JPS6210758B2

JPS6210758B2 -

Info

Publication number: JPS6210758B2
Application number: JP56198310A
Authority: JP
Inventors: Dei Guresaa Haabaato; Kapuran Jooji; Natsusenbaumu Josefu
Original assignee: RAZARE KAPURAN ENDO SANZU Inc
Current assignee: RAZARE KAPURAN ENDO SANZU Inc
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1981-12-09
Publication date: 1987-03-07
Also published as: ATE19017T1; DE3174357D1; AU8386882A; IE52371B1; EP0054840B1; EP0054840A2; IE812751L; IL64274A0; MY8700734A; US4392476A; HK96087A; SG61287G; DE54840T1; IL64274A; AU553408B2; ZA817935B; JPS57137091A; EP0054840A3; CA1181491A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はダイアモンドに識別印を与える方法及
び装置に関するものである。

ダイアモンドの取扱いにおいては、種々の特徴
によつて分類することが通常行われる。すなわち
ダイアモンドは色、重さ、完全さの程度および販
売者によつて分類されるのが普通である。これら
の分類はダイアモンドの価値を決定するものであ
るから、これらの分類はダイアモンドが最初の販
売者から最後の購買者まで動く間ダイアモンドに
付随していなければならない。しかしながら、現
在までのところダイアモンドの外観をそこなうこ
となくしたがつてその価値を減ずることなく直接
この情報を消えないように印加あるいは記入する
ことは不可能である。そのため、この情報は移送
に際してダイアモンドとは別に連絡しなければな
らない。このことは危険がともなう。というの
は、その情報を失つたり、違うダイアモンドと組
合せたり、あるいは意図的にごまかしの表示をし
たりする可能性が常に存在するからである。情報
を失つたり、間違えて組合わせた場合には、その
ダイアモンドの価値を再決定するのに装置と人手
にかなりの出費をして再分類を行わなければなら
なくなる。一方意図的にごまかしの情報表示を行
つた場合には、購入者をだますことになる。

したがつて、本発明の目的はダイアモンドの価
値を保存するようなやり方でダイアモンド上に印
をつける方法を提供することである。

本発明のもう一つの目的はダイアモンド上にダ
イアモンドの価値を減じることなく識別用の印を
除去することができないように印加する装置を提
供することである。

本発明の原理によれば、前述およびその他の目
的は、ダイアモンドの表面に望みの印を刻むよう
に制御されたレーザー光束をダイアモンドの表面
に当ててダイアモンド識別用の印をつけることに
よつて実現される。レーザー光束を用いることに
より非常に小さな刻印光束寸法の実現が可能であ
り、したがつて人間の眼では認められないほどの
印をつけることができる。したがつてダイアモン
ド価値の減少を実質的に避けることができ、一方
この印を除去することはダイアモンドを扱つてい
る大部分の人によつては容易に実行できずまたそ
うすることは価値を減じることになるある程度の
ダイアモンド再カツトを必要とするという意味
で、消すことのできないまた完全な識別用の印が
形成されたと言うことができる。

本発明によれば、ダイアモンドの表面にレーザ
ー光束を当て該レーザー光束が前記ダイアモンド
の表面に印を刻むことができるように該レーザー
光束を制御し該印に対応する経路に沿つてダイア
モンド表面上連続する位置に該レーザー光束を間
欠的に移動させるに当り、各連続する位置を選択
して、各位置において該レーザー光束が、該印上
直前の位置で光束により覆われるダイアモンド表
面領域に重なるダイアモンド表面領域を覆うよに
なし、ダイアモンド表面を前記各位置で黒鉛化し
刻むようにレーザー光束のパワーを調節すること
を特徴とするダイアモンドに識別印を与える方法
が得られる。

また本発明によれば、エネルギー吸収物質を有
するダイアモンドの表面にレーザー光束を当て該
レーザー光束が前記ダイアモンドの表面に印を刻
むことができるように該レーザー光束を制御し該
印に対応する経路に沿つてダイアモンド表面上連
続する位置に該レーザー光束を間欠的に移動させ
るに当り、各連続する位置を選択して、各位置に
おいて、該レーザー光束が該印の直前の位置で光
束により覆われるダイアモンド表面領域に重なる
ダイアモンド表面領域を覆うようになし、ダイア
モンド表面を前記各位置で刻むようにレーザー光
束のパワーを調節し、この際レーザー光束のパワ
ーを調節して、該印の経路の第１の位置に、該経
路の後続の位置に与えられるパルスのエネルギー
よりも高いエネルギーのパルスを与えることを特
徴とするダイアモンドに識別印を与える方法が得
られる。

さらに本発明によれば、ダイアモンド支持装置
と、レーザー光束生成装置と、レーザー光束をダ
イアモンドの表面に収束させる装置と、印に対応
する経路に沿つてダイアモンド表面上連続する位
置にレーザー光束を間欠的に移動させる装置と、
レーザー光束のパワーを調節して前記各位置で前
記ダイアモンドの表面を黒鉛化し刻む装置とより
なる、ダイアモンドに識別印を与える装置が得ら
れる。

