JPS62110889A - レ−ザマ−キング装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、広い面積に亘るマーキングを、小出力のレ
ーザで瞬間的に、同時に実施するレーザマーキング装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来は、被加工物である物品の表面に社章、物品形名、
製造年月日等をレーザを用いてマーキングする場合には
、マーキングをしたい場所にレーザを照射させ・ながら
、描きたい文様形状にレーザを走査することによシ、レ
ーザ照射された場所の物品の表面材料を瞬間的に蒸発飛
散させてマーキングを行なっていた。

特に、一つめ物品表面の内、距離的に離れた複数の場所
にマーキングを行なう従来のレーザマーキング装置゛を
第６図の説明図に基づいて説明する。

図においてｂ’（ｘ）ｍレーザ（１ａ）を放射するパル
ス発振式のレーザ発振器、（１ａ）は強度分布が均一で
矩形の断面をもつレーザ、（４）はレーザ（１ａ）の経
路途中に設けられ、レーザを透過させて被加工物（６）
に印字させるマーキングパターンを有するマスク板であ
り、このマスク板（４）には距離的に離れた複数の場所
に所定の文字、記号等のマーキングパターンブロックが
形成されており、この文字又は記号各 の部分のみレーザ（１ａ）が透過する様に春マーキング
パターンブロックの文字又は記号の部分がくり抜いであ
る。（５）ハマスク板（４）からの透過光を被加工物（
６）の表面に集光させる集光レンズである。（γ）は被
加工物（６）表面におけるＸ方向についてのレーザ照射
位置を調節する矢印（Ａ）のように揺動可能なＸ方向ス
キャンニングミラーであり、レーザ発振器（１）から放
射されるレーザ（１＆）を反射してその進路を変化させ
る機能を有する。（３）は被加工物（６）表面における
Ｙ方向についてのレーザ照射位置を調節する矢印（Ｂ）
のように揺動可能なＹ方向スキャンニングミラーであり
、Ｘ方向スキャンニングミラ＝（γ）と同様にレーザ（
１ａ）を反射してその進路を変化させる機能を有する。

（９）１まレーザ発振器（ｔ）、Ｘ方向スキャンニング
ミラー（γ）、Ｙ方向スキャンニングミラー（３）を、
制御信号叫を介してプログラム制御する操作卓である。

従来のレーザマーキング装置は上記のように構成され、
まず、レーザ発振器（１）から放射されたレーザ（１ａ
）は、Ｘ方向スキャンニングミラー（７）ｋ　Ｙ方向ス
キャンニングミラ−（３）により、それぞれ反射されて
進行方向を変え、マスク板（４）の最初のマーキングパ
ターンブロックを照射する。すると、マスク板（４）の
マーキングパターンの部分のみを透過したレーザ（１ａ
）は集光レンズ（５）によって被加工物（６）の表面に
該マーキングパターンが結像されることにより、被加工
物（６）の表面材料を瞬間的に蒸発飛散させて目的とす
るマーキングを行なう。この時のレーザ（１ａ）の制御
、及びレーザ（１ａ）の通過経路と最初のマーキングパ
ターンブロックとの相対的位置の制御は、操作卓（９）
により制御信号（至）を介してレーザ発振器（１）、Ｘ
方向スキャンニングミラ−（ｒ）、ｙ方向スキャンニン
グミラ−（３）を制御することにより行なわれる。この
最初のマーキングパターンブロックでのマーキングが完
了すると、一旦レーザ（１ａ）の放射は停止する。次に
２番目のマーキングパターンブロックの位置でのマーキ
ングを行なうために、レーザ（１ａ）が当該２番目のマ
ーキングパターンブロックを照射する様に、Ｘ方向スキ
ャンニングミラ−（７）とＹ方向スキャンニングミラ−
（３）を制御してレーザ（１ａ）の通過経路を変化させ
る。Ｘ方向スキャンニングミラー（１）とＹ方向スキャ
ンニングミラ−（３）とが所定の位置まで揺動して停止
した後、レーザ（１ａ）を放射して二番目のマーキング
パターンブロックを照射する。このようにして、複数の
マーキングパターンブロックを順次レーザ照射して、最
終的に広い面積に亘るマーキングを完了することになる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のレーザマーキング装置ては１個の品
物（被加工物）につき０．１〜２秒以下の迅速なマーキ
ングを必要とする、例えば大量生産品のマーキングの場
合には、時間がかかりすぎて実用化が困難であり、しか
もレーザマーキング装置の構造が複雑であるという問題
点があった。

