JP4401869B2 - レーザマーキング装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザマーキング装置に関する。

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として、レーザ光源及びレーザ光源からのレーザ光のビーム径（ビーム幅・ビームの広がり角を含む）を拡大するビームエキスパンダを備えるレーザ発振ユニットと、具体的にはガルバノミラー装置やこのガルバノミラー装置からのレーザ光を集光するｆθレンズ等から構成されビームエキスパンダからのレーザ光を所定の印字位置に照射する光学系を備える走査ユニットと、レーザ発振ユニットと走査ユニットとを連結する連結手段とから構成されて、これらが一列状に配されているものが知られている。

上記構成のレーザマーキング装置は、連結手段がレーザ発振ユニットまたは走査ユニットに対して回動可能に保持されており、これによって、走査ユニットがレーザ発振ユニットに対して回動可能とされている。
そして、例えばライン上を流れるワークの横面にマーキング情報を印字する場合に用いられており、レーザマーキング装置をライン側方に配置し、走査ユニットをレーザ発振ユニットに対して回動させてレーザ光をラインと平行に出射させることで、ワークの横面にマーキング情報を印字することができるのである（特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２０００−７０１０８８公報 特開平７−１１６８６９号公報

ところで、ワーク上に集光されるレーザ光のスポット径やワークディスタンスがユーザー毎の使用環境によって異なるという現実があり、これらを調整するために、ビームエキスパンダから出射されるレーザ光のビーム径を変更する機構が設けられている。

例えば、上記特許文献では、コリメータレンズを収容する第１のレンズホルダ内周に形成された螺子切りと、発散レンズを収容する第２のレンズホルダ外周に形成された螺子切りとを螺合させ、第２レンズホルダを正逆両方向に回転させることで、両レンズの間隔を調整し、これによりビーム径を変更する機構が挙げられている。

この機構の問題として、螺子切りの形成精度を高精度にしておかないと、第２レンズホルダが第１レンズホルダに対して光軸と直交する方向に微動するから、両レンズの光軸を一致させることが困難となる。また、高い精度が要求されるだけに所望の歩留まりを確保することが難しく、コスト高となることは否めない。

また、両レンズホルダを直動レール上を移動するステージにそれぞれ載置し、これらステージをレールに沿って移動させることで、両レンズ間距離を変更する機構がある。また、実際にはステージに駆動部が設けられて、外部からの制御信号により、直動レール上を進退両方向に移動させるようになっている。
この機構については、駆動部による部品点数の増加に伴って精度管理の負担が増すことで、結果として、コスト高を招くという欠点がある。

尚、製造上最も重要な事項の１つに、レーザ光源からのレーザ光の光軸、ビームエキスパンダの光軸及び連結手段の回動軸をそれぞれ一致させるということが挙げられる。これを蔑ろにすると、所定の印字位置に正確にレーザ光が照射されなくなり、結果として、印字品質の低下を招くこととなる。従って、上述調整を厳密に行うことは必至事項である。
しかしながら、上記構成では、３つの要素を一致させなければならないので、その分だけ誤差要因が増加し、高い精度で調整を行なうことが困難なばかりか、調整作業にも膨大な時間を要するため、結局、製造コストや精度の面で不具合が生じ易いという欠点がある。また、レーザ光源、ビームエキスパンダ及び連結手段が一列上に配置されているために、マーキング装置が長尺化し、設置スペースに制約を受ける虞がある。

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、低コストかつ高精度にビームエキスパンダから出射されるレーザ光のビーム径を変更することが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。

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、レーザ光源からのレーザ光をビームエキスパンダを介することでそのビーム径を変更し、そのレーザ光を光学系により印字領域上に集光させるとともに、走査させることで、文字・記号・図形等のマーキング情報を印字するレーザマーキング装置において、前記ビームエキスパンダは少なくとも２つのレンズから構成されており、かつ、一方のレンズを収容する第１のレンズホルダと他方のレンズを収容する第２のレンズホルダとを備えるとともに、前記第１又は第２のレンズホルダのうち少なくとも一方のレンズホルダを移動させることによりそれらの光軸方向に沿って相対移動可能に支持するガイド手段と、調整ブロックを有し、前記調整ブロックを前記光軸方向と交差する方向に直線的に変位させる調整手段と、前記一方のレンズホルダ側及び前記調整ブロックの少なくとも一方に設けられ前記調整ブロックの変位に基づき前記レンズホルダを前記光軸方向に沿って移動させるためのテーパ面と、前記一方のレンズホルダを、前記光軸方向に沿って前記調整ブロックと前記テーパ面とを密着させる方向に付勢する付勢手段とを備え、前記一方のレンズホルダには、レーザ光の入射または出射側の端面の周囲に前記光軸に対して所定角度傾斜させることにより前記テーパ面を形成するとともに、前記調整ブロックには、少なくとも前記一方のレンズホルダのテーパ面に対して前記光軸を挟んだ位置で接触する調整用テーパ面が形成されている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、前記テーパ面は前記入射または出射側の端面全体を前記光軸に対して所定角度傾斜させることにより形成されており、
調整用テーパ面は前記光軸が通る領域に通過孔部が形成されているとともに、前記テーパ面のうち前記光軸の外周領域全体に当接し得るように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、前記ガイド手段は、前記第１及び前記第２のレンズホルダのうちの一方に形成した前記光軸を中心とする嵌合孔部に、他方のレンズホルダを同軸状に嵌合して構成されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記調整手段の調整量を表示する調整量表示手段を備えたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記調整手段は前記調整ブロックを変位させるために回転させるシャフト部を有し、前記調整量表示手段は、前記シャフト部の回転運動を減速した回転運動に変換する減速機構を有するところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記調整手段は、前記調整ブロックを変位させるために回転させるシャフト部を有し、このシャフト部は前記光軸と直交する方向に設けたネジ軸を有し、
前記調整ブロックには前記ネジ軸と螺合するネジ孔が形成され、
前記ネジ軸を回転させることにより前記調整ブロックが螺進退するところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項６に記載のものにおいて、前記ビームエキスパンダにはその入射側のうちレーザ光が通過する通過部を除いた部分を覆う入射側防塵部と、出射側を覆う出射側防塵部とからなる防塵カバーが設けられ、その入射側防塵部に前記ネジ軸が回転可能に支持されているところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項６または請求項７に記載のものにおいて、少なくとも前記レーザ光源を収容するレーザ発振ユニットと、
少なくとも前記光学系を収容する走査ユニットと、
前記レーザ発振ユニットと前記走査ユニットとを連結するとともに、前記ビームエキスパンダを収容する収容部を有する連結手段を備え、
前記走査ユニットが前記レーザ発振ユニットに対して前記連結手段の連結方向における軸を中心に回動可能に保持されるように構成しているとともに、
前記連結手段を前記レーザ発振ユニットに対して固定することにより、前記光軸と前記レーザ光の光軸とが一致するように位置決めされる構成としているところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項６または請求項８に記載のものにおいて、前記連結手段は、前記レーザ発振ユニットに対して回動不能に固定されているとともに、前記走査ユニットに対して回動可能に保持されているところに特徴を有する。

請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のものにおいて、前記マーキング情報から生成される複数の座標データを含む印字用マーキングデータに基づいてガルバノスキャナの駆動を制御して前記レーザー光を所定の印字位置に走査させる制御手段と、前記ビームエキスパンダの備える前記二つのレンズ間の距離の変動或いは前記調整ブロックの移動における変化量の大きさに応じた補正信号を前記制御手段に対して出力する信号出力手段とを備え、前記制御手段には、印字する際の基準となる基準マーキングデータが記憶されるとともに、同制御手段は前記基準マーキングデータを構成する座標データから前記印字用マーキングデータの複数の座標データを生成する際に、前記信号出力手段からの補正信号のレベルに応じて前記基準マーキングデータの座標データを補正して補正マーキングデータを生成するところに特徴を有する。

