JPH0577068A

JPH0577068A - 物品の図形パターン作成方法

Info

Publication number: JPH0577068A
Application number: JP3267108A
Authority: JP
Inventors: Naomi Fujimoto; 直実藤本
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】精度良くマーキング加工が行え、主に化粧面
の色の選択範囲を拡大しえるようにする。【構成】物品（コントロールパネル）の表面３にビー
ム吸収率の低いパターン表示層４を被覆し、該パターン
表示層４の上にビーム吸収率の高い被除去層５を被覆す
ると共に、該被除去層５の上に所定のビーム吸収率を有
する表面層６を被覆して化粧面を形成し、この化粧面の
所定部位にレーザ光を照射して表面層６及び被除去層５
を熱溶解し、この被除去層５の熱溶解による蒸発を利用
して熱溶解されない表面層６の残留物を飛散させ、該精
度良く熱溶解除去された表面層６及び被除去層５を介し
て熱溶解されないパターン表示層４を表出させ、所定の
図形パターン（例えば、ＯＦＦ，ＤＥＦ等の文字）を作
成表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、物品の表面に所定の
図形パターン（文字等を含む）を作成するための物品の
図形パターン作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種物品の表面に所定の図形パタ
ーンを作成して表示するためには、印刷等によるものが
一般的であるが、かかる印刷等は滲む等の不具合を有し
ていたため、精度良く加工が可能な近年のレーザ加工技
術の進歩を応用して、物品の表面にレーザでマーキング
する図形パターン作成方法が開発されてきている（例え
ば、特開昭５４−９４３３１号公報参照）。

【０００３】上記先行技術は、物品の表面に白色系塗装
膜を付着し、その上に黒色系塗装膜を付着して物品の表
面を塗装し、この塗装された化粧面（黒色系塗装膜）の
所定部位をレーザの照射により除去（溶解）して、該除
去された黒色系塗装膜の所定部位を介して白色系塗装膜
を表出させることにより所定の図形パターンを得るよう
にしたものである。

【０００４】即ち、この先行技術は、黒色系塗装膜がレ
ーザ光を吸収して熱溶解するのに対し、白色系塗装膜が
レーザ光を反射して加工（除去）されないというレーザ
吸収率の大きな差を利用した薄膜除去のマーキング技術
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術は、物品の化粧面をレーザ吸収率の高い黒色系塗
装膜でしか塗装することができない。

【０００６】即ち、レーザ吸収率の比較的高くない塗装
膜（例えば、茶系、青系、赤系等の塗装膜）を物品表面
に塗装すると、レーザ加工によるマーキングに際して、
該塗装膜が完全に溶解（除去）されず、マーキング精度
を損ね、図形パターンを明確に作成することが出来ない
という不具合を有していた。

【０００７】したがって、物品の化粧面が黒色系塗装膜
にのみに限定されるから、該黒色系塗装膜を除く任意の
色の塗装膜を物品の化粧面として塗装する場合には、レ
ーザ加工によるマーキングを行なうことができないもの
であった。

【０００８】そこで、この発明は上記問題点に鑑み、黒
色系塗装膜に限定されない任意の色の塗装膜を物品の化
粧面として塗装した場合であっても、精度良くマーキン
グ加工が行なえ、化粧面の色の選択範囲を拡大し得るよ
うに図った物品の図形パターン作成方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【上記課題を解決するための手段】上記目的を達成する
ために、本発明に係る図形パターン作成方法は、物品の
表面にビーム吸収率の低いパターン表示層を被覆し、該
パターン表示層の上にビーム吸収率の高い被除去層を被
覆すると共に、該被除去層の上に所定のビーム吸収率を
有する表面層を被覆して化粧面を形成し、この化粧面の
所定部位に所定の波長を有するレーザ光を照射すること
により前記表面層を介して前記被除去層の所定部位を溶
解除去し、該溶解除去した部位を介してパターン表示層
を表出させることにより化粧面に所定の図形パターンを
作成表示するようにしたものである。

【００１０】また、他の本発明に係る図形パターン作成
方法は、ビーム吸収率の低い材質より成る物品の表面
に、ビーム吸収率の高い被除去層を被覆すると共に、該
被除去層の上に所定のビーム吸収率を有する表面層を被
覆して化粧面を形成し、この化粧面の所定部位に所定の
波長を有するレーザ光を照射することにより前記表面層
を介して前記被除去層の所定部位を溶解除去し、該溶解
除去した部位を介してパターン表示面を表出させること
により化粧面に所定の図形パターンを作成表示するよう
にしたものである。

