JPH11300490A

JPH11300490A - レーザマーキング装置およびマーキング方法

Info

Publication number: JPH11300490A
Application number: JP10124266A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Hayakawa; 博敏早川; Nobuhisa Sakai; 伸久酒井; Shuichi Takanami; 修一高波
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: JP3931288B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発生したパーティクルを効果的に除去できる高
性能のマーキング装置を得る。【解決手段】本発明は、透明体又はレーザ光線透過体か
らなる被マーキング材と、マーキング材と、被マーキン
グ材とマーキング材との距離を調整する移動機構と、被
マーキング材を通してマーキング材にレーザ光線を照射
するレーザ光源とを備えたレーザマーキング装置に発塵
物を除去する除塵機構を設けている。この除塵機構は、
マーキング材とマーキング材を取り囲むケースとの間に
隙間を設けた吸引路とこの吸引路に接続されケースに設
けた吸引口とを有する吸引機構、発塵物を吸着する吸着
テープと吸着テープを被マーキング材に密着および剥離
させる剥ぎ取り機構、被マーキング材にマーキングされ
た表面をブラッシングするブラッシング機構、静電気集
塵機およびエアナイフクリーナの少なくとも一つを用い
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶又はプラズマデ
ィスプレイ等に使用されるガラス基板等のレーザ光線透
過体にレーザ光線を用いてマーキングする装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、マーキング装置に付設されている
除塵装置としては、フードで吸引する方式のもの（特開
平９−２４８６９２号）や洗浄用の帯状布により拭き取
る拭取り方式（特開平７−２２７６８５号）またはレー
ザ照射によって蒸発・気化させる気化方式（特開平５−
２２０５８８号）などが提案されている。また、液晶又
はプラズマディスプレイ等に使用されるガラス基板等に
製品番号、バーコード、２次元コード等をマーキングす
る方法として特願平０９−０６８５９６に記載した方法
がある。この方法は、文字、図形若しくは記号のパター
ンが形成される透明体又はレーザ光線透過体からなる被
マーキング材と、金属、合金、金属間化合物若しくは金
属化合物又は金属、合金、金属間化合物若しくは金属化
合物を少なくとも１つを含む複合物からなるマーキング
材と、前記被マーキング材と前記マーキング材とを合わ
せ、前記被マーキング材を通して前記マーキング材にレ
ーザ光線を照射し、前記マーキング材を蒸発させ前記被
マーキング材に付着させ膜を形成する第１工程と、その
後前記レーザ光線によって所定の条件で走査しながら照
射し付着した膜の一部を打ち抜く第２工程とによって文
字、図形若しくは記号のパターンを形成するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のマー
キング装置では、マーキング材と被マーキング材との間
またはマーキング材とマーキング材を取り囲むケースと
の間等の微小な隙間に存在する塵が除去できなかった
り、また、マーキング方法を実現するレーザマーキング
装置では、第１工程で、ＹＡＧレーザ等のレーザ光線
が、例えば金属のマーキング材に照射されると加熱され
微粒子となってマーキング材から飛散し、飛散した微粒
子は空気中の酸素と結合し酸化物を形成して被マーキン
グ材例えばガラス基板に付着する。付着する微粒子のう
ちレーザ光線によって発生するプラズマ内にある微粒子
はプラズマの熱によって加熱され、ガラス基板に膜とし
て強固に付着する。一方、飛散した微粒子のうちプラズ
マ内の滞在時間が短い微粒子はガラスへの付着力が弱
く、遊離することがあり、マーキング材と被マーキング
材（ガラス）の間を漂い、発塵源となる。また、第２工
程で、打ち抜かれた膜は微粒子となって被マーキング材
又はマーキング材周辺に漂う。このように発生したパー
ティクルは、後の工程でフォトリソグラフィ等の手法に
よってガラス基板上に形成される微細な電極パターンに
断線等の不良を引き起こすことがある。そこで、本発明
は発生したパーティクルを効果的に除去できる高性能の
マーキング装置とパーティクルのないマーキング方法を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、文字、図形若しくは記号のパターンが形
成される透明体又はレーザ光線透過体からなる被マーキ
ング材と、金属、合金、金属間化合物若しくは金属化合
物又は金属、合金、金属間化合物若しくは金属化合物を
少なくとも１つを含む複合物からなるマーキング材と、
前記被マーキング材と前記マーキング材との距離を調整
する移動機構と、前記被マーキング材を通して前記マー
キング材にレーザ光線を照射するレーザ光源とを備えた
レーザマーキング装置において、前記被マーキング材と
前記マーキング材との周辺に発生する発塵物を除去する
除塵機構を設けている。前記除塵機構として、前記マー
キング材と前記マーキング材を取り囲むケースとの間に
隙間を設けた吸引路と前記吸引路に接続されかつ前記ケ
