レーザ加工装置
【課題】加工精度を維持しつつ寿命を延ばすことのできるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】このレーザ加工装置は、レーザ光源からのレーザ光を反射するガルバノミラー２２，２３と、これらが取り付けられた軸部２４ａ，２５ａを回動させることによりガルバノミラー２２，２３を回動させるガルバノモータ２４，２５とを備えている。そして、ガルバノミラー２２，２３を回動させることで、レーザ光Ｌを走査する。ここでは、ガルバノミラー２２，２３の使用頻度を、レーザ光Ｌの加工可能領域Ａに対して設定されたＸ軸方向及びＹ軸方向の座標系の設定位置毎に積算し、各設定位置のうち、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じているか否かを判断する。そして、所定値を超える差が生じている場合には、同使用頻度の積算値に差が生じている設定位置の区間でガルバノミラー２２，２３を回動させる。
【解決手段】このレーザ加工装置は、レーザ光源からのレーザ光を反射するガルバノミラー２２，２３と、これらが取り付けられた軸部２４ａ，２５ａを回動させることによりガルバノミラー２２，２３を回動させるガルバノモータ２４，２５とを備えている。そして、ガルバノミラー２２，２３を回動させることで、レーザ光Ｌを走査する。ここでは、ガルバノミラー２２，２３の使用頻度を、レーザ光Ｌの加工可能領域Ａに対して設定されたＸ軸方向及びＹ軸方向の座標系の設定位置毎に積算し、各設定位置のうち、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じているか否かを判断する。そして、所定値を超える差が生じている場合には、同使用頻度の積算値に差が生じている設定位置の区間でガルバノミラー２２，２３を回動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の照射により、ワークにマーキング、穴あけ、切断及び溶接等の加工を施すレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のレーザ加工装置の一つとして、レーザ光源から出射されるレーザ光をガルバノスキャナを通じてワーク上で走査させることで、ワークに所望の加工を施す装置が知られている。ここで、ガルバノスキャナは、レーザ光源から出射されるレーザ光を反射するガルバノミラーと、同ガルバノミラーが駆動軸（軸部）に取り付けられたガルバノモータとを備えている。そして、ガルバノスキャナでは、ガルバノモータの駆動を通じてガルバノミラーを回動させることで、ガルバノミラーで反射されるレーザ光をワーク上で走査させる。また通常、ガルバノスキャナは、ガルバノモータの軸部を支持するベアリングを備えている。なおこのベアリングは、例えば密封型であれば、内部の潤滑油によって潤滑される。
【０００３】
一方、こうしたレーザ加工装置では、例えば複数のワークに対して同一位置に加工を施すような場合、加工可能領域のうちのごく一部の領域でのみレーザ光の走査動作が繰り返されることがある。このような場合、ガルバノモータの軸部が、限られた角度範囲でのみ回動することとなるため、ガルバノモータの軸部を支持するベアリング全体に潤滑油を行き渡らせることが難しくなる。このため、ベアリングに潤滑油のムラが生じ、これに起因してベアリングにがたつきが生じるおそれがある。またこのように、潤滑油のムラが生じると、潤滑油が不足している部分で摩耗量が局所的に大きくなるおそれがあり、このこともベアリングにがたつきを生じさせる要因となっている。そして、ベアリングにがたつきが生じると、ガルバノミラーにもがたつきが生じるため、加工精度が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のレーザ加工装置では、その起動時にガルバノミラーをその回動可能領域全体で回動させることで、ベアリング全体に潤滑油を行き渡らせるようにしている。これにより、ベアリングのがたつきを抑制することができるため、ガルバノミラーの適切な動作が維持され、ひいては加工精度を維持することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９１０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のレーザ加工装置のように、起動時にガルバノミラーをその回動可能範囲全体に渡って回動させると、加工の行われていない期間にベアリングの摩耗が促進されてしまう。このため、ガルバノスキャナの寿命を縮めてしまい、ひいてはレーザ加工装置の寿命を縮めてしまうことが懸念される。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工精度を維持しつつ、寿命を延ばすことのできる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】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光源から出射されるレーザ光を反射するガルバノミラーと、ベアリングにより回動可能に支持されるとともに前記ガルバノミラーが取り付けられた軸部を有して同軸部を回動させることで前記ガルバノミラーを回動させる駆動手段とを備え、同駆動手段を通じて前記ガルバノミラーを回動させて前記ガルバノミラーで反射されたレーザ光をワーク上で走査させて同ワークに所望の加工を施すレーザ加工装置において、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎に使用頻度を積算し、各回動位置のうち、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断されるとき、同使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを回動させるリフレッシュ動作を前記駆動手段を通じて実行する制御手段を備えることを要旨とする。
【０００９】
前述のように、ガルバノミラーが狭い回動範囲で回動を繰り返したような場合、駆動手段の軸部を支持するベアリングに潤滑油のムラが生じる要因の一つは、ガルバノミラーの回動位置に関して使用頻度の高い回動位置と、使用頻度の低い回動位置とが生じることである。したがって、ガルバノミラーの使用頻度の多い回動位置と使用頻度の少ない回動位置との間でガルバノミラーを回動させれば、ベアリングに発生する潤滑油のムラを抑制することが可能である。この点、上記構成によれば、予め設定されているガルバノミラーの複数の回動位置のうち、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に所定頻度を超える差が生じると、それら回動位置を含む範囲でガルバノミラーを回動させるリフレッシュ動作が実行されるため、ベアリングに発生する潤滑油のムラを抑制することができる。これにより、ガルバノミラーのがたつきが抑制され、ひいては加工精度を維持することができるようになる。また、使用頻度の高い回動位置と、使用頻度の低い回動位置とを含む範囲で軸部を回動させることとすれば、回動可能範囲全体に渡ってガルバノミラーを回動させる場合と比較すると、ベアリングの摩耗を抑制することができるため、ガルバノスキャナの寿命を延ばすことができ、ひいてはレーザ加工装置の寿命を延ばすことができるようになる。
【００１０】
そしてこの場合、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に前記所定値を超える差が生じているか否かの判断を、請求項２に記載の発明によるように、
・前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値について差分値を演算し、同差分値と前記所定値とを比較することで行う、
あるいは、請求項３に記載の発明によるように、
・前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値と、同積算値に対して設定された上限閾値以上であるか、または、同積算値に対して設定された下限閾値以下であるか比較し、前記上限閾値以上である回動位置と前記下限閾値以下である回動位置が隣り合っているかどうかで行う、
といった方法を採用することが有効である。これにより、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に所定値を超える差が生じているか否かを容易に判断することが可能となるため、請求項１に記載の発明を容易に実現することができるようになる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記リフレッシュ動作の実行に際して、前記使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを複数回回動させることを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、ベアリングに発生する潤滑油のムラをより的確に抑制することができるため、加工精度を高く維持することができるようになる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断され、且つ、前記回動位置毎の使用頻度の積算値のいずれかが予め設定された使用上限値を超えることを条件に交換時期を知らせる警報を発する警報手段を更に備えることを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、回動位置毎の使用頻度の積算値のいずれかが使用上限値を超えると、警報手段から交換時期を知らせる警報が発せられるため、ユーザは駆動手段の交換時期を容易に知ることができる。よって、利便性が向上するようになる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度の積算値を、前記レーザ光の走査情報となる座標データから求めることを要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、ガルバノミラーの複数の回動位置毎の使用頻度を容易に積算することができるため、請求項１〜５に記載の発明を容易に実現することができるようになる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記ガルバノミラーの回動位置を検出する回動位置検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度を、前記回動位置検出手段が検出する回動角度から求めることを要旨とする。
【００１６】
同構成によるように、ガルバノミラーの回動位置を検出する回動位置検出手段を更に設けることとすれば、ガルバノミラーの回動位置を高い精度で検出することができるため、ガルバノミラーの複数の回動位置毎の使用頻度をより的確に検出することができるようになる。これにより、上記リフレッシュ動作をより適切に行うことが可能となるため、ベアリングに発生する潤滑油のムラが更に抑制され、ひいては加工精度をより高く維持することができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかるレーザ加工装置によれば、加工精度を維持しつつも、寿命を延ばすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかるレーザ加工装置の一実施形態についてその概略構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態のレーザ加工装置についてその構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態のレーザ加工装置のガルバノスキャナについてその構成を模式的に示す図。
【図４】同実施形態のレーザ加工装置についてその加工可能領域を模式的に示す図。
【図５】同実施形態のレーザ加工装置についてワークへの印字態様を示す模式的に示す図。
【図６】同実施形態のレーザ加工装置について加工可能領域のＸ座標及びＹ座標の設定位置と制御装置の有するカウンタとの関係を示す図。
【図７】同実施形態のレーザ加工装置による使用頻度積算処理の処理手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態のレーザ加工装置について制御装置のカウンタの増加態様を示す図。
【図９】同実施形態のレーザ加工装置によるリフレッシュ処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態のレーザ加工装置についてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の各値をヒストグラムで示すグラフ。
