(57)【要約】【課題】  制御手段の処理負担を軽減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】マーキング情報ＭＩを５１２×５１２ドットからなるドットエリアＤＡ内の中心を基準点ＲとしてマークＭを構成する線分の始点Ｓｉ及び終点Ｅｉの位置情報、直線又は曲線等の線種、及び始点Ｓｉないし終点Ｅｉの情報（終始点情報）から構成し、上記ドットエリアＤＡはその中心を原点Ｏとして直交座標系を擬似的に構成する。そして、記憶手段３０内に原点Ｏに対する始点Ｓｉ又は終点Ｅｉの値（Ｘ1i，Ｙ1i）をマーキング情報ＭＩとして記憶する。【選択図】  図４
2005125366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字・記号・図形等の単位マークを表すマーキング情報が、前記単位マークを描くための所定のドットエリア内で前記単位マークを構成する線分の始点及び終点の位置情報を含んで記憶されたマーキング情報記憶手段と、
印字すべき前記単位マークを選択するための単位マーク指定手段と、
選択された単位マークの印字角度を設定するための印字角度設定手段と、
前記単位マーク指定手段によって指定された前記単位マークのマーキング情報及び前記印字角度設定手段にて設定された印字角度に基づいて印字用座標データを生成する座標データ生成手段と、
この座標データ生成手段によって生成された印字用座標データに基づいて動作してレーザ光源からのレーザ光を被マーキング対象物上に走査することで前記単位マークを前記被マーキング対象物上に印字するガルバノミラー装置とを備えたレーザマーキング装置において、
前記マーキング情報記憶手段には、前記ドットエリアの中心を基準点として前記単位マークを構成する線分の位置情報が記録されており、
前記座標データ生成手段は、前記単位マーク指定手段にて指定された単位マークのマーキング情報を前記マーキング情報記憶手段から読み出し、前記印字角度設定手段にて設定された印字角度に基づいて前記マーキング情報に前記基準点を中心にした回転補正処理を施し、この回転補正処理を施したマーキング情報から前記印字用座標データを生成するように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２】
前記印字用座標データ生成手段は前記回転補正処理を行なう際に、回転行列を用いた演算処理によって前記マーキング情報から前記印字用座標データを生成することを特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザマーキング装置に係り、特に、予め記憶されるマーキング情報の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザマーキング装置として特許文献１に記載されているものがある。これは、コンソールにて入力される文字・記号・図形等のマーク３００に対応したマーキング情報を予め記憶手段に記憶しておき、このコンソールに入力されたマーク３００に対応したマーキング情報を制御手段が読み出し、このマーキング情報に基づいて座標データを生成してガルバノミラー装置に順次送信して動作させると共に、レーザ光源のオンオフ制御を行なう。そうすると、レーザ光源からのレーザ光がガルバノミラー装置によってワーク１００上を走査し、これにて、コンソールに入力されたマーク３００が印字されるのである。
【特許文献１】特開平８−１８４９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のマーキング情報は各線分において、ドットエリアのうち角のドットを基準位置とし、この基準位置を中心として始点及び終点の位置情報が含まれて構成されており、これらの位置情報がメモリ等の記憶手段（マーキング情報記憶手段）に記憶されている。
【０００４】
そして、ユーザーはコンソールに入力されたマークを選択し、その印字位置、上下左右方向の寸法、回転角度を入力し、これに基づいて制御手段が記憶手段からマーキング情報を読み出し、入力された条件に応じて座標データを生成する。
【０００５】
