JP4795887B2 - レーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、レーザマーキング装置等、レーザ光を加工対象物に照射して印字等の加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工装置において加工条件を設定するレーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器に関する。

レーザ加工装置は、レーザ光を所定の領域内において走査して、部品や製品等の加工対象物（ワーク）の表面に対しレーザ光を照射して印字やマーキング等の加工を行う。レーザ加工装置の構成の一例を図１に示す。この図に示すレーザ加工装置は、レーザ制御部１とレーザ出力部２と入力部３とを備える。レーザ制御部１のレーザ励起部６で発生される励起光を、レーザ出力部２のレーザ発振部５０で発振器を構成するレーザ媒質８に照射し、レーザ発振を生じさせる。レーザ発振光はレーザ媒質８の出射端面から出射され、ビームエキスパンダ５３でビーム径を拡大されて、光学部材５４により反射されて走査部９に導かれる。走査部９は、レーザ光Ｌを反射させて所望の方向に偏光し、集光部１５から出力されるレーザ光Ｌは、ワークＷの表面で走査されて印字等の加工を行う。

レーザ加工装置は、レーザ出力光をワーク上で走査させるために、図２に示すような走査部９を備える。走査部９は、一対のガルバノミラーを構成するＸ・Ｙ軸スキャナ１４ａ、１４ｂと、各ガルバノミラーをそれぞれ回動軸に固定し回動するためのガルバノモータ５１ａ、５１ｂとを備えている。Ｘ・Ｙ軸スキャナ１４ａ、１４ｂは、図２に示すように互いに直交する姿勢で配置されており、レーザ光をＸ方向、Ｙ方向に反射させて走査させることができる。また、走査部９の下方には、集光部１５が備えられる。集光部１５はレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するための集光レンズで構成され、ｆθレンズが使用される。

一方で、このような２次元平面内での加工を行うレーザ加工装置のみならず、高さ方向すなわちＺ軸方向にレーザ光の焦点距離を調整して３次元状の加工を可能としたレーザ加工装置も開発されている。図３に、このような３次元加工可能なレーザ加工装置の一例として、Ｚ軸スキャナを付加することで焦点距離を変化可能としたレーザ加工装置を示す。Ｚ軸スキャナは、レーザ発振部側に面する入射レンズと、レーザ出射側に面する出射レンズを含んでおり、レンズを駆動モータ等で摺動させてレンズ間の距離を相対的に変化させ、焦点距離すなわち高さ方向のワーキングディスタンスを調整可能としている。
特開２０００−２０２６５５号公報

このような３次元加工が可能なレーザ加工装置で加工を行うための３次元のレーザ加工データを作成するには、レーザ加工データ設定プログラムを使用することが多い。レーザ加工データ設定プログラムで３次元レーザ加工データを設定する際には、３次元の加工対象面を確認するために、加工対象面のイメージを３次元的に表示することが行われる。しかしながら、３次元レーザ加工データ作成時に利用できるイメージが３次元表示のみでは、必ずしも加工対象面の仕上がり状態を把握し易いといえない。例えば、レーザ光の照射方向から加工対象面を観察した場合の加工パターンの正確な把握が斜視図では容易でなく、手動で３次元表示の視点をレーザ光照射方向から見た状態に変更する必要があり、３次元レーザ加工データの設定に手間がかかる。また３次元のイメージで視点の変更を行う際には、どの位置を基準としてどの方向に移動させるかを把握するのが容易でなく、３次元データの扱いに不慣れなユーザには操作が容易でなく、誤設定の原因となる場合もあった。

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の一の目的は、３次元加工データの設定に際して、加工パターンのイメージを容易に確認できるようにしたレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１発明に係るレーザ加工装置は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、レーザ発振部より出射されるレーザ光を作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なビームエキスパンダと、ビームエキスパンダを透過したレーザ光を第１の方向に走査させるための第１のスキャナと、第１のスキャナで走査されるレーザ光を第１の方向と略直交する第２の方向に走査させるための第２のスキャナとを備えるレーザ光走査系と、レーザ発振部およびレーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを２次元的及び／又は３次元的に表示可能な加工イメージ表示部とを備え、加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を２次元的に表示させる際、レーザ光の照射方向における平面図を表示可能に構成している。

第２発明に係るレーザ加工装置は、平面図を、加工領域内に配置された加工対象面を真上から見た図とできる。

第３発明に係るレーザ加工装置はさらに、加工対象面上に配置される加工パターンの位置を調整可能な位置調整手段を備え、前記加工イメージ表示部で３次元的に表示される加工パターンの位置を前記位置調整手段で調整すると、前記平面図で表示される加工パターンの位置もこれに応じて調整されることができる。

第４発明に係るレーザ加工装置は、前記加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を２次元的に表示させた状態で、同時に作業領域内の加工対象面の３次元表示画面を表示可能に構成できる。

第５発明に係るレーザ加工装置は、加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を３次元的に表示させる際、視点をＸＹ平面、ＹＺ平面、又はＺＸ平面の少なくともいずれかから見た正面図に切り替え可能な表示位置変更手段を備えることができる。

第６発明に係るレーザ加工装置は、３次元レーザ加工データの編集が可能な３次元編集モードと、３次元レーザ加工データの編集ができず、２次元のレーザ加工データの編集が可能な２次元編集モードとを備えており、編集モード切替手段によって２次元編集モードと３次元編集モードとを切り替え可能に構成できる。

第７発明に係るレーザ加工装置は、レーザ加工装置の起動時は２次元編集モードをデフォルトで設定することができる。

第８発明に係るレーザ加工装置はさらに、レーザ光を走査可能な作業領域の内で、加工条件設定部で設定された加工条件で加工しようとした際に加工できない又は加工不良となる加工不可能領域を、加工対象面の３次元形状及びレーザ光の出射位置に基づいて演算可能な加工不良領域検出手段と、加工条件設定部で設定された加工内容の大きさを、加工イメージ表示部において２次元的及び／又は３次元的に表示する際に、加工不良領域検出手段で演算された加工不可能領域に加工内容が一部でも配置されている場合、加工イメージ表示部において加工内容を非表示とすることが可能な設定警告手段とを備えることができる。

第９発明に係るレーザ加工装置は、加工条件設定部で設定可能な加工条件として、加工パターンの座標位置、正面図における回転角度、レーザ光のスポット径、加工対象物の材質、レーザ光の出力値、走査速度、Ｑスイッチ周波数、の少なくともいずれかを含むことができる。

第１０発明に係るレーザ加工データ設定装置は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定装置であって、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを２次元的及び／又は３次元的に表示可能な加工イメージ表示部とを備え、加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を２次元的に表示させる際、レーザ光の照射方向における平面図を表示可能に構成できる。

第１１発明に係るレーザ加工データ設定方法は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面を加工イメージ表示部で表示させながら、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定する工程と、設定された加工条件を反映させた３次元形状の加工パターンを、レーザ光の照射方向から見た平面図を加工イメージ表示部で表示する工程とを含むことができる。

第１２発明に係るレーザ加工データ設定方法は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面を加工イメージ表示部で２次元的に表示させながら、所望の加工パターンに加工する加工条件として、２次元状の加工パターンを設定する工程と、設定された加工パターンをレーザ光の照射方向から見た平面図を、加工イメージ表示部で表示させた状態で、さらに加工条件として加工対象面の３次元形状を設定する工程と、必要に応じて、設定された加工条件を反映させた３次元形状の加工パターンを、レーザ光の照射方向から見た平面図又は３次元イメージとして加工イメージ表示部で表示させた状態で、作業領域内の加工対象面における加工パターンのレイアウトを調整する工程とを含むことができる。

第１３発明に係るレーザ加工データ設定プログラムは、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定プログラムであって、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面を加工イメージ表示部で２次元的に表示させながら、所望の加工パターンに加工する加工条件として、２次元状の加工パターンを設定する機能と、設定された加工パターンをレーザ光の照射方向から見た平面図を、加工イメージ表示部で表示させた状態で、さらに加工条件として加工対象面の３次元形状を設定する機能と、必要に応じて、設定された加工条件を反映させた３次元形状の加工パターンを、レーザ光の照射方向から見た平面図又は３次元イメージとして加工イメージ表示部で表示させた状態で、作業領域内の加工対象面における加工パターンのレイアウトを調整する機能とをコンピュータに実現させることができる。

本発明の一実施形態に係るプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、ＨＤ
ＤＶＤ等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

第１、１０〜１４発明によれば、３次元レーザ加工データの作成時において、３次元表示のみならず加工対象面をレーザ光の照射方向から見た正面図として表示可能とすることにより、ユーザはレーザ光照射方向から見た実際の加工パターンを確認しながら設定作業を行え、３次元表示のみでの作業に比べ、３次元レーザ加工データ作成の簡便性が向上する。第２発明によれば、実際の加工パターンを視覚的に把握しやすいので、配置位置の確認が容易となり位置決めやレイアウト調整を設定し易くできる利点が得られる。第３発明によれば、平面図の表示が３次元表示と連動して更新されるので、３次元表示で設定を変更しても、これを反映した平面図を確認できる。第４発明によれば、２次元表示と３次元表示とを並べて表示できるので、設定作業時の確認をさらに容易に行える。第４発明によればレーザ光の照射位置を視点とする正面図を２次元表示できるので、加工パターンが変形されて表示される様子が確認でき、例えばバーコードを曲面に印字する場合はナロー幅の潰れ具合などを確認できる。第５発明によれば、加工イメージ表示部の３次元表示に際して速やかに所望の正面図に切り替えでき、視点の確認等に好適に利用できる。第６発明によれば、３次元レーザ加工データの編集ができない編集モードを設けることで、３次元レーザ加工データの編集が不得手なユーザであっても２次元編集のみ可能な編集モードにて操作できるよう構成している。第７発明によれば、起動時には操作が容易な２次元編集モードをデフォルトで設定することにより、３次元レーザ加工データの編集が不得手なユーザであっても戸惑うことなく操作できるよう構成している。第８発明によれば、加工条件を設定する段階で、加工内容が正しく加工可能な領域に配置されているかどうかを容易に確認することができる。これにより、従来は実際に加工を行う、あるいは加工条件を設定してデータをレーザ加工装置のコントローラ部に転送した後でなければ加工内容の配置が適切かどうかを確認できなかったことに比して、加工条件の設定段階で速やかに確認できるので、再設定の手間を省き、効率よく望ましい位置に加工内容を設定でき、使い勝手のよいレーザ加工データの設定環境が実現される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器を例示するものであって、本発明はレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

本明細書においてレーザ加工装置とこれに接続される操作、制御、入出力、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘ、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４２３、ＲＳ−４８５、ＵＳＢ、ＰＳ２等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ、ＯＦＤＭ方式等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらに観察像のデータ保存や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。

第１及び第１３〜１５発明によれば、レーザ加工データをレーザ照射可能な位置に自動的に配置した上で３次元表示されるので、ユーザは特に視野変更などを行わなくともデフォルト状態で視覚的に加工状態を容易に把握できる。第２発明によれば、デフォルト状態で加工精度の高い位置にレーザ加工データを配置することができる。第３発明によれば、円柱状、円錐状、又は球状の加工対象面の頂点で、視認性と加工精度の高い位置にレーザ加工データを配置して３次元表示できる。第４発明によれば、初期位置をユーザが所望の位置に変更でき、使い勝手良く使用できる。第５〜第７発明によれば、レーザ加工データの初期位置をセンタリング、左寄せ、右寄せなど、所望の状態に揃えることができる。
第８及び第９発明によれば、レーザ加工データが不可能若しくは不良となる領域に配置されないよう、言い換えると加工に適した位置に自動的に配置できる。第１０発明によれば、物理的にレーザ加工データの配置ができない場合に非表示として、ユーザに警告や再設定を促すことができる。第１１発明によれば、ヘッド部と加工対象面との位置関係に応じて、自動的にレーザ加工データのレイアウトが設定されるので、特に複数の加工ブロックが設定されている場合に、設定の手間を省いて簡単に適切な自動配置が実現される。第１２発明によれば、３次元的な加工対象面に加工可能なレーザ加工装置において、３次元の加工対象面のイメージを好適に表示して確認できる。

また、本明細書においては加工の代表例として印字について説明するが、上述の通り印字加工に限られず、溶融や剥離、表面酸化、切削、変色等のレーザ光を使ったあらゆる加工処理においても利用できる。また印字とは文字や記号、図形等のマーキングの他、上述した各種の加工も含む概念で使用する。さらに本明細書において加工パターンは、ひらがな、カタカナ、漢字、アルファベットや数字、記号、絵文字、アイコン、ロゴ、バーコードや２次元コード等のグラフィック等、さらに直線、曲線等の図形も含める意味で使用する。特に本明細書において文字又はシンボルで指す文字とは、ＯＣＲ等、光学式の読み取り装置で読み取り可能なキャラクターを意味し、アルファベットや漢字、ひらがな、カタカナの他、数字や記号も含む概念である。またシンボルとは、バーコードや２次元コードを意味する。２次元コードには、ＱＲコード、マイクロＱＲコード、データマトリクス（Data matrix；Data code）、ベリコード（Veri code）、アズテックコード（Aztec code）、ＰＤＦ４１７、マキシコード（Maxi code）等がある。その他、リニアコードと２次元コードが混在するＲＳＳやコンポジットコード等がある。ＲＳＳは省スペースシンボル（Reduced Space Symbology）であり、RSS14、RSS Stacked、RSS Limited、RSS Expanded等が利用されている。コンポジットコード（Composite Code：ＣＣ）はバーコードとスタック型２次元コードを複合化したもので、種々の組み合わせが利用可能であり、ベースになるバーコードとしてＥＡＮ／ＵＰＣ（EAN-13，EAN-8，UPC-A，UPC-E）、EAN/UPC128およびＲＳＳファミリ（RSS14，RSS Limited，RSS Expanded）の３種が利用できる。また付加情報には、MicroPDF417またはPDF417の２次元シンボルが利用できる。また、本実施の形態は、バーコードと、マイクロＱＲコード等のマトリクス型２次元コードとを組み合わせたものにも適用できる。

図１はレーザ加工装置１００を構成するブロック図を示す。この図に示すレーザ加工装置１００は、レーザ制御部１とレーザ出力部２と入力部３とを備える。
（入力部３）

入力部３はレーザ制御部１に接続され、レーザ加工装置を操作するための必要な設定を入力してレーザ制御部１に送信する。設定内容はレーザ加工装置の動作条件や具体的な印字内容等である。入力部３はキーボードやマウス、コンソール等の入力デバイスである。また、入力部３で入力された入力情報を確認したり、レーザ制御部１の状態等を表示する表示部８２を別途設けることもできる。表示部８２はＬＣＤやブラウン管等のモニタが利用できる。またタッチパネル方式を利用すれば、入力部と表示部を兼用することもできる。これによって、コンピュータ等を外部接続することなく入力部でレーザ加工装置の必要な設定を行うことができる。
（レーザ制御部１）

レーザ制御部１は、制御部４とメモリ部５とレーザ励起部６と電源７とを備える。入力部３から入力された設定内容をメモリ部５に記録する。制御部４は必要時にメモリから設定内容を読み込み、印字内容に応じた印字信号に基づいてレーザ励起部６を動作させてレーザ出力部２のレーザ媒質８を励起する。メモリ部５はＲＡＭやＲＯＭ等の半導体メモリが利用できる。またメモリ部５はレーザ制御部１に内蔵する他、挿抜可能なＰＣカードやＳＤカード等の半導体メモリカード、カード型ハードディスク等のメモリカードを利用することもできる。メモリカードで構成されるメモリ部５は、コンピュータ等の外部機器で容易に書き換え可能であり、コンピュータで設定した内容をメモリカードに書き込み、レーザ制御部１にセットすることで、入力部をレーザ制御部に接続することなく設定を行うことができる。特に半導体メモリはデータの読み込み・書き込みが高速で、しかも機械的動作部分がないため振動等に強く、ハードディスクのようなクラッシュによるデータ消失事故を防止できる。

さらに制御部４は、設定された印字を行うようレーザ媒質８で発振されたレーザ光Ｌを印字対象物（ワーク）Ｗ上で走査させるため、レーザ出力部２の走査部９を動作させる走査信号を走査部９に出力する。電源７は、定電圧電源として、レーザ励起部６へ所定電圧を印加する。印字動作を制御する印字信号は、そのＨＩＧＨ／ＬＯＷに応じてレーザ光ＬのＯＮ／ＯＦＦが切り替えられ、その１パルスが発振されるレーザ光Ｌの１パルスに対応するＰＷＭ信号である。ＰＷＭ信号は、その周波数に応じたデューティ比に基づいてレーザ強度が定められるが、周波数に基づいた走査速度によってもレーザ強度が変化するよう構成することもできる。
（レーザ励起部６）

レーザ励起部６は、光学的に接合されたレーザ励起光源１０とレーザ励起光源集光部１１を備える。レーザ励起部６の内部の一例を図４の斜視図に示す。この図に示すレーザ励起部６は、レーザ励起光源１０とレーザ励起光源集光部１１をレーザ励起部ケーシング１２内に固定している。レーザ励起部ケーシングは、熱伝導性の良い銅等の金属で構成され、レーザ励起光源１０を効率よく外部に放熱する。レーザ励起光源１０は半導体レーザやランプ等で構成される。図４の例では、複数の半導体レーザダイオード素子を直線状に並べたレーザダイオードアレイを使用しており、各素子からのレーザ発振がライン状に出力される。レーザ発振はレーザ励起光源集光部１１の入射面に入射されて、出射面から集光されたレーザ励起光として出力される。レーザ励起光源集光部１１はフォーカシングレンズ等で構成される。レーザ励起光源集光部１１からのレーザ励起光は光ファイバケーブル１３等によりレーザ出力部２のレーザ媒質８に入射される。レーザ励起光源１０とレーザ励起光源集光部１１、光ファイバケーブル１３は、空間あるいは光ファイバを介して光学的に結合されている。
（レーザ出力部２）

