JPH03243289A - Laser marking device - Google Patents
Laser marking deviceInfo
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/44—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements
- B41J2/442—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements using lasers
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高出力な、例えばＹＡＧレーザ等のレーザビ
ームを偏向走査して被マーキング面上にマーキングを行
うレーザマーキング装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser marking device that marks a surface to be marked by deflecting and scanning a high-output laser beam, such as a YAG laser.
従来、レーザビーム走査型のレーザマーキング装置とし
ては、２個のガルバノメータを用いてレーザビームを偏
向走査して、ｆ・θレンズ等の集光レンズにより被マー
キング面上に文字や記号等を結像させてマーキングする
形式のものかあった。Conventionally, a laser beam scanning type laser marking device uses two galvanometers to deflect and scan the laser beam, and images characters, symbols, etc. on the surface to be marked using a condensing lens such as an f/θ lens. There was a type of marking method.
又、レーザマーキング装置として、特開昭６０−１３７
５８７号公報に開示されたものも提案されている。この
装置は高出力レーザ発振器より出射されたレーザビーム
を複数本に分割するレーザビーム光学的分割手段を上記
レーザ発振器に光学的に接続し、該分割手段で複数に分
割された各レーザビームの投射線上に該レーザビームの
投射中、適当な時間間隔で開閉され該レーザビームをド
ツトモード化するシャッター、及びこれに後続する光フ
ァイバーの並列体の末端側を一束にまとめて、これを集
光レンズを構成要素として包含し、かつ被マーキング面
上のＸ方向（左右方向）及びＹ方向（前後方向）に移動
可能なレーザヘッドの当該集光レンズのレーザ光入射側
に接続している。In addition, as a laser marking device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-137
The method disclosed in Japanese Patent No. 587 has also been proposed. This device optically connects a laser beam optical splitting means for splitting a laser beam emitted from a high-power laser oscillator into a plurality of beams to the laser oscillator, and projects each laser beam split into a plurality of beams by the splitting means. A shutter that is opened and closed at appropriate time intervals to convert the laser beam into a dot mode while the laser beam is projected onto the line, and the end side of the parallel optical fibers that follow this are combined into a bundle, and this is connected to a condenser lens. It is connected to the laser light incident side of the condensing lens of a laser head that is included as a component and is movable in the X direction (left-right direction) and Y direction (front-back direction) on the surface to be marked.
しかしながら、前者のガルバノメータによるレーザビー
ム走査は、レーザスポットと被マーキング面との間の相
対移動を一筆書き的に行っていたため、その走査のため
のガルバノメータの制御が困難であった。又、レーザビ
ームをｆ・θレンズ等を使用して集光結像していたので
、マーキングできる範囲は、ｆ・θレンズの大きさで決
まり、直径１００ｍｍ程度であり、面積が小さいという
問題があった。However, in the former laser beam scanning using a galvanometer, the relative movement between the laser spot and the surface to be marked is performed in a single stroke, making it difficult to control the galvanometer for the scanning. In addition, since the laser beam was condensed and imaged using an f/theta lens, the range that could be marked was determined by the size of the f/theta lens, and was approximately 100 mm in diameter, so there was a problem that the area was small. there were.
又、後者のレーザマーキング装置は、高価な光ファイバ
ーを使用するため、装置のコストダウンを図ることがで
ないばかりでなく、分割ミラーが多いので、構造が複雑
となり、製造が面倒で、光軸合わせを行う必要があり、
組付は精度を向上することが難しいという問題があった
。Furthermore, since the latter laser marking device uses expensive optical fibers, it is not possible to reduce the cost of the device, and since there are many split mirrors, the structure is complicated, manufacturing is troublesome, and optical axis alignment is difficult. need to do,
There was a problem in that it was difficult to improve assembly accuracy.
