WO1996005936A1

WO1996005936A1 - Laser marking method

Info

Publication number: WO1996005936A1
Application number: PCT/JP1995/001087
Authority: WO
Inventors: Yukinori Matsumura; Hirokazu Tanaka
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 1997-02-19
Also published as: JP3265553B2; JPH0857666A; EP0783932A4; CA2197884A1; US5747772A; DE69519678T2; DE69519678D1; EP0783932A1; EP0783932B1; KR960007081A

Description

明細書レーザマ—キング方法

技術分野

この発明は所要の刻印パターンが表示された液晶マスク上にレーザビームをラスタ走査させ、該液晶マスクを通過したレーザビームによって I Cなどの被加工物に前記刻印パターンをマーキングするレーザマーキング方法に関し、特に液晶の透過率のばらつきを低減して画像むらを少なくするための方法に関する背景技術

液晶マスクを用いたレーザマーキング方式においては、液晶マスクに所要の刻印パターンを表示するとともに、この液晶マスクを介してレーザビームを被加工物に照射することにより被加工物に前記刻印パターンをマーキングする。レーザビームは、主走査および副走査による謂ゆるラスタ走査によって液晶マスク上を走査される。

この種レーザマーキング装置の従来技術として、特開平 2— 2 6 8 9 8 8号公報がある- この従来技術においては、図 8に示すように、液晶マスクを複数のブロックに分割し、各プロックの始点から終点の間をレーザビームが走査するに要する時間を予め測定しておき、走査開始後の時間経過をタイマ一などにより検出することにより各区分単位に刻印パターンの書き換えを行うようにしている例えば、液晶マスクを 2区分に分割した場合は、上区分のレーザ走査が終了すると、その後下区分のレーザ走査を行うと同時に、上区分に表示されていた刻印パターンを次の刻印パターンに切り換えるようにする。

このようにすることにより、液晶マスクの書き換えとレーザ走査が並列に行われるので、液晶マスク全体のレーザ走査が終了した後に液晶マスクの表示パターンを次の刻印パターンに切り換える方式に比べマーキング処理時間を短縮することができる。しかしながら、上記従来技術においては、上記分割ブロック単位が比較的大面積であるので、同一分割プロック内の各液晶画素間で透過率や温度のばらつきが発生し、これが刻印された画像のむらの原因となってた：

すなわち、同一ブロック内においても、その上部領域と下部領域とでは液晶の切り換え時点からレーザ走査が行われるまでの時間に大きな差があり、この時間差が透過率ばらつきの原因となっていた。例えば、先の図 8において、ブロック A内の液晶画素 aと bとを考えた場合、これら画素 a， bの刻印パターンが切り換えられる時刻は同じであるが、レーザ走査は左上から右下へのラスタ形式であるので、画素 aについてのレーザ走査が行われる時刻は画素 bについてのレーザ走査が行われる時刻よりかなりはやい時点となる。よって、これら画素 a， b間で、液晶の切り換え時点からレーザ走査が行われるまでの時間に大きな差ができてしまい、これが透過率ばらつきの原因となる。

図 9は、液晶の透過率特性を示すもので、この図からも判るように、液晶の透過率は駆動電圧がオンされた後所定の時間経過で所定の透過率に達するが、その後においても電圧オンの時間が長くなると透過率が徐々に上昇してくる。

このように、液晶は電圧オンにしてからそのオン状態を保持している時間をできるだけ一定にしたほうが透過率を一定にできるものである。

この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、液晶の透過率ばらっきを低減して画像むらの少ない刻印をなし得るレーザマ一キング方法を提供することを目的とする。発明の開示

この発明では、所要の刻印パタ一ンが表示された液晶マスク上にレーザビームをラスタ走査させ、該液晶マスクを通過したレーザビームによって被加工物をマ —キングするレーザマーキング方法において、レーザビームの走査が終了した走査線単位に、液晶マスクの刻印パタ一ンを順次次の刻印パターンに切り換えるようにしている。

すなわち、本発明においては、レーザビーム走査の終了した走査線毎に、 1走査線単位に液晶マスクの表示パターンの切り換えを行うようにしている _ またこの発明では、所要の刻印パターンが表示された液晶マスク上にレーザビ —ムをラスタ走査させ、該液晶マスクを通過したレーザビームによって被加工物をマーキングするレーザマ一キング方法において、レーザビームの走査が終了した液晶画素単位に、液晶マスクの刻印パターンを順次次の刻印パターンに切り換えるようにしている。

すなわち、本発明においては、レーザビーム走査の終了した液晶画素毎に、 1 画素単位に液晶マスクの表示パターンの切り換えを行うようにしている

したがつてこの発明によれば、 1主走査線または 1画素単位に液晶表示パタ一ンを切り換えるようにしてレーザ走査を行うようにしたので、液晶マスクの各画素の透過率ばらつきを低減して画像むらの少ない刻印をなし得るようになる,：図面の簡単な説明

