JP3258804B2

JP3258804B2 - マーキング装置の制御装置

Info

Publication number: JP3258804B2
Application number: JP00865994A
Authority: JP
Inventors: 将志市原; 幸紀松村; 彰森
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1994-01-28
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: EP0692335A4; EP0692335A1; DE69526152T2; JPH07214350A; KR960700858A; CA2159497A1; EP0961215A1; EP0692335B1; US6046794A; WO1995020457A1; DE69526152D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワーク上に所定パター
ンを刻印するマーキング装置を制御する装置に関し、特
に、刻印を高速を行うことができる制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、レーザマーカを含むマーキング装置に係る技術分野
では、刻印時間を短縮したいとの要請がある。

【０００３】しかるに従来は、図１に示すレーザマーカ
によって図２に示すような刻印パターン「ＡＢＣＤＥ」
を刻印する場合、原画像１８全体を一律に所定サイズの
分割画像１９によって分割し、これら分割画像１９すべ
てを液晶マスク６の表示画面１０に順次表示させるとと
もに、切換表示がなされるごとに、ワーク１７上におけ
る分割画像照射位置１７ａを変化させるアクチュエータ
１２、１６を駆動制御するようにしていた。

【０００４】かかる場合にあっては、刻印パターン「Ａ
ＢＣＤＥ」以外の背景のみを表す分割画像１９´につい
ても、切換表示およびアクチュエータの駆動制御がなさ
れることになる。これは、いわば空白の部分を「刻印」
していることを意味し、切換表示等に要する時間が無駄
なものとなっていた。また、分割画像１９´´のよう
に、画像１９´´全体のうちで刻印パターンの占める割
合が少ない場合も同様である。

【０００５】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、原画像から分割画像へ分割する際の分割数
を少なくすることにより、刻印時間の短縮を図ることを
第１の目的としている。

【０００６】また、図１に示すレーザマーカでは、液晶
マスク６の表示画面１０に、レーザ光ｂｍを照射させ、
これを図１６に示すように走査することで、表示画面１
０全体の刻印が行われる。表示画面１０のＸ方向の主走
査は、ポリゴンミラー３の回転により行われ、Ｙ方向の
副走査は、スキャンミラー２の回転により行われる。し
かるに、従来は、１回の主走査を終えてつぎの主走査を
行う際、スキャンミラー２の回転速度を速度零からステ
ップ状に変化させて、最初の副走査位置Ｙ1からつぎの
副走査位置Ｙ2に移動させるようにしていた。

【０００７】このようなステップ状の走査方式は、ポリ
ゴンミラー３が低速で回転され、主走査が低速で行われ
ている場合には問題がないものの、主走査を高速で行う
場合には、それに追従することができず、振動発生とい
った問題が招来する。

【０００８】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、マスクの表示画面の走査の高速化を、追従
性悪化等の問題が発生することなく達成することによ
り、刻印時間の短縮を図ることを第２の目的としてい
る。

【０００９】また、図１に示すレーザマーカによって図
２４に示すような画像を刻印する場合、前述したよう
に、画像３３を所定サイズの分割画像１９によって分割
し、これら分割画像１９を液晶マスク６の表示画面１０
に順次表示させるとともに、切換表示がなされるごと
に、ワーク１７上における分割画像照射位置１７ａを変
化させるアクチュエータ１２、１６を駆動制御するよう
にしている。

【００１０】ここで、画像３３および分割画像１９のサ
イズは、縦横のサイズが異なる長方形である場合が多
く、そのサイズも機種によって異なる場合が多い。

【００１１】しかるに、従来は、分割画像１９の表示切
換順序を、たとえば図２４の矢印に示すように、横方向
の移動回数が多い順序に一義的に設定していたため、横
方向のサイズが大きい分割画像の表示切換がなされるご
とに、アクチュエータ１２、１６によって分割画像照射
位置１７ａをワーク１７上で長い距離移動させなくては
ならなかった。これは刻印時間が長くなることを意味す
る。

【００１２】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、画像のサイズ、つまりワーク１７上における
Ｘ、Ｙ方向の移動時間の大小に応じて表示切換順序を最
適なものに決定することにより、刻印時間の短縮を図る
ことを第３の目的としている。

【００１３】また、従来にあっては、図２６（ａ）に示
すように、液晶マスク６の表示画面１０上において、矢
印に示すようなラスタ走査がなされるが、分割画像の切
換えがなされるたびに、所定の副走査開始位置Ｓtに復
帰させるようにスキャンミラー２を駆動しており、常に
上記開始位置Ｓtから走査を開始させるようにしてい
る。

【００１４】しかるに、かかる副走査開始に要する準備
時間は、実際の走査、刻印はなされていない無駄な時間
であり、これを短縮することが、刻印時間の短縮化のた
めに必要である。

【００１５】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、上記副走査準備時間を短縮することにより、
刻印時間の短縮を図ることを第４の目的としている。

【００１６】また、図２８、図２９に示すように、２つ
の画像３４、３５を同一のワーク１７上に刻印しようと
した場合、両画像間で交互に分割画像１９の表示切換を
行った場合（図２８）と一方の画像における分割画像１
９の表示切換をすべて終了させてから、他方の画像にお
ける分割画像１９の表示切換に移行する場合（図２９）
とでは、アクチュエータ１２、１６によるワーク１７上
での分割画像照射位置１７ａの合計移動距離は異なる場
合がある。したがって、一義的に設定した表示切換順序
にしたがいアクチュエータ１２、１６を駆動したので
は、ワーク１７上で長い距離を移動させざるを得ない場
合があり、刻印時間を短縮する上で望ましくない。

【００１７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、最適な表示切換順序をいずれかに決定するこ
とにより、刻印時間の短縮を図ることを第５の目的とし
ている。

【００１８】以上のように本発明は、マーキング装置に
おいて、刻印時間の短縮を図ることができる制御装置を
提供することを共通の目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の第１発
明の主たる発明では、刻印すべきパターンを表す原画像
を、光照射領域に応じた一定のサイズの画像に複数に分
割し、液晶マスク上に前記複数の分割画像を１画像ごと
に順次表示させるとともに、前記マスクの表示面上に前
記１画像ごとに光を照射させることにより、前記マスク
を透過した光をワーク上に導き前記ワーク上に前記パタ
ーンを刻印するようにしたマーキング装置の制御装置に
おいて、前記原画像から前記パターン全体に外接する領
域の画像を取り出して、該外接領域画像を前記一定サイ
ズの画像に複数に分割した処理を行った後、該複数の分
割画像を前記マスク上に１画像ごとに順次表示させるよ
うにしている。

【００２０】また、本発明の第２発明の主たる発明で
は、液晶マスクの表示画面に光を照射させるとともに、
該照射された光を前記表示画面上においてＸ方向に所定
の速度で、副走査位置を変えて複数回、主走査し、かつ
前記Ｘ方向と垂直なＹ方向に所定の速度で副走査する走
査装置を有し、刻印すべきパターンを表す画像を前記マ
スクの表示画面上に表示させ、前記走査装置によって光
を走査することにより、前記マスクを透過した光をワー
ク上に導き前記ワーク上に前記パターンを刻印するよう
にしたマーキング装置の制御装置において、今回の主走
査が開始される時点から、つぎの回の主走査が開始する
時点まで、副走査が等速で行われるように前記走査装置
を制御している。

【００２１】また、本発明の第３発明の主たる発明で
は、刻印すべきパターンを表す原画像を、所定サイズの
画像に複数に分割し、マスク上に前記複数の分割画像を
１画像ごとに順次表示させる表示切換装置と、前記マス
クの表示画面に光を照射させるとともに、該照射された
光を前記表示画面上においてＸ方向に所定の速度で主走
査し、かつ前記Ｘ方向と垂直なＹ方向に所定の速度で副
走査する走査装置と、前記マスクに表示された分割画像
のパターンをワーク上の対応箇所に刻印させるよう、前
記マスクを透過した光のワーク上への照射位置をＸ方向
およびＹ方向に移動させる駆動装置とを有し、前記表示
切換装置、前記走査装置および前記駆動装置を制御する
ことにより前記ワーク上に前記原画像のパターンを刻印
するようにしたマーキング装置の制御装置において、前
記駆動装置による前記照射位置のＸ方向移動時間および
Ｙ方向移動時間のうち、移動時間が大きい移動方向の移
動回数が最少となるように、分割画像の表示切換順序を
決定し、該決定した表示切換順序で分割画像の切換を行
うよう前記走査装置を制御するとともに、前記決定した
表示切換順序に対応する照射位置の移動が行われるよう
に前記駆動装置を制御している。

