KR100573368B1

KR100573368B1 - 2차원 바코드의 레이저 마아킹 방법

Info

Publication number: KR100573368B1
Application number: KR1019980047555A
Authority: KR
Inventors: 써팽유
Original assignee: 미야치 테크노스 가부시키가이샤
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2006-10-25
Also published as: US6121574A; KR19990062554A; CN1116653C; EP0927947A3; JP3557512B2; JPH11167602A; CN1223492A; EP0927947A2

Abstract

매트릭스식의 2차원 바코드를 고품질로 또한 효율좋게 마아킹한다.

마아킹 실행 모드에서는, 초기화 후, 소정 마아킹 데이터 및 조건 데이터에 따른 스캐닝 제어 신호를 스캐닝·헤드에 송부하고, 피가공물(W)의 표면상의 2차원 바코드·마아킹 영역에 있어서 소정의 첫번째의 흑셀 내에서, 야그 레이저 광의 빔스폿을 단위 묘화 패턴으로 소용돌이 형상으로 스캐닝시킨다. 첫번째의 흑셀 내에서의 소용돌이 스캐닝이 종료하면, 그 스캐닝 종료로부터 그에 근접한 두번째의 흑셀의 스캐닝 개시점까지 빔스폿을 점프시킨다. 그리고 이 두번째의 흑셀 내에서도, 상기와 동일한 단위 묘화 패턴으로 소용돌이 형상으로 빔스폿을 스캐닝 시킨다. 이하, 세번째 이후의 모든 흑셀에 대해서도 상기와 같은 소용돌이 스캐닝을 반복하고, 최후의 흑셀내에서의 소용돌이 스캐닝이 종료한 시점에서 모든 마아킹 동작이 종료한다.

Description

2차원 바코드의 레이저 마아킹 방법

본 발명은, 매트릭스식의 2차원 바코드를 작성하기 위한 레이저 마아킹 방법에 관한 것이다.

최근 2차원 방향으로 정보를 가지는 2차원 바코드가 보급추세를 보이고 있다. 2차원 바코드에는, 1차원 바코드를 세로로 겹쳐 종횡으로 정보를 표시하는 스택식의 바코드와, 흑백의 셀을 종횡 모자이크 형상(매트릭스 형상)으로 배열하여 정보를 표시하는 매트릭스식의 바코드가 있다.

제 14 도에, 매트릭스식의 대표적인 규격인 데이터 코드의 패턴의 예를 나타낸다.

데이터 코드는, L자형상으로 연속적으로 배열된 흑셀로 이루어지는 L 형 가이드셀 또는 보더셀과, 이 보더셀의 대변에 교대로 배열된 흑백셀로 이루어지는 타이밍셀과, 이들 보더셀 및 타이밍셀의 내측에서 표시 데이터에 따른 임의의 패턴으로 배치된 흑백 셀로 이루어지는 데이터 영역으로 구성된다.

이러한 종류의 2차원 바코드를 판독하려면, CCD 카메라에 의해 바코드 전체를 화상으로서 읽어내고, 화상 인식 기술에 따라 해독한다. 이 경우, 화상 처리에서는, 보더셀을 토대로 해당 2차원 바코드의 위치 및 회전 방향(각도)를 식별하고, 타이밍 셀을 토대로 각 셀의 좌표를 결정한다. 그리고, 데이터 영역내의 흑백셀의 배열 패턴을 원래의 코드로 다시 조립한다.

이 화상 인식에 있어서, 각 셀 CE를 인식하려면, 제 15 도에 도시하는 바와 같이, 셀 CE 내의 소정의 개소(대표점)RP에 대해 흑인지 백인지를 식별하고, 그 식별 결과에 따라 흑셀인지 백셀인지를 결정하도록 하고 있으며, 대표점(RP)의 개수에 따라 1점법(A), 4점법(B), 5점법(C)등이 있다.

한편, 2차원 바코드를 작성하려면, 각종 인쇄 방법이 가능하지만, 그 중에서도 레이저 마아킹 법은 피가공물의 표면에 2차원 바코드를 직접 인쇄할수 있다고하는 이점이 있으며, 반도체 웨이퍼나 IC 팩케이지등으로의 직접 마아킹에 유용하다.