図 1 ；この発明の実施例を示すフローチャート

図 2 ；レーザマーカ装置の全体構成を示す概念図- 図 3 ；ラスタ走査を示す図。

図 4 ； 1走査線単位の刻印パターンの切換えを示す図- 図 5 ；この発明の他の実施例を示すフローチャート。

図 6 (a)、（b)、（c) ；図 5の実施例を説明する図。

図 7 ；この発明の他の実施例を示すフローチャート。

図 8 ；従来技術を説明する図。

図 9 ；液晶の透過率の経時特性を示す図。発明を実施するための最良の形態

以下この発明を添付図面に示す実施例に従つて詳細に説明する。

図 2は、この発明の方法を適用するレーザマ一力装置の全体構成例を示すもので、レーザ発振器 1から発振されたレーザ光は、 Y方向偏向器としてのスキャナミラー 2、レンズ 3、 X方向偏向器としてのポリゴンミラー 4、レンズ 5を介して液晶マスク 6に入射される。すなわち、スキャナミラ一 2による副走査（Y方向）およびポリゴンミラー 4による主走査（X方向）によってレーザ光は液晶マスク 6上で図 3に示すようなラスタ走査される

コントローラ 7は、スキャナミラー用モータ 8およびポリゴンミラ一用モータ 9を駆動制御することにより液晶マスク 6上でのラスタ走査を制御すると共に、レーザ発振器 1によるレーザ発振を制御する。さらに、コントローラ 7は、液晶マスク 6上の刻印パタ一ンの表示切り換え制御を実行する - 液晶マスク 6を通過したレーザ光は、 Y方向偏向器としてのミラー 1 0、レンズ 1 1、 X方向偏向器である移動テーブル付きのレンズ 1 2を介して被加工物 1 3に照射され、これにより液晶マスク 6上に表示された刻印パターンが被加工物 1 3に刻印される。 Y方向偏向器としてのミラー 1 0はモータ 1 4によって回転駆動されることによりレーザ光を Y方向に偏向し、また X方向偏向器であるレンズ 1 2はモータ 1 5による移動テーブル 1 6の移動によってレーザ光を X方向に偏向する。これらミラー 1 0およびレンズ 1 2はレーザ光の被加工物 1 3に対する位置合わせのために設けられており、これらの位置合わせ制御はコントローラ 7によって行われる。

かかる構成において、コントローラ 7は図 1のフローチヤ一トに示すようなレ一ザ走査制御及び刻印パターン表示切換制御を実行する

まず、コントローラ 7は液晶マスク 6を駆動して最初に刻印すべき刻印パターンを液晶マスク 6上に表示する（ステップ 1 0 0 ) _(:

次に、コントローラ 7は、レーザ発振器 1をオンにするとともに、モータ 8および 9を駆動制御してレーザ光による図 3に示すようなラスタ走査を開始する（ステップ 1 1 0 )

その後、コントローラ 7は 1主走査線のラスタ走査の終了を検知すると（ステップ 1 2 0 ) 、ラスタ走査を次の主走査線に移行させるとともに、前記ラスタ走査を終了した主走査線についての刻印パターンを次に表示すべき刻印パターンに切り換えるよう液晶マスク 6を駆動する（ステップ 1 3 0 ) ：

以下同様にして、コントローラ 7は 1主走査線のラスタ走査が終了する度に、ラスタ走査を次の主走査線に移行させるとともに、前記ラスタ走査を終了した主走査線についての刻印パターンを次に表示すべき刻印パターンに切り換えるよう液晶マスク 6を駆動する（ステップ 1 4 0〜ステップ 1 3 0 ) その後、現在の刻印パターンのレーザ走査が終了すると（ステップ 1 4 0 ) 、コントローラ 7はモータ 1 4、 1 5を駆動して被加工物の刻印位置を変えた後、再度液晶マスク 6をラスタ走査することにより次の刻印パターンを被加工物上に刻印していく（ステップ 1 5 0 )

以下同様の制御を全ての刻印が終了するまで繰り返し実行する（ステップ 1 6 0 ) 。

図 4は、 1主走査線単位に液晶マスクの刻印パターンが切り換えられていく様子を示すもので、最初の刻印パターン「A」が 1主走査線単位に次の刻印パターン「B」に切り換えられている _c

図 5はこの発明の他の実施例を示すもので、先の図 1に示したフローチヤ一トのステップ 1 4 0とステップ 1 5 0との間にステップ 1 4 5を追加挿入するようにしている。

