JP2016068111A - レーザマーカ及びパラメータ設定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザマーカシステム1は、パッシブQスイッチレーザ17と、その媒質を励起するポンピングレーザ21と、を備える。パッシブQスイッチレーザ17の出力を5Wにする第1電流量と、パッシブQスイッチレーザ17の出力がゼロ以上且つ5Wより小さくする第2電流量と、第2電流量を供給する第1時間とを決定する。レーザマーカシステム1の起動後に、ポンピングレーザ21に第2電流量を供給し、第2電流量の供給を開始してから第1時間が経過した後で、ポンピングレーザ21に第1電流量を供給する。
【選択図】図1
Description
を特徴とする。
(1)ポンピングレーザに供給する電流を変化させて加工レーザからの出力を測定し、その測定された出力に基づき、第1電流量を決定する。
(2)ポンピングレーザに供給する電流を変化させて加工レーザを出力させることで、第2電流量を決定する。
(3)ポンピングレーザに第1電流量が供給されているときの加工レーザの出力を測定し、その測定された出力に基づき、加工レーザのパルスの繰り返し周波数を測定する。
(4)その測定された繰り返し周波数の関数である係数、第1電流量、及び第2電流量を用いて、第1時間を決定する。
(5)第1電流量、第2電流量、及び第1時間を記憶部に記憶する。
図1に基づいて、本実施形態に係るレーザマーカシステム1を構成するパーソナル・コンピュータ2とレーザマーカ3の回路構成について説明する。先ず、レーザマーカ3の回路構成について説明する。
次に、上記のように構成された本実施形態に係るレーザマーカシステム1のレーザマーカ3のCPU41が実行する制御パラメータ決定処理を図2と図3に基づいて説明する。本処理で決定される制御パラメータは、第1電流量A1、第2電流量A2、及び第1時間t1である。
更に、上記のように構成された本実施形態に係るレーザマーカシステム1のレーザマーカ3のCPU41が実行する制御パラメータ決定処理を図4と図5に基づいて説明する。本処理で決定される制御パラメータは、第1電流量A1、第2電流量A2、及び第1時間t1である。
「第2電流量A2×第1時間t1/第1電流量A1=−11×パルス繰り返し周波数f+500」
の関係式を満たす第1時間t1を算出する。その後、CPU41は、処理をS46に進める。
「第2電流量A2×第1時間t1/第1電流量A1=175」
の関係式を満たす第1時間t1を算出する。その後、CPU41は、処理をS46に進める。
係数Xは、
「係数X=第2電流量A2×第1時間t1/第1電流量A1」
と定義される。パルス繰り返し周波数fが30kHz未満の場合、
「係数X=−11×パルス繰り返し周波数f+500」
の近似関数が成立する。これに対して、パルス繰り返し周波数fが30kHz以上の場合、係数X=175の近似関係が成立する。図6(b)に示すデータテーブルは、図6(a)のグラフにプロットされたデータをまとめた表である。各データは、5Wのレーザ光出力を得られるときの、パルス繰り返し周波数fの実測値である。5Wのレーザ光出力を得られるときのパルス繰り返し周波数fは、種々の要因により変動する。種々の要因とは、例えば、パッシブQスイッチレーザ17の個体差や、パッシブQスイッチレーザ17とポンピングレーザ21とを組み付けたときの相対位置などである。発明者は、係数Xとパルス繰り返し周波数fとの間に、上記の関係があることを初めて見出した。
図7に示すように、レーザマーカ3の光走査部18は、印字開始の指令時点から印字開始位置までの移動を開始し、ポンピングレーザ21の出射開始時点から印字オブジェクトを印字するための移動を開始する。そのうち、印字開始の指令時点からレーザマーカ3の光走査部18が印字開始位置に到達するまでに要する時間をジャンプ移動時間tjという。
