JPH0733476U - レーザマーキング装置 - Google Patents

レーザマーキング装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ないメモリ容量にて高速の演算処理を可能
とし、且つ、連続する複数の線要素の走査が中断するこ
となく行なわれるレーザマーキング装置を提供する。 【構成】 ＣＯ2レーザ12のＯＮ／ＯＦＦ動作とスキャ
ナー８、９の偏向動作を制御する制御系は、複数の線要
素の図形データを記憶したＲＯＭ２と、ＲＯＭ２から図
形データを読み出して、図形描画コマンドを作成するＣ
ＰＵ１と、前記コマンドを受け取って、複数の軌跡点の
座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを作成するＧ
ＤＣ４と、ＧＤＣ４から出力される書込み指令に応じ
て、座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを受け入
れつつ、所定速度で座標データはスキャナー８、９へ、
レーザＯＮ／ＯＦＦデータはレーザ制御回路11へ出力す
るライメモリ10とを具えている。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、レーザ光による２次元方向の走査によって、レーザ照射面に図形を 描画するレーザマーキング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ光を相手部材の表面に照射し、該表面にレーザ加工を施すこ とによって、図形や文字を描画するレーザマーキング装置が知られている。 例えば図５に示すレーザマーキング装置は、レーザ源となるＣＯ2レーザ(28) と、ＣＯ2レーザ(28)からのレーザ光を２次元方向へ偏向せしめるＸ軸スキャナ ー(26)及びＹ軸スキャナー(27)と、ＣＯ2レーザ(28)のＯＮ／ＯＦＦ動作と両ス キャナー(26)(27)の偏向動作を制御するためのコンピュータシステム(20)を具え ている。
【０００３】 コンピュータシステム(20)のＣＰＵ(21)は、ＲＯＭ(22)に格納されたコンピュ ータプログラムを実行して、Ｘ軸スキャナー(26)及びＹ軸スキャナー(27)へ供給 すべき座標データと、ＣＯ2レーザ(28)へ供給すべきレーザＯＮ／ＯＦＦ制御信 号を作成するものである。
【０００４】 座標データを作成する１つの方法は、例えば図６に示す如く直線の線要素Ａ− Ｂと円弧の線要素Ｂ−Ｃからなる図形を描画する場合、円は楕円の長軸と短軸が 一致したものとして扱い、ＲＯＭ(22)には、各線要素の始点と終点の座標(Ｘ1， Ｙ1)(Ｘ2，Ｙ2)(Ｘ3，Ｙ3)、楕円の中心座標(Ｘ4，Ｙ4)、長軸の長さＲ及び短軸 の長さＲを、各線要素の線種(直線、楕円等)と共に登録しておき、各線要素の始 点と終点を繋ぐ直線或いは円弧上の多数の軌跡点の座標データについては、ソフ トウエアの演算によって算出するものである。
【０００５】 又、他の方法は、各線要素を構成する多数の軌跡点の座標データを予め算出し て、ＲＯＭ(22)等のメモリに登録しておき、図形の描画時にメモリからデータを 読み出すものである。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザマーキング装置には、次の様な問題があった。 先ず、座標データの算出に関して、上記第１の方法では、ソフトウエアの演算 に時間がかかる問題があった。又、１つの線要素について軌跡点の座標データに 基づいて、Ｘ軸スキャナー(26)及びＹ軸スキャナー(27)を動作させて、該線要素 の描画が終了した後、次の線要素についての座標データを算出し、これらをＸ軸 スキャナー(26)及びＹ軸スキャナー(27)へ送出するから、次の線要素の描画が開 始されるまでの期間は、Ｘ軸スキャナー(26)及びＹ軸スキャナー(27)が停止し、 この停止期間中は、次の線要素の始点にレーザ光が照射されたままとなる。従っ て、該始点は、他の軌跡点に比べて深く加工が進み、描画が不均一となる問題が ある。 例えば、図６の図形を描画する場合には、円弧Ｂ−Ｃ上の軌跡点の座標データ を算出するのに比較的長い時間を要するから、直線Ａ−Ｂを描画した後、次に円 弧Ｂ−Ｃの描画が開始されるまで、レーザ光の走査がＢ点にて停止することにな る。 又、スキャナー(26)(27)の停止に伴って、走査速度の減速及び加速期間が生じ 、これらの期間においてもレーザの照射量が増大し、同様の問題が発生する。
【０００７】 一方、座標データの算出に関して、上記第２の方法によれば、第１の方法の欠 点は解消されるが、各線要素を構成する多数の軌跡点の座標データを全て格納す るために、大容量のメモリが必要となる問題がある。
【０００８】 次に、レーザ光の偏向走査に関しては、Ｘ軸スキャナー(26)及びＹ軸スキャナ ー(27)は、一般にガルバノミラー等の慣性力を有する光学走査系から構成されて いるから、これらのスキャナー(26)(27)に走査開始指令を与えてから応答が始ま るまでに、光学走査系の慣性力等に応じた遅れ時間が生じることになる。これに 対し、ＣＯ2レーザ等のレーザ源は、ＯＮ指令を与えると略同時に発振が始まっ てレーザ光が出射されるから、遅れ時間は殆どない。