2차원 바코드를 작성하기 위한 종래의 대표적인 레이저 마아킹 법은, 제 16 도에 도시하는 바와같이, 피가공물의 표면에 레이저 광의 빔스폿(BS)을 수평방향으로 향하여 1회분의 스캐닝·라인(HS)으로하고, 이 수평 스캐닝·라인(HS)을 수직방향으로 소정의 핏치(d)만큼 어긋나게 하여 소정 회수 반복한다고 하는 것이다. 통상은, 1행의 셀에 수개의 라인이 채워진다.

따라서, 각 흑셀(CEB)은, 수평 스캐닝·라인(HS)이 세로방향으로 여러개 병렬로 그려진 단위 영역이 된다. 한편, 백셀(CEW)은, 그와같은 수평 스캐닝·라인(HS)이 거기서는 결락(점프)하여 아무것도 그릴수 없는 단위 영역이다.

한편, 하나의 흑셀을 1개의 굵은 줄기의 레이저 빔 스폿으로 형성한 경우는, 셀 중심부가 움푹 깊게 파이고, 화상 인식이 어려워진다고 하는 문제가 있다.

제 16 도에서는, 도면의 이해를 용이하게 위하여, 레이저 빔 스폿의 궤적(스캐닝·라인)을 스폿 지름의 핏치로 단속적으로 나타내고 있다. 그러나, 실제로는 연속 직선의 궤적이 되는 것이 보통이다.

상기와 같은 2차원 바코드에서는, 에러 정정 기능이 제공 되고 있으며, 데이터 영역의 20-30%가 결손해 있더라도 바르게 복원할 수 있게 되어 있다.

더욱이, 이것은 바코드 전체에서 실현 가능한 에러 정정 기능이며, 개개의 셀의 표시 내용(흑/백)이 복잡한 것을 허용하지 않는다. 개개의 셀은 흑셀인지 백셀인지를 명확하게 표시하지 않으면 안된다.

상기와 같은 종래의 이러한 종류의 레이저 마아킹 방법으로는, 수평 스캐닝·라인(HS)의 밀도를 높게 하는 것으로, 그와같은 셀 표시품질의 요구에 대응할 수 있다.

그러나, 각 수평 스캐닝·라인(HS)에 있어서는, 빔 스폿(BS)을 각 흑셀(CEB)내에서 스캐닝 하고 있는 시간(제 16 도의 실선 또는 점선 부분 시간)보다도 빔스폿(BS)을 각 흑셀(CEB)의 종단(우측)으로부터 백셀(CEW)의 영역을 점프하여 이웃의 흑셀(CEB)의 시작단(오른단)까지 이동시키는데에 필요로 하는 시간(제 16 도의 일점 쇄선 부분의 시간)쪽이 길다. 더구나, 이와같은 점프는 각 백셀(CEW)에 있어서 몇번이나 수행된다.

더욱이, 제 17 도에 나타내는 바와같이, 바코드 단부의 마아킹 품질을 저하시키지 않도록, 단부의 외측으로 수평 스캐닝·라인 전환도 수행되고 있으나, 여기서도 쓸데없는 시간이 소비되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 2차원 바코드를 고품질로 또한 효율좋게 마아킹 할 수 있도록 한 레이저 마아킹 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 레이저 마아킹 방법은, 피가공물의 표면에 레이저 광을 스캐닝 하면서 조사하여, 단위 조사 영역으로서의 제 1 셀과 단위 비 조사 영역으로서의 제 2 셀을 소망의 배열 패턴으로 매트릭스 형상으로 배치하여 이루어지는 2차원 바코드를 마아킹 하는 2차원 바코드의 레이저 마아킹 방법에 있어서, 각각의 상기 제 1 셀 내에서 상기 레이저 광의 빔 스폿을 소용돌이 형상으로 스캐닝하여 단위 조사 영역을 형성하고, 소정의 순번으로 1셀 씩 상기 제 1 의 셀에 대한 상기 소용돌이 형상의 스캐닝을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 2 스캐닝 방법은, 상기 제 1 레이저 마아킹 방법에 있어서, 스캐닝 순번이 서로 뒤바뀌는 두 개의 상기 제 1 셀의 사이에서 앞의 제 1 셀의 소정의 스캐닝 종점으로부터 뒤쪽 제 1 셀의 소정의 스캐닝 개시점까지 상기 레이저 광의 빔 스폿을 점프하여 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 3 레이저 마아킹 방법은, 상기 제 1 또는 제 2 의 레이저 마아킹 방법에 있어서, 상기 2차원 바코드의 4구석의 하나를 시작점으로서 모든 셀을 외측으로부터 내측으로 소용돌이 형상으로 경우하는 루트를 따라 배열순번으로 상기 제 1 셀에 대한 스캐닝을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 소용돌이 형상이란, 바깥 둘레로부터 중심부를 향하여, 또는 그 반대로 중심부로부터 외주를 향하여, 임의의 형상으로 회전하면서 연속적 또는 단속적으로 진행하는 것을 의미한다. 따라서, 원형의 소용돌이 형상만이 아니라, 사각형과 같은 다각형의 소용돌이 형상 까지도 포함하며, 더욱이는 원형의 소용돌이 형상과 다각형의 소용돌이 형상을 합성한 소용돌이 형상도 포함한다.

