JPS60199660A

JPS60199660A - レ−ザマ−キング装置

Info

Publication number: JPS60199660A
Application number: JP59055262A
Authority: JP
Inventors: Ken Ishikawa; 憲石川; Shiro Yoshida; 史朗吉田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1985-10-09

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】〔発明の技術分野〕本発明は加工物にレーザ光を照射し、所定の形状に従っ
て走査させる員によシ任意の文字・図形などを加工物表
面にマーキングするレーザマーキング装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

レーザ光応用技術として、加工物にレーザ光を照射し、
所定の形状に従って走査させることによシ任意の文字・
図形などを加工物表面にマーキングするレーザマーキン
グ技術がある。この技術の原理、装置の機構としては１
例えば特公昭４４−５６６８号公報にその詳細が記載さ
れている。また、レーザ光照射によって形成される文字
・図形はレーザ光出力拳加工物によってその加工状態が
異なる。

例えば、レーザ光出力が比較的小さい場合は、金属板に
黒色塗料を塗布しておき、その表面をレー也ザ光照射さ熟る。このときには、レーザ光は、所定の形
状に従って走査する際、上記の黒色塗料を焼き、この部
分において金属表面を出現させる。

この結果、黒地に金属表面の色で描かれた文字・図形が
マーキングされることになる。また、大形構造物等に半
永久的に文字−図形をマーキングするときには、比較的
大出力の照射エネルギを有するレーザ光を用い、とのレ
ーザ光を加工物に照射し、所定の形状に走査させる。こ
のときは、レーザ光は加工物の照射面を蒸発し走査形状
に従ったーを形成する。このため１文字・図形は溝によ
って形成され、半永久的にマーキングされたものとなる
。

このように、レーザマーキングにおいて文字・図形を形
成する際、その加工形態が異な夛、マーキングする目的
に応じ使い分けることができる。

しかしながら、上述の大出力レーザ光によって溝を形成
しながら文字・図形をマーキングするとき。

以下に述べるような欠点があった。

第１図はレーザ光によシ溝を形成することによって文字
をマーキングする場合の加工部付近を示す正面図である
。レーザ光（１）が集光レンズ（２）により集光され、
この集光点において鋼などの金属よりなる加工物（３）
の表面上に照射する。集光レンズ（２ンの下方には保護
用ガラス板（４陸ヨ設けられている。

レーザ光（１）が加工物（３ンに照射する際、加工物（
３）は溶融し粒状の飛散物（５）を発生するが、保護用
ガラス板（４）はこの飛散物（５）が集光レンズ（２）
に付着するのを防止するものである。ここで、レーザ光
（２）を所定の形状１例えば第１図に示すように「Ｓ」
字状に走査させることによって、レーザ光（２）はｒ８
Ｊ字状に溝（６）を形成し、マーキングすることになる
。

このように、レーザ光（１）が加工物（３）に溝加工を
施こしているとき、飛散物（５）は上方へ飛び散るだけ
でなく、溝（６）Ｋ溶融物として残ってしまったシ。

周辺にとびり付いてしまうことがある。このため。

マーキングした文字自体が汚なくなってしまい。

仕上げとして後に飛散物（５）を除去する必要があった
。また、保護ガラス板（４）は飛散物（５）が付着する
ことにより、しだいに曇シが激しくなる。このため、集
光レンズ（２）からのレーザ光（１）を遮断してしまい
、加工物（３）に照射するレーザ光の照射エネルギを減
少させ溝加工を不可能としていた。このため、保護用ガ
ラス板（４）を数文字マーキングした後、いちいち新し
いものに取シ換える必要があ）、このことによシ加工効
率が悪化していた。さらに。

溝（６）を形成するには飛散物（５）を飛散させる程大
きな照射エネルギのレーザ光を使用することが必要であ
！ｌ）、非効率的である。

なお、照射エネルギが小さく飛散物（５）を飛散させる
ことができないレーザ光では照射点を単に溶融させるだ
けで溝（６）を形成するには至らない。このため、この
ような照射エネルギの小さいレーザ光を用いて、このレ
ーザ光と同軸、すなわち加工物（３）に垂直あるいは同
程度に気体噴出ノズルを設は上方から高圧ガスを吹きつ
け、レーザ光照射によシ溶融した部分を周囲に吹き飛ば
して溝（６）を形成する仁とが行なわれている。しかし
ながら、この場合、上記のように飛散物（５）が保護ガ
ラス（４）に付着するという問題の他に、溶融部分を完
全に除去することができずに残るものかあシ、溝（６）
の内部が汚なくなってしまい、溝（６ンの形成を美しく
することができないという欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に着目してなされたもので。

