加飾部品の製造方法、部品の加飾方法
【課題】製造コストを抑えつつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる加飾部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】加飾部品１は、塗工工程、クリアコート層形成工程及びレーザー照射工程を経て製造される。塗工工程では、ワーク２の表面３ａ上に設定された被加飾領域４に着色層１０を塗工して形成する。クリアコート層形成工程では、着色層１０を保護するクリアコート層１７を形成する。レーザー照射工程では、レーザー照射を行って着色層１０を加工せずにクリアコート層１７のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部１５ａ，１５ｂを形成する。
【解決手段】加飾部品１は、塗工工程、クリアコート層形成工程及びレーザー照射工程を経て製造される。塗工工程では、ワーク２の表面３ａ上に設定された被加飾領域４に着色層１０を塗工して形成する。クリアコート層形成工程では、着色層１０を保護するクリアコート層１７を形成する。レーザー照射工程では、レーザー照射を行って着色層１０を加工せずにクリアコート層１７のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部１５ａ，１５ｂを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面上に、着色層を塗工する加飾部品の製造方法、部品の加飾方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体（ワーク）の表面に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている（例えば特許文献１参照）。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によって樹脂成形体の表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。
【０００３】
ところが、水圧転写を行う場合、樹脂成形体への絵柄の転写時に、絵柄が伸びたり歪んだりすることが多い。この結果、絵柄を正確に付加することができず、絵柄のバラツキが生じてしまうため、製品の歩留まりが悪化して製造コストが嵩んでしまう。従って、水圧転写とは異なる手法で樹脂成形体の表面上に絵柄を付加して装飾する新たな技術の開発が望まれている。
【０００４】
そこで、樹脂成形体の表面上に設定された被加飾領域に複数の着色層を塗工して形成した後、レーザー照射によって着色層を選択的に除去して異なる色の着色層を露出させることにより、絵柄を形成して装飾を加える技術が考えられている。このようにすると、水圧転写の際に生じていた絵柄の伸びや歪みを防止することができ、かつ、複雑な絵柄を正確に描画することができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５４−３３１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の着色層を形成する上記の手法では、着色層の形成に多種の塗料やインクを用いる必要がある。その結果、加飾部品の製造コストが嵩んだり、加飾部品の製造効率が低下したりするという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを抑えつつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる加飾部品の製造方法を提供することにある。また、別の目的は、製造コストを抑えつつ、部品の製造効率を向上させることができる部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て、加飾部品を製造する方法であって、前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行うことを特徴とする加飾部品の製造方法をその要旨とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、レーザー照射工程においてクリアコート層に複数のレーザー被加工部を形成することにより、クリアコート層を介して着色層を視認したときに、レーザー被加工部が存在する部分と存在しない部分とで着色層の見え方が異なるようになる。従って、塗工工程において着色層を１層のみ形成した場合であっても、着色層が場所によって異なって見える視覚的効果を期待することができる。ゆえに、多種の塗料やインクを用いなくても、意匠的な付加価値を与えることができるため、加飾部品の製造コストを抑えることができる。また、塗工工程において着色層を複数層形成しなくても済むため、加飾部品の製造効率が向上する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記被加飾領域は、前記レーザー照射が行われる複数のレーザー照射領域からなり、前記レーザー照射工程では、前記複数のレーザー照射領域の中から選択された特定のレーザー照射領域と、前記特定のレーザー照射領域とは別のレーザー照射領域とで異なる形状のレーザー被加工部を形成することにより、前記クリアコート層を介して視認可能な前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、レーザー照射工程において特定のレーザー照射領域と別のレーザー照射領域とで異なる形状のレーザー被加工部を形成することにより、クリアコート層を介して着色層を視認したときに、レーザー照射領域の種類に応じて着色層の見え方が異なるようになる。従って、着色層が場所によって異なって見える視覚的効果をよりいっそう期待することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることをその要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、特定のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度と、別のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にしている。この場合、レーザー被加工部の密度を高くすれば着色層が暗い色調となる一方、レーザー被加工部の密度を低くすれば着色層が明るい色調となるため、着色層の明暗及び色調を高精度に変化させやすくなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることをその要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、特定のレーザー照射領域におけるレーザー照射時の出力と、別のレーザー照射領域におけるレーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、特定のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の深さと、別のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の深さとが、互いに異なる深さとなる。この場合、レーザー照射工程において、特定のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度と、別のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にしなくても、レーザー照射領域ごとに異なる形状のレーザー被加工部を形成できるため、着色層の明暗及び色調を容易に変化させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て製造された部品を加飾する方法であって、前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行うことを特徴とする部品の加飾方法をその要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、レーザー照射工程においてクリアコート層に複数のレーザー被加工部を形成することにより、クリアコート層を介して着色層を視認したときに、レーザー被加工部が存在する部分と存在しない部分とで着色層の見え方が異なるようになる。従って、塗工工程において着色層を１層のみ形成した場合であっても、着色層が場所によって異なって見える視覚的効果を期待することができる。ゆえに、多種の塗料やインクを用いなくても、意匠的な付加価値を与えることができるため、部品の製造コストを抑えることができる。また、塗工工程において着色層を複数層形成しなくても済むため、部品の製造効率が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、製造コストを抑えつつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の自動車用加飾部品を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】表面加飾システムを示す概略構成図。
