特許 6683523 レーザーマーキング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6683523

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】レーザーマーキング装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20200413BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 B

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-69804(P2016-69804)

(22)【出願日】2016年3月30日

(65)【公開番号】特開2017-177184(P2017-177184A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年3月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137947

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 貴文

(72)【発明者】

【氏名】岡田 篤

【審査官】 岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２３９３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０３５１７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０３６００８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−８３２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−１３０８１８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

媒体にレーザー光を照射するレーザー装置と、
前記媒体を支持するキャリアと、
前記キャリアを前記レーザー光の照射位置へ搬送するキャリア搬送部と、を備え、
前記キャリアは、前記媒体の端面を挟持しながら搬送するローラを有する、
レーザーマーキング装置。

【請求項2】

前記ローラの前記媒体との接触面にはテーパが形成されている、
請求項１に記載のレーザーマーキング装置。

【請求項3】

前記キャリアは、前記媒体が供給される挿入口に、媒体の両端面をガイドする固定幅ガイドを有する、
請求項１または請求項２に記載のレーザーマーキング装置。

【請求項4】

前記キャリアは、回動により前記媒体の搬送方向を変更可能である、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザーマーキング装置。

【請求項5】

前記ローラは、前記媒体を前記キャリアの内外へ搬送する駆動ローラを含む、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザーマーキング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、カードなどの媒体にレーザーにより文字などをマーキングするレーザーマーキング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、カードなどの媒体にレーザー光を照射して文字や記号などをマーキングするレーザーマーキング装置（レーザーマーカ）が知られている（例えば特許文献１または特許文献２参照）。このようなレーザーマーキング装置では、カードなどの媒体をローラでレーザー照射位置まで搬送している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２４４６９２号公報

【特許文献2】特開２０１５−１６３４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来のレーザーマーキング装置では、カードなどの媒体の搬送に、マーキング面を上下方向（表裏側）から押さえながら回動することで搬送する搬送ローラを用いており、カードなどの媒体のマーキング面に擦り傷が発生することがあった。このように、マーキング面に傷がついてしまうと、カードなどの媒体にレーザーにより形成される文字や記号の品質に影響することがあった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

【0006】

本発明の一の手段は、
媒体（２）にレーザー光を照射するレーザー装置（１０）と、
前記媒体を支持するキャリア（３）と、
前記キャリアを前記レーザー光の照射位置まで搬送するキャリア搬送部（モータ５など）と、
前記媒体を前記キャリアに供給する供給部（１）と、
を備え、
前記キャリアは、前記媒体の端面を挟持しながら搬送するローラ（３２）を有する、
レーザーマーキング装置である。

【0007】

上記構成のレーザーマーキング装置によれば、ローラによって端面を挟持しながら媒体を搬送するため、媒体のマーキング面にローラが接触することがない。そのため、媒体のマーキング面に擦り傷がつくことがなく、カードなどの媒体に対して高品質でレーザーマーキングを行うことが可能となる。

【0008】

上記レーザーマーキング装置において、好ましくは、
前記ローラの前記媒体との接触面にはテーパ（３２ｄ）が形成されている。

【0009】

上記構成のレーザーマーキング装置によれば、テーパが形成されていることで、媒体を位置ずれが生じないように両側から挟持することができる。

【0010】

上記レーザーマーキング装置において、好ましくは、
前記キャリアは、前記媒体が供給される挿入口に、媒体の両端面をガイドする固定幅ガイド（３３）を有する。

【0011】

上記構成のレーザーマーキング装置によれば、キャリアが固定幅ガイドを有することで、カードなどの媒体を位置ずれなくキャリアに対して挿入させることが可能となる。

【0012】

上記レーザーマーキング装置において、好ましくは、
前記キャリアは、回動により前記媒体の搬送方向を変更可能である。

【0013】

上記構成のレーザーマーキング装置によれば、キャリア自体が回動することで媒体の搬送方向を変更し、例えばマーキング時の媒体の搬送方向に対して垂直な方向に媒体が搬送させる動作などが可能となる。

