JPH03170917A - レーザ・ビームによる移動物体のマーキング方式 - Google Patents

レーザ・ビームによる移動物体のマーキング方式

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JPH03170917A
JPH03170917A JP2145521A JP14552190A JPH03170917A JP H03170917 A JPH03170917 A JP H03170917A JP 2145521 A JP2145521 A JP 2145521A JP 14552190 A JP14552190 A JP 14552190A JP H03170917 A JPH03170917 A JP H03170917A
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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】 この発明は、ある経路に沿うレーザ・ビームの放射源を
含む、レーザ・ビームによる移動物体のマーキング方式
に関するものである。
周波数の増大にともない、日時、ロフト・ナンバー、有
効期限、または、生産物がパッケージされた時点または
生産物自体が用意された時点のような、ある特定の時点
からしか知ることができない他の詳細な事項等を指示す
るデータについて、パッケージまたは生産物自体にマー
キングを施すようにされてきている。マーキングの時点
に関するこの要求のために、ラベル・プリントにおいて
、パッケージ・プリントにおいて、または、例えば生産
物の最終的な？＄備のためのモールドにおいて、このよ
うな時点を予め含ませておくことができない。
また、その生産、パッケージ作業等が極めて高速に進行
することが多いことから、通常の手段によるマーキング
作業には相当なロス・タイムが含まれることになる。
上述された状況の結果として、レーザ・ビームはその衝
突点において大量のエネルギを生成できることに基づき
、前記のマーキング作業のために、既に前記レーザ・ビ
ームに依存してきている。それども、一般的に知られて
いる方式は、レーザ・ビーム源とマーキングされるべき
エリアとの間にマスクを挿入することに基づいている。
マスクというデバイスにより、マーキングされるべき符
号を規定する間隙だけをビームが通過することが許容さ
れる。ただし、これらのマスクで生成されるイメージは
時間的に変化するものではなく、また、異なるイメージ
を生成できることであるべきであり、多くの利用可能な
マスクを有することが必要とされる。そして、それらの
適切な配設はステップ・モータによってコントロールさ
れるが、ある１個の文字から別の文字までのこのステッ
プ・モータによる移動の時間長は約２００ミリ秒である
。
文字間の移動の時間として理解されるものは、その処理
が正確であるように、１個の英数字と次に続く英数字と
の間で経過すべき時間である。
他方、ゲルマニューム結晶で知られている一つの特性は
、受信した音声信号の周波数に依存して、その屈折指数
を修正できるということである。これらの修正を達成す
るために、高い導電性の材料によるトランスジューサが
適合されている。このトランスジューサで実行されるこ
とは、ゲルマニュ−ム結晶を音声信号に適合させる機能
を果たすことである。即ち、該結晶内で音声速度（５，
５００ｍ／ｓ　）に適合させる機能を果たすことである
。
この特性の適用はレーザ発生器の配置に関して知られて
いる。この配置は基本的には次の通りである。
混合ガス（Ｃｏ，、Ｎｔ，Ｈｅ）を含む低圧プラズマ管
のような、一定波長のホトン（ｐｈｏｔｏｎ）発生ｉ１
手段が用いられ、その中で電界が発生されて、ホトン・
ビームを生成するようにされる。このホトン・ビームの
ガイドは、その一方は部分的に反射性の、また、その他
方は１００％反射性の２個のミラーで形成される空洞部
内でなされる。
累積した光エネルギが十分に高いものであるときには、
部分的に反射性のあるミラーを通してレーザの放射が生
起する。
パルス式のレーザ・ビームを生成させるためには、レー
ザの空洞部内において、トランスジューサを有するゲル
マニコーム結晶が、そのホトン・ビームの方向に挿入さ
れており、これが無線周波数の信号によって励起された
ときには、ホトン・ビームの経路が偏向されて、レーザ
の放射が中断される。
この無線周波数の信号が中断されたときには、ホトン・
ビームの経路が復元されて、レーザの放射が再開される
。ここで注意されるべきことは、ビームの中断がなされ
ている間に、空洞部の内部におけるエネルギの相当な増
大が生じて、この放射の復元がなされたときに、高いエ
ネルギのレーザ・パルスを生成するようにされる。
上述のこととは独立に、この発明の目的は、移動物体の
マーキング方式のために、前述された空洞部の外部に配
置されたゲルマニューム結晶の前述の特性の利点を用い
ることにある。
この目的は次のような特徴を有する方式によって達成さ
れる。即ち、レーザ・ビームの経路内に押入されている
空洞部外部の光学的偏向器は：ゲルマニューム結晶およ
