JP2008531352A

JP2008531352A - パルスレーザ印刷

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Publication number: JP2008531352A
Application number: JP2007558212A
Authority: JP
Inventors: シュロモアッサ，; スティーブンマイアー，; マークラポセリ，; ジョンエフ．スタイン，
Original assignee: マーケムコーポレイション
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2008-08-14
Also published as: WO2006094111A3; EP1855888A2; US7394479B2; US20060197826A1; WO2006094111A2; EP1855888A4

Abstract

本開示は、一般的に、パルスレーザ印刷に関するシステムおよび技術を含む。一つのインプリメンテーションにおいて、装置は、パルス印刷ビームを生成して動作可能なレーザと；該パルス印刷ビームを、焦点合わせして導くように動作可能な光学機器アセンブリと；該レーザおよび該光学機器アセンブリと通信するように結合された電子機器であって、該電子機器は、該レーザおよび該光学機器アセンブリを制御して、一連の移動と同期して、該パルス印刷ビームのパワーパルスを生成するように動作可能であり、該一連の移動は、該パルス印刷ビームを非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内して、該所定位置で、該材料の光学特性を変化させ、該所定位置は、シンボルの少なくとも一部分を形成するように配列される、電子機器とを含む。

Description

（背景）
本出願は、レーザ印刷システムに関するシステムおよび技術、例えば、製品上にコードを印刷するためのレーザベースのシステムを記載する。

レーザ印刷システムは、様々なタイプの表面をマーキングするために使用されてきた。例えば、レーザ印刷は、商業用に利用可能な製品上にコードをマーキングするために使用されてきた。このようなコードは、しばしば、製品製造の時間および場所に対応する情報（例えば、バッチナンバー）を含む。製品上にマーキングされるコードの典型的なタイプは、英数字コードおよび機械可読コードを含む。製品が、製造またはパッケージングのプロセスの一部として、マーキングされるとき、マーキングのスピードアップおよび印刷システムのコスト削減は、製造またはパッケージングのプロセスの最適化を促進する。

（概要）
本開示は、パルスレーザ印刷に関するシステムおよび技術を含む。一局面に従うと、装置は、パルス印刷ビームを生成して動作可能なレーザと；該パルス印刷ビームを、焦点合わせして導くように動作可能な光学機器アセンブリと；該レーザおよび該光学機器アセンブリと通信するように結合された電子機器とを含み、該電子機器は、該レーザおよび該光学機器アセンブリを制御して、一連の移動と同期して、該パルス印刷ビームのパワーパルスを生成するように動作可能であり、該一連の移動は、該パルス印刷ビームを非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内して、該所定位置で、該材料の光学特性を変化させ、該所定位置は、シンボルの少なくとも一部分を形成するように配列される。上記シンボルを形成する間、上記電子機器は、共通周波数で、上記パワーパルスを送信（ｄｅｌｉｖｅｒ）して、上記所定位置間の上記移動を開始するように動作可能であり得、該共通周波数は、該電子機器のプログラマブルな制御変数であり得る。

上記電子機器は、上記所定位置への到着と同期して、上記パワーパルスを送信するように動作可能であり得る。上記電子機器は、閉ループ内で、上記所定位置への到着を表示するフィードバックを受信するように構成され得、該フィードバックを用いて、パワーパルス送信のタイミングを制御し得る。さらに、上記電子機器は、上記パワーパルス送信のタイミングを、少なくとも部分的に上記レーザの回復期間に基づくようにさらに構成され得、上記パルス印刷ビームのパルステール部分の送信の間に、上記所定位置からの該パルス印刷ビームの上記移動を開始し得る。

上記電子機器は、感知された上記所定位置へのパワー送信を受信して、該所定位置間の上記移動の開始を制御するように構成され得る。上記電子機器は、ミラーポジションセンサおよびレーザ発光センサを含み得る。さらに、上記電子機器は、上記レーザをオーバードライブして、スーパーパルスビームを生成するように動作可能であるレーザコントローラを含み得る。

上記レーザに電源供給するように動作可能な連続可変電源を含み得、上記電子機器は、該連続可変電源を制御して、該レーザのパワー出力レベルを調整するように動作可能であり得る。上記レーザコントローラは、１キロヘルツを上回る周波数で上記レーザをオーバードライブするように動作可能であり得、上記パワーパルスは、５０マイクロ秒未満の上昇時間および下降時間を有し得る。上記レーザは、空冷レーザであり得、上記所定位置上でのパルス送信の間のパワーフルーエンスの平均は、連続波モードで動作するときの該レーザの平均パワーよりも大きいこともあり得る。さらに、上記レーザコントローラは、スーパーパルスモードおよび連続波モードの２つの動作モードを提供し得、上記電子機器は、上記所定位置の密度に基づいて、動作モードを選択し得る。

別の局面に従うと、システムは、製品が移動するコンベヤと；パルス印刷ビームを生成するように動作可能なレーザと；該パルス印刷ビームを焦点合わせして、導くように動作可能な光学機器アセンブリと；該レーザおよび該光学機器アセンブリと通信するように結合された電子機器とを含み、該電子機器は、該レーザおよび該光学機器アセンブリを制御して、一連の移動と同期して、該パルス印刷ビームのパワーパルスを生成するように動作可能であり、該一連の移動は、該パルス印刷ビームを非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内して、該所定位置で、該材料の光学特性を変化させ、該所定位置は、シンボルの少なくとも一部分を形成するように配列され、該電子機器は、該レーザをオーバードライブして、スーパーパルスビームを生成し、該電子機器は、該所定位置への到着と同期して、該パワーパルスを送信する。

別の局面に従うと、技術は、パルス印刷ビームを、非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内する一連の移動を介して、該パルス印刷ビームを導いて、該所定位置で該材料上にシンボルを形成するように配列されたスポットをマーキングすることと、レーザをスーパーパルス化して、該パワーパルスの送信が、該所定位置への到着と同期されるように、該パルス印刷ビームのパワーパルスを該移動と同期するように生成することとを含む。

上記所定位置への到着を表示するフィードバックは、閉ループ内で受信され得、該フィードバックは、パワーパルス送信のタイミングを制御するために使用され得る。感知された上記所定位置へのパワー送信は、受信され得ると、該所定位置間の上記移動の開始を制御するために使用され得る。上記パルス印刷ビームのピークパワーは、連続可変電源を用いて、調整され得る。さらに、スーパーパルス動作モードおよび連続波動作モードとの間での選択が、上記所定位置の密度に基づいてなされ得る。

