JP2001232848A - レーザマーキング装置及びレーザマーキング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次元コードのマーキング品質を向上させる
ことが可能なレーザマーキング装置及びレーザマーキン
グ方法を提供する。 【解決手段】 このレーザマーキング装置は、隣接した
単位照射領域としての黒色セルＢを連続してマーキング
しないから、ワークのうち黒色セルＢの隣接部分が過剰
に熱を受けて変形することが防がれ、２次元コードのマ
ーキング品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元コードをマ
ーキングするレーザマーキング装置及びレーザマーキン
グ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２次元コードは、複数の白いセルと複数
の黒いセルとをマトリックス状の種々の配列に組み合わ
せて情報を表示するというものであり、１次元コード
（例えば、いわゆるバーコード）に比べて、多くの情報
をコード化することができるので、近年では、ワークに
２次元コードをマーキングして、生産管理等を行うよう
になってきている。なお、２次元コードには、例えばデ
ータコード、ＣＰコード等の複数種類がある。

【０００３】２次元コードを読みとるには、光学的な読
みとり装置、例えば、ＣＣＤカメラによってデータコー
ド全体を画像として取り込み、画像認識技術によってデ
ータコードを構成する各セルが白（０）か黒（１）かを
認識・解読する。

【０００４】２次元コードを製品にマーキングするに
は、レーザマーキング装置が用いられる。レーザマーキ
ング装置は、レーザ光源と、レーザ光を走査するガルバ
ノスキャナと、ガルバノスキャナを制御する制御部とを
備える。そして、所定の２次元コードをマーキングする
ようにセットすると、その２次元コードを構成する各黒
色のセルに関するマーキングデータが、制御部からガル
バノスキャナに与えらてレーザ光がワーク上で走査さ
れ、そのワークの表面を溶かすことで、黒色のセルが１
つずつ、所定の順番でマーキングされる。このとき、黒
色のセルがマーキングされる順番は、例えば、マトリッ
クスのうち最上段の左側にある黒色のセルから右側にあ
る黒色のセルへと順番にマーキングされ、次いで、その
下の段の左側にある黒色のセルから右側にある黒色のセ
ルへと順番にマーキングされていく。

【０００５】なお、上記したレーザマーキング装置は、
特開平7-325876、特開平11-167602に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ光を
照射してマーキングされた直後のセルには、マーキング
したときの余熱が残っている。このため、上記した従来
のレーザマーキング装置では、黒色のセルが連続して続
く部分において、先にマーキングされたセルの余熱が冷
め切らぬうちに、隣のセルがマーキングされて、ワーク
が過剰に熱を受け、変形してしまう虞があった。この結
果、前記した読みとり装置が、２次元コードを誤認識、
或いは、認識できなくなるという不具合が生じ得た。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、２次元コードのマーキング品質を向上させることが
可能なレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法
の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記目的
を達成するため、請求項１の発明に係るレーザマーキン
グ装置は、単位照射領域としての第１のセルと、単位非
照射領域としての第２のセルとを所望の配列パターンで
マトリックス状に配置してなる２次元コードを、ワーク
の表面にマーキングするレーザマーキング装置におい
て、レーザ光を出射するレーザ光源と、各第１のセルを
ワークにマーキングするためのマーキングデータを、各
第１のセルに対応したマトリックスの縦横の番地に基づ
く順序で出力するマーキング順序制御手段と、マーキン
グデータを順次に受けて、各第１のセルを順次にワーク
の表面にマーキングするガルバノスキャナとを備え、マ
ーキング順序制御手段は、複数の第１のセルが、マトリ
ックスの縦又は横のいずれかで隣接した場合に、それら
隣接した第１のセルを連続してマーキングしない順序
で、第１のセルのマーキングデータを出力するところに
特徴を有する。

【０００９】請求項２の発明に係るレーザマーキング方
法は、レーザ光源から出射されるレーザ光を、ガルバノ
ミラーにより、ワークの表面にレーザ光をスキャニング
しながら照射して、単位照射領域としての第１のセル
と、単位非照射領域としての第２のセルとを所望の配列
パターンでマトリックス状に配置してなる２次元コード
をマーキングするレーザマーキング方法において、マト
リックスの縦又は横のいずれかで隣接する第１のセルを
連続してマーキングしない順序で２次元コードをマーキ
ングするところに特徴を有する。

