JP5954286B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ加工装置に関するものである。

従来より、レーザ加工装置に関し種々提案されている。
例えば、走査部ケースの内部にレーザ光のビーム径を拡げるビームエキスパンダと、光路折り曲げ用のハーフミラーから構成される一対の折り曲げミラーと、レーザ光を走査する一対のガルバノミラーとが配設されたレーザマーキング装置がある。このレーザマーキング装置では、ビームエキスパンダによりビーム径を拡げられたレーザ光は、先ず、一方の折り曲げミラーにより略直角をなして反射されて横方向に折り曲げられる。

そして、レーザ光は、他方の折り曲げミラーにより再度直角に反射されて、ビームエキスパンダの配設位置から幅方向に離隔した位置を逆向きに折り返すように送り出されて、一対のガルバノミラーに入射される。そして、レーザ光は、一対のガルバノミラーによって走査される。また、ビームエキスパンダに対向する一方の折り曲げミラーの裏側には、光検出器が配設され、この折り曲げミラーを透過したレーザビームの光強度を検出可能に構成されている。また、ガルバノミラーに対向する他方の折り曲げミラーの裏側には、レーザ素子が配設され、この他方の折り曲げミラーからガルバノミラーへ向かう半導体レーザを出射するように構成されている。従って、半導体レーザは、ガルバノミラーによって走査される（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−１１８７７８号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載されたレーザマーキング装置では、「ビームエキスパンダから出射されたレーザ光をガルバノミラーへ入射させる機能」、「レーザ光の一部を光検出器に入射させる機能」、「レーザ素子から出射された半導体レーザをガルバノミラーへ入射させる機能」という３つの機能を実現するために、ハーフミラーから構成される一対の折り曲げミラーが配設されている。

その結果、折り曲げミラーを複数配設する必要が生じるため、レーザマーキング装置を構成する部品点数の増大を招き、レーザマーキング装置が大型化する要因になるという問題がある。また、ガルバノミラーに入射されるレーザ光の光軸調整を行うためには、一対の折り曲げミラーのそれぞれの向き方向や取付位置を調整する必要があり、光軸調整作業が煩雑になるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、１つのミラーで多くの機能を実現させることができ、小型化を図ることができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器の出射方向である前記レーザ光の第１光軸に対して交差する第２光軸上に可視レーザ光を出射する可視レーザ光源と、前記第１光軸上であり、且つ、前記第２光軸上に配置されて、一方の面に前記レーザ光が入射され、他方の面に前記可視レーザ光が入射されて、前記一方の面に入射される前記レーザ光を反射すると共に前記レーザ光の一部を透過し、更に、前記他方の面に入射される前記可視レーザ光を透過するミラーと、前記第２光軸上において、前記ミラーを挟んで前記可視レーザ光源に対向するように配置されて、前記ミラーを介して入射された前記レーザ光と前記可視レーザ光とを加工対象物の加工面に走査するレーザ走査部と、前記第１光軸上において、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対向するように配置されて、前記ミラーを透過した前記レーザ光の一部を受光して、前記レーザ光の出力を検出する出力検出部と、前記ミラーを保持すると共に、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸の前記レーザ走査部側への向き又は前記第１光軸方向の位置を変更可能なミラー調整機構と、前記レーザ発振器が配設される本体ベースと、を備え、前記ミラー調整機構は、前記ミラーを前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動して任意の角度で保持する第１保持部と、前記ミラーを前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で保持する第２保持部と、前記ミラーを前記第１光軸方向に移動させて任意の位置で保持する第３保持部と、のうち、少なくとも１つを有し、前記第１保持部は、前記ミラーを保持するミラー保持部を保持すると共に、前記ミラー保持部を前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動させて任意の角度で固定する第１固定部を有し、前記第２保持部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で固定する第２固定部を有し、前記第３保持部は、前記第２固定部を保持すると共に、前記第２固定部を前記第１光軸方向に移動させて任意の位置で前記本体ベース上に固定する第３固定部を有し、前記ミラーは、前記ミラー調整機構を介して、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸を、前記ミラーを透過した前記可視レーザ光の光軸に一致させることが可能となるように調整可能に設けられていることを特徴とする。

また、請求項２に係るレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記第１固定部は、前記ミラー保持部を前記中心軸回りに回動させて位置決めする第１位置決めネジを有し、前記第２固定部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて位置決めする第２位置決めネジを有し、前記第３固定部は、前記第２固定部を前記第１光軸方向に移動させて位置決めする第３位置決めネジを有し、前記第１位置決めネジ、前記第２位置決めネジ、及び前記第３位置決めネジは、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対して反対側の位置に、又は、前記第１光軸に対して前記ミラーの外周面よりも半径方向外側の位置に、ネジ頭部が配置されることを特徴とする。

また、請求項３に係るレーザ加工装置は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記第３固定部は、前記第２固定部を保持すると共に、前記本体ベース上を移動して固定されるベース部材と、前記本体ベース上に着脱可能に取り付けられて、前記第３位置決めネジを介して前記ベース部材を位置決めする位置決め用部材と、を有し、前記位置決め用部材は、前記本体ベース上の前記出力検出部の取付位置に着脱可能に取り付けられると共に、前記第３位置決めネジと共に前記本体ベースから取り外し可能に設けられていることを特徴とする。

また、請求項４に係るレーザ加工装置は、請求項３に記載のレーザ加工装置において、前記位置決め用部材は、前記出力検出部を前記本体ベース上に取り付けるネジ孔にネジ止めされて着脱可能に取り付けられることを特徴とする。

また、請求項５に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器の出射方向である前記レーザ光の第１光軸に対して交差する第２光軸上に可視レーザ光を出射する可視レーザ光源と、前記第１光軸上であり、且つ、前記第２光軸上に配置されて、一方の面に前記レーザ光が入射され、他方の面に前記可視レーザ光が入射されて、前記一方の面に入射される前記レーザ光を反射すると共に前記レーザ光の一部を透過し、更に、前記他方の面に入射される前記可視レーザ光を透過するミラーと、前記第２光軸上において、前記ミラーを挟んで前記可視レーザ光源に対向するように配置されて、前記ミラーを介して入射された前記レーザ光と前記可視レーザ光とを加工対象物の加工面に走査するレーザ走査部と、前記第１光軸上において、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対向するように配置されて、前記ミラーを透過した前記レーザ光の一部を受光して、前記レーザ光の出力を検出する出力検出部と、前記ミラーを保持すると共に、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸の前記レーザ走査部側への向き又は前記第１光軸方向の位置を変更可能な第２ミラー調整機構と、前記レーザ発振器が配設される本体ベースと、を備え、前記第２ミラー調整機構は、前記ミラーを前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動して任意の角度で保持する第１保持部と、前記ミラーを前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で保持する第２保持部と、前記ミラーを前記第２光軸方向に移動させて任意の位置で保持する第４保持部と、のうち、少なくとも１つを有し、前記第１保持部は、前記ミラーを保持するミラー保持部を保持すると共に、前記ミラー保持部を前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動させて任意の角度で固定する第１固定部を有し、前記第２保持部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で固定する第２固定部を有し、前記第４保持部は、前記第２固定部を保持すると共に、前記第２固定部を前記第２光軸方向に移動させて任意の位置で前記本体ベース上に固定する第４固定部を有し、前記ミラーは、前記第２ミラー調整機構を介して、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸を、前記ミラーを透過した前記可視レーザ光の光軸に一致させることが可能となるように調整可能に設けられていることを特徴とする。

また、請求項６に係るレーザ加工装置は、請求項５に記載のレーザ加工装置において、前記第１固定部は、前記ミラー保持部を前記中心軸回りに回動させて位置決めする第１位置決めネジを有し、前記第２固定部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて位置決めする第２位置決めネジを有し、前記第４固定部は、前記第２固定部を前記第２光軸方向に移動させて位置決めする第４位置決めネジを有し、前記第１位置決めネジ、前記第２位置決めネジ、及び前記第４位置決めネジは、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対して反対側の位置に、又は、前記第１光軸に対して前記ミラーの外周面よりも半径方向外側の位置に、ネジ頭部が配置されることを特徴とする。