【図４】レーザー照射領域を示す平面図。
【図５】他の実施形態における自動車用加飾部品を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１，図２に示されるように、自動車用加飾部品１は、立体形状の樹脂成形体２（ワーク）を備えている。本実施形態の自動車用加飾部品１は、自動車のドアに設けられたアームレストの上面を覆う装飾パネルである。また、樹脂成形体２は、凸状湾曲面であるワーク表面３ａと、ワーク表面３ａの反対側に位置する凹状湾曲面であるワーク裏面３ｂとを有している。さらに、樹脂成形体２には、パワーウィンドウスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔６と、ドアロックスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔７とが設けられている。これらスイッチ取付孔６，７は、ワーク表面３ａ及びワーク裏面３ｂを貫通している。
【００２２】
そして、樹脂成形体２においてスイッチ取付孔６，７を除く表面（ワーク表面３ａ）上には被加飾領域４が設定され、被加飾領域４には着色層１０が形成されている。なお、本実施形態の着色層１０はうす茶色の層である。また、被加飾領域４は、後述するレーザー照射が行われる複数のレーザー照射領域５（図４参照）からなっている。
【００２３】
また図２に示されるように、樹脂成形体２のワーク表面３ａの最上層には、着色層１０を保護するためのクリアコート層１７が形成されている。クリアコート層１７の厚さは、着色層１０の厚さよりも大きくなるように設定されている。本実施形態では、着色層１０の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下に設定され、クリアコート層１７の厚さが２０μｍ以上１２０μｍ以下に設定されている。そして、着色層１０を除去せずにクリアコート層１７を選択的に除去して複数の凹部１５ａ，１５ｂ（レーザー被加工部）を形成することにより、木目模様の基絵柄を模した絵柄１６が形成される。
【００２４】
次に、自動車用加飾部品１を製造するための表面加飾システム２０について説明する。
【００２５】
図３に示されるように、表面加飾システム２０は、塗装装置２１、レーザー照射装置２２及びワーク変位ロボット２３を備えている。塗装装置２１は、ロボットアーム２６と、ロボットアーム２６の先端に装着される塗装機２７とを備え、ロボットアーム２６を駆動することにより、塗装機２７から噴霧される塗料Ｐの吹付方向や吹付位置を変更するようになっている。また、塗装装置２１は、図示しないカートリッジ交換装置を備え、塗装機２７に装着する塗料カートリッジ２８を着色層１０及びクリアコート層１７に対応して交換可能に構成されている。そして、塗装装置２１は、塗料カートリッジ２８を交換しながら塗料Ｐを噴霧することにより、樹脂成形体２のワーク表面３ａに着色層１０及びクリアコート層１７を塗装する。
【００２６】
また、レーザー照射装置２２は、レーザーＬを発生させるレーザー発生部３１と、レーザーＬを偏向させるレーザー偏向部３２と、レーザー発生部３１及びレーザー偏向部３２を制御するレーザー制御部３３とを備えている。レーザー偏向部３２は、レンズ３５と反射ミラー３６とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更することにより、レーザーＬの照射位置や焦点位置を調整するようになっている。レーザー制御部３３は、レーザーＬの照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。
【００２７】
図３に示されるように、ワーク変位ロボット２３は、ロボットアーム２９と、ロボットアーム２９の先端に設けられたワーク支持部３０とを備えている。ワーク支持部３０は、ワーク表面３ａに着色層１０及びクリアコート層１７が塗装された樹脂成形体２を支持するようになっている。そして、ワーク変位ロボット２３は、ロボットアーム２９を駆動して樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、樹脂成形体２のワーク表面３ａに対するレーザーＬの照射位置や照射角度を変更するようになっている。
【００２８】
次に、表面加飾システム２０の電気的構成について説明する。
【００２９】
図３に示されるように、表面加飾システム２０は、システム全体を統括的に制御する制御装置２４を備えている。制御装置２４は、ＣＰＵ４０、メモリ４１及び入出力ポート４２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ４０は、塗装装置２１、レーザー照射装置２２及びワーク変位ロボット２３に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【００３０】
また、ＣＰＵ４０は、絵柄１６の色分解処理を行う機能を有している。詳述すると、ＣＰＵ４０は、色分解処理において木目模様の基絵柄を複数種類の色に分解することにより、複数の単色基絵柄データを生成するようになっている。そして、ＣＰＵ４０は、生成した各単色基絵柄データをメモリ４１に記憶するようになっている。なお本実施形態では、木目模様の基絵柄がこげ茶色、茶色、うす茶色の３色に分解され、各色の単色基絵柄データがメモリ４１にあらかじめ記憶されている。また、メモリ４１には、塗装装置２１の塗装条件（塗装時間、塗料Ｐの噴霧量、着色層１０及びクリアコート層１７の厚さなど）を示すデータや、レーザー照射装置２２のレーザー照射条件（レーザーＬの照射時間、レーザーＬの照射強度、レーザーＬのスポット径など）を示すデータがあらかじめ記憶されている。
【００３１】
次に、自動車用加飾部品１の製造方法を説明する。
【００３２】
まず、樹脂材料（例えばＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形した樹脂成形体２を準備する。なお、樹脂成形体２は、作業者によって固定テーブル５１（図３参照）にセットされる。
【００３３】
次に、塗工工程を行い、樹脂成形体２の被加飾領域４に着色層１０を塗工して形成する。具体的に言うと、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているうす茶色の単色基絵柄データを読み出し、読み出した単色基絵柄データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を塗装装置２１に出力する。塗装装置２１は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づいて、塗装機２７による着色層１０の塗装を開始させる。具体的に言うと、樹脂成形体２のワーク表面３ａ上に、塗装機２７を用いて塗料Ｐを塗装することでうす茶色の着色層１０を積層形成する。なお、着色層１０は、略均一の厚さに設定された模様のないベタパターンの層（ベタ層）であり、位置合わせをすることなく積層形成される。
【００３４】
塗工工程後、クリアコート層形成工程を行い、樹脂成形体２のワーク表面３ａに対して着色層１０を保護するクリアコート層１７を形成する。ここでは、塗装機２７から噴霧する塗料Ｐをうす茶色の塗料から透明なクリア塗料に変更して、樹脂成形体２のワーク表面３ａにクリア塗料を塗装することにより、クリアコート層１７が形成される。
【００３５】
続く画像データ作成工程において、作業者は、従来周知の画像作成ソフトを用いて、絵柄１６を示す画像データを作成する。なお、画像データは、特定の描画領域と、特定の描画領域とは別の描画領域とを含む複数の描画領域からなっている。また、各描画領域には、複数の描画ドット（レーザー照射部）が散点的（本実施形態では格子状）に形成されている。
【００３６】
続く画像データ変換工程において、ＣＰＵ４０は、作成した画像データをＣＡＤデータに変換する。続くレーザー照射データ変換工程において、ＣＰＵ４０は、ＣＡＤデータに変換された画像データを、レーザー照射を行うためのレーザー照射データに変換する。次に、データ記憶工程において、ＣＰＵ４０は、変換したレーザー照射データをメモリ４１に記憶する。さらに、パラメータ設定工程において、ＣＰＵ４０は、レーザー照射に用いられるレーザー照射パラメータ（レーザーＬの照射位置、焦点位置、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度など）を設定する。
