JPH026095A

JPH026095A - レーザマーカ装置

Info

Publication number: JPH026095A
Application number: JP63154765A
Authority: JP
Inventors: Koji Kuwabara; 桑原　皓二; Makoto Yano; 眞矢野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1990-01-10

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】〔産業上の利用分野〕本発明は透過層液晶セルを使用したレーザマーカ装置に
関する。

〔従来の技術〕

商品の品質管理、製造番号、製造年月日等を管理するの
にバーコードが使用されている。このバーコードは、商
品を収めた箱に印刷されている。

そして、印刷の難しいプラスチックケースや金属ケース
等の製品は、バーコードを印刷したラベルを貼付してお
り、製品そのものに直接刻印するのは困難である。

そこで、本発明者達は、特開昭６０−１７４６７１号公
報に示すレーザマーカを利用し、製品に直接刻印できな
いか検討した。このレーザマーカは刻印すべき文字、数
字等の符号を表示した透過形の液晶セルに、直線偏光の
レーザ光を照射し、透過光により被加工物に符号を刻印
する。このレーザマーカによりバーコードを刻印できな
いか実験した結果、次のような問題点を生ずることがわ
かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

バーコードは幅の異なるバーとスペース（空白）の組合
せによって、数字や文字を機械に解読可能な形で表現し
ている。透過層液晶セルを使用してバーコードを刻印す
るには、幅寸法の異なる電極を使用した透過層液晶セル
を多種類用意しなければならず実用的ではない。

本発明の目的は、１種類の透過層液晶セルで種種の組合
せのバーコードを刻印できるレーザマーカ装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の透過層液晶セルは、複数の信号電極と共通電極
とで構成し、隣り合った信号電極相互の間隙（Ｔｒ：　
）をバーコード読取り機の最少読取り可能スペース＠（
Ｔ’Ｍ）に対し、ＴＭ＞ＴＩＥ／Ｍ（刻印時の光学系の
倍率＝　１　／Ｍ）となるように形成することにある。

〔作用〕

この結果、透過層液晶セルにレーザ光を照射して、被加
工物にバーコードを刻印した時に、隣り合ったバー間の
スペースがバーコード読取り機で空白として読取れない
ので、例えば１本来は２本のバーであるにもかかわらず
、帳の広い１本のバーと見なされる。

すなわち、実質的にバーの幅を広くしたことになり、複
数の矩形状信号電極から成る透過層液晶セルを１種類準
備すれば、種々の組合せのバーコードに対応できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図により説
明する。

第１図において、１は可視から近赤外までの波長範囲の
中に発振波長を有するパルスレーザであり、ＹＡＧレー
ザに代表される。パルスレーザ１から射出される直線偏
光レーザ光２（ここではＰ偏光とする。）は、ビームエ
キスパンダ３により拡大され透過形の液晶セル４に照射
される。

液晶セル４は叩動・制御部５により動作する。

レーザ光２のエネルギーによっては、レーザ照射時の発
熱を除去するための冷却部（図示せず）が設けられてい
る。液晶セル４を通過したレーザ光６は、ビームスプリ
ツタフによって、制御部５からの刻印用パターン情報を
反映したＰ偏光レーザ８と、非刻印用レーザ光（Ｓ偏光
）９とに分離される。Ｐ偏光レーザ光８は光学系１０に
より被加工面１１上に結像される。一方、非刻印用レー
ザ光９は吸収体１２に向い、吸収される。Ｐ偏光レーザ
光８は光学系１０により加工面１１上に倍率１　／　Ｍ
　＝　Ｑ　２．　／　Ｑ　ｔで結像されバーコードＩＩ
Ａを刻印する。

液晶セル４の構造を第２図〜第４図により説明する。複
数個の矩形状の信号電極１３が上ガラス板１４に、共通
電極１５が下ガラス板１６に形成されており、二九らを
第４図に示すように１包面を対向させた間に液晶を挿入
（図示せず）して、第５図の液晶セル４を形成する。液
晶セル４の信号電極１３Ａ、・・・・・・、１３Ｆはス
イッチＳＬ、・・・・・・Ｓ６を介して、電源（図示せ
ず）に接続されている（共通電極は図示せず）。各信号
電極間の間隙ＴＥは、被加工面１１上の微小間隙幅Ｔｓ
をバーコード読取機１７の最小読取り可能スペース幅Ｔ
Ｍに対して、Ｔ　Ｍ）　Ｔ　３となるように設定されて
いる。