【００１１】

【作用】したがって、例えば、化粧面となる表面層を茶
系塗装膜とし、被除去層をカーボン等の顔料を含む黒色
系塗装膜とし、パターン表示層を白色系塗装膜とした場
合に、この物品の化粧面（茶系塗装膜）の所定部位にレ
ーザ光を照射すると、茶系塗装膜はある程度のビーム吸
収率を有するから、該レーザ光を吸収して熱によりある
程度溶解除去されるが、茶系塗装膜に含まれる顔料が多
少残存することになる。しかしながら、この化粧面（茶
系塗装膜）の下に皮膜された被除去層たる黒色系塗装膜
はビーム吸収率が高いから、レーザ光をほぼ完全に吸収
して熱により完全に溶解除去され、その溶解除去に係る
蒸発の際に残存している化粧面（茶系塗装膜）の顔料も
共に除去する。これにより、精度良く化粧面の表面層及
び被除去層が除去され、明確にマーキングされた図形パ
ターンがパターン表示層によって表示される。

【００１２】そして、物品の表面がビーム吸収率の低い
材質の場合には、前記の白色系塗装膜より成るパターン
表示層の形成は不要で、物品自体の材質で良く、この場
合は塗装工程が減少されるものであり、その他の作用は
請求項１と同様である。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１４】この実施例においては、例えば図１に示す
車両用空調装置のコントロールパネル１の各種スイッチ
２の機能を示すＯＦＦ，ＤＥＦ等の文字（図形パター
ン）をレーザマーキングによって作成する方法を説明す
る。

【００１５】コントロールパネル１の塗装は、本発明に
係るレーザマーキングを行なうために、図２に示すよう
に、物品３の表面に先ずビーム吸収率の低いパターン表
示層４を被覆する。このパターン表示層４は、例えばビ
ーム吸収率の最も低い白色系塗料を塗装した白色系塗装
膜から成り、これに用いられる白色系塗料としては、例
えばチタン白（ＴｉＯ₂），バライト（ＢａＳＯ₄）等
の無機顔料を含有するメラミン・アルキド樹脂系（ソリ
ッドカラー）若しくはメラミン・アクリル樹脂系（メタ
リックカラー）等が使用される。

【００１６】次に、このパターン表示層４の上には、ビ
ーム吸収率の高い被除去層５を被覆する。この被除去層
５は、例えばビーム吸収率の最も高い黒色系塗料を塗装
した黒色系塗装膜から成り、これに用いられる黒色系塗
料としては、例えばカーボン（Ｃ），酸化鉄黒（Ｆｅ₃
Ｏ₄）等の無機顔料を含有する樹脂系の塗料が使用さ
れ、この塗料は上記白色系塗料と同様に、メラミン・ア
ルキド樹脂系若しくはメラミン・アクリル樹脂系のもの
である。

【００１７】そしてこの被除去層５の上には、コントロ
ールパネル１の化粧面を構成する表面層６を被覆する。
この表面層６は、コントロールパネル１の表面色となる
ものであって、例えば茶系，青系，赤系等の任意の色の
塗料が塗装された表面塗装膜から成り、この表面層６を
構成する塗料には、上記パターン表示層４よりもビーム
吸収率が高く、被除去層５よりもビーム吸収率が低いも
のが使用可能である。この実施例においては、車両のコ
ントロールパネルの着色として一般的に用いられている
茶系塗料を塗装した場合を仮定して以下の説明を行な
う。

【００１８】この茶系塗料は、例えば黄色系顔料，赤色
系顔料，青色系顔料，黒色系顔料と樹脂等を所定の混合
比で調合して得られるものであり、メラミン・アルキド
樹脂系若しくはメラミン・アクリル樹脂系のものが使用
される。

【００１９】次に、このコントロールパネル１の表面
に、下記するレーザ加工機１０を用いてＯＦＦ，ＤＥＦ
等の所定の図形（文字を含む）パターンを作成する。レ
ーザマーキングを行なうＹＡＧレーザ加工機としては、
例えば図３に示されるような構成のものを用いる。