【０００９】 図１１(ａ)は、長さＬの直線を描画する場合に、スキャナーへの指令に対して 一定時間Ｔだけ応答が遅れている様子を表わしている。この場合、スキャナーへ の走査開始指令と同時にレーザＯＮ指令が発せられて、レーザ光の照射が開始さ れるが、図１１(ｂ)に示す如く、前記一定時間Ｔの期間はレーザ光の照射位置が 停止したままとなる。その後、走査が開始されて、指令が目標値に達した時点で レーザがＯＦＦされる。このとき、レーザ光の照射位置は目標位置に達していな い。従って、レーザ光の照射によって描画される直線の長さＬ′は所定の長さＬ よりも短くなる。 この様に、従来のレーザマーキング装置においては、線要素を正確な長さに描 画することが出来ない問題があった。 図１３(ａ)(ｂ)は、夫々図１１(ａ)(ｂ)においてスキャナーの停止に伴う加減 速を考慮した場合を示している。スキャナーへの走査開始指令と同時にレーザＯ Ｎ指令が発せられて、レーザ光の照射が開始されるが、図１３(ｂ)に示す如く、 加速期間はレーザの走査速度が遅く、レーザ光の照射によって描画される直線の 長さＬ′は所定の長さＬよりも短くなる。
【００１０】 更に又、文字や記号の描画に際しては、例えば図２０(ａ)の如く“Ａ”を描画 する場合、レーザ光による走査経路として、破線で示す軌跡の座標データが算出 され、該座標データに基づいてＸ軸スキャナー(26)及びＹ軸スキャナー(27)が偏 向制御される。ところが、前述の如くＸ軸スキャナー(26)及びＹ軸スキャナー(2 7)には慣性力等に起因する動作遅れが存在する。従って、図１９(ａ)(ｂ)に示す 如くスキャナーに対する指示位置が変化する場合、図１９(ａ)の如く指示位置の 変化が緩やかな場合は、遅れを伴いながらも、応答位置は指示位置の目標に達す る。しかし、図１９(ｂ)の如く指示位置の変化が急激な場合は、応答位置が指示 位置の目標に達する前に、指示位置が変化するから、応答位置は最早、目標位置 には到達することが出来ない。
【００１１】 図２０(ａ)の文字の描画例では、破線で示す軌跡が鋭角に折れ曲った位置で、 指示位置が急激に変化するから、応答位置、即ちレーザ光の照射位置は、同図( ｂ)に実線で示す如く鋭角部分を正確に走査することが出来ず、角部が丸みを帯 びて、崩れた文字となる問題がある。
【００１２】 本考案の第１の目的は、座標データの算出に関して、少ないメモリ容量にて高 速の演算処理を可能とし、且つレーザ光の走査による図形の描画に際して、連続 する複数の線要素に亘る走査が途中で停止することなく、連続して行なわれるレ ーザマーキング装置を提供することである。
【００１３】 本考案の第２の目的は、レーザ光の偏向走査に関して、スキャナーによるレー ザ光の走査と、レーザ源の発振動作のタイミングを一致させることにより、線要 素を正確な長さに描画することが可能なレーザマーキング装置を提供することで ある。
【００１４】 本考案の第３の目的は、文字や記号の描画に関して、スキャナーの指示に対す る応答の遅れが存在する場合にも、レーザ光を照射すべき所定の経路を誤差なく 走査し、正確な描画を行なうことが出来るレーザマーキング装置を提供すること である。
【００１５】
【課題を解決する為の手段】
本考案に係る第１のレーザマーキング装置において、レーザ源のＯＮ／ＯＦＦ 動作と光学走査系の偏向動作を制御する制御系は、下記制御手段、第１及び第２ のメモリ手段、及び演算処理手段から構成される。 第１のメモリ手段は、図形を構成する複数の線要素の夫々について、線要素の 線種と、線要素の始点及び終点の座標を含む図形データを記憶している。制御手 段は、第１のメモリ手段から図形データを読み出して、該図形データに基づいて 、図形の描画を指令するコマンドを作成する。演算処理手段は、前記コマンドを 受け取って、該コマンドに基づいて、線要素の始点から終点へ至る線要素上の複 数の軌跡点の座標データと、レーザＯＮ／ＯＦＦデータを作成する。第２のメモ リ手段は、所定の複数の軌跡点について、座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデ ータを格納することが出来る容量を有し、演算処理手段から出力される書込み指 令に応じて、座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを受け入れつつ、所定速 度で座標データは光学走査系へ、レーザＯＮ／ＯＦＦデータはレーザ源へ出力す るものである。
【００１６】 本考案に係る第２のレーザマーキング装置においては、複数の線要素について の図形データに基づいてレーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作と光学走査系の偏向動作を 制御する制御系に、レーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作のための制御信号を、光学走査 系の偏向動作のための制御信号に対して、光学走査系の指令に対する応答の遅れ 時間だけ遅延せしめる遅延手段が設けられている。
