JP2005186078A - Laser marking device and laser marking method - Google Patents
Laser marking device and laser marking method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005186078A JP2005186078A JP2003427729A JP2003427729A JP2005186078A JP 2005186078 A JP2005186078 A JP 2005186078A JP 2003427729 A JP2003427729 A JP 2003427729A JP 2003427729 A JP2003427729 A JP 2003427729A JP 2005186078 A JP2005186078 A JP 2005186078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- marking
- wavelength
- laser
- information
- laser light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
【課題】スキャナ等から読込んだ画像等を被マーキング材へマーキングする際に、ドット径を調整することにより、元の画像と比して遜色ない濃淡のある画像をマーキングすることが可能なレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法を提供する。
【解決手段】球体ドット状のレーザ光を出射するレーザ発振装置50と、レーザ発振装置50から入射するレーザ光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の波長変換装置を備える波長選択装置48a乃至48cと、レーザ光を被マーキング材W上に集光する集光レンズ59とを備えるレーザマーキング装置に関する。波長選択装置48a乃至48cはコントローラ41を備え、コンピュータの波長情報に基づき、レーザ光の入射位置に、波長切替装置48a乃至48cのうちの一つを配置するか否かを選択可能に形成されてなる。
【選択図】図3A laser capable of marking an image having a contrast that is inferior to that of an original image by adjusting a dot diameter when marking an image read from a scanner or the like on a material to be marked. A marking device and a laser marking method are provided.
Wavelength selection devices including a laser oscillation device that emits spherical dot-shaped laser light and a plurality of wavelength conversion devices that respectively convert wavelengths of laser light incident from the laser oscillation device to different wavelengths. Further, the present invention relates to a laser marking device including a condensing lens 59 that condenses laser light on a marking target material W. The wavelength selection devices 48a to 48c include a controller 41, and are formed so as to be able to select whether one of the wavelength switching devices 48a to 48c is arranged at the incident position of the laser light based on the wavelength information of the computer. Become.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、レーザマーキング装置及びレーザマーキング方法に係り、特にレーザ波長、集光レンズを変更することによりドット直径を変化させ、マーキングされる画像等の濃度調整を行うレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法に関する。 The present invention relates to a laser marking device and a laser marking method, and more particularly, to a laser marking device and a laser marking method for adjusting a density of an image to be marked by changing a dot diameter by changing a laser wavelength and a condenser lens. .
従来から、レーザマーキング装置によって、2次元コード、文字、ロゴマーク、画像等のマーキングを行う技術が知られている。
しかし、レーザマーキングを行う際には、無色のセルと有色のセルのみでは、白黒の表現しか出来ず、濃度の濃淡を有する写真画像等をマーキングすることは困難であった。
すなわち、写真画像等を単に白黒に2値化してマーキングを行っても、写真画像等の濃度グラデーションを表現することは困難であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for marking a two-dimensional code, a character, a logo mark, an image, or the like with a laser marking device is known.
However, when performing laser marking, only colorless and colored cells can be used to express only black and white, and it has been difficult to mark a photographic image or the like having a density of light and dark.
That is, even if a photographic image or the like is simply binarized into black and white and marking is performed, it is difficult to express a density gradation of the photographic image or the like.
このような問題点を解消し、マーキングの濃淡を制御するために、マーキング操作回数を制御する技術が開発された(例えば、特許文献1)。 In order to solve such problems and control the density of marking, a technique for controlling the number of marking operations has been developed (for example, Patent Document 1).
特許文献1では、レーザマーキングにおいて、マーキングの濃淡の制御を次のように行うことが記載されている。
すなわち、レーザ照射回数を制御して、被マーキング材料の変質・変色の程度を調整し、白灰色、灰色、褐色の3つの濃淡をマーキングで表現することを目的とするレーザマーキング制御方法が記載されている。
このマーキング方法によると、レーザ照射回数を多くするとマーキングの色は褐色となり、レーザ照射回数を少なくするとマーキングの色は、灰色から白灰色となり、マーキングの濃淡をある程度表現することは可能であった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes that in the laser marking, the density of the marking is controlled as follows.
That is, a laser marking control method for controlling the number of times of laser irradiation, adjusting the degree of alteration / discoloration of the material to be marked, and expressing the three shades of white gray, gray and brown by marking is described. ing.
According to this marking method, if the number of times of laser irradiation is increased, the color of the marking becomes brown, and if the number of times of laser irradiation is decreased, the color of the marking changes from gray to white-gray.
上記従来のレーザマーキング制御方法においては、ある程度のマーキングの濃度調整は可能であるものの、濃くマーキングする部分においては、レーザ照射回数が多くなるため、被マーキング材にクラック等の破壊痕が発生する可能性が高いという欠点があり、ガラス等の破壊されやすい被マーキング材にマーキングを施すことが耐久性の面から困難であるという問題点があった。
また、レーザ照射回数制御による濃度制御によれば、微妙な濃度調整ができず、写真画像等のように詳細な濃度調整が必要な画像をマーキングすることは困難であった。
In the above conventional laser marking control method, it is possible to adjust the marking density to some extent, but because the number of times of laser irradiation increases in the dark marking part, there is a possibility of generating a damage mark such as a crack in the material to be marked. In view of durability, there is a problem in that it is difficult to mark a material to be marked such as glass that is easily broken.
Further, according to the density control based on the number of times of laser irradiation, it is difficult to finely adjust the density, and it is difficult to mark an image that requires detailed density adjustment, such as a photographic image.
本発明の目的は、上記問題点を解決することにあり、スキャナ等から読込んだ画像等を被マーキング材へマーキングする際に、ドット径を調整することにより、元の画像と比して遜色ない画像をマーキングすることが可能なレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、レーザマーカーに複数の波長変換装置を組み込み、自動制御により、必要なドット径のドットをマーキングするために適切なレーザ波長を取出すことが可能なレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when marking an image read from a scanner or the like on a marking target material, the dot diameter is adjusted, thereby fading the original image. It is an object of the present invention to provide a laser marking apparatus and a laser marking method capable of marking a non-image.
Another object of the present invention is to incorporate a plurality of wavelength converters into a laser marker and to take out an appropriate laser wavelength for marking a dot having a required dot diameter by automatic control, and It is to provide a laser marking method.
上記課題は、請求項1に係る発明によれば、球体ドット状のレーザ光を出射するレーザ発振装置と、該レーザ発振装置から入射する前記レーザ光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の波長変換装置を備える波長選択装置と、前記レーザ光を被マーキング材上に集光する集光レンズと、を備え、前記波長選択装置は波長変換装置切替手段を備え、該波長切替手段は、前記レーザ光の入射位置に前記複数の波長切替装置のうちの一つを配置するか否かを選択可能に形成されることにより解決される。
このように構成されているので、一台のレーザマーキング装置で複数の波長のレーザ光を切替えて使用することが可能となる。
被マーキング体に照射されるレーザ光の波長が異なれば、被マーキング体には異なった直径を有するドットが形成される。
このため、波長変換装置により波長を切替えれば、ドット径の異なるドットをマーキングすることが可能となる。
また、使用する被マーキング体の種類によって使用するレーザ光の波長が異なるため、従来は複数のマーキング装置を所有する必要があった。しかし、本発明にかかるレーザマーキング装置によると、一台のマーキング装置で複数の波長のレーザ光を切替えて使用できるため、複数のレーザマーキング装置を備えておく必要がない。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a laser oscillation device that emits spherical dot-shaped laser light and a plurality of wavelengths that convert wavelengths of the laser light incident from the laser oscillation device into different wavelengths. A wavelength selection device including a conversion device; and a condensing lens that condenses the laser light on a marking target material. The wavelength selection device includes wavelength conversion device switching means, and the wavelength switching means includes the laser. This can be solved by forming whether or not one of the plurality of wavelength switching devices is arranged at the light incident position.
Since it is constituted in this way, it becomes possible to switch and use laser beams of a plurality of wavelengths with one laser marking device.
If the wavelength of the laser beam applied to the object to be marked is different, dots having different diameters are formed on the object to be marked.
For this reason, if the wavelength is switched by the wavelength converter, it is possible to mark dots having different dot diameters.
In addition, since the wavelength of the laser beam used differs depending on the type of the object to be used, it has been necessary to have a plurality of marking devices. However, according to the laser marking device of the present invention, it is not necessary to provide a plurality of laser marking devices because a single marking device can switch and use laser beams having a plurality of wavelengths.
このとき、被マーキング材にマーキングを施すためのマーキング情報を作成する制御手段を備え、該制御手段が作成したマーキング情報としての照射レーザ波長情報に従って前記波長変換装置切替手段を駆動制御して前記レーザ光が入射される波長変換装置を切替えるように構成されていれば好適である。
このように構成されているので、制御手段で作成されたマーキング情報に従って、自動的に波長変換装置を切替えることが可能となる。
At this time, a control means for creating marking information for marking the material to be marked is provided, and the wavelength conversion device switching means is driven and controlled in accordance with irradiation laser wavelength information as marking information created by the control means to control the laser. It is preferable that the wavelength conversion device to which light is incident is switched.
Since it is constituted in this way, it becomes possible to automatically switch the wavelength converter according to the marking information created by the control means.
また、前記波長選択装置は、前記波長変換装置を切替えて、前記レーザ光の波長を第一高調波乃至第四高調波のうちのいずれかの波長のレーザ光に変換する装置であって、前記波長選択装置で前記レーザ光の波長を変換することにより、前記被マーキング材に形成される前記ドット径を1μm以上70μm以下の範囲で制御するように構成されていれば好適である。 Further, the wavelength selection device is a device that switches the wavelength conversion device and converts the wavelength of the laser light into laser light of any one of the first to fourth harmonics, It is preferable that the dot diameter formed on the marking target material is controlled in a range of 1 μm or more and 70 μm or less by converting the wavelength of the laser beam with a wavelength selection device.
上記課題は、請求項4に係る発明によれば、球体ドット状のレーザ光を出射するレーザ発振装置と、該レーザ発振装置から入射する前記レーザ光を被マーキング材上に集光する複数の集光レンズを備えた集光レンズ選択装置と、を備え、前記集光レンズ選択装置は集光レンズ切替手段を備え、該集光レンズ切替手段は、前記複数の集光レンズのうちの一つの集光レンズを、前記レーザ光が入射する位置に選択的に配置することにより解決される。
このように構成されているので、一台のレーザマーキング装置で複数の集光レンズを切替えて使用することが可能となる。
同波長のレーザ光を使用している場合でも、集光レンズの厚さが異なれば、被マーキング体には異なった直径を有するドットが形成される。
このため、集光レンズ選択装置により集光レンズを切替えれば、ドット径の異なるドットをマーキングすることが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a laser oscillation device that emits spherical dot-shaped laser light, and a plurality of collectors that condense the laser light incident from the laser oscillation device onto a marking target material. A condensing lens selection device comprising an optical lens, the condensing lens selection device comprising condensing lens switching means, wherein the condensing lens switching means comprises one of the plurality of condensing lenses. This can be solved by selectively disposing an optical lens at a position where the laser beam is incident.
