JPH10286992A - レーザ印字方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光を走査して被印字物にレーザ印字を
施す場合において、印字する任意のパターンを交点が生
じないように印字し、印字深さ方向に制限のある被印字
物に対しても安定した印字を可能とする。 【解決手段】 レーザ光を発生するレーザ発振器１と、
該レーザ発振器１からのレーザ光を受けてこれを走査し
被印字物６の印字面にレーザ印字するスキャン光学系内
蔵のレーザヘッド１０とを有するレーザ印字装置であ
り、前記レーザ発振器１及びレーザヘッド１０を制御す
る制御器２０を設けるとともに、前記レーザ光の走査軌
跡に交点が生じない印字パターンを格納した記憶部２１
を前記制御器２０に設け、前記記憶部２１に格納された
前記印字パターンで前記被印字物６の印字面にレーザ印
字する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品、電子部
品用基板、フィルムシート等の被印字物に非接触でレー
ザ印字（マーキング）を行うためのレーザ印字方法及び
装置に係り、とくにレーザ印字深さに制限のある被印字
物に対して一定深さのレーザ印字を可能としたレーザ印
字方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品等の被印字物に対して印
字（文字以外のマークのマーキングも含むものとする）
する方法として、一般的な印刷インクを用いる印刷法、
捺印による方法、ＵＶ硬化樹脂等を用いる方法、レーザ
による印字方法等が知られている。なかでも、レーザの
持つ安定した加工性、非接触加工、自動化容易等の特徴
を活かし、レーザ印字方法が近年実施されるようになっ
てきている。例えば、この種のレーザ印字方法として、
本出願人提案の特願平８−４８４３２号に開示された、
ガルバノミラー系を用いたスキャン光学系による一筆書
きによるレーザ印字方法が知られており、プログラムに
より簡単に印字内容を変更可能なため、各種レーザ印字
方法の中でも最も多く使用されている。

【０００３】図４は従来のレーザ印字のための構成を示
すものであり、１はレーザ光を発生するレーザ発振器、
２はレーザ発振器から出射されたレーザ光である。ま
た、３はＸ軸ガルバノミラー、４はＹ軸ガルバノミラ
ー、５は集光レンズ（ｆθレンズ）であり、これらによ
りレーザ光を走査するスキャン光学系を構成している。
６は被印字物であり、レーザ光をスキャン光学系で走査
することで、一筆書きによるレーザ印字が被印字物６に
施される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被印字物の
印字部分におけるレーザ印字深さに制限がある場合、従
来の一筆書きによるレーザ印字では文字、記号等（レー
ザ光の走査軌跡）によっては、交点が生じるため、その
交点部分が他と比較して深くなってしまい問題となる。
例えば、図５（イ）のように、英文字の「Ａ」を従来の
一筆書きによるレーザ印字で描くと、交点Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３が生じ、この部分ではレーザ光が２回通るため、そ
の部分のみ深くなる。

【０００５】深さ方向に制限のあるレーザ印字とは、例
えば、数十μｍの厚さしかないフィルムシートに穴を開
けずに印字する場合や、多層構造になっている基板等の
被印字物で、下層に影響を与えないように表面のごく数
μｍだけに印字したい場合等である。

【０００６】従来の一筆書きによるレーザ印字の際、印
字する文字によって深く印字加工されてしまう主な理由
は、レーザ印字の原理が熱であり、印字文字や各種マー
クによってはレーザ光の走査軌跡に交点が生じる（レー
ザ光が同一箇所を複数回通る）からである。基本的にレ
ーザ光吸収による熱で、被印字物の表面を溶融、蒸発さ
せて、表面部を焦がしたり、溝状にすることで印字する
のであるから、レーザ光が同一箇所に複数回照射された
部分は、１回の照射部分に比較して複数倍近く深くなっ
てしまう。

