JPH06210468A

JPH06210468A - レーザマーキング装置および方法

Info

Publication number: JPH06210468A
Application number: JP5312875A
Authority: JP
Inventors: Teiichiro Chiba; 貞一郎千葉; Kouji Yoshida; 孝司与四田; Kazuhiro Hayasaka; 和寛早坂; Masashi Ichihara; 将志市原
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1994-08-02
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP3224657B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークを逐次停止させることなく、連続的に
搬送させた状態でもレーザマーキングし、もって生産効
率を向上させる。【構成】レーザ発振器と、レーザ発振器からのレーザ
光を偏向しラスタ走査する第１偏向器と、第１偏向器か
らラスタ走査されるレーザ光を選択透過させる所定のパ
ターンが表示可能なマスクと、マスクの透過ラスタ走査
光を更に偏向してワーク表面に前記パターンをマーキン
グ照射する第２偏向器とを備えている。第２偏向器はマ
スクの透過レーザ光を反射するミラーと、該反射ミラー
からの反射レーザを受光しワークにマーキング照射する
移動レンズとを有し、移動レンズはワーク搬送速度に同
期移動する移動機構に搭載した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザマーキング装置
および方法に係り、移動している複数のマーキング対象
物に連続的にマーキングするための装置および方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工場生産ラインで製造される金属、樹
脂、セラミック、ペーパ、布等のワーク上に、任意な文
字、記号、図形、模様等でなるパターンをマーキングす
る場合、従来から一般的にインクジェット方式が採用さ
れている。これは特開昭５７−１４９８１号公報に開示
されているものが知られており、搬送装置によってワー
クとインクジェットのノズルの相対位置を変えることに
よって記録する方式とされ、搬送装置とインクジェット
との連動が不可欠となっている。

【０００３】しかるに、最近の半導体製品等のワーク小
型化に伴い、記録するマークも小さくかつ精密性が要求
されてきている。このため、インクジェット方式に代
り、レーザマーキング装置が着目されている。そしてこ
のようなレーザマーキング装置として好適なものに、レ
ーザ発振器からのレーザ光を偏向器によってマスク面へ
ラスタ走査させ、マスクを透過したレーザ光でワークの
表面にマーキングさせるものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記レーザ
マーキング装置は、マスクを透過したレーザ光をワーク
搬送ラインに向けて偏向するが、照射領域が固定されて
いるため、この照射領域に達したワークを一旦静止さ
せ、この静止ワーク表面に照射してマーキングする方式
となっている。このため、搬送ラインはワークへのマー
キング作業毎に停止する必要があり、生産性を妨げてい
る。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、ワ
ークへのレーザマーキングに際し、マーキング対象のワ
ークを逐次停止させることなく、連続的に搬送させた状
態のままレーザマーキングを施すようにし、もって生産
効率を向上させることができるようにしたレーザマーキ
ング装置および方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るレーザマーキング装置は、レーザ発振
器と、このレーザ発振器からのレーザ光を偏向しラスタ
走査する第１偏向器と、当該第１偏向器からラスタ走査
されるレーザ光を選択透過させる所定のパターンが表示
可能なマスクと、該マスクを透過したラスタ走査光を更
に偏向してワーク表面に前記パターンをマーキング照射
する第２偏向器とを備えたレーザマーキング装置におい
て、前記第２偏向器は前記マスクを透過したレーザ光を
反射するミラーと、当該ミラーからの反射レーザを受光
しワークにマーキング照射する移動レンズとを有し、移
動レンズはワーク搬送速度に同期移動する移動機構に搭
載したものである。この場合において、前記反射ミラー
はマスクを透過したレーザ光を直接反射する第１ミラー
と、この第１ミラーからの反射光を前記移動レンズに反
射させる第２ミラーとにより構成し、前記第１ミラーは
第２ミラーあるいは移動レンズに対して反射方向を切替
え可能とすることができる。また、前記反射ミラーを、
マスクを透過したレーザ光を直接反射するとともに平面
移動可能な移動ミラーと、この移動ミラーからの反射光
を前記移動レンズに反射させるとともに平面回転可能な
回転ミラーと、前記移動ミラーの位置移動により反射光
を受け前記回転ミラーに反射可能とされた固定ミラーと
により構成し、前記移動ミラーの位置移動により回転ミ
ラーあるいは固定ミラーに対して反射方向を切替え可能
としてもよい。また、前記反射ミラーは、移動台上に固
設された５つのミラー、即ち、マスクを透過したレーザ
光を直接反射する第１ミラー及びこの第１ミラーからの
反射光を前記移動レンズに反射させる第２ミラー、並び
に、前記第１ミラー同様にマスクを透過したレーザ光を
直接反射する第３ミラー、この第３ミラーからの反射光
を受光して反射する第４ミラー及びこの第４ミラーから
の反射光を前記移動レンズに反射させる第５ミラーから
なり、該移動台の移動位置により、マスクを透過したレ
ーザ光が第１ミラー又は第３ミラーへ入射することが切
替え可能としてもよい。更に、前記移動レンズを搭載す
る移動機構は直交２軸平面移動機構により形成され、そ
の１軸方向をワーク搬送方向に一致させるとともに、当
該軸方向の駆動手段をワーク搬送速度と同期駆動可能と
することができる。

