JP3412416B2 - ガラスマーキング方法 - Google Patents
ガラスマーキング方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
- C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス状レーザビ
ームによるレーザスポットをガラスの表面に沿って走査
することにより、当該ガラスにマーキングするガラスマ
ーキング方法に関する。
ームによるレーザスポットをガラスの表面に沿って走査
することにより、当該ガラスにマーキングするガラスマ
ーキング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラスにマーキングするための方
法としては、以下の方法が知られている。 （１）サンドブラスト法による方法：この方法は、ガラ
スの表面にマーク形成部以外の部分を覆うようマスクを
配置し、このガラスの表面のマーク形成部に砂を吹き付
けることにより、当該ガラスの表面のマーク形成部を削
り取ってマーキングする方法である。 （２）化学エッチングによる方法：この方法は、ガラス
の表面にマーク形成部以外の部分を覆うようマスクを配
置し、このガラスをフッ化水素の希釈液に浸すことによ
り、当該ガラスの表面のマーク形成部を溶かしてマーキ
ングする方法である。
法としては、以下の方法が知られている。 （１）サンドブラスト法による方法：この方法は、ガラ
スの表面にマーク形成部以外の部分を覆うようマスクを
配置し、このガラスの表面のマーク形成部に砂を吹き付
けることにより、当該ガラスの表面のマーク形成部を削
り取ってマーキングする方法である。 （２）化学エッチングによる方法：この方法は、ガラス
の表面にマーク形成部以外の部分を覆うようマスクを配
置し、このガラスをフッ化水素の希釈液に浸すことによ
り、当該ガラスの表面のマーク形成部を溶かしてマーキ
ングする方法である。
【０００３】しかしながら、（１）のサンドブラスト法
による方法においては、粉塵等が生じるために作業環境
の点で問題があり、また、（２）の化学エッチングによ
る方法においては、エッチング、洗浄、中和の工程が必
要であり、マーキングするための時間的効率が低い、と
いう問題がある。また、上記の（１）および（２）のい
ずれの方法においても、形成すべきマークの形状に応じ
てマスクを用意する必要がある、という問題がある。
による方法においては、粉塵等が生じるために作業環境
の点で問題があり、また、（２）の化学エッチングによ
る方法においては、エッチング、洗浄、中和の工程が必
要であり、マーキングするための時間的効率が低い、と
いう問題がある。また、上記の（１）および（２）のい
ずれの方法においても、形成すべきマークの形状に応じ
てマスクを用意する必要がある、という問題がある。
【０００４】また、ガラスにマーキングするための他の
方法としては、レーザを利用した方法が知られており、
例えば、（３）炭酸ガスレーザ発振装置から発振された
赤外域のパルス状レーザビームを、形成すべきマークに
対応する形状のマスクと金属メッシュとを介して、ガラ
スの表面のマーク形成部に対して一括に照射する方法
（特開平３−１９９１４２号公報参照）、（４）エキシ
マレーザ発振装置から発振された紫外域のパルス状レー
ザビームを、形成すべきマークに対応する形状のマスク
を介して、ガラスの表面のマーク形成部に対して一括に
照射する方法、（５）表面に金属膜が形成されたフィル
ムをガラスの表面に配置し、このフィルムにＹＡＧレー
ザ発振装置等の固体レーザ発振装置からのレーザ光を照
射することにより、当該フィルムの金属膜をガラスの表
面に転写する方法、などが知られている。このような方
法によれば、短時間で効率良くガラスに鮮明にマーキン
グすることができる。
方法としては、レーザを利用した方法が知られており、
例えば、（３）炭酸ガスレーザ発振装置から発振された
赤外域のパルス状レーザビームを、形成すべきマークに
対応する形状のマスクと金属メッシュとを介して、ガラ
スの表面のマーク形成部に対して一括に照射する方法
（特開平３−１９９１４２号公報参照）、（４）エキシ
マレーザ発振装置から発振された紫外域のパルス状レー
ザビームを、形成すべきマークに対応する形状のマスク
を介して、ガラスの表面のマーク形成部に対して一括に
照射する方法、（５）表面に金属膜が形成されたフィル
ムをガラスの表面に配置し、このフィルムにＹＡＧレー
ザ発振装置等の固体レーザ発振装置からのレーザ光を照
射することにより、当該フィルムの金属膜をガラスの表
面に転写する方法、などが知られている。このような方
法によれば、短時間で効率良くガラスに鮮明にマーキン
グすることができる。
【０００５】しかしながら、（３）および（４）のガラ
スマーキング方法においては、形成すべきマークの形状
に応じてマスクを用意する必要がある、という問題があ
る。仮に、マスクを用いずに、連続発振型の炭酸ガスレ
ーザ発振装置から発振されたレーザビームをガラスに照
射して当該レーザビームを走査することにより、ガラス
をマーキングする場合には、ガラスの表面におけるレー
