JP3456945B2 - Laser marking device - Google Patents

Laser marking device

Info

Publication number
JP3456945B2
JP3456945B2 JP2000125205A JP2000125205A JP3456945B2 JP 3456945 B2 JP3456945 B2 JP 3456945B2 JP 2000125205 A JP2000125205 A JP 2000125205A JP 2000125205 A JP2000125205 A JP 2000125205A JP 3456945 B2 JP3456945 B2 JP 3456945B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
light
mirror
angle
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000125205A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001300746A (en
Inventor
慎司 今井
Original Assignee
サンクス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サンクス株式会社 filed Critical サンクス株式会社
Priority to JP2000125205A priority Critical patent/JP3456945B2/en
Publication of JP2001300746A publication Critical patent/JP2001300746A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3456945B2 publication Critical patent/JP3456945B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源から出
射されるレーザ光の照射点を、ガルバノミラーを用いて
被マーキング対象物上に走査させることにより、所望の
文字・記号・図形等をマーキングするレーザマーキング
装置に関する。 【0002】 【従来の技術】レーザマーキング装置は、レーザ光源の
レーザ出力を設定した当初は、設定通りのレーザ出力で
もってマーキングが行われるが、長期間に亘ってマーキ
ングを行っていると、種々の要因により、実際にワーク
へと照射されるレーザ出力が低下してくる。従って、安
定した印字品質を保持するには、レーザ出力をモニタし
て、設定値通りのレーザ出力に安定させるように制御す
る必要がある。そして、従来では、レーザ出力をモニタ
するために、レーザ光源とガルバノミラーとの間に、ビ
ームスプリッタ、又は、ハーフミラー等を別途、設け、
レーザ光の一部を、被マーキング対象物上への光路から
別の位置に向かわせて受光素子に受光させる構成をとっ
ていた。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では、レーザ光路上にビームスプリッタ等
の光学系部品を、別途、必要とするため、部品点数が増
加する。そればかりか、製造工程上において、ビームス
プリッタ等とレーザ光源及び受光素子との光軸調整や、
ビームスプリッタの角度調整を厳密に行う工数が増え、
これら調整作業の多大化と前記部品点数の増加とでもっ
て、製造コストがアップしてしまう。 【0004】また、従来技術として、被マーキング対象
物上に照射されるレーザ光の反射光をモニタしてレーザ
光源のレーザ出力を制御する構成のものもある。しかし
ながら、この構成においては、被マーキング対象物の材
質、レーザ光の被マーキング対象物に対する照射角度等
により、反射率が絶えず変動するので、この反射光でレ
ーザ光をモニタしてレーザ出力を制御しても、安定した
制御を行えないという問題があった。 【0005】さらに、レーザ光源に半導体レーザを用い
たレーザマーキング装置においては、一般に、半導体レ
ーザは、半導体レーザから被マーキング対象物へ出射す
る前面方向と、被マーキング対象物とは反対の背面方向
との両方向にレーザ光を出射する構成となっており、そ
の両方向に出射されるレーザ光のパワーもほぼ同等であ
ることから、半導体レーザの背面側に受光手段を配し、
この受光手段にて、半導体レーザから出射されるレーザ
光をモニタする構成のものがある。 【0006】しかしながら、このような構成において
は、受光手段が半導体レーザの背面側に位置しているこ
とから、被マーキング対象物が、例えば、金属のように
反射率の高いものである場合には、被マーキング対象物
の表面で反射した戻り光が、レーザ光の経路をたどって
直接的に受光手段に受光されてしまう。その結果、半導
体レーザから背面側に出射されるレーザ光に、この戻り
光が加算され、レーザ出力を正確に制御することができ
ないという問題があった。 【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、製造コストのアップを抑えて、レーザ光源の出力を
安定させることができるレーザマーキング装置の提供を
目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記目的
を達成するため、請求項1の発明に係るレーザマーキン
グ装置は、レーザ光源と、レーザ光源が出射したレーザ
光を受けるガルバノミラー装置と、ガルバノミラー装置
に設けられて、受けたレーザ光を被マーキング対象物に
向けて反射しかつその反射角度を変更可能なガルバノミ
ラーと、被マーキング対象物上にマーキングする文字・
記号・図形等のマーキング情報の各座標データを、ガル
バノミラーに出力しかつレーザ光源のレーザ出力を制御
する制御手段とを備えたレーザマーキング装置におい
て、ガルバノミラーは、レーザ光の一部を透過しかつ残
りを反射する一部透過型ミラーで構成され、一部透過型
ミラーを透過したレーザ光を受光して、その受光量に応
じた受光信号を制御手段に与える受光手段と、一部透過
型ミラーの角度を検出して、その角度に応じた角度検出
信号を制御手段に与える角度検出手段と、一部透過型ミ
ラーの透過率を、一部透過型ミラーの角度に対応させて
記憶した記憶手段とを備え、制御手段は、角度検出信号
に基づいて一部透過型ミラーの角度に応じた透過率を記
憶手段から読み出し、透過率と予め設定されたレーザ出
力とから受光手段の正規の受光量を求め、受光手段の正
規の受光量と、受光信号から求められる実際の受光量と
の差異をなくすように、レーザ光源のレーザ出力を制御
するところに特徴を有する。 【0009】請求項1のレーザマーキング装置では、レ
ーザ光源から出射されたレーザ光は、一部透過型ミラー
で反射してその反射方向を変更されることにより、レー
ザ光の照射点が被マーキング対象物上で走査されて、所
望の文字・図形等がマーキングされる。このとき、レー
ザ光の一部は、一部透過型ミラーを透過して、受光手段
に受光され、その受光手段からの受光信号に基づいて、
制御手段が、正規のレーザ出力と実際のレーザ出力との
差異を求め、この差異をなくすようにレーザ出力が制御
される。具体的には、制御手段は、角度検出手段からの
角度検出信号に基づいて一部透過型ミラーの角度に応じ
た透過率を記憶手段から読み出し、透過率と予め設定さ
れたレーザ出力とから受光手段の正規の受光量を求め、
受光手段の正規の受光量と、受光信号から求められる実
際の受光量との差異をなくすように、レーザ光源のレー
ザ出力を制御するのである。これにより、被マーキング
対象物へと照射される実際のレーザ出力が、設定値通り
に維持され、よって安定した印字品質を得ることができ
る。しかも、本発明では、レーザ光を走査するために本
来的に必要なガルバノミラー自体を一部透過型ミラーに
変更しただけだから、ビームスプリッタ等を別途設けた
従来のものに比べて、製造コストのアップを抑えること
ができる。さらに、受光手段をレーザ光源から一部透過
型ミラーへの光軸の延長上に配置すれば、仮に被マーキ
ング対象物からの反射光が一部透過型ミラーへと逆戻り
して一部透過型ミラーを透過したとしても、その戻り光
は、受光素子に受光されないから、レーザ出力を正確に
モニタすることができる。 【0010】 【0011】 【発明の実施の形態】<第1実施形態>本願実施形態の
レーザマーカは、図1に示されており、コントローラ部
200(本発明の制御手段に相当する)と分離型のヘッ
ド部300(本発明のガルバノミラー装置に相当する)
とを備えてなり、それぞれに設けた入出力回路110,
110同士が、電気ケーブル400にて接続されてい
る。また、コントローラ部200とヘッド部300との
間には光ファイバ33が延びており、コントローラ部2
00で生成したレーザ光がこの光ファイバ33を介して
ヘッド部300へと与えられる。以下、コントローラ部
200、ヘッド部300の順で、詳細の構成を説明す
る。 【0012】コントローラ部200に備えたレーザ発生
手段250(本発明の「レーザ光源」に相当する)のう
ち符号10は、半導体レーザで構成されたレーザ光源で
あり、ドライバ11によりパルス駆動されて、レーザ光
を出力する。 【0013】20A,20B,20Cは、半導体レーザ
で構成された励起光源である。これら励起光源20A,
20B,20Cは、ドライバ21A,21B,21Cに
て、直流駆動されて、後述の各希土類ドープ光ファイバ
30AB,30BCの希土類元素を励起する波長を有す
る励起光を出力する。 【0014】30ABは、シングルモードの希土類ドー