本発明の目的は、上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、多面鏡を用いて走査を行うことにより
、文字や記号等のマーキングが容易で、かつマーキング
面積を大きくすることができ、さらに構造を簡素化して
コストダウンを図ることができるレーザマーキング装置
を提供することにある。The purpose of the present invention was to solve the above-mentioned problems, and by performing scanning using a polygon mirror, it is possible to easily mark characters, symbols, etc., and to increase the marking area. It is an object of the present invention to provide a laser marking device which can further simplify the structure and reduce costs.
［課題を解決するための手段］
この目的を遠戚するために本発明のレーザマーキング装
置は、所定位置に配置されて高出力なレーザビームを発
生するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力され
たレーザビームをドツトモード化するドツトモード化手
段と、支持機構により多面鏡の走査方向と垂直に往復動
作可能に支持された印字ヘッドと、前記印字ヘッドを往
復動作する印字ヘッド駆動手段と、前記印字ヘッドに搭
載されて前記ドツトモード化されたレーザビームを偏向
して被マーキング面上を走査する多面鏡と、前記印字ヘ
ッドに搭載されて前記多面鏡を回転操作する多面鏡駆動
手段と、前記印字ヘッドに搭載されて前記多面鏡から反
射されたレーザビームを被マーキング面上に光学的に補
正して結像させる結像レンズ系と、前記シャッタ、多面
鏡駆動手段及び印字ヘッド駆動手段を制御して被マーキ
ング面上にレーザビームによるドツトパターンを形成さ
せる制御装置とを備えている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve this objective, the laser marking device of the present invention includes a laser oscillator that is placed at a predetermined position and generates a high-output laser beam, and a laser marking device that generates a high-output laser beam. a dot mode conversion means for converting a laser beam into a dot mode; a print head supported by a support mechanism so as to be able to reciprocate perpendicular to the scanning direction of the polygon mirror; a print head drive means for reciprocating the print head; a polygon mirror mounted on the print head for deflecting the dot-mode laser beam to scan the surface to be marked; a polygon drive means mounted on the print head for rotating the polygon mirror; and a polygon drive means mounted on the print head. an imaging lens system that optically corrects and forms an image of the laser beam reflected from the polygon mirror on the surface to be marked, and controls the shutter, the polygon mirror drive means, and the print head drive means to perform marking and a control device for forming a dot pattern on the surface using a laser beam.
前記の構成を有する本発明のレーザマーキング装置にお
いて、レーザ発振器より出射されたレーザビームは、レ
ーザビーム投射線上に設置されたシャッターの開閉によ
ってドツトモード化されて印字ヘッド内に設置された多
面鏡に入射する。レーザビームは多面鏡によって偏向さ
れて補正結像レンズ系に入射し、前記補正結像レンズ系
によって被マーキング面上に結像され、マーキングを行
う。多面鏡が回転して水平方向の走査を終了すると、そ
の信号を受けた制御装置が印字ヘッドを１ドツトの距離
だけ多面鏡の走査方向と直交する垂直方向に移動させ、
次の列の走査が行われる。この作業の繰り返しにより、
被マーキング面上にドツトパターンによる文字、記号等
がマーキングされる。In the laser marking device of the present invention having the above configuration, the laser beam emitted from the laser oscillator is converted into a dot mode by opening and closing a shutter installed on the laser beam projection line, and enters the polygon mirror installed in the print head. do. The laser beam is deflected by a polygonal mirror, enters a correction imaging lens system, and is imaged onto the surface to be marked by the correction imaging lens system, thereby performing marking. When the polygon mirror rotates and finishes scanning in the horizontal direction, the control device receives the signal and moves the print head by a distance of one dot in the vertical direction perpendicular to the scanning direction of the polygon mirror.
The next column is scanned. By repeating this process,
Characters, symbols, etc. are marked on the surface to be marked using a dot pattern.
