JP5432036B2

JP5432036B2 - Laser marking device and laser marking method

Info

Publication number: JP5432036B2
Application number: JP2010084654A
Authority: JP
Inventors: 寿田口
Original assignee: パナソニックデバイスＳｕｎｘ株式会社
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011212728A

Description

本発明は、１次元コード若しくは２次元コードであるシンボルを印字するレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法に関するものである。 The present invention relates to a laser marking apparatus and a laser marking method for printing a symbol which is a one-dimensional code or a two-dimensional code.

黒色セルが配列されてなる１次元コード（例えばバーコード）及び２次元コード（例えばＱＲコード（登録商標））といったシンボルを製品管理のために製品に印字することがある。このシンボルは、金属のように光沢面を有する場所や、鋳物のように凹凸形状を有する場所、起伏を有する形状である場合等、様々な場所に印字される。そして、シンボルの印字は、例えば特許文献１に記載されているようにレーザ光を照射して行われる。 Symbols such as a one-dimensional code (for example, a barcode) and a two-dimensional code (for example, a QR code (registered trademark)) in which black cells are arranged may be printed on a product for product management. This symbol is printed in various places such as a place having a glossy surface like metal, a place having an uneven shape like a casting, and a shape having undulations. Symbol printing is performed by irradiating laser light as described in Patent Document 1, for example.

特許文献１に記載されたレーザマーキング方法を用いて光沢を有する面や凹凸形状を有する場所に２次元コードのシンボルを印字する場合には、まず、シンボルを印字するワークの表面にレーザ光を照射することにより印字するシンボルよりも一回り大きな四角形状の下地を形成する。この下地はシンボルの背景となるものである。そして、ワークの表面において下地が形成された領域は、光を乱反射する程度の粗面になるとともに平坦になる。その後、ワークの表面において下地が形成された領域内にレーザ光を照射することにより、シンボルを印字する。このように、シンボルを印字する前にワークの表面に下地を形成することにより、シンボルを構成する黒色セルと背景との明暗をはっきりさせることができるため、２次元コードを読み取る読取り装置において読み取りを円滑にすることができる。 When printing a symbol of a two-dimensional code on a glossy surface or a place having an uneven shape using the laser marking method described in Patent Document 1, first, irradiate the surface of the workpiece on which the symbol is printed with laser light. As a result, a rectangular base that is slightly larger than the symbol to be printed is formed. This background is the background of the symbol. The region where the base is formed on the surface of the work becomes flat and rough enough to diffusely reflect light. Thereafter, a symbol is printed by irradiating the surface of the workpiece with a laser beam in a region where a base is formed. In this way, by forming the background on the surface of the work before printing the symbol, it is possible to clarify the contrast between the black cells constituting the symbol and the background, so that the reading device that reads the two-dimensional code can perform reading. It can be smooth.

また、従来、レーザ光を照射した部位が白色となるワークにシンボルを印字する場合には、例えば特許文献２に記載されているように、シンボルコードの明暗を反転させた後に、ワークの表面にレーザ光を照射して白色セルを印字していた。 Conventionally, when a symbol is printed on a workpiece whose portion irradiated with laser light is white, as described in Patent Document 2, for example, after reversing the brightness of the symbol code, the symbol is printed on the surface of the workpiece. White cells were printed by irradiating with laser light.

特開２００１−１０８９３２号公報JP 2001-108932 A 特開２００５−３１００４８号公報JP 2005-310048 A

しかしながら、上記したように、特許文献１に記載されたレーザマーキング方法を用いて光沢を有する面や凹凸形状を有する場所にシンボルを印字する場合には、印字するシンボルの大きさに応じて下地の大きさを設定した後に、四角形の下地をワークに印字して、更にその後に下地が形成された領域内にシンボルの印字を行うことになる。そのため、シンボルの印字に時間がかかっていた。 However, as described above, when a symbol is printed on a surface having a glossy surface or a concavo-convex shape using the laser marking method described in Patent Document 1, an undercoat is printed according to the size of the symbol to be printed. After the size is set, a rectangular base is printed on the work, and then a symbol is printed in the area where the base is formed. Therefore, it took time to print the symbols.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シンボルの印字に要する時間を短縮することができるレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser marking apparatus and a laser marking method capable of shortening the time required for symbol printing.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、１次元コード若しくは２次元コードであるシンボルと、前記シンボルの背景となる下地とをワークに印字するレーザマーキング装置において、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記シンボルを構成する単位セルであってレーザ光を照射する照射単位セルとレーザ光を照射しない空白単位セルとを配列したシンボルデータを設定するシンボルデータ設定手段と、前記シンボルデータにおける前記照射単位セルと前記空白単位セルとを反転した反転シンボルデータを設定する反転シンボルデータ設定手段と、前記シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して前記シンボルを印字するためのシンボル印字データと、前記反転シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して反転シンボルを印字するための反転シンボル印字データとを生成する印字データ生成手段と、前記シンボル印字データに基づいて、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記シンボルを印字するとともに、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーと異なる第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字する光走査手段とを備えたことをその要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 emits a laser beam in a laser marking apparatus that prints a symbol which is a one-dimensional code or a two-dimensional code and a background which is a background of the symbol on a workpiece. A symbol light setting means for setting symbol data in which a unit cell constituting the symbol and an irradiation unit cell that irradiates laser light and a blank unit cell that does not irradiate laser light are arranged; and the symbol data Inverted symbol data setting means for setting inverted symbol data obtained by inverting the irradiation unit cell and the blank unit cell, and for irradiating and scanning the irradiation unit cell in the symbol data to print the symbol Symbol print data and the irradiation unit cell in the inverted symbol data Print data generating means for generating reverse symbol print data for printing reverse symbols by irradiating and scanning with laser light, and irradiating laser light set at the first laser power based on the symbol print data The symbol is printed on the workpiece, and the workpiece is irradiated with a laser beam set to a second laser power different from the first laser power based on the inverted symbol print data, and the workpiece is inverted. And an optical scanning means for printing as a base.

同構成によれば、反転シンボルデータ設定手段が設定（生成若しくは取得）する反転シンボルデータにおいては、シンボルデータにおいて照射単位セルとなっている部分が空白単位セルとなっている。そのため、光走査手段は、背景となる反転シンボルを印字するときには、ワークの表面においてシンボルが印字される部位にはレーザ光を照射しない。従って、従来のように、背景となる四角形の下地を印字した後にシンボルを印字する場合に比べて、シンボルの印字に要する時間を短縮することができる。尚、本発明において、光走査手段は、シンボル及び反転シンボルを同時に印字するものではなく、何れか一方を先に印字し、何れか他方を後に印字するものである。 According to this configuration, in the inverted symbol data set (generated or acquired) by the inverted symbol data setting means, the portion that is the irradiation unit cell in the symbol data is a blank unit cell. For this reason, the optical scanning means does not irradiate the portion of the workpiece surface where the symbol is printed with the laser beam when printing the reverse symbol as the background. Therefore, the time required for symbol printing can be shortened as compared with the conventional case where symbols are printed after printing a rectangular background as a background. In the present invention, the optical scanning means does not print the symbol and the inverted symbol at the same time, but prints either one first and the other after the other.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザマーキング装置において、前記光走査手段は、前記シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記シンボルを前記ワークに印字した後に、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーよりも小さい前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記反転シンボルを前記ワークに印字することをその要旨としている。 According to a second aspect of the present invention, in the laser marking device according to the first aspect, the optical scanning unit irradiates a laser beam set to the first laser power based on the symbol print data. After the symbol is printed on the workpiece, the inverted symbol is applied to the workpiece by irradiating a laser beam set to the second laser power smaller than the first laser power based on the inverted symbol print data. The gist of this is to print it.

同構成によれば、光走査手段は、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光をワークに照射してシンボルを印字した後に、第１のレーザパワーよりも小さい第２のレーザパワーに設定されたレーザ光をワークに照射して背景となる反転シンボルを印字する。そのため、シンボルを印字したときに飛散した加工屑を、反転シンボルを印字すると同時に、同反転シンボルを印字するためのレーザ光によって除去することができる。そして、第２のレーザパワーは第１のレーザパワーより小さいため、シンボルを印字するときに生じる加工屑に比べて反転シンボルを印字するときに生じる加工屑の方が少ない。これらのことから、シンボルと反転シンボルとのコントラストをより鮮明にすることができる。 According to this configuration, the optical scanning unit is set to the second laser power smaller than the first laser power after irradiating the workpiece with the laser beam set to the first laser power and printing the symbol. Irradiated laser light is applied to the workpiece to print a reverse symbol as a background. Therefore, the processing dust scattered when the symbol is printed can be removed by the laser beam for printing the inverted symbol at the same time as the inverted symbol is printed. And since the 2nd laser power is smaller than the 1st laser power, compared with the processing waste which arises when printing a symbol, there are few processing wastes which arise when printing an inversion symbol. Therefore, the contrast between the symbol and the inverted symbol can be made clearer.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザマーキング装置において、少なくともレーザ光のスポット径を変更することにより、前記ワークに照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して前記第２のレーザパワーを前記第１のレーザパワーと異なる値に設定するレーザパワー変更手段と、前記シンボル印字データ及び前記反転シンボル印字データのうち後で使用する印字データを、前記レーザパワー変更手段で設定した第２のレーザパワーのレーザ光のスポット径に応じて補正する印字データ補正手段とを備えたことをその要旨としている。 According to a third aspect of the present invention, in the laser marking device according to the second aspect, the energy per unit area of the laser light irradiated onto the workpiece is adjusted by changing at least the spot diameter of the laser light. Laser power changing means for setting the second laser power to a value different from the first laser power, and print data to be used later among the symbol print data and the inverted symbol print data. The gist of the invention is that it includes a print data correction unit that performs correction according to the spot diameter of the laser beam having the second laser power set in (1).

同構成によれば、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光のスポット径よりも、第２のレーザパワーに設定されたレーザ光のスポット径が大きく設定されることになる。その結果、第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を走査する距離を短くできるため、印字データ補正手段で補正された印字データ（即ち第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を走査するためのシンボル印字データ若しくは反転シンボル印字データ）のデータ量が減少されるとともに、印字に要する時間をより短縮することができる。 According to this configuration, the spot diameter of the laser beam set to the second laser power is set larger than the spot diameter of the laser beam set to the first laser power. As a result, since the scanning distance of the laser beam set to the second laser power can be shortened, the print data corrected by the print data correction means (that is, to scan the laser beam set to the second laser power). (Symbol print data or inverted symbol print data) is reduced, and the time required for printing can be further shortened.

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のレーザマーキング装置において、少なくともレーザ光源のレーザ出力を変更することにより、前記ワークに照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して前記第２のレーザパワーを前記第１のレーザパワーと異なる値に設定するレーザパワー変更手段を備えたことをその要旨としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the laser marking device according to the second aspect, the energy per unit area of the laser light irradiated to the workpiece is adjusted by changing at least the laser output of the laser light source. The gist of the invention is that it includes laser power changing means for setting the second laser power to a value different from the first laser power.

同構成によれば、一般的に、レーザ出力を変更するとレーザ光のレーザパワーは比例的に変化するため、レーザパワー変更手段は、レーザパワーを設定するための演算を容易に行うことができる。即ち、第１のレーザパワーから第２のレーザパワーへの変更を容易に行うことができる。 According to this configuration, generally, when the laser output is changed, the laser power of the laser light changes proportionally, so that the laser power changing means can easily perform an operation for setting the laser power. That is, the change from the first laser power to the second laser power can be easily performed.

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のレーザマーキング装置において、前記ワークの種類を設定するワーク設定手段と、前記ワーク設定手段で設定された前記ワークの種類に応じて、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーを設定するレーザパワー設定手段と、前記ワーク設定手段で設定された前記ワークの種類に対応させて、前記レーザパワー設定手段で設定された前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーを記憶する記憶手段とを備え、前記光走査手段は、前記ワーク設定手段で設定した前記ワークの種類に対応して記憶された前記第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を前記ワークに照射して、前記シンボル印字データに基づいて前記ワークに前記シンボルを印字するとともに、前記ワーク設定手段で設定した前記ワークの種類に対応して記憶された前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を前記ワークに照射して、前記反転シンボル印字データに基づいて前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字することをその要旨としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the laser marking device according to any one of the first to fourth aspects, the workpiece setting means for setting the type of the workpiece, and the workpiece setting means configured to set the workpiece. Laser power setting means for setting the first laser power and the second laser power according to the type of workpiece, and the laser power setting corresponding to the type of workpiece set by the workpiece setting means. Storage means for storing the first laser power and the second laser power set by the means, and the optical scanning means is stored corresponding to the type of the work set by the work setting means. When the workpiece is irradiated with the laser beam set at the first laser power and the symbol is printed on the workpiece based on the symbol print data. And irradiating the workpiece with a laser beam set at the second laser power stored corresponding to the type of workpiece set by the workpiece setting means, and based on the inverted symbol print data, the workpiece The gist is to print the inverted symbol as the background.

