JP2000022251A - Co2 laser oscillator and oscillator state detector thereof - Google Patents

Co2 laser oscillator and oscillator state detector thereof

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JP2000022251A
JP2000022251A JP10187962A JP18796298A JP2000022251A JP 2000022251 A JP2000022251 A JP 2000022251A JP 10187962 A JP10187962 A JP 10187962A JP 18796298 A JP18796298 A JP 18796298A JP 2000022251 A JP2000022251 A JP 2000022251A
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Japan
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laser
laser oscillator
oscillator
oscillation state
laser beam
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Manabu Watanabe
学 渡辺
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Keyence Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit decrease in a laser intensity, avoid causing a coherent increase in laser beams, and detect an oscillation state of an oscillator, by a method wherein a means for deciding an oscillation state of the laser beams based on detection results of a current value from a power source to a CO2 oscillator is provided. SOLUTION: A laser marker is provided with a current detection circuit 23 in a laser control part 2. The current detection circuit 23 detects a current value in an electric connection of a power source 22 to a laser oscillator 3, and also a differential value between the detected current value and the previously set value is fed back to a microcomputer 21. And, the microcomputer 21 overwrites a duty ratio of a preliminary signal stored in a memory based on the differential value fed-back. Thus, even when a conductive amount to the laser oscillator 3 fluctuates, in particular increases, it is possible to adjust the duty ratio of the preliminary signal so as not to laser-oscillate by the preliminary signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザマー
キング装置を構成するCO2 レーザ発振器、及びCO2
レーザ発振器の発振状態を検出する発振状態検出装置に
関する。
The present invention relates to, for example CO 2 laser oscillator that constitutes the laser marking apparatus, and CO 2
The present invention relates to an oscillation state detection device that detects an oscillation state of a laser oscillator.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の物品の表面にレーザビームを照射
し、文字及び図形等のパターンをマーキングするレーザ
マーキング装置は、消えることがないパターンを形成し
得ることから、近年におけるPL法(製造物責任法)の
施行に伴って注目を浴びる存在となっている。
2. Description of the Related Art A laser marking apparatus that irradiates the surface of various articles with a laser beam to mark patterns such as characters and figures can form a pattern that does not disappear. Responsibility Act) has been receiving attention with the enforcement of the Act.

【0003】このようなレーザマーキング装置は、特に
炭酸ガス(CO2 )を励起媒質としたレーザマーキング
装置は、レーザ制御部,レーザ発振器,及び走査部等か
ら構成されている。
[0003] Such a laser marking device, particularly using a carbon dioxide gas (CO 2 ) as an excitation medium, comprises a laser control unit, a laser oscillator, and a scanning unit.

【0004】レーザ制御部は、マイクロコンピュータ及
び電源から構成されている。マイクロコンピュータは、
文字及び図形等のパターンをマーキングするための印字
信号をレーザ発振器へ与えるとともに、前記パターンに
基づいて走査部を動作させるための走査信号を走査部へ
与える。一方、電源は、定電圧電源としての機能を有
し、所定電圧をレーザ発振器へ印加するようにしてあ
る。
[0004] The laser control section comprises a microcomputer and a power supply. The microcomputer is
A print signal for marking a pattern such as a character and a figure is provided to the laser oscillator, and a scan signal for operating the scanning unit based on the pattern is provided to the scanning unit. On the other hand, the power supply has a function as a constant voltage power supply and applies a predetermined voltage to the laser oscillator.

【0005】前記印字信号は、そのHI/LOWによっ
てレーザビームのON/OFFを切り替えるようにさ
れ、その1パルスが発振されるレーザビームの1パルス
に対応し、そのHIにおけるパルス幅に応じてレーザ強
度を調整することができるようにされたPWM信号であ
る。なお、一般的に周波数は固定されているため、印字
信号のデューティ比に応じて単位時間当たりのレーザ強
度が定まり、また、マーキング濃度は走査部における走
査速度(スキャン速度ともいう)に応じても定まる。
The print signal is turned on / off by a HI / LOW signal. One pulse of the print signal corresponds to one pulse of the laser beam to be oscillated, and the laser signal is generated according to the pulse width at the HI. It is a PWM signal whose intensity can be adjusted. Since the frequency is generally fixed, the laser intensity per unit time is determined according to the duty ratio of the print signal, and the marking density is also determined according to the scanning speed (also referred to as the scanning speed) in the scanning unit. Is determined.

【0006】レーザ発振器は、その内部に炭酸ガスが充
填されており、電極を内蔵している。レーザ発振器は、
レーザ制御部から与えられた印字信号のパルス幅に基づ
いてレーザ発振器内の炭酸ガスを励起し、レーザ発振す
るようになっている。
[0006] The laser oscillator is filled with carbon dioxide gas and has a built-in electrode. Laser oscillator
The carbon dioxide in the laser oscillator is excited based on the pulse width of the print signal given from the laser control unit, and the laser oscillates.

【0007】走査部は、スキャナを備えており、レーザ
制御部から与えられた走査信号に基づいて、スキャナに
備えられたガルバノモータを駆動することによって、そ
の出力軸に設けられた全反射ミラーを回動させる。これ
によって、レーザ発振器から発振されたレーザビームを
偏向・走査し、マーキング対象となる物品の表面に各種
のパターンをマーキングするようになっている。
The scanning section has a scanner, and drives a galvano motor provided in the scanner based on a scanning signal given from the laser control section, so that a total reflection mirror provided on an output shaft of the scanner is driven. Rotate. Thereby, the laser beam oscillated from the laser oscillator is deflected and scanned, and various patterns are marked on the surface of the article to be marked.

