DE4429110C2 - Laserbeschriftungsanlage für Ausweiskarten o. dgl. - Google Patents
Laserbeschriftungsanlage für Ausweiskarten o. dgl.Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Laserbeschriftung von
Ausweiskarten, Bankkarten o. dgl. In einer solchen Anlage wird ein
LASER-Strahl über eine Zweikoordinaten-Strahlablenkvorrichtung auf
die zu bearbeitende (beschriftende) Ausweiskarte gerichtet, wobei
diese über die Strahlablenkvorrichtung im Raster- oder
Vektorverfahren mit dem LASER-Strahl beaufschlagt wird.
Um auf den speziell präparierten oder strukturierten Ausweiskarten
mittels LASER-Strahles für eine Beschriftung oder Bildaufzeichnung
jeweils lokal eine Schwärzung oder einen Farbumschlag zu bewirken,
ist eine Schwellintensität im vom LASER-Strahl erzeugten
Schreibpunkt oder -fleck notwendig. Eine hierfür ausreichende
Strahlintensität liefert z. B. ein Neodym-YAG-LASER im Pulsbetrieb.
Bei den bekannten Laserstrahlbeschriftungsanlagen ist die pro
Rasterschritt auf die Ausweiskarte auftreffende Strahlenergiedosis
gleich; außerdem sind die Größe und die Form des LASER-
Schreibfleckes auf der Ausweiskarte in jedem Rasterpunkt dieselbe.
Eine Modulation des LASER′s selbst bzgl. seiner Leistung ist
aufgrund der hohen Empfindlichkeit des nicht linearen LASER-Systems
nur unzureichend reproduzierbar einstellbar.
Aus diesen Gründen ist die Auflösung und die Bildqualität bei der
Aufzeichnung von Lichtbildern und der Beschriftung auf Ausweiskarten
unzureichend.
Aus der DE 35 11 022 A1 ist ein Laseraufzeichnungs- und Farbprojektionssystem bekannt,
bei der der Laserstrahl ebenfalls über eine Zweikoordinaten-Strahlablenkvorrichtung
(Ablenkspiegel mit Galvanometerschwenkmotoren) abgelenkt wird. Eine Möglichkeit,
die Größe und Form des Laserstrahls zu verändern, ist dort nicht vorgesehen.
Aus der DE 39 12 188 A1 ist eine Lasermarkierungsvorrichtung zum Aufbringen bestimmter
Muster auf Gegenstände bekannt. Zu diesem Zweck wird dort in den Strahlengang eine
im wirksamen Querschnitt nicht veränderbare Markierungsmaske/Blende eingebracht,
deren wirksamer Querschnitt beispielsweise die Gestalt einer Raute aufweist.
Ferner ist aus der DE 36 28 915 A1 eine Laserstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben,
bei der im Strahlengang eine Blende vorgesehen ist, wobei die Größe der
Blendenöffnung nach Art einer optischen Blende für eine Kamera über einen
Größenwählhebel einstellbar ist. Die Einstellzeiten einer solchen Blendenvorrichtung für
die Umstellung von einer Blendengröße auf eine andere sind jedoch gemessen an den
Zeiten zwischen zwei Beschriftungspositionen (Ablenkzeiten) für den Laserstrahl, die im
µsec-Bereich liegen, relativ groß.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Laserbeschriftungsanlage zu schaffen, bei der
die Größe oder Form des Laserschreibfleckes in schneller und reproduzierbarer Weise ohne
eine Verlängerung der Gesamtbeschriftungszeit einstellbar ist, um eine verbesserte
Qualität der aufzuzeichnenden Bilder oder Beschriftungen auf der Ausweiskarte zu
erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die sich daran
anschließenden Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterentwicklungen der Erfindung.
Die Laserbeschriftungsanlage für Ausweiskarten o. dgl., in der ein
LASER-Strahl über eine Zweikoordinaten-Strahlablenkvorrichtung auf
die zu bearbeitende Ausweiskarte gerichtet ist, weist
erfindungsgemäß eine einstellbare Blendenvorrichtung zur Änderung
der Intensität und der Querschnittsfläche des LASER-Strahles auf.
