JPH0215887A - レーザマーキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は被加工物にレーザ光によってマークを形成す
るレーザマーキング装置に関する。

（従来の技術）゛ 被加工物にレーザ光によって所定のパターンをマーキン
グする場合、レーザ光で所定のパターンが形成されたマ
スクを照射し、そのパターンを透過したレーザ光を結像
レンズで結像して被加工物に照射する方法が知られてい
る。

このような方法において、たとえば被加工物が半導体パ
ッケージなどの場合、この被加工物にはデイリーコード
、ウィークリーコードあるいはその他の種々のパターン
（データ）をマーキングすることが要求されることがあ
り、そのような場合にはマスクを要求されたパターンが
形成されたものと交換しなければならないことがある。

マスクの交換は手動あるいは自動のいずれでも行なうこ
とができる。しかしながら、手動で行なうようにしたの
では非能率的であるから、自動で行なうことが実用化さ
れている。

第５図はマスクの交換を自動で行なうことができるよう
にした従来のマーキング装置を示す。つまり、同図中１
はレーザ発振器である。このレーザ発振器１から出力さ
れたレーザ光りの光路には円盤状のホルダ２が配置され
ている。このホルダ２の周辺部にはそれぞれ異なるパタ
ーン３が形成された複数のマスク４が周方向に所定間隔
で設けられている。

上記ホルダ２の中心部にはモータ５の回転軸６が連結さ
れ、このモータ５によって上記ホルダ２が回転駆動され
るようになっている。ホルダ２が回転駆動されてそれに
設けられた１つのマスク４がレーザ光りの光路上に位置
すると、そのマスク４のパターン３をレーザ光りが通過
し、そのレーザ光りは結像レンズ７で結像されて被加工
物８を照射する。それによって、上記被加工物８に上記
マスク４のパターン３がマーキングされることになる。

ところで、このような構成のレーザマーキング装置によ
ると、被加工物８にマーキングするパターン３を変える
にはホルダ２をモータ５によって回転させなければなら
ない。そのため、マーキングするパターンによってはホ
ルダ′２を最大で１８０度回軸回転なければ、所定のパ
ターン３を光路上に位置させることができない。そのた
め、ホルダ２の回転制御に時間が掛かるから、生産性が
低下するということが生じる。また、生産性の向上を計
るためにホルダ２を高速で回転させるようにすればよい
が、そのためにはトルクの大きな大型のモータ５を用い
なければならない。その結果、装置全体が大型化すると
いう問題が生じる。

さらに、被加工物８に複数のパターン３を並べてマーキ
ングする場合には、その被加工物８をたとえばＸＹ子テ
ーブル上載置し、このＸＹ子テーブル駆動して位置決め
しなければならない。しかしながら、ＸＹ子テーブル駆
動は上記ホルダ２の駆動と同様高速化するには限界があ
るから、そのことによっても生産性の低下を招くことに
なる。

（発明か解決しようとする課題） このように、従来のレーザマーキング装置においては、
パターンの交換を自動化するには複数のパターンが設け
られたホルダを回転駆動しなければならず、また被加工
物に複数のパターンをマキングするにはその被加工物も
駆動しなければならなかった。上記ホルダや被加工物′
の駆動は、これらが大きなものであるから、あまり高速
化することができず、それによってマーキング加工の能
率向上に大きな制限を受けるということがあった。

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするマスクや被加工物を駆動せずにその被加工物に
複数のパターンをマーキングすることができるようにし
たレーザマーキング装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するためのこの発明は、レーザ発振器と、このレーザ発
振器から出力されたレーザ光が反射する少なくとも一つ
の第１のミラーと、この第１のミラーを駆動してこのミ
ラーで反射するレーザ光の反射方向を設定する第１の駆
動源と、複数のパターンが設けられ上記第１の駆動源に
よって反射方向が設定されたレーザ光によって所定のパ
ターンの箇所が照射されるマスクと、このマスクと対向
して配置されレーザ光が上記マスクのいずれのパターン
の箇所を照射通過してもそのパターンを通過したレーザ
光を結像レンズに入射させるリレーレンズと、上記結像
レンズを透過したレーザ光が反射する少なくとも一つの
第２のミラーと、この第２のミラーを回動駆動しこのミ
ラーに入射したレーザ光の反射方向を制御して被加工物
の所定位置にマーキングする第２の駆動源とを具備する
。そして、マスクや被加工物を駆動せずに上記被加工物
に複数のパターンをマーキングすることができるように
したものである。

