JP2013146774A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークディスタンスが変更されても加工範囲を同一としつつ加工品質を維持することができるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】
制御部は、レーザ出射口４６及びワーク間のワークディスタンスの距離にかかわらずワークの印字面（加工面）の同じ位置及び大きさで加工されるように、ワークディスタンスに応じてガルバノミラーの走査角度としての振れ角の範囲θ０〜θ２及び走査速度を変更する。すなわち、制御部は、ワークディスタンスが大きいほどガルバノミラーの振れ角の範囲を狭く且つ同ガルバノミラーの走査速度が遅くなるように制御する。更に、制御部は、ワークディスタンスが小さいほどガルバノミラーの振れ角の範囲を広く且つ同ガルバノミラーの走査速度が速くなるように制御する。
【選択図】図９

Description

本発明は、ガルバノミラーを用いてレーザ光を走査してワークにレーザ光を照射するレーザ加工装置に関するものである。

レーザ加工装置は、例えば一対のガルバノミラーによってレーザ光を走査し、例えばｆθレンズ等の収束レンズを介してワーク上に所定のスポット径となるようにレーザ光を照射する。

ところで、例えば収束レンズとワークとの間の距離（ワークディスタンス）がワーク自体の製造のばらつきや、ワークの種類などによって異なることがある。このようにワークディスタンスが変更されると、ガルバノミラーで走査を行ってもワークディスタンスの違いによって走査ミラーの振れ角の範囲で規定される最大の加工範囲（加工可能エリア）が変わるため、異なる位置にレーザ光を照射する問題が生じる。

そこで、特許文献１のレーザ加工装置では、ワークディスタンスにかかわらず、前記ワークに対して同じ位置及び同じ大きさで加工されるようにガルバノミラーの振れ角の範囲（走査角度）を変化させるようにガルバノミラーを制御している。

特開２００４−１２２１３２号公報

ところで、上記のようなレーザ加工装置では、ワークディスタンスにかかわらず、前記ワークに対して同じ位置及び同じ大きさで加工されるようにガルバノミラーの振れ角（走査角度）を変化させている。このような構成とすることで、ワークディスタンスが異なっても加工範囲を同一とすることができるが、ワークディスタンスが異なってガルバノミラーの振れ角を変化させるだけでは、ワークディスタンスの違いによって加工品質を一定に保つこと難しい虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ワークディスタンスが変更されても加工範囲を同一としつつ加工品質を維持することができるレーザ加工装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ出射部と、該レーザ出射部からのレーザ光を走査する走査ミラーと、該走査ミラーを制御する制御部とを備えて、前記レーザ出射部からのレーザ光を前記走査ミラーを介してレーザ出射口からワークに照射するレーザ加工装置であって、前記制御部は、前記レーザ出射口及び前記ワーク間のワークディスタンスの距離にかかわらず前記ワークの加工面の同じ位置及び大きさで加工されるように、前記ワークディスタンスが大きいほど前記走査ミラーの走査角度を狭く且つ同走査ミラーの走査速度が遅くなるように制御し、前記ワークディスタンスが小さいほど前記走査ミラーの走査角度を広く且つ同走査ミラーの走査速度を速くなるように制御することをその要旨とする。

この発明では、制御部は、レーザ出射口及びワーク間のワークディスタンスの距離にかかわらずワークの加工面の同じ位置及び大きさで加工されるように、前記ワークディスタンスが大きいほど走査ミラーの走査角度を狭く且つ同走査ミラーの走査速度が遅くなるように制御し、ワークディスタンスが小さいほど走査ミラーの走査角度を広く且つ同走査ミラーの走査速度を速くなるように制御する。ここで、ガルバノミラーの走査角度をワークディスタンスに応じて変更することでワークディスタンスにかかわらずワークの加工面の同じ位置及び大きさ、即ち加工範囲を同一で加工することができる。更に走査速度をワークディスタンスに応じて変更することで、ワークディスタンスの違いによる走査角度の変更にかかわらずワーク上でのレーザ光の単位距離毎の移動速度を一定とすることができる。これにより、ワークディスタンスが変更しても加工範囲を同一としつつ、ワークへの加工の際の加工品質をワークディスタンスが変更されても一定に維持することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記ワークディスタンスを設定する設定部を備え、前記制御部は、前記ワークディスタンス設定部で設定された前記ワークディスタンスに応じて前記走査ミラーの走査角度及び走査速度を変更することをその要旨とする。

この発明では、ワークディスタンスを設定する設定部を備え、制御部は、設定部で設定されたワークディスタンスに応じて走査ミラーの走査角度及び走査速度を変更する。このように、ワークディスタンスを設定する設定部を備えることで、制御部では設定部で設定したワークディスタンスに応じて確実に走査ミラーの走査角度及び走査速度を変更することができる。そして、設定部に設定されるワークディスタンスにかかわらず、加工範囲を同一とすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記ワークディスタンス設定部は、前記ワークディスタンスを測定する測定手段からの測定結果に応じて前記ワークディスタンスを設定するとともに、前記制御部は、前記ワークディスタンス設定部で設定された前記ワークディスタンスに応じて前記走査ミラーの走査角度及び走査速度を変更することをその要旨とする。

この発明では、設定部は、ワークディスタンスを測定する測定手段からの測定結果に応じて前記ワークディスタンスを設定するため、使用者がワークディスタンスを設定する手間を省きつつ、ワークディスタンスを正確に設定することができる。更に、ワークディスタンスが自動的に変更され、より正確に加工範囲を同一とすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のレーザ加工装置において、前記ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、基準範囲外である旨を報知する報知手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、基準範囲外である旨を報知する報知手段を備えるため、使用者に基準範囲外であることを報知できる。そして、設定されるワークディスタンスが基準範囲外に設定されることを抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、前記ワークディスタンス設定部の設定を無効にする無効手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、ワークディスタンス設定部の設定を無効にする無効手段を備えるため、設定されるワークディスタンスが基準範囲外に設定されてもその設定に基づく加工が開始されることを防止することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、使用者が加工範囲を設定可能な加工範囲設定部を備え、前記制御部は、前記加工範囲設定部で設定された加工範囲を前記ワークディスタンスにかかわらず同一となるように前記補正制御を行うことをその要旨とする。

この発明では、使用者が加工範囲を設定可能な加工範囲設定部を備えて加工範囲を設定、即ち変更することができる。そして、制御部は、加工範囲設定部で設定された加工範囲をワークディスタンスにかかわらず同一となるように前記補正制御を行うため、加工範囲が変更して設定されても、この変更した加工範囲となるように、ワークディスタンスにかかわらずワークを加工することができる。

従って、上記記載の発明によれば、ワークディスタンスが変更されても加工範囲を同一としつつ加工品質を維持することができるレーザ加工装置を提供することができる。

レーザ加工装置の概略構成を示す斜視図。 レーザ加工装置の概要図。 ヘッド部の分解斜視図。 コネクタの斜視図。 コネクタの突出部の断面図。 コネクタの接続構造を示す側面図。 （ａ）（ｂ）ｆθレンズにて収束されるレーザ光について説明するための説明図。 （ａ）（ｂ）第１及び第２の可視光によるガイド表示について説明するための説明図。 （ａ）実施形態のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図、（ｂ）従来のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図。 別例のガイドマークを示す説明図。 （ａ）（ｂ）別例のガイドマークを示す説明図。 （ａ）（ｂ）別例のガイドマークを示す説明図。 （ａ）（ｂ）別例のガイドマークを示す説明図。 別例のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図。 別例のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図。 別例のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図。 （ａ）別例のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図、（ｂ）同レーザ加工装置におけるレーザ光の走査の繰り返し回数に応じて異なる加工内容について説明するための説明図。 （ａ）〜（ｄ）別例のレーザ加工装置におけるレーザ光の走査について説明するための説明図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のレーザマーキング装置（レーザ加工装置）１０は、本体部１１と、本体部１１にファイバケーブル１２及び電気ケーブル１３を介して接続されたヘッド部１４と、本体部１１に電気ケーブル１５を介して接続されたコンソール１６とを備えている。