Die Blendenvorrichtung ist dabei von einem den LASER-Strahl
begrenzenden Blendenkörper gebildet, der an der Schwenkachse eines
elektronisch ansteuerbaren Galvanometer-Schwenkmotors angeordnet
ist. Der Blendenkörper ist somit innerhalb eines vorgegebenen
Winkelbereiches stufenlos oder schrittweise verschwenkbar. Jedem
einstellbaren Schwenkwinkel entspricht eine definierte Abschattung
des LASER-Strahles.
Durch die Verwendung eines Galvanometer-Motors erfolgt die
Verschwenkung des Blendenkörpers in sehr kurzen Zeiten (µs-
Bereich). Da in den bekannten Laserbeschriftungsanlagen die zur
Rasterung benutzte Zweikoordinaten-Strahlablenkvorrichtung von zwei
Ablenkspiegeln gebildet ist, die ebenfalls über Galvanometer-Motoren
verschwenkt werden, liegen die Zeiten zur Verschwenkung des
Blendenkörpers in derselben Größenordnung wie die Verschwenkzeiten
für die Ablenkspiegel. Eine Synchronisation zwischen der Ansteuerung
für die Blendenvorrichtung und der Ansteuerung für die
Strahlablenkvorrichtung ist somit problemlos möglich. Bevor die
Strahlablenkvorrichtung für den jeweils nächsten Rasterpunkt
eingestellt ist, wird der Blendenkörper zur Änderung der auf die
Ausweiskarte auftreffenden Strahlenergiedosis und der Größe des
LASER-Schreibfleckes verschwenkt. Durch die Rasterpunkt für
Rasterpunkt einstellbare Ausblendung eines Teiles der LASER-
Strahlung kann die auf die Ausweiskarte auftreffende
Strahlenergiedosis z. B. der Schwärzungscharakteristik des
Ausweiskartenmaterials angepaßt werden. Durch die Variation der
Größe des LASER-Schreibfleckes wird ebenfalls die Auflösung
verändert.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt, welche
nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Laserbeschriftungsanlage,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen rohrförmigen
Blendenkörper mit daran befestigter Galvanometer-
Schwenkachse,
Fig. 3 einen Schnitt durch den rohrförmigen Blendenkörper
senkrecht zur Rohrlängsachse,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht (Schräg von unten) auf den
rohrförmigen Blendenkörper mit rautenartigen
Blendenöffnungen und stirnseitig befestigter Schwenkachse,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht (Schräg von oben) auf einen
Blendenkörper mit halbierten Rohrmantelabschnitten und
sich gegenüberliegenden in der senkrechten Projektion zu
einer Raute ergänzenden Blendenöffnungen in Form einer
Rautenhälfte,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines U-profilförmigen
Blendenkörpers mit auf den Stirnseiten sich deckungsgleich
gegenüberliegenden rautenförmigen Blendenöffnungen,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht wie in Fig. 6, jedoch mit
halbierten Stirnseiten,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines U-profilförmigen
Blendenkörpers mit auf den Stirnseiten sich deckungsgleich
gegenüberliegenden kreisrunden Blendenöffnungen,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht wie in Fig. 8, jedoch mit
halbierten Stirnseiten,
Fig. 10 eine Draufsicht auf den Blendenkörper aus Fig. 9 mit zur
Verdeutlichung "hochgeklappten" Stirnseiten,
Fig. 11 die Intensitätsverteilung des LASER-Strahles über den
Querschnitt zu beiden Seiten des Mittelpunktstrahles vor
dem Eintritt in den Blendenkörper,
Fig. 11A den Intensitätsverlauf des aus dem Blendenkörper
austretenden LASER-Strahles,
Fig. 12 den Strahlverlauf durch den verschwenkten Blendenkörper,
Fig. 13 den Strahlverlauf durch einen Blendenkörper mit sich
deckungsgleich gegenüberliegenden Blendenöffnungen in der
maximal lichtdurchlässigen Stellung,
Fig. 14 den Strahlverlauf bei um den Abschattungsendwinkel (ϕTot.)
