JP4499934B2 - レーザマーキング方法及びレーザマーキング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字順序の制御について改良したレーザマーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレーザマーキング装置は、一対のガルバノミラーをレーザ光の光路の途中に配して備えており、それらのガルバノミラーを駆動することで被マーキング対象物上でレーザ光の照射点を平面上で走査して、所望の文字・記号・図形等を印字する構成である。この装置は、レーザ光源のオンオフ及びガルバノミラーの動作を制御する制御装置と、印字すべき文字・記号・図形等を指定するコンソール等の入力装置とを備えている。制御装置には、印字可能な文字・記号・図形等に関するフォントデータを記憶したメモリと、前述の入力装置からの入力情報を処理して前記のガルバノミラーの制御データを生成するＣＰＵとが設けられている。
【０００３】
このようなレーザマーキング装置は、入力装置によって印字すべき文字等を入力すると、制御装置によって印字予定の文字等を構成する線分の始点及び終点の座標データが読み出され、これに基づきガルバノミラーの制御データが生成され、ガルバノミラーは被マーキング対象物上でレーザスポットを移動させて印字が行われる。このため、被マーキング対象物にマーキングされる文字等は予め決まった書き順で印字される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レーザ光が被マーキング対象物上に照射される際には、照射点より煙や煤等が発生することがある。そのような煙がレーザ光の光路にかかると、レーザ光のエネルギーが減衰して、印字される文字・記号・図形等がかすれたり、文字欠けしたりして、印字品質を低下させるという問題があった。
【０００５】
特に、被マーキング対象物の材質によって照射エネルギーを多量に必要とするときや、深彫りしようとするときなど、照射を長時間かけて行うときには、前記のような煙の影響が大きくなる傾向があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、マーキング中に発生する煙の影響を抑えることの可能なレーザマーキング装置を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１の発明に係るレーザマーキング方法は、レーザ光源から出射されるレーザ光をガルバノスキャナによって直交する２方向において向きを変えることで、前記レーザ光の照射点を印字領域内で二次元的に移動させて前記印字領域内に位置する被マーキング対象物上を走査するように照射して、文字、記号、図形等を印字するレーザマーキング装置において、印字すべき文字・記号・図形等を構成する所定の印字単位について、前記印字領域中を流れる空気流の方向に応じて、前記空気流の風下側から風上側に向かって順に印字するように前記ガルバノスキャナの制御データを生成する工程を含むところに特徴を有する。
【０００８】
また、請求項２のレーザマーキング装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光、直交する２方向において向きを変えるガルバノスキャナと、このガルバノスキャナを駆動することでレーザ光を印字領域内で二次元的に移動させて前記印字領域内に位置する被マーキング対象物上を走査するように照射して文字、記号、図形等の印字単位が順次印字されるよう制御する制御装置とを備えたレーザマーキング装置であって、印字領域中を流れる空気流の方向を設定する空気流方向設定手段を設け、前記制御装置には、空気流方向設定手段により設定された方向に応じて、印字すべき印字単位を風下側から風上側に向かって順に印字するようにガルバノスキャナの制御データを生成する制御データ生成手段を備えるようにしたところに特徴を有する。
【０００９】
なお、本発明において「印字単位」には、文字を構成する各線分、文字自体及び複数の文字からなる文字列を含むものであり、１又は複数の構成線分の形成順序が予め定められているものをいう。
【００１０】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、レーザスポットは風下側から風上側に順に移動する。従って、レーザスポットは常に風上に近い箇所に位置することになり、ここで煙が発生したとしても、既に印字が終わった部分に流れることになり、その後の印字の妨げになることを防止でき、もって印字品質の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、符号１０はレーザ光源であって、ここから出射されたレーザ光はガルバノスキャナ２０によって向きが変更されて被マーキング対象物Ｗ上に照射される。