【００３７】
その後、レーザー照射工程を行い、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データに基づいてレーザー照射を行うことにより、樹脂成形体２の被加飾領域４に絵柄１６を形成する。具体的に言うと、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データを読み出し、読み出したレーザー照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をレーザー照射装置２２に出力する。レーザー照射装置２２は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づいて、樹脂成形体２のワーク表面３ａに形成されたクリアコート層１７にレーザーＬを照射する（図３参照）。なお、レーザー照射装置２２のレーザー制御部３３は、レーザー発生部３１からレーザーＬを照射させ、基絵柄のパターンに応じてレーザー偏向部３２を制御する。この制御により、レーザーＬの照射位置や焦点位置を変更してクリアコート層１７を昇華または脆化させることで、着色層１０を除去せずに、絵柄１６のパターンに応じたクリアコート層１７のみを選択的にかつ異なる深さで除去する。具体的に言うと、基絵柄の木目パターンにおいて最も暗い部分に対応する箇所では、クリアコート層１７を剥離することによって凹部１５ａを複数形成する。木目パターンにおいてうす暗い部分に対応する箇所では、クリアコート層１７を剥離することにより、凹部１５ａよりも深さが浅い凹部１５ｂを複数形成する。さらに、木目パターンにおいて最も明るい部分に対応する箇所では、クリアコート層１７をそのまま残すようにする。これら凹部１５ａ，１５ｂによって、被加飾領域４に木目模様の絵柄１６が描かれる。なお、凹部１５ａ，１５ｂの深さは、クリアコート層１７の厚さよりも小さいため、凹部１５ａ，１５ｂが着色層１０に達することはない。そして、複数の凹部１５ａ，１５ｂによって、木目模様において木の導管を示す部分が構成される。
【００３８】
またレーザー照射工程において、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データに基づいて、レーザー照射を複数のレーザー照射領域５（図４参照）について行う。具体的に言うと、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データを読み出し、読み出したレーザー照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をワーク変位ロボット２３に出力する。ワーク変位ロボット２３は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づき、ロボットアーム２９を駆動してワーク支持部３０に支持されたワーク（樹脂成形体２）の位置及び角度を変更することにより、樹脂成形体２の被加飾領域４に対するレーザーＬの照射位置や照射角度を変更する。
【００３９】
詳述すると、ワーク変位ロボット２３は、まず樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、レーザーＬの照射位置及び照射角度を、各レーザー照射領域５の中から選択された特定のレーザー照射領域５ａ（図４参照）に合わせるようにする。次に、レーザー照射装置２２は、レーザー照射領域５ａに形成されたクリアコート層１７にレーザーＬを照射することにより、画像データの特定の描画領域に基づいてレーザー照射領域５ａにドット状の凹部１５ａを複数形成する。
【００４０】
レーザー照射領域５ａに対する凹部１５ａの形成が終了すると、ワーク変位ロボット２３は、樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、レーザーＬの照射位置及び照射角度を、レーザー照射領域５ａとは別のレーザー照射領域５ｂ（図４参照）に合わせるようにする。次に、レーザー照射装置２２は、レーザー照射領域５ｂに形成されたクリアコート層１７にレーザーＬを照射することにより、画像データの別の描画領域に基づいてレーザー照射領域５ｂにドット状の凹部１５ｂを複数形成する。
【００４１】
なお、本実施形態のレーザー照射工程では、特定のレーザー照射領域５ａと別のレーザー照射領域５ｂとで異なる形状の凹部１５ａ，１５ｂを形成する。具体的に言うと、特定のレーザー照射領域５ａにおけるレーザー照射時の出力と、別のレーザー照射領域５ｂにおけるレーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、異なる形状の凹部１５ａ，１５ｂを形成する。本実施形態では、別のレーザー照射領域５ｂに凹部１５ｂを形成する場合に、レーザー照射領域５ｂにおけるレーザー照射時の出力を、特定のレーザー照射領域５ａにおけるレーザー照射時の出力よりも低く設定することにより、凹部１５ｂの深さを凹部１５ａの深さよりも浅くする。その結果、クリアコート層１７を介して視認可能な着色層１０の明暗及び色調が、特定のレーザー照射領域５ａと別のレーザー照射領域５ｂとで異なるようになる。本実施形態では、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０が茶色となり、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０がこげ茶色となる。また、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度が、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くなり、絵柄１６となる。なお、別のレーザー照射領域５ｂに対するレーザー照射時におけるレーザーＬのパルス幅を、特定のレーザー照射領域５ａに対するレーザー照射時におけるレーザーＬのパルス幅よりも長く設定することにより、凹部１５ｂの深さを凹部１５ａの深さよりも浅くしてもよい。即ち、レーザーＬのパルス幅が短くなるほど、レーザーＬのエネルギーが高密度のエネルギーとなるため、凹部の深さが深くなる。また、レーザーＬの照射間隔を一定にした状態で、レーザー照射装置２２の移動速度を速くすること（例えば、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を速くすること）により、凹部１５ｂの深さを凹部１５ａの深さよりも浅くしてもよい。以上の工程を経て自動車用加飾部品１が製造される。
【００４２】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４３】
（１）本実施形態の自動車用加飾部品１の製造方法では、レーザー照射工程においてクリアコート層１７に複数の凹部１５ａ，１５ｂを形成することにより、凹部１５ａ，１５ｂを通過する光の向きが変化するため、クリアコート層１７を介して視認される着色層１０の明暗及び色調が変化する。即ち、クリアコート層１７は、光を屈折、回折、干渉させる分光器としての機能を有するようになる。従って、塗工工程において着色層１０を１層のみ形成した本実施形態の場合であっても、着色層１０の明暗及び色調が変化して見える視覚的効果を期待することができる。ゆえに、多種の塗料やインクを用いなくても、意匠的な付加価値を与えることができるため、自動車用加飾部品１の製造コストを抑えることができる。また、塗工工程において着色層１０を複数層形成しなくても済むため、自動車用加飾部品１の製造効率が向上する。
【００４４】
なお、従来の水圧転写では、基絵柄の形成をグラビア印刷で行うため、基絵柄の変更時に製版の設計変更等が必要となり手間がかかる。これに対して、本実施形態において基絵柄を変更する場合、メモリ４１に記憶されている画像データや、レーザー照射パラメータを変更するだけでよいため、従来の水圧転写の場合と比較して、作業者の負担を低減することができる。
【００４５】
（２）本実施形態の場合、塗工工程にて形成される着色層１０は模様のないベタ層であるので、位置合わせをする必要がなく着色層１０を容易に形成することができる。また、レーザー照射工程において、レーザー照射を行ってクリアコート層１７を選択的に剥離することにより、深さが異なる凹部１５ａ，１５ｂが形成される。その結果、クリアコート層１７を介して凹部１５ａ，１５ｂの形成領域を視認した際に、その形成領域が濃い色に見えるようになる。即ち、絵柄１６における木目に対応した凹凸が形成されるため、実物の天然木と同様の立体的な絵柄１６を描画することができる。しかも、絵柄１６を、従来存在しなかった独特の風合いとすることができる。また、レーザー照射は、細かいエリアを正確に加工することができるため、解像度の高い鮮明な絵柄１６を描くことができる。さらに、色分解処理を行って生成した単色基絵柄データに基づいて、塗装装置２１及びレーザー照射装置２２が制御されているので、複数の自動車用加飾部品１に対して均一な品質の絵柄１６を正確に描くことができる。