また、請求項７に係るレーザ加工装置は、請求項６に記載のレーザ加工装置において、前記第４固定部は、前記第２固定部を保持すると共に、前記本体ベース上を移動して固定される第２ベース部材と、前記本体ベース上に着脱可能に取り付けられて、前記第４位置決めネジを介して前記第２ベース部材を位置決めする第２位置決め用部材と、を有し、前記第２位置決め用部材は、前記本体ベース上の前記可視レーザ光源の取付位置に着脱可能に取り付けられると共に、前記第４位置決めネジと共に前記本体ベースから取り外し可能に設けられていることを特徴とする。
また、請求項８に係るレーザ加工装置は、請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記第２位置決め用部材は、前記可視レーザ光源を前記本体ベース上に取り付けるネジ孔にネジ止めされて着脱可能に取り付けられることを特徴とする。

また、請求項９に係るレーザ加工装置は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のレーザ加工装置において、前記出力検出部は、前記レーザ光を受光する受光部と、前記受光部の位置を前記ミラーを透過した前記レーザ光の光軸に対して変更可能な受光調整機構部と、を備えたことを特徴とする。

更に、請求項１０に係るレーザ加工装置は、請求項９に記載のレーザ加工装置において、前記受光調整機構部は、前記ミラーを透過した前記レーザ光の光軸に対して直交すると共に前記第２光軸に平行なＸ軸方向と、前記ミラーを透過した前記レーザ光の光軸及び前記第２光軸に対して直交するＹ軸方向とのうち、少なくとも一方向に前記受光部の位置を変更可能であることを特徴とする。

請求項１に係るレーザ加工装置では、ミラーは、「レーザ発振器から出射されたレーザ光を反射してレーザ走査部へ入射させる機能」と、「レーザ発振器から出射されたレーザ光の一部を出力検出部へ透過させる機能」と、「可視レーザ光源から出射された可視レーザ光を透過してレーザ走査部へ入射させる機能」とを果たす。つまり、１つのミラーで３つの機能を実現することができるため、レーザ加工装置の部品点数の削減化を図って、小型化することができる。

また、ミラーで反射されたレーザ光の光軸と、ミラーを透過した可視レーザ光の光軸とが一致するように調整可能であるため、加工対象物の加工面においてもレーザ光の光軸と可視レーザ光の光軸は一致する。そのため、作業者は可視レーザ光を用いて加工対象物の位置決めを安全かつ容易に行うことが可能となり、加工対象物を高精度で加工することができる。
また、作業者は、ミラー調整機構を介して、ミラーで反射されたレーザ光の光軸のレーザ走査部側への向き又は第１光軸方向の位置を調整することができる。つまり、レーザ光の光軸調整が一箇所のみのため、光軸調整作業の簡易化を図ることができる。また、レーザ加工装置にミラー調整機構を装着することができ、レーザ加工装置の組立時に迅速に光軸調整作業を行うことができる。
例えば、レーザ光がミラーを透過してレーザ走査部に入射するように構成して、レーザ発振器のレーザ走査部への向き又はレーザ光の位置を調整する場合には、レーザ光の光軸調整機構が大型化してしまう。これに対して、レーザ光がミラーで反射されてレーザ走査部に入射するように構成して、ミラー調整機構によってミラーで反射されたレーザ光の光軸のレーザ走査部側への向き又は第１光軸方向の位置を調整する場合には、ミラー調整機構の小型化を図ることができる。その結果、レーザ加工装置の小型化を図ることができる。
また、作業者は、ミラー調整機構の第１保持部を介して、ミラーを第１光軸及び第２光軸に直交する中心軸回りに回動させて、第１光軸及び第２光軸を含む平面上におけるレーザ光の反射方向を調整することが可能となる。また、作業者は、ミラー調整機構の第２保持部を介して、ミラーを第１光軸回りに回動させて、第１光軸に対して垂直な平面上におけるレーザ光の反射方向を調整することが可能となる。また、作業者は、ミラー調整機構の第３保持部を介して、ミラーを第１光軸方向に移動させて、ミラーで反射されたレーザ光の光軸の第１光軸方向における位置を調整することが可能となる。
また、作業者は、ミラー調整機構の第１固定部と第２固定部と第３固定部をそれぞれ個別に調整することによって、第１光軸及び第２光軸を含む平面上におけるレーザ光の反射方向と、第１光軸に対して垂直な平面上におけるレーザ光の反射方向と、第１光軸方向におけるレーザ光の光軸の位置と、を個別に行うことが可能となる。従って、作業者は、ミラー調整機構の第１固定部と第２固定部と第３固定部をそれぞれ個別に調整することによって、光軸調整作業を迅速に行うことが可能となる。

また、請求項２に係るレーザ加工装置では、第１位置決めネジ、第２位置決めネジ、及び第３位置決めネジのネジ頭部は、ミラーを挟んでレーザ発振器に対して反対側の位置に、又は、第１光軸に対してミラーの外周面よりも半径方向外側の位置に、配置されている。これにより、作業者は、レーザ発振器からレーザ光を出射させた状態で、第１位置決めネジ、第２位置決めネジ、及び第３位置決めネジのネジ頭部を回転させて光軸を調整することが可能となり、光軸調整作業を安全、且つ、迅速に行うことが可能となる。

また、請求項３に係るレーザ加工装置では、第３固定部のベース部材を本体ベース上に固定した後、第３固定部の第３位置決めネジと位置決め用部材とを取り外して、この位置決め用部材が取り付けられていた本体ベース上の位置に、出力検出部を取り付けることができる。これにより、出力検出部の取付位置を、光軸調整用に兼用することができ、省スペース化を図ることができる。

また、請求項４に係るレーザ加工装置では、位置決め用部材は、出力検出部を本体ベース上に取り付けるネジ孔にネジ止めされるため、位置決め用部材が取り付けられていた本体ベース上の位置に、出力検出部を確実に取り付けることができる。

また、請求項５に係るレーザ加工装置では、ミラーは、「レーザ発振器から出射されたレーザ光を反射してレーザ走査部へ入射させる機能」と、「レーザ発振器から出射されたレーザ光の一部を出力検出部へ透過させる機能」と、「可視レーザ光源から出射された可視レーザ光を透過してレーザ走査部へ入射させる機能」とを果たす。つまり、１つのミラーで３つの機能を実現することができるため、レーザ加工装置の部品点数の削減化を図って、小型化することができる。
また、ミラーで反射されたレーザ光の光軸と、ミラーを透過した可視レーザ光の光軸とが一致するように調整可能であるため、加工対象物の加工面においてもレーザ光の光軸と可視レーザ光の光軸は一致する。そのため、作業者は可視レーザ光を用いて加工対象物の位置決めを安全かつ容易に行うことが可能となり、加工対象物を高精度で加工することができる。
また、作業者は、第２ミラー調整機構を介して、ミラーで反射されたレーザ光の光軸のレーザ走査部側への向き又は第１光軸方向の位置を調整することができる。つまり、レーザ光の光軸調整が一箇所のみのため、光軸調整作業の簡易化を図ることができる。また、レーザ加工装置に第２ミラー調整機構を装着することができ、レーザ加工装置の組立時に迅速に光軸調整作業を行うことができる。
例えば、レーザ光がミラーを透過してレーザ走査部に入射するように構成して、レーザ発振器のレーザ走査部への向き又はレーザ光の位置を調整する場合には、レーザ光の光軸調整機構が大型化してしまう。これに対して、レーザ光がミラーで反射されてレーザ走査部に入射するように構成して、第２ミラー調整機構によってミラーで反射されたレーザ光の光軸のレーザ走査部側への向き又は第１光軸方向の位置を調整する場合には、第２ミラー調整機構の小型化を図ることができる。その結果、レーザ加工装置の小型化を図ることができる。
また、作業者は、第２ミラー調整機構の第１保持部を介して、ミラーを第１光軸及び第２光軸に直交する中心軸回りに回動させて、第１光軸及び第２光軸を含む平面上におけるレーザ光の反射方向を調整することが可能となる。また、作業者は、第２ミラー調整機構の第２保持部を介して、ミラーを第１光軸回りに回動させて、第１光軸に対して垂直な平面上におけるレーザ光の反射方向を調整することが可能となる。また、作業者は、第２ミラー調整機構の第４保持部を介して、ミラーを第２光軸方向に移動させて、ミラーで反射されたレーザ光の光軸の第１光軸方向における位置を調整することが可能となる。
また、作業者は、第２ミラー調整機構の第１固定部と第２固定部と第４固定部をそれぞれ個別に調整することによって、第１光軸及び第２光軸を含む平面上におけるレーザ光の反射方向と、第１光軸に対して垂直な平面上におけるレーザ光の反射方向と、第１光軸方向におけるレーザ光の光軸の位置と、を個別に行うことが可能となる。従って、作業者は、第２ミラー調整機構の第１固定部と第２固定部と第４固定部をそれぞれ個別に調整することによって、光軸調整作業を迅速に行うことが可能となる。