図２に示すように、本体部１１内には、装置全体の稼働状態を制御する制御部１７とレーザ光Ｌを発振するレーザ発振部（レーザ発振器）１８とが収容されている。制御部１７は、レーザ発振部１８と電気的に接続されるとともに、レーザ発振部１８の駆動を制御する。レーザ発振部１８から出射されたレーザ光Ｌは、ファイバケーブル１２を通じてヘッド部１４に送られる。ファイバケーブル１２の一端は、コネクタ２０を介してヘッド部１４に固定されている。コネクタ２０は、ファイバケーブル１２の端部を保持するとともに、ヘッド部１４のハウジング３０の後部側面に固定されている。

［コネクタ］
図３、図４及び図６に示すように、コネクタ２０は略円筒形状の保持部２１を有し、その保持部２１の内部にファイバケーブル１２が挿通保持されている。保持部２１の後端部には、ファイバケーブル１２に外挿された外挿部材２２が締結固定されている。保持部２１の先端部には、板状のフランジ部２３が形成されている。フランジ部２３よりも先端側には、保持部２１と同軸をなすとともに該保持部２１よりも小径の円筒形状をなす突出部２４が突出形成されている。ファイバケーブル１２は突出部２４まで挿通されており、ファイバケーブル１２の先端面１２ａ（レーザ出射面）と突出部２４の先端面２４ａとは略面一となっている。このコネクタ２０の保持部２１から突出部２４に亘る部位によって、可撓性の有るファイバケーブル１２が真っ直ぐに保たれる。なお、フランジ部２３の前面（ヘッド部１４側の面）には、位置決めピン２３ａが突設されている。また、コネクタ２０の保持部２１の下部側面には、溝状の凹部２５が設けられている。

図５に示すように、突出部２４には、３つのねじ孔２４ｂが周方向等間隔に形成されている。各ねじ孔２４ｂは、突出部２４の外周側から内周側にかけて径方向に貫通している。各ねじ孔２４ｂには、回り止めねじ２６が螺着されている（図４も参照）。各回り止めねじ２６の先端部は突出部２４の内周側に若干突出するとともに、突出部２４内部のファイバケーブル１２の外周面と当接している。これにより、ファイバケーブル１２が突出部２４内で固定されている。このため、ファイバケーブル１２が突出部２４内で回転することが抑制され、その結果、ファイバケーブル１２の捻れが抑制されている。また、回り止めねじ２６は周方向等間隔にファイバケーブル１２と当接するため、固定力のバランスがよく、ファイバケーブル１２が安定して固定されるようになっている。

図３に示すように、ヘッド部１４のハウジング３０の後部側面には、コネクタ２０のフランジ部２３が当接される当接面３１が設けられている。コネクタ２０は、当接面３１に対して複数のねじ２０ａにて締結固定されている。当接面３１は、フランジ部２３の外縁に沿った環状をなしており、その当接面３１の内側には、コネクタ２０の突出部２４が挿入される収容凹部３２が凹設されている。収容凹部３２と突出部２４との間には、軸方向（光軸方向）及びその軸方向に対する径方向において間隙が設けられている。収容凹部３２の奥部３２ａとハウジング３０の内部とは円板状の保護ガラス３３によって仕切られている。そして、収容凹部３２内において、突出部２４の先端面２４ａ（ファイバケーブル１２の先端面１２ａ）と収容凹部３２の保護ガラス３３とは近接して対向するようになっている。なお、収容凹部３２と突出部２４の回り止めねじ２６との間には、径方向に間隙が設けられ、互いに干渉しないようになっている。

ハウジング３０の当接面３１には、コネクタ２０の位置決めピン２３ａが嵌入される２つの位置決め孔３４が形成されている。２つの位置決め孔３４のうちの一方（図３において左側のもの）は、幅方向（左右方向）に長い長孔によって構成されているため、嵌入された位置決めピン２３ａの幅方向の若干の移動を許容するようになっている。この各位置決めピン２３ａ及び各位置決め孔３４により、コネクタ２０とヘッド部１４とをレーザ光Ｌの光軸と直交する方向に位置決めする位置決め手段が構成されている。

フランジ部２３と当接面３１との間には、図示しないシール部材が介在されている。これにより、フランジ部２３と当接面３１との間が封止され、収容凹部３２への水等の浸入が抑制されている。ここで、コネクタ２０において上記したような回り止めねじ２６及びねじ孔２４ｂを設けた箇所は、水等の付着を避けたい箇所である。そのため、本実施形態では、水密性が保たれた収容凹部３２内に突出部２４が入り込んだ構成とし、その突出部２４に回り止めねじ２６及びねじ孔２４ｂを設けている。これにより、回り止めねじ２６及びねじ孔２４ｂへの水等の付着を避けるためのシール構造を、コネクタ２０とハウジング３０との間のシール構造とは別に設ける必要がなくなるため、構成の簡素化が可能となっている。更には、突出部２４が収容凹部３２に入り込んでいるため、ファイバケーブル１２を真っ直ぐに保つために必要なコネクタ２０の全体長を確保しつつも、コネクタ２０におけるハウジング３０から突出する部分の長さが抑えられている。

ハウジング３０において、当接面３１の上側には、電気ケーブル１３を着脱自在に接続可能とした接続端子部３５が設けられている。また、当接面３１の下側には、コネクタ２０側に突出する直方体状の凸部３６が設けられ、コネクタ２０の凹部２５に嵌合可能となっている。この凸部３６と凹部２５は、コネクタ２０をハウジング３０に組み付ける際の位置決め及びガイドの役割をなす。

［ヘッド部］
図２に示すように、ヘッド部１４のハウジング３０内において、保護ガラス３３の後段には光合流手段としてのハーフミラー４１が設けられている。ハーフミラー４１は、ファイバケーブル１２から出射されて保護ガラス３３から入射するレーザ光Ｌの光軸上に配置されている。ハーフミラー４１は、所定の割合のレーザ光Ｌを透過する。

レーザ光Ｌの光軸上においてハーフミラー４１の後段には、レーザ光ＬをワークＷに向かって反射させてレーザ光Ｌを走査する走査ミラーとして、一対のガルバノミラー４２が配置されている。各ガルバノミラー４２は、ガルバノモータ４３によってそれぞれ回動されるようになっている。そして、各ガルバノミラー４２の回動により、ワークＷに照射されるレーザ光ＬがＸ−Ｙ方向（２次元方向）に走査されるようになっている。また、各ガルバノミラー４２は、制御部１７の制御に基づくガルバノモータ４３の駆動により角度制御される。

ガルバノミラー４２の下方（後段）には、ｆθレンズ（収束レンズ）４４が配置されている。ｆθレンズ４４は、ガルバノミラー４２によって反射されたレーザ光ＬをワークＷの印字面Ｗａにおいて所定のスポット径となるまで収束させてマーキングに適したエネルギー密度まで高める。

ｆθレンズ４４の下方には、保護ガラス４５で仕切られたレーザ出射口４６が形成されている。そして、前記ｆθレンズ４４で収束されたレーザ光Ｌが保護ガラス４５を経てワークＷの印字面Ｗａに沿って２次元走査される。このような動作により、ワークＷの印字面Ｗａに文字や図形などがマーキング（印字）される。本実施形態では、各ガルバノミラー４２及びｆθレンズ４４によって、ファイバケーブル１２の先端面１２ａから出射されるレーザ光ＬをワークＷに照射する照射光学系が構成されている。