【図１１】本発明にかかるレーザ加工装置の他の例についてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の各値をヒストグラムで示すグラフ。
【図１２】本発明にかかるレーザ加工装置の他の例についてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の各値をヒストグラムで示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるレーザ加工装置の一実施形態について図１〜図１０を参照して説明する。はじめに、図１を参照して、本実施形態にかかるレーザ加工装置の概要について説明する。
【００２０】
図１に示すように、このレーザ加工装置では、ユーザがコンソール３に設けられた操作部（操作手段）３０を操作してワークＷに印字したい文字や図形等を入力すると、印字後のイメージ画像がコンソール３の表示部３１に表示される。そして、ユーザが、イメージ画像を確認した後、操作部３０を操作して印字開始操作を行うと、コントローラ１でレーザ光が生成される。このレーザ光は、コントローラ１から光ファイバ６を介してヘッド部２に入射されて、同ヘッド部２の窓部４から載置台８に向けて出射される。そして、ヘッド部２から出射されたレーザ光Ｌが、載置台８に載置されたワークＷに照射されることで、文字等がワークＷに印字される。なお、コンソール３及びコントローラ１は電気ケーブル７を介して接続されており、コンソール３の駆動はコントローラ１により制御される。また、コントローラ１及びヘッド部２は電気ケーブル５を介して接続されており、ヘッド部２の駆動はコントローラ１により制御される。さらに、コントローラ１には、図示しない電源スイッチが設けられており、同電源スイッチの操作を通じてレーザ加工装置の電源をオン／オフすることができるようになっている。
【００２１】
次に、図２を参照して、レーザ加工装置の構成について詳述する。
図２に示すように、コントローラ１は、レーザ光を光ファイバ６を介してヘッド部２に出射するレーザ光源１１、及びユーザに対して警報を発する警報手段としてのスピーカ１２を備えている。なお、レーザ光源１１は、例えばＹＡＧレーザ等のレーザ発振器により構成されている。また、コントローラ１は、マイクロコンピュータにより構成されて、レーザ光源１１及びスピーカ１２の駆動を制御する制御装置（制御手段）１０を備えている。この制御装置１０は、上記電気ケーブル７を介してコンソール３の表示部３１に駆動信号を送信することにより、表示部３１の駆動を制御する部分でもある。また、制御装置１０には、コンソール３の操作部３０に入力された入力情報が上記電気ケーブル７を介して取り込まれるようになっている。なお、制御装置１０は、不揮発性のメモリ１０ａを備えており、このメモリ１０ａ内に、印字可能な文字等のマーキング情報が記憶されている。このマーキング情報には、文字等を構成する各線分の始点及び終点の座標値、及びレーザ光の照射により形成される線分の太さ等の情報が含まれている。
【００２２】
一方、ヘッド部２は、コントローラ１から光ファイバ６を介して入射されるレーザ光をビーム径に拡大するビームエキスパンダ２１、及び同ビームエキスパンダ２１で拡大されたレーザ光を反射してワークＷ上で走査させる一対のガルバノミラー２２，２３を備えている。
【００２３】
図３に示すように、第１のガルバノミラー２２は、駆動手段としての第１のガルバノモータ２４の軸部２４ａに取り付けられている。なお、第１のガルバノモータ２４の軸部２４ａは、第１のガルバノモータ２４に設けられたベアリング２４ｂにより回動可能に支持されることで、図中の軸線ｍ１上に配置されている。すなわち、第１のガルバノミラー２２は、第１のガルバノモータ２４の駆動により軸線ｍ１を中心に正逆方向に回動する。一方、第２のガルバノミラー２３は、駆動手段としての第２のガルバノモータ２５の軸部２５ａに取り付けられている。なお、第２のガルバノモータ２５の軸部２５ａは、第２のガルバノモータ２５に設けられたベアリング２５ｂにより回動可能に支持されることで、軸線ｍ１とねじれの位置とされた軸線ｍ２上に配置されている。すなわち、第２のガルバノミラー２３は、第２のガルバノモータ２５の駆動により軸線ｍ２を中心に正逆方向に回動する。そして、図中に二点鎖線で示すように、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３は、ビームエキスパンダ２１からのレーザ光Ｌを反射してその出射方向を変更させる。すなわち、第１のガルバノミラー２２は、回動によりレーザ光Ｌを図中のＸ軸方向に走査させる。また、第２のガルバノミラー２３は、回動によりレーザ光Ｌを図中のＹ軸方向に走査させる。このように、ヘッド部２では、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５により第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させることで、ワークＷに対するレーザ光Ｌの二次元走査が可能となっている。なお、本実施形態では、一対のガルバノミラー２２，２３を通じたレーザ光Ｌの走査により、レーザ光Ｌの照射範囲が図中の一点鎖線で囲まれた領域（加工可能領域）Ａに設定されている。また、ベアリング２４ｂ，２５ｂは、内部の潤滑油によって潤滑される密封型となっている。さらに、図２に示すように、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の駆動は、コントローラ１に設けられた制御装置１０により制御される。そして、これら第１及び第２のガルバノミラー２２，２３、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５、及び制御装置１０により、ガルバノスキャナ９が構成されている。
【００２４】
一方、ヘッド部２は、一対のガルバノミラー２２，２３で反射されたレーザ光をワークＷにおいて所定のスポット径に収束させ、レーザ光に適したエネルギ密度まで高める集光レンズ２６を備えている。そして、集光レンズ２６を通じて収束されたレーザ光がワークＷ上に照射されることで、ワークＷにマーキング加工が施される。
【００２５】
そして、このように構成されたレーザ加工装置において、例えばユーザがワークＷに「Ａ」という文字を加工すべく、操作部３０を操作したとすると、同レーザ加工装置は次のように動作する。まず、ユーザが印字に必要な情報、例えば印字する文字や、ワークＷ上の加工開始位置等の入力情報を操作部３０に入力すると、それらの入力情報が電気ケーブル７を介して制御装置１０に伝達される。なお、本実施形態では、図４に示すように、上記加工可能領域ＡがＸ軸方向及びＹ軸方向の座標系で設定されており、加工開始位置は、同ＸＹ座標系のＸ座標の値及びＹ座標の値で設定される。また、加工開始位置として設定可能な位置は、Ｘ座標及びＹ座標において整数値で示される位置となっている。すなわち、加工開始位置は、例えば図中の座標Ｐｓに対応する（１，１）のように設定される。
【００２６】
そして、制御装置１０は、操作部３０から入力情報が伝達されると、同入力情報に含まれている印字文字等の情報に基づいて、マーキング情報をメモリ１０ａから読み込む。そして、読み込んだマーキング情報、及び入力情報に含まれる加工開始位置の情報に基づいて、ワークＷへの加工に際してのレーザ光の走査情報となる座標データを生成する。ここで、例えば印字文字が「Ａ」であって且つ、加工開始位置が図４に例示した座標Ｐｓである場合には、座標データは図５に示すように生成される。すなわち、現在の座標Ｐ０を始点とし座標Ｐｓを終点とする非線分ベクトルＬ０、座標Ｐｓを始点とし座標Ｐ１を終点とする線分ベクトルＬ１、及び座標Ｐ１を始点とし座標Ｐ２を終点とする線分ベクトルＬ２、座標Ｐ２を始点とし座標Ｐ３を終点とする非線分ベクトルＬ３、座標Ｐ３を始点として座標Ｐ４を終点とする線分ベクトルＬ４が生成される。なお、図５に示す各線分ベクトル及び非線分ベクトルの矢印の向きは、レーザ光Ｌの走査方向を示す。そして、制御装置１０は、こうして座標データを生成すると、同座標データに基づくマーキングのイメージ画像を表示部３１に表示するとともに、「印字を開始しますか？」といった文字を表示部３１に表示する。その後、制御装置１０は、操作部３０に対する印字開始操作を検知すると、座標データに基づいてワークＷへの印字を開始する。このとき、制御装置１０は、まず、座標データに基づいて第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動を制御するためのガルバノデータを生成する。その後、ガルバノデータに基づいて第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の駆動を制御しつつ、レーザ光Ｌの照射位置が線分ベクトルＬ１，Ｌ２，Ｌ４を移動している期間はレーザ光源１１からレーザ光Ｌを出射して且つ、それ以外の期間はレーザ光源１１からのレーザ光Ｌの出射を停止することで、ワークＷに「Ａ」の文字等を印字する。
【００２７】
一方、制御装置１０は、ワークＷへの印字を行う都度、印字する文字等に対応する座標データに基づいてＸ座標及びＹ座標のそれぞれの位置の使用頻度（使用回数）を積算する。なお、使用頻度の積算が行われる位置は、先の図４に例示したＸ座標及びＹ座標において整数で示される位置である。すなわち、Ｘ座標については、「−５」、「−４」、「−３」、「−２」、「−１」、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」の各設定位置について使用回数が積算される。また、Ｙ座標についても、「−５」、「−４」、「−３」、「−２」、「−１」、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」の各設定位置について使用回数が積算される。なお、制御装置１０は、図６に示すようなＸ軸座標の各設定位置に対応するカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）、及びＹ軸座標の各設定位置に対応するカウンタＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）を備えており、これらのカウンタを用いて使用回数の積算を行う。また、本実施形態では、Ｘ座標の各設定位置と第１のガルバノミラー２２の回動位置との間に相関関係があることに着目して、Ｘ座標の各設定位置を、第１のガルバノミラー２２の複数の回動位置を示すものとして用いるようにしている。また、Ｙ座標の各設定位置を、第２のガルバノミラー２３の複数の回動位置を示すものとして用いるようにしている。
【００２８】
そして、制御装置１０は、コントローラ１に設けられた電源スイッチのオン操作を検知したときに、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の値に基づいて、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置のうち、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かを判断する。そして、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている場合には、使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させるリフレッシュ動作を行う。
【００２９】
次に、制御装置１０を通じて実行される、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置の使用頻度を積算する処理、並びにリフレッシュ動作を行う処理について詳述する。はじめに、図７を参照して、使用頻度積算処理について説明する。
【００３０】
同図７に示すように、この処理では、ワークＷへの印字が開始されたか否かが監視される（ステップＳ１）。そして、ワークへの印字が開始された場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、印字する文字等に対応する座標データに基づいてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の値がそれぞれインクリメントされる（ステップＳ２）。具体的には、座標データが先の図５に例示した座標データである場合には、例えば線分ベクトルＬ１上のＸ座標の「１」〜「３」に対応するカウンタＣＸ（７）〜ＣＸ（９）の値がそれぞれ「１」だけインクリメントされる。また、Ｙ座標の「１」〜「５」に対応するカウンタＣＹ（７）〜ＣＹ（１１）の値もそれぞれ「１」だけインクリメントされる。そして、線分ベクトルＬ２，Ｌ４及び非線分ベクトルＬ０，Ｌ３についても同様にカウンタの値がインクリメントされる。なお、線分ベクトル及び非線分ベクトルの折り返し点については、カウンタの値が重複してインクリメントされることを回避すべく、カウンタの値が一度だけインクリメントされる。すなわち、座標Ｐ２についてはＸ座標の「５」に対応するカウンタＣＸ（１１）の値が「１」だけインクリメントされる。これにより、図５に例示した座標データについては、図８に示すように、各カウンタの値が増加する。
