JPH1177340A

JPH1177340A - マーキング方法

Info

Publication number: JPH1177340A
Application number: JP9264829A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Abe; 正行阿部; Tatsuya Nakano; 達也中野; Takeshi Tomita; 武司冨田
Original assignee: Omron Corp; Miyachi Technos Corp; Mitsubishi Electric Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp; Miyachi Technos Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】転写板とマーキング対象面との間隙を適切に
設定することにより、洗浄処理済みのクリーンなガラス
板等にもレーザスパッタリング技術を使用して精細なマ
ーキングを可能としたマーキング方法を提供すること。【解決手段】重ね合わされた転写板（１）にその背後
から局部的なエネルギ集中が生じないようにレーザ光を
照射することにより、前記転写板上の固体被膜をマーキ
ング対象物（２）の面上に適当な厚さのスペーサパター
ンとして転写するステップと、前記重ね合わされた転写
板（１）を一旦前記マーキング対象物（２）の面から離
脱させてから再度マーキング対象となる面に重ね合わせ
ることにより、前記転写されたスペーサを介してマーキ
ング対象物（２）と転写板（１）との間に微細な間隙を
生じさせるステップと、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光に対して
透明な基板の片面に固体被膜を被着させてなる転写板を
使用した新規なレーザマーキング方法に係り、特に、転
写板とマーキング対象面との間隙を適切に設定すること
により、洗浄処理済みのクリーンなガラス板等にもレー
ザスパッタリング技術を使用して精細なマーキングを可
能としたマーキング方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】本出願人は、先に、特願平８−３５７７
２５号において、ビーム状レーザ光（例えば、ＹＡＧレ
ーザ光）に対して透明な基板（例えば、ガラス基板）の
片面に固体被膜（例えば、クロム被膜）を被着させてな
る転写板を使用した新規なレーザマーキング方法を提案
（未公開）している。

【０００３】このレーザマーキング方法は、要するに、
レーザ光に対して透明な性質を有する基板の片面に固体
被膜を被着させてなる転写板を提供する転写板提供ステ
ップと、前記提供される転写板をマーキング対象となる
面の所望位置に前記固体被膜が対面するように重ね合わ
せる転写板重ね合わせステップと、前記重ね合わされた
転写板をその背後からレーザ光で所望のマーキング形状
に対応して照射しつつ、前記基板を透過するレーザ光に
より前記固体被膜を加熱することにより、前記転写板上
の固体被膜をマーキング対象となる面上に所望のマーキ
ング形状で転写する被膜転写ステップと、前記転写板を
マーキング対象となる面から取り除く転写板除去ステッ
プと、を具備するものである。

【０００４】このレーザマーキング方法を、プラズマデ
ィスプレイパネル（以下、ＰＤＰと言う）のガラス基板
に識別情報をマーキングするために応用した例が図６及
び図７に示されている。識別情報記録工程においては、
まず、図６（ａ）並びに図７（ａ）に示されるように、
ＹＡＧレーザ光に対して透明な性質を有する基板である
０．７ｍｍ厚のガラス板（例えば、ソーダライムガラ
ス）１０１を用意し、その片面に耐熱性固体被膜（融点
摂氏１６００度）であるクロム被膜１０２を、真空蒸着
やスパッタリング技術により、１８０ｎｍ程度の均一な
厚さに被着させることにより、転写板１０３を提供す
る。図６並びに図７においては、この転写板１０３はそ
の下面側にクロム被膜１０２が被着されている。

【０００５】なお、転写板１０３を構成するガラス板１
０１としては、通常の材質のガラス板（例えば、ソーダ
ライムガラス等）を使用することができる。また、転写
板１０３を構成するガラス板１０１の厚さは、レーザ光
の屈折の影響等を考慮すれば薄い方が好ましいが、あま
りに薄すぎるとクロム被膜１０２が蒸発乃至昇華すると
きの熱で割れる虞があるため、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ
程度の範囲が好ましいと考えられる。また、クロム被膜
１０２の厚さはマーキング品質に応じて適宜に設定すれ
ばよいのであるが、実用的には１００ｎｍ〜３００ｎｍ
の範囲が好ましいと考えられる。

【０００６】次に、このようにして提供された転写板１
０３を、マーキング対象となるＰＤＰガラス基板（例え
ば、２．８ｍｍ厚）１０４の所望位置に、前記クロム被
膜１０２が対面するように重ね合わせて載置する。

