JP5920389B2 - レーザーマーカー - Google Patents

Description

本発明は、レーザーを加工対象物上に結像させることで２次元コードを印字する等の加工を加工対象物上で行うレーザーマーカーに関するものである。

従来のレーザーマーカーには、レーザーを加工対象物上に結像させることで２次元コードを印字する等の加工を加工対象物上で行うものがある。

この点、２次元コードを最適に印字する条件は、加工対象物の材質や印字する２次元コードの大きさ等により異なる上、印字条件を構成するパラメータ同士も複雑に相関している。そのため、これらの値を調整しながら最適な印字条件に設定する作業は、ユーザーにとって非常に困難であった。

つまり、加工対象物の材質やレーザー仕様は、それらに応じて２次元コードの印字品質を変えることから、加工対象物に印字された２次元コードの認識率に対して大きな影響を与えていた。

そこで、印字パターンによる熱分布のばらつきなどを配慮した所定の印字パターンを準備することで印字品質を向上させたり、加工対象物の材質に応じた印字パターンを選ぶことで印字品質を向上させていた（下記特許文献１、下記特許文献２参照）。

さらに、印字評価パターンを含めた印字の撮像結果から、印字評価パターンを抽出し、印字を評価することを行っていた（下記特許文献２参照）。

特開２０１１−５６９１０号公報 特開２０１２−１４８３０９号公報

しかしながら、加工対象物の材質やレーザー仕様に応じた印字パターンや印字評価パターンは膨大な量であるため予めそれらのデータを準備することは大変であった。また、膨大なデータから印字パターンや印字評価パターンを選び、その選ばれた印字パターンや印字評価パターンによる印字を評価する方法は非常に複雑であった。

そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、２次元コードの印字パターンの最適条件を効率よく決定すると共に２次元コードの印字パターンの評価作業を簡潔にしたレーザーマーカーを提供することを課題とする。

この課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、レーザーを射出するレーザー射出装置と、前記レーザー射出装置から射出されたレーザーを走査するレーザー走査装置と、前記レーザー走査装置で走査されたレーザーを加工対象物上に結像させるレーザー結像装置と、を有するレーザーマーカーであって、前記レーザー結像装置で結像されるレーザーで加工対象物上に印字された２次元コードを認識する２次元コード認識装置と、加工対象物上に印字される２次元コードが有する基準セル内に印字されるセルの印字パターンを生成する印字パターン生成手段と、前記印字パターン生成手段により生成されたセルの印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字する印字手段と、前記印字手段で印字された加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取った際の認識率を２次元コードが有する基準セルに基づいて算出する認識率算出手段と、前記認識率算出手段により算出された認識率が所定値以上の場合に現在の印字パターンを最適な印字条件としてデータベース化する記憶手段と、前記認識率算出手段により算出された認識率が所定値未満の場合に現在の印字パターンを変更する印字パターン変更手段と、を備え、前記印字パターン変更手段により現在の印字パターンが変更された場合には、前記印字手段は、前記印字パターン変更手段により変更された印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字し、前記認識率算出手段は、前記印字手段で印字された加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取って認識率を再び算出すること、を特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載するレーザーマーカーであって、前記記憶手段が現在の印字パターンを最適な印字条件としてデータベース化した場合には、入力される情報について、前記印字手段は、前記最適な印字条件に基づいた印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字すること、を特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するレーザーマーカーであって、前記印字パターン生成手段は、前記基準セル内に印字される最小セルの印字パターンを生成し、前記認識率算出手段は、前記印字パターン生成手段により生成された最小セルの印字パターンで前記印字手段が印字した加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取った際の認識率を前記基準セルに基づいて算出し、前記印字パターン変更手段は、前記認識率算出手段により算出された前記最小セルの印字パターンについての認識率が所定値未満の場合に、現在の印字パターンを、前記最小セルの印字パターンの外周側を太らせるように変更すること、を特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載するレーザーマーカーであって、前記印字パターン変更手段は、現在の印字パターンを変更する際に、加工対象物の材料に応じた重なり率を使用して、現在の印字パターンを大きくすること、を特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載するレーザーマーカーであって、前記印字パターン変更手段は、現在の印字パターンが最初の印字パターンである場合には、最初の印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取った際に算出した太り量に基づいて次回の印字パターンの重なり量を決定すること、を特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載するレーザーマーカーであって、前記２次元コード認識装置はカメラであり、前記認識率算出手段は、前記印字パターン生成手段により生成された印字パターンで、又は前記印字パターン変更手段によりサイズが変更された印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードをカメラで撮像した画像に基づいて認識率を算出すること、を特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、請求項６に記載するレーザーマーカーであって、前記認識率算出手段は、前記カメラで加工対象物を撮像した画像における、加工対象物上に印字される２次元コードが有する基準セルと当該基準セル内に印字されたセルとの面積比率をもって認識率を算出すること、を特徴とする。