Since it is comprised in this way, it becomes possible to switch and use several condensing lenses with one laser marking apparatus.
Even when laser beams having the same wavelength are used, dots having different diameters are formed on the object to be marked if the thickness of the condenser lens is different.
For this reason, if the condensing lens is switched by the condensing lens selection device, it becomes possible to mark dots having different dot diameters.
このとき、被マーキング材にマーキングを施すためのマーキング情報を作成する制御手段を備え、該制御手段が作成したマーキング情報としての照射レーザ波長情報に従って前記集光レンズ切替手段を駆動制御して前記レーザ光が入射される前記集光レンズを切替えるように構成されていれば好適である。
このように構成されていると、制御手段で作成されたマーキング情報に従って、自動的に集光レンズを切替えることが可能となる。
At this time, a control means for creating marking information for marking the material to be marked is provided, and the laser is controlled by driving the condensing lens switching means in accordance with irradiation laser wavelength information as marking information created by the control means. It is preferable that the condenser lens to which light is incident is switched.
If comprised in this way, it will become possible to switch a condensing lens automatically according to the marking information produced by the control means.
上記課題は、請求項6に係る発明によれば、球体ドット状のレーザ光を出射するレーザ発振装置と、前記レーザ発振装置から出射された前記レーザ光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の波長変換装置を備える波長選択装置と、該波長選択装置によって波長を変換された前記レーザ光を被マーキング材上に集光する複数の集光レンズを備えた集光レンズ選択装置と、を備え、前記波長選択装置は波長変換装置切替手段を備え、該波長切替手段は、前記レーザ光の入射位置に前記複数の波長切替装置のうちの一つを配置するか否かを選択可能に形成され前記集光レンズ選択装置は集光レンズ切替手段を備え、該集光レンズ切替手段は、前記複数の集光レンズのうちの一つの集光レンズを、前記レーザ光が入射する位置に選択的に配置することにより解決される。
このように構成されているので、一台のレーザマーキング装置で複数の波長のレーザ光及び複数の集光レンズを切替えて使用することが可能となる。
被マーキング体に照射されるレーザ光の波長が異なれば、被マーキング体には異なった直径を有するドットが形成される。
同様に、同波長のレーザ光を使用している場合でも、集光レンズの厚さが異なれば、被マーキング体には異なった直径を有するドットが形成される。
このため、波長変換装置により波長を切替えれば、ドット径の異なるドットをマーキングすることが可能となり、集光レンズ選択装置により集光レンズを切替えれば、ドット径の異なるドットをマーキングすることが可能となる。
よって、波長選択装置及び集光レンズ選択装置を双方組合せて制御を行うことにより、多様な直径のドットを形成することが可能となり、複数のレーザマーキング装置を備えておく必要がない。
According to the invention according to
Since it is constituted in this way, it becomes possible to switch and use laser light of a plurality of wavelengths and a plurality of condensing lenses with one laser marking device.
If the wavelength of the laser beam applied to the object to be marked is different, dots having different diameters are formed on the object to be marked.
Similarly, even when laser beams having the same wavelength are used, dots having different diameters are formed on the object to be marked if the thickness of the condenser lens is different.
For this reason, it is possible to mark dots with different dot diameters by switching the wavelength with the wavelength conversion device, and marking dots with different dot diameters by switching the condensing lens with the condensing lens selection device. It becomes possible.
Therefore, by controlling both the wavelength selection device and the condenser lens selection device in combination, it becomes possible to form dots with various diameters, and there is no need to provide a plurality of laser marking devices.
このとき、被マーキング材にマーキングを施すためのマーキング情報を作成する制御手段を備え、該制御手段が作成したマーキング情報としての照射レーザ波長情報に従って、前記波長変換装置切替手段を駆動制御してレーザ光が入射される前記波長変換装置を切替えると共に、前記集光レンズ切替手段を駆動制御して前記レーザ光が入射される前記集光レンズを切替えるように構成されていれば好適である。
このように構成されていると、制御手段で作成されたマーキング情報に従って、自動的に波長変換装置及び集光レンズを切替えることが可能となる。
At this time, it is provided with a control means for creating marking information for marking the material to be marked, and in accordance with the irradiation laser wavelength information as the marking information created by the control means, the wavelength conversion device switching means is driven and controlled to perform laser It is preferable that the wavelength conversion device to which light is incident is switched, and the condensing lens switching unit is driven and controlled to switch the condensing lens to which the laser light is incident.
If comprised in this way, according to the marking information produced by the control means, it will become possible to switch a wavelength converter and a condensing lens automatically.
また、このとき前記波長選択装置は、前記波長変換装置を切替えて、前記レーザ光の波長を第一高調波乃至第四高調波のうちいずれかの波長のレーザ光に変換する装置であり、
前記集光レンズ選択装置は、前記複数の集光レンズを切替えて前記レーザ光を絞り込む装置であって、前記波長選択装置で前記レーザ光の波長を変換し、さらに波長が変換された前記レーザ光を前記集光レンズ選択装置で選択された前記集光レンズで絞り込むことにより、前記被マーキング材に形成される前記ドット径を0.1μm以上50μm以下の範囲で制御するように構成されていると好適である。
Further, at this time, the wavelength selection device is a device that switches the wavelength conversion device and converts the wavelength of the laser light into laser light of any wavelength from the first harmonic to the fourth harmonic,
The condensing lens selection device is a device for switching the plurality of condensing lenses to narrow down the laser light, wherein the wavelength selection device converts the wavelength of the laser light, and further converts the wavelength of the laser light. And the dot diameter formed on the marking target material is controlled in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less by narrowing down with the condensing lens selected by the condensing lens selection device. Is preferred.
更に、このとき前記制御装置は、レーザ照射遅延時間を制御する時間制御手段を備え、前記時間制御手段によりレーザ照射遅延時間を制御することで、前記被マーキング体に照射される前記ドット質量を変化させるように構成されていれば好適である。
このように構成されていると、ドット質量を変化させることが可能であるため、レーザ光が被マーキング材へ照射されるときに、被マーキング材へ加わる圧力を制御することが可能となる。よって、被マーキング材の物性に応じてレーザ照射遅延時間を変化させることができるため、被マーキング材の選択の余地が広がる。
また、このとき、レーザ照射遅延時間は、1〜100000μ秒の範囲で制御される。
Further, at this time, the control device includes time control means for controlling a laser irradiation delay time, and the dot mass irradiated to the object to be marked is changed by controlling the laser irradiation delay time by the time control means. It is suitable if it is constituted so as to be.
With this configuration, the dot mass can be changed, so that the pressure applied to the marking material can be controlled when the marking material is irradiated with laser light. Therefore, since the laser irradiation delay time can be changed according to the physical properties of the marking target material, the room for selecting the marking target material is widened.
At this time, the laser irradiation delay time is controlled in the range of 1 to 100000 μsec.
上記課題は、請求項11に係る発明によれば、画像情報を取込むための画像情報取得工程と、取込んだ前記画像情報から少なくとも濃度情報と座標情報を取得する情報取得工程と、前記濃度情報に基づいて、マーキングされるドットのドット径を示すドット径情報を演算するドット径情報取得工程と、前記ドット径情報に基づいて、照射するレーザ光の波長を示す波長情報を設定する波長情報取得工程と、前記波長情報に基づいて複数の集光レンズのうちいずれの前記集光レンズを使用するかを示す集光レンズ情報を設定する集光レンズ情報設定工程と、前記座標情報、前記波長情報、前記集光レンズ情報よりマーキング情報を設定するマーキング情報設定工程と、前記波長情報に従って、複数の波長変換装置を備え前記レーザ光の波長を変換する波長選択装置を制御して波長変換装置を切替える波長変換装置切替工程と、前記集光レンズ情報に従って、前記レーザ光を被マーキング材上に集光する複数の集光レンズを備えた集光レンズ選択装置を制御して集光レンズを切替える集光レンズ切替工程と、前記座標情報に従って、被マーキング材にレーザ光を照射するレーザマーキング工程と、を備えるレーザマーキング方法により解決される。
このように、構成されていると、波長選択装置と集光レンズ選択装置を制御して、マーキングされるドットのドット径を調整することができ、多様なマーキングを施すことが可能となる。
According to the invention according to claim 11, the subject is an image information acquiring step for capturing image information, an information acquiring step for acquiring at least density information and coordinate information from the captured image information, and the density A dot diameter information acquisition step for calculating dot diameter information indicating the dot diameter of a dot to be marked based on the information, and wavelength information for setting wavelength information indicating the wavelength of the laser beam to be irradiated based on the dot diameter information An acquisition step, a condensing lens information setting step for setting condensing lens information indicating which of the condensing lenses to use based on the wavelength information, the coordinate information, and the wavelength A marking information setting step for setting marking information from the information and the condenser lens information, and a plurality of wavelength converters according to the wavelength information, and changing the wavelength of the laser light. A wavelength conversion device switching step of controlling the wavelength selection device to switch the wavelength conversion device, and a condensing lens comprising a plurality of condensing lenses for condensing the laser light on the marking target material according to the condensing lens information This is solved by a laser marking method comprising: a condensing lens switching step of switching a condensing lens by controlling a selection device; and a laser marking step of irradiating a marking target material with laser light according to the coordinate information.
When configured in this manner, the wavelength selection device and the condensing lens selection device can be controlled to adjust the dot diameter of the dots to be marked, and various markings can be applied.
本発明によれば、マーキングされるドットのドット径を変化させることにより、写真画像等の濃淡のある画像をマーキングする際に、元の写真画像と同等の濃淡を有する画像を被マーキング材にマーキングすることが可能となる。
すなわち、マーキングされるドットのドット径を変化させることにより、所定セル内のドット密度を変更することが可能となるため、一般的な印刷技術であるグレースケール印刷と同様の濃度濃淡を有する画像を被マーキング材にマーキングすることができる。
よって、例えば、写真画像等の複雑な濃度情報を有する画像をマーキングする場合には、より鮮明なマーキング画像を得ることができ、顔の照合精度が向上するため、社員証のようなセキュリティー性が要求される製品に対しても本発明に係るマーキング方法を適用することが可能となる。
According to the present invention, when marking a dark image such as a photographic image by changing the dot diameter of the dot to be marked, an image having a light and shade equivalent to the original photographic image is marked on the marking target material. It becomes possible to do.
In other words, by changing the dot diameter of the marked dots, it is possible to change the dot density in a predetermined cell, so that an image having the same density as gray scale printing, which is a general printing technique, can be obtained. Marking material can be marked.
Therefore, for example, when marking an image having complex density information such as a photographic image, a clearer marking image can be obtained, and the face matching accuracy is improved. The marking method according to the present invention can be applied to required products.
また、従来技術のように何度もレーザ光を照射する必要がないため、レーザ照射位置に発生するクラック等が発生する可能性が低くなる。
更に、本発明によれば、レーザマーキング方法として、ベクトルマーキングではなくドットマーキングを採用しているため、レーザ光の輻射圧によって発生するクラック等の破壊痕は、ドット内壁面に封じ込められることとなり、レーザ照射位置外に発生するクラック等の破壊痕を最小限に抑えることが可能となる。
In addition, unlike the prior art, it is not necessary to irradiate the laser beam many times, so that the possibility of occurrence of a crack or the like occurring at the laser irradiation position is reduced.