また、請求項６に係るレーザ加工装置では、第１位置決めネジ、第２位置決めネジ、及び第４位置決めネジのネジ頭部は、ミラーを挟んでレーザ発振器に対して反対側の位置に、又は、第１光軸に対してミラーの外周面よりも半径方向外側の位置に、配置されている。これにより、作業者は、レーザ発振器からレーザ光を出射させた状態で、第１位置決めネジ、第２位置決めネジ、及び第４位置決めネジのネジ頭部を回転させて光軸を調整することが可能となり、光軸調整作業を安全、且つ、迅速に行うことが可能となる。

また、請求項７に係るレーザ加工装置では、第４固定部の第２ベース部材を本体ベース上に固定した後、第４固定部の第４位置決めネジと第２位置決め用部材とを取り外して、この第２位置決め用部材が取り付けられていた本体ベース上の位置に、可視レーザ光源を取り付けることができる。これにより、可視レーザ光源の取付位置を、光軸調整用に兼用することができ、省スペース化を図ることができる。
また、請求項８に係るレーザ加工装置では、第２位置決め用部材は、可視レーザ光源を本体ベース上に取り付けるネジ孔にネジ止めされるため、第２位置決め用部材が取り付けられていた本体ベース上の位置に、可視レーザ光源を確実に取り付けることができる。

また、請求項９に係るレーザ加工装置では、作業者は、レーザ発振器から出射されてミラーを透過したレーザ光の光軸の位置に応じて、出力検出部の受光部の位置を変更することが可能となる。その結果、レーザ加工装置は、出力検出部を介してレーザ光の出力を確実に検出することができる。

更に、請求項１０に係るレーザ加工装置では、作業者は、受光調整機構部を介して、Ｘ軸方向と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向とのうち、少なくとも一方向に受光部の位置を調整することができ、受光部の位置調整を迅速に行うことが可能となる。

第１実施形態に係るレーザ加工装置１の平面図である。 レーザ加工装置１の側面図である。 レーザ発振器１５、可視半導体レーザ２３、ダイクロイックミラー３１、光検出センサ３２及びガルバノスキャナ１０の配置関係を示す説明図である。 出力検出部８を本体ベース２に取り付けた状態を示す要部拡大斜視図である。 ダイクロイックミラー３１で反射されるレーザ光Ｌの光軸調整時の外観斜視図である。 図５のミラー調整機構５１をレーザ光Ｌが反射される側から見た外観斜視図である。 図５のミラー調整機構５１をレーザ光Ｌの一部が透過する側から見た外観斜視図である。 図５のミラー調整機構５１の分解斜視図である。 ミラー調整機構５１によって調整するダイクロイックミラー３１の調整方向を示す説明図である。 ダイクロイックミラー３１をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１方向に移動させた状態を示す図である。 第２実施形態に係るレーザ加工装置１２１のダイクロイックミラー３１で反射されるレーザ光Ｌの光軸調整時の外観斜視図である。 図１１のミラー調整機構１２５をレーザ光Ｌが反射される側から見た外観斜視図である。 図１１のミラー調整機構１２５をレーザ光Ｌの一部が透過する側から見た外観斜視図である。 ダイクロイックミラー３１を可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１方向に移動させた状態を示す図である。

以下、本発明に係るレーザ加工装置について具体化した第１実施形態及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成について図１乃至図４に基づいて説明する。尚、以下の説明において、レーザ加工装置１の説明において、レーザ発振器１５からレーザ光Ｌを出射する方向（図１の左方向である。）が、レーザ加工装置１の前方向である。また、本体ベース２のレーザ発振器１５を取り付けた取付面に対して垂直方向（図１の上下方向である。）が、レーザ加工装置１の上下方向である。そして、レーザ加工装置１の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置１の左右方向である。

［第１実施形態］
［レーザ加工装置１の概略構成］
図１乃至図３に示すように、レーザ加工装置１は、金属板を加工して形成された本体ベース２と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振ユニット３と、冷却ユニット４と、ダイクロイックミラーユニット５と、ガイド光部７と、出力検出部８と、ガルバノスキャナ１０と、ｆθレンズ１１等から構成され、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。

レーザ発振ユニット３は、レーザ発振器１５と、ビームエキスパンダ１６と、取付台１７とから構成されている。レーザ発振器１５は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等で構成され、加工対象物１８の加工面１８Ａにマーキング（印字）加工を行うためのレーザ光Ｌを出力する。ビームエキスパンダ１６は、レーザ光Ｌのビーム直径を変更（例えば、拡大）するものであり、レーザ発振器１５と同軸に設けられている。取付台１７は、アルミ等の金属板で形成され、下面に配置された冷却ユニット４により冷却される。従って、冷却ユニット４は、取付台１７を介して、取付台１７の上面に取り付けられたレーザ発振器１５を冷却する。

冷却ユニット４は、アルミ、スチール等で形成された直方体形状の冷却ボックス１９と、冷却ボックス１９の上面に取り付けられた不図示のペルチェ素子と、冷却ボックス１９内の底面部に配置されたアルミ、スチール等で形成された不図示のヒートシンクと、側面部に設けられた不図示のファン等から構成されている。ファンによって冷却ボックス１９の側面部に形成された吸気用スリット２０から吸引され、冷却ボックス１９内に送られた空気は、ヒートシンクを冷却してファンから排気されるように構成されている。

尚、第１実施形態においては、レーザ発振器１５から出射されるレーザ光Ｌの波長は、１０６４ｎｍである。但し、レーザ発振器１５から出射されるレーザ光Ｌは、加工対象物１８の加工面１８Ａにマーキングするものであればよく、レーザ光Ｌの波長は１０６４ｎｍに限られるものではない。

ガイド光部７は、可視可干渉光である可視レーザ光Ｇ（図３参照）をガルバノスキャナ１０へ出射する可視半導体レーザ２３と、可視半導体レーザ２３が配設された回路基板２４と、本体ベース２に各ネジ２５Ａ、２５Ｂでネジ止めにより取り付けられる取付フレーム２５とから構成されている。回路基板２４は、レーザ光Ｌの出射方向に対してほぼ平行になるように取付フレーム２５に取り付けられている。そして、可視半導体レーザ２３から出射された可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１は、レーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１と略直交するように設けられている（図３参照）。

尚、第１実施形態においては、可視半導体レーザ２３から出射される可視レーザ光Ｇの波長は、６５０ｎｍである。但し、可視半導体レーザ２３から出射される可視レーザ光Ｇは、視認できるレーザ光であればよく、可視レーザ光Ｇの波長は６５０ｎｍに限られるものではない。

ダイクロイックミラーユニット５は、図３に示すように、ダイクロイックミラー３１をレーザ発振器１５から出射されたレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１上であり、且つ、可視半導体レーザ２３から出射された可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１上に位置するように保持している。ダイクロイックミラー３１は、レーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対して斜め右前方向に４５度の角度を形成するように配置されている。また、ダイクロイックミラーユニット５は、後述のように、ダイクロイックミラー３１の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を変更可能に構成されている（図５等参照）。

ダイクロイックミラー３１の後側面３１Ａは、後側から入射される波長１０６４ｎｍのレーザ光Ｌを、９８％の反射率で、ガルバノスキャナ１０へ向かって４５度の反射角で反射し、１％の透過率で、出力検出部８の光検出センサ３２へ向かって透過させ、レーザ光Ｌの１％の損失が生じるように構成されている。また、ダイクロイックミラー３１の前側面３１Ｂは、左側から入射される波長６５０ｎｍの可視レーザ光Ｇを、９３％の透過率で、ガルバノスキャナ１０へ向かって透過させ、５％の反射率で、光検出センサ３２へ向かって４５度の反射角で反射し、可視レーザ光Ｇの２％の損失が生じるように構成されている。

また、ガイド光部７は、ダイクロイックミラー３１のレーザ光Ｌが反射される略中央位置に対して左方向に配置されている。この結果、可視レーザ光Ｇは、ダイクロイックミラー３１のレーザ光Ｌの一部が透過する前側面３１Ｂの中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、可視レーザ光Ｇは、９３％がダイクロイックミラー３１の後側面３１Ａで反射したレーザ光Ｌの光路上に透過される。