【０００７】また、本発明に係るレーザマーキング方法
は、レーザ発振器からのレーザ光を第１偏向器によりラ
スタ走査し、これを所定のパターンが表示可能なマスク
に照射してレーザ光を選択透過させた後、該マスクを透
過したラスタ走査光を更に第２偏向器により偏向してワ
ーク表面に前記パターンに応じたマーキング照射するレ
ーザマーキング方法において、前記第２偏向器における
ワーク照射レンズをワーク搬送方向に同期移動させつつ
ワークにレーザ光を照射してマーキングするように構成
した。前記第２偏向器は、マスクからワーク照射レンズ
までのレーザ光を少なくとも９０度回転させてもよい。
例えば、前記第２偏向器はマスク透過光を前記ワーク照
射レンズに向けて偏向する可動ミラーを有するととも
に、この可動ミラーからの反射光を受ける固定ミラーを
設けてなり、可動ミラーの操作により反射光を固定ミラ
ー若しくはワーク照射レンズに切替え出射して前記パタ
ーンを回転可能とすればよい。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、第１偏向器によって得られ
たマスク情報を第２偏向器でより柔軟な平面位置決めが
でき、２次元平面内をワーク搬送する装置側を変更する
ことなく、搬送装置側に同期させてマスク情報レーザ光
を移動させることができる。これによってレーザマーキ
ング装置に自由度を多く持たせることができ、搬送装置
への負担が軽減されるので、より汎用性が高くなるとと
もに、マーキング作業に伴うワーク生産タクトタイムの
低下を防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明に係るレーザマーキング装置お
よび方法の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１０】図１は、実施例に係るレーザマーキング装
置の構成図である。このレーザマーキング装置は、レー
ザ光源となるＹＡＧレーザ発振器１を有し、該ＹＡＧレ
ーザ発振器１からのレーザ光を光学レンズ２で集光させ
た後、ＸＹ方向に偏向してラスタ走査させる第１偏向器
３（３Ｘ、３Ｙ）を備えている。該第１偏向器３の中間
部にはＹ方向偏向器３Ｙにより偏向されたレーザ光をＸ
方向偏向器３Ｘの反射面内の１点に集光させる光学系４
が配置されている。

【００１１】第１偏向器３は、回転軸が互いに直交し、
かつ、離間して備えられたＸ方向偏向器なるポリゴンミ
ラー３Ｘと、Ｙ方向偏向器なる回動操作ミラー３Ｙとか
らなる。本実施例のポリゴンミラー３Ｘは３６面体であ
り、その回転は数段階の定速回転モードとしてあり、ワ
ーク毎に最適モードが選択される。つまり、ポリゴンミ
ラー３Ｘの一面は後述する液晶マスク上でのＸ方向の１
行に相当し、該ポリゴンミラー３Ｘの１回転でＸ方向の
３６行分に相当する。他方、回動操作ミラー３Ｙは、レ
ーザ光の受光点が前記ポリゴンミラー３Ｘの回転によっ
て一面から次の面へ変わる間に、一微小角だけ回転した
のち停止するようになっている。本実施例では、回動操
作ミラー３Ｙは４３段の等微小角で作動する。最後の４
３段目からは一挙に初め１段目の位置に戻るという逆回
転をする（中立位置を２２段目とする方法もあるが、ラ
スタ走査開始位置に合わせて、本実施例では１段目を中
立位置としてある）。つまり、回動操作ミラー３Ｙの一
微小角は液晶マスクでのＹ方向への改行に相当し、該回
動操作ミラー３Ｙは、前記ポリゴンミラー３Ｘの一面へ
の光照射が終了する毎に一微小角だけ回転し、前記ポリ
ゴンミラー３Ｘの一面への光照射が終了するまではその
位置で停止している。

