JP6753251B2

JP6753251B2 - Laser marker device

Info

Publication number: JP6753251B2
Application number: JP2016191111A
Authority: JP
Inventors: 慶介野口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2036-09-29
Also published as: JP2018051599A

Description

本発明は、レーザーマーカー装置に関するものである。 The present invention relates to a laser marker device.

レーザーマーカー装置においては、マーキングするワークに応じて最適なレーザースポット径となるようにワークディスタンスを調整可能とすることのできる発明が知られている。例えば、特開２００５−１０３６１４号公報に係る発明は、ガルバノミラーを駆動してガイド用可視光源からのガイド光を走査させることにより、ワーク上に基準目盛線を投射する。そして、可視光スポット用光源から斜めに投射され、収束レンズとワークとの距離調整のため、可視光スポットをワーク上で移動させる。このようにして、基準目盛線上の可視光スポットの位置を指標として、マーキングの際のスポット径を判別することを特徴とするものである。 In the laser marker device, there is known an invention capable of adjusting the work distance so as to have an optimum laser spot diameter according to the work to be marked. For example, the invention according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-103614 projects a reference scale line on a work by driving a galvano mirror to scan a guide light from a visible light source for a guide. Then, it is projected obliquely from the light source for the visible light spot, and the visible light spot is moved on the work in order to adjust the distance between the converging lens and the work. In this way, the spot diameter at the time of marking is determined by using the position of the visible light spot on the reference scale line as an index.

特開２００５−１０３６１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-103614

しかし、文献１に係る発明においては、ガイド光を走査させてワークに目盛線を投射させるので、継続して目盛線を明確に表示するのが困難な場合がある。また、ガルバノミラーを駆動させてガイド光を走査させることによって基準目盛線をワークに投射させると、駆動電力が大きくなり、ガルバノミラーにも大きな負荷が掛かるため望ましくない。 However, in the invention according to Document 1, since the guide light is scanned to project the scale line on the work, it may be difficult to continuously clearly display the scale line. Further, if the reference scale line is projected onto the work by driving the galvano mirror to scan the guide light, the driving power becomes large and the galvano mirror is also heavily loaded, which is not desirable.

そこで、本発明は、回折光学素子を介した指標光出射部からの指標光をワークに明確に表示することによって、走査部（ガルバノスキャナ）の駆動電力が高くなるのを防止して、幅広い印字が可能なレーザーマーカー装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention clearly displays the index light from the index light emitting unit via the diffractive optical element on the work, thereby preventing the driving power of the scanning unit (galvano scanner) from increasing and printing a wide range. It is an object of the present invention to provide a laser marker device capable of

請求項１に係るレーザーマーカー装置においては、載置面に載置されたワークにレーザー光を照射して印字するレーザーマーカー装置であって、加工用のレーザー光を出射するレーザー光出射部と、レーザー光出射部からのレーザー光を走査する走査部と、走査部を介してレーザー光出射部から出射されたレーザー光を載置面に向けて収束させる収束レンズと、走査部により走査され、載置面に対して第１方向から収束レンズを介してガイドパターンを描写するための可視ガイド光を出射するガイド光出射部と、可視ガイド光との対比により、収束レンズとワークとの距離を調整するための指標光を、第１方向に対して所定の傾斜角度から出射する指標光出射部と、指標光出射部と載置面との間に配置され、指標光出射部からの指標光を回折してワークに指標パターンを形成する回折光学素子と、を備えたことを特徴とする。これにより、収束レンズと載置面との相対距離の調整、ワークの加工位置合わせを容易に行うことが可能となり、これらにより幅広い印字加工を行うことができる。また、走査部を走査して指標パターンを形成するのではなく、回折光学素子を介して指標パターンを形成するので、指標パターンを明確にワークに表示できる。さらに、走査部を走査して指標パターンを形成させないので、走査部の走査のための駆動電力を低減できる。 The laser marker device according to claim 1 is a laser marker device that irradiates a work mounted on a mounting surface with a laser beam to print, and includes a laser beam emitting unit that emits a laser beam for processing. A scanning unit that scans the laser light from the laser light emitting unit, a converging lens that converges the laser light emitted from the laser light emitting unit via the scanning unit toward the mounting surface, and a scanning unit that scans and mounts the laser light. The distance between the convergent laser and the work is adjusted by comparing the visible guide light with the guide light emitting part that emits the visible guide light for drawing the guide pattern from the first direction with respect to the mounting surface through the convergent laser. The index light for emitting is arranged between the index light emitting unit that emits the index light from a predetermined inclination angle with respect to the first direction, the index light emitting unit, and the mounting surface, and the index light from the index light emitting unit is emitted. It is characterized by including a diffractive optical element that diffracts to form an index pattern on the work. This makes it possible to easily adjust the relative distance between the converging lens and the mounting surface and to align the processing position of the workpiece, which enables a wide range of printing processing. Further, since the index pattern is formed through the diffractive optical element instead of scanning the scanning unit to form the index pattern, the index pattern can be clearly displayed on the work. Further, since the scanning unit is not scanned to form the index pattern, the driving power for scanning the scanning unit can be reduced.

請求項１に係るレーザーマーカー装置においては、複数の回折光学素子を有しており、これら複数の回折光学素子を切り替え可能な保持部を備えたレーザーマーカー装置であることを特徴とする。これにより、複数の回折光学素子から使用状況に適合する回折光学素子に切り替えることができる。 In the laser marker apparatus according to claim 1 has a plurality of diffractive optical elements, characterized in that it is a record over Heather marker device including a holding section capable of switching the plurality of diffractive optical elements. As a result, it is possible to switch from a plurality of diffractive optical elements to a diffractive optical element suitable for the usage situation.

請求項４に係るレーザーマーカー装置においては、載置面に載置されたワークにレーザー光を照射して印字するレーザーマーカー装置であって、加工用のレーザー光を出射するレーザー光出射部と、レーザー光出射部からのレーザー光を走査する走査部と、走査部を介してレーザー光出射部から出射されたレーザー光を載置面に向けて収束させる収束レンズと、走査部により走査され、載置面に対して第１方向から収束レンズを介してガイドパターンを描写するための可視ガイド光を出射するガイド光出射部と、可視ガイド光との対比により、収束レンズとワークとの距離を調整するための指標光を、第１方向に対して所定の傾斜角度から出射する指標光出射部と、指標光出射部と載置面との間に配置され、指標光出射部からの指標光を回折してワークに指標パターンを形成する回折光学素子と、を備え、回折光学素子は、光学素子に複数の回折部を有しており、これら複数の回折部を切り替え可能な保持部を備えたことを特徴とする。これにより、複数の回折部から使用状況に適合する回折部に切り替えることができる。 The laser marker device according to claim 4 is a laser marker device that irradiates a work mounted on a mounting surface with a laser beam to print, and includes a laser beam emitting unit that emits a laser beam for processing. A scanning unit that scans the laser light from the laser light emitting unit, a converging lens that converges the laser light emitted from the laser light emitting unit via the scanning unit toward the mounting surface, and a scanning unit that scans and mounts the laser light. The distance between the convergent laser and the work is adjusted by comparing the visible guide light with the guide light emitting part that emits the visible guide light for drawing the guide pattern from the first direction with respect to the mounting surface through the convergent laser. The index light for emitting is arranged between the index light emitting unit that emits the index light from a predetermined inclination angle with respect to the first direction, the index light emitting unit, and the mounting surface, and the index light from the index light emitting unit is emitted. A diffractive optical element that diffracts to form an index pattern on the work is provided, and the diffractive optical element has a plurality of diffusing portions in the optical element, and is provided with a holding portion capable of switching the plurality of diffusing portions. It is characterized by. As a result, it is possible to switch from a plurality of diffractometers to a diffractometer suitable for the usage situation.

請求項２に係るレーザーマーカー装置においては、複数の回折光学素子として、収束レンズとワークとの距離を調整するための第１指標パターンを形成可能な第１回折光学素子、及び、載置面に対するワークの位置合わせのための第２指標パターンを形成可能な第２回折光学素子、を有し、保持部は、第１回折光学素子と第２回折光学素子を切り替え可能に保持することを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーカー装置であることを特徴とする。これにより、複数の第１回折光学素子、複数第２回折光学素子から使用状況に適合する第１回折光学素子、第２回折光学素子に切り替えることができる。すなわち、第１回折光学素子と第２回折光学素子を切り替えることで、例えば、収束レンズとワークとの距離の調整を行ったあとで、載置面に対するワークの位置合わせを行うことなどもでき、ユーザーの利便性が向上する。 In the laser marker device according to claim 2 , as a plurality of diffractive optical elements, the first diffractive optical element capable of forming a first index pattern for adjusting the distance between the convergent lens and the work, and the mounting surface. It has a second diffractive optical element capable of forming a second index pattern for positioning the work, and the holding portion is characterized in that the first diffractive optical element and the second diffractive optical element are held in a switchable manner. The laser marker device according to claim 1 is used. As a result, it is possible to switch from the plurality of first diffraction optical elements and the plurality of second diffraction optical elements to the first diffraction optical element and the second diffraction optical element suitable for the usage situation. That is, by switching between the first diffractive optical element and the second diffractive optical element, for example, after adjusting the distance between the converging lens and the work, it is possible to align the work with respect to the mounting surface. User convenience is improved.

請求項３に係るレーザーマーカー装置においては、保持部は、収束レンズに適合する回折光学素子を保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザーマーカー装置であることを特徴とする。これにより、収束レンズに適合する回折光学素子に切り替えることができる。
請求項５に係るレーザーマーカー装置においては、保持部は、収束レンズに適合する回折部を保持することを特徴とする請求項４に記載のレーザーマーカー装置であることを特徴とする。これにより、収束レンズに適合する回折部に切り替えることができる。 The laser marker device according to claim 3, wherein the holding unit is the laser marker device according to claim 1 or 2, wherein the holding portion holds a diffractive optical element compatible with the condensing lens. To do. As a result, it is possible to switch to a diffractive optical element compatible with the condensing lens.
In the laser marker apparatus according to claim 5, the holding portion, characterized in that it is a laser marker apparatus according to 請 Motomeko 4 you, characterized in that for holding the diffraction portion you fit converging lens .. Thus, it is possible to switch the diffraction portion you fit converging lens.

本願によれば、収束レンズと載置面との相対距離の調整、ワークの加工位置合わせを容易に行うことが可能となり、これらにより幅広い印字加工を行うことができるレーザーマーカー装置を提供することができる。 According to the present application, it is possible to easily adjust the relative distance between the converging lens and the mounting surface and to align the processing position of the workpiece, and it is possible to provide a laser marker device capable of performing a wide range of printing processing. it can.

