JP5157089B2 - 補助光照射装置およびレーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は補助光照射装置およびレーザ装置に関し、特に集光装置によって集光されたレーザ光の集光位置を示す補助光照射装置、および、その補助光照射装置を備えるレーザ装置に関する。

従来、印字対象物の印字面にレーザ光を照射することによって所定の文字や図形などを印字するレーザマーキング装置が知られている。一般的に、レーザマーキング装置はレーザ光をレンズで集光して印字対象物の表面に照射する。よって、たとえばレーザ光が焦点を結ぶ位置が印字対象物の印字面と等しくなるように、レーザマーキング装置と印字対象物との距離が予め調整される。

多くの場合、レーザマーキング装置から発せられるレーザ光は赤外光である。また、レーザ光のパワーは非常に高い。よって作業者はレーザマーキング装置からレーザ光が出ている状態で集光位置を確認しながら調整を行なうことができない。

このため、レーザ装置からレーザ光を出すことなく作業者がレーザ光の焦点位置を把握できる方法が従来から提案されている。たとえば特開２０００−１５４６４号公報（特許文献１）は、レーザビームを集光するｆθレンズの焦点位置を特定するための位置指示装置、および、レーザマーキング装置を開示する。

図１０は、特開２０００−１５４６４号公報（特許文献１）に開示されるレーザマーキング装置の構成を示すブロック図である。

図１０を参照して、レーザマーキング装置１５０は、入力・表示器１１１とレーザ制御部１１２と、レーザ発振器１１３と、走査部１１４とを備える。

入力・表示器１１１は、レーザ制御部１１２から与えられる情報を表示する。また、入力・表示器１１１は入力された文字および図形等のパターンをレーザ制御部１１２に送る。

レーザ制御部１１２は、マイクロコンピュータ１２１と電源１２２とを含む。マイクロコンピュータ１２１は入力・表示器１１１から与えられる情報を内部に記憶する。また、マイクロコンピュータ１２１は入力された情報に基づいてレーザ発振器１１３を制御する。電源１２２はレーザ発振器１１３に所定の電圧を印加する。

レーザ発振器１１３はマイクロコンピュータ１２１から与えられる情報に基づいてレーザ発振を行なう。

走査部１１４は、スキャナ１４１と、ｆθレンズ１４２と２つのＬＥＤポインタ１４３とを含む。走査部１１４は、マイクロコンピュータ１２１から与えられる走査信号に基づいて、スキャナ１４１に備えられたガルバノモータ（図示せず）を駆動する。

ガルバノモータの出力軸にはミラーが設けられる。ミラーの回転によってレーザビームは走査される。スキャナ１４１によって走査されたレーザビームは、ｆθレンズ１４２を介してマーキング対象であるワークＷの表面に照射される。なお、スキャナ１４１が基本位置にある場合、レーザビームはｆθレンズ１４２の中心を通る。

２つのＬＥＤポインタ１４３は、同一円上に配置される。ｆθレンズ１４２の中心軸はこの円の中心を通る。各ＬＥＤポインタ１４３は傾斜した状態で予め固定されている。そして各ＬＥＤポインタ１４３の光軸はｆθレンズ１４２の焦点位置Ｐを通過するように設定されている。２つのＬＥＤポインタ１４３から照射される光が交わる位置にワークＷを配置することによってレーザマーキング装置の焦点合わせが行なわれる。

なお、特開２００４−１１４０８５号公報（特許文献２）は光源からの光線を２分割して、レンズの焦点位置で交差させる方法を開示する。また、特開２００５−１０３６１４号公報（特許文献３）は、ワーク上に基準目盛りパターンと光スポットとを投影させて、光スポットとが基準目盛りパターン上の基準点とが重なるときにワークの位置がレンズの焦点位置にあることを示す焦点合わせ方法を開示する。
特開２０００−１５４６４号公報 特開２００４−１１４０８５号公報 特開２００５−１０３６１４号公報