出力検出部８は、光検出センサ３２と、光検出センサ３２が配設された回路基板３３と、本体ベース２に各ネジ３５Ａ、３５Ｂでネジ止めにより取り付けられる取付フレーム３５とから構成されている。光検出センサ３２は、例えば、光量を検出するフォトディテクタや光の熱量を検出する熱電素子等で構成され、ダイクロイックミラー３１を透過したレーザ光Ｌを受光することで、レーザ光Ｌの発光強度を検出する。従って、光検出センサ３２を介してレーザ発振器１５から出力されるレーザ光Ｌの発光強度を検出することができる。

図４に示すように、取付フレーム３５は、回路基板３３が後側にネジ止めによって取り付けられる略四角形の平板状の基板取付板３６と、本体ベース２に各ネジ３５Ａ、３５Ｂで取り付けられるベース取付板３７とから構成されている。ベース取付板３７は、後側端縁部が略直角上方向に所定高さ、例えば、約５ｍｍの高さで延出され、更に、左右方向両端部に所定幅で上方向に延出された一対の延出部３８が形成されている。

各延出部３８には、上下方向に長い縦長孔３８Ａが互いに平行に形成され、各ネジ３９Ａ、３９Ｂが挿通され、基板取付板３６の下端縁部に形成されたネジ孔にネジ止めされている。また、ベース取付板３７の本体ベース２上に当接して取り付けられる平板部３７Ａには、左右方向に長い一対の横長孔４１が形成され、各ネジ３５Ａ、３５Ｂが挿通され、本体ベース２にネジ止めされている。

従って、各ネジ３９Ａ、３９Ｂを少し緩めて、回路基板３３が取り付けられた基板取付板３６を上下方向（Ｙ軸方向）に移動させて、再度、各ネジ３９Ａ、３９Ｂをねじ込んで、基板取付板３６をベース取付板３７に固定する。これにより、回路基板３３に配設された光検出センサ３２のレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対する上下方向（Ｙ軸方向）の位置調整を行うことができる。

また、各ネジ３５Ａ、３５Ｂを少し緩めて、基板取付板３６が取り付けられたベース取付板３７を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、再度、各ネジ３５Ａ、３５Ｂをねじ込んで、ベース取付板３７を本体ベース２に固定する。これにより、回路基板３３に配設された光検出センサ３２のレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対する左右方向（Ｘ軸方向）の位置調整を行うことができる。

図１乃至図３に示すように、ガルバノスキャナ１０は、本体ベース２の前側端部に取り付けられたｆθレンズ１１を介して、レーザ発振器１５から出射されて、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌと、可視半導体レーザ２３から出射されて、ダイクロイックミラー３１を透過した可視レーザ光Ｇとを下方へ２次元走査するものである。

ガルバノスキャナ１０は、ガルバノＸ軸モータ４５とガルバノＹ軸モータ４６とが、それぞれのモータ軸が互いに略直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部４７に取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、各モータ４５、４６の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光Ｇとを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向と左右方向である。

ｆθレンズ１１は、ガルバノスキャナ１０によって２次元走査されたレーザ光Ｌと可視レーザ光Ｇとを下方に配置された加工対象物１８の加工面１８Ａに集光する。従って、各モータ４５、４６の回転を制御することによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光Ｇが、加工対象物１８の加工面１８Ａ上のマーキング（印字）可能な加工有効領域内において、所望の印字パターンで前後方向と左右方向に２次元走査される。

［ミラー調整機構５１の概略構成］
次に、ダイクロイックミラー３１の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を変更可能なダイクロイックミラーユニット５及びミラー調整機構５１の概略構成について図５乃至図１０に基づいて説明する。

図５に示すように、ダイクロイックミラー３１の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を変更して光軸を調整する場合には、先ず、ガイド光部７及び出力検出部８が本体ベース２に取り付けられていない状態で、後述のようにダイクロイックミラーユニット５を本体ベース２に仮固定する。そして、側面視Ｌ字形の位置決め用部材５２が、出力検出部８を本体ベース２に取り付ける各ネジ３５Ａ、３５Ｂによって、出力検出部８のベース取付板３７が取り付けられる出力検出取付部４８にネジ止めされる。

また、位置決め用部材５２とダイクロイックミラーユニット５は、図６に示すように、第３圧縮コイルバネ５３を挟んで、この第３圧縮コイルバネ５３に挿通された第３位置決めネジ５５によって結合される。従って、ミラー調整機構５１は、ダイクロイックミラーユニット５、位置決め用部材５２、各ネジ３５Ａ、３５Ｂ、第３位置決めネジ５５及び第３圧縮コイルバネ５３によって構成される。

［ダイクロイックミラーユニット５の概略構成］
図６乃至図８に示すように、ダイクロイックミラーユニット５は、ダイクロイックミラー３１の前側面３１Ｂを押さえる略四角形の平板状の押さえ板５６と、第１保持部材５７と、第２保持部材５８と、第３保持部材５９とから基本的に構成されている。押さえ板５６は、中央部にダイクロイックミラー３１の外径よりも少し小さい内径の円形の開口部５６Ａが形成され、各ネジ６１で第１保持部材５７の前面側にダイクロイックミラー３１を挟んだ状態で固定される。

第１保持部材５７は、略四角形の平板部５７Ａの押さえ板５６の開口部５６Ａに対向する位置に、ダイクロイックミラー３１の外径よりも少し小さい内径の円形の開口部５７Ｂが形成されている。また、平板部５７Ａの上端縁部から略直角後側方向に延出された平面視台形状の延出部５７Ｃが形成されている。延出部５７Ｃの右側端縁部には、θ固定ネジ６２が上側からねじ込まれるネジ孔６３が形成されている。

延出部５７Ｃの左側端縁部には、θ回転軸６４の軸部６４Ａが上側から嵌挿される貫通孔６５が形成されている。ネジ孔６３の中心と貫通孔６５の中心を結んだ直線は、平板部５７Ａに対して略平行になるように設けられている。また、平板部５７Ａの左側側縁部の上端部の近傍位置には、前側方向へ４５度の傾き角度を形成するように所定幅で延出された第１ネジ取付部６６が形成されている。また、第１ネジ取付部６６の先端部には、第１位置決めネジ６７が前側からねじ込まれるネジ孔６８が形成されている。

第２保持部材５８は、第１保持部材５７の左右方向の全幅にほぼ等しい左右幅を有する略四角形の平板部５８Ａと、平板部５８Ａの上端縁部から略直角前側方向に延出されて、第１保持部材５７の延出部５７Ｃの上面に載置される延出部５８Ｂとから構成されている。この延出部５８Ｂを第１保持部材５７の延出部５７Ｃの上面に載置した際には、延出部５７Ｃの後側端縁部と平板部５８Ａとは、所定隙間を形成している。

また、延出部５８Ｂの前側端縁部から、第１保持部材５７の第１ネジ取付部６６に対向するように、この第１ネジ取付部６６とほぼ同じ左右幅で下側方向に延出された第１ネジ挿入部６９が形成されている。第１ネジ挿入部６９には、第１位置決めネジ６７が前側から嵌挿される貫通孔７１が形成されている。

また、延出部５８Ｂは、第１保持部材５７の延出部５７Ｃに形成された貫通孔６５に対向する位置に、θ回転軸６４の軸部６４Ａが上側から嵌挿される貫通孔７２が形成されている。貫通孔７２の右側には、θ固定ネジ６２が嵌挿される前後方向に長い長孔７３が斜め前側に形成されている。長孔７３の中央位置と貫通孔７２の中心位置を結んだ直線は、平板部５８Ａに対して右斜め前方向に約４５度の傾きを有するように設けられている。また、延出部５８Ｂの第１ネジ挿入部６９の基端部から平板部５８Ａまでの略中央位置には、第２位置決めネジ７５が上側からねじ込まれるネジ孔７６が形成されている。

また、平板部５８Ａの第１保持部材５７の開口部５７Ｂに対向する位置には、開口部５７Ｂの内径よりも少し小さい内径の円形の開口部５８Ｃが形成されている。平板部５８Ａの開口部５８Ｃの右側には、α回転軸７７の軸部７７Ａが後側から嵌挿される貫通孔７８が形成されている。平板部５８Ａの開口部５８Ｃの左側には、α固定ネジ８１が嵌挿される上下方向に長い長孔８２が形成されている。

第３保持部材５９は、本体ベース２上に各固定ネジ８３で固定されるベース部５９Ａと、ベース部５９Ａの後側端縁部から全幅に渡って略直角上側方向に延出された平板部５９Ｂと、ベース部５９Ａの前側端縁部から全幅に渡って略直角上側方向に延出された第３ネジ取付部５９Ｃとから構成されている。第３ネジ取付部５９Ｃには、第３位置決めネジ５５が前側からねじ込まれるネジ孔８４が形成されている。