【００２２】また、本発明の第４発明の主たる発明で
は、第３発明の制御装置において、前記走査装置によっ
て１画面の全走査が終了した時点の副走査位置より、つ
ぎに走査すべき表示画面の走査が開始されるように前記
走査装置を制御している。

【００２３】また、本発明の第５発明の主たる発明で
は、第３発明の制御装置において、前記パターンが前記
原画像上で、上下にまたは左右に分離されている場合
に、前記原画像から分離パターンごとに当該分離パター
ンに外接する領域の画像を取り出して、前記外接領域画
像を前記所定サイズの画像に複数に分割するとともに、
第１の分離パターンに対応する外接領域画像の全分割画
像について表示切換を行った後に、第２の分離パターン
に対応する外接領域画像の全分割画像について表示切換
を行う第１の切換順序による表示切換を行った場合の、
前記駆動装置による照射位置移動の時間と、前記第１の
分離パターンに対応する外接領域画像の分割画像と前記
第２の分離パターンに対応する外接領域画像の分割画像
との間で少なくとも２回の表示切換を行う第２の切換順
序による表示切換を行った場合の、前記駆動装置による
照射位置移動の時間とを比較し、この比較の結果、照射
位置移動時間が小さい方の切換順序で分割画像の表示切
換が行われるように前記表示切換装置を制御するととも
に、前記切換順序に対応する照射位置の移動が行われる
ように前記駆動装置を制御している。

【００２４】

【作用】上記第１発明の構成によれば、図２ないし図４
に示すように、原画像１８からパターン全体「ＡＢＣＤ
Ｅ」に外接する領域の画像２０が取り出され、この外接
領域画像２０を光照射領域に応じた一定サイズの画像１
９に複数に分割した処理が行われ、これら複数の分割画
像２１をマスク６（図１参照）上に１画像ごとに順次表
示させるようにしている。このように原画像から分割画
像へ分割する際の分割数を少なくすることができ、刻印
時間が短縮される。

【００２５】また、上記第２発明の構成によれば、図１
５に示すように、今回の主走査が開始される時点から、
つぎの回の主走査が開始する時点まで、副走査が等速で
行われる。具体的には、今回の主走査が開始される時点
から、つぎの回の主走査が開始する時点まで、副走査を
行うスキャンミラー２（図１参照）が等速で回転する。
つまり従来のように１回の主走査を終えてつぎの主走査
を移行する際にのみ、スキャンミラー２の回転速度を速
度零からステップ状に変化させることで、最初の副走査
位置Ｙ1からつぎの副走査位置Ｙ2に移動させているので
はなく（図１６参照）、１回の主走査を開始する時点か
らつぎの主走査を開始する時点まで、常にスキャンミラ
ー２の回転速度を一定速度に維持することで、最初の副
走査位置Ｙ1からつぎの副走査位置Ｙ2に移動させている
（図１５参照）。このため追従性悪化等の問題なく、走
査速度の高速化を達成でき、刻印時間が短縮される。

【００２６】また、上記第３発明の構成によれば、図２
１、図２３に示すように駆動装置１２、１６（図１参
照）による照射位置１７ａ（図１参照）のＸ方向移動時
間τbおよびＹ方向移動時間τcのうち、移動時間が大き
い移動方向Ｘの移動回数が最少（２回）となるように、
分割画像１９の表示切換順序が決定され、該決定した表
示切換順序で分割画像１９の切換が行なわれるととも
に、上記決定した表示切換順序に対応する照射位置１７
ａの移動が行われる。このように、画像３３、１９のサ
イズ、つまりワーク１７上におけるＸ、Ｙ方向の移動時
間τb、τcの大小に応じて最短の表示切換順序が決定さ
れ、刻印時間が短縮される。

【００２７】また、上記第４発明の構成によれば、図２
６に示すように、走査装置２、３等（図１参照）によっ
て１画面１９ａの全走査が終了した時点の副走査位置Ｙ
eより、つぎに走査すべき表示画面１９ｂの走査が開始
される。このように、副走査準備時間が短縮されて、刻
印時間が短縮される。

【００２８】また、上記第５発明の構成によれば、図２
８、図２９に示すように、パターンが原画像上で、上下
にまたは左右に分離されている場合に、原画像から分離
パターンごとに当該分離パターンに外接する領域の画像
３４、３５が取り出され、これら外接領域画像３４、３
５が所定サイズの画像１９に複数に分割される。そし
て、第１の分離パターンに対応する外接領域画像３４の
全分割画像１９について表示切換を行った後に、第２の
分離パターンに対応する外接領域画像３５の全分割画像
１９について表示切換を行うという第１の切換順序によ
る表示切換を行った場合（図２９）の、駆動装置１２、
１６（図１参照）による照射位置１７ａ（図１参照）移
動の時間と、第１の分離パターンに対応する外接領域画
像３４の分割画像１９と第２の分離パターンに対応する
外接領域画像３５の分割画像１９との間で少なくとも２
回の表示切換を行うという第２の切換順序による表示切
換を行った場合（図２８）の、駆動装置１２、１６によ
る照射位置１７ａ移動の時間とが比較される。

【００２９】この比較の結果、照射位置１７ａ移動時間
が小さい方の切換順序で分割画像１９の表示切換が行わ
れるとともに、上記切換順序に対応する照射位置１７ａ
の移動が行われる。このように、最短の表示切換順序が
決定され、刻印時間が短縮される。

【００３０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るマーキン
グ装置の制御装置の実施例について説明する図１は、実
施例のレーザマーカの全体構成を概念的に示している。

【００３１】同図において、レーザ発振器１は、走査用
のレーザ光（たとえばＹＡＧレーザ光）を発振するもの
であり、発振されたレーザ光は、Ｙ方向用偏向器である
スキャンミラー２の反射面２ａに照射される。

【００３２】反射面２ａで反射されたレーザ光は、レン
ズ４を介してＸ方向用偏向器であるポリゴンミラー３の
反射面３ａに照射される。そして、反射面３ａで反射さ
れたレーザ光は、レンズ５を介して、たとえば高分子複
合型の液晶マスク６の液晶表示画面１０に照射される。

【００３３】ここで、上記スキャンミラー２の反射面２
ａは、モータ８により矢印ＡＡ方向に回動され、上記ポ
リゴンミラー３の反射面３ａは、モータ９により矢印Ｂ
Ｂ方向に回転される。したがって、モータ９が駆動制御
されて、反射面３ａが矢印ＢＢ方向に回転されることに
より、レーザ光が液晶マスク６の表示画面１０を矢印Ｘ
方向に主走査するとともに、モータ８が駆動制御され
て、反射面２ａが矢印ＡＡ方向に回動されることによ
り、レーザ光が液晶マスク６の表示画面１０を矢印Ｙ方
向に副走査することになる。レーザ光ｂmが画面１０上
を走査する様子を、後述する図１５に示す。

【００３４】コントローラ７は、上記モータ８、９を駆
動制御するとともに、レーザ発振器１によるレーザ発振
を制御することにより、液晶マスク６の画面１０上にお
けるレーザ光走査を制御する。また、コントローラ７
は、後述するように刻印しようとする刻印パターンを表
す原画像を所定サイズの分割画像に分割する処理を行っ
た後、これを表示画面１０上に順次表示させるよう、表
示切換を制御する。

【００３５】また、モータ１２、１６は、上記分割画像
のパターンを、ワーク１７上の対応箇所１７ａに刻印さ
せるよう、マスク６を透過した光のワーク１７上への照
射位置１７ａをＹ方向およびＸ方向に移動させるアクチ
ュエータであり、コントローラ７は、かかるモータ１
２、１６を駆動制御する。