【００１０】請求項１及び請求項２の発明によれば、隣
接した単位照射領域としての第１のセルを連続してマー
キングしないから、ワークのうち第１のセルの隣接部分
が過剰に熱を受けて変形することが防がれ、２次元コー
ドのマーキング品質が向上する。

【００１１】具体的には、マトリックスの上下方向に並
んだ行に一端側から順番に番号Ｉを付し、かつ、マトリ
ックスの横方向に並んだ列に一端から順番に番号Ｊを付
して各セルの配置を番地（Ｉ，Ｊ）で特定したときに、
Ｉ＋Ｊが偶数になる偶数グループのセルと奇数になる奇
数グループとに分け、まずは、一方のグループの各セル
が第１のセルであるか否かを所定の順序でチェックして
いき、第１のセルである場合にそのマーキングを行い、
一方のグループの第１のセルを全てマーキングした後
で、他方のグループの各セルが第１のセルであるか否か
を所定の順序でチェックしていき、第１のセルである場
合には、そのマーキングを行うようにする。これによ
り、隣接した単位照射領域としての第１のセルを連続し
てマーキングしない順序で、第１のセルのマーキングす
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞以下、本発明の
第１実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。本実施
形態のレーザマーキング装置は、２次元コードのうち例
えばデータコードをマーキングするために用いられる。

【００１３】データコードは、図２に示すように、本発
明の単位照射領域としての第１のセルに相当する黒色セ
ルＢと、単位非照射領域としての第２のセルに相当する
白色セルＤを所望の配列パターンでマトリックス状に配
置して所定の情報を表示したものであり、そのマトリッ
クスは、本実施形態では、縦に７行、横に７列で、計４
９（＝７×７）のセルが設けられている。そして、各セ
ルの配置は、Ｉ行Ｊ列の番地にて特定でき、図２におけ
る各セル毎に記載された２桁の数字は、十の桁が行番号
を示し、一の桁が列番号を示している。

【００１４】本実施形態のレーザマーキング装置は、図
１に示されており、同図において１０はレーザ光源、１
１はガルバノスキャナであって、レーザ光源１０から出
射されたレーザ光をガルバノスキャナ１１にて、ワーク
Ｗ上の所望の位置に走査する。

【００１５】１３はメモリであって、データコードの各
セルをマーキングするための走査パターンと、データコ
ードの黒色セルＢの配列に関する配列データとが記憶さ
れている。

【００１６】ここで、本実施形態の配列データは、全て
のセルに関して、そのセルが黒色セルＢであるか、白色
セルＤであるかの違いを、例えば、「１」か「０」かで
区別して、各セルのマトリックスにおける番地（行番
号，列番号）＝（Ｉ，Ｊ）に対応させて記憶している。

【００１７】走査パターンは、ワークの材質毎に、複数
種類が設定されている。図５に示した走査パターンで
は、レーザ光の照射点の軌跡Ｒが、セルＢの内部で渦巻
き状に蛇行する設定になっており、図６に示した走査パ
ターンでは、セルＢの中央部分で、レーザ光の照射点の
移動軌跡Ｒが横に一本延びた設定になっている。その他
に、図７及び図８に示した走査パターンが設定されてい
る。そして、上記走査パターンのうち、軌跡Ｒを構成す
る線分が少ないもの又は線分同士の間隔が離れたもの
は、例えば、樹脂のように溶けやすい材質のワークにマ
ーキングを行う場合に選択され、線分の間隔が接近した
ものは、例えば金属のように溶け難い材質のワークにマ
ーキングを行う場合に選択される。

【００１８】図１において、１２は、ＣＰＵであって、
本発明の「マーキング順序制御手段」に相当し、各黒色
セルＢをワークにマーキングするためのマーキングデー
タを、各黒色セルＢの番地（Ｉ，Ｊ）に基づいた後述す
る順序で、ガルバノスキャナ１１に出力する。また、Ｃ
ＰＵ１２は、レーザ光源１０のオン・オフ等も制御す
る。

【００１９】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
を説明する。ワークの材質に応じて、所定の走査パター
ンを選択すると共に、図２に示した配列パターンのデー
タコードを指定して、スタートスイッチ（図示せず）を
オンする。すると、ＣＰＵ１２は、図９に示したフロー
チャートに従って以下のように動作する。