ここで開示する本発明の実施において、レーザ
ー光束をダイアモンドの表面に収束させ、望みの
該印が生じるように刻むべき印によつて定まる経
路を走査する。また、各々の刻印の開始にあたつ
て、ダイアモンドに与えられる光束のエネルギー
は黒鉛化を生じるのに十分なものである。それか
らあとの刻印操作はより小さなパワーで実行する
ことができる。

本発明の前述およびその他の特徴は以下の添付
図面を用いたより詳細な説明により明らかになる
と思われる。

第１図において、レーザー光束生成装置２はダ
イアモンド表面４上に一つあるいは複数の印を刻
む目的でレーザー光束３のパルスをダイアモンド
５に当てる。この印は任意の型のもので良く、例
えば数字、文字、単語、装飾図形、商標、肖像、
像、印形、紋章、名前、家紋などが使用できる。
さらにこの印はダイアモンドの価値に関連する前
述の分類情報（色、重さ、完全さの程度、販売
者）を表示するものとすることができる。

示されている表面４はダイアモンドの“縁”と
呼ばれているものである。しかしながら、指摘し
ておくべきことは本発明の原理はダイアモンド５
の任意の表面上に印を刻むのに応用できるという
ことである。

ダイアモンド表面の刻印を開始するために、オ
ペレータは入力装置すなわちキーボード８８を通
じて電源および水冷装置２４をオンにしてレーザ
ー２１を動作状態にする。そうするとマイクロプ
ロセツサはジエネレータ６９と７０に信号を送
り、光束３にある定まつた量のｘおよびｚ方向の
偏向を与えるためにデイジタル偏向装置６１およ
び６３を条件づける。音響−光学式偏向装置の場
合には、これは必要な光束の偏向量に対応する無
線周波数において各偏向装置にある音響妨害を与
えるということである。

ジエネレータ６９と７０および偏向装置６１と
６３は第２図に示されているような位置の配列を
決定し、その位置に向かつて光束３を偏光するこ
とができる。マイクロプロセツサ８５からジエネ
レータに送られる励起信号は基本的にはこれらの
位置のうち一つを選択し、それがその刻印におけ
る開始位置となる。

ジエネレータ６９はまた変調器６１′をオン・
オフするための信号を送る。ここで説明している
ケースでは、この信号は変調器を全開の状態に
し、したがつて光束３の全部が通過することがで
きる。そのような光束強度の場合には刻印光束幅
で覆われる領域において、収束した光束３が表面
４に十分刻印することができる。大部分の応用に
おいて典型的な光束３のパワーは、光束３が可変
減衰器６５を出るとき、0.5から5K.W.の範囲に
あるであろうが、使用される特定のパワー値は中
でも光束３の走査速度およびパルス繰返し数に依
存する。普通走査速度は１mm／sec、パルス繰返
し数は1KHzとすることができるであろう。

初期偏向条件および適当な変調器の条件が設定
されたら、マイクロプロセツサ８５はジエネレー
タ２３に信号を送りＱスイツチ２２を作動させて
光束３が光学系６を通つてダイアモンド５の表面
４に達することを可能にする。そのように通過し
ている間に、光束３はそれぞれの偏向装置６１お
よび６３によつて偏向され、また可変減衰器６５
によつて全強度が通過することが可能になり、そ
して表面４上に収束する。したがつて、第３図に
示すように表面の第１の要素領域A₁が刻印され
る。

この後、マイクロプロセツサ８５により偏向量
が指示される。すなわちメモリ８７内のプログラ
ムに従つてジエネレータ６９および７０に信号を
送ると、Ｑスイツチが作動し、表面４上に後続の
要素領域A₂…………Ａ^Nが刻まれ第３図に示され
るＡのような望みの印が完成する。そうすると、
マイクロプロセツサ８５は再びパルス・ジエネレ
ータ２３に信号を送りＱスイツチ２２を閉じる。
したがつて、もはや光束３はダイアモンドの表面
に入射することはできない。

もしオペレータの最初の命令がさらに印を刻む
というものであつた場合には、マイクロプロセツ
サ８５は適当な駆動素子（切り子面を有する表面
のときは８１、湾曲表面のときは８３）に指示し
てその素子にそれぞれモータおよびそのモータに
対応する台を作動させる。したがつて、ダイアモ
ンド５は表面４のまだ刻印されていない領域が光
束３の収束点に来るように動かされる。そのあ
と、マイクロプロセツサは再びジエネレータ６９
と７０に信号を送り、第２の印の開始点を定める
最初の位置に光束３を配置するために偏向装置６
１と６３における偏向量を設定する。それから、
パルス発生装置２３はマイクロプロセツサ８５に
より指示されて、Ｑスイツチ２２を作動させ光束
３の通過を可能にする。そうして、第２の印の最
初の要素領域が刻まれる。前述のようにジエネレ
ータ６９と７０に引続き指示が与えられ、表面４
上に望みの第２の印が生成される。同様にしてさ
らに印が刻まれる。