また、請求項８に係る発明は、請求項６に記載するレーザーマーカーであって、前記認識率算出手段は、前記カメラで加工対象物を撮像した画像の平均濃度をもって認識率を算出すること、を特徴とする。

また、請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載するレーザーマーカーであって、前記２次元コード認識装置は、前記印字パターン生成手段により生成された印字パターンで、又は前記印字パターン変更手段により変更された印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードを認識可能な２次元コードリーダーであること、を特徴とする。

また、請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載するレーザーマーカーであって、前記レーザー走査装置に対する速度調整によって加工対象物上に印字される２次元コードの印字太さが調整されること、を特徴とする。

すなわち、請求項１に係る発明であるレーザーマーカーでは、２次元コードが有する基準セル内に印字されるセルについての印字パターンが生成される。ここで、基準セルとは、実際に印字される２次元コードでセル印字の有無を判断する基準となる枠のことをいい、１つのセルに割り当てられた印字可能な枠のことをいう。

そして、その生成されたセルの印字パターンで加工対象物上に２次元コードが印字される。その印字された加工対象物上の２次元コードを２次元コード認識装置で読み取った際の認識率が基準セルに基づいて算出される。その算出された認識率が所定値以上の場合には、現在の印字パターンが最適な印字条件としてデータベース化される。

これに対して、その算出された認識率が所定値未満の場合には、現在の印字パターンが変更される。さらに、その変更された印字パターンで加工対象物上に２次元コードが印字され、その印字された加工対象物上の２次元コードを２次元コード認識装置で読み取って認識率が再び算出される。

このようにして、現在の印字パターンが最適な印字条件としてデータベース化されるまで、現在の印字パターンについて変更・印字・認識率の再算出が繰り返される。よって、請求項１に係る発明であるレーザーマーカーでは、２次元コードの印字パターンの最適条件を効率よく決定すると共に２次元コードの印字パターンの評価作業を簡潔にすることができる。

また、請求項２に係る発明であるレーザーマーカーでは、現在の印字パターンを最適な印字条件としてデータベース化した場合には、入力される情報について、最適な印字条件に基づいた印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字することが可能となる。よって、データベース化された最適な印字条件を有効に使用することができる。

また、請求項３に係る発明であるレーザーマーカーでは、先ず、２次元コードが有する基準セル内に印字されるセルについて、最小セルの印字パターンが生成される。そして、その生成された最小セルの印字パターンで加工対象物上に２次元コードが印字される。その印字された加工対象物上の２次元コードを２次元コード認識装置で読み取った際の認識率が基準セルに基づいて算出される。

ここで、その算出された最小セルについての認識率が所定値未満の場合には、現在の印字パターンのセルが、最小セルの外周側を太らせるように印字させるためのセルに変更される。

よって、請求項３に係る発明であるレーザーマーカーでは、現在の印字パターンが最適な印字条件としてデータベース化されるまで、最小セルからその外周側を太らせるので、２次元コードの印字パターンの最適条件を確実に決定することができる。

また、請求項４に係る発明であるレーザーマーカーでは、現在の印字パターンが変更される際に、加工対象物の材料に応じた重なり率を使用して、現在の印字パターンを大きくする。よって、現在の印字パターンが最適な印字条件としてデータベース化されるまで、現在の印字パターンの外周側を徐々に太らせていくので、２次元コードの印字パターンの最適条件をより確実に決定することができる。

また、請求項５に係る発明であるレーザーマーカーでは、現在の印字パターンが最初の印字パターンである場合には、最初の印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードを２次元コード認識装置で読み取った際に算出した太り量に基づいて次回の印字パターンの重なり量を決定する。よって、加工対象物の材料を初めて扱う場合であっても、２次元コードの印字パターンの最適条件を的確に決定することができる。

また、請求項６に係る発明であるレーザーマーカーでは、最初に生成された印字パターンで、又は変更された印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードをカメラで撮像した画像に基づいて認識率を算出する。つまり、カメラで撮像した画像について画像処理を行うことにより、加工対象物上の２次元コードについての認識率を算出することができる。

例えば、カメラで撮像した画像について画像処理では、請求項７に係る発明であるレーザーマーカーのように、カメラで加工対象物を撮像した画像における、加工対象物上に印字される２次元コードが有する基準セルと当該基準セル内に印字されたセルとの面積比率をもって認識率を算出する。

