JPH06504484A - 動的レーザ標印 - 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】 動的レーザ標印 本願発明は、高エネルギ密度ビームを用いて移動する材料体に標印を行うための 方法および装置に関する。

多くの製品は、当該製品が全ての製造工程あるいは処理工程か完了するまでワー ク・ステーション間を連続的に移動するようにして、製造ライン上で製造されま たは処理される。製造ラインの連続的な動きに悪影響をおよぼすことなしに製品 に対して標印を行うことができることという、装置に対する要求を満たしつつ、 製品への標印工程を製造ラインに組み込むことかしばしば行われている。

今日使用されているこのような装置の一つには、インク・ジェット標印装置があ り、これは、所望の印を生成するように、移動するパッケージに対して制御され たインク・ジェットを向けることができるようになっている。このような装置は 、１分間に１００個までの標印を行うことかできるが、インク・ジェットのノズ ルが閉塞してしまうのを防止するために、常に注意を払うととともに頻繁な分解 検査が必要である。このような分解検査は、製造ラインを停止して行うことが必 要であり、そのために、製造時間あるいは処理時間にロスか生じる。さらには、 このようなタイプの装置は、インクあるいは溶剤のような材料を大量に消費し、 非常に大きなランニング・コストかかかるという結果になる。また、標印結果の 消えにくさについての多くの問題か発生している。

他方、レーザ標印は、インク・ジェット標印に対し、クリーンであって正確な代 替となる。また、対象物に消えることのない標印を付すことができる。

一般的に言って、現状の商業的なレーザ標印技術は、二つのカテゴリのうちの一 つに入る。これらのカテゴリの第一は、焦点集中させなしレーザ放射ビームをマ スクに通し、所望のパターンを作り出すというものであり、その第二は、レーザ 放射ビームを対象物上で走査して、所望のパターンを描くというものである。

米国特許第４．７５８．７０３号は、上記第一のカテゴリにはいる標印技術の一 例を提案しており、移動対象物の表面に顕微鏡で視認しつるパターンを暗に符号 化する方法か記載されている。上記米国特許に記載されている方法においては、 移動する物体の存在か検出されるとともにその近接速度か計測され、適正な瞬間 において、上記対象物カルーサ・ヘッドを通過するとき、焦点集中させないレー ザ放射ビームがマスクを通して上記対象物上に向けられるようになっている。こ のマスクとは、標印のパターンを生成するのに寄与するマスクであり、上記ビー ムの断面積より大きな断面積をもつマスク板を含んでおり、かつ、遮蔽されるか または遮蔽されないマトリックス孔か組み込まれている。上記マスクを通過する と、上記ビームは上記パッケージの表面上に生成されるパターンの大きさを減じ るとともにビームの密度を高めるべく、焦点集中される。上記米国特許明細書に 記載されている特定の方法においては、上記ビームの密度が慎重に制御され、最 終的なパターンが上記の表面上に露出状に書き込まれ、かつ、裸眼によっては視 認できない状態か維持されるようになっている。

本願出願人による同時継続の英国特許出願第９１１７５２１．６号には、レーザ 標印の走査方法の一例か示されており、かつこれは、材料体に対して電磁放射に 対する不透明度か増大させられた領域の形態において準表面（５ｕｂ−ｓｕｒｆ ａｃｅ）標印を設けるための方法および装置に関している。上記方法は、高エネ ルギ密度ビームを、これに対して透明性を存する材料体の表面に向ける工程と、 この材料の局部的なイオン化を引き起こすように上記材料体の内部であってその 表面から離れた位置の焦点に上記ビームを導入する工程とを含んでいる。英国特 許出願第９１１７５２１．６号はさらに、上記方法にしたかって、あるいは上記 装置を用いることによって標印された材料体にも関している。

上記走査型のレーザ標印技術は、マスク要素の変更のためにレーザの作動を中断 するということなしに所望の標印の形態を外見的に変更することができるという 、大きな融通性をもつという利点をもつか、標印結果か材料体の移動方向につい て不鮮明となり、あるいは「引き伸ばされてしまう」との懸念があるため、移動 体の標印のためには、いまだ商業的に用いられてはいない。かかる懸念のために 、現在のところ、上記走査型レーザ標印技術は、標印するべき材料体か静止して いる応用に限定されており、標印するべき材料体か移動する場合は、標印結果の 鮮明度か移動体の運動速度によって厳しく制限されるにもかかわらず、マスク方 式のビーム技術によって標印を行わざるをえなかった。

本願発明の第一の局面によれば、次の各ステップを含む移動材料体の標印方法か 提供される。すなわちこの方法は、高エネルギ密度ビームを上記移動体に向ける ステップ、上記ビームを上記移動体上あるいはその内部の位置において照明スポ ットを生成するように集中させるステップ、所定の形態の標印を生成するように 、上記移動体の速度に等しい第一の成分と、上記移動体に対する第二の成分との 合成にしたかって、上記スポットを動かすステップ、を含んでいる。

好ましい実施例において、上記移動体の速度を計測する付加的なステップか含ま れている。上記移動体の速度は上記移動体を搬送するために用いられる手段の運 動速度をモニタリングすることによって計測することかできると思われるが、こ の移動体の速度は、好ましくは、直接計測する手段によって測定される。

有利には、上記高エネルギ密度ビームは、活動状態にある高エネルギ密度ビーム の経路を遮蔽するように上記移動体の経路を設定するとともに、上記遮蔽点から 既知の距離の位置を上記移動体が通過してから所定の時間において上記高エネル ギ密度ビームを活動化することにより、上記移動体に向けられる。上記の所定時 間は、上記移動体の速度によって決まる。

上記標印に準表面標印を含む特定の実施例において、上記高エネルギ密度ビーム は、好ましくは、材料の局部的なイオン化を引き起こすとともに電磁放射に対し て不透明性か増大させられた領域の形態において標印が生成されるように、上記 移動体の内部の位置における焦点に導入される。このような実施例において、上 記移動体の材料は可視領域内の波長において電磁放射に対する透明性をもつこと ができ、これにより、上記標印が裸眼によって視認可能なものとなる。たとえば 、上記材料は、ガラスあるいはプラスチックとするとかできる。選択的には上記 移動体材料を、可視領域内の波長において電磁放射に対して不透明なものとする ことかでき、そうすると、この標印は、電磁スペクトル内の適当な波長において 作動する光学的機器によってのみ「見える」ものとなる。このような標印は、視 認しうるその他の標印かなしつる多くの機能をもつことができないか、真に消え ることのない潜在的な標印を提供する。

この実施例あるいはその他の実施例においては、上記標印は、ｌまたはそれ以上 の数字、文字、あるいは記号、あるいはこれらの組合せを含むことかでき、これ らはそれぞれ、登録番号源、商標、機械読み取り可能なコード、またはあらゆる 他の所望の標章を提供することかできる。加えて、上記の標印は、三次元的なも のとすることもてきる。

