JP2005103553A - レーザマーキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストアップを招くことなく印字領域全体に正確にガイド光を照射し得るようにした、ガイド用光源を有するレーザマーキング装置を提供する。
【解決手段】 ガイド用座標データをデータテーブル上に書き込むことにより、印字領域を、レーザ光Ｌ２を照射する領域Ａ１１（第１ガイド光照射領域）と、レーザ光Ｌ３を照射する領域Ａ２（第２ガイド光照射領域）とに区画する。そして、これらのガイド用座標データ群に基づいて、ガイド用レーザ光源３０，４０のオンオフ信号を生成し、別のデータテーブルに書き込む。この制御により、被マーキング対象物にマーキングすべき文字・記号・図形等のマーキング情報から座標データを生成してガルバノミラー装置に出力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ガイド光源を有するレーザマーキング装置に係り、特に、コストアップを招くことなく印字領域全体に正確にガイド光を照射し得るようにした構成に関するものである。

従来からガルバノスキャニング方式を採用したレーザマーキング装置が知られており、このうち、ガイド用レーザ光源から出射される可視光（ガイド光）を制御装置にて設定された文字・図形・記号等のマーキング情報に基づいてワーク（被マーキング対象物）の印字領域上にトレースさせることで、その印字領域に印字されるマーキング情報を予め視覚的に知ることができるいわゆる投影像投射機構が備えられているものがある。その代表的な構成はいくつかあり、以下にその具体例を示す。

＜具体例１＞
具体例１は、図１２（ａ）に示すように、レーザ光を出射する印字用レーザ光源１０１・ガイド用レーザ光源１０２とガルバノミラー装置１０３との間にハーフミラー１０４を介在させ、印字用レーザ光源１０１からのレーザ光とガイド用光源１０２からのガイド光とをハーフミラー１０４に通すことで両者を同一光軸上に配し、これらの光をガルバノミラー装置１０３に誘導する構成とされている（特許文献１参照）。また、ハーフミラー１０４に代わってダイクロイックミラーを用いる構成も示されている。

＜具体例２＞
具体例２は、図１２（ｂ）に示すように、レーザ光を出射する印字用レーザ光源２０１・ガイド用レーザ光源２０２とガルバノミラー装置２０３との間にシャッター２０４を介在させ、このシャッター２０４を開閉動作させることにより、印字用レーザ光源２０１からのレーザ光とガイド用レーザ光源２０２からのガイド光とを互い違いにガルバノミラー装置２０３に誘導するとともに両者の光軸を一致させる構成とされている。

上記各具体例にはそれぞれ以下のような欠点がある。
＜具体例１＞では、印字用レーザ光源１０１・ガイド用レーザ光源１０２とガルバノミラー装置１０３との間にハーフミラー１０４を介在させているが故に、どちらか一方の光源からの光が減衰してしまう。そうすると、必然的に出力を増大させなければならず、省電力化が困難となる。特に、印字用レーザ光源１０１の出力を増大させる場合には、この印字用レーザ光源１０１の安全対策をより厳重にしなければならずコストがかさむという欠点もある。
さらには、ハーフミラー１０４（ダイクロイックミラー）を用いて両者１０１・１０２の光軸を一致させるようにしているため、これらの光軸合わせのための調整工程が付加されるという欠点もある。

＜具体例２＞では、シャッター２０４を機械的に開閉動作させているために、可動部分が増加し、装置の機械的構成が複雑化するとともに、シャッター２０４の可動領域を確保するためのスペースが必要となって装置の大型化を招くという欠点がある。また、＜具体例１＞と同様に、光軸合わせのための調整工程が付加されるという欠点もある。

そこで、本願出願人は図１３に示すように、印字用レーザ光源３０１からのレーザ光をガルバノミラー装置３０２における光反射面の回動中心軸位置にレーザ光を照射するとともに、ガイド用レーザ光源３０３を印字用レーザ光源３０１からずれた位置に配してガイド光がレーザ光の入射角度よりθずれた角度からこのレーザ光の照射される位置と同一の位置に照射されるようにし、このガイド光をワークＷの印字領域上にトレースする際には、レーザ光が照射される位置と同一位置に照射されるように、補正した座標データを制御装置３０４からガルバノミラー装置３０２に送信するように構成した（特許文献２参照）。
特開平９−２１６０８７号公報 特開２００３−１８１６５７公報

このような構成とすれば、上記具体例に挙げた欠点を解消することができる。 しかしながら、ガイド光の光軸がレーザ光の光軸に対して傾いているために、レーザ光を照射する印字領域よりも所定寸法オフセットした領域がガイド光の照射できる領域となってしまう。即ち、印字領域内においてガイド光が照射されない区域が発生するのである。
勿論、レーザ光を照射する場合とガイド光を照射する場合とでガルバノミラー装置３０２の回動範囲を変更すれば上記の問題は解消できるが、レーザ光を照射する場合のガルバノミラーの回動角が限界まで設定されている場合には、この方法を講じることが不可能となる。
ただし、このような不具合に対しては、ガルバノミラー装置３０２の回動角に余裕を持たせることにより、レーザ光を照射する場合とガイド光を照射する場合とでガルバノミラー装置３０２の回動範囲を変えるようにすれば上記問題を解消することは容易である。