図１１は、図１０に示す２つのＬＥＤポインタ１４３からの光がワークＷにそれぞれ形成する２つの光スポットを示す図である。

図１１および図１０を参照して、光スポットＳＡ，ＳＢは２つのＬＥＤポインタ１４３からそれぞれ発せられる光によってワークＷの表面に形成される。光スポットＳＡ，ＳＢが重なる場合にはワークＷは焦点位置Ｐに配置されている。たとえば光スポットＳＡは赤色であり、光スポットＳＢは緑色である。光スポットＳＡと光スポットＳＢとが重なると黄色の光スポットが現われる。一方、ワークＷの位置がｆθレンズ１４２の焦点位置Ｐから外れるほど、光スポットＳＡ，ＳＢ間の距離は大きくなる。

光スポットＳＡ，ＳＢの各スポットにおいて、中心部分（実線で示す円状の部分）は周囲部分（破線で示す部分）に比較して極端に明るくなる。光スポットＳＡ，ＳＢの中心距離がａである場合には、ワークＷの位置は焦点位置Ｐとずれている。しかしながら作業者にとって光スポットＳＡ，ＳＢの中心部分が眩しいため、作業者は光スポットＳＡ，ＳＢが離れていることを認識できない。このように従来の焦点合わせ方法においては、ワークの位置をレンズの焦点位置に精度よく調整することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、レーザ光が集光される位置を分かりやすく示すことが可能な補助光照射装置、および、この補助光照射装置を備えるレーザ装置を提供することである。

本発明は要約すれば、集光装置を通るレーザ光の集光スポットが形成される投影面の、レーザ光の光軸方向の位置である集光位置を知らせるための補助光照射装置であって、第１の照射装置と、第２の照射装置とを備える。第１の照射装置は、投影面に向けて第１の光線を照射して、投影面に第１の光スポットを形成する。第２の照射装置は、第１の光線の向きと異なる向きに進み、かつ、互いに平行な複数の第２の光線を投影面に向けて照射して、投影面に複数の第２の光線にそれぞれ対応する複数の第２の光スポットを形成する。光軸方向の投影面の位置が集光位置に一致する場合に、第１の光スポットと複数の第２の光スポットとは、互いに重ならず、かつ、同一直線上に配置される。

好ましくは、投影面の光軸方向の位置が集光位置と一致する場合に、レーザ光の集光スポットは、直線上に配置される。

好ましくは、第１の照射装置は、レーザ光を照射し、かつ、レーザ光の出力と第１の光線の出力とを切換える。

好ましくは、第１の照射装置は、レーザ光を発する光源とは別に設けられる。第１の光線の軌跡のうちの少なくとも投影面に向かう部分は、レーザ光の軌跡と重なる。

好ましくは、第１の照射装置は、第１の光スポットが直線上を移動するように第１の光線の進行方向を変化させる。補助光照射装置は、制御装置をさらに備える。制御装置は、第１の光スポットが直線上における各複数の第２の光スポットに対応する位置を通過するときに、第１の光線を照射しないように第１の照射装置を制御する。

より好ましくは、第１の光線および複数の第２の光線は、可視光線である。
本発明の他の局面に従うと、集光装置を通るレーザ光の集光スポットが形成される投影面の、レーザ光の光軸方向の位置である集光位置を知らせるための補助光照射装置であって、第１の照射装置を備える。第１の照射装置は、投影面に向けて第１の光線を照射して、投影面に第１の光スポットを形成する。第１の照射装置は、第１の光スポットが投影面上の所定の直線上を移動するように、第１の光線の進行方向を変化させる。補助光照射装置は、第２の照射装置をさらに備える。第２の照射装置は、第１の光線の向きと異なる向きに進む第２の光線を投影面に向けて照射して、投影面に第２の光スポットを形成する。光軸方向の投影面の位置が集光位置に一致する場合に、第２の光スポットは所定の直線上に配置される。

好ましくは、投影面の光軸方向の位置が集光位置と一致する場合に、レーザ光の集光スポットは、直線上に配置される。

好ましくは、第１の照射装置は、レーザ光を照射し、かつ、レーザ光の出力と第１の光線の出力とを切換える。

好ましくは、第１の照射装置は、レーザ光を発する光源とは別に設けられる。第１の光線の軌跡のうちの少なくとも投影面に向かう部分は、レーザ光の軌跡と重なる。

好ましくは、補助光照射装置は、制御装置をさらに備える。制御装置は、第１の光スポットが所定の直線上における第２の光スポットに対応する位置を通過するときに、第１の光線を照射しないように第１の照射装置を制御する。

