JPH10156559A - バーコードパターンニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属皮膜等の記録体に、バーエレメントの場
所による太さのムラが無く、バーエレメントの太さの再
現性のよい微細なバーコードパターンを形成することが
できるバーコードパターンニング装置を提供する。 【解決手段】 複数のレーザダイオードチップ５を同一
出射方向に向け一列に配置してなるＬＤアレイ６と、こ
のＬＤアレイ６のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段４
と、前記ＬＤアレイ６からの出射光を相隣接するレーザ
ダイオードチップ５からの出射光が記録体２上で一部重
なるようにしてバー幅方向ａのラインとなるように集光
する光学系７、８、９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ、ＤＶＤやＩ
Ｄカードのアルミ蒸着膜等の金属皮膜にレーザ光を照射
してバーエレメント幅数μｍ〜数百μｍの微細なバーコ
ードを形成するバーコードパターンニング装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】記録体のアルミ蒸着膜へのバーコードパ
ターンニング装置の従来例を図１１に示す。従来のバー
コードパターンニング装置は、図１１に示すように、記
録体２にレーザ光を照射するレーザ光出射手段と、記録
体をバー読取方向ｂに移動させる移動手段４９と、バー
コードの情報を持ちそれに基づいてレーザ光の出射を制
御する図示しない制御手段とを有する。

【０００３】レーザ光出射手段は、レーザ光を発振する
ＹＡＧレーザ媒体４１と、これに励起光を照射して励起
するランプ４２と、このランプ４２からの励起光をＹＡ
Ｇレーザ媒体４１の中心線上に集光する励起光学系４８
と、ＹＡＧレーザ媒体４１の光軸上の後側に配設したレ
ーザ光を全反射するリアミラー４３と、ＹＡＧレーザ媒
体４１の光軸上の出射側に配設したＱスイッチ素子４５
と、レーザ光を一部透過し残りを反射してＹＡＧレーザ
媒体４１を発振させる出力ミラー４４と、この出力ミラ
ー４４から出射されたレーザ光を記録体２にバー幅方向
ａのラインとなるように集光する光学系４７とを有す
る。

【０００４】制御手段は、バーコードの情報に基づき、
ランプ４２を点灯させる直流電源５０と、Ｑスイッチ素
子４５への電圧印加をＯＮ／ＯＦＦする高周波回路５１
とを有し、この両者を制御してレーザ光を出射させる。

【０００５】一般にランプ４２を数十μ秒の時間単位で
ＯＮ／ＯＦＦ制御することは困難であるので、ランプ４
２を直流電源５０により連続点灯させてＹＡＧレーザ媒
体４１を励起してポンピングしつつ、ＹＡＧレーザ媒体
４１の光軸上に配設されたＱスイッチ素子４５を用い
て、このＱスイッチ素子４５へ印加する高周波回路５１
からの印加電圧を制御することにより、その透過率を変
化させることによってレーザ光出射のＯＮ／ＯＦＦを制
御するのである。

【０００６】次に、パターンニングの手順を説明する。

【０００７】ランプ４２を連続点灯させてＹＡＧレーザ
媒体４１を励起してポンピングし、高周波回路５１をＯ
Ｎにすると、Ｑスイッチ素子４５への印加電圧がＯＮの
とき、Ｑスイッチ素子４５がレーザ光を封じ込め、印加
電圧がＯＦＦのとき、前記Ｑスイッチ素子４５がレーザ
光を透過することにより出力ミラー４４を通して瞬間的
なパルスとして一気に出射する。このＱスイッチ素子４
５により、ポンピングされたレーザ光を瞬間的なパルス
として一気に出射することを以降Ｑ動作と称することが
ある。出射されたレーザ光は、光学系４７によって記録
体２にバー方向ａのラインとなるように集光され、表面
のアルミ蒸着膜を蒸発させてバーエレメントを形成す
る。制御手段は、バーコードの情報に基づき、この印加
電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、パルス間の
時間を変えることができる。以上の動作を繰り返し、こ
の出力ミラー４４を透過したレーザ光をシリンドリカル
レンズ等を含む光学系４７でバー幅方向ａのラインとな
るように集光し、移動手段４９によりバー読取方向ｂに
移動させられる記録体２のアルミ蒸着膜上にパターンニ
ングする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバーコードパターンニング装置では、下記の２つの
問題がある。

【０００９】第１の問題点は、一般にＹＡＧレーザ媒体
４１の中心線上で最も励起光の強度が大きくなるように
励起光学系４８が構成されているので、ＹＡＧレーザ媒
体４１からの出射光は、図１２（ａ）に示す図１１のＡ
−Ａ断面のように、その中心線上で最高強度となりこの
中心線から離れるにつれ徐々に強度が小さくなる強度分
布を示す。このようなレーザ光を光学系４７によってラ
インとなるように集光すると、図１２（ｂ）に示す図１
１のＢ−Ｂ断面のように、一つのバーエレメントの中央
部から両端部に向かって照射量が徐々に低下し、バーエ
レメントの太さが不均一になるので、バーコードリーダ
による読み取りが困難になることである。

