JP2003181658A - レーザによるマーキング方法およびそれに用いる素材 - Google Patents
レーザによるマーキング方法およびそれに用いる素材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属表面でのレーザビームの反射を防止し、加
工ムラが発生しないようにして高精度の加工が行えるマ
ーキング方法を提供する。 【解決手段】金属母材１の表面に形成される膜を厚膜２
とし、レーザビームＬ１を照射した場合に、厚膜２を金
属母材１の表面に達しない深さまで除去してマーキング
を行う。金属母材１がアルミニウムの場合、アルマイト
処理で形成される厚膜２の厚みαを１０μｍ〜３０μｍ
とする。こうすることで、レーザビームを照射しても金
属母材１の表面が露出しないので、レーザビームＬ１の
反射が防止され、反射光が炭酸ガスレーザのガス封入管
に戻って干渉が生じることがなくなり、レーザ出力が安
定して加工ムラが発生しなくなる。
工ムラが発生しないようにして高精度の加工が行えるマ
ーキング方法を提供する。 【解決手段】金属母材１の表面に形成される膜を厚膜２
とし、レーザビームＬ１を照射した場合に、厚膜２を金
属母材１の表面に達しない深さまで除去してマーキング
を行う。金属母材１がアルミニウムの場合、アルマイト
処理で形成される厚膜２の厚みαを１０μｍ〜３０μｍ
とする。こうすることで、レーザビームを照射しても金
属母材１の表面が露出しないので、レーザビームＬ１の
反射が防止され、反射光が炭酸ガスレーザのガス封入管
に戻って干渉が生じることがなくなり、レーザ出力が安
定して加工ムラが発生しなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームによ
り素材表面にマーキングを行うマーキング方法に関する
ものである。
り素材表面にマーキングを行うマーキング方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】銘板などを製作する場合に、炭酸ガスレ
ーザ等のレーザマーカーを用いて、素材の表面にレーザ
ビームを照射することにより、文字、記号、図柄等のマ
ーキングを行う方法が従来から行われている。素材とし
ては、アルミニウム、鉄、ステンレスなど金属素材や、
ＡＢＳなどの樹脂素材など、各種の素材が用いられてい
る。
ーザ等のレーザマーカーを用いて、素材の表面にレーザ
ビームを照射することにより、文字、記号、図柄等のマ
ーキングを行う方法が従来から行われている。素材とし
ては、アルミニウム、鉄、ステンレスなど金属素材や、
ＡＢＳなどの樹脂素材など、各種の素材が用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、素材と
してたとえばアルミニウムの金属素材を用いる場合、金
属表面には光沢があるため、図１２に示したように、照
射されたレーザビーム５２が金属素材５１の表面で反射
し、レーザ加工ができないという問題がある。また、図
１３のように、アルミニウムの金属素材５１の表面に、
アルマイト処理によって着色酸化膜５２を施したもので
は、着色酸化膜５２の結晶構造に孔が存在するため、レ
ーザビーム５３の反射をある程度防ぐことができるが、
着色酸化膜５２の厚みδが数μｍ（２μｍ〜３μｍ程
度）と非常に薄いために、着色酸化膜５２のビーム照射
による焼失部分５４において金属素材５１の表面が部分
的に露出して、レーザビーム５３の一部が反射する。そ
うすると、この反射したビームがレーザマーカーの炭酸
ガス封入管に戻り、光の干渉により出力エネルギーに乱
れが生じるため、これが原因で加工ムラが発生するとい
う問題がある。
してたとえばアルミニウムの金属素材を用いる場合、金
属表面には光沢があるため、図１２に示したように、照
射されたレーザビーム５２が金属素材５１の表面で反射
し、レーザ加工ができないという問題がある。また、図
１３のように、アルミニウムの金属素材５１の表面に、
アルマイト処理によって着色酸化膜５２を施したもので
は、着色酸化膜５２の結晶構造に孔が存在するため、レ
ーザビーム５３の反射をある程度防ぐことができるが、
着色酸化膜５２の厚みδが数μｍ（２μｍ〜３μｍ程
度）と非常に薄いために、着色酸化膜５２のビーム照射
による焼失部分５４において金属素材５１の表面が部分
的に露出して、レーザビーム５３の一部が反射する。そ
うすると、この反射したビームがレーザマーカーの炭酸