【００３６】すなわち、所定の入力手段、たとえばスキ
ャナを介して、たとえば後述する図２に示す刻印パター
ン「ＡＢＣＤＥ」を表す原画像１８のデータが入力さ
れ、コントローラ７は後述する分割処理を行った後、分
割画像１９が液晶マスク６の表示画面１０上に表示され
るように、分割画像１９のパターンに応じて液晶画面１
０上の画素を駆動させるための駆動信号を出力する。こ
の場合、「ＡＢＣＤＥ」のパターン部分が論理「１」の
信号に対応し、パターン部分以外の背景部分が論理
「０」の信号に対応している。

【００３７】ついで、モータ８、９が駆動制御されると
ともに、レーザ発振器１が駆動制御されて、レーザ光の
走査がなされ、上記駆動された画素部分（論理「１」の
画素）のみをレーザ光が透過する。

【００３８】液晶マスク６を透過したレーザ光は、Ｙ方
向用偏向器である反射ミラー１１、レンズ１３、Ｘ方向
用偏向器であるレンズ１４および該レンズ１４が固設さ
れた移動テーブル１５を介して、ワーク１７上の対応箇
所１７ａに照射され、分割画像１９のパターンがワーク
１７上に刻印される。反射ミラー１１の反射面は、モー
タ１２によって矢印ＣＣ方向に回動され、ワーク１７上
の照射位置１７ａがＹ方向に変化される。テーブル１５
は、モータ１６によって矢印ＤＤ方向に往復移動され、
ワーク１７の照射位置１７ａがＸ方向に変化される。

【００３９】ここで、１つの分割画像１９が走査されて
いる間は、上記モータ１２、１６の駆動はオフされてい
るが、液晶マスク６上で分割画像１９の表示切換を行っ
ている間に、つぎの分割画像に対応する刻印箇所１７ａ
に、光が照射されるように、上記モータ１２、１６が駆
動制御され、反射ミラー１１、レンズ１４がそれぞれ移
動される。こうして、図２の分割画像１９が順次ワーク
１７上に刻印されていき、最終的に原画像１８全体がワ
ーク１７上に刻印される。

【００４０】ところで、刻印パターンが原画像一杯に表
されている場合には、原画像全体について分割しても特
に問題はないものの、図２に示すように、原画像１８に
対して刻印パターン「ＡＢＣＤＥ」の占める割合が小さ
く、背景の余白部分が多い場合にあっては、いわば空白
の部分１９´を無駄に刻印することになり、分割画像１
９の表示切換に要する時間、モータ１２、１６による照
射位置移動に要する時間が無駄となり、刻印に時間を要
することになる。そこで、この実施例では、以下のよう
な分割処理を行うことにより刻印時間短縮を図ってい
る。

【００４１】・第１の実施例図１４は、第１の実施例の処理手順を示すフローチャー
トであり、以下、図２ないし図４を併せ参照しつつ説明
する。

【００４２】すなわち、図１４に示すように、まず、原
画像１８の上端の行に、論理「１」の画素があるか否か
が判断され（ステップ２０１）、論理「１」でない論理
「０」の背景を表す画素のみである限りは順次行を繰り
下げていき、同様に論理「１」の画素があるか否かを各
行について探索していく（ステップ２０２）。

【００４３】やがて、論理「１」の刻印パターン「ＡＢ
ＣＤＥ」を表す行につきあたり（ステップ２０２の判断
ＹＥＳ）、これにより刻印パターン全体に外接する外接
長方形の上端２０ａが検出される（ステップ２０３）。

【００４４】こうして上端２０ａが検出されると、論理
「１」の画素が全くない行につきあたるまで、同様な探
索を行い、外接長方形２０の下端２０ｂを検出する（ス
テップ２０４）。

【００４５】つぎに、列方向について右端の列から順
に、上記ステップ２０１、２０２と同様な探索が行われ
（ステップ２０５、２０６）、外接長方形２０の右端２
０ｃが検出され（ステップ２０７）、同様にして外接長
方形２０の左端２０ｄが検出される（ステップ２０
８）。

【００４６】こうして、外接長方形２０が確定すると、
この外接長方形２０の画像を分割画像１９によって分割
する。

【００４７】分割数の決定の仕方としては、たとえば以
下のように行うことができる。

【００４８】すなわち、図５に示すように分割画像１９
の横幅をｘ、縦幅ｙとし、外接長方形画像２０の横幅を
α1,1、縦幅をβ1,1としたとき、 α1,1≦ｎ1,1・ｘ β1,1≦ｍ1,1・ｙ …（１）を満たす最少の自然数ｎ1,1、ｍ1,1で定められる分割数
ｎ1,1×ｍ1,1で分割すればよい（図４参照）。

【００４９】そして、こうした分割数ｎ1,1×ｍ1,1の画
像（以下「外接領域画像」という）２１について、その
分割画像１９が液晶マスク６上で順次切換表示されてい
き、刻印パターン「ＡＢＣＤＥ」がワーク１７上に刻印
される（ステップ２０９）。このように、この第１の実
施例によれば、実際にワーク１７に刻印されるのは、刻
印パターン「ＡＢＣＤＥ」部分だけであるということに
着目し、刻印パターン「ＡＢＣＤＥ」に外接する長方形
の画像を生成し、この外接長方形画像について、その分
割画像の表示切換を行うようにしているので、空白部分
のみの分割画像を含む原画像１８全体について、その分
割画像の表示切換を行う場合に比較して、分割数減少に
よる表示切換回数減少のため、刻印に要する時間を飛躍
的に短縮することができる。

【００５０】・第２の実施例つぎに、さらに分割数減少による表示切換回数減少を達
成することができる実施例について説明する。

【００５１】上述した実施例では、刻印パターンが、そ
れ自体一体の意匠の場合にあっては十分である。

【００５２】しかし、一般に、ＩＣパッケージのような
ワークに、意匠を刻印しようとする場合、その意匠は、
メーカのロゴマークおよび英数文字といったもので構成
されていることがほとんどである。こうした英数文字で
構成される意匠の特徴として、各文字間にすきまがあ
り、画面の上下方向および左右方向にあるすきまで意匠
を分離することが可能であり、これにより、さらに空白
の部分を減らして分割数を減少させることが可能であ
る。

【００５３】図１３は、こうした図２に示す刻印パター
ン「ＡＢＣＤＥ」を個々のパターン「Ａ」、「Ｂ」…に
よってさらに分離し、各分離パターンごとの分割処理を
示すフローチャートであり、以下、図６ないし図１２を
併せ参照しつつ説明する。

【００５４】すなわち、図１３（ａ）に示すように、ま
ず、上述した図１４と同様な処理が行われて、刻印パタ
ーン全体の外接長方形２０（図３参照）が生成され（ス
テップ１０１）、上記（１）式により、外接長方形２０
に応じた外接領域画像２１の分割数ｎ1,1、ｍ1,1が演算
される（図４参照；ステップ１０２）。この分割数ｎ1,
1、ｍ1,1はメモリに記憶される（ステップ１０３）。

【００５５】つぎに、上記画像２１の各行について、そ
の行のすべての画素が論理「０」であるか否かの判断を
行うことにより、上下パターン間のすきまである、左右
方向（Ｘ方向）に延びる背景部分２１ａを探索し（図４
参照）、この背景部分２１ａによって、刻印パターン
「ＡＢＣＤＥ」を、パターン「ＡＢＣ」とパターン「Ｄ
Ｅ」のｋ個（この場合は２個）に分離する（図６参照；
ステップ１０４）。パターン分離数ｋはメモリに記憶さ
れる（ステップ１０５）。

【００５６】つぎに、各分離パターン「ＡＢＣ」、「Ｄ
Ｅ」ごとに、上述した図１４の処理が行われて、分離パ
ターン「ＡＢＣ」の外接長方形画像２２が生成されると
ともに、分離パターン「ＤＥ」の外接長方形画像２３が
生成され（図６参照）、それぞれの外接長方形２２およ
び２３に各対応する外接領域画像２４および２５の分割
数ｎ2,1、ｍ2,1およびｎ2,2、ｍ2,2が上記（１）式によ
り演算される（図７参照；ステップ１０６）。

