JP2020044553A - レーザマーカ - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光の焦点位置と、レーザ光とは異なる波長の可視光の焦点位置とを変えることが可能なレーザマーカを提供すること。【解決手段】レーザマーカは、第１波長のレーザ光Ｐを出射するレーザ発振ユニット１２と、第１波長とは異なる第２波長の可視レーザ光Ｑを出射するガイド光部１５と、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑを走査するガルバノスキャナ１８と、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが通過する第１レンズ７２及び第２レンズ７４と、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの経路方向に第２レンズ７４を移動させる移動機構７６とを有する光学系７０と、レーザ光Ｐが第２レンズ７４を通過する場合と可視レーザ光Ｑが第２レンズ７４を通過する場合とでは異なる位置に、第２レンズ７４を移動機構７６で移動させて、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２を変えるレーザコントローラ６とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、レーザマーカに関するものである。

従来より、可視光を出射するレーザマーカに関し、種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１に記載の技術は、ガイド用の可視光レーザを出射する可視光レーザ光源と、前記可視光レーザの方向を変えて被印字対象物上に前記可視光レーザを照射するガルバノスキャナと、このガルバノスキャナを駆動することで前記可視光レーザを前記被印字対象物上を走査するように照射して、印字すべき文字、記号、図形等の印字内容に応じた投影像が被印字対象物上に投射されるよう制御する制御手段を備えたガルバノスキャニング式レーザマーキング装置において、前記制御手段は、前記印字内容の少なくとも一部の文字、記号、図形等を簡略化した文字、記号、或いは図形に置き換えた簡略化印字内容の投影像を前記被印字対象物上に投射するように前記ガルバノスキャナの制御データを生成する制御データ生成手段が備えられていることを特徴とする。

これにより、ユーザは、簡略化印字内容の投影像をみることで、印字内容内の各文字等間のバランスや位置関係を知ることができるから、もって印字領域図の投影像を投射する従来のものに比べて印字位置の正確な調整を行うことができる。

特開２００３−１１７６６９号公報

しかしながら、可視光レーザの波長は、被印字対象物上に印字するマーキング用レーザ光の波長とは異なる。そのため、上記特許文献１に記載の技術において、例えば、マーキング用レーザ光の焦点位置が被印字対象物上に合うように光学系が構成されていると、可視光レーザの焦点位置が被印字対象物上からずれるので、簡略化印字内容の投影像がぼやけてしまう。

そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、レーザ光の焦点位置と、レーザ光とは異なる波長の可視光の焦点位置とを変えることが可能なレーザマーカを提供する。

本明細書は、第１波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、第１波長とは異なる第２波長の可視光を出射するガイド光源と、レーザ光及び可視光を走査するガルバノスキャナと、レーザ光及び可視光が通過する少なくとも１つのレンズと、レーザ光及び可視光の経路方向にレンズを移動させる移動機構とを有する光学系と、レーザ光がレンズを通過する場合と可視光がレンズを通過する場合とでは異なる位置に、レンズを移動機構で移動させることによって、レーザ光の焦点位置及び可視光の焦点位置を変える光学系制御装置とを備えることを特徴とするレーザマーカを開示する。

本開示によれば、レーザマーカは、レーザ光の焦点位置と、レーザ光とは異なる波長の可視光の焦点位置とを変えることが可能である。

本実施形態のレーザマーカの概略構成が表された図である。 同レーザマーカの電気的構成が表されたブロック図である。 同レーザマーカの概略構成が表された図である。 同レーザマーカのデータテーブルが表された図である。 同レーザマーカが実行する各処理が表されたフローチャートである。 同レーザマーカの第１変更例が表された図である。 同レーザマーカの第２変更例が表された図である。 同レーザマーカの第３変更例が表された図である。

以下、本開示のレーザマーカについて、具体化した実施形態に基づき、図面を参照しつつ説明する。以下の説明に用いる図１乃至図３では、基本的構成の一部が省略されて描かれており、描かれた各部の寸法比等は必ずしも正確ではない。

［１．レーザマーカの概略構成］
先ず、図１及び図２に基づいて、本実施形態のレーザマーカ１の概略構成について説明する。本実施形態のレーザマーカ１は、印字情報作成部２及びレーザ加工部３で構成されている。印字情報作成部２は、パーソナルコンピュータ等で構成されている。

レーザ加工部３は、レーザ光Ｐを加工対象物７の加工面８上で２次元走査してマーキング（印字）加工を行うものである。レーザ加工部３は、レーザコントローラ６を備えている。