また、ヘッド部１４のハウジング３０内には、ハーフミラー４１の近傍に配置された第１の可視光源５１と、ハウジング３０の下部付近に配置された第２の可視光源５２とが設けられている。第１の可視光源５１から出射された可視光ＶＬ１は、ハーフミラー４１にてガルバノミラー４２に向かって反射される。そして、ガルバノミラー４２にて反射された可視光ＶＬ１は、ｆθレンズ４４を介してワークＷの印字面Ｗａに照射される。ここで、ガルバノミラー４２は、レーザ光Ｌを走査する場合と同じ要領で可視光ＶＬ１を２次元方向に走査する。このようにガルバノミラー４２で走査された可視光ＶＬ１によって、図８（ｂ）に示すようなガイドマークＧａが表示される。本実施形態では、ガイドマークＧａは、十字とその十字の交点を中心とする円の図形として表示される。また、ガイドマークＧａの十字の交点は、ガルバノミラー４２の走査におけるＸ−Ｙ座標の原点（中心）を示すものであって、ｆθレンズ４４の軸線上に位置している。

第２の可視光源５２は、ｆθレンズ４４よりも後部側（コネクタ２０側）に配置されている。そして、その位置から第２の可視光源５２はワークＷの印字面Ｗａに向かって第２の可視光ＶＬ２を出射する。すなわち、第２の可視光ＶＬ２は、第１の可視光ＶＬ１（ｆθレンズ４４の軸線方向）に対して斜めに出射される。また、第２の可視光ＶＬ２の光軸は、ｆθレンズ４４の軸線と交差する。ワークＷの印字面Ｗａ上には、第２の可視光ＶＬ２によって１つのガイド点が表示される。なお、図８（ｂ）には、ガイド点の例としてガイド点Ｇｂ０，Ｇｂ１，Ｇｂ２を図示している。また、本実施形態では、第２の可視光ＶＬ２は緑色の可視光であり、第１の可視光ＶＬ１は赤色の可視光である。

接続端子部３５は、ガルバノモータ４３、第１の可視光源５１及び第２の可視光源５２と電気的に接続されている。これにより、本体部１１の制御部１７は、電気ケーブル１３及び接続端子部３５を介してガルバノモータ４３、第１の可視光源５１及び第２の可視光源５２と電気的に接続されている。

本体部１１に接続されたコンソール１６は、表示部１６ａと操作部１６ｂを備えている。ユーザは操作部１６ｂにて所望の印字データを設定することができる。操作部１６ｂにて設定された印字データは、電気ケーブル１５を介して本体部１１の制御部１７に出力される。制御部１７は、その印字データに基づいてレーザ発振部１８、ガルバノモータ４３、第１の可視光源５１及び第２の可視光源５２を制御する。

［レーザマーキング］
次に、本実施形態のレーザマーキング装置１０によるワークＷへのマーキングについて説明する。

制御部１７は、前記印字データに基づいてレーザ発振部１８及びガルバノモータ４３を駆動させる。レーザ発振部１８はファイバケーブル１２にレーザ光Ｌを出射し、そのレーザ光Ｌはファイバケーブル１２にてヘッド部１４に伝送される。ファイバケーブル１２の先端面１２ａから出射されたレーザ光Ｌは、ハーフミラー４１を通過し、ガルバノミラー４２によって２方向に走査され、ｆθレンズ４４及び保護ガラス４５を介してワークＷの印字面Ｗａ上に照射される。

ファイバケーブル１２から出射されるレーザ光Ｌは、例えば平行光（すなわち広がり角が略０度）で出射されるように光学設計がなされており、具体的にはコリメータレンズ等を備えて平行光となるように光学設計され、ｆθレンズ４４には、図７（ａ）に示すように、平行光であるレーザ光Ｌが入射される。そして、ｆθレンズ４４に入射されたレーザ光Ｌは、ｆθレンズ４４の性能に基づく所定の屈折率で収束される。ここで、図７（ｂ）には、ｆθレンズ４４の焦点位置Ｐ０でのレーザ光Ｌの直径（スポット径Ｓｒ）を示しており、そのスポット径Ｓｒは、次式で求められる。

この式から分かるように、入射光（ｆθレンズ４４に入射されるレーザ光Ｌ）の直径Ｌｗが小さい程、レーザ光Ｌのスポット径Ｓｒが大きくなる。また、入射光の広がり角が一定値の場合、スポット径Ｓｒが大きい程、図７（ａ）に示す焦点深度ｄｆが深いという相関関係がある。つまり、入射光の直径Ｌｗが小さい程、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆは深くなる。

ここで、通常、ｆθレンズ４４では、焦点距離において、設計されたレーザ光Ｌのスポット径を得る際に入射する入射光の直径が定められている。しかしながら、本実施形態では、レーザ光Ｌのスポット径を設計値として定められるスポット径よりも大きくして焦点深度ｄｆを深くするために、設計値とされる入射光の直径よりも小さい入射光を入射している。このように、入射光の直径Ｌｗを設計値とされる入射光の直径よりも小さくして焦点深度ｄｆが深いレーザ光ＬをワークＷに照射する構成としている。この焦点深度ｄｆの範囲では、レーザ光Ｌのエネルギーは所望のマーキング品質を確保できる大きさで略均一とされ、また、レーザ光Ｌの直径（スポット径Ｓｒ）も略均一とされている。このため、焦点深度ｄｆの範囲内にワークＷの印字面Ｗａを合わせることで、その印字面Ｗａへの所望のマーキングが可能である。また、ワークＷの印字面Ｗａが焦点深度ｄｆの範囲内のいずれの位置にあっても、略均一の品質でマーキングがなされる。

従来のレーザマーキング装置では、焦点において所望のエネルギーを確保するために、ｆθレンズ４４への入射光の直径を本実施形態よりも大きくしている。なお、図７（ａ）（ｂ）には、従来のレーザマーキング装置におけるレーザ光Ｌａの一例を２点鎖線で示している。従来のレーザマーキング装置では、ｆθレンズ４４への入射光の直径が大きいため、焦点位置でのスポット径が小さく、かつ焦点深度が浅くなっている。すなわち、従来構成では、焦点（絞り位置）で高いエネルギーが得られるものの焦点深度が浅いため、レーザ光の絞り位置とワークディスタンス（レーザ出射口４６からワークＷの印字面Ｗａまでの距離）とをシビアに合わせる必要があった。このため、従来構成では、例えばレンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナ等によって入射光の広がり角を変化させることで、Ｚ軸方向（ｆθレンズ４４の軸線方向の位置）における絞り位置を変更可能とし、これにより、ワークディスタンスの異なる多種のワークへのマーキング、及び印字面に斜面や段や凹凸があるワークに対するマーキングを可能としていた。

これに対し、本実施形態のレーザマーキング装置１０では、レーザ光Ｌの広がり角を可変するためのレンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナ等を設けずに、ファイバケーブル１２から出射された直径Ｌｗが小さいままのレーザ光Ｌをｆθレンズ４４に入射させることで焦点深度ｄｆを深くしている。焦点深度ｄｆが深いということは、焦点と見なせる範囲が大きい（Ｚ軸方向に長い）ということであるので、レーザ光Ｌの焦点（絞り位置）をＺ軸方向に固定としつつも（つまり、レンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナ等を省略して構成を簡素化しつつも）、ワークディスタンスの異なる多種のワークへのマーキング、及び印字面に斜面や段や凹凸があるワークに対するマーキングが可能となっている。