レーザ出力部２は、レーザ発振部５０を備える。レーザ光Ｌを発生させるレーザ発振部５０は、レーザ媒質８と、レーザ媒質８が放出する誘導放出光の光路に沿って所定の距離を隔てて対向配置された出力ミラー及び全反射ミラーと、これらの間に配されたアパーチャ、Ｑスイッチ等を備える。レーザ媒質８が放出する誘導放出光を、出力ミラーと全反射ミラーとの間での多重反射により増幅し、Ｑスイッチの動作により短周期にて通断しつつアパーチャによりモード選別して、出力ミラーを経てレーザ光Ｌを出力する。図１に示すレーザ出力部２は、レーザ媒質８と走査部９を備える。レーザ媒質８は光ファイバケーブル１３を介してレーザ励起部６から入射されるレーザ励起光で励起されて、レーザ発振される。レーザ媒質８はロッド状の一方の端面からレーザ励起光を入力して励起され、他方の端面からレーザ光Ｌを出射する、いわゆるエンドポンピングによる励起方式を採用している。
（レーザ媒質８）

上記の例では、レーザ媒質８としてロッド状のＮｄ：ＹＶＯ₄の固体レーザ媒質を用いた。また固体レーザ媒質の励起用半導体レーザの波長は、このＮｄ：ＹＶＯ₄の吸収スペクトルの中心波長である８０９ｎｍに設定した。ただ、この例に限られず他の固体レーザ媒質として、例えば希土類をドープしたＹＡＧ、ＬｉＳｒＦ、ＬｉＣａＦ、ＹＬＦ、ＮＡＢ、ＫＮＰ、ＬＮＰ、ＮＹＡＢ、ＮＰＰ、ＧＧＧ等も用いることもできる。また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光Ｌの波長を任意の波長に変換できる。また、レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザにも適用可能である。

さらに、固体レーザ媒質を使用せず、言い換えるとレーザ光を発振させる共振器を構成せず、波長変換のみを行う波長変換素子を使用することもできる。この場合は、半導体レーザの出力光に対して波長変換を行う。波長変換素子としては、例えばＫＴＰ（ＫＴｉＰＯ₄）、有機非線形光学材料や他の無機非線形光学材料、例えばＫＮ（ＫＮｂＯ₃）、ＫＡＰ（ＫＡｓＰＯ₄）、ＢＢＯ、ＬＢＯや、バルク型の分極反転素子（ＬｉＮｂＯ₃（Periodically Polled Lithium Niobate ：ＰＰＬＮ）、ＬｉＴａＯ₃等）が利用できる。また、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｓｍ、Ｎｄ等の希土類をドープしたフッ化物ファイバを用いたアップコンバージョンによるレーザの励起光源用半導体レーザを用いることもできる。このように、本実施の形態においてはレーザ発生源として様々なタイプを適宜利用できる。

さらにまた、レーザ発振部は、固体レーザに限られず、ＣＯ₂やヘリウム−ネオン、アルゴン、窒素等の気体を媒質として用いる気体レーザを利用することもできる。例えば炭酸ガスレーザを用いた場合のレーザ発振部は、レーザ発振部の内部に炭酸ガス（ＣＯ₂）が充填され、電極を内蔵しており、レーザ制御部から与えられる印字信号に基づいて、レーザ発振部内の炭酸ガスを励起し、レーザ発振させる。
（走査系）

次に、レーザ加工装置のレーザ光走査系を図５、図６、図７に示す。これらの図において、図５はレーザ加工装置のレーザ光走査系の構成を示す斜視図を、図６は図５を逆方向から見た斜視図を、図７は側面図を、それぞれ示している。これらの図に示すレーザ加工装置は、レーザ光Ｌを発生させるレーザ発振部と光路を一致させたＺ軸スキャナを内蔵するビームエキスパンダ５３と、Ｘ軸スキャナ１４ａと、Ｘ軸スキャナ１４ａと直交するよう配置されたＹ軸スキャナ１４ｂとを備える。このレーザ光走査系は、レーザ発振部より出射されるレーザ光ＬをＸ軸スキャナ１４ａ、Ｙ軸スキャナ１４ｂで作業領域ＷＳ内で２次元的に走査させ、さらにＺ軸スキャナ１４ｃで高さ方向にワーキングディスタンスすなわち焦点距離を調整することができ、３次元状に印字加工が可能となる。なお、Ｘ軸スキャナ、Ｙ軸スキャナ、Ｚ軸スキャナは、互いに入れ替えても同様に機能できることはいうまでもない。例えばＺ軸スキャナを出射したレーザ光をＹ軸スキャナで受けるよう構成したり、あるいはＸ軸スキャナでＹ軸を制御し、Ｙ軸スキャナでＺ軸を制御するよう配置してもよい。また図において集光レンズであるｆθレンズは図示を省略している。

レーザ加工装置においては一般に、第２のミラー（Ｙ軸スキャナ）で反射されたレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するために、第２のミラーと作業領域の間には、ｆθレンズと呼ばれる集光レンズを配置している。ｆθレンズは、Ｚ軸方向の補正を行う。具体的には、図８（ａ）に示すように、作業領域ＷＳの端部に近付くほど焦点位置を伸ばし、ワークの加工対象面上に位置させる補正である。レーザ光の焦点位置は円弧状の軌跡となるため、加工対象面が平面の場合、鉛直下の位置、図８（ａ）において加工対象面を示す平面ＷＭの中心で焦点位置が合うように設定すると、中心から離れるほど、すなわち作業領域ＷＳの周辺に近付くほど焦点位置が加工対象面から遠ざかり（レーザ光Ｌ’）、焦点が合わず加工精度が低下する。そこで、図８（ｂ）に示すように作業領域ＷＳの端部に近付くほどレーザ光Ｌの焦点位置が長くなるよう、ｆθレンズで補正する。仮想的に加工対象面の平面ＷＭが、ＷＭ’で示す凸状曲面の補正面となるよう変換することで、レーザ光Ｌの焦点位置を平面ＷＭ上に位置させることができる。

レーザマーカにおいて、例えばスポット径を約５０μｍより小さいビームを形成したい場合は、ｆθレンズを配置することが好ましい。一方、上述の小スポット径よりも大きい、スポット径が約１００μｍ程度（通常良く使用されるスポット径）のビーム径を採用する場合は、Ｚ軸スキャナ側のビームエキスパンダに備えられたＺ軸集光レンズをＺ軸方向に移動させることにより、ｆθレンズが行うべきＺ軸方向の補正を、補正制御として行うことができる。これにより、スポット径が大きい場合はｆθレンズを省略することも可能となる。上述した図８（ａ）の例では、ｆθレンズが行うべきＺ軸方向の補正を、Ｚ軸スキャナの補正制御に行わせている。一方、スポット径が小さい場合は、Ｚ軸スキャナによる補正では焦点位置の調整が不十分となるため、上述の通りｆθレンズを用いる。本実施の形態では、レーザ光のスポット径として小スポット、標準、ワイドスポットの３種類を用意しており、この内の小スポットタイプのみ、ｆθレンズで作業領域ＷＳ端部の歪みを矯正し、標準及びワイドスポットではｆθレンズを使用せず、Ｚ軸スキャナで補正している。

Ｚ軸スキャナのビームエキスパンダに備えられたＺ軸集光レンズでＺ軸方向の補正制御を行う場合も、上述したｆθレンズによる補正と同様の補正を行う。図８（ｂ）で説明した補正面ＷＭ’の高さ、すなわちＺ座標は、ＸＹ座標によって一義的に決定される。このため、ＸＹ座標毎に、補正後のＺ座標を関連付けておくことで、ＸＹ軸スキャナの移動に従いＺ軸スキャナを関連付けられたＺ座標に移動させれば、常に焦点位置での加工が可能となる。関連付けのデータは、図１３Ａに示すレーザ加工データ設定装置の記憶部５Ａで保存する。あるいはレーザ加工装置のレーザ制御部に備えられたメモリ部５に保存、転送することもできる。これによって、作業領域内におけるＸＹ座標の移動に追従して、補正後のＺ座標が決定されるので、作業領域内でほぼ均一に焦点位置が調整されたレーザ光を照射できる。

各スキャナは、光を反射する反射面として全反射ミラーであるガルバノミラーと、ガルバノミラーを回動軸に固定して回動するためのガルバノモータと、回動軸の回転位置を検出して位置信号として出力する位置検出部を備える。またスキャナは、スキャナを駆動するスキャナ駆動部に接続される。スキャナ駆動部はスキャナ制御部７４に接続され、スキャナを制御する制御信号をスキャナ制御部７４から受けて、これに基づいてスキャナを駆動する。例えばスキャナ駆動部は、制御信号に基づいてスキャナを駆動する駆動電流を調整する。またスキャナ駆動部は、制御信号に対する各スキャナの回転角の時間変化を調整する調整機構を備える。調整機構は、スキャナ駆動部の各パラメータを調整する可変抵抗等の半導体部品で構成される。
（Ｚ軸スキャナ１４ｃ）

Ｚ軸スキャナ１４ｃはレーザ光Ｌのスポット径を調整し、これによって焦点距離を調整するビームエキスパンダ５３を構成している。すなわち、ビームエキスパンダで入射レンズと出射レンズとの相対距離を変化させることでレーザ光のビーム径を拡大／縮小し、焦点位置も変化させることができる。ビームエキスパンダ５３は、小スポットへの集光を効果的に行わせるため、図５に示すようにガルバノミラーの前段に配置され、レーザ発振部から出力されるレーザ光Ｌのビーム径を調整すると共に、レーザ光Ｌの焦点位置を調整可能としている。Ｚ軸スキャナ１４ｃがワーキングディスタンスを調整する方法を、図９〜図１１に基づいて説明する。図９、図１０はレーザ光走査系の側面図であり、図９はレーザ光Ｌの焦点距離を長くする場合、図１０は焦点距離を短くする場合をそれぞれ示している。また図１１はＺ軸スキャナ１４ｃの正面図及び断面図を示している。これらの図に示すように、Ｚ軸スキャナ１４ｃはレーザ発振部側に面する入射レンズ１６と、レーザ出射側に面する出射レンズ１８を含んでおり、これらのレンズ間の距離を相対的に変化可能としている。図９〜図１１の例では、出射レンズ１８を固定し、入射レンズ１６を光軸方向に沿って駆動モータ等で摺動可能としている。図１１は出射レンズ１８の図示を省略して、入射レンズ１６の駆動機構を示している。この例では、コイルと磁石によって軸方向に可動子を摺動可能とし、可動子に入射レンズ１６を固定している。ただ、入射レンズ側を固定して出射レンズ側を移動可能としたり、入射レンズ、出射レンズを共に移動可能とすることもできる。

図９に示すように、入射レンズ１６と出射レンズ１８との間の距離を近付けると、焦点位置が遠ざかり、焦点距離（ワーキングディスタンス）が大きくなる。逆に図１０に示すように入射レンズ１６と出射レンズ１８との距離を離すと、焦点位置が近付き焦点距離が小さくなる。

なお、３次元加工、すなわちワークの高さ方向への加工が可能なレーザ加工装置は、上記図９、図１０のようにＺ軸スキャナを調整する方式の他、例えば物理的に集光レンズを移動させる、あるいはレーザ出力部やマーキングヘッド自体を移動可能とする等、他の方式を利用することも可能である。
（ディスタンスポインタ）

また、３次元加工可能なレーザマーカの作業領域の中心に焦点位置を調整するために、レーザ光を作業領域ＷＳ内に走査させる際の照射位置を示すガイドパターンを表示することができる。図５〜図６に示すレーザマーカのレーザ光走査系は、ディスタンスポインタとして、ガイド用光源６０と、ガイド用光源６０からのガイド光Ｇをレーザ光走査系の光軸と一致させるためのガイド光光学系の一形態としてハーフミラー６２を備えると共に、ポインタ光調整系として、ポインタ光Ｐを照射するためのポインタ用光源６４と、Ｙ軸スキャナ１４ｂの裏面に形成された第３のミラーとしてポインタ用スキャナミラー１４ｄと、ポインタ用スキャナミラー１４ｄで反射されたポインタ用光源６４からのポインタ光Ｐをさらに反射させて焦点位置に向かって照射する固定ミラー６６とを備えている。このディスタンスポインタは、レーザ光の焦点位置を示すポインタ光Ｐをポインタ用光源６４から照射し、ガイド光Ｇで表示されるガイドパターンのほぼ中心に、ポインタ光Ｐを照射するよう調整することで、レーザ光の焦点位置が指示される。

なお、上記の例ではレーザ光走査系に、レーザ光の焦点距離を調整可能な機構を設けることで３次元加工を可能としている。ただ、ワークを載置するステージの位置を上下方向に調整可能とすることで、レーザ光の焦点がワークの作業面で結ぶようにステージの高さを調整する制御を行うことでも、同様に３次元加工を行うこともできる。また、ステージをＸ軸あるいはＹ軸方向に移動可能とすることで、レーザ光走査系の該当するスキャナを省略できる。これらの構成は、ワークをライン上に搬送する形態でなく、ステージ上に載置して加工する形態において好適に利用できる。
（レーザマーカのシステム構成）

次に図１２に、３次元印字可能なレーザマーカのシステム構成を示す。この図に示すレーザ加工システムは、マーキングヘッド１５０と、マーキングヘッド１５０と接続されてこれを制御するレーザ制御部１であるコントローラ１Ａと、コントローラ１Ａとデータ通信可能に接続され、コントローラ１Ａに対して印字パターンを３次元のレーザ加工データとして設定するレーザ加工データ設定装置１８０とを備える。レーザ加工データ設定装置１８０は、図１２の例においてはコンピュータにレーザ加工データ設定プログラムをインストールして、レーザ加工データ設定機能を実現させている。レーザ加工データ設定装置は、コンピュータの他、タッチパネルを接続したプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）や、その他専用のハードウェア等を利用することもできる。またレーザ加工データ設定装置は、レーザ加工装置の動作を制御する制御装置として機能させることもできる。例えば、一のコンピュータにレーザ加工データ設定装置としての機能と、レーザ出力部を備えるマーキングヘッドのコントローラとしての機能を統合してもよい。さらにレーザ加工データ設定装置は、レーザ加工装置と別部材で構成する他、レーザ加工装置に統合することもでき、例えばレーザ加工装置に組み込まれたレーザ加工データ設定回路等とすることもできる。

さらにコントローラ１Ａには、必要に応じて各種外部機器１９０を接続できる。例えばライン上に搬送されるワークの種別、位置等を確認するイメージセンサ等の画像認識装置、ワークとマーキングヘッド１５０との距離に関する情報を取得する変位計等の距離測定装置、所定のシーケンスに従って機器の制御を行うＰＬＣ、ワークの通過を検出するＰＤセンサその他各種のセンサ等を設置し、これらとデータ通信可能に接続できる。
（レーザ加工データ設定装置）

平面状の印字データを３次元状に印字するための設定情報であるレーザ加工データは、レーザ加工データ設定装置１８０により設定される。図１３Ａは、レーザ加工データ設定装置１８０の一例としてブロック図を示している。この図に示すレーザ加工データ設定装置１８０は、各種設定を入力するための入力部３と、入力部３から入力された情報に基づいてレーザ加工データを生成する加工データ生成部８０Ｋ等を構成する演算部８０と、設定内容や演算後のレーザ加工データを表示するための表示部８２と、各種設定データを記憶するための記憶部５Ａとを備える。また記憶部５Ａは、複数の加工パラメータの組み合わせを関連付けて保持した参照テーブル５ａを含む。表示部８２は、加工対象面のイメージを３次元的に表示可能な加工イメージ表示部８３と、加工イメージ表示部８３に加工対象面のイメージを３次元的に表示させる際に、マーキングヘッドのイメージを表示可能なヘッドイメージ表示手段８４を備える。入力部３は、所望の加工パターンで加工する加工条件を入力するための加工条件設定部３Ｃとして、ワークの印字面の３次元形状を示すプロファイル情報を入力するための加工面プロファイル入力手段３Ａと、印字パターン情報を入力するための加工パターン入力手段３Ｂと、作業領域内に複数の加工ブロックを設定し、加工ブロック毎に加工パターンを設定可能な加工ブロック設定手段３Ｆと、ブロック設定手段３Ｆで設定された複数の加工ブロックを纏めた加工グループを設定するためのグループ設定手段３Ｊ、加工対象面上に配置される加工パターンの位置を調整可能な位置調整手段３Ｋの機能を実現する。加工面プロファイル入力手段３Ａはさらに、加工対象面を表す基本図形を指定するための基本図形指定手段３ａと、加工対象面を表す３次元形状データを外部から入力するための３次元形状データ入力手段３ｂの機能を実現する。記憶部５Ａは、図１のメモリ部５に相当し、入力部３で設定されたプロファイル情報や印字パターン情報等の情報を記憶する部材であり、固定記憶装置等の記憶媒体や半導体メモリ等が利用できる。表示部８２は、専用のディスプレイを設ける他、システムに接続されたコンピュータのモニタを利用してもよい。
（演算部８０）

演算部８０は、加工条件設定部３Ｃで設定された加工条件に基づいて、実際の加工を行うための加工データを生成するための加工データ生成部８０Ｋ、表示部８２に３次元のレーザ加工データを表示する際に加工対象面上にレーザ加工データを配置する初期位置を決定する初期位置設定手段８０Ｌ、作業領域においてレーザ光を照射できず加工できない、あるいは加工が不良となる加工不良領域を検出する加工不良領域検出手段８０Ｂ、加工不良領域検出手段８０Ｂで検出された加工不良領域に対して、加工可能な領域と異なる態様にて表示するためのハイライト処理を行うハイライト処理手段８０Ｉ、加工条件設定部３Ｃで加工パターンを設定する際、加工不良領域を含む領域に何らかの加工が行われるよう設定されていることを検出して、警告を発するための設定警告手段８０Ｊの機能を実現する。また必要に応じて、加工不良領域における加工条件を加工可能となるように調整する加工条件調整手段８０Ｃ、印字面に印字パターンを仮想的に一致させるように、印字パターン情報を平面状から３次元空間座標データに変換する座標変換手段等の機能を実現させることもできる。この演算部８０はＦＰＧＡやＬＳＩ等のＩＣ等で構成される。

また図１３Ａの例では、レーザ加工データ設定装置１８０を専用のハードウェアで構成したが、これらの部材はソフトウェアでも実行できる。特に、図１２に示すように汎用のコンピュータにレーザ加工データ設定プログラムをインストールして、レーザ加工データ設定装置１８０として機能させることもできる。また図１３Ａの例では、レーザ加工データ設定装置１８０とレーザ加工装置１００とを個別の機器としたが、これらを一体的に統合することもできる。例えばレーザ加工装置に自体にレーザ加工データ設定機能を付加することもできる。

