JP2000068571A - 透明容器へのマーキング方法 - Google Patents
透明容器へのマーキング方法Info
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- JP2000068571A JP2000068571A JP10236112A JP23611298A JP2000068571A JP 2000068571 A JP2000068571 A JP 2000068571A JP 10236112 A JP10236112 A JP 10236112A JP 23611298 A JP23611298 A JP 23611298A JP 2000068571 A JP2000068571 A JP 2000068571A
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- laser beam
- marking
- mark
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マーキング後の改変が行われにくく、マーク
の欠落を生じにくいマーキング方法を提供する。 【解決手段】 外表面と内表面とを有する透明容器を準
備する。透明容器に、その外表面側からレーザ光を照射
し、該レーザ光を透明容器の内表面近傍に集光させ、内
表面側の表面層を除去若しくは変質させてマーキングす
る。
の欠落を生じにくいマーキング方法を提供する。 【解決手段】 外表面と内表面とを有する透明容器を準
備する。透明容器に、その外表面側からレーザ光を照射
し、該レーザ光を透明容器の内表面近傍に集光させ、内
表面側の表面層を除去若しくは変質させてマーキングす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
透明容器にマーキングする方法に関する。
透明容器にマーキングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】透明なガラス容器にマーキングする方法
として、容器の外表面上に紙ラベルを貼りつけ、この紙
ラベルに炭酸ガスレーザ等を用いてマーキングする方
法、またはこの紙ラベルにインクジェットプリンタ等で
印刷する方法が知られている。しかし、これら方法で
は、紙ラベルを貼り付ける工程が必要であり、また、紙
ラベルが剥がれてしまったり、改変されやすい。
として、容器の外表面上に紙ラベルを貼りつけ、この紙
ラベルに炭酸ガスレーザ等を用いてマーキングする方
法、またはこの紙ラベルにインクジェットプリンタ等で
印刷する方法が知られている。しかし、これら方法で
は、紙ラベルを貼り付ける工程が必要であり、また、紙
ラベルが剥がれてしまったり、改変されやすい。
【０００３】炭酸ガスレーザやＡｒＦエキシマレーザ
等、ガラス容器に対する吸収係数の大きな波長域のレー
ザ光をガラス容器の表面に照射し、表面層をアブレーシ
ョンさせることによりマーキングする方法が知られてい
る。この方法によると、ガラス容器に直接マーキングさ
れるため、マーキング後に改変することは困難である。
しかし、容器表面の磨耗により、マークが欠落しやす
い。
等、ガラス容器に対する吸収係数の大きな波長域のレー
ザ光をガラス容器の表面に照射し、表面層をアブレーシ
ョンさせることによりマーキングする方法が知られてい
る。この方法によると、ガラス容器に直接マーキングさ
れるため、マーキング後に改変することは困難である。
しかし、容器表面の磨耗により、マークが欠落しやす
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マー
キング後の改変が行われにくく、マークの欠落を生じに
くいマーキング方法を提供することである。
キング後の改変が行われにくく、マークの欠落を生じに
くいマーキング方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、外表面と内表面とを有する透明容器を準備する工程
と、前記透明容器に、その外表面側からレーザ光を照射
し、該レーザ光を前記透明容器の内表面近傍に集光さ
せ、内表面側の表面層を除去若しくは変質させてマーキ
ングする工程とを有する透明容器へのマーキング方法が
提供される。
と、外表面と内表面とを有する透明容器を準備する工程
と、前記透明容器に、その外表面側からレーザ光を照射
し、該レーザ光を前記透明容器の内表面近傍に集光さ
せ、内表面側の表面層を除去若しくは変質させてマーキ
ングする工程とを有する透明容器へのマーキング方法が
提供される。
【０００６】内表面上にマークが描かれるため、磨耗等
によるマークの欠落が生じにくい。本発明の他の観点に
よると、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射したレ
ーザビームを集光させる集光光学系であって、レーザビ
