(57)【要約】  本発明は異なる配向の異なる面上において対象物をレーザーマーキングするための装置及び方法に向けられている。好ましい実施形態において、本発明は、包埋カセットを、その異なる面上においてレーザーマーキングするための装置及び方法に向けられている。本発明による装置は、少なくとも１つのレーザー源と、レーザービームを角度偏向させることができる２つのミラー（ガルボミラー）と、マーキングする多面体のそれぞれの面のために少なくとも１つの偏向ミラーとを有する。２つのミラーの下流のレーザービームは、「フラットフィールド・レンズ」又は「Ｆシータ・レンズ」と称される集光レンズを、また任意で動的Ｚ軸線を通過する。動的Ｚ軸線は、２つのミラーの角度行程の全範囲に沿って、マーキングする平板表面に固着して焦点を維持しながら、ターゲットそれ自体とレーザー焦点との間の光路を長くする、及び短くする特性を有する。
2021519694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる配向の少なくとも２つの面上において３次元対象物をマーキングするためのレーザープリンタであって、
ａ）レーザー源と、
ｂ）レーザービームを角度的に偏向させることのできる２つのガルボミラーと、
ｃ）フラットフィールド・レンズと、
ｄ）マーキングすることが意図された多面体のそれぞれの面に対して少なくとも１つの偏向ミラーと
を有するレーザープリンタ。
【請求項２】
前記３次元対象物が包埋カセットである、請求項１に記載のレーザープリンタ。
【請求項３】
マーキングする前記面が少なくとも３つである、請求項１又は２に記載のプリンタ。
【請求項４】
マーキングする前記面が４つである、請求項３に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記レーザービームの光路長が、マーキングする前記異なる面のために実質的に等しい、請求項１〜４のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項６】
マーキングする前記種々の面のための光路間の差が、使用するレーザービームの被写体深度以下である、請求項５に記載のプリンタ。
【請求項７】
動的Ｚ軸線をさらに有する、請求項１〜６のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項８】
前記プリント位置を供給するための少なくとも１つのハブと、前記ハブから前記プリント位置へ前記カセットを運ぶための搬送手段と、前記プリント位置から少なくとも１の使用者へ、又は収集システムへ前記カセットをもたらすための放出手段とをさらに有する、請求項２〜７のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのハブが複数のハブからなる、請求項８に記載のプリンタ。
【請求項１０】
各ハブが、異なる色及び／又は寸法のカセットを持つ、請求項９に記載のプリンタ。
【請求項１１】
前記プリントジョブの正確性及び信頼性を妥当性確認する手段をさらに有する、請求項１〜１０のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項１２】
前記制御手段が、バーコードリーダー及びカメラ、好ましくはカラーカメラから選択される、請求項１１に記載のプリンタ。
【請求項１３】
異なる配向の複数の面上において３次元対象物をマーキングするための方法であって、前記対象物を、請求項１〜１２のいずれかに記載のプリンタによるプリントジョブに供するステップを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる向きを有する異なる面上において対象物をレーザーマーキングする（レーザーでマークを付ける）ための装置及び方法に関する。好適な実施形態において、本発明は、包埋カセットの異なる面に包埋カセットをレーザーマーキングするための装置及び方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
レーザーマーキングがいよいよ一般的になってきている。特に、金属又はプラスチック部品のエンボス加工又は色変更の用途が技術的に知られている。
【０００３】
米国特許出願公開第２００３／００４９１７８号明細書には、プラスチック材料でできた包埋カセットをレーザーマーキングするための装置が開示されており、この装置は、正面に位置するプラスチック表面をマーキングするためのプリントヘッドと、包埋カセットを把持し且つその後開放するためのグリップ手段とを有する。プリントヘッドは、それが常にカセットの傾斜側部と向かい合うように、しかし傾斜側部に隣接する側面には向かい合わないように、回転軸線に関して回転されることができる。
【０００４】