また、ベアリングや超硬ドリル等の主に金属材料からなるワークＷに対して、レーザ光Ｌを照射して酸化印字（ブラックマーキング）を実施する場合、印字面Ｗａでのレーザ光Ｌのスポット径が或る条件を満たす必要がある。また、レーザ発振部１８の発振方法は、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ）発振であることが好ましい。これは、熱加工においては、レーザ光Ｌを瞬間的に高いエネルギーで発振（パルス発振）して出射するよりも、平均的にレーザ光Ｌを発振させた方がワークＷにおいて物性変化し易いため（物性変化に対し重要なため）である。

そして、本実施形態のように、焦点深度ｄｆの範囲が深い場合においては、ワークＷに対して酸化印字とするべく、前述の或る条件を満たすようにレーザ光Ｌのｆθレンズ４４の直径Ｌｗを設定している。

ここで、従来のマーキング装置では、前述の或る条件を満たすように、焦点位置を調整して、実際の焦点位置よりもオフセットした位置にワークＷの印字面Ｗａがくるように設定されている。そして、ワークＷの印字面Ｗａの位置が変化、即ちワークディスタンスが変化すると、これに追従して焦点距離の位置を前述のレンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナを用いてオフセットする必要がある。しかしながら、ワークディスタンスが変化するとレンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナ等では、広がり角を変更するために、前述と同様のオフセットした位置では広がり角の条件が異なるため、ワークディスタンスが変化すると印字品質にも影響する虞がある。そのため、本実施形態のレーザマーキング装置１０では、前述したようにｆθレンズ４４に入射させる入射光の直径を小さくして、焦点深度ｄｆの範囲を深くしてこの焦点深度ｄｆの範囲内において印字品質を同一とすることが容易となる。

［ガイド表示］
本実施形態では、レーザ光ＬによるワークＷの印字面Ｗａへのレーザマーキングの前に、第１及び第２の可視光ＶＬ１，ＶＬ２による印字面Ｗａへのガイド表示を行うことが可能となっている。

例えば、操作部１６ｂでの所定のガイド表示操作に基づき、制御部１７は、第１及び第２の可視光源５１，５２からそれぞれ第１及び第２の可視光ＶＬ１，ＶＬ２を出射させる。すると、ワークＷの印字面Ｗａには、第１の可視光ＶＬ１によって前記ガイドマークＧａが表示されるとともに、第２の可視光ＶＬ２によって前記ガイド点が表示される。

ここで、ガイドマークＧａは、ガルバノミラー４２にて走査された第１の可視光ＶＬ１によって表示されているため、ガイドマークＧａの大きさは、Ｚ軸方向（ｆθレンズ４４の軸線方向）におけるワークＷの印字面Ｗａの位置（Ｚ軸位置）によって若干変化する。しかしながら、その変化は無視できる程度であるため、本実施形態ではガイドマークＧａの大きさがワークＷの印字面ＷａのＺ軸位置によって変化しないものとして説明する。

一方、図８（ａ）（ｂ）に示すように、第２の可視光ＶＬ２にて表示されるガイド点の表示位置は、ワークＷの印字面ＷａのＺ軸位置によってガイドマークＧａに対して変化する。なお、図８（ｂ）には、印字面ＷａのＺ軸位置を変化させたときのガイド点の軌跡Ｔを破線で示しており、この軌跡Ｔは直線となる。

ワークＷの印字面Ｗａがｆθレンズ４４の焦点位置Ｐ０（基準位置）にある場合、印字面Ｗａに表示されるガイド点Ｇｂ０がガイドマークＧａの中心（十字の交点）と重なるように設定されている。この焦点位置Ｐ０は、Ｚ軸方向における焦点深度ｄｆの中心位置と一致している。つまり、印字面Ｗａに表示されたガイド点がガイドマークＧａの十字の交点と重なっている場合には、その印字面Ｗａが焦点深度ｄｆ（図７（ａ）参照）の中心に位置していることが示唆される。

ここで、ガイドマークＧａの円の径は、焦点深度ｄｆの範囲と対応するように設定されている。すなわち、焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１に印字面Ｗａがある場合、ガイドマークＧａの円の線上にガイド点Ｇｂ１が表示され、焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２に印字面Ｗａがある場合、ガイドマークＧａの円の線上にガイド点Ｇｂ２が表示されるように設定されている。このガイド点Ｇｂ１の表示位置及びガイド点Ｇｂ２の表示位置は、ガイドマークＧａの中心に対して点対称となっている。

焦点深度ｄｆの範囲（下限位置Ｐ１から上限位置Ｐ２までの範囲）は、前述のように、ワークＷの印字面Ｗａに対して略均一の品質でマーキングすることが可能な範囲である。このため、ガイド点がガイドマークＧａの円の内側に表示された場合には、印字面ＷａのＺ軸位置が焦点深度ｄｆの範囲内にあり、印字面Ｗａへのマーキングが可能であるということが示唆される。一方、ガイド点がガイドマークＧａの円の外側に表示された場合には、印字面ＷａのＺ軸位置が焦点深度ｄｆの範囲外にあり、印字面ＷａのＺ軸位置の調整が必要であるということが示唆される。これにより、ユーザは、印字面Ｗａに表示されたガイドマークＧａとガイド点の位置関係を見ることで、印字面Ｗａがマーキング可能なＺ軸位置にあるかどうかをマーキングの前に確認することが可能となっている。

［印字範囲調整］
また、レーザマーキング装置１０の制御部１７は、ワークディスタンスに応じて印字範囲（マーキング範囲）が変わらないようにガルバノミラー４２を補正制御するようになっている。なお、ワークディスタンスは、設定部としての前記操作部１６ｂを介して使用者による入力及び変更が可能となっている。また、レーザマーキング装置１０では、一般的にワークディスタンスの基準位置がメーカー側で予め設定されており、本実施形態では図９（ａ）に示すように基準位置を位置Ｗｄ０としている。そして、本実施形態のレーザマーキング装置１０では、操作部１６ｂによってこの基準位置Ｗｄ０における印字面Ｗａでのレーザ光Ｌの速度を設定可能となっている。

ここで、例えば図９（ａ）（ｂ）に示すように、ワークＷの印字面Ｗａが基準位置Ｗｄ０の場合に印字範囲Ａｒ０を走査するために必要なガルバノミラー４２の走査角度としての振れ角の範囲を範囲θ０とする。

そして、例えばワークＷの印字面Ｗａが前記基準位置Ｗｄ０より遠い位置Ｗｄ１、即ちワークディスタンスが大きい場合、図９（ｂ）に示すようにガルバノミラー４２の振れ角の範囲θ０のままでは印字範囲が広くなってしまう（図中Ａｒ１として図示）。そこで、図９（ａ）に示すように、ガルバノミラー４２の振れ角の範囲を振れ角の範囲θ０よりも振れ角の範囲が狭い振れ角の範囲θ１とすることで、前記印字範囲Ａｒ０と略同等の印字範囲を走査することができる。このとき、制御部１７は、ガルバノミラー４２の振れ角の範囲θ１、即ちガルバノミラー４２の駆動範囲が狭まるため、ガルバノミラー４２のガルバノミラー４２の振れ角の範囲θ１の単位距離当たりのガルバノミラー４２の駆動範囲である走査速度が遅くなるようにガルバノモータ４３を制御するように補正制御を行う。これにより、ワークＷ上での単位距離毎の移動速度を一定とすることができるようになっている。

