JPH03258481A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、マスクに形成されたマスクパターンを被加工
物上にマーキングするレーザマーキング装置に関する。

（従来の技術） 近年、被加工物の表面に例えば文字を焼付けるマーキン
グ装置として、レーザ光を利用したものが供されている
。つまり、レーザマーキングは非接触、微細、高速可能
等の特色があり、従来のマーク法に代わり、各方面で実
用化されている。

第３図にＴ　Ｅ　Ａ　（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ　Ｅ
ｘｃｉｔｅｄ　Ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｊｃ　）　−ＣＯ
２レーサ或はエキシマレーザを利用した一例を示す。レ
ーザ発振器１のレーザ光軸上の所定位置には集光レンズ
２．マスク３．結像レンズ４及び被加工物５が配設され
ている。ここで、マスク３には第４図に示すように例え
ばＴ字状のマスクパターン３ａかエツチングにより形成
されている。そして、レーザ発振器１からのレーザ光は
集光レンズ２によってマスク３上の所定範囲（第４図に
斜線で示す）に集光される。すると、集光されたレーザ
光はマスクパターン３ａを通過し、これによりマスクパ
ターン３ａが結像レンズ４により被加工物５上に結像さ
れ、以て被加工物５に対するマーキング加工か施される
。このとき、マスク３及び集光レンズ４間の距離を２１
．結像レンズ４及び被加工物５間の距離をρ２．結像レ
ンズ４の焦点距離ｆとすると、ｇｌ及びＤ２は幾何光学
に基づいて１／Ｒ１＋　１／Ｎ　２−１／ｆの関係を満
足する必要がある。尚、被加工物５に結像されたマーキ
ングの大きさは、マスクパターン１３Ｈの大きさに対し
てｔ−β２／Ｆｌ（倍）となる。

ところで、マスク３の表面は特別な加工を施していない
のが一般的であるから、マスク３に集光された極めて強
度の高いレーザ光の一部が結像レンズ２及びレーザ発振
器１側に反射されてしまう。

このため、集光レンズ２がレーザ光に対して低吸収率の
材質で形成されているにもかかわらず、この集光レンズ
２が上記反射レーザ光により過度に発熱して損傷する虞
かある。また、レーザ発振器１のレーザ光軸に沿った方
向にレーザ光が反射した場合、レーザ発振器１１の発振
か不安定となってしまう。そこで、従来より、マスク３
をレーザ光軸に対して傾けて配設することにより、マス
ク３で反射したレーザ光か集光レンズ２或はレーザ発振
器１に向かわないようにしていた。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上記従来構成の場合、マスク３をレーザ
光軸に対して傾けて配設する構成であるため、マスクパ
ターン３ａが被加工物５に正確に結像しないという問題
かある。つまり、第５図に示すようにマスクパターン３
ａの一端が結像するには、被加工物は１７ｇ１°＋１＃
２°−１／ｆという関係式を満足しなければならない。

これに対して、マスクパターン３ａの他端が結像するに
は、１．　／　Ｉ）　＋”＋１／ｇ２”−１，／　ｆと
いう関係式を満足しなければならない。しかしながら、
マスク３がレーザ光軸に対して傾いていることによりρ
１゛とｐ、　とが一致しない以上、マスクパターン３ａ
全体が良好なピントで結像することはなく、これにより
マーキング品質が低下してしまうという欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、マスクで反射したレーザ光による悪影響を防止しなが
ら、マスクパターンを高精度で被加工物にマーキングす
ることができるレーザマーキング装置を提供するにある
。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、マスクに形成されたマスクパターンを被加工
物上にマーキングするレーザマーキング装置において、
レーザ光軸に対して直交して配設すると共にレーザ光を
乱反射若しくは吸収するように構成されたマスクを設け
たものである。

（作用） レーザ発振器からのレーザ光がマスクに照射されると、
マスクパターンを通過したレーザ光は被加工物上に結像
される。このとき、レーザ光はマスクにより乱反射若し
くは吸収されてしまうから、マスクをレーザ光軸と直交
するように配設した場合であっても、マスクで反射した
レーザ光による悪影響を回避することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。