【０００７】次いで、図６（ａ）並びに図７（ａ）に示
されるように、転写板１０３の上方に配置されたＹＡＧ
レーザマーカ装置１０５を用いて、レンズ系１０５ａを
通してＹＡＧレーザ光（波長約１．０６μｍ）１０６を
出射させ、ＰＤＰガラス基板１０４に重ね合わせられた
転写板１０３をその背後から（すなわち、クロム被膜１
０２の存在しないガラスの露出した面側から）レーザ光
１０６で前記識別情報を表すマーキング形状に対応して
照射しつつ、ガラス板１０１を透過したレーザ光１０６
により前記クロム被膜１０２を加熱し、これを瞬時に蒸
発乃至昇華させることにより、いわゆるレーザスパッタ
リングの原理で、転写板１０３上のクロム被膜１０２を
マーキング対象となるＰＤＰガラス基板１０４の表面に
所望のマーキング形状で転写させる。

【０００８】ここで、良く知られているように（例え
ば、特開平６−８６３４号公報参照）、レーザマーカ装
置１０５は、細く絞られたレーザ光１０６を任意の軌跡
を描いて首振り照射可能になされており、この光照射軌
跡は、与えられた識別情報により任意に制御される。

【０００９】次に、図６（ｂ）に示されるように、ＰＤ
Ｐガラス基板１０４上に重ね合わせられた転写板１０３
を持ち上げて除去すると、ＰＤＰガラス基板１０４上の
所定位置には、転写クロム被膜１０２ａが残される。も
しも、所望のマーキング形状が、図７（ｂ）に示される
ように、バーコードマーク１０７であれば、転写板１０
３が取り除かれたガラス基板１０４の上面側には、転写
クロム被膜１０２ａをもって描かれたバーコードマーク
１０７が残される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のレーザマーキン
グ方法はスパッタリング原理を利用していることから、
固体被膜であるクロム被膜１０２とマーキング対象面で
あるＰＤＰガラス基板１０４との間には某かの間隙の存
在が必要とされる。この間隙の大きさは、本発明者等の
鋭意研究によれば、例えばクロム被膜付きガラス基板
（転写板１０３）とＰＤＰガラス基板１０４との組み合
わせでＹＡＧレーザ光を使用する場合には、１μｍ乃至
３０μｍ程度が必要とされ、好ましくは、１μｍ乃至５
μｍ程度が最適であることが知見されている。因みに、
ガラスメーカーから納入されるマーキング対象となるＰ
ＤＰガラス基板の面精度は、納入時点で実際に〜４０μ
ｍ程度であり、ＰＤＰガラス基板１０４上に転写板１０
３を載置し、必要により、その上から僅かの力で転写板
１０３を押圧すれば適正な間隙は容易に得られることが
確認された。

【００１１】ところが、マーキング対象となるＰＤＰガ
ラス基板１０４が、他の工程上の必要性等から、マーキ
ング工程に先立って納入後さらに洗浄処理されてしまう
と、ＰＤＰガラス基板１０４の面精度は格段に良好（平
滑）なものとなる結果、このような洗浄処理を経たＰＤ
Ｐガラス基板１０４上に転写板１０３であるクロム被膜
付きガラス基板を載置すると、両者の間隙は極端な場合
１μｍにも満たない程に小さなものとなる。これは、換
言すれば、空気も入らないような、干渉縞が出現するよ
うな、完全密着状態となることを意味している。

【００１２】このような完全密着状態において、図８
（ａ）に示されるように、レーザ光１０６が転写板１０
３の背後から照射されると、これを受けたクロム被膜１
０２の温度はガラスの溶融温度（摂氏６００度）を越え
て昇温され、その結果、クロム被膜１０２を挟んでその
上下に位置するガラス層（１０１，１０４）同士が、図
８（ｂ）に示されるように、溶着部１０８を介して接着
されて、両者を離脱乃至剥離させることが著しく困難と
なるという問題がある。

【００１３】なお、レーザ光１０６の照射されたクロム
被膜１０２の温度がこのような高温になる理由はつぎの
ように推測される。転写板とマーキング対象面との間に
クロム被膜のスパッタを許容する適正な大きさの間隙
（例えば、１μｍ以上）が存在する場合、レーザ光の有
するエネルギはクロム被膜を昇温させる熱エネルギのみ
ならず、クロム被膜を飛散（スパッタ）させる運動エネ
ルギにも変換されるため、クロム被膜の温度は過度に昇
温されることはないのに対して、適正な間隙が存在しな
い場合には、レーザ光のエネルギは専ら熱エネルギーと
なってクロム被膜の昇温のために費やされる結果、クロ
ム被膜の温度が過度に昇温されてガラスの溶着が引き起
こされると理解される。