本実施形態に係るレーザー加工システムの概略構成である。It is a schematic configuration of the laser processing system according to this embodiment. 本実施形態に関するレーザーマーカー装置本体部を示す外観斜視図である。It is an external perspective view which shows the main body part of the laser marker apparatus which concerns on this embodiment. レーザー加工システムの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a laser processing system. （Ａ）は、回折光学素子によって指標光を拡散させてワークに照射した状態の図である。（Ｂ）は、回折部が格子状である回折光学素子の平面図である。（Ｃ）は、回折部が同心円状である回折光学素子の平面図である。FIG. (A) is a diagram showing a state in which the index light is diffused by the diffractive optical element and irradiated to the work. (B) is a plan view of a diffractive optical element having a grid-like diffractive portion. (C) is a plan view of a diffractive optical element having concentric diffractive portions. （Ａ）は、回折光学素子に複数の回折部を備えた一例を示す図である。（Ｂ）は、円盤状の回転保持板に複数個の回折部を備えた一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example which provided a plurality of diffraction parts in a diffraction optical element. (B) is a figure which shows an example which provided a plurality of diffractive parts on a disk-shaped rotation holding plate. （Ａ）は、回折光学素子を介して指標光をワークに照射した状態の概略図である。（Ｂ）は、回折光学素子の回折部の目盛構成（間隔）を図示した図である。(A) is a schematic view of a state in which the work is irradiated with index light via a diffractive optical element. (B) is the figure which illustrated the scale structure (interval) of the diffraction part of a diffractive optical element. 指標光の移動について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the movement of an index light. （Ａ）は、可視ガイド光の枠に１つの指標光を合わせるように、載置面をＺ軸方向に調整した状態の概略図である。（Ｂ）は、可視ガイド光の枠に複数の指標光を合わせるように、載置面をＺ軸方向に調整した状態の概略図である。(A) is a schematic view of a state in which the mounting surface is adjusted in the Z-axis direction so that one index light is aligned with the frame of the visible guide light. (B) is a schematic view of a state in which the mounting surface is adjusted in the Z-axis direction so that a plurality of index lights are aligned with the frame of the visible guide light. 本実施形態に関する印字処理プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the print processing program which concerns on this embodiment.

以下、本発明に関するレーザーマーカー装置１を、レーザーマーカー装置１を含むレーザー加工システム１００として具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the laser marker device 1 according to the present invention is embodied as a laser processing system 100 including the laser marker device 1 will be described in detail with reference to the drawings.

＜レーザー加工システムの概略構成＞
本実施形態に係るレーザー加工システム１００の概略構成について図１を用いて説明する。本実施形態に係るレーザー加工システム１００は、レーザーマーカー装置１、ＰＣ（Personal Computer）７などを備え、レーザーマーカー装置１は、レーザーマーカー装置本体部２およびレーザーコントローラ５、電源ユニット６等により構成されている。レーザーマーカー装置１は、ＰＣ７から送信される情報に基づいて、レーザー光ＬをワークＷの加工面ＷＡに対して２次元走査して文字、記号、図形等をマーキングするレーザー加工を行う。以下の説明において、レーザー加工を印字と記載する場合がある。 <Outline configuration of laser processing system>
The schematic configuration of the laser processing system 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The laser processing system 100 according to the present embodiment includes a laser marker device 1, a PC (Personal Computer) 7, and the like, and the laser marker device 1 is composed of a laser marker device main body 2, a laser controller 5, a power supply unit 6, and the like. ing. The laser marker device 1 performs laser processing for marking characters, symbols, figures, etc. by two-dimensionally scanning the laser beam L with respect to the processed surface WA of the work W based on the information transmitted from the PC 7. In the following description, laser processing may be described as printing.

ＰＣ７は、例えばノートＰＣなどで実現され、液晶ディスプレイ７７、キーボードやマウスなどで構成される入力操作部７６を備え、ユーザーからの加工命令を受け付ける。レーザーコントローラ５はコンピュータで実現され、レーザーマーカー装置本体部２およびＰＣ７と双方向通信可能に接続されている。レーザーコントローラ５はＰＣ７から送信された印字情報、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザーマーカー装置本体部２を制御する。 The PC 7 is realized by, for example, a notebook PC, includes a liquid crystal display 77, an input operation unit 76 composed of a keyboard, a mouse, and the like, and receives processing commands from the user. The laser controller 5 is realized by a computer and is connected to the laser marker device main body 2 and the PC 7 so as to be capable of bidirectional communication. The laser controller 5 controls the laser marker device main body 2 based on print information, control parameters, various instruction information, and the like transmitted from the PC 7.

まず、レーザーマーカー装置本体部２の構成について説明する。尚、レーザーマーカー装置本体部２の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザーマーカー装置本体部２の前方向、後方向、上方向、下方向である。また、レーザーマーカー装置本体部２の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザーマーカー装置本体部２の左右方向である。 First, the configuration of the laser marker device main body 2 will be described. In the description of the laser marker device main body 2, the left, right, up, and down directions in FIG. 1 are the front, rear, up, and down directions of the laser marker device main body 2, respectively. Further, the direction orthogonal to the vertical direction and the front-rear direction of the laser marker device main body 2 is the horizontal direction of the laser marker device main body 2.

レーザーマーカー装置本体部２は、本体ベース１１と、レーザー光Ｌを出射するレーザー発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、不図示の光ダンパーと、不図示のハーフミラーと、ガイド光部１５と、不図示の反射ミラーと、光センサ１７と、ガルバノスキャナ（走査部）１８と、収束レンズ１９等から構成され、略直方体形状の筐体カバーで覆われている。 The main body 2 of the laser marker device includes a main body 11, a laser oscillation unit 12 that emits laser light L, an optical shutter unit 13, an optical damper (not shown), a half mirror (not shown), and a guide light unit 15. It is composed of a reflection mirror (not shown), an optical sensor 17, a galvano scanner (scanning unit) 18, a focusing lens 19, and the like, and is covered with a substantially rectangular housing cover.

レーザー発振ユニット１２は、レーザー発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台２３とから構成されている。レーザー発振器２１は、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー等で構成され、ワークＷの加工面ＷＡに加工を行うためのレーザー光Ｌを出力する。ビームエキスパンダ２２は、レーザー光Ｌのビーム径を調整する（例えば、ビーム径を拡大する。）ものであり、レーザー発振器２１と同軸に設けられている。取付台２３は本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に複数の取付ネジ２５で固定されている。また、レーザー光Ｌの光軸が調整可能に、レーザー発振器２１が取付台２３に取り付けられている。 The laser oscillator unit 12 includes a laser oscillator 21, a beam expander 22, and a mounting base 23. The laser oscillator 21 is composed of a CO2 laser, a YAG laser, and the like, and outputs a laser beam L for processing the processed surface WA of the work W. The beam expander 22 adjusts the beam diameter of the laser beam L (for example, expands the beam diameter), and is provided coaxially with the laser oscillator 21. The mounting base 23 is fixed to the upper surface of the main body base 11 on the rear side of the center position in the front-rear direction by a plurality of mounting screws 25. Further, the laser oscillator 21 is attached to the mounting base 23 so that the optical axis of the laser beam L can be adjusted.

光シャッター部１３は、シャッターモータ２６と、平板状のシャッター２７とから構成されている。シャッターモータ２６は、ステッピングモータ等で構成されている。シャッター２７は、シャッターモータ２６のモータ軸に取り付けられて同軸に回転する。シャッター２７は、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザー光Ｌの光路を遮る位置に回転された際には、レーザー光Ｌを光シャッター部１３に対して右方向に設けられた不図示の光ダンパーへ反射する。一方、シャッター２７がビームエキスパンダ２２から出射されたレーザー光Ｌの光路上に位置しないように回転された場合には、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザー光Ｌは、光シャッター部１３の前側に配置された不図示のハーフミラーに入射する。 The optical shutter unit 13 is composed of a shutter motor 26 and a flat plate-shaped shutter 27. The shutter motor 26 is composed of a stepping motor or the like. The shutter 27 is attached to the motor shaft of the shutter motor 26 and rotates coaxially. When the shutter 27 is rotated to a position that blocks the optical path of the laser beam L emitted from the beam expander 22, an optical damper (not shown) provided to the right of the laser beam L with respect to the optical shutter unit 13 is provided. Reflect to. On the other hand, when the shutter 27 is rotated so as not to be located on the optical path of the laser beam L emitted from the beam expander 22, the laser beam L emitted from the beam expander 22 is on the front side of the optical shutter unit 13. It is incident on a half mirror (not shown) arranged in.

不図示の光ダンパーは、シャッター２７で反射されたレーザー光Ｌを吸収する。不図示のハーフミラーは、レーザー光Ｌの光路に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置される。不図示のハーフミラーは、後側から入射されたレーザー光Ｌのほぼ全部を透過する。また、不図示のハーフミラーは、後側から入射されたレーザー光Ｌの一部、例えば、レーザー光Ｌの１％を、反射ミラーへ４５度の反射角で反射する。反射ミラーは、不図示のハーフミラーのレーザー光Ｌが入射される後側面の略中央位置に対して左方向に配置される。 The light damper (not shown) absorbs the laser beam L reflected by the shutter 27. The half mirror (not shown) is arranged so as to form an angle of 45 degrees diagonally to the lower left with respect to the optical path of the laser beam L. The half mirror (not shown) transmits almost all of the laser beam L incident from the rear side. Further, the half mirror (not shown) reflects a part of the laser beam L incident from the rear side, for example, 1% of the laser beam L to the reflection mirror at a reflection angle of 45 degrees. The reflection mirror is arranged to the left with respect to a substantially central position on the rear side surface where the laser beam L of the half mirror (not shown) is incident.

ガイド光部１５は、可視ガイド光として、例えば、赤色レーザー光を出射するガイド光出射部２８と、ガイド光出射部２８から出射された可視ガイド光Ｍを平行光に収束するレンズ群（図示せず）とから構成されている。可視ガイド光Ｍは、レーザー発振器２１から出射されるレーザー光Ｌと異なる波長である。ガイド光部１５は、ハーフミラーのレーザー光Ｌが出射される略中央位置に対して右方向に配置されている。この結果、可視ガイド光Ｍは、ハーフミラーのレーザー光Ｌが出射される略中央位置において、ハーフミラーの前側面にあたる反射面に対して４５度の入射角で入射され、４５度の反射角でレーザー光Ｌの光路上に反射される。即ち、ガイド光出射部２８は、可視ガイド光Ｍをレーザー光Ｌの光路上に出射する。 As visible guide light, the guide light unit 15 is a lens group (shown) that converges, for example, a guide light emitting unit 28 that emits red laser light and a visible guide light M emitted from the guide light emitting unit 28 into parallel light. It is composed of. The visible guide light M has a wavelength different from that of the laser light L emitted from the laser oscillator 21. The guide light unit 15 is arranged to the right with respect to a substantially central position where the laser beam L of the half mirror is emitted. As a result, the visible guide light M is incident at an incident angle of 45 degrees with respect to the reflecting surface corresponding to the front side surface of the half mirror at a substantially central position where the laser light L of the half mirror is emitted, and at a reflecting angle of 45 degrees. It is reflected on the optical path of the laser beam L. That is, the guide light emitting unit 28 emits the visible guide light M onto the optical path of the laser light L.

