レーザ加工装置
【課題】容易に収束レンズが対象面に対して平行となるように設置することのできるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置は、第１可視光Ｌ１、及び第１可視光Ｌ１と異なる波長の第２可視光Ｌ２を出射する可視光出射ユニット２１と、ガルバノスキャナの作動を制御することにより、収束レンズ１４を介して載置面８ａ内の同一直線上に配置されない第１〜第４測定位置に向けて第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する制御装置とを備えた。そして、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を収束レンズ１４の異なる位置に入射させることにより、第１〜第４測定位置へ照射された第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを収束レンズ１４から該収束レンズ１４の光軸に沿った所定距離で互いに交差させるようにした。
【解決手段】レーザ加工装置は、第１可視光Ｌ１、及び第１可視光Ｌ１と異なる波長の第２可視光Ｌ２を出射する可視光出射ユニット２１と、ガルバノスキャナの作動を制御することにより、収束レンズ１４を介して載置面８ａ内の同一直線上に配置されない第１〜第４測定位置に向けて第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する制御装置とを備えた。そして、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を収束レンズ１４の異なる位置に入射させることにより、第１〜第４測定位置へ照射された第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを収束レンズ１４から該収束レンズ１４の光軸に沿った所定距離で互いに交差させるようにした。
【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、レーザ光源から出射されるレーザ光を収束レンズによって収束させて加工対象物に照射することで、同加工対象物に文字等のマーキング、孔あけ、あるいは溶接等の加工を行うレーザ加工装置がある。このように収束レンズによって収束されるレーザ光のエネルギー密度は、収束レンズからの距離に応じて変化し、その焦点距離において最も高くなる。したがって、レーザ加工装置においては、加工に適したエネルギー密度のレーザ光を加工対象物に照射するために、加工対象物と収束レンズとの間の同収束レンズの光軸（中心軸）に沿った距離（ワークディスタンス）が重要な要素となってくる。
【０００３】
そのため、レーザ加工装置を設置する際には、加工対象物の加工面や加工対象物が載置される載置テーブルの載置面等の対象面と収束レンズとの距離を所定距離（例えば、レーザ光の焦点距離）に調整して設置する必要があるが、加工用のレーザ光は、通常、不可視光帯域の波長を有しているため、同レーザ光によって上記距離を調整することは困難である。そこで、別途可視光を照射することにより対象面と収束レンズとの距離を調整可能としたレーザ加工装置が従来から提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、二方向から可視光を出射させ、これら可視光が収束レンズを通過したレーザ光の焦点距離で互いに交差するように構成されたレーザ加工装置が開示されている。この構成では、加工面で各可視光のスポットが重なるように同加工面と収束レンズとの距離を調整することで、容易に当該距離を焦点距離に設定することができる。また、例えば特許文献２には、基準目盛線を加工面に投射するとともに、収束レンズと加工面との距離に応じた基準目盛線の目盛りを可視光が照射するように構成されたレーザ加工装置が開示されている。この構成では、可視光が所定の目盛りを照射するように加工面と収束レンズとの距離を調整することで、容易に当該距離を焦点距離又は焦点距離以外の所望の距離にばらつきなく設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１４０８５号公報
【特許文献２】特許４１９４４５８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、対象面に対して収束レンズが傾斜した状態、すなわち収束レンズの光軸が対象面に対して直交しない状態でレーザ加工装置が設置されると、同対象面上における位置によってその光軸に沿った収束レンズとの距離が異なってしまい、例えば加工ムラ等を招く虞がある。そのため、レーザ加工装置を設置する際には、対象面と収束レンズとの距離を所定距離に調整するとともに、収束レンズ（主にレーザ出射面）が対象面に対して平行となる、すなわち収束レンズの光軸が対象面に対して直交するように調整する必要がある。
【０００７】
しかし、上記各従来の構成では、いずれも可視光を特定箇所（特定領域）に照射するのみであるため、レーザ加工装置を設置する際に、対象面における可視光が照射された当該箇所と収束レンズとの距離は調整できるものの、収束レンズが対象面に対して平行となるように調整することができず、この点においてなお改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易に収束レンズが対象面に対して平行となるように設置する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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を第１の方向に走査する第１走査ミラー及び該第１走査ミラーからのレーザ光を前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２走査ミラーを有する光走査手段と、前記第２走査ミラーからのレーザ光を収束して加工対象物上に照射する収束レンズと、を備えたレーザ加工装置において、可視光帯域の波長を有する第１可視光、及び前記第１可視光と異なる可視光帯域の波長を有する第２可視光を出射する可視光出射手段と、前記光走査手段の作動を制御することにより、前記収束レンズを介して対象面内の同一直線上に配置されない少なくとも３箇所以上の測定位置に向けて前記第１及び第２可視光を照射する制御手段と、を備え、前記第１及び第２可視光を前記収束レンズの異なる位置に入射させることにより、前記各測定位置へ照射された前記第１可視光と前記第２可視光とを前記収束レンズから該収束レンズの光軸に沿った所定距離で互いに交差させることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、対象面内の各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なるように対象面と収束レンズとの距離を調整することで、同一直線上にない少なくとも３箇所の測定位置と収束レンズとの間の同収束レンズの光軸に沿った距離をそれぞれ所定距離に設定することができる。ここで、同一直線上にない３点があれば面が構成されることから、対象面内における少なくとも３箇所での収束レンズまでの距離を一致させることで、収束レンズを対象面に対して平行に配置することができる。また、上記構成では、第１可視光の波長（色）と第２可視光の波長（色）とが異なるため、第１可視光と第２可視光とが重なったときに色が変化する。これにより、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。さらに、上記構成では、光走査手段によって第１及び第２可視光を走査することで、これら第１及び第２可視光を各測定位置に照射するため、測定位置の数を増やしても、部品点数が増加することを抑制できる。
【００１１】
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、前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１及び第２可視光を同時に出射させるとともに、前記第１及び第２可視光を同時に走査するものであり、前記第１可視光と前記第２可視光とが互いに異なる光路を進行するように前記可視光出射手段を構成することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させることを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、第１及び第２可視光を１箇所の測定位置に向けて照射している間に、第１及び第２走査ミラーの位置を固定できるため、対象面と収束レンズとの距離を調整する際の消費電力が増大することを抑制できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記可視光出射手段を回転させる回転駆動手段を備え、前記制御手段は、前記回転駆動手段を作動させることにより、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記第１及び第２可視光のうち波長の短い方を波長の長い方よりも前記収束レンズの光軸から遠い位置に入射させることを要旨とする。
【００１４】
通常、光は、その波長が短いほど屈折率が大きくなる一方、その波長が長いほど屈折率が小さくなる。そのため、波長の短い光が波長の長い光よりも収束レンズの光軸に近い位置に入射すると、これらの光は、収束レンズからどれだけ離れても交差しなくなる。したがって、例えば第１可視光の波長が第２可視光の波長よりも短い場合には、第１可視光を第２可視光よりも収束レンズの光軸から遠い位置に入射させる必要がある。一方、第１及び第２可視光を光走査手段によって同時に走査する場合、同光走査手段のみでは、第１可視光と第２可視光との相対的な位置関係を変更できない。そのため、第１可視光の入射位置が第２可視光の入射位置よりも収束レンズの光軸から遠い位置となる収束レンズの範囲はその略半分の範囲となり、各測定位置同士が互いに近接することになる。
【００１５】
この点、上記構成によれば、回転駆動手段によって、各測定位置で常に波長の短い可視光が波長の長い可視光よりも収束レンズの光軸から遠い位置に入射されるように、可視光出射手段が回転して第１可視光と第２可視光との相対的な位置関係が変更される。これにより、波長の短い可視光の入射位置が波長の長い可視光の入射位置よりも収束レンズの光軸から遠い位置となる収束レンズの範囲を、同収束レンズの略全範囲とすることが可能となり、各測定位置同士を互いに大きく離間させ、より高精度に収束レンズを対象面に対して平行に配置することができる。
【００１６】
請求項４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、前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１可視光と前記第２可視光とを交互に出射させるとともに、前記第１可視光と前記第２可視光とを異なる方向に走査することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させることを要旨とする。
【００１７】
上記構成では、第１可視光と第２可視光との出射の切り替えを素早く行うことで、作業者には、残像効果により第１可視光と第２可視光とが重なって見えるようになるため、同時に第１可視光と第２可視光とを出射せずとも、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なるように対象面と収束レンズとの距離を調整することが可能になる。そして、制御手段は、第１可視光と第２可視光とを異なる方向に別々に走査するため、例えば第１走査ミラーに入射する前の第１可視光と第２可視光とが同軸上を進行するように可視光出射手段を構成してもよくなり、設計の自由度を高めることができる。
【００１８】
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、前記所定距離での前記第１及び第２可視光のビーム径が互いに等しくなるように該第１及び第２可視光の少なくとも一方を成形する光成形手段を備えたことを要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かをより精度良く判定することができるようになる。
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、前記可視光出射手段は、前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を変更可能に構成され、前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を選択する可視光色選択手段を備えたことを要旨とする。
【００２０】
ここで、例えば対象面の色が第１可視光と第２可視光とが重なった状態の色と同じである場合には、測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かの判断が困難になる。この点、上記構成によれば、対象面の色に応じて第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長（色）を変えることで、対象面の色によらず、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記各測定位置を設定する測定位置設定手段を備えたことを要旨とする。
ここで、例えば対象面に凹凸がある場合、収束レンズが対象面に対して平行に配置されていても、測定位置が凹凸上に設定されていると、同測定位置では第１可視光と第２可視光とが重ならない。この点、上記構成によれば、測定位置を変更することができるため、少なくとも３箇所の測定位置を同一平面上に設定することができ、対象面に凹凸があっても、収束レンズを対象面に対して平行に配置することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、容易に収束レンズが対象面に対して平行となるように設置することのできるレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】レーザ加工装置の概略構成を示す模式図。
【図２】第１実施形態のレーザ加工装置のブロック図。
【図３】載置面上での各測定位置を示す説明図。
【図４】第１実施形態の可視光出射ユニットの概略構成を示す模式図。
