JP2000202655A - レ―ザ―マ―キング装置 - Google Patents
レ―ザ―マ―キング装置Info
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- JP2000202655A JP2000202655A JP11002499A JP249999A JP2000202655A JP 2000202655 A JP2000202655 A JP 2000202655A JP 11002499 A JP11002499 A JP 11002499A JP 249999 A JP249999 A JP 249999A JP 2000202655 A JP2000202655 A JP 2000202655A
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- 238000010330 laser marking Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定されているワークにレーザービームを照
射するガルバノメータ式スキャナを移動自在に装着した
レーザーマーキング装置に関し、迅速、かつ、高精度に
マーキングし得るようにする。 【解決手段】 Ｘ軸方向へ移動し得るように装着されて
いる可動テーブル１上にＹ軸方向へ移動し得るように装
着されているガルバノメータ式スキャナ２を所定位置へ
移動制御しながら下方に固定されているワークに図柄等
をマーキングする。その際、伝播光径制御手段２３によ
って、ガルバノメータ式スキャナ２に入射せしめられる
レーザービームの光径を、前記ワークのマーキング面に
常に焦点を結ぶことができるように制御する。
射するガルバノメータ式スキャナを移動自在に装着した
レーザーマーキング装置に関し、迅速、かつ、高精度に
マーキングし得るようにする。 【解決手段】 Ｘ軸方向へ移動し得るように装着されて
いる可動テーブル１上にＹ軸方向へ移動し得るように装
着されているガルバノメータ式スキャナ２を所定位置へ
移動制御しながら下方に固定されているワークに図柄等
をマーキングする。その際、伝播光径制御手段２３によ
って、ガルバノメータ式スキャナ２に入射せしめられる
レーザービームの光径を、前記ワークのマーキング面に
常に焦点を結ぶことができるように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーマーキン
グ装置、更に詳しくは、固定されているワークにレーザ
ービームを照射するガルバノメータ式スキャナを移動自
在に装着したレーザーマーキング装置の改良に関するも
のである。
グ装置、更に詳しくは、固定されているワークにレーザ
ービームを照射するガルバノメータ式スキャナを移動自
在に装着したレーザーマーキング装置の改良に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、特開平３−１９８９８８
号公報や特開平６−２０２０２３号公報等において開示
されているように、ガルバノメータ式スキャナは公知で
あるが、このスキャナは、一対のガルバノミラーを所定
の角度関係に揺動制御せしめてレーザービームを走査す
るものであるから、レーザービームの振分け範囲が比較
的小さく、その為、固定されているワークに対してマー
キングし得る範囲が制限されて、より広い範囲のマーキ
ングが困難であった。
号公報や特開平６−２０２０２３号公報等において開示
されているように、ガルバノメータ式スキャナは公知で
あるが、このスキャナは、一対のガルバノミラーを所定
の角度関係に揺動制御せしめてレーザービームを走査す
るものであるから、レーザービームの振分け範囲が比較
的小さく、その為、固定されているワークに対してマー
キングし得る範囲が制限されて、より広い範囲のマーキ
ングが困難であった。
【０００３】そこで、この欠点を解消する為に、例え
ば、特開平６０−１０６６８６号公報において開示され
ているように、ガルバノメータ式スキャナを移動自在に
装着することが提案されていた。
ば、特開平６０−１０６６８６号公報において開示され
ているように、ガルバノメータ式スキャナを移動自在に
装着することが提案されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガルバノメー
タ式スキャナを移動自在に装着すると、それの移動に伴
ってスキャナにおけるビーム結像位置が変化する一方に
おいて、ワークのマーキング面とスキャナ間の距離が一