ースに設けた吸引口とを有する吸引機構、または、発塵
物を吸着する吸着テープと前記吸着テープを被マーキン
グ材に密着および剥離させる吸着テープ駆動部とからな
る剥ぎ取り機構、または、前記被マーキング材にマーキ
ングされた表面をブラッシングするブラッシング機構、
または、静電気集塵機、または、エアナイフクリーナの
いずれか一つまたは二つを用いてもよい。また、前記被
マーキング材の面と前記マーキング材の面とを合わせ、
前記マーキング材に前記レーザ光線を第１のレーザパワ
ーで照射して前記マーキング材を蒸発させ前記被マーキ
ング材の所定の部分に前記マーキングからなる付着物を
付着させる第１工程と、前記付着物に第２のレーザパワ
ーで前記レーザ光線を照射して前記付着物の一部を除去
若しくは変質させる第２工程とによって被マーキング材
に文字、図形若しくは記号のパターンを形成するマーキ
ング方法において、前記第２工程が前記付着物の付着面
側に前記被マーキング材を通してレーザ光線を照射させ
るプロセスと、前記付着物の周辺に前記被マーキング材
を通してレーザ光線を照射して前記被マーキング材上に
あるパーティクルを脱落させて除去するプロセスとして
もよい。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て詳細に説明する。（第１実施例）本発明の第１実施例は、除塵機構として
吸引機構を用いたレーザマーキング装置である。図１は
第１実施例のレーザマーキング装置を示した断面図、図
２は図１のマーキング材周辺部分の斜視図である。図に
おいて、１はガラス基板、２はマーキング材、３は除塵
のための吸引機構、４は吸引路、５はマーキングテーブ
ル、６はマーキング材を移動する移動機構（スライ
ダ）、１１はレーザ発振源、１０はスキャナ部からなる
レーザ光源、１３はマーキング材ケース、１５はギャッ
プセンサである。なお、７は移動機構６を取りつける固
定具、８は固定具７に取りつけられ移動機構６を駆動す
るモータ、９は固定具７を固定する架台である。また、
レーザ発振源１１としてＹＡＧレーザを用いた。吸引機
構３はマーキングテーブル５の上にマーキング材ケース
１３を設け、このマーキング材ケース１３中にマーキン
グ材２を設置している。マーキング材２はその底面、す
なわちマーキングする面の反対面でマーキング材ケース
１３に接している。さらに、マーキング材の側面とマー
キング材ケースとは約２ｍｍ程度の間隙をもつ吸引路４
を有する。吸引口３ｂはマーキング材ケース１３の外周
側面に接続され、マーキング材２とマーキング材ケース
１３との間隙につながっている。図示していない吸引機
を動作させると、マーキング材２の上部にある空気はマ
ーキング材２とマーキング材ケース１３との間隙から吸
引口３ｂを経て吸引機に吸引される。マーキングのプロ
セスを図３により説明する。図３はマーキング材周辺を
示す断面図で、図３（ａ）はマーキングの第一工程を示
し、図３（ｂ）は、マークＭの一部を除去する第二工程
を示している。図３（ａ）では、マーキング材２をガラ
ス基板１に２０〜１００μｍ、好ましくは５０μｍのギ
ャップを介して近づけ、レーザ光線ＬＢを走査しながら
マーキング材２（本実施例では、マーキング材はＦｅ−
Ｃｒ合金）に照射して塗りつぶしのマークＭを形成す
る。レーザ光線ＬＢを照射しているときに、図示してい
ない吸引機を稼働させると矢印Ｃの方向に空気が吸引さ
れ、これに伴い、マーキング材周辺の空気が矢印Ａ、矢
印Ｂのように間隙を通過ながら吸引され同時にマーキン
グ中に発生するパーティクルも吸引される。図３（ｂ）
は、スライダ６によってマーキング材２をガラス基板１
から約１０ｍｍ離した後、図３（ａ）の工程で形成した
塗りつぶしマークＭにレーザ光線ＬＢを所定の文字、図
形若しくは記号になるように走査しながら照射して塗り
つぶしたマークＭの一部を除去する。このマークＭの一
部を除去する過程において、除去されたマークはパーテ
ィクルとなってマーキング材２の周辺に漂い、吸引機構
３が動作すると矢印Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２に示す方
向に吸引される。しかも、マーキング材２の上部の空気
は、矢印Ａ２及びＢ２の方向からも吸引されると考えら
れ、マーキング材２の上部は乱流が発生し、単に除去さ
れたパーティクルを除去するのみならず、ガラス基板１
及びマーキング材２に付着しているパーティクルも効果
的に除去できる。つぎに、マーキング後、ガラス基板１
から発生するパーティクルの量を計測して除塵の効果を
調べた。パーティクルの計量は、長さ１００ｍｍ、幅２
０ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス板に長さ６０ｍｍ、幅１０
ｍｍのバーコード（ナロー幅：０．２ｍｍ、１６文字相
当）を形成し、ガラス板を電子工業用エタノールに浸
し、パーティクルをガラス基板から遊離させ、さらに電
子工業用エタノールを加え適度に希釈し、希釈後の電子
工業用エタノール中に存在するパーティクルの個数をレ
ーザ側方散乱方式の液中パーティクルカウンタで計測し
た。なお、パーティクルは０．３μｍ以下、０．５μｍ
以下（０．３〜０．５μｍ）、０．７μｍ以下（０．５
〜０．７μｍ）、１．０μｍ以下（０．７〜１．０μ
ｍ）、２．０μｍ以下（１．０〜２．０μｍ）、２．０
μｍ以上の６つの粒度に分けて同時計測した。パーティ
クル量の計測結果を、表１の実施例のＮｏ１に示す。

