JPS63295080A - 工作物上にマーキングを作成する方法および装置 - 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） この発明は工作物上にマーキング（ｍａｒｋｉｎｇ）を
作成する方法および装置に関し、このマーキングはパル
スビームエネルギーによ多形成される点状像要素の形態
を有する。

工作物に永久マーキングを付けるために、工作物の表面
に連続ビームエネルギーまたは一定周波数パルスのビー
ムを通過させることが既知である。この工程において、
工作物の材料は強力な加熱により、エネルギーの衝突領
域において蒸発または分解され、あるいは別の変化を受
け、その結果、材料のグレースケール値または色調に永
久変化が生じる。このように作動するレーザーマーキン
グ装置は、たとえば米国特許第＜Ｓ７Ｑ、６６７号、第
４，０７９，４５８号、第４．２１４２４９号、第４７
１へ０１９号、第４．４６へ９０９号、および第４，６
４２．６２２号明細書、ヨーロッパ特許（ＥＰ）第へ１
９２，８４３号および英国特許第２．１３４５５２号明
細書に示されている。

マーキングに利用されるエネルギー源はエネルギービー
ムを発生させ、このビームは衝突領域において（Ｌ１鵬
よシ小さい径を有している。

たとえば１襲のライン幅を有する明瞭に可視できるマー
キングを作成するには、加工物上のマーキングに対応す
る単純ラインにエネルギービームを通過させるだけでは
不十分であシ、このラインはラインに対して横方向の円
運動または振動を重ね合わせることにより広幅になされ
る。

この工程において工作物は、連続する円運動が相互に交
差する領域において不均一に加熱され、あるいはライン
の曲がシにより連続振動間の距離が拡大または減少され
る。

不均一加熱は通常、良好な熱伝導性により材料内で十分
に同等化され、したがって一様なマーキングが得られる
。熱伝導率が低い場合、そして特にプラスチックの場合
、不均一加熱により材料は差のある分解を生じ、その結
果、特にその横曲端部が明らかに相違するグレースケー
ル値または色調を示すマーキングが形成されるととにな
る。

したがってプラスチックのマーキングのためパ　　　　
には、パルスビーム・エネルギーを利用することが好ま
しく、このエネルギーは点状像要素を形成すると共に、
最初は広幅ラインの中心線に沿りて案内され、それから
前記ラインの周囲にループ形成されて、最終的に所望の
ライン幅が達成されるようにするか、あるいは前記ライ
ンの長手方向に対して横方向に２イン走査形態でエネル
ギーが通過される。エネルギービーム偏向装置は２つの
旋回ミラーを包含しておシ、その旋回速度はラインの屈
曲部、および各ライン状偏向の開始および終了時に加速
または減速される。したがって、一定の逐次周波数のエ
ネルギービームパルスによ多発生される点状像要素は、
偏向されたラインの屈曲領域または各ラインの開始およ
び終了部において、直線またはラインの中心に沿うよシ
相互に近接して配置されることになる。この点状像要素
の密度が不均一であることによ〕、マーキングのライン
幅においてグレースケール値または色調に、明瞭に識別
できる差異がもたらされる。

これまでの説明から、現在の装置および方法に制限があ
ることが解る。し九がって、前述の制限の一つまたは複
数を克服することを目的とする技術を提供することが有
利であることが明らかである。したがって、以下に完全
に開示される特徴を包含する適切な技術が提供される。

この発明の一様相において、前述の点は、均一なグレー
スケール値または色調を示すマーキングが形成されるよ
うにした方法により達成される。この方法は、少々くと
も一つの信号セットメモリ、像メモリおよびスキャナー
を備えるコンピュータと、ビームエネルギーを発生させ
ると共に、その作動のためのスイッチを備える第１装置
と、エネルギービームを表面上で２次光偏向させる手段
を備える第２装置とにより達成される。このスイッチは
エネルギービームを偏向する装置と同期されて、偏向速
度に関係なく一様な格子が形成されるようになって−る
。

