(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方に、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させて設け、そのアパーチャを通してレーザー光スポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように移動照射させて四角単位セルを形成させるものであって、前記透孔が正方形の場合、露光面でのレーザー光のスポットサイズが、単位セルサイズの１辺の長さ以下、１／２以上のサイズになる様な正方形の透孔としたことを特徴とする２次元コードの四角形単位セルの作成方法。
【請求項２】
ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方に、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させて設け、そのアパーチャを通してレーザー光スポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように移動照射させて四角単位セルを形成させるものであって、前記透孔が矩形の場合、露光面でのレーザー光のスポットサイズの一方の辺の長さが単位セルサイズの１辺の長さ以下、１／２以上のサイズになる様にし、他方の辺の長さをその長さ以下とした矩形の透孔としたことを特徴とする２次元コードの四角形単位セルの作成方法。
【請求項３】
ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方に、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させて設け、そのアパーチャを通してレーザー光スポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように移動照射させて四角単位セルを形成させるものであって、前記透孔が菱形の場合、露光面でのレーザー光のスポットサイズが単位セルマーキング部より小さい菱形の透孔としたことを特徴とする２次元コードの四角形単位セルの作成方法。
【請求項４】
ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方にレーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させるための単位セル作成用アパ−チャの取付角調整装置であって、前記アパーチャにピン孔を挟んで取付用縦長孔を設け、前記ピン孔をスライド板に設けたピンに係合させると共に、前記取付用縦長孔を貫通させたネジでアパーチャをスライド板に固定し、且つ前記スライド板をスライド板に設けた取付用横長孔を貫通させたネジでアパーチャベースに固定したことを特徴とする単位セル作成用アパーチャの取付角調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元コードを構成する四角形単位セルをレーザー露光装置によって形成する場合の作成方法とその作成方法を実施する際に用いられるアパーチャの取付角調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、図１に例示すような２次元コード１は、四角形の単位セル２をデータコードの符号構成に応じて配置して成るものである。
【０００３】
そして、この四角形単位セルをレーザー露光装置によって対象物にマーキングする場合、従来は、図２に示すようにレーザー発生装置３から出力するレーザー光４を、エキスパンダーレンズ５で拡大した後、円形孔を設けたアパーチャ６を通して絞った後、ガルバノスキャナーミラー７で２回反射させて光線の向きを横から下側に変え、ｆ・θレンズ８に入射後、ｆ・θレンズ８で絞られたレーザー光を対象物９の露光面に到達させ、前記ガルバノスキャナーミラー７を動かして、単位セルサイズ１辺の長さのおよそ半分の径の円形のレーザー光４'のスポット４”を図３(ａ)の矢印で示すようにＺ字状に走査させることにより図３(ｂ)に示すように擬似四角形状の単位セル２'を形成させていた。
【０００４】
しかし、前述のように円形のレーザー光４'により擬似四角形の単位セル２'を形成させるため、対象物９には図３(ｂ)に示すように、目的とする四角形と比べると、図中矢印で示すように未照射部分が出来てしまうため、従来の方法で作成された単位セルから構成される２次元コードをリーダー装置で読込む場合、リーダー装置と２次元コードを照らす照明の条件により２次元コードを読込めない場合があった。