また、カメラで撮像した画像について画像処理では、請求項８に係る発明であるレーザーマーカーのように、カメラで加工対象物を撮像した画像の平均濃度をもって認識率を算出する。

また、請求項９に係る発明であるレーザーマーカーでは、２次元コード認識装置が、最初に生成された印字パターンで、又は変更された印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードを認識可能な２次元コードリーダーである。よって、２次元コードの印字パターンの最適条件を決定する際に、２次元コードリーダーによる読み取り易さを認識率として用いることができる。

また、請求項１０に係る発明であるレーザーマーカーでは、レーザー走査装置に対する速度調整によって加工対象物上に印字される２次元コードの印字太さが調整される。よって、現在の印字パターンが変更された印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字させることを容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係るレーザーマーカーの概略構成を表した図である。 同レーザーマーカーの制御ブロック図である。 同レーザーマーカーで２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物の材料を初めて扱う場合に実行されるフローチャート図である。 同レーザーマーカーで２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物の材料が既知材料の場合に実行されるフローチャート図である。 同レーザーマーカーで最適な印字パターンが決定される２次元コードを表した図である。 同レーザーマーカーで最適な印字パターンが決定される際において、基準セル内に塗り潰される領域（セル）の拡大方法を表した図である。 同レーザーマーカーで最適な印字パターンが決定される際において、基準セル内に印字されたセルの外形サイズの拡大と認識率との関係を表した図である。

［１．レーザーマーカーの外部構成］
先ず、本発明の一実施形態に係るレーザーマーカーの外部構成について、図１を参照しつつ説明する。

図１に表したように、本実施形態に係るレーザーマーカー１は、印字情報作成装置としてのパーソナル・コンピュータ２やレーザー加工装置３等から構成されている。印字情報作成装置としてのパーソナル・コンピュータ２は、マウス５２とキーボード５３と液晶ディスプレイ５６とを有する。

レーザー加工装置３は、スキャンヘッド５とガルバノ／レーザーコントローラ６とから構成されている。スキャンヘッド５は、レーザーＬを加工対象物７の加工面７Ａ上を２次元走査して、２次元コードのマーキング（印字）加工を行う。

ガルバノ／レーザーコントローラ６はコンピュータで構成され、パーソナル・コンピュータ２と双方向通信可能に接続されると共に、スキャンヘッド５と電気的に接続されている。そして、ガルバノ／レーザーコントローラ６は、パーソナル・コンピュータ２から送信された印字情報、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてスキャンヘッド５を駆動制御する。つまり、ガルバノ／レーザーコントローラ６は、レーザー加工装置３の全体を制御する。

スキャンヘッド５の概略構成について図１に基づいて説明する。尚、スキャンヘッド５の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれスキャンヘッド５の前方向、後方向、上方向、下方向である。そして、スキャンヘッド５の上下方向及び前後方向に直交する方向が、スキャンヘッド５の左右方向である。

図１に表したように、スキャンヘッド５は、本体ベース１１と、レーザーＬを出射するレーザー発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、不図示の光ダンパーと、ガルバノスキャナ１８と、ｆθレンズ１９等から構成され、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。

レーザー発振ユニット１２は、レーザー発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台２３とから構成されている。レーザー発振器２１は、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー等で構成され、加工対象物７の加工面７Ａに２次元コードのマーキング（印字）加工を行うためのレーザーＬを出力する。ビームエキスパンダ２２は、レーザーＬのビーム径を調整する（例えば、ビーム径を拡大する。）ものであり、レーザー発振器２１と同軸に設けられている。取付台２３は、レーザー発振器２１がレーザーＬの光軸を調整可能に取り付けられ、各取付ネジ２５で本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に固定されている。

光シャッター部１３は、シャッターモータ２６と、平板状のシャッター２７とから構成されている。シャッターモータ２６は、ステッピングモータ等で構成されている。シャッター２７は、シャッターモータ２６のモータ軸に取り付けられて同軸に回転する。シャッター２７は、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザーＬの光路を遮る位置に回転された際には、レーザーＬを光シャッター部１３に対して右方向に設けられた光ダンパーへ反射する。一方、シャッター２７がビームエキスパンダ２２から出射されたレーザーＬの光路上に位置しないように回転された場合には、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザーＬは、ガルバノスキャナ１８に入射する。

光ダンパーは、シャッター２７で反射されたレーザーＬを吸収する。尚、光ダンパーは不図示の冷却装置によって冷却される。

ガルバノスキャナ１８は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザー発振ユニット１２から出射されたレーザーＬを下方へ２次元走査するものである。ガルバノスキャナ１８は、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部３３に取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、各モータ３１、３２の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、レーザーＬを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。