【００１０】第２の問題点は、上記に説明したように、
ＹＡＧレーザ媒体４１はランプ３２により連続して励起
されポンピングされるので、Ｑスイッチへ印加している
高周波回路５１のＯＦＦまでの時間が変化すると、出射
前にポンピングされて蓄積されたレーザ光量が変化して
しまい、特にその時間が長くなると、図１３に示すよう
に、Ｑ動作により発生するレーザ光の強度が所望のもの
よりかなり大きなものとなり、所望のものより幅の大き
なバーエレメントが形成されてしまい、パターンニング
不良となることである。

【００１１】本発明は、かかる問題を解決するため、金
属皮膜等の記録体に、バーエレメントの場所による太さ
のムラが無く、バーエレメントの太さの再現性のよい微
細なバーコードパターンを形成することができるバーコ
ードパターンニング装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、上記
目的を達成するため、記録体にレーザ光を照射してバー
コードを構成する各バーエレメントをバー読取方向に順
次形成するバーコードパターンニング装置において、複
数のレーザダイオードチップ（ＬＤチップ）を同一出射
方向に向け一列に配置してなるＬＤアレイと、このＬＤ
アレイのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段と、前記ＬＤ
アレイからの出射光を相隣接するＬＤチップからの出射
光が記録体上で一部重なるようにしてバー幅方向のライ
ンとなるように集光する光学系とを有することを特徴と
する。

【００１３】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置によれば、相隣接するＬＤチップからの出射光が
記録体上で一部重なるので、ＬＤチップの夫々からのレ
ーザ光の結像のピッチ以上のムラが生じず、ほぼ均一な
バーエレメントを形成することができる。又、ＬＤチッ
プは数十μ秒程度の所望の時間でＯＮ／ＯＦＦさせるこ
とができるので、バーコードを構成する各バーエレメン
トを所望の太さと間隔とにすることができる。

【００１４】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置において、集光されたレーザ光のバー読取方向の
長さをｗ、ＬＤアレイの点灯時間をｔ₁ 、レーザ光の集
光点と記録体との相対移動速度をｖ、バー形成周期を
Ｔ、各バーエレメントのデューティ比をｄとするとき、
制御手段を、前記点灯時間ｔ₁ を下記関係式、ｗ＋ｔ₁
×ｖ＝ｄ×Ｔ×ｖ、を満たすように決めて、各バーエレ
メントに対するＬＤアレイのＯＮ／ＯＦＦを制御するよ
うに構成すると、バーエレメント幅がｗ＋ｔ₁ ×ｖでバ
ーピッチがＴ×ｖであるバーコードパターンが得られ
る。

【００１５】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置において、太さが２種類以上あるバーエレメント
の内最小の太さをもつバーエレメントを形成するときの
ＬＤアレイの点灯時間をｔ₁ 、このバーエレメントの太
さのｎ倍の太さをもつバーエレメントを形成するときの
ＬＤアレイの点灯時間をｔ₂ 、集光されたレーザ光のバ
ー読取方向の長さをｗ、レーザ光の集光点と記録体との
相対移動速度をｖとするとき、制御手段を、前記点灯時
間ｔ₁ と前記点灯時間ｔ₂ とを下記関係式、ｗ＋ｔ₂ ×
ｖ＝ｎ×（ｗ＋ｔ₁ ×ｖ）、を満たすように決めて、各
バーエレメントに対するＬＤアレイのＯＮ／ＯＦＦを制
御するように構成すると、バーエレメントとこれの太さ
のｎ倍の太さをもつバーエレメントとで構成されるバー
コードパターンが得られる。

【００１６】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置において、光学系に、この光学系の光軸とバー幅
方向とを含む面内でレンズ作用を有するスムージング用
シリンドリカルレンズを付加して、ＬＤチップの夫々か
らの出射光の結像が記録体上で前記バー幅方向に前記結
像のピッチの２倍以上の長さに拡大されるように構成す
ると、ＬＤチップが個々に故障しても、その両隣のＬＤ
チップが正常ならば、連続線の途切れないバーエレメン
トを形成することができる。

【００１７】本願の第２発明は、記録体にレーザ光を照
射してバーコードを構成する各バーエレメントをバー読
取方向に順次形成するバーコードパターンニング装置に
おいて、複数のＬＤチップを同一出射方向に向け一列に
配置してなるＬＤアレイと、このＬＤアレイからの出射
光の集光位置にレーザ媒体を配設してこのレーザ媒体を
端面励起させ、このレーザ媒体からの出射光をバー幅方
向のラインとなるように集光する光学系を有することを
特徴とする。

