DE4106210A1 - Laser-markierungseinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laser-Markierungseinrich­ tung und insbesondere eine Laser-Markierungseinrichtung zum Auf­ bringen einer Markierung auf einem Werkstück.

Werkstücke, etwa elektronische Bauteile, werden allgemein mit ein­ gravierten bzw. aufgebrachten Markierungen versehen, die die Her­ stellungsnummer, das Herstellungsdatum und die Bestimmung bezeich­ nen, um deren Ursprung zu identifizieren. Die Gravur bzw. Kenn­ zeichnung wurde bisher dadurch erreicht, daß man einen mit Tinte bzw. Farbe beschichteten Stempel auf die elektronischen Bestandtei­ le aufgebracht hat. Dieses Verfahren hat die Nachteile, daß ein langer Zeitraum erforderlich ist, um die Stempel auszutauschen, und daß verschiedenartige Mustermasken bereitgestellt sein sollten, da jedesmal dann ein geeigneter Stempel gewählt wird, wenn die elek­ tronischen Bauteile geändert werden.

Eine Laser-Markierungsvorrichtung, die in der noch nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung JP-A-60-1 74 671 offenbart ist, umfaßt eine Flüssigkristallmaske, die ein Flüssigkristallelement als Mustermaske benutzt, welche zwischen einem Lasergenerator und einem Werkstück angeordnet ist. Die Flüssigkristallmaske wird mit einem Impulslaser von einem Impulslasergenerator her bestrahlt, während eine Spannung an das Muster einer Anzeige der Flüssigkri­ stallmaske angelegt wird. Lediglich das Muster des Impulslaser­ strahls, welcher durch die Flüssigkristallmaske hindurchgetreten ist, wird durch eine Polarisationsplatte hindurchtreten und auf die Oberfläche des Werkstücks auftreffen, um das Muster hierauf als Markierung aufzubringen. Eine andere Laser-Markierungseinrichtung ist in der US-PS 48 18 835 offenbart.

Um das Werkstück mit einem Muster durch Verwendung einer großen Markierungseinrichtung zu markieren, ist es erforderlich, die Aus­ gangsleistung des Lasergenerators zu steigern. Es liegt dementspre­ chend der Nachteil vor, daß ein Impulslasergenerator einen hohen Ausgang hat bzw. haben muß.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Laser-Markierungs­ einrichtung vorzusehen, die einen Markierungsbereich mit einer An­ zahl von Einstrahlungs-Markierungsbereichen bildet, die größer sind als jeder Einstrahlungs-Markierungsbereich des Impulslaserstrahls und die in der Abmessung kompakt ist.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Laser-Mar­ kierungseinrichtung vorzusehen, welche ständig ein Werkstück mit einem Muster bei derselben Vergrößerung markiert, selbst wenn der Abstand zwischen einer Maske und einer Abbildungslinse geändert wird.

Die Merkmale der Impulslasereinrichtung der vorliegenden Erfindung sind die folgenden: eine Einrichtung zum Ändern der Einstrahlungs­ lage ist vorgesehen, um die Einstrahlungslagen des Laserstrahls entsprechend jedem Markierungsbereich zu ändern, wenn ein Markie­ rungsbereich, der eine Vielzahl von Einstrahlungs-Markierungsberei­ chen umfaßt, durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Impulslaser­ strahl gebildet wird, der durch das Muster einer Maske hindurchge­ treten ist. Die vielen Bestrahlungs-Markierungsbereiche werden auf­ einanderfolgend mit dem Impulslaserstrahl von einer Bestrahlungsla­ ge aus zur Bildung eines Markierungsbereichs bestrahlt. Da ein Mar­ kierungsbereich erreicht werden kann, der größer ist als jeder Be­ strahlungs-Markierungsbereich, kann die gesamte Laser-Markierungs­ einrichtung in der Größe kleiner ausgebildet werden, ohne daß man die Ausgangsleistung des Impulslasergenerators steigert.

Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen beispielsweise und un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1A eine schematische Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel einer Laserstrahl-Markierungseinrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 1B eine Perspektiv-Teilansicht ist, die die Einrichtung der Fig. 1A in der Nähe eines in der X-Achse beweglichen Sockels zeigt,

Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die die Wirkungsweise der Einrichtung der Fig. 1A zeigt,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm ist, das die Wirkungsweise der Einrich­ tung erläutert,

Fig. 4 eine Ansicht eines Werkstücks ist,

Fig. 5 eine erläuternde Perspektivansicht ist, die ein anderes Ausführungsbeispiel einer Laserstrahl-Markierungseinrich­ tung der vorliegenden Erfindung zeigt, und

Fig. 6 ein Schnitt ist, der längs Linie A-A in Fig. 5 vorgenommen wurde und eine Laserstrahl-Schaltvorrichtung zeigt, die in Fig. 5 benutzt wird.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der Beispiele bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrie­ ben. Eine Laser-Bestrahlungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, wie dies in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist.