【図５】第１実施形態の第１測定位置へ第１及び第２可視光を照射した状態を示す模式図。
【図６】第１実施形態の第３測定位置へ第１及び第２可視光を照射した状態を示す模式図。
【図７】第２実施形態の可視光出射ユニットの概略構成を示す模式図。
【図８】第２実施形態の第１測定位置へ第１可視光を照射した状態を示す模式図。
【図９】第２実施形態の第１測定位置へ第２可視光を照射した状態を示す模式図。
【図１０】第２実施形態の第１測定位置へ第１及び第２可視光を交互に照射した状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１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１は、コントローラ２と、コントローラ２にファイバケーブル３及び電気ケーブル４を介して接続された略直方体状のヘッド５と、コントローラ２に電気ケーブル６を介して接続されたコンソール７とを備えている。ヘッド５の下面には、レーザ光Ｌｋを出射する窓部５ａが設けられており、ヘッド５は、載置テーブル８の載置面８ａ上に載置された加工対象物Ｗの加工面Ｗａと対向するように設置されている。そして、レーザ加工装置１は、ヘッド５からレーザ光Ｌｋを出射することにより、加工面Ｗａに所望の文字、図形、記号及びこれらの結合（以下、文字等という）をマーキング加工するように構成されている。
【００２５】
詳述すると、図２に示すように、コントローラ２は、ファイバケーブル３を介して加工用のレーザ光をヘッド５に出射するレーザ光源（例えば、ファイバレーザ発振器）１１を備えている。一方、ヘッド５は、ファイバケーブル３を介して入射されるレーザ光Ｌｋのビーム径を拡大するビームエキスパンダ１２を備えている。また、ヘッド５は、ビームエキスパンダ１２で拡大されたレーザ光Ｌｋを走査させる光走査手段としてのガルバノスキャナ１３と、ガルバノスキャナ１３からのレーザ光Ｌｋを加工面Ｗａにおいて所定のスポット径に収束させて加工に適したエネルギー密度まで高める収束レンズ（ｆθレンズ）１４とを備えている。
【００２６】
ガルバノスキャナ１３は、ビームエキスパンダ１２からのレーザ光Ｌｋを反射して走査させる第１ガルバノミラー１５Ｘ、第１ガルバノミラー１５Ｘからのレーザ光Ｌｋを反射して走査させる第２ガルバノミラー１５Ｙ、及びこれら第１及び第２ガルバノミラー１５Ｘ，１５Ｙをそれぞれ回動させる第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙを有している。そして、第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙは、第１及び第２ガルバノミラー１５Ｘ，１５Ｙを互いに略直交する軸を中心としてそれぞれ回動させることにより、レーザ光Ｌｋを二次元的に走査させるようになっている。
【００２７】
詳しくは、第１ガルバノミラー１５Ｘは、第１ガルバノモータ１６Ｘの駆動に応じて回動することで、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌｋを第１の方向（Ｘ方向、図１参照）に走査させる。また、第２ガルバノミラー１５Ｙは、第２ガルバノモータ１６Ｙの駆動により回動することで、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光ＬｋをＸ方向と直交する第２の方向（Ｙ方向、図１参照）に走査させる。これにより、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌｋは、加工対象物Ｗの加工面Ｗａ上でＸ方向及びＹ方向に走査されるようになっている。つまり、本実施形態では、第１ガルバノミラー１５Ｘが第１走査ミラーに相当し、第２ガルバノミラー１５Ｙが第２走査ミラーに相当する。
【００２８】
コンソール７には、印字後のイメージや設定情報等が表示される表示部７ａと、レーザ加工装置１の各種設定を行うためのボタンを有する操作部７ｂとが設けられている。そして、作業者は、操作部７ｂの操作を通じて各種設定を変更可能となっている。
【００２９】
コントローラ２は、レーザ加工装置１を統括的に制御する制御手段としての制御装置１７を備えている。制御装置１７は不揮発性のメモリ１８を備えており、メモリ１８には、印字される文字等のマーキング情報が予め記憶されている。なお、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Ｌｋの照射により形成される線分の太さ等の情報が含まれる。
【００３０】
制御装置１７は、コンソール７の表示部７ａ及び操作部７ｂと電気ケーブル６を介して接続されており、同制御装置１７には、操作部７ｂから作業者によって設定された各種情報が入力される。また、制御装置１７は、レーザ光源１１、及び第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙと接続されている。そして、制御装置１７は、設定された各種情報に基づいてレーザ光源１１を駆動してレーザ光Ｌｋを出射させるとともに、第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙの駆動を制御することで収束レンズ１４を通じて収束されたレーザ光Ｌｋを加工対象物Ｗの加工面Ｗａ上で二次元的に走査させる。これにより、レーザ光Ｌｋの走査軌跡に沿う文字等が加工面Ｗａ上にマーキング加工される構成となっている。
【００３１】
ここで、上記レーザ加工装置１においては、加工に適したエネルギー密度のレーザ光Ｌｋを加工対象物Ｗに照射するために、加工対象物Ｗと収束レンズ１４との間の同収束レンズ１４の光軸（中心軸）Ａに沿った距離が重要な要素となる。そのため、レーザ加工装置１のヘッド５を設置する際には、対象面と収束レンズ１４との距離を所定距離に調整するとともに、収束レンズ１４（主にレーザ出射面）が対象面に対して平行となる、すなわち収束レンズ１４の光軸が対象面に対して直交するように調整して設置する必要がある。
【００３２】
なお、本実施形態では、載置テーブル８の載置面８ａを対象面としてヘッド５を設置する。また、ヘッド５は、Ｘ方向及びＹ方向と平行な各軸を中心として回動可能であるとともに、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向（載置テーブル８に対して接離する方向）の位置を調整可能なブラケット（図示略）を介して載置テーブル８の上方に設置されており、その位置が調整可能となっている。さらに、載置テーブル８は、載置面８ａをＸ方向及びＹ方向と平行な各軸を中心として傾斜可能であるとともに、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向に変位可能に構成されている。
【００３３】
この点を踏まえ、ヘッド５には、可視光帯域の波長を有する第１可視光Ｌ１、及び第１可視光Ｌ１と異なる可視光帯域の波長を有する第２可視光Ｌ２を出射する可視光出射ユニット２１と、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２をレーザ光Ｌｋと合流させてガルバノスキャナ１３に入射させる第１の合流手段としてのハーフミラー２２とが設けられている。また、制御装置１７は、ガルバノスキャナ１３の作動を制御することにより、図３に示すように、収束レンズ１４を介して載置面８ａ内における印字エリアの４隅の第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４（同図において、破線で囲んだ部分）に向けて第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する。なお、図３において、印字エリアの外縁を模式的に二点鎖線で示す。そして、レーザ加工装置１は、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を収束レンズ１４の異なる位置に入射させることにより、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４へ照射された第１可視光Ｌ１（の光軸）と第２可視光Ｌ２（の光軸）とが収束レンズ１４からその光軸に沿った所定距離で互いに交差するように構成されている。なお、本実施形態では、所定距離は、収束レンズ１４を通過したレーザ光Ｌｋの焦点距離に設定されている。
【００３４】
詳述すると、図４に示すように、可視光出射手段としての可視光出射ユニット２１は、略直方体状のハウジング３１と、第１可視光Ｌ１を出射する第１可視光源３２と、第２可視光Ｌ２を出射する第２可視光源３３とを備えている。第１可視光源３２は、緑色の光を発するレーザダイオード３２ａ、及び青色の光を出射するレーザダイオード３２ｂを有しており、これらレーザダイオード３２ａ，３２ｂが発する光を第１可視光Ｌ１として出射する。また、第２可視光源３３は、赤色の光を発するレーザダイオード３３ａを有しており、同レーザダイオード３３ａが発する光を第２可視光Ｌ２として出射する。したがって、第１可視光源３２は、レーザダイオード３２ａ，３２ｂのいずれから光を出射させるかによって第１可視光Ｌ１の色（波長）を変更可能に構成されている。なお、第１可視光Ｌ１は、レーザダイオード３２ａ，３２ｂのいずれから出射されるかによって、厳密にはその光軸が若干異なるが、レーザダイオード３２ａ，３２ｂは極めて近接して配置されているため、同軸上を進行するものとみなせる。
【００３５】
第１可視光源３２は、ハウジング３１の上面３１ａに設けられ、第２可視光源３３は、ハウジング３１の上面３１ａと直交する側面３１ｂに設けられている。ハウジング３１内には、第１可視光Ｌ１の進行方向と第２可視光Ｌ２の進行方向とを揃える第２の合流手段としてのダイクロイックミラー３５が設けられている。ダイクロイックミラー３５には、第１可視光Ｌ１を透過するとともに、第２可視光Ｌ２を反射するものが用いられている。
【００３６】
また、ハウジング３１内には、第１可視光源３２とダイクロイックミラー３５との間に配置されて第１可視光Ｌ１のビーム径を調整する第１光成形器３６と、第２可視光源３３とダイクロイックミラー３５との間に配置されて第２可視光Ｌ２のビーム径を調整する第２光成形器３７とが設けられている。第１及び第２光成形器３６，３７は、ビーム径を拡大する拡散レンズ及びビーム径を縮小させる収束レンズからそれぞれ構成されており、第１可視光Ｌ１及び第２可視光Ｌ２のビーム径を調整可能に構成されている。具体的には、第１及び第２光成形器３６，３７は、第１可視光Ｌ１の第２可視光Ｌ２と交差する位置でのビーム径と、第２可視光Ｌ２の第１可視光Ｌ１と交差する位置でのビーム径とが同一となるようにそれぞれ第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を成形するようになっている。つまり、本実施形態では、第１及び第２光成形器３６，３７により光成形手段が構成されている。
【００３７】
したがって、第１可視光Ｌ１は第１光成形器３６によりビーム径が調整されてからダイクロイックミラー３５を透過してハーフミラー２２に入射し、第２可視光Ｌ２は第２光成形器３７によりビーム径が調整されてからダイクロイックミラー３５で反射されてハーフミラー２２に入射する。そして、これら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２は、ハーフミラー２２で反射された後、ガルバノスキャナ１３で走査されて収束レンズ１４へ入射する。
【００３８】
ここで、可視光出射ユニット２１は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが互いに平行な異なる光路（光軸上）を進行するように構成されており、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置が異なるようになっている。具体的には、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置のズレが、収束レンズ１４から所定距離で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが互いに交差するようなズレとなるように、第２可視光源３３がハウジング３１の側面３１ｂに設けられている。なお、本実施形態では、第１可視光源３２は、ハーフミラー２２において、第１可視光Ｌ１の光軸がレーザ光Ｌｋの光軸と同軸となるようにハウジング３１の上面３１ａに固定されている。また、第１及び第２可視光源３２，３３は、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が上面３１ａ及び側面３１ｂと直交する同一の平面内に含まれるようにハウジング３１に設置されている。
【００３９】
また、可視光出射ユニット２１は、ハウジング３１を第１可視光Ｌ１の光軸を中心として回転させる回転駆動手段としてのモータ３８と、ハウジング３１の回転位置を検出する回転センサ３９とを備えている。なお、本実施形態の回転センサ３９は、図示しないフォトマイクロセンサと、ハウジング３１に第１可視光Ｌ１の光軸を中心として９０度間隔で設けられた突起とからなり、ハウジング３１の回転により突起がフォトマイクロセンサと対向することでその出力信号が変化し、９０度間隔でハウジング３１の回転位置を検出可能に構成されている。
【００４０】
図２に示すように、レーザ加工装置１は、コンソール７の操作部７ｂを操作することにより、マーキング加工を行う加工モードと、ヘッド５（収束レンズ１４）と載置面８ａとの距離を調整する調整モードとを変更可能になっている。調整モードでは、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４のいずれに照射するかを切り換え可能に構成されている。また、調整モードでは、第１可視光源３２から出射される第１可視光Ｌ１の色を緑色又は青色に選択可能に構成されている。さらに、調整モードでは、印字エリアにおける第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４を設定可能に構成されている。つまり、本実施形態では、コンソール７が可視光色選択手段及び測定位置設定手段として機能する。
【００４１】