또한, 본 발명에 있어서, 단위 조사 영역 및 단위 비조사 영역은 레이저 광의 조사의 유무에 따라 광학적으로 판독 가능한 두 종류의 단위 영역(셀)을 의미하고, 반드시 흑색 및 백색일 필요는 없다.

이하, 제 1 도내지 제 3 도를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

제 1 도에 본 발명의 일실시예에 의한 레이저 마아킹 방법에서 사용하는 스캐닝식 야그 레이저 마아킹 장치의 외관을 나타낸다 이 야그 레이저 마아킹 장치는, 제어 전원 유니트(10)와 레이저 발진(12)과 스캐닝·헤드(20)를 가진다.

제어 전원 유니트(10)에 있어서, 상부 내에는 표시부의 디스플레이(13)가 설치되며, 중간 내부(앞문14의 안쪽)에는 키보드나 제어기판이 설치되며, 하부 내(앞문 16의 안쪽)에는 레이저 전원 회로나 레이저 냉각 장치등이 배치되어 있다. 중간실내의 제어부로부터 발생된 스캐닝 제어 신호는 소정의 신호선(도시않음)을 통하여 스캐닝·헤드(20)로 전송된다. 스캐닝·헤드(20)는 레이저 발진 유니트(12)의 레이저 출사구에 설치되며, 헤드(20)의 바로아래에 작업대(18)가 설치되어 있다. 이 작업대(18)의 위에서, 피가공물(W)에 마아킹이 실시된다.

제 2 도에 제어 전원 유니트(10) 및 레이저 발진 유니트(12)내의 주요부의 구성을 나타낸다.

레이저 발진 유니트(12)내에는, 마아킹용의 야그 레이저 광(LM)을 발진출력 하기 위한 야그 레이저 발진기(22)와, 지향성이 강한 가시광 예를 들면 적색의 가이드광(LG)을 발생하기 위한 He-Ne레이저 또는 반도체 레이저등의 가이드 광 레이저(24)가 설치되어 있다. 야그 레이저 발진기(22)로부터 발진 출력된 야그 레이저 광(LM)은, 우선 밀러(26)에서 광로가 직각으로 꺽이고, 다음에 밀러(28)에서 광로가 직각으로 구부러지고 나서 직진하여 스캐닝·헤드(20)로 이송된다.

가이드광 레이저(24)로부터 발생된 가이드광(LG)은, 먼저 밀러(30)에서 광로가 직각으로 구부러지며, 다음에 밀러(32)에서 광로가 직각으로 구부러지고 나서 밀러(28)를 뒤쪽에서 투과하고, 그대로 직진하여 스캐닝·헤드(20)로 이송된다.

제어 전원 유니트(10)내에는, 야그 레이저 전원부(34), 가이드 광 레이저 전원부(36), 제어부(38), 표시부(40), 입력부(42), 인터페이스 회로(44)등이 설치되어 있다. 야그 레이저 전원부(34)는, 제어부(38)의 제어하에서 야그 레이저 발진기(22)내의 레이저 여기 수단(예를 들면 여기 램프)에 전력을 공급한다. 가이드 광 레이저 전원부(36)는, 제어부(38)의 제어하에서 가이드광 레이저(24)로 전력을 공급한다.

