JPH0760462A - レ−ザマ−キング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明はマ−キングエリアを拡大できるよ
うにしたレ−ザマ−キング装置を提供することにある。 【構成】 レ−ザ発振器２１と、このレ−ザ発振器から
出力されたレ−ザ光を直交するＸ方向とＹ方向のうちの
一方の方向に走査させる第１のミラ−２３および他方の
方向に走査させる第２のミラ−２４と、上記第１のミラ
−で走査されるレ−ザ光を集束する第１のシリンドリカ
ルレンズ２７および上記第２のミラ−で走査されるレ−
ザ光を集束する第２のシリンドリカルレンズ２８と、上
記第１のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカル
レンズの出射側に配置されたマスク２９と、このマスク
を透過したレ−ザ光を被加工物３２上に集束する結像レ
ンズ３１とを具備し、上記第１のシリンドリカルレンズ
と第２のシリンドリカルレンズとは、上記結像レンズと
上記第１のミラ−および第２のミラ−に対し、それぞれ
共役な位置関係になるようそれぞれの焦点距離が設定さ
れてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレ−ザ光によって被加
工物にマ−クを形成するレ−ザマ−キング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被加工物にレ−ザ光によって所定のパタ
−ンをマ−キングする場合、たとえば特公平４−３１７
９７号公報に示されるように、所定のパタ−ンが形成さ
れたマスクをレ−ザ光によって照射し、そのパタ−ンを
透過したレ−ザ光を結像レンズで集束して被加工物に照
射する方法が知られている。

【０００３】上記公報に示された従来のレ−ザマ−キン
グ装置を図３に基いて説明する。同図中１はレ−ザ発振
器である。このレ−ザ発振器１から出力されたレ−ザ光
Ｌは集光レンズ２で集束されて第１のミラ−３と第２の
ミラ−４とで順次反射される。上記第１のミラ−３は第
１のガルバノメ−タスキャナ５によって所定方向（この
方向をＸ方向とする）に揺動駆動され、上記第２のミラ
−４は第２のガルバノメ−タスキャナ６によって上記第
１のミラ−３と直交するＹ方向に揺動駆動されるように
なっている。

【０００４】上記第２のミラ−４から出射したレ−ザ光
Ｌはリレ−レンズ８を経てマスク９に入射し、このマス
ク９をラスタスキャンする。したがって、マスク９から
出射したレ−ザ光Ｌを結像レンズ１１で被加工物１２上
に結像すれば、この被加工物１２にマスク９の像をマ−
キングすることができる。

【０００５】上記マスク９の入射側にリレ−レンズ８を
配置したことで、レ−ザ光Ｌがマスク９上をラスタスキ
ャンする範囲を拡大しても、レ−ザ光Ｌを結像レンズ１
１に入射させることが可能となる。そのため、リレ−レ
ンズ８がない場合に比べてマ−キングエリアを拡大する
ことができる。

【０００６】ところで、上記構成のレ−ザマ−キング装
置においては、第１のミラ−３と第２のミラ−４とで異
なる方向に走査されるレ−ザ光Ｌを、１つのリレ−レン
ズ８によって集束しなければならない。そのため、どち
らか一方の走査方向に対しては上記リレ−レンズ８によ
り集束されるレ−ザ光Ｌが結像レンズ１１上で振れるこ
とになる。

【０００７】この状態を図４（ａ）、（ｂ）を参照して
説明する。つまり、２つのミラ−３、４に対して１つの
リレ−レンズ８と１つの結像レンズ１１とを、同時に共
役な関係とすることができないから、従来はどちらか一
方、この場合にはレ−ザ光ＬをＸ方向に走査する、第１
のミラ−３とリレ−レンズ８と結像レンズ１１は共役な
位置関係に設定され、レ−ザ光ＬをＹ方向に走査する、
第２のミラ−４とリレ−レンズ８と結像レンズ１１は共
役な位置関係になっていない。

【０００８】その場合、第１のミラ−３を駆動してレ−
ザ光ＬをＸ方向に走査させたときには、図４（ａ）に示
すように上記結像レンズ１１上におけるレ−ザ光Ｌの位
置が動くことがない。しかしながら、第２のミラ−４を
駆動してレ−ザ光ＬをＹ方向に走査させた場合、このミ
ラ−４、リレ−レンズ８および結像レンズ１１が共役な
位置関係にないため、結像レンズ１１上においてレ−ザ
光Ｌが振られることになる。

