JP7310500B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

Description

本開示は、レーザマーキング中のガルバノスキャナの動きが一時的に止まるレーザ加工装置に関するものである。

従来より、上記のレーザ加工装置に関し、種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１に記載の技術は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光の方向を変えてワーク上に前記レーザ光の照射点を照射させるガルバノスキャナと、印字すべき文字、図形、記号等を構成する線分要素について、その始点及び終点である端点を含む複数の座標データを生成し、前記座標データを順次出力して前記ガルバノスキャナに与える制御手段とを備えて、前記レーザ光の照射点を現在位置から前記制御手段にて出力された前記複数の座標データに対応する目標位置へと順次移動させるよう前記ガルバノスキャナを駆動させることで前記文字、記号、図形等を前記ワーク上に印字するレーザマーキング装置において、前記ガルバノスキャナの機械的振動（リンギング）を収めるため、前記各端点にはそれぞれに対応付けられたウエイト時間が設けられ、前記端点の座標データを出力した後、前記ウエイト時間経過後に次の前記座標データを出力するよう構成されるとともに、前記ウエイト時間を、前記端点について個別に変更可能な変更手段が設けられていることを特徴とする。

更に、レーザマーキング装置は、前記端点が、前記レーザ光源をオフして前記照射点を移動させる非印字区間の終端点となる印字開始点であるか、前記レーザ光源をオンして前記照射点を移動させる印字区間の終端点となる印字停止点であるか、２以上の前記線分要素が連続して印字される場合においてそれらの線分要素の接点となる頂点であるかを識別する識別手段が備えられ、前記変更手段は、前記ウエイト時間を、前記識別手段による識別結果に応じて、次の（ａ）～（ｃ）のように変更されることを特徴とする。
（ａ）前記端点が前記印字開始点であるときは、前記非印字区間の長さに基づき変更。
（ｂ）前記端点が前記印字停止点であるときは、それを終点とする線分要素の長さに基づき変更。
（ｃ）前記端点が前記頂点であるときは、当該頂点を挟む両線分要素がなす角度に基づき変更。

下記特許文献１の記載によれば、レーザマーキング装置は、端点が、印字開始点であるときは非印字区間の長さに基づきウエイト時間を変更し、印字停止点であるときはそれを終点とする線分要素の長さに基づき変更し、更に、頂点であるときは、その頂角に基づき変更するよう構成されている。

特開２００４－１４８３２２号公報

しかしながら、ガルバノスキャナによるレーザ光の走査速度、つまり、ガルバノスキャナの駆動速度がユーザ等によって遅く設定された場合、非印字区間の長さに基づきウエイト時間が設けられると、ウエイト時間が経過するよりも比較的早く、ガルバノスキャナの機械的振動（リンギング）が収まる場合がある。そのような場合、印字品質が低下しないにも拘わらず、ウエイト時間が経過するまで、レーザ光の照射点が移動しないことになる。

そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、レーザマーキング中のガルバノスキャナによって移動するレーザ光の走査位置が一時的に止まる待機時間について、無駄を省くことが可能なレーザ加工装置を提供する。

本明細書は、被加工物に照射されるレーザ光の走査によって被加工物にレーザマーキングを行うレーザ加工装置であって、レーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ光を走査するガルバノスキャナと、レーザ発振器及びガルバノスキャナを制御する制御部と、を備え、制御部は、レーザ発振器によるレーザ光の発振を停止したオフ状態でレーザ光の走査位置を移動させる非印字区間での走査位置の最高速度を設定し、非印字区間に続く区間であって、レーザ発振器によるレーザ光の発振が実行されるオン状態で走査位置を移動させる印字区間の開始点における走査位置の待機時間を、最高速度が遅いほど短く設定し、非印字区間での走査位置の移動速度が最高速度に達することに応じ、印字区間における走査位置を、開始点に到達してから、設定された待機時間が経過するまで開始点に停止させることを特徴とするレーザ加工装置を開示する。

本開示によれば、レーザ加工装置は、レーザマーキング中のガルバノスキャナによって移動するレーザ光の走査位置が一時的に止まる待機時間について、無駄を省くことが可能である。

本実施形態のレーザ加工装置の概略構成が表された図である。 同レーザ加工装置の電気的構成が表されたブロック図である。 非印字区間及び印字区間等を説明する図である。 データテーブルが表された図である。 同レーザ加工装置が実行する各処理のフローチャートである。 非印字区間及び印字区間等の変更例を説明する図である。

