JPS62110891A - レ−ザマ−キング方法 - Google Patents

レ−ザマ−キング方法

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JPS62110891A
JPS62110891A JP60252274A JP25227485A JPS62110891A JP S62110891 A JPS62110891 A JP S62110891A JP 60252274 A JP60252274 A JP 60252274A JP 25227485 A JP25227485 A JP 25227485A JP S62110891 A JPS62110891 A JP S62110891A
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JP
Japan
Prior art keywords
laser
coating material
marking
workpiece
melting point
Prior art date
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Pending
Application number
JP60252274A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Arai
荒井 伸治
Takekuni Azuma
吾妻 健国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60252274A priority Critical patent/JPS62110891A/ja
Publication of JPS62110891A publication Critical patent/JPS62110891A/ja
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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】 明なレーザマーキングを施す方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来は、金属質の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集光させ
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0 この方法によれば、レーザの走査経路を、予め組込マれ
たプログラムによりプログラム制御することによって任
意の文様形状を比較的簡単にマーキングできる上、マー
キングされた文様形状が半永久的に消えないという長所
があった0この金属表面へのレーザマーキングの方法を
具体的に図に基づいて説明する。第2図はこの従来のレ
ーザマーキング方法を示す説明図であシ、図において、
(1)はレーザ(1a)を放射するレーザ発振器、(8
)はレーザ発振器(1)から放射されたレーザθa)を
集光する集光レンズ、(4)は集光レンズ(8)で集光
されたレーザ(1a)によシ表面にマーキングがされる
被加工物、(6)は第2図中の上下方向を軸として矢印
(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
a)を反射してその進路を変化させる機能を有する。(
γ)は第2図中の紙面に垂直方向を軸として矢印CB)
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−(6)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
。(8)はレーザ発振器(1)%XX方向中ャンニング
ミラー(6)、Y方向スキャンニングミラ−(γ)を、
制御信号(9)を介してプログラム制御するコントロー
ラである。
従来のレーザマーキング方法は上記のように構成され、
レーザ発振器(1)から放射されたレーザ(1a)を集
光レンズ(8)によって直径0.02〜0.1mm程度
の微小スポットに集光して被加工物(4)の表面に照射
することにより、被加工物(4)を融解又は蒸発させる
。この時のレーザ(1a)の制御及び集光スポットと被
加工物(4)との相対的位置の制御は、コントローラ(
8)によシ、制御信号(9)を介してレーザ発振a (
1) 、x 方向スキャンニングミラー(6)% y方
向スキャンニングミラ−(ア)を制御することにより行
なわれ、集光スポットを、目的とするマーキングパター
ンに沿って走査させることによってマーキングを行なう
ようにしている。
とのレーザマーキング方法では、例えば1秒間に高々1
0字〜20字程度のアルファベット文字を刻むのが限度
であシ、マーキング時間が非常に長くかかる。更にマー
キングパターンと周囲の非マーキング部とのコントラス
トが必ずしも大きくなく、鮮明度を欠くという欠点もあ
った。
ところで、従来から、TEAGO2レーザを用いてプラ
スチック、無機物、有機物等の表面に瞬時に複数個の文
字や記号をマーキングするマスク転写方式(又はレーザ
マスク方式)は多く実用化されている。このT E A
 Co2レーザには高出力化が可能であり、被加工物の
マーキングの仕上がり品質が優れているという長所があ
る。ところが、鉄、アルミニウム、銅等の金属材料は、
一般に常温で赤外線を90〜98%以上反射してしまう
。従って発振波長λが10.6μmの上記T K A 
Co2レーザや、発振波長λが1.06μmのNa ;
 YAGレーザを金属表面に照射しても、吸収率が小さ
いため金属表面でほとんど反射されてしまい、その結果
、金属表面の温度はほとんど上がらないこととなる。
そのため、被加工金属の融解又は蒸発によるマーキング
を行なうためには、照射エネルギー密度を10 ’ w
/ art2以上に集光することが必要であシ、マスク
転写方式によって面積が数mm2〜40mm’の金属質
の被加工物表面に瞬時にマーキングパターンを転写する
のはエネルギー的に実現困難である。
即ち、TFiACO2レーザを用いたマスク転写方式に
よる金属製の被加工物へのマーキングは不可能であった
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記第2図に示すような従来のレーザマーキング方法で
は、前述のT EA Co、レーザを用いたプラスチッ
ク表面へ瞬時に複数個の文字や記号をマーキングするマ
スク転写方式と比較すると、マーキングに要する時間が
桁違いに長いという問題点があった。例えば同一のマー
キングを行なうのに要する時間がマスク転写方式が0.