【特許文献１】特開2002−160078号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、２次元コードを構成する四角形の単位セルをレーザー光による露光装置で作成する場合において、読込精度が高い四角形状の単位セルを作成する方法とその作成方法を実施する際に用いられる構造簡単で使い勝手の良い単位セル作成用のアパーチャの取付角調整装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、第１の発明はガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方に、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させて設け、そのアパーチャを通してレーザー光スポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように移動照射させて四角単位セルを形成させるものであって、前記透孔が正方形の場合、露光面でのレーザー光のスポットサイズが、単位セルサイズの１辺の長さ以下、１／２以上のサイズになる様な正方形の透孔としたことを特徴とする２次元コードの四角形単位セルの作成方法である。
【０００７】
第２の発明は、ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方にレーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させて設け、そのアパーチャを通してレーザー光をスポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように移動照射させて四角単位セルを形成させるものであって、前記透孔が矩形の場合、露光面でのレーザー光のスポットサイズの一方の辺の長さが単位セルサイズの１辺の長さ以下、１／２以上のサイズになる様にし、他方の辺の長さをその長さ以下とした矩形の透孔としたことを特徴とする２次元コードの四角形単位セルの作成方法である。
【０００８】
第３の発明は、ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方に、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させて設け、そのアパーチャを通してレーザー光スポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように移動照射させて四角単位セルを形成させるものであって、前記透孔が菱形の場合、露光面でのレーザー光のスポットサイズが単位セルマーキング部より小さい菱形の透孔としたことを特徴とする２次元コードの四角形単位セルの作成方法である。
【０００９】
なお、本発明におけるレーザー光スポットの移動方法は、レーザー光スポットが単位セルマーキング部を塗り潰すように、例えば対象物に照射するレーザー光の断面形状に応じてＺ字状、コ字状、ロ字状に移動させるものとする。
【００１０】
第４の発明は、本発明実施の際に用いられる構造が簡単で使い勝手のよい単位セル作成用のアパーチャの取付角調節装置に関するもので、ガルバノスキャナーミラーを用いてレーザー光を移動照射するレーザー露光装置により、対象物に四角形の単位セルをデータコードの符号構成に従って並設して成る２次元コードをマーキングする場合において、四角形の透孔を設けたアパーチャを、エキスパンダーレンズの後方に、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾斜に基因する露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させるための単位セル作成用アパ−チャの取付角調整装置であって、前記アパーチャにピン孔を挟んで取付用縦長孔を設け、前記ピン孔をスライド板に設けたピンに係合させると共に、前記取付用縦長孔を貫通させたネジでアパーチャをスライド板に固定し、且つ前記スライド板をスライド板に設けた取付用横長孔を貫通させたネジでアパーチャベースに固定したことを特徴とする単位セル作成用アパーチャの取付角調節装置である。
【００１１】
ガルバノスキャナーミラーを駆動してレーザー光スポットを対象物上を移動させてマーキングを行うレーザー露光装置において、四角形の単位セルをマーキングしようとする場合、常識的にはエキスパンダーレンズの後方に、露光面でのレーザー光のスポットサイズが１辺が単位セルのサイズ１辺の大きさに等しくなる透孔を設けたアパーチャを設けて四角形の単位セルをマーキングすることが考えられる。ところが、その場合、光の回折現象作用により、マーキングされた単位セルは、４隅のＲが大きなものとなり、読み取りエラーを生じ易いものとなる。