レーザコントローラ６は、コンピュータで構成され、印字情報作成部２と双方向通信可能に接続されている。レーザコントローラ６は、印字情報作成部２から送信された印字情報、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工部３を駆動制御する。

レーザ加工部３の概略構成について説明する。レーザ加工部３は、レーザ発振ユニット１２、ガイド光部１５、ハーフミラー１０１、光学系７０、ガルバノスキャナ１８、及びｆθレンズ１９等を備えており、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。

レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１等で構成されている。レーザ発振器２１は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等で構成されており、レーザ光Ｐを出射する。尚、レーザ光Ｐの光径は、不図示のビームエキスパンダで調整（例えば、拡大）される。

ガイド光部１５は、可視半導体レーザ２８等で構成されている。可視半導体レーザ２８は、可視可干渉光である可視レーザ光Ｑ、例えば、赤色レーザ光を出射する。尚、可視レーザ光Ｑは、不図示のレンズ群で平行光にされ、レーザ光Ｐでマーキング（印字）加工すべき印字パターンの像を加工対象物７の加工面８に対して投影するものである。

可視レーザ光Ｑの波長は、レーザ光Ｐの波長とは異なる。本実施形態では、例えば、レーザ光Ｐの波長は１０６４ｎｍであり、可視レーザ光Ｑの波長は、６５０ｎｍである。

ハーフミラー１０１では、入射されたレーザ光Ｐのほぼ全部が透過する。また、ハーフミラー１０１では、レーザ光Ｐが透過する略中央位置にて、可視レーザ光Ｑが４５度の入射角で入射され、４５度の反射角でレーザ光Ｐの光路上に反射される。ハーフミラー１０１の反射率は、波長依存性を持っている。具体的には、ハーフミラー１０１は、誘電体層と金属層との多層膜構造の表面処理がなされており、可視レーザ光Ｑの波長に対して高い反射率を有し、それ以外の波長の光をほとんど（９９％）透過するように構成されている。

尚、図１の一点鎖線は、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの光軸Ｃを示している。また、光軸Ｃの方向は、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの経路方向を示している。

光学系７０は、第１レンズ７２、第２レンズ７４、及び移動機構７６を備えている。光学系７０では、ハーフミラー１０１を経たレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが、第１レンズ７２に入射し通過する。その際、第１レンズ７２によって、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの各光径が縮小される。また、第１レンズ７２を通過したレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、第２レンズ７４に入射し通過する。その際、第２レンズ７４によって、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが平行光にされる。移動機構７６は、光学系モータ８０と、光学系モータ８０の回転運動を直線運動に変換するラック・アンド・オピニオン（不図示）等を備えており、光学系モータ８０の回転制御によって、第２レンズ７４をレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの経路方向に移動させる。

尚、移動機構７６は、第２レンズ７４に代えて第１レンズ７２を移動させる構成であってもよいし、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が変わるように第１レンズ７２と第２レンズ７４の双方を移動させる構成であってもよい。

ガルバノスキャナ１８は、レーザ発振ユニット１２から出射されたレーザ光Ｐと、ハーフミラー１０１で反射された可視レーザ光Ｑとを２次元走査するものである。ガルバノスキャナ１８では、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙが内側で互いに対向している。そして、各モータ３１、３２の回転制御で、各走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙを回転させることによって、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑとを２次元走査する。この２次元走査方向は、Ｘ方向とＹ方向である。

ｆθレンズ１９は、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査されたレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑとを加工対象物７の加工面８上に集光するものである。従って、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、各モータ３１、３２の回転制御によって、加工対象物７の加工面８上でＸ方向とＹ方向に２次元走査される。

次に、レーザマーカ１を構成する印字情報作成部２とレーザ加工部３の回路構成について図２に基づいて説明する。先ず、レーザ加工部３の回路構成について説明する。

図２に表されたように、レーザ加工部３は、レーザコントローラ６、ガルバノコントローラ３５、ガルバノドライバ３６、レーザドライバ３７、半導体レーザドライバ３８、及び光学系ドライバ７８等から構成されている。レーザコントローラ６は、レーザ加工部３の全体を制御する。レーザコントローラ６には、ガルバノコントローラ３５、レーザドライバ３７、半導体レーザドライバ３８、及び光学系ドライバ７８等が電気的に接続されている。また、レーザコントローラ６には、外部の印字情報作成部２が双方向通信可能に接続されており、印字情報作成部２から送信された各情報（例えば、印字情報、レーザ加工部３に対する制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等）を受信可能に構成されている。

尚、ユーザからの各種指示情報には、レーザ光Ｐ及び可視レーザ光Ｑの中からユーザが選択した結果を示す選択情報が含まれる。すなわち、ユーザからの各種指示情報には、ユーザが選択したレーザ光Ｐ又は可視レーザ光Ｑのいずれかを示す情報が選択情報として含まれる。