び無線周波数信号を前記ゲルマニューム結晶の励起に適
当な音波に変換するために適合されているトランスジュ
ーサであり、少なくとも５個の一連の固定周波数の発振
器であって、各発振器の周波数は他の発振器のそれとは
異なっているものが設けられている、前記のゲルマニュ
ーム結晶およびトランスジューサ，各発振器の出力部に
配置されていて、３マイクロ秒未満のスイッチング時間
を有する電子スイッチ；および、前記スイッチの１個を
任意の時点において選択して、；″Ｉｉｉ記発振器の１
個を前記トランスジューサに対して任意の時点において
接続するためのコントロール・ユニット：からなること
を特徴とする方式によって達成される。
従って、先の文節で参照された方式は、前記トランスジ
ューサに到達するための、連続的に予めプログラムされ
た異なる周波数に基づくものである。そして、異なる周
波数の各々はゲルマニューム結晶内に異なる屈折指数の
生成をさせる。そして、明白であるように、入射ビーム
の異なる屈折は屈折指数の各々に対応するものである。
実質的な試行の後で、そのトランスジューサに対するゲ
ルマニューム結晶の最適な作業周波数として決定された
周波数は、無線周波数帯域におけるもの（例えば７　０
ＭＨ　ｚ）であり、また、±３デシベルにおける２０Ｍ
Ｈｚの帯域幅をとることができる。
上述されたように、この発明の方式に対して、偏向の各
々が任意の時点においてコントロールされることが許容
されるように、その光学的な偏向益には適切な電子機器
が付随して設けられねばならない。
前記の電子機器は高速でスイッチングされる一連の固定
周波数発振器に基づいて設計されたものであり、これに
よって周波数で変調された信号がｆ５られる。ここに、
レーザ・イメージを形成するために実質的に用いられる
ドットは、該周波数の各々に対応している。
異なる周波数のスインチングを変化させることにより英
数字の発生をさせることが可能であり、また、２０ドッ
トの長平方向マトリクス（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　
ｍａｔｒｉｘ）によって形成することができる任意の文
字、即ち、少なくとも２０個の異なるレーザ・ドットに
よって形成することができる任意の文字を、焦点距離に
おいて得ることができる。
この発明の方式によれば、ライン毎の文字に制限を加え
ることなく、（１マイクロ秒未満の）極めて短い時間内
に文７の変化をさせることができるという点において、
他のレーザ・マーキング方式を上回る顕著な利点が得ら
れる。
該一連の固定周波数の発振器に加えて、電子機器に対し
て各発振器の出力部において設けられている電子スイッ
チは、２．５マイクロ秒未満のスイッチング時間を有す
るものである。各スイッチのコントロールは、適切な瞬
時点においてマーキングされるべきドットに依存して、
オン／オフ情報を発生させるマイクロプロセッサ（例え
ば、８０８５マイクロブロセ・ノサ）によってなされる
。
文字を発生させるために用いられる形式は５Ｘ５マトリ
クスのものである。これにより、５個のドットだけが長
手方向に、即ち、垂直方向に発生されるが、それはマー
キングされるべき物体の水平方向における速度にあたる
ものである。この物体は自動的に移動を始めて、対応す
る５Ｘ５のイメージを得ることができるようにされる。
以下の例において説明されるように、マーキングされる
べき物体は、０．５ｍｍ／ミリ秒に等しい３０ｍ／分の
移動速度を有する生産ライン内に組み込まれる。この場
合において、５個／ミリ妙の割りでドソトを発生させる
ことができるときには、４Ｘ０．５ｍｍ、即ち、２ｍｍ
の幅を有する文字を得ることができる。
５個／ミリ秒の割りでドットを発生させるためには、そ
の中間的な時間の１ミリ秒はドットの個敢て除されて２
５０マイクロ秒になる。この結果として、生産ラインの
速度を読み取るときには、電子機４は適５な時間をもっ
てドノトの発生をせねばならず、ここでの場合では２５
０マイクロ秒ということになる。前記の速度はエンコー
ダで読み取ることができる。ここで注意されるべきこと
は、前記の２５０マイクロ秒なる時間はゲルマニューム
結晶のそれ（７５０ナノ秒程度）に比べて遥かに長いと
いうことである。前記ゲルマニューム結晶における時間
は、（音声信号が存在しない）Ｏラインから、選択され
た周波数に対応するラインまで通っていく時間として参
照されるものである。
ここで指摘されることは、各ドットが有するレーザの励
起エネルギは、２５０マイクロ秒にレーザ・パワーを乗
じたものである。ここで必要とされるパワーは、マーキ
ングされるべき材料に依存している。壁または光沢紙（
ｇｌｏｓｓ　ｐａｐｅｒ）に対しては７　５ミリジュー
ルのエネルギが必要とされることから、１０．６ミクロ
ン（Ｃ　Ｏ　＊’）において３０レーザＷのパワーが必
要とされる。
添付の図面は、この発明による方式の一実施例を示すブ
ロック図である。
レーザ入力ライン２はゲルマニューム結晶ｌ上に衝突し
ており、該結晶内に音声信号が７ｊ在しないときには、
これは、ライン３に沿って、回折を生じることなく通過