例えば、図１２に示すように円状のワーク１００毎にそれぞれ固有の番号を印字する場合、具体的にはロット番号２００を印字する際において、その周縁に沿って扇状にロット番号を印字することがあり、この場合には各数字をワーク１００に対して回転させる必要が生じる。
【０００６】
従って、上記の場合には印字角度が０°以上、即ちワーク１００に対して斜めにロット番号２００を印字することとなり、各マーク３００を回転させる回転補正処理が必要となる。このとき、上記の基準点を中心としてマーク３００を回転させる回転補正処理と、回転によって生じた上下又は左右のオフセットを相殺するオフセット相殺処理の２つの処理を行なわなければならない。例えば、ロット番号２００のように各ワーク１００毎に固有のマーク３００群を印字する際には制御手段に対して多大な負荷がかかり、印字時間の遅延を招く虞がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、制御手段の処理負担を軽減することができるレーザマーキング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、文字・記号・図形等の単位マークを表すマーキング情報が、前記単位マークを描くための所定のドットエリア内で前記単位マークを構成する線分の始点及び終点の位置情報を含んで記憶されたマーキング情報記憶手段と、
印字すべき前記単位マークを選択するための単位マーク指定手段と、
選択された単位マークの印字角度を設定するための印字角度設定手段と、
前記単位マーク指定手段によって指定された前記単位マークのマーキング情報及び前記印字角度設定手段にて設定された印字角度に基づいて印字用座標データを生成する座標データ生成手段と、
この座標データ生成手段によって生成された印字用座標データに基づいて動作してレーザ光源からのレーザ光を被マーキング対象物上に走査することで前記単位マークを前記被マーキング対象物上に印字するガルバノミラー装置とを備えたレーザマーキング装置において、
前記マーキング情報記憶手段には、前記ドットエリアの中心を基準点として前記単位マークを構成する線分の位置情報が記録されており、
前記座標データ生成手段は、前記単位マーク指定手段にて指定された単位マークのマーキング情報を前記マーキング情報記憶手段から読み出し、前記印字角度設定手段にて設定された印字角度に基づいて前記マーキング情報に前記基準点を中心にした回転補正処理を施し、この回転補正処理を施したマーキング情報から前記印字用座標データを生成するようにされているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記印字用座標データ生成手段は前記回転補正処理を回転行列により行なうところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
＜請求項１の発明＞
請求項１の発明では、前記マーキング情報記憶手段に、ドットエリアの中心を基準点として前記単位マークを構成する線分の位置情報を記憶し、座標データ生成手段は、単位マーク指定手段にて指定された単位マークのマーキング情報をマーキング情報記憶手段から読み出し、印字角度設定手段にて設定された印字角度に基づいてマーキング情報に基準点を中心にした回転補正処理を施し、この回転補正処理を施したマーキング情報から前記印字用座標データを生成するようにした。
これにより、マークの印字角度を変える場合には、回転補正処理の１処理で済むから、従来の２処理に比べて制御手段の負担が少なくて済む。
【００１０】
＜請求項２の発明＞
また、回転補正処理の方法としては、２次元フーリエ変換等のいくつかの方法が考えられる。このうち、回転行列を用いた回転補正処理が制御手段にとって最も負担の少ない処理となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本発明に係るレーザマーキング装置の一実施形態を図１ないし図９を参照して説明する。
＜全体構成＞