Ein Lasergenerator 1 ist ein YAG-Lasergenerator. Der Lasergenerator 1 ist mit einem Gleichstrom-Stromversorgungskreis 3 bzw. einem La­ dekreis 2 an seinen Anschlüssen parallel geschaltet. Eine Kathoden­ elektrode eines Thyristors 4 ist an eine der Elektroden des Laser­ generators 1 angeschlossen, und die Anodenelektrode des Thyristors 4 ist an den Ladekreis 2 angeschlossen. Die Gate-Elektrode G des Thyristors 4 ist an einen Regler 5 angeschlossen. Der Ladekreis 2 wird mit einer elektrischen Ladung durch die Gleichstrom-Stromquel­ le 3 während einer Stopperiode mit der Zeit t₁ des Lasergenera­ tors 1 aufgeladen. Wenn der Thyristor 4 durch das Gate G in Abhän­ gigkeit von einem Befehl aus dem Regler 5 angeschaltet wird, dann strömt ein vom Ladekreis 2 her entladener elektrischer Strom über die Elektroden des Lasergenerators 1 so hinweg, daß ein Lasermedium hierin erregt wird, wobei eine Lichtentladung stattfindet, so daß ein Impulslaserstrahl 6 abgegeben wird.

Der Impulslaserstrahl 6 wird durch eine Flüssigkristallmaske 7 hin­ durch übertragen, wird durch einen ersten und zweiten Spiegel 8 und 9 reflektiert und prallt auf eine Fläche des Werkstücks 11. Die Oberfläche des Werkstücks 11 wird mit einem Muster markiert, das durch die Flüssigkristallmaske 7 festgelegt ist. Die Flüssigkri­ stallmaske 7 und beide Spiegel und dergleichen sind an einer Vor­ richtung 12 zum Ändern der Einstrahlungslage angebracht.

Die Vorrichtung 12 zum Ändern der Einstrahlungslage umfaßt den er­ sten Spiegel 8, der den Impulslaserstrahl 6, der aus Richtung der X-Achse her einfällt, in Richtung der Y-Achse reflektiert, den zweiten Spiegel 9, der den Impulslaserstrahl 6, der aus Richtung der Y-Achse her einfällt, in Richtung der Z-Achse reflektiert, so­ wie eine bildformende Linse 10, die den Impulslaserstrahl 6 vom zweiten Spiegel 9 her konzentriert. Diese Bestandteile sind an ei­ nem Befestigungssockel 13 angebracht.

Ein Flüssigkristallsockel 14 und ein Sockel 15, der in der X-Achse beweglich ist, sind am Befestigungssockel 13 durch Rollen bzw. Wälzkörper 16A angebracht. Die Flüssigkristallmaske 7 ist am Flüs­ sigkristallsockel 14 getragen. Der erste Spiegel 8 und ein in der Y-Achse beweglicher Sockel 17 sind an dem in der X-Achse bewegli­ chen Sockel 15 getragen.

Der in der Y-Achse bewegliche Sockel 17 ist beweglich auf dem in der X-Achse beweglichen Sockel 15 durch Rollen bzw. Wälzkörper 16B so angebracht, daß er in einer Richtung senkrecht zu dem in der X-Achse beweglichen Sockel 15 beweglich ist, also in Richtung der Y-Achse. Der in der Y-Achse bewegliche Sockel ist mit dem zweiten Spiegel 9 versehen. Der zweite Spiegel 9 ist an einem Träger 9A ge­ tragen, der an dem in der Y-Achse beweglichen Sockel 17 vorgesehen ist. Der Befestigungssockel 13 sowie die in der X-Achse und in der Y-Achse beweglichen Sockel 15 und 17 sind mit einem Durchgangsloch 19 ausgebildet, durch welches hindurch der Impulslaserstrahl 6 vom zweiten Spiegel 9 aus übertragen wird. Das Durchgangsloch 19 steht in Verbindung mit einem Linsenzylinder 20. Der Linsenzylinder 20 weist in seinem Inneren eine bildformende Linse 10 auf und ist an dem in der Y-Achse beweglichen Sockel 17 angebracht.

Ein Vergrößerungs-Einstellantrieb 22 und ein X-Achsenantrieb 23 sind am Befestigungssockel 13 angebracht, und ein Y-Achsenantrieb 24 ist an dem in der X-Achse beweglichen Sockel 15 angebracht.

