レーザ加工装置
【課題】レーザ光が出射される前に可視光にて印字領域を投影してレーザ光の出射を事前に認識させることができるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】制御装置４０は、印字開始信号に応答して、照明用光源３１〜３４を駆動させて印字領域を投影光にて投影するとともに、印字開始信号から予め定めた時間経過した後、レーザ発振器２１からのレーザ光を加工対象物の加工面に出射させる。
【解決手段】制御装置４０は、印字開始信号に応答して、照明用光源３１〜３４を駆動させて印字領域を投影光にて投影するとともに、印字開始信号から予め定めた時間経過した後、レーザ発振器２１からのレーザ光を加工対象物の加工面に出射させる。
【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、レーザ光により印字を行うレーザ加工装置が知られている。レーザ加工装置は、レーザ光を集光レンズで集光しその集光したレーザ光を印字対象物の加工面に出射する。レーザ加工装置は集光したレーザ光を加工面上でＸ方向及びＹ方向に走査することによって、その加工面上に文字、記号、図形等を印字する。この時、レーザ加工装置は、レーザ加工装置の筐体の外壁に設けた警報ランプを点灯させ、レーザ光による印字加工中であることを周囲に報知していた。
【０００３】
また、レーザ加工装置とは異なる除電装置では、加工表面を除電するために軟Ｘ線を出射する際、軟Ｘ線とともに可視光を加工面に投影して、その可視光にて軟Ｘ線の出射領域に入り込まないようにした除電装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８７０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記レーザ加工装置はレーザ出射中（印字中）に警報ランプを点灯し、除電装置は軟Ｘ線出射中（除電中）に可視光を除電面に投影していた。従って、出射中は、作業者は、レーザ光又は軟Ｘ線が出射されていることを認識することができる。
【０００６】
しかしながら、レーザ光又は軟Ｘ線が出射される前を予知することはできない。従って、レーザ加工装置や除電装置の近くにいる作業者は、レーザ光又は軟Ｘ線が出射されるまで、気付かないことから身体の一部がレーザ光又は軟Ｘ線に当たる虞があった。
【０００７】
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、レーザ光が出射される前に、可視光にてレーザ光が出射される印字領域を投影して、そのレーザ光の出射を事前に認識させることができるレーザ加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、レーザ光にて加工対象物の加工面に印字加工をするレーザ加工装置であって、前記レーザ光を出射するレーザ発振手段と、印字加工のために前記レーザ光を走査する光走査手段と、可視光を出射し、その可視光を投影光として、前記光走査手段が前記レーザ光を走査する印字領域に投影する投影手段と、印字開始信号に応答して、前記投影手段と前記レーザ発振手段を動作させ、前記投影手段の可視光出射し投影するタイミングと、前記投影するタイミングから所定時間後に前記レーザ発振手段のレーザ出射するタイミングとをそれぞれ制御する制御手段とを備えた。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、レーザ加工装置からレーザ光の出射前の予め定めた時間中、可視光（投影光）にてレーザ光が出射される加工面が可視化されて投影されることから、レーザ光の出射を事前に認識させることができ、レーザ光の出射前に安全に退避することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記投影手段の投影光は、前記印字領域の範囲全体を投影する投影光である。
請求項２に記載の発明によれば、投影光は、印字領域の範囲全体を投影するため、レーザ光が出射される領域全体が可視化される。そのため、作業者は、レーザ光が出射される領域を事前により明確に視認することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、前記投影手段の投影光は、前記印字領域より広い範囲を投影する投影光である。
請求項３に記載の発明によれば、投影光は、印字領域より広い範囲を投影することで、投影光の端から印字領域に到達するのに幅を持たせた。そのため、万が一、投影光の端に浸入しても、作業者は出射されるレーザ光から安全に回避する行動をとることが可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ加工装置は、前記印字領域に出射するレーザ光を集光する集光レンズが交換可能なレーザ加工装置であり、前記投影手段は、前記レーザ加工装置の筐体内に設けられ、前記可視光は集光レンズを介して投影光として前記印字領域に投影される。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、筐体内に投影手段を設けたことにより、集光レンズが交換されるごとに、投影手段の投影領域を再調整する必要がない。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記印字開始信号から予め定めた時間経過後の前記レーザ光の出射中においても、前記投影手段を駆動して前記印字領域を前記投影光にて投影する。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、レーザ光の出射中においても、投影光にてレーザ光が出射されている印字領域の範囲が可視化されて投影されることから、その可視化された投影光を見て出射中のレーザ光が走査されていることが認識でき、その場に近づくことを未然に回避することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の出射前と前記レーザ光の出射中とで、前記印字領域を投影する投影光の態様を相違させるように前記投影手段を制御した。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、レーザ光の出射前とレーザ光の出射中とで、加工面を投影する投影光の態様を変えたことで、レーザ光が出射前か出射中かを視認できる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、制御手段が有する前記所定時間は、操作手段により変更することがでる。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、作業者はレーザ出射前の投影光による投影を任意の時間に設定できる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、前記投影手段は、複数種類の色の可視光を出射するものであり、前記制御手段は、操作手段の操作により、前記投影手段に対して各色の可視光を選択可能である。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、その時々で投影光の色を変えることで作業者はレーザ出射前と出射中をより確実に認識できる。
請求項９に記載の発明は、
請求項１〜８のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、レーザ出射前であって、前記投影手段の可視光の出射開始後にレーザ出射を報知する報知手段を駆動させる。
【００１９】
請求項９に記載の発明によれば、レーザ出射前を視覚の他に聴覚で知らせることができる。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、印字位置をカイドする可視光を出射するガイド光出射手段を有し、前記投影手段は、前記ガイド光出射手段からなる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明によれば、レーザ加工装置の元々装備されている表示装置で、同じ効果を得ることができるとともに、追加部品もいらなくて済む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、レーザ光が出射される前に、可視光にてレーザ光が出射される加工面を投影して、そのレーザ光の出射を事前に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】レーザ加工装置の全体斜視図。
【図２】レーザ加工装置の概略構成図。
【図３】照明用光源の配置示す全体斜視図。
【図４】各照明用光源の配置を示す図。
【図５】各照明用光源の配置を示す図。
【図６】各投影光と拡大投影光を示す図。
【図７】レーザ加工装置の電気ブロック回路図。
