JP2009524225A - 識別プレートを書くための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、レーザー書き込み装置、識別プレート（１６）用支持面（１４）、識別プレート（１６）に書き込みを加えるための書き込みヘッド（２０）、及び支持面（１４）上で書き込みヘッド（２０）を移すための移動ユニット（１８）を備えた、識別プレート（１６）に書き込むための装置に関している。本発明によると、レーザー書き込み装置は、共振器（２６）と、光ガイド（２８）を介して共振器（２６）に接続されてはいるが、当該共振器（２６）から物理的に分離されている、固定されたポンプで上下される光源を備えて構成され、且つ上記共振器（２６）は書き込みヘッド（２０）の一部を形成し、又はレーザー書き込み装置はファイバーレーザー（４０）及び光ファイバー（４２）を備えて構成され、上記光ファイバー（４２）は、その第一末端において放出された光を導入するためにファイバーレーザー（４０）の共振器と接続され、且つその第二末端において書き込みヘッド（２０）と接続される。

Description

本発明は、請求項１のプレアンプル部分、及び請求項２のプレアンブル部分にそれぞれ係る、識別プレートを書くための装置に関している。

例えば電気に係る構成部品を識別するための識別プレートが書かれ得る、この種類の公知の装置は、一つのレーザー書き込み装置、即ちレーザープリンタを有しており、その共振器（レゾネータ）及びポンプで上下される光源は、局所的に固定するようにして装着される。共振器から出るレーザービームは、ミラー光学素子を介して書かれるべき識別プレートへ屈折され、それによってミラー光学素子は、ビームを屈折するために、移動ユニットに固定され且つ書き込みヘッドの移動作用のとおりに動かされる。ビームは、識別プレート上に衝突するまで広がり、それによってビーム広がりは、光が進む通路距離に依存し、且つ十分でない範囲に対してのみ集束光学素子によって埋め合わせられ得る。その結果、精密な集束によって起こりえたであろうものよりも、より低い出力密度を有する集束が、書かれるべき識別プレート上に発生する。従ってレーザー出力は、比較的高くなるような寸法に作られなくてはならない。その上、製造公差に起因する避けられないミラー光学素子の構造における不確かさは上昇し、それによって書き込み処理中の正確さが損なわれる。

よって本発明の課題は、より精密に書き込み処理が実施され得るように、上記の種類の装置を更に開発することである。

この課題は、本発明に従い、請求項１の特徴構成及び請求項２の特徴構成を各々有する装置によって成し遂げられる。本発明の更なる有利な改善が、従属請求項の目的である。

本発明は、レーザー光の出口位置を、光ガイド媒体から、書かれるべき識別プレートに近い周辺部へ付けるという概念に基づいている。請求項１に従う本発明に係る解決方法の場合、共振器から出るレーザー光は、当該光ビームを識別プレート上に集束する光学素子に到達するまでの僅かな通路距離を移動すれば良いだけであり、上記ビームはこの距離間だか僅かに広がる。よってレーザー光は、書かれるべき識別プレート上で、より小さく且つより精密に調整可能な焦点に集束され得、より高い出力密度を集束することは、ビーム広がりの結果形成された、より大きな焦点内におけるものよりも優位となる。その結果、著しくより利益となる、より低い出力を有するレーザーを用いることが可能となる。請求項２に係る本発明の解決法は、同様の利点をもたらす。ファイバーレーザーを用いる場合、レーザー光は、僅かな損失のみを有する光ガイドファイバー内で結合され得る。光ガイドファイバーを書き込みヘッド上でその光出口側末端と固定することによって、レーザービームは、書かれるべき識別プレートの直前までの途中ずっと拘束された様式で、導かれ得る。レーザー光が光ガイドファイバー内で接続された場合の出力損失を減らすためには、ファイバーが、その第一末端によって共振器と重ね継ぎされると有用である。また、両場合には、複雑で高価なミラー光学素子が不要となる。

書き込みヘッドが、少なくとも一つのコリメーションレンズ、及び、光ガイドファイバーの第二末端から、即ち共振器から出て識別プレート上に至る、レーザー光を集束するための、少なくとも一つの集束レンズを有していると有利である。書き込みヘッドが、共振器から、即ち光ガイドファイバーから出るレーザービームを取り囲む保護フードを有していると有用である。上記保護フードは、識別プレートから又は支持面から反射されたレーザー光が、例えば周囲環境に入り込み、且つ、操作者の目の損傷を引き起こすことを防ぐ。保護フードが、書かれるべき識別プレート上にすえるためのキャリッジを有していると有利である。この接続部において、全ての側面でレーザービームを包囲する側壁が、レーザー光の出口位置の高さからキャリッジまで下方にずっと延びていると有用である。保護フードは次に、レーザービームを完全に包囲し、且つ書かれるべき識別プレートに渡って、それに載っている状態で、容易に動かされ得る。保護フードが、移動ユニットに対して、高さにおいて調節可能となるように装着されると有利である。この接続部において、上記フードが、書かれるべき識別プレートに抗してリセット要素によって押し付けられていると有用である。この手段によって、保護フードが不均一な領域上すら良好に移動し得、それにもかかわらずレーザービームを確実に包囲するという結果をもたらす。