レーザコントローラ６は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、及びＲＯＭ４３等を備えている。ＣＰＵ４１は、レーザ加工部３の全体の制御を行う演算装置及び制御装置である。ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。

ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１により演算された各種の演算結果や印字パターンのＸＹ座標データ等を一時的に記憶させておくためのものである。

ＲＯＭ４３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、例えば、印字情報作成部２から送信された印字情報に基づいて印字パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ４２に記憶するプログラムが記憶されている。尚、各種プログラムには、上述したプログラムに加えて、例えば、印字情報作成部２から入力された印字情報に対応する印字パターンの太さ、深さ及び本数、レーザ発振器２１のレーザ出力、レーザ光Ｐのレーザパルス幅、ガルバノスキャナ１８によるレーザ光Ｐを走査する速度等を示す各種制御パラメータをＲＡＭ４２に記憶するプログラム等がある。更に、ＲＯＭ４３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行う。

ＣＰＵ４１は、印字情報作成部２から入力された印字情報に基づいて算出した印字パターンのＸＹ座標データ、及びガルバノスキャナ１８によるレーザ光Ｐを走査する速度等を示すガルバノ走査速度情報等を、ガルバノコントローラ３５に出力する。また、ＣＰＵ４１は、印字情報作成部２から入力された印字情報に基づいて設定したレーザ発振器２１のレーザ出力、及びレーザ光Ｐのレーザパルス幅等を示すレーザ駆動情報を、レーザドライバ３７に出力する。

ＣＰＵ４１は、可視半導体レーザ２８の点灯開始を指示するオン信号又は消灯を指示するオフ信号を半導体レーザドライバ３８に出力する。

更に、ＣＰＵ４１は、印字情報作成部２から入力された選択情報に基づいて生成した各情報を、ガルバノコントローラ３５又は光学系ドライバ７８に出力する。

ガルバノコントローラ３５は、レーザコントローラ６から入力された各情報（例えば、印字パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報、選択情報に基づいて生成された情報等）に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度及び回転速度を示すモータ駆動情報をガルバノドライバ３６に出力する。ガルバノドライバ３６は、ガルバノコントローラ３５から入力されたモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御して、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑを２次元走査する。

レーザドライバ３７は、レーザコントローラ６から入力されたレーザ発振器２１のレーザ出力、及びレーザ光Ｐのレーザパルス幅等を示すレーザ駆動情報等に基づいて、レーザ発振器２１を駆動させる。半導体レーザドライバ３８は、レーザコントローラ６から入力されたオン信号又はオフ信号に基づいて、可視半導体レーザ２８を点灯駆動又は、消灯させる。

光学系ドライバ７８は、レーザコントローラ６から入力された情報（つまり、選択情報に基づいて生成された情報）に基づいて、光学系モータ８０を駆動制御して、第２レンズ７４を移動させる。

次に、印字情報作成部２の回路構成について説明する。印字情報作成部２は、制御部５１、入力操作部５５、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５６、及びＣＤ−Ｒ／Ｗ５８等を備えている。制御部５１には、不図示の入出力インターフェースを介して、入力操作部５５、液晶ディスプレイ５６、及びＣＤ−Ｒ／Ｗ５８等が接続されている。

入力操作部５５は、不図示のマウス及びキーボード等から構成されており、例えば、レーザ光Ｐ及び可視レーザ光Ｑの中からいずれかをユーザが選択する際に使用される。

ＣＤ−Ｒ／Ｗ５８は、各種データ、及び各種アプリケーションソフトウェア等をＣＤ−ＲＯＭ５７から読み込む、又は、ＣＤ−ＲＯＭ５７に対して書き込むものである。

制御部５１は、印字情報作成部２の全体を制御するものであって、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、及びハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）６６等を備えている。ＣＰＵ６１は、印字情報作成部２の全体の制御を行う演算装置及び制御装置である。ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３は、不図示のバス線により相互に接続されており、相互にデータのやり取りが行われる。更に、ＣＰＵ６１とＨＤＤ６６は、不図示の入出力インターフェースを介して接続されており、相互にデータのやり取りが行われる。

ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により演算された各種の演算結果等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ６３は、各種のプログラム等を記憶させておくものである。

ＨＤＤ６６には、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、及び各種データファイル等が記憶される。