ームの光軸に対して垂直な第１の方向と該光軸とを含む
第１の仮想平面内における集光度が、前記光軸を含み前
記第１の仮想平面に対して垂直な第２の仮想平面内にお
ける集光度よりも強い前記集光光学系と、前記集光光学
系により集光されたレーザビームが照射される位置に、
加工対象物を支持するステージとを有するマーキング装
置が提供される。
によるマークの欠落が生じにくい。本発明の他の観点に
よると、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射したレ
ーザビームを集光させる集光光学系であって、レーザビ
ームの光軸に対して垂直な第１の方向と該光軸とを含む
第１の仮想平面内における集光度が、前記光軸を含み前
記第１の仮想平面に対して垂直な第２の仮想平面内にお
ける集光度よりも強い前記集光光学系と、前記集光光学
系により集光されたレーザビームが照射される位置に、
加工対象物を支持するステージとを有するマーキング装
置が提供される。
【０００７】加工対象物が円筒状の外表面を有する場合
には、その外表面がシリンドリカルレンズの作用を奏す
る。円筒状外表面の中心軸が第１の仮想平面内に位置す
るように配置すると、集光光学系の第１の仮想平面内に
おける集光度と第２の仮想平面内における集光度との差
により、外表面の集光作用を補償し、２つの仮想平面内
において同等の集光作用を得ることができる。
には、その外表面がシリンドリカルレンズの作用を奏す
る。円筒状外表面の中心軸が第１の仮想平面内に位置す
るように配置すると、集光光学系の第１の仮想平面内に
おける集光度と第２の仮想平面内における集光度との差
により、外表面の集光作用を補償し、２つの仮想平面内
において同等の集光作用を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例で用いる
マーキング装置の概略図を示す。レーザ光源１から出射
したレーザビームが、ビームエキスパンダ２に入射す
る。レーザ光源１は、例えばＮｄ：ＹＡＧやＮｄ：ＹＬ
Ｆレーザの基本波（赤外域）または２倍高調波（可視光
域）を出射する。ビームエキスパンダ２は、入射したレ
ーザビームのビーム径を拡大する。
マーキング装置の概略図を示す。レーザ光源１から出射
したレーザビームが、ビームエキスパンダ２に入射す
る。レーザ光源１は、例えばＮｄ：ＹＡＧやＮｄ：ＹＬ
Ｆレーザの基本波（赤外域）または２倍高調波（可視光
域）を出射する。ビームエキスパンダ２は、入射したレ
ーザビームのビーム径を拡大する。
【０００９】ビームエキスパンダ２によりビーム径を拡
大されたレーザビームが、減光装置３に入射する。減光
装置３は、レーザビームの光量を調整する。調光された
レーザビームが、部分反射ミラー４及び全反射ミラー６
で反射されて集光光学系７に入射する。集光光学系７
は、ステージ１０に支持されている。部分反射ミラー４
を透過した一部のレーザビームは、エネルギメータ５を
照射する。エネルギメータ５は、レーザビームのエネル
ギを計測する。
大されたレーザビームが、減光装置３に入射する。減光
装置３は、レーザビームの光量を調整する。調光された
レーザビームが、部分反射ミラー４及び全反射ミラー６
で反射されて集光光学系７に入射する。集光光学系７
は、ステージ１０に支持されている。部分反射ミラー４
を透過した一部のレーザビームは、エネルギメータ５を
照射する。エネルギメータ５は、レーザビームのエネル
ギを計測する。
【００１０】集光光学系７により集光されたレーザビー
ムは、ステージ９の上に載置されたガラス製の透明容器
８を照射する。透明容器８の形状は、外表面と内表面と
を有する筒状である。ステージ９及び１０は、集光され
たレーザビームの集光位置が、透明容器８の内表面近傍
に位置するように、集光光学系７と透明容器８との相対
位置を調整する。
ムは、ステージ９の上に載置されたガラス製の透明容器
８を照射する。透明容器８の形状は、外表面と内表面と
を有する筒状である。ステージ９及び１０は、集光され
たレーザビームの集光位置が、透明容器８の内表面近傍
に位置するように、集光光学系７と透明容器８との相対
位置を調整する。
【００１１】使用するレーザビームは、透明容器８にほ
とんど吸収されない。このため、外表面から入射したレ
ーザビームは、透明容器８の側壁内を伝搬する。側壁の
内表面近傍でレーザビームのエネルギ密度がアブレーシ
ョンのしきい値を超えると、その部分がアブレーション
され、内表面上に凹部が形成される。集光位置が透明容
器８の内表面近傍に位置する状態を保って透明容器８を
移動させることにより、内表面上に凹部によって所望の
模様（マーク）を描くことができる。
とんど吸収されない。このため、外表面から入射したレ
ーザビームは、透明容器８の側壁内を伝搬する。側壁の
内表面近傍でレーザビームのエネルギ密度がアブレーシ
ョンのしきい値を超えると、その部分がアブレーション
