JPH09174261A - ボタン電池への刻印方法 - Google Patents

ボタン電池への刻印方法

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JPH09174261A
JPH09174261A JP7340296A JP34029695A JPH09174261A JP H09174261 A JPH09174261 A JP H09174261A JP 7340296 A JP7340296 A JP 7340296A JP 34029695 A JP34029695 A JP 34029695A JP H09174261 A JPH09174261 A JP H09174261A
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JP
Japan
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liquid crystal
laser light
crystal mask
pattern
marking
Prior art date
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JP7340296A
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English (en)
Inventor
Kiwamu Takehisa
究 武久
Koji Kuwabara
皓二 桑原
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ボタン電池に対して、刻印内容の変更が容易
で、しかも電池の内容物が流出する恐れのない刻印方
法、及び刻印装置を提供する。 【解決手段】E.O.Qスイッチ動作の固体レーザ発振器
120から取り出された直線偏光のレーザ光101aは
レンズ102a,102bで拡大され、刻印すべきパタ
ーンが表示された液晶マスク103に照射される。液晶
マスク103を通過したレーザ光101bの内、パター
ンを構成する画素を通過したレーザ光101cは偏光ビ
ームスプリッタ104で反射して結像レンズ102cに
よりベルトコンベアによりレーザ光照射位置に順次送り
こまれるボタン電池107上に照射されパターンが刻印
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボタン電池への刻印
方法に関し、特にレーザ光を用いた刻印方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、ボタン電池の表面には、製造メー
カ名,型式,電圧の向きを示す記号がプレスにより刻印
されることがある。
【0003】また、一般に金属への刻印方法として超音
波媒体を使用したQスイッチ(以下A.O.Qスイッチと
呼ぶ。)動作の固体レーザにより刻印する方法が知られ
ている。A.O.Qスイッチ動作の固体レーザでは、連続
的に発光するランプを励起光源として用いた固体レーザ
の共振器内にA.O.Qスイッチを挿入したものであり、
A.O.Qスイッチを動作させることで、数kHzの繰返
し数で数kW程度の高ピークパワーのパルスレーザ光を
発生できる。このレーザ光を集光させながらスキャンす
ることで、金属に刻印することができる。そこで、従
来、この方法により表面が金属であるボタン電池に刻印
する場合もあった。なお、これに関しては、例えば、特
開平4−269445 号公報に示されている。
【0004】また、従来、ICパッケージに文字などを
刻印するために、液晶マスク式レーザマーカが利用され
ることがあった。液晶マスク式レーザマーカでは、液晶
マスクに表示させたパターンをそのまま刻印できるた
め、刻印内容が容易に変更できる特徴があることが知ら
れている。なお、液晶マスク式レーザマーカに関して
は、例えば、特開平4−200989 号公報で説明されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のプレスにより刻
印では、刻印内容の変更にプレス型の変更を伴うため、
フレキシビリティに欠けるという問題があった。
【0006】一方、A.O.Qスイッチ動作の固体レーザ
による刻印では、文字の書き始めや、書き終わりで、ス
キャンスピードが低下するため、刻印深さが定常値より
深くなるという問題がある。そのため、薄板金属からな
るボタン電池に貫通孔が形成され、内容物が流出する恐
れがあることが問題であった。
【0007】また、従来の液晶マスク式レーザマーカで
は、取り出されるパルス状のレーザ光を集光せずに、あ
る程度の面積に一度に照射させるため、単位面積当りの
ピークパワーであるレーザ光強度が数十kW/cm2 程度
と低くなることから、ボタン電池などの金属に対して刻
印することは困難であった。
【0008】本発明の目的は、ボタン電池に対して、刻
印内容の変更が容易で、しかも電池の内容物が流出する
恐れのない刻印方法、及び刻印装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は電気光学素子を用いたQスイッチ(以下、
E.O.Qスイッチと呼ぶ。)動作のフラッシュランプ励
