レーザ加工装置
【課題】用途に応じてレーザパワーの使用範囲を変更しても、その設定範囲毎に調整分解能が変わらないようにしたレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】第２の入力装置８ｂは１／２波長板３の回動角度（第２設定値）を指定する。制御装置９は、回動装置６を介して１／２波長板３を回動させて、レーザ発振器２から出力されたレーザ光のパワーを、段階的に調整する。第１の入力装置８ａは、レーザ発振器２から出力するレーザ光のパワーのパワー上限値（第１設定値）を指定する。制御装置９は、レーザ駆動装置７を介してレーザ発振器２を駆動制御し、レーザ発振器２から出力するレーザ光のパワーを調整する。
【解決手段】第２の入力装置８ｂは１／２波長板３の回動角度（第２設定値）を指定する。制御装置９は、回動装置６を介して１／２波長板３を回動させて、レーザ発振器２から出力されたレーザ光のパワーを、段階的に調整する。第１の入力装置８ａは、レーザ発振器２から出力するレーザ光のパワーのパワー上限値（第１設定値）を指定する。制御装置９は、レーザ駆動装置７を介してレーザ発振器２を駆動制御し、レーザ発振器２から出力するレーザ光のパワーを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を加工対象物に照射して加工を行うレーザ加工装置がある。そのレーザ加工装置の１つとして、レーザマーキング装置がある。レーザマーキング装置は、金属、樹脂、セラミック、半導体装置、紙、図形等の多種多様の加工対象物の表面に、レーザを照射して多種多様な文字・記号・図形等のマーキングを行う。
【０００３】
レーザマーキング装置は、加工対象物の素材に応じて、または、マーキング濃度に応じて、照射するレーザ光のパワーを調整する必要がある。そこで、レーザ光のパワーの調整として、１／２反射板の回動角度を変えることにより、その回動角度に応じて出力レーザとして取り出せるレーザ光のレーザパワーを調整することができるレーザ加工装置（レーザマーキング装置）が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この種の１／２波長板は、０度から４５度の回動角の範囲で回動することで、レーザ発振器から出力されたレーザ光のパワーを０％から１００％の範囲で光学的に調整することができる。１／２波長板の回動は、ステッピングモータにて行われる。従って、ステッピングモータのステップ量によって、１／２波長板の回動角度は、段階的に変更される。その結果、レーザ光のパワーは、段階的に調整される。
【０００５】
例えば、レーザ発振器から出力されるレーザ光のパワーが１８［Ｗ］であって、ステッピングモータの１８ステップで、１／２波長板が０度〜４５度を回動すると、図６に示すように、１ステップ回動させる毎に１［Ｗ］ずつ、レーザ光のパワーが段階的に増減して行く。
【特許文献１】特開２００７−２６８５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したレーザ加工装置（レーザマーキング装置）において、レーザ光のパワーを０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の全範囲をフルに使用されてレーザ加工を行う場合には、レーザパワーは１［Ｗ］単位で１８段階に制御される。しかしながら、加工対象物の素材によって、レーザ加工装置（レーザマーキング装置）を使用する際、レーザ光のパワーを０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲から、０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲で使用する場合がある。
【０００７】
このとき、０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲で使用する場合、レーザパワーは１［Ｗ］単位で９段階に制御される。従って、レーザ加工装置（レーザマーキング装置）は０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲を高分解能（０．５［Ｗ］単位で１８段階）でパワー調整することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、用途に応じてレーザパワーの使用範囲を変更しても、その設定範囲毎に調整分解能が変わらないようにしたレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ発生手段と、前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワーを外部からの操作で変更可能に設定する第１のパワー調整手段と、前記レーザ発生手段から入射したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを出射させる光通過手段と、前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つをレーザ光の光軸を回動中心として回動させ、前記レーザ発生手段と前記光通過手段との相対的な回動角度を変更するための回動手段と、前記回動手段によって前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つを回動させることで、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整可能とする外部から操作可能な第２のパワー調整手段とを備えた。
【００１０】
請求項２に記載のレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記回動手段は、前記光通過手段を前記レーザ発生手段に対してレーザ光の光軸を回動中心として回動させるようにした。
【００１１】
請求項３に記載のレーザ加工装置は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記第２のパワー調整手段における前記光通過手段には、前記レーザ発生手段から出射された前記レーザ光の光軸を回動中心として回動される波長板と、前記波長板を通過したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを通過させる第１偏光部材とが設けられ、前記回動手段を駆動させて、前記波長板を、前記光軸を回動中心に回動させることで、前記波長板と前記第１偏光部材との相対的な回動角度に応じて、前記加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整する。
【００１２】
請求項４に記載のレーザ加工装置は、請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、 前記レーザ発生手段には、レーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のみを通過させる第２偏光部材とが設けられ、前記第１のパワー調整手段は、前記第２偏光部材及び前記レーザ光源の少なくとも一方を、前記光軸を回動中心に回動させて光軸周りの相対回動角度を変更することにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とする。
【００１３】
請求項５に記載のレーザ加工装置は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記第２偏光部材と前記レーザ光源はそれぞれ所定の１ステップ回動角度で回動し、前記第２偏光部材の１ステップ回動角度と、前記レーザ光源の１ステップ回動角度が同一ステップ角度で設定されているとともに、前記第２偏光部材と前記レーザ光源とが、前記１ステップ回動角度の１／２の回動角度ずらして配置されている。
【００１４】
請求項６に記載のレーザ加工装置は、請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ発生手段には、レーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段とが設けられ、前記第１のパワー調整手段は、前記レーザ駆動手段の駆動信号を変更させることにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とする。
【００１５】