前述の説明から理解されるように、各々の要素
領域Ａ，A₂，…………Ａ^Nが刻まれたあとＱスイ
ツチは作動状態のままであり、また次の要素領域
を刻むように装置が条件づけられているときにも
作動状態のままである。さらに、次の要素領域が
次の印の最初の点である場合には、Ｑスイツチは
次の領域が同じ印内にある場合よりも長い時間閉
じたままになる。その結果、各々の第１の刻印要
素領域（例えばA₁）に与えられる光束３のパルス
のエネルギーは、同じ印の後続の領域に与えられ
るパルスのエネルギーよりも大きくなる。各々の
刻印の開始におけるこの高いエネルギーのパルス
によりダイアモンド表面において必要な初期黒鉛
化が行われる。この黒鉛化により、隣接領域はレ
ーザー・エネルギーをより良く吸収することがで
きるようになる。したがつて、最初のパルスに続
いてこの隣接領域に入射するより低いエネルギー
のパルスはその領域を黒鉛化して刻むことができ
る。最初の領域がその隣接領域と重なりこの領域
を条件づけるようにすれば、次のパルスを受けと
つたとき、この隣接領域は黒鉛化されて刻まれる
ことになる。刻印が完了するまで、表面領域のこ
のような条件づけと低いエネルギーのパルスによ
り黒鉛化して刻むことを継続する。

前述のように、Ｑスイツチ２２が作動したあと
第１のパルスにより黒鉛化を起させるためには、
このパルスのエネルギーは適当な水準になければ
ならない。したがつて、マイクロプロセツサ８５
はそのようなエネルギー以上の初期パルスが生成
されるのに十分な時間だけ二つの刻印の合間にＱ
スイツチを閉じておかなければならない。Nd−
YAGレーザーの場合、これはＱスイツチを約１
ミリ秒以上閉じておくことを意味する。

さらに、前に刻んだ要素領域から離れた要素領
域（すなわち隣接していない要素領域）に光束３
を移動させて刻む必要がある場合には、再び刻印
の開始時と同様な初期黒鉛化が必要になる。した
がつて、同様な高エネルギーのパルスが必要であ
る。この場合、マイクロプロセツサ８５はこのよ
うな移動のときにも次のレーザー・パルスが黒鉛
化を行うのに十分なエネルギーを持つに足る時間
だけＱスイツチを閉じておくことを保証する。

前述のように、表面４の領域を刻んである印を
形成するための光束３のステツプ移動は、連続す
る刻まれる要素領域（例えばA₁，A₂）が重なるよ
うに行われなければならない。この重なりにより
光束が後続の領域を黒鉛化し刻むことが保証され
る。またこの重なりにより刻印が実質的に均一で
したがつて適当に拡大すれば容易に読めるような
ものになる。そのような均一な状態を得るのに適
当な使用できる重なりは約85パーセントである。

ある種の極端に透明あるいは非常によく磨いて
あるダイアモンドの場合には前述のＱスイツチさ
れた初期パルスはダイアモンドの表面を黒鉛化す
るにはまず不十分であるかもしれないということ
を指摘しておくべきである。したがつて、この種
のダイアモンドに刻印する場合には、刻印に先立
つて、エネルギー吸収物質例えばカーボンブラツ
クの懸濁液を表面４に塗布しておくことが望まし
い。この物質を乾燥させてから、レーザー・エネ
ルギーを加えるとよく吸収されしたがつて刻印を
より順調に行うことができる。

ダイアモンド５の刻印が完了すると、オペレー
タは顕微鏡６８と斜めからの照明を用いて表面４
を観察し刻印が正しく行なわれたかどうかを調べ
ることができる。そして、もし印が刻まれていな
い場合には、オペレータはその事実をコンピユー
タ制御装置８に伝えることができ、装置８はダイ
アモンドのしかるべき位置に戻つて必要な印を刻
むことができる。

ダイアモンド５上に印を刻む前に、最初コンピ
ユータ装置８に印の長さおよび表面４の幾何的形
状に関する情報を与えるための手順を実行しなけ
ればならない。表面４は種々の形をとり得る。稜
を有する平面状の表面（切り子面）であることも
あるし、あるいは湾曲しているかあるいはしてい
ない連続表面であることもある。印と表面形状に
関する情報により、コンピユータは記憶装置８７
に記憶されている計算副プログラムによつてダイ
アモンド５を正しく指示しまた光束３焦点におい
て光束３と表面４の領域とが会するような関係に
持つて来るために台装置７を制御するのに必要な
信号を作り出すことが可能になる。ダイアモンド
５の上と前に取付けてある観測用顕微鏡１０１と
６８はこの情報を得るのを助けるために設けられ
ている。示されているように、顕微鏡１０１によ
りダイアモンドを上から直接見ることが可能であ
り、一方顕微鏡６８により光束スプリツタ６７を
経由してダイアモンドを前方から見ることが可能
である。