표시부(40)는, 제어부(38)로부터의 화상 데이터 및 표시 제어에 따라서, 디스플레이(13)에 화상을 그려낸다. 입력부(42)에는, 키보드, 마우스, 이미지 스캐너 등의 입력장치가 포함된다. 인터페이스 회로(44)는, 외부 장치(도시않음)와 데이터나 제어 신호등을 주고 받기 위하여 이용된다.

제어부(38)는, 마이크로 컴퓨터로 이루어지며, 내장의 메모리에 축적되어 있는 소정의 소프트 웨어에 따라 소요의 데이터를 처리하고, 장치내의 각부를 제어한다. 특히, 제어부(38)는, 후술하는 바와같은 설정입력 모드나 마아킹 실행 모드에 있어서 소요의 처리를 한다. 마아킹 실행 모드에서는, 스캐닝·헤드(20)의 스캐닝 동작을 제어하기 위한 스캐닝 제어 신호를 신호선(46)을 통하여 헤드(20)내의 스캐닝 구동 회로에 공급한다. 또한, 야그 레이저 발진기(22)에는 피이크 출력(꼭지값)이 아주 높은 펄스 레이저 광을 얻기 위한 Q 스위치가 내장되어 있으며, 제어부(38)는 도시하지 않은 제어선을 통하여 이 Q 스위칭까지도 제어 한다.

제 3 도에, 스캐닝·헤드(20)내의 스캐닝 기구의 구성예를 나타낸다. 이 스캐닝 기구는, 서로 직교하는 회전축(52a,54a)에 설치된 X축 스캐닝·밀러(52) 및 Y축 스캐닝·밀러(54)와 양 밀러(52,54)를 각각 회전 진동시키는 X축 검류계(galvanometer)(56) 및 Y축 검류계(58)를 가지고 있다.

스캐닝·헤드(20)내에 들어온 레이저 발진 유니트(12)로부터의 레이저 광(LM) 및 가이드광(LG)은 먼저 X축 스캐닝·밀러(52)에 입사하고 그리고 모두 반대하고 나서 Y축 스캐닝·밀러(54)에 입사하고, 이 밀러(54)로 모두 반사후 fθ 렌즈(60)를 통하여 피가공물(W)의 표면에 집광 조사한다. 마아킹면상의 빔스폿(BS)의 위치는, X축 방향에 있어서는, X축 스캐닝·밀러(52)가 닿는 각도에 따라 결정되며, Y축 방향에 있어서는, Y축 스캐닝·밀러(52)가 닿는각도에 따라 결정된다.

X축 스캐닝·밀러(52)는, X축 검류계(56)의 구동으로 화살표(A,A´) 방향으로 회전 진동한다. 한편, Y축 스캐닝·밀러(54)는, Y축 검류계(58)의 구동으로 화살표(B,B´) 방향으로 회전 진동한다. X축 검류계(56)에는, X축 스캐닝·밀러(52)에 결합된 가동 철편(회전자)와, 이 가동 철편에 접속된 제어 스프링과, 고정자에 설치된 구동 코일이 내장되어 있다. X축 검류계 구동 회로(도시하지 않음) 로부터 X축 방향스캐닝 제어 신호에 따른 구동 전류가 전기 케이블(62)을 통하여 X축 검류계(56)내의 이 구동 코일에 공급되는 것으로, 이 가동 철편(회전자)이 이 제어 스프링에 대항하여 X축 스캐닝·밀러(52)와 일체로 X축 방향 스캐닝 제어 신호가 지정하는 각도로 닿도록 되어 있다.

Y축 검류계(58)도 마찬가지의 구성을 가지고 있으며, Y축 검류계 구동회로 (도시 하지 않음)로부터 Y축 방향 스캐닝 제어신호에 따른 구동 전류가 전기 케이블(64)을 통하여 Y축 검류계(58)내의 구동 코일에 공급되는 것으로, Y축 검류계(58)내의 가동 철편(회전자)이 Y축 스캐닝·밀러(54)와 일체로 Y방향 스캐닝 제어 신호가 지정하는 각도로 닿도록 되어 있다. 따라서, 레이저 발진 유니트(12)로부터의 야그 레이저 광(LM) 및 가이드광(LG)이 스캐닝·헤드(20)내에 소정의 타이밍으로 들어올 때마다, 그와 동기하여 양 검류계(56,58)가 X방향 및 Y방향 스캐닝 제어 신호에 따라 X축 스캐닝·밀러(52) 및 Y축 스캐닝·밀러(54)를 각각 소정의 각도로 닿도록하는 것에 의해, 피가공물(W)의 마아킹 면상에서 레이저 광(LM) 및 가이드광(LG)의 빔스폿(BS)이 스캐닝된다.