【００１２】また、このような第１偏向器３にてラスタ
走査されるレーザ光を受光し、これを電気的に透過又は
散乱させるパターンを任意に表示できる液晶マスク６が
設けられており、これによって所望のマークパターンを
形成し得るようにしている。液晶マスク６は、いわゆる
透過分散形液晶マスクと呼ばれるものであり、例えば
「液晶と樹脂とからなる液晶樹脂複合体（特開平２年第
９６７１４号参照）」がこれに相当する。この液晶マス
クは、無数の平行電極線が液晶表裏に、かつ、該表裏間
で互いに交差するように設けられており、電圧無印加部
の液晶はレーザ光散乱状態であるが、電圧印加部の液晶
はレーザ光透過状態となる液晶マスクである。そこでか
かる電気的特性を利用し、該電極に選択的に電圧を印加
し、所望のパターンを瞬時に画像化可能としている。こ
の液晶マスク６は、従来の液晶マスクと異なり、偏光板
が不要である。この結果、該液晶マスクを透過したレー
ザ光の強度は従来の液晶マスクと比較して２倍以上とな
る。本実施例ではこの液晶マスク６を縦横２４ドットで
なるドットマトリクスで各分割パターンを表示してい
る。尚、この液晶マスクは、例えば７２ドット×３６ド
ットのほか、各種準備することができる。

【００１３】上記液晶マスク６の出側には形成パターン
に対応して透過したレーザ光をマーキング対象のワーク
８の表面に向けて偏向するための第２偏向器９が設けら
れている。この第２偏向器９は液晶マスク６を透過した
レーザ光を直接反射する第１偏向ミラー１０と、この第
１偏向ミラー１０からの反射光を後述するレンズ群に向
けて反射させる第２偏向ミラー１１とを有している。こ
の場合、前記第１偏向ミラー１０は、前記レンズ群に対
して直接的に、又は第２偏向ミラー１１を介して間接的
に反射方向を切替えることができるように構成され、こ
のため第１偏向ミラー１０はミラー駆動モータ１２によ
り回動可能とされている。そして、第２偏向ミラー１１
は偏向方向をレンズ群側に向けた固定ミラーとして設置
されている。

【００１４】このような第１偏向ミラー１０から直接、
又は第２偏向ミラー１１を介して偏向されたレーザ光を
受光するレンズ群が設けられているが、これはマーキン
グ対象のワーク８が搬送されるベルトコンベア等の搬送
装置１４の上部に配置されている。このレンズ群からな
る光学系は搬送装置１４の搬送面に沿って平面移動可能
に構成されたＸＹテーブル１５に搭載されて平面移動可
能となっている。すなわち、この移動レンズ群は前記テ
ーブル面より上方に配置されてテーブル１５と一体的に
移動する対物レンズ１６と、この対物レンズ１６と光軸
が一致するように配置されて前記テーブル１５の貫通部
内に固定され、テーブル１５の下面を通過するワーク８
にパターンマーキングをなすマーキングレンズ１７とか
ら構成されている。前記対物レンズ１６は、第１偏向ミ
ラー１０又は第２偏向ミラー１１からのレーザ光を受光
し結像画像の歪みを補正するためのものである。

【００１５】したがって、移動レンズ１６、１７は直交
２軸平面移動機構とされたＸＹテーブル１５とともに平
面移動可能とされているが、テーブル１５の移動をなす
ため、該テーブル１５には前記ワーク８の搬送方向に一
致するように駆動するＹ方向モータ１８、およびこれに
直交する方向に駆動するＸ方向モータ１９が設けられて
いる。これらのモータ１８、１９による合成駆動方向に
テーブル１５が平面移動可能となる。

