RU2475363C2 - Laser crystal-based-line printer of labels and packages - Google Patents

Laser crystal-based-line printer of labels and packages Download PDF

Info

Publication number
RU2475363C2
RU2475363C2 RU2011110775/12A RU2011110775A RU2475363C2 RU 2475363 C2 RU2475363 C2 RU 2475363C2 RU 2011110775/12 A RU2011110775/12 A RU 2011110775/12A RU 2011110775 A RU2011110775 A RU 2011110775A RU 2475363 C2 RU2475363 C2 RU 2475363C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
emitters
crystals
line
power
Prior art date
Application number
RU2011110775/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011110775A (en
Inventor
Анатолий Петрович Бесплеменнов
Original Assignee
Анатолий Петрович Бесплеменнов
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 Анатолий Петрович Бесплеменнов filed Critical Анатолий Петрович Бесплеменнов
Priority to RU2011110775/12A priority Critical patent/RU2475363C2/en
Publication of RU2011110775A publication Critical patent/RU2011110775A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475363C2 publication Critical patent/RU2475363C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to packing equipment, machine building and instrument making, particularly, to direct-action printers, and aims at increasing printer rate and decreasing its sizes. Proposed laser matrix printers uses the line of, at least, five laser emitters for scanning the image pattern over its height, discrete single-emitter diode lasers, and integral optical system. Data line printing is performed by burning off of label or package surface layer points of image pattern perplexing in colour or shade relative to underlayer or substrate.
EFFECT: higher security against counterfeit, decreased sizes and simplified design.
5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для упаковки, машиностроительным, приборостроительным технологиям, к принтерам прямого действия на материал. Принтер является автономным узлом и предназначен для применения в составе технологических линий. Функция устройства - наносить краткую информацию на выпускаемую продукцию. Это востребовано при производстве продуктов питания, напитков, фармацевтических препаратов для обозначения даты изготовления, в некоторых случаях - времени или смены и срока годности.The invention relates to equipment for packaging, machine-building, instrument-making technologies, to printers of direct action on the material. The printer is an autonomous unit and is intended for use as part of technological lines. The function of the device is to put brief information on the manufactured products. This is in demand in the production of food, beverages, pharmaceuticals to indicate the date of manufacture, in some cases - time or shift and expiration date.

Принцип действия заключается в выжигании или испарении верхнего слоя этикетки или упаковки сфокусированными лучами линейки диодных лазерных чипов. Для хорошей читаемости наносимого текста верхний слой или краска материала упаковки или этикетки должен быть темного тона и/или из материала, поглощающего инфракрасный свет, основа - контрастного с ним тона или цвета. Многие производители уже применяют такие этикетки и упаковки, остальные могут при желании заказать их при разработке нового дизайна упаковки. Помимо улучшения внешнего вида, это защищает продукцию от подделки.The principle of operation is the burning or evaporation of the upper layer of the label or packaging with focused rays of a line of diode laser chips. For good readability of the applied text, the top layer or paint of the material of the package or label should be of a dark tone and / or of a material that absorbs infrared light, the base should be a contrast tone or color. Many manufacturers are already using such labels and packaging, others can optionally order them when developing a new packaging design. In addition to improving the appearance, this protects the product from counterfeiting.

Применение параллельных методов позволяет умножить мощность установки на число параллельно работающих модулей, что в итоге позволяет увеличить скорость работы устройства в целом. Применительно к заявляемому принтеру этим решается еще одна важная задача - исключаются подвижные элементы развертки луча и минимизируются габариты.The use of parallel methods allows you to multiply the installation power by the number of parallel working modules, which ultimately allows you to increase the speed of the device as a whole. In relation to the claimed printer, this solves another important problem - excluded the moving elements of the sweep of the beam and minimized dimensions.

Наиболее близким аналогом является устройство, описанное в [1]. Работа основана на способе, предложенном в статье [2] для распараллеливания потоков данных, записываемых на оптический носитель для повышения скорости записи и чтения данных. Были изготовлены: устройство для пайки и принтер для полимерной фольги, у которого печатающая головка состояла из двух полосок с шириной эмиттеров 100 мкм и шагом между эмиттерами 200 мкм.The closest analogue is the device described in [1]. The work is based on the method proposed in article [2] for parallelizing data streams recorded on optical media to increase the speed of writing and reading data. Were made: a device for soldering and a printer for polymer foil, in which the print head consisted of two strips with a width of emitters of 100 microns and a pitch between emitters of 200 microns.