レーザマーキング装置は制御装置１内に設けられたコンソール等の入力装置１０（単位マーク指定手段、印字角度設定手段）において入力された文字・記号・図形等のマークＭ（単位マーク）、このマークＭのサイズ、印字位置及びワークＷに対するマークＭの印字角度に応じてＣＰＵ２０（座標データ生成手段）が指定されたマークＭに対応するマーキング情報ＭＩをメモリ３０（マーキング情報記憶手段）から読み出し、このマーキング情報ＭＩから上記の条件に応じた座標データ（印字用座標データ）を生成してガルバノミラー装置４０に送信するとともに、レーザ発振器５０をオンオフ制御する。これにより、レーザ発振器５０からのレーザ光がガルバノミラー装置４０及び収束レンズ６０によりワークＷ上を走査して入力装置１０にて入力されたマークＭが印字されるようになっている。
【００１２】
レーザ発振器５０はＣＰＵ２０からのオンオフの制御信号によりレーザ光源の動作・休止状態を切りかえてレーザ光の出射・休止を制御している。ガルバノミラー装置４０はＣＰＵ２０から出力された座標データＡＤを受けてＸ及びＹガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙを回動させることで、レーザ光をワークＷ上の所望の位置に照射させるようになっている。
【００１３】
入力手段１０は、上述したように、所望のマークＭ、マークＭのサイズ（縦及び横の寸法）及びマークＭのワークＷに対する印字角度の印字情報を入力するようになっている。入力完了後印字開始ボタン（図示せず）を操作すると、これらの印字情報がＣＰＵ２０に送信されるようになっている。
【００１４】
記憶手段２０には、入力装置１０にて入力されるマークＭに関するマーキング情報ＭＩが記憶されている。このマーキング情報ＭＩは図３に示すように、例えば５１２×５１２ドットからなるドットエリアＤＡ内の中心を基準点ＲとしてマークＭを構成する線分の始点Ｓｉ及び終点Ｅｉ（ｉ＝１，２，３・・・ｎ）の位置情報、直線又は曲線等の線種、及び始点Ｓｉないし終点Ｅｉの情報（終始点情報）から構成されて記憶されている。
尚、上記ドットエリアＤＡはその中心を原点Ｏとして直交座標系を擬似的に構成している。
【００１５】
また、記憶手段３０内には、原点Ｏに対する始点Ｓｉ又は終点Ｅｉの値（Ｘａ，Ｙａ）が記憶されており、実際には１４ビットからなるビット列Ｂが用意されて、下位２ビットには線種情報、その上位２ビットには終始点情報、さらに上位９ビットには座標（Ｘ1i，Ｙ1i）（i ＝１，２，３・・・ｎ）、最上位ビットにはＸ又はＹの座標を示す情報（座標軸情報）が格納されるようになっている。
【００１６】
制御手段３０はレーザ発振器５０に対してオンオフの制御信号を送信するとともに、マーキング情報ＭＩ及び入力装置１０に入力された印字情報からガルバノミラー装置４０に送信すべき座標データＡＤを生成する。具体的には、印字情報から入力されたマークＭに対応するマーキング情報ＭＩを記憶手段３０から読み出し、このマーキング情報ＭＩ、マークＭのサイズ及び印字角度θから座標データＡＤを生成し、ガルバノミラー装置４０に送信するようになっている。
【００１７】
本実施形態の構成は以上であり、続いて動作について図５及び図６のフローチャートに沿って説明する。
ユーザーが入力装置１０で所望のマークＭ、縦及び横のサイズ、印字角度θを入力し、印字位置を指定する。これらの印字情報を入力して、印字開始ボタンを操作すると、印字情報がＣＰＵ２０に送信される（図７参照）。ＣＰＵ２０は上記の印字情報を受信して、マークＭに対応するマーキング情報ＭＩを記憶手段３０から読み出す（ステップＳ１）。
【００１８】
ＣＰＵ２０では、設定されたサイズに基づいてサイズ変更処理を行なう（ステップＳ２）。入力された縦及び横の寸法(ＬX0、ＬY0）をそれぞれ５１２で除算し、１ドットあたりの寸法を決定する（ステップＳ２１）。この後、始点Ｓｉ及び終点Ｅｉの座標算出を行なう。具体的には、上記の相対値（Ｘ1i，Ｙ1i）にそれぞれ、横方向（Ｘ方向）における１ドットあたりの寸法ＬｘをＸ1iに乗じてＸ2iを求め、縦方向（Ｙ方向）における１ドットあたりの寸法ＬｙをＹ1iに乗じてＹ2iを求める（ステップＳ２２）。即ち、以下の（式１）及び（式２）により座標変換を行なうのである。
Ｘ2i＝（Ｘ1i×Ｌｘ）………………（式１）
Ｙ2i＝（Ｙ1i×Ｌｙ）………………（式２）
【００１９】
