JP6036738B2

JP6036738B2 - レーザマーカ

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Publication number: JP6036738B2
Application number: JP2014074317A
Authority: JP
Inventors: 光由渡辺; 裕司杉本
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015196167A

Description

本発明は、レーザマーカに関するものである。

レーザマーカに関する技術には、例えば、下記特許文献１に記載の技術や下記特許文献２に記載の技術がある。

下記特許文献１に記載の作業状況監視装置では、加工前の作業領域が撮像された画像に対して加工中に発生する光を重ね合わせることにより、作業対象物のどの部分（位置）で加工が行われているかを確認することができる。

下記特許文献２に記載のレーザマーキング装置では、印字速度と線分ベクトルから求められる印字時間と非印字時間により印字必要時間が算出され、その算出された印字必要時間が表示器に表示される。

特願平６−３１７５３０号公報特開２０１２−２４５５３９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の作業状況監視装置では、作業対象物で加工が行われている部分（位置）を撮像画像内の作業領域にて視認することができるものの、加工が行われている部分（位置）への投光が撮像画像にて行われるのみであった。

また、下記特許文献２に記載のレーザマーキング装置では、印字必要時間が表示器に表示されるけれども、その表示内容から印字経過（印字の進みぐあい）を把握することはできなかった。

さらに、レーザマーカでは、安全の観点から、遮蔽された空間内でレーザ光の加工による印字が行われる。そのため、印字中では、使用者は、加工対象物を直接に見ることができないことから、印字の進みぐあい（印字の進度）を知ることができなかった。

つまり、使用者は、加工対象物において、レーザ光の加工による印字の進度（印字済の位置と未印字の位置との境界）を知ることができなかった。

そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、レーザ光の加工による印字の進行（印字済の位置と未印字の位置との境界）をリアルタイムに表示することが可能なレーザマーカを提供することを課題とする。

この課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を走査するガルバノスキャナと、前記レーザ光を集光しつつ加工対象物に向けて出射する光学系レンズと、を有するレーザマーカであって、前記レーザ光の照射により加工対象物に対して行われる印字の印字タイミングを示す時間データと、印字位置を示す印字座標データとが示された印字データを読み出す印字データ読出部と、前記印字データ読出部で読み出された前記印字データの印字座標データを、前記印字データの前記時間データと対応付けて、前記加工対象物に対する印字位置を表示する所定の表示部の表示特性に応じた表示座標データに変換する表示データ変換部と、前記表示部に表示される印字位置を、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データと前記時間データとに従って、印字の進行と同期させて、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で表示させる表示制御部を備え、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データが同一であり、且つ前記表示座標データに対応する前記時間データが異なる複数の同一表示座標データがあるか否かを判断する座標データ判断手段を備え、前記表示制御部は、前記座標データ判断手段により、前記複数の同一表示座標データがあると判断されたとき、当該判断された前記複数の同一表示座標データを一つの共通表示座標データとし、前記共通表示座標データに基づいて、印字の進行と同期させて、前記印字位置を異なる表示態様で表示させること、を特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載するレーザマーカであって、所定領域に座標が存在する前記印字座標データと対応付けられた前記共通表示座標データの数を判断する共通データ判断手段を備え、前記表示制御部は、前記共通データ判断手段により判断された前記所定領域に座標が存在する前記共通表示座標データそれぞれを、前記共通データ判断手段により判断された数に分割し、印字の進行と同期させて表示させること、を特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するレーザマーカであって、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データについて、前記表示座標データが示す印字位置に印字する印字時間が、所定の限定時間以上であるか否かを判断する時間判断手段を備え、前記表示制御部は、前記時間判断手段により、前記印字時間が、前記限定時間以上であると判断されたとき、前記表示座標データを、所定の基準時間に応じて分割し、印字の進行と同期させて表示させること、を特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を走査するガルバノスキャナと、前記レーザ光を集光しつつ加工対象物に向けて出射する光学系レンズと、を有するレーザマーカであって、前記レーザ光の照射により加工対象物に対して行われる印字の印字タイミングを示す時間データと、印字位置を示す印字座標データとが示された印字データを読み出す印字データ読出部と、前記印字データ読出部で読み出された前記印字データの印字座標データを、前記印字データの前記時間データと対応付けて、前記加工対象物に対する印字位置を表示する所定の表示部の表示特性に応じた表示座標データに変換する表示データ変換部と、前記表示部に表示される印字位置を、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データと前記時間データとに従って、印字の進行と同期させて、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で表示させる表示制御部を備え、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データについて、前記表示座標データが示す印字位置に印字する印字時間が、所定の限定時間以上であるか否かを判断する時間判断手段を備え、前記表示制御部は、前記時間判断手段により、前記印字時間が、前記限定時間以上であると判断されたとき、前記表示座標データを、所定の基準時間に応じて分割し、印字の進行と同期させて表示させること、を特徴とする。

