JP2577638B2 - レーザマーキング方法及び装置 - Google Patents
レーザマーキング方法及び装置Info
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- JP2577638B2 JP2577638B2 JP1182266A JP18226689A JP2577638B2 JP 2577638 B2 JP2577638 B2 JP 2577638B2 JP 1182266 A JP1182266 A JP 1182266A JP 18226689 A JP18226689 A JP 18226689A JP 2577638 B2 JP2577638 B2 JP 2577638B2
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- Japan
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- marking
- laser
- lens system
- pair
- mirror
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光を走査して対象物にマーキングする
レーザマーキング方法及び装置に関し、詳しくは、同一
平面上に迅速にマーキングできるレーザマーキング方法
及び装置に関する。
レーザマーキング方法及び装置に関し、詳しくは、同一
平面上に迅速にマーキングできるレーザマーキング方法
及び装置に関する。
従来のレーザマーキング装置としては、第７図に示す
装置が知られている。同図において、50はNd3+含有YAG
結晶ロッド51aや電源51cに接続されたアークランプ51b
を内蔵するレーザ発振器用本体、52はリヤミラー、53は
フロントミラー、54はHe−Neレーザであり、上記のリヤ
ミラー52とフロントミラー53の間でレーザ発振が行わ
れ、連続波であるNd:YAGレーザ光が得られる。
装置が知られている。同図において、50はNd3+含有YAG
結晶ロッド51aや電源51cに接続されたアークランプ51b
を内蔵するレーザ発振器用本体、52はリヤミラー、53は
フロントミラー、54はHe−Neレーザであり、上記のリヤ
ミラー52とフロントミラー53の間でレーザ発振が行わ
れ、連続波であるNd:YAGレーザ光が得られる。
55は、YAGレーザ光そのままでは出力（パワー）が弱
く、レーザ加工できないため、レーザ光を集光しパワー
密度を上げるためのレンズであり、ｆθレンズと言われ
るものである。
く、レーザ加工できないため、レーザ光を集光しパワー
密度を上げるためのレンズであり、ｆθレンズと言われ
るものである。
56はＸ軸オプティカルスキャナ、57はＹ軸オプティカ
ルスキャナであり、レーザビームをＸ方向とＹ方向に走
査して自由に一筆書きを可能にする。なお58、59は各々
のスキャナ56、57に取り付けられた反射ミラーである。
60は連続的に放出されるレーザビームをON−OFFし、文
字等を途中で切ることができるようにするためのＱ−SW
素子（電気光学的シャッタ）である。
ルスキャナであり、レーザビームをＸ方向とＹ方向に走
査して自由に一筆書きを可能にする。なお58、59は各々
のスキャナ56、57に取り付けられた反射ミラーである。
60は連続的に放出されるレーザビームをON−OFFし、文
字等を途中で切ることができるようにするためのＱ−SW
素子（電気光学的シャッタ）である。
なお、61はレーザ加工をするための対象物であり、62
はマーキング、63はコントローラである。
はマーキング、63はコントローラである。
しかしながら、上記従来のマーキング装置では、マー
キングスピードが遅い（約25文字/sec）、印字範囲（マ
ーキング部エリア）が狭い（120φ程度）という欠点が
ある。
キングスピードが遅い（約25文字/sec）、印字範囲（マ
ーキング部エリア）が狭い（120φ程度）という欠点が
ある。
かかる欠点を解決する技術として、第８図に示すレー
ザマーキング装置が特開昭62−61788号公報に記載され
ている。即ち、このレーザマーキング装置は、レーザを
半透過・半反射するミラー63と全反射するミラー64とを
有し、この２つのミラー63、64の手前（レーザ発振器
側）のレーザ光軸上にスキャンレンズ55を配置したもの
である。
ザマーキング装置が特開昭62−61788号公報に記載され
ている。即ち、このレーザマーキング装置は、レーザを
半透過・半反射するミラー63と全反射するミラー64とを
有し、この２つのミラー63、64の手前（レーザ発振器
側）のレーザ光軸上にスキャンレンズ55を配置したもの
である。
この第８図に示すレーザマーキング装置によれば、レ
ーザを２分割することにより、２ヶ所同時に同じマーキ
ングを行うことができマーキング速度が上昇する利益も
あるが、以下のような欠点がある。
ーザを２分割することにより、２ヶ所同時に同じマーキ
ングを行うことができマーキング速度が上昇する利益も
あるが、以下のような欠点がある。
即ち、スキャンから出たレーザはｆθレンズ55を通
り、ミラーがない場合には、加工面Ａの位置に集光す
る。この面は集光面でｆθレンズの主面の位置から焦点