【０００６】

【表１】

【０００７】表１から分かるように、粒度の小さいパー
ティクルほど個数は多くなり、総個数で約５千個／ｆｔ
³相当であった。これに対して従来のレーザマーキング
装置では総個数約４２万個／ｆｔ³相当のパーティクル
が発生している。したがって、本実施例のレーザマーキ
ング装置は、従来に比べ約１００分の１に少なくなって
おり、効果の大きいことが分かる。なお、本実施例では
マーキング材と被マーキング材とのギャップ範囲を１０
μｍ〜１０ｍｍとしたが、２μｍ以下ではパーティクル
の除去効果は低下する。また、１０ｍｍ以上でも同様で
あった。したがって、ギャップは２μｍ〜１０ｍｍが望
ましい。

【０００８】（第２実施例）本発明の第２実施例は、除
塵機構として第１実施例と同じく吸引機構を用いたが、
吸引路をさらに、マーキング材ケース１３にも設けた装
置である。図４は、第２実施例のマーキング材周辺を示
した断面図である。図において、１３ａはマーキング材
ケース１３に設けた吸引路である。本実施例でマーキン
グ材２とマーキング材ケース１３上部との隙間は２ｍｍ
であるが、吸引路１３ａの部分ではマーキング材２とマ
ーキング材ケース１３との間隙は８ｍｍとした。吸引路
１３ａはマーキング材２の側面の周囲全体に渡ってつな
がっており、さらに吸引口３ｂにつながっている。本実
施例のマーキング材ケース１３は吸引路１３ａを設けて
いるので、ノズル３ｂから距離が離れた間隙の部分では
十分空気が吸引できる。したがって、矢印Ａ１及びＢ２
で示す間隙の周辺部においても矢印Ａ２及びＢ１で示す
部分から吸引する間隙周辺部とほぼ同等量の空気を吸引
でき、矢印Ａ１及びＢ２で示す間隙の周辺部のマーキン
グ材２のマーキング面２ａ及びガラス基板の発生／付着
したパーティクルを効果的に除去できる。

【０００９】つぎに、パーティクル量の計測結果を表１
の実施例のＮｏ２に示す。測定方法は実施例１と同様で
ある。表１から分かるように、本実施例のレーザマーキ
ング装置を使用してマーキングしたとき発生するパーテ
ィクル総数は、約１５００個であり、実施例１に比べ約
１／２に減少した。しかも、２μｍ以上のパーティクル
は検出できず、ほぼ完全に除去できた。本実施例ではマ
ーキング材２とマーキング材ケース１３の間隙から発生
するパーティクルをさらに除去できることが分かった。
本実施例では、マーキング材上部とマーキング材ケース
上部の間隙（以下、上部間隙と記す）を２ｍｍにして吸
引路１３ａの部分ではマーキング材２とマーキング材ケ
ース１３との間隙（以下、吸引路間隙と記す）は８ｍｍ
としたが、吸引路間隙が上部間隙（本実施例では２ｍ
ｍ）よりも広ければ本実施例と同様の効果が得られる。

