(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガルバノミラーとこのガルバノミラーを軸支して回転駆動可能な駆動モータとを２組備えたガルバノスキャナを用いて、レーザ光源から出射されたレーザ光をマーキング対象物上に走査し、文字・記号・図形等を印字するガルバノスキャニング式のレーザマーキング装置において、
当該レーザマーキング装置は、長方形状のベース部と、当該ベース部上に配置されると共に前記レーザ光源、及び、当該レーザ光源からのレーザ光を前記ベース部の表面に平行な方向で、且つ、前記ベース部の長手方向に対して所定角度だけ傾いた方向に出射する開口部を有するケースと、前記ガルバノスキャナを支持固定するための一対の平板状のガルバノマウントとが設けられ、
前記各ガルバノマウントは、前記駆動モータを保持する保持部を備えると共に、この保持部を挟んで両側位置に設けられた一対の固定部位を備え、
前記各駆動モータはそれぞれ前記ガルバノマウントによって回動軸を互いに直交させる向きに支持固定されると共に、
前記一対のガルバノマウントは、前記ベース部に直交する方向からみて、互いに鋭角をなして配置され、前記一対の固定部位のうちの一方の固定部位同士が互いに組み付けられてこれらのガルバノマウント同士が互いに支持し合い、
前記一対のガルバノマウントのうち一方のガルバノマウントは、前記レーザ光の出射方向に沿って前記ケースと並ぶように配置され、その他方の固定部位が前記ケースに固定され、前記保持部で保持する前記駆動モータの回動軸が前記ベース部に直交し、当該駆動モータに軸支された前記一方のガルバノミラーが、前記開口部からのレーザ光を受ける構成とされ、且つ、当該一方のガルバノマウントの前記一方の固定部位は、前記鋭角をなす先端部分が切り欠かかれており、
他方のガルバノマウントは、前記長手方向に沿って前記ケースと並ぶように配置され、その他方の固定部位が前記ベース部に固定され、前記保持部で保持する前記駆動モータに軸支された前記他方のガルバノミラーが、前記一方のガルバノミラーにて反射したレーザ光を受ける構成とされる、ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光をガルバノスキャナを用いてマーキング対象物上で走査して文字・記号・図形等を印字するガルバノスキャニング式のレーザマーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレーザマーキング装置は、図４に示すように、ケース１内に設けられたレーザ光源から出射されたレーザ光を、ガルバノスキャナ２の備える一対のガルバノミラー３Ｘ，３Ｙによって反射させ、収束レンズ５を通してマーキング対象物Ｗ上に照射することで所定の文字・記号・図形等を印字する構成となっている。各ガルバノミラー３Ｘ，３Ｙは、それぞれ駆動モータ４Ｘ，４Ｙによって互いに直交する軸周りに回転駆動され、一方のガルバノミラー３Ｘが駆動されるとマーキング対象物Ｗ上の照射点ＭＰがＸ軸方向に移動し、もう一方のガルバノミラー３Ｙが駆動されると照射点ＭＰがＹ軸方向に移動するようになっている。また、各駆動モータ４Ｘ，４Ｙは、それぞれガルバノマウント６Ｘ，６Ｙによって支持固定されている。垂直方向の回転軸を持つ駆動モータ４Ｘは水平な平板状をなすガルバノマウント６Ｘによって保持されており、ガルバノマウント６Ｘは一端がケース１の壁面にねじ止めされることで片持ち状に固定されている。もう一方の水平方向の回転軸を持つ駆動モータ４Ｙは垂直な平板状をなすガルバノマウント６Ｙによって保持されており、このガルバノマウント６Ｙは、下端部がケース１の底部から延出されたベース部７にねじ止めされることでやはり片持ち状に固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなレーザマーキング装置においては、マーキングの際にガルバノミラーを大きな角度で動作させた場合に、ガルバノミラーに振動が生じることがある。詳しく説明すると、マーキングの過程では、一つの線を印字し終えた後、次に印字する線の開始点までの非印字区間を、レーザ光をオフにした状態で前記の照射点を移動させる。この非印字区間が比較的長い場合には、ガルバノミラーの移動速度が大きくなるため、照射点が非印字区間の終端点に近づいたときに駆動モータに逆方向へ大きな電流を流すことでブレーキを掛けてガルバノミラーを停止させ、その後に次の印字を開始するようにしている。しかし、このようにガルバノミラーを急停止させようとした際に、ガルバノミラーに振動が生じる場合があり、そのままの状態で次の印字を開始すると印字する線が揺れ、印字品質を損なってしまうことがあった。