【図８】レーザ加工装置の作用を説明するためのフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化したレーザ加工装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、レーザ加工装置１０は略直方体形状の筺体１１を有し、筺体１１は基端側を本体部１１ａと、本体部１１ａの先端部をヘッド部１１ｂとから構成されている。筺体１１のヘッド部１１ｂの下方には、加工対象物Ｗが配置されている。加工対象物Ｗは、筺体１１の底面１２に設けた集光レンズ２４から出射するＸ方向及びＹ方向に２次元的に走査されたレーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの印字領域Ｚに出射される。
【００２４】
図２は、筺体１１にケーシングされたレーザ加工装置１０の概略構成図を示す。図２において、レーザ発振器２１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Ｌを出射する。レーザ発振器２１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２１から出射するレーザ光Ｌのパワーが制御される。
【００２５】
レーザ発振器２１から出射されたレーザ光Ｌは、ビームエキスパンダ２２に出射される。ビームエキスパンダ２２は、レーザ光Ｌを入射する入射レンズ２２ａと、入射レンズ２２ａを通過したレーザ光Ｌをガルバノスキャナ２３に出射する出射レンズ２２ｂを備えている。ビームエキスパンダ２２は、入射レンズ２２ａと出射レンズ２２ｂとの相対距離を変化させることができるようになっている。
【００２６】
ビームエキスパンダ２２は、入射レンズ２２ａと出射レンズ２２ｂとの相対距離を変化させることで、ガルバノスキャナ２３及び集光レンズ２４を介して加工対象物Ｗへ集光されるレーザ光Ｌの焦点位置を、光軸方向に移動させるようになっている。そして、ビームエキスパンダ２２を通過したレーザ光Ｌはガルバノスキャナ２３に出射される。
【００２７】
ガルバノスキャナ２３は、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを備えている。
Ｘ軸ガルバノミラー２３ａは、回動して、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工対象物Ｗに対して、Ｘ方向に走査させるミラーである。Ｘ軸ガルバノミラー２３ａは、図３に示すように、Ｘ軸ガルバノモータＭＸの回転軸ＭＸａに固着され、Ｘ軸ガルバノモータＭＸの駆動により回動されて、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工面Ｗｓの印字領域Ｚに対してＸ方向に走査させる。
【００２８】
Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂは、回動して、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工対象物Ｗに対して、Ｘ方向と直交するＹ方向に走査させるミラーである。Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂは、図３に示すように、Ｙ軸ガルバノモータＭＹの回転軸ＭＹａに固着され、Ｙ軸ガルバノモータＭＹの駆動により回動されて、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工面Ｗｓの印字領域Ｚに対してＹ方向に走査させる。
【００２９】
従って、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌは、Ｘ軸及びＹ軸ガルバノミラー２３ａ，２３ｂにより、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの印字領域Ｚに対して、Ｘ方向及びＹ方向に走査される。ここで、印字領域Ｚとは、本実施形態では、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを駆動制御して、レーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを出射する際の最大の出射可能範囲をいう。
【００３０】
ガルバノスキャナ２３のＸ軸及びＹ軸ガルバノミラー２３ａ，２３ｂにてＸ及びＹ方向に走査されたレーザ光Ｌは、集光レンズ２４を介して集光されて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓに出射される。そして、レーザ光Ｌが、集光レンズ２４を介して集光されて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓにレーザ光Ｌが出射されることによって、該加工面Ｗｓに多種多様な文字、記号、図形等が印字される。
【００３１】
また、図３に示すように、Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂと集光レンズ２４の間であって同じ高さ位置に、４個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる照明用光源３１〜３４が配置されている。４個の照明用光源３１〜３４は、図４に示すように、集光レンズ２４の外周縁の内側であってＹ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌがかからない位置に、配置されている。従って、Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌの一部が、４個の照明用光源３１〜３４にて遮られることはない。
【００３２】
また、４個の照明用光源３１〜３４は、図５に示すように、集光レンズ２４の中心軸を中として等角度（９０度）の間隔に対称配置されている。４個の照明用光源３１〜３４は、本実施形態では赤色の可視光を出射する拡散光であって、図４に示すように、各照明用光源３１〜３４の拡散光Ｌ１〜Ｌ４を集光レンズ２４に向けて出射している。
【００３３】
集光レンズ２４に向けて出射された各照明用光源３１〜３４の拡散光Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれ加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの一部を包含する投影光ＰＬ１〜ＰＬ４として出射される。そして、各照明用光源３１〜３４の拡散光Ｌ１〜Ｌ４に基づいて投影された投影光ＰＬ１〜ＰＬ４によって、図６に示すように、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体が包含される。ここで、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４によって、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を包含する投影光を拡大投影光ＰＬ０という。
【００３４】
詳述すると、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４は、図６に示すように、加工対象物Ｗの外形（図６では正四角形）に対して、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４の直径が加工対象物Ｗの一辺と同じとなるように生成されている。そして、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４は、直径部分が加工対象物Ｗの一辺と一致するように設定されている。
【００３５】
従って、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４からなる拡大投影光ＰＬ０は、加工対象物Ｗの各辺を内包する投影光となる。
つまり、各照明用光源３１〜３４を作動させると、筺体１１のヘッド部１１ｂの下方の加工対象物Ｗを配置する位置に、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を包含するサイズの拡大投影光ＰＬ０が投影されることになる。そして、筺体１１のヘッド部１１ｂの下方に加工対象物Ｗを配置して各照明用光源３１〜３４を作動させた時、その加工対象物Ｗには、この拡大投影光ＰＬ０にて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を含む領域が赤色の光で投影されることになる。従って、本実施形態は、加工面Ｗｓの印字領域Ｚは、拡大投影光ＰＬ０の外周縁に内側であってその外周縁から一定の距離をおいた位置に内包される。
【００３６】
次に、上記した各照明用光源３１〜３４を駆動制御するレーザ加工装置１０の電気的構成を図７に従って説明する。