ベース部５９Ａは、後側端縁部の幅が第２保持部材５８の平板部５８Ａの左右方向の幅とほぼ同じ幅で、前側端縁部が後側端縁部よりも狭い幅に形成された平面視台形状に形成されている。このベース部５９Ａには、本体ベース２上に立設された一対のスライドガイドピン８５が嵌入される前後方向に長い一対のピン用長孔８６Ａが形成されている。また、ベース部５９Ａには、各固定ネジ８３が嵌入される前後方向に長い一対のネジ用長孔８６Ｂが形成されている。

従って、各固定ネジ８３を少し緩めることによって、第３保持部材５９を各ピン用長孔８６Ａに嵌入されるスライドガイドピン８５に沿って前後方向に動かすことができる。尚、各スライドガイドピン８５の本体ベース２からの高さは、ベース部５９Ａの厚さ以下に形成され、各ピン用長孔８６Ａから上方向に突出しないように設けられている。

平板部５９Ｂは、第２保持部材５８の平板部５８Ａの左右方向の全幅にほぼ等しい左右幅を有する略縦長四角形に形成され、平板部５９Ｂの前側面が平板部５８Ａの後側面に当接される。平板部５９Ｂの第２保持部材５８の開口部５８Ｃに対向する位置には、開口部５８Ｃとほぼ同じ内径の円形の開口部５９Ｄが形成されている。この開口部５９Ｄには、後述のように、レーザ光Ｌが入射される（図６参照）。

また、平板部５９Ｂの開口部５９Ｄの右側には、α回転軸７７の軸部７７Ａが後側から嵌挿される貫通孔８７が形成されている。平板部５９Ｂの開口部５９Ｄの左側には、α固定ネジ８１がねじ込まれるネジ孔８８が形成されている。また、平板部５９Ｂの左側端縁部から所定幅で上方に所定高さ延出されて、更に、略直角前側方向に所定長さ延出された第２ネジ挿入部８９が形成されている。第２ネジ挿入部８９には、第２位置決めネジ７５が上側から嵌挿される左右方向に長い長孔９１が形成されている。

［位置決め用部材５２の概略構成］
図６乃至図８に示すように、位置決め用部材５２は、本体ベース２の出力検出取付部４８に各ネジ３５Ａ、３５Ｂで取り付けられる左右方向に長い平面視横長四角形の本体ベース取付部５２Ａと、本体ベース取付部５２Ａの後側端縁部の中央部から所定幅で所定長さ後側方向に延出され、更に、略直角上側方向に延出された第３ネジ挿入部５２Ｂとから構成されている。第３ネジ挿入部５２Ｂの略直角上側方向に延出された部分には、第３位置決めネジ５５が前側から嵌挿される貫通孔９２が形成されている。

［ミラー調整機構５１の組み付け］
次に、ダイクロイックミラーユニット５の組み立て、及び、ミラー調整機構５１の本体ベース２への組み付けについて、図５乃至図８に基づいて説明する。
図６乃至図８に示すように、先ず、押さえ板５６と第１保持部材５７との間にダイクロイックミラー３１を挟み、各ネジ６１で押さえ板５６を第１保持部材５７に取り付けて、ダイクロイックミラー３１を保持する。そして、第２保持部材５８の延出部５８Ｂを第１保持部材５７の延出部５７Ｃの上側に載置し、θ回転軸６４にバネ座金９５と平座金９６とを挿通した状態で上側から各貫通孔７２、６５に嵌入する。

そして、θ回転軸６４の軸部６４Ａに第１保持部材５７の延出部５７Ｃの下側から平座金９７を挿通して、軸部６４Ａの先端部の外周部に形成された溝にＥ形止め輪９８を嵌め込む。続いて、θ固定ネジ６２に平座金１０１を挿通した状態で第２保持部材５８の延出部５８Ｂに形成された長孔７３に嵌入して、第１保持部材５７の延出部５７Ｃに形成されたネジ孔６３にねじ込み、仮固定する。

その後、第２保持部材５８の第１ネジ挿入部６９に形成された貫通孔７１と第１保持部材５７の第１ネジ取付部６６との間に、第１圧縮コイルバネ１０２を配置する。そして、第１位置決めネジ６７を第１ネジ挿入部６９に形成された貫通孔７１と第１圧縮コイルバネ１０２に挿通して、第１ネジ取付部６６に形成されたネジ孔６８にねじ込み、仮固定する。続いて、第２保持部材５８の平板部５８Ａの後側面を第３保持部材５９の平板部５９Ｂの前側面に当接し、α回転軸７７にバネ座金１０３と平座金１０５とを挿通した状態で後側から各貫通孔８７、７８に嵌入する。

そして、α回転軸７７の軸部７７Ａに第２保持部材５８の平板部５８Ａの前側から平座金１０６を挿通して、軸部７７Ａの先端部の外周部に形成された溝にＥ形止め輪１０７を嵌め込む。その後、α固定ネジ８１に平座金１０８を挿通した状態で第２保持部材５８の平板部５８Ａに形成された長孔８２に嵌入して、第３保持部材５９の平板部５９Ｂに形成されたネジ孔８８にねじ込み、仮固定する。

そして、第３保持部材５９の第２ネジ挿入部８９と第２保持部材５８の延出部５８Ｂに形成されたネジ孔７６との間に、第２圧縮コイルバネ１０９を配置する。続いて、第２位置決めネジ７５を第２ネジ挿入部８９に形成された長孔９１と第２圧縮コイルバネ１０９に挿通して、延出部５８Ｂに形成されたネジ孔７６にねじ込み、仮固定する。これにより、ダイクロイックミラーユニット５が組み立てられる。

続いて、図５乃至図８に示すように、第３保持部材５９の平板部５９Ｂをレーザ発振器１５側に向けた状態で、第３保持部材５９のベース部５９Ａに形成された各ピン用長孔８６Ａに、本体ベース２の上面に立設された各スライドガイドピン８５を嵌入しつつ、ダイクロイックミラーユニット５を本体ベース２上に載置する。そして、各固定ネジ８３を第３保持部材５９のベース部５９Ａに形成された各ネジ用長孔８６Ｂに嵌挿して本体ベース２に形成された不図示のネジ孔にねじ込み、ダイクロイックミラーユニット５を本体ベース２上に仮固定する。

その後、位置決め用部材５２の本体ベース取付部５２Ａを本体ベース２の出力検出取付部４８の上側に載置し、各ネジ３５Ａ、３５Ｂを出力検出部８が取り付けられる各ネジ孔１１１（図１１参照）にねじ込み、位置決め用部材５２を本体ベース２上にネジ止めする。そして、位置決め用部材５２の第３ネジ挿入部５２Ｂと第３保持部材５９の第３ネジ取付部５９Ｃに形成されたネジ孔８４との間に、第３圧縮コイルバネ５３を配置する。続いて、第３位置決めネジ５５を第３ネジ挿入部５２Ｂに形成された貫通孔９２と第３圧縮コイルバネ５３に挿通して、第３ネジ取付部５９Ｃに形成されたネジ孔８４にねじ込み、仮固定する。これにより、ミラー調整機構５１が本体ベース２上に取り付けられる。

従って、図６及び図７に示すように、第１位置決めネジ６７のネジ頭部６７Ａと第２位置決めネジ７５のネジ頭部７５Ａは、レーザ光Ｌが入射されるダイクロイックミラー３１の外周部よりも、レーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対して半径方向外側の位置に配置されている。また、第３位置決めネジ５５のネジ頭部５５Ａは、ダイクロイックミラー３１を挟んでレーザ発振器１５に対して反対側の位置に配置されている。これにより、レーザ発振器１５からレーザ光Ｌを出射させた状態で、各位置決めネジ５５、６７、７５のネジ頭部５５Ａ、６７Ａ、７５Ａを回転させて光軸Ｌ２を調整することができ、光軸調整作業を安全、且つ、迅速に行うことが可能となる。

［ミラー調整機構５１の調整方法］
次に、上記のように構成されたミラー調整機構５１によるダイクロイックミラー３１の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を変更する調整方法について図６、図７、図９、及び図１０に基づいて説明する。尚、図９に示すように、レーザ発振器１５からレーザ光Ｌを出射している状態で、ミラー調整機構５１の調整を行うことができる。