定である為に、焦点がずれてマーキング面におけるレー
ザビームの光径が変化した状態になり、これに起因して
迅速、かつ、高精度にマーキングすることが困難になる
といった欠点を有していた。
タ式スキャナを移動自在に装着すると、それの移動に伴
ってスキャナにおけるビーム結像位置が変化する一方に
おいて、ワークのマーキング面とスキャナ間の距離が一
定である為に、焦点がずれてマーキング面におけるレー
ザビームの光径が変化した状態になり、これに起因して
迅速、かつ、高精度にマーキングすることが困難になる
といった欠点を有していた。
【０００５】本発明は、このような欠点に鑑み、それを
解消すべく鋭意検討の結果、ワークのマーキング面に常
に焦点を結ぶことができるようにレーザービームの光径
を制御する照射光径制御手段を装着すればよいことを見
い出し、この点に基づいて完成し得たものである。
解消すべく鋭意検討の結果、ワークのマーキング面に常
に焦点を結ぶことができるようにレーザービームの光径
を制御する照射光径制御手段を装着すればよいことを見
い出し、この点に基づいて完成し得たものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
レーザーマーキング装置は、請求項１に記載するよう
に、固定されているワークにレーザービームを照射せし
めるガルバノメータ式スキャナを移動自在に装着したレ
ーザーマーキング装置において、前記ワークのマーキン
グ面に常に焦点を結ぶことができるように前記レーザー
ビームの光径を制御する照射光径制御手段を装着したこ
とを特徴とするものである。なお、照射光径制御手段
は、ガルバノメータ型スキャナに入射せしめるレーザー
ビームの光径を制御する伝播光径制御手段で構成するの
が好ましく、また、前記伝播光径制御手段は、レーザー
発振器からのレーザービームが入射せしめられるビーム
エキスパンダーと前記ビームエキスパンダーからのレー
ザービームが入射せしめられる対物レンズとの間に、光
軸方向に移動自在に装着せしめられた伝播光径調整レン
ズで構成するのが好ましい。
レーザーマーキング装置は、請求項１に記載するよう
に、固定されているワークにレーザービームを照射せし
めるガルバノメータ式スキャナを移動自在に装着したレ
ーザーマーキング装置において、前記ワークのマーキン
グ面に常に焦点を結ぶことができるように前記レーザー
ビームの光径を制御する照射光径制御手段を装着したこ
とを特徴とするものである。なお、照射光径制御手段
は、ガルバノメータ型スキャナに入射せしめるレーザー
ビームの光径を制御する伝播光径制御手段で構成するの
が好ましく、また、前記伝播光径制御手段は、レーザー
発振器からのレーザービームが入射せしめられるビーム
エキスパンダーと前記ビームエキスパンダーからのレー
ザービームが入射せしめられる対物レンズとの間に、光
軸方向に移動自在に装着せしめられた伝播光径調整レン
ズで構成するのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】斜視図である図１において、図示
矢印のＸ軸方向に移動し得るように装着されている可動
テーブル１に、ガルバノメター式スキャナ２が図示矢印
のＹ軸方向に移動し得るように装着されている。
矢印のＸ軸方向に移動し得るように装着されている可動
テーブル１に、ガルバノメター式スキャナ２が図示矢印
のＹ軸方向に移動し得るように装着されている。
【０００８】すなわち、ガルバノメータ式スキャナ２
は、可動テーブル１に固着されているブラケット３に固
着されたＡＣサーボモータ４によって正逆回転制御せし
められるボールネジ軸５に螺着されていると共に、可動
テーブル１は、装置フレーム６の上部ベース７に固着さ
れているブラッケト８に固着されたＡＣサーボモータ９
によって正逆回転制御せしめられるボールネジ軸１０に
螺着されている。
は、可動テーブル１に固着されているブラケット３に固
着されたＡＣサーボモータ４によって正逆回転制御せし
められるボールネジ軸５に螺着されていると共に、可動
テーブル１は、装置フレーム６の上部ベース７に固着さ
れているブラッケト８に固着されたＡＣサーボモータ９
によって正逆回転制御せしめられるボールネジ軸１０に
螺着されている。
【０００９】その為、可動テーブル１の移動制御とガル
バノメータ式スキャナ２の移動制御とによって、図示さ
れていない下方のワークに対して広い範囲にわたってレ
ーザービームを走査せしめることができるが、その際、
ガルバノメータ式スキャナ２は、可動テーブル１に固着
されているレール１１で案内されてＹ軸方向へ移動さ