する。この結晶がトランスジューサ４からの４．０Ｗの
無線周波数信号をもって励起されたとすると、ライン２
はライン５によるように回折されて、７７ミリラジアン
の回折角を付与するようにされる。
このトランスジューサに対して入力される信号は線形無
線周波数増幅器６から流されるが、この増幅落６は、出
力５０Ｗ、入力６００ミリＷ、出力インピーダンス５０
ｏｈｍ，そして、帯域幅士ｌＱＭＨｚのものである。
スイッチング・ユニット７を構成するものは、一連の固
定周波数発振器、および、周波数で変調された信号の発
生に必要とされるスイ・ノチである。
コントロール・ユニット８を構或するものは、キャラク
タ・ゼネレータを含む不揮発性の蓄積部（１）ＲＯＭ）
と一緒にされたプロセス・コントロール用のマイクロプ
ロセッサである。該マイクロプロセッサのコントロール
は、外部コンピュータ（図示されない）に連なるＲＳ　
　２３２により、スイッチング操作９を実行するための
入力−出力プロトコルを有するプログラムによってなさ
れる。そして、マーキングされるべき異なる文字の形或
が可能にされるとともに、連続的なナンバリングおよび
／または日時のマーキングの実行が′ＯＪ能にされる。
インタフェース回路１０は、前述された外部コンピュー
タとの通信により、コントロール・ユニット８の部分を
形成するマイクロプロセッサを配置するために用いられ
る。即ち、それは中央コンピュータの周辺手段としての
作用をする。
最後に、速度計１１に含まれているものはエンコーダで
あり、これはマーキングされるべき物体が配置されてい
る生産ラインと関連されている。
また、この速度計には、読み取られた速度をマイクロプ
ロセッサにとって適当な情報に変換するために必要な電
子機器も含まれている。
【図面の簡単な説明】
図は、この発明による方式の一実施例を示すブロック図
である。 １：ゲルマニューム結晶、 ２：レーザ入カライン、 ４：トランスジューサ、 ６　線形無線周波数増幅器、 ７ スイッチング・ユニ．２ト ８：コン１・ロール・ユニツ ト、 １ Ｏ ：インタフェース回路、 １ １ ：速度計。 代埋人 肴　ｆ里せ　（ｍ７冫　杖　野 子 （ Ｊ　力゛　３　　ｊ’ｏ　　） 第 １ 図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）経路に沿うレーザ・ビームの放射源を含む、レー
    ザ・ビームによる移動物体のマーキング方式であって、
    前記経路内に挿入されている空洞部外の光学的偏向器は
    、ゲルマニューム結晶および無線周波数信号を前記ゲル
    マニューム結晶の励起に適当な音波に変換するために適
    合されているトランスジューサであり、少なくとも５個
    の一連の固定周波数の発振器であって、各発振器の周波
    数は他の発振器のそれとは異なっているものが設けられ
    ている、前記のゲルマニューム結晶およびトランスジュ
    ーサ；各発振器の出力部に配置されていて、３マイクロ
    秒未満のスイッチング時間を有する電子スイッチ；およ
    び、前記スイッチの１個を任意の時点において選択して
    、前記発振器の１個を前記トランスジューサに対して任
    意の時点において接続するように適合されているコント
    ロール・ユニット；からなることを特徴とする、レーザ
    ・ビームによる移動物体のマーキング方式。
  2. （２）前記固定周波数発振器の各々の周波数は、２０Ｍ
    Ｈｚの帯域幅を有する無線周波数帯域内にあることを特
    徴とする、請求項１の方式。
  3. （３）該固定周波数発振器からの信号を受信して、これ
    を前記トランスジューサに送信するための線形無線周波
    数増幅器が含まれていることを特徴とする、請求項１ま
    たは請求項２の方式。
  4. （４）前記増幅器は出力５０Ｗ、入力６００ｍＷ、出力
    インピーダンス５０ｏｈｍであることを特徴とする、請
    求項３の方式。
  5. （５）前記コントロール・ユニットは、マイクロプロセ
    ッサおよびその中にキャラクタ・ゼネレータを含む不揮
    発性の蓄積手段からなることを特徴とする、請求項１な
    いし４のいずれか１項の方式。
  6. （６）マーキングされるべきキャラクタを形成するため
    に、前記マイクロプロセッサは、外部コンピュータとの
    スイッチングを実行するための入力−出力プロトコルを
    有するプログラムによってコントロールされることを特
    徴とする、請求項５の方式。
  7. （７）前記スイッチングはインタフェース回路を通して
    実行されることを特徴とする、請求項６の方式。
  8. （８）マーキングされるべき移動物体の速度の計測手段
    が含まれていることを特徴とする、請求項１ないし７の
    いずれか１項の方式。
  9. （９）該移動物体は生産ラインによって搬送されており
    、前記速度計測手段は前記生産ラインと関連されている
    ことを特徴とする、請求項８の方式。
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