【００１０】（第３実施例）本発明の第３実施例は、除
塵機構として剥ぎ取り機構を用いたレーザマーキング装
置である。図５は第３実施例を示すレーザマーキング装
置のマーキング材周辺の斜視図、図６は剥ぎ取り機構の
平面図である。図において、１６は剥ぎ取り機構、１７
は吸着テープ、１８は吸着テープ駆動部である。１８ａ
は吸着テープ巻き取りモータ、１８ｂは吸着テープ送り
モータ、１８ａ２は吸着テープ巻き取りドラム、１８ａ
３は使用後の吸着テープ、１８ｂ２は吸着テープ送りド
ラム、１８ｂ３は使用前の吸着テープ、２１はガイド、
２２は押しつけローラ、２３は押しつけドラムである。
吸着テープ１７は粘着性を有している。つぎに、動作に
ついて図７により説明する。図７は剥ぎ取り機構の断面
図であり、（ａ）は動作前の状態を示し、（ｂ）は動作
時の状態を示している。吸着テープ巻き取りドラム１８
ａ２はモータシャフト１８ａ１を介して吸着テープ巻き
取りモータ１８ａの回転により巻き取る機構となってお
り、使用後の吸着テープ１８ａ３は矢印Ａのように巻き
取られる。１８ｂ２は吸着テープ送りドラムで、この吸
着テープ送りドラム１８ｂ２はモータシャフト１８ｂ１
を介して吸着テープ送りモータ１８ｂの回転により矢印
Ｂのように送られる。２０１はローラで、シャフト２０
の外周に配置され回転自在である。２２は押しつけロー
ラで押しつけドラム２３に固定され、押しつけドラム２
３は押しつけドラムシャフト２４に対して回転自在であ
る。さらに押しつけドラムシャフト２４には、引っ張り
具２５が取り付けられ、押しつけドラムシャフト２４に
対して回転自在である。さらに引っ張り具２５には、ワ
イヤ２７ａ及び２７ｂが取り付けられているものであ
る。ワイヤ２７ａはモータシャフト１８ｃ１が固定され
たワイヤ巻き取りドラム１８ｃ２に接続され、モータ１
８ｃの回転によって矢印Ｃの回転方向に巻き取られる。
なお、２６ａはワイヤ２７ａのガイドローラで、ガイド
シャフト２６に対して回転自在であり、ワイヤ２７ａの
移動とともに回転する機構となっている。２８はバネボ
ックスで、２８内にあるバネでワイヤ２７ｂには常に矢
印Ｆ方向に引っ張り力がかかっている。モータ１８ｃが
動作すると、押しつけローラ２２はガイド２１に沿って
移動し、吸着テープ１７が上方に持ち上げられる。図７
（ｂ）は、ガラス基板１上に形成したマークＭに、吸着
テープ１７を上方に持ち上げられマークＭに接したとき
の様子を示したものである。図において各ローラ及びワ
イヤは矢印Ａ〜Ｅのように稼働する。吸着テープ１７に
は、その表面に粘着材が塗布されているためマークＭに
接したときガラスに付着しているパーティクルを吸着す
るものである。

【００１１】つぎに、パーティクル量の計測結果を表１
の実施例のＮｏ３に示す。測定方法は実施例１と同様で
ある。表１から分かるように、発生したパーティクル総
数は、１２０個であり大幅に減少した。しかも、０．７
μｍ以上のパーティクルは検出できず、ほぼ完全に除去
できた。本実施例ではマーキング材２とマーキング材ケ
ース１３の間隙から発生するパーティクルを有効に除去
でき、しかも吸着テープによってガラス基板付着したパ
ーティクルを再度取り除くのでガラス基板からの発生す
るパーティクルを激減できる。なお、本実施例では粘着
性を有する吸着テープを使用したが、静電気吸着する
布、紙を使用してもよい。また、研磨テープを使用する
ことも可能である。

