JP2773661B2 - ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置ならびにこのためのマスク - Google Patents
ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置ならびにこのためのマスクInfo
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- G06K1/12—Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion otherwise than by punching
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕ
ｏｕｓ Ｗａｖｅ）励起Ｑスイッチパルス発振レーザ光
を走査して、被加工物に文字等のパターンをマーキング
するビームスキャン式レーザマーキング方法および装置
ならびにこのためのマスクに関する。
ｏｕｓ Ｗａｖｅ）励起Ｑスイッチパルス発振レーザ光
を走査して、被加工物に文字等のパターンをマーキング
するビームスキャン式レーザマーキング方法および装置
ならびにこのためのマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザマーキング方法として、パ
ルス励起レーザ光を予め文字等のマーキングすべきパタ
ーンが描かれているマスクに照射し、そのマスクを透過
したレーザ光を被加工物上のマーキング面に結像させて
マスクに描かれたパターンを被加工物上に焼き付ける方
法が、例えば特開平２−１６５８８１号公報に開示され
ている。
ルス励起レーザ光を予め文字等のマーキングすべきパタ
ーンが描かれているマスクに照射し、そのマスクを透過
したレーザ光を被加工物上のマーキング面に結像させて
マスクに描かれたパターンを被加工物上に焼き付ける方
法が、例えば特開平２−１６５８８１号公報に開示され
ている。
【０００３】この従来のレーザマーキング方法では、マ
スクに描かれるパターンの種類が限られたものとなると
ともに、マーキングパターンを変更するごとに、新たに
マスクを作成しなければならないなど、マスク作成のた
めの時間と費用の面で問題があった。さらに、作成した
マスクの数が増大するにつれて、そのマスクの管理が非
常に煩雑化するという問題点もあった。
スクに描かれるパターンの種類が限られたものとなると
ともに、マーキングパターンを変更するごとに、新たに
マスクを作成しなければならないなど、マスク作成のた
めの時間と費用の面で問題があった。さらに、作成した
マスクの数が増大するにつれて、そのマスクの管理が非
常に煩雑化するという問題点もあった。
【０００４】また、特開平２ー１８７２８８号公報や特
開平２−２５１３８７号公報には、マスクとして液晶マ
スクを用いるレーザマーキング装置が開示されている。
液晶マスクを用いるとマスクに描かれるパターンが汎用
性のあるデータ形式で作成および保存できるため、マス
クの作成費用およびその管理コスト等が大幅に削減でき
る。
開平２−２５１３８７号公報には、マスクとして液晶マ
スクを用いるレーザマーキング装置が開示されている。
液晶マスクを用いるとマスクに描かれるパターンが汎用
性のあるデータ形式で作成および保存できるため、マス
クの作成費用およびその管理コスト等が大幅に削減でき
る。
【０００５】しかしながら、この液晶マスクを用いたレ
ーザマーキング装置では、液晶マスクを駆動させるため
の駆動装置が必要なため、装置自体の大型化、高コスト
化を招くとともに、液晶パネルの寿命が有限なためにラ
ンニングコストも高くなってしまっていた。
ーザマーキング装置では、液晶マスクを駆動させるため
の駆動装置が必要なため、装置自体の大型化、高コスト
化を招くとともに、液晶パネルの寿命が有限なためにラ
ンニングコストも高くなってしまっていた。
【０００６】以上説明した、マスク透過型のレーザマー
キング装置と異なり、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振で
得られるレーザ光をマーキング面に集光して、スキャナ
ミラー等を用いて集光されたレーザ光を走査することに
よって、被加工物にマーキングを行うビームスキャン式
レーザマーキング装置が特開昭５９−４５０９１号公報
や特開昭６０−２２１７２１号公報に開示されている。
キング装置と異なり、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振で
得られるレーザ光をマーキング面に集光して、スキャナ
ミラー等を用いて集光されたレーザ光を走査することに
よって、被加工物にマーキングを行うビームスキャン式
レーザマーキング装置が特開昭５９−４５０９１号公報
や特開昭６０−２２１７２１号公報に開示されている。
【０００７】図１０は、従来のビームスキャン式レーザ
マーキング装置の構成を示す図であり、（Ａ）は、その
平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
マーキング装置の構成を示す図であり、（Ａ）は、その
平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
【０００８】レーザ発振器１は、超音波Ｑスイッチ素子
２を備えており、制御装置（図示せず）から送られるＲ
Ｆパワーの繰り返し周波数であるＱスイッチ制御信号に
同期してＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振によるレーザ光
１００を出射する。レーザ発振器１から出射されたレー
ザ光１００は、光軸調整ミラー３で反射され、ビームエ
キスパンダ７でビーム径が拡大された後、ガルバノメー
タ９および１０に取り付けられたスキャナミラーで反射
されてｆθレンズ８を通って被加工物１１上のマーキン
グ面に集光される。そして、集光されたレーザ光１００
はガルバノメータ９および１０の往復回転駆動によって
被加工物１１のマーキング面上で走査される。そして、
マーキング面上で走査されるレーザ光１００によって被