ザビームが照射された部分に大きなクラックが発生して
しまうため、鮮明にマーキングすることができない。ま
た、レーザ光源としてＹＡＧレーザ発振装置を用い、当
該ＹＡＧレーザ発振装置から発振されたレーザビームを
ガラスに照射して当該レーザビームを走査することによ
り、ガラスをマーキングしようとしても、ＹＡＧレーザ
発振装置から発振されたレーザビームは、ガラスを透過
してしまうためにマーキングすることができない。ま
た、（５）によるガラスマーキング方法においては、マ
ーキングした後の工程（例えば洗浄工程）等において、
マークを構成する金属膜が剥がれる、という問題があ
る。
スマーキング方法においては、形成すべきマークの形状
に応じてマスクを用意する必要がある、という問題があ
る。仮に、マスクを用いずに、連続発振型の炭酸ガスレ
ーザ発振装置から発振されたレーザビームをガラスに照
射して当該レーザビームを走査することにより、ガラス
をマーキングする場合には、ガラスの表面におけるレー
ザビームが照射された部分に大きなクラックが発生して
しまうため、鮮明にマーキングすることができない。ま
た、レーザ光源としてＹＡＧレーザ発振装置を用い、当
該ＹＡＧレーザ発振装置から発振されたレーザビームを
ガラスに照射して当該レーザビームを走査することによ
り、ガラスをマーキングしようとしても、ＹＡＧレーザ
発振装置から発振されたレーザビームは、ガラスを透過
してしまうためにマーキングすることができない。ま
た、（５）によるガラスマーキング方法においては、マ
ーキングした後の工程（例えば洗浄工程）等において、
マークを構成する金属膜が剥がれる、という問題があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
レーザによるガラスマーキング方法であって、マスクを
用いることなしに、ガラスを確実にかつ鮮明にマーキン
グすることのできるガラスマーキング方法を提供するこ
とにある。
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
レーザによるガラスマーキング方法であって、マスクを
用いることなしに、ガラスを確実にかつ鮮明にマーキン
グすることのできるガラスマーキング方法を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のガラスマーキン
グ方法は、固体レーザによるレーザ光の高調波であって
その波長が３００ｎｍ以下のパルス状レーザビームを発
振し、このパルス状レーザビームによるレーザスポット
を、ガラスの表面の同一個所に、当該ガラスの表面にお
けるパルス状レーザビームのエネルギー密度が０．７〜
２０Ｊ／ｃｍ 2 となる条件によって複数回照射される状
態で走査することにより、当該ガラスをマーキングする
ことを特徴とする。
グ方法は、固体レーザによるレーザ光の高調波であって
その波長が３００ｎｍ以下のパルス状レーザビームを発
振し、このパルス状レーザビームによるレーザスポット
を、ガラスの表面の同一個所に、当該ガラスの表面にお
けるパルス状レーザビームのエネルギー密度が０．７〜
２０Ｊ／ｃｍ 2 となる条件によって複数回照射される状
態で走査することにより、当該ガラスをマーキングする
ことを特徴とする。
【０００８】本発明のガラスマーキング方法において
は、ガラスの表面の同一個所におけるパルス状レーザビ
ームの照射回数が３〜１００回であることが好ましい。
は、ガラスの表面の同一個所におけるパルス状レーザビ
ームの照射回数が３〜１００回であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガラスマーキング
方法を詳細に説明する。図１は、本発明のガラスマーキ
ング方法に用いられるレーザマーキング装置の一例にお
ける構成を示す説明図である。この図において、１０は
パルス状レーザビームＬ１を発振する固体レーザ発振装
置であって、レーザ発振媒体である円柱状の固体ロッド
１１と、この固体ロッド１１に並行に配置された励起用
ランプ１２と、固体ロッド１１の両側に互いに対向する
よう配置された反射側ミラー１３および出射側ミラー１
４よりなる共振器と、固体ロッド１１と共振器の反射側
ミラー１３との間に配置されたＱ−スイッチ１５とによ
り構成されている。Ｑ−スイッチ１５は、固体ロッド１
１と共振器の出射側ミラー１４との間に配置されていて
もよい。１６および１７は、固体レーザ発振装置１０か
ら発振されたパルス状レーザビームＬ１を後述する第１
の周波数変換装置２０に導入するための折り返しミラー
である。
方法を詳細に説明する。図１は、本発明のガラスマーキ
ング方法に用いられるレーザマーキング装置の一例にお
ける構成を示す説明図である。この図において、１０は
パルス状レーザビームＬ１を発振する固体レーザ発振装
置であって、レーザ発振媒体である円柱状の固体ロッド
１１と、この固体ロッド１１に並行に配置された励起用
ランプ１２と、固体ロッド１１の両側に互いに対向する
よう配置された反射側ミラー１３および出射側ミラー１
４よりなる共振器と、固体ロッド１１と共振器の反射側
ミラー１３との間に配置されたＱ−スイッチ１５とによ
り構成されている。Ｑ−スイッチ１５は、固体ロッド１