同構成によれば、レーザパワー設定手段で設定された第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーは、記憶手段において、ワーク設定手段で設定されたワークの種類に対応させて記憶される。そのため、例えば、過去にシンボルを印字したことのある種類のワークにシンボルの印字を行う場合に、レーザパワーを設定する手間を省くことができる。また、複数種類のワークに対応させて、印字に最適な第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーを記憶しておくことにより、様々なワークへのシンボルの印字を容易に行うことが可能となる。尚、本発明において、光走査手段は、シンボル及び反転シンボルを同時に印字するものではなく、何れか一方を先に印字し、何れか他方を後に印字するものである。 According to this configuration, the first laser power and the second laser power set by the laser power setting unit are stored in the storage unit in correspondence with the type of workpiece set by the workpiece setting unit. Therefore, for example, when printing a symbol on a type of work that has been printed with a symbol in the past, it is possible to save the trouble of setting the laser power. Also, by storing the first laser power and the second laser power optimal for printing corresponding to a plurality of types of workpieces, it is possible to easily print symbols on various workpieces. Become. In the present invention, the optical scanning means does not print the symbol and the inverted symbol at the same time, but prints either one first and the other after the other.

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレーザマーキング装置において、前記レーザパワー設定手段は、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーの少なくとも一方を任意に設定可能に構成されていることをその要旨としている。 A sixth aspect of the present invention is the laser marking device according to the fifth aspect, wherein the laser power setting means can arbitrarily set at least one of the first laser power and the second laser power. It is the gist of what has been done.

同構成によれば、第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーの少なくとも一方を任意に設定可能であるため、第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーの少なくとも一方を作業者が所望する値に設定できる。 According to the configuration, since at least one of the first laser power and the second laser power can be arbitrarily set, at least one of the first laser power and the second laser power is a value desired by the operator. Can be set.

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のレーザマーキング装置において、前記レーザパワー設定手段は、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーの何れか一方のレーザパワーが任意に設定されると、何れか他方のレーザパワーを自動的に設定することをその要旨としている。 A seventh aspect of the present invention is the laser marking apparatus according to the sixth aspect, wherein the laser power setting means is configured such that one of the first laser power and the second laser power is arbitrarily set. When set, the gist is to automatically set one of the other laser powers.

同構成によれば、第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーの何れか一方のレーザパワーが任意に設定されると、他方のレーザパワーは自動的に設定されるため、レーザパワーの設定が簡単になる。 According to this configuration, when one of the first laser power and the second laser power is arbitrarily set, the other laser power is automatically set. It will be easy.

請求項８に記載の発明は、１次元コード若しくは２次元コードであるシンボルと、前記シンボルの背景となる下地とをワークに印字するレーザマーキング方法であって、前記シンボルを構成する単位セルであってレーザ光を照射する照射単位セルとレーザ光を照射しない空白単位セルとを配列したシンボルデータを生成するシンボルデータ生成工程と、前記シンボルデータにおける前記照射単位セルと前記空白単位セルとを反転した反転シンボルデータを生成する反転シンボルデータ生成工程と、前記シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して前記シンボルを印字するためのシンボル印字データと、前記反転シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して反転シンボルを印字するための反転シンボル印字データとを生成する印字データ生成工程と、前記シンボル印字データに基づいて、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記シンボルを印字する第１印字工程と、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーと異なる第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字する第２印字工程とを備えたことをその要旨としている。 The invention according to claim 8 is a laser marking method for printing a symbol which is a one-dimensional code or a two-dimensional code and a background as a background of the symbol on a work, which is a unit cell constituting the symbol. A symbol data generating step for generating symbol data in which irradiation unit cells that emit laser light and blank unit cells that do not emit laser light are arranged, and the irradiation unit cells and the blank unit cells in the symbol data are inverted. Inverted symbol data generating step for generating inverted symbol data, symbol print data for printing the symbol by irradiating and scanning the irradiation unit cell in the symbol data, and the irradiation unit in the inverted symbol data An anti-reverse symbol printed by irradiating and scanning a cell with laser light. A print data generating step for generating symbol print data; a first print step for printing the symbol on the workpiece by irradiating a laser beam set at a first laser power based on the symbol print data; A second printing step of irradiating a laser beam set to a second laser power different from the first laser power based on the inverted symbol print data to print the inverted symbol on the workpiece as the background; Its gist is that it has been prepared.

同方法によれば、反転シンボルデータにおいては、シンボルデータにおいて照射単位セルとなっている部分が空白単位セルとなっている。そのため、背景となる反転シンボルを印字するときには、ワークの表面においてシンボルが印字される部位にはレーザ光を照射しない。従って、従来のように、背景となる四角形の下地を印字した後にシンボルを印字する場合に比べて、シンボルの印字に要する時間を短縮することができる。 According to this method, in the inverted symbol data, a portion that is an irradiation unit cell in the symbol data is a blank unit cell. For this reason, when a reverse symbol as a background is printed, the laser beam is not irradiated to the portion where the symbol is printed on the surface of the workpiece. Therefore, the time required for symbol printing can be shortened as compared with the conventional case where symbols are printed after printing a rectangular background as a background.

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のレーザマーキング方法において、前記第１印字工程の後に前記第２印字工程を行い、前記第２印字工程では、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーよりも小さい前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記反転シンボルを前記ワークに印字することをその要旨としている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the laser marking method according to the eighth aspect, the second printing step is performed after the first printing step, and the second printing step is based on the inverted symbol print data. The gist of the present invention is that the inverted symbol is printed on the workpiece by irradiating a laser beam set to the second laser power smaller than the first laser power.

同方法によれば、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光をワークに照射してシンボルを印字した後に、第１のレーザパワーよりも小さい第２のレーザパワーに設定されたレーザ光をワークに照射して背景となる反転シンボルを印字する。そのため、第１印字工程において飛散した加工屑を、第２印字工程において反転シンボルを印字すると同時に、同反転シンボルを印字するためのレーザ光によって除去することができる。そして、第２のレーザパワーは第１のレーザパワーより小さいため、第１印字工程で生じる加工屑に比べて第２印字工程で生じる加工屑の方が少ない。これらのことから、シンボルと反転シンボルとのコントラストをより鮮明にすることができる。 According to this method, after a symbol is printed by irradiating the workpiece with the laser beam set at the first laser power, the laser beam set at the second laser power smaller than the first laser power is applied to the workpiece. The reverse symbol is printed as a background. Therefore, the processing waste scattered in the first printing step can be removed by the laser beam for printing the inverted symbol at the same time as the inverted symbol is printed in the second printing step. And since the 2nd laser power is smaller than the 1st laser power, there are few processing scraps which arise in the 2nd printing process compared with the processing scrap which arises in the 1st printing process. Therefore, the contrast between the symbol and the inverted symbol can be made clearer.

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９に記載のレーザマーキング方法において、前記ワークは金属部材であることをその要旨としている。
同方法によれば、金属部材にシンボルを印字する場合において、当該シンボルの印字に要する時間を短縮することができる。一般的に、金属部材の表面は、光沢備えていたり、凹凸形状であったりする場合が多いため、シンボルの背景を印字することが望ましい。また、一般的に、レーザ光で金属材料に印字を行う場合、レーザ光による金属材料の表面状態の変化には高いエネルギーが必要となるため、印字に時間がかかりやすい。従って、このような金属部材にシンボルを印字する場合に、反転シンボルを印字して背景を形成する本発明を適用する意義は大きい。 The gist of the invention described in claim 10 is the laser marking method according to claim 8 or 9, wherein the workpiece is a metal member.
According to this method, when a symbol is printed on a metal member, the time required for printing the symbol can be shortened. In general, since the surface of a metal member is often glossy or uneven, it is desirable to print a symbol background. In general, when printing is performed on a metal material with a laser beam, a change in the surface state of the metal material due to the laser beam requires high energy, and thus printing tends to take a long time. Therefore, when a symbol is printed on such a metal member, it is significant to apply the present invention in which a reverse symbol is printed to form a background.

本発明によれば、印字に要する時間を短縮可能なレーザマーキング装置及びレーザマーキング方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser marking apparatus and laser marking method which can shorten the time which printing requires can be provided.

レーザマーキング装置の概略構成図。The schematic block diagram of a laser marking apparatus. レーザマーキング方法を説明するためのフロー図。The flowchart for demonstrating the laser marking method. （ａ）〜（ｃ）はレーザマーキング方法を説明するための説明図。(A)-(c) is explanatory drawing for demonstrating the laser marking method. （ａ）〜（ｃ）は別の形態のレーザマーキング方法を説明するための説明図。(A)-(c) is explanatory drawing for demonstrating the laser marking method of another form.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態のレーザマーキング方法で使用するレーザマーキング装置１を説明する。図１に示すように、レーザマーキング装置１は、本体ユニット２と、ヘッドユニット３と、これら本体ユニット２とヘッドユニット３とを連結する伝送ケーブル４とを備えている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
First, with reference to FIG. 1, the laser marking apparatus 1 used with the laser marking method of this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the laser marking device 1 includes a main unit 2, a head unit 3, and a transmission cable 4 that connects the main unit 2 and the head unit 3.

本体ユニット２を構成するレーザ発振制御手段１１は、ドライバ１２を介して信号用半導体レーザ１３を駆動するとともに、駆動された信号用半導体レーザ１３は、赤外線レーザをパルス発振する。そして、信号用半導体レーザ１３からのレーザ光は、予備増幅器１４において、ワークＷへの印字が可能なレベルより低い光強度まで増幅される。 The laser oscillation control means 11 constituting the main body unit 2 drives the signal semiconductor laser 13 via the driver 12, and the driven signal semiconductor laser 13 pulsates an infrared laser. Then, the laser light from the signal semiconductor laser 13 is amplified to a light intensity lower than a level at which printing on the workpiece W is possible in the auxiliary amplifier 14.

予備増幅器１４は、第１希土類ドープ光ファイバ１５、第１光結合部１６、光アイソレータ１７、第１ドライバ１８及び第１励起用半導体レーザ１９を備えている。
第１希土類ドープ光ファイバ１５は、希土類元素である例えばイットリビウム（Ｙｂ）を含むガラスファイバである。この第１希土類ドープ光ファイバ１５は、屈曲可能であるとともに、図示しないボビンに多数回巻回することにより所要の長さの光路が確保されている。そして、第１希土類ドープ光ファイバ１５の入射端部（図１において左側の端部）には第１光結合部１６が設けられるとともに、出射端部（図１において右側の端部）には光アイソレータ１７が設けられている。これらの第１希土類ドープ光ファイバ１５、第１光結合部１６及び光アイソレータ１７は、図示しない直方体状のケース内に収容されるとともに、当該ケースの内部に充填されたシリコン樹脂によって同ケース内に固定されている。 The spare amplifier 14 includes a first rare earth doped optical fiber 15, a first optical coupling unit 16, an optical isolator 17, a first driver 18, and a first pumping semiconductor laser 19.
The first rare earth-doped optical fiber 15 is a glass fiber containing, for example, yttrium (Yb), which is a rare earth element. The first rare earth-doped optical fiber 15 is bendable and has an optical path having a required length by being wound many times around a bobbin (not shown). A first optical coupling portion 16 is provided at the incident end (left end in FIG. 1) of the first rare earth doped optical fiber 15, and light is emitted at the emission end (right end in FIG. 1). An isolator 17 is provided. The first rare earth-doped optical fiber 15, the first optical coupling portion 16, and the optical isolator 17 are accommodated in a rectangular parallelepiped case (not shown), and the case is filled with silicon resin filled in the case. It is fixed.

前記第１光結合部１６は、前記信号用半導体レーザ１３からのレーザ光を第１希土類ドープ光ファイバ１５の入射端に入射させる。また、第１光結合部１６は、第１ドライバ１８を介して前記レーザ発振制御手段１１にて駆動される第１励起用半導体レーザ１９からのレーザ光を、同第１希土類ドープ光ファイバ１５の入射端から出射端に向かって入射させる。従って、第１光結合部１６の作用により、第１希土類ドープ光ファイバ１５において、信号用半導体レーザ１３からのレーザ光に、第１励起用半導体レーザ１９からのレーザ光が合流される。 The first optical coupling unit 16 causes the laser light from the signal semiconductor laser 13 to enter the incident end of the first rare earth doped optical fiber 15. The first optical coupling unit 16 transmits laser light from the first excitation semiconductor laser 19 driven by the laser oscillation control means 11 via the first driver 18 to the first rare earth doped optical fiber 15. Incident light is incident from the incident end toward the emission end. Therefore, the laser beam from the first pumping semiconductor laser 19 is merged with the laser beam from the signal semiconductor laser 13 in the first rare earth doped optical fiber 15 by the action of the first optical coupling unit 16.

前記光アイソレータ１７はレーザ光を一方向（入射端から出射端に向かう方向）にのみ通過させる。この光アイソレータ１７は、光ファイバの接合部分やレーザ照射面から反射するレーザ光が信号用半導体レーザ１３、第１励起用半導体レーザ１９及び第１希土類ドープ光ファイバ１５に逆流することによってこれらが損傷することを防止するために設けられている。そして、光アイソレータ１７には、信号用半導体レーザ１３及び第１励起用半導体レーザ１９からのレーザ光をヘッドユニット３に伝送するための第１伝送用光ファイバ２０の入射端部（図１において左側の端部）が接続されている。 The optical isolator 17 allows laser light to pass only in one direction (direction from the incident end toward the emission end). The optical isolator 17 is damaged when the laser light reflected from the joint portion of the optical fiber or the laser irradiation surface flows backward to the signal semiconductor laser 13, the first excitation semiconductor laser 19, and the first rare earth doped optical fiber 15. It is provided to prevent this. The optical isolator 17 includes an incident end (left side in FIG. 1) of the first transmission optical fiber 20 for transmitting the laser light from the signal semiconductor laser 13 and the first pumping semiconductor laser 19 to the head unit 3. Are connected).