制御装置４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及び記憶装置（ＲＯＭ及びＲＡＭ）を備え、記憶装置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、レーザ発振器２１、ガルバノスキャナ２３及び各照明用光源３１〜３４をそれぞれ駆動制御する。制御装置４０は、図示しない、電源スイッチと印字開始スイッチと接続され、電源スイッチと印字開始スイッチからの操作に基づいてレーザ発振器２１、ガルバノスキャナ２３及び各照明用光源３１〜３４をそれぞれ駆動制御する。
【００３７】
次に、レーザ加工装置１０の作用を、図８に示す制御装置４０の処理動作を説明するフローチャートに従って説明する。
電源スイッチが操作されると、制御装置４０は、立ち上がり起動信号をレーザ発振器２１に出力する。レーザ発振器２１は、制御装置４０からの起動信号に応答して、半導体レーザを駆動し励起させ、印字開始スイッチの操作を待つ。
【００３８】
そして、印字開始スイッチが操作されて印字開始信号が制御装置４０に出力されると、制御装置４０は、印字開始信号に応答して予め定めたＴｋ秒間、各照明用光源３１〜３４に対して、点滅駆動制御信号を出力する。各照明用光源３１〜３４は、制御装置４０からの点滅駆動制御信号に応答して点滅発光する（ステップＳ１，Ｓ２）。これによって、点滅する拡大投影光ＰＬ０が、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体に投影（点滅投影）される。
【００３９】
従って、作業者は、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を点滅して投影する赤色の拡大投影光ＰＬ０を視認して、加工面Ｗｓの印字領域Ｚ内にレーザ光Ｌが出射されることを事前に認識することができる。
【００４０】
予め定めたＴｋ秒が経過して点滅動作が完了すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御装置４０は、各照明用光源３１〜３４に対して、連続点灯駆動制御信号を出力する。各照明用光源３１〜３４は、制御装置４０からの連続点灯駆動制御信号に応答して連続発光を開始する（ステップＳ３）。これによって、連続点灯する赤色の拡大投影光ＰＬ０が加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体に投影される。
【００４１】
加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体が拡大投影光ＰＬ０にて連続点灯されると同時に、その点灯状態を維持しながら制御装置４０は、レーザ発振器２１及びガルバノスキャナ２３を駆動制御して、レーザ光Ｌを加工対象物Ｗに出射して印字加工を開始する（ステップＳ４）。
【００４２】
従って、作業者は、連続点灯する赤色の拡大投影光ＰＬ０を視認して、加工面Ｗｓの印字領域Ｚ内においてレーザ光Ｌによる印字加工が実際に行われていることを認識することができる。
【００４３】
やがて、印字加工が終了すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御装置４０は、各照明用光源３１〜３４に対して消灯駆動制御信号を出力して、各照明用光源３１〜３４を消灯させる（ステップＳ６）。
【００４４】
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、印字開始スイッチが操作されて印字開始信号が出力されると、レーザ光Ｌが出射される前の予め定めたＴｋ秒間、各照明用光源３１〜３４に対して点滅駆動させた。そして、加工面Ｗｓの印字領域Ｚを赤色の拡大投影光ＰＬ０で点滅投影させた。
【００４５】
従って、作業者は、赤色の拡大投影光ＰＬ０の点滅投影を見てレーザ光Ｌの出射開始が直前あること認識し、身体の一部がレーザ光Ｌに当たることなくその場から安全に退避することができる。
【００４６】
（２）上記実施形態によれば、予め定めたＴｋ秒間経過後であってレーザＬ出射中、すなわち、印字加工中にも、照明用光源３１〜３４を連続点灯させた。そして、加工面Ｗｓの印字領域Ｚを赤色の拡大投影光ＰＬ０で連続投影した。
【００４７】
従って、作業者は、拡大投影光ＰＬ０の連続投影を見て、レーザ光Ｌが照射される位置に近づくことを未然に回避することができる。
（３）上記実施形態によれば、印字開始スイッチが操作されると、予め定めたＴｋ秒間、拡大投影光ＰＬ０にて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを点滅投影させ、その後、拡大投影光ＰＬ０にて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを連続投影させた。すなわち、レーザ光Ｌの出射前と、レーザ光Ｌの出射中とで拡大投影光ＰＬ０の表示態様（投影態様）を変えた。
【００４８】
従って、作業者は、レーザ光Ｌの出射前と出射中とを容易に視認できる。
つまり、作業者は、拡大投影光ＰＬ０による加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの点滅投影を見てレーザ光Ｌの出射による印字加工が開始直前あること認識し、その場から退避することができる。
【００４９】
また、作業者は、拡大投影光ＰＬ０による加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの連続投影を見てレーザ光Ｌの出射による印字加工が行われている最中であること認識し、その場に近づくことを未然に回避することができる。
【００５０】
（４）上記実施形態によれば、赤色の拡大投影光ＰＬ０は、印字領域Ｚより広い範囲を投影するようにした。従って、拡大投影光ＰＬ０の外周縁から印字領域Ｚまで距離があるため、万が一、身体の一部が拡大投影光ＰＬ０の端に浸入しても、直ちに、レーザ光Ｌに当たることはなく、作業者は出射されるレーザ光Ｌからの回避行動をとることが可能となる。
【００５１】
（５）上記実施形態によれば、４個の照明用光源３１〜３４をレーザ光Ｌの光軸の周囲径方向に９０度の等角度間隔で、かつ、光軸に対して対称となるように配置した。そして、各照明用光源３１〜３４からの拡散光Ｌ１〜Ｌ４を集光レンズ２４に向けて出射し、各拡散光Ｌ１〜Ｌ４を印字領域Ｚの範囲全体を可視化する投影光ＰＬ１〜ＰＬ４（拡大投影光ＰＬ０）とした。
【００５２】
従って、投影光ＰＬ１〜ＰＬ４（拡大投影光ＰＬ０）が正方形の場合には、図６に示すように、投影光ＰＬ１〜ＰＬ４（拡大投影光ＰＬ０）が互いに重なり合った明るくなった４箇所部分が形成され正方形の印字領域Ｚがより明確に視認できる。
【００５３】
（６）上記実施形態によれば、各照明用光源３１〜３４は、集光レンズ２４の外周縁の内側であってＹ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌがかからない位置に配置して、Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌが、同照明用光源３１〜３４にて遮られないようにした。従って、レーザ光Ｌのパワーが低減されず、印字加工を効率よく行える。
【００５４】
（７）上記実施形態によれば、各照明用光源３１〜３４を、筐体１１のヘッド部１１ｂ内に設けたので、照明用光源３１〜３４ら出射される拡散光Ｌ１〜Ｌ４は、作業者に身体の一部に遮られることがないことから、加工面Ｗｓを投影する拡大投影光ＰＬ０は欠けることはない。従って、確実に加工面Ｗｓの印字領域Ｚ全体を投影する。
【００５５】
（８）上記実施形態よれば、各照明用光源３１〜３４は、集光レンズ２４とＹ軸ガルバノミラー２３ｂとの間、すなわち、筐体１１内に配置した。
これによって、集光レンズを交換して印字領域Ｚを変えることができるレーザ加工装置に１０おいて、集光レンズ２４が交換されるごとに、各照明用光源３１〜３４による拡大投影光ＰＬ０の投影領域を再調整する手間を必要としない。
【００５６】
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、印字領域Ｚを、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを駆動制御して、レーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを出射する際の最大の出射可能範囲とした。従って、この場合、その印字領域Ｚ内において、印字される文字、記号、図形等の数は、１つでも複数個であってもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、印字領域Ｚを、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを駆動制御して、レーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを出射する際の最大の出射可能範囲とした。これを、レーザ加工装置１０が加工対象物Ｗの加工面Ｗｓに印字を文字、記号、図形等を実際に印字する際の、レーザ光ＬのＸ方向及びＹ方向の振り幅を印字領域Ｚとして実施してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４を４個で実施したがこれに限定されるものではない。要は、印字領域の範囲全体を投影できれば、その数は１個〜３個又は５個以上であってもよい。