上記、サイズ変更処理が終了すると、マークＭを回転させる回転補正処理を行う（ステップＳ３）。これは、図８に示すように、直交座標系で示された座標（Ｘ2i、Ｙ2i）を原点に対して所定角度θ回転させたときの座標（Ｘ3i，Ｙ3i）（i ＝１，２，３・・・ｎ）を得るために回転行列を用いる（図９参照）。従って、始点Ｓｉ及び終点Ｅｉの座標（Ｘ2i，Ｙ2i）を回転行列を用いて（Ｘ3i，Ｙ3i）に座標変換することでマークＭを所定角度θ回転させる。
【００２０】
そして、上記の座標（Ｘ3i，Ｙ3i）にそれぞれ、基準点Ｒにおける横方向（Ｘ方向）のワークＷの座標の原点Ｏ２に対するオフセット量ＸｄをＸ3iに加算すると共に、縦方向（Ｙ方向）のオフセット量ＹｄをＹ3iに加算することでワークＷ上で印字するための座標（Ｘ4i，Ｙ4i）を得る。即ち、下記式（３）及び式（４）により座標（Ｘ4i，Ｙ4i）を得る。
Ｘ4i＝Ｘ3i＋Ｘｄ………………式（３）
Ｙ4i＝Ｘ3i＋Ｙｄ………………式（４）
【００２１】
最後に、始点Ｓｉ及び終点Ｅｉの座標（Ｘ4i，Ｙ4i）から座標データを生成し（ステップＳ４）、この座標データをガルバノミラー装置４０に順次送信するとともに、レーザ発振器５０にオンオフの制御信号を送信する（ステップＳ５）。
例えば、上記レーザマーキング装置を円形状のワークＷＳの周縁に沿って各ワーク毎に６桁のロット番号を印字する場合には、図１０に示すように、まず「０」「０」「０」「０」「１」のマークＭを選択し、各マークＭによる概形が曲線状となるようにそれぞれのマークＭのサイズ、印字位置、印字角度θを設定し、印字開始ボタンを操作する。以降、数字を１つづつ大きくして、順次印字開始ボタンを操作するようにすればよい（図１０参照）。
また、ソフトウェア処理にて上記マークＭの印字位置及び印字角度θを固定状態としておき、順次数字を大きくして自動的に印字させるようにしても良い。このようにすれば、ワークＷＳの数が膨大な場合には回転補正処理によるＣＰＵ２０の処理負担が大幅に低減されることとなる。
【００２２】
上記実施形態では、ドットエリアＤＡの中心を原点Ｏとして、マークＭを構成する各線分の始点Ｓｉ及び終点Ｅｉの値を記憶するようにしているから、マークＭを回転させても、印字位置がずれることがなく、従来必要であったオフセット相殺処理を省略して回転補正処理の１処理で済む。これによって、ＣＰＵ２０の処理負担を低減することができる。
また、回転補正処理は回転行列により行なっているから、例えば、２次元フーリエ変換等の複雑な処理に比べて、制御手段の処理負担が一層低減される。
【００２３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、直交座標系を用いて座標表示をしていたが、極座標系を用いて極座標表示としても良い。この場合回転補正処理は一層簡略化されることとなる。
（２）また、上記実施形態では、回転行列により回転補正処理を行なっていたが、２次元フーリエ変換により回転補正処理を行ってもよい。
（３）上記実施形態では、単位マーキング情報として、ドットエリア内に１つのマークＭを記載したものを示したが、例えば、図１１に示すように、複数のマークＭを記載しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】レーザマーキング装置の全体構成の模式図
【図２】制御装置内の構成を示した模式図
【図３】ドットエリア及びマークの各線分の終点及び始点の座標を示した模式図
【図４】メモリ内に記憶されるマーキング情報を示した図
【図５】制御手段の制御内容を示したフローチャート
【図６】サイズ変更処理を示したフローチャート
【図７】入力手段に表示されるマークを示した概念図
【図８】マークを回転させたときの状態を示した概念図
【図９】回転行列の式を示した図
【図１０】ワークにロット番号を印字したときの概念図
【図１１】変形例を示した図
【図１２】従来のレーザマーキング装置の印字処理を示した概念図
【符号の説明】
【００２５】
１０…入力装置
２０…ＣＰＵ
３０…メモリ
４０…ガルバノミラー装置
５０…レーザ発振器
Ｍ…マーク
ＭＩ…マーキング情報
θ…印字角度
ＤＡ…ドットエリア
Ｓｉ…始点
Ｅｉ…終点
【図１】
2005125366.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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