JP2006255718A - レーザーマーキング装置及びそれを用いたバーコード印字方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザーマーキング装置でバーコードや二次元コードを印字する際に、ユーザの設定によって印字のはみ出しを効果的に抑制することができるようにする。
【解決手段】 バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分を印字最小単位としての矩形領域であるモジュールの集合として構成し、各モジュールをレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅Ｃを設定すると共に、印字線幅Ｃによって略決定されるレーザー光の走査開始点５６及び走査終了点５７の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値Ｄを設定する。印字線幅Ｃ及び輪郭調整値Ｄを含む設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成し、印字開始指令に伴って展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行う。
【選択図】 図７

Description

本発明は、レーザー光を用いて対象物の表面に文字や記号等のマーキングを行うレーザーマーキング装置と、それを用いたバーコード印字方法に関する。

レーザーマーキング装置は、炭酸ガスレーザー又はＹＡＧレーザーから発せられたレーザー光で樹脂、木、金属等の対象物の表面を加熱し、表面を局部的に変色又は変形させることにより文字、記号、図形等のマーキング（以下、印字という）を行う。レーザーマーキング装置は通常、ヘッド部とコントローラ部からなり、ヘッド部にはレーザー発振器及びレーザー偏向装置（ガルバノミラー）が内蔵されている。コントローラ部には、制御用のマイクロコンピュータと、設定情報やフォントデータを記憶するメモリが備えられている。設定情報には、印字する文字等の種類、大きさ、位置、方向等の情報が含まれている。

コンソール又は外部コンピュータからコントローラ部に与えられた設定情報は一旦メモリに記憶される。コントローラ部のマイクロコンピュータは所定のタイミングでメモリから設定情報を読み出して展開情報を生成する。つまり、印字内容に関する設定情報とフォントデータからレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成する。生成された展開情報は、印字実行指令に従って、コントローラ部からヘッド部に転送される。ヘッド部では、受信した展開情報に含まれる線分データに基づいてガルバノミラーが制御されると共に、レーザー制御データに基づいてレーザーのオン・オフ制御が行われる。こうして、対象物の表面にレーザー光で印字が行われる。

このようなレーザーマーキング装置は、バーコード又は二次元コード（以下、これらを総称してバーコードということもある）の印字にも好適に用いられる（例えば特許文献１参照）。バーコードの印字は、バーコードを複数のモジュール（セルということもある）に分解し、各モジュールをレーザー光の走査によって塗りつぶすことによって行われる。この際、レーザー光で１本の線を印字したときの見た目の太さ（印字線幅）をユーザが設定すると、走査の開始点、走査のピッチ、及び走査の終了点が自動的に決まる。この様子を図１０（ａ）に示す。

図１０（ａ）において、矩形の領域であるモジュール１０１は、破線で示すように、開始点１０２から終了点１０３に至る５本の走査線によって塗りつぶされる。モジュール１０１の幅はＡ、高さはＢである。印字線幅をＣとすると、左上の開始点１０２は、モジュール１０１の上辺からＣ／２、左辺からＣ／２だけ内側の点に設定される。同様に、右下の終了点１０３は、モジュール１０１の下辺からＣ／２、右辺からＣ／２だけ内側の点に設定される。また、開始点１０２から始まる左端の走査線（印字線の中心線）は左辺からＣ／２だけ内側に位置し、隣り合う走査線の間隔は印字線幅Ｃに設定される。但し、最後の（終了点１０３を含む）右端の走査線については右辺からの距離Ｃ／２が優先され、その左側の走査線との間隔は印字線幅Ｃより小さくなる。つまり、図示の例ではＡ−４Ｃとなる。

上記の印字線幅Ｃは、レーザー光の熱又は光が対象物の表面に影響を及ぼす範囲（輪郭）に相当し、これはレーザー光のスポット径だけでなく、対象物の表面の材質等によって変化する。そこで、同じレーザー光のスポット径であっても、金属表面のように印字の輪郭が広がりにくい場合は印字線幅Ｃを小さめに設定し、木材表面のように印字の輪郭が広がりやすい場合は印字線幅Ｃを大きめに設定することが行われている。
特開２００１−１１３７５８号公報

上述のように、レーザーマーキング装置で印字線幅Ｃを設定してバーコードの印字を行ったときに、実際に印字される（変色又は変形する）領域（輪郭）がモジュールの本来の領域より外側に広がってしまう現象（以下、印字のはみ出し現象という）が発生することがある。これは、図１０（ｂ）に示すように、レーザー光の熱又は光が対象物の表面に及ぼす影響（パワー）が輪郭のぼやけた正規分布の様相を呈するからである。各印字線における実線で示す正規分布のパワーの合成として破線で示すようなパワー分布が得られる。前述のように、最後（右端）の印字線とその左側の印字線との重なりが大きくなる結果、この部分での合成パワーが他の部分より大きくなるが、これはバーコードの印字結果にさほど影響を与えない。