【0008】なお、上述の如きレーザマーキング装置に
おいては、マーキング対象となる物品の搬送タクトを高
速化するために、印字信号のHIに伴って短時間でレー
ザビームを発振させる必要がある。これを達成するため
に、印字信号よりも小さいデューティ比を有し、これに
基づいた印加電圧がレーザ発振を生じるための最低電
圧、即ち閾値電圧より小さくなるような予備信号をレー
ザ制御部から常時出力していた。従って、この予備信号
に基づく印加電圧を前記閾値電圧に可及的に近づけるこ
とで、印字信号に伴ってより短時間にレーザビームを発
振させることができるようになっている。
In the laser marking apparatus as described above, it is necessary to oscillate the laser beam in a short time in accordance with the HI of the print signal in order to speed up the transfer tact of the article to be marked. In order to achieve this, the laser control unit has a duty ratio smaller than that of the print signal, and a standby signal such that the applied voltage based on the duty ratio is lower than the minimum voltage for generating laser oscillation, that is, smaller than the threshold voltage. Output. Therefore, by making the applied voltage based on the preliminary signal as close as possible to the threshold voltage, the laser beam can be oscillated in a shorter time with the print signal.

【0009】但し、前記閾値電圧はレーザ発振器の励起
に伴う温度上昇によって変動する。特に閾値電圧が低下
した場合であって、予備信号のデューティ比を比較的大
きく設定しておいた場合には、予備信号でレーザビーム
が発振される状態が生じる。この結果、例えば物品以外
の場所にマーキングしたり、物品の表面上であっても許
容範囲内にマーキングされない場合には、この物品が不
具合品となるなどの問題が生じていた。
[0009] However, the threshold voltage fluctuates due to a temperature rise accompanying excitation of the laser oscillator. In particular, when the threshold voltage is lowered and the duty ratio of the spare signal is set to be relatively large, a state in which the laser beam is oscillated by the spare signal occurs. As a result, for example, when marking is performed on a place other than the article, or when the marking is not performed within the allowable range even on the surface of the article, the article becomes a defective product.

【0010】このため、従来のレーザマーキング装置に
おいては、レーザビームの光路途中に部分反射ミラーを
設けてレーザビームの一部を偏向させ、偏向させたレー
ザビームをサーモパイル又は焦電素子等を用いてレーザ
ビームにより生じるエネルギを電気量に変換し、変換さ
れた電気量に基づいてレーザビームのON/OFF又は
レーザ強度等の発振状態を検出するようにしてあり、検
出結果はレーザ制御部にフィードバックされ、予備信号
のデューティ比を所定率小さくするように制御するか、
又は予備信号を停止することにより、予備信号でレーザ
発振しないような対策が図られていた。
For this reason, in a conventional laser marking apparatus, a partial reflection mirror is provided in the middle of the optical path of a laser beam to deflect a part of the laser beam, and the deflected laser beam is converted by using a thermopile or a pyroelectric element. The energy generated by the laser beam is converted into an electric quantity, and the oscillation state such as ON / OFF of the laser beam or the laser intensity is detected based on the converted electric quantity, and the detection result is fed back to the laser control unit. Controlling the duty ratio of the spare signal to be smaller by a predetermined ratio,
Alternatively, measures have been taken to stop the preliminary signal so that laser oscillation is not caused by the preliminary signal.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
従来のレーザマーキング装置においては、レーザビーム
の一部が部分反射ミラーを用いて正規の光路から偏向さ
れるために、マーキングに用いられる本来のレーザ強度
が低下するという問題があった。
However, in the conventional laser marking apparatus as described above, since a part of the laser beam is deflected from a regular optical path by using a partial reflection mirror, the original laser used for marking is not used. There is a problem that the laser intensity is reduced.

【0012】一方、マーキングに用いられるレーザビー
ムは、部分反射ミラーの一側の面を透過し、更にその一
部が部分反射ミラー内部にて多重反射した後で、部分反
射ミラーの他側の面を透過する。このため、このレーザ
ビームが部分反射ミラーの両側の面を透過する際の回析
によって多重化され、そのコヒーレント性を低下させる
という問題があった。
On the other hand, a laser beam used for marking passes through a surface on one side of the partial reflection mirror, and a part of the laser beam is multiply reflected inside the partial reflection mirror. Through. For this reason, there is a problem that the laser beam is multiplexed by diffraction when passing through both surfaces of the partial reflection mirror, and the coherence is reduced.

【0013】また、以上の如き構成においては、部分反
射ミラー及びサーモパイル(又は焦電素子等)を必要と
するために、装置全体の増大化及びコスト増を招来する
という問題があった。
In addition, in the above-described configuration, there is a problem that the need for a partially reflecting mirror and a thermopile (or a pyroelectric element or the like) leads to an increase in the entire apparatus and an increase in cost.