請求項７に記載のレーザ加工装置は、請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、複数の材質毎に、その材質に照射するためのレーザ光の最適パワーのデータを記憶する記憶手段と、前記複数の材質を選択する材質選択手段とを備え、前記第１及び第２のパワー調整手段の少なくとも一方が、前記材質選択手段で選択された材質に対する前記記憶手段に記憶される最適パワーのデータを読み出し、その読み出した最適パワーのデータに基づいて前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワー、又は、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを設定する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載したレーザ加工装置によれば、第１のパワー調整手段によって、レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワーを、例えば、用途に応じて変更することがきる。そして、用途によって種々変更されたレーザ光のパワーは、回動手段を介してレーザ発生手段及び光通過手段を第２のパワー調整手段が回動調整させると、それぞれ光学的に調整される。従って、ユーザが用途に応じてレーザパワーの使用範囲を変更しても、その設定範囲毎に調整分解能が変わらない。
【００１７】
請求項２に記載したレーザ加工装置よれば、前記回動手段が、前記光通過手段を前記レーザ発生手段に対してレーザ光の光軸を回動中心として回動させることにより、レーザ光のパワーは光学的に調整される。
【００１８】
請求項３に記載したレーザ加工装置によれば、第２のパワー調整手段は、回動手段を介して波長板を回動させると、レーザ発生手と第１偏光部材との相対的な回動角度に応じて、レーザ発生手段から出射されたレーザ光のパワーが光学的に調整される。
【００１９】
請求項４に記載したレーザ加工装置によれば、レーザ光源から出射したレーザ光を、光通過手段を通過する前に、第２偏光部材を通過させる。そして、第２のパワー調整手段により第２偏光部材及びレーザ光源のいずれか一方についてその光軸周りの回動角度を変更することによって、レーザ光のパワーが第２調整手段により光学的に調整されるのとは別に、レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーは変更することができる。
【００２０】
請求項５に記載したレーザ加工装置によれば、第２偏光部材とレーザ光源との相対配置を、１ステップ回動角度の１／２の回動角度分ずらして配置したので、第２偏光部材と前記レーザ光源の相対回動角度を、１ステップ回動角度の１／２の回動角度毎に増減させることができる。その結果、レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーの増減を、その分だけ細かく変更することができる。
【００２１】
請求項６に記載したレーザ加工装置によれば、レーザ駆動手段は、レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段は、第１のパワー調整手段によって、レーザ光源を駆動する駆動信号が変更される。その結果、レーザ発振器から出射されるレーザ光のパワーは、レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段を介して電気的に調整制御されることから、その調整制御は非常に容易となる。
【００２２】
請求項７に記載したレーザ加工装置によれば、材質選択手段にて材質を選択すると、記憶手段に記憶したその選択した材質に対するレーザ発生手段が出射するレーザ光の最適パワーのデータが読み出される。第１又は第２のパワー調整手段は、その読み出された最適パワーデータに基づいて最適パワーのレーザ光を出射させる。
【００２３】
従って、ユーザは、材質を選択入力するだけで、材質毎に最適なパワーのレーザ光を出射させることができ、高度で熟練を必要とするレーサ加工作業の前工程を短時間にしかも高い精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明のレーザ加工装置をレーザマーキング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、レーザマーキング装置１は、レーザ発生手段又はレーザ光源としてのレーザ発振器２、光通過手段を構成する１／２波長板３、光通過手段又は第１偏光部材を構成する偏光ビームスプリッター４、ダンパ５、回動手段としての回動装置６、レーザ駆動手段としてのレーザ駆動装置７、第１のパワー調整手段又は第２のパワー調整手段を構成する制御装置９、第１のパワー調整手段を構成する第１の入力装置８ａ、第２のパワー調整手段を構成する第２の入力装置８ｂ及び記憶手段としての記憶装置１０を備えている。
【００２５】
レーザ発振器２は、励起光を出射する半導体レーザを備え、半導体レーザから出射された励起光を入射し該励起光に基づいて共振してレーザ光を出射する。レーザ発振器２は、この励起光のパワーを調整することによってレーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが制御される。励起光のパワーは、励起光を出射する半導体レーザに供給する電気的駆動量としての駆動電流（パルス幅、波高値等）によって制御される。本実施形態では、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが、０〜１８［Ｗ］の範囲で調整できるようになっている。
【００２６】
１／２波長板３は、レーザ発振器２から出射されたレーザ光の光軸に対して垂直かつ該光軸を回動中心に回動可能に設けられていて、その回動角度（レーザ発振器２との相対的な回動角度）に応じて該レーザ光の偏光方向（向き）を変更するようになっている。例えば、１／２波長板３は、０°〜４５°で回動されることにより、直線偏光（レーザ発振器２から出射されたレーザ光）の偏光面の角度を０°〜９０°に偏光させ、水平な直線偏光を垂直な直線偏光に変える。
【００２７】
偏光ビームスプリッター４は、１／２波長板３を通過したレーザ光の光軸に対して垂直に設けられ、１／２波長板３を通過したレーザ光を入射する。偏光ビームスプリッター４は、１／２波長板３との相対回動角度（１／２波長板３との偏光面の相対回動角度）に応じて該レーザ光の偏光方向（向き）を変更させ且つ該レーザ光のうち、所定の偏光方向のレーザ光のみを通過させるようになっている。つまり、偏光ビームスプリッター４は、所定の偏光方向以外のレーザ光を通過させずに該レーザ光を予め設定した反射方向に反射させる。なお、偏光ビームスプリッター４は、本実施形態では針状結晶を透明のベースで支持（挟持）したものであって、そのベースがガラス製で構成されている。
【００２８】
ダンパ５は、レーザ光が偏光ビームスプリッター４にて反射される反射方向に配置され、偏光ビームスプリッター４にて反射されたレーザ光を吸収する。ダンパ５は、レーザ光を良好に吸収するために、例えばつや消し黒色系金属から構成されている。
【００２９】
回動装置６は、ステッピングモータを備え、光軸に沿った軸中心で回動可能に支持された１／２波長板３を回動制御する。回動装置６は、駆動電流が供給されることで、本実施形態では１／２波長板３を、０°〜４５°の範囲において１ステップの単位で回動させて所定の回動角度に回動させるようになっている。なお、本実施形態では、回動装置６（ステッピングモータ）による１ステップは、２．５度としている。従って、０°〜４５°の範囲を、２．５度の単位で１８段階に回動位置を設定することができる。
【００３０】
レーザ駆動装置７は、レーザ発振器２を発振駆動させる。レーザ駆動装置７は、レーザ発振器２に備えた励起光を出射する半導体レーザに対して、制御装置９からの励起光のパワーを決定するパルス幅、波高値を指定する制御信号に基づいて生成される駆動信号を供給する。そして、レーザ駆動装置７から半導体レーザに供給される駆動電流に基づいて、励起光のパワーが制御され、レーザ発振器２から出射されるレーザ光のパワーが変更される。
【００３１】
第１の入力装置８ａは、ユーザがレーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーの上限値を設定（本実施形態では０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲）するため操作スイッチを備え、操作スイッチを操作して設定した第１設定値（パワー上限値）を制御装置９に出力する。第２の入力装置８ｂは、ユーザが１／２波長板３の回動角度を設定（本実施形態では０度〜４５度の範囲）するため操作スイッチを備え、操作スイッチを操作して設定した第２設定値（回動角度値）を制御装置９に出力する。
【００３２】
制御装置９は、中央処理装置（ＣＰＵ）を備え、第１の入力装置８ａから出力された第１設定値、及び、第２の入力装置８ｂから出力された第２設定値を入力する。制御装置（ＣＰＵ）９は記憶装置１０に記憶した制御プログラム及びアプリケーションプログラムに従って、回動装置６及びレーザ駆動装置７を介して、１／２波長板３の回動制御やレーザ発振器２の駆動制御等、各種の処理動作を実行するようになっている。
【００３３】
詳述すると、制御装置（ＣＰＵ）９は、第２の入力装置８ｂから入力した第２設定値（回動角度値）に基づいて、回動装置６（ステッピングモータ）を駆動して、１／２波長板３を第２の入力装置８ｂで指定した第２設定値（回動角度値）に回動させる。つまり、１／２波長板３を回動させて、偏光ビームスプリッター４に対する１／２波長板３の相対回動角度を、第２設定値（回動角度値）で指定した回動角度にする。
