JP2021159937A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工対象物上に可視レーザ光で描画される加工内容の視認性を向上させるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ加工装置１は、可視レーザ光による描画を行わない期間であって、加工データ４４により特定される非描画期間における、可視レーザ光の走査位置の移動距離を加工データ４４に基づいて特定し、非描画期間において可視半導体レーザ２８から可視レーザ光を出射させるためのパルス信号を、非描画期間パルス信号として移動距離に基づいて決定し、可視レーザ光による描画を行う描画期間では、パルス信号として予め設定される描画期間パルス信号に基づいて、可視半導体レーザ２８から可視レーザ光を出射させる一方、非描画期間では、非描画期間パルス信号に基づいて、可視半導体レーザ２８から可視レーザ光を出射させる。【選択図】図２

Description

本開示は、加工レーザ光による加工が行われる前に、その加工内容を加工対象物上に可視レーザ光で描画するレーザ加工装置に関するものである。

従来のレーザ加工装置には、例えば、下記特許文献１に記載されているように、加工レーザ光による加工が行われる前において、可視レーザ光源から出射する可視レーザ光を走査部で照射及び走査することによって、加工レーザ光による加工内容を加工対象物上に描画するものがある。その際、可視レーザ光源は、制御信号が入力されたときに、直ちに可視レーザ光を出射できるようにするため、低励起状態に維持されることがある。

このような場合、可視レーザ光源は、低励起状態を維持するため、デューティ比が比較的小さなパルス信号に基づいて、可視レーザ光を一定の時間間隔で出射する。そのため、加工レーザ光が照射及び走査されない非描画区間を、可視レーザ光の走査位置が移動しているときでも、可視レーザ光源からは、可視レーザ光が一定の時間間隔で出射される。

特開２００３−１１７６６９号公報

従って、加工対象物上では、加工レーザ光が照射及び走査されない非描画区間であっても、可視レーザ光が照射されることがあり、可視レーザ光が出射されるタイミングによっては、加工内容の視認性が低下することがあった。

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、可視レーザ光で加工対象物上に描画される加工内容の視認性を向上させるレーザ加工装置を提供する。

本明細書は、加工対象物を加工するための加工レーザ光を出射する加工レーザ光源と、加工レーザ光による加工内容を示す加工データを記憶する記憶部と、加工対象物上に加工内容を描画するための可視レーザ光をパルス信号に基づいて出射する可視レーザ発振器を有する可視レーザ光源と、加工レーザ光又は可視レーザ光を走査する走査部と、制御部と、を備え、制御部は、可視レーザ光による描画を行わない期間であって、加工データにより特定される非描画期間における、可視レーザ光の走査位置の移動距離を加工データに基づいて特定する特定処理と、非描画期間において可視レーザ発振器から可視レーザ光を出射させるためのパルス信号を、非描画期間パルス信号として移動距離に基づいて決定する決定処理と、可視レーザ発振器から可視レーザ光をパルス信号に基づいて出射させる処理であって、可視レーザ光による描画を行う描画期間では、パルス信号として予め設定される描画期間パルス信号に基づいて、可視レーザ発振器から可視レーザ光を出射させる一方、非描画期間では、非描画期間パルス信号に基づいて、可視レーザ発振器から可視レーザ光を出射させるパルス信号制御処理と、を実行し、非描画期間における可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量である非描画期間レーザ出力は、描画期間における可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量である描画期間レーザ出力よりも小さいことを特徴するレーザ加工装置を開示する。

本開示によれば、レーザ加工装置は、可視レーザ光で加工対象物上に描画される加工内容の視認性を向上させることができる。

本実施形態のレーザ加工装置の概略構成が表された図である。 同レーザ加工装置の電気的構成が表されたブロック図である。 待機期間、非描画期間、及び描画期間等を印字パターン（オブジェクト）で説明する図である。 待機期間、非描画期間、及び描画期間等をタイミングチャートで説明する図である。 可視レーザ光を出射させるためのパルス信号を説明する図である。 加工レーザ光源の励起エネルギーと時間との関係が表された図である。 同レーザ加工装置が実行する各処理のフローチャートである。 同レーザ加工装置が実行する各処理のフローチャートである。 同レーザ加工装置が実行する各処理のフローチャートである。

以下、本開示のレーザ加工装置について、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及び図２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．レーザ加工装置の概略構成］
先ず、図１及び図２に基づいて、本実施形態のレーザ加工装置１の概略構成について説明する。本実施形態のレーザ加工装置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、加工レーザ光Ｒを加工対象物７上で２次元走査してレーザマーキング（印字）加工（以下、「マーキング加工」という。）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データ、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。ここで、印字データとは、加工対象物７上において加工レーザ光Ｒによりマーキング加工される印字パターンの加工位置を示すＸＹ座標データと、ＸＹ座標データにマーキング加工の条件である加工条件を示す加工条件データとが対応付けられたデータである。尚、印字データには、印字パターンを構成する複数の線分各々について、始点と終点を示すＸＹ座標データが設定されている。

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、加工レーザ光源１２、可視レーザ光源１５、ダイクロイックミラー１０１、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。

加工レーザ光源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、加工レーザ光Ｒを発振し出射する。尚、加工レーザ光Ｒ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。

可視レーザ光源１５は、半導体レーザドライバ３８及び可視半導体レーザ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。可視レーザ光Ｑは、不図示のレンズ群で平行光にされ、更に、２次元走査されることによって、加工レーザ光Ｒでマーキング加工すべき印字パターンの像を、加工対象物７上に軌跡（時間残像）で映し出すものである。つまり、可視レーザ光Ｑには、マーキング加工の能力がない。尚、可視レーザ光Ｑによって、加工レーザ光Ｒでマーキング加工すべき印字パターンの像を取り囲んだ矩形の像、又は所定形状の像等が、加工対象物７上に軌跡（時間残像）で映し出されてもよい。

ダイクロイックミラー１０１では、入射された加工レーザ光Ｒのほぼ全部が透過する。また、ダイクロイックミラー１０１では、加工レーザ光Ｒ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度の反射角で加工レーザ光Ｒの光路上に反射される。ダイクロイックミラー１０１の反射率は、波長依存性を持っている。具体的には、ダイクロイックミラー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。