信号用半導体レーザ１３からのレーザ光は、このような予備増幅器１４によって、ワークＷへの印字が可能なレベルに対して相対的に低い光強度に増幅された後に、第１伝送用光ファイバ２０によってヘッドユニット３側に伝送される。そして、ヘッドユニット３において、ワークＷへの印字が可能な光強度に最終的に増幅される。 The laser light from the signal semiconductor laser 13 is amplified to a light intensity relatively low with respect to a level at which printing on the workpiece W can be performed by the preliminary amplifier 14, and then the first transmission optical fiber 20. Is transmitted to the head unit 3 side. In the head unit 3, the light intensity is finally amplified to a light intensity that allows printing on the workpiece W.

また、本体ユニット２は、ヘッドユニット３においてレーザ光の増幅を行うための本体側増幅器２１を備えている。本体側増幅器２１は、前記レーザ発振制御手段１１にて第２ドライバ２２を介して駆動される第２励起用半導体レーザ２３、及び、同じくレーザ発振制御手段１１にて第３ドライバ２４を介して駆動される第３励起用半導体レーザ２５を備えている。第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５は、レーザ発振制御手段１１によって何れも一定出力レベルで駆動される。また、第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５の発振波長は、後述する第２希土類ドープ光ファイバ４１の希土類元素を励起するに適した波長帯に設定されている。そして、第２励起用半導体レーザ２３からのレーザ光（励起光）は、ヘッドユニット３に延びる第２伝送用光ファイバ２６の入射端部（図１において左側の端部）に入射される一方、第３励起用半導体レーザ２５からのレーザ光（励起光）は、ヘッドユニット３に延びる第３伝送用光ファイバ２７の入射端部（図１において左側の端部）に入射される。尚、前記伝送ケーブル４は、これら第２伝送用光ファイバ２６及び第３伝送用光ファイバ２７と、前記第１伝送用光ファイバ２０とを束ねて１本のケーブル状に構成したものである。 The main unit 2 also includes a main unit side amplifier 21 for amplifying laser light in the head unit 3. The main amplifier 21 is driven by the laser oscillation control means 11 via the second driver 22 and the second pumping semiconductor laser 23 is driven by the laser oscillation control means 11 via the third driver 24. The third pumping semiconductor laser 25 is provided. Both the second pumping semiconductor laser 23 and the third pumping semiconductor laser 25 are driven at a constant output level by the laser oscillation control means 11. The oscillation wavelengths of the second excitation semiconductor laser 23 and the third excitation semiconductor laser 25 are set to a wavelength band suitable for exciting a rare earth element of a second rare earth doped optical fiber 41 described later. The laser light (excitation light) from the second excitation semiconductor laser 23 is incident on the incident end (left end in FIG. 1) of the second transmission optical fiber 26 extending to the head unit 3. Laser light (excitation light) from the third excitation semiconductor laser 25 is incident on an incident end (left end in FIG. 1) of the third transmission optical fiber 27 extending to the head unit 3. The transmission cable 4 is formed by bundling the second transmission optical fiber 26 and the third transmission optical fiber 27 and the first transmission optical fiber 20 into a single cable.

また、本体ユニット２には、ヘッドユニット３との間で信号のやりとりをするための信号入力回路２８が設けられている。この信号入力回路２８は、レーザ発振制御手段１１に電気的に接続されている。 The main unit 2 is provided with a signal input circuit 28 for exchanging signals with the head unit 3. This signal input circuit 28 is electrically connected to the laser oscillation control means 11.

前記ヘッドユニット３は、ヘッド側増幅器３１、収束光学系３２、光走査機構３３、集光レンズ３４、及び前記本体ユニット２との間で信号のやりとりをするための入出力回路３５を備えている。 The head unit 3 includes a head side amplifier 31, a converging optical system 32, an optical scanning mechanism 33, a condenser lens 34, and an input / output circuit 35 for exchanging signals with the main body unit 2. .

ヘッド側増幅器３１は、ヘッドユニット３において前記本体側増幅器２１と共に、本体ユニット２の予備増幅器１４において予備増幅された信号用半導体レーザ１３からのレーザ光を、ワークＷへの印字が可能なレベルまで増幅するためのものである。このヘッド側増幅器３１の第２希土類ドープ光ファイバ４１は、第１希土類ドープ光ファイバ１５と同様に、希土類元素である例えばイットリビウム（Ｙｂ）を含むガラスファイバである。そして、第２希土類ドープ光ファイバ４１は、屈曲可能であるとともに、図示しないボビンに多数回巻回することにより所要の長さの光路が確保されている。この第２希土類ドープ光ファイバ４１の入射端部（図１において左側の端部）には第２光結合部４２が設けられるとともに、出射端部（図１において右側の端部）には第３光結合部４３が設けられている。尚、第２希土類ドープ光ファイバ４１、第２光結合部４２及び第３光結合部４３は、図示しない直方体状のケース内に収容されるとともに、当該ケースの内部に充填されたシリコン樹脂によって同ケース内に固定されている。 The head-side amplifier 31, together with the main-unit-side amplifier 21 in the head unit 3, receives the laser light from the signal semiconductor laser 13 that has been pre-amplified in the pre-amplifier 14 of the main unit 2 to a level at which printing on the workpiece W is possible. It is for amplification. Similar to the first rare earth doped optical fiber 15, the second rare earth doped optical fiber 41 of the head-side amplifier 31 is a glass fiber containing, for example, yttrium (Yb), which is a rare earth element. The second rare earth-doped optical fiber 41 is bendable and has an optical path having a required length by being wound around a bobbin (not shown) many times. A second optical coupling portion 42 is provided at the incident end (left end in FIG. 1) of the second rare earth-doped optical fiber 41, and a third is provided at the emission end (right end in FIG. 1). An optical coupling portion 43 is provided. The second rare earth-doped optical fiber 41, the second optical coupling portion 42, and the third optical coupling portion 43 are housed in a rectangular parallelepiped case (not shown) and are the same by a silicon resin filled in the case. It is fixed in the case.

前記第２光結合部４２には、第１伝送用光ファイバ２０の出射端部（図１において右側の端部）及び第２伝送用光ファイバ２６の出射端部（図１において右側の端部）が接続されている。そして、第２光結合部４２は、予備増幅器１４で予備増幅された第１励起用半導体レーザ１９からのレーザ光であって、第１伝送用光ファイバ２０を介して伝送されたレーザ光を第２希土類ドープ光ファイバ４１の入射端に入射させる。また、第２光結合部４２は、第２伝送用光ファイバ２６を介して伝送される第２励起用半導体レーザ２３からのレーザ光を、第２希土類ドープ光ファイバ４１に対し該第２希土類ドープ光ファイバ４１の出射端に向かって入射させる。従って、第２光結合部４２の作用により、第２希土類ドープ光ファイバ４１において、第１伝送用光ファイバ２０にて伝送される予備増幅されたレーザ光に、第２励起用半導体レーザ２３からのレーザ光が合流される。 The second optical coupling portion 42 includes an emission end portion (right end portion in FIG. 1) of the first transmission optical fiber 20 and an emission end portion (right end portion in FIG. 1) of the second transmission optical fiber 26. ) Is connected. The second optical coupling unit 42 converts the laser light from the first pumping semiconductor laser 19 preliminarily amplified by the preamplifier 14 and transmitted through the first transmission optical fiber 20 to the first optical fiber. The light is incident on the incident end of the two rare earth-doped optical fiber 41. Further, the second optical coupling section 42 transmits the laser light from the second pumping semiconductor laser 23 transmitted through the second transmission optical fiber 26 to the second rare earth doped optical fiber 41. The light is incident toward the exit end of the optical fiber 41. Therefore, due to the action of the second optical coupling unit 42, in the second rare earth doped optical fiber 41, the preamplified laser light transmitted through the first transmission optical fiber 20 is changed from the second excitation semiconductor laser 23. Laser light is combined.

前記第３光結合部４３は、第３伝送用光ファイバ２７を介して伝送される第３励起用半導体レーザ２５からのレーザ光を、第２希土類ドープ光ファイバ４１の入射端側に向けて入射させる機能を有する。 The third optical coupling unit 43 enters the laser light from the third excitation semiconductor laser 25 transmitted through the third transmission optical fiber 27 toward the incident end side of the second rare earth doped optical fiber 41. It has a function to make it.

そして、第２希土類ドープ光ファイバ４１の出射端面の外側には、該出射端面から出射したレーザ光が入射される収束光学系３２が設けられている。収束光学系３２は、第１収束レンズ３２ａと第２収束レンズ３２ｂとの２つのレンズを備えている。これらの第１収束レンズ３２ａ及び第２収束レンズ３２ｂは、第３光結合部４３から出射したレーザ光を平行光若しくは収束光とする。そして、収束光学系３２において平行光若しくは収束光とされたレーザ光は光走査機構３３に入射する。 A converging optical system 32 is provided outside the emission end face of the second rare earth-doped optical fiber 41 so that the laser beam emitted from the emission end face is incident thereon. The converging optical system 32 includes two lenses, a first converging lens 32a and a second converging lens 32b. The first converging lens 32a and the second converging lens 32b use the laser light emitted from the third optical coupling portion 43 as parallel light or convergent light. Then, the laser beam converted into parallel light or convergent light by the converging optical system 32 enters the optical scanning mechanism 33.

前記光走査機構３３は、収束光学系３２を通過したレーザ光を縦横に走査するためのＸ軸ガルバノミラー３３ａ及びＹ軸ガルバノミラー３３ｂを備えた周知の構成である。光走査機構３３で反射されたレーザ光は、集光レンズ（ｆθレンズ）３４によって平行光若しくは収束光から更に絞り込まれてワークＷの表面に照射される。 The optical scanning mechanism 33 has a known configuration including an X-axis galvano mirror 33a and a Y-axis galvano mirror 33b for scanning the laser beam that has passed through the converging optical system 32 in the vertical and horizontal directions. The laser beam reflected by the optical scanning mechanism 33 is further narrowed down from parallel light or convergent light by a condenser lens (fθ lens) 34 and is irradiated onto the surface of the workpiece W.

尚、本実施形態のレーザマーキング装置１においては、前記第１収束レンズ３２ａ及び第２収束レンズ３２ｂは、図示しない駆動機構によって駆動されることによりレーザ光の進行方向に沿って移動可能になっている（図１において両矢印Ａ１，Ａ２参照）。そのため、第１収束レンズ３２ａ及び第２収束レンズ３２ｂの少なくとも一方を移動させることにより、ワークＷに照射されるレーザ光のスポット径を調整できる。 In the laser marking device 1 of the present embodiment, the first convergent lens 32a and the second convergent lens 32b can be moved along the traveling direction of the laser light by being driven by a drive mechanism (not shown). (See double arrows A1 and A2 in FIG. 1). Therefore, the spot diameter of the laser beam irradiated onto the workpiece W can be adjusted by moving at least one of the first convergent lens 32a and the second convergent lens 32b.

また、レーザマーキング装置１には、例えばコンソール等の入力手段５１が設けられている。入力手段５１は、前記レーザ発振制御手段１１に接続されるとともに、この入力手段５１から印字内容の入力を行うことができる。更に、レーザマーキング装置１には、図示はしないが、冷却装置や装置各部に動作電力を供給する電源回路等も備えられている。 Further, the laser marking device 1 is provided with an input means 51 such as a console. The input unit 51 is connected to the laser oscillation control unit 11 and can input print contents from the input unit 51. Further, although not shown, the laser marking device 1 is also provided with a cooling device and a power supply circuit for supplying operating power to each part of the device.

上記したレーザマーキング装置１では、入力手段５１によって入力された設定値等及び文字・図形等の印字内容の入力データや印字プログラムを受けて、レーザ発振制御手段１１は、この入力されたプログラム及び各種設定値に従って、レーザ出力を制御するための制御信号をドライバ１２、第１〜第３ドライバ１８，２２，２４に与える。それと同時に、レーザ発振制御手段１１は、Ｘ軸ガルバノミラー３３ａ及びＹ軸ガルバノミラー３３ｂを駆動するための制御信号を、信号入力回路２８及び入出力回路３５を介して光走査機構３３に与える。 In the laser marking device 1 described above, the laser oscillation control means 11 receives the set values and the print data input by the input means 51 and the print contents such as characters and figures and the print program. In accordance with the set value, a control signal for controlling the laser output is given to the driver 12 and the first to third drivers 18, 22, and 24. At the same time, the laser oscillation control means 11 gives a control signal for driving the X-axis galvanometer mirror 33 a and the Y-axis galvanometer mirror 33 b to the optical scanning mechanism 33 via the signal input circuit 28 and the input / output circuit 35.

ここで、レーザマーキング装置１の図示しない励起用スイッチをオン操作することにより第１励起用半導体レーザ１９は第１ドライバ１８により直接駆動され、出射されたレーザ光は第１光結合部１６を介して第１希土類ドープ光ファイバ１５内に入射される。この結果、第１希土類ドープ光ファイバ１５内が励起されてレーザ光が発生するが、その出力強度はワークＷ上に出射されても印字を行うのには不十分なレベルとなるように、第１励起用半導体レーザ１９は所定の低レベルに連続的に維持されている。従って、この状態では第１希土類ドープ光ファイバ１５は、ある一定のレベルで励起状態になっているが、これによって発生したレーザ光がワークＷに照射されても印字はされない。 Here, by turning on a pumping switch (not shown) of the laser marking device 1, the first pumping semiconductor laser 19 is directly driven by the first driver 18, and the emitted laser light passes through the first optical coupling unit 16. And enters the first rare earth-doped optical fiber 15. As a result, the inside of the first rare earth doped optical fiber 15 is excited and laser light is generated. However, the output intensity of the first rare earth doped optical fiber 15 is not sufficient to perform printing even when it is emitted onto the workpiece W. The single excitation semiconductor laser 19 is continuously maintained at a predetermined low level. Accordingly, in this state, the first rare earth-doped optical fiber 15 is in an excited state at a certain level, but printing is not performed even if the workpiece W is irradiated with the laser light generated thereby.