ｆθレンズ１９は、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査されたレーザーＬを下方に配置された加工対象物７の加工面７Ａに集光する。従って、各モータ３１、３２の回転を制御することによって、レーザーＬが、加工対象物７の加工面７Ａ上において、所望の印字パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。

２次元コード認識装置１０１は、加工対象物７の加工面７ＡにレーザーＬでマーキング（印字）加工された２次元コードの一部を読み取る装置であり、本体ベース１１に固定されている。

［２．レーザーマーカーの制御構成］
次に、本実施形態に係るレーザーマーカー１の制御構成について、図２を参照しつつ説明する。

図２に表したように、本実施形態に係るレーザーマーカー１の制御構成は、スキャンヘッド５、ガルバノ／レーザーコントローラ６、及びパーソナル・コンピュータ２等を有する。

スキャンヘッド５は、レーザードライバ３７、ガルバノドライバ３６Ｘ、及びガルバノドライバ３６Ｙを有する。レーザードライバ３７、ガルバノドライバ３６Ｘ、及びガルバノドライバ３６Ｙは、ガルバノ／レーザーコントローラ６に接続されている。

レーザードライバ３７は、スキャンヘッド５内のレーザー発振器２１と接続されている。ガルバノドライバ３６Ｘは、スキャンヘッド５内のガルバノＸ軸モータ３１と接続されている。ガルバノドライバ３６Ｙは、スキャンヘッド５内のガルバノＹ軸モータ３２と接続されている。尚、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２は、スキャンヘッド５内のガルバノスキャナ１８（図１参照）に設けられている。

ガルバノ／レーザーコントローラ６は、上述したように、スキャンヘッド５内のレーザードライバ３７、ガルバノドライバ３６Ｘ、及びガルバノドライバ３６Ｙに接続されている。また、ガルバノ／レーザーコントローラ６は、スキャンヘッド５の本体ベース１１（図１参照）に固定された２次元コード認識装置１０１に接続されている。さらに、ガルバノ／レーザーコントローラ６は、パーソナル・コンピュータ２に有線接続されている。

パーソナル・コンピュータ２は、最適条件データベース１０２を有する。また、パーソナル・コンピュータ２は、液晶ディスプレイ５６に接続されている。

［３．レーザーマーカーで２次元コードの最適条件を決定させる制御］
次に、本実施形態に係るレーザーマーカー１で２次元コードの最適条件を決定させる制御について、図３乃至図７を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るレーザーマーカー１で２次元コードの最適条件を決定させる制御においては、図５に表された３×３マトリックスの２次元コードについて、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工を行う際の最適な印字パターンが決定される。

その決定の際には、図６に表した１回目印字（初期）や、２回目印字、３回目印字のようにして、図５の２点鎖線で表された各基準セルの中央から徐々にマーキング（印字）加工による塗潰し領域（のセル）を拡大する。つまり、図７に表すように、各基準セル内に印字されたセルの外形サイズを徐々に拡大していくことで、各基準セルに対する印字セルのサイズ比率である認識率が徐々に上昇し、上昇した認識率が所定値以上になったときのセルの印字パターンを最適な印字パターンとする。

このようにして、最適な印字パターンを決定する理由としては、２次元コードを加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工を行う場合、レーザーＬによる加工線幅を考慮しないと、図７に表された認識率が９０％のケースのように、基準セル内に印字されるセルの外形が基準セルからはみだして大きく印字されるため、ユーザーは予め、基準セル内に印字されるセルの外形サイズを小さくするなどの調整が必要となるからである。

ちなみに、図３や図４に表された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に記憶されており、パーソナル・コンピュータ２で実行される。

［３．−１ ２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物の材料を初めて扱う場合］
２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物７の材料を初めて扱う場合には、図３に表されたフローチャートが実行される。先ず、Ｓ１１では、初期印字パターンが生成される。初期印字パターンとは、具体的に言えば、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルのパターンである。

Ｓ１２では、その生成された初期印字パターンが加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工される。その際には、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルが２次元コードの各基準セルの中央にマーキング（印字）加工される。

Ｓ１３では、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンの一部が２次元コード認識装置１０１で読み取られる。

Ｓ１４では、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンについて、２次元コード認識装置１０１で読み取られた情報に基づいて、認識率が算出される。認識率とは、上述したように、２次元コードの各基準セルに対する印字セルのサイズ比率である。