【００３４】
従って、例えば、図２に示すように、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが最大の１８［Ｗ］とのとき、１ステップ２．５度の単位で回動角度を増減させると、レーザ発振器２から出射したレーザ光のパワーが１［Ｗ］の単位で増減する。その結果、０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲において、１［Ｗ］単位の１８段階で所望のパワーに段階的に調整される。
【００３５】
一方、制御装置（ＣＰＵ）９は、第１の入力装置８ａから入力した第１設定値（パワー上限値）に基づいて、レーザ駆動装置７からレーザ発振器２の励起光を出射する半導体レーザに、第１の入力装置８ａで指定した第１設定値（パワー上限値）に相応する駆動電流を供給させて、レーザ発振器２から第１の入力装置８ａで指定した第１設定値（パワー上限値）のパワーのレーザ光を出射せる。
【００３６】
従って、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を、０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲で調整することができる。その結果、例えば、図３に示すように、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を、最大の１８［Ｗ］からその半分の９［Ｗ］にすることができる。
【００３７】
このとき、１／２波長板３は、パワー上限値が９［Ｗ］のときも１８［Ｗ］のときと同様に、０°〜４５°の範囲を、２．５度の単位で１８段階に回動角度が段階的に設定される。従って、レーザ発振器２から出射したレーザ光のパワーは、０．５［Ｗ］の単位で増減することになる。その結果、０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲において、０．５［Ｗ］単位の１８段階で所望のパワーに段階的に調整される。
【００３８】
ガルバノミラー１１は、偏光ビームスプリッター４と加工対象物１２との間に配置される。ガルバノミラー１１は、図示しないモータ等からなる駆動源にて駆動される。その駆動速度は、駆動を開始してから予め設定されている一定の駆動速度に到達するまで、つまり、マーキングする際の書き出し部分で加速するように構成されている。
【００３９】
上記した回動装置６は、ガルバノミラー１１の駆動速度が一定の駆動速度に到達するまでの加速途中であるときには、レーザ光のパワーがユーザにより設定された設定値まで徐々に大きくなるように、１／２波長板３を回動させる。
【００４０】
つまり、回動装置６はガルバノミラー１１の駆動速度が一定の駆動速度に到達するまでの加速途中であるときは、加工対象物１２上でのマーキング濃度が全ての箇所で均一となるように、１／２波長板３を回動させる。これにより、偏光ビームスプリッター４を通過したレーザ出力がガルバノミラー１１を介して加工対象物１２に照射され、多種多様な文字、記号、図形等がマーキングされる。
【００４１】
次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、１／２波長板３の回動角度（第２設定値）を指定して、レーザ発振器２から出力されたレーザ光のパワーを、段階的に調整する第１の入力装置８ａとともに、レーザ発振器２から出力するレーザ光のパワーのパワー上限値（第１設定値）を指定する第１の入力装置８ａを設けた。
【００４２】
そして、第１の入力装置８ａで設定したパワー上限値に基づいて、制御装置９は、レーザ駆動装置７を介してレーザ発振器２を駆動制御し、レーザ発振器２から第１の入力装置８ａで設定したパワー上限値のレーザ光を出射させるようにした。
【００４３】
従って、加工対象物１２の材質に応じて、第１の入力装置８ａにてレーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を変更することができる。例えば、加工対象物１２が金属に場合には、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を１８［Ｗ］とし、加工対象物１２が樹脂に場合には、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を９［Ｗ］とすることができる。
【００４４】
このとき、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが、それぞれ１８［Ｗ］又は９［Ｗ］であっても、レーザ発振器２から出射されたレーザ光のパワーを、共に第２の入力装置８ｂにてそれぞれ１８段階で段階的に光学的に調整できる。
【００４５】
しかも、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが、０［Ｗ］〜１８［Ｗ］と大きな範囲の場合には、１［Ｗ］に単位で段階的に、０［Ｗ］〜９［Ｗ］と小さな範囲の場合には、０．５［Ｗ］に単位で段階的に調整できようにした。従って、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーに応じて、段階的に調整できる単位が変更されるので、加工対象物１２の材質が変わっても、精度の高い加工を行うことができる。
【００４６】
（２）上記実施形態によれば、レーザ発振器２に備えた励起光を出射する半導体レーザに対して、レーザ駆動装置７から駆動電流を出力し、半導体レーザが出射する励起光のパワーを調整して、指定された上限値パワーのレーザ光をレーザ発振器２から出射させるようにした。従って、レーザ発振器２から種々のパワーのレーザ光を、電気的制御にて出射させることができことから、そのパワーの調整制御が非常に容易に行える。
【００４７】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、レーザ発振器２から出射したレーザ光を、光学的にパワー調整するため、偏光ビームスプリッター４に対して１／２波長板３を回動装置６にて回動させた。これを、１／２波長板３に対して偏光ビームスプリッター４を例えば回動装置６にて回動させて実施してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、レーザ発振器２から出射するレーザ光の最大パワーを、１８［Ｗ］としたが、これに限定されるのではなく、レーザ光の最大パワーを１８［Ｗ］を超えるパワーにて実施したり、又は、レーザ光の最大パワーを１８［Ｗ］未満のパワーで実施してもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、レーザ発振器２に備えた励起光を出射する半導体レーザに対して、レーザ駆動装置７から駆動電流を出力して、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を調整するようにした。これを、レーザ発振器２から出射されたレーザ光のパワー上限値を、１つの偏光板を使って変更してもよい。
【００５０】
例えば、図４に示すように、レーザ発振器２と１／２波長板３（図４に図示せず）との間に、第２偏光部材としての偏光板３１を配置する。偏光板３１は、レーザ発振器２から出射されたレーザ光の光軸Ｃに対して垂直かつ該光軸Ｃを回動中心に回動可能に設けられている。
【００５１】
そして、レーザ発振器２と偏光板３１は、それぞれの図示しないステッピングモータにて、光軸Ｃを回動中心に回動されるようになっている。各ステッピングモータは、モータ駆動回路を介して制御装置９に駆動制御されるようになっている。制御装置９は、第１の入力装置８ａで指定したパワー上限値に基づく制御信号を各モータ駆動回路に出力し、各モータ駆動回路を介して各ステッピングモータを駆動しレーザ発振器２と偏光板３１を目的の回動角度にするようになっている。
【００５２】
このとき、偏光板３１のステッピングモータによる１ステップによる該偏光板３１の１ステップ回動角度θ１は、レーザ発振器２のステッピングモータによる１ステップによる該レーザ発振器２の１ステップ回動角度θ２と、同一になるように設定されている。
【００５３】
しかも、レーザ発振器２と偏光板３１の回動方向の相対位置が、その１ステップ回動角度θ１（＝θ２）の１／２の角度（＝θ１／２）だけ位相をずらして配置されている。
そして、レーザ発振器２と偏光板３１の相対回動位置を、０度から９０度の範囲で変更すると、レーザ発振器２から１／２波長板３に出射するレーザ光のパワー上限値を変更することができる。
【００５４】
しかも、レーザ発振器２と偏光板３１との回動方向の相対位置が、その１ステップ回動角度θ１（＝θ２）の１／２の角度（＝θ１／２）だけ位相をずらして回動させることができるので、ずらさないで段階的にパワー調整する場合と比べて、２倍の分解能でもって段階的にパワー調整することができる。
【００５５】
また、図５に示すように、偏光板３１と１／２波長板３（図５に図示せず）との間に、新たな偏光部材３２を設ける。そして、偏光板３１と偏光板３２を、レーザ発振器２から出射されたレーザ光の光軸Ｃに対して垂直かつ該光軸Ｃを回動中心に回動可能に設ける。