［２．レーザ光の焦点位置と可視レーザ光の焦点位置］
次に、レーザ光Ｐの焦点位置と可視レーザ光Ｑの焦点位置について説明する。

図１に表されたように、レーザ光Ｐは、レーザ発振ユニット１２から出射される。その出射されたレーザ光Ｐは、ハーフミラー１０１を透過する。その透過したレーザ光Ｐは、光学系７０内の第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過する。その通過したレーザ光Ｐは、ガルバノスキャナ１８の走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙで２次元走査される。その２次元走査されたレーザ光Ｐは、ｆθレンズ１９に入射する。その入射したレーザ光Ｐは、ｆθレンズ１９で集光され、ｆθレンズ１９から出射する。その出射されたレーザ光Ｐは、加工対象物７を照射する。

一方、可視レーザ光Ｑは、ガイド光部１５から出射される。その出射された可視レーザ光Ｑは、ハーフミラー１０１でレーザ光Ｐの光路上に反射される。その反射された可視レーザ光Ｑは、レーザ光Ｐと同様な経路を辿って、加工対象物７を照射する。

但し、本実施形態では、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが光学系７０を通過することによって、ｆθレンズ１９からレーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１までの距離（以下、「レーザ光焦点距離」という。）Ｌ１が、ｆθレンズ１９から可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２までの距離（以下、「可視レーザ光焦点距離」という。）Ｌ２よりも長くなる。

更に、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が第１距離Ａである場合には、レーザ光焦点距離Ｌ１が、ｆθレンズ１９から加工対象物７の加工面８までの距離と一致する。そのため、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１は、加工対象物７の加工面８にある一方、可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２は、加工対象物７の加工面８から上方へ隔てた位置にある。

これに対して、図３に表されたように、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が、第１距離Ａよりも短い第２距離Ｂである場合には、可視レーザ光焦点距離Ｌ２が、ｆθレンズ１９から加工対象物７の加工面８までの距離と一致する。そのため、可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２は、加工対象物７の加工面８にある一方、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１は、加工対象物７の加工面８から下方へ隔てた位置にある。

次に、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２の調整について説明する。レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２の調整では、図４に表されたデータテーブルＤ、及び図５のフローチャートで表されたプログラムが使用される。

図４に表されたデータテーブルＤは、レーザコントローラ６のＲＯＭ４３に記憶されている。データテーブルＤでは、レーザ光Ｐに対して、第１距離Ａ及び第１パラメータが対応付けられ、可視レーザ光Ｑに対して、第２距離Ｂ及び第２パラメータが対応付けられている。

第１パラメータ及び第２パラメータには、複数のパラメータが存在し、例えば、印字パターンのＸＹ座標データに対する倍率、補正係数等がある。尚、第１パラメータと第２パラメータの間において、倍率及び正係数等は異なる値である。これらのパラメータは、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御するためのモータ駆動情報に反映される。そのため、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが、加工対象物７の加工面８において、同一の印字パターンでＸ方向とＹ方向に２次元走査される場合でも、レーザ光Ｐが２次元走査されるときと、可視レーザ光Ｑが２次元走査されるときとでは、走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙの振り幅が異なる。

図５のフローチャートで表されたプログラムは、レーザコントローラ６のＲＯＭ４３に記憶されており、レーザコントローラ６のＣＰＵ４１により実行される。図５のフローチャートで表されたプログラムでは、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する。）１０において、受付処理が実行される。この処理では、印字情報作成部２からレーザコントローラ６に入力された情報に基づいて、ユーザの選択結果が特定される。選択結果とは、ユーザが入力操作部５５を介してレーザ光Ｐ又は可視レーザ光Ｑのいずれかを選択した選択結果である。例えば、この処理では、レーザ光Ｐでマーキング（印字）加工される印字パターンをユーザが確認するために、マーキング（印字）加工前に可視レーザ光Ｑで印字パターンの像を加工対象物７の加工面８に投影させる指示が、ユーザによる入力操作部５５の操作を介して受け付けられた場合には、可視レーザ光Ｑが選択されたと特定される。これに対して、レーザ光Ｐで印字パターンを加工対象物７の加工面８にマーキング（印字）加工させる指示が、ユーザによる入力操作部５５の操作を介して受け付けられた場合には、レーザ光Ｐが選択されたと特定される。

ユーザの選択結果が特定されると、移動距離の変更処理Ｓ１２が実行される。この処理では、ユーザによる選択情報が、データテーブルＤに基づいて生成され、光学系ドライバ７８に入力される。具体的には、ユーザの選択結果がレーザ光Ｐである場合には、第１距離Ａを示す情報が生成され、その情報が光学系ドライバ７８に入力される。これに対して、ユーザの選択結果が可視レーザ光Ｑである場合には、第２距離Ｂを示す情報が生成され、その情報が光学系ドライバ７８に入力される。