ここで、２次元コード認識装置１０１がカメラであれば、上記Ｓ１３で２次元コード認識装置１０１に読み取られた情報とは、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンの一部の画像である。従って、認識率は、画像処理によって算出される。画像処理によって、２次元コードの基準セルと当該基準セルに印字されたセルとの面積比率から認識率を算出する。あるいは、加工対象物７の加工面７Ａと当該加工面７Ａにマーキング（印字）加工されたセルとでは、画像上に濃度差が現れることから、画像の平均濃度を利用して認識率を算出する。

Ｓ１５では、認識率の判定が行われる。ここで、認識率が所定値未満であれば、Ｓ１６に進む。尚、上記Ｓ１１で生成された初期印字パターンについては、この認識率の判定が所定値未満となるように、上記Ｓ１１で生成される。

Ｓ１６では、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンが、２次元コード認識装置１０１であるカメラにより撮像される。尚、上記Ｓ１３で既に画像を取得している場合には、その画像を流用してもよい。

Ｓ１７では、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンについて、上記Ｓ１６で撮像された画像に基づいて、太り量又は重なり量が算出される。太り量とは、今回の印字によって広がった印字の幅をいう。重なり量とは、前回の印字と今回の印字とが重なった印字の幅をいう。加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンについて、具体的に言えば、図６に表された１回目印字（初期）の加工線幅に基づいて、太り量が算出される。算出された太り量は、パーソナル・コンピュータ２に記憶される。

Ｓ１８では、上記Ｓ１７で算出された太り量又は重なり量を参照して、次の印字パターンが生成される。次の印字パターンとは、具体的に言えば、図６に表された２回目印字に相当するセルのパターンである。

その後は、Ｓ１２に戻って、図６に表された２回目印字に相当するセルのパターンについて、上記Ｓ１２〜Ｓ１７の各処理がなされる。ここで、上記Ｓ１７の処理がなされる場合には、図６に表された１回目印字（初期）と２回目印字の各加工線幅に基づいて、太り量又は重なり量が算出される。算出された太り量又は重なり量は、パーソナル・コンピュータ２に記憶される。

その後は、Ｓ１２に戻って、図６に表された３回目印字に相当するセルのパターンについて、上記Ｓ１２〜Ｓ１７の各処理がなされる。このようにして、Ｓ１９の処理がなされるまで、上記Ｓ１２〜Ｓ１８の各処理が繰り返される。

Ｓ１９の処理とは、上記Ｓ１５の判定処理で認識率が所定値以上の場合に行われ、現在の印字パターンが、最適条件（最適な印字パターン）として、最適条件データベース１０２に記憶される。そして、最適条件データベース１０２に最適条件（最適な印字パターン）が記憶された場合には、入力される情報について、その記憶された最適条件（最適な印字パターン）に基づく２次元コードのマーキング（印字）加工を行う。よって、データベース化された最適条件（最適な印字パターン）が有効に使用される。

［３．−２ ２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物の材料を再度扱う場合］
２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物７の材料を再度扱う場合には、図４に表されたフローチャートが実行される。先ず、Ｓ２１では、２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物７の材料がユーザーにより選択される。

Ｓ２２では、初期印字パターンが生成される。初期印字パターンとは、具体的に言えば、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルのパターンである。

Ｓ２３では、その生成された初期印字パターンが加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工される。その際には、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルが２次元コードの各基準セルの中央にマーキング（印字）加工される。

Ｓ２４では、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンの一部が２次元コード認識装置１０１で読み取られる。

Ｓ２５では、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンについて、２次元コード認識装置１０１で読み取られた情報に基づいて、認識率が算出される。認識率とは、上述したように、２次元コードの各基準セルに対する印字セルのサイズ比率である。

ここで、２次元コード認識装置１０１が２次元コードリーダーであれば、上記Ｓ２４で２次元コード認識装置１０１に読み取られた情報とは、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンの一部を読み取った情報である。

これに対して、２次元コード認識装置１０１がカメラであれば、上記Ｓ２４で２次元コード認識装置１０１に読み取られた情報とは、加工対象物７の加工面７Ａにマーキング（印字）加工された初期印字パターンの一部の画像である。従って、認識率は、画像処理によって算出される。画像処理によって、２次元コードの基準セルと当該基準セルに印字されたセルとの面積比率から認識率を算出する。あるいは、加工対象物７の加工面７Ａと当該加工面７Ａにマーキング（印字）加工されたセルとでは、画像上に濃度差が現れることから、画像の平均濃度を利用して認識率を算出する。

Ｓ２６では、認識率の判定が行われる。ここで、認識率が所定値未満であれば、Ｓ２７に進む。尚、上記Ｓ２２で生成された初期印字パターンについては、この認識率の判定が所定値未満となるように、上記Ｓ２２で生成される。