請求項１１の発明は、請求項１０に記載のものにおいて、複数の前記補正信号のレベルに対応した複数個の補正係数データを記憶する補正係数記憶手段を備えてなるとともに、前記制御手段は前記補正信号のレベルに応じて、前記補正係数記憶手段から対応する補正係数データを読み出し、読み出された補正係数データに基づいて前記基準マーキングデータの座標データの補正を行うところに特徴を有する。

請求項１２の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載のものにおいて、前記基準マーキングデータが、前記マーキング情報から生成される各線分における線種データと、この線種データの始点及び終点位置の座標データとから構成される一次データとからなるとともに、この一次データの線種データに基づいて所定の間隔毎に前記始点及び終点を含む複数個の座標データに変換することで同一次データを前記印字用マーキングデータである二次データに変換し、この二次データに基づいて前記制御手段が前記レーザー光を走査させるものであり、前記制御手段は前記補正を前記二次データが生成される前段階で、前記一次データの座標データに対して行うところに特徴を有する。

本発明では、いわゆる直線運動変換により、レンズホルダを移動させる構成としているから、簡単な構成でビーム径を変更可能としつつ、光軸ずれを防止することが可能となる（請求項１の発明）。

また、入射又は出射側のうち全体を光軸に対して所定角度傾けた傾斜面としつつ、調整ブロックに調整用テーパ面を形成し、この調整用テーパ面をテーパ面のうち光軸を挟んだ位置又は光軸の外周領域全体に当接するように構成すれば、光軸ずれを一層確実に防止することが可能となる（請求項１又は請求項２の発明）。

ガイド手段を両レンズホルダのうち一方に形成されて光軸を中心とする嵌合孔部に他方のレンズホルダをこの嵌合孔部に同軸状に嵌合する構成とすれば、組み付け段階で両レンズの光軸を一致させることができ、しかも、従来の螺子切りを用いたものに比べて格段に低コストで精度を確保することができる（請求項３の発明）。

調整手段の調整量を表示する調整量表示手段を備える構成とすれば、調整手段の調整量を決める目安を容易に作ることができる（請求項４の発明）。

調整手段が調整ブロックを変位させるために回転させるシャフト部を有し、調整量表示手段が、シャフト部の回転運動を減速した回転運動に変換する減速機構を有する構成にすれば、調整手段の調整量の表示が正確に行える（請求項５の発明）。

調整手段は、前記調整ブロックを変位させるために回転させるシャフト部を有し、このシャフト部は光軸と直交する方向に設けたネジ軸を有し、調整ブロックにはネジ軸と螺合するネジ孔が形成され、ネジ軸を回転させることにより調整ブロックが螺進退する構成にすれば、調整ブロックの移動に伴う調整動作の空間的範囲を最小限に止めることができる（請求項６の発明）。

また、防塵カバーにネジ軸を回転可能に支持する構成とすれば、ネジ軸を支持するための専用部材が不要となるから、部品点数の削減を図ることができ、さらには、ネジ軸で防塵カバーが密閉されているから、防塵性能を確実に維持することができる（請求項７の発明）。

また、連結手段に収容部を設け、この収容部にビームエキスパンダを収容することで、連結手段の連結方向における中心軸とビームエキスパンダの光軸とが一致するように位置決めされるから、光軸調整時の誤差要因を低減されて光軸調整の高精度化を図ることが可能とされるとともに、その調整を一層容易化することが可能となる。また、これによって調整に要する手間が大幅に低減されることにより製造コストを低減化することができるという効果も得られる。
さらに、連結手段にビームエキスパンダを収容したことにより、装置の短尺化を図ることができる（請求項８の発明）。
さらに、走査ユニットのみを回動させるように構成しているから、例えば、レーザ発振ユニットに対して連結手段と走査ユニットとを回動させる構成に比べて、連結手段に生じる応力が低減されるから、耐久性の向上を図ることができる（請求項９の発明）。

請求項１０の発明によれば、マーキングデータが信号出力手段からの補正信号に基づいて補正されるから、光学系の焦点距離の調整に拘わらず、印字される文字或いは図形等のサイズが常に一定となる。

請求項１１の発明によれば、基準マーキングデータの補正が補正信号の大きさに応じた補正係数に基づいて行われる。このような補正形式であれば、単一の補正係数に基づいて補正を行う場合に比べて、補正の精度が高まる（印字される文字が所望の文字サイズに近いものとなる）。

請求項１２の発明によれば、マーキングデータの補正は二次データが生成される前段階で、一次データの座標データに対して行われる。このような補正タイミングであれば、二次データが生成される際に行う場合（二次データはマーキング情報を座標データのみで表すものであるため補正が必要とされるデータ、すなわち座標データの数が一次データに比べて多い）に比べて、補正処理が少なくて済むから、処置も早くなる。

＜実施形態１＞
本発明に係るレーザマーキング装置の実施形態１を図１ないし図９を参照して説明する。
図１に示すように、レーザマーキング装置は、レーザ光源１４を有する発振ユニット１０と、ガルバノミラー装置２４・収束レンズ（例えば、ｆθレンズ２５）等の光学部材を有するヘッドユニット２０と、両者１０，２０を連結する連結部材３０と、この連結部材３０内に収容されるビームエキスパンダ５０と、ビームエキスパンダを調整する調整機構６０から構成されている。

＜発振ユニット＞
発振ユニット１０のハウジング１１は断面略矩形状の筒形状をなしており、前後に壁部を有する縦長のベース部１２と天板の左右側部から垂下した板面を有するカバー部１３との２部品から構成されている。
ハウジング１１内部にはレーザ光を出射するレーザ光源１４が備えれており、例えば、ＣＯ２レーザ光源から構成されて、ベース部１２前側の壁部１２Ａに形成された円形状のレーザ出射口１５からヘッドユニット２０に不可視光であるレーザ光を出射する。また、ベース部１２の底面には板状のベース部材１２Ａが設けられており、この上に積み重ねられた調整用ブロック１６上にレーザ光源１４が載置されている。
レーザ光源１４と壁部１２Ａとの間には断面コ字状のカバー部１７（入射側防塵部に相当）が底面から直立した状態で形成されており、そのうち壁部１２Ａと平行な壁部１８にはレーザ光を通過させる通過孔Ｈ（φ＝５ｍｍ）、（通過部に相当）が設けられているとともに、レーザ光源１４のハウジングの出射端面がこの壁部１８に当接しており、且つ、レーザ光源１４からのレーザ光が通過孔Ｈを通過するように位置決めされている。また、壁部１２Ａと直交する壁部１９には径の異なる２つのネジ孔が同軸状に形成されたネジ孔部１９Ａが形成されている。

＜ヘッドユニット＞
ヘッドユニット２０のハウジング２１は発振ユニット１０と同じく断面略矩形状の筒形状をなしており、後端に壁部２２Ａを有するベース部２２と天板の左右側部及び前端から垂下した板面を有するカバー部２３の２部品から構成されている。尚、これら２部品により走査ユニット２０内が密閉状態とされ、防塵機能を発揮する（出射側防塵部に相当）。
ハウジング２１内部にはガルバノミラー装置２４・ｆθレンズ２５等を備えており、ベース部２２後側の壁面２２Ａに形成された円形状のレーザ入射口２６を通って内部に入射したレーザ光を、ガルバノミラー装置２４を介して向きを変更し、ｆθレンズ２５で収束光にしてワーク（図示せず）の印字領域上に照射する。レーザ光の照射位置はガルバノミラー装置２４に備えられているガルバノミラー２４Ａ，２４Ｂの回動角によって決まり、所望の文字・記号・図形等のマーキング情報に基づいてこのガルバノミラー２４Ａ，２４Ｂを回動動作させることにより、収束光を印字領域上で走査させてマーキング情報を印字する。
尚、ｆθレンズ２５は周縁部分に螺子切りが形成されており、ベース部２２に形成され、内周縁に螺子切りが施された穴部に螺合されている。