距離ｆだけ離れた所にある。ミラー63を光軸上に設ける
と、加工面Ｂの位置に集光する。この距離はf1＋f2＝ｆ
の関係にある。またミラー64を光軸上に設けると、加工
面Ｃの位置に集光する。この時の距離はf1′＋f2′＝ｆ
の関係にある。
り、ミラーがない場合には、加工面Ａの位置に集光す
る。この面は集光面でｆθレンズの主面の位置から焦点
距離ｆだけ離れた所にある。ミラー63を光軸上に設ける
と、加工面Ｂの位置に集光する。この距離はf1＋f2＝ｆ
の関係にある。またミラー64を光軸上に設けると、加工
面Ｃの位置に集光する。この時の距離はf1′＋f2′＝ｆ
の関係にある。
従って、加工面の位置がミラー63による加工面Ｂの位
置とミラー64による加工面Ｃの位置が異なってしまう。
f1′＞f1、f2＞f2′となるからである。このため、従来
の方法では、同一平面上にある複数物体に同時にマーキ
ングすることができないという欠点があった。
置とミラー64による加工面Ｃの位置が異なってしまう。
f1′＞f1、f2＞f2′となるからである。このため、従来
の方法では、同一平面上にある複数物体に同時にマーキ
ングすることができないという欠点があった。
そこで本発明は、同一平面上にある複数の物体に同時
に多系列でマーキングできるレーザマーキング方法及び
装置を提供することを目的とする。
に多系列でマーキングできるレーザマーキング方法及び
装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明に係るレーザマーキング方
法は、少なくとも１つ以上のハーフミラーと１つの全反
射ミラーとをレーザ光軸上に配置してレーザ光を二以上
に分割し、各々のレーザ光をオプティカルスキャナと集
光レンズ系により走査して各々のマーキングエリアにマ
ーキングを行う方法において、前記マーキングエリアと
前記ハーフミラー及び全反射ミラーとの間の各々のレー
ザ光軸上に前記集光レンズ系を配置し、且つ前記二以上
に分割されたレーザ光の集光レンズ系は複数の円形レン
ズの組合せから成り、該集光レンズ系の各々のレンズ
は、他系列のレンズと対を成し、該対を成す円形レンズ
の少なくとも一対の円形レーザの各々に切欠面を有し、
該切欠面を接して配置して成り同一平面上のマーキング
エリアにマーキングすることを特徴とする。
法は、少なくとも１つ以上のハーフミラーと１つの全反
射ミラーとをレーザ光軸上に配置してレーザ光を二以上
に分割し、各々のレーザ光をオプティカルスキャナと集
光レンズ系により走査して各々のマーキングエリアにマ
ーキングを行う方法において、前記マーキングエリアと
前記ハーフミラー及び全反射ミラーとの間の各々のレー
ザ光軸上に前記集光レンズ系を配置し、且つ前記二以上
に分割されたレーザ光の集光レンズ系は複数の円形レン
ズの組合せから成り、該集光レンズ系の各々のレンズ
は、他系列のレンズと対を成し、該対を成す円形レンズ
の少なくとも一対の円形レーザの各々に切欠面を有し、
該切欠面を接して配置して成り同一平面上のマーキング
エリアにマーキングすることを特徴とする。
また本発明に係るマーキング装置は、少なくとも１つ
以上のハーフミラーと１つの全反射ミラーとをレーザ光
軸上に配置してレーザ光を二以上に分割し、各々のレー
ザ光をオプティカルスキャナと集光レンズ系により走査
して各々のマーキングエリアにマーキングを行う構成の
レーザマーキング装置において、前記マーキングエリア
と前記ハーフミラー及び全反射ミラーとの間の各々のレ
ーザ光軸上に各々のマーキングエリアを同一平面上に前
記集光レンズ系を配置し、且つ前記二以上に分割された
レーザ光の集光レンズ系は複数の円形レンズの組合せか
ら成り、該集光レンズ系の各々のレンズは、他系列のレ
ンズと対を成し、該対を成す円形レンズの少なくとも一
対の円形レンズの各々に切欠面を有し、該切欠面を接し
て配置したことを特徴とする。
以上のハーフミラーと１つの全反射ミラーとをレーザ光
軸上に配置してレーザ光を二以上に分割し、各々のレー
ザ光をオプティカルスキャナと集光レンズ系により走査
して各々のマーキングエリアにマーキングを行う構成の
レーザマーキング装置において、前記マーキングエリア
と前記ハーフミラー及び全反射ミラーとの間の各々のレ
ーザ光軸上に各々のマーキングエリアを同一平面上に前
記集光レンズ系を配置し、且つ前記二以上に分割された
レーザ光の集光レンズ系は複数の円形レンズの組合せか
ら成り、該集光レンズ系の各々のレンズは、他系列のレ
ンズと対を成し、該対を成す円形レンズの少なくとも一
対の円形レンズの各々に切欠面を有し、該切欠面を接し
て配置したことを特徴とする。
本発明において、レーザはNd3+含有YAGレーザ等の固
体レーザ等が用いられ、出力のそれほど高くないレーザ
を用いたときに本発明は効果的に機能する。
体レーザ等が用いられ、出力のそれほど高くないレーザ
を用いたときに本発明は効果的に機能する。
本発明に用いられるレーザ走査用集光レンズは、ミラ
ーとマーキング対象との間のレーザ光軸に設けられてい
るため、マーキングエリアを同一平面にすることがで
き、例えばベルトコンベア上の大量の物品に多系列で同
時にマーキングできる。
ーとマーキング対象との間のレーザ光軸に設けられてい