問題となるのは、図１０（ｂ）にハッチングで示すように、モジュール１０１の本来の領域からはみ出した部分１０４及び１０５である。この部分１０４及び１０５の影響によってモジュール１０１の印字領域が広がる現象（印字のはみ出し現象）が発生し得る。その結果、バーコードや二次元コードにおいて印字部分（例えば黒色）と未印字部分（例えば白色）との比率が許容範囲内に収まらなくなり、そのようなバーコードや二次元コードは読み取り認識率の悪いものになってしまう。

上記のような問題をユーザが解決するには、印字線幅Ｃを大きく設定することによってモジュール１０１の縁（辺）から端の印字線（始点及び終了点）までの距離Ｃ／２を大きくするしかなかった。しかし、そのような設定を行うと、印字のはみ出し現象は抑制されるが、同時に印字線の間隔も広がるので、隣り合う印字線の間に印字が不完全になる部分（例えば白線）ができる不具合が生ずることがある。つまり、モジュール１０１の内部が均一に印字されないで、ストライプ状の印字模様が発生し得る。このような印字状態もバーコード等の読み取り認識率の低下の要因となる。

このような課題に対処するためのアプローチとして、レーザーマーキング装置のレーザー光のフォーカス精度を高めることによりビームスポットの広がりを抑え、あるいは印字対象物に応じてレーザーパワーを制御することによって印字範囲の広がりを抑えることが検討されているが、あらゆる印字対象に的確に対応することは容易ではない。一方、ユーザの設定によってそのような課題に対処するアプローチについては、ほとんど検討されていなかった。

本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、レーザーマーキング装置でバーコードや二次元コードを印字する際に、ユーザの設定によって印字のはみ出しを効果的に抑制することができるようにすることを目的とする。

本発明によるバーコード印字方法の第１の構成は、レーザー光源から発したレーザー光を偏向装置で二次元偏向することによって対象物の表面にレーザー光による印字を行うレーザーマーキング装置を用いてバーコード又は二次元コードを印字する方法であって、バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分を印字最小単位としての矩形領域であるモジュールの集合として構成するステップと、各モジュールをレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅を設定するステップと、前記印字線幅によって略決定されるレーザー光の走査開始点及び走査終了点の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値を設定するステップと、前記印字線幅及び輪郭調整値を含む設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成するステップと、印字開始指令に伴って前記展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行うステップとを備えていることを特徴とする。

好ましい実施形態において、前記印字線幅をＣとし、前記輪郭調整値をＤとしたときに、前記走査開始点及び前記走査終了点は、前記モジュールの隣接する二辺からそれぞれＣ／２＋Ｄずつ内側に位置する点に設定される。

また、バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分をモジュールに分解しないで一領域として印字する場合にも本発明を適用することができる。すなわち、本発明によるバーコード印字方法の第２の構成は、レーザー光源から発したレーザー光を偏向装置で二次元偏向することによって対象物の表面にレーザー光による印字を行うレーザーマーキング装置を用いてバーコード又は二次元コードを印字する方法であって、バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分をレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅を設定するステップと、前記印字線幅によって略決定されるレーザー光の走査開始点及び走査終了点の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値を設定するステップと、前記印字線幅及び輪郭調整値を含む設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成するステップと、印字開始指令に伴って前記展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行うステップとを備えていることを特徴とする。

また、本発明のレーザーマーキング装置の構成は、レーザー光源から発したレーザー光を偏向装置で二次元偏向することによって対象物の表面にレーザー光による印字を行うレーザーマーキング装置において、バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分をレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅と、当該印字線幅によって略決定されるレーザー光の走査開始点及び走査終了点の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値とを含む設定情報を入力するための設定情報入力手段と、前記設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成する処理装置と、前記展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行う制御部とを備えていることを特徴とする。