【0014】

上記レーザーマーキング装置において、好ましくは、
前記ローラは、前記媒体を前記キャリアの内外へ搬送する駆動ローラを含む。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】カードキャリッジケースがカードを支持する状態のレーザーマーキング装置の構成を示す図。

【図2】カードキャリッジケースがカードを下方向に搬送する状態のレーザーマーキング装置の構成を示す図。

【図3】カードへのマーキングを行う状態のレーザーマーキング装置の構成を示す図。

【図4】カードキャリッジケース及びその周辺部の拡大図。

【図5】カードキャリッジケース及びその周辺を上面側から見た平面図。

【図6】カードキャリッジケース及びその周辺のＢ−Ｂの位置の断面図。

【図7】カードキャリッジケース及びその周辺の側面図。

【図8】カードキャリッジケースの拡大図。

【図9】カードキャリッジケースを上面側から見た平面図。

【図10】カードキャリッジケースのＡ−Ａの位置の断面図。

【図11】ローラ部とカードとの拡大図。

【図12】ローラ部によるカードの挟持部分の拡大図。

【図13】ローラ部の拡大図。

【図14】ローラ部の分解図。

【図15】カードキャリッジケースのローラ及び固定幅ガイドを示す図。

【図16】固定幅ガイドの拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項

【0017】

＜１．実施形態＞
本実施形態のレーザーマーキング装置は、記録対象媒体であるカードを、端面を挟持しながら搬送する構成としている点を特徴の一つとしている。さらに、本実施形態のレーザーマーキング装置は、カードを支持しながら移動することで搬送するカードキャリッジケース自体が回動し、カードの搬送方向を変更できる構成となっている点を、別の特徴としている。以下、本実施形態のレーザーマーキング装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、従来の一般的なレーザーマーキング装置と同様の構成についてはその説明を省略することがある。

【0018】

図１〜図３は、本実施形態のレーザーマーキング装置であって、図１はカード２がカード供給部１からカードキャリッジケース３に供給されたときの状態を示しており、図２はカードキャリッジケース３がカード２の搬送方向を下方向にしたときの状態を示しており、図３はカードキャリッジケース３がレーザー照射位置にカード２を搬送したときの状態を示している。図１〜図３に示されるように、本実施形態のレーザーマーキング装置は、カード供給部１、カードキャリッジケース３、ガイドシャフト４、レーザー装置１０、露光光学系２０、コントロール部３０、及び撮像部４０を含んで構成される。

【0019】

＜レーザー装置１０＞
レーザー装置１０は、例えば、共振器を有しており、レーザーダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）などの励起光源からの励起光を増幅して大きい強度のパルスレーザー光２１を出力するよう構成されている。レーザー装置１０は、レーザーマーキング装置で搬送される媒体であるカード２に対してパルスレーザー光２１を照射するためのレーザー光源となる装置である。

【0020】

＜露光光学系２０＞
露光光学系２０は、レーザー装置１０から出射されたパルスレーザー光２１を、所定の画像データに基づいて、ラスタ方式などによりカード２の所定位置に照射させる（図３参照）。露光光学系２０は、例えば、一または複数のガルバノミラー、及びｆθレンズなどを有し、コントロール部３０により制御される。

【0021】

＜コントロール部３０＞
コントロール部３０は、レーザーマーキング装置の各構成を統括的に制御する制御部として機能する。コントロール部３０は、制御部、通信部、表示部、入力部、インタフェース部、及び記憶部などを備える（図示せず）。例えば、コントロール部３０は、カード供給部１を制御してカード２をカードキャリッジケース３に供給する。また、コントロール部３０は、記憶部に記憶されたプログラム及び画像データに基づいてレーザー装置１０、及び露光光学系２０を制御し、カード２に対するレーザー光の照射を行う。また、コントロール部３０は、カードキャリッジケース３を制御し、カードキャリッジケース３をガイドシャフト４に沿って移動させたり、回転軸３１（後述）を中心に回動させたり、カードキャリッジケース３のローラ３２（後述）を回動してカード２を搬送させたりする動作を制御する。