集光光学系の汚れを防止するとともに常に仕上がシが美
しいマーキングを行なうことができるレーザマーキング
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、レーザ光が加工物に照射し、所定の形状に従
って走査することによって仕置の文字・図形をマーキン
グする装置において、レーザ光の照射点を含む加工表面
上に沿って流れる気体を噴射する気体噴出管と、この気
体噴出管のレーザ光をはさんだ対向位置に上記気体が流
入する吸気管とを設けたことを特徴とするレーザマーキ
ング装置であって、気体噴出管から噴射する気体によっ
て、レーザ光照射によシ溶融した部分を加工物からはが
し、飛散物として気体とともに吸気管に流入させること
によって溝・くほみなどを加工しながらマーキングを行
なうものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第２図は本
実施例を示す正面図である。なお、説明を容易にするた
め、第１図と同一な部分には同一符号が付されている。

Ｌ／−ｆ光（１）は集光レンズ（２）によって集光され
。

集光点において加工物（３）に照射する。本実施例では
、とのレーザ光（１）はＹＡＧレーザ、　ｃｏ、レーザ
からのレーザ光が適している。このとき、レーザ光（１
）は所定の形状に従って加工物（３）上を走査するが。

この走査させるための手段は１周知のレーザマーキング
装置に用いられる手段やその細切断・溶接などを行なう
レーザ加工装置に用いられる手段が本実施例においても
適用できる。また、加工物（３）が比較的小型なもので
移動可能であれば、加工物（３）をＸ−Ｙテーブルに載
せ、加工物（３）を移動させることによって相対的にレ
ーザ光（１）が走査するようにしてもよい。なお、この
走査の制御は通常マイクロコンピュータを用いて行なわ
れ、マーキングする文字・図形はあらかじめマイクロコ
ンピ−タに入力されている。操作者はマイクロコンピュ
ータを操作することによって任意の文字・図形を選択す
れば、マイクロコンピュータはこの形状集光レンズ（２
）の下方には、透明な保護用ガラス板（４）が設けられ
ている。本実施例では集光レンズ（２）と保護用ガラス
板（４）とが集光光学系として用いられている。この保
護用ガラス板（４）は集光レンズ（２）、その他の光学
系が汚れないように保護するものである。また、保護用
ガラス板（４）の下方には気体をレーザ光（１）の照射
点（１１）に向けて斜め下方に噴出する気体噴出管α２
が設けられている。さらに、この気体噴出管＜１２１の
レーザ光（１）をはさんだ対向位置には上述の気体が流
入する吸気管（１階が設けられている。これら気体噴出
管（Ｉ２は図示しない気体供給装置に、吸気管Ｈは図示
しない吸引装置にそれぞれ接続されている。よって、気
体は矢印で示すように、気体噴出管Ｕから噴出し、レー
ザ光（１）の照射点αυを含む加工物（３）の表面上に
沿って流れ、この後、吸気管（１国に吸引され流入して
いく。

レーザ光（１）は上述のように集光レンズ（２）で集光
されたあと、加工物（３）に照射し、所定の形状に従っ
て走査するが、レーザ光（１）の照射点ａυでは、レー
ザ光（１）の高熱によシ溶融する。そこで、この溶融し
た部分は気体の流れによって加工物（３）からはがされ
、飛散物（５）となって気体とともに吸気管（１′５に
吸引され、溝（６）が形成される。このとき、飛散物（
５）は気体とともに吸気管（１３に流入していくので。

保護用ガラス板（４）に付着することがなく、さらに。

溝（６）の内部または周辺に残ることはない。よって溝
（６）の仕上がりが美しい文字・図形がマーキングされ
る。

なお、この場合のレーザ光（１）の照射エネルギは以下
に述べるような値に設定されている。第３図はレーザ光
（１）の照射エネルギ値（Ｅ）と飛散物（５）の発生量
（Ｖ）の関係である。本発明者が実験を重ね調べたとこ
ろ、照射点側において加工物（３）の表面に沿った気体
の流れが存在する場合としない場合とでは上記の関係は
異なる曲線で示されることがわかった。すなわち、第３
図中において１曲線（ト）は照射点Ｉにおいて気体の流
れが存在しているときの照射エネルギ値（Ｂ）と飛散物
（５）の発生量（りとの関係を示し１曲線ＣＢ）は気体
の流れが存在しない場合の上記関係を示している。この
ととから。