【００１６】一方、前記ワーク搬送装置１４における上
流側には搬送装置１４上のワーク８の有無を検出するワ
ーク位置検知器２０が設けられている。そして、上述し
た全ての駆動ユニットを統括制御する制御装置２１が設
けられている。この制御装置２１は、マーキングパター
ン信号を生成して液晶マスク６にパターンに対応するレ
ーザ光透過画像を形成させ、このような液晶マスク６面
にレーザ光をラスタ走査させるように第１偏向器３を駆
動する。そして、前記パターンのワーク８の表面へのマ
ーキング方向を設定するために第２偏向器９における第
１偏向ミラー１０の偏向方向を決定させ、これに基づい
てミラー駆動モータ１２を駆動する。また、ワーク搬送
装置１４のワーク検知器２０からの信号を入力し、ＸＹ
テーブル１５上のワーク８がマーキング箇所に到達した
時点で搬送方向に沿って同期移動させるようにＹ方向モ
ータ１８を起動し、ワーク８を搬送させた状態のままレ
ーザマーキングを行わせるのである。

【００１７】このような制御装置２１による制御フロー
を図２に示す。最初にワーク８上のマーキングパター
ン、範囲、および方向を設定する（ステップ１０１）。
マーキング方向に関しては、図３〜図４に示すように、
まず図３において、第１偏向ミラー１０をミラー駆動モ
ータ１２で傾斜させて偏向方向を下方移動レンズ１６、
１７に向けると、レーザ光Ｐはワーク８と垂直方向に偏
向される。その結果、ワーク８の表面に図示のパターン
がマーキングされる。次に、図４に示すように、ミラー
駆動モータ１２で第１偏向ミラー１０を垂直方向に立て
ると、レーザ光Ｐはワーク８と平行方向でかつ固定され
ている第２偏向ミラー１１に入射するように偏向され
る。このとき、第２偏向ミラー１１は下側に向けられて
おり、レーザ光Ｐはワーク８と垂直方向に偏向される。
その結果、図３に示したパターンに対して相対的に９０
度回転した方向のパターンがワーク８の表面にマーキン
グされる。すなわち、第１又は第２偏向ミラー１０、１
１の直下に搬送装置１４によってワーク８を移動させる
ことにより、マーキングパターンの方向をミラー駆動モ
ータ１２を制御するだけで任意に選択することができる
のである。

【００１８】次いで、ワーク８の搬送速度を設定する
（ステップ１０２）。レーザマーキング装置によるマー
キング可能範囲が制限されるので、その範囲内で１つの
パターンをマーキングする必要がある。そのため、ワー
ク８を搬送する速度はマーキング範囲の大きさおよび方
向から決定される。

【００１９】このような準備作業の後、搬送装置１４の
駆動用モータを起動し（ステップ１０３）、レーザマー
キング装置のマーキング範囲内にワーク８が搬送されて
くるタイミングを知るために、搬送装置１４に付帯した
ワーク位置検知器２０で常時ワーク８の有無を検出して
いる（ステップ１０４）。もし、ワーク８が検知された
場合に次のステップに進む。

【００２０】ワーク８が搬送装置１４にて搬送され、ワ
ーク位置検知器２０によってこれが検出されると、制御
装置２１の内部タイマを起動し、ワーク位置検知器２０
でワーク８の送り方向と垂直位置の検出を行う（ステッ
プ１０５）。そして、移動レンズ１６、１７をＸＹテー
ブル１５の操作によってマーキング開始点に移動させる
（ステップ１０６）。マーキング開始点はワーク８の送
り方向がマーキング装置のマーキング可能範囲内の搬送
上流側へのストロークエンド、およびワーク送り方向と
直交する方向がステップ１０５で検知器２０が検出した
位置である。

