可視光スポットが、ワークＷの現在位置に対応する目盛りを指し示すようにワーク上に投射される。
【００３５】
具体的には、基準目盛線５０は第１の可視光スポットの移動方向に沿って配列された複数の目盛り５１と移動方向に延びる基準線５２とで構成されており、１目盛りが一定距離に対応している。例えば１目盛りが１ｍｍに対応しているとすると、ワークを中心軸方向に１ｍｍ移動させると第１の可視光スポットが１目盛り移動するように目盛りの間隔が設定されている。
【００３６】
図５はワークＷの加工面を図４に示すＶ方向から見た模式図であって、ワークＷの加工面がレーザ光Ｌ１の焦点位置に位置する場合の模式図である。この場合には焦点位置に対応する目盛り５１ａ（以下「基準目盛り」という）上に第１の可視光スポットが位置することとなる。ここで点Ｐ１は第１の可視光スポットの位置を示している。この状態で加工モードに切り換えれば、ワークＷに対して最大エネルギー密度でレーザ光Ｌ１を照射させて印字を行うことができる。
【００３７】
図６は、ワークＷを焦点位置から収束レンズ２２の中心軸方向に所定距離だけ離間させた場合の模式図である。印字対象であるワークの材質、印字の深さ、印字の太さなどの印字条件によって焦点位置とは異なる距離でレーザ光が照射されるようにする場合は、作業者は収束レンズ２２の中心軸方向におけるワークＷの加工面の位置を調整する。この場合、焦点位置とワークＷの加工面の位置とがずれ、そのずれ量に対応する目盛り５１の位置に第１の可視光スポットが移動することとなる。点Ｐ２はワークＷの加工面を焦点位置から所定距離だけ離間させた場合の第１の可視光スポットの位置を示している。
【００３８】
図４に示すように、基準目盛線５０の近傍には、各目盛り５１に対応する位置を作業者が認識できるようにするために、焦点位置から各目盛り５１に対応する位置までの距離を示す数字（位置情報の一例）が所定間隔で投射される。図示する例の場合は、基準目盛り５１ａに「０」、基準目盛り５１ａから５つ目の目盛り５１に「５」などの数字が投射される。ここで５つ目の目盛り５１に「５」と表示するのは、１目盛りを１ｍｍと仮定しているからである。なお、「５ｍｍ」などのように距離の単位も併せて表示してもよい。
【００３９】
更に、基準目盛線５０の近傍には、各目盛り５１に対応する位置が焦点位置からワークＷ側又はレーザマーキング装置１側のいずれの側にずれているかを作業者に案内するためのワーク図形５３及び装置図形５４が投射される。
より具体的には、焦点位置に対応する位置指標５１ａを基準として、ワークＷ側にずれている位置に対応する位置指標５１側にワーク図形５３を投射し、レーザマーキング装置１側にずれている位置に対応する位置指標５１側に装置図形５４を投射する。
このようにワーク図形５３及び装置図形５４を投射すると、作業者は焦点位置に対応する位置指標５１ａよりもワーク図形５３側にある位置指標５１については、それらの位置指標５１に対応する位置はワークＷ側にずれていると直感的に認識でき、同様に装置図形５４側にある位置指標５１については、それらの位置指標５１に対応する位置はレーザマーキング装置１側にずれていると直感的に認識できる。
【００４０】
なお、ワーク図形５３及び装置図形５４としては任意の図形を用いることができるが、作業者がワークＷ及びレーザマーキング装置１を連想し易い図形であることが望ましい。
【００４１】
更に、基準目盛線５０には、目盛りに対応する位置の焦点位置に対するずれ方向を作業者が認識できるようにするために、収束レンズ２２から焦点位置までの距離と比較した場合の、収束レンズ２２から各目盛りに対応する位置までの距離の遠近を示す図形が基準目盛線５０の近傍に投射される。図示する例の場合は、焦点位置を基準として、収束レンズ２２から離間する側に「遠」という文字（遠近を示す図形の一例）、収束レンズ２２に接近する側に「近」という文字（遠近を示す図形の一例）を表示している。
【００４２】
例えば、図６はワークＷを焦点位置から４ｍｍだけ離間方向に移動させた状態を示しており、１目盛りが１ｍｍに対応しているとすると図４に示すように基準目盛りから「遠」側に４目盛り進んだ位置Ｐ２に第１の可視光スポットが移動することとなる。これにより作業者は「ワークの位置は焦点位置から離間方向に４ｍｍずれている」というように焦点位置に対するワークの加工面のずれ方向及びずれ量を直感的に知ることができる。
【００４３】