〔実施例〕
以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。[Example] Hereinafter, an example embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
図において、■はレーザ発振器で、このレーザ発振器ｌ
のレーザビーム投射線上にドツトモード化手段としての
シャッター２．及びビームエクスパンダ３が設置されて
いる。４は印字ヘッドであリ、レーザ発振器ｌから出射
されたレーザビームを多面鏡５に導く反射ミラー６がレ
ーザビーム投射線上に配置されている。さらに印字ヘッ
ド４には、多面鏡５を回転駆動する多面鏡駆動手段とし
てのモータ７と、多面鏡５の誤差を光学的に補正するシ
リンドリカルレンズ８，９と、レーザビームを被マーキ
ング面ＩＯに結像させるｆ・θレンズ１１と、レーザビ
ームを被マーキング面１０に偏向する反射ミラー１２と
が配置されている。この実施例では前記シリンドリカル
レンズ８，９、ｆ・θレンズ１１等により結像レンズ系
を構成している。In the figure, ■ is a laser oscillator, and this laser oscillator l
Shutter 2 as a dot mode means on the laser beam projection line. and a beam expander 3 are installed. 4 is a print head, and a reflection mirror 6 for guiding a laser beam emitted from a laser oscillator l to a polygon mirror 5 is arranged on the laser beam projection line. Furthermore, the print head 4 includes a motor 7 as a polygon mirror driving means for rotationally driving the polygon mirror 5, cylindrical lenses 8 and 9 that optically correct errors in the polygon mirror 5, and a laser beam directed onto the marking surface IO. An f/θ lens 11 for forming an image and a reflection mirror 12 for deflecting the laser beam toward the surface to be marked 10 are arranged. In this embodiment, the cylindrical lenses 8, 9, f.theta. lens 11, etc. constitute an imaging lens system.
印字ヘット４は被マーキング面ＩＯ上を多面鏡５の走査
方向と垂直方向に移動可能に支持機構としての２本のガ
イドバー１３によって支持され、ホールネジ１４を介し
て印字ヘッド駆動手段としての駆動モータ１５によって
駆動される。多面鏡モータ７及び駆動モータ１５はそれ
ぞれ専用のドライバー１６及び１７によって制御装置１
８の信号を受けて制御される。又、レーザ発振器ｌ及び
シャッター２も制御装置１８によって制御される。The print head 4 is supported by two guide bars 13 as a support mechanism so as to be movable on the surface to be marked IO in a direction perpendicular to the scanning direction of the polygon mirror 5, and is connected to a drive motor as a print head driving means via a hole screw 14. 15. The polygon mirror motor 7 and the drive motor 15 are connected to the control device 1 by dedicated drivers 16 and 17, respectively.
It is controlled by receiving the signal No. 8. Further, the laser oscillator l and the shutter 2 are also controlled by the control device 18.
なお、２５は水平同期ミラー ２６は減衰板２７を前面
に取りつけたディテクタで、水平同期用の信号を制御装
置１８に出力する。Note that 25 is a horizontal synchronization mirror, and 26 is a detector having a damping plate 27 attached to the front thereof, and outputs a signal for horizontal synchronization to the control device 18.
次に、前記のように構成したレーザマーキング装置につ
いて、その作用を説明する。Next, the operation of the laser marking device configured as described above will be explained.
レーザ発振器ｌより出射したレーザビーム１９は、シャ
ッター２を通過後ビームエクスパンダ３に入射して平行
ビーム２０となる。平行ビーム２０は反射ミラー６によ
って反射され、シリトリカルレンズ８を透過して多面鏡
５の一つの反射面５ａに入射する。多面鏡５は多面鏡モ
ータ７によって一定速度で回転されてレーザビーム２１
として出射する。レーザビーム２１はｆ・θレンズ１１
を透過後、シリトリカルレンズ９に入射して光学的に補
正されて断面が円形状のレーザビーム２２となる。そし
て、レーザビーム２２は反射ミラー１２で下方に反射さ
れ、印字ヘッド４に明けられた開口部２３を通過後、被
マーキング面１０の一点である結像点２４に結像する。A laser beam 19 emitted from a laser oscillator l passes through a shutter 2 and then enters a beam expander 3 to become a parallel beam 20. The parallel beam 20 is reflected by the reflecting mirror 6, passes through the silitorical lens 8, and enters one reflecting surface 5a of the polygon mirror 5. The polygon mirror 5 is rotated at a constant speed by a polygon mirror motor 7 to generate a laser beam 21.