ガルバノスキャナ１８は、ダイクロイックミラー１０１を経た加工レーザ光Ｒと可視レーザ光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第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー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、第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー１８Ｙを回転させることによって、加工レーザ光Ｒ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。Ｘ方向の走査は、第１ガルバノミラー１８Ｘの回転で行われる。Ｙ方向の走査は、第２ガルバノミラー１８Ｙの回転で行われる。第１ガルバノミラー１８Ｘには、指向性に優れた加工レーザ光Ｒが入射する。これに対して、第２ガルバノミラー１８Ｙには、回転する第１ガルバノミラー１８Ｘで反射した加工レーザ光Ｒが入射する。

ｆθレンズ１９は、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査された加工レーザ光Ｒと可視レーザ光Ｑとを加工対象物７上に集光するものである。従って、加工レーザ光Ｒ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上でＸ方向とＹ方向に２次元走査される。

次に、レーザ加工装置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、及び半導体レーザドライバ３８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、及び半導体レーザドライバ３８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から送信された各情報（例えば、印字データ、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。

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、及び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データに基づいて印字パターンのＸＹ座標データを算出して、加工データ４４としてＲＡＭ４２に記憶するプログラムや、印字情報作成部２から送信された印字データに基づいて可視レーザ光Ｑのレーザパルス幅を算出してＲＡＭ４２に記憶するプログラム等が記憶されている。もっとも、ＲＡＭ４２に記憶される可視レーザ光Ｑのレーザパルス幅は、印字情報作成部２において算出されてもよい。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データ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、加工レーザ光Ｒのレーザパルス幅、ガルバノスキャナ１８による加工レーザ光Ｒを走査する速度、及びガルバノスキャナ１８による可視レーザ光Ｑを走査する速度（以下、「可視レーザ光Ｑの走査速度」という。）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、加工データ４４、ガルバノスキャナ１８による加工レーザ光Ｒを走査する速度、及び可視レーザ光Ｑの走査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、加工データ４４に基づいて設定したレーザ発振器２１のレーザ出力、及び加工レーザ光Ｒのレーザパルス幅等を示す加工レーザ駆動情報を、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、及び可視レーザ光Ｑのレーザパルス幅等を示す可視レーザ駆動情報を、半導体レーザドライバ３８に出力する。その詳細は、後述する。

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、加工データ４４、ガルバノ走査速度情報等）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、加工レーザ光Ｒ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、及び加工レーザ光Ｒのレーザパルス幅等を示す加工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、及び可視レーザ光Ｑのレーザパルス幅等を示す可視レーザ駆動情報に基づいて、可視半導体レーザ２８を点灯駆動又は、消灯させる。その詳細は、後述する。

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−ＲＯＭドライブ５８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−ＲＯＭドライブ５８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、各種指示情報をユーザが入力する際に使用される。

ＣＤ−ＲＯＭドライブ５８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、及び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とは、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．描画］
次に、可視レーザ光Ｑによる描画について説明する。ここでは、図３に表されたように、印字パターンとして「Ｙ」の英文字が設定された一例を用いて、具体的に説明する。以下、「Ｙ」の英文字を、オブジェクトＯと表記する。「Ｙ」の英文字は、第１線分７０、第２線分７２、及び第３線分７４で構成される。

また、オブジェクトＯが可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出される際の、加工対象物７上では、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査される可視レーザ光Ｑの位置（以下、「可視レーザ光Ｑの走査位置５」又は「走査位置５」という。）が、待機位置ｉから、６つの各矢印ｊ１，ｍ１−１，ｍ１−２，ｊ２，ｍ２，ｊ３で示す方向へ、その記載順で直進し、待機位置ｉに戻るものとする。尚、可視レーザ光Ｑの走査位置５には、加工レーザ光Ｒが照射及び走査されない位置と、加工レーザ光Ｒが照射及び走査される位置とがある。

矢印ｊ１の直進では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、待機位置ｉから、オブジェクトＯの第１線分７０の始点がある位置ｏ１にまで移動する。矢印ｍ１−１の直進では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、上記位置ｏ１から、オブジェクトＯの第１線分７０の終点がある位置ｏ２にまで移動する。矢印ｍ１−２の直進では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、上記位置ｏ２であって、オブジェクトＯの第２線分７２の始点がある位置から、オブジェクトＯの第２線分７２の終点がある位置ｏ３にまで移動する。

矢印ｊ２の直進では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、上記位置ｏ３から、オブジェクトＯの第３線分７４の始点がある位置ｏ４にまで移動する。矢印ｍ２の直進では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、上記位置ｏ４から、上記位置ｏ２であって、オブジェクトＯの第３線分７４の終点がある位置にまで移動する。矢印ｊ３の直進では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、上記位置ｏ２から、待機位置ｉにまで移動する。

尚、待機位置ｉは、予め設定されており、そのＸＹ座標データがＲＯＭ４３に記憶されている。これに対して、各位置ｏ１，ｏ２，ｏ３，ｏ４は、それらのＸＹ座標データが上記加工データ４４から求められる。

図４に表されたように、オブジェクトＯが可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出される際は、第１信号１００が、オフ状態からオン状態にされる。第１信号１００は、ユーザが入力操作部５５を操作することによって、レーザ加工装置１が可視レーザ光Ｑの使用モードに移行したときに、半導体レーザドライバ３８に入力される信号である。半導体レーザドライバ３８では、第１信号１００がオン状態であるときに、蓄電が行われる。半導体レーザドライバ３８の蓄電に伴って、可視レーザ光源１５内に保持される励起エネルギーは増加する。

半導体レーザドライバ３８にて蓄電が行われている間、つまり第１信号１００がオン状態である間は、第１待機期間Ｉ１、第１非描画期間Ｊ１、第１描画期間Ｍ１、第２非描画期間Ｊ２、第２描画期間Ｍ２、第３非描画期間Ｊ３、及び第２待機期間Ｉ２に区分けされる。

尚、以下では、第１待機期間Ｉ１及び第２待機期間Ｉ２を区別せずに総称する場合、「待機期間Ｉ」と表記する。第１非描画期間Ｊ１、第２非描画期間Ｊ２、及び第３非描画期間Ｊ３を区別せずに総称する場合、「非描画期間Ｊ」と表記する。第１描画期間Ｍ１及び第２描画期間Ｍ２を区別せずに総称する場合、「描画期間Ｍ」と表記する。