また、例えばワークＷの印字面Ｗａが前記基準位置Ｗｄ０より近い位置Ｗｄ２、即ちワークディスタンスが小さい場合、図９（ｂ）に示すようにガルバノミラー４２の振れ角の範囲θ０のままでは印字範囲が狭くなってしまう（図中Ａｒ２として図示）。そこで、図９（ａ）に示すように、ガルバノミラー４２の振れ角の範囲を振れ角の範囲θ０よりも振れ角の範囲が広い振れ角の範囲θ２とすることで、前記印字範囲Ａｒ０と略同等の印字範囲を走査することができる。このとき、制御部１７は、ガルバノミラー４２の振れ角の範囲θ２、すなわち駆動範囲が広がるため、ガルバノミラー４２のガルバノミラー４２の振れ角の範囲θ１の単位距離当たりのガルバノミラー４２の駆動範囲である走査速度が遅くなるようにガルバノモータ４３を制御するように補正制御を行う。これにより、ワークＷ上での単位距離毎の移動速度を一定とすることができるようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）制御部１７は、レーザ出射口４６及びワークＷ間のワークディスタンスの距離にかかわらずワークＷの印字面Ｗａ（加工面）の同じ位置及び大きさで加工されるように、ワークディスタンスに応じてガルバノミラー４２の走査角度及び走査速度を変更する。すなわち、制御部１７は、ワークディスタンスが大きいほどガルバノミラー４２の走査角度としての振れ角の範囲を狭く且つ同ガルバノミラー４２の走査速度が遅くなるように制御する。更に、制御部１７は、ワークディスタンスが小さいほどガルバノミラー４２の走査角度としての振れ角の範囲を広く且つ同ガルバノミラー４２の走査速度が速くなるように制御する。ここで、ガルバノミラー４２の走査角度としての振れ角θ０〜θ２をワークディスタンスに応じて変更することでワークディスタンスにかかわらずワークＷの印字面Ｗａの同じ位置及び大きさ、即ち加工範囲Ａｒ０を同一で加工することができる。更に走査速度をワークディスタンスに応じて変更することで、ワークディスタンスの違いによる走査角度の変更にかかわらずワークＷ上でのレーザ光Ｌの単位距離毎の移動速度を一定とすることができる。これにより、ワークディスタンスが変更されても加工範囲Ａｒ０を同一としつつ、ワークＷへの加工の際の加工品質をワークディスタンスが変更しても一定に維持することができる。

また、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの範囲を深くすることで、この焦点深度ｄｆの範囲内でワークディスタンスが変化しても同一の品質でワークＷの印字面Ｗａ上に印字（加工）することができる。また、レンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナ等のように、広がり角を調整する必要なく焦点深度ｄｆの範囲内で同一の品質でワークＷの印字面Ｗａに印字することができるため、制御部１７等への負担を抑えることができる。また、レンズ間距離可変ビームエキスパンダや３Ｄスキャナを用いていないため、部品点数を抑えてコスト低減に寄与することができる。

（２）ワークディスタンスを設定する設定部としての操作部１６ｂを備え、制御部１７は、操作部１６ｂで設定されたワークディスタンスに応じてガルバノミラー４２の走査角度（振れ角）及び走査速度を変更する。このように、ワークディスタンスを検出するセンサ等を用いることなくガルバノミラー４２の走査角度及び走査速度を変更することが可能となる。そして、設定されるワークディスタンスにかかわらず、加工範囲を同一とすることができる。

（３）第１の可視光ＶＬ１を印字面Ｗａ（加工面）に照射する第１の可視光源５１と、第１の可視光ＶＬ１と交差させるべくｆθレンズ４４の軸線方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに第２の可視光ＶＬ２を出射する第２の可視光源５２とからなる教示手段を備える。第１の可視光ＶＬ１が印字面Ｗａに照射されることで、印字面Ｗａにはレーザ光Ｌの焦点深度ｄｆに対応する範囲を示すガイドマークＧａが表示される。印字面Ｗａでの第２の可視光ＶＬ２の照射位置（ガイド点の表示位置）は、Ｚ軸方向における印字面Ｗａの位置に応じてＺ軸方向と直交する方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に変化する。そして、ガイドマークＧａに対するガイド点の表示位置によって印字面ＷａがＺ軸方向において加工可能な位置にあるか否かが教示される。このため、ユーザはレーザマーキングの前に第１及び第２の可視光ＶＬ１，ＶＬ２を印字面Ｗａに照射させ、ガイドマークＧａの範囲内にガイド点があるか否かを確認するだけで、印字面Ｗａへのレーザマーキングが可能かどうかを容易に把握することができる。

（４）印字面ＷａがＺ軸方向においてレーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの範囲内に位置する場合、ガイド点の表示位置がガイドマークＧａの範囲内にあり、印字面ＷａがＺ軸方向においてレーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの範囲外に位置する場合、ガイド点の表示位置がガイドマークＧａの範囲外にあるように設定されている。これにより、ガイドマークＧａの範囲内にガイド点の表示位置があるか否かによって、ワークＷの印字面Ｗａがｆθレンズ４４のＺ軸方向において加工可能な位置にあるか否かを教示することができる。

（５）ガイドマークＧａは、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆに対応する範囲を示す環状の枠（本実施形態では円）の図形を含んでいる。これにより、ガイドマークＧａの枠内（円内）にガイド点の表示位置があるか否かによって、ワークＷの印字面Ｗａがｆθレンズ４４のＺ軸方向において加工可能な位置にあるか否かが教示される。このため、ユーザは印字面Ｗａへのレーザマーキングが可能かどうかを直感的に把握することができる。

（６）ガイドマークＧａは、十字の図形（焦点位置教示マーク）を含んでおり、印字面Ｗａがｆθレンズ４４の焦点位置Ｐ０（レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの中心）にある状態で、ガイド点の表示位置がガイドマークＧａの十字の交点と重なるように設定されている。これにより、ガイド点の表示位置がガイドマークＧａの十字の交点と重なっているかを確認することによって、ユーザは印字面Ｗａがｆθレンズ４４の焦点位置Ｐ０にあるかどうかを把握することができる。

（７）第２の可視光ＶＬ２は緑色の可視光であり、第１の可視光ＶＬ１は赤色の可視光である。すなわち、第１の可視光ＶＬ１の色と第２の可視光ＶＬ２の色とが異なるため、ガイドマークＧａとガイド点の照射位置の視認性を向上させることができ、その結果、印字面Ｗａへのレーザ加工が可能かどうかをより容易に把握することができる。

（８）コネクタ２０には、ファイバケーブル１２が挿通された筒状の突出部２４が設けられ、その突出部２４は、ヘッド部１４のハウジング３０に設けられた収容凹部３２に挿入される。コネクタ２０とハウジング３０との間はシールされており、収容凹部３２内の水密性が確保されている。そして、突出部２４には、その外周面から内周面にかけて径方向に貫通するねじ孔２４ｂが形成され、そのねじ孔２４ｂには、突出部２４に挿通されたファイバケーブル１２と当接する回り止めねじ２６が螺着される。このため、回り止めねじ２６によってファイバケーブル１２の捻れを抑える構成としつつも、回り止めねじ２６及びねじ孔２４ｂへの水等の付着を避けるためのシール構造を、コネクタ２０とハウジング３０との間のシール構造とは別に設ける必要がなくなるため、構成の簡素化が可能となる。更には、突出部２４が収容凹部３２に入り込んでいるため、ファイバケーブル１２を真っ直ぐに保つために必要なコネクタ２０の全体長を確保しつつも、コネクタ２０におけるハウジング３０から突出する部分の長さを抑えることができる。よって、ヘッド部１４のコネクタ組付方向（図２の紙面左右方向）における全長（コネクタ２０を含む長さ）を小さく抑えることができる。

（９）回り止めねじ２６がファイバケーブル１２の周方向等間隔に設けられるため、ファイバケーブル１２を固定する固定力のバランスがよく、その結果、ファイバケーブル１２が安定して固定されるようになっている。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ワークディスタンスを使用者が設定部としての操作部１６ｂを用いて設定するような構成としたが、ワークディスタンスを直接入力するだけでなく、レーザマーキング装置１０（ｆθレンズ４４）とワークＷの載置面との距離と、ワークＷの高さとを例えば操作部１６ｂを用いて入力することで、ワークディスタンスをレーザマーキング装置１０（制御部１７）側で算出してもよい。