【0022】

＜撮像部４０＞
撮像部４０は、カード２の搬送経路の下側に配置され、カードキャリッジケース３により下方向に搬送されたカード２を撮像するよう構成される（図２参照）。撮像部４０は、撮像した画像のデータをコントロール部３０に対して出力する。

【0023】

＜カード供給部１＞
カード供給部１は、複数のカード２を保持しながら、コントロール部３０の制御により、カード２を１枚ずつカードキャリッジケース３に供給していく。

【0024】

＜カードキャリッジケース３＞
カードキャリッジケース３は、上流側に設けられたカード供給部１から１枚ずつ供給されるカード２を挿入され、カード２を支持する。カードキャリッジケース３は、コントロール部３０の制御により動作されたモータ５により回動するタイミングベルト４１により、ガイドシャフト４に沿って移動することで、カード２をカード挿入位置からレーザー照射位置を経て、カード排出位置へと搬送する。カードキャリッジケース３は、本発明におけるキャリアの一例である。

【0025】

図４は、カードキャリッジケース３及びその周辺部の拡大図である。図５は、カードキャリッジケース３及びその周辺を上面側から見た平面図である。図６は、図５におけるＢ−Ｂの位置の断面図である。図７は、カードキャリッジケース３及びその周辺の側面図である。図８は、カードキャリッジケース３の拡大斜視図である。図９は、カードキャリッジケース３を上面側から見た平面図である。図１０は、図９のＡ−Ａの位置の断面図である。

【0026】

これらの図４〜図１０に示されるように、カードキャリッジケース３は、回転軸３１、複数のローラ３２、及び複数の固定幅ガイド３３などを含んで構成される（特に図４参照）。

【0027】

＜回転軸３１＞
回転軸３１は、カードキャリッジケース３の内枠に固定され、コントロール部３０により回動されることで、カードキャリッジケース３の内枠に支持されているカード２を回転させる。回転軸３１が回動することで、カードキャリッジケース３は、図２に示されるように、カード２の搬送方向を下方向（垂直方向）にすることができ、これによってカード２を撮像部４０による撮像位置に移動させることができる状態となる。また、回転軸３１は、一方向に回動するよう構成してもよいし、二方向（両方向）に回動するよう構成してもよい。回転軸３１は、カード２の表面または裏面のいずれかが撮像部４０に対向するようにカードキャリッジケース３を回動可能になっている。

【0028】

＜ローラ３２＞
ローラ３２は、カードキャリッジケース３に挿入され支持されるカード２の両端面を挟持しながら支持するよう、カード２の側面に沿うよう２列に整列されて配置される。ローラ３２は、カード２の両側面に、カード２を挟んで対向するよう複数配置されている。ローラ３２は、カードキャリッジケース３で支持搬送されるカード２の幅ガイドとしての機能も有している。特に図６及び図１０に示されるように、ローラ部３２ａ及び丸ベルトプーリ３２ｂを含んで構成される。すなわち、ローラ３２は、ローラ部３２ａと丸ベルトプーリ３２ｂとを含む構成の総称である。

【0029】

＜ローラ部３２ａ＞
図１１は、ローラ部３２ａとカード２との拡大図である。図１２は、ローラ部３２ａによるカード２の挟持部分の拡大図である。図１３は、ローラ部３２ａの拡大図である。図１４は、ローラ部３２ａの分解図である。図１５は、カードキャリッジケース３のローラ３２及び固定幅ガイド３３を示す図である。これらの図１１〜図１５に示されるように、ローラ部３２ａは樹脂などにより扁平な円柱状に形成され、その側面の中央部には溝状のテーパ３２ｄが形成されている（特に図１２参照）。テーパ３２ｄは、Ｖ字型の溝状に形成されており、その底面部でカード２を支持するよう形成されている。図１２に示されるように、ローラ部３２ａは、カード２の端面２ａを、テーパ３２ｄが形成された溝部分により挟持する。このように、ローラ部３２ａの側面の溝部分にはテーパ３２ｄが形成されていることで、カード２をずれなく、かつ傷つけないよう支持及び搬送することができる構成となっている。また、図１４に示されるように、ローラ部３２ａは、その側面の溝にゴム輪３２ｅが取り付けられている。ゴム輪３２ｅは、カード２がたわまない程度の弾性力を有しており、カードの搬送力を確保するような構成となっている。このゴム輪３２ｅによって、ローラ部３２ａはカード２の端面を弾性的に、ずれなく支持搬送することができる構成となっている。