より好ましくは、第１の光線および第２の光線は、可視光線である。
本発明のさらに他の局面に従うと、レーザ装置であって、上述のいずれかの補助光照射装置と、集光装置とを備える。

好ましくは、レーザ装置は、投影面である被照射体の表面にレーザ光を照射して、被照射体の表面を加工する。

本発明によれば、集光装置を透過したレーザ光の集光位置を作業者が容易に把握できる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態の補助光照射装置を備えるレーザマーキング装置の構成を示す図である。

図１を参照して、レーザマーキング装置１００はワークＷの表面にレーザ光Ｌ１を照射する。これによりワークＷの表面が加工され、ワークＷの表面には文字、記号、図形等による情報が記録される。なおレーザマーキング装置１００は本発明の「レーザ装置」に対応する。

ワークＷの表面（記録面）はレーザ光Ｌ１と垂直に交わる。ワークＷの表面は本発明における「投影面」に対応する。投影面にはレーザ光Ｌ１の集光スポットが形成される。

レーザマーキング装置１００は、レーザ発振器１と、補助光照射装置２と、ｆθレンズ９とを備える。

レーザ発振器１はレーザ光Ｌ１を発する。レーザ発振器１としては、たとえばＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ、炭酸ガスレーザ、Ａｒ（アルゴン）レーザ等の様々なレーザ発振器を用いることができる。また、レーザ光の波長領域は、たとえば紫外領域、可視領域、赤外領域のいずれでもよく、特に限定されない。

レーザ光Ｌ１はｆθレンズ９によって集光される。ｆθレンズ９でできる像はｆθレンズ９に入射するレーザ光Ｌ１の入射角度に比例する。ワークＷの表面でレーザ光Ｌ１をスキャンする際に、レーザ光Ｌ１の移動量はレーザ光Ｌ１の入射角度に比例する。

補助光照射装置２は、ｆθレンズ９を通過したレーザ光Ｌ１の集光スポットが形成される投影面（ワークＷの表面）のレーザ光Ｌ１の光軸方向の位置（集光位置）を知らせるための装置である。ここで「レーザ光Ｌ１の光軸方向の位置」とは、いわば投影面の高さに相当する。

なお、本実施の形態において「集光位置」とはレーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置でもよいし、レーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置よりもｆθレンズ９に近い位置（または遠い位置）でもよい。

レーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置とワークＷの表面の位置とが同じ場合、レーザ光Ｌ１がワークＷの表面の１点に集中する。レーザ光Ｌ１のパワーが大きい場合には、ワークＷの表面に、所望のサイズよりも大きなサイズの穴が開くことが考えられる。つまりレーザマーキング装置の加工精度が低下することが起こり得る。このような問題が生じる場合には「集光位置」をレーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置からずらすことが好ましい。ただし以下では「集光位置」はレーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置であるとする。

補助光照射装置２は、照射装置２Ａ，２Ｂを備える。照射装置２Ａは、ワークＷの表面に向けて光線ＬＡを照射する。照射装置２Ｂは、複数の光線ＬＢ１，ＬＢ２を照射する。光線ＬＢ１，ＬＢ２は光線ＬＡの向きと異なる向きに進み、かつ、互いに平行である。

光線ＬＡはワークＷの表面に光スポットＳＡを形成する。光線ＬＢ１，ＬＢ２はワークＷの表面に光スポットＳＢ１，ＳＢ２をそれぞれ形成する。レーザ光Ｌ１の光軸方向に沿ったワークＷの表面の位置がレーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置と同じである場合に、光スポットＳＡと光スポットＳＢ１，ＳＢ２とが直線上に配置されるように、光線ＬＡの向きと、光線ＬＢ１，ＬＢ２の向きとは設定される。

なお、図１では「投影面」、すなわちワークＷの表面は平面である。このように投影面は平面でもよい。ただし、投影面は平面に限定されるものではなく、少なくとも光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２が並ぶ方向については直線で構成される面（たとえば円筒状の面）であってもよい。

光線ＬＡ，ＬＢ１，ＬＢ２は可視光線である。よって、作業者は光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２の配置を直接確認できる。作業者はワークＷの表面に形成された光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２の配置からワークＷの位置がレーザ光Ｌ１の焦点位置と同じであるか否かを確認することができる。よって、作業者はｆθレンズ９を透過したレーザ光Ｌ１の集光位置を容易に把握できる。