Ｓ２７では、上記Ｓ２１で選択された加工対象物７の材料や、上記図４のＳ１７で算出され、パーソナル・コンピュータ２に記憶された太り量又は重なり量を参照して、次の印字パターンが生成される。次の印字パターンとは、具体的に言えば、図６に表された２回目印字に相当するセルのパターンである。

その後は、Ｓ２３に戻って、図６に表された２回目印字に相当するセルのパターンについて、上記Ｓ２３〜Ｓ２７の各処理がなされる。

さらに、その後は、Ｓ２３に戻って、図６に表された３回目印字に相当するセルのパターンについて、上記Ｓ２３〜Ｓ２７の各処理がなされる。このようにして、Ｓ２８の処理がなされるまで、上記Ｓ２３〜Ｓ２７の各処理が繰り返される。

Ｓ２８の処理とは、上記Ｓ２６の判定処理で認識率が所定値以上の場合に行われ、現在の印字パターンが、最適条件（最適な印字パターン）として、最適条件データベース１０２に記憶される。そして、最適条件データベース１０２に最適条件（最適な印字パターン）が記憶された場合には、入力される情報について、その記憶された最適条件（最適な印字パターン）に基づく２次元コードのマーキング（印字）加工を行う。よって、データベース化された最適条件（最適な印字パターン）が有効に使用される。

［４．まとめ］
すなわち、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、２次元コードが有する基準セル内に印字されるセルについての印字パターンが生成される（Ｓ１１，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２７）。ここで、基準セルとは、実際に印字される２次元コードでセル印字の有無を判断する基準となる枠のことをいい、１つのセルに割り当てられた印字可能な枠のことをいう。具体的に言えば、基準セルは、図５や図７の２点鎖線で表された各マトリックスである。

そして、その生成されたセルの印字パターンで加工対象物７の加工面７Ａに２次元コードが印字される（Ｓ１２，Ｓ２３）。その印字された加工対象物７上の２次元コードを２次元コード認識装置１０１で読み取った際の認識率が基準セルに基づいて算出される（Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ２５）。その算出された認識率が所定値以上の場合には、現在の印字パターンが最適条件（最適な印字パターン）としてデータベース化される（Ｓ１９，Ｓ２８）。

これに対して、その算出された認識率が所定値未満の場合には、現在の印字パターンを構成するセルのサイズが変更される（Ｓ１６〜Ｓ１８，Ｓ２７）。さらに、その変更されたセルの印字パターンで加工対象物７の加工面７Ａに２次元コードが印字され（Ｓ１２，Ｓ２３）、その印字された加工対象物７上の２次元コードを２次元コード認識装置１０１で読み取って認識率が再び算出される（Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ２５）。

このようにして、現在の印字パターンが最適条件（最適な印字パターン）としてデータベース化されるまで（Ｓ１９，Ｓ２８）、現在の印字パターンを構成するセルのサイズについて変更・印字・認識率の再算出が繰り返される（Ｓ１２〜Ｓ１８，Ｓ２３〜Ｓ２７）。よって、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、２次元コードの印字パターンの最適条件を効率よく決定すると共に２次元コードの印字パターンの評価作業を簡潔にすることができる。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、先ず、２次元コードが有する基準セル内に印字されるセルについて、最小セルの印字パターンが生成される（Ｓ１１，Ｓ２１）。 最小セルの印字パターンとは、具体的に言えば、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルのパターンである。そして、その生成された最小セルの印字パターンで加工対象物７の加工面７Ａに２次元コードが印字される（Ｓ１２，Ｓ２３）。その印字された加工対象物７上の２次元コードを２次元コード認識装置１０１で読み取った際の認識率が基準セルに基づいて算出される（Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ２５）。

ここで、その算出された最小セルについての認識率が所定値未満の場合には、現在の印字パターンを構成するセルのサイズが、最小セルの外周側を太らせた印字させるためのセルのサイズに変更される（Ｓ１６〜Ｓ１８，Ｓ２７）。