国際公開第２０１２／１５９７６２号パンフレットには、組織学カセットをレーザーマーキングするための装置が開示されており、この装置は、プリントヘッドと、カセットを回転させ、且つカセットの３つの異なる面、傾斜面及び２つの隣接する面をプリントヘッドに向けるためのグリップ手段とを有する。グリップ手段の運動は異なるモータによって行われ、それらモータの存在は装置を高価にする。さらに、３つの面のそれぞれを連続的にプリントヘッドの正面に位置付けるためのカセットの回転は、プリント処理を顕著に遅くする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００４９１７８号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１２／１５９７６２号パンフレット
【特許文献３】欧州特許出願第１８１６４８５７．７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ、シンプルで経済的な方法で多面体の異なる面上にプリントするための新しいプリント装置の開発が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、多面体それ自体を回転させるためのモータを使用することなく多面体の異なる面上にプリントすることが可能なレーザー装置を提供することによって、上で指摘した課題を解決する。特に、本発明は、多面体上のプリントする異なる面上にレーザービームを方向付ける反射手段の存在により、多面体それ自体のいずれかの面上において多面体のレーザーマーキングを行うことができるプリンタを提供する。このような方法で、それを所定の姿勢に静止して保持しながら、異なる面上において多面な対象物をマーキングすることが可能である。レーザービームの動きは多面体の動きよりもかなり速いので、プリント処理はそれゆえ非常に迅速に行われる。さらに、本発明による装置は従来技術より安価であり、また摩耗に供される部品がほとんどないためメンテナンスをあまり必要としない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のシステムによる、ガルボミラー１１０の動作、及びレーザービームの動作可能性を示す図である。
【図２】レーザービームを向いた多面体（特定の場合は立方体）のポジショニングを示す図である。
【図３】レンズ１２０を通過したレーザービームがミラー１３０によって偏向され、マーキングする表面に垂直に当たる本発明のデバイスを示す図である。
【図４】本発明の装置によって少なくとも２つの側面上にマーキングされた包埋カセット２００を示す図である。
【図５】包埋カセットをマーキングしている本発明のデバイスの概略図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による装置は、光源と、レーザービームを偏向可能な２つのミラー（ガルボミラー）と、レーザーマーキングする多面体の各面のための少なくとも１つの偏向ミラーとを有する。２つのガルボミラーの下流のレーザービームは、目標（ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ）それ自体とレーザー焦点との間の光路長を長くしたり短くしたりするペキュリアリティ（特性）を有する「フラットフィールド・レンズ」又は「Ｆシータ・レンズ」と呼ばれる集光レンズを通過し、それにより、「被写体深度」と呼ばれる公差内で２つのミラーの全角度偏位に沿って、マーキングする平板表面に貼り付いた焦点を維持する。
【００１０】
フラットフィールド・レンズを通過した後、変更されたビームは、多面体の面をマーキングすることを可能にする偏向ビーム表面のうちの１つに到達する。
【００１１】
図３の実施例では、立方体であって、その３つの直交軸線のうちの１つがＦシータ・レンズの軸線に一致する立方体の、４つの周囲面をマーキングする本発明の装置の概略図が示されている。±１５％までの公差で４５°広がった入射角で衝突するレーザービームを反射するのに適した４つのミラーが、それらに衝突するレーザービームを偏向させ、したがってマーキングする表面に向ける位置及び固定方向に空間内に配置され、それにより、反射されたビームの軸線は、オリジナル・ファイルに対するマーキング画像のゆがみを回避するように最小の公差で、マーキングする表面と約９０°の角度を成す。
【００１２】
包埋カセットの特定の場合には、それらは多面体の少なくとも２つの面、好ましくは少なくとも３つの面、例えば４つの側面上にマーキングされる。本発明による装置はそれゆえ、それらの少なくとも２つ、少なくとも３つ、または４つの面上にレーザービームを運ぶための２つの、好ましくは少なくとも３つ、例えば４つの反射手段を予見する。
【００１３】
ガルボミラーによるレーザービームの偏向は、設計定義された角度に限定され、この限定は、レーザービームの作動角度の連続的な限定を強いる。
【００１４】
本発明による装置はそれゆえ、２つの実施形態による多面体の異なる面上でマーキングを実行することができる。
【００１５】
第１の実施形態において、反射手段の位置は、多面体の異なる面に到達するレーザービームの光路が実質的に同じ長さを有するように選択される。このようにして、合焦が各面の表面上で達成されることができる。この実施形態において、Ｆシータ・レンズからマーキングする面までの反射手段への光路は、システムの光学特性によって固定及び定義され,これは、光伝送規則及び使用するレーザービームの輝度によって決定されるディメンジョンである「被写体深度」と呼ばれる公差を除いて、検討中のシステムのための普遍性（ｃｏｎｓｔａｎｔ）を構成する。