そして、制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１及び第２可視光Ｌ２の双方を出射させるとともに、ガルバノスキャナ１３の作動を制御することにより、第１及び第２可視光Ｌ２を同時に走査する。これにより、上記のように第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置が異なるため、図５に示すように、収束レンズ１４から所定距離で第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が交差する。このとき、載置面８ａにおける第１測定位置Ｓ１と収束レンズ１４との距離が所定距離（レーザ光Ｌｋの焦点距離）よりも短いと、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａが第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａよりも光軸Ａから遠い位置に照射される。一方、第１測定位置Ｓ１と収束レンズ１４との距離が所定距離よりも長いと、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａが第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａよりも光軸Ａに近い位置に照射される。そして、第１測定位置Ｓ１と収束レンズ１４との光軸に沿った距離が所定距離と一致すると、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なって照射される。なお、載置面８ａと収束レンズ１４との距離と、スポットＬ１ａとスポットＬ２ａとの相対的な位置関係は、図６に示すように第３測定位置Ｓ３に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する場合にも同様となる。また、説明の便宜上、図示は省略するが、第２測定位置Ｓ２又は第４測定位置Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する場合にも同様となる。
【００４２】
また、制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、波長の短い第１可視光Ｌ１の収束レンズ１４への入射位置が、波長の長い第２可視光Ｌ２の収束レンズ１４の入射位置よりもその光軸Ａから遠い位置となるようにモータ３８の作動を制御する。
【００４３】
詳しくは、制御装置１７は、測定位置を変更する際に、変更される前後の測定位置間の光軸Ａを中心とした角度変化分だけ、第１可視光Ｌ１の光軸を中心として可視光出射ユニット２１を回転させる。より具体的には、例えば図５に示す第１測定位置Ｓ１へ照射する状態から、同第１測定位置Ｓ１と対角線上にある第３測定位置Ｓ３へ照射方向を変更する際には、図６に示すように、可視光出射ユニット２１を１８０度回転させる。同様に、例えば第１測定位置Ｓ１から第２測定位置Ｓ２へ変える場合には、９０度回転させ、第１測定位置Ｓ１から第４測定位置Ｓ４へ変える場合には、２７０度回転させる。
【００４４】
次に、ヘッドを設置する際の収束レンズと載置面との距離の調整について説明する。
ヘッド５を設置する際には、作業者がコンソール７を操作して調整モードとし、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４のいずれか１つを選択して、第１及び第２可視光Ｌ２を照射する。そして、作業者は、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なるようにヘッド５の姿勢等を変える。続いて、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なったら、別の測定位置に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射させ、同様にして第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なるようにヘッド５の姿勢等を変える。そして、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４のすべてで、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なるようにすることで、載置面８ａと収束レンズ１４との距離が所定距離になるとともに、収束レンズ１４が載置面８ａに対して平行となるようになっている。
【００４５】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）レーザ加工装置１は、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を出射する可視光出射ユニット２１と、ガルバノスキャナ１３の作動を制御することにより載置面８ａ内の同一直線上に配置されない第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に向けて第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する制御装置１７とを備えた。そして、可視光出射ユニット２１から出射される第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を収束レンズ１４の異なる位置に入射させることにより、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４へ照射された第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを収束レンズ１４から該収束レンズ１４の光軸Ａに沿った所定距離で互いに交差させるようにした。
【００４６】
上記構成によれば、載置面８ａ内の第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なるように載置面８ａと収束レンズ１４との距離を調整することで、同一直線上にない第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４と収束レンズ１４との間の光軸Ａに沿った距離をそれぞれ所定距離に設定することができる。ここで、同一直線上にない３点があれば面が構成されることから、載置面８ａ内における４箇所での収束レンズ１４までの距離を一致させることで、収束レンズ１４を載置面８ａに対して平行に配置することができる。また、上記構成では、第１可視光Ｌ１の波長（色）と第２可視光Ｌ２の波長（色）とが異なるため、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なったときに色が変化する。これにより、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。さらに、上記構成では、ガルバノスキャナ１３によって第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を走査することで、これら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に照射するため、測定位置の数を増やしても、部品点数が増加することを抑制できる。
【００４７】
（２）制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の双方を出射させるとともに、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を同時に走査するようにした。そして、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを互いに平行な異なる光路を進行するように可視光出射ユニット２１を構成することにより、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置を異ならせ、所定距離で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを互いに交差させるようにした。
【００４８】
上記構成によれば、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を１箇所の測定位置に向けて照射している間に、第１及び第２ガルバノミラー１５Ｙの位置を固定できるため、載置面８ａと収束レンズ１４との距離を調整する際の消費電力が増大することを抑制できる。
【００４９】
（３）制御装置１７は第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、波長の短い第１可視光Ｌ１が波長の長い第２可視光Ｌ２よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置に入射するようにモータ３８の作動を制御するようにした。
【００５０】
通常、光は、その波長が短いほど屈折率が大きくなる一方、その波長が長いほど屈折率が小さくなる。そのため、波長の短い光が波長の長い光よりも収束レンズ１４の光軸Ａに近い位置に入射すると、これらの光は、収束レンズ１４からどれだけ離れても交差しなくなる。したがって、本実施形態では、第１可視光Ｌ１を第２可視光Ｌ２よりも収束レンズ１４の光軸から遠い位置に入射させる必要がある。一方、本実施形態のように第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２をガルバノスキャナ１３によって同時に走査する場合、同ガルバノスキャナ１３のみでは、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との相対的な位置関係を変更できない。この点、上記構成によれば、モータ３８によって、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で常に第１可視光Ｌ１が第２可視光Ｌ２よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置に入射するように、可視光出射ユニット２１が回転して第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との相対的な位置関係が変更される。これにより、第１可視光Ｌ１の入射位置が第２可視光Ｌ２の入射位置よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置となる収束レンズ１４の範囲を、収束レンズ１４の略全範囲とすることが可能となり、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４同士を互いに大きく離間させ、より高精度に収束レンズ１４を載置面８ａに対して平行に配置することができる。
【００５１】
（４）所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに等しくなるようにこれら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を成形する第１及び第２光成形器３６，３７を備えたため、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かをより精度良く判定することができるようになる。
【００５２】
（５）可視光出射ユニット２１は、第１可視光Ｌ１の色を変更可能に構成し、コンソール７によって同第１可視光Ｌ１の色を選択できるようにした。
ここで、例えば載置面８ａの色が第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なった状態の色と同じである場合には、測定位置で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かの判断が困難になる。この点、上記構成によれば、載置面８ａの色に応じて第１可視光Ｌ１の色を変えることで、載置面８ａの色によらず、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。
【００５３】
（６）コンソール７によって印字エリア内における第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４を設定（変更）できるようにした。
ここで、例えば載置面８ａに凹凸がある場合、収束レンズ１４が載置面８ａに対して平行に配置されていても、測定位置が凹凸上に設定されていると、同測定位置では第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重ならない。この点、上記構成によれば、測定位置を変更することができるため、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４を同一平面上に設定することができ、載置面８ａに凹凸があっても、収束レンズ１４を載置面８ａに対して平行に配置することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、可視光出射ユニット２１は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが同軸上を進行するように構成されている。具体的には、第２可視光源３３は、ハウジング３１の側面３１ｂにおいて、ダイクロイックミラー３５で第２可視光Ｌ２が第１可視光Ｌ１と同軸となるように合流する位置に設置されている。なお、本実施形態の可視光出射ユニット２１は、モータ３８及び回転センサ３９を有していない。
【００５６】
制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを交互に出射させる。そして、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを異なる方向に走査することにより、所定距離で第１可視光Ｌ１の光路と第２可視光Ｌ２の光路とが互いに交差するように、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置を異ならせる。なお、制御装置１７は、残像効果により、載置面８ａ上に交互に照射された第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が同時に見える程度の速度で、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との出射を切り換える。
【００５７】