【００１７】 本考案に係る第３のレーザマーキング装置においては、レーザ源のＯＮ／ＯＦ Ｆ動作と光学走査系の偏向動作を制御する制御系が、下記のメモリ手段と制御手 段を具えている。メモリ手段は、図形を構成する複数の線要素の夫々について、 線要素の線種と、線要素の始点及び終点の座標を含む図形データを記憶している 。制御手段は、メモリ手段から図形データを読み出して、該図形データに基づい て、線要素の始点から終点へ至る線要素上の複数の軌跡点の座標データと、レー ザＯＮ／ＯＦＦデータを作成し、座標データは光学走査系へ、レーザＯＮ／ＯＦ Ｆデータはレーザ源へ送出するものである。そして、レーザ源がＯＮとなって連 続的に走査されるべき２本の線要素の方向が相互に交差している場合に、先に走 査されるべき第１の線要素の終点を走査の前進方向へ所定距離だけ延長した第１ 補助線と、後に走査されるべき第２の線要素の始点を走査の後退方向へ所定距離 だけ延長した第２補助線と、第１及び第２補助線を互いに連結する第３補助線と が、線要素として図形に付加され、メモリ手段には、少なくとも前記３本の補助 線を含む図形についての図形データが格納される共に、前記３本の補助線の走査 時には、レーザをＯＦＦとするレーザＯＮ／ＯＦＦ基礎データが格納されている 。制御手段は、メモリ手段から読み出した図形データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦ基 礎データに基づいて、座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを作成する。
【００１８】
【作用】
上記第１のレーザマーキング装置において、制御手段はＣＰＵ等によって構成 され、第１メモリ手段から読み出した図形データに基づいて所定のコマンドを作 成する。該コマンドは、単に、線要素の線種と始点及び終点の座標を指令する簡 易な内容であるから、その作成に要する処理時間は微小であり、コマンド送出後 は、他の処理を実行することが可能である。 演算処理手段はグラフィック描画用ＬＳＩ(ＧＤＣ)等から構成され、受け取っ たコマンドに応じて所定の演算処理を実行し、座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦ Ｆデータを作成する。演算処理は、ＧＤＣ等のハードウエアによれば、ＣＰＵに よるソフトウエア処理に比べて遥かに高速に実行出来る。
【００１９】 演算処理の結果は、ＦＩＦＯメモリ等から構成される第２メモリ手段を経て、 所定速度で光学走査系及びレーザ源へ供給される。この際、演算処理手段は、第 ２メモリ手段に新たなデータを書込む余裕がある限り、第２メモリ手段へ書込み 指令を出力して、データの書込みを行なう。この過程で、第２メモリ手段の余裕 がなくなったときは、データ書込み指令を停止して、演算処理を中断する。 従って、第２メモリ手段は、演算処理手段の処理状況に拘わらず、データ出力 を所定速度で続行する。この結果、光学走査系は途中で動作を中断することなく 、レーザ光の走査を連続的に行なうこととなる。
【００２０】 上記第２のレーザマーキング装置においては、光学走査系の偏向動作のための 制御信号は遅延処理を受けずにレーザ源へ供給されるのに対し、レーザ源のＯＮ ／ＯＦＦ動作のための制御信号は遅延手段を経由して光学走査系へ供給される。 ここで遅延手段の遅延時間は、指令に対する光学走査系の応答の遅れ時間に設定 されているから、レーザＯＮ／ＯＦＦ動作とレーザ光による走査とはタイミング が一致することになる。
【００２１】 又、図２０の如くレーザ源がＯＮとなって連続的に走査されるべき２本の線要 素の方向が相互に交差している図形について上述の問題が発生するところから、 上記第３のレーザマーキング装置においては、斯種図形については、第１、第２ 及び第３補助線が付加された修正図形を対象として、図形データが予め作成され 、メモリ手段に格納されている。従って、光学走査系の遅れのためにレーザ光の 照射位置に誤差が生じたとしても、該誤差は前記第１乃至第３の補助線について 生じ、レーザ光を照射して描画すべき線要素については、走査の指示に対して応 答が遅れながらも、同一経路上を追従することになる。そして、走査経路が本来 の線要素上に戻った時点でレーザがＯＮとなる。この結果、レーザ光は図形を構 成すべき本来の線要素に対してのみ照射され、前記第１乃至第３の補助線に照射 されることはない。
【００２２】
【考案の効果】
本考案に係る第１のレーザマーキング装置においては、第１のメモリ手段は、 線要素の夫々について、線種と始点及び終点の座標を含む単純な図形データのみ を記憶すればよく、第２のメモリ手段も、全ての軌跡点についてデータを格納す る必要はなく、例えば６４点程度の軌跡点のデータを格納出来る容量で済む。又 、演算処理手段は従来のソフトウエアによる演算方式に比べて高速処理が可能で ある。然も、光学走査系は中断することなく、連続的に走査を実行するから、均 一なマーキングが行なわれる。
【００２３】 又、本考案に係る第２のレーザマーキング装置においては、スキャナーによる レーザ光の走査とレーザ源の発振動作のタイミングが一致するから、線要素を正 確な長さに描画することが出来る。 更に、本考案に係る第３のレーザマーキング装置によれば、レーザ光を照射す べき所定の経路が誤差なく走査され、正確な描画を行なうことが出来る。