今、スイッチＳｚ、Ｓ３．Ｓ４．Ｓｓが閉じられ、信号
電極１３Ａ、１３Ｃ，１３Ｄ、１３Ｆと、共通電極（図
示せず）間に電圧が印加されている状態で、−点鎖線１
９に囲まれた範囲にＰ偏光のレーザ光８が照射された場
合を考える。電圧の印加された信号電極１３Ａ、１３Ｃ
，１３Ｄ、１３Ｆに対応した部分では、レーザ光の偏光
面は回転しないが、これ以外の部分では、偏光面が回転
し、Ｓ偏光となる。前述したようにビームスプリッタ７
により、Ｐ偏光とＳ偏光の分離が行われる為、光学系１
ｏでは、Ｐ偏光のみ結像される。この結果、信号電極１
３Ａ、１３Ｃ，１３Ｄ、１３Ｅに対応して、バー１７Ａ
、１７Ｂ、１７Ｃ，１７Ｄが、被加工面１１上に刻印さ
れ、信号電極１３Ｂ。

１３Ｅに対応した部分は、第６図に示すようにスペース
１８Ａ、１８Ｂとなるが、それ以外は間隙幅ＴＥにより
形成されている。この間隙幅ＴＥは、Ｔ　Ｍ＞　Ｔ　ｓ
となるように設定されており、バーコード読み取り機１
７で読み取ることが出来ないので、あたかも−本の幅の
広い（はぼ２倍の幅の）バー１７Ｂ、１７Ｇとして読取
られることになる。つまり、スイッチＳ１．・・・・・
・、ＳｓのＯＮ、ＯＦＦによりバーの幅を信号電極の幅
の倍数で自由に変えることができる。したがって、任意
のバーコードを製作できる。

一方、液晶セル４に間隙ＴＥを設定するには。

間隙ＴＥは光学系１０により拡大又は縮小されていた倍
率Ｍで間隙幅Ｔｓが被加工面１１に刻印されるので、次
の関係式が成り立つ。

Ｔｓ＝Ｔ巳Ｘ　（１／Ｍ）　　　　　　　　　・・・（
１）であるから、ＴＭ＞ＴＥ（１／Ｍ）　　　　　　　　　　　・・・（
２）の条件で、隣り合う信号電極間のギャップの影響を
除去できることになる。

上述について、対物レンズ１０を被加工面１１に近づけ
て、バー１７Ａ〜１７Ｄを縮小する場合と、液晶マスク
４に近づけてバーを拡大する場合とに分けて説明する。

ｉ）縮小で刻印する場合（Ｍ≧１）ＴＭ　＝１ｎｍ、Ｑｘ　＝１０ｎｍ、Ｄｘ　＝５ｍｍと
する。

１／Ｍ＝５／１０　　−”、　Ｍ＝２　・・・（３）Ｔ
ｓ＜ＴＭ＝１ｎ＋ｍとなれば、スペース幅ＴＭは無視さ
れる。

一方、上記（１）式よりＴ　Ｅ＝　Ｍ　Ｘ　Ｔ　ｓであ
るから、これに上記（３）を代入れば、ＴＥ＝　２　ＴＳ＜　２　ｒｔｔｎとなる条件で、電極間の間隙ＴＥを決めればよい。

ｎ）拡大で刻印する場合（Ｍ＜１）Ｔ）４　＝１ｍｍ、Ｑ１＝５＋ｎｍ、Ｌｚ　＝１０ｎｎ
とする。

１／Ｍ＝１０１５　　　＋’＋　　Ｍ＝０．５　・・・
（４）Ｔｓ＜Ｔｏ＝１ｍｍとなれば、スペース幅ＴＭは
無視される。

一方、上記（１）式よりＴＥ：ＭＸＴＳであるから、こ
れに上記（４）を代入れば、Ｔａ＝０．５Ｔｓ＜０．５ｎｎとなる条件で、間隙ＴＥを決めればよい。

このように、Ｔ　Ｅ　＝　Ｍ　Ｔ　ｓ　＜　Ｍ　Ｔ　Ｍの条件で、隣
り合う信号電極間の間隙の影響を除去できることになる
。

次に、第７図ないし第１０図の他の実施例について説明
する。

第７図の実施例においてはバーコード形成用電極部１８
，１１９のほかに印字用ドツトマトリクス形成用電極部
２０．２１を一体形成している。すなわち、上ガラス板
２２には複数本の矩形状信号電極１８の他に、ドツトマ
トリクス用信号電極２０を設け、下ガラス板２３上には
共通電極１９のほかにドツトマトリクス用信号電極２１
を設けたので、第８図に示すようにバーコード２４と、
バーコードの内容を表わすドツト文字２５とを同時に刻
印可能である。