verschwenktem Blendenkörper,
Fig. 15 eine Stirnansicht in Richtung des LASER-Strahles eines
Blendenkörpers mit rautenförmigen Blendenöffnungen in
der maximal lichtdurchlässigen Stellung,
Fig. 15A eine Stirnansicht wie in Fig. 15, jedoch in einer
Abschattungs-Schwenkstellung des Blendenkörpers,
Fig. 16 und 17 jeweils ein Draufsicht auf eine im LASER-Strahl
angeordnete Platte als Blendenkörper; in der maximal
lichtdurchlässigen Stellung (Fig. 16) und in einer den
LASER-Strahl teilweise abschattenden Stellung (Fig. 17),
Fig. 18 eine Stirnansicht des plattenartigen Blendenkörpers mit
daran befestigter Schwenkachse,
Fig. 19 eine Stirnansicht des plattenartigen Blendenkörpers im
LASER-Strahl.
In Fig. 1 ist eine schematische Übersicht mit den Komponenten der
Laserbeschriftungsanlage gezeigt. Das eigentliche LASER-System (1)
besteht aus dem in Längsrichtung zwischen den Resonatorspiegeln
(10A, 10B) angeordneten Neodym-YAG-Kristall (11), einer
Hochleistungslichtquelle (12) zum optischen Pumpen des Nd-YAG-
Kristalles (11), einer Modenblende (13) zur Selektion einer
bestimmten Mode und einem hochfrequenten elektrooptischen Schalter
(14) zum Ein- und Ausschalten des kohärenten LASER-Strahles, wodurch
ein Pulsbetrieb mit für eine Laserbeschriftung ausreichend hohen
Leistungen erreicht wird. Die Wellenlänge der LASER-Strahlung beim
Nd-YAG-LASER beträgt 1,06 µm. Einer der Resonatorspiegel (10A) ist
teildurchlässig, damit ein Teil der LASER-Strahlung aus dem
Resonator ausgekoppelt wird. Der Strahldurchmesser (D1) des
ausgekoppelten Strahles (2) beträgt typischerweise ca. 0, 9 mm.
Dieser Strahl (2) wird nun bei herkömmlichen
Laserbeschriftungsanlagen über eine Strahlaufweitungsoptik (3)
direkt auf eine Zweikoordinaten-Strahlablenkvorrichtung (4) gelenkt,
welche aus zwei jeweils von einem Galvanometer-Motor verschwenkbaren
Ablenkspiegeln gebildet ist. Die Strahlaufweitung erfolgt, damit die
Strahlintensität pro Fläche auf den Spiegeln nicht zu groß ist,
wodurch eine thermische Beschädigung der Spiegel aufgrund von
Absorption vermieden wird. Der Strahldurchmesser (D2) des
aufgeweiteten Strahles (2) beträgt typischerweise ca. 3-5 mm. Der
abgelenkte aufgeweitete LASER-Strahl (2) wird dann über ein
Planfeldobjektiv (5) auf die Ausweiskarte (6) fokussiert.
In der Laserbeschriftungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zwischen der
Strahlaufweitungsoptik (3) und der Strahlablenkvorrichtung (4) eine
elektronisch sehr schnell einstellbare Blendenvorrichtung (7) zur
Änderung der Intensität und der Querschnittsfläche des LASER-
Strahles (2) angeordnet. Die Blendenvorrichtung (7) ist von einem
den LASER-Strahl (2) begrenzenden Blendenkörper (70) gebildet, der an der
Schwenkachse (72) eines handelsüblichen Galvanometer-Schwenkmotors
(71) befestigt ist. Der Blendenkörper (70) ist innerhalb eines
vorgegebenen Winkelbereiches stufenlos oder schrittweise gegenüber
dem LASER-Strahl verschwenkbar. Jedem einstellbaren Schwenkwinkel
(ϕ) entspricht eine definierte Abschattung des LASER-Strahles (2).