以下、本開示のレーザ加工装置について、具体化した実施形態に基づき、図面を参照しつつ説明する。以下の説明に用いる図１及び図２では、基本的構成の一部が省略されて描かれており、描かれた各部の寸法比等は必ずしも正確ではない。

［１．レーザ加工装置の概略構成］
先ず、図１及び図２に基づいて、本実施形態のレーザ加工装置１の概略構成について説明する。本実施形態のレーザ加工装置１は、印字情報作成部２及びレーザ加工部３で構成されている。印字情報作成部２は、パーソナルコンピュータ等で構成されている。

レーザ加工部３は、加工レーザ光Ｒを被加工物７の加工面８上で２次元走査してレーザマーキング（印字）加工を行うものである。レーザ加工部３は、レーザコントローラ６を備えている。

レーザコントローラ６は、コンピュータで構成され、印字情報作成部２と双方向通信可能に接続されている。レーザコントローラ６は、印字情報作成部２から送信された印字データ、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工部３を駆動制御する。ここで、印字データとは、レーザ加工において加工レーザ光Ｒにより描画される加工パターンの形状を示すＸＹ座標データと、ＸＹ座標データにレーザ加工の条件である加工条件を示す加工条件データとが対応付けられたデータである。尚、以後の説明において、方向は、図３及び図６に示す方向を用いる。

レーザ加工部３の概略構成について説明する。レーザ加工部３は、レーザ発振ユニット１２、ガイド光部１５、ダイクロイックミラー１０１、ガルバノスキャナ１８、及びｆθレンズ１９等を備えており、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等で構成されている。レーザ発振器２１は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等で構成されており、加工レーザ光Ｒを発振し出射する。尚、加工レーザ光Ｒの光径は、不図示のビームエキスパンダで調整（例えば、拡大）される。

ガイド光部１５は、可視半導体レーザ２８等で構成されている。可視半導体レーザ２８は、可視可干渉光である可視レーザ光Ｑ、例えば、赤色レーザ光を出射する。可視レーザ光Ｑは、不図示のレンズ群で平行光にされ、更に、２次元走査されることによって、例えば、加工レーザ光Ｒでレーザマーキング（印字）加工すべき印字パターンの像、その像を取り囲んだ矩形の像、又は所定形状の像等を、被加工物７の加工面８上に軌跡（時間残像）で映し出すものである。つまり、可視レーザ光Ｑには、レーザマーキング（印字）加工の能力がない。

ダイクロイックミラー１０１では、入射された加工レーザ光Ｒのほぼ全部が透過する。また、ダイクロイックミラー１０１では、加工レーザ光Ｒが透過する略中央位置にて、可視レーザ光Ｑが４５度の入射角で入射され、４５度の反射角で加工レーザ光Ｒの光路上に反射される。ダイクロイックミラー１０１の反射率は、波長依存性を持っている。具体的には、ダイクロイックミラー１０１は、誘電体層と金属層との多層膜構造の表面処理がなされており、可視レーザ光Ｑの波長に対して高い反射率を有し、それ以外の波長の光をほとんど（９９％）透過するように構成されている。

ガルバノスキャナ１８は、ダイクロイックミラー１０１を経た加工レーザ光Ｒと可視レーザ光Ｑとを２次元走査するものである。ガルバノスキャナ１８では、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取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー１８Ｙが内側で互いに対向している。そして、各モータ３１、３２の回転制御で、第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー１８Ｙを回転させることによって、加工レーザ光Ｒと可視レーザ光Ｑとを２次元走査する。この２次元走査方向は、Ｘ方向とＹ方向である。Ｘ方向の走査は、第１ガルバノミラー１８Ｘの回転で行われる。Ｙ方向の走査は、第２ガルバノミラー１８Ｙの回転で行われる。第１ガルバノミラー１８Ｘには、指向性に優れた加工レーザ光Ｒが入射する。これに対して、第２ガルバノミラー１８Ｙには、回転する第１ガルバノミラー１８Ｘで反射した加工レーザ光Ｒが入射する。そのため、第２ガルバノミラー１８Ｙは、第１ガルバノミラー１８Ｘと比べ、大きく、重い。

ｆθレンズ１９は、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査された加工レーザ光Ｒと可視レーザ光Ｑとを被加工物７の加工面８上に集光するものである。従って、加工レーザ光Ｒと可視レーザ光Ｑは、各モータ３１、３２の回転制御によって、被加工物７の加工面８上でＸ方向とＹ方向に２次元走査される。