れ、また、可動テーブル１は、上部ベース７に固着され
ているレール１２ａ，１２ｂで案内されてＸ軸方向へ移
動される。
バノメータ式スキャナ２の移動制御とによって、図示さ
れていない下方のワークに対して広い範囲にわたってレ
ーザービームを走査せしめることができるが、その際、
ガルバノメータ式スキャナ２は、可動テーブル１に固着
されているレール１１で案内されてＹ軸方向へ移動さ
れ、また、可動テーブル１は、上部ベース７に固着され
ているレール１２ａ，１２ｂで案内されてＸ軸方向へ移
動される。
【００１０】なお、ボールネジ軸５は、可動テーブル１
上に固着されている軸受１３ａ，１３ｂで回転し得るよ
うに支持されていると共にボールネジ軸１０は、上部ベ
ース７に固着されている軸受１４ａ，１４ｂで回転し得
るように支持されている。
上に固着されている軸受１３ａ，１３ｂで回転し得るよ
うに支持されていると共にボールネジ軸１０は、上部ベ
ース７に固着されている軸受１４ａ，１４ｂで回転し得
るように支持されている。
【００１１】また、可動テーブル１にビーム走査用穴１
５が設けられていると共に上部ベース７にもビーム走査
用穴１６が設けられおり、更に、図示されていないが、
マーキングするワークは、上部べース７の下方に設けら
れている下部ベース上に適当な治具を介して固定されて
いる。
５が設けられていると共に上部ベース７にもビーム走査
用穴１６が設けられおり、更に、図示されていないが、
マーキングするワークは、上部べース７の下方に設けら
れている下部ベース上に適当な治具を介して固定されて
いる。
【００１２】一方、レーザービームは、上部ベース７に
固着されているレーザー発振器１７から発振され、そし
て、同様に上部ベース７に固着されているビームエキス
パンダー１８、光路変更手段１９（例えば、プリズ
ム）、対物レンズ２０、結像レンズ２１及び可動ベース
１に固着されている光路変更手段２２（例えば、プリズ
ム）等を経てガルバノメータ式スキャナ２に入射される
が、その途中において、伝播光径制御手段２３によっ
て、対物レンズ２０に入射されるレーザービームの光径
が所定に制御される。
固着されているレーザー発振器１７から発振され、そし
て、同様に上部ベース７に固着されているビームエキス
パンダー１８、光路変更手段１９（例えば、プリズ
ム）、対物レンズ２０、結像レンズ２１及び可動ベース
１に固着されている光路変更手段２２（例えば、プリズ
ム）等を経てガルバノメータ式スキャナ２に入射される
が、その途中において、伝播光径制御手段２３によっ
て、対物レンズ２０に入射されるレーザービームの光径
が所定に制御される。
【００１３】なお、伝播光径制御手段２３は、上部ベー
ス７に固着されているブラケット２４に固着されたＡＣ
サーボモータ２５によって正逆回転制御せしめられるボ
ールネジ軸２６にレンズ用ブラケット２７を螺着すると
共に、このブラケット２７に伝播光径調整レンズ２８を
固着している。また、かかるレンズ２８は、レーザービ
ーム入射側（ビームエキスパンダー１８側）が凹面に設
けられていると共にレザービーム出射側（対物レンズ２
０側）が平面に設けられている。また、ボールネジ軸２
６は、上部テーブル７に固着されている軸受２９ａ，２
９ｂで回転し得るように支持されている。
ス７に固着されているブラケット２４に固着されたＡＣ
サーボモータ２５によって正逆回転制御せしめられるボ
ールネジ軸２６にレンズ用ブラケット２７を螺着すると
共に、このブラケット２７に伝播光径調整レンズ２８を
固着している。また、かかるレンズ２８は、レーザービ
ーム入射側（ビームエキスパンダー１８側）が凹面に設
けられていると共にレザービーム出射側（対物レンズ２
０側）が平面に設けられている。また、ボールネジ軸２
６は、上部テーブル７に固着されている軸受２９ａ，２
９ｂで回転し得るように支持されている。
【００１４】その為、図２において示されているよう
に、伝播光径調整レンズ２８を光軸方向（図示矢印方
向）へ移動させることにより、対物レンズ２０に入射せ
しめられるレーザービーム２９の光径を所定に制御、す
なわち、ワーク３０のマーキング面３１に常に焦点を結
ぶことができるようにレーザービームの光径を制御する
ことができる。なお、その場合において、伝播光径調整
レンズ２８の移動量は、次のようにして決定される。
に、伝播光径調整レンズ２８を光軸方向（図示矢印方
向）へ移動させることにより、対物レンズ２０に入射せ
しめられるレーザービーム２９の光径を所定に制御、す
なわち、ワーク３０のマーキング面３１に常に焦点を結