第９図の実施例では、円偏光もしくは楕円偏光のレーザ
光３５を射出するパルスレーザ３４である。レーザ光３
５はビームスプリンタ３６によって、Ｐ偏光レーザ光３
７とＳ偏光３８とに分雑される。各偏光成分のレーザ光
通路には、駆動・制御部５により動作する印字用液晶セ
ル３９と第５図に示したバーコード形成用の液晶セル４
とを設けた。各液晶セルを透過したレーザ光は第１図と
同様に、刻印用パターン情報を反映したレーザ光を分離
し、光学系により加工面上に刻印する（図示せず）。

このように、本発明によれば、円偏光もしくは楕円偏光
レーザ光を射出するレーザ光源を利用し、得られる偏光
成分３７．３８をそれぞれ刻印に使用できるため、レー
ザ利用効率を向上できる。また一般印字とバーコードを
加工面上の２ケ所に同時刻印することができる。

第１０図の実施例においては、加工物４０上にレーザ光
により直接刻印する方式とは異り、顔料を塗布、付着あ
るいは含浸させたテープ４１上にレーザ光８を照射し、
顔料を加工物４０の表面上に熱転写することによりバー
コードを刻印する。

この実施例によれば、加工物の色に合せてバーコードの
色を自由に選択できるとともに、一般包装等にも前処理
なしでバーコードを刻印できる。

〔発明の効果〕

以上のように１本発明では同一の電極幅で、多種類の幅
寸法を有するバーやスペースを形成できるので、使いや
すいレーザマーカ装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として示したレーザマーカの
説明図、第２図、第３図、第４図はバーコード用液晶セ
ルの構成の説明図、第５図は液晶セルの動作説明図、第
６図はバーコードの刻印状況と読み取り機との関係を示
す説明図、第７図は本発明の他の実施例として示した液
晶セルの説明図、第８図は第７図に示した液晶セルによ
る刻印内容の説明図、第９図、第１０図は本発明の他の
実施例として示したレーザマーカの側断面および斜視図
である。４・・・液晶セル、１３Ａ、・・・・・・、１３Ｆ・・
・信号電極、ＳＬ、・・・・・・、　Ｓ８・・・スイッ
チ、１７・・・バーコード読取り機。

Claims

【特許請求の範囲】１、外部から刻印すべきパターン情報を透過形液晶セル
のスイッチ有り信号電極に印加し、可視波長から赤外波
長までの波長範囲のパルスレーザ光を前記透過形液晶セ
ルに照射し、前記信号電極を透過したレーザ光は光学系
を介して被加工面に照射し、複数のバーを被加工面に刻
印する装置において、前記複数の信号電極間に形成した
間隙をＴ＿Ｅ、バー読取機の最小読取可能間隙をＴ＿Ｍ
、刻印時の光学系の倍率を１／Ｍとした時、Ｔ＿Ｅ＜Ｍ×Ｔ＿Ｍの関係が成り立つように、Ｔ＿Ｅ又はＴ＿Ｍを選ぶこと
を特徴とするレーザマーカ装置。２、上記スイッチを開
閉して、幅の異なる複数のバーを被加工面に刻印するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザマー
カ装置。３、各信号電極間の間隙Ｔ＿Ｅは、各信号電極を透過し
たレーザ光を被加工面に照射して、複数のバーを刻印す
る時に、バーとバーとの間の間隙幅Ｔ＿Ｍがバー読取機
で読取り出来ない寸法（零を含まず）に形成することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザマーカ装
置。４、上記透過形液晶セルに印字用ドットマトリクス形成
用電極を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレーザマーカ装置。５、光学系にビームスプリッタを配置し、レーザ光を複
数に分散し、各分散したレーザ光通路に透過形液晶セル
を配置することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のレーザマーカ装置。６、被加工面上に配置した色素を含有した部材にレーザ
光を照射し、被加工面上に色素を熱転写することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のレーザマーカ装置。７、複数本のバーの中にバー読取機で読取ることができ
ない間隙を有するバーコードを、被加工面に形成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザマー
カ装置。