図１３Ａの例では加工データ生成部８０Ｋは、レーザ加工データ設定装置１８０側に配置している。例えば汎用のコンピュータにレーザ加工データ設定プログラムをインストールして、レーザ加工データ設定装置１８０として機能させるコンピュータで加工データ生成部８０Ｋの機能を実現している。一方、加工データ生成部は、レーザ加工装置のコントローラ側に設けることもできる。図１３Ｂのブロック図に、コントローラに加工データ生成部１８０Ｋを備えた例を示す。加工データ生成部８０Ｋ、１８０Ｋをレーザ加工装置１００側とレーザ加工データ設定装置１８０側に各々設けることにより、レーザ加工装置１００、レーザ加工データ設定装置１８０のいずれにおいてもレーザ加工データを生成可能としたり、レーザ加工データの受け渡しや編集、表示を各々で可能とできる。図１３Ｂの例では、レーザ加工装置１００側の加工データ生成部１８０Ｋでレーザ加工データを生成し、このレーザ加工データをレーザ加工データ設定装置１８０側の加工データ生成部８０Ｋで受信し、表示部８２において表示可能としている。

あるいは、加工データ生成部をレーザ加工装置側にのみ設けて、レーザ加工データ設定装置側に設けない構成としてもよい。この例を図１３Ｃのブロック図に示す。レーザ加工装置１００は、加工データ生成部１８０Ｋで生成したレーザ加工データに基づいて加工と表示を行う。
（レーザ加工データ設定プログラム）

次に、レーザ加工データ設定プログラムを用いて、加工条件設定部３Ｃから入力された文字情報に基づいて加工パターンを生成する手順を、図１４以降のユーザインターフェース画面に基づいて説明する。なおこれらのプログラムのユーザインターフェース画面の例において、各入力欄や各ボタン等の配置、形状、表示の仕方、サイズ、配色、模様等は適宜変更できることはいうまでもない。デザインの変更によってより見やすく、評価や判断が容易な表示としたり操作しやすいレイアウトとすることもできる。例えば詳細設定画面を別ウィンドウで表示させる、複数画面を同一表示画面内で表示する等、適宜変更できる。またこれらのプログラムのユーザインターフェース画面において、仮想的に設けられたボタン類や入力欄に対するＯＮ／ＯＦＦ操作、数値や命令入力等の指定は、プログラムを組み込んだコンピュータに接続された入力部３で行う。本明細書において「押下する」とは、ボタン類に物理的に触れて操作する他、入力部によりクリックあるいは選択して擬似的に押下することを含む。入力部等を構成する入出力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータ等に固定されている。一般的な入力部としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入出力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、レーザ加工装置等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示する表示部８２のディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、または音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。

レーザ加工データ設定プログラムは、３次元レーザ加工データの編集が可能である。ただ、３次元データの編集が不得手なユーザを考慮し、平面上での設定のみ可能で、３次元上での編集ができない「２Ｄ編集モード」を用意し、３次元レーザ加工データの加工が可能な「３Ｄ編集モード」と切り替え可能としてもよい。このような複数の編集モードを備える場合は、現在の編集モードを示す編集モード表示欄２７０と、編集モードを切り替える編集モード切替ボタン２７２を備える。図１４の例では、レーザ加工データ設定プログラムの起動時は「２Ｄ編集モード」とし、画面右上に設けられた編集モード表示欄２７０に、現在の編集モードが「２Ｄ編集中」であることを表示させている。操作が比較的容易な２次元編集モードを起動時のデフォルト編集モードとして設定することにより、３次元レーザ加工データの編集が不得手なユーザであっても戸惑うことなく操作できる。また、起動時の編集モードはユーザが変更可能に構成することもでき、操作を習熟したユーザが編集モードを切り替えることなく３次元レーザ加工データの編集が可能となるよう設定することもできる。

また編集モード表示欄２７０の右側に設けられた編集モード切替ボタン２７２には、３Ｄ編集モードに切り替え可能であることを示す「３Ｄ」の文字が表示されている。この状態から、編集モード切替ボタン２７２を押下すると、「３Ｄ編集モード」に切り替えられると共に、編集モード表示欄２７０の表示が「３Ｄ編集中」に変更される（図１５等）。さらに編集モード切替ボタン２７２は３Ｄ編集モードから２Ｄ編集モードに切り替え可能であることを示す「２Ｄ」の文字が表示される。このように、３Ｄ表示や編集を制限又は排除した「２Ｄ編集モード」を設けることで、ユーザが２次元的加工面に対する加工データの設定・編集を行いたい場合、２次元的加工面に対する加工データの設定・編集のみが行えるユーザインターフェースを提供することで、ユーザインターフェースの簡素化とそれに伴う操作性の向上を図ることができる。また、ユーザが３次元的加工平面に対する加工データの設定・編集を行いたい場合においても、いきなり不慣れな３Ｄ表示を行うのではなく、上述したこれまで慣れ親しんだ「２Ｄ編集モード」にて２次元的加工面に対する加工データの設定・編集を行い、この「２Ｄ編集モード」にて設定・加工された２次元加工データを「３Ｄ編集モード」にて更に、所望の３次元加工データに加工・編集し直す工程をとることにより、「３Ｄ編集モード」も、ユーザにとって判り易いユーザインターフェースとそれに伴う操作性の向上を図ることができる。

図１４に示す２Ｄ編集モード及び図１５に示す３Ｄ編集モードは、外見上ほぼ等しく構成している。図１４の２Ｄ編集モードでは、３次元形状を設定する「形状設定」タブ２０４ｉがグレーアウトして選択不能となっている。図１４の画面から編集モード切替ボタン２７２を押下して図１５に示す３Ｄ編集モードに切り替えることにより、「形状設定」タブ２０４ｉの選択が可能となる。このように、２Ｄ編集モードと３Ｄ編集モードとでプログラムのユーザインターフェースを殆ど変化させることなく、設定可能な項目を制限することにより、容易に２Ｄ編集モードから３Ｄ編集モード又はその逆への移行がスムーズに行える。

上述の通り、このレーザ加工データ設定プログラムでは３Ｄ編集モードであっても２Ｄ編集モードとほぼ同じインターフェースを採用しているため、３次元レーザ加工データの設定、編集作業も、２次元のレーザ加工データの設定とほぼ同じ要領で行うことができる。３Ｄ編集モードにおいても、まず２Ｄ編集モードと同様のユーザインタフェースから、印字パターンの文字サイズや形状を指定する。次に、２次元状の印字パターンの設定に対して、３次元レーザ加工データに必要な３次元形状情報を付加する。この際、ユーザは実際の印字データを印字方向すなわちレーザ光の照射方向から正面的に見た２次元表示と、任意の方向から見た３次元表示とを切り替えながら設定することができる。これにより、２次元の印字データ作成しか経験したことのないユーザでも、簡単に３次元レーザ加工データを作成できるシンプルなユーザインタフェースが提供される。

加工条件設定部３Ｃの一例を、図１４及び図１５に基づいて説明する。図１４及び図１５は、レーザ加工データ設定プログラムのユーザインターフェース画面の一例を示しており、画面の左側にワーク上に印字される加工パターンのイメージを表示する編集表示欄２０２、右側に具体的な加工条件として各種データを指定する印字パターン入力欄２０４を設けている。印字パターン入力欄２０４では、設定項目を選択するタブとして「基本設定」タブ２０４ｈ、「形状設定」タブ２０４ｉ、「詳細設定」タブ２０４ｊを切り替えることができる。図１４の例では「基本設定」タブ２０４ｈが選択されており、ここには加工種類指定欄２０４ａと、文字データ指定欄２０４ｄ、文字入力欄２０４ｂ、詳細設定欄２０４ｃを設けている。加工種類指定欄２０４ａは、加工パターンの種別として、文字列やシンボル、ロゴ、模様、図等のイメージを含めた印字パターン、若しくは加工機としての動作を行うかを指定する。図１４の例では、加工種類指定欄２０４ａからラジオボタンで文字列、ロゴ・図、加工機動作の別を選択する。また文字データ指定欄２０４ｄは、文字データの種別を指定する。ここでは文字、バーコード、２次元コード、ＲＳＳ・コンポジットコード（Composite Code：ＣＣ）のいずれかをプルダウンメニューから選択する。さらに選択された文字データの種別に応じて、さらに詳細な種別を種別指定欄２０４ｑで選択する。例えば文字を選択した場合はフォントの種別、バーコードを選択した場合は、CODE39、ITF、2 of 5、NW7、JAN、Code 28等のバーコード種別、２次元コードを選択した場合は、ＱＲコード、マイクロＱＲコード、DataMatrix等の２次元コード種別、ＲＳＳ・コンポジットコードを選択した場合は、RSS-14、RSS-14 CC-A、RSS Stacked、RSS Stacked CC-A、RSS Limited、RSS Limited CC-A等のＲＳＳコード種別、又はＲＳＳコンポジットコード種別を指定する。文字入力欄２０４ｂでは、印字したい文字情報を入力する。入力された文字は、文字データ指定欄２０４ｄで文字を選択した場合、そのまま文字列として印字される。一方、シンボルが指定された場合は、選択されたシンボルの種別に従って入力された文字列がエンコードされた加工パターンが生成される。加工パターンの生成は、加工条件設定部３Ｃで行う他、加工データ生成部で行ってもよい。この例では演算部８０が行っている。また詳細設定欄２０４ｃは、タブを切り替えて「印字データ」タブ２０４ｅ、「サイズ・位置」タブ２０４ｆ、「印字条件」タブ２０４ｇ等、印字条件の詳細を指定する。

図１４の例では文字データ指定欄２０４ｄでＱＲコードが指定されており、「印字データ」タブ２０４ｅでセルサイズ、印字線幅、誤り訂正率、バージョン等を数値で指定する。また必要に応じてモード自動、白黒反転、パスワード等を指定できる。

なお加工種類指定欄２０４ａから加工機動作を選択すると、加工種別がプルダウンメニューから選択できるようになり、定点、直線、破線、左回り円・楕円、右回り円・楕円、トリガＯＮ中定点等が選択できる。加工機動作では、加工パターンとして文字入力欄に代わって線分座標指定欄２７８が設けられ、直線や円弧等の軌跡を座標で指定する。図１６は、加工機動作の一例として、加工種別として破線を選択した場合の設定画面を示している。また図１７は、右回り円・楕円を選択した場合の設定画面であり、図１８はさらに３Ｄ編集に切り替えて３次元形状に表示した設定画面を示している。

またレーザ加工装置は文字列に限らず、ロゴや図等のイメージデータの印字も可能である。図１９及び図２０に、このようなイメージデータの印字を行う設定画面の例を示す。図１９に示すように、加工種類指定欄２０４ａから「ロゴ・図」を選択すると、「印字内容」タブ２１７にファイル名入力欄が表示され、外部ファイルを参照することが可能となる。予めロゴや図をラスターデータやベクターデータで作成し、保存しておくことにより、これらの外部ファイルを指定して読み込み、編集表示欄２０２に表示できる。さらに図２０に示すように、「印字条件」タブ２１８において印字パワーやスキャンスピード等を設定する。
（加工ブロック設定手段）

以上のようにして、一つの印字ブロックに関する印字パターン情報を設定する。また、印字ブロックを複数設定することもできる。すなわち、加工領域において複数の印字ブロックを設定し、異なる印字条件で印字加工を行うことができる。印字ブロックは、一のワーク又は加工（印字）対象面に対して複数設定する他、加工領域内に存在する複数のワークに対して各々設定することもできる。

加工ブロックの設定は、加工ブロック設定手段で行う。図１４の例では、加工ブロック設定手段の一形態として、印字パターン入力欄２０４の上欄にブロック番号選択欄が設けられる。ブロック番号選択欄にはブロック番号を表示する番号表示欄と、番号指定手段として、「＞」ボタン、「＞＞」ボタン、「＜」ボタン、「＜＜」ボタンが設けられる。「＞」ボタンを押下すると、ブロック番号が１インクリメントされて、新たな印字ブロックの設定が可能となる。また、設定済みの印字ブロックの設定を変更する際も、同様に「＞」ボタンを操作してブロック番号を選択し、該当する印字ブロックの設定を呼び出すことができる。また「＞＞」ボタンを押下すると最終のブロック番号にジャンプする。さらに「＜」ボタンを押下するとブロック番号が１つ戻り、「＜＜」ボタンを押下すると先頭のブロック番号にジャンプする。さらに、ブロック番号選択欄の数値表示欄に直接数値を入力してブロック番号を指定することもできる。このようにして、ブロック番号選択欄で印字ブロックを選択し、各印字ブロックについて印字パターン情報を指定する。この例では、ブロック番号を０〜２５５まで設定可能としている。

図１５に、３つの印字ブロックを設定した例を示している。ブロック番号０００として、図１４で設定したＱＲコードが表示されており、ブロック番号００１としてバーコード、ブロック番号００２として文字列が各々表示される。図１５の例では文字データ指定欄２０４ｄでバーコードが指定されており、「印字データ」タブ２０４ｅでバーコードの高さ、ナロー幅、印字線幅、細太比等を数値で指定する。また必要に応じてチェックデジットの有無、白黒反転等を指定できる。

また印字ブロックの配置について、配置位置の調整（中心軸に対するセンタリング、右寄せ、左寄せ等）、複数の印字ブロックが重複した場合の重ね順や、位置合わせ等のレイアウトを設定することもできる。例えば、図２１では、各印字ブロックを画面左右方向の中央の位置に移動させた例を示している。同様に、上下方向の中央に位置合わせを行うこともできる。このようにして、複数の印字ブロックの配置を自動的に調整できる。

さらに各印字ブロックの配置を座標等で指定することもできる。図２１の例では、ブロック番号００２の文字列について、位置調整手段３Ｋを構成する「サイズ・位置」タブ２０４ｆからブロック座標のＸ座標、Ｙ座標を数値で指定する。またこの画面から、文字サイズとして文字高さ、文字幅、文字間隔等を指定できる。さらにブロック形状として、横書き、縦書きの別や、３次元印字の際の円柱内周、外周の別等を指定する。
（印字ブロックの設定一覧表）

このようにして設定された印字ブロックは図２２に示すように設定項目を一覧表示させることもできる。図１５の例では、メニューの「編集」から「ブロック一覧」を選択することで、図２２のブロック一覧画面が別ウィンドウで表示される。この一覧画面から、設定済みの印字ブロックを削除したり、複写して新たな印字ブロックを追加することができる。また所望の印字ブロックを選択して、設定項目を調整するように構成してもよい。
（３Ｄ形状の一括変更）

さらに、複数の印字ブロックの形状を一括して変更する一括変更機能を備えることもできる。一例として図２３に示すような２つの円錐と球からなる３つの印字ブロックに対して、これらをすべて円柱状に変更したい場合を考える。図２３の設定画面左端のツールバー最下段に設けられた「３Ｄ形状の一括変更」ボタン２７４を押下すると、図２４の３Ｄ形状一括変更画面２７５が表示される。３Ｄ形状一括変更画面２７５には、現在設定されている印字ブロックの一覧が、各々の座標位置や図形種別、文字列等を示して表示される。この画面から、変更したい印字ブロックをチェックボックスで選択し、一括変更形状指定欄２７６で所望の形状を指定する。図２４の例では、一括変更形状指定欄２７６にプルダウンメニューとして、平面、円柱、球、円錐、３Ｄ加工機、ＺＭＡＰ等が用意されている。併せて、変更後のブロック形状について指定したい場合は、「ブロック形状を一括変更する」欄２７７のチェックボックスをＯＮして、変更後の詳細を入力する。図２４の例では、変更後の形状として一括変更形状指定欄２７６で「円柱」を指定し、さらに変更後のブロック形状につき、直径と配置面を入力する。設定終了後に「ＯＫ」を押すと、図２５に示すように印字ブロックが一括して同一径の円柱状に変換される。このように、複数の印字ブロックの形状を一括して変換可能とすることで変更作業を容易にし、各々の印字ブロック毎に設定を変更する手間を省ける。特に多数の印字ブロックの形状を同一の形状に変換したい場合には有効であり、これによって大幅な省力化が図られる。
（印字グループ）

また、複数の印字ブロックを纏めた印字グループを設定し、印字グループ単位でレーザ光の出力値や走査速度等の印字条件の設定を行うこともできる。この様子を図２６〜図３４に基づいて説明する。この内図２６は、複数の印字ブロックをブロック設定手段３Ｆで設定し、編集表示欄２０２で２次元状に表示させた状態、図２７はこれを３次元状の表示に切り替えた状態を、それぞれ示している。上記の例では、図１４等に示すように一の印字ブロックには１行分のデータのみ印字可能としている。このため、複数行の印字を行いたい場合は、複数の印字ブロックを設定して、これらの印字ブロックを並べて配置することにより対応する。図２６及び図２７の例では、円筒状のワークに対して、上段に文字列「ａｂｃｄｅ」の円柱状印字ブロックＢ１（ブロック番号０００）を設定し、その下段に文字列「ＡＢＣＤＥ」の円柱状印字ブロックＢ２（ブロック番号００１）を設定し、これらを上下に重ねて配置している。これらの印字ブロックＢ１、Ｂ２に対しては、各々印字条件が設定される。このため従来は、印字ブロック毎にユーザが個別に印字条件を設定していた。しかしながら、この場合は印字ブロック１と２は同一のワーク上への印字であるため、レーザ光の出力や走査速度等、印字条件としては共通する項目が多い。これらについて従来は同一の印字条件を個別に設定しなければならないため、作業が繁雑であった。特に印字ブロック数が多くなると、それだけ設定に時間がかかる。このような問題に対応するため、複数の印字ブロックを纏めて印字グループとし、印字グループ単位での印字条件設定を可能としている。具体的には、グループ設定手段３Ｊで印字グループ設定を行う。
（グループ設定手段３Ｊ）

