3大レーザーマーキングシステム徹底解説：マスク・アレイ・スキャニング方式

マスクモードレーザーマーキングシステム（投影マーキング）

レーザー、マスクプレート、結像レンズで構成。望遠鏡で拡張されたレーザービームを予め作製したマスクプレートに均一照射。マスクの彫刻部分から透過した光がレンズを通じてワーク（焦点面）にパターンを結像。通常1パルスで1マーク形成。レーザー照射面が急速加熱され気化または化学反応で変色、明確なマーク形成。一般にCO2レーザーとYAGレーザーを使用。主利点：1レーザーパルスで複数シンボルを含む完全マークを一度に形成可能、マーキング速度高速。大量生産品では生産ライン上で直接マーキング可能。欠点：マーキング柔軟性低、エネルギー利用率低。

アレイレーザーマーキングシステム

複数の小型レーザーが同時にパルス発振。ミラーと集光レンズを通過後、複数レーザーパルスがマーキング材料表面でアブレーション（溶融）し、均一サイズ・深度の微小ピット形成。各文字・パターンはこれら微小黒色ピットで構成。一般に横画5点、縦画7点で5×7アレイ形成。低出力RF励起CO2レーザー使用。マーキング速度最大6000文字/秒で高速オンラインマーキングに最適。欠点：ドット文字のみ、5×7到達限界。

スキャニングレーザーマーキングシステム

コンピュータ、レーザー、XYスキャニング機構の3部構成。マーキング情報をコンピュータに入力。コンピュータが事前設計プログラムに基づきレーザーとXYスキャニング機構を制御、特殊光学系で高エネルギーレーザースポットを被加工面上でスキャン・移動させマーク形成。

XYスキャニング機構には通常2構造形式：

1. メカニカルスキャニングタイプ： ミラー角度変更で光ビーム移動させず、機械的手法でミラーXY座標を平行移動させレーザービームのワーク位置変更。このマーキングシステムのXYスキャニング機構は通常プロッター改造。動作プロセス：レーザービームがミラーと折り返し光路通過、光ペン（集光レンズ）作用で加工ワークに照射。プロッターのペンアームはミラーのみ搭載しX軸方向に往復移動。光ペンとその上部ミラー（固定一体化）はY軸方向のみ移動。コンピュータ制御（一般にパラレルポートから制御信号出力）で光ペンY方向移動とペンアームX方向移動を組み合わせ、出力レーザーを平面上の任意点に到達させ、任意グラフィック・テキストをマーキング。
2. ガルバノメータースキャニングタイプ： レーザー、XY偏向ミラー、集光レンズ、コンピュータ等で主構成。レーザービームが2枚ミラー（ガルバノメーター）に入射、ミラー反射角をコンピュータ制御。2ミラーがそれぞれX軸・Y軸方向にスキャン可能、レーザービーム偏向実現。一定出力密度のレーザー集光点がマーキング材料上を要求仕様通り移動、材料表面に永久マーク残留。集光スポットは円形または長方形。

ガルバノメーターレーザーマーキングシステムではベクターグラフィック・テキスト使用可能。コンピュータ内グラフィックソフトのグラフィック処理手法を採用。描画効率高、グラフィック精度良好、歪みなしの特長で、レーザーマークの品質と速度を大幅向上。同時にガルバノメーターマーキングではドットマトリックスマーキング手法も使用可能。オンラインマーキングに非常に適し、生産ライン速度差に応じて1基または2基のスキャニングガルバノメーター使用可能。アレイタイプマーキングと比較し、より多くのドットマトリックス情報マーキング可能で、漢字マーキングに大きな優位性。

ガルバノメータースキャニングレーザーマーキングシステムは一般に連続光学励起Nd:YAGレーザー（作業波長1.06μm）使用。出力パワー10〜120W。レーザー出力は連続またはQスイッチ。開発されたRF励起CO2レーザーもガルバノメータースキャニングレーザーマーカーで使用。

ガルバノメータースキャニングタイプマーキングは、ベクターマーキングとドットマトリックスマーキング両用可能、適用範囲広、マーキング範囲調整可能、高速応答・高速マーキング（秒間数百文字マーキング可能）、高マーキング品質、良好な光路シール性能、環境適応性強等の優位性で主流製品となり、レーザーマーカーの将来発展方向を代表し、広範な応用展望を有すると評価されています。

マーキング用レーザー光源

マーキング用レーザーは主にNd:YAGレーザーとCO2レーザー。Nd:YAGレーザー発生レーザーは金属と大半プラスチックに良好吸収。短波長（1.06μm）と小さな焦点スポットで、金属等への高精細マーキングに最適。CO2レーザー発生レーザー波長10.6μm。木材、ガラス、ポリマー、大半透明材料に良好吸収効果あり、非金属表面マーキングに特に適する。

Nd:YAGレーザーとCO2レーザーの欠点は、材料への熱ダメージ・熱拡散が深刻で、ホットエッジ効果でマークがぼやけやすいこと。対照的に、エキシマレーザー発生紫外線でマーキングすると材料加熱なし、表面のみ蒸発、表面組織に光化学効果発生、表面にマーク残留。したがってエキシマレーザーマーキングではマークエッジが極めて鮮明。材料による紫外線大吸収でレーザー影響が材料最外層のみに限定、材料への焼損ダメージほぼなし。したがってエキシマレーザーは材料マーキングにより適する。