【００５７】ここで、上記分離を行うべきか否かが判断
される。この場合の判断基準としては、分離前のパター
ン全体「ＡＢＣＤＥ」の外接領域画像２１を分割画像１
９に分割した場合の分割数ｎ1,1×ｍ1,1と、上記分離パ
ターン「ＡＢＣ」および「ＤＥ」の外接領域画像２４お
よび２５を、それぞれ分割画像１９に分割した場合の分
割数ｎ2,1、ｍ2,1およびｎ2,2、ｍ2,2の合計値とを比較
し、分離した場合の分割数合計値が分離前の分割数より
も少なくなった場合のみに、分離すべきと判断するとい
うものである。分離することにより分割数が変わらない
のでは、さらに分離する意味がないからである。

【００５８】一般にｋ個のパターンに分離できた場合、
分離すべきか否かを判断する式として次式（２）を採用
することができる。

【００５９】ただし、ｐは、背景部分のみによって占められる分割画
像１９の数（たとえば図４の画像２１の場合、右下の３
つの分割画像がこれに相当する）である（ステップ１０
７）。

【００６０】上記（２）式を満たす場合は、この分離は
採用され（ステップ１０８）、満たさない場合は、この
分離は採用されず、これ以上の分離はできないことと
し、図４の画像を最終的に採用することにする。

【００６１】分離が採用されると、つぎに各分離パター
ンｉ（ｉ＝１…ｋ）ごとに、さらに左右方向に分離す
る。

【００６２】すなわち、分離パターン「ＡＢＣ」を例に
とると、外接領域画像２４の各列について、その列のす
べての画素が論理「０」であるか否かの判断を行うこと
により、左右パターン間のすきまである、上下方向（Ｙ
方向）に延びる背景部分２４ａ、２４ｂを探索し（図７
参照）、これら背景部分２４ａ、２４ｂによって、分離
パターン「ＡＢＣ」を、パターン「Ａ」とパターン
「Ｂ」とパターン「Ｃ」のｒ個（この場合は３個）に分
離する（図８参照；ステップ１１０）。

【００６３】ここで、Ｉ、Ｊがそれぞれ１にイニシャラ
イズされて（ステップ１１１）、左からＩ番目からＪ番
目までの分離パターンを結合したパターンと、（Ｊ＋
１）番目の分離パターンについて、それぞれの分割数
ｎ、ｍが演算される（ステップ１１２）。つぎに上記分
離が妥当なものであるか否かが上記ステップ１０７と同
様にして判断される（ステップ１１３）。

【００６４】最初は、パターン「Ａ」とパターン「Ｂ」
のそれぞれの外接領域画像についてその分割数が求めら
れ、上記（２）式を同様に適用してパターン「ＡＢ」を
パターン「Ａ」とパターン「Ｂ」に分離すべきか否かが
判断される。

【００６５】以後、Ｉ、Ｊが更新されていき（ステップ
１１４、１１５）、分離しないと判断したパターン
「Ａ」、「Ｂ」を再結合し、このパターン「ＡＢ」と、
さらに右隣のパターン「Ｃ」との分離の判断が行われ
る。なお、分離を採用する場合には、分離されたパター
ンのうち右側のパターンを左端にして、同様に右隣のパ
ターンとの分離の判断が行われる。この処理が（ｒ―
１）回繰り返される。

【００６６】最終的に、パターン「Ａ」、「Ｂ」の結合
パターン「ＡＢ」とパターン「Ｃ」とに分離した場合が
最も分割数ｎ3,1、ｍ3,1および分割数ｎ3,2、ｍ3,2の合
計値が少ないということが判断される（図１０参照；ス
テップ１１６判断ＮＯ）。

【００６７】つぎに、ｉが＋１インクリメントされて
（ステップ１１７）、同様の処理が実行され（ステップ
１１２〜１１６）、最終的に、分割数ｎ3,3、ｍ3,3が最
小であり、下側の分離パターン「ＤＥ」は、さらに分離
すべきでないということが判断され（図１０参照；ステ
ップ１１８の判断ＮＯ）、全処理を終了させる。

【００６８】こうして、最終的に、図１０に示すように
各分離パターン「ＡＢ」、「Ｃ」、「ＤＥ」ごとに、そ
れら外接長方形２９、２８、２３に応じた外接領域画像
３０、３１、３２が生成され、これら外接領域画像３
０、３１、３２を構成する分割画像１９を順次取り出
し、切換表示していくことで、最小回数の切換えによ
り、刻印時間が飛躍的に短縮されることになる。

【００６９】・第３の実施例つぎに、以上のように原画像１８から分離されたパター
ンを、ワーク１７上に刻印する場合の制御態様につい
て、図１１、図１２を併せ参照して説明する。

【００７０】この制御は、各分離パターン（「ＡＢ」と
「Ｃ」と「ＤＥ」）に分離された場合であっても、それ
ら外接領域画像３０、３１、３２の位置関係が、図４の
元の外接領域画像２１の位置関係と同一になるよう刻印
するために行われる。

【００７１】まず、図２の原画像１８から図９に示すよ
うに各外接長方形２９、２８および２３に分離する前述
した処理を行う際、原画像１８について全行を走査して
おり、この走査の過程において、図１１に示すように、
各外接長方形２９、２８、２３の左上の頂点Ｐ1、Ｐ2、
Ｐ3の原画像１８上における座標位置Ｐ1（Ｘp1、Ｙp
1）、Ｐ2（Ｘp2、Ｙp2）、Ｐ3（Ｘp3、Ｙp3）をそれぞ
れ求めておくことができる。なお、この実施例の場合、
Ｙp1＝Ｙp2である。

【００７２】また、前述した分離、分割処理の過程にお
いて、図９に示すように、各外接長方形２９、２８およ
び２３のそれぞれの大きさ（α3,1、β3,1）、（α3,
2、β3,2）および（α3,3、β3,3）が求められ、図１０
に示すように、各外接領域画像３０、３１およ３２ごと
に分割数（ｎ3,1、ｍ3,1）、（ｎ3,2、ｍ3,2）および
（ｎ3,3、ｍ3,3）が求められており、これら分割数と図
５に示す分割画像１９の大きさ（ｘ、ｙ）とから、図１
２に示すように、各分割画像１９ごとに、左上頂点の位
置座標Ｐ1,1（Ｘp1,1、Ｙp1,1）、Ｐ1,2（Ｘp1,2、Ｙp
1,2）…を求めておくことができる。

【００７３】以上のように各分割画像１９の座標位置Ｐ
1,1…が求められると、これら座標位置に基づいて、各
分割画像１９のパターンをワーク１７上の対応位置１７
ａに刻印するためのモータ１２、１６の駆動量が、分割
画像１９ごとに演算される。なお、この駆動量の演算
は、前述した分離、分割処理（図１３）終了後、行うよ
うにしてもよく、分離、分割処理の過程で、行うように
してもよい。

【００７４】いま、レンズ１３、１４が無いとしたとき
に、モータ１２の１回転で液晶マスク表示画像がワーク
１７上で移動する距離をＤ1、モータ１６の１回転で液
晶マスク表示画像がワーク１７上で移動する距離をＤ2
とする。また、レンズ１３の画像縮小率をｓ、レンズ１
４の画像縮小率をｔとする。

【００７５】そこで、図１２の点Ｐ1,1から刻印をスタ
ートして液晶マスク６の１画面分の刻印が終了した後
に、モータ１６のみを、駆動量（Ｘp1,3―Ｘp1,1）／（ｓ×ｔ×Ｄ2）だけ回転させれば次の刻印は、Ｘの正方向に隣接する左
上頂点Ｐ1,3の分割画像１９について行われる。このよ
うに駆動量が求められ、つぎの新たな分割画像１９が刻
印される。

【００７６】以下、同様に、次の刻印を、左上頂点Ｐ1,
2の分割画像１９について行うには、モータ１６を、駆
動量（Ｘp1,2―Ｘp1,3）／（ｓ×ｔ×Ｄ2）だけ回転させるとともに、モータ１２を、駆動量（Ｙp1,2―Ｙp1,3）／（ｓ×ｔ×Ｄ1）だけ回転させればよい。以下、同様にして、外接領域画
像３０のすべての分割画像１９についての刻印が行わ
れ、パターン「ＡＢ」がワーク１７上に刻印されると、
パターン「Ｃ」の刻印を行うべく、駆動量（Ｘp2,1―Ｘp1,4）／（ｓ×ｔ×Ｄ2）だけ、モータ１６が回転されるとともに、（Ｙp2,1―Ｙp1,4）／（ｓ×ｔ×Ｄ1）だけ、モータ１２が回転されて、外接領域画像３１の左
上頂点Ｐ2,1の分割画像１９の刻印が行われる。