すなわち、本実施形態に係るレーザマーカシステム1は、パッシブQスイッチレーザ17と、パッシブQスイッチレーザ17の媒質を励起するポンピングレーザ21と、を備える(図1参照)。また、パッシブQスイッチレーザ17の出力を5Wにする第1電流量A1と、パッシブQスイッチレーザ17の出力がゼロ以上且つ5Wより小さくする第2電流量A2と、第2電流量A2を供給する第1時間t1とを決定する(S15,S21,S25,S35,S42,S48)。さらに、本実施形態に係るレーザマーカシステム1が起動された後で、ポンピングレーザ21に第2電流量A2を供給し(S55,S57)、第2電流量A2の供給を開始してから第1時間t1が経過した後で、ポンピングレーザ21に第1電流量A1を供給する(S56,S58)。
(1)ポンピングレーザ21に供給する電流を変化させてパッシブQスイッチレーザ17からの出力を測定し(S33)、その測定された出力に基づき、第1電流量A1を決定する(S35)。
(2)ポンピングレーザ21に供給する電流を変化させてパッシブQスイッチレーザ17を出力させることで(S39,S40)、第2電流量A2を決定する(S42)。
(3)ポンピングレーザ21に第1電流量A1が供給されているときのパッシブQスイッチレーザ17の出力を測定し(S33)、その測定された出力に基づき、パッシブQスイッチレーザ17のパルス繰り返し周波数fを計測する(S36)。
(4)その計測されたパルス繰り返し周波数fの関数である係数X、第1電流量A1、及び第2電流量A2を用いて、第1時間t1を決定する(S43〜S48)。
(5)第1電流量A1、第2電流量A2、及び第1時間t1をROM43に記憶する(S49)。
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上述した各フローチャートのプログラムは、パーソナル・コンピュータ2のCPU61が実行してもよい。
2 パーソナル・コンピュータ
3 レーザマーカ
6 レーザコントローラ
17 パッシブQスイッチレーザ
18 光走査部
21 ポンピングレーザ
31 ガルバノX軸モータ
32 ガルバノY軸モータ
35 ガルバノコントローラ
36 ガルバノドライバ
37 レーザドライバ
41 CPU
43 ROM
51 制御部
61 CPU
66 HDD
A1 第1電流量
A2 第2電流量
f パッシブQスイッチレーザのパルス繰り返し周波数
O 光走査部の走査位置(初期位置)
t1 第1時間
tj ジャンプ移動時間
X 係数
Y1 印字オブジェクト
Y2 印字オブジェクト
Z 印字エリア
Claims (11)
- レーザマーカであって、
パッシブ型のQスイッチを有する加工レーザと、
前記加工レーザの媒質を励起するポンピングレーザと、
前記ポンピングレーザに電流を供給する電流供給部と、
前記加工レーザの出力を加工閾値を超える第1値となる第1電流量と、前記加工レーザの出力がゼロ以上且つ前記加工閾値より小さい第2値となる第2電流量と、前記第2電流量を供給する第1時間とを決定する決定手段と、
前記レーザマーカが起動された後で、前記ポンピングレーザに前記第2電流量を前記電流供給部によって供給させ、前記第2電流量の供給を開始してから前記第1時間が経過した後で、前記ポンピングレーザに前記第1電流量を前記電流供給部によって供給させる制御を行う電流制御手段と、を備えることを特徴とするレーザマーカ。 - 請求項1に記載するレーザマーカであって、
前記第1電流量、前記第2電流量、及び前記第1時間が組み合わされた一又は複数の組合せが制御パラメータとして予め記憶された記憶部を備え、
前記決定手段は、前記第1電流量、前記第2電流量、及び前記第1時間を前記記憶部から取得すること、を特徴とするレーザマーカ。 - 請求項2に記載するレーザマーカであって、
前記記憶手部は、前記加工レーザのパルスの繰り返し周波数に基づいて決定された、前記第1電流量、前記第2電流量、及び前記第1時間を記憶すること、を特徴とするレーザマーカ。 - 請求項3に記載するレーザマーカであって、
前記記憶部は、当該レーザマーカで加工される材料の種類毎に前記複数の組合せを記憶すること、を特徴とするレーザマーカ。 - 請求項3に記載するレーザマーカであって、
前記記憶部は、前記繰り返し周波数の関数である係数により、前記第1時間=(前記第1電流量/前記第2電流量)×前記係数の関係を満たすことに基づいて決定された、前記第1電流量、前記第2電流量、及び前記第1時間を記憶すること、を特徴とするレーザマーカ。 - 請求項5に記載するレーザマーカであって、