В работах [1], [2] и [3] освещены серьезные проблемы электрического и теплового влияния соседних эмиттеров друг на друга, если они содержатся в одном кристалле.In [1], [2] and [3], serious problems of the electric and thermal influence of neighboring emitters on each other, if they are contained in one crystal, are highlighted.

Кроме того, получить равномерную однородную полосу света невозможно из-за разброса параметров эмиттеров. Сфокусированному изображению полоски присущ эффект «улыбки», заключающийся в прогибе средней части вниз.In addition, it is impossible to obtain a uniform homogeneous strip of light due to the spread in the parameters of the emitters. The focused image of the strip has the “smile” effect, which consists in the downward deflection of the middle part.

Лазерные полоски рассчитаны на применение именно в виде полосок, а также в виде набранных в стек вертикальных массивов из полосок для накачки рабочего тела твердотельных лазеров (DPSS Laser). Выпускаются с числом эмиттеров 19…60 и др. при ширине полоски ~10 мм и длине 1 мм. Мощность одного эмиттера составляет всего ~1 Ватт. При сравнении разных технологий наибольшая прожигающая способность характерна для длины волны 808 нм.Laser strips are designed for use in the form of strips, as well as in the form of stacked vertical arrays of strips for pumping the working fluid of solid-state lasers (DPSS Laser). Available with a number of emitters 19 ... 60 and others. With a strip width of ~ 10 mm and a length of 1 mm. The power of one emitter is only ~ 1 Watt. When comparing different technologies, the highest burning ability is characteristic for a wavelength of 808 nm.

В экспериментальной части работы были протестированы полоски, имеющие 60 эмиттеров и мощность в импульсном режиме (QCW) 100 Вт.In the experimental part of the work, strips having 60 emitters and a pulse power (QCW) of 100 W were tested.

Подвести и припаять провод к электроду эмиттера шириной 0,16 мм практически невозможно. Для упрощения технологии монтажа линейка эмиттеров была геометрически разделена на группы по 5…8 штук для получения 7 строк растра, требуемых для целей маркировки. Сверху на каждый из 7 массивов из 5…8 эмиттерных электродов припаивался общий электрод с токоподводящим проводом.It is almost impossible to lead and solder the wire to the emitter electrode 0.16 mm wide. To simplify the installation technology, the line of emitters was geometrically divided into groups of 5 ... 8 pieces to obtain 7 lines of the raster required for marking purposes. On top of each of 7 arrays of 5 ... 8 emitter electrodes, a common electrode with a current-carrying wire was soldered.

Более простым способом оказалось расколоть полоску на кусочки по 5…8 эмиттеров, а затем спаять их на общую основу с интервалом ~1 мм для лучшей электрической и тепловой развязки и охлаждения.A simpler way was to split the strip into pieces of 5 ... 8 emitters, and then solder them onto a common base with an interval of ~ 1 mm for better electrical and thermal isolation and cooling.

Оба способа не дали положительных результатов при маркировании этикетки. Это обусловлено тем фактом, что сфокусировать лазерное излучение, исходящее из группы в несколько эмиттеров в одну точку примерно круглой формы невозможно, а мощности одного эмиттера 1,6 Ватта недостаточно для выжигания точки, видимой глазом без увеличительного стекла, на подвижном материале.Both methods did not give positive results when labeling labels. This is due to the fact that it is impossible to focus laser radiation emanating from a group of several emitters into one approximately circular point, and the power of one emitter of 1.6 watts is not enough to burn out a point that is visible to the eye without a magnifying glass on moving material.

Лазерные диоды в корпусах - хорошее решение для упрощения монтажа и последующего ремонта, кроме того, в них бывает встроен фотодиод обратной связи, что позволяет выравнивать мощность массива диодов и компенсировать уменьшение светового потока к концу срока службы. Однако применить корпусные диоды не представилось возможным, так как эмиттеры имеют линейные размеры порядка 100 мкм, а расстояние между ними из-за корпусов не может быть менее 5 мм. Растр символа не получится.Laser diodes in housings are a good solution to simplify installation and subsequent repair, in addition, a feedback photodiode is also integrated in them, which makes it possible to equalize the power of the array of diodes and compensate for the decrease in luminous flux by the end of its service life. However, it was not possible to use case diodes, since emitters have linear dimensions of the order of 100 μm, and the distance between them due to the cases cannot be less than 5 mm. The character raster will not work.