It emits as. The laser beam 21 is transmitted through the f/θ lens 11
After passing through, the laser beam enters the silitorical lens 9 and is optically corrected to become a laser beam 22 having a circular cross section. The laser beam 22 is reflected downward by the reflecting mirror 12, passes through an opening 23 formed in the print head 4, and then focuses on an imaging point 24, which is one point on the marking surface 10.
多面鏡５の回転角の進行により、結像点２４は被マーキ
ング面ＩＯの上を走査方向に移動していく。この間に、
シャッター２は制御装置１８からの信号によって開閉し
てレーザビームをドツトモード化する。As the rotation angle of the polygon mirror 5 advances, the imaging point 24 moves in the scanning direction on the surface to be marked IO. During this time,
The shutter 2 is opened and closed by a signal from the control device 18 to convert the laser beam into a dot mode.
走査が終了すると、多面鏡モータ７から信号を受けた制
御装置１８によりシャッタ２が閉じられ、同時に駆動モ
ータ１５が作動されて、印字ヘッド４を１ドツトだけ多
面鏡５の走査方向と垂直方向に移動させる。When scanning is completed, the shutter 2 is closed by the control device 18 which receives a signal from the polygon mirror motor 7, and at the same time, the drive motor 15 is activated to move the print head 4 by one dot in the direction perpendicular to the scanning direction of the polygon mirror 5. move it.
次に、制御装置１８の信号を受けてシャッター２が開く
と、レーザビーム２０は多面鏡５の次の反射面５ｂに入
射する。Next, when the shutter 2 opens in response to a signal from the control device 18, the laser beam 20 enters the next reflecting surface 5b of the polygon mirror 5.
この様な手順を順次繰り返すことにより、被マーキング
面１０の上に文字や記号がドツトパターンとしてマーキ
ングされる。By sequentially repeating such a procedure, characters and symbols are marked as a dot pattern on the surface to be marked 10.
さて、この発明はレーザ発振器ｌから出射されたレーザ
ビーム１９を多面鏡５により反射させて、被マーキング
面上の結像点２４に結像させるとともに、印字ヘッド４
をボールネジ１４と駆動モータ１５によリードットづつ
移動して、前記操作方向と直交する垂直方向に移動させ
るので、マーキング面積を大きくすることができるとと
もに、マーキング速度を速くすることができ、さらに構
造を簡素化して製品のコストダウンを図ることができる
。Now, in this invention, a laser beam 19 emitted from a laser oscillator 1 is reflected by a polygon mirror 5 to form an image at an image point 24 on a surface to be marked, and a print head 4
Since the ball screw 14 and the drive motor 15 move the dots one by one in the vertical direction perpendicular to the operating direction, the marking area can be increased and the marking speed can be increased. It is possible to simplify the process and reduce the cost of the product.
特に、この発明はレーザ発振器ｌを印字ヘッド４から離
隔した定位置に設置したので、印字ヘッド４の重量を軽
減して印字ヘッド４の駆動モータ１５による移動を迅速
に行うことができる。In particular, in this invention, the laser oscillator l is installed at a fixed position apart from the print head 4, so that the weight of the print head 4 can be reduced and the print head 4 can be moved quickly by the drive motor 15.
なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、例えばレーザビーム１９は印字ヘッド４内にどちらの
方向から入射するようにしてもよく、又、図示しないが
光ファイバーで入射するようにしてもよい。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments; for example, the laser beam 19 may be made to enter the print head 4 from either direction, or may be made to enter the print head 4 through an optical fiber (not shown). Good too.
以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、紙面に印字をすることを目的としてレーザビームプリ
ンタと同様の光学系と印字ソフトウェアを用いてレーザ
マーキング装置が構成できるので、パーソナルコンピュ
ータ等を直接制御装置に接続して文字、記号等のマーキ
ングを容易に行うことができる。又、マーキング面積を
大きくマーキング速度も速い、構造が簡素化できコスト
ダウンを図ることができる効果がある。As is clear from the detailed description above, according to the present invention, a laser marking device can be configured using an optical system and printing software similar to those of a laser beam printer for the purpose of printing on paper, so that a personal computer etc. can be directly connected to a control device to easily mark characters, symbols, etc. In addition, the marking area is large and the marking speed is fast, and the structure can be simplified and costs can be reduced.