ユーザの選択情報が光学系ドライバ７８に入力されると、移動処理Ｓ１４が行われる。この処理において、光学系ドライバ７８は、レーザコントローラ６から入力された情報に基づいて、光学系モータ８０を駆動制御して、第２レンズ７４を移動させる。具体的には、光学系ドライバ７８は、第１距離Ａを示す情報が入力された場合には、光学系モータ８０の駆動制御によって、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離を第１距離Ａとする（図１参照）。これに対して、第２距離Ｂを示す情報が入力された場合には、光学系モータ８０の駆動制御によって、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離を第２距離Ｂとする（図３参照）。つまり、ユーザの選択結果が可視レーザ光Ｑである場合は、ユーザの選択結果がレーザ光Ｐである場合に比べ、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が短く設定され、ユーザの選択結果がレーザ光Ｐである場合は、ユーザの選択結果が可視レーザ光Ｑである場合に比べ、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が長く設定される。

その後は、パラメータ変更処理Ｓ１６が行われる。この処理では、ユーザの選択情報が、データテーブルＤに基づいて生成され、ガルバノコントローラ３５に入力される。具体的には、ユーザの選択結果がレーザ光Ｐである場合には、第１パラメータを示す情報が生成され、その情報がガルバノコントローラ３５に入力される。これに対して、ユーザの選択結果が可視レーザ光Ｑである場合には、第２パラメータを示す情報が生成され、その情報がガルバノコントローラ３５に入力される。

ユーザの選択情報がガルバノコントローラ３５に入力されると、走査処理Ｓ１８が行われる。この処理において、ガルバノコントローラ３５は、レーザコントローラ６から入力された各情報（上記Ｓ１６で生成された情報を含む。）に基づいて、モータ駆動情報を算出する。その算出されたモータ駆動情報は、ガルバノドライバ３６に入力される。これにより、ガルバノドライバ３６は、第１パラメータを示す情報がガルバノコントローラ３５に入力された場合には、ガルバノＸ軸モータ３１及びガルバノＹ軸モータ３２の駆動制御を第１パラメータが反映された状態で行う。これに対して、ガルバノドライバ３６は、第２パラメータを示す情報がガルバノコントローラ３５に入力された場合には、ガルバノＸ軸モータ３１及びガルバノＹ軸モータ３２の駆動制御を第２パラメータが反映された状態で行う。

その後、図５のフローチャートで表されたプログラムは、終了する。

従って、本実施形態のレーザマーカ１では、ユーザがレーザ光Ｐを選択した場合には、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が第１距離Ａとなる。そのため、レーザ光Ｐがレーザ発振ユニット１２から出射され、レーザ光Ｐが光学系７０の第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過すると、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１が加工対象物７の加工面８にある状態で、第１パラメータが反映されたレーザ光Ｐの２次元走査が行われる。

これに対して、ユーザが可視レーザ光Ｑを選択した場合には、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が第２距離Ｂとなる。そのため、可視レーザ光Ｑがガイド光部１５から出射され、可視レーザ光Ｑが光学系７０の第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過すると、可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２が加工対象物７の加工面８にある状態で、第２パラメータが反映された可視レーザ光Ｑの２次元走査が行われる。

［３．まとめ］
以上詳細に説明したように、本実施形態のレーザマーカ１では、光学系７０が有する第１レンズ７２及び第２レンズ７４をレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが通過し、その通過したレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑがガルバノスキャナ１８によって２次元走査される。その際、レーザ光Ｐが第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過する場合と、可視レーザ光Ｑが第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過する場合とでは、第２レンズ７４が異なる位置に移動することによって、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が変更される。これにより、本実施形態のレーザマーカ１は、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることが可能である。よって、本実施形態のレーザマーカ１では、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１が加工対象物７の加工面８となるように、光学系７０における第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が第１距離Ａにされていても、光学系７０における第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が第１距離Ａから第２距離Ｂに変更されることによって、可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２が加工対象物７の加工面８となるので、可視レーザ光Ｑによる印字パターンの投影像が加工対象物７の加工面８上でぼやけることがない。

また、本実施形態のレーザマーカ１では、レーザ光Ｐが第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過する場合には、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が第１距離Ａとなるように第２レンズ７４を移動させることでレーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１が加工対象物７の加工面８となるようにし、可視レーザ光Ｑが第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過する場合には、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が第２距離Ｂとなるように第２レンズ７４を移動させることでレーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１が加工対象物７の加工面８となるようにした。これにより、本実施形態のレーザマーカ１は、ユーザが可視レーザ光Ｑを選択した場合と、レーザ光Ｐを選択した場合とで、適切に加工面８上に焦点位置を合わせることが可能である。