この初期手順の説明は表面４がダイアモンド５
の縁にあるものとして行つているが、この議論は
他の表面領域に対しても容易に適用することがで
きる。オペレータはキーボード８８により刻むべ
き印を示すコードを記憶装置８７に入力すること
によつてこの手順を開始する。それからマイクロ
プロセツサ８５は再びキーボード操作により入力
された印により覆われる全長を計算し記憶装置に
記憶することを開始する。そのあと、ダイアモン
ドを顕微鏡６８で観察し、ダイアモンド固定具
（示されていない）をマイクロメータ（示されて
いない）によつてｚ方向に沿つて動かし顕微鏡の
照準用十字線の水平線にまず上部縁の稜を合わせ
次に下部縁の稜を合わせる。それからこれらの調
整位置におけるマイクロメータの読みの違いをオ
ペレータが読みとり、それをキーボード８８によ
り記憶装置８７に入力する。

次に、オペレータは顕微鏡１０１によりダイア
モンドを上から見て、ジヨイ・ステイツク制御装
置８６を操作して重ね台７１および７２を動かし
ダイアモンドをｘおよびｙ方向に変位させて、縁
の輪郭上の一点が顕微鏡の照準用十字線の交点に
来るようにする。この操作を行なつているとき、
もし一つ以上の切り子面の稜が見えたら、オペレ
ータは、キーボード８８により、入力される情報
を切り子面を有する表面に適合する副プログラム
により解析し記憶装置８７に記憶せよという指示
を与えるコードをマイクロプロセツサに入力す
る。切り子面の稜が観察されないで連続した表面
である場合には、何も入力しない。マイクロプロ
セツサは湾曲した表面に適合する副プログラムに
より入力されている情報を自動的に解析する。そ
の表面に対して使用すべき副プログラムの型につ
いてマイクロプロセツサの用意が整つてから、キ
ーボードのストア・キーを押すと、重ね台７１お
よび７２の位置がマイクロプロセツサ８５により
それぞれの駆動素子から記憶装置８７に送られ
る。

それからオペレータは再びジヨイ・ステイツク
制御装置を操作して重ね台７１および７２を動か
し縁上のもう一つの点が照準用十字線の交点に来
るようにする。この操作で行う制御の型はどの副
プログラムが働いているかによつて異なる。湾曲
した表面に適合するプログラムが働いている場合
には重ね台７１をダイアモンドに対してある一定
のｘ方向変位を与えるように動かす。その次に重
ね台７２を動かして前記もう一つの点が照準用十
字線の交点に一致するまでさらにｙ方向変位を与
える。もし切り子面を有する表面に適合する副プ
ログラムが働いている場合には、次の切り子面の
稜が照準用十字線の交点に来るまで重ね台７１お
よび７２をｘおよびｙ方向に変位させる。前記も
う一つの点がいつたん照準用十字線の交点に持つ
て来たら、この台の変位を再び記憶装置８７に入
力する。

縁の輪郭上の点を顕微鏡の照準用十字線の交点
に持つて来るように台を動かしそして台の変位を
記憶する前述の手順は、切り子面の長さの合計が
あらかじめ記憶されている印の全長を越えるまで
続ける。この合計はマイクロプロセツサにより自
動的に計算され表示装置８９上に表示される。

この時点で、マイクロプロセツサはダイアモン
ドを正しく配置するのに必要な印およびダイアモ
ンド表面形状に関する必要データをすべて得たこ
とになる。湾曲表面の場合には、入力されたデー
タは副プログラムにより曲率半径および表面の回
転中心を導出するのに使用される。それから重ね
台７１，７２および７４はこの回転中心が重ね台
７３の回転中心に来るようにまた縁上の開始点が
光束３の収束点に来るように動かされる。切り子
面を有する表面の場合には、入力されたデータは
切り子面間の交角を決定するのに使用される。そ
れから各台は一つの切り子面が光束３の軸と直交
するようにまたその切り子面上の稜に近い一点が
光束３の収束点に来るように配置される。

表面４の形状および印の長さに基づいて前述の
ようにダイアモンドを配置したら、引続いて刻印
のためにダイアモンドを操作することはマイクロ
プロセツサが台装置７を制御することによりもは
や容易に実行され得る。湾曲した表面の場合に
は、この操作はまだ刻まれていない領域を光束３
の収束点に持つて来るために単に重ね台７３を回
転させるだけのことである。切り子面を有する表
面の場合には、重ね台７１を平行移動させてその
ような領域を光束の収束点に持つて来る。しか
し、この場合にもし刻印長が切り子面の長さを越
えたり、あるいはある文字が切り子面の交線に来
たりする時には、マイクロプロセツサ８５は既に
交線の位置を記憶しているので、台装置７に信号
を送り、前の切り子面と同様のやり方で次の切り
子面をしかるべき位置に持つて来させる。