【００２４】
【実施例】 以下、本考案の一実施例につき、図面に沿って詳述する。 図１は、本考案に係るレーザマーキング装置の全体構成を表わしており、ＣＰ Ｕ(１)のアドレスバス及びデータバスには、ＲＯＭ(２)及びＲＡＭ(３)が接続さ れると共に、グラフィック描画用のＬＳＩであるＧＤＣ(グラフィックディスプ レイコントローラ)(４)が接続されている。ＧＤＣ(４)としては、例えばＮＥＣ 社製「μＰＣ７２１２３」を採用することが出来る。
【００２５】 ＲＯＭ(２)には、各種図形を構成する複数の線要素の夫々について図形データ が格納されている。図形データには、線要素の線種(直線、楕円等)と、線要素の 始点及び終点の座標、更に楕円の場合は中心の座標と長軸及び短軸の長さが格納 されている。例えば、図６の図形の場合には、図形データには、直線Ａ−Ｂ及び 楕円線(円弧)Ｂ−Ｃの始点と終点の座標(Ｘ1，Ｙ1)(Ｘ2，Ｙ2)(Ｘ3，Ｙ3)、楕円 の中心座標(Ｘ4，Ｙ4)及び長軸及び短軸の長さ(半径)Ｒが含まれる。更に図形デ ータには、線要素の始点でレーザをＯＮ、終点でレーザをＯＦＦとするためのレ ーザＯＮ／ＯＦＦ基礎データが含まれる。 尚、ＲＯＭ(２)には、文字や記号については修正された図形データが格納され ているが、詳細については後述する。
【００２６】 ＣＰＵ(１)は、ＲＯＭ(２)に登録されているコンピュータプログラムを実行し て、前記図形データを含む図形描画コマンドを作成し、該コマンドをＧＤＣ(４) へ供給する。ＧＤＣ(４)は、ＣＰＵ(１)からの１つの線要素についてのコマンド を受け取ると、該コマンドに基づいて、該線要素の始点と終点を繋ぐ多数の軌跡 点の座標データを算出すると共に、前記レーザＯＮ／ＯＦＦ基礎データに基づい て軌跡点に対応するレーザＯＮ／ＯＦＦデータを算出する。ＧＤＣ(４)のデータ 出力速度は、例えば１本の直線を描画する場合、１座標の出力時間が０.２μｓ であって、後述するＸ軸スキャナー(８)及びＹ軸スキャナー(９)の動作速度(１ 座標当り少なくとも５.０μｓ)と比較して、遥かに高速である。
【００２７】 ＧＤＣ(４)によって算出された座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータは夫 々、グラフィックアドレスバスＧA及びグラフィックデータバスＧDを通じてＦＩ ＦＯメモリ(５)へ送出される。 ＦＩＦＯメモリ(５)は、図３に示す如く６４個分の軌跡点についてのデータを 格納し得る容量を有しており、図示するアドレス〔１〕〜〔64〕へ順番にデータ が格納され、格納されたデータは、ＣＰＵ(１)から供給されるクロックＣＬＫに 応じた速度で順次読み出される。この際、ＦＩＦＯメモリ(５)はＧＤＣ(４)から 書込み指令ＧWを受け取ることによって、入力データの書込みを行なう。そして 、ＦＩＦＯメモリ(５)は、新たな入力データの格納領域の空きが無くなったとき 、ＧＤＣ(４)に対してＦＵＬＬ信号を返して、ＧＤＣ(４)の演算処理動作を中断 せしめる。
【００２８】 図２は、ＦＩＦＯメモリ(５)に対するデータ入出力のタイミングを表わしてお り、ＣＰＵ(１)からのクロックＣＬＫに同期して、ＦＩＦＯメモリ(５)からは一 定速度でデータが出力される。一方、ＧＤＣ(４)からＦＩＦＯメモリ(５)へ供給 される書込み指令ＧWに同期して、ＧＤＣ(４)からＦＩＦＯメモリ(５)へデータ が入力される。この過程で、例えば図示の如くアドレス〔14〕のデータ出力中に アドレス〔13〕までデータが入力されると、最早、新たなデータを入力すること は出来ないから、ＦＵＬＬ信号がローとなって、ＧＤＣ(４)に対して待機指令を 発する。その後、アドレス〔15〕のデータが出力されると、ＦＵＬＬ信号がハイ となり、これに応じてＧＤＣ(４)は演算処理を再開する。そして、アドレス〔14 〕に新たなデータが入力される。
【００２９】 従って、ＦＩＦＯメモリ(５)からは、一定速度でデータが出力され、Ｘ軸方向 の座標データはＤ／Ａ変換器(６)を介してＸ軸スキャナー(８)へ供給され、Ｙ軸 方向の座標データはＤ／Ａ変換器(７)を介してＹ軸スキャナー(９)へ供給される 。これによって、Ｘ軸スキャナー(８)及びＹ軸スキャナー(９)は、ＦＩＦＯメモ リ(５)からのデータ出力速度に応じて、レーザ光の偏向走査を行なう。
【００３０】 一方、ＦＩＦＯメモリ(５)から得られるレーザＯＮ／ＯＦＦデータＤは、遅延 モード付きのラインメモリ(10)を経由して、レーザ制御回路(11)へ供給される。 図１０(ａ)〜(ｄ)は、ラインメモリ(10)に対するデータ入出力のタイミングを 表わしている。図示の如くクロックＣＬＫに同期して、ラインメモリ(10)のある アドレスから、以前に書き込まれたデータが出力されると同時に、該アドレスへ 現在のデータが入力される。この過程で、リセット信号ＲＥが周期Ｔ(例えば１ ｍｓ)にて入力されると、入力データＤは該周期Ｔだけ遅延されて出力されるこ とになる。
