JP4205278B2 - レーザマーカのレーザ駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射してそのマーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうようにしたレーザマーカのレーザ駆動装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
レーザマーカはレーザ光源から出射されるレーザ光を対象物に照射して所望の文字やパターンなどをマークキングするものである。マーキングの品質を一定のレベル以上に保つためには、レーザ光の出力レベルを一定に保持する必要がある。この場合、一般に、ＡＰＣ（Automatic Power Control ）回路によりレーザダイオードへの制御を光出力が一定となるように制御することが行なわれている。
【０００３】
図７に示すものはその一例である。半導体レーザ素子１は、レーザダイオード１ａと出力モニタ用のフォトダイオード１ｂとが一体に実装され、レーザ光の出力レベルをモニタできる構成とされている。レーザダイオード１ａは、直流電源Ｖｃｃから抵抗２およびトランジスタ３を介して通電され、トランジスタ３はレーザ駆動回路４により制御される。フォトダイオード１ｂは直流電源Ｖｃｃから検出抵抗５を通じて受光した光の量に応じた電流が流れ、これが検出抵抗５の端子電圧となる。
【０００４】
検出抵抗５の端子電圧は出力検出回路６により検出される。その検出レベルに基づいて充放電回路７に設定信号が出力される。充放電回路７は、サンプリングスイッチ８を介してコンデンサ９に充電するかもしくはコンデンサ９の電荷の放電を行なって端子電圧を制御するレベルに設定する。サンプリングスイッチ８は、定出力制御回路１０によりオンオフの制御が行なわれる。
【０００５】
コンデンサ９の端子電圧は差動増幅回路１１の非反転入力端子に入力され、反転入力端子には直流電源１２から電圧基準レベルが設定入力される。電圧基準レベルは、レーザダイオード１ａによるレーザ光の出力レベルに相当する電圧として設定される。
【０００６】
定出力制御回路１０は、レーザ駆動回路４を駆動してレーザダイオード１ａに通電すると、そのレーザ光の出射方向と反対の方向に出る光をフォトダイオード１ｂによりモニタしてその光出力に相当する検出抵抗５の電圧レベルを出力検出回路６により検出する。充放電回路７は、コンデンサ９の端子電圧を検出レベルに応じた電圧に設定するために、充電もしくは放電のレベルを設定する。
【０００７】
定出力制御回路１０は、所定時間毎に光吸収体駆動装置１３を光吸収位置に駆動してからサンプリングスイッチ８を一定時間だけオンさせてコンデンサ９の充電あるいは放電を行い、現在のレーザ光の出力レベルに対して設定すべき光出力に相当する端子電圧に設定する。差動増幅器１１は、直流電源１２の入力レベルとコンデンサ９の端子電圧との差の電圧を出力する。
【０００８】
これにより、レーザ駆動回路４は、設定すべきレーザ光の出力レベルとなるようにトランジスタ３の駆動条件を変更設定し、サンプリングしたレーザ光のレベルに基づいた制御が行われる。マーキング動作は、常に一定の光出力で行われるから、品質の高いマーキングを行うことができるようになる。なお、コンデンサ９は、設定すべきレベルをホールドするように機能しているが、時間の経過と共に自然放電するから、一定時間毎に上述のサンプリングを行ってレーザ光の出力レベルを調整する。
【０００９】
一方、このようにレーザ光のモニタを行わずに一定電流で駆動する方式のものもある。これは、レーザダイオードの出力が変動してもこれを許容する程度のマーキング動作を行うような場合に用いる。これにより、サンプリングを不要として簡単な回路構成でレーザの駆動制御を行うようにしたものである。
【００１０】
例えば、図８に示すものがある。これは、レーザ光出力のモニタ用のフォトダイオード１ｂを用いないでレーザダイオード１ａを定電流で駆動する。前述した差動増幅回路１１には、増幅器１４に入力される直流電源１５の基準電圧を可変抵抗器１６で調整して設定する電流値に相当する補正電圧を与える。これにより差動増幅器１１は、レーザダイオード１ａに対して常に一定の電流を供給するようになり発光動作を行う。
【００１１】
しかしながら、上述の構成のものでは、それぞれのものにおいて次のような面で使用に際してその効果を十分に発揮できなくなる場合がある。すなわち、前者の光出力を一定に制御する方法では、サンプリングを行う際にフォトダイオード１ｂがマーキング対象物からの反射光を受光することによる光出力の検出誤差をなくすために、光吸収体を設けてサンプリング中はマーキング対象物への照射を中断している。また、このようなサンプリング動作は、所定時間毎に行う必要があるため、その間はマーキング動作が中断されることになる。したがって、一定の光出力で精度良くマーキング動作を実施できる代わりに、マーキングの速度をある程度以上に高くすることが難しい面がある。
【００１２】
一方、後者の定電流で駆動する場合には、上述の場合と異なりサンプリングを不要としていることから高速でマーキング動作を行えるが、電源投入時からの時間の経過に伴う素子の温度変化（短時間の変動）や経時劣化（長時間の変動）などの原因で、レーザダイオードに一定電流を供給しても一定の光出力を保持できず（図９参照）、光量が低下してくるという面がある。
【００１３】
これにより、初期的に設定している電流値では、最初のうちはマーキングが確実に行われるが、光出力が低下するにつれてマーキングがかすれて来たりする場合があり、マーキング品質を重視するマーキング動作を行なう場合には使用することができないことになる。
【００１４】
また、このような定電流出力制御の場合に、経時劣化で光出力が低下した場合には、例えば、増幅器１４の可変抵抗器１６を調整することも可能であるが、この場合に、マーキング動作を行うレーザダイオードが赤外光を出力する場合には、肉眼で見ることができず、また出力調整も簡単にはできないので、調整に時間を要してしまう。
【００１５】
このことは、マーキング対象物へのマーキングの内容が、例えば社名のロゴや使用者に良く見える部分に位置するマークなどの場合には高品質のマーキングが要求されることから定出力でのマーキング動作が必要となり、一方、製造番号や製造年月日などのように認識できれば良い程度のマーキングにおいては、定出力で品質の良いマーキングをすることよりも、迅速なマーキング動作が要求されることから、定電流での駆動が向いている。
【００１６】
しかしながら、マーキング対象物によっては、上記した両方の種類のマーキングを行う必要がある場合もあり、そのために両方のタイプのレーザマーカを備えることは、装置の配置上の点や製造コストの点でなかなか採用することも難しく、どちらかの方式で制約を受けながら兼用して実施しているのが実情であった。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、１台の装置によりレーザ光によるマーキング動作を高速マーキング動作および高品質マーキング動作のいずれも実施することができるようにしたレーザマーカのレーザ駆動装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射して該マーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうレーザマーカのレーザ駆動装置を対象とするものであり、
前記レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるように前記レーザダイオードの駆動電流を制御することが可能な定出力回路と、