１と共振器の出射側ミラー１４との間に配置されていて
もよい。１６および１７は、固体レーザ発振装置１０か
ら発振されたパルス状レーザビームＬ１を後述する第１
の周波数変換装置２０に導入するための折り返しミラー
である。
【００１０】２０は、固体レーザ発振装置１０から発振
されたパルス状レーザビームＬ１をその第２高調波のパ
ルス状レーザビームＬ２に変換する第１の周波数変換装
置であって、レンズ２１と、非線形光学結晶体２２と、
レンズ２３とがこの順で並んで配置されている。２５
は、第１の周波数変換装置２０によって第２高調波に変
換されたパルス状レーザビームＬ２をパルス状レーザビ
ームＬ１の第４高調波であるパルス状レーザビームＬ４
に変換する第２の周波数変換装置であって、レンズ２６
と、非線形光学結晶体２７と、レンズ２８とがこの順で
並んで配置されている。３０は、第２の周波数変換装置
２５によって第４高調波に変換されたパルス状レーザビ
ームＬ４を集光する集光レンズであり、３５は、パルス
状レーザビームＬ４によるレーザスポットを、マーキン
グすべきガラス１の表面のマーク形成部２に沿って走査
するためのスキャンミラーである。スキャンミラー３５
は、例えば２組のガルバノメータスキャナにより構成さ
れている。そして、一方のガルバノメータスキャナを、
ビームスポットがガラス１の表面上において一方向に走
査されるよう設定し、他方のガルバノメータスキャナ
を、ビームスポットがガラス１の表面上において前記一
方向とは垂直な他方向に走査されるよう設定し、両者を
組み合わせて制御することにより、ビームスポットが所
定の文字やパターンを描画するよう当該ビームスポット
を移動させることができる。
されたパルス状レーザビームＬ１をその第２高調波のパ
ルス状レーザビームＬ２に変換する第１の周波数変換装
置であって、レンズ２１と、非線形光学結晶体２２と、
レンズ２３とがこの順で並んで配置されている。２５
は、第１の周波数変換装置２０によって第２高調波に変
換されたパルス状レーザビームＬ２をパルス状レーザビ
ームＬ１の第４高調波であるパルス状レーザビームＬ４
に変換する第２の周波数変換装置であって、レンズ２６
と、非線形光学結晶体２７と、レンズ２８とがこの順で
並んで配置されている。３０は、第２の周波数変換装置
２５によって第４高調波に変換されたパルス状レーザビ
ームＬ４を集光する集光レンズであり、３５は、パルス
状レーザビームＬ４によるレーザスポットを、マーキン
グすべきガラス１の表面のマーク形成部２に沿って走査
するためのスキャンミラーである。スキャンミラー３５
は、例えば２組のガルバノメータスキャナにより構成さ
れている。そして、一方のガルバノメータスキャナを、
ビームスポットがガラス１の表面上において一方向に走
査されるよう設定し、他方のガルバノメータスキャナ
を、ビームスポットがガラス１の表面上において前記一
方向とは垂直な他方向に走査されるよう設定し、両者を
組み合わせて制御することにより、ビームスポットが所
定の文字やパターンを描画するよう当該ビームスポット
を移動させることができる。
【００１１】固体ロッド１１を構成するレーザ発振媒体
としては、Ｎｄ3+：ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12，発振波長
１０６４ｎｍ）、Ｙｂ3+：ＹＡＧ（発振波長１０３１ｎ
ｍ）、Ｎｄ3+：ＹＶＯ4 （発振波長１０６４ｎｍ）、Ｎ
ｄ3+：ＹＦＬ（ＬｉＹＦ4 ，発振波長１０４７ｎｍ）な
どを用いることができる。Ｑ−スイッチ１５としては、
音響光学素子や電気光学素子を用いることができる。
としては、Ｎｄ3+：ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12，発振波長
１０６４ｎｍ）、Ｙｂ3+：ＹＡＧ（発振波長１０３１ｎ
ｍ）、Ｎｄ3+：ＹＶＯ4 （発振波長１０６４ｎｍ）、Ｎ
ｄ3+：ＹＦＬ（ＬｉＹＦ4 ，発振波長１０４７ｎｍ）な
どを用いることができる。Ｑ−スイッチ１５としては、
音響光学素子や電気光学素子を用いることができる。
【００１２】第１の周波数変換装置２０の非線形光学結
晶体２２としては、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）、ＬＢＯ
（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）、ＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）、ＫＤ
Ｐ（ＫＨ2 ＰＯ4 ）、Ｋ *ＤＰ（ＫＤ2 ＰＯ4 ，Ｄは重
水素を示す）などを用いることができる。また、第２の
周波数変換装置２５の非線形光学結晶体２７としては、
ＢＢＯ、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10）、ＫＴＰ、Ｋ *
ＤＰなどを用いることができる。
晶体２２としては、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）、ＬＢＯ