以下の利点のうちの一つ以上が提供され得る。記載されるシステムおよび技術は、結果として、レーザ印刷システムに対する動作コストを削減し得る。記載される技術を用いる１０ワットレーザ印刷システムは、市販のレーザマーキング処理における従来のベクトルベースの５０ワットレーザ印刷システムと同じように効率的であり得る。レーザ印刷システムのサイズは、縮小され得る。電力の使用は、削減され得る。浪費エネルギは、印刷されるシンボルを構成するスポット間に堆積されるエネルギ量を減らすことによって、スポットマーキングベースのレーザ印刷において、削減され得る。その他の方法で可能であるよりも多くの材料が、所与の電力定格のレーザを用いて、マーキングされ得る。製品は、所与の電力定格のレーザを用いる生産ラインで、その他の方法で可能であるよりも高速にマーキングされ得る。レーザ冷却に対する要求も削減され得、全体効率も改善され得る。

１つ以上のインプリメンテーションの詳細は、以下の添付図面および説明に示される。他の特徴および利点は、説明および図面、ならびに請求項から明らかになり得る。

様々な図面における同様の参照記号は、同様のエレメントを示す。

（詳細な説明）
図１は、レーザ印刷システムの上面斜視図である。このシステムは、パルス印刷ビーム１１０を生成するレーザ印刷デバイス１００を含み、パルス印刷ビーム１１０は、材料１７０上の所定位置間における一連の移動を介して、連続的に導かれ、これらの所定位置で、材料上に、スポットをマーキングする。これらのスポットは、材料１７０上に、シンボル１８０を形成するように配列され、パルスレーザビームのパワーパルスは、この移動と同期される。このパワーパルスのスポット配置（ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）との同期化の詳細は、図６〜図８と関連して、以下に詳細に記載される。

スポットの直径は、インプリメンテーションによって変動し得るが、しばしば、１００μｍと４００μｍとの間に収まる。シンボル１８０は、人間が可読なシンボル（例えば、図示される「Ｔ」のような英数字文字）、機械で可読なシンボル（例えば、一次元または二次元のバーコード）、様々な他のシンボル（例えば、会社のロゴまたはトレードマークのようなシンボル画像）、あるいはこれらの組み合わせであり得る。材料１７０は、コンベヤ１５０上を移動する製品１６０の一部であり得、コンベヤ１５０は、製造またはパッケージングのプロセスの一部であり得る。

パルス印刷ビームが材料上の入射する位置で、材料１７０の目に見える光学特性を変化させることによって、スポットは、製品上に形成され、その結果、人間の裸眼で見ることが可能であるマークが形成される。パルス印刷ビームは、様々な光学特性を変更し得る。例えば、パルス印刷ビームは、材料の１つ以上の層が除去されるようにして、下にある層を見えるようにし得る。なぜなら、製品をパッケージングするのに使用される材料の上部層は、しばしば、紙の上にインク層を有し、このインク層を除去すると、その紙が周囲のインク層に対して見ることのできるスポットを残すからである。これは、インク層が、例えば、インク層の上にあるワックス層など、１つ以上の追加の層の下にあるときにもまた、行われ得る。材料の反射特性もまた、変更され得る。例えば、パルス印刷ビームは、プラスチック材料、例えば、ソフトドリンクのボトルなどの上に情報を印刷するために使用され得る。パルス印刷ビームは、このプラスチックの反射特性を変更し得る。印刷された情報は、容易に見ることができる。なぜなら、人間の目は、対照して目立つ反射特性を有する部分を感知し得るからである。さらに、パルス印刷ビームは、特定の材料をエッチングし得る。

所定位置は、スポットが、複数のシンボルを形成するように配列され得る。所定位置は、スポットが複数のピクセルから形成され、次いで、これらのピクセルは、１つ以上のシンボルを形成するように配列され得る。印刷システムは、製品上に印刷するために、レーザを用いるので、インクおよび溶剤のような消耗品に対する必要性はない。したがって、印刷システムは、製品上に情報を印刷することに関連するコストと複雑さ減少し得る。

印刷システムに使用する製品は、小売で販売されることになる製品、企業に販売される製品、あるいは製品のパッケージングであり得る。製品の例は、薬品、薬品のパッケージング、食品パッケージング、化粧品、卵のような食品、乳製品、アイスクリーム、コンピュータ部品、自動車部品、医療機器、洗剤、ならびにソフトドリンクおよびワインのような飲料品である。さらに、シンボルは、製品上の複数の位置に形成され得、コード情報と画像情報との双方を含み得る。

このシステムは、レーザ印刷デバイス１００を通信させる電子機器を含む。これらの電子機器は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のようなアナログ回路網およびデジタル回路網と、１つ以上のプログラマブルプロセッサおよび１つ以上のメモリデバイスのようなプログラマブル電子機器とを含み得る。これらの電子機器は、レーザ印刷デバイス１００の中に含まれるが、レーザ印刷システムを構成する１つ以上の追加デバイスの中にもまた、含まれ得る。例えば、デバイス１３０は、レーザ印刷デバイス１００と、（有線リンクまたは無線リンクによって）接続されるように結合され得る。デバイス１３０は、レーザ印刷デバイス１００に対し、特定的に設計された電子ユーザインタフェースデバイス、ユーザインタフェースソフトウェアでプログラミングされた汎用目的コンピュータ、あるいはこれらの組み合わせであり得る。

ユーザインタフェースは、印刷デバイス１００からリモートであり得るか、印刷デバイス１００に取り付けられ得るか、および／または印刷デバイス１００から取り外し可能であり得る。適切なユーザインタフェースは、英数字キーボードおよびディスプレイを含み得る。ユーザインタフェースは、電子機器のプログラミングおよび／または印刷パラメータの設定に使用され得る。例えば、ユーザインタフェースは、スポットを形成する材料１７０上の位置で、パルス印刷ビーム１１０が留まる時間、シンボルを形成するために使用される任意のピクセルのサイズ、および形成されるシンボルのタイプとシーケンスを制御するために使用され得る。ユーザインタフェースは、印刷システムを手動で作動させる（ａｃｔｉｖａｔｅ）ためにも、また使用され得る。例えば、ユーザインタフェースは、印刷キーを含み得、この印刷キーは、レーザ印刷デバイス１００が材料１７０上に印刷するようにさせる。