従来のレーザーマーキング装置を用いたバーコード印字方法の場合はユーザが設定する印字線幅に応じて走査のピッチだけでなく走査開始点及び走査終了点の位置が自動的に決まっていた。これに対して、本発明のレーザーマーキング装置とそれを用いたバーコード印字方法によれば、印字線幅によって走査のピッチが決まることは従来と同じであるが、走査開始点及び走査終了点（の少なくとも一方）の位置は印字線幅及び輪郭調整値によって決まる。したがって、ユーザは、印字線幅を適切に設定することによりレーザー光の走査による均一な塗りつぶし状態を得ることができると共に、輪郭調整値を適切に設定することにより印字のはみ出し現象を抑制することができる。つまり、ユーザが印字対象物の表面の材質等に応じて印字線幅及び輪郭調整値の２つのパラメータを適切に設定することにより、読み取り精度の高い良好な印字品質のバーコード又は二次元コードを印字することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例に係るレーザーマーキング装置の概略構成図である。レーザーマーキング装置はヘッド部１とコントローラ部２を備え、両者がケーブル４で接続されている。また、液晶表示器とタッチパネルを用いたコンソール３がケーブル５によってコントローラ部２に接続されている。ヘッド部１にはレーザー発振器１１及びレーザー偏向装置１２が内蔵されている。

レーザー発振器１１は、炭酸ガスレーザー又はＹＡＧレーザーを用いたレーザー管である。レーザー偏向装置１２は、二次元のガルバノミラー１２ａ及び集光レンズ（ｆθレンズ）１２ｂからなる。レーザー発振器１１から発したレーザー光ＬＢはガルバノミラー１２ａによってＸ方向及びＹ方向に（二次元に）偏向されると共に集光レンズ１２ｂによってワーク（加工対象物）ＷＫの表面に集光される。こうして、ワークＷＫの表面に所望の文字や記号等を印字することができる。

図２は、本発明の実施例に係るレーザーマーキング装置の回路構成を示すブロック図である。ヘッド部１は、レーザー発振器１１及びレーザー偏向装置１２の他に、ラインレシーバ１３、データ復元・タイミング調整部１４、Ｄ／Ａ変換器１５及びガルバノ制御部１６を備えている。データ復元・タイミング調整部１４及びガルバノ制御部１６は、後述する展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行う制御部を主として構成している。

コントローラ部２は、処理装置（ＭＰＵ）２１、設定情報用メモリ２２、基本文字線分情報用メモリ２３、展開情報用メモリ２４及びラインドライバ２５を備えている。処理装置２１は、コンソール３から受信した印字内容に関する設定情報を設定情報用メモリ２２に記憶させると共に、設定情報等から展開情報を生成して展開情報用メモリ２４に記憶させる処理を実行する。なお、設定情報等から展開情報を生成する処理のことを展開処理という。

設定情報用メモリ２２は、バッテリバックアップされたＳＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリで構成され、電源オフ時にも記憶内容を保持することができる。このメモリに記憶される設定情報は、印字する文字又はマークの種類、大きさ、位置、方向等の印字内容の情報を含む。

基本文字線分情報用メモリ２３もバッテリバックアップされたＳＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリで構成され、電源オフ時にも記憶内容を保持することができる。このメモリには、印字に使用される各種文字やマーク等の基本文字や基本線分の情報（基本文字線分情報）が記憶されている。この基本文字線分情報を印字内容の共通データとして管理することにより、各設定情報の情報量を少なくすることができる。したがって、設定情報から展開情報を生成するときに、基本文字線分情報用メモリ２３に記憶された基本文字線分情報が参照される。

展開情報用メモリ２４には、電源オフ時に記憶内容が消えるが低コストで多くの情報を記憶できる揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）が使用されている。設定情報及び基本文字線分情報から生成された展開情報が一時的に展開情報用メモリ２４に記憶され、この展開情報に基づいて印字のためのレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御が実行される。展開情報は、印字のためにレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データとレーザーのオン・オフ制御のためのレーザー制御データを含む複数ビットからなる時系列のデータである。

コンソール３にはメモリカード３１を着脱可能なスロットとリード・ライト用のインターフェイスが備えられている。コンソール３から入力した印字内容に関する設定情報をメモリカード３１に保存しておき、必要なときに読み出してコントローラ部２に送信することができる。また、外部コンピュータ等で作成した設定情報をメモリカード３１を介してコンソール３からコントローラ部２に転送することができる。

また、コントローラ部２にパーソナルコンピュータ３２を接続することも可能である。接続インターフェイスとして、ＲＳ２３２Ｃシリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート等が用いられる。パーソナルコンピュータ３２にインストールした専用ソフトウェアにより、パーソナルコンピュータ３２の画面やフルキーボード、マウス等を用いてコントローラ部２に対する設定情報の作成や管理を行うことができる。つまり、コンソール３の機能と同等もしくはそれ以上の機能をパーソナルコンピュータ３２に持たせることができる。したがって、コンソール３又はパーソナルコンピュータ３２が設定情報入力手段に相当する。