印字動作が開始されると、レーザ発振制御手段１１からの信号に基づき信号用半導体レーザ１３がパルス発振するとともに、第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５が所定レベルで連続発振する。このことは、励起用レーザ光源（即ち第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５）の出力が増大したことを意味する。第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５からのレーザ光は、第２伝送用光ファイバ２６、第３伝送用光ファイバ、第２光結合部４２及び第３光結合部４３を介して第２希土類ドープ光ファイバ４１内に入射されて該第２希土類ドープ光ファイバ４１の内部を高励起状態とする。そして、信号用半導体レーザ１３からのパルスレーザ光は、予備増幅器１４において低増幅状態とされた後に、第１伝送用光ファイバ２０を介して高励起状態にある第２希土類ドープ光ファイバ４１に入射して通過することにより増幅されて該第２希土類ドープ光ファイバ４１の出射端面から出射される。 When the printing operation is started, the signal semiconductor laser 13 oscillates based on the signal from the laser oscillation control means 11, and the second excitation semiconductor laser 23 and the third excitation semiconductor laser 25 continuously oscillate at a predetermined level. To do. This means that the output of the excitation laser light source (that is, the second excitation semiconductor laser 23 and the third excitation semiconductor laser 25) has increased. Laser light from the second pumping semiconductor laser 23 and the third pumping semiconductor laser 25 passes through the second transmission optical fiber 26, the third transmission optical fiber, the second optical coupling unit 42, and the third optical coupling unit 43. And enters the second rare earth-doped optical fiber 41 to make the inside of the second rare earth doped optical fiber 41 highly excited. The pulsed laser light from the signal semiconductor laser 13 enters the second rare earth-doped optical fiber 41 in the high pumping state via the first transmission optical fiber 20 after being set in the low amplification state in the standby amplifier 14. Then, the light is amplified by passing through and is emitted from the exit end face of the second rare earth-doped optical fiber 41.

ここで、第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５は、希土類元素を励起するに適した波長帯のレーザ光を出射するものが選択されるとともに、信号用半導体レーザ１３には励起された希土類元素がエネルギーを失って発光するときの波長帯の光を有するものが使用されている。そのため、誘導放出による発光が促進され、レーザ光が効率良く増幅される。このときのレーザ光の出力レベルは、ワークＷ上に照射されて印字を行うことが可能なレベルを十分に超え、印字するのに十分なレベルとなる。 Here, the second excitation semiconductor laser 23 and the third excitation semiconductor laser 25 are selected to emit laser light having a wavelength band suitable for exciting rare earth elements, and the signal semiconductor laser 13 includes Those having light in the wavelength band when the excited rare earth element loses energy and emits light are used. Therefore, light emission by stimulated emission is promoted, and laser light is efficiently amplified. The output level of the laser beam at this time is sufficiently higher than the level at which printing can be performed by irradiating the workpiece W, and is sufficient for printing.

第２希土類ドープ光ファイバ４１の出射端面から出射されたパルスレーザ光は、収束光学系３２によって平行光若しくは収束光に絞られ、レーザ発振制御手段１１からの制御信号により駆動される光走査機構３３によって所要の方向に反射される。ここで、光走査機構３３は、Ｘ軸ガルバノミラー３３ａによって１つの方向に走査し、Ｙ軸ガルバノミラー３３ｂによって、Ｘ軸ガルバノミラー３３ａが走査する方向と直交する方向に走査することで２次元のあらゆる方向にレーザ光を走査することができる。光走査機構３３で反射されたレーザ光は、集光レンズ３４によってスポットレーザ光に絞り込まれ、このレーザ光がワークＷの表面上を走査することにより所望の印字が行われる。 The pulse laser beam emitted from the emission end face of the second rare earth doped optical fiber 41 is focused to parallel light or convergent light by the converging optical system 32 and driven by a control signal from the laser oscillation control means 11. Is reflected in the required direction. Here, the optical scanning mechanism 33 scans in one direction by the X-axis galvanometer mirror 33a, and scans in a direction orthogonal to the direction in which the X-axis galvanometer mirror 33a scans by the Y-axis galvanometer mirror 33b. Laser light can be scanned in any direction. The laser beam reflected by the optical scanning mechanism 33 is narrowed down to a spot laser beam by the condenser lens 34, and desired printing is performed by scanning the laser beam on the surface of the workpiece W.

このように、上記のレーザマーキング装置１では、ワークＷへの印字が可能なレベルに対して相対的に低い光強度のレーザ光を第１伝送用光ファイバ２０にてヘッドユニット３に伝送し、最終的な増幅はヘッドユニット３にて行っている。そのため、本体ユニット２において予備増幅されたレーザ光が第１伝送用光ファイバ２０でヘッドユニット３に伝送される際、ラマン散乱が発生することが抑制される。従って、ラマン散乱に起因する印字品質の低下を抑制することができる。 As described above, in the laser marking device 1 described above, the laser light having a relatively low light intensity with respect to the level at which printing on the workpiece W can be performed is transmitted to the head unit 3 through the first transmission optical fiber 20. Final amplification is performed by the head unit 3. Therefore, when the laser light preamplified in the main unit 2 is transmitted to the head unit 3 through the first transmission optical fiber 20, the occurrence of Raman scattering is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in print quality due to Raman scattering.

ここで、ラマン散乱とは、一般に、単色光であるレーザ光を伝送用光ファイバに入射させた場合に、入射したレーザ光とは異なる波長の散乱光が生じる現象である。この現象のため、伝送用光ファイバから出射されたレーザ光は、複数の波長を有するレーザ光となる。そして、伝送用光ファイバから出射されたレーザ光が複数の波長を有するレーザ光になると、集光レンズでの屈曲率が波長によって異なるため、ワークに照射されるレーザ光の焦点がぼけてしまう。因みに、この現象は極めて高い光強度のレーザ光を伝送用光ファイバにて伝送する場合に特に顕著に現れる。従って、加工可能な高いレベルに増幅したレーザ光を伝送用光ファイバにて伝送する構成では、ラマン散乱の影響が大きいために、ワークでのレーザ光の焦点ぼけが顕著となってしまい、印字品質が低下するという問題が出てくる。そこで、本実施形態では、その対策として、本体ユニット２で予備増幅した印字不能な低パワーのレーザ光を第１伝送用光ファイバ２０にてヘッドユニット３に伝送し、ヘッドユニット３において印字可能な高パワーのレーザ光に増幅する構成としている。 Here, Raman scattering is a phenomenon in which scattered light having a wavelength different from that of incident laser light is generated when laser light that is monochromatic light is generally incident on a transmission optical fiber. Due to this phenomenon, the laser light emitted from the transmission optical fiber becomes laser light having a plurality of wavelengths. When the laser light emitted from the transmission optical fiber becomes a laser light having a plurality of wavelengths, the curvature of the condensing lens differs depending on the wavelength, so that the focus of the laser light applied to the workpiece is blurred. Incidentally, this phenomenon is particularly noticeable when a laser beam having an extremely high light intensity is transmitted through a transmission optical fiber. Therefore, in a configuration in which laser light amplified to a high level that can be processed is transmitted by an optical fiber for transmission, the influence of Raman scattering is large, and the defocusing of the laser light on the workpiece becomes noticeable, resulting in print quality. The problem will be reduced. Therefore, in the present embodiment, as a countermeasure, the low-power laser light that cannot be printed and pre-amplified by the main unit 2 is transmitted to the head unit 3 via the first transmission optical fiber 20 and can be printed by the head unit 3. It is configured to amplify to high power laser light.

また、レーザ光を増幅するためのレーザ増幅手段には、屈曲可能な希土類ドープ光ファイバを利用している。従って、第１希土類ドープ光ファイバ１５及び第２希土類ドープ光ファイバ４１を巻回することにより、レーザマーキング装置１の小型化が可能となる。更に、第１希土類ドープ光ファイバ１５及び第２希土類ドープ光ファイバ４１の長さを変える事により、励起の度合いを比較的簡単に調整することができる。また更に、第２希土類ドープ光ファイバ４１を励起状態にするための第２励起用半導体レーザ２３及び第３励起用半導体レーザ２５を本体ユニット２に設けているため、ヘッドユニット３の更なる小型化を図ることができる。 In addition, a bendable rare earth-doped optical fiber is used as laser amplification means for amplifying laser light. Therefore, by winding the first rare earth doped optical fiber 15 and the second rare earth doped optical fiber 41, the laser marking device 1 can be reduced in size. Further, by changing the lengths of the first rare earth doped optical fiber 15 and the second rare earth doped optical fiber 41, the degree of excitation can be adjusted relatively easily. Furthermore, since the second pumping semiconductor laser 23 and the third pumping semiconductor laser 25 for bringing the second rare earth-doped optical fiber 41 into the pumping state are provided in the main body unit 2, the head unit 3 can be further reduced in size. Can be achieved.

次に、上記したレーザマーキング装置１を用いてワークＷに２次元コードを印字するレーザマーキング方法を説明する。尚、本実施形態では、ワークＷは、金属部材である。この金属部材は、例えば、ステンレス等の鏡面状の表面を有する部材、鋳物等の凹凸形状の表面を有する部材、表面が起伏した部材等である。 Next, a laser marking method for printing a two-dimensional code on the workpiece W using the laser marking device 1 described above will be described. In the present embodiment, the workpiece W is a metal member. This metal member is, for example, a member having a mirror-like surface such as stainless steel, a member having a concavo-convex surface such as a casting, or a member having an uneven surface.

ここで、２次元コードについて説明する。図３（ａ）に示すように、本実施形態でワークＷに印字する２次元コード６１（シンボル）はＱＲコード（登録商標）である。２次元コード６１は、四角形の領域内に四角形状（本実施形態では正方形状）の黒色セル６１ａを配列して構成されている。図３（ａ）において、四角形の領域における、左上の角部、左下の角部及び右上の角部の３箇所には、読み取り装置にて読み取る際の基準となる読取り基準部６１ｓがそれぞれ黒色セル６１ａによって構成されている。そして、読み取り装置では、ＣＣＤスキャナ等によって２次元コード６１全体を画像として取り込んだ後に、黒色セル６１ａと黒色セル６１ａの周囲の背景部分との明暗を判断する。更に、明暗の判断結果から、「１」及び「０」のデータコードを割り当ててマトリクス状のマトリクスデータを生成する。尚、黒色セル６１ａが配置されている部位には、データコード「１」が割り当てられる一方、２次元コード６１の背景を構成する白色セル６１ｂにはデータコード「０」が割り当てられる。そして、読み取り装置では、生成したマトリクスデータから読取り基準部６１ｓを判別する。更に、読み取り装置では、判別した読取り基準部６１ｓを基準として２次元コード６１においてデータが格納された部位を確定するとともに、格納されたデータを読み取る。 Here, the two-dimensional code will be described. As shown in FIG. 3A, the two-dimensional code 61 (symbol) printed on the workpiece W in this embodiment is a QR code (registered trademark). The two-dimensional code 61 is configured by arranging rectangular (square in the present embodiment) black cells 61a in a rectangular area. In FIG. 3 (a), the reading reference portion 61s serving as a reference for reading by the reading device is provided in each of the black cells at three positions of the upper left corner, the lower left corner, and the upper right corner in the rectangular area. 61a. In the reading device, after the entire two-dimensional code 61 is captured as an image by a CCD scanner or the like, the brightness of the black cell 61a and the background portion around the black cell 61a is determined. Furthermore, from the light / dark judgment result, data codes “1” and “0” are assigned to generate matrix data in a matrix form. The data code “1” is assigned to the portion where the black cell 61 a is arranged, while the data code “0” is assigned to the white cell 61 b that forms the background of the two-dimensional code 61. Then, the reading device determines the reading reference unit 61s from the generated matrix data. Further, in the reading device, the part where the data is stored in the two-dimensional code 61 is determined and the stored data is read based on the determined reading reference part 61s.

以下、レーザマーキング装置１にて行われるレーザマーキング方法を、図１乃至図３を参照して説明する。
まず、ステップＳ１において、レーザ発振制御手段１１は、入力手段５１を操作して入力された情報から２次元コード６１を印字するために必要なデータを取得する。取得したデータには、２次元コード６１を生成するためのデータ（英数字等）が含まれている。また、レーザ発振制御手段１１は、入力手段５１を操作して入力された情報に基づいて、２次元コード６１をワークに印字するための印字条件（レーザ出力、レーザ光を走査する走査スピード、レーザ照射の周波数、レーザスポット径、２次元コード６１を印字するＸ座標及びＹ座標等）も合わせて設定する。 Hereinafter, a laser marking method performed by the laser marking apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
First, in step S1, the laser oscillation control unit 11 operates the input unit 51 to acquire data necessary for printing the two-dimensional code 61 from the input information. The acquired data includes data (alphanumeric characters, etc.) for generating the two-dimensional code 61. Further, the laser oscillation control means 11 is operated by operating the input means 51 to print conditions for printing the two-dimensional code 61 on the workpiece (laser output, scanning speed for scanning laser light, laser The irradiation frequency, laser spot diameter, X coordinate and Y coordinate for printing the two-dimensional code 61, and the like are also set.