よって、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、現在の印字パターンが最適条件（最適な印字パターン）としてデータベース化されるまで（Ｓ１９，Ｓ２８）、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルのパターン、図６に表された２回目印字に相当するセルのパターン、図６に表された３回目印字に相当するセルのパターン、…と、最小セルからその外周側を太らせるので（図７参照）、２次元コードの印字パターンの最適条件を確実に決定することができる。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物７の材料を再度扱う場合には（図４参照）、現在の印字パターンを構成するセルのサイズが変更される際に、選択された加工対象物７の材料や（図４のＳ２１）、パーソナル・コンピュータ２に記憶された太り量又は重なり量を参照して（図３のＳ１７）、加工対象物７の材料に応じた重なり率を使用して、現在の印字パターンを構成するセルのサイズを大きくする（図４のＳ２７）。よって、現在の印字パターンが最適条件（最適な印字パターン）としてデータベース化されるまで（図４のＳ２８）、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルのパターン、図６に表された２回目印字に相当するセルのパターン、図６に表された３回目印字に相当するセルのパターン、…と、セルの外周側を徐々に太らせていくので、２次元コードの印字パターンの最適条件をより確実に決定することができる。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、２次元コードがマーキング（印字）加工される加工対象物７の材料を初めて扱う際に（図３参照）、現在の印字パターンが最初の印字パターンである場合には（Ｓ１１）、最初の印字パターンで印字された加工対象物７上の２次元コードを２次元コード認識装置１０１で読み取った際に算出した太り量に基づいて次回の印字パターンの重なり量を決定する（Ｓ１６〜Ｓ１８）。よって、加工対象物７の材料を初めて扱う場合であっても、２次元コードの印字パターンの最適条件を的確に決定することができる。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、最初に生成されたセルの印字パターン（Ｓ１１）で又はサイズが変更されたセルの印字パターン（Ｓ１８）で印字された加工対象物７上の２次元コードを２次元コード認識装置１０１であるカメラで撮像した画像に基づいて認識率を算出する（Ｓ１２〜Ｓ１４）。つまり、２次元コード認識装置１０１であるカメラで撮像した画像について画像処理を行うことにより、加工対象物７上の２次元コードについての認識率を算出することができる（Ｓ１４）。

２次元コード認識装置１０１であるカメラで撮像した画像について画像処理では、例えば、２次元コード認識装置１０１であるカメラで加工対象物７を撮像した画像における、加工対象物７上に印字される２次元コードが有する基準セルと当該基準セル内に印字されたセルとの面積比率をもって認識率を算出する（Ｓ１３，Ｓ１４）。

あるいは、２次元コード認識装置１０１であるカメラで撮像した画像について画像処理では、２次元コード認識装置１０１であるカメラで加工対象物を撮像した画像の平均濃度をもって認識率を算出する（Ｓ１３，Ｓ１４）。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、２次元コード認識装置１０１が、最初に生成されたセルの印字パターン（Ｓ２２）で又はサイズが変更されたセルの印字パターン（Ｓ２７）で印字された加工対象物７上の２次元コードを認識可能な２次元コードリーダーであれば、２次元コードの印字パターンの最適条件を決定する際に（Ｓ２６，Ｓ２８）、２次元コードリーダーによる読み取り易さを認識率として用いることができる。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、加工対象物７をセッティング後、同じ位置でセルのサイズを徐々に大きくしながら、２次元コード認識装置１０１による読み取りを行う（Ｓ１３，Ｓ２４）。よって、加工対象物７の移動の手間が省け、且つ、１つの２次元バーコードを印字する範囲内で、２次元コードの印字パターンの最適条件を探索ができるため（Ｓ１６〜Ｓ１８，Ｓ２７）、加工対象物７の無駄も少なくなる。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、レーザー加工装置３と２次元コード認識装置１０１とが一体化されている（図１参照）。そのため、２次元コードのマーキング（印字）加工（Ｓ１２，Ｓ２３）と２次元コードの印字パターンの最適条件についての探索（Ｓ１１，Ｓ１３〜Ｓ１８，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２４〜Ｓ２７）とが自動化されている。そして、最適条件データベース１０２に最適条件（最適な印字パターン）が記憶された場合には、入力される情報について、その記憶された最適条件（最適な印字パターン）に基づく２次元コードのマーキング（印字）加工を行う。

［５．その他］
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、加工対象物７上に印字されるセルの印字パターンは、図５に表された３×３の基準セル内に印字されるセルの印字パターンに限定されるものではない。具体的には言えば、１×１、つまり、１個の基準セル内に印字されるセルの印字パターンであってもよいし、全数個の基準セル内に印字されるセルの印字パターンであってもよい。

また、図６に表された１回目印字（初期）に相当するセルのパターンは、２個の加工（印字）線で略正方形をしているが、１個の加工（印字）線であってもよい。

また、本実施の形態に係るレーザーマーカー１では、ガルバノスキャナ１８に対する速度調整によって加工対象物７の加工面７Ａに印字される２次元コードのセルの印字太さ（レーザーＬによる加工線の太さ）が調整されてもよい。このようにすれば、現在の印字パターンを構成するセルのサイズが変更された印字パターン（Ｓ１８，Ｓ２７）で、加工対象物７上に２次元コードを印字させることを容易に行うことができる（Ｓ１２，Ｓ２３）。