レーザ印刷システムは、移動している製品上に、シンボルを印刷するために使用され得、そして、ここでは、各製品上に印刷するために利用可能な時間量は限られる。レーザ印刷システムは、製品上にシンボルを印刷するために要求される時間量を変動させる電子機器を含み得る。例えば、レーザ印刷システムは、英数字コードを規定する個々のピクセルの密度を変化させることによって、すなわち、画像を構成するピクセルの数を変化させることによって、形成されるべきシンボル内のピクセルの密度を変化させるための電子機器を含み得る。減少されたピクセル密度を有するシンボルは、増加されたピクセル密度を有するシンボルよりも速く印刷され得る。さらに、印刷システムは、ピクセルのサイズを変化させる電子機器を含み得る。ピクセルが小さいほど、要求される印刷時間は短い。シンボルを印刷するのに要求される時間を変化させる能力は、印刷システムが、製造ラインの数の増加と連動して使用されることを可能にする。

レーザ印刷デバイス１００を動作する電子機器は、１つ以上のセンサ１４０ともまた、通信し得る。これらのセンサは、電子機器に、印刷システムが印刷すべき製品に関する情報を提供し得る。例えば、センサ１４０は、印刷システムに関連する製品の位置と、製品が移動する方向と、いつ移動している製品が停止され、いつ製品が印刷されるべき正しいポジションにいるかとを指示し得る。適切なセンサ１４０は、製品が移動している速度および／または方向を検出する速度センサと、製品がセンサの前に置かれるときを指示する位置センサとであるが、これらに限定されない。

レーザ印刷システムは、生産ラインの一部として、動作し得て、移動する製品または静止している製品の上に印刷し得る。生産ラインは、レーザ印刷デバイス１００の前で、一時的に、製品１６０を停止し得る。センサ１４０は、即座に、あるいは時間遅延後のいずれかに、印刷をトリガするデバイス（例えば、光ビームを生成するデバイスであり、光デバイスは、製品によって乱される）であり得る。印刷システムが、移動する製品上で動作するとき、電子機器は、速度センサ１４０からの信号を用いて、製品ライン上の製品１６０の速度および方向を決定し得る。適切な速度センサは、エンコーダおよびレゾルバを含むが、これらに限定されない。印刷システムは、ライン上の製品１６０の速度を決定し得、この速度を用いて、シンボルポジションの時間遅延を決定し得る。シンボルポジションの時間遅延は、シンボルが製品１６０上の所望のポジションで印刷されるように決定される。次いで、シンボルは、所定のシンボルポジションの時間遅延に基づいて、製品１６０が印刷デバイス１００を通過する際に、印刷される。さらに、印刷システムは、現在の製品上に印刷する間に、次の製品の速度を決定し得る。

レーザ印刷システムを設定するとき、レーザ印刷デバイス１００と製品１６０および／またはセンサ１４０との間の距離は、ユーザインタフェースを用いて、電子機器の中に、管理上、入力され得る。代替として、センサ１４０とパルス印刷ビーム１１０との間に、固定された既知の距離を提供するように、センサ１４０は、レーザ印刷デバイス１００に取り付けられ得る。この後者の実施形態において、距離は、システム内の電子機器に既知であるので、その距離は、管理上、入力される必要はない。

レーザ印刷デバイス１００は、印刷ビーム出口部材１２０を含み得、この印刷ビーム出口部材１２０を通って、パルス印刷ビーム１１０は、印刷デバイス１００の筐体を出る。印刷ビーム出口部材１２０は、筐体内の開口部または筐体内に装着された不動の窓であり得る。別の実施形態において、印刷ビーム出口部材１２０は、Ａとラベル付けされた矢印によって示されるように、筐体に対して移動し得る。この実施形態において、印刷ビーム出口部材１２０は、複数の方向性あるポジションの連続的なセットを通って、（例えば、手動調整されて）回転可能に移動されることにより、パルス印刷ビーム１１０が、材料１７０上の特定のポジションに向けられ、したがって、パルス印刷ビーム１１０は、印刷ビーム出口部材１２０を操作することによって、デバイス１００がインストールされた後に、たやすく照準を合わせることが可能になる。

レーザ印刷デバイス１００は、材料１７０上の印刷ゾーンを規定するためのコンポーネントを含み得る。例えば、長方形が、材料１７０上に投影され得、そこでは、１つ以上のシンボルが、印刷ゾーン内に形成される。レーザ印刷システムの動作する間、印刷ゾーンは、材料１７０上に形成され得、オペレータは、印刷ゾーンが材料１７０上の所望の位置に現れるように、ビーム出口部材１２０を調整し得る。次いで、ユーザインタフェースが、印刷ゾーン内で印刷を作動するために、使用され得る。したがって、印刷システムのオペレータは、印刷ゾーンが所望の印刷位置に現れることを確実にするようによって、印刷ビームが材料１６０上に印刷する場所を選択し得る。他の適切な印刷ゾーンのマークは、印刷ゾーンの四隅におけるマーク、印刷ゾーンの中心に位置するマーク、および印刷ゾーンの周囲の破線を含むが、これらに限定されない。

さらに、レーザ印刷システムの電子機器は、印刷ゾーンのサイズおよびジオメトリを制御するように設計され得る。その結果、電子機器は、材料１７０上に印刷されるべきシンボルのサイズおよび形状をぴったり合わせ得る。例えば、異常に大きなコードが、材料１７０上に印刷されるべきとき、電子機器は、そのコードが印刷ゾーン内に全て形成されるように、印刷ゾーンを拡大し得る。その結果、コードのサイズにおける増加は、材料１７０上のコードの誤った位置付けという結果にならない。

図２は、レーザ印刷デバイス１００のコンポーネントを示すブロック図である。レーザ２１０は、パルス印刷ビームを生成する。例えば、レーザ２１０は、スーパーパルスモードで動作し得る。スーパーパルスを用いることによって、ノーマル動作モードで稼動するレーザの平均パワー出力よりも、より高いピークパワー出力が獲得され得る。様々な異なるタイプのレーザは使用され得、特に、より低いパワーレーザ（材料をマーキングするのに通常必要とされるパワーに比べて、より低いパワー）が使用され得る。なぜなら、本明細書に記載されるシステムおよび技術によって生成されて送信されるパワーを効率的に増加させるからである。例えば、レーザ２１０は、ＣＯ_２空冷レーザであり得る。様々な実施形態において、レーザは、３０ワットレーザ、２０ワットレーザ、１０ワットレーザ、または５ワットレーザであり得る。レーザが、より低パワーレーザであるとき、レーザ印刷デバイス１００のコンポーネントは、インクジェットプリンタのオーダのサイズを有する筐体（例えば、１５００立方インチ未満の体積）内に装着され得る。