るため、マーキングエリアを同一平面にすることがで
き、例えばベルトコンベア上の大量の物品に多系列で同
時にマーキングできる。
なおマーキングエリアを重ね合せたり、レンズ系を切
欠いて接合すればコストを増大することなく集光特性を
維持しつつマーキングエリアの拡大をはかることができ
る。このことの理解を容易にするためにレンズ径と集光
特性の関係を第７図に基き説明する。通常は同図のよう
にレンズ有効径をＢ、マーキングエリアの直径をＡとす
ると、Ａ＜Ｂとなる。Ａをもっと大きくしたい場合はｆ
を大きくしてマーキング面までの距離をかせぐか、又は
ｆθレンズの設計をできるだけ外側になるように（結像
点ａ→ａ′）設計するかのいずれかが考えられる。しか
しこれらはすべてビームの集光特性を悪くするものであ
る。即ち、光軸に近いビームは問題が少ないが、ずれる
とビームが大きくなり（その分エルギーは少なくな
る）、マーキングが自由にできなくなる。
欠いて接合すればコストを増大することなく集光特性を
維持しつつマーキングエリアの拡大をはかることができ
る。このことの理解を容易にするためにレンズ径と集光
特性の関係を第７図に基き説明する。通常は同図のよう
にレンズ有効径をＢ、マーキングエリアの直径をＡとす
ると、Ａ＜Ｂとなる。Ａをもっと大きくしたい場合はｆ
を大きくしてマーキング面までの距離をかせぐか、又は
ｆθレンズの設計をできるだけ外側になるように（結像
点ａ→ａ′）設計するかのいずれかが考えられる。しか
しこれらはすべてビームの集光特性を悪くするものであ
る。即ち、光軸に近いビームは問題が少ないが、ずれる
とビームが大きくなり（その分エルギーは少なくな
る）、マーキングが自由にできなくなる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づき
説明する。
説明する。
第１図において、１は集光レンズ系であり、２はハー
フミラー、３は全反射ミラーである。４はＸ軸オプティ
カルスキャナ、５はＹ軸オプティカルスキャナ、６は反
射ミラーである。７はマーキング加工の対象物であり、
８はマーキングエリアである。
フミラー、３は全反射ミラーである。４はＸ軸オプティ
カルスキャナ、５はＹ軸オプティカルスキャナ、６は反
射ミラーである。７はマーキング加工の対象物であり、
８はマーキングエリアである。
本発明に用いられる集光レンズ系１は、レンズ固定機
構10によって集光レンズ11a、12a、13a及びこれらと対
を成す集光レンズ11b、12b、13bの三枚一組構成が二系
列のレーザ光軸上に配設された構造を成す。レンズはそ
の一部に切欠面14を有する形態を成している。
構10によって集光レンズ11a、12a、13a及びこれらと対
を成す集光レンズ11b、12b、13bの三枚一組構成が二系
列のレーザ光軸上に配設された構造を成す。レンズはそ
の一部に切欠面14を有する形態を成している。
レンズ12aと12b、13aと13bは各々の切欠面14を接し乃
至近接、例えば接設されている。該切欠面14を接設させ
た後、任意の手段で接着してもよい。
至近接、例えば接設されている。該切欠面14を接設させ
た後、任意の手段で接着してもよい。
レンズの切欠率は５〜20％（レンズ口径に対して）が
好ましい。これによりレーザ間の中央部分（第９図、符
号80に位置する部分）に於けるマーキング欠如を防止で
きる。
好ましい。これによりレーザ間の中央部分（第９図、符
号80に位置する部分）に於けるマーキング欠如を防止で
きる。
レンズは、使用する特性により種々あるが、３対〜８
対構成が適当であり、本実施例では３対構成としてい
る。レンズ径は入射側から出射側にかけて大きくなる。
よってすべてが120φ以上となる必要はない。
対構成が適当であり、本実施例では３対構成としてい
る。レンズ径は入射側から出射側にかけて大きくなる。
よってすべてが120φ以上となる必要はない。
以上の装置を使用してマーキングする方法を以下に説
明する。
明する。
例えばレーザ発振器で発振されたレーザ光９はハーフ
ミラー２及び全反射ミラー３によって２分割される。各
々分割されたレーザ光9a、9bは反射ミラー６、レンズ系
１を介して集光され、同一平面上にマーキングエリア８
にマーキングされる。
ミラー２及び全反射ミラー３によって２分割される。各
々分割されたレーザ光9a、9bは反射ミラー６、レンズ系
１を介して集光され、同一平面上にマーキングエリア８
にマーキングされる。
マーキングエリア８は、第２図のような形態をなし、
中央に重なり部8aが形成され、この重なり部8aはレンズ
系の切欠面14側に対応する。
中央に重なり部8aが形成され、この重なり部8aはレンズ
系の切欠面14側に対応する。
かかる重なり部8aの形成によって、第３図に示すよう
に、同一平面上にある物品（冶具等によって所定の位置
に固定された物品等）に１つの系列のレーザが例えば１
→２→３→・・・・８の順でマーキングし、同時に他の
系列のレーザが例えば１′→２′→３′→・・・・８′
の順でマーキングすることができる。ただし中心Ａ−Ａ
線の位置には物品を置かない方がよい。
に、同一平面上にある物品（冶具等によって所定の位置
に固定された物品等）に１つの系列のレーザが例えば１
