特開2023-42499レーザマーキング装置、マーキング方法および印字設定装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023042499
(43)【公開日】2023-03-27
(54)【発明の名称】レーザマーキング装置、マーキング方法および印字設定装置
(51)【国際特許分類】
B23K 26/00 20140101AFI20230317BHJP
B23K 26/062 20140101ALI20230317BHJP
B23K 26/082 20140101ALI20230317BHJP
【ＦＩ】
B23K26/00 B
B23K26/00 N
B23K26/062
B23K26/082
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【公開請求】
(21)【出願番号】P 2021186970
(22)【出願日】2021-11-17
(71)【出願人】
【識別番号】000129253
【氏名又は名称】株式会社キーエンス
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】須崎 亮平
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168AA01
4E168CA14
4E168CB04
4E168CB07
4E168DA04
4E168DA06
4E168DA24
4E168DA32
4E168DA40
4E168DA43
4E168EA11
4E168EA15
4E168JA17
4E168JA18
4E168JA27
4E168KA04
(57)【要約】
【課題】十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現する。
【解決手段】レーザマーキング装置Ｌは、レーザ光を出力するレーザ光出力部３と、レーザ光をワークＷの表面上で走査するレーザ光走査部４と、文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データＤｆを記憶する記憶部１０２と、文字をマーキングするようにレーザ光出力部３およびレーザ光走査部４を制御するマーキング制御部１０４と、を備える。マーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち文字の線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データＤｆに対応した文字の線要素の中心線Ｍｃに近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線よりも該中心線Ｍｃから離間する外側の走査線に沿ってＵＶレーザ光を走査する。
【選択図】図５
【解決手段】レーザマーキング装置Ｌは、レーザ光を出力するレーザ光出力部３と、レーザ光をワークＷの表面上で走査するレーザ光走査部４と、文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データＤｆを記憶する記憶部１０２と、文字をマーキングするようにレーザ光出力部３およびレーザ光走査部４を制御するマーキング制御部１０４と、を備える。マーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち文字の線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データＤｆに対応した文字の線要素の中心線Ｍｃに近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線よりも該中心線Ｍｃから離間する外側の走査線に沿ってＵＶレーザ光を走査する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、
マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、該印字データの走査線に沿ってレーザ光を走査することで文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置であって、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線に沿ってレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、
マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、該印字データの走査線に沿ってレーザ光を走査することで文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置であって、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線に沿ってレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項2】
請求項１に記載されたレーザマーキング装置において、
直交座標系により規定された設定平面を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示された設定平面上に配置され、マーキングされるべき文字の入力を受け付ける文字入力手段と、
前記文字入力手段によって入力が受け付けられた文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを生成する印字データ生成部と、を備え、
前記記憶部は、前記印字データ生成部により生成された太線用印字データを記憶する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
直交座標系により規定された設定平面を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示された設定平面上に配置され、マーキングされるべき文字の入力を受け付ける文字入力手段と、
前記文字入力手段によって入力が受け付けられた文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを生成する印字データ生成部と、を備え、
前記記憶部は、前記印字データ生成部により生成された太線用印字データを記憶する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載されたレーザマーキング装置において、
前記線要素が太る方向は、前記線要素の中心線と直交する方向からなる
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記線要素が太る方向は、前記線要素の中心線と直交する方向からなる
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
前記レーザ光出力部は、
励起光に基づいて基本波のレーザ光を生成する固体レーザ結晶と、
前記固体レーザ結晶によって生成された基本波のレーザ光に基づいてＵＶレーザ光を生成する非線形光学結晶と、を備え、
前記レーザ光として、前記非線形光学結晶によって生成されたＵＶレーザ光を出力する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記レーザ光出力部は、
励起光に基づいて基本波のレーザ光を生成する固体レーザ結晶と、
前記固体レーザ結晶によって生成された基本波のレーザ光に基づいてＵＶレーザ光を生成する非線形光学結晶と、を備え、
前記レーザ光として、前記非線形光学結晶によって生成されたＵＶレーザ光を出力する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項5】
請求項４に記載されたレーザマーキング装置において、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線には、前記文字の輪郭を形成する走査線が含まれ、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記文字の外輪郭を形成する走査線から順にＵＶレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記太線用印字データを構成する複数の走査線には、前記文字の輪郭を形成する走査線が含まれ、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記文字の外輪郭を形成する走査線から順にＵＶレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項6】
請求項４または５に記載されたレーザマーキング装置において、
前記ワークは、シート状の多層フィルムによって構成され、
前記多層フィルムには、少なくとも、表面層、前記ＵＶレーザ光と化学反応するＵＶ反応層、および該ＵＶ反応層を該表面層との間で挟み込むシーラント層が含有される
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記ワークは、シート状の多層フィルムによって構成され、
前記多層フィルムには、少なくとも、表面層、前記ＵＶレーザ光と化学反応するＵＶ反応層、および該ＵＶ反応層を該表面層との間で挟み込むシーラント層が含有される
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項7】
請求項４から６のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線には、前記文字の中心線に沿って延びる走査線が含まれる
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記太線用印字データを構成する複数の走査線には、前記文字の中心線に沿って延びる走査線が含まれる
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項8】
請求項４から７のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のそれぞれにおいて、前記文字の端部を構成する部分が分断されるように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のそれぞれにおいて、前記文字の端部を構成する部分が分断されるように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項9】
請求項４から８のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線には閉曲線が含まれ、
前記マーキング制御部は、前記閉曲線に沿ってＵＶレーザ光が走査される場合には、該閉曲線の始点と終点との間に隙間を設けるように前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記太線用印字データを構成する複数の走査線には閉曲線が含まれ、
前記マーキング制御部は、前記閉曲線に沿ってＵＶレーザ光が走査される場合には、該閉曲線の始点と終点との間に隙間を設けるように前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項10】
請求項４から９のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
前記レーザ光出力部は、０．８Ｗ以上１．６Ｗ以下の範囲内でＵＶレーザ光のレーザパワーを調整する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記レーザ光出力部は、０．８Ｗ以上１．６Ｗ以下の範囲内でＵＶレーザ光のレーザパワーを調整する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項11】
励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、
マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、該印字データの走査線に沿ってレーザ光を走査することで文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置であって、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記文字の輪郭を形成する走査線を他の走査線よりも優先した順番でＵＶレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、
マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、該印字データの走査線に沿ってレーザ光を走査することで文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置であって、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記文字の輪郭を形成する走査線を他の走査線よりも優先した順番でＵＶレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうちの一部が交差する場合には、２回目以降の交点箇所を無効部分として処理し、前記レーザ光走査部により該無効部分にレーザ光が走査されるときには、非無効部分と比べて微小なレーザ光が出力されるよう、前記レーザ光出力部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
前記マーキング制御部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうちの一部が交差する場合には、２回目以降の交点箇所を無効部分として処理し、前記レーザ光走査部により該無効部分にレーザ光が走査されるときには、非無効部分と比べて微小なレーザ光が出力されるよう、前記レーザ光出力部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか１項に記載されたレーザマーキング装置において、
移動するワークの移動情報を取得する手段を備え、
前記マーキング制御部は、
前記ワークの移動情報により特定される移動スピード及び移動方向に基づいて、前記太線用印字データを構成する複数の走査線がワークの移動に追従するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
移動するワークの移動情報を取得する手段を備え、
前記マーキング制御部は、
前記ワークの移動情報により特定される移動スピード及び移動方向に基づいて、前記太線用印字データを構成する複数の走査線がワークの移動に追従するように、前記レーザ光走査部を制御する
ことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項14】
励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該文字の線要素が太る方向に並んだ複数の該走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、レーザ光を該印字データの走査線に沿って走査して文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置を用いることで、ワークの表面に文字をマーキングするマーキング方法であって、
前記マーキング制御部が前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御することで、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線に沿ってレーザ光が走査されるように、文字をマーキングする
ことを特徴とするマーキング方法。
前記マーキング制御部が前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御することで、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線に沿ってレーザ光が走査されるように、文字をマーキングする
ことを特徴とするマーキング方法。
【請求項15】
励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部、および、該レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部を備えるレーザマーカに接続され、該レーザ光走査部によりマーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データを生成する印字設定装置であって、
直交座標系により規定された設定平面を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示された設定平面上に配置され、マーキングされるべき文字の入力を受け付ける文字入力手段と、
前記文字入力手段によって入力された文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを生成する印字データ生成部と、
前記印字データ生成部により生成された太線用印字データを前記レーザマーカに送信する印字データ送信部と、を備え、
前記印字データ生成部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向において隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線が走査される順番となるように太線用印字データを生成する
ことを特徴とする印字設定装置。
直交座標系により規定された設定平面を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示された設定平面上に配置され、マーキングされるべき文字の入力を受け付ける文字入力手段と、
前記文字入力手段によって入力された文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを生成する印字データ生成部と、
前記印字データ生成部により生成された太線用印字データを前記レーザマーカに送信する印字データ送信部と、を備え、
前記印字データ生成部は、
前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向において隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線が走査される順番となるように太線用印字データを生成する
ことを特徴とする印字設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ここに開示する技術は、レーザマーキング装置、マーキング方法および印字設定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、レーザマーキング装置の一例が開示されている。具体的に、この特許文献１に開示されているレーザマーキング装置は、ワークの表面上でレーザビームをらせん状に走査することで、該ワークにウォブル加工を施すことができる。
【0003】
前記特許文献１のようなウォブル加工を用いることで、印字されるべき文字が太線化された、いわゆる太線印字をワークの表面に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－０４６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記特許文献１に開示されているようなウォブル加工を用いた場合、印字タクトが長くなる可能性がある。そこで、ウォブル加工を用いる代わりに、印字されるべき文字の中心線に沿って複数の走査線を設定することで、太線印字を実現することが考えられる。
【0006】
複数の走査線によって太線印字を実現する場合、それら複数の走査線は、文字の中心線に略一致する走査線を最初に印字した後、その中心線の線幅を広げていくような順番でそれに隣接する他の走査線を印字したり、複数の走査線のうちの一部が閉曲線を形成する場合における閉曲線の内側での熱エネルギーの蓄積を抑制すべく、文字の内輪郭に近接した走査線から順番に各走査線を印字したりすることが従来検討されていた。
【0007】
前者の順番を採用した場合、文字の中心線から最も離間した走査線は、該中心線に近接する走査線よりも後の順番で印字されることになる。また、後者の順番を採用した場合、文字の内輪郭から最も離間した走査線は、他の走査線よりも後の順番で印字されることになる。文字の中心線または内輪郭から最も離間した走査線は、ほぼ最後に印字されることになる走査線に相当し、いずれも、太線化された文字の外輪郭を形成することになる。
【0008】
ここで、レーザ光としてＵＶレーザ光を採用するとともに、そのＵＶレーザ光と化学反応を生じるようなワークに対し、前述のように複数の走査線を用いた太線印字を行うケースを考える。
【0009】
この場合、複数の走査線のうちの一走査線に沿ってＵＶレーザ光を照射すると、その照射部分からヒューム（Fume）が発生し、その部分に僅かな空間が発生する。その後、その一走査線に隣接する他の走査線に沿ってＵＶレーザ光を照射すると、その照射部分に同様のヒュームが発生するとともに、そのヒュームが前述した僅かな空間に流れ込むことになる。これにより、後の順番で印字される走査線（一走査線に隣接する他の走査線）については、十分に印字されない可能性がある。なぜなら、ヒュームが空間壁に付着することで印字の発色に繋がるからである。この場合、付着したヒューム量が印字の濃さに影響する。
【0010】
したがって、前述のような順番で各走査線を印字した場合、ほぼ最後に印字される走査線は、ヒュームの流れ込みに起因して十分に印字されない虞がある。その走査線が文字の外輪郭を形成することを考慮すると、従来検討されてきた順番では、十分な線幅をもった太線印字を実現するのが困難である。
【0011】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ光を用いた文字のマーキングにおいて、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示の第１の態様は、励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、該印字データの走査線に沿ってレーザ光を走査することで文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置に係る。
【0013】
そして、本開示の第１の態様によれば、前記マーキング制御部は、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線に沿ってレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する。
【0014】
ここでいう「走査線」とは、ワークの表面上でのレーザ光の軌跡を指す。この走査線は、文字を構成する一線要素に沿って延びるように設定される。一線要素に沿って延びる走査線の本数を増やすことで、当該一線要素を太らせることができる。複数の線要素を太らせることで、それらの線要素によって構成される文字を太文字化することができる。
【0015】
本開示の第１の態様によると、マーキング制御部は、文字の線要素の中心線を基準として、各走査線を走査する順序を決定する。具体的に、隣接する２本の走査線については、中心線から離れた走査線が先に走査される。これにより、外輪郭を形成する走査線が従来よりも早い順番で走査されることになり、より高品質な印字を実現することができる。その結果、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができるようになる。
【0016】
また、本開示の第２の態様によれば、前記レーザマーキング装置は、直交座標系により規定された設定平面を表示する表示手段と、前記表示手段により表示された設定平面上に配置され、マーキングされるべき文字の入力を受け付ける文字入力手段と、前記文字入力手段によって入力が受け付けられた文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを生成する印字データ生成部と、を備え、前記記憶部は、前記印字データ生成部により生成された太線用印字データを記憶する、としてもよい。
【0017】
前記第２の態様によると、レーザマーキング装置は、太線用印字データを生成するための各種ユーザインターフェースを具備することになる。これにより、太線印字を容易に実現させつつ、ユーザビリティとの両立を図ることができる。
【0018】
また、本開示の第３の態様によれば、前記線要素が太る方向は、前記線要素の中心線と直交する方向からなる、としてもよい。
【0019】
前記第３の態様によると、文字を構成する各線要素を適切に太らせることができる。
【0020】
また、本開示の第４の態様によれば、前記レーザ光出力部は、励起光に基づいて基本波のレーザ光を生成する固体レーザ結晶と、前記固体レーザ結晶によって生成された基本波のレーザ光に基づいてＵＶレーザ光を生成する非線形光学結晶と、を備え、前記レーザ光として、前記非線形光学結晶によって生成されたＵＶレーザ光を出力する、としてもよい。