詳しくは、ある瞬間には、図８に示すように、可視光出射ユニット２１からは第１可視光Ｌ１のみが出射され、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１をガルバノスキャナ１３により走査して収束レンズ１４へ入射させる。また、別の瞬間には、図９に示すように、可視光出射ユニット２１からは第２可視光Ｌ２のみが出射され、制御装置１７は、第２可視光Ｌ２をガルバノスキャナ１３により走査して収束レンズ１４における第１可視光Ｌ１とは異なる位置へ入射させる。これにより、図１０に示すように、交互に照射される第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が収束レンズ１４から所定距離で交差するようになっている。
【００５８】
なお、ヘッド５を設置する際の収束レンズ１４と載置面８ａとの距離の調整は、上記第１実施形態と同様の手順で行われる。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（４）〜（６）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
【００５９】
（７）制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを交互に出射させるようにした。そして、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを異なる方向に走査することにより、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置を異ならせ、所定距離で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを互いに交差させるようにした。
【００６０】
上記構成では、残像効果により第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なって見えるようになるため、同時に第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを出射せずとも、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なるように載置面８ａと収束レンズ１４との距離を調整することが可能になる。そして、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを異なる方向に別々に走査するため、本実施形態のように第１ガルバノミラー１５Ｘに入射する前の第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが同軸上を進行するように可視光出射ユニット２１を構成してもよくなり、設計の自由度を高めることができる。
【００６１】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第１実施形態では、可視光出射ユニット２１を第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが互いに平行な異なる光路を進行するように構成したが、これに限らず、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが異なる光路を進行すれば、これらの光路は互いに平行でなくてもよい。
【００６２】
・上記第１実施形態では、制御装置１７は、測定位置を変更する際に、変更される前後の測定位置間の光軸Ａを中心とした角度変化分だけ、第１可視光Ｌ１の光軸を中心として可視光出射ユニット２１を回転させるようにした。しかし、これに限らず、第２可視光Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置が、第１可視光Ｌ１の収束レンズ１４の入射位置よりもその光軸Ａから遠い位置となれば、どのように回転させてもよい。
【００６３】
・上記第１実施形態では、モータ３８が可視光出射ユニット２１を第１可視光Ｌ１の光軸を中心として回転させるようにしたが、これに限らず、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の光軸と平行な他の軸を中心として回転させるようにしてもよい。
【００６４】
・上記第１実施形態では、フォトマイクロセンサを用いて回転センサ３９を構成したが、これに限らず、例えばロータリーエンコーダやレゾルバ等により回転センサ３９を構成してもよい。
【００６５】
・上記第１実施形態では、可視光出射ユニット２１を第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４の切り換えに応じて回転させたが、これに限らず、可視光出射ユニット２１が回転しない構成としてもよい。なお、この場合には、ガルバノスキャナ１３のみでは、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との相対的な位置関係を変更できないため、第１可視光Ｌ１の入射位置が第２可視光Ｌ２の入射位置よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置となる収束レンズ１４範囲は、同収束レンズの略半分の範囲となる。
【００６６】
・上記第２実施形態において、可視光出射ユニット２１を回転させるモータを設けてもよい。
・上記第２実施形態では、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが同軸上を進行するように可視光出射ユニット２１を構成したが、これに限らず、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが異なる光路を進行するように構成してもよい。
【００６７】
・上記第２実施形態において、可視光出射ユニット２１に第２可視光源３３を設けず、第１可視光源３２のレーザダイオード３２ａから第１可視光Ｌ１を出射させるとともに、レーザダイオード３２ｂから第２可視光Ｌ２を出射させてもよい。
【００６８】
・上記各実施形態では、第１可視光源３２をハウジング３１の上面３１ａに設け、第２可視光源３３を側面３１ｂに設けたが、これに限らず、例えばハウジング３１の上面３１ａに第１及び第２可視光源３２，３３を設けてもよい。
【００６９】
・上記各実施形態では、第１可視光Ｌ１を緑色又は青色とし、第２可視光Ｌ２を赤色としたが、これに限らず、第１可視光Ｌ１の色（波長）と第２可視光Ｌ２の色（波長）が異なれば、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の色は、適宜設定可能である。
【００７０】
・上記各実施形態では、第１可視光源３２が異なる色を発するレーザダイオード３２ａ，３２ｂを有し、第１可視光Ｌ１の色のみを変更可能にしたが、これに限らず、第２可視光Ｌ２の色のみ、又は第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の双方を変更可能にしてもよい。また、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の変更可能な色の数や種類は、適宜設定可能である。なお、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の色を変更できない構成としてもよい。
【００７１】
・上記各実施形態では、所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに等しくなるようにこれら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の双方を成形したが、これに限らず、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方のみを成形してもよい。また、所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに異なっていてもよい。
【００７２】
・上記各実施形態では、第１及び第２光成形器３６，３７を拡散レンズ及び収束レンズにより構成としたが、これに限らず、例えば一対の収束レンズやコリメートレンズ等により第１及び第２光成形器３６，３７を構成してもよい。
【００７３】
・上記各実施形態では、所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに等しくなるようにこれら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を成形する第１及び第２光成形器３６，３７を設けたが、これに限らず、これら第１及び第２光成形器３６，３７を設けなくともよい。
【００７４】
・上記各実施形態では、第１の合流手段としてハーフミラー２２を用いたが、これに限らず、ビームスプリッタやダイクロイックミラーを用いてもよい。同様に、第２の合流手段としてハーフミラーやビームスプリッタを用いてもよい。
【００７５】
・上記各実施形態において、第１ガルバノミラー１５Ｘ及び第２ガルバノミラー１５Ｙのいずれか一方に代えて、例えば多角柱状のポリゴンミラー等を用いてもよい。
・上記各実施形態では、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４の位置を設定可能に構成したが、これに限らず、予め定められた測定位置にしか第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射できないようにしてもよい。
【００７６】
・上記各実施形態では、作業者がコンソール７を操作することにより、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する測定位置が切り換わるようにしたが、これに限らず、例えば所定時間間隔で自動的に測定位置が切り替わるようにしてもよい。
【００７７】
・上記各実施形態において、測定位置の数は、同一直線上に配置されない測定位置の数が３箇所以上あれば、いくつであってもよい。
・上記各実施形態では、載置面８ａ上に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射して収束レンズ１４と載置面８ａとの距離の調整を行ったが、これに限らず、例えば加工対象物Ｗの加工面Ｗａを対象面として調整を行ってもよい。
【００７８】
・上記各実施形態では、本発明をマーキング加工を行うレーザ加工装置１に適用したが、これに限らず、孔あけや溶接等の加工を行うレーザ加工装置１に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…レーザ加工装置、２…コントローラ、５…ヘッド、７…コンソール、８…載置テーブル、８ａ…載置面、１１…レーザ光源、ガルバノスキャナ、１４…収束レンズ、１５Ｘ…第１ガルバノミラー、１５Ｙ…第２ガルバノミラー、１７…制御装置、２１…可視光出射ユニット、２２…ハーフミラー、３２…第１可視光源、３３…第２可視光源、３５…ダイクロイックミラー、３６…第１光成形器、３７…第２光成形器、３８…モータ、３９…回転センサ、Ａ…光軸、Ｌ１…第１可視光、Ｌ２…第２可視光、Ｌｋ…レーザ光、Ｓ１…第１測定位置、Ｓ２…第２測定位置、Ｓ３…第３測定位置、Ｓ４…第４測定位置、Ｗ…加工対象物、Ｗａ…加工面。
【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、レーザ光源から出射されるレーザ光を収束レンズによって収束させて加工対象物に照射することで、同加工対象物に文字等のマーキング、孔あけ、あるいは溶接等の加工を行うレーザ加工装置がある。このように収束レンズによって収束されるレーザ光のエネルギー密度は、収束レンズからの距離に応じて変化し、その焦点距離において最も高くなる。したがって、レーザ加工装置においては、加工に適したエネルギー密度のレーザ光を加工対象物に照射するために、加工対象物と収束レンズとの間の同収束レンズの光軸（中心軸）に沿った距離（ワークディスタンス）が重要な要素となってくる。
【０００３】
そのため、レーザ加工装置を設置する際には、加工対象物の加工面や加工対象物が載置される載置テーブルの載置面等の対象面と収束レンズとの距離を所定距離（例えば、レーザ光の焦点距離）に調整して設置する必要があるが、加工用のレーザ光は、通常、不可視光帯域の波長を有しているため、同レーザ光によって上記距離を調整することは困難である。そこで、別途可視光を照射することにより対象面と収束レンズとの距離を調整可能としたレーザ加工装置が従来から提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、二方向から可視光を出射させ、これら可視光が収束レンズを通過したレーザ光の焦点距離で互いに交差するように構成されたレーザ加工装置が開示されている。この構成では、加工面で各可視光のスポットが重なるように同加工面と収束レンズとの距離を調整することで、容易に当該距離を焦点距離に設定することができる。また、例えば特許文献２には、基準目盛線を加工面に投射するとともに、収束レンズと加工面との距離に応じた基準目盛線の目盛りを可視光が照射するように構成されたレーザ加工装置が開示されている。この構成では、可視光が所定の目盛りを照射するように加工面と収束レンズとの距離を調整することで、容易に当該距離を焦点距離又は焦点距離以外の所望の距離にばらつきなく設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１４０８５号公報
【特許文献２】特許４１９４４５８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、対象面に対して収束レンズが傾斜した状態、すなわち収束レンズの光軸が対象面に対して直交しない状態でレーザ加工装置が設置されると、同対象面上における位置によってその光軸に沿った収束レンズとの距離が異なってしまい、例えば加工ムラ等を招く虞がある。そのため、レーザ加工装置を設置する際には、対象面と収束レンズとの距離を所定距離に調整するとともに、収束レンズ（主にレーザ出射面）が対象面に対して平行となる、すなわち収束レンズの光軸が対象面に対して直交するように調整する必要がある。
【０００７】