【００１８】本願の第２発明のバーコードパターンニン
グ装置によれば、レーザ媒体の端面から出射されるレー
ザ光は、位相が揃い平行度が著しく優れるので、光学系
によりその回折限界近くまで集光することができ、バー
エレメント幅が数μｍ程度のマイクロバーエレメントを
形成することができる。

【００１９】本願の第２発明のバーコードパターンニン
グ装置において、レーザ媒体の出射側の光軸上にＱスイ
ッチ素子を配設し、ＬＤアレイの点灯中にレーザ媒体を
Ｑ動作させるように構成すると、レーザ出射時間を著し
く短くすることができ、レーザ光の強度を増大させるの
で、より金属結合力の強い金属皮膜へのパターンニング
が可能となる。又、相対移動によるバーエレメント幅の
増加量を小さくすることができるので、相対移動速度を
大きくすることができ、高速なパターンニングが可能と
なる。

【００２０】本願の第１及び第２発明のバーコードパタ
ーンニング装置において、レーザ媒体の出射側の光軸上
に非線形光学結晶素子を配設し、出射光の周波数を逓倍
するように構成すると、短波長側でレーザ光の吸収率の
高い銀、銅、ニッケル等の金属皮膜へのパターンニング
が容易となる。

【００２１】本願の第１及び第２発明のバーコードパタ
ーンニング装置において、レーザ媒体の出射側の光軸上
に偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタ
から前記光軸の側方の光路上に受光素子とを配設する
と、パターンニング時には、記録体からの反射光を検出
することができるので、出射光の監視や制御が容易とな
る。又、ＬＤアレイから弱い連続光を出射したときに
は、記録体からの反射光を検出することができるので、
記録済のバーコードを読み取ることができる。

【００２２】本願の第３発明は、記録体にレーザ光を照
射してバーコードを構成する複数のバーエレメントを同
時に形成するバーコードパターンニング装置において、
複数のＬＤチップを同一出射方向に向け一列に配置して
なるＬＤアレイと、このＬＤアレイの個々のＬＤチップ
のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段と、前記ＬＤチップ
の夫々からの出射光を夫々集光する光学系とを有するこ
とを特徴とする。

【００２３】本願の第３発明のバーコードパターンニン
グ装置によれば、バーコードを構成するバーエレメント
を複数同時に形成することができるので、高速なパター
ンニングが可能となる。又、一つのバーエレメントをＬ
Ｄチップ１個の連続点灯による連続した出射光により形
成することができるので、バーエレメント上の場所によ
るムラの無い均一なバーエレメントを容易に形成するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て以下に説明する。

【００２５】本発明のバーコードパターンニング装置の
第１の実施形態は、図１に示すように、膜厚０．１μｍ
のアルミ蒸着膜を形成した記録体２にレーザ光をバー幅
方向ａのラインとなるように集光するレーザ光出射手段
１と、記録体２をバー読取方向ｂに一定速度で移動させ
る移動手段３と、バーコードの情報を持ちそれに基づい
てレーザ光の出射を制御する制御手段４とを有する。

【００２６】レーザ光出射手段１は、入射側から出射側
に向けて順に、波長８０９ｎｍのレーザ光を発振する出
力０．１Ｗのレーザダイオードチップ（ＬＤチップ）５
を５０個バー幅方向ａに一列に配置したＬＤアレイ６
と、レーザ光を記録体２に集光する光学系を構成する２
個の凸状のシリンドリカルレンズ８、９及び凹状のスム
ージング用シリンドリカルレンズ７とが光軸上に固定さ
れ鏡筒１０に収納されている。 ＬＤアレイ６は、図２
に示すように、夫々のＬＤチップ５の出射部の長手方向
がＬＤアレイ６の長手方向に向くように等間隔に配置さ
れ、全てのＬＤチップ５が同時にＯＮ／ＯＦＦされるよ
うに構成されている。

【００２７】光学系は、図３に示すように、夫々のＬＤ
チップ５からの出射光を、互いに直行した方向に母線を
配した２個のシリンドリカルレンズ８、９で結像するこ
とができ、更にバー読取方向ｂに母線を配したスムージ
ング用シリンドリカルレンズ７を付加して、夫々のＬＤ
チップ５からの出射光の結像が前記バー読取方向ｂにの
みこの結像のピッチの２倍となるようにスムージングす
ることにより、ＬＤアレイ６からの結像をバー幅方向ａ
の連続線とすることができる。