すなわち、請求項１，４に係る発明であるレーザマーカでは、加工対象物に対する印字位置について、印字データの印字座標データが印字データの時間データと対応付けて変換させた表示座標データに基づいて、印字の進行と同期させながら、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で表示部に表示させる。

よって、請求項１，４に係る発明であるレーザマーカでは、レーザ光の加工による印字の進度（印字済の位置と未印字の位置との境界）をリアルタイムに表示することが可能である。

また、請求項１に係る発明であるレーザマーカでは、表示座標データが同一であり、且つ表示データに対応する時間データが異なる複数の同一表示座標データがある場合には、それらの複数の同一表示座標データを一つの共通表示座標データとして、印字の進行と同期させて、共通表示座標データに基づいて、印字位置を異なる表示態様で表示部に表示させる。

よって、請求項１に係る発明であるレーザマーカでは、表示座標データが同一であり、且つ表示データに対応する時間データが異なる複数の同一表示座標データが、一つの表示座標データとして扱われるので、重複して表示部に表示されることを防ぐことができる。

また、請求項２に係る発明であるレーザマーカでは、所定領域に座標が存在する共通表示座標データそれぞれを、所定領域に座標が存在する印字座標データと対応付けられた共通表示座標データの数に分割し、印字の進行と同期させて表示部に表示させる。

よって、請求項２に係る発明であるレーザマーカでは、複数の共通表示座標データが存在する所定領域について、印字の進行と同期させながら、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で印字位置を表示部に表示させることができる。

また、請求項３，４に係る発明であるレーザマーカでは、印字時間が所定の限定時間以上であると判断された表示座標データを、所定の基準時間に応じて分割し、印字の進行と同期させて表示部に表示させる。

よって、請求項３，４に係る発明であるレーザマーカでは、印字時間が所定の限定時間以上であると判断された表示座標データについて、印字の進行と同期させながら、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で表示部に表示させることができる。

本実施形態に係るレーザ加工システム１の概略構成である。印字情報作成装置２とレーザ加工装置３の電気的構成を示すブロック図である。液晶ディスプレイ５６上の編集画面の表示例である。印字情報作成装置２のＣＰＵ６１が実行する制御処理のプログラムを示すフローチャートである。図４の「表示データ変換処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。

以下、本発明に係るレーザマーカをレーザ加工システムについて具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。

［１．レーザ加工システムの概略構成］
先ず、本実施形態に係るレーザ加工システム１の概略構成について図１に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態に係るレーザ加工システム１は、パーソナルコンピュータ等から構成される印字情報作成装置２とレーザ加工装置３とから構成されている。

印字情報作成装置２は、後述する図２に示す印字情報作成装置２の全体を制御する制御部５１、図１に示すマウス５２とキーボード５３等から構成される入力操作部５５、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５６、ＣＤ−ＲＯＭ５７に各種データ、プログラム等を書き込み及び読み込むためのＣＤ−Ｒ／Ｗ５８等から構成されている。印字情報作成装置２には、入力操作部５５により、文字、記号、図形などが入力操作される。また、入力操作部５５により、液晶ディスプレイ５６に表示される画像に従って、加工対象物７に対して、入力操作された文字、記号、図形などの配置位置が決定される。印字情報作成装置２は、入力操作部５５による入力にしたがって、入力された文字、記号、図形などを示す画像を決定し、画像を構成する点の位置情報を示す印字情報を作成する。制御部５１には、不図示の入出力インターフェースを介して入力操作部５５、液晶ディスプレイ５６、ＣＤ−Ｒ／Ｗ５８等が接続されている。

ＣＤ−Ｒ／Ｗ５８は、図４や図５に示すフローチャートのプログラム等の各種アプリケーションソフトウェア等をＣＤ−ＲＯＭ５７から読み込む、又は、ＣＤ−ＲＯＭ５７に対して書き込む。

レーザ加工装置３は、レーザ加工装置本体部５とレーザコントローラ６とから構成されている。レーザ加工装置本体部５は、レーザ光Ｌを加工対象物７の加工面７Ａを２次元走査して照射することによりマーキング（印字）加工を行う。

レーザコントローラ６はコンピュータで構成され、印字情報作成装置２と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工装置本体部５と電気的に接続されている。そして、レーザコントローラ６は、印字情報作成装置２から送信された印字情報、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工装置本体部５を駆動制御する。つまり、レーザコントローラ６は、レーザ加工装置３の全体を制御する。