Использовать массив лазерных диодов и соответствующих им микролинз как в [3] технологически и экономически неэффективно.Using an array of laser diodes and their corresponding microlenses as in [3] is technologically and economically inefficient.

Можно констатировать, что если нужен растр с малой мощностью и числом строк разложения изображения 19 и более, надо применять лазерные полоски в неразрезанном виде с индивидуальным управлением каждым эмиттером. Но в нашем случае при числе строк 5...8 целесообразно применить одноэмиттерные бескорпусные лазерные диодные кристаллы большой мощности (Unmounted Laser Die), Рис.2.It can be stated that if you need a raster with a low power and the number of lines of image decomposition of 19 or more, you need to use laser strips in uncut form with individual control of each emitter. But in our case, with the number of lines 5 ... 8, it is advisable to use single-emitter high-power single-shell laser diode crystals (Unmounted Laser Die), Fig. 2.

Маркираторы на СО2 лазерах имеют мощность 10…20 Вт. Эффективность энергетического воздействия на вещество в случае применения твердотельных лазеров в 2-3 раза выше в сравнении с газовыми, это связано с тем, что частота колебаний с длиной волны 808 нм в 13 раз больше, чем 10.6 мкм и несет больше энергии. Поэтому мощности твердотельного лазера величиной в 10 Вт будет достаточно.CO2 laser markers have a power of 10 ... 20 watts. In the case of using solid-state lasers, the energy effect on a substance is 2-3 times higher compared to gas lasers, due to the fact that the oscillation frequency with a wavelength of 808 nm is 13 times greater than 10.6 μm and carries more energy. Therefore, the power of a solid-state laser of 10 W will be enough.

Из требований хорошей читаемости текста было определено, что растр из не менее, чем 5 линий подходит для отображения цифровых данных, 7 линий вполне достаточно для отображения алфавитно-цифровой информации (Рис.3).From the requirements of good readability of the text, it was determined that a raster of at least 5 lines is suitable for displaying digital data, 7 lines are quite sufficient for displaying alphanumeric information (Fig. 3).

В заявляемом принтере для вертикальной развертки изображения выводимого символа было предложено использовать линейку из 7 активных элементов, а горизонтальную - осуществлять перемещением предмета мимо печатающей головки при движении по транспортеру или карусели этикетировочного станка.In the inventive printer, for vertical scanning the image of the displayed symbol, it was proposed to use a ruler of 7 active elements, and horizontal - to move the item past the print head when moving along the conveyor or carousel of the labeling machine.

В качестве лазерных кристаллов выбраны чипы, аналогичные по параметрам JDL-BAE-200-808-TM-8-4.0 производства фирмы JENOPTIK Lasers & Material Processing. Их параметры такие:Chips similar in parameters to JDL-BAE-200-808-TM-8-4.0 manufactured by JENOPTIK Lasers & Material Processing were selected as laser crystals. Their parameters are as follows:

Наименование:Name: High Power Single Emitter Diode Lasers (высокомощные одноэмиттерные диодные лазеры)High Power Single Emitter Diode Lasers (High Power Single Emitter Diode Lasers) Количество эмиттеров:Number of Emitters: 1one Ширина эмиттераEmitter Width 200 нм200 nm Ширина кристаллаCrystal width 0.6 мм0.6 mm Длина кристаллаCrystal length 4 мм4 mm Толщина кристаллаCrystal thickness 0.12 мм0.12 mm Длина волны излученияRadiation wavelength 808 нм808 nm Оптическая выходная мощностьOptical power output 8 Вт8 watts Режимы работыOperating modes непрерывный, коммутируемый (CW, Switched)continuous, switched (CW, Switched) Модуляция мощностиPower modulation 100%one hundred% Дивергенция луча по короткой осиBeam divergence along the short axis 30 град30 deg Дивергенция луча по длинной осиBeam divergence along the long axis 10 град10 deg ЭффективностьEfficiency 1.1 Вт/А1.1 W / A Пороговый токThreshold current 1.2 А1.2 A Рабочий ток и напряжениеWorking current and voltage 8.5 А 1.8 В8.5 A 1.8 V