レーザ２１０をスーパーパルスモードで動作可能なようにするために、連続波モードでのみ動作する同様のレーザの場合よりも、より多くのガスが使用され得、ガスの割合は、獲得されるべきスーパーパルスの周波数に基づいて、必要に応じて、調整され得る。さらに、より進歩したドライバもまた、レーザ２１０がスーパーパルスモードで動作可能なようにさせるのに、寄与し得る。一般に、見出されるべきバランスが存在し、このバランスは、内部のレーザジオメトリに依存する。したがって、レーザ２１０は、ガスの割合および密度、ドライバコンポーネント、ならびにレーザジェオメトリを調整することによって、スーパーパルスモードで動作するようになされ得る。

パルス印刷ビームは、光学機器アセンブリ２２０を通過し、このアセンブリは、材料上の一つの位置から他の位置へと、パルス印刷ビームを案内する。光学機器アセンブリ２２０は、パルス印刷ビームの方向を変化させるためのコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、これらの位置のそれぞれで、スポットを生成するように、非ラスタスキャンパターン（すなわち、平行線の一つと異なるスキャンパターン）で、パルス印刷ビームを一つの位置から他の位置へと案内するように制御され得る。

電子機器２３０は、レーザ２１０および光学機器アセンブリ２２０と通信中である。電子機器２３０は、レーザ２１０および光学機器アセンブリ２２０の動作を制御し得る。電子機器２３０は、光学機器アセンブリ２２０を制御して、パルス印刷ビームの方向、スポットが形成されるべき材料上の位置で、パルス印刷ビームが留まる時間の長さ、ビームが滞留する（ｄｗｅｌｌ）位置と位置との間を移動するパルス印刷ビームの速度、シンボルを生成するために使用されるピクセルのサイズ、および生成されるシンボルの選択を調整し得る。さらに、電子機器２３０は、レーザ２１０を制御して、ビームが滞留する位置間のパルス印刷ビームの移動と同期して、パルス印刷ビームのパワーパルスを生成する。使用される滞留時間および生成されたパルス印刷ビームのパワープロファイルは、マーキングされるべき材料の性質に一部は依存して、調整され得る。

レーザ印刷デバイス１００は、連続可変電源２４０を含み得る。電子機器２３０は連続可変電源を制御して、レーザのパワー出力レベルを調整し得る。例えば、レーザ２１０に電力供給する電源２４０は、３０ワットと５０ワットとの間から稼動し得る。レーザ２１０は、約３２ワットで、連続波（ＣＷ）モードで稼動し得、レーザ２１０は、約４８ワットで、スーパーパルスモードで稼動し得る。さらに、スーパーパルスピークパワーも、少なくとも一部は、可変電源を制御することによって、調整され得る。パルス幅もまた、調整され得、パルス幅と電源との双方が、移動にともなうパワーとフルーエンスをチューニングするために、調整され得る。

図３は、レーザ印刷デバイス１００の筐体１６に関連する光学機器アセンブリ２２０の例示的なコンポーネントを示す。光学機器アセンブリ２２０は、パルス印刷ビーム１１０を提供するレーザ源１２を含む。ビーム１１０は、第一の負レンズ５０を通過し、第一の負レンズ５０は、印刷ビーム１１０を拡大する。光学機器アセンブリ２２０はまた、印刷ゾーンビーム５３を生成する印刷ゾーン光源５２も含む。印刷ゾーンビーム５３は、第二の負レンズ５４を通過し、第二の負レンズ５４は、印刷ゾーンビームを拡大する。

印刷ビーム１１０および印刷ゾーンビーム５３は、同時に生成されるように描かれているが、電子機器は、これらのビームを互いに独立して生成され得る（例えば、印刷ビーム１１０が不活性であるときはいつも、印刷ゾーンビーム５３が活性化され得るし、ならびに、その逆もしかりである）。さらに、印刷ゾーンビーム５３は、オプションであって、光学機器アセンブリ２２０に含まれる必要はない。印刷ビーム１１０と印刷ゾーンビーム５３とは、ビームコンバイナ５６で結合される。結合されたビームは、正レンズ５８を通過し、この正レンズは、リフレクタ６０で曲げられる前に、コリメートする。結合されたビームは、次いで、複数のミラー６２を通り、複数のミラー６２は、これらの結合されたビームを第二の正レンズ６３に向けて反射し、第二の正レンズ６３は、これらの結合されたビームの焦点を合わせる。結合されたビームは、次いで、材料１７０を通る前に、保護窓６４を通過する。

ミラー６２は、第一のミラーが第二のミラー上に、ページから出て来る線に平行な方向に、ビーム１１０を反射するように、配置された２つのミラーであり得、第二のミラーは、ビーム１１０を第二の正レンズ６３に向けて、反射する。１つ以上のミラー６２は、ミラー６２を移動させる１つ以上のアクチュエータ７０に結合され得る。適切なアクチュエータ７０は、マイクロモータを含むが、これに限定されない。アクチュエータ７０は、電子機器によって制御される。電子機器は、印刷ビーム１１０を案内して、材料１７０上にシンボルを形成するために、アクチュエータ７０を使用し得、電子機器は、印刷ゾーンビーム５３を案内して、印刷ゾーンを生成するために、アクチュエータ７０を使用し得る（例えば、印刷ゾーンビーム５３は、長方形を人間の目にはっきりと見えるようにさせる速度で、すなわち約１００サイクル／秒で印刷ゾーンの周りの長方形をトレースするように案内され得る）。

以上で議論されたように、レーザ印刷システムは、印刷ビーム出口部材１２０を含み得、この印刷ビーム出口部材１２０は、デバイス筺体１６に対して移動し得る。フレーム７６は、筺体１６内で、印刷ビーム出口部材１２０を支持する。フレーム７６と印刷ビーム出口部材１２０との間に置かれたベアリング７８は、印刷ビーム出口部材１２０が、フレーム７６に対して移動することを可能にする（すなわち、出口部材１２０が、ページの中および外へと回転する）。印刷ビーム１１０は、ベアリング７８によって許容される回転軸に沿って、ベアリング７８を通過する。したがって、フレーム７６に対する印刷ビーム出口部材１２０の動きは、ベアリング７８に対する印刷ビーム１１０のポジションを変化させない。

ミラー６２およびアクチュエータ７０は、印刷ビーム出口部材１２０で結合される。その結果、印刷ビーム出口部材１２０が、筺体１６に対して移動すると、ミラー６２およびアクチュエータ７０は、印刷ビーム出口部材１２０とともに移動される。さらに、第一のミラー６２の一部は、ベアリングの回転軸に沿って、置かれる。したがって、印刷ビーム出口部材１２０の移動は、印刷ビーム１１０と第一のミラーとの間の入射角を変化させない。これによって、印刷ビーム出口部材１２０が、筺体１６に対して移動するとき、第一のミラーは、印刷ビーム１１０を第二のミラーの同じ部分へと、印刷ビーム１１０を導き、印刷ビーム１１０は、窓の同じ部分を通って筺体１６を出る。