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

図２に表されたように、レーザ加工部３は、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、及び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は、レーザ加工部３の全体を制御する。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、及び半導体レーザドライバ３８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部２が双方向通信可能に接続されている。レーザコントローラ６は、印字情報作成部２から送信された各情報（例えば、印字データ、レーザ加工部３に対する制御パラメータ、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、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、及びＲＯＭ４３等を備えている。ＣＰＵ４１は、レーザ加工部３の全体の制御を行う演算装置及び制御装置である。ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、及びＲＯＭ４３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、例えば、印字情報作成部２から送信された印字データに基づいて印字パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ４２に記憶するプログラム等が記憶されている。尚、各種プログラムには、上述したプログラムに加えて、例えば、各種のディレイ値、印字情報作成部２から入力された印字データ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、加工レーザ光Ｒのレーザパルス幅、及びガルバノスキャナ１８による加工レーザ光Ｒを走査する速度等を示す各種制御パラメータをＲＡＭ４２に記憶するプログラム等がある。更に、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。

ＣＰＵ４１は、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う。

ＣＰＵ４１は、印字情報作成部２から入力された印字データに基づいて算出した印字パターンのＸＹ座標データ、及びガルバノスキャナ１８による加工レーザ光Ｒを走査する速度等を示す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、印字情報作成部２から入力された印字データに基づいて設定したレーザ発振器２１のレーザ出力、及び加工レーザ光Ｒのレーザパルス幅等を示すレーザ駆動情報を、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。

ガルバノコントローラ３５は、レーザコントローラ６から入力された各情報（例えば、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、駆動角度及び回転速度を示すモータ駆動情報をガルバノドライバ３６に出力する。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、加工レーザ光Ｒと可視レーザ光Ｑ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、及び加工レーザ光Ｒのレーザパルス幅等を示すレーザ駆動情報等に基づいて、レーザ発振器２１を駆動させる。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、消灯させる。

次に、印字情報作成部２の回路構成について説明する。印字情報作成部２は、制御部５１、入力操作部５５、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５６、及びＣＤ－ＲＯＭドライブ５８等を備えている。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、及びＣＤ－ＲＯＭドライブ５８等が接続されている。

入力操作部５５は、不図示のマウス及びキーボード等から構成されており、例えば、各種指示情報をユーザが入力する際に使用される。

ＣＤ－ＲＯＭドライブ５８は、各種データ、及び各種アプリケーションソフトウェア等をＣＤ－ＲＯＭ５７から読み込むものである。

制御部５１は、印字情報作成部２の全体を制御するものであって、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、及び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。ＣＰＵ６１は、印字情報作成部２の全体の制御を行う演算装置及び制御装置である。ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、及びＲＯＭ６３は、不図示のバス線により相互に接続されており、相互にデータのやり取りが行われる。更に、ＣＰＵ６１とＨＤＤ６６とは、不図示の入出力インターフェースを介して接続されており、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、各種のプログラム等を記憶させておくものである。

ＨＤＤ６６には、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、及び各種データファイル等が記憶される。

［２．待機時間］
次に、待機時間について説明する。待機時間とは、レーザマーキング（印字）中のガルバノスキャナ１８によって２次元走査される加工レーザ光Ｒの位置（以下、「加工レーザ光Ｒの走査位置」又は「走査位置」という。）が、ガルバノＸ軸モータ３１及びガルバノＹ軸モータ３２の駆動停止によって、一時的に止まる時間をいう。従って、走査位置は、待機時間中であっても、ガルバノスキャナ１８の機械的振動（リンギング）が収まるまでは、小刻みに振動している。尚、レーザマーキング（印字）中には、後述するように、走査位置に加工レーザ光Ｒが照射される状態に加えて、走査位置に加工レーザ光Ｒが照射されない状態も含まれる。

以下、待機時間を具体的に説明する。レーザマーキング（印字）中の走査位置は、被加工物７の加工面８上において、例えば、図３に表されたように、非印字区間Ｊ１，Ｊ２と、印字区間Ｐ１，Ｐ２とを移動する。非印字区間Ｊ１，Ｊ２は、レーザ発振器２１による加工レーザ光Ｒの発振が停止されるオフ状態で、加工レーザ光Ｒの走査位置ＳＣが移動する区間である。よって、非印字区間Ｊ１，Ｊ２では、被加工物７の加工面８上を走査位置ＳＣが移動しても、走査位置ＳＣに加工レーザ光Ｒは照射されない。これに対して、印字区間Ｐ１，Ｐ２は、非印字区間Ｊ１，Ｊ２に続く区間であって、レーザ発振器２１による加工レーザ光Ｒの発振が実行されるオン状態で、加工レーザ光Ｒの走査位置ＳＣが移動する区間である。よって、印字区間Ｐ１，Ｐ２では、被加工物７の加工面８上を移動する走査位置ＳＣにおいて、加工レーザ光Ｒが照射される。