ところが、制御装置３０４において生成される座標データはＸ軸方向及びＹ軸方向共に一定のデータ量しか生成することができず、この限られた座標データ群を印字領域及びガイド光が照射される領域で分割しなければならないから、印字領域に割り当てられる座標データが減少し、分解能が低下してしまうという弱点がある。但し、比較的サイズの大きいマーキング情報を印字する際には問題とならず、微小サイズのマーキング情報を印字する際において、上記の問題が生ずる。
従って、微小サイズのマーキング情報を印字するために使用する際には、制御装置にて生成される座標データ群の数を増加させれば良いのであるが、そのためにはより多くの座標データを生成することができる制御装置３０４に換装しなければならず、コストがかさむという問題が新たに生じる。

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、低コストで印字領域全体に正確にガイド光を照射し得るようにしたレーザマーキング装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、レーザ光を出射する印字用レーザ光源と、
可視光からなるガイド光を出射するガイド光出射手段と、
被マーキング対象物上の印字領域において所定の印字位置に前記レーザ光又は前記ガイド光を照射するガルバノミラー装置と、
前記被マーキング対象物にマーキングすべき文字・記号・図形等のマーキング情報から座標データを生成して前記ガルバノミラー装置に出力する制御手段とを備えたレーザマーキング装置において、
前記ガイド用光源部は複数の光出射部を備え、各光出射部からの前記ガイド光の各光軸はそれぞれ前記印字用レーザ光源からガルバノミラー装置に向けて入射するレーザ光の光軸に対して傾けられるとともに、前記印字領域を複数の各領域に区画して前記各光出射部に対応付けられた前記各領域に前記印字領域が包含されるように所定角度を有して構成されており、
前記制御手段は、前記印字領域を複数の領域に区画するとともに、各領域に照射すべき前記ガイド光をそれぞれ対応付け、前記各領域において、これら各領域対応する前記ガイド光が前記レーザ光により前記マーキング情報がマーキングされる際のレーザ光照射位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に対して前記マーキング情報の座標データを補正したガイド用座標データを送信するようにしたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記印字用レーザ光源は前記レーザ光がガルバノミラー装置における光反射面の回動中心位置に照射されるように配置されていると共に、前記光出射部からのガイド光が前記反射面における前記レーザ光の照射位置と同一位置に照射されるように配置されているされているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記複数の光出射部は第１ガイド用光源及び第２ガイド用光源の２光源から構成されており、
前記制御手段は、前記印字領域を第１ガイド用光源からのガイド光（第１ガイド光）を照射する第１ガイド光照射領域と、第２ガイド用光源からのガイド光（第２ガイド光）を照射する第２ガイド光照射領域とに区画し、
前記第１ガイド光照射領域に前記第１ガイド光を照射する際には前記第１ガイド用光源のみに駆動信号を送信するとともに、この第１ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第１のガイド用座標データを送信し、
他方、前記第２ガイド光照射領域に前記第２ガイド光を照射する際には前記第２ガイド用光源のみに駆動信号を送信するとともに、この第２ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第２のガイド用座標データを送信するところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記第１ガイド光照射領域と前記第２ガイド光照射領域とが前記印字領域において分離形成されるように前記第１ガイド用光源及び前記第２ガイド用光源が配設されており、
制御手段は、前記印字領域のうち、前記第１ガイド光照射領域に第１ガイド光を照射する際には少なくとも前記第１ガイド用光源に駆動信号を送信するとともに、この第１ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第１のガイド用座標データを送信し、
他方、前記第２ガイド光照射領域に第２ガイド光を照射する際には少なくとも前記第２ガイド用光源に駆動信号を送信するとともに、この第２ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第２のガイド用座標データを送信するところに特徴を有する。

本発明では、複数の光出射部を備えるガイド光出射手段を設け、印字領域内の各領域に対応したガイド光を照射するとともに、ガルバノミラー装置に対して補正したガイド用座標データを送信するように構成しているから、従来の制御手段をそのまま流用しつつ、分解能の低下を防止することができる。これにより、極めて低コストかつ正確にガイド光を印字領域へ照射することができる。

さらに、印字用レーザ光源からのレーザ光をガルバノミラー装置における光反射面の回動中心位置に照射する共に、ガイド用光源部からの可視光を反射面におけるレーザ光の照射位置と同一位置に照射するように構成すれば、ガイド用座標データの生成過程が簡略化され、高速処理を実現することができる。
また、印字領域内における各領域について、複数のガイド光を対応付けるように構成しても良い。