【００２１】このように移動レンズ１６、１７をマーキ
ング開始位置に移動させた後、ワーク８が当該位置に搬
送されてくるまでの間は、待機状態となる（ステップ１
０７）。この時間はワーク位置検知器２０とマーキング
可能範囲までの距離、および搬送速度によって一律に決
定される。ワーク８がマーキング開始点に達した時か
ら、マーキングが開始される（ステップ１０８）。この
状態を図５に示している。ワーク８の搬送速度を一定に
保持しながら、マーキング位置を相対的に同期させて移
動させれば、ワーク８の表面に固定したパターンが刻印
される。このマーキング位置を同期させるのは、ＸＹテ
ーブル１５のＹ方向モータ１８の役割で、図６に示して
いるように、レンズ１６、１７の移動とワーク８の搬送
速度を等しく保っている。この同期移動によって固定パ
ターンがマーキングされ、１つのワーク８に対するマー
キング作業を終了する（図７）。

【００２２】１つのワーク８へのマーキング終了後は次
々に送られてくるワーク８に備えて搬送上流側にレンズ
１６、１７を移動させ（ステップ１０９）、ステップ１
０４に戻って同様の作業を繰返す。これによりワーク８
の搬送を停止させることなく、連続したレーザマーキン
グを施すことができるのである。

【００２３】このような実施例によれば、第２偏向器９
の作用により、搬送状態にあるワーク８の表面上に任意
のパターンをレーザマーキングすることができ、特に平
面の並進任意位置および回転２方向を選択して刻印する
ことが可能となる。特に、搬送装置１４は送り方向に最
低１自由度を有するだけでよいため、搬送装置１４を連
続的に稼働させながらマーキングができるので、搬送装
置１４への負担がなくなって汎用性が増すとともに、ワ
ーク製造タクトタイムを短くして生産効率を向上させる
ことができる。

【００２４】次に、図８に第２偏向器９の反射ミラーの
他の実施例を示す。上記実施例では刻印パターンを９０
度平面回転させるのに第１偏向ミラー１０と、第２偏向
ミラー１１とを用いたが、図８に示すように、本実施例
は、回転ミラー２５と、移動ミラー２６と、固定ミラー
２７とを用いている。先ず、レーザ光路を２つに分けて
説明する。第１光路は、液晶マスク６を透過したレーザ
光Ｐが移動ミラー２６で反射し、この反射光が回転ミラ
ー２５で反射し、この反射光が前記移動レンズ１６、１
７へ照射される路である。第２光路は、前記第１光路に
おける回転ミラー２５が回転し、かつ、移動レンズ２６
が移動することにより、液晶マスク６を透過したレーザ
光Ｐが移動ミラー２６で反射し、この反射光が固定ミラ
ー２７で反射し、この反射光が回転ミラー２５で反射
し、この反射光が前記移動レンズ１６、１７へ照射され
る光路である。第２光路は、第１光路中に固定ミラー２
７を介在させた構成であるが、このため、第１光路と第
２光路とにおける前記移動レンズ１６、１７へ照射光は
互いに９０度回転したものとなる。

【００２５】図８において、回転ミラー２５は、入射方
向が移動ミラー２６又は固定ミラー２７となるように、
少なくとも９０度平面回転可能となっている。尚、この
平面回転に係わらず、両入射光は共に前記移動レンズ１
６、１７へ照射される（図の紙面と直交する方向）。固
定ミラー２７は、反射先が回転ミラー２５となるよう
に、固定されている。移動ミラー２６は、反射先が回転
ミラー２５又は固定ミラー２７となるように、回転ミラ
ー２５と固定ミラー２７とを結ぶ線の平行線上を移動可
能となっている。