しかし、上記各従来の構成では、いずれも可視光を特定箇所（特定領域）に照射するのみであるため、レーザ加工装置を設置する際に、対象面における可視光が照射された当該箇所と収束レンズとの距離は調整できるものの、収束レンズが対象面に対して平行となるように調整することができず、この点においてなお改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易に収束レンズが対象面に対して平行となるように設置する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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を第１の方向に走査する第１走査ミラー及び該第１走査ミラーからのレーザ光を前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２走査ミラーを有する光走査手段と、前記第２走査ミラーからのレーザ光を収束して加工対象物上に照射する収束レンズと、を備えたレーザ加工装置において、可視光帯域の波長を有する第１可視光、及び前記第１可視光と異なる可視光帯域の波長を有する第２可視光を出射する可視光出射手段と、前記光走査手段の作動を制御することにより、前記収束レンズを介して対象面内の同一直線上に配置されない少なくとも３箇所以上の測定位置に向けて前記第１及び第２可視光を照射する制御手段と、を備え、前記第１及び第２可視光を前記収束レンズの異なる位置に入射させることにより、前記各測定位置へ照射された前記第１可視光と前記第２可視光とを前記収束レンズから該収束レンズの光軸に沿った所定距離で互いに交差させることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、対象面内の各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なるように対象面と収束レンズとの距離を調整することで、同一直線上にない少なくとも３箇所の測定位置と収束レンズとの間の同収束レンズの光軸に沿った距離をそれぞれ所定距離に設定することができる。ここで、同一直線上にない３点があれば面が構成されることから、対象面内における少なくとも３箇所での収束レンズまでの距離を一致させることで、収束レンズを対象面に対して平行に配置することができる。また、上記構成では、第１可視光の波長（色）と第２可視光の波長（色）とが異なるため、第１可視光と第２可視光とが重なったときに色が変化する。これにより、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。さらに、上記構成では、光走査手段によって第１及び第２可視光を走査することで、これら第１及び第２可視光を各測定位置に照射するため、測定位置の数を増やしても、部品点数が増加することを抑制できる。
【００１１】
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、前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１及び第２可視光を同時に出射させるとともに、前記第１及び第２可視光を同時に走査するものであり、前記第１可視光と前記第２可視光とが互いに異なる光路を進行するように前記可視光出射手段を構成することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させることを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、第１及び第２可視光を１箇所の測定位置に向けて照射している間に、第１及び第２走査ミラーの位置を固定できるため、対象面と収束レンズとの距離を調整する際の消費電力が増大することを抑制できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記可視光出射手段を回転させる回転駆動手段を備え、前記制御手段は、前記回転駆動手段を作動させることにより、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記第１及び第２可視光のうち波長の短い方を波長の長い方よりも前記収束レンズの光軸から遠い位置に入射させることを要旨とする。
【００１４】
通常、光は、その波長が短いほど屈折率が大きくなる一方、その波長が長いほど屈折率が小さくなる。そのため、波長の短い光が波長の長い光よりも収束レンズの光軸に近い位置に入射すると、これらの光は、収束レンズからどれだけ離れても交差しなくなる。したがって、例えば第１可視光の波長が第２可視光の波長よりも短い場合には、第１可視光を第２可視光よりも収束レンズの光軸から遠い位置に入射させる必要がある。一方、第１及び第２可視光を光走査手段によって同時に走査する場合、同光走査手段のみでは、第１可視光と第２可視光との相対的な位置関係を変更できない。そのため、第１可視光の入射位置が第２可視光の入射位置よりも収束レンズの光軸から遠い位置となる収束レンズの範囲はその略半分の範囲となり、各測定位置同士が互いに近接することになる。
【００１５】
この点、上記構成によれば、回転駆動手段によって、各測定位置で常に波長の短い可視光が波長の長い可視光よりも収束レンズの光軸から遠い位置に入射されるように、可視光出射手段が回転して第１可視光と第２可視光との相対的な位置関係が変更される。これにより、波長の短い可視光の入射位置が波長の長い可視光の入射位置よりも収束レンズの光軸から遠い位置となる収束レンズの範囲を、同収束レンズの略全範囲とすることが可能となり、各測定位置同士を互いに大きく離間させ、より高精度に収束レンズを対象面に対して平行に配置することができる。
【００１６】
請求項４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、前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１可視光と前記第２可視光とを交互に出射させるとともに、前記第１可視光と前記第２可視光とを異なる方向に走査することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させることを要旨とする。
【００１７】
上記構成では、第１可視光と第２可視光との出射の切り替えを素早く行うことで、作業者には、残像効果により第１可視光と第２可視光とが重なって見えるようになるため、同時に第１可視光と第２可視光とを出射せずとも、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なるように対象面と収束レンズとの距離を調整することが可能になる。そして、制御手段は、第１可視光と第２可視光とを異なる方向に別々に走査するため、例えば第１走査ミラーに入射する前の第１可視光と第２可視光とが同軸上を進行するように可視光出射手段を構成してもよくなり、設計の自由度を高めることができる。
【００１８】
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、前記所定距離での前記第１及び第２可視光のビーム径が互いに等しくなるように該第１及び第２可視光の少なくとも一方を成形する光成形手段を備えたことを要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かをより精度良く判定することができるようになる。
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、前記可視光出射手段は、前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を変更可能に構成され、前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を選択する可視光色選択手段を備えたことを要旨とする。
【００２０】
ここで、例えば対象面の色が第１可視光と第２可視光とが重なった状態の色と同じである場合には、測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かの判断が困難になる。この点、上記構成によれば、対象面の色に応じて第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長（色）を変えることで、対象面の色によらず、各測定位置で第１可視光と第２可視光とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記各測定位置を設定する測定位置設定手段を備えたことを要旨とする。
ここで、例えば対象面に凹凸がある場合、収束レンズが対象面に対して平行に配置されていても、測定位置が凹凸上に設定されていると、同測定位置では第１可視光と第２可視光とが重ならない。この点、上記構成によれば、測定位置を変更することができるため、少なくとも３箇所の測定位置を同一平面上に設定することができ、対象面に凹凸があっても、収束レンズを対象面に対して平行に配置することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、容易に収束レンズが対象面に対して平行となるように設置することのできるレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】レーザ加工装置の概略構成を示す模式図。
【図２】第１実施形態のレーザ加工装置のブロック図。
【図３】載置面上での各測定位置を示す説明図。
【図４】第１実施形態の可視光出射ユニットの概略構成を示す模式図。
【図５】第１実施形態の第１測定位置へ第１及び第２可視光を照射した状態を示す模式図。
【図６】第１実施形態の第３測定位置へ第１及び第２可視光を照射した状態を示す模式図。
【図７】第２実施形態の可視光出射ユニットの概略構成を示す模式図。
【図８】第２実施形態の第１測定位置へ第１可視光を照射した状態を示す模式図。
【図９】第２実施形態の第１測定位置へ第２可視光を照射した状態を示す模式図。
【図１０】第２実施形態の第１測定位置へ第１及び第２可視光を交互に照射した状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１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１は、コントローラ２と、コントローラ２にファイバケーブル３及び電気ケーブル４を介して接続された略直方体状のヘッド５と、コントローラ２に電気ケーブル６を介して接続されたコンソール７とを備えている。ヘッド５の下面には、レーザ光Ｌｋを出射する窓部５ａが設けられており、ヘッド５は、載置テーブル８の載置面８ａ上に載置された加工対象物Ｗの加工面Ｗａと対向するように設置されている。そして、レーザ加工装置１は、ヘッド５からレーザ光Ｌｋを出射することにより、加工面Ｗａに所望の文字、図形、記号及びこれらの結合（以下、文字等という）をマーキング加工するように構成されている。
【００２５】
詳述すると、図２に示すように、コントローラ２は、ファイバケーブル３を介して加工用のレーザ光をヘッド５に出射するレーザ光源（例えば、ファイバレーザ発振器）１１を備えている。一方、ヘッド５は、ファイバケーブル３を介して入射されるレーザ光Ｌｋのビーム径を拡大するビームエキスパンダ１２を備えている。また、ヘッド５は、ビームエキスパンダ１２で拡大されたレーザ光Ｌｋを走査させる光走査手段としてのガルバノスキャナ１３と、ガルバノスキャナ１３からのレーザ光Ｌｋを加工面Ｗａにおいて所定のスポット径に収束させて加工に適したエネルギー密度まで高める収束レンズ（ｆθレンズ）１４とを備えている。
【００２６】
ガルバノスキャナ１３は、ビームエキスパンダ１２からのレーザ光Ｌｋを反射して走査させる第１ガルバノミラー１５Ｘ、第１ガルバノミラー１５Ｘからのレーザ光Ｌｋを反射して走査させる第２ガルバノミラー１５Ｙ、及びこれら第１及び第２ガルバノミラー１５Ｘ，１５Ｙをそれぞれ回動させる第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙを有している。そして、第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙは、第１及び第２ガルバノミラー１５Ｘ，１５Ｙを互いに略直交する軸を中心としてそれぞれ回動させることにより、レーザ光Ｌｋを二次元的に走査させるようになっている。
【００２７】
詳しくは、第１ガルバノミラー１５Ｘは、第１ガルバノモータ１６Ｘの駆動に応じて回動することで、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌｋを第１の方向（Ｘ方向、図１参照）に走査させる。また、第２ガルバノミラー１５Ｙは、第２ガルバノモータ１６Ｙの駆動により回動することで、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光ＬｋをＸ方向と直交する第２の方向（Ｙ方向、図１参照）に走査させる。これにより、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌｋは、加工対象物Ｗの加工面Ｗａ上でＸ方向及びＹ方向に走査されるようになっている。つまり、本実施形態では、第１ガルバノミラー１５Ｘが第１走査ミラーに相当し、第２ガルバノミラー１５Ｙが第２走査ミラーに相当する。
【００２８】
コンソール７には、印字後のイメージや設定情報等が表示される表示部７ａと、レーザ加工装置１の各種設定を行うためのボタンを有する操作部７ｂとが設けられている。そして、作業者は、操作部７ｂの操作を通じて各種設定を変更可能となっている。
【００２９】
コントローラ２は、レーザ加工装置１を統括的に制御する制御手段としての制御装置１７を備えている。制御装置１７は不揮発性のメモリ１８を備えており、メモリ１８には、印字される文字等のマーキング情報が予め記憶されている。なお、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Ｌｋの照射により形成される線分の太さ等の情報が含まれる。
【００３０】
制御装置１７は、コンソール７の表示部７ａ及び操作部７ｂと電気ケーブル６を介して接続されており、同制御装置１７には、操作部７ｂから作業者によって設定された各種情報が入力される。また、制御装置１７は、レーザ光源１１、及び第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙと接続されている。そして、制御装置１７は、設定された各種情報に基づいてレーザ光源１１を駆動してレーザ光Ｌｋを出射させるとともに、第１及び第２ガルバノモータ１６Ｘ，１６Ｙの駆動を制御することで収束レンズ１４を通じて収束されたレーザ光Ｌｋを加工対象物Ｗの加工面Ｗａ上で二次元的に走査させる。これにより、レーザ光Ｌｋの走査軌跡に沿う文字等が加工面Ｗａ上にマーキング加工される構成となっている。