【００２０】ＹＡＧレーザ加工機１０は、レーザ光の波
長が１．０６μｍの周知のものであり、レーザ光を発射
するレーザ装置１１と、レーザ光の照射位置を可変する
Ｘ軸ガルバノミラー１２及びＹ軸ガルバノミラー１３
と、集光レンズ１４と、加工位置及び加工状態をモニタ
するカメラ１５及びモニタ装置１６とから基本的に構成
される。加工対象物たるコントロールパネル１に照射さ
れるレーザ光の位置を移動させるためには、ガルバノメ
ータ１７，１８を適宜に制御してＸ軸ガルバノミラー１
２及びＹ軸ガルバノミラー１３の角度を可変させればよ
い。これにより、レーザ装置１１から発射されるレーザ
光は、加工対象物たるコントロールパネル１上を所定の
軌跡を描いて移動走査することができ、マーキングを行
なわない部位にはレーザ光を照射しない。なお、図３に
おいては、レーザ光を一点鎖線で示している。また、カ
メラ１５及びモニタ装置１６を備えているから、加工対
象物をスキャンして、自動制御でのレーザ加工が行なえ
る。

【００２１】上記構成の基に、コントロールパネル１の
表面の所定部位にレーザ光を照射すると、所定の図形パ
ターンが得られる。これを図４を参照して説明する。

【００２２】コントロールパネル１の表面にレーザ光が
照射されると、このレーザ光が照射された化粧面たる表
面層６（茶系塗装膜）の所定部位は、レーザ光を吸収し
て熱によりある程度若しくはほぼ全面的に溶解除去され
る。しかしながら、この表面層６（茶系塗装膜）は、レ
ーザ光を吸収しない顔料等を含んでいるから、該顔料等
は熱溶解されずに多少残存することになる。

【００２３】次に、この表面層６（茶系塗装膜）の溶解
除去された部位を介して、その下に被覆された被除去層
５（黒色系塗装膜）にレーザ光が照射される。この被除
去層５（黒色系塗装膜）は、黒色系顔料を含有するもの
であるから、ビーム吸収率が最も高く、ほぼ完全に照射
されたレーザ光を吸収する。そのため、熱により完全に
溶解し、蒸発する。この時の溶解速度は、上記表面層６
（茶系塗装膜）の溶解速度よりも遙かに速い。これは、
黒色のものは光を全て吸収するという性質に加えて、黒
色系顔料に酸化しやすいカーボン（Ｃ）等を用いている
から、そのカーボン（Ｃ）等の酸化反応熱によってさら
に溶解速度が加速されるからである。そしてこの被除去
層５（黒色系塗装膜）が溶解により蒸発するのに伴っ
て、上記表面層６（茶系塗装膜）の残存している顔料等
は、該被除去層５（黒色系塗装膜）の蒸発による力によ
って付随して除去され、もってレーザ光が照射された所
定部位の表面層６（茶系塗装膜）及び被除去層５（黒色
系塗装膜）が精度良く除去されることになる。

【００２４】表面層６（茶系塗装膜）及び被除去層５
（黒色系塗装膜）が除去されると、レーザ光はその下に
被覆されたパターン表示層（白色系塗装膜）４に照射さ
れることになるが、該パターン表示層（白色系塗装膜）
４はレーザ光をほぼ全面的に吸収しない白色系顔料を含
んでいるから、このパターン表示層（白色系塗装膜）４
に照射されたレーザ光は全面的に反射され、パターン表
示層（白色系塗装膜）４は溶解除去されない。

【００２５】したがって、コントロールパネル１表面に
は、レーザ光の照射及びその移動走査によって溶解除去
された表面層６（茶系塗装膜）及び被除去層５（黒色系
塗装膜）の所定部位を介して、パターン表示層（白色系
塗装膜）４が表出されることになり、もってこの表出さ
れたパターン表示層（白色系塗装膜）４の色によってコ
ントロールパネル１の化粧面（表面層６）に所定の図形
パターンが表示されることになる。すなわち、この実施
例においては、茶系色を基調としたコントロールパネル
１表面に、白色の図形パターンが表示されるものであ
る。

【００２６】なお、レーザ光の照射方法は、連続発振Ｙ
ＡＧレーザをＱスイッチ作動させ、ピーク出力の高い、
高速繰り返しパルスによるものが一般的手法であり、本
発明においてもこの手法を用いている。また、使用する
レーザ装置は、上記ＹＡＧレーザに限らず、例えばＴＥ
Ａ−ＣＯ₂レーザやエキシマレーザ等の使用も可能であ
る。さらに、マーキング方式は、上述したスキャン方式
に限らず、マスク方式やコンタクトマスク方式等の採用
も可能である。