【００３１】
次に、図９を参照して、リフレッシュ処理について説明する。なお、同図９に示す処理は、コントローラ１に設けられた電源スイッチがオン操作されたときに実行される。
同図９に示すように、この処理では、はじめに、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置について、隣り合う設定位置毎にカウンタの値の差分値が演算される（ステップＳ１０）。具体的には、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）については、以下の式（１）に基づいて差分値ΔＣＸ（ｍ）が演算される（但し、ｍ＝１〜１０）。
【００３２】
ΔＣＸ（ｍ）←｜ＣＸ（ｍ）−ＣＸ（ｍ＋１）｜・・・（１）
また、カウンタＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）については、以下の式（２）に基づいて差分値ΔＣＹ（ｎ）が演算される（但し、ｎ＝１〜１０）。
【００３３】
ΔＣＹ（ｎ）←｜ＣＹ（ｎ）−ＣＹ（ｎ＋１）｜・・・（２）
次いで、ステップＳ１１の処理として、差分値ΔＣＸ（ｍ），ΔＣＹ（ｎ）のいずれかが所定値ΔＮｔｈを超えているか否か否かが判断されて、差分値ΔＣＸ（ｍ），ΔＣＹ（ｎ）のいずれかが所定値ΔＮｔｈを超えている場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、リフレッシュ動作が実行される（ステップＳ１２）。具体的には、例えば差分値ΔＣＸ（７）の値が所定値ΔＮｔｈを超えていた場合には、差分値ΔＣＸ（７）が生じている設定位置、すなわちＸ座標の「１」の位置と「２」の位置との間がリフレッシュ区間として設定される。そして、レーザ光の出射を行うことなく、レーザ光Ｌの照射位置がＸ座標の「１」に対応する位置と「２」に対応する位置との間を複数回往復動するように、第１のガルバノミラー２２を複数回回動させる。また、所定値ΔＮｔｈを超える差分値が複数存在する場合には、それら複数の差分値について同様の処理を行う。また、Ｙ座標についても同様の処理を行い、第２のガルバノミラー２３を回動させる。
【００３４】
そして、ステップＳ１２に続いて、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）のいずれかの値が使用上限値Ｎｍａｘを超えているか否かが判断される（ステップＳ１３）。なお、使用上限値Ｎｍａｘは、所定値ΔＮｔｈよりも大きい値であって第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の使用上限値を示すものであり、制御装置１０のメモリ１０ａ内に予め記憶されている。そして、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）のいずれかの値が使用上限値Ｎｍａｘを超えている場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、スピーカ１２から交換時期を知らせる警報が発せられる（ステップＳ１４）。
【００３５】
一方、差分値ΔＣＸ（ｍ），ΔＣＹ（ｎ）の全てが所定値ΔＮｔｈ以下である場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、リフレッシュ動作が実行されずに、ステップＳ１３以降の処理が実行される。また、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の全ての値が使用上限値Ｎｍａｘ以下である場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御装置１０はこの一連の処理を終了する。
【００３６】
次に、図１０を参照して、本実施形態にかかるレーザ加工装置の動作例（作用）について説明する。
レーザ加工装置によりワークへの加工が繰り返し行われた結果、例えばＸ座標に対応するカウンタＣＸ（１）〜Ｃ（１１）のそれぞれの値が図１０に示すようになったとする。この場合、カウンタＣＸ（７）とカウンタＣＸ（８）との間、並びにカウンタＣＸ（１０）とカウンタＣＸ（１１）との間で値が大きく変化することから、Ｘ座標の「１」の位置と「２」の位置との間、並びに「４」の位置と「５」の位置との間で使用頻度に大きな差が生じていることとなる。換言すれば、第１のガルバノミラー２２の回動位置の使用頻度に大きな差が生じていることとなる。そしてこのことが、第１のガルバノモータ２４のベアリング２４ｂにおいて潤滑油のムラを生じさせる要因となる。
【００３７】
この点、本実施形態では、ユーザがレーザ加工装置の電源をオン操作すると、カウンタＣＸ（１）の値とカウンタＣＸ（２）の値との差分値ΔＣＸ（７）、及びカウンタＣＸ（４）の値とカウンタＣＸ（５）の値との差分値ΔＣＸ（１０）が所定値ΔＮｔｈを超えていれば、リフレッシュ動作が実行される。具体的には、図中に併せ示すように、差分値ΔＣＸ（７）に対応する「１」の位置と「２」の位置との区間、並びに差分値ΔＣＸ（１０）に対応する「４」の位置と「５」の位置との区間がリフレッシュ区間として設定される。また、レーザ光の出射を行うことなく、レーザ光Ｌの照射位置がこれらのリフレッシュ区間を複数回往復動するように、第１のガルバノモータ２４により第１のガルバノミラー２２を回動させる。そして、こうした第１のガルバノモータ２４の駆動により、そのベアリング２４ｂに発生する潤滑油のムラが抑制される。また、第２のガルバノミラー２３についても同様にリフレッシュ動作が行われるため、第２のガルバノモータ２５のベアリング２５ｂに発生する潤滑油のムラも抑制される。これにより、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３のがたつきが抑制されるため、ひいては加工精度を維持することができる。
【００３８】
また、カウンタの値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている区間についてのみ第１及び第２のガルバノミラー２２，２３が回動するため、従来のレーザ加工装置のように回動可能範囲全体に渡ってガルバノミラーを回動させる場合と比較すると、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂの摩耗を抑制することができる。よって、ガルバノスキャナ９の寿命を延ばすことができ、ひいてはレーザ加工装置の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
さらに、本実施形態のレーザ加工装置では、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）のいずれかの値が使用上限値Ｎｍａｘを超えた場合、換言すれば第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動位置の使用頻度が使用上限値Ｎｍａｘを超えた場合、スピーカ１２から警報が発せられる。これによりユーザは、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の交換時期を容易に知ることができるため、利便性が向上するようになる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態にかかるレーザ加工装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の使用頻度を予め設定されているＸ座標及びＹ座標の設定位置毎に積算し、各設定位置のうち、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かを判断することとした。そして、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている場合には、同使用頻度の積算値に差が生じている設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させるリフレッシュ動作を行うこととした。これにより、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂに発生する潤滑油のムラを抑制することができるため、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３のがたつきが抑制され、ひいては加工精度を維持することができるようになる。また、ベアリング２４ｂ，２５ｂの摩耗を抑制することができるため、ガルバノスキャナ９の寿命を延ばすことができ、ひいてはレーザ加工装置の寿命を延ばすことができるようもなる。
【００４１】
（２）隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値について差分値を演算し、同差分値と所定値ΔＮｔｈとを比較することで行うこととした。これにより、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かを容易に判断することができるようになる。
【００４２】
（３）リフレッシュ動作の実行に際して、使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を複数回回動させることとした。これにより、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂに発生する潤滑油のムラをより的確に抑制することができるため、加工精度を高く維持することができるようになる。
【００４３】
（４）Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置の使用頻度のいずれが使用上限値Ｎｍａｘを超えたとき、コントローラ１に設けられたスピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発することとした。これにより、ユーザは第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の交換時期を容易に知ることができるため、利便性が向上するようになる。
【００４４】
（５）レーザ光の走査情報となる座標データを利用して、Ｘ座標及びＹ座標の設定位置毎の使用頻度を積算することとした。これにより、Ｘ座標及びＹ座標の設定位置毎の使用頻度を容易に積算することができるようになる。
【００４５】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値と、同積算値に対して設定された上限閾値及び下限閾値とを比較することで行ってもよい。具体的には、図１１に示すように、例えばＸ座標に対応するカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の値に対して上限閾値Ｎｔｈ１及び下限閾値Ｎｔｈ２を設定する。なお、上限閾値Ｎｔｈ１及び下限閾値Ｎｔｈ２については、それらの差が上記所定値ΔＮｔｈとなるように設定する。そして、図中に示すように、カウンタＣＸ（７）の値が下限値閾値Ｎｔｈ２未満であって且つ、カウンタＣＸ（８）の値が上限閾値Ｎｔｈ１を超えている場合には、カウンタＣＸ（７）に対応する「１」の位置の使用頻度積算値と、カウンタＣＸ（８）に対応する「２」の位置の使用頻度積算値とに所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。同様に、カウンタＣＸ（１０）に対応する「４」の位置の使用頻度積算値と、カウンタＣＸ（１１）に対応する「５」の位置の使用頻度積算値とにも、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。そして、それらの区間をリフレッシュ区間に設定し、リフレッシュ動作を実行する。このような方法であっても、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度に所定値を超える差が生じているか否かを容易に判断することが可能である。
【００４６】