【００１２】
前記第１〜３の発明は、レーザー光の断面が前記の場合より小さいので、マーキングされた単位セルの４隅のＲが少なくなるため、読み取りエラーの少ない２次元コードをマーキングすることができる。
【００１３】
また、ガルバノスキャナーミラーの構造に基因して、単位セルが傾斜してマーキングされるという問題を解消することができる。
【００１４】
ここで、理解を容易にするため、ガルバノスキャナーミラーの構造に基因する上記の問題について説明する。
【００１５】
図４は、正方形の透孔６ａを傾斜させないで設けたアパーチャ６'をレーザー光の光軸に垂直に設けた場合のレーザー光スポットの投影状態を示すものであるが、ガルバノスキャナーミラー７によりレーザー光は偏向されて露光パターンは対象物上のY軸に対してθ°傾斜して投影される。
【００１６】
この傾斜角度θ°は、レーザー光入射側のガルバノスキャナーミラー７Ｙの回転軸の取付け角度θ°に等しく、通常２０°前後である。
【００１７】
従って、マーキングされた擬似四角形状単位セルの形状は図５(ａ)のようになり、図５(ｂ)のように単位セルの基準寸法より飛び出したり不足したものとなる。また２次元コードは、例えば図５(ｃ)のようなものとなる。
【００１８】
第１及び第２の発明は、この問題を改善するためになされたもので、図６(ａ)のように正方形の透孔６ａをθ°だけ傾斜させて設けたアパーチャ６”を用いるようにしたものである。この方法によると、レーザー光スポットが図示のように対象物上のY軸に対して傾斜しないものとなって、図６(ｂ)のように基準寸法内に収まった擬似四角形単位セルが形成され、品質のよい単位セル、つまり品質のよい２次元コードを実現することができる。傾斜角θ°はガルバノスキャナーミラーの構造によって異なるので、アパーチャの取付角度を調節ネジ等で簡単に調整し得るように構成することが好ましい。第４の発明は、簡単な構成のアパーチャ取付用調節装置を提案するものである。
【００１９】
第１及び第２の発明は、アパーチャに設ける透孔を正方形又は矩形としたものであるが、ガルバノスキャナーミラーを用いるレーザー露出装置を用いる場合、菱形としても実用的な擬似四角形状単位セルを作成することを見出し、第３の発明をなしたものである。
【００２０】
図７（ａ）は菱形の透孔を設けたアパーチャの形と、入射側ガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾き角θ°と、菱形の透孔の辺が垂直軸（菱形の対角線）となす角η°との関係を示す図、図７（ｂ）は露光面での露光パターンの形状を示すものである。菱形の透孔を持つアパーチャを用いる第３の発明では、ガルバノスキャナーミラーにより偏向された菱形露光パターンの１辺が、図７(ｂ)のように基準（Ｘ軸）と平行になるように透孔を傾斜して設ける。
【００２１】
しかし、透孔の菱形の形状を、角η°が入射側ガルバノスキャナーミラーの回転軸の傾き角θ°と一致するようにした場合には菱形の透孔を傾斜させる必要はない。即ち、第３の発明では透孔の形状に応じて透孔の位置を露光パターンの偏向を補正する角度だけ基準より傾斜させておくようにするものである。
【００２２】
勿論、第３の発明においても、菱形の透孔は露光面でのレーザー光のスポットサイズが単位セルマーキング部より小さいものとすると同時に、図７（ｃ）に示すように単位セルマーキング部を塗り潰すようにレーザー光スポットを移動照射させる。
【００２３】
この露光方法によれば、図７（ｄ）のように、基準単位セルの大きさ（四角形）とそれ程変わらない形状とすることができ、実用上読み取りエラーのない品質の良い２次元コードをマーキングすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、従来方法より読込み精度が高い四角形状の単位セルを作成することができる。
【実施例１】
【００２５】
図８は本発明をガルバノスキャナーミラーを用いたレーザー露光装置を用いて２次元コードのマーキングを行う場合に適用した実施例のレーザー露光装置の構成を示す概略図で、３はレーザー発生装置、５はエキスパンダーレンズ、６”は図９及び図１０に示すように大きさの異なる２つの正方形の透孔６ａ，６ｂを設けたアパーチャ、７はガルバノスキャナーミラー、８はｆ・θレンズである。
【００２６】
アパーチャ６”はアパーチャベース６１にスライド板６２を介して固定されていて、大小２つの四角形の透孔６ａ，６ｂが予め前述のガルバノスキャナーミラー７Ｙの回転軸の傾斜角θ°だけ傾斜させて設けられている。
【００２７】