加工物１１上に所望のパターンをマーキングしていた。
２を備えており、制御装置（図示せず）から送られるＲ
Ｆパワーの繰り返し周波数であるＱスイッチ制御信号に
同期してＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振によるレーザ光
１００を出射する。レーザ発振器１から出射されたレー
ザ光１００は、光軸調整ミラー３で反射され、ビームエ
キスパンダ７でビーム径が拡大された後、ガルバノメー
タ９および１０に取り付けられたスキャナミラーで反射
されてｆθレンズ８を通って被加工物１１上のマーキン
グ面に集光される。そして、集光されたレーザ光１００
はガルバノメータ９および１０の往復回転駆動によって
被加工物１１のマーキング面上で走査される。そして、
マーキング面上で走査されるレーザ光１００によって被
加工物１１上に所望のパターンをマーキングしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のビームスキャン
式レーザマーキング装置では、前述したマスク透過型の
レーザマーキング装置と比較して、装置コストやランニ
ングコストを低減させることができる。
式レーザマーキング装置では、前述したマスク透過型の
レーザマーキング装置と比較して、装置コストやランニ
ングコストを低減させることができる。
【００１０】一方、このビームスキャン式レーザマーキ
ング装置の場合には、レーザ光をマーキング面に集光さ
せることにより被加工物に照射されるレーザ光のエネル
ギ密度が高められる。その結果、レーザ光の照射部分の
物質が瞬時に気化蒸発してしまい、図１１に示すように
マーキング線の加工深さが５０〜１００μｍ程度に達す
ることになる。そして、加工深さが５０〜１００μｍ程
度に達してしまうようでは、マーキングされたパターン
の視認性が不十分であるばかりか、薄形の電子部品のマ
ーキングにはとても使用できないという問題点があっ
た。
ング装置の場合には、レーザ光をマーキング面に集光さ
せることにより被加工物に照射されるレーザ光のエネル
ギ密度が高められる。その結果、レーザ光の照射部分の
物質が瞬時に気化蒸発してしまい、図１１に示すように
マーキング線の加工深さが５０〜１００μｍ程度に達す
ることになる。そして、加工深さが５０〜１００μｍ程
度に達してしまうようでは、マーキングされたパターン
の視認性が不十分であるばかりか、薄形の電子部品のマ
ーキングにはとても使用できないという問題点があっ
た。
【００１１】また、マーキング対象が電子部品の場合、
通常、マーキングパターンには商標等の幅の広いパター
ンが含まれる。従来のビームスキャン式レーザマーキン
グ装置で幅の広いパターンをマーキングする場合には、
まず、輪郭部分のマーキングを行い、その後、その輪郭
内を塗りつぶすようにマーキングするという工程を行っ
ており、マスク透過型のマーキング装置と比較して処理
能力が格段に低下するという問題点もあった。
通常、マーキングパターンには商標等の幅の広いパター
ンが含まれる。従来のビームスキャン式レーザマーキン
グ装置で幅の広いパターンをマーキングする場合には、
まず、輪郭部分のマーキングを行い、その後、その輪郭
内を塗りつぶすようにマーキングするという工程を行っ
ており、マスク透過型のマーキング装置と比較して処理
能力が格段に低下するという問題点もあった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、レーザ発振器から出射されるレーザ光
を走査してマーキングを行うビームスキャン式レーザマ
ーキング装置において、前記レーザ発振器から出射され
るレーザ光の中心部のエネルギ密度を平準化させるマス
クパターンを有するマスクと、前記レーザ光が前記マス
クを透過することによって形成される前記マスクパター
ンの結像を走査する手段とを備える。そして、前記マス
クは、例えば、レーザ光に対して異なる透過率を有する
複数の物質が同心円状に配置されるマスクパターンを有
する。
めに、本発明は、レーザ発振器から出射されるレーザ光
を走査してマーキングを行うビームスキャン式レーザマ
ーキング装置において、前記レーザ発振器から出射され
るレーザ光の中心部のエネルギ密度を平準化させるマス
クパターンを有するマスクと、前記レーザ光が前記マス
クを透過することによって形成される前記マスクパター
ンの結像を走査する手段とを備える。そして、前記マス
クは、例えば、レーザ光に対して異なる透過率を有する
複数の物質が同心円状に配置されるマスクパターンを有
する。
【００１３】この構成により、レーザ発振器から出射さ
れたレーザ光は、マスクを透過することによって、整形
およびエネルギの平準化がなされる。そして、被加工物
上でマスクパターンの結像を走査することによってマー
キングを行うので、視認性を向上できるとともに、描線
の加工深さを抑制できる。
れたレーザ光は、マスクを透過することによって、整形
およびエネルギの平準化がなされる。そして、被加工物
上でマスクパターンの結像を走査することによってマー
キングを行うので、視認性を向上できるとともに、描線
の加工深さを抑制できる。
【００１４】さらに、幅の広いパターンのマーキング
で、その輪郭部分のマーキングとその内部の塗りつぶし
マーキングを行う場合には、前記マスクパターンのサイ
ズを変えることにより結像の大きさを変更する。つま
り、輪郭を描くときには小さい結像を走査して細い描線
でマーキングし、また、塗りつぶしを行う場合には大き
い結像を走査して太い描線でマーキングを行う。
で、その輪郭部分のマーキングとその内部の塗りつぶし
マーキングを行う場合には、前記マスクパターンのサイ
ズを変えることにより結像の大きさを変更する。つま
り、輪郭を描くときには小さい結像を走査して細い描線
でマーキングし、また、塗りつぶしを行う場合には大き
い結像を走査して太い描線でマーキングを行う。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００１６】本発明の第１の実施例は、レーザ発振器か
ら出射されるガウス型のエネルギ分布を有するレーザ光