【００１４】この発明は、先に本発明者らにより開発さ
れた新規なレーザーマーキング方法における上述の問題
点に着目してなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、転写板とマーキング対象面との間隙を適切に設定
することにより、洗浄処理済みのクリーンなガラス板等
にもレーザスパッタリング技術を使用して精細なマーキ
ングを可能としたマーキング方法を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明は、レーザ光に対して透明な性質を有する基板
の片面に固体被膜を被着させてなる転写板を提供する転
写板提供ステップと、前記転写板をマーキング対象とな
る面に前記固体被膜が対面するように重ね合わせる第１
の重ね合わせステップと、前記重ね合わされた転写板に
その背後から局部的なエネルギ集中が生じないようにレ
ーザ光を照射することにより、前記転写板上の固体被膜
をマーキング対象となる面上に適当な厚さのスペーサパ
ターンとして転写する第１のレーザ照射ステップと、前
記重ね合わされた転写板を一旦前記マーキング対象とな
る面から離脱させてから再度マーキング対象となる面に
重ね合わせることにより、前記転写されたスペーサを介
してマーキング対象面と転写板との間に微細な間隙を生
じさせる第２の重ね合わせステップと、前記重ね合わさ
れた転写板をその背後からレーザ光で所望のマーキング
形状に対応して照射することにより、前記転写板上の固
体被膜をマーキング対象となる面上に所望のマーキング
パターンとして転写する第２のレーザ照射ステップと、
前記転写板をマーキング対象となる面から取り除く転写
板除去ステップと、を具備することを特徴とするマーキ
ング方法にある。

【００１６】この請求項１に記載の発明は、転写板提供
ステップと、第１の重ね合わせステップと、第１のレー
ザ照射ステップと、第２の重ね合わせステップと、第２
のレーザ照射ステップと、転写板除去ステップとからな
る６つのステップから構成されている。

【００１７】転写板提供ステップにおいて、『レーザ光
に対して透明な性質を有する基板』とあるのは、主とし
て、レーザ光の波長と基板の材質との相関関係を規定し
たものである。良く知られているように、レーザ光とし
て波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光が使用される場合
には、基板の材質としてはＹＡＧレーザ光を透過させる
性質を有するガラスを用いることができる。なお、この
場合に、ガラスはＹＡＧレーザ光で溶融されることはな
い。このように、基板の材質は使用されるレーザ光の波
長に応じて適宜に選択することができ、必ずしもガラス
に限られるものではない。もっとも、後述する固体被膜
の加熱時に溶融しない程度の耐熱性は要求される。

【００１８】また、基板の片面に被着される『固体被
膜』は、上述の基板を透過して照射されるレーザ光によ
り加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華され、スパッタリング
の原理でマーキング対象面に転写されるべきものであ
る。その材質の選択は、レーザ光の照射により加熱さ
れて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、
必要なマーキングの色彩を有すること、基板に対して
均一な厚さの被膜を形成できること、マーキング対象
物の処理温度等に対する耐熱性を有すること、比較的
に低コストで提供できること、等を考慮して決定される
であろう。

【００１９】マーキング対象物として、例えばプラズマ
ディスプレイパネル（ＰＤＰ）のガラス基板や各種モニ
タ用のプラウン管等を想定し、かつレーザ光としてＹＡ
Ｇレーザ光を又基板としてガラス板を想定するのであれ
ば、固体被膜の材質としては例えば（１）クロム、
（２）タンタル、（３）ニッケルと銅の合金、等のいず
れかを選択的に採用することができるであろう。すなわ
ち、これらの物質であれば、真空蒸着技術やスパッタリ
ング技術でガラス板の表面に均一な厚さの被膜を形成す
ることができると共に、ＹＡＧレーザ光の照射により瞬
時に蒸発乃至昇華して、スパッタリング原理でマーキン
グ対象面であるガラス表面に明瞭なマーキングを行うこ
とができ、加えて、それらマーキング対象物に加えられ
る熱処理温度にも耐えることができ（融点はガラスより
も高いため）、しかも比較的に安価に提供することがで
きる。因みに、ＰＤＰのガラス基板はマーキングに続く
その後の製造工程において、摂氏５００度以上の加熱炉
に少なくとも５回以上に亘り装入されて加熱処理され
る。これは、いわゆるリブ形成処理や蛍光体定着処理等
のためである。また、各種モニタ用のプラウン管も同様
であって、マーキングに続くその後の製造工程において
１若しくは２以上の回数の熱処理が加えられる。これ
は、プラウン管を構成するガラスは比較的に厚いために
その歪みを除去する等の必要のためである。そして、以
上（１）〜（３）の材質の固体被膜であれば、それらの
加熱処理に際しても溶融や脱落の虞がない。