図は本発明の一実施例を示す斜視図である。
１・・・レーザ発振器、２・・・ドツトモード化手段と
してのシャッター ４・・・印字ヘッド、５・・・多面
鏡、７・・・多面鏡駆動手段としてのモータ、８，９・
・・結像レンズ系を構成するシリンドリカルレンズ、ｌ
ｌ・・・結像レンズ系を構成するｆ・θレンズ、１３・
・・支持機構を構成するガイドバー １５・・・印字ヘ
ッド駆動手段としてのモータ、■８・・・制御装置、１
９，２１．２２・・・レーザビーム。The figure is a perspective view showing one embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser oscillator, 2... Shutter as dot mode conversion means 4... Print head, 5... Polygon mirror, 7... Motor as polygon mirror driving means, 8, 9.
・Cylindrical lens that constitutes the imaging lens system, l
l... f/θ lens constituting the imaging lens system, 13.
...Guide bar constituting the support mechanism 15...Motor as print head driving means, ■8...Control device, 1
9,21.22...Laser beam.
Claims (1)
）を発生するレーザ発振器（１）と、前記レーザ発振器
から出力されたレーザビームをドットモード化するドッ
トモード化手段（２）と、 支持機構（１３）により多面鏡（５）の走査方向と垂直
に往復動作可能に支持された印字ヘッド（４）と、 前記印字ヘッド（４）を往復動作する印字ヘッド駆動手
段（１４、１５）と、 前記印字ヘッド（４）に搭載されて前記ドットモード化
されたレーザビームを偏向して被マーキング面上を走査
する多面鏡（５）と、 前記印字ヘッドに搭載されて前記多面鏡（５）を回転操
作する多面鏡駆動手段（７）と、 前記印字ヘッド（４）に搭載されて前記多面鏡（５）か
ら反射されたレーザビームを被マーキング面（１０）上
に光学的に補正して結像させる結像レンズ系（８、９、
１１）と、 前記ドットモード化手段（２）、多面鏡駆動手段（７）
及び印字ヘッド駆動手段（１４、１５）を制御して被マ
ーキング面（１０）上にレーザビームによるドットパタ
ーンを形成させる制御装置（１９）とを備えることを特
徴とするレーザマーキング装置。[Claims] 1. A high-output laser beam (19
), a dot mode conversion means (2) for converting the laser beam outputted from the laser oscillator into a dot mode, and a support mechanism (13) arranged perpendicularly to the scanning direction of the polygon mirror (5). a print head (4) supported in a reciprocating manner; print head drive means (14, 15) for reciprocating the print head (4); a polygonal mirror (5) that deflects the laser beam and scans the surface to be marked; a polygonal mirror driving means (7) mounted on the print head and configured to rotate the polygonal mirror (5); an imaging lens system (8, 9,
11), the dot mode converting means (2), and the polygonal mirror driving means (7).
and a control device (19) that controls the print head driving means (14, 15) to form a dot pattern by a laser beam on the surface to be marked (10).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040712A JPH03243289A (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Laser marking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040712A JPH03243289A (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Laser marking device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243289A true JPH03243289A (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=12588198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040712A Pending JPH03243289A (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Laser marking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243289A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1211629A2 (en) * | 2000-11-02 | 2002-06-05 | Tobias Olbort | Method and device for marking pallets |
| JP2017013081A (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社ワイヤード | Laser processing device and laser processing method |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP2040712A patent/JPH03243289A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1211629A2 (en) * | 2000-11-02 | 2002-06-05 | Tobias Olbort | Method and device for marking pallets |
| EP1211629A3 (en) * | 2000-11-02 | 2002-08-14 | Tobias Olbort | Method and device for marking pallets |
| JP2017013081A (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社ワイヤード | Laser processing device and laser processing method |
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