【００３１】 上記リセット信号ＲＥの作成回路は、図１に示すラッチ回路(13)及び８ビット カウンター(14)によって構成される。ラッチ回路(13)には、ＣＰＵ(１)によって 設定された一定のデータ(例えば１０進数で“１５６”)がラッチされており、カ ウンター(14)は、該データの供給を受けて、該データを初期値として、例えば１ ＭＨｚのクロックで該データをカウントアップし、所定のカウント値(例えば１ ０進数で“２５５”)を越えたとき、ＲＣＯ(リップルキャリイアウト)によって カウンター(14)自体を前記初期値のデータにリセットすると共に、該リセット信 号をラインメモリ(10)へ供給するのである。この例の場合、１００クロック(１ ００μｓ)毎にリセット信号が発せられる。
【００３２】 従って、ＣＰＵ(１)によってカウンター(14)の入力データを書き換えれば、ラ インメモリ(10)による遅延時間を可変設定することが出来る。本考案においては 、遅延時間をスキャナー(８)(９)の応答遅れ時間Ｔに設定する。 ラインメモリ(10)によって遅延されたデータＤ′は、レーザ制御回路(11)へ供 給されて、レーザ制御信号ＣRに変換され、該制御信号ＣRがＣＯ2レーザ(12)へ 出力される。
【００３３】 図４(ａ)(ｂ)は、ラインメモリ(10)による遅延処理を受ける前のレーザＯＮ／ ＯＦＦデータＤと、遅延処理を受けて作成されたレーザ制御信号ＣRの位相のず れを表わしており、レーザ制御信号ＣRはレーザＯＮ／ＯＦＦデータＤよりもス キャナー(８)(９)の応答遅れ時間Ｔだけ遅れている。 従って、両スキャナー(８)(９)が走査開始指令に応答して動作を開始するタイ ミングと、レーザのＯＮ／ＯＦＦタイミングとは一致することになる。
【００３４】 例えば図１２(ａ)(ｂ)の如く、長さＬの直線を描画する場合に、スキャナーが 指令に応じて応答を開始すると同時にレーザＯＮ指令が発せられて、レーザ光の 照射が開始され、その後、応答が目標値に達した時点でレーザがＯＦＦされる。 従って、レーザ光の照射によって描画される直線の長さＬは正確である。 図１４(ａ)(ｂ)は、夫々図１２(ａ)(ｂ)においてレーザ走査の加減速を考慮し た場合を示しており、スキャナーが指令に応じて応答を開始し、応答速度が一定 値に達すると同時にレーザＯＮ指令が発せられて、レーザ光の照射が開始され、 その後、応答が目標値に達した時点でレーザがＯＦＦされる。従って、レーザ光 の照射によって描画される直線の長さＬは正確である。
【００３５】 図１の実施例では、ラインメモリ(10)によって遅延手段が構成されているが、 図７に示す如く遅延線(31)によって構成することも可能である。 又、図８及び図９に示す回路例は、遅延時間の異なる２種類の遅延制御回路(3 3)(34)を用いて、互いに位相の異なるレーザＯＮタイミング信号Ｄ1とレーザＯ ＦＦタイミング信号Ｄ2を作成し、両タイミング信号Ｄ1、Ｄ2を合成回路(35)へ 供給して、レーザＯＮタイミング信号Ｄ1の立上りに同期して立り上り、その後 、レーザＯＦＦタイミング信号Ｄ2の立下りと同期して立ち下がる遅延制御デー タＤ″を作成するものである。該回路によれば、レーザＯＮとＯＦＦのタイミン グを夫々、独立に制御することが可能となる。
【００３６】 最後に、図１に示すＲＯＭ(２)に格納されている図形データについて詳述する 。 前述の如くＲＯＭ(２)には、レーザ光の照射によって描画すべき図形を対象と して、該図形を構成する線要素の始点及び終点の座標等が格納されているが、本 考案においては、図１９及び図２０を用いて説明した問題、即ちＸ軸スキャナー (８)及びＹ軸スキャナー(９)の指令に対する応答の遅れに起因して文字や記号が 崩れる問題を解決するべく、修正された図形を作成し、該図形についての図形デ ータをＲＯＭ(２)を格納している。
【００３７】 即ち、図２０(ａ)(ｂ)の如くレーザ源がＯＮとなって連続的に走査されるべき ２本の線要素の方向が相互に交差している図形について上述の問題が発生すると ころから、斯種図形については、先に走査されるべき第１の線要素の終点を走査 の前進方向へ所定距離だけ延長した第１補助線と、後に走査されるべき第２の線 要素の始点を走査の後退方向へ所定距離だけ延長した第２補助線と、第１及び第 ２補助線を互いに連結する第３補助線とが、線要素として図形に付加される。
【００３８】 例えば、文字“Ａ”については、図１５に示す如く互いに連続する２つの線要 素〔２〕−〔３〕と〔６〕−〔７〕に関して、先に走査される線要素の終点〔３ 〕を走査の前進方向へ所定距離だけ延長した第１補助線〔３〕−〔４〕と、次に 走査される線要素の始点〔６〕を走査の後退方向へ所定距離だけ延長した第２補 助線〔５〕−〔６〕と、第１及び第２補助線を互いに連結する第３補助線〔４〕 −〔５〕とが、図形に付加される。同様に、線要素〔６〕−〔７〕と〔10〕−〔 11〕に関しては、第１補助線〔７〕−〔８〕、第２補助線
〔９〕−〔10〕及び第 ３補助線〔８〕−
〔９〕が付加される。更に、文字“Ａ”の前後の文字(図示省 略)との関係で、第２補助線〔１〕−〔２〕及び第１補助線〔11〕−〔12〕が付 加される。 第１及び第２補助線の長さは、スキャナーの指令に対する応答の遅れ時間に走 査が進む距離に応じて予め決定することが出来る。