前述および別の形態は、図面を参照する以下の発明の詳
細な説明から明らかに一＆るであろう。

しかし、この図面はとの発明を限定するものではなく、
例示のためのものであることは理解されるであろう。

第１図はこの発明の方法を実施するために適する装置の
基本図であシ、この装置はコンビエータ１０、レーザー
１１、ビームエキスパンダ１２およびレーザービーム用
検流ミラー偏向装買１３、および工作物１４から構成さ
れている。

コンビエータは関連プログラムを備えるパーソナルコン
ビエータとされ、その最も重要な要素はセットを表す記
号１５、像メモリ１６およびスキャナー１７である。レ
ーザー１１は能動媒質２１を備える市販モデルであシ、
その−側にはＱ−スイッチ２２およびミラー２３が、そ
して他側にはモードダイアフラム２４および出力ミラー
２５が配置されている。偏向装置１３は２つの回転自在
なミラー’ｓ　１．５２を包含しておシ、その垂直およ
び水平回転軸３へ　３４は調整装置３６および３スたと
えば検−流計に作動的に連結されておシ、またレンズ３
８が偏向装置１３に包含されている。

前述の装置を作動する場合、最初に、形成されるマーキ
ングが記号上ット１５中に、マーキングの輪郭（包絡曲
線）に対応する座標点列として記憶されている。たとえ
ば、文字ｒＶＪの形状を有するマーキングを形成する場
合は、記号セット１５に記憶されているこの文字の座標
点ＰＩ　−Ｐｓが読取られて、像メモリ１６に転送され
る。この方法において、隣接座標点間に直線がひかれ、
それによりこの文字の包絡曲線が像メモリ内に形成され
る。偉メモリはスキャナー１７により線毎に走査され、
したがりて各線において、文字に関連する開始および終
了点が、偏向装ｆｆ１３の調整装置３へ　３７をこれら
開始および終了点に合せて案内する。前記調整装置と作
動的に連結されたミラーは実数値センサを備えており、
その実数値信号がスキャナーへフィードバックされ、し
たがって、ミラーの位置の関数としてＱ−スイッチ２２
が作動されて、ミラーの角速度に関係なく、レーザービ
ームが工作物１４に衝突する点の一様表間隔を得ること
ができる。

第２図はマーキングの拡大断面図を示しておシ、その格
子は点状像要素から構成されている。

像要素は水平列および垂直線（列５１．５２．５３およ
び線５４．５５．５６のみに参照番号が付けられている
）に配置されており、前記列および線は一様々間隔を有
すると共に直角に交差している。

第３図は、点状像要素の格子が第２図のものと類似のマ
ーキングの断面図を示している。このマーキングにおい
ては、追加像要素が各列の端部に挿入されておシ（良好
に区別するために円領域として図示されている）、その
位置は格子点に対応しておらず、傾斜線６１および６２
上に配置されておシ、その傾斜は隣接する列の端部の像
要素により決定され、また傾剰線に沿う追加偉要素間の
距離は格子区分に対応している。

第４図は第２図に対応するマーキングの別の断面図を示
しており、ことで列の端部６翫　６４において上方線６
６および下方１ｌｊ６７に沿う点状像要素間の距離は像
点の径よシ小さく、したがって像点は重な〕合い、実質
的に閉鎖線を形成している。

第５図は最後に像要素格子を示しており、その位置は格
子の交差点に対応しておシ、その格子線は相互に６０°
傾斜され（等角格子）、とれはたとえば格子線７１．７
２に示されている。

この発明を実施するための装置は、市場で入手できる構
造グループから構成されている。このような構造グルー
プを利用できる装置に組立てること、そしてマーキング
または複数の繰返し適用できるマーキングを形成する丸
めの個々の作業工程についてのプログラムの用意、およ
びこのプログラムを一定値メモリに記憶させることは、
当業者の能力の範囲内にあシ、そのため前述の構造グル
ープおよびプログラムの詳細な説明は省略する。