Furthermore, according to the present invention, since dot marking is employed instead of vector marking as the laser marking method, fracture marks such as cracks caused by the radiation pressure of the laser light are contained in the inner wall surface of the dot, Destruction marks such as cracks generated outside the laser irradiation position can be minimized.
また、本発明によれば、レーザマーカー内に複数の波長変換装置を設け、マーキングするドットのドット径に応じて適切な波長変換装置に自動的に切替え、レーザ光の波長を適切な波長に変換してマーキングを行う。
このため、発振されるレーザ光の波長毎にレーザマーキング装置を複数備える必要がなく、レーザ光の波長を変える毎に波長変換装置を手動で交換する必要もなくなる。
また、制御手段から送信される波長情報に基づいて波長変換装置を自動的に切り換えるので、きめ細かな波長の変更が可能であり、一度のマーキング操作でドット径の異なった複数のドットをマーキングすることが可能となる。
Further, according to the present invention, a plurality of wavelength conversion devices are provided in the laser marker, and the wavelength of the laser light is converted to an appropriate wavelength by automatically switching to an appropriate wavelength conversion device according to the dot diameter of the dot to be marked. And marking.
For this reason, it is not necessary to provide a plurality of laser marking devices for each wavelength of the oscillated laser beam, and it is not necessary to manually replace the wavelength converter every time the wavelength of the laser beam is changed.
In addition, since the wavelength converter is automatically switched based on the wavelength information transmitted from the control means, it is possible to finely change the wavelength, and marking multiple dots with different dot diameters with a single marking operation Is possible.
更に、本発明においては、ドット径の異なるドットをマーキングすることが可能であるため、2次元コードを生成する場合には、単一のドット径を有するドットで2次元コードを作成する場合に比して、より多くの情報を2次元コードに盛り込むことが可能となる。 Furthermore, in the present invention, it is possible to mark dots having different dot diameters, and therefore, when generating a two-dimensional code, compared to when creating a two-dimensional code with dots having a single dot diameter. Thus, more information can be included in the two-dimensional code.
また、本発明によれば、読み込まれた画像データの濃度情報から各ドット毎のドット径データを演算し、そのドット径データからレーザ波長を設定して波長変換装置を自動的に切替えることができるため、ドット径の緻密な調整が可能となり利便性が向上する。 Further, according to the present invention, the dot diameter data for each dot can be calculated from the density information of the read image data, and the wavelength converter can be automatically switched by setting the laser wavelength from the dot diameter data. Therefore, precise adjustment of the dot diameter is possible, and convenience is improved.
更に、本発明においては、レーザマーカー内に厚さの異なる複数の集光レンズを切替可能に配設した集光レンズ選択装置が備えられている。
集光レンズの厚さを変化させれば焦点位置が変化するため、マーキングされるドット径を変化させることが可能となる。このように、集光レンズ切替装置により集光レンズを切替えてドット径を微調整することが可能となる。
よって、本発明においては、基本的には波長変換装置により波長を変換することによりドット径を調整し、更に集光レンズ切替装置によりドット径を微調整することが可能となる。
このため、マーキングされるドット径制御を緻密に行うことができ、写真画像等の濃淡のある画像をマーキングする際に元の画像と比して遜色のない画像をマーキングすることが可能となる。
Furthermore, in the present invention, there is provided a condensing lens selection device in which a plurality of condensing lenses having different thicknesses are arranged in the laser marker so as to be switchable.
If the thickness of the condensing lens is changed, the focal position changes, so that the dot diameter to be marked can be changed. In this way, it is possible to finely adjust the dot diameter by switching the condensing lens by the condensing lens switching device.
Therefore, in the present invention, basically, it is possible to adjust the dot diameter by converting the wavelength by the wavelength converter, and further finely adjust the dot diameter by the condenser lens switching device.
Therefore, it is possible to precisely control the dot diameter to be marked, and it is possible to mark an image that is inferior to the original image when marking an image having a light and shade such as a photographic image.
また、本発明においては、ドットマーキング方式を採用しているため、従来のベクトルマーキング方式でのマーキングに比して、被マーキング体を損傷するクラック等の破壊痕の発生が抑制される。
すなわち、輻射圧の発生方向がドットマーキング方式とベクトルマーキング方式では異なっており、ドットマーキング方式におけるマーキングではクラック等の破壊痕の発生をドット内壁面に封じ込めることが可能である。
よって、マーキングによって被マーキング体表面に与えられる影響が少なくなるため、マーキングが施された被マーキング体の耐久性が高くなる。
Further, in the present invention, since the dot marking method is adopted, the generation of fracture marks such as cracks that damage the object to be marked is suppressed as compared with the marking by the conventional vector marking method.
That is, the direction in which the radiation pressure is generated is different between the dot marking method and the vector marking method. With the marking in the dot marking method, it is possible to contain the occurrence of fracture marks such as cracks on the inner wall surface of the dot.
Therefore, since the influence given to the to-be-marked body surface by marking decreases, durability of the to-be-marked body to which marking was given becomes high.
更に、本発明においては、レーザ照射遅延時間を調整することが可能である。
レーザ照射遅延時間を調整することによってドット質量が変化するため、これにより輻射圧を調整することが可能となる。
よって、ガラス、金属、樹脂等の強度及び物性の異なる種々の被マーキング体にマーキングを施すことが可能となる。
Furthermore, in the present invention, it is possible to adjust the laser irradiation delay time.
Since the dot mass is changed by adjusting the laser irradiation delay time, it is possible to adjust the radiation pressure.
Therefore, it is possible to mark various objects to be marked having different strengths and physical properties such as glass, metal, and resin.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The members, arrangements, configurations, and the like described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
図1乃至図15は本発明の一実施形態を示す図で、図1はレーザマーキング装置の全体構成を示す説明図、図2はデータ制御部の構成を示す説明図、図3はレーザマーカーの構成を示す説明図、図4は波長選択装置の構成を示す説明図、図5は波長変換装置の原理を示す説明図、図6は集光レンズ装置の構成を示す説明図、図7はレーザマーキング方法の工程を示す説明図、図8はレーザ光の波長によるドット径変化を示す説明図、図9はドットのステップサイズの相違によるマーキングの相違の様子示す説明図、図10は2次元コードのバリエーションを示す説明図、図11は文字のマーキング状態を示す説明図、図12はレーザ光が被マーキング体に入射した際の輻射圧の発生方向を示す説明図、図13はレーザ光が被マーキング体より放出される際の輻射圧の発生方向を示す説明図、図14はドット内のクラックの発生状態を示す説明図、図15はドットマーキングにおけるクラック発生状態とベクトルマーキングにおけるクラック発生状態を示す説明図である。
本実施形態に係るレーザマーキングは、ドットマーキング方式で行われる。ドットマーキング方式とは、被マーキング物の表面に略半球状のマーキング痕を複数形成することによりマーキングを行う方式である。
FIG. 1 to FIG. 15 are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a laser marking device, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of a data control unit, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the wavelength selection device, FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the principle of the wavelength conversion device, FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the condenser lens device, and FIG. 7 is a laser. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a change in the dot diameter depending on the wavelength of the laser beam, FIG. 9 is an explanatory diagram showing a marking difference due to a difference in dot step size, and FIG. 10 is a two-dimensional code. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the marking state of characters, FIG. 12 is an explanatory diagram showing the direction of generation of radiation pressure when the laser light is incident on the object to be marked, and FIG. From marking body FIG. 14 is an explanatory diagram showing the generation state of cracks in the dots, and FIG. 15 is an explanatory diagram showing the crack generation state in dot marking and the crack generation state in vector marking. is there.
Laser marking according to the present embodiment is performed by a dot marking method. The dot marking method is a method in which marking is performed by forming a plurality of substantially hemispherical marking marks on the surface of an object to be marked.
図1は、本実施形態に係るレーザマーキング装置の全体構成を示す説明図である。
図1に示すSは、本実施形態に係るレーザマーキング装置を示す。
このレーザマーキング装置Sは、文字、図形、記号、画像などのマーキングパターンを被マーキング体にマーキングするのに好適に使用されるものであり、スキャナ10、タブレット20、コンピュータ30、レーザマーカー40を主要構成要素とする。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the laser marking apparatus according to the present embodiment.
S shown in FIG. 1 indicates the laser marking device according to the present embodiment.
This laser marking device S is suitably used for marking a marking pattern such as characters, figures, symbols, images, etc. on an object to be marked, and mainly includes a scanner 10, a
スキャナ10は、マーキングパターンの入力手段である。
スキャナ10は、紙面等に書かれた文字、図形、記号及び写真等に撮影された画像等のマーキングパターンに関するアナログデータを内部センサで読取り、この読取ったアナログ情報をデジタル情報に変換して出力する。
タブレット20は、スキャナ10と同様にマーキングパターン入力手段である。
タブレット20は、ペン22を用いて文字、図形、記号等のマーキングパターンを板状の入力部21に記入することにより、アナログ情報を入力することが可能なように構成されている。この入力されたアナログ情報はデジタル情報へ変換されて出力される。
なお、本発明にかかるマーキングパターン入力手段は、上記スキャナ10及び上記タブレット20以外にも、CCDカメラやデジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯端末等によって構成されていても良く、また、後述するコンピュータ30に備えられたキーボード32やマウス33によって構成されていても良い。
The scanner 10 is a marking pattern input unit.
The scanner 10 reads analog data related to a marking pattern such as characters, figures, symbols, and images taken on a sheet of paper with an internal sensor, converts the read analog information into digital information, and outputs the digital information. .