され、内表面上に凹部が形成される。集光位置が透明容
器８の内表面近傍に位置する状態を保って透明容器８を
移動させることにより、内表面上に凹部によって所望の
模様（マーク）を描くことができる。
【００１２】従って、この場合、レーザビームの集光位
置が内表面近傍に位置するとは、レーザビームのエネル
ギ密度が、透明容器８の外表面上においてはアブレーシ
ョンしきい値を超えず、内表面上においてアブレーショ
ンしきい値を超えるように集光位置が調整されているこ
とを意味する。
置が内表面近傍に位置するとは、レーザビームのエネル
ギ密度が、透明容器８の外表面上においてはアブレーシ
ョンしきい値を超えず、内表面上においてアブレーショ
ンしきい値を超えるように集光位置が調整されているこ
とを意味する。
【００１３】容器の内表面は外表面に比べて磨耗しにく
い。このため、内表面上に模様を描くことにより、磨耗
による模様の欠落を防止することができる。また、ガラ
ス材料に直接模様を描いているため、紙ラベル等の剥が
れによる模様の欠落もなく、改変もしにくい。
い。このため、内表面上に模様を描くことにより、磨耗
による模様の欠落を防止することができる。また、ガラ
ス材料に直接模様を描いているため、紙ラベル等の剥が
れによる模様の欠落もなく、改変もしにくい。
【００１４】次に、透明容器８が円筒状の形状を有する
場合を考える。図２（Ａ）は、透明容器の中心軸とレー
ザビームの光軸とを含む断面図を示し、図２（Ｂ）は、
透明容器の中心軸に対して垂直な断面図を示す。
場合を考える。図２（Ａ）は、透明容器の中心軸とレー
ザビームの光軸とを含む断面図を示し、図２（Ｂ）は、
透明容器の中心軸に対して垂直な断面図を示す。
【００１５】図２（Ａ）に示すように、透明容器の中心
軸とレーザビームの光軸とを含む平面内におけるレーザ
ビームの集光の様子は、ガラス容器８を平板と考えた場
合の集光の様子と等価である。すなわち、レーザビーム
は透明容器８の外表面で屈折し、集光度が弱められる。
透明容器８は、集光度が弱められガラス側壁内を伝搬す
るレーザビームの集光位置が内表面近傍に位置するよう
に配置されている。
軸とレーザビームの光軸とを含む平面内におけるレーザ
ビームの集光の様子は、ガラス容器８を平板と考えた場
合の集光の様子と等価である。すなわち、レーザビーム
は透明容器８の外表面で屈折し、集光度が弱められる。
透明容器８は、集光度が弱められガラス側壁内を伝搬す
るレーザビームの集光位置が内表面近傍に位置するよう
に配置されている。
【００１６】図２（Ｂ）に示すように、透明容器の中心
軸に対して垂直な平面内においては、透明容器８の外表
面が凸レンズとして作用する。このため、レーザビーム
の集光位置が、内表面よりもやや外側に位置する。
軸に対して垂直な平面内においては、透明容器８の外表
面が凸レンズとして作用する。このため、レーザビーム
の集光位置が、内表面よりもやや外側に位置する。
【００１７】透明容器８の側壁の曲率半径が大きい場合
には、図２（Ａ）と図２（Ｂ）との集光位置の違いが少
なくなり、実効上問題はない。しかし、曲率半径が小さ
くなると、両者の集光位置の違いが大きくなり、微小な
位置に制御性よくレーザビームを集光することが困難に
なる。
には、図２（Ａ）と図２（Ｂ）との集光位置の違いが少
なくなり、実効上問題はない。しかし、曲率半径が小さ
くなると、両者の集光位置の違いが大きくなり、微小な
位置に制御性よくレーザビームを集光することが困難に
なる。
【００１８】図３は、透明容器８の側壁の曲率半径が小
さいときのマーキングに適した集光光学系７の構成例を
示す。レーザビームは、凸レンズ７Ａと凸シリンドリカ
ルレンズ７Ｂにより集光される。凸シリンドリカルレン
ズ７Ｂは、その柱面の母線をレーザビームの光軸と透明
容器８の中心軸とを含む仮想平面に対して垂直にするよ
うに配置されている。
さいときのマーキングに適した集光光学系７の構成例を
示す。レーザビームは、凸レンズ７Ａと凸シリンドリカ
ルレンズ７Ｂにより集光される。凸シリンドリカルレン
ズ７Ｂは、その柱面の母線をレーザビームの光軸と透明
容器８の中心軸とを含む仮想平面に対して垂直にするよ
うに配置されている。
【００１９】シリンドリカルレンズ７Ｂは、図２（Ａ）
に示す透明容器の中心軸とレーザビームの光軸とを含む
平面内において、レーザビームを集光させる。従って、
レーザビームは、凸レンズ７Ａとシリンドリカルレンズ
７Ｂの両方で集光される。しかし、図２（Ｂ）に示す透
明容器の中心軸に対して垂直な平面内においては、レー
ザビームを集光させない。従って、レーザビームは、凸
レンズ７Ａによってのみ集光される。
に示す透明容器の中心軸とレーザビームの光軸とを含む
平面内において、レーザビームを集光させる。従って、
レーザビームは、凸レンズ７Ａとシリンドリカルレンズ
７Ｂの両方で集光される。しかし、図２（Ｂ）に示す透
明容器の中心軸に対して垂直な平面内においては、レー