１ レーザーマーカー
７ 加工対象物
１２ レーザー発振ユニット
１８ ガルバノスキャナ
１９ ｆθレンズ
１０１ ２次元コード認識装置
１０２ 最適条件データベース
Ｌ レーザー

Claims (10)

1. レーザーを射出するレーザー射出装置と、前記レーザー射出装置から射出されたレーザーを走査するレーザー走査装置と、前記レーザー走査装置で走査されたレーザーを加工対象物上に結像させるレーザー結像装置と、を有するレーザーマーカーであって、
   前記レーザー結像装置で結像されるレーザーで加工対象物上に印字された２次元コードを認識する２次元コード認識装置と、
   加工対象物上に印字される２次元コードが有する基準セル内に印字されるセルの印字パターンを生成する印字パターン生成手段と、
   前記印字パターン生成手段により生成されたセルの印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字する印字手段と、
   前記印字手段で印字された加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取った際の認識率を２次元コードが有する基準セルに基づいて算出する認識率算出手段と、
   前記認識率算出手段により算出された認識率が所定値以上の場合に現在の印字パターンを最適な印字条件としてデータベース化する記憶手段と、
   前記認識率算出手段により算出された認識率が所定値未満の場合に現在の印字パターンを変更する印字パターン変更手段と、を備え、
   前記印字パターン変更手段により現在の印字パターンが変更された場合には、
   前記印字手段は、前記印字パターン変更手段により変更された印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字し、
   前記認識率算出手段は、前記印字手段で印字された加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取って認識率を再び算出すること、
   を特徴とするレーザーマーカー。
2. 請求項１に記載するレーザーマーカーであって、
   前記記憶手段が現在の印字パターンを最適な印字条件としてデータベース化した場合には、前記印字手段は、入力される情報について、前記最適な印字条件に基づいた印字パターンで加工対象物上に２次元コードを印字すること、を特徴とするレーザーマーカー。
3. 請求項１又は請求項２に記載するレーザーマーカーであって、
   前記印字パターン生成手段は、前記基準セル内に印字される最小セルの印字パターンを生成し、
   前記認識率算出手段は、前記印字パターン生成手段により生成された最小セルの印字パターンで前記印字手段が印字した加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取った際の認識率を前記基準セルに基づいて算出し、
   前記印字パターン変更手段は、前記認識率算出手段により算出された前記最小セルの印字パターンについての認識率が所定値未満の場合に、現在の印字パターンを、前記最小セルの印字パターンの外周側を太らせるように変更すること、
   を特徴とするレーザーマーカー。
4. 請求項３に記載するレーザーマーカーであって、
   前記印字パターン変更手段は、現在の印字パターンを変更する際に、加工対象物の材料に応じた重なり率を使用して、現在の印字パターンを大きくすること、を特徴とするレーザーマーカー。
5. 請求項３又は請求項４に記載するレーザーマーカーであって、
   前記印字パターン変更手段は、現在の印字パターンが最初の印字パターンである場合には、最初の印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードを前記２次元コード認識装置で読み取った際に算出した太り量に基づいて次回の印字パターンの重なり量を決定すること、を特徴とするレーザーマーカー。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載するレーザーマーカーであって、
   前記２次元コード認識装置はカメラであり、
   前記認識率算出手段は、前記印字パターン生成手段により生成された印字パターンで、又は前記印字パターン変更手段によりサイズが変更された印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードをカメラで撮像した画像に基づいて認識率を算出すること、を特徴とするレーザーマーカー。
7. 請求項６に記載するレーザーマーカーであって、
   前記認識率算出手段は、前記カメラで加工対象物を撮像した画像における、加工対象物上に印字される２次元コードが有する基準セルと当該基準セル内に印字されたセルとの面積比率をもって認識率を算出すること、を特徴とするレーザーマーカー。
8. 請求項６に記載するレーザーマーカーであって、
   前記認識率算出手段は、前記カメラで加工対象物を撮像した画像の平均濃度をもって認識率を算出すること、を特徴とするレーザーマーカー。
9. 請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載するレーザーマーカーであって、
   前記２次元コード認識装置は、前記印字パターン生成手段により生成された印字パターンで、又は前記印字パターン変更手段により変更された印字パターンで印字された加工対象物上の２次元コードを認識可能な２次元コードリーダーであること、を特徴とするレーザーマーカー。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載するレーザーマーカーであって、
    前記レーザー走査装置に対する速度調整によって加工対象物上に印字される２次元コードの印字太さが調整されること、を特徴とするレーザーマーカー。

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