【０００７】一方、従来の一筆書きによるレーザ印字方
法でも、レーザ照射出力を抑えたり、印字速度を速くし
たり、焦点を故意にずらす等の手段はあるが、それらは
多くの場合、十分な視認性やコントラストが得られなか
ったり、印字時間が増えたりすることが多い。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑み、レーザ光を走
査して被印字物にレーザ印字を施す場合において、印字
する任意のパターン（文字、記号等）を交点が生じない
ように（同一箇所をレーザ光が複数回通ることのないよ
うに）印字し、印字深さ方向に制限のある被印字物に対
しても安定した印字を可能とするレーザ印字方法及び装
置を提供することを目的とする。

【０００９】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ印字方法は、レーザ発振器からのレ
ーザ光をスキャン光学系で走査して被印字物の印字面に
レーザ印字する場合において、前記レーザ光の走査軌跡
に交点が生じない印字パターンで前記被印字物の印字面
にレーザ印字することを特徴としている。

【００１１】また、本発明のレーザ印字装置は、レーザ
光を発生するレーザ発振器と、該レーザ発振器からのレ
ーザ光を受けてこれを走査し被印字物の印字面にレーザ
印字するスキャン光学系とを有するレーザ印字装置にお
いて、前記レーザ発振器及びスキャン光学系を制御する
制御器を設けるとともに、前記レーザ光の走査軌跡に交
点が生じない印字パターンを格納した記憶部を前記制御
器に設け、前記記憶部に格納された前記印字パターンで
前記被印字物の印字面にレーザ印字することを特徴とし
ている。

【００１２】本発明における印字パターンは、例えば図
５（ロ）の英文字「Ａ」の印字パターンの如く交点を持
たない（レーザ光が同一箇所を複数回通ることのない）
構成であり、この結果、被印字物に対する印字深さは一
定となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ印字方
法及び装置の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１４】図１において、１はレーザ光を発生するレ
ーザ発振器、１０はレーザ発振器から出射されたレーザ
光を受け、内蔵するスキャン光学系で走査し被印字物６
にレーザ印字を施すレーザヘッド、２０はレーザ発振器
及びレーザヘッド１０（スキャン光学系）を制御する制
御器である。レーザ発振器及びスキャン光学系は従来方
法の説明で用いた図４の構成と同様でよい。また、前記
制御器２０には、レーザ光の走査軌跡に交点が生じない
印字パターンを格納した記憶部２１が設けられている。

【００１５】図２は０乃至９までの数字について、レー
ザ光の走査軌跡に交点が生じない印字パターンの例であ
り、何れも重なり部分ができないようにレーザ照射面に
おいてレーザ光スポット径１個分の隙間（具体的には１
００μｍ以上）をあけている。前記記憶部２１には図２
の如きレーザ光の走査軌跡に交点が生じない印字パター
ン（英数字、カナ、記号等）が予め格納（登録）されて
いるか、レーザ印字前に作成してデータ転送することで
格納（記憶）されている。

【００１６】被印字物６に対する所要の文字、符号、そ
の他のマークを印字する場合、それに対応する走査軌跡
に交点が生じない印字パターンを前記制御器２０は記憶
部２１から読み出し、その読み出された印字パターンに
従ってレーザヘッド１０のスキャン光学系のＸ軸及びＹ
軸の走査量を制御し、当該レーザヘッド１０による被印
字物６に対するレーザ印字を実行する。この結果、被印
字物６の印字面に所要の文字、符号、その他のマークが
印字されることになる。例えば、０乃至９までの数字で
あれば、図２に示す印字パターンが被印字物６の印字面
に形成される。

【００１７】このようにすることで、操作者は前述した
交点の無い印字パターンであるかどうか等を意識するこ
となく、例えば操作者が「０１２」と印字したい場合、
そのまま「０１２」と印字装置に対して設定するだけ
で、印字装置側で自動で、交点無し印字パターンによる
印字を実行できる。

【００１８】この実施の形態によれば、次の通りの効果
を得ることができる。

【００１９】(1) レーザ光による一筆書きによる印字
において、印字しようとする文字、符号、その他のマー
クを描く際に、レーザ光の走査軌跡に交点が生じない
（レーザ光が同一箇所を複数回通ることのない）ように
印字するから、被印字物の印字面に形成された印字パタ
ーンで極端に深くなる箇所が無くなり、深さ方向に制限
のあるフィルムシート、多層構造体等の被印字物に対し
て穴をあけてしまったり、下層に影響を与えてしまうこ
となしに、安定した印字が可能である。