（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）、ＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）、ＫＤ
Ｐ（ＫＨ2 ＰＯ4 ）、Ｋ *ＤＰ（ＫＤ2 ＰＯ4 ，Ｄは重
水素を示す）などを用いることができる。また、第２の
周波数変換装置２５の非線形光学結晶体２７としては、
ＢＢＯ、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10）、ＫＴＰ、Ｋ *
ＤＰなどを用いることができる。
【００１３】マーキングすべきガラス１としては、波長
３００ｎｍ以下の光の吸収率が高いものが用いられ、そ
の具体例としては、Ｎａ2 Ｏ／Ｋ2 Ｏ−ＢａＯ／ＳｒＯ
−ＳｉＯ2 （ソーダ石灰ガラス）、Ｎａ2 Ｏ／Ｋ2 Ｏ−
ＣａＯ／ＺｎＯ−ＳｉＯ2 、Ｋ2 Ｏ／Ｎａ2 Ｏ−ＰｂＯ
−ＳｉＯ2 （鉛ガラス）、Ｎａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 （ホウケイ酸ガラス）、ＢａＯ−Ｂ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 、ＰｂＯ／ＺｎＯ−Ｂ 2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、ＺｎＯ−
Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
（結晶化ガラス）、Ｎａ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 （結晶化ガラス）、ＰｂＯ／ＺｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 （光学ガラス）などを主成分とするものが挙げら
れる。
３００ｎｍ以下の光の吸収率が高いものが用いられ、そ
の具体例としては、Ｎａ2 Ｏ／Ｋ2 Ｏ−ＢａＯ／ＳｒＯ
−ＳｉＯ2 （ソーダ石灰ガラス）、Ｎａ2 Ｏ／Ｋ2 Ｏ−
ＣａＯ／ＺｎＯ−ＳｉＯ2 、Ｋ2 Ｏ／Ｎａ2 Ｏ−ＰｂＯ
−ＳｉＯ2 （鉛ガラス）、Ｎａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 （ホウケイ酸ガラス）、ＢａＯ−Ｂ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 、ＰｂＯ／ＺｎＯ−Ｂ 2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、ＺｎＯ−
Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
（結晶化ガラス）、Ｎａ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 （結晶化ガラス）、ＰｂＯ／ＺｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 （光学ガラス）などを主成分とするものが挙げら
れる。
【００１４】本発明のガラスマーキング方法において
は、上記のようなレーザマーキング装置を用い、次のよ
うにしてガラス１がマーキングされる。固体レーザ発振
装置１０においては、励起用ランプ１２からの光が固体
ロッド１１に照射されると、当該固体ロッド１１から特
定波長の光が放出され、この光が反射側ミラー１３およ
び出射側ミラー１４によって共振され、Ｑ−スイッチ１
５により、出射側ミラー１４からパルス状レーザビーム
Ｌ１が間欠的に発振される。このパルス状レーザビーム
Ｌ１は、折り返しミラー１６，１７を介して第１の周波
数変換装置２０に導入され、非線形光学結晶体２２によ
り、第２高調波のパルス状レーザビームＬ２に変換さ
れ、更に、この第２高調波のパルス状レーザビームＬ２
が第２の周波数変換装置２５に導入され、非線形光学結
晶体２７により、第４高調波のパルス状レーザビームＬ
４に変換される。以上において、第４高調波のパルス状
レーザビームＬ４の波長は、固体ロッド１１を構成する
レーザ発振媒体としてＮｄ3+：ＹＡＧを用いる場合には
２６６ｎｍ、Ｙｂ3+：ＹＡＧを用いる場合には２５７．
７５ｎｍ、Ｎｄ3+：ＹＶＯ4 を用いる場合には２６６ｎ
ｍ、Ｎｄ3+：ＹＦＬを用いる場合には２６１．７５ｎｍ
である。
は、上記のようなレーザマーキング装置を用い、次のよ
うにしてガラス１がマーキングされる。固体レーザ発振
装置１０においては、励起用ランプ１２からの光が固体
ロッド１１に照射されると、当該固体ロッド１１から特
定波長の光が放出され、この光が反射側ミラー１３およ
び出射側ミラー１４によって共振され、Ｑ−スイッチ１
５により、出射側ミラー１４からパルス状レーザビーム
Ｌ１が間欠的に発振される。このパルス状レーザビーム
Ｌ１は、折り返しミラー１６，１７を介して第１の周波
数変換装置２０に導入され、非線形光学結晶体２２によ
り、第２高調波のパルス状レーザビームＬ２に変換さ
れ、更に、この第２高調波のパルス状レーザビームＬ２
が第２の周波数変換装置２５に導入され、非線形光学結
晶体２７により、第４高調波のパルス状レーザビームＬ