そしてこのアパーチャ６”には、図１０に示すように中央に設けたピン孔６３を挟んで両側に取付用縦長孔６４，６４が設けられており、またスライド板６２に前記ピン孔６３と係合するピン６５と、前記取付用縦長孔６４，６４の巾より細い径のネジ孔６６，６６と取付用横長孔６７，６７が設けられている。更にアパーチャベース６１にはスライド板６２を取付けるためのネジ孔６８，６８，６８と、アパーチャベース６１をレーザー露光装置に取付けるための取付孔６９，６９が設けられていて、アパーチャ６”はスライド板６２に、スライド板６２はアパーチャベース６１にそれぞれ２本のネジ７０で固定される。なお、ピン６５をアパーチャ６”側に設け、そのピン６５と係合するピン孔６３をスライド板６２側に設けるようにしてもよい。
【００２８】
以上のように構成されているので、アパーチャ６”はスライドベース６７に設けた取付用横長孔６７，６７の範囲内で横方向に移動調節することができ、また、大小２つの四角形の透孔６ａ，６ｂの取付角度を微調節することができる。
【００２９】
従ってレーザー発生装置３から出力するレーザー光４１は、エキスパンダレンズ５で拡大された後、正方形の透孔を設けたアパーチャ６”を通って露光面でのレーザー光のスポットサイズが四角形状の単位セルの大きさよりも小さい四角形即ち、１辺の長さが単位セルサイズの１辺の長さ以下、１／２以上の正方形になるような大きさのビームとなり、ガルバノスキャナーミラー７、ｆ・θレンズ８で前記の単位セルの大きさより小さい四角形に絞られて対象物９上に照射され、図１１（ａ）に示すようにレーザー光４１'のスポット４１”をＺ字又はコ字状あるいはロ字状に移動させて図１１（ｂ）に示すような四角形の擬似四角形の単位セルをマーキングする。
【００３０】
このマーキングされた擬似四角形の単位セルは、目的とする四角形と比べると、四隅に僅か未照射部分ができるが、読込み精度が高い高品質の単位セルである。
【００３１】
アパーチャの透孔の形状は正方形を基本としているが、前述のように長方形や菱形でもよい。長方形の場合は、１方の辺の長さを露光面でのレーザー光のスポットサイズが単位セルサイズの１辺の長さ以下、１／２以上となるサイズとし、他方の辺の長さをその長さ以下とする。
【００３２】
なお四角形状の単位セルを作成するため、アパーチャの透孔の大きさは、四角形の一辺の長さが、エキスパンダーレンズ透過後の入射レーザー光ビームの１／ｅ２で表されるビーム径の８２％より短めから効果が出てくるが、実用上は５０〜７０％程度の長さにすることが好ましい。
【実施例２】
【００３３】
図１２は透孔を菱形とした場合のアパーチャ６'''の実施例を示すもので、透孔の形が
相違するだけで，他の部分は図９及び図１０に示したものと構造的には同じである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】２次元コードの一例を示す図
【図２】従来のガルバノスキャナーミラーを用いたレーザー露光装置の構成を示す概略図。
【図３】レーザー光で単位セルを形成する場合の従来の方法の説明図。
【図４】ガルバノスキャナーミラーの構造と作用を示す説明図。
【図５】ガルバノスキャナーミラーを用いたレーザー露光装置で、第１の発明を実施した場合の単位セルと２次元コードの形成状態を示す説明図。
【図６】ガルバノスキャナーミラーを用いたレーザー露光装置で、第３の発明を実施した場合の単位セルと２次元コードの形成状態を示す説明図。
【図７】ガルバノスキャナーミラーを用いたレーザー露光装置で、第４の発明を実施した場合の単位セルと２次元コードの形成状態を示す説明図。
【図８】本発明の実施例１に用いられたレーザー露光装置の構成を示す概略図。
【図９】本発明の実施例１に用いられたアパーチャの斜視図。
【図１０】図９に示した実施例の分解斜視図。
【図１１】実施例１により作成される単位セルの説明図。
【図１２】本発明の実施例２に用いられたアパーチャの斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
３ レーザー発生装置
５ エキスパンダーレンズ
６ アパーチャ
７ ガルバノスキャナーミラー
８ ｆ・θレンズ
９ 対象物
【図１】
0004640568.tif 000002
【図２】
0004640568.tif 000003
【図３】
0004640568.tif 000004
【図４】
0004640568.tif 000005
【図５】
0004640568.tif 000006
【図６】
0004640568.tif 000007
【図７】
0004640568.tif 000008
【図８】
0004640568.tif 000009
【図９】
0004640568.tif 000010
【図１０】
0004640568.tif 000011
【図１１】
0004640568.tif 000012
【図１２】
0004640568.tif 000013