また、本実施形態のレーザマーカ１において、光学系７０は、レーザ光Ｐの光径と可視レーザ光Ｑの光径を第１レンズ７２で縮小する縮小光学系である。そのため、本実施形態では、光学系７０を通過したレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが入射するガルバノスキャナ１８の小型化、高速化が可能であり、ひいては、レーザマーカ１の小型化、高速化が可能である。

また、本実施形態のレーザマーカ１において、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、それらの光径が第１レンズ７２で縮小された後で、第２レンズ７４で平行光にされる。従って、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、平行光でガルバノスキャナ１８に入射される。そのため、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が変更されても、ガルバノスキャナ１８の走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙで１点に集中しない。これにより、本実施形態のレーザマーカ１では、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの光径を縮小する第１レンズ７２を備えていても、第１レンズ７２及び第２レンズ７４を有する光学系７０とガルバノスキャナ１８との配置関係に対する制約が生じ難い。

また、本実施形態のレーザマーカ１では、レーザ光Ｐの波長（１０６４ｎｍ）が、可視レーザ光Ｑの波長（６５０ｎｍ）よりも長いので、光学系７０における第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が不変の場合には、可視レーザ光焦点距離Ｌ２が、レーザ光焦点距離Ｌ１と比べて短い。本実施形態のレーザマーカ１は、そのような条件下において、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることを可能にする。具体的に、レーザマーカ１は、ユーザの選択結果が可視レーザ光Ｑである場合、つまり、可視レーザ光Ｑが第１レンズ７２と第２レンズ７４に入射する場合は、ユーザの選択結果がレーザ光Ｐである場合、つまり、レーザ光Ｐが第１レンズ７２と第２レンズ７４に入射する場合と比べて、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離を短くすることでレーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることを可能にする。これにより、レーザマーカ１は、ユーザの選択結果が、レーザ光Ｐである場合と可視レーザ光Ｑである場合とで、焦点位置Ｆ１又は焦点位置Ｆ２を適切に加工対象物７の加工面８に合わせることが可能となる。

また、本実施形態のレーザマーカ１では、ユーザがレーザ光Ｐ又は可視レーザ光Ｑのいずれかを入力操作部５５で選択すると（Ｓ１０）、レーザコントローラ６は、その選択結果に応じて、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離を第１距離Ａ又は第２距離Ｂとし（Ｓ１２，Ｓ１４）、ガルバノコントローラ３５は、ガルバノスキャナ１８の制御を第１パラメータ又は第２パラメータが反映された状態で行う（Ｓ１６，Ｓ１８）。これにより、本実施形態のレーザマーカ１は、第２レンズ７４の移動に連動して、ガルバノスキャナ１８を制御する際に使用されるパラメータを変更することが可能である。

ちなみに、本実施形態において、レーザコントローラ６は、「光学系制御装置」の一例である。レーザ発振ユニット１２は、「レーザ光源」の一例である。ガイド光部１５は、「ガイド光源」の一例である。ガルバノコントローラ３５は、「ガルバノ制御装置」の一例である。入力操作部５５は、「受付装置」の一例である。第１レンズ７２は、「光学系のレンズ」の一例である。第２レンズ７４は、「光学系のレンズ」の一例である。可視レーザ光Ｑは、「可視光」の一例である。可視レーザ光Ｑの光径は、「可視光の光径」の一例である。光軸Ｃの方向は、「レーザ光及び可視光の経路方向」の一例である。可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２は、「可視光の焦点位置」の一例である。レーザ光焦点距離Ｌ１は、「レーザ光が第１レンズ及び第２レンズを通過する場合のｆθレンズとレーザ光の焦点位置との間の距離」の一例である。可視レーザ光焦点距離Ｌ２は、「可視光が第１レンズ及び第２レンズを通過する場合のｆθレンズと可視光の焦点位置との間の距離」の一例である。

［４．その他］
尚、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態は、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１や可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２を加工対象物７の加工面８に合わせているが、加工対象物７の材料（例えば、樹脂）によっては、デフォーカスによるマーキング（印字）加工が行われることから、そのような場合には、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１や可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２を加工対象物７の加工面８に合わせなくてもよい。