Der Vergrößerungs-Einstellantrieb 22, der X-Achsenantrieb 23 und der Y-Achsenantrieb 24 sind mit dem Flüssigkristallsockel 14, dem in der X-Achse beweglichen Sockel 15 und dem in der Y-Achse beweg­ lichen Sockel 17 durch Stäbe 17A, 25 verbunden. Diese Antriebe wei­ sen beispielsweise Motoren auf. Die Stäbe 17A, 25 werden durch die Drehung der Motoren gedreht, um den Flüssigkristallsockel 14 und den in der X-Achse beweglichen Sockel 15 in Richtung der X-Achse zu bewegen und den in der Y-Achse beweglichen Sockel 17 in Richtung der Y-Achse zu bewegen.

Die Antriebseinrichtungen weisen Lagefühler (nicht gezeigt) auf, die hierin enthalten sind. Die Lagefühler geben in den Regler 5 Lagesignale ein, die repräsentativ sind für die Lage der Flüssig­ kristallmaske 7, beider Spiegel 8 und 9 und dergleichen. Der Regler gibt ein Regelsignal in jede Antriebseinrichtung ein, um den Flüs­ sigkristallsockel und dergleichen um einen gewünschten Abstand zu bewegen. Der Bewegungsabstand der Sockel wird auf eine solche Weise gesteuert bzw. geregelt.

Eine Laser-Markierungseinrichtung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In Fig. 3 bezeichnet die Abszisse t die Zeit. Antriebsbefehle werden in den Ladekreis 2 und die Flüssigkristallmaske 7 vom Regler 5 her einge­ geben. Die Flüssigkristallmaske 7 schließt einen Flüssigkristall­ schalter 7A. Der Ladekreis 2 wird während eines Ladezeitraums t₁ geladen, d. h. mit der Einstrahlungsenergie von einem Impulslaser­ strahl für einen Belichtungsvorgang bzw. einen Schuß, und die Flüs­ sigkristallmaske 7 beansprucht eine sogenannte Umkehrzeit t₂, die für die Flüssigkristallmoleküle erforderlich ist, um sich in ihrer Polarisierungsrichtung zu drehen, um eine Musterinformation anzu­ zeigen, wie in den Diagrammen (a) und (b) in Fig. 3 gezeigt ist. Die Zeiträume t₁ und t₂ entsprechen einer Einstrahlungslage-Än­ derungszeit t₃, die im Diagramm (c) der Fig. 3 gezeigt ist. Die Einrichtung 12 zum Ändern der Einstrahlungslage führt die folgende Operation innerhalb des Zeitraums t₃ durch.

Das heißt, wenn ein Antriebsbefehl 26A vom Regler 5 her in den An­ trieb 23 für die X-Achse eingegeben wird, dann treibt der Antrieb 23 für die X-Achse die Stäbe an, um sich so zu drehen, daß der in der X-Achse bewegliche Sockel 15 aus einer Lage X in eine Lage X1 läuft. Das heißt, die Laserstrahl-Einstrahlungslage wird von einem ersten Bereich 11A auf einen zweiten Bereich 11B umgeändert. Die Bereiche 11A bis 11D stellen die Einstrahlungs-Markierungsbereiche dar. Wenn die Änderung der Einstrahlungslagen fertiggestellt ist, dann wird ein Lage-Bewegungs-Fertigstellungssignal 26B (nicht er­ forderlich, wenn ein Rechenvorgang in einer Operationseinheit durchgeführt wird) in den Regler 5 mittels eines Fühlers oder eines Lage-Meßschalters (nicht gezeigt) eingegeben, oder durch Ändern des infolge der Bewegung abhängigen Widerstands, oder durch Errechnung des Bewegungsabstands durch die Operationseinheit des Reglers 5. Der Regler 5 treibt den Vergrößerungs-Einstellantrieb 22 für den Flüssigkristallsockel 14 an, so daß er sich um einen Bewegungsab­ stand aus dem ersten Bereich 11A in den zweiten Bereich 11B bewegt.

Nach Fertigstellung der Vergrößerungseinstellung, so daß das Muster B nun dieselbe Größe erhält als jene des Musters A, wird ein Ein­ stell-Fertigstellungssignal 27 in den Regler 5 eingegeben. Wenn der Regler 5 selbst die Größe des Musters einstellt, so daß das Muster B zum Muster A wird, könnte der Vergrößerungs-Einstellantrieb weg­ gelassen werden. Die Einzelheiten des Vergrößerungs-Einstellan­ triebs werden nachfolgend beschrieben. Dann werden ein Signal 2A, das repräsentativ ist für die Fertigstellung des Ladevorgangs durch den Ladekreis 2, und ein Signal 26, das representativ ist für die Fertigstellung der Anzeige der Flüssigkristallmaske 7, nachfolgend in den Regler 5 eingegeben. Es wird ausreichend sein, daß das Mu­ steranzeige-Fertigstellungssignal 26 die Umkehrzeit der Flüssigkri­ stallmaske 7 im Regler steuert.