【００２７】また、レーザ加工によるマーキング深さ
は、材料パターン表示層４及び被除去層５の材質等にも
よるが、最大０，２ｍｍ程度であり、各種の物品に対し
て本発明に係るマーキングが可能であると考えられる。

【００２８】なお、上記実施例においては、パターン表
示層４を構成する塗料として白色系塗料を用い、化粧面
たる表面層６を構成する塗料として茶系塗料を用いた例
を示したが、パターン表示層４のビーム吸収率と表面層
６のビーム吸収率との差が所定範囲以上のものであれ
ば、該パターン表示層４及び表面層６を構成する塗料に
は任意の色のものが使用できる。すなわち、ここで限定
される条件は、表面層６のビーム吸収率がパターン表示
層４に比して所定範囲以上高いものであることであり、
この条件を満たせば、パターン表示層４及び表面層６を
構成する塗料の色は自由であり、化粧面の色及び該化粧
面に表出してマーキング作成される図形パターンの色が
任意に選択でき、その選択範囲は広範囲なものである。
なお、被除去層５を構成する塗料は、黒色系塗料が望ま
しく、さらには酸化しやすいカーボン等を顔料として含
む黒色系塗料が最適なものであると考えられる。

【００２９】さらに、請求項２で示したように、物品の
表面がビーム吸収率の低い材質の場合には、パターン表
示層の形成は不要で、この場合、表面にはビーム吸収率
の高い被除去層が被覆され、且つその上からパターン表
面層を塗布する。これによりパターン表示層の加工工数
の簡素化が図られる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
物品の化粧面となる表面層と下地層となり図形パターン
を表出するパターン表示層との間にビーム吸収率の高い
（レーザ光をほぼ完全に吸収して熱溶解度および溶解速
度が速い）被除去層を介在してレーザによる図形パター
ン作成（レーザマーキング）を行なうようにしたので、
表面層とパターン表示層との間に所定範囲以上のビーム
吸収率の差があれば、それらの層の配色を任意に選択す
ることができ、その選択範囲は従来に比して広範囲なも
のとすることができる。そしてこの方法は、中間に配さ
れる熱溶解度および溶解速度の高い被除去層の溶解の際
の蒸発を利用して表面層の溶解除去されない残留物を除
去するものであるから、高速度、高精度で鮮明なマーキ
ングが可能である。また、下地層となるパターン表示層
は、商品の表面がビーム吸収率の低い材質が用いられる
場合には、それを形成することなく、該商品の表面を利
用することができ、塗装工程が減少されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用空調装置のコントロールパネルの正面図
である。

【図２】同上のパネルの塗装構造を示す断面図である。

【図３】レーザ加工機の一例を示す概略構成図である。

【図４】図形パターンの作成（レーザマーキング）を説
明する図である。

【符号の説明】

１コントロールパネル３物品４パターン表示層５被除去層６表面層（化粧面）１０レーザ加工機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品の表面にビーム吸収率の低いパター
ン表示層を被覆し、該パターン表示層の上にビーム吸収
率の高い被除去層を被覆すると共に、該被除去層の上に
所定のビーム吸収率を有する表面層を被覆して化粧面を
形成し、この化粧面の所定部位に所定の波長を有するレ
ーザ光を照射することにより前記表面層を介して前記被
除去層の所定部位を溶解除去し、該溶解除去した部位を
介してパターン表示層を表出させることにより化粧面に
所定の図形パターンを作成表示するようにしたことを特
徴とする物品の図形パターン作成方法。
【請求項２】ビーム吸収率の低い材質より成る物品の
表面に、ビーム吸収率の高い被除去層を被覆すると共
に、該被除去層の上に所定のビーム吸収率を有する表面
層を被覆して化粧面を形成し、この化粧面の所定部位に
所定の波長を有するレーザ光を照射することにより前記
表面層を介して前記被除去層の所定部位を溶解除去し、
該溶解除去した部位を介してパターン表示面を表出させ
ることにより化粧面に所定の図形パターンを作成表示す
るようにしたことを特徴とする物品の図形パターン作成
方法。