【0021】
前記第４の態様によると、前述したヒュームに係る問題を生じることなく、太線印字を容易に実現することができる。
【0022】
また、本開示の第５の態様によれば、前記太線用印字データを構成する複数の走査線には、前記文字の輪郭を形成する走査線が含まれ、前記マーキング制御部は、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記文字の外輪郭を形成する走査線から順にＵＶレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する、としてもよい。
【0023】
前記第５の態様によると、制御部は、文字の外輪郭を形成する走査線を優先的に走査する。これにより、文字の輪郭を高品質で印字することができ、ひいては、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現する上で有利になる。
【0024】
また、本開示の第６の態様によれば、前記ワークは、シート状の多層フィルムによって構成され、前記多層フィルムには、少なくとも、表面層、前記ＵＶレーザ光と化学反応するＵＶ反応層、および該ＵＶ反応層を該表面層との間で挟み込むシーラント層が含有される、としてもよい。
【0025】
本開示の第６の態様によると、前記レーザマーキング装置は、ＵＶ反応層が含有されたフィルムへの印字に適したものとして構成することができる。
【0026】
また、本開示の第７の態様によれば、前記太線用印字データを構成する複数の走査線には、前記文字の中心線に沿って延びる走査線が含まれる、としてもよい。
【0027】
前記第７の態様によると、前記複数の走査線には、文字の中心線に沿って延びる走査線を含めることができる。
【0028】
また、本開示の第８の態様によれば、前記マーキング制御部は、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のそれぞれにおいて、前記文字の端部を構成する部分が分断されるように、前記レーザ光走査部を制御する、としてもよい。
【0029】
前記第８の態様によると、マーキング制御部は、文字の端部に対応する部分の走査線を分断し、ＵＶレーザ光の照射対象から除外する。一般に文字の端部は縮退が生じ易いため、そのような部分をＵＶレーザ光の照射対象から除外することで、太線印字の品質を高める上で有利になる。
【0030】
また、本開示の第９の態様によれば、前記太線用印字データを構成する複数の走査線には閉曲線が含まれ、前記マーキング制御部は、前記閉曲線に沿ってＵＶレーザ光が走査される場合には、該閉曲線の始点と終点との間に隙間を設けるように前記レーザ光走査部を制御する、としてもよい。
【0031】
前記第９の態様によると、複数の走査線に閉曲線が含まれる場合、マーキング制御部は、その閉曲線の始点と終点とを直に接続せず、その間に隙間を設ける。これにより、デラミネーションの発生等を抑制し、ひいては太線印字の品質を高める上で有利になる。
【0032】
また、本開示の第１０の態様によれば、前記レーザ光出力部は、０．８Ｗ以上１．６Ｗ以下の範囲内でＵＶレーザ光のレーザパワーを調整する、としてもよい。
【0033】
本開示の第１１の態様は、励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、該印字データの走査線に沿ってレーザ光を走査することで文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置に係る。
【0034】
そして、本開示の第１１の態様によれば、前記マーキング制御部は、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記文字の輪郭を形成する走査線を他の走査線よりも優先した順番でＵＶレーザ光を走査するように、前記レーザ光走査部を制御する。
【0035】
ここで、「文字の輪郭」の語は、広義で用いる。例えば、数字の「０」の場合、文字の輪郭には、「０」の字の内周に沿った内輪郭と、「０」の字の外周に沿った外輪郭と、の双方が含まれる。一方、数字の「１」の場合、文字の輪郭には「外輪郭」のみが含まれることになる。
【0036】
また、ここでいう「優先した順番」とは、複数の走査線の走査順をより早い前半部と、より遅い後半部とに二分したときの、前半部に属することを意味する。本開示の第８の態様によると、文字の輪郭を形成する走査線は、前記前半部に属する順番で走査されることになる。
【0037】
本開示の第１１の態様によると、マーキング制御部は、文字の輪郭を基準として、各走査線を走査する順序を決定する。具体的に、文字の輪郭を形成する走査線は、他の走査線よりも優先的に走査される。これにより、外輪郭を形成する走査線が従来よりも早い順番で走査されることになり、より高品質な印字を実現することができる。その結果、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができるようになる。
【0038】
また、本開示の第１２の態様によれば、前記マーキング制御部は、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうちの一部が交差する場合には、２回目以降の交点箇所を無効部分として処理し、前記レーザ光走査部により該無効部分にレーザ光が走査されるときには、非無効部分と比べて微小なレーザ光が出力されるよう、前記レーザ光出力部を制御する、としてもよい。
【0039】
また、本開示の第１３の態様によれば、前記レーザマーキング装置は、移動するワークの移動情報を取得する手段を備え、前記マーキング制御部は、前記ワークの移動情報により特定される移動スピード及び移動方向に基づいて、前記太線用印字データを構成する複数の走査線がワークの移動に追従するように、前記レーザ光走査部を制御する、としてもよい。
【0040】
また、本開示の第１４の態様は、励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部と、マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データであって、該文字の線要素が太る方向に並んだ複数の該走査線を有する太線用印字データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された印字データに基づいて、レーザ光を該印字データの走査線に沿って走査して文字をマーキングするように前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御するマーキング制御部と、を備えるレーザマーキング装置を用いることで、ワークの表面に文字をマーキングするマーキング方法に係る。
【0041】
そして、本開示の第１４の態様によれば、前記マーキング方法は、前記マーキング制御部が前記レーザ光出力部および前記レーザ光走査部を制御することで、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向に隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線に沿ってレーザ光が走査されるように、文字をマーキングする。
【0042】
また、本開示の第１５の態様は、励起光に基づいてレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部、および、該レーザ光出力部から出力されたレーザ光をワークの表面上で走査するレーザ光走査部を備えるレーザマーカに接続され、該レーザ光走査部によりマーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有する印字データを生成する印字設定装置に係る。
【0043】
そして、本開示の第１５の態様によれば、前記印字設定装置は、直交座標系により規定された設定平面を表示する表示手段と、前記表示手段により表示された設定平面上に配置され、マーキングされるべき文字の入力を受け付ける文字入力手段と、前記文字入力手段によって入力された文字の線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する太線用印字データを生成する印字データ生成部と、前記印字データ生成部により生成された太線用印字データを前記レーザマーカに送信する印字データ送信部と、を備え、前記印字データ生成部は、前記太線用印字データを構成する複数の走査線のうち、前記線要素が太る方向において隣合う走査線については、該太線用印字データに対応した文字の線要素の中心線に近接する内側の走査線よりも先に、該内側の走査線と比較して前記中心線から離間する外側の走査線が走査される順番となるように太線用印字データを生成する。
【発明の効果】
【0044】
以上説明したように、本開示によれば、レーザ光を用いた文字のマーキングにおいて、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【発明を実施するための形態】
【0046】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。
【0047】
すなわち、本実施形態では、ＵＶレーザ光を用いたマーキングの代表例として印字加工（以下、「マーキング」と呼称したり、単に「加工」と呼称したりする）について説明するが、本開示は、図形のマーキング等、複数の走査線からなる任意のマーキングに適用することができる。
【0048】
＜全体構成＞
図１は、レーザマーキングシステムＳの全体構成を例示する図であり、図２は、レーザマーキングシステムＳにおけるレーザマーキング装置Ｌの概略構成を例示する図である。また、図３Ａは、印刷装置１００１とマーカヘッド１との置換について説明するための図である。
図１は、レーザマーキングシステムＳの全体構成を例示する図であり、図２は、レーザマーキングシステムＳにおけるレーザマーキング装置Ｌの概略構成を例示する図である。また、図３Ａは、印刷装置１００１とマーカヘッド１との置換について説明するための図である。
【0049】
図１に例示されるレーザマーキングシステムＳは、レーザマーキング装置Ｌと、これに接続される外部機器４００と、レーザマーキング装置Ｌが取り付けられるとともにワークＷを搬送する加工設備５００と、を備えている。このうち、図１および図２に例示されるレーザマーキング装置Ｌは、所定の照射エリアＲ１に向けてレーザ光を照射することで、ワークＷに対して所定の印字パターンＰｐに対応したマーキングを行うように構成されている。
【0050】
なお、ここでいう照射エリアＲ１とは、ワークＷの表面上に設定される領域であり、後述の設定平面Ｒ２に予め対応づけられた印字面に相当する領域である。印字面としての照射エリアＲ１は、レーザマーキング装置ＬとワークＷとの相対的な位置関係、レーザマーキング装置Ｌの仕様、ワークＷの移動経路等に応じて、種々の形態を取り得る。例えば、２次元平面に沿って移動するワークＷの照射エリアＲ１は、その移動経路に沿った平面となる。一方、３次元空間内を移動するワークＷの照射エリアＲ１は、その移動経路に沿った曲面となり得る。
【0051】
また、以下の記載における印字パターンＰｐには、ワークＷにマーキングされるべき文字のパターンに加え、「：」、「×」、バーコードやＱＲコード（登録商標）等、ワークＷにマーキングされるべき図形のパターンが含まれる。
【0052】
特に、本実施形態に係るレーザマーキング装置Ｌは、ワークＷを加工するためのレーザ光として、３５０ｎｍ付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、紫外線の波長域に含まれる。そのため、以下の記載では、ワークＷを加工するためのレーザ光を「ＵＶレーザ光」と呼称して、近赤外線等、他のレーザ光と区別する場合がある。
【0053】
以下、シート状のフィルムによって構成されたワークＷをマーキング対象とし、かつ、そのフィルムにＵＶレーザ光と化学反応するＵＶ反応層Ｘが含有された場合について説明する。
【0054】
しかしながら、本開示においてマーキング対象として利用可能なワークＷは、シート状のフィルムによって構成されたワークＷには限定されない。プラスチックフィルムに加え、アルミ層を含んだフィルム、アルミ蒸着層を含んだフィルム、紙層を含んだフィルム等、種々の素材からなるワークＷをマーキング対象としてもよい。また、ワークＷは、表面層、ＵＶ反応層、シーラント層からなる三層構造であってもよい。三層構造では、ＵＶ反応層は表面層とシーラント層によって挟み込まれている。表面層は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）や延伸ＰＰ（ＯＰＰ）などを採用してもよい。ＵＶ反応層は、例えば、酸化チタンを含有する層を採用してもよい。シーラント層は、例えば、熱溶融接着が可能なポリオレフィンフィルムなどを採用してもよい。その他、付加的に他の層を設け、四層構造や五層構造としてもよい。この場合、ワークＷは、シート状の多層フィルムによって構成されることになる。