【0030】

＜丸ベルトプーリ３２ｂ＞
ローラ部３２ａの上下には丸ベルトプーリ３２ｂが配置されている。カードキャリッジケース３に含まれるローラ３２は、カード２の両側面に沿うよう２列に整列され、それぞれの列のローラ３２は、特に図１０及び図１５に示されるように、丸ベルトプーリ３２ｂにかけられた丸ベルト３２ｃによって連動するようになっている。これにより、それぞれの列を構成する複数（例えば５つ）のローラ３２は、そのうちの少なくとも一つが図示しないローラ駆動モータにより駆動されることにより、その駆動力を他のローラ３２に伝達する構成となっている。ローラ３２のうち、このローラ駆動モータにより駆動されるローラ３２を駆動ローラと呼ぶことがある。

【0031】

＜固定幅ガイド３３＞
図４、図７、及び図１５に示されるように、カードキャリッジケース３のカード挿入口、及びカード排出口には、固定幅ガイド３３が配置されている。図１６は、固定幅ガイド３３の拡大図である。固定幅ガイド３３は、特に図７、図１５、及び図１６に示されるように、カード２と接する位置に、テーパ３３ａが配置されている。このようなテーパ３３ａが形成された固定幅ガイド３３がカード挿入口及びカード排出口に配置されることで、カード供給部１からカードキャリッジケース３に供給されるカード２が位置ずれなく挿入される。

【0032】

＜ガイドシャフト４＞
図１〜図５などに示されるように、ガイドシャフト４は、レーザーマーキング装置に固定され、カードキャリッジケース３を支持するよう配置されている。前述のように、コントロール部３０によりモータ５が回動させることにより、タイミングベルト４１が回動し、これによりカードキャリッジケース３がガイドシャフト４に沿って直動する。

【0033】

ここで、本実施形態のレーザーマーキング装置において、カード２に対してレーザー光によるマーキングを行う動作について説明する。

【0034】

まず、コントロール部３０の制御により、カード供給部１から１枚のカード２がカードキャリッジケース３に対して供給される（図１参照）。カード供給部１から供給されたカード２は、カードキャリッジケース３の固定幅ガイド３３により両側面を挟持されながら、カードキャリッジケース３に挿入されていく。カードキャリッジケース３に挿入してきたカード２は、コントロール部３０により回動するよう制御されたローラ３２により挟持されながら、カードキャリッジケース３の奥へと搬送されていく。カード２がカードキャリッジケース３の中央部分まで移動すると、ローラ３２はその回動を停止し、これによりカードキャリッジケース３によりカード２が端面を挟持されながら支持される状態となる（図１参照）。

【0035】

この状態で、カード２に対してレーザー光によるマーキングを行うときには、コントロール部３０によりモータ５が回動され、これによってガイドシャフト４に沿ってカードキャリッジケース３が直動していく。カードキャリッジケース３に支持されたカード２が所定の位置に到達すると、コントロール部３０はモータ５の動作を停止させ、カードキャリッジケース３の搬送を停止する（図３参照）。この状態で、コントロール部３０はレーザー装置１０及び露光光学系２０を駆動し、カード２の所定位置にレーザー光によるマーキングを行う。レーザー光によるマーキングが完了すると、コントロール部３０はカードキャリッジケース３をガイドシャフト４に沿って、動作終端位置に移動させる。そして、カードキャリッジケース３が動作終端位置まで移動したら、コントロール部３０はローラ３２を動作させてカード２を排出する。これにより、カード２に対するレーザー光によるマーキング処理が終了し、必要に応じて次のカード２に対するマーキング処理が行われることとなる。

