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発明の名称 固体レーザ及びレーザマーカ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−252479
公開日 平成6年(1994)9月9日
出願番号 特願平5−39646
出願日 平成5年(1993)3月1日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 武久 究 / 矢野 眞 / 桑原 皓二
要約 目的


構成
レーザマーカ100では、光源としてスラブ2を用いた固体レーザ1を用いている。発振するレーザ光は液晶マスク11に入射する。マーキングさせる文字列に対応するレーザ光は、偏光ビームスプリッタ12を反射して、ICパッケージ14bに文字列「0123」をマーキングする。そのため、スラブレーザ1において、フラッシュランプ6aに繋がれたコンデンサ7aを充電し、フラッシュランプ6aのみを発光させてレーザ発振させる。
特許請求の範囲
【請求項1】スラブ状のレーザ媒質を用い、前記スラブ状のレーザ媒質の励起用フラッシュランプが前記スラブ状のレーザ媒質における向かい合う二つの励起面のそれぞれの側に少なくとも1本ずつあり、異なる励起面から照射するフラッシュランプがそれぞれ独立に動作できることを特徴とする固体レーザ。
【請求項2】請求項1において、前記固体レーザを光源に用いたレーザマーカ。
【請求項3】請求項2において、前記液晶マスクを用いたレーザマーカ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパルスレーザ発振器及びレーザマーカに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、パルス状に動作する固体レーザでは、レーザ媒質をフラッシュランプで励起させてレーザ発振させる。また、レーザ媒質の形状にはロッド状のものが広く用いられている。
【0003】また、ICパッケージなどに文字などをマーキングさせる装置にレーザマーカが広く利用されている。レーザマーカの中でマスク式レーザマーカと呼ばれるものは、光源として主にパルスレーザを用い、マーキングさせる文字列を形成させたマスクにレーザ光を照射させ、文字を構成する部分を通過するレーザ光をマーキング対象物に当ててマーキングする。また、このマスクに液晶マスクを用いるものは液晶マスク式レーザマーカと呼ばれている。尚、液晶マスク式レーザマーカは、例えば、特開平1−11088号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】レーザ発振させるために、フラッシュランプを発光させるには、充電させたコンデンサからの電気的エネルギをフラッシュランプに供給する。そのため、レーザ動作の繰返し数を上げるために、フラッシュランプの発光間隔を短くするには、コンデンサなどの電源を充電させる速さを上げなくてはならない。その結果、電源を急速に充電できる特別な電気回路を設計し直す必要がある。
【0005】次に、従来のレーザマーカの問題点を以下に説明する。ICパッケージにマーキングさせるパターンは、一般に、英数字などの横文字の文字列で、通常1個か2個で構成される。ところが文字列が2個の場合には、1パルスのレーザ光で2個の文字列を同時にマーキングさせるか、あるいは、各文字列ごとにパルスレーザ光を発生させてマーキングさせていた。ところが、前者の場合、2個の文字列を含むマスク上で、2個の文字列全体が含まれる領域にレーザ光を照射するため、文字列の間に対応する位置に対して照射されるレーザ光が無駄になってしまう。また、後者の場合、各文字列に対応させるためのレーザ動作の間隔は、次にマーキングさせるパッケージに対応させる間隔に比べて極めて短い。その結果、前述と同様に、電源を急速に充電する必要が生じる。
【0006】さらに、後者の場合、各文字列に対応したマスクを交換する必要がある。ところが、これらの文字列がそれぞれマーキングされる位置に移動するまでの時間差は隣接するICパッケージが移動してくる時間差に比べて、非常に短いため、この間にマスク交換をするのは困難であった。