以上説明した本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置１によると、収束レンズ２２の中心軸方向の位置に対応する複数の目盛り５１と各目盛り５１に対応する位置を表す位置情報とを投射するので、作業者は位置情報を参照して印字目的に応じた位置に対応する目盛り５１を特定し、第１の可視光スポットが当該特定した目盛り５１上に投射されるようにワークＷを収束レンズ２２の中心軸方向に移動させることにより、ワークＷを当該印字目的に応じた位置に容易に調整できる。
【００４４】
更にレーザマーキング装置１によると、「０」「５」などの位置情報を投射することにより作業者は目盛り５１に対応する位置をワーク上で認識できるので、作業者はいずれの位置にワークが調整されているかを直感的に認識できる。
【００４５】
更にレーザマーキング装置１によると、目盛り５１に対応する位置の、レーザ光Ｌ１の焦点位置に対するずれ方向に応じた位置にワーク図形５３及び装置図形５４をそれぞれ投射するので、作業者はワーク図形５３及び装置図形５４が投射されている位置に基づいて、当該目盛り５１に対応する位置が焦点位置からワークＷ側又はレーザマーキング装置１側のいずれの方向にずれているかを直感的に認識できる。
【００４６】
更にレーザマーキング装置１によると、複数の目盛り５１がワークＷ上に投射されるので、印字目的が変わった場合は、変わった後の印字目的に応じた位置に対応する目盛りが第１の可視光スポットに指し示される位置にワークＷを調整すればよく、印字目的が変わった場合の再調整が容易である。
【００４７】
更にレーザマーキング装置１によると、ずれ方向を「遠」または「近」で示すので、焦点位置を基準として収束レンズ２２から遠い側にワークが調整されているのか、あるいは収束レンズ２２に近い側にワークが調整されているのかを作業者は直感的に認識できる。
更にレーザマーキング装置１によると、ずれ量として距離を示す数字を投射するので、作業者はずれ量をより正確に認識できる。
【００４８】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図７ないし図１２によって説明する。
図７は、実施形態２に係るレーザマーキング装置２の作動を説明するための模式図であり、ここでは理解を容易にするために説明に必要な構成のみを図示している。レーザマーキング装置２の構成は実施形態１に係るレーザマーキング装置１の構成と実質的に同一であり、ここでは同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
本実施形態では、上記Ｘ軸及びＹ軸のガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙがともに例えば傾き角度０度のとき（図７で実線で示したガルバノミラー２１Ｘの傾き角度）、それらで反射したレーザ光Ｌ１またはガイド光Ｌ２は収束レンズ２２の中心軸を通って透過し、焦点位置（印字エリア上のＸＹ座標の原点）を通過する。
【００５０】
これにより、同図に示すように、「ワーク位置調整モード」時において、ガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙがともに例えば傾き角度０度のとき、ガイド用光源３０からのガイド光Ｌ２は、収束レンズ２２の焦点位置Ｐ１に第２の可視光スポット（「位置指標」の一例）を投射する。
ＬＥＤ４０からのスポット光Ｌ３は、ワークの加工面が焦点位置にあるとき収束レンズ２２の焦点位置Ｐ１に第１の可視光スポットを投射する。
【００５１】
したがって、図７に示すようにガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙがともに例えば傾き角度０度のとき、第１の可視光スポットと第２の可視光スポットとは焦点位置Ｐ１で重なる。したがって、「ワーク位置調整モード」時において、作業者はワークＷの加工面を焦点位置に調整したいときは、ワークＷの加工面上で２つの可視光スポットが重なるようにワークＷの位置を調整すればよい。
【００５２】
一方、印字対象であるワークＷの材質、印字の深さ、印字の太さなどの印字条件によって焦点位置とは異なる位置でレーザ光Ｌ１が照射されるようにする場合は、作業者は収束レンズ２２の中心軸方向におけるワークＷの位置を調整する。