グループ設定手段３Ｊとして図２８に示す例では、印字パターン入力欄２０４にグループ設定欄２５０を設けている。より具体的には、グループ設定欄２５０の「グループ設定を行う」欄２５１のチェックボックスをＯＮにして、グループ化したい印字ブロックを選択すると共に、グループ番号指定欄２５２でグループ番号を指定する。印字ブロックの選択には、例えば図２９に示すように、編集表示欄２０２からマウス等のポインティングデバイスで選択したい印字ブロックを含ませるように範囲指定する、あるいは、ＣＴＲＬキーを押しながらマウスで左クリックする等の手段が適宜利用できる。このようにしてグループ化したい印字ブロックを選択した後、グループ設定欄２５０の「グループ化」ボタン２５３を押下することでグループ化が設定される。また、図３０に示すように範囲指定やマウスクリック等でグループ化したい印字ブロックを複数指定した後、マウスの右クリックメニュー２５６から「グループ化」メニュー２５７を選択し、「グループ化」を選択する。またグループ番号は、新たなグループを設定する度に０００から１ずつインクリメントされて自動的に付与される。この例では２５４個までグループを設定できる。このようにしてグループ化を行うと、印字条件等はグループ単位で一括して行えるようになる。図２８の例では、編集表示欄２０２を２次元表示させた状態で、印字ブロックＢ１とＢ２を指定し、印字パターン入力欄２０４のグループ設定欄２５０で印字グループＧ１（グループ番号０００）として設定する。これにより、編集表示欄２０２において印字グループＧ１の範囲を示すように、２段の文字列を囲む枠ＢＷが表示される。図３１に、枠の表示が印字ブロックの枠ＢＷから印字グループの枠ＧＷに変化する様子を示す。このように、印字ブロック単位で表示されていた枠が、印字グループを示す枠ＧＷに変化する。これにより文字列「ａｂｃｄｅ」と「ＡＢＣＤＥ」の全体で、１つの印字ブロックのように扱うことが可能で、レーザ光の出力値や走査速度、印字ブロックのサイズやオフセット位置の調整等を一括して設定できる。

また枠の表示方法は、印字ブロックと印字グループとを同様に表示する他、これらを異ならせて表示してもよい。例えば印字ブロックを示す枠ＢＷを細線で、印字グループＧＷを示す枠を太線で、各々表示することにより、印字ブロックと印字グループとを区別できる。また、線のパターンを実線、破線等としたり、線の表示色を緑、青、赤に変更すること等によっても、これらを区別できる。

このようなグループ設定の作業は、図２８に示すように編集表示欄２０２を２次元表示とした状態で行うことが好ましい。平面図による表示では印字ブロックをシンプルに表示でき、選択が容易だからである。ただ、図３２に示すように編集表示欄２０２を３次元表示（詳細は後述）とした状態で行えるように設定することも可能である。２次元、３次元いずれの状態からもグループを設定できるようにすることで、使い勝手を向上できる。

またグループ化を解除するには、図２８のグループ設定欄２５０から「グループ解除」ボタン２５４を押下する、あるいは図２９のグループ化メニュー２５７から「グループ解除」を選択する。これによって一旦グループ化した印字ブロックを再度分解できるので、グループ化した一部について個別の印字条件を設定したい場合等に有益である。

なお、印字グループは、隣接する印字ブロック同士をグループ化するのみならず、離れた位置にある印字ブロックをグループ化することもできる。例えば、図３３に示すように文字列「ａｂｃｄｅ」と「ＡＢＣＤＥ」を２列に並べたものを３組、缶状のワークの側面に印字する場合において、文字列「ａｂｃｄｅ」の印字ブロックＢ３、Ｂ４、Ｂ５の３個を纏めて印字ブロックＧ２、文字列「ＡＢＣＤＥ」の印字ブロックＢ６、Ｂ７、Ｂ８の３個を纏めて印字ブロックＧ３に設定する。これにより、文字列「ａｂｃｄｅ」に対する印字の濃さと、文字列「ＡＢＣＤＥ」の印字の濃さを、各々独立して設定でき、同じ文字列については同じ濃さで、異なる文字列については異なる濃さで印字できる。このように、グループ化は単に隣接する文字列やロゴ等のイメージを纏める他、印字条件の設定のし易さ等に応じて任意に設定することができる。

以上は、作業領域に配置された一のワークに対して、複数の印字ブロックを設定する例について説明したが、一の作業領域内に複数のワークが配置されている場合に、各ワーク毎に個別の印字を設定する場合等においても、グループ化を適宜設定できる。図３４は、作業領域内に３つのワークＷ１〜３が配置されている場合に、各ワークに対して異なる印字を行うと共に、ワークＷ１について文字列「ａｂｃｄｅ」と「ＡＢＣＤＥ」を２列に並べたものをグループ化した例を示している。またこの例において、ワークＷ２とワークＷ３に、同じ印字条件を設定することもできる。このように、複数のワークと複数の印字ブロックの、任意の組み合わせに対してグループを設定できるので、印字目的や用途に応じた適切な設定を簡単に行うことができ、ユーザの設定作業の負担を軽減できる。
（ワークのプロファイル情報）

次に図１４に戻り、ワークのプロファイル情報を設定する手順について説明する。図１４の例では、平面状のワークに印字する例を示している。このレーザ加工データ設定プログラムでは、加工対象面が平面状に限られず、３次元形状の加工対象面の設定も可能である。ワークの加工対象面の３次元形状に関するプロファイル情報は、図１３Ａの加工面プロファイル入力手段３Ａから設定される。プロファイル情報を指定する方法としては、以下のような方法が考えられる。
（１）３次元形状を入力可能なプログラム上から、ワークを作画して指定する方式

プログラム上からワークの形状を作図して指定するものである。例えば既存の３次元ＣＡＤや３次元モデリングツール、ドローソフトのように、平面や直線等の描画ツールを用意し、３次元形状をユーザに直接作画させる。この方法は、３次元形状の作図に慣れたユーザであれば容易に利用できる反面、このような作図に不得手なユーザには敷居が高いという問題がある。
（２）ワークの形状を特定するためのパラメータを、対話形式でユーザに入力させる方式

ウィザード方式のように、必要な情報を対話形式でユーザに指定させることで形状を特定する方法である。この方法は、３次元作図に関する知識が不要であるため、利用しやすいという利点がある。例えば、ワークの形状を基本図形として指定し、該形状を特定するパラメータを指定する。具体的には、ワークの形状を予め選択肢として提示し、選択された形状に応じて、これを特定する入力パラメータの設定項目をさらに提示して入力させる。例えば、加工対象面が斜面状であれば、基準点の座標位置や法線ベクトルの方向等を指定する。また円柱状であれば、基準点の座標位置、円柱半径、円柱中心軸の方向等を指定する。あるいは球状であれば、中心点の座標位置、球半径等を指定する。
（３）基本図形を選択する方式

また、対話形式に限られず、基本図形を選択して基本図形に関するパラメータを指定する方式としてもよい。すなわち、予め用意された円柱状、円錐状、球状等の基本図形をユーザに選択させ、選択された基本図形を特定するパラメータを提示して、ユーザに数値を入力させることで、容易に２次元形状から３次元形状に変換できる。基本図形でワークを擬似的に表現することにより、指定が容易かつ正確に行える利点がある。
（４）ワークの形状に予め作成された３Ｄデータのデータファイルを入力して変換する方式

予め３次元ＣＡＤ等の別プログラムで作成されたワークのデータファイルを変換して利用するものである。この方法では、既に作成されたデータを利用できるので、ワークの形状指定作業を大幅に省力化できる。読み込み可能なデータファイル形式は、ＤＸＦ、ＩＧＥＳ、ＳＴＥＰ、ＳＴＬ、ＧＫＳ等、各種の汎用的なフォーマットが利用できる。またＤＷＧ等、特定のアプリケーションの専用フォーマットを直接入力して変換することもできる。
（５）２次元情報に高さ情報を直接指定する

平面状の印字内容を示す印字パターンに、高さや高さ方向の傾きを数値で指定する。一例として、図３５の文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」からなる印字ブロックＢ９を図３６に示すように傾斜面に印字する例を示す。傾斜面への印字は、図３５に示すように編集表示欄２０２で印字対象面を２次元表示させた状態で、印字パターン入力欄２０４から形状選択欄２０６で平面を指定すると共に、「レイアウト」タブ２１６で印字ブロックＢ９のＸ軸、Ｙ軸オフセット量を設定する。さらに図３６に示すように「ブロック形状・配置」タブ２１１に設けられた回転角設定欄２１１Ｂで、回転角を指定することにより設定できる。回転角は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向にそれぞれ数値やスライダで指定でき、図３６の例では、Ｘ回転３０°を指定している。この方法では、単純な段差状や傾斜面等を簡単に表現できる利点が得られる。半面、複雑な形状の指定には不向きである。
（６）ワークの形状を実際にイメージセンサ等の画像認識装置で読み込んで取得する方式

ワークをイメージセンサ等で読み込んで画像認識等の方法で自動的にデータを取得する。

以上の内、ここでは（３）と（４）の方法を採用している。具体的には、予め用意された基本図形から選択する手段と、３次元形状を記録したファイルを入力する手段が利用できる。この様子を、図３７〜図３９に基づいて説明する。図１４の画面から、印字パターン入力欄２０４の設定項目を選択するタブを「基本設定」タブ２０４ｈから「形状設定」タブ２０４ｉに切り替えると図３７に示す画面となり、プロファイル情報の入力方法を選択するプロファイル入力選択手段として、プロファイル指定欄２０５が表示される。図３７のプロファイル指定欄２０５では、基本図形、ＺＭＡＰ、加工機動作のいずれかをラジオボタンで選択する。
（基本図形指定手段３ａ）

基本図形から選択する方法では、予め用意された基本図形の形状を選択する。基本図形としては、平面、円柱、球、円錐等がある。図３７の例では基本図形指定手段３ａの一形態としてプロファイル指定欄２０５で基本図形が、その下欄に設けられた形状選択欄２０６で「平面」が、それぞれ選択されている。ここで、図３８に示すように円柱を選択すると、編集表示欄２０２の２次元表示が平面状から円柱状に切り替えられる。すなわち、円柱状のワークに印字されるＱＲコードのＸＹ座標平面図が表示されるため、ＱＲコードの右側に向かうほど横幅が狭くなるよう変形して表示される。
（３Ｄ表示）

また、加工対象面を立体的に表示することもできる。この例では、加工イメージ表示部として編集表示欄２０２の表示形式を、２次元状の表示と３次元状の表示とを切り替え可能としている。図３８の画面に設けられた表示切替ボタン（３Ｄ）２０７を押下すると、図３９に示すように編集表示欄２０２が３次元表示に切り替えられ、加工対象面の３次元形状が立体的に確認できる。なお図３９の画面から表示切替ボタン（２Ｄ）２０７を押下すると、図３８の画面に切り替えられる。このように、表示切替ボタン２０７を押下する毎に、２Ｄ表示と３Ｄ表示が切り替えられ、またこれに応じて表示切替ボタン２０７の表示も、他方の表示形態を示す２Ｄと３Ｄとに切り替えられる。また図３９の３Ｄ表示画面においても、図３８の２Ｄ表示画面と同様に、加工パターンの領域は、枠Ｋで囲まれて表示される。

また図３９の例では、２Ｄ表示と３Ｄ表示の表示切替ボタン２０７は、フローティングツールバーに設けられている。フローティングツールバーは任意の位置に移動可能である。またフローティングツールバーの表示／非表示を切り替えたり、通常のツールバーに組み込むよう構成してもよい。
（３Ｄ表示画面の視点の変更）

３Ｄ表示画面においては、任意の視点に変更することが可能である。図３８に示すＱＲコードを円柱状のワークに印字する印字面を様々な視点から３Ｄ表示画面に表示させた例を、図４０〜図４７に示す。図３８の２Ｄ表示画面から、フローティングツールバーの表示切替ボタン（３Ｄ）２０７を押下すると、図３９の３Ｄ表示画面に切り替えられる。この３Ｄ表示画面からスクロールバー２０９を操作することで、図４０〜図４７に示すように３次元表示画面の視点を自由に変更できる。図４０は、作業領域を斜め上方から見た斜視図であり、図４１は、図４０の状態から作業領域を回転させて、ワークを裏側から表示した例を示している。視点の変更には、スクロールバーを用いる他、マウスで３Ｄ表示画面上の任意の点をドラッグすること等によってワークを回転させるように構成してもよい。

また、フローティングツールバーに設けられた「スクロールバーの移動／回転切替」を押下すると、スクロールバーの用途がワークの回転から、画面の移動に切り替えられる。図４０の画面から水平方向のスクロールバーを操作すると、図４２や図４３に示すように、３次元表示の表示角度を維持したまま、視野を左右に平行移動できる。また垂直方向のスクロールバーを操作すると、図４４に示すように上下方向に視野を移動できる。このように、スクロールバーを画面の移動と回転に切り替えて使用することで、３Ｄ表示の操作に不慣れなユーザでも比較的簡単に視野を変更できる。

さらに、３Ｄ表示画面を規定の視点からの表示に切り替えることもできる。図４０の例では、フローティングツールバーに、「表示位置」変更欄２０７Ｂが設けられ、ここで視点をＸＹ平面等、規定の表示に変更できる。例えば図４５はＸＹ平面で印字面を表示した例を示しており、図３８に示す２Ｄ表示画面と対応する平面図が表示される。また図４６はＹＺ平面、図４７はＺＸ平面における表示例を、それぞれ示している。また、各画面からもスクロールバーを操作する等して表示の視点を変更することもできる。このように、３次元表示においても、規定の方向から見た表示画面に速やかに切り替えることができ、表示の変更、復帰や確認の際等に有益である。
（３次元ビューワ２６０）

上記の例では、編集表示欄２０２を２次元表示と３次元表示のいずれかに切り替えている。ただ、同じワークの２次元表示と３次元表示を並べて表示させたい場合もある。このような要求に応えるため、別ウィンドウで開く３次元ビューワ２６０を用意している。図４８に、３次元ビューワ２６０を表示させた例を示している。上記図３８の例では、３次元ビューワ２６０を開くための３次元別画面呼出手段として、２画面表示ボタン２０７Ｃをフローティングツールバーに設けている。図３８のように編集表示欄２０２で２次元表示させている状態で、２画面表示ボタン２０７Ｃを押下すると、図４８に示すように３次元ビューワ２６０が別ウィンドウで表示される。３次元ビューワ２６０はドラッグして任意の位置に配置可能である。またウィンドウサイズも変更できる。さらに、３次元ビューワ２６０で表示されるワークＷの姿勢や角度の変更、回転等の操作を可能としてもよい。これらの３次元表示においては、グリッドやスケールを表示させており、視点の把握を容易にしている。これらグリッドやスケール表示をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。

なお、図３９に示すように編集表示欄２０２で３次元表示させている状態では、さらに３次元表示画面を開く必要がないので、３次元ビューワ２６０を呼び出すフローティングツールバーの２画面表示ボタン２０７Ｃはグレーアウトされ、選択できないようになっており、誤操作を防止している。ただ、２次元表示を別画面で表示させたい場合に、別途２次元ビューワ欄を表示可能とすることもできる。なおこれらの表示は一例であり、各欄のレイアウトや大きさ、位置関係等は任意に変更可能であることは言うまでもない。例えば設定欄を含めた各欄を別ウィンドウで表示させてもよい。このように表示部８２に、加工対象面の３次元形状イメージを表示させる加工イメージ表示部８３として、編集表示欄２０２や３次元ビューワ２６０等が利用できる。
（３次元形状データ入力手段３ｂ）

一方、予め３次元ＣＡＤ等でワークの形状を規定する３次元形状データを作成しておき、このデータファイルをして入力する例を、図４９〜図５４に示す。この方法では、外部から入力された３次元形状データに、２次元の印字パターン情報を貼り付ける。まず、図４９の画面から文字入力欄２０４ｂに文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」を入力し、さらに図５０の画面で３次元形状データ入力手段３ｂであるプロファイル指定欄２０５からＺＭＡＰを選択すると、形状選択欄に代わってＺＭＡＰファイル名入力欄２９２が表示される。ここでＺＭＡＰファイルとは、３次元形状データファイルの一であり、ＸＹ座標毎に高さ方向のＺ座標情報を一有するファイル形式である。ＺＭＡＰファイル名入力欄２９２の右側に設けられた「参照」ボタン２９３を押下すると、図５１に示すファイル選択画面２９４が表示され、ここから印字対象のワーク形状を規定したＺＭＡＰファイルを選択する。なお、ＺＭＡＰファイルは、予め作成されているものとする。これにより、図５２に示すようにＺＭＡＰファイル名入力欄２９２にＺＭＡＰ（この例ではdolphin.M3D）が指定される。この状態で、編集表示欄２０２には文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」をＺＭＡＰファイルで規定される３次元形状データに貼り付けた状態が表示されている。

また、この状態からフローティングツールバーの左端に設けられた表示切替ボタン（３Ｄ）２０７を押下すると、図５３に示すように編集表示欄２０２が２次元表示から３次元表示に切り替えられ、加工対象面の３次元形状が立体的に確認できる。この図に示すように、ＺＭＡＰファイルに含まれる３次元形状データ上の指定された位置に文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」が貼り付けられた状態が３次元的に表示される。これにより、加工イメージ表示部においてワークの印字面での印字状態を２次元的及び３次元的に確認できる。

さらに、ＺＭＡＰを指定した段階でフローティングツールバーの右端に設けられた「ＺＭＡＰ表示」欄２０７Ｄのチェックボックスが選択可能に切り替わる（図５２参照）。図５３の状態から、「ＺＭＡＰ表示」欄２０７ＤのチェックボックスをＯＮにすると、図５４に示すように編集表示欄２０２の３次元表示された印字対象面に、ＺＭＡＰファイルで規定される３次元形状データが重ねて表示される。これにより、印字対象面のみならず、ワークの全体形状を含めて３次元的に表示できるので、ユーザは印字の全体像を視覚的に確認できる。

なお、印字パターンである文字列を、ワークの形状を規定するＺＭＡＰに貼り付ける際は、図５３及び図５４に示すように、印字パターンを３次元の印字対象面に正射影し、一方向（この例では上面）から印字対象面を見た場合に印字パターンが正しく再現するように構成している。すなわち、図４９の編集表示欄２０２で文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」を２次元表示している状態から、３次元形状に変換（図５３、図５４）しても、その平面図は図５２に示すように変化しない。ここでは、印字パターンが有する平面情報（ＸＹ座標）をそのまま使用し、印字パターンのＸＹ座標と対応するＺＭＡＰのＸＹ座標位置における高さ情報（Ｚ座標）を、印字パターンの３次元情報として付加している。この手法では高さ情報のみＺＭＡＰを参照し、平面情報はそのまま使用するため、２次元の印字パターンを３次元に変換する際のデータ処理が容易であり、軽負荷で高速化が図れる利点が得られる。特にワークの形状が複雑である際には、この手法が処理能力や速度の面で有利となる。また、印字結果を一方向から視認する用途においては、正確な形状が再現できる利点も得られる。例えば、バーコード等のシンボルを曲面に印字した場合でも、読み取り方向を正確に設定することで、バーコードの端部でナロー幅が変化して読み取りエラーが生じる恐れを解消できる。またＯＣＲにおいても同様に文字の歪みを低減して、読み取り率の高い高精度な印字が実現できる。