【００５９】
また、印字領域Ｚの形状（長方形又は正方形）、又は、大きさにあわせて、照明用光源の配置位置や数を適宜変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４をＬＥＤで実施したがこれに限定されるものではない。例えば、ランプ、低パワーのレーザダイオードからなる照明用光源を用いて実施してもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４が出射する拡散光Ｌ１〜Ｌ４は、赤色の可視光であったがこれに限定されるものではない。例えば、橙色、緑色、黄色等の可視光で実施してもよい。勿論、各照明用光源３１〜３４がそれぞれ異なる可視光の拡散光Ｌ１〜Ｌ４を出射するようにして実施してもよい。
【００６１】
さらに、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４は、それぞれ複数種類の色（赤色、青色、黄色、緑色等）の可視光を出射する光源であってもよい。これによって、その時々で投影光の色を変えることで作業者はレーザ出射前と出射中をより確実に認識できる。
【００６２】
・上記実施形態では、レーザ光の出射前とレーザ光の出射中とがそれぞれ識別できるように、レーザ光Ｌの出射前は拡大投影光ＰＬ０を点滅動作させ、レーザ光Ｌの出射中は拡大投影光ＰＬ０を連続点灯させて、拡大投影光ＰＬ０の投影態様（表示態様）を変えた。
【００６３】
これを、レーザ光Ｌの出射前は拡大投影光ＰＬ０を連続点灯で、レーザ光Ｌの出射中は拡大投影光ＰＬ０を点滅動作させて実施してもよい。
また、レーザ光Ｌの出射前と出射中の拡大投影光ＰＬ０の可視光の色を変えて実施してもよい。例えば、出射前の拡大投影光ＰＬ０は黄色の可視光で、出射中の拡大投影光ＰＬ０は赤色の可視光で実施することが考えられる。
【００６４】
また、レーザ光Ｌの出射前と出射中の拡大投影光ＰＬ０の形状を変えて実施してもよい。例えば、出射前の拡大投影光ＰＬ０は四角形で、出射中の拡大投影光ＰＬ０は円形で実施することが考えられる。また、出射前と出射中とで拡大投影光ＰＬ０のサイズを可変するようにしてもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、レーザ光の出射前とレーザ光の出射中とがそれぞれ識別できるように、レーザ光Ｌの出射前と出射中とで、拡大投影光ＰＬ０の投影態様（表示態様）を変えたが、拡大投影光ＰＬ０の投影態様（表示態様）を終始変更しないようにして実施してもよい。
【００６６】
・上記実施形態では、拡大投影光ＰＬ０で印字領域Ｚ全体を投影したが、枠状の拡大投影光ＰＬ０で実施してもよい。この場合、拡大投影光ＰＬ０で投影された枠内においてレーザ光Ｌが出射されることが認識できる。
【００６７】
・上記実施形態では、拡大投影光ＰＬ０で印字領域Ｚ全体を投影した。これを、レーザ出射前及び出射中に印字領域Ｚ内の一部に投影光が投影されるように実施してもよい。この場合、印字領域Ｚの一部が投影光にて投影されるのを見て、レーザ光Ｌの出射前及び出射中が認識できる。
【００６８】
また、上記実施形態における印字領域Ｚの各コーナ部分を投影光で投影したり、印字領域Ｚの各辺部分を投影したりして実施してもよい。
・上記実施形態では、投影手段が加工面Ｗｓに投影する拡大投影光ＰＬ０の形状は、４個の投影光ＰＬ１〜ＰＬ４を重ね合わせて４丸葉の形状であったが、四角形状であったり、三角形状であったりしてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、各照明用光源３１〜３４は、集光レンズ２４とＹ軸ガルバノミラー２３ｂとの間、すなわち、筐体１１内に配置した。これを、集光レンズ２４の外周縁に沿って配置して実施してもよい。
【００７０】
さらに、筺体１１の底面１２外壁に各照明用光源３１〜３４を加工面Ｗｓに向けて設けて実施してもよい。
・上記実施形態では、印字領域Ｚの範囲全体を投影する拡大投影光ＰＬ０を照明用光源３１〜３４にて生成した。これを、印字加工する前に確認のために、事前に印字領域Ｚに印字する文字、記号、図形等を表示することや、印字領域を表示することや、ポインタ表示をすることによって、印字位置をガイドする可視光を出射するガイド光出射手段を投影手段として用いてもよい。これよって、レーザ加工装置の元々装備されている表示装置を使って、印字領域Ｚの枠や、実際に印字する文字、記号、図形等を表示すれば、同じ効果を得ることができる。また、追加部品がいらなくて済む。
【００７１】
・上記実施形態では、レーザ出射前を拡大投影光ＰＬ０で印字領域Ｚ全体を投影した。これを、レーザ出射前であって、拡大投影光ＰＬ０が投影された後に、ブザー等の報知手段を鳴ら（駆動）して実施してもよい。作業者はレーザ出射前を視覚の他に聴覚でレーザ出射が迫っていることを知ることができる。
【００７２】
・上記実施形態では、レーザ光Ｌが出射される前の点滅投影時間は予め定めたＴｋ秒間であったが、これを、操作手段にてこのＴｋ秒間を変更できるように実施してもよい。
これによって、作業者はレーザ出射前の投影光による投影を任意の時間に設定できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０…レーザ加工装置、１１…筺体、１１ａ…本体部、１１ｂ…ヘッド部１１ｂ、２１…レーザ発振器（レーザ発振手段）、２２…ビームエキスパンダ、２２ａ…入射レンズ、２２ｂ…出射レンズ、２３…ガルバノスキャナ（光走査手段）、２３ａ…Ｘ軸ルバノミラー、２３ｂ…Ｙ軸ルバノミラー、３１〜３４…照明用光源（投影手段）、４０…制御装置（制御手段）、Ｌ…レーザ光、Ｌ１〜Ｌ４…拡散光（可視光）、ＭＸ…Ｘ軸ガルバノモータ、ＭＸａ…回転軸、ＭＹ…Ｙ軸ガルバノモータ、ＭＹａ…回転軸、ＰＬ０…拡大投影光、ＰＬ１〜ＰＬ４…投影光、Ｗ…加工対象物、Ｗｓ…加工面、Ｚ…印字領域。
【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、レーザ光により印字を行うレーザ加工装置が知られている。レーザ加工装置は、レーザ光を集光レンズで集光しその集光したレーザ光を印字対象物の加工面に出射する。レーザ加工装置は集光したレーザ光を加工面上でＸ方向及びＹ方向に走査することによって、その加工面上に文字、記号、図形等を印字する。この時、レーザ加工装置は、レーザ加工装置の筐体の外壁に設けた警報ランプを点灯させ、レーザ光による印字加工中であることを周囲に報知していた。
【０００３】
また、レーザ加工装置とは異なる除電装置では、加工表面を除電するために軟Ｘ線を出射する際、軟Ｘ線とともに可視光を加工面に投影して、その可視光にて軟Ｘ線の出射領域に入り込まないようにした除電装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８７０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記レーザ加工装置はレーザ出射中（印字中）に警報ランプを点灯し、除電装置は軟Ｘ線出射中（除電中）に可視光を除電面に投影していた。従って、出射中は、作業者は、レーザ光又は軟Ｘ線が出射されていることを認識することができる。
【０００６】
しかしながら、レーザ光又は軟Ｘ線が出射される前を予知することはできない。従って、レーザ加工装置や除電装置の近くにいる作業者は、レーザ光又は軟Ｘ線が出射されるまで、気付かないことから身体の一部がレーザ光又は軟Ｘ線に当たる虞があった。
【０００７】
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、レーザ光が出射される前に、可視光にてレーザ光が出射される印字領域を投影して、そのレーザ光の出射を事前に認識させることができるレーザ加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、レーザ光にて加工対象物の加工面に印字加工をするレーザ加工装置であって、前記レーザ光を出射するレーザ発振手段と、印字加工のために前記レーザ光を走査する光走査手段と、可視光を出射し、その可視光を投影光として、前記光走査手段が前記レーザ光を走査する印字領域に投影する投影手段と、印字開始信号に応答して、前記投影手段と前記レーザ発振手段を動作させ、前記投影手段の可視光出射し投影するタイミングと、前記投影するタイミングから所定時間後に前記レーザ発振手段のレーザ出射するタイミングとをそれぞれ制御する制御手段とを備えた。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、レーザ加工装置からレーザ光の出射前の予め定めた時間中、可視光（投影光）にてレーザ光が出射される加工面が可視化されて投影されることから、レーザ光の出射を事前に認識させることができ、レーザ光の出射前に安全に退避することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記投影手段の投影光は、前記印字領域の範囲全体を投影する投影光である。