【0014】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、電源からレーザ発振器への通電が定電圧でなさ
れることに着目し、この電源からレーザ発振器への電流
値を検出し、検出結果に基づいてレーザビームの発振状
態を判定することにより、レーザ強度の低下がなく、レ
ーザビームのコヒーレント性の低下がなく、装置全体の
増大化及びコスト増を招来することなくレーザ発振器の
発振状態を検出することができるCO2 レーザ発振器の
発振状態検出装置及びこの装置を備えてなるCO2 レー
ザ発振器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and focuses on the fact that power is supplied from a power supply to a laser oscillator at a constant voltage, and detects a current value from the power supply to the laser oscillator. By judging the oscillation state of the laser beam based on the result, there is no decrease in the laser intensity, no decrease in the coherence of the laser beam, and the oscillation state of the laser oscillator without increasing the overall apparatus and increasing the cost. It is an object of the present invention to provide a CO 2 laser oscillator oscillation state detecting device capable of detecting the following, and a CO 2 laser oscillator including the device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1発明に係るCO2
ーザ発振器の発振状態検出装置は、電源により所定電圧
が印加され、前記電源からの印加電圧を予め設定された
情報に基づいて、その内部に充填されたCO2 ガスを励
起することによってレーザビームを発振するCO2 レー
ザ発振器の発振状態を検出する装置において、前記電源
から前記CO2レーザ発振器への電流値を検出する検出
手段と、該検出手段の検出結果に基づいてレーザビーム
の発振状態を判定する判定手段とを備えることを特徴と
する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting the oscillation state of a CO 2 laser oscillator, wherein a predetermined voltage is applied by a power supply, and the applied voltage from the power supply is determined based on preset information. In a device that detects the oscillation state of a CO 2 laser oscillator that oscillates a laser beam by exciting a CO 2 gas filled therein, a detection unit that detects a current value from the power supply to the CO 2 laser oscillator, Determining means for determining an oscillation state of the laser beam based on a detection result of the detecting means.

【0016】第2発明に係るCO2 レーザ発振器の発振
状態検出装置は、第1発明のCO2レーザ発振器の発振
状態検出装置において、前記検出手段の検出結果に基づ
いて前記情報を調整することにより、前記CO2 ガスの
励起状態を調整する調整手段を更に備えることを特徴と
する。
The oscillation state detecting apparatus of a CO 2 laser oscillator according to the second invention, the oscillation state detecting apparatus of a CO 2 laser oscillator of the first aspect of the invention, by adjusting the information based on a detection result of said detecting means And an adjusting means for adjusting an excited state of the CO 2 gas.

【0017】第3発明に係るCO2 レーザ発振器の発振
状態検出装置は、第1又は第2発明のCO2 レーザ発振
器の発振状態検出装置において、前記検出手段の検出結
果を所定値と比較する比較手段を更に備え、前記判定手
段は、前記比較手段による比較結果に基づいてレーザビ
ームの発振状態を判定すべくなしてあることを特徴とす
る。
The oscillation state detecting apparatus of a CO 2 laser oscillator according to the third invention, in the oscillation state detecting apparatus for CO 2 laser oscillator of the first or second invention, comparison for comparing the detection result of said detecting means with a predetermined value Means for judging the oscillation state of the laser beam based on the result of comparison by the comparing means.

【0018】第4発明に係るCO2 レーザ発振器は、電
源により所定電圧が印加され、前記電源からの印加電圧
を予め設定された情報に基づいて、その内部に充填され
たCO2 ガスを励起することによってレーザビームを発
振するCO2 レーザ発振器において、前記電源からの電
流値を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基
づいてレーザビームの発振状態を判定する判定手段とを
備えることを特徴とする。
In a CO 2 laser oscillator according to a fourth aspect of the present invention, a predetermined voltage is applied by a power supply, and the applied voltage from the power supply is excited based on preset information to excite the CO 2 gas filled therein. A CO 2 laser oscillator that oscillates a laser beam, comprising: detecting means for detecting a current value from the power supply; and determining means for determining an oscillation state of the laser beam based on a detection result of the detecting means. Features.

【0019】第5発明に係るCO2 レーザ発振器は、第
4発明のCO2 レーザ発振器において、前記検出手段の
検出結果に基づいて前記情報を調整することにより、前
記CO2 ガスの励起状態を調整する調整手段を更に備え
ることを特徴とする。
The CO 2 laser oscillator according to a fifth aspect of the invention is adjusted in CO 2 laser oscillator of the fourth aspect of the present invention, by adjusting the information based on a detection result of said detecting means, the excited state of the CO 2 gas It is characterized by further comprising an adjusting means for performing the adjustment.

【0020】第6発明に係るCO2 レーザ発振器は、第
4又は第5発明のCO2 レーザ発振器において、前記検
出手段の検出結果を所定値と比較する比較手段を更に備
え、前記判定手段は、前記比較手段による比較結果に基
づいてレーザビームの発振状態を判定すべくなしてある
ことを特徴とする。
The CO 2 laser oscillator according to a sixth invention, in the CO 2 laser oscillator of the fourth or fifth invention, further comprising a comparing means for comparing the detection result of said detecting means with a predetermined value, said determining means, It is characterized in that the oscillation state of the laser beam is determined based on the result of comparison by the comparing means.

【0021】第1及び第4発明に係るCO2 レーザ発振
器の発振状態検出装置及びこの装置を備えてなるCO2
レーザ発振器によれば、電源により所定電圧が印加され
るとともに、電源からの印加電圧を予め設定された情報
に基づいて、その内部に充填された炭酸ガス(CO2
ス)を励起することによってレーザビームを発振するC
2 レーザ発振器の発振状態を、電源からCO2 レーザ
発振器への電流値を検出する検出手段と、検出された結
果に基づいてレーザビームの発振状態を判定する判定手
段とからなる発振状態検出装置により検出する構成、又
はこの発振状態検出装置をCO2 レーザ発振器が備える
構成としてある。
[0021] comprising comprises an oscillation state detecting device and the device of the CO 2 laser oscillator according to the first and fourth invention CO 2
According to the laser oscillator, a predetermined voltage is applied from a power supply, and the applied voltage from the power supply is excited based on preset information to excite carbon dioxide gas (CO 2 gas) filled in the inside of the laser. C that emits a beam
The oscillation state of the O 2 laser oscillator, a detector for detecting the current value from the power source to the CO 2 laser oscillator, comprising a determining means for determining oscillation state of the laser beam based on the detected result oscillation state detecting device Or a configuration in which this oscillation state detection device is provided in a CO 2 laser oscillator.