また、ミラー固定方式のマーキング方式と比較すると、
ミラー角度の調整に高度な精密さが要求され、装置とし
ての信頼性に不安があるという問題点もあった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、距離的に離れた広い面積に亘るマーキングを、小出
力のレーザで瞬間的に同時に実施することのできるレー
ザマーキング装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るレーザマーキング装置は、レーザ発振器
によりレーザを放射し、離隔した複数の反射面を備えた
第１の複合反射ミラーにより、上記レーザ発振器から放
射されたレーザを分割して反射させ、離隔した複数の反
射面を備えた第２の複合反射ミラーにより、上記第１の
複合反射ミラーで反射されたレーザを受光するとともに
上記分割方向とは直角方向に再び分割して反射させ、マ
ーキングパターンを有するマスク板により、上記第２の
複合反射ミラーからの反射光を透過させて被加工物に印
字させるようにしたものである。

〔作用〕

この発明において汀、レーザの経路途中に離隔した複数
の反射面を備えた第１の複合反射ミラーと第２の複合反
射ミラーを設けるとともに、第１の複合反射ミラーで分
割反射されたレーザを第２の複合反射ミラーで受光し、
前記分割方向とは直角方向に再び分割反射させるように
したから、レーザ発振器から放射されるレーザを２次元
的に広げて複数個所に分割することができ、したがって
距離的に離れた広い面積を同時に照射することができる
。

〔実施例〕

この発明の一実施例について第１図を参照しながら説明
する。この第１図り二ル−ザマーキング装置を示す鋭１
明図である。図において、（１）はレーザを放射するパ
ルス発振式のレーザ発振器％　（１ａ）は強度分布が均
一で矩形の断面をもつレーザでありこの第１図ではレー
ザ発振器（１）から被加工物（０）までの進路を明確化
するためにレーザの束の四隅には（ＩＰ）、（ＩＱ）、
（ＩＲ）、（１Ｂ）の符号を付している。（２）はレー
ザ発振器（１）から放射されたレーザ（１ａ）を同方向
に分割して反射させる離隔した段違いの複数の反射面（
２ａ）、（２ｂ）を備えた第１の複合反射ミラーであり
、この反射面（２ａ）　、（２ｂ）は互いに平行であっ
て、この反射面（２ａ）、（２ｂ）にはレーザ（１ａ）
は入射するが、入射レーザ（１ａ）の進行方向と平行な
方向の面（２ｄ）にはレーザは入射しないように第１の
複合反射ミラー（２）を形成するとともに、レーザ（１
ａ）の経路途中にこの第１の複合反射ミラー（２）を配
設している。（３）ハ第１の複合反射ミラー（２）で反
射されたレーザ（１ａ）を受光して上記分割方向とは直
角方向に分割して反射させる離隔した段違いの複数の反
射面（３ａ）、（３ｂ）を備えた第２の複合反射ミラー
である。（４）は第２の複合反射ミラー（３）からの反
射光を受光するマスク板であり、このマスク板（４）に
は距離的に離れた複数（この実施例では４箇所）の場所
に所定の文字、記号等のマーキングパターンブロックが
形成されており、この第１図では文字又は記号の部分の
みレーザが透過する様ニ、各マーキングパターンブロッ
クの文字又は記号の部分がくり抜いである。（５）ハマ
スク板（４）からの透過光を被加工物（６）の表面に集
光させる集光レンズである。

上記のように構成されたレーザマーキング装置において
は、レーザ発振器（１）から放射された直後のレーザ（
１ａ）の進行方向に対して、第１の複合反射ミラー（２
）で例えば複数の縦方向に分割反射させたとすれば、第
２の複合反射ミラー（３）では前記縦方向と直角の複数
の横方向に分割反射させて変位させる。こうして、複数
に分割されて２次元的に広げられたレーザ（１ａ）ｉｉ
−ｒスフ板（４）に形成された目的の各マーキング用パ
ターンブロック部にそれぞれ入射して、マスク板（４）
の該パターンブロックの部分のみを透過し、集光レンズ
（６）を介して被加工物（６）の表面に集光して表面材
料を瞬間的に蒸発飛散させて目的とするマーキングパタ
ーンの印字を行なう。したがってマスク板（４）、集光
レンズ（５）及び被加工物（６）の距離を調節可能にし
ておけば、集光レンズ（５）に対してマスク板（４）が
物点、被加工物（６）の集光レンズ側表面が実像点とな
る様にそれぞれの位置を設定するとともに、レーザ発振
器（１）の制御を行なってレーザ（１ａ）の強度が最適
となるように調節することにより、被加工物（６）に縮
小又は拡大された任意の大きさのマーキングパターンの
印字をすることが可能となる。ここで、この実施例では
集光レンズ（６）を用いたから、マスク板（４）のマー
キングパターンに対して、被加工物（６）上の像は倒立
実像となる。なお、集光レンズ（５）ハマスク板（４）
の像を被加工物（６）の表面に結ぶことのできる光学系
であれば凸レンズでも、凹面鏡でも他の光学系でもよい
。