反射ミラーは、レーザー光Ｌの光路に対して平行な前後方向に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置され、ハーフミラーの後側面において反射されたレーザー光Ｌの一部が、反射面の略中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、反射ミラーは、反射面に対して４５度の入射角で入射されたレーザー光Ｌを、４５度の反射角で前側方向へ反射する。 The reflection mirror is arranged so as to form an angle of 45 degrees diagonally to the lower left with respect to the front-rear direction parallel to the optical path of the laser light L, and is a part of the laser light L reflected on the rear side surface of the half mirror. Is incident at an incident angle of 45 degrees with respect to the substantially central position of the reflecting surface. Then, the reflection mirror reflects the laser beam L incident on the reflection surface at an incident angle of 45 degrees in the front direction at a reflection angle of 45 degrees.

光センサ１７は、レーザー光Ｌの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラーのレーザー光Ｌが反射される略中央位置に対して、前側方向に配置されている。この結果、反射ミラーで反射されたレーザー光Ｌが光センサ１７に入射される。光センサ１７は、入射されたレーザー光Ｌの発光強度に応じた信号をレーザーコントローラ５へ出力する。 The optical sensor 17 is composed of a photodetector or the like that detects the emission intensity of the laser beam L, and is arranged in the front side direction with respect to a substantially central position where the laser beam L of the reflection mirror is reflected. As a result, the laser beam L reflected by the reflection mirror is incident on the optical sensor 17. The optical sensor 17 outputs a signal corresponding to the emission intensity of the incident laser light L to the laser controller 5.

ガルバノスキャナ１８（走査部）は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザー発振器２１から出射されたレーザー光Ｌと、ハーフミラーで反射された可視ガイド光Ｍとを下方へ２次元走査する。ガルバノスキャナ１８は、ガルバノＸ軸モータ３１と、ガルバノＹ軸モータ３２と、本体部３３により構成されており、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２は、それぞれのモータ軸が互いに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３３に取り付けられている。従って、当該ガルバノスキャナ１８においては、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、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２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、レーザー光Ｌと可視ガイド光Ｍ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（Ｘ軸方向）と左右方向（Ｙ軸方向）である。 The galvano scanner 18 (scanning unit) is attached to the upper side of the through hole formed at the front end of the main body base 11, and the laser light L emitted from the laser oscillator 21 and the visible guide light M reflected by the half mirror. And are two-dimensionally scanned downward. The galvano scanner 18 is composed of a galvano X-axis motor 31, a galvano Y-axis motor 32, and a main body 33. The galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 have their respective motor axes orthogonal to each other. It is fitted into each mounting hole from the outside and mounted on the main body 33. Therefore, in the galvano scanner 18, the scanning mirrors attached to the tip ends of the motor shafts face each other on the inside. Then, by controlling the rotations of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 and rotating each scanning mirror, the laser light L and the visible guide light M are two-dimensionally scanned downward. The two-dimensional scanning directions are the front-back direction (X-axis direction) and the left-right direction (Y-axis direction).

収束レンズ１９は、下方に配置されたワークＷの表面に対して、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査されたレーザー光Ｌと可視ガイド光Ｍとを同軸に集光する。そして、当該収束レンズ１９は、レーザー光Ｌや可視ガイド光Ｍ等を収束した焦点を、平面状の焦点面とすると共に、レーザー光Ｌや可視ガイド光Ｍの走査速度が一定になるように補正する。従って、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転を制御することによって、レーザー光Ｌと可視ガイド光Ｍが、ワークＷ表面上において、所望の加工パターンで前後方向（Ｘ軸方向）と左右方向（Ｙ軸方向）に２次元走査される。 The converging lens 19 coaxially focuses the laser light L and the visible guide light M two-dimensionally scanned by the galvano scanner 18 on the surface of the work W arranged below. Then, the focusing lens 19 makes the focal point obtained by converging the laser light L, the visible guide light M, and the like a planar focal plane, and corrects the scanning speed of the laser light L and the visible guide light M so as to be constant. To do. Therefore, by controlling the rotation of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32, the laser beam L and the visible guide light M are arranged in the front-rear direction (X-axis direction) on the surface of the work W in a desired processing pattern. Two-dimensional scanning is performed in the left-right direction (Y-axis direction).

次に、加工容器４の概略構成について、図２に基づいて説明する。図２に示すように、加工容器４は、前面側が開放された略箱体状の本体箱部３５と、本体箱部３５の前面側を覆う観音開きの各扉３６と、ワークＷを配置する為の載置面（不図示）等から構成されている。当該載置面は、加工容器４の本体箱部３５内部において、上下方向（即ち、Ｚ軸方向）へ移動可能に配設されており、当該レーザーマーカー装置１は、レーザーコントローラ５を介して、当該載置面の移動を制御することによって、載置面上に設置されたワークＷに対する焦点位置を調整し得る。本体箱部３５と各扉３６は、ワークＷ上で反射されたレーザー光Ｌを遮光する鉄やステンレス等の材料で形成されている。 Next, the schematic configuration of the processing container 4 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the processing container 4 is for arranging a substantially box-shaped main body box portion 35 whose front side is open, each door 36 having a double door that covers the front side of the main body box portion 35, and a work W. It is composed of a mounting surface (not shown) and the like. The mounting surface is arranged so as to be movable in the vertical direction (that is, the Z-axis direction) inside the main body box portion 35 of the processing container 4, and the laser marker device 1 is arranged via the laser controller 5. By controlling the movement of the mounting surface, the focal position with respect to the work W installed on the mounting surface can be adjusted. The main body box portion 35 and each door 36 are made of a material such as iron or stainless steel that blocks the laser beam L reflected on the work W.

本体箱部３５は、レーザーヘッド部３が設置される略矩形状の上面板部３５Ａと、奥側壁面部を形成する矩形状の背面板部３５Ｂと、左右側壁部を形成する矩形状の各側面板部３５Ｃと、四角枠状に形成された底面部３５Ｄとから構成されている。底面部３５Ｄは、各側面板部３５Ｃよりも前方に、例えば、約３０ｃｍ突出するように配置される。従って、本体箱部３５は、本体箱部３５の前面側であって、前方に突出した底面部３５Ｄの上側に、開口部を有している。 The main body box portion 35 has a substantially rectangular top plate portion 35A on which the laser head portion 3 is installed, a rectangular back plate portion 35B forming the back side wall surface portion, and each rectangular side forming the left and right side wall portions. It is composed of a face plate portion 35C and a bottom surface portion 35D formed in a square frame shape. The bottom surface portion 35D is arranged so as to project forward, for example, about 30 cm from each side plate portion 35C. Therefore, the main body box portion 35 has an opening on the front side of the main body box portion 35 and above the bottom surface portion 35D protruding forward.

各扉３６は、本体箱部３５前面側の開口部を左右対称に覆うと共に、各蝶番を介して、各側面板部３５Ｃの前側縁部を回動軸として、それぞれ左右方向外側へ中心角度約１８０度回動する観音開きに取り付けられる。各扉３６の前側上端部には、略コの字形の把手３６Ａが取り付けられている。各把手３６Ａの下側には、それぞれ一対の四角形状の透孔３６Ｂが上下に隣接して形成されている。各一対の透孔３６Ｂは、透明なガラスやアクリル板等で形成されて可視光を透過する透過板によって閉塞されている。 Each door 36 covers the opening on the front side of the main body box 35 symmetrically, and has a central angle of about outward in the left-right direction with the front edge of each side plate 35C as a rotation axis via each hinge. It is attached to a double door that rotates 180 degrees. A substantially U-shaped handle 36A is attached to the front upper end of each door 36. A pair of square through holes 36B are formed vertically adjacent to each other on the lower side of each handle 36A. Each pair of through holes 36B is formed of transparent glass, an acrylic plate, or the like and is closed by a transmission plate that transmits visible light.

そして、加工容器４は、本体箱部３５の底面部３５Ｄの下面の四隅に、脚部材３７を有している。従って、レーザーヘッド部３及び加工容器４は、これら脚部材３７を介して床等の上に配置される。又、左右両側の側面板部３５Ｃにおける上端部には、把持部材３８が、それぞれ、前後方向略中央部に嵌め込まれており、把持部材３８は、横長四角形に開口されて内側に窪んでいる。従って、ユーザーは、各把持部材３８を持ってレーザーヘッド部３及び加工容器４を運搬することができる。 The processing container 4 has leg members 37 at the four corners of the lower surface of the bottom surface portion 35D of the main body box portion 35. Therefore, the laser head portion 3 and the processing container 4 are arranged on the floor or the like via the leg members 37. Further, gripping members 38 are fitted into substantially central portions in the front-rear direction at the upper ends of the left and right side plate portions 35C, and the gripping members 38 are opened in a horizontally long quadrangle and recessed inward. Therefore, the user can carry the laser head portion 3 and the processing container 4 with each gripping member 38.

さらに、レーザーマーカー装置１には、指標光出射部３９が配設されており、収束レンズ１９によって収束されたレーザー光Ｌの焦点位置に向かって、指標光出射部３９から指標光Ｎを出射する。 Further, the laser marker device 1 is provided with an index light emitting unit 39, and emits the index light N from the index light emitting unit 39 toward the focal position of the laser light L converged by the focusing lens 19. ..

そして、本発明では、さらに、指標光出射部３９と載置面との間に配置され、指標光出射部３９からの指標光Ｎを回折してワークＷに指標パターンを形成する回折光学素子８０を備えている。すなわち、指標光Ｎは、載置面に対して第１方向から収束レンズ１９を介してガイドパターンを描写する可視ガイド光Ｍに対して、所定の傾斜角度から出射され、回折光学素子８０を介することによってワークＷに指標パターンが形成される。 Further, in the present invention, the diffraction optical element 80 is further arranged between the index light emitting unit 39 and the mounting surface, and diffracts the index light N from the index light emitting unit 39 to form an index pattern on the work W. It has. That is, the index light N is emitted from a predetermined tilt angle with respect to the visible guide light M that depicts the guide pattern from the first direction with respect to the mounting surface via the convergent lens 19, and passes through the diffractive optical element 80. As a result, an index pattern is formed on the work W.

回折光学素子８０とは、周知のように、光の回折現象を利用した光学素子であり、例えば、複数のドットパターン又は目盛りからなり、このドットパターンが所定の大きさ、所定の間隔で形成され、又は、目盛りが所定の間隔で形成されているような、高さ調整用（Ｚ軸方向調整用）のものが挙げられる。その他、ワークＷ上に形成した指標パターンを図示した図４（Ａ）のような、ドットパターンの近傍に数字等が形成されているようなものも挙げられる。したがって、高さ調整用（Ｚ軸方向調整用）のドットパターンの近傍に数字等が形成されているような回折光学素子８０に指標光Ｎを入射させた場合には、図４（Ａ）に示すように、ワークＷの加工面ＷＡ上にドットパターンと数字が視認可能に形成（投影）される。 As is well known, the diffractive optical element 80 is an optical element that utilizes a diffraction phenomenon of light, and is, for example, composed of a plurality of dot patterns or scales, and the dot patterns are formed with a predetermined size and a predetermined interval. Alternatively, the one for height adjustment (for Z-axis direction adjustment) in which the scales are formed at predetermined intervals can be mentioned. In addition, as shown in FIG. 4A showing the index pattern formed on the work W, a number or the like is formed in the vicinity of the dot pattern. Therefore, when the index light N is incident on the diffractive optical element 80 in which a number or the like is formed in the vicinity of the dot pattern for height adjustment (for Z-axis direction adjustment), FIG. 4 (A) shows. As shown, dot patterns and numbers are visibly formed (projected) on the machined surface WA of the work W.