ところで、本実施形態ではワークＷの加工面上で２つの可視光スポットが重なるようにワークの位置を調整するので、印字目的に応じた位置にワークＷを調整する場合は印字目的に応じた位置で２つの可視光スポットが重なるようにする必要がある。そこで、本実施形態では、作業者が設定部２５を操作して印字目的に応じた位置を指定すると、制御部２４がガルバノミラー２１Ｘを回動させて印字目的に応じた位置で２つの可視光スポットが重なるように制御する。以下、具体的に説明する。
【００５３】
図８は、作業者が印字目的に応じた位置を指定するための画面４５を示す模式図である。なお画面４５は設定部２５にモニタを設けて当該モニタに表示する構成でもよいし、レーザマーキング装置２にコンピュータを接続して当該コンピュータのモニタに表示する構成でもよい。画面４５では、印字目的に応じた位置を焦点位置からのずれ方向とずれ量とによって指定する。図示する例ではずれ方向とずれ量とを「Ｂａｓｅ」、「▽２０．０」、「△２０．０」などの選択肢から選択する。ここで「Ｂａｓｅ」は焦点位置を意味している。また、「▽２０．０」は焦点位置から収束レンズ２２に対して離間する方向（離間方向）に２０．０ｍｍずれた位置を意味しており、「△２０．０」は焦点位置から収束レンズ２２に接近する方向（接近方向）に２０．０ｍｍずれた位置を意味している。
作業者が画面４５で位置を指定すると、制御部２４は指定された位置を記憶部２６に記憶させる。
【００５４】
図９は、「焦点位置からのずれ方向及びずれ量」とガルバノミラー２１Ｘの回動角度との関係を示す模式図である。例えば「Ｂａｓｅ」が選択されたときの回動角度は０度、「▽２０．０」が選択されたときの回動角度は＋１０度などである。この「焦点位置からのずれ方向及びずれ量」とガルバノミラー２１Ｘの回動角度との関係は記憶部２６に記憶されている。図中の「ワーク距離」や「スポット径」については後述する。
【００５５】
ワーク位置調整モードが選択されると、あるいは作業者が画面４５で位置を指定し直すと、制御部２４は作業者が指定した位置を記憶部２６から読み出し、読み出した位置に対応する角度を記憶部２６から読み出してガルバノミラー２１Ｘを回動させる。
ガルバノミラー２１Ｘが回動すると、図７に示すようにガイド光Ｌ２とスポット光Ｌ３とが交差する点ＨがＸ軸方向に移動しつつ収束レンズ２２の中心軸方向に上下動し、点Ｈの中心軸方向の位置が作業者に指定された位置に一致する角度でガルバノミラー２１Ｘの回動が停止する。したがって、作業者はその後にワークＷの加工面上で２つの可視光スポットが重なるようにワークＷの位置を調整すれば、指定した位置にワークＷの加工面を調整できる。
【００５６】
次に、実施形態２における位置指標と当該位置指標に対応する位置をどのようにして作業者に認識可能としているかについて説明する。
図１０は指定した位置が焦点位置である場合の位置指標を示す模式図であり、図１１は印字目的に応じた位置として「▽２０．０」が指定された場合の位置指標を示す模式図である。いずれの図においても実線で示すワークＷの加工面は焦点位置にあるものとする。
【００５７】
図１０の黒丸６１はガイド光Ｌ２によって投射される第２の可視光スポット（位置指標）とスポット光Ｌ３によって投射される第１の可視光スポットとを示している。指定した位置が焦点位置である場合、２つの可視光スポットが重なるので図示するように可視光スポットは一つしか見えない。
図１１の黒丸６２はガイド光Ｌ２によって投射される第２の可視光スポットを示しており、白丸６３はスポット光Ｌ３によって投射される第１の可視光スポットを示している。ワークＷの加工面はまだ焦点位置にあるが、制御部２４はユーザに指定された位置「▽２０．０」で２つの可視光スポットが重なるようにガルバノミラー２１Ｘを回動させているので、図１１では第１の可視光スポット６３と第２の可視光スポット６２とは重ならない。図１１において破線で示すワークＷ'は加工面が「▽２０．０」に一致するように中心軸方向に移動させた後のワークＷを示している。作業者がワークＷの加工面を位置「▽２０．０」まで移動させると２つの可視光スポットが重なる。逆にいうと、作業者は２つの可視光スポットが重なる位置にワークＷを移動させることにより、位置「▽２０．０」にワークＷの加工面を調整できることになる。
【００５８】