The
The
In addition to the scanner 10 and the
制御手段としてのコンピュータ30は、スキャナ10及びタブレット20から出力されたデジタルデータに基づいて、被マーキング体Wにマーキングパターンを生成し、その生成したマーキングデータにより後述するレーザマーカー40を動作させるためのものである。
本実施形態におけるコンピュータ30は、パーソナルコンピュータであり、表示部31、キーボード32、マウス33等を有して構成されている。
パソコン本体34は、図2に示すように、データの演算・制御処理装置としてのCPU35及び各種データを記憶する記憶部36を備えており、記憶部36は、記憶装置であるROM36a、RAM36b、ハードディスク36c、入出力部37で構成されている。
The
The
As shown in FIG. 2, the personal computer
ROM36aには、CPU35を動作させる制御プログラムが記憶されており、RAM36bは、一時的にデータを記憶する作業領域として使用される。
ハードディスク36cには予め作成されたフォントデータ(例えば、明朝体やゴシック体などの一般的なフォントデータ)や、文字、図形、記号に関するマーキングパターンデータ等が記憶されている。
また、ハードディスク36cには、パラメータ情報が記憶されている。パラメータ情報は、レーザマーキングを行う際の条件を設定したものである。
この条件としては、レーザ周波数、出力、印字回数、ビーム径、照射時間等がある。これらの条件は、レーザマーキングを行う際にCPU35により読み込まれる。
入出力部37は、コンピュータ30と外部装置との間で情報の入出力を行う。CPU35での演算結果は、入出力部37を介してレーザマーカー40へと送信される。
The
The
The
These conditions include laser frequency, output, number of prints, beam diameter, irradiation time, and the like. These conditions are read by the
The input /
なお、本実施形態においては、コンピュータ30とレーザマーカー40を、ケーブルによって直接に接続する構成としたが、無線LANやインターネット等の情報通信網を介して接続するように構成してもよい。
このように構成されていると、別の場所や遠隔地より指示及びデータを送信してレーザマーカー40を制御することが可能となる。
例えば、制御室等にコンピュータ30を設置し、作業室にレーザマーカー40を設置するような構成、本社にコンピュータ30を設置し、各地の工場にレーザマーカー40を設置するような構成、が可能となる。
In the present embodiment, the
If comprised in this way, it will become possible to transmit the instruction | indication and data from another place or a remote place, and to control the
For example, a configuration in which a
レーザマーカー40は、発振するレーザの種類によって、YAGレーザ、CO2レーザ、YVO4レーザ、UVレーザ、グリーンレーザ等に分類される。
本実施形態では、コンピュータ30とレーザマーカー40とが1対1で設置されている構成を示しているが、コンピュータ30に対して複数のレーザマーカー40を接続し、被マーキング材に応じて、適切なレーザ光を出射するレーザマーカー40が選択される構成としても良い。
The
In the present embodiment, a configuration in which the
レーザマーカー40の一例として、本実施形態において使用されるYAGレーザ装置の構成を図3に示す。
レーザマーカー40は、コントローラ41、YAGレーザ発振器50、ガルバノミラー47、集光レンズ選択装置59、を主要構成とする。
コントローラ41は、レーザマーカー40の各装置を駆動制御するためのものである。
コントローラ41は、コンピュータ30から出力された情報に基づいてレーザマーカー
40の各装置を駆動制御する。
As an example of the
The
The
The
YAGレーザ発信器50は、マーキングに使用するレーザ光を発振するための装置である。
YAGレーザ発信器50は、Qスイッチ素子43、全面反射鏡51、内部アパーチャ52、ランプハウス53、内部シャッタ44、出力鏡54を備えている。
Qスイッチ素子43は、ピーク出力(尖頭値)の極めて高いパルスレーザ光を得るための装置である。
ランプハウス53より出力されたレーザ光は、全反射鏡51と出力鏡54間を往復しながら増幅及び内部アパーチャ52で整光され、所定の間隔でQスイッチ素子43によりパルス出力される。
The
The
The
The laser beam output from the
波長選択装置48は、波長変換装置48a乃至48cを切替選択するための装置である。
波長選択装置48には、波長変換装置48a乃至48cが切替可能に配置されている。
波長変換装置48a乃至48cは、コンピュータ30から送信された波長情報に基づいて、コントローラ41により適切な波長を出力することができるものに切替えられる。
The
In the
Based on the wavelength information transmitted from the
図4は、波長選択装置48の機構を示す説明図である。
波長選択装置48は、波長変換装置48a乃至48cを備えている。
波長変換装置48a、48b、48cはそれぞれ、第一高調波を第二高調波、第三高調波、第四高調波にそれぞれ変換する。
それぞれの波長変換装置48a乃至48cは、波長変換装置48a・回転軸48e・波長変換装置48bの形成する角度及び波長変換装置48b・回転軸48e・波長変換装置48cの形成する角度が略直角となるように基板48dに固定されている。
基板48dは円形の板状体であり、中央部には回転軸48eが固定され、回動軸48eは図示しないモータにより回転駆動可能となっている。
図示しないモータは、コントローラ41により制御される。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the mechanism of the
The
The
In each of the
The
A motor (not shown) is controlled by the
例えば、波長変換装置48cを使用して波長を変換したい場合には、図4(a)に示すように、レーザ光が波長変換装置48cを通過する位置で基板48dが停止するように制御される。
また、波長を変換する必要がない場合には、図4(b)に示すように、レーザ光が波長変換装置48a乃至48cが存在しない場所を通過する位置で基板48dが停止するように制御される。
ただし、波長選択装置48の構成は、この構成に限られることはない。
本実施形態においては、基板48dを回動可能な円形の板状体としたが、回動可能な円筒形状に形成しても良いし、水平方向に移動可能な板状に形成しても良い。
For example, when the
Further, when it is not necessary to convert the wavelength, the
However, the configuration of the
In the present embodiment, the
図5は波長変換装置48aの原理を示す説明図である。波長変換装置48b及び48cも、同様の原理であり、使用する非線形結晶の種類が異なる。
波長変換装置48aに入射した波長変換前のレーザ光は非線形結晶490に入射する。
非線形結晶490とは、レーザ光などの強い光を照射すると、その電場の強さすなわち光の強度の2乗あるいは3乗等に比例した分極が起こり、入射光の角振動数の2倍あるいは3倍等の高周波を発生する物質のことであり、変換したい波長に応じて異なる原子構造の非線形結晶490が用いられる。
この非線形結晶490をレーザ光が通過することによって、波長変換という非線形現象が生じる。
非線形結晶490は公知の非線形結晶が使用され、例えば、KTP、KDP、DKDP、BBO等が使用される。
非線形結晶490を透過し、波長が変わったレーザ光は、フィルタ491により整光されて、波長選択装置48から放出される。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the principle of the
The laser light before wavelength conversion incident on the
When the
When the laser beam passes through the
As the
The laser light that has passed through the
ガルバノミラー47は、レーザ光が最終的に照射される被マーキング体W上の平面座標位置を決定するためのミラーであり、コンピュータ30から送信された座標情報に基づいてコントローラ41により駆動制御される。
カルバノミラー47の駆動源としてはモータが使用されている。
The
A motor is used as a drive source for the
集光レンズ選択装置59は、コンピュータ30から送信された集光レンズ情報に基づいて集光レンズ59a乃至59cを切替えるための装置である。
集光レンズ59a乃至59cは、ガルバノミラー47で反射されたレーザ光を集光しレーザ光の焦点を形成するためのレンズである。
集光レンズとしては、厚さの異なる複数のfθレンズ59a、59b、59cが切替え可能に配設されている。
なお、本実施形態においては、fθレンズ59a、59b、59cの厚さは、それぞれ10mm、20mm、30mmである。
fθレンズとは、光軸から角度θでレンズに入射されたときの焦点が、光軸を通った光が焦点を結ぶ平面と同じ面上に来るように設計されたレンズのことである。
ただし、集光レンズとして使用するレンズは、fθレンズ59a、59b、59cに限られることはなく、単レンズ、非球面レンズを使用してもよい。
この場合には、公知のリニアトランスレータを用いて焦点位置の補正を行いながらマーキングを行うとよい。
The condenser
The condensing
As the condenser lens, a plurality of
In the present embodiment, the thicknesses of the
The fθ lens is a lens designed so that the focal point when incident on the lens at an angle θ from the optical axis is on the same plane as the plane that focuses the light passing through the optical axis.
However, the lens used as the condenser lens is not limited to the
In this case, marking may be performed while correcting the focal position using a known linear translator.
図6は、集光レンズ装置59の機構を示す説明図である。
図6は、集光レンズ装置59を上部から見た場合の説明図であり、レーザ光は図6の上面から下面へと通過する。
集光レンズ装置59は、集光レンズ59a乃至59cを備えている。
それぞれの集光レンズ59a乃至59cは、基板59dに固定されている。
基板59dは方形の板状体であり、水平方向への移動を案内する不図示のスライド溝に係合されている。また、基板59dは図示しないモータにより水平方向へ駆動可能となっている。
図示しないモータは、コントローラ41により制御される。
FIG. 6 is an explanatory view showing the mechanism of the condensing
FIG. 6 is an explanatory diagram when the
The
Each
The
A motor (not shown) is controlled by the
例えば、集光レンズ59aを使用して集光したい場合には、図6(a)に示すように、レーザ光通過位置59eに集光レンズ59aが停止するように制御される。
また、図6(a)の状態において、基板59dはX方向へ水平移動可能であり、集光レンズ59b又は集光レンズ59cに切替える場合にはX方向へ駆動制御される。
また、集光レンズ59bを使用して集光したい場合には、図6(b)に示す状態で基板59dが停止するように制御される。この状態から集光レンズ59cに切替える場合には基板59dをX方向へ駆動制御し、集光レンズ59aに切替える場合には基板59dをY方向へ駆動制御する。
ただし、集光レンズ装置59の構成は、この構成に限られることはない。
本実施形態においては、基板59dを水平方向へ駆動可能な方形の板状に形成したが、
回動可能な円形の板状に形成しても良い。
For example, when it is desired to collect light using the condensing
Further, in the state of FIG. 6A, the
When it is desired to collect light using the condensing
However, the configuration of the condensing
In the present embodiment, the
You may form in the circular plate shape which can rotate.
このように構成されたレーザマーカー40でのレーザ光は下記の軌跡をたどる。
すなわち、YAGレーザ発信器50よりパルス出力されたレーザ光は、外部シャッタ45を通過して波長選択装置48に入射する。
波長選択装置48から出射した波長が変わったレーザ光は、レベリングミラー56により光路を変更され、アパーチャ55によりビーム径を絞られた後、ガリレオ式エキスパンダ57によりビーム径を広げられる。更に、アパーチャ58によりビーム径を調整された後、アッテネータ46により減衰されてから、ガルバノミラー47方向へ進む。
ガルバノミラー47で反射されたレーザ光は集光レンズ装置59に入射し、集光レンズ59a乃至59cのうちのいずれか一つの集光レンズにより集光され、被マーキング体Wに照射される。
The laser beam from the
That is, the laser beam pulse-output from the
The laser beam emitted from the
The laser beam reflected by the
図7により、上記構成からなるレーザマーキング装置Sを用いて、ユーザにより設定入力されたマーキングパターンを被マーキング体Wにマーキングする方法について説明する。 With reference to FIG. 7, a method for marking a marking target object W with a marking pattern set and input by a user using the laser marking device S having the above-described configuration will be described.
レーザマーキング方法の工程の流れを図4に示す。
はじめに、データ生成工程において、被マーキング体Wにマーキングするマーキングパターンについてのビットマップデータを取得する(ステップS1)。
すなわち、ユーザがスキャナ10又はタブレット20にアナログデータを入力すると、このアナログデータはスキャナ10又はタブレット20によって読み込まれ、デジタルデータに変換されて制御部30へと出力される。この出力されたデジタルデータは、ビットマップファイル形式でコンピュータ30において記憶される。
The process flow of the laser marking method is shown in FIG.
First, in the data generation step, bitmap data about a marking pattern to be marked on the object to be marked W is acquired (step S1).