プ光ファイバであって、この光ファイバ30ABの途中
には、前方からの戻り光をカットするアイソレータ90
が設けられている。30BCは、マルチモードの希土類
ドープ光ファイバであって、ボビン状の軸(図示せず)
に複数回、巻回することで、コンパクトな形にされてい
る。また、これら希土類ドープ光ファイバ30AB,3
0BCは、共に希土類を含み屈曲可能なガラスファイバ
で構成されており、希土類の増幅作用によってレーザ光
を増幅する。 【0015】80Aは、結合手段であって、レーザ光源
10から延びた光ファイバ31と、励起光源20Aから
延びた光ファイバ32Aとを、前記希土類ドープ光ファ
イバ30ABに結合する。80B,80Cも、やはり結
合手段であって、結合手段80Bは、希土類ドープ光フ
ァイバ30ABと励起光源20Bから延びた前記光ファ
イバ32Bとを、希土類ドープ光ファイバ30BCに結
合し、結合手段80Cは、希土類ドープ光ファイバ30
BCと励起光源20Cから延びた前記光ファイバ32C
とを、光ファイバ33に結合する。そして、光ファイバ
33にて、コントローラ部200とヘッド部300とが
繋がっている。 【0016】100は、制御手段であって、これには、
入力手段401(例えば、コンソール)が連なってお
り、その入力手段401から、マーキングのプログラム
や、マーキング情報を受け、これらに基づいて前記ガル
バノミラー50を制御する。また、制御手段100に
は、図示しないメモリが連ねて備えられ、そのメモリに
は、後述するX軸ガルバノミラー51の角度に対応し
た、レーザ光の透過率がデータテーブルとして記憶され
ている。これに関しては、後で詳説する。 【0017】なお、上記したレーザ発生手段250の各
部位は、コントローラ部200のケース内に収納され
て、硬化物質であるシリコーン樹脂を充填することによ
って固定されている。また、コントローラ部200内に
は、図示はしないが、冷却装置や装置各部に動作電力を
供給する電源回路等も備えられている。 【0018】一方、ヘッド部300のうち、40は、コ
リメータレンズであって、前記レーザ発生手段250か
らの増幅されたレーザ光を平行光にする。 【0019】60は、fθレンズであって、次述のガル
バノミラー50で反射したレーザ光を受けて、被マーキ
ング対象物W表面上に集光する。 【0020】さて、50は、ガルバノミラーであって、
X軸ガルバノミラー51およびY軸ガルバノミラー52
とからなり、前記コリメータレンズ40からのレーザ光
が、例えば、X軸ガルバノミラー51からY軸ガルバノ
ミラー52へと向かう順序で反射する配置になってい
る。そして、両ガルバノミラー51,52の角度変更に
よって、レーザ光の照射点が被マーキング対象物W上で
2次元的に走査される。ここで、本実施形態では、X軸
ガルバノミラー51は、レーザ光の一部を透過しかつ残
りは反射する材質によって構成されている。より具体的
には、X軸ガルバノミラー51は、例えば、誘電体多層
膜をコートしたシリコンあるいは合成石英によって構成
されている。そして、レーザ光源側(コリメータレンズ
40側)からX軸ガルバノミラー51への光軸の延長上
には、受光手段としての受光素子350が配置されて、
X軸ガルバノミラー51を透過したレーザ光を受光可能
としてある。ここで、受光素子350の受光量は、X軸
ガルバノミラー51の角度によって変化するが、これ
は、X軸ガルバノミラー51の角度変化に伴って、X軸
ガルバノミラー51におけるレーザ光の透過率が変化す
るからである。そして、本実施形態では、前記X軸ガル
バノミラー51の角度を検出する角度検出手段340を
備え、X軸ガルバノミラー51の角度に対応した角度検
出信号を、前記コントローラ部200の制御手段100
に与える。また、制御手段100は、前記メモリ(図示
せず)に、前述の如く、X軸ガルバノミラー51の角度
に対応したレーザ光の透過率がデータテーブルとして記
憶されている。ここで、X軸ガルバノミラー51の角度
と上記透過率との関係は、図2の曲線グラフで示した関
係を有しており、メモリのデータテーブルは、上記曲線
グラフに基づいて生成されている。 【0021】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
を説明する。まず、入力手段401を用いて、レーザパ
ワーや印字速度等の設定値、及び、文字・図形等のマー
キング情報を、制御手段100に入力する。すると、制
御手段100は、予め入力されたプログラムをランし
て、上記各種の設定値及びマーキング情報から、レーザ
出力を制御するための制御信号をドライバ11,21
A,21B,21Cに与える。すると、ドライバ11
は、レーザ光源10をパルス駆動し、また、ドライバ2
1A,21B,21Cは、励起光源20A,20B,2
0Cを直流駆動する。 【0022】次いで、レーザマーキング装置に具備され
た励起用スイッチ(図示せず)をONにすると、直流駆
動されている励起光源20Aから励起光が出力され、こ
の励起光が光ファイバ32A及び結合手段80Aを介し
て、両希土類ドープ光ファイバ30AB,30BCに入
射する。このとき、励起光源20Aは、出力が小さくな
るように制御されており、励起光を受けた光ファイバ3
0AB,30BC全体は均一な励起状態とされると共
に、励起されてレーザ光が発生するが、そのレーザ光は
マーキング不能な強度に維持される。 【0023】マーキングを開始ときには、制御手段10
0は、レーザ光源10及び励起光源20B,20Cの出
力をオンする。すると、励起光源20B,20Cからの
励起光が希土類ドープ光ファイバ30BC内に入射され
て、希土類ドープ光ファイバ30BCが高励起状態にな
ると共に、レーザ光源10からのパルスレーザ光が希土
類ドープ光ファイバ30ABに入射される。そして、パ
ルスレーザ光が、希土類ドープ光ファイバ30AB及び
高励起状態になった希土類ドープ光ファイバ30BCを
通過することによって増幅されていく。このとき、レー
ザ光は、シングルモードの希土類ドープ光ファイバ30
ABを通過することによって、増幅度は少ないが、光強
度分布の整った品質の良いレーザ光が得られ、マルチモ
ードの希土類ドープ光ファイバ30BCを通過すること
によって、この品質の良いレーザ光がマーキングを行う
のに十分な強度に増幅される。また、希土類ドープ光フ
ァイバ30ABの途中にはアイソレータ90が設けられ
ているから、励起光源20C等からのレーザ光の逆戻り
が防がれる。 【0024】なお、本実施形態では、励起光源20A,
20B,20Cは、希土類が吸収しやすい波長帯の光を
出力する構成とされる一方、レーザ光源10は、励起さ
れた希土類がエネルギーを失って発光するときの波長帯
の光を出力する構成とされている。これにより、励起光
源20A,20B,20Cからの励起光は、光ファイバ
30AB,30BC中の希土類に吸収されて励起状態と
なり、そこへレーザ光源10から希土類の発光するとき
波長の光を光ファイバ30AB,30BCに入射するか
ら、誘導放出による発光が促進され、レーザ光を効率よ
く増幅することができる。 【0025】増幅されたパルスレーザ光は結合手段80
C及び光ファイバ33を介して、コントローラ部200
からヘッド部300の方へ伝達される。これと共に、コ
ントローラ部200の入出力回路110からヘッド部3
00へと、電気ケーブル400を介して、X軸及びY軸
の両ガルバノミラー51,52の制御信号および駆動電
力が送られる。 【0026】ヘッド部300では、コントローラ部20
0側から受けたパルスレーザ光を、コリメータレンズ4
0で平行光に絞り、この平行光をガルバノミラー50に
よって方向を変える。ここで、ガルバノミラー50で
は、この平行光をX軸ガルバノミラー51によって一つ
の方向に走査し、Y軸ガルバノミラー52によって、X
軸ガルバノミラー51が走査する方向と直交する方向に
走査することで2次元のあらゆる方向に走査することが
できる。ガルバノミラー50からの平行光は、fθレン
ズと呼ばれる集光レンズ60によって平行光からマーキ
ングを行うためのスポットレーザ光に絞り込まれる。こ
のレーザ光が被マーキング対象物W表面上を走査するこ
とにより、所望のマーキングが行われる。 【0027】さて、ここで、本発明におけるレーザ光の
出力制御について説明する。本実施形態では、マーキン
グ動作の最中に、ヘッド部300において、コリメータ
レンズ40で平行光に絞られたレーザ光の一部が、X軸
ガルバノミラー51を透過して、受光素子350に受光
される。このとき、角度検出手段340は、X軸ガルバ
ノミラー51の振れ角である角度を検出している。 【0028】そして、受光素子350は、受光量に対応
した受光信号をコントローラ部200の制御手段100
に与える一方、角度検出手段340は、X軸ガルバノミ
ラー51の角度に対応した角度検出信号をやはり前記制
御手段100に与える。すると、制御手段100は、角
度検出信号により、制御手段100内のメモリ(図示し
ない)から、X軸ガルバノミラー51の角度に対する透
過率のデータを読み出し、これと予め設定されたレーザ
出力とから、以下の式に基づいて、受光素子350の正
規の受光量を算出する。 [受光素子の正規の受光量]=[透過率]×[設定され
たレーザ出力] そして、[受光素子の正規の受光量]と[受光素子の実
際の受光量]との差を求めて、この差がなくなるよう
に、レーザ出力を制御する。なお、制御方式としては、
以下のものであってもよい。即ち、例えば、透過率と受
光信号に基づいて現在マーキングしているレーザ光の
[実測レーザ出力]を下記の式にて算出し、 [実測レーザ出力]=[受光素子の実際の受光量]/
[透過率] この[実測レーザ出力]が[設定されたレーザ出力]に