【００５６】
そして、各偏光板３１，３２は、前記と同様に、それぞれの図示しないステッピングモータにて、光軸Ｃを回動中心に回動させるようにすれば、レーザ発振器２から１／２波長板３に出射するレーザ光のパワー上限値を変更することができる。
【００５７】
さらに、偏光板３２を省略し、偏光板３２に替えて偏光ビームスプリッター４にして、偏光ビームスプリッター４を偏光板３１と協働して、レーザ発振器２から出射されたレーザ光のパワー上限値を変更してもよい。この場合、まず、偏光板３１と偏光ビームスプリッター４との間の相対回動位置を設定して、レーザ光のパワー上限値を設定した後に、１／２波長板３を回動させて偏光ビームスプリッター４に対して相対回動位置を調整すれば、部品点数を減らして、光学的にレーザ光のパワーを調整することができる。
【００５８】
・上記実施形態では、ユーザが、第１の入力装置８ａの操作スイッチを操作してレーザ光のパワー上限値を変更するようにした。
これを、記憶装置１０に、複数の加工対象物の材質１２毎に、レーザ発振器２から出射されるレーザ光の最適パワーのデータ（パワー上限値のデータ）を予め記憶する。第１の入力装置８ａは、材質選択手段として加工対象物１２の材質を適宜選択して入力できるようにする。
【００５９】
例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルマイト、ポリカーボネイト等毎に最適なパワー上限値のデータを予め記憶装置１０に記憶する。一方、第１の入力装置８ａには、ステンレス（ＳＵＳ）、アルマイト、ポリカーボネイト等の加工対象物１２の材質名が指標されたスイッチを設ける。
【００６０】
そして、第１の入力装置８ａにて、加工対象物１２の材質名を入力すると、制御装置９は、第１の入力装置８ａにて入力した材質に対するパワー上限値のデータを読み出す。制御装置９は、その記憶装置１０から読み出した最適パワー上限値のデータに基づいて、第１の入力装置８ａで入力した加工対象物の最適なパワー上限値となるレーザ光がレーザ発振器２から出射するための制御信号をレーザ駆動装置７に出力する。レーザ駆動装置７は、この制御信号に基づいて、第１の入力装置８ａにて入力した材質名に対するパワー上限値をレーザ発振器２から出射させるための駆動電流をレーザ発振器２に供給する。
【００６１】
従って、ユーザは、加工対象物の材質を選択入力するだけで、加工対象物の材質毎に最適なパワー上限値となるレーザ光をレーザ発振器２から出射させることができ、高度で熟練を必要とするレーサ加工作業の前工程を短時間にしかも高い精度で行うことができる。
【００６２】
また、材質の選択は、第２の入力装置８ｂで行っても良い。この場合、回動装置６を駆動制御して、光学的にパワー調整が行われる。さらに、回動装置６及びレーザ駆動装置７の両方を適宜制御して、レーザのパワーを調整してもよい。
【００６３】
・上記実施形態では、１／２波長板３を１ステップを２．５度としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、波長板として１／２波長板３を用いたが、他の波長板、例えば１／４波長板等を用いて実施してもよい。この場合、１／４波長板を０度〜９０度の範囲で回転させることで、レーザ発振器２から出射されるレーザ光のパワーを０％〜１００％の間で変更される。
【００６４】
・上記実施形態では、１／２波長板３を偏光ビームスプリッター４に対して回動させるようにしたが、偏光ビームスプリッター４を１／２波長板３に対して回動させるように実施してもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、本発明のレーザ加工装置をレーザマーキング装置に具体化したが、例えば、加工対象物の表面に溝を形成するレーザ加工装置等に応用してもよい。この場合、精度の高い深さの溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態のレーザマーキング装置の概略構成図。
【図２】レーザ発振器から出射するレーザ光のパワーが１８［Ｗ］のときの、１／２波長板の回動角度に対するレーザ発振器から出射されたレーザ光のパワーを説明する図。
【図３】レーザ発振器から出射するレーザ光のパワーが９［Ｗ］のときの、１／２波長板の回動角度に対するレーザ発振器から出射されたレーザ光のパワーを説明する図。
【図４】本発明の別例を説明するためのレーザマーキング装置の要部概略構成図。
【図５】本発明の別例を説明するためのレーザマーキング装置の要部概略構成図。
【図６】従来を説明するための、１／２波長板の回動角度に対するレーザ発振器から出射されたレーザ光のパワーの説明図。
【符号の説明】
【００６７】
１…レーザマーキング装置、２…レーザ発振器、３…１／２波長板、４…偏光ビームスプリッター、５…レーザ駆動装置、６…回動装置、８ａ…第１の入力装置、８ｂ…第２の入力装置、９…制御装置、１０…記憶装置、１１…ガルバノミラー、１２…加工対象物、３１，３２…偏光板、Ｃ…光軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を加工対象物に照射して加工を行うレーザ加工装置がある。そのレーザ加工装置の１つとして、レーザマーキング装置がある。レーザマーキング装置は、金属、樹脂、セラミック、半導体装置、紙、図形等の多種多様の加工対象物の表面に、レーザを照射して多種多様な文字・記号・図形等のマーキングを行う。
【０００３】
レーザマーキング装置は、加工対象物の素材に応じて、または、マーキング濃度に応じて、照射するレーザ光のパワーを調整する必要がある。そこで、レーザ光のパワーの調整として、１／２反射板の回動角度を変えることにより、その回動角度に応じて出力レーザとして取り出せるレーザ光のレーザパワーを調整することができるレーザ加工装置（レーザマーキング装置）が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この種の１／２波長板は、０度から４５度の回動角の範囲で回動することで、レーザ発振器から出力されたレーザ光のパワーを０％から１００％の範囲で光学的に調整することができる。１／２波長板の回動は、ステッピングモータにて行われる。従って、ステッピングモータのステップ量によって、１／２波長板の回動角度は、段階的に変更される。その結果、レーザ光のパワーは、段階的に調整される。
【０００５】
例えば、レーザ発振器から出力されるレーザ光のパワーが１８［Ｗ］であって、ステッピングモータの１８ステップで、１／２波長板が０度〜４５度を回動すると、図６に示すように、１ステップ回動させる毎に１［Ｗ］ずつ、レーザ光のパワーが段階的に増減して行く。
【特許文献１】特開２００７−２６８５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したレーザ加工装置（レーザマーキング装置）において、レーザ光のパワーを０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の全範囲をフルに使用されてレーザ加工を行う場合には、レーザパワーは１［Ｗ］単位で１８段階に制御される。しかしながら、加工対象物の素材によって、レーザ加工装置（レーザマーキング装置）を使用する際、レーザ光のパワーを０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲から、０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲で使用する場合がある。
【０００７】
このとき、０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲で使用する場合、レーザパワーは１［Ｗ］単位で９段階に制御される。従って、レーザ加工装置（レーザマーキング装置）は０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲を高分解能（０．５［Ｗ］単位で１８段階）でパワー調整することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、用途に応じてレーザパワーの使用範囲を変更しても、その設定範囲毎に調整分解能が変わらないようにしたレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ発生手段と、前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワーを外部からの操作で変更可能に設定する第１のパワー調整手段と、前記レーザ発生手段から入射したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを出射させる光通過手段と、前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つをレーザ光の光軸を回動中心として回動させ、前記レーザ発生手段と前記光通過手段との相対的な回動角度を変更するための回動手段と、前記回動手段によって前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つを回動させることで、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整可能とする外部から操作可能な第２のパワー調整手段とを備えた。