前記レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御が可能な定電流回路と、
前記外部操作可能な切換操作部と、
この切換操作部の切換操作に応じて前記レーザダイオードに対する駆動制御を前記定出力回路もしくは前記定電流回路のいずれかを選択的に設定する切換回路とを設けたところに特徴を有する。
【００１９】
上記構成のレーザマーカのレーザ駆動装置によれば、定出力回路により、レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるようにレーザダイオードの駆動電流を制御することができ、定電流回路により、レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御ができ、切換操作部の切換操作により、切換回路を切り換えてレーザダイオードに対する駆動制御を定出力回路もしくは定電流回路のいずれかを選択的に設定することができるので、一台の装置を配設するだけで、レーザマーカによるマーキング動作を、定出力回路による定出力制御で動作させたり、定電流回路による定電流制御で動作させることができ、これによって、マーキングの用途に応じて切換スイッチを切換操作するだけで簡単に両方のマーキング動作を行うことができる。設置場所も一台分で良くしかも一台設けるだけで良いので、コストも低減できる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、
レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射して該マーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうレーザマーカのレーザ駆動装置を対象とするものであり、
前記レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるように前記レーザダイオードの駆動電流を制御することが可能な定出力回路と、
前記レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御が可能な定電流回路と、
前記マーキング対象物の移動速度を検出する速度検出手段と、
この速度検出手段により検出される前記マーキング対象物の移動速度が所定速度以下のときに前記レーザダイオードに対する駆動制御を前記定出力回路により行なわせ、所定速度を超えるときには前記定電流回路により行なうように切換設定する動作モード設定回路とを設けたところに特徴を有する。
【００２１】
上記構成のレーザマーカのレーザ駆動装置によれば、上述の切換動作を速度検出手段と動作モード設定回路とにより自動的に行うことができる。レーザマーカに対してベルトコンベアなどに載置された状態で移動されてくるマーキング対象物の移動速度を速度検出手段により検出し、動作モード設定回路により、マーキング対象物の移動速度が所定速度以下のときには定出力回路により行なわせ、所定速度を超えるときには定電流回路により行なうように切換設定することができる。
【００２２】
これにより、マーキング対象物の移動速度が遅い場合には、高品質のマーキング動作を行うことができ、速い場合には定電流回路により高速マーキング動作を行わせることができる。換言すれば、マーキング対象物の移動速度をマーキングの内容に応じて切り換えることにより自動的にマーキングモードもそれに適合した方に自動的に選択設定されるのである。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、
上記請求項２に記載の発明において、
前記速度検出手段を、前記マーキング対象物の２点間の移動時間を測定することにより検出するように構成したところに特徴を有する。
【００２４】
上記構成のレーザマーカのレーザ駆動装置によれば、マーキング対象物の移動速度を２点間の移動時間により検出するので、簡単な構成でその移動速度を検出することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。この実施形態におけるレーザマーカは、ベルトコンベアなどをマーキング対象物Ｍが順次搬送されてくるラインＬに設置され、所定位置に来るとこれを認識してあらかじめ記憶された文字や図形あるいは記号などをレーザ光を照射してマーキング動作をするものである。
【００２６】
電気的構成を示す図１において、レーザ光源としての半導体レーザ素子２１は、レーザダイオード２１ａとレーザ光モニタ用のフォトダイオード２１ｂが一体に実装されたものである。レーザダイオード２１ａは、直流電源Ｖｃｃから抵抗２２および駆動用トランジスタ２３を介して通電される。駆動用トランジスタ２３は、レーザ駆動回路２４からベースに駆動信号が与えられる。このレーザ駆動回路２４は、後述するように、レーザダイオード２１ａの光出力が一定となるように駆動信号を出力する。
【００２７】
また、フォトダイオード２１ｂは、直流電源Ｖｃｃからバイアスが与えられ、直列に接続された検出抵抗２５によりレーザ光の出力レベルを電圧値として検出するように接続されている。レーザ出力検出回路２６は、比較回路２７と基準電圧を出力する基準電源２８とから構成される。比較回路２７は抵抗２５の端子に現れる検出電圧ＶR を基準電圧ＶP と比較してその比較結果を充放電回路２９に出力する。
【００２８】
充放電回路２９は、２個の定電流源３０ａ，３０ｂを直流電源端子Ｖｃｃに直列に接続して構成されるもので、比較回路２７の出力が定電流源３０ａにはインバータ回路３１を介して入力され、定電流源３０ｂには直接入力される。これにより、比較回路２７の比較結果として検出電圧ＶR が基準電圧ＶP 以上であるときには定電流回路３０ｂに駆動出力が与えられ、出力端子から電流を引くように放電経路を形成する。また、検出電圧ＶR が基準電圧ＶP 以下であるときには定電流回路３０ａに駆動出力が与えられう、出力端子から電流を出力して充電経路を形成する。
【００２９】
充放電回路２９の出力端子は、サンプリングスイッチ３２を介してコンデンサ３３の一端子に接続されている。サンプリングスイッチ３２は、オフ状態がホールド状態の設定であり、オン状態がサンプリング状態の設定である。コンデンサ３３は、他端子がアースされていてサンプリングスイッチ３２がオンされているサンプリング期間中に充放電回路２９から充電もしくは放電が行われるもので、モニタしたレーザ光の出力に応じた端子電圧に設定される。このコンデンサ３３の一端子は切換回路としての切換スイッチ３４を介して差動増幅器３５の非反転入力端子に接続されている。
【００３０】
差動増幅回路３５の反転入力端子には基準電圧を設定する基準電源３６が接続されている。差動増幅回路３５は、非反転入力端子に入力される入力電圧ＶC と基準電圧ＶL との差の電圧に相当する電圧を制御出力としてレーザ駆動回路２４に出力する。
【００３１】
切換スイッチ３４は、切換回路として機能するもので、外部操作可能な切換操作部としての操作部３７の操作入力に応じて切換動作が行われる。この切換スイッチ３４の一方の切換端子３４ａには上述したコンデンサ３３の一端子が接続され、他方の切換端子３４ｂには定電流設定回路３８の出力端子が接続されている。定電流設定回路３８は、前述の基準電源２８の基準電圧ＶP が入力されるようになっており、これが定電流値として設定される入力となる。また、定電流回路３８には出力調整用の可変抵抗器３９が設けられている。
【００３２】