【００２８】制御手段４は、バーコードの情報に基づき
ＬＤアレイ６のＯＮ／ＯＦＦを数十μ秒の時間単位で下
記のように制御する。

【００２９】すなわち、バーエレメント形成時のＬＤア
レイ６の点灯時間をｔ₁ 、このバーエレメントの太さの
ｎ倍の太さをもつバーエレメントを形成するときのＬＤ
アレイ６の点灯時間をｔ₂ 、集光されたレーザ光のバー
読取方向ｂの長さをｗ、移動手段３のレーザ光集光点に
対する移動速度をｖ、バー形成周期をＴ、バーエレメン
トのデューティ比をｄとするとき、バーエレメント幅を
Ｄとすると、図４に示すように、前記点灯時間ｔ₁ 、ｔ
₂ が下記関係式、 Ｄ＝ｄ×Ｔ×ｖ＝ｗ＋ｔ₂ ×ｖ＝ｎ×（ｗ＋ｔ₁ ×
ｖ）、 を満たすように各バーエレメントに対するＬＤアレイ６
のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

【００３０】上記構成により、ＬＤアレイ６のＯＮ／Ｏ
ＦＦを制御し、レーザ光を前記光学系でバー幅方向ａの
ラインとなるように集光し、移動手段３によりそのライ
ンに直角なバー読取方向ｂに一定速度で移動させられる
記録体２のアルミ蒸着膜上に所望のバーコードをパター
ンニングすることができる。

【００３１】得られたバーエレメントの例は、前記長さ
ｗが４０μｍ、前記移動速度ｖが１００ｍｍ／ｓ、バー
形成周期Ｔが２０００μｓであるときに、前記点灯時間
ｔ₁、ｔ₂ を夫々１００μｓ、６００μｓとすると、細
い方のバーエレメントのデューティ比ｄが０．２５とな
り、２種類のバーエレメントはバーエレメント幅Ｄが夫
々５０μｍ、１００μｍ（ｎ＝２）、バーピッチが２０
０μｍとなった。なお、バーエレメント長さすなわちバ
ー幅長さは３ｍｍであった。

【００３２】又、光学系にスムージング用シリンドリカ
ルレンズ７を付加することにより、ＬＤチップ５の夫々
からの出射光の結像が、記録体２上でバー幅方向ａに結
像のピッチの２倍以上の長さに拡大されるので、ＬＤチ
ップ５が個々に故障しても、その両隣のＬＤチップが正
常ならば、連続線の途切れないバーエレメントを形成す
ることができる。

【００３３】上記実施形態において、ＬＤアレイ６から
の結像を連続線とするためには、スムージング用シリン
ドリカルレンズ７を、夫々のＬＤチップ５からの出射光
の結像がバー幅方向ａにその結像の１ピッチ以上に拡大
されるように構成すればよい。

【００３４】以下に本発明の他の実施形態を説明する
が、上記第１の実施形態のものと同じものや説明済のも
のは、それらと同じ符号で示し、細かい説明を省略す
る。

【００３５】本発明のバーコードパターンニング装置の
第２の実施形態は、図５、図６に示すように、記録体２
にレーザ光をバー幅方向ａのラインとなるように集光す
るレーザ光出射手段１１と、記録体２をバー読取方向ｂ
に一定速度で移動させる移動手段３と、バーコードの情
報を持ちそれに基づいてレーザ光の出射を制御する制御
手段１２とを有する。

【００３６】レーザ光出射手段１１は、入射側から出射
側に向けて順に、５０個のＬＤチップ５をバー幅方向ａ
に一列に配置したＬＤアレイ６と、ＬＤアレイ６からの
レーザ光をＹＡＧレーザ媒体１６の励起レーザ光として
集光する励起光学系を構成するロッドレンズ１３及びシ
リンドリカルレンズ１４と、レーザ発振系を構成するリ
アミラー１５、ＹＡＧレーザ媒体１６、Ｑスイッチ素子
１７及び出力ミラー１８と、ＹＡＧレーザ媒体１６から
出射されたレーザ光を記録体２に集光する非球面レンズ
１９とが光軸上に固定され鏡筒２０に収納されている。

【００３７】励起光学系は、ＬＤアレイ６のバー幅方向
ａに母線を配したロッドレンズ１３と、これに直角なバ
ー読取方向ｂに母線を配したシリンドリカルレンズ１４
とを有し、ＬＤアレイ６からの励起レーザ光をリアミラ
ー１５を通してＹＡＧレーザ媒体１６の入射側端面に集
光して端面励起させる。

【００３８】レーザ発振系は、ＬＤアレイ６からの波長
８０９ｎｍの励起レーザ光を全透過しＹＡＧレーザ媒体
１６が発振する波長１０６４ｎｍのレーザ光を全反射す
るリアミラー１５と、ＹＡＧレーザ媒体１６と、レーザ
発振をＯＮ／ＯＦＦするＱスイッチ素子１７と、波長１
０６４ｎｍのレーザ光を一部透過する出力ミラー１８と
を有し、出射側端面から波長１０６４ｎｍのレーザ光を
出射する。