【００２６】具体例を図９〜図１２を参照し説明する。
図９及び図１０は、第１光路を示す図であって、図１０
は図９の側面図である。図１１及び図１２は、第２光路
を示す図であって、図１２は図１１の側面図である。回
転ミラー２５の回転、移動ミラー２６の移動及び固定ミ
ラー２７の固定は、次の構成によって達成されている。
これらミラー２５、２６、２７は基台２４上に装着され
ている。回転ミラー２５の外周は基台２４の孔内に慴動
自在に嵌合されると共に、モータ２８の歯車３２に噛み
合う歯車３２を備えている。従って、モータ２８が正逆
回転すると、回転ミラー２５も回動する。この回転ミラ
ー２５は少なくとも９０度回動するようになっている。
移動ミラー２６は、回転ミラー２５の回転中心と固定ミ
ラー２７の反射面中心とを結ぶ線に平行して基台２４に
固設されたレール２９上を慴動自在なるように、設けら
れている。移動ミラー２６のケース外周にはピン３１が
設けられ、このピン３１は、回転ミラー２５のケース外
周に設けられた長孔内にガタ付かない程度で嵌合されて
いる。従って、移動ミラー２６は、回転ミラー２５がモ
ータ２８により回動すると、ピン３１が長孔の壁面から
推力を得て、回転ミラー２５の回動に連動してレール２
９上を図示左右に移動する。さらに、移動ミラー２６の
ケースには、２つの穴３４、３４がレール２９に沿って
最適移動距離に相当する距離だけ離間して設けられてい
る。他方、基台２４にも１つのピン３６が固設されてお
り、移動ミラー２６の両ストロークエンドにおいて、ピ
ン３６が穴３４に飛び込み、移動ミラー２６を固定する
構成となっている。ピン３６は、図示しないが、先端に
球がバネによって外側へ付勢されており、移動ミラー２
６のストロークエンドにおいて、球が穴３４、３４に飛
び込むようになっており、移動ミラーの位置決めロック
となっている。尚、回転ミラー２５は、その回転中心部
にミラー２５１を備えている。このため、回転ミラー２
５が回動（本実施例では回転でなく回動である）して
も、移動レンズ２６又は固定レンズ２７からの入射光は
共に移動レンズ１６、１７へ照射される。すなわち、図
９及び図１０に示される第１光路は、モータ２８の回転
によって、回転ミラー２５が９０度回転し、これに連動
して移動ミーラ２６が移動し、図１１及び図１２に示さ
れる配置となって第２光路を得るようになっている。
尚、本具体例ではただ１つのモータ２８を用い、確実か
つ経済的に回転ミラー２５と移動ミラー２６とを連動さ
せた構成であるが、２つのモータをそれぞれに用いた
り、各ミラーにあっても、他の種類や形状を各種準備で
きることは言うまでもない。

【００２７】次にさらに、第２偏向器９の反射ミラーの
その他の実施例なる具体例を、図１３〜図１６を参照し
て説明する。図１３及び図１４は、上記第１光路に相当
する図であって、図１４は図１３の側面図である。図１
５及び図１６は、上記第２光路に相当する図であって、
図１６は図１５の側面図である。反射ミラーは、移動台
３７上の５つの固設ミラー、即ち、マスクを透過したレ
ーザ光を直接反射する第１ミラー３８及びこの第１ミラ
ーからの反射光を移動レンズ１６、１７へ照射する第２
ミラー３９、並びに、第１ミラー３８同様、マスクを透
過したレーザ光を直接反射する第３ミラー４０、この第
３ミラー４０からの反射光を受光して反射する第４ミラ
ー４１及びこの第４ミラー４１からの反射光を移動レン
ズ１６、１７へ照射する第５ミラー４２からなり、該移
動台３７の移動位置により、マスク６を透過したレーザ
光Ｐが第１ミラー３８又は第３ミラー４０へ入射するこ
とが切替え可能とされている。尚、図示上、第２ミラー
３９及び第５ミラー４２は、外観上、前記実施例の回転
ミラー２５と同一形状をしているが、前記実施例の歯車
等を取り除いた回転ミラー２５を転用しただけであっ
て、前記実施例のように、回転することはなく、上述の
ように、移動台３７に固設されている。