レーザ加工装置本体部５の概略構成について図１に基づいて説明する。尚、レーザ加工装置本体部５の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工装置本体部５の前方向、後方向、上方向、下方向である。そして、レーザ加工装置本体部５の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部５の左右方向である。

図１に示すように、レーザ加工装置本体部５は、本体ベース１１と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、不図示の光ダンパーと、不図示のハーフミラーと、ガイド光部１５と、反射ミラー１６と、光センサ１７と、ガルバノスキャナ１８と、ｆθレンズ１９等から構成され、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。

レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台２３とから構成されている。レーザ発振器２１は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等で構成され、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工を行うためのレーザ光Ｌを出力する。ビームエキスパンダ２２は、レーザ光Ｌのビーム径を調整する（例えば、ビーム径を拡大する。）ものであり、レーザ発振器２１と同軸に設けられている。取付台２３は、レーザ発振器２１がレーザ光Ｌの光軸を調整可能に取り付けられ、各取付ネジ２５で本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に固定されている。

光シャッター部１３は、シャッターモータ２６と、平板状のシャッター２７とから構成されている。シャッターモータ２６は、ステッピングモータ等で構成されている。シャッター２７は、シャッターモータ２６のモータ軸に取り付けられて同軸に回転する。シャッター２７は、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザ光Ｌの光路を遮る位置に回転された際には、レーザ光Ｌを光シャッター部１３に対して右方向に設けられた不図示の光ダンパーへ反射する。一方、シャッター２７がビームエキスパンダ２２から出射されたレーザ光Ｌの光路上に位置しないように回転された場合には、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザ光Ｌは、光シャッター部１３の前側に配置された不図示のハーフミラーに入射する。

不図示の光ダンパーは、シャッター２７で反射されたレーザ光Ｌを吸収する。尚、不図示の光ダンパーは不図示の冷却装置によって冷却される。不図示のハーフミラーは、レーザ光Ｌの光路に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置される。不図示のハーフミラーは、後側から入射されたレーザ光Ｌのほぼ全部を透過する。また、不図示のハーフミラーは、後側から入射されたレーザ光Ｌの一部、例えば、レーザ光Ｌの１％を、反射ミラー１６へ４５度の反射角で反射する。反射ミラー１６は、不図示のハーフミラーのレーザ光Ｌが入射される後側面の略中央位置に対して左方向に配置される。

ガイド光部１５は、可視可干渉光である可視レーザ光、例えば、赤色レーザ光を出射する可視半導体レーザ２８（図２参照）と、可視半導体レーザ２８から出射された可視レーザ光を平行光に収束する不図示のレンズ群とから構成されている。可視レーザ光は、レーザ発振器２１から出射されるレーザ光Ｌと異なる波長である。ガイド光部１５は、不図示のハーフミラーのレーザ光Ｌが出射される略中央位置に対して右方向に配置されている。この結果、可視レーザ光は、不図示のハーフミラーのレーザ光Ｌが出射される略中央位置に、不図示のハーフミラーの前側面、つまり、反射面に対して４５度の入射角で入射され、４５度の反射角でレーザ光Ｌの光路上に反射される。

ここで、不図示のハーフミラーの反射率は、波長依存性を持っている。具体的には、不図示のハーフミラーは、誘電体層と金属層との多層膜構造の表面処理をされており、可視レーザ光の波長に対して高い反射率を有し、レーザ光Ｌの波長の光はほとんど（９９％）透過するように構成されている。

反射ミラー１６は、レーザ光Ｌの光路に対して平行な前後方向に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置され、不図示のハーフミラーの後側面において反射されたレーザ光Ｌの一部が、反射面の略中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、反射ミラー１６は、反射面に対して４５度の入射角で入射されたレーザ光Ｌを４５度の反射角で前側方向へ反射する。

光センサ１７は、レーザ光Ｌの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラー１６のレーザ光Ｌが反射される略中央位置に対して、図１中、前側方向に配置されている。この結果、光センサ１７は、反射ミラー１６で反射されたレーザ光Ｌが入射され、この入射されたレーザ光Ｌの発光強度を検出する。従って、光センサ１７を介してレーザ発振器２１から出力されるレーザ光Ｌの発光強度を検出することができる。

ガルバノスキャナ１８は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザ発振ユニット１２から出射されたレーザ光Ｌと、不図示のハーフミラーで反射された可視レーザ光とを下方へ２次元走査するものである。ガルバノスキャナ１８は、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部３３に取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、各モータ３１、３２の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。

ｆθレンズ１９は、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査されたレーザ光Ｌと可視レーザ光とを下方に配置された加工対象物７の加工面７Ａに集光する。従って、各モータ３１、３２の回転を制御することによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光が、加工対象物７の加工面７Ａ上において、所望の印字パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。