이어서, 본 실시예에 있어서의 2차원 바코드를 작성하기 위한 설정 입력에 대해 설명한다. 제 4 도에 설정 입력 모드에 있엇의 제어부(38)의 처리를 순서도로 나타낸다.

이 설정 입력 모드에서는, 표시부(40)의 디스플레이(13)에 제 5 도에 도시하는 바와같은 설정 입력 화면을 영상출력하고, 입력부(42)의 마우스나 키보드등으로부터 입력되는 2차원 바코드 요소의 설정값을 입력한다(단계S1).

데이터 코드의 경우, 2차원 바코드의 요소에는, 표시 데이터 외에, 바코드의 사이즈(정방형의 일변의 길이), 에러 정정의 레벨(ECC종류)사용이 가능한 문자종류의 포맷(FORMAT ID)등이 있다.

제 5 예에서는, 표시 데이터로서 문자열 [ABCD]이 입력되며, 바코드의 사이즈는 2mm로 지정되며, 에러 정정 레벨은 ECC-0(신장율0%)가 선택되며, 포맷은 FORMAT3(알파벳 및 스페이스, 숫자, 기호등)이 선택되어 있다.

이어서, 제어부(38)는, 입력한 표시 데이터(제 5 예에서는 문자열 [ABCD]을 2차원 코드로 엔코드하여, 제 6 도에 도시하는 바와같은 비트맵 형식(BMP)의 데이터 파일을 생성한다(단계S2). 이 비트맵 형식의 2차원 코드에 있어서, [1],[0]은 목적으로 하는 2차원 바코드에 있어서의 조사셀 예를 들면 흑셀(제 1 셀), 비 조사셀 또는 백셀(제 2 셀)에 각각 반응한다.

이어서, 제어부(38)는, 상기 비트맵 형식의 2차원 코드를 레이저 스캐닝용의 마아킹 데이터로 변환한다(단계S3). 이 마아킹 데이터는, 목적으로하는 2차원 바코드에 있어서 각 셀의 위치, 특히 흑셀(CEB)의 위치를 나타내는 위치 데이터와, 각 흑셀(CEB)내에서 레이저 빔스폿을 소정의 묘화 패턴으로 소용돌이 형상으로 스캐닝시키기위한 단위 묘화 데이터를 포함한다.

제 7 도에, 단위 묘화 데이터에 따라 규정되는 단위 묘화 패턴의 예를 나타낸다. 도시하는 바와같은 사각형의 소용돌이 형상의 묘화 패턴(PA)과 서로 닮은 기본 패턴이 미리 등록되어 있으며, 이 2차원 바코드의 사이즈(설정값)에 대응한 셀 사이즈에 적합하도록 기본 패턴을 좌표 변환하는 것으로, 단위 묘화 패턴(PA)을 나타내는 단위 묘화 데이터가 얻어진다.

제 7 도의 예의 경우, 단위 묘화 패턴(PA)은, 시점(FO),굴절점(F1-F6) 및 종점(F7)의 좌표 또는 그들의 점을 잇는 선분의 백터에 의해 정의된다.

제어부(38)는, 상기한 바와 같이하여 생성한 마아킹 데이터를 소정의 기억 영역에 격납하여 등록해 둔다(단계S4).

한편, 설정 입력 모드에서는, 상기한 바와같은 2차원 바코드 요소의 설정 입력외에, 다른 화면(도시않음)에서 마아킹 동작의 조건 예를 들면 Q스위치 주파수, 스캐닝 속도, 램프 전류, 빔 최대진폭 등의 각종 조건 데이터가 설정 입력된다.

이어서, 본 실시예에 있어서 2차원 바코드를 작성하기 위한 마아킹 동작에 대해 설명한다.

제 8 도에, 본실시예의 마아킹 실행 모드의 제어부(38)의 처리를 나타낸다.