また、ワークディスタンスを測定する測定手段としてのセンサからの測定結果を用いる構成を採用してもよい。この場合、レーザマーキング装置１０にセンサを備える構成を採用してもよい。このように、ワークディスタンスを測定するセンサからの測定結果に基づいて正確にガルバノミラー４２（走査ミラー）の走査角度及び走査速度を変更することができる。更に、ワークディスタンスが自動的に変更され、より正確に加工範囲を同一とすることができる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、ワークディスタンス設定部としての操作部１６ｂに設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、基準範囲外（設定可能範囲外）である旨を報知する報知手段としての表示部１６ａを備えて表示部１６ａにて基準範囲外である旨を表示によって報知する構成を採用してもよい。このような構成とすることで、使用者に基準範囲外であることを報知でき、設定されるワークディスタンスが基準範囲外に設定されることを抑えることができる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、ワークディスタンス設定部の設定を無効となるように制御部１７にて無効制御する構成を採用してもよい。このような構成とすることで、設定されるワークディスタンスが基準範囲外に設定されてもその設定に基づく加工が開始されることを防止することが可能となる。

・上記実施形態では、印字範囲（加工範囲）を印字範囲Ａｒ０となるように制御部１７はワークディスタンスにかかわらず制御しているが、この印字範囲Ａｒ０はその範囲を例えば加工範囲設定部としての操作部１６ｂを用いて任意に変更可能な構成としてもよい。そして、制御部１７は、操作部１６ｂで設定された印字範囲（加工範囲）をワークディスタンスにかかわらず同一となるように、ワークディスタンスに基づいて走査角度（振れ角の範囲）や走査速度（振れ角の範囲θ１の単位距離当たりのガルバノミラー４２の駆動範囲）を制御する補正制御を実施する。このような構成とすることで、使用者が加工範囲を設定・変更することができる。そして、加工範囲が変更して設定されても、この変更した加工範囲となるように、ワークディスタンスにかかわらずワークを加工することができる。

・上記実施形態において、ガイドマークＧａで示す範囲の大きさを調節可能に構成してもよい。例えば、より高いマーキング品質が求められる場合、つまり、マーキングに必要なレーザパワーの大きさにより高い精度が求められる場合には、レーザ光Ｌの焦点とみなせる範囲（焦点深度）は狭くなる。反対に、高いマーキング品質を必要としない場合、つまり、マーキングに必要なレーザパワーの大きさにそれほど高い精度を必要としない場合には、レーザ光Ｌの焦点とみなせる範囲（焦点深度）は広くなる。つまり、マーキングの態様に応じて、所望のマーキングが可能であるかどうかを示すガイドマークＧａの大きさを調節可能とすることで、ガイドマークＧａの使い勝手を向上させることができる。なお、ユーザは操作部１６ｂにて、例えば必要なレーザパワーの値やワークＷの材質を入力し、その入力に基づいて制御部１７は、ガルバノミラー４２の駆動制御によってガイドマークＧａの大きさを制御する。また、ユーザが操作部１６ｂにてガイドマークＧａの大きさを直接設定することができるように構成してもよい。このように、ガイドマークＧａの大きさが調整可能な構成において、ガイドマークＧａの範囲を小さく調節した場合、高精度なレーザマーキングが可能かどうかを容易に把握することができる。

・上記実施形態では、第１の可視光ＶＬ１を赤色の可視光とし、第２の可視光ＶＬ２を緑色の可視光としたが、これに特に限定されるものではない。また、第１の可視光ＶＬ１と第２の可視光ＶＬ２の色を変更可能な構成としてもよい。この場合、例えば、操作部１６ｂにて第１の可視光ＶＬ１と第２の可視光ＶＬ２の色の設定を可能としてもよい。また例えば、操作部１６ｂにワークＷの色を入力し、その入力されたワークＷの色に対して視認性の良い色（例えば補色）の第１及び第２可視光ＶＬ１，ＶＬ２が出射される構成としてもよい。このような構成によれば、第１及び第２可視光ＶＬ１，ＶＬ２の色をワークＷの色に応じた色とすることが可能となるため、ガイドマークＧａとガイド点の照射位置の視認性をより向上させることができる。

・上記実施形態では、第２の可視光源５２がｆθレンズ４４よりも後部側（コネクタ２０側）に配置された構成としたが、これに特に限定されるものではない。要は、第２の可視光源５２からの第２の可視光ＶＬ２がｆθレンズ４４の軸線と交差し、かつ印字面Ｗａに照射される構成であればよい。

・上記実施形態では、ガイドマークＧａを十字とその十字の交点を中心とする円の図形としたが、これに特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、十字を省略して円のみの図形としてもよい。

また例えば、図１０に示すような下限位置教示線Ｇｄ及び上限位置教示線Ｇｕを含んだ図形としてもよい。下限位置教示線Ｇｄ及び上限位置教示線Ｇｕは、ガイド点の軌跡Ｔ方向に並ぶ互いに分断された線であり、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１及び上限位置Ｐ２とそれぞれ対応している。すなわち、焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１に印字面Ｗａがある場合、下限位置教示線Ｇｄ上にガイド点Ｇｂ１が表示される。一方、焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２に印字面Ｗａがある場合、上限位置教示線Ｇｕ上にガイド点Ｇｂ２が表示されるように設定されている。図１０に示すような構成では、ガイドマークの下限位置教示線Ｇｄと上限位置教示線Ｇｕとの間にガイド点が位置するか否かによって、ワークＷの印字面Ｗａがｆθレンズ４４のＺ軸方向においてマーキング可能な位置にあるか否かが教示される。このため、ユーザは印字面Ｗａへのレーザマーキングが可能かどうかを直感的に把握することができる。なお、図１０に示すガイドマークは、下限位置教示線Ｇｄと上限位置教示線Ｇｕのみで構成されているが、これ以外に例えば、下限位置教示線Ｇｄと上限位置教示線Ｇｕの間に上記実施形態のガイドマークＧａと同様の十字を含んでいてもよい。

・上記実施形態では、印字面ＷａのＺ軸位置によるガイドマークＧａの大きさの変化については、無視できるものとして詳述しなかったが、変化が無視できない場合のガイドマークについて図１１〜図１３に従って説明する。なお、ガイドマークのサイズはワークディスタンスが大きくなるにつれて大きくなる。

例えば、図１１（ａ）（ｂ）に示すガイドマークＧａ１は、第１の円弧Ｋ１（下限位置教示線）と第２の円弧Ｋ２（上限位置教示線）を含んでいる。第１の円弧Ｋ１の径は、第２の円弧Ｋ２の径よりも小さく設定されている。第１の円弧Ｋ１及び第２の円弧Ｋ２は、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１及び上限位置Ｐ２とそれぞれ対応している。焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２に印字面Ｗａがある場合、図１１（ａ）に示すように、第２の円弧Ｋ２上にガイド点Ｇｂ２が表示される。一方、焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１に印字面Ｗａがある場合には、上限位置Ｐ２と比べてワークディスタンスが大きいため、図１１（ｂ）に示すように、ガイドマークＧａ１のサイズが大きくなる。そして、このとき、ガイド点Ｇｂ１は第１の円弧Ｋ１上に表示される。つまり、第１の円弧Ｋ１と第２の円弧Ｋ２との間にガイド点が位置するか否かによって、印字面ＷａがＺ軸方向においてマーキング可能な位置にあるか否かが教示される。このように、第１の円弧Ｋ１と第２の円弧Ｋ２の径を異ならせることで、印字面ＷａのＺ軸位置でガイドマークＧａ１の大きさが変化する場合において対応可能となる。