上述したように図１１はユーザが印字目的に応じた位置として「▽２０．０」を指定した場合の例であり、この場合、図示するように黒丸６２の近傍に「▽２０．０」（位置情報の一例）という文字が併せて投射される。「▽２０．０」という文字が投射されていることにより、作業者は現在指定されている位置が焦点位置からいずれの方向にどれだけずれているかを認識することが可能となる。
【００５９】
更に、本実施形態では、第２の可視光スポット（位置指標）に対応する位置がレーザ光Ｌ１の焦点位置からワークＷ側又は当該レーザマーキング装置２側のいずれの側にずれているかをワーク図形６４及び装置図形６５を用いて作業者に案内する。
具体的には例えば、本実施形態では前述したように焦点位置から離間方向（ワークＷ側）にずれている場合は下向きの三角形「▽」（遠近を示す図形の一例）を投射し、焦点位置から接近方向（レーザマーキング装置２側）にずれている場合は上向きの三角形「△」（遠近を示す図形の一例）を投射するので、それらの三角形を指示図形として利用し、ワーク図形６４及び装置図形６５を指示図形によって指し示すことによって案内する。
【００６０】
より具体的には、図１１に示すように指示図形６６の上側に装置図形６５を投射するとともに指示図形６６の下側にワーク図形６４を投射する。ワーク図形６４と装置図形６５とをこのように投射すると、ワークＷ側にずれている場合は下向きの三角形「▽」が投射されることにより、作業者はワークＷ側にずれていると直感的に認識できる。逆に、レーザマーキング装置２側にずれている場合は上向きの三角形「△」が投射されることにより、作業者はレーザマーキング装置２側にずれていると直感的に認識できる。
【００６１】
次に、上述した図９の「ワーク距離」や「スポット径」について説明する。
実施形態２では「印字目的に応じた位置」を焦点位置からのずれ方向及びずれ量によって指定する場合を例に説明した。具体的には「印字目的に応じた位置」を「Ｂａｓｅ」、「▽２０．０」、「△２０．０」などの選択肢から選択する場合を例に説明した。これに対し、「印字目的に応じた位置」を収束レンズ２２からの距離（ワーク距離）や印字目的などから選択するようにしてもよい。
【００６２】
例えば図８に示す画面４５で「Ｂａｓｅ」が選択された場合は、レーザ光Ｌ１のスポット径（印字の太さ）が１００μｍで加工され、そのときの収束レンズ２２からの距離は１８０ｍｍになるという関係があるとする。「▽２０．０」や「△２０．０」についても同様の関係があるとする。この場合、焦点位置からのずれ方向及びずれ量を選択するのではなく、「ワーク距離」や「スポット径」を選択するようにしてもよい。作業者にとっては「ワーク距離」や「スポット径」で選択するほうが作業性がよい場合もあり得るからである。
【００６３】
以上説明した本発明の実施形態２に係るレーザマーキング装置２によると、画面４５で指定した位置で２つの可視光スポットが重なるので、作業者は印字目的に応じた位置を指定して２つの可視光スポットが１つに重なる位置にワークを移動させることにより、ワークの位置を印字目的に応じた位置に容易に調整できる上、「Ｂａｓｅ」や「▽２０．０」などの文字が表示されているので、作業者は現在指定されている位置及びその指定されている位置にワークＷが調整されているか否かを直感的に認識できる。したがって、作業者にとって作業性がよい。
【００６４】
更にレーザマーキング装置２によると、投射される位置指標は一つだけであるので、いずれの位置指標に合わせればよいかが明確であり、作業の誤りが少ない。
更にレーザマーキング装置２によると、作業者は指示図形６６がワーク図形６４を指し示していれば位置指標に対応する位置はワークＷ側にずれていると直感的に認識でき、同様に装置図形６５を指し示していればレーザマーキング装置２側にずれていると直感的に認識できる。
更に、レーザマーキング装置２では作業者が指定した位置を不揮発性の記憶部２６に記憶させるので、作業者はレーザマーキング装置２の電源を遮断し、その後に電源を投入した場合にも、現在設定されている位置を容易に認識することができる。
【００６５】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図１２によって説明する。