【００３９】制御手段１２は、バーコードの情報に基づ
き、ＬＤアレイ６のＯＮ／ＯＦＦと、このＬＤアレイ６
のＯＦＦ動作に同期させたＱスイッチ素子１７の動作と
を数十μ秒の時間単位で制御する。上記構成により、励
起レーザ光をＹＡＧレーザ媒体１６の入射側端面にバー
幅方向ａのラインとなるように集光して、ＹＡＧレーザ
媒体１６を端面励起させるので、位相が揃い平行度が著
しく優れたレーザ光を発振することができ、光学系によ
りその回折限界近くまで集光することができる。そして
ＬＤアレイ６のＯＮ／ＯＦＦを制御して、所望量だけポ
ンピングして、Ｑスイッチ素子１７によりＱ動作させる
ので、強度の揃った瞬間的なパルス状のレーザ光を出射
することができる。従って、バーエレメント幅が数μｍ
程度のマイクロバーエレメントを高速に形成することが
できる。

【００４０】得られたバーエレメントの例は、バーエレ
メント幅が４μｍ、バーピッチが４０μｍとなった。な
お、バーエレメント長さは２００μｍであった。

【００４１】上記実施形態において、レーザ発振系から
リアミラー１５を除き、ＹＡＧレーザ媒体１６の入射側
端面を平滑かつ光軸に垂直に研磨し、この面に波長８０
９ｎｍの励起レーザ光を全透過し波長１０６４ｎｍのレ
ーザ光を全反射するコーティングを施してもよい。

【００４２】又、上記実施形態において、Ｑスイッチ素
子１７と出力ミラー１３との間の光軸上に、非線形光学
結晶素子２１を付加して、ＹＡＧレーザ媒体１６からの
レーザ光の周波数を逓倍して高調波を発生させ、図１０
に示すように、銅、ニッケルが吸収し易い波長５３２ｎ
ｍのグリーン光や銀が吸収し易い波長３５５ｎｍの紫外
光にして出射することにより、銀、銅、ニッケル等の皮
膜上に容易にパターンニングすることもできる。

【００４３】本発明のバーコードパターンニング装置の
第３の実施形態は、図７、図８に示すように、記録体２
にレーザ光をバー幅方向ａのラインとなるように集光す
ると共に記録体２からの反射光を検出するレーザ光出射
手段２３と、記録体２をバー読取方向ｂに一定速度で移
動させる移動手段３と、バーコードの情報と記録体２か
らの反射光の強度とに基づいてレーザ光の出射を制御す
る制御手段２４とを有する。

【００４４】レーザ光出射手段２２は、５０個のＬＤチ
ップ５をバー幅方向ａに一列に配置したＬＤアレイ６
と、励起光学系を構成するロッドレンズ１３及びシリン
ドリカルレンズ１４と、レーザ発振系を構成するＹＡＧ
レーザ媒体２５、及び出力ミラー１８と、非球面レンズ
１９とが入射側から出射側に向けて前記順序で光軸上に
固定され、レーザ光検出系を構成する偏光ビームスプリ
ッタ２６及びλ／４板２７が、この順序でＹＡＧレーザ
媒体２５と出力ミラー１８との間の光軸上に配設され、
前記偏光ビームスプリッタ２６の反射面から前記光軸の
側方に分岐される反射光を受光する受光素子２８が鏡筒
３０の側方に配設され、それら全てが鏡筒３０に固定さ
れ収納されている。なお、ＬＤアレイ６において、各Ｌ
Ｄチップ５ｂからの励起レーザ光がバー読取方向ｂに偏
光するように全ＬＤチップ５ｂが配置されている。

【００４５】励起光学系は、ＬＤアレイ６からの励起レ
ーザ光を、ロッドレンズ１３とシリンドリカルレンズ１
４とで、ＹＡＧレーザ媒体２５の入射側端面に集光して
端面励起させる。

【００４６】レーザ発振系は、ＬＤアレイ６からの波長
８０９ｎｍの励起レーザ光を全透過しＹＡＧレーザ媒体
１６が発振する波長１０６４ｎｍのレーザ光を全反射す
るコーティングを片面に施したＹＡＧレーザ媒体２５
と、波長１０６４ｎｍのレーザ光を一部透過する出力ミ
ラー１８とを有し、出射側に波長１０６４ｎｍのレーザ
光を出射する。

【００４７】レーザ光検出系は、バー読取方向ｂに偏光
した入射レーザ光を、偏光ビームスプリッタ２６が全透
過し、λ／４板２７を１回通過させ記録体２に反射させ
てもう１回λ／４板２７を通過させることにより、その
偏光方向が光軸回りに９０度回転してバー幅方向ａに偏
光した反射レーザ光にして、偏光ビームスプリッタ２６
の反射面でほぼ全反射させて、受光素子２８に入射させ
る。このことにより、記録体２へのレーザ光の照射強度
を検出することができる。