一方、上述した基本図形を用いた３次元レーザ加工データへの変換方法では、基本図形を平面状に展開した展開図に印字パターンを貼り付ける方式としている。すなわち、編集表示欄２０２における印字パターンの２次元表示は、図３７、図３８のように変化する。この場合は、視認方向が一方向に決まっていない場合等に好適であり、例えば製品の製造年月日やシリアル番号等の文字列を印字する際に、ユーザが判読しやすい印字を行える。

以上のように、基本図形指定手段３ａによる基本図形の指定と、３次元形状データ入力手段３ｂによるＺＭＡＰファイルの指定とを、プロファイル指定欄２０５で切り替えることができ、プロファイル指定欄２０５は基本図形指定手段３ａと３次元形状データ入力手段３ｂの切替手段として機能する。
（ＺＭＡＰデータの作成）

次に、予め作成した汎用的な３次元形状データファイルからＺＭＡＰデータを作成する手順を説明する。３次元形状データファイルを作成する手段としては、３Ｄ−ＣＡＤプログラムや３Ｄ−ＣＧプログラム等が利用できる。これらの３次元形状データ作成プログラムで作成され、保存されるデータ形式としては、ＤＸＦ、ＩＧＥＳ、ＳＴＥＰ、ＳＴＬ、ＧＫＳ等の汎用的なフォーマットや、ＤＷＧ、ＤＷＦ、ＣＤＲ、ＡＩ等、特定のアプリケーションの専用フォーマット等がある。本実施の形態では、ＳＴＬ（Stereo Lithography）ファイル形式を利用している。ＳＴＬはすべての面を３角形の平面で構築したデータであり、扱いやすいという利点がある。よって、３Ｄ−ＣＡＤプログラム等により、ワークの形状を規定するＳＴＬデータを予め作成しておく。なおレーザ加工データ設定プログラムに、ＳＴＬ等の３次元形状データ作成機能を持たせてもよい。

このようにして作成されたＳＴＬデータを、レーザ加工データ設定プログラムに読み込む。プログラムの編集メニューから「ＺＭＡＰ作成」を選択すると、図５５に示すＺＭＡＰ作成画面３００が表示される。ＺＭＡＰ作成画面３００は、左欄に３次元形状データを３次元的に示すためのビューワ画面３０１、右欄にビューワ画面３０１に表示される３次元形状データの姿勢を調整する調整欄３０２を設けている。この画面から、ファイルメニューの「ＳＴＬファイルを開く」を選択すると、ＳＴＬファイルの選択ダイヤログボックスが開くので、作成済みのＳＴＬファイルの保存先を指定して、所望のワークの形状を規定するＳＴＬファイルを選択する。図５６に、ＳＴＬファイルを開いた状態のＺＭＡＰ作成画面３００を示す。この状態では、右欄上に設けられた「ＳＴＬ表示」ボタン３０３が押下された状態となり、ビューワ画面３０１にＳＴＬファイルが表示されていることを示している。ＳＴＬファイルを開いた状態でのビューワ画面３０１における３次元形状データの初期位置は、この例では３次元形状データの頂点が原点に位置するように設定されている。なお、初期位置を任意に設定可能としてもよい。

次に、ＳＴＬファイルを操作し、ＺＭＡＰに変形したい姿勢を決定する。ここでは図５６の右欄に設けられた調整欄３０２で、ＳＴＬファイルで規定される３次元形状データの座標や回転角を調整する。例えば座標調整欄３０４でＸ座標方向に−６０ｍｍ移動させると、図５７に示すようにビューワ画面３０１で表示される３次元形状データが平行移動される。同様にＺ座標方向に調整して、図５８の状態から図５９（Ｚ座標１０ｍｍ）、図６０（Ｚ座標−１０ｍｍ）に示すように３次元形状データを高さ方向に垂直移動させることも、図６１に示すようにＹ座標方向（Ｙ座標５０ｍｍ）を調整することもできる。これら座標位置の指定は、座標調整欄３０４の数値入力欄から数値を直接入力する他、右側に設けられた矢印ボタン３０５を押下することでも操作できる。矢印ボタン３０５は、十字状に配置されたボタン３０５ａでＸＹ座標を調整し、その下でＺ座標調整欄３０４の右側に設けられた上下矢印ボタン３０５ｂでＺ座標を調整する。これによってユーザは視覚的に３次元形状データを移動できる。

さらに、回転角調整欄３０６から回転角度を指定することで、ビューワ画面３０１で表示される３次元形状データを回転できる。回転角調整欄３０６には、Ｘ回転、Ｙ回転、Ｚ回転欄が各々設けられ、数値若しくはスライダにより回転角度を指定する。図６２はＸ回転、図６３はＹ回転、図６４はＺ回転の例を、それぞれ示している。

さらに加えて、ビューワ画面３０１に印字可能領域を示すこともできる。調整欄３０２に設けられた印字領域表示欄３０７でＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のチェックボックスをＯＮにすることにより、印字可能領域のそれぞれの方向における境界面ＫＭを表示できる。図６５にＸ方向、図６６にＹ方向、図６７にＺ方向における境界面ＫＭを表示する例を、それぞれ示す。またこれらの境界面ＫＭは、複数を同時に表示することも可能である。これによって、印字可能な領域内に３次元形状データが適切に配置されているかどうかを、ユーザは視認しながら調整できる。

またＺＭＡＰ作成画面３００においても、画面の回転やスクロールによる視点変更が可能で、スクロールバーにより操作する。「回転／スクロール」ボタン３０８を押下することで、スクロールバーの機能を３次元形状データの回転と画面スクロールに切り替えて利用できる。

なお、ＺＭＡＰ作成画面３００に、ＳＴＬファイルの簡易的な変形機能を持たせてもよい。例えばＳＴＬファイルの拡大／縮小率の変更、トリミング、等を持たせることもできる。

このようにして、３次元形状データの姿勢を決定すると、ＺＭＡＰに変換する。図５８の画面から、ＺＭＡＰ作成画面３００の右欄に設けられた「ＺＭＡＰ表示」ボタン３１０を押すと、「ＺＭＡＰに変換します。よろしいですか？」等の確認ダイヤログボックスが表示され、「ＯＫ」を押下するとＳＴＬファイルからＺＭＡＰファイルへの変換が実行され、図６８のようにＺＭＡＰデータが生成される。ＺＭＡＰファイルでは、高さ情報を一点のみ持つため、ビューワ画面３０１で表示される３次元形状データのＸＹ座標面以下のデータがカットされ、上半面のみの形状となる。レーザ加工装置ではワークの裏側にレーザ光を照射できないので、ワークの片面のみ、すなわち上半面のみのデータとすれば足りる。

なお、ワークの裏面に印字したい場合は、図６２に示すように、３次元形状データを回転させて裏面が上側となる姿勢に調整し、この状態でＺＭＡＰに変換する。図６２の例では図５７の状態からＸ回転角を１８０°させた状態で、ＺＭＡＰに変換し、図６９に示すＺＭＡＰデータを得ている。このように、ワークを回転させることでワークの裏面の印字も可能となる。

ＺＭＡＰ表示中は、「ＺＭＡＰ表示」ボタン３１０が押下された状態となり、ビューワ画面３０１での表示がＺＭＡＰ表示に切り替えられていることを示す。このように、ファイル変換を実行するボタンに、ビューワ画面３０１で表示される表示内容を示す機能を兼用させている。また、ＺＭＡＰ表示中に「ＳＴＬ表示」ボタン３０１を押下すると、ＺＭＡＰの表示が変換前のＳＴＬに戻る。これにより、変換前のＳＴＬファイルに戻ることができ、操作のやり直しや再設定、再保存も可能となる。

変換されたＺＭＡＰで規定される３次元形状データが正しくワークの加工面を表現していることをビューワ画面３０１で確認した後、このＺＭＡＰファイルを保存する。具体的にはファイルメニューの「ＺＭＡＰとして保存」を選択し、所望の保存場所に名前を付けて保存する。

このようにして作成されたＺＭＡＰデータをワークの印字面を示す３次元形状データとして指定することで、印字パターンを３次元形状に変換することができる。次に、指定されたＺＭＡＰデータに基づいて印字パターンを３次元形状に変換する手順を説明する。
（印字パターンを３次元形状に変換する手順）

図４９に示すように、文字入力欄２０４ｂに文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」を入力し、さらに図５２の画面でプロファイル指定欄２０５からＺＭＡＰ（ｄｏｌｐｈｉｎ．Ｍ３Ｄ）を選択し、ＺＭＡＰファイル名入力欄２９２から上記で作成されたＺＭＡＰファイルを指定する。この結果、印字パターンである文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」が３次元形状に変換され、図５２にはＸＹ平面における印字パターンが表示される。この状態で表示切替ボタン（３Ｄ）２０７を押下すると、図５３に示すように編集表示欄２０２が２次元表示から３次元表示に切り替えられ、印字対象面の３次元形状が立体的に確認できる。これらの図に示すように、観察方向（上面）から見た印字パターンが図５２と等しくなるように、文字列が印字対象面に写像されるよう変形される。

さらに、「ＺＭＡＰ表示」欄２０７ＤのチェックボックスをＯＮにすると、図５４に示すように編集表示欄２０２に印字対象面の３次元形状に加えて、ＺＭＡＰファイルで規定されるワークの３次元形状が重ねて表示される。同様に、３次元形状データとして図６９のＺＭＡＰファイルを選択した場合、図７０に示すように印字パターンが３次元形状に変形される。このように、ユーザは印字対象面のみ、あるいはワークの全体形状の３次元表示を切り替えて設定作業を行える。ユーザはこの状態から、印字パターンを３次元形状データのどの位置に貼り付けるかを調整する。
（作業領域の設定時の３次元表示）

作業領域（印字エリア）を３次元形状のワークに設定し、ワーク形状を含めた印字エリアを３次元的に表示する場合、ここでは以下のようにして印字エリアがワークに対して適切な印字可能な位置にあることを目視できるよう構成している。

まずワークについては、レーザマーカのマーキングヘッドの出射位置からレーザ光を出射した場合、レーザ光と印字対象面とのなす角度が所定の角度範囲（適切に印字が可能と判断できる所定の角度範囲）にある場合と、印字は可能であるものの、印字品質の低下のおそれがある場合（上記所定角度以下または未満の場合）とで、印字対象面に対する色分けを行う。具体的には、適切に印字が可能と判断できる角度範囲には着色を行わず、印字は可能であるものの、印字品質の低下のおそれがある角度範囲には赤色に着色している。これにより、設定された印字エリアが適切な範囲のみに設定されているか、または印字エリアのどの部分が赤色（印字品質低下のおそれがある角度範囲）になっているかを、３次元表示画面から目視により判断できる。

また、マーキングヘッドのレーザ出射位置からワークに設定されている印字エリアを見て、ワークの加工面（印字エリア設定領域）が裏側に位置する場合、印字不可能と判断し、ワークに設定された印字エリア（印字内容）を３次元表示画面上で非表示としている。これにより、ユーザはワークに対して自らが設定した印字エリアがどのような状態（位置関係等）にあるかを速やかに把握でき、その印字エリアの位置修正等も容易に行うことができる。

また、３次元表示画面で表示させる手段に限られず、何らかの方法で「最適な印字状態を提供できる角度範囲」、印字品質低下角度範囲を示す「印字不良領域」、「印字不可能領域」等を目視できる手法が適宜採用できる。例えば、「最適な印字状態を提供できる角度範囲」、「印字不良領域」、「印字不可能領域」等に該当することをテキストでユーザインターフェース画面上に表示したり、音声や警告音、ダイヤログボックス等を利用することもできる。またいずれかの項目のみを表示させることも可能で、例えば印字品質を問わず印字ができれば良いユーザに対しては、「印字不可能領域」に対する情報のみを提供すれば足りる。

このように、ワークの形状や印字エリアによってレーザ光が届かない影になる部分が生じる等、３次元印字においてはワークの形状やワークとマーキングヘッドとの位置関係等により、印字が不可能あるいは不十分となる領域が生じ得る。したがって、予めこれらの要因に基づいて印字可能な領域を演算しておき、印字不可能領域にレーザ加工データが設定されると、ユーザに警告を発する等して、再設定を促すように構成できる。このような演算は、演算部８０で行うことができる。演算部８０を作業領域においてレーザ光を照射できず加工できない、あるいは加工が不良となる加工不良領域を検出する加工不良領域検出手段８０Ｂ、加工不良領域における加工条件を加工可能となるように調整する加工条件調整手段８０Ｃ、加工不良領域検出手段８０Ｂで検出された加工不良領域に対して、加工可能な領域と異なる態様にて表示するためのハイライト処理を行うハイライト処理手段８０Ｉ、加工条件設定部３Ｃで加工パターンを設定する際、加工不良領域を含む領域に何らかの加工が行われるよう設定されていることを検出して、警告を発するための設定警告手段８０Ｊ等の機能を実現させることができる。

さらに、上述した例では「最適な印字状態を提供できる角度範囲」と「印字品質低下角度範囲」とを区別する角度は、装置側でデフォルトの初期値を使用する構成の他、その角度をユーザが入力再設定できるようにユーザインターフェース上に入力項目を設定してもよい。具体的には、レーザ光がワークの加工面に対して照射される角度によって加工に制限が生じ、レーザ光と印字面の法線の方向のなす角θが９０°に近付く程、加工が困難となり加工精度が低下する。θの上限（加工限界角度）は臨界角度と呼ばれ、通常６０゜が指定される。この数値を、固定式とする他、ユーザが調整可能とすることもできる。
（印字不可能領域）

また、編集表示欄２０２において、加工対象面の内で、角度や影等の原因により印字ができない領域を加工不良領域検出手段８０Ｂで演算し、ハイライト処理手段８０Ｉでハイライト処理して表示させることもできる。図３９の例では、円柱の側面付近で印字することは可能であるが印字角度が浅く印字が不良となる印字不良領域を、ハイライト処理手段８０Ｉで赤色で示している。またレーザ照射点から見て裏側に位置するためレーザ光を物理的に照射できず印字が不可能となる領域、すなわちＸＹ平面を真上からワークを見た場合、ワークの加工対象面が裏側に位置するエリアを印字不可能領域としている。これら印字不良領域や印字不可能領域は、加工不良領域検出手段８０Ｂで演算される。設定された加工パターンが印字不可能領域にかかり、印字が不可能である場合に、設定警告手段８０Ｊが編集表示欄２０２において加工パターンを非表示として、ユーザに再設定を促すこともできる。例えば、設定した印字対象面の裏側に印字パターンが回り込んだ場合には加工パターンを非表示とし、印字は可能であるが最適な印字が可能な角度範囲外（印字不良領域）となった場合は赤色表示する。このように、単に印字可能、不可能の２種類で区分けするのでなく、最適な印字ができない範囲として、印字不良領域、印字不可能領域といった複数の区分で段階的に印字品質の低下を表示させることで、ユーザに対して詳細な情報を提示でき、より適切なレイアウトや配置を検討できる。

図７１、図７２の例では、加工パターンの一部が印字不可能領域にかかっているため、設定警告手段８０Ｊが加工パターンであるバーコードを編集表示欄２０２で非表示としている。そこで、加工パターンが印字可能領域に位置するよう、位置調整手段３Ｋ等により印字位置を調整する。例えば、図７１の「形状設定」タブ２０４ｉ内の画面内配置設定欄２０８で印字の開始角度を調整し、デフォルト値の−９０°から−１２０°に変更することで、図７２に示すように加工パターンのバーコードが表示される。このように、印字の開始位置や範囲、あるいはバーコードのナロー幅、印字線（バー）幅等の設定を調整し、正しく印字できるように設定する。なお、このような調整を手動によらず、加工条件調整手段８０Ｃで自動で行わせることもできる。また、編集表示欄２０２における加工パターンの表示／非表示のＯＮ／ＯＦＦやその閾値は、任意に設定できる。

ハイライト処理手段８０Ｉによる印字不可能領域の表示機能のＯＮ／ＯＦＦは、図７３の「レーザパラメータの設定」画面から行う。この画面において、印字不可能領域表示機能設定欄の「表示する」のチェックボックスをＯＦＦすることにより、印字不可能領域の表示機能をＯＦＦできる。また図７３の「レーザパラメータの設定」画面では他にもレーザパラメータの設定も行う。具体的には焦点位置やＺ方向の有効範囲、有効角度（臨界角度）等を確認、調整できる。

さらに、加工不良領域検出手段８０Ｂによって加工不良領域や加工不可能領域が演算されると、加工可能領域の大きさや位置も特定できる。このため、設定警告手段８０Ｊが印字領域の座標範囲や印字可能な最大サイズ等の情報を、表示部８２に表示することもできる。具体的な設定例を数値等で表示することによって、ユーザが再設定を行う際の指標として利用でき、操作し易い環境が提供される。
（設定警告手段８０Ｊ）

設定警告手段８０Ｊは、加工不良領域検出手段８０Ｂで演算された加工不可能領域に加工パターンが一部でも配置されている場合、表示部８２において加工パターンを非表示とする。従来、３次元加工可能なレーザ加工装置で印字加工を行う際に、設定が不適切で正しく印字が行われないことを確認するには、実際に印字を行って確認するか、あるいは印字条件の設定完了後に設定データをレーザマーカのコントローラ部のメモリに転送し、データを展開した後にコントローラ部で印字の可否を確認するしかなかった。印字条件の設定は、ワークの印字対象面の形状（例えば円柱、円錐、球等）を指定し、そこに印字する内容（例えば文字列）を指定する。ワークの形状の半径等その印字領域を決めるパラメータによって、そこに印字できる印字の大きさ（印字可能領域）が決まるため、これよりも小さな印字内容を設定する必要がある。しかしながら、従来は印字条件の設定作業中にはユーザは印字が可能かどうかを知ることができず、精々印字対象を選択し印字内容を設定した後、印字条件を一旦コントローラ部に転送して展開した後でなければ、エラーチェックを行うことができなかった。このような設定作業、データ転送、展開動作にはある程度の時間がかかるため、使い勝手が悪い。