ザビームを集光させない。従って、レーザビームは、凸
レンズ７Ａによってのみ集光される。
【００２０】シリンドリカルレンズ７Ｂによる集光の強
さを適当に選ぶことにより、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）
の両方の断面において、ほぼ同じ位置に集光させること
が可能になる。
さを適当に選ぶことにより、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）
の両方の断面において、ほぼ同じ位置に集光させること
が可能になる。
【００２１】なお、透明容器８の側壁が円筒状である場
合に限らず、透明容器８のマーキングすべき領域の外表
面及び内表面が相互に平行な母線を有する柱面であり、
該柱面の母線に垂直な断面形状が外側に向かって凸の曲
線である場合にも、凸レンズとシリンドリカルレンズと
の組み合わせの効果が得られるであろう。
合に限らず、透明容器８のマーキングすべき領域の外表
面及び内表面が相互に平行な母線を有する柱面であり、
該柱面の母線に垂直な断面形状が外側に向かって凸の曲
線である場合にも、凸レンズとシリンドリカルレンズと
の組み合わせの効果が得られるであろう。
【００２２】図３の構成では、凸レンズとシリンドリカ
ルレンズとの組み合わせについて説明したが、その他の
光学系により、透明容器８の外表面の母線に平行な断面
内におけるレーザビームの集光度が、透明容器８の外表
面の母線に垂直な断面内におけるレーザビームの集光度
よりも強くなるように集光してもよい。
ルレンズとの組み合わせについて説明したが、その他の
光学系により、透明容器８の外表面の母線に平行な断面
内におけるレーザビームの集光度が、透明容器８の外表
面の母線に垂直な断面内におけるレーザビームの集光度
よりも強くなるように集光してもよい。
【００２３】上記実施例では、透明容器８を移動させて
所望の模様を描く場合を示した。透明容器８を移動させ
る代わりに、ミラー４と５とを揺動させ、レーザビーム
の光軸を振ることによっても、模様を描くことができ
る。この場合、レーザビームの光軸の振れ角と集光位置
の移動距離とが比例関係になるように、集光光学系７と
してｆθレンズを用いることが好ましい。
所望の模様を描く場合を示した。透明容器８を移動させ
る代わりに、ミラー４と５とを揺動させ、レーザビーム
の光軸を振ることによっても、模様を描くことができ
る。この場合、レーザビームの光軸の振れ角と集光位置
の移動距離とが比例関係になるように、集光光学系７と
してｆθレンズを用いることが好ましい。
【００２４】また、上記実施例では、ガラス材料の透明
容器の内表面側の表面層をアブレーションさせる場合を
説明した。アブレーションさせる代わりに、内表面側の
表面層の光学的性質を変化させて視認可能にしてもよ
い。
容器の内表面側の表面層をアブレーションさせる場合を
説明した。アブレーションさせる代わりに、内表面側の
表面層の光学的性質を変化させて視認可能にしてもよ
い。
【００２５】また、上記実施例では、透明容器の材料と
してガラスを用いた場合を説明したが、その他の透明材
料からなる容器にマーキングすることも可能である。例
えばプラスチック等の容器にマーキングすることも可能
である。
してガラスを用いた場合を説明したが、その他の透明材
料からなる容器にマーキングすることも可能である。例
えばプラスチック等の容器にマーキングすることも可能
である。
【００２６】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透明容器の内表面側に模様を描くため、改変されにく
く、磨耗による欠落も生じにくい。
透明容器の内表面側に模様を描くため、改変されにく
く、磨耗による欠落も生じにくい。
【図１】本発明の実施例で使用するマーキング装置の概
略図である。
略図である。
【図２】図２（Ａ）は、透明容器の中心軸とレーザビー
ムの光軸とを含む平面内におけるレーザビームの伝搬の
様子を示す図であり、図２（Ｂ）は、透明容器の中心軸
に対して垂直な平面内におけるレーザビームの伝搬の様
子を示す図である。
ムの光軸とを含む平面内におけるレーザビームの伝搬の
様子を示す図であり、図２（Ｂ）は、透明容器の中心軸
に対して垂直な平面内におけるレーザビームの伝搬の様
子を示す図である。
【図３】集光光学系の構成例を示す概略斜視図である。
１ レーザ光源 ２ ビームエキスパンダ ３ 減光装置 ４ 部分透過ミラー ５ エネルギメータ ６ 全反射ミラー ７ 集光光学系 ７Ａ 凸レンズ ７Ｂ 凸シリンドリカルレンズ ８ 透明容器 ９、１０ ステージ
Claims (4)
- 【請求項１】 外表面と内表面とを有する透明容器を準
備する工程と、 前記透明容器に、その外表面側からレーザ光を照射し、
該レーザ光を前記透明容器の内表面近傍に集光させ、内
表面側の表面層を除去若しくは変質させてマーキングす