【００４８】制御手段２４は、バーコードの情報に基づ
き、ＬＤアレイ６のＯＮ／ＯＦＦ動作を数十μ秒の時間
単位で制御すると共に、受光素子２８が受光した記録体
２からの反射光の強度をモニターしたり、これに基づい
てＬＤアレイ６への供給電力を調整したりして、パター
ンニングを制御することができる。又、既にバーコード
が形成されている記録体２を、アルミ蒸着膜が損傷しな
い程度の弱い連続光を照射して走査することにより、そ
の記録済バーコードを読み出すこともできるように構成
されている。

【００４９】上記実施形態において、制御手段２４に、
受光素子２８が受光した反射光の強度の時間変化を記録
し、それに基づいて記録体２に自動的に焦点を合わせる
オートフォーカス手段を設けることもできる。

【００５０】本発明のバーコードパターンニング装置の
第４の実施形態は、図９に示すように、記録体２にレー
ザ光をバー読取方向ｂに一列に並んだ点状に集光するレ
ーザ光出射手段３１と、記録体２をバー幅方向ａに一定
速度で移動させる移動手段３３と、バーコードの情報を
持ちそれに基づいてレーザ光の出射を制御する制御手段
３２とを有する。

【００５１】レーザ光出射手段３１は、入射側から出射
側に向けて順に、波長８０９ｎｍのレーザ光を発振する
出力０．３ＷのＬＤチップ３４を３０個バー読取方向ｂ
に一列に配置したＬＤアレイ３５と、夫々にＬＤアレイ
３５に対応したマイクロレンズが３０個配置されたマイ
クロレンズ群３６と、両端面が平滑かつ平行に研磨され
入射側端面に波長８０９ｎｍの励起レーザ光を全透過し
波長１０６４ｎｍのレーザ光を全反射するコーティング
を施し出射側端面に波長１０６４ｎｍのレーザ光を一部
透過するコーティングを施したＹＡＧレーザ媒体３７
と、出射されたレーザ光を記録体２に集光するシリンド
リカルレンズ３８とが光軸上に固定され鏡筒３９に収納
されている。

【００５２】制御手段３２は、バーコードの情報に基づ
いて、各バーエレメントに対応するＬＤチップ３４全て
を、個々にＯＮ／ＯＦＦさせると共にその強度を対応す
る各バーエレメントのバーエレメント幅によって段階的
に可変させる。

【００５３】上記構成により、ＬＤチップ３４の夫々か
らの励起レーザ光を夫々に対応したマイクロレンズ群３
６によりＹＡＧレーザ媒体３７の片端面に集光して、Ｙ
ＡＧレーザ媒体３７を端面励起させるので、位相が揃い
平行度が優れたレーザ光を発振し、シリンドリカルレン
ズ３８により容易に所望のバーピッチに集光することが
できる。そしてバーコードの情報に基づいて、個々のＬ
Ｄアレイ３４のＯＮ／ＯＦＦと強度を制御することによ
り、移動手段３３によりバー幅方向ａに一定速度で移動
させられる記録体２に、所望のバーエレメント幅の微細
なバーエレメントを高速に形成することができる。又、
一つのバーエレメントをＬＤチップ１個の連続点灯によ
る連続した出射光により形成することができるので、バ
ーエレメント上の場所によるムラの無い均一なバーエレ
メントを容易に形成することできる。

【００５４】

【発明の効果】本願の第１発明のバーコードパターンニ
ング装置によれば、相隣接するＬＤチップからの出射光
が記録体上で一部重なるので、ＬＤチップの夫々からの
レーザ光の結像のピッチ以上のムラが生じず、ほぼ均一
なバーエレメントを形成することができる。又、ＬＤチ
ップは数十μ秒程度の所望の時間でＯＮ／ＯＦＦさせる
ことができるので、バーコードを構成する各バーエレメ
ントを所望の太さと間隔とにすることができる。

【００５５】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置において、集光されたレーザ光のバー読取方向の
長さをｗ、ＬＤアレイの点灯時間をｔ₁ 、レーザ光の集
光点と記録体との相対移動速度をｖ、バー形成周期を
Ｔ、各バーエレメントのデューティ比をｄとするとき、
制御手段を、前記点灯時間ｔ₁ を下記関係式、ｗ＋ｔ₁
×ｖ＝ｄ×Ｔ×ｖ、を満たすように決めて、各バーエレ
メントに対するＬＤアレイのＯＮ／ＯＦＦを制御するよ
うに構成すると、バーエレメント幅がｗ＋ｔ₁ ×ｖでバ
ーピッチがＴ×ｖであるバーコードパターンが得られ
る。