４に変換される。以上において、第４高調波のパルス状
レーザビームＬ４の波長は、固体ロッド１１を構成する
レーザ発振媒体としてＮｄ3+：ＹＡＧを用いる場合には
２６６ｎｍ、Ｙｂ3+：ＹＡＧを用いる場合には２５７．
７５ｎｍ、Ｎｄ3+：ＹＶＯ4 を用いる場合には２６６ｎ
ｍ、Ｎｄ3+：ＹＦＬを用いる場合には２６１．７５ｎｍ
である。
【００１５】このようにして変換された第４高調波のパ
ルス状レーザビームＬ４は、集光レンズ３０およびスキ
ャンミラー３５を介して、ガラス１の表面のマーク形成
部２に照射される。そして、スキャンミラー３５を駆動
することにより、図２に示すように、パルス状レーザビ
ームＬ４によるレーザスポットＳを、ガラス１の表面の
マーク形成部２における同一個所に複数回照射される状
態で走査することにより、当該マーク形成部２の一部が
エッチングされ、その結果、ガラス１がマーキングされ
る。
ルス状レーザビームＬ４は、集光レンズ３０およびスキ
ャンミラー３５を介して、ガラス１の表面のマーク形成
部２に照射される。そして、スキャンミラー３５を駆動
することにより、図２に示すように、パルス状レーザビ
ームＬ４によるレーザスポットＳを、ガラス１の表面の
マーク形成部２における同一個所に複数回照射される状
態で走査することにより、当該マーク形成部２の一部が
エッチングされ、その結果、ガラス１がマーキングされ
る。
【００１６】パルス状レーザビームが照射されることに
より、ガラスの表面がエッチングされる理由については
定かではないが、強力なレーザ光を固体表面に照射する
ときに起こるレーザアブレーションによって、ガラスの
表面部分が飛散し、エッチングされるものと考えられ
る。
より、ガラスの表面がエッチングされる理由については
定かではないが、強力なレーザ光を固体表面に照射する
ときに起こるレーザアブレーションによって、ガラスの
表面部分が飛散し、エッチングされるものと考えられ
る。
【００１７】以上において、ガラス１の表面におけるパ
ルス状レーザビームＬ４のエネルギー密度が１ショット
当たり０．７〜２０Ｊ／ｃｍ2 とされる。パルス状レー
ザビームＬ４のエネルギー密度が１ショット当たり０．
７Ｊ／ｃｍ2 未満の場合には、当該パルス状レーザビー
ムＬ４を相当回数照射しても、ガラス１の表面がエッチ
ングされないため、当該ガラス１を確実にマーキングす
ることが困難となることがある。一方、パルス状レーザ
ビームＬ４のエネルギー密度が１ショット当たり２０Ｊ
／ｃｍ2 を超える場合には、レーザアブレーションによ
って飛散したガラス片が、マーキングされた部分の周辺
に付着し、当該ガラス片が付着した部分が白く見えるた
め、ガラス１を鮮明にマーキングすることが困難となる
ことがある。
ルス状レーザビームＬ４のエネルギー密度が１ショット
当たり０．７〜２０Ｊ／ｃｍ2 とされる。パルス状レー
ザビームＬ４のエネルギー密度が１ショット当たり０．
７Ｊ／ｃｍ2 未満の場合には、当該パルス状レーザビー
ムＬ４を相当回数照射しても、ガラス１の表面がエッチ
ングされないため、当該ガラス１を確実にマーキングす
ることが困難となることがある。一方、パルス状レーザ
ビームＬ４のエネルギー密度が１ショット当たり２０Ｊ
／ｃｍ2 を超える場合には、レーザアブレーションによ
って飛散したガラス片が、マーキングされた部分の周辺
に付着し、当該ガラス片が付着した部分が白く見えるた
め、ガラス１を鮮明にマーキングすることが困難となる
ことがある。
【００１８】また、ガラス１の表面のマーク形成部２の
同一個所におけるパルス状レーザービームＬ４の照射回
数が３〜１００回であることが好ましい。パルス状レー
ザービームＬ４の照射回数が３回未満の場合には、上記
の範囲のエネルギー密度でパルス状レーザービームＬ４
を照射しても、ガラス１の表面がエッチングされないた
め、エネルギー密度を相当に高くすることが必要であ
り、この場合には、前述したように、レーザアブレーシ
ョンによって飛散したガラス片が、マーキングされた部
分の周辺に付着するため、ガラス１を鮮明にマーキング
することが困難となることがある。一方、パルス状レー
ザービームＬ４の照射回数が１００回を超える場合に
は、マーキングするための時間的効率が低くなるため、
好ましくない。また、このような条件を満足させるため
に、レーザスポットＳをガラス１の表面のマーク形成部
２に対して複数回走査することができる。
同一個所におけるパルス状レーザービームＬ４の照射回
数が３〜１００回であることが好ましい。パルス状レー
ザービームＬ４の照射回数が３回未満の場合には、上記
の範囲のエネルギー密度でパルス状レーザービームＬ４
を照射しても、ガラス１の表面がエッチングされないた
め、エネルギー密度を相当に高くすることが必要であ
り、この場合には、前述したように、レーザアブレーシ
ョンによって飛散したガラス片が、マーキングされた部
分の周辺に付着するため、ガラス１を鮮明にマーキング
することが困難となることがある。一方、パルス状レー
ザービームＬ４の照射回数が１００回を超える場合に
は、マーキングするための時間的効率が低くなるため、
好ましくない。また、このような条件を満足させるため
に、レーザスポットＳをガラス１の表面のマーク形成部