また、例えば、図４（Ｂ）で図示した格子状の回折格子や、図４（Ｃ）で図示した曲線状の回折部、いわゆるフレネルゾーンプレート等の、ワークＷの位置合わせ用（ＸＹ軸方向調整用）のものも挙げられる。 Further, for example, for aligning the work W (XY axis direction) such as the lattice-shaped diffraction grating shown in FIG. 4B and the curved diffraction grating shown in FIG. 4C, the so-called Fresnel zone plate. (For adjustment) is also included.

回折光学素子８０は、表面に指標光Ｎの波長と同程度のサイズの微細なパターンを有する。そして、各回折光学素子８０は、指標光Ｎが入射された場合に、この微細なパターンに入射した指標光Ｎの干渉によって、ワークＷの加工面ＷＡ上のマーキング（印字）可能な加工有効領域内に指標光Ｎを反射して、加工有効領域を示す指標パターンを形成する。 The diffractive optical element 80 has a fine pattern on the surface having a size similar to the wavelength of the index light N. Then, when the index light N is incident, each diffractive optical element 80 is capable of marking (printing) on the machined surface WA of the work W due to the interference of the index light N incident on the fine pattern. The index light N is reflected inside to form an index pattern indicating the effective processing region.

本発明の回折光学素子８０としては、第１回折光学素子と第２回折光学素子が挙げられる。第１回折光学素子とは、収束レンズ１９とワークＷとの距離を調整するための指標パターンを形成可能な回折光学素子８０である。すなわち、第１回折光学素子は、収束レンズ１９とワークＷの距離指標として用いられるものである。
例えば、ラメラー型回折光学素子等が挙げられる。これによる指標パターンとしては、ワークＷ上に目盛りとして利用可能な等間隔のドットパターン等が形成される。 Examples of the diffractive optical element 80 of the present invention include a first diffractive optical element and a second diffractive optical element. The first diffractive optical element is a diffractive optical element 80 capable of forming an index pattern for adjusting the distance between the convergent lens 19 and the work W. That is, the first diffraction optical element is used as a distance index between the focusing lens 19 and the work W.
For example, a lamellar type diffractive optical element and the like can be mentioned. As an index pattern by this, a dot pattern or the like at equal intervals that can be used as a scale is formed on the work W.

次に、第２回折光学素子とは、載置面に対するワークＷの位置合わせのための指標パターンを形成可能な回折光学素子８０である。すなわち、第２回折光学素子は、ＸＹ軸方向のワークＷの位置合わせ用として用いられるものである。例えば、ホログラム等が挙げられる。これによる指標パターンとしては、ワークＷ上に格子等が形成される。 Next, the second diffractive optical element is a diffractive optical element 80 capable of forming an index pattern for aligning the work W with respect to the mounting surface. That is, the second diffraction optical element is used for aligning the work W in the XY axis direction. For example, a hologram or the like can be mentioned. As an index pattern based on this, a grid or the like is formed on the work W.

また、レーザーマーカー装置１には、複数の回折光学素子８０、又は、光学素子に複数の回折部８１を有することができる。すなわち、レーザーマーカー装置１には、ユーザーが使用する回折光学素子８０又は回折部８１を切り替え可能に保持する保持部（不図示）を備えることができる。したがって、ユーザーは、複数のパターンを有する回折光学素子８０又は回折部８１を状況に応じて適宜選択して使用することができる。 Further, the laser marker device 1 may have a plurality of diffraction optical elements 80, or a plurality of diffraction units 81 in the optical elements. That is, the laser marker device 1 can be provided with a holding unit (not shown) that holds the diffractive optical element 80 or the diffractive unit 81 used by the user in a switchable manner. Therefore, the user can appropriately select and use the diffractive optical element 80 or the diffractive unit 81 having a plurality of patterns according to the situation.

複数の回折光学素子８０を切り替える場合の具体的な保持部の構成としては、例えば、回折光学素子８０を光路に対して挿脱可能なように、たとえば、スライドレール（不図示）に摺動自在に設けられるスライダー（不図示）に設置してもよい。又、回折光学素子８０の一端を回転軸と回転可能にし、光路への挿脱を可能にしてもよい。なお、これらの切り替えに関しては、自動、又は、手動で行うことができる。 As a specific configuration of the holding portion when switching between a plurality of diffractive optical elements 80, for example, the diffractive optical element 80 can be slidably slidable on a slide rail (not shown) so as to be removable from the optical path. It may be installed on a slider (not shown) provided in. Further, one end of the diffractive optical element 80 may be rotatable with the rotation axis so that it can be inserted into and removed from the optical path. It should be noted that these switching can be performed automatically or manually.

図５（Ａ）では、１つの回折光学素子８０に複数のパターン（ここではＡパターン乃至Ｃパターン）の回折部８１を備えており、この各パターンに区分けされた部分の適所に凹溝状の切欠き８２を備えた回折光学素子８０を図示している。この凹溝状の切欠き８２でどのパターンの回折部８１かを判別することができる。判別方法としては、例えば、スライドレールに摺動自在に設けられるスライダーに回折光学素子８０を保持し、回折光学素子８０をスライドさせて、切欠き８２で機械的に判別する等によって行う。なお、切欠きの他、センサ、識別子等を備えることにより、同様の効果を奏することができる。 In FIG. 5A, one diffractive optical element 80 is provided with diffractive portions 81 of a plurality of patterns (here, A pattern to C pattern), and a concave groove shape is formed at an appropriate position in a portion divided into each pattern. The diffraction optical element 80 provided with the notch 82 is illustrated. The concave groove-shaped notch 82 can be used to determine which pattern of the diffractive portion 81 is. The discrimination method is performed, for example, by holding the diffraction optical element 80 on a slider slidably provided on the slide rail, sliding the diffraction optical element 80, and mechanically discriminating with the notch 82. The same effect can be obtained by providing a sensor, an identifier, and the like in addition to the notch.

具体的には、Ｚ軸方向の調整用として、回折光学素子８０に、例えば、Ａパターン（例えば、目盛りのみ表示）の回折部８１、Ｂパターン（例えば、目盛り及び数字が表示）の回折部８１を備えることとした場合、このＡパターン、又はＢパターンの回折部８１に指標光Ｎが入射できるようにスライダーを手動でスライドさせる。又は、制御部によって判別し、自動でスライドさせることが考えられる。 Specifically, for the adjustment in the Z-axis direction, the diffractive optical element 80 has, for example, a diffracting unit 81 of the A pattern (for example, displaying only the scale) and a diffractive unit 81 of the B pattern (for example, displaying the scale and numbers). Is provided, the slider is manually slid so that the index light N can be incident on the diffraction unit 81 of the A pattern or the B pattern. Alternatively, it may be determined by the control unit and automatically slid.

また、ＸＹ軸方向の調整用として、回折光学素子８０に、例えば、Ｃパターン（例えば、格子状）又は、Ｄパターン（例えば、同心円状）の回折部８１を備えることとした場合、このＡパターン、又はＢパターンの回折部８１に指標光Ｎが入射できるようにスライダーを手動でスライドさせる。又は、制御部によって判別し、自動でスライドさせることが考えられる。 Further, when the diffraction optical element 80 is provided with a diffraction unit 81 having a C pattern (for example, a grid pattern) or a D pattern (for example, a concentric circle) for adjustment in the XY axis direction, this A pattern Or, the slider is manually slid so that the index light N can be incident on the diffraction unit 81 of the B pattern. Alternatively, it may be determined by the control unit and automatically slid.

このような構成により、スライダーによってＡパターンの回折部８１、Ｂパターンの回折部８１、Ｃパターンの回折部８１、Ｄパターンの回折部８１を適宜切替えすることができる。 With such a configuration, the A pattern diffraction unit 81, the B pattern diffraction unit 81, the C pattern diffraction unit 81, and the D pattern diffraction unit 81 can be appropriately switched by the slider.

その他の保持部の例として、図５（Ｂ）では、平面視で円形の回転保持板８５と、この回転保持板８５の中心部と外周との間の領域に適宜間隔で配置された複数のパターン（ここではＡパターン乃至Ｄパターン）の回折部８１と、回転保持板８５をその中心部を軸８７に回転させる回転手段（不図示）とを含んだ構成を図示している。 As an example of other holding portions, in FIG. 5B, a circular rotating holding plate 85 in a plan view and a plurality of rotating holding plates 85 arranged at appropriate intervals in a region between the central portion and the outer periphery of the rotating holding plate 85. The configuration including the diffractive portion 81 of the pattern (here, A pattern to D pattern) and the rotating means (not shown) for rotating the rotation holding plate 85 around the shaft 87 is shown.

この例では、複数個の回折部８１のうちの１個だけが光路と重なる（すなわち、指標光Ｎが入射する）所定位置に配置され、それ以外の３個の回折部８１は光路から外れた位置に配置されるように、レーザーマーカー装置１、又は、加工容器４内の適所に取り付けられている。そして、上記図５（Ｂ）の例では、回転保持板８５が中心部を軸に９０゜間隔で回転することによって切替えられるようになっている。この例でも手動で回転保持板８５を回転させるか、又は、制御部によって判別し、自動で回転させてもよい。 In this example, only one of the plurality of diffracting portions 81 is arranged at a predetermined position overlapping the optical path (that is, the index light N is incident), and the other three diffracting portions 81 are out of the optical path. It is attached in place in the laser marker device 1 or the processing container 4 so as to be arranged in a position. Then, in the example of FIG. 5B, the rotation holding plate 85 is switched by rotating at intervals of 90 ° about the central portion. In this example as well, the rotation holding plate 85 may be manually rotated, or it may be determined by the control unit and automatically rotated.

また、保持部は、収束レンズ１９に適合する回折光学素子８０、又は、回折部８１を保持することも可能である。焦点距離を変更させるため収束レンズ１９を交換した場合に、収束レンズ１９に適合した回折光学素子８０、又は、回折部８１に切り替えることができる。なお、この切替えも手動、又は、自動で行うことができる。具体的には、例えば、収束レンズ１９（ここでは１９Ａとする）に対応する回折光学素子８０（ここでは８０Ａとする）、又は、回折部８１（ここでは８１Ａとする）を使用していたときに、収束レンズ１９Ａを別の収束レンズ１９（ここでは１９Ｂとする）に交換した場合には、回折光学素子８０Ａ、又は、回折部８１Ａから、別の収束レンズ１９Ｂに対応する回折光学素子８０（ここでは８０Ｂとする）、又は、回折部８１（ここでは８１Ｂとする）に切替えて使用するようにする。 Further, the holding unit can also hold the diffractive optical element 80 or the diffracting unit 81 that is compatible with the converging lens 19. When the condensing lens 19 is replaced in order to change the focal length, it is possible to switch to the diffractive optical element 80 or the diffracting unit 81 suitable for the condensing lens 19. This switching can also be performed manually or automatically. Specifically, for example, when the diffractive optical element 80 (here, 80A) corresponding to the condensing lens 19 (here, 19A) or the diffracting unit 81 (here, 81A) is used. In addition, when the converging lens 19A is replaced with another converging lens 19 (here, 19B), the diffractive optical element 80A or the diffracting unit 81A corresponds to the diffractive optical element 80 (corresponding to another converging lens 19B). Here, it is set to 80B), or it is switched to the diffractive part 81 (here, it is set to 81B) for use.