Можно также использовать промышленные лазерные модули C-mount, B-mount 3…5 Вт в качестве доноров лазерных кристаллов. На кристалл мощностью 3 Вт в непрерывном режиме можно подавать до 10 Ватт в импульсном. Общая мощность 7 кристаллов составит 70 Вт в импульсе, и при высоте шрифта 2…5 мм этого достаточно для получения четко прорисованного столбца из 7 точек.You can also use industrial laser modules C-mount, B-mount 3 ... 5 W as donors of laser crystals. Up to 10 watts per pulse can be supplied to a 3 W crystal in continuous mode. The total power of 7 crystals will be 70 watts per pulse, and with a font height of 2 ... 5 mm this is enough to get a clearly drawn column of 7 points.

На рис.1 изображена полоска лазерных эмиттеров (Laser Bar).Figure 1 shows a strip of laser emitters (Laser Bar).

На рис.2 изображен лазерный кристалл (Unmounted Die).Figure 2 shows a laser crystal (Unmounted Die).

На рис.3 изображен пример выполняемого заявленным принтером шрифта.Figure 3 shows an example of the font executed by the claimed printer.

На рис.4 изображен основной узел - подложка с кристаллами.Figure 4 shows the main assembly — a substrate with crystals.

На рис.5 изображена линейка смонтированных лазерных кристаллов.Figure 5 shows a line of mounted laser crystals.

Схематическое расположение элементов печатающей головки показано на рис.4, 5 (размеры указаны в миллиметрах).The schematic arrangement of the elements of the print head is shown in Fig. 4, 5 (dimensions are indicated in millimeters).

Подложка (1) по требованиям технологии изготавливается из окиси бериллия (ВеО) или сплава меди с вольфрамом (CuW). Это обеспечивает одинаковый температурный коэффициент расширения подложки и кристаллов. Подложка покрыта золотом, кристаллы тоже имеют золотые электроды.According to the technology requirements, the substrate (1) is made of beryllium oxide (BeO) or an alloy of copper with tungsten (CuW). This provides the same temperature coefficient of expansion of the substrate and crystals. The substrate is coated with gold, the crystals also have gold electrodes.

На подложку специальным припоем (например, AuSn) припаяны семь основных кристаллов (2) так, чтобы срез излучающей поверхности был на срезе подложки. Основные семь лучей имеют длину волны 808 нм и практически незаметны для глаз, поэтому по краям основных смонтированы еще два маломощных лазерных кристалла (3), излучающих красный свет для фокусировки всех лучей и обозначения размера и границ печатаемой строки на этикетке.Seven main crystals (2) are soldered to the substrate with a special solder (for example, AuSn) so that the cut of the radiating surface is on the cut of the substrate. The main seven rays have a wavelength of 808 nm and are almost invisible to the eyes, so two more low-power laser crystals (3) are mounted at the edges of the main ones, emitting red light to focus all the rays and indicate the size and boundaries of the printed line on the label.

К верхним электродам кристаллов припаиваются золотые или позолоченные токоподводящие провода. Они крепятся к планке (4). Провода основных излучателей показаны на рисунках синим цветом, вспомогательных - красным, общий заземляющий провод - черным. Он припаян к подложке.Gold or gold-plated current-conducting wires are soldered to the upper electrodes of the crystals. They are attached to the bar (4). The wires of the main emitters are shown in blue in the figures, the auxiliary ones in red, the common ground wire in black. It is soldered to the substrate.

Подложка монтируется на медной пластине (не показана), имеющей тепловой контакт с термоэлектрическим элементом Пельтье (ТЕС). Элемент Пельтье питается от регулятора температуры. На «горячую» сторону элемента прикреплен радиатор с вентилятором, например, для процессора компьютера с рассеиваемой тепловой мощностью 90…100 Вт. Элемент Пельтье можно исключить, если принтер не предполагается использовать в цехах с высокой (порядка 40°С) температурой окружающей среды. Рабочая температура полупроводниковых лазеров в пределах 20…25°С и величина тока менее номинального увеличивает срок службы лазеров, составляющий 10000…50000 часов.The substrate is mounted on a copper plate (not shown) having thermal contact with a Peltier thermoelectric element (TEC). The Peltier element is powered by a temperature controller. A radiator with a fan is attached to the “hot” side of the element, for example, for a computer processor with a dissipated thermal power of 90 ... 100 W. The Peltier element can be excluded if the printer is not intended to be used in workshops with high (about 40 ° C) ambient temperature. The operating temperature of semiconductor lasers in the range of 20 ... 25 ° C and a current value less than the nominal one increases the laser service life of 10,000 ... 50,000 hours.