本実施の形態では光スポットＳＡの色と光スポットＳＢ１，ＳＢ２の色とは異なる。これによって作業者が３つの光スポットのうちいずれが光スポットＳＡであるかを容易に把握できるので作業性が向上する。たとえば光スポットＳＡの色は赤色であり、光スポットＳＢ１，ＳＢ２の色は緑色である。ただし光スポットＳＡの色と光スポットＳＢ１，ＳＢ２の色は同じであってもよい。

補助光照射装置２は、照射装置２Ａ，２Ｂを制御する制御装置２０をさらに備える。なお制御装置２０はレーザ発振器１の制御も行なう。ただし、レーザ発振器１を制御する制御装置は制御装置２０と別に設けられていてもよい。

照射装置２Ａは、光源３Ａと、ダイクロックミラー４と、ガルバノミラー５，７と、モータ６，８と、ドライバ１６，１８とを含む。

光源３Ａは、たとえば半導体レーザや発光ダイオード等であり、光線（可視光線）ＬＡを照射する。光源３Ａはドライバ１３によって駆動される。ドライバ１３は制御装置２０によって制御される。

なお光線ＬＡの波長帯とレーザ光Ｌ１の波長帯とは異なる。これによりダイクロックミラー４は光線ＬＡを反射するとともにレーザ光Ｌ１を透過することができる。ダイクロックミラー４で反射した光線ＬＡの軌跡はレーザ光Ｌ１の軌跡と重なる。すなわち、光線ＬＡの軌跡のうち少なくとも投影面（ワークＷの表面）に向かう部分は、レーザ光Ｌ１の軌跡と重なる。これにより補助光照射装置２は、レーザ光Ｌ１の集光位置だけでなく、ワークＷの表面におけるレーザ光Ｌ１の照射位置も示すことができる。

よって、たとえば作業者は光スポットＳＡを見ながらワークＷを水平方向に移動させることにより、マーキング開始時におけるレーザ光Ｌ１の照射位置を調整することができる。さらに、光スポットＳＡの色と光スポットＳＢ１，ＳＢ２の色とが異なっているため、作業者は光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２の中から光スポットＳＡを容易に識別できる。

光線ＬＡの進行方向は、さらに、ガルバノミラー５，７によって変えられる。最終的に光線ＬＡはｆθレンズ９を通りワークＷに達する。

ガルバノミラー５はモータ６の出力軸に取り付けられる。ドライバ１６はモータ６を駆動する。ガルバノミラー７はモータ８の出力軸に取り付けられる。ドライバ１８はモータ８を駆動する。なおドライバ１６，１８は制御装置２０によって制御される。モータ６，８の出力軸が回転すると、ガルバノミラー５，７の傾きがそれぞれ変化する。

レーザ光Ｌ１を用いてワークＷの表面に情報を記録する場合には、ガルバノミラー５，７が回転する。しかし、作業者がレーザ光Ｌ１の集光位置を確認する場合にはガルバノミラー５，７は固定される。なお、作業者がレーザ光Ｌ１の集光位置を確認する際（すなわち照射装置２Ａから光線ＬＡが出ている状態）、光線ＬＡがｆθレンズ９の中心軸を通るようにガルバノミラー５，７の反射面の向きが定められる。

照射装置２Ｂは、光源３Ｂと、レンズ１０と、プリズム１１と、反射鏡１２と、ドライバ１４とを含む。光源３Ｂは、たとえば半導体レーザや発光ダイオード等であり、光線（可視光線）ＬＢを照射する。光源３Ｂはドライバ１４によって駆動される。ドライバ１４は制御装置２０によって制御される。

光線ＬＢはレンズ１０を通過してプリズム１１に入射する。プリズム１１は光線ＬＢを光線ＬＢ１，ＬＢ２に分割する。光線ＬＢ１，ＬＢ２は反射鏡１２によってワークＷの表面に導かれる。なお、光源３Ｂから発せられた光がワークＷの表面において焦点を結ぶようにレンズ１０の焦点距離が定められる。