尚、加工レーザ光Ｒの走査位置ＳＣが移動する区間（非印字区間Ｊ１，Ｊ２及び印字区間Ｐ１，Ｐ２）には、加速区間、定速区間、及び減速区間（移動距離が短ければ、加速区間及び減速区間）が存在する。また、非印字区間Ｊ１，Ｊ２や印字区間Ｐ１，Ｐ２を表す矢印は、走査位置ＳＣが移動する方向を示している。また、非印字区間Ｊ１，Ｊ２を表す矢印の点線は、レーザ発振器２１のオフ状態を示している。これに対して、印字区間Ｐ１，Ｐ２を表す矢印の実線は、レーザ発振器２１のオン状態を示している。

非印字区間Ｊ１，Ｊ２と印字区間Ｐ１，Ｐ２との接続点である、印字区間Ｐ１，Ｐ２の開始点ＳＴ１，ＳＴ２には、待機時間が設定される。従って、走査位置ＳＣは、非印字区間Ｊ１，Ｊ２を移動して、印字区間Ｐ１，Ｐ２の開始点ＳＴ１，ＳＴ２に到達すると、待機時間が経過するまで、その移動が一時的に止まる。以下、待機時間は、「走査位置ＳＣの待機時間」と表記する。

走査位置ＳＣの待機時間は、非印字区間Ｊ１，Ｊ２における走査位置ＳＣの最高速度に基づいて設定される。

例えば、図４に表されたデータテーブル６８のように、走査位置ＳＣの最高速度が１０００，１５００，２０００，２５００，３０００（ｍｍ／ｍｓ）の場合、走査位置ＳＣの待機時間は、３００，５００，７００，９００，１０００（μｓ）に設定される。つまり、走査位置ＳＣの最高速度が１０００～３０００（ｍｍ／ｍｓ）の間では、走査位置ＳＣの待機時間は、走査位置ＳＣの最高速度が遅いほど、短く設定される。このような設定は、ガルバノスキャナ１８の機械的振動（リンギング）が収まる時間を考慮したことによる。これに対して、走査位置ＳＣの最高速度が３０００（ｍｍ／ｍｓ）以上の場合には、走査位置ＳＣの待機時間は、一定の１０００（μｓ）に設定される。

但し、非印字区間Ｊ１，Ｊ２における走査位置ＳＣの最高速度は、ユーザが入力操作部５５を操作することによって、各非印字区間Ｊ１，Ｊ２で共通する数値に設定される。設定される最高速度は、非印字区間Ｊ１，Ｊ２の加速区間、定速区間、及び減速区間のうち、定速区間の速度である。更に、走査位置ＳＣの待機時間は、印字区間Ｐ１，Ｐ２の開始点ＳＴ１，ＳＴ２に接続する非印字区間Ｊ１，Ｊ２において、走査位置ＳＣの移動速度が設定された最高速度に達しない場合、例えば、非印字区間Ｊ１，Ｊ２の距離が短く定速区間がないため、走査位置ＳＣの移動速度が、設定された最高速度に達する前に減速する場合、上述した最高速度に基づく設定時間よりも短くされる。従って、印字区間Ｐ１の開始点ＳＴ１と、印字区間Ｐ２の開始点ＳＴ２とでは、走査位置ＳＣの待機時間が異なることがある。

尚、データテーブル６８は、制御部５１のＲＯＭ６３に記憶されている。また、以下の説明において、非印字区間Ｊ１，Ｊ２、印字区間Ｐ１，Ｐ２、及び開始点ＳＴ１，ＳＴ２を区別せずに総称して説明する場合には、非印字区間Ｊ、印字区間Ｐ、及び開始点ＳＴと表記する。

［３．制御フロー］
図５のフローチャートで表された制御プログラムは、印字情報作成部２の制御部５１のＲＯＭ６３に記憶されており、加工レーザ光Ｒによるレーザマーキング（印字）が行われる際、走査位置ＳＣの待機時間を設定するため、印字情報作成部２の制御部５１のＣＰＵ６１により実行される。以下、図５のフローチャートで表された制御プログラムを、図３に表された具体例を参照しながら説明する。

図５のフローチャートで表された制御プログラムでは、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する。）１０において、印字オブジェクトの設定処理が行われる。この処理では、加工レーザ光Ｒにより描画される加工パターンの形状を示すＸＹ座標データが、印字オブジェクトとして設定される。これにより、非印字区間Ｊ及び印字区間Ｐが設けられる。尚、この設定は、ユーザが入力操作部５５を操作することによって行われる。