【0022】詳述すれば、電源からCO2 レーザ発振器
への通電は定電圧であるために、レーザ強度又はレーザ
ビームのON/OFF等のレーザ発振の状態は、CO2
レーザ発振器への通電における電流値に直接的に影響す
る。従って、部分反射ミラーの如き光学部材,サーモパ
イル,及び焦電素子等を必要とせず、レーザ強度の低
下、レーザビームのコヒーレント性の低下、装置全体の
増大化、及びコスト増がない。
More specifically, since the power supply from the power supply to the CO 2 laser oscillator is a constant voltage, the state of laser oscillation such as laser intensity or ON / OFF of the laser beam is controlled by the CO 2 laser.
It directly affects the current value when energizing the laser oscillator. Accordingly, there is no need for an optical member such as a partial reflection mirror, a thermopile, a pyroelectric element, and the like, and there is no decrease in laser intensity, decrease in coherence of a laser beam, increase in the entire apparatus, and increase in cost.

【0023】第2及び第5発明に係るCO2 レーザ発振
器の発振状態検出装置及びこの装置を備えてなるCO2
レーザ発振器によれば、検出手段により検出された電流
値をフィードバックして予備信号又は印字信号等に関連
する情報の如き前述の情報を調整することにより、レー
ザ強度又はレーザビームのON/OFF等のレーザ発振
の状態を調整する構成としたので、例えば、予備信号の
デューティ比を所定率小さくするように制御するか、又
は予備信号を停止することにより、予備信号でレーザ発
振しないような対策を図ることができる。
[0023] comprising comprises an oscillation state detecting device and the device of the CO 2 laser oscillator according to the second and fifth invention CO 2
According to the laser oscillator, the current value detected by the detecting means is fed back to adjust the aforementioned information such as information related to the preliminary signal or the print signal, thereby controlling the laser intensity or the ON / OFF of the laser beam. Since the state of the laser oscillation is adjusted, for example, by controlling the duty ratio of the spare signal to be smaller by a predetermined ratio, or by stopping the spare signal, measures are taken to prevent the laser oscillation from being caused by the spare signal. be able to.

【0024】第3及び第6発明に係るCO2 レーザ発振
器の発振状態検出装置及びこの装置を備えてなるCO2
レーザ発振器によれば、検出手段により検出された電流
値を所定値と比較し、比較結果に基づいてCO2 レーザ
発振器の発振状態を検出する構成としたので、例えば汎
用の比較器を用いることで、より簡易に発振状態検出装
置を構成とすることができる。
The third and sixth comprising comprises an oscillation state detecting device and the device of the CO 2 laser oscillator according to the invention CO 2
According to the laser oscillator, the current value detected by the detection unit is compared with a predetermined value, and the oscillation state of the CO 2 laser oscillator is detected based on the comparison result. For example, by using a general-purpose comparator, Thus, the oscillation state detecting device can be configured more easily.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る発振
状態検出装置を備えたCO2 レーザ発振器をレーザマー
キング装置として構成した例を示すブロック図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example in which a CO 2 laser oscillator including an oscillation state detection device according to the present invention is configured as a laser marking device.

【0026】図1におけるレーザマーキング装置は、入
力・表示器1,レーザ制御部2,レーザ発振器3,及び
走査部4等から構成されている。
The laser marking device shown in FIG. 1 comprises an input / display 1, a laser control unit 2, a laser oscillator 3, and a scanning unit 4.

【0027】入力・表示器1は、タッチパネル方式のL
CDから構成され、これに接続されたレーザ制御部2か
ら与えられる情報を表示するほか、主として、文字及び
図形等のパターンと、該パターンに対応した印字信号の
周波数及びデューティ比とが入力されるようになってお
り、入力結果はレーザ制御部2へ与えられる。なお、数
値キー及びファンクションキー等を備える構成としても
よい。
The input / display unit 1 is a touch panel type L
In addition to displaying information provided from the laser control unit 2 connected to the CD, a pattern such as a character and a graphic, and a frequency and a duty ratio of a print signal corresponding to the pattern are mainly input. The input result is provided to the laser control unit 2. Note that a configuration including a numeric key and a function key may be employed.

【0028】レーザ制御部2は、マイクロコンピュータ
21と電源22とを備えてなり、入力・表示器1による
入力結果をマイクロコンピュータ21に内蔵された図示
しないメモリに記憶する。また、レーザ制御部2は、前
記メモリに記憶された周波数及びデューティ比に基づい
た印字信号をレーザ発振器3へ与えるとともに、前記メ
モリに記憶されたパターンに基づいた走査信号を走査部
4へ与える。電源2は、定電圧電源としての機能を有
し、レーザ発振器3へ所定電圧を印加する。
The laser control unit 2 includes a microcomputer 21 and a power supply 22, and stores the result of input by the input / display unit 1 in a memory (not shown) built in the microcomputer 21. Further, the laser control unit 2 supplies a print signal based on the frequency and the duty ratio stored in the memory to the laser oscillator 3 and also supplies a scan signal based on the pattern stored in the memory to the scanning unit 4. The power supply 2 has a function as a constant voltage power supply, and applies a predetermined voltage to the laser oscillator 3.