対して低下している場合には、その低下した出力分に応
じてレーザ出力を上げるようにしてもよい。さらに、
[実測レーザ出力]が[設定されたレーザ出力]より、
所定の基準レベル以上に大きい場合には、レーザ出力を
下げるように制御してもよい。 【0029】このように本実施形態のレーザマーキング
装置によれば、長期間に亘ってマーキングを行うに伴
い、例えば、半導体レーザの劣化等により、レーザ出力
が設定値より低下しても、それに応じてレーザ出力を補
正制御するから、常に安定したレーザ出力でもってマー
キングを行うことができ、品質の良いマーキングを保つ
ことができる。しかも、本実施形態では、レーザ光を走
査するために本来的に必要なX軸ガルバノミラー51自
体を一部透過型のミラーに変更しただけだから、ビーム
スプリッタ等を別途設けた従来のものに比べて、製造コ
ストのアップを抑えることができる。また、受光素子3
50をレーザ光源側(コリメータレンズ40)からX軸
ガルバノミラー51への光軸の延長上に配置したから、
仮に被マーキング対象物Wからの反射光がX軸ガルバノ
ミラー51へと逆戻りしてそのミラー51を透過したと
しても、その戻り光は、受光素子350に受光されず、
レーザ出力を正確にモニタすることができる。 【0030】ところで、コントローラ部200とヘッド
部300とを接続しているファイバ33に、ヒビや断線
が生じた場合には、上記した実測レーザ出力が著しく低
下する現象として現れる。そこで、実測レーザ出力が予
め設定した基準レベルより著しく低下している場合に、
レーザ出力を停止する構成にすれば、例えば、断線部分
からのレーザ光が漏れる危険を回避することができる。 【0031】<第2実施形態>本実施形態のレーザマー
キング装置は、図3に全体の構成が示されており、レー
ザ光源210及びガルバノミラー220を含むヘッド部
301(本願発明のガルバノミラー装置に相当する)
と、コントローラ部201(本願発明の制御手段に相当
する)とを、それぞれのラインドライバ/レシーバ50
A,50Bを介して接続してなる。 【0032】ガルバノミラー220は、一対のガルバノ
ミラー220X,220Yよりなり、レーザ光源210
からのレーザ光を、例えば、X軸ガルバノミラー220
Xが先に受けて、その反射光がY軸ガルバノミラー22
0Yに向かう配置となされている。そして、両ガルバノ
ミラー220X,220Yの角度変更によって、レーザ
光の照射点がワークW(被マーキング対象物)上で2次
元的に走査される。ここで、本実施形態でもやはりX軸
ガルバノミラー220Xは、レーザ光の一部を透過しか
つ残りは反射する材質によって構成されている。より具
体的には、X軸ガルバノミラー220Xは、例えば、誘
電体多層膜をコートしたシリコンあるいは合成石英によ
って構成されている。そして、レーザ光源210からX
軸ガルバノミラー220Xへの光軸の延長上には、受光
手段としての受光素子290が配置されて、X軸ガルバ
ノミラー220Xを透過したレーザ光を受光可能として
ある。 【0033】コントローラ部201のうち符号111
は、コンソールであって、これによりマーキングする文
字・図形を設定することができると共に、表示部(図示
せず)を備えて、入力データを確認できる。 【0034】120は、データ生成手段であって、一対
のCPU1,2からなる。そして、データ生成手段12
0は、前記コンソール111から入力された前記マーキ
ング情報に基づいて、複数の座標データを生成する。 【0035】140は、記憶手段であって、メモリ14
2にカウンタ141を連ねてなる。そして、メモリ14
2に、前記データ生成手段120で生成した複数の座標
データが記憶される。 【0036】130は、制御手段であって、前記記憶手
段140に前記複数の座標データを格納すると共に、そ
れら座標データを記憶手段140から順番に取り出して
ラインドライバ/レシーバ50Aに出力させる。また、
制御手段130は、前記複数の座標データが、始点およ
び終点の座標データであるか否かを認識して、前記レー
ザ光源210をON/OFF制御する。また、制御手段130
には、メモリが内蔵され、そのメモリには、後述するX
軸ガルバノミラー220Xの角度に対応させてレーザ光
の透過率がデータテーブルとして記憶されている。 【0037】一方、ヘッド部301のうち符号230
は、D/A変換手段であって、前記コントローラ部20
1の記憶手段140からラインドライバ/レシーバ50
A,50Bを介して送られてきた複数の座標データを、
それぞれに対応する電圧に変換する。 【0038】240は、サーボ回路であって、D/A変
換手段230からの電圧に基づいて、前記ガルバノミラ
ー220の駆動手段260を制御する。 【0039】249は、接近状態検出手段であって、前
記D/A変換手段230からの各座標データに対応する
電圧と、前記ガルバノミラー220の駆動量に対応する
電圧とに基づいて、前記端点の座標データに対する、レ
ーザ光の照射位置の接近状態を検出する。より詳細に
は、接近状態検出手段249は、コンパレータ253、
ウィンドコンパレータ254、角度センサ251及び微
分回路252とから構成されている。そして、上記コン
パレータ253は、D/A変換手段230の出力電圧と
角度センサ251の出力電圧との差を、所定の第1の基
準電圧と比較して、その結果を第1の2値信号にして制
御手段130へと出力する。一方、前記コンパレータ2
54は、微分回路252の出力電圧と所定の第2の基準
電圧とを比較し、その結果を第2の2値信号にして制御
手段130へと出力する。 【0040】本実施形態のレーザマーキング装置は、以
下のように動作する。レーザ光源210から出射された
レーザ光は、ガルバノミラー220で反射してその反射
方向が変更されることにより、レーザ光の照射点がワー
クW上で走査されて、所望の文字・図形等がマーキング
される。このとき、第1実施形態と同様に、レーザ光の
一部は、X軸ガルバノミラー220Xを透過して、受光
素子290に受光され、その受光素子290からの受光
信号に基づいて制御手段130で、正規のレーザ出力と
実際のレーザ出力との差が求められ、この差をなくすよ
うにレーザ光源210のレーザ出力が制御される。これ
により、ワークWへと照射される実際のレーザ出力が、
設定通りの値に維持され、よって安定した印字品質を得
ることができる。 【0041】このように本実施形態のレーザマーキング
装置によっても、第1実施形態と同様の作用効果を得る
ことができる。なお、本実施形態のレーザマーキング装
置にて、マーキング情報の設定から印字動作に至るまで
を詳細に説明すると以下のようである。 【0042】まず、マーキングする文字・記号・図形等
のマーキング情報は、コンソール111にて入力され
る。コンソール111は入力装置と出力装置を兼ね備え
ており、入力されたマーキング情報が表示部によって確
認できるので、この表示を見ながらマーキング情報を入
力する。コンソール111からマーキング開始のトリガ
信号が入力されると、このトリガ信号を受けて、データ
生成手段120のCPU1は、入力されたマーキング情
報をベクトル成分と呼ばれる所定長の線分に分解し、始
点および終点の座標データを生成する。これら座標デー
タには、ベクトル成分が直線であるのか曲線であるのか
という線種の情報も含められる。 【0043】一方、データ生成手段120のCPU2
は、CPU1からの座標データを受け取ると制御手段1
30に格納開始信号を出力し、制御手段130はこの信
号を受けて、記憶手段140内のメモリ142を座標デ
ータの書き込みが可能な状態(書き込みモード)にセッ
トする。 【0044】また、CPU2は、CPU1からの座標デ
ータの情報を元にして、各ベクトル成分を、始点から終
点までの間を更に細かく分解し、始点及び終点とを含め
た複数の軌跡点の座標データを演算して求め、それぞれ
の座標データにアドレスを付してメモリ142に順次格
納していく。 【0045】このとき生成された軌跡点の座標データに
は、それが始点の座標データであるのか、終点の座標デ
ータであるのか、あるいは、中点の座標データであるの
かという点データの情報も含められる。CPU2は、全
ての座標データを演算し終えると、制御手段130へ印
字開始信号を出力する。すると、制御手段130は、メ
モリ142に格納されたこれら座標データを出力すると
共に、メモリ142をデータを読み出し可能な状態(読
み出しモード)にセットする。また、制御手段130
は、記憶手段140内にあるカウンタ141にカウンタ
制御信号を出力し、カウンタ141はこの制御信号を受
けてメモリ142のアドレスを順次カウントしていき座
標データを読み出し、出力する。 【0046】メモリ142から出力された座標データ
は、コントローラ部201のラインドライバ/レシーバ
50A,50Bを介して、D/A変換手段230へ送出
されると共に、制御手段130にも送出される。 【0047】制御手段130では、受けた座標データ
が、始点の座標データであるのか、終点の座標データで
あるのかに基づき、後述するレーザ制御信号であるON/O
FF信号をレーザ光源210へ出力し、レーザ光源210
はこの制御信号を受けてレーザ光をON/OFFさせる。 【0048】一方、D/A変換手段230では、受けた
座標データを電圧に変換してサーボ回路240へ出力す
ると共に、接近状態検出手段249に備えられた、ウィ
ンドウコンパレータ253に出力する。 【0049】サーボ回路240は、この電圧を受けて駆
動され、X軸ガルバノミラー220XおよびY軸ガルバ
ノミラー220Yの角度を変化させて、レーザ光源21
0からのレーザ光の方向を制御し、もって、ワークW上