That is, when the user inputs analog data to the scanner 10 or the
なお、マウス33を使用して、ビットマップファイル上に文字又は図形等を書き込むことによりビットマップデータを取得しても良い。
また、キーボード32を使って文字入力することにより、ハードディスク36cに記憶されたフォントデータ及び文字を読み出して、このフォントデータ及び文字データからビットマップデータを取得するようにしても良い。
このとき市販のフォント(勘定流、相撲文字、筆文字等)データをコンピュータ30にインストールしておき、これらのフォントデータからビットマップデータを取得するようにしても良い。
また、ユーザの直筆により作成されたオリジナルフォントをスキャナ10又はタブレット20により取込んで、ビットマップデータを取得することができることは勿論である。
Note that bitmap data may be obtained by writing characters or graphics on the bitmap file using the
Further, by inputting characters using the
At this time, commercially available font data (account flow, sumo characters, calligraphy characters, etc.) data may be installed in the
Of course, the original font created by the user's handwriting can be taken in by the scanner 10 or the
次にマーキング条件の設定を行う(ステップS2)。
ここでは、文字、2次元コード、ロゴマーク等のマーキングを行う際には「レーザパラメータ」として、照射するレーザの波長、ビーム径、Qスイッチ素子の周波数、電力値、パワー、ドット照射時間、レーザ照射遅延時間、マーキング回数等のマーキング条件を設定する。また、文字を入力する際には「文字パラメータ」としてフォントサイズ、位置、文字間隔、太字、斜体文字等の設定を行うことも可能である。
ただし、スキャナ10で取込んだ濃度情報を有する画像をマーキングする際には、レーザパラメータに相当するマーキング条件は、コンピュータ30により自動的に演算されて決定される。
Next, marking conditions are set (step S2).
Here, when marking characters, two-dimensional codes, logo marks, etc., the “laser parameters” are the wavelength of the laser to be irradiated, the beam diameter, the frequency of the Q switch element, the power value, the power, the dot irradiation time, the laser. Set marking conditions such as irradiation delay time and number of markings. In addition, when inputting characters, it is possible to set font size, position, character spacing, bold, italic characters, etc. as “character parameters”.
However, when marking an image having density information captured by the scanner 10, the marking condition corresponding to the laser parameter is automatically calculated and determined by the
そして、上記ステップS2にて設定した条件に基づくと共に、コンピュータ30において記憶されたビットマップデータから文字、2次元コード、画像等をドットマーキングするためのマーキング用データを生成する(ステップS3)。
すなわち、ビットマップファイルにおいて、1ピクセル毎についてのパターン入力の有無を検出する。このとき、パターン入力の有無の検出は、ビットマップファイルの右上側から左上側へ向けて行い、左上側まで行ったら一段下がって右方向へと行い、右端まで行ったら更に一段下がって左方向へ行う。このように右から左へ、上から下へ、左から右へという具合に交互に行う。
また、マーキングパターンの濃度をグレースケールとして認識し、各ピクセル毎に濃度に応じたドット径を演算し、設定する。
なお、ドット径とは、ドットの直径の値のことである。
Then, based on the conditions set in step S2, marking data for dot marking of characters, two-dimensional codes, images, etc. is generated from the bitmap data stored in the computer 30 (step S3).
That is, the presence or absence of pattern input for each pixel is detected in the bitmap file. At this time, the presence / absence of pattern input is detected from the upper right side to the upper left side of the bitmap file. If it goes to the upper left side, it goes down one step and goes to the right side. Do. In this way, the operation is alternately performed from right to left, from top to bottom, and from left to right.
Further, the density of the marking pattern is recognized as a gray scale, and a dot diameter corresponding to the density is calculated and set for each pixel.
The dot diameter is the value of the dot diameter.
ここでは、各ピクセルが黒であるか白であるかの検出を行い、黒であればパターン入力があったものとして、各ピクセルにマーキングされるドットのドット径の検出を行う。ピクセルが白であればパターン入力がなかったものとされる。
そして、パターン入力されたピクセルに基づいてマーキングパターンの2次元座標データを取得し、このように取得された2次元座標データを取得し、各ピクセル毎にマーキングされるドットの2次元座標データ、ドット径、及び上記ステップ2において設定された各条件に基づき、ドットマーキングを行うためのドットマーキング用データが形成される。
ただし、スキャナ10より取込まれた濃度情報を有する画像データに関しては、濃度情報より演算されたドット径情報に基づいて波長情報及び集光レンズ情報が決定され、各ドット毎に2次元座標情報と波長情報及び集光レンズ情報が設定される。
Here, it is detected whether each pixel is black or white, and if it is black, it is assumed that there is a pattern input, and the dot diameter of the dot marked on each pixel is detected. If the pixel is white, it is assumed that there was no pattern input.
Then, the two-dimensional coordinate data of the marking pattern is acquired based on the pattern-input pixels, the two-dimensional coordinate data acquired in this way is acquired, and the two-dimensional coordinate data of the dots marked for each pixel, dot Based on the diameter and each condition set in
However, for image data having density information captured from the scanner 10, wavelength information and condenser lens information are determined based on dot diameter information calculated from the density information, and two-dimensional coordinate information and Wavelength information and condenser lens information are set.
スキャナで取込まれた写真画像等は、直径の異なるドットの集合として表現される。
従来の印刷技術においては、網点の密度を調整することによってグレースケールを表現している。すなわち、網点の密度が高い部分は濃色となり、網点の密度が低い部分は薄色となる。
本実施形態においては、レーザマーキングによるドットを網点とし、ドット径を変更することによりドット密度を調整し、緻密なグレースケールを表現することが可能である。
すなわち、同面積中に存在するドットの径を大きくすることにより色彩は濃くなり、ドット径を小さくすれば色彩は薄くなる。
よって、ドット径を変えることにより微妙な色彩の濃淡を表現することが可能となる。
この、ドット径はレーザ光の波長及び集光レンズを制御することによって調整できる。
A photographic image or the like captured by a scanner is expressed as a set of dots having different diameters.
In the conventional printing technique, gray scale is expressed by adjusting the density of halftone dots. That is, a portion where the density of halftone dots is high is dark, and a portion where the density of halftone dots is low is light.
In this embodiment, it is possible to express a precise gray scale by adjusting the dot density by changing the dot diameter by using the dot by laser marking as a halftone dot and changing the dot diameter.
That is, the color becomes darker by increasing the diameter of dots existing in the same area, and the color becomes lighter by decreasing the dot diameter.
Therefore, it is possible to express subtle shades of color by changing the dot diameter.
The dot diameter can be adjusted by controlling the wavelength of the laser beam and the condenser lens.
このように、マーキングされるドットのドット径を調整することによって、カラー画像に比して遜色のない画像をマーキングにより表現することが可能となる。
よって、写真画像の照合性が高くなり、社員証や各種証明書等の高い画像照合性を要する製品に本実施形態に係るレーザマーキング方法を適用することが可能となる。
Thus, by adjusting the dot diameter of the marked dots, it is possible to express an image that is inferior to the color image by marking.
Therefore, the collation of photographic images is improved, and the laser marking method according to this embodiment can be applied to products that require high image collation such as employee ID cards and various certificates.
次に、データ生成過程からレーザマーキング工程に移行する。
はじめに、レーザマーキング工程において、被マーキング体Wのどの位置に文字、図形、画像等のマーキングを行うか決定し、マーキング領域において被マーキング体Wの位置合わせを行う(ステップS4)。
そして、レーザマーカー40を用いて、被マーキング体Wにレーザ光を照射し、被マーキング体Wのドットの配列からなるマーキングパターンを形成する(ステップ5)。
すなわち、コンピュータ30で形成したドットマーキング用データをレーザ40のコントローラ41に送信する。
Next, the process proceeds from the data generation process to the laser marking process.
First, in the laser marking process, it is determined at which position of the marking target W a character, figure, image, etc. is to be marked, and the marking target W is aligned in the marking region (step S4).
Then, using the
That is, the dot marking data formed by the
そして、コントローラ41においてドットマーキング用データが受信される。
コントローラ41は、このドットマーキング用データに基づいて、超音波Qスイッチ素子43、内部シャッタ44、外部シャッタ45、アッテネータ(光減衰器)46、波長選択装置48、集光レンズ装置59、カルバノミラー47を制御する。
これにより、被マーキング体Wにレーザ光が照射され、ドットマーキング用データに従ってドットマーキングが行われる。
マーキングされた文字、図形、画像等は、複数のドットの集合体である。
The
Based on the dot marking data, the
Thereby, the laser beam is irradiated onto the object to be marked W, and dot marking is performed according to the data for dot marking.
A marked character, figure, image, or the like is an aggregate of a plurality of dots.
本実施形態における各波長毎のドット径の大きさの状態を表す説明図を図8に示す。
図8は、被マーキング体Wにレーザ光が入射する直前の様子を模式的に示したものである。
図8に示すように、本実施形態におけるドットマーキング法においては、レーザ光が、球体状のドットが連なった状態で照射される。
レーザ光の波長は波長選択装置48によって必要な波長に変換され、被マーキング体Wに照射される。
本実施形態における被マーキング体Wに照射可能なレーザ光の波長は、第一高調波である1064nm、第二高調波である532nm、第三高調波である354nm、第四高調波である266nmの4種である。
An explanatory diagram showing the state of the dot diameter for each wavelength in this embodiment is shown in FIG.
FIG. 8 schematically shows a state immediately before the laser light is incident on the object to be marked W. FIG.
As shown in FIG. 8, in the dot marking method in this embodiment, laser light is irradiated in a state where spherical dots are connected.
The wavelength of the laser light is converted to a required wavelength by the
In this embodiment, the wavelength of the laser beam that can be applied to the object to be marked W is 1064 nm as the first harmonic, 532 nm as the second harmonic, 354 nm as the third harmonic, and 266 nm as the fourth harmonic. There are four types.
ドットの大きさは、照射されるレーザ光の波長が大きくなるに従って大きくなり、照射されるレーザ光の波長が小さくなるに従って小さくなる。すなわち、第一高調波ドット61の直径が最大であり、第二高調波ドット62、第三高調波ドット63、第四高調波ドット64の順に、ドットの直径は小さくなる。
よって、波長選択装置48により波長変換装置49a乃至49c切り替えれば波長が変換され、被マーキング体Wに形成されるドットのドット径を変更することができる。
また、このようにレーザ光の波長を変換することによって、被マーキング体Wに形成されるドットの直径を1μm〜70μmの範囲で制御することができる。
The size of the dot increases as the wavelength of the irradiated laser beam increases, and decreases as the wavelength of the irradiated laser beam decreases. That is, the diameter of the first harmonic dot 61 is the maximum, and the diameter of the dot decreases in the order of the second harmonic dot 62, the third harmonic dot 63, and the fourth
Accordingly, if the wavelength conversion devices 49a to 49c are switched by the
In addition, by converting the wavelength of the laser light in this way, the diameter of the dots formed on the object to be marked W can be controlled in the range of 1 μm to 70 μm.