最高速度の設定処理（Ｓ１２）では、非印字区間Ｊにおける走査位置ＳＣの最高速度が設定される。この設定では、上述したように、各非印字区間Ｊ１，Ｊ２で共通する数値が、走査位置ＳＣの最高速度として設定される。尚、この設定も、ユーザが入力操作部５５を操作することによって行われる。

待機時間の仮定処理（Ｓ１４）では、走査位置ＳＣの待機時間が仮定される。この仮定では、データテーブル６８において、走査位置ＳＣの最高速度に対応付けられた走査位置ＳＣの待機時間が、走査位置ＳＣの待機時間として仮に定められる。例えば、上記の設定処理（Ｓ１２）でユーザが走査位置ＳＣの最高速度を３０００（ｍｍ／ｓ）に設定した場合、１０００（μｓ）が、走査位置ＳＣの待機時間として仮に定められる。

Ｓ１６では、上記の設定処理（Ｓ１０）で設定された印字オブジェクトに非印字区間Ｊが含まれているか否かが判定される。印字オブジェクトに非印字区間Ｊが含まれていない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、後述するＳ２８の処理が行われる。これに対して、印字オブジェクトに非印字区間Ｊが含まれている場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１８の判定処理が行われる。Ｓ１８では、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が、上記の設定処理（Ｓ１２）でユーザが設定した走査位置ＳＣの最高速度に達するか否かが判定される。

非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、待機時間の第１設定処理（Ｓ２０）が行われる。この処理では、上記の仮定処理（Ｓ１４）で仮に定められた走査位置ＳＣの待機時間が、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴに対する走査位置ＳＣの待機時間として設定される。

これに対して、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達しない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、待機時間の第２設定処理（Ｓ２２）が行われる。この処理では、上記の仮定処理（Ｓ１４）で仮に定められた走査位置ＳＣの待機時間よりも短い時間が、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴに対する走査位置ＳＣの待機時間として設定される。例えば、データテーブル６８において、非印字区間Ｊにおける実際の走査位置ＳＣの最高速度に対応付けられた待機時間が設定される。具体的には、非印字区間Ｊにおける実際の走査位置ＳＣの最高速度が１０００（ｍｍ／ｓ）である場合、データテーブル６８で１０００（ｍｍ／ｓ）の最高速度に対応付けられた３００（μｍ）が、待機時間として設定される。

レーザＯＮ設定処理（Ｓ２４）では、上記の各設定処理（Ｓ２０，２２）で走査位置ＳＣの待機時間が設定された印字区間Ｐの開始点ＳＴにおいて、レーザ発振器２１がオフ状態からオン状態にされるタイミング（以下、「レーザ発振器２１のＯＮタイミング」という。）が、走査位置ＳＣが開始点ＳＴに到達してから走査位置ＳＣの待機時間が経過するよりも前になるように設定される。

Ｓ２６では、上記の設定処理（Ｓ１０）で設定された印字オブジェクトに含まれる全ての非印字区間Ｊについて、Ｓ１８乃至Ｓ２４の各処理が行われたか否かが判定される。印字オブジェクトに含まれる全ての非印字区間Ｊについて、Ｓ１８乃至Ｓ２４の各処理が行なわれていない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、上述したＳ１８以降の各処理が繰り返し行われる。これにより、印字オブジェクトに含まれる全ての印字区間Ｐの開始点ＳＴに対して、走査位置ＳＣの待機時間とレーザ発振器２１のＯＮタイミングとが設定される。

これに対して、印字オブジェクトに含まれる全ての非印字区間Ｊについて、Ｓ１８乃至Ｓ２４の各処理が行なわれた場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、印字データ生成処理（Ｓ２８）が行われる。この処理では、レーザコントローラ６に送信される印字データが生成される。印字データには、全ての印字区間Ｐの開始点ＳＴに対して設定された、走査位置ＳＣの待機時間とレーザ発振器２１のＯＮタイミングとが含まれる。その後、図５のフローチャートで表された制御プログラムは、終了する。

尚、レーザコントローラ６は、印字データ生成処理（Ｓ２８）で生成された印字データを印字情報作成部２から受信すると、印字データに含まれる走査位置ＳＣの待機時間とレーザ発振器２１のＯＮタイミングとに基づいて、ガルバノスキャナ１８で走査位置ＳＣを移動させると共に、レーザ発振器２１をオフ状態からオン状態にさせる。