【００４６】
（３）本実施形態の自動車用加飾部品１では、着色層１０がクリアコート層１７によって完全に保護され、しかも、クリアコート層１７に凹部１５ａ，１５ｂを形成したとしても、着色層１０が露出することはないため、自動車用加飾部品１の外観品質を長期間にわたって保つことができる。
【００４７】
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、レーザー照射領域５ｂに形成される凹部１５ｂの深さを、特定のレーザー照射領域５ａに形成される凹部１５ａの深さよりも浅くすることにより、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度を、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くしていた。
【００４９】
しかし、上記実施形態とは異なる方法を用いて、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度を、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くしてもよい。例えば、レーザー照射領域５ｂにおける凹部１５ｂの密度をレーザー照射領域５ａにおける凹部１５ａの密度よりも低くすることにより、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度を、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くしてもよい。なお、レーザー照射領域５ｂにおける凹部１５ｂの密度をレーザー照射領域５ａにおける凹部１５ａの密度よりも低くする方法としては、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を一定にした状態で、レーザーＬの照射間隔（レーザーＬのパルス周期）を長くすることや、レーザーＬの照射間隔を一定にした状態で、レーザー照射装置２２の移動速度を速くすることなどが挙げられる。この場合、レーザー照射領域５ｂに形成される凹部１５ｂの数が、レーザー照射領域５ａに形成される凹部１５ａの数よりも少なくなる。
【００５０】
・上記実施形態では、凹部１５ａ，１５ｂの深さのみを調節することにより、クリアコート層１７を介して視認される着色層１０の明暗及び色調を異ならせていた。しかし、図５に示されるように、凹部１５ａ，１５ｂの深さだけでなく、凹部１５ａ，１５ｂの底面１５ｃに対する内壁面１５ｄの角度を調節することによっても、クリアコート層１７を介して視認される着色層１０の明暗及び色調を異ならせてもよい。即ち、内壁面１５ｄは傾斜面であってもよい。なお、内壁面１５ｄの角度を調節する方法としては、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を一定にした状態で、レーザーＬの出力を徐々に低くすることや、レーザーＬの照射角度を変更することなどが挙げられる。
【００５１】
・上記実施形態のレーザー照射工程では、レーザー照射装置２２が、特定のレーザー照射領域５ａ、別のレーザー照射領域５ｂの順番でレーザー照射を行っていたが、レーザー照射の順番を変更してもよい。また、レーザー照射工程では、レーザー照射装置２２がレーザー照射を１箇所ずつ行っていたが、例えばレーザー偏向部３２を複数設けることにより、レーザー照射を複数箇所で同時に行うようにしてもよい。このようにすれば、レーザー照射を迅速に行うことができ、自動車用加飾部品１を短時間で製造することができる。
【００５２】
・上記実施形態の自動車用加飾部品１は、うす茶色の着色層１０と深さが異なる２種類の凹部１５ａ，１５ｂとで絵柄１６を表現するものであったが、着色層１０の色や凹部１５ａ，１５ｂの種類は、基絵柄に応じて適宜変更することができる。なお、着色層１０としては、ソリッド塗料を塗工して形成されたものや、メタリック調の光沢を有する顔料（メタリック顔料やパール顔料など）を含ませた塗料を塗工して形成されたものなどを挙げることができる。また、基絵柄としては、木目模様の絵柄以外に、炭素繊維織物を示す模様の絵柄や、ヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す模様の絵柄などを挙げることができる。
【００５３】
・上記実施形態のレーザー被加工部はドット状の凹部１５ａ，１５ｂであったが、木目模様において木の導管を示す溝部をレーザー被加工部として用いてもよい。なお、レーザー被加工部は凹部に限られる訳ではなく、レーザー照射を行った結果、クリアコート層１７において状態が変化した部分（例えば、焦げて変色した部分や、表面粗さが異なる部分など）をレーザー被加工部としてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、被加飾領域４を構成する複数のレーザー照射領域５が、平面視正方形状をなし、互いに同じ面積を有していた。しかし、レーザー照射領域５の形状及び面積を適宜変更してもよい。また、被加飾領域４の全面をレーザー照射領域５にするのではなく、被加飾領域４の一部を意図的にレーザー非照射領域として残しておいてもよい。
【００５５】
・上記実施形態は、自動車用加飾部品１をドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの部品に具体化してもよい。
【００５６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５７】
（１）請求項２において、前記レーザー被加工部は凹部であり、前記レーザー照射工程では、前記凹部の深さ、及び、前記凹部の底面に対する内壁面の角度を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることを特徴とする加飾部品の製造方法。
【００５８】
（２）自動車用部品素材の表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て、自動車用加飾部品を製造する方法であって、前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に除去することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行うことを特徴とする自動車用加飾部品の製造方法。
【符号の説明】
【００５９】
１…加飾部品及び部品としての自動車用加飾部品
２…ワークとしての樹脂成形体
３…ワークの表面としてのワーク表面
４…被加飾領域
５…レーザー照射領域
５ａ…特定のレーザー照射領域
５ｂ…別のレーザー照射領域
１０…着色層
１５ａ，１５ｂ…レーザー被加工部としての凹部
１７…クリアコート層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面上に、着色層を塗工する加飾部品の製造方法、部品の加飾方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体（ワーク）の表面に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている（例えば特許文献１参照）。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によって樹脂成形体の表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。
【０００３】
ところが、水圧転写を行う場合、樹脂成形体への絵柄の転写時に、絵柄が伸びたり歪んだりすることが多い。この結果、絵柄を正確に付加することができず、絵柄のバラツキが生じてしまうため、製品の歩留まりが悪化して製造コストが嵩んでしまう。従って、水圧転写とは異なる手法で樹脂成形体の表面上に絵柄を付加して装飾する新たな技術の開発が望まれている。
【０００４】