２に対して複数回走査することができる。
【００１９】また、パルス状レーザビームの発振回数
は、例えば毎秒１００〜３００，０００回であり、レー
ザスポットＳの走査速度は、例えば０．０１〜２０００
ｃｍ／ｓｅｃであり、レーザスポットＳの直径は、例え
ば３０〜７５０μｍである。
は、例えば毎秒１００〜３００，０００回であり、レー
ザスポットＳの走査速度は、例えば０．０１〜２０００
ｃｍ／ｓｅｃであり、レーザスポットＳの直径は、例え
ば３０〜７５０μｍである。
【００２０】上記のガラスマーキング方法によれば、レ
ーザ光源として、固体レーザ発振装置１０を利用するた
め、レーザ光によるレーザスポットを容易に走査するこ
とができ、しかも、当該レーザ光の波長３００ｎｍ以下
の第４高調波であるパルス状レーザービームＬ４による
レーザスポットＳを、ガラス１の表面のマーク形成部２
における同一個所に複数回照射される状態で走査するの
で、マスクを用いることなしに、ガラス１をマーキング
することができる。また、特定の条件に従って、パルス
状レーザービームＬ４によるレーザスポットＳを走査す
ることにより、ガラス１を確実にかつ鮮明にマーキング
することができる。
ーザ光源として、固体レーザ発振装置１０を利用するた
め、レーザ光によるレーザスポットを容易に走査するこ
とができ、しかも、当該レーザ光の波長３００ｎｍ以下
の第４高調波であるパルス状レーザービームＬ４による
レーザスポットＳを、ガラス１の表面のマーク形成部２
における同一個所に複数回照射される状態で走査するの
で、マスクを用いることなしに、ガラス１をマーキング
することができる。また、特定の条件に従って、パルス
状レーザービームＬ４によるレーザスポットＳを走査す
ることにより、ガラス１を確実にかつ鮮明にマーキング
することができる。
【００２１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の方法に限定されず、種々の変更を
加えることが可能である。例えば、励起用ランプ１２の
代わりに半導体レーザを用いることができる。また、ガ
ラス１の表面に照射するパルス状レーザビームは、波長
３００ｎｍ以下の高調波であれば、第４高調波に限定さ
れず、例えば第５高調波を利用することもできる。ま
た、レーザスポットＳを走査する手段としては、ガラス
１を適宜の移動台上に載置し、固定のレーザスポットＳ
に対してガラス１を移動させる手段を用いることができ
る。
たが、本発明は上記の方法に限定されず、種々の変更を
加えることが可能である。例えば、励起用ランプ１２の
代わりに半導体レーザを用いることができる。また、ガ
ラス１の表面に照射するパルス状レーザビームは、波長
３００ｎｍ以下の高調波であれば、第４高調波に限定さ
れず、例えば第５高調波を利用することもできる。ま
た、レーザスポットＳを走査する手段としては、ガラス
１を適宜の移動台上に載置し、固定のレーザスポットＳ
に対してガラス１を移動させる手段を用いることができ
る。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。図１の構成に従って、レーザマーキング装置を作
製した。なお、レーザ発振装置（１０）の固体ロッド
（１１）を構成するレーザ発振媒体として、Ｎｄ3+：Ｙ
ＡＧを用い、第１の周波数変換装置（２０）の非線形光
学結晶体（２２）としてＢＢＯを用い、第２の周波数変
換装置（２５）の非線形光学結晶体（２７）としてＣＬ
ＢＯを用いた。このレーザマーキング装置から出射され
るパルス状レーザビームの波長は２６６ｎｍである。
する。図１の構成に従って、レーザマーキング装置を作
製した。なお、レーザ発振装置（１０）の固体ロッド
（１１）を構成するレーザ発振媒体として、Ｎｄ3+：Ｙ
ＡＧを用い、第１の周波数変換装置（２０）の非線形光
学結晶体（２２）としてＢＢＯを用い、第２の周波数変
換装置（２５）の非線形光学結晶体（２７）としてＣＬ
ＢＯを用いた。このレーザマーキング装置から出射され
るパルス状レーザビームの波長は２６６ｎｍである。
【００２３】〈実施例１〜５および比較例１〉
上記のレーザマーキング装置を用い、下記の条件に従っ
て、Ｎａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （ホウケイ酸ガラ
ス）を主成分とするガラスに対してマーキングを行っ
た。 パルス状レーザビームの発振回数：毎秒１００回， レーザスポットの１回の走査による同一個所におけるパ
ルス状レーザビームの照射回数６回， レーザスポットの直径：８０μｍ， パルス状レーザビームのエネルギー（ガラスの表面にお
けるパルス状レーザビームのエネルギー密度）： 実施例１；１．０ｍＪ（１９．８９Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例２；０．１６ｍＪ（３．１８Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例３；０．０８ｍＪ（１．５９Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例４；０．０５４ｍＪ（１．０７Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例５；０．０３９ｍＪ（０．７８Ｊ／ｃｍ2 ），比較例１ ；１．２ｍＪ（２３．８７Ｊ／ｃｍ2 ）， レーザスポットの走査回数（同一個所におけるパルス状