次に、レーザ加工システム１を構成する印字情報作成装置２とレーザ加工装置３の回路構成について図２に基づいて説明する。先ず、レーザ加工装置３の回路構成について図２に基づいて説明する。

図２に示すように、レーザ加工装置３は、レーザ加工装置３の全体を制御するレーザコントローラ６、ガルバノコントローラ３５、ガルバノドライバ３６、レーザドライバ３７、半導体レーザドライバ３８等から構成されている。レーザコントローラ６には、ガルバノコントローラ３５、レーザドライバ３７、半導体レーザドライバ３８、光センサ１７、シャッターモータ２６等が電気的に接続されている。また、レーザコントローラ６には、外部の印字情報作成装置２が双方向通信可能に接続され、印字情報作成装置２から送信された印字情報、レーザ加工装置本体部５の制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。

レーザコントローラ６は、レーザ加工装置３の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、時間を計測するタイマ４４等を備えている。また、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、タイマ４４は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。

ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１により演算された各種の演算結果や印字パターンのＸＹ座標データ等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ４３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、印字情報作成装置２から送信された印字情報に示される画像の位置情報から、位置情報の連続する点を１本の直線または楕円弧の線とし、線ごとにＸＹ座標データと、そのＸＹ座標データに従って線をレーザ光Ｌにより加工対象物７に印字するタイミングを示す印字タイミングとが対応付けられた印字パターンを算出してＲＡＭ４２に記憶する等の各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ４３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。例えば、印字パターンには、直線または楕円弧からなる線ごとに、各線について少なくとも印字開始点と印字終了点とを示すＸＹ座標データが含まれる。各ＸＹ座標データには、加工順序が定められる。印字パターンは、ＲＯＭ４３に記憶されたデータに基づいて各種プログラムにより算出される。

また、ＲＯＭ４３には、印字情報作成装置２から受信した印字情報に対応する印字パターンの太さ、深さ及び本数、レーザ発振器２１のレーザ出力、レーザ光Ｌのレーザパルス幅、ガルバノスキャナ１８によるレーザ光Ｌを走査する速度を表すガルバノ走査速度情報等の各種制御パラメータをＲＡＭ４２に格納するプログラムが記憶されている。印字パターンの印字タイミングは、ＸＹ座標データにより構成される直線または楕円弧ごとに、ガルバノ走査速度情報に従って印字所要時間が求められる時間データである。

そして、ＣＰＵ４１は、かかるＲＯＭ４３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行なうものである。例えば、ＣＰＵ４１は、印字情報作成装置２から入力された印字情報に基づいて算出した印字パターンのＸＹ座標データおよび印字タイミング、ガルバノ走査速度情報等をガルバノコントローラ３５に出力する。また、ＣＰＵ４１は、印字情報作成装置２から入力された印字情報に基づいて設定したレーザ発振器２１のレーザ出力、レーザ光Ｌのレーザパルス幅等のレーザ駆動情報をレーザドライバ３７に出力する。ＣＰＵ４１は、光センサ１７から入力されたレーザ光Ｌの発光強度に基づいて、レーザ発振器２１のレーザ出力制御信号をレーザドライバ３７に出力する。

ＣＰＵ４１は、可視半導体レーザ２８の点灯開始を指示するオン信号又は消灯を指示するオフ信号を半導体レーザドライバ３８に出力する。ＣＰＵ４１は、シャッターモータ２６に対して、シャッター２７をレーザ光Ｌの光路を遮る位置に回転させるように指示する遮光指示信号、又は、シャッター２７をレーザ光Ｌの光路を遮らない位置に回転させるように指示する開放指示信号を出力する。

ガルバノコントローラ３５は、レーザコントローラ６から入力された印字パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ３６へ出力する。ガルバノドライバ３６は、ガルバノコントローラ３５から入力された駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御して、レーザ光Ｌと可視レーザ光を２次元走査する。

レーザドライバ３７は、レーザコントローラ６から入力されたレーザ発振器２１のレーザ出力、レーザ光Ｌのレーザパルス幅等のレーザ駆動情報と、レーザ発振器２１のレーザ出力制御信号等に基づいて、レーザ発振器２１を駆動する。また、半導体レーザドライバ３８は、レーザコントローラ６から入力されたオン信号又はオフ信号に基づいて、可視半導体レーザ２８を点灯駆動又は、消灯する。

次に、印字情報作成装置２の回路構成について図２に基づいて説明する。図２に示すように、印字情報作成装置２の制御部５１は、印字情報作成装置２の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、時間を計測するタイマ６５、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）６６等を備えている。また、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、タイマ６５は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。また、ＣＰＵ６１とＨＤＤ６６は、不図示の入出力インターフェースを介して接続され、相互にデータのやり取りが行われる。

ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により演算された各種の演算結果等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ６３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、図４や図５に示すフローチャートのプログラム等を記憶している。尚、図４や図５に示すフローチャートのプログラムは、ＨＤＤ６６に記憶されていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ５７等の記憶媒体から読み込まれてもよいし、図示しないインターネットなどのネットワークからダウンロードされてもよい。

また、ＨＤＤ６６は、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、各種データファイルを記憶するものであり、少なくとも記憶領域等が設けられている。

［２．本発明の概要］
次に、上記のように構成されたレーザ加工システム１で実施可能な本発明の概要の一例について説明する。液晶ディスプレイ５６上の編集画面では、図３に示すように、マーキング（印字）加工後の「ＬａｓｅｒＭａｒｋｉｎｇ」の文字列を表した画像１０１と、マーキング（印字）加工中の「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」の文字列を表した画像１０２と、マーキング（印字）加工前の「ａｂｃｄｅｆｇｈｉｊｋｌｍｎ」の文字列を表した画像１０３とが表示される。画像１０１と、画像１０２と、画像１０３は、それぞれ、マーキング（印字）加工後、加工中、加工前のいずれの文字列であるかを識別可能に表示される。例えば、マーキング（印字）加工後、加工中、加工前の文字列により、文字列の表示濃度を異ならせて表示される。

特に、マーキング（印字）加工中の「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」の文字列を表した画像１０２はエンハンス表示される。画像１０２は、エンハンス表示として例えば、画像１０１および画像１０３より、表示濃度が濃い色により強調表示される。これにより、マーキング（印字）加工の進行状態がリアルタイムで液晶ディスプレイ５６上の編集画面に表示される。また、画像１０２は、「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」の文字列のうち、マーキング（印字）加工の進度に応じて、加工中の文字について加工の進行状態が順次更新されて表示される。

［３．制御処理］
次に、上記のように構成されたレーザ加工システム１の印字情報作成装置２のＣＰＵ６１が実行する制御処理を図４と図５に基づいて説明する。

尚、図３に示された液晶ディスプレイ５６上の編集画面では、行毎のエンハンス表示でマーキング（印字）加工の進行状態がリアルタイムで表示されるが、図４と図５にフローチャートで示されるプログラムが実行された際は、文字列ブロック毎に行われるエンハンス表示でマーキング（印字）加工の進行状態がリアルタイムで表示される。

図４に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ＣＰＵ６１は、１つの加工対象物７の加工面７Ａに印字する処理を１加工処理として、１加工処理分の印字データの読み出しを行う。Ｓ１１において読み出す印字データは、印字情報作成装置２の印字情報であり、印字情報作成装置２から読み出す。Ｓ１１では、印字データが読み出されるとともに、液晶ディスプレイ５６の解像度を、印字情報作成装置２から取得する。Ｓ１１において読み出される１加工処理分の印字データには、少なくとも１つの文字列または図形ブロックを示す印字データが含まれる。１つの文字列または図形ブロックを示す印字データを、１つの印字データ（文字列ブロック）と定義して、以下を説明する。

Ｓ１２では、ＣＰＵ６１は、表示データ変換処理を行う。表示データ変換処理では、図５のフローチャートに示された各処理が行われる。

図５のフローチャートでは、先ず、Ｓ２１において、１画面（１加工処理）中の１つの印字データ（文字列ブロック）を読み出しが、ＣＰＵ６１によって行われる。

Ｓ２２では、ＣＰＵ６１は、上記Ｓ２１で読み出した印字データ（文字列ブロック）の座標を、各線ごとに基本表示データに変換する。基本表示データとは、印字データ（文字列ブロック）を、レーザ光Ｌの走査によるマーキング（印字）加工の進行状態を、液晶ディスプレイ５６に、表示するためのデータである。Ｓ２２では、印字データ（文字列ブロック）に基づいて、印字パターンのＸＹ座標データを、液晶ディスプレイ５６の解像度に合わせて変換する処理が行われる。具体的には、加工対象物７に照射されるレーザ光Ｌのビーム径と、液晶ディスプレイ５６の解像度とを比較し、液晶ディスプレイ５６において、レーザ光Ｌの走査軌跡を表現する場合に、液晶ディスプレイ５６の１画素内に、何本のレーザ光Ｌを含んで表現されるかが算出される。例えば、レーザ光Ｌのビーム径が、約０．１ｍｍであり、液晶ディスプレイ５６の１画素の径が、約０．３ｍｍである場合、液晶ディスプレイ５６の１画素には、３本のレーザ光Ｌの走査軌跡を含んで表現される。