【0055】
また、本実施形態に係るレーザマーキング装置Ｌは、レーザ光を２次元走査することで、いわゆる２次元印字を行うように構成されているが、このレーザマーキング装置Ｌは従来品よりも焦点深度が深くなるように構成されているため、いわゆる３次元印字を行うこともできる。そのため、このレーザマーキング装置Ｌは、３次元的な移動経路に沿って搬送されるワークＷさえもマーキング対象とすることができる。
【0056】
【0057】
このうち、マーカコントローラ１００は、印字パターンＰｐに関する設定を受け付けることができ、マーカヘッド１を制御するためのコントローラとして構成されている。
【0058】
一方、マーカヘッド１は、マーカコントローラ１００により制御されることで、照射エリアＲ１に向けてＵＶレーザ光を出射することができる。
【0059】
マーカヘッド１およびマーカコントローラ１００は、本実施形態においては互いに別体とされており、電気ケーブル２００によって接続されている。この電気ケーブル２００は、マーカコントローラ１００の内部（具体的には、後述の電力供給部１０５）から外部に電力を伝送する電気配線を少なくとも含む。具体的に、本実施形態に係る電気ケーブル２００は、電力を伝送するための電気配線と、アナログ信号、ディジタル信号等を送受するための信号配線と、を束ねることで構成されている。
【0060】
本実施形態に係るマーカヘッド１は、シート状のフィルムにより構成されたワークＷを加工対象とした加工設備５００上に設置される。この加工設備５００は、図３に示すように、マーカヘッド１を支持する支持部材５０１と、ワークＷが巻き掛けられる搬送ローラ５０２と、を備える。
【0061】
このうち、支持部材５０１は、図３に示すように、レーザマーキング装置Ｌ、特にマーカヘッド１の筐体１０を所定の被取付位置に取り付けることができる。図１および図３には、筐体１０を上方から吊り下げるように構成された支持部材５０１が例示されているが、側方等、他の方向から筐体１０を支持してもよい。
【0062】
一方、搬送ローラ５０２は、ワークＷの短尺方向に延びる中心軸を有する円筒状に構成されている。この場合、ワークＷは、搬送ローラ５０２の回転によって、所定の移動経路に沿って長尺方向に搬送されることになる。
【0063】
ここで、本実施形態に係る加工設備５００は、図３の上図および下図に示すように、本実施形態に係るマーカヘッド１と、レーザ光によるマーキング以外の方式を用いて印刷する印刷装置１００１と、の間で共有化されている。
【0064】
すなわち、本実施形態に係るマーカヘッド１は、印刷装置１００１を取り付けるべく構成された加工設備５００の支持部材５０１に対し、その印刷装置１００１の代わりに取り付けることができるように構成されている。
【0065】
マーカヘッド１と置換可能な印刷装置１００１としては、例えば熱転写式産業用サーマルプリンタ（Thermal Transfer Overprinter：ＴＴＯ）が挙げられるが、他の印刷装置１００１と置換することもできる。
【0066】
マーカヘッド１と置換可能な印刷装置１００１としては、例えば、ワークＷ上の印刷エリアに接触する印刷部１００６を露出させてなる印刷面１０１０ｄと、該印刷面１０１０ｄと相違しかつ支持部材５０１に接続可能な接続面１０１０ｕと、を備える略直方体状に構成された筐体１０１０を具備するものであればよい。
【0067】
この場合、図３の上図および下図に示すように、接続面１０１０ｕに接続可能な支持部材５０１によって、印刷装置１００１と同様にマーカヘッド１が支持されることになる。そうして支持されたマーカヘッド１は、印刷エリア（印刷装置１００１において印刷部１００６と接触する領域）に対応して設定される照射エリアＲ１に向けてＵＶレーザ光を照射することで、ワークＷに対してマーキングを行うことになる。
【0068】
一方、操作用端末３００は、例えば中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）およびメモリを有しており、マーカコントローラ１００に対し、有線または無線により電気信号を送受可能に接続されている。
【0069】
なお、操作用端末３００は、本実施形態ではデスクトップコンピュータまたはラップトップコンピュータ等のパーソナルコンピュータによって構成されているが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、タッチパネル式のコンソール等、レーザマーキング装置Ｌに接続可能な専用端末によって操作用端末３００を構成してもよい。また、操作用端末３００は、例えばマーカコントローラ１００に組み込んで一体化することもできる。
【0070】
操作用端末３００は、文字のサイズなど、種々の印字条件を設定するとともに、ワークＷに対するマーキングに関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末３００は、ユーザに情報を表示するための表示部３０１と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部３０２と、種々の情報を記憶するための記憶装置３０３と、を備えている。なお、操作用端末３００は、種々の印字条件を設定するための印字設定装置と呼んでもよい。また、マーカヘッド１とマーカコントローラ１００を纏めてレーザマーカと呼んでもよい。
【0071】
表示部３０１は、直交座標により規定された設定平面Ｒ２を表示することができる。この表示部３０１は、本実施形態における「表示手段」の例示である。また、図１に示すように、表示部３０１により表示された設定平面Ｒ２上には、マーキングされるべき文字（以下、「印字パターンＰｐ」という）の入力を受け付ける入力インターフェースＩｕが配置される。詳細は後述するが、この入力インターフェースＩｕは、設定平面Ｒ２の範囲を示す枠、設定平面Ｒ２上での印字パターンＰｐの位置を示す図形等のユーザインターフェースからなり、操作部３０２に対する操作入力に基づいて、印字パターンＰｐの入力を受け付けるとともに、受け付けた印字パターンＰｐの内容を設定平面Ｒ２上に表示することができる。入力インターフェースＩｕは、本実施形態における「文字入力手段」の例示である。
【0072】
具体的に、表示部３０１は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬパネルによって構成することができる。操作用端末３００をマーカコントローラ１００に組み込んだり、タッチパネル式のコンソールを用いたりした場合、マーカコントローラ１００またはコンソールに設けられた表示画面を表示部とすることができる。
【0073】
操作部３０２は、キーボード、ポインティングデバイスによって構成することができる。ポインティングデバイスには、マウス、ジョイスティック等が含まれる。操作用端末３００をマーカコントローラ１００に組み込んだり、タッチパネル式のコンソールを用いたりした場合、マーカコントローラ１００またはコンソールに設けられたスイッチ、ボタン等を操作部とすることができる。
【0074】
前述のように構成される操作用端末３００は、ユーザによる操作入力に基づいて、マーキングにおける印字条件を設定することができる。この印字条件には、印字パターンＰｐの詳細に加え、レーザ光の目標出力（レーザパワー）およびワークＷ上でのレーザ光の走査速度（スキャンスピード）等が含まれる。
【0075】
操作用端末３００により設定される印字条件は、マーカコントローラ１００に出力されて、該マーカコントローラ１００における記憶部１０２に記憶される。必要に応じて、操作用端末３００における記憶装置３０３が印字条件を記憶してもよい。
【0076】
外部機器４００は、必要に応じてマーカコントローラ１００に接続される。図１および図２に示す例では、外部機器４００として、搬送速度センサ４０１およびプログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）４０２が設けられている。
【0077】
搬送速度センサ４０１は、例えばロータリエンコーダによって構成されており、ワークＷの搬送速度を検出することができる。搬送速度センサ４０１は、その検出結果を示す信号（検出信号）をマーカコントローラ１００へ出力する。マーカコントローラ１００は、搬送速度センサ４０１から入力された検出信号に基づいて、レーザ光の２次元走査等を制御する。
【0078】
ＰＬＣ４０２は、例えばマイクロプロセッサによって構成されており、マーカコントローラ１００に制御信号を入力することができる。ＰＬＣ４０２は、予め定めたシーケンスに従ってレーザマーキングシステムＳを制御するために用いられる。
【0079】
レーザマーキング装置Ｌには、上述した機器および装置以外にも、操作および制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を無線または有線で接続することができる。
【0080】
＜マーカヘッド１＞
図２に示すように、マーカヘッド１は、主たる構成要素として、励起光生成部２と、レーザ光出力部３と、レーザ光走査部４と、を備えている。励起光生成部２は、電気ケーブル２００を介してマーカコントローラ１００から供給される電力に基づいて、ＵＶレーザ光を励起するための励起光を生成する。レーザ光出力部３は、励起光生成部２によって生成された励起光に基づいてＵＶレーザ光を生成し、該ＵＶレーザ光を出力する。レーザ光走査部４は、レーザ光出力部３から出力されたＵＶレーザ光を偏向することで、該ＵＶレーザ光をワークＷの表面上で走査する。
図２に示すように、マーカヘッド１は、主たる構成要素として、励起光生成部２と、レーザ光出力部３と、レーザ光走査部４と、を備えている。励起光生成部２は、電気ケーブル２００を介してマーカコントローラ１００から供給される電力に基づいて、ＵＶレーザ光を励起するための励起光を生成する。レーザ光出力部３は、励起光生成部２によって生成された励起光に基づいてＵＶレーザ光を生成し、該ＵＶレーザ光を出力する。レーザ光走査部４は、レーザ光出力部３から出力されたＵＶレーザ光を偏向することで、該ＵＶレーザ光をワークＷの表面上で走査する。
【0081】
マーカヘッド１はまた、前述した構成要素、すなわち、励起光生成部２と、レーザ光出力部３と、レーザ光走査部４と、を収容する筐体１０を備えている。この筐体１０には、レーザ光走査部４によって偏向されたＵＶレーザ光を透過する出射窓６が形成されている。詳細は省略するが、この筐体１０は、略直方体状の外形を有しており、出射窓６が形成された出射面１０ｄと、該出射面１０ｄと相違しかつ支持部材５０１に接続可能な取付面１０ｕと、を有している。取付面１０ｕは、アタッチメント７を介して支持部材５０１に接続されている。
【0082】
（励起光生成部２）
励起光生成部２は、電気ケーブル２００を介して電力供給部１０５から電力が供給されるとともに、その電力に応じた励起光を生成するように構成されている。本実施形態に係る励起光生成部２は、例えばレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）で構成された励起光源（不図示）を有している。なお、励起光生成部２、特に励起光源を筐体１０内に収容する構成は必須ではなく、マーカコントローラ１００内に収容してもよい。
励起光生成部２は、電気ケーブル２００を介して電力供給部１０５から電力が供給されるとともに、その電力に応じた励起光を生成するように構成されている。本実施形態に係る励起光生成部２は、例えばレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）で構成された励起光源（不図示）を有している。なお、励起光生成部２、特に励起光源を筐体１０内に収容する構成は必須ではなく、マーカコントローラ１００内に収容してもよい。
【0083】
（レーザ光出力部３）
レーザ光出力部３は、励起光に基づいて基本波（基本波のレーザ光）を生成する固体レーザ結晶３１と、固体レーザ結晶３１によって生成された基本波（基本波のレーザ光）に基づいてＵＶレーザ光を生成する非線形光学結晶３２と、を有している。レーザ光出力部３は、マーキング用のレーザ光として、非線形光学結晶３２によって生成されたＵＶレーザ光を出力する。
