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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