【００２０】即ち、ＣＰＵ１２は、ＳＴＥＰ１〜３にお
いて、カウンタＰ，Ｉ，Ｊに「０」を代入する。ここ
で、カウンタＩは、データコードの行番号を示し、カウ
ンタＪは、列番号を示す。そして、ＳＴＥＰ４では、カ
ウンタＩ，Ｊの和を２で割った余りがカウンタＰの値と
一致するか否かを判別する。ここで、カウンタＰには、
「０」が代入されているから、ＳＴＥＰ４では、カウン
タＩ，Ｊの和、つまり、行と列の番号の和が、偶数であ
るか否かを判別する。そして、まずは、カウンタＩ＝
「０」、カウンタＪ＝「０」で、これらの和は偶数だか
ら、ＳＴＥＰ５に進み、ここで番地（０，０）のセル
が、黒色セルＢか否かを判別する。本実施形態では、番
地（０，０）のセルは、黒色セルＢではないから、ＳＴ
ＥＰ５のＮＯの枝からＳＴＥＰ７に進み、カウンタＪを
インクリメントする。

【００２１】そして、ＳＴＥＰ８にて、カウンタＪが、
データコードの横のセル数（＝「７」）に達していなか
を判別して、ＳＴＥＰ４に戻り、カウンタＪがデータコ
ードの横のセル数（＝「７」）になるまで、ＳＴＥＰ４
〜８のループを繰り返す。このとき、縦と横の番地の和
が奇数となった場合、つまり、カウンタＩ，Ｊの和を２
で割った余りが１となって、カウンタＰ（＝「０」）と
一致しない場合は、その番地（Ｉ，Ｊ）の黒色セルＢか
否かの判断（ＳＴＥＰ５）を行わずに、ＳＴＥＰ４から
ＳＴＥＰ７に飛び、Ｊをインクリメントする。また、縦
と横の番地の和が偶数となった場合は、上記したよう
に、その番地（Ｉ，Ｊ）が黒色セルＢか否かの判断（Ｓ
ＴＥＰ５）を行って、そのセルが、例えば図２に示した
番地（０，４）のセルのように黒色セルＢの場合には、
前記番地（０，４）に対応したワークＷ上の位置に、指
定された走査パターンで、レーザ光をガルバノスキャナ
１１にて走査し、ワークＷの表面に黒色セルＢをマーキ
ングする。

【００２２】次いで、カウンタＪが、データコードの横
のセル数（＝「７」）と一致したら、ＳＴＥＰ８からＳ
ＴＥＰ９に進み、カウンタＩをインクリメントする。そ
して、ＳＴＥＰ１０にて、カウンタＩが、データコード
の縦のセル数（＝「７」）に達していなかを判別して、
ＳＴＥＰ３に戻り、カウンタＩがデータコードの縦のセ
ル数（＝「７」）になるまで、ＳＴＥＰ３〜１０のルー
プを繰り返す。ここまでに動作により、図３に示すよう
に、マトリックスのうち行番号Ｉと、列番号Ｊの和が偶
数になる偶数グループのセルにおける、黒色セルＢがワ
ークＷに全てマーキングされる。

【００２３】次いで、カウンタＩが、縦のセル数（＝
「７」）と一致したら、ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ１１
に進み、カウンタＰをインクリメントし、ＳＴＥＰ１２
にて、カウンタＰが「２」に達していなかを判別して、
ＳＴＥＰ２に戻る。

【００２４】そして、ＳＴＥＰ２以降のＳＴＥＰを実行
することで、今度は、図４に示すように、マトリックス
のうち行番号Ｉと、列番号Ｊの和が奇数になる奇数グル
ープのセルにおける黒色セルＢがワークＷに全てマーキ
ングされ、もって２次元コードのマーキングが完了す
る。

【００２５】このように、本実施形態によれば、隣接し
た単位照射領域としての黒色セルＢを連続してマーキン
グしないから、ワークＷのうち黒色セルＢの隣接部分が
過剰に熱を受けて変形することが防がれ、２次元コード
のマーキング品質が向上する。

【００２６】＜第２実施形態＞本実施形態は、ＣＰＵを
動作させるプログラムのみが、前記第１実施形態と異な
り、そのＣＰＵの動作は、図１０のフローチャートに示
されている。本実施形態のＣＰＵは、ＳＴＥＰ２０〜２
３において、カウンタＰ，Ｑ，Ｉ，Ｊに「０」を代入す
る。そして、データコードを、行番号Ｉが若い側から各
セルが黒色セルか否かをチェックし、黒色セルであるこ
とがチェックされる度にカウンタＱをインクリメントす
る（ＳＴＥＰ２５）。