Ｓ２２では、レーザ光Ｌのビーム径と、液晶ディスプレイ５６の解像度とが比較された結果を用いて、印字パターンの各線のＸＹ座標が、液晶ディスプレイ５６に表示される場合の液晶ディスプレイ５６に表示するときの表示開始点から表示終了点までのＸＹ座標に変換される。すなわち、前述のように、液晶ディスプレイ５６の１画素には、３本のレーザ光Ｌの走査軌跡を含んで表現される場合、印字パターンにおける３本の線のＸＹ座標が、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が同一である３本の線に変換される。Ｓ２２が実行されるとき、印字パターンにおいて各線のＸＹ座標と対応付けられた印字タイミングは、そのまま、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標に対応する印字タイミングとして引き継がれる。すなわち、印字パターンにおける３本の線のＸＹ座標が、液晶ディスプレイ５６における座標が同一のＸＹ座標に変換された場合、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標に変換された３本の線は、ＸＹ座標が同一であるが、それぞれ異なる印字タイミングが対応づけられている。Ｓ２２において、印字パターンに対し、ＸＹ座標が、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標に変換され、且つそれぞれ異なる印字タイミングが対応付けられたデータが、基本表示データである。なお、Ｓ２２では、Ｓ２１において読み出された１つの印字データ（文字列ブロック）を構成するすべての線のＸＹ座標を、基本表示データに変換する処理が行われる。

Ｓ２４では、ＣＰＵ６１は、ＸＹ座標が同じ基本表示データが連続しているか否かを判定する。具体的には、Ｓ２４では、ステップＳ２２において変換された１つの印字データ（文字列ブロック）を構成する基本表示データにより、加工順序が１番の線から、加工順序が連続する線であって、且つ、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が同一の線が存在するか否かが判断される。液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が同一の線が連続して存在すると判断される間は、Ｓ２４の処理が、繰り返し実行される。Ｓ２４において、加工順序が１番の線から判断される過程において、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が同一の線が連続して存在すると判断し、その後、加工順序が連続する線について、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が異なる線が判断対象となったとき、Ｓ２４のＸＹ座標が同じ基本表示データが連続しているか否かの判定を完了し、Ｓ２４においてＹＥＳと判断し、Ｓ２５の処理を実行する。Ｓ２４において、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が同一の線が連続して存在すると判断しないとき、Ｓ２４の処理はＮＯと判断し、ステップＳ２８の処理を実行する。

Ｓ２５では、ＣＰＵ６１は、Ｓ２４において、液晶ディスプレイ５６におけるＸＹ座標が同一の線が連続して存在すると判断した複数の基本表示データのすべてを１本化した第１表示データを作成する。第１表示データには、ＸＹ座標と、ＸＹ座標に対応付けられた印字タイミングとが含まれる。このとき、第1表示データにおいて、ＸＹ座標とともに対応付けられる印字タイミングとしては、作成された第1表示データの作成元となった複数の基本表示データに対応付けられた印字タイミングに示される印字所要時間の合計が対応付けられる。

Ｓ２６では、ＣＰＵ６１は、所定領域ごとに、第１表示データが所定数以上であるか否かを判定する。ここで、所定領域ごとの第１表示データが所定数以上でない場合（Ｓ２６：ＮＯ）には、後述するＳ２８に進む。これに対して、所定領域ごとの第１表示データが所定数以上である場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）には、Ｓ２７に進む。

Ｓ２７では、ＣＰＵ６１は、Ｓ２６において、所定領域ごとの第１表示データが所定数以上あると判断されたとき、判断された第１表示データを構成する線について、判断した第１表示データの数により、第１表示データの座標を分割した第２表示データを作成する。具体的には、第１表示データを構成する線について、ＸＹ座標のうち、表示開始点から表示終了点までのＸ座標を、判断された第１表示データの数により分割する。例えば、所定領域に第１表示データが３つあるとき、表示開始点から表示終了点までのＸ座標が３分割された第２表示データが作成される。作成された第２表示データには、ＸＹ座標と対応付けて、判断された第１表示データに対応付けられた印字所要時間の合計の３分の１の時間が、第２表示データの印字所要時間として対応付けられる。

Ｓ２８では、ＣＰＵ６１は、基本表示データ、またはＳ２５において作成された第１表示データ、またはＳ２７において第２表示データが作成された場合は第２表示データのいずれか判断対象の表示データの印字所要時間が、予め定められた限定時間以上であるか否かを判定する。ここで、表示データの所要時間が限定時間以上でない場合（Ｓ２８：ＮＯ）には、後述するＳ３０に進む。これに対して、表示データの所要時間が限定時間以上である場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）には、Ｓ２９に進む。