これに対して本実施の形態では、印字条件の編集作業中に印字の可否や良否をユーザに告知する機能を設定警告手段８０Ｊにより実現している。具体的な告知方法としては、印字対象を選択した時点で印字可能サイズを表示する方法、印字内容のサイズをユーザが設定した段階で表示する方法、印字対象と印字内容を合成して表示する方法、等が利用できる。

図７４は、印字対象を選択したときに印字可能サイズを表示する例を示している。図７４の例では、ワークを円柱状に設定しており、円柱状の側面近傍でレーザ光に対して入射角が浅くなり印字が不良となる領域（加工不良領域）を加工不良領域検出手段８０Ｂで演算し、ハイライト処理手段８０Ｉで赤色に表示している。同時に、印字が可能な領域を設定警告手段８０Ｊで枠状に表示している。枠状の部分が、円柱状ワークの印字可能サイズを示しており、ユーザは枠状の範囲内にて印字を行うことができる。枠状は、色や太さ、線種等を変化させて表示することにより、印字可能領域の視認性を高め、容易に区別できる。

図７５は、印字内容のサイズをユーザが設定した段階で表示する例を示している。図７５の例では、ユーザが印字内容のサイズを指定した際に、指定された印字内容の大きさが枠状に表示される。これにより、現在指定した印字内容のサイズを表示部８２上に反映させて直ちに確認できるので、ユーザは印字が適切に行えるかどうかを速やかに確認でき、必要に応じて再設定も行える。図７５の例では、赤色で示される印字不良領域と枠状が干渉していないことが判り、正しく印字できることが確認できる。

図７６及び図７７は、図７５に加えて印字内容を印字対象と合成して表示する例を示している。この場合は、図７５の印字内容サイズを示す枠状に、実際の印字内容（この例では文字列「ＡＢＣ」）が表示されるので、さらに視認性が高まり、ユーザは感覚的に実際の印字状態を確認できる。図７５の例では、枠状内に配置された文字列ＡＢＣが赤色で示される印字不良領域と干渉していないことが確認できる。一方図７７は、枠状が印字不良領域と干渉していることが確認できるので、ユーザは印字可能領域に文字列を配置するよう再設定を行うことができる。

また、このような干渉が生じた場合に、明示的にメッセージを表示することもできる。図７８の例では、設定警告手段８０Ｊが「適切な印字条件が設定されていません」との警告メッセージを表示部８２上に表示させ、ユーザに再設定を促す。また警告に止まらず、再設定の具体的な設定例を数値等で表示し、再設定のガイダンスを提示することもできる。図７９の例では、「○×○の印字範囲で設定してください。」のガイダンスメッセージを表示する例を示している。あるいは「印字位置を○○〜○○の範囲に移動させてください」、「文字サイズを○○以下に設定してください」等のメッセージに変更、あるいはこれらを組み合わせて表示させてもよい。これによりユーザが再設定を行う際の指標を提示し、操作し易い環境が提供される。またガイダンスや警告は文字情報のみならず、警告音や音声ガイダンス等を併用することもできる。このように設定警告手段８０Ｊによって、現在の設定では所望の印字が行えないことを警告し、また適切な設定例を案内することができる。
（加工不良領域検出手段８０Ｂ）

ここで、図１３Ａのブロック図に示す加工不良領域検出手段８０Ｂの詳細について説明する。ワークの形状や搬送速度、レーザ光ＬＢを走査するスキャナの走査速度といった様々な理由から、印字が不良となる領域が存在することがある。このような場合に、従来は加工不良領域を知る手段がなかったため、誤って加工不良領域に加工パターンを設定してしまうと、印字不良や印字ミスが発生する。このため、目視検査等で印字不良を検査し、回収する手間がかかる上、印字不良のワークは再利用が困難なため廃棄しなければならず、無駄が生じていた。そこで、本実施の形態では、設定の段階で加工不良領域に印字する設定が成されたことを検出してユーザに検知する。あるいは、実際に印字を行う際に、印字不良が発生したことを検出し、ユーザに告知する。これを実現するために、３次元レーザ加工データ設定装置に加工不良領域検出手段８０Ｂを設けた。なおここでいう加工不良とは、加工不良領域に加えて、加工不可能領域の検出も可能な構成を含める意味で使用している。
（加工不良領域検出方法）

加工不良領域検出手段８０Ｂが加工不良領域を検出する方法を図８０に基づいて説明する。図８０のような略直方体状のワークＷに対して、上方からレーザ光ＬＢを走査して印字する場合を考える。なおこの例では、レーザ光ＬＢはＺ軸（高さ）方向を固定し、印字面からスキャナミラー面までの高さをＫとしている。またＸ軸、Ｙ軸にそれぞれ第１のミラー、第２のミラーで走査可能とし、第１のミラー、第２のミラーはＹ軸方向において距離Ｌだけ離間され、そのＸ軸方向にθ１傾斜されている。この場合、これら２枚のスキャナミラーを介して、任意の座標Ａ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にビームを集光させたとき、次式数１が成立する。

ここで、レーザ光ＬＢのベクトルは次式数２で表現できる。

したがってレーザ光ＬＢは、次式数３で表現できる。

数３に数１を代入すると、次式数４が得られる。

任意の座標点Ａ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にレーザ光ＬＢが照射できるかどうか、すなわち影になって加工不良領域となるかどうかは、上記数４の直線が印字対象のワークと交点を持つかどうかで決まる。したがって加工不良領域検出手段８０Ｂは、上式を演算することで、加工不良領域を検出できる。また上記の例では、説明を簡略化するためワークを静止させているが、ワークをライン上で搬送する場合等、ワークが移動している場合にも、ワークの移動量を加味して各時間における加工不良領域を演算することができる。

またスキャナの走査速度の違いによる加工不良については、主にＸ軸・Ｙ軸スキャナに比べてＺ軸スキャナが走査速度が遅いために、傾斜面への加工において問題となる。この場合は、ワークの形状あるいは加工面における加工パターンの形状から傾斜角度を検出し、Ｘ・Ｙ軸とＺ軸との傾斜が所定以上である場合に、印字不良と判断する。なお、このようなスキャナの走査速度に起因する印字不良については、印字パラメータを調整することで解消できることがある。すなわち、Ｘ・Ｙ軸スキャナの走査速度にＺ軸スキャナが追従できないことが原因であるため、Ｘ・Ｙ軸スキャナの走査速度を低下させることで、Ｚ軸スキャナがＸ・Ｙ軸スキャナの走査に追従することができ、正しい加工を行うことが可能となる。よって、該加工不良領域における加工の間、Ｘ・Ｙ軸スキャナの走査速度を低下させる加工条件を調整することで、加工不良領域を解消できる。この加工条件の調整、再設定を行う手段として、加工不良領域における加工条件を加工可能となるように調整する加工条件調整手段８０Ｃを、必要に応じて演算部８０に備えることもできる。
（加工条件調整手段８０Ｃ）

加工条件調整手段８０Ｃは、傾斜した加工面の傾斜角度、Ｘ・Ｙ軸成分、Ｚ軸成分の比率、Ｚ軸スキャナの走査速度、ワークの搬送速度等から、加工可能な条件を演算する。演算された加工条件の調整案は、表示部８２に表示させることができる。これによってユーザは指示された調整案を参考にして加工条件を再設定する。あるいは、加工条件調整手段８０Ｃで自動的に加工条件を再設定することもできる。この場合は、一括して加工条件を自動で再設定できるので、ユーザの負担を軽減でき、加工不良領域によらず正確な加工を実現できる。同様に、Ｘ軸・Ｙ軸スキャナの走査速度のばらつきが問題となって加工に支障が生じ得る場合も、走査速度の速いスキャナを遅いスキャナの走査速度の合わせるよう調整することで、加工不良を解消できる。
（ハイライト処理）

以上のようにして加工不良領域検出手段８０Ｂが加工不良領域を検出すると、表示部８２にワークを表示する際に、ハイライト処理手段８０Ｉによって加工不良領域と加工が可能な加工可能領域とを区別して表示することで、ユーザに加工不良領域を視覚的に把握させることができる。このような加工不良領域や加工可能領域を他と区別して表示するためのハイライト処理としては、カラーで着色する他、グレースケールやグラデーション、影、ハッチング等のパターンを施す、強調、点滅、グレーアウト等、他と区別可能な表示形態が適宜利用できる。また図７１の例では、加工不良領域を赤色に着色しているが、これと逆に加工可能領域の方に着色するハイライト処理を採用することもできる。これによってユーザは着色された領域内で加工パターンを設定するよう促される。
（レーザ出射方向の表示）

さらに、３Ｄ表示画面において、レーザ出射方向の表示を表示することもできる。図４０の例において、編集表示欄２０２においてレーザマーカのマーキングヘッドをアイコン状のイメージＭＫで表示し、かつマーキングヘッドから出射されるレーザ光ＬＫの軌跡を直線状に表示している。これによって印字の方向を示すことができるので、上述した印字不可能領域との関係が把握し易くなる。またマーキングヘッドのイメージＭＫは表示と非表示を切り替えることもできる。図８１に、各種設定を行う設定画面として、マーキングヘッドイメージＭＫの表示／非表示の設定画面２１０の一例を示す。このように、「レーザマーカを表示する」欄のチェックボックスをＯＮ／ＯＦＦすることによって、表示／非表示を容易に切り替えることができる。このようにマーキングヘッドイメージＭＫは、加工対象面の３次元イメージを加工イメージ表示部８３に表示させる際に、マーキングヘッドとの位置を３次元的に表示するヘッドイメージ表示手段８４として機能する。
（座標軸の表示）

また、作業領域の座標軸を表示することで、座標位置の確認を容易にできる。図４０等の例では、作業領域のＸＹＺ座標軸を表示している。これらの座標軸は異なる色で表示することによって、表示を回転させてもＸＹＺ座標軸を容易に区別できる。なお図４０等の例において、Ｚ軸はマーキングヘッドのレーザ光の軌跡と一致するよう、マーキングヘッドをＸＹ座標の原点上に位置させている。これにより、座標空間におけるマーキングヘッドの位置関係をユーザに判り易くイメージさせることができる。

また、座標軸の表示のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることもできる。図８１の設定画面から、「軸を表示する」欄のチェックボックスをＯＮ／ＯＦＦすることによって、座標軸の表示／非表示を容易に切り替えることができる。この例では、ＸＹＺ座標軸の表示／非表示は一括で設定されるが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸につき、個別に表示のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるよう構成してもよい。さらに、このようなＸＹＺ座標軸以外に、任意の基準線を表示させることもできる。例えば、円柱状ワークの側面に対して印字を行う際、基準位置を明確にするために長手方向に沿って側面に基準線を表示させることもできる。基準線は、任意の位置に１又は複数設定でき、ベクトルの方向や座標等を指定する。
（マーキングヘッドのアイコン）

図のマーキングヘッドは、マーキングヘッドの形状を模したアイコン状に表示している。形状や色は、実物のマーキングヘッドに従っている。ただ、マーキングヘッドの裏面側の色については、表面側と異なる色で表示させることが好ましい。上述した図４１では、マーキングヘッドイメージＭＫの裏面を白色としており、図４０等に示すマーキングヘッドイメージＭＫの上面の灰色と異なる色に着色している。これにより、３Ｄ表示画面の視点を変更し、印字面を回転させて裏側からの表示になっても、裏側を観察していることをユーザは容易に把握できるようになる。図４１の例では白色としたが、異なる色としてもよいことはいうまでもない。さらに、各表示色を任意にユーザが指定、変更するよう構成してもよい。図８２に、３Ｄ表示画面の配色を変更する画面例を示す。また配色のみならず、実線、破線等、線のパターンや塗り潰しのハッチングパターンといった表示のパターンを変更することもできる。図８３に２Ｄ表示画面における表示の変更画面、図８４に２Ｄ表示画面における配色の変更画面の例を、それぞれ示す。これらの画面から、ユーザは所望の色やパターン、表示／非表示等を設定できる。

このように、加工対象面と共にレーザマーカのマーキングヘッドのイメージも併せて３次元的に表示することで、両者の位置関係をユーザは視覚的に把握できる。このため設定内容のイメージを容易に確認でき、設定ミスを低減できる。この例では、加工面の移動や視点変更に応じてマーキングヘッドのイメージも対応して表示を更新される。なお、図４１等の例では、２Ｄ表示においては拡大／縮小等表示倍率を変更できるが、３Ｄ表示においては倍率を固定としている。３Ｄ表示に操作に不慣れなユーザを考慮して、変更可能な項目を制限したものである。ただ、３Ｄ表示においてもワークのイメージの拡大／縮小を可能とし、またこれに応じてマーキングヘッドのイメージも拡大／縮小するよう構成できることはいうまでもない。なお、ワークの拡大／縮小と無関係に、マーキングヘッドのイメージの大きさを固定してもよい。マーキングヘッドの表示は位置関係の確認が一の目的であるため、マーキングヘッドの大きさを固定することで縮小表示の際にマーキングヘッドの位置を見失わないようにできる。

また、上記の例ではワークが静止した状態での印字を説明しているため、３Ｄ表示においては作業領域を中心に表示している。ただ、後述するように移動するワークに対しても印字可能なレーザマーカを利用することもでき、このような移動印字の際には、静止印字の作業領域よりも広い範囲に３Ｄ表示することもできる。すなわち、移動印字の場合には印字可能なエリアが実質的に広くとれるため、広い印字可能なエリアの全体を３Ｄ表示することで、印字設定の確認を容易にできる。特に、長尺のワークが長手方向に搬送される際等は、ワークの全体を一画面で表示させることで全体の把握が容易となる。また、必要に応じて画面をスクロールさせて全体を表示させることも可能であることはいうまでもない。
（印字ブロックの配置）

さらにまた、レーザ加工データ設定プログラムは、加工対象面の配置を調整する機能も有する。図８５の例では、位置調整手段３Ｋを構成する「形状設定」タブ２０４ｉを選択した状態で詳細設定欄２０４ｃの「ブロック形状・配置」タブ２１１を選択すると、印字ブロックの基準位置の座標や回転角、ブロック形状の詳細が指定できる。これによって、加工対象面の配置を任意に変更できる。またブロック形状の詳細は、図８５のように円柱の加工対象面が指定されている場合は、「ブロック形状」欄２１２で円柱の半径と、印字面が円柱の内面か外面の別を指定できる。
（レーザ加工データの設定手順）

以上のレーザ加工データ設定プログラムを用いて、加工条件設定部３Ｃから印字条件を設定して加工データ生成部８０Ｋが加工パターンを生成する手順を、図８６のフローチャートに基づいて説明する。まず図８６のステップＳ２１において、加工パターンを設定する。ここでは、加工条件設定部３Ｃから文字列を入力し、さらにエンコードするシンボルの種別を指定する。図１４の例では、加工種類指定欄２０４ａで文字列を選択し、文字入力欄２０４ｂから文字列として「０１２３４５」を入力すると共に、文字データ指定欄２０４の「文字データの種類」欄から、シンボルの種別として「バーコード」、さらにバーコードの詳細種別として「ＣＯＤＥ３９」を指定している。このようにして指定された情報に基づき、演算部８０は加工パターンを生成する。ここでは文字列でなくバーコードが選択されているので、バーコードが生成され、バーコードのイメージが編集表示欄２０２に表示される。

なお、この例では加工条件設定部３Ｃから入力された文字情報に基づいて、演算部８０が自動的に加工パターンとしてシンボルを生成しているが、直接シンボルを入力することも可能である。例えば、既に作成されたシンボルの画像データを加工条件設定部で選択して入力したり、他のプログラムで作成したシンボルを加工条件設定部から貼り付ける等の手段が採用できる。

またステップＳ２２で、加工条件設定部３Ｃからプロファイル情報を入力する。図１４の例では、印字パターン入力欄２０４のタブを「基本設定」タブ２０４ｈから「形状設定」タブ２０４ｉに切り替えて、図３７のプロファイル指定欄２０５から基本図形を円柱を選択する。これにより、図３８に示すように編集表示欄２０２の表示が平面状から円柱状に切り替えられる。また、編集表示欄２０２の表示形式を３Ｄ表示に切り替えると、図３９に示すように加工対象面の３次元形状が立体的に確認できる。なお形状の指定は文字列すなわち印字ブロック毎に設定可能であるが、複数文字列に一括して形状を指定してもよい。

このように、ステップＳ２１で印字パターン情報を指定し、この加工パターンの平面図を編集表示欄２０２で表示させた後、ステップＳ２２でプロファイル情報を指定して３次元の加工パターンに変換して編集表示欄２０２で確認することで、加工パターンの変化を視覚的に確認できる。なお、上記ステップＳ２１とステップＳ２２は、順序を入れ替えてもよい。すなわち、先に加工対象面の形状を指定した後、印字パターン情報を指定することもできる。

以上のようにして、加工データとして３次元空間座標データが得られた後、必要に応じて調整作業が行われる。例えばレイアウトの調整や高さ方向（ｚ方向）への微調整が挙げられる。微調整には、プログラムのユーザインターフェース上に設けられたスライダの調整やマウスのホイール回転等の手段が利用できる。

以上の手順で最終的なレーザ加工データが生成され設定作業が終了した後、得られたレーザ加工データをレーザ加工データ設定プログラムから、図１２に示すレーザ加工装置のコントローラ１Ａに転送する。転送の実行には、レーザ加工データ設定プログラムの画面左下に設けられた「転送・読出し」ボタン２１５を押下する。これによりコントローラ１Ａ内のメモリに設定データが転送され、展開されて設定内容が切り替えられ、新たな印字条件が反映される。

レーザ加工装置では、レーザ加工データに基づいて印字加工を行う。また実際の加工開始に先立って、テスト印字を行わせてもよい。これにより、所望の印字パターンの印字が得られるかどうかを事前に確認することができる。またテスト印字結果に基づいて、さらにレーザ加工データを再設定することもできる。

以上の例では、一のワークに一の印字パターンを指定する例を説明したが、同様の手順を繰り返すことにより一のワークに複数の印字パターンを指定することもできる。また、レーザ加工データ設定プログラムの一画面にワークを一のみを表示する構成に限られず、一画面に複数のワークを表示させて、それぞれのワークに印字パターンを指定することもできる。
（移動印字の設定方法）