図３は、レーザーマーキング装置のコントローラ部２の処理装置２１が実行する展開処理の概略を示すフローチャートである。ステップ＃１０１において、処理装置２１は設定情報用メモリ２２から設定情報を読み出す。続くステップ＃１０２において、基本文字線分情報用メモリ２３から読み出したフォントデータを参照し、設定情報に含まれる印字文字や記号等を複数の連続加工曲線（直線を含む）に分解する。それぞれの連続加工曲線は、一筆書きのようにレーザー光を連続して出力しながらレーザー光のスポットを移動させる切れ目の無い曲線である。

１つの連続加工曲線は、レーザー偏向装置１２の二次元ガルバノミラー１２ａを一定間隔で制御するための複数の座標の集合（線分データに相当する）として表される。つまり、１つの連続加工曲線は、複数の座標（折れ曲り点）で接続された複数の線分で近似される。また、１つの連続加工曲線の終端から次の連続加工曲線の始端への移動（偏向）はレーザー光の出力を停止した状態（ゼロパワー）で行われる。

次のステップ＃１０３において、複数の連続加工曲線の並び替えを行う。レーザー光スポットの移動が最も効率的になるように、すなわち、連続加工曲線間のゼロパワー移動を含む全移動距離が最も短くなるように、連続加工曲線の加工処理順序が選択される。続くステップ＃１０４において、１つの連続加工曲線の終端から次の連続加工曲線の始端への移動経路（レーザー出力がゼロの線分）を生成し付加する。

例えば、文字「Ｂ」は一筆書きのように１つの連続加工曲線で描くことができる。これに対して、文字「Ａ」は一筆書きで描くことができないので、第１の連続加工曲線（直線）「∧」と第２の連続加工曲線（直線）「−」に分解される。この場合、第１の連続加工曲線（直線）「∧」の終端から第２の連続加工曲線（直線）「−」の始端までの移動経路が生成され付加される。この移動経路についても、レーザー偏向装置１２の二次元ガルバノミラー１２ａを一定間隔で制御するための複数の座標点の集合（線分データ）として表される。

続くステップ＃１０５において、時系列の線分データ（Ｘ座標及びＹ座標のデータ）及びレーザー制御データ（レーザー出力のオン・オフの区別）を含む展開情報が生成される。このようにして、生成された展開情報は次のステップ＃１０６で展開情報用メモリ２４に一時的に書き込まれ、展開処理が終了する。

この後、処理装置２１は、印字実行指令にしたがって、展開情報用メモリ２４から指定された展開情報を読み出し、ラインドライバ２５を介してヘッド部１に展開情報を送信する。図２に示すように、ラインレシーバ１３を介して展開情報を受信したヘッド部１では、データ復元・タイミング調整部１４が展開情報に含まれるレーザー制御データに基づいてレーザー発振器１１のオン・オフ制御を実行すると共に、線分データから求めたレーザー光の移動量に相当するデータをＤ／Ａ変換器１５に与える。

Ｄ／Ａ変換器１５は、移動量に相当するデータをアナログ電圧に変換しガルバノ制御部１６に与える。ガルバノ制御部１６は与えられたアナログ電圧にしたがってレーザー偏向装置１２の二次元ガルバノミラー１２ａを駆動し、これによってレーザー光のビームスポットが所定の位置へ移動する。このようにして、レーザー発振器１１から発したレーザー光がレーザー偏向装置１２で逐次偏向されてレーザー光のビームスポットがワークＷＫの表面を移動することにより、ワークＷＫの表面に所望の文字や記号等が印字される。

次に、設定情報と、展開処理によって設定情報から生成される展開情報の詳細について説明する。設定情報は、大きく分けると、ａ）レーザーマーキング装置全体の設定情報（システム情報）、ｂ）設定共通情報、ｃ）ブロック情報、の３つを含んでいる。

ａ）レーザーマーキング装置全体の設定情報（システム情報）は、現在時刻設定情報、レーザー印字開始タイミング、通信ボーレート、印字位置及び角度補正情報を含んでいる。

ｂ）設定共通情報は、複数の印字ブロックに共通の設定情報であり、印字実行指令から実際の印字開始までの待ち時間であるトリガレディ情報、印字方向、連続印字回数（印字するワークＷＫの数に相当する）、及び高速文字変更の対象文字の指定を含む。

ｃ）ブロック情報は、印字ブロックごとに設定できる情報であり、文字配置方法（横書き、縦書き、円弧に沿って外側又は内側に配置）、均等配置の指定、ブロック座標、印字ブロックの角度、フォント種類、文字列、文字サイズ、文字間隔、文字角度、太線幅、太線印字線数、印字パワー、印字スキャンスピード、及び助走長を含む。