本願発明の第二の局面によれば、次の要素を含む移動体材料の標印装置か提供さ れる。すなわち、この装置は、高エネルギ密度ビームを生成するとともにこのビ ームを上記移動体に向けるための手段、上記移動体の表面あるいは内部における 位置において、照明スポットを生成するように上記ビームを集中させる手段、お よび、上記移動体の速度に等しい第一の成分と、上記移動体に対する第二の成分 との二つの運動成分の合成にしたかって、所定形状の標印か形成されるように上 記スポットを動かせる手段、を含んでいる。

有利には、上記二つの成分の合成にしたがって上記スポットを動かせる手段は、 上記二つの成分のうちの第二のものにしたかって上記スポットを動かせるための 手段を含んでおり、この手段は、好ましくは、上記ビームの経路内に配置された 少なくとも一つの可動ミラーを含んでいる。上記ミラーの動きは、標印の最終形 態を容易に走査することかできるコンピュータ・プログラムにしたかって制御す ることができ、一方、上記可動ミラーそれ自体には、検流計ミラーを含むことが できる。上記ミラーを動かせるために、サーボ・モータや、手動のジョイ・ステ ックのような他の適当な手段を用いることかできると思われるか、検流計ミラー の特性は、あらゆる選択的な制硼手段に対して著しい利点をもつ応答速度および 制御容易性を与える。

好ましい実施例において、上記二つの成分のうちの第二の成分にしたかって上記 スポットを動かせる手段は、上記二つの成分の上記第一の成分にしたかって、記 スポットを動かすこともできるようになっている。

他の実施例においては、上記二つの成分の合成にしたかって上記スポットを動か せるための手段は、上記二つの成分のうちの上記第一の成分にしたかって上記ス ポットを動かさせるための付加的な手段を含んでおり、この手段は、好ましくは 、上記移動体の速度にしたがって回転速度か変更される少なくとも一つの可回転 に取付けられたミラーを含んでいる。

さらに池の実施例においては、上述の実施例における回転可能に取付けられたミ ラーは、多面ミラーである。

さらに他の実施例おいて、上記二つの成分の第一の成分にしたかって上記スポッ トを動かせる手段は、上記移動体と同じ速度で運動可能な少なくとも一つのミラ ーを含んでいる。さらに他の実施例において、上記二つの成分のうちの第一の成 分にしたかって上記スポットを動かせるための手段は、少なくとも一つのアクス ト（ａｃｏｓｔｏ）光学結晶、または、電気光学結晶を含んでいる。

好ましい実施例において、上記移動体の速度を計測するための手段かさらに設け られる。この移動体の速度は、上記移動体を搬送するために用いるられる手段の 動きの速度をモニタリングすることによって測定することかできると思われるか 、この移動体の速度は、好ましくは、直接的に計測する手段によって測定される 。たとえば、特定の装置において、上記移動体の速度は、既知の距離をおいて離 された二つの光学検知器の間を上記移動体が移動するに要した時間を計ることに より計測することかできる。

有利には、上記高エネルギ密度ビームは、上記高エネルギビームの経路をこれか 作動状態にあるとき遮るように上記移動体の経路を設定するとともに、上記の遮 蔽点から既知の距離の位置を上記移動体か通過してから所定の時間において、上 記高エネルギ密度ビームを活動化する手段を設けることによって、上記移動体に 対して向けられる。上記の時間は、上記移動体の速度に依存する。

上記ビームを集中させる手段は、特定の焦点外れ効果を補償するように幅方向に わたって焦点距離か変化するレンズ要素を含むことができる。あるいは、または これに加えて、上記ビームを集中する手段は、特定の焦点外れ効果を補償するか または移動体内の異なる深さにおいて標印を形成することを可能とし、そうする ことによって、三次元の標印を作り出すことかできるように、ズーム・レンズを 含むことかできる。

上記標印が表面標印を含む特定の実施例において、高エネルギ密度ビームを生成 するための手段は、ＣＯ２レーザを含んている。

上記標印か準表面標印を含む実施例において、高エネルギ密度ビームを生成する ための手段は、好ましくは、焦点において少なくともＩＯＪ／ｃｍ”のピークエ ネルギ密度をもつように焦点集中させられるレーザか含まれる。このピークエネ ルギ密度は、好ましくは、焦点において少なくともＩＯ’Ｗ／ｃｍ”の出力密度 をもつように焦点集中させられるとともに、少なくとも１０−６秒のパルス長さ をもってパルス発生させられるレーザによる手段によって達成される。仮にこの ような事情のもとて、標印されるへき材料体か可視領域内の波長での電磁放射に 対して透明性をもっていると、必要な高エネルギ密度ビームを生成するための手 段は、好ましくは、１．０６μｍの波長において作動するＮｄ／ＹＡＧ　（ネオ ジム−ドープト・イツトリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザである。

有利には、可視レーザ放射の第二のソースか上記高エネルギ密度ビームの位置合 わせを容易化するために設けられる。

上記移動体を搬送するために、コンベアベルトか好ましくは設けられ、このよう な場合において、このコンベアヘルドには、このコンベアベルトに対する移動体 の横方向位置を制御するための手段か設けられる。

添付図面を参照することによって、本願発明の多数の実施例か例として以下に説 明される。

図１は、本願発明の第二の局面にしたがったレーザ漂印ステーソヨンの模式的平 面図てあり、連続的に動くコンベアベルトに隣接させて、標印装置および検出モ ジュールが配置されているのが示されている。

図２は、図１の検知モジュールの模式図である。

図３は、図１の標印装置の模式図である。

図４は、電力か図１の標印装置全体に分配される経路の模式図である。

図５は、［１ｌＨＩの標印装置および検知モジュールの複合された作動順序を示 すフロー図である。

図６は、第二の実施例にしたかった標印装置の模式図である。

図７は、第三の実施例にしたかった標印装置の模式図である。

図８は、第四の実施例にしたかった標印装置の模式図である。

図１に示されるレーザ標印ステーションは、標印装置ＩＯおよび検知モジュール １２を含んでおり、これらはいずれも、連続的に動くコンベアベルト１６にまた がる保護ハウソング１４内に含められている。

上記コンヘアベルト１６は、標印するべき材料体を上記レーザ標印ステーション に搬送するための十分な幅をもったちのてあり、移動ウェブ１８および二つの垂 直方向に突出するサイドルール２０および２２によって規定される。典型的には 、上記二つのサイトレールのうちの第一のレール２０は上記移動ウェブ１８に対 して相対的に固定される一方、もう一方のサイトレール２２は、調整ネジ２４か らなる手段によって、上記移動ウェブに対して相対的に動きつる。上記調整ネジ ２４を締め込むと、二つのサイトレール２０および２２間の距離が減じられ、こ れにより、上記コンベアベルト１６の存効幅が縮小する。