レーザ光出力部３は、励起光に基づいて基本波（基本波のレーザ光）を生成する固体レーザ結晶３１と、固体レーザ結晶３１によって生成された基本波（基本波のレーザ光）に基づいてＵＶレーザ光を生成する非線形光学結晶３２と、を有している。レーザ光出力部３は、マーキング用のレーザ光として、非線形光学結晶３２によって生成されたＵＶレーザ光を出力する。
【0084】
本実施形態では、固体レーザ結晶３１を構成するレーザ媒質として、ロッド状のＮｄ：ＹＶＯ４（イットリウム・バナデイト）が用いられている。ロッド状とされた固体レーザ結晶３１の一端面からレーザ励起光が入射するとともに、その他端面から基本波長を有するレーザ光（いわゆる基本波）を出射するようになっている（いわゆるエンドポンピングによる１方向励起方式）。本実施形態では、基本波長は１０６４ｎｍに設定されている。一方、励起光の波長は、誘導放出を促すべく、Ｎｄ：ＹＶＯ４の吸収スペクトラムの中心波長付近に設定されている。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたＹＡＧ、ＹＬＦ、ＧｄＶＯ４等を用いることもできる。
【0085】
また本実施形態に係る非線形光学結晶３２は、基本波の波長（基本波長）よりも高い波長を有する第２高調波を生成する第１波長変換素子（不図示）と、その第２高調波よりも高い波長を有する第３高調波を生成する第２波長変換素子（不図示）と、を組合わせて構成されている。
【0086】
第２高調波は、基本波の周波数を２倍にしたものである。第２高調波の波長は、本実施形態では５３２ｎｍに設定されている。第２高調波は、基本波の周波数を３倍にしたものである。第３高調波の波長は、本実施形態では３５５ｎｍに設定されており、紫外域に収まるように設定されている。
【0087】
なお、本実施形態では、第１波長変換素子および第２波長変換素子としてＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ３）が用いられている。ただし、ＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ３）に限らず、第１波長変換素子および／または第２波長変換素子として、種々の有機非線形光学材料、無機非線形光学材料等を利用することができる。
【0088】
（レーザ光走査部４）
レーザ光走査部４は、いわゆる２軸（Ｘ軸およびＹ軸）式のガルバノスキャナを用いて構成されており、Ｙスキャナとしての第１スキャナ４１と、Ｘスキャナとしての第２スキャナ４２と、を有している。
レーザ光走査部４は、いわゆる２軸（Ｘ軸およびＹ軸）式のガルバノスキャナを用いて構成されており、Ｙスキャナとしての第１スキャナ４１と、Ｘスキャナとしての第２スキャナ４２と、を有している。
【0089】
第１スキャナ４１は、レーザ光出力部３によって生成されたＵＶレーザ光を反射する第１ミラー４１ａを有している。第２スキャナ４２は、第１ミラー４１ａによって反射されたＵＶレーザ光を反射する第２ミラー４２ａを有している。
【0090】
レーザ光走査部４は、予め作成された印字データにしたがって第１ミラー４１ａおよび第２ミラー４２ａを駆動することで、照射エリアＲ１に向かって照射されるように、レーザ光出力部３によって生成されたＵＶレーザ光を偏光する。そうして偏向されたＵＶレーザ光は、出射窓６を透過して照射エリアＲ１に照射される。
【0091】
＜マーカコントローラ１００＞
図４は、太線用印字データＤｆについて説明する図である。図５は、本実施形態に係る走査順の基本概念について説明する図である。図２に示すように、マーカコントローラ１００は、印字条件の設定を受け付ける受付部１０１と、その印字条件を記憶する記憶部１０２と、印字条件に含まれる印字パターンＰｐに基づいて印字データＤｐを生成する印字データ生成部１０３と、印字データＤｐに基づいてマーカヘッド１を制御するマーキング制御部１０４と、マーカヘッド１に電力を供給する電力供給部１０５と、を備えている。
図４は、太線用印字データＤｆについて説明する図である。図５は、本実施形態に係る走査順の基本概念について説明する図である。図２に示すように、マーカコントローラ１００は、印字条件の設定を受け付ける受付部１０１と、その印字条件を記憶する記憶部１０２と、印字条件に含まれる印字パターンＰｐに基づいて印字データＤｐを生成する印字データ生成部１０３と、印字データＤｐに基づいてマーカヘッド１を制御するマーキング制御部１０４と、マーカヘッド１に電力を供給する電力供給部１０５と、を備えている。
【0092】
なお、これらの要素のうちの１つ以上を操作用端末３００（印字設定装置）またはマーカヘッド１に設けてもよい。例えば、操作用端末３００内に印字データ生成部１０３を実装してもよいし、マーカヘッド１内に電力供給部１０５を設けてもよい。
【0093】
（受付部１０１）
受付部１０１は、操作用端末３００を介して設定された印字条件を受け付けるとともに、受け付けた印字条件を記憶部１０２および／または印字データ生成部１０３に出力するように構成されている。
受付部１０１は、操作用端末３００を介して設定された印字条件を受け付けるとともに、受け付けた印字条件を記憶部１０２および／または印字データ生成部１０３に出力するように構成されている。
【0094】
具体的に、本実施形態に係る受付部１０１は、操作用端末３００と電気的に接続されており、表示手段としての表示部３０１上に設定平面Ｒ２を表示するとともに、その設定平面Ｒ２上に、文字入力手段としての入力インターフェースＩｕを配置する。
【0095】
受付部１０１は、入力インターフェースＩｕを通じて入力された内容を各印字条件に反映し、反映後の印字条件を記憶部１０２および／またはマーキング制御部１０４に出力することができる。
【0096】
（記憶部１０２）
記憶部１０２は、受付部１０１によって受け付けられた印字条件を一時的にまたは継続的に記憶するとともに、必要に応じて、記憶された印字条件を印字データ生成部１０３、マーキング制御部１０４、表示部３０１等へ出力するように構成されている。
記憶部１０２は、受付部１０１によって受け付けられた印字条件を一時的にまたは継続的に記憶するとともに、必要に応じて、記憶された印字条件を印字データ生成部１０３、マーキング制御部１０４、表示部３０１等へ出力するように構成されている。
【0097】
具体的に、本実施形態に係る記憶部１０２は、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（Solid State Drive：ＳＳＤ）等の不揮発メモリ、あるいは、揮発性メモリによって構成されており、印字設定を示すデータを一時的にまたは継続的に記憶することができる。
【0098】
（印字データ生成部１０３）
印字データ生成部１０３は、文字入力手段としての入力インターフェースＩｕが受け付けた印字パターンＰｐに基づいて、直交座標により規定された設定平面Ｒ２に対応付けて印字データＤｐを生成する。この印字データＤｐは、マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有するデータである。文字の太線化を伴う場合、印字データＤｐは、いわば「太線化印字データ」と呼ぶことができる。太線化印字データＤｆとしての印字データＤｐは、前記線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する。
印字データ生成部１０３は、文字入力手段としての入力インターフェースＩｕが受け付けた印字パターンＰｐに基づいて、直交座標により規定された設定平面Ｒ２に対応付けて印字データＤｐを生成する。この印字データＤｐは、マーキングされるべき文字の線要素に沿った走査線を有するデータである。文字の太線化を伴う場合、印字データＤｐは、いわば「太線化印字データ」と呼ぶことができる。太線化印字データＤｆとしての印字データＤｐは、前記線要素が太る方向に並んだ複数の走査線を有する。
【0099】
具体的に、本実施形態に係る印字データ生成部１０３は、入力インターフェースＩｕによって入力が受け付けられた印字パターンＰｐの文字サイズに応じて、その印字パターンＰｐが太線化されるように、該印字パターンＰｐの走査方向と直交する方向である文字幅方向に複数の走査線を並べてなる印字データＤｐを生成する。本明細書における「文字幅方向」とは、あくまでも各走査線と直交する方向を意味するものであり、左右方向、上下方向、斜め方向等、走査線の各部において様々な方向となり得るものである。ここでいう「文字幅方向」は、各文書における文字の並び方向、または、当該並び方向に直交する方向等、特定の一方向を意味するものではない。換言すれば、印字パターンＰｐの走査方向と直交する方向とは、当該印字パターンＤｐに対応した文字をなす線要素の各中心線と直交する方向であって、その文字の線要素が太る方向の一例であると言える。
【0100】
なお、ここでいう走査線とは、ワークＷの表面（特に、照射エリアＲ１内の表面）上でのＵＶレーザ光の照射位置の軌跡を指す。この走査線は、印字パターンＰｐに対応して設定されるものであり、印字パターンＰｐに応じて走査線の形状が変化するとともに、印字パターンＰｐの文字の形態および太さに応じて走査線の本数が変化することになる。本実施形態に係る印字データＤｐには、走査線の本数と、各走査線の形状と、を示すデータが含まれる。
【0101】
例えば図４の左図に示すように、可能な限り細線化された小文字の「ｌ」を印字パターンＰｐに設定した場合、走査線の本数は１本となり、その走査線の形状は縦線となる。この場合、印字パターンＰｐの走査方向は、走査線が延びる方向（紙面縦方向）となる。
【0102】
一方、図４の中央図に示すように、ある程度太線化された小文字の「ｌ」を印字パターンＰｐに設定した場合、走査線の本数は例えば奇数本となり、各走査線の形状は縦線となる。この場合、奇数本の走査線は、互いに略平行に延びる。また、奇数本の走査線のうち真ん中の１本は、文字の線要素の中心線（以下、単に「文字の中心線」ともいう）Ｍｃと略一致することになる。この場合、印字パターンＰｐの走査方向は、走査線が延びる方向（紙面縦方向）となり、走査線の並び方向である文字幅方向は、走査線が延びる方向に直交する方向（紙面横方向）となる。
【0103】
あるいは、図４の右図に示すように、走査線の本数を偶数本としてもよい。この場合、文字の中心線Ｍｃは、偶数本の走査線のうち中央の２本の走査線の間を延びることになる。図４の右図に示すように、中心線Ｍｃは走査線と一致するとは限らない。
【0104】
以下、印字データＤｐのうち、太線化された印字パターンＰｐに対応した印字データＤｐ、つまり、走査線の本数が複数本となる印字データＤｐを「太線用印字データ」と呼称し、これに符号「Ｄｆ」を付す場合がある。以下、印字データＤｐとして太線用印字データＤｆが生成される場合について説明を進める。
【0105】
印字データ生成部１０３によって生成された太線用印字データＤｆは、記憶部１０２に記憶されるか、マーキング制御部１０４に直に入力される。
【0106】
（マーキング制御部１０４）
マーキング制御部１０４は、印字データ生成部１０３により生成された印字データＤｐに基づいてレーザ光出力部３およびレーザ光走査部４を制御することで、印字面としての照射エリアＲ１上に配置されたワークＷに対し、ＵＶレーザ光を用いたマーキングを行うように構成されている。
マーキング制御部１０４は、印字データ生成部１０３により生成された印字データＤｐに基づいてレーザ光出力部３およびレーザ光走査部４を制御することで、印字面としての照射エリアＲ１上に配置されたワークＷに対し、ＵＶレーザ光を用いたマーキングを行うように構成されている。
【0107】
例えば印字データＤｐとして太線用印字データＤｆが生成された場合、マーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する各走査線の本数と、各走査線の形状と、を読み込む。そして、複数の走査線を、所定の走査順（各走査線を走査する順番）にしたがって、印字面上で１本ずつ順番に走査する。
【0108】
一般に、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち、前述の線要素が太る方向（文字幅方向Ｄｗ）に隣合う走査線は、文字の中心線Ｍｃに相対的に近接する（または、中心線Ｍｃと略一致する）内側の走査線（以下、「内側走査線」という）Ｌｉと、内側走査線Ｌｉと比較して中心線Ｍｃから相対的に離間する外側の走査線（以下、「外側走査線」という）Ｌｏと、に区分することができる。文字幅方向Ｄｗは、本実施形態では中心線Ｍｃと直交する方向として定義されている。
【0109】
ここで、図５に示すように、印字パターンＰｐとして小文字の「ｏ」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、円形状を有する第１走査線Ｌａ、第１走査線Ｌａよりも小径の円形状を有する第２走査線Ｌｂ、および、第２走査線Ｌｂよりも小径の円形状を有する第３走査線Ｌｃが設定された場合を考える。