→２→３→・・・・８の順でマーキングし、同時に他の
系列のレーザが例えば１′→２′→３′→・・・・８′
の順でマーキングすることができる。ただし中心Ａ−Ａ
線の位置には物品を置かない方がよい。
本発明においては、ベルト上に搬送される物品（マー
キング時は停止）にマーキングすることができる。第４
図及び第５図にはその例を示す。
キング時は停止）にマーキングすることができる。第４
図及び第５図にはその例を示す。
第４図はベルト巾が広く物品も巾広く搬送されてくる
場合にマーキングエリア８をベルトに直交するように配
置した場合を示す。また第５図はベルト巾が比較的狭く
物品も巾狭く搬送される場合にマーキングエリア８をベ
ルトに平行に配置した場合を示す。
場合にマーキングエリア８をベルトに直交するように配
置した場合を示す。また第５図はベルト巾が比較的狭く
物品も巾狭く搬送される場合にマーキングエリア８をベ
ルトに平行に配置した場合を示す。
なお、第６図には、レーザビームのマーキング面での
移動状態を示しており、オプティカルスキャナ４、５の
操作によってレーザビームは矢符方向に移動する。
移動状態を示しており、オプティカルスキャナ４、５の
操作によってレーザビームは矢符方向に移動する。
また以上の実施例ではレンズ系の切欠によってマーキ
ングエリアを重なり合わせる場合を説明したが、参考例
として、レンズ系を全く切欠くことなく重なりを設けて
もよいし、また切欠くことなく重なりを設けなくてもよ
い。例えば参考例として第９図にはマーキングエリア８
を突き合せた例が示されている。多少のはみ出し部80が
でるがこれも冶具の配列によって解決可能である。
ングエリアを重なり合わせる場合を説明したが、参考例
として、レンズ系を全く切欠くことなく重なりを設けて
もよいし、また切欠くことなく重なりを設けなくてもよ
い。例えば参考例として第９図にはマーキングエリア８
を突き合せた例が示されている。多少のはみ出し部80が
でるがこれも冶具の配列によって解決可能である。
尚、上記実施例ではレーザ光を２分割する場合につい
て述べたが、３以上に分割してもよい。またコントロー
ラ63を分割を数だけ設けて、独立したマーキングを行っ
てもよい。
て述べたが、３以上に分割してもよい。またコントロー
ラ63を分割を数だけ設けて、独立したマーキングを行っ
てもよい。
本発明によれば、同一平面上にある複数の物体に同時
に多系列でマーキングできるレーザマーキング方法及び
装置を提供することができる。
に多系列でマーキングできるレーザマーキング方法及び
装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す要部断面説明図、第２
図は同上のマーキングエリアの一例を示す説明図、第３
図〜第５図はマーキング状態を示す図、第６図はビーム
の移動を示す説明図、第７図及び第８図は従来例を示す
説明図、第９図はマーキングエリアを突合せた状態を示
す参考図である。 1:集光レンズ系 2:ハーフミラー 3:全反射ミラー 4:X軸オプティカルスキャナ 5:Y軸オプティカルスキャナ 6:反射ミラー 7:マーキング加工の対象物 8:マーキングエリア 9:レーザ光
図は同上のマーキングエリアの一例を示す説明図、第３
図〜第５図はマーキング状態を示す図、第６図はビーム
の移動を示す説明図、第７図及び第８図は従来例を示す
説明図、第９図はマーキングエリアを突合せた状態を示
す参考図である。 1:集光レンズ系 2:ハーフミラー 3:全反射ミラー 4:X軸オプティカルスキャナ 5:Y軸オプティカルスキャナ 6:反射ミラー 7:マーキング加工の対象物 8:マーキングエリア 9:レーザ光
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも１つ以上のハーフミラーと１つ
の全反射ミラーとをレーザ光軸上に配置してレーザ光を
二以上に分割し、各々のレーザ光をオプティカルスキャ
ナと集光レンズ系により走査して各々のマーキングエリ
アにマーキングを行う方法において、前記マーキングエ
リアと前記ハーフミラー及び全反射ミラーとの間の各々
のレーザ光軸上に前記集光レンズ系を配置し、且つ前記
二以上に分割されたレーザ光の集光レンズ系は複数の円
形レンズの組合せから成り、該集光レンズ系の各々のレ
ンズは、他系列のレンズと対を成し、該対を成す円形レ
ンズの少なくとも一対の円形レーザの各々に切欠面を有
し、該切欠面を接して配置して成り、同一平面上のマー
キングエリアに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。 - 【請求項２】少なくとも１つ以上のハーフミラーと１つ
の全反射ミラーとをレーザ光軸上に配置してレーザ光を
二以上に分割し、各々のレーザ光をオプティカルスキャ
ナと集光レンズ系により走査して各々のマーキングエリ
アにマーキングを行う構成のレーザマーキング装置にお
いて、前記マーキングエリアと前記ハーフミラー及び全
反射ミラーとの間の各々のレーザ光軸上に各々のマーキ
ングエリアを同一平面上に前記集光レンズ系を配置し、
且つ前記二以上に分割されたレーザ光の集光レンズ系は
複数の円形レンズの組合せから成り、該集光レンズ系の
各々のレンズは、他系列のレンズと対を成し、該対を成