第１待機期間Ｉ１は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が待機位置ｉに最初に停止している期間であって、第１信号１００がオフ状態からオン状態に切り替わった時点から始まり、半導体レーザドライバ３８に第２信号１０２が入力された時点で終わる。第２信号１０２は、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）によるオブジェクトＯの映し出しを開始させるための指令信号であって、入力操作部５５におけるユーザの操作に基づいて、半導体レーザドライバ３８に入力される。第１非描画期間Ｊ１は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が矢印ｊ１で示す方向へ直進している期間である。従って、第１非描画期間Ｊ１では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、待機位置ｉから、オブジェクトＯの第１線分７０の始点がある位置ｏ１にまで移動している。尚、第１非描画期間Ｊ１は、半導体レーザドライバ３８に第２信号１０２が入力された時点から始まる。

第１描画期間Ｍ１は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、矢印ｍ１−１で示す方向及び矢印ｍ１−２で示す方向へ、その記載順に直進している期間である。従って、第１描画期間Ｍ１では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、オブジェクトＯの第１線分７０の始点がある位置ｏ１からその終点がある位置ｏ２まで移動し、更に、オブジェクトＯの第２線分７２の始点がある位置ｏ２からその終点がある位置ｏ３まで移動している。

更に、第１描画期間Ｍ１は、最初期間ＭＦ、中間期間ＭＭ、及び最後期間ＭＬに区分けされる。最初期間ＭＦは、第１描画期間Ｍ１の開始から第１所定時間の経過までの期間である。最後期間ＭＬは、第１描画期間Ｍ１の終了よりも第２所定時間前から第１描画期間Ｍ１の終了までの期間である。中間期間ＭＭは、最初期間ＭＦと最後期間ＭＬとに挟まれた期間である。尚、第１所定時間及び第２所定時間は、予め設定されており、ＲＯＭ４３に記憶されている。

第２非描画期間Ｊ２は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が矢印ｊ２で示す方向へ直進している期間である。従って、第２非描画期間Ｊ２では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、オブジェクトＯの第２線分７２の終点がある位置ｏ３から、オブジェクトＯの第３線分７４の始点がある位置ｏ４まで移動している。

第２描画期間Ｍ２は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が矢印ｍ２で示す方向へ直進している期間である。従って、第２描画期間Ｍ２では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、オブジェクトＯの第３線分７４の始点がある位置ｏ４から、その終点がある位置ｏ２まで移動している。更に、第２描画期間Ｍ２は、第１描画期間Ｍ１と同様にして、最初期間ＭＦ、中間期間ＭＭ、及び最後期間ＭＬに区分けされる。

第３非描画期間Ｊ３は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が矢印ｊ３で示す方向へ直進している期間である。従って、第３非描画期間Ｊ３では、可視レーザ光Ｑの走査位置５が、オブジェクトＯの第３線分７４の終点がある位置ｏ２から、待機位置ｉにまで移動している。第２待機期間Ｉ２は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が待機位置ｉに再び停止している期間であって、第１信号１００がオン状態からオフ状態に切り替わった時点で終わる。尚、第１信号１００は、ユーザが入力操作部５５を操作することによって、レーザ加工装置１が可視レーザ光Ｑの使用モードから他のモードに移行したとき等に、オン状態からオフ状に切り替わる。

従って、第１描画期間Ｍ１及び第２描画期間Ｍ２は、オブジェクトＯの全ての線分７０，７２，７４のうち、少なくとも一つが、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出される期間である。以下、オブジェクトＯの全ての線分７０，７２，７４のうち、少なくとも一つを可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出すことを、「描画」と表記する。

これに対して、第１待機期間Ｉ１、第１非描画期間Ｊ１、第２非描画期間Ｊ２、第３非描画期間Ｊ３、及び第２待機期間Ｉ２は、オブジェクトＯの全ての線分７０，７２，７４が、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出されない期間、つまり描画は行われない期間である。

尚、描画が行われない期間のうち、第１待機期間Ｉ１及び第２待機時間Ｉ２は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が停止している期間であり、第１非描画期間Ｊ１、第２非描画期間Ｊ２、及び第３非描画期間Ｊ３は、可視レーザ光Ｑの走査位置５が移動している期間である。

半導体レーザドライバ３８にて蓄電が行われている間では、つまり第１待機期間Ｉ１、第１非描画期間Ｊ１、第１描画期間Ｍ１、第２非描画期間Ｊ２、第２描画期間Ｍ２、第３非描画期間Ｊ３、及び第２待機期間Ｉ２では、図５に表されたパルス信号１０４に基づいて、可視半導体レーザ２８から可視レーザ光Ｑが出射される。可視半導体レーザ２８から可視レーザ光Ｑが出射されると、ガルバノスキャナ１８等を経由して、加工対象物７上の走査位置５において、可視レーザ光Ｑが照射される。

図５において、符号ｆは、パルス信号１０４のパルス周期を示している。符号ｈは、パルス信号１０４のオン状態の継続時間（以下、「オン時間」という。）を示している。従って、パルス信号１０４のデューティ比Ｄは、オン時間ｈをパルス周期ｆで割った値である。

パルス信号１０４は、半導体レーザドライバ３８から、可視半導体レーザ２８に送信される電圧信号である。可視半導体レーザ２８では、パルス信号１０４がオン状態のときに、可視レーザ光Ｑが出射する。従って、パルス信号１０４のオン時間（パルス信号１０４のパルス幅）は、可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑのパルス幅を示している。よって、可視レーザ光Ｑの発振状態、つまり、加工対象物７上での可視レーザ光Ｑの照射状態は、パルス信号１０４のデューティ比Ｄ及びパルス周期ｆで示される。

待機期間Ｉのパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄ及びパルス周期ｆが所定デューティ比及び所定パルス周期に設定され、待機期間Ｉが開始されるときに、半導体レーザドライバ３８から可視半導体レーザ２８に送信される。尚、所定デューティ比及び所定パルス周期は、予め設定されており、ＲＯＭ４３に記憶されている。

これに対して、第１非描画期間Ｊ１、第１描画期間Ｍ１、第２非描画期間Ｊ２、第２描画期間Ｍ２、及び第３非描画期間Ｊ３の各パルス信号１０４は、半導体レーザドライバ３８に第２信号１０２が入力されたときに、その記載順に連続して、半導体レーザドライバ３８から可視半導体レーザ２８に送信される。

描画期間Ｍを構成する最初期間ＭＦ、中間期間ＭＭ、及び最後期間ＭＬのうち、中間期間ＭＭのパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄが「１」に設定される。もっとも、可視レーザ光Ｑによる描画の視認性が確保されるのであれば、中間期間ＭＭのパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄが「１」未満の比較的大きな値に設定されてもよいし、そのパルス周期ｆが比較的小さな値に設定されてもよい。