の中心部のエネルギ密度を低下させた後、そのレーザ光
を被加工物に照射することによって、マーキング線の加
工深さを十分に抑えるというものである。
ら出射されるガウス型のエネルギ分布を有するレーザ光
の中心部のエネルギ密度を低下させた後、そのレーザ光
を被加工物に照射することによって、マーキング線の加
工深さを十分に抑えるというものである。
【００１７】図１は、本実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、その側面図で
ある。本実施例の構成は、既に説明した従来のビームス
キャン式レーザマーキング装置の構成を基本構成として
いるので、重複部分の説明は省略することとする。
（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、その側面図で
ある。本実施例の構成は、既に説明した従来のビームス
キャン式レーザマーキング装置の構成を基本構成として
いるので、重複部分の説明は省略することとする。
【００１８】そして、本実施例の特徴は、光軸調整ミラ
ー３とビームエキスパンダ７との間にレーザ発振器１か
ら出射されたレーザ光１００の外周部を遮光するととも
に、その中心部のエネルギ密度を平準化させる手段を設
ける点にある。
ー３とビームエキスパンダ７との間にレーザ発振器１か
ら出射されたレーザ光１００の外周部を遮光するととも
に、その中心部のエネルギ密度を平準化させる手段を設
ける点にある。
【００１９】つまり、光軸調整ミラー３とビームエキス
パンダ７との間には、マスクホルダ４に設置されたマス
ク５が配置されている。このマスク５は、ガウス型のエ
ネルギ分布を有するレーザ光１００がこのマスク５を透
過した場合に、その透過レーザ光２００の光束断面を円
形に整形するとともに、その中心部分のエネルギ密度を
平準化させるものである。具体的には、レーザ光１００
が透過する部分を中心にレーザ光に対する透過率を多段
に変化させ、さらに、その外周部では完全にレーザ光１
００を遮断するようなマスクパターンを有している。そ
して、マスク５を透過したレーザ光２００が被加工物１
１上のマーキング面に結像されることになる。
パンダ７との間には、マスクホルダ４に設置されたマス
ク５が配置されている。このマスク５は、ガウス型のエ
ネルギ分布を有するレーザ光１００がこのマスク５を透
過した場合に、その透過レーザ光２００の光束断面を円
形に整形するとともに、その中心部分のエネルギ密度を
平準化させるものである。具体的には、レーザ光１００
が透過する部分を中心にレーザ光に対する透過率を多段
に変化させ、さらに、その外周部では完全にレーザ光１
００を遮断するようなマスクパターンを有している。そ
して、マスク５を透過したレーザ光２００が被加工物１
１上のマーキング面に結像されることになる。
【００２０】また、マスク５は、このマスク５で反射さ
れたレーザ光が光軸上を逆戻りしないように光軸に対し
て所定の角度だけ傾斜して設置されている。したがっ
て、マスク５上のマスクパターンは、このマスク５を透
過したレーザ光２００の光束断面が円形に整形され、か
つ、マスク５の透過率が異なる部分を透過したレーザ光
２００が同心円状に配置されるように楕円状に形成され
ている。
れたレーザ光が光軸上を逆戻りしないように光軸に対し
て所定の角度だけ傾斜して設置されている。したがっ
て、マスク５上のマスクパターンは、このマスク５を透
過したレーザ光２００の光束断面が円形に整形され、か
つ、マスク５の透過率が異なる部分を透過したレーザ光
２００が同心円状に配置されるように楕円状に形成され
ている。
【００２１】一方、マスク５で反射したレーザ光は受光
板６で受光されるように構成されている。したがって、
マスク５で反射したレーザ光がレーザ発振器１から出射
されるレーザ光１００に影響を与えることはない。
板６で受光されるように構成されている。したがって、
マスク５で反射したレーザ光がレーザ発振器１から出射
されるレーザ光１００に影響を与えることはない。
【００２２】次に、本実施例の動作について図１、図２
および図３を参照して説明する。
および図３を参照して説明する。
【００２３】図２は、レーザ発振器から出射されたレー
ザ光がマスクによって、そのエネルギ分布が調整されて
いる様子を示す図であり、（Ａ）は、レーザ発振器から
出射されるレーザ光のエネルギ分布を示す図であり、
（Ｂ）は、マスクを示す図であり、（Ｃ）は、マスクを
透過したレーザ光の断面を示す図であり、（Ｄ）は、マ
スクを透過したレーザ光のエネルギ分布を示す図であ
る。また、図３は、本実施例によってマーキングされた
描線の加工状態を示す図である。
ザ光がマスクによって、そのエネルギ分布が調整されて
いる様子を示す図であり、（Ａ）は、レーザ発振器から
出射されるレーザ光のエネルギ分布を示す図であり、
（Ｂ）は、マスクを示す図であり、（Ｃ）は、マスクを
透過したレーザ光の断面を示す図であり、（Ｄ）は、マ
スクを透過したレーザ光のエネルギ分布を示す図であ
る。また、図３は、本実施例によってマーキングされた
描線の加工状態を示す図である。
【００２４】図１に戻り、レーザ発振器１から出射され
たＣＷ励起Ｑスイッチパルスレーザ光１００は、光軸調
整ミラー３で反射された後、マスク５を透過する。した
がって、図２（Ａ）に示すエネルギ分布を有するレーザ
光１００は、図２（Ｂ）に示すようなマスク５を透過す
ることによって、図２（Ｄ）に示すようなエネルギ分布
を有するレーザ光２００に変換される。マスク５を透過
したレーザ光２００は、ビームエキスパンダ７でビーム
径が拡大された後、ガルバノメータ９および１０に取り
付けられたスキャナミラーで反射され、さらに、ｆθレ
ンズ８を通ってマーキング面に結像される。そして、結
像されたレーザ光２００は、ガルバノメータ９および１
０の往復回転駆動によって、被加工物１１のマーキング
面上を走査される。そして、マーキング面上を走査され
るレーザ光２００によって被加工物１１上に所望の文字
等のパターンをマーキングする。
たＣＷ励起Ｑスイッチパルスレーザ光１００は、光軸調
整ミラー３で反射された後、マスク５を透過する。した
がって、図２（Ａ）に示すエネルギ分布を有するレーザ