ぶことができるようにレーザービームの光径を制御する
ことができる。なお、その場合において、伝播光径調整
レンズ２８の移動量は、次のようにして決定される。
【００１５】例えば、図２において、ガルバノメータ式
スキャナ２が、レーザー発振器１７から最も遠い位置に
移動されているときを基準位置として、そのときのマー
キング面３１におけるレーザービームの光径を測定し、
次いで、前記基準位置からガルバノメータ式スキャナ２
を任意の位置へ移動させ、ここで、マーキング面３１に
おけるレーザービームの光径を測定することにより、前
記基準位置からの移動量とレーザービームの光径の変化
量とを得ることができ、従って、両者の比例関係からし
て、ガルバノメータ式スキャナ２の位置とその光径の変
化量との関係を求めることができる。
スキャナ２が、レーザー発振器１７から最も遠い位置に
移動されているときを基準位置として、そのときのマー
キング面３１におけるレーザービームの光径を測定し、
次いで、前記基準位置からガルバノメータ式スキャナ２
を任意の位置へ移動させ、ここで、マーキング面３１に
おけるレーザービームの光径を測定することにより、前
記基準位置からの移動量とレーザービームの光径の変化
量とを得ることができ、従って、両者の比例関係からし
て、ガルバノメータ式スキャナ２の位置とその光径の変
化量との関係を求めることができる。
【００１６】また、ガルバノメータ式スキャナ２の位置
を固定して、伝播光径調整レンズ２８の位置変化量とレ
ーザービームの光径変化量との関係（比例関係）を求め
ることにより、かかるスキャナ２が任意の位置へ移動さ
れたときのレーザービームの光径を計算することができ
ると共にその光径を一定値に修正する為に必要とされる
伝播光径調整レンズ２８の移動量も計算することができ
る。
を固定して、伝播光径調整レンズ２８の位置変化量とレ
ーザービームの光径変化量との関係（比例関係）を求め
ることにより、かかるスキャナ２が任意の位置へ移動さ
れたときのレーザービームの光径を計算することができ
ると共にその光径を一定値に修正する為に必要とされる
伝播光径調整レンズ２８の移動量も計算することができ
る。
【００１７】なお、前記基準位置に対するガルバノメー
タ式スキャナ２の移動量は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移
動量の和に相当するが、その駆動にＡＣサーボモータ
４，９を用いているので、正確な数値データとして得る
ことができる。
タ式スキャナ２の移動量は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移
動量の和に相当するが、その駆動にＡＣサーボモータ
４，９を用いているので、正確な数値データとして得る
ことができる。
【００１８】よって、ガルバノメータ式スキャナ２が移
動し、それに伴って結像レンズ２１との距離が変化され
ても、ワーク３０のマーキング面３１に焦点を結ぶこと
ができるから、迅速、かつ、高精度にマーキングするこ
とができる。
動し、それに伴って結像レンズ２１との距離が変化され
ても、ワーク３０のマーキング面３１に焦点を結ぶこと
ができるから、迅速、かつ、高精度にマーキングするこ
とができる。
【００１９】以上、本発明に係る一実施形態について述
べたが、本発明においては、伝播光径制御手段２３を、
光路変更手段２２とガルバノメータ式スキャナ２との
間、すなわち、可動テーブル１上のその位置に装着して
もよい。
べたが、本発明においては、伝播光径制御手段２３を、
光路変更手段２２とガルバノメータ式スキャナ２との
間、すなわち、可動テーブル１上のその位置に装着して
もよい。
【００２０】また、伝播光径制御手段２３に代えて、ガ
ルバノメータ式スキャナ２とマーキング面３１との間に
位置せしめるように他の適当な光径制御手段を設けても
よく、このように、ワーク３０のマーキング面３１に常
に焦点を結ぶことができるようにレーザービームの光径
を制御する手段は、伝播光径制御手段２３や、それ以外
の他の光径制御手段等、いかなる形態のものであっても
よく、要するに、それらを包含の照射光径制御手段であ
ればよい。
ルバノメータ式スキャナ２とマーキング面３１との間に
位置せしめるように他の適当な光径制御手段を設けても
よく、このように、ワーク３０のマーキング面３１に常
に焦点を結ぶことができるようにレーザービームの光径
を制御する手段は、伝播光径制御手段２３や、それ以外
の他の光径制御手段等、いかなる形態のものであっても
よく、要するに、それらを包含の照射光径制御手段であ