【００１０】
請求項２に記載のレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記回動手段は、前記光通過手段を前記レーザ発生手段に対してレーザ光の光軸を回動中心として回動させるようにした。
【００１１】
請求項３に記載のレーザ加工装置は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記第２のパワー調整手段における前記光通過手段には、前記レーザ発生手段から出射された前記レーザ光の光軸を回動中心として回動される波長板と、前記波長板を通過したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを通過させる第１偏光部材とが設けられ、前記回動手段を駆動させて、前記波長板を、前記光軸を回動中心に回動させることで、前記波長板と前記第１偏光部材との相対的な回動角度に応じて、前記加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整する。
【００１２】
請求項４に記載のレーザ加工装置は、請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、 前記レーザ発生手段には、レーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のみを通過させる第２偏光部材とが設けられ、前記第１のパワー調整手段は、前記第２偏光部材及び前記レーザ光源の少なくとも一方を、前記光軸を回動中心に回動させて光軸周りの相対回動角度を変更することにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とする。
【００１３】
請求項５に記載のレーザ加工装置は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記第２偏光部材と前記レーザ光源はそれぞれ所定の１ステップ回動角度で回動し、前記第２偏光部材の１ステップ回動角度と、前記レーザ光源の１ステップ回動角度が同一ステップ角度で設定されているとともに、前記第２偏光部材と前記レーザ光源とが、前記１ステップ回動角度の１／２の回動角度ずらして配置されている。
【００１４】
請求項６に記載のレーザ加工装置は、請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ発生手段には、レーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段とが設けられ、前記第１のパワー調整手段は、前記レーザ駆動手段の駆動信号を変更させることにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とする。
【００１５】
請求項７に記載のレーザ加工装置は、請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、複数の材質毎に、その材質に照射するためのレーザ光の最適パワーのデータを記憶する記憶手段と、前記複数の材質を選択する材質選択手段とを備え、前記第１及び第２のパワー調整手段の少なくとも一方が、前記材質選択手段で選択された材質に対する前記記憶手段に記憶される最適パワーのデータを読み出し、その読み出した最適パワーのデータに基づいて前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワー、又は、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを設定する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載したレーザ加工装置によれば、第１のパワー調整手段によって、レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワーを、例えば、用途に応じて変更することがきる。そして、用途によって種々変更されたレーザ光のパワーは、回動手段を介してレーザ発生手段及び光通過手段を第２のパワー調整手段が回動調整させると、それぞれ光学的に調整される。従って、ユーザが用途に応じてレーザパワーの使用範囲を変更しても、その設定範囲毎に調整分解能が変わらない。
【００１７】
請求項２に記載したレーザ加工装置よれば、前記回動手段が、前記光通過手段を前記レーザ発生手段に対してレーザ光の光軸を回動中心として回動させることにより、レーザ光のパワーは光学的に調整される。
【００１８】
請求項３に記載したレーザ加工装置によれば、第２のパワー調整手段は、回動手段を介して波長板を回動させると、レーザ発生手と第１偏光部材との相対的な回動角度に応じて、レーザ発生手段から出射されたレーザ光のパワーが光学的に調整される。
【００１９】
請求項４に記載したレーザ加工装置によれば、レーザ光源から出射したレーザ光を、光通過手段を通過する前に、第２偏光部材を通過させる。そして、第２のパワー調整手段により第２偏光部材及びレーザ光源のいずれか一方についてその光軸周りの回動角度を変更することによって、レーザ光のパワーが第２調整手段により光学的に調整されるのとは別に、レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーは変更することができる。
【００２０】
請求項５に記載したレーザ加工装置によれば、第２偏光部材とレーザ光源との相対配置を、１ステップ回動角度の１／２の回動角度分ずらして配置したので、第２偏光部材と前記レーザ光源の相対回動角度を、１ステップ回動角度の１／２の回動角度毎に増減させることができる。その結果、レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーの増減を、その分だけ細かく変更することができる。
【００２１】
請求項６に記載したレーザ加工装置によれば、レーザ駆動手段は、レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段は、第１のパワー調整手段によって、レーザ光源を駆動する駆動信号が変更される。その結果、レーザ発振器から出射されるレーザ光のパワーは、レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段を介して電気的に調整制御されることから、その調整制御は非常に容易となる。
【００２２】
請求項７に記載したレーザ加工装置によれば、材質選択手段にて材質を選択すると、記憶手段に記憶したその選択した材質に対するレーザ発生手段が出射するレーザ光の最適パワーのデータが読み出される。第１又は第２のパワー調整手段は、その読み出された最適パワーデータに基づいて最適パワーのレーザ光を出射させる。
【００２３】
従って、ユーザは、材質を選択入力するだけで、材質毎に最適なパワーのレーザ光を出射させることができ、高度で熟練を必要とするレーサ加工作業の前工程を短時間にしかも高い精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明のレーザ加工装置をレーザマーキング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、レーザマーキング装置１は、レーザ発生手段又はレーザ光源としてのレーザ発振器２、光通過手段を構成する１／２波長板３、光通過手段又は第１偏光部材を構成する偏光ビームスプリッター４、ダンパ５、回動手段としての回動装置６、レーザ駆動手段としてのレーザ駆動装置７、第１のパワー調整手段又は第２のパワー調整手段を構成する制御装置９、第１のパワー調整手段を構成する第１の入力装置８ａ、第２のパワー調整手段を構成する第２の入力装置８ｂ及び記憶手段としての記憶装置１０を備えている。
【００２５】
レーザ発振器２は、励起光を出射する半導体レーザを備え、半導体レーザから出射された励起光を入射し該励起光に基づいて共振してレーザ光を出射する。レーザ発振器２は、この励起光のパワーを調整することによってレーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが制御される。励起光のパワーは、励起光を出射する半導体レーザに供給する電気的駆動量としての駆動電流（パルス幅、波高値等）によって制御される。本実施形態では、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが、０〜１８［Ｗ］の範囲で調整できるようになっている。
【００２６】