【０００９】そのため、上記第２のミラ−４の振り角が
大きくなると、レ−ザ光Ｌが結像レンズ１１から外れて
しまう、いわゆる“けられ”が発生する。けられを防止
するためには、上記第２のミラ−４の振れ角を小さくし
なければならないから、マ−キングエリアを十分に拡大
することができなくなるということがあった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、レ−ザ光
を２つのミラ−によって二方向に走査させる場合、１つ
のリレ−レンズと結像レンズとを、２つのミラ−に対し
てともに共役な関係になるよう、設定できない。そのた
め、どちらか１つのミラ−による走査方向に対しては、
そのミラ−の振れ角を大きくすると、レ−ザ光が結像レ
ンズから外れてしまうから、それによってマ−キングエ
リアが制限を受けるということがあった。

【００１１】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、レ−ザ光を２つのミラ−
によって二方向に走査させる場合であっても、レ−ザ光
が結像レンズから外れてマ−キングエリアが制限を受け
ることがないようにしたレ−ザマ−キング装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、レ−ザ発振器と、このレ−ザ発振器から
出力されたレ−ザ光を直交するＸ方向とＹ方向のうちの
一方の方向に走査させる第１のミラ−および他方の方向
に走査させる第２のミラ−と、上記第１のミラ−で走査
されるレ−ザ光を集束する第１のシリンドリカルレンズ
および上記第２のミラ−で走査されるレ−ザ光を集束す
る第２のシリンドリカルレンズと、上記第１のシリンド
リカルレンズと第２のシリンドリカルレンズの出射側に
配置されたマスクと、このマスクを透過したレ−ザ光を
被加工物上に集束する結像レンズとを具備し、上記第１
のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカルレンズ
とは、上記結像レンズと上記第１のミラ−および第２の
ミラ−に対し、それぞれ共役な位置関係になるようそれ
ぞれの焦点距離が設定されいなることを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、第１のミラ−、第１のシリ
ンドリカルレンズおよび結像レンズが共役な位置関係で
あり、第２のミラ−、第２のシリンドリカルレンズおよ
び結像レンズが共役な位置関係であるから、レ−ザ光を
第１のミラ−と第２のミラ−とによって二方向に走査し
ても、結像レンズ上で振れることがない。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２
（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図１に示すレ−ザ
マ−キング装置はレ−ザ発振器２１を備えている。この
レ−ザ発振器２１から出力されたレ−ザ光Ｌは集光レン
ズ２２で集束されて第１のミラ−２３に入射する。この
第１のミラ−２３から出射したレ−ザ光Ｌは第２のミラ
−２４に入射する。上記第１のミラ−２３は第１のガル
バノメ−タスキャナ２５によって所定方向（この方向を
Ｘとする。）に揺動駆動され、上記第２のミラ−２４は
第２のガルバノメ−タスキャナ２６によって上記Ｘ方向
と直交するＹ方向に揺動駆動されるようになっている。

【００１５】上記第２のミラ−２４から出射したレ−ザ
光Ｌは第１のシリンドリカルレンズ２７と第２のシリン
ドリカルレンズ２８とを通過してマスク２９に入射す
る。上記第１のシリンドリカルレンズ２７は、Ｘ方向に
揺動するレ−ザ光Ｌを集束するよう、その曲面が位置決
め配置され、上記第２のシリンドリカルレンズ２８は、
Ｙ方向に揺動するレ−ザ光Ｌを集束するよう、その曲面
が位置決め配置されている。

【００１６】上記マスク２９から出射したレ−ザ光Ｌは
結像レンズ３１で集束され、その焦点位置に配置された
被加工物３２を照射する。上記第１のシリンドリカルレ
ンズ２７の焦点距離ｆ₁ と、上記第２のシリンドリカル
レンズ２８の焦点距離ｆ₂ は下記のごとく設定されてい
る。すなわち、図２（ａ）に示すように第１のミラ−２
３と第２のミラ−２４との間隔をＡ、第２のミラ−２４
と第１のシリンドリカルレンズ２７との間隔をＢ、第１
のシリンドリカルレンズ２７と第２のシリンドリカルレ
ンズ２８との間隔をＣ、第２のシリンドリカルレンズ２
８と結像レンズ３１との間隔をＤとすると、