に照射されるレーザ光を2次元方向に走査する。 【0050】また、サーボ回路240に備えた角度セン
サ251は、ガルバノミラー220X,220Yの角度
を検出し、この角度に対応した電圧をサーボ回路240
内にフィードバックすると共に、この電圧をウィンドウ
コンパレータ253にも出力し、さらに、ヘッド部30
1のラインドライバ/レシーバ50A,50Bを介して
制御手段130へも出力する。 【0051】また、サーボ回路240に速度検出手段と
して備えた微分回路252は、角度センサ251の出力
電圧を、ガルバノミラー220の走査速度に対応した電
圧に変換して、サーボ回路240内にフィードバックす
ると共に、この電圧を接近状態検出手段249に備えた
コンパレータ254にも出力する。 【0052】ウィンドウコンパレータ253は、D/A
変換手段230の出力電圧と、角度センサ251の出力
電圧との差を、所定の第1の基準電圧と比較し、その結
果を第1の2値信号として出力する。この第1の2値信
号は、ラインドライバ/レシーバ50A,50Bを介し
て制御手段130へと与えられる。 【0053】また、コンパレータ254は、微分回路2
52の出力電圧と所定の第2の基準電圧とを比較し、そ
の結果を第2の2値信号として出力し、この第2の2値
信号もラインドライバ/レシーバ50A,50Bを介し
て制御手段130へと入力される。 【0054】制御手段130では、メモリ142から送
出された座標データが、始点及び終点の座標データであ
った場合に、この2値信号を受け入れて、D/A変換手
段230からの電圧に対する角度センサ251からの電
圧の差が所定の第1の基準電圧以内であって、かつ、微
分回路252からの電圧が所定の第2の基準電圧以内の
時に、順次座標データを送出する。なお、上記要件を満
たさないときには、メモリ142のアドレスをカウント
しているカウンタ141をこの始点、或いは終点の座標
データのアドレスで繰り返しカウントさせるようにす
る。 【0055】また、制御手段130は、上述の要件を満
たして順次座標データを送出する場合に、その座標デー
タが始点の座標データのときには、メモリ142のアド
レスをカウントアップすると共に、レーザ光源210に
レーザ制御信号(ON信号)を与えて、レーザ光を出射さ
せる一方、終点の座標データであったときには、レーザ
光源210にレーザ制御信号(OFF信号)を与えて、レ
ーザ光をOFFする。 【0056】<他の実施形態>本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。 【0057】(1)前記第1及び第2の実施形態では、
受光手段はX軸ガルバノミラーを透過したレーザ光を受
光する構成であったが、Y軸ガルバノミラーを一部透過
型ミラーにして、それに対応した配置に受光素子及び角
度検出手段を設けた構成としてもよい。 【0058】(2)また、X軸及びY軸のガルバノミラ
ーの両方を一部透過型ミラーにして、それぞれに、受光
素子と角度検出手段を設けた構成としてもよい。 【0059】(3)前記第1及び第2の実施形態では、
光学ミラーは、X軸ガルバノミラーとY軸ガルバノミラ
ーの2つを備える構成であったが、これに限らず、どち
らか1つのみの光学ミラーを備える構成であっても良い 【0060】(4)励起光源の数は1つであっても、複
数であっても良い。 【0061】(5)前記第1及び第2の実施形態では、
入力装置はコンソールであったが、この限りではなく、
パソコンなどのキーボードによって入力するものであっ
ても良い。 【0062】(6)前記第1及び第2の実施形態では、
光ファイバはガラスファイバで構成されていたが、この
限りではなく、プラスチックファイバなどの屈曲可能な
樹脂性の光ファイバであっても良い。 【0063】(7)前記第1及び第2の実施形態では、
コントローラ部内のファイバは希土類ドープの光ファイ
バで、コントローラ部とヘッド部とを接続するファイバ
は光ファイバによって構成されていたが、この限りでは
なく、コントローラ部とヘッド部とを接続するファイバ
が希土類ドープの光ファイバによって構成されていても
よいし、あるいは、コントローラ部内からヘッド部まで
のファイバが同一の希土類ドープの光ファイバによって
構成されていても良い。 【0064】(8)本発明におけるレーザ光源は、気体
レーザ、液体レーザ、固体レーザ、半導体レーザなどレ
ーザ光を出射すものであればよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Use a galvanometer mirror to radiate the laser beam
By scanning over the object to be marked, the desired
Laser marking for marking characters, symbols, figures, etc.
Relates to the device. [0002] 2. Description of the Related Art A laser marking device is used for a laser light source.
At the beginning of setting the laser output, the laser output is as set.
Marking is performed, but it is
The actual work due to various factors.
The laser power emitted to Therefore, cheap
To maintain the specified print quality, monitor the laser output.
Control to stabilize the laser output to the set value.
It is necessary to And conventionally, the laser output is monitored
In order to achieve this, between the laser light source and the galvanometer mirror,
Separate splitter, half mirror, etc.
Part of the laser beam from the optical path onto the object to be marked
A configuration in which the light receiving element receives light toward another position is adopted.
It was. [0003] However, the above-mentioned problem is not solved.
In the conventional configuration, a beam splitter or the like is provided on the laser optical path.
The number of parts is increased because the optical system parts are required separately.
Add. Not only that, in the manufacturing process,
Adjusting the optical axis between the printer and the laser light source and light receiving element,
The number of man-hours to strictly adjust the beam splitter angle increases,
With the enormous adjustment work and the increase in the number of parts,
This increases the manufacturing cost. Further, as a conventional technique, an object to be marked
Monitor the reflected light of the laser beam irradiated on the object
Some configurations control the laser output of the light source. However
However, in this configuration, the material to be marked is
Quality, laser beam irradiation angle etc.
Because of this, the reflectance constantly fluctuates.
-Even if you monitor the laser light and control the laser output,
There was a problem that control could not be performed. Furthermore, a semiconductor laser is used as the laser light source.
In general, in a laser marking apparatus, a semiconductor label is used.
The laser beam is emitted from the semiconductor laser to the object to be marked.