光学機器アセンブリ２２０および移動する製品上にレーザ印刷する技術に関するさらなる詳細については、米国特許第６，７９１，５９２号明細書（２００４年９月１４日発行、発明の名称「ＰｒｉｎｔｉｎｇＡＣｏｄｅｏｎａＰｒｏｄｕｃｔ」）を参照されたい。この特許は、本明細書に参考として、援用される。様々な他の光学機器アセンブリもまた、使用され得る。例えば、米国特許出願公開第１０／６９３，３５６号明細書（２００３年１０月２４日出願、発明の名称「ＬｏｗＡｎｇｌｅＯｐｔｉｃｓａｎｄＲｅｖｅｒｓｅｄＯｐｔｉｃｓ」）を参照されたい。この特許出願は、本明細書に参考として、援用される。

図４は、製品１６０の材料１７０上に形成された例示的なシンボル１８０を示す。シンボル１８０は、ピクセル４１０のセットから形成され、ピクセル４１０の密度（すなわち、所与のシンボルを形成するピクセルの数）は、たとえ、ピクセルが互いに重なり合う点においても、必要に応じて、調整され得る。各ピクセル４１０は、パルスレーザビームによって生成された単一のスポットまたは複数のスポットであり得る。例えば、各ピクセル４１０は、３つのスポットがグループで一緒になって、概ね三角形ピクセルのピクセルになり得る。一部のピクセル４１０は、他のピクセル４１０とは異なるサイズのピクセルを有し得る。複数のスポットからなるピクセルの異なる形状（例えば、正方形、六角形、または円のピクセル）もまた、可能である。

さらに、一部のインプリメンテーションにおいて、印刷システムのオペレータは、ピクセルのサイズおよび形状を選択するために、ユーザインタフェースを使用し得る。図５は、六角形ピクセル５００を規定するように配列された複数のスポット５１０を示す。印刷ビームを一つの位置から他の位置へと、Ａとラベル付けされた矢印で示されるように移動することは、各位置でスポット５１０を生成することによって、ピクセル５００を生成する。

スポットを形成するのに要求される時間は、一般的に、材料のコンポーネントの関数である。例えば、材料は、インク層および上部層（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇｌａｙｅｒ）（例えば、パッケージングを保護し、魅力的な外観を与えるワックス層）を有し得、このワックス層およびインク層を除去する（ａｂｌａｔｅ）のに要する時間は、本明細書に記載される空冷レーザを用いると、約３５マイクロ秒〜１ミリ秒であり得る。

スポットおよび／またはピクセルの間の距離は、シンボルのサイズおよび／または密度を増加または減少することによって、調整され得る。一部の場合において、ピクセル間の距離は、一つのピクセルの周囲が、他のピクセルの周囲と隣接する点まで減少される。ピクセルの周囲が互いに隣接し合うとき、印刷されるコードおよび／または画像は、はっきりと連続した外観を有し得る。

印刷システムによって形成されるピクセルのサイズは、ピクセルを生成するのに使用されるスポットの数を増やすことによって、および／またはスポットの数を同じに保ったまま、スポットの密度を低くすることによって、調整され得る。高速印刷が必要とされるとき、シンボルを構成するために使用されるスポットの全数は、例えば、所与のサイズのシンボルを構成するために使用されるスポットの密度を低くすることによって、減少され得る。この調整能力は、ユーザインタフェースを介して印刷システムのオペレータに利用可能となるようにされ得る。さらに、印刷システムの電子機器は、コードのスポットの密度に基づいて、動作モード（ＣＷまたはスーパーパルス）を選択するように構成され得る。

電子機器は、シンボルの入力を容易にするコンポーネントを含み得る。電子機器は、英数字シンボルを特定のピクセルパターンと関連付けるデータベースを含み得る。その結果、オペレータは、シンボルまたはシンボルシーケンスをユーザインタフェースに入力し得、印刷システムは、データベースを検索して、各シンボルと関連するピクセルパターンを決定する。電子機器はまた、バーコード情報および画像情報に対する入力インタフェースを含み得る。例えば、ソフトウェアアプリケーションは、二次元バーコード情報を入力するために使用され得、このバーコード情報は、二次元バーコード印刷に対して特定されるフォントにおけるキャラクタ情報のセットに変換され得る。このようなキャラクタ情報は、レーザ印刷デバイスに通信され得、このレーザ印刷デバイスは、フォントを認識する電子機器を含み得、したがって、このキャラクタ情報をピクセルパターンに変換し得る。（例えば、認識されたフォントにおける各「キャラクタ」は、二次元バーコードのエレメントの縦方向のセットに対応し得る）。ソフトウェアアプリケーションはまた、グラフィック画像を入力するためにも使用され得る。このグラフィック画像は、ピクセル（例えば、単一スポットのピクセル）の同心円上のアウトラインでマーキングされるべき画像のダークエリアを満たすこと、周囲で開始すること、および全てのダークエリアが満たされるまで、画像の中心の中へと移動することによって、印刷用のピクセルパターンに変換され得る。

電子機器は、各ピクセルの位置を表示する第一のデータセットを形成するために、各シンボルのピクセルパターンを使用し得る。例えば、各ピクセルは、デカルト座標と関連付けされ得、このデカルト座標は、ピクセルが互いに相対的に印刷されるべき場所を示す。他の座標系および方法もまた、シンボルにおけるピクセルの相対的な位置を制御するために使用され得る。

図６は、材料上にスポットをマーキングするために、パワーパルスの所定位置間移動との同期化を示す。所定位置は、スポットが置かれるべき場所に対応し、移動する製品に対する修正されたデータセットに従って特定され得る。グラフ６００は、移動Ｍ１〜Ｍ６、およびパルスＰ０〜Ｐ５を示す。グラフ６００のｘ軸は、時間を示し、ｙ軸の上半分は、材料を横切るパルス印刷ビームの速度を示し、ｙ軸の下半分は、パルス印刷ビームのパワーレベルを示す（グラフ６００の下半分で下方に向かうことは、パワーの増加を示す）。所定位置間の移動は、光学機器アセンブリ２２０における１つ以上のミラー６２を移動することによって、達成され得る。これは、図６に示されるように、（移動Ｍ１に対する時間Ｔ１に）そのトップ速度に急加速すること、そのトップ速度で巡航する（ｃｒｕｉｓｅ）こと、次いで、急減速して、（移動Ｍ１に対する時間Ｔ２に）次の所定の位置で停止することを含み得る。