【0029】なお、印字信号は、そのHI/LOWに応
じてレーザビームのON/OFFが切り替えられ、1パ
ルスが発振されるレーザビームの1パルスに対応するP
WM信号であり、その周波数に応じたデューティ比に基
づいてレーザ強度が定められるが、周波数に基づいた走
査速度によってもレーザ強度が変化するようになってい
る。
The print signal is turned on / off in accordance with the HI / LOW of the print signal, and a pulse corresponding to one pulse of the laser beam in which one pulse is oscillated.
The WM signal is a WM signal, and the laser intensity is determined based on the duty ratio according to the frequency. The laser intensity also changes depending on the scanning speed based on the frequency.

【0030】レーザ発振器3は、その内部に炭酸ガス
(CO2 )が充填されているとともに、図示しない電極
を内蔵しており、マイクロコンピュータ21から与えら
れる印字信号のデューティ比に基づいてレーザ発振器3
内の炭酸ガスを励起し、レーザ発振させる。
The laser oscillator 3 is filled with carbon dioxide (CO 2 ) and has an electrode (not shown) built therein. The laser oscillator 3 is based on the duty ratio of a print signal supplied from the microcomputer 21.
Excites the carbon dioxide gas inside and causes laser oscillation.

【0031】走査部4は、レーザ発振器3の発振側に隣
接して設けられ、スキャナ41を備えている。走査部4
は、マイクロコンピュータ21から与えられる走査信号
に基づいて、スキャナ41が備えるガルバノモータ(図
示せず)を動作させることにより、該ガルバノモータの
出力軸に設けられた全反射ミラー(図示せず)を回動さ
せて、レーザ発振器3から発振されたレーザビームを偏
向・走査し、マーキング対象となるワークWの表面にマ
ーキングする。
The scanning section 4 is provided adjacent to the oscillation side of the laser oscillator 3 and includes a scanner 41. Scanning unit 4
Operates a galvano motor (not shown) included in the scanner 41 based on a scanning signal provided from the microcomputer 21 to thereby cause a total reflection mirror (not shown) provided on an output shaft of the galvano motor to operate. By rotating the laser beam, the laser beam emitted from the laser oscillator 3 is deflected and scanned to mark the surface of the workpiece W to be marked.

【0032】また、本発明に係るレーザマーキング装置
は、レーザ制御部2内に電流検出回路23を備えてい
る。電流検出回路23は、電源22の正極とレーザ発振
器3の正極との間に抵抗器Rを設け、この抵抗器Rに電
流検出回路23を並列接続してある。電流検出回路23
は、電源22からレーザ発振器3への通電における電流
値を検出するとともに、検出した電流値と予め設定され
た値(後述する基準電圧)との差分値をマイクロコンピ
ュータ21へフィードバックする。そして、マイクロコ
ンピュータ21は、フィードバックされた差分値に基づ
いて、前記メモリに記憶された予備信号のデューティ比
を書換えるようになっている。
Further, the laser marking device according to the present invention includes a current detection circuit 23 in the laser control unit 2. In the current detection circuit 23, a resistor R is provided between the positive electrode of the power supply 22 and the positive electrode of the laser oscillator 3, and the current detection circuit 23 is connected to the resistor R in parallel. Current detection circuit 23
Detects a current value when power is supplied from the power supply 22 to the laser oscillator 3 and feeds back a difference value between the detected current value and a preset value (a reference voltage described later) to the microcomputer 21. Then, the microcomputer 21 rewrites the duty ratio of the spare signal stored in the memory based on the fed back difference value.

【0033】これによって、例えば、レーザ発振器3内
の炭酸ガスの励起に伴う温度上昇によってレーザ発振器
3への通電量が変動し、特に増加したような場合であっ
ても、予備信号でレーザ発振されないように予備信号の
デューティ比を調整することができる。
As a result, for example, the amount of current supplied to the laser oscillator 3 fluctuates due to a temperature rise accompanying the excitation of the carbon dioxide gas in the laser oscillator 3, and even if the amount of current increases, the laser is not oscillated by the spare signal. Thus, the duty ratio of the spare signal can be adjusted.

【0034】なお、本実施の形態においては、予備信号
のデューティ比を調整する構成としたが、これに限ら
ず、同様にして印字信号のデューティ比を調整する構成
としてもよい。また、本実施の形態においては、予備信
号及び印字信号の各信号の周波数を固定としているた
め、レーザ強度を調整するためには、各信号のデューテ
ィ比を調整することで達成可能であるが、周波数の変動
を考慮する場合には、周波数及びパルス幅に基づいてデ
ューティ比を定める。
In the present embodiment, the duty ratio of the preliminary signal is adjusted. However, the present invention is not limited to this, and the duty ratio of the print signal may be similarly adjusted. Further, in the present embodiment, since the frequency of each signal of the preliminary signal and the print signal is fixed, in order to adjust the laser intensity, it can be achieved by adjusting the duty ratio of each signal, When considering the fluctuation of the frequency, the duty ratio is determined based on the frequency and the pulse width.