添付図面にはガラス瓶２６として描かれている標印するべき材料体は、上記コン ベアベルト１６によって上記レーザ標印ステーションに搬送され、第一の開口２ ８から上記保護ハウジング１４内に入る。その後、この材料体２６は、第二の開 口３０から上記保護ハウジング１４を抜けるまでに、上記検知モジュール１２お よび上記標印装置１０をすぎて搬送される。安全の目的のため、上記標印装置Ｉ Ｏと上記第一または第二の開口２８または３０との間の距離は、オペレータか偶 発的に上記保護ハウジング１４内に入ることかできず、彼または彼女の手が上記 標印装置１０の前方にくることかできないようになされている。

上記検知モジュール１２は、図２に詳細に示されており、上記コンベアベルト１ ６に隣接して並んで配置されている一対の光学検知器３２および３４を備えてい る。上記光学検知器３２および３４のそれぞれは、光源３６と、適当な検知器３ ８とを含んでおり、上記コンベアベルトの反対側に配置された一対の後方反射器 ４０または４２のそれぞれに対して配列されている。光は光源３６から対応する 後方反射器に向けて放射され、この後方反射器において上記光学検知器に向けて 反射され、そして上記検知器３８によって検知される。こうして、図２において 光学検知器３４に関して示されるように光学検知器とこれと対応する後方反射器 との間に何も存在しない場合には、上記検知器３８によって検知される光の量は 最大となる。しかしなから、光学検知器とこれと対応する後方反射器との間の光 の経路か光学検知器３２に関して図２に示されるように、たとえば標印するへき 材料体のコンベアベルト１６に沿った経路によって遮られる場合には、対応する 後方反射器によって反射させられ、かつ検知器３８によって検知される光の量は あらかしめ設定された閾値よりも少なくなり、そして、適当な信号か生成される 。

上記光学検知器３２および３４のそれぞれの感度を高めるために、上記の光源３ ６は可視領域あるいは近赤外領域の電磁スペクトルにおいて光を発するように選 択され、一方、上記検知器３８はこのような特定の周波数範囲に選択的に感応す るのみならず、偏り特定をもつ上記光源３６の光に対してのみ応答するように選 ばれる。これにより、上記検出器３８は、上記の光源３６以外の光源か発する光 、あるいはたとえば標印をするへき材料体の表面のような上記後方反射器以外の 表面から反射する光に対して感度か悪くなる。なぜなら、かかる反射は、典型的 には、異なる偏り特性をもつことになるからである。

上記標印装置１０は図３により詳細に示されており、レーザ放射４６のソース４ ４を含んている。このレーザ放射４６は、上記移動体２６の経路を捕らえるよう に向けられる。

第一の実施例において、上記標印装置１０は、上記移動体２６の表面標印を容易 に行うように設計されている。この目的のために十分なエネルギ密度のレーザ放 射か上記移動体２６の方へ向けられ、上記表面の領域に当てられる。これによっ て、上記表面領域か溶融するとともに流動し、結果としての標印か残る。図３に 示される特定の実施例において、上記ソース４４は、ＲＦ励起型模擬連続波ＣＯ ，レーザを備えており、これは１０４６μｍの波長をもち、そしてそれゆえに裸 眼で視認しうるレーザ放射４６のビームを発する。上記Ｃ０２レーザ４４から発 せられると、このレーザ放射４６のビームは第一の反射表面４８に入射する。

この第一の反射表面４８は上記ビーム４６をビーム拡大器５０およびビーム結合 器５２を介して第二の反射表面５４に向ける。低出力Ｈｅ−Ｎｅ（ヘリウム・ネ オン）レーザ５６の形態において、第二のレーザ放射のソースか上記ＣＯ２レー ザ４４に隣接して配置され、６３８ｎｍの波長をもつ可視レーザ放射からなる二 次ビームを発する。この二次ビーム５８は上記ビーム結合器５２にあたり、ここ で上記ＣＯ，レーザ４４からのレーザ放射４６のビームと一致して、上記第二の 反射表面５４に向けて反射させられる。したがって、上記ビーム結合器５２に必 要な特性は、１０．６μｍの波長をもつ電磁放射を伝達する一方、６３８　ｎｍ の波長をもつ電磁放射を反射するということである。このようにして、上記Ｈｅ 　−Ｎｅレーザビーム５８は、光学的な位置調整を容易とする可視成分をもつＣ Ｏ２／Ｈｅ−Ｎｅ複合ビーム４６．５８を提供する。

いったん結合されると、この二つの一致するビーム４６．５８は、上記第二の反 射表面５４において第三の反射表面６０に向けて反射され、この第三の反射表面 ６０からさらに第四の反射表面６２に向けて反射される。上記第四の反射表面６ ２から、上記複合ビーム４６．５８は、ヘッド・ユニット６４に向けてさらに反 射され、ここから上記複合ビーム４６．５８は最終的に上記移動体２６の経路を 遮るように向けられる。上記移動体の底部からの異なる高さにおいて容易に標印 をしつるように、上記第三および第四の反射表面６０および６２は、上記ヘッド ・ユニット６４と一体に取付けられ、ステップ・モータ６６（図示略）の作動の もとて垂直平面内で位置調整しつるようになっている。

上記ヘッド・ユニット６４の内部において、上記Ｃｏ！／Ｈｅ−Ｎｅ複合ビーム ４６．５８は、二つの可動ミラー６８および７０に順次入射する。二つのミラー のうちの第一のミラー６８は、上記第四の反射表面６２からの反射の結果として 入射する複合ビーム４６，５８に対して傾斜するように配置されており、かつ、 このミラー６８から反射させられるビームか垂直面内で動くようにして運動しつ る。上記二つのうちミラーうちの第二のミラー７０は、この場合、上記第一のミ ラー６８からの反射の結果として入射するビーム４６．５８に対して上記と同様 に傾斜させられており、反射させられたビーム４６．５８が水平面内で動くよう にして運動しうる。その結果、上記ヘッド・ユニット６４から出るビーム４６゜ ５８は、上記第一および第二のミラー６８および７０の同期した運動によって、 あらゆる方向に動くことができるということか、当業者によって明らかとなろう 。

このような運動を容易にするために、上記二つの運動可能なミラー６８および７ ０は、それぞれ、第一および第二の検流計７２および７４に取付けられる。上記 二つのミラー６８および７０の動きを制御するために、個々のサーボ・モータあ るいは手動のジョイステックを用いる、等、との適当な手段を設けることもてき ると思われるか、上記の適用は、応答速度と制御の容易性とか結合され、とのよ うな選択可能な制御手段に対しても著しい利点を与える。

上記ヘッド・ユニット６４からでると、上記複合ビーム４６．５８は１またはそ れ以上のレンズ要素を含むことかできるレンズ・アッセンブリを通過することに よって、焦点集中させられる。第一のレンズ要素７８は、標印するへき移動体の 表面上の選択した位置における焦点に上記ビーム４．６．５８を導くことかでき る。よく知られているように、上記ビーム４６．５８の最大出力密度は焦点にお けるビーム４６．５８の径の二乗に反比例し、焦点集中レンズ７８に入射するビ ーム４６．５８の径に反比例する。したかって、波長λおよび焦点距離ｆのレン ズに入射する径Ｒの電磁放射ビーム４６．５８については、焦点における出力密 度は、−次近似で次のように表される。

