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ダイレクトパーツマーキングの詳細

ダイレクトパーツマーキングにおいて、自動認識コードの中でも、限られたスペースへ大量の情報を付加することを目的として、2次元コードを利用されることが主流となっています。
2次元コードを利用することで情報量が多くできるため、製造履歴管理だけでなく、生産管理にも数多く利用されています。

医療用具への2次元コード印字
医療用具への2次元コード印字
リードフレームへ1mm以下の
2次元コード印字
リードフレームへ1mm以下の2次元コード印字
PCBへの2次元コード印字
次元コード印字

材質によるマーキング方法

加工内容 主な対象物の材質
表面を溶かす 樹脂
焦がす 紙、樹脂
表面層をはがす めっきした金属、印刷した紙
表面を酸化させる 金属
削る、彫る ガラス、金属
変色させる 樹脂
  • ※樹脂の種類により反応が変わります。
  • ※レーザー方式は、CO2、YAG等の限定をせず記載しています。

ダイレクトパーツマーキングを行う部品の素材により、加工方法が異なります。
レーザーマーカーなどでは、以下のような加工方法でダイレクトパーツマーキングを実現しています。

レーザーマーキングでは、レーザービームを細く絞ることで、微細な電子部品へのダイレクト印字や、極小スペースへの印字が可能となります。また、印字精度も高くなるため、極小スペースや極小部品であっても大容量データの自動認識コードが印字可能となります。
印字用レーザーの種類としては、一般的にYAG/YVO4/ファイバレーザと、CO2レーザに分かれます。
CO2レーザーは、カートン、樹脂、ガラス、木材など、多くの用途に使用されています。YAG/YVO4/ファイバレーザは、金属への印字が可能な上、多くの樹脂を発色させる効果があります。

材質ごとのマーキング機器の選定目安です。

材質名 SHGレーザ YVO4/YAG/
ファイバレーザ
CO2レーザ インクジェット
プリンタ
樹脂 PE(ポリエチレン)
PC(ポリカーボネイト)
PP(ポリプロピレン)
POM(ポリアセタール)
PBT(プリブチレン・
テレフタレート)
PET(ポリエチレン・
テレフタレート)
× ×
ABS(アクリロニトリル・
ブタジエン・スチレン)
EP(エポキシ)
PF(フェノール)
UF(ユリア)
PVC(塩化ビニール)
PA(ポリアミド)
SI(シリコン) ×
金属 ×
アルミ ×
ニッケル ×
ステンレス ×
×
×
その他 セラミック
木材
紙類
ガラス ×
ゴム

2次元コード マーキング時の注意

ダイレクトパーツマーキング(DPM)では、印字された2次元コードを、コードリーダを使用して安定した読み取りを実現する必要があります。2次元コード仕様と、コードリーダの読み取り特性を考慮した2次元コードの印字を行いましょう。

2次元シンボルの仕様に注意する① ~ クワイエットゾーン(マージン)~

2次元シンボルの仕様に注意する① ~ クワイエットゾーン(マージン)~

右の2次元シンボルは、人の目から見れば、非常にきれいな印字状態ですが、2次元シンボルの仕様から逸脱しているため多くのコードリーダでは読み取れないケースが発生します。

どちらのQRコードも、コード自体の印字状態は、非常に印字精度の高いものとなっていますが、QRコードの外側にあるラインや模様の(赤枠)の位置が、QRコードの余白にかかっており、QRコードの仕様を満たさない状態となっています。
この余白をクワイエットゾーン(マージン)といい。2次元シンボルにより、以下のような広さを必要とします。

● QRコード:最小セルサイズの4倍以上
● MicroQRコード : 最小セルサイズの2倍以上
● DataMatrixコード :最小セルサイズの1倍以上


2次元シンボルの印字位置に関しては、上記のようなクワイエットゾーンを十分に確保できるような位置としてください。

2次元シンボルの仕様に注意する② ~ セルとスペースの構成 ~

一般的に2次元シンボルを印字する場合は、ワーク面に対してセルを印字するケースが多くなります。
そのため、以下のような印字状態のセルとなり、2次元シンボルの仕様を逸脱する場合があります。

レーザーパワーの
低い状態

レーザーパワーの低い状態

レーザーパワーが強い、
または印字時間が長い状態

レーザーパワーが強い、または印字時間が長い状態

レーザーマーカーの印字条件により、ワーク面に印字した2次元シンボルの状態が変化します。
2次元シンボルのセルを印字するため、レーザーパワーの強弱や、印字時間の長さにより、印字が細くなったり、印字されたセルが大きくなることで、2次元シンボルのセル形状が異形化したり、スペース部分を焼きつぶしたりする事象が発生します。
2次元コードは以下の条件で、セル、スペースの大きさを規定しています。

● セルの縦:横比率 = 1:1
● セル:スペース比率 = 1:1


2次元シンボルの印字条件決定時には、上記のようなセル、スペースの比率を満足するような条件を設定してください。

2次元シンボルの仕様に注意する③ ~ セルサイズ ~

ダイレクトパーツマーキングでは、刻印機、およびレーザーマーカーで2次元シンボルのセルをドット印字するケースが多く有ります。ドット印字されるセルは、印圧等によりセル自体が小さくなったり、ワーク条件によっては、位置ずれが発生し、2次元シンボルの仕様から逸脱するケースが発生します。

小ドット

小ドット

左図の状態では、ドットサイズが小さくなり、DataMatrixコードのアライメントパターンに隙間が発生しています。

ドットずれ

ドットずれ

縦方向のセル位置が、1段ごとにずれています。そのため、正しいセルレイアウトとならず、アライメントパターンも直線ではなくなっています。

アライメントパターンが正しく印字されていない場合、コードリーダが正しくDataMatrixコードの位置を認識できず、読み取りできないケースが発生します。

ドット印字のセルについて

正方形で印字した場合

正方形で印字した場合

通常2次元シンボルのセルは正方形で印字するため、セルとスペースの比率は1:1となります。

ドット印字した場合

ドット印字した場合

  • ①のラインの比率 = 1:1:1 ②のラインの比率 = 1:2:1

セルをドット印字した場合、セルの形状とスペースの形状が異なってくるため、ドット中心を基準とした場合のセル:スペース比率が1:1となっても、それ以外の部分ではセル<スペースとなります。

印字圧がさらに低くなると…

印字圧がさらに低くなると…

ドットの印字圧が小さくなると、セル:スペース比率がさらに小さくなるため、注意が必要です。

2次元シンボルとしての正しいセル:スペース比率が、印字圧の変化により、ドットが小さくなり、スペースが広い状態になる傾向があります。コードリーダによっては、比率以上として、読み取りできない事象が発生する可能性があります。

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