【００３９】 図１６は、上記文字“Ａ”について、ＲＯＭ(２)に格納されている修正図形デ ータの内容を示しており、前記３種類の補助線を含む全ての線要素の始点及び終 点〔１〕〜〔12〕について、夫々の座標データと、その点を始点とするレーザの ＯＮ／ＯＦＦデータと、その点を始点として描画すべき線要素の線種とが格納さ れている。
【００４０】 ＣＰＵ(１)は、図１７に示す如く印字開始指令が発せられると、ステップＳ１ にて、描画すべき１つの線要素について、ＲＯＭ(２)の図形データを読み出し、 ステップＳ２にて、該図形データ及び拡大縮小についての情報を含むコマンドを 作成し、これをＧＤＣ(４)へ供給する。その後、ＣＰＵ(１)は、ステップＳ３に て、全ての線要素についてのデータの読出しが終了したか否かを判断し、ＮＯの 場合はステップＳ１へ戻る。そして、全てのデータの読出しが終了したとき、印 字動作を終了する。 一方、ＧＤＣ(４)は、ＣＰＵ(１)からのコマンドを受け取った後、前記３種類 の補助線を含む線要素を対象として、始点から終点へ至る軌跡点の座標データを 演算し、該座標データとレーザＯＮ／ＯＦＦデータをＦＩＦＯメモリ(５)へ出力 するステップＳ０を繰り返し実行する。
【００４１】 この結果、例えば文字“Ａ”については、図１８(ａ)に破線で示すスキャナー に対する走査経路の指令に対し、スキャナーの応答の遅れに起因して、実際の走 査経路は、図中に実線で示す如く角部が丸みを帯びて、補助線については走査経 路がずれることになる。しかしながら、補助線についての走査期間中はレーザが ＯＦＦとなって、レーザ光の照射が中断され、本来の線要素の走査期間に戻った 期間にレーザがＯＮとなる。 この結果、図１８(ｂ)の如く正確な文字が描画されることになる。
【００４２】 上述の如く、本考案のレーザマーキング装置によれば、ＲＯＭ(２)は、線要素 の夫々について、線種と始点及び終点の座標を含む単純な図形データのみを記憶 すればよく、ＦＩＦＯメモリ(５)についても、６４個程度の軌跡点の座標データ を格納すればよいから、全体として必要となるメモリ容量は僅かである。又、Ｇ ＤＣ(４)は従来のＣＰＵ(１)によるソフトウエアの演算に比べて高速処理が可能 である。然も、Ｘ軸スキャナー(８)及びＹ軸スキャナー(９)は中断することなく 連続的に走査を行なうから、均一な濃度或いは加工深さのマーキングが行なわれ る。
【００４３】 又、両スキャナー(８)(９)による走査とＣＯ2レーザ(12)の発振動作のタイミ ングが一致するから、線要素を正確な長さに描画することが出来る。更に、文字 や記号の描画においても、レーザ光を照射すべき所定の経路が誤差なく走査され 、正確な描画が実現される。
【００４４】 上記実施例の説明は、本考案を説明するためのものであって、実用新案登録請 求の範囲に記載の考案を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又 、本考案の各部構成は上記実施例に限らず、実用新案登録請求の範囲に記載の技 術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係るレーザマーキング装置の構成を示
すブロック図である。
【図２】ＦＩＦＯメモリに対するデータ入出力のタイミ
ングチャートである。
【図３】ＦＩＦＯメモリのデータ格納部を示す図であ
る。
【図４】レーザＯＮ／ＯＦＦデータとレーザ制御信号の
タイミングチャートである。
【図５】従来のレーザマーキング装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図６】連続する２本の線要素を示す図である。
【図７】遅延手段の他の構成を示すブロック図である。
【図８】遅延手段の更に他の構成を示すブロック図であ
る。
【図９】図８の回路にて発生する信号のタイミングチャ
ートである。
【図１０】ラインメモリに対するデータ入出力のタイミ
ングチャートである。
【図１１】従来装置におけるレーザのＯＮ／ＯＦＦタイ
ミング、及びこれに伴う不具合を説明するグラフであ
る。
【図１２】本考案のレーザマーキング装置におけるレー
ザのＯＮ／ＯＦＦタイミング、及びこれによって得られ
る効果を説明するグラフである。
【図１３】走査速度の加減速を考慮した場合の図１１と
同様のグラフである。
【図１４】走査速度の加減速を考慮した場合の図１２と
同様のグラフである。
【図１５】ＲＯＭに格納されている図形データの線要素
を示す図である。
【図１６】ＲＯＭの格納データを示す図である。
【図１７】ＣＰＵとＧＤＣの処理を表わすフローチャー
トである。
【図１８】スキャナーの走査経路及び、これによって描
画される図形を示す図である。
【図１９】スキャナーに対する指示位置と応答位置の関
係を示すグラフである。
【図２０】従来装置におけるスキャナーの目標走査経路
及び、これによって描画される図形を示す図である。
【符号の説明】
(１) ＣＰＵ (２) ＲＯＭ (４) ＧＤＣ (５) ＦＩＦＯメモリ (８) Ｘ軸スキャナー (９) Ｙ軸スキャナー (10) ラインメモリ (11) レーザ制御回路 (12) ＣＯ2レーザ

Claims (9)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ光を２次元方向に走査することに