図６及び図７に示すように、ダイクロイックミラーユニット５の第３保持部材５９の各固定ネジ８３を少し緩めて、第３位置決めネジ５５を回転させることによって、ダイクロイックミラーユニット５をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に沿って前後方向に微小移動させることができる。つまり、図９に示すように、第３位置決めネジ５５を回転させることによって、ダイクロイックミラー３１を第１光軸Ｌ１に沿って前後方向（Ｚ方向）に微小移動させて、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２を前後方向に微小移動させることができる。そして、再度、各固定ネジ８３をねじ込むことによって、ダイクロイックミラー３１の前後方向の位置を固定することができる。

例えば、図１０の下側に示すように、調整前には、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２が、ダイクロイックミラー３１を透過した可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１よりも後側、つまり、レーザ発振器１５側に位置している。そのため、図１０の上側に示すように、ダイクロイックミラーユニット５の第３保持部材５９の各固定ネジ８３を少し緩めて、第３位置決めネジ５５を時計方向に回してダイクロイックミラーユニット５を前側方向に微小移動させる。

これにより、ダイクロイックミラー３１が前側方向に微小移動して、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２が前側方向に微小移動する。その結果、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２と、ダイクロイックミラー３１を透過した可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１とを一致させることができる。そして、再度、各固定ネジ８３をねじ込むことによって、その状態で、ダイクロイックミラー３１の前後方向の位置を固定することができる。

また、図６、図７及び図９に示すように、ダイクロイックミラーユニット５の第２保持部材５８の延出部５８Ｂと第１保持部材５７の延出部５７Ｃとを固定しているθ固定ネジ６２を少し緩めて、第１位置決めネジ６７を回転させる。これにより、延出部５８Ｂの貫通孔７２と延出部５７Ｃの貫通孔６５に嵌入されるθ回転軸６４を中心として、第１保持部材５７を微小回転させることができる。

その結果、ダイクロイックミラー３１をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ２及び可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１に直交する中心軸（θ軸）回りに微小回転させ、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向きを前後方向に微小角度だけ変更することができる。そして、再度、θ固定ネジ６２をねじ込むことによって、ダイクロイックミラー３１のθ軸回りの向きを固定することができる。

また、図６、図７及び図９に示すように、ダイクロイックミラーユニット５の第２保持部材５８の平板部５８Ａと第３保持部材５９の平板部５９Ｂとを固定しているα固定ネジ８１を少し緩めて、第２位置決めネジ７５を回転させる。これにより、平板部５９Ｂの貫通孔８７と平板部５８Ａの貫通孔７８に嵌入されるα回転軸７７を中心として、第２保持部材５８及び第１保持部材５７を微小回転させることができる。

その結果、ダイクロイックミラー３１をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１回り（図９中、α方向）に微小回転させ、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向きを上下方向に微小角度だけ変更することができる。そして、再度、α固定ネジ８１をねじ込むことによって、ダイクロイックミラー３１の第１光軸Ｌ１回りの向きを固定することができる。

そして、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を調整した後、位置決め用部材５２、第３位置決めネジ５５及び第３圧縮コイルバネ５３を本体ベース２及びダイクロイックミラーユニット５から取り外す。これにより、図１に示すように、出力検出部８及びガイド光部７を本体ベース２に取り付けることができる。

ここで、可視半導体レーザ２３は、可視レーザ光源の一例として機能する。ダイクロイックミラー３１は、ミラーの一例として機能する。ガルバノスキャナ１０は、レーザ走査部の一例として機能する。押さえ板５６、第１保持部材５７、及び、第１位置決めネジ６７は、第１保持部の一例を構成する。第２保持部材５８、第３保持部材５９、及び、第２位置決めネジ７５は、第２保持部の一例を構成する。

第３保持部材５９、位置決め用部材５２、及び、第３位置決めネジ５５は、第３保持部の一例を構成する。θ固定ネジ６２及び第１位置決めネジ６７は、第１固定部の一例を構成する。α固定ネジ８１及び第２位置決めネジ７５は、第２固定部の一例を構成する。各固定ネジ８３及び第３位置決めネジ５５は、第３固定部の一例を構成する。第３保持部材５９は、ベース部材の一例として機能する。光検出センサ３２は、受光部の一例として機能する。基板取付板３６、ベース取付板３７、及び、各ネジ３５Ａ、３５Ｂ、３９Ａ、３９Ｂは、受光調整機構の一例を構成する。

以上詳細に説明した通り、第１実施形態に係るレーザ加工装置１では、ダイクロイックミラー３１は、「レーザ発振器１５から出射されたレーザ光Ｌを反射してガルバノスキャナ１０へ入射させる機能」と、「レーザ発振器１５から出射されたレーザ光Ｌの一部を出力検出部８へ透過させる機能」と、「可視半導体レーザ２３から出射された可視レーザ光Ｇを透過してガルバノスキャナ１０へ入射させる機能」とを果たす。つまり、１つのダイクロイックミラー３１で３つの機能を実現することができるため、レーザ加工装置１の部品点数の削減化を図って、小型化することができる。

また、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２と、ダイクロイックミラー３１を透過した可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１とが一致するようにミラー調整機構５１によって調整可能である。このため、加工対象物１８の加工面１８Ａにおいてもレーザ光Ｌの光軸Ｌ２と可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１は一致する。そのため、作業者は可視レーザ光Ｇを用いて加工対象物１８の位置決めを安全かつ容易に行うことが可能となり、加工対象物１８に高精度でマーキング（印字）することができる。

また、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌが、ガルバノスキャナ１０を介して、ｆθレンズ１１の中心に真っ直ぐ入射するようにミラー調整機構５１によって調整可能である。これにより、ガルバノスキャナ１０を介して、２次元走査されるレーザ光Ｌによって加工対象物１８の加工面１８Ａ上のマーキング（印字）可能な加工有効領域を前後方向と左右方向において偏りなく、最大限広く設定することが可能となる。

また、作業者は、ミラー調整機構５１を介して、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２のガルバノスキャナ１０への向き又は第１光軸Ｌ１方向の位置を調整することができる。つまり、レーザ光Ｌの光軸調整が一箇所のみのため、光軸調整作業の簡易化を図ることができる。また、レーザ加工装置１にミラー調整機構５１を装着することができ、レーザ加工装置１の組立時に迅速に光軸調整作業を行うことができる。また、ミラー調整機構５１によってダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２のガルバノスキャナ１０への向き又は第１光軸Ｌ１方向の位置を調整することができ、ミラー調整機構５１の小型化を図ることができる。

また、作業者は、θ回転軸６４を中心に第１保持部材５７を回転させる第１位置決めネジ６７と、α回転軸７７を中心に第２保持部材５８を回転させる第２位置決めネジ７５と、第３保持部材５９をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１方向に移動させる第３位置決めネジ５５を個別に操作することができる。従って、作業者は、第１位置決めネジ６７、第２位置決めネジ７５、及び第３位置決めネジ５５をそれぞれ個別に調整することによって、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸調整作業を迅速に行うことが可能となる。

また、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を調整した後、位置決め用部材５２及び第３位置決めネジ５５を取り外して、出力検出取付部４８に出力検出部８を各ネジ３５Ａ、３５Ｂで取り付けることができる。出力検出部８の取付位置を、光軸調整用に兼用することができ、省スペース化を図ることができる。また、位置決め用部材５２は、出力検出取付部４８の出力検出部８をネジ止めする各ネジ孔１１１に各ネジ３５Ａ、３５Ｂによってネジ止めされるため、位置決め用部材５２を取り外した位置に、出力検出部８を確実に取り付けることができる。

出力検出部８は、各ネジ３９Ａ、３９Ｂを緩めて、基板取付板３６を上下方向（Ｙ軸方向）に移動させることによって、光検出センサ３２のレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対する上下方向（Ｙ軸方向）の位置調整を行うことができる。出力検出部８は、各ネジ３５Ａ、３５Ｂを緩めて、ベース取付板３７を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させることによって、光検出センサ３２のレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対する左右方向（Ｘ軸方向）の位置調整を行うことができる。従って、作業者は、光検出センサ３２の位置調整を迅速に行うことができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るレーザ加工装置１２１について図１１乃至図１４に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図１０の第１実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一符号は、第１実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

第２実施形態に係るレーザ加工装置１２１の概略構成は、第１実施形態に係るレーザ加工装置１とほぼ同じ構成である。
但し、ダイクロイックミラー３１の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を変更可能なダイクロイックミラーユニット５及びミラー調整機構５１に替えて、ダイクロイックミラーユニット１２２及びミラー調整機構１２５が設けられている点で異なっている。