Ｅ＝　（ＰＲ’／λ２ｆ”　）Ｗ／ｍ”ここてＰはレーザによって発生させられ る出力である。この式から、ビーム結合器５０の値および目的か明らかとなる。

なぜなら、ビームの径Ｒを増大させると焦点における出力密度Ｅか増大するから である。加えて、上記レンズ要素７８は、典型的には７０ｍｍから８０ｍｍの範 囲の焦点距離をもつ単焦点距離レンズであり、その結果、焦点におけるビーム４ ６．５８の典型的な出力密度は３００Ｗ／ｃｍ　２を超過する。このようなオー ダの出力密度においては、標印するべき材料体の表面において熱的相互作用か起 こり、これにおいて、入射する放射ビーム４６．５８は熱として吸収される。こ のような局部的な加熱は、材料体２６の表面に溶融および流動を引き起こし、こ の結果として上記表面上に刻まれた標印か残される。上記ミラー６８および７０ を用いて上記ビーム４６．５８の焦点を動かせることにより、上記標印を所定の 形状とすることができ、特に、ｌまたはそれ以上の数字、文字、あるいは記号、 あるいはこれらの組合せを含む形状とすることかできる。これによって、登録番 号標、商標、機械読み取り可能なコード、あるいはその他の所望の標章を提供す ることかできる。

材料体の表面上に熱的相互作業を引き起こすに必要な出力密度は、もちろん、上 記材料体の材質と、上記ビーム４６．５８の走査速度とに依存する。パースペク スのような材質は、約５０Ｗ／ｃｍ！程度の小さな出力密度をもつビーム４６゜ ５８を用いて標印することかできるか、金属に標印するためには、約Ｉ　ＭＷ／ 　ｃｍ２の出力密度を上記ビーム４６，５８に持たせることか必要である。ガラ スでてきた材料体は、上記の両極の間に入り、３００Ｗ／ｃｍ２を超える出力密 度をもつとともに、３ｍ／秒の走査速度のビーム４６．５８を用いて標印するこ とかできる。

安全のため、上記二つのレーザ４４および５６並びにそれらのビーム４６および ５８は、図４に示されるように安全室８０内に封じられ、複合ビーム４６，５８ はレンズ・アッセンブリ７６を通過した後においてのみ上記安全室８０から放射 される。上記二つのレーザ４４および５６、並びにそれぞれのビーム４６，５８ の経路に配置された種々の光学的機器へのアクセスは、ドア８２が開けられてい る間ＣＯ２レーザ４４の作動を停止させるインターロック８４か取付けられたド アパネル８２によって得ることがてきる。Ｈｅ−Ｎｅレーザ５６は、上記と同様 のインターロックを設ける必要が必ずしもないことに留意するへきである。なぜ なら、このレーザ５６は異常に低い出力において作動するだけであり、熟練され たオペレータに対して大きな危険を与えることないからである。

２４０■の単相電源かドアパネル・インターロック８４を介して電源分配ユニッ ト８６に供給されている。この電源分配ユニット８６は、レーザ４４および５６ の作動に干渉を与えるいかなる電気的影響をも防止するために、上記安全室８０ の下方において分離して配置されている。上記分配ユニット８６から、電力がＣ ０２レーザ４４およびＨｅ−Ｎｅレーザ５６、並びに上記ＣＯ，レーレー４を冷 却する深冷器ユニット８８に与えられる。加えて、電力はまた、ステッピング・ モータ６６およびコンピュータ９０に供給される。三つのＡＣ／ＤＣコンバータ およびこれに連係させられる電圧調整器が９Ｖ、１２Ｖ、および１５Ｖの調整さ れたＤＣ！Ｃ電圧を提供し、これらは、それぞれ、ボンピング・メカニズムを容 易とするべくＨｅ−Ｎｅレーザに、ＣＯ，レーザ４４のときならぬ発火を防止す る付加的なインターロック９２に、そして、上記ヘッド・ユニット６４に供給さ れ、ヘッドユニットにおいては、特に、上記第一および第二のミラー６８および ７０の所定の運動を起こす上記第一および第二の検流計７２および７４に供給さ れる。

上記標印装置１１０および上記検出モジュール１２の複合作動シーケンスは、図 ５に模式的に示されており、コンピュータ９０が付与するべき次の標印を特定す るべく計算をし、あるいはルック・アップを行うことによって開始する。すなわ ち、それぞれか順次的な参照番号をもつ多数の材料体に標印するべく上記レーザ 標印ステーションか用いられる場合、上記コンビコータ９０は前の標印を表す参 照番号に必要な増分を加算することによって次の標印を計算する。あるいは、バ ッチの開始時点、またはより複雑な標印シーケンスの間、上記コンピュータ９０ は適当な記憶装置内に蓄えられたあらかじめプログラムされた標印リストの一つ から次の標印を特定する。次の標印か特定されると、これは、ある特定のバッチ において標印された材料体の数、検知モジュール１２を通過して搬送される材１ 体の平均線速度、およびその他の所望の情報のような他の情報とともにオペレー タのコンソールに表示される。

移動する材料体２６に対して与えるべき標印か特定されると、コンピュータ９０ は標印の時点において上記材料体２６が静止していると仮定して上記標印を描く に必要なベクトルを計算する。これらのベクトルは上記第一および第二の検流計 ７２および７４に供給される１５ＶのＤＣ電源を変調するへく電気信号に変換さ れ、所望の標印を描くようにして、活動状態にあるレーザビームの焦点を動かす ことかできる上記第一および第二のミラー６８および７０の一連の動きを作り出 すことかてきる。

標印するべき材料体かコンベアベルト１６による手段によって上記レーザ標印ス テーションに搬送されるときのこの移動体２６の上記固定状のサイトレール２０ に対する相対的な位置は、調整ネジ２４の手段によって変更することかできる。

典型的には、調整ネジ２４は保護ハウジング１４内の第一の開口２８に隣接する コンベアヘルド１６の有効幅を狭めるために用いられる。これによって、上記コ ンベアベルト１６の有効幅か上記移動体２６それ自体よりも著しく広くならず、 これにより、標印するへき移動体と、検知モジュール１２の様々な要素と、上記 標印装置１０との間の横方向距離に対して適正な制御か可能となる。