【0007】本発明の第1の目的は、電源への充電時間を短縮させずに、繰返し数を2倍にすることができる固体レーザを提供することにある。
【0008】また、本発明の第2の目的は、一つのパッケージにマーキングさせる文字列が2個の場合でも、レーザ光を有効に利用し、かつ電源への充電時間を短縮させずに済むレーザマーカを提供することにある。
【0009】また、本発明の第3の目的は、2個の文字列のパターン切替が容易なレーザマーカを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の目的を達成するために、スラブ状のレーザ媒質(以下スラブと呼ぶ。)を用い、かつスラブの励起用フラッシュランプがスラブにおける向かい合う二つの励起面のそれぞれの側に少なくとも1本ずつあり、かつ異なる励起面から照射するフラッシュランプがそれぞれ独立に動作できるようにした。
【0011】また、第2の目的を達成するために、光源としてのレーザ発振器に、前記動作が可能な固体レーザを用いた。
【0012】また、第3の目的を達成するために、マスクとして液晶マスクを用いた。
【0013】
【作用】異なる励起面から照射するフラッシュランプを独立に動作できるようにすれば、それぞれの側にあるフラッシュランプを交互に動作させることもでき、その場合には、レーザ発振の繰返し数を2倍にすることができる。
【0014】尚、これによると、スラブの一方の励起面側にあるフラッシュランプのみでレーザ発振させることになる。これに対して、従来の固体レーザ発振器では、光源としてロッド型の固体レーザが広く利用されている。この固体レーザでは、ロッドの励起に2本のフラッシュランプを用いる場合が多いが、もしも、2本のフラッシュランプを交互に動作させるならば、以下に示す問題が生じる。
【0015】1本のフラッシュランプのみを発光させると、ロッド中での励起強度分布が偏る。その結果、発振するレーザ光は、ロッド中でロッドと平行に進むため、取り出されるレーザ光の強度分布も偏ってしまう。それにより、2本のフラッシュランプを交互に動作させると、レーザ光の強度分布の偏る向きが交互に異なってしまう。そのため、このレーザ光では、各パルスで同質にマーキングすることはできない。
【0016】これに対して、スラブレーザでは、スラブ内の光軸がじぐざぐに全反射しているため、スラブ内部での励起強度分布がそれぞれの側のフラッシュランプにより偏っても、取り出されるレーザ光の強度分布にはほとんど変化が無い。従って、本発明の固体レーザをレーザマーカの光源として利用することができる。
【0017】また、それぞれの励起面から照射するフラッシュランプを発光させるタイミングを、1パッケージ中の2個の文字列のそれぞれに対応させることができ、それぞれの発光により発振するレーザ光で、それぞれの文字列をマーキングできる。この場合、それぞれのフラッシュランプは、一つのパッケージに対しては、一回しか発光させていない。それにより、各パッケージがマーキングされる位置に移動してくる間隔で発光させればよいため、電源への充電時間を短くする必要はない。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施例である固体レーザ1を光源に用いたレーザマーカ100によるマーキングの様子を示した概略図である。
【0020】固体レーザ1は、レーザ媒質であるスラブ2,全反射鏡3、および出力鏡4とで共振器が構成されている。固体レーザ1中の光軸5は、スラブ2中では、図1に示したように、スラブ2の上下の励起面をそれぞれ3回ずつ全反射しながらじぐざぐに進んでいる。スラブ2を励起するためのフラッシュランプ6a,6bは、スラブ2の上下にそれぞれ1本ずつ設置されている。フラッシュランプ6aは、コンデンサ7aに配線8a,8bとで繋がれている。フラッシュランプ6bは、コンデンサ7bに配線8c,8dとで繋がれている。また、それぞれのコンデンサ7a,7bは、それぞれ配線8e,8fとで、制御装置9に繋がれ、制御される。