1〜1秒であるのに対し、レーザマーキング方法が10
〜100秒であるような場合がある。
また、上記の従来のレーザマーキング方法はインク印刷
方式と比較すると、マーキング部の鮮明度の点で見劣り
がするという問題点もあった。
この発明は、上記従来の金属質表面へのレーザマーキン
グ方法の問題点を解決するためになされたもので、鮮明
なレーザマーキングを瞬時的に行なうことのできるレー
ザマーキング方法を提供す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方法は、マーキングを
施す金属質被加工物の表面に、該被加工物の表面材料と
同−又はよシ高温の融点を有するコーティング材を塗布
した後、マーキングすべき文様、形状にレーザを該被加
工物の表面に照射し、この照射された部分のコーティン
グ材を加熱融解させて被加工物の表面と融合させ、レー
ザ照射後に未融解のコーティング材を除去するようにし
たものである。
〔作用〕
この発明においては金属質の被加工物表面に予め該物品
表面材料と同−又はよシ高温の融点を有するコーティン
グ材を塗布するから、TEAC’O。
レーザやYAGレーザを照射しても、金属質の被加工物
表面で照射されだレーザのほとんどが反射されるという
ことがなくなシ、TEAC02レーザやYAGレーザを
用いたマスク転写方式による金属質被加工物の表面への
マーキングが可能となる。
〔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図はレーザマーキング方法を示す説明図
である。図においてレーザ発振器(1)と、集光レンズ
(8)は第2図と同様のものである。
(2)は所定のマーキングパターンが形成されたマスク
板であり、この第1図の実施例では文字の部分のみレー
ザ(1a)が透過する様に、roJ rA」rBjrc
Jの文字のマーキングパターンの部分がくシ抜いである
。(4)は、金属、合金等の金属質の被加工物。
(5)は被加工物(4)の表面の一部に塗布されたコー
ティング材であり、このコーティング材(5)は、照射
レーザの吸収率がよく、レーザ照射後の色彩が被加工物
(4)の表面金属と異なシ、シかも表面金属の融点と同
一温度ないし高温の融点をもつ非金属材料の微粉末を含
んでいる。
コーティング材(5)を塗布しておく。レーザ発振器(
1)、マスク板(2)、集光レンズ(8)、被加工物(
4)の位置関係は、集光レンズ(8)に対してマスク板
(2)が物点、被加工物(4)の集光レンズ側表面が実
像点となるように所定の場所に設置する。然る後、レー
ザ発振器(1)からレーザ(1a)を、マーキングパタ
ーンをもつマスク板(2)、集光レンズ(3)を経て被
加工物(4)のコーティング材(5)の部分に照射する
。すると、レーザ照射を受けた部分のコーティング材(
5)は瞬時に昇温しで融点に達して融解する。この融解
部の被加工物(4)の表面金属はコーティング材(5)
との接触界面からの熱伝導により昇温、融解し、コーテ
ィング材融解層と相互拡散し、部分混合しながら固化し
てコーティング材(5〕と強固に結合する。
次いでレーザ照射を停止した後、被加工物(4)のコー
ティング部を洗浄するか又ははけ等により払拭すること
等によって、レーザ未照射部の未融解の残留したコーテ
ィング材(5)を除去する。
次にこの実施例における金属質の被加工物(4)とコー
ティング材(5)との関係を詳述すると、被加工物(4
)の表面金属がクロムメッキ鋼板、ステンレス鋼板、銅
板、アルミニウム板等の、融点が660〜1860℃以
下の金属又は合金等の材料であるときは、コーティング
材(5)としては、融点が884〜2824℃であって
粒子直径が約3μm以下の硫酸ソーダ、硫酸マグネシュ
ウム、α−アルミナ、酸化マグネシウム等の白色粉末又
は四酸化二マンガン等の黒色粉末のうち、下地金属の融
点と同等か又はそれ以上の温度の融点をもつコーティン
グ材(5)を選択し、この選択したコーティング材(5
)を静電スプレーによって7〜10μm の厚さで被加
工物(4)の表面に塗布した後、T E A Co2レ
ーザを用いて、レーザを8 、r/ am2のエネルギ
ー密度で照射すればよい。然る後、フェルト布によって
コーティング材(5)を払拭すると鮮明なマーキングを
得ることができる。
この発明は、上記説明の如く、金属質の被加工物表面に
予めコーティング材を塗布したから、被加工物が金属材
料の時には適用が不可能であったT V A Co2レ
ーザやYAGレーザを用いたマスク転写方式によるマー
キングが可能となり、瞬時にマーキングができて、マー
キング時間が大幅に短縮できるとともに、該コーティン
グ材(5)は該被加工物表面材料と同−又はより高温の
融点を有するものとしたから、融解したコーティング材
と被加工物表面材料とが部分混合して強固に固化するこ
