レーザマーキング装置及びレーザマーキング方法
【課題】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を提供する。
【解決手段】レーザ発振制御手段は、２次元コード６１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６２ａと、レーザ光を照射しない空白単位セル６２ｂとを配列したコードデータを生成する。次いで、レーザ発振制御手段は、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とを反転した反転コードデータを生成する。次いで、光走査機構によって、コードデータにおける照射単位セル６２ａに、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して２次元コード６１をワークに印字する。次いで、光走査機構によって、反転コードデータにおける照射単位セル６２ａに、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反転２次元コード６３を下地としてワークに印字する。
【解決手段】レーザ発振制御手段は、２次元コード６１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６２ａと、レーザ光を照射しない空白単位セル６２ｂとを配列したコードデータを生成する。次いで、レーザ発振制御手段は、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とを反転した反転コードデータを生成する。次いで、光走査機構によって、コードデータにおける照射単位セル６２ａに、第１のレーザパワーに設定されたレーザ光を照射して２次元コード６１をワークに印字する。次いで、光走査機構によって、反転コードデータにおける照射単位セル６２ａに、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反転２次元コード６３を下地としてワークに印字する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０８９３２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１００４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【発明の効果】
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】レーザマーキング装置の概略構成図。
【図２】レーザマーキング方法を説明するためのフロー図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はレーザマーキング方法を説明するための説明図。
【図４】（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。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
（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。
【００７０】
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
・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。
【００７４】
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。
【００７５】
・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。
【００７６】
・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。
【００７７】
・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。
【００７８】
・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。
【００７９】
・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。
【００８０】
・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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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。
【００８５】
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。
【００８６】
（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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【符号の説明】
【００９４】
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。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０８９３２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１００４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【発明の効果】
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】レーザマーキング装置の概略構成図。
【図２】レーザマーキング方法を説明するためのフロー図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はレーザマーキング方法を説明するための説明図。
【図４】（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。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
（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。
【００７０】
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
・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。
【００７４】
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。
【００７５】
・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。
【００７６】
・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。
【００７７】
・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。
【００７８】
・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。
【００７９】
・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。
【００８０】
・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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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。
【００８５】
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。
【００８６】
（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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【符号の説明】
【００９４】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１２７２８（Ｐ２０１１−２１２７２８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４６５４（Ｐ２０１０−８４６５４）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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