また、本実施形態においては、集光レンズ選択装置59が備えられている。
この集光レンズ選択装置59でレーザ光を更に絞り込むことによって、被マーキング体Wに形成されるドットの直径を0.1μm〜50μmの範囲で制御することができる。
前述した通り、集光レンズ装置59には、厚さ10mm、20mm、30mmの3種類の集光レンズ59a乃至59cが切替可能に設置されている。このため、集光レンズを切替ることによりレーザ光の焦点位置を微妙に変化させ、被マーキング体Wに形成されるドットの直径を微調整することが可能となる。
このように、集光レンズ選択装置59を備えることによって、波長選択装置48のみでドット径を制御するよりも、更に緻密なドット径制御を行うことが可能となる。
In the present embodiment, a condensing
By further narrowing down the laser beam with the condensing
As described above, in the condensing
Thus, by providing the condensing
本実施形態におけるドットのマーキング状態の例を図9に示す。
図9は、ドット径の異なるドットを被マーキング体Wにマーキングした状態を簡略化して示したものである。
本実施形態においては、ドットの重なり具合の調整を行うことが可能である。
マーキングパラメータには、「ドットの重なり」を入力するための欄が備えられている。
マーキングパラメータのドットの重なりの欄には、「0」「1」「2」「3」を設定することが可能である。
An example of the marking state of the dots in this embodiment is shown in FIG.
FIG. 9 shows a simplified state in which dots having different dot diameters are marked on the object to be marked W. FIG.
In the present embodiment, it is possible to adjust the degree of dot overlap.
The marking parameter includes a field for inputting “dot overlap”.
In the marking parameter dot overlap column, “0”, “1”, “2”, and “3” can be set.
「0」を設定すれば、ドットの重なりの状態を無視し、設定されたステップサイズに従ってマーキングが行われる。ステップサイズとは、隣り合うドット同士の中心距離を指す。
「1」を設定すれば、隣り合うドットが接するようにマーキングが行われる。
各ドット毎に2次元座標情報とドット径情報が設定されているので、2次元座標上から隣り合うドットのドット径を割り出し、両者の半径の和a1+a2を、その両者のステップサイズとして設定し、マーキングを行う。
その結果、各ドットのドット径が異なっていても、図7の(a)に示すように、隣り合うドットが接した状態のマーキングが行われる。
If “0” is set, the dot overlap state is ignored and marking is performed according to the set step size. The step size refers to the center distance between adjacent dots.
If “1” is set, marking is performed so that adjacent dots touch each other.
Since the two-dimensional coordinate information and the dot diameter information are set for each dot, the dot diameter of adjacent dots is calculated from the two-dimensional coordinates, and the sum of both radii a1 + a2 is set as the step size of both. Mark.
As a result, even when the dot diameters of the dots are different, marking is performed in a state where adjacent dots are in contact with each other as shown in FIG.
「2」を設定すれば、隣り合うドットが離れた状態でマーキングが行われる。
マーキングデータの作成は、「1」に設定された場合と同様であるが、この場合、隣り合うドット間のステップサイズは、両ドットの半径の和b1+b2に離隔距離b3を加えたものとなる。
離隔距離b3とは、隣り合うドット間の距離を示す。
この離隔距離b3は、一定に設定されていても良いし、マーキングパラメータとしてユーザが設定することができるように構成されていても良い。
その結果、各ドットのドット径が異なっていても、図7の(b)に示すように、隣り合うドットが一定の距離を有して離隔した状態のマーキングが行われる。
If “2” is set, marking is performed in a state where adjacent dots are separated.
The creation of the marking data is the same as when “1” is set. In this case, the step size between adjacent dots is obtained by adding the separation distance b3 to the sum b1 + b2 of the radii of both dots.
The separation distance b3 indicates the distance between adjacent dots.
The separation distance b3 may be set constant, or may be configured so that the user can set it as a marking parameter.
As a result, even when the dot diameters of the dots are different, as shown in FIG. 7B, marking is performed in a state where adjacent dots are separated by a certain distance.
「3」を設定すれば、隣り合うドットが重なった状態でマーキングが行われる。
マーキングデータの作成は、「1」に設定された場合と同様であるが、この場合、隣り合うドットのステップサイズは、両ドットの半径の和c1+c2から接近距離c3を引いたものとなる。
接近距離c3とは、隣り合うドットが重なり合っている距離を示す。
この接近距離は、一定に設定されていても良いし、マーキングパラメータとしてユーザが設定することができるように構成されていても良い。
その結果、各ドットのドット径が異なっていても、図7の(c)に示すように、隣り合うドットが一定距離重なり合った状態のマーキングが行われる。
また、両ドットの和から接近距離c3を引いた差が負の数となった場合、2次元座標が逆転してしまうため、エラー表示を行う。
If “3” is set, marking is performed in a state where adjacent dots overlap.
The creation of the marking data is the same as when “1” is set. In this case, the step size of adjacent dots is obtained by subtracting the approach distance c3 from the sum c1 + c2 of the radii of both dots.
The approach distance c3 indicates a distance at which adjacent dots overlap.
This approach distance may be set constant, or may be configured so that the user can set it as a marking parameter.
As a result, even when the dot diameters of the dots are different, as shown in FIG. 7C, marking is performed in a state where adjacent dots overlap each other for a certain distance.
If the difference obtained by subtracting the approach distance c3 from the sum of both dots becomes a negative number, the two-dimensional coordinates are reversed, and an error is displayed.
本実施形態における2次元コードのマーキング状態の例を図10に示す。
2次元コードとは、マトリックス状に配置された白及び黒のセルの組合せにより明暗模様を表してデータを表示するコードである。
本実施形態におけるドットマーキング手法においては、黒いセルとなる単位セルについて、円形のドットをn×n又はn×m(但しn、mは整数)に縦横にレーザマーキングする。円形のドットは、レーザ光の照射位置を制御しながら間欠的にレーザ光を照射することによって、セル内に配置される。
An example of the marking state of the two-dimensional code in this embodiment is shown in FIG.
The two-dimensional code is a code that displays data representing a light and dark pattern by a combination of white and black cells arranged in a matrix.
In the dot marking method in the present embodiment, a circular dot is laser-marked vertically and horizontally into n × n or n × m (where n and m are integers) for a unit cell that becomes a black cell. The circular dots are arranged in the cell by intermittently irradiating the laser beam while controlling the irradiation position of the laser beam.
また、本実施形態におけるドットマーキング手法においては、単位セルのサイズを制御することが可能である。すなわち、コードサイズをパラメータとして指定すれば、制御部30が単位セルのサイズを演算し、その単位セルのサイズでマーキングを行うことができる。
よって、2次元コードに格納される情報量が増加しても、コードサイズを増加させる必要がなく、単位セルサイズを減少させることによって対応することが可能である。
In the dot marking method in the present embodiment, the unit cell size can be controlled. That is, if the code size is specified as a parameter, the
Therefore, even if the amount of information stored in the two-dimensional code increases, it is not necessary to increase the code size, and it is possible to cope with it by decreasing the unit cell size.
更に、本実施形態においては、マーキングパラメータとしてドット径を設定することができる。
マーキングパラメータとして一種のドット径を設定すると、図10(a)、図10(b)、図10(c)のように、同じドット径で構成された2次元コードをマーキングすることができる。この場合、ドットをマーキングする場所は同じでも、ドット径を変えることによって異なった情報をコードすることが可能となるため2次元コードが表現できる情報量を増やすことが可能となる。
また、小さいドット径を用いることにより、同じコードサイズの2次元コードにより多くの情報を盛り込むことが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, a dot diameter can be set as a marking parameter.
When a kind of dot diameter is set as a marking parameter, a two-dimensional code configured with the same dot diameter can be marked as shown in FIGS. 10 (a), 10 (b), and 10 (c). In this case, even if the dot marking place is the same, different information can be coded by changing the dot diameter, so the amount of information that can be expressed by the two-dimensional code can be increased.
Further, by using a small dot diameter, it becomes possible to incorporate more information into a two-dimensional code having the same code size.
また、図10(c)に示すようにドット径の異なるドットを混在させて2次元コードをマーキングすることも可能である。この場合、各ドットの座標毎にドット径が設定され、その設定されたドット径を波長情報に変換してマーキング情報を作製することによりマーキングを行う。
このように、ドット径の異なるドットを混在させて2次元コードのマーキングを行うことにより、2次元コードが表現できる情報量が飛躍的に増加する。
Further, as shown in FIG. 10C, it is possible to mark a two-dimensional code by mixing dots having different dot diameters. In this case, a dot diameter is set for each dot coordinate, and marking is performed by converting the set dot diameter into wavelength information to produce marking information.
In this way, by marking two-dimensional code with a mixture of dots having different dot diameters, the amount of information that can be expressed by the two-dimensional code is dramatically increased.
本実施形態における文字のマーキング状態の例を図11に示す。
コンピュータ30は、ビットマップデータから文字の境界線の座標を取得し、横塗りつぶし用の座標を取得して保存する。つまり、上部から横方向に始点と終点の座標を取得する。そして、ある始点と終点及び次の始点と終点の4点に囲まれた図形の面積を最大限充足するようにドット個数、ドット径、ドット座標を算出する。
このように、ドット径を変化させることによって、境界部分に凹凸の少ない文字をマーキングすることが可能となる。
An example of the marking state of characters in this embodiment is shown in FIG.
The
In this way, by changing the dot diameter, it is possible to mark a character with less unevenness at the boundary portion.
本実施形態においては、写真画像のような濃度に濃淡のある画像をマーキングすることが可能である。
写真画像は、スキャナ10より取込まれた画像に基づいて作成される。
写真画像は、文字及び数字と同様にビットマップファイル形式でコンピュータ30において記憶される。
写真画像のマーキングは、写真同様の画像識別力を備えることができるよう以下のように制御される。
In the present embodiment, it is possible to mark an image having a light and shade density such as a photographic image.
The photographic image is created based on the image taken from the scanner 10.
The photographic image is stored in the
The marking of the photographic image is controlled as follows so that the image discrimination power similar to that of the photograph can be provided.
写真画像は、直径の異なるドットの集合体として表現される。
従来の印刷技術においては、網点の密度を調整することによってグレースケールを表現していた。すなわち、網点の密度が高い部分は濃色となり、網点の密度が低い部分は薄色となる。
本実施形態においては、レーザマーキングによるドットを網点とするが、ドット径を変更することによってドット密度を調整し、グレースケールを表現することが可能である。
A photographic image is expressed as an aggregate of dots having different diameters.
In the conventional printing technique, gray scale is expressed by adjusting the density of halftone dots. That is, a portion where the density of halftone dots is high is dark, and a portion where the density of halftone dots is low is light.
In this embodiment, the dot by laser marking is used as a halftone dot, but it is possible to adjust the dot density by changing the dot diameter to express a gray scale.
すなわち、同面積中に存在するドットの径を大きくすることにより色彩は濃くなり、ドット径を小さくすれば色彩は薄くなる。
コンピュータ30は、写真画像の濃度データを取得してグレー置換を行う。
また、単位面積毎のグレースケールを認識して、単位面積毎のグレースケールに対応したドット径及びドット座標を演算して設定する。
このドット径を波長情報に変換してマーキングデータを作成し、このマーキングデータに従ってレーザマーキングを行う。
That is, the color becomes darker by increasing the diameter of dots existing in the same area, and the color becomes lighter by decreasing the dot diameter.
The
Further, the gray scale for each unit area is recognized, and the dot diameter and the dot coordinates corresponding to the gray scale for each unit area are calculated and set.