마아킹 실행 모드에 들어가면, 먼저 제어부(38)는 소요의 초기화를 나타낸다(단계S11). 특히, 이 초기화에서는, 지정된 기동 번호를 식별하고, 그 기동 번호에 대응하는 마아킹 데이터 및 조건 데이터를 메모리로부터 검색한다.

또한, 제어부(38)는, 야그 레이저 전원부(34) 및 가이드광 레이저 전원부(36)를 통하여 각각 야그 레이저 발진기(22) 및 가이드광 레이저(24)를 작동시키고, 야그 레이저광(LM) 및 가이드광(LG)을 각각 점등시킨다.

그리고, 상기 검색한 마아킹 데이터 및 조건 데이터에 따른 스캐닝 제어신호를 스캐닝·헤드(20)에 보내고, 피가공물(W)의 표면상의 2차원 바코드·마아킹 영역에 있어서 소정의 1번째의 흑셀(CEB)내에서, 야그 레이저광(LM) 및 가이드광(LG)의 빔스폿(BS)을 단위묘화 패턴(PA)으로 소용돌이 형상으로 스캐닝시킨다(단계B12,B13).

이 스캐닝 동작에 따라, 피가공물(W)의 표면상에서는, 야그 레이저광(LM)의 빔스폿(BS)이 닿은 피가공물 표면의 미소(微小)부문이 레이저 에너지로 순간적으로 증발 또는 변색하고, 빔스폿(BS)이 통과한 자리에 단위 묘화 패턴(PA)과 마찬가지의 소용돌이 형상의 패턴이 마아킹(각인)된다.

상기와 같이하여 1번째의 흑셀(CEB)내에서의 소용돌이 스캐닝이 종료했다면, 그 스캐닝 종점(F7)으로부터 거기에 접근된 2번째의 흑셀(CEB)의 스캐닝 개시점(F0)까지 빔스폿(BS)을 점프시킨다(단계S14,S15,S16,S12). 그리고 이 2번째의 흑셀(CEB)내에서도, 상기와 동일한 단위 묘화 패턴(PA)으로 소용돌이 형상으로 빔스폿(BS)을 스캐닝 시킨다.

이하, 3번째 이하의 모든 흑셀(CEB)에 대해서도 상기와 같은 소용돌이 스캐닝을 반복하고, 최후의 흑셀(CEB)내에서의 소용돌이 스캐닝이 종료한 시점에서 모든 마아킹 동작이 종료한다(S12,S13,S14, S15,S17).

제 9 도에, 본 실시예에 따른 마아킹 동작으로 얻어지는 2차원 바코드의 전체적인 패턴의 일예를 나타낸다. 도시하는 바와같이, 모든 흑셀(CEB)내에 동일 묘화 패턴(PA)으로 소용돌이 형상의 마아킹이 형성된다. 백셀(CEW)내는, 아무런 마아킹도 형성되지 않고, 피가공물(W)의 표면이 원래 대로의 상태로 노출되어 있다.

상기한 바와같이, 본 실시예의 레이저 마아킹 동작에서는, 목적으로 하는 2차원 바코드의 모든 흑셀(CEB)에 대해 1셀 씩 차례로 소용돌이 형상의 스캐닝이 이루어진다. 이 스캐닝 순서는, 무작위로도 가능하기는 하나, 바람직하게는 모든 마아킹 시간이 가장 짧아지도록, 일정 규칙에 따라 결정되는게 좋다.

도시하는 바와같은 데이터 코드의 경우, 흑셀이 L자형상으로 연속하여 배열되는 보더셀과, 그 대변에 흑셀과 백셀이 1개씩 교대로 역L자 형상으로 배열되는 타이밍 셀이 반드시 포함된다.

본 실시예에 따르면, 제 10 도 및 제 11 도에 도시하는 바와 같은 진행 방향에 따른 배열 순서에 따라 데이터 코드(2차원 바코드)의 흑셀에 대한 스캐닝 순서가 결정된다.

즉, 보더셀의 일단에 위치하는 흑셀(CEB)을 바코드 전체의 스캐닝 개시점(GO)으로 하고, 이 개시점(GO)으로부터 보더셀에 따라 L자형상으로 진행하고, 보더셀의 종단(G1)으로부터 타이밍 셀로 옮긴다. 그리고, 타이밍셀에 따라 역L자 형상으로 진행하고, 타이밍 셀의 종단(G2)으로부터 보더셀의 하나 안쪽의 셀 열로 옮기고, 이하, 그 연장된 방향으로 중심부를 향하여 소용돌이 형상으로 진행한다고 하는 루트로, 흑셀의 스캐닝 순번이 일률적으로 결정된다.