［４．まとめ］
以上詳細に説明したように、本実施の形態のレーザ加工装置１では、印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間が、印字区間Ｐの開始点ＳＴに接続する非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの最高速度が遅いほど短く設定される（Ｓ１４，Ｓ２０，Ｓ２２）。更に、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達することに応じ、その非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐにおける走査位置ＳＣは、開始点ＳＴに到達してから、設定された走査位置ＳＣの待機時間が経過するまで、開始点ＳＴに停止する。

そのため、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達するのであれば、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間は、非印字区間Ｊの距離の長短に関係なく、一定である。これにより、本実施の形態のレーザ加工装置１は、従来技術（非印字区間Ｊの距離に基づいて設定される走査位置ＳＣの待機時間）と比べ、走査位置ＳＣの待機時間の無駄を省くことが可能である。

また、本実施の形態のレーザ加工装置１では、ＲＯＭ６３に記憶されたデータテーブル６８で対応付けられた、走査位置ＳＣの最高速度と待機時間とに基づいて、印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間が設定される（Ｓ１４，Ｓ２０）。そのため、設定された走査位置ＳＣの待機時間は、精度がよい。

また、本実施の形態のレーザ加工装置１では、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達しないことに応じ、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間が、走査位置ＳＣの最高速度に基づいて設定される時間よりも短く設定される（Ｓ１４，Ｓ２２）。つまり、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達しないのであれば、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間は、ユーザが入力操作部５５の操作により設定した走査位置ＳＣの最高速度ではなく、非印字区間Ｊにおける実際の走査位置ＳＣの最高速度に即して設定される。そのため、本実施の形態のレーザ加工装置１は、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が設定した最高速度に達しない場合、設定した最高速度に基づいて設定される待機時間分待機する場合よりも、走査位置ＳＣの待機時間の無駄を省くことが可能である。

但し、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間が、設定された走査位置ＳＣの最高速度に基づいて設定される時間よりも短く設定されるのであれば、非印字区間Ｊにおける実際の走査位置ＳＣの最高速度に即さなくてもよい。

また、本実施の形態のレーザ加工装置１では、走査位置ＳＣが印字区間Ｐの開始点ＳＴに到達してから、走査位置ＳＣの待機時間が経過するよりも前において、レーザ発振器２１がオフ状態からオン状態にされる（Ｓ２４）。従って、レーザ発振器２１においてオフ状態からオン状態に要する時間が、ガルバノスキャナ１８の応答時間よりも比較的長くても、印字区間Ｐにおいては、ガルバノスキャナ１８により走査位置ＳＣを開始点ＳＴから移動させるタイミングで、レーザ発振器２１からの加工レーザ光Ｒを走査位置ＳＣに照射させることが可能である。

ちなみに、本実施形態において、ＲＯＭ６３は、「記憶部」の一例である。加工レーザ光Ｒは、「レーザ光」の一例である。Ｘ方向は、「第１方向」の一例である。Ｙ方向は、「第２方向」の一例である。

［５．その他］
尚、本開示は、本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、Ｓ１８処理においては、非印字区間Ｊ１，Ｊ２での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ１，Ｌ２が、所定距離よりも長いか否かが判定されてもよい。ここで、所定距離とは、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が、上記の設定処理（Ｓ１２）でユーザが設定した走査位置ＳＣの最高速度に達するのに必要な距離をいう。よって、非印字区間Ｊ１，Ｊ２での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ１，Ｌ２が所定距離よりも長い場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、待機時間の第１設定処理（Ｓ２０）が行われる。これに対して、非印字区間Ｊ１，Ｊ２での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ１，Ｌ２が所定距離よりも短い場合（Ｓ１８：ＮＯ）、待機時間の第２設定処理（Ｓ２２）が行われる。

このような変更例でも、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達しないのであれば、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間は、ユーザが入力操作部５５の操作により設定した走査位置ＳＣの最高速度ではなく、非印字区間Ｊにおける実際の走査位置ＳＣの最高速度に即して設定される。そのため、本実施の形態のレーザ加工装置１は、非印字区間Ｊでの走査位置ＳＣの移動速度が設定した最高速度に達しない場合、設定した最高速度に基づいて設定される待機時間分待機する場合よりも、走査位置ＳＣの待機時間の無駄を省くことが可能である。

但し、本実施形態と同様にして、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間が、設定された走査位置ＳＣの最高速度に基づいて設定される時間よりも短く設定されるのであれば、非印字区間Ｊにおける実際の走査位置ＳＣの最高速度に即さなくてもよい。

尚、図３に表されたように、非印字区間Ｊ１，Ｊ２での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ１，Ｌ２は、非印字区間Ｊ１，Ｊ２の長さである。