Durch die einstellbare Ausblendung eines Teiles der LASER-Strahlung
(2) läßt sich die auf die Ausweiskarte (6) auftreffende
Strahlenergiedosis Punkt für Punkt einstellen, und somit eine
gewünschte Schwärzung oder ein gewünschter Farbumschlag erzielen.
Die Ansteuerelektronik für die Galvanometer-Motoren der
Ablenkspiegel kann in vorteilhafter Weise auch für die Ansteuerung
des Galvanometer-Motors (71) zur Verschwenkung des Blendenkörpers
(70) verwendet werden. Die Positionierung der Ablenkspiegel und des
Blendenkörpers (70) für den jeweils nächsten Rasterpunkt erfolgt
während der Auszeiten (Aufladephasen im µsec-Bereich) des gepulsten
Nd-YAG-LASER′s (2).
In einer ersten Ausführungsform (vgl. Fig. 2 bis 4) ist der
Blendenkörper (70) von einem dünnwandigen zylindrischen Rohr (73)
gebildet. Dieses Rohr (73) ist an einem Ende offen und weist an dem
anderen Ende eine Stirnwandung (73A) mit einer Aufnahmebuchse (75)
für die Galvanometer-Schwenkachse (72) auf. Auf dem Rohrmantel (73B)
befinden sich zwei in Blickrichtung senkrecht zur Rohrlängsachse
(73C) deckungsgleich gegenüberliegende als Blendenöffnungen
(74A, 74B) dienende Aussparungen für den LASER-Strahldurchtritt. Das
Rohr (73) ist dabei um die Rohrlängsachse (73C) verschwenkbar, wobei
der Mittelpunktstrahl (20) des LASER-Strahles (2) die
Blendenöffnungen (74A, 74B) jeweils im Zentrum passiert. Der
Blendenkörper (70) ist vorzugsweise einstückig hergestellt und aus
rundem Vollmaterial gedreht, um Unwuchten zu vermeiden. Die
Rohrwandungen (73D) sind möglichst dünn, damit das
Massenträgheitsmoment des Blendenkörpers (70) klein ist. Unter
diesen Voraussetzungen (keine Unwucht, geringes
Massenträgheitsmoment) ist eine schnelle Verschwenkung des
Blendenkörpers (70) mittels eines Galvanometer-Schwenkmotors (71)
gewährleistet.
Die Blendenöffnungen (74A, 74B) weisen in bevorzugter Weise in der
senkrechten Projektion einen rautenförmigen Querschnitt auf. Dabei
verläuft die eine Rautendiagonale auf dem Rohrmantel (73B) parallel
zur Rohrlängsachse (73C), während die andere Rautendiagonale
parallel zum Mantelumfang verläuft. Das Rohr (73) weist einen
solchen Umfang auf, daß die zur LASER-Strahl-Abschattung dienenden
Rohrmantelwandungen (73E) zu beiden Seiten der Blendenöffnungen
(74A, 74B) bei der Verschwenkung des Rohres (73) um einen
Abschattungsendwinkel (ϕTot.) den LASER-Strahl (2) über seinen
gesamten Querschnitt abschatten - vgl. Fig. 14. Mit diesen
rautenförmigen Blendenöffnungen (74A, 74B) wird aus dem LASER-Strahl
(2) mit ursprünglich kreisrundem Querschnitt auf der Ausweiskarte (6)
ein rautenförmiger LASER-Schreibfleck (21) mit je nach eingestelltem
Abschattungs-Schwenkwinkel (ϕ) unterschiedlicher Größe erzeugt. Von
diesen rautenförmigen LASER-Schreibflecken lassen sich auf einer
vorgegebenen Beschriftungsfläche mehr unterbringen, als dies im Fall
von kreisförmigen LASER-Schreibflecken derselben Größe möglich wäre.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Blendenkörpers (70)
dargestellt. Diese Ausführungsform geht aus dem rohrförmigen
Blendenkörper - vgl. Fig. 4 - hervor, indem dieser entlang zweier