これに対して、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆは、可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量を中間期間ＭＭの時よりも小さくするものに設定される。従って、最初期間ＭＦのパルス信号１０４は、中間期間ＭＭのパルス信号１０４と比べ、デューティ比Ｄが小さく、又はパルス周期ｆが大きい。

但し、可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑのエネルギー量にオーバーシュートが生じないのであれば、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆは、中間期間ＭＭのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆと同一であってもよい。尚、オーバーシュートについては、後述する。

また、最後期間ＭＬのパルス信号１０４のデューティ比Ｄは、可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量を中間期間ＭＭの時よりも小さくするものに設定される。従って、最後期間ＭＬのパルス信号１０４は、中間期間ＭＭのパルス信号１０４と比べ、デューティ比Ｄが小さい。

非描画期間Ｊのパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動距離、つまり非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間に応じ、例えば、図６のグラフに表された各関係式１０６，１０８に基づいて設定される。

但し、この設定では、非描画期間Ｊの加工対象物７上に照射及び走査される可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、描画期間Ｍ（より具体的には、描画期間Ｍの中間期間ＭＭ）の加工対象物７上に照射及び走査される可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量よりも大きくならないことが条件とされる。

図６のグラフにおいて、横軸は、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔの長さを示している。これに対して、縦軸は、半導体レーザドライバ３８の蓄電に伴って可視レーザ光源１５内に保持される励起エネルギーＥの量を示している。

符号Ｅｆは、可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑのエネルギーがオーバーシュートする励起エネルギーＥの最小量（以下、「第１エネルギー量Ｅｆ」という。）を示している。可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑのエネルギーがオーバーシュートするということは、可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑの光量が大きいということである。そのため、可視レーザ光Ｑのエネルギーのオーバーシュートは、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で加工対象物７上に映し出されるオブジェクトＯに対し、その視認性に影響を及ぼす虞がある。従って、照射される可視レーザ光Ｑのエネルギーがオーバーシュートすることは、望ましくない。

レーザ加工装置１では、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で加工対象物７上にオブジェクトＯを視認性良く映し出すために、描画期間Ｍにおいて可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑのエネルギーの上限値を設定している。つまり、本実施形態において、オーバーシュートとは、その設定された上限値を超えたエネルギー量で可視レーザ光Ｑが出射されることを示しており、具体的には、第１エネルギー量Ｅｆである。

符号Ｅｂは、第１エネルギー量Ｅｆよりも大きな値であって、半導体レーザドライバ３８を破壊する励起エネルギーＥの最小量（以下、「第２エネルギー量Ｅｂ」という。）を示している。尚、半導体レーザドライバ３８の破壊は、半導体レーザドライバ３８の蓄電量が許容量を超えることによって起こる。

符号Ｅ０は、非描画期間Ｊの開始時に、可視レーザ光源１５内に保持されている励起エネルギーＥの量（以下、「初期エネルギー量Ｅ０」という。）を示している。初期エネルギー量Ｅ０は、「０」のときもあるが、ここでは、「０」よりも大きいものとする。

関係式１０６は、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄが「０」、すなわち、パルス信号１０４がオン状態となることがない場合において、可視レーザ光源１５内に保持される励起エネルギーＥの量と、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔとの関係を、直線で近似したものである。

関係式１０６によれば、例えば、第１非描画期間Ｊ１において、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが時間ｔｆ１未満である場合、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のデューティ比Ｄが「０」であっても、半導体レーザドライバ３８は破壊されないし、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において上記オーバーシュートを生じさせることもない。そこで、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄが「０」に設定される。この点は、第２非描画期間Ｊ２及び第３非描画期間Ｊ３についても同様である。

また、関係式１０６によれば、例えば、第１非描画期間Ｊ１において、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが、時間ｔｆ１以上で時間ｔｂ未満である場合、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のデューティ比Ｄが「０」であると、半導体レーザドライバ３８は破壊されないけれども、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において上記オーバーシュートを生じさせてしまう。そこで、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄが「０」に設定される一方で、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の最初期間ＭＦのパルス信号１０４は、上述したように、中間期間ＭＭのパルス信号１０４と比べ、デューティ比Ｄが小さくされ、又はパルス周期ｆが大きくされる。これにより、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において、上記オーバーシュートが生じることをなくす。この点は、第２非描画期間Ｊ２及び第３非描画期間Ｊ３についても同様である。

更に、関係式１０６によれば、例えば、第１非描画期間Ｊ１において、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが時間ｔｂ以上である場合、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のデューティ比Ｄが「０」であると、半導体レーザドライバ３８は破壊されてしまう。そこで、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、半導体レーザドライバ３８が破壊されず、且つ、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において上記オーバーシュートが生じないものに変更される。

関係式１０８は、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆについて上記変更がなされた場合において、可視レーザ光源１５内に保持される励起エネルギーＥの量と、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔとの関係を、直線で近似したものである。従って、関係式１０８によれば、例えば、第１非描画期間Ｊ１において、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが、時間ｔｂ以上で時間ｔｆ２未満である場合、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆについて、上記変更がなされる。この点は、第２非描画期間Ｊ２及び第３非描画期間Ｊ３についても同様である。

但し、関係式１０８に基づいて上記変更がなされたデューティ比Ｄは、描画期間Ｍの中間期間ＭＭのデューティ比Ｄの「１」よりも小さく、且つ、待機期間Ｉの所定デューティ比よりも小さい。尚、関係式１０８に基づいて上記変更がなされると、デューティ比Ｄが「０」よりも大きくなるので、非描画期間Ｊでは、可視半導体レーザ２８から可視レーザ光Ｑが一定間隔で出射される。そのため、関係式１０８は、関係式１０６よりも、近似直線の傾きが小さい。従って、同一の移動時間ｔで可視レーザ光源１５内に蓄積される励起エネルギーＥの量は、関係式１０８の方が関係式１０６の方よりも小さい。

また、関係式１０８によれば、例えば、第１非描画期間Ｊ１において、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが、時間ｔｆ２以上である場合、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆについて上記変更がなされると、半導体レーザドライバ３８は破壊されないけれども、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において上記オーバーシュートを生じさせてしまう。そこで、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆについて、上記変更がなされる一方で、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の最初期間ＭＦのパルス信号１０４は、中間期間ＭＭのパルス信号１０４と比べ、デューティ比Ｄがより一層に小さくされ、又はパルス周期ｆがより一層に大きくされる。これにより、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において、上記オーバーシュートが生じることをなくす。この点は、第２非描画期間Ｊ２及び第３非描画期間Ｊ３についても同様である。