る工程とを有する透明容器へのマーキング方法。 - 【請求項２】 前記透明容器のマーキングすべき領域の
外表面及び内表面が相互に平行な母線を有する柱面であ
り、外表面及び内表面の、該柱面の母線に垂直な断面形
状が外側に向かって凸の曲線であり、 前記マーキングする工程において、前記透明容器の外表
面の母線に平行な断面内における前記レーザ光の集光度
が、該透明容器の外表面の母線に垂直な断面内における
前記レーザ光の集光度よりも強くなるように集光させる
請求項１に記載の透明容器へのマーキング方法。 - 【請求項３】 前記マーキングする工程において、前記
レーザ光を凸レンズと凸シリンドリカルレンズとを用い
て集光し、該凸シリンドリカルレンズが、その柱面の母
線を前記レーザ光の光軸と前記透明容器の外表面の母線
とを含む仮想平面に対して垂直にするように配置されて
いる請求項２に記載の透明容器へのマーキング方法。 - 【請求項４】 レーザ光源と、 前記レーザ光源から出射したレーザビームを集光させる
集光光学系であって、レーザビームの光軸に対して垂直
な第１の方向と該光軸とを含む第１の仮想平面内におけ
る集光度が、前記光軸を含み前記第１の仮想平面に対し
て垂直な第２の仮想平面内における集光度よりも強い前
記集光光学系と、 前記集光光学系により集光されたレーザビームが照射さ
れる位置に、加工対象物を支持するステージとを有する
マーキング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23611298A JP3513025B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 透明容器へのマーキング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23611298A JP3513025B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 透明容器へのマーキング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068571A true JP2000068571A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3513025B2 JP3513025B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=16995925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23611298A Expired - Fee Related JP3513025B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 透明容器へのマーキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3513025B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006075897A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Hakko Denki Kk | レーザ印字装置、そのプログラム |
| JP2007108066A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Toshiba Corp | 計量器および計量器の印字方法 |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP23611298A patent/JP3513025B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006075897A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Hakko Denki Kk | レーザ印字装置、そのプログラム |
| JP4603838B2 (ja) * | 2004-09-13 | 2010-12-22 | 発紘電機株式会社 | レーザ印字装置、そのプログラム |
| JP2007108066A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Toshiba Corp | 計量器および計量器の印字方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3513025B2 (ja) | 2004-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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