【0035】図2は、電流検出回路23の具体的な構成
例を示す回路図である。図2において、電源22の正極
(+30V)及び負極(接地)の間には、電界コンデン
サC18と、固定コンデンサC19とが互いに並列に設
けられている。また、抵抗器R71が電界コンデンサC
18及び固定コンデンサC19に対して並列に接続され
ている。抵抗器R71に対して並列に、更に3つの抵抗
器R67,R68,R69が互いに並列接続され、これ
ら4つの抵抗器R67,R68,R69,R71は、図
1における抵抗器Rと置き換えた部分である。この抵抗
器Rとの置換部は、レーザ発振器3に対して直列接続さ
れ、この置換部に並列接続された電流検出回路23の検
出を補助する機能を有している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the current detection circuit 23. 2, an electric field capacitor C18 and a fixed capacitor C19 are provided in parallel between a positive electrode (+30 V) and a negative electrode (ground) of the power supply 22. Further, the resistor R71 is an electric field capacitor C
18 and the fixed capacitor C19 are connected in parallel. Three resistors R67, R68, and R69 are connected in parallel with each other in parallel with the resistor R71, and these four resistors R67, R68, R69, and R71 are replaced with the resistor R in FIG. is there. The replacement portion with the resistor R is connected in series to the laser oscillator 3 and has a function of assisting the detection of the current detection circuit 23 connected in parallel to the replacement portion.

【0036】電流検出回路23は、抵抗器R67,R6
8,R69,R71の両側の端子のうち、電解コンデン
サC18及び固定コンデンサC19に接続された側(コ
ンデンサ側)の端子と、レーザ発振器3の正極に接続さ
れた側(発振器側)の端子との2つの端子に夫々接続さ
れている。
The current detection circuit 23 includes resistors R67 and R6.
8, R69, and R71, a terminal connected to the electrolytic capacitor C18 and the fixed capacitor C19 (capacitor side) and a terminal connected to the positive electrode of the laser oscillator 3 (oscillator side). Each is connected to two terminals.

【0037】まず、コンデンサ側の端子は、互いに直列
接続された抵抗器R76,R78を介して接地されてい
る。抵抗器R76に対して直列に、また抵抗器R78に
対して並列にOPアンプA7がその非反転入力端子によ
り接続されている。OPアンプA7は、その出力端子及
び反転入力端子の間に抵抗器R72を直列に介在させ、
また前記反転入力端子は、抵抗器R72に対して並列に
設けられた抵抗器R73を介して接地されている。
First, the terminal on the capacitor side is grounded via resistors R76 and R78 connected in series to each other. An OP amplifier A7 is connected by its non-inverting input terminal in series with the resistor R76 and in parallel with the resistor R78. The OP amplifier A7 has a resistor R72 interposed in series between its output terminal and the inverted input terminal,
The inverting input terminal is grounded via a resistor R73 provided in parallel with the resistor R72.

【0038】一方、発振器側の端子は、互いに直列接続
された抵抗器R75,R77,可変抵抗器R55を介し
て接地されている。抵抗器R75に対して直列に、また
抵抗器R77に対して並列にOPアンプA7と同様のO
PアンプA8がその非反転入力端子により接続されてい
る。OPアンプA8は、その出力端子及び反転入力端子
の間に抵抗器R79を直列に介在させ、またOPアンプ
A7の出力端子に直列に設けられた抵抗器R74は、そ
の一端をOPアンプA8の反転入力端子に接続されてい
る。OPアンプA8の出力端子は、これに直列接続され
た抵抗器R81を介してOPアンプA12の反転入力端
子に接続されている。
On the other hand, the terminal on the oscillator side is grounded via resistors R75 and R77 and a variable resistor R55 connected in series. The same O as the OP amplifier A7 is connected in series with the resistor R75 and in parallel with the resistor R77.
P amplifier A8 is connected by its non-inverting input terminal. The operational amplifier A8 has a resistor R79 interposed in series between its output terminal and the inverting input terminal, and a resistor R74 provided in series with the output terminal of the operational amplifier A7 has one end connected to the inverting terminal of the operational amplifier A8. Connected to input terminal. An output terminal of the operational amplifier A8 is connected to an inverting input terminal of the operational amplifier A12 via a resistor R81 connected in series to the operational amplifier A8.

【0039】以上の如く、8つの抵抗器R72〜R7
9,可変抵抗器R55,及び2つのOPアンプA7,A
8から構成される回路が、コンデンサ側及び発振器側の
各端子からの電圧を作動増幅する差動増幅回路として機
能するようになっている。
As described above, the eight resistors R72 to R7
9, variable resistor R55, and two OP amplifiers A7, A
The circuit constituted by 8 functions as a differential amplifier circuit that operates and amplifies voltages from terminals on the capacitor side and the oscillator side.

【0040】また、OPアンプA12は、その出力端子
及び反転入力端子の間に、互いに並列接続された抵抗器
R80,及び3つの固定コンデンサC36,C37,C
38を有しているとともに、OPアンプA12の非反転
入力端子は、これに直列接続された抵抗器R87を介し
て接地されている。
The OP amplifier A12 has a resistor R80 connected in parallel with each other and three fixed capacitors C36, C37, C3 between its output terminal and inverting input terminal.
38, and a non-inverting input terminal of the OP amplifier A12 is grounded via a resistor R87 connected in series thereto.

【0041】以上の如く、これら3つの抵抗器R80,
R81,R87,3つの固定コンデンサC36,C3
7,C38,及びOPアンプA12から構成される回路
が、上述した差動増幅回路による差動増幅結果を積分す
る積分回路として機能するようになっている。
As described above, these three resistors R80,
R81, R87, three fixed capacitors C36, C3
The circuit composed of C7, C38, and OP amplifier A12 functions as an integration circuit that integrates the result of differential amplification by the above-described differential amplifier circuit.