また、第１非描画期間Ｊ１において、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが、時間ｔｆ２以上である場合、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、関係式１０８とは異なる関係式に基づいて、半導体レーザドライバ３８が破壊されず、且つ、第１非描画期間Ｊ１に後続する第１描画期間Ｍ１の開始時において上記オーバーシュートが生じないものに変更されてもよい。この点は、第２非描画期間Ｊ２及び第３非描画期間Ｊ３についても同様である。

尚、各関係式１０６，１０８、第１エネルギー量Ｅｆ、第２エネルギー量Ｅｂ、及び各時間ｔｆ１，ｔｂ，ｔｆ２に関するデータは、ＲＯＭ４３に記憶されている。

［３．制御フロー］
図７乃至図９のフローチャートで表された制御プログラムは、制御部５１のＲＯＭ６３に記憶されており、加工対象物７上においてオブジェクトＯが可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出される際に、制御部５１のＣＰＵ６１により実行される。従って、後述する処理において、制御対象がレーザ加工部３の構成要素である場合、レーザコントローラ６を介した制御が行われる。尚、本制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ５７に保存されており、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５８によって読み込まれ、ＣＰＵ６１により実行されてもよい。以下、本制御プログラムを、図３乃至図６に表された具体例を参照しながら説明する。

図７のフローチャートで表された制御プログラムでは、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する。）１０において、半導体レーザドライバ３８に入力される第１信号１００がオン状態であるかが判定される。第１信号１００がオフ状態である場合（Ｓ１０：ＮＯ）、この判定が繰り返される。これに対して、第１信号１００がオン状態である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、半導体レーザドライバ３８の蓄電が開始され、その後に、待機処理Ｓ１２が行われる。

待機処理Ｓ１２では、デューティ比Ｄ及びパルス周期ｆを所定デューティ比及び所定パルス周期とする、待機期間Ｉのパルス信号１０４が、半導体レーザドライバ３８から可視半導体レーザ２８に送信される。これにより、第１待機期間Ｉ１では、可視レーザ光Ｑが可視半導体レーザ２８から所定間隔で出射され、その所定間隔で出射される可視レーザ光Ｑが、ガルバノスキャナ１８によって、加工対象物７上の待機位置ｉに照射される。このようにして、待機期間Ｉでは、可視レーザ光Ｑが所定間隔で出射されることによって、可視レーザ光源１５内に蓄電される励起エネルギーＥが、第１エネルギー量Ｅｆ及び第２エネルギー量Ｅｂを超えないように制御される。

Ｓ１４では、第１信号１００がオフ状態であるかが判定される。第１信号１００がオフ状態である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、半導体レーザドライバ３８において、蓄電と、可視半導体レーザ２８に対する待機期間Ｉのパルス信号１０４の送信とが終了する。これにより、本制御プログラムが終了する。

これに対して、第１信号１００がオン状態である場合（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｓ１６において、印字情報作成部２から送信される上記印字データをレーザコントローラ６が受信したかが判定される。レーザコントローラ６が上記印字データを受信していない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、この判定が繰り返される。これに対して、レーザコントローラ６が上記印字データを受信した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、計算処理Ｓ１８が行われる。尚、上述したように、オブジェクトＯのＸＹ座標データは、レーザコントローラ６が受信した上記印字データに基づいて加工データ４４として算出され、その加工データ４４がＲＡＭ４２に記憶される。

計算処理Ｓ１８では、図８に表されたように、先ず、特定処理Ｓ３０が行われる。この処理では、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが算出される。その算出は、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動距離を、上述した可視レーザ光Ｑの走査速度で割ることによって行われる。その際、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動距離は、上記加工データ４４から特定される。尚、ここでは、第１非描画期間Ｊ１における可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔ（以下、「第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔ」という。）が算出されたものとする。

決定処理Ｓ３２では、図９に表されたように、先ず、Ｓ５０において、第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｆ１未満であるかが判定される。第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｆ１未満である場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、第１モード処理Ｓ５２が行われる。第１モード処理Ｓ５２では、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄが、上記所定デューティ比よりも小さな「０」に設定される。その後、本制御プログラムは、図８のＳ３４に進む。

これに対して、第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｆ１以上である場合（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ５４において、第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｂ未満であるかが判定される。第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｂ未満である場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）、第２モード処理Ｓ５６が行われる。第２モード処理Ｓ５６では、上記第１モード処理Ｓ５２と同様にして、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄが、上記所定デューティ比よりも小さな「０」に設定される。その後、本制御プログラムは、図８のＳ３４に進む。

これに対して、第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｂ以上である場合（Ｓ５４：ＮＯ）、Ｓ５８において、第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｆ２未満であるかが判定される。第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｆ２未満である場合（Ｓ５８：ＹＥＳ）、第３モード処理Ｓ６０が行われる。第３モード処理Ｓ６０では、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、上記関係式１０８に基づいて上記変更がなされたものに設定される。これにより、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のデューティ比Ｄが、上記所定デューティ比よりも小さな値に設定され、あるいは、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のパルス周期ｆが、上記所定パルス周期よりも大きな値に設定される。その後、本制御プログラムは、図８のＳ３４に進む。

これに対して、第１非描画期間Ｊ１における移動時間ｔが、上記時間ｔｆ２以上である場合（Ｓ５８：ＮＯ）、第４モード処理Ｓ６２が行われる。第４モード処理Ｓ６２では、上記第３モード処理Ｓ６０と同様にして、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、上記関係式１０８に基づいて上記変更がなされたものに設定される。これにより、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のデューティ比Ｄが、上記所定デューティ比よりも小さな値に設定され、あるいは、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４のパルス周期ｆが、上記所定パルス周期よりも大きな値に設定される。

但し、第４モード処理Ｓ６２では、第１非描画期間Ｊ１のパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、上記関係式１０８とは異なる関係式に基づいて、上記変更がなされたものに設定されてもよい。その後、本制御プログラムは、図８のＳ３４に進む。

図８のＳ３４では、非描画期間Ｊの全てについて上記特定処理Ｓ３０及び上記決定処理Ｓ３２が行われたかが判定される。非描画期間Ｊの全てについて上記特定処理Ｓ３０及び上記決定処理Ｓ３２が行われていない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、上記特定処理Ｓ３０及び上記決定処理Ｓ３２が繰り返される。これにより、第１非描画期間Ｊ１、第２非描画期間Ｊ２、及び第３非描画期間Ｊ３の各パルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが設定される。