jeweils parallel zur Rohrlängsachse (73C) und im Abstand zueinander
parallel verlaufender Schnittflächen geschnitten wird, wobei die
beiden sich deckungsgleich gegenüberliegenden Blendenöffnungen
(74A, 74B) von jeweils einer Schnittfläche halbiert werden. Durch
diese Maßnahme wird das Massenträgheitsmoment in vorteilhafter Weise
deutlich reduziert. Die Abschattungseigenschaften dieses nur aus
Rohrmantelabschnitten (73E, 73E*) bestehenden Blendenkörpers werden
dadurch nicht beeinträchtigt.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Blendenkörpers (70)
dargestellt, wobei dieser ein in der Seitenansicht U-förmiges Profil
(76) aufweist, welches von zwei sich im Abstand parallel
gegenüberliegenden und die rautenförmigen Blendenöffnungen (74A, 74B)
aufweisenden Stirnseiten (76A, 76A*) und einem die Stirnseiten
(76A, 76A*) verbindenden Steg (76B) gebildet ist. Im Mittelpunkt des
Steges (76B) ist die Aufnahmebuchse (75) für die Galvanometer-
Schwenkachse (72) angeordnet. Der U-förmige Blendenkörper ist um
eine senkrecht zur Steglängsrichtung verlaufende Achse
verschwenkbar. Die Blendenöffnungen (74A, 74B) liegen sich auf den
Stirnseiten (76A, 76A*) in Blickrichtung zur Steglängsrichtung
deckungsgleich gegenüber.
In Fig. 8 ist eine Ausführungsform eines U-profilförmigen
Blendenkörpers (70) mit kreisförmigen Blendenöffnungen (74A, 74B)
gezeigt.
In Fig. 7 und 9 sind weitere Ausführungsformen des Blendenkörpers
(70) gezeigt. Diese gehen aus den U-profilförmigen Blendenkörpern
(70) durch Abschneidung sich jeweils diagonal gegenüberliegender
Stirnseitenhälften hervor. Durch diese Maßnahme wird wiederum das
Massenträgheitsmoment reduziert. Zum besseren Verständnis ist in
Fig. 10 eine Draufsicht (nicht maßstabsgetreu) auf den Blendenkörper
(70) aus Fig. 9 mit "hochgeklappten" halbierten Stirnseiten
(76A, 76A*) gezeigt.
Der Intensitätsverlauf (I/IMax) des LASER-Strahles (2) über den Querschnitt
entspricht einer Gaußverteilung (vgl. Fig. 11 und 11A). Der bei weitem
überwiegende Teil der Laserintensität (I) liegt innerhalb eines
definierten Strahldurchmessers (D*), wobei jedoch auch außerhalb
dieses Strahldurchmessers (D*) eine nach außen exponentiell
abklingende Intensität (I) vorhanden ist. Mit dieser
Intensitätsverteilung tritt der LASER-Strahl (2) in den von einem
verschwenkbaren Doppelblendensystem gebildeten Blendenkörper (70) ein
- vgl. Fig. 11 bis 14.
Bei der Verschwenkung des Blendenkörpers (70) um einen
Abschattungswinkel (ϕ) wird der LASER-Strahl (2) in seiner
Querschnittsfläche an seinen Rändern gleichmäßig abgeschattet. Der
Intensitätsverlauf (I/IMax.) des LASER-Strahles (2) nach Passieren des
Blendenkörpers (70) ist in Fig. 11A dargestellt.
Der Abschattungsendwinkel (ϕTot.) bestimmt sich aus dem
Blendendurchmesser (D) und dem Abstand (L) der Blendenöffnungen
(74A/74B) zueinander: ϕTot. = arctan (D/L).
Bei den herkömmlichen Laserbeschriftungsanlagen führt der außerhalb
des definierten Strahldurchmessers (D) vorhandene Intensitätsanteil
oft zu "Verschmierungen" zwischen eng benachbarten LASER-
Schreibflecken (21), wo diese Anteile sich überlappend addieren.