図４は、ユーザによる印字設定の入力から印字開始までの処理におけるデータの流れを示すブロック図である。図４において、印字設定の入力値４１は、上述の設定情報用メモリ２２に記憶された設定情報に相当する。また、基本文字線分情報４２は、上述の基本文字線分情報用メモリ２３に記憶された情報である。これらの情報から文字座標情報４３、印字パワー・スピード等情報４４及び加工後文字線分情報４５が展開処理によって生成される。これらの情報を含む展開情報は、前述の展開情報用メモリ２４に相当する印字時参照メモリ４６に記憶される。そして、印字時参照メモリ４６に記憶された展開情報は、印字開始指令に伴ってスキャナ・レーザー管理ハードウェア内レジスタ４７及び、スキャナ・レーザー管理ハードウェア内ＦＩＦＯメモリ４８に渡される。

図５は、ユーザによる印字設定の入力から印字開始までの処理の流れを示すフローチャートである。ステップ＃２０１において、ユーザによる印字設定の入力が行われる。つまり、上述のシステム情報、設定共通情報及びブロック情報を含む設定情報が入力される。続くステップ＃２０２において、印字情報の展開処理が行われ、印字順が決定される。このとき、図４に示した文字座標情報４３、印字パワー・スピード等情報４４及び加工後文字線分情報４５が生成される。より具体的には、ユーザの入力した文字サイズ、助走長、太線幅にしたがって、基本文字線分情報で定義された文字の拡大縮小、助走線分の付加、及び太線化処理（必要な場合）を実行する。

ステップ＃２０２で生成された上記のような展開情報は、印字時参照メモリ４６（展開情報用メモリ２４）に一旦格納される（ステップ＃２０３）。この後、ユーザがコンソール３又はパーソナルコンピュータ３２から印字開始指令を入力するのを待つ（ステップ＃２０４）。印字実行指令の入力があれば、ステップ＃２０５で必要に応じて時間、日付、ランク等の更新文字の決定をした後、ステップ＃２０６で展開情報がスキャナ・レーザー管理ハードウェア（レジスタ４７及びＦＩＦＯメモリ４８）に転送される。印字内容に更新文字が含まれない場合は、印字時参照メモリ４６から読み出した展開情報がそのままスキャナ・レーザー管理ハードウェアに転送される。

更新文字は、時間、日付、ランク、シリアル番号等の印字文字であり、例えば複数のワークＷＫに印字するシリアル番号が１ずつ増加するような場合に相当する。更新文字がある場合は、ステップ＃２０１の印字設定入力でユーザが明示的に指示し、印字に使用される可能性のある文字（例えば数字の０から９）の全部について、ステップ＃２０２で展開処理が行われる。時間及び期限の印字に関しては、印字開始指令が入力された時点で計算される。

上記のようにして展開情報がスキャナ・レーザー管理ハードウェアに渡されると、印字が開始される（ステップ＃２０７）。具体的には、スキャナ・レーザー管理ハードウェア内レジスタ４７及びＦＩＦＯメモリ４８に展開情報の蓄積が完了した時点で、あるいはＦＩＦＯメモリに空き領域が無くなった時点でハードウェア内部の印字開始命令が発行され、印字が開始される。ＦＩＦＯメモリ４８に空き領域が無くなった時点で展開情報に残りがある場合は、展開情報の転送が一旦中断され、印字の実行に伴ってＦＩＦＯメモリ４８の空き領域が半分になった時点で展開情報の転送が再開される。

例えば、複数のワークＷＫに同じ文字列を印字する場合は、最初のワークＷＫの印字の際にステップ＃２０１からステップ＃２０３の処理が実行され、２個目以降のワークＷＫではステップ＃２０４からステップ＃２０７までの処理が繰り返されることになる。つまり、印字内容に変更がない限り、ステップ＃２０１からステップ＃２０３の処理を実行する必要はない。また、印字内容が一部変更される場合であっても、その変更対象の印字文字が時間、日付、ランク、シリアル番号等の更新文字である場合は、最初のワークＷＫの印字の際に、更新文字として印字に使用される可能性のある文字の全部について展開処理が行われる（ステップ＃２０２）。したがって、更新文字以外の印字内容が変わらない限り、２個目以降のワークＷＫではステップ＃２０４からステップ＃２０７までの処理を繰り返すだけでよい。

次に、上記のようなレーザーマーキング装置によるバーコード（二次元コードを含む）の印字について説明する。一例として、図６（ａ）に示すようなコンポジットコードの印字を行う場合を説明する。このコンポジットコードは、下側に配置された一次元バーコード５１と上側に配置された二次元バーコード５２とが結合して構成されている。特に二次元バーコード５２の部分を印字する場合に、図６（ｂ）又は（ｃ）に示すように、レーザー光によって印字される部分（黒色の部分）が、複数の矩形領域であるモジュール（又はセル）５５に分解される。図６（ｂ）は同じ大きさの複数のモジュール５５に分解される場合であり、図６（ｃ）は大きさの異なる複数のモジュール５５に分解される場合である。いずれの場合も、図１０を参照して前述したように、各モジュール５５はレーザー光の走査によって塗りつぶされる。この処理を塗りつぶし処理ということにする。