【００１７】

【数１】 に設定されている。つまり、第１のシリンドリカルレン
ズ２７と第１のミラ−２３と結像レンズ３１とは共役な
位置関係に設定され、第２のシリンドリカルレンズ２８
と第２のミラ−２４と結像レンズ３１とは共役な位置関
係に設定されている。

【００１８】このように、レ−ザ光ＬをＸ方向に走査す
る光学系である、第１のシリンドリカルレンズ２７と第
１のミラ−２３と結像レンズ３１とを共役な位置関係に
設定し、またレ−ザ光ＬをＹ方向に走査する光学系であ
る、第２のシリンドリカルレンズ２８と第２のミラ−２
４と結像レンズ３１とを共役な位置関係に設定したこと
により、レ−ザ光ＬをＸ、Ｙのどちらの方向に走査して
も、結像レンズ３１上で振れることがなくなる。

【００１９】この状態を図２（ａ）、（ｂ）に示す。図
２（ａ）は第１のミラ−２３を駆動してレ−ザ光ＬをＸ
方向に揺動させた場合であり、図２（ｂ）は第２のミラ
−２４を駆動してレ−ザ光ＬをＹ方向に揺動させた場合
である。レ−ザ光ＬをＸ方向に走査する光学系と、Ｙ方
向に走査する光学系とがそれぞれ共役の位置関係に設定
されているので、いずれの揺動方向においても、レ−ザ
光Ｌが結像レンズ３１上で振れることなく、この結像レ
ンズ３１で集束されて被加工物３２をマ−キングする。

【００２０】レ−ザ光Ｌが結像レンズ３１上で振れなけ
れば、第１のミラ−２３と第２のミラ−２４との振り角
を大きくしても、そのレ−ザ光Ｌが結像レンズ３１から
外れる、いわゆる“けられ”が生じることがない。その
ため、その“けられ”により、マ−キングエリアが制限
を受けるということがなくなる。つまり、マ−キングエ
リアを拡大することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、レ−ザ光
をＸ方向とＹ方向とに走査してマ−キング行う装置にお
いて、上記レ−ザ光をＸ方向に走査させる光学系であ
る、第１のシリンドリカルレンズと第１のミラ−と結像
レンズとを共役な位置関係に設定し、またレ−ザ光をＹ
方向に走査する光学系である、第２のシリンドリカルレ
ンズと第２のミラ−と結像レンズとを共役な位置関係に
設定した。

【００２２】そのため、レ−ザ光ＬをＸ、Ｙのどちらの
方向に走査しても、結像レンズ上で振れ、その結像レン
ズから外れるということがなくなるから、その分、上記
第１のミラ−と第２のミラ−との振れ角を大きくし、マ
−キングエリアを拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すレ−ザマ−キング装
置の全体構成図。

【図２】（ａ）は同じくレ−ザ光をＸ方向に走査させる
場合の光学系の説明図、（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ方
向から見たレ−ザ光をＹ方向に走査させる場合の光学系
の説明図。

【図３】従来のレ−ザマ−キング装置の構成図。

【図４】（ａ）は同じくレ−ザ光をＸ方向に走査させる
場合の光学系の説明図、（ｂ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ方
向から見たレ−ザ光をＹ方向に走査させる場合の光学系
の説明図。

【符号の説明】

２１…レ−ザ発振器、２３…第１のミラ−、２４…第２
のミラ−、２７…第１のシリンドリカルレンズ、２８…
第２のシリンドリカルレンズ、２９…マスク、３１…結
像レンズ、３２…被加工物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レ−ザ発振器と、このレ−ザ発振器から
   出力されたレ−ザ光を直交するＸ方向とＹ方向のうちの
   一方の方向に走査させる第１のミラ−および他方の方向
   に走査させる第２のミラ−と、上記第１のミラ−で走査
   されるレ−ザ光を集束する第１のシリンドリカルレンズ
   および上記第２のミラ−で走査されるレ−ザ光を集束す
   る第２のシリンドリカルレンズと、上記第１のシリンド
   リカルレンズと第２のシリンドリカルレンズの出射側に
   配置されたマスクと、このマスクを透過したレ−ザ光を
   被加工物上に集束する結像レンズとを具備し、上記第１
   のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカルレンズ
   とは、上記結像レンズと上記第１のミラ−および第２の
   ミラ−に対し、それぞれ共役な位置関係になるようそれ
   ぞれの焦点距離が設定されてなることを特徴とするレ−
   ザマ−キング装置。