この発明の方法を実際に適用するにあたり、事務機械用
キーが英数字記号によりマーキングが行なわれた。その
ため、淡グレー色プラスチックから形成されたキーが用
いられ、これはチバーガイギー会社によ〕「クラスチン
（Ｃｒａｓｔｉｎ）の商標で販売されている。レーザー
により発生される光は１．０６μｍの波長を有し、連続
パルス間の時間間隔は１ｍｓで、パルスの持続時間はほ
ぼａ２μｓで、１〜２ｍジュールのパルスエネルギーに
相当している。了−キングされるキーの表面におけるレ
ーザービームの径は７０μｍであった。各衡突レーザー
ビームパルスの領域において、プラスチックは溶融し、
かつ部分的に分解され、約１００μｍの径を有する濃グ
レー色点状像要素としてマーヤングが可視状態に形成さ
れる。４１０Ｂの高さおよび３ｍの幅を有し、２０列を
有すると共に各列に１５の像要素を有する格子領域にマ
ーキンギを形成する場合、この装置は約１３！Ｉを必要
とする。この方法による結果、未処理プラスチックの淡
グレースケール値上に均−表グレーの隙を有するマーキ
ングが形成される。

前述方法およびその実施に用いられる装置は種々に修正
され得ると共に、特定の作業条件に適応され得ることは
明らかであろう。格子領域のサイズ、列および行の数訃
よび間隔は任意に選択でき、レーザービームパルスの持
続時間およびエネルギーは、形成されるべき「穴（ｂｏ
ｒｅ−ｈｏｌｅｓ）　Ｊの異カる深さおよび径に適応さ
れるようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の装置を示す概略図、 第２図は水平線および垂直列を有する格子に配置された
点状像要素を有するマーキングの実施例を示す拡大断面
図、 第３図は格子が連続する点状像要素により縁どりされて
いる、第２図のそれに相当するマーキングの実施例を示
す断面図、 第４図は格子が連続線を形成する相互に重なシ合う（連
続した）点状像要素により緑どシされている、第２図の
それに相当するマーキングの実施例を示す断面図、 第５図は隣接線の点状像要素が相互に変位されているマ
ーキングの実施例を示す断面図である。 図中、 １０　・・・コンビエータ、Ｉ　Ｓ−・・偏向装置、１
５・・・記号セット、１６・−像メモリ、１７−＝・ス
キャナ１　、 特　許　出　願　人　　　　チノ（−ガイギーアクチェ
ンゲゼルシャフト 代理人　弁理士　　萼　　　優　美ほか２名Ｆｉｇ、　
２ Ｆｉｇ、　３ Ｆｉｇ、　ｌ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）均一なグレースケール値および均一な色調の一つ
   を有する工作物を、点状要素が格子形態に配置されるよ
   うにマーキングする工程からなる、パルスビーム・エネ
   ルギーにより工作物上に点状像要素のマーキングを作成
   する方法。
2. （２）ビームエネルギーが、マーキングされるべき工作
   物の表面の上に偏向装置により案内されると共に、エネ
   ルギービームパルスがエネルギービームの偏向と同期さ
   れるようにした請求項１記載の方法。
3. （３）マーキングの点状像要素が閉鎖線により実質的に
   縁どりされるようにした特許項１記載の方法。
4. （４）閉鎖線が、複数の隣接しかつ部分的に重なり合う
   点状像要素の一種から形成されるようにした請求項３記
   載の方法。
5. （５）前記工作物がプラスチックから形成されていると
   共に、点状像要素がプラスチックの蒸発、分解または化
   学的転換のいずれかにより形成されるようにした請求項
   １記載の方法。
6. （６）点状像要素の格子は格子に関連する交差点に対応
   し、かつその線が９０°または６０°の角度で交差する
   ようにした請求項１記載の方法。
7. （７）レーザービームをエネルギービームとして使用す
   るようにした請求項１記載の方法。
8. （８）事務機械のキーに英数字記号をマーキングする工
   程を含む、請求項１記載の方法。
9. （９）少なくとも一つの記号セットメモリと、像メモリ
   を含む手段と、スキャナーとを有するコンピュータ、エ
   ネルギー放射を行なわせるスイッチおよび第１装置、お
   よびエネルギー放射線を表面上に２次元偏向させる手段
   を有する第２装置を備えており、エネルギー放射線を偏
   向させる手段を備えるスイッチが同期されて、２次元偏
   向手段に関連する角速度に関係なく一様な格子が形成さ
   れるようにした、工作物上に点状像要素のマーキングを
   作成する装置。