＜実施形態１＞
本発明に係る一実施形態について図１ないし図９を参照して説明する。本実施形態はガルバノスキャニング方式を採用したレーザマーキング装置に係り、ＣＰＵ２４Ａにて設定された文字・図形・記号等のマーキング情報に基づいてガイド用レーザ光源３０，４０から出射される可視光（ガイド光）をワークＷの印字領域ＭＡ上にトレースさせ、その印字領域ＭＡに印字されるマーキング情報を予め視覚的に知ることができるいわゆる投影像投射機構を備えたものに関する。

図１において、符号１０は印字用レーザ光源１０であって、ここから出射された印字用レーザ光Ｌ1 はガルバノスキャナ２０によって向きが変更されてワークＷの印字領域ＭＡ上に照射される。ガルバノスキャナ２０（ガルバノミラー装置）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と収束レンズ２２とを備えている。このうち、駆動モータ２３Ｘは、回転軸が印字エリア上の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一方のガルバノミラー（以下、「Ｘガルバノミラー２１Ｘ」という）が取り付けられている。そして、印字用レーザ光源１０からの印字用レーザ光Ｌ1 が、ＸＹ平面に略平行な方向からＸガルバノミラー２１Ｘの反射面の回動軸心（光反射面の回動中心位置）に入射するよう設計されている。

次いで、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もう一方のガルバノミラー（以下、「Ｙガルバノミラー２１Ｙ」という）が取り付けられている。そして、Ｙガルバノミラー２１Ｙの反射面に対して、前記Ｘガルバノミラー２１Ｘで反射された印字用レーザ光Ｌ1 が入射するよう設計されている。収束レンズ２２は例えばｆθレンズから構成されており、Ｙガルバノミラー２１Ｙで反射された印字用レーザ光Ｌ1 を収束して被印字対象物Ｗ上に照射点Ｍを形成する機能を有する。

このような構成によって、駆動モータ２３ＸによりＸガルバノミラー２１Ｘが回動されると、被印字対象物Ｗ上において前記照射点Ｍは所定方向（図１でＸ軸方向）に移動し、駆動モータ２３ＹによりＹガルバノミラー２１Ｙが回動されると、照射点Ｍは前記所定方向に直交する方向（図１でＹ軸方向）に移動することになる。

上記駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙはコントローラ２４により制御される。このコントローラ２４には図示しないコンソールが接続され、印字したい所望の文字、記号、図形等（以下「マーキング情報」という）をそのコンソールに設定すると、コントローラ２４のＣＰＵ２４Ａ（本発明の「制御手段」に相当）が後述する制御内容に基づいて被印字対象物Ｗへの照射位置を決定する複数の座標データを生成しガルバノスキャナ２０の駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙに順次与える。そしてこれらの座標データに応じてＸガルバノミラー２１Ｘ及びＹガルバノミラー２１Ｙが回動されて印字用レーザ光Ｌ1 の照射点Ｍが被印字対象物Ｗで走査され、もって前記マーキング情報がワークＷ上に印字されることとなる。具体的には、ガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙの回動角度範囲内で規定される印字領域においてマーキング情報から生成された座標データに基づいてマーキング情報が印字領域上にマーキングされる。

さて、本実施形態のレーザマーキング装置には、可視光からなるガイド用レーザ光Ｌ2 ，Ｌ3 を出射するガイド用レーザ光源３０，４０（本発明の「複数の光出射部」に相当）を用いて印字したいマーキング情報に対応した投影像をワークＷ上に投射させる投影像投射機能を備えている。
ガイド用レーザ光源３０，４０は、図１に示すように、印字用レーザ光源１０からの印字用レーザ光Ｌ1 の光軸上からＸガルバノミラー２１Ｘの回動軸に垂直な方向（図１でＸＹ平面に平行な方向）にずらして配置されている。本実施形態では、印字用レーザ光源１０の配置位置からＸＹ平面に平行な面に沿って移動させた位置に配置されている。

それと共に、Ｘガルバノミラー２１Ｘに対する印字用レーザ光Ｌ1 の入射位置と同じ位置にガイド用レーザ光Ｌ2 が入射するようガイド用レーザ光源３０の出射方向が調整されている。なお、本実施形態では、同図に示すように所定の回動位置にあるＸガルバノミラー２１Ｘに対する、印字用レーザ光Ｌ1 の入射角とガイド用レーザ光Ｌ2 の入射角とは角度−θずれており、印字用レーザ光Ｌ1 の入射角とガイド用レーザ光Ｌ3 の入射角とは角度＋θずれている（本発明の「ガイド用光源部は複数の光出射部を備え、各光出射部からの前記ガイド光の各光軸はそれぞれ前記印字用レーザ光源から出射されるレーザ光の光軸に対して所定角度を有する構成」に相当する）。また、次述するようにガイド用レーザ光源３０，４０は、印字用レーザ光源１０と同様、コントローラ２４内に備えられているＣＰＵ２４Ａから出力されるオンオフ信号に基づいて制御される。尚、本実施形態では反時計回りの方向を＋θ方向としている。