ととなシ、鮮明度の優れたマーキングができ、しかも剥
離が起こりにくいという効果がある。また、マーキング
後のマーキング部の色彩が被加工物表面の色彩と異なっ
て、マーキングがよシ鮮明となる0 さらに、この発明によれば、従来必要であったコントロ
ーラによるスキャンニングミラーの複雑な制御が不要と
なシ、装置が簡略化される。
なお、上記実施例ではT B A CO2レーザを用い
た場合を示しだが、TEACO2レーザの代シにYにレ
ーザを用いても上記と同様の所期の目的を達成し得る。
但しYAGレーザはランプの寿命が100時間程度しか
ないという欠点は含有している。
また、集光レンズ(8)は、マスク板(2)の像を被加
工物(4)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、他の光学系を用いてもよい。
なお、コーティング材(5)として、アルカリ金属以外
の金属酸化物、硫酸塩等の非熱分解性の無機物であって
、被加工物(4)の表面材料と同−又はよシ高温の融点
を有する微粉体を用いてもよい。
ところで、上記説明ではマスク板(2)と集光レンズ(
8)を用いて、マーキングすべき文様形状にレーザを被
加工物(4)の表面に照射したが、マスク板(2)と集
光レンズ(8)以外の他の手段を用いてもよい。
なお、マスク板(2)はコーティング材(5)の表面に
密着させるようにしてもよい。
また、上記説明ではマスク板(2)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シ抜
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、<シ抜かなくても、例えば透明又はその他の手段と
してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおシ、TEAco2レーザや
YAGレーザを用いたマスク転写方式によるマーキング
が可能となったことから、マーキング時間が短縮できる
とともに、鮮明なマーキングを実現できる。
【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図は従
来のレーザマーキング方法を示す説明図である。 (1a):レーザ    (4):被加工物(5):コ
ーティング材 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す〇

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マーキングを施す金属質被加工物の表面に該被加
    工物の表面材料と同一又はより高温の融点を有するコー
    ティング材を塗布した後、マーキングすべきレーザを該
    被加工物の表面に照射し、照射された部分のコーティン
    グ材を加熱融解させて被加工物の表面と融合させ、レー
    ザ照射後に未融解のコーティング材を除去するようにし
    たことを特徴とするレーザマーキング方法。
  2. (2)上記コーティング材としてアルカリ金属以外の金
    属酸化物、硫酸塩等の非熱分解性の無機物の微粉体を用
    いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレー
    ザマーキング方法。
JP60252274A 1985-11-11 1985-11-11 レ−ザマ−キング方法 Pending JPS62110891A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4326969A1 (de) * 1993-08-11 1995-02-16 Siemens Nixdorf Inf Syst Verfahren zur Beschriftung von schrägen Flächen, insbesondere Tastenkappen, mittels Laser
EP1040017B2 (fr) 1997-12-08 2008-08-20 Arnaud Hory Procede et dispositif de marquage d'objets avec des poudres minerales frittees
CN104837636A (zh) * 2012-10-08 2015-08-12 斯内克马公司 带有肉眼可见的预定图形表示的机械零件的表面标记的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5631472A (en) * 1979-08-23 1981-03-30 Inoue Japax Res Inc Surface curing treatment

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