    よって、レーザ照射面に文字、記号等の図形を描画する
    レーザマーキング装置において、レーザ源と、該レーザ
    源からのレーザ光を２次元方向へ偏向せしめる光学走査
    系と、レーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作と光学走査系の偏向
    動作を制御する制御系から構成され、該制御系は、 図形を構成する複数の線要素の夫々について、線要素の
    線種と、線要素の始点及び終点の座標と、レーザＯＮ／
    ＯＦＦ基礎データとを含む図形データを記憶した第１の
    メモリ手段と、 第１のメモリ手段から図形データを読み出して、該図形
    データに基づいて、図形の描画を指令するコマンドを作
    成する制御手段と、 前記コマンドを受け取って、該コマンドに基づいて、線
    要素の始点から終点へ至る線要素上の複数の軌跡点の座
    標データを作成すると共に、前記レーザＯＮ／ＯＦＦ基
    礎データに基づいて軌跡点に対応するレーザＯＮ／ＯＦ
    Ｆデータを作成する演算処理手段と、 複数の軌跡点についての座標データ及びレーザＯＮ／Ｏ
    ＦＦデータを格納することが出来る容量を有し、演算処
    理手段から出力される書込み指令に応じて、座標データ
    及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを受け入れつつ、所定速
    度で座標データは光学走査系へ、レーザＯＮ／ＯＦＦデ
    ータはレーザ源へ出力する第２のメモリ手段とを具えた
    ことを特徴とするレーザマーキング装置。
  2. 【請求項２】 レーザ光を２次元方向に走査することに
    よって、レーザ照射面に文字、記号等の図形を描画する
    レーザマーキング装置において、レーザ源と、該レーザ
    源からのレーザ光を２次元方向へ偏向せしめる光学走査
    系と、図形を構成する複数の線要素についての図形デー
    タに基づいてレーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作と光学走査系
    の偏向動作を制御する制御系から構成され、該制御系に
    は、レーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作のための制御信号を、
    光学走査系の偏向動作のための制御信号に対して、光学
    走査系の指令に対する応答の遅れ時間だけ遅延せしめる
    遅延手段が設けられていることを特徴とするレーザマー
    キング装置。
  3. 【請求項３】 レーザ光を２次元方向に走査することに
    よって、レーザ照射面に文字、記号等の図形を描画する
    レーザマーキング装置において、レーザ源と、該レーザ
    源からのレーザ光を２次元方向へ偏向せしめる光学走査
    系と、レーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作と光学走査系の偏向
    動作を制御する制御系から構成され、該制御系は、 図形を構成する複数の線要素の夫々について、線要素の
    線種と、線要素の始点及び終点の座標と、レーザＯＮ／
    ＯＦＦ基礎データとを含む図形データを記憶したメモリ
    手段と、 メモリ手段から図形データを読み出して、該図形データ
    に基づいて、線要素の始点から終点へ至る線要素上の複
    数の軌跡点の座標データを作成すると共に、前記レーザ
    ＯＮ／ＯＦＦ基礎データに基づいて軌跡点に対応するレ
    ーザＯＮ／ＯＦＦデータを作成し、座標データは光学走
    査系へ、レーザＯＮ／ＯＦＦデータはレーザ源へ送出す
    る制御手段とを具え、レーザ源がＯＮとなって連続的に
    走査されるべき２本の線要素の方向が相互に交差してい
    る場合に、先に走査されるべき第１の線要素の終点を走
    査の前進方向へ所定距離だけ延長した第１補助線と、後
    に走査されるべき第２の線要素の始点を走査の後退方向
    へ所定距離だけ延長した第２補助線と、第１及び第２補
    助線を互いに連結する第３補助線とが、線要素として図
    形に付加され、メモリ手段には、少なくとも前記３本の
    補助線を含む図形についての図形データが格納されると
    共に、前記３本の補助線の走査時には、レーザをＯＦＦ
    とするレーザＯＮ／ＯＦＦ基礎データが格納されている
    レーザマーキング装置。
  4. 【請求項４】 第２のメモリ手段とレーザ源の間には、
    指令に対する光学走査系の応答の遅れ時間だけ、レーザ
    ＯＮ／ＯＦＦデータを遅延して出力する遅延手段が介在
    している請求項１に記載のレーザマーキング装置。
  5. 【請求項５】 レーザ源がＯＮとなって連続的に走査さ
    れるべき２本の線要素の方向が相互に交差している場合
    に、先に走査されるべき第１の線要素の終点を走査の前
    進方向へ所定距離だけ延長した第１補助線と、後に走査
    されるべき第２の線要素の始点を走査の後退方向へ所定
    距離だけ延長した第２補助線と、第１及び第２補助線を