【０００４】
これに対し、従来では、非印字区間の終端点でウェイト時間を設けて、ガルバノミラーの振動が減衰するのを待ってから、次の印字を行う方法が採られていた。しかし、特に、マーキング対象物が極めて小さく、印字する線が細くなるような場合には、振動が十分に減衰するまでのウェイト時間を長く取らねばならず、マーキング作業の高速化の妨げとなっていた。また、大型のガルバノミラーを使用する場合には、ガルバノミラーに生ずる振動がより大きくなるため、やはりウェイト時間を長く取る必要があり、これもマーキング作業の高速化の妨げとなっていた。
【０００５】
ところで、前記したレーザマーキング装置において、上記のようにガルバノミラー３Ｘ，３Ｙを急停止させる際に生ずる振動は、従来では、ガルバノミラー３Ｘ，３Ｙが駆動モータ４Ｘ，４Ｙに対して軸周り方向、あるいは軸と直交する方向に振動していることによるものと考えられていた。これらの方向への振動は駆動モータ４Ｘ，４Ｙからガルバノマウント６Ｘ，６Ｙに伝わるが、ガルバノマウント６Ｘ，６Ｙはケース１又はベース部７に片持ち状に固定されているためこれらの方向に対しては振動は生じないはずである。
しかしながら、本願出願人は、ガルバノミラー３Ｘ，３Ｙを急停止した際には、軸方向への振動も生じており、駆動モータ４Ｘ，４Ｙを保持するガルバノマウント６Ｘ，６Ｙ自体が軸方向に沿って振動して、この振動が印字品質に悪影響を及ぼす可能性があることを実験によって突き止めた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ガルバノミラーに生じる振動を低減することの可能なレーザマーキング装置を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１の発明に係るレーザマーキング装置は、ガルバノミラーとこのガルバノミラーを軸支して回転駆動可能な駆動モータとを２組備えたガルバノスキャナを用いて、レーザ光源から出射されたレーザ光をマーキング対象物上に走査し、文字・記号・図形等を印字するガルバノスキャニング式のレーザマーキング装置において、
当該レーザマーキング装置は、長方形状のベース部と、当該ベース部上に配置されると共に前記レーザ光源、及び、当該レーザ光源からのレーザ光を前記ベース部の表面に平行な方向で、且つ、前記ベース部の長手方向に対して所定角度だけ傾いた方向に出射する開口部を有するケースと、前記ガルバノスキャナを支持固定するための一対の平板状のガルバノマウントとが設けられ、
前記各ガルバノマウントは、前記駆動モータを保持する保持部を備えると共に、この保持部を挟んで両側位置に設けられた一対の固定部位を備え、
前記各駆動モータはそれぞれ前記ガルバノマウントによって回動軸を互いに直交させる向きに支持固定されると共に、
前記一対のガルバノマウントは、前記ベース部に直交する方向からみて、互いに鋭角をなして配置され、前記一対の固定部位のうちの一方の固定部位同士が互いに組み付けられてこれらのガルバノマウント同士が互いに支持し合い、
前記一対のガルバノマウントのうち一方のガルバノマウントは、前記レーザ光の出射方向に沿って前記ケースと並ぶように配置され、その他方の固定部位が前記ケースに固定され、前記保持部で保持する前記駆動モータの回動軸が前記ベース部に直交し、当該駆動モータに軸支された前記一方のガルバノミラーが、前記開口部からのレーザ光を受ける構成とされ、且つ、当該一方のガルバノマウントの前記一方の固定部位は、前記鋭角をなす先端部分が切り欠かかれており、
他方のガルバノマウントは、前記長手方向に沿って前記ケースと並ぶように配置され、その他方の固定部位が前記ベース部に固定され、前記保持部で保持する前記駆動モータに軸支された前記他方のガルバノミラーが、前記一方のガルバノミラーにて反射したレーザ光を受ける構成とされる、ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【０００９】
【発明の作用および効果】