【００２０】さらに、『固体被膜』は必ずしも単層構造
である必要はない。例えば、基板を構成するガラス板の
上に、酸化クロムによる黒色の第１層（下層）とクロム
による金属色の第２層（上層）とを順に重ねた二層構造
による固体被膜とすれば、酸化クロム層（下層）の存在
によりクロム層（上層）の反射を抑制すると同時にレー
ザ光の吸収効率を高めて、低光強度レーザ光による明瞭
なマーキングを可能ならしめることができる。すなわ
ち、本発明で大切な点は、レーザ光に対して透明な性質
を有する基板の片面に固体被膜を被着させる一方、これ
をその背後からレーザ光照射して、基板透過レーザで固
体被膜を蒸発乃至昇華させる点にあり、それが蒸発乃至
昇華される限りにおいては、固体被膜としては単層構造
であろうが二層構造であろうが、差し支えないのであ
る。

【００２１】次に、第１の重ね合わせステップにおい
て、『前記固体被膜が対面するように重ね合わせる』と
あるのは、当該固体被膜の表面とマーキング対象となる
面とが対面する状態で両者が重ね合わされることを意味
している。

【００２２】次に、第１のレーザ照射ステップにおい
て、『局部的なエネルギ集中が生じないようにレーザ光
を照射する』とあるのは、レーザ光の強度や照射時間を
調整することにより、固体被膜を挟んでその両側に位置
する基板とマーキング対象物とが溶着しないようにする
ことを意味している。

【００２３】また、『適当な厚さのスペーサパターン』
とあるのは、この第１のレーザ照射ステップにて転写さ
れるのはスペーサパターンであること、並びに、このス
ペーサパターンには適当な厚さがあることを意味してい
る。このスペーサパターンの厚さは、スパッタを許容す
る間隙の大きさをどの程度に設定するかにより決定され
るであろう。

【００２４】次に、第２の重ね合わせステップにおい
て、『前記重ね合わされた転写板を一旦前記マーキング
対象となる面から離脱させてから再度マーキング対象と
なる面に重ねることにより』とあるのは、マーキング対
象面に転写された転写スペーサパターンとそのスペーサ
パターンが抜けて生じた固体被膜上のスペーサパターン
痕とを結果として不整合とし、これにより両者間に所望
の間隙を確保することを意味している。すなわち、離脱
乃至再配置の手順を工業的な方法にて実現することを想
定すれば、如何に精度を追求しようとも、スペーサパタ
ーンとその痕とをミクロン単位の精度にて元の位置に一
致させることは不可能であるから、これにより上記の不
整合化の目的が達成されることとなる。

【００２５】次に、第２のレーザ照射ステップにおい
て、『レーザ光で所望のマーキング形状に対応して照射
することにより』とあるのは、いわゆる一筆書き方式の
走査とラスタスキャン方式による走査との双方を含むこ
とを意味している。一筆書き方式とラスタスキャン方式
とのいずれを採用すべきかは、レーザ光強度との関係に
より選択すれば良いであろう。一般に、レーザ光強度が
さほど高くない場合には、光エネルギを集中できる一筆
書き方式が好ましいであろう。当業者には良く知られて
いるように、この一筆書き方式には、徐々に中心をずら
しつつ円を描くように光を振りながら規定の領域を埋め
てゆくワブリング方式と僅かにピッチをずらせつつ多数
の平行線で規定の領域を埋めてゆく塗りつぶし方式とが
存在する。

【００２６】また、『所望のマーキングパターン』とあ
るのは、この第２のレーザ照射ステップにて転写される
のはマーキングパターンであること、並びに、このマー
キングパターンは所望の形状を有するものであることを
意味している。このスペーサパターンの形状は、例え
ば、一次元バーコードや二次元バーコード等であり、書
き込まれるべき情報に応じて適宜に決定されるはずであ
る。

【００２７】次に、転写板除去ステップにおいて、『取
り除く』とあるのは、手動或いは適宜なハンドリング装
置（例えば、バキューム式の吸盤等）を用いて行われる
であろう。