＜連結部材＞
連結部材３０は、発振ユニット１０のレーザ出射口１５とヘッドユニット２０のレーザ入射口２６との間を橋渡しする筒状連結部３１と、この筒状連結部３１の周囲に形成されて両者１０，２０を一体的に固定する固定部４０とから構成されている。

筒状連結部３１はレーザ出射口１５よりも発振ユニット１０の内部側に配される環状基部３２と、この環状基部３２の内環部分から垂直方向に延設されてレーザ入射口２６へと進入する円筒部３３（本発明の「収容部」に相当する）とからなる。環状基部３２は内環径がレーザ出射口１５よりも円筒部３３の肉厚分だけ小さくされており、外環径は逆に大径とされている。また、環状基部３２にはその周方向に螺子孔３４が複数形成されており、側面部分を発振ユニット１１の壁面１２Ａに宛がって螺子止めすることで、発振ユニット１１に固定されている。 円筒部３３の外径はレーザ出射口１５及びレーザ入射口２６の径と略同一とされており、これによって、円筒部３３は発振ユニット１０及びヘッドユニット２０に対して密嵌した状態となっている。円筒部３３の内周には、レーザ入射口２６側に形成されている段部３５を境にして小径部と大径部とが形成されており、後述するビームエキスパンダ５０が収容されると、このビームエキスパンダ５０のハウジング５１が段部３５に係止して連結方向における両者のずれ防止を手助けする機能を有している。
また、円筒部３３には、その軸方向に沿って肉薄とされる部分が設けられ、環状基部３２のうち、この肉薄の部分に対応する部位に穴部３２Ａが形成されている。

固定部４０は、発振ユニット１０の壁面１２Ａにおいてレーザ出射口１５の周囲からヘッドユニット２０に向けて突出形成された第１環状突出部４１と、ヘッドユニット２０の壁面２２Ａにおいてレーザ入射口２６の周囲から発振ユニット１０へ向けて突出形成された第２環状突出部４２と、これら環状突出部４１，４２を当接させるとともに、周方向全体に亘って加締める（かしめる）ことで発振ユニット１０とヘッドユニット２０とを相対変位不能に固定する加締リング４３とからなる。

第１環状突出部４１は一角が鋭角とされている断面角型形状をなしており、このうち外環部分は壁面１２Ａに対してオーバーハング状に起立する環状斜面部４１Ａが形成され、他方、内環部分には直立する環状壁面部４１Ｂが形成されている。また、外環部分と内環部分との間には壁面１２Ａに対して平行な環状平面部４１Ｃが形成されている。

第２環状突出部４２は、第１環状突出部４１と同じく一角が鋭角とされている断面角型形状をなしており、このうち外環部分は壁面２６に対してオーバーハング状に起立する環状斜面部４２Ａが形成され、他方、内環部分には直立する筒壁部４２Ｂが形成されている。また、筒壁部４２Ｂの外周と外環部分との間には壁面２２Ａと平行な環状平面部４２Ｃが形成されている。

第１環状突出部４１の環状平面部４１Ｃと第２環状突出部４２の環状平面部４２Ｃとは内環径及び外環径が一致して互いに接触するようになっているとともに、第１環状平面部４１の環状壁面部４１Ｂの内側に第２環状平面部４２の筒壁部４２Ｂの一部が入り込む形態とされている。

加締リング４３は有端環状をなしており、内環部分にはＶ字状の凹部４３Ａが形成されて、この凹部４３Ａに第１及び第２環状突出部４１，４２の各環状斜面部４１Ａ，４２Ａが入り込むようになっている。また、両端部にはボルト穴が形成されており（図示せず）、ボルト締めすることにより、第１及び第２環状突出部４１，４２の全周に亘って径方向内側に加締めることができるようになっている。

第２環状突出部４２の壁筒部４２Ｂと筒状連結部３１との間には、筒状樹脂４４が介在されている。この筒状樹脂４４はベアリングのように機能するもので、これによって、壁筒部４２Ｃと筒状連結部３１とが周方向に円滑に相対移動されるようになっている。

＜ビームエキスパンダ＞
ビームエキスパンダ５０は、円筒状をなすハウジング内にコリメータレンズ５３と、発散レンズ５４と、スプリング部５５とを備えている。
ハウジングはコリメータレンズ５３を収容する第１のレンズホルダ５１と発散レンズ５４を収容する第２のレンズホルダ５２とから構成されており、第１のレンズホルダ５１の発振ユニット１０側に形成されている嵌合孔部５１Ａに第２のレンズホルダ５２が同軸状に嵌合されている。さらに、第１のレンズホルダ５１が筒状連結部３１に収容された状態とされ、これによって筒状連結部３１の連結方向における中心軸Ｃとビームエキスパンダ５０の光軸ＬＣとが一致するように位置決めされている。
また、円筒部３３の肉薄の部分と第１のレンズホルダ５１との間には空洞Ａが形成されて、この空洞Ａに電線を配索することで発振ユニット１０とヘッドユニット２０とを電気的に接続できるようになっている。

第１のレンズユニット５１は円筒状をなしており、その外周面のうちヘッドユニット２０側には段部５１Ｂが形成されており、この段部５１Ｂが筒状連結部３１の段部３５に係止する。また、内周面にも段部５１Ｃが形成されており、ここに、スプリング部５５の一端を宛がうようになっている。また、この第１のレンズホルダ５１に収容されるコリメータレンズ５３はヘッドユニット２０側の端面側に配されており、端面から蓋締めされることで第１のレンズホルダ５１の段部５１Ｄと蓋５１Ｅとにより挟まれて移動不能状態とされている。
また、第１のレンズホルダ５１のうち発振ユニット１０側には、第２のレンズホルダ５２の位置調整をする調整機構６０を構成する調整ブロック６１（これについては後述する。）を通すための円形の貫通孔５１Ｆが形成されて発振ユニット１０内部に配されている。

第２のレンズホルダ５２は第１のレンズホルダ５１と同様に円筒状をなしており、その外径が前述した嵌合孔部５１Ａの径と略同一径とされて密嵌状態とされるようになっている（本発明の「ガイド手段」に相当する）。このうち、発振ユニット１０側の端面には全体が傾斜状をなすテーパ面５２Ａが形成されて、後述する調整ブロック６１のテーパ面６１Ｂが当接するようになっている。

スプリング部５５（付勢手段）はいわゆるコイルバネから構成されており、前述した段部５１Ｃと第２のレンズホルダ５２との間に配されている。このスプリング部５５は段部５１Ｃに当接していることで、その弾性力が第２のレンズホルダ５２に付与され、これを発振ユニット１０側へ移動させるように働きかけている。

＜調整機構＞
調整機構６０（調整手段に該当）は、調整ブロック６１と、調整用ブロック６１を支持するシャフト部６２と、シャフト部６２を壁部１２Ｃに支持する支持部６３とから構成されている。
支持部６３は径の異なるボルト部材６３Ａ，６３Ｂが同軸状に配された異径２段筒形状をなしており、中心軸にはシャフト部６２を通す貫通孔６３Ｃが形成されている。このうち、大径のボルト部材６３Ａの端面には２つの孔部６３Ｄが中心軸に対して対称となるように形成されている。この支持部６３は壁部に設けられたネジ孔部１９Ａに螺合された状態とされている。

シャフト部６２は円柱形状をなしており、基端面には直線状の溝部６２Ａが形成されており、基端面からみて先端側よりの位置に大径部６２Ｂが形成されている。一方、先端側には螺子きりが施されたネジ軸６２Ｃが形成されており、ネジ軸６２Ｃよりも基端側にはシャフト部６２の延び方向に対して直角にピン孔が設けられている。このピン孔はシャフト部６２に通されるリング６４に設けられた孔とともにロックピン６５が嵌め込まれるようになっており、これによってリング６４がシャフト部６２に固定されることとなる。また、この大径部６２Ｂとピン孔との間隔は支持部６３の中心軸方向に沿った方向における寸法と略同一とされている。
尚、シャフト部６２と支持部６３の貫通孔６３Ｃとの間には筒状の樹脂Ｊが介在されている。これはベアリングの機能を有するもので、シャフト部６２が空回りするようにされている。