この場合、上記検知モジコール１２は標印するへき材料体の近接を検知するため に用いられる。上記移動体２６か光学検知器３２に近づ（と、材料体の先行縁か 上記光源３６、上記後方反射器４０、および上記検知器３８間の光の経路を遮断 し、検知される光の量かあらかじめ設定された閾値よりも少なくなる。その結果 として、適当な信号か生成され、かつコンピュータ９０に送られ、この時点をも ってクロックか作動させられる。このクロックは上記移動体２６の先行縁か上記 第二の光学検知器３４によって上記と同様にして検知される時点である時間ｔ、 の経過まで止まらない。二つの光学検知器３２および３４は既知の距離ｄ、の間 隔を有しているため、標印するべき材料体の速度Ｖは、上記既知の距離ｄ、を上 記クロックによって計測された上記の時間１＋で除することにより、容易に計算 される。すなわち、 ｖ＝ｄ＋／ｊ＋ 比較的高速の線速度で動く材料体の標印を可能とするコンパクトな装置を提供す るために、上記二つの光学検知器３２および３４間の距離ｄ、は、好ましくは、 できるだけ小さくする。限定された場合において、上記光学検知器３４は、ｄｌ を１．ｍｍの値に減じるべく、光学検知器３２と接触させられる。このような小 さな距離においてさえ、上記クロックの基準を形成する発振器は、典型的な時間 間隔ｔ、の間に５を超えるクロック・サイクルか可能であり、その結果、ｄｌの 短縮か速度Ｖの計測における正確性に対して認識できる影響を与えることはない 。

第二の光学検知器３４を通過すると、標印するへき材料体は上記コンベアベルト １６によって継続して搬送され、やがて、時間ｔ、の経過後、上記標印装置１０ に到達する。上記第二の光学検知器３４と上記標印装置ｌＯとはやはり既知の距 離ｄ２離れているので、上記時間ｔ２は上記距離ｄ２を材料体２６の移動速度Ｖ て除することにより計算することかできる。すなわち、ｔ、＝ｄ、／ｖ あるいは、 ｄｔ　＝　（ａｚ　／ａｔ　）Ｘｉ。

やはり、コンパクトな装置を提供するために、上記距離ｄ２は、究極的にはコン ピュータ９０の演算能力によって制限されるか典型的には５ｍｍのオーダである 最小値に減じることかできる。

上記の式を用い、上記コンピュータは標印装置１０に近づく標印するべき材料体 の到着予測時間ｔ２を計算する。この時間間隔はしかしながら、上記材料体２６ の先行縁が上記標印装置１０に隣接する時間を表しており、そのため、もし所望 の標印が上記先行縁に与えられるのでなければ、標印するべき材料体２６の部分 か標印装置ＩＯに隣接する時点である時間ｔ、を生成するべく、さらに遅れδｔ か上記時間間隔ｔ２に加算される。

上記第二の光学検知器３４によって信号か生成された後の時間ｔ、において、上 記ＣＯ２レーレーザが活動化され、上記Ｃ○ｔ／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６゜５ ８か上記材料体２６の表面の予測位置に焦点集中される。同時に、上記第一およ び第二の検流計７２および７４に供給される上記１５ＶのＤＣ電源を変調するた めの電気信号か生成される。上記各検流計は、所望の標印を描くに必要なベクト ルを再現するだけではなく、上記材料体の速度Ｖをもった動きを補償する層状成 分（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含んでいる。上記変調 された１５ＶのＤＣ電源は、所望の標印を描くように上記ＣＯ２／ＨｅＮｅ複合 ビーム４６．５８の焦点を方向づける上記第一および第二のミラー６８および７ ０の一連の動きを生成し、同時に、上記標印を速度■て描くように動かせる。こ れにより、実時間動的走査か可能となる。上記材料体か標印された後、この材料 体はコンヘアヘルド１６によって継続して搬送され、保護ハウジング１４から導 出され、そして、上記第二の開口３０から上記レーザ標印ステーションを離れる 。上記標印された材料体２６は、その後、所望であればさらに処理ステーション に搬送され、一方、上記コンピュータ９０は、与えるへき次の標印を演算し、そ うして、上記作動レーザ〉スか再び開始する。

上記材料体２６か、上記標印装置１０を通過するとき、上記レンズ・アッセンブ リ７６と、標印されるべき材料体２６の表面上の部位との間の距離が、常に変化 しているということか当業者にとって明らかてあろう。上記材料体か標印時静止 している場合でさえ、所望の標印か十分に大きなものであると上記材料体２６の 湾曲か上記レンズ・アッセンブリ７６と上記表面上の各点との間の距離を変化さ せる。これに加えて、レーザ標印ステーションに到達する前のコンベアベルＩ・ １６の有効幅か狭められているにもかかわらず、標印するべき後続する各材料体 か、上記固定状のサイド・レール２０からの異なる距離において上記コンベアベ ルト１６上に位置させられる。すてに説明したように、もし、上記第一のレンズ 要素７８か一定の焦点距離をもつものであるとすると、上述した要素のそれぞれ か材料体に付与するへき標印の部分を焦点から多かれ少なかれ外すことに寄与す ることになる。しかしながら、上記レンズ要素７８の焦点距離を慎重に選択する ことによって、この問題を最小とすることができる。

すてに述へたように、上記第一のレンズ要素７８の焦点距離は、典型的には７０ ｍｍから８０ｍｍであり、焦点において典型的には３００Ｗ／ｃｍ’を超える出 力密度を生み出すようにＣｏｔ　／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６．５８を焦点集中 させることができる。しかしながら、この範囲の焦点距離をもつレンズ要素につ いては、焦点から微小距離δＸにおける出力密度は、なお標印するべき材料体内 部に熱的相互作用を引き起こすに十分である。好ましい実施例においては、上記 レンズ要素７８は７５ｍｍの焦点距離をもっており、この場合、δＸの大きさは 材料体２６の材質に依存するのはもちろんであるけれとも、ガラスについては、 δＸを５ｍｍの大きさとすることか可能である。しかしながら、このようなレン ズを用いると、上述した装置は、上記レンズ・アッセンブリ７６からの光学的距 離のいずれかの側の微小距離範囲に表面か存在する移動体に対して効率的に標印 をすることかできる。

選択的に、あるいは付加的に、上述したような１またはそれ以上の焦点外れ効果 を補償するために、上記第一のレンズ要素７８に連続させて、第二のレンズ要素 ９２を設けることかできる。このレンズ要素９２は、その幅方向にわたって変化 する焦屯距離をもつものとすることかでき、たとえば、標印するべき材料体の表 面の湾曲を補償するようにフラット・フィールド・レンズを含むことかできる。

他の実施例において、上記レンズ・アッセンブリ７６には、標印するべき材料体 か上記標印装置１１０を通過する際に焦点距離が変化することができるズーム・ レンズの形態をもつ第三のレンズ要素９４を含むことができ、これにより、上述 した焦点外れ効果にかかわらず、ＣＯ，／Ｉ−（ｅ　−Ｎ　ｅ複合ビーム４６． ５８の焦点を上記材料体２６の表面上の所望の点に維持することかできる。

さらに他の実施例において、上記第二のレンズ要素９２および／または第三のレ ンズ要素９４の代わりに、発散レンズの形態をとる第四のレンズ要素９５（図示 路）を配置することかできる。好ましくは、ｆ、の焦点距離をもつ上記第四のレ ンズ要素９５が、上記第一のレンズ要素７８によって形成される焦点から距離ｆ 、前方に配置される。これにより、この第四のレンズ要素９５は、高エネルギ密 度放射の小径平行ビームを作り出し、これか移動体２６の表面上に照明スポット を生成するべく上記移動体２６に向けて方向づけられる。上記小径のビームは十 分な出力密度をもっているため、これを上記移動体２６の表面標印を容易とする べく用いることかでき、同時に、上述した焦点外れ効果の傾向を無くすことかで きる。