【００７７】以後、同様にして駆動量が演算され、各分
割画像１９のパターンの刻印が順次なされ、最終的に全
体パターン「ＡＢＣＤＥ」が、図４の画像２１（図２の
原画像１８）に示される位置関係と同一の位置関係をも
って、ワーク１７上に刻印される。

【００７８】また、図１においてミラー１１を固定し、
２個のモータにより移動用のレンズ１４をＹ方向のみな
らずＸ方向にも移動させる構成とした場合にも、同様に
駆動量を演算し、全パターンを刻印することができる。

【００７９】ここで、レンズ１４が無いとしたときに、
Ｘ方向およびＹ方向へ移動させるモータの１回転で、液
晶マスク表示画像がワーク１７上で移動する距離を、各
方向ごとにＤx、Ｄyとする。また、レンズ１３の画像縮
小率をｕ、レンズ１４の画像縮小率をｖとする。

【００８０】そこで、図１２の点Ｐ1,1から刻印をスタ
ートして液晶マスク６の１画面分の刻印が終了した後
に、Ｘ方向移動用モータのみを、駆動量（Ｘp1,3―Ｘp1,1）／（ｕ×ｖ×Ｄx）だけ回転させれば次の刻印は、Ｘの正方向に隣接する左
上頂点Ｐ1,3の分割画像１９について行われる。このよ
うに駆動量が求められ、つぎの新たな分割画像１９が刻
印される。

【００８１】以下、同様に、次の刻印を、左上頂点Ｐ1,
2の分割画像１９について行うには、Ｘ方向移動用モー
タを、駆動量（Ｘp1,2―Ｘp1,3）／（ｕ×ｖ×Ｄx）だけ回転させるとともに、Ｙ方向移動用モータを、駆動
量（Ｙp1,2―Ｙp1,3）／（ｕ×ｖ×Ｄy）だけ回転させればよい。以下、同様にして、外接領域画
像３０のすべての分割画像１９についての刻印が行わ
れ、パターン「ＡＢ」がワーク１７上に刻印されると、
パターン「Ｃ」の刻印を行うべく、駆動量（Ｘp2,1―Ｘp1,4）／（ｕ×ｖ×Ｄx）だけ、Ｘ方向移動モータを回転させるとともに、駆動量（Ｙp2,1―Ｙp1,4）／（ｕ×ｖ×Ｄy）だけ、Ｙ方向移動用モータを回転させて、外接領域画像
３１の左上頂点Ｐ2,1の分割画像１９の刻印が行われ
る。

【００８２】以後、同様にして駆動量が演算され、各分
割画像１９のパターンの刻印が順次なされ、最終的に全
体パターン「ＡＢＣＤＥ」が、図４の画像２１（図２の
原画像１８）に示される位置関係と同一の位置関係で、
ワーク１７上に刻印される。このように、この第３の実
施例によれば、原画像１８から分離された外接領域画像
３０、３１、３２の各パターンを、原画像１８の全体パ
ターンと同一の位置関係をもってワーク１７上に正確に
刻印することができる。

【００８３】・第４の実施例つぎに、液晶マスク６の表示画面１０の走査を短時間に
行うことができる実施例について、図１５ないし図１９
を併せ参照して説明する。

【００８４】この実施例では、図１５に示すように、ス
キャンミラー２が表示画面１０のＹ方向の副走査を行っ
ている間、ミラー２駆動用のモータ８を常に一定速度で
回転させ、副走査を等速ｖeで行うようにしている。こ
こに、従来は図１６に示すように、Ｘ方向の１回の主走
査が終了する際に、その副走査位置Ｙ1からつぎの主走
査の副走査位置Ｙ2に移動させるべく、モータ８を速度
零からステップ状に所定速度まで変化させて、ミラー２
を微小角変位させるというステップ状の走査方式をとっ
ていた。しかし、このステップ状の方式では、ポリゴン
ミラー３の回転速度が大きくなるにつれ、つまり主走査
速度が大きくなるにつれ、主走査に対する追従性が悪化
し、振動が発生するという問題があった。この実施例で
は、副走査を等速で行うことにより、このような追従性
悪化等の問題が解消され、主走査速度の高速化、つまり
刻印時間の短縮を、追従性悪化等の不具合が生ずること
なく達成することができる。

【００８５】なお、副走査速度を等速にすることに伴
い、図１５に示すようにレーザ光ｂmが表示画面１０上
斜めに走査されることになるが、このことは品質上問題
にはならない。

【００８６】副走査速度ｖe、つまりミラー２の回転用
のモータ８の速度は、液晶面１０全体を副走査するため
に必要なスキャンミラー３の駆動変位をＬ（図１７参
照）、ポリゴンミラー３の回転角速度をω（ｒａｄ／ｍ
ｉｎ）、１画面あたりの主走査の回数ｈによって、次式
（３）により決定される。

【００８７】ｖe＝２ωＬ／５ｈ …（３）ここで、速度ｖeの単位は、「駆動変位Ｌの単位／ｓｅ
ｃ」である。

【００８８】上記（３）式は以下のようにして求め得
る。すなわち、図１７に示すように、表示画面１０全体
をレーザ光が走査するには、スキャンミラー２は、液晶
面１０の副走査方向の範囲Ｌを走査しなければならな
い。ここで、走査範囲Ｌは、液晶表示部１０の縦幅ａの
上下にそれぞれ走査１本分の幅ｂを加えることにより、
次式（４）で求めることができる。

【００８９】Ｌ＝ａ＋２ｂ …（４）ここで、範囲Ｌの最小値は（４）式よりもさらに小さい
値をとることができるが、レーザ光周辺のエネルギーむ
らを考慮してＬは少し余分にとった方がよい。また、ポ
リゴンミラー３の１面３ａによって、主走査１回がなさ
れるので、ポリゴンミラー３の面が２４面で回転角速度
がω（ｒａｄ／ｍｉｎ）であることにより、主走査１回
に要する時間τ（ｓｅｃ）を次式（５）により求めるこ
とができる。

【００９０】 τ＝（６０／ω）・１／２４＝５／２ω（ｓｅｃ） …（５）走査範囲Ｌを走査回数ｈだけ走査するということは、時
間ｈτ（ｓｅｃ）間に範囲Ｌだけ移動することなので、ｖe＝Ｌ／（５／２ω）・ｈ …（３）´ となり、上記（３）式を得る。

【００９１】上記（３）式を、より一般化した式にする
と、ポリゴンミラー３の面数をｃとして、下式（６）を
得る。

【００９２】ｖe＝ｃωＬ／６０ｈ …（６）なお、偏向器としては、ポリゴンミラー以外を使用して
もよい。この場合であっても、副走査の速度ｖeは、基
本的には、１回の主走査に要する時間τと、表示画面１
０を主走査する回数ｈと、表示画面１０の副走査方向Ｙ
の長さである縦幅ａとがわかれば、求めることができ
る。

【００９３】上記範囲Ｌを走査するのに必要な走査回数
ｈは、液晶面上のレーザ光径ｅより、次式（７）によっ
て求め得る（図１７参照）。

【００９４】ｈ≧Ｌ／ｅ …（７）また、ポリゴンミラー３の１面３ａを走査する間に、ス
キャンミラー２が、レーザ光径ｅよりも大きく変位する
と、走査に隙間ができることから、隙間なしに走査する
ための速度ｖeの条件として、次式（８）を得る。

【００９５】ｖeτ≦ｅ、つまりｖe・（６０／ωｃ）≦ｅ、つまりｖe≦ｃωｅ／６０ …（８）以上のようにして速度ｖeが演算されると、レーザ光ｂ
ｍが図１８に示すように、開始位置Ｓtより走査を開始
し、副走査速度ｖeをもって、画面１０上を矢印方向に
走査するように、コントローラ７は、モータ８、９を駆
動制御する。