Dies wird durch die oben beschriebenen von einem verschwenkbaren
Doppelblendensystem gebildeten Blendenkörper (70) vermieden.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Blendenkörper (70) von
einer dünnen Platte (77) - vgl. Fig. 16 bis 17 - oder einer dünnen
Scheibe (nicht dargestellt) gebildet. Die Platte (77) ist um eine in
der Plattenebene liegende und senkrecht durch den Mittelpunktstrahl
(20) verlaufende Achse verschwenkbar, wobei die Platte (77) in der
maximal lichtdurchlässigen Stellung parallel zum LASER-Strahl (2)
angeordnet ist. Mit dieser Ausführungsform des Blendenkörpers (70)
wird der LASER-Strahl (2) von innen heraus abgeschattet. Zur
Befestigung der Galvanometer-Schwenkachse (72) an die Platte (77)
weist die Schwenkachse (72) endseitig einen seitlich und stirnseitig
offenen Aufnahmeschlitz (72A) auf, zwischen den die Platte (77)
eingesteckt wird. In der eingesteckten Stellung ist die Platte (77)
über eine Arretierschraube (78) fixierbar. Über entsprechende
Arretierschrauben (nicht dargestellt) kann die Schwenkachse (72)
auch in den Aufnahmebuchsen (75) der weiter oben beschriebenen
Blendenkörper (70) befestigt werden. Statt dessen ist es auch
möglich, die Galvanometer-Schwenkachse (72) jeweils in der
Aufnahmebuchse (75) einzukleben.
Damit die von den abschattenden Oberflächen des Blendenkörpers (70)
ausgebledete, intensive LASER-Strahlung keine
Sicherheitsgefährdung darstellt, sind verschiedene Maßnahmen
vorgesehen:
Bei den rohrförmigen Blendenkörpern (70) bewirken die gekrümmten Oberflächen eine Divergenz der reflektierten LASER-Strahlung, wodurch die Intensität pro Fläche gemindert wird. Außerdem ist es vorgesehen, die abschattenden Oberflächen zur Erzeugung einer diffusen Lichtreflexion aufzurauhen. Dies kann z. B. chemisch durch Ätzen oder mechanisch durch Sandstrahlen erfolgen. Alternativ dazu ist es vorgesehen, die abschattenden Oberflächen mit einer absorbierenden Schicht zu versehen.
Bei den rohrförmigen Blendenkörpern (70) bewirken die gekrümmten Oberflächen eine Divergenz der reflektierten LASER-Strahlung, wodurch die Intensität pro Fläche gemindert wird. Außerdem ist es vorgesehen, die abschattenden Oberflächen zur Erzeugung einer diffusen Lichtreflexion aufzurauhen. Dies kann z. B. chemisch durch Ätzen oder mechanisch durch Sandstrahlen erfolgen. Alternativ dazu ist es vorgesehen, die abschattenden Oberflächen mit einer absorbierenden Schicht zu versehen.
Als Materialien für die Blendenkörper (70) kommen solche in
Betracht, die ein geringes Massenträgheitsmoment ermöglichen. Die
Verwendung von Aluminium ist aufgrund des geringen spezifischen
Gewichts vorteilhaft. Bei der Verwendung von Edelstahl können die
Wandstärken der Blendenkörper (70) gegenüber Aluminium-Blendenkörpern bei
gleicher Stabilität reduziert werden. Statt aus Metall kann der
Blendenkörper (70) auch aus Kunststoff hergestellt sein.
Claims (21)
1. Laserbeschriftungsanlage für Ausweiskarten o. dgl., in der ein
LASER-Strahl (2) über eine Zweikoordinaten-Strahlablenkvorrichtung
(4) auf die zu bearbeitende Ausweiskarte (6) gerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe eine einstellbare
Blendenvorrichtung (7) zur Änderung der Intensität und der
Querschnittsfläche des LASER-Strahles (2) aufweist, und die
Blendenvorrichtung (7) von einem den LASER-Strahl (2) begrenzenden
Blendenkörper (70) gebildet ist, welcher an der Schwenkachse (72)
eines elektronisch ansteuerbaren Galvanometer-Schwenkmotors (71)
angeordnet ist, wobei der Blendenkörper (70) um die zum Laser-Strahl (2) nicht parallele Schwenkachse
(72) innerhalb eines
vorgegebenen Winkelbereiches stufenlos oder schrittweise gegenüber
dem LASER-Strahl (2) verschwenkbar ist und jedem einstellbaren
Schwenkwinkel (ϕ) eine definierte Abschattung des LASER-Strahles
(2) entspricht.
2. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Blendenkörper (70) von einem dünnwandigen zylindrischen Rohr
(73) gebildet ist, welches an einem Ende eine Stirnwandung (73A) mit
einer Aufnahmebuchse (75) für die Galvanometer-Schwenkachse (72)
aufweist, und auf dem Rohrmantel (73B) zwei sich in Blickrichtung
senkrecht zur Rohrlängsachse (73C) deckungsgleich gegenüberliegende
als Blendenöffnungen (74A, 74B) dienende Aussparungen für den LASER-
Strahldurchtritt aufweist, wobei das Rohr (73) um die Rohrlängsachse
(73C) verschwenkbar ist und der Mittelpunktstrahl (20) des LASER-
Strahles (2) die Blendenöffnungen (74A, 74B) jeweils im Zentrum
passiert.
3. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (70) aus rundem Vollmaterial
gedreht, einstückig hergestellt ist.
4. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnungen (74A, 74B) in der
senkrechten Projektion einen rautenförmigen Querschnitt aufweisen,
wobei die eine Rautendiagonale auf dem Rohrmantel (73B) parallel zur
Rohrlängsachse (73C) und die andere Rautendiagonale parallel zum
Mantelumfang verläuft.
5. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnungen (74A, 74B) in der
senkrechten Projektion einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
6. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 2, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur LASER-Strahl-Abschattung
dienenden Rohrmantelwandungen (73D) zu beiden Seiten der
Blendenöffnungen (74A, 74B) bei Verschwenkung des Rohres (73) um
einen Abschattungsendwinkel (ϕTot.) den LASER-Strahl (2) über seinen
gesamten Querschnitt abschatten.
7. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 2, 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (73) auf sich bzgl. der
Rohrlängsachse (73C) diagonal gegenüberliegenden
Rohrmantelabschnitten zusätzlich zu den Blendenöffnungen (74A, 74B)
Aussparungen zur Reduzierung des Massenträgheitsmoments aufweist.
8. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Blendenkörper (70) ein in der Seitenansicht U-förmiges
Profil (76) aufweist, welches von zwei sich im Abstand parallel
gegenüberliegenden und die Blendenöffnungen (74A, 74B) aufweisenden
Stirnseiten (76A, 76A*) und einem die Stirnseiten (76A, 76A*)
verbindenden Steg (76B) mit einer Aufnahmebuchse (75) für die
Galvanometer-Schwenkachse (72) gebildet ist, wobei die
Blendenöffnungen (74A, 74B) auf den Stirnseiten (76A, 76A*) sich in
Blickrichtung zur Steglängsrichtung deckungsgleich gegenüberliegen
und der U-förmige Blendenkörper (70) um eine senkrecht zur
Steglängsrichtung, durch den Stegmittelpunkt und parallel zu den Stirnseiten (76A, 76A*) verlaufende Achse
verschwenkbar ist, und daß der Mittelpunktstrahl (20) des LASER-Strahls
(2) die Blendenöffnungen (74A, 74B) jeweils im Zentrum
passiert.
9. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendenöffnungen (74A, 74B) auf den Stirnseiten (76A, 76A*)
einen rautenförmigen Querschnitt aufweisen.
10. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Blendenöffnungen (74A, 74B) auf den
Stirnseiten (76A, 76A*) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
11. Laserbeschriftungsanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abschattung dienenden
Stirnseitenabschnitte zu beiden Seiten der Blendenöffnungen
(74A, 74B) sich jeweils so weit erstrecken, daß bei der Verschwenkung
des U-förmigen Blendenkörpers (70) bis zum Abschattungsendwinkel
(ϕTot.) der LASER-Strahl (2) über seinen gesamten Querschnitt
abgeschattet wird.
12. Laserbeschriftungsanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich bzgl. der Schwenkachse (72)
diagonal gegenüberliegende Stirnseitenabschnitte zur Reduzierung des
Massenträgheitsmoments ausgespart sind.
13. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Blendenkörper von einer dünnen, rechteckigen
Platte (77) oder einer dünnen kreisrunden Scheibe gebildet ist,
welche um eine in der Platten- bzw. Scheibenebene liegende und
senkrecht durch den Mittelpunktstrahl (20) verlaufende Achse
verschwenkbar ist, wobei die Platte (77) oder die Scheibe in der maximal
lichtdurchlässigen Stellung parallel zum LASER-Strahl (2) angeordnet
ist.
14. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Galvanometer-Schwenkachse (72) endseitig
einen seitlich und stirnseitig offenen Aufnahmeschlitz (72A) zur
Befestigung der Platte (77) oder der Scheibe aufweist.
15. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanometer-Schwenkachse (72) über
eine oder mehrere Arretierschrauben (78) am Blendenkörper (70)
festlegbar ist.
16. Laserbeschriftungsanlage nach Anspruch 2 oder einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanometer-Schwenkachse (72) in
der Aufnahmebuchse (75) mit dem Blendenkörper (70) verklebt ist.
17. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die abschattenden Oberflächen des
Blendenkörpers (70) zur Erzeugung einer diffusen Lichtreflexion
aufgerauht sind.
18. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die abschattenden Oberflächen des
Blendenkörpers (70) eine absorbierende Schicht aufweisen.
19. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (70) aus Edelstahl
hergestellt ist.
20. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (70) aus Aluminium
hergestellt ist.
21. Laserbeschriftungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (70) aus Kunststoff
hergestellt ist.
Priority Applications (2)
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| DE19944429110 DE4429110C2 (de) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | Laserbeschriftungsanlage für Ausweiskarten o. dgl. |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19949542A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-04-19 | Orga Kartensysteme Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von Mikroschrift auf Datenträgern, insbesondere Kunststoffkarten |
| DE202013100969U1 (de) | 2013-03-06 | 2013-03-20 | Trumpf Laser Marking Systems Ag | Markierungslaser zum rückreflexionsunabhängigen Graustufenlasermarkieren |
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19537177C2 (de) * | 1995-10-06 | 1998-07-23 | Orga Kartensysteme Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkarte in Form einer Ausweiskarte, Telefonkarte, Kreditkarte, Krankenversichertenkarte o. dgl. |
| DE10147037A1 (de) * | 2001-09-25 | 2003-04-17 | Orga Kartensysteme Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Laserbeschriftung von Datenträgern, insbesondere Kartenkörper |
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| DE1858531U (de) * | 1960-11-22 | 1962-09-13 | Agfa Ag | Blende fuer kinematografische oder fotografische kameras. |
| GB2156537A (en) * | 1984-03-29 | 1985-10-09 | Singer Co | Temperature stability arrangement in a combined laser recording and color projection system |
| US4763134A (en) * | 1985-08-29 | 1988-08-09 | Konishiroku Photo Industry Co. | Laser recording apparatus having variable recording magnification and beam intensity control |
| DE3912188A1 (de) * | 1989-04-13 | 1990-10-25 | Interatom | Verfahren und vorrichtung zur laser-markierung mit grosser schaerfentiefe |
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- 1994-08-17 DE DE19944429110 patent/DE4429110C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19949542A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-04-19 | Orga Kartensysteme Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von Mikroschrift auf Datenträgern, insbesondere Kunststoffkarten |
| DE19949542C2 (de) * | 1999-10-14 | 2002-07-11 | Orga Kartensysteme Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von Mikroschrift auf Datenträgern, insbesondere Kunststoffkarten |
| DE102012219249A1 (de) | 2012-10-22 | 2014-02-13 | Bundesdruckerei Gmbh | Vorrichtung zur Laserpersonalisierung von Sicherheitselementen |
| DE202013100969U1 (de) | 2013-03-06 | 2013-03-20 | Trumpf Laser Marking Systems Ag | Markierungslaser zum rückreflexionsunabhängigen Graustufenlasermarkieren |
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