図１２は、実施形態３に係るレーザマーキング装置３の作動を説明するための模式図であり、ここでは理解を容易にするために説明に必要な構成のみを図示している。レーザマーキング装置３の構成は、可視光スポット用光源から出射されるスポット光の角度を変更する角度変更手段を備える点を除いて、実施形態２に係るレーザマーキング装置２の構成と実質的に同一である。ここでは同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６６】
本実施形態では、反射ミラー４２の角度を変更する角度変更手段を備えている。本実施形態では、作業者が設定部２５を操作して印字目的に応じた位置を指定すると、制御部２４はガルバノミラー２１Ｘを回動させるのではなく、角度変更手段を制御して反射ミラー４２を回動させ、印字目的に応じた位置で２つの可視光スポットが重なるようにスポット光の角度を変更する。
このため、実施形態３では「焦点位置からのずれ方向及びずれ量」とガルバノミラー２１Ｘの回動角度との関係ではなく、「焦点位置からのずれ方向及びずれ量」と反射ミラー４２の回動角度との関係が記憶部２６に記憶されている。
実施形態３はその他の点において実施形態２と実質的に同一である。
【００６７】
＜実施形態４＞
本発明の実施形態４を図１３によって説明する。
図１３は回転角度に応じて選択値が変化するダイアル式のスイッチを用いてワークＷの位置を指定する例の模式図である。
上記実施形態２ではずれ方向及びずれ量を画面４５で指定する場合を例に説明したが、指定方法はこれに限定されるものではなく、図１３に示すようにダイアルを用いて指定するようにしてもよい。図１３に示すダイアルでは、例えばボリウム値０に合わせると印字目的に応じた位置として「焦点位置」が選択される。
【００６８】
また、上記実施形態２では焦点位置からのずれ方向及びずれ量を作業者が認識できるようにするために「Ｂａｓｅ」、「▽２０．０」、「△２０．０」などの記号と数字を位置指標に対応付けて投射する場合を例に説明したが、ずれ方向及びずれ量を作業者が認識可能であれば任意の図形を投射することができる。例えば図１３に示す例では「焦点位置」に「±０」という文字が対応付けられており、ワークＷ上には第２の可視光スポットの近傍に「±０」という文字が表示されることになる。「＋２」は上述した「▽２０．０」に相当するボリウム値であり、「−２」は上述した「△２０．０」に相当するボリウム値である。これらが選択された場合には「＋２」や「−２」という文字が表示されることになる。
【００６９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次の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。
【００７０】
（１）上記実施形態１では、遠近を示す図形として「遠」、「近」という文字を例に説明したが、遠近を示す図形としては任意の形状のものを用いることができる。
【００７１】
ただし、作業者が「遠」を示す図形であるのか「近」を示す図形であるのかを直感的に認識できるものが望ましい。
例えば図１４に示す図形８１は２つの三角形の頂点が互いに向き合っている図形であり、「近」を直感的に認識し易い図形であるといえる。また図１４に示す図形８２は２つの三角形の頂点が互いに逆を向く図形であり、「遠」を直感的に認識し易い図形であるといえる。
また、例えば図１５に示す記号８３は「＋（プラス）」であり、「遠」を直感的に認識し易い図形であるといえる。また図１５に示す記号８３は「−（マイナス）」であり、「近」を直感的に認識し易い図形であるといえる。
この他、例えば「離間」、「接近」などの文字を用いてもよい。
【００７２】
（２）上記実施形態１では、基準目盛線５０を構成する複数の目盛り５１の間隔が等間隔である場合を例に説明したが、目盛り５１の間隔は必ずしも等間隔である必要はない。例えば、収束レンズ２２を含む光学系の特性により、ワークＷが収束レンズ２２から離間するにつれて一定距離に相当する間隔が広くなっていく場合もあり得る。この場合は基準目盛り５１ａから遠ざかるほど間隔が広くなるように目盛り５１を設定する必要がある。つまり、第１の可視光スポットによって指し示される目盛り５１からワークＷの現在位置を認識できればよく、目盛り５１の間隔は必ずしも等間隔である必要はない。
【００７３】
（３）上記実施形態２では、第２の可視光スポット（位置指標）に対応する位置がレーザ光Ｌ１の焦点位置からワークＷ側又はレーザマーキング装置２側のいずれの側にずれているかを、ワーク図形６４又は装置図形６５を指示図形６６で指し示すことにより作業者に案内したが、いずれの側にずれているかを第２の可視光スポットの位置で指し示すようにしてもよい。