The front direction and the back direction opposite to the object to be marked
The laser beam is emitted in both directions.
The power of the laser light emitted in both directions is almost the same.
Therefore, the light receiving means is arranged on the back side of the semiconductor laser,
Laser emitted from the semiconductor laser by this light receiving means
Some are configured to monitor light. However, in such a configuration,
The light receiving means is located on the back side of the semiconductor laser.
The object to be marked is, for example, metal
If the reflectance is high, the object to be marked
The return light reflected on the surface of the laser follows the path of the laser light.
The light is directly received by the light receiving means. As a result, semiconductor
This return to the laser beam emitted from the body laser to the back side
The light is added and the laser output can be controlled accurately.
There was no problem. The present invention has been made in view of the above circumstances.
Therefore, the output of the laser light source can be reduced while suppressing an increase in manufacturing cost.
To provide a laser marking device that can be stabilized
Objective. [0008] [Means for solving the problems and functions / effects]
In order to achieve the above, the laser markin according to the invention of claim 1
The laser device includes a laser light source and a laser emitted from the laser light source.
Galvano mirror device receiving light and galvano mirror device
The received laser light is applied to the object to be marked.
Galvanomi that can be reflected and the angle of reflection can be changed
And characters to be marked on the object to be marked
Each coordinate data of marking information such as symbols and figures
Outputs to the vano mirror and controls the laser output of the laser light source
In a laser marking device provided with a control means for
The galvanometer mirror transmits part of the laser light and leaves it
It consists of a partially transmissive mirror that reflects the
The laser beam that has passed through the mirror is received and the amount of received light is adjusted.
Light receiving means for supplying the received light signal to the control meansAnd partially transparent
Detects the angle of the mold mirror and detects the angle according to the angle
An angle detection means for providing a signal to the control means;
The transmittance of the mirror is made to correspond to the angle of the partially transmissive mirror
Storage means stored therein, the control means is an angle detection signal
The transmissivity according to the angle of the partially transmissive mirror is recorded based on
Read out from the memory means, the transmittance and preset laser output
The normal amount of light received by the light receiving means is calculated from the force,Positive light receiving means
And the actual received light amount obtained from the received light signal
Control the laser output of the laser light source to eliminate the difference
It has a feature. In the laser marking apparatus of claim 1,
-Laser light emitted from the user's light source is a partially transmissive mirror
By changing the reflection direction with
The light irradiation point is scanned over the object to be marked, and
Desired characters / figures are marked. At this time,
A part of the light is transmitted through a partially transmissive mirror to receive light.
Based on the light reception signal from the light receiving means,
The control means makes sure that the regular laser output and the actual laser output
Find the difference and control the laser power to eliminate this difference
Is done.Specifically, the control means receives the angle detection means.
Depending on the angle of the partially transmissive mirror based on the angle detection signal
Read the transmittance from the storage means, and set the transmittance in advance.
The amount of regular light received by the light receiving means is obtained from the laser output,
The actual amount of light received by the light receiving means and the actual amount obtained from the received light signal.
The laser light source laser
The output is controlled.This allows marking
The actual laser output irradiated to the object is as set.
So that stable print quality can be obtained.
The Moreover, in the present invention, a book is used for scanning the laser beam.
The galvanometer mirror itself, which is necessary in the future, becomes a partially transmissive mirror.
Since it was only changed, a beam splitter etc. was provided separately.
Suppressing production costs compared to conventional products
Can do. Furthermore, the light receiving means is partially transmitted from the laser light source.
If placed on the extension of the optical axis to the mold mirror,
Reflected light from the target object returns to the partially transmissive mirror
Even if the light is partially transmitted through the transmissive mirror,
Is not received by the light receiving element, so the laser output can be accurately
Can be monitored. [0010] [0011] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> The first embodiment of the present invention.
The laser marker is shown in FIG.
200 (corresponding to the control means of the present invention) and a separation type head
300 (corresponding to the galvanometer mirror device of the present invention)
And an input / output circuit 110 provided for each.
110 are connected by an electric cable 400
The In addition, the controller unit 200 and the head unit 300
An optical fiber 33 extends between them, and the controller unit 2
The laser beam generated at 00 is transmitted through this optical fiber 33.
It is given to the head unit 300. The controller section
The detailed configuration will be described in the order of 200 and the head unit 300.
The Laser generation provided in controller unit 200
Means 250 (corresponding to the “laser light source” of the present invention)
Reference numeral 10 denotes a laser light source composed of a semiconductor laser.
Yes, it is pulse-driven by the driver 11 and laser light
Is output. 20A, 20B and 20C are semiconductor lasers.
This is an excitation light source composed of These excitation light sources 20A,
20B and 20C are connected to the drivers 21A, 21B and 21C.
Each rare earth-doped optical fiber, which will be described later, is DC driven
Has a wavelength for exciting 30AB and 30BC rare earth elements
Output excitation light. 30AB is a single mode rare earth dopant.
Optical fiber, which is in the middle of this optical fiber 30AB
There is an isolator 90 for cutting the return light from the front.
Is provided. 30BC is a multimode rare earth
Doped optical fiber, bobbin-shaped shaft (not shown)
It is made into a compact shape by winding it multiple times.
The These rare earth doped optical fibers 30AB, 3
0BC is a glass fiber that contains both rare earths and can be bent.
It is composed of laser light by the amplification action of rare earth
Amplify. Reference numeral 80A denotes a coupling means, which is a laser light source.
10 from the optical fiber 31 and the excitation light source 20A
The extended optical fiber 32A is connected to the rare earth doped optical fiber.
Combines with Iva 30AB. 80B and 80C are also
The coupling means 80B is a rare earth doped optical fiber.
The optical fiber extended from the fiber 30AB and the excitation light source 20B.
Iba 32B is connected to the rare earth-doped optical fiber 30BC.
The coupling means 80C includes the rare earth doped optical fiber 30.
The optical fiber 32C extending from the BC and the excitation light source 20C
Are coupled to the optical fiber 33. And optical fiber
At 33, the controller unit 200 and the head unit 300 are
It is connected. Reference numeral 100 denotes control means, which includes:
Input means 401 (for example, console) is connected.
From the input means 401, the marking program
Or receiving the marking information,
Controls the vano mirror 50. In addition, the control means 100
Is provided with a series of memories (not shown).
Corresponds to the angle of the X-axis galvanometer mirror 51 described later.
The laser beam transmittance is stored as a data table.
ing. This will be described in detail later. Each of the laser generating means 250 described above
The part is stored in the case of the controller unit 200.
By filling with a silicone resin, which is a curable substance.
It is fixed. Also, in the controller unit 200
Although not shown, operating power is supplied to the cooling device and other parts of the device.
A power supply circuit to be supplied is also provided. On the other hand, of the head unit 300, 40 is a copier.
A remetric lens, the laser generating means 250
These amplified laser beams are converted into parallel beams. Reference numeral 60 denotes an fθ lens.
In response to the laser beam reflected by the vano mirror 50,
Focusing is performed on the surface of the workpiece W. Now, 50 is a galvanometer mirror,
X-axis galvanometer mirror 51 and Y-axis galvanometer mirror 52
Laser beam from the collimator lens 40
For example, from the X-axis galvanometer mirror 51 to the Y-axis galvano
It is arranged to reflect in the order toward the mirror 52
The And to change the angle of both galvanometer mirrors 51 and 52
Therefore, the laser beam irradiation point is on the object to be marked W.
Scanned two-dimensionally. Here, in this embodiment, the X axis
The galvanometer mirror 51 transmits part of the laser light and
Is made of a reflective material. More specific
For example, the X-axis galvanometer mirror 51 is, for example, a dielectric multilayer.
Constructed from silicon coated or synthetic quartz
Has been. And the laser light source side (collimator lens
40) from the optical axis to the X-axis galvanometer mirror 51
Is provided with a light receiving element 350 as a light receiving means,
Can receive laser light that has passed through the X-axis galvanometer mirror 51
It is as. Here, the amount of light received by the light receiving element 350 is the X axis.
It changes depending on the angle of the galvanometer mirror 51.
As the angle of the X-axis galvanometer mirror 51 changes, the X-axis
The transmittance of the laser beam in the galvanometer mirror 51 changes.
This is because that. In this embodiment, the X-axis gull
Angle detecting means 340 for detecting the angle of the vano mirror 51 is provided.