また、本実施形態とは異なり、レーザ光Ｐの波長が、可視レーザ光Ｑの波長よりも短くてもよい。そのような場合において、光学系７０における第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が不変のときは、可視レーザ光焦点距離Ｌ２が、レーザ光焦点距離Ｌ１と比べて長い。そのような条件でも、レーザマーカ１は、第２レンズ７４の位置を移動させることによって、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることが可能である。具体的に、レーザマーカ１は、ユーザの選択結果がレーザ光Ｐである場合、つまり、レーザ光Ｐが第１レンズ７２と第２レンズ７４に入射する場合は、ユーザの選択結果が可視レーザ光Ｑである場合、つまり、可視レーザ光Ｑが第１レンズ７２と第２レンズ７４に入射する場合と比べて、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離を長くすることでレーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることを可能にする。これにより、レーザマーカ１は、ユーザの選択結果が、レーザ光Ｐである場合と可視レーザ光Ｑである場合とで、焦点位置Ｆ１又は焦点位置Ｆ２を適切に加工対象物７の加工面８に合わせることが可能となる。

また、本実施形態のレーザマーカ１は、第１レンズ７２、第２レンズ７４、及びｆθレンズ１９の３個のレンズを備えたものであるが、図６乃至図８に表された各変更例のように、２個のレンズＲ１，Ｒ２又は１個のレンズＲ１を備えるレーザマーカであってもよい。尚、以下の各変更例の説明では、上記実施形態と実質的に共通する部分には同一の符号を使用し、詳しい説明を省略する。

図６に表された第１変更例は、２個のレンズＲ１，Ｒ２で光学系７０を構成すると共に、２個のレンズＲ１，Ｒ２を通過したレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑがガルバノスキャナ１８に入射する構成を有している。更に、レーザ光Ｐが２個のレンズＲ１，Ｒ２を通過する場合と、可視レーザ光Ｑが２個のレンズＲ１，Ｒ２を通過する場合とでは、２個のレンズＲ１，Ｒ２のいずれかが異なる位置に移動する。これにより、図６に表された第１変更例は、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることが可能である。なお、レンズＲ１及びレンズＲ２の両方が異なる位置に移動してもよい。

図７に表された第２変更例は、２個のレンズＲ１，Ｒ２で光学系７０を構成すると共に、一方のレンズＲ１を通過したレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑがガルバノスキャナ１８に入射すると共に、ガルバノスキャナ１８で２次元走査されたレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが他方のレンズＲ２に入射する構成を有している。更に、レーザ光Ｐが２個のレンズＲ１，Ｒ２を通過する場合と、可視レーザ光Ｑが２個のレンズＲ１，Ｒ２を通過する場合とでは、２個のレンズＲ１，Ｒ２のいずれかが異なる位置に移動する。これにより、図７に表された第２変更例は、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることが可能である。

図８に表された第３変更例は、１個のレンズＲ１で光学系７０を構成すると共に、ガルバノスキャナ１８で２次元走査されたレーザ光Ｐと可視レーザ光ＱがレンズＲ１に入射する構成を有している。更に、レーザ光ＰがレンズＲ１を通過する場合と、可視レーザ光ＱがレンズＲ１を通過する場合とでは、レンズＲ１が異なる位置に移動する。これにより、図８に表された第３変更例は、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることが可能である。

ちなみに、各変更例において、各レンズＲ１，Ｒ２は、「光学系のレンズ」の一例である。

また、各変更例では、２個のレンズＲ１，Ｒ２又は１個のレンズＲ１で光学系７０を構成しているが、３個以上のレンズで光学系７０を構成する場合でも、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆ１と、レーザ光Ｐとは異なる波長の可視レーザ光Ｑの焦点位置Ｆ２とを変えることが可能である。

１ レーザマーカ
６ レーザコントローラ
７ 加工対象物
１２ レーザ発振ユニット
１５ ガイド光部
１８ ガルバノスキャナ
１９ ｆθレンズ
３５ ガルバノコントローラ
５５ 入力操作部
７０ 光学系
７２ 第１レンズ
７４ 第２レンズ
７６ 移動機構
Ａ 第１距離
Ｂ 第２距離
Ｃ 光軸
Ｆ１ レーザ光の焦点位置
Ｆ２ 可視レーザ光の焦点位置
Ｐ レーザ光
Ｑ 可視レーザ光
Ｒ１ レンズ
Ｒ２ レンズ
Ｌ１ レーザ光焦点距離
Ｌ２ 可視レーザ光焦点距離

Claims (10)