従来の可視ガイド光と指標光Ｎを使ったレーザー光の焦点調整は、図８（Ａ）で図示したように、可視ガイド光Ｍの四角の枠の中に指標光Ｎが入るようにＺ軸方向の位置合わせを行い、ガイド光の四角の枠の中に指標光Ｎが入ったところ、すなわち、集光ポイントのところがレーザーの強度が強い部分であるため、この部分を照射位置として焦点調整していた。 As shown in FIG. 8A, the focus adjustment of the laser light using the conventional visible guide light and the index light N is the Z axis so that the index light N is contained in the square frame of the visible guide light M. After aligning the directions, the place where the index light N enters the square frame of the guide light, that is, the part where the laser intensity is strong, is the part where the laser intensity is strong, so this part is used as the irradiation position to adjust the focus. Was there.

しかし、ワークＷの材質（金属、樹脂等）によっては、レーザーの強度が弱い状態で加工したほうがよい場合もある。また、ワークＷによっては、あまりに強い強度のレーザーを出射すると、内部の精密機械等に不具合を生じさせる場合がある。さらには、焦点位置をズラすことによって、ブラックマーキングや濃淡表現等、幅広い印字表現が可能となる場合もある。すなわち、レーザー光で集光ポイントの照射位置でブラックマーキングを行うと、掘り込んでしまうおそれがあるため、デフォーカス（焦点ポイントをズラす）してブラックマーキングを行うことが必要な場合がある。 However, depending on the material (metal, resin, etc.) of the work W, it may be better to process it in a state where the laser intensity is weak. Further, depending on the work W, if a laser having an excessively strong intensity is emitted, a problem may occur in the internal precision machine or the like. Furthermore, by shifting the focal position, a wide range of print expressions such as black marking and shading may be possible. That is, if black marking is performed at the irradiation position of the focusing point with a laser beam, there is a risk of digging, so it may be necessary to perform black marking by defocusing (shifting the focal point).

本発明では、指標光Ｎを基準として載置面を上下動してレーザーの強度をコントロールすることによって、ワークＷの印字の深さをコントロールすることができることにより、ワークＷに幅広い印字が可能となる。また、走査部を走査して指標パターンを形成するのではなく、回折光学素子８０を介して指標パターンを形成するので、指標パターンを明確にワークに表示できる。さらに、走査部を走査して指標パターンを形成させないので、走査部の走査のための駆動電力を低減できる。 In the present invention, the printing depth of the work W can be controlled by controlling the intensity of the laser by moving the mounting surface up and down with reference to the index light N, so that a wide range of printing can be performed on the work W. Become. Further, since the index pattern is formed through the diffraction optical element 80 instead of scanning the scanning unit to form the index pattern, the index pattern can be clearly displayed on the work. Further, since the scanning unit is not scanned to form the index pattern, the driving power for scanning the scanning unit can be reduced.

図６（Ａ）のように、回折光学素子８０によって指標光Ｎを拡散させることができるため、複数の指標光Ｎがワークに出射される。具体的には、中心の指標光Ｎと、その他の拡散された指標光ＮがワークＷ上に明確に表示される。図６（Ｂ）で図示したように、回折光学素子８０を介して出射された指標光Ｎ（ドットパターン）の間隔をデフォーカス間隔とし、光学的に指標を作り出すことができる。そして、図７、図８（Ｂ）で図示したように、載置面をＺ軸方向に調整して、集光ポイントを＋１、−１等の位置にすることができ、このような載置面の調整によって印字箇所をデフォーカスすることができる。 As shown in FIG. 6A, since the index light N can be diffused by the diffractive optical element 80, a plurality of index lights N are emitted to the work. Specifically, the central index light N and other diffused index light N are clearly displayed on the work W. As shown in FIG. 6B, the defocus interval is defined as the interval of the index light N (dot pattern) emitted through the diffractive optical element 80, and the index can be optically created. Then, as shown in FIGS. 7 and 8 (B), the mounting surface can be adjusted in the Z-axis direction so that the focusing point can be set to a position such as +1, -1, and the like. The printed part can be defocused by adjusting the surface.

（電源ユニットの概略構成）
次に、レーザーマーカー装置１における電源ユニット６の概略構成について、図１を参照しつつ説明する。図１に示すように、電源ユニット６は、励起用のレーザー光出射部４０と、レーザードライバ５１と、電源部５２と、冷却ユニット５３とを、ケーシング５５内に有している。電源部５２は、励起用のレーザー光出射部４０を駆動する駆動電流を、レーザードライバ５１を介して励起用のレーザー光出射部４０に供給する。レーザードライバ５１は、レーザーコントローラ５から入力される駆動情報に基づいて、励起用のレーザー光出射部４０を直流駆動する。 (Outline configuration of power supply unit)
Next, the schematic configuration of the power supply unit 6 in the laser marker device 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the power supply unit 6 has a laser light emitting unit 40 for excitation, a laser driver 51, a power supply unit 52, and a cooling unit 53 in a casing 55. The power supply unit 52 supplies the driving current for driving the laser light emitting unit 40 for excitation to the laser light emitting unit 40 for excitation via the laser driver 51. The laser driver 51 directly drives the laser light emitting unit 40 for excitation based on the drive information input from the laser controller 5.

励起用のレーザー光出射部４０は、光ファイバＦによってレーザー発振器２１に光学的に接続されている。励起用のレーザー光出射部４０は、レーザードライバ５１から入力されるパルス状の駆動電流に対して、レーザー光を発生する閾値電流を超えた電流値に比例した出力の波長のレーザー光である励起光を、光ファイバＦ内に出射する。従って、レーザー発振器２１には、励起用のレーザー光出射部４０からの励起光が光ファイバＦを介して入射される。励起用のレーザー光出射部４０には、例えば、ＧａＡｓを用いたバー型半導体レーザーを用いることができる。 The laser light emitting unit 40 for excitation is optically connected to the laser oscillator 21 by an optical fiber F. The laser light emitting unit 40 for excitation is a laser beam having an output wavelength proportional to a current value exceeding a threshold current for generating laser light with respect to a pulsed drive current input from the laser driver 51. Light is emitted into the optical fiber F. Therefore, the excitation light from the laser light emitting unit 40 for excitation is incident on the laser oscillator 21 via the optical fiber F. For the laser light emitting unit 40 for excitation, for example, a bar-type semiconductor laser using GaAs can be used.

冷却ユニット５３は、電源部５２及び励起用のレーザー光出射部４０を、所定の温度範囲内に調整する為のユニットであり、例えば、電子冷却方式により冷却することで、励起用のレーザー光出射部４０の温度制御を行っており、励起用のレーザー光出射部４０の発振波長を微調整する。尚、冷却ユニット５３は、水冷式の冷却ユニットや、空冷式の冷却ユニット等を用いるようにしてもよい。 The cooling unit 53 is a unit for adjusting the power supply unit 52 and the laser light emitting unit 40 for excitation within a predetermined temperature range. For example, by cooling by an electronic cooling method, the laser light emitting unit for excitation is emitted. The temperature of the unit 40 is controlled, and the oscillation wavelength of the laser light emitting unit 40 for excitation is finely adjusted. As the cooling unit 53, a water-cooled cooling unit, an air-cooled cooling unit, or the like may be used.

（レーザーマーカー装置１の制御系）
次に、レーザー加工システム１００を構成するレーザーマーカー装置１の制御系構成について、図面を参照しつつ説明する。図３に示すように、レーザーマーカー装置１は、レーザーマーカー装置１の全体を制御するレーザーコントローラ５と、レーザードライバ５１と、ガルバノコントローラ５６と、ガルバノドライバ５７と、可視ガイド光ドライバ５８と、指標光ドライバと、等を有して構成されている。レーザーコントローラ５には、レーザードライバ５１と、ガルバノコントローラ５６と、光センサ１７と、可視ガイド光ドライバ５８と、指標光ドライバ５９等が電気的に接続されている。 (Control system of laser marker device 1)
Next, the control system configuration of the laser marker device 1 constituting the laser processing system 100 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, the laser marker device 1 includes a laser controller 5, a laser driver 51, a galvano controller 56, a galvano driver 57, a visible guide light driver 58, and an index that control the entire laser marker device 1. It is configured with an optical driver and the like. A laser driver 51, a galvano controller 56, an optical sensor 17, a visible guide optical driver 58, an index optical driver 59, and the like are electrically connected to the laser controller 5.

レーザーコントローラ５は、レーザーマーカー装置１の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、時間を計測するタイマ６４等を備えている。又、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、タイマ６４は、バス線（不図示）により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。 The laser controller 5 includes an arithmetic unit that controls the entire laser marker device 1, a CPU 61 as a control device, a RAM 62, a ROM 63, a timer 64 that measures time, and the like. Further, the CPU 61, the RAM 62, the ROM 63, and the timer 64 are connected to each other by a bus line (not shown), and data is exchanged with each other.

ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により演算された各種の演算結果や描画パターンのＸＹ座標データ等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ６３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、ＰＣ７から送信された描画データに基づいて描画パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ６２に記憶する等の各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ６３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。 The RAM 62 is for temporarily storing various calculation results calculated by the CPU 61, XY coordinate data of drawing patterns, and the like. The ROM 63 stores various programs, and stores various programs such as calculating the XY coordinate data of the drawing pattern based on the drawing data transmitted from the PC 7 and storing it in the RAM 62. The ROM 63 stores data such as the start point, end point, focal point, and curvature of the font of each character composed of a straight line and an elliptical arc for each type of font.

そして、ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６３に記憶されている各種の制御プログラムに基づいて各種の演算及び制御を行なうものである。例えば、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から入力された描画データに基づいて算出した描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等をガルバノコントローラ５６に出力する。又、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から入力された描画データに基づいて設定した励起用のレーザー光出射部４０の励起レーザー光出力、励起レーザー光の出力期間等の励起用のレーザー光出射部４０の駆動情報をレーザードライバ５１に出力する。又、ＣＰＵ６１は、描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノスキャナ１８の動作を指示する制御信号等をガルバノコントローラ５６に出力する。 Then, the CPU 61 performs various calculations and controls based on various control programs stored in the ROM 63. For example, the CPU 61 outputs the XY coordinate data of the drawing pattern calculated based on the drawing data input from the PC 7, the galvano scanning speed information, and the like to the galvano controller 56. Further, the CPU 61 drives information of the excitation laser light emitting unit 40 such as the excitation laser light output of the excitation laser light emitting unit 40 and the excitation laser light output period set based on the drawing data input from the PC 7. Is output to the laser driver 51. Further, the CPU 61 outputs XY coordinate data of the drawing pattern, a control signal instructing the operation of the galvano scanner 18, and the like to the galvano controller 56.