【００９６】なお、スキャンミラー２の駆動モータ８を
駆動制御する場合、１画面のパターンの刻印終了後に、
走査開始位置Ｓtに戻り、つぎの１画面のための刻印開
始信号によって再び同じように走査開始位置Ｓtから走
査させるようにすることが、制御上容易である。

【００９７】ここで、この実施例による効果を説明する
と、図１９に示すように、前述した従来のステップ状の
走査方式では、ポリゴンミラー３の面３ａの切換時期を
センサで読み込み、このミラー面切換信号（図１９
（ａ））とつぎの副走査位置へミラー２を位置させるた
めのスキャンミラー駆動信号（図１９（ｂ））とを同期
させ、副走査を行うようにしていた。

【００９８】そのため、ポリゴンミラー３の回転数が増
加すると、ポリゴン面切換信号立ち上がりから、実際に
液晶表示面１０上でレーザ光走査（図１９（ｃ））が開
始されるまでの時間τ´が減少してしまい、スキャンミ
ラー２をつぎの副走査位置へ移動させるのに十分な時間
がとれなくなってしまう。これは追従性の悪化を意味す
る。

【００９９】しかし、前述したように等速の走査方式を
とった場合には、ポリゴン面切換時期に、スキャンミラ
ー駆動時期を同期させる必要がなくなり、追従性の問題
なくポリゴンミラーの回転速度を上昇させることが可能
となる。

【０１００】このように、この第４の実施例によれば、
追従性悪化等を招来することなく、走査速度を高めるこ
とができ、もって刻印時間を短縮することができる。

【０１０１】なお、ポリゴンミラー３の回転速度が低い
場合にあっては、上述した追従性悪化等の問題は発生し
ないので、たとえば、主走査速度に所定のしきい値を設
定し、主走査速度がこのしきい値以下ならば、従来のス
テップ状の走査方式を採り、主走査速度が上記しきい値
よりも大きい場合には、この第４の実施例の等速走査方
式を採るようにする実施も、また可能である。

【０１０２】・第５の実施例ところで、図２３に示すよ
うに、全体画像３３を複数の分割画像１９に分割し、こ
れら複数の分割画像１９を順次液晶マスク６上に表示さ
せ、かつモータ１２、１６によりワーク１７上の対応箇
所１７ａに順次分割画像１９のパターンを刻印させる処
理を行う際、分割画像１９の表示切換順序を、適切な順
序に設定することにより、刻印時間の短縮を図ることが
可能となる。

【０１０３】図１の装置において、分割画像１９の表示
切換の際に必要となる作業は、つぎの４つである。

【０１０４】（ａ）液晶マスク６の画面切替（ｂ）モータ１６による照射位置１７ａのＸ方向の移
動（ｃ）モータ１２による照射位置１７ａのＹ方向の移
動（ｄ）スキャンミラー２の走査開始位置Ｓtへの移動これらは、図２０ないし図２２の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）および（ｄ）に、液晶マスク画面切換時間τa、
Ｘ方向移動時間τb、Ｙ方向移動時間τc、副走査準備時
間τdとして示されており、これら時間の内、最大の時
間によって、切換作業に要する時間が決定される。

【０１０５】ここで、液晶マスク画面切換時間τaが最
大である図２０の場合には、切換作業時間は常に画面切
換時間τaと等しくなり、分割画像１９の表示切換順序
（刻印順序）として、図２３あるいは図２４に示す矢印
のいずれをとったとしても、その切換作業時間は変わら
ない。

【０１０６】しかし、図２１に示すように、各時間τa
ないしτdを比較し、Ｘ方向移動時間τbあるいはＹ方向
移動時間τcが最大である場合（Ｘ方向移動時間τbが最
大の場合を例示している）は、移動時間τb、τcのう
ち、小さい時間の移動方向（Ｙ方向）の移動回数が最
大、つまり大きい時間の移動方向（Ｘ方向）の移動回数
が最小となる刻印順序に設定すれば、刻印時間を短縮す
ることができる。

【０１０７】この場合、Ｘ方向の移動が最小（２回）と
なる図２３の刻印順序に設定すれば、刻印時間が最短と
なる。

【０１０８】なお、時間τb、τcのうち、少なくともい
ずれかは画面切換時間τaよりも大きいことが必要であ
るが、一方は、画面切換時間τaよりも小さくてもよ
い。

【０１０９】このように、この第５の実施例は、分割画
像１９の長さが縦、横で異なり、これに応じてワーク１
７上での照射位置移動時間がＸ，Ｙ方向で異なることが
あるということに着目してなされたものである。

【０１１０】・第６の実施例つぎに、各時間τaないし
τdを比較し、その結果、副走査準備時間τdが時間τa
よりも大きく、かつＸ方向、Ｙ方向移動時間τa、τbの
少なくともいずれかよりも大きい場合には、副走査準備
時間τdを短縮することが、刻印時間を短縮する上で有
効である。この場合、上記第５の実施例と組み合わせ
て、時間のかかかない刻印順序を選択し、さらに時間短
縮を図ることができる。

【０１１１】さて、一般的に切換画面の連続した走査
は、図２６（ａ）に示すように、表示画面１０の予め設
定した副走査位置Ｙ0を起点として、その起点からの走
査を繰返し行うことによりなされるが、この実施例で
は、１画面１９ａの全走査が終了した時点の副走査位置
Ｙeを、つぎの画面１９ｂの起点の副走査位置とし、こ
の副走査位置より走査を開始するようにしている。

【０１１２】すなわち、最初の画面１９ａでは最初の副
走査位置Ｙ0を起点とし、開始位置Ｓtより走査が行われ
（図２６（ａ））、画面１９ａの全走査が終了した最後
の副走査位置Ｙeを起点とし、開始位置Ｓt´よりつぎの
画面１９ｂの走査が開始され、副走査は、前回の画面１
９ａとは逆方向に行われる（図２６（ｂ））。そして、
画面１９ｂの全走査が終了した最後の副走査位置Ｙe´
（＝Ｙ0）を起点とし、開始位置Ｓtよりつぎの画面１９
ｃの走査が開始され、副走査は、前回の画面１９ｂとは
逆方向に行われる（図２６（ｃ））。

【０１１３】こうして、副走査に要する時間τdが短縮
され、刻印時間を短縮することができる。

【０１１４】・第７の実施例さて、前述したように、原
画像１８から各分離パターンごとに複数の画像を取り出
したような場合、図２８、図２９に示すように、それら
画像３４、３５を構成する分割画像１９の表示切換順序
（刻印順序）としては、以下の２通りのパターンがあ
る。

【０１１５】１つは、図２８に示すように、一方の画像
３４と他方の画像３５との間で、相互に少なくとも２回
表示切換を行うという切換パターンであり、もう１つ
は、図２９に示すように、一方の画像（たとえば画像３
４）についてのすべての表示切換が終了してから、他方
の画像（画像３５）についての表示切換に移行するとい
う切換パターンである。

【０１１６】よって、これら２つの切換パターンのう
ち、刻印が短時間ですむ方を選択することにより、刻印
時間の短縮を図ることができる。

【０１１７】いま、図２７に示すように、画像３４のＸ
方向の分割数をｎ1、Ｙ方向の分割数をｍ1とし、画像３
５のＸ方向の分割数をｎ2、Ｙ方向の分割数をｍ2とし、
画像３４、画像３５間の離間方向（Ｙ）距離をｚとす
る。また、Ｘ方向の１回あたりの移動距離（分割画像１
９の横幅）はｘであり、Ｙ方向の１回あたりの移動距離
（分割画像１９の縦幅）はｙである。上記離間距離ｚは
各画像３４、３５の座標位置に基づいて求めることがで
きる。

【０１１８】まず、図２８の切換パターンについて、全
移動距離を演算する。

【０１１９】すなわち、画像３４、３５について、Ｙ方
向の全移動回数は、次式（９）で表される。ｎ1（ｍ1―１）＋ｎ2（ｍ2―１） …（９）したがって、Ｙ方向の全移動距離は、｛ｎ1（ｍ1―１）＋ｎ2（ｍ2―１）｝ｙ …（１０）となる。