出力制御回路４０は、レーザダイオード２１ａを定出力動作モードで制御する場合に用いるもので、切換スイッチ３４の設定状態が設定信号として入力されるように設けられている。出力制御回路４０は、前述のサンプリングスイッチ３２をオンオフ制御してレーザダイオード２１ａの出力レベルをサンプリングすると共に、このサンプリング時にレーザダイオード２１ａのレーザ光がマーキング対象物に照射されないようにする光吸収体を配置するための光吸収体駆動装置４１に制御信号を出力する。
【００３３】
なお、上述の構成において、レーザ出力検出回路２６、充放電回路２９、サンプリングスイッチ３２およびコンデンサ３３を用いた構成を、定出力回路としてのＡＰＣ（Automatic Power Control ）回路４２とし、定電流設定回路３８を用いた構成を、定電流回路としてのＣＣＣ（Constant Current Control）回路４３としている。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について図２および図３も参照して説明する。
まず、マーキング対象物Ｍへのマーキングの内容に応じて操作部３７を切換操作することにより切換スイッチ３４をＡＰＣ回路４２側に接続するか、あるいはＣＣＣ回路４３側に接続するかのいずれかを選択して設定する。
【００３５】
例えば、マーキング動作の内容が社名を示すロゴマークや製品の表面に良く見えるように配置されたマークや文字などの場合には、精度の良い高品質なマーキングが必要であるから、ＡＰＣ回路４２が選択設定される。また、ロット番号や製造年月日などの認識できれば良いといった程度のマーキングの品質で許容されると共に、それよりもマーキングの速度を高めてスループットを上げたい場合にはＣＣＣ回路４３が選択設定される。
【００３６】
そして、切換スイッチ３４がいずれの状態に設定されているかは、出力制御回路４０により判定される。図２に示すフローチャートはその内容を示すもので、出力制御回路４０は、切換スイッチ３４からの設定信号を入力してＡＰＣ側に設定されているか否かを判断し（ステップＳ１）、「ＹＥＳ」の場合にはＡＰＣ動作モードに設定してメインプログラムにリターンする。「ＮＯ」の場合にはそのままリターンする。
【００３７】
まず、ＡＰＣ動作モードに設定されている場合の動作内容について説明する。この場合には、出力制御回路４０は、図３に示すプログラムのフローチャートに従って制御を行う。レーザ駆動回路２４に電源が供給されると、所定の駆動信号をトランジスタ２３に出力してレーザダイオード２１ａに所定の電流を供給するようになる。これにより、レーザダイオード２１ａは所定周波数でパルス点灯され、マーキング対象物側へレーザ光が出射されると共に、反対側のフォトダイオード２１ｂ側に出射されるようになる。
【００３８】
マーキング動作に先だって、出力制御回路４０は、図示しない光吸収体を光吸収位置に移動させるべく光吸収体駆動装置４１に駆動信号を出力する（ステップＱ１）。これにより、マーキング対象物Ｍへ向けて出射されたレーザ光は光吸収体により吸収されてマーキング対象物Ｍ側へのレーザ光は遮断される。したがって、マーキング対象物Ｍのマーキング面の反射率にかかわらず反射光はなくなり、フォトダイオード２１ｂへ入射するレーザ光はレーザダイオード２１ａから直接入射される成分のみとなり、レーザ光の出力レベルに相当する光量が入射するようになる。
【００３９】
この状態では、レーザ光の出射レベルに相当する光電流がフォトダイオード２１ｂに流れるので、検出抵抗２５にはその電流に相当する検出電圧ＶR が発生し、比較回路２７に入力される。比較回路２７は、検出電圧ＶR を基準電圧ＶP と比較して、検出電圧ＶＲが基準電圧ＶＰよりも大きい場合には（ＶR ＞ＶP ）、ハイレベルの信号を出力して定電流回路３０ａをオフ状態とすると共に定電流回路３０ｂをオン状態とする。これにより、サンプリングスイッチ３２がオンされると、コンデンサ３３は充電されている電荷を定電流回路３０ｂを介して放電するように経路が形成される。
【００４０】
また、比較回路２７は、検出電圧ＶＲが基準電圧ＶＰよりも小さい場合には （ＶR ＜ＶP ）、ロウレベルの信号を出力して定電流回路３０ａをオン状態とすると共に定電流回路３０ｂをオフ状態とする。これにより、サンプリングスイッチ３２がオンされると、コンデンサ３３は定電流回路３０ａから充電されるように経路が形成される。
【００４１】
次に、出力制御回路４０は、サンプリングスイッチ３２をオンさせて充放電回路２９によりコンデンサ３３に充電もしくは放電の動作を行わせる（ステップＱ２）。これにより、コンデンサ３３の端子電圧ＶC がレーザ光の出力レベルが所定より大きい場合には低くなるように設定され、レーザ光の出力レベルが所定よりも小さい場合には高くなるように設定される（ステップＱ３）。この結果、差動増幅回路３５は、レーザ駆動回路２４に対して、基準電圧ＶL との差に応じた出力信号を与えて所定レベルのレーザ光が出力されるようになる。
【００４２】
続いて、出力制御回路４０は、所定時間が経過するとサンプリングスイッチ３２をオフさせてコンデンサ３３の端子電圧ＶC を固定し（ステップＱ４）、この後、タイマ動作を開始する（ステップＱ５）と共に、光吸収体を待機位置に戻すべく光吸収体駆動装置４１に制御信号を出力する（ステップＱ６）。この結果、レーザダイオード２１ａからは、あらかじめ設定された基準レベルに相当する一定レベルのレーザ光が出射されるようになる。
【００４３】
出力制御回路４０は、入力されているマーキングデータに基づいて、レーザ光をスキャンさせてマーキング動作を行う（ステップＱ７）。マーキング動作を継続しながら、タイマ時間Ｔが経過したか否かを判断し（ステップＱ８）、「ＹＥＳ」になると、出力制御回路４０は、いまマーキング動作をしている線素のマーキングが終了したか否かを判断し（ステップＱ９）、終了していない場合には終了を待ってから（ステップＱ９からＱ７，Ｑ８，Ｑ９を繰り返し実行）、ステップＱ１０に移行する。そして、全てのマーキング線素のマーキングが終了していなければ（ステップＱ１０）、再びステップＱ１に戻り、上述の動作を繰り返し実行する。
【００４４】
上述の場合、マーキング動作をしている線素とは、レーザ光によりマーキングを行なう１つのまとまった動作単位として設定されるものであり、例えば、そのマーキング対象物Ｍにマーキングする文字や図柄などの部分的なマーキングの始点から終点までの範囲とされたり、あるいは一筆書きで連続的に描かれる部分とされるなど、そこで中断してもマーキングのずれなどを発生する可能性を非常に低くすることができるマーキングの単位である。
【００４５】
これにより、タイマ時間Ｔが経過する毎にマーキング動作の線素がマーキング終了した時点でレーザダイオード２１ａのレーザ光の出力レベルがサンプリングにより再設定され、再び所定の出力レベルで駆動されるようになる。したがって、起動してからの温度変動や経時劣化などによるレーザ光の出力特性の変動がある場合でも常に一定レベルのレーザ光が出射されてマーキングを高品質で実施することができるようになる。
【００４６】
なお、このようなサンプリングを繰り返し行うのは、コンデンサ３３の充電電荷が、時間の経過と共に自然放電するからであり、その時間間隔は数百ミリ秒から１秒程度（例えば５００ｍｓ程度）であり、サンプリング動作を行っている時間つまりサンプリング時間は数十ミリ秒（例えば２５ｍｓ程度）である。そして、このサンプリング期間中は、前述のようにレーザダイオード２１ａから出力されるレーザ光は光吸収体により吸収させるので、この間はマーキング動作が中断している。
【００４７】