レーザードライバ５１は、レーザーコントローラ５から入力されたレーザー発振器２１のレーザー出力、レーザー光Ｌのレーザーパルス幅等のレーザー駆動情報と、レーザー発振器２１のレーザー出力制御信号等に基づいて、レーザー発振器２１を駆動する。また、可視ガイド光ドライバ５８は、レーザーコントローラ５から入力されたオン信号又はオフ信号に基づいて、ガイド光出射部２８を点灯又は、消灯する。 The laser driver 51 sets the laser oscillator 21 based on the laser output of the laser oscillator 21 input from the laser controller 5, laser drive information such as the laser pulse width of the laser beam L, and the laser output control signal of the laser oscillator 21. Drive. Further, the visible guide light driver 58 turns on or off the guide light emitting unit 28 based on the on signal or the off signal input from the laser controller 5.

ガルバノコントローラ５６は、レーザーコントローラ５から入力された描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ５７へ出力する。 The galvano controller 56 calculates the drive angle, rotation speed, etc. of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 based on the XY coordinate data of the drawing pattern input from the laser controller 5, the galvano scanning speed information, and the like. , The motor drive information indicating the drive angle and the rotation speed is output to the galvano driver 57.

ガルバノドライバ５７は、ガルバノコントローラ５６から入力された駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御して、レーザー光Ｌを２次元走査する。 The galvano driver 57 drives and controls the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 based on the motor drive information representing the drive angle and rotation speed input from the galvano controller 56, and scans the laser beam L in two dimensions. To do.

可視ガイド光ドライバ５８は、レーザーコントローラ５から出力される制御信号に基づいて、ガイド光出射部２８を含むガイド光部１５の制御を行い、例えば、制御信号に基づいて、ガイド光出射部２８から出射される可視ガイド光Ｍの光量を制御する。指標光ドライバ５９は、レーザーコントローラ５から出力される制御信号に基づいて、レーザーマーカー装置１、又は、加工容器４における本体箱部３５内部に配設された指標光出射部３９の制御を行い、指標光Ｎの出射制御を行う。 The visible guide light driver 58 controls the guide light unit 15 including the guide light emitting unit 28 based on the control signal output from the laser controller 5, and for example, from the guide light emitting unit 28 based on the control signal. The amount of visible guide light M emitted is controlled. The index light driver 59 controls the laser marker device 1 or the index light emitting unit 39 arranged inside the main body box 35 in the processing container 4 based on the control signal output from the laser controller 5. The emission control of the index light N is performed.

図１、図３に示すように、レーザーコントローラ５には、ＰＣ７が双方向通信可能に接続されており、ＰＣ７から送信された加工内容を示す描画データ、レーザーマーカー装置本体部２の制御パラメータ、ユーザーからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, a PC 7 is connected to the laser controller 5 so as to be able to communicate in both directions, drawing data indicating the processing content transmitted from the PC 7, control parameters of the laser marker device main body 2, and so on. It is configured to be able to receive various instruction information from the user.

（ＰＣの制御系）
続いて、レーザー加工システム１００を構成するＰＣ７の制御系構成について、図面を参照しつつ説明する。図３に示すように、ＰＣ７は、ＰＣ７の全体を制御する制御部７０と、マウスやキーボード等から構成される入力操作部７６と、液晶ディスプレイ７７と、ＣＰＵ７１の命令に基づいて、ＣＤ−ＲＯＭ７９に記憶されているデータの読み出し、および、ＣＤ−ＲＯＭ７９へのデータの書き込みなどを行う、ＣＤドライブ装置７８等から構成されている。 (PC control system)
Subsequently, the control system configuration of the PC 7 constituting the laser processing system 100 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, the PC 7 includes a control unit 70 that controls the entire PC 7, an input operation unit 76 including a mouse, a keyboard, and the like, a liquid crystal display 77, and a CD-ROM 79 based on commands from the CPU 71. It is composed of a CD drive device 78 or the like that reads data stored in a mouse and writes data to a CD-ROM 79.

制御部７０は、ＰＣ７の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ７１と、ＲＡＭ７２と、ＲＯＭ７３と、時間を計測するタイマ７４と、ＨＤＤ７５等を備えている。又、ＣＰＵ７１と、ＲＡＭ７２と、ＲＯＭ７３と、タイマ７４は、バス線（図示せず）により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。又、ＣＰＵ７１とＨＤＤ７５は、入出力インターフェース（図示せず）を介して接続され、相互にデータのやり取りが行われる。 The control unit 70 includes an arithmetic unit that controls the entire PC 7, a CPU 71 as a control device, a RAM 72, a ROM 73, a timer 74 for measuring time, an HDD 75, and the like. Further, the CPU 71, the RAM 72, the ROM 73, and the timer 74 are connected to each other by a bus line (not shown), and data is exchanged with each other. Further, the CPU 71 and the HDD 75 are connected via an input / output interface (not shown), and data is exchanged with each other.

ＲＡＭ７２は、ＣＰＵ７１により演算された各種の演算結果等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ７３は、各種の制御プログラムやデータテーブルを記憶させておくものである。 The RAM 72 is for temporarily storing various calculation results and the like calculated by the CPU 71. The ROM 73 stores various control programs and data tables.

そして、ＨＤＤ７５は、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、各種データファイルを記憶する記憶装置であり、例えば、曲面を有するワークＷの一例である円柱状のワークＷをレーザー光Ｌで加工する為の曲面描画処理プログラム等や、当該曲面描画処理プログラムにおける各サブルーチン等を記憶している。 The HDD 75 is a storage device that stores various application software programs and various data files. For example, a curved surface drawing process for processing a columnar work W, which is an example of a work W having a curved surface, with a laser beam L. A program or the like and each subroutine or the like in the curved surface drawing processing program are stored.

そして、ＣＤドライブ装置７８は、アプリケーションプログラム、各種データテーブル等のデータ群を、ＣＤ−ＲＯＭ７９から読み込む、又は、ＣＤ−ＲＯＭ７９に対して書き込む。即ち、ＰＣ７は、ＣＤドライブ装置７８を介して、曲面描画処理プログラムや、各種サブルーチンをＣＤ−ＲＯＭ７９から読み込み、ＨＤＤ７５に格納する。 Then, the CD drive device 78 reads a data group such as an application program and various data tables from the CD-ROM 79 or writes the data group to the CD-ROM 79. That is, the PC 7 reads the curved surface drawing processing program and various subroutines from the CD-ROM 79 via the CD drive device 78 and stores them in the HDD 75.

尚、各種描画処理プログラムや、当該各種描画処理プログラムにおける各サブルーチンは、ＲＯＭ７３に記憶されていても良いし、ＣＤ−ＲＯＭ７９等の記憶媒体から読み込まれても良い。又、インターネット等のネットワーク（図示せず）を介して、ダウンロードされてもよい。 The various drawing processing programs and the subroutines in the various drawing processing programs may be stored in the ROM 73 or may be read from a storage medium such as a CD-ROM 79. Further, it may be downloaded via a network (not shown) such as the Internet.

そして、ＰＣ７には、入出力インターフェース（図示せず）を介して、マウスやキーボード等から構成される入力操作部７６と、液晶ディスプレイ７７等が電気的に接続されている。従って、ＰＣ７は、入力操作部７６や、液晶ディスプレイ７７を用いて、レーザー光Ｌによる描画を行う際の各種設定を行う際に利用される。 An input operation unit 76 composed of a mouse, a keyboard, or the like is electrically connected to the PC 7 via an input / output interface (not shown), and a liquid crystal display 77 or the like is electrically connected to the PC 7. Therefore, the PC 7 is used when making various settings when drawing with the laser beam L by using the input operation unit 76 and the liquid crystal display 77.

＜加工処理＞
次に、上記のように構成されたレーザーマーカー装置１が実行する処理であって、ワークＷの加工面ＷＡに印字パターンをマーキング（印字）する「加工処理」の印字処理プログラムについての一例を図９に基づいて説明する。 <Processing>
Next, the figure shows an example of the printing process program of the "processing process" which is the process executed by the laser marker device 1 configured as described above and which marks (prints) a print pattern on the machined surface WA of the work W. This will be described based on 9.

ワークＷを載置面に載置し、レーザーマーカー装置１の電源がＯＮされ、ＰＣ７にて加工処理のためのアプリケーションが起動されると、ＰＣ７は受付画面を液晶ディスプレイ７７に表示する。ユーザーは受付画面にて、加工したい文字、記号、図形などの情報およびワークＷの材質などの印字情報を入力する。ＰＣ７は入力された印字情報に基づくレーザー加工処理を加工ジョブとして処理する。ＰＣ７は、加工したい文字、記号、図形などの情報については、例えば、レイアウト画面（不図示）にて、受け付ける。 When the work W is placed on the mounting surface, the power of the laser marker device 1 is turned on, and the application for processing is started on the PC 7, the PC 7 displays the reception screen on the liquid crystal display 77. On the reception screen, the user inputs information such as characters, symbols, and figures to be processed and print information such as the material of the work W. The PC 7 processes the laser processing process based on the input print information as a processing job. The PC 7 accepts information such as characters, symbols, and figures to be processed on, for example, a layout screen (not shown).

図９のＳ１においては、ＣＰＵ７１は、ワークＷの印字情報（ワーク情報）を入力するレイアウト画面の各設定部に対する操作信号に基づいて、ワーク情報の入力を受け付けたか否かを判断する。ワーク情報の入力を受け付けた場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、Ｓ２に処理を移行する。一方、ワーク情報の入力を受け付けていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、ワーク情報の入力を受け付けるまで、処理を待機する。 In S1 of FIG. 9, the CPU 71 determines whether or not the input of the work information has been accepted based on the operation signal for each setting unit of the layout screen for inputting the print information (work information) of the work W. When the input of the work information is accepted (S1: YES), the CPU 71 shifts the process to S2. On the other hand, when the input of the work information is not accepted (S1: NO), the CPU 71 waits for the process until the input of the work information is accepted.

ワーク情報の入力を受け付け、Ｓ２に移行すると、ＣＰＵ７１は、入力操作部７６からの所定の操作信号に基づいて、載置面上に配置されたワークＷ表面と、レーザー光Ｌの焦点に関してＺ軸方向へ位置調整を行う旨の操作を受け付けたか否かを判断する。Ｚ軸方向位置調整に関する操作を受け付けた場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、Ｓ３に処理を移行する。一方、Ｚ軸方向位置調整に関する操作を受け付けていない場合（Ｓ２：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、Ｚ軸方向位置調整に関する操作を受け付けるまで、処理を待機する。 When the input of the work information is received and the process shifts to S2, the CPU 71 determines the Z-axis with respect to the work W surface arranged on the mounting surface and the focal point of the laser beam L based on a predetermined operation signal from the input operation unit 76. It is determined whether or not the operation to adjust the position in the direction has been accepted. When the operation related to the Z-axis direction position adjustment is accepted (S2: YES), the CPU 71 shifts the process to S3. On the other hand, when the operation related to the Z-axis direction position adjustment is not accepted (S2: NO), the CPU 71 waits for the process until the operation related to the Z-axis direction position adjustment is accepted.