調整ブロック６１は円盤状の基端部６１Ａから直立する円柱を斜めに切り欠いたような形状とされており、その切り欠かれた部分にテーパ面６１Ｂ（調整用テーパ面）が設けられている。このテーパ面６１Ｂは前述した第２のレンズホルダ５２のテーパ面５２Ａのうち光軸ＬＣの外周領域全体に当接するようになっている。また、調整ブロック６１のうち光軸ＬＣ１を取り囲むようにして通過孔６１Ｃが形成されており、左右方向に長い長円形状をなしている。
基端部６１Ａから貫通孔６１Ｃ側にかけてネジ孔６１Ｄが穿設されており、前述したネジ軸６２Ｃが螺合されている。これによって、シャフト部６２を回転させることにより、この調整ブロック６１が左右方向（光軸と直交する方向）に移動可能とされている。

＜調整量表示装置＞
調整量表示装置９０（調整量表示手段に該当）は、表示板を兼ねたハウジング９２と、ハウジング９２に回動可能に軸支されたインジケータ９１を備えている。インジケータ９１は、ハウジング９２にベアリング９３を介して回動可能に取り付けられている軸部９１Ａの両端に、シャフト部６２と一体に回動する小径ギヤ６２Ｄと噛合して、ネジ軸６２Ｃの回転を減速してインジケータ９１に伝える大径ギヤ９１Ｂと、指示矢印（図９示）が形成された指示板９１Ｃが、それぞれ設けられている。小径ギヤ６２Ｄとインジケータ９１により、減速機構を構成しており、小径ギヤ６２Ｄと大径ギヤ９１Ｂの歯数は、大径ギヤ９１Ｂが１回転する間に、小径ギヤ６２Ｄが複数回転するように設定されている。

一方、ハウジング９２には、その図７において下面に調整機構６０の調整量を表す目盛ＤＧが印刷されている（図９示）。また、ハウジング９２には、シャフト部６２もベアリング（符号なし）を介して回動可能に貫通している。シャフト部６２およびネジ軸６２Ｃが回転することにより、小径ギヤ６２Ｄおよび大径ギヤ９１Ｂを介して、減速された上でインジケータ９１の指示板９１Ｃが回転することで、その上に形成された指示矢印が目盛ＤＧを指し示し、調整機構６０の調整量が表示される。本実施形態におけるハウジング９２上の目盛ＤＧは、レーザマーキング装置の標準的なワークディスタンスを０とし、それに対する増減量にて表示を行っている。減速機構によって減速されたインジケータ９１が目盛ＤＧを指し示すことにより、ネジ軸６２Ｃがたとえ１回転を超えて回転し、調整するものであっても、調整量の表示を正確に表示することが可能である。

本実施形態のレーザマーキング装置の構成は以上であり、その作用について説明する。
まず、筒状連結部３１を発振ユニット１０内部からレーザ出射口１５に通して環状基部３２を螺子止めし、筒状連結部３１の外環部分に筒状樹脂４４を通す。 続いて、ビームエキスパンダ５０を筒状連結筒部３１に収めた後、円筒部３３をヘッドユニット２０のレーザ入射口２６に進入させる。そうすると、第１環状突出部４１と第２環状突出部４２とが当接するから、加締めリング４４を取り付け、螺子締めする。これによって筒状連結部３１の中心軸Ｃとビームエキスパンダ５０の光軸ＬＣとが一致した状態で位置決めされる。

次に、レーザ光源１４から出射されるレーザ光の光軸ＬＣ１とビームエキスパンダ５０の光軸ＬＣとを一致させるため、ベース部材１２Ｂに調整用ブロック１６を積み重ねる。積み重ねる調整用ブロック１６の個数は理論上想定される個数を予め積み重ねておき、その後、実際に装置を動作させて微調整をするようにしても良く、又は、装置を動作させ、その結果に基づいて個数を調整するようにしても良い。

ところで、ワーク上に集光されるレーザ光のスポット径やワークディスタンスを調整したい場合には、調整ブロックを左右方向（光軸ＬＣ１と直交（交差）する方向）に移動させて、第１及び第２のレンズホルダ５１，５２の光軸ＬＣ１方向における離間距離を調整することで、ビームエキスパンダ５０から出射されるレーザ光のビーム径（ビーム幅及びビームの広がり角を含む）を変更するようにすれば良い。
例えば、レーザ光のビーム径を絞る場合には、シャフト部６２の溝部６２Ａに器具を宛がってシャフト部６２を例えば反時計回りの方向に回転させる。そうすると、ネジ孔６１Ｄがネジ軸６２Ｃに対して螺退するから、テーパ面６１Ｂが左側に変位するに伴って、第２のレンズホルダ５２の嵌合孔部５１Ａへの嵌合深さが増大する（直線運動変換）。これにより、両レンズ５３，５４間の距離が縮小されるからビーム径を絞ることができる（図１０参照）。
一方、レーザ光のビーム径を拡大する場合には、シャフト部６２の溝部６２Ａに器具を宛がってシャフト部６２を時計回りの方向に回転させる。そうすると、ネジ孔６１Ｄがネジ軸６２Ｃに対して螺進するから、テーパ面６１Ｂが右側に変位するに伴って、第２のレンズホルダ５２の嵌合孔部５１Ａへの嵌合深さが減少する（直線運動変換）。これにより、両レンズ５３，５４間の距離が拡大されるからビーム径を拡大することができる（図１１参照）。シャフト部６２を回転させる際、指示板９１Ｃの指示矢印が指し示す目盛ＤＧにより、その調整量を把握することができる。
上記の作業が完了したら、発振ユニット１０及びヘッドユニット２０のカバー部１３，２３をそれぞれ被せる。

また、ヘッドユニット２０のレーザ出射口の位置を変更するには、加締めリング４４の螺子を緩めヘッドユニット２０を回動操作させれば良い。回動操作させると、ヘッドユニット２０が筒状連結部３１の中心軸Ｃに対して回動するから、所望の位置まで回動させて加締めリング４４を螺子締めすればよい。これにより、ヘッドユニット２０が所定の姿勢に固定されることとなる。

本実施形態では、いわゆる直線運動変換により、両レンズホルダ５１，５２を移動させる構成としているから、簡単な構成でビーム径を変更可能としつつ、光軸ずれを防止することが可能となる。また、テーパ面５２Ａとして、入射側の端面全体を光軸ＬＣ１に対して所定角度傾けた傾斜面としているから、光軸ずれを一層確実に防止される。
また、第１のレンズホルダ５１に形成されている嵌合孔部５１Ａに第２のレンズホルダ５２が同軸状に嵌合した構成としたことにより、組み付け段階で両レンズの光軸を一致させることができ、しかも、従来の螺子切りを用いたものに比べて格段に低コストで精度を確保することができる。

調整機構６０の調整量を表示する調整量表示装置９０を備えているため、調整機構６０の調整量を決める目安を容易に得ることができる。

調整ブロック６０を光軸ＬＣ１と直交する方向にネジ軸６２Ｃに設け、ネジ軸６２Ｃの回転によってこの調整ブロック６０を螺進退させるようにしているから、調整ブロック６０の移動に伴う調整操作の空間的範囲を最小限に止めることができる。

また、ネジ軸６２Ｃが回転することにより調整ブロック６１を螺進退させ、調整量表示機構９０が、ネジ軸６２Ｃの回転運動を減速した回転運動に変換する減速機構６２Ｄ、９１と、減速機構６２Ｄ、９１の回転量を表示する目盛ＤＧを有しているため、調整機構６０の調整量の表示が正確に行える。
また、カバー部１９にシャフト部６２を回転可能に支持する構成としているから、シャフト部６２を支持するための専用部材が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。さらには、支持部６３によりネジ孔部１９Ａが密閉されているから、防塵性能を確実に維持することができる。尚、通過孔Ｈの径（φ）は約５ｍｍ程度の極小孔であり、しかも、レーザ光源１４の出射端面により塞がれた状態とされているから、防塵性能の劣化要因とはならない。