Лучи, исходящие из лазерных кристаллов, имеют эллиптическое сечение. Вдоль короткой стороны угол рассеивания больше, длинная ось эллипса расположена перпендикулярно подложке. Для исправления формы может потребоваться применение цилиндрической линзы (5).Rays emanating from laser crystals have an elliptical cross section. The scattering angle is larger along the short side, the long axis of the ellipse is perpendicular to the substrate. Correction of the shape may require the use of a cylindrical lens (5).

Лучи должны быть эллиптического сечения, но с вертикально расположенной длинной осью, как показано на рисунке после цилиндрической линзы. Тогда при движении объекта мимо печатающей головки за время, равное длительности импульса, эллипс растянется в горизонтальном направлении и окончательная точка на объекте примет круглую форму. Ход лучей показан схематически для краев и середины.The rays should be of elliptical section, but with a vertically arranged long axis, as shown in the figure after a cylindrical lens. Then, when an object moves past the print head for a time equal to the pulse duration, the ellipse will stretch in the horizontal direction and the final point on the object will take a round shape. The course of the rays is shown schematically for the edges and the middle.

Далее лучи обрабатываются несложным коллимирующим устройством. Требования к коллиматору невысокие, так как не обязательно фокусировать лучи в очень маленькие точки, иначе текст будет трудночитаем. Желательно, чтобы линзы, особенно цилиндрическая (при наличии), были покрыты антирефлекторным покрытием. Отраженные лучи не должны попасть обратно в лазерные кристаллы, это может их повредить.Next, the rays are processed by a simple collimating device. The requirements for the collimator are low, since it is not necessary to focus the rays at very small points, otherwise the text will be difficult to read. It is desirable that the lenses, especially the cylindrical one (if any), be coated with an antireflective coating. The reflected rays should not fall back into the laser crystals, this can damage them.

Система управленияControl system

Аналогична описанной в [4]. В статье описано применение линейки светодиодов для вывода текста и указано на возможность применения лазерных модулей с соответствующими усилителями.Similar to that described in [4]. The article describes the use of a line of LEDs for text output and indicates the possibility of using laser modules with appropriate amplifiers.

На основании введенной с пульта оператором линии информации в виде алфавитно-цифровой строки текста, однокристальный контроллер ATtiny или ATmega фирмы Atmel выбирает из знакогенератора, хранящегося в энергонезависимой памяти байт, отдельные биты которого соответствуют точкам столбца символа. Выходы контроллера управляют мощными быстродействующими ключами, подающими ток на лазеры. Контроллер же формирует импульсы с регулируемой длительностью до 300 мкс, в зависимости от скорости объектов и других параметров.Based on the information line entered from the console by the operator in the form of an alphanumeric string of text, Atmel ATtiny or ATmega single-chip controller selects bytes from the character generator stored in non-volatile memory whose individual bits correspond to points in the character column. The controller outputs control powerful high-speed switches that supply current to the lasers. The controller also generates pulses with an adjustable duration of up to 300 μs, depending on the speed of the objects and other parameters.

Работа в импульсном режиме необходима для преодоления порога, при котором происходит прожиг материала. Уровни мощности излучения, находящиеся ниже порога, не производят полезную работу, а лишь приводят к побочному нагреву материала и лазерных диодов. Мощность свыше верхнего порога и длительность импульса дольше нормы приводят к обугливанию этикетки или прожиганию ее насквозь.Pulse operation is necessary to overcome the threshold at which material is burned. The radiation power levels below the threshold do not produce useful work, but only lead to side heating of the material and laser diodes. Power above the upper threshold and pulse duration longer than the norm lead to carbonization of the label or burning through it.

Упрощенный алгоритм работы системы следующий.The simplified algorithm of the system is as follows.

При движении продукта по транспортеру или карусели и достижении им датчика продукта, последний срабатывает и посылает сигнал на вход контроллера.When the product moves along the conveyor or carousel and reaches the product sensor, the latter is triggered and sends a signal to the controller input.