レーザビームの合計の照射回数）： 実施例１；１回（６回）， 実施例２；４回（２４回）， 実施例３；８回（４８回）， 実施例４；１６回（９６回）， 実施例５；１６回（９６回），比較例１ ；１回（６回）
て、Ｎａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （ホウケイ酸ガラ
ス）を主成分とするガラスに対してマーキングを行っ
た。 パルス状レーザビームの発振回数：毎秒１００回， レーザスポットの１回の走査による同一個所におけるパ
ルス状レーザビームの照射回数６回， レーザスポットの直径：８０μｍ， パルス状レーザビームのエネルギー（ガラスの表面にお
けるパルス状レーザビームのエネルギー密度）： 実施例１；１．０ｍＪ（１９．８９Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例２；０．１６ｍＪ（３．１８Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例３；０．０８ｍＪ（１．５９Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例４；０．０５４ｍＪ（１．０７Ｊ／ｃｍ2 ）， 実施例５；０．０３９ｍＪ（０．７８Ｊ／ｃｍ2 ），比較例１ ；１．２ｍＪ（２３．８７Ｊ／ｃｍ2 ）， レーザスポットの走査回数（同一個所におけるパルス状
レーザビームの合計の照射回数）： 実施例１；１回（６回）， 実施例２；４回（２４回）， 実施例３；８回（４８回）， 実施例４；１６回（９６回）， 実施例５；１６回（９６回），比較例１ ；１回（６回）
【００２４】上記実施例１〜５および比較例１の方法に
よれば、いずれもガラスをマーキングすることが可能で
あった。実施例１〜５によりマーキングされたガラスの
表面を肉眼で観察したところ、いずれもマークの形状を
十分に視認することができ、また、当該マークを１０倍
のルーペで観察したところ、いずれもクラック片の発生
は認められず、確実にかつ鮮明にマーキングされること
が確認された。また、比較例１によりマーキングされた
ガラスの表面を肉眼で観察したところ、マークの周りが
白っぽくてマークが不鮮明であり、また、当該マークを
１０倍のルーペで観察したところ、飛散したガラス片が
マーキングされた部分の周辺に付着していることが確認
された。
よれば、いずれもガラスをマーキングすることが可能で
あった。実施例１〜５によりマーキングされたガラスの
表面を肉眼で観察したところ、いずれもマークの形状を
十分に視認することができ、また、当該マークを１０倍
のルーペで観察したところ、いずれもクラック片の発生
は認められず、確実にかつ鮮明にマーキングされること
が確認された。また、比較例１によりマーキングされた
ガラスの表面を肉眼で観察したところ、マークの周りが
白っぽくてマークが不鮮明であり、また、当該マークを
１０倍のルーペで観察したところ、飛散したガラス片が
マーキングされた部分の周辺に付着していることが確認
された。
【００２５】
【発明の効果】本発明のガラスマーキング方法によれ
ば、レーザ光源として、固体レーザを利用するため、レ
ーザ光によるレーザスポットを容易に走査することがで
き、しかも、当該レーザ光の波長３００ｎｍ以下の高調
波であるパルス状レーザービームによるレーザスポット
を、ガラスの表面の同一個所に複数回照射される状態で
走査するので、マスクを用いることなしに、ガラスをマ
ーキングすることができる。また、特定の条件に従っ
て、パルス状レーザービームによるレーザスポットを走
査することにより、ガラスを確実にかつ鮮明にマーキン
グすることができる。
ば、レーザ光源として、固体レーザを利用するため、レ
ーザ光によるレーザスポットを容易に走査することがで
き、しかも、当該レーザ光の波長３００ｎｍ以下の高調
波であるパルス状レーザービームによるレーザスポット
を、ガラスの表面の同一個所に複数回照射される状態で
走査するので、マスクを用いることなしに、ガラスをマ
ーキングすることができる。また、特定の条件に従っ
て、パルス状レーザービームによるレーザスポットを走
査することにより、ガラスを確実にかつ鮮明にマーキン
グすることができる。
【図１】本発明のガラスマーキング方法に用いられるレ
ーザマーキング装置の一例における構成の概略を示す説
明図である。
ーザマーキング装置の一例における構成の概略を示す説
明図である。
【図２】パルス状レーザによるレーザスポットをガラス
の表面のマーク形成部に沿って走査した状態を示す説明
図である。
の表面のマーク形成部に沿って走査した状態を示す説明
図である。
【符号の説明】
１ ガラス
２ マーク形成部
１０ 固体レーザ発振装置
１１ 固体ロッド
１２ 励起用ランプ
１３ 反射側ミラー
１４ 出射側ミラー
１５ Ｑ−スイッチ
１６，１７ 折り返しミラー
２０ 第１の周波数変換装置