請求項１の発明によれば、ガルバノマウントが保持部を挟んで両側位置が固定される、両持ち状に固定されることで、ガルバノマウントを片持ち状に固定した場合に比べ、ガルバノマウントをより強固に固定することができ、ガルバノマウントの振動に起因するガルバノミラーの振動そのものの大きさを低減すると共に、その振動の減衰時間を短縮することができる。これにより、印字品質を低下させることなくウェイト時間を短くすることができるため、マーキング作業の高速化を図ることが可能である。
【００１０】
また、一対のガルバノマウント同士が互いに支持し合う構成となっているため、両ガルバノマウントを別々に固定する場合に比べ、簡易な構成にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態のガルバノスキャニング式のレーザマーキング装置を示している。符号１０は、ケースであり、４枚の金属板を張り合わせることで上下方向に延びる角筒状に形成されている。このケース１０の底面部分からは、金属板からなるベース部１１が水平に延出している（ケース１０及びベース部１１は、本発明の「静止部位」に相当）。ケース１０の上部には、半導体レーザ１２（本発明の「レーザ光源」に相当）が設けられており、ここからレーザ光が下方へ向けて出射されるようになっている。
【００１２】
半導体レーザ１２より出射されたレーザ光は、ケース１０内に配されたコリメータレンズ１３、平凹シリンドリカルレンズ１４、及び平凸シリンドリカルレンズ１５を通過して、ケース１０下部に設けられた反射ミラー１７によって水平方向に反射される。その反射光は、ケース１０下部に設けられた収束レンズ１８によって徐々に収束されながら、ケース１０の壁面に設けられた開口部１９よりケース１０の外部へ出射する。
【００１３】
ベース部１１の上面には、以下に述べるガルバノスキャナ２３が設けられており、開口部１９より出射したレーザ光はガルバノスキャナ２３の備える一対のガルバノミラー２４Ｘ，２４Ｙによって順に反射される。ベース部１１には、保護ガラス２２の装着された円形の窓部２１が設けられており、ガルバノミラー２４Ｙからの反射光は保護ガラス２２を通過して、ベース部１１の下方に配されるマーキング対象物Ｗ上で焦点を結ぶようになっている。
【００１４】
ガルバノスキャナ２３は、一対のガルバノミラー２４Ｘ，２４Ｙと、それぞれのガルバノミラー２４Ｘ，２４Ｙを軸支して回転駆動な一対の駆動モータ２５Ｘ，２５Ｙとを備えて構成されている。両駆動モータ２５Ｘ，２５Ｙは、同一形状をなしており、図２に一方の駆動モータ２５Ｘを示したように、円筒形の本体部分からその中心軸に沿って一方へ同じく円筒形の細径部２６が突出されている。細径部２６からは、さらにその中心軸に沿って回転軸が突設され、その先端部にガルバノミラー２４Ｘ，２４Ｙが取りつけられている。
【００１５】
ガルバノミラー２４Ｘ及び駆動モータ２５Ｘは、後述するガルバノマウント２８Ｘによって、ガルバノミラー２４Ｘ側を下に向けて回転軸を垂直方向にした姿勢で支持固定される。もう一方のガルバノミラー２４Ｙ及び駆動モータ２５Ｙは、ガルバノマウント２８Ｙによって回転軸を水平にした姿勢で支持固定される。一方のガルバノミラー２４Ｘが駆動されると、マーキング対象物Ｗ上の照射点ＭＰが一方向（Ｘ軸方向）に移動し、もう一方のガルバノミラー２４Ｙが駆動されると照射点ＭＰが先とは直交方向（Ｙ軸方向）に移動される。
【００１６】
ガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙは、共に金属部材から形成され、図１及び図３に示すように、所定の厚さ寸法を有する平板状をなしている。一方のガルバノマウント２８Ｘは、水平姿勢をなしており、一端部２８Ａ（本発明の「固定部位」に相当）が、その端面をケース１０の壁面に突き合わせた状態で、その壁面の裏側から一対のねじ３１を締め付けることでケース１０に固定されている。また、この一端部２８Ａとは反対側の端部には突出部２８Ｂ（本発明の「固定部位」に相当）が設けられており、この突出部２８Ｂは、次に述べるもう一方のガルバノマウント２８Ｙの上面にねじ３３によって固定されている。また、ガルバノマウント２８Ｘには、一端部２８Ａと突出部２８Ｂとの間に挟まれた位置に、厚み方向に開口する保持孔３４（本発明の「保持部」に相当）が設けられており、ここにはガルバノマウント２８Ｘの細径部２６を差し込み可能となっている。保持孔３４の孔縁部には径方向に切り込み３５が設けられ、突出部２８Ｂ側の端面より切り込み３５の一方の縁部を貫通して他方の縁部のねじ孔（図示せず）に螺合するねじ３７が取りつけられている。このねじ３７を締め付けることで切り込み３５付近の部位が保持孔３４を狭めるように僅かに弾性変形されて、保持孔３４に差し込まれた駆動モータ２５Ｘの細径部２６を保持することができるようになっている。
【００１７】
一方のガルバノマウント２８Ｙは、垂直姿勢をなしており、その下部２８Ｃ（本発明の「固定部位」に相当）が、その底面をベース部１１の上面に突き合わせた状態で、ベース部１１の下側から一対のねじ３８を締め付けることによってベース部１１に固定されている。また、ガルバノマウント２８Ｙの上部２８Ｄ（本発明の「固定部位」に相当）は、前記のようにガルバノマウント２８Ｘの突出部２８Ｂにねじ止め固定されている。また、ガルバノマウント２８Ｙには、上部２８Ｄと下部２８Ｃとの間に挟まれた位置に、厚み方向に貫通する保持孔３９（本発明の「保持部」に相当）が設けられており、前記の保持孔３４と同様に、径方向に切り込み４１が設けられ、さらに上面より切り込み４１の一方の縁部を貫通して他方の縁部のねじ孔（図示せず）に螺合するねじ４２が取りつけられている。このねじ４２を締め付けることで切り込み４１付近の部位が保持孔３９を狭めるように僅かに弾性変形して、保持孔３９に差し込まれた駆動モータ２５Ｙの細径部（図示せず）を保持することができるようになっている。
【００１８】
上記の構成によれば、ガルバノマウント２８Ｘは、駆動モータ２５Ｘを保持する保持孔３４を挟んで両側に位置にする一端部２８Ａ及び突出部２８Ｂがケース１０又はもう一方のガルバノマウント２８Ｙに固定されている。また、もう一方のガルバノマウント２８Ｙについても、駆動モータ２５Ｙを保持する保持孔３９を挟んで両側に位置する上部２８Ｄ及び下部２８Ｃがガルバノマウント２８Ｘ又はベース部１１に固定されている。このように、ガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙが両持ち状に固定されることで、従来のように、ガルバノマウントを片持ち状に固定した場合に比べ、ガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙをより強固に固定することができ、ガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙの振動に起因するガルバノミラー２４Ｘ，２４Ｙの振動の大きさを低減すると共に、その振動の減衰時間を短縮することができる。これにより、印字品質を低下させることなくウェイト時間を短くすることができるため、マーキング作業の高速化を図ることが可能である。
【００１９】
また、一対のガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙは、それぞれ一方の固定部位（突出部２８Ｂ，上部２８Ｄ）が互いに組み付けられて、両ガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙが互いに支持し合う構成となっているため、両ガルバノマウント２８Ｘ，２８Ｙをケース１０やベース部１１に別々に固定する場合に比べて、簡単な構成にできる。
【００２０】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００１】
【図１】本実施形態のレーザマーキング装置の一部切欠正面図
【図２】ガルバノミラー及び駆動モータの正面図
【図３】ガルバノマウントの取付構造を示す斜視図
【図４】従来のレーザマーキング装置を示す斜視図
【符号の説明】
１０…ケース（静止部位）
１１…ベース部（静止部位）
１２…半導体レーザ（レーザ光源）
２３…ガルバノスキャナ
２４Ｘ，２４Ｙ…ガルバノミラー
２５Ｘ，２５Ｙ…駆動モータ
２８Ａ…一端部（固定部位）
２８Ｂ…突出部（固定部位）
２８Ｃ…下部（固定部位）
２８Ｄ…上部（固定部位）
２８Ｘ，２８Ｙ…ガルバノマウント
Ｗ…マーキング対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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