またレーザ加工装置で、静止したワークへの可能のみならず、移動するワークに対しても加工データ生成部８０Ｋで適切な条件を演算して印字を行うよう構成できる。一例として平面状のワークが移動する印字の設定方法について、図８７に基づいて説明する。２次元的な移動印字では、移動するワークに対して、２次元的な印字対象面に印字する。このような印字の場合は、（１）印字する印字内容を決定し、（２）平面移動の加工条件を設定した上で、（３）印字を開始し、（４）さらに印字内容のＸＹ座標に、ワークの移動量に応じた座標を加算する。図８７（ａ）の例では、印字内容として文字列「ＡＢＣ」を指定している。また平面移動の加工条件としては、移動方向、移動条件、印字範囲等がある。以下、平面移動加工条件について順次説明する。
（移動方向）

平面移動加工条件の一である移動方向として、ワークの移動方向を指定する。この例では、印字対象のワークが左から右へ移動するため、この移動方向を移動加工条件設定部から指定する。図８８に移動加工条件設定部の一例として、加工ライン条件設定画面２４０を示す。この図において、「移動／印字方向」タブ２４１を選択し、ワークのＸＹ移動方向及び／又はＺ移動方向を設定する。この例では、レーザ加工装置のマーキングヘッドを平面図及び側面図で示し、これに対してワークのラインの向き及び移動方向を指定する。このような視覚的な表示例から選択させることによって、ユーザは相互の位置関係を容易に把握でき、設定を容易にすると共に設定ミスを低減できる。図８７の例では、マーキングヘッドの長手方向に対して印字の向きが図８７（ａ）に対して直交する場合、ワークの移動方向に応じて上又は下方向を選択する。選択後、印字内容である「ＡＢＣ」が上下方向に並んで表示される。
（移動条件）

移動条件は、所定の速度での移動（フィードバック無しのオープン制御）か、エンコーダによるフィードバック制御かを指定するものである。ここではワークが等速移動かエンコーダ制御かを選択する。
（印字範囲）

印字できる範囲は、Ｘ方向とＹ方向に対応させて設けられたスキャナの可動範囲によって定められるものであり、その最大の印字可能範囲は、図１４や図３９に示す編集表示欄２０２で表示される部分が、これに対応するよう設定されている。ユーザは、その編集表示欄２０２内に、印字対象文字等を設定することで、自動的に印字範囲を設定できる。

これらの平面移動加工条件を指定すると、印字開始後のＸＹ座標位置及び各座標位置におけるレーザ光のＯＮ／ＯＦＦを演算できる。ＸＹ座標は、印字内容の文字に応じたＸＹ座標に、ワークの移動方向の座標に対してワーク移動量分を加算して計算できる。図８７の例では、ワークがＸ方向に移動するため、Ｘ座標についてのみワークの移動速度を加算し、Ｙ座標については維持する。

また、平面が移動する例に限られず、回転体等、３次元的な移動印字を行うことも可能である。この場合も上記平面移動印字と同様、（１）印字する印字内容を決定し、（２）回転移動の加工条件を設定した上で、（３）印字を開始し、（４）さらに印字内容のＸＹ座標に、ワークの移動量に応じた座標を加算する。
（デフォーカス量の設定）

以上の加工データ生成部８０Ｋは、加工条件設定部３Ｃで設定された加工条件に基づいて、３次元状の加工対象面と一致する基本設定条件となるように加工データを生成している。ただ、意図的に加工対象面と一致しないようにデフォーカス量を設定することも可能である。

意図的に特定のデフォーカス量を印字面に対して設定するには、印字面に対してフォーカスが合う基本設定条件に対して、デフォーカス量を指定する。図８９に、このような設定を行う加工パラメータ設定画面の一例を示す。図８９において、加工パラメータ設定欄２０４ｎにデフォーカス値を指定するデフォーカス設定欄２０４ｏが設けられており、ユーザが所望の値を入力する。デフォーカス値として、例えばプラスの値を入力すれば、焦点位置が印字面よりも設定された値分、レーザ加工装置に対して離れた位置に設定される。逆にマイナスの値として入力すれば、印字面よりさらに設定された値だけ焦点位置がレーザ加工装置に対して近い位置に設定される。

また、加工条件を設定する際の設定項目として、レーザ光のデフォーカス量としてのスポット径、ワークの材質等の加工パラメータを設定することもできる。この際、指定された一の加工パラメータの変更に追従させて他の加工条件を自動的に変更することにより、ユーザは特定の設定項目のみを変化させた条件出しが容易に行える。図８９に示すレーザ加工データ設定プログラムの画面においては、画面右側の「詳細設定」タブ２０４ｊの下段において、ワーキングディスタンス、デフォーカス量、スポット径、加工対象ワークの設定欄が設けられている。ワーキングディスタンスは、レーザ加工装置によって決まるため、通常は自動で設定される。デフォーカス量は、レーザ光の焦点位置（ワーキングディスタンス）からのオフセット量を指定する。またスポット径は焦点位置のスポット径を基準として比率で指定される。さらに、加工対象ワークは、加工対象のワークの材質や加工目的を、選択肢から選択することで、選択されたワークの加工に適したレーザ光のパワー密度に調整される。この例では、鉄への黒色印字、ステンレスへの黒色印字、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂といったワークの材質、及び樹脂溶着、表面粗しといった加工目的が列挙されており、ユーザは所望の加工目的に応じてラジオボタンを選択する。

これらの設定項目は、相互に関連している。すなわち、デフォーカス量を調整することにより、レーザ光のパワー密度を調整できるが、同時にスポット径も変化する。またワークの材質や加工目的を選択すると、目的に合致したレーザ光のパワー密度が選択されるため、デフォーカス量やスポット径が変化することになる。このため、スポット径を一定に維持しつつレーザ光のパワー密度を調整したい場合には、従来はデフォーカス量を設定するのみならず、スポット径が変化しないような加工パラメータの組み合わせを探すべく、レーザ光の出力値や走査速度といった他の設定項目を調整する必要があった。この作業は、実際にワークにレーザ光を走査して加工した結果を見ながら各項目値を調整するという試行錯誤を繰り返して、最適な加工パラメータの組み合わせを見つけ出すものであるため、極めて煩雑で手間がかかる。

そこで、予め一の加工パラメータに対応して変更すべき他の加工パラメータ値の組み合わせを参照テーブル５ａに登録しておき、一の加工パラメータを調整する際には、参照テーブル５ａを参照して該当する他の加工パラメータの組み合わせを抽出し、この値を自動設定することによって、必要な設定項目のみを変化させることを可能としている。具体的には、図８９の画面からデフォーカス量やスポット径、加工対象ワークのいずれか一を設定すると、他の設定項目には対応する値が自動的に入力される。また、この状態からデフォーカス量を変更しても、スポット径や加工対象ワークが一定に維持されるよう、他の加工パラメータ（例えばレーザ出力や走査速度）等が自動的に調整される。これにより、ユーザは所望の項目のみを速やかに変更できるので、所望の加工結果に極めて容易に調整することができる。
（デフォーカス量の連続変化）

さらに、加工パラメータをレーザ加工中に連続的に変化させることもできる。これによって、図９０に示すような加工パターンに加工することができる。図９０（ａ）は、ワーク表面の彫り込み加工において傾斜面を形成した例を示す断面図であり、図９０（ｂ）はワーク表面に筆書き調のロゴを印字加工した平面図である。このような加工を行うには、レーザ光のデフォーカス量やスポット径を連続的に変化させるように設定することで実現できる。この際も、上記と同様にデフォーカス量やスポット径の連続変化に追従させるように、加工データ生成部８０Ｋが他の加工パラメータも連続的に調整し、指定された設定項目のみが連続変化するように自動調整される。この結果、加工位置や大きさといった、変更を要しない設定項目は従前の値を維持するような加工が行われ、ユーザが望む設定項目のみを変化させるような加工条件を容易に設定できる。

図９１に、このようなレーザ加工の連続変化を設定する設定画面の一例を示す。図９１の例では、「連続変化を行う」欄のチェックボックスをＯＮにすると、連続変化の設定画面に切り替えられる。ここでは、連続変化を行う範囲を座標位置で指定する。また、変化させたい設定項目のチェックボックスをＯＮにすると、範囲の入力欄が表示され、数値を指定可能となる。図９１の例では、デフォーカス量のチェックボックスを選択しており、開始位置のデフォーカス量と終了位置のデフォーカス量を指定する。指定されたデフォーカス量は、指定された範囲内において、均等に連続変化するように自動設定される。また、開始値または終了値のみを指定し、変化の増分・減分や変化率を指定することもできる。また、デフォーカス量を設定すると、スポット径の欄も対応する数値が参照テーブル５ａから参照されて、入力欄に自動的に入力される。このように、いずれかの設定項目が指定されると、他の設定項目にも自動的に対応値が入力されるので、ユーザは各設定項目の加工パラメータ同士の相関関係を意識することなく、必要な項目のみを設定するだけで所望の加工条件に変更することが可能となる。

なお、図９１の例では、文字データ指定欄２０４ｄで「ＲＳＳ＆ＣＣ（ＲＳＳ・コンポジットコード）」が選択され、編集表示欄２０２及び３次元ビューワ２６０にコンポジットコードが表示されている。「ＲＳＳ＆ＣＣ」では、ＲＳＳコード、またはＲＳＳコードの上方にマイクロＰＤＦコードを付加したコンポジットコードが設定できる。この例では種別指定欄２０４ｑでコンポジットコードとして「RSS-14 CC-A」が選択されている。また、文字入力欄２０４ｂにおいて付加情報の入力に必要な区切り文字やその他制御コード、特殊文字コード、外字等の入力を容易にするため、これらの入力用ボタンを備えた第２のフローティングツールバー２９６を設けることもできる。これにより、ユーザは特殊なコードの入力作業を容易に行うことができる。

以上のようにして、加工対象のワークの材質、加工パターン、仕上げ状態、加工時間等の設定項目について、レーザ光のビーム径を自由に変化させることにより、簡単に短時間で変更できる。
（設定の保存・読み込み）

さらに、一旦設定された加工条件の加工パラメータを設定データとして保存し、必要時に呼び出すこともできる。例えば、ファイルメニューから「名前をつけて保存」を選択し、任意の名称をつけて設定情報を保存しておくことで、将来同じワークに同じ加工を行う際に、保存された設定データを呼び出すことで、段取り替えに要する時間や手間を大幅に簡略化できる。また、よく使われる設定については、予め登録しておくことにより、これを利用すれば初心者でも容易に加工条件の設定を行える。また登録・保存されたデータの設定条件をベースにして調整を行うことによって、設定の手間を大幅に省力化できる。このように、設定情報の再利用を可能とすることでも、設定作業の省力化に大きく貢献できる。

以上のように、レーザ加工データ設定プログラムを用いたレーザ加工データ設定方法の基本的な流れは、先ず２次元設定用ユーザインターフェースを用いて、２次元状の印字パターン情報として、印字文字列やレイアウトなどを設定し、次いで３次元設定用ユーザインターフェースで、印字パターンを３次元形状に変換するための３次元情報やレイアウトを設定するという手順になる。この手順を具体的に説明すると、先ず２次元設定用ユーザインターフェースでの設定は、印字対象の文字列、バーコード、２次元コード、あるいはユーザ規定の図形等を規定する情報と、それらの大きさ、文字毎の傾き、線幅など平面的なレイアウトに関するデータを入力する。データ入力に関しては、直接数値入力することや、加工イメージ表示部で２次元状に表示させたイメージ上から直接編集することも可能である。例えばサイズ調整やレイアウト等をマウス操作により調整できる。これらの設定は、２次元表示にて行うことができる。

次に、上記で設定した印字パターンについて、３次元設定用ユーザインターフェースを用いて、３次元的形状及びレイアウトに関する情報を付加する。３次元的形状の指定を、上述した図３７及び図３８の例に基づいて説明すると、図３８の「形状設定」タブ２０４ｉで文字列の形状に「円柱」を指定した段階で、文字列が円筒面に張り付くように変形され、図３８に示すように編集表示欄２０２で示す正面すなわち印字対象面の真上から見た印字イメージの形状が変形される。

ここで正面図と立体図の変換は、以下のように行える。例えば円柱のように平面図に展開可能な立体図形の場合、２次元で設定した印字パターンの文字列は展開図に配置されていると考えることができる。展開図から立体を作成する場合、設定した文字列が立体表面のどの位置に配置されるかは、演算により容易に計算できる。また、この３次元形状の正面図を作成するには、文字列が配置された円筒を、印字対象面の無限遠正面から見た場合の表示図を作成し、この状態から印字する文字列以外の情報を取り去る。すなわち３次元形状のワークに関する情報を排除することで、印字する文字列の正面図が作成できる。また、このような展開図を貼り付ける方法に限られず、立体図形の表面に２次元で設定した文字列を任意の方向から射影する方法や、立体表面に近似的にマッピングを行う方法も適宜利用できる。

さらに３次元形状を設定した印字パターンのレイアウトを、３次元設定用ユーザインターフェースから調整する。レイアウトの調整は、３次元表示画面で直感的に印字パターンの立体的な位置関係を確認しながら、２次元表示画面で正面図を表示させて、微妙な位置調整を行える。例えば、基本図形の基準となる座標位置の指定や、図形の傾き、図形の基準点から文字がどの位置に配置されているか等の情報を設定する。この設定に関しても、数値で直接入力する他、加工イメージ表示部で２次元的又は／及び３次元的に作業領域内に配置されたワークのイメージ上で直接編集することも可能である。これらの設定において設定可能な項目としては、例えば図９２の一覧表に示す事項が挙げられる。
（加工条件）

加工条件には、加工の内容を示す加工パターン情報と、加工パターンを加工対象面の形状に応じて３次元状に変形する３次元形状情報が含まれる。加工パターンは、文字列やバーコード、２次元コード等のシンボル、あるいはロゴ等のイメージデータである。またパレット印字等の一括加工モードにおいては、製造年月日やシリアル番号等の変数を加工パターンに含めてもよい。変数は、加工日時等、加工時に指定する所定値の他、シリアル番号等のように加工位置や加工順序等に応じてインクリメントする値等が利用される。このような情報をワークに付加することで、トレーサビリティに対応した３次元印字が実現できる。
（Ｚ軸スキャナの追従機能）

レーザ光走査系でレーザ光を３次元的に走査してワークに印字する場合、ＸＹ座標にＺ座標を関連付けることで、Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの移動に合わせてＺ軸スキャナが追従するよう移動させることができる。この様子を図９３に基づいて説明する。図９３（ａ）に示す三角錐状のワークに対して印字を行う場合、図９３（ｂ）に示すようにＸＹ座標に応じたＺ座標を関連付けておくと簡易的に３次元のレーザ加工データが作成できる。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応して、Ｚ座標がＺ軸スキャナにより自動的に決定されて、所望の３次元印字が行える。この場合、Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの移動に追従して、常にＺ軸スキャナも移動する。

一方、Ｚ軸スキャナは一般にＸ、Ｙ軸スキャナに比べて、機構上、構造上の相違によって応答特性が一般に劣る傾向にある。すなわち、Ｚ軸スキャナは動作指示が与えられてから実際に動作を完了するまでに要する応答時間が、Ｘ、Ｙ軸スキャナのそれよりも長く、応答性が悪い。このため、常時Ｚ軸スキャナをＸＹ軸スキャナの移動に追従させると、Ｚ軸スキャナの移動速度が完了するまでの待ち時間が発生するか、Ｘ・Ｙ軸スキャナの応答速度を落とすことになり、いずれにしても印字に要する時間が長くなってしまう。そこで本実施の形態では、このようなＺ軸スキャナの追従機能を常時ＯＮさせるのでなく、追従が不要な場合は追従機能をＯＦＦし、必要時のみＯＮさせる制御を行うことができる。

具体的には、図９３の例では、図９４に示すようにマーキングＯＮ時の軌跡を関連付けに従った追従移動とし、一方マーキングＯＦＦ時の軌跡は、Ｚ座標を変化させず一定値に保つようにする。これによりマーキングＯＦＦの間、例えば印字を中断してＸＹ軸スキャナを移動させる間にＺ軸スキャナの動作を中断できるので、ＸＹ軸スキャナの本来の応答速度で移動でき、全体としてのマーキング処理時間を短縮できる。例えば、Ｚ座標の決定を、マーキングのＯＮ／ＯＦＦで区別し、マーキングＯＮの場合はＸＹ座標に関連付けたＺ座標を出力し、ＯＦＦの場合はＸＹ座標に関連しない所定のＺ座標を出力する。所定のＺ座標は、前段でのマーキング終了時のＺ座標を維持する他、規定の座標位置（例えば装置起動時のＺ座標、最下位置、最上位置など）としてもよい。あるいは、次段のマーキング開始位置まで移動させてもよい。この方法だと、次段のマーキング開始をスムーズに行うことができる。

より具体的なＺ軸スキャナの制御方法として、現在の座標（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）から目標座標（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）に移動する場合を、図９５のフローチャート及び図９６及び図９７に基づいて説明する。先ず図９５のステップＳ’１で、レーザ光の出射ＯＮかＯＦＦかを判定する。レーザ光の出射ＯＮの場合、ステップＳ’２に進み、ＸＹ座標に関連付けされたＺ座標を有する３次元の軌跡を通る。具体的には図９６に示すように、ＸＹ軸スキャナは（Ｘａ、Ｙａ）から（Ｘｂ、Ｙｂ）に向けて移動する。また、Ｚ軸スキャナは、ＸＹ座標に関連付けされたＺ座標でＺａからＺｂに移動する。

一方、ステップＳ’１で、レーザ光の出射ＯＦＦの場合、ステップＳ’３に進み、移動時間が短くなる軌跡を通る。具体的には図９７に示すように、ＸＹ軸スキャナは（Ｘａ、Ｙａ）から（Ｘｂ、Ｙｂ）に向けて移動する。この際、Ｚ軸スキャナは追従機能を中断し、Ｚａから目標座標Ｚｂにむけて最短の経路で移動する。これにより図９６に比べＺ軸スキャナの無駄な動きが排除され、その分ＸＹ軸スキャナのみを高速で移動できる。このように、Ｘ，Ｙ座標に関連したＺ座標を出力する際、レーザ光の出射ＯＮ／ＯＦＦの情報に基づいてＺ座標を変化させることで、全体としてスキャナの応答特性を改善し、印字時間を短縮できる。