・また、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値と、同積算値に対して設定された一つの閾値とを比較することで行ってもよい。具体的には、図１２に示すように、例えばＸ座標に対応するカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の値に対して一つの閾値Ｎｔｈ３を設定する。そして、図中に示すように、カウンタＣＸ（７）の値が閾値Ｎｔｈ３未満であって且つ、カウンタＣＸ（８）の値が閾値Ｎｔｈ３を超えている場合には、カウンタＣＸ（７）に対応する「１」の位置の使用頻度の積算値と、カウンタＣＸ（８）に対応する「２」の位置の使用頻度の積算値とに所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。同様に、カウンタＣＸ（１０）に対応する「４」の位置の使用頻度積算値と、カウンタＣＸ（１１）に対応する「５」の位置の使用頻度積算値とにも、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。そして、それらの区間をリフレッシュ区間に設定し、リフレッシュ動作を実行する。このような方法であっても、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度に所定値を超える差が生じているか否かを容易に判断することが可能である。この閾値で判断するやり方は、この実施例に限らず、回動位置全体の積算値の平均値に対して所定値以上である閾値を設けることで所定値ΔＮｔｈを超える差を生じていると判断してもよいし、これに限らない。
【００４７】
・さらに、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、上記カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）に対して公知のエッジ検出法を用いることで行っても良いし、回動位置全体の使用頻度の積算値であるグラフ形状から判断する処理を行っても良い。
【００４８】
・リフレッシュ動作を開始する前に、「リフレッシュ動作を行いますか？」といった文字を表示部３１に表示するとともに、その後に操作部３０に対してリフレッシュ動作の開始操作が行われることを条件に、リフレッシュ動作を開始してもよい。このような構成によれば、ユーザは、操作部３０を操作することにより、自分の意思でリフレッシュ動作を開始することができるため、利便性が向上するようになる。
【００４９】
・上記実施形態では、先の図９に例示したリフレッシュ処理を、コントローラ１に設けられた電源スイッチがオン操作されたときに行うこととしたが、これに代えて、例えば操作部３０に対して印字開始操作が行われる都度、加工の開始直前にリフレッシュ処理を行ってもよい。また、印字終了時やレーザ加工装置の点検モード実施時にリフレッシュ処理を行ってもよい。リフレッシュ処理を行う時期は、レーザ加工装置において加工を行っていない期間であれば、適宜の時期に設定することが可能である。
【００５０】
・上記実施形態では、Ｘ座標の各設定位置と第１のガルバノミラー２２の回動位置との間に相関関係があることに着目して、Ｘ座標の各設定位置を、第１のガルバノミラー２２の複数の回動位置を示すものとして用いることとした。これに代えて、例えば図２に破線で示すように、回動位置検出手段としての第１及び第２の回動位置センサ２７，２８を通じて検出される第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の実際の回動位置（回動角度）に基づいて各ガルバノミラー２２，２３の複数の回動位置毎の使用頻度を積算してもよい。なお、第１及び第２の回動位置センサ２７，２８としては、例えば制御装置１０が第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動を制御するために用いるものを流用することができる。このような構成によれば、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動位置を高い精度で検出することができるため、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の複数の回動位置毎の使用頻度を的確に検出することができるようになる。これにより、上記リフレッシュ動作をより適切に行うことが可能となるため、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂに発生する潤滑油のムラが更に抑制され、ひいては加工精度をより高く維持することができるようになる。
【００５１】
・上記実施形態では、リフレッシュ動作の実行に際して、使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を複数回回動させることとしたが、これらを一度だけ回動させてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、隣り合う２つの設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている場合、それら２つの設定位置の区間をリフレッシュ区間として設定することとした。これに代えて、それら２つの設定位置を含む、より広い区間をリフレッシュ区間として設定してもよい。具体的には、先の図１０に示すように、例えば差分値ΔＣＸ（７）が所定値ΔＮｔｈを超えている場合、図中に破線で示すように、差分値ΔＣＸ（７）に対応する「１」の位置と「２」の位置との区間を含めて、「０」の位置と「３」の位置との区間をリフレッシュ区間に設定してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、座標データに基づいてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の値をインクリメントする、換言すれば座標データに基づいて第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の使用頻度を積算することとした。これに代えて、例えば第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の駆動を制御するために、制御装置１０から第１及び第２のガルバノモータ２４，２５に出力される駆動信号を利用して第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の使用頻度を積算してもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、Ｘ座標及びＹ座標の隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていることを条件にスピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発することとした。これに代えて、Ｘ座標及びＹ座標の隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断されて、且つ、各設定位置の使用頻度のいずれかが使用上限値Ｎｍａｘを超えることを条件に、スピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発するようにしてもよい。また、Ｘ座標及びＹ座標の隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断されて、且つ、その使用頻度に差が生じている判断された２つの設定位置の使用頻度のいずれかが使用上限値Ｎｍａｘを超えることを条件に、スピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発するようにしてもよい。
【００５５】
・上記実施形態では、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置の使用頻度が使用上限値Ｎｍａｘを超えたとき、コントローラ１に設けられたスピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発する構成を採用することとしたが、同構成は割愛することも可能である。
【００５６】
・上記実施形態では、ベアリング２４ｂ，２５ｂとして、内部の潤滑油により潤滑される密封型のものを用いることとしたが、これに代えて、ヘッド部２の適宜の場所から供給される潤滑油によってベアリング２４ｂ，２５ｂを潤滑してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、交換時期を発する警報手段としてスピーカ１２を用いることとしたが、例えば交換表示灯など、適宜の警報手段を用いてもよい。
・上記実施形態では、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させる駆動手段として、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５を用いることとしたが、駆動手段については適宜のアクチュエータを用いることが可能である。
【００５８】
・上記実施形態では、本発明にかかるレーザ加工装置を、２次元の走査が可能なガルバノスキャナを備えるレーザ加工装置に適用することとしたが、１次元の走査のみが可能なガルバノスキャナや、３次元の走査が可能なガルバノスキャナを備えるレーザ加工装置に適用することも可能である。
【００５９】
＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項１〜７に記載のレーザ加工装置において、前記リフレッシュ動作を開始する際に操作される操作手段を更に備えることを特徴とするレーザ加工装置。同構成によれば、ユーザは、操作部を操作することにより、自分の意志でリフレッシュ動作を開始することができるため、利便性が向上するようになる。
【符号の説明】
【００６０】
Ａ…加工可能領域、Ｌ…レーザ光、Ｗ…ワーク、ＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）…カウンタ、１…コントローラ、２…ヘッド部、３…コンソール、４…窓部、５…電気ケーブル、６…光ファイバ、７…電気ケーブル、８…載置台、９…ガルバノスキャナ、１０…制御装置、１０ａ…メモリ、１１…レーザ光源、１２…スピーカ、２１…ビームエキスパンダ、２２…第１のガルバノミラー、２３…第２のガルバノミラー、２４…第１のガルバノモータ、２４ａ，２５ａ…軸部、２４ｂ，２５ｂ…ベアリング、２５…第２のガルバノモータ、２６…集光レンズ、２７…第１の回動位置センサ、２８…第２の回動位置センサ、３０…操作部、３１…表示部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の照射により、ワークにマーキング、穴あけ、切断及び溶接等の加工を施すレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のレーザ加工装置の一つとして、レーザ光源から出射されるレーザ光をガルバノスキャナを通じてワーク上で走査させることで、ワークに所望の加工を施す装置が知られている。ここで、ガルバノスキャナは、レーザ光源から出射されるレーザ光を反射するガルバノミラーと、同ガルバノミラーが駆動軸（軸部）に取り付けられたガルバノモータとを備えている。そして、ガルバノスキャナでは、ガルバノモータの駆動を通じてガルバノミラーを回動させることで、ガルバノミラーで反射されるレーザ光をワーク上で走査させる。また通常、ガルバノスキャナは、ガルバノモータの軸部を支持するベアリングを備えている。なおこのベアリングは、例えば密封型であれば、内部の潤滑油によって潤滑される。
【０００３】