ガルバノスキャナ２０は、一対のガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗと収束レンズ２０Ｚを備えており、一方のガルバノミラー２０Ｗは、駆動手段２０Ｙによって縦方向に反射角度を変移させることができ、他方のガルバノミラー２０Ｖは、駆動手段２０Ｘによって横方向に反射角度を変移させることができる。これら両ガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗによりレーザ光は直交する２方向において向きを調整可能とされ、その結果、レーザ光の照射点が被マーキング対象物Ｗ上のいずれの位置にも移動可能となる。なお、収束レンズ２０Ｚは例えばｆθレンズから構成されており、ガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗで反射されたレーザ光を収束して被マーキング対象物Ｗ上に焦点を結ばせる機能を有する。
【００１２】
上記ガルバノスキャナ２０の各駆動手段２０Ｘ，２０Ｙは制御装置に相当するコントローラ３０により制御される。このコントローラ３０には図示しないコンソールが接続され、マーキングしたい所望の文字・記号・図形等をそのコンソールに設定すると、コントローラ３０がそれに応じたガルバノスキャナ２０にデータを与える。より詳細には、コントローラ３０には文字・記号・図形等のフォントデータを記憶したメモリが内蔵され、マーキングすべき文字等が設定されるとそのフォントデータに基づき、その文字等を構成する線分のデータが読み出され、これに基づいて図示しないＣＰＵが被マーキング対象物Ｗへの照射位置を決定する座標データを生成し、Ｄ／Ａ変換してガルバノスキャナ２０の各駆動手段２０Ｘに与えるようになっている。したがって、このコントローラ３０は、ガルバノスキャナ２０の制御データを生成する制御データ生成手段として機能する。
【００１３】
さて、被マーキング対象物Ｗの設置部近傍には吸気装置４０が設けられている。これはレーザマーキング装置と一体的に設けられていてもよいし、別体のいわゆる外付け装置として設けられていてもよい。この吸気装置４０は、被マーキング対象物Ｗの近傍に開口する吸気ダクト４１と吸気ファン４２とからなり、吸気ファン４２を駆動することにより被マーキング対象物Ｗの近傍の空気を吸引して図１の矢印に示すような方向に流れる空気流を生じさせ、これにてレーザ照射によって発生した煙や蒸気を吸気ダクト４１に吸引して排出する。
【００１４】
そして、この吸気ファン４２が駆動されることにより、吸気ファン４２又はその操作スイッチ（図示せず）からの信号を受けて前記コントローラ３０に方向信号Ｓを与える空気流方向設定手段５０が設けられている。なお、この実施形態の場合、吸気装置４０は被マーキング対象物Ｗに対して固定的に設けられているから、コントローラ３０に対して常に同一方向の方向であるという情報を与える。
【００１５】
一方、コントローラ３０は、制御データ生成手段として機能するに際し、図３の制御データ生成ルーチンに示すようにして印字すべき印字単位を風下側から風上側に向かって順に印字するようにガルバノスキャナ２０の制御データを生成するようになっている。
例えば文字「Ａ」を印字する場合を例に取ると、図２に示すように「Ａ」は３本の線分▲１▼、▲２▼、▲３▼からなり、メモリには各線分の２つの端点について直交座標系における座標データが記憶されている。そこで、制御データ生成手段は、まず空気流方向設定手段５０から与えられる情報に基づき空気流に沿った一次元座標軸を設定した上で（図３のステップＳ１，Ｓ２）、各線分▲１▼〜▲３▼の端点の座標データを読み出して各端点について上記一次元座標軸上の位置に変換する（同ステップＳ３，Ｓ４）。
【００１６】
この後、ステップＳ５において、変換された一次元座標軸上において一方の端点が最も風上側に位置する線分を選定する。この例の場合には、線分▲３▼がそれに相当する。そして、次のステップＳ６において、選定された線分▲３▼の風上側端点３Ｂを印字始点に設定し、これを全線分について繰り返し、全線分について終了したら制御データとしてデータ出力する（ステップＳ８）。この結果、文字「Ａ」の印字順は、図２に矢印で示すように、線分▲３▼の端点３Ｂ→端点３Ａ、線分▲２▼の端点２Ｂ→２Ａ、線分▲１▼の端点１Ｂ→１Ａの順となる。
【００１７】
このようにして制御データ生成手段（コントローラ３０）がガルバノスキャナ２０の印字データを生成することにより、ガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗが駆動されてレーザスポットが移動することから、文字「Ａ」が被マーキング対象物Ｗ上に印字される。この印字に伴い、被マーキング対象物Ｗが焼けて煙が発生したとしても、レーザスポットは風下側から風上側に向かって移動することになるから、煙は空気流に乗じて既に印字が終わった部分に流れることになり、その後の印字の妨げになることを防止でき、もって印字品質の向上を図ることができる。
【００１８】