Dies veranlaßt ein Signal 5A, das an das Gate G des Thyristors vom Regler 5 her angelegt wird, nur für einen Zeitraum t₄ angeschal­ tet zu werden, wie im Diagramm (d) in Fig. 3 gezeigt ist, und ein Impulslaserstrahl 6 für nur einen einzigen Abbildungsvorgang wird vom Impulslasergenerator 1 lediglich für einen Zeitraum t₅ abge­ geben, wie dies im Diagramm (e) der Fig. 3 gezeigt ist. Der lmpuls­ laserstrahl, der durch die Flüssigkristallmaske 7 hindurch übertra­ gen wurde, wird zu einem P-polarisierten Licht 6P und einem S-pola­ risierten Licht 6S polarisiert. Das S-polarisierte Licht 6S wird von einem Strahlverteiler 18 zum Aufprall auf eine Wärmeabgabeein­ richtung 18A gebracht, die sich außerhalb des optischen Weges be­ findet, und wird von dieser zerstreut. Lediglich das P-polarisierte Licht 6P wird von beiden Spiegeln 8 und 9 reflektiert, um das Mu­ ster B auf dem zweiten Bereich 11B zu erzeugen.

Da eine ähnliche Operation durchgeführt wird, um die Muster C und D auf einem dritten und vierten Bereich 11C bzw. 11D zu erzeugen, wird die Beschreibung dieser Vorgänge hier weggelassen.

Auf eine solche Weise bestrahlt die Laser-Markierungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ein Werkstück 11 aufeinanderfolgend mit dem Impulslaserstrahl 6 in Abhängigkeit von jeder der Einstrah­ lungs-Markierungsbereiche 11A bis 11D, und zwar durch Umschalten der Einstrahlungslage-Schalteinrichtung 12, um einen Markierungsbe­ reich 11Z vorzusehen, der eine Fläche aufweist, die größer ist als jene einer jeden der Einstrahlungs-Markierungsbereiche 11A, 11B, 11C und 11D, ohne daß man den Ausgang des Impulslasergenerators 1 erhöht. Dementsprechend kann die gesamte Laser-Markierungseinrich­ tung in der Größe kleiner ausgebildet sein.

Obwohl die Einstrahlungslagen durch die Einstrahlungslage-Ände­ rungsvorrichtung 12 in Übereinstimmung mit jedem der Bereiche 11A bis 11D des Werkstücks 11 geändert werden, um aufeinanderfolgend auf das Werkstück 11 mit dem Impulslaserstrahl 6 einzustrahlen, wird das Werkstück 11 mit Mustern markiert. Als Ergebnis hiervon liegt der Vorteil vor, daß ein Muster ohne weiteres bestimmt werden kann, gleichgültig, ob nun das Werkstück 11 an jedem der Bereiche 11A bis 11D genau markiert ist oder nicht.

In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der La­ ser-Markierungseinrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Be­ wegung des in der X-Achse beweglichen Sockels 15 oder des in der Y-Achse beweglichen Sockels 17 vom ersten Bereich 11A zum zweiten Bereich 11B innerhalb der Ladezeit t₁ und der Umkehrzeit t₂ fertiggestellt (nur in der Umkehrzeit, wenn die Umkehrzeit länger ist als die Ladezeit). Wenn dementsprechend das Umschalten der Ein­ strahlungslage-Änderungseinrichtung 12 innerhalb des Lade- oder Um­ kehrvorganges fertiggestellt wird, kann der Impulslaser bald abge­ strahlt werden, so daß eine wirksame Markierung des Werkstücks 11 erreicht werden kann. Das heißt, daß der Einzel-Belichtungsvorgang oder Einzel-Schuß zum Markieren des Werkstücks mit einem Muster wiederholt wird, um einen größeren Markierungsbereich vorzusehen.

Der Regler 5 gibt ein Anschaltsignal an das Gate G ab, wenn das Lade-Fertigstellungssignal 2A und das Umkehr-Fertigstellungssignal (ein Signal, das repräsentativ ist für die Fertigstellung des Ab­ zählens einer vorher festgesetzten Umkehr-Fertigstellungszeit) und ein Schalt-Fertigstellungs-Meßsignal 26B oder 28, das repräsentativ ist für die Fertigstellung der Bewegung des beweglichen Sockels 15 oder 17, d. h., den Schaltvorgang für die Einstrahlungslage-Ände­ rungsvorrichtung, hierin eingegeben werden und hierzwischen ein UND-Zustand hergestellt wird. Der Impulslaserstrahl 6 wird vom Im­ pulslasergenerator 1 abgegeben. Deshalb sind die Nachteile, daß die Ladespannung fehlt oder ein unzulängliches Muster abgebildet wird und der Schaltvorgang unzulänglich erreicht wird, so ausgeräumt, daß das Werkstück 11 mit deutlichen Mustern markiert werden kann.