【００１２】（第４実施例）本発明の第４実施例は、除
塵機構としてブラッシング機構を用いたレーザマーキン
グ装置である。図８は第４の実施例を示すレーザマーキ
ング装置のマーキング材周辺の斜視図、図９はブラッシ
ング機構の断面図である。図において、２９はブラッシ
ング機構で、３０は円筒形のブラシ、３１はブラシ３０
が固定されたシャフト、３２はモータ、３３はアクチュ
エータである。なお、図示していないがブラッシング機
構に吸引機構を取り付けている。ブラッシング機構２９
とエンコーダ３３ａ及びモータ３３ｂからなるアクチュ
エータ３３の回転によって上下動可能なネジ式移動機構
を具備し、ガラス基板１とブラシ３０の接触圧力が調整
できる接触圧可変機構としたものである。本実施例の動
作について図１０および図１１を用いて説明する。図１
０はマーキングの第１工程におけるレーザマーキング装
置の断面図、図１１は第１工程のマーキング後ブラッシ
ングの状態を示す断面図である。まず、図１０のマーキ
ング時においては、ブラッシング機構は下方に位置した
状態でマーキングが行われる。すなわち、マーキングの
第１工程でマーキング材２はガラス基板１に近接してレ
ーザビームＬＢが照射されてマーキングされ、第２工程
でマーキング材２は移動機構６によりやや下方に移動
し、マーキングを行う。マーキングが完了すると、図１
１のようにマーキング材２は、移動機構６のモータ８の
動作により下方に移動し、さらに、アクチュエータ３３
が動作してブラッシング機構２９が上方に移動しブラシ
３０の先端がガラス基板１にふれるような所定の位置で
停止する。ブラッシング機構２９が停止した時点でブラ
シ３０は回転してガラス基板上のパーティクルを除去す
る。パーティクルの除去後、ガラス基板１は次工程へと
搬送される。図１１には示していないが、ブラッシング
機構部に吸引機構を付けパーティクルの除去を行うと、
基板表面に比較的強固に付着したパーティクルまでも除
去できるため後工程において発塵が非常に少ない。

【００１３】つぎに、パーティクル量の計測結果を表１
の実施例のＮｏ４に示す。測定方法は実施例１と同様で
ある。表１から分かるように、発生したパーティクル総
数は、１６０個であり従来例に比べると大幅に減少して
いる。しかも、１μｍ以上のパーティクルは検出でき
ず、ほぼ完全に除去できた。本実施例ではマーキング材
２とマーキング材ケース１３の間隙から発生するパーテ
ィクルを有効に除去でき、しかもブラッシング機構によ
ってガラス基板に付着したパーティクルを再度取り除く
のでガラス基板１から発生するパーティクルを激減でき
る。なお、本実施例でブラシの材質がナイロン、ポリプ
ロピレン、馬毛、豚毛を使用した結果、馬毛および豚毛
のブラシはブラシの毛自体から若干の発塵がある。一
方、ナイロン、ポリプロピレンブラシを使用したとき馬
毛、豚毛に比べ発塵は少なかった。また、ブラシの回転
数は、数ＲＰＭの低回転では除塵効果は低く、７００Ｒ
ＰＭの高速回転ではブラシが毛切れを起こしたり、ガラ
ス基板との摩擦によって発熱することがあり、１０〜７
００ＲＰＭが適当で、好ましくは２０〜１００ＲＰＭ程
度がよい。なお、本実施例では回転ブラシを使用した
が、スペース的にリニアブラシを使い、Ｘ若しくはＹ方
向にブラッシングしてもよい。以上本実施例のようにブ
ラッシング機構を付けたレーザマーキング装置はパーテ
ィクルを効果的に除去できる。また、本実施例のレーザ
マーキング装置は消耗品ないためコスト的にも有利であ
る。

【００１４】（第５実施例）本発明の第５実施例は、除
塵機構として静電気集塵機を用いたレーザマーキング装
置である。図１２は第５実施例を示すレーザマーキング
装置のマーキング材２周辺の斜視図である。図において
３４は静電気集塵機、３５ａは陽極電極、３５ｂは陰極
電極である。図１３は静電集塵機３４の断面図を示した
ものである。その構成は陽極電極３５ａ及び陰極電極３
５ｂが絶縁ブロック３６でケース３７とは電気的に絶縁
され、直流高電圧電源３９によって、陽極電極３５ａ及
び陰極電極３５ｂには電界がかけられている。陰極電極
３５ｂは先端が鋭く尖っているため先端では高い電界強
度となり、その先端から電子が放出される。本実施例の
動作について図１４を用いて説明する。図１４は静電気
による集塵の状態を示す模式図で、図１４（ａ）は浮遊
するパーティクルを除去する様子を示し、図１４（ｂ）
は付着しているパーティクルを除去する様子を示しいて
る。ガラス基板１の周辺に浮遊するパーティクルＰ
₁は、陰極電極３５ｂから放出した電子３８が浮遊パー
ティクルＰ₁にぶつかり、浮遊パーティクルＰ₁はマイ
ナスに帯電する。さらに、帯電した浮遊パーティクルＰ
₁は陰極電極−陽極電極間の電界によって陽極電極３５
ａに引き寄せられ集塵される。一方、ガラス基板１ある
いはマークＭの表面に付着しているパーティクルＰ
₂は、図１４（ｂ）のように陰極電極３５ｂからの電子
３８によって帯電し時間が経過するごとにその帯電量は
増加し、これと同時にガラス基板１あるいはマークＭの
表面もマイナスに帯電する。帯電量がある一定値になる
と、パーティクルＰ₂は静電反発力によってガラス基板
１あるいはマークＭの表面から剥離し、陽極電極３５ａ
に引き寄せられる。