【0110】
第１走査線Ｌａは文字の外輪郭を形成し、第２走査線Ｌｂは文字の中心線Ｍｃに沿って延び、第３走査線Ｌｃは文字の内輪郭を形成する。また、第１走査線Ｌａ、第２走査線Ｌｂおよび第３走査線Ｌｃが有する円形状は、閉曲線に他ならない。このように、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線には、文字の輪郭（内輪郭または外輪郭）を形成する走査線が含まれてもよいし、文字の中心線に沿って延びる走査線が含まれてもよいし、円形状等の閉曲線が含まれてもよい。
【0111】
この場合、第１走査線Ｌａ、第２走査線Ｌｂおよび第３走査線Ｌｃのうち、第１走査線Ｌａと第２走査線Ｌｂとが隣接し、第２走査線Ｌｂと第３走査線Ｌｃとが隣接することになる。
【0112】
２通りのペアのうち、第１走査線Ｌａおよび第２走査線Ｌｂのペアについては、第１走査線Ｌａが外側走査線Ｌｏに相当し、第２走査線Ｌｂが内側走査線Ｌｉに相当する。また、第２走査線Ｌｂおよび第３走査線Ｌｃのペアについては、第２走査線Ｌｂが内側走査線Ｌｉに相当し、第３走査線Ｌｃが外側走査線Ｌｏに相当する。
【0113】
なお、外側走査線Ｌｏおよび内側走査線Ｌｉの振り分けは、走査線の本数およびペアの内訳に応じて変化する。例えば、第１走査線Ｌａよりもさらに外側に第４走査線（不図示）が存在する場合、その第４走査線および第１走査線Ｌａのペアについては、第４走査線が外側走査線Ｌｏに相当し、第１走査線Ｌａが内側走査線Ｌｉに相当することになる。
【0114】
そして、本実施形態に係るマーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち、文字幅方向Ｄｗにおいて隣合う走査線の各ペアについては、内側走査線Ｌｉよりも先に外側走査線Ｌｏに沿ってＵＶレーザ光を走査するように、レーザ光走査部４を制御する。
【0115】
図５に示す例では、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌａおよび第３走査線Ｌｃのうちの一方に沿ってＵＶレーザ光を走査した後、第１走査線Ｌａおよび第３走査線Ｌｃのうちの他方に沿ってＵＶレーザ光を走査する。その後、マーキング制御部１０４は、残りの第２走査線Ｌｂに沿ってＵＶレーザ光を走査する。
【0116】
こうした走査順については、太線用印字データＤｆの生成に際して印字データ生成部１０３が決定し、太線用印字データＤｆと関連付けて、または、太線用印字データＤｆの一要素として記憶部１０２等に記憶させてもよい。あるいは、ＵＶレーザ光の走査に際し、マーキング制御部１０４が、その都度、走査順を決定してもよい。
【0117】
また、本実施形態に係るマーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち、該太線用印字データＤｆに対応した文字の輪郭を形成する走査線から順にＵＶレーザ光を走査するように、レーザ光走査部４を制御する。
【0118】
具体的に、図５に示す例では、文字の輪郭を形成する走査線として第１走査線Ｌａおよび第３走査線Ｌｃから順にＵＶレーザ光が走査されるようになっている。これに代えて、第１走査線Ｌａが文字の外輪郭の若干内側に位置し、かつ第３走査線Ｌｃが文字の内輪郭の若干内側に位置する場合において、例えば、第１走査線Ｌａよりもさらに外側に、文字の外輪郭に一致する第４走査線（不図示）が存在する場合を考える。
【0119】
この場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌａおよび第３走査線Ｌｃよりも先に、外輪郭に一致する第４走査線から順にＵＶレーザ光を走査することになる。第３走査線Ｌｃよりもさらに内側に、文字の内輪郭に一致する第５走査線（不図示）が存在する場合も同様である。この場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌａおよび第３走査線Ｌｃよりも先に、内輪郭に一致する第５走査線から順にＵＶレーザ光を走査することになる。
【0120】
また、マーキング制御部１０４は、複数の走査線に閉曲線が含まれかつ該閉曲線に沿ってＵＶレーザ光が走査される場合には、該閉曲線の始点と終点との間に隙間を設けるようにレーザ光走査部４を制御する。
【0121】
具体的に、図５に示す例では、円形状の第１走査線Ｌａ、第２走査線Ｌｂおよび第３走査線Ｌｃが閉曲線に該当する。この場合、第１走査線Ｌａに対応した円形の始点と終点との間に隙間Ｇｐが設けられることになる。なお、ここでは閉曲線の始点と終点との間に隙間を設けるよう構成したが、必ずしもこの隙間を設けなくてもよい。また、ＵＶレーザ光のＯＮ／ＯＦＦを調整することで、隙間Ｇｐの幅も調整可能である。
【0122】
また、マーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のそれぞれにおいて、文字の端部を構成する部分が分断されるように、前記レーザ光走査部４を制御する。
【0123】
【0124】
そして、本実施形態に係るマーキング制御部１０４は、複数の走査線のそれぞれについて、「ｌ」の上端部および下端部に相当する部分を断絶させる。言い換えると、「ｌ」の上端部および下端部は、双方とも、１筆書きではなく、２本以上の走査線で構成されることになる。この構成については、後述の実施例２－３および実施例２－４を参照して説明する。
【0125】
また、本実施形態に係るマーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち、文字の輪郭を形成する走査線を他の走査線よりも優先した順番でＵＶレーザ光を走査するようにレーザ光走査部４を制御する、と構成することもできる。
【0126】
ここで、数字「０」のようにマーキング対象とされた文字が外輪郭と内輪郭とを有する場合、マーキング制御部１０４は、外輪郭および内輪郭のうちの一方を形成する走査線を一番目に走査し、外輪郭および内輪郭のうちの他方を形成する走査線を二番目に走査することが好ましい。
【0127】
一方、数字「１」のようにマーキング対象とされた文字が外輪郭のみを有する場合、マーキング制御部１０４は、外輪郭を形成する走査線を一番目に走査することが好ましい。外輪郭を形成する走査線を二番目以降に走査してもよい。
【0128】
また、マーキング制御部１０４は、太線用印字データを構成する複数の走査線のうちの一部が交差する場合には、２回目以降の交点箇所を無効部分として処理し、レーザ光走査部４により該無効部分にレーザ光が走査されるときには、非無効部分と比べて微小なレーザ光が出力されるよう、レーザ光出力部３を制御してもよい。なお、ここでいう「微少なレーザ光」とは、相対的に小さなレーザパワーを有するレーザ光を指す。
【0129】
また、ワークＷが移動する場合、（ユーザ入力または自動的に）ワークの移動情報が入力される。例えば、ワークの移動スピードやワークの移動方向、エンコーダ入力パルスなどである。或いは、印字タイミングを特定するトリガや、印字タイミングを遅延させるトリガディレイ等が含まれていてもよい。マーキング制御部１０４は、少なくとも、ワークの移動情報により特定される移動スピード及び移動方向に基づいて、太線用印字データを構成する複数の走査線がワークの移動に追従するように、レーザ光走査部４を制御してもよい。
【0130】
以下、様々な印字パターンＰｐについて、走査順および隙間Ｇｐ等の具体例を示す。
【0131】
－走査順の第１比較例および第１実施例－
図６は、走査順の第１比較例を示す図である。図７は、走査順の第１実施例を示す図である。ここでは、印字パターンＰｐとして数字の「０」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、文字幅方向Ｄｗに並んだ５本の走査線が設定された場合を考える。
図６は、走査順の第１比較例を示す図である。図７は、走査順の第１実施例を示す図である。ここでは、印字パターンＰｐとして数字の「０」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、文字幅方向Ｄｗに並んだ５本の走査線が設定された場合を考える。
【0132】
５本の走査線は、数字「０」の外輪郭に近接する走査線から順に、第１走査線Ｌｅ１１、第２走査線Ｌｅ１２、第３走査線Ｌｅ１３、第４走査線Ｌｅ１４および第５走査線Ｌｅ１５と呼称することができる。５本の走査線のうち、第３走査線Ｌｅ１３が文字の中心線（図示省略）と略一致し、第１走査線Ｌｅ１１が文字の外輪郭と略一致し、第５走査線Ｌｅ１５が文字の内輪郭と略一致することになる。また、第１走査線Ｌｅ１１～第５走査線Ｌｅ１５は、全て閉曲線となる。
【0133】
図６に示すように、従来知られた走査順の場合、文字の中心線に近接する走査線から順番に走査するか、あるいは、文字の内輪郭に近接する走査線から順番に走査することになる。
【0134】
前者の走査順（比較例１－１）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第３走査線Ｌｅ１３、第２走査線Ｌｅ１２、第４走査線Ｌｅ１４、第１走査線Ｌｅ１１、および、第５走査線Ｌｅ１５の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。その際、第２走査線Ｌｅ１２および第４走査線Ｌｅ１４の走査順、ならびに、第１走査線Ｌｅ１１および第５走査線Ｌｅ１５の走査順は、それぞれ入替可能である。
【0135】
後者の走査順（比較例１－２）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第５走査線Ｌｅ１５、第４走査線Ｌｅ１４、第３走査線Ｌｅ１３、第２走査線Ｌｅ１２、および、第１走査線Ｌｅ１１の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0136】
一方、本実施形態に係る走査順の場合、第１走査線Ｌｅ１１および第２走査線Ｌｅ１２のペアにおいては第１走査線Ｌｅ１１が先に走査され、第２走査線Ｌｅ１２および第３走査線Ｌｅ１３のペアにおいては第２走査線Ｌｅ１２が先に走査され、第３走査線Ｌｅ１３および第４走査線Ｌｅ１４のペアにおいては第４走査線Ｌｅ１４が先に走査され、第４走査線Ｌｅ１４および第５走査線Ｌｅ１５のペアにおいては第５走査線Ｌｅ１５が先に走査されることになる。
【0137】
本実施形態に係る走査順の一例（実施例１－１）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ１１、第５走査線Ｌｅ１５、第２走査線Ｌｅ１２、第４走査線Ｌｅ１４、および、第３走査線Ｌｅ１３の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0138】
また、本実施形態に係る走査順の別例（実施例１－２）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ１１、第２走査線Ｌｅ１２、第５走査線Ｌｅ１５、第４走査線Ｌｅ１４、および、第３走査線Ｌｅ１３の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。また、第１走査線Ｌｅ１１～第５走査線Ｌｅ１５は全て閉曲線となることから、実施例１－２では、第１走査線Ｌｅ１１～第５走査線Ｌｅ１５の始点と終点との間に隙間Ｇｐが設けられるようになっている。
【0139】
実施例１－１および実施例１－２の例に限らず、前述した各ペアの優先順位を満たすような順番であれば、任意の走査順を採用することができる。
【0140】
－走査順の第２比較例および第２実施例－
図８は、走査順の第２比較例を示す図である。図９は、走査順の第２実施例を示す図である。ここでは、印字パターンＰｐとして数字の「１」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、文字幅方向Ｄｗに並んだ３本の走査線が設定された場合を考える。
図８は、走査順の第２比較例を示す図である。図９は、走査順の第２実施例を示す図である。ここでは、印字パターンＰｐとして数字の「１」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、文字幅方向Ｄｗに並んだ３本の走査線が設定された場合を考える。
【0141】
３本の走査線は、数字「１」の外輪郭に近接する走査線から順に、第１走査線Ｌｅ２１、第２走査線Ｌｅ２２および第３走査線Ｌｅ２３と呼称することができる。３本の走査線のうち、第３走査線Ｌｅ２３が文字の中心線（図示省略）と略一致し、第３走査線Ｌｅ２３が文字の外輪郭と一致することになる。また、３本の走査線のうち、第１走査線Ｌｅ２１と第２走査線Ｌｅ２２は、どちらも閉曲線となる。