一方、こうしたレーザ加工装置では、例えば複数のワークに対して同一位置に加工を施すような場合、加工可能領域のうちのごく一部の領域でのみレーザ光の走査動作が繰り返されることがある。このような場合、ガルバノモータの軸部が、限られた角度範囲でのみ回動することとなるため、ガルバノモータの軸部を支持するベアリング全体に潤滑油を行き渡らせることが難しくなる。このため、ベアリングに潤滑油のムラが生じ、これに起因してベアリングにがたつきが生じるおそれがある。またこのように、潤滑油のムラが生じると、潤滑油が不足している部分で摩耗量が局所的に大きくなるおそれがあり、このこともベアリングにがたつきを生じさせる要因となっている。そして、ベアリングにがたつきが生じると、ガルバノミラーにもがたつきが生じるため、加工精度が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のレーザ加工装置では、その起動時にガルバノミラーをその回動可能領域全体で回動させることで、ベアリング全体に潤滑油を行き渡らせるようにしている。これにより、ベアリングのがたつきを抑制することができるため、ガルバノミラーの適切な動作が維持され、ひいては加工精度を維持することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９１０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のレーザ加工装置のように、起動時にガルバノミラーをその回動可能範囲全体に渡って回動させると、加工の行われていない期間にベアリングの摩耗が促進されてしまう。このため、ガルバノスキャナの寿命を縮めてしまい、ひいてはレーザ加工装置の寿命を縮めてしまうことが懸念される。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工精度を維持しつつ、寿命を延ばすことのできる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】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光源から出射されるレーザ光を反射するガルバノミラーと、ベアリングにより回動可能に支持されるとともに前記ガルバノミラーが取り付けられた軸部を有して同軸部を回動させることで前記ガルバノミラーを回動させる駆動手段とを備え、同駆動手段を通じて前記ガルバノミラーを回動させて前記ガルバノミラーで反射されたレーザ光をワーク上で走査させて同ワークに所望の加工を施すレーザ加工装置において、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎に使用頻度を積算し、各回動位置のうち、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断されるとき、同使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを回動させるリフレッシュ動作を前記駆動手段を通じて実行する制御手段を備えることを要旨とする。
【０００９】
前述のように、ガルバノミラーが狭い回動範囲で回動を繰り返したような場合、駆動手段の軸部を支持するベアリングに潤滑油のムラが生じる要因の一つは、ガルバノミラーの回動位置に関して使用頻度の高い回動位置と、使用頻度の低い回動位置とが生じることである。したがって、ガルバノミラーの使用頻度の多い回動位置と使用頻度の少ない回動位置との間でガルバノミラーを回動させれば、ベアリングに発生する潤滑油のムラを抑制することが可能である。この点、上記構成によれば、予め設定されているガルバノミラーの複数の回動位置のうち、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に所定頻度を超える差が生じると、それら回動位置を含む範囲でガルバノミラーを回動させるリフレッシュ動作が実行されるため、ベアリングに発生する潤滑油のムラを抑制することができる。これにより、ガルバノミラーのがたつきが抑制され、ひいては加工精度を維持することができるようになる。また、使用頻度の高い回動位置と、使用頻度の低い回動位置とを含む範囲で軸部を回動させることとすれば、回動可能範囲全体に渡ってガルバノミラーを回動させる場合と比較すると、ベアリングの摩耗を抑制することができるため、ガルバノスキャナの寿命を延ばすことができ、ひいてはレーザ加工装置の寿命を延ばすことができるようになる。
【００１０】
そしてこの場合、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に前記所定値を超える差が生じているか否かの判断を、請求項２に記載の発明によるように、
・前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値について差分値を演算し、同差分値と前記所定値とを比較することで行う、
あるいは、請求項３に記載の発明によるように、
・前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値と、同積算値に対して設定された上限閾値以上であるか、または、同積算値に対して設定された下限閾値以下であるか比較し、前記上限閾値以上である回動位置と前記下限閾値以下である回動位置が隣り合っているかどうかで行う、
といった方法を採用することが有効である。これにより、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に所定値を超える差が生じているか否かを容易に判断することが可能となるため、請求項１に記載の発明を容易に実現することができるようになる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記リフレッシュ動作の実行に際して、前記使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを複数回回動させることを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、ベアリングに発生する潤滑油のムラをより的確に抑制することができるため、加工精度を高く維持することができるようになる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断され、且つ、前記回動位置毎の使用頻度の積算値のいずれかが予め設定された使用上限値を超えることを条件に交換時期を知らせる警報を発する警報手段を更に備えることを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、回動位置毎の使用頻度の積算値のいずれかが使用上限値を超えると、警報手段から交換時期を知らせる警報が発せられるため、ユーザは駆動手段の交換時期を容易に知ることができる。よって、利便性が向上するようになる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度の積算値を、前記レーザ光の走査情報となる座標データから求めることを要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、ガルバノミラーの複数の回動位置毎の使用頻度を容易に積算することができるため、請求項１〜５に記載の発明を容易に実現することができるようになる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記ガルバノミラーの回動位置を検出する回動位置検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度を、前記回動位置検出手段が検出する回動角度から求めることを要旨とする。
【００１６】
同構成によるように、ガルバノミラーの回動位置を検出する回動位置検出手段を更に設けることとすれば、ガルバノミラーの回動位置を高い精度で検出することができるため、ガルバノミラーの複数の回動位置毎の使用頻度をより的確に検出することができるようになる。これにより、上記リフレッシュ動作をより適切に行うことが可能となるため、ベアリングに発生する潤滑油のムラが更に抑制され、ひいては加工精度をより高く維持することができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかるレーザ加工装置によれば、加工精度を維持しつつも、寿命を延ばすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかるレーザ加工装置の一実施形態についてその概略構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態のレーザ加工装置についてその構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態のレーザ加工装置のガルバノスキャナについてその構成を模式的に示す図。
【図４】同実施形態のレーザ加工装置についてその加工可能領域を模式的に示す図。
【図５】同実施形態のレーザ加工装置についてワークへの印字態様を示す模式的に示す図。
【図６】同実施形態のレーザ加工装置について加工可能領域のＸ座標及びＹ座標の設定位置と制御装置の有するカウンタとの関係を示す図。
【図７】同実施形態のレーザ加工装置による使用頻度積算処理の処理手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態のレーザ加工装置について制御装置のカウンタの増加態様を示す図。
【図９】同実施形態のレーザ加工装置によるリフレッシュ処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態のレーザ加工装置についてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の各値をヒストグラムで示すグラフ。
【図１１】本発明にかかるレーザ加工装置の他の例についてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の各値をヒストグラムで示すグラフ。
【図１２】本発明にかかるレーザ加工装置の他の例についてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の各値をヒストグラムで示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるレーザ加工装置の一実施形態について図１〜図１０を参照して説明する。はじめに、図１を参照して、本実施形態にかかるレーザ加工装置の概要について説明する。
【００２０】
図１に示すように、このレーザ加工装置では、ユーザがコンソール３に設けられた操作部（操作手段）３０を操作してワークＷに印字したい文字や図形等を入力すると、印字後のイメージ画像がコンソール３の表示部３１に表示される。そして、ユーザが、イメージ画像を確認した後、操作部３０を操作して印字開始操作を行うと、コントローラ１でレーザ光が生成される。このレーザ光は、コントローラ１から光ファイバ６を介してヘッド部２に入射されて、同ヘッド部２の窓部４から載置台８に向けて出射される。そして、ヘッド部２から出射されたレーザ光Ｌが、載置台８に載置されたワークＷに照射されることで、文字等がワークＷに印字される。なお、コンソール３及びコントローラ１は電気ケーブル７を介して接続されており、コンソール３の駆動はコントローラ１により制御される。また、コントローラ１及びヘッド部２は電気ケーブル５を介して接続されており、ヘッド部２の駆動はコントローラ１により制御される。さらに、コントローラ１には、図示しない電源スイッチが設けられており、同電源スイッチの操作を通じてレーザ加工装置の電源をオン／オフすることができるようになっている。
【００２１】
次に、図２を参照して、レーザ加工装置の構成について詳述する。
図２に示すように、コントローラ１は、レーザ光を光ファイバ６を介してヘッド部２に出射するレーザ光源１１、及びユーザに対して警報を発する警報手段としてのスピーカ１２を備えている。なお、レーザ光源１１は、例えばＹＡＧレーザ等のレーザ発振器により構成されている。また、コントローラ１は、マイクロコンピュータにより構成されて、レーザ光源１１及びスピーカ１２の駆動を制御する制御装置（制御手段）１０を備えている。この制御装置１０は、上記電気ケーブル７を介してコンソール３の表示部３１に駆動信号を送信することにより、表示部３１の駆動を制御する部分でもある。また、制御装置１０には、コンソール３の操作部３０に入力された入力情報が上記電気ケーブル７を介して取り込まれるようになっている。なお、制御装置１０は、不揮発性のメモリ１０ａを備えており、このメモリ１０ａ内に、印字可能な文字等のマーキング情報が記憶されている。このマーキング情報には、文字等を構成する各線分の始点及び終点の座標値、及びレーザ光の照射により形成される線分の太さ等の情報が含まれている。
【００２２】
一方、ヘッド部２は、コントローラ１から光ファイバ６を介して入射されるレーザ光をビーム径に拡大するビームエキスパンダ２１、及び同ビームエキスパンダ２１で拡大されたレーザ光を反射してワークＷ上で走査させる一対のガルバノミラー２２，２３を備えている。
【００２３】