尚、この時点では、描画期間Ｍを構成する最初期間ＭＦ、中間期間ＭＭ、及び最後期間ＭＬの各パルス信号１０４は、そのデューティ比Ｄが、デフォルト値の「１」に設定されているものとする。そのため、可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量の初期値は、描画期間Ｍ、最初期間ＭＦ、中間期間ＭＭ、及び最後期間ＭＬのいずれにおいても、同一である。また、上記決定処理Ｓ３２で設定された非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄは、描画期間Ｍのパルス信号１０４のデューティ比Ｄよりも小さい。更に、後述するようにして、描画期間Ｍを構成する最初期間ＭＦ又は中間期間ＭＭのパルス信号１０４について、そのパルス周期ｆが設定される場合、そのパルス周期ｆは、上記決定処理Ｓ３２で設定された非描画期間Ｊのパルス信号１０４のパルス周期ｆよりも小さくされる。上記デフォルト値は、ＲＯＭ４３に記憶されている。

これに対して、非描画期間Ｊの全てについて上記特定処理Ｓ３０及び上記決定処理Ｓ３２が行われた場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、第１変換処理Ｓ３６が実行される。この処理では、非描画期間Ｊに後続する描画期間Ｍにおける、可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量について、最初期間ＭＦの時の方が中間期間ＭＭの時の方よりも小さくなるように、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが変更される。

具体的には、中間期間ＭＭのパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄが「１」に維持されることによって、中間期間ＭＭにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、描画期間Ｍにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量の初期値と同一にされる場合、最初期間ＭＦのパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄが「１」よりも小さな値に変更される。これにより、最初期間ＭＦにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、描画期間Ｍにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量の初期値よりも小さくされる。その際、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のデューティ比Ｄは、その最初期間ＭＦの描画期間Ｍに先行する非描画期間Ｊにおける、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが長くなるほど、より一層に小さな値に変更されてもよい。

また、中間期間ＭＭのパルス信号１０４について、そのパルス周期ｆが設定されている場合には、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のパルス周期ｆが、中間期間ＭＭのパルス信号１０４のパルス周期ｆよりも大きな値に変更されてもよい。その際、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のパルス周期ｆは、その最初期間ＭＦの描画期間Ｍに先行する非描画期間Ｊにおける、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが長くなるほど、より一層に大きな値に変更されてもよい。

このような変更は、最初期間ＭＦの開始時においてオーバーシュートを生じさせないために行うのであれば、少なくとも、上記第２モード処理Ｓ５６又は上記第４モード処理Ｓ６２の対象となった非描画期間Ｊに後続する、描画期間Ｍに対して行われる。これに対して、最初期間ＭＦの開始時においてオーバーシュートが生じる可能性を一掃するために行うのであれば、非描画期間Ｊが上記第２モード処理Ｓ５６又は上記第４モード処理Ｓ６２の対象となったか否かに関係なく、全ての描画期間Ｍに対して行われる。

第２変換処理Ｓ３８では、非描画期間Ｊに先行する描画期間Ｍにおける、可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量について、最後期間ＭＬの時の方が中間期間ＭＭの時の方よりも小さくなるように、最後期間ＭＬのパルス信号１０４のデューティ比Ｄが変更される。

具体的には、中間期間ＭＭのパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄが「１」に維持されることによって、中間期間ＭＭにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、描画期間Ｍにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量の初期値と同一にされる場合、最後期間ＭＬのパルス信号１０４について、そのデューティ比Ｄが「１」よりも小さな値に変更される。これにより、最後期間ＭＬにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、描画期間Ｍにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量の初期値よりも小さくされる。

尚、第２変換処理Ｓ３８は、省略されてもよい。

記憶処理Ｓ４０では、上記決定処理Ｓ３２で設定された非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆや、上記第１変換処理Ｓ３６又は上記第２変換処理Ｓ３８で変更された描画期間Ｍのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ又はパルス周期ｆが、上記可視レーザ駆動情報の一部としてＲＡＭ４２に記憶される。その後、本制御プログラムは、図７のＳ２０に進む。

図７のＳ２０では、半導体レーザドライバ３８に第２信号１０２が入力されたかが判定される。第２信号１０２が入力されていない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、この判定が繰り返される。これに対して、第２信号１０２が入力された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、残像処理Ｓ２２が行われる。

残像処理Ｓ２２では、可視半導体レーザ２８から出射される可視レーザ光Ｑがガルバノスキャナ１８で照射及び走査されることによって、加工対象物７上において、オブジェクトＯが可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出される。そのために、上記モータ駆動情報が、ガルバノドライバ３６に出力される。また、上記可視レーザ駆動情報が、半導体レーザドライバ３８に出力される。半導体レーザドライバ３８は、上記可視レーザ駆動情報で示されたパルス信号１０４、つまり、第１非描画期間Ｊ１、第１描画期間Ｍ１、第２非描画期間Ｊ２、第２描画期間Ｍ２、及び第３非描画期間Ｊ３の各パルス信号１０４を、その記載順で連続させながら、可視半導体レーザ２８に送信する。これにより、可視レーザ光源１５では、半導体レーザドライバ３８に第２信号１０２が入力されると、非描画期間Ｊ及び描画期間Ｍにおける可視レーザ光Ｑの出射制御が行われる。

尚、半導体レーザドライバ３８は、各パルス信号１０４を、その記載順で連続させながら、可視半導体レーザ２８に送信することを、例えば、第２信号１０２に含まれる情報に基づいて、所定回数又は無限に繰り返してもよい。無限の繰り返しは、入力操作部５５におけるユーザの操作に基づいて半導体レーザドライバ３８に入力される指令信号によって終了し、あるいはタイムアウトを知らせる指令信号によって終了する。尚、タイムアウトの時間は、ＲＯＭ４３に記憶されている。

その後は、上記待機処理Ｓ１２が再び行われる。これにより、第２待機期間Ｉ２では、可視レーザ光Ｑが可視半導体レーザ２８から所定間隔で出射され、その所定間隔で出射される可視レーザ光Ｑが、ガルバノスキャナ１８によって、加工対象物７上の待機位置ｉに照射される。更に、第１信号１００がオフ状態になると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、本制御プログラムが終了する。