Ｓ２９では、ＣＰＵ６１は、表示データを限定時間単位で分割した第３表示データを作成する。例えば、Ｓ２８において判断される基本表示データ、第１表示データまたは第２表示データのいずれか判断対象の表示データの印字所要時間が９秒であり、限定時間が３秒と定められていたとき、判断対象の表示データは、３分割される。Ｓ２８において判断される判断対象の表示データの印字所要時間が１１秒であり、限定時間が３秒と定められていたとき、判断される判断対象の表示データは、４分割される。Ｓ２８において、基本表示データ、第１表示データまたは第２表示データが分割されるとき、分割方法は、Ｓ２７と同様である。例えば、判断対象の表示データが分割されるとき、判断対象の表示データのＸＹ座標のうち、表示開始点から表示終了点までのＸ座標およびＹ座標の変化量が分割される。Ｘ座標及びＹ座標の変化量が分割されて作成される各表示データが、第３表示データとなる。第３表示データには、ＸＹ座標と対応付けて、限定時間または限定時間より短い時間が印字所要時間として対応付けられる。Ｓ２８において判断される判断対象の表示データの印字所要時間が１１秒であり、限定時間が３秒と定められていたときに、判断される判断対象の表示データは、４分割された場合は、印字所要時間が３秒の第３表示データが３つと、印字所要時間が２秒の第３表示データが１つ作成される。

Ｓ３０では、ＣＰＵ６１は、作成された１または複数の表示データを、１つの印字データ（文字列ブロック）を構成する最終表示データとする。基本表示データ、またはＳ２５において作成された第１表示データ、またはＳ２７において第２表示データが作成された場合は第２表示データ、またはＳ３０において第３表示データが作成された場合は第３表示データが、最終表示データとされる。

Ｓ３１では、ＣＰＵ６１は、１つの印字データ（文字列ブロック）について、全ての基本表示データの判定が終了したか否かを判定する。ここで、１つの印字データ（文字列ブロック）について、全ての基本表示データの判定が終了していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）には、上記Ｓ２３に戻って、上記Ｓ２３以降の各処理が繰り返される。これに対して、１つの印字データ（文字列ブロック）について、全ての基本表示データの判定が終了している場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）には、Ｓ３２に進む。

Ｓ３２では、ＣＰＵ６１は、１画面（１加工処理）分の印字データ（文字列ブロック）が全て判定終了したか否かを判定する。ここで、１画面（１加工処理）分の印字データ（文字列ブロック）が全て判定終了していない場合（Ｓ３２：ＮＯ）には、上記Ｓ２１に戻って、上記Ｓ２１以降の各処理が繰り返される。これに対して、１画面（１加工処理）分の印字データ（文字列ブロック）が全て判定終了した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）には、図４に戻って、Ｓ１３に進む。

図４のＳ１３では、ＣＰＵ６１は、印字情報を印字前を示す状態で液晶ディスプレイ５６に表示する。

Ｓ１４では、決定された最終表示データのＸＹ座標と、印字タイミングとがＣＰＵ６１により読み出される。

Ｓ１５では、ＣＰＵ６１は、印字開始指示を行う。印字開始指示は、レーザコントローラ６に対して行われる。

Ｓ１６では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１４において読み出された最終表示データのＸＹ座標と、印字タイミングとに従って、液晶ディスプレイ５６に表示される画像を構成する各線の表示の更新を開始する表示開始指示を行う。表示開始指示が行われると、液晶ディスプレイ５６に表示される画像の各線が、印字前状態から印字後状態に変更される。

［４．まとめ］
すなわち、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、加工対象物７に対する印字位置について、印字データの印字座標データが印字データの時間データと対応付けて変換させた表示座標データに基づいて（Ｓ１２）、印字の進行と同期させながら（Ｓ１５）、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で液晶ディスプレイ５６に表示させる（Ｓ１３，Ｓ１６）。

よって、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、レーザ光Ｌのマーキング（印字）加工による印字の進行（印字済の位置と未印字の位置との境界）をリアルタイムに表示することが可能である。

また、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、表示座標データが同一であり、且つ表示データに対応する時間データが異なる複数の同一表示座標データがある場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）には、それらの複数の同一表示座標データを一つの第１表示データ（共通表示座標データ）として（Ｓ２５）、印字の進行と同期させて（Ｓ１５）、共通表示座標データに基づいて液晶ディスプレイ５６に表示させる（Ｓ１６）。

よって、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、表示座標データが同一であり、且つ表示データに対応する時間データが異なる複数の同一表示座標データが、一つの表示座標データとして扱われるので、重複して液晶ディスプレイ５６に表示されることを防ぐことができる。

また、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、所定領域に座標が存在する共通表示座標データそれぞれを、所定領域に座標が存在する印字座標データと対応付けられた共通表示座標データの数に分割し（Ｓ２７）、印字の進行と同期させて（Ｓ１５）、液晶ディスプレイ５６に表示させる（Ｓ１６）。