ガス封入管に戻り、光の干渉により出力エネルギーに乱
れが生じるため、これが原因で加工ムラが発生するとい
う問題がある。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決するものであ
って、その課題とするところは、金属表面でのレーザビ
ームの反射を防止し、加工ムラが発生しないようにして
高精度の加工が行えるマーキング方法を提供することに
ある。
って、その課題とするところは、金属表面でのレーザビ
ームの反射を防止し、加工ムラが発生しないようにして
高精度の加工が行えるマーキング方法を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、金属母材の
表面に厚膜が形成されており、この厚膜をレーザビーム
の照射により金属母材の表面に達しない深さまで除去し
てマーキングを行う。このようにすることで、レーザビ
ームを照射しても金属表面の膜は一部が除去されるだけ
であり、金属表面が露出することがないので、レーザビ
ームの反射が防止される。この結果、レーザビームの反
射光がレーザマーカーに戻って干渉が生じることがなく
なり、レーザ出力が安定して加工ムラが発生しなくな
る。
表面に厚膜が形成されており、この厚膜をレーザビーム
の照射により金属母材の表面に達しない深さまで除去し
てマーキングを行う。このようにすることで、レーザビ
ームを照射しても金属表面の膜は一部が除去されるだけ
であり、金属表面が露出することがないので、レーザビ
ームの反射が防止される。この結果、レーザビームの反
射光がレーザマーカーに戻って干渉が生じることがなく
なり、レーザ出力が安定して加工ムラが発生しなくな
る。
【０００６】このような本発明は、光沢の大きいアルミ
ニウムを金属母材とする場合に効果が大きい。金属母材
がアルミニウムの場合は、母材の表面にアルマイト処理
により厚膜の着色酸化膜を形成することができる。ここ
で、厚膜の厚みは１０μｍ〜３０μｍであることが望ま
しい。
ニウムを金属母材とする場合に効果が大きい。金属母材
がアルミニウムの場合は、母材の表面にアルマイト処理
により厚膜の着色酸化膜を形成することができる。ここ
で、厚膜の厚みは１０μｍ〜３０μｍであることが望ま
しい。
【０００７】また、本発明では、金属母材の表面に厚膜
からなる第１の着色膜が形成され、この第１の着色膜の
上にさらに第２の着色膜が形成されている素材を用い
て、第２の着色膜を通して第１の着色膜をレーザビーム
の照射により金属母材の表面に達しない深さまで除去し
てマーキングを行うようにしてもよい。
からなる第１の着色膜が形成され、この第１の着色膜の
上にさらに第２の着色膜が形成されている素材を用い
て、第２の着色膜を通して第１の着色膜をレーザビーム
の照射により金属母材の表面に達しない深さまで除去し
てマーキングを行うようにしてもよい。
【０００８】この場合も、第１の着色膜は一部が除去さ
れるだけであり、金属表面が露出することがないので、
レーザビームの反射光がレーザマーカーに戻って干渉が
生じることがなくなり、加工ムラが発生しなくなる。ま
た、第１の着色膜と第２の着色膜の色を変えることで、
さまざまな模様なども容易に形成することができ、デザ
イン性を高めることができる。
れるだけであり、金属表面が露出することがないので、
レーザビームの反射光がレーザマーカーに戻って干渉が
生じることがなくなり、加工ムラが発生しなくなる。ま
た、第１の着色膜と第２の着色膜の色を変えることで、
さまざまな模様なども容易に形成することができ、デザ
イン性を高めることができる。
【０００９】ここで、第１の着色膜は、たとえば塗装に
よる塗装膜であり、第２の着色膜は、たとえばシルク印
刷による印刷膜から構成することができる。また、第１
の着色膜の厚みは２０μｍ〜２００μｍ、第２の着色膜
の厚みは３μｍ〜１０μｍであることが望ましい。
よる塗装膜であり、第２の着色膜は、たとえばシルク印
刷による印刷膜から構成することができる。また、第１
の着色膜の厚みは２０μｍ〜２００μｍ、第２の着色膜
の厚みは３μｍ〜１０μｍであることが望ましい。
【００１０】本発明においては、マーキングの手段とし
て安価な炭酸ガスレーザからなるレーザマーカーを用い
ることが推奨される。ＹＡＧレーザを用いると、高価で
あるばかりでなく、出力エネルギーが大きいために金属
表面の膜が完全に除去されてしまい、着色層の加工によ
ってさまざまなデザインを施すことができなくなるが、