１／２波長板３は、レーザ発振器２から出射されたレーザ光の光軸に対して垂直かつ該光軸を回動中心に回動可能に設けられていて、その回動角度（レーザ発振器２との相対的な回動角度）に応じて該レーザ光の偏光方向（向き）を変更するようになっている。例えば、１／２波長板３は、０°〜４５°で回動されることにより、直線偏光（レーザ発振器２から出射されたレーザ光）の偏光面の角度を０°〜９０°に偏光させ、水平な直線偏光を垂直な直線偏光に変える。
【００２７】
偏光ビームスプリッター４は、１／２波長板３を通過したレーザ光の光軸に対して垂直に設けられ、１／２波長板３を通過したレーザ光を入射する。偏光ビームスプリッター４は、１／２波長板３との相対回動角度（１／２波長板３との偏光面の相対回動角度）に応じて該レーザ光の偏光方向（向き）を変更させ且つ該レーザ光のうち、所定の偏光方向のレーザ光のみを通過させるようになっている。つまり、偏光ビームスプリッター４は、所定の偏光方向以外のレーザ光を通過させずに該レーザ光を予め設定した反射方向に反射させる。なお、偏光ビームスプリッター４は、本実施形態では針状結晶を透明のベースで支持（挟持）したものであって、そのベースがガラス製で構成されている。
【００２８】
ダンパ５は、レーザ光が偏光ビームスプリッター４にて反射される反射方向に配置され、偏光ビームスプリッター４にて反射されたレーザ光を吸収する。ダンパ５は、レーザ光を良好に吸収するために、例えばつや消し黒色系金属から構成されている。
【００２９】
回動装置６は、ステッピングモータを備え、光軸に沿った軸中心で回動可能に支持された１／２波長板３を回動制御する。回動装置６は、駆動電流が供給されることで、本実施形態では１／２波長板３を、０°〜４５°の範囲において１ステップの単位で回動させて所定の回動角度に回動させるようになっている。なお、本実施形態では、回動装置６（ステッピングモータ）による１ステップは、２．５度としている。従って、０°〜４５°の範囲を、２．５度の単位で１８段階に回動位置を設定することができる。
【００３０】
レーザ駆動装置７は、レーザ発振器２を発振駆動させる。レーザ駆動装置７は、レーザ発振器２に備えた励起光を出射する半導体レーザに対して、制御装置９からの励起光のパワーを決定するパルス幅、波高値を指定する制御信号に基づいて生成される駆動信号を供給する。そして、レーザ駆動装置７から半導体レーザに供給される駆動電流に基づいて、励起光のパワーが制御され、レーザ発振器２から出射されるレーザ光のパワーが変更される。
【００３１】
第１の入力装置８ａは、ユーザがレーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーの上限値を設定（本実施形態では０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲）するため操作スイッチを備え、操作スイッチを操作して設定した第１設定値（パワー上限値）を制御装置９に出力する。第２の入力装置８ｂは、ユーザが１／２波長板３の回動角度を設定（本実施形態では０度〜４５度の範囲）するため操作スイッチを備え、操作スイッチを操作して設定した第２設定値（回動角度値）を制御装置９に出力する。
【００３２】
制御装置９は、中央処理装置（ＣＰＵ）を備え、第１の入力装置８ａから出力された第１設定値、及び、第２の入力装置８ｂから出力された第２設定値を入力する。制御装置（ＣＰＵ）９は記憶装置１０に記憶した制御プログラム及びアプリケーションプログラムに従って、回動装置６及びレーザ駆動装置７を介して、１／２波長板３の回動制御やレーザ発振器２の駆動制御等、各種の処理動作を実行するようになっている。
【００３３】
詳述すると、制御装置（ＣＰＵ）９は、第２の入力装置８ｂから入力した第２設定値（回動角度値）に基づいて、回動装置６（ステッピングモータ）を駆動して、１／２波長板３を第２の入力装置８ｂで指定した第２設定値（回動角度値）に回動させる。つまり、１／２波長板３を回動させて、偏光ビームスプリッター４に対する１／２波長板３の相対回動角度を、第２設定値（回動角度値）で指定した回動角度にする。
【００３４】
従って、例えば、図２に示すように、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが最大の１８［Ｗ］とのとき、１ステップ２．５度の単位で回動角度を増減させると、レーザ発振器２から出射したレーザ光のパワーが１［Ｗ］の単位で増減する。その結果、０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲において、１［Ｗ］単位の１８段階で所望のパワーに段階的に調整される。
【００３５】
一方、制御装置（ＣＰＵ）９は、第１の入力装置８ａから入力した第１設定値（パワー上限値）に基づいて、レーザ駆動装置７からレーザ発振器２の励起光を出射する半導体レーザに、第１の入力装置８ａで指定した第１設定値（パワー上限値）に相応する駆動電流を供給させて、レーザ発振器２から第１の入力装置８ａで指定した第１設定値（パワー上限値）のパワーのレーザ光を出射せる。
【００３６】
従って、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を、０［Ｗ］〜１８［Ｗ］の範囲で調整することができる。その結果、例えば、図３に示すように、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を、最大の１８［Ｗ］からその半分の９［Ｗ］にすることができる。
【００３７】
このとき、１／２波長板３は、パワー上限値が９［Ｗ］のときも１８［Ｗ］のときと同様に、０°〜４５°の範囲を、２．５度の単位で１８段階に回動角度が段階的に設定される。従って、レーザ発振器２から出射したレーザ光のパワーは、０．５［Ｗ］の単位で増減することになる。その結果、０［Ｗ］〜９［Ｗ］の範囲において、０．５［Ｗ］単位の１８段階で所望のパワーに段階的に調整される。
【００３８】
ガルバノミラー１１は、偏光ビームスプリッター４と加工対象物１２との間に配置される。ガルバノミラー１１は、図示しないモータ等からなる駆動源にて駆動される。その駆動速度は、駆動を開始してから予め設定されている一定の駆動速度に到達するまで、つまり、マーキングする際の書き出し部分で加速するように構成されている。
【００３９】
上記した回動装置６は、ガルバノミラー１１の駆動速度が一定の駆動速度に到達するまでの加速途中であるときには、レーザ光のパワーがユーザにより設定された設定値まで徐々に大きくなるように、１／２波長板３を回動させる。
【００４０】
つまり、回動装置６はガルバノミラー１１の駆動速度が一定の駆動速度に到達するまでの加速途中であるときは、加工対象物１２上でのマーキング濃度が全ての箇所で均一となるように、１／２波長板３を回動させる。これにより、偏光ビームスプリッター４を通過したレーザ出力がガルバノミラー１１を介して加工対象物１２に照射され、多種多様な文字、記号、図形等がマーキングされる。
【００４１】
次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、１／２波長板３の回動角度（第２設定値）を指定して、レーザ発振器２から出力されたレーザ光のパワーを、段階的に調整する第１の入力装置８ａとともに、レーザ発振器２から出力するレーザ光のパワーのパワー上限値（第１設定値）を指定する第１の入力装置８ａを設けた。
【００４２】
そして、第１の入力装置８ａで設定したパワー上限値に基づいて、制御装置９は、レーザ駆動装置７を介してレーザ発振器２を駆動制御し、レーザ発振器２から第１の入力装置８ａで設定したパワー上限値のレーザ光を出射させるようにした。
【００４３】
従って、加工対象物１２の材質に応じて、第１の入力装置８ａにてレーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を変更することができる。例えば、加工対象物１２が金属に場合には、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を１８［Ｗ］とし、加工対象物１２が樹脂に場合には、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を９［Ｗ］とすることができる。
【００４４】
このとき、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが、それぞれ１８［Ｗ］又は９［Ｗ］であっても、レーザ発振器２から出射されたレーザ光のパワーを、共に第２の入力装置８ｂにてそれぞれ１８段階で段階的に光学的に調整できる。
【００４５】
しかも、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーが、０［Ｗ］〜１８［Ｗ］と大きな範囲の場合には、１［Ｗ］に単位で段階的に、０［Ｗ］〜９［Ｗ］と小さな範囲の場合には、０．５［Ｗ］に単位で段階的に調整できようにした。従って、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワーに応じて、段階的に調整できる単位が変更されるので、加工対象物１２の材質が変わっても、精度の高い加工を行うことができる。