す円形レンズの少なくとも一対の円形レンズの各々に切
欠面を有し、該切欠面を接して配置したことを特徴とす
るレーザマーキング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182266A JP2577638B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | レーザマーキング方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182266A JP2577638B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | レーザマーキング方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347685A JPH0347685A (ja) | 1991-02-28 |
| JP2577638B2 true JP2577638B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=16115254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182266A Expired - Lifetime JP2577638B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | レーザマーキング方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577638B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007030035A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Sunx Ltd | レーザマーキング装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04127982A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-28 | Nec Corp | レーザ捺印機 |
| US5767477A (en) * | 1994-03-23 | 1998-06-16 | Domino Printing Sciences Plc | Laser marking apparatus for marking twin-line messages |
| DE19634190C2 (de) * | 1996-08-23 | 2002-01-31 | Baasel Carl Lasertech | Mehrkopf-Lasergravuranlage |
| WO2000053364A1 (de) * | 1999-03-09 | 2000-09-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren zum laserstrukturieren von werkstücken |
| KR100492748B1 (ko) * | 2002-09-11 | 2005-06-07 | (주)하드램 | 셀렉터블 다중 스캔헤드를 이용한 시분할 레이저 마킹장치및 방법 |
| US10352385B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-07-16 | Stolle Machinery Company, Llc | Drive assembly for conversion system |
| JP6608236B2 (ja) * | 2015-10-09 | 2019-11-20 | 東レエンジニアリング株式会社 | マーキング装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106465B2 (ja) * | 1986-12-23 | 1995-11-15 | 松下電器産業株式会社 | 金属薄膜のレ−ザ加工方法及び装置 |
| JPH01166893A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-30 | Kirin Brewery Co Ltd | レーザマーキング装置 |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1182266A patent/JP2577638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007030035A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Sunx Ltd | レーザマーキング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347685A (ja) | 1991-02-28 |
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