【００５６】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置において、太さが２種類以上あるバーエレメント
の内最小の太さをもつバーエレメントを形成するときの
ＬＤアレイの点灯時間をｔ₁ 、このバーエレメントの太
さのｎ倍の太さをもつバーエレメントを形成するときの
ＬＤアレイの点灯時間をｔ₂ 、集光されたレーザ光のバ
ー読取方向の長さをｗ、レーザ光の集光点と記録体との
相対移動速度をｖとするとき、制御手段を、前記点灯時
間ｔ₁ と前記点灯時間ｔ₂ とを下記関係式、ｗ＋ｔ₂ ×
ｖ＝ｎ×（ｗ＋ｔ₁ ×ｖ）、を満たすように決めて、各
バーエレメントに対するＬＤアレイのＯＮ／ＯＦＦを制
御するように構成すると、バーエレメントとこれの太さ
のｎ倍の太さをもつバーエレメントとで構成されるバー
コードパターンが得られる。

【００５７】本願の第１発明のバーコードパターンニン
グ装置において、光学系に、この光学系の光軸とバー幅
方向とを含む面内でレンズ作用を有するスムージング用
シリンドリカルレンズを付加して、ＬＤチップの夫々か
らの出射光の結像が記録体上で前記バー幅方向に前記結
像のピッチの２倍以上の長さに拡大されるように構成す
ると、ＬＤチップが個々に故障しても、その両隣のＬＤ
チップが正常ならば、連続線の途切れないバーエレメン
トを形成することができる。

【００５８】本願の第２発明のバーコードパターンニン
グ装置によれば、レーザ媒体の端面から出射されるレー
ザ光は、位相が揃い平行度が著しく優れるので、光学系
によりその回折限界近くまで集光することができ、バー
エレメント幅が数μｍ程度のマイクロバーエレメントを
形成することができる。

【００５９】本願の第２発明のバーコードパターンニン
グ装置において、レーザ媒体の出射側の光軸上にＱスイ
ッチ素子を配設し、ＬＤアレイの点灯中にレーザ媒体を
Ｑ動作させるように構成すると、レーザ出射時間を著し
く短くすることができ、レーザ光の強度を増大させるの
で、より金属結合力の強い金属皮膜へのパターンニング
が可能となる。又、相対移動によるバーエレメント幅の
増加量を小さくすることができるので、相対移動速度を
大きくすることができ、高速なパターンニングが可能と
なる。

【００６０】本願の第１及び第２発明のバーコードパタ
ーンニング装置において、レーザ媒体の出射側の光軸上
に非線形光学結晶素子を配設し、出射光の周波数を逓倍
するように構成すると、短波長側でレーザ光の吸収率の
高い銀、銅、ニッケル等の金属皮膜へのパターンニング
が容易となる。

【００６１】本願の第１及び第２発明のバーコードパタ
ーンニング装置において、レーザ媒体の出射側の光軸上
に偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタ
から前記光軸の側方の光路上に受光素子とを配設する
と、パターンニング時には、記録体からの反射光を検出
することができるので、出射光の監視や制御が容易とな
る。又、ＬＤアレイから弱い連続光を出射したときに
は、記録体からの反射光を検出することができるので、
記録済のバーコードを読み取ることができる。

【００６２】本願の第３発明のバーコードパターンニン
グ装置によれば、バーコードを構成するバーエレメント
を複数同時に形成することができるので、高速なパター
ンニングが可能となる。又、一つのバーエレメントをＬ
Ｄチップ１個の連続点灯による連続した出射光により形
成することができるので、バーエレメント上の場所によ
るムラの無い均一なバーエレメントを容易に形成するこ
とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略斜視図。

【図２】ＬＤアレイの実施形態を示す概略斜視図。

【図３】本発明の第１の実施形態の光学系を説明する概
略図。

【図４】本発明の第１の実施形態におけるバーエレメン
ト形成方法を説明する線図。

【図５】本発明の第２の実施形態を示す概略斜視図。

【図６】本発明の第２の実施形態の光学系を説明する概
略図。

【図７】本発明の第３の実施形態を示す概略斜視図。

【図８】本発明の第３の実施形態の光学系を説明する概
略図。

【図９】本発明の第４の実施形態を示す概略斜視図。

【図１０】各種金属における照射光の波長と反射率との
関係を示す線図。

【図１１】従来例を示す概略斜視図。

【図１２】従来例のレーザ光の強度分布を説明する概略
図。

【図１３】従来例のバーエレメントの強度変化を説明す
る概略図。

【符号の説明】

２ 記録体 ４、１２、２４、３２ 制御手段 ５ レーザダイオードチップ（ＬＤチップ） ６、３５ ＬＤアレイ ７ スムージング用シリンドリカルレンズ ８、９、１４、３８ シリンドリカルレンズ １３ ロッドレンズ １６、２５、３７ ＹＡＧレーザ媒体 １７ Ｑスイッチ素子 １９ 非球面レンズ ２６ 偏光ビームスプリッタ ２８ 受光素子 ３６ マイクロレンズ群 ａ バー幅方向 ｂ バー読取方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 3/11 Ｈ０１Ｓ 3/11