【００７４】
図１６は、第２の可視光スポット６２の位置で指し示す例を示す模式図である。図示する例では、第２の可視光スポット６２の移動方向において、ワークＷの加工面が焦点位置に調整されているときに第２の可視光スポット６２によって投射される位置からそれぞれ逆向きに等距離だけ離間した位置にワーク図形７１と装置図形７２とを投射する。このように投射すると、第１の可視光スポット６３と第２の可視光スポット６２とが１つに重なっているとき、その重なっている位置が相対的にワーク図形７１に近ければ、第２の可視光スポット６２に対応する位置はワークＷ側にずれていると認識でき、逆に装置図形７２に近ければ、第２の可視光スポット６２に対応する位置はレーザマーキング装置側にずれていると認識できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置の模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置のより詳細な模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る可視光スポット用光源の模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る目盛りの模式図。
【図５】本発明の一実施形態に係る可視光スポットの模式図。
【図６】本発明の一実施形態に係る可視光スポットの模式図。
【図７】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置の模式図。
【図８】本発明の一実施形態に係る画面の模式図。
【図９】本発明の一実施形態に係るずれ方向及びずれ量と回動角度との関係を示す模式図。
【図１０】本発明の一実施形態に係る位置指標の模式図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る位置指標の模式図。
【図１２】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置の模式図。
【図１３】本発明の一実施形態に係る位置指定手段の模式図。
【図１４】本発明の一実施形態に係る図形の模式図。
【図１５】本発明の一実施形態に係る図形の模式図。
【図１６】本発明の一実施形態に係る位置指標の模式図。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・レーザマーキング装置
２・・・レーザマーキング装置
３・・・レーザマーキング装置
１０・・・レーザ光源
２０・・・ガルバノスキャナ
２２・・・収束レンズ
２４・・・制御部
２５・・・設定部（選択手段、位置指定手段）
２６・・・記憶部（記憶手段）
３０・・・ガイド用光源
４０・・・ＬＥＤ（可視光スポット用光源）
４２・・・反射ミラー（可視光スポット用光源）
４４・・・収束レンズ（可視光スポット用光源）
５１・・・目盛り（位置指標）
５３・・・ワーク図形
５４・・・装置図形
６２・・・第２の可視光スポット（位置指標）
６３・・・第１の可視光スポット
６４・・・ワーク図形
６５・・・装置図形
６６・・・指示図形
Ｌ１・・・レーザ光
Ｌ２・・・ガイド光
Ｌ３・・・スポット光
Ｐ１・・・焦点位置
Ｗ・・・ワーク
【図１】
2009208132.tif 000003
【図２】
2009208132.tif 000004
【図３】
2009208132.tif 000005
【図４】
2009208132.tif 000006
【図５】
2009208132.tif 000007
【図６】
2009208132.tif 000008
【図７】
2009208132.tif 000009
【図８】
2009208132.tif 000010
【図９】
2009208132.tif 000011
【図１０】
2009208132.tif 000012
【図１１】
2009208132.tif 000013
【図１２】
2009208132.tif 000014
【図１３】
2009208132.tif 000015
【図１４】
2009208132.tif 000016
【図１５】
2009208132.tif 000017
【図１６】
2009208132.tif 000018