更に、例えば、非印字区間Ｊ１での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ１をＸ方向距離ＬＸ１とＹ方向距離ＬＹ１とに分解し、Ｘ方向距離ＬＸ１とＹ方向距離ＬＹ１のうち長い距離を、上記変更例のＳ１８の処理における判定対象にして、非印字区間Ｊ１に続く印字区間Ｐ１の開始点ＳＴ１における、走査位置ＳＣの待機時間が設定されてもよい。

このような変更例では、走査位置ＳＣの待機時間が設定される際、ガルバノスキャナ１８の第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー１８Ｙのうち、機械的振動（リンギング）が大きい方に係る方向に着目して、上記変更例のＳ１８の処理における判定対象が、移動距離Ｌ１よりも短くされる。そのため、非印字区間Ｊ１での走査位置ＳＣの移動速度が最高速度に達せず、非印字区間Ｊに続く印字区間Ｐの開始点ＳＴにおける走査位置ＳＣの待機時間が、走査位置ＳＣの最高速度に基づいて設定される時間よりも短く設定されることがあり得る（Ｓ１４，Ｓ２２）。この点は、非印字区間Ｊ２での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ２についても、同様である。これらにより、印字品質の低下を抑制しつつ、印字時間を短縮することが可能である。

尚、Ｘ方向距離ＬＸ１は、第１方向距離の一例である。Ｙ方向距離ＬＹ１は、第２方向距離の一例である。

また、Ｘ方向距離ＬＸ１とＹ方向距離ＬＹ１とが同じである場合は、ガルバノスキャナ１８の第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー１８Ｙのうち、重い方の第２ガルバノミラー１８Ｙに係るＹ方向に関するＹ方向距離ＬＹ１を、上記変更例のＳ１８の処理における判定対象にしてもよい。

このような変更例でも、走査位置ＳＣの待機時間が設定される際、ガルバノスキャナ１８の第１ガルバノミラー１８Ｘ及び第２ガルバノミラー１８Ｙのうち、機械的振動（リンギング）が大きい方の第２ガルバノミラー１８Ｙに係るＹ方向に着目して、上記変更例のＳ１８の処理における判定対象が、移動距離Ｌ１よりも短くされる。この点は、非印字区間Ｊ２での走査位置ＳＣの移動距離Ｌ２についても、同様である。このようにしても、印字品質の低下を抑制しつつ、印字時間を短縮することが可能である。

また、印字オブジェクトとして、図６に表されたような複数の第１走査線ＳＬ１が設定されてもよい。このような設定は、例えば、２次元バーコードが被加工物７の加工面８上にレーザマーキング（印字）される場合に行われる。複数の第１走査線ＳＬ１は、Ｘ方向に対して平行であると共に、Ｘ方向とは直交するＹ方向側において所定間隔ｔを置いて並ぶように設定される。また、複数の第１走査線ＳＬ１では、走査位置ＳＣが、Ｘ方向の上流側から下流側へ向かうに連れて、ドット印字の印字区間Ｐと、非印字区間Ｊとを交互に移動するように設定される。

複数の第１走査線ＳＬ１のうち一の第１走査線ＳＬ１におけるＸ方向の下流側の端点ＤＥ（印字区間Ｐ）と、一の第１走査線ＳＬ１の次に走査位置ＳＣが移動する他の第１走査線ＳＬ１におけるＸ方向の上流側の端点ＵＥ（印字区間Ｐ）との間には、第２走査線ＳＬ２がそれぞれ設定される。各第２走査線ＳＬ２では、レーザ発振器２１による加工レーザ光Ｒの発振が停止されるオフ状態で、加工レーザ光Ｒの走査位置ＳＣが、一の第１走査線ＳＬ１におけるＸ方向の下流側の端点ＤＥ（印字区間Ｐ）から、他の第１走査線ＳＬ１におけるＸ方向の上流側の端点ＵＥ（印字区間Ｐ）へ移動するように設定される。つまり、第２走査線ＳＬ２が占める区間は、一つの非印字区間ＪＲを構成し、上記実施形態のＳ１８の処理における判定対象にされる。尚、第２走査線ＳＬ２の非印字区間ＪＲは、第１走査線ＳＬ１上の各非印字区間Ｊよりも一段と長い。