いつたんこの初期手順が完了すると、装置は上
述したところにしたがつてダイアモンド５の表面
４に入力された印を刻む準備が整つたことにな
る。

ダイアモンドの表面に識別印を与える上述の方
法を実施するのに有用な装置を第１図に示し、以
下述べることとする。

レーザー光束３を表面４に当てるのを制御する
のは光学系６であり、光学系６はレーザー光束生
成装置２とダイアモンド５との間にある。この光
学系６は光束３の位置決めと制御を行い、光束が
表面４を刻みあるいは溝をつけて実質的にダイア
モンドの価値を保存するところの消すことができ
ずまたもし除去すればかなり価値を減じることに
なるような印をつけるようにする。

本発明によれば、ダイアモンド５に刻印するの
に十分な強度を有する光束３の表面４における広
がり（以下“光束の刻印幅”と呼ぶ）は、約100
ミクロン以下に保たれ、したがつて光束は同じ位
の幅でしたがつて人間の眼には認められない程の
印を刻むことになる。

本発明において、前述の光束幅範囲はすべて使
用することができるが、刻まれる印がこの産業に
おける宝石商によつて現在使用されている拡大装
置で容易に観察できるものであるような光束の刻
印幅を選択するのが望ましい。したがつて、従来
から用いられている10倍（10×）の拡大鏡で読み
とることのできる印を刻む光束の刻印幅が便利で
あろう。というのは、この拡大鏡はこの職業にお
いて普通に使用されているものだからである。光
学系６は光束３を収束させまた刻印されている表
面領域が収束光束の焦点深度内にあるように刻印
中光束を配置することを確実にすることによつて
望ましい広がりを有する光束の刻印幅を提供す
る。

台装置７はダイアモンド５を支え、刻印作業中
ダイアモンドの表面４を光束３の焦点位置に維持
するように調整されている。この台装置７は光学
系６およびレーザー生成装置２と同様にコンピユ
ータ制御装置８により順次制御される。

台装置７は四つの重ね台７１，７２，７３およ
び７４を有し、これは順次重ねられ、まとめて固
定支持台あるいは支持枠７５に取付けられてい
る。重ね台７１から７４の各々はダイアモンド５
を持定の様式で動かすことができる。互いに直交
している座標系ｘ，ｙ，ｚのｘおよびｙ方向に沿
つての平行移動はそれぞれ重ね台７１および７２
によつて行われる。ただし、ｘおよびｙ方向はそ
れぞれ図面が描かれている紙面の向こう側へ向か
う水平方向と紙面内の水平方向である。ダイアモ
ンド５はは重ね台７３を操作することによりｚ方
向（図面の描かれている紙面内の垂直方向）のま
わりに回転させられる。残りの可動台７４はダイ
アモンドをさらにｙ方向に平行移動させるのに使
用される。

ステツプ・モータ７６，７７，７８および７９
はそれぞれ重ね台７１，７２，７３および７４を
駆動する。またこれらのモータはアナログ開始信
号（analog activation signal）をコンピユータ
制御装置８の駆動素子８１，８２，８３および８
４から受けとつている。これらの駆動素子は制御
用マイクロプロセツサ８５からの信号により自動
的にあるいはジヨイ・ステイツク制御装置８６に
より手動で指示を受ける。位置に関するフイード
バツク信号もそれぞれの台から駆動素子に送られ
る。

重ね台７１および７２としては、デザイン・コ
ンポーネンツ・インコーポレイデイド（Design
Components Incorporated）が型番号DC−33で
製作している台を使用することができる。このメ
ーカーが型番号RT−601およびLP−35で製作し
ている台はそれぞれ重ね台７３および７４に使用
できる。またモータ７６，７７，７８および７９
としてはPMIモーターズ（PMI Motors）が製作
している型番号49FGモータが使用できる。

コンピユータ制御装置８の記憶装置８７は刻印
操作を実行するための命令とデータ（例えば、特
殊および標準の印のための命令とデータ）を記憶
する。この情報はマイクロプロセツサ８５により
処理されて、レーザー生成装置２、光学系６およ
び台装置７の動作を順次制御するために必要な信
号がとり出される。キーボード装置８８によりオ
ペレータは制御命令例えば刻印すべき特殊な印を
定義する命令を入力することができる。システム
表示装置８９により正しい入力を確実にするため
にキーボード・データを表示することができまた
システムが動作している間にオペレータに指示を
与えることができる。

マイクロプロセツサ８５としてはロツクウエル
6502マイクロプロセツサを使用することができ、
一方記憶装置８７は二つの2708紫外線プログラマ
ブル・リード・オンリー・メモリを有するPR
Ｍ部（特殊な印のための情報用）とＰＭ部（標
準の印のための情報用）とからなるようにするこ
とができる。表示装置８９はCIＴモニター
に命令を与える6543ロツクウエル・コントローラ
を含むことができる。駆動素子８１，８２，８３
および８４の各々は74193双方向カウンタおよび
12ビツトの分解能を有するデイジタル・アナログ
変換器（DAC−80）を含むことができる。