光１００は、図２（Ｂ）に示すようなマスク５を透過す
ることによって、図２（Ｄ）に示すようなエネルギ分布
を有するレーザ光２００に変換される。マスク５を透過
したレーザ光２００は、ビームエキスパンダ７でビーム
径が拡大された後、ガルバノメータ９および１０に取り
付けられたスキャナミラーで反射され、さらに、ｆθレ
ンズ８を通ってマーキング面に結像される。そして、結
像されたレーザ光２００は、ガルバノメータ９および１
０の往復回転駆動によって、被加工物１１のマーキング
面上を走査される。そして、マーキング面上を走査され
るレーザ光２００によって被加工物１１上に所望の文字
等のパターンをマーキングする。
【００２５】本実施例では、被加工物上の結像が移動し
て得られる描線の幅方向に与えられるエネルギが平準化
されているために、このレーザ光によって描かれるマー
キング線の状態は、図３に示すように、加工深さが５〜
１０μｍ程度と非常に浅いものとなる。
て得られる描線の幅方向に与えられるエネルギが平準化
されているために、このレーザ光によって描かれるマー
キング線の状態は、図３に示すように、加工深さが５〜
１０μｍ程度と非常に浅いものとなる。
【００２６】次に、マスクの具体的な構成について図４
および図５を参照して説明する。
および図５を参照して説明する。
【００２７】図４は、マスクの構成を示す図であり、
（Ａ）の例では、ガラス基板１２の片面に誘電体多層膜
による透過率ａの反射コート１３、透過率ｂの反射コー
ト１４を同心円状に設け、さらに、その周りにガラス基
板露出部分を挟んで、同じく誘電体多層膜による全反射
コート１５を配置している。このマスク５を透過したレ
ーザ光の断面は、図５に示すように、その光軸中心部分
から、透過率ａで透過したレーザ光、透過率ｂで透過し
たレーザ光および単にガラス基板を透過したレーザ光が
同心円状に配置されている。
（Ａ）の例では、ガラス基板１２の片面に誘電体多層膜
による透過率ａの反射コート１３、透過率ｂの反射コー
ト１４を同心円状に設け、さらに、その周りにガラス基
板露出部分を挟んで、同じく誘電体多層膜による全反射
コート１５を配置している。このマスク５を透過したレ
ーザ光の断面は、図５に示すように、その光軸中心部分
から、透過率ａで透過したレーザ光、透過率ｂで透過し
たレーザ光および単にガラス基板を透過したレーザ光が
同心円状に配置されている。
【００２８】図４（Ｂ）の例では、ガラス基板１２の片
面に誘電体多層膜による透過率ｂの反射コート１４およ
び全反射コート１５が、反射コート１４、ガラス基板露
出部分、全反射コート１５の順番で同心円状に配置され
ている。さらに、ガラス基板１２のもう一方の面には、
反射コート１４と対面する位置に同じく誘電体多層膜に
よる透過率ａ／ｂの反射コート１６が施されている。こ
のマスク５を透過したレーザ光の断面も前述の図５に示
すとおりになる。
面に誘電体多層膜による透過率ｂの反射コート１４およ
び全反射コート１５が、反射コート１４、ガラス基板露
出部分、全反射コート１５の順番で同心円状に配置され
ている。さらに、ガラス基板１２のもう一方の面には、
反射コート１４と対面する位置に同じく誘電体多層膜に
よる透過率ａ／ｂの反射コート１６が施されている。こ
のマスク５を透過したレーザ光の断面も前述の図５に示
すとおりになる。
【００２９】本実施例と異なり、レーザ発振器から出射
されたレーザ光の外周部のみを遮光したレーザ光の結像
によってマーキングを行う場合、描線の状態は図６
（Ａ）に示すようになる。この場合でも、中心部の加工
深さは３０〜５０μｍ程度となってしまい、依然とし
て、加工深さの点で問題点が残ってしまう。従来の集光
ビームを走査してマーキングする場合や、レーザ光の外
周部だけを遮光したレーザ光の結像を走査してマーキン
グする場合では、レーザ光の中心部分のエネルギ密度が
高くなり、さらに、走査される集光スポットあるいは結
像が次々と重なるために描線の中心部分にエネルギが集
中することになる。これが、加工深さが大きくなってし
まう原因である。そこで、レーザ発振器から出射された
レーザ光の中心部および外周部を遮光することによって
得られるリング状の結像を走査してマーキングすること
によって描線の加工深さを図６（Ｂ）に示すように、１
０〜２０μｍ程度に押さえることができる。しかしなが
ら、このリング状の結像を用いた場合、描線の始めと終
わりでは、遮光された中心部によって加工されない部分
が生じてしまい、外観上、非常に見苦しいものとなって
しまう。
されたレーザ光の外周部のみを遮光したレーザ光の結像
によってマーキングを行う場合、描線の状態は図６
（Ａ）に示すようになる。この場合でも、中心部の加工
深さは３０〜５０μｍ程度となってしまい、依然とし
て、加工深さの点で問題点が残ってしまう。従来の集光
ビームを走査してマーキングする場合や、レーザ光の外
周部だけを遮光したレーザ光の結像を走査してマーキン
グする場合では、レーザ光の中心部分のエネルギ密度が
高くなり、さらに、走査される集光スポットあるいは結
像が次々と重なるために描線の中心部分にエネルギが集
中することになる。これが、加工深さが大きくなってし
まう原因である。そこで、レーザ発振器から出射された
レーザ光の中心部および外周部を遮光することによって
得られるリング状の結像を走査してマーキングすること
によって描線の加工深さを図６（Ｂ）に示すように、１
０〜２０μｍ程度に押さえることができる。しかしなが
ら、このリング状の結像を用いた場合、描線の始めと終
わりでは、遮光された中心部によって加工されない部分
が生じてしまい、外観上、非常に見苦しいものとなって
しまう。
【００３０】これに対して、本実施例では、結像が走査
されて得られる描線の幅方向に与えられるエネルギが平
準化されるように、透過率を多段に変えた中心部を有し
たマスクパターンを用いているために、加工深さを５〜
１０μｍ程度に抑制でき、かつ、描き始めおよび終わり
の描線の形状も整ったものとなる。
されて得られる描線の幅方向に与えられるエネルギが平
準化されるように、透過率を多段に変えた中心部を有し
たマスクパターンを用いているために、加工深さを５〜