請求項２に記載の発明によれば、投影光は、印字領域の範囲全体を投影するため、レーザ光が出射される領域全体が可視化される。そのため、作業者は、レーザ光が出射される領域を事前により明確に視認することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、前記投影手段の投影光は、前記印字領域より広い範囲を投影する投影光である。
請求項３に記載の発明によれば、投影光は、印字領域より広い範囲を投影することで、投影光の端から印字領域に到達するのに幅を持たせた。そのため、万が一、投影光の端に浸入しても、作業者は出射されるレーザ光から安全に回避する行動をとることが可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ加工装置は、前記印字領域に出射するレーザ光を集光する集光レンズが交換可能なレーザ加工装置であり、前記投影手段は、前記レーザ加工装置の筐体内に設けられ、前記可視光は集光レンズを介して投影光として前記印字領域に投影される。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、筐体内に投影手段を設けたことにより、集光レンズが交換されるごとに、投影手段の投影領域を再調整する必要がない。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記印字開始信号から予め定めた時間経過後の前記レーザ光の出射中においても、前記投影手段を駆動して前記印字領域を前記投影光にて投影する。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、レーザ光の出射中においても、投影光にてレーザ光が出射されている印字領域の範囲が可視化されて投影されることから、その可視化された投影光を見て出射中のレーザ光が走査されていることが認識でき、その場に近づくことを未然に回避することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記レーザ光の出射前と前記レーザ光の出射中とで、前記印字領域を投影する投影光の態様を相違させるように前記投影手段を制御した。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、レーザ光の出射前とレーザ光の出射中とで、加工面を投影する投影光の態様を変えたことで、レーザ光が出射前か出射中かを視認できる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、制御手段が有する前記所定時間は、操作手段により変更することがでる。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、作業者はレーザ出射前の投影光による投影を任意の時間に設定できる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、前記投影手段は、複数種類の色の可視光を出射するものであり、前記制御手段は、操作手段の操作により、前記投影手段に対して各色の可視光を選択可能である。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、その時々で投影光の色を変えることで作業者はレーザ出射前と出射中をより確実に認識できる。
請求項９に記載の発明は、
請求項１〜８のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、レーザ出射前であって、前記投影手段の可視光の出射開始後にレーザ出射を報知する報知手段を駆動させる。
【００１９】
請求項９に記載の発明によれば、レーザ出射前を視覚の他に聴覚で知らせることができる。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、印字位置をカイドする可視光を出射するガイド光出射手段を有し、前記投影手段は、前記ガイド光出射手段からなる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明によれば、レーザ加工装置の元々装備されている表示装置で、同じ効果を得ることができるとともに、追加部品もいらなくて済む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、レーザ光が出射される前に、可視光にてレーザ光が出射される加工面を投影して、そのレーザ光の出射を事前に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】レーザ加工装置の全体斜視図。
【図２】レーザ加工装置の概略構成図。
【図３】照明用光源の配置示す全体斜視図。
【図４】各照明用光源の配置を示す図。
【図５】各照明用光源の配置を示す図。
【図６】各投影光と拡大投影光を示す図。
【図７】レーザ加工装置の電気ブロック回路図。
【図８】レーザ加工装置の作用を説明するためのフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化したレーザ加工装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、レーザ加工装置１０は略直方体形状の筺体１１を有し、筺体１１は基端側を本体部１１ａと、本体部１１ａの先端部をヘッド部１１ｂとから構成されている。筺体１１のヘッド部１１ｂの下方には、加工対象物Ｗが配置されている。加工対象物Ｗは、筺体１１の底面１２に設けた集光レンズ２４から出射するＸ方向及びＹ方向に２次元的に走査されたレーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの印字領域Ｚに出射される。
【００２４】
図２は、筺体１１にケーシングされたレーザ加工装置１０の概略構成図を示す。図２において、レーザ発振器２１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Ｌを出射する。レーザ発振器２１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２１から出射するレーザ光Ｌのパワーが制御される。
【００２５】
レーザ発振器２１から出射されたレーザ光Ｌは、ビームエキスパンダ２２に出射される。ビームエキスパンダ２２は、レーザ光Ｌを入射する入射レンズ２２ａと、入射レンズ２２ａを通過したレーザ光Ｌをガルバノスキャナ２３に出射する出射レンズ２２ｂを備えている。ビームエキスパンダ２２は、入射レンズ２２ａと出射レンズ２２ｂとの相対距離を変化させることができるようになっている。
【００２６】
ビームエキスパンダ２２は、入射レンズ２２ａと出射レンズ２２ｂとの相対距離を変化させることで、ガルバノスキャナ２３及び集光レンズ２４を介して加工対象物Ｗへ集光されるレーザ光Ｌの焦点位置を、光軸方向に移動させるようになっている。そして、ビームエキスパンダ２２を通過したレーザ光Ｌはガルバノスキャナ２３に出射される。
【００２７】
ガルバノスキャナ２３は、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを備えている。
Ｘ軸ガルバノミラー２３ａは、回動して、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工対象物Ｗに対して、Ｘ方向に走査させるミラーである。Ｘ軸ガルバノミラー２３ａは、図３に示すように、Ｘ軸ガルバノモータＭＸの回転軸ＭＸａに固着され、Ｘ軸ガルバノモータＭＸの駆動により回動されて、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工面Ｗｓの印字領域Ｚに対してＸ方向に走査させる。
【００２８】
Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂは、回動して、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工対象物Ｗに対して、Ｘ方向と直交するＹ方向に走査させるミラーである。Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂは、図３に示すように、Ｙ軸ガルバノモータＭＹの回転軸ＭＹａに固着され、Ｙ軸ガルバノモータＭＹの駆動により回動されて、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌを、加工面Ｗｓの印字領域Ｚに対してＹ方向に走査させる。