パルス印刷ビームのパワーパルスＰ０〜Ｐ５は、図示されるようなパワー分布を有し得、所定位置間の移動Ｍ１〜Ｍ６が開始すると、共通周波数で送信され得る。パワーパルスの送信は、パワーパルスの開始によって表わされ得、したがって、Ｔ０とＴ３との間の時間（パルスＰ０の開始とパルスＰ１の開始との間の時間）は、Ｔ１とＴ４との間の時間（移動Ｍ１の開始と移動Ｍ２の開始との間の時間）に、一般的に等しい。さらに、パルス印刷ビームは、パルス印刷ビームのパルスピーク部分の送信の間に、所定位置に保持され得、パルス印刷ビームの移動は、図示されるように、パルス印刷ビームのパルステール部分の送信の間に、開始され得る。したがって、移動Ｍ１は、パルスＰ０のパルステール部分の送信の間の時間Ｔ１に開始し、移動Ｍ２は、パルスＰ１のパルステール部分の送信の間の時間Ｔ４に開始し、そして、Ｐ１のパルステール部分は、移動Ｍ２の間に、時間Ｔ５で終了する。さらに、移動は、あまりにも短くあり得るので、移動Ｍ３およびＭ５によって図示されるように、全体がパルステール部分の中でも、起こり得る。このパルステールの間のビームの低減されたパワー、およびビームが材料の上を移動する速度は、これらの移動の間に、マーキングを目で見ることはできない結果になる。

移動とパルスとの共通周波数は、移動に要する最大時間に従って、決定され得る。この最大時間は、レーザ印刷システムの能力に基づいて（例えば、所与の光学機器アセンブリ設計とともに利用可能な移動の最大可能な移動をなすのに要する時間に基づいて）、事前に設定され得るか、あるいは、この最大時間は、レーザ印刷システムの能力および印刷されるべきシンボルに基づいて（例えば、所与の修正データセットに対して必要とされる最大移動時間に基づいて）、オンザフライ（ｏｎｔｈｅｆｌｙ）で設定され得る。グラフ６００において、移動Ｍ４は、最大移動であり、パルスＰ４は、パルス印刷ビームがその減速を開始したときに、開始される。

移動とパルスとの共通周波数は、いかに速くレーザがパルス化され得るかによってもまた、決定され得る。これは、パルスレーザの回復期間（例えば、スーパーパルスレーザのガス回復期間）を含み、レーザおよびドライバの設計に依存する。レーザに対するパルス速度の上限が、共通周波数の上限を、一般的に設定する。共通周波数を設定するためにパルス速度を用いることは、追加として、最大移動時間を用いることになり得るか、あるいは一部のインプリメンテーションにおいて、パルス速度のみが、使用され得る。例えば、一部の例において、全ての移動は、あまりにも速いので、共通周波数は、マーキングされるべき所与の材料を考慮して、利用可能な最大パルス周波数に従って、設定される。

図６に示されるパワーパルスの移動との同期化は、開ループ制御システムでインプリメントされ得る。パワーパルスの送信と移動の開始とが、双方とも共通周波数を用いて制御されるとき、電子機器は、スポットを生成する前に、次の所定位置への到着を確認するためのセンサフィードバックを含む必要がない。適切に設定された共通周波数を与えると、割り当てられた時間内に、次の所定位置に到着することは、想定され得る。一部のインプリメンテーションにおいて、ドライバ、電源、および移動距離に依存して、移動は、５マイクロ秒と１ミリ秒との間の時間を要し得る。各位置での滞留時間（例えば、時間Ｔ３から時間Ｔ４）は、２０マイクロ秒と１００マイクロ秒との間であり得、滞留時間の間に送信されるエネルギは、０．０５ジュールと２ジュールとの間であり得る。

図７もまた、材料上にスポットをマーキングするために、パワーパルスの所定位置間移動との同期化を示す。グラフ７００は、グラフ６００と同じ軸を用いて、移動Ｍ１〜Ｍ６、およびパワーパルスＰ１〜Ｐ５を示す。この場合、パワーパルスの送信のタイミングは、所定位置に、パルス印刷ビームが到着するタイミングに基づく。例えば、タイミングは、ミラーがスポット移動のために、次の位置に９５〜１００％定着（ｓｅｔｔｌｅ）すると同時に、パワーパルスがそのピークパワーの７０〜８０％に到達するようになり得る。追加的に、パルスレーザの回復期間が、現在の移動に要する時間を上回る場合、パワーパルスの送信のタイミングは、この回復期間に、さら基づき得る。しかしながら、一部のインプリメンテーションにおいて、パワーパルスは、次のパルスが開始する前に、ゼロに到達する必要はない。

以前と同じように、パルス印刷ビームは、パルス印刷ビームのパルスピーク部分の送信の間、所定位置で保持され得、パルス印刷ビームの移動は、パルス印刷ビームのパルステール部分の送信の間に、開始され得る。パルスレーザビームのパルスピーク部分は、連続波モードで動作する同じレーザに対して可能なものよりも、短い時間量に、より大きなパワーを送信する。ライン７１０は、連続波モードで動作するときのレーザのパワー出力を示し、ライン７２０は、パルスモードで動作する同じレーザの平均パワー出力を示し、ライン７３０は、パルスモードで動作する同じレーザがスポットを形成する間の平均パワー出力を示す。したがって、レーザのパワーパルスが、上述されたようなスポットマークの配置と同期されるとき、所与の電力定格を有するレーザは、より大きく効率的なパワーを有し得る。例えば、所与の材料上のスポットは、より迅速に形成され得、そして、連続波モードで動作する同じレーザを用いて可能なよりも、レーザ除去による影響をより受けにくい材料上に、スポットは、効率的に形成され得る。

さらに、移動は、図示されるよりも、かなり同時に近い時間でもあり得る。例えば、印刷ビームは、実際には、決して完全に停止し得ず、むしろ、所定位置の上でスローダウンし得、この点で、レーザパルスは、送信される。したがって、パワーパルスがスポットを形成する間の滞留時間は、形成されるスポットの上でのレーザの完全停止に対するものとして、比較的遅いレーザ移動の時間であり得る。