【００２８】そして、この請求項１に記載の発明によれ
ば、マーキング対象となる面が、ガラスやセラミックス
等のように比較的耐熱性のある平坦面であれば、これに
傷を付けることなく明瞭なマーキングを行うことができ
る。従って、マーキングに際して粉塵を発生することが
ないため、高いクリーン度が要求される製造工程にも容
易に採用することができる他、マーキング対象となる面
に傷を付けないことから、対象物体の強度を損ねること
もない。更に、レーザ光を用いた照射においては、任意
のマーキング形状に沿った描線処理を高い自由度をもっ
て即座に行うことができるため、任意の識別情報に合わ
せて対応するマーキングを迅速に行うことが可能とな
る。

【００２９】また、転写板上に形成された固体被膜をそ
の背後から照射されるレーザ光で加熱しこれを瞬時に蒸
発乃至昇華させて、マーキング対象面上に転写するとい
う手法を採用しているため、肉厚や歪みの大きな透明
なマーキング対象物、或いは最近のプラズマディスプレ
イパネル等のような表面に蛍光灯障害防止のためのＳｉ
Ｏ２被膜を有するマーキング対象物に適用できることは
勿論のこと、レーザ光を透過させない若しくは透過さ
せ難い、レーザ光に対して半透明乃至不透明なマーキン
グ対象物にも適用できること、例えばブラウン管のパ
ネル側面にマーキングする場合等のように、マーキング
面の背後からレーザ光を照射することが困難なマーキン
グ対象物にも適用できること、固体被膜の厚さを調整
することにより、マーキングの品質を制御することがで
きること、等の従来のレーザマーキング方法にはない格
別の効果を有するものである。

【００３０】また、蒸発乃至昇華された固体被膜成分
は、レーザ光の光圧に押されつつさほど拡散することな
く直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキン
グ対象物表面に衝突付着するため、レーザ光の径を細
く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に
形成することができること、固体被膜としてクロム等
の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少
なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレ
ーザマーキングにはない格別の効果を有するものであ
る。

【００３１】加えて、本来のマーキングのために行う第
２のレーザ照射ステップに先立って、第１の重ね合わせ
ステップ、第１のレーザ照射ステップ、並びに、第２の
重ね合わせステップを前置しているため、洗浄処理済み
のクリーンなガラス板等であっても、スパッタリングを
許容する適正な間隙を確保した上で、転写板の焼き付き
現象等を生ずることなく、レーザスパッタリング技術を
使用して精細なマーキングを行うことができる。

【００３２】この出願の請求項２に記載の発明は、前記
スペーサパターンは、マーキング領域を挟んでその両側
に対称的に分布させたものであることを特徴とする請求
項１に記載のマーキング方法にある。

【００３３】ここで、『マーキング領域を挟んでその両
側に対称的に分布させた』とは、スペーサパターンの構
成要素（点、線、任意の記号等）がマーキング領域を挟
んでほぼ対称的に配置されていることを意味している。

【００３４】そして、この請求項２に記載の発明によれ
ば、第２の重ね合わせステップを経ることにより、マー
キング領域に位置する転写板はスペーサパターンを介し
て均一な高さで浮き上がることとなり、これによりマー
キング品質が向上する。

【００３５】この出願の請求項３に記載の発明は、前記
スペーサパターンは、バーコードマークが予定されるマ
ーキング領域を挟んでその両側に配置された一対の平行
破線であることを特徴とする請求項１に記載のマーキン
グ方法にある。

【００３６】そして、この請求項３に記載の発明によれ
ば、エネルギーの局部的集中を回避しつつ、レーザマー
カ装置の簡単な描線操作で、適正なスペーサパターンを
形成することができる。

【００３７】この出願の請求項４に記載の発明は、前記
所望のスペーサパターンはレーザス光の間欠照射により
描線されたものであり、かつ前記所望のマーキングパタ
ーンはレーザ光の連続照射により描線されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載のマーキング方法にあ
る。

【００３８】そして、この請求項４に記載の発明によれ
ば、レーザ光の照射時間を適切に管理することにより、
エネルギの局部的集中を回避しつつ、スペーサパターン
並びにマーキングパターンを形成することができる。

【００３９】この出願の請求項５に記載の発明は、前記
レーザ光の間欠照射はレーザ光のスポット照射であり、
かつ前記レーザ光の連続照射はワブリング照射若しくは
塗りつぶし照射であることを特徴とする請求項４に記載
のマーキング方法にある。