【００２９】
従って、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光Ｌは、Ｘ軸及びＹ軸ガルバノミラー２３ａ，２３ｂにより、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの印字領域Ｚに対して、Ｘ方向及びＹ方向に走査される。ここで、印字領域Ｚとは、本実施形態では、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを駆動制御して、レーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを出射する際の最大の出射可能範囲をいう。
【００３０】
ガルバノスキャナ２３のＸ軸及びＹ軸ガルバノミラー２３ａ，２３ｂにてＸ及びＹ方向に走査されたレーザ光Ｌは、集光レンズ２４を介して集光されて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓに出射される。そして、レーザ光Ｌが、集光レンズ２４を介して集光されて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓにレーザ光Ｌが出射されることによって、該加工面Ｗｓに多種多様な文字、記号、図形等が印字される。
【００３１】
また、図３に示すように、Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂと集光レンズ２４の間であって同じ高さ位置に、４個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる照明用光源３１〜３４が配置されている。４個の照明用光源３１〜３４は、図４に示すように、集光レンズ２４の外周縁の内側であってＹ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌがかからない位置に、配置されている。従って、Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌの一部が、４個の照明用光源３１〜３４にて遮られることはない。
【００３２】
また、４個の照明用光源３１〜３４は、図５に示すように、集光レンズ２４の中心軸を中として等角度（９０度）の間隔に対称配置されている。４個の照明用光源３１〜３４は、本実施形態では赤色の可視光を出射する拡散光であって、図４に示すように、各照明用光源３１〜３４の拡散光Ｌ１〜Ｌ４を集光レンズ２４に向けて出射している。
【００３３】
集光レンズ２４に向けて出射された各照明用光源３１〜３４の拡散光Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれ加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの一部を包含する投影光ＰＬ１〜ＰＬ４として出射される。そして、各照明用光源３１〜３４の拡散光Ｌ１〜Ｌ４に基づいて投影された投影光ＰＬ１〜ＰＬ４によって、図６に示すように、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体が包含される。ここで、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４によって、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を包含する投影光を拡大投影光ＰＬ０という。
【００３４】
詳述すると、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４は、図６に示すように、加工対象物Ｗの外形（図６では正四角形）に対して、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４の直径が加工対象物Ｗの一辺と同じとなるように生成されている。そして、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４は、直径部分が加工対象物Ｗの一辺と一致するように設定されている。
【００３５】
従って、各投影光ＰＬ１〜ＰＬ４からなる拡大投影光ＰＬ０は、加工対象物Ｗの各辺を内包する投影光となる。
つまり、各照明用光源３１〜３４を作動させると、筺体１１のヘッド部１１ｂの下方の加工対象物Ｗを配置する位置に、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を包含するサイズの拡大投影光ＰＬ０が投影されることになる。そして、筺体１１のヘッド部１１ｂの下方に加工対象物Ｗを配置して各照明用光源３１〜３４を作動させた時、その加工対象物Ｗには、この拡大投影光ＰＬ０にて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を含む領域が赤色の光で投影されることになる。従って、本実施形態は、加工面Ｗｓの印字領域Ｚは、拡大投影光ＰＬ０の外周縁に内側であってその外周縁から一定の距離をおいた位置に内包される。
【００３６】
次に、上記した各照明用光源３１〜３４を駆動制御するレーザ加工装置１０の電気的構成を図７に従って説明する。
制御装置４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及び記憶装置（ＲＯＭ及びＲＡＭ）を備え、記憶装置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、レーザ発振器２１、ガルバノスキャナ２３及び各照明用光源３１〜３４をそれぞれ駆動制御する。制御装置４０は、図示しない、電源スイッチと印字開始スイッチと接続され、電源スイッチと印字開始スイッチからの操作に基づいてレーザ発振器２１、ガルバノスキャナ２３及び各照明用光源３１〜３４をそれぞれ駆動制御する。
【００３７】
次に、レーザ加工装置１０の作用を、図８に示す制御装置４０の処理動作を説明するフローチャートに従って説明する。
電源スイッチが操作されると、制御装置４０は、立ち上がり起動信号をレーザ発振器２１に出力する。レーザ発振器２１は、制御装置４０からの起動信号に応答して、半導体レーザを駆動し励起させ、印字開始スイッチの操作を待つ。
【００３８】
そして、印字開始スイッチが操作されて印字開始信号が制御装置４０に出力されると、制御装置４０は、印字開始信号に応答して予め定めたＴｋ秒間、各照明用光源３１〜３４に対して、点滅駆動制御信号を出力する。各照明用光源３１〜３４は、制御装置４０からの点滅駆動制御信号に応答して点滅発光する（ステップＳ１，Ｓ２）。これによって、点滅する拡大投影光ＰＬ０が、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体に投影（点滅投影）される。
【００３９】
従って、作業者は、加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体を点滅して投影する赤色の拡大投影光ＰＬ０を視認して、加工面Ｗｓの印字領域Ｚ内にレーザ光Ｌが出射されることを事前に認識することができる。
【００４０】
予め定めたＴｋ秒が経過して点滅動作が完了すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御装置４０は、各照明用光源３１〜３４に対して、連続点灯駆動制御信号を出力する。各照明用光源３１〜３４は、制御装置４０からの連続点灯駆動制御信号に応答して連続発光を開始する（ステップＳ３）。これによって、連続点灯する赤色の拡大投影光ＰＬ０が加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体に投影される。
【００４１】
加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの全体が拡大投影光ＰＬ０にて連続点灯されると同時に、その点灯状態を維持しながら制御装置４０は、レーザ発振器２１及びガルバノスキャナ２３を駆動制御して、レーザ光Ｌを加工対象物Ｗに出射して印字加工を開始する（ステップＳ４）。
【００４２】
従って、作業者は、連続点灯する赤色の拡大投影光ＰＬ０を視認して、加工面Ｗｓの印字領域Ｚ内においてレーザ光Ｌによる印字加工が実際に行われていることを認識することができる。
【００４３】
やがて、印字加工が終了すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御装置４０は、各照明用光源３１〜３４に対して消灯駆動制御信号を出力して、各照明用光源３１〜３４を消灯させる（ステップＳ６）。
【００４４】
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、印字開始スイッチが操作されて印字開始信号が出力されると、レーザ光Ｌが出射される前の予め定めたＴｋ秒間、各照明用光源３１〜３４に対して点滅駆動させた。そして、加工面Ｗｓの印字領域Ｚを赤色の拡大投影光ＰＬ０で点滅投影させた。