図３に示すように、第１のガルバノミラー２２は、駆動手段としての第１のガルバノモータ２４の軸部２４ａに取り付けられている。なお、第１のガルバノモータ２４の軸部２４ａは、第１のガルバノモータ２４に設けられたベアリング２４ｂにより回動可能に支持されることで、図中の軸線ｍ１上に配置されている。すなわち、第１のガルバノミラー２２は、第１のガルバノモータ２４の駆動により軸線ｍ１を中心に正逆方向に回動する。一方、第２のガルバノミラー２３は、駆動手段としての第２のガルバノモータ２５の軸部２５ａに取り付けられている。なお、第２のガルバノモータ２５の軸部２５ａは、第２のガルバノモータ２５に設けられたベアリング２５ｂにより回動可能に支持されることで、軸線ｍ１とねじれの位置とされた軸線ｍ２上に配置されている。すなわち、第２のガルバノミラー２３は、第２のガルバノモータ２５の駆動により軸線ｍ２を中心に正逆方向に回動する。そして、図中に二点鎖線で示すように、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３は、ビームエキスパンダ２１からのレーザ光Ｌを反射してその出射方向を変更させる。すなわち、第１のガルバノミラー２２は、回動によりレーザ光Ｌを図中のＸ軸方向に走査させる。また、第２のガルバノミラー２３は、回動によりレーザ光Ｌを図中のＹ軸方向に走査させる。このように、ヘッド部２では、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５により第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させることで、ワークＷに対するレーザ光Ｌの二次元走査が可能となっている。なお、本実施形態では、一対のガルバノミラー２２，２３を通じたレーザ光Ｌの走査により、レーザ光Ｌの照射範囲が図中の一点鎖線で囲まれた領域（加工可能領域）Ａに設定されている。また、ベアリング２４ｂ，２５ｂは、内部の潤滑油によって潤滑される密封型となっている。さらに、図２に示すように、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の駆動は、コントローラ１に設けられた制御装置１０により制御される。そして、これら第１及び第２のガルバノミラー２２，２３、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５、及び制御装置１０により、ガルバノスキャナ９が構成されている。
【００２４】
一方、ヘッド部２は、一対のガルバノミラー２２，２３で反射されたレーザ光をワークＷにおいて所定のスポット径に収束させ、レーザ光に適したエネルギ密度まで高める集光レンズ２６を備えている。そして、集光レンズ２６を通じて収束されたレーザ光がワークＷ上に照射されることで、ワークＷにマーキング加工が施される。
【００２５】
そして、このように構成されたレーザ加工装置において、例えばユーザがワークＷに「Ａ」という文字を加工すべく、操作部３０を操作したとすると、同レーザ加工装置は次のように動作する。まず、ユーザが印字に必要な情報、例えば印字する文字や、ワークＷ上の加工開始位置等の入力情報を操作部３０に入力すると、それらの入力情報が電気ケーブル７を介して制御装置１０に伝達される。なお、本実施形態では、図４に示すように、上記加工可能領域ＡがＸ軸方向及びＹ軸方向の座標系で設定されており、加工開始位置は、同ＸＹ座標系のＸ座標の値及びＹ座標の値で設定される。また、加工開始位置として設定可能な位置は、Ｘ座標及びＹ座標において整数値で示される位置となっている。すなわち、加工開始位置は、例えば図中の座標Ｐｓに対応する（１，１）のように設定される。
【００２６】
そして、制御装置１０は、操作部３０から入力情報が伝達されると、同入力情報に含まれている印字文字等の情報に基づいて、マーキング情報をメモリ１０ａから読み込む。そして、読み込んだマーキング情報、及び入力情報に含まれる加工開始位置の情報に基づいて、ワークＷへの加工に際してのレーザ光の走査情報となる座標データを生成する。ここで、例えば印字文字が「Ａ」であって且つ、加工開始位置が図４に例示した座標Ｐｓである場合には、座標データは図５に示すように生成される。すなわち、現在の座標Ｐ０を始点とし座標Ｐｓを終点とする非線分ベクトルＬ０、座標Ｐｓを始点とし座標Ｐ１を終点とする線分ベクトルＬ１、及び座標Ｐ１を始点とし座標Ｐ２を終点とする線分ベクトルＬ２、座標Ｐ２を始点とし座標Ｐ３を終点とする非線分ベクトルＬ３、座標Ｐ３を始点として座標Ｐ４を終点とする線分ベクトルＬ４が生成される。なお、図５に示す各線分ベクトル及び非線分ベクトルの矢印の向きは、レーザ光Ｌの走査方向を示す。そして、制御装置１０は、こうして座標データを生成すると、同座標データに基づくマーキングのイメージ画像を表示部３１に表示するとともに、「印字を開始しますか？」といった文字を表示部３１に表示する。その後、制御装置１０は、操作部３０に対する印字開始操作を検知すると、座標データに基づいてワークＷへの印字を開始する。このとき、制御装置１０は、まず、座標データに基づいて第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動を制御するためのガルバノデータを生成する。その後、ガルバノデータに基づいて第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の駆動を制御しつつ、レーザ光Ｌの照射位置が線分ベクトルＬ１，Ｌ２，Ｌ４を移動している期間はレーザ光源１１からレーザ光Ｌを出射して且つ、それ以外の期間はレーザ光源１１からのレーザ光Ｌの出射を停止することで、ワークＷに「Ａ」の文字等を印字する。
【００２７】
一方、制御装置１０は、ワークＷへの印字を行う都度、印字する文字等に対応する座標データに基づいてＸ座標及びＹ座標のそれぞれの位置の使用頻度（使用回数）を積算する。なお、使用頻度の積算が行われる位置は、先の図４に例示したＸ座標及びＹ座標において整数で示される位置である。すなわち、Ｘ座標については、「−５」、「−４」、「−３」、「−２」、「−１」、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」の各設定位置について使用回数が積算される。また、Ｙ座標についても、「−５」、「−４」、「−３」、「−２」、「−１」、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」の各設定位置について使用回数が積算される。なお、制御装置１０は、図６に示すようなＸ軸座標の各設定位置に対応するカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）、及びＹ軸座標の各設定位置に対応するカウンタＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）を備えており、これらのカウンタを用いて使用回数の積算を行う。また、本実施形態では、Ｘ座標の各設定位置と第１のガルバノミラー２２の回動位置との間に相関関係があることに着目して、Ｘ座標の各設定位置を、第１のガルバノミラー２２の複数の回動位置を示すものとして用いるようにしている。また、Ｙ座標の各設定位置を、第２のガルバノミラー２３の複数の回動位置を示すものとして用いるようにしている。
【００２８】
そして、制御装置１０は、コントローラ１に設けられた電源スイッチのオン操作を検知したときに、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の値に基づいて、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置のうち、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かを判断する。そして、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている場合には、使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させるリフレッシュ動作を行う。
【００２９】
次に、制御装置１０を通じて実行される、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置の使用頻度を積算する処理、並びにリフレッシュ動作を行う処理について詳述する。はじめに、図７を参照して、使用頻度積算処理について説明する。
【００３０】
同図７に示すように、この処理では、ワークＷへの印字が開始されたか否かが監視される（ステップＳ１）。そして、ワークへの印字が開始された場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、印字する文字等に対応する座標データに基づいてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の値がそれぞれインクリメントされる（ステップＳ２）。具体的には、座標データが先の図５に例示した座標データである場合には、例えば線分ベクトルＬ１上のＸ座標の「１」〜「３」に対応するカウンタＣＸ（７）〜ＣＸ（９）の値がそれぞれ「１」だけインクリメントされる。また、Ｙ座標の「１」〜「５」に対応するカウンタＣＹ（７）〜ＣＹ（１１）の値もそれぞれ「１」だけインクリメントされる。そして、線分ベクトルＬ２，Ｌ４及び非線分ベクトルＬ０，Ｌ３についても同様にカウンタの値がインクリメントされる。なお、線分ベクトル及び非線分ベクトルの折り返し点については、カウンタの値が重複してインクリメントされることを回避すべく、カウンタの値が一度だけインクリメントされる。すなわち、座標Ｐ２についてはＸ座標の「５」に対応するカウンタＣＸ（１１）の値が「１」だけインクリメントされる。これにより、図５に例示した座標データについては、図８に示すように、各カウンタの値が増加する。
【００３１】
次に、図９を参照して、リフレッシュ処理について説明する。なお、同図９に示す処理は、コントローラ１に設けられた電源スイッチがオン操作されたときに実行される。
同図９に示すように、この処理では、はじめに、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置について、隣り合う設定位置毎にカウンタの値の差分値が演算される（ステップＳ１０）。具体的には、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）については、以下の式（１）に基づいて差分値ΔＣＸ（ｍ）が演算される（但し、ｍ＝１〜１０）。
【００３２】
ΔＣＸ（ｍ）←｜ＣＸ（ｍ）−ＣＸ（ｍ＋１）｜・・・（１）
また、カウンタＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）については、以下の式（２）に基づいて差分値ΔＣＹ（ｎ）が演算される（但し、ｎ＝１〜１０）。
【００３３】
ΔＣＹ（ｎ）←｜ＣＹ（ｎ）−ＣＹ（ｎ＋１）｜・・・（２）
次いで、ステップＳ１１の処理として、差分値ΔＣＸ（ｍ），ΔＣＹ（ｎ）のいずれかが所定値ΔＮｔｈを超えているか否か否かが判断されて、差分値ΔＣＸ（ｍ），ΔＣＹ（ｎ）のいずれかが所定値ΔＮｔｈを超えている場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、リフレッシュ動作が実行される（ステップＳ１２）。具体的には、例えば差分値ΔＣＸ（７）の値が所定値ΔＮｔｈを超えていた場合には、差分値ΔＣＸ（７）が生じている設定位置、すなわちＸ座標の「１」の位置と「２」の位置との間がリフレッシュ区間として設定される。そして、レーザ光の出射を行うことなく、レーザ光Ｌの照射位置がＸ座標の「１」に対応する位置と「２」に対応する位置との間を複数回往復動するように、第１のガルバノミラー２２を複数回回動させる。また、所定値ΔＮｔｈを超える差分値が複数存在する場合には、それら複数の差分値について同様の処理を行う。また、Ｙ座標についても同様の処理を行い、第２のガルバノミラー２３を回動させる。
【００３４】
そして、ステップＳ１２に続いて、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）のいずれかの値が使用上限値Ｎｍａｘを超えているか否かが判断される（ステップＳ１３）。なお、使用上限値Ｎｍａｘは、所定値ΔＮｔｈよりも大きい値であって第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の使用上限値を示すものであり、制御装置１０のメモリ１０ａ内に予め記憶されている。そして、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）のいずれかの値が使用上限値Ｎｍａｘを超えている場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、スピーカ１２から交換時期を知らせる警報が発せられる（ステップＳ１４）。
【００３５】
一方、差分値ΔＣＸ（ｍ），ΔＣＹ（ｎ）の全てが所定値ΔＮｔｈ以下である場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、リフレッシュ動作が実行されずに、ステップＳ１３以降の処理が実行される。また、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の全ての値が使用上限値Ｎｍａｘ以下である場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御装置１０はこの一連の処理を終了する。
【００３６】
次に、図１０を参照して、本実施形態にかかるレーザ加工装置の動作例（作用）について説明する。