レーザー生成装置２においては、連続的なレー
ザー源２１がレーザー光束３をＱスイツチ２２に
加えると、２２はレーザー光束の高いピーク出力
パルスが光学系６を通ることを可能にする状態に
変化する。ＱスイツチRFパルス・ジエネレータ
２３はマイクロプロセツサ８５からの信号の関数
としてＱスイツチ２２の状態を決定する。

倍周器２５がレーザー源２１とＱスイツチ２２
との間に置かれ、レーザー波の周波数を増大させ
るためしたがつてレーザー波の波長を減小させる
ために使用される。このことにより表面４におい
てより小さな光束の刻印幅を得ることが可能にな
る。典型的な場合、Nd−YAGレーザーを1.06ミ
クロンでレーザー源２１として使用すると、必要
な光束の刻印幅が１から100ミクロンの範囲にあ
る場合には、倍周器２５は周波数二倍器とするこ
とができる。レーザー生成装置を完全なものとす
るためには、通常は開いている安全シヤツター２
６を光束３の通路上Ｑスイツチ２２の前方に配置
する。このシヤツター２６はマイクロプロセツサ
８５が装置の危険状態を示す信号を生成したとき
に閉じられる。

安全シヤツター２６を通つて光束３は光学系６
にはいる。第１の走査装置あるいは偏向装置６１
は光束を間欠的あるいはデイジタル方式でｘ方向
に偏向させるようにしてある。偏向装置６１のあ
とには、光束伸長器６２があり、これは光束３が
第２の走査装置あるいは偏向装置６３にはいる前
に光束３を伸長させる。偏向装置６３は光束を間
欠的あるいはデイジタル方式でｚ方向に伸長させ
るようにしてある。第２の光束伸長器６４が偏向
装置６３の次にあり、６４は光束を可変減衰器６
５に送る。６５は光束が対物レンズ６６の形の収
束装置に入射する前に、光束の相対強度あるいは
パワーを整える。このレンズは光束３をダイアモ
ンド５の表面４近傍の一点に収束させる。

ｘおよびｚ方向の偏向装置６１および６３はｘ
およびzRF偏向ジエネレータ６９および７０によ
り制御され、６９および７０はマイクロプロセツ
サ８５からの信号により指令される。同様なマイ
クロプロセツサ８５からの信号に基づいて、ｘ方
向の偏向ジエネレータはまた変調器６１′のオン
オフ制御を行う。

偏向装置６１および６３として使用できる代表
的な製品はイントラ・アクシヨン・コーポレーシ
ヨン（Intra−Action Corporation）が型番号
ADM−70として製作している型の音響−光学式
偏向装置である。偏向ジエネレータ６９および７
０としては同じ会社により製作されている型番号
DE−70Mを使用することができる。

本発明の刻印方法はダイアモンド５の価値を減
少させることがないということばかりでなく、実
際刻まれた印によりダイアモンドに価値を加える
ものであるという点で非常に利益のあるものであ
ると信じられるということを指摘しておくべきで
ある。すなわち、例えばダイアモンドの出所（す
なわち、販売者名あるいは商標）の刻印により、
そのダイアモンドを簡単に識別することができ、
したがつてそのダイアモンドを粉失あるいは盗難
から守ることができる。同様に、ダイアモンドの
価値を示す印によりそのような価値の誤表示を避
けることができ、したがつて起りうる不正な営業
活動を防ぐことができる。

前述の構成はすべての場合につき本発明の応用
を示す多くの可能な特定の実施型を単に説明する
ものであると解釈すべきである。本発明の意図と
範囲を逸脱することなく本発明の原理に従つて数
多くのそして変形された他の構成を容易に工夫す
ることができる。例えば、もしＱスイツチ２２を
黒鉛化を起すのに十分な初期パルスを生成するよ
うに動作させることができない場合には、高エネ
ルギーの初期パルスとともに一つ以上の低エネル
ギーのパルスを刻むべき初期表面領域に入射させ
ることによつて黒鉛化を行うことができる。その
ような場合には、マイクロプロセツサ８５は偏向
装置を制御して必要な数のパルスが表面領域に入
射するまで偏向装置の偏向状態を保持させる。も
し必要があれば、同様の方法を使用することによ
り後続の表面領域にも一つより多くのパルスを入
射させることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示すものであり、
第１図はダイアモンドに印をつける装置のブロツ
ク・ダイヤグラムであり、第２図は第１図のレー
ザー光束を当てることのできるマトリツクス位置
を示すものであり、第３図は第１図の装置を用い
て刻むことのできる典型的な印を定めるレーザー
光束の位置を示すものである。第１図中、２はレーザー光束生成装置、３はレ
ーザー光束、４はダイアモンドの表面、５はダイ
アモンド、６は光学系、７は台装置、８はコンピ
ユータ制御装置、２１はレーザー源、２２はＱス
イツチ、２３はRFパルス・ジエネレータ、２４
は電源および水冷装置、２５は倍周器、２６は安
全シヤツター、６１は第１の偏向装置（走査装
置）、６１′は変調器、６２は光束伸長器、６３は
第２の偏向装置（走査装置）、６４は第２の光束
伸長器、６５は可変減衰器、６６は収束装置（レ
ンズ）、６７は光束スプリツタ、６８は観測用顕
微鏡、６９，７０はRF偏向ジエネレータ、７
１，７２，７３，７４は重ね台、７５は支持台
（支持枠）、７６，７７，７８，７９はステツプ・
モータ、８１，８２，８３，８４は駆動素子、８
５は制御用マイクロプロセツサ、８６はジヨイ・
ステイツク制御装置、８７は記憶装置、８８はキ
ーボード装置、８９はシステム表示装置、１０１
は観測用顕微鏡、ｘ，ｙ，ｚは座標系。