【００４０】そして、この請求項５に記載の発明によれ
ば、スペーサパターンについては焼き付き現象を起こさ
ずに転写させることができ、一方、マーキングパターン
についてはエネルギ密度を高めて明瞭に転写させること
ができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。本発
明に係るマーキング方法の実施の一形態が図１の工程図
に概略的に示されている。同図において、１はガラス基
板の片面（図では下面）にクロム被膜を１００ｎｍ〜３
００ｎｍ程度の均一な厚さ（この例では１８０ｎｍ程度
の厚さ）に被着させてなる転写板であり、２はマーキン
グ対象物に相当するＰＤＰガラス基板、３はＹＡＧレー
ザ光である。なお、クロム被膜をガラス基板の表面に薄
く均一に被着させる技術としては、真空蒸着法やスパッ
タリング法等を採用することができる。

【００４２】まず、本発明方法の最初のステップでは、
ＹＡＧレーザ光に対して透明な性質を有するガラス基板
の片面にクロム被膜（固体被膜に相当）を被着させてな
る転写板１を上述の方法で提供する。

【００４３】次に、本発明方法の第２のステップでは、
図１（ａ）に示されるように、上述の転写板１をマーキ
ング対象となるＰＤＰガラス基板２の上面にクロム被膜
が対面するように重ね合わせる。なお、このとき、マー
キング対象となるＰＤＰガラス基板２の表面は洗浄処理
されて極めてクリーンな状態にあるものとする。そのた
め、この第２のステップを経ることにより、転写板１の
下面とＰＤＰガラス基板２の上面とはほぼ完全密着状態
となり、このままの状態にてレーザ光を普通に連続照射
すると、クロム被膜が過度に昇温されて、転写板１とＰ
ＤＰガラス基板２とは溶着され、剥離不能となってしま
う虞がある。

【００４４】次に、本発明方法の第３のステップでは、
図１（ｂ）に示されるように、上述の重ね合わされた転
写板１にその背後（図では上面側）から局部的なエネル
ギ集中が生じないようにＹＡＧレーザ光をレーザマーカ
装置（例えば、特開平６−８６３４号公報参照）を使用
して適当な軌跡で照射することにより、転写板１上のク
ロム被膜をマーキング対象となるＰＤＰガラス基板２の
上面にスペーサパターンとして転写する。

【００４５】スペーサパターンの一例並びにその描線方
法が図２に示されている。同図（ａ）に示されるよう
に、このスペーサパターンは、後にバーコードがマーキ
ングされる予定となっている細長い長方形状のマーキン
グ予定領域（ハッチングで示す）４を挟んで、その上下
に対称的に配置された一対の平行破線パターン５，６に
より構成されている。これらの平行破線パターン５，６
を構成する要素線５ａ，５ａ・・・は、同図（ｂ）に示
されるように、微細な間隔でＹＡＧレーザ光を間欠的に
スポット照射することにより形成されており、このため
レーザ光のエネルギ集中が回避されて、ＰＤＰガラス基
板２の表面には、焼き付きを生ずることなくスペーサパ
ターンが確実に転写形成される。なお、この例にあって
は、レーザ光のスポット径は５０〜１００μｍ程度であ
り、また要素線５ａの長さは１ｍｍ程度であり、またマ
ーキング予定領域４の寸法は縦５ｍｍ×横１００ｍｍ程
度に設定されており、また破線５，６の全長は１０５ｍ
ｍ程度に設定されており、さらにレーザ光の強度は３〜
１０Ｗ程度に設定されている。

【００４６】次に、本発明方法の第４のステップでは、
上述の重ね合わされた転写板１をバキューム式吸盤等を
使用して一旦前記マーキング対象となるＰＤＰガラス基
板２の表面から僅かに（例えば、数ｍｍ程度）持ち上げ
て離脱させてから（図１（ｃ）参照）、再度マーキング
対象となるＰＤＰガラス基板２の表面に重ね合わせて載
置することにより（図１（ｄ）参照）、前記転写された
スペーサパターンを介してマーキング対象面と転写板と
の間に微細な間隙ｃ（図３（ｂ）参照）を生じさせる。
この隙間ｃは、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度が好まし
い。さらに、詳しく説明すると、図３（ａ）に示される
ように、転写板１を僅かに持ち上げてＰＤＰガラス基板
２から離脱させると、ＰＤＰガラス基板２の表面２ａに
は、転写板１のクロム被膜７が局部的にスパッタされて
転写された凸状のスペーサパターン要素７ａが残され、
一方転写板１のクロム被膜７側にはスペーサパターン要
素７ａが抜け落ちて生じた凹み状の痕跡７ｂが残され
る。次いで、転写板１を降下させて再びＰＤＰガラス基
板２の上に重ねると、工業的な方法にてミクロン精度で
元の位置に戻すことは殆ど不可能であるため、凸状のス
ペーサパターン要素７ａとクロム被膜７上の凹み状の痕
跡７ｂとは不整合となり、その結果、転写板１の表面と
ＰＤＰガラス基板１の表面との間には、スパッタを許容
するための間隙ｃが自動的に形成されるのである。