【００２８】移動台３７は、基台４５上に固設された平
行な２本のレール４３上を慴動自在なるように、設けら
れている。尚、基台４５の中央部には長孔４５１が設け
られており、第２ミラー３９又は第５ミラー４２から移
動レンズ１６、１７へレーザ光を照射可能としてある。
移動台３７上には、上述の通り、第１〜第５ミラー３８
〜４２が固設されている。図示しないが、移動台３７
は、直動空圧シリンダで基台４５にピン結合されてお
り、これにより、図示左右に所定ストロークだけ移動可
能となっている。ストロークは位置決めロック４４、４
４によって決定される。すなわち、図１３では図示左側
の位置決めロック４４により、移動台３７は固定されて
いる。すなわち、第１ミラー３８と第２ミラーとは、図
１３及び図１４に示すレーザ光路からも分かるように、
前記第１光路と実質同様の構成となっている。次にモー
タが回り、移動台３７が図示右方向に移動し、図示右側
の位置決めロック４４により固定されると、図１５及び
図１６に示される配置となる。すなわち、第３ミラー４
０と、第４ミラー４１と、第５ミラー４２とは、図１５
及び図１６に示すレーザ光路からも分かるように、前記
第２光路と実質同様の構成となっている。尚、本具体例
では移動台３７の駆動源は直動空圧シリンダとしたが、
油圧シリンダ、ソレノイド、モータ、その他各種準備で
きる。また、上記において、第１光路から第２光路へ、
またその逆の光路変更では、ミラーが互いに１枚増減す
るため、ワーク面での結像が互いにに左右勝手違いとな
る。従って、上記光路変更では、予め液晶マスク６上の
画像を左右勝手違いに表示変更していることを補足説明
しておく。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に第２偏向器はマスクを透過したレーザ光を反射する
ミラーと、このミラーからの反射レーザを受光しワーク
にマーキング照射する移動レンズとを有し、移動レンズ
はワーク搬送速度に同期移動する移動機構に搭載したも
のである。この場合において、前記反射ミラーはマスク
を透過したレーザ光を直接反射する第１ミラーと、この
第１ミラーからの反射光を移動レンズに反射させる第２
ミラーとからなり、第１ミラーは第２ミラー又は移動レ
ンズに対して反射方向を切替え可能とした構成、反射ミ
ラーは、移動ミラーと、この移動ミラーからの反射光を
移動レンズに反射させる回転ミラーと、移動ミラーの位
置移動により反射光を受け前記回転ミラーに反射可能と
された固定ミラーとからなり、移動ミラーの位置移動に
より回転ミラー又は固定ミラーに対して反射方向を切替
え可能とした構成、又は、反射ミラーは、移動台上に固
設された５つのミラー、即ち、マスクを透過したレーザ
光を直接反射する第１ミラー及びこの第１ミラーからの
反射光を前記移動レンズに反射させる第２ミラー、並び
に、前記第１ミラー同様にマスクを透過したレーザ光を
直接反射する第３ミラー、この第３ミラーからの反射光
を受光して反射する第４ミラー及びこの第４ミラーから
の反射光を前記移動レンズに反射させる第５ミラーから
なり、該移動台の移動位置により、マスクを透過したレ
ーザ光を第１ミラー又は第３ミラーに切替え可能とした
構成により、刻印画像を９０度方向転換できる。

【００３０】かかる構成において、さらにまた、移動レ
ンズを搭載する移動機構は、直交２軸平面移動機構によ
り形成され、その１軸方向をワーク搬送方向に一致させ
ると共に、当該軸方向の駆動手段をワーク搬送速度と同
期駆動可能とするように構成し、第２偏向器におけるワ
ーク照射レンズをワーク搬送方向に同期移動させつつワ
ークにレーザ光を照射してマーキングさせるようにした
ので、ワークへのレーザマーキングを行うに際し、マー
キング対象のワークを逐次停止させることなく、連続的
に搬送させた状態でもレーザマーキングを施すように
し、もって生産効率を向上させることができるという優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るレーザマーキング装置の構成図で
ある。