【０１２０】一方、Ｘ方向の全移動回数は、各画像３
４、３５のＸ方向の分割数ｎ1、ｎ2のうち、大きい方を
ｎmax（＝ｎ1）とすると、ｎmax―１ …（１１）と表され、Ｘ方向の全移動距離は次式で求められる。

【０１２１】（ｎmax―１）ｘ …（１２）また、各画像３４、３５間を移動する移動回数は、各画
像３４、３５のＸ方向の分割数ｎ1、ｎ2のうち小さい方
を、ｎmin（＝ｎ2）とすると、ｎmin回となり、画像相
互間全移動距離は、ｎmin・ｚ …（１３）と求められる。

【０１２２】以上より、この切換パターンの全移動距離
Ｄは、次式により求められる。

【０１２３】Ｄ＝｛ｎ1（ｍ1―１）＋ｎ2（ｍ2―１）｝
ｙ＋（ｎmax―１）ｘ＋ｎmin・ｚ …（１４）つぎに、図２９の切換パターンの全移動距離Ｄ´は、上
記各式より明らかに、下記（１５）式として表される。

【０１２４】Ｄ´＝｛ｎ1（ｍ1―１）＋ｎ2（ｍ2―１）｝ｙ＋{（ｎ1
―１）＋（ｎ2―１）}ｘ＋ｚ …（１５）よって、それぞれのパターンの移動時間は、移動距離
ｘ、ｙ、ｚの移動時間を設定すれば、算出することがで
きる。この結果、２つの切換パターンのうち、最短の時
間のパターンを選択して、表示切換、刻印を順次行うよ
うにすれば、各画像３４、３５の位置関係がいかなるも
のであれ、常に刻印時間を最短のものにすることができ
る。

【０１２５】なお、画像３４、３５の各分割画像１９の
パターンを、ワーク１７上に順次刻印させていくための
モータ１２、１６の駆動量は、前述した第３の実施例と
同様にして求めることができる。

【０１２６】なお、上記第１ないし第７の実施例は、そ
れぞれ任意に組み合わせ、実施することも可能である。

【０１２７】なお、実施例では、光を液晶マスクに照射
する方式として、走査方式を例にとり説明したが、ワン
ショット照射方式を採用する場合にも、本実施例を同様
に適用することができる。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原画像から分割画像へ分割する際の分割数を少なくする
ようにしたので、刻印時間を短縮することができる。

【０１２９】また、マスクの表示画面を副走査している
間、該副走査を等速で行なうようにしたので、追従性悪
化等の問題なく、刻印時間を短縮することができる。

【０１３０】また、最短の表示切換順序を決定するよう
にしたので、刻印時間を短縮することができる。

【０１３１】また、副走査準備時間を短縮するようにし
たので、刻印時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るマーキング装置の実施例の
構成を概念的に示す斜視図である。

【図２】図２は、実施例における刻印パターン全体の原
画像を示す図である。

【図３】図３は図２に示す原画像の外接長方形を示す図
である。

【図４】図４は、図３の外接長方形に応じた外接領域画
像を示す図である。

【図５】図５は分割画像を示す図である。

【図６】図６は、図３の刻印パターンをさらに分離した
場合の外接長方形を示す図である。

【図７】図７は、図６の外接長方形に応じた外接領域画
像を示す図である。

【図８】図８は、刻印パターンが最小単位に分離された
様子を示す図である。

【図９】図９は、図３に示す刻印パターンが最終的に各
外接長方形として分離された様子を示す図である。

【図１０】図１０は、図９に示す外接長方形に応じた外
接領域画像を示す図である。

【図１１】図１１は、各外接領域画像の位置関係を、座
標位置によって示す図である。

【図１２】図１２は、図１０に示す各外接領域画像の位
置関係を、座標位置によって示す図である。

【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は、原画像の刻印パタ
ーンを、各パターンに分離する分離するとともに、画像
を分割画像に分割する処理の手順を示すフローチャート
である。

【図１４】図１４は、原画像を分割画像に分割する処理
の手順を示すフローチャートである。

【図１５】図１５は、液晶マスクの表示画面を等速で副
走査する様子を示す図である。

【図１６】図１６は、従来の液晶マスク表示画面走査方
式を説明する図である。

【図１７】図１７は副走査速度の演算を説明するために
用いた図である。

【図１８】図１８は副走査速度の演算を説明するために
用いた図である。

【図１９】図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の走査
方式を説明するタイミングチャートである。

【図２０】図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、
液晶マスクの表示画面の切換の際に必要な各処理の所要
時間を示すタイムチャートである。

【図２１】図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、
液晶マスクの表示画面の切換の際に必要な各処理に所要
時間を示すタイムチャートである。

【図２２】図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、
液晶マスクの表示画面の切換の際に必要な各処理の所要
時間を示すタイムチャートである。

【図２３】図２３は、Ｘ方向の移動が最大の表示切換を
行った様子を示す図である。

【図２４】図２４は、Ｙ方向の移動が最小の表示切換を
行った様子を示す図である。

【図２５】図２５は、斜め方向の移動を含む表示切換を
行った様子を示す図である。

【図２６】図２６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、副走査準
備時間を最小にすることができる走査順序を示す図であ
る。