図１１に示すように、ダイクロイックミラーユニット５に替えて、ダイクロイックミラーユニット１２２が本体ベース２に取り付けられている。また、位置決め用部材５２に替えて、位置決め用部材１２３が、ガイド光部７が取り付けられるガイド光取付部１２６に各ネジ２５Ａ、２５Ｂによってネジ止めされる。

また、位置決め用部材１２３とダイクロイックミラーユニット１２２は、図１３に示すように、第３圧縮コイルバネ５３を挟んで、この第３圧縮コイルバネ５３に挿通された第３位置決めネジ５５によって結合される。従って、ミラー調整機構１２５は、ダイクロイックミラーユニット１２２、位置決め用部材１２３、各ネジ２５Ａ、２５Ｂ、第３位置決めネジ５５及び第３圧縮コイルバネ５３によって構成される。

［ダイクロイックミラーユニット１２２の概略構成］
図１２及び図１３に示すように、ダイクロイックミラーユニット１２２は、ダイクロイックミラーユニット５とほぼ同じ構成であるが、第３保持部材５９に替えて、第３保持部材１２７が設けられている。この第３保持部材１２７は、第３保持部材５９の構成とほぼ同じ構成である。但し、ベース部５９Ａには、一対のピン用長孔８６Ａに替えて、本体ベース２上に立設された一対のスライドガイドピン１２８が嵌入される左右方向に長い一対のピン用長孔１２９が形成されている。尚、図１２中、一方のスライドガイドピン１２８が示されている。

また、ベース部５９Ａには、一対のネジ用長孔８６Ｂに替えて、各固定ネジ８３が嵌入される左右方向に長い一対のネジ用長孔１３１が形成されている。従って、各固定ネジ８３を少し緩めることによって、第３保持部材１２７を各ピン用長孔１２９に嵌入されるスライドガイドピン１２８に沿って左右方向に動かすことができる。尚、各スライドガイドピン１２８の本体ベース２からの高さは、ベース部５９Ａの厚さ以下に形成され、各ピン用長孔１２９から上方向に突出しないように設けられている。

また、ベース部５９Ａには、ベース部５９Ａの前側端縁部から略直角上側方向に延出された第３ネジ取付部５９Ｃに替えて、ベース部５９Ａの左側縁部の前側端部から所定幅で略直角上側方向に延出された第３ネジ取付部１３２が設けられている。第３ネジ取付部１３２には、第３位置決めネジ５５が左側からねじ込まれるネジ孔１３３が形成されている。

［位置決め用部材１２３の概略構成］
図１１乃至図１３に示すように、位置決め用部材１２３は、本体ベース２のガイド光取付部１２６に各ネジ２５Ａ、２５Ｂで取り付けられる前後方向に長い平面視横長四角形の本体ベース取付部１２３Ａと、本体ベース取付部１２３Ａの左側縁部の前側端部から所定幅で略直角上側方向に延出された第３ネジ挿入部１２３Ｂとから構成されている。第３ネジ挿入部１２３Ｂには、第３位置決めネジ５５が左側から嵌挿される貫通孔１３５が形成されている。

［ミラー調整機構５１の組み付け］
図１２及び図１３に示すように、ダイクロイックミラーユニット１２２の組み立ては、ダイクロイックミラーユニット５と同じ組み立て手順で組み立てることができる。
そして、図１１乃至図１３に示すように、第３保持部材１２７の平板部５９Ｂをレーザ発振器１５側に向けた状態で、第３保持部材１２７のベース部５９Ａに形成された各ピン用長孔１２９に、本体ベース２の上面に立設された各スライドガイドピン１２８を嵌入しつつ、ダイクロイックミラーユニット１２２を本体ベース２上に載置する。

そして、各固定ネジ８３を第３保持部材１２７のベース部５９Ａに形成された各ネジ用長孔１３１に嵌挿して本体ベース２に形成された不図示のネジ孔にねじ込み、ダイクロイックミラーユニット１２２を本体ベース２上に仮固定する。その後、位置決め用部材１２３の本体ベース取付部１２３Ａを本体ベース２のガイド光取付部１２６の上側に載置し、各ネジ２５Ａ、２５Ｂをガイド光部７が取り付けられる各ネジ孔１３６（図５参照）にねじ込み、位置決め用部材１２３を本体ベース２上にネジ止めする。

続いて、位置決め用部材１２３の第３ネジ挿入部１２３Ｂと第３保持部材１２７の第３ネジ取付部１３２に形成されたネジ孔１３３との間に、第３圧縮コイルバネ５３を配置する。続いて、第３位置決めネジ５５を第３ネジ挿入部１２３Ｂに形成された貫通孔１３５と第３圧縮コイルバネ５３に挿通して、第３ネジ取付部１３２に形成されたネジ孔１３３にねじ込み、仮固定する。これにより、ミラー調整機構１２５が本体ベース２上に取り付けられる。

従って、図１２及び図１３に示すように、第１位置決めネジ６７のネジ頭部６７Ａ、第２位置決めネジ７５のネジ頭部７５Ａ、及び、第３位置決めネジ５５のネジ頭部５５Ａは、レーザ光Ｌが入射されるダイクロイックミラー３１の外周部よりも、レーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対して半径方向外側の位置に配置されている。これにより、レーザ発振器１５からレーザ光Ｌを出射させた状態で、各位置決めネジ５５、６７、７５のネジ頭部５５Ａ、６７Ａ、７５Ａを回転させて光軸Ｌ２を調整することができ、光軸調整作業を安全、且つ、迅速に行うことが可能となる。

［ミラー調整機構１２５の調整方法］
次に、上記のように構成されたミラー調整機構１２５によるダイクロイックミラー３１の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を変更する調整方法について図１２乃至図１４に基づいて説明する。

図１２及び図１３に示すように、ダイクロイックミラーユニット１２２の第３保持部材１２７の各固定ネジ８３を少し緩めて、第３位置決めネジ５５を回転させることによって、ダイクロイックミラーユニット１２２をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１に対して直交する左右方向に微小移動させることができる。そして、再度、各固定ネジ８３をねじ込むことによって、ダイクロイックミラー３１の左右方向の位置を固定することができる。

例えば、図１４の下側に示すように、調整前には、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２が、ダイクロイックミラー３１を透過した可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１よりも後側、つまり、レーザ発振器１５側に位置している。そのため、図１４の上側に示すように、ダイクロイックミラーユニット１２２の第３保持部材１２７の各固定ネジ８３を少し緩めて、第３位置決めネジ５５を時計方向に回してダイクロイックミラーユニット１２２を左側方向に微小移動させる。

これにより、ダイクロイックミラー３１が左側方向に微小移動して、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２が前側方向に微小移動する。その結果、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２と、ダイクロイックミラー３１を透過した可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１とを一致させることができる。そして、再度、各固定ネジ８３をねじ込むことによって、その状態で、ダイクロイックミラー３１の左右方向の位置を固定することができる。

また、ダイクロイックミラーユニット５と同様に、θ固定ネジ６２を少し緩めて、第１位置決めネジ６７を回転させる。これにより、ダイクロイックミラー３１をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ２及び可視レーザ光Ｇの第２光軸Ｇ１に直交する中心軸（θ軸）回りに微小回転させ、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向きを前後方向に微小角度だけ変更することができる。そして、再度、θ固定ネジ６２をねじ込むことによって、ダイクロイックミラー３１のθ軸回りの向きを固定することができる。

また、ダイクロイックミラーユニット５と同様に、α固定ネジ８１を少し緩めて、第２位置決めネジ７５を回転させる。これにより、ダイクロイックミラー３１をレーザ光Ｌの第１光軸Ｌ１回りに微小回転させ、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向きを上下方向に微小角度だけ変更することができる。そして、再度、α固定ネジ８１をねじ込むことによって、ダイクロイックミラー３１の第１光軸Ｌ１回りの向きを固定することができる。

ここで、第３保持部材１２７、位置決め用部材１２３、及び、第３位置決めネジ５５は、第３保持部の一例を構成する。第３保持部材１２７は、ベース部材の一例として機能する。

以上詳細に説明した通り、第２実施形態に係るレーザ加工装置１２１では、第１実施形態に係るレーザ加工装置１とほぼ同じ効果を奏することができる。また、ダイクロイックミラー３１で反射されたレーザ光Ｌの光軸Ｌ２の向き及び第１光軸Ｌ１上の位置を調整した後、位置決め用部材１２３及び第３位置決めネジ５５を取り外して、ガイド光取付部１２６にガイド光部７を各ネジ２５Ａ、２５Ｂで取り付けることができる。ガイド光部７の取付位置を、光軸調整用に兼用することができ、省スペース化を図ることができる。また、位置決め用部材１２３は、ガイド光取付部１２６のガイド光部７をネジ止めする各ネジ孔１３６に各ネジ２５Ａ、２５Ｂによってネジ止めされるため、位置決め用部材１２３を取り外した位置に、ガイド光部７を確実に取り付けることができる。