Ferner ist bei der vorliegenden Erfindung der Ladezeitraum t₁ an den Umkehrzeitraum t₂ angepaßt. Als Ergebnis dieser Anpaßopera­ tion bietet dies, weil die Ladezeit länger eingestellt werden kann als die Umkehrzeit, wenn die Umkehrzeit t₂ länger ist als die La­ dezeit t₁, den Vorteil, daß es leichter ist, die Ladezeit t₁ zu kontrollieren.

Es wird nun eine Möglichkeit der Einstellung der Vergrößerung des Vergrößerungs-Einstellantriebs 22 bei dem vorliegenden Ausführungs­ beispiel unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Wenn das Muster A auf dem ersten Bereich 11A markiert wurde, dann würde l₁/l₂ 3 betragen wenn l₁ und l₂ 300 bzw. 100 (mm) betragen, wobei l₁ den Abstand zwischen der Flüssigkristallmaske 7 und der bildformen­ den Linse 10 bezeichnet und l₂ den Abstand zwischen der Linse 10 und der Oberfläche des Werkstücks 11 bezeichnet. Das heißt, der Maßstab des Musters A der Flüssigkristallmaske 7 würde dreimal ver­ ringert und auf dem ersten Bereich 11A markiert.

Wenn das Muster B auf dem zweiten Bereich 11B markiert wird, dann wird der in Richtung der X-Achse bewegliche Sockel 15 von X nach X₁ bewegt. Wenn der Bewegungsabstand zu diesem Zeitpunkt bei­ spielsweise 30 (mm) beträgt, dann würde l₁/l₂ nicht 3 werden.

Deshalb wäre, wenn der Flüssigkristallsockel 14 in derselben Rich­ tung und um denselben Abstand wie der in Richtung der X-Achse be­ wegliche Sockel 15 durch Antrieb des Vergrößerungs-Einstellantriebs 22 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bewegt würde, das Größen-Verkleinerungsverhältnis wieder 3 sein, da der Bewe­ gungsabstand l₁ = 330-30 (mm).

Um die Muster A bis D auf dem ersten Bereich 11A über die anderen Bereiche 11B bis 11D zu markieren, wird der Flüssigkristallsockel 22 in derselben Richtung und um denselben Abstand wie die bewegli­ chen Sockel für die X- und die Y-Achse 15 und 16 durch Antreiben des Vergrößerungs-Einstellantriebs 22 bewegt, um die Abstände zwi­ schen den Sockeln zu korrigieren, um konstante Abstände hierzwi­ schen vorzusehen. Da mehrere Muster in im wesentlichen derselben Größe markiert werden können, wird die Qualität der Markierung ge­ fördert.

Da der Flüssigkristallsockel 14, der leichter ist als der in der X-Achse bewegliche Sockel 15, von dem Vergrößerungs-Einstellantrieb 22 im vorliegenden Ausführungsbeispiel angetrieben wird, kann die Steuerung des Antreibens und Anhaltens des Flüssigkristallsockels 14 ohne weiteres erreicht werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist eine Laserstrahl-Ein­ strahlungslage-Änderungseinrichtung 40, die die Richtung eines Im­ pulslaserstrahls 6, der von einem Impulslasergenerator 1 erzeugt wird, in mehrere Richtungen abändert, auf dem einfallenden opti­ schen Weg für die Maske 7 angeordnet.

Insbesondere weist die Einstrahlungslage-Änderungseinrichtung 40 eine Anzahl von Magneten auf, beispielsweise N-Pole 41, die längs des Umfangs angeordnet sind, wie in Fig. 6 gezeigt. Ein Messer 42, das aus Quarzglas hergestellt ist und eine Dicke t aufweist, ist an der Innenseite der umfangsseitigen N-Pole angeordnet. Ein Drehan­ trieb, beispielsweise ein Motor (nicht gezeigt) ist an der Vorder­ oder Rückseite des Messers 42 entsprechend der Ansicht in der Zeichnung angeordnet. Das Messer 42 wird in den Richtungen der Pfeile R₁ vom Motor gedreht und ist an seinen äußeren Umfangs­ enden mit Magneten, beispielsweise einem S-Pol 43, versehen.