起固体レーザからのレーザ光をパターンを表示した液晶
マスクに照射し、前記液晶マスクを透過するレーザ光を
用いて刻印した。
【0010】E.O.Qスイッチ動作のフラッシュランプ
励起固体レーザから取り出されるレーザ光は、通常のフ
ラッシュランプ励起固体レーザから取り出されるレーザ
光に比べて、ピークパワーが数MW程度と2〜3桁も高
くなる。したがってボタン電池の表面でレーザ光を微小
スポットに集光せず、数mm2 以上の面積を一度に照射し
ても、表面に痕跡を付けることができる。したがって、
ビームをスキャンしなくても、1パルスでパターンを刻
印できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
【0012】図1は、本発明の一実施例としてボタン電
池刻印装置100の構成図である。固体レーザ発振器1
20から取り出された直線偏光のレーザ光101aはレ
ンズ102a,102bで拡大され、刻印すべきパター
ンが表示された液晶マスク103に照射される。液晶マ
スク103を通過したレーザ光101bの内、パターン
を構成する画素を通過したレーザ光101cは、偏光ビ
ームスプリッタ104で反射して、ベルトコンベア106
によって、レーザ光照射位置に順次送りこまれるボタン
電池107に照射される。この際に、結像レンズ102
cにより、液晶マスク103のパターンがボタン電池1
07に縮小投影される。また、液晶マスク103で表示
したパターンの背景部に相当するレーザ光101dは偏
光ビームスプリッタ104を通過してレーザ光吸収体1
05に至る。
【0013】なお、制御装置108は、固体レーザ発振
器120に対してレーザ発振させる信号を送っている。
すなわち、制御装置108では、ボタン電池107の位
置を検知するセンサ109からの信号を受信すること
で、ボタン電池107がレーザ光照射位置に送られてく
るタイミングを知ることができる。このタイミングに合
わせて、固体レーザ発振器120でレーザ発振させるよ
うになっている。
【0014】ここで、固体レーザ発振器120の内部構
成を図2に示す。固体レーザ発振器120は、全反射鏡
123と出力鏡124とにより共振器が構成されてお
り、レーザ媒質122としてYAG結晶が用いられてい
る。レーザ媒質122は励起光源であるフラッシュラン
プ125a,125bとにより励起される。共振器中に
はE.O.Qスイッチ127が挿入されており、フラッシ
ュランプ125a,125bの点灯に同期させてE.O.Qス
イッチ127を動作させることにより、パルス幅が数十
nsの短パルスのレーザ光101aが発生される。な
お、126は偏光ビームスプリッタである。
【0015】レーザ光101cは、ピークパワーが数十
MWあるため、ボタン電池107の表面でレーザ光を集
光せずに、約1cm2 の面積を一度に照射すると、レーザ
光強度は数MW/cm2 以上に達し、表面に痕跡を付ける
ことができる。そこで、液晶マスク103に表示された
パターン、すなわち、製造メーカ名,型式、さらには頻
繁に変化する情報である製造年月日や使用推奨年月日等
も刻印できるようになった。すなわち、本発明では、レ
ーザ光を微小のスポットに集光しながらスキャンしなく
ても、パルスレーザ光の1ショットでパターンを刻印す
ることができるようになったため、ボタン電池に貫通孔
が生じることがない。
【0016】本実施例では、ICパッケージへの刻印に
利用されていた従来の液晶マスク式レーザマーカにおけ
る液晶マスクの駆動方式とは異なる駆動方式を採用して
いる。従来と本発明の液晶マスク式レーザマーカにより
刻印されたパターンの違いを図3ないし図5を用いて説
明する。ここでは、画素数5×5個の液晶マスクを用い
て、十文字のパターンを刻印した場合を例にとったもの
である。図3は従来の液晶マスク式レーザマーカを用い
て、従来と同じ方式で液晶マスクを駆動して、ワークと
してICパッケージに刻印した場合に関するものであ
る。図4は、図2に示した本発明で用いるE.O.Qスイ
ッチ動作の固体レーザ発振器120を用いて、従来と同
様の方式で液晶マスクを駆動して、ワークとしてボタン
電池に刻印した場合に関するものである。図5は、図2
に示した本発明で用いるE.O.Qスイッチ動作の固体レ
ーザ発振器120を用いて、本発明の方式で液晶マスク
を駆動して、ワークとしてボタン電池に刻印した場合に
関するものである。なお、図3ないし図5で、(a)は
液晶マスクの表示モード、(b)はレーザ照射されたワ
ークで(a)に示したXとYに対応するライン上の温度
分布、及び(c)はワークで刻印されたパターンを示し
たものである。なお、各図(a)に示した液晶マスクの
表示モードで、斜線で示された画素に電圧が印加されて
おり、ここを通過したレーザ光は、それ以外の部分を通
過したレーザ光と、偏光方向が90度ずれるようにな
る。なお、液晶マスクにおける画素とは、直交した2本
の透明電極(信号線と走査線)の交差部のことである。
【0017】従来では、図3(a)に示したように、液
晶マスクで、十文字のパターン以外の背景の画素(斜線
で示した画素)に電圧を印加して、これらを通過したレ
ーザ光を分離し、ワークに照射させないようにしてい
た。これによると、ワークでは、十文字のパターンを構
成する画素と、画素間の隙間を通過したレーザ光がワー