이와같은 소용돌이 형상의 스캐닝 순번에 따르면, 제 10 도에 도시하는 바와같이, 바코드의 각부 부근에 백셀(CEW)이 연속적으로 모여있는 곳에서는, 일점쇄선(K)으로 도시하는 바와같이 비스듬히 최단거리로 점프할 수 있다. 이에 따라 한층 짧은 시간에 효율좋게 마아킹이 이루어진다.

한편, 상기와같이 바코드의 외주로부터 중심부로 소용돌이 형상으로 진행하는 것과는 반대로, 중심부로부터 외주측을 향하여 소용돌이 형상으로 진행하는 루트로 스캐닝 순서를 결정해도 좋다.

제 12 도에, 레이저 빔스폿(BS)의 국소적인 이동 괴적을 나타낸다. 본 실시예에서는, 각 흑셀(CEB)내에서 레이저 빔스폿을 제 7 도에 도시하는 바와같은 묘화 패턴(PA)으로 소용돌이 형상으로 스캐닝한다. 이에따라, 1회의 연속한 스캐닝으로 흑셀내로 대략 정방향의 단위 흑 영역을 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 하나의 흑셀내의 스캐닝이 종료하면, 그 스캐닝 종단으로부터 다음의 흑셀의 스캐닝 개시점까지 레이저 빔스폿을 점프시킨다. 양흑셀 간에 1개 또는 여러개의 백셀이 존재할 경우, 그들 백셀의 영역상에서 레이저 빔스폿의 도약이 이루어지는 횟수는 1회뿐이다. 이에따라, 종래의 이러한 종류의 레이저 마아킹 방법(제 16 도)과 비교하여 점프에 소비되는 시간이 대폭 감소하고, 나아가서는 2차원 바코드의 모든 소요 마아킹시간을 대폭 단축할 수 있다.

한편, 제 12 도에서도, 도면의 이해를 용이하게 하기 위해, 레이저 빔스폿의 괴적(스캐닝·라인)을 스폿지름의 핏치로 계속적으로 그리고 있다. 실제로는 연속직선이 되는 것이 보통이다.

더욱이, 마아킹용의 레이저광(LM)을 주기가 긴 펄스 레이저 광으로 하고, 점선과 같은 스캐닝·라인으로 하는 것도 가능하다.

상기한 실시예의 사각형의 소용돌이 형상의 단위 묘화 패턴(PA)은, 일예이며, 그 외에도 여러 가지의 소용돌이 형상 묘화 패턴이 가능하다.

제 13 도에 단위 묘화 패턴의 몇 개의 변형예를 나타낸다. 패턴(PA1)은, 상기 실시예의 것과 동일한 사각형의 소용돌이 패턴이지만, 소용돌이 횟수를 적게 한 것이다. 이와는 반대로 소용돌이 횟수를 늘릴수 도 있다. 패턴(PA2)은, 전반부를 사각형 소용돌이 형상으로 하고, 후반부를 원형의 소용돌이 형상 패턴으로한 것이다. 이처럼, 다른 소용돌이 형상을 임의로 합성할 수 있다. 또한, 패턴(PA3)은 원형의 소용돌이 형상 패턴이거나, 패턴(PA4)은 오각형의 소용돌이 형상 패턴이다.

상기한 실시예에서는, 각 흑셀(CEB)내에서 레이저 빔스폿(BS)을 외측으로부터 내측(중심부)을 향하는 방향으로 소용돌이 형상으로 스캐닝하였다. 그러나, 이와 반대로, 내측으로부터 외측으로 향하는 방향으로 소용돌이 형상 스캐닝도 가능하다.

상기한 실시예는, 데이터 코드의 2차원 바코드를 작성하기 위한 레이저 마아킹에 관한 것이었다. 그러나, 본 발명은, QR코드, 페리코드나 CP코드등의 다른 매트릭스 방식의 2차원 바코드의 레이저 마아킹에도 적용 가능하다.