Ｓ３においては、ＣＰＵ７１は、Ｚ軸方向調整処理を実行し、本体箱部３５内の載置面に対して鉛直なＺ軸方向に関して、載置面上に配置されたワークＷと、レーザー光Ｌの焦点位置との位置関係を調整する。この場合、ＣＰＵ７１は、Ｚ軸方向調整処理プログラムを実行することで、Ｓ３に関する処理を実行する。以下、Ｚ軸方向調整処理プログラムについて簡単に説明する。 In S3, the CPU 71 executes the Z-axis direction adjustment process, and the work W arranged on the mounting surface and the laser beam L in the Z-axis direction perpendicular to the mounting surface in the main body box 35. Adjust the positional relationship with the focal position of. In this case, the CPU 71 executes the processing related to S3 by executing the Z-axis direction adjustment processing program. Hereinafter, the Z-axis direction adjustment processing program will be briefly described.

Ｓ４においては、ワークＷの加工面ＷＡ上にガイド光出射部２８から可視ガイド光Ｍを出射させる。具体的には、下記のとおりである。 In S4, the visible guide light M is emitted from the guide light emitting unit 28 on the machined surface WA of the work W. Specifically, it is as follows.

ＣＰＵ６１は、可視ガイド光Ｍを入射させるためのガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２のそれぞれの角度位置をＲＯＭ６３から読み出し、ガルバノコントローラ５６へ送信する。尚、可視ガイド光Ｍを入射させるためのガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２のそれぞれの角度位置は、ＲＯＭ６３に予め記憶されている。 The CPU 61 reads out the angular positions of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 for incident the visible guide light M from the ROM 63 and transmits them to the galvano controller 56. The angular positions of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 for incident the visible guide light M are stored in advance in the ROM 63.

ガルバノコントローラ５６は、受信したガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２のそれぞれの角度位置まで回転させる駆動角度を算出して、駆動角度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ５７へ出力する。ガルバノドライバ５７は、ガルバノコントローラ５６から入力された駆動角度を表すモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を回転させ、回転した位置で静止した状態を維持する。 The galvano controller 56 calculates a drive angle for rotating the received galvano X-axis motor 31 and galvano Y-axis motor 32 to their respective angular positions, and outputs motor drive information indicating the drive angle to the galvano driver 57. The galvano driver 57 rotates the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 based on the motor drive information representing the drive angle input from the galvano controller 56, and maintains a stationary state at the rotated positions.

ＣＰＵ６１は、ガイド光出射部２８の点灯開始を指示するオン信号を可視ガイド光ドライバ５８に出力する。可視ガイド光ドライバ５８は、制御部７０から入力されたオン信号に基づいて、ガイド光出射部２８を点灯駆動して可視ガイド光Ｍを出射する。これにより、ガイド光出射部２８から出射された可視ガイド光Ｍは、ガルバノスキャナ１８及び収束レンズ１９を経て、ワークＷの加工面ＷＡ上のマーキング（印字）可能な加工有効領域内に可視ガイド光Ｍを出射して、ガイドパターンを描写する。 The CPU 61 outputs an on signal instructing the start of lighting of the guide light emitting unit 28 to the visible guide light driver 58. The visible guide light driver 58 lights and drives the guide light emitting unit 28 based on the ON signal input from the control unit 70 to emit the visible guide light M. As a result, the visible guide light M emitted from the guide light emitting unit 28 passes through the galvano scanner 18 and the convergence lens 19 and is within the visible guide light within the processing effective region that can be marked (printed) on the machined surface WA of the work W. Emit M to draw a guide pattern.

ワークＷにガイドパターンが描写されると、次に、ワークＷの加工面ＷＡ上に指標光出射部３９から指標光Ｎを出射させる（Ｓ５）。具体的には、下記のとおりである。 When the guide pattern is drawn on the work W, the index light N is then emitted from the index light emitting unit 39 on the machined surface WA of the work W (S5). Specifically, it is as follows.

ＣＰＵ７１は、指標光ドライバ５９を介して、指標光出射部３９を制御して、指標光出射部３９から指標光Ｎを出射する。指標光Ｎに対する可視ガイド光Ｍの位置を相対的に移動させて、収束レンズ１９とワークＷの間隔を調整して焦点位置を決めることもできる。 The CPU 71 controls the index light emitting unit 39 via the index light driver 59 to emit the index light N from the index light emitting unit 39. It is also possible to determine the focal position by adjusting the distance between the focusing lens 19 and the work W by moving the position of the visible guide light M relative to the index light N.

この指標光Ｎの出射方向には回折光学素子８０が配置され、指標光出射部３９からの指標光Ｎを回折する。この回折光学素子８０は、載置面に対し傾斜方向から出射される指標光Ｎを拡散させるものであり、照射された指標光Ｎの間隔をデフォーカス間隔とし、光学的な指標を作ることができる。すなわち、ワークＷに対して明確に指標パターンを投射でき、また、デフォーカスの位置確認もしやすくなる。ここでの回折光学素子８０としては、例えば、収束レンズとワークとの距離を調整するための第１指標パターンを形成可能な第１回折光学素子等による。 A diffractive optical element 80 is arranged in the emission direction of the index light N to diffract the index light N from the index light emitting unit 39. The diffractive optical element 80 diffuses the index light N emitted from the tilting direction with respect to the mounting surface, and the interval between the irradiated index lights N can be set as the defocus interval to create an optical index. it can. That is, the index pattern can be clearly projected on the work W, and the defocus position can be easily confirmed. The diffraction optical element 80 here is, for example, a first diffraction optical element capable of forming a first index pattern for adjusting the distance between the convergent lens and the work.

なお、回折光学素子８０を介して指標光Ｎを拡散させても、入射光の中心軸に一番近い０次が一番強く光り、中心としての認識は可能であるため、回折光学素子８０を介してもフォーカシングさせることは可能である。 Even if the index light N is diffused through the diffractive optical element 80, the 0th order closest to the central axis of the incident light shines most strongly and can be recognized as the center. It is possible to focus through it.

指標光Ｎを出射しワークＷに指標パターンが形成されると、ユーザーは、図８のように可視ガイド光Ｍの光点と、ワークＷ上の指標光Ｎの光点とを一致、または、ズラすように、例えば、載置面をＺ軸方向に移動させる。具体的には、載置面としてワークＷの下に高さ調整のための台を置いて台の高さを変えるなどして、ワークＷの高さを調整して載置面をＺ軸方向に移動させる。 When the index light N is emitted and the index pattern is formed on the work W, the user matches the light spot of the visible guide light M with the light spot of the index light N on the work W as shown in FIG. For example, the mounting surface is moved in the Z-axis direction so as to be displaced. Specifically, the height of the work W is adjusted by placing a table for height adjustment under the work W as the mounting surface and changing the height of the table, and the mounting surface is moved in the Z-axis direction. Move to.

ユーザーがＺ軸方向の位置合わせを終了し、液晶ディスプレイ７７上にワークＷの位置合わせ完了を示すＯＫボタンが表示され、このＯＫボタンをクリックすると入力操作部７６からの操作信号に基づいてＣＰＵ７１が位置合わせ完了と判断して次の処理へ進む。 When the user finishes the alignment in the Z-axis direction, an OK button indicating that the alignment of the work W is completed is displayed on the liquid crystal display 77, and when this OK button is clicked, the CPU 71 is generated based on the operation signal from the input operation unit 76. It is judged that the alignment is completed and the process proceeds to the next process.

Ｓ６においては、ＣＰＵ７１は、入力操作部７６からの操作信号に基づいて、載置面に対して垂直なＺ軸方向への調整（即ち、レーザー光Ｌの焦点位置の調整）を完了したか否かを判断する。Ｚ軸方向への調整を完了している場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、Ｚ軸方向調整処理プログラムを終了し、印字処理プログラムのＳ７に処理を移行する。一方、Ｚ軸方向への調整を完了していない場合（Ｓ６：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、Ｚ軸方向への調整を完了するまで、処理を待機する。 In S6, whether or not the CPU 71 has completed the adjustment in the Z-axis direction perpendicular to the mounting surface (that is, the adjustment of the focal position of the laser beam L) based on the operation signal from the input operation unit 76. To judge. When the adjustment in the Z-axis direction is completed (S6: YES), the CPU 71 ends the Z-axis direction adjustment processing program and shifts the processing to S7 of the printing processing program. On the other hand, when the adjustment in the Z-axis direction is not completed (S6: NO), the CPU 71 waits for the process until the adjustment in the Z-axis direction is completed.

図９に示すように、Ｚ軸方向調整処理（Ｓ６）を終了し、Ｓ７に移行すると、ＣＰＵ７１は、入力操作部７６からの所定の操作信号に基づいて、載置面上に対して任意に設定された印字位置と、載置面上に配置されたワークＷに関してＸＹ軸方向へ位置調整を行う旨の操作を受け付けたか否かを判断する。ＸＹ軸方向位置調整に関する操作を受け付けた場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、Ｓ８に処理を移行する。一方、ＸＹ軸方向位置調整に関する操作を受け付けていない場合（Ｓ７：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、ＸＹ軸方向位置調整に関する操作を受け付けるまで、処理を待機する。 As shown in FIG. 9, when the Z-axis direction adjustment process (S6) is completed and the process shifts to S7, the CPU 71 arbitrarily refers to the mounting surface based on a predetermined operation signal from the input operation unit 76. It is determined whether or not the operation to adjust the position of the set print position and the work W arranged on the mounting surface in the XY axis direction has been accepted. When the operation related to the XY axis direction position adjustment is accepted (S7: YES), the CPU 71 shifts the process to S8. On the other hand, when the operation related to the XY axis direction position adjustment is not accepted (S7: NO), the CPU 71 waits for the process until the operation related to the XY axis direction position adjustment is accepted.

Ｓ８においては、ＣＰＵ７１は、ＸＹ軸方向調整処理を実行し、本体箱部３５内の載置面上のＸＹ軸方向に関して、載置面上の印字位置に対して、ワークＷの位置を調整する。この場合、ＣＰＵ７１は、ＸＹ軸方向調整処理プログラムを実行することで、Ｓ８に関する処理を実行する。以下、ＸＹ軸方向調整処理プログラムについて簡単に説明する。 In S8, the CPU 71 executes the XY axis direction adjustment process, and adjusts the position of the work W with respect to the print position on the mounting surface with respect to the XY axis direction on the mounting surface in the main body box portion 35. .. In this case, the CPU 71 executes the processing related to S8 by executing the XY axis direction adjustment processing program. Hereinafter, the XY axis direction adjustment processing program will be briefly described.