（実施例） 以下、この発明の第１の実施例を第１図と第２図を参照
して説明する。第１図に示すレーザマーキング装置はレ
ーザ発振器１１を備えている。

このレーザ発振器１１から発振されたレーザ光りは第１
のミラーとしての第１のＸミラー１２で反射してから第
１のＹミラー１３に入射するようになっている。上記第
１のＸミラー］２は第１の駆動源としての第１のＸガル
バノメータスキャナ１４−ｈ−拌の回転軸に取着され、
上記第１のＹミラー１３は第１のＹガルバノメータスキ
ャナ１５の回転軸に取着されている。

上記第１のＸガルバノメータスキャナ１４と上記第１の
Ｙガルバノメータスキャナ１５とはこれらの回転軸の軸
線を直交させる状態で配置されている。したがって、上
記第１のＸミラー１２を上記第１のＸガルバノメータス
キャナ１４で回動駆動すれば、レーザ発振器１１から発
振されてこの第１のガルバノメータスキャナ１４に入射
したレーザ光りをＸ方向に振ることができる。また、同
様に第１のＹミラー１３を第１のＹガルバノメータスキ
ャナ１５で回動させれば、上記第１のＸミラーで反射し
て第１のＹミラー１３に入射したレーザ光りをＹ方向に
振ることができる。

上記第１のＹミラー１３で反射したレーザ光りはリレー
レンズ１６に入射するよゲになっている。

このリレーレンズ１６の出射側には結像レンズ１７が配
置されている。さらに、上記リレーレンズ１６の出射側
にはこのリレーレンズ１６に近接して矩形状のマスク１
８が配設されている。このマスク１８には第２図に示す
ように多数のパターン１９が行列状に形成されている。

したがって、上記第１のｘ、Ｘミラー１２．１３によっ
て進行方向が制御されたレーザ光りが上記マスク１８の
どのパターン１９に入射しても、そのパターン１９を通
過したレーザ光りは上記リレーレンズ１６によって上記
結像レンズ１７に入射するようになっている。すなわち
、結像レンズ１７の位置はリレーレンズ１６を考えた場
合、第１のＹミラー１３の位置に対して共役な位置が望
ましい。

結像レンズ１７を透過したレーザ光りは第２のＸミラー
２１で反射されたのち、第２のＹミラー２２に入射゛す
るようになっている。・上記第２のＸミラー２１は第２
のＸガルバノメータスキャナ２３の回転軸に取着され、
上記第２のＹミラー２２は第２のＹガルバノメータスキ
ャナ２４の回転軸に取着されている。これらガルバノメ
ータスキャナ２３．２４はそれぞれの回転軸を直交させ
て配置されている。したがって、第２のＸミラー２１を
第２のガルバノメータスキャナ２３によってＸ方向に回
動させれば結像レンズ１７を透過したレーザ光りをＸ方
向に振ることができ、また第２のＹミラー２２を第２の
Ｙガルバノメータスキャナ２４によって回動させれば、
上記第２のＸミラー２１で反射したレーザ光りをＹ方向
に振ることができ、マーキング位置を被加工物２５上で
変えることができる。