【図２７】図２７は２つの画像の位置関係を示す図であ
る。

【図２８】図２８は２つの画像相互間で少なくとも２回
の移動を行う表示切換パターンを示す図である。

【図２９】図２９は１つの画像の全表示切換終了後に、
他方の画像の表示切換に移行する表示パターンを示す図
である。

【符号の説明】

２スキャンミラー３ポリゴンミラー６液晶マスク７コントローラ１０表示画面１１反射ミラー１４レンズ１８原画像１９分割画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０２Ｂ 26/10 Ｂ４１Ｊ 3/00 ＱＧ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００ (56)参考文献特開平５−200570（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−117671（ＪＰ，Ａ) 特開平４−107064（ＪＰ，Ａ) 特開平５−42379（ＪＰ，Ａ) 特開平２−268988（ＪＰ，Ａ) 特開平２−187287（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 26/06 B41J 2/44 B41M 5/24 G02B 26/10 G06T 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】刻印すべきパターンを表す原画像を、光照
射領域に応じた一定のサイズの画像に複数に分割し、液
晶マスク上に前記複数の分割画像を１画像ごとに順次表
示させるとともに、前記マスクの表示面上に前記１画像
ごとに光を照射させることにより、前記マスクを透過し
た光をワーク上に導き前記ワーク上に前記パターンを刻
印するようにしたマーキング装置の制御装置において、前記原画像から前記パターン全体に外接する領域の画像
を取り出して、該外接領域画像を前記一定サイズの画像
に複数に分割した処理を行った後、該複数の分割画像を
前記マスク上に１画像ごとに順次表示させるようにした
マーキング装置の制御装置。
【請求項２】前記原画像および前記外接領域画像は
ともに長方形であり、前記分割画像の横方向の長さを
ｘ、縦方向の長さをｙとし、かつ前記外接領域画像の横
方向の長さをα、縦方向の長さをβとしたとき、前記外
接領域画像の前記分割画像による分割数ｎ×ｍは、 α≦ｎｘ β≦ｍｙを満たす最小の自然数ｎ、ｍによって定められる請求項
１記載のマーキング装置の制御装置。
【請求項３】刻印パターンを複数のパターンに分離
し、この分離した分離パターンの外接領域画像を分割画
像に分割した場合の分割数の合計値と、刻印パターンを
各分離パターンに分離する前のパターン全体の外接領域
画像を分割画像に分割した場合の分割数とを比較し、該
比較結果に基づいて分離パターンごとに外接領域画像を
取り出す処理を行うべきか否かを判断するようにした請
求項１記載のマーキング装置の制御装置。
【請求項４】前記パターンが前記原画像上で、上下
にまたは左右に分離されている場合には、分離パターン
ごとに前記外接領域画像を取り出すようにした請求項１
または２記載のマーキング装置の制御装置。
【請求項５】分離前のパターン全体の外接領域画像
を分割した、分割数ｎ1,1×ｍ1,1の分割画像のうち、パ
ターン以外の背景のみを表す分割画像の数をｐとし、分
離されるパターンの数をｋとし、該分離パターンの各外
接領域画像の分割数をそれぞれｎ2,i×ｍ2,i（ｉ＝１…
ｋ）としたとき、となった場合には、当該分離パターンごとに外接領域画
像を取り出す処理を行うと判断する請求項４記載のマー
キング装置の制御装置。
【請求項６】前記マーキング装置は、前記マスクに
表示された分割画像のパターンをワーク上の対応箇所に
刻印させるよう、前記透過光のワーク上への照射位置を
移動させる駆動装置を具えており、各分離パターンに対応する外接領域画像ごとに、原画像
上における座標位置を求め、前記マスクに表示される分
割画像が所定の外接領域画像における分割画像から他の
外接領域画像における分割画像に切り換えられる際に、
前記所定の外接領域画像の座標位置と前記他の外接領域
画像の座標位置とに基づいて前記透過光の照射位置移動
量を演算し、該演算した移動量だけ前記駆動装置を駆動
させ、前記原画像のパターンをワーク上に刻印するよう
にした請求項４記載のマーキング装置の制御装置。
【請求項７】液晶マスクの表示画面に光を照射させ
るとともに、該照射された光を前記表示画面上において
Ｘ方向に所定の速度で、副走査位置を変えて複数回、主
走査し、かつ前記Ｘ方向と垂直なＹ方向に所定の速度で
副走査する走査装置を有し、刻印すべきパターンを表す
画像を前記マスクの表示画面上に表示させ、前記走査装
置によって光を走査することにより、前記マスクを透過
した光をワーク上に導き前記ワーク上に前記パターンを
刻印するようにしたマーキング装置の制御装置におい
て、今回の主走査が開始される時点から、つぎの回の主走査
が開始する時点まで、副走査が等速で行われるように前
記走査装置を制御するマーキング装置の制御装置。
【請求項８】前記主走査の速度が所定のしきい値以
上になった場合に、前記副走査を等速で行う請求項７記
載のマーキング装置の制御装置。
【請求項９】前記副走査の速度は、１回の主走査に
要する時間と、前記表示画面を主走査する回数と、表示
画面のＹ方向の長さとによって、決定される請求項７記
載のマーキング装置の制御装置。
【請求項１０】前記主走査する回数は、前記表示画
面に照射される光の径と、前記表示画面のＹ方向の長さ
とによって、決定される請求項９記載のマーキング装置
の制御装置。
【請求項１１】刻印すべきパターンを表す原画像
を、所定サイズの画像に複数に分割し、液晶マスク上に
前記複数の分割画像を１画像ごとに順次表示させる表示
切換装置と、前記マスクの表示画面に光を照射させると
ともに、該照射された光を前記表示画面上においてＸ方
向に所定の速度で主走査し、かつ前記Ｘ方向と垂直なＹ
方向に所定の速度で副走査する走査装置と、前記マスク
に表示された分割画像のパターンをワーク上の対応箇所
に刻印させるよう、前記マスクを透過した光のワーク上
への照射位置をＸ方向およびＹ方向に移動させる駆動装
置とを有し、前記表示切換装置、前記走査装置および前
記駆動装置を制御することにより前記ワーク上に前記原
画像のパターンを刻印するようにしたマーキング装置の
制御装置において、前記駆動装置による前記照射位置のＸ方向移動時間およ
びＹ方向移動時間のうち、移動時間が大きい移動方向の
移動回数が最少となるように、分割画像の表示切換順序
を決定し、該決定した表示切換順序で分割画像の切換を
行うよう前記走査装置を制御するとともに、前記決定し
た表示切換順序に対応する照射位置の移動が行われるよ
うに前記駆動装置を制御するマーキング装置の制御装
置。
【請求項１２】刻印すべきパターンを表す原画像
を、所定サイズの画像に複数に分割し、液晶マスク上に
前記複数の分割画像を１画像ごとに順次表示させる表示
切換装置と、前記マスクの表示画面に光を照射させると
ともに、該照射された光を前記表示画面上においてＸ方
向に所定の速度で主走査し、かつ前記Ｘ方向と垂直なＹ
方向に所定の速度で副走査する走査装置と、前記マスク
に表示された分割画像のパターンをワーク上の対応箇所
に刻印させるよう、前記マスクを透過した光のワーク上
への照射位置をＸ方向およびＹ方向に移動させる駆動装
置とを有し、前記表示切換装置、前記走査装置および前
記駆動装置を制御することにより前記ワーク上に前記原
画像のパターンを刻印するようにしたマーキング装置の
制御装置において、前記走査装置によって１画面の全走査が終了した時点の
副走査位置より、つぎに走査すべき表示画面の走査が開
始されるように前記走査装置を制御するマーキング装置
の制御装置。
【請求項１３】刻印すべきパターンを表す原画像
を、所定サイズの画像に複数に分割し、液晶マスク上に
前記複数の分割画像を１画像ごとに順次表示させる表示
切換装置と、前記マスクの表示画面に光を照射させると
ともに、該照射された光を前記表示画面上においてＸ方
向に所定の速度で主走査し、かつ前記Ｘ方向と垂直なＹ
方向に所定の速度で副走査する走査装置と、前記マスク
に表示された分割画像のパターンをワーク上の対応箇所
に刻印させるよう、前記マスクを透過した光のワーク上
への照射位置をＸ方向およびＹ方向に移動させる駆動装
置とを有し、前記表示切換装置、前記走査装置および前
記駆動装置を制御することにより前記ワーク上に前記原
画像のパターンを刻印するようにしたマーキング装置の
制御装置において、前記パターンが前記原画像上で、上下にまたは左右に分
離されている場合に、前記原画像から分離パターンごと
に当該分離パターンに外接する領域の画像を取り出して
前記外接領域画像を前記所定サイズの画像に複数に分割
するとともに、第１の分離パターンに対応する外接領域
画像の全分割画像について表示切換を行った後に、第２
の分離パターンに対応する外接領域画像の全分割画像に
ついて表示切換を行う第１の切換順序による表示切換を
行った場合の、前記駆動装置による照射位置移動の時間
と、前記第１の分離パターンに対応する外接領域画像の
分割画像と前記第２の分離パターンに対応する外接領域
画像の分割画像との間で少なくとも２回の表示切換を行
う第２の切換順序による表示切換を行った場合の、前記
駆動装置による照射位置移動の時間とを比較し、この比
較の結果、照射位置移動時間が小さい方の切換順序で分
割画像の表示切換が行われるように前記表示切換装置を
制御するとともに、前記切換順序に対応する照射位置の
移動が行われるように前記駆動装置を制御するマーキン
グ装置の制御装置。
【請求項１４】前記第１および第２の分離パターン
に対応する外接領域画像ごとに、原画像上における座標
位置を求め、前記マスクに表示される分割画像が、前記
第１または第２の分離パターンに対応する外接領域画像
における分割画像から他方の分離パターンに対応する外
接領域画像における分割画像に切り換えられる際に、前
記第１の分離パターンに対応する外接領域画像の座標位
置と前記第２の分離パターンに対応する外接領域画像の
座標位置とに基づいて前記透過光の照射位置移動量を演
算し、該演算した移動量だけ前記駆動装置を駆動させ、
前記原画像のパターンをワーク上に刻印するようにした
請求項１３記載のマーキング装置の制御装置。
【請求項１５】前記第１の分離パターンに対応する
第１の外接領域画像の座標位置と、前記第２の分離パタ
ーンに対応する第２の外接領域画像の座標位置と、前記
第１の外接領域画像のＸ方向における分割画像による分
割数と、該第１の画像のＹ方向における分割画像による
分割数と、前記第２の外接領域画像のＸ方向における分
割画像による分割数と、該第２の画像のＹ方向における
分割画像による分割数と、前記分割画像のＸ方向の長さ
と、該分割画像のＹ方向の長さとに基づいて、前記第１
の切換順序による表示切換を行った場合の、前記駆動装
置による照射位置移動時間を演算するとともに、前記第
２の切換順序による表示切換を行った場合の、前記駆動
装置による照射位置移動時間を演算するようにした請求
項１４記載のマーキング装置の制御装置。