炭酸ガスレーザだとこういう不具合は生じない。
て安価な炭酸ガスレーザからなるレーザマーカーを用い
ることが推奨される。ＹＡＧレーザを用いると、高価で
あるばかりでなく、出力エネルギーが大きいために金属
表面の膜が完全に除去されてしまい、着色層の加工によ
ってさまざまなデザインを施すことができなくなるが、
炭酸ガスレーザだとこういう不具合は生じない。
【００１１】本発明は、レーザビームを走査方向と直交
する方向にずらせて複数回走査する加工を行う場合に特
に効果が大きい。太い文字などを形成するには、レーザ
ビームを１回走査するだけでなく、走査方向と直交する
方向にずらせながら何回も走査する必要がある。この場
合、レーザビームを微小なピッチでずらせるため、ビー
ムの軌跡が前のビームの軌跡と重なり合うことがある。
すると、膜が薄い場合は、軌跡の重なった膜の部分がえ
ぐられて金属素材の表面が露出し、レーザビームの反射
に基因して前述した加工ムラが発生する。しかるに、本
発明の方法によると膜が厚いために、ビームの軌跡が重
なった部分で金属素材の表面が露出することがなく、レ
ーザビームの反射に基因する加工ムラは発生しない。こ
のため、高精度の加工が可能となり、太い文字や図柄等
であっても美しく仕上げることができる。
する方向にずらせて複数回走査する加工を行う場合に特
に効果が大きい。太い文字などを形成するには、レーザ
ビームを１回走査するだけでなく、走査方向と直交する
方向にずらせながら何回も走査する必要がある。この場
合、レーザビームを微小なピッチでずらせるため、ビー
ムの軌跡が前のビームの軌跡と重なり合うことがある。
すると、膜が薄い場合は、軌跡の重なった膜の部分がえ
ぐられて金属素材の表面が露出し、レーザビームの反射
に基因して前述した加工ムラが発生する。しかるに、本
発明の方法によると膜が厚いために、ビームの軌跡が重
なった部分で金属素材の表面が露出することがなく、レ
ーザビームの反射に基因する加工ムラは発生しない。こ
のため、高精度の加工が可能となり、太い文字や図柄等
であっても美しく仕上げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のマーキング方法
に用いる素材を示している。素材Ｍ１は、金属母材１
と、この金属母材１の表面に形成された厚膜２とを備え
ている。金属母材１としては、アルミニウム、ステンレ
ス鋼、鉄、銅、黄銅など、各種の金属材料を用いること
ができるが、ここでは金属母材１はアルミニウムからな
る。厚膜２は、アルミニウムの金属母材１の表面をアル
マイト処理することにより形成された着色酸化膜からな
る。この着色酸化膜は、結晶構造に孔が存在することか
ら、レーザビームを吸収する性質を有している。また、
酸化膜を黒色等に着色することにより、炭酸ガスレーザ
（波長１０．６μｍ）からの赤外線が吸収されやすくな
り、レーザ加工が容易となる。ここで、厚膜２の厚みα
は、レーザビームの照射により金属母材１の表面に達し
ない深さまで除去されるような厚みに選定されている。
具体的には、厚膜２の厚みαは１０μｍ〜３０μｍに選
定される。
に用いる素材を示している。素材Ｍ１は、金属母材１
と、この金属母材１の表面に形成された厚膜２とを備え
ている。金属母材１としては、アルミニウム、ステンレ
ス鋼、鉄、銅、黄銅など、各種の金属材料を用いること
ができるが、ここでは金属母材１はアルミニウムからな
る。厚膜２は、アルミニウムの金属母材１の表面をアル
マイト処理することにより形成された着色酸化膜からな
る。この着色酸化膜は、結晶構造に孔が存在することか
ら、レーザビームを吸収する性質を有している。また、
酸化膜を黒色等に着色することにより、炭酸ガスレーザ
（波長１０．６μｍ）からの赤外線が吸収されやすくな
り、レーザ加工が容易となる。ここで、厚膜２の厚みα
は、レーザビームの照射により金属母材１の表面に達し
ない深さまで除去されるような厚みに選定されている。
具体的には、厚膜２の厚みαは１０μｍ〜３０μｍに選
定される。
【００１３】図２は、上記素材Ｍ１に対してレーザ加工
によりマーキングを行うマーキング装置を示した図であ
る。図２において、４は炭酸ガスレーザから構成される
レーザマーカー、５はレーザマーカー４のマーキング速
度や出力等を制御するコントローラ、６はコントローラ
５に対してマーキング速度や出力等を入力するためのコ
ンソールである。レーザマーカー４は、コントローラ５
の制御に従ってレーザビームＬを走査しながら、素材Ｍ