図７に示されるパワーパルスの移動との同期化は、開ループ制御システムまたは閉ループ制御システムでインプリメントされ得る。開ループのインプリメンテーションにおいて、印刷システムの電子機器は、印刷されるべき１つ以上のシンボルの所与のセットに対するスポット配置情報に基づいて、様々な移動Ｍ１〜Ｍ６に要する時間を決定し得て、パルスとパルスとの間の時間が、それに従って設定され得る。閉ループのインプリメンテーションにおいて、電子機器は、所定の位置に到着するタイミングを感知して、パワーパルスの送信のタイミングを制御し得る。追加的に、閉ループのインプリメンテーションにおいて、電子機器は、所定位置へのパワー送信を感知して、スポットが十分なエネルギの送信によって形成されるべきときを決定し得、そして、所定位置間の移動の開始を制御し得る。

図８は、レーザ印刷システムのコンポーネントを示すブロック図である。この印刷システムは、１つ以上のセンサ８００がコントローラ８３０にフィードバックを提供する閉ループ制御システムを有する。コントローラ８３０は、レーザ８１０をオーバードライブし、センサ８００によって提供される情報に基づいて決定された時間に、発生するパルスを用いて、スーパーパルス印刷ビームを生成する。レーザ８１０がオンになったとき、パワースパイクが生成されるように、より高いソース電圧がレーザ８１０に提供される。コントローラ８３０は、１キロヘルツ以上、５キロヘルツ以上、７．５キロヘルツ以上、１０キロヘルツ以上、または２０キロヘルツ以上の周波数で、レーザ８１０をオーバードライブするように動作可能であり得る。レーザ８１０は、２５ワット以下、１５ワット以下、あるいは８ワット以下のＣＯ_２レーザのような空冷レーザであり得る。

追加的に、コントローラ８３０は、センサ８００によって提供される情報に基づいて決定された時間に、パルスレーザビームを移動するように、光学機器８２０を指示する。センサ８００は、光学機器８２０の中にビルトインされ得る。センサ８００は、所定位置で、パルス印刷ビームの到着を確認するために使用されるミラーポジションセンサを含み得る。ミラーポジションセンサは、様々な商業的に利用可能なセンサ技術の任意のもの、例えば、抵抗、磁気、またはトランスデューサベースのセンサなどを含み得る。センサ８００はまた、パルス印刷ビームのパルスピーク部分の端を特定するために使用されるレーザ発光センサも含み得る。レーザ発光センサは、レーザの様々な局面を測定して、例えば、インラインでのパワー（例えば、ゲルマニウムセンサを用いるインラインビームスプリッタ）を測定することによって、アパーチャを介してビームを送信することによって生成されるエネルギハローを測定することによって、電流引き込みを測定することによって、電圧レベルを測定することによって、レーザへのドライブ入力を測定することによって、レーザがパルスの既知のパワープロファイルにある場所を決定する様々な他の直接的または間接的な方法によって、発光レベルを決定し得る。コントローラ８３０は、ミラーポジションセンサによって提供される情報に基づいて、レーザパルスを開始し得、レーザ発光センサによって提供される情報に基づいて、パルス印刷ビームの移動を開始し得る。このようなセンサを用いることによって、所定位置での到着の確認と、スポットを形成するために、基板のレーザ加工閾値より十分高いエネルギ量が堆積されたことの確認とが可能になる。

コントローラ８３０は、図１および図２と関連して上述された電子機器の一部であり得る。図８はまた、センサ８００を無視することによって、開ループのインプリメンテーションも示し得る。さらに、コントローラ８３０は、レーザ動作の２つのモード（スーパーパルスモードおよび連続波モード）、ならびに２つの同期化モード（共通周波数モードおよび上述の到着次第点火モード）を提供し得る。

図９は、レーザ印刷システム用の例示的なユーザインタフェーススクリーン９００を示す。ユーザインタフェーススクリーン９００は、設定周波数ボタン９１０を含み、設定周波数ボタン９１０は、システムを動作の共通周波数モードに入れるために使用され得る。共通周波数は、システムによって、自動的に指定され得るか、あるいはユーザインタフェースを介して、システムオペレータによって指定され得る。したがって、共通周波数は、電子機器のプログラマブルな制御変数であり得る。

ユーザインタフェーススクリーン９００は、スーパーパルスモードボタン９２０を含み、スーパーパルスモードボタン９２０は、システムを動作のスーパーパルスモードに入れるために使用され得る。ユーザインタフェーススクリーン９００は、連続波モードボタン９３０を含み、連続波モードボタン９３０は、システムを連続波の動作モードに入れるために使用され得る。さらに、ユーザインタフェーススクリーン９００は、スマートモード選択ボタン９４０を含み、スマートモード選択ボタン９４０は、形成されるべき１つ以上のシンボルにおけるスポットの密度に基づいて、システムに動作のモードを選択するように命令するために使用され得る。例えば、スポット間の移動が、全て非常に短い場合、システムは、連続波の動作モードが製品上に印刷されるべき所与のシンボルに対して、最適であると判断し得るし、またスポット間の移動が、比較的大きい場合、システムは、スーパーパルスの動作モードが所与のシンボルに対して、最適であると判断し得る。

本明細書に記載された機能的な動作は、デジタル電子回路網で、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアで、あるいはこれらの組み合わせで、例えば、本明細書で開示された構造的な手段およびその構造的な均等物などで、インプリメントされ得る。記載された処理動作は、入力データ上で動作し、出力を生成することによって、機能を実行する命令のプログラムを実行するプログラマブルプロセッサによって、実行され得る。適切なプロセッサは、例を挙げると、汎用マイクロプロセッサと特殊用途マイクロプロセッサとの双方を含む。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、および／または機械可読信号（例えば、ネットワーク接続を介して受信されるデジタル信号）から命令およびデータを受信する。ソフトウェアプログラム命令およびデータを明確に具現化するのに適切なストレージデバイスは、あらゆる形式の不揮発性メモリ（例として、ＥＰＲＯＭ（電子的にプログラマブル読み出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電子的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ）、およびフラッシュメモリデバイスのような半導体メモリデバイスを含む）と、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクのような磁気ディスクと、磁気光学ディスクと、ＣＤ−ＲＯＭディスクのような光学ディスクとを含む。以上のいずれも、ＡＳＩＣによって補完され得るか、あるいはＡＳＩＣに組み込まれ得る。

ユーザとの対話を提供するために、上述のシステムおよび技術は、データ処理システム上でインプリメントされ得る。このシステムは、ユーザに情報を表示するためのモニタまたはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）スクリーンのような表示デバイスと、ユーザがコンピュータシステムに入力を提供し得るキーボード、およびマウスまたはトラックボールのようなポインティングデバイスとを有する。このデータ処理システムは、プログラムがユーザと対話するグラフィカルユーザインタフェースを提供するように、プログラミングされ得る。