【0036】

また、カード２のマーキング前のカード面やマーキング状態などを撮像する場合には、コントロール部３０は、カードキャリッジケース３の回転軸３１を回動させ、カードキャリッジケース３を、ガイドシャフト４による搬送方向に対して垂直な方向に向くよう制御する（図２参照）。この状態から、コントロール部３０によりローラ３２が回動させられると、カード２が撮像部４０により撮像可能な位置へと排出される。なお、カードキャリッジケース３は、必ずしも図２の位置で回動させる必要はなく、任意の位置で回動するような構成としてもよい。

【0037】

上記のように、本実施形態のレーザーマーキング装置では、カード２の端面をローラ３２により挟持しながら支持搬送可能に構成されたカードキャリッジケース３を備えているため、カード２のマーキング面にローラが接触することがない構成となっている。そのため、カード２のマーキング面に擦り傷がつくことがなく、カード２に対して高品質でレーザーマーキングを行うことが可能となる。

【0038】

また、本実施形態のレーザーマーキング装置では、ローラ３２がカード２と接触する面にテーパ３２ｄが形成されている。これにより、位置ずれが生じないように、カード２を両側から挟持することができる構成となっている。

【0039】

また、本実施形態のレーザーマーキング装置では、カード２が挿入される挿入口に、カード２の両端面をガイドする固定幅ガイド３３が配置されている。これにより、位置ずれを起こすことなく、カード２をカード供給部１からカードキャリッジケース３に対して供給することが可能となる。

【0040】

また、本実施形態のレーザーマーキング装置では、カードキャリッジケース３が回転軸３１により回動可能に構成されているため、カード２の搬送方向を変更し、例えば撮像部４０が配置された空間にカード２を移動させることなどが可能となる。

【0041】

＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、同様の技術思想に基づいて当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

【0042】

上記実施形態のレーザーマーキング装置では、カード２に対してレーザーを照射してマーキングする構成を具体例として挙げて説明したが、レーザーを照射する媒体はカード２に限定されるものではなく、紙、またはカード以外の形状の樹脂で形成されたものを媒体としてもよい。

【0043】

上記実施形態のレーザーマーキング装置では、カード供給部１を備える例について説明したが、必ずしもカード供給部を備えている必要はなく、レーザーマーキング装置の上流側に設けられた他の装置から媒体が供給されてもよい。

【0044】

また、レーザーマーキング装置は、媒体のＩＣチップ等に格納されたデータを読み取る読取部をさらに備えてもよい。あるいは、撮像部に代えて読取部を備える構成であってもよい。

【0045】

また、上記実施形態のレーザーマーキング装置では、カードキャリッジケース３が回転軸３１により回動可能となっている例について説明したが、必ずしもこのような構成になっている必要はなく、カードキャリッジケース３は回動不能な構成であってもよい。このような構成であっても、カード２と端面を挟持しながら支持搬送する構成のレーザーマーキング装置を構成可能である。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明のレーザーマーキング装置は、レーザーを用いてカードなどの媒体に文字や記号などを印字可能な装置として利用される。

【符号の説明】

【0047】

１…カード供給部
２…カード
２ａ…端面
３…カードキャリッジケース
３１…回転軸
３２…ローラ
３２ａ…ローラ部
３２ｂ…丸ベルトプーリ
３２ｃ…丸ベルト
３２ｄ…テーパ
３２ｅ…ゴム輪
３３…固定幅ガイド
３３ａ…テーパ
４…ガイドシャフト
４１…タイミングベルト
５…モータ
１０…レーザー装置
２０…露光光学系
２１…パルスレーザー光
３０…コントロール部
４０…撮像部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】