The dot diameter is converted into wavelength information to create marking data, and laser marking is performed according to the marking data.
本実施形態におけるドットマーキング方式においては、いわゆるベクトルマーキングに比して被マーキング体に与える影響が少ない。
レーザマーキングにおいては、高エネルギーのレーザ光を被マーキング体に照射するため、ドット周辺にクラックや破壊痕等の不具合が生じる可能性が高く、耐久性に問題が生じる場合も多い。
本実施形態においては、ドットマーキング方式を採用しているため、後述するように、クラック及び破壊痕等の不具合が生じる可能性が低い。
In the dot marking method in the present embodiment, the influence on the object to be marked is less than that of so-called vector marking.
In laser marking, since a high-energy laser beam is irradiated onto the object to be marked, there is a high possibility that defects such as cracks and fracture marks will occur around the dots, and there are many problems in durability.
In the present embodiment, since the dot marking method is employed, there is a low possibility that defects such as cracks and fracture marks occur as will be described later.
本実施形態におけるドットマーキングの際のレーザ光入射時の輻射圧の発生方向を図12に、レーザ光放出時の輻射圧の発生方向を図13に示す。
被マーキング体Wは、レーザから放出される輻射線の入射に際して、一部の輻射を吸収し、他の大部分は再び被マーキング体W外部に放出する。
輻射圧とは、この輻射線の入射や放出の際、それぞれの進行方向に対して直角の方向に発生する一種の機械的圧力のことである。
輻射線の密度が増せばそれに比例して輻射圧も高まるため、レーザ光の照射時間や出力が増せば、被マーキング体Wへの破壊現象が活性化することとなる。
図12に示すように、レーザ光入射時の輻射圧は、ドットの中心から外側に放射状に発生する。
また、レーザ光放出時の輻射圧は、ドットの中心から外側に放射状に発生すると共に、その放射状に発生した輻射圧と垂直な方向にも発生する。
このとき、ドットの中心から外側に放射状に発生する輻射圧はドットのマーキングのために必要な圧力であるが、放射状に発生した輻射圧と垂直な方向に発生する輻射圧は、マーキングの方法によっては、クラック等の破壊痕を形成する原因となるものである。
FIG. 12 shows the generation direction of the radiation pressure when the laser beam is incident upon dot marking in this embodiment, and FIG. 13 shows the generation direction of the radiation pressure when the laser beam is emitted.
The object to be marked W absorbs part of the radiation when the radiation emitted from the laser is incident, and most of the other is emitted to the outside of the object to be marked W again.
The radiation pressure is a kind of mechanical pressure generated in the direction perpendicular to the traveling direction when the radiation is incident or emitted.
If the density of the radiation increases, the radiation pressure increases in proportion to it. Therefore, if the irradiation time and output of the laser light increase, the destruction phenomenon to the object to be marked W is activated.
As shown in FIG. 12, the radiation pressure when the laser beam is incident is generated radially outward from the center of the dot.
In addition, the radiation pressure at the time of laser light emission is generated radially outward from the center of the dot and also in a direction perpendicular to the radially generated radiation pressure.
At this time, the radiation pressure generated radially from the center of the dot is the pressure necessary for marking the dot, but the radiation pressure generated in the direction perpendicular to the radially generated radiation pressure depends on the marking method. Is a cause of forming fracture marks such as cracks.
図14は、被マーキング体Wとしてガラスを使用した場合の、クラックの発生状態を概念的に示した説明図である。
このように、ガラスにレーザマーキングを行った場合、ドット内壁面には、中心から放射状に伸びたクラックと、その放射状に伸びたクラックと垂直方向に伸びたクラックと、が発生する。
本実施形態においては、レーザマーキングの方式としてドットマーキング方式を採用しているため、放射状に伸びたクラックに対して垂直方向に伸びたクラックにより、放射状に伸びるクラックはドット内壁面に封じ込められることとなる。
よって、被マーキング体W表面のドット周辺部にクラックが発生する可能性が低くなり、レーザマーキングが施された製品の耐久性が向上することとなる。
FIG. 14 is an explanatory view conceptually showing the occurrence of cracks when glass is used as the object to be marked W. FIG.
As described above, when laser marking is performed on glass, cracks extending radially from the center and cracks extending radially from the center are generated on the inner wall surface of the dot.
In this embodiment, since the dot marking method is adopted as the laser marking method, the cracks that extend in the vertical direction with respect to the radially extended cracks are confined to the inner wall surface of the dots. Become.
Therefore, the possibility that cracks are generated in the periphery of the dot on the surface of the object to be marked W is reduced, and the durability of the product on which laser marking has been performed is improved.
図15は、本実施形態におけるドットマーキング方式によるマーキングと従来の技術であるベクトルマーキング方式によるマーキングとのクラック発生状況を比較した説明図である。
ベクトルマーキング方式とは、被マーキング体W上にマーキングする図形等を線で塗りつぶす方式のことである。
ベクトルマーキング方式を採用した場合、クラックをマーキングする図形等の内部に封じ込めることが困難であり、図15(b)に示すように、特に複数の線が重なり合う交点部分において、図形等の外部にクラックが発生する。
また、レーザ輻射線に対する輻射圧が、連続的に線上に重なり合うため、クラック拡大を誘発して、被マーキング体W表面に大きな損傷を与える。
ドットマーキング方式においては、図15(a)に示すようにクラックをドット内部に封じ込めることが可能となるため、クラックはドット内部にとどまり、外部に伸出する可能性は低くなる。
FIG. 15 is an explanatory diagram comparing the occurrence of cracks between the marking by the dot marking method in the present embodiment and the marking by the vector marking method which is a conventional technique.
The vector marking method is a method of painting a figure or the like to be marked on the object to be marked W with a line.
When the vector marking method is adopted, it is difficult to contain the crack inside the figure that marks the crack, and as shown in FIG. 15 (b), a crack is generated outside the figure, particularly at the intersection where multiple lines overlap. Will occur.
Moreover, since the radiation pressure with respect to the laser radiation continuously overlaps the line, crack expansion is induced and the surface of the object to be marked W is greatly damaged.
In the dot marking method, as shown in FIG. 15A, it is possible to contain the crack inside the dot, so that the crack stays inside the dot and the possibility of extending to the outside is reduced.
また、本実施形態においては、マーキングパラメータのレーザ照射遅延時間を変化させることにより、被マーキング体Wに照射されるドットの質量を変化させることが可能である。
このレーザ照射遅延時間は、1〜100000μ秒の範囲で調整することが可能である。
このように、レーザ照射遅延時間を調整することによってドット質量を変化させ、被マーキング体Wへのマーキングの強弱、輻射圧を調整することが可能である。
よって、物質特性の異なるガラス、金属、樹脂等の各種素材の被マーキング体Wに安定したマーキングを行うことが可能となる。
Further, in the present embodiment, it is possible to change the mass of dots irradiated to the object to be marked W by changing the laser irradiation delay time of the marking parameter.
This laser irradiation delay time can be adjusted in the range of 1 to 100,000 μsec.
In this way, by adjusting the laser irradiation delay time, it is possible to change the dot mass and adjust the marking strength and radiation pressure on the object to be marked W.
Therefore, stable marking can be performed on the object to be marked W of various materials such as glass, metal, and resin having different material characteristics.
以上説明した通り、本発明によれば、波長選択装置48によりレーザ光の波長を変換することによってドット径を調整することができる。
更に、集光レンズ選択装置59により適切な集光レンズに切替えて、変換された波長のレーザ光を絞り込み、ドット径の微調整を行うことができる。
このように、本発明によれば、波長選択装置48及び集光レンズ選択装置59によりドット径を緻密に調整しながら被マーキング体Wへマーキングを行うことが可能となる。
よって、マーキングを行う際に単位面積に占めるマーキング密度を調整することができ、マーキングの視認色彩濃度の微妙な調整を行うことが可能となる。
As described above, according to the present invention, the dot diameter can be adjusted by converting the wavelength of the laser beam by the
Furthermore, it is possible to finely adjust the dot diameter by switching to an appropriate condensing lens by the condensing
As described above, according to the present invention, it is possible to perform marking on the object to be marked W while finely adjusting the dot diameter by the
Therefore, the marking density occupying the unit area when marking can be adjusted, and the visual color density of the marking can be finely adjusted.
また、本発明においては、ドットマーキング方式を採用しているため、ベクトルマーキング方式によるレーザマーキングに比して、クラック等の破壊痕の発生を抑えることができ、耐久性の高いマーキング製品を提供することが可能となる。 In addition, since the dot marking method is employed in the present invention, it is possible to suppress the occurrence of fracture marks such as cracks as compared with the laser marking by the vector marking method, and to provide a highly durable marking product. It becomes possible.
更に、本発明においては、レーザ照射遅延時間を変化させることにより、ドット質量を調整することが可能であるため、ガラス、金属、樹脂等、強度や物性の異なる様々な物質にマーキングを施すことが可能となる。 Furthermore, in the present invention, since it is possible to adjust the dot mass by changing the laser irradiation delay time, it is possible to mark various substances having different strengths and physical properties such as glass, metal, and resin. It becomes possible.
10 スキャナ
20 タブレット
21 入力部
22 ペン
30 コンピュータ
31 表示部
32 キーボード
33 マウス
36 記憶部
36a ROM
36b RAM
37 入出力部
36c ハードディスク
40 レーザマーカー
41 コントローラ
43 Qスイッチ素子
44 内部シャッタ
45 外部シャッタ
46 アッテネータ
47 ガルバノミラー
48 波長選択装置
48a乃至48c 波長変換装置
48d 基板
48e 回転軸
50 レーザ発振器
51 全反射鏡
52 内部アパーチャ
53 ランプハウス
54 出力鏡
55 アパーチャ
56 レベリングミラー
57 ガリレオ式エキスパンダ
58 アパーチャ
59 集光レンズ選択装置
59a乃至59c 集光レンズ
59d 基板
59e レーザ光通過位置
61 第1高調波ドット
62 第2高調波ドット
63 第3高調波ドット
64 第4高調波ドット
480 非線形結晶
481 フィルタ
S レーザマーキング装置
W 被マーキング体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
36b RAM
37 Input /
Claims (11)
前記レーザ光を被マーキング材上に集光する集光レンズと、を備え、
前記波長選択装置は波長変換装置切替手段を備え、該波長切替手段は、前記レーザ光の入射位置に前記複数の波長切替装置のうちの一つを配置するか否かを選択可能に形成されてなることを特徴とするレーザマーキング装置。 A wavelength selection device comprising: a laser oscillation device that emits spherical dot-shaped laser light; and a plurality of wavelength conversion devices that convert wavelengths of the laser light incident from the laser oscillation device to different wavelengths, and
A condensing lens for condensing the laser light on the marking material,
The wavelength selection device includes a wavelength conversion device switching unit, and the wavelength switching unit is formed so as to be able to select whether one of the plurality of wavelength switching devices is arranged at the incident position of the laser beam. A laser marking device characterized by comprising:
該制御手段が作成したマーキング情報としての照射レーザ波長情報に従って前記波長変換装置切替手段を駆動制御して前記レーザ光が入射される波長変換装置を切替えることを特徴とする請求項1に記載のレーザマーキング装置。 Provided with a control means for creating marking information for marking the material to be marked,
2. The laser according to claim 1, wherein the wavelength conversion device to which the laser beam is incident is switched by drivingly controlling the wavelength conversion device switching means in accordance with irradiation laser wavelength information as marking information created by the control means. Marking device.