次に、ＣＣＣ回路４３が選択されて定電流動作を行う場合について簡単に説明する。この場合には、定電流設定回路３８により基準電圧ＶP に相当する一定電流を出力するように差動増幅器３５に制御信号が出力される。これにより、レーザ駆動回路２４は常に一定電流を供給するように動作する。
【００４８】
これにより、レーザダイオード２１ａは、常に一定電流で駆動されるようになり、経時的な変動は多少あるものの比較的安定したレーザ光を出力するようになる。この場合には、サンプリング動作がないので、マーキング動作が中断することなく高速で実施させることができるようになる。
【００４９】
このような本実施例によれば、切換スイッチ３２を設けて操作部３７により外部から切換操作を行うことにより、ＡＰＣ回路４２とＣＣＣ回路４３とを選択設定することができるようにしたので、マーキング対象物へのマーキングの内容や重要度などに応じて使用者が適宜所望の動作モードを選択設定することができ、一台の装置を設けるだけで両動作モードを実施することができる。また、全体構成は、重複する回路構成を兼用したコンパクトな構成とすることができ、省スペース化を図ることができると共に、低コスト化を図ることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図４ないし図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
この実施形態においては、前述の切換スイッチ３４を操作部３７により手動で切換設定するのではなく、マーキング対象物Ｍの移動速度に応じて自動的に動作モードを判断して切換設定するようにしたものである。
【００５１】
したがって、この実施形態においては、図４に示すように、操作部３７に代えて、動作モード設定回路としても機能する出力制御回路４４が設けられている。また、マーキング対象物Ｍの移動速度Ｖを検出する速度検出手段としての速度検出部４５が設けられている。
【００５２】
速度検出部４５は、例えば、図５に示すように、マーキング対象物Ｍが流れるラインＬの移動速度Ｖを２点間の移動時間で検出するように設けられている。ラインＬに沿って２個の位置検出センサ４６，４７が所定間隔ｄだけ離した位置に配設されており、マーキング対象物Ｍが、位置検出センサ４６，４７のそれぞれの位置Ｍ（ｔｏ），Ｍ′（ｔ１）に時刻ｔｏ，ｔ１で到達すると、時刻ｔｏからｔ１までの時間をカウントして出力制御回路４４に検出信号を与える。
【００５３】
出力制御回路４０は、図６に示すプログラムのフローチャートに従って、マーキング対象物Ｍの移動速度Ｖを算出して動作モードを設定する。まず、出力制御回路４４は、速度検出部４５から検出時間データｔが入力されると、これからマーキング対象物Ｍの移動速度Ｖ（＝ｄ／ｔ）を算出する（ステップＲ１）。
【００５４】
次に、出力制御回路４４は、算出された移動速度Ｖの値が切換レベルを設定する所定の速度Ｖｏよりも大きいか否かを判断し（ステップＲ２）、「ＹＥＳ」の場合には、定電流動作モードつまりＣＣＣ回路４３を選択するように切換スイッチ３４を切換設定し（ステップＲ３）、「ＮＯ」の場合にはＡＰＣ動作モードつまりＡＰＣ回路４２を選択するように切換スイッチ３４を切換設定する（ステップＲ４）。
【００５５】
なお、ＡＰＣ回路４２を選択設定した場合には、出力制御回路４４は、第１の実施形態と同様にしてＡＰＣ動作の制御を行う。この結果、ラインＬを流れるマーキング対象物Ｍの移動速度に応じたマーキング動作を自動的に設定して実施することができるようになる。これは、例えば、使用者がラインＬの移動速度を設定しておくことで、マーキング対象物Ｍのマーキング動作モードを誤って逆に指定した場合でも、これを自動的にキャンセルして適切な方に設定してマーキング動作を行わせることができるようになる。
【００５６】
このような第２の実施形態によれば、速度検出部４５を設けてマーキング対象物Ｍの移動速度Ｖを検出し、出力制御回路４４によりその移動速度Ｖが所定速度Ｖｏよりも速い場合にはＣＣＣ動作モードに設定し、所定速度Ｖｏよりも遅い場合にはＡＰＣ動作モードに設定してマーキング動作を行なわせるようにしたので、マーキング対象物ＭのラインＬを移動する速度に応じて自動的にマーキング動作モードを設定することができ、これによって、移動速度Ｖが速い場合にはマーキング動作を高速で実行でき、移動速度Ｖが遅い場合にはマーキング動作を高品質で実行させることができる。
【００５７】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
速度検出手段は、ラインＬのコンベアの回転軸の回転速度をエンコーダなどにより検出して移動速度Ｖを検出することもできる。
レーザ光をモニタするためのフォトダイオード２１ｂを一体に内蔵した半導体レーザ装置２１を用いたが、モニタ用の光検出器を別途に設けて検出する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電気的構成図
【図２】出力制御回路の制御プログラムのフローチャート
【図３】出力制御回路のＡＰＣ動作のフローチャート
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図５】速度検出部の説明図
【図６】図２相当図
【図７】従来例を示す図１相当図
【図８】異なる従来例を示す図１相当図
【図９】レーザダイオードの光出力の経時変化を示す図
【符号の説明】
２１は半導体レーザ素子、２１ａはレーザダイオード、２１ｂはフォトダイオード、２４はレーザ駆動回路、２６は出力検出回路、２７は比較回路、２８は基準電源、２９は充放電回路、３０ａ，３０ｂは定電流回路、３２はサンプリングスイッチ、３３はコンデンサ、３４は切換スイッチ（切換回路）、３５は差動増幅器、３６は基準電源、３７は操作部（切換操作部）、３８は定電流制御回路、４０は出力制御回路、４１は光吸収体駆動装置、４２はＡＰＣ回路（定出力回路）、４３はＣＣＣ回路（定電流回路）、４４は出力制御回路（動作モード設定回路）、４５は速度検出回路（速度検出手段）、４６，４７は位置検出センサである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射してそのマーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうようにしたレーザマーカのレーザ駆動装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
レーザマーカはレーザ光源から出射されるレーザ光を対象物に照射して所望の文字やパターンなどをマークキングするものである。マーキングの品質を一定のレベル以上に保つためには、レーザ光の出力レベルを一定に保持する必要がある。この場合、一般に、ＡＰＣ（Automatic Power Control ）回路によりレーザダイオードへの制御を光出力が一定となるように制御することが行なわれている。
【０００３】
図７に示すものはその一例である。半導体レーザ素子１は、レーザダイオード１ａと出力モニタ用のフォトダイオード１ｂとが一体に実装され、レーザ光の出力レベルをモニタできる構成とされている。レーザダイオード１ａは、直流電源Ｖｃｃから抵抗２およびトランジスタ３を介して通電され、トランジスタ３はレーザ駆動回路４により制御される。フォトダイオード１ｂは直流電源Ｖｃｃから検出抵抗５を通じて受光した光の量に応じた電流が流れ、これが検出抵抗５の端子電圧となる。
【０００４】