上記第２のＹミラー２２で反射するレーザ光りの進行方
向には被加工物２５が配置されている。

この被加工物２５は図示しない搬送機構、た゛とえばコ
ンベヤなどによってＸ方向に間欠的に搬送されるように
なっている。

上記各ガルバノメータスキャナ１４．１５．２３．２４
はそれぞれドライバ２６を介して制御装置２７に電気的
に接続されている。上記第１のＸ、Ｙガルバノメータス
キャナ１４．１５はマスク１８に形成されたパターン１
９のうちのどれをマーキングするかによって上記制御装
置２７がらの信号にもとずいてドライバ２６−により駆
動されて第１のＸ、、Ｙミラー１２．１３の角度を制御
する。また、上記第２のＸＳＹガルバノメータスキャナ
２３．２４は被加工物のどの位置にパターン１９をマー
キングするかによって上記制御装置２７からの信号によ
り上記ドライバ２６で駆動され、それによって第２のＸ
、Ｙミラー２１．２２の角度を制御するようになってい
る。

このように構成されたレーザマーキング装置において、
被加工物２５に複数のパターン１９、たとえば“ＴＮｏ
　、”３“８”のように３つのパターン１９をマーキン
グするには以下のごとく行なう。まず、レーザ発振器１
１から発振されたレーザ光りがマスク１８のパターン１
９め“ＴＮｏ、”の箇所を照射するようその進行方向を
制御装置２７からの信号でドライバ２６を介して第１の
ＸＳＹガルバノメータスキャナ１４．１５を駆動し、こ
れらの回転軸に取着された第１のＸＳＹミラー１２．１
３の角度を制御する。それによって、マスク１８の上記
パターン１９“ＴＮｏ、’の箇所を透過したレーザ光り
はリレーレンズ１６によって結像レンズ１７に入射され
る。

このようにして結像されたレーザ光りは第２のＸミラー
２１と第２のＹミラー２２とで順次反射され被加工物８
上にマーキングが行なわれる。そのとき、“ＴＮｏ　、
”のパターン１９が上記被加工物８の第２図における左
端に結像するよう第２のＸ１Ｙガルバノメータスキヤナ
２１．２２によって上記第２のｘ、Ｘミラー１２．１３
の角度が制御される。

つぎに、レーザ発振器１１から発振されたレーザ光りが
マスク１８のパターン１９の“３”の箇所を通過するよ
う上記第１のＸ１Ｙミラー１２．１３の角度を制御する
。また、第２のＸ１Ｙミラー２１．２２の角度をこれら
ミラーで反射したレーザ光りが被加工物２５のほぼ中心
部方向を向くように制御する。このように各ミラーの角
度を制御すれば、“３″のパターン１９が上記被加工物
２５の中央部分にマーキングされることになる。

ついで、レーザ発振器１１から発振されたレーザ光りが
マスク１８のパターン１９の“８°の箇所を通過するよ
う第１のＸＳＹミラー１２．１Ｂの角度を制御する。ま
た、上記“８”のパターン１９を通過して結像されたレ
ーザ光りが被加工物２５の右端を照射するよう第２のＸ
、、Ｙミラー２１．２２の角度を制御すれば、その“８
”のパターン１９を上記被加工物２５の右端にマーキン
グすることができる。

このように、４つのミラーを回動させることによって被
加工物２５に複数のパターン１９を並べてマーキングす
ることができる。上記ミラーはレーザ光りを反射させる
ことができる大きさであればよいから、小形化すること
ができる。そのため、上記各ミラーはガルバノメータス
キャナによって高速で回動駆動することができるから、
複数のパターン１９のマーキングを能率よく行なうこと
ができる。また、複数のパターン１９を被加工物２５の
所定の位置にマーキングするのに、上記被加工物２５を
駆動せずにすむから、そのことによってもマーキングを
高速で行なえる。