次に、ステップＳ２において、レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ１において取得したデータ（即ち２次元コード６１を生成するためのデータ）から、これに対応する２次元コード６１を生成（設定）する。また、レーザ発振制御手段１１は、生成した２次元コード６１に基づいて、２次元コードデータ（シンボルデータ）を生成する（シンボルデータ生成工程）。図３（ａ）に示すように、２次元コードデータは、２次元コード６１を構成する黒色セル６１ａに対応した照射単位セル６２ａと、白色セル６１ｂに対応した空白単位セル６２ｂとの配列パターンである。照射単位セル６２ａはレーザ光を照射する単位セルである一方、空白単位セル６２ｂはレーザ光を照射しない単位セルである。即ち、２次元コードデータにおいては、２次元コード６１の背景となる部位に空白単位セル６２ｂが割り当てられている。 Next, in step S2, the laser oscillation control unit 11 generates (sets) the two-dimensional code 61 corresponding to the data acquired in step S1 (that is, data for generating the two-dimensional code 61). . Further, the laser oscillation control means 11 generates two-dimensional code data (symbol data) based on the generated two-dimensional code 61 (symbol data generation step). As shown in FIG. 3A, the two-dimensional code data is an array pattern of irradiation unit cells 62a corresponding to the black cells 61a constituting the two-dimensional code 61 and blank unit cells 62b corresponding to the white cells 61b. is there. The irradiation unit cell 62a is a unit cell that emits laser light, while the blank unit cell 62b is a unit cell that does not emit laser light. That is, in the two-dimensional code data, the blank unit cell 62 b is assigned to the part that is the background of the two-dimensional code 61.

次に、ステップＳ３において、レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ２で生成した２次元コードデータから、反転２次元コードデータ（反転シンボルデータ）を生成（設定）する（反転シンボルデータ生成工程）。この反転２次元コードデータは、図３（ｂ）に示すように、２次元コードデータにおける照射単位セル６２ａと空白単位セル６２ｂとを反転した（入れ替えた）データである。この反転２次元コードデータには、該反転２次元コードデータにおいて空白単位セル６２ｂにて構成される２次元コード６１の周囲にクワイエットゾーン６４を構成するべく配列された照射単位セル６２ａが含まれている。即ち、本実施形態では、レーザ発振制御手段１１は、反転２次元コードデータを生成するために２次元コードデータにおける照射単位セル６２ａと空白単位セル６２ｂとを反転する際に、空白単位セル６２ｂにて表される２次元コード６１の周囲に照射単位セル６２ａにて表されるクワイエットゾーン６４を付加している。尚、２次元コードデータにおいて照射単位セル６２ａと空白単位セル６２ｂとを反転させて反転２次元コードデータを生成する際に、クワイエットゾーン６４を合わせて形成する方法は、周知の方法（例えば特許文献２）を利用している。 Next, in step S3, the laser oscillation control unit 11 generates (sets) inverted two-dimensional code data (inverted symbol data) from the two-dimensional code data generated in step S2 (inverted symbol data generating step). The inverted two-dimensional code data is data obtained by inverting (replacing) the irradiation unit cell 62a and the blank unit cell 62b in the two-dimensional code data as shown in FIG. 3B. The inverted two-dimensional code data includes irradiation unit cells 62a arranged so as to form a quiet zone 64 around the two-dimensional code 61 formed by the blank unit cells 62b in the inverted two-dimensional code data. Yes. That is, in the present embodiment, the laser oscillation control unit 11 applies the blank unit cell 62b to the irradiation unit cell 62a and the blank unit cell 62b in the two-dimensional code data in order to invert the two-dimensional code data. A quiet zone 64 represented by an irradiation unit cell 62a is added around the two-dimensional code 61 represented by A method of forming the quiet zone 64 together when generating the inverted two-dimensional code data by inverting the irradiation unit cell 62a and the blank unit cell 62b in the two-dimensional code data is a well-known method (for example, Patent Documents). 2) is used.

次に、ステップＳ４において、レーザ発振制御手段１１は、生成した２次元コードデータ及び反転２次元コードデータに基づいて、光走査機構３３に与える印字データを生成する（印字データ生成工程）。レーザ発振制御手段１１は、２次元コードデータにおける照射単位セル６２ａにレーザ光を照射して２次元コード６１を印字するための２次元コード印字データ（シンボル印字データ）を生成する。また、レーザ発振制御手段１１は、反転２次元コードデータにおける照射単位セル６２ａにレーザ光を照射して反転２次元コード６３を印字するための反転２次元コード印字データ（反転シンボル印字データ）を生成する。尚、各印字データは、レーザ光を走査するための座標データを含むものである。 Next, in step S4, the laser oscillation control unit 11 generates print data to be given to the optical scanning mechanism 33 based on the generated two-dimensional code data and inverted two-dimensional code data (print data generation step). The laser oscillation control means 11 generates two-dimensional code print data (symbol print data) for printing the two-dimensional code 61 by irradiating the irradiation unit cell 62a in the two-dimensional code data with laser light. The laser oscillation control means 11 generates inverted two-dimensional code print data (inverted symbol print data) for printing the inverted two-dimensional code 63 by irradiating the irradiation unit cell 62a in the inverted two-dimensional code data with laser light. To do. Each print data includes coordinate data for scanning with laser light.

次に、ステップＳ５において、レーザ発振制御手段１１は、ワークＷに照射するレーザ光のレーザパワー（エネルギー密度）を第１設定値Ｐ１（第１のレーザパワー）に設定する。この第１設定値Ｐ１は、レーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光をワークＷに照射したときに、ワークＷに黒色セル６１ａを描画可能な値である。即ち、第１設定値Ｐ１は、レーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光をワークＷに照射したときに、ワークＷの表面状態が変化（変色、変質、改質、発色等）する値である。 Next, in step S5, the laser oscillation control unit 11 sets the laser power (energy density) of the laser light applied to the workpiece W to the first set value P1 (first laser power). The first set value P1 is a value at which the black cell 61a can be drawn on the work W when the work W is irradiated with the laser light whose laser power is set to the first set value P1. In other words, the first set value P1 indicates that the surface state of the workpiece W changes (discoloration, alteration, modification, color development, etc.) when the workpiece W is irradiated with laser light whose laser power is set to the first setting value P1. The value to be

次に、ステップＳ６において、レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ５で第１設定値Ｐ１に設定されたレーザパワーのレーザ光をワークＷに照射して２次元コード６１を印字する（第１印字工程）。レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ４で生成した２次元コード印字データに基づいて、Ｘ軸ガルバノミラー３３ａ及びＹ軸ガルバノミラー３３ｂを駆動するための制御信号を、信号入力回路２８及び入出力回路３５を介して光走査機構３３に与える。従って、光走査機構３３が与えられた制御信号に応じてＸ軸ガルバノミラー３３ａ及びＹ軸ガルバノミラー３３ｂを駆動して、これにより、２次元コードデータにおいて照射単位セル６２ａが配置された領域にレーザ光が照射される。その結果、図３（ａ）に示すように、ワークＷに２次元コード６１が印字される。即ち、２次元コード６１を構成する黒色セル６１ａがワークＷに描画される。 Next, in step S6, the laser oscillation control means 11 prints the two-dimensional code 61 by irradiating the workpiece W with the laser beam having the laser power set to the first set value P1 in step S5 (first printing). Process). Based on the two-dimensional code print data generated in step S4, the laser oscillation control means 11 sends a control signal for driving the X-axis galvanomirror 33a and the Y-axis galvanomirror 33b to the signal input circuit 28 and the input / output circuit. This is given to the optical scanning mechanism 33 via 35. Therefore, the optical scanning mechanism 33 drives the X-axis galvano mirror 33a and the Y-axis galvano mirror 33b in accordance with the control signal supplied, and thereby the laser is applied to the region where the irradiation unit cell 62a is arranged in the two-dimensional code data. Light is irradiated. As a result, the two-dimensional code 61 is printed on the workpiece W as shown in FIG. That is, the black cells 61 a constituting the two-dimensional code 61 are drawn on the work W.

次に、ステップＳ７において、レーザ発振制御手段１１は、ワークＷに照射するレーザ光のレーザパワー（エネルギー密度）を第２設定値Ｐ２（第２のレーザパワー）に設定する（レーザパワー変更工程）。この第２設定値Ｐ２は、第１設定値Ｐ１よりも小さい値である。また、本実施形態では、レーザパワーの調整は、収束光学系３２の第１収束レンズ３２ａ及び第２収束レンズ３２ｂの少なくとも一方のレンズを移動させることにより、ワークＷに照射されるレーザ光のスポット径を変更して行われる。具体的には、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光のスポット径が、レーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光のスポット径よりも大きくなるように調整される。これにより、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光は、レーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光よりもエネルギー密度が小さくなる（即ち単位面積当たりのエネルギーが小さくなる）。また、この第２設定値Ｐ２は、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光をワークＷに照射したときに、光を乱反射する白色セル６１ｂをワークＷに描画可能な値である。 Next, in step S7, the laser oscillation control means 11 sets the laser power (energy density) of the laser light applied to the workpiece W to the second set value P2 (second laser power) (laser power changing step). . The second set value P2 is a value smaller than the first set value P1. In this embodiment, the laser power is adjusted by moving at least one of the first converging lens 32a and the second converging lens 32b of the converging optical system 32 so that the spot of the laser light irradiated on the workpiece W is adjusted. This is done by changing the diameter. Specifically, the laser beam spot diameter with the laser power set to the second set value P2 is adjusted to be larger than the laser beam spot diameter with the laser power set to the first set value P1. . As a result, the laser light having the laser power set to the second set value P2 has a lower energy density than the laser light having the laser power set to the first set value P1 (that is, the energy per unit area is reduced). ). The second set value P2 is a value that allows the white cell 61b that irregularly reflects light to be drawn on the work W when the work W is irradiated with the laser light having the laser power set to the second set value P2. .

また、同ステップＳ７において、レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ４で生成した反転２次元コード印字データを、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光のスポット径に応じて補正する（印字データ補正工程）。前記ステップＳ４で生成された反転２次元コード印字データは、２次元コード印字データと同様に、レーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光のスポット径に対応したデータとなっている。そこで、ステップＳ４で生成された反転２次元コード印字データに含まれる座標データ、走査スピード等を、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光のスポット径に応じて補正する。詳しくは、レーザ発振制御手段１１は、予め設定されている複数種類の走査パターン（レーザ光の照射点の軌跡）から、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光のスポット径にて照射単位セル６２ａを描画するに適した走査パターンを選択する。そして、選択した走査パターンで照射単位セル６２ａを描画することができるように、レーザ発振制御手段１１は、反転２次元コード印字データに含まれる座標データ等を補正する。尚、走査パターンとしては、例えば、レーザ光の照射点の軌跡が、照射単位セル６２ａの内部で渦巻状に蛇行するものがある。また、走査パターンには、レーザ光の照射点の軌跡が、矩形のパルス波形のようになるものもある。更に、走査パターンには、レーザ光の照射点の軌跡が、１本若しくは複数本の直線となるものもある。 In step S7, the laser oscillation control unit 11 corrects the inverted two-dimensional code print data generated in step S4 according to the spot diameter of the laser beam whose laser power is set to the second set value P2. (Print data correction process). The inverted two-dimensional code print data generated in step S4 is data corresponding to the spot diameter of the laser beam with the laser power set to the first set value P1, as with the two-dimensional code print data. Therefore, the coordinate data, scanning speed, and the like included in the inverted two-dimensional code print data generated in step S4 are corrected according to the spot diameter of the laser beam with the laser power set to the second set value P2. Specifically, the laser oscillation control unit 11 uses a laser beam spot diameter with the laser power set to the second set value P2 from a plurality of preset scanning patterns (laser beam irradiation point trajectories). A scanning pattern suitable for drawing the irradiation unit cell 62a is selected. The laser oscillation control unit 11 corrects the coordinate data included in the inverted two-dimensional code print data so that the irradiation unit cell 62a can be drawn with the selected scanning pattern. As the scanning pattern, for example, there is a pattern in which the locus of the irradiation point of the laser light meanders in a spiral shape within the irradiation unit cell 62a. In some scanning patterns, the locus of the laser beam irradiation point is a rectangular pulse waveform. Furthermore, there are scanning patterns in which the locus of the laser light irradiation point is one or a plurality of straight lines.