１０μｍ程度に抑制でき、かつ、描き始めおよび終わり
の描線の形状も整ったものとなる。
【００３１】次に、本発明の第２の実施例について図７
および図８を参照して説明する。
および図８を参照して説明する。
【００３２】図７は、第２の実施例の構成を示す図であ
り、図８は、その特徴部分の構成を示す図である。
り、図８は、その特徴部分の構成を示す図である。
【００３３】前述したように、この種のレーザマーキン
グ装置で電子部品に所定の文字パターン等をマーキング
する場合、描くべき文字パターンには多くの場合、商標
等の幅の広いパターンが含まれる。ビームスキャン式の
レーザマーキング装置では、従来技術の欄で説明したマ
スク透過型のマーキング装置のようにレーザ光の一括照
射でマーキングすることはできない。したがって、ま
ず、幅の広いパターンの輪郭部分のマーキングを行い、
その後、その輪郭内を塗りつぶすようにマーキングする
という作業を行う必要がある。通常、輪郭部分をマーキ
ングする場合には、エッジ部分をできるだけシャープに
するために、描線の幅を細くする。しかしながら、輪郭
内部の塗りつぶしの際にも、この細いままの描線を用い
ていたのでは、非常に時間がかかってしまい、非効率的
である。
グ装置で電子部品に所定の文字パターン等をマーキング
する場合、描くべき文字パターンには多くの場合、商標
等の幅の広いパターンが含まれる。ビームスキャン式の
レーザマーキング装置では、従来技術の欄で説明したマ
スク透過型のマーキング装置のようにレーザ光の一括照
射でマーキングすることはできない。したがって、ま
ず、幅の広いパターンの輪郭部分のマーキングを行い、
その後、その輪郭内を塗りつぶすようにマーキングする
という作業を行う必要がある。通常、輪郭部分をマーキ
ングする場合には、エッジ部分をできるだけシャープに
するために、描線の幅を細くする。しかしながら、輪郭
内部の塗りつぶしの際にも、この細いままの描線を用い
ていたのでは、非常に時間がかかってしまい、非効率的
である。
【００３４】そこで、本発明の第２の実施例では、ま
ず、輪郭を描き、さらに、その内部を塗りつぶすような
工程でマーキングを行う場合に、輪郭を描く際の描線の
幅と、その内部を塗りつぶす際の描線の幅とを異なるも
のに設定する手段を設けている。
ず、輪郭を描き、さらに、その内部を塗りつぶすような
工程でマーキングを行う場合に、輪郭を描く際の描線の
幅と、その内部を塗りつぶす際の描線の幅とを異なるも
のに設定する手段を設けている。
【００３５】つまり、レーザ発振器１から出射されるレ
ーザ光１００を、そのマーキングすべき部分に応じて、
異なるサイズのマスクパターンに透過させることによっ
て、結像の大きさを変更することができる。具体的に
は、図８に示すように、レーザ光１００を透過させる部
分の径が異なる複数のマスクパターンを同心円上に有す
るマスク１７をマスクホルダ１８を介してパルスモータ
１９に取り付ける。そして、レーザ発振器１から出射さ
れたレーザ光１００の光軸にパルスモータ１９を制御し
て所望のマスクパターンを合わせることにより、マスク
パターンのサイズに応じた大きさの結像が被加工物１１
上のマーキング面に形成できる。このように、マーキン
グすべき部分に応じて、所望のサイズのマスクパターン
を選択してマーキングを行うことにより、所望の太さの
描線を描くことができる。
ーザ光１００を、そのマーキングすべき部分に応じて、
異なるサイズのマスクパターンに透過させることによっ
て、結像の大きさを変更することができる。具体的に
は、図８に示すように、レーザ光１００を透過させる部
分の径が異なる複数のマスクパターンを同心円上に有す
るマスク１７をマスクホルダ１８を介してパルスモータ
１９に取り付ける。そして、レーザ発振器１から出射さ
れたレーザ光１００の光軸にパルスモータ１９を制御し
て所望のマスクパターンを合わせることにより、マスク
パターンのサイズに応じた大きさの結像が被加工物１１
上のマーキング面に形成できる。このように、マーキン
グすべき部分に応じて、所望のサイズのマスクパターン
を選択してマーキングを行うことにより、所望の太さの
描線を描くことができる。
【００３６】ここで、図９（Ａ）に示すような、輪郭を
描きさらにその内部を塗りつぶすことが必要な文字のマ
ーキングについて説明する。まず、図９（Ｂ）に示すよ
うに、マーキングすべき文字の外観が崩れないように、
即ち、シャープなコーナが得られるように細い線でこの
文字の輪郭部分をマーキングする。つまり、パルスモー
タを制御してサイズの小さなマスクパターンをレーザ光
軸に合せることによって、小さな結像を得ることがで
き、その結像を走査することによって細い描線でマーキ
ングを行う。次に、図９（Ｃ）に示すように、輪郭の内
部を太い描線で塗りつぶすようにマーキングする。つま
り、パルスモータを制御して、サイズの大きなマスクパ
ターンをレーザ光軸に合わせることによって、大きな結
像を得ることができ、その結像を走査することによって
太い描線でマーキングを行う。このように、マスクパタ
ーンのサイズを切り替えることにより、マーキングされ
た文字の輪郭のシャープ性を維持しつつ、加工時間を大
幅に短縮することができる。
描きさらにその内部を塗りつぶすことが必要な文字のマ
ーキングについて説明する。まず、図９（Ｂ）に示すよ
うに、マーキングすべき文字の外観が崩れないように、
即ち、シャープなコーナが得られるように細い線でこの
文字の輪郭部分をマーキングする。つまり、パルスモー
タを制御してサイズの小さなマスクパターンをレーザ光
軸に合せることによって、小さな結像を得ることがで
き、その結像を走査することによって細い描線でマーキ
ングを行う。次に、図９（Ｃ）に示すように、輪郭の内
部を太い描線で塗りつぶすようにマーキングする。つま
り、パルスモータを制御して、サイズの大きなマスクパ
ターンをレーザ光軸に合わせることによって、大きな結
像を得ることができ、その結像を走査することによって
太い描線でマーキングを行う。このように、マスクパタ
ーンのサイズを切り替えることにより、マーキングされ
た文字の輪郭のシャープ性を維持しつつ、加工時間を大