前記記憶部は、前記係数が、前記繰り返し周波数が所定の閾値より小さい範囲で前記繰り返し周波数の値に依存して変化する一方、前記繰り返し周波数の値が前記所定の閾値以上の範囲で一定となることに基づいて決定された、前記第1電流量、前記第2電流量、及び前記第1時間を記憶すること、を特徴とするレーザマーカ。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載するレーザマーカであって、
2次元方向に走査可能な光走査部と、
マーキングを行う印字データに基づいて決定された、前記光走査部の走査位置がマーキング開始位置まで移動する第2時間が、前記第1時間よりも長いかを判断する判断手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記第2時間が前記第1時間よりも短いと前記判断手段によって判断されたことに応じて、前記光走査部が移動を開始した後で前記ポンピングレーザに前記第2電流量を前記電流供給部によって供給することを開始し、前記光走査部が移動を開始してから前記第2時間が経過することで前記走査位置が前記マーキング開始位置に到達し、且つ、前記光走査部が移動を開始してから前記第1時間が経過した後で、前記ポンピングレーザに前記第1電流量を前記電流供給部によって供給すること、を特徴とするレーザマーカ。 - 請求項7に記載するレーザマーカであって、
前記電流制御手段は、前記第2時間が前記第1時間よりも長いと前記判断手段によって判断されたことに応じて、前記光走査部が移動を開始してから前記第2時間と前記第1時間の差分の時間が経過した後、前記ポンピングレーザに前記第2電流量を前記電流供給部によって供給することを開始し、前記光走査部の走査位置が前記マーキング開始位置に到達した時点で、前記ポンピングレーザに前記第1電流量を前記電流供給部によって供給すること、を特徴とするレーザマーカ。 - レーザマーカを制御するためのパラメータである第1電流量、第2電流量、及び第1時間を設定するパラメータ設定方法であって、
前記第1電流量は、ポンピングレーザに電流供給部によって供給されることによって、パッシブ型のQスイッチを有する加工レーザの出力を加工閾値を超える所望の第1値にさせる電流量であり、
前記第2電流量は、前記ポンピングレーザに前記電流供給部によって供給されることによって、前記加工レーザの出力をゼロ以上且つ前記加工閾値より小さい第2値にさせる電流量であり、
前記ポンピングレーザに供給する電流を変化させて前記加工レーザからの出力を測定し、前記測定された出力に基づき、前記第1電流量を決定する段階と、
前記ポンピングレーザに供給する電流を変化させて前記加工レーザを出力させることで、前記第2電流量を決定する段階と、
前記ポンピングレーザに前記第1電流量が供給されているときの前記加工レーザの出力を測定し、前記測定された出力に基づき、前記加工レーザのパルスの繰り返し周波数を測定する段階と、
前記測定された繰り返し周波数の関数である係数、前記第1電流量、及び前記第2電流量を用いて、前記レーザマーカが起動された後で、前記第1電流量が供給される前に前記第2電流量を前記ポンピングレーザに供給する前記第1時間を決定する段階と、
前記第1電流量、前記第2電流量、及び前記第1時間を記憶部に記憶する段階と、を備えたこと、を特徴とするパラメータ設定方法。 - 請求項9に記載するパラメータ設定方法であって、
前記第1時間を決定する段階は、前記第1時間=(前記第1電流量/前記第2電流量)×前記係数に基づいて、前記第1時間を決定すること、を特徴とするパラメータ設定方法。 - 請求項10に記載するパラメータ設定方法であって、
前記第1時間を決定する段階は、前記繰り返し周波数が所定の閾値より小さい範囲で前記繰り返し周波数の値に依存して変化する一方、前記繰り返し周波数の値が前記所定の閾値以上の範囲で一定となる前記係数を用いて、前記第1時間を決定すること、を特徴とするパラメータ設定方法。
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