次に、ステップＳ８において、レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ８で第２設定値Ｐ２に設定されたレーザパワーのレーザ光をワークＷに照射して反転２次元コード６３を下地として印字する（第２印字工程）。レーザ発振制御手段１１は、前記ステップＳ７で補正した反転２次元コード印字データに基づいて、Ｘ軸ガルバノミラー３３ａ及びＹ軸ガルバノミラー３３ｂを駆動するための制御信号を、信号入力回路２８及び入出力回路３５を介して光走査機構３３に与える。従って、光走査機構３３が与えられた制御信号に応じてＸ軸ガルバノミラー３３ａ及びＹ軸ガルバノミラー３３ｂを駆動して、これにより、反転２次元コードデータにおいて照射単位セル６２ａが配置された領域にレーザ光が照射される。その結果、図３（ｂ）に示すように、ワークＷに反転２次元コード６３が印字される。即ち、白色セル６１ｂから構成される反転２次元コード６３がワークＷに描画される。このとき、反転２次元コードデータにおいて空白単位セル６２ｂとなっていた部位、即ち前記ステップＳ７で２次元コード６１が印字された部位には、印字がなされない。 Next, in step S8, the laser oscillation control means 11 irradiates the workpiece W with the laser beam having the laser power set to the second set value P2 in step S8, and prints with the inverted two-dimensional code 63 as the ground ( Second printing step). The laser oscillation control means 11 outputs a control signal for driving the X-axis galvano mirror 33a and the Y-axis galvano mirror 33b based on the inverted two-dimensional code print data corrected in step S7 and the input / output circuit 28 and the input / output. This is given to the optical scanning mechanism 33 via the circuit 35. Therefore, the optical scanning mechanism 33 drives the X-axis galvano mirror 33a and the Y-axis galvano mirror 33b in accordance with the given control signal, so that the irradiation unit cell 62a is arranged in the region where the irradiation unit cell 62a is arranged in the inverted two-dimensional code data. Laser light is irradiated. As a result, the inverted two-dimensional code 63 is printed on the workpiece W as shown in FIG. That is, the inverted two-dimensional code 63 composed of the white cell 61b is drawn on the work W. At this time, printing is not performed on the part that is the blank unit cell 62b in the inverted two-dimensional code data, that is, the part on which the two-dimensional code 61 is printed in step S7.

ここで、反転２次元印字コードでは、反転２次元コードデータにおいて照射単位セル６２ａが割り当てられた部位には座標データが存在する一方、空白単位セル６２ｂが割り当てられた部位は座標データが存在しない。そして、レーザ発振制御手段１１は、座標データが存在しないところ（即ち空白単位セル６２ａ）を光走査機構３３にて走査するときには、信号用半導体レーザ１３をオフしてレーザ光を出射させない。また、レーザ光の照射によってワークＷに印字をする場合には、ワークＷの表面状態を変化させながらレーザ光を走査することになるため、ワークＷに印字をせずに光走査機構３３を駆動する場合によりも走査スピードが小さくなる。従って、光走査機構３３が空白単位セル６２ｂを走査するときは、照射単位セル６２ａを走査するときよりも大きな走査スピードで走査が行われる。 Here, in the inverted two-dimensional print code, coordinate data exists in the portion to which the irradiation unit cell 62a is assigned in the inverted two-dimensional code data, while no coordinate data exists in the portion to which the blank unit cell 62b is assigned. The laser oscillation control means 11 turns off the signal semiconductor laser 13 and does not emit laser light when the optical scanning mechanism 33 scans a place where no coordinate data exists (that is, the blank unit cell 62a). Further, when printing on the workpiece W by laser beam irradiation, the laser beam is scanned while changing the surface state of the workpiece W, so the optical scanning mechanism 33 is driven without printing on the workpiece W. In some cases, the scanning speed is reduced. Therefore, when the optical scanning mechanism 33 scans the blank unit cell 62b, scanning is performed at a higher scanning speed than when the irradiation unit cell 62a is scanned.

そして、第２設定値Ｐ２に設定されたレーザパワーのレーザ光が照射された領域（即ち反転２次元コード６３が形成された領域）は、光を乱反射する程度の粗面になるとともに平坦になる。反転２次元コード６３の印字が終了すると、ワークＷには、図３（ｃ）に示すように、白色セル６１ｂよりなるクワイエットゾーン６４を周囲に備えた２次元コード６１が完成する。 Then, the region irradiated with the laser beam having the laser power set to the second set value P2 (that is, the region where the inverted two-dimensional code 63 is formed) becomes a rough surface enough to diffusely reflect the light and becomes flat. . When the printing of the reversed two-dimensional code 63 is completed, as shown in FIG. 3C, the two-dimensional code 61 having a quiet zone 64 composed of white cells 61b around the work W is completed.

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）反転２次元コードデータにおいては、２次元コードデータにおいて照射単位セル６２ａとなっている部分が空白単位セル６２ｂとなっている。そのため、背景となる反転２次元コード６３を印字するときには、ワークＷの表面において２次元コード６１が印字される部位にはレーザ光を照射しない。従って、従来のように、背景となる四角形の下地を印字した後に２次元コードを印字する場合に比べて、２次元コード６１の印字に要する時間を短縮することができる。 As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) In the inverted two-dimensional code data, the portion that is the irradiation unit cell 62a in the two-dimensional code data is the blank unit cell 62b. For this reason, when the inverted two-dimensional code 63 serving as the background is printed, the laser light is not irradiated to the portion where the two-dimensional code 61 is printed on the surface of the workpiece W. Therefore, the time required for printing the two-dimensional code 61 can be shortened as compared with the conventional case where the two-dimensional code is printed after printing a rectangular background as a background.

（２）ステップＳ６において２次元コード６１を印字する際、加工屑が飛散することがある。この加工屑は、読み取り装置で２次元コード６１を読み取る際に、ノイズとなる虞があるものである。そこで、本実施形態では、ステップＳ６においてレーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光をワークＷに照射して２次元コード６１を印字した後に、ステップＳ８においてレーザパワーが第１設定値Ｐ１よりも小さい第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光をワークＷに照射して背景となる反転２次元コード６３を印字する。これにより、ステップＳ６において飛散した加工屑を、ステップＳ８において反転２次元コード６３を印字すると同時に、同反転２次元コード６３を印字するためのレーザ光によって効果的に除去することができる。そして、第２設定値Ｐ２は第１設定値Ｐ１より小さいため、ステップＳ６で生じる加工屑に比べてステップＳ８で生じる加工屑の方が少ない。これらのことから、２次元コード６１と反転２次元コード６３とのコントラストをより鮮明にすることができる。 (2) When the two-dimensional code 61 is printed in step S6, the processing waste may be scattered. This processing waste may cause noise when the two-dimensional code 61 is read by the reading device. Therefore, in the present embodiment, after the two-dimensional code 61 is printed by irradiating the workpiece W with the laser light having the laser power set to the first set value P1 in step S6, the laser power is set to the first set value in step S8. The work W is irradiated with the laser beam set to the second set value P2 smaller than P1, and the inverted two-dimensional code 63 serving as the background is printed. Thereby, the processing waste scattered in step S6 can be effectively removed by the laser beam for printing the inverted two-dimensional code 63 at the same time as printing the inverted two-dimensional code 63 in step S8. And since the 2nd setting value P2 is smaller than the 1st setting value P1, the amount of the processing waste produced in step S8 is smaller than the processing waste produced in step S6. From these facts, the contrast between the two-dimensional code 61 and the inverted two-dimensional code 63 can be made clearer.

（３）ステップＳ７において、レーザ発振制御手段１１は、ワークＷに照射されるレーザ光のスポット径を変更することにより、レーザ光のレーザパワーを第１設定値Ｐ１から該第１設定値Ｐ１よりも小さい第２設定値Ｐ２に変更する。このようにすると、レーザパワーが第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光のスポット径よりも、レーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光のスポット径の方が大きくなる。その結果、ステップＳ８においてレーザパワーが第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光を走査する距離を短くできるため、反転コード印字データのデータ量が減少されるとともに、印字に要する時間をより短縮することができる。 (3) In step S7, the laser oscillation control means 11 changes the laser beam spot diameter applied to the workpiece W to change the laser power of the laser beam from the first set value P1 to the first set value P1. Is also changed to a smaller second set value P2. In this way, the spot diameter of the laser beam with the laser power set to the second set value P2 is larger than the spot diameter of the laser beam with the laser power set to the first set value P1. As a result, the scanning distance of the laser beam whose laser power is set to the second set value P2 in step S8 can be shortened, so that the data amount of the reverse code print data is reduced and the time required for printing is further shortened. be able to.

（４）本実施形態ではワークＷは金属部材である。一般的に、金属部材の表面は、光沢備えていたり、凹凸形状であったりする場合が多いため、２次元コード６１の背景を印字することが望ましい。従って、このような金属部材に２次元コード６１を印字する場合に、反転２次元コード６３を印字して背景を形成する本実施形態のレーザマーキング方法を用いる意義は大きい。 (4) In this embodiment, the workpiece W is a metal member. In general, since the surface of the metal member is often glossy or uneven, it is desirable to print the background of the two-dimensional code 61. Therefore, when the two-dimensional code 61 is printed on such a metal member, it is significant to use the laser marking method of the present embodiment in which the reversed two-dimensional code 63 is printed to form the background.

（５）ステップＳ３において、２次元コードデータにおける照射単位セル６２ａと空白単位セル６２ｂとを反転した反転２次元コードデータを生成する場合に、レーザマーキング装置１に従来備えられている周知の反転機能を使用することにより、容易に反転２次元コードデータを作成することができる。即ち、ステップＳ３において、クワイエットゾーン６４を形成するための照射単位セル６２ａが含まれる反転２次元コードデータが容易に生成される。従って、２次元コード６１の周囲にクワイエットゾーン６４を形成する場合であっても、印字に要する時間を短縮することができる。 (5) A well-known inversion function conventionally provided in the laser marking apparatus 1 when generating inversion two-dimensional code data in which the irradiation unit cell 62a and the blank unit cell 62b in the two-dimensional code data are inverted in step S3. By using, inverted two-dimensional code data can be easily created. That is, in step S3, inverted two-dimensional code data including the irradiation unit cell 62a for forming the quiet zone 64 is easily generated. Therefore, even when the quiet zone 64 is formed around the two-dimensional code 61, the time required for printing can be shortened.

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・レーザ発振制御手段１１は、入力手段５１を操作して入力されたワークＷの種類（アルミニウム合金、樹脂等）を、印字を行うワークＷの種類として設定し（ワーク設定工程）、その後、設定したワークＷの種類に応じて、第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２を設定する（レーザパワー設定工程）ように構成されてもよい。この場合、レーザ発振制御手段１１は、設定したワークＷの種類に対応させて、設定した第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２を記憶する（記憶工程）。そして、レーザ発振制御手段１１は、設定したワークＷの種類に対応して記憶した第１設定値Ｐ１に設定されたレーザ光をワークＷに照射して２次元コード６１を印字するようにシンボル印字データに基づいて光走査機構３３を駆動する。その後、レーザ発振制御手段１１は、設定したワークＷの種類に対応して記憶した第２設定値Ｐ２に設定されたレーザ光をワークＷに照射して反転２次元コード６３を印字するように反転シンボル印字データに基づいて光走査機構３３を駆動する。 In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
The laser oscillation control unit 11 sets the type of workpiece W (aluminum alloy, resin, etc.) input by operating the input unit 51 as the type of workpiece W to be printed (work setting step), and then sets The first set value P1 and the second set value P2 may be set according to the type of the workpiece W (laser power setting step). In this case, the laser oscillation control unit 11 stores the set first set value P1 and the second set value P2 corresponding to the set type of the workpiece W (storage process). Then, the laser oscillation control unit 11 prints a symbol so as to print the two-dimensional code 61 by irradiating the workpiece W with the laser beam set to the first set value P1 stored corresponding to the set type of the workpiece W The optical scanning mechanism 33 is driven based on the data. After that, the laser oscillation control means 11 inverts so as to print the inverted two-dimensional code 63 by irradiating the workpiece W with the laser beam set at the second set value P2 stored corresponding to the set type of the workpiece W. The optical scanning mechanism 33 is driven based on the symbol print data.

このようにすると、例えば、過去に２次元コード６１を印字したことのある種類のワークＷに２次元コード６１の印字を行う場合に、レーザパワーを設定する手間を省くことができる。また、複数種類のワークＷに対応させて、印字に最適な第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２を記憶しておくことにより、様々なワークＷへの２次元コード６１の印字を容易に行うことが可能となる。 In this way, for example, when the two-dimensional code 61 is printed on a type of workpiece W that has been printed with the two-dimensional code 61 in the past, it is possible to save the trouble of setting the laser power. Further, by storing the first set value P1 and the second set value P2 optimum for printing corresponding to a plurality of types of workpieces W, the two-dimensional code 61 can be easily printed on various workpieces W. Can be done.

・レーザ発振制御手段１１は、作業者が入力手段５１を操作して任意に入力した第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２の少なくとも一方を、印字に使用するレーザパワーとして設定する（レーザパワー設定工程）ように構成れてもよい。このようにすると、第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２の少なくとも一方を作業者が所望する値に設定できる。 The laser oscillation control unit 11 sets at least one of the first set value P1 and the second set value P2 arbitrarily input by the operator by operating the input unit 51 as the laser power used for printing (laser power) Setting step). In this way, at least one of the first set value P1 and the second set value P2 can be set to a value desired by the operator.