【００２０】(2) 制御器２０の記憶部２１に、レーザ
光の走査軌跡に交点が生じない印字パターンを格納して
おくことで、操作者は特別な配慮を払うことなしに、所
望の文字、符号、その他のマークの設定及び印字を実行
できる。

【００２１】(3) 被印字物に対する印字深さがほぼ一
定となるため、様々な材質の被印字物に対して、レーザ
光照射出力や印字速度等の印字条件を求め易くなる。

【００２２】なお、被印字物によっては、印字深さが著
しく浅く制限される場合（例えば５〜１０μｍ以下）が
あり、その場合は、視認性を向上させるために、まず照
射面（被印字物の印字面）におけるレーザ光出力を制限
し、焦点を故意にずらして加工線幅を太くして対応す
る。

【００２３】また、それでは十分でない場合、図３
（Ｂ）のように２重のパターンとなるように印字を行え
ばよい。図３（Ａ）は上記実施の形態で説明した通常の
交点を持たない印字パターンであり、図３（Ｂ）の２重
のパターンの形成は、位置を僅かにずらして２回レーザ
印字を実施すればよく（但し、印字パターンは２重のパ
ターンで交点が生じないようにする）、これにより印字
深さが浅くとも視認性を向上させることができる。多く
の場合、視認性は印字部とその周辺とのコントラスト比
が問題となるからである。

【００２４】また、ロゴマーク等の特殊な印字パターン
（特に塗りつぶし）の場合も、前述した交点無しという
点と、レーザ光軌跡同士の隙間をレーザ光スポット径１
個分だけあけるという点とに配慮することで、上記実施
の形態で説明したのと同様の効果を上げることができ
る。

【００２５】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ発振器からのレーザ光をスキャン光学系で走査し
て被印字物の印字面にレーザ印字する場合において、前
記レーザ光の走査軌跡に交点が生じない印字パターンで
前記被印字物の印字面にレーザ印字する構成としたの
で、印字深さをほぼ一定とすることができ、従来不可能
であった印字深さ方向に制限のある肉厚の薄いフィルム
シート、多層構造体等の被印字物に対しても安定した種
々の利点を有する一筆書き方式によるレーザ印字が可能
である。これによって、マスク等の変更無く印字内容の
変更が可能で、広範囲に印字も可能であるため、レーザ
印字方法の適用範囲が広がるとともに、印字工程の省力
化につながると期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ印字方法及び装置の実施の
形態を示す構成図である。

【図２】本実施の形態で用いるレーザ光の走査軌跡に交
点が生じない印字パターンの例を示す説明図である。

【図３】本実施の形態による印字パターン及び２重の印
字パターンの例を示す説明図である。

【図４】従来のレーザ印字のための構成を示す概略斜視
図である。

【図５】従来の一筆書きレーザ印字方法の問題点を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ レーザ発振器 ２ レーザ光 ３ Ｘ軸ガルバノミラー ４ Ｙ軸ガルバノミラー ５ 集光レンズ（ｆθレンズ） ６ 被印字物 １０ レーザヘッド ２０ 制御器 ２１ 記憶部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器からのレーザ光をスキャン
   光学系で走査して被印字物の印字面にレーザ印字するレ
   ーザ印字方法において、前記レーザ光の走査軌跡に交点
   が生じない印字パターンで前記被印字物の印字面にレー
   ザ印字することを特徴とするレーザ印字方法。
2. 【請求項２】 レーザ光を発生するレーザ発振器と、該
   レーザ発振器からのレーザ光を受けてこれを走査し被印
   字物の印字面にレーザ印字するスキャン光学系とを有す
   るレーザ印字装置において、 前記レーザ発振器及びスキャン光学系を制御する制御器
   を設けるとともに、前記レーザ光の走査軌跡に交点が生
   じない印字パターンを格納した記憶部を前記制御器に設
   け、前記記憶部に格納された前記印字パターンで前記被
   印字物の印字面にレーザ印字することを特徴とするレー
   ザ印字装置。