ＣＰＵ２４Ａは、駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙに対して座標データに応じた駆動信号を送信するとともに、印字用レーザ光源１０にオンオフ信号を送信してワークＷにマーキング情報を印字させる「印字動作機能」と、座標データに基づいて補正座標データを生成し、これに応じた駆動信号を駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙに対して送信するとともに、ガイド用レーザ光源３０，４０にオンオフ信号を送信してワークＷに印字すべきマーキング情報を投影させる「投影像投射機能」とを備えている。尚、これらの機能については以下に詳述する。

以下、本実施形態の動作についてＣＰＵの動作を中心にフローチャートを主に参照しつつ、適宜図表を用いて説明する。
＜座標データ生成・オンオフ信号生成処理＞
まず、所望のマーキング情報（ここでは、アルファベットの「Ａ」とする。）がコンソールにて設定されると、ＣＰＵ２４Ａはコントローラ２４内のメモリ（図示せず）に記憶されたフォントデータに基づき、前記文字等を構成する線分要素のデータを読み出す（図４において、ステップＳ１１）。そして、それらの各線分要素について、被印字対象物Ｗへの照射位置を決定する複数の座標データ（Ｘa ，Ｙa ）（a ＝１，２，３…n ）を印字用座標データとして順次生成して、例えば不揮発性メモリ内に形成したデータテーブルＴa 上に書き込む（ステップＳ１２、図７及び図９参照）とともに、印字用レーザ光源１０のオンオフ信号を生成する。なお、他種類の記憶装置にデータテーブルＴa を形成するようにしても良い。この後、上記座標データを基にしてガイド用座標データの生成処理を行なう。

＜ガイド用座標データ生成処理＞
ガイド用座標データの生成方法は以下の通りである。尚、印字用レーザ光源１０及びガイド用レーザ光源３０，４０と、Ｘガルバノミラー２１Ｘとを上方から見た図２において、印字動作時における印字領域ＭＡ上の所定の位置に印字用レーザ光Ｌ1 の照射点Ｍを照射する場合のＸガルバノミラー２１Ｘの回動位置が実線で記載されている。

上述したようにガイド用レーザ光源３０は印字用レーザ光Ｌ1 の光軸上からＸガルバノミラー２１Ｘの回動軸に垂直な方向にずらして配置されており、所定の回動位置にあるＸガルバノミラー２１Ｘに対して、ガイド用レーザ光Ｌ2 は、印字用レーザ光Ｌ1 の入射方向からＸＹ平面に平行な面に沿って角度−θだけずれた角度で入射する。従って、投影動作の際、印字動作時と同じ座標データ（Ｘａ，Ｙａ）に基づいてガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙを駆動させると、印字領域ＭＡ上において、マーキング情報の投影像が印字動作時でのマーキング情報の印字位置から−Ｘ方向にずれた位置に投射されるとともに、印字領域ＭＡに対して−Ｘ方向オフセットした領域がガイド用レーザ光Ｌ2 の照射領域Ａ1 となる（図３参照）。

また、ガイド用レーザ光源４０は印字用レーザ光Ｌ1 の光軸上からＸガルバノミラー２１Ｘの回動軸に垂直な方向にずらして配置されており、所定の回動位置にあるＸガルバノミラー２１Ｘに対して、ガイド用レーザ光４０は、印字用レーザ光Ｌ1 の入射方向からＸＹ平面に平行な面に沿って角度＋θだけずれた角度で入射する。従って、投影動作の際、印字動作時と同じ座標データ（ｘ，ｙ）に基づいてガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙを駆動させると、印字エリア上において、文字等の投影像が印字動作時での文字等の印字位置から＋Ｘ方向にずれた位置に投射されるとともに、印字領域に対して＋Ｘ方向オフセットした領域がガイド用レーザ光Ｌ3 の照射領域Ａ2 となる（図３参照）。

上記の照射領域Ａ1 を印字領域ＭＡと一致させるには、Ｘガルバノミラー２１Ｘの回動角を印字動作時よりも図３において角度＋θ回動させれば良い（同図において点線で示されたＸガルバノミラー２１Ｘ）。即ち印字用座標データ（Ｘa ，Ｙa ）を（Ｘa ＋α，Ｙa ）に修正すれば良い。
照射領域Ａ2 についてはＸガルバノミラー２１Ｘの回動角を印字動作時よりも図３において角度−θ回動させれば良い（同図において点線で示されたＸガルバノミラー２１Ｘ）。即ち印字用座標データ（Ｘa ，Ｙa ）を（Ｘa ＋α，Ｙa ）に修正すれば良い。
なお、補正値「＋α（−α）」は前記入射角度の角度差「−θ（＋θ）」に基づいて計算的に求めても良く、またガイド用レーザ光源３０からの可視光のガイド用レーザ光Ｌ2 ，Ｌ3 の印字領域ＭＡ上における照射点Ｍの位置を確認しつつガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙの回動調整をすることで実験的に求めても良い。