［４．まとめ］
以上詳細に説明したように、本実施の形態のレーザ加工装置１では、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔ、つまり非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動距離に応じて、可視半導体レーザ２８から可視レーザ光Ｑを出射させるための、非描画期間Ｊのパルス信号１０４が決定される（Ｓ１８）。その決定において、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のパルス周期ｆが、描画期間Ｍのパルス信号１０４のパルス周期ｆよりも大きくされることによって、あるいは、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄが、描画期間Ｍのパルス信号１０４のデューティ比Ｄよりも小さくされることによって、非描画期間Ｊの加工対象物７上における可視レーザ光Ｑの照射時間が少なくなると、可視レーザ光Ｑで加工対象物７上に描画されるオブジェクトＯの視認性が向上する。

また、本実施の形態のレーザ加工装置１では、待機期間Ｉのパルス信号１０４のパルス周期ｆ（所定パルス周期）が、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のパルス周期ｆよりも小さいことによって、あるいは、待機期間Ｉのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ（所定デューティ比）が、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄよりも大きいことによって、待機期間Ｉにおける可視レーザ光Ｑの照射時間が、非描画期間Ｊにおける可視レーザ光Ｑの照射時間よりも大きくなると、待機期間Ｉにおける半導体レーザドライバ３８の放電量が多くなる。これにより、待機期間Ｉの終了時における半導体レーザドライバ３８の蓄電量が抑えられる。また、待機期間Ｉのパルス信号１０４のデューティ比Ｄ（所定デューティ比）が、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄと異なるため、レーザ加工装置１のユーザは、可視レーザ光Ｑの照射状態を加工対象物７上で確認することによって、待機期間Ｉであるのか非描画期間Ｊであるのかを容易に判断できる。

また、本実施の形態のレーザ加工装置１では、非描画期間Ｊに後続する描画期間Ｍにおいて、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のデューティ比Ｄが、中間期間ＭＭのパルス信号１０４のデューティ比Ｄよりも小さくされることによって、あるいは、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のパルス周期ｆが、中間期間ＭＭのパルス信号１０４のパルス周期ｆよりも大きくされることによって、最初期間ＭＦにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、中間期間ＭＭにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量よりも小さくされる（Ｓ３６）。

これにより、本実施の形態のレーザ加工装置１は、最初期間ＭＦの開始時においてオーバーシュートをなくすことによって、非描画期間Ｊに後続する描画期間Ｍの開始時において、つまり、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で加工対象物７上に映し出されるオブジェクトＯの各線分７０，７４の始点（位置ｏ１、位置ｏ４）において、照射される可視レーザ光Ｑの光量が一瞬増大することを防止する。これにより、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出されるオブジェクトＯの各線分７０，７４における光量が安定するので、可視レーザ光Ｑで加工対象物７上に描画されるオブジェクトＯの視認性が向上する。

その際、描画期間Ｍに先行する非描画期間Ｊにおいて、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが長くなるほど、つまり可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動距離が長くなるほど、可視レーザ光源１５内に保持される励起エネルギーＥの最大量が増える傾向にあるので、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のデューティ比Ｄが、より一層小さくされ、あるいは、最初期間ＭＦのパルス信号１０４のパルス周期ｆが、より一層大きくされると、描画期間Ｍにおける最初期間ＭＦの開始時においてオーバーシュートを適切になくすことができる。これにより、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出されるオブジェクトＯの各線分７０，７４における光量が安定するので、可視レーザ光Ｑで加工対象物７上に描画されるオブジェクトＯの視認性が向上する。

また、本実施の形態のレーザ加工装置１では、非描画期間Ｊに先行する描画期間Ｍにおいて、最後期間ＭＬのパルス信号１０４のデューティ比Ｄが、中間期間ＭＭのパルス信号１０４のデューティ比Ｄよりも小さくされることによって、最後期間ＭＬにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量が、中間期間ＭＭにおける可視レーザ光Ｑの時間当たりのエネルギー量よりも小さくされる（Ｓ３８）。

これにより、本実施の形態のレーザ加工装置１は、非描画期間Ｊに先行する描画期間Ｍの終了時において、照射される可視レーザ光Ｑの光量を少なくすることによって、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で加工対象物７上に映し出されるオブジェクトＯの各線分７２，７４の終点（位置ｏ３、位置ｏ２）において、照射される可視レーザ光Ｑが尾を引くように見える現象を防止する。そのため、可視レーザ光Ｑで加工対象物７上に描画されるオブジェクトＯの視認性が向上する。

ちなみに、本実施形態において、レーザコントローラ６及び制御部５１は、「制御部」の一例である。ガルバノスキャナ１８は、「走査部」の一例である。可視半導体レーザ２８は、「可視レーザ発振器」の一例である。ＲＡＭ４２は、「記憶部」の一例である。パルス信号１０４は、「描画期間パルス信号」、「非描画期間パルス信号」、又は「待機期間パルス信号」の一例である。更に、パルス信号１０４は、「第１パルス信号」、「第２パルス信号」、「第３パルス信号」、又は「第４パルス信号」の一例である。

各矢印ｊ１，ｊ２，ｊ３の長さは、「可視レーザ光の走査位置の移動距離」の一例である。最初期間ＭＦは、「第１期間」の一例である。中間期間ＭＭは、「第２期間」及び「第４期間」の一例である。最後期間ＭＬは、「第３期間」の一例である。オブジェクトＯは、「加工内容」の一例である。待機処理Ｓ１２は、「パルス信号制御処理」の一例である。残像処理Ｓ２２は、「パルス信号制御処理」の一例である。

［５．その他］
尚、本開示は、本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、本実施の形態のレーザ加工装置１は、非描画期間Ｊにおいて、可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動時間ｔが所定時間を超える場合、つまり可視レーザ光Ｑの走査位置５の移動距離が所定距離を超える場合、可視レーザ光源１５内に保持される励起エネルギーＥの最大量が増える傾向にあるので、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のデューティ比Ｄを、大きくするために、待機時間Ｉのパルス信号１０４の所定デューティ比に変更してもよいし、あるいは、非描画期間Ｊのパルス信号１０４のパルス周期ｆを、小さくするために、待機時間Ｉのパルス信号１０４の所定パルス周期に変更してもよい。これにより、非描画期間Ｊに後続する描画期間Ｍの開始時において、オーバーシュートの発生を抑制することができ、可視レーザ光Ｑの軌跡（時間残像）で映し出されるオブジェクトＯの各線分７０，７４における光量が安定する。よって、可視レーザ光Ｑで加工対象物７上に描画されるオブジェクトＯの視認性が向上する。尚、上記所定距離及び上記所定時間は、予め設定されており、ＲＯＭ４３に記憶されている。