また、例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示すガイドマークＧａ２は、楕円とその楕円内の十字の図形とからなる。ガイドマークＧａ２の楕円の長軸は、ガイド点の軌跡Ｔ方向に沿っており、楕円の長軸方向の両端部は、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２及び下限位置Ｐ１とそれぞれ対応している。焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２に印字面Ｗａがある場合、図１２（ａ）に示すように、楕円の長軸方向の一端部上にガイド点Ｇｂ２が表示される。一方、焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１に印字面Ｗａがある場合には、上限位置Ｐ２と比べてワークディスタンスが大きいため、図１２（ｂ）に示すように、ガイドマークＧａ１のサイズが大きくなる。そして、このとき、ガイド点Ｇｂ１は楕円の長軸方向の他端部上に表示される。つまり、ガイドマークＧａ２の楕円内にガイド点が位置するか否かによって、印字面ＷａがＺ軸方向においてマーキング可能な位置にあるか否かが教示される。なお、印字面Ｗａが焦点位置Ｐ０（焦点深度ｄｆの中心位置）にある場合には、ガイド点はガイドマークＧａ２の十字の交点上に表示される。この十字の交点の位置は、ガイドマークＧａ２の楕円の中心から軌跡Ｔ方向にずれている。このように、ガイドマークＧａ２の楕円の中心をｆθレンズ４４の軸線（十字の交点）に対してガイド点の軌跡Ｔ方向にずらすことで、印字面ＷａのＺ軸位置でガイドマークＧａ２の大きさが変化する場合において対応可能となる。なお、図１２（ａ）（ｂ）に示すガイドマークＧａ２において、十字を省略して楕円のみの図形としてもよい。

また、例えば図１３（ａ）（ｂ）に示すガイドマークＧａ３は、径の異なる２つの円Ｃ１，Ｃ２を含んでいる。大径の円Ｃ１及び小径の円Ｃ２は、レーザ光Ｌの焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２及び下限位置Ｐ１とそれぞれ対応している。焦点深度ｄｆの上限位置Ｐ２に印字面Ｗａがある場合、図１３（ａ）に示すように、大径の円Ｃ１上にガイド点Ｇｂ２が表示される。一方、焦点深度ｄｆの下限位置Ｐ１に印字面Ｗａがある場合には、上限位置Ｐ２と比べてワークディスタンスが大きいため、図１３（ｂ）に示すように、ガイドマークＧａ３のサイズが大きくなる。そして、このとき、ガイド点Ｇｂ１は小径の円Ｃ２上に表示される。このガイドマークＧａ３によれば、小径の円Ｃ２内にガイド点が位置するか否かによって、印字面ＷａがＺ軸方向においてマーキング可能な位置にあるか否かが教示される。このような２つの円Ｃ１，Ｃ２によっても、印字面ＷａのＺ軸位置でガイドマークＧａ２の大きさが変化する場合に対応可能となる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、金属材料、セラミック等に印字加工等を施す場合、レーザ光Ｌを照射してから物性変化が起こり、印字（加工）が可能な状態に達するまでに必要なエネルギーが材質等で決まっている。つまり、レーザ光Ｌの出射と同時に加工が可能な状態となるわけでなく、レーザ光Ｌを出射してから材質に応じて所定時間経過してから加工可能となる。このため、制御部１７は、そのレーザ光Ｌの出射開始点で所定時間出射した後に、ガルバノモータ４３の駆動制御を行って印字データ（加工データ）に沿ってレーザ光Ｌを走査する。しかしながら、加工開始点に停止した状態で所定時間レーザ光Ｌを出射すると、設定する条件次第では加工開始点又はその近傍が太くなったり細くなったりするといった印字斑（加工斑）が生じて印字品質を下げる虞がある。また、レーザ光Ｌの加工開始点での照射時間、即ちレーザエネルギーが足りない場合には、レーザ光Ｌを走査しても加工開始始点又はその近傍が印字（加工）されずに、始点欠けの虞がある。

この問題を踏まえ、以下に説明する構成を採用することが望ましい。
始点ＳＰ０から終点ＥＰ０までの座標データに基づき、レーザ光Ｌを走査してレーザ加工する際に、制御部１７は、始点ＳＰ０及び終点ＥＰ０間、又は、始点ＳＰ０を基準として終点ＥＰ０とは反対方向の所定長の位置に、補正点ＣＰを生成する。そして、制御部１７は、補正点ＣＰ及び前記始点ＳＰ０間をレーザ光Ｌが往復するように走査して、レーザ光Ｌを出射してから加工可能な状態となるまでの時間を確保する。

次に、前記始点ＳＰ０及び終点ＥＰ０間で補正点ＣＰを生成する場合（図１４参照）のレーザ光Ｌの走査方法について説明する。制御部１７は、図１４に示すように補正点ＣＰからレーザ光Ｌを出射するとともに、前記始点ＳＰ０側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ１）。その後、制御部１７は、始点ＳＰ０から補正点ＣＰを通って終点ＥＰ０側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ２）。

このような構成とすることで、走査Ｓｃ１において、レーザ光Ｌによる加工可能な状態となるまで時間を確保することができ、始点ＳＰ０及びその近傍における印字斑（加工斑）を抑えることができるため、印字品質向上に寄与することができる。また、レーザ光Ｌによる加工を行う位置に補正点ＣＰを生成しているため、走査Ｓｃ１の途中位置でレーザ光Ｌの加工が開始されても走査Ｓｃ２において再加工されるため、印字斑の目立ちを抑えることができる。

また、上記例に限らず、始点ＳＰ０及び終点ＥＰ０間で補正点ＣＰを生成する場合において、図１５に示すように、始点ＳＰ０からレーザ光Ｌを出射するとともに、前記補正点ＣＰ側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ１）。次に、制御部１７は、補正点ＣＰから前記始点ＳＰ０側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ２）。その後、制御部１７は、始点ＳＰ０から補正点ＣＰを通って終点ＥＰ０側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ３）。

このような構成とすることで、走査Ｓｃ１，Ｓｃ２において、レーザ光Ｌによる加工可能な状態となるまでの時間を確保することができ、始点ＳＰ０及びその近傍における印字斑（加工斑）を抑えることができるため、印字品質向上に寄与することができる。また、レーザ光Ｌによる加工を行う位置に補正点ＣＰを生成しているため、走査Ｓｃ１の途中位置でレーザ光Ｌの加工が開始されても走査Ｓｃ２において再加工されるため、印字斑の目立ちを抑えることができる。

次に、始点ＳＰ０を基準として終点ＥＰ０とは反対方向の所定長の位置に補正点ＣＰを生成する場合（図１６参照）のレーザ光Ｌの操作方法について説明する。制御部１７は、図１６に示すように補正点ＣＰからレーザ光Ｌを出射するとともに、前記始点ＳＰ０側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ１）。次いで、制御部１７は、始点ＳＰ０から終点ＥＰ０とは反対方向の補正点ＣＰ側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ２）。その後、制御部１７は、補正点ＣＰから始点ＳＰ０を通って終点ＥＰ０側にレーザ光Ｌを走査する（走査Ｓｃ３）。

このような構成とすることで、走査Ｓｃ１，Ｓｃ２においてレーザ光Ｌによる加工可能な状態となるまでの時間を確保することができ、始点ＳＰ０及びその近傍における印字斑（加工斑）を抑えることができるため、印字品質向上に寄与することができる。

なお、補正点ＣＰの生成方法としては、レーザ光Ｌのエネルギー量、ワークＷの印字面（加工面）の材質等を勘案して生成する方法が考えられる。また、使用者が補正ＣＰ点の位置を設定・変更可能な構成としてもよい。

・上記実施形態では、特に言及していないが、同一範囲に同一の文字を繰り返しマーキング（加工）して、マーキングする文字や記号を構成する線の太さを変更する構成を採用してもよい。