На другой вход контроллера подается сигнал с энкодера, характеризующего местоположение продукта, подлежащего печати.A signal from an encoder characterizing the location of the product to be printed is supplied to another input of the controller.

При применении энкодера с 1024-мя импульсами на один оборот вала и диаметром ролика 50 мм, который имеет механический контакт с транспортером или каруселью, 1 импульс соответствует перемещению объекта на 0,15 мм. При ширине буквы или цифры 1,5 мм она будет напечатана за 10 импульсов, поступающих с энкодера.When using an encoder with 1024 pulses per revolution of the shaft and a roller diameter of 50 mm, which has mechanical contact with the conveyor or carousel, 1 pulse corresponds to the movement of the object by 0.15 mm. With a letter or number width of 1.5 mm, it will be printed in 10 pulses from the encoder.

Контроллер отсчитывает заранее заданное число N импульсов энкодера и начинает печать, на каждый импульс выдавая по одной колонке из знакогенератора символа. Число N соответствует смещению от места установки датчика продукта до места на продукте, в котором должен начинаться текст. Оно задается с пульта оператором в миллиметрах и пересчитывается контроллером в число импульсов энкодера.The controller counts a predetermined number of N pulses of the encoder and starts printing, for each pulse issuing one column from the character generator of the symbol. The number N corresponds to the offset from the installation location of the product sensor to the place on the product where the text should begin. It is set from the remote control by the operator in millimeters and is converted by the controller into the number of encoder pulses.

Данное устройство является относительно высокотехнологичным и бесконтактным. Поэтому автор применил энкодер собственной разработки, также бесконтактного принципа действия, с функцией датчика продукта.This device is relatively high-tech and non-contact. Therefore, the author applied an encoder of his own design, also a non-contact principle of action, with the function of a product sensor.

Бесконтактный лазерный датчик продукта/линейный энкодерNon-Contact Laser Product Sensor / Linear Encoder

Действие устройства основано на использовании специализированной микросхемы, из семейства применяемых в компьютерных оптических и лазерных мышах.The operation of the device is based on the use of a specialized microcircuit from the family used in computer optical and laser mice.

Рассмотрим, для примера, ОМ02 (Optical Mouse Sensor).Consider, for example, OM02 (Optical Mouse Sensor).

Микросхема содержит на кристалле видеоматрицу с невысоким разрешением (обычно 16×16), 256 уровнями серого цвета и числом кадров в секунду до 2000. Линейное разрешение по каждой из осей<0,07 мм, максимальная скорость >400 мм/с (>24 м/мин). Блок анализа перемещения захваченного изображения по координатам Х и Y просчитывает и выдает квадратурные сигналы (со сдвигом по фазе 90°) по обеим осям. Одна из осей (Y) в данном случае не используется, а по двум сигналам оси Х всегда можно определить характеристики:The microcircuit contains a video matrix with a low resolution (usually 16 × 16), 256 levels of gray color and the number of frames per second up to 2000 on the crystal. The linear resolution on each axis is <0.07 mm, maximum speed> 400 mm / s (> 24 m / min). The analysis block for moving the captured image along the X and Y coordinates calculates and gives out quadrature signals (with a phase shift of 90 °) along both axes. One of the axes (Y) in this case is not used, and according to two signals of the X axis you can always determine the characteristics:

- наличие продукта по его перемещениям, появился продукт в поле зрения - вырабатываются сигналы о перемещении, принтер приступает к печати, отсчитав N (см. выше), это заменяет датчик продукта;- the presence of the product by its movements, the product appeared in the field of view - movement signals are generated, the printer starts printing, counting N (see above), this replaces the product sensor;

- величину перемещения в единицах по 0,1…0,15 мм, зависит от оптики, как только объект переместится на этот шаг, энкодер генерирует фронт (спад) импульса, это заменяет классический энкодер;- the amount of movement in units of 0.1 ... 0.15 mm depends on the optics, as soon as the object moves to this step, the encoder generates a pulse front (decay), this replaces the classic encoder;

- направление перемещения, если сначала появляется фронт фазы А, а потом - фазы В, то это означает, что объект движется слева-направо, и наоборот. В зависимости от этого текст печатается в прямом или инверсном направлении.- direction of movement, if the front of phase A first appears, and then phase B appears, then this means that the object moves from left to right, and vice versa. Depending on this, the text is printed in the forward or inverse direction.