前記波長選択装置で前記レーザ光の波長を変換することにより、前記被マーキング材に形成される前記ドット径を1μm以上70μm以下の範囲で制御することを特徴とする請求項1に記載のレーザマーキング装置。 The wavelength selection device is a device that switches the wavelength conversion device to convert the wavelength of the laser light into laser light of any one of the first to fourth harmonics,
2. The laser marking according to claim 1, wherein the dot diameter formed on the material to be marked is controlled in a range of 1 μm to 70 μm by converting the wavelength of the laser light with the wavelength selection device. apparatus.
該レーザ発振装置から入射する前記レーザ光を被マーキング材上に集光する複数の集光レンズを備えた集光レンズ選択装置と、を備え、
前記集光レンズ選択装置は集光レンズ切替手段を備え、該集光レンズ切替手段は、前記複数の集光レンズのうちの一つの集光レンズを、前記レーザ光が入射する位置に選択的に配置することを特徴とするレーザマーキング装置。 A laser oscillation device for emitting spherical dot-shaped laser light;
A condensing lens selection device comprising a plurality of condensing lenses for condensing the laser light incident from the laser oscillation device on the marking material;
The condensing lens selection device includes condensing lens switching means, and the condensing lens switching means selectively selects one of the plurality of condensing lenses at a position where the laser light is incident. A laser marking device characterized by being arranged.
該制御手段が作成したマーキング情報としての照射レーザ波長情報に従って前記集光レンズ切替手段を駆動制御して前記レーザ光が入射される前記集光レンズを切替えることを特徴とする請求項4に記載のレーザマーキング装置。 Provided with a control means for creating marking information for marking the material to be marked,
5. The condensing lens to which the laser light is incident is switched by drivingly controlling the condensing lens switching unit according to irradiation laser wavelength information as marking information created by the control unit. Laser marking device.
前記レーザ発振装置から出射された前記レーザ光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の波長変換装置を備える波長選択装置と、
該波長選択装置によって波長を変換された前記レーザ光を被マーキング材上に集光する複数の集光レンズを備えた集光レンズ選択装置と、を備え、
前記波長選択装置は波長変換装置切替手段を備え、該波長切替手段は、前記レーザ光の入射位置に前記複数の波長切替装置のうちの一つを配置するか否かを選択可能に形成され、
前記集光レンズ選択装置は集光レンズ切替手段を備え、該集光レンズ切替手段は、前記複数の集光レンズのうちの一つの集光レンズを、前記レーザ光が入射する位置に選択的に配置することを特徴とするレーザマーキング装置。 A laser oscillation device for emitting spherical dot-shaped laser light;
A wavelength selection device comprising a plurality of wavelength conversion devices for converting the wavelengths of the laser light emitted from the laser oscillation device into different wavelengths, and
A condensing lens selection device comprising a plurality of condensing lenses for condensing the laser light whose wavelength has been converted by the wavelength selection device on a marking target material,
The wavelength selection device includes a wavelength conversion device switching unit, and the wavelength switching unit is formed so as to be able to select whether one of the plurality of wavelength switching devices is arranged at the incident position of the laser beam,
The condensing lens selection device includes condensing lens switching means, and the condensing lens switching means selectively selects one of the plurality of condensing lenses at a position where the laser light is incident. A laser marking device characterized by being arranged.
該制御手段が作成したマーキング情報としての照射レーザ波長情報に従って、前記波長変換装置切替手段を駆動制御してレーザ光が入射される前記波長変換装置を切替えると共に、前記集光レンズ切替手段を駆動制御して前記レーザ光が入射される前記集光レンズを切替えることを特徴とする請求項6に記載のレーザマーキング装置。 Provided with a control means for creating marking information for marking the material to be marked,
According to the irradiation laser wavelength information as marking information created by the control means, the wavelength conversion device switching means is driven and controlled to switch the wavelength conversion device on which the laser light is incident, and the condensing lens switching means is driven and controlled. The laser marking device according to claim 6, wherein the condenser lens to which the laser beam is incident is switched.
前記集光レンズ選択装置は、前記複数の集光レンズを切替えて前記レーザ光を絞り込む装置であって、前記波長選択装置で前記レーザ光の波長を変換し、さらに波長が変換された前記レーザ光を前記集光レンズ選択装置で選択された前記集光レンズで絞り込むことにより、前記被マーキング材に形成される前記ドット径を0.1μm以上50μm以下の範囲で制御する、ことを特徴とする請求項6に記載のレーザマーキング装置。 The wavelength selection device is a device that switches the wavelength conversion device and converts the wavelength of the laser light into laser light of any wavelength from the first harmonic to the fourth harmonic,
The condensing lens selection device is a device for switching the plurality of condensing lenses to narrow down the laser light, wherein the wavelength selection device converts the wavelength of the laser light, and further converts the wavelength of the laser light. The dot diameter formed on the marking target material is controlled in a range of 0.1 μm or more and 50 μm or less by narrowing down with the condensing lens selected by the condensing lens selection device. Item 7. The laser marking device according to Item 6.
取込んだ前記画像情報から少なくとも濃度情報と座標情報を取得する情報取得工程と、
前記濃度情報に基づいて、マーキングされるドットのドット径を示すドット径情報を演算するドット径情報取得工程と、
前記ドット径情報に基づいて、照射するレーザ光の波長を示す波長情報を設定する波長情報取得工程と、
前記波長情報に基づいて複数の集光レンズのうちいずれの前記集光レンズを使用するかを示す集光レンズ情報を設定する集光レンズ情報設定工程と、
前記座標情報、前記波長情報、前記集光レンズ情報よりマーキング情報を設定するマーキング情報設定工程と、
前記波長情報に従って、複数の波長変換装置を備え前記レーザ光の波長を変換する波長選択装置を制御して波長変換装置を切替える波長変換装置切替工程と、
前記集光レンズ情報に従って、前記レーザ光を被マーキング材上に集光する複数の集光レンズを備えた集光レンズ選択装置を制御して集光レンズを切替える集光レンズ切替工程と、
前記座標情報に従って、被マーキング材にレーザ光を照射するレーザマーキング工程と、を備えることを特徴とするレーザマーキング方法。 An image information acquisition process for capturing image information;
An information acquisition step of acquiring at least density information and coordinate information from the captured image information;
Based on the density information, a dot diameter information acquisition step for calculating dot diameter information indicating a dot diameter of a dot to be marked;
Based on the dot diameter information, a wavelength information acquisition step for setting wavelength information indicating the wavelength of the laser beam to be irradiated;
A condenser lens information setting step for setting condenser lens information indicating which one of the plurality of condenser lenses to use based on the wavelength information; and
Marking information setting step for setting marking information from the coordinate information, the wavelength information, and the condenser lens information,
In accordance with the wavelength information, a wavelength conversion device switching step of switching a wavelength conversion device by controlling a wavelength selection device that includes a plurality of wavelength conversion devices and converts the wavelength of the laser light;
A condenser lens switching step of switching a condenser lens by controlling a condenser lens selection device including a plurality of condenser lenses that collect the laser light on a marking target material according to the condenser lens information;
A laser marking step of irradiating a marking target material with a laser beam in accordance with the coordinate information.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003427729A JP2005186078A (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Laser marking device and laser marking method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003427729A JP2005186078A (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Laser marking device and laser marking method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005186078A true JP2005186078A (en) | 2005-07-14 |
Family
ID=34786920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003427729A Pending JP2005186078A (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Laser marking device and laser marking method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005186078A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013151010A (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Nireco Corp | Marking device and marking method |
JP2013150956A (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Nireco Corp | Marking device |
JP2016112579A (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
JP7493294B1 (en) * | 2023-09-04 | 2024-05-31 | 西進商事株式会社 | Ablation Unit and Analysis Machine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001150159A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Nec Corp | Laser marking system |
JP2001347387A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Laser processing head |
JP2003080383A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Sunx Ltd | Laser marking device |
-
2003
- 2003-12-24 JP JP2003427729A patent/JP2005186078A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001150159A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Nec Corp | Laser marking system |
JP2001347387A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Laser processing head |
JP2003080383A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Sunx Ltd | Laser marking device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013151010A (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Nireco Corp | Marking device and marking method |
JP2013150956A (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Nireco Corp | Marking device |
JP2016112579A (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
JP7493294B1 (en) * | 2023-09-04 | 2024-05-31 | 西進商事株式会社 | Ablation Unit and Analysis Machine |
WO2025052528A1 (en) * | 2023-09-04 | 2025-03-13 | 西進商事株式会社 | Ablation unit and analyzer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7705870B2 (en) | Laser marking device, laser marking method, and object to be marked | |
JP4570389B2 (en) | Method for forming two-dimensional code by laser marking and laser marking apparatus | |
US8947485B2 (en) | Drawing control device, laser-light emitting system, drawing method, and computer program product | |
JP2009142866A (en) | Laser machining apparatus, laser machining method and method for setting laser machining apparatus | |
JP2024149626A (en) | Container and container, and container manufacturing method and container manufacturing device | |
JP2005186078A (en) | Laser marking device and laser marking method | |
JPH08243768A (en) | Controller for laser marking device | |
JP3258804B2 (en) | Control device for marking device | |
JP6345028B2 (en) | LASER PRINTING DEVICE, PRINT PROCESSING CONTROL METHOD AND SETTING PROGRAM | |
EP4101653A2 (en) | Container and content containing body, and method for producing container and container producing apparatus | |
JP2005222157A (en) | Two-dimensional code, two-dimensional code forming apparatus and forming method, and two-dimensional code reading apparatus and reading method | |
JP6452513B2 (en) | LASER MARKING DEVICE, PRINTING METHOD USING THE LASER MARKING DEVICE, AND COMPUTER PROGRAM | |
JP3579314B2 (en) | Glass printing method and glass printing apparatus using laser | |
JP2003117669A (en) | Galvanoscanning type laser marking device and method for projecting image for the device | |
JPH0318491A (en) | Laser printing device | |
JP4454264B2 (en) | Two-dimensional code forming method and two-dimensional code forming apparatus | |
JP2005346600A (en) | Two-dimensional code, two-dimensional code forming apparatus and forming method, and two-dimensional code reading apparatus and reading method | |
CN104943399A (en) | Information processing apparatus and laser irradiation apparatus | |
JP2009107008A (en) | Laser beam machining device | |
JP7533432B2 (en) | Container, container manufacturing method and container manufacturing device | |
JP2008087017A (en) | Laser marking apparatus | |
JP2001113758A (en) | Bar cord printing method and laser printer | |
JP2005066653A (en) | Laser marking device and laser marking method | |
JP2005059052A (en) | Laser marking device and laser marking method | |
JP2024141418A (en) | Laser Marker Equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061222 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080611 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080611 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100412 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100824 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110104 |