幅に短縮することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のビームス
キャン式レーザマーキング装置では、描線の加工深さを
５〜１０μｍ程度に抑えることができるために、視認性
の向上だけでなく、薄型の電子部品に対しても、その部
品を破損させることなく、マーキングを行うことができ
る。
キャン式レーザマーキング装置では、描線の加工深さを
５〜１０μｍ程度に抑えることができるために、視認性
の向上だけでなく、薄型の電子部品に対しても、その部
品を破損させることなく、マーキングを行うことができ
る。
【００３８】さらに、被加工物上の結像の大きさを所望
のサイズに変更することができるために、輪郭部分を細
い描線でマーキングし、輪郭内部を太い描線で塗りつぶ
すようにマーキングすることによって、マーキング時間
を大幅に短縮することができる。
のサイズに変更することができるために、輪郭部分を細
い描線でマーキングし、輪郭内部を太い描線で塗りつぶ
すようにマーキングすることによって、マーキング時間
を大幅に短縮することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は、その平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
（Ａ）は、その平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
【図２】第１の実施例におけるレーザ光のエネルギ密度
の変化を示す図であり、（Ａ）は、レーザ発振器から出
射された直後のレーザ光のエネルギ密度分布を示し、
（Ｂ）は、マスクを示し、（Ｃ）は、マスクを透過した
レーザ光の断面を示し、（Ｄ）は、（Ｃ）のレーザ光の
エネルギ密度分布と示す図である。
の変化を示す図であり、（Ａ）は、レーザ発振器から出
射された直後のレーザ光のエネルギ密度分布を示し、
（Ｂ）は、マスクを示し、（Ｃ）は、マスクを透過した
レーザ光の断面を示し、（Ｄ）は、（Ｃ）のレーザ光の
エネルギ密度分布と示す図である。
【図３】第１の実施例によってマーキングされた描線の
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図４】第１の実施例のマスクの一実施例を示す図であ
る。
る。
【図５】図４に示すマスクを透過したレーザ光の断面を
示す図である。
示す図である。
【図６】本実施例とは異なるマスクを用いた場合の描線
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は、その平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
（Ａ）は、その平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
【図８】第２の実施例の主要部分の構成を示す図であ
る。
る。
【図９】幅の広いパターンをマーキングする場合の手順
を説明する図であり、（Ａ）は、マーキングすべき商標
を示し、（Ｂ）は、（Ａ）の輪郭部分のマーキング工程
を示し、（Ｃ）は、（Ａ）の輪郭内部の塗りつぶし工程
を示す図である。
を説明する図であり、（Ａ）は、マーキングすべき商標
を示し、（Ｂ）は、（Ａ）の輪郭部分のマーキング工程
を示し、（Ｃ）は、（Ａ）の輪郭内部の塗りつぶし工程
を示す図である。
【図１０】従来のビームスキャン式レーザマーキング装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図１１】従来のビームスキャン式レーザマーキング装
置によってマーキングされた描線の状態を示す図であ
る。
置によってマーキングされた描線の状態を示す図であ
る。
１ ＣＷ励起Ｑスイッチパルスレーザ発振器 ２ 超音波Ｑスイッチ素子 ３ 光軸調整ミラー ４ マスクホルダ ５ マスク ６ 受光板 ７ ビームエキスパンダ ８ ｆθレンズ ９、１０ ガルバノメータ １１ 被加工物 １２ ガラス基板 １３ 透過率Ａの反射コート １４ 透過率Ｂの反射コート １５ 全反射コート １６ 透過率Ａ／Ｂの反射コート １７ マスク １８ マスクホルダ １９ パルスモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−56694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−24221（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−99297（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−253588（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−49390（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−41904（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/08
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ発振器から出射されるレーザ光の
中心部分のエネルギ密度を平準化させるマスクパターン
を有するマスクに、前記レーザ光を透過させて、前記マ
スクパターンの結像を形成し、その結像を走査すること
によって、被加工物上に文字あるいは記号を描画するビ
ームスキャン式レーザマーキング方法において、 前記マスクは、前記レーザ発振器から出射されるレーザ
光が透過する領域のサイズが異なる複数のマスクパター
ンを有し、 前記サイズが小さいマスクパターンを前記レーザ光の光
軸上に配置して、前記被加工物上に描画すべき文字ある
いは記号の輪郭を描画する第１の工程と、 前記サイズが前記第１の工程で用いたマスクパターンの
サイズよりも大きいマスクパターンを前記レーザ光の光
軸上に配置して、前記文字あるいは記号の輪郭線の内部
を塗りつぶす第２の工程とを含むことを特徴とするビー