レーザ加工装置によりワークへの加工が繰り返し行われた結果、例えばＸ座標に対応するカウンタＣＸ（１）〜Ｃ（１１）のそれぞれの値が図１０に示すようになったとする。この場合、カウンタＣＸ（７）とカウンタＣＸ（８）との間、並びにカウンタＣＸ（１０）とカウンタＣＸ（１１）との間で値が大きく変化することから、Ｘ座標の「１」の位置と「２」の位置との間、並びに「４」の位置と「５」の位置との間で使用頻度に大きな差が生じていることとなる。換言すれば、第１のガルバノミラー２２の回動位置の使用頻度に大きな差が生じていることとなる。そしてこのことが、第１のガルバノモータ２４のベアリング２４ｂにおいて潤滑油のムラを生じさせる要因となる。
【００３７】
この点、本実施形態では、ユーザがレーザ加工装置の電源をオン操作すると、カウンタＣＸ（１）の値とカウンタＣＸ（２）の値との差分値ΔＣＸ（７）、及びカウンタＣＸ（４）の値とカウンタＣＸ（５）の値との差分値ΔＣＸ（１０）が所定値ΔＮｔｈを超えていれば、リフレッシュ動作が実行される。具体的には、図中に併せ示すように、差分値ΔＣＸ（７）に対応する「１」の位置と「２」の位置との区間、並びに差分値ΔＣＸ（１０）に対応する「４」の位置と「５」の位置との区間がリフレッシュ区間として設定される。また、レーザ光の出射を行うことなく、レーザ光Ｌの照射位置がこれらのリフレッシュ区間を複数回往復動するように、第１のガルバノモータ２４により第１のガルバノミラー２２を回動させる。そして、こうした第１のガルバノモータ２４の駆動により、そのベアリング２４ｂに発生する潤滑油のムラが抑制される。また、第２のガルバノミラー２３についても同様にリフレッシュ動作が行われるため、第２のガルバノモータ２５のベアリング２５ｂに発生する潤滑油のムラも抑制される。これにより、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３のがたつきが抑制されるため、ひいては加工精度を維持することができる。
【００３８】
また、カウンタの値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている区間についてのみ第１及び第２のガルバノミラー２２，２３が回動するため、従来のレーザ加工装置のように回動可能範囲全体に渡ってガルバノミラーを回動させる場合と比較すると、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂの摩耗を抑制することができる。よって、ガルバノスキャナ９の寿命を延ばすことができ、ひいてはレーザ加工装置の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
さらに、本実施形態のレーザ加工装置では、カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）のいずれかの値が使用上限値Ｎｍａｘを超えた場合、換言すれば第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動位置の使用頻度が使用上限値Ｎｍａｘを超えた場合、スピーカ１２から警報が発せられる。これによりユーザは、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の交換時期を容易に知ることができるため、利便性が向上するようになる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態にかかるレーザ加工装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の使用頻度を予め設定されているＸ座標及びＹ座標の設定位置毎に積算し、各設定位置のうち、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かを判断することとした。そして、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている場合には、同使用頻度の積算値に差が生じている設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させるリフレッシュ動作を行うこととした。これにより、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂに発生する潤滑油のムラを抑制することができるため、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３のがたつきが抑制され、ひいては加工精度を維持することができるようになる。また、ベアリング２４ｂ，２５ｂの摩耗を抑制することができるため、ガルバノスキャナ９の寿命を延ばすことができ、ひいてはレーザ加工装置の寿命を延ばすことができるようもなる。
【００４１】
（２）隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値について差分値を演算し、同差分値と所定値ΔＮｔｈとを比較することで行うこととした。これにより、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かを容易に判断することができるようになる。
【００４２】
（３）リフレッシュ動作の実行に際して、使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を複数回回動させることとした。これにより、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂに発生する潤滑油のムラをより的確に抑制することができるため、加工精度を高く維持することができるようになる。
【００４３】
（４）Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置の使用頻度のいずれが使用上限値Ｎｍａｘを超えたとき、コントローラ１に設けられたスピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発することとした。これにより、ユーザは第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の交換時期を容易に知ることができるため、利便性が向上するようになる。
【００４４】
（５）レーザ光の走査情報となる座標データを利用して、Ｘ座標及びＹ座標の設定位置毎の使用頻度を積算することとした。これにより、Ｘ座標及びＹ座標の設定位置毎の使用頻度を容易に積算することができるようになる。
【００４５】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値と、同積算値に対して設定された上限閾値及び下限閾値とを比較することで行ってもよい。具体的には、図１１に示すように、例えばＸ座標に対応するカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の値に対して上限閾値Ｎｔｈ１及び下限閾値Ｎｔｈ２を設定する。なお、上限閾値Ｎｔｈ１及び下限閾値Ｎｔｈ２については、それらの差が上記所定値ΔＮｔｈとなるように設定する。そして、図中に示すように、カウンタＣＸ（７）の値が下限値閾値Ｎｔｈ２未満であって且つ、カウンタＣＸ（８）の値が上限閾値Ｎｔｈ１を超えている場合には、カウンタＣＸ（７）に対応する「１」の位置の使用頻度積算値と、カウンタＣＸ（８）に対応する「２」の位置の使用頻度積算値とに所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。同様に、カウンタＣＸ（１０）に対応する「４」の位置の使用頻度積算値と、カウンタＣＸ（１１）に対応する「５」の位置の使用頻度積算値とにも、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。そして、それらの区間をリフレッシュ区間に設定し、リフレッシュ動作を実行する。このような方法であっても、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度に所定値を超える差が生じているか否かを容易に判断することが可能である。
【００４６】
・また、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値と、同積算値に対して設定された一つの閾値とを比較することで行ってもよい。具体的には、図１２に示すように、例えばＸ座標に対応するカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１）の値に対して一つの閾値Ｎｔｈ３を設定する。そして、図中に示すように、カウンタＣＸ（７）の値が閾値Ｎｔｈ３未満であって且つ、カウンタＣＸ（８）の値が閾値Ｎｔｈ３を超えている場合には、カウンタＣＸ（７）に対応する「１」の位置の使用頻度の積算値と、カウンタＣＸ（８）に対応する「２」の位置の使用頻度の積算値とに所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。同様に、カウンタＣＸ（１０）に対応する「４」の位置の使用頻度積算値と、カウンタＣＸ（１１）に対応する「５」の位置の使用頻度積算値とにも、所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断する。そして、それらの区間をリフレッシュ区間に設定し、リフレッシュ動作を実行する。このような方法であっても、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度に所定値を超える差が生じているか否かを容易に判断することが可能である。この閾値で判断するやり方は、この実施例に限らず、回動位置全体の積算値の平均値に対して所定値以上である閾値を設けることで所定値ΔＮｔｈを超える差を生じていると判断してもよいし、これに限らない。
【００４７】
・さらに、隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じているか否かの判断を、上記カウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）に対して公知のエッジ検出法を用いることで行っても良いし、回動位置全体の使用頻度の積算値であるグラフ形状から判断する処理を行っても良い。
【００４８】
・リフレッシュ動作を開始する前に、「リフレッシュ動作を行いますか？」といった文字を表示部３１に表示するとともに、その後に操作部３０に対してリフレッシュ動作の開始操作が行われることを条件に、リフレッシュ動作を開始してもよい。このような構成によれば、ユーザは、操作部３０を操作することにより、自分の意思でリフレッシュ動作を開始することができるため、利便性が向上するようになる。
【００４９】
・上記実施形態では、先の図９に例示したリフレッシュ処理を、コントローラ１に設けられた電源スイッチがオン操作されたときに行うこととしたが、これに代えて、例えば操作部３０に対して印字開始操作が行われる都度、加工の開始直前にリフレッシュ処理を行ってもよい。また、印字終了時やレーザ加工装置の点検モード実施時にリフレッシュ処理を行ってもよい。リフレッシュ処理を行う時期は、レーザ加工装置において加工を行っていない期間であれば、適宜の時期に設定することが可能である。
【００５０】
・上記実施形態では、Ｘ座標の各設定位置と第１のガルバノミラー２２の回動位置との間に相関関係があることに着目して、Ｘ座標の各設定位置を、第１のガルバノミラー２２の複数の回動位置を示すものとして用いることとした。これに代えて、例えば図２に破線で示すように、回動位置検出手段としての第１及び第２の回動位置センサ２７，２８を通じて検出される第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の実際の回動位置（回動角度）に基づいて各ガルバノミラー２２，２３の複数の回動位置毎の使用頻度を積算してもよい。なお、第１及び第２の回動位置センサ２７，２８としては、例えば制御装置１０が第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動を制御するために用いるものを流用することができる。このような構成によれば、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の回動位置を高い精度で検出することができるため、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の複数の回動位置毎の使用頻度を的確に検出することができるようになる。これにより、上記リフレッシュ動作をより適切に行うことが可能となるため、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５のベアリング２４ｂ，２５ｂに発生する潤滑油のムラが更に抑制され、ひいては加工精度をより高く維持することができるようになる。
【００５１】