【００１６】
それゆえ、最も長い光路の、すなわち一般にプリントヘッドに関して最も遠い畝の面に到達する光路の計算から開始して、反射要素を加えることによって、最も近い面に到達する光路を長くすることが可能である。
【００１７】
第２の実施形態において、ビームの焦点距離を最小及び最大値の間に適合させることができるレーザー源とプリントヘッドの間に位置するレンズ・セットである動的Ｚ軸線の使用によって、多面体の各面をマーキングするためのそれぞれの単一の光線の焦点合わせを補正することが可能である。この実施形態において、反射手段のジオメトリは、より大きな自由度で描くことができる。なぜなら、動的Ｚ軸線は、定義された制限内で、焦点距離を長く又は短くすることができるからである。
【００１８】
図５は、第１の実施形態により包埋カセットをマーキングする場合を示し、ここで反射ミラーの位置は、３つのビームの光路長が等しくなるように選択される。特に、マーキングする２つの面はＦシータ・レンズ面に垂直であり、１つの面は傾斜している。
【００１９】
本発明によるレーザープリンタが包埋カセットのためのレーザープリンタであるとき、それは好ましくは、プリント位置を供給するための少なくとも１つのハブと、カセットをハブからプリント位置へ運ぶための搬送手段と、プリントヘッドと、カセットをプリント位置から使用者へ、又は収集システムへと運ぶための放出手段とを有する。
【００２０】
少なくとも１つのハブは、プリントのためのカセットを含む。好ましくは、本発明によるプリンタは複数のハブを有し、例えば各ハブが、異なる色及び／又は寸法のカセットを持つ。
【００２１】
少なくとも１つのハブからプリント位置へのカセットの移動は、好ましくは、トレーに沿って摺動する少なくとも１つの推進スライドによって実行される。あるいは、カセットは、落下によって、ロボットアームによって、又はストップゲートを用いた抽出によって、プリント位置に到達してもよい。
【００２２】
プリント位置に到達すると、上述したような反射システムを備えたレーザーヘッドによって、カセット上に情報がプリントされる。
【００２３】
好ましい実施形態において、プリンタは、欧州特許出願第１８１６４８５７．７号に記載されるように、プリントジョブの正確性及び信頼性を検証する手段も有している。
【００２４】
プリントジョブの正確性及び信頼性を検証する手段は、シンプルなバーコードリーダーであってもよい。この場合いずれにせよ、可読情報量はバーコードに含まれるものに制限される。より多くの量のデータはカメラを使用して検証することができる。好ましくは、本発明によるプリンタは、カメラを、より好ましくはカラーカメラを有する。
【００２５】
実際、カラーカメラは包埋カセットの色も記録することを可能にする。既に記載したように、カセットの色は、カセットに含まれる生体サンプルのタイプ、又は使用年を示す示差要素としてよく使用される。したがって、画像の色登録もこの情報の保持を可能にする。
【００２６】
プリントジョブが完了すると、カセットはカメラ又はバーコードリーダーによる妥当性確認に供され、もし妥当性確認が成功すると、カセットは放出されてオペレータに利用可能になされる。否定的な結果の場合、カセットは専用シュートに排出され、プリンタは、上述した１つとして同じプリント情報を新しいカセットにプリントする。
【００２７】
好ましくは、妥当性確認は、プリント後ただちに、各個別の面上に実施される。そして、第１の面をプリントした後、プリントジョブの正確性が確認され、それが正しい場合、プリンタは第２の面のプリントを開始し、以降も同様である。このようにして、エラーが存在した場合にカセットの他の面がプリントされることが回避される。
【００２８】
妥当性確認が成功すると、カセットは放出されて様々な方法で利用可能になされる。本発明の１つの実施形態において、カセットはスライドトレー上に落下することによって放出され、スライドトレーはカセットをオペレータに搬送する。２以上のオペレータの間でプリンタがシェアされている場合、プリンタは、それぞれが異なるオペレータに連絡する２以上のスライドトレーが存在することで、受け取った情報に基づき、カセットを届けるオペレータを選択することが可能である。
【００２９】
プリント位置の下に配置された水平コレクタ内にカセットを放出することが少なくとも可能である。この場合、放出は一般に落下によって行われ、コレクタは好ましくは３０個までのカセットを含む。
【図１】
2021519694.tif 000003
【図２】
2021519694.tif 000004
【図３】
2021519694.tif 000005
【図４】
2021519694.tif 000006
【図５】
2021519694.tif 000007
【国際調査報告】
2021519694.tif 000008
2021519694.tif 000009