Wenn das Messer 42 in eine Lage bewegt wird, die durch eine ausge­ zogene Linie dargestellt ist, und zwar durch die Anziehung zwischen dem N-Pol 41 und dem S-Pol 43, dann wird der Impulslaserstrahl 6 in einen oberen Impulslaserstrahl s₁ von dem Messer 42 gebrochen, wie durch eine ausgezogene Linie dargestellt, um das Muster A der Maske 7 zu bestrahlen. Wenn das Messer 42 durch Drehen des Motors im Uhrzeigersinn zur strichpunktierten Linie bewegt wird, wird die Richtung des Impulslaserstrahls 6 in die entgegengesetzte Richtung umgeändert, so daß er ein unterer Impulslaserstrahl S₁ wird, um das Muster B zu bestrahlen. Der optische Weg des Impulslaserstrahls 6 wird lediglich dadurch geändert, daß man mehrere Elektromagnete mit S- und N-Polen längs des Außenumfangs des Messer 42 vorsieht und das Messer 42 so dreht, daß die Maske 7 mit dem Impulslaser­ strahl 6 infolge jeder Emission des Strahls bestrahlt wird. Ein be­ strahlter Markierungsbereich wird somit an jeder der Vielzahl von Bereichen des Werkstücks 11 gebildet. Der gesamte Markierungsbe­ reich kann nicht nur größer gemacht werden als jeder bestrahlte Markierungsbereich, ohne daß man den Ausgang des Impulslasergenera­ tors 1 erhöht, sondern es kann auch der Aufbau vereinfacht werden, da die Einstrahlungs-Lage-Änderungseinrichtung 40 jedem Bereich des Werkstücks 11 mit dem Impulslaserstrahl 6 lediglich durch Drehung des Messers 42 bestrahlen kann.

Wenn die Einstrahlungslage-Änderungseinrichtung 40 auf dem Weg des einfallenden Strahls der Maske 7 angeordnet ist, wäre es ausrei­ chend, die Einstrahlungslage-Änderungseinrichtung 40 auf jeden Be­ reich umzuschalten, während man alle Muster der Maske 7 anzeigt. Dementsprechend ist das Erfordernis, die Maske 7 umzuschalten, aus­ geräumt, so daß die Betriebslebensdauer der Maske 7 verlängert wer­ den kann.

Wenn die Einstrahlungslage-Änderungseinrichtung 40 auf dem übertra­ genen optischen Weg angeordnet ist, wäre es notwendig, den Anzeige­ abschnitt des Musters der Maske 7 an den Abschnitt anzugleichen, den der Laserstrahl mittels der Einstrahlungslage-Änderungseinrich­ tung 40 erreichen kann.

Obwohl die Flüssigkristallmaske im oben erwähnten Ausführungsbei­ spiel beschrieben wurde, kann auch eine Metallmaske mit einem Mu­ ster aus Löchern, die durch Stanzen der Metallplatte gebildet sind, oder eine mechanische Maske, wie etwa eine Maske, die auf ihrer Glasoberfläche eine Beschichtung aufweist, die einen Laserstrahl reflektiert, anstelle der Flüssigkristallmaske verwendet werden. Arbeitszeit kann gespart werden, wenn die Einstrahlungslage-Ände­ rungseinrichtung während der Markierung eines Musters durch Verwen­ dung einer mechanischen Maske umgeschaltet wird.

Auf eine solche Weise ist in Übereinstimmung mit der Laser-Markie­ rungseinrichtung der vorliegenden Erfindung eine Einstrahlungslage­ Änderungseinrichtung vorgesehen, um die Einstrahlungslagen des La­ serstrahls entsprechend einem Markierungsbereich zu ändern, der ei­ ne Vielzahl von Einstrahlungs-Markierungsbereichen umfaßt, und zwar durch Bestrahlen des Werkstücks mit dem lmpulslaserstrahl, der durch das Muster einer Maske hindurchgetreten ist. Die vielen Ein­ strahlungs-Markierungsbereiche werden aufeinanderfolgend mit dem Impulslaserstrahl von einer Einstrahlungslage her bestrahlt, um ei­ nen Markierungsbereich zu bilden. Da ein Markierungsbereich er­ reicht werden kann, der größer ist als jeder Einstrahlungs-Markie­ rungsbereich, kann die gesamte Laser-Markierungseinrichtung in der Größe kleiner ausgebildet werden, ohne daß man den Ausgang des Im­ pulslasergenerators erhöht.

