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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- JP3412416B2 JP3412416B2 JP26287696A JP26287696A JP3412416B2 JP 3412416 B2 JP3412416 B2 JP 3412416B2 JP 26287696 A JP26287696 A JP 26287696A JP 26287696 A JP26287696 A JP 26287696A JP 3412416 B2 JP3412416 B2 JP 3412416B2
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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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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- 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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