図６に示される第二の実施例においては、第一および第二のミラー６８および７ ０のすてに複雑な動きの上に、この動きを補償する成分を重ねるというよりはむ しろ、材料体２６の動きが第五の反射表面９６によって完全に補償されていると いうことを除き、やはり、この標印装置１０は、移動する材料体２６の表面標印 を容易とするべく設計されている。上記第五の反射表面９６は軸線９８周りに回 転可能に取付けられており、かつ、上記第二のミラー７０からの反射の結果とし て入射するＣＯ２／Ｈｅ−Ｎｅ複合ビーム４６，５８を上記移動する材料体２６ 上に方向づけるように位置させられている。標印するべき材料体か上記標印装置 １０を通過するとき、この第五の反射表面９６は、上記ＣＯｚ／Ｈｅ−Ｎｅ複合 ビーム４６．５８か上記移動体上に方向づけられた状態か維持されるようにして 軸線９８周りに回転する。

上記第五の反射表面９６は、好ましくは、第三の検流計１００（図示路）に取付 けたミラーを含む。これにより、この第五の反射表面９６の動きは、上記第一お よび第二のミラー６８および７０と同様の応答速度および制御の容易性をもつこ とかできるようになる。このような事情のもとでは、上記ＣＯｔ　レーザ４４か 活動化されるとともに上記第一および第二の検流計７２および７３に供給される 上記１５ＶのＤＣｔ源か上記第一および第二のミラー６８および７０の所定の動 きを生成するべく調整されるとき、別の１５ＶのＤＣ電源か上記第三の検流計１ ００に供給され、かつ上記移動体２６のすでに計測された速度特性にしたがって 調整される。前述のように、上記三つの検流計７２．７４および１００の各ミラ ーの動きの複合効果により、Ｃｏ２／Ｈｅ−Ｎｅ複合ビーム４６．５８による上 記移動体２６に対する実時間動的走査か可能となる。

図６において、上記第五の反射表面９６は上記第二のミラー７０と上記レンズ・ アッセンブリ７６との間に配置されているが、この第五の反射表面９６を、たと えば、上記レンズ・アッセンブル７６の直後のように、Ｃｏｔ　／Ｈｅ　Ｎｅ複 合ビーム４６．５８の光学的経路に沿うその他の点に配置してもよいことは、当 業者とって明らかであろう。

材料体２６の動きに対する補償か標印それ自体の生成から独立して行われている 点て第二の実施例と同様である第三の実施例においては、上記第五の反射表面９ ６は、図７に示されているように、多面ミラー１０２によって置き換えられてい る。第五の反射表面９６のように、上記多面ミラー１０２は、上記第二のミラー ７０からの反射の結果として入射するＣＯ２／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６，５８ を上記移動体２６上に方向つけるように、軸線１０４周りに回転可能に取付けら れるとともに位置つけられる。標印するべき材料体か上記標印袋ｒＩＬ１０を通 過するとき、上記ＣＯ□／Ｈｅ−Ｎｅ複合ビーム４６．５８か上記移動体２６上 に方向つけられた状態を維持するようにして、上記多面ミラー１０２か軸線１０ ４周りに回転する。

上記第二の実施例から区別される第三の実施例の利点は、いったん移動体２６か 標印されると、上記多面ミラー１０２は、上記第二の実施例における第五の反射 表面９６とは異なり、標印するべき次の材料体に対する適正な位置調整をするた めに、軸線１０４周りに逆方向に急速回転する必要かないということである。

これに対し、上記多面ミラー１０２は、この多面ミラー１．０２の異なる表面て 反射を行うことにより、標印するへき次の材料体上に上記Ｃｏｔ／Ｈｅ　Ｎｅ複 合ビーム４６．５８か方向つけられうるような速度て、同一方向に回転を続ける ことかできる。上記多面ミラー１０２の形状にはしかしながら、その回転速度に おける条件か付加される。すなわち、移動体２６の標印に要する時間の間に、作 用表面に対する角度よりも大きな角度を回転することかないようにしなければな らない。

いったん上記移動体２６の速度が計測され、かつ所望の標印を描くに必要なベク トルの数かわかると、後者は標印に必要な時間を予１ｊｆｆＥＴ能とし、しかも 前者により標印中の材料体２６の搬送距離の計算か可能となるので、上記多面ミ ラー１０２の回転は、コンピュータ９０によって制御することができる。

図７においては、上記多面ミラー１０２は上記第二のミラー７０と上記レンズ・ アッセンブリ７６との間に配置されているか、たとえば、上記レンズ・アッセン ブリ７６の直後のように、上記ＣＯ２／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６．５８の光学 的経路に沿う他の点にこの多面ミラー１．０２を同様に設けることかできるとい うことは、当業者にとって明らかであろう。

図８に示される上記標印装置１０の第四の実施例においては、ヘッド・ユニット ６４およびレンズ・アッセンブリフ６全体の横方向の動きによって材料体２６の 動きか補償される。標印するへき材料体の速度か計測されると、上記ヘッド・ユ ニット６４およびレンズ・アッセンブリ７６はモータ１０６（図示路）の作動に より、上記移動体２６と平行な方向に動かされる。このヘッド・ユニット６４お よびレンズ・アッセンブリ７６の上記移動体２６と同一速度での動きにより、こ れら二つの間の相対速度か０となり、このとき所望の標印か行われる。いったん 上記移動体２６か標印されると、上記ヘッド・ユニット６４およびレンズ・アッ センブリ７６は、標印するへき次の材料体に備えるために、やはりモータ１０６ （図示路）の作動のもと、即事に初期位置に復帰させられる。

上記第一のミラー６８から反射されるＣｏ２／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６，５８ か上記第二のミラー７０において上記移動体２６に向けて反射されるまでに上記 コンベアヘルド１６と平行な方向に進むようにすることにより、所望の結果を達 成するために、上記第二のミラー７０および上記レンズ・アッセンブリ７６のみ をモータ１０６（図示路）によって動かせばよくなるということは、当業者にと って明らかであろう。実際のところ、上記第四の反射表面６０と上記第一のミラ ー６８との間のＣＯ２／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６．５８の光学経路内に上記レ ンズ・アッセンブリ７６か配置されると、上記第二のミラー７０のみをモータ１ ０６によって動かせばよくなる。

第五の実施例において、材料体２６の動きを補償するために、１またはそれ以上 のアクスト光学結晶または電気光学結晶（図示路）を上記ビーム４６．５８の経 路内に配置することかできる。

これらのタイプの結晶は、付与される電圧値に応して入射ビームを異なる角度で 反射することかできるという性質をもっている。したがって、上記結晶１０８（ 図示路）に対して適当に変化する電圧を与えることにより、上記移動体２６か上 記標印装置ｌＯを通過するとき、Ｃｏｔ　／Ｈｅ　Ｎｅ複合ビーム４６．５８が 移動体２６に対して方向づけられた状態を継続することかてきる。