ところで、照射領域Ａ1 ，Ａ2 はそれぞれ重複する部分（以下、「重複領域Ａ12」という）が生じる場合があり、このような場合には、双方を同時点灯させてしまうと、正確な投影像が得られなくなるから、この重複領域Ａ12におけるガイド光の照射をＬ2 かＬ3 のどちらか一方に担当させる必要が生じる（図３参照）。

これに対して、本実施形態では以下のようにして担当する領域を分担させている。尚、本実施形態では重複領域Ａ12はガイド用レーザ光源４０が担当することを前提にして説明する。
まず、図５に示すように、データテーブルＴa における印字用座標データ群をデータテーブルＴb 上に書き込むために初期化を行なう（ステップＳ２１）。
データテーブルＴａ上の印字用座標データ群（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））において、これらの座標データ（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））が重複領域Ａ12の境界における座標Ｘp（実際には、Ｘp1，Ｘp2とがあり、このうちＸp1について説明する。）より小さいか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

ここで、座標データ（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））がＸp1よりも小さい場合には（ステップＳ２０２で「Ｙ」、ステップＳ２０３で「Ｎ」）、ガイド用レーザ光源３０の分担する領域であるから、座標データ（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））に補正値αを加えた座標データ（Ｘa （ｉa ）＋α，Ｙa （ｉa ））（第１のガイド用座標データ）をデータテーブルＴb のｉb 番目へ書き込む（ステップＳ２０４、図８（Ａ）参照）。
逆に、座標データ（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））がＸp1よりも大きい場合には（ステップＳ２０２で「Ｎ」、ステップＳ２０７で「Ｎ」）、ガイド用レーザ光源４０の分担する領域であるから、座標データ（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））に補正値αを減じたした補正座標データ（Ｘa （ｉa ）−α，Ｙa （ｉa ））（第２のガイド用座標データ）をデータテーブルＴb のｉb 番目へ書き込む（ステップＳ２０８、図８（Ａ）参照）。

ところで、Ｘp1よりも大きい（又は小さい）座標データ（Ｘa （ｉa ），Ｙa （ｉa ））とＸp1よりも小さい（又は大きい）座標データ（Ｘa （ｉa+1 ），Ｙa （ｉa+1 ））とが連続して存在するとき、例えば、図９において座標（ＸA ，ＹA ）と座標（ＸB ，ＹB ）、及び、座標（ＸC ，ＹC ）と座標（ＸD ，ＹD ）において（Ｓ２０５又はＳ２０９の処理によってＦ１，Ｆ２のどちらかが「１」以上となるから、ステップＳ２０３で「Ｙ」又はＳ２０７で「Ｙ」となる）、線分が座標Ｘp1を跨ぐこととなり、このときには、座標データＸp1と、対応するＹ軸方向の座標データＹpg（g ＝１，２，３…）とをデータテーブルＴb のｉb 番目へ書き込む（ステップＳ２１０、図８（Ａ）参照）。その後、Ｆ１，Ｆ２をリセットし（ステップＳ２１１）、g 及びｉb をインクリメントする（ステップＳ２１２）。

このようにしてデータテーブルＴa 上の座標データを補正したガイド用座標データをデータテーブルＴb 上に順次書き込む（ステップＳ２０６、Ｓ２１３）。尚、データテーブルＴb に作成されるデータ数はデータテーブルＴa に作成されるデータ数「n 」よりも「g 」だけ多い「n＋g」となる。
このデータテーブルＴbにより、印字領域ＭＡ上のＸ座標において座標Ｘp1よりも小さい座標となる領域がレーザ光Ｌ２の照射される領域Ａ11（第１ガイド光照射領域）となり、座標Ｘp1よりも大きい座標となる領域Ａ2がレーザ光Ｌ３が照射される領域（第２ガイド光照射領域）とされる。
そして、これらのガイド用座標データ群に基づいて、ガイド用レーザ光源３０，４０のオンオフ信号を生成する。

＜ガイド用レーザ光源用オンオフ信号生成処理＞
本処理では、データテーブルＴb に書き込まれたガイド用座標データ群から、ガイド用レーザ光源３０，４０のオンオフタイミングを制御するオンオフ信号を生成し、データテーブルＴc 上に書き込む。

まず、図６に示すようにデータテーブルＴｃ上に順次オンオフ信号を書き込むために初期化を行なう（ステップＳ３０１）。そして、データテーブルＴb 上のガイド用座標データ（Ｘb （ｉb ），Ｙb （ｉb ））が座標Ｘp1より小さいか否かを判断し、このガイド用座標データＸb （ｉb ）が座標Ｘp1より小さい場合には（ステップＳ３０２でＹ）、ガイド用レーザ光源３０が担当するタイミングであるから、データテーブルＴc のｉc 番目においてＬ２に１（ＯＮ）を、Ｌ３に０（ＯＦＦ）をそれぞれ書き込む（ステップＳ３０３、図８（Ｂ）参照）。
逆に、ガイド用座標データ（Ｘb （ｉb ），Ｙb （ｉb ））が座標Ｘp1より大きい場合には（ステップＳ３０２でＮ）、ガイド用レーザ光源４０が担当するタイミングであるから、ガイド用レーザ光源３０が担当するタイミングであるから、データテーブルＴc のｉc 番目においてＬ２に０（ＯＦＦ）を、Ｌ３に１（ＯＮ）をそれぞれ書き込む（ステップＳ３０４、図８（Ｂ）参照）。
そして、上記動作を繰り返し（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）、すべてのガイド用座標データに対応したオンオフ信号を生成する（ステップＳ３０６でＹ）。
尚、上記＜ガイド用座標データ生成処理＞及び＜ガイド用レーザ光源用オンオフ信号生成処理＞が本発明の「制御手段は、前記印字領域を複数の領域に区画するとともに、各領域に照射すべき前記ガイド光をそれぞれ対応付ける」構成に相当する。

＜印字動作処理＞
続いて、コンソールにより、印字開始ボタン又は投影像投射開始ボタンのいずれかを押し操作する。印字開始ボタンを押し操作した場合にはＣＰＵ２４Ａに印字開始信号が受信され（ステップＳ１５で「Ｙ」）、印字用レーザ光源１０にオンオフ信号を与えると共に、データテーブルＴａ上の座標データを順次Ｄ／Ａ変換して駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙに与える。これにより与えられる座標データ（Ｘａ，Ｙａ）に基づいてＸガルバノミラー２１Ｘ及びＹガルバノミラー２１Ｙが回動し印字用レーザ光Ｌ1 の照射点ＭがワークＷの印字領域ＭＡ上で走査され、もって所望のマーキング情報がワークＷ上の所定の位置に印字されることとなる（ステップＳ１６）。

＜投影像投射動作処理＞
一方、投影像投射開始ボタンを押し操作したときには、ＣＰＵ２４Ａに投影動作開始信号が受信され（ステップＳ１５で「Ｎ」、ステップＳ１７で「Ｙ」）は、データテーブルＴｃ上のオンオフ信号をガイド用レーザ光源３０，４０に順次与えるとともに、データテーブルＴb 上のガイド用座標データ（Ｘb （ｉb ），Ｙb （ｉb ））を順次Ｄ／Ａ変換して駆動モータ２３Ｘ，２３Ｙに与える。
これにより、レーザ光源３０が担当する領域Ａ11では、第１のガイド用座標データ（Ｘb （ｉb ）＋α，Ｙb （ｉb ））に応じてＸガルバノミラー２１Ｘ及びＹガルバノミラー２１Ｙが回動し、Ｘガルバノミラー２１Ｘで反射されたガイド用レーザ光Ｌ2 は、印字動作時の印字用レーザ光Ｌ1 と同じ光路を通過してＹガルバノミラー２１Ｙに向うこととなる。また、レーザ光源４０が担当する領域Ａ2 では、第２のガイド用座標データ（Ｘb （ｉb ）−α，Ｙb （ｉb ））に応じてＸガルバノミラー２１Ｘ及びＹガルバノミラー２１Ｙが回動し、Ｘガルバノミラー２１Ｘで反射されたガイド用レーザ光Ｌ2 は、やはり印字動作時の印字用レーザ光Ｌ1 と同じ光路を通過してＹガルバノミラー２１Ｙに向うこととなる。
これにより、本発明の「各領域において、これに対応する前記ガイド光が前記レーザ光と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に対して補正した補正座標データを送信する」構成が実現されている。

また、＜座標データ生成・オンオフ信号生成処理＞及び＜印字動作処理＞により「印字動作機能」が発揮され、＜ガイド用座標データ生成処理＞、＜ガイド用レーザ光源用オンオフ信号生成処理＞及び＜投影像投射動作処理＞により「投影像投射機能」が発揮される。

従って本実施形態では、印字領域ＭＡ内の各領域Ａ11，Ａ2 に対応してレーザ光源３０，４０を照射するとともに、ガルバノミラー装置２０に対して補正した第１及び第２のガイド用座標データを送信するように構成しているから、従来のＣＰＵ２４Ａをそのまま流用しつつ、分解能の低下を防止することができる。これにより、投影像投射動作時において、極めて低コストで印字動作時と同じ位置に前記文字等に応じた投影像を投射させることができる。