図２は、図１に示す照射装置２Ｂの上面図である。
図２を参照して、光源３Ｂから発せられる光線ＬＢは、レンズ１０を通過してプリズム１１に入射する。プリズム１１に入射した光線ＬＢは、プリズムと空気との境界面において光線ＬＢ１とＬＢ２とに分割される。光線ＬＢ２はプリズム１１から出て空気中を進み反射鏡１２で反射する。光線ＬＢ１はプリズム１１の内部を進み、プリズム１１と空気との境界面において反射する。最終的に光線ＬＢ１は空気中に出て反射鏡１２で反射する。

図３は、投影面の位置を説明する図である。
図３を参照して、投影面Ｆはレーザ光Ｌ１（図３には示さず）が焦点を結ぶ位置にある。投影面Ｆ１，Ｆ２は投影面Ｆよりも上下（レーザ光Ｌ１の光軸方向）にそれぞれ位置する。また、光線ＬＢの向きは光線ＬＡの向きと異なるのでプリズム１１から出る光線ＬＢ１，ＬＢ２の向きも光線ＬＡの向きと異なる。

図４は、図３に示す投影面に形成される光スポットを説明する図である。
図４を参照して、投影面がレーザ光Ｌ１の光軸方向に移動すると、応じて光スポットＳＢ１，ＳＢ２も移動する。投影面Ｆでは光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２は一直線上に並ぶ。投影面Ｆ２では光スポットＳＢ１，ＳＢ２は光スポットＳＡの左側に位置する。投影面Ｆ１では光スポットＳＢ１，ＳＢ２は光スポットＳＡの右側に位置する。よって作業者は光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２の配置に基づいてレーザ光Ｌ１が焦点を結ぶ位置を容易に把握できる。

なお、光源３Ａ，３Ｂの配置は図１に示す配置に限定されない。たとえば光線ＬＡ，ＬＢ１，ＬＢ２がワークＷに直接入射してもよい。また光線ＬＡの向きと光線ＬＢ１，ＬＢ２の向きとが異なっていれば、ワーク表面に対するこれらの光線の入射角度は特に限定されるものではない。

以上のように、実施の形態１によればレーザ光が集光する位置を容易に把握することが可能になる。

［実施の形態２］
図５は、実施の形態２の補助光照射装置を示す図である。

図５および図１を参照して、レーザマーキング装置１００Ａは、光源３Ａと、ダイクロックミラー４と、ドライバ１３とを含まない点でレーザマーキング装置１００と異なる。レーザマーキング装置１００Ａの他の部分の構成はレーザマーキング装置１００の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。

レーザ発振器１はレーザ光Ｌ１を出力する。またレーザ発振器１はレーザ光Ｌ１の出力と光線ＬＡの出力とを切換える。なお光線ＬＡのパワーはレーザ光Ｌ１のパワーよりも弱い。制御装置２０は、作業者がワークＷの位置を調整するときとレーザマーキングを行なうときとでレーザ発振器１から発せられるレーザ光のパワーを変える。なお、作業者がワークＷの位置を調整するときに、フィルタによってレーザ光Ｌ１のパワーを減衰させることで光線ＬＡが出力されてもよい。

要するにレーザ発振器１は図１に示す光源３Ａを兼ねる。この点で実施の形態１と実施の形態２とは異なる。レーザ発振器１が光線ＬＡを出力する際には、レーザマーキング装置１００Ａは、実施の形態２の補助光照射装置として動作する。

光線ＬＡは可視光線であるので、レーザ発振器１としては可視光を発する装置が用いられる必要がある。実施の形態２ではレーザ発振器１として、たとえばＡｒレーザや、ＹＡＧレーザおよび非線形光学結晶からなる装置等が用いられる。

以上のように実施の形態２によれば、レーザ発振器１は、レーザ光Ｌ１と光線ＬＡとを切換えて出力する。これにより実施の形態２によれば補助光照射装置を備えるレーザ装置（すなわちレーザマーキング装置）の構成を簡単にできる。

また、光スポットＳＡの位置はレーザ光Ｌ１が照射される位置そのものを示す。よって実施の形態２によれば、作業者は光スポットＳＡの位置を知ることによってワーク表面におけるマーキング用レーザ光の照射位置を知ることができる。