【図２】同装置の操作フローチャートである。

【図３】第２偏向器の第１偏向ミラーを直接移動レンズ
に偏向させた状態の説明図である。

【図４】第２偏向器の第１偏向ミラーを第２偏向ミラー
を介して移動レンズに偏向させた状態の説明図である。

【図５】マーキング開始状態の説明図である。

【図６】移動レンズを搬送装置と同期させた状態の説明
図である。

【図７】マーキング終了状態の説明図である。

【図８】第２偏向器の反射ミラーの変形例を示す平面図
である。

【図９】第２偏向器の反射ミラーの平面図である。

【図１０】図９の側面図である。

【図１１】第２偏向器の反射ミラーの平面図である。

【図１２】図１１の側面図である。

【図１３】第２偏向器の反射ミラーの平面図である。

【図１４】図１３の側面図である。

【図１５】第２偏向器の反射ミラーの平面図である。

【図１６】図１５の側面図である。

【符号の説明】

１ＹＡＧレーザ発振器２光学レンズ３第１偏向器３Ｘポリゴンミラー３Ｙ回動操作ミラー４集光光学系６液晶マスク８ワーク９第２偏向器１０第１偏向ミラー１１第２偏向ミラー１２ミラー駆動モータ１４ワーク搬送装置１５ＸＹテーブル１６対物レンズ１７マーキングレンズ１８Ｙ方向モータ１９Ｘ方向モータ２０ワーク位置検知器２１制御装置２５回転ミラー２６移動ミラー２７固定ミラー３７移動台３８第１ミラー３９第２ミラー４０第３ミラー４１第４ミラー４２第５ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市原将志神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ発振器と、このレーザ発振器から
のレーザ光を偏向しラスタ走査する第１偏向器と、当該
第１偏向器からラスタ走査されるレーザ光を選択透過さ
せる所定のパターンが表示可能なマスクと、該マスクを
透過したラスタ走査光を更に偏向してワーク表面に前記
パターンをマーキング照射する第２偏向器とを備えたレ
ーザマーキング装置において、前記第２偏向器は、前記
マスクを透過したレーザ光を反射するミラーと、当該ミ
ラーからの反射レーザ光を受光しワーク表面にマーキン
グ照射する移動レンズとを有し、移動レンズは、ワーク
搬送速度に同期移動する移動機構に搭載したことを特徴
とするレーザマーキング装置。
【請求項２】前記反射ミラーは、マスクを透過したレ
ーザ光を直接反射する第１ミラーと、この第１ミラーか
らの反射光を前記移動レンズに反射させる第２ミラーと
により構成し、前記第１ミラーは、第２ミラー又は移動
レンズに対して反射方向を切替え可能とされていること
を特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項３】前記反射ミラーは、マスクを透過したレ
ーザ光を直接反射するとともに平面移動可能な移動ミラ
ーと、この移動ミラーからの反射光を前記移動レンズに
反射させるとともに平面回転可能な回転ミラーと、前記
移動ミラーの位置移動により反射光を受け前記回転ミラ
ーに反射可能とされた固定ミラーとにより構成し、前記
移動ミラーの位置移動により回転ミラー又は固定ミラー
に対して反射方向を切替え可能とされていることを特徴
とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項４】前記反射ミラーは、移動台上に固設され
た５つのミラー、即ち、マスクを透過したレーザ光を直
接反射する第１ミラー及びこの第１ミラーからの反射光
を前記移動レンズへ反射させる第２ミラー、並びに、前
記第１ミラー同様にマスクを透過したレーザ光を直接反
射する第３ミラー、この第３ミラーからの反射光を受光
して反射する第４ミラー及びこの第４ミラーからの反射
光を前記移動レンズへ反射させる第５ミラーからなり、
該移動台の移動位置により、マスクを透過したレーザ光
が第１ミラー又は第３ミラーへ入射することが切替え可
能とされていることを特徴とする請求項１記載のレーザ
マーキング装置。
【請求項５】前記移動レンズを搭載する移動機構は、
直交２軸平面移動機構により形成され、その１軸方向を
ワーク搬送方向に一致させるとともに、当該軸方向の駆
動手段をワーク搬送速度と同期駆動可能としてなること
を特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項６】レーザ発振器からのレーザ光を第１偏向
器によりラスタ走査し、これを所定のパターンが表示可
能なマスクに照射してレーザ光を選択透過させた後、該
マスクを透過したラスタ走査光を更に第２偏向器により
偏向してワーク表面に前記パターンに応じてマーキング
照射するレーザマーキング方法において、前記第２偏向
器におけるワーク照射レンズをワーク搬送方向に同期移
動させつつワークにレーザ光を照射してマーキングする
ことを特徴とするレーザマーキング方法。
【請求項７】前記第２偏向器は、マスクからワーク照
射レンズまでのレーザ光を少なくとも９０度回転させる
ことを特徴とする請求項６記載のレーザマーキング方
法。
【請求項８】前記第２偏向器はマスク透過光を前記ワ
ーク照射レンズに向けて偏向する可動ミラーを有すると
ともに、この可動ミラーからの反射光を受ける固定ミラ
ーを設けてなり、可動ミラーの操作により反射光を固定
ミラー又はワーク照射レンズに切替え出射して前記パタ
ーンを回転可能としたことを特徴とする請求項６記載の
レーザマーキング方法。