筒状連結部３１にビームエキスパンダ５０を収容することで、筒状連結部３１の連結方向における中心軸Ｃとビームエキスパンダ５０の光軸ＬＣとが一致するように位置決めされるから、光軸調整時の誤差要因が低減され、もって光軸調整の高精度化を図ることが可能とされるとともに、その調整を一層容易化することが可能となる。また、これによって調整に要する手間が大幅に低減されることにより製造コストが低減化されるという効果も得られる。
また、筒状連結部３１にビームエキスパンダ５０を収容したことにより、装置の短尺化を図ることができる。
さらに、ヘッドユニット２０のみを回動させるように構成しているから、例えば、発振ユニット１０に対して筒状連結部３１とヘッドユニット２０とを回動させる構成に比べて、筒状連結部３１に生じる応力が低減されるから、耐久性の向上を図ることができる。

＜参考例１＞
参考例１は、図１２に示すように第２のレンズホルダ５２の外周面のうち、入射端面側に光軸ＬＣ１と直交する方向に向けて延設された板部材７０にテーパ面７０Ａを設け、このテーパ面７０Ａに調整ブロックのテーパ面６１Ｂを当接させたところが実施形態１と相違しており、このように構成しても上記実施形態と同様に直線運動変換がなされる。

＜実施形態２＞
実施形態２は、図１３に示すように第２のレンズホルダ５２の入射端面に形成されたテーパ面５２Ａのうち、レーザ光の光路から外れた部分に調整ブロック６１のテーパ面６１Ｂを当接させた構成とされている。

＜実施形態３＞
実施形態３は、図１４に示すように、調整ブロック６０の先端側から基端部側に向けて光軸ＬＣ１と直交する方向に沿ってＵ字状の通過溝８０が形成されており、この通過溝８０をレーザ光が通過する構成とされている。

＜参考例２＞
参考例２は、図１５（Ａ）に示すように、調整ブロックを円柱状に形成した構成としており、また、図１５（Ｂ）に示すように、第２のレンズホルダ５２を円柱状に形成する構成としている。このようにしても、第２のレンズホルダ５２を光軸方向に沿って移動させることができる。

＜実施形態４＞
実施形態４を図１６ないし図２１を参照して説明する。
図１６に示す１１０は制御部（本発明の制御手段に相当する）である。制御部１１０はＣＰＵ１１１と基準マーキングデータ記憶部１１５とから構成されるとともに、同制御部１１０には信号線を介してマーキング情報入力用の操作パネル１６０、文字・記号・図形等のフォントデータが記憶されるフォントデータ記憶部１３０が接続されている。
また、レーザー光源１４、ビームエキスパンダ５０、ガルバノ装置２４、Ｆθレンズ２５については、実施形態１と同じ構成である。

操作パネル１６０からマーキング情報が入力されると、制御部１１０はそのマーキング情報並びにフォントデータに基づいて印字用マーキングデータ（詳細は後述する）を生成し、生成された印字用マーキングデータに基づいてガルバノ装置（本発明のガルバノスキャナに相当）２４を駆動させ、ワークＷ上の印字位置に所定のマーキング情報を印字する。

また、実施形態１で既に述べたように、ビームエキスパンダ５０には調整ブロック６１が備えられており、例えば、ワークＷの厚みが設定値と異なる場合には印字作業に先だって、同調整ブロック６１を光軸ＬＣと交差する方向に進退させることで、第１・第２のレンズホルダ５１、５２の相対距離を変動させ、これによりワークディスタンスの調整（光学系の焦点距離をワークに合わせて調整）をすることとしている（図１７、１８参照）。

しかし、こうしたワークディスタンスの調整を行った場合に、図１７に示すように基準となる焦点距離Ｌｏより調整後の焦点距離Ｌ１が短くなると、ワークＷ上に印字される文字の大きさが予め設定された基準文字サイズ（焦点距離がＬｏである場合の文字サイズ）に比べて焦点距離の変動比率（Ｌ１／Ｌｏ）にほぼ比例して小さくなり、調整後の焦点距離がＬ２が焦点距離Ｌｏより長くなると、変動比率（Ｌ２／Ｌｏ）にほぼ比例して文字サイズが大きくなってしまう。これは、制御部１１０によるガルバノ装置２４の駆動制御が焦点距離Ｌｏを基準としているためである。

そこで、本実施形態では、ビームエキスパンダ５０に検出部（本発明の信号出力手段に相当する）１５０を設けるとともに、この検出部１５０から出力される補正信号Ｓに基づいて後述する基準マーキングデータ（文字、図形、記号等のサイズに関して焦点距離Ｌｏに対応したデータ）を補正することとしている。
尚、ここでいう補正とは、光学系の焦点距離の調整（ワークディスタンスの調整）に拘わらずワークＷ上に印字されるマーキング情報の文字、図形、記号サイズを一定とするため、焦点距離の調整に伴う文字、記号、図形サイズの変動を修正するような補正である。

検出部１５０は、図１８に示すように調整ブロック６１の進退方向の前方（同図において上方）に配置されている。この検出部１５０は位置検出センサにより構成されている。本実施形態において位置検出センサは近接センサを採用しているが、この他に光電式或いは静電容量式のものであってよい。
印字作業に先だってワークディスタンスの調整をすべく調整ブロック６１の進退動作がなされると、検出部１５０は同進退動作を検出するとともに、調整ブロック６１の変位量（初期位置からの変位量）に応じた大きさの補正信号ＳをＣＰＵ１１１に対して出力するようになっている。ＣＰＵ１１１では、この補正信号Ｓを一時的に記憶するようになっている。
尚、図１８は調整ブロック６１が基準となる位置（図７に示す位置）から下降した状態を示している。

次に、フォントデータ、基準マーキングデータ、基準マーキングデータの補正、並びに印字用マーキングデータについて説明する。

フォントデータは線種データと、この線種データの始点及び終点の座標データから構成されている（図１９参照）。例えば、文字ＡのフォントデータであればＳ１ｓとＳ１ｅ、Ｓ２ｓとＳ２ｅ、Ｓ３ｓとＳ３ｅがそれぞれ組みになった３つの線種データを備えている。Ｓ１ｓとＳ１ｅの組であれば、まず線種としては直線である（大文字のＳ）ことを示しており、更に、Ｓ１ｓが線分の始点を、終点がＳ１ｅであることを示している。

そして、Ｓ１ｓが座標データｂ１（Ｘｆ１、Ｙｆ１）と対応しており、Ｓ１ｓが座標データｂ２（Ｘｆ２、Ｙｆ２）と対応している。これにより、フォントデータＡを構成する３つの線分のうちのラインＳ１が特定されるようになっている。また、Ｓ２ｓとＳ２ｅの組によってラインＳ２が特定され、Ｓ３ｓとＳ３ｅの組によってラインＳ３が特定されるようになっている。尚、各フォントデータの座標はポイントＺが基準点（０、０）とされている。

操作パネル１６０からマーキング情報に関する入力信号が送られると、ＣＰＵ１１１はフォントデータ記憶部１３０より対応するフォントデータを読み出し、これを印字領域Ｌ上に割り付けを行うことで基準マーキングデータ（一次データ）を生成するようになっている（図２０のステップ１参照）。より具体的に説明すると、フォントデータの割り付けは読み出されたフォントデータの座標を印字領域Ｌ上の座標値に変換するものである。図２０では、フォントデータとして文字Ａが読み出されており、この場合には基準点Ｚの座標が（０、０）から（ｍ、ｎ）に置き換えられ、基準点Ｚの座標の置き換えと同様の置き換えが各座標データｂ１〜ｂ５においてなされる。
例えば、基準マーキングデータにおける点ｂ１の座標は（Ｘ１、Ｙ１）であるが、これはフォントデータの点ｂ１の座標（Ｘｆ１、Ｙｆ１）に（ｍ、ｎ）を加算したものである（Ｘ１＝Ｘｆ１＋ｍ、Ｙ１＝Ｙｆ１＋ｎ）。