［実施の形態３］
図６は、実施の形態３の補助光照射装置を備えるレーザマーキング装置を示す図である。

図６および図１を参照して、レーザマーキング装置１００Ｂは、補助光照射装置２に代えて補助光照射装置２１を備える。補助光照射装置２１は制御装置２０に代えて制御装置２２を備える。これらの点でレーザマーキング装置１００Ｂは、レーザマーキング装置１００と異なる。レーザマーキング装置１００Ｂの他の部分の構成は、レーザマーキング装置１００の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。

制御装置２２は、作業者がレーザ光Ｌ１の集光位置を確認する際に、ドライバ１８に対してモータ８の出力軸の回転角度を指示する。ドライバ１８は制御装置２２の指示に応じてモータ８を正回転および逆回転させる。モータ８の回転に応じてガルバノミラー７の反射面の角度が変化する。

よって光スポットＳＡはワークＷの表面において直線状に移動する。この直線は図１に示す直線、すなわち、図１においてワークＷのレーザ光Ｌ１の光軸方向の位置（ワークＷの高さ）がレーザ光Ｌ１の集光位置と一致する場合に光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２を結ぶ直線に等しい。

さらに制御装置２２は、光スポットＳＡの位置がこの直線において光スポットＳＢ１，ＳＢ２に対応する位置である場合には、ドライバ１３に消灯指示を送る。ドライバ１３は消灯指示に応じて光源３Ａを消灯する。つまり光スポットＳＡが上述の直線上における光スポットＳＢ１，ＳＢ２に対応する位置を通過するときに、制御装置２２は光線ＬＡを照射しないように照射装置２Ａを制御する。

図７は、図６のワークＷの表面に形成される光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２を詳細に示す図である。なお図７において、ワークＷのレーザ光Ｌ１の光軸方向の位置はレーザ光Ｌ１の集光位置と一致する。

図７を参照して、光スポットＳＡはＸ１，Ｘ２の向きに交互に繰返して移動する。図７に示す複数の光スポットＳＡの形状は作業者に認識される形状である。光スポットＳＢ１，ＳＢ２は、複数の光スポットＳＡの間に位置する。つまりワークＷの位置とレーザ光Ｌ１の集光位置とが等しい場合、光スポットＳＡは光スポットＳＢ１，ＳＢ２に重ならない。

実施の形態１においては光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２の形状は点（あるいは円）である。一方、実施の形態３によれば、いわば複数の光スポットＳＡは破線状に形成されるので、作業者は光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２が直線状に配置されているか否かを把握しやすい。よって実施の形態３によれば実施の形態１よりもワークＷの位置を精度よく調整できる。

なお、実施の形態２と同様に、レーザマーキング装置１００Ｂは、光源３Ａと、ダイクロックミラー４と、ドライバ１３とを含まずに、レーザ発振器１がレーザ光Ｌ１と光線ＬＡとを切換えて出力してもよい。

［実施の形態４］
図８は、実施の形態４の補助光照射装置を備えるレーザマーキング装置を示す図である。

図８および図６を参照して、レーザマーキング装置１００Ｃは補助光照射装置２に代えて補助光照射装置２４を備える。補助光照射装置２４は、照射装置２Ｂに代えて照射装置２Ｂ１を含む。照射装置２Ｂ１はプリズム１１を含まない点で照射装置２Ｂと異なる。これらの点でレーザマーキング装置１００Ｃは、レーザマーキング装置１００Ｂと異なる。なおレーザマーキング装置１００Ｃの他の部分の構成は、レーザマーキング装置１００Ｂの対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。

実施の形態３と同様に、制御装置２２は、作業者がレーザ光Ｌ１の集光位置を確認する際に、ドライバ１８に対してモータ８の出力軸の回転角度を指示する。これによってガルバノミラー７の傾きが変化する。光線ＬＡの進行方向が変化することによって光スポットＳＡはワークＷの表面の「所定の直線」上を移動する。なお「所定の直線」とは、図１に示す光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２を結ぶ直線に等しい。

実施の形態４では、照射装置２Ｂ１からは１本の光線（光線ＬＢ）のみ発せられる。光線ＬＢはワークＷの表面に光スポットＳＢを形成する。さらに、実施の形態４では、ワークＷの表面に対する光線ＬＡの向きと、ワークＷの表面に対するＬＢの向きとは、ワークＷのレーザ光Ｌ１の光軸方向の位置がレーザ光Ｌ１の集光位置と同じである場合に、光スポットＳＢが上述の直線上に位置するように設定される。

