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レーザマーキングによる多階調画像形成方法

国内特許コード P07P006015
整理番号 0607-12
掲載日 2008年3月10日
出願番号 特願2006-224649
公開番号 特開2008-044327
登録番号 特許第4883567号
出願日 平成18年8月21日(2006.8.21)
公開日 平成20年2月28日(2008.2.28)
登録日 平成23年12月16日(2011.12.16)
発明者
  • 池野 順一
  • 安齋 正博
出願人
  • 国立大学法人埼玉大学
発明の名称 レーザマーキングによる多階調画像形成方法
発明の概要 【課題】高精細な多諧調画像を形成できるレーザマーキングによる多諧調画像形成方法を提供する。
【解決手段】フェムト秒レーザを被照射体30に照射して、被照射体30の内部に着色層(レイヤー1、レイヤー2、レイヤー3、レイヤー4、レイヤー5)の重ね合わせを形成する。層状の着色画像(レイヤー1、レイヤー2、レイヤー3、レイヤー4、レイヤー5)を幾層にも重ね合わせることで、被照射体30の表面から見た着色画像の濃淡を、重ね合わせた層の数に応じて変えることができる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


従来から、ガラスを紫外線で照射すると、着色することが知られている(例えば、下記非特許文献1参照)。
紫外線をガラスに当てると、ガラス中の電子が開放される。開放された電子の大部分は元に戻るが、一部の電子はガラス中の不純物などにトラップされ、欠陥と呼ばれるホールとトラップ電子との対が生成する。これらの欠陥は、紫外域から可視域に掛けて吸収を持つので、ガラスが色付いて見える。そのため、これらの欠陥は色中心(カラーセンタ)とも呼ばれる。



例えば、ケイ酸塩ガラスに紫外線を照射すると、図8の式に示すように、1つのシリコンと結合した酸素(非架橋酸素と呼ぶ)から電子が飛び出し、可視域に吸収を持つカラーセンタとして非架橋酸素ホールセンタが生成する。ガラスは、このカラーセンタによって茶系統に着色する。なお、図8の式中のMは、飛び出した電子をトラップするガラス中の陽イオンを示している。
このカラーセンタは、ガラスを550℃で加熱すると消失し、ガラスは脱色する。



また、下記非特許文献2には、レーザマーキング技術を応用して無色ガラスに着色図形を描く方法が開示されている。この方法では、無色ガラスを紫外レーザで照射し、その照射位置を、描こうとする図形に沿って動かす。こうすると、紫外レーザが当たった位置のガラスは、その深さ方向の全ての部位でカラーセンタが生成して変色する。そのため、紫外レーザの軌跡に沿った着色図形を形成することができる。
【非特許文献1】
作花済夫,境野照雄他編“ガラスハンドブック”朝倉書店,1984,825-840
【非特許文献2】
山手貴志,多門宏幸他“レーザによるガラスの着色と,それを利用したリサイクルに適する着色ガラスの作製”レーザ加工学会誌,9(2),2002,69-72

産業上の利用分野


本発明は、レーザを用いてガラス等に濃淡を有する多階調画像を形成する方法に関し、特に、高精細な多階調画像の形成を可能にするものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
フェムト秒レーザを被照射体に照射して、前記被照射体の内部に多階調画像を形成する
方法であって、
フェムト秒レーザの集光距離を所定距離に設定し、前記被照射体を前記フェムト秒レー
ザの照射方向と垂直な方向に相対移動して、被照射体内部の前記フェムト秒レーザの集光
位置に着色層を形成する第1のステップと、
前記フェムト秒レーザの集光距離を以前のステップで未だ設定されていない距離に設定
し、前記被照射体を前記フェムト秒レーザの照射方向と垂直な方向に相対移動して、被照
射体内部の前記フェムト秒レーザの集光位置に、以前のステップで形成された着色層と少
なくとも一部が重なる着色層を形成する第2のステップと、
を備え、前記第2のステップの処理を1または複数回行うことを特徴とする多階調画像形
成方法。

【請求項2】
請求項1に記載の多階調画像形成方法であって、前記フェムト秒レーザの集光位置に、
前記着色層を形成するためのカラーセンタを生成することを特徴とする多階調画像形成方
法。

【請求項3】
請求項1または2に記載の多階調画像形成方法であって、前記フェムト秒レーザの波長
を紫外線の波長の2倍に設定することを特徴とする多階調画像形成方法。

【請求項4】
請求項1に記載の多階調画像形成方法であって、前記被照射体が銀を含有するガラスで
あることを特徴とする多階調画像形成方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006224649thum.jpg
出願権利状態 登録
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