・上記実施形態では、リフレッシュ動作の実行に際して、使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う設定位置の区間で第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を複数回回動させることとしたが、これらを一度だけ回動させてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、隣り合う２つの設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じている場合、それら２つの設定位置の区間をリフレッシュ区間として設定することとした。これに代えて、それら２つの設定位置を含む、より広い区間をリフレッシュ区間として設定してもよい。具体的には、先の図１０に示すように、例えば差分値ΔＣＸ（７）が所定値ΔＮｔｈを超えている場合、図中に破線で示すように、差分値ΔＣＸ（７）に対応する「１」の位置と「２」の位置との区間を含めて、「０」の位置と「３」の位置との区間をリフレッシュ区間に設定してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、座標データに基づいてカウンタＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）の値をインクリメントする、換言すれば座標データに基づいて第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の使用頻度を積算することとした。これに代えて、例えば第１及び第２のガルバノモータ２４，２５の駆動を制御するために、制御装置１０から第１及び第２のガルバノモータ２４，２５に出力される駆動信号を利用して第１及び第２のガルバノミラー２２，２３の使用頻度を積算してもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、Ｘ座標及びＹ座標の隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていることを条件にスピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発することとした。これに代えて、Ｘ座標及びＹ座標の隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断されて、且つ、各設定位置の使用頻度のいずれかが使用上限値Ｎｍａｘを超えることを条件に、スピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発するようにしてもよい。また、Ｘ座標及びＹ座標の隣り合う設定位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値ΔＮｔｈを超える差が生じていると判断されて、且つ、その使用頻度に差が生じている判断された２つの設定位置の使用頻度のいずれかが使用上限値Ｎｍａｘを超えることを条件に、スピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発するようにしてもよい。
【００５５】
・上記実施形態では、Ｘ座標及びＹ座標の各設定位置の使用頻度が使用上限値Ｎｍａｘを超えたとき、コントローラ１に設けられたスピーカ１２から交換時期を知らせる警報を発する構成を採用することとしたが、同構成は割愛することも可能である。
【００５６】
・上記実施形態では、ベアリング２４ｂ，２５ｂとして、内部の潤滑油により潤滑される密封型のものを用いることとしたが、これに代えて、ヘッド部２の適宜の場所から供給される潤滑油によってベアリング２４ｂ，２５ｂを潤滑してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、交換時期を発する警報手段としてスピーカ１２を用いることとしたが、例えば交換表示灯など、適宜の警報手段を用いてもよい。
・上記実施形態では、第１及び第２のガルバノミラー２２，２３を回動させる駆動手段として、第１及び第２のガルバノモータ２４，２５を用いることとしたが、駆動手段については適宜のアクチュエータを用いることが可能である。
【００５８】
・上記実施形態では、本発明にかかるレーザ加工装置を、２次元の走査が可能なガルバノスキャナを備えるレーザ加工装置に適用することとしたが、１次元の走査のみが可能なガルバノスキャナや、３次元の走査が可能なガルバノスキャナを備えるレーザ加工装置に適用することも可能である。
【００５９】
＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項１〜７に記載のレーザ加工装置において、前記リフレッシュ動作を開始する際に操作される操作手段を更に備えることを特徴とするレーザ加工装置。同構成によれば、ユーザは、操作部を操作することにより、自分の意志でリフレッシュ動作を開始することができるため、利便性が向上するようになる。
【符号の説明】
【００６０】
Ａ…加工可能領域、Ｌ…レーザ光、Ｗ…ワーク、ＣＸ（１）〜ＣＸ（１１），ＣＹ（１）〜ＣＹ（１１）…カウンタ、１…コントローラ、２…ヘッド部、３…コンソール、４…窓部、５…電気ケーブル、６…光ファイバ、７…電気ケーブル、８…載置台、９…ガルバノスキャナ、１０…制御装置、１０ａ…メモリ、１１…レーザ光源、１２…スピーカ、２１…ビームエキスパンダ、２２…第１のガルバノミラー、２３…第２のガルバノミラー、２４…第１のガルバノモータ、２４ａ，２５ａ…軸部、２４ｂ，２５ｂ…ベアリング、２５…第２のガルバノモータ、２６…集光レンズ、２７…第１の回動位置センサ、２８…第２の回動位置センサ、３０…操作部、３１…表示部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射されるレーザ光を反射するガルバノミラーと、ベアリングにより回動可能に支持されるとともに前記ガルバノミラーが取り付けられた軸部を有して同軸部を回動させることで前記ガルバノミラーを回動させる駆動手段とを備え、同駆動手段を通じて前記ガルバノミラーを回動させて前記ガルバノミラーで反射されたレーザ光をワーク上で走査させて同ワークに所望の加工を施すレーザ加工装置において、
前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎に使用頻度を積算し、各回動位置のうち、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断されるとき、同使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを回動させるリフレッシュ動作を前記駆動手段を通じて実行する制御手段を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に前記所定値を超える差が生じているか否かの判断が、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値について差分値を演算し、同差分値と前記所定値とを比較することで行われる
請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に前記所定値を超える差が生じているか否かの判断が、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値が、同積算値に対して設定された上限閾値以上であるか、または、同積算値に対して設定された下限閾値以下であるか比較し、前記上限閾値以上である回動位置と前記下限閾値以下である回動位置が隣り合っているかどうかで行われる
請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記リフレッシュ動作の実行に際して、前記使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを複数回回動させる
請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断され、且つ、前記回動位置毎の使用頻度の積算値のいずれかが予め設定された使用上限値を超えることを条件に交換時期を知らせる警報を発する警報手段を更に備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度の積算値を、前記レーザ光の走査情報となる座標データから求める
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記ガルバノミラーの回動位置を検出する回動位置検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度を、前記回動位置検出手段が検出する回動角度から求める
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ光源から出射されるレーザ光を反射するガルバノミラーと、ベアリングにより回動可能に支持されるとともに前記ガルバノミラーが取り付けられた軸部を有して同軸部を回動させることで前記ガルバノミラーを回動させる駆動手段とを備え、同駆動手段を通じて前記ガルバノミラーを回動させて前記ガルバノミラーで反射されたレーザ光をワーク上で走査させて同ワークに所望の加工を施すレーザ加工装置において、
前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎に使用頻度を積算し、各回動位置のうち、隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断されるとき、同使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを回動させるリフレッシュ動作を前記駆動手段を通じて実行する制御手段を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に前記所定値を超える差が生じているか否かの判断が、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値について差分値を演算し、同差分値と前記所定値とを比較することで行われる
請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度に前記所定値を超える差が生じているか否かの判断が、前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値が、同積算値に対して設定された上限閾値以上であるか、または、同積算値に対して設定された下限閾値以下であるか比較し、前記上限閾値以上である回動位置と前記下限閾値以下である回動位置が隣り合っているかどうかで行われる
請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記リフレッシュ動作の実行に際して、前記使用頻度の積算値に差が生じている隣り合う回動位置を含む区間で前記ガルバノミラーを複数回回動させる
請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記隣り合う回動位置のそれぞれの使用頻度の積算値に所定値を超える差が生じていると判断され、且つ、前記回動位置毎の使用頻度の積算値のいずれかが予め設定された使用上限値を超えることを条件に交換時期を知らせる警報を発する警報手段を更に備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度の積算値を、前記レーザ光の走査情報となる座標データから求める
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記ガルバノミラーの回動位置を検出する回動位置検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記ガルバノミラーの回動位置に対して予め設定された複数の回動位置毎の使用頻度を、前記回動位置検出手段が検出する回動角度から求める
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７８７７１（Ｐ２０１３−７８７７１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８５２０（Ｐ２０１１−２１８５２０）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【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２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【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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