さらに制御装置２２は、光スポットＳＡが上述の直線上における光スポットＳＢに対応する位置を通過するときに、光線ＬＡを照射しないようにドライバ１３に消灯指示を送る。ドライバ１３は消灯指示に応じて光源３Ａを消灯する。

図９は、図８のワークＷの表面に形成される光スポットＳＡ，ＳＢを示す図である。なお図９において、ワークＷのレーザ光Ｌ１の光軸方向の位置は、レーザ光Ｌ１の集光位置にある。

図９および図７を参照して、図９に示す光スポットＳＢは図７に示す光スポットＳＢ１，ＳＢ２に対応する。すなわちワークＷの位置がレーザ光Ｌ１の集光位置と同じ場合に光スポットＳＢは２つの光スポットＳＡの間に位置する。なお光スポットＳＡはＸ１，Ｘ２の向きに交互に繰返して移動するが、作業者には光スポットＳＡはいわば破線状に認識される。よって実施の形態３と同様に、実施の形態４によれば、作業者がワークＷの位置を精度よく調整できる。

また、実施の形態４によれば、プリズムが不要になるので補助光照射装置の部品点数を減らすことができる。

さらに、実施の形態２と同様に、レーザマーキング装置１００Ｃは、光源３Ａと、ダイクロックミラー４と、ドライバ１３とを含まずに、レーザ発振器１がレーザ光Ｌ１と光線ＬＡとを切換えて出力してもよい。

なお、実施の形態１から４において光線ＬＡ，ＬＢは可視光線である。よって本実施の形態では作業者が目視にてレーザ光の集光位置を確認できる。しかし、たとえば光線ＬＡ，ＬＢは赤外光であってもよい。この場合、たとえばＣＣＤカメラがワークＷの表面を撮影し、ＣＣＤカメラが撮影された画像に表れる光スポットが直線上に並んでいるか否かを画像処理装置が判定してもよい。

また、レーザ光Ｌ１を集光するための装置はｆθレンズに限定されず、たとえば凸レンズでもよい。また、レーザ光Ｌ１を集光するための装置はレンズに限定されず、たとえば回折格子であってもよい。

また、本発明のレーザ装置はレーザマーキング装置に限定されない。たとえば本発明は、レーザ光を用いてワークの切断を行なう装置や、光硬化樹脂にレーザ光を照射して所定のパターンを形成する装置等、様々な装置に適用可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態の補助光照射装置を備えるレーザマーキング装置の構成を示す図である。 図１に示す照射装置２Ｂの上面図である。 投影面の位置を説明する図である。 図３に示す投影面に形成される光スポットを説明する図である。 実施の形態２の補助光照射装置を示す図である。 実施の形態３の補助光照射装置を備えるレーザマーキング装置を示す図である。 図６のワークＷの表面に形成される光スポットＳＡ，ＳＢ１，ＳＢ２を詳細に示す図である。 実施の形態４の補助光照射装置を備えるレーザマーキング装置を示す図である。 図８のワークＷの表面に形成される光スポットＳＡ，ＳＢを示す図である。 特開２０００−１５４６４号公報（特許文献１）に開示されるレーザマーキング装置の構成を示すブロック図である。 図１０に示す２つのＬＥＤポインタ１４３からの光がワークＷにそれぞれ形成する２つの光スポットを示す図である。

符号の説明

１，１１３ レーザ発振器、２，２１，２４ 補助光照射装置、２Ａ，２Ｂ，２Ｂ１ 照射装置、３Ａ，３Ｂ 光源、４ ダイクロックミラー、５，７ ガルバノミラー、６，８ モータ、９，１４２ レンズ、１０ レンズ、１１ プリズム、１２ 反射鏡、１３，１４，１６，１８ ドライバ、２０ 制御装置、２２ 制御装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１５０ レーザマーキング装置、１１１ 入力・表示器、１１２ レーザ制御部、１１４ 走査部、１２１ マイクロコンピュータ、１２２ 電源、１４１ スキャナ、１４３ ＬＥＤポインタ、Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ 投影面、Ｌ１ レーザ光、ＬＡ，ＬＢ，ＬＢ１，ＬＢ２ 光線、Ｐ 焦点位置、ＳＡ，ＳＢ，ＳＢ１，ＳＢ２ 光スポット、Ｗ ワーク。