1. 第１波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記第１波長とは異なる第２波長の可視光を出射するガイド光源と、
   前記レーザ光及び前記可視光を走査するガルバノスキャナと、
   前記レーザ光及び前記可視光が通過する少なくとも１つのレンズと、前記レーザ光及び前記可視光の経路方向に該レンズを移動させる移動機構とを有する光学系と、
   前記レーザ光が前記レンズを通過する場合と前記可視光が該レンズを通過する場合とでは異なる位置に、該レンズを前記移動機構で移動させることによって、該レーザ光の焦点位置及び該可視光の焦点位置を変える光学系制御装置とを備えることを特徴とするレーザマーカ。
2. 前記光学系は、
   前記レーザ光及び前記可視光が入射する第１レンズと、
   前記第１レンズを通過した前記レーザ光及び前記可視光が入射する第２レンズとを備え、
   前記光学系制御装置は、前記レーザ光が前記第１レンズ及び前記第２レンズを通過する場合と前記可視光が該第１レンズ及び該第２レンズを通過する場合とでは異なる位置に、該第１レンズ又は該第２レンズを前記移動機構で移動させることによって、該第１レンズと該第２レンズとの間の距離を変更し、
   前記ガルバノスキャナは、前記第２レンズを通過した前記レーザ光及び前記可視光を走査することを特徴とする請求項１に記載のレーザマーカ。
3. 前記光学系制御装置は、
   前記レーザ光が前記第１レンズ及び前記第２レンズを通過する場合、前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離が第１距離となるように前記第１レンズ又は前記第２レンズを前記移動機構により移動させ、
   前記可視光が前記第１レンズ及び前記第２レンズを通過する場合、前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離が第２距離となるように前記第１レンズ又は前記第２レンズを前記移動機構により移動させ、
   前記第１距離は、前記レーザ光の焦点位置が前記加工対象物上となる前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離であり、
   前記第２距離は、前記第１距離とは異なる距離であり、前記可視光の焦点位置が前記加工対象物上となる前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離であることを特徴とする請求項２に記載のレーザマーカ。
4. 前記光学系は、前記レーザ光の光径及び前記可視光の光径を縮小する縮小光学系であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザマーカ。
5. 前記第１レンズは、前記レーザ光の光径及び前記可視光の光径を縮小し、
   前記第２レンズは、前記レーザ光及び前記可視光を平行光にすることを特徴とする請求項４に記載のレーザマーカ。
6. 前記ガルバノスキャナで走査された前記レーザ光及び前記可視光を加工対象物上に集光させるｆθレンズを備え、
   前記第１波長は、前記第２波長よりも長く、
   前記可視光が前記第１レンズ及び前記第２レンズを通過する場合の前記ｆθレンズと該可視光の焦点位置との間の距離は、前記レーザ光が該第１レンズ及び該第２レンズを通過する場合の該ｆθレンズと該レーザ光の焦点位置との間の距離と比べて短いことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載のレーザマーカ。
7. 前記光学系制御装置は、前記可視光が前記第１レンズ及び前記第２レンズに入射する場合、前記レーザ光が該第１レンズ及び該第２レンズに入射する場合と比べて、該第１レンズと該第２レンズとの間の距離を短くすることを特徴とする請求項６に記載のレーザマーカ。
8. 前記ガルバノスキャナで走査された前記レーザ光及び前記可視光を加工対象物上に集光させるｆθレンズを備え、
   前記第１波長は、前記第２波長よりも短く、
   前記可視光が前記第１レンズ及び前記第２レンズを通過する場合の前記ｆθレンズと該可視光の焦点位置との間の距離は、前記レーザ光が該第１レンズ及び該第２レンズを通過する場合の該ｆθレンズと該レーザ光の焦点位置との間の距離と比べて長いことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載のレーザマーカ。
9. 前記光学系制御装置は、前記可視光が前記第１レンズ及び前記第２レンズに入射する場合、前記レーザ光が該第１レンズ及び該第２レンズに入射する場合と比べて、該第１レンズと該第２レンズとの間の距離を長くすることを特徴とする請求項８に記載のレーザマーカ。
10. 前記レーザ光又は前記可視光の選択を受け付ける受付装置と、
    前記受付装置での選択に応じて変更されるパラメータに基づいて前記ガルバノスキャナを制御するガルバノ制御装置とを備え、
    前記受付装置で前記レーザ光の選択を受け付けた場合、
    前記光学系制御装置は、前記移動機構により前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離を第１距離とし、
    前記ガルバノ制御装置は、第１パラメータに基づいて前記ガルバノスキャナを制御し、
    前記受付装置で前記可視光の選択を受け付けた場合、
    前記光学系制御装置は、前記移動機構により前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離を、前記第１距離とは異なる第２距離とし、
    前記ガルバノ制御装置は、前記第１パラメータとは異なる第２パラメータに基づいて前記ガルバノスキャナを制御することを特徴とする請求項２乃至請求項９のいずれか一つに記載のレーザマーカ。

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