第２図は他の実施例を示す説明図であり、この実施例で
は第１の複合反射ミラー（２）には離隔した段違いの３
つの反射面（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）を備え、第２
の複合反射ミラー（３）には離隔した５つの反射面（３
ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（３ａ）、（！ｉｓ）を備
えるとともに、５箇所にマーキングパターンブロックが
形成されたマスク板（４）は被加工物（６）の表面に密
着して配設されている場合を示している。したがって、
この実施例では集光レンズは不要となる。

なお、上記各実施例の説明ではマスク板（４）にはマー
キングパターンが形成され、このマーキングパターンの
部分がくり抜いである場合を示したが、レーザが透過で
きるのであれば、くり抜かなくても、例えば透明又れ１
その他の手段としてもよい。

また、上記各実施例における複合反射ミラー（２）。

（３）の離隔した複数の反射面は方向をそれぞれ調節可
能としておけば、最適な方向に分割反射させることがで
きて都合がよい。

なお、第１の複合反射ミラー（２）の反射光を第６の複
合反射ミラー（３）で受光できるのであれば、必ずしも
第１の複合反射ミラー（２）の反射面は互いに平行でな
くてもよい。同様に、第２の複合反射ミラー（３）の反
射光を、入射光と直角方向に分割でき、かつマスク板（
４）の所定のマーキングブロック部に照射できれば、第
２の複合反射ミラー（３）の反射面の反射部分は必ずし
も互いに平行でなくてもよい。

この発明は上記構成をとったことから、距離的Ｋｍれた
場所への複数のマーキングパターンブロックを同時に、
且つ瞬時に被加工物（６）にレーザマーキングすること
ができ、シタがってレーザマーキングに要する時間が極
めて短縮され（例えばタイト時間が０．１秒以下も可能
）、ＨＩＣ，スイッチ類、固定抵抗器その他の量産品へ
のマーキングに最適な装置となる。

また、マーキングパターンブロック部のみにレーザ（１
ａ）を照射するようにしたので、マスク板全面にレーザ
を照射させる方式と比較すると、極めて小出力のレーザ
発振器によりマーキングすることが可能となる。

さらに、複合反射ミラー（２）　、　（３）のレーザ（
１ａ）で反射する反射面は予め所定の方向に固定させて
おいて使用するので、光軸ずれ等の不安定要素を除くこ
とができる。

また、第３図に示すような従来の反射ミラー駆動方式と
比較して装置の構成が簡単で、装置が安価となる効果が
ある。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、異なった空間的位置に
複数個の平面ミラーを配設し、レーザ光を２次元方向に
分割後伝送するという簡単な構成をとったことから、レ
ーザマスク板を通して距離的に離れた場所への複数のマ
ーキングパターンを同時にレーザマーキング１−ること
ができて、マーキング時間の大幅な短縮化が口」′能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す説明図、第３図は従来のレー
ザマーキング装置を示す説明図である。 （１）・・レーザ発振器　（１ａ）−・レーザ（２）・
・第１の複合反射ミラー （２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）・・反射面（３）・・第
２の複合反射ミラー （３ａ）、（３ｂ）−（３Ｃ）−（３ｄ）−（３ｅ）−
−反射面（４）・・マスク板　　　（６）・・集光レン
ズ（６）・・被加工物 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザを放射するレーザ発振器と、このレーザ発
   振器から放射されたレーザを分割して反射させる離隔し
   た複数の反射面を備えた第１の複合反射ミラーと、この
   第１の複合反射ミラーで反射されたレーザを受光して上
   記分割方向とは直角方向に分割して反射させる離隔した
   複数の反射面を備えた第２の複合反射ミラーと、この第
   ２の複合反射ミラーからの反射光を透過させて被加工物
   に印字させるマーキングパターンを有するマスク板とを
   備えたことを特徴とするレーザマーキング装置。
2. （２）上記マスク板は被加工物の表面に密着して配設し
   た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。
3. （３）上記マスク板からの透過光を被加工物表面に集光
   させる集光レンズを設けた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。