    互いに連結する第３補助線とが、線要素として図形に付
    加され、第１メモリ手段には、少なくとも前記３本の補
    助線を含む図形についての図形データが格納される共
    に、前記３本の補助線の走査時には、レーザをＯＦＦと
    するレーザＯＮ／ＯＦＦ基礎データが格納されている請
    求項１に記載のレーザマーキング装置。
  6. 【請求項６】 制御系は更に、 図形を構成する複数の線要素の夫々について、線要素の
    線種と、線要素の始点及び終点の座標と、レーザＯＮ／
    ＯＦＦ基礎データとを含む図形データを記憶した第１の
    メモリ手段と、 第１のメモリ手段から図形データを読み出して、該図形
    データに基づいて、線要素の始点から終点へ至る線要素
    上の複数の軌跡点の座標データを作成すると共に、前記
    レーザＯＮ／ＯＦＦ基礎データに基づいて軌跡点に対応
    するレーザＯＮ／ＯＦＦデータを作成する制御手段と、 複数の軌跡点についての座標データ及びレーザＯＮ／Ｏ
    ＦＦデータを格納することが出来る容量を有し、制御手
    段から出力される書込み指令に応じて、座標データ及び
    レーザＯＮ／ＯＦＦデータを受け入れつつ、所定速度で
    座標データは光学走査系へ、レーザＯＮ／ＯＦＦデータ
    は前記遅延手段へ出力する第２のメモリ手段とを具えて
    いる請求項２に記載のレーザマーキング装置。
  7. 【請求項７】 制御手段には、複数の軌跡点についての
    座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを格納するこ
    とが出来る容量を有して、書込み指令に応じて座標デー
    タ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを受け入れつつ、所定
    速度で座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを出力
    する第２のメモリ手段が装備されている請求項３に記載
    のレーザマーキング装置。
  8. 【請求項８】 制御手段には、レーザＯＮ／ＯＦＦデー
    タを座標データに対して、光学走査系の指令に対する応
    答の遅れ時間だけ遅延せしめる遅延手段が設けられてい
    る請求項３に記載のレーザマーキング装置。
  9. 【請求項９】 レーザ光を２次元方向に走査することに
    よって、レーザ照射面に文字、記号等の図形を描画する
    レーザマーキング装置において、レーザ源と、該レーザ
    源からのレーザ光を２次元方向へ偏向せしめる光学走査
    系と、レーザ源のＯＮ／ＯＦＦ動作と光学走査系の偏向
    動作を制御する制御系から構成され、該制御系は、 図形を構成する複数の線要素の夫々について、線要素の
    線種と、線要素の始点及び終点の座標と、レーザＯＮ／
    ＯＦＦ基礎データとを含む図形データを記憶した第１の
    メモリ手段と、 第１のメモリ手段から図形データを読み出して、該図形
    データに基づいて、図形の描画を指令するコマンドを作
    成する制御手段と、 前記コマンドを受け取って、該コマンドに基づいて、線
    要素の始点から終点へ至る線要素上の複数の軌跡点の座
    標データを作成すると共に、前記レーザＯＮ／ＯＦＦ基
    礎データに基づいて軌跡点に対応するレーザＯＮ／ＯＦ
    Ｆデータを作成する演算処理手段と、 複数の軌跡点についての座標データ及びレーザＯＮ／Ｏ
    ＦＦデータを格納することが出来る容量を有し、演算処
    理手段から出力される書込み指令に応じて、座標データ
    及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを受け入れつつ、所定速
    度で座標データ及びレーザＯＮ／ＯＦＦデータを出力す
    る第２のメモリ手段と、 レーザＯＮ／ＯＦＦデータを、座標データに対して、光
    学走査系の指令に対する応答の遅れ時間だけ遅延せしめ
    る遅延手段とを具え、第２メモリ手段から出力される座
    標データは光学走査系へ、レーザＯＮ／ＯＦＦデータは
    遅延手段を経てレーザ源へ送出され、 レーザ源がＯＮとなって連続的に走査されるべき２本の
    線要素の方向が相互に交差している場合に、先に走査さ
    れるべき第１の線要素の終点を走査の前進方向へ所定距
    離だけ延長した第１補助線と、後に走査されるべき第２
    の線要素の始点を走査の後退方向へ所定距離だけ延長し
    た第２補助線と、第１及び第２補助線を互いに連結する
    第３補助線とが、線要素として図形に付加され、第１メ
    モリ手段には、少なくとも前記３本の補助線を含む図形
    についての図形データが格納される共に、前記３本の補
    助線の走査時には、レーザをＯＦＦとするレーザＯＮ／
    ＯＦＦ基礎データが格納されているレーザマーキング装
    置。
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