【００４６】
（２）上記実施形態によれば、レーザ発振器２に備えた励起光を出射する半導体レーザに対して、レーザ駆動装置７から駆動電流を出力し、半導体レーザが出射する励起光のパワーを調整して、指定された上限値パワーのレーザ光をレーザ発振器２から出射させるようにした。従って、レーザ発振器２から種々のパワーのレーザ光を、電気的制御にて出射させることができことから、そのパワーの調整制御が非常に容易に行える。
【００４７】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、レーザ発振器２から出射したレーザ光を、光学的にパワー調整するため、偏光ビームスプリッター４に対して１／２波長板３を回動装置６にて回動させた。これを、１／２波長板３に対して偏光ビームスプリッター４を例えば回動装置６にて回動させて実施してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、レーザ発振器２から出射するレーザ光の最大パワーを、１８［Ｗ］としたが、これに限定されるのではなく、レーザ光の最大パワーを１８［Ｗ］を超えるパワーにて実施したり、又は、レーザ光の最大パワーを１８［Ｗ］未満のパワーで実施してもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、レーザ発振器２に備えた励起光を出射する半導体レーザに対して、レーザ駆動装置７から駆動電流を出力して、レーザ発振器２から出射するレーザ光のパワー上限値を調整するようにした。これを、レーザ発振器２から出射されたレーザ光のパワー上限値を、１つの偏光板を使って変更してもよい。
【００５０】
例えば、図４に示すように、レーザ発振器２と１／２波長板３（図４に図示せず）との間に、第２偏光部材としての偏光板３１を配置する。偏光板３１は、レーザ発振器２から出射されたレーザ光の光軸Ｃに対して垂直かつ該光軸Ｃを回動中心に回動可能に設けられている。
【００５１】
そして、レーザ発振器２と偏光板３１は、それぞれの図示しないステッピングモータにて、光軸Ｃを回動中心に回動されるようになっている。各ステッピングモータは、モータ駆動回路を介して制御装置９に駆動制御されるようになっている。制御装置９は、第１の入力装置８ａで指定したパワー上限値に基づく制御信号を各モータ駆動回路に出力し、各モータ駆動回路を介して各ステッピングモータを駆動しレーザ発振器２と偏光板３１を目的の回動角度にするようになっている。
【００５２】
このとき、偏光板３１のステッピングモータによる１ステップによる該偏光板３１の１ステップ回動角度θ１は、レーザ発振器２のステッピングモータによる１ステップによる該レーザ発振器２の１ステップ回動角度θ２と、同一になるように設定されている。
【００５３】
しかも、レーザ発振器２と偏光板３１の回動方向の相対位置が、その１ステップ回動角度θ１（＝θ２）の１／２の角度（＝θ１／２）だけ位相をずらして配置されている。
そして、レーザ発振器２と偏光板３１の相対回動位置を、０度から９０度の範囲で変更すると、レーザ発振器２から１／２波長板３に出射するレーザ光のパワー上限値を変更することができる。
【００５４】
しかも、レーザ発振器２と偏光板３１との回動方向の相対位置が、その１ステップ回動角度θ１（＝θ２）の１／２の角度（＝θ１／２）だけ位相をずらして回動させることができるので、ずらさないで段階的にパワー調整する場合と比べて、２倍の分解能でもって段階的にパワー調整することができる。
【００５５】
また、図５に示すように、偏光板３１と１／２波長板３（図５に図示せず）との間に、新たな偏光部材３２を設ける。そして、偏光板３１と偏光板３２を、レーザ発振器２から出射されたレーザ光の光軸Ｃに対して垂直かつ該光軸Ｃを回動中心に回動可能に設ける。
【００５６】
そして、各偏光板３１，３２は、前記と同様に、それぞれの図示しないステッピングモータにて、光軸Ｃを回動中心に回動させるようにすれば、レーザ発振器２から１／２波長板３に出射するレーザ光のパワー上限値を変更することができる。
【００５７】
さらに、偏光板３２を省略し、偏光板３２に替えて偏光ビームスプリッター４にして、偏光ビームスプリッター４を偏光板３１と協働して、レーザ発振器２から出射されたレーザ光のパワー上限値を変更してもよい。この場合、まず、偏光板３１と偏光ビームスプリッター４との間の相対回動位置を設定して、レーザ光のパワー上限値を設定した後に、１／２波長板３を回動させて偏光ビームスプリッター４に対して相対回動位置を調整すれば、部品点数を減らして、光学的にレーザ光のパワーを調整することができる。
【００５８】
・上記実施形態では、ユーザが、第１の入力装置８ａの操作スイッチを操作してレーザ光のパワー上限値を変更するようにした。
これを、記憶装置１０に、複数の加工対象物の材質１２毎に、レーザ発振器２から出射されるレーザ光の最適パワーのデータ（パワー上限値のデータ）を予め記憶する。第１の入力装置８ａは、材質選択手段として加工対象物１２の材質を適宜選択して入力できるようにする。
【００５９】
例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルマイト、ポリカーボネイト等毎に最適なパワー上限値のデータを予め記憶装置１０に記憶する。一方、第１の入力装置８ａには、ステンレス（ＳＵＳ）、アルマイト、ポリカーボネイト等の加工対象物１２の材質名が指標されたスイッチを設ける。
【００６０】
そして、第１の入力装置８ａにて、加工対象物１２の材質名を入力すると、制御装置９は、第１の入力装置８ａにて入力した材質に対するパワー上限値のデータを読み出す。制御装置９は、その記憶装置１０から読み出した最適パワー上限値のデータに基づいて、第１の入力装置８ａで入力した加工対象物の最適なパワー上限値となるレーザ光がレーザ発振器２から出射するための制御信号をレーザ駆動装置７に出力する。レーザ駆動装置７は、この制御信号に基づいて、第１の入力装置８ａにて入力した材質名に対するパワー上限値をレーザ発振器２から出射させるための駆動電流をレーザ発振器２に供給する。
【００６１】
従って、ユーザは、加工対象物の材質を選択入力するだけで、加工対象物の材質毎に最適なパワー上限値となるレーザ光をレーザ発振器２から出射させることができ、高度で熟練を必要とするレーサ加工作業の前工程を短時間にしかも高い精度で行うことができる。
【００６２】
また、材質の選択は、第２の入力装置８ｂで行っても良い。この場合、回動装置６を駆動制御して、光学的にパワー調整が行われる。さらに、回動装置６及びレーザ駆動装置７の両方を適宜制御して、レーザのパワーを調整してもよい。
【００６３】
・上記実施形態では、１／２波長板３を１ステップを２．５度としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、波長板として１／２波長板３を用いたが、他の波長板、例えば１／４波長板等を用いて実施してもよい。この場合、１／４波長板を０度〜９０度の範囲で回転させることで、レーザ発振器２から出射されるレーザ光のパワーを０％〜１００％の間で変更される。
【００６４】
・上記実施形態では、１／２波長板３を偏光ビームスプリッター４に対して回動させるようにしたが、偏光ビームスプリッター４を１／２波長板３に対して回動させるように実施してもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、本発明のレーザ加工装置をレーザマーキング装置に具体化したが、例えば、加工対象物の表面に溝を形成するレーザ加工装置等に応用してもよい。この場合、精度の高い深さの溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態のレーザマーキング装置の概略構成図。
【図２】レーザ発振器から出射するレーザ光のパワーが１８［Ｗ］のときの、１／２波長板の回動角度に対するレーザ発振器から出射されたレーザ光のパワーを説明する図。
【図３】レーザ発振器から出射するレーザ光のパワーが９［Ｗ］のときの、１／２波長板の回動角度に対するレーザ発振器から出射されたレーザ光のパワーを説明する図。
【図４】本発明の別例を説明するためのレーザマーキング装置の要部概略構成図。
【図５】本発明の別例を説明するためのレーザマーキング装置の要部概略構成図。
【図６】従来を説明するための、１／２波長板の回動角度に対するレーザ発振器から出射されたレーザ光のパワーの説明図。
【符号の説明】
【００６７】
１…レーザマーキング装置、２…レーザ発振器、３…１／２波長板、４…偏光ビームスプリッター、５…レーザ駆動装置、６…回動装置、８ａ…第１の入力装置、８ｂ…第２の入力装置、９…制御装置、１０…記憶装置、１１…ガルバノミラー、１２…加工対象物、３１，３２…偏光板、Ｃ…光軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ発生手段と、
前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワーを外部からの操作で変更可能に設定する第１のパワー調整手段と、