ここでは、例えば、ＸＹ軸方向のワークＷの位置合わせ用として用いられるものである第２回折光学素子（例えば、ホログラム等）によって、指標光出射部３９からの指標光Ｎを回折してワークＷに指標パターン（第２指標パターン）を形成する。これによる指標パターンとしては、ワークＷ上に格子等が形成される。載置面上のワークＷの印字位置に指標パターンが形成されると、ユーザーは、この指標パターンを基準として、載置面のＸＹ軸方向に関して、ワークＷの位置を調整する。 Here, for example, the work W is diffracted by the second diffracting optical element (for example, a hologram or the like) used for aligning the work W in the XY-axis direction to diffract the index light N from the index light emitting unit 39. An index pattern (second index pattern) is formed in. As an index pattern based on this, a grid or the like is formed on the work W. When an index pattern is formed at the print position of the work W on the mounting surface, the user adjusts the position of the work W with respect to the XY axis direction of the mounting surface with reference to this index pattern.

ユーザーがＸＹ軸方向の位置合わせを終了し、液晶ディスプレイ７７上にワークＷの位置合わせ完了を示すＯＫボタンが表示され、このＯＫボタンをクリックすると入力操作部７６からの操作信号に基づいてＣＰＵ７１が位置合わせ完了と判断して次の処理へ進む。 When the user finishes the alignment in the XY axis direction, an OK button indicating that the alignment of the work W is completed is displayed on the liquid crystal display 77, and when this OK button is clicked, the CPU 71 is generated based on the operation signal from the input operation unit 76. It is judged that the alignment is completed and the process proceeds to the next process.

Ｓ９においては、ＣＰＵ７１は、入力操作部７６からの操作信号に基づいて、印字位置に対するワークＷのＸＹ軸方向への調整を完了したか否かを判断する。印字位置への位置調整を完了している場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、ＸＹ軸方向調整処理プログラムを終了し、印字処理プログラムのＳ１０に処理を移行する。一方、印字位置ＰＡへの位置調整を完了していない場合（Ｓ９：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、印字位置への調整を完了するまで、処理を待機する。 In S9, the CPU 71 determines whether or not the adjustment of the work W in the XY axis direction with respect to the print position has been completed based on the operation signal from the input operation unit 76. When the position adjustment to the print position is completed (S9: YES), the CPU 71 ends the XY axis direction adjustment processing program and shifts the processing to S10 of the print processing program. On the other hand, when the position adjustment to the print position PA is not completed (S9: NO), the CPU 71 waits for the process until the adjustment to the print position is completed.

印字位置への位置調整を完了し（Ｓ９：ＹＥＳ）、Ｓ１０に移行すると、ＣＰＵ７１は、入力操作部７６からの操作信号に基づいて、ワークＷ表面に対するレーザー加工の実行を指示する加工実行操作が行われたか否かを判断する。加工実行操作が行われた場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、Ｓ１１に処理を移行する。一方、加工実行操作が行われていない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、加工実行操作が行われるまで、処理を待機する。 When the position adjustment to the print position is completed (S9: YES) and the process proceeds to S10, the CPU 71 performs a machining execution operation for instructing the execution of laser machining on the work W surface based on the operation signal from the input operation unit 76. Determine if it was done. When the processing execution operation is performed (S10: YES), the CPU 71 shifts the processing to S11. On the other hand, when the machining execution operation is not performed (S10: NO), the CPU 71 waits for the processing until the machining execution operation is performed.

Ｓ１１に移行すると、ＣＰＵ７１は、加工実行処理を実行し、印字位置に設置されたワークＷ表面に対して、レーザー光Ｌによるレーザー加工を実行する。具体的には、ＣＰＵ７１は、レーザーコントローラ５を介して、レーザー光Ｌをワーク情報に基づいて走査することで、ワークＷに対して文字や記号等を印字する。加工実行処理（Ｓ１１）を終了した後、ＣＰＵ７１は、印字処理プログラムを終了する。 Upon shifting to S11, the CPU 71 executes a machining execution process, and performs laser machining with the laser beam L on the surface of the work W installed at the printing position. Specifically, the CPU 71 prints characters, symbols, and the like on the work W by scanning the laser beam L based on the work information via the laser controller 5. After finishing the processing execution process (S11), the CPU 71 ends the print processing program.

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。 It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

ここで、本発明における載置面は、ワークＷを載置することができればどのような台でもよく、レーザーマーカー装置１と別体の構成であってもよい。また、載置面を調整手段によって上下動させることも可能である。例えば、調整手段であるハンドルを回転させると載置面が上下動する構成であってもよい。 Here, the mounting surface in the present invention may be any table as long as the work W can be mounted, and may have a configuration separate from the laser marker device 1. It is also possible to move the mounting surface up and down by adjusting means. For example, the mounting surface may move up and down when the handle, which is an adjusting means, is rotated.

加工対象物であるワークＷは、平板上のワークＷや、曲面を有するような円柱状のワークＷ、球面上のワークＷ等であっても、印字可能であればどのような形状であってもよい。 The work W to be processed may have any shape as long as it can be printed, even if it is a work W on a flat plate, a columnar work W having a curved surface, a work W on a spherical surface, or the like. May be good.

載置面に対してガイドパターンを描写する可視ガイド光Ｍは、垂直方向からの出射の他、水平方向からの出射等、様々な方向から出射することも可能である。 The visible guide light M that depicts the guide pattern on the mounting surface can be emitted from various directions such as emission from the horizontal direction as well as emission from the vertical direction.

指標光Ｎを回折するその他の例としては、例えば、格子状のパターンによる回折を利用して干渉縞を作るために用いられる回折素子等が挙げられる。回折光学素子８０は、指標光出射部３９と載置面との間に配置されるが、指標光出射部３９と載置面との間であればどの位置であってもよい。また、１つの回折光学素子８０にＸＹ軸方向の調整用の保持部とＺ軸方向の調整用の保持部を混在する構成であってもよい。 Other examples of diffracting the index light N include, for example, a diffraction element used for forming interference fringes by utilizing diffraction by a grating pattern. The diffractive optical element 80 is arranged between the index light emitting unit 39 and the mounting surface, but may be at any position as long as it is between the index light emitting unit 39 and the mounting surface. Further, one diffractive optical element 80 may have a configuration in which a holding portion for adjusting in the XY-axis direction and a holding portion for adjusting in the Z-axis direction are mixed.

保持部に関しては、スライダーや回転保持板８５について説明したが、これらに限定されるものではない。 Regarding the holding portion, the slider and the rotation holding plate 85 have been described, but the present invention is not limited thereto.

加工処理においては、その一例を説明した。例えば、ガイド表示のためのパターン表示、ガイドパターンの描写、指標パターンの形成の順序等、一例を示したものであり、これらの説明に拘泥されるものではない。また、ＸＹ軸方向調整処理プログラムや、Ｚ軸方向調整処理プログラムに関してもこれらに拘泥されるものではない。 In the processing, an example thereof has been described. For example, the pattern display for the guide display, the depiction of the guide pattern, the order of forming the index pattern, etc. are shown as examples, and are not bound by these explanations. Further, the XY-axis direction adjustment processing program and the Z-axis direction adjustment processing program are not bound by these.

ワークＷ上に形成するドットパターンの指標パターンの場合、ドットパターンの近傍に形成される数字はどのような数であってもよい。例えば、−１、−２・・・、−１０・・・、−２０・・・、＋１、＋２・・・、＋１０・・・、＋２０・・・等が挙げられる。また、ドットパターンの近傍に数字等が形成されない指標パターンであってもよい。 In the case of the index pattern of the dot pattern formed on the work W, any number may be formed in the vicinity of the dot pattern. For example, -1, -2 ..., -10 ..., -20 ..., +1, +2 ..., +10 ..., +20 ... and the like can be mentioned. Further, it may be an index pattern in which numbers or the like are not formed in the vicinity of the dot pattern.

１レーザーマーカー装置
２レーザーマーカー装置本体部
５レーザーコントローラ
６電源ユニット
７ＰＣ
１８ガルバノスキャナ
２１レーザー発振器
２８ガイド光出射部
３９ポインタ光出射部
７０制御部
７６入力操作部
７７液晶ディスプレイ 1 Laser marker device 2 Laser marker device main unit 5 Laser controller 6 Power supply unit 7 PC
18 Galvano scanner 21 Laser oscillator 28 Guide light emission unit 39 Pointer light emission unit 70 Control unit 76 Input operation unit 77 Liquid crystal display

Claims

A laser marker device that prints by irradiating a work placed on a mounting surface with laser light.
A laser light emitting part that emits laser light for processing and
A scanning unit that scans the laser light from the laser light emitting unit, and
A condensing lens that converges the laser light emitted from the laser light emitting unit via the scanning unit toward the above-mentioned mounting surface.
A guide light emitting unit that is scanned by the scanning unit and emits visible guide light for drawing a guide pattern from the first direction with respect to the above-mentioned mounting surface via the convergent lens.
An index light emitting portion that emits index light for adjusting the distance between the converging lens and the work from a predetermined tilt angle with respect to the first direction by comparison with the visible guide light.
A diffractive optical element, which is arranged between the index light emitting unit and the above-mentioned mounting surface and diffracts the index light from the index light emitting unit to form an index pattern on the work, is provided.
It has a plurality of the diffractive optical elements and
Les chromatography Heather marker device including a holding section capable of switching the plurality of the diffractive optical element.

As the plurality of the diffractive optical elements,
A first diffractive optical element capable of forming a first index pattern for adjusting the distance between the condensing lens and the work, and
It has a second diffractive optical element, which can form a second index pattern for aligning the work with respect to the above-mentioned mounting surface.
The holding portion includes a laser marker apparatus according to claim 1, characterized in that the holding and switching the said first diffractive optical element and the second diffractive optical element.

The holding portion includes a laser marker apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that for holding the matching diffraction optical element in the converging lens.

A laser marker device that prints by irradiating a work placed on a mounting surface with laser light.
A laser light emitting part that emits laser light for processing and
A scanning unit that scans the laser light from the laser light emitting unit, and
A condensing lens that converges the laser light emitted from the laser light emitting unit via the scanning unit toward the above-mentioned mounting surface.
A guide light emitting unit that is scanned by the scanning unit and emits visible guide light for drawing a guide pattern from the first direction with respect to the above-mentioned mounting surface via the convergent lens.
An index light emitting portion that emits index light for adjusting the distance between the converging lens and the work from a predetermined tilt angle with respect to the first direction by comparison with the visible guide light.
A diffractive optical element, which is arranged between the index light emitting unit and the above-mentioned mounting surface and diffracts the index light from the index light emitting unit to form an index pattern on the work, is provided.
The diffractive optical element has a plurality of diffractive portions in the optical element.
Les chromatography Heather marker device including a holding section capable of switching the plurality of the diffraction portion.

The holding portion includes a laser marker apparatus according to 請 Motomeko 4 you, characterized in that for holding the diffraction portion you conform to the converging lens.