【００４５】
従って、作業者は、赤色の拡大投影光ＰＬ０の点滅投影を見てレーザ光Ｌの出射開始が直前あること認識し、身体の一部がレーザ光Ｌに当たることなくその場から安全に退避することができる。
【００４６】
（２）上記実施形態によれば、予め定めたＴｋ秒間経過後であってレーザＬ出射中、すなわち、印字加工中にも、照明用光源３１〜３４を連続点灯させた。そして、加工面Ｗｓの印字領域Ｚを赤色の拡大投影光ＰＬ０で連続投影した。
【００４７】
従って、作業者は、拡大投影光ＰＬ０の連続投影を見て、レーザ光Ｌが照射される位置に近づくことを未然に回避することができる。
（３）上記実施形態によれば、印字開始スイッチが操作されると、予め定めたＴｋ秒間、拡大投影光ＰＬ０にて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを点滅投影させ、その後、拡大投影光ＰＬ０にて加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを連続投影させた。すなわち、レーザ光Ｌの出射前と、レーザ光Ｌの出射中とで拡大投影光ＰＬ０の表示態様（投影態様）を変えた。
【００４８】
従って、作業者は、レーザ光Ｌの出射前と出射中とを容易に視認できる。
つまり、作業者は、拡大投影光ＰＬ０による加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの点滅投影を見てレーザ光Ｌの出射による印字加工が開始直前あること認識し、その場から退避することができる。
【００４９】
また、作業者は、拡大投影光ＰＬ０による加工対象物Ｗの加工面Ｗｓの連続投影を見てレーザ光Ｌの出射による印字加工が行われている最中であること認識し、その場に近づくことを未然に回避することができる。
【００５０】
（４）上記実施形態によれば、赤色の拡大投影光ＰＬ０は、印字領域Ｚより広い範囲を投影するようにした。従って、拡大投影光ＰＬ０の外周縁から印字領域Ｚまで距離があるため、万が一、身体の一部が拡大投影光ＰＬ０の端に浸入しても、直ちに、レーザ光Ｌに当たることはなく、作業者は出射されるレーザ光Ｌからの回避行動をとることが可能となる。
【００５１】
（５）上記実施形態によれば、４個の照明用光源３１〜３４をレーザ光Ｌの光軸の周囲径方向に９０度の等角度間隔で、かつ、光軸に対して対称となるように配置した。そして、各照明用光源３１〜３４からの拡散光Ｌ１〜Ｌ４を集光レンズ２４に向けて出射し、各拡散光Ｌ１〜Ｌ４を印字領域Ｚの範囲全体を可視化する投影光ＰＬ１〜ＰＬ４（拡大投影光ＰＬ０）とした。
【００５２】
従って、投影光ＰＬ１〜ＰＬ４（拡大投影光ＰＬ０）が正方形の場合には、図６に示すように、投影光ＰＬ１〜ＰＬ４（拡大投影光ＰＬ０）が互いに重なり合った明るくなった４箇所部分が形成され正方形の印字領域Ｚがより明確に視認できる。
【００５３】
（６）上記実施形態によれば、各照明用光源３１〜３４は、集光レンズ２４の外周縁の内側であってＹ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌがかからない位置に配置して、Ｙ軸ガルバノミラー２３ｂからのレーザ光Ｌが、同照明用光源３１〜３４にて遮られないようにした。従って、レーザ光Ｌのパワーが低減されず、印字加工を効率よく行える。
【００５４】
（７）上記実施形態によれば、各照明用光源３１〜３４を、筐体１１のヘッド部１１ｂ内に設けたので、照明用光源３１〜３４ら出射される拡散光Ｌ１〜Ｌ４は、作業者に身体の一部に遮られることがないことから、加工面Ｗｓを投影する拡大投影光ＰＬ０は欠けることはない。従って、確実に加工面Ｗｓの印字領域Ｚ全体を投影する。
【００５５】
（８）上記実施形態よれば、各照明用光源３１〜３４は、集光レンズ２４とＹ軸ガルバノミラー２３ｂとの間、すなわち、筐体１１内に配置した。
これによって、集光レンズを交換して印字領域Ｚを変えることができるレーザ加工装置に１０おいて、集光レンズ２４が交換されるごとに、各照明用光源３１〜３４による拡大投影光ＰＬ０の投影領域を再調整する手間を必要としない。
【００５６】
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、印字領域Ｚを、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを駆動制御して、レーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを出射する際の最大の出射可能範囲とした。従って、この場合、その印字領域Ｚ内において、印字される文字、記号、図形等の数は、１つでも複数個であってもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、印字領域Ｚを、Ｘ軸ガルバノミラー２３ａ及びＹ軸ガルバノミラー２３ｂを駆動制御して、レーザ光Ｌが加工対象物Ｗの加工面Ｗｓを出射する際の最大の出射可能範囲とした。これを、レーザ加工装置１０が加工対象物Ｗの加工面Ｗｓに印字を文字、記号、図形等を実際に印字する際の、レーザ光ＬのＸ方向及びＹ方向の振り幅を印字領域Ｚとして実施してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４を４個で実施したがこれに限定されるものではない。要は、印字領域の範囲全体を投影できれば、その数は１個〜３個又は５個以上であってもよい。
【００５９】
また、印字領域Ｚの形状（長方形又は正方形）、又は、大きさにあわせて、照明用光源の配置位置や数を適宜変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４をＬＥＤで実施したがこれに限定されるものではない。例えば、ランプ、低パワーのレーザダイオードからなる照明用光源を用いて実施してもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４が出射する拡散光Ｌ１〜Ｌ４は、赤色の可視光であったがこれに限定されるものではない。例えば、橙色、緑色、黄色等の可視光で実施してもよい。勿論、各照明用光源３１〜３４がそれぞれ異なる可視光の拡散光Ｌ１〜Ｌ４を出射するようにして実施してもよい。
【００６１】
さらに、投影手段を構成する照明用光源３１〜３４は、それぞれ複数種類の色（赤色、青色、黄色、緑色等）の可視光を出射する光源であってもよい。これによって、その時々で投影光の色を変えることで作業者はレーザ出射前と出射中をより確実に認識できる。
【００６２】
・上記実施形態では、レーザ光の出射前とレーザ光の出射中とがそれぞれ識別できるように、レーザ光Ｌの出射前は拡大投影光ＰＬ０を点滅動作させ、レーザ光Ｌの出射中は拡大投影光ＰＬ０を連続点灯させて、拡大投影光ＰＬ０の投影態様（表示態様）を変えた。
【００６３】
これを、レーザ光Ｌの出射前は拡大投影光ＰＬ０を連続点灯で、レーザ光Ｌの出射中は拡大投影光ＰＬ０を点滅動作させて実施してもよい。
また、レーザ光Ｌの出射前と出射中の拡大投影光ＰＬ０の可視光の色を変えて実施してもよい。例えば、出射前の拡大投影光ＰＬ０は黄色の可視光で、出射中の拡大投影光ＰＬ０は赤色の可視光で実施することが考えられる。
【００６４】
また、レーザ光Ｌの出射前と出射中の拡大投影光ＰＬ０の形状を変えて実施してもよい。例えば、出射前の拡大投影光ＰＬ０は四角形で、出射中の拡大投影光ＰＬ０は円形で実施することが考えられる。また、出射前と出射中とで拡大投影光ＰＬ０のサイズを可変するようにしてもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、レーザ光の出射前とレーザ光の出射中とがそれぞれ識別できるように、レーザ光Ｌの出射前と出射中とで、拡大投影光ＰＬ０の投影態様（表示態様）を変えたが、拡大投影光ＰＬ０の投影態様（表示態様）を終始変更しないようにして実施してもよい。
【００６６】
・上記実施形態では、拡大投影光ＰＬ０で印字領域Ｚ全体を投影したが、枠状の拡大投影光ＰＬ０で実施してもよい。この場合、拡大投影光ＰＬ０で投影された枠内においてレーザ光Ｌが出射されることが認識できる。
【００６７】
・上記実施形態では、拡大投影光ＰＬ０で印字領域Ｚ全体を投影した。これを、レーザ出射前及び出射中に印字領域Ｚ内の一部に投影光が投影されるように実施してもよい。この場合、印字領域Ｚの一部が投影光にて投影されるのを見て、レーザ光Ｌの出射前及び出射中が認識できる。
【００６８】
また、上記実施形態における印字領域Ｚの各コーナ部分を投影光で投影したり、印字領域Ｚの各辺部分を投影したりして実施してもよい。
・上記実施形態では、投影手段が加工面Ｗｓに投影する拡大投影光ＰＬ０の形状は、４個の投影光ＰＬ１〜ＰＬ４を重ね合わせて４丸葉の形状であったが、四角形状であったり、三角形状であったりしてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、各照明用光源３１〜３４は、集光レンズ２４とＹ軸ガルバノミラー２３ｂとの間、すなわち、筐体１１内に配置した。これを、集光レンズ２４の外周縁に沿って配置して実施してもよい。