【００１５】つぎに、パーティクル量の計測結果を表１
の実施例のＮｏ５に示す。測定方法は実施例１と同様で
ある。表１から分かるように、発生したパーティクル総
数は、３６０個であり従来例に比べると大幅に減少して
いる。本実施例では０．５μｍ以下の残存パーティクル
が少なく、静電気集塵機を有する本発明のレーザマーキ
ング装置は０．５μｍ以下の微小なパーティクルの除去
に非常に有効であることがわかった。また、静電気集塵
機は、可動部がないため故障がなく、上述したブラッシ
ング機構、あるいは剥ぎ取り機構を有するレーザマーキ
ング装置に比べ、装置寿命が長い。また、本発明のレー
ザマーキング装置は、陽極電極と陰極電極に直流電圧を
印加するだけであるため装置構成が簡単である。本実施
例では陽極電極と陰極電極に直流電圧を印加するだけで
あったが、陰極電極から陽極電極に空気の流れを与え、
パーティクルの除去効率を上げることも可能である。ま
た、静電気集塵機の周辺に帯電したガラス基板の帯電を
除去するため、たとえば軟Ｘ線発生装置などの装置イオ
ン発生装置をおいて帯電除去すると、後工程でパーティ
クルの付着が少なくなる。

【００１６】（第６実施例）本発明の第６実施例は、除
塵機構としてエアナイフクリーナを用いたレーザマーキ
ング装置である。図１５は、第６実施例を示すマーキン
グ材周辺の斜視図である。図において４１はエアナイフ
クリーナ、４３はエア射出口、４２は吸気口である。エ
アナイフクリーナの断面図を図１６に示すエアナイフク
リーナ４１はハッチングした部分の隔壁で仕切られ３つ
の槽からなる。エア射出口４３からナイフ状の空気流を
発生させ、対向するガラス基板１の表面のパーティクル
を吹き飛ばし、吸気口４２から空気を吸い込む。左右の
２つの槽は空気圧縮槽４３１で中心の槽は空気吸引槽４
２１である。空気は吸気ジョイント４３２から送られ、
空気圧縮槽４３１で圧縮されエア射出口４３から吹き出
し、ガラス基板１及びマークＭ上のパーティクルを吹き
飛ばし、吹き飛ばされたパーティクルは吸気口４２から
吸引され空気吸気槽４２１に送られ排気ジョイント４２
２経て外部処理装置に送られる。図１７はエアナイフク
リーナ４１の別の実施例を示す断面図である。構成は図
１６とほぼ同じであるが、空気圧縮槽４３１内のエア射
出口４３近傍に超音波振動子４４を設けた点が異なる。
この超音波振動子４４によってエアナイフクリーナ４１
には１００ｋＨｚの振動が加わり、パーティクルの除去
効率が上がる。

【００１７】つぎに、パーティクル量の計測結果を表１
の実施例のＮｏ６に示す。測定方法は実施例１と同様で
ある。表１から分かるように、発生したパーティクル総
数は、２０個と従来例に比べると極端に小さい。図１６
のエアナイフクリーナ４１を使用したレーザマーキング
装置では０．７μｍ以上パーティクルは完全に除去でき
た。また、図１７の超音波振動子付きエアナイフクリー
ナ４１を使用したレーザマーキング装置では０．３μｍ
以上パーティクルは完全に除去できた。以上のように本
実施例によれば、エアナイフクリーナのパーティクル除
去力によって、液晶プロセスでほぼ問題ない程度にパー
ティクルを減少させることができる。特に超音波振動子
はサブミクロンオーダーの微細なパーティクルの除去に
有効である。図１７の実施例では圧電性の超音波振動子
を使用したが、磁歪素子若しくは電歪素子を使用しても
よい。