尚、本発明は前記第１実施形態及び第２実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

１，１２１ レーザ加工装置
３ レーザ発振ユニット
５、１２２ ダイクロイックミラーユニット
７ ガイド光部
８ 出力検出部
１０ ガルバノスキャナ
１５ レーザ発振器
２３ 可視半導体レーザ
３１ ダイクロイックミラー
３２ 光検出センサ
５１、１２５ ミラー調整機構
５２、１２３ 位置決め用部材
５５ 第３位置決めネジ
５６ 押さえ板
５７ 第１保持部材
５８ 第２保持部材
５９、１２７ 第３保持部材
６７ 第１位置決めネジ
７５ 第２位置決めネジ
Ｌ レーザ光
Ｌ１ 第１光軸
Ｌ２ 光軸
Ｇ 可視レーザ光
Ｇ１ 第２光軸

Claims (10)

1. レーザ光を出射するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器の出射方向である前記レーザ光の第１光軸に対して交差する第２光軸上に可視レーザ光を出射する可視レーザ光源と、
   前記第１光軸上であり、且つ、前記第２光軸上に配置されて、一方の面に前記レーザ光が入射され、他方の面に前記可視レーザ光が入射されて、前記一方の面に入射される前記レーザ光を反射すると共に前記レーザ光の一部を透過し、更に、前記他方の面に入射される前記可視レーザ光を透過するミラーと、
   前記第２光軸上において、前記ミラーを挟んで前記可視レーザ光源に対向するように配置されて、前記ミラーを介して入射された前記レーザ光と前記可視レーザ光とを加工対象物の加工面に走査するレーザ走査部と、
   前記第１光軸上において、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対向するように配置されて、前記ミラーを透過した前記レーザ光の一部を受光して、前記レーザ光の出力を検出する出力検出部と、
   前記ミラーを保持すると共に、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸の前記レーザ走査部側への向き又は前記第１光軸方向の位置を変更可能なミラー調整機構と、
   前記レーザ発振器が配設される本体ベースと、
   を備え、
   前記ミラー調整機構は、
   前記ミラーを前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動して任意の角度で保持する第１保持部と、
   前記ミラーを前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で保持する第２保持部と、
   前記ミラーを前記第１光軸方向に移動させて任意の位置で保持する第３保持部と、
   のうち、少なくとも１つを有し、
   前記第１保持部は、前記ミラーを保持するミラー保持部を保持すると共に、前記ミラー保持部を前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動させて任意の角度で固定する第１固定部を有し、
   前記第２保持部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で固定する第２固定部を有し、
   前記第３保持部は、前記第２固定部を保持すると共に、前記第２固定部を前記第１光軸方向に移動させて任意の位置で前記本体ベース上に固定する第３固定部を有し、
   前記ミラーは、前記ミラー調整機構を介して、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸を、前記ミラーを透過した前記可視レーザ光の光軸に一致させることが可能となるように調整可能に設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記第１固定部は、前記ミラー保持部を前記中心軸回りに回動させて位置決めする第１位置決めネジを有し、
   前記第２固定部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて位置決めする第２位置決めネジを有し、
   前記第３固定部は、前記第２固定部を前記第１光軸方向に移動させて位置決めする第３位置決めネジを有し、
   前記第１位置決めネジ、前記第２位置決めネジ、及び前記第３位置決めネジは、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対して反対側の位置に、又は、前記第１光軸に対して前記ミラーの外周面よりも半径方向外側の位置に、ネジ頭部が配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記第３固定部は、
   前記第２固定部を保持すると共に、前記本体ベース上を移動して固定されるベース部材と、
   前記本体ベース上に着脱可能に取り付けられて、前記第３位置決めネジを介して前記ベース部材を位置決めする位置決め用部材と、
   を有し、
   前記位置決め用部材は、前記本体ベース上の前記出力検出部の取付位置に着脱可能に取り付けられると共に、前記第３位置決めネジと共に前記本体ベースから取り外し可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記位置決め用部材は、前記出力検出部を前記本体ベース上に取り付けるネジ孔にネジ止めされて着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
5. レーザ光を出射するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器の出射方向である前記レーザ光の第１光軸に対して交差する第２光軸上に可視レーザ光を出射する可視レーザ光源と、
   前記第１光軸上であり、且つ、前記第２光軸上に配置されて、一方の面に前記レーザ光が入射され、他方の面に前記可視レーザ光が入射されて、前記一方の面に入射される前記レーザ光を反射すると共に前記レーザ光の一部を透過し、更に、前記他方の面に入射される前記可視レーザ光を透過するミラーと、
   前記第２光軸上において、前記ミラーを挟んで前記可視レーザ光源に対向するように配置されて、前記ミラーを介して入射された前記レーザ光と前記可視レーザ光とを加工対象物の加工面に走査するレーザ走査部と、
   前記第１光軸上において、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対向するように配置されて、前記ミラーを透過した前記レーザ光の一部を受光して、前記レーザ光の出力を検出する出力検出部と、
   前記ミラーを保持すると共に、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸の前記レーザ走査部側への向き又は前記第１光軸方向の位置を変更可能な第２ミラー調整機構と、
   前記レーザ発振器が配設される本体ベースと、
   を備え、
   前記第２ミラー調整機構は、
   前記ミラーを前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動して任意の角度で保持する第１保持部と、
   前記ミラーを前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で保持する第２保持部と、
   前記ミラーを前記第２光軸方向に移動させて任意の位置で保持する第４保持部と、
   のうち、少なくとも１つを有し、
   前記第１保持部は、前記ミラーを保持するミラー保持部を保持すると共に、前記ミラー保持部を前記第１光軸及び前記第２光軸に直交する中心軸回りに回動させて任意の角度で固定する第１固定部を有し、
   前記第２保持部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて任意の角度で固定する第２固定部を有し、
   前記第４保持部は、前記第２固定部を保持すると共に、前記第２固定部を前記第２光軸方向に移動させて任意の位置で前記本体ベース上に固定する第４固定部を有し、
   前記ミラーは、前記第２ミラー調整機構を介して、前記ミラーで反射された前記レーザ光の光軸を、前記ミラーを透過した前記可視レーザ光の光軸に一致させることが可能となるように調整可能に設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
6. 前記第１固定部は、前記ミラー保持部を前記中心軸回りに回動させて位置決めする第１位置決めネジを有し、
   前記第２固定部は、前記第１固定部を前記第１光軸回りに回動させて位置決めする第２位置決めネジを有し、
   前記第４固定部は、前記第２固定部を前記第２光軸方向に移動させて位置決めする第４位置決めネジを有し、
   前記第１位置決めネジ、前記第２位置決めネジ、及び前記第４位置決めネジは、前記ミラーを挟んで前記レーザ発振器に対して反対側の位置に、又は、前記第１光軸に対して前記ミラーの外周面よりも半径方向外側の位置に、ネジ頭部が配置されることを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記第４固定部は、
   前記第２固定部を保持すると共に、前記本体ベース上を移動して固定される第２ベース部材と、
   前記本体ベース上に着脱可能に取り付けられて、前記第４位置決めネジを介して前記第２ベース部材を位置決めする第２位置決め用部材と、
   を有し、
   前記第２位置決め用部材は、前記本体ベース上の前記可視レーザ光源の取付位置に着脱可能に取り付けられると共に、前記第４位置決めネジと共に前記本体ベースから取り外し可能に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
8. 前記第２位置決め用部材は、前記可視レーザ光源を前記本体ベース上に取り付けるネジ孔にネジ止めされて着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工装置。
9. 前記出力検出部は、
   前記レーザ光を受光する受光部と、
   前記受光部の位置を前記ミラーを透過した前記レーザ光の光軸に対して変更可能な受光調整機構部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のレーザ加工装置。
10. 前記受光調整機構部は、前記ミラーを透過した前記レーザ光の光軸に対して直交すると共に前記第２光軸に平行なＸ軸方向と、前記ミラーを透過した前記レーザ光の光軸及び前記第２光軸に対して直交するＹ軸方向とのうち、少なくとも一方向に前記受光部の位置を変更可能であることを特徴とする請求項９に記載のレーザ加工装置。

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