検出抵抗５の端子電圧は出力検出回路６により検出される。その検出レベルに基づいて充放電回路７に設定信号が出力される。充放電回路７は、サンプリングスイッチ８を介してコンデンサ９に充電するかもしくはコンデンサ９の電荷の放電を行なって端子電圧を制御するレベルに設定する。サンプリングスイッチ８は、定出力制御回路１０によりオンオフの制御が行なわれる。
【０００５】
コンデンサ９の端子電圧は差動増幅回路１１の非反転入力端子に入力され、反転入力端子には直流電源１２から電圧基準レベルが設定入力される。電圧基準レベルは、レーザダイオード１ａによるレーザ光の出力レベルに相当する電圧として設定される。
【０００６】
定出力制御回路１０は、レーザ駆動回路４を駆動してレーザダイオード１ａに通電すると、そのレーザ光の出射方向と反対の方向に出る光をフォトダイオード１ｂによりモニタしてその光出力に相当する検出抵抗５の電圧レベルを出力検出回路６により検出する。充放電回路７は、コンデンサ９の端子電圧を検出レベルに応じた電圧に設定するために、充電もしくは放電のレベルを設定する。
【０００７】
定出力制御回路１０は、所定時間毎に光吸収体駆動装置１３を光吸収位置に駆動してからサンプリングスイッチ８を一定時間だけオンさせてコンデンサ９の充電あるいは放電を行い、現在のレーザ光の出力レベルに対して設定すべき光出力に相当する端子電圧に設定する。差動増幅器１１は、直流電源１２の入力レベルとコンデンサ９の端子電圧との差の電圧を出力する。
【０００８】
これにより、レーザ駆動回路４は、設定すべきレーザ光の出力レベルとなるようにトランジスタ３の駆動条件を変更設定し、サンプリングしたレーザ光のレベルに基づいた制御が行われる。マーキング動作は、常に一定の光出力で行われるから、品質の高いマーキングを行うことができるようになる。なお、コンデンサ９は、設定すべきレベルをホールドするように機能しているが、時間の経過と共に自然放電するから、一定時間毎に上述のサンプリングを行ってレーザ光の出力レベルを調整する。
【０００９】
一方、このようにレーザ光のモニタを行わずに一定電流で駆動する方式のものもある。これは、レーザダイオードの出力が変動してもこれを許容する程度のマーキング動作を行うような場合に用いる。これにより、サンプリングを不要として簡単な回路構成でレーザの駆動制御を行うようにしたものである。
【００１０】
例えば、図８に示すものがある。これは、レーザ光出力のモニタ用のフォトダイオード１ｂを用いないでレーザダイオード１ａを定電流で駆動する。前述した差動増幅回路１１には、増幅器１４に入力される直流電源１５の基準電圧を可変抵抗器１６で調整して設定する電流値に相当する補正電圧を与える。これにより差動増幅器１１は、レーザダイオード１ａに対して常に一定の電流を供給するようになり発光動作を行う。
【００１１】
しかしながら、上述の構成のものでは、それぞれのものにおいて次のような面で使用に際してその効果を十分に発揮できなくなる場合がある。すなわち、前者の光出力を一定に制御する方法では、サンプリングを行う際にフォトダイオード１ｂがマーキング対象物からの反射光を受光することによる光出力の検出誤差をなくすために、光吸収体を設けてサンプリング中はマーキング対象物への照射を中断している。また、このようなサンプリング動作は、所定時間毎に行う必要があるため、その間はマーキング動作が中断されることになる。したがって、一定の光出力で精度良くマーキング動作を実施できる代わりに、マーキングの速度をある程度以上に高くすることが難しい面がある。
【００１２】
一方、後者の定電流で駆動する場合には、上述の場合と異なりサンプリングを不要としていることから高速でマーキング動作を行えるが、電源投入時からの時間の経過に伴う素子の温度変化（短時間の変動）や経時劣化（長時間の変動）などの原因で、レーザダイオードに一定電流を供給しても一定の光出力を保持できず（図９参照）、光量が低下してくるという面がある。
【００１３】
これにより、初期的に設定している電流値では、最初のうちはマーキングが確実に行われるが、光出力が低下するにつれてマーキングがかすれて来たりする場合があり、マーキング品質を重視するマーキング動作を行なう場合には使用することができないことになる。
【００１４】
また、このような定電流出力制御の場合に、経時劣化で光出力が低下した場合には、例えば、増幅器１４の可変抵抗器１６を調整することも可能であるが、この場合に、マーキング動作を行うレーザダイオードが赤外光を出力する場合には、肉眼で見ることができず、また出力調整も簡単にはできないので、調整に時間を要してしまう。
【００１５】
このことは、マーキング対象物へのマーキングの内容が、例えば社名のロゴや使用者に良く見える部分に位置するマークなどの場合には高品質のマーキングが要求されることから定出力でのマーキング動作が必要となり、一方、製造番号や製造年月日などのように認識できれば良い程度のマーキングにおいては、定出力で品質の良いマーキングをすることよりも、迅速なマーキング動作が要求されることから、定電流での駆動が向いている。
【００１６】
しかしながら、マーキング対象物によっては、上記した両方の種類のマーキングを行う必要がある場合もあり、そのために両方のタイプのレーザマーカを備えることは、装置の配置上の点や製造コストの点でなかなか採用することも難しく、どちらかの方式で制約を受けながら兼用して実施しているのが実情であった。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、１台の装置によりレーザ光によるマーキング動作を高速マーキング動作および高品質マーキング動作のいずれも実施することができるようにしたレーザマーカのレーザ駆動装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射して該マーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうレーザマーカのレーザ駆動装置を対象とするものであり、
前記レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるように前記レーザダイオードの駆動電流を制御することが可能な定出力回路と、
前記レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御が可能な定電流回路と、
前記外部操作可能な切換操作部と、
この切換操作部の切換操作に応じて前記レーザダイオードに対する駆動制御を前記定出力回路もしくは前記定電流回路のいずれかを選択的に設定する切換回路とを設けたところに特徴を有する。
【００１９】
上記構成のレーザマーカのレーザ駆動装置によれば、定出力回路により、レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるようにレーザダイオードの駆動電流を制御することができ、定電流回路により、レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御ができ、切換操作部の切換操作により、切換回路を切り換えてレーザダイオードに対する駆動制御を定出力回路もしくは定電流回路のいずれかを選択的に設定することができるので、一台の装置を配設するだけで、レーザマーカによるマーキング動作を、定出力回路による定出力制御で動作させたり、定電流回路による定電流制御で動作させることができ、これによって、マーキングの用途に応じて切換スイッチを切換操作するだけで簡単に両方のマーキング動作を行うことができる。設置場所も一台分で良くしかも一台設けるだけで良いので、コストも低減できる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、
レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射して該マーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうレーザマーカのレーザ駆動装置を対象とするものであり、
前記レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるように前記レーザダイオードの駆動電流を制御することが可能な定出力回路と、
前記レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御が可能な定電流回路と、
前記マーキング対象物の移動速度を検出する速度検出手段と、
この速度検出手段により検出される前記マーキング対象物の移動速度が所定速度以下のときに前記レーザダイオードに対する駆動制御を前記定出力回路により行なわせ、所定速度を超えるときには前記定電流回路により行なうように切換設定する動作モード設定回路とを設けたところに特徴を有する。
【００２１】
上記構成のレーザマーカのレーザ駆動装置によれば、上述の切換動作を速度検出手段と動作モード設定回路とにより自動的に行うことができる。レーザマーカに対してベルトコンベアなどに載置された状態で移動されてくるマーキング対象物の移動速度を速度検出手段により検出し、動作モード設定回路により、マーキング対象物の移動速度が所定速度以下のときには定出力回路により行なわせ、所定速度を超えるときには定電流回路により行なうように切換設定することができる。
【００２２】
これにより、マーキング対象物の移動速度が遅い場合には、高品質のマーキング動作を行うことができ、速い場合には定電流回路により高速マーキング動作を行わせることができる。換言すれば、マーキング対象物の移動速度をマーキングの内容に応じて切り換えることにより自動的にマーキングモードもそれに適合した方に自動的に選択設定されるのである。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、
上記請求項２に記載の発明において、
前記速度検出手段を、前記マーキング対象物の２点間の移動時間を測定することにより検出するように構成したところに特徴を有する。
【００２４】
上記構成のレーザマーカのレーザ駆動装置によれば、マーキング対象物の移動速度を２点間の移動時間により検出するので、簡単な構成でその移動速度を検出することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。この実施形態におけるレーザマーカは、ベルトコンベアなどをマーキング対象物Ｍが順次搬送されてくるラインＬに設置され、所定位置に来るとこれを認識してあらかじめ記憶された文字や図形あるいは記号などをレーザ光を照射してマーキング動作をするものである。
【００２６】
電気的構成を示す図１において、レーザ光源としての半導体レーザ素子２１は、レーザダイオード２１ａとレーザ光モニタ用のフォトダイオード２１ｂが一体に実装されたものである。レーザダイオード２１ａは、直流電源Ｖｃｃから抵抗２２および駆動用トランジスタ２３を介して通電される。駆動用トランジスタ２３は、レーザ駆動回路２４からベースに駆動信号が与えられる。このレーザ駆動回路２４は、後述するように、レーザダイオード２１ａの光出力が一定となるように駆動信号を出力する。
【００２７】
また、フォトダイオード２１ｂは、直流電源Ｖｃｃからバイアスが与えられ、直列に接続された検出抵抗２５によりレーザ光の出力レベルを電圧値として検出するように接続されている。レーザ出力検出回路２６は、比較回路２７と基準電圧を出力する基準電源２８とから構成される。比較回路２７は抵抗２５の端子に現れる検出電圧ＶR を基準電圧ＶP と比較してその比較結果を充放電回路２９に出力する。
【００２８】
充放電回路２９は、２個の定電流源３０ａ，３０ｂを直流電源端子Ｖｃｃに直列に接続して構成されるもので、比較回路２７の出力が定電流源３０ａにはインバータ回路３１を介して入力され、定電流源３０ｂには直接入力される。これにより、比較回路２７の比較結果として検出電圧ＶR が基準電圧ＶP 以上であるときには定電流回路３０ｂに駆動出力が与えられ、出力端子から電流を引くように放電経路を形成する。また、検出電圧ＶR が基準電圧ＶP 以下であるときには定電流回路３０ａに駆動出力が与えられう、出力端子から電流を出力して充電経路を形成する。
【００２９】
充放電回路２９の出力端子は、サンプリングスイッチ３２を介してコンデンサ３３の一端子に接続されている。サンプリングスイッチ３２は、オフ状態がホールド状態の設定であり、オン状態がサンプリング状態の設定である。コンデンサ３３は、他端子がアースされていてサンプリングスイッチ３２がオンされているサンプリング期間中に充放電回路２９から充電もしくは放電が行われるもので、モニタしたレーザ光の出力に応じた端子電圧に設定される。このコンデンサ３３の一端子は切換回路としての切換スイッチ３４を介して差動増幅器３５の非反転入力端子に接続されている。
【００３０】
差動増幅回路３５の反転入力端子には基準電圧を設定する基準電源３６が接続されている。差動増幅回路３５は、非反転入力端子に入力される入力電圧ＶC と基準電圧ＶL との差の電圧に相当する電圧を制御出力としてレーザ駆動回路２４に出力する。
【００３１】
切換スイッチ３４は、切換回路として機能するもので、外部操作可能な切換操作部としての操作部３７の操作入力に応じて切換動作が行われる。この切換スイッチ３４の一方の切換端子３４ａには上述したコンデンサ３３の一端子が接続され、他方の切換端子３４ｂには定電流設定回路３８の出力端子が接続されている。定電流設定回路３８は、前述の基準電源２８の基準電圧ＶP が入力されるようになっており、これが定電流値として設定される入力となる。また、定電流回路３８には出力調整用の可変抵抗器３９が設けられている。
【００３２】
出力制御回路４０は、レーザダイオード２１ａを定出力動作モードで制御する場合に用いるもので、切換スイッチ３４の設定状態が設定信号として入力されるように設けられている。出力制御回路４０は、前述のサンプリングスイッチ３２をオンオフ制御してレーザダイオード２１ａの出力レベルをサンプリングすると共に、このサンプリング時にレーザダイオード２１ａのレーザ光がマーキング対象物に照射されないようにする光吸収体を配置するための光吸収体駆動装置４１に制御信号を出力する。
【００３３】
なお、上述の構成において、レーザ出力検出回路２６、充放電回路２９、サンプリングスイッチ３２およびコンデンサ３３を用いた構成を、定出力回路としてのＡＰＣ（Automatic Power Control ）回路４２とし、定電流設定回路３８を用いた構成を、定電流回路としてのＣＣＣ（Constant Current Control）回路４３としている。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について図２および図３も参照して説明する。
まず、マーキング対象物Ｍへのマーキングの内容に応じて操作部３７を切換操作することにより切換スイッチ３４をＡＰＣ回路４２側に接続するか、あるいはＣＣＣ回路４３側に接続するかのいずれかを選択して設定する。
【００３５】
例えば、マーキング動作の内容が社名を示すロゴマークや製品の表面に良く見えるように配置されたマークや文字などの場合には、精度の良い高品質なマーキングが必要であるから、ＡＰＣ回路４２が選択設定される。また、ロット番号や製造年月日などの認識できれば良いといった程度のマーキングの品質で許容されると共に、それよりもマーキングの速度を高めてスループットを上げたい場合にはＣＣＣ回路４３が選択設定される。