【００３１】
ここで、上記レーザ加工装置１においては、加工に適したエネルギー密度のレーザ光Ｌｋを加工対象物Ｗに照射するために、加工対象物Ｗと収束レンズ１４との間の同収束レンズ１４の光軸（中心軸）Ａに沿った距離が重要な要素となる。そのため、レーザ加工装置１のヘッド５を設置する際には、対象面と収束レンズ１４との距離を所定距離に調整するとともに、収束レンズ１４（主にレーザ出射面）が対象面に対して平行となる、すなわち収束レンズ１４の光軸が対象面に対して直交するように調整して設置する必要がある。
【００３２】
なお、本実施形態では、載置テーブル８の載置面８ａを対象面としてヘッド５を設置する。また、ヘッド５は、Ｘ方向及びＹ方向と平行な各軸を中心として回動可能であるとともに、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向（載置テーブル８に対して接離する方向）の位置を調整可能なブラケット（図示略）を介して載置テーブル８の上方に設置されており、その位置が調整可能となっている。さらに、載置テーブル８は、載置面８ａをＸ方向及びＹ方向と平行な各軸を中心として傾斜可能であるとともに、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向に変位可能に構成されている。
【００３３】
この点を踏まえ、ヘッド５には、可視光帯域の波長を有する第１可視光Ｌ１、及び第１可視光Ｌ１と異なる可視光帯域の波長を有する第２可視光Ｌ２を出射する可視光出射ユニット２１と、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２をレーザ光Ｌｋと合流させてガルバノスキャナ１３に入射させる第１の合流手段としてのハーフミラー２２とが設けられている。また、制御装置１７は、ガルバノスキャナ１３の作動を制御することにより、図３に示すように、収束レンズ１４を介して載置面８ａ内における印字エリアの４隅の第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４（同図において、破線で囲んだ部分）に向けて第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する。なお、図３において、印字エリアの外縁を模式的に二点鎖線で示す。そして、レーザ加工装置１は、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を収束レンズ１４の異なる位置に入射させることにより、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４へ照射された第１可視光Ｌ１（の光軸）と第２可視光Ｌ２（の光軸）とが収束レンズ１４からその光軸に沿った所定距離で互いに交差するように構成されている。なお、本実施形態では、所定距離は、収束レンズ１４を通過したレーザ光Ｌｋの焦点距離に設定されている。
【００３４】
詳述すると、図４に示すように、可視光出射手段としての可視光出射ユニット２１は、略直方体状のハウジング３１と、第１可視光Ｌ１を出射する第１可視光源３２と、第２可視光Ｌ２を出射する第２可視光源３３とを備えている。第１可視光源３２は、緑色の光を発するレーザダイオード３２ａ、及び青色の光を出射するレーザダイオード３２ｂを有しており、これらレーザダイオード３２ａ，３２ｂが発する光を第１可視光Ｌ１として出射する。また、第２可視光源３３は、赤色の光を発するレーザダイオード３３ａを有しており、同レーザダイオード３３ａが発する光を第２可視光Ｌ２として出射する。したがって、第１可視光源３２は、レーザダイオード３２ａ，３２ｂのいずれから光を出射させるかによって第１可視光Ｌ１の色（波長）を変更可能に構成されている。なお、第１可視光Ｌ１は、レーザダイオード３２ａ，３２ｂのいずれから出射されるかによって、厳密にはその光軸が若干異なるが、レーザダイオード３２ａ，３２ｂは極めて近接して配置されているため、同軸上を進行するものとみなせる。
【００３５】
第１可視光源３２は、ハウジング３１の上面３１ａに設けられ、第２可視光源３３は、ハウジング３１の上面３１ａと直交する側面３１ｂに設けられている。ハウジング３１内には、第１可視光Ｌ１の進行方向と第２可視光Ｌ２の進行方向とを揃える第２の合流手段としてのダイクロイックミラー３５が設けられている。ダイクロイックミラー３５には、第１可視光Ｌ１を透過するとともに、第２可視光Ｌ２を反射するものが用いられている。
【００３６】
また、ハウジング３１内には、第１可視光源３２とダイクロイックミラー３５との間に配置されて第１可視光Ｌ１のビーム径を調整する第１光成形器３６と、第２可視光源３３とダイクロイックミラー３５との間に配置されて第２可視光Ｌ２のビーム径を調整する第２光成形器３７とが設けられている。第１及び第２光成形器３６，３７は、ビーム径を拡大する拡散レンズ及びビーム径を縮小させる収束レンズからそれぞれ構成されており、第１可視光Ｌ１及び第２可視光Ｌ２のビーム径を調整可能に構成されている。具体的には、第１及び第２光成形器３６，３７は、第１可視光Ｌ１の第２可視光Ｌ２と交差する位置でのビーム径と、第２可視光Ｌ２の第１可視光Ｌ１と交差する位置でのビーム径とが同一となるようにそれぞれ第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を成形するようになっている。つまり、本実施形態では、第１及び第２光成形器３６，３７により光成形手段が構成されている。
【００３７】
したがって、第１可視光Ｌ１は第１光成形器３６によりビーム径が調整されてからダイクロイックミラー３５を透過してハーフミラー２２に入射し、第２可視光Ｌ２は第２光成形器３７によりビーム径が調整されてからダイクロイックミラー３５で反射されてハーフミラー２２に入射する。そして、これら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２は、ハーフミラー２２で反射された後、ガルバノスキャナ１３で走査されて収束レンズ１４へ入射する。
【００３８】
ここで、可視光出射ユニット２１は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが互いに平行な異なる光路（光軸上）を進行するように構成されており、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置が異なるようになっている。具体的には、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置のズレが、収束レンズ１４から所定距離で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが互いに交差するようなズレとなるように、第２可視光源３３がハウジング３１の側面３１ｂに設けられている。なお、本実施形態では、第１可視光源３２は、ハーフミラー２２において、第１可視光Ｌ１の光軸がレーザ光Ｌｋの光軸と同軸となるようにハウジング３１の上面３１ａに固定されている。また、第１及び第２可視光源３２，３３は、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が上面３１ａ及び側面３１ｂと直交する同一の平面内に含まれるようにハウジング３１に設置されている。
【００３９】
また、可視光出射ユニット２１は、ハウジング３１を第１可視光Ｌ１の光軸を中心として回転させる回転駆動手段としてのモータ３８と、ハウジング３１の回転位置を検出する回転センサ３９とを備えている。なお、本実施形態の回転センサ３９は、図示しないフォトマイクロセンサと、ハウジング３１に第１可視光Ｌ１の光軸を中心として９０度間隔で設けられた突起とからなり、ハウジング３１の回転により突起がフォトマイクロセンサと対向することでその出力信号が変化し、９０度間隔でハウジング３１の回転位置を検出可能に構成されている。
【００４０】
図２に示すように、レーザ加工装置１は、コンソール７の操作部７ｂを操作することにより、マーキング加工を行う加工モードと、ヘッド５（収束レンズ１４）と載置面８ａとの距離を調整する調整モードとを変更可能になっている。調整モードでは、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４のいずれに照射するかを切り換え可能に構成されている。また、調整モードでは、第１可視光源３２から出射される第１可視光Ｌ１の色を緑色又は青色に選択可能に構成されている。さらに、調整モードでは、印字エリアにおける第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４を設定可能に構成されている。つまり、本実施形態では、コンソール７が可視光色選択手段及び測定位置設定手段として機能する。
【００４１】
そして、制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１及び第２可視光Ｌ２の双方を出射させるとともに、ガルバノスキャナ１３の作動を制御することにより、第１及び第２可視光Ｌ２を同時に走査する。これにより、上記のように第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置が異なるため、図５に示すように、収束レンズ１４から所定距離で第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が交差する。このとき、載置面８ａにおける第１測定位置Ｓ１と収束レンズ１４との距離が所定距離（レーザ光Ｌｋの焦点距離）よりも短いと、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａが第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａよりも光軸Ａから遠い位置に照射される。一方、第１測定位置Ｓ１と収束レンズ１４との距離が所定距離よりも長いと、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａが第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａよりも光軸Ａに近い位置に照射される。そして、第１測定位置Ｓ１と収束レンズ１４との光軸に沿った距離が所定距離と一致すると、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なって照射される。なお、載置面８ａと収束レンズ１４との距離と、スポットＬ１ａとスポットＬ２ａとの相対的な位置関係は、図６に示すように第３測定位置Ｓ３に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する場合にも同様となる。また、説明の便宜上、図示は省略するが、第２測定位置Ｓ２又は第４測定位置Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する場合にも同様となる。
【００４２】
また、制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、波長の短い第１可視光Ｌ１の収束レンズ１４への入射位置が、波長の長い第２可視光Ｌ２の収束レンズ１４の入射位置よりもその光軸Ａから遠い位置となるようにモータ３８の作動を制御する。
【００４３】
詳しくは、制御装置１７は、測定位置を変更する際に、変更される前後の測定位置間の光軸Ａを中心とした角度変化分だけ、第１可視光Ｌ１の光軸を中心として可視光出射ユニット２１を回転させる。より具体的には、例えば図５に示す第１測定位置Ｓ１へ照射する状態から、同第１測定位置Ｓ１と対角線上にある第３測定位置Ｓ３へ照射方向を変更する際には、図６に示すように、可視光出射ユニット２１を１８０度回転させる。同様に、例えば第１測定位置Ｓ１から第２測定位置Ｓ２へ変える場合には、９０度回転させ、第１測定位置Ｓ１から第４測定位置Ｓ４へ変える場合には、２７０度回転させる。
【００４４】
次に、ヘッドを設置する際の収束レンズと載置面との距離の調整について説明する。
ヘッド５を設置する際には、作業者がコンソール７を操作して調整モードとし、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４のいずれか１つを選択して、第１及び第２可視光Ｌ２を照射する。そして、作業者は、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なるようにヘッド５の姿勢等を変える。続いて、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なったら、別の測定位置に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射させ、同様にして第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なるようにヘッド５の姿勢等を変える。そして、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４のすべてで、第１可視光Ｌ１のスポットＬ１ａと第２可視光Ｌ２のスポットＬ２ａとが重なるようにすることで、載置面８ａと収束レンズ１４との距離が所定距離になるとともに、収束レンズ１４が載置面８ａに対して平行となるようになっている。
【００４５】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）レーザ加工装置１は、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を出射する可視光出射ユニット２１と、ガルバノスキャナ１３の作動を制御することにより載置面８ａ内の同一直線上に配置されない第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に向けて第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する制御装置１７とを備えた。そして、可視光出射ユニット２１から出射される第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を収束レンズ１４の異なる位置に入射させることにより、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４へ照射された第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを収束レンズ１４から該収束レンズ１４の光軸Ａに沿った所定距離で互いに交差させるようにした。