【００１８】（第７実施例）本発明の第７実施例は、ガ
ラス基板１に膜を付着させる第１工程と、付着させた膜
を除去する第２工程とからなるレーザマーキング方法
に、レーザビーム照射を行う除塵方法を加えたレーザマ
ーキング方法である。ガラス基板上に付着したパーティ
クルは、実施例１〜６に示したような除塵機構で大半は
落下しないが、ガラス基板に付着したままのパーティク
ルが希にある。この除去できないパーティクルは、ガラ
スと化学的に付着していると考えられ、触れた程度では
離脱しない。しかし、薬液処理や熱処理においても絶対
に離脱しないとはいえないので除去しておくことが望ま
しい。図１８は本実施例のマーキングの第１工程完了後
のマークＭを示す模式図である。図１９は第２工程のレ
ーザ照射の状況を示す模式図で、（ａ）は横方向の走
査、（ｂ）は縦方向の走査を示している。まず、第１工
程でガラス基板１に約３．４ｍｍ角の領域に膜を付着さ
せる（図１８）。続く第２工程では、図１９（ａ）の横
線のようにレーザ光線ＬＢを付着面側から照射し走査す
る。さらに、図１９（ｂ）の縦線のようにレーザ光線を
走査する。レーザ光線ＬＢのスポット径は２００μｍ、
走査ピッチを１００μｍとしたので図１９のレーザ光線
ＬＢの走査後には図２０のような１．７ｍｍ角のマーク
となる。さらに、このマークＭ内を所定のコード模様に
レーザ光線で打ち抜けば、図２１のような２次元データ
コードのマークＭとなる。図２１に示すマーキング後、
領域１、２及び３のパーティクルを光散乱方式のパーテ
ィクル検出器で測定したが、パーティクルは全くなかっ
た。本実施例では、従来例の図２２に示したマーク領域
とパーティクルが飛散した領域１、２および３は、レー
ザ光線によって完全に除去できる。また、本実施例のよ
うにガラスを通してレーザ光線を照射しパーティクルを
除去すれば、ガラスとパーティクルの付着界面部分に直
接レーザが照射されるので、化学反応が起きにくく効果
的にパーティクルを除去できる。以上述べたように、本
マーキング方法でガラス基板用のパーティクルを完全に
除去できる。なお、実施例３〜５に示した除塵機構は、
マーキング部近傍に設置したが別の位置、あるいは工程
に併用してもよい。また、本実施例ではレーザ発振源と
してＹＡＧレーザを用いたが、これに限らず加熱できる
ものであれば、どんなレーザ発振源を用いてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上の述べたように、本発明のレーザマ
ーキング装置は、吸引機構、剥ぎ取り機構、ブラッシン
グ機構又はエアナイフクリーナ等の除塵機構を備えたの
で、マーキング時に発生するパーティクルを除去でき、
また、基板表面及びマーク表面に付着したパーティクル
も除去できる効果がある。さらに、本発明はマーク周辺
のガラス基板をレーザ光線によって走査するのでマーク
周辺のパーティクルを完全に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すレーザマーキング装
置の断面図である。