【0021】この固体レーザ1では、フラッシュランプ6a、あるいは6bの片方で発光させても、レーザ光10aが発振する。フラッシュランプ6aの発光時には、スラブ2の上面に近い部分が強く励起される。しかし、図1のように、スラブ2内では、光軸5は上下面を何度も往復するため、レーザ光10aの断面内の強度分布に関して、上側の部分のみが強くなることはなく、均一な強度分布になる。尚、固体レーザ1のスラブ2内で光軸5が全反射する回数が上面と下面とで同じである理由は、フラッシュランプ6a,6bのどちらの発光でも、等しい強度分布のレーザ光10aを発振させるためである。
【0022】図面の制約上、レーザ光10aが進むとレーザ光10bに対応する。レーザ光10bは液晶マスク11に入射する。液晶マスク11は制御装置9と配線8gとで繋がれており、これによりレーザ光の偏光方向を制御する信号が送られる。それの結果、マーキングさせる文字列に対応するレーザ光は、偏光ビームスプリッタ12で反射して、結像レンズ13を通り、ICパッケージ14bをマーキングする。また、液晶マスクを通過したレーザ光の内、マーキングさせる文字列以外の背景に対応するものは、偏光ビームスプリッタ12を透過して、吸収板15で受け止められる。
【0023】図1では、ICパッケージ14b上に「0123」という文字列をマーキングする瞬間が描かれている。そのために、スラブレーザ1ではフラッシュランプ6aに繋がれたコンデンサ7aに蓄えられた電気的エネルギを供給し、フラッシュランプ6aのみを発光させてレーザ光10aを発振させている。また、ICパッケージ14b上の「ABCD」という文字列は、同様に、コンデンサ7bに繋がれたフラッシュランプ6bのみを発光させて発振したレーザ光によってマーキングされたものである。
【0024】一方、ICパッケージ14a,14b,14cは移動ステージ16に載せられており、図1に示された矢印の方向に常に移動している。そのため、ICパッケージ14b上の文字列「0123」と「ABCD」とが、マーキングされる定位値に来る時間差は約0.1 秒である。そこで、これらの文字列を従来のレーザマーカのように2パルスでマーキングさせるならば、10Hz程度のパルス繰返しが要求される。その結果、コンデンサにエネルギを0.1 秒未満で充電させることができるような設計が必要になり、さらにまた、フラッシュランプへの負荷が大きくなる。
【0025】これに対して、本発明のレーザマーカ100では、フラッシュランプ6aの発光によるレーザ発振により、ICパッケージ14b上の文字列「0123」をマーキングするが、このフラッシュランプ6aでの一回前の発光では、ICパッケージ14a上の文字列「0123」をマーキングする。また、同様に、フラッシュランプ6bの発光によるレーザ発振により、ICパッケージ14b上の文字列「ABCD」をマーキングし、一回前の発光では、ICパッケージ14a上の文字列「ABCD」をマーキングする。したがって、どちらのフラッシュランプに対しても、発光させる間隔は、ICパッケージ14a,14bとがマーキングされる定位値まで移動する時間差に相当する。これは本実施例では約0.5 秒となっているため、フラッシュランプ6a,6bをどちらも約2Hzで動作させればよく、コンデンサへの充電回路が簡略化できるだけでなく、フラッシュランプの寿命も長くなる。
【0026】尚、本発明のレーザマーカ100では、前述したように、ICパッケージ14bに文字列「ABCD」をマーキングしてから、約0.1秒後に文字列「0123をマーキングすることが可能であるが、この理由は、マスクとしてパターンを瞬時に換えられる液晶マスク11を用いているからである。
【0027】
【発明の効果】本発明の固体レーザでは以上に説明したように構成されているため、電源への充電時間を短縮させずに、繰返し数を2倍にすることができ、電源回路を特別に設計し直す必要はない。
【0028】また、本発明の固体レーザを用いたレーザマーカでは、一つのICパッケージに2個の文字列をマーキングさせる場合に、それらの文字列ごとにレーザパルスを照射でき、文字列間に対応した無駄になるレーザ光が大幅に減少した。尚、フラッシュランプを駆動させる電源に関しても、同様に充電時間を短縮させる必要はない。




 

 


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