上記要領で基準マーキングデータが生成されると、ＣＰＵ１１１は、一旦基準マーキングデータを基準マーキングデータ記憶部１１５に対して記憶する。
その後、ＣＰＵ１１１は先に述べた検出部１５０からの補正信号Ｓが記憶されている場合には、基準マーキングデータの補正を行って、補正マーキングデータを生成する。より具体的に説明すると、ＣＰＵ１１１には信号線を介して補正係数記憶部（本発明の補正係数記憶手段に相当する）１４０が接続されている。この補正係数記憶部１４０には、図２１に示すように複数個の補正係数（β１、β２・・・βｎ）が格納されている。

補正係数βは、ワークディスタンスの調整量（調整ブロックの変位量）を種々変更し、そのときの文字サイズの拡大・縮小率を各調整量ごとに測定する試験を行って、その試験結果から算出されたものである。例えば、ある調整量のときに文字の縮小率が０．９であったとすると、これを元の文字サイズに戻してやるには文字が縮小された分だけ文字サイズを拡大するような補正を行ってやればよいから補正係数βの値は１．１となる。
これら各補正係数βは補正信号Ｓのレベルと対応付けされており、ＣＰＵ１１１に補正信号Ｓが入力されるとＣＰＵ１１１は入力された補正信号Ｓｎと対応する補正係数βｎを補正係数記憶部１４０より読み出すようになっている。例えば、補正信号ＳのレベルがＳ１であれば、補正係数β１のものが読み出されるようになっている。

その後、ＣＰＵ１１１は補正係数β１に基づいて、基準マーキングデータを構成する座標データの変換を行い、補正マーキングデータを生成する。例えば、ｂ１の座標データであれば、（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ１’、Ｙ１’）に補正される（表１参照）。尚、基準マーキングデータの補正係数βによる補正は、文字の拡大・縮小率の調整を行うものであって、線種の変更を伴うものでないから、線種データに関しては何ら変更は行われない。

次に、印字用マーキングデータ（２次データ）について説明すると、補正マーキングデータ（基準マーキングデータ）では割り付けられたフォントデータを線種データと座標データとで表したが、印字用マーキングデータはこれを線分の始点及び終点を含む複数個の座標データによって表す（座標データのみ）ものである。具体的には線分上の各点（座標データ）を所定の間隔毎（本実施形態ではレーザ光のスポット径の半分のピッチ）に抽出することで得られる（図２０におけるＳＴＥＰ２参照）。
また、印字作業に先だってワークディスタンスの調整がされなかった場合（補正信号の出力がない場合）であれば、ＣＰＵ１１１は基準マーキングデータに基づいて印字用マーキングデータの生成を行う。

その後、ＣＰＵ１１１は生成された印字用マーキングデータに基づいて、ガルバノ装置２４を駆動させる。これにより、ワークＷ上の印字位置には所定のマーキング情報が印字されることとなる。

このように、本実施形態によれば、印字作業に先だってワークディスタンスの調整がされたときには、検出部１５０がこれを検出して補正信号ＳをＣＰＵ１１１に出力する。一方、ＣＰＵ１１１では補正信号Ｓが入力されると、これを一時的に記憶しておき、基準マーキングデータを生成した後に、補正係数記憶部１４０から補正信号Ｓのレベルに応じた補正係数βを読み出して補正マーキングデータを生成する。
これにより、補正後のマーキングデータは調整後の光学系の焦点距離Ｌに合ったデータに補正されることとなるから、ワークＷ上には予め設定された所望の文字、記号、図形サイズ（基準サイズ）でマーキング情報が印字される。

また、マーキングデータを補正する場合には、例えば、基準マーキングデータに対して補正を行わず、印字用マーキングデータが生成された後に、印字用マーキングデータに対して行うことも可能であるが、本実施形態では印字用マーキングデータが生成される前段階で基準マーキングデータに対して補正を行うこととしている。というのも、基準マーキングデータの座標データは線分の始点・終点のデータ（マーキング情報が文字Ａである場合には、５つのデータ）であるのに対して、印字用マーキングデータはマーキング情報を座標データのみで表すものであるためデータ数が多い。従って、基準マーキングデータに対して補正を行えば、印字用マーキングデータに対して補正を行う場合に比べて補正処理が少なくて済むから、処理が早くなる。
加えて、基準マーキングデータの補正が補正信号Ｓの大きさに応じた補正係数βに基づいて行われる。このような補正形式であれば、単一の補正係数に基づいて補正を行う場合に比べて、補正の精度が高まる（印字される文字が所望の文字サイズにより近いものとなる）。

また、本実施形態では、ワークディスタンスの調整のために、調整ブロック６１を介してコリメータレンズ５３と発散レンズ５４のレンズ間距離を変位させたが、このような調整はレーザ光のスポット径の調整にも行われる。従って、この場合にも、基準マーキングデータの補正を行ってやることで、スポット径の調整に拘らず、予め設定された所望の文字、図形、記号サイズでワークＷ上にマーキング情報を印字することが可能となる。

＜マーキングデータの生成方法＞
レーザー光源からのレーザー光を少なくとも二つのレンズを備えるビームエキスパンダを介することで前記レーザー光のビーム径を変更し、変更されたレーザ光を光学系によりワーク上に集光させるとともに、制御手段を介して、所定の印字用マーキングデータに基づいてガルバノスキャナの駆動を制御することで前記レーザー光をワーク上の所定の印字位置に走査させ、更に、調整手段により前記ビームエキスパンダの備える前記二つのレンズ間の距離を調整することで前記ワークに対する前記レーザー光の焦点距離の調整を行うようにしたレーザーマーキング装置のマーキングデータ生成方法において、前記レーザーマーキング装置には前記ビームエキスパンダの備える前記二つのレンズ間の距離の変動或いは前記調整ブロックの移動における変化量の大きさに応じた補正信号を前記制御手段に対して出力する信号出力手段が設けられるとともに、前記印字用マーキングデータは、基準となる焦点距離に対応した基準マーキングデータの座標データに対して前記補正信号に基づいて補正を行い、補正された補正マーキングデータに基づいて生成される。

仮に、焦点距離Ｌの調整を行った場合に、基準マーキングデータに対して何ら補正をおこなわずに、印字用マーキングデータを生成するといった方法をとると、焦点距離Ｌの変動比率にほぼ比例して印字される文字、図形、記号等のサイズが変動してしまい、マーキング情報が所望のサイズで印字されないといった事態を招く。
この点に関して、上記のマーキングデータ生成方法であれば、信号出力手段からの補正信号に基づいて基準マーキングデータの補正行い、補正されたマーキングデータに基づいて印字用マーキングデータが生成される。従って、生成された印字用マーキングデータは調整後の光学系の焦点距離に合ったものとなるから、焦点距離Ｌの調整に拘わらず所望の文字サイズでの印字したい場合に有効となる。尚、特に、このマーキングデータ生成方法について言えば、調整手段には、実施形態１におけるビームエキスパンダ５０に加えて、後述する実施形態７における焦点距離調整手段（ビームエキスパンダ２００）などの他の調整手段も含まれる。

＜実施形態５＞
実施形態５は、実施形態４に対して検出部１５０の構成を変えたものである。実施形態５では検出部１５０を位置検出センサによって構成したが、実施形態５においては検出部１７０を位置検出センサに変えてポテンションメータによって構成している。この場合には、ポテンションメータに係合する連動軸１７１をインジケータ９１の備える大径ギヤ９１Ｂに設けておく（図２２参照）。
これにより、シャフト部６２が回動されると、その回動動作が大径ギヤ９１Ｂ、連動軸１７１を介してポテンションメータに対して伝達されるから、ポテンションメータの抵抗値がシャフト部６２の回動量に応じて変化する。従って、検出部１７０からはシャフト部６２の回動量、すなわち調整ブロック６１の変位量に応じた補正信号ＳがＣＰＵ１１１に対して出力されることとなる。
その他の構成については、実施形態１と同様であるため、同一部品には同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。