気体が流れているときには照射エネルギ（Ｅｌ）で飛散
物（５）が発生しはじめ、８１以上で溝加工が可能とな
る。また気体が流れていないときには照射エネルギ（Ｅ
、）で飛散物（５）が発生しはじめる。

よって、レーザ光（１）の照射で溶融した部分が気体の
流れによシ加工物（３）からはがされるという作用によ
って溝（６）が形成されるのは照射エネルギがＥ、とＥ
、との間の値となっている場合である。このことにより
１本実施例においてレーザ光（１）の照射エネルギ値は
ＥｌとＥ、との間、すなわち気体が流れているときに飛
散物（５）が発生しはじめる照射エネルギ値（Ｅｌ）と
気体が流れていないときに飛散物（５）が発生しはじめ
る照射エネルギ（Ｅ、）との間に設定されている。

なお、照射エネルギ値が８２以上でレーザ光（１）を照
射すると溝（６）の加工は可能であるが、この場合飛散
物（５）は気体の作用で発生するのではなく、レーザ光
（１）自体の作用によるもので飛散する速度がかなシ速
い。このため、気体の流れに逆らって保護用ガラス（４
）や照射点αηの周囲に付着してしまうものがある。よ
って照射エネルギ値はＥｌとＥ２との間に設定するのが
好ましい。

第４図に示すように、溝加工によるマーキングでなく、
穴加工すなわち一種の円形状のくほみ（１５）を加工す
ることによってドツト状の文字・図形をマーキングする
場合、１つのくぼみ（１５１を気体の流れがなくレーザ
光（１）の照射エネルギ（Ｅ、）以上で加工すると、飛
散物（５）は特に上方に向って非常に速く飛散する。こ
のため、保護用ガラス（４）は短時間に汚れてしまい、
交換量も増加してしまう。しかしながら、上述のように
照射エネルギ値をＥ□からＥ２までに設定し、気体噴出
管ａ功から気体を噴射し。

照射点α】）において気体を流せば、この場合にも保護
用ガラス（４）が汚れることなく、仕上がシが美しいマ
ーキングを行なうことができる。

なお、気体噴出管Ｕから噴射する気体の向きは。

加工物（３）の表面に対して平行または斜めにすればよ
い。ただし、気体が噴射する向きが加工物（３）に対し
て垂直あるいは同程度の角度である場合、飛散物（５）
が加工物（３）の表面上に押し付けられ、残ってしまう
ことがあシ好ましくない。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明のレーザマーキング装置に
よれば、レーザ光が照射することによって溶融した部分
を気体の流れによって加工物からはがし、飛散物として
気体とともに吸気管へ流入するようにしたので、溝・く
ぼみなどの内部または周辺に飛散物が残ることがない。

このため、マーキングされた文字・図形は仕上がりが非
常に美しいものとなる。さらに、集光光学系などに飛散
物が付着することがないため、長時間の連続作業が可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す斜視図、第２図は本発明の実施例
を示す正面図、第３図は照射エネルギと飛散物の量との
関係を示す図、第４図はドツト状の文字のマーキング例
を示す図である。１・・・レーザ光、　３・・・加工物、１１・・・照射
点。１２・・・気体噴出管、１３・・・吸気管。第１図第２図第３図儒４図 ≦３４：！。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加工物にレーザ光を照射し、所定の形状に従って
走査させることによって任意の文字０図形などをマーキ
ングするレーザマーキング装置において、上記レーザ光
の照射点を含む加工物表面上に沿りて流れる気体を噴射
する気体噴出管と、この気体噴出管の上記レーザ光をは
さんだ対向位置に上記気体が流入する吸気管とを設けた
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
（２）加工物に照射するレーザ光の照射エネルギ値は、
このレーザ光を上記照射点に照射した際、上記気体が流
れているときに粒状の飛散物が発生しはじめる照射エネ
ルギ値と上記気体が流れていないときに上記飛散物が発
生しはじめる照射エネルギ値との間に設定されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザマーキン
グ装置。