前記レーザ発生手段から入射したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを出射させる光通過手段と、
前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つをレーザ光の光軸を回動中心として回動させ、前記レーザ発生手段と前記光通過手段との相対的な回動角度を変更するための回動手段と、
前記回動手段によって前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つを回動させることで、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整可能とする外部から操作可能な第２のパワー調整手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記回動手段は、前記光通過手段を前記レーザ発生手段に対してレーザ光の光軸を回動中心として回動させるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
前記第２のパワー調整手段における前記光通過手段には、
前記レーザ発生手段から出射された前記レーザ光の光軸を回動中心として回動される波長板と、
前記波長板を通過したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを通過させる第１偏光部材と
が設けられ、
前記回動手段を駆動させて、前記波長板を、前記光軸を回動中心に回動させることで、前記波長板と前記第１偏光部材との相対的な回動角度に応じて、前記加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ発生手段には、
レーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のみを通過させる第２偏光部材と
が設けられ、
前記第１のパワー調整手段は、前記第２偏光部材及び前記レーザ光源の少なくとも一方を、前記光軸を回動中心に回動させて光軸周りの相対回動角度を変更することにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とすることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記第２偏光部材と前記レーザ光源はそれぞれ所定の１ステップ回動角度で回動し、
前記第２偏光部材の１ステップ回動角度と、前記レーザ光源の１ステップ回動角度が同一ステップ角度で設定されているとともに、
前記第２偏光部材と前記レーザ光源とが、前記１ステップ回動角度の１／２の回動角度ずらして配置されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ発生手段には、
レーザ光源と、
前記レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段と
が設けられ、
前記第１のパワー調整手段は、前記レーザ駆動手段の駆動信号を変更させることにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とすることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
複数の材質毎に、その材質に照射するためのレーザ光の最適パワーのデータを記憶する記憶手段と、
前記複数の材質を選択する材質選択手段と
を備え、
前記第１及び第２のパワー調整手段の少なくとも一方が、前記材質選択手段で選択された材質に対する前記記憶手段に記憶される最適パワーのデータを読み出し、その読み出した最適パワーのデータに基づいて前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワー、又は、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを設定することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ発生手段と、
前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワーを外部からの操作で変更可能に設定する第１のパワー調整手段と、
前記レーザ発生手段から入射したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを出射させる光通過手段と、
前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つをレーザ光の光軸を回動中心として回動させ、前記レーザ発生手段と前記光通過手段との相対的な回動角度を変更するための回動手段と、
前記回動手段によって前記レーザ発生手段及び前記光通過手段のうちの少なくとも１つを回動させることで、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整可能とする外部から操作可能な第２のパワー調整手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記回動手段は、前記光通過手段を前記レーザ発生手段に対してレーザ光の光軸を回動中心として回動させるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
前記第２のパワー調整手段における前記光通過手段には、
前記レーザ発生手段から出射された前記レーザ光の光軸を回動中心として回動される波長板と、
前記波長板を通過したレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のレーザ光のみを通過させる第１偏光部材と
が設けられ、
前記回動手段を駆動させて、前記波長板を、前記光軸を回動中心に回動させることで、前記波長板と前記第１偏光部材との相対的な回動角度に応じて、前記加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを光学的に調整することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ発生手段には、
レーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光のうち、予め定めた偏光方向のみを通過させる第２偏光部材と
が設けられ、
前記第１のパワー調整手段は、前記第２偏光部材及び前記レーザ光源の少なくとも一方を、前記光軸を回動中心に回動させて光軸周りの相対回動角度を変更することにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とすることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記第２偏光部材と前記レーザ光源はそれぞれ所定の１ステップ回動角度で回動し、
前記第２偏光部材の１ステップ回動角度と、前記レーザ光源の１ステップ回動角度が同一ステップ角度で設定されているとともに、
前記第２偏光部材と前記レーザ光源とが、前記１ステップ回動角度の１／２の回動角度ずらして配置されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ発生手段には、
レーザ光源と、
前記レーザ光源を駆動するレーザ駆動手段と
が設けられ、
前記第１のパワー調整手段は、前記レーザ駆動手段の駆動信号を変更させることにより、前記レーザ光源から出射されるレーザ光のパワーを変更可能とすることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
複数の材質毎に、その材質に照射するためのレーザ光の最適パワーのデータを記憶する記憶手段と、
前記複数の材質を選択する材質選択手段と
を備え、
前記第１及び第２のパワー調整手段の少なくとも一方が、前記材質選択手段で選択された材質に対する前記記憶手段に記憶される最適パワーのデータを読み出し、その読み出した最適パワーのデータに基づいて前記レーザ発生手段から出射されるレーザ光のパワー、又は、前記光通過手段を通過し加工対象物に照射するためのレーザ光のパワーを設定することを特徴とするレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２６２２２３（Ｐ２００９−２６２２２３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１８２８３（Ｐ２００８−１１８２８３）
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）サンクス株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）サンクス株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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