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録体にレーザ光を照射してバーコード
   を構成する各バーエレメントをバー読取方向に順次形成
   するバーコードパターンニング装置において、 複数のレーザダイオードチップを同一出射方向に向け一
   列に配置してなるＬＤアレイと、このＬＤアレイのＯＮ
   ／ＯＦＦを制御する制御手段と、前記ＬＤアレイからの
   出射光を相隣接するレーザダイオードチップからの出射
   光が記録体上で一部重なるようにしてバー幅方向のライ
   ンとなるように集光する光学系とを有することを特徴と
   するバーコードパターンニング装置。
2. 【請求項２】 集光されたレーザ光のバー読取方向の長
   さをｗ、ＬＤアレイの点灯時間をｔ₁ 、レーザ光の集光
   点と記録体との相対移動速度をｖ、バー形成周期をＴ、
   各バーエレメントのデューティ比をｄとするとき、 制御手段は、前記点灯時間ｔ₁ を下記関係式、 ｗ＋ｔ₁ ×ｖ＝ｄ×Ｔ×ｖ、 を満たすように決めて、各バーエレメントに対するＬＤ
   アレイのＯＮ／ＯＦＦを制御する請求項１記載のバーコ
   ードパターンニング装置。
3. 【請求項３】 太さが２種類以上あるバーエレメントの
   内最小の太さをもつバーエレメントを形成するときのＬ
   Ｄアレイの点灯時間をｔ₁ 、このバーエレメントの太さ
   のｎ倍の太さをもつバーエレメントを形成するときのＬ
   Ｄアレイの点灯時間をｔ₂ 、集光されたレーザ光のバー
   読取方向の長さをｗ、レーザ光の集光点と記録体との相
   対移動速度をｖとするとき、 制御手段は、前記点灯時間ｔ₁ と前記点灯時間ｔ₂ とを
   下記関係式、 ｗ＋ｔ₂ ×ｖ＝ｎ×（ｗ＋ｔ₁ ×ｖ）、 を満たすように決めて、各バーエレメントに対するＬＤ
   アレイのＯＮ／ＯＦＦを制御する請求項１又は２記載の
   バーコードパターンニング装置。
4. 【請求項４】 光学系に、この光学系の光軸とバー幅方
   向とを含む面内でレンズ作用を有するスムージング用シ
   リンドリカルレンズを付加して、レーザダイオードチッ
   プの夫々からの出射光の結像が記録体上で前記バー幅方
   向に前記結像のピッチの２倍以上の長さに拡大されるよ
   うに構成した請求項１、２又は３記載のバーコードパタ
   ーンニング装置。
5. 【請求項５】 記録体にレーザ光を照射してバーコード
   を構成する各バーエレメントをバー読取方向に順次形成
   するバーコードパターンニング装置において、 複数のレーザダイオードチップを同一出射方向に向け一
   列に配置してなるＬＤアレイと、このＬＤアレイからの
   出射光の集光位置にレーザ媒体を配設してこのレーザ媒
   体を端面励起させ、このレーザ媒体からの出射光をバー
   幅方向のラインとなるように集光する光学系を有するこ
   とを特徴とするバーコードパターンニング装置。
6. 【請求項６】 レーザ媒体の出射側の光軸上にＱスイッ
   チ素子を配設し、ＬＤアレイの点灯中にレーザ媒体をＱ
   動作させる請求項５記載のバーコードパターンニング装
   置。
7. 【請求項７】 光学系の光軸上に非線形光学結晶素子を
   配設し、出射光の周波数を逓倍する請求項１ないし６の
   いずれかに記載のバーコードパターンニング装置。
8. 【請求項８】 光学系の光軸上に配設され記録体からの
   反射光を前記光軸の側方に分岐させる偏光ビームスプリ
   ッタと、前記光軸の側方に配設され前記偏光ビームスプ
   リッタから分岐された前記反射光を検出する受光素子と
   を備えた請求項１ないし７のいずれかに記載のバーコー
   ドパターンニング装置。
9. 【請求項９】 記録体にレーザ光を照射してバーコード
   を構成する複数のバーエレメントを同時に形成するバー
   コードパターンニング装置において、 複数のレーザダイオードチップを同一出射方向に向け一
   列に配置してなるＬＤアレイと、このＬＤアレイの個々
   のレーザダイオードチップのＯＮ／ＯＦＦを制御する制
   御手段と、前記レーザダイオードチップの夫々からの出
   射光を夫々集光する光学系とを有することを特徴とする
   バーコードパターンニング装置。