【0142】
図９に示すように、従来知られた走査順の場合、文字の中心線に近接する走査線から順番に走査することになる。
【0143】
そうした走査順（比較例２）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第３走査線Ｌｅ２３、第２走査線Ｌｅ２２および第１走査線Ｌｅ２１の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0144】
一方、本実施形態に係る走査順の場合、第１走査線Ｌｅ２１および第２走査線Ｌｅ２２のペアにおいては第１走査線Ｌｅ２１が先に走査され、第２走査線Ｌｅ２２および第３走査線Ｌｅ２３のペアにおいては第２走査線Ｌｅ２２が先に走査されることになる。
【0145】
本実施形態に係る走査順の一例（実施例２－１）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ２１、第２走査線Ｌｅ２２、および、第３走査線Ｌｅ２３の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0146】
本実施形態に係る走査順の別例（実施例２－２）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ２１、第３走査線Ｌｅ２３、および、第２走査線Ｌｅ２２の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。この場合、マーキング制御部１０４は、他の走査線（第２走査線Ｌｅ２２および第３走査線Ｌｅ２３）よりも優先的に、文字の輪郭を形成する第１走査線Ｌｅ２１に沿ってＵＶレーザ光を走査することになる。
【0147】
また、数字の「１」は、数字の「０」と異なり文字の端部を定義することができる。実施例２－３の破線に示すように、第１走査線Ｌｅ２１および第２走査線Ｌｅ２２は、それぞれ、「１」の上端部および下端部にて２本に分断されている。
【0148】
したがって、本実施形態に係る走査順の別例（実施例２－３）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、２分された第１走査線Ｌｅ２１の一方、２分された第１走査線Ｌｅ２１の他方、２分された第２走査線Ｌｅ２２の一方、２分された第２走査線Ｌｅ２２の他方、および、第３走査線Ｌｅ２３の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0149】
なお、第１走査線Ｌｅ２１および第２走査線Ｌｅ２２を両方とも２本に分断することは必須ではなく、少なくとも１つ以上の走査線を２本に分断すればよい。
【0150】
第１走査線Ｌｅ２１および第２走査線Ｌｅ２２のうち、第２走査線Ｌｅ２２のみを２本に分断した場合、走査順のさらなる別例（実施例２－４）における破線に示すように、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ２１、２分された第２走査線Ｌｅ２２の一方、２分された第２走査線Ｌｅ２２の他方、および、第３走査線Ｌｅ２３の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0151】
－走査順の第３実施例－
図１０は、走査順の第３実施例を示す図である。ここでは、印字パターンＰｐとして数字の「８」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、９本の走査線が設定された場合を考える。
図１０は、走査順の第３実施例を示す図である。ここでは、印字パターンＰｐとして数字の「８」が入力され、かつその印字パターンＰｐに対応した太線用印字データＤｆとして、９本の走査線が設定された場合を考える。
【0152】
９本の走査線は、数字「８」の外輪郭に近接する走査線から順に、第１走査線Ｌｅ３１、第２走査線Ｌｅ３２、第３走査線Ｌｅ３３、第４走査線Ｌｅ３４、第５走査線Ｌｅ３５、第６走査線Ｌｅ３６、第７走査線Ｌｅ３７、第８走査線Ｌｅ３８および第９走査線Ｌｅ３９と呼称することができる。
【0153】
９本の走査線のうち、第１走査線Ｌｅ３１および第２走査線Ｌｅ３２は、数字「８」の上半部と下半部に共通である。第３走査線Ｌｅ３３、第６走査線Ｌｅ３６および第８走査線Ｌｅ３８は、数字「８」の上半部を構成する。第４走査線Ｌｅ３４、第７走査線Ｌｅ３７および第９走査線Ｌｅ３９は、数字「８」の下半部を構成する。また、第５走査線Ｌｅ３５は、前記上半部の第３走査線Ｌｅ３３と、前記下半部の第４走査線Ｌｅ３４と、を接続する走査線である。
【0154】
また、９本の走査線のうち、第３走査線Ｌｅ３３、第４走査線Ｌｅ３４および第５走査線Ｌｅ３５が文字の中心線Ｍｃと略一致し、第１走査線Ｌｅ３１が文字の外輪郭と略一致し、第８走査線Ｌｅ３８が前記上半部の内輪郭と略一致し、第９走査線Ｌｅ３９が前記下半部の内輪郭と略一致することになる。また、第３走査線Ｌｅ３３、第４走査線Ｌｅ３４および第５走査線Ｌｅ３５以外の走査線は、閉曲線となる。
【0155】
本実施形態に係る走査順の場合、第１走査線Ｌｅ３１および第２走査線Ｌｅ３２のペアにおいては第１走査線Ｌｅ３１が先に走査され、第２走査線Ｌｅ３２および第３走査線Ｌｅ３３のペアにおいては第２走査線Ｌｅ３２が先に走査され、第２走査線Ｌｅ３２および第４走査線Ｌｅ３４のペアにおいては第２走査線Ｌｅ３２が先に走査され、第３走査線Ｌｅ３３および第６走査線Ｌｅ３６のペアにおいては第６走査線Ｌｅ３６が先に走査され、第４走査線Ｌｅ３４および第７走査線Ｌｅ３７のペアにおいては第７走査線Ｌｅ３７が先に走査されることになる。
【0156】
また、第５走査線Ｌｅ３５および第６走査線Ｌｅ３６のペアにおいては第６走査線Ｌｅ３６が先に走査され、第５走査線Ｌｅ３５および第７走査線Ｌｅ３７のペアにおいては第７走査線Ｌｅ３７が先に走査され、第６走査線Ｌｅ３６および第８走査線Ｌｅ３８のペアにおいては第８走査線Ｌｅ３８が先に走査され、第７走査線Ｌｅ３７および第９走査線Ｌｅ３９のペアにおいては第９走査線Ｌｅ３９が先に走査されることになる。
【0157】
本実施形態に係る走査順の一例（実施例３－１）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ３１、第８走査線Ｌｅ３８、第９走査線Ｌｅ３９、第２走査線Ｌｅ３２、第６走査線Ｌｅ３６、第７走査線Ｌｅ３７、第３走査線Ｌｅ３３、第４走査線Ｌｅ３４および第５走査線Ｌｅ３５の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0158】
また、本実施形態に係る走査順の別例（実施例３－２）を採用した場合、マーキング制御部１０４は、第１走査線Ｌｅ３１、第２走査線Ｌｅ３２、第８走査線Ｌｅ３８、第６走査線Ｌｅ３６、第３走査線Ｌｅ３３、第９走査線Ｌｅ３９、第７走査線Ｌｅ３７、第４走査線Ｌｅ３４および第５走査線Ｌｅ３５の順番でＵＶレーザ光を走査することになる。
【0159】
（電力供給部１０５）
電力供給部１０５は、マーキング制御部１０４から出力された制御信号に基づいて、励起光生成部２に駆動電流を供給する。詳細は省略するが、電力供給部１０５は、マーキング制御部１０４から入力された目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を、電気ケーブル２００を介して励起光生成部２へ供給する。電力供給部１０５の詳細は省略する。
電力供給部１０５は、マーキング制御部１０４から出力された制御信号に基づいて、励起光生成部２に駆動電流を供給する。詳細は省略するが、電力供給部１０５は、マーキング制御部１０４から入力された目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を、電気ケーブル２００を介して励起光生成部２へ供給する。電力供給部１０５の詳細は省略する。
【0160】
＜レーザマーキング装置Ｌの主要処理およびユーザインターフェースについて＞
図１１は、走査順の決定手順を例示するフローチャートである。また、図１２および図１３は、それぞれ、走査順に係るユーザインターフェースを例示する図である。以下、レーザマーキング装置Ｌの主要処理およびユーザインターフェースについて、図１１～図１３を参照しながら説明する。
図１１は、走査順の決定手順を例示するフローチャートである。また、図１２および図１３は、それぞれ、走査順に係るユーザインターフェースを例示する図である。以下、レーザマーキング装置Ｌの主要処理およびユーザインターフェースについて、図１１～図１３を参照しながら説明する。
【0161】
まず、図１１のステップＳ１で、マーカコントローラ１００は、表示部３０１上に設定平面Ｒ２を表示させるとともに、その設定平面Ｒ２上に、印字パターンＰｐの入力を受け付ける入力インターフェースＩｕを配置する。
【0162】
ステップＳ１に際し、表示部３０１には、例えば図１２および図１３に示すような表示画面が表示される。図１２および図１３において、第１インターフェースＩ１は、印字内容（印字パターンＰｐ）の入力を受け付けるべく、設定平面Ｒ２が配置された入力画面を表示するための切替タブである。また、第２インターフェースＩ２は、印字パターンＰｐの位置調整を受け付けるべく、設定平面Ｒ２を拡大表示するための切替タブであり、第３インターフェースＩ３は、印字パターンＰｐの詳細設定を入力するための入力欄等が配置された入力画面を表示するための切替タブである。図１２は第１インターフェースＩ１が選択された状態に相当し、図１３は第２インターフェースＩ２が選択された状態に対応する。
【0163】
また、図１２の画面右上に表示された第４インターフェースＩ４は、複数の印字パターンＰｐをひとまとめにしてなる印字ブロックに割り振られた識別番号（ブロックＮｏ．）を表示するとともに、その識別番号を介して印字パターンＰｐを切り替えるためのユーザインターフェースである。
【0164】
また、図１２の画面左側に表示された第５インターフェースＩ５は、レーザマーキング装置Ｌの動作を停止させるためのボタンであり、第６インターフェースＩ６は、印字パターンＰｐよりも早いタイミングで決定されるべき設定項目の入力画面に遷移させるためのボタンであり、第７インターフェースＩ７は、印字パターンＰｐの内容を記憶部１０２等に保存させるためのボタンである。
【0165】
また、図１２の画面中央部から右側にかけて表示された第８インターフェースＩ８は、印字内容（印字パターンＰｐ）の入力を受け付ける入力欄であり、本実施形態における入力インターフェースＩｕを構成している。
【0166】
また、第８インターフェースＩ８の画面左側には、設定平面Ｒ２によって構成された第９インターフェースＩ９が表示される。この第９インターフェースＩ９は、印字パターンＰｐのレイアウトを表示する表示欄として機能するものであり、本実施形態における入力インターフェースＩｕを構成している。
【0167】
また、図１２において、第９インターフェースＩ９の画面下側には、印字パターンＰｐの文字サイズの入力を受け付ける第１０インターフェースＩ１０と、印字パターンＰｐの文字幅の入力を受け付ける第１１インターフェースＩ１１と、印字パターンＰｐを構成する文字の太さの入力を受け付ける第１２インターフェースＩ１２と、が表示される。
【0168】
一方、図１３には、図１２に示した状態よりも拡大表示された第９インターフェースＩ９が表示される。図１３における第９インターフェースＩ９には、位置調整の対象となった印字パターンＰｐを示す第１３インターフェースＩ１３と、位置調整の目安となる十字線を示す第１４インターフェースＩ１４と、が表示される。第１３インターフェースＩ１３は、本実施形態における入力インターフェースＩｕを構成している。
【0169】
また、図１３において、第９インターフェースＩ９の画面右側には、設定平面Ｒ２内で印字ブロックを移動させるための第１５インターフェースＩ１５と、印字ブロック全体の幅を調整するための第１６インターフェースＩ１６と、印字ブロック全体の高さを調整するための第１７インターフェースＩ１７と、が表示される。
【0170】
第１インターフェースＩ１～第１７インターフェースＩ１７は、いずれも、操作部３０２を介した入力を受け付けるように構成されている。
【0171】
続いて、図１１のステップＳ２で、マーカコントローラ１００は、図１２および図１３に示すような入力インターフェースＩｕを介して、印字パターンＰｐの入力を受け付ける。その際、マーカコントローラ１００は、文字の太さ等、印字データＤｐを構成する他の設定も受け付ける。
【0172】
続くステップＳ３では、印字データ生成部１０３が、ステップＳ２で受け付けられた印字パターンＰｐに基づいて、設定平面Ｒ２に対応付けられた印字データＤｐを生成する。このステップＳ３では、印字データ生成部１０３は、文字の太さ等の設定に応じて、印字データＤｐとして太線用印字データＤｆを生成する。