本願出願人の継続中の英国特許出願第９１１７５２１．６号に記載された事項か ら、上に述へたどの実施例に関する装置であっても、本質的な変更なしに移動す る材料体の準表面標印を容易に行うために用いることもてきるということか、当 業者にとって明らかであろう。

過去において、消えることのない標印を形成するために、製造者は、表面標印に 絶大な信頼をおいてきた。しかしなから、このタイプの標印の根本的な問題の一 つは、かかる標印は、これか形成された表面の一部を除去することにより壊され るし、代替物に同一の標印を設けることによって模倣されてしまうということで ある。既に説明したのと同様の装置を用い、かつ高エネルギ密度のレーザ放射の 焦点集中されたビームをこれに対して透明性を存する材料の表面に方向づけるこ とにより、移動する材料体に準表面標印を行うことかできる。実質的にいかなる 検知可能な変化を表面に発生させることなく、材料の局部的なイオン化およびく 、上記ビームか上記材料体の内部であってその表面から離れた位置において焦点 集中させられる。

誤解を避けるため、上記標印をするへき材料についての言及において上記におい て用いられている透明性とは、少なくとも所望の標印深さまで上記高エネルギ密 度ビームか入り込むことかできる材料、のことであり、それ自体、半透明材料、 および、可視領域での波長において電磁放射に対する伝達特性か減じられている か無くなってはいない色付ガラスあるいは曇りガラスのような材料を含んでいる 。

透明性との用語はまた、可視領域での波長において電磁放射に対して不透明では あるが、少なくとも、上記高エネルギ密度ビームと同じ電磁スペクトル領域内の 波長において電磁放射を伝達することができる材料もまた含まれる。

レーザ放射と材料体との間の相互作用の考えられる形態は、当該レーザ放射の出 力密度によって、三つの項目に分類することかできる。出力密度か高くなる順序 によって、上記項目は次のとおりである。

１゜光誘導および光活性化を含む光化学相互作用。

２８　入射する放射か熱として吸収される熱相互作用。

３、非放射材料の非熱光分解を含むイオン化相互作用。

これらの三つの相互作用の閾値の相違は、光化学相互作用を起こすに必要なｌＯ −’Ｗ／ｃｍ２という典型的な出力密度と、光消耗および光破壊のような典型的 なイオン化相互作用の１０１２Ｗ／ｃｍ’という典型的な出力密度とを比較する ことによって明瞭に示される。

イオン化相互作用を材料に起こさせるためには、上記高エネルギ密度ビームは分 子結合を分断するとともに焦点位置においてプラズマを発生させるに十分なエネ ルギをもたねばならない。上記ビームか取り除かれると、上記プラズマか冷却さ れ、局部的な破壊領域か形成される。この領域は、これに入射するいかなる電磁 放射をも分散させ、その結果、かかる領域か不透明性か増大した領域として現れ る。

現在、イオン化相互作用を引き起こすことかできて商業的に入手可能なレーザは 、焦点集中された場合問題となる材料内にプラズマを生成するに十分なピーク・ エネルギをもつパルス・レーザだけである。移動体に容易に準表面標印を行うた めには、したかって、レーザ放射５０のソース４８は、好ましくは、焦点での出 力密度か少なくとも１ｏＴＷ／ｃｍ２てあり、パルス長さか１０−６秒までであ るレーザに置き換えられる。これにより、各パルスのエネルギ密度か少なくとも １０Ｊ／ａｍ２となり、ビームの焦点において材料に局部的なイオン化を引き起 こすに十分となる。

仮に上記準表面標印が裸眼で視認しうるちのであるべき場合、標印するへき材料 体は、可視領域内の波長での電磁放射に対して透明性をもっている必要かある。

たとえば、その材料体は、ガラスあるいはプラスチックでできたものとすること かできる。しかしなから、標印するべき材料体は、このように制限される必要は 必ずしもなく、可視領域内の波長での電磁放射に対して不透明性をもった材料を 含むことかできる。かかる事情のもとでは、結果として生しる準表面標印は、裸 眼に対しては隠れたものであるか、高エネルギ密度ビームのスペクトルのような 電磁スペクトル内の適当な波長において作動する光学機器によって「見える」も のとなる。このような標印は視認しうる標印の多くの機能を発揮することかでき ないか、真に消えることない隠れた標印を表すことになる。

最終的な準表面標印が裸眼によって視認しうることか意図され、かつ、したがっ て、移動体２６か電磁スペクトルの可視領域内の電磁放射に対して透明性をもつ ガラスあるいはプラスチックのような材料でできたものであると仮定すると、上 述において特定した出力に関する束縛に加え、上記ソース４８はまた、それが生 成するレーザ放射５０に対して上記材料体２６の材料か透明性を有するように選 択する必要がある。このような事情のもとては、上記ソース４８は、好ましくは 、１．０６μｍの波長において作動するＮｄ−ＹＡＧ　（ネオジム−ドープト・ イツトリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザを含む。

準表面標印を容易にするためには、上述した装置の残余部分に実質的な変更を要 しないが、上記ソース４０の選択によって、結果としてのレーザ放射５０を方向 つけかつ焦点集中させるために用いられる光学要素の選択に影響を及はすことは もちろんである。なせなら、これら全ての要素が電磁スペクトル内の異なる波長 において同じ効果をもって作動するわけてはないからである。しかしながら、要 素を適正に選択することは、当業者にとって通常の知識の範囲であると思われる 。

移動体に準表面標印を行うために用いる場合、上記レンズ・アッセンブリ７６に は、ズーム・レンズの形態をもつ第三のレンズ要素９４を含むことかでき、その 結果、標印を移動体２６内の異なる深さにおいて形成することかでき、そのため に、三次元標印を生成することかできるようになる。

上記した装置には、移動体２６の速度を計測する手段か含まれるか、これは必ず しも上述したようになっている必要がないことが当業者にとって明らかである。

なぜなら、Ｃ０２／ＨｅＮｅ複合ビーム４６．５８に上記移動体２６の速度に等 しい運動成分を与える機械的な機構を上記装置に設けることかでき、そうすれば 、上記速度かとのようになっているかを計測する必要がないからである。

ｌダ／ ／λりｆ フロントページの続き （３１）優先権主張番号　９１２３６０９．１（３２）優先臼　１９９１年１１ 月５日（３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、 ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＮ、 ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＵＳ （７２）発明者　レドガー、ネヴイル　リチャードイギリス、ニスニー７９エイ エフ、スワンジー　ランサムレット、サムレット　ロード　６４