【００４６】
上記構成によれば、載置面８ａ内の第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なるように載置面８ａと収束レンズ１４との距離を調整することで、同一直線上にない第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４と収束レンズ１４との間の光軸Ａに沿った距離をそれぞれ所定距離に設定することができる。ここで、同一直線上にない３点があれば面が構成されることから、載置面８ａ内における４箇所での収束レンズ１４までの距離を一致させることで、収束レンズ１４を載置面８ａに対して平行に配置することができる。また、上記構成では、第１可視光Ｌ１の波長（色）と第２可視光Ｌ２の波長（色）とが異なるため、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なったときに色が変化する。これにより、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。さらに、上記構成では、ガルバノスキャナ１３によって第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を走査することで、これら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に照射するため、測定位置の数を増やしても、部品点数が増加することを抑制できる。
【００４７】
（２）制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の双方を出射させるとともに、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を同時に走査するようにした。そして、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを互いに平行な異なる光路を進行するように可視光出射ユニット２１を構成することにより、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置を異ならせ、所定距離で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを互いに交差させるようにした。
【００４８】
上記構成によれば、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を１箇所の測定位置に向けて照射している間に、第１及び第２ガルバノミラー１５Ｙの位置を固定できるため、載置面８ａと収束レンズ１４との距離を調整する際の消費電力が増大することを抑制できる。
【００４９】
（３）制御装置１７は第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、波長の短い第１可視光Ｌ１が波長の長い第２可視光Ｌ２よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置に入射するようにモータ３８の作動を制御するようにした。
【００５０】
通常、光は、その波長が短いほど屈折率が大きくなる一方、その波長が長いほど屈折率が小さくなる。そのため、波長の短い光が波長の長い光よりも収束レンズ１４の光軸Ａに近い位置に入射すると、これらの光は、収束レンズ１４からどれだけ離れても交差しなくなる。したがって、本実施形態では、第１可視光Ｌ１を第２可視光Ｌ２よりも収束レンズ１４の光軸から遠い位置に入射させる必要がある。一方、本実施形態のように第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２をガルバノスキャナ１３によって同時に走査する場合、同ガルバノスキャナ１３のみでは、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との相対的な位置関係を変更できない。この点、上記構成によれば、モータ３８によって、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で常に第１可視光Ｌ１が第２可視光Ｌ２よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置に入射するように、可視光出射ユニット２１が回転して第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との相対的な位置関係が変更される。これにより、第１可視光Ｌ１の入射位置が第２可視光Ｌ２の入射位置よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置となる収束レンズ１４の範囲を、収束レンズ１４の略全範囲とすることが可能となり、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４同士を互いに大きく離間させ、より高精度に収束レンズ１４を載置面８ａに対して平行に配置することができる。
【００５１】
（４）所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに等しくなるようにこれら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を成形する第１及び第２光成形器３６，３７を備えたため、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かをより精度良く判定することができるようになる。
【００５２】
（５）可視光出射ユニット２１は、第１可視光Ｌ１の色を変更可能に構成し、コンソール７によって同第１可視光Ｌ１の色を選択できるようにした。
ここで、例えば載置面８ａの色が第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なった状態の色と同じである場合には、測定位置で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かの判断が困難になる。この点、上記構成によれば、載置面８ａの色に応じて第１可視光Ｌ１の色を変えることで、載置面８ａの色によらず、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なっているか否かを精度良く判定することができる。
【００５３】
（６）コンソール７によって印字エリア内における第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４を設定（変更）できるようにした。
ここで、例えば載置面８ａに凹凸がある場合、収束レンズ１４が載置面８ａに対して平行に配置されていても、測定位置が凹凸上に設定されていると、同測定位置では第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重ならない。この点、上記構成によれば、測定位置を変更することができるため、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４を同一平面上に設定することができ、載置面８ａに凹凸があっても、収束レンズ１４を載置面８ａに対して平行に配置することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、可視光出射ユニット２１は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが同軸上を進行するように構成されている。具体的には、第２可視光源３３は、ハウジング３１の側面３１ｂにおいて、ダイクロイックミラー３５で第２可視光Ｌ２が第１可視光Ｌ１と同軸となるように合流する位置に設置されている。なお、本実施形態の可視光出射ユニット２１は、モータ３８及び回転センサ３９を有していない。
【００５６】
制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを交互に出射させる。そして、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを異なる方向に走査することにより、所定距離で第１可視光Ｌ１の光路と第２可視光Ｌ２の光路とが互いに交差するように、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置を異ならせる。なお、制御装置１７は、残像効果により、載置面８ａ上に交互に照射された第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が同時に見える程度の速度で、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との出射を切り換える。
【００５７】
詳しくは、ある瞬間には、図８に示すように、可視光出射ユニット２１からは第１可視光Ｌ１のみが出射され、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１をガルバノスキャナ１３により走査して収束レンズ１４へ入射させる。また、別の瞬間には、図９に示すように、可視光出射ユニット２１からは第２可視光Ｌ２のみが出射され、制御装置１７は、第２可視光Ｌ２をガルバノスキャナ１３により走査して収束レンズ１４における第１可視光Ｌ１とは異なる位置へ入射させる。これにより、図１０に示すように、交互に照射される第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２が収束レンズ１４から所定距離で交差するようになっている。
【００５８】
なお、ヘッド５を設置する際の収束レンズ１４と載置面８ａとの距離の調整は、上記第１実施形態と同様の手順で行われる。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（４）〜（６）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
【００５９】
（７）制御装置１７は、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する際に、可視光出射ユニット２１から第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを交互に出射させるようにした。そして、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを異なる方向に走査することにより、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置を異ならせ、所定距離で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを互いに交差させるようにした。
【００６０】
上記構成では、残像効果により第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なって見えるようになるため、同時に第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを出射せずとも、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４で第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが重なるように載置面８ａと収束レンズ１４との距離を調整することが可能になる。そして、制御装置１７は、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とを異なる方向に別々に走査するため、本実施形態のように第１ガルバノミラー１５Ｘに入射する前の第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが同軸上を進行するように可視光出射ユニット２１を構成してもよくなり、設計の自由度を高めることができる。
【００６１】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第１実施形態では、可視光出射ユニット２１を第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが互いに平行な異なる光路を進行するように構成したが、これに限らず、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが異なる光路を進行すれば、これらの光路は互いに平行でなくてもよい。
【００６２】
・上記第１実施形態では、制御装置１７は、測定位置を変更する際に、変更される前後の測定位置間の光軸Ａを中心とした角度変化分だけ、第１可視光Ｌ１の光軸を中心として可視光出射ユニット２１を回転させるようにした。しかし、これに限らず、第２可視光Ｌ２の収束レンズ１４への入射位置が、第１可視光Ｌ１の収束レンズ１４の入射位置よりもその光軸Ａから遠い位置となれば、どのように回転させてもよい。
【００６３】
・上記第１実施形態では、モータ３８が可視光出射ユニット２１を第１可視光Ｌ１の光軸を中心として回転させるようにしたが、これに限らず、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の光軸と平行な他の軸を中心として回転させるようにしてもよい。
【００６４】
・上記第１実施形態では、フォトマイクロセンサを用いて回転センサ３９を構成したが、これに限らず、例えばロータリーエンコーダやレゾルバ等により回転センサ３９を構成してもよい。
【００６５】
・上記第１実施形態では、可視光出射ユニット２１を第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４の切り換えに応じて回転させたが、これに限らず、可視光出射ユニット２１が回転しない構成としてもよい。なお、この場合には、ガルバノスキャナ１３のみでは、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２との相対的な位置関係を変更できないため、第１可視光Ｌ１の入射位置が第２可視光Ｌ２の入射位置よりも収束レンズ１４の光軸Ａから遠い位置となる収束レンズ１４範囲は、同収束レンズの略半分の範囲となる。