Die Erfindung betrifft somit eine Laser-Markierungseinrichtung, die mit einer Einstrahlungslage-Änderungseinrichtung 12 auf dem Weg ei­ nes Laserstrahls 6 versehen ist, um die Einstrahlungslagen des La­ serstrahls 6 entsprechend eines jeden Markierungsbereichs zu än­ dern, wenn ein Markierungsbereich 11Z mit einer Vielzahl von Ein­ strahlungs-Markierungsbereichen 11A bis 11D durch Bestrahlen des Werkstücks 11 mit dem Impulslaserstrahl 6 gebildet wird, der das Muster einer Maske 7 durchlaufen hat. Die Anzahl von Einstrahlungs- Markierungsbereichen 11A bis 11D wird aufeinanderfolgend vom Im­ pulslaserstrahl 6 aus einer Einstrahlungslage her bestrahlt, um einen Markierungsbereich 11Z zu bilden. Da ein Markierungsbereich 11Z erreicht werden kann, der größer ist als jeder Einstrahlungs- Markierungsbereich 11A bis 11D, kann die gesamte Laser-Markierungs­ einrichtung in der Größe kleiner ausgebildet sein, ohne daß man die Ausgangsleistung des Impulslasergenerators 1 steigern muß.

Claims (12)

1. Laser-Markierungseinrichtung zum Aufbringen von Mustern auf ein Werkstück durch Bestrahlen einer Maske (7), die Muster aufweist, mit einem Laserstrahl (6) aus einem Impulslasergenerator (1), und durch Bestrahlen eines Werkstücks (11) mit dem Laserstrahl, der die Maske durchdrungen hat, um einen Markierungsbereich (11Z) zu bil­ den, der eine Anzahl von Einstrahlungs-Markierungsbereichen (11A bis 11D) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser-Markierungseinrichtung eine Einrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlungslage aufweist, die im Weg des Laserstrahls vorgesehen ist, um die Einstrahlungslage des Impulslaserstrahls entsprechend jedem Einstrahlungs-Markierungsbereich des Werkstücks zu ändern.

2. Laser-Markierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlungslage einen in der X-Achse beweglichen Sockel (15) aufweist, der sich in Verlaufsrichtung des Laserstrahls längs des Weges des Laserstrahls zwischen der Maske (7) und dem Werkstück (11) bewegt, einen ersten Spiegel (8), der auf dem in der X-Achse beweglichen Sockel ange­ bracht ist, um den aus der X-Richtung einfallenden Laserstrahl in eine Richtung senkrecht zur X-Richtung zu spiegeln, einen zweiten Spiegel (9), um den Laserstrahl, der vom ersten Spiegel her ein­ fällt, in eine Richtung zum Werkstück hin zu spiegeln, und einen in der Y-Achse beweglichen Sockel (17), der den zweiten Spiegel trägt und sich in der Richtung der Y-Achse bewegt.

3. Laser-Markierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch eine Vergrößerungs-Einstelleinrichtung (22), die im Weg des Laserstrahls angeordnet ist, um die Maske (7) in eine Lage eines jeden Einstrahlungs-Markierungsbereichs (11A bis 11D) zu be­ wegen, der durch die Einrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlungs­ lage geändert wird, um einen konstanten Abstand zwischen der Maske und einer bildformenden Linse (10) vorzusehen, die an der Vorder­ seite des Werkstücks angeordnet ist.

4. Laser-Markierungsverfahren zum Aufbringen von Mustern auf ein Werkstück, gekennzeichnet durch die Schritte, eine Maske (7), die Muster aufweist, mit einem Laserstrahl (6) aus einem Impulslaserge­ nerator (1) zu bestrahlen, und ein Werkstück (11) mit dem Laser­ strahl zu bestrahlen, der die Maske durchsetzt hat, um einen Mar­ kierungsbereich (11Z) zu bilden, der mehrere Einstrahlungs-Markie­ rungsbereiche (11A bis 11D) umfaßt, wobei das Laser-Markierungsver­ fahren den Schritt umfaßt, einen Zustand einer Einrichtung (12) zum Ändern einer Einstrahlung zu schalten, die im Weg des Laserstrahls entsprechend jedem der Einstrahlungs-Markierungsbereiche angeordnet ist, bevor das Werkstück (11) mit dem Laserstrahl zur Bildung des Markierungsbereichs (11Z) bestrahlt wird.

5. Laser-Markierungsverfahren zum Aufbringen von Mustern auf ein Werkstück, gekennzeichnet durch die Schritte, eine Maske (7), die das Muster trägt, mit einem Laserstrahl (6) aus einem Impulslaser­ generator (1) zu bestrahlen und ein Werkstück (11) mit dem Laser­ strahl zu bestrahlen, der durch die Maske hindurchgetreten ist, um einen Markierungsbereich (11Z) zu bilden, der mehrere Einstrah­ lungs-Markierungsbereiche (11A bis 11D) umfaßt, wobei das Laser- Markierungsverfahren den Schritt umfaßt, einen im wesentlichen kon­ stanten Abstand zwischen der Maske und der bildformenden Linse (10) vorzusehen, die an der Vorderseite des Werkstücks angeordnet ist, um ein Muster auf dem Werkstück zu bilden, das das im wesentlichen gleiche Format aufweist, durch Bewegen einer Vergrößerungs-Ein­ stelleinrichtung (22) nach Schalten des Zustands einer Einrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlung, die im Weg des Laserstrahls ange­ ordnet ist, und zwar entsprechend einem jeden Einstrahlungs-Mar­ kierungsbereich.