【0173】
続くステップＳ４では、図５を用いて説明したように、印字データ生成部１０３またはマーキング制御部１０４が、文字の中心線Ｍｃに対する各走査線の位置関係を判定する。具体的に、このステップＳ４では、印字データ生成部１０３またはマーキング制御部１０４は、複数の走査線のうち、隣合う走査線を外側走査線Ｌｏおよび内側走査線Ｌｉに分類する。
【0174】
続くステップＳ５では、印字データ生成部１０３またはマーキング制御部１０４は、内側走査線Ｌｉよりも外側走査線Ｌｏが先に走査されるように、走査順を決定する。
【0175】
続くステップＳ６では、マーキング制御部１０４は、ステップＳ５で決定された走査順にしたがって、各走査線に沿ってＵＶレーザ光を走査する。
【0176】
前述のように、ワークＷを構成するシート状のフィルムには、ＵＶレーザ光と化学反応するＵＶ反応層Ｘが含有されている。ＵＶ反応層Ｘが含有されたワークＷ上でＵＶレーザ光を走査することで、照射エリアＲ１としての印字面には、印字パターンＰｐに対応したマーキングが施されることになる。そうしたワークＷに適した印字条件として、本実施形態に係るレーザ光出力部３は、０．８Ｗ以上１．６Ｗ以下の範囲内でＵＶレーザ光のレーザパワーを調整するようになっている。なお、０．８Ｗ以上１．６Ｗ以下の範囲は、好ましい一例であって、この範囲の外に調整されてもよい。
【0177】
ＵＶ反応層Ｘが含有されたワークＷの一例として、一般的なラミネートフィルムをマーキング対象とした場合の種パラメータを表１に示す。表１において、第１列の「Ｎｏ．」は各実施例を識別するための番号を示す。表１では、実施例Ａ～実施例Ｃと、比較例Ｄ～比較例Ｇが例示されている。
【0178】
また、第２列の「走査速度」はＵＶレーザ光のスキャンスピードを示し、第３列の「周波数」はＱスイッチ周波数を示し、第４列の「レーザパワー」は前述したＵＶレーザ光のレーザパワーを示し、第５列の「ｄｏｔサイズ」はワークＷ表面上でのＵＶレーザ光のスポット径を示し、第６列の「ｄｏｔ間隔」はワークＷ表面上でのＵＶレーザ光のスポット間隔を示し、第７列の「１ｄｏｔパワー密度」は１スポットあたりのＵＶレーザ光のパワー密度を示し、第８列の「１ラインパワー密度」は１走査線あたりのＵＶレーザ光のパワー密度（より詳細には、１ｄｏｔパワー密度に単位長さあたりのスポット数を乗算した数値）を示す。第２列～第８列に示すパラメータは、前述した印字条件として事前設定可能なパラメータである。
【0179】
そして、第７列は、ＵＶレーザ光がワークＷに与えるダメージの大小を示す。「ＧＯＯＤ」はダメージが相対的に小さいことを示し、「ＢＡＤ」はダメージが相対的に大きいことを示す。また、第８列は、ワークＷに施されるマーキングの視認性の優劣を示す。「ＧＯＯＤ」は視認性が相対的に優れることを示し、「ＢＡＤ」は視認性が相対的に劣ることを示す。
【0180】
表１に示すように、実施例Ａ～Ｃはダメージおよび視認性の双方に優れ、比較例Ｄ～Ｇはダメージおよび視認性のいずれか一方に劣る。詳しくは、比較例Ｄのように１ｄｏｔパワー密度が高い場合、ワークＷに与えるダメージは相対的に大きくなるため、１ｄｏｔパワー密度［mW/mm2］を８０以下に設定することが好ましい。
【0181】
また、比較例Ｅのように１ラインパワー密度が高い場合、ワークＷに与えるダメージは相対的に大きくなるため、１ラインパワー密度［mW/mm］を５１０以下に設定することが好ましい。
【0182】
また、比較例Ｆのように１ｄｏｔパワー密度が低い場合、発色が薄くなって視認性に劣るため、１ｄｏｔパワー密度［mW/mm2］を１．２以上に設定することが好ましい。
【0183】
また、比較例Ｇのように１ラインパワー密度が低い場合、発色が薄くなって視認性に劣るため、１ラインパワー密度［mW/mm］を２０以上に設定ることが好ましい。
【0184】
以上に鑑みて、本願発明者らは、ＵＶ反応層Ｘが含有されたワークＷに好適な印字条件として、１ｄｏｔパワー密度［mW/mm2］を１．２以上８０以下の範囲内に設定し、かつ、１ラインパワー密度［mW/mm］を２０以上５１０以下の範囲内に設定することを見出した。表１から明らかなように、前記実施例Ａ～実施例Ｃに係る１ｄｏｔパワー密度および１ラインパワー密度は、いずれも、これらの範囲内に収まるように設定されている。
【0185】
【表1】
【0186】
＜太線印字の高品質化について＞
以上説明したように、本実施形態によれば、マーキング制御部１０４は、文字の中心線Ｍｃを基準として、各走査線の走査順を決定する。具体的に、隣接する２本の走査線については、中心線Ｍｃから離れた外側走査線Ｌｏが先に走査される（図５参照）。これにより、外輪郭を形成する走査線が従来よりも早い順番で走査されることになり、より高品質な印字を実現することができる。その結果、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができるようになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、マーキング制御部１０４は、文字の中心線Ｍｃを基準として、各走査線の走査順を決定する。具体的に、隣接する２本の走査線については、中心線Ｍｃから離れた外側走査線Ｌｏが先に走査される（図５参照）。これにより、外輪郭を形成する走査線が従来よりも早い順番で走査されることになり、より高品質な印字を実現することができる。その結果、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができるようになる。
【0187】
また、図７、図９および図１０に示したように、マーキング制御部１０４は、太線用印字データＤｆを構成する複数の走査線のうち、文字の外輪郭を形成する走査線を優先的に走査する。これにより、文字の輪郭を高品質で印字することができ、ひいては、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現する上で有利になる。
【0188】
また、表１を参照して説明したように、本実施形態に係るレーザマーキング装置Ｌは、ＵＶ反応層Ｘが含有されたフィルムへの印字に適したものとして構成することができる。
【0189】
また、図６に示したように、マーキング制御部１０４は、文字の端部に対応する部分の走査線を分断し、ＵＶレーザ光の照射対象から除外する。一般に文字の端部は縮退が生じ易いため、そのような部分をＵＶレーザ光の照射対象から除外することで、太線印字の品質を高める上で有利になる。
【0190】
また、図５に示したように、内輪郭などを形成する閉曲線が走査線に含まれる場合、マーキング制御部１０４は、その閉曲線の始点と終点とを直に接続せず、その間に隙間Ｇｐを設ける。これにより、デラミネーションの発生等を抑制し、ひいては太線印字の品質を高める上で有利になる。
【0191】
また、図９等に示したように、マーキング制御部１０４は、文字の輪郭を基準として、各走査線を走査する順序を決定する。具体的に、図９の第１走査線Ｌｅ２１等、文字の輪郭を形成する走査線は、他の走査線よりも優先的に走査される。これにより、外輪郭を形成する走査線が従来よりも早い順番で走査されることになり、より高品質な印字を実現することができる。その結果、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができるようになる。
【0192】
≪他の実施形態≫
前記実施形態では、文字の中心線Ｍｃに基づいた走査順の設定手順について、図１１を参照して説明したが、本開示は、図１１に示すフローには限定されない。図１４に示すフローに基づいて走査順を設定することもできる。
前記実施形態では、文字の中心線Ｍｃに基づいた走査順の設定手順について、図１１を参照して説明したが、本開示は、図１１に示すフローには限定されない。図１４に示すフローに基づいて走査順を設定することもできる。
【0193】
例えば、図９に示すような数字「１」を印字パターンＰｐとした場合、その太線化の際には、第３走査線Ｌｅ２３のみからなる単線データ（１本の走査線からなる印字データＤｐ）から外側に向けて第２走査線Ｌｅ２２および第１走査線Ｌｅ２１の順で走査線が追加されていくことになる。本開示に係るマーキング制御部１０４は、そうした走査線の追加順と逆順となるように、走査順を設定することができる。この場合、走査されるタイミングが早いものから順に、第１走査線Ｌｅ２１、第２走査線Ｌｅ２２および第３走査線Ｌｅ２３の順番で各走査線が走査されていくことになる。この走査順は、実施例２－１に示した走査順と一致し、かつ、文字の輪郭を形成する走査線（第１走査線Ｌｅ２１）を優先した走査順となる。
【0194】
また、例えば図７に示すような数字「０」を印字パターンＰｐとした場合、その太線化の際には、第３走査線Ｌｅ１３のみからなる単線データから、例えば、第４走査線Ｌｅ１４、第２走査線Ｌｅ１２、第５走査線Ｌｅ１５および第１走査線Ｌｅ１１の順番で走査線が追加されていくことになる。本開示に係るマーキング制御部１０４は、そうした走査線の追加順と逆順となるように、走査順を設定することができる。この場合、走査されるタイミングが早いものから順に、第１走査線Ｌｅ１１、第５走査線Ｌｅ１５、第２走査線Ｌｅ１２、第４走査線Ｌｅ２３および第３走査線Ｌｅ１３の順番で、各走査線が走査されていくことになる。この走査順は、実施例１－１に示した走査順と一致する。
【0195】
図１４は、走査順の決定手順の別例を示すフローチャートである。
【0196】
まず、図１４のステップＳ１０１で、マーカコントローラ１００は、表示部３０１上に設定平面Ｒ２を表示させるとともに、その設定平面Ｒ２上に、印字パターンＰｐの入力を受け付ける入力インターフェースＩｕを配置する。
【0197】
続いて、図１４のステップＳ１０２で、マーカコントローラ１００は、図１２および図１３に示すような入力インターフェースＩｕを介して、印字パターンＰｐの入力を受け付ける。その際、マーカコントローラ１００は、文字の太さ等、印字データＤｐを構成する他の設定も受け付ける。
【0198】
続くステップＳ１０３では、印字データ生成部１０３が、ステップＳ１０２で受け付けられた印字パターンＰｐに基づいて、設定平面Ｒ２に対応付けられた印字データＤｐを生成する。このステップＳ１０３では、印字データ生成部１０３は、文字の太さ等の設定に応じて、単線データから外側に向けて走査線を追加することで太線用印字データＤｆを生成する。
【0199】
続くステップＳ１０４では、図５を用いて説明したように、印字データ生成部１０３またはマーキング制御部１０４が、ステップＳ１０３で用いた走査線の追加順と逆順になるように走査順を決定する。
【0200】
続くステップＳ１０５では、マーキング制御部１０４は、ステップＳ１０４で決定された走査順にしたがって、各走査線に沿ってＵＶレーザ光を走査する。これにより、前記実施形態と同様に、十分な線幅をもった太線印字を従来よりも容易に実現することができる。
【0201】
なお、既述したように、受付部１０１や印字データ生成部１０３は、印字設定装置としての操作用端末３００に設けられていてもよい。この場合、操作用端末３００は、マーカヘッド１とマーカコントローラ１００からなるレーザマーカに電気的に接続される。この場合、印字設定装置としての操作用端末３００は、印字データ生成部１０３により生成された印字データ（太線用印字データ）をレーザマーカに送信する印字データ送信部を備える。
【符号の説明】
【0202】
Ｓ レーザマーキングシステム
Ｌ レーザマーキング装置
１ マーカヘッド
２ 励起光生成部
３ レーザ光出力部
４ レーザ光走査部
１００ マーカコントローラ
１０２ 記憶部
１０３ 印字データ生成部
１０４ マーキング制御部
３００ 操作用端末
３０１ 表示部（表示手段）
Ｌｉ 内側走査線
Ｌｏ 外側走査線
Ｍｃ 文字の中心線
Ｄｐ 印字データ
Ｄｆ 太線用印字データ
Ｄｗ 文字幅方向
Ｇｐ 隙間
Ｉｕ 入力インターフェース（文字入力手段）
Ｒ１ 照射エリア（印字面）
Ｒ２ 設定平面
Ｗ ワーク
Ｘ ＵＶ反応層
Ｌ レーザマーキング装置
１ マーカヘッド
２ 励起光生成部
３ レーザ光出力部
４ レーザ光走査部
１００ マーカコントローラ
１０２ 記憶部
１０３ 印字データ生成部
１０４ マーキング制御部
３００ 操作用端末
３０１ 表示部（表示手段）
Ｌｉ 内側走査線
Ｌｏ 外側走査線
Ｍｃ 文字の中心線
Ｄｐ 印字データ
Ｄｆ 太線用印字データ
Ｄｗ 文字幅方向
Ｇｐ 隙間
Ｉｕ 入力インターフェース（文字入力手段）
Ｒ１ 照射エリア（印字面）
Ｒ２ 設定平面
Ｗ ワーク
Ｘ ＵＶ反応層
【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】