＜実施形態６＞
実施形態６は、実施形態４に対して検出部１５０の構成を変えたものである。実施形態４では検出部１５０を位置検出センサによって構成したが、実施形態６においては検出部を、キーパネル１８１を備えたコンソール１８０により構成したものである。図２３に示すように、コンソール１８０にはインジケータ１８３が設けられており、そこには調整ブロック６１の調整量が表示されるようになっている。作業者はインジケータ１８３の表示に基づいて所定の補正値（例えば、マニュアル書を参照して）をキー入力する。これにより、補正信号ＳがＣＰＵ１１１に出力される。このように、補正値を人手により入力する構成であっても、実施形態４並びに実施形態５と同様の補正効果が得られる。
その他の構成については、実施形態４と同様であるため同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。

＜実施形態７＞
実施形態７は、実施形態４に対してビームエキスパンダ（焦点距離調整手段）の構成を変えたものである。実施形態４ではテーパ面６１Ｂを備えた調整ブロック６１を光軸ＬＣと交差する方向に変位させ、これによりコリメータレンズ５３と発散レンズ５４のレンズ間距離を変位させたが、実施形態７におけるビームエキスパンダ２００は、コリメータレンズ５３にスライド機構２１０を付設している（図２４参照）。スライド機構２１０は水平方向に相対移動可能な一対のレール２１１、２１２と、これを駆動させるモータＭとから構成されており、作業者がスイッチ（図示せず）を投入するとモータＭが駆動してレール２１１、ひいてはコリメータレンズ５３を水平移動させるようになっている。これにより、コリメータレンズ５３と発散レンズ５４のレンズ間距離を変位させることが出来る。

そして、図２４における２２０は近接センサよりなる検出部であって、コリメータレンズ５３或いはレール２１１の移動を検出し、その変位量に応じた補正信号ＳをＣＰＵ１１１に対して出力する。
一方、ＣＰＵ１１１は出力された補正信号Ｓを一時的に記憶するようになっており、その後、操作パネル１６０を介してマーキング情報が入力されると、ＣＰＵ１１１は基準マーキングデータを生成した後に、同基準マーキングデータの補正を実施形態４の補正と同じ手順で行う。これにより、実施形態４の場合と同様に光学系の焦点距離の調整に拘らず、ワークＷ上には予め設定された所望の文字サイズでマーキング情報が印字される。

つまり、レーザ光源からのレーザ光を少なくとも一つの光学部品を備えた光学系を通じて印字領域上に集光させるとともに、光学部品を光軸方向に移動させることにより前記集光される光の焦点位置を調整する焦点距離調整手段と、所定の印字用マーキングデータに基づいてガルバノスキャナの駆動を制御して前記レーザー光を所定の印字位置に走査させる制御手段と、光学部品の前記光軸方向に関する移動を検知し、その移動量の大きさに応じた補正信号を前記制御手段に対して出力する信号出力手段とを備えたものレーザーマーキング装置であって、
前記制御手段には印字する際の基準となる基準マーキングデータが記憶され、この基準マーキングデータが前記マーキング情報から生成される各線分における線種データと、この線種データの始点及び終点位置の座標データとから構成される一次データとからなるとともに、この一次データの線種データに基づいて所定の間隔毎に前記始点及び終点を含む複数個の座標データに変換することで同一次データを前記印字用マーキングデータである二次データに変換し、この二次データに基づいて前記制御手段が前記レーザー光を走査させるものであり、前記制御手段は前記二次データが生成される前段階で、前記一次データの座標データに対して前記補正信号のレベルに応じて補正を行うこととしている。

ワークディスタンスの調整（焦点距離の調整）を行う場合には、焦点距離調整手段を設けておけばよいが、この場合に、基準マーキングデータに対して何ら補正を行わずにおくと、焦点距離Ｌの変動比率にほぼ比例して印字される文字、図形、記号等のサイズが変動してしまい、マーキング情報が所望の文字サイズで印字されないといった事態を招く。

この点に関して、上記の構成によれば、信号出力手段からの補正信号に基づいて基準マーキングデータの補正を行い、補正されたマーキングデータ（補正マーキングデータ）に基づいて印字用マーキングデータが生成される。従って、生成された印字用マーキングデータは調整後の光学系の焦点距離Ｌに合ったものとなるから、焦点距離Ｌの調整に拘わらず所望の文字サイズで印字したい場合に有効となる。
また、マーキングデータを補正する場合には、例えば、基準マーキングデータに対して補正を行わず、印字用マーキングデータが生成された後に、印字用マーキングデータ（二次データ）に対して行うことも可能であるが、上記構成では印字用マーキングデータが生成される前段階で基準マーキングデータ（一次データ）に対して補正を行うこととしている。というのも、基準マーキングデータの座標データは線分の始点・終点のデータであるのに対して、印字用マーキングデータはマーキング情報を座標データのみで表すものであるためデータ数が多い。従って、基準マーキングデータに対して補正を行えば、印字用マーキングデータに対して補正を行う場合に比べて補正処理が少なくて済むから、処理が早くなる。

＜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。

（１）上記実施形態では、第２のレンズホルダ５２の入射端面及び調整ブロック６１にテーパ面５２Ａ，６１Ｃを形成した構成を示した。

（２）これに対して、第２レンズホルダ５２の入射端面にテーパ面５２Ａを形成した構成の他に、このレンズホルダ５２の出射端面にテーパ面を形成するようにしても良い。

（３）例えば、第１のレンズホルダ５１に発散レンズ５４を収容し、第２のレンズホルダ５２にコリメータレンズ５３を収容するように構成する構成としても良い。この場合は、第２のレンズホルダ５２をヘッドユニット２０側に配されるように構成し、この第２のレンズホルダ５２を第１のレンズホルダに対して相対移動させるように構成すれば良い。

（４）上記実施形態では、筒状連結部３１を発振ユニット１０に対して固定し、ヘッドユニット２０のみを回動操作する構成としたが、例えば、筒状連結部３１をヘッドユニット２０に対して固定し、筒状連結部３１とヘッドユニット２０を発振ユニット１０に対して回動させる構成であっても良いし、筒状連結部３１を両ユニット１０，２０に対して回動可能に取り付け、ヘッドユニット２０のみを回動させたり、ヘッドユニット２０と筒状連結部３１とを発振ユニット１０に対して回動させるように構成しても良い。

（５）また、上記実施形態では、筒状連結部３１が発振ユニット１０及びヘッドユニット２０に対して別体に設けられた構成を示したが、ヘッドユニット２０が発振ユニット１０に対して回動可能とされていればよいから、例えば、発振ユニット１０の壁部１２Ａあるいはヘッドユニット２０の壁部２２Ａのどちらか一方に一体的に形成された構成としても良い。要するに、本発明の「連結手段」は、発振ユニット１０とヘッドユニット２０とを連結する機構のことであり、両ユニット１０，２０に対して一体か別体かは問題とならない。

（６）また、上記実施形態では、走査ユニット２０を発振ユニット１０に対して回動可能となるように構成したが、走査ユニット２０を発振ユニット１０に対して回動不能に固定した構成としてもよい。

（７）また、上記実施形態の通過孔Ｈに、例えば、レーザ光（赤外光）を透過させる光透過部材を嵌めこんだ構成としても良い。このようにすれば、防塵性能を一層高めることができる。

（８）調整量表示装置９０に減速機構を設けずに、目盛ＤＧがシャフト部６２あるいはネジ軸６２Ｃの回転量を表すようにしてもよい。

（９）調整量表示装置９０の目盛ＤＧは、ワークディスタンスを示すものでなく、第１のレンズホルダ５１あるいは第２のレンズホルダ５２の移動量、レンズ５３、５４間の距離を示すものでもよい。