Angle detection corresponding to the angle of the X-axis galvanometer mirror 51
The output signal is sent to the control means 100 of the controller unit 200.
To give. In addition, the control means 100 includes the memory (illustrated
And the angle of the X-axis galvanometer mirror 51 as described above.
The laser beam transmittance corresponding to the
It is remembered. Here, the angle of the X-axis galvanometer mirror 51
The relationship between the transmittance and the transmittance is the relationship shown in the curve graph of FIG.
The data table of the memory has the above curve
It is generated based on the graph. Next, the operation of the present embodiment constructed as described above.
Will be explained. First, using the input means 401, the laser power
Setting values such as word and print speed, and marks such as characters and graphics
King information is input to the control means 100. Then, the system
The control means 100 runs a pre-input program.
From the above set values and marking information,
Control signals for controlling the output are sent to the drivers 11 and 21.
A, 21B, 21C. Then, driver 11
Drives the laser light source 10 in a pulsed manner and the driver 2
1A, 21B, 21C are excitation light sources 20A, 20B, 2
DC drive of 0C. Next, the laser marking device is provided.
If you turn on the excitation switch (not shown),
Excitation light is output from the excited excitation light source 20A, and this
Excitation light passes through the optical fiber 32A and the coupling means 80A.
Into both rare earth doped optical fibers 30AB and 30BC
Shoot. At this time, the output of the excitation light source 20A is small.
The optical fiber 3 is controlled so as to receive the excitation light.
When the entire 0AB and 30BC are in a uniform excited state,
The laser beam is generated when excited, and the laser beam is
Maintains strength that cannot be marked. At the start of marking, the control means 10
0 indicates the output of the laser light source 10 and the excitation light sources 20B and 20C.
Turn on the power. Then, from excitation light source 20B, 20C
Excitation light enters the rare earth-doped optical fiber 30BC.
Thus, the rare earth doped optical fiber 30BC is in a highly excited state.
In addition, the pulsed laser light from the laser light source 10 is rare
It is incident on the doped optical fiber 30AB. And
The laser light is a rare earth doped optical fiber 30AB and
Rare earth doped optical fiber 30BC in a highly excited state
It is amplified by passing. At this time,
The light is a single mode rare earth doped optical fiber 30
By passing through AB, the degree of amplification is small, but the light intensity
A laser beam with a well-distributed quality and good quality can be obtained.
Through a rare earth doped optical fiber 30BC
By this high quality laser beam marking
Is amplified to a sufficient intensity. Also, rare earth doped optical fiber
An isolator 90 is provided in the middle of the fiber 30AB.
Therefore, the laser light from the excitation light source 20C is returned backward
Is prevented. In this embodiment, the excitation light source 20A,
20B and 20C use light in the wavelength band that rare earths easily absorb
On the other hand, the laser light source 10 is excited.
Band when the emitted rare earth loses energy and emits light
The light is output. As a result, excitation light
The excitation light from the sources 20A, 20B, 20C is an optical fiber
30AB, absorbed by rare earth in 30BC and excited state
When the rare earth light is emitted from the laser light source 10
Whether light of wavelength enters the optical fibers 30AB and 30BC
Therefore, the light emission by stimulated emission is promoted, and the laser light is efficiently used.
Can be amplified. The amplified pulsed laser beam is coupled to the coupling means 80.
Controller unit 200 via C and optical fiber 33
To the head unit 300. Along with this,
The input / output circuit 110 of the controller unit 200 to the head unit 3
00 to the X and Y axes via the electric cable 400
Control signals and drive power for both galvanometer mirrors 51 and 52
Power is sent. In the head unit 300, the controller unit 20
Pulse laser light received from the 0 side is collimated by the collimator lens 4
When 0, the light is focused to parallel light, and this parallel light is applied to the galvanometer mirror 50.
So change direction. Here, with galvanometer mirror 50
The parallel light is converted into one by the X-axis galvanometer mirror 51.
Is scanned in the direction of X by the Y-axis galvanometer mirror 52.
In a direction orthogonal to the direction in which the axial galvanometer mirror 51 scans
By scanning, you can scan in any two-dimensional direction
it can. The parallel light from the galvanometer mirror 50 is fθlen
From the parallel light by the condenser lens 60 called
It is narrowed down to a spot laser beam for performing squeezing. This
Laser beam on the surface of the object W to be marked.
Thus, desired marking is performed. Now, here, the laser beam of the present invention is
The output control will be described. In this embodiment, Markin
In the middle of the moving operation, the collimator
Part of the laser light focused to parallel light by the lens 40 is the X axis.
Light passes through the galvanometer mirror 51 and is received by the light receiving element 350.
Is done. At this time, the angle detection means 340
The angle, which is the deflection angle of the mirror 51, is detected. The light receiving element 350 corresponds to the amount of light received.
The control unit 100 of the controller unit 200 outputs the received light signal.
On the other hand, the angle detection means 340 includes an X-axis galvanometer.
The angle detection signal corresponding to the angle of the
To the means 100. Then, the control means 100
The memory in the control means 100 (not shown)
From the angle of the X-axis galvanometer mirror 51.
Read the data of the excess rate, and this and the preset laser
From the output, based on the following formula,
Calculate the amount of received light. [Regular amount of light received by the light receiving element] = [Transmissivity] x [Set
Laser output] Then, [Normal received light amount of light receiving element] and [Reality of light receiving element]
The difference in the amount of light received at the time]
In addition, the laser output is controlled. As a control method,
The following may be used. For example, transmittance and reception
Of the laser beam currently marked based on the optical signal
[Measured laser output] is calculated by the following formula, [Measured laser output] = [Actual amount of light received by the light receiving element] /
[Transmissivity] This [Measured laser output] is changed to [Set laser output].
If the output is reduced, the output is reduced.
The laser output may be increased at the same time. further,
[Measured laser power] is [Set laser power]
If it is greater than the predetermined reference level,
You may control to lower. Thus, the laser marking of this embodiment
According to the device, as marking is performed over a long period of time,
For example, laser output due to semiconductor laser degradation, etc.
Even if falls below the set value, the laser output is compensated accordingly.
Because it is positively controlled, it always has a stable laser output.
Can do king and keep good quality marking
be able to. Moreover, in this embodiment, the laser beam is run.
X-axis galvanometer mirror 51 which is essentially necessary for inspection
I just changed my body to a partially transmissive mirror, so the beam
Compared to the conventional type with a separate splitter, etc.
The increase in strike can be suppressed. The light receiving element 3
50 from the laser light source side (collimator lens 40) to the X axis
Since it is arranged on the extension of the optical axis to the galvanometer mirror 51,
The reflected light from the object to be marked W is X-axis galvano.
When returning to the mirror 51 and passing through the mirror 51
Even so, the return light is not received by the light receiving element 350,
The laser output can be accurately monitored. By the way, the controller unit 200 and the head.
The fiber 33 connecting the unit 300 is cracked or broken.
If this occurs, the measured laser output mentioned above is extremely low.
It appears as a phenomenon to lower. Therefore, the measured laser output is
If it is significantly lower than the set reference level,
If the laser output is configured to stop, for example, a disconnected portion
The risk of leakage of laser light from can be avoided. <Second Embodiment> The laser marker of this embodiment.
The overall configuration of the king device is shown in FIG.
The head unit including the light source 210 and the galvanometer mirror 220
301 (corresponding to the galvanometer mirror device of the present invention)
And controller unit 201 (corresponding to the control means of the present invention)
) For each line driver / receiver 50
A and 50B are connected. The galvanometer mirror 220 has a pair of galvanometers.
The laser light source 210 includes mirrors 220X and 220Y.
From the X-axis galvanometer mirror 220, for example.
X is received first, and the reflected light is Y-axis galvanometer mirror 22.
The arrangement is toward 0Y. And both galvanos
By changing the angle of the mirrors 220X and 220Y, the laser
Light irradiation point is secondary on workpiece W (object to be marked)
Originally scanned. Here, the X axis is also used in this embodiment.
The Galvano mirror 220X can only transmit part of the laser light.
The remainder is made of a reflective material. More
Physically, the X-axis galvanometer mirror 220X, for example,
It is made of silicon or synthetic quartz coated with an electric multilayer.