【００６６】
・上記第２実施形態において、可視光出射ユニット２１を回転させるモータを設けてもよい。
・上記第２実施形態では、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが同軸上を進行するように可視光出射ユニット２１を構成したが、これに限らず、第１可視光Ｌ１と第２可視光Ｌ２とが異なる光路を進行するように構成してもよい。
【００６７】
・上記第２実施形態において、可視光出射ユニット２１に第２可視光源３３を設けず、第１可視光源３２のレーザダイオード３２ａから第１可視光Ｌ１を出射させるとともに、レーザダイオード３２ｂから第２可視光Ｌ２を出射させてもよい。
【００６８】
・上記各実施形態では、第１可視光源３２をハウジング３１の上面３１ａに設け、第２可視光源３３を側面３１ｂに設けたが、これに限らず、例えばハウジング３１の上面３１ａに第１及び第２可視光源３２，３３を設けてもよい。
【００６９】
・上記各実施形態では、第１可視光Ｌ１を緑色又は青色とし、第２可視光Ｌ２を赤色としたが、これに限らず、第１可視光Ｌ１の色（波長）と第２可視光Ｌ２の色（波長）が異なれば、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の色は、適宜設定可能である。
【００７０】
・上記各実施形態では、第１可視光源３２が異なる色を発するレーザダイオード３２ａ，３２ｂを有し、第１可視光Ｌ１の色のみを変更可能にしたが、これに限らず、第２可視光Ｌ２の色のみ、又は第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の双方を変更可能にしてもよい。また、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の変更可能な色の数や種類は、適宜設定可能である。なお、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の色を変更できない構成としてもよい。
【００７１】
・上記各実施形態では、所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに等しくなるようにこれら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２の双方を成形したが、これに限らず、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方のみを成形してもよい。また、所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに異なっていてもよい。
【００７２】
・上記各実施形態では、第１及び第２光成形器３６，３７を拡散レンズ及び収束レンズにより構成としたが、これに限らず、例えば一対の収束レンズやコリメートレンズ等により第１及び第２光成形器３６，３７を構成してもよい。
【００７３】
・上記各実施形態では、所定距離での第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２のビーム径が互いに等しくなるようにこれら第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を成形する第１及び第２光成形器３６，３７を設けたが、これに限らず、これら第１及び第２光成形器３６，３７を設けなくともよい。
【００７４】
・上記各実施形態では、第１の合流手段としてハーフミラー２２を用いたが、これに限らず、ビームスプリッタやダイクロイックミラーを用いてもよい。同様に、第２の合流手段としてハーフミラーやビームスプリッタを用いてもよい。
【００７５】
・上記各実施形態において、第１ガルバノミラー１５Ｘ及び第２ガルバノミラー１５Ｙのいずれか一方に代えて、例えば多角柱状のポリゴンミラー等を用いてもよい。
・上記各実施形態では、第１〜第４測定位置Ｓ１〜Ｓ４の位置を設定可能に構成したが、これに限らず、予め定められた測定位置にしか第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射できないようにしてもよい。
【００７６】
・上記各実施形態では、作業者がコンソール７を操作することにより、第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射する測定位置が切り換わるようにしたが、これに限らず、例えば所定時間間隔で自動的に測定位置が切り替わるようにしてもよい。
【００７７】
・上記各実施形態において、測定位置の数は、同一直線上に配置されない測定位置の数が３箇所以上あれば、いくつであってもよい。
・上記各実施形態では、載置面８ａ上に第１及び第２可視光Ｌ１，Ｌ２を照射して収束レンズ１４と載置面８ａとの距離の調整を行ったが、これに限らず、例えば加工対象物Ｗの加工面Ｗａを対象面として調整を行ってもよい。
【００７８】
・上記各実施形態では、本発明をマーキング加工を行うレーザ加工装置１に適用したが、これに限らず、孔あけや溶接等の加工を行うレーザ加工装置１に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…レーザ加工装置、２…コントローラ、５…ヘッド、７…コンソール、８…載置テーブル、８ａ…載置面、１１…レーザ光源、ガルバノスキャナ、１４…収束レンズ、１５Ｘ…第１ガルバノミラー、１５Ｙ…第２ガルバノミラー、１７…制御装置、２１…可視光出射ユニット、２２…ハーフミラー、３２…第１可視光源、３３…第２可視光源、３５…ダイクロイックミラー、３６…第１光成形器、３７…第２光成形器、３８…モータ、３９…回転センサ、Ａ…光軸、Ｌ１…第１可視光、Ｌ２…第２可視光、Ｌｋ…レーザ光、Ｓ１…第１測定位置、Ｓ２…第２測定位置、Ｓ３…第３測定位置、Ｓ４…第４測定位置、Ｗ…加工対象物、Ｗａ…加工面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用のレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を第１の方向に走査する第１走査ミラー及び該第１走査ミラーからのレーザ光を前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２走査ミラーを有する光走査手段と、前記第２走査ミラーからのレーザ光を収束して加工対象物上に照射する収束レンズと、を備えたレーザ加工装置において、
可視光帯域の波長を有する第１可視光、及び前記第１可視光と異なる可視光帯域の波長を有する第２可視光を出射する可視光出射手段と、
前記光走査手段の作動を制御することにより、前記収束レンズを介して対象面内の同一直線上に配置されない少なくとも３箇所以上の測定位置に向けて前記第１及び第２可視光を照射する制御手段と、を備え、
前記第１及び第２可視光を前記収束レンズの異なる位置に入射させることにより、前記各測定位置へ照射された前記第１可視光と前記第２可視光とを前記収束レンズから該収束レンズの光軸に沿った所定距離で互いに交差させる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、
前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１及び第２可視光を同時に出射させるとともに、前記第１及び第２可視光を同時に走査するものであり、
前記第１可視光と前記第２可視光とが互いに異なる光路を進行するように前記可視光出射手段を構成することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させる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、
前記可視光出射手段を回転させる回転駆動手段を備え、
前記制御手段は、前記回転駆動手段を作動させることにより、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記第１及び第２可視光のうち波長の短い方を波長の長い方よりも前記収束レンズの光軸から遠い位置に入射させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１可視光と前記第２可視光とを交互に出射させるとともに、前記第１可視光と前記第２可視光とを異なる方向に走査することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させ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のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記所定距離での前記第１及び第２可視光のビーム径が互いに等しくなるように該第１及び第２可視光の少なくとも一方を成形する光成形手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記可視光出射手段は、前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を変更可能に構成され、
前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を選択する可視光色選択手段を備え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のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記各測定位置を設定する測定位置設定手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
加工用のレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を第１の方向に走査する第１走査ミラー及び該第１走査ミラーからのレーザ光を前記第１の方向と直交する第２の方向に走査する第２走査ミラーを有する光走査手段と、前記第２走査ミラーからのレーザ光を収束して加工対象物上に照射する収束レンズと、を備えたレーザ加工装置において、
可視光帯域の波長を有する第１可視光、及び前記第１可視光と異なる可視光帯域の波長を有する第２可視光を出射する可視光出射手段と、
前記光走査手段の作動を制御することにより、前記収束レンズを介して対象面内の同一直線上に配置されない少なくとも３箇所以上の測定位置に向けて前記第１及び第２可視光を照射する制御手段と、を備え、
前記第１及び第２可視光を前記収束レンズの異なる位置に入射させることにより、前記各測定位置へ照射された前記第１可視光と前記第２可視光とを前記収束レンズから該収束レンズの光軸に沿った所定距離で互いに交差させる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、
前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１及び第２可視光を同時に出射させるとともに、前記第１及び第２可視光を同時に走査するものであり、
前記第１可視光と前記第２可視光とが互いに異なる光路を進行するように前記可視光出射手段を構成することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させる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、
前記可視光出射手段を回転させる回転駆動手段を備え、
前記制御手段は、前記回転駆動手段を作動させることにより、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記第１及び第２可視光のうち波長の短い方を波長の長い方よりも前記収束レンズの光軸から遠い位置に入射させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記制御手段は、前記各測定位置に前記第１及び第２可視光を照射する際に、前記可視光出射手段から前記第１可視光と前記第２可視光とを交互に出射させるとともに、前記第１可視光と前記第２可視光とを異なる方向に走査することにより、前記第１及び第２可視光の前記収束レンズへの入射位置を異ならせ、前記所定距離で前記第１可視光と前記第２可視光とを互いに交差させ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のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記所定距離での前記第１及び第２可視光のビーム径が互いに等しくなるように該第１及び第２可視光の少なくとも一方を成形する光成形手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記可視光出射手段は、前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を変更可能に構成され、
前記第１及び第２可視光の少なくとも一方の波長を選択する可視光色選択手段を備え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のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記各測定位置を設定する測定位置設定手段を備えた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９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９４７９４（Ｐ２０１３−９４７９４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７５１２（Ｐ２０１１−２３７５１２）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【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２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【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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