このような場合、走査位置ＳＣの待機時間は、各第１走査線ＳＬ１におけるＸ方向の上流側の端点ＵＥ（印字区間Ｐ）では一段と長い時間が設定され（Ｓ１８：ＹＥＳ，Ｓ２０）、その端点ＵＥ（印字区間Ｐ）以外の各印字区間Ｐ（例えば、Ｘ方向の下流側の端点ＤＥ）では一段と短い時間が設定される（Ｓ１８：ＮＯ，Ｓ２２）。そのため、印字品質の低下を抑制しつつ、印字時間を短縮することが可能である。特に、２次元バーコードが被加工物７の加工面８上にレーザマーキング（印字）される場合には、第１走査線ＳＬ１上の各非印字区間Ｊが多数設けられると共に、各非印字区間Ｊの距離が一段と短くなるため、そのような効果（印字品質の低下を抑制しつつ、印字時間を短縮すること）は大きくなる。

尚、複数の第１走査線ＳＬ１は、「複数の走査線」の一例である。Ｘ方向は、「所定方向」の一例である。第２走査線ＳＬ２の非印字区間ＪＲは、「複数の走査線のうち一の走査線における所定方向の下流側の端点から、一の走査線の次に走査位置が移動する他の走査線における所定方向の上流側の端点までの区間」の一例である。

１：レーザ加工装置、７：被加工物、１８：ガルバノスキャナ、１８Ｘ：第１ガルバノミラー、１８Ｙ：第２ガルバノミラー、２１：レーザ発振器、５１：制御部、６３：ＲＯＭ、６８：データテーブル、ＤＥ：下流側の端点、Ｊ：非印字区間、ＪＲ：非印字区間、Ｌ１，Ｌ２：走査位置の移動距離、ＬＸ１：Ｘ方向距離、ＬＹ１：Ｙ方向距離、Ｐ：印字区間、Ｒ：加工レーザ光、ＳＣ：レーザ光の走査位置、ＳＬ１：第１走査線、ＳＴ：開始点、ｔ：所定間隔、ＵＥ：上流側の端点

Claims (7)

1. 被加工物に照射されるレーザ光の走査によって前記被加工物にレーザマーキングを行うレーザ加工装置であって、
   前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、
   前記レーザ光を走査するガルバノスキャナと、
   前記レーザ発振器及び前記ガルバノスキャナを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記レーザ発振器による前記レーザ光の発振を停止したオフ状態で前記レーザ光の走査位置を移動させる非印字区間での前記走査位置の最高速度を設定し、
   前記非印字区間に続く区間であって、前記レーザ発振器による前記レーザ光の発振が実行されるオン状態で前記走査位置を移動させる印字区間の開始点における前記走査位置の待機時間を、前記最高速度が遅いほど短く設定し、
   前記非印字区間での前記走査位置の移動速度が前記最高速度に達することに応じ、前記印字区間における前記走査位置を、前記開始点に到達してから、設定された前記待機時間が経過するまで前記開始点に停止させるものであって、
   前記制御部は、
   所定方向に対して平行であると共に、前記所定方向とは直交する側において所定間隔を置いて並び、前記走査位置が前記所定方向の上流側から下流側へ向かうに連れて前記印字区間と前記非印字区間とを交互に移動する複数の走査線を設定し、
   前記複数の走査線のうち一の走査線における前記所定方向の下流側の端点から、前記一の走査線の次に前記走査位置が移動する他の走査線における前記所定方向の上流側の端点までの区間を、前記最高速度が設定される前記非印字区間とすることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記最高速度が遅いほど前記待機時間が短くなるように対応付けられるデータテーブルを記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記データテーブルに基づいて前記待機時間を設定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記制御部は、前記非印字区間での前記走査位置の移動速度が前記最高速度に達しないことに応じ、前記待機時間を、前記最高速度に基づいて設定される時間よりも短く設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記制御部は、前記非印字区間での前記走査位置の移動距離が所定距離よりも短いことに応じ、前記待機時間を、前記最高速度に基づいて設定される時間よりも短く設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工装置。
5. 前記ガルバノスキャナは、
   前記走査位置を第１方向へ移動させる第１ガルバノミラーと、
   前記走査位置を前記第１方向とは直交する第２方向へ移動させる第２ガルバノミラーと、を備え、
   前記制御部は、前記移動距離を構成する第１方向距離と第２方向距離とのうち長い距離の方向に関して、前記待機時間を設定することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
6. 前記制御部は、前記第１方向距離と前記第２方向距離とが同じであることに応じ、前記第１ガルバノミラーと前記第２ガルバノミラーとのうち重いガルバノミラーに係る方向に関して、前記待機時間を設定することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記制御部は、前記走査位置が前記開始点に到達してから前記待機時間が経過するよりも前において前記レーザ発振器を前記オフ状態から前記オン状態にすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
   

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