Claims

【特許請求の範囲】１ダイアモンドの表面にレーザー光束を当て該
レーザー光束が前記ダイアモンドの表面に印を刻
むことができるように該レーザー光束を制御し該
印に対応する経路に沿つてダイアモンド表面上連
続する位置に該レーザー光束を間欠的に移動させ
るに当り、各連続する位置を選択して、各位置に
おいて、該レーザー光束が、該印上直前の位置で
光束により覆われるダイアモンド表面領域に重な
るダイアモンド表面領域を覆うようになし、ダイ
アモンド表面を前記各位置で黒鉛化し刻むように
レーザー光束のパワーを調節することを特徴とす
るダイアモンドに識別印を与える方法。２前記レーザー光束の強度と幅および該光束を
当てる時間を制御して前記印を刻む特許請求の範
囲第１項に記載の方法。３前記ダイアモンドに刻印するのに十分な強度
を有する前記レーザー光束の広がりを前記表面に
おいて約100ミクロン以下になるように制御する
特許請求の範囲第１項に記載の方法。４前記ダイアモンドに刻印するのに十分な強度
を有する前記レーザー光束の広がりを前記表面に
おいて約１ミクロン以上になるように制御する特
許請求の範囲第３項に記載の方法。５前記ダイアモンドに刻印するのに十分な強度
を有する前記レーザー光束の広がりが前記表面に
おいて約10ミクロン以上になるように制御される
特許請求の範囲第３項に記載の方法。６前記レーザー光束のエネルギーが前記表面に
おいて約0.5から5K.W.の範囲にあうように制御
する特許請求の範囲第１項に記載の方法。７前記レーザー光束の制御が前記印を刻むこと
を開始するときに前記ダイアモンドを黒鉛化する
のに十分な水準にレーザー光束のパワーを調節す
ることを含む特許請求の範囲第１項に記載の方
法。８前記光束の移動が前記光束を第１の方向およ
びこれに交わる第２の方向に偏向させることを含
む特許請求の範囲第１項に記載の方法。９前記第１および第２の方向における前記光束
の偏向の大きさを間欠的に変化させる特許請求の
範囲第８項に記載の方法。１０前記表面が前記ダイアモンドの縁にある特
許請求の範囲第１項に記載の方法。１１前記光束の制御が前記光束を前記ダイアモ
ンドの前記表面上に収束させることを含む特許請
求の範囲第１項に記載の方法。１２前記光束を前記表面上にさらに複数の印を
刻むように制御する特許請求の範囲第１項に記載
の方法。１３各々の前記印を刻んでいる間前記ダイアモ
ンドを静止させておくこと、および印が刻んだあ
とでかつ次に続く印を刻む前に前記ダイアモンド
を移動させて前記表面のまだ刻まれていない領域
を前記光束に当たる位置に持つて来ることをさら
に含む特許請求の範囲第１２項に記載の方法。１４前記ダイアモンドを初期定位して前記光束
の軸上にありかつ前記光束の収束点から前記表面
の曲率半径に等しい距離だけ隔つた点に前記表面
の回転中心を位置させることをさらに含み、また
前記ダイアモンドの移動が前記ダイアモンドを前
記点のまわりに回転させて各々のまだ刻まれてい
ない領域を前記光束に当たる位置に持つて来るこ
とを含み、これによつて前記光束が刻まれる前記
表面の継続している領域上に収束し続ける特許請
求の範囲第１３項に記載の方法。１５前記ダイアモンドの初期定位に先立つて、
前記表面が前記光束が収束させられる点にあるよ
うな少くとも三つの位置に前記ダイアモンドを移
動させること、よつて前記位置から回転中心およ
び前記表面の曲率半径を算出することをさらに含
む特許請求の範囲第１１項に記載の方法。１６前記光束の軸に対して前記表面を垂直に置
いて前記ダイアモンドを初期定位することをさら
に含みまた前記ダイアモンドの移動が前記ダイア
モンドを移動させて各々のまだ刻まれていない領
域を前記光束に当たる位置に持つて来ることを含
み、したがつて前記光束が刻まれる前記表面の継
続する領域上に収束し続ける特許請求の範囲第１
３項に記載の方法。１７前記ダイアモンドの初期定位に先立つて、
前記表面が前記光束が収束させられる位置にある
ようないくつかの位置に前記ダイアモンドを移動