【0042】OPアンプA12の出力端子は、更に、比
較器として機能するOPアンプA13の反転入力端子に
接続され、OPアンプA13の出力端子は、マイクロコ
ンピュータ21に接続されている。
The output terminal of the operational amplifier A12 is further connected to an inverting input terminal of an operational amplifier A13 functioning as a comparator, and the output terminal of the operational amplifier A13 is connected to the microcomputer 21.

【0043】また、+15Vの電源及び接地の間には、
抵抗器R66及びツェナーダイオードD6が直列に接続
されており、ツェナーダイオードD6は、抵抗器R66
側にそのカソードを、接地側にアノードを有している。
また、抵抗器R66に対して直列に、ツェナーダイオー
ドD6に対して並列に、その一端を接地された可変抵抗
器R70が設けられている。可変抵抗器R70の調整可
能な接点及び接地の間には、抵抗器R85及び固定コン
デンサC40が直列に接続されている。また、抵抗器R
85に対して直列に、固定コンデンサC40に対して並
列に、電解コンデンサC39が接続され、その一端を接
地されている。さらに、抵抗器R85に対して直列に、
電解コンデンサC39に対して並列に、OPアンプA1
3の非反転入力端子が接続されている。
Also, between the +15 V power supply and ground,
The resistor R66 and the Zener diode D6 are connected in series, and the Zener diode D6 is connected to the resistor R66.
Side has its cathode and the ground side has an anode.
A variable resistor R70 having one end grounded is provided in series with the resistor R66 and in parallel with the zener diode D6. A resistor R85 and a fixed capacitor C40 are connected in series between the adjustable contact of the variable resistor R70 and ground. Also, the resistor R
An electrolytic capacitor C39 is connected in series with the capacitor 85 and in parallel with the fixed capacitor C40, and one end thereof is grounded. Further, in series with the resistor R85,
The OP amplifier A1 is connected in parallel with the electrolytic capacitor C39.
3 non-inverting input terminals are connected.

【0044】以上の如く、これら2つの抵抗器R66,
R85,可変抵抗器R70,ツェナーダイオードD6,
固定コンデンサC40,及び電解コンデンサC39から
構成される回路が、上述したOPアンプA13の非反転
入力端子へ基準電圧を与える基準電圧生成回路として機
能するようになっている。
As described above, these two resistors R66, R66,
R85, variable resistor R70, Zener diode D6
A circuit including the fixed capacitor C40 and the electrolytic capacitor C39 functions as a reference voltage generating circuit that applies a reference voltage to the non-inverting input terminal of the OP amplifier A13.

【0045】なお、電流検出回路23は、上述した回路
構成に限定するものではないことは言うまでもない。
It is needless to say that the current detection circuit 23 is not limited to the above-described circuit configuration.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係るCO2
ーザ発振器の発振状態検出装置及びこの装置を備えてな
るCO2 レーザ発振器においては、電源により所定電圧
が印加されるとともに、電源からの印加電圧を予め設定
された情報に基づいて、その内部に充填された炭酸ガス
(CO2 ガス)を励起することによってレーザビームを
発振するCO2 レーザ発振器の発振状態を、電源からC
2 レーザ発振器への電流値を検出する検出手段と、検
出された結果に基づいてレーザビームの発振状態を判定
する判定手段とからなる発振状態検出装置により検出す
る構成、又はこの発振状態検出装置をCO2 レーザ発振
器が備える構成としてある。
In CO 2 laser oscillator comprising comprises an oscillation state detecting device and the device of the CO 2 laser oscillator according to the above described were as the present invention, together with a predetermined voltage is applied by a power supply, from the power supply The oscillation state of the CO 2 laser oscillator that oscillates the laser beam by exciting the carbon dioxide gas (CO 2 gas) filled therein based on the preset information on the applied voltage is indicated by C
A detecting means for detecting a current value to the O 2 laser oscillator, and a determining means for determining an oscillating state of the laser beam based on the detected result; Is provided in the CO 2 laser oscillator.

【0047】詳述すれば、電源からCO2 レーザ発振器
への通電は定電圧であるために、レーザ強度又はレーザ
ビームのON/OFF等のレーザ発振の状態は、CO2
レーザ発振器への通電における電流値に直接的に影響す
る。従って、部分反射ミラーの如き光学部材,サーモパ
イル,及び焦電素子等を必要とせず、レーザ強度の低
下、レーザビームのコヒーレント性の低下、装置全体の
増大化、及びコスト増がない。
More specifically, since the power supply from the power supply to the CO 2 laser oscillator is a constant voltage, the laser oscillation state such as laser intensity or ON / OFF of the laser beam is controlled by the CO 2 laser.
It directly affects the current value when energizing the laser oscillator. Accordingly, there is no need for an optical member such as a partial reflection mirror, a thermopile, a pyroelectric element, and the like, and there is no decrease in laser intensity, decrease in coherence of a laser beam, increase in the entire apparatus, and increase in cost.