【００７０】
さらに、筺体１１の底面１２外壁に各照明用光源３１〜３４を加工面Ｗｓに向けて設けて実施してもよい。
・上記実施形態では、印字領域Ｚの範囲全体を投影する拡大投影光ＰＬ０を照明用光源３１〜３４にて生成した。これを、印字加工する前に確認のために、事前に印字領域Ｚに印字する文字、記号、図形等を表示することや、印字領域を表示することや、ポインタ表示をすることによって、印字位置をガイドする可視光を出射するガイド光出射手段を投影手段として用いてもよい。これよって、レーザ加工装置の元々装備されている表示装置を使って、印字領域Ｚの枠や、実際に印字する文字、記号、図形等を表示すれば、同じ効果を得ることができる。また、追加部品がいらなくて済む。
【００７１】
・上記実施形態では、レーザ出射前を拡大投影光ＰＬ０で印字領域Ｚ全体を投影した。これを、レーザ出射前であって、拡大投影光ＰＬ０が投影された後に、ブザー等の報知手段を鳴ら（駆動）して実施してもよい。作業者はレーザ出射前を視覚の他に聴覚でレーザ出射が迫っていることを知ることができる。
【００７２】
・上記実施形態では、レーザ光Ｌが出射される前の点滅投影時間は予め定めたＴｋ秒間であったが、これを、操作手段にてこのＴｋ秒間を変更できるように実施してもよい。
これによって、作業者はレーザ出射前の投影光による投影を任意の時間に設定できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０…レーザ加工装置、１１…筺体、１１ａ…本体部、１１ｂ…ヘッド部１１ｂ、２１…レーザ発振器（レーザ発振手段）、２２…ビームエキスパンダ、２２ａ…入射レンズ、２２ｂ…出射レンズ、２３…ガルバノスキャナ（光走査手段）、２３ａ…Ｘ軸ルバノミラー、２３ｂ…Ｙ軸ルバノミラー、３１〜３４…照明用光源（投影手段）、４０…制御装置（制御手段）、Ｌ…レーザ光、Ｌ１〜Ｌ４…拡散光（可視光）、ＭＸ…Ｘ軸ガルバノモータ、ＭＸａ…回転軸、ＭＹ…Ｙ軸ガルバノモータ、ＭＹａ…回転軸、ＰＬ０…拡大投影光、ＰＬ１〜ＰＬ４…投影光、Ｗ…加工対象物、Ｗｓ…加工面、Ｚ…印字領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光にて加工対象物の加工面に印字加工をするレーザ加工装置であって、
前記レーザ光を出射するレーザ発振手段と、
印字加工のために前記レーザ光を走査する光走査手段と、
可視光を出射し、その可視光を投影光として、前記光走査手段が前記レーザ光を走査する印字領域に投影する投影手段と、
印字開始信号に応答して、前記投影手段と前記レーザ発振手段を動作させ、前記投影手段の可視光出射し投影するタイミングと、前記投影するタイミングから所定時間後に前記レーザ発振手段のレーザ出射するタイミングとをそれぞれ制御する制御手段と
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、
前記投影手段の投影光は、前記印字領域の範囲全体を投影する投影光であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、
前記投影手段の投影光は、前記印字領域より広い範囲を投影する投影光であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ加工装置は、前記印字領域に出射するレーザ光を集光する集光レンズが交換可能なレーザ加工装置であり、
前記投影手段は、前記レーザ加工装置の筐体内に設けられ、前記可視光は集光レンズを介して投影光として前記印字領域に投影されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、前記印字開始信号から予め定めた時間経過後の前記レーザ光の出射中においても、前記投影手段を駆動して前記印字領域を前記投影光にて投影することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、前記レーザ光の出射前と前記レーザ光の出射中とで、前記印字領域を投影する投影光の態様を相違させるように前記投影手段を制御したことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
制御手段が有する前記所定時間は、操作手段により変更することがでることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
前記投影手段は、複数種類の色の可視光を出射するものであり、
前記制御手段は、操作手段の操作により前記投影手段に対して各色の可視光を選択可能であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、レーザ出射前であって、前記投影手段の可視光の出射開始後にレーザ出射を報知する報知手段を駆動させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
印字位置をカイドする可視光を出射するガイド光出射手段を有し、前記投影手段は、前記ガイド光出射手段からなることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ光にて加工対象物の加工面に印字加工をするレーザ加工装置であって、
前記レーザ光を出射するレーザ発振手段と、
印字加工のために前記レーザ光を走査する光走査手段と、
可視光を出射し、その可視光を投影光として、前記光走査手段が前記レーザ光を走査する印字領域に投影する投影手段と、
印字開始信号に応答して、前記投影手段と前記レーザ発振手段を動作させ、前記投影手段の可視光出射し投影するタイミングと、前記投影するタイミングから所定時間後に前記レーザ発振手段のレーザ出射するタイミングとをそれぞれ制御する制御手段と
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、
前記投影手段の投影光は、前記印字領域の範囲全体を投影する投影光であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、
前記投影手段の投影光は、前記印字領域より広い範囲を投影する投影光であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ加工装置は、前記印字領域に出射するレーザ光を集光する集光レンズが交換可能なレーザ加工装置であり、
前記投影手段は、前記レーザ加工装置の筐体内に設けられ、前記可視光は集光レンズを介して投影光として前記印字領域に投影されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、前記印字開始信号から予め定めた時間経過後の前記レーザ光の出射中においても、前記投影手段を駆動して前記印字領域を前記投影光にて投影することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、前記レーザ光の出射前と前記レーザ光の出射中とで、前記印字領域を投影する投影光の態様を相違させるように前記投影手段を制御したことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
制御手段が有する前記所定時間は、操作手段により変更することがでることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
前記投影手段は、複数種類の色の可視光を出射するものであり、
前記制御手段は、操作手段の操作により前記投影手段に対して各色の可視光を選択可能であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、レーザ出射前であって、前記投影手段の可視光の出射開始後にレーザ出射を報知する報知手段を駆動させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のレーザ加工装置において、
印字位置をカイドする可視光を出射するガイド光出射手段を有し、前記投影手段は、前記ガイド光出射手段からな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７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１３７９１（Ｐ２０１２−２１３７９１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１０６２（Ｐ２０１１−８１０６２）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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