It is configured. The laser light source 210 to X
On the extension of the optical axis to the axial galvanometer mirror 220X, no light is received
A light receiving element 290 as a means is arranged to
The laser beam that has passed through the mirror 200X can be received.
is there. Reference numeral 111 in the controller unit 201 is shown.
Is a console and the statement marking it
Characters and figures can be set, and the display unit (illustrated
)) And input data can be confirmed. Reference numeral 120 denotes data generation means, which is a pair of data generation means.
CPUs 1 and 2. And the data generation means 12
0 is the mark input from the console 111.
A plurality of coordinate data is generated based on the mapping information. Reference numeral 140 denotes storage means, which is a memory 14.
2 and a counter 141 are connected. And the memory 14
2, a plurality of coordinates generated by the data generation means 120
Data is stored. Reference numeral 130 denotes control means, which is the memory device.
The plurality of coordinate data is stored in the stage 140, and
These coordinate data are retrieved from the storage means 140 in order.
The output is made to the line driver / receiver 50A. Also,
The control means 130 is configured so that the plurality of coordinate data is a start point and a start point.
And the coordinate data of the end point is recognized.
The light source 210 is ON / OFF controlled. Further, the control means 130
Has a built-in memory.
Laser light corresponding to the angle of the axial galvanometer mirror 220X
Are stored as a data table. On the other hand, reference numeral 230 of the head portion 301 is provided.
Is a D / A conversion means, and the controller unit 20
1 storage means 140 to line driver / receiver 50
A plurality of coordinate data sent via A and 50B,
Convert to the corresponding voltage. A servo circuit 240 is a D / A converter.
Based on the voltage from the conversion means 230, the galvano mirror
-220 controls the driving means 260. Reference numeral 249 denotes an approach state detection means,
Corresponding to each coordinate data from the D / A conversion means 230
Corresponds to the voltage and the driving amount of the galvanometer mirror 220
Based on the voltage, the coordinates for the coordinate data of the end points are
-The approaching state of the irradiation position of the laser beam is detected. In more detail
The approach state detection means 249 includes a comparator 253,
Window comparator 254, angle sensor 251, and fine
And a dividing circuit 252. And the above
The paralator 253 is connected to the output voltage of the D / A converter 230.
The difference from the output voltage of the angle sensor 251 is determined as a predetermined first base.
Compared to the quasi-voltage, the result is controlled as a first binary signal.
To the control means 130. Meanwhile, the comparator 2
54 is an output voltage of the differentiating circuit 252 and a predetermined second reference.
Compare the voltage and control the result as a second binary signal
Output to means 130. The laser marking apparatus of this embodiment is as follows.
It works as follows. Emitted from laser light source 210
The laser beam is reflected by the galvanometer mirror 220 and reflected.
By changing the direction, the laser beam irradiation point
Scanned on the mark W, marking the desired characters, figures, etc.
Is done. At this time, as in the first embodiment, the laser beam
Part of light is transmitted through the X-axis galvanometer mirror 220X
Light received by the element 290 and received from the light receiving element 290
Based on the signal, the control means 130 determines the normal laser output and
The difference from the actual laser output is required, and this difference is eliminated.
In this way, the laser output of the laser light source 210 is controlled. this
Thus, the actual laser output irradiated to the workpiece W is
The set value is maintained, so that stable print quality is obtained.
Can be. Thus, the laser marking of this embodiment
Effects similar to those of the first embodiment can also be obtained by the apparatus.
be able to. The laser marking device of this embodiment
From marking information setting to printing operation
Is described in detail as follows. First, characters, symbols, figures, etc. to be marked
The marking information is entered on the console 111
The Console 111 has both input device and output device
The entered marking information is confirmed by the display unit.
The marking information can be entered while looking at this display.
To help. Marking start trigger from console 111
When a signal is input, this trigger signal is received and data
The CPU 1 of the generation unit 120 receives the input marking information.
The information is broken down into line segments of a predetermined length called vector components.
Generate point and end point coordinate data. These coordinate data
Whether the vector component is a straight line or a curve
The line type information is also included. On the other hand, the CPU 2 of the data generating means 120
When the coordinate data from the CPU 1 is received, the control means 1
30 and the control means 130 outputs this signal.
The memory 142 in the storage means 140
Set to a state where data can be written (write mode).
To do. The CPU 2 also receives coordinate data from the CPU 1.
Each vector component from the start point to the end
Break down to the point in more detail, including the start and end points
Calculate the coordinate data of multiple trajectory points,
An address is assigned to each coordinate data, and the data is sequentially stored in the memory 142.
I will pay. In the coordinate data of the locus point generated at this time,
Is the coordinate data of the start point or the coordinate data of the end point
Or the coordinate data of the midpoint
Information on point data is also included. CPU2 is all
When all the coordinate data have been calculated,
The character start signal is output. Then, the control means 130
When these coordinate data stored in the memory 142 are output,
In both cases, data can be read from the memory 142 (read
Set to (Flush mode). Further, the control means 130
Counter to the counter 141 in the storage means 140
A control signal is output, and the counter 141 receives this control signal.
Count the addresses in the memory 142 sequentially.
Read and output the target data. The coordinate data output from the memory 142
The line driver / receiver of the controller unit 201
Send to D / A conversion means 230 via 50A and 50B
At the same time, it is also sent to the control means 130. The control means 130 receives the received coordinate data.
Is the coordinate data of the start point or the coordinate data of the end point
ON / O which is a laser control signal to be described later
The FF signal is output to the laser light source 210 and the laser light source 210 is output.
Receives the control signal and turns on / off the laser beam. On the other hand, the D / A conversion means 230 received
Convert coordinate data to voltage and output to servo circuit 240
In addition, a window provided in the approach state detection means 249 is provided.
The data is output to the window comparator 253. The servo circuit 240 receives this voltage and drives it.
X axis galvanometer mirror 220X and Y axis galvo
The laser light source 21 is changed by changing the angle of the mirror 200Y.
Controls the direction of the laser beam from 0, so on the workpiece W
Is scanned in a two-dimensional direction. In addition, the angle sensor provided in the servo circuit 240
Sa 251 is an angle of galvanometer mirrors 220X and 220Y.
And a voltage corresponding to this angle is applied to the servo circuit 240.
And feed this voltage back into the window
The data is also output to the comparator 253, and further the head unit 30.
Via one line driver / receiver 50A, 50B
Also output to the control means 130. The servo circuit 240 includes speed detection means.
The differentiation circuit 252 provided as an output of the angle sensor 251
The voltage is a voltage corresponding to the scanning speed of the galvano mirror 220.
Converted into pressure and fed back into the servo circuit 240
In addition, this voltage is provided in the approach state detection means 249.
Also output to the comparator 254. The window comparator 253 has a D / A
The output voltage of the conversion means 230 and the output of the angle sensor 251
The difference from the voltage is compared with a predetermined first reference voltage and
The result is output as a first binary signal. This first binary signal
Is sent via line drivers / receivers 50A and 50B.
To the control means 130. The comparator 254 includes a differentiating circuit 2.
52 output voltage is compared with a predetermined second reference voltage.
Is output as a second binary signal, and this second binary signal is output.
Signals are also sent via line drivers / receivers 50A and 50B.
To the control means 130. The control means 130 sends it from the memory 142.
The output coordinate data is the coordinate data of the start point and end point.
If this binary signal is accepted, the D / A conversion
The voltage from angle sensor 251 for the voltage from stage 230
The pressure difference is within a predetermined first reference voltage and
The voltage from the dividing circuit 252 is within a predetermined second reference voltage.
Sometimes, coordinate data is sent out sequentially. Note that the above requirements are met.
If not, count the memory 142 address
The counter 141 is set to the coordinates of the start point or end point.
Repeat counting at the data address
The The control means 130 satisfies the above requirements.
Therefore, when sending coordinate data sequentially, the coordinate data
When the data is the coordinate data of the start point,
Counts up to the laser light source 210
Provide laser control signal (ON signal) and emit laser light
On the other hand, if the coordinate data of the end point is
A laser control signal (OFF signal) is given to the light source 210 to
-Turn off the light. <Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, I will explain below
Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
Other than the following, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Can be applied. (1) In the first and second embodiments,
The light receiving means receives the laser light transmitted through the X-axis galvanometer mirror.