Алгоритм работы устройства включает режим обучения.The algorithm of the device includes a learning mode.

При обучении принтера оператор проводит продукт мимо принтера на малой скорости (включает малую скорость привода или вручную). Как только красные точки прицельных лазеров оказываются в рамках границ допуска зоны текста на объекте, нажимает кнопку на пульте. При этом контроллер сам определяет число N, запоминает его в ячейке памяти. В дальнейшем принтер работает автоматически и автономно.When training the printer, the operator passes the product past the printer at low speed (turns on the low speed drive or manually). As soon as the red dots of the targeted lasers are within the tolerance limits of the text area on the object, presses the button on the remote control. In this case, the controller itself determines the number N, stores it in a memory cell. Subsequently, the printer operates automatically and autonomously.

В качестве дополнительных функций предусмотрены:As additional functions are provided:

- подсчет количества продуктов за время с начала смены;- counting the number of products during the time since the start of the shift;

- чтение даты из сигнала GPS или Глонасс;- reading dates from a GPS or Glonass signal;

- отправка SMS с текущей выработкой и привязкой к координатам каждой производственной линии.- sending SMS with the current output and binding to the coordinates of each production line.

Принтер можно изготовить как в стационарном исполнении, так и ручном.The printer can be made both stationary and manual.

Дополнительно принтер можно оборудовать цифровым и аналоговым входами для подключения весов, измерителей и т.д. и печатать измеренную информацию «на лету».In addition, the printer can be equipped with digital and analog inputs for connecting scales, meters, etc. and print measured information on the fly.

Лазерный матричный принтер непосредственного воздействия на материал, использующий линейку из более чем пяти лазерных эмиттеров для развертки растра по высоте печатаемого символа, согласно изобретению используются дискретные одноэмиттерные кристаллы диодных лазеров и единая оптическая система, а печать строки информации осуществляется выжиганием соответствующих начертанию символа точек поверхностного слоя этикетки или упаковки, контрастного по тону или цвету к нижележащему слою или основе. Число активных элементов в линейке удваивается, и оно становится способным печатать 2 строки текста параллельно. Вместо традиционной связки «Датчик продукта - Энкодер», использовано комбинированное устройство на основе микросхемы, аналогичной применяемой в качестве сенсора перемещения в компьютерных мышах (с применением LED или лазерного диода), заменяющее как энкодер, так и датчик продукта.According to the invention, discrete single-emitter crystals of diode lasers and a single optical system are used, and a line of information is printed by burning out points of the surface layer of the label corresponding to the mark of the symbol or packaging, contrasting in tone or color to the underlying layer or base. The number of active elements in the ruler doubles, and it becomes able to print 2 lines of text in parallel. Instead of the traditional bundle “Product Sensor - Encoder”, a combined device based on a microchip similar to that used as a displacement sensor in computer mice (using an LED or laser diode) was used, replacing both the encoder and the product sensor.

Список ссылокList of links

1. High-power diode-laser-bars with 19 up to 48 individually addressable emitters M. Roehner, N. Boenig, K. Boucke and R. Poprawe Fraunhofer Institute of Laser Technology, Steinbachstraβe 15, 52074 Aachen, Germany.1. High-power diode-laser-bars with 19 up to 48 individually addressable emitters M. Roehner, N. Boenig, K. Boucke and R. Poprawe Fraunhofer Institute of Laser Technology, Steinbachstraβe 15, 52074 Aachen, Germany.

2. D.B.Carlin, "Individually addressed arrays of diode lasers, "in Diode laser arrays, B.D. and S.D.R., eds., Cambridge studies in modern optics(l4), ch. 3, Cambridge University Press, 1994. ISBN 0-521-41975-1.2. D.B. Carlin, "Individually addressed arrays of diode lasers," in Diode laser arrays, B.D. and S.D.R., eds., Cambridge studies in modern optics (l4), ch. 3, Cambridge University Press, 1994. ISBN 0-521-41975-1.

3. Emitter Array with individually addressable laser diodes John Gary Sousa, Josh P.Foster, Thomas C.Dearman US Patent No: US 6348358 B1.3. Emitter Array with individually addressable laser diodes John Gary Sousa, Josh P. Foster, Thomas C. Dearman US Patent No: US 6348358 B1.