さらに、印字用レーザ光源１０からのレーザ光Ｌ1 をガルバノミラー装置２０における反射面の回動軸に照射するとともに、ガイド用レーザ光源３０，４０からのレーザ光Ｌ2 ，Ｌ3 を反射面におけるレーザ光Ｌ1 の照射位置と同一位置に照射するように構成しているので、第１及び第２のガイド用座標データの生成においてＸ座標の補正のみでよいから、その過程が簡略化されて高速処理が実現されている。

＜実施形態２＞
本実施形態では、印字領域ＭＡ内において、それぞれのガイド用レーザ光源３０，４０のレーザ光Ｌ2 ，Ｌ3 が照射される領域Ａ1 、Ａ2 が重複しないようにレーザ光源３０，４０を配設した構成（本発明の「第１ガイド光照射領域と第２ガイド光照射領域とが印字領域において分離形成されるように前記第１ガイド用光源及び前記第２ガイド用光源を配設した」構成に相当する）が上記実施形態１の構成と相違している。例えば、レーザ光源３０が担当する領域Ａ1 にレーザ光Ｌ2 が照射される場合には、レーザ光源４０からのレーザ光Ｌ3 は印字領域ＭＡ外に照射されることとなる。逆に、レーザ光源４０が担当する領域Ａ2 にレーザ光Ｌ3 が照射される場合には、レーザ光源３０からのレーザ光Ｌ2 は印字領域ＭＡ外に照射されることとなり、両レーザ光源３０、４０を同時点灯しても、投影像が正確に投射される。
このような構成とすれば、レーザ光源３０，４０のオンオフ信号の生成処理を省略することができるから更なる高速処理を実現することができる。

＜実施形態３＞
本実施形態では、ガイド用レーザ光源５０を１つ設け、このレーザ光源５０からのレーザ光を電磁シャッター６０及び反射ミラー７０を用いて２つの光軸を形成させ、これによって、印字領域ＭＡ内における照射領域を分担するように構成したものである。このうち、電磁シャッター６０と反射ミラー７０を介する光軸はレーザ光源３０からのレーザ光Ｌ2 と同一光軸とされるように構成し、電磁シャッター６０のみを介する光軸を通ってガルバノミラー２１Ｘに照射されるレーザ光は上記実施形態において、レーザ光源４０のレーザ光Ｌ3 の光軸と同一光軸とされるように構成しておく。
そして、例えば、実施形態１において、データテーブルＴｃのうち、レーザ光源３０のオンオフ信号に応じた制御信号を電磁シャッター６０に送信する。ここでは、「１」を電磁シャッター６０を開動作させる制御信号を送信し、「０」を閉動作させる制御信号を送信するようにしておけば、領域Ａ11に投影像を投射する際には、レーザ光Ｌ2 が照射され、領域Ａ2 に投影像を投射する際には、レーザ光Ｌ3 が照射されることとなる。
尚、本実施形態では、背景技術の説明において懸念されていた光軸合わせのための調整工程が付加されることはない。

＜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）上記実施形態では、Ｘ及びＹの一対のガルバノミラー２１Ｘ，２１Ｙを備えたレーザマーキング装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば１枚のガルバノミラーを備えてレーザ光の照射点を印字エリア上で一次元的に走査するものであっても良い。この場合、ガイド用レーザ光源は、印字用レーザ光源から出射されたレーザ光の光軸上からガルバノミラーの回動軸に垂直な方向にずらした位置に配置される必要がある。また、たとえ３枚以上のガルバノミラーを備えたものであっても、例えば上記実施形態のようにレーザ光が最初に入射するガルバノミラーへのガイド用レーザ光及び印字用レーザ光の入射角のずれに基づいて座標データを補正することで印字エリア上へ向うレーザ光の光軸を一致させることが可能であり、本発明の効果を得ることができる。

（３）上記実施形態では、ガイド用レーザ光源３０を、印字用レーザ光源１０からの印字用レーザ光Ｌ1 の光軸上からＸガルバノミラー２１Ｘの回動軸に垂直な方向にずらした位置に配置したが、これに限らず、平行方向又は平行及び垂直の両方向にずらした位置に配置してもそれに応じて座標データを補正することで投影像を正確な位置に投射することは可能である。

（４）上記実施形態では、レーザ光を２光軸分出射させる構成であったが、３光軸以上の光軸を構成しても良い。この場合、３つ以上のガイド用レーザ光源を用いたり、あるいは、電磁シャッターやハーフミラー等の光学部材を用いて構成することができる。

（５）上記第１実施形態では、座標Ｘp1を境界にして両レーザ光源３０，４０の担当する領域を分ける構成としていたが、座標Ｘp2を境界にして両レーザ光源３０，４０の担当する領域を分けるように構成してもよい。また、Ｘp1とＸp2との間の任意の座標Ｘp3を境にしてレーザ光源３０，４０の担当する領域を分けるように構成しても良い。