It was configured to shine, but partially transmitted through the Y-axis galvanometer mirror
Type mirror, light receiving element and corner in the corresponding arrangement
It is good also as a structure which provided the degree detection means. (2) Also, X-axis and Y-axis galvano mirrors
-Both are partially transmissive mirrors, each receiving light
It is good also as a structure which provided the element and the angle detection means. (3) In the first and second embodiments,
The optical mirror is X-axis galvanometer mirror and Y-axis galvanometer.
-It was a configuration with two, but not limited to this, either
It may be configured to include only one optical mirror. (4) Even if the number of excitation light sources is one,
It may be a number. (5) In the first and second embodiments,
The input device was a console.
Input using a keyboard such as a computer
May be. (6) In the first and second embodiments,
The optical fiber was made of glass fiber.
Not limited to bendable plastic fibers
A resinous optical fiber may be used. (7) In the first and second embodiments,
The fiber in the controller section is a rare earth doped optical fiber.
Fiber connecting the controller and head
Was made up of optical fiber,
Without connecting the controller and head
Even if it is composed of rare earth doped optical fiber
Good, or from the controller to the head
Fiber is the same rare earth doped optical fiber
It may be configured. (8) The laser light source in the present invention is a gas
Lasers, liquid lasers, solid-state lasers, semiconductor lasers, etc.
Any device that emits laser light may be used.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の第1実施形態のレーザマーキング装
置を示すブロック図 【図2】 ガルバノミラーの角度と透過率との関係を示
したグラフ 【図3】 第2実施形態のレーザマーキング装置を示す
ブロック図 【符号の説明】 50,220…ガルバノミラー 51…X軸ガルバノミラー(一部透過型ミラー) 70…マーキング対象物 100,130…制御手段 200,201…コントローラ部(制御手段) 300,301…ヘッド部 210…レーザ光源 220…X軸ガルバノミラー(一部透過型ミラー) 250…レーザ発生手段(レーザ光源) 251…角度センサ(角度検出手段) 290…受光素子 300,301…ヘッド部(ガルバノミラー装置) 340…角度検出手段 350…受光素子 W…ワーク(被マーキング対象物)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a laser marking device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the angle of a galvanometer mirror and transmittance. 1 is a block diagram showing a laser marking device of an embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 50, 220 ... Galvano mirror 51 ... X-axis galvano mirror (partially transmissive mirror) 70 ... Marking object 100, 130 ... Control means 200, 201 ... Controller Numerals (control means) 300, 301 ... Head part 210 ... Laser light source 220 ... X-axis galvanometer mirror (partially transmissive mirror) 250 ... Laser generation means (laser light source) 251 ... Angle sensor (angle detection means) 290 ... Light receiving element 300, 301 ... Head (galvanomirror device) 340 ... Angle detection means 350 ... Light receiving element W ... Workpiece (marked pair) Things)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 レーザ光源と、 前記レーザ光源が出射したレーザ光を受けるガルバノミ
ラー装置と、 前記ガルバノミラー装置に設けられて、受けたレーザ光
を被マーキング対象物に向けて反射しかつその反射角度
を変更可能なガルバノミラーと、 前記被マーキング対象物上にマーキングする文字・記号
・図形等のマーキング情報の各座標データを、前記ガル
バノミラーに出力しかつ前記レーザ光源のレーザ出力を
制御する制御手段とを備えたレーザマーキング装置にお
いて、 前記ガルバノミラーは、レーザ光の一部を透過しかつ残
りを反射する一部透過型ミラーで構成され、 前記一部透過型ミラーを透過したレーザ光を受光して、
その受光量に応じた受光信号を前記制御手段に与える受
光手段と、 前記一部透過型ミラーの角度を検出して、その角度に応
じた角度検出信号を前記制御手段に与える角度検出手段
と、 前記一部透過型ミラーの透過率を、前記一部透過型ミラ
ーの角度に対応させて記憶した記憶手段とを備え、 前記制御手段は、前記角度検出信号に基づいて前記一部
透過型ミラーの角度に応じた透過率を前記記憶手段から
読み出し、前記透過率と予め設定されたレーザ出力とか
ら前記受光手段の正規の受光量を求め、 前記受光手段の
正規の受光量と、前記受光信号から求められる実際の受
光量との差異をなくすように、前記レーザ光源のレーザ
出力を制御することを特徴とするレーザマーキング装
置。
(57) Claims 1. A laser light source, a galvano mirror device that receives laser light emitted from the laser light source, and a laser light device provided on the galvano mirror device to receive the received laser light. A galvano mirror that reflects toward an object and can change its reflection angle, and outputs coordinate data of marking information such as characters, symbols, and figures to be marked on the object to be marked to the galvano mirror and And a control unit that controls a laser output of the laser light source, wherein the galvanometer mirror includes a partially transmissive mirror that transmits a part of the laser light and reflects the remainder, and the partially transmissive mirror The laser beam that has passed through the mold mirror is received,
The angle of the light receiving means for providing the light receiving signal corresponding to the amount of received light to the control means and the partially transmissive mirror is detected, and the angle is adjusted.
Angle detection means for supplying the detected angle detection signal to the control means
And the transmittance of the partially transmissive mirror, the partially transmissive mirror
Storage means stored in correspondence with the angle of-, and the control means based on the angle detection signal
The transmittance according to the angle of the transmissive mirror is obtained from the storage means.
Read out, the transmittance and preset laser output
Obtaining a normal light reception amount of the light receiving means, and controlling a laser output of the laser light source so as to eliminate a difference between a normal light reception amount of the light receiving means and an actual light reception amount obtained from the light reception signal. A laser marking device characterized by the above.
JP2000125205A 2000-04-26 2000-04-26 Laser marking device Expired - Fee Related JP3456945B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000125205A JP3456945B2 (en) 2000-04-26 2000-04-26 Laser marking device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000125205A JP3456945B2 (en) 2000-04-26 2000-04-26 Laser marking device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001300746A JP2001300746A (en) 2001-10-30
JP3456945B2 true JP3456945B2 (en) 2003-10-14

Family

ID=18635197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000125205A Expired - Fee Related JP3456945B2 (en) 2000-04-26 2000-04-26 Laser marking device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3456945B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4021680B2 (en) * 2002-02-22 2007-12-12 サンクス株式会社 Laser processing equipment
JP2007190566A (en) * 2006-01-17 2007-08-02 Miyachi Technos Corp Fiber laser beam machining apparatus
JP5507910B2 (en) * 2009-07-15 2014-05-28 株式会社キーエンス Laser processing equipment
JP5465495B2 (en) * 2009-09-07 2014-04-09 株式会社キーエンス Laser processing equipment
JP5695883B2 (en) * 2010-10-29 2015-04-08 パナソニック デバイスSunx株式会社 Laser processing equipment
JP5819644B2 (en) * 2011-06-10 2015-11-24 株式会社アマダミヤチ Laser processing equipment
JP6734652B2 (en) * 2016-01-15 2020-08-05 株式会社ブリヂストン Method for manufacturing mold for rubber article

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001300746A (en) 2001-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE35446E (en) Laser marker system
JP4500374B2 (en) Laser marking system and energy control method
US9608397B2 (en) Laser processing device
JP4445217B2 (en) Laser marking device
JP4705437B2 (en) Laser processing apparatus and focal position indication method of laser processing apparatus
US4927226A (en) Multiplexer for high power CW lasers
JP3456945B2 (en) Laser marking device
JP2006281268A (en) Laser beam machine
US6760105B2 (en) Method and apparatus for inspecting DNA and method for detecting fluorescence
JP2005347338A (en) Laser beam machining device
JP4194458B2 (en) Laser marking device and method for adjusting work distance of laser marking device
JP4519443B2 (en) Laser processing apparatus and work distance adjustment method thereof
JP3682295B2 (en) Laser processing equipment
JP2016032832A (en) Laser processing device
JP3809998B2 (en) Galvano scanning laser marking device and projection image projection method thereof.
JP4718916B2 (en) Laser marking device
JP3425551B2 (en) Laser marking device
KR100312924B1 (en) Scan Marking of Manufacturing Products
JP4304037B2 (en) Laser marking device
JP6981442B2 (en) Laser marker
JP2002239758A (en) Device for marking with laser beam
EP0724928A1 (en) Transmission type liquid crystal mask marker
JPH02133891A (en) Bar-code scanner
JP2002195809A (en) Optical dimension measuring method and device
JP2651995B2 (en) Transmissive liquid crystal mask marker and laser engraving method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees