(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバレーザを備えるレーザ発振部と、
前記レーザ発振部から出射されるレーザ光を記録媒体の被マーキング面に照射する照射ヘッド部とを備え、
前記照射ヘッド部は、
前記レーザ発振部の起動直後からレーザ光の出力が安定化するまでに出射されれるレーザ光の出力を、前記記録媒体の発色閾値より低い値に減衰させる光透過部材を備え、前記レーザ発振部から出射されるレーザ光を前記光透過部材を透過して前記被マーキング面に照射することを特徴とするファイバレーザマーカ。
【請求項２】
前記光透過部材は、単数又は複数枚に重ねたガラス板であることを特徴とする請求項１記載のファイバレーザマーカ。
【請求項３】
前記照射ヘッド部は、ガルバノメータスキャナを備え、前記光透過部材を透過したレーザ光が前記ガルバノメータスキャナで走査されることを特徴とする請求項１又は２記載のファイバレーザマーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバレーザをレーザ発振部に備えるファイバレーザマーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザマーカは、集光したレーザ光を被マーキング面に照射し、ガルバノメータスキャナなどでレーザ光を走査することにより、被マーキング面に所望の文字・図形などをマーキングするものである。このようなレーザマーカは、一般に、レーザ発振部と、ガルバノメータスキャナやｆθレンズを備える照射ヘッド部を備えている。レーザ発振部としては、ＹＡＧレーザを用いるものが従来から知られているが、比較的小型・軽量化が可能な光ファイバレーザを用いるものが近年普及している（下記特許文献１参照）。光ファイバレーザは、コアに希土類を添加した光ファイバに励起光を入射し、特定波長の光のみをコアに閉じ込めて増幅させてレーザ光として出射する構造を有しており、ＹＡＧレーザに比べてＱスイッチを備えないことで小型・軽量化が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ファイバレーザをレーザ発振部に用いるレーザマーカは、レーザ発振部がＱスイッチを備えていないことから、レーザ発振部の起動時に高い励起エネルギーを蓄積できない状態でレーザ光が出射される。このため、レーザ光の出力は、起動時には小さく、時間の経過と共に徐々に大きくなって、しかるべき時間を過ぎると所定の出力に安定化するという挙動を示す。
【０００５】
これに対して、被マーキング面におけるマーキングの濃さや発色は、照射されるレーザ光の出力（単位時間当たりの照射量）によって変化するので、前述した光ファイバレーザをレーザ発振部に用いるレーザマーカでは、レーザ発振部が起動されて安定した出力が得られるまでの間に出射されたレーザ光によるマーキングと、安定した出力が得られた後のレーザ光によるマーキングとの間で濃淡や色むらが生じてしまう問題があった。
【０００６】
このような問題に対して、前述した特許文献１に記載された従来技術では、ガルバノメータスキャナによる走査速度を制御して、レーザ発振部が起動して定常状態の出力が得られるまでの間、レーザ光の照射位置データの単位時間当たりの変位量を、レーザ発振部の出力が上がるに伴って徐々に大きくするように制御することが提案されている。
【０００７】
しかしながら、現実的に、マーキングの単位長さ当たりの照射量が均一になるように照射位置データの変位量を制御するのは難しく、ガルバノメータスキャナの動作制御が煩雑になるので、画像信号と走査信号の同期が難しくなって、所望の画像を得るのが困難になる問題が生じる。また、記録媒体には、照射されるレーザ光の出力に対して発色閾値が存在し、その閾値の上下で不連続に発色状態が切り替わるので、前述した従来技術の制御がより煩雑になる問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであり、光ファイバレーザをレーザ発振部に用いるレーザマーカにおいて、複雑な制御を行うこと無く、レーザ発振部起動直後からレーザ光の出力が安定化するまでのマーキング濃淡や色むらの発生を抑止すること、が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明によるファイバレーザマーカ  は、以下の構成を具備するものである。
光ファイバレーザを備えるレーザ発振部と、前記レーザ発振部から出射されるレーザ光を記録媒体の被マーキング面に照射する照射ヘッド部とを備え、前記照射ヘッド部は、前記レーザ発振部の起動直後からレーザ光の出力が安定化するまでに出射されれるレーザ光の出力を、前記記録媒体の発色閾値より低い値に減衰させる光透過部材を備え、前記レーザ発振部から出射されるレーザ光を前記光透過部材を透過して前記被マーキング面に照射することを特徴とするファイバレーザマーカ。
【発明の効果】
【００１０】
このような特徴を有する本発明のファイバレーザマーカは、照射ヘッド部に設けた光透過部材を透過させてレーザ光を被マーキング面に照射することで、安定化するまでに出射されるレーザ光の出力を記録媒体の発色閾値より低い値に減衰させるので、レーザ発振部の起動からレーザ光の出力が安定化するまでの間に出射されるレーザ光は、記録媒体の発色に寄与しない出力になる。これによって、マーキングの始点付近で生じる濃淡や色むらを無くし、マーキングの始点から終点までを均一な濃さや色でマーキングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るファイバレーザマーカの全体構成を示した外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るファイバレーザマーカの全体構成を示した説明図（模式図）である。
【図３】本発明の実施形態に係るファイバレーザマーカの動作を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態に係るファイバレーザマーカを示している（図１が外観斜視図であり、図２が模式図）。ファイバレーザマーカ１は、レーザ発振部２と照射ヘッド部３とを備えている。図１に示した例では、レーザ発振部２と照射ヘッド部３は、光照射口４Ａを有するフレーム４に支持されている。
【００１３】
レーザ発振部２は、Ｙｂ（イッテルビウム）などの希土類を添加したコアを有する光ファイバ２０をレーザ媒質として備え、光ファイバ２０の入射端側にマスター発振器２１を接続し、光ファイバ２０の出射端側に増幅アンプ２２を接続して、マスター発振器２１にレーザダイオード（ＬＤ）２３から励起光を入射することでレーザ光を出射する光ファイバレーザを備えており、増幅アンプ２２を介して放出されるレーザ光をアイソレータ２４を介して出射するものである。
【００１４】
照射ヘッド３は、ガルバノメータスキャナ３０とｆθレンズ３１を備えている。ガルバノメータスキャナ３０は、一対のミラー３０Ａ，３０Ｂと、直交する２軸周りにミラー３０Ａ，３０Ｂをそれぞれ往復回転させるスキャナモータ３０Ｃ，３０Ｄを備えている。
【００１５】
また、照射ヘッド３は、光透過部材３２を備えている。光透過部材３２は、単数又は複数のガラス板（白板ガラス、石英ガラス、合成ガラスなど）であり、照射ヘッド３には、このガラス板を所定の枚数重ねて保持することができるホルダ３３を備えている。光透過部材３２は、例えば、一枚のガラス板で数％（５〜９％）のレーザ光出力を減衰させることができるものを用い、これを数枚重ねることで、１０〜３０％のレーザ光出力を減衰させることができるものが好ましい。
【００１６】
このようなファイバレーザマーカ１は、レーザ発振部２から出射されたレーザ光が、光透過部材３２を透過し、ガルバノメータスキャナ３０のミラー３０Ａ，３０Ｂで反射され、ｆθレンズ３１を透過することで集光して、被マーキング面Ｍ上に照射される。被マーキング面Ｍは、紙葉類（カードなど）や金属などからなる記録媒体（マーキング対象）の表面である。被マーキング面Ｍ上に文字や図柄をマーキングするには、ガルバノメータスキャナ３０を駆動してレーザ光を走査し、被マーキング面Ｍ上に照射されるレーザ光の照射位置を文字や図柄に応じて移動させる。
【００１７】
図３は、ファイバレーザマーカ１の動作を示している。ファイバレーザマーカ１は、時刻Ｔ０でレーザ発振部２を起動すると、レーザ発振部２から出射されるレーザ光の出力が、その時点から徐々に増大し、時刻Ｔ１を過ぎると安定化する。図３において、破線で示したレーザ光出力が光透過部材３２を設けていない場合の出力であり、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１に至る間に徐々に出力が増大して、出力が安定化する前に記録媒体の発色閾値を超えた値になる。このため、光透過部材３２を設けていない場合には、安定化する前のレーザ光が被マーキング面Ｍ上に照射されると、その表面が発色して、レーザ光出力が安定化した後の濃度又は発色とは異なる濃度又は色でマーキングがなされてしまう不具合が生じる。
【００１８】
これに対して、図３において実線で示したレーザ光出力が光透過部材３２を設けた場合の出力である。光透過部材３２を設けることにより、レーザ発振部２を起動してから出射されるレーザ光が安定化するまでの間（時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間）、出射されるレーザ光の出力は光透過部材３２を透過することで減衰され、記録媒体の発色閾値以下に低下する。この際、どの程度レーザ光の出力を減衰させるかは、記録媒体の発色閾値に応じて適宜設定され、光透過部材３２におけるガラス板の重ね枚数を調整することで設定することができる。また、レーザ発振部２から出射されたレーザ光が安定化した後は、通常の出力調整を行って、所望のマーキング濃度や色が得られるようにレーザ光の出力を調整する。
【００１９】
光透過部材３２の減衰率は、１０〜３０％が好ましい。減衰率が１０％より小さい場合は、レーザ光出力が安定化する前に記録媒体の発色閾値を超えてしまうことが多く、この場合には、所望の濃度又は発色と異なる濃度又は色でマーキングがなされてしまう。一方、減衰率が３０％より大きい場合には、レーザ光出力の安定化後（時刻Ｔ１以後）において所望の発色を得るために大幅にレーザ光出力を上げる（調整する）必要が生じる。この結果、レーザの周波数を下げてマーキングする必要があり、マーキング時間が増加する。
【００２０】
このようなファイバレーザマーカ１によると、レーザ発振部２から出射されるレーザ光が安定化するまでの間（時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間）は、過渡的に増加するレーザ光の出力が記録媒体の発色閾値より低く抑えられるので、その間に出射されるレーザ光を被マーキング面Ｍに照射してもマーキングはなされない。これによって、マーキングの始点付近で、マーキング濃度が薄くなったり、レーザ光が安定化した後の色とは異なる色で発色してしまう不具合を解消することができる。
【００２１】
そして、図３に示した動作例では、ファイバレーザマーカ１は、時刻Ｔ０でレーザ発振部２を起動した後、レーザ発振部２から出射されるレーザ光が安定化する時刻Ｔ１になってから、ガルバノメータスキャナ３０を起動させてマーキングを開始する。このようにすることで、マーキング始点から常に安定したレーザ光によるマーキングを行うことができるようになり、マーキングの始点から終点までを均一な濃さや色でマーキングすることができる。
【００２２】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るファイバレーザマーカ１によると、マーキングの始点付近で生じる濃淡や色むらを無くし、マーキングの始点から終点までを均一な濃さや色でマーキングすることができ、複雑な制御を行うこと無く、品質の高いマーキングを行うことができる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２４】
１：ファイバレーザマーカ，２：レーザ発振部，３：照射ヘッド部，
４：フレーム，４Ａ：光照射口，
２０：光ファイバ，２１：マスター発振器，２２：増幅アンプ，
２３：レーザダイオード，２４：アイソレータ，
３０：ガルバノメータスキャナ，３１：ｆθレンズ，
３２：光透過部材，３３：ホルダ，Ｍ：被マーキング面
【図１】
0006385314.tif 000002
【図２】
0006385314.tif 000003
【図３】
0006385314.tif 000004