ムスキャン式レーザマーキング方法。 - 【請求項２】 レーザ発振器から出射されるレーザ光を
走査して被加工物上に複数の文字あるいは記号を描画す
るビームスキャン式レーザマーキング装置において、 前記レーザ発振器から出射されるレーザ光の中心部のエ
ネルギ密度を平準化させるマスクパターンを有するマス
クと、前記レーザ光が前記マスクを透過することによっ
て形成されるマスクパターンの結像を走査する手段とを
備え、 前記マスクは、入射されるレーザ光の光軸に対して傾斜
して設置され、 前記マスクパターンは、楕円形状のパターンであること
を特徴とするビームスキャン式レーザマーキング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292623A JP2773661B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置ならびにこのためのマスク |
| DE69520550T DE69520550T2 (de) | 1994-11-28 | 1995-11-27 | Verfahren zum Herstellen von Mustern durch Laserstrahlabtasten und Gerät und die auf demselben Gerät aufgebrachte Masker |
| EP95118663A EP0714726B1 (en) | 1994-11-28 | 1995-11-27 | Method for making patterns by scanning laser beam and apparatus and the mask applied to the same apparatus |
| KR1019950044465A KR100193411B1 (ko) | 1994-11-28 | 1995-11-28 | 빔 스캔식 레이저 패턴 마킹 방법 및 장치와 그 장치에 이용되는 마스크 |
| US08/563,487 US6097420A (en) | 1994-11-28 | 1995-11-28 | Method and apparatus for marking patterns by a scanning laser beam, a mask applied to the same apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292623A JP2773661B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置ならびにこのためのマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08150484A JPH08150484A (ja) | 1996-06-11 |
| JP2773661B2 true JP2773661B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=17784202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6292623A Expired - Fee Related JP2773661B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置ならびにこのためのマスク |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6097420A (ja) |
| EP (1) | EP0714726B1 (ja) |
| JP (1) | JP2773661B2 (ja) |
| KR (1) | KR100193411B1 (ja) |
| DE (1) | DE69520550T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6603136B1 (en) * | 1999-10-15 | 2003-08-05 | Videojet Systems International | Laser marker focal length setting device |
| KR100370555B1 (ko) * | 2000-11-16 | 2003-01-29 | 주식회사 이오테크닉스 | 마스크 헤드 어셈블리 및 이를 적용한 레이저 가공장치 |
| CA2480625A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-23 | Sensormatic Electronics Corporation | Portable handheld electronic article surveillance and scanner device |
| KR100492748B1 (ko) * | 2002-09-11 | 2005-06-07 | (주)하드램 | 셀렉터블 다중 스캔헤드를 이용한 시분할 레이저 마킹장치및 방법 |
| US6958762B2 (en) * | 2003-12-09 | 2005-10-25 | Markem Corporation | Filling an area of an image marked on a material with a laser |
| US20060011617A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-19 | Ricardo Covarrubias | Automated laser cutting of optical lenses |
| JP2008062259A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Keyence Corp | レーザ加工装置、レーザ加工方法及びレーザ加工プログラム |
| KR100846975B1 (ko) * | 2006-11-09 | 2008-07-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 밀봉 장치 및 그를 이용한 표시 장치의 제조 방법 |