（１０）ハウジング９２に指示矢印を形成し、インジケータ９１の指示板９１Ｃに目盛ＤＧを形成してもよい。

（１１）例えば、第１のレンズホルダ５１に収束レンズ（コリメータレンズ）５３を収容し、第２のレンズホルダ５２にも収束レンズ５３’を収容するように構成する構成としても良い。この場合は、第１のレンズホルダ５１を第２のレンズホルダ５２に対して相対移動されるようにしても良いし、第２のレンズホルダ５２を第１のレンズホルダに対して相対移動させるように構成しても良い。

（１２）例えば、第１のレンズホルダ５１と第２のレンズホルダ５２とが互いに相対移動可能に構成されていても良い。

本実施形態のレーザマーキング装置の全体構成を示す上側面図 レーザマーキング装置の全体構成を示す横側面図 ヘッドユニット内部の構成を示す側面図 ヘッドユニット内部から連結筒部側を見たときの側面図 発振ユニット内部から連結筒部側を見たときの側面図 連結筒部及びその周辺構造を示すＡ−Ａ断面図 連結筒部及びその周辺構造を示すＢ−Ｂ断面図 調整機構及びその周辺構造を示した斜視図 調整量表示装置の正面図 調整機構及びその周辺構造を示すＡ−Ａ断面図 調整機構及びその周辺構造を示すＡ−Ａ断面図 参考例１を概念的に示した図 実施形態２を概念的に示した図 実施形態３を概念的に示した図 参考例２を概念的に示した図 実施形態４におけるレーザマーキング装置のブロック図 焦点調整動作を示す図 検出部による検出動作を示す図 フォントデータを示す図 基準マーキングデータ、印字用マーキングデータを示す図 補正係数記憶部に複数の補正係数が記憶されていることを示す図 実施形態５における検出部の構造を示す図 実施形態６における検出部の構造を示す図 実施形態７におけるビームエキスパンダの構造を示す図

符号の説明

１０…発振ユニット
２０…ヘッドユニット
３０…連結部材
５０…ビームエキスパンダ
５１…第１のレンズホルダ
５２…第２のレンズホルダ
５２Ａ…テーパ面
５５…スプリング部
６１…調整ブロック
６１Ｃ…テーパ面
６１Ｄ…ネジ孔
６２…シャフト部
６２Ｃ…ネジ軸
６２Ｄ…小径ギヤ
９１…インジケータ
９２…ハウジング
Ｃ…連結部材の中心軸
ＬＣ…ビームエキスパンダの光軸
ＬＣ１…レーザ光源から出射されたレーザ光の光軸
ＤＧ…目盛

Claims (12)

1. レーザ光源からのレーザ光をビームエキスパンダを介することでそのビーム径を変更し、そのレーザ光を光学系により印字領域上に集光させるとともに、走査させることで、文字・記号・図形等のマーキング情報を印字するレーザマーキング装置において、
   前記ビームエキスパンダは少なくとも２つのレンズから構成されており、かつ、一方のレンズを収容する第１のレンズホルダと他方のレンズを収容する第２のレンズホルダとを備えるとともに、
   前記第１又は第２のレンズホルダのうち少なくとも一方のレンズホルダを移動させることによりそれらの光軸方向に沿って相対移動可能に支持するガイド手段と、
   調整ブロックを有し、前記調整ブロックを前記光軸方向と交差する方向に直線的に変位させる調整手段と、
   前記一方のレンズホルダ側及び前記調整ブロックの少なくとも一方に設けられ前記調整ブロックの変位に基づき前記レンズホルダを前記光軸方向に沿って移動させるためのテーパ面と、
   前記一方のレンズホルダを、前記光軸方向に沿って前記調整ブロックと前記テーパ面とを密着させる方向に付勢する付勢手段とを備え、
   前記一方のレンズホルダには、レーザ光の入射または出射側の端面の周囲に前記光軸に対して所定角度傾斜させることにより前記テーパ面を形成するとともに、
   前記調整ブロックには、少なくとも前記一方のレンズホルダのテーパ面に対して前記光軸を挟んだ位置で接触する調整用テーパ面が形成されていることを特徴とするレーザマーキング装置。
2. 前記テーパ面は前記入射または出射側の端面全体を前記光軸に対して所定角度傾斜させることにより形成されており、
   調整用テーパ面は前記光軸が通る領域に通過孔部が形成されているとともに、前記テーパ面のうち前記光軸の外周領域全体に当接し得るように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. 前記ガイド手段は、前記第１及び前記第２のレンズホルダのうちの一方に形成した前記光軸を中心とする嵌合孔部に、他方のレンズホルダを同軸状に嵌合して構成されてい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. 前記調整手段の調整量を表示する調整量表示手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
5. 前記調整手段は前記調整ブロックを変位させるために回転させるシャフト部を有し、前記調整量表示手段は、前記シャフト部の回転運動を減速した回転運動に変換する減速機構を有することを特徴とする請求項４に記載のレーザマーキング装置。
6. 前記調整手段は、前記調整ブロックを変位させるために回転させるシャフト部を有し、このシャフト部は前記光軸と直交する方向に設けたネジ軸を有し、
   前記調整ブロックには前記ネジ軸と螺合するネジ孔が形成され、
   前記ネジ軸を回転させることにより前記調整ブロックが螺進退することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
7. 前記ビームエキスパンダにはその入射側のうちレーザ光が通過する通過部を除いた部分を覆う入射側防塵部と、出射側を覆う出射側防塵部とからなる防塵カバーが設けられ、その入射側防塵部に前記ネジ軸が回転可能に支持されていることを特徴とする請求項６に記載のレーザマーキング装置。
8. 少なくとも前記レーザ光源を収容するレーザ発振ユニットと、
   少なくとも前記光学系を収容する走査ユニットと、
   前記レーザ発振ユニットと前記走査ユニットとを連結するとともに、前記ビームエキスパンダを収容する収容部を有する連結手段を備え、
   前記走査ユニットが前記レーザ発振ユニットに対して前記連結手段の連結方向における軸を中心に回動可能に保持されるように構成しているとともに、
   前記連結手段を前記レーザ発振ユニットに対して固定することにより、前記光軸と前記レーザ光の光軸とが一致するように位置決めされる構成としていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のレーザマーキング装置。
9. 前記連結手段は、前記レーザ発振ユニットに対して回動不能に固定されているとともに、前記走査ユニットに対して回動可能に保持されていることを特徴とする請求項６または請求項８に記載のレーザマーキング装置。
10. 前記マーキング情報から生成される複数の座標データを含む印字用マーキングデータに基づいてガルバノスキャナの駆動を制御して前記レーザー光を所定の印字位置に走査させる制御手段と、
    前記ビームエキスパンダの備える前記二つのレンズ間の距離の変動或いは前記調整ブロックの移動における変化量の大きさに応じた補正信号を前記制御手段に対して出力する信号出力手段とを備え、
    前記制御手段には、印字する際の基準となる基準マーキングデータが記憶されるとともに、同制御手段は前記基準マーキングデータを構成する座標データから前記印字用マーキングデータの複数の座標データを生成する際に、前記信号出力手段からの補正信号のレベルに応じて前記基準マーキングデータの座標データを補正して補正マーキングデータを生成することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のレーザーマーキング装置。
11. 複数の前記補正信号のレベルに対応した複数個の補正係数データを記憶する補正係数記憶手段を備えてなるとともに、
    前記制御手段は前記補正信号のレベルに応じて、前記補正係数記憶手段から対応する補正係数データを読み出し、読み出された補正係数データに基づいて前記基準マーキングデータの座標データの補正を行うところを特徴とする請求項１０に記載のレーザーマーキング装置。
12. 前記基準マーキングデータが、前記マーキング情報から生成される各線分における線種データと、この線種データの始点及び終点位置の座標データとから構成される一次データとからなるとともに、
    この一次データの線種データに基づいて所定の間隔毎に前記始点及び終点を含む複数個の座標データに変換することで同一次データを前記印字用マーキングデータである二次データに変換し、この二次データに基づいて前記制御手段が前記レーザー光を走査させるものであり、
    前記制御手段は前記補正を前記二次データが生成される前段階で、前記一次データの座標データに対して行うところを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のマーキング装置。

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