実施形態１におけるレーザマーキング装置の全体構成を示す図 印字用及びガイド用レーザ光と、Ｘガルバノミラー２１Ｘの回動位置の関係を示した概略図 ガイド用レーザ光の照射領域を示した斜視図 ＣＰＵの制御類−チンを示すフローチャート ガイド用座標データの生成処理を示したフローチャート ガイド用レーザ光源３０，４０のオンオフ信号生成処理を示したフローチャート 座標データが書き込まれたデータテーブルＴａを示した図 （Ａ）ガイド用座標データが書き込まれたデータテーブルＴｂを示した図 （Ｂ）ガイド用レーザ光源のオンオフ信号が書き込まれたデータテーブルＴｃを示した図 ガイド用座標データの生成手順を示した図 実施形態２に係るレーザマーキング装置の構成を示した図 実施形態３に係るレーザまーきんぐ装置の構成を示した図 （ａ）従来の具体例１を示した図 （ｂ）従来の具体例２を示した図 従来構成を示した図

符号の説明

１０…印字用レーザ光源
２０…ガルバノミラー装置
２４Ａ…ＣＰＵ
３０，４０…ガイド用レーザ光源
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ…データテーブル
Ｍ…印字点
ＭＡ…印字領域
Ａ１１…第１ガイド光照射領域
Ａ２…第２ガイド光照射領域
Ｌ１…印字用レーザ光
Ｌ２，Ｌ３…ガイド用レーザ光

Claims (4)

1. レーザ光を出射する印字用レーザ光源と、
   可視光からなるガイド光を出射するガイド光出射手段と、
   被マーキング対象物上の印字領域において所定の印字位置に前記レーザ光又は前記ガイド光を照射するガルバノミラー装置と、
   前記被マーキング対象物にマーキングすべき文字・記号・図形等のマーキング情報から座標データを生成して前記ガルバノミラー装置に出力する制御手段とを備えたレーザマーキング装置において、
   前記ガイド光出射手段は複数の光出射部を備え、各光出射部からの前記ガイド光の各光軸はそれぞれ前記印字用レーザ光源からガルバノミラー装置に向けて入射するレーザ光の光軸に対して傾けられるとともに、前記印字領域を複数の各領域に区画して前記各光出射部に対応付けられた前記各領域に前記印字領域が包含されるように所定角度を有して構成されており、
   前記制御手段は、前記印字領域を複数の領域に区画するとともに、各領域に照射すべき前記ガイド光をそれぞれ対応付け、前記各領域において、これら各領域に対応する前記ガイド光が前記レーザ光により前記マーキング情報がマーキングされる際のレーザ光照射位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に対して前記マーキング情報の座標データを補正したガイド用座標データを送信するようにしたことを特徴とするレーザマーキング装置。
2. 前記印字用レーザ光源は前記レーザ光がガルバノミラー装置における光反射面の回動中心位置に照射されるように配置されていると共に、前記光出射部からのガイド光が前記反射面における前記レーザ光の照射位置と同一位置に照射されるように配置されているされていることを特徴とする請求項１に記載のレーザマーキング装置。
3. 前記複数の光出射部は第１ガイド用光源及び第２ガイド用光源の２光源から構成されており、
   前記制御手段は、前記印字領域を第１ガイド用光源からのガイド光（第１ガイド光）を照射する第１ガイド光照射領域と、第２ガイド用光源からのガイド光（第２ガイド光）を照射する第２ガイド光照射領域とに区画し、
   前記第１ガイド光照射領域に前記第１ガイド光を照射する際には前記第１ガイド用光源のみに駆動信号を送信するとともに、この第１ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第１のガイド用座標データを送信し、
   他方、前記第２ガイド光照射領域に前記第２ガイド光を照射する際には前記第２ガイド用光源のみに駆動信号を送信するとともに、この第２ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第２のガイド用座標データを送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザマーキング装置。
4. 前記第１ガイド光照射領域と前記第２ガイド光照射領域とが前記印字領域において分離形成されるように前記第１ガイド用光源及び前記第２ガイド用光源が配設されており、
   制御手段は、前記印字領域のうち、前記第１ガイド光照射領域に第１ガイド光を照射する際には少なくとも前記第１ガイド用光源に駆動信号を送信するとともに、この第１ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第１のガイド用座標データを送信し、
   他方、前記第２ガイド光照射領域に第２ガイド光を照射する際には少なくとも前記第２ガイド用光源に駆動信号を送信するとともに、この第２ガイド光が前記レーザ光の照射される印字位置と同一位置に照射されるように前記ガルバノミラー装置に第２のガイド用座標データを送信するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のレーザマーキング装置。

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