様々な実施形態が、以上に記載されてきた。他の実施形態も、以下の請求項の範囲内にある。例えば、電子機器は、モータドライバと使用されるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含み得るし、スーパーパルスレーザの代わりに、Ｑスイッチレーザも使用され得る。

図１は、レーザ印刷システムの上面斜視図である。図２は、レーザ印刷デバイスのコンポーネントを示すブロック図である。図３は、光学機器アセンブリの例示的なコンポーネントを示す。図４は、製品の材料上に形成された例示的なシンボルを示す。図５は、六角形ピクセルを規定するように配列された複数のスポットを示す。図６は、材料上にスポットをマーキングするために、パワーパルスの所定位置間移動との同期化を示す。図７は、材料上にスポットをマーキングするために、パワーパルスの所定位置間移動との同期化を示す。図８は、レーザ印刷システムのコンポーネントを示すブロック図である。図９は、レーザ印刷システム用の例示的なユーザインタフェーススクリーンを示す。

Claims

パルス印刷ビームを生成するように動作可能なレーザと、
該パルス印刷ビームを、焦点合わせして導くように動作可能な光学機器アセンブリと、
該レーザおよび該光学機器アセンブリと通信するように結合された電子機器と
を備え、
該電子機器は、該レーザおよび該光学機器アセンブリを制御して、一連の移動と同期して、該パルス印刷ビームのパワーパルスを生成するように動作可能であり、該一連の移動は、該パルス印刷ビームを非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内して、該所定位置で、該材料の光学特性を変化させ、該所定位置は、シンボルの少なくとも一部分を形成するように配列されている、装置。
前記シンボルを形成する間、前記電子機器は、共通周波数で、前記パワーパルスを送信して、前記所定位置間の前記移動を開始するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
前記共通周波数は、前記電子機器のプログラマブルな制御変数を備える、請求項２に記載の装置。
前記電子機器は、前記所定位置への到着と同期して、前記パワーパルスを送信するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
前記電子機器は、閉ループ内で、前記所定位置への到着を表示するフィードバックを受信するように構成され、該フィードバックを用いて、パワーパルス送信のタイミングを制御する、請求項４に記載の装置。
前記電子機器は、前記パワーパルス送信のタイミングを、少なくとも部分的に前記レーザの回復期間に基づくようにさらに構成され、前記パルス印刷ビームのパルステール部分の送信の間に、前記所定位置からの該パルス印刷ビームの前記移動を開始する、請求項５に記載の装置。
前記電子機器は、感知された前記所定位置へのパワー送信を受信して、該所定位置間の前記移動の開始を制御するように構成される、請求項５に記載の装置。
前記電子機器は、ミラーポジションセンサおよびレーザ発光センサを備える、請求項７に記載の装置。
前記電子機器は、前記レーザをオーバードライブして、スーパーパルスビームを備える前記パルス印刷ビームを生成するように動作可能であるレーザコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
前記レーザに電源供給するように動作可能な連続可変電源をさらに備え、
前記電子機器は、該連続可変電源を制御して、該レーザのパワー出力レベルを調整するように動作可能である、請求項９に記載の装置。
前記レーザコントローラは、１キロヘルツを上回る周波数で前記レーザをオーバードライブするように動作可能であり、
前記パワーパルスは、５０マイクロ秒未満の上昇時間および下降時間を有する、請求項９に記載の装置。
前記レーザは、空冷レーザを備え、
前記所定位置上でのパルス送信の間のパワーフルーエンスの平均は、連続波モードで動作するときの該レーザの平均パワーよりも大きい、請求項１１に記載の装置。
前記レーザコントローラは、スーパーパルスモードおよび連続波モードの２つの動作モードを提供し、前記電子機器は、前記所定位置の密度に基づいて、動作モードを選択する、請求項９に記載の装置。
製品が移動するコンベヤと、
パルス印刷ビームを生成するように動作可能なレーザと、
該パルス印刷ビームを、焦点合わせして導くように動作可能な光学機器アセンブリと、
該レーザおよび該光学機器アセンブリと通信するように結合された電子機器であって、該電子機器は、該レーザおよび該光学機器アセンブリを制御して、一連の移動と同期して、該パルス印刷ビームのパワーパルスを生成するように動作可能であり、該一連の移動は、該パルス印刷ビームを非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内して、該所定位置で、該材料の光学特性を変化させ、該所定位置は、シンボルの少なくとも一部分を形成するように配列され、該電子機器は、該レーザをオーバードライブして、スーパーパルスビームを備える該パルス印刷ビームを生成し、該電子機器は、該所定位置への到着と同期して、該パワーパルスを送信する、電子機器と
を備える、システム。
前記電子機器は、閉ループ内で、前記所定位置への到着を表示するフィードバックを受信するように構成され、該フィードバックを用いて、パワーパルス送信のタイミングを制御する、請求項１４に記載のシステム。
前記電子機器は、感知された前記所定位置へのパワー送信を受信して、該所定位置間の前記移動の開始を制御するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
前記レーザに電源供給するように動作可能な連続可変電源をさらに備え、
前記電子機器は、該連続可変電源を制御して、該レーザのパワー出力レベルを調整するように動作可能である、請求項１４に記載のシステム。
前記レーザコントローラは、５キロヘルツを上回る周波数で前記レーザをオーバードライブするように動作可能であり、
前記パワーパルスは、４０マイクロ秒未満の上昇時間および下降時間を有する、請求項１４に記載のシステム。
前記レーザコントローラは、スーパーパルスモードおよび連続波モードの２つの動作モードを提供し、前記電子機器は、前記所定位置の密度に基づいて、動作モードを選択する、請求項１４に記載のシステム。
パルス印刷ビームを、非ラスタスキャニングパターンで、材料上の所定位置に案内する一連の移動を介して、該パルス印刷ビームを導いて、該所定位置で該材料上にシンボルを形成するように配列されたスポットをマーキングすることと、
パワーパルスの送信が、該所定位置への到着と同期されるように、レーザをスーパーパルス化して、該パルス印刷ビームの該パワーパルスを該移動と同期して生成することと
を包含する、方法。
閉ループ内で、前記所定位置への到着を表示するフィードバックを受信することと、
該フィードバックを用いて、パワーパルス送信のタイミングを制御することと
をさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
感知された前記所定位置へのパワー送信を受信して、該所定位置間での前記移動の開始を制御することをさらに包含する、請求項２１に記載の方法。
前記連続可変電源を用いて、前記パルス印刷ビームのピークパワーを調整することをさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
前記所定位置の密度に基づいて、スーパーパルスの動作モードと連続波の動作モードとの間で選択することをさらに包含する、請求項２０に記載の方法。