すなわち、この実施例では或る刻印パターンのレーザ走査が終了して、次の刻印パターンのレーザ走査を開始する前に、一旦液晶パネルの液晶駆動電圧を所定時間の間オフにし、このオフ時間を経過させた後、次の刻印パターンに対応して液晶を駆動するようにしている。

例えば、表示内容を図 6 (a)に示すパターンから図 6 (b)に示すパターンに切り換える場合、従来方式では図示「*」の 2画素は連続してオン状態が続くために、他の部分と透過率が異なり、これが画像むらの原因となってしまうそこで、この実施例では、図 6 (c)に示すように、全体の駆動電圧を所定時間の間オフにする工程を入れることで、各画素の透過率をほぼ一様にし、画像むらを低減するようにしている。すなわち、本実施例では、（a)→(b)→(c)→ (b)のように刻印バターンの切り換えが行われる。

図 7はこの発明の更に別の実施例を示すもので、この場合は液晶 1画素単位に刻印パタ一ンの表示切換えを行うようにしている：

すなわち、まず、コントローラ 7は液晶マスク 6を駆動して最初に刻印すべき刻印パターンを液晶マスク 6上に表示する（ステップ 2 0 0 )

次に、コントローラ 7は、レーザ発振器 1をオンにするとともに、モータ 8および 9を駆動制御してレーザ光による図 3に示すようなラスタ走査を開始する〔ステップ 2 1 0 )

その後、コントローラ 7は 1液晶画素のレーザ走査を終了すると（ステップ 2 2 0 ) 、レーザ走査を次の画素に移行させるとともに、前記レーザ走査を終了した 1画素についての刻印パターンを次に表示すべき刻印パターンに切り換えるよう液晶マスク 6を駆動する（ステップ 2 3 0 ) 。

以下同様にして、コントローラ 7は 1画素のレーザ走査が終了する度に、レーザ走査走査を次の画素に移行させるとともに、前記レーザ走査を終了した 1画素についての刻印パターンを次に表示すべき刻印パターンに切り換えるよう液晶マスク 6を駆動する（ステップ 2 4 0〜ステップ 2 3 0 ) ：

その後、現在の刻印パターンのレーザ走査が終了すると（ステップ 2 4 0 ) 、コントローラ 7はモータ 1 4、 1 5を駆動して被加工物の刻印位置を変えた後、再度液晶マスク 6をラスタ走査することにより次の刻印パターンを被加工物上に刻印していく（ステップ 2 5 0 ) 。

以下同様の制御を全ての刻印が終了するまで繰り返し実行する（ステップ 2 6 なお、上記図 7の実施例においても、ステップ 2 4 0とステップ 2 5 0との間に、図 5に示した実施例と同様な電圧オフ工程、すなわち液晶駆動電圧を所定時間オフにする工程を挿入するようにしてもよい。

また、上記実施例では 1画素単位に刻印パターンを切り換えるようにしたが、 2〜 3画素や数 1 0画素や数 1 0 0画素単位に刻印パターンの切替えを行うようにしてもよい。産業上の利用可能性

この発明は、液晶マスクを通過したレーザビームによって I Cなどの被加工物に刻印パターンをマーキングするレーザマーキング方法において、画像むらの少ない刻印をなし得るうえで有効である。

Claims

請求の範囲

1 . 所要の刻印パターンが表示された液晶マスク上にレーザビームをラスタ走査させ、該液晶マスクを通過したレーザビームによって被加工物をマーキングするレーザマーキング方法において、

レーザビームの走査が終了した走査線単位に、液晶マスクの刻印パターンを順次次の刻印パターンに切り換えることを特徴とするレーザマーキング方法：

2 . 所要の刻印パターンが表示された液晶マスク上にレーザビームをラスタ走査させ、該液晶マスクを通過したレーザビームによって被加工物をマ一キングするレーザマーキング方法において、

レーザビームの走査が終了した液晶画素単位に、液晶マスクの刻印パターンを順次次の刻印パターンに切り換えることを特徴とするレーザマーキング方法：

3 . 液晶マスクの刻印パターンの次のパターンへの切り換えが終了し、次のパ夕一ンへのレーザビーム走査を開始する前に、一旦液晶駆動電圧を所定時間オフにし、その後切り換えるべき刻印パタ一ンに対応して液晶を駆動するようにしたことを特徴とする請求項 1記載のレーザマーキング方法。

4 . 液晶マスクの刻印パターンの次のパターンへの切り換えが終了し、次のパターンへのレーザビーム走査を開始する前に、一旦液晶駆動電圧を所定時間オフにし、その後切り換えるべき刻印パターンに対応して液晶を駆動するようにしたことを特徴とする請求項 2記載のレーザマーキング方法。