【００４７】次いで、本発明方法の第５のステップで
は、図１（ｅ）に示されるように、重ね合わされた転写
板１をその背後からＹＡＧレーザ光３で所望のマーキン
グ形状に対応して照射することにより、転写板１上のク
ロム被膜をＰＤＰガラス基板２の表面上に所望のマーキ
ングパターンとして転写する。

【００４８】マーキングパターンの一例並びにその描線
方法が図４に示されている。同図（ａ）に示されるよう
に、この例にあっては、マーキングパターンは、先程説
明した矩形の予定領域４を埋めるようにして描画された
バーコードマーク８により構成されている。また、バー
コードマーク８を構成する各要素バー８ａ，８ａ・・・
は、同図（ｂ）に示されるように、レーザマーカ装置を
使用して各要素バー予定領域内に多数の折り返し平行線
９を描くようにしたいわゆる塗りつぶし方式にて描画さ
れている。そのため、バーコードマークの描画に際して
は、レーザ光のエネルギは局部的に集中され、これによ
り明瞭なバーコードマークの転写が行われることとな
る。

【００４９】なお、このような光エネルギの局部的な集
中が可能であるのは、間隙ｃの存在により焼き付きの心
配がないからであることは言うまでもない。すなわち、
図５に示されるように、転写板１とＰＤＰガラス基板２
とを間隙ｃを介して重ね合わせ、その状態において転写
板１の背後からガラス基板１ａを透過させてＹＡＧレー
ザ光３をクロム被膜７に照射すると、レーザ光３の有す
るエネルギは、クロム被膜７を蒸発乃至昇華させる熱エ
ネルギのみならず、クロム被膜を飛散させる運動エネル
ギにも変換され、その結果、クロム被膜７はガラスを溶
融させるほどの高温に達することがない一方、間隙ｃ内
に飛散乃至スパッタしたクロム蒸気は対面するＰＤＰガ
ラス基板面２ａに瞬時に達して冷却固化されてマークパ
ターン要素７ｃとして残されるのである。

【００５０】次いで、本発明方法の第６のステップで
は、前記転写板１をマーキング対象となるＰＤＰガラス
基板２の表面から取り除くこととなる。なお、言うまで
もないことであるが、このとき転写板１はＰＤＰガラス
基板２に溶着されていないから、これを持ち上げるだけ
で両者は簡単に離脱される。

【００５１】このように、以上の実施の形態では、直前
の洗浄処理等に起因して、ＰＤＰガラス基板の表面精度
が極めて良好（平滑）な場合であっても、転写板とＰＤ
Ｐガラス基板との溶着を来すことなく、転写板並びにレ
ーザマーカ装置を使用して、その表面に明瞭なマーキン
グを行うことができるのである。

【００５２】なお、本発明方法の適用はＰＤＰガラス基
板に限定されるものではなく、その他、液晶表示パネル
用の基板ガラスやブラウン管の側面等にも広く応用する
ことができる。

【００５３】また、転写板の構成もガラスとクロム被膜
に限定されるものではなく、要するに、レーザ光に対し
て透明な性質を有する基板の一方の面に、他方の面から
レーザ光を照射したときに蒸発乃至昇華する性質を有す
る固体被膜を被着させたものであればよい。なお、透明
基板がガラスの場合には、クロムに代わるものとして
は、タンタル又はニッケルと銅との合金等が好適と考え
られる。なお、被膜形成技術としてスパッタリングを利
用する場合には、ガラス若しくはプラスチックに被着で
きる物質としては、Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａ
ｌ，Ｔａ，Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｒ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，
ＩＴＯ，ＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ｎｂ−Ｔｉ，Ｍｏ，Ｍｏ
−Ｓｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴｉＷ，Ｓ
ＵＳ等が挙げられる。従って、これらの候補物質の中か
ら、条件〜（レーザ光の照射により加熱されて瞬
時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、必要な
マーキングの色彩を有すること、基板に対して均一な
厚さの被膜を形成できること、マーキング対象物の処
理温度等に対する耐熱性を有すること、比較的に低コ
ストで提供できること、）に合致する物質を固体被膜の
材料として選択することができる。