クに照射される。その結果、ワークの温度分布として
は、図3(b)に示したように、液晶マスクでXに対応
するライン上では、レーザ光が横方向につながって照射
され、点線で示した変色するしきい値の温度を越える。
したがって、図3(c)に示したように、横方向につな
がった線が刻印される。ただし、液晶マスク上でYに対
応するライン上では、マーキングのパターンの背景にお
ける画素間の隙間を通過したレーザ光は照射されるが、
レーザ光が照射されない隣接する領域に熱が伝導して逃
げてしまうことから、図3(b)に示したように、変色
するしきい値の温度を越えにくくなり、刻印されない。
【0018】ところが、液晶マスクを従来の駆動方式の
ままで、図1に示した本発明のボタン電池刻印装置10
0を用いて刻印するならば、液晶マスク上でYに対応す
るライン上におけるワークの温度分布は図4(b)に示
したように、変色のしきい値を越えてしまう。すなわ
ち、画素間の隙間を通過したレーザ光が照射される部分
でも、照射されるレーザ光のエネルギがパルス幅約10
nsの短時間にワークに注入されるため、前記部分で
は、熱が伝導して拡散する前に、急激に温度上昇する。
すなわち、E.O.Qスイッチ動作によって発振するレー
ザ光のパルス幅は、通常のフラッシュランプ励起固体レ
ーザから発振するレーザ光のパルス幅に比べて、4桁程
度も短くなるからである。したがって、刻印されるパタ
ーンの背景における画素間の隙間に対応する部分でも、
温度がしきい値を越え変色してしまい、図4(c)に示
したように、パターンの背景でも画素間の隙間に対応す
る線が刻印され、刻印すべきパターンが認識しにくくな
ってしまう。
【0019】これに対して、図1に示した本発明のボタ
ン電池刻印装置100を用いて、本実施例における駆動
方式で液晶マスクを駆動するならば、図5に示したよう
に、刻印させるパターンを構成する画素に電圧を印加さ
せ、これらの画素を通過したレーザ光のみをワークに照
射させるため、刻印させるパターンの背景の画素間の隙
間を通過したレーザ光をワークに照射させないようにな
る。したがって、図5(c)に示したように、パターン
は画素の集合体として刻印されるが、図4(c)に示し
たような余分な線が刻印されることはなく、刻印される
パターンは認識しやすくなる。
【0020】
【発明の効果】本発明では、ボタン電池の表面でレーザ
光を集光しながらスキャンする必要がないため、ボタン
電池に貫通孔が形成される恐れがない。
【0021】しかも、液晶マスクで表示させたパターン
がそのまま刻印されるため、刻印内容の変更が容易であ
る。これによると、刻印内容として使用推奨年月日を容
易に刻印できるようになった。これにより、期限の切れ
たボタン電池が使用されにくくなり、安全性が高まっ
た。
【0022】また、液晶マスクを本発明の方式で駆動す
るならば、ボタン電池に刻印されるパターンは認識しや
すくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボタン電池刻印装置の説明図。
【図2】ボタン電池刻印装置で用いられている固体レー
ザ発振器の説明図。
【図3】従来の液晶マスク式レーザマーカを用いて、従
来と同様の方式で液晶マスクを駆動し、ICパッケージ
に刻印した場合を示した説明図。
【図4】本発明で用いるE.O.Qスイッチ動作の固体レ
ーザ発振器を用いて、従来と同様の方式で液晶マスクを
駆動し、ボタン電池に刻印した場合を示した説明図。
【図5】本発明で用いるE.O.Qスイッチ動作の固体レ
ーザ発振器を用いて、液晶マスクを駆動し、ボタン電池
に刻印した場合を示した説明図。
【符号の説明】
100…ボタン電池刻印装置、101a,101b,1
01c…レーザ光、102a,102b,102c…レ
ンズ、103…液晶マスク、104…偏光ビームスプリ
ッタ、105…ストッパ、106…製造ライン、107
…ボタン電池、108…制御装置、109…センサ、1
20…固体レーザ発振器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボタン電池に情報を刻印する方法におい
    て、電気光学素子によるQスイッチで動作するフラッシ
    ュランプ励起固体レーザからのレーザ光を、パターンを
    表示した液晶マスクに照射し、前記液晶マスクを透過す
    るレーザ光を用いることを特徴とするボタン電池への刻
    印方法。
  2. 【請求項2】前記液晶マスクにおいて、刻印させるパタ
    ーンを構成する画素に電圧を印加するモードで、前記液
    晶マスクを駆動する請求項1に記載のボタン電池への刻
    印方法。
JP7340296A 1995-12-27 1995-12-27 ボタン電池への刻印方法 Pending JPH09174261A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108031989A (zh) * 2017-12-29 2018-05-15 深圳联达钮扣有限公司 圆形树脂钮扣激光切割机
CN111230316A (zh) * 2020-01-22 2020-06-05 力神动力电池系统有限公司 一种全自动锂离子电池打码机

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