4. «Бегущая строка с механической разверткой» А.П.Бесплеменнов, Журнал «Радио», №2, 2009 г., стр.51, 52.4. “Running line with a mechanical scan” A.P. Besplemennov, Journal of Radio, No. 2, 2009, p. 51, 52.

Claims (1)

Лазерный матричный принтер непосредственного воздействия на материал, использующий линейку из более чем пяти лазерных эмиттеров для развертки растра по высоте печатаемого символа, отличающийся тем, что используются дискретные одноэмиттерные кристаллы диодных лазеров и единая оптическая система, а печать строки информации осуществляется выжиганием соответствующих начертанию символа точек поверхностного слоя этикетки или упаковки, контрастного по тону или цвету к нижележащему слою или основе. A laser matrix printer with a direct effect on a material using a line of more than five laser emitters to scan the raster along the height of the printed symbol, characterized in that discrete single-emitter crystals of diode lasers and a single optical system are used, and a line of information is printed by burning out surface points corresponding to the character design a layer of label or package contrasting in tone or color to the underlying layer or base.
RU2011110775/12A 2011-03-22 2011-03-22 Laser crystal-based-line printer of labels and packages RU2475363C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011110775/12A RU2475363C2 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Laser crystal-based-line printer of labels and packages

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011110775/12A RU2475363C2 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Laser crystal-based-line printer of labels and packages

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011110775A RU2011110775A (en) 2012-09-27
RU2475363C2 true RU2475363C2 (en) 2013-02-20

Family

ID=47078082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011110775/12A RU2475363C2 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Laser crystal-based-line printer of labels and packages

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475363C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211718U1 (en) * 2021-01-17 2022-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ДЕЛЬТА" Device for laser cleaning of metal products

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4579754A (en) * 1981-12-24 1986-04-01 Thomas Maurer Identification card having laser inscribed indicia and a method of producing it
US4740269A (en) * 1985-10-11 1988-04-26 Oesterreichische Nationalbank Process and apparatus for applying authenticating coding to value-carrying paper
US5898211A (en) * 1996-04-30 1999-04-27 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode package with heat sink
EP1291827A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-12 MANTEGAZZA ANTONIO ARTI GRAFICHE S.r.l. Document and method against counterfeiting and forgery of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4579754A (en) * 1981-12-24 1986-04-01 Thomas Maurer Identification card having laser inscribed indicia and a method of producing it
US4740269A (en) * 1985-10-11 1988-04-26 Oesterreichische Nationalbank Process and apparatus for applying authenticating coding to value-carrying paper
US5898211A (en) * 1996-04-30 1999-04-27 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode package with heat sink
EP1291827A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-12 MANTEGAZZA ANTONIO ARTI GRAFICHE S.r.l. Document and method against counterfeiting and forgery of the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211718U1 (en) * 2021-01-17 2022-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ДЕЛЬТА" Device for laser cleaning of metal products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011110775A (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0157546B1 (en) Laser marking apparatus
US20200183285A1 (en) Imaging Device
JP6395955B2 (en) Line beam light source, line beam irradiation apparatus, and laser lift-off method
US5995475A (en) Two dimensional laser diode array using multimode lasers
KR100737353B1 (en) Optical information reading apparatus
US20180333964A1 (en) Image recording apparatus and image recording method
JP5274141B2 (en) Laser marking device and laser marking system
US5615198A (en) Optical head and image recording apparatus including the same
RU2475363C2 (en) Laser crystal-based-line printer of labels and packages
JP2007519526A (en) Striping and clipping correction
CN108602355A (en) Image recorder and image recording process
US20120268548A1 (en) Laser printer with multiple laser-beam sources
EP2564970B1 (en) Marking device for marking an object with marking light with different light modules employing different marking technologies
US20140210880A1 (en) Uniform output of light-emitting diode array
JP7061617B2 (en) Scanning type optical output device and its control method
US8502850B2 (en) Laser marking of an interior cavity of a securing means of a substance-container
EP3412469B1 (en) Image recording apparatus and image recording method
US20210268808A1 (en) Laser recording method and laser recording device
US7177057B2 (en) Laser system
JP2017140829A (en) Image recording device and image recording method
US10780710B2 (en) Recording method and recording device
CN108602354B (en) Image recording apparatus and image recording method
US7456855B2 (en) Method for image generation on a recording material
GB2573303A (en) System and method for laser marking
US20120168513A1 (en) Bar code imagers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150323