また、Ｚ軸スキャナの追従機能は、上述した図９３のようなワークの３次元形状に応じたＺ座標の関連付けに限らず、図８に示すような光学特性の補正においても利用できる。すなわち、ｆθレンズによる焦点位置の補正をＺ軸スキャナで行う場合にも、Ｚ座標の関連付けを行ってＺ軸スキャナの追従機能を利用できる。この場合においても、レーザ光の出射ＯＦＦ時には追従機能をＯＦＦさせることで、余計な待ち時間を省略して応答性を改善し、印字に要する時間を短縮できる。このように、レーザ光の出射ＯＮ／ＯＦＦに応じてＺ軸の軌跡を変化させ、特に出射ＯＦＦの際に余計なＺ方向の動きを排除して処理時間を短縮でき、効率的なスキャナの駆動が実現できる。

本発明のレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器は、例えばマーキング、穴あけ、トリミング、スクライビング、表面処理等、立体形状を有する立体の表面にレーザ照射を行う処理において、立体形状の設定に広く適用可能である。なお、３次元印字が可能なレーザマーカの例について説明したが、本発明は２次元印字が可能なレーザマーカに対しても好適に適用できる。

本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。 走査部におけるＸ・Ｙ軸スキャナの配置状態を示す透明斜視図である。 Ｘ・Ｙ・Ｚ軸スキャナの配置状態を示す透明斜視図である。 図１のレーザ励起部の内部構造を示す斜視図である。 レーザ加工装置のレーザ光走査系を含むマーキングヘッドの構成を示す斜視図である。 図５を背面方向から見た斜視図である。 図５を側面から見た側面図である。 レーザ加工装置のレーザ光の焦点位置が、作業位置において変化する状態を説明する説明図である。 焦点距離を長くする場合のレーザ光走査系を示す側面図である。 焦点距離を短くする場合のレーザ光走査系を示す側面図である。 Ｚ軸スキャナを示す正面図及び断面図である。 ３次元印字可能なレーザマーカのシステム構成を示すブロック図である。 レーザ加工システムを示すブロック図である。 レーザ加工システムの他の例を示すブロック図である。 レーザ加工システムのさらに他の例を示すブロック図である。 レーザ加工データ設定プログラムのユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。 複数の印字ブロックを設定する加工ブロック設定手段の一例を示すイメージ図である。 加工機動作として、破線を選択した場合の設定画面を示すイメージ図である。 加工機動作として、右回り円・楕円を選択した場合の設定画面を示すイメージ図である。 図１７を３Ｄ編集画面に切り替えて３次元形状に表示した設定画面を示すイメージ図である。 イメージデータのファイル名を指定する選択画面を示すイメージ図である。 イメージデータの印字を行う設定画面を示すイメージ図である。 印字ブロックのレイアウトを調整する様子を示すイメージ図である。 印字ブロックの設定一覧表を示すイメージ図である。 一括変更対象の複数の印字ブロックを示すイメージ図である。 図２３の印字ブロックの３Ｄ形状一括変更画面を示すイメージ図である。 図２３の印字ブロックを円柱状に一括変更した状態を示すイメージ図である。 複数の印字ブロックを２次元状に表示させた状態を示すイメージ図である。 図２６の印字ブロックを３次元状に表示させた状態を示すイメージ図である。 印字ブロックを２次元状に表示する状態を示すイメージ図である。 図２８の画面からマウスにより印字グループを設定する状態を示すイメージ図である。 図２８の画面から右クリックメニューにより印字グループを設定する状態を示すイメージ図である。 図２８の画面から印字グループを設定した状態を示すイメージ図である。 図２８の印字ブロックを３次元状に表示する状態を示すイメージ図である。 離れた位置にある印字ブロックに対して印字グループを設定する例を示すイメージ図である。 複数のワークに対して印字グループを設定する例を示すイメージ図である。 印字面として傾斜面を指定した例を示すイメージ図である。 図３５の印字パターンの印字面として傾斜面を指定した例を示すイメージ図である。 図１４で「３Ｄ設定」に切り替えた状態を示すイメージ図である。 図３７で円柱を選択した状態を示すイメージ図である。 図３８から編集表示欄を３次元表示に切り替えた状態を示すイメージ図である。 ３Ｄ表示画面を斜め上方から表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面を裏側から表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面を左に移動して表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面を右に移動して表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面を上に移動して表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面をＸＹ平面で表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面をＹＺ平面で表示させたイメージ図である。 図４０の３Ｄ表示画面をＺＸ平面で表示させたイメージ図である。 ３次元ビューワで加工対象面の３次元画像を表示させた状態を示すイメージ図である。 ２次元の印字パターン情報を入力する状態を示すイメージ図である。 プロファイル指定欄からＺＭＡＰを選択した状態を示すイメージ図である。 ＺＭＡＰファイル選択画面を示すイメージ図である。 ＺＭＡＰファイル名入力欄にＺＭＡＰを指定した状態を示すイメージ図である。 図５２から編集表示欄を３次元表示に切り替えて印字対象面の３次元形状を表示する状態を示すイメージ図である。 図５３で編集表示欄に３次元表示される印字対象面に、ＺＭＡＰファイルで規定される３次元形状データを重ねて表示する状態を示すイメージ図である。 ＺＭＡＰ作成画面を示すイメージ図である。 図５５でＳＴＬファイルを開いた状態を示すイメージ図である。 図５６でビューワ画面に表示される３次元形状データをＸ座標方向に移動させた状態を示すイメージ図である。 図５７でビューワ画面に表示される３次元形状データの視点を変更した状態を示すイメージ図である。 ３次元形状データをＺ座標方向（正）に移動させた状態を示すイメージ図である。 ３次元形状データをＺ座標方向（負）に移動させた状態を示すイメージ図である。 ３次元形状データをＹ座標方向に移動させた状態を示すイメージ図である。 ３次元形状データをＸ座標方向に回転させた状態を示すイメージ図である。 ３次元形状データをＹ座標方向に回転させた状態を示すイメージ図である。 ３次元形状データをＺ座標方向に回転させた状態を示すイメージ図である。 ビューワ画面にＸ座標方向の印字可能領域を示すイメージ図である。 ビューワ画面にＹ座標方向の印字可能領域を示すイメージ図である。 ビューワ画面にＺ座標方向の印字可能領域を示すイメージ図である。 図５８の姿勢でＳＴＬデータをＺＭＡＰデータに変換した状態を示すイメージ図である。 図６２の姿勢でＳＴＬデータをＺＭＡＰデータに変換した状態を示すイメージ図である。 図６９のＺＭＡＰデータで印字パターンを変形した状態を示すイメージ図である。 ３Ｄ表示画面において印字不可能領域を示すイメージ図である。 図７１で印字開始角度を調整した状態を示すイメージ図である。 ３Ｄ表示画面の表示設定画面を示すイメージ図である。 印字可能サイズを表示する例を示すイメージ図である。 ユーザが指定した印字内容のサイズを表示する例を示すイメージ図である。 印字内容とそのサイズを表示する例を示すイメージ図である。 図７６において印字内容が印字不良領域にかかる例を示すイメージ図である。 図７７において警告メッセージを表示する例を示すイメージ図である。 図７７においてガイダンスメッセージを表示する例を示すイメージ図である。 加工不良領域検出手段が加工不良領域を検出する手法を示す斜視図である。 各種設定画面を示すイメージ図である。 ３Ｄ表示画面における配色を設定する設定画面を示すイメージ図である。 ２Ｄ表示画面における表示を設定する設定画面を示すイメージ図である。 ２Ｄ表示画面における配色を設定する設定画面を示すイメージ図である。 加工対象面の配置を調整する設定画面を示すイメージ図である。 印字条件を設定して加工パターンを生成する手順を示すフローチャートである。 ２次元的な移動印字に関する条件設定を説明する模式図であり、図８７（ａ）は斜視図、図８７（ｂ）は平面図である。 移動加工条件設定部で移動方向を設定する画面例を示すイメージ図である。 加工パラメータの設定画面の一例を示すイメージ図である。 図９０（ａ）は、ワーク表面の彫り込み加工に傾斜面を形成した断面図であり、図９０（ｂ）はワーク表面に筆書き調のロゴを印字加工した平面図である。 デフォーカス設定量の設定画面の一例を示すイメージ図である。 レーザ加工データに設定可能な項目を示す一覧表である。 ３次元状のワークに対してＸＹ座標にＺ座標を関連付ける様子を示す説明図である。 Ｚ軸スキャナの追従機能によって軌跡が変化する様子を示す説明図である。 Ｚ軸スキャナを移動させる軌跡を決定するフローチャートである。 レーザ光の出射ＯＮの場合のＺ軸スキャナの移動を示す説明図である。 レーザ光の出射ＯＦＦの場合のＺ軸スキャナの移動を示す説明図である。

符号の説明

１００…レーザ加工装置
１…レーザ制御部；１Ａ…コントローラ；２…レーザ出力部
３…入力部；３Ａ…加工面プロファイル入力手段；３Ｂ…加工パターン入力手段
３Ｃ…加工条件設定部；３Ｆ…加工ブロック設定手段；３Ｊ…グループ設定手段
３Ｋ…位置調整手段；３ａ…基本図形指定手段；３ｂ…３次元形状データ入力手段
４…制御部；５…メモリ部；５Ａ…記憶部；５ａ…参照テーブル
６…レーザ励起部；７…電源；８…レーザ媒質；９…走査部
１０…レーザ励起光源；１１…レーザ励起光源集光部
１２…レーザ励起部ケーシング；１３…光ファイバケーブル
１４…スキャナ；１４ａ…Ｘ軸スキャナ；１４ｂ…Ｙ軸スキャナ
１４ｃ…Ｚ軸スキャナ；１４ｄ…ポインタ用スキャナミラー
１５…集光部；１６…入射レンズ；１８…出射レンズ
５０…レーザ発振部；５１、５１ａ、５１ｂ…ガルバノモータ
５２…スキャナ駆動回路；５３…ビームエキスパンダ
６０…ガイド用光源；６２…ハーフミラー；６４…ポインタ用光源；６６…固定ミラー
８０…演算部；８０Ｂ…加工不良領域検出手段；８０Ｃ…加工条件調整手段
８０Ｉ…ハイライト処理手段；８０Ｊ…設定警告手段；８０Ｋ…加工データ生成部
８０Ｌ…初期位置設定手段
８２…表示部；８３…加工イメージ表示部；８４…ヘッドイメージ表示手段
１５０…マーキングヘッド；１８０…レーザ加工データ設定装置
１８０Ｋ…加工データ生成部；１９０…外部機器
２０２…編集表示欄
２０４…印字パターン入力欄
２０４ａ…加工種類指定欄
２０４ｂ…文字入力欄
２０４ｃ…詳細設定欄
２０４ｄ…文字データ指定欄
２０４ｅ…「印字データ」タブ
２０４ｆ…「サイズ・位置」タブ
２０４ｇ…「印字条件」タブ
２０４ｈ…「基本設定」タブ
２０４ｉ…「形状設定」タブ
２０４ｊ…「詳細設定」タブ
２０４ｋ…加工パラメータ設定欄
２０４ｌ…加工パラメータ設定欄
２０４ｍ…デフォーカス設定欄
２０４ｎ…加工パラメータ設定欄
２０４ｏ…デフォーカス設定欄
２０４ｑ…種別指定欄
２０５…プロファイル指定欄
２０６…形状選択欄
２０７…表示切替ボタン
２０７Ｂ…「表示位置」変更欄
２０７Ｃ…２画面表示ボタン
２０７Ｄ…「ＺＭＡＰ表示」欄
２０８…画面内配置設定欄
２０９…スクロールバー
２１０…マーキングヘッドイメージの表示／非表示設定画面
２１１…「ブロック形状・配置」タブ
２１１Ｂ…回転角設定欄
２１２…「ブロック形状」欄
２１５…「転送・読出し」ボタン
２１６…「レイアウト」タブ
２１７…「印字内容」タブ
２１８…「印字条件」タブ
２５０…グループ設定欄
２５１…「グループ設定を行う」欄
２５２…グループ番号指定欄
２５３…「グループ化」ボタン
２５４…「グループ解除」ボタン
２５６…右クリックメニュー
２５７…「グループ化」メニュー
２６０…３次元ビューワ
２７０…編集モード表示欄
２７２…編集モード切替ボタン
２７４…「３Ｄ形状の一括変更」ボタン
２７５…３Ｄ形状一括変更画面
２７６…一括変更形状指定欄
２７７…「ブロック形状を一括変更する」欄
２７８…線分座標指定欄
２９２…ＺＭＡＰファイル名入力欄
２９３…「参照」ボタン
２９４…ファイル選択画面
２９６…第２のフローティングツールバー
３００…ＺＭＡＰ作成画面
３０１…ビューワ画面
３０２…調整欄
３０３…「ＳＴＬ表示」ボタン
３０４…座標調整欄
３０５…矢印ボタン
３０５ａ…十字状矢印ボタン
３０５ｂ…上下矢印ボタン
３０６…回転角調整欄
３０７…印字領域表示欄
３０８…「回転／スクロール」ボタン
３１０…「ＺＭＡＰ表示」ボタン
Ｌ、Ｌ’、ＬＢ、ＬＫ…レーザ光；Ｇ…ガイド光；Ｐ…ポインタ光
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ３…ワーク；ＷＳ…作業領域；ＷＭ…加工対象面を示す平面；ＷＭ’…補正面；Ｋ、Ｋ１〜Ｋ３…枠；ＢＷ…印字ブロックの枠；ＧＷ…印字グループの枠；ＭＫ…マーキングヘッドイメージ；Ｂ１〜Ｂ９…印字ブロック；Ｇ１〜Ｇ３…印字グループ；ＫＭ…境界面；ＫＳ…傾斜面；ＬＧ…ロゴ

Claims (13)

1. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
   レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
   前記レーザ発振部より出射されるレーザ光を作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
   入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なビームエキスパンダと、
   前記ビームエキスパンダを透過したレーザ光を第１の方向に走査させるための第１のスキャナと、
   前記第１のスキャナで走査されるレーザ光を前記第１の方向と略直交する第２の方向に走査させるための第２のスキャナと、
   を備えるレーザ光走査系と、
   前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
   所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
   前記加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、
   前記加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを２次元的及び／又は３次元的に表示可能な加工イメージ表示部と、
   を備え、
   前記加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を２次元的に表示させる際、レーザ光の照射方向における平面図を表示可能に構成してなる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であって、
   前記平面図が、加工領域内に配置された加工対象面を真上から見た図であることを特徴とするレーザ加工装置。
3. 請求項１又は２に記載のレーザ加工装置であって、さらに、
   加工対象面上に配置される加工パターンの位置を調整可能な位置調整手段を備え、
   前記加工イメージ表示部で３次元的に表示される加工パターンの位置を前記位置調整手段で調整すると、前記平面図で表示される加工パターンの位置もこれに応じて調整されることを特徴とするレーザ加工装置。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
   前記加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を２次元的に表示させた状態で、同時に作業領域内の加工対象面の３次元表示画面を表示可能に構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
   前記加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を３次元的に表示させる際、視点をＸＹ平面、ＹＺ平面、又はＺＸ平面の少なくともいずれかから見た正面図に切り替え可能な表示位置変更手段を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
   ３次元レーザ加工データの編集が可能な３次元編集モードと、
   ３次元レーザ加工データの編集ができず、２次元のレーザ加工データの編集が可能な２次元編集モードと、
   を備えており、
   編集モード切替手段によって２次元編集モードと３次元編集モードとを切り替え可能に構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
7. 請求項６に記載のレーザ加工装置であって、
   レーザ加工装置の起動時は２次元編集モードがデフォルトで設定されてなることを特徴とするレーザ加工装置。
8. 請求項１から７のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、さらに、
   レーザ光を走査可能な作業領域の内で、前記加工条件設定部で設定された加工条件で加工しようとした際に加工できない又は加工不良となる加工不可能領域を、加工対象面の３次元形状及びレーザ光の出射位置に基づいて演算可能な加工不良領域検出手段と、
   前記加工条件設定部で設定された加工内容の大きさを、前記加工イメージ表示部において２次元的及び／又は３次元的に表示する際に、前記加工不良領域検出手段で演算された加工不可能領域に加工内容が一部でも配置されている場合、前記加工イメージ表示部において加工内容を非表示とすることが可能な設定警告手段と、
   を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
9. 請求項１から８のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
   前記加工条件設定部で設定可能な加工条件として、加工パターンの座標位置、正面図における回転角度、レーザ光のスポット径、加工対象物の材質、レーザ光の出力値、走査速度、Ｑスイッチ周波数、の少なくともいずれかを含むことを特徴とするレーザ加工装置。
10. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定装置であって、
    所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
    前記加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、
    前記加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを２次元的及び／又は３次元的に表示可能な加工イメージ表示部と、
    を備え、
    前記加工イメージ表示部で作業領域内の加工対象面を２次元的に表示させる際、レーザ光の照射方向における平面図を表示可能に構成してなることを特徴とするレーザ加工データ設定装置。
11. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、
    作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面を加工イメージ表示部で表示させながら、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定する工程と、
    設定された加工条件を反映させた３次元形状の加工パターンを、レーザ光の照射方向から見た平面図を前記加工イメージ表示部で表示する工程と、
    を含むことを特徴とするレーザ加工データ設定方法。
12. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、
    作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面を加工イメージ表示部で２次元的に表示させながら、所望の加工パターンに加工する加工条件として、２次元状の加工パターンを設定する工程と、
    設定された加工パターンをレーザ光の照射方向から見た平面図を、前記加工イメージ表示部で表示させた状態で、さらに加工条件として加工対象面の３次元形状を設定する工程と、
    必要に応じて、設定された加工条件を反映させた３次元形状の加工パターンを、レーザ光の照射方向から見た平面図又は３次元イメージとして前記加工イメージ表示部で表示させた状態で、作業領域内の加工対象面における加工パターンのレイアウトを調整する工程と、
    を含むことを特徴とするレーザ加工データ設定方法。
13. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定プログラムであって、
    作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面を加工イメージ表示部で２次元的に表示させながら、所望の加工パターンに加工する加工条件として、２次元状の加工パターンを設定する機能と、
    設定された加工パターンをレーザ光の照射方向から見た平面図を、前記加工イメージ表示部で表示させた状態で、さらに加工条件として加工対象面の３次元形状を設定する機能と、
    必要に応じて、設定された加工条件を反映させた３次元形状の加工パターンを、レーザ光の照射方向から見た平面図又は３次元イメージとして前記加工イメージ表示部で表示させた状態で、作業領域内の加工対象面における加工パターンのレイアウトを調整する機能と、
    をコンピュータに実現させることを特徴とするレーザ加工データ設定プログラム。