更に有利な改善によって、書き込み中に放散された粒子及び／又はエアロゾルを吸い取るための、吸引装置が備えられる。その結果、有害物質及び／又は汚染物が形成されるとすぐに除去される。吸引装置が、保護フード内にその末端を有している吸引ラインを有していると有用である。

書き込みヘッドが移動ユニットに解除可能に取り付けられていると、及び／又は、共振器が又は光ガイドファイバーが各々解除可能な様式で書き込みヘッド内に収容されていると有利である。例えば共振器においてメンテナンス又は修理が必要とされる場合には、書き込みヘッド又は共振器が各々、又は光ガイドファイバーが、次に異なる書き込みヘッド又は共振器と、即ち異なる光ガイドファイバーと交換され得る。書き込みヘッドが移動ユニットから除去されるとすぐに、つまり共振器又は光ガイドファイバーが書き込みヘッドから除去されるとすぐに、レーザー光源を止める安全装置を、上記装置が備えていれば有用である。

次に、図に示された例示の実施形態を用いて本発明をより詳細に説明する。

第一例示実施形態に係る書き込み装置１０（図１）は、その上に書き込み用識別プレートを設置可能な支持面１４を有するベースフレーム１２を有している。図１には多数の結合された識別プレートを有する識別プレートセット１６が、支持面１４上に設置されている。また装置１０は、書き込みヘッド２０が解除可能に取り付けられた移動ユニット１８を有している。移動ユニット１８は、支持面１４に伸びる移動アーム２２を有しており、上記アームはその長軸方向に対して垂直に動くようにベースフレーム１２に付けられている。移動アーム２２の長軸方向に沿ってランニングキャリッジ２４が移動可能に付けられ、それに書き込みヘッド２０が取り付けられる。その結果、書き込みヘッド２０は支持面１４上を二次元に動くことが可能となる。

書き込みヘッド２０は、構成部品として、レーザーの共振器２６を有している。共振器２６は、光ガイド２８を介して、図示されていないポンプで上下される光源と接続されるが、（光源は）局所的に固定される様式で配置され且つ共振器２６から空間的に分離されている。共振器２６から出たレーザービーム３０は、下方に垂直に識別プレート１６上に向けられ、且つこれらに書き込みをもたらすように用いられる。共振器２６と識別プレート１６との間の僅かな距離によって、レーザービーム３０は、適切な光学素子を介することによって高いエネルギー密度で識別プレート１６上に集束され得る、それによって低出力の安価なレーザーが書き込み装置１０に用いられ得る。共振器２６は、交換のために書き込みヘッドから容易に除去され得るように、書き込みヘッド２０内に取り付けられる。

書き込みヘッド２０は、その側壁が共振器２６の光出口開口部の上方から識別プレート１６までずっと延び、且つレーザービーム３０をぐるっと取り囲む、保護フード３２を有している。保護フード３２は、識別プレート１６上に載るキャリッジ３４を有し、それによって上記フードは、識別プレート１６上の不均一な領域上すらそれらに載ったままで動くことが可能となる。それは垂直方向へ動くようにガイドされ、且つリセットバネ３６によって識別プレート１６に押し付けられる。書き込み処理中に生じる磨滅粒子又はエアロゾルを除去するために、吸引ライン３８が保護フード３２を貫通し、上記ラインは図示されていない吸引装置と接続される。

第二例示実施形態（図３、４）に係る書き込み装置１０'は、その構造に関して、第一例示実施形態に係る書き込み装置１０と殆んど同一である。互いに同一の構成要素には、したがって同様の参照記号が付されている。図３、４に記載の書き込み装置１０'の場合も同様に、書き込みヘッド２０は、移動アーム２２及びランニングキャリッジ２４を有する移動ユニット１８によって、書き込むために識別プレート１６が置かれた支持面１４上を二次元に動くことが可能である。図１、２に示された書き込み装置１０と比較した大きな相違点は、局所的に固定される様式で配置された、ファイバーレーザー４０を書き込み装置が有しているという事実で構成されている。光ガイドファイバー４２は、その第一末端によって、非接続ミラーの後ろで光出口方向に、ファイバーレーザー４０のレーザー作用ファイバーと重ね継ぎされる。光ガイドファイバー４２の第二末端４４は、書き込みヘッド２０にねじ込まれた差込み４６によって保持される。ファイバーレーザー４０によって光ガイドファイバー４２内で結合されたレーザー光は、第二末端４４の光ガイドファイバー４２から出て、且つ、集束ユニット（コリメーションレンズ４８、集束レンズ５０）によって、書かれるべき表面上に集束される。それ（レーザー光）が書かれるべき表面上に衝突するまでの、第二末端４４からの全通路距離において、レーザー光は書き込みヘッド２０によって取り巻かれている。この目的で、書き込みヘッド２０は、識別プレート１６上に載るキャリッジ３４を備えた保護フード３２をまた有している。第二例示実施形態の場合も同様に、磨滅粒子又はエアロゾルを吸い取るための吸引ライン３８が保護フード３２を通り抜けている。保護フード３２は、空気吸い込み用の導入口５２を更に有している。第二例示実施形態においても同様に、バネ力と反対の方向に、高さを調節可能に装着されている。また、集束ユニット４８、５０も、高さ調節可能となるように書き込みヘッド２０内に配置され、それによって集束ユニット４８、５０の高さを調節するための目盛りが、書き込みヘッド２０の外側に付けられる。