Claims (13)

1. 集光装置を通るレーザ光の集光スポットが形成される投影面の、前記レーザ光の光軸方向の位置である集光位置を知らせるための補助光照射装置であって、
   前記投影面に向けて第１の光線を照射して、前記投影面に第１の光スポットを形成する第１の照射装置と、
   前記第１の光線の向きと異なる向きに進み、かつ、互いに平行な複数の第２の光線を前記投影面に向けて照射して、前記投影面に前記複数の第２の光線にそれぞれ対応する複数の第２の光スポットを形成する第２の照射装置とを備え、
   前記光軸方向の前記投影面の位置が前記集光位置に一致する場合に、前記第１の光スポットと前記複数の第２の光スポットとは、互いに重ならず、かつ、同一直線上に配置され、
   前記第１の照射装置は、前記第１の光スポットが前記直線上を移動するように前記第１の光線の進行方向を変化させ、
   前記補助光照射装置は、
   前記第１の光スポットが前記直線上における各前記複数の第２の光スポットに対応する位置を通過するときに、前記第１の光線を照射しないように前記第１の照射装置を制御する制御装置をさらに備える、補助光照射装置。
2. 前記投影面の前記光軸方向の位置が前記集光位置と一致する場合に、前記レーザ光の前記集光スポットは、前記直線上に配置される、請求項１に記載の補助光照射装置。
3. 前記第１の照射装置は、前記レーザ光を照射し、かつ、前記レーザ光の出力と前記第１の光線の出力とを切換える、請求項１または２に記載の補助光照射装置。
4. 前記第１の照射装置は、前記レーザ光を発する光源とは別に設けられ、
   前記第１の光線の軌跡のうちの少なくとも前記投影面に向かう部分は、前記レーザ光の軌跡と重なる、請求項１または２に記載の補助光照射装置。
5. 前記第１の光線および前記複数の第２の光線は、可視光線である、請求項１から４のいずれか１項に記載の補助光照射装置。
6. 集光装置を通るレーザ光の集光スポットが形成される投影面の、前記レーザ光の光軸方向の位置である集光位置を知らせるための補助光照射装置であって、
   前記レーザ光と交わる投影面に向けて第１の光線を照射して、前記投影面に第１の光スポットを形成し、前記第１の光スポットが前記投影面上の所定の直線上を移動するように、前記第１の光線の進行方向を変化させる第１の照射装置と、
   前記第１の光線の向きと異なる向きに進む第２の光線を前記投影面に向けて照射して、前記投影面に第２の光スポットを形成する第２の照射装置とを備え、
   前記光軸方向の前記投影面の位置が前記集光位置に一致する場合に、前記第２の光スポットは前記所定の直線上に配置される、補助光照射装置。
7. 前記投影面の前記光軸方向の位置が前記集光位置と一致する場合に、前記レーザ光の前記集光スポットは、前記直線上に配置される、請求項６に記載の補助光照射装置。
8. 前記第１の照射装置は、前記レーザ光を照射し、かつ、前記レーザ光の出力と前記第１の光線の出力とを切換える、請求項６または７に記載の補助光照射装置。
9. 前記第１の照射装置は、前記レーザ光を発する光源とは別に設けられ、
   前記第１の光線の軌跡のうちの少なくとも前記投影面に向かう部分は、前記レーザ光の軌跡と重なる、請求項６または７に記載の補助光照射装置。
10. 前記第１の光スポットが前記所定の直線上における前記第２の光スポットに対応する位置を通過するときに、前記第１の光線を照射しないように前記第１の照射装置を制御する制御装置をさらに備える、請求項６または７に記載の補助光照射装置。
11. 前記第１の光線および前記第２の光線は、可視光線である、請求項６から１０のいずれか１項に記載の補助光照射装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の補助光照射装置と、
    前記集光装置とを備える、レーザ装置。
13. 前記レーザ装置は、前記投影面である被照射体の表面に前記レーザ光を照射して、前記被照射体の表面を加工する、請求項１２に記載のレーザ装置。

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