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. １．高エネルギ密度ビームを移動体に向けるステップ、土記移動体上あるいはそ の内部に照明スポットを生成するように上記ビームを集中するステップ、および 、第一は上記移動体の速度に等しく、第二は上記移動体に対するものである、二 つの運動成分の合成にしたがって、所定の形状の標印を生成するように上記スポ ットを動かせるステップ、を含む、移動する材料体の標印方法。
2. ２．上記移動体の速度を計測する付加的なステップを含む、請求項１にしたがう 方法。
3. ３．上記移動体の速度は、直接計測手段よって計測される、請求項２にしたがう 方法。
4. ４．上記高エネルギ密度ビームは上記移動体の経路が上記高エネルギ密度ビーム の経路を遮蔽することにより、上記移動体に向けられるようにしてあり、上記遮 蔽点から既知の距離の位置を上記移動体が通過してから所定時間において上記高 エネルギ密度ビームを活動化するようにし、上記の時間は上記移動の速度に依存 しているものである、請求項１ないし３のいずれかにしたがう方法。
5. ５．上記高エネルギ密度ビームは上記材料に局部的なイオン化を引き起こすとと もに、電磁放射に対する不透明性が増大させられた領域の形態において標印が形 成されるように、上記移動体の内部に位置する焦点に導入される、請求項１ない し４のいずれかにしたがう方法。
6. ６．上記移動体の材質は、可視領域内の波長での電磁放射に対して透明性をもっ ている、請求項５にしたがう方法。
7. ７．上記移動体の材質は、可視領域内の波長での電磁放射に対して不透明性をも っている、請求項５の方法。
8. ８．上記標印は１またはそれ以上の数字、文字、記号、あるいはこれらの組合せ を含んでいる、請求項１ないし７のいずれかの方法。
9. ９．上記標印は三次元である、請求項１ないし８のいずれかにしたがう方法。
10. １０．高エネルギ密度ビームを生成するとともにこのビームを移動体に向けるた めの手段、上記移動体上あるいは内部の位置に照明スポットを生成するように上 記ビームを集中するための手段、第一は上記移動体の速度に等しく、第二は上記 移動体に対するものである二つの運動成分の合成にしたがって、所定形状の標印 を生成するように上記スポットを動かせるための手段、を含んでいる、移動する 材料体の標印装置。
11. １１．上記二つの運動成分の合成にしたがって上記スポットを動かせるための手 段は、上記二つの成分の第二の成分にしたがって上記スポットを動かせる手段を 含んでいる、請求項１０にしたがう装置。
12. １２．上記二つの成分の第二の成分にしたがって上記スポットを動かせるための 手段は、上記ビームの経路内に配置された少なくとも一つの可動ミラーを含んで いる、請求項１１にしたがう装置。
13. １３．上記少なくとも一つの可動ミラーは、コンピュータ・プログラムにしたが って制御される、請求項１２にしたがう装置。
14. １４．上記少なくとも一つの可動ミラーは、検流計ミラーである、請求項１２ま たは１３にしたがう装置。
15. １５．上記二つの成分の第二の成分にしたがって上記スポットを動かせるための 手段は、上記二つの成分の第一の成分にしたがって上記スポットを動かせること もできる、請求項１１ないし１４のいずれかにしたがう装置。
16. １６．上記二つの運動成分の合成にしたがって上記スポットを動かせるための手 段は、上記二つの成分の上記第一の成分にしたがって、上記スポットを動かすた めの付加的な手段を含んでいる、請求項１１ないし１４のいずれかにしたがう装 置。
17. １７．上記二つの成分の第一の成分にしたがって上記スポットを動かせるための 手段は、上記移動体の速度にしたがって回転速度が変更される少なくとも一つの 回転可能に支持されたミラーを含んでいる、請求項１６にしたがう装置。
18. １８．上記少なくとも一つの回転可能に取付けられたミラーは、多面ミラーであ る、請求項１７にしたがう装置。
19. １９．上記二つの成分の第一の成分にしたがって上記スポットを動かせるための 手段は、上記移動体と同じ速度で動きうる少なくとも一つのミラーを含んでいる 、請求項１６にしたがう装置。
20. ２０．上記二つの成分の第一の成分にしたがって上記スポットを動かせるための 手段は、少なくとも一つのアクスト光学（ａｃｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ）結晶ある いは電気光学結晶を含んでいる、請求項１６にしたがう装置。
21. ２１．上記移動体の速度を計測するための手段がさらに設けられている、請求項 １０ないし２０のいずれかにしたがう装置。
22. ２２．上記移動体の速度は、直接計測手段によって計測される、請求項２１にし たがう装置。
23. ２３．上記移動体の速度は、既知の距離離された二つの光学検知器間を上記移動 体が動く時間を計ることにより計測される、請求項２２にしたがう装置。
24. ２４．上記高エネルギ密度ビームは上記移動体の経路が活動化されている時の上 記高エネルギビームの経路を遮蔽するようにして上記移動体に向けられるように なっており、かつ、上記遮蔽点から既知の距離の位置を上記移動体が通過してか ら所定時間において上記高エネルギ密度ビームを活動化する手段が設けられてお り、上記時間は上記移動体の速度に依存するものである、請求項１０ないし２３ のいずれかにしたがう装置。
25. ２５．上記ビームを集中するための手段は、幅方向にわたって変化する焦点距離 をもつレンズ要素を含んでいる、請求項１０ないし２４のいずれかにしたがう装 置。
26. ２６．上記ビームを集中するための手段は、ズーム・レンズを含んでいる、請求 項１０ないし２５のいずれかにしたがう装置。
27. ２７．上記ビームを集中するための手段は、拡散レンズを含んでいる、請求項１ ０ないし２４のいずれかにしたがう装置。
28. ２８．上記標印は、表面榛印を含む、請求項１０ないし２７のいずれかにしたが う装置。
29. ２９．上記高エネルギ密度ビームを生成するための手段は、ＣＯ２レーザを含む 、請求項２８にしたがう装置。
30. ３０．上記標印は、準表面標印を含む、請求項１０ないし２６のいずれかにした がう装置。
31. ３１．上記高エネルギ密度ビームを生成するための手段は、焦点において少なく とも１０Ｊ／ｃｍ２のピークエネルギ密度をもつように焦点集中させられるレー ザを含んでいる、請求項３０にしたがう装置。
32. ３２．上記高エネルギ密度ビームを生成するための手段は、焦点において少なく とも１０７Ｗ／ｃｍ２の出力密度を有するように焦点集中させられ、かつ、少な くとも１０−６お秒のパルス長さでパルス化されるレーザを含んでいる、請求項 ３０にしたがう装置。
33. ３３．上記高エネルギ密度ビームを生成するための手段は、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ を含んでいる、請求項３０ないし３２のいずれかにしたがう装置。
34. ３４．上記高エネルギ密度ビームの位置調整を容易にするために、可視レーザ放 射のための第二のソースがさらに設けられている、請求項１０ないし３３のいず れかにしたがう装置。
35. ３５．上記移動体を搬送するために、コンベアベルトが設けられている、請求項 １０ないし３４のいずれかにしたがう装置。
36. ３６．上記移動体のコンベアベルトに対する相対的な横方向位置を制御するため の手段が設けられている、請求項３５にしたがう装置。