【図２】第１実施例のマーキング材周辺部を示す斜視図
である。

【図３】第１実施例のマーキング材周辺部を示す断面図
であり、（ａ）はマーキングの第一工程を示し、（ｂ）
はマーキングの第二工程を示している。

【図４】本発明の第２実施例を示すマーキング材周辺部
の断面図である。

【図５】本発明の第３実施例を示すマーキング材周辺部
分の斜視図である。

【図６】第３実施例の剥ぎ取り機構を示す平面図であ
る。

【図７】第３実施例の剥ぎ取り機構を示す断面図で、
（ａ）は動作前の状態を示し、（ｂ）は動作時の状態を
示す。

【図８】本発明の第４実施例を示すマーキング材周辺の
斜視図である。

【図９】第４実施例のブラッシング機構とねじ式移動機
構を示す断面図である。

【図１０】第４実施例のマーキング時の状態を示す断面
図である。

【図１１】第４実施例のブラッシング時の状態を示す断
面図である。

【図１２】本発明の第５実施例を示すマーキング材周辺
の斜視図である。

【図１３】第５実施例の静電気集塵機を示す断面図であ
る。

【図１４】第５実施例の集塵の状態を示す模式図で、
（ａ）は浮遊するパーティクルの場合、（ｂ）は付着し
たパーティクルの場合である。

【図１５】本発明の第６実施例を示すマーキング材周辺
の斜視図である。

【図１６】第６実施例のエアナイフクリーナを示す断面
図である。

【図１７】第６実施例の超音波振動子付きエアナイフク
リーナを示す断面図である。

【図１８】第７実施例のマーキングの第１工程完了後の
マークを示す模式図である。

【図１９】第７実施例のマーキングの第２工程のレーザ
照射の状況を示す模式図で、（ａ）は横方向の走査を、
（ｂ）は縦方向の走査を示す。

【図２０】第７実施例の第２工程完了後のマークを示す
模式図である。

【図２１】第７実施例の完了後のマークを示す模式図で
ある。

【図２２】従来の第１工程でマーキングしたマーク領域
周辺の模式図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２マーキング材３吸引機構３ａホース３ｂ吸引口４吸引路５マーキングテーブル６移動機構（スライダ）６ａ固定テーブル６ｂ可動テーブル６ｃネジ（ボールネジ）７固定具８モータ８ａモータ軸９架台１０レーザ光源１１レーザ発振源１２ローラ１３マーキング材ケース１３ａ吸引路１５ギャップセンサ１６剥ぎ取り機構１７吸着テープ１８吸着テープ駆動部１８ａ吸着テープ巻き取りモータ１８ａ１モータシャフト１８ａ２吸着テープ巻き取りドラム１８ａ３使用後の吸着テープ１８ｂ吸着テープ送りモータ１８ｂ１モータシャフト１８ｂ２吸着テープ送りドラム１８ｂ３使用前の吸着テープ１８ｃモータ１８ｃ１モータシャフト１８ｃ２ワイヤ巻き取りドラム２０シャフト２０１ローラ２１ガイド２２押しつけローラ２３押しつけドラム２４押しつけドラムシャフト２５引っ張り具２７、２７ａ、２７ｂワイヤ２８バネボックス２９ブラッシング機構３０ブラシ３１シャフト３２モータ３３アクチュエータ３３ａエンコーダ３３ｂモータ３４静電集塵機３５電極３５ａ陽極電極３５ｂ陰極電極３６絶縁ブロック３７ケース３８電子３９直流高圧電源４１エアナイフクリーナ４２吸気口４２１空気吸引槽４２２排気ジョイント４３エア射出口４３１空気圧縮槽４３２吸気ジョイント４４超音波振動子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２３Ｋ 26/16 Ｂ２３Ｋ 26/16 Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】文字、図形若しくは記号のパターンが形
成される透明体又はレーザ光線透過体からなる被マーキ
ング材と、金属、合金、金属間化合物若しくは金属化合物又は金
属、合金、金属間化合物若しくは金属化合物を少なくと
も１つを含む複合物からなるマーキング材と、前記被マーキング材と前記マーキング材との距離を調整
する移動機構と、前記被マーキング材を通して前記マー
キング材にレーザ光線を照射するレーザ光源とを備えた
レーザマーキング装置において、前記被マーキング材と前記マーキング材との周辺に発生
する発塵物を除去する除塵機構を設けたことを特徴とす
るレーザマーキング装置。
【請求項２】前記除塵機構は、前記マーキング材と前
記マーキング材を取り囲むケースとの間に隙間を設けた
吸引路と、前記吸引路に接続されかつ前記ケースに設け
た吸引口とを有する吸引機構からなる請求項１記載のレ
ーザマーキング装置。
【請求項３】前記除塵機構は発塵物を吸着する吸着テ
ープと、前記吸着テープを被マーキング材に密着および
剥離させる吸着テープ駆動部とからなる剥ぎ取り機構を
備えた請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項４】前記除塵機構は前記被マーキング材にマ
ーキングされた表面をブラッシングするブラッシング機
構を有する請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項５】前記ブラッシング機構は前記被マーキン
グ材に接する接触圧を可変できる接触圧可変機構を有す
る請求項４記載のレーザマーキング装置。
【請求項６】前記除塵機構が静電気集塵機である請求
項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項７】前記除塵機構はエアナイフクリーナであ
る請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項８】前記エアナイフクリーナは、超音波振動
子を備えた請求項７記載のレーザマーキング装置。
【請求項９】前記除塵機構は前記吸引機構と、前記ブ
ラッシング機構とを備えた請求項１記載のレーザマーキ
ング装置。
【請求項１０】前記除塵機構は前記ブラッシング機構
と、前記静電気集塵機とを備えた請求項１記載のレーザ
マーキング装置。
【請求項１１】被マーキング材の面とマーキング材の
面とを合わせ、前記マーキング材に前記レーザ光線を第
１のレーザパワーで照射して前記マーキング材を蒸発さ
せ前記被マーキング材の所定の部分に前記マーキングか
らなる付着物を付着させる第１工程と、前記付着物に第
２のレーザパワーで前記レーザ光線を照射して前記付着
物の一部を除去若しくは変質させる第２工程とによって
被マーキング材に文字、図形若しくは記号のパターンを
形成するマーキング方法において、前記第２工程が前記
付着物の付着面側に前記被マーキング材を通してレーザ
光線を照射させるプロセスと、前記付着物の周辺に前記
被マーキング材を通してレーザ光線を照射して前記被マ
ーキング材上にあるパーティクルを脱落させて除去する
プロセスとからなることを特徴とするマーキング方法。