상기 설명한 바와같이, 본 발명의 레이저 마이킹 방법에 따르면, 단위흑 영역이 되며, 제 1 셀내에서 레이저광의 빔스폿을 소용돌이 형상으로 스캐닝시켜 단위흑 영역을 형성하고, 소정의 순번으로 하나씩 제 1 셀에 대한 소용돌이 형상의 스캐닝을 하는 것에 의해, 효율이 좋은 마아킹 동작으로 고품질의 2차원 바코드를 작성할 수 있다.

제 1 도는, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 마아킹을 실시 하기 위한 스캐닝식 야그 레이저 마아킹 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.

제 2도는 실시예의 레이저 마아킹 장치의 전원 유니트 및 레이저 발진 유니트내의 주요부의 구성을 나타내는 블록도이다.

제 3 도는 실시예의 레이저 마아킹 장치의 스캐닝·헤드내의 스캐닝 기구의 구성예를 나타내는 사시도이다.

제 4 도는 실시예의 설정 입력을 위한 제어부의 처리를 나타내는 순서도이다.

제 5 도는 실시예의 설정 입력 화면을 나타내는 개략 정면도이다.

제 6 도는 실시예의 비트맵 형식의 2차원 코드를 나타내는 도이다.

제 7 도는 실시예의 단위 묘화 데이터에 따라 규정되는 묘화패턴의 예를 나타내는 도이다.

제 8 도는 실시예의 마아킹 동작을 위한 제어부의 처리를 나타내는 순서도이다.

제 9 도는 실시예의 마아킹 동작에서 얻어지는 2차원 바코드의 전체적인 패턴의 일예를 나타내는 도이다.

제 10 도는 실시예의 흑셀에 대한 스캐닝 순서를 나타내는 도이다.

제 11 도는 실시예의 흑셀에 대한 스캐닝 순서를 결정하는 루트를 나타내는 도이다.

제 12 도는 실시예의 레이저 빔스폿의 이동 괴적을 모식적으로 나타내는 도이다.

제 13 도는 실시예의 단위 묘화 패턴의 몇 개의 변형예를 나타내는 도이다.

제 14 도는 매트릭스식 2차원 바코드의 일예로서의 데이터 코드의 표시 패턴을 나타내는 도이다.

제 15 도는 매트릭스식 2차원 바코드의 해독 방법을 나타내는 도이다.

제 16 도는 종래의 레이저 마아킹 방법에 있어서의 레이저 마아킹 스폿의 이동 괴적을 나타내는 도이다.

제 17 도는 종래의 레이저 마아킹 방법에 있어서의 레이저 마아킹 스폿의 이동 괴적을 나타내는 도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

18 : 디스플레이 20 : 스캐닝·헤드

22 : 야그 레이저 발진기 38 : 제어부

40 : 표시부 42 : 입력부

W : 피가공물 CEB : 흑셀

CEW : 백셀 LM : 마아킹용 레이저광

BS : 레이저 빔스폿 PA : 단위 묘화 패턴

Claims

피가공물의 표면에 레이저광을 스캐닝하면서 조사하여 , 단위 조사 영역으로서의 제 1 셀과, 단위 비조사 영역으로서의 제 2 셀을 소망의 배열 패턴으로 매트릭스 형상으로 배치하여 이루어지는 2차원 바코드를 마아킹 하는 2차원 바코드의 레이저 마아킹 방법에 있어서,

각각의 상기 제 1 셀 내에서 상기 레이저 광의 빔 스폿을 소용돌이 형상으로 스캐닝하여 단위 조사 영역을 형성하고, 소정의 순번으로 1셀 씩 상기 제 1 의 셀에 대한 상기 소용돌이 형상의 스캐닝을 하며,

스캐닝 순번이 서로 전후하는 두 개의 상기 제 1 셀 사이에서 앞의 제 1 셀의 소정의 스캐닝 종점으로부터 뒤쪽 제 1 셀의 소정의 스캐닝 개시점까지 상기 레이저 광의 빔 스폿을 점프시키고,

상기 2차원 바코드의 4구석의 하나를 시작점으로서 모든 셀을 외측으로부터 내측으로 소용돌이 형상으로 경유하는 루트를 따른 배열순번으로 상기 제 1 셀에 대한 스캐닝을 하는 것을 특징으로 하는 레이저 마아킹 방법.