よって、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、複数の共通表示座標データが存在する所定領域について、印字の進行と同期させながら（Ｓ１５）、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で印字位置を液晶ディスプレイ５６に表示させることができる（Ｓ１３，Ｓ１６）。

また、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、印字時間が所定の限定時間以上であると判断された表示座標データを、所定の基準時間に応じて分割し（Ｓ２９）、印字の進行と同期させて（Ｓ１５）、液晶ディスプレイ５６に表示させる（Ｓ１６）。

よって、本実施形態に係るレーザ加工システム１では、印字時間が所定の限定時間以上であると判断された表示座標データについて、印字の進行と同期させながら（Ｓ１５）、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で液晶ディスプレイ５６に表示させることができる（Ｓ１３，Ｓ１６）。

［５．その他］
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、図５のＳ２６とＳ２７において、所定領域ごとの第１表示データ（共通表示座標データ）が、１本であれば１分割（＝分割なし）、２本であれば２分割・・・のように存在本数の数で分割して、第２表示データを作成してもよい。

１レーザ加工システム
２印字情報作成装置
３レーザ加工装置
６レーザコントローラ
７加工対象物
１８ガルバノスキャナ
１９ｆθレンズ
２１レーザ発振器
５６液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
６１ＣＰＵ
６２ＲＡＭ
６３ＲＯＭ
Ｌレーザ光

Claims

レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を走査するガルバノスキャナと、前記レーザ光を集光しつつ加工対象物に向けて出射する光学系レンズと、を有するレーザマーカであって、
前記レーザ光の照射により加工対象物に対して行われる印字の印字タイミングを示す時間データと、印字位置を示す印字座標データとが示された印字データを読み出す印字データ読出部と、
前記印字データ読出部で読み出された前記印字データの印字座標データを、前記印字データの前記時間データと対応付けて、前記加工対象物に対する印字位置を表示する所定の表示部の表示特性に応じた表示座標データに変換する表示データ変換部と、
前記表示部に表示される印字位置を、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データと前記時間データとに従って、印字の進行と同期させて、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で表示させる表示制御部を備え、
前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データが同一であり、且つ前記表示座標データに対応する前記時間データが異なる複数の同一表示座標データがあるか否かを判断する座標データ判断手段を備え、
前記表示制御部は、前記座標データ判断手段により、前記複数の同一表示座標データがあると判断されたとき、当該判断された前記複数の同一表示座標データを一つの共通表示座標データとし、前記共通表示座標データに基づいて、印字の進行と同期させて、前記印字位置を異なる表示態様で表示させること、を特徴とするレーザマーカ。
請求項１に記載するレーザマーカであって、
所定領域に座標が存在する前記印字座標データと対応付けられた前記共通表示座標データの数を判断する共通データ判断手段を備え、
前記表示制御部は、前記共通データ判断手段により判断された前記所定領域に座標が存在する前記共通表示座標データそれぞれを、前記共通データ判断手段により判断された数に分割し、印字の進行と同期させて表示させること、を特徴とするレーザマーカ。
請求項１又は請求項２に記載するレーザマーカであって、
前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データについて、前記表示座標データが示す印字位置に印字する印字時間が、所定の限定時間以上であるか否かを判断する時間判断手段を備え、
前記表示制御部は、前記時間判断手段により、前記印字時間が、前記限定時間以上であると判断されたとき、前記表示座標データを、所定の基準時間に応じて分割し、印字の進行と同期させて表示させること、を特徴とするレーザマーカ。
レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を走査するガルバノスキャナと、前記レーザ光を集光しつつ加工対象物に向けて出射する光学系レンズと、を有するレーザマーカであって、
前記レーザ光の照射により加工対象物に対して行われる印字の印字タイミングを示す時間データと、印字位置を示す印字座標データとが示された印字データを読み出す印字データ読出部と、
前記印字データ読出部で読み出された前記印字データの印字座標データを、前記印字データの前記時間データと対応付けて、前記加工対象物に対する印字位置を表示する所定の表示部の表示特性に応じた表示座標データに変換する表示データ変換部と、
前記表示部に表示される印字位置を、前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データと前記時間データとに従って、印字の進行と同期させて、印字済の位置と未印字の位置とを異なる表示態様で表示させる表示制御部を備え、
前記表示データ変換部により変換された前記表示座標データについて、前記表示座標データが示す印字位置に印字する印字時間が、所定の限定時間以上であるか否かを判断する時間判断手段を備え、
前記表示制御部は、前記時間判断手段により、前記印字時間が、前記限定時間以上であると判断されたとき、前記表示座標データを、所定の基準時間に応じて分割し、印字の進行と同期させて表示させること、を特徴とするレーザマーカ。