そこで、樹脂成形体の表面上に設定された被加飾領域に複数の着色層を塗工して形成した後、レーザー照射によって着色層を選択的に除去して異なる色の着色層を露出させることにより、絵柄を形成して装飾を加える技術が考えられている。このようにすると、水圧転写の際に生じていた絵柄の伸びや歪みを防止することができ、かつ、複雑な絵柄を正確に描画することができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５４−３３１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の着色層を形成する上記の手法では、着色層の形成に多種の塗料やインクを用いる必要がある。その結果、加飾部品の製造コストが嵩んだり、加飾部品の製造効率が低下したりするという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを抑えつつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる加飾部品の製造方法を提供することにある。また、別の目的は、製造コストを抑えつつ、部品の製造効率を向上させることができる部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て、加飾部品を製造する方法であって、前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行うことを特徴とする加飾部品の製造方法をその要旨とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、レーザー照射工程においてクリアコート層に複数のレーザー被加工部を形成することにより、クリアコート層を介して着色層を視認したときに、レーザー被加工部が存在する部分と存在しない部分とで着色層の見え方が異なるようになる。従って、塗工工程において着色層を１層のみ形成した場合であっても、着色層が場所によって異なって見える視覚的効果を期待することができる。ゆえに、多種の塗料やインクを用いなくても、意匠的な付加価値を与えることができるため、加飾部品の製造コストを抑えることができる。また、塗工工程において着色層を複数層形成しなくても済むため、加飾部品の製造効率が向上する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記被加飾領域は、前記レーザー照射が行われる複数のレーザー照射領域からなり、前記レーザー照射工程では、前記複数のレーザー照射領域の中から選択された特定のレーザー照射領域と、前記特定のレーザー照射領域とは別のレーザー照射領域とで異なる形状のレーザー被加工部を形成することにより、前記クリアコート層を介して視認可能な前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、レーザー照射工程において特定のレーザー照射領域と別のレーザー照射領域とで異なる形状のレーザー被加工部を形成することにより、クリアコート層を介して着色層を視認したときに、レーザー照射領域の種類に応じて着色層の見え方が異なるようになる。従って、着色層が場所によって異なって見える視覚的効果をよりいっそう期待することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることをその要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、特定のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度と、別のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にしている。この場合、レーザー被加工部の密度を高くすれば着色層が暗い色調となる一方、レーザー被加工部の密度を低くすれば着色層が明るい色調となるため、着色層の明暗及び色調を高精度に変化させやすくなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることをその要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、特定のレーザー照射領域におけるレーザー照射時の出力と、別のレーザー照射領域におけるレーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、特定のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の深さと、別のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の深さとが、互いに異なる深さとなる。この場合、レーザー照射工程において、特定のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度と、別のレーザー照射領域におけるレーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にしなくても、レーザー照射領域ごとに異なる形状のレーザー被加工部を形成できるため、着色層の明暗及び色調を容易に変化させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て製造された部品を加飾する方法であって、前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行うことを特徴とする部品の加飾方法をその要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、レーザー照射工程においてクリアコート層に複数のレーザー被加工部を形成することにより、クリアコート層を介して着色層を視認したときに、レーザー被加工部が存在する部分と存在しない部分とで着色層の見え方が異なるようになる。従って、塗工工程において着色層を１層のみ形成した場合であっても、着色層が場所によって異なって見える視覚的効果を期待することができる。ゆえに、多種の塗料やインクを用いなくても、意匠的な付加価値を与えることができるため、部品の製造コストを抑えることができる。また、塗工工程において着色層を複数層形成しなくても済むため、部品の製造効率が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、製造コストを抑えつつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の自動車用加飾部品を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】表面加飾システムを示す概略構成図。
【図４】レーザー照射領域を示す平面図。
【図５】他の実施形態における自動車用加飾部品を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１，図２に示されるように、自動車用加飾部品１は、立体形状の樹脂成形体２（ワーク）を備えている。本実施形態の自動車用加飾部品１は、自動車のドアに設けられたアームレストの上面を覆う装飾パネルである。また、樹脂成形体２は、凸状湾曲面であるワーク表面３ａと、ワーク表面３ａの反対側に位置する凹状湾曲面であるワーク裏面３ｂとを有している。さらに、樹脂成形体２には、パワーウィンドウスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔６と、ドアロックスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔７とが設けられている。これらスイッチ取付孔６，７は、ワーク表面３ａ及びワーク裏面３ｂを貫通している。
【００２２】
そして、樹脂成形体２においてスイッチ取付孔６，７を除く表面（ワーク表面３ａ）上には被加飾領域４が設定され、被加飾領域４には着色層１０が形成されている。なお、本実施形態の着色層１０はうす茶色の層である。また、被加飾領域４は、後述するレーザー照射が行われる複数のレーザー照射領域５（図４参照）からなっている。
【００２３】
また図２に示されるように、樹脂成形体２のワーク表面３ａの最上層には、着色層１０を保護するためのクリアコート層１７が形成されている。クリアコート層１７の厚さは、着色層１０の厚さよりも大きくなるように設定されている。本実施形態では、着色層１０の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下に設定され、クリアコート層１７の厚さが２０μｍ以上１２０μｍ以下に設定されている。そして、着色層１０を除去せずにクリアコート層１７を選択的に除去して複数の凹部１５ａ，１５ｂ（レーザー被加工部）を形成することにより、木目模様の基絵柄を模した絵柄１６が形成される。
【００２４】
次に、自動車用加飾部品１を製造するための表面加飾システム２０について説明する。
【００２５】
図３に示されるように、表面加飾システム２０は、塗装装置２１、レーザー照射装置２２及びワーク変位ロボット２３を備えている。塗装装置２１は、ロボットアーム２６と、ロボットアーム２６の先端に装着される塗装機２７とを備え、ロボットアーム２６を駆動することにより、塗装機２７から噴霧される塗料Ｐの吹付方向や吹付位置を変更するようになっている。また、塗装装置２１は、図示しないカートリッジ交換装置を備え、塗装機２７に装着する塗料カートリッジ２８を着色層１０及びクリアコート層１７に対応して交換可能に構成されている。そして、塗装装置２１は、塗料カートリッジ２８を交換しながら塗料Ｐを噴霧することにより、樹脂成形体２のワーク表面３ａに着色層１０及びクリアコート層１７を塗装する。