要するに、以下のことが明確に提示されるべきである。つまり、本発明は、レーザー書き込み装置を備え、識別プレート１６用支持面１４を備え、識別プレート１６に書き込みを加えるための書き込みヘッド２０を備え、及び支持面１４上で書き込みヘッド２０を動かすための移動ユニット１８を備えた、識別プレート１６に書き込むための装置に関している。本発明により、レーザー書き込み装置は共振器２６及び光ガイド２８によって共振器２６と接続されたポンプで上下される光源を有し、その光源は局所的に固定された様式で配置され且つ空間的に共振器２６から分離していること、共振器２６は書き込みヘッド２０の部分であること、又はレーザー書き込み装置はファイバーレーザー４０ならびに光ガイドファイバー４２を有し、それによって結合されたレーザー光を外に誘導するために光ガイドファイバー４２はその第一末端によってファイバーレーザー４０の共振器と接続され、且つその第二末端によって書き込みヘッド２０に付けられている。

第一例示実施形態に従う、識別プレートに書き込むための装置の略側面図である。 図１の書き込みヘッド及び移動ユニットの詳細図である。 第二例示実施形態に従う、識別プレートに書き込むための装置の略側面図である。 図３の書き込みヘッド及び移動ユニットの詳細図である。

Claims (13)

1. レーザー書き込み装置を有し、識別プレート（１６）用の支持面（１４）を有し、識別プレート（１６）に書き込みを加えるための書き込みヘッド（２０）を有し、及び書き込みヘッド（２０）を支持面（１４）上で移動するための移動ユニット（１８）を有する、識別プレート（１６）を書くための装置において、
   上記レーザー書き込み装置は、共振器（２６）、及び光ガイド（２８）を介して上記共振器（２６）に接続された、ポンプで上下される光源を有し、上記光源は、局所的に固定された様式で配置され、且つ共振器（２６）から空間的に分離されること、
   及び、共振器（２６）は書き込みヘッド（２０）の部分であることを特徴とする装置。
2. レーザー書き込み装置を有し、識別プレート（１６）用の支持面（１４）を有し、識別プレート（１６）に書き込みを加えるための書き込みヘッド（２０）を有し、及び書き込みヘッド（２０）を支持面（１４）上で移動するための移動ユニット（１８）を有する、識別プレート（１６）を書くための装置において、
   上記レーザー書き込み装置は、ファイバーレーザー（４０）ならびに光ガイドファイバー（４２）を有し、
   上記光ガイドファイバー（４２）は、結合されたレーザー光を外へ導くためにその第一末端によってファイバーレーザー（４０）の共振器と接続され、且つ、その第二末端（４４）によって書き込みヘッド（２０）に付けられることを特徴とする、装置。
3. 光ガイドファイバー（４２）が、その第一末端によって共振器と重ね継ぎされることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 光ガイドファイバー（４２）の第二末端（４４）つまり共振器（２６）から識別プレート（１６）上へ出るレーザー光を集束するために、レーザー書き込みヘッド（２０）が、少なくとも一つのコリメーションレンズ（４８）及び少なくとも一つの集束レンズ（５０）を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 書き込みヘッド（２０）が、共振器（２６）つまり光ガイドファイバー（４２）から出るレーザービーム（３０）を全ての側面において包囲する、保護フード（３２）を有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 書かれるべき識別プレート（１６）上に保護フードを配置するために、保護フード（３２）がキャリッジ（３４）を有していることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 保護フード（３２）が、レーザー光の出口位置の高さから下方のキャリッジ（３４）までずっと延びる全ての側面においてレーザービーム（３０）を包囲する、側壁を有していることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 保護フード（３２）が、移動ユニット（１８）に対して高さが調節可能となるように装着されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 保護フード（３２）を、書かれるべき識別プレート（１６）に押しつけるためのリセット要素（３６）によって特徴づけられる、請求項８に記載の装置。
10. 書き込み処理中に放散された粒子及び／又はエアロゾルを吸い取るための吸引装置によって特徴づけられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 吸引装置が、保護フード（３２）内で終結する吸引ライン（３８）を有していることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 書き込みヘッド（２０）は移動ユニット（１８）に解除可能に取り付けられ、及び／又は、共振器（２６）又は光ガイドファイバーが、各々解除可能に書き込みヘッド（２０）内に収容されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 書き込みヘッド（２０）が移動ユニット（１８）から取り除かれた場合に、及び／又は共振器（２６）又は光ガイドファイバー（４２）が書き込みヘッド（２０）から取り除かれた場合に始動される、レーザー書き込み装置を止めるための安全装置によって特徴づけられる、請求項１２に記載の装置。

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