| US8448468B2 (en) * | 2008-06-11 | 2013-05-28 | Corning Incorporated | Mask and method for sealing a glass envelope |
| JP2010089094A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザ加工装置 |
| JP5596456B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2014-09-24 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | レーザー加工方法及びその加工方法を用いた半導体装置 |
| CN108363932B (zh) | 2017-01-26 | 2023-04-18 | 手持产品公司 | 读取条形码并去激活商品电子防窃标签的方法 |
| CN108169920B (zh) * | 2018-01-24 | 2020-03-20 | 河南科技大学 | 可传输吞吐微粒的椭圆光学传送带光束掩模板的设计方法 |
| JP7353171B2 (ja) * | 2019-12-26 | 2023-09-29 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3947093A (en) * | 1973-06-28 | 1976-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical device for producing a minute light beam |
| JPS5945091A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-13 | Toshiba Corp | レ−ザ印字加工装置 |
| US4636043A (en) | 1984-03-01 | 1987-01-13 | Laser Photonics, Inc. | Laser beam scanning device and marking system |
| US5053171A (en) * | 1986-10-14 | 1991-10-01 | Allergan, Inc. | Manufacture of ophthalmic lenses by excimer laser |
| US4911711A (en) * | 1986-12-05 | 1990-03-27 | Taunton Technologies, Inc. | Sculpture apparatus for correcting curvature of the cornea |
| JPH02251387A (ja) | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Toshiba Corp | レーザマーキング装置 |
| JPH02165881A (ja) | 1988-12-15 | 1990-06-26 | Nec Corp | レーザマーキング装置のシャドウマスク |
| JPH02187288A (ja) | 1989-01-11 | 1990-07-23 | Hitachi Ltd | レーザマーキングシステム |
| ATE176416T1 (de) * | 1990-11-21 | 1999-02-15 | Canon Kk | Laserbearbeitungsgerät |
| JPH052152A (ja) * | 1990-12-19 | 1993-01-08 | Hitachi Ltd | 光ビーム作成方法、装置、それを用いた寸法測定方法、外観検査方法、高さ測定方法、露光方法および半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH07102470B2 (ja) * | 1991-01-29 | 1995-11-08 | 大阪府 | 金属表面のレーザー加工方法 |
| JPH0699297A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-12 | Omron Corp | レーザ加工装置 |
| US5331468A (en) * | 1992-11-27 | 1994-07-19 | Eastman Kodak Company | Intensity redistribution for exposure correction in an overfilled symmetrical laser printer |
| US5521628A (en) * | 1993-08-30 | 1996-05-28 | Lumonics Corporation | Laser system for simultaneously marking multiple parts |
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- 1994-11-28 JP JP6292623A patent/JP2773661B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-11-27 DE DE69520550T patent/DE69520550T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-27 EP EP95118663A patent/EP0714726B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-28 US US08/563,487 patent/US6097420A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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