【００２６】
また、レーザー照射装置２２は、レーザーＬを発生させるレーザー発生部３１と、レーザーＬを偏向させるレーザー偏向部３２と、レーザー発生部３１及びレーザー偏向部３２を制御するレーザー制御部３３とを備えている。レーザー偏向部３２は、レンズ３５と反射ミラー３６とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更することにより、レーザーＬの照射位置や焦点位置を調整するようになっている。レーザー制御部３３は、レーザーＬの照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。
【００２７】
図３に示されるように、ワーク変位ロボット２３は、ロボットアーム２９と、ロボットアーム２９の先端に設けられたワーク支持部３０とを備えている。ワーク支持部３０は、ワーク表面３ａに着色層１０及びクリアコート層１７が塗装された樹脂成形体２を支持するようになっている。そして、ワーク変位ロボット２３は、ロボットアーム２９を駆動して樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、樹脂成形体２のワーク表面３ａに対するレーザーＬの照射位置や照射角度を変更するようになっている。
【００２８】
次に、表面加飾システム２０の電気的構成について説明する。
【００２９】
図３に示されるように、表面加飾システム２０は、システム全体を統括的に制御する制御装置２４を備えている。制御装置２４は、ＣＰＵ４０、メモリ４１及び入出力ポート４２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ４０は、塗装装置２１、レーザー照射装置２２及びワーク変位ロボット２３に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【００３０】
また、ＣＰＵ４０は、絵柄１６の色分解処理を行う機能を有している。詳述すると、ＣＰＵ４０は、色分解処理において木目模様の基絵柄を複数種類の色に分解することにより、複数の単色基絵柄データを生成するようになっている。そして、ＣＰＵ４０は、生成した各単色基絵柄データをメモリ４１に記憶するようになっている。なお本実施形態では、木目模様の基絵柄がこげ茶色、茶色、うす茶色の３色に分解され、各色の単色基絵柄データがメモリ４１にあらかじめ記憶されている。また、メモリ４１には、塗装装置２１の塗装条件（塗装時間、塗料Ｐの噴霧量、着色層１０及びクリアコート層１７の厚さなど）を示すデータや、レーザー照射装置２２のレーザー照射条件（レーザーＬの照射時間、レーザーＬの照射強度、レーザーＬのスポット径など）を示すデータがあらかじめ記憶されている。
【００３１】
次に、自動車用加飾部品１の製造方法を説明する。
【００３２】
まず、樹脂材料（例えばＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形した樹脂成形体２を準備する。なお、樹脂成形体２は、作業者によって固定テーブル５１（図３参照）にセットされる。
【００３３】
次に、塗工工程を行い、樹脂成形体２の被加飾領域４に着色層１０を塗工して形成する。具体的に言うと、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているうす茶色の単色基絵柄データを読み出し、読み出した単色基絵柄データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を塗装装置２１に出力する。塗装装置２１は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づいて、塗装機２７による着色層１０の塗装を開始させる。具体的に言うと、樹脂成形体２のワーク表面３ａ上に、塗装機２７を用いて塗料Ｐを塗装することでうす茶色の着色層１０を積層形成する。なお、着色層１０は、略均一の厚さに設定された模様のないベタパターンの層（ベタ層）であり、位置合わせをすることなく積層形成される。
【００３４】
塗工工程後、クリアコート層形成工程を行い、樹脂成形体２のワーク表面３ａに対して着色層１０を保護するクリアコート層１７を形成する。ここでは、塗装機２７から噴霧する塗料Ｐをうす茶色の塗料から透明なクリア塗料に変更して、樹脂成形体２のワーク表面３ａにクリア塗料を塗装することにより、クリアコート層１７が形成される。
【００３５】
続く画像データ作成工程において、作業者は、従来周知の画像作成ソフトを用いて、絵柄１６を示す画像データを作成する。なお、画像データは、特定の描画領域と、特定の描画領域とは別の描画領域とを含む複数の描画領域からなっている。また、各描画領域には、複数の描画ドット（レーザー照射部）が散点的（本実施形態では格子状）に形成されている。
【００３６】
続く画像データ変換工程において、ＣＰＵ４０は、作成した画像データをＣＡＤデータに変換する。続くレーザー照射データ変換工程において、ＣＰＵ４０は、ＣＡＤデータに変換された画像データを、レーザー照射を行うためのレーザー照射データに変換する。次に、データ記憶工程において、ＣＰＵ４０は、変換したレーザー照射データをメモリ４１に記憶する。さらに、パラメータ設定工程において、ＣＰＵ４０は、レーザー照射に用いられるレーザー照射パラメータ（レーザーＬの照射位置、焦点位置、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度など）を設定する。
【００３７】
その後、レーザー照射工程を行い、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データに基づいてレーザー照射を行うことにより、樹脂成形体２の被加飾領域４に絵柄１６を形成する。具体的に言うと、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データを読み出し、読み出したレーザー照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をレーザー照射装置２２に出力する。レーザー照射装置２２は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づいて、樹脂成形体２のワーク表面３ａに形成されたクリアコート層１７にレーザーＬを照射する（図３参照）。なお、レーザー照射装置２２のレーザー制御部３３は、レーザー発生部３１からレーザーＬを照射させ、基絵柄のパターンに応じてレーザー偏向部３２を制御する。この制御により、レーザーＬの照射位置や焦点位置を変更してクリアコート層１７を昇華または脆化させることで、着色層１０を除去せずに、絵柄１６のパターンに応じたクリアコート層１７のみを選択的にかつ異なる深さで除去する。具体的に言うと、基絵柄の木目パターンにおいて最も暗い部分に対応する箇所では、クリアコート層１７を剥離することによって凹部１５ａを複数形成する。木目パターンにおいてうす暗い部分に対応する箇所では、クリアコート層１７を剥離することにより、凹部１５ａよりも深さが浅い凹部１５ｂを複数形成する。さらに、木目パターンにおいて最も明るい部分に対応する箇所では、クリアコート層１７をそのまま残すようにする。これら凹部１５ａ，１５ｂによって、被加飾領域４に木目模様の絵柄１６が描かれる。なお、凹部１５ａ，１５ｂの深さは、クリアコート層１７の厚さよりも小さいため、凹部１５ａ，１５ｂが着色層１０に達することはない。そして、複数の凹部１５ａ，１５ｂによって、木目模様において木の導管を示す部分が構成される。
【００３８】
またレーザー照射工程において、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データに基づいて、レーザー照射を複数のレーザー照射領域５（図４参照）について行う。具体的に言うと、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データを読み出し、読み出したレーザー照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をワーク変位ロボット２３に出力する。ワーク変位ロボット２３は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づき、ロボットアーム２９を駆動してワーク支持部３０に支持されたワーク（樹脂成形体２）の位置及び角度を変更することにより、樹脂成形体２の被加飾領域４に対するレーザーＬの照射位置や照射角度を変更する。