第３図はこの発明の第２の実施例を示す。この実施例は
搬送ベルト３１によって所定の速度でＹ方向に連続的に
搬送されている被加工物２５にマーキングを行なう場合
を示す。すなわち、上記搬送ベルト３１の側面にはその
搬送ベルト３１の走行速度を検出するためのマーク３２
が設けられていて、そのマーク３２はセンサ３３によっ
て検出される。センサ３３によって搬送ベルト３１の走
行速度が検出されると、その検出信号は制御装置２７に
入力される。すると、この制御装置２７は上記搬送ベル
ト３１の走行速度に応じて第２のＹガルバノメータスキ
ャナ２４を駆動し、第２のＹミラー２２を反射したレー
ザ光りによる被加工物２５への照射位置を制御する。つ
まり、レーザ光りによる被加工物２５のＹ方向の照射位
置が一定になるよう制御される。したがって、被加工物
２５を連続的にＹ方向へ搬送しながらマーキングするこ
とができる。

第４図はこの発明の第３の実施例を示す。この実施例は
矩形状の１つのマスク３４に１つのパターン１９を形成
するとともに、複数のマスク３４をマスクホルダ３５に
形成された複数の取付部３６に着脱自在に取着できるよ
うにした。このようにすれば、任意のパターン１９のマ
スク３４を上記マスクホルダ３５に取着することができ
る。

また、上記実施例ではレーザ光をマスクに入射させるた
めと、被加工物を照射させるためとにそれぞれＸ、Ｙ２
つのミラーを用いたが、レーザ光をＸ、Ｙいずれか一方
向だけに方向変換する場合には、ＸあるいはＹ方向いず
れか一方のミラーだけを設けるようにしてもよい。また
、駆動源としてはガルバノメータスキャナに代わりモー
タを用いてもよい。さらに、ミラーとしてはポリゴンミ
ラーを用いるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、レーザ発振器から発振さ
れたレーザ光をマスクのパターンを通過させ、結像レン
ズで結像して被加工物に照射させるマーキング装置にお
いて、上記マスクに入射する前のレーザ光を第１の駆動
源によって回動駆動される第１のミラーで反射させ、上
記マスクに設けられた複数のパターンの任意のパターン
に入射させることができるようにし、また第２の駆動源
によって回動駆動される第２のミラーでの角度を制御す
ることにより、被加工物の所定の位置をマーキングする
ことができるようにした。すなわち、慢数のパターンを
マーキングするのに、小さなミラーを駆動するだけです
むから、その駆動速度を高速化し、作業性の向上を計る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｃｋ発明の第１の実施例を示す装置全体の構成図
、第２図は同じく要部を拡大した斜視図、第３図はこの
発明の第２の実施例を示す装置の一部分の斜視図、第４
図はこの発明の第２の実施例を示すマスクホルダの斜視
図、第５図は従来の装置の斜視図である。 １１・・・レーザ発振器、１２・・・第１のｘミラー１
３・・・第１のＹミラー　１４・・・第１のＸガルバノ
メータスキャナ、１５・・・第１のＹガルバノメータス
キャナ、１６・・・リレーレンズ、１７・・・結像レン
ズ、１８・・・マスク、１９・・・パターン、２１・・
・第２のＸミラー　２２・・・第２のＹミラー　２３・
・・第２のＸガルバノメータスキャナ、２４・・・第２
のＹガルバノメータスキャナ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第１図 スキマす づ 第　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されたレー
   ザ光が反射する少なくとも一つの第１のミラーと、この
   第１のミラーを駆動してこのミラーで反射するレーザ光
   の反射方向を設定する第１の駆動源と、複数のパターン
   が設けられ上記第１の駆動源によって反射方向が設定さ
   れたレーザ光によって所定のパターンの箇所が照射され
   るマスクと、このマスクと対向して配置されレーザ光が
   上記マスクのいずれのパターンの箇所を照射通過しても
   そのパターンを通過したレーザ光を結像レンズに入射さ
   せるリレーレンズと、上記結像レンズを透過したレーザ
   光を反射する少なくとも一つの第２のミラーと、この第
   ２のミラーを駆動しこのミラーに入射したレーザ光の反
   射方向を制御して被加工物の所定位置にマーキングする
   第２の駆動源とを具備したことを特徴とするレーザマー
   キング装置。