させること、および前記位置から前記表面の交角
を算出することをさらに含む特許請求の範囲第１
６項に記載の方法。１８ダイアモンドがその表面上にエネルギー吸
収物質を有し、該印の経路の第１の位置に与えら
れる光束のパルスが該経路の後続の位置に与えら
れるパルスよりも高いエネルギーとなるようにレ
ーザー光束を調節する工程も含む特許請求の範囲
第１項に記載の方法。１９前記物質がカーボン・ブラツクである特許
請求の範囲第１８項に記載の方法。２０ダイアモンドの表面にエネルギー吸収物質
を当てることを含む特許請求の範囲第１８項に記
載の方法。２１前記レーザー光束を当てることが連続レー
ザー源の出力をＱスイツチすることを含む特許請
求の範囲第１項に記載の方法。２２エネルギー吸収物質を有するダイアモンド
の表面にレーザー光束を当て該レーザー光束が前
記ダイアモンドの表面に印を刻むことができるよ
うに該レーザー光束を制御し該印に対応する経路
に沿つてダイアモンド表面上連続する位置に該レ
ーザー光束を間欠的に移動させるに当り、各連続
する位置を選択して、各位置において、該レーザ
ー光束が該印の直前の位置で光束により覆われる
ダイアモンド表面領域に重なるダイアモンド表面
領域を覆うようになし、ダイアモンド表面を前記
各位置で刻むようにレーザー光束のパワーを調節
し、この際レーザー光束のパワーを調節して、該
印の経路の第１の位置に、該経路の後続の位置に
与えられるパルスのエネルギーよりも高いエネル
ギーのパルスを与えることを特徴とするダイアモ
ンドに識別印を与える方法。２３前記表面にエネルギー吸収物質を当てるこ
とを含む特許請求の範囲第２２項に記載の方法。２４ダイアモンド支持装置と、レーザー光束生成装置と、レーザー光束をダイアモンドの表面に収束させ
る装置と、印に対応する経路に沿つてダイアモンド表面上
連続する位置にレーザー光束を間欠的に移動させ
る装置と、レーザー光束のパワーを調節して前記各位置で
前記ダイアモンドの表面を黒鉛化し刻む装置と、よりなる、ダイアモンドに識別印を与える装置。２５前記レーザー生成装置が連続レーザー源を
有する特許請求の範囲第２４項に記載の方法。２６前記調節装置がＱスイツチを有する特許請
求の範囲第２５項に記載の装置。２７前記レーザー光束移動装置が前記光束を第
１の方向に偏向させる装置および前記光束を第１
の方向と交わる第２の方向に偏向させる装置を有
する特許請求の範囲第２４項に記載の装置。２８前記偏向装置がそれぞれデイジタル偏向装
置を有する特許請求の範囲第２７項に記載の装
置。２９さらに、レーザー光束の周波数および波長
を制御する倍周器よりなる特許請求の範囲第２４
項に記載の装置。３０さらに、レーザー光束の相対強度を制御す
る可変減衰器よりなる特許請求の範囲第２４項に
記載の装置。３１前記ダイアモンド支持装置が固定支持台と
複数の重ね台とよりなり、該重ね台の各々が互い
に直交している座標系の一つに選択的に可動に取
付けられている特許請求の範囲第２４項に記載の
装置。３２前記複数の重ね台が、前記ダイアモンドを
第１の方向に移動させる第１の台と、該第１の台
に取付けられ前記ダイアモンドを該第１の方向に
垂直な軸のまわりに回転させる第２の台と、該第
２の台に取付けられ前記ダイアモンドを該第１の
方向に移動させる第３の台と、該第３の台に取付
けられ該第１の方向及び該軸に垂直な第２の方向
に前記ダイアモンドを移動させる第４の台とを含
む特許請求の範囲第３１項に記載の装置。３３前記調節装置、ビーム移動装置及び前記ダ
イアモンド支持装置の操作を順次制御するコンピ
ユータ装置をさらに含む特許請求の範囲第３１項
に記載の装置。３４前記コンピユータ装置がさらに電子記憶装
置を含む特許請求の範囲第３３項に記載の装置。３５さらに、前記電子記憶装置の入力に連絡さ
れた入力装置よりなる特許請求の範囲第３４項に
記載の装置。３６さらに、前記入力装置の出力に連絡された
表示装置よりなる特許請求の範囲第３５項に記載
の装置。