上記別例の具体的なマーキング方法として以下に示す。
レーザマーキング装置により例えば「Ａ」という文字をワークＷにマーキングする場合、前記制御部１７は、図１７（ａ）に示すように、第１の単位マーキングの始点ＳＰ１から終点ＥＰ１までガルバノモータ４３を制御してレーザ光Ｌを走査する。その後、制御部１７は、第１の単位マーキングの終点ＥＰ１から第２の単位マーキングの始点ＳＰ２までレーザ光Ｌを外部に出射していない状態で移動するように、ガルバノモータ４３を制御する。次いで、第２の単位マーキングの始点ＳＰ２から終点ＥＰ２までガルバノモータ４３を制御してレーザ光Ｌを走査する。その後、制御部１７は第２の単位マーキングの終点ＥＰ２から第１の単位マーキングの始点ＳＰ１までレーザ光Ｌを外部に出射していない状態で移動するように、ガルバノモータ４３を制御する。

そして、制御部１７は上記工程を繰り返すことで、図１７（ｂ）に示すように、線の太さを太くすることができる。
ここで、繰り返しマーキングを行う場合、例えば印字データ（加工データ）を単位マーキング毎に分解し、単位マーキング毎で必要回数マーキングした後に次の単位マーキングに移行するような構成を採用してもよい。以下に、その単位マーキング毎で必要回数分だけ２往復マーキング、即ち単位マーキング毎で４回マーキングした場合の具体例を説明する。

例えば「Ａ」という文字をワークＷにマーキングする場合、前記制御部１７は、図１８（ａ）に示すように、第１の単位マーキングの始点ＳＰ１及び終点ＥＰ１間を１往復走査する。詳述すると、制御部１７は、第１の単位マーキングの始点ＳＰ１から終点ＥＰ１までレーザ光Ｌを走査した後に、第１の単位マーキングの終点ＥＰ１から第１の単位マーキングの始点ＳＰ１までレーザ光Ｌを走査する。

次いで、制御部１７は、図１８（ｂ）に示すように更に第１の単位マーキングの始点ＳＰ１及び終点ＥＰ１間を１往復走査する。その後、制御部１７は、図１８（ｂ）に示すように第１の単位マーキングの始点ＳＰ１から次のマーキング開始点である第２の単位マーキングの終点ＥＰ２までレーザ光Ｌを外部に出射していない状態で移動するように、ガルバノモータ４３を制御する。

次いで、制御部１７は、図１８（ｃ）に示すように第２の単位マーキングの始点ＳＰ２及び終点ＥＰ２間を、１往復走査する。詳述すると、制御部１７は、第２の単位マーキングの終点ＥＰ２から第２の単位マーキングの始点ＳＰ１までレーザ光Ｌを走査した後に、第２の単位マーキングの始点ＳＰ２から終点ＥＰ２までレーザ光Ｌを走査する。

次いで、制御部１７は、図１８（ｄ）に示すように更に第２の単位マーキングの始点ＳＰ２始点及び終点ＥＰ２間を１往復走査する。このようにして、「Ａ」という文字を４回マーキングした場合と同等の文字品質でマーキングすることができる。更に、レーザ光Ｌを外部に出射しない状態でガルバノミラーを次のマーキング開始点まで移動する移動回数を減らすことができる。

・上記実施形態では、コネクタ２０に設けられた回り止めねじ２６を３つとしたが、これに特に限定されるものではない。例えば、ファイバケーブル１２の固定や捻れの抑制が可能であれば、回り止めねじ２６の個数を減らして１つや２つとしてもよい。また例えば、回り止めねじ２６を４つ以上設ける場合には、上記実施形態と同様に、回り止めねじ２６をファイバケーブル１２の周方向等間隔に設けることで固定力のバランスを向上させることができ、ファイバケーブル１２を安定して固定することができる。

また、上記実施形態では、回り止めねじ２６をファイバケーブル１２の捻れを抑える用途に用いたが、これに特に限定されるものではなく、例えば、ファイバケーブル１２の光軸合わせに回り止めねじ２６を用いてもよい。

・上記実施形態では、走査ミラーとして一対のガルバノミラー４２を用いる構成としたが、ガルバノミラー４２の数は一対（２つ）でなくてもよい。
・上記実施形態では、光合流手段にハーフミラー４１を用いたが、これ以外に例えば、ビームスプリッタやダイクロイックミラー等を用いてもよい。

・上記実施形態では、レーザ発振部１８が設けられた本体部１１がヘッド部１４から分離されたタイプのレーザマーキング装置１０に本発明を適用したが、これに特に限定されるものではなく、本体部とヘッド部とが一体型のタイプのレーザマーキング装置に適用してもよい。

・上記実施形態では、文字・記号・図形等のパターンをマーキングするレーザマーキング装置１０に本発明を適用したが、これに特に限定されるものではなく、例えば、ワークＷに対して切断等の加工を行うレーザ加工装置に適用してもよい。

１０…レーザマーキング装置（レーザ加工装置）、１６ａ…表示部（報知手段）、１６ｂ…操作部（ワークディスタンス設定部及び加工範囲設定部）、１７…制御部（無効手段）、１８…レーザ発振部（レーザ出射部）、４２…ガルバノミラー（走査ミラー）、４３…ガルバノモータ（制御部）、４６…レーザ出射口、Ａｒ０…印字範囲（加工範囲）、Ｌ…レーザ光、Ｗ…ワーク、Ｗａ…印字面（加工面）、Ｓｃ１，Ｓｃ２、Ｓｃ３…走査、Ｗｄ０，Ｗｄ１，Ｗｄ２…位置。

Claims (6)

1. レーザ光を出射するレーザ出射部と、該レーザ出射部からのレーザ光を走査する走査ミラーと、該走査ミラーを制御する制御部とを備えて、前記レーザ出射部からのレーザ光を前記走査ミラーを介してレーザ出射口からワークに照射するレーザ加工装置であって、
   前記制御部は、前記レーザ出射口及び前記ワーク間のワークディスタンスにかかわらず前記ワークの加工面の同じ位置及び大きさで加工されるように、前記ワークディスタンスが大きいほど前記走査ミラーの走査角度を狭く且つ同走査ミラーの走査速度が遅くなるように制御し、前記ワークディスタンスが小さいほど前記走査ミラーの走査角度を広く且つ同走査ミラーの走査速度を速くなるように制御するように補正制御を行うことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 請求項１に記載のレーザ加工装置において、
   前記ワークディスタンスを設定するワークディスタンス設定部を備え、
   前記制御部は、前記ワークディスタンス設定部で設定された前記ワークディスタンスに応じて前記走査ミラーの走査角度及び走査速度を変更することを特徴とするレーザ加工装置。
3. 請求項２に記載のレーザ加工装置において、
   前記ワークディスタンス設定部は、前記ワークディスタンスを測定する測定手段からの測定結果に応じて前記ワークディスタンスを設定するとともに、
   前記制御部は、前記ワークディスタンス設定部で設定された前記ワークディスタンスに応じて前記走査ミラーの走査角度及び走査速度を変更することを特徴とするレーザ加工装置。
4. 請求項２又は３に記載のレーザ加工装置において、
   前記ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、基準範囲外である旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
   前記ワークディスタンス設定部に設定されるワークディスタンスが予め設定される基準範囲外である場合に、前記ワークディスタンス設定部の設定を無効にする無効手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
6. 請求項２〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
   使用者が加工範囲を設定可能な加工範囲設定部を備え、
   前記制御部は、前記加工範囲設定部で設定された加工範囲を前記ワークディスタンスにかかわらず同一となるように前記補正制御を行うことを特徴とするレーザ加工装置。