また、レーザ発振制御手段１１は、作業者によって入力手段５１を操作して入力された第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２の何れか一方の設定値に応じて、何れか他方の設定値を自動的に設定する（レーザパワー設定工程）ように構成されてもよい。例えば、作業者が入力手段５１から入力した値を第１設定値Ｐ１に設定した場合、レーザ発振制御手段１１は、設定された第１設定値Ｐ１の所定割合となる値を第２設定値Ｐ２として設定するように構成される。また、例えば、作業者が入力手段５１から入力した値を第１設定値Ｐ１に設定した場合、レーザ発振制御手段１１は、第１設定値Ｐ１から所定値だけ減算した値を第２設定値Ｐ２として設定するように構成される。このようにすると、第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２の何れか一方の設定値が任意に設定されると、他方の設定値は自動的に設定されるため、レーザパワーの設定が簡単になる。特に、背景となる反転２次元コード６３は、読取り装置による２次元コード６１の読取りを阻害しないように形成されればよいため、反転２次元コード６３を印字するときのレーザパワーは、作業者側での設定を強く望まれるものではない。従って、第１設定値Ｐ１及び第２設定値Ｐ２の何れか一方の設定のみで２種類のレーザパワーを設定することができると、レーザマーキング装置１の操作性が向上する。 Further, the laser oscillation control unit 11 operates in accordance with either one of the first set value P1 and the second set value P2 input by operating the input unit 51 by the operator. May be set automatically (laser power setting step). For example, when the value input from the input unit 51 by the operator is set to the first set value P1, the laser oscillation control unit 11 sets a value that is a predetermined ratio of the set first set value P1 to the second set value P2. Configured to set as For example, when the value input from the input unit 51 by the operator is set to the first set value P1, the laser oscillation control unit 11 subtracts a predetermined value from the first set value P1 to the second set value P2. Configured to set as In this way, when any one of the first set value P1 and the second set value P2 is arbitrarily set, the other set value is automatically set, so that the laser power can be easily set. become. In particular, the reversed two-dimensional code 63 as the background only needs to be formed so as not to obstruct the reading of the two-dimensional code 61 by the reading device. Therefore, the laser power when the reversed two-dimensional code 63 is printed is Setting in is not strongly desired. Therefore, if two types of laser power can be set by only one of the first set value P1 and the second set value P2, the operability of the laser marking device 1 is improved.

・上記実施形態では、ワークＷは金属部材であるが、これに限らない。例えば、複数枚のラベルが積層されてなる多層ラベルに本発明を適用してもよい。この場合、２次元コード（シンボル）と反転２次元コード（反転シンボル）との印字の順序を任意に設定することができる。 In the above embodiment, the workpiece W is a metal member, but is not limited thereto. For example, the present invention may be applied to a multilayer label formed by laminating a plurality of labels. In this case, the printing order of the two-dimensional code (symbol) and the inverted two-dimensional code (inverted symbol) can be arbitrarily set.

・上記実施形態では、ステップＳ７において、レーザ発振制御手段１１は、ワークＷに照射されるレーザ光のスポット径を変更することにより、レーザ光のレーザパワーを第１設定値Ｐ１から該第１設定値Ｐ１よりも小さい第２設定値Ｐ２に変更する。しかしながら、レーザ発振制御手段１１は、信号用半導体レーザ１３のレーザ出力を変更することにより、レーザ光のレーザパワーを第１設定値Ｐ１から該第１設定値Ｐ１よりも小さい第２設定値Ｐ２に変更してもよい。即ち、レーザ発振制御手段１１は、第１設定値Ｐ１と第２設定値Ｐ２とは、信号用半導体レーザ１３のレーザ出力を変更することにより、ワークＷに照射するレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して異なる値に設定してもよい。このようにすると、一般的にレーザ出力を変更するとレーザ光のレーザパワーは比例的に変化するため、レーザパワーを設定するための演算を容易に行うことができる。即ち、第１設定値Ｐ１から第２設定値Ｐ２へのレーザパワーの変更を容易に行うことができる。 In the above embodiment, in step S7, the laser oscillation control unit 11 changes the spot diameter of the laser light applied to the workpiece W, thereby changing the laser power of the laser light from the first set value P1 to the first setting. The value is changed to a second set value P2 that is smaller than the value P1. However, the laser oscillation control means 11 changes the laser output of the signal semiconductor laser 13 to change the laser power of the laser light from the first set value P1 to the second set value P2 smaller than the first set value P1. It may be changed. In other words, the laser oscillation control means 11 determines that the first set value P1 and the second set value P2 change the laser output of the signal semiconductor laser 13 to change the energy per unit area of the laser light irradiated onto the workpiece W. May be adjusted to different values. In this way, generally, when the laser output is changed, the laser power of the laser light changes proportionally, so that an operation for setting the laser power can be easily performed. That is, the laser power can be easily changed from the first set value P1 to the second set value P2.

・上記実施形態におけるステップＳ５〜Ｓ８は、ステップＳ７、ステップＳ８、ステップＳ５、ステップＳ６の順に行ってもよい。このようにすると、まず、ワークには、図４（ａ）に示すように、反転２次元コード６３が印字される。その後、図４（ｂ）に示すように、２次元コード６１が印字される。その結果、図４（ｃ）に示すように、白色セル６１ｂよりなるクワイエットゾーン６４を周囲に備えた２次元コード６１が完成する。このようにしても、上記実施形態の（１）と同様の作用効果を得ることができる。 -You may perform step S5-S8 in the said embodiment in order of step S7, step S8, step S5, and step S6. In this way, first, the inverted two-dimensional code 63 is printed on the work as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4B, a two-dimensional code 61 is printed. As a result, as shown in FIG. 4C, a two-dimensional code 61 having a quiet zone 64 composed of white cells 61b around is completed. Even if it does in this way, the effect similar to (1) of the said embodiment can be acquired.

・上記実施形態では、２次元コード６１を印字するときのレーザ光のレーザパワーである第１設定値Ｐ１は、反転２次元コード６３を印字するときのレーザ光のレーザパワーである第２設定値Ｐ２よりも大きい。しかしながら、第１設定値Ｐ１と第２設定値Ｐ２とは、異なる値であればよく、第２設定値Ｐ２の方が第１設定値Ｐ１より大きい値に設定されてもよい。即ち、第１設定値Ｐ１と第２設定値Ｐ２とは、２次元コード６１に対して反転２次元コード６３が背景となるようにワークＷに印字を行うことができるように設定すればよい。 In the above embodiment, the first set value P1 that is the laser power of the laser beam when the two-dimensional code 61 is printed is the second set value that is the laser power of the laser beam when the inverted two-dimensional code 63 is printed. Greater than P2. However, the first set value P1 and the second set value P2 may be different values, and the second set value P2 may be set to a value larger than the first set value P1. That is, the first set value P1 and the second set value P2 may be set so that printing can be performed on the workpiece W so that the inverted two-dimensional code 63 becomes the background with respect to the two-dimensional code 61.

・上記実施形態では、ステップＳ２において、レーザ発振制御手段１１は、ステップＳ１において取得したデータに基づいて２次元コード６１を生成した後に、生成した２次元コード６１に基づいて２次元コードデータを生成する。しかしながら、２次元コード６１及び２次元コードデータは、必ずしもレーザ発振制御手段１１にて生成されなくてもよい。例えば、外部で作成された２次元コード６１を、レーザ発振制御手段１１に転送するようにしてもよい。この場合、レーザ発振制御手段１１は、転送された２次元コード６１を取得した後に、取得した２次元コード６１に基づいて２次元コードデータを生成する。また、外部で作成した２次元コードデータをレーザ発振制御手段１１に転送するようにしてもよい。この場合、レーザ発振制御手段１１は、転送された２次元コードデータを取得（設定）した後に、取得した２次元コード６１に基づいて２次元コード印字データを生成する。このことは、反転２次元コード６３及び反転２次元コードデータについても同様である。 In the above embodiment, in step S2, the laser oscillation control unit 11 generates the two-dimensional code 61 based on the generated two-dimensional code 61 after generating the two-dimensional code 61 based on the data acquired in step S1. To do. However, the two-dimensional code 61 and the two-dimensional code data are not necessarily generated by the laser oscillation control unit 11. For example, a two-dimensional code 61 created outside may be transferred to the laser oscillation control means 11. In this case, the laser oscillation control unit 11 generates the two-dimensional code data based on the acquired two-dimensional code 61 after acquiring the transferred two-dimensional code 61. Alternatively, the two-dimensional code data created outside may be transferred to the laser oscillation control means 11. In this case, the laser oscillation control unit 11 generates (sets) the transferred two-dimensional code data, and then generates two-dimensional code print data based on the acquired two-dimensional code 61. The same applies to the inverted two-dimensional code 63 and the inverted two-dimensional code data.

・上記実施形態では、ワークＷに印字するシンボルとして二次元コードであるＱＲコード（登録商標）を例に説明した。しかしながら、ワークに印字するシンボルは、ＱＲコード（登録商標）以外の２次元コード（例えば、データマトリクスコード、コンポジットコード等）であってもよいし、バーコード等の１次元コードであってもよい。 In the above embodiment, the QR code (registered trademark), which is a two-dimensional code, is described as an example of a symbol printed on the workpiece W. However, the symbol to be printed on the workpiece may be a two-dimensional code other than the QR code (registered trademark) (for example, a data matrix code, a composite code, etc.) or a one-dimensional code such as a barcode. .

上記各実施形態及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のレーザマーキング装置において、前記反転シンボルデータ設定手段は、前記シンボルデータにおける前記照射単位セルと前記空白単位セルとを反転し、前記空白単位セルにて構成される前記シンボルの周囲にクワイエットゾーンを構成するべく配列された前記照射単位セルを含む前記反転シンボルデータを設定することを特徴とするレーザマーキング装置。 The technical ideas that can be grasped from each of the above embodiments and each of the above modifications will be described below.
(A) In the laser marking device according to any one of claims 1 to 7, the inversion symbol data setting unit inverts the irradiation unit cell and the blank unit cell in the symbol data, and The laser marking apparatus, wherein the inverted symbol data including the irradiation unit cells arranged so as to form a quiet zone around the symbol constituted by blank unit cells is set.

同構成によれば、シンボルの周囲にクワイエットゾーンを形成する場合であっても、印字に要する時間を短縮することができる。
（ロ）請求項９に記載のレーザマーキング方法において、前記第１印字工程の後に、少なくともレーザ光のスポット径を変更することにより、前記ワークに照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して前記第２のレーザパワーを前記第１のレーザパワーと異なる値に設定するレーザパワー変更工程と、前記レーザパワー変更工程の後であって前記第２印字工程の前に、前記シンボル印字データ及び前記反転シンボル印字データのうち前記第２印字工程で使用する印字データを、前記レーザパワー変更工程で設定した第２のレーザパワーのレーザ光のスポット径に応じて補正する印字データ補正工程とを備えたことを特徴とするレーザマーキング方法。 According to this configuration, even when a quiet zone is formed around a symbol, the time required for printing can be shortened.
(B) In the laser marking method according to claim 9, the energy per unit area of the laser beam irradiated on the workpiece is adjusted by changing at least the spot diameter of the laser beam after the first printing step. A laser power changing step for setting the second laser power to a value different from the first laser power, and the symbol print data after the laser power changing step and before the second printing step. And a print data correction step of correcting the print data used in the second printing step among the inverted symbol print data according to the spot diameter of the laser beam having the second laser power set in the laser power changing step. A laser marking method comprising:

同方法によれば、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光のスポット径よりも、第２のレーザパワーに設定されたレーザ光のスポット径が大きく設定されることになる。その結果、第２印字工程において第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を走査する距離を短くできるため、印字データ補正工程で補正された印字データ（即ち第２印字工程で使用するシンボル印字データ若しくは反転シンボル印字データ）のデータ量が減少されるとともに、印字に要する時間をより短縮することができる。 According to this method, the spot diameter of the laser beam set to the second laser power is set larger than the spot diameter of the laser beam set to the first laser power. As a result, since the scanning distance of the laser beam set to the second laser power in the second printing process can be shortened, the printing data corrected in the printing data correction process (that is, the symbol printing data used in the second printing process) Alternatively, the amount of data (inverted symbol print data) can be reduced and the time required for printing can be further shortened.

（ハ）請求項９に記載のレーザマーキング方法において、前記第１印字工程の後に、少なくともレーザ光源のレーザ出力を変更することにより、前記ワークに照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して前記第２のレーザパワーを前記第１のレーザパワーと異なる値に設定するレーザパワー変更工程を備えたことを特徴とするレーザマーキング方法。 (C) In the laser marking method according to claim 9, the energy per unit area of the laser light irradiated to the workpiece is adjusted by changing at least the laser output of the laser light source after the first printing step. And a laser power changing step of setting the second laser power to a value different from the first laser power.

同方法によれば、一般的に、レーザ出力を変更するとレーザ光のレーザパワーは比例的に変化するため、レーザパワーを設定するための演算を容易に行うことができる。即ち、第１のレーザパワーから第２のレーザパワーへの変更を容易に行うことができる。 According to this method, in general, when the laser output is changed, the laser power of the laser light changes proportionally, so that an operation for setting the laser power can be easily performed. That is, the change from the first laser power to the second laser power can be easily performed.

（ニ）請求項８、請求項９、前記（ロ）及び前記（ハ）の何れか１項に記載のレーザマーキング方法において、前記ワークの種類を設定するワーク設定工程と、前記ワーク設定工程において設定された前記ワークの種類に応じて、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーを設定するレーザパワー設定工程と、前記ワーク設定工程で設定された前記ワークの種類に対応させて、前記レーザパワー設定工程で設定された前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーを記憶する記憶工程とを備え、前記第１印字工程では、前記ワーク設定工程で設定した前記ワークの種類に対応して記憶された前記第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を前記ワークに照射して、前記シンボル印字データに基づいて前記ワークに前記シンボルを印字し、前記第２印字工程では、前記ワーク設定工程で設定した前記ワークの種類に対応して記憶された前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を前記ワークに照射して、前記反転シンボル印字データに基づいて前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字することを特徴とするレーザマーキング方法。 (D) In the laser marking method according to any one of claims 8, 9, (b) and (c), in the workpiece setting step for setting the type of the workpiece, and in the workpiece setting step According to the set type of the workpiece, the laser power setting step for setting the first laser power and the second laser power, and the type of the workpiece set in the workpiece setting step, A storage step of storing the first laser power and the second laser power set in the laser power setting step, and in the first printing step, the type of the workpiece set in the workpiece setting step The workpiece is irradiated with a laser beam set to the first laser power stored correspondingly, and the symbol is applied to the workpiece based on the symbol print data. In the second printing step, the laser beam set to the second laser power stored corresponding to the type of the workpiece set in the workpiece setting step is irradiated to the workpiece, A laser marking method, wherein the reverse symbol is printed on the workpiece as the base based on reverse symbol print data.