本実施例の塗りつぶし処理は、図１０に示した従来の塗りつぶし処理と少々異なっている。図７に、本実施例の塗りつぶし処理の様子を模式図として示す。図７（ａ）は、図１０に示した従来例と同様に、塗りつぶしのために走査されるレーザー光の走査方向が全ての走査線について同一方向（図示の例では上から下へ）となる場合であり、図７（ｂ）はレーザー光の走査方向が交互に反転する場合である。また、図７（ｂ）では走査線の数が１本増え、走査終了点５７がモジュール５５の右下ではなく右上のコーナーに位置する。レーザー光の走査方向が交互に反転する場合は、走査線の数が奇数であれば図７（ａ）の場合と同様に走査開始点５６と走査終了点５７とが互いに対角の位置となるが、走査線の数が偶数であれば図７（ｂ）のように走査開始点５６と走査終了点５７とが対角位置ではなく１辺の両端側に位置することが分かる。

図７（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合も、走査線の間隔（右端の２本の間隔を除く）は図１０に示した従来例と同様に印字線幅Ｃに等しいが、走査開始点５６及び走査終了点５７の位置は印字線幅Ｃ及び輪郭調整値Ｄによって決まる。つまり、図示の例では、走査開始点５６の位置はモジュール５５の上辺及び左辺からそれぞれＣ／２＋Ｄずつ内側に位置する点に設定され、同様に走査終了点５７の位置はモジュール５５の下辺（又は上辺）及び右辺からそれぞれＣ／２＋Ｄずつ内側に位置する点に設定されている。なお、最後の（終了点５７を含む）右端の走査線については右辺からの距離Ｃ／２＋Ｄが優先され、その左側の走査線との間隔は印字線幅Ｃより小さくなる。つまり、図７（ａ）の例ではＡ−４Ｃ−２Ｄとなり、図７（ｂ）の例ではＡ−５Ｃ−２Ｄとなっている。

上記の印字線幅Ｃは、レーザー光の熱又は光がワークＷＫの表面に影響を及ぼす（変色又は変質する）範囲に相当し、これはレーザー光のスポット径だけでなく、ワークＷＫの表面の材質等によって変化する。例えば金属表面のように印字（変色又は変質）の輪郭が広がりにくい場合は印字線幅Ｃが小さめに設定され、木材表面のように印字の輪郭が広がりやすい場合は印字線幅Ｃが大きめに設定される。また、輪郭調整値Ｄは、実際の印字による変色又は変質の輪郭が矩形モジュール５５の領域（Ａ×Ｂ）からはみ出すことを抑えるために設定されるパラメータである。この輪郭調整値Ｄを適切な値に設定することにより印字のはみ出し現象を抑え、ワークＷＫの材質が異なっても、印字部分（例えば黒色部分）と未印字部分（例えば白色部分）との比率を許容範囲内に収めることが容易になる。こうして、読み取り精度の高い良好な印字品質のバーコード又は二次元コードを印字することができる。

図８は、本実施例における印字線幅及び輪郭調整値の設定用画面の例を示す図である。この図に示す画面は、設定情報入力手段に相当するコンソール３又はパーソナルコンピュータ３２を用いて印字内容の設定を行う際の画面インターフェイスを簡略化して示したものである。画面６１において、左側の四角で囲まれた印字サンプル表示エリア６２には、印字内容として設定された文字、記号、バーコード等が、実際に印字される状態に近い形態で表示される。その右側には、印字ブロックの指定、その印字ブロックに印字する文字等の種類、印字内容、印字条件等の設定を行うための入力エリア６３が設けられている。

まず、入力エリア６３の上側の「ブロック番号」の欄６４に印字ブロックの番号（図示の例では「０００」）が設定される。この番号はコンソール３又はパーソナルコンピュータ３２のキーボードから直接入力できると共に、左右の矢印ボタンをマウス等でクリックすることによって増減変更することができる。その下の「種類」の設定欄では文字列が設定されているが、ロゴ・図等を設定することも可能である。更に下の文字入力の欄６５では、印字するバーコードの内容（数字又はアルファベットの文字列）がキーボード等から入力される。

図示の例では、ブロック番号０００にコンポジットの印字を設定するために、文字入力の欄６５には印字するコンポジットコードを構成する一次元バーコードの文字列と二次元バーコードの文字列が区切り文字「％ｎ」を挟んで入力されている。区切り文字「％ｎ」は、「区切り」ボタン６６をクリックすれば入力される。