【００３６】
そして、切換スイッチ３４がいずれの状態に設定されているかは、出力制御回路４０により判定される。図２に示すフローチャートはその内容を示すもので、出力制御回路４０は、切換スイッチ３４からの設定信号を入力してＡＰＣ側に設定されているか否かを判断し（ステップＳ１）、「ＹＥＳ」の場合にはＡＰＣ動作モードに設定してメインプログラムにリターンする。「ＮＯ」の場合にはそのままリターンする。
【００３７】
まず、ＡＰＣ動作モードに設定されている場合の動作内容について説明する。この場合には、出力制御回路４０は、図３に示すプログラムのフローチャートに従って制御を行う。レーザ駆動回路２４に電源が供給されると、所定の駆動信号をトランジスタ２３に出力してレーザダイオード２１ａに所定の電流を供給するようになる。これにより、レーザダイオード２１ａは所定周波数でパルス点灯され、マーキング対象物側へレーザ光が出射されると共に、反対側のフォトダイオード２１ｂ側に出射されるようになる。
【００３８】
マーキング動作に先だって、出力制御回路４０は、図示しない光吸収体を光吸収位置に移動させるべく光吸収体駆動装置４１に駆動信号を出力する（ステップＱ１）。これにより、マーキング対象物Ｍへ向けて出射されたレーザ光は光吸収体により吸収されてマーキング対象物Ｍ側へのレーザ光は遮断される。したがって、マーキング対象物Ｍのマーキング面の反射率にかかわらず反射光はなくなり、フォトダイオード２１ｂへ入射するレーザ光はレーザダイオード２１ａから直接入射される成分のみとなり、レーザ光の出力レベルに相当する光量が入射するようになる。
【００３９】
この状態では、レーザ光の出射レベルに相当する光電流がフォトダイオード２１ｂに流れるので、検出抵抗２５にはその電流に相当する検出電圧ＶR が発生し、比較回路２７に入力される。比較回路２７は、検出電圧ＶR を基準電圧ＶP と比較して、検出電圧ＶＲが基準電圧ＶＰよりも大きい場合には（ＶR ＞ＶP ）、ハイレベルの信号を出力して定電流回路３０ａをオフ状態とすると共に定電流回路３０ｂをオン状態とする。これにより、サンプリングスイッチ３２がオンされると、コンデンサ３３は充電されている電荷を定電流回路３０ｂを介して放電するように経路が形成される。
【００４０】
また、比較回路２７は、検出電圧ＶＲが基準電圧ＶＰよりも小さい場合には （ＶR ＜ＶP ）、ロウレベルの信号を出力して定電流回路３０ａをオン状態とすると共に定電流回路３０ｂをオフ状態とする。これにより、サンプリングスイッチ３２がオンされると、コンデンサ３３は定電流回路３０ａから充電されるように経路が形成される。
【００４１】
次に、出力制御回路４０は、サンプリングスイッチ３２をオンさせて充放電回路２９によりコンデンサ３３に充電もしくは放電の動作を行わせる（ステップＱ２）。これにより、コンデンサ３３の端子電圧ＶC がレーザ光の出力レベルが所定より大きい場合には低くなるように設定され、レーザ光の出力レベルが所定よりも小さい場合には高くなるように設定される（ステップＱ３）。この結果、差動増幅回路３５は、レーザ駆動回路２４に対して、基準電圧ＶL との差に応じた出力信号を与えて所定レベルのレーザ光が出力されるようになる。
【００４２】
続いて、出力制御回路４０は、所定時間が経過するとサンプリングスイッチ３２をオフさせてコンデンサ３３の端子電圧ＶC を固定し（ステップＱ４）、この後、タイマ動作を開始する（ステップＱ５）と共に、光吸収体を待機位置に戻すべく光吸収体駆動装置４１に制御信号を出力する（ステップＱ６）。この結果、レーザダイオード２１ａからは、あらかじめ設定された基準レベルに相当する一定レベルのレーザ光が出射されるようになる。
【００４３】
出力制御回路４０は、入力されているマーキングデータに基づいて、レーザ光をスキャンさせてマーキング動作を行う（ステップＱ７）。マーキング動作を継続しながら、タイマ時間Ｔが経過したか否かを判断し（ステップＱ８）、「ＹＥＳ」になると、出力制御回路４０は、いまマーキング動作をしている線素のマーキングが終了したか否かを判断し（ステップＱ９）、終了していない場合には終了を待ってから（ステップＱ９からＱ７，Ｑ８，Ｑ９を繰り返し実行）、ステップＱ１０に移行する。そして、全てのマーキング線素のマーキングが終了していなければ（ステップＱ１０）、再びステップＱ１に戻り、上述の動作を繰り返し実行する。
【００４４】
上述の場合、マーキング動作をしている線素とは、レーザ光によりマーキングを行なう１つのまとまった動作単位として設定されるものであり、例えば、そのマーキング対象物Ｍにマーキングする文字や図柄などの部分的なマーキングの始点から終点までの範囲とされたり、あるいは一筆書きで連続的に描かれる部分とされるなど、そこで中断してもマーキングのずれなどを発生する可能性を非常に低くすることができるマーキングの単位である。
【００４５】
これにより、タイマ時間Ｔが経過する毎にマーキング動作の線素がマーキング終了した時点でレーザダイオード２１ａのレーザ光の出力レベルがサンプリングにより再設定され、再び所定の出力レベルで駆動されるようになる。したがって、起動してからの温度変動や経時劣化などによるレーザ光の出力特性の変動がある場合でも常に一定レベルのレーザ光が出射されてマーキングを高品質で実施することができるようになる。
【００４６】
なお、このようなサンプリングを繰り返し行うのは、コンデンサ３３の充電電荷が、時間の経過と共に自然放電するからであり、その時間間隔は数百ミリ秒から１秒程度（例えば５００ｍｓ程度）であり、サンプリング動作を行っている時間つまりサンプリング時間は数十ミリ秒（例えば２５ｍｓ程度）である。そして、このサンプリング期間中は、前述のようにレーザダイオード２１ａから出力されるレーザ光は光吸収体により吸収させるので、この間はマーキング動作が中断している。
【００４７】
次に、ＣＣＣ回路４３が選択されて定電流動作を行う場合について簡単に説明する。この場合には、定電流設定回路３８により基準電圧ＶP に相当する一定電流を出力するように差動増幅器３５に制御信号が出力される。これにより、レーザ駆動回路２４は常に一定電流を供給するように動作する。
【００４８】
これにより、レーザダイオード２１ａは、常に一定電流で駆動されるようになり、経時的な変動は多少あるものの比較的安定したレーザ光を出力するようになる。この場合には、サンプリング動作がないので、マーキング動作が中断することなく高速で実施させることができるようになる。
【００４９】
このような本実施例によれば、切換スイッチ３２を設けて操作部３７により外部から切換操作を行うことにより、ＡＰＣ回路４２とＣＣＣ回路４３とを選択設定することができるようにしたので、マーキング対象物へのマーキングの内容や重要度などに応じて使用者が適宜所望の動作モードを選択設定することができ、一台の装置を設けるだけで両動作モードを実施することができる。また、全体構成は、重複する回路構成を兼用したコンパクトな構成とすることができ、省スペース化を図ることができると共に、低コスト化を図ることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図４ないし図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