【００５４】また、スペーサパターンとしてはエネルギ
の局部的集中を回避するに適切である限りにおいて任意
の形状を採用することができ、例えば、バーコードの両
端に付される文字や数字等によりスペーサパターンを構
成することもできる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、転写板とマーキング対象面との間隙をレーザ
光の予備照射にて形成されたスペーサパターンを介して
適切に設定することにより、洗浄処理済みのクリーンな
ガラス板等にも転写板式のレーザスパッタリング技術を
使用して焼き付きを起こすことなく精細なマーキング行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるマーキング方法の実施の一形態
の手順を概略的に示す工程図である。

【図２】スペーサパターンの一例並びにそのレーザ光に
よる描画方法を説明するための図である。

【図３】ＰＤＰガラス基板に重ねられた転写板を一旦持
ち上げて再度置き直す際の間隙形成過程を説明するため
の図である。

【図４】マーキングパターンの一例並びにそのレーザ光
による描画方法を説明するための図である。

【図５】マーキングパターン転写の原理を説明するため
の図である。

【図６】本発明者らにより先に開発されたレーザマーキ
ング方法をＰＤＰガラス基板に適用した例を説明するた
めの模式図である。

【図７】本発明者らにより先に開発されたレーザマーキ
ング方法をＰＤＰガラス基板に適用した例を説明するた
めの斜視図である。

【図８】本発明者らにより先に開発されたレーザマーキ
ング方法を洗浄された面精度の良好なＰＤＰガラス基板
に適用した場合における溶着現象を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１転写板１ａ転写板を構成するガラス基板２ＰＤＰガラス基板２ａＰＤＰガラス基板の表面３ＹＡＧレーザ光４マーキング予定領域５，６破線パターン５ａ，６ａ要素線７クロム被膜７ａスペーサパターン要素７ｂ痕跡７ｃマークパターン要素８バーコードマーク８ａ要素バー９折り返し平行線ｃ間隙１０１ガラス基板１０２クロム被膜１０３転写板１０４ＰＤＰガラス基板１０５レーザマーカ装置１０６レーザ光１０７バーコードマーク１０８溶着部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野達也京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者冨田武司京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光に対して透明な性質を有する基
板の片面に固体被膜を被着させてなる転写板を提供する
転写板提供ステップと、前記転写板をマーキング対象となる面に前記固体被膜が
対面するように重ね合わせる第１の重ね合わせステップ
と、前記重ね合わされた転写板にその背後から局部的なエネ
ルギ集中が生じないようにレーザ光を照射することによ
り、前記転写板上の固体被膜をマーキング対象となる面
上に適当な厚さのスペーサパターンとして転写する第１
のレーザ照射ステップと、前記重ね合わされた転写板を一旦前記マーキング対象と
なる面から離脱させてから再度マーキング対象となる面
に重ね合わせることにより、前記転写されたスペーサを
介してマーキング対象面と転写板との間に微細な間隙を
生じさせる第２の重ね合わせステップと、前記重ね合わされた転写板をその背後からレーザ光で所
望のマーキング形状に対応して照射することにより、前
記転写板上の固体被膜をマーキング対象となる面上に所
望のマーキングパターンとして転写する第２のレーザ照
射ステップと、前記転写板をマーキング対象となる面から取り除く転写
板除去ステップと、を具備することを特徴とするマーキング方法。
【請求項２】前記スペーサパターンは、マーキング領
域を挟んでその両側に対称的に分布させたものであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のマーキング方法。
【請求項３】前記スペーサパターンは、バーコードマ
ークが予定されるマーキング領域を挟んでその両側に配
置された一対の平行破線であることを特徴とする請求項
１に記載のマーキング方法。
【請求項４】前記所望のスペーサパターンはレーザス
光の間欠照射により描線されたものであり、かつ前記所
望のマーキングパターンはレーザ光の連続照射により描
線されたものであることを特徴とする請求項１に記載の
マーキング方法。
【請求項５】前記レーザ光の間欠照射はレーザ光のス
ポット照射であり、かつ前記レーザ光の連続照射はワブ
リング照射若しくは塗りつぶし照射であることを特徴と
する請求項４に記載のマーキング方法。