その下の印字データの種類等を設定する欄６７では、まず、印字データ（種類）タブ、サイズ・位置タブ、印字条件タブのうち、いずれかのタブを選択することによってそれぞれの設定を行うことができる。図示の例では印字データタブが選択されており、ここでは文字、バーコード、二次元コード、コンポジットコードのうちのいずれかを印字データの種類として選択することができる。また、それぞれの種類の中に更に詳細な分類がある場合は、種別欄のプルダウンメニューから選択することができる。図示の例では、コンポジットコードが選択され、その種別としてＲＳＳ１４ＣＣ−Ａが選択されている。

また、印字データタブの中で、印字データの種類の欄の下に、線種の設定欄６８があり、モジュールの幅、印字線幅６９、リニアコード（一次元バーコード）の高さ、セパレータの高さ、及び二次元（２Ｄ）バーコードの高さ、及び輪郭調整値７０が設定されている。印字線幅６９及び輪郭調整値７０として、上述のように印字線幅Ｃ及び輪郭調整値Ｄを設定することができる。なお、図８に示す画面インターフェイスはあくまで一例に過ぎず、任意に変更可能である。例えば、輪郭調整値７０を頻繁に変更設定する必要がない場合は、特別なボタンをクリックしたときに現れる別のウィンドウや下層のウィンドウで輪郭調整値７０の設定入力を行うことができるようにしてもよい。

上記のようにして入力エリア６３で設定されたコンポジットコードの印字サンプル７２が印字サンプル表示エリア６２に表示されている。コンポジットコード（印字サンプル）７２は、下側に配置された一次元バーコード７２ａと上側に配置された二次元バーコード７２ｂとが結合して構成されている。なお、入力エリア６３におけるそれぞれの設定内容を変えれば、それに応じて印字サンプル７２の表示も変化する。

図９は、本発明のバーコード印字方法の効果を例示する図である。図９（ａ）は調整前の印字パターン、図９（ｂ）は従来の設定方法で調整したときの印字パターン、図９（ｃ）は本発明の設定方法（印字方法）で調整したときの印字パターンをそれぞれ示し、いずれも実際の印字パターンの拡大写真のコピーである。これらの図では、レーザー光の走査によって印字された（変色した）部分が未印字部分（背景）より白っぽく表示されている。

図９（ａ）の調整前の印字パターンでは、印字のはみ出し現象によって、破線で囲まれた領域７４内の矩形の未印字部分が本来の大きさより小さくなっている。その結果、前述のように印字部分と未印字部分との比率が許容範囲内に収まらなくなり、バーコード（二次元コード）の読み取り認識率が低下するおそれがある。

図９（ｂ）の従来の設定方法で調整したときの印字パターンは、前述のように、印字線幅Ｃを大きく設定することによって調整したものである。図９（ａ）と比較すると、印字のはみ出し現象が抑制され、破線で囲まれた領域７４内の矩形の未印字部分が本来の大きさより小さくなる現象が改善されていることがわかる。しかしながら、印字線の間隔が広がる結果、隣り合う印字線の間に印字が不完全になる部分（黒の縦縞）の発生が見られる。このようなバーコード（二次元コード）も読み取り認識率が低下するおそれがある。

図９（ｃ）の本発明の印字方法（印字設定方法）で調整したときの印字パターンは、印字線幅Ｃは変えないで輪郭調整値７０を適切な値に設定することにより調整したものである。図９（ａ）と比較すると、印字のはみ出し現象が抑制され、破線で囲まれた領域７４内の矩形の未印字部分が本来の大きさより小さくなる現象が改善されていることがわかる。しかも、図９（ｂ）のように隣り合う印字線の間に印字が不完全になる部分（黒の縦縞）が発生する現象は見られない。

上記のように、本発明のバーコード印字方法（印字設定方法）によれば、印字線幅Ｃと独立に設定可能な輪郭調整値Ｄを適切な値に設定することにより、印字品質を低下することなく印字のはみ出し現象を抑制し、読み取り認識率の高いバーコード（二次元コード）の印字を行うことができる。

以上、本発明の実施例とその変形例について説明したが、本発明はこれらの実施例や変形例を更に改変した形態で実施してもよい。例えば、上記の実施例ではバーコード（二次元コード）の印字部分を矩形領域であるモジュールに分解してモジュールごとにレーザー光による塗りつぶしを行うが、印字部分をモジュールに分解しないで１領域として印字する場合にも本発明を適用することができる。例えば、図６に示したコンポジットコードの下側部分（一次元バーコード）を印字するときは、印字部分をモジュールに分解しないで一領域として印字することが可能である。この場合も、上記実施例と同様に印字線幅をＣ及び輪郭調整値Ｄの２つのパラメータの設定によって印字品質を低下させることなく印字のはみ出し現象を抑制し、読み取り認識率の高いバーコードの印字を行うことができる。