この実施形態においては、前述の切換スイッチ３４を操作部３７により手動で切換設定するのではなく、マーキング対象物Ｍの移動速度に応じて自動的に動作モードを判断して切換設定するようにしたものである。
【００５１】
したがって、この実施形態においては、図４に示すように、操作部３７に代えて、動作モード設定回路としても機能する出力制御回路４４が設けられている。また、マーキング対象物Ｍの移動速度Ｖを検出する速度検出手段としての速度検出部４５が設けられている。
【００５２】
速度検出部４５は、例えば、図５に示すように、マーキング対象物Ｍが流れるラインＬの移動速度Ｖを２点間の移動時間で検出するように設けられている。ラインＬに沿って２個の位置検出センサ４６，４７が所定間隔ｄだけ離した位置に配設されており、マーキング対象物Ｍが、位置検出センサ４６，４７のそれぞれの位置Ｍ（ｔｏ），Ｍ′（ｔ１）に時刻ｔｏ，ｔ１で到達すると、時刻ｔｏからｔ１までの時間をカウントして出力制御回路４４に検出信号を与える。
【００５３】
出力制御回路４０は、図６に示すプログラムのフローチャートに従って、マーキング対象物Ｍの移動速度Ｖを算出して動作モードを設定する。まず、出力制御回路４４は、速度検出部４５から検出時間データｔが入力されると、これからマーキング対象物Ｍの移動速度Ｖ（＝ｄ／ｔ）を算出する（ステップＲ１）。
【００５４】
次に、出力制御回路４４は、算出された移動速度Ｖの値が切換レベルを設定する所定の速度Ｖｏよりも大きいか否かを判断し（ステップＲ２）、「ＹＥＳ」の場合には、定電流動作モードつまりＣＣＣ回路４３を選択するように切換スイッチ３４を切換設定し（ステップＲ３）、「ＮＯ」の場合にはＡＰＣ動作モードつまりＡＰＣ回路４２を選択するように切換スイッチ３４を切換設定する（ステップＲ４）。
【００５５】
なお、ＡＰＣ回路４２を選択設定した場合には、出力制御回路４４は、第１の実施形態と同様にしてＡＰＣ動作の制御を行う。この結果、ラインＬを流れるマーキング対象物Ｍの移動速度に応じたマーキング動作を自動的に設定して実施することができるようになる。これは、例えば、使用者がラインＬの移動速度を設定しておくことで、マーキング対象物Ｍのマーキング動作モードを誤って逆に指定した場合でも、これを自動的にキャンセルして適切な方に設定してマーキング動作を行わせることができるようになる。
【００５６】
このような第２の実施形態によれば、速度検出部４５を設けてマーキング対象物Ｍの移動速度Ｖを検出し、出力制御回路４４によりその移動速度Ｖが所定速度Ｖｏよりも速い場合にはＣＣＣ動作モードに設定し、所定速度Ｖｏよりも遅い場合にはＡＰＣ動作モードに設定してマーキング動作を行なわせるようにしたので、マーキング対象物ＭのラインＬを移動する速度に応じて自動的にマーキング動作モードを設定することができ、これによって、移動速度Ｖが速い場合にはマーキング動作を高速で実行でき、移動速度Ｖが遅い場合にはマーキング動作を高品質で実行させることができる。
【００５７】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
速度検出手段は、ラインＬのコンベアの回転軸の回転速度をエンコーダなどにより検出して移動速度Ｖを検出することもできる。
レーザ光をモニタするためのフォトダイオード２１ｂを一体に内蔵した半導体レーザ装置２１を用いたが、モニタ用の光検出器を別途に設けて検出する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電気的構成図
【図２】出力制御回路の制御プログラムのフローチャート
【図３】出力制御回路のＡＰＣ動作のフローチャート
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図５】速度検出部の説明図
【図６】図２相当図
【図７】従来例を示す図１相当図
【図８】異なる従来例を示す図１相当図
【図９】レーザダイオードの光出力の経時変化を示す図
【符号の説明】
２１は半導体レーザ素子、２１ａはレーザダイオード、２１ｂはフォトダイオード、２４はレーザ駆動回路、２６は出力検出回路、２７は比較回路、２８は基準電源、２９は充放電回路、３０ａ，３０ｂは定電流回路、３２はサンプリングスイッチ、３３はコンデンサ、３４は切換スイッチ（切換回路）、３５は差動増幅器、３６は基準電源、３７は操作部（切換操作部）、３８は定電流制御回路、４０は出力制御回路、４１は光吸収体駆動装置、４２はＡＰＣ回路（定出力回路）、４３はＣＣＣ回路（定電流回路）、４４は出力制御回路（動作モード設定回路）、４５は速度検出回路（速度検出手段）、４６，４７は位置検出センサである。
Claims (3)
- レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射して該マーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうレーザマーカのレーザ駆動装置において、
前記レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるように前記レーザダイオードの駆動電流を制御することが可能な定出力回路と、
前記レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御が可能な定電流回路と、
前記外部操作可能な切換操作部と、
この切換操作部の切換操作に応じて前記レーザダイオードに対する駆動制御を前記定出力回路もしくは前記定電流回路のいずれかを選択的に設定する切換回路とを設けたことを特徴とするレーザマーカのレーザ駆動装置。 - レーザダイオードからレーザ光をマーキング対象物へ照射して該マーキング対象物への所望の文字やパターンなどのマーキングを行なうレーザマーカのレーザ駆動装置において、
前記レーザダイオードの出射光量を測定してその出射光量が一定となるように前記レーザダイオードの駆動電流を制御することが可能な定出力回路と、
前記レーザダイオードの駆動電流を一定に保持するようにした制御が可能な定電流回路と、
前記マーキング対象物の移動速度を検出する速度検出手段と、
この速度検出手段により検出される前記マーキング対象物の移動速度が所定速度以下のときに前記レーザダイオードに対する駆動制御を前記定出力回路により行なわせ、所定速度を超えるときには前記定電流回路により行なうように切換設定する動作モード設定回路とを設けたことを特徴とするレーザマーカのレーザ駆動装置。 - 請求項２に記載のレーザマーカのレーザ駆動装置において、
前記速度検出手段は、前記マーキング対象物の２点間の移動時間を測定することにより検出するように構成されていることを特徴とするレーザマーカのレーザ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37380099A JP4205278B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | レーザマーカのレーザ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37380099A JP4205278B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | レーザマーカのレーザ駆動装置 |
Publications (2)
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| JP2001191184A (ja) | 2001-07-17 |
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