同方法によれば、レーザパワー設定工程で設定された第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーは、記憶工程において、ワーク設定工程で設定されたワークの種類に対応させて記憶される。そのため、例えば、過去にシンボルを印字したことのある種類のワークにシンボルの印字を行う場合に、レーザパワーを設定する手間を省くことができる。また、複数種類のワークに対応させて、印字に最適な第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーを記憶しておくことにより、様々なワークへのシンボルの印字を容易に行うことが可能となる。 According to this method, the first laser power and the second laser power set in the laser power setting process are stored in the storage process in correspondence with the type of work set in the work setting process. Therefore, for example, when printing a symbol on a type of work that has been printed with a symbol in the past, it is possible to save the trouble of setting the laser power. Also, by storing the first laser power and the second laser power optimal for printing corresponding to a plurality of types of workpieces, it is possible to easily print symbols on various workpieces. Become.

（ホ）前記（ニ）に記載のレーザマーキング方法において、前記レーザパワー設定工程では、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーの少なくとも一方を任意に設定可能であることを特徴とするレーザマーキング方法。 (E) In the laser marking method described in (d) above, in the laser power setting step, at least one of the first laser power and the second laser power can be arbitrarily set. Laser marking method.

同方法によれば、第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーの少なくとも一方を任意に設定可能であるため、第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーの少なくとも一方を作業者が所望する値に設定することができる。 According to this method, since at least one of the first laser power and the second laser power can be arbitrarily set, at least one of the first laser power and the second laser power is a value desired by the operator. Can be set to

（ヘ）前記（ホ）に記載のレーザマーキング方法において、前記レーザパワー設定工程では、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーの何れか一方のレーザパワーが任意に設定されると、何れか他方のレーザパワーが自動的に設定されることを特徴とするレーザマーキング方法。 (F) In the laser marking method according to (e), in the laser power setting step, when either one of the first laser power and the second laser power is arbitrarily set, A laser marking method, wherein the other laser power is automatically set.

同方法によれば、第１のレーザパワー及び第２のレーザパワーの何れか一方のレーザパワーが任意に設定されると、他方のレーザパワーは自動的に設定されるため、レーザパワーの設定が簡単になる。 According to this method, when one of the first laser power and the second laser power is arbitrarily set, the other laser power is automatically set. It will be easy.

（ト）請求項８、請求項９、前記（ロ）乃至前記（ヘ）の何れか１項に記載のレーザマーキング方法において、前記反転シンボルデータ生成工程では、前記シンボルデータにおける前記照射単位セルと前記空白単位セルとを反転し、前記空白単位セルにて構成される前記シンボルの周囲にクワイエットゾーンを構成するべく配列された前記照射単位セルを含む前記反転シンボルデータを生成することを特徴とするレーザマーキング方法。 (G) In the laser marking method according to any one of claims 8, 9, and (b) to (f), in the inversion symbol data generation step, the irradiation unit cell in the symbol data The inverted unit data is generated by inverting the blank unit cell and including the irradiation unit cell arranged to form a quiet zone around the symbol constituted by the blank unit cell. Laser marking method.

同方法によれば、シンボルの周囲にクワイエットゾーンを形成する場合であっても、印字に要する時間を短縮することができる。 According to this method, even when a quiet zone is formed around a symbol, the time required for printing can be shortened.

１１…シンボルデータ設定手段、反転シンボルデータ設定手段、印字データ生成手段、レーザパワー変更手段、印字データ補正手段、ワーク設定手段、レーザパワー設定手段及び記憶手段としてのレーザ発振制御手段、１３…レーザ光源としての信号用半導体レーザ、３３…光走査手段としての光走査機構、６１…シンボルとしての２次元コード、６２ａ…照射単位セル、６２ｂ…空白単位セル、６３…反転シンボルとしての反転２次元コード、Ｐ１…第１のレーザパワーとしての第１設定値、Ｐ２…第２のレーザパワーとしての第２設定値、Ｗ…ワーク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Symbol data setting means, Inversion symbol data setting means, Print data generation means, Laser power change means, Print data correction means, Work setting means, Laser power setting means, Laser oscillation control means as storage means, 13 ... Laser light source A signal semiconductor laser, 33... An optical scanning mechanism as an optical scanning means, 61... A two-dimensional code as a symbol, 62 a... An irradiation unit cell, 62 b. P1: a first set value as a first laser power, P2: a second set value as a second laser power, W: a workpiece.

Claims

１次元コード若しくは２次元コードであるシンボルと、前記シンボルの背景となる下地とをワークに印字するレーザマーキング装置において、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記シンボルを構成する単位セルであってレーザ光を照射する照射単位セルとレーザ光を照射しない空白単位セルとを配列したシンボルデータを設定するシンボルデータ設定手段と、
前記シンボルデータにおける前記照射単位セルと前記空白単位セルとを反転した反転シンボルデータを設定する反転シンボルデータ設定手段と、
前記シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して前記シンボルを印字するためのシンボル印字データと、前記反転シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して反転シンボルを印字するための反転シンボル印字データとを生成する印字データ生成手段と、
前記シンボル印字データに基づいて、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記シンボルを印字するとともに、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーと異なる第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字する光走査手段と
を備えたことを特徴とするレーザマーキング装置。 In a laser marking apparatus that prints a symbol which is a one-dimensional code or a two-dimensional code and a background as a background of the symbol on a workpiece,
A laser light source for emitting laser light;
Symbol data setting means for setting symbol data in which unit cells constituting the symbol and irradiating unit cells irradiating laser light and blank unit cells not irradiating laser light are arranged;
Inverted symbol data setting means for setting inverted symbol data obtained by inverting the irradiation unit cell and the blank unit cell in the symbol data;
Symbol printing data for irradiating and scanning the irradiation unit cell in the symbol data to print the symbol, and irradiating and scanning the irradiation unit cell in the inverted symbol data by irradiating and scanning the irradiation unit cell. Print data generating means for generating reverse symbol print data for printing;
The symbol is printed on the workpiece by irradiating a laser beam set to a first laser power based on the symbol print data, and is different from the first laser power based on the inverted symbol print data. A laser marking apparatus comprising: an optical scanning unit that irradiates a laser beam set to a second laser power and prints the inverted symbol on the workpiece as the base.

請求項１に記載のレーザマーキング装置において、
前記光走査手段は、前記シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記シンボルを前記ワークに印字した後に、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーよりも小さい前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記反転シンボルを前記ワークに印字することを特徴とするレーザマーキング装置。 The laser marking device according to claim 1,
The optical scanning unit irradiates a laser beam set at the first laser power based on the symbol print data, prints the symbol on the workpiece, and then, based on the inverted symbol print data, A laser marking device, wherein the inverted symbol is printed on the workpiece by irradiating a laser beam set to the second laser power smaller than the first laser power.

請求項２に記載のレーザマーキング装置において、
少なくともレーザ光のスポット径を変更することにより、前記ワークに照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して前記第２のレーザパワーを前記第１のレーザパワーと異なる値に設定するレーザパワー変更手段と、
前記シンボル印字データ及び前記反転シンボル印字データのうち後で使用する印字データを、前記レーザパワー変更手段で設定した第２のレーザパワーのレーザ光のスポット径に応じて補正する印字データ補正手段と
を備えたことを特徴とするレーザマーキング装置。 The laser marking device according to claim 2,
A laser that adjusts the energy per unit area of the laser beam irradiated to the workpiece by changing the spot diameter of the laser beam and sets the second laser power to a value different from the first laser power. Power changing means;
Print data correction means for correcting print data to be used later among the symbol print data and the inverted symbol print data in accordance with the spot diameter of the laser beam having the second laser power set by the laser power changing means; A laser marking device comprising:

請求項２に記載のレーザマーキング装置において、
少なくともレーザ光源のレーザ出力を変更することにより、前記ワークに照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギーを調整して前記第２のレーザパワーを前記第１のレーザパワーと異なる値に設定するレーザパワー変更手段を備えたことを特徴とするレーザマーキング装置。 The laser marking device according to claim 2,
A laser that adjusts the energy per unit area of the laser light applied to the workpiece by changing the laser output of at least the laser light source and sets the second laser power to a value different from the first laser power. A laser marking device comprising power changing means.

請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のレーザマーキング装置において、
前記ワークの種類を設定するワーク設定手段と、
前記ワーク設定手段で設定された前記ワークの種類に応じて、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーを設定するレーザパワー設定手段と、
前記ワーク設定手段で設定された前記ワークの種類に対応させて、前記レーザパワー設定手段で設定された前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーを記憶する記憶手段とを備え、
前記光走査手段は、前記ワーク設定手段で設定した前記ワークの種類に対応して記憶された前記第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を前記ワークに照射して、前記シンボル印字データに基づいて前記ワークに前記シンボルを印字するとともに、前記ワーク設定手段で設定した前記ワークの種類に対応して記憶された前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を前記ワークに照射して、前記反転シンボル印字データに基づいて前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字することを特徴とするレーザマーキング装置。 In the laser marking device according to any one of claims 1 to 4,
A work setting means for setting the type of the work;
Laser power setting means for setting the first laser power and the second laser power in accordance with the type of the work set by the work setting means;
A storage means for storing the first laser power and the second laser power set by the laser power setting means in correspondence with the type of the work set by the work setting means;
The optical scanning unit irradiates the workpiece with a laser beam set to the first laser power stored corresponding to the type of the workpiece set by the workpiece setting unit, and based on the symbol print data The symbol is printed on the workpiece, and the workpiece is irradiated with a laser beam set at the second laser power stored in correspondence with the type of the workpiece set by the workpiece setting means. A laser marking apparatus, wherein the reverse symbol is printed on the workpiece as the base based on reverse symbol print data.

請求項５に記載のレーザマーキング装置において、
前記レーザパワー設定手段は、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーの少なくとも一方を任意に設定可能に構成されていることを特徴とするレーザマーキング装置。 In the laser marking device according to claim 5,
The laser marking apparatus, wherein the laser power setting means is configured to be able to arbitrarily set at least one of the first laser power and the second laser power.

請求項６に記載のレーザマーキング装置において、
前記レーザパワー設定手段は、前記第１のレーザパワー及び前記第２のレーザパワーの何れか一方のレーザパワーが任意に設定されると、何れか他方のレーザパワーを自動的に設定することを特徴とするレーザマーキング装置。 The laser marking device according to claim 6, wherein
The laser power setting means automatically sets the other laser power when any one of the first laser power and the second laser power is arbitrarily set. Laser marking device.

１次元コード若しくは２次元コードであるシンボルと、前記シンボルの背景となる下地とをワークに印字するレーザマーキング方法であって、
前記シンボルを構成する単位セルであってレーザ光を照射する照射単位セルとレーザ光を照射しない空白単位セルとを配列したシンボルデータを生成するシンボルデータ生成工程と、
前記シンボルデータにおける前記照射単位セルと前記空白単位セルとを反転した反転シンボルデータを生成する反転シンボルデータ生成工程と、
前記シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して前記シンボルを印字するためのシンボル印字データと、前記反転シンボルデータにおける前記照射単位セルにレーザ光を照射・走査して反転シンボルを印字するための反転シンボル印字データとを生成する印字データ生成工程と、
前記シンボル印字データに基づいて、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記シンボルを印字する第１印字工程と、
前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーと異なる第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記ワークに前記反転シンボルを前記下地として印字する第２印字工程と
を備えたことを特徴とするレーザマーキング方法。 A laser marking method for printing on a workpiece a symbol that is a one-dimensional code or a two-dimensional code and a background that is a background of the symbol,
A symbol data generating step for generating symbol data in which unit cells constituting the symbol and irradiating unit cells irradiating laser light and blank unit cells not irradiating laser light are arranged;
An inverted symbol data generating step for generating inverted symbol data obtained by inverting the irradiation unit cell and the blank unit cell in the symbol data;
Symbol printing data for irradiating and scanning the irradiation unit cell in the symbol data to print the symbol, and irradiating and scanning the irradiation unit cell in the inverted symbol data by irradiating and scanning the irradiation unit cell. A print data generation process for generating reverse symbol print data for printing;
A first printing step of printing the symbol on the workpiece by irradiating a laser beam set at a first laser power based on the symbol printing data;
A second printing step of irradiating a laser beam set to a second laser power different from the first laser power based on the inverted symbol print data to print the inverted symbol on the workpiece as the background; A laser marking method comprising:

請求項８に記載のレーザマーキング方法において、
前記第１印字工程の後に前記第２印字工程を行い、
前記第２印字工程では、前記反転シンボル印字データに基づいて、前記第１のレーザパワーよりも小さい前記第２のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して前記反転シンボルを前記ワークに印字することを特徴とするレーザマーキング方法。 The laser marking method according to claim 8, wherein
Performing the second printing step after the first printing step;
In the second printing step, the inverted symbol is printed on the workpiece by irradiating a laser beam set to the second laser power smaller than the first laser power based on the inverted symbol print data. The laser marking method characterized by the above-mentioned.

請求項８又は請求項９に記載のレーザマーキング方法において、
前記ワークは金属部材であることを特徴とするレーザマーキング方法。 In the laser marking method according to claim 8 or 9,
The laser marking method, wherein the workpiece is a metal member.