【００２７】次いで、ＳＴＥＰ２６にて、カウンタＱの
値を２で割った余りが、カウンタＰ（＝「０」）と一致
する場合のみ、ＳＴＥＰ２７を実行して、ガルバノスキ
ャナ１１にマーキングデータを渡し、ワークＷに黒色セ
ルをマーキングする。

【００２８】そして、全てのセルをチェックし終わった
ら、ＳＴＥＰ３２にて、カウンタＰを「１」にして、上
記したＳＴＥＰ２１〜３１のループをもう１回実行す
る。これにより、残りの黒色セルがマーキングされる。

【００２９】このように、全てのセルについて黒色セル
か否かをチェックし、チェックされた黒色セルのうち番
地Ｉ，Ｊの和が偶数となるグループを先にマーキングす
る一方、奇数となるグループを後にマーキングする構成
としても、前記第１実施形態と同様に、隣接した単位照
射領域としての黒色セルを連続してマーキングしないか
ら、ワークのうち黒色セルの隣接部分が過剰に熱を受け
て変形することが防がれ、２次元コードのマーキング品
質が向上する。

【００３０】＜第３実施形態＞本実施形態では、図１１
に示すように、マトリックスの各セルＣを渦巻き状かつ
１つ置きに辿って、各セルが黒色セルであるか否かをチ
ェックしていき、黒色セルである場合にそのマーキング
を行う。そして、残りのセルをやはり渦巻き状かつ１つ
置きに辿って、各セルが黒色セルであるか否かをチェッ
クしていき、黒色セルである場合にそのマーキングを行
う。このような構成としても、隣接した単位照射領域と
しての黒色セルを連続してマーキングしないから、ワー
クのうち黒色セルの隣接部分が過剰に熱を受けて変形す
ることが防がれ、２次元コードのマーキング品質が向上
する。

【００３１】＜第４実施形態＞本実施形態では、図１２
のマトリックスにおいて番地を付した位置に黒色セルＢ
が配されている。そして、原則として、例えば、マトリ
ックスのうち最上段の行の左側にあるセルから右側にあ
るセルへと順番に黒色セルか否かをチェックして、黒色
セルの場合にはマーキングを行い、次いで、その下の行
で、再び左側にある黒色セルから右側にある黒色セルへ
と順番にマーキングしていく。そして、黒色セルが連続
している部分に関しては、図１３の矢印の順路で示すよ
うに、連続していない黒色セルを先にマーキングしてか
ら、連続している部分に戻ってきてマーキングを行う。
これにより、隣接した単位照射領域としての黒色セルを
連続してマーキングしない順序で、２次元コードをマー
キングすることができる。

【００３２】＜第５実施形態＞本実施形態は、前記第４
実施形態と同様に図１２に示したように黒色セルＢが配
され、原則として、例えば、マトリックスのうち最上段
の行の左側にあるセルから右側にあるセルへと順番に黒
色セルか否かをチェックして、黒色セルの場合にはマー
キングを行い、次いで、その下の行で、再び左側にある
黒色セルから右側にある黒色セルへと順番にマーキング
していく。そして、図１４に示すように、黒色セルが連
続している部分に関しては、その連続した黒色セルの番
地をまとめて記憶しておき、その次の黒色セル以降の黒
色セルをマーキングし、最後にまとめて、記憶しておい
た黒色セルをマーキングを行う。即ち、図１４におい
て、まずは「●」で示した黒色セルＢを先にマーキング
し、次いで「▲」で示した黒色セルＢを後でまとめてマ
ーキングする。このように本実施形態によっても、隣接
した単位照射領域としての黒色セルを連続してマーキン
グしない順序で、２次元コードをマーキングすることが
できる。

【００３３】＜第６実施形態＞本実施形態では、マトリ
ックスの行番地を、列番地の和が偶数になる偶数グルー
プと奇数になる奇数グループとに分け、一方のグループ
において、図１５に示すように、マトリックスの斜め方
向に順次にセルＣを辿って、各セルが黒色セルであるか
否かをチェックしていき、黒色セルである場合にそのマ
ーキングを行い、これに、次いで、他方のグループにお
いて、マトリックスの斜め方向に順次にセルを辿って、
各セルが黒色セルであるか否かをチェックしていき、黒
色セルである場合にそのマーキングを行う。これによ
り、前記各実施形態と同様に、隣接した単位照射領域と
しての黒色セルを連続してマーキングしない順序で、２
次元コードをマーキングすることができる。