１：レーザ加工装置、５：走査位置、６：レーザコントローラ、７：加工対象物、１２：加工レーザ光源、１５： 可視レーザ光源、１８：ガルバノスキャナ、２８：可視半導体レーザ、４１：ＣＰＵ、４２：ＲＡＭ、４４：加工データ、１００：第１信号、１０２：第２信号、１０４：パルス信号、Ｄ：デューティ比、ｆ：パルス周期、Ｉ：待機時間、Ｊ：非描画期間、Ｍ：描画期間、ＭＦ：最初期間、ＭＭ：中間期間、ＭＬ：最後期間、Ｏ：オブジェクト、Ｑ：可視レーザ光、Ｒ：加工レーザ光、ｔ：可視レーザ光の走査位置の移動時間、Ｓ１２：待機処理、Ｓ２２：残像処理、Ｓ３０：特定処理、Ｓ３２：決定処理、Ｓ３６：第１変換処理、Ｓ３８：第２変換処理

Claims (13)

1. 加工対象物を加工するための加工レーザ光を出射する加工レーザ光源と、
   前記加工レーザ光による加工内容を示す加工データを記憶する記憶部と、
   前記加工対象物上に前記加工内容を描画するための可視レーザ光をパルス信号に基づいて出射する可視レーザ発振器を有する可視レーザ光源と、
   前記加工レーザ光又は前記可視レーザ光を走査する走査部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記可視レーザ光による描画を行わない期間であって、前記加工データにより特定される非描画期間における、前記可視レーザ光の走査位置の移動距離を前記加工データに基づいて特定する特定処理と、
   前記非描画期間において前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を出射させるための前記パルス信号を、非描画期間パルス信号として前記移動距離に基づいて決定する決定処理と、
   前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を前記パルス信号に基づいて出射させる処理であって、前記可視レーザ光による描画を行う描画期間では、前記パルス信号として予め設定される描画期間パルス信号に基づいて、前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を出射させる一方、前記非描画期間では、前記非描画期間パルス信号に基づいて、前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を出射させるパルス信号制御処理と、を実行し、
   前記非描画期間における前記可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量である非描画期間レーザ出力は、前記描画期間における前記可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量である描画期間レーザ出力よりも小さいことを特徴するレーザ加工装置。
2. 前記制御部は、前記決定処理において、前記非描画期間パルス信号のパルス周期を、前記描画期間パルス信号のパルス周期よりも大きくすることを特徴する請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記可視レーザ光源は、第１信号がオン状態のときに蓄電され、蓄電された状態で第２信号が入力された場合に、前記描画期間及び前記非描画期間において前記可視レーザ光が出射されるものであり、
   前記制御部は、前記パルス信号制御処理において、
   前記可視レーザ光源の前記第１信号がオン状態であり、且つ、前記第２信号が入力されていない期間である待機期間では、前記非描画期間パルス信号のパルス周期よりも小さな所定パルス周期の待機期間パルス信号に基づいて、前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を出射させることを特徴する請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記制御部は、前記パルス信号制御処理において、
   前記非描画期間では、前記可視レーザ光の走査位置の移動時間が所定時間を超えた場合、前記待機期間パルス信号に基づいて、前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を出射させることを特徴する請求項３に記載のレーザ加工装置。
5. 前記制御部は、前記決定処理において、前記非描画期間パルス信号のデューティ比を、前記描画期間パルス信号のデューティ比よりも小さくすることを特徴する請求項１又は請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
6. 前記可視レーザ光源は、第１信号がオン状態のときに蓄電され、蓄電された状態で第２信号が入力された場合に、前記描画期間及び前記非描画期間において前記可視レーザ光が出射されるものであり、
   前記制御部は、
   前記パルス信号制御処理において、前記可視レーザ光源の前記第１信号がオン状態であり、且つ、前記第２信号が入力されていない期間である待機期間では、所定デューティ比の待機期間パルス信号に基づいて、前記可視レーザ発振器から前記可視レーザ光を出射させ、
   前記決定処理において、前記非描画期間パルス信号のデューティ比を、前記所定デューティ比よりも小さくすることを特徴する請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記非描画期間に後続する前記描画期間は、前記描画期間の開始から第１所定時間の経過までの第１期間と、前記第１期間よりも後の第２期間とを含み、
   前記制御部は、前記非描画期間に後続する前記描画期間の前記描画期間パルス信号を、少なくとも、前記第１期間における前記可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量であるレーザ出力が前記描画期間レーザ出力よりも小さくなる第１パルス信号と、前記第２期間における前記可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量であるレーザ出力が前記描画期間レーザ出力と同じになる第２パルス信号とに変換する第１変換処理を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
8. 前記制御部は、前記第１変換処理において、前記第１パルス信号のデューティ比を前記第２パルス信号のデューティ比よりも小さくすることを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工装置。
9. 前記制御部は、前記第１変換処理において、前記描画期間に先行する前記非描画期間における前記移動距離が長いほど、前記第１パルス信号のデューティ比を小さくすることを特徴とする請求項８に記載のレーザ加工装置。
10. 前記制御部は、前記第１変換処理において、前記第１パルス信号のパルス周期を前記第２パルス信号のパルス周期よりも大きくすることを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工装置。
11. 前記制御部は、前記第１変換処理において、前記描画期間に先行する前記非描画期間における前記移動距離が長いほど、前記第１パルス信号のパルス周期を大きくすることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工装置。
12. 前記非描画期間に先行する前記描画期間は、前記描画期間の終了よりも第２所定時間の前から前記描画期間の終了までの第３期間と、前記第３期間以前の第４期間とを含み、
    前記制御部は、前記非描画期間に先行する前記描画期間の前記描画期間パルス信号を、少なくとも、前記第３期間における前記可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量であるレーザ出力が前記描画期間レーザ出力よりも小さくなる第３パルス信号と、前記第４期間における前記可視レーザ光の時間当たりのエネルギー量であるレーザ出力が前記描画期間レーザ出力と同じになる第４パルス信号とに変換する第２変換処理を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
13. 前記制御部は、前記第２変換処理において、前記第３パルス信号のデューティ比を前記第４パルス信号のデューティ比よりも小さくすることを特徴とする請求項１２に記載のレーザ加工装置。

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