レーザ発振器１１はＴＥＡ−ＣＯ２レーザ発振器で、こ
れは、波長が１０．６μｍ、出力時間が１μｓ程度のレ
ーザ光を間欠的に出力する。レーザ発振器１１のレーザ
光軸上の所定位置には集光レンズ１２．マスク１３．結
像レンズ１４．被加工物１５か配設されている。ここで
、各レンズ１２１４は、１０．６μｍの光を低吸収率で
透過する光学材料であるＺｎ５ｅにより形成されている
。

また、マスク１３はレーザ光軸に直交して配設されてお
り、その中心部には第２図に示すように例えばＴ字状の
マスクパターン１３ａがエツチングにより形成されてい
る。さて、マスクパターン１３の表面は凹凸状に微細加
工された粗表面に仕上げられている。この場合、マスク
１３の表面の仕上げ程度は、マスク１３から反射された
レーザ光が集光レンズ１３に到達したときの光強度が４
０Ｊ／ｃ−未満となるように設定されている。

次に上記構成の作用について説明する。

レーザ発振器１１からレーザ光が出力されると、レーザ
光は集光レンズ１２によりマスク１３に集光される。す
ると、集光されたレーザ光はマスク１３のマスクパター
ン１３ａを通過し、これによりマスクパターン１３が結
像レンズ１４により被加工物１５上に結像され、以て被
加工物１５上にマスクパターン１．３　ａの形状である
ｒＴＪ形状がマーキングされる。このとき、マスク１３
はレーザ光軸に対して直交して配設されているので、ｒ
ＴＪ形状全体が高精度でマーキングされる。

さて、マスク１３にレーザ光が照射されたときは、マス
クパターン１３ａ以外の部位に照射されたレーザ光は集
光レンズ１２の方向に反射する。

しかして、マスク１３の表面は粗く仕上げられているか
ら、マスク１３で反射したレーザ光は乱反射してしまう
。この結果、マスク１３で反射したレーザ光はその光強
度が極端に低下するので、反射したレーザ光が集光レン
ズ１２方向に反射するにしても、集光レンズ］２が過度
に発熱して損傷してしまうことはない。また、マスク１
３で反射したレーザ光は乱反射しているので、反射した
レーザ光がレーザ光軸に沿ってレーザ発振器１１に向か
うことは皆無であり、これによりレーザ発振器１１の発
振が不安定となってしまうことはない。

要するに、上記構成のものによれば、マスク１３の表面
を粗仕上げすることにより、マスク１３から反射された
レーザ光の強度を抑制するようにしたのて、マスク１３
をレーザ光軸に対して直交して配置することか可能とな
る。従って、マスクをレーザ光軸に対して傾けて配設し
なければならない従来例と違って、マスクパターン１３
ａを良好なピントで被加工物１５に結像させることかで
きる。

尚、上記実施例では、マスク１３の表面を粗く仕上げた
か、これに代えて、マスク］３の表面にレーザ光を吸収
する物質を塗布したり、或はマスク１３自体の材質をレ
ーザ光を吸収しやすい材質から形成するようにしてもよ
い。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明のレーザマーキ
ング装置では、レーザ光軸に対して直交して配設すると
共にその表面で反射したレーザ光の強度を乱反射若しく
は吸収するように構成されたマスクを設けたので、マス
クで反射したレーザ光による悪影響を防止しながら、マ
スクパタンを高精度で被加工物にマーキングすることが
てきるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体の概略配置図、第２図はマスクの平面図であ
る。また、第３図乃至第５図は従来例を示すもので、第
３図は第１図相当図、第４図は第２図相当図、第５図は
寸法関係を示すための配置図である。 図中、］１はレーザ発振器、１２は集光レンズ、１３は
マスク、１４は結像レンズ、１５は被加工物である。 第　１　図 第　２　図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、マスクに形成されたマスクパターンを被加工物上に
   マーキングするレーザマーキング装置において、レーザ
   光軸に対して直交して配設されていると共にレーザ光を
   乱反射若しくは吸収するように構成されたマスクを備え
   たことを特徴とするレーザマーキング装置。