また、上記の実施例ではモジュールの塗りつぶし処理において、開始点及び終了点の両方の位置をそれぞれ輪郭調整値Ｄにしたがって内側へ移動させる補正を行った。つまり、開始点及び終了点の両方の位置をモジュールの隣接する二辺からそれぞれＣ／２＋Ｄずつ内側に位置する点に設定した。別の補正方法として、開始点及び終了点のいずれか一方の位置を２Ｄ相当分だけ内側へ移動させる補正を行うようにしてもよい。つまり、開始点及び終了点のいずれか一方を、モジュールの隣接する二辺からＣ／２＋２Ｄだけ内側に位置する点に設定する。もちろん開始点及び終了点のいずれを補正するかは、複数のモジュールのすべてについて一致させる必要がある。この場合も上記実施例と同様の効果が得られる。

また、上記実施例ではヘッド部１とコントローラ部２とが分離しており、通信ケーブルで両者が接続されているが、本発明はヘッド部とコントローラ部とが一体に構成されているレーザーマーキング装置にも適用することができる。

本発明の実施例に係るレーザーマーキング装置の概略構成図である。 本発明の実施例に係るレーザーマーキング装置の回路構成を示すブロック図である。 レーザーマーキング装置のコントローラ部の処理装置が実行する展開処理の概略を示すフローチャートである。 ユーザによる印字設定の入力から印字開始までの処理におけるデータの流れを示すブロック図である。 ユーザによる印字設定の入力から印字開始までの処理の流れを示すフローチャートである。 本発明のバーコード印字方法の適用例であるコンポジットコードとそのモジュールへの分解を示す図である。 本発明のバーコード印字方法におけるモジュールの塗りつぶし処理の説明図である。 本実施例における印字線幅及び輪郭調整値の設定用画面の例を示す図である。 本発明のバーコード印字方法の効果を例示する図である。 従来のバーコード印字方法におけるモジュールの塗りつぶし処理の説明図である。

符号の説明

３，３２ 設定情報入力手段
１１ レーザー発振器（レーザー光源）
１２ レーザー偏向装置（偏向装置）
１４，１６ 制御部
２１ 処理装置

Claims (4)

1. レーザー光源から発したレーザー光を偏向装置で二次元偏向することによって対象物の表面にレーザー光による印字を行うレーザーマーキング装置を用いてバーコード又は二次元コードを印字する方法であって、
   バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分を印字最小単位としての矩形領域であるモジュールの集合として構成するステップと、
   各モジュールをレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅を設定するステップと、
   前記印字線幅によって略決定されるレーザー光の走査開始点及び走査終了点の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値を設定するステップと、
   前記印字線幅及び輪郭調整値を含む設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成するステップと、
   印字開始指令に伴って前記展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行うステップとを備えていることを特徴とするバーコード印字方法。
2. 前記印字線幅をＣとし、前記輪郭調整値をＤとしたときに、前記走査開始点及び前記走査終了点は、前記モジュールの隣接する二辺からそれぞれＣ／２＋Ｄずつ内側に位置する点に設定されることを特徴とする
   請求項１記載のバーコード印字方法。
3. レーザー光源から発したレーザー光を偏向装置で二次元偏向することによって対象物の表面にレーザー光による印字を行うレーザーマーキング装置を用いてバーコード又は二次元コードを印字する方法であって、
   バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分をレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅を設定するステップと、
   前記印字線幅によって略決定されるレーザー光の走査開始点及び走査終了点の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値を設定するステップと、
   前記印字線幅及び輪郭調整値を含む設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成するステップと、
   印字開始指令に伴って前記展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行うステップとを備えていることを特徴とするバーコード印字方法。
4. レーザー光源から発したレーザー光を偏向装置で二次元偏向することによって対象物の表面にレーザー光による印字を行うレーザーマーキング装置であって、
   バーコード又は二次元コードのレーザー光によって印字される部分をレーザー光の走査によって塗りつぶすために、走査線のピッチに相当する印字線幅と、当該印字線幅によって略決定されるレーザー光の走査開始点及び走査終了点の少なくとも一方の位置を調整するための輪郭調整値とを含む設定情報を入力するための設定情報入力手段と、
   前記設定情報からレーザー光がたどるべき軌跡を規定する線分データ及びレーザー制御データからなる展開情報を生成する処理装置と、
   前記展開情報にしたがってレーザー光の偏向制御及びオン・オフ制御を行う制御部とを備えていることを特徴とするレーザーマーキング装置。
   

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