ればよい。
【００２１】また、本発明においては、光路変更手段１
９を省いた形態、すなわち、直線状に光路を形成するよ
うに、ビーム発振器１７，ビームエキスパンダー１８，
伝播光径調整レンズ２８及び対物レンズ２０等を配設し
てもよい。なお、マーキングの形態も、図柄等、いかな
る形態のものであってもよいと共にワークもいかなる形
態のものであってもよい。
９を省いた形態、すなわち、直線状に光路を形成するよ
うに、ビーム発振器１７，ビームエキスパンダー１８，
伝播光径調整レンズ２８及び対物レンズ２０等を配設し
てもよい。なお、マーキングの形態も、図柄等、いかな
る形態のものであってもよいと共にワークもいかなる形
態のものであってもよい。
【００２２】
【発明の効果】上述のように、本発明によると、ガルバ
ノメータ式スキャナが移動し、それに伴って結像レンズ
との距離が変化しても、ワークのマーキング面に焦点を
結ぶことができるから、迅速、かつ、高精度にマーキン
グすることができるレーザーマーキング装置を得ること
ができる。
ノメータ式スキャナが移動し、それに伴って結像レンズ
との距離が変化しても、ワークのマーキング面に焦点を
結ぶことができるから、迅速、かつ、高精度にマーキン
グすることができるレーザーマーキング装置を得ること
ができる。
【図１】レーザーマーキング装置の主要部の平面図であ
る。
る。
【図２】レーザービームの伝播系を示す図である。 １：可動テーブル ２：ガルバノメータ式スキャナ １７：レーザー発振器 １８：ビームエキスパンダー ２０：対物レンズ ２１：結像レンズ ２３：伝播光径制御手段 ３０：ワーク ３１：マーキング面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 26/10 １０４ Ｇ０２Ｂ 26/10 １０４Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 固定されているワークにレーザービーム
を照射せしめるガルバノメータ式スキャナを移動自在に
装着したレーザーマーキング装置において、前記ワーク
のマーキング面に常に焦点を結ぶことができるように前
記レーザービームの光径を制御する照射光径制御手段を
装着したことを特徴とするレーザーマーキング装置。 - 【請求項２】 照射光径制御手段を、ガルバノメータ式
スキャナに入射せしめるレーザービームの光径を制御す
る伝播光径制御手段で構成したことを特徴とする請求項
１に記載のレーザーマーキング装置。 - 【請求項３】 伝播光径制御手段を、レーザー発振器か
らのレーザービームが入射せしめられるビームエキスパ
ンダーと前記ビームエキスパンダーからのレーザービー
ムが入射せしめられる対物レンズとの間に、光軸方向に
移動自在に装着せしめられた伝播光径調整レンズで構成
したことを特徴とする請求項２に記載のレーザーマーキ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002499A JP2000202655A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | レ―ザ―マ―キング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002499A JP2000202655A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | レ―ザ―マ―キング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000202655A true JP2000202655A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11531063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11002499A Pending JP2000202655A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | レ―ザ―マ―キング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000202655A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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