6. Laser-Markierungseinrichtung zum Aufbringen von Mustern auf ein Werkstück durch Bestrahlen einer Maske (7), die Muster aufweist, mittels eines Laserstrahls (6) aus einem Impulslasergenerator (1), und Bestrahlen eines Werkstücks (11) mit dem Laserstrahl, der die Maske durchsetzt hat, um einen Markierungsbereich (11Z) zu bilden, der eine Anzahl von Einstrahlungs-Markierungsbereichen (11A bis 11D) umfaßt, wobei die Laser-Markierungseinrichtung eine Einrich­ tung (40) zum Ändern der Einstrahlungslage aufweist, die im Weg des Laserstrahls vor der Maske angeordnet ist und ein Übertragungsteil (42) aufweist, um den Laserstrahl zu übertragen, sowie einen Rotor zum Drehen des Übertragungsteils, das hieran angebracht ist, um hierdurch die Einstrahlungslage des Laserstrahls auf der Maske zu ändern.

7. Laser-Markierungseinrichtung zum Aufbringen von Mustern auf ein Werkstück durch Bestrahlen einer Maske (7), die Muster aufweist, mittels eines Laserstrahls (6) aus einem Impulslasergenerator (1), und Bestrahlen eines Werkstücks (11) mit dem Laserstrahl, der die Maske durchsetzt hat, um einen Markierungsbereich (11Z) zu bilden, der mehrere Einstrahlungs-Markierungsbereiche (11A bis 11D) umfaßt, wobei die Laser-Markierungseinrichtung eine Einrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlungslage aufweist, die im Weg des Laserstrahls angeordnet ist, um die Einstrahlungslage des Impulslaserstrahls entsprechend einem jeden Einstrahlungs-Markierungsbereich auf dem Werkstück zu ändern, einen Ladekreis (2) zum Aufladen des Impulsla­ sergenerators, sowie eine Einrichtung zum Abgeben eines Entladungs­ befehls an den Ladekreis in Abhängigkeit von der Erfüllung eines UND-Zustands der Fertigstellung der Aufladung des Impulslasergene­ rators (1) oder der Fertigstellung der Anzeige von Mustern auf der Maske und der Fertigstellung der Änderung der Einstrahlungslage der Vorrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlungslage.

8. Laser-Markierungseinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Ladekreis (2) zum Aufladen des Impulslasergenerators (1), und eine Einrichtung zum Abgeben eines Entladungsbefehls an den Ladekreis (2) in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Zustand der Fertigstellung der Ladung des Impulslasergenerators durch den Ladekreis, der Fertigstellung der Anzeige von Mustern auf der Maske (7), der Fertigstellung der Änderung der Einstrahlungslage durch die Einrichtung (12) zum Ändern der Einstrahlungslage, und Fertig­ stellung oder Einstellung der Vergrößerungs-Einstellvorrichtung (22).

9. Laser-Markierungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstrahlungslage-Änderungseinrichtung (12) wäh­ rend des Aufladens des Ladekreises (2) oder während der Anzeige von Mustern geschaltet wird.

10. Laser-Markierungseinrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (7) eine Flüssigkristallmaske mit elektrischen Anzeigemustern umfaßt.

11. Laser-Markierungseinrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (7) eine Metallmaske mit Lö­ chern umfaßt, die Muster bilden.

12. Laser-Markierungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Ein­ richtung (12) zum Ändern der Einstrahlungslage, gekennzeichnet durch einen Sockel (15), der in der X-Achse beweglich ist und sich in Laserstrahl-Verlaufsrichtung längs eines Laserstrahlweges zwi­ schen einer Maske (7) und einem Werkstück (11) bewegt, einen ersten Spiegel (8), der auf dem in der X-Achse beweglichen Sockel ange­ bracht ist, um einen Laserstrahl aus der X-Richtung zur senkrechten Richtung zu reflektieren, einen zweiten Spiegel (9) zum Reflektie­ ren des Laserstrahls vom ersten Spiegel in einer Richtung zum Werk­ stück hin, und einen in der Y-Achse beweglichen Sockel (17) , an dem der zweite Spiegel angebracht ist und sich in Richtung der Y-Achse bewegt.