２１ レンズ
２２ 非線形光学結晶体
２３ レンズ
２５ 第２の周波数変換装置
２６ レンズ
２７ 非線形光学結晶体
２８ レンズ
３０ 集光レンズ
３５ スキャンミラー
Ｓ レーザスポット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C03C 23/00
B01J 19/12
Claims (2)
- 【請求項１】 固体レーザによるレーザ光の高調波であ
ってその波長が３００ｎｍ以下のパルス状レーザビーム
を発振し、このパルス状レーザビームによるレーザスポ
ットを、ガラスの表面の同一個所に、当該ガラスの表面
におけるパルス状レーザビームのエネルギー密度が０．
７〜２０Ｊ／ｃｍ 2 となる条件によって複数回照射され
る状態で走査することにより、当該ガラスをマーキング
することを特徴とするガラスマーキング方法。 - 【請求項２】 ガラスの表面の同一個所におけるパルス
状レーザビームの照射回数が３〜１００回であることを
特徴とする請求項１に記載のガラスマーキング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26287696A JP3412416B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | ガラスマーキング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26287696A JP3412416B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | ガラスマーキング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101379A JPH10101379A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3412416B2 true JP3412416B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17381867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26287696A Expired - Fee Related JP3412416B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | ガラスマーキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412416B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19855623C1 (de) * | 1998-12-02 | 2000-02-24 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Verfahren zur Erzeugung einer Markierung in einem Glaskörper |
| DE10122335C1 (de) | 2001-05-08 | 2002-07-25 | Schott Glas | Verfahren und Vorrichtung zum Markieren von Glas mit einem Laser |
| JPWO2004068519A1 (ja) * | 2003-01-30 | 2006-05-25 | サンアロー株式会社 | 透光性材料製のキートップへのマーキング方法、これによりマーキングしたキートップ、キーユニット、及びキーユニットの製造方法 |
| EP2336823A1 (de) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Boegli-Gravures S.A. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Masken für eine Laseranlage zur Erzeugung von Mikrostrukturen. |
| CN103413754B (zh) * | 2013-08-22 | 2017-02-08 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 玻璃晶圆处理方法、玻璃晶圆及玻璃晶圆的检测方法 |
| FR3059001B1 (fr) * | 2016-11-24 | 2021-07-23 | Saint Gobain | Procede d'obtention de plaques de verre marquees |
-
1996
- 1996-10-03 JP JP26287696A patent/JP3412416B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10101379A (ja) | 1998-04-21 |
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