なお、上記実施形態では、文字を構成する線分毎に分解して印字順を変更するようにしたが、これに限らず、文字単位又は文字列単位で印字順を変更するようにしてもよい。また、印字順を変更すべく分解される線分は、例えば一個の文字の一画を構成する１本の線分と把握するに限らず、例えばその一画を構成する線分を微少な線分の集まりととらえる場合にはその微少な一本の線分毎に分解して印字順を変更してもよい。
文字単位で印字順を変更する様子は、図４に示した通りである。例えば文字Ａ〜Ｆを二段に渡って印字する場合において、従来ならば単にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの順で印字が行われるところ、印字領域に同図の白抜き矢印で示すように空気流が発生しているときには、本発明ではＦ，Ｅ，Ｃ，Ｂ，Ｄ，Ａの順で印字が行われることになる。これは、上記実施形態と同様に、各文字毎の各端点を空気流に沿った一次元座標軸上の座標に変換して最も風下側の端点を含む文字を選定してここから印字を開始することにより実現される。
【００１９】
また、文字列単位で印字順を変更する様子は、図５に示した通りとなる。例えば、Ａ〜Ｉの９個の文字をＡＢＣ，ＤＥＦ，ＧＨＩの３つの文字列グループに分けて印字する場合、従来ならば上記の表記順で印字を行うところ、印字領域に同図の白抜き矢印で示すように空気流が発生しているときには、本発明ではＧＨＩのグループ→ＤＥＦのグループ→ＡＢＣのグループの順で印字が行われることになる。これも、やはり前記実施形態と同様に、各文字列グループ毎の各端点を空気流に沿った一次元座標軸上の座標に変換して最も風下側の端点を含む文字列を選定してここから印字を開始することにより実現される。
【００２０】
なお、本発明の技術的範囲は、上記した各実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、空気流方向設定手段５０は吸気装置４０からの駆動信号を受けてコントローラ３０に方向信号Ｓを与えるようにしたが、これに限らず、吸気装置４０の取付位置が固定的であって印字領域近傍の空気流の流れ方向が決まっている場合は、コントローラ３０内に空気流方向設定手段を内蔵させて吸気装置４０とは無関係に常に一定の方向信号Ｓを与えたり、印字のための制御データを生成するためのパラメータを一定にしたりしてもよい。
【００２１】
（２）上記実施形態では、被マーキング対象物Ｗが静止している状態で説明したが、これが移動しつつマーキングされる場合にも同様に適用することができる。
【００２２】
（３）上記実施形態では、吸気装置４０によって被マーキング対象物Ｗの近傍に空気流を生じさせるようにしたが、これに限らず、送風装置によって風を被マーキング対象物Ｗの近傍に吹き付けることにより空気流を発生させるようにしてもよく、勿論、送風装置と吸気装置との双方によって空気流を発生させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図
【図２】実施形態における「Ａ」の書き順を示す図
【図３】制御データ生成ルーチンを示すフローチャート
【図４】他の実施形態における文字列の文字単位での書き順を示す図
【図５】さらに異なる実施形態における文字列のグループ単位での書き順を示す図
【符号の説明】
２０……ガルバノスキャナ
２０Ｖ，２０Ｗ……ガルバノミラー
３０……コントローラ（制御装置）
４０……吸気装置
５０……空気流方向設定手段
Ｗ……被マーキング対象物

Claims (2)

1. レーザ光源から出射されるレーザ光をガルバノスキャナによって直交する２方向において向きを変えることで、前記レーザ光の照射点を印字領域内で二次元的に移動させて前記印字領域内に位置する被マーキング対象物上を走査するように照射して文字、記号、図形等を印字するレーザマーキング装置において、
   印字すべき文字・記号・図形等を構成する所定の印字単位について、前記印字領域中を流れる空気流の方向に応じて、前記空気流の風下側から風上側に向かって順に印字するように前記ガルバノスキャナの制御データを生成する工程を含むことを特徴とするレーザマーキング方法。
2. レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光、直交する２方向において向きを変えるガルバノスキャナと、
   このガルバノスキャナを駆動することで前記レーザ光の照射点を印字領域内で二次元的に移動させて前記印字領域内に位置する被マーキング対象物上を走査するように照射して文字、記号、図形等の印字単位が順次印字されるよう制御する制御装置とを備えたレーザマーキング装置であって、
   前記印字領域中を流れる空気流の方向を設定する空気流方向設定手段を設け、
   前記制御装置には、前記空気流方向設定手段により設定された方向に応じて、印字すべき前記印字単位を風下側から風上側に向かって順に印字するように前記ガルバノスキャナの制御データを生成する制御データ生成手段が備えられていることを特徴とするレーザマーキング装置。

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