【0048】また、検出手段により検出された電流値を
フィードバックして予備信号又は印字信号等に関連する
情報の如き前述の情報を調整することにより、レーザ強
度又はレーザビームのON/OFF等のレーザ発振の状
態を調整する構成としたので、例えば、予備信号のデュ
ーティ比を所定率小さくするように制御するか、又は予
備信号を停止することにより、予備信号でレーザ発振し
ないような対策を図ることができる。
Further, by feeding back the current value detected by the detecting means and adjusting the above-mentioned information such as information relating to a preliminary signal or a print signal, the laser intensity or the ON / OFF of the laser beam can be adjusted. Since the oscillation state is adjusted, for example, control is exercised so that the duty ratio of the spare signal is reduced by a predetermined ratio, or measures are taken to prevent laser oscillation by the spare signal by stopping the spare signal. Can be.

【0049】さらに、検出手段により検出された電流値
を所定値と比較し、比較結果に基づいてCO2 レーザ発
振器の発振状態を検出する構成としたので、例えば汎用
の比較器を用いることで、より簡易に発振状態検出装置
を構成とすることができる等、本発明は優れた効果を奏
する。
Further, the current value detected by the detecting means is compared with a predetermined value, and the oscillation state of the CO 2 laser oscillator is detected based on the comparison result. For example, by using a general-purpose comparator, The present invention has excellent effects, for example, the oscillation state detection device can be configured more easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る発振状態検出装置を備えたCO2
レーザ発振器をレーザマーキング装置として構成した例
を示すブロック図である。
FIG. 1 shows CO 2 provided with an oscillation state detecting device according to the present invention.
It is a block diagram showing the example which constituted a laser oscillator as a laser marking device.

【図2】電流検出回路の具体的な構成例を示す回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a current detection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力・表示器 2 レーザ制御部 3 レーザ発振器 4 走査部 21 マイクロコンピュータ 22 電源 23 電流検出回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input / display 2 Laser control part 3 Laser oscillator 4 Scanning part 21 Microcomputer 22 Power supply 23 Current detection circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源により所定電圧が印加され、前記電
源からの印加電圧を予め設定された情報に基づいて、そ
の内部に充填されたCO2 ガスを励起することによって
レーザビームを発振するCO2 レーザ発振器の発振状態
を検出する装置において、 前記電源から前記CO2 レーザ発振器への電流値を検出
する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいてレー
ザビームの発振状態を判定する判定手段とを備えること
を特徴とするCO2 レーザ発振器の発振状態検出装置。
1. A predetermined voltage is applied by a power supply, and the applied voltage from the power supply is excited based on preset information to excite a CO 2 gas filled therein to oscillate a CO 2 laser beam. an apparatus for detecting the oscillation state of the laser oscillator, a detector for detecting the current value from the power source to the CO 2 laser oscillator, determining means for determining oscillation state of the laser beam based on the detection result of the detection means An oscillation state detection device for a CO 2 laser oscillator, comprising:
【請求項2】 前記検出手段の検出結果に基づいて前記
情報を調整することにより、前記CO2 ガスの励起状態
を調整する調整手段を更に備える請求項1記載のCO2
レーザ発振器の発振状態検出装置。
Wherein said by adjusting the information based on the detection result of the detecting means, the CO 2 according to claim 1, wherein CO 2, further comprising adjusting means for adjusting the excited state of the gas
Oscillation state detection device for laser oscillator.
【請求項3】 前記検出手段の検出結果を所定値と比較
する比較手段を更に備え、前記判定手段は、前記比較手
段による比較結果に基づいてレーザビームの発振状態を
判定すべくなしてある請求項1又は2記載のCO2 レー
ザ発振器の発振状態検出装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a comparing unit that compares a detection result of the detecting unit with a predetermined value, wherein the determining unit determines an oscillation state of the laser beam based on a comparison result by the comparing unit. Item 3. An apparatus for detecting an oscillation state of a CO 2 laser oscillator according to item 1 or 2.
【請求項4】 電源により所定電圧が印加され、前記電
源からの印加電圧を予め設定された情報に基づいて、そ
の内部に充填されたCO2 ガスを励起することによって
レーザビームを発振するCO2 レーザ発振器において、 前記電源からの電流値を検出する検出手段と、該検出手
段の検出結果に基づいてレーザビームの発振状態を判定
する判定手段とを備えることを特徴とするCO 2 レーザ
発振器。
4. A predetermined voltage is applied by a power supply, and
The applied voltage from the source is adjusted based on preset information.
CO filled insideTwoBy exciting the gas
CO that oscillates a laser beamTwoIn the laser oscillator, detecting means for detecting a current value from the power supply;
Judgment of laser beam oscillation state based on detection result of stage
Characterized in that the CO Twolaser
Oscillator.
【請求項5】 前記検出手段の検出結果に基づいて前記
情報を調整することにより、前記CO2 ガスの励起状態
を調整する調整手段を更に備える請求項4記載のCO2
レーザ発振器。
Wherein said by adjusting the information based on the detection result of the detecting means, the CO 2 according to claim 4, wherein the CO 2, further comprising adjusting means for adjusting the excited state of the gas
Laser oscillator.
【請求項6】 前記検出手段の検出結果を所定値と比較
する比較手段を更に備え、前記判定手段は、前記比較手
段による比較結果に基づいてレーザビームの発振状態を
判定すべくなしてある請求項4又は5記載のCO2 レー
ザ発振器。
6. A comparison means for comparing a detection result of the detection means with a predetermined value, wherein the determination means determines an oscillation state of the laser beam based on a comparison result by the comparison means. Item 6. The CO 2 laser oscillator according to item 4 or 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005098378A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-20 Videojet Technologies Inc. An apparatus for monitoring a laser
JP2015032746A (en) * 2013-08-05 2015-02-16 住友重機械工業株式会社 Gas laser device, method for outputting pulse laser beam, and laser processing device

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