【００３９】
詳述すると、ワーク変位ロボット２３は、まず樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、レーザーＬの照射位置及び照射角度を、各レーザー照射領域５の中から選択された特定のレーザー照射領域５ａ（図４参照）に合わせるようにする。次に、レーザー照射装置２２は、レーザー照射領域５ａに形成されたクリアコート層１７にレーザーＬを照射することにより、画像データの特定の描画領域に基づいてレーザー照射領域５ａにドット状の凹部１５ａを複数形成する。
【００４０】
レーザー照射領域５ａに対する凹部１５ａの形成が終了すると、ワーク変位ロボット２３は、樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、レーザーＬの照射位置及び照射角度を、レーザー照射領域５ａとは別のレーザー照射領域５ｂ（図４参照）に合わせるようにする。次に、レーザー照射装置２２は、レーザー照射領域５ｂに形成されたクリアコート層１７にレーザーＬを照射することにより、画像データの別の描画領域に基づいてレーザー照射領域５ｂにドット状の凹部１５ｂを複数形成する。
【００４１】
なお、本実施形態のレーザー照射工程では、特定のレーザー照射領域５ａと別のレーザー照射領域５ｂとで異なる形状の凹部１５ａ，１５ｂを形成する。具体的に言うと、特定のレーザー照射領域５ａにおけるレーザー照射時の出力と、別のレーザー照射領域５ｂにおけるレーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、異なる形状の凹部１５ａ，１５ｂを形成する。本実施形態では、別のレーザー照射領域５ｂに凹部１５ｂを形成する場合に、レーザー照射領域５ｂにおけるレーザー照射時の出力を、特定のレーザー照射領域５ａにおけるレーザー照射時の出力よりも低く設定することにより、凹部１５ｂの深さを凹部１５ａの深さよりも浅くする。その結果、クリアコート層１７を介して視認可能な着色層１０の明暗及び色調が、特定のレーザー照射領域５ａと別のレーザー照射領域５ｂとで異なるようになる。本実施形態では、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０が茶色となり、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０がこげ茶色となる。また、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度が、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くなり、絵柄１６となる。なお、別のレーザー照射領域５ｂに対するレーザー照射時におけるレーザーＬのパルス幅を、特定のレーザー照射領域５ａに対するレーザー照射時におけるレーザーＬのパルス幅よりも長く設定することにより、凹部１５ｂの深さを凹部１５ａの深さよりも浅くしてもよい。即ち、レーザーＬのパルス幅が短くなるほど、レーザーＬのエネルギーが高密度のエネルギーとなるため、凹部の深さが深くなる。また、レーザーＬの照射間隔を一定にした状態で、レーザー照射装置２２の移動速度を速くすること（例えば、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を速くすること）により、凹部１５ｂの深さを凹部１５ａの深さよりも浅くしてもよい。以上の工程を経て自動車用加飾部品１が製造される。
【００４２】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４３】
（１）本実施形態の自動車用加飾部品１の製造方法では、レーザー照射工程においてクリアコート層１７に複数の凹部１５ａ，１５ｂを形成することにより、凹部１５ａ，１５ｂを通過する光の向きが変化するため、クリアコート層１７を介して視認される着色層１０の明暗及び色調が変化する。即ち、クリアコート層１７は、光を屈折、回折、干渉させる分光器としての機能を有するようになる。従って、塗工工程において着色層１０を１層のみ形成した本実施形態の場合であっても、着色層１０の明暗及び色調が変化して見える視覚的効果を期待することができる。ゆえに、多種の塗料やインクを用いなくても、意匠的な付加価値を与えることができるため、自動車用加飾部品１の製造コストを抑えることができる。また、塗工工程において着色層１０を複数層形成しなくても済むため、自動車用加飾部品１の製造効率が向上する。
【００４４】
なお、従来の水圧転写では、基絵柄の形成をグラビア印刷で行うため、基絵柄の変更時に製版の設計変更等が必要となり手間がかかる。これに対して、本実施形態において基絵柄を変更する場合、メモリ４１に記憶されている画像データや、レーザー照射パラメータを変更するだけでよいため、従来の水圧転写の場合と比較して、作業者の負担を低減することができる。
【００４５】
（２）本実施形態の場合、塗工工程にて形成される着色層１０は模様のないベタ層であるので、位置合わせをする必要がなく着色層１０を容易に形成することができる。また、レーザー照射工程において、レーザー照射を行ってクリアコート層１７を選択的に剥離することにより、深さが異なる凹部１５ａ，１５ｂが形成される。その結果、クリアコート層１７を介して凹部１５ａ，１５ｂの形成領域を視認した際に、その形成領域が濃い色に見えるようになる。即ち、絵柄１６における木目に対応した凹凸が形成されるため、実物の天然木と同様の立体的な絵柄１６を描画することができる。しかも、絵柄１６を、従来存在しなかった独特の風合いとすることができる。また、レーザー照射は、細かいエリアを正確に加工することができるため、解像度の高い鮮明な絵柄１６を描くことができる。さらに、色分解処理を行って生成した単色基絵柄データに基づいて、塗装装置２１及びレーザー照射装置２２が制御されているので、複数の自動車用加飾部品１に対して均一な品質の絵柄１６を正確に描くことができる。
【００４６】
（３）本実施形態の自動車用加飾部品１では、着色層１０がクリアコート層１７によって完全に保護され、しかも、クリアコート層１７に凹部１５ａ，１５ｂを形成したとしても、着色層１０が露出することはないため、自動車用加飾部品１の外観品質を長期間にわたって保つことができる。
【００４７】
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、レーザー照射領域５ｂに形成される凹部１５ｂの深さを、特定のレーザー照射領域５ａに形成される凹部１５ａの深さよりも浅くすることにより、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度を、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くしていた。
【００４９】
しかし、上記実施形態とは異なる方法を用いて、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度を、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くしてもよい。例えば、レーザー照射領域５ｂにおける凹部１５ｂの密度をレーザー照射領域５ａにおける凹部１５ａの密度よりも低くすることにより、レーザー照射領域５ｂにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度を、レーザー照射領域５ａにおいてクリアコート層１７を介して視認される着色層１０の濃度よりも薄くしてもよい。なお、レーザー照射領域５ｂにおける凹部１５ｂの密度をレーザー照射領域５ａにおける凹部１５ａの密度よりも低くする方法としては、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を一定にした状態で、レーザーＬの照射間隔（レーザーＬのパルス周期）を長くすることや、レーザーＬの照射間隔を一定にした状態で、レーザー照射装置２２の移動速度を速くすることなどが挙げられる。この場合、レーザー照射領域５ｂに形成される凹部１５ｂの数が、レーザー照射領域５ａに形成される凹部１５ａの数よりも少なくなる。
【００５０】
・上記実施形態では、凹部１５ａ，１５ｂの深さのみを調節することにより、クリアコート層１７を介して視認される着色層１０の明暗及び色調を異ならせていた。しかし、図５に示されるように、凹部１５ａ，１５ｂの深さだけでなく、凹部１５ａ，１５ｂの底面１５ｃに対する内壁面１５ｄの角度を調節することによっても、クリアコート層１７を介して視認される着色層１０の明暗及び色調を異ならせてもよい。即ち、内壁面１５ｄは傾斜面であってもよい。なお、内壁面１５ｄの角度を調節する方法としては、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を一定にした状態で、レーザーＬの出力を徐々に低くすることや、レーザーＬの照射角度を変更することなどが挙げられる。