【００３４】＜第７実施形態＞本実施形態では、図１６
に示すように、マトリックスの各行において、黒色セル
か否かをチェックしていく方向を、右から左方向と、左
から右方向とに、交互に変えることで、マトリックスの
左上隅のセルから、蛇行しながら１つ置きに各セルを辿
っていき、各セルが黒色セルであるか否かをチェックし
て、黒色セルである場合にそのマーキングを行う。そし
て、残りのセルを、やはり上記と同様に蛇行しながら辿
っていき、各セルが黒色セルであるか否かをチェックし
て、黒色セルである場合にそのマーキングを行う。これ
により、前記各実施形態と同様に、隣接した単位照射領
域としての黒色セルを連続してマーキングしない順序
で、２次元コードをマーキングすることができる。

【００３５】本発明は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更して実施することができる。例えば、前記各実施形
態では、プログラムにて規則性をもって黒色セルを連続
してマーキングしないように制御していたが、例えば、
ＣＰＵにて乱数を生成させ、その乱数に基づきランダム
に黒色セルをマーキングすることで、黒色セルを連続し
てマーキングしないようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１実施形態のレーザマーキン
グ装置の構成図

【図２】 ２次元コードを示す模式図

【図３】 ２次元コードの一部を示す模式図

【図４】 ２次元コードの一部を示す模式図

【図５】 １つのセルをマーキングするための走査パタ
ーンの模式図

【図６】 １つのセルをマーキングするための走査パタ
ーンの模式図

【図７】 １つのセルをマーキングするための走査パタ
ーンの模式図

【図８】 １つのセルをマーキングするための走査パタ
ーンの模式図

【図９】 ＣＰＵの動作を示すフローチャート

【図１０】 第２実施形態のＣＰＵの動作を示すフロー
チャート

【図１１】 第３実施形態のマーキング順序を示す模式
図

【図１２】 第４及び第５実施形態の２次元コードにお
ける黒色セルの配置を示す模式図

【図１３】 第４実施形態のマーキング順序を示す模式
図

【図１４】 第５実施形態のマーキング順序を示す模式
図

【図１５】 第６実施形態のマーキング順序を示す模式
図

【図１６】 第７実施形態のマーキング順序を示す模式
図

【符号の説明】

１０…レーザ光源 １１…ガルバノスキャナ １２…ＣＰＵ（マーキング順序制御手段） Ｂ…黒色セル（第１のセル） Ｄ…白色セル（第２のセル）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単位照射領域としての第１のセルと、単
   位非照射領域としての第２のセルとを所望の配列パター
   ンでマトリックス状に配置してなる２次元コードを、ワ
   ークの表面にマーキングするレーザマーキング装置にお
   いて、 レーザ光を出射するレーザ光源と、 前記各第１のセルを前記ワークにマーキングするための
   マーキングデータを、前記各第１のセルに対応した前記
   マトリックスの縦横の番地に基づく順序で出力するマー
   キング順序制御手段と、 前記マーキングデータを順次に受けて、前記各第１のセ
   ルを順次に前記ワークの表面にマーキングするガルバノ
   スキャナとを備え、 前記マーキング順序制御手段は、複数の前記第１のセル
   が、前記マトリックスの縦又は横のいずれかで隣接した
   場合に、それら隣接した第１のセルを連続してマーキン
   グしない順序で、前記第１のセルのマーキングデータを
   出力することを特徴とするレーザマーキング装置。
2. 【請求項２】 レーザ光源から出射されるレーザ光を、
   ガルバノミラーにより、ワークの表面に前記レーザ光を
   スキャニングしながら照射して、 単位照射領域としての第１のセルと、単位非照射領域と
   しての第２のセルとを所望の配列パターンでマトリック
   ス状に配置してなる２次元コードをマーキングするレー
   ザマーキング方法において、 前記マトリックスの縦又は横のいずれかで隣接する前記
   第１のセルを連続してマーキングしない順序で２次元コ
   ードをマーキングすることを特徴とするレーザマーキン
   グ方法。