【００５１】
・上記実施形態のレーザー照射工程では、レーザー照射装置２２が、特定のレーザー照射領域５ａ、別のレーザー照射領域５ｂの順番でレーザー照射を行っていたが、レーザー照射の順番を変更してもよい。また、レーザー照射工程では、レーザー照射装置２２がレーザー照射を１箇所ずつ行っていたが、例えばレーザー偏向部３２を複数設けることにより、レーザー照射を複数箇所で同時に行うようにしてもよい。このようにすれば、レーザー照射を迅速に行うことができ、自動車用加飾部品１を短時間で製造することができる。
【００５２】
・上記実施形態の自動車用加飾部品１は、うす茶色の着色層１０と深さが異なる２種類の凹部１５ａ，１５ｂとで絵柄１６を表現するものであったが、着色層１０の色や凹部１５ａ，１５ｂの種類は、基絵柄に応じて適宜変更することができる。なお、着色層１０としては、ソリッド塗料を塗工して形成されたものや、メタリック調の光沢を有する顔料（メタリック顔料やパール顔料など）を含ませた塗料を塗工して形成されたものなどを挙げることができる。また、基絵柄としては、木目模様の絵柄以外に、炭素繊維織物を示す模様の絵柄や、ヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す模様の絵柄などを挙げることができる。
【００５３】
・上記実施形態のレーザー被加工部はドット状の凹部１５ａ，１５ｂであったが、木目模様において木の導管を示す溝部をレーザー被加工部として用いてもよい。なお、レーザー被加工部は凹部に限られる訳ではなく、レーザー照射を行った結果、クリアコート層１７において状態が変化した部分（例えば、焦げて変色した部分や、表面粗さが異なる部分など）をレーザー被加工部としてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、被加飾領域４を構成する複数のレーザー照射領域５が、平面視正方形状をなし、互いに同じ面積を有していた。しかし、レーザー照射領域５の形状及び面積を適宜変更してもよい。また、被加飾領域４の全面をレーザー照射領域５にするのではなく、被加飾領域４の一部を意図的にレーザー非照射領域として残しておいてもよい。
【００５５】
・上記実施形態は、自動車用加飾部品１をドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの部品に具体化してもよい。
【００５６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５７】
（１）請求項２において、前記レーザー被加工部は凹部であり、前記レーザー照射工程では、前記凹部の深さ、及び、前記凹部の底面に対する内壁面の角度を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることを特徴とする加飾部品の製造方法。
【００５８】
（２）自動車用部品素材の表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て、自動車用加飾部品を製造する方法であって、前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に除去することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行うことを特徴とする自動車用加飾部品の製造方法。
【符号の説明】
【００５９】
１…加飾部品及び部品としての自動車用加飾部品
２…ワークとしての樹脂成形体
３…ワークの表面としてのワーク表面
４…被加飾領域
５…レーザー照射領域
５ａ…特定のレーザー照射領域
５ｂ…別のレーザー照射領域
１０…着色層
１５ａ，１５ｂ…レーザー被加工部としての凹部
１７…クリアコート層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て、加飾部品を製造する方法であって、
前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、
前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行う
ことを特徴とする加飾部品の製造方法。
【請求項２】
前記被加飾領域は、前記レーザー照射が行われる複数のレーザー照射領域からなり、
前記レーザー照射工程では、前記複数のレーザー照射領域の中から選択された特定のレーザー照射領域と、前記特定のレーザー照射領域とは別のレーザー照射領域とで異なる形状のレーザー被加工部を形成することにより、前記クリアコート層を介して視認可能な前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせる
ことを特徴とする請求項１に記載の加飾部品の製造方法。
【請求項３】
前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることを特徴とする請求項２に記載の加飾部品の製造方法。
【請求項４】
前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることを特徴とする請求項２に記載の加飾部品の製造方法。
【請求項５】
ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て製造された部品を加飾する方法であって、
前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、
前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行う
ことを特徴とする部品の加飾方法。
【請求項１】
ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て、加飾部品を製造する方法であって、
前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、
前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行う
ことを特徴とする加飾部品の製造方法。
【請求項２】
前記被加飾領域は、前記レーザー照射が行われる複数のレーザー照射領域からなり、
前記レーザー照射工程では、前記複数のレーザー照射領域の中から選択された特定のレーザー照射領域と、前記特定のレーザー照射領域とは別のレーザー照射領域とで異なる形状のレーザー被加工部を形成することにより、前記クリアコート層を介して視認可能な前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせる
ことを特徴とする請求項１に記載の加飾部品の製造方法。
【請求項３】
前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー被加工部の密度とを、互いに異なる密度にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることを特徴とする請求項２に記載の加飾部品の製造方法。
【請求項４】
前記レーザー照射工程では、前記特定のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力と、前記別のレーザー照射領域における前記レーザー照射時の出力とを、互いに異なる出力にすることにより、前記着色層の明暗及び色調の少なくとも一方を、前記特定のレーザー照射領域と前記別のレーザー照射領域とで異ならせることを特徴とする請求項２に記載の加飾部品の製造方法。
【請求項５】
ワークの表面上に設定された被加飾領域に着色層を塗工して形成する塗工工程と、前記塗工工程後に前記着色層を保護するクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程とを経て製造された部品を加飾する方法であって、
前記クリアコート層の厚さは、前記着色層の厚さよりも大きくなるように設定され、
前記クリアコート層形成工程後に、レーザー照射を行って前記着色層を加工せずに前記クリアコート層のみを選択的に加工することにより、複数のレーザー被加工部を形成するレーザー照射工程を行う
ことを特徴とする部品の加飾方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４７９６９（Ｐ２０１１−１４７９６９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３５１（Ｐ２０１０−１１３５１）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]