１の表面にレーザ加工を行い文字７を形成する。この場
合、文字７を太く形成する必要があることから、図３に
示すように、レーザビームをＬ１，Ｌ２，Ｌ３，…のよ
うに、ビームの走査方向ｙと直交する方向ｘにずらせて
複数回走査する。
によりマーキングを行うマーキング装置を示した図であ
る。図２において、４は炭酸ガスレーザから構成される
レーザマーカー、５はレーザマーカー４のマーキング速
度や出力等を制御するコントローラ、６はコントローラ
５に対してマーキング速度や出力等を入力するためのコ
ンソールである。レーザマーカー４は、コントローラ５
の制御に従ってレーザビームＬを走査しながら、素材Ｍ
１の表面にレーザ加工を行い文字７を形成する。この場
合、文字７を太く形成する必要があることから、図３に
示すように、レーザビームをＬ１，Ｌ２，Ｌ３，…のよ
うに、ビームの走査方向ｙと直交する方向ｘにずらせて
複数回走査する。
【００１４】図４〜図６は、図２のマーキング装置を用
いたマーキング方法を説明する図であって、いずれも図
３のＡ−Ａにおける断面図を表している。レーザマーカ
ー４から発射されるレーザビームを、図３におけるｙ方
向に走査しながら素材Ｍ１の表面に照射すると、図４の
ように、金属母材１の表面に形成された厚膜２のビーム
照射部分が、レーザビームＬ１のエネルギー（熱）によ
り焼失して一部が除去され、レーザビームＬ１のスポッ
ト径に応じた溝３１がビーム走査方向に形成される。こ
のとき、厚膜２を金属母材１の表面に達しない深さまで
除去するので、溝３１に金属母材１が露出することはな
い。
いたマーキング方法を説明する図であって、いずれも図
３のＡ−Ａにおける断面図を表している。レーザマーカ
ー４から発射されるレーザビームを、図３におけるｙ方
向に走査しながら素材Ｍ１の表面に照射すると、図４の
ように、金属母材１の表面に形成された厚膜２のビーム
照射部分が、レーザビームＬ１のエネルギー（熱）によ
り焼失して一部が除去され、レーザビームＬ１のスポッ
ト径に応じた溝３１がビーム走査方向に形成される。こ
のとき、厚膜２を金属母材１の表面に達しない深さまで
除去するので、溝３１に金属母材１が露出することはな
い。
【００１５】次に、レーザビームを図３におけるｘ方向
へわずかにずらせて、図５のようにレーザビームＬ２を
走査しながら素材Ｍ１の表面に照射すると、厚膜２のビ
ーム照射部分が焼失して一部が除去され、レーザビーム
Ｌ２のスポット径に応じた溝３２がビーム走査方向に形
成される。この場合も、厚膜２を金属母材１の表面に達
しない深さまで除去するため、溝３２に金属母材１が露
出することはない。また、レーザビームＬ２の照射によ
り、先に形成された溝３１の一部がさらにえぐられて、
侵食部分３５が生じるが、厚膜２が厚いためにこの侵食
部分３５によって金属母材１が露出することはない。
へわずかにずらせて、図５のようにレーザビームＬ２を
走査しながら素材Ｍ１の表面に照射すると、厚膜２のビ
ーム照射部分が焼失して一部が除去され、レーザビーム
Ｌ２のスポット径に応じた溝３２がビーム走査方向に形
成される。この場合も、厚膜２を金属母材１の表面に達
しない深さまで除去するため、溝３２に金属母材１が露
出することはない。また、レーザビームＬ２の照射によ
り、先に形成された溝３１の一部がさらにえぐられて、
侵食部分３５が生じるが、厚膜２が厚いためにこの侵食
部分３５によって金属母材１が露出することはない。
【００１６】さらに、レーザビームをｘ方向へわずかに
ずらせ、図６のようにレーザビームＬ３を走査しながら
素材Ｍ１の表面に照射すると、厚膜２のビーム照射部分
が焼失して一部が除去され、レーザビームＬ３のスポッ
ト径に応じた溝３３がビーム走査方向に形成される。こ
の場合も、厚膜２を金属母材１の表面に達しない深さま
で除去するため、溝３３に金属母材１が露出することは
ない。また、レーザビームＬ３の照射により、先に形成
された溝３２の一部がさらにえぐられて、侵食部分３６
が生じるが、厚膜２が厚いためにこの侵食部分３６によ
って金属母材１が露出することはない。
ずらせ、図６のようにレーザビームＬ３を走査しながら
素材Ｍ１の表面に照射すると、厚膜２のビーム照射部分
が焼失して一部が除去され、レーザビームＬ３のスポッ
ト径に応じた溝３３がビーム走査方向に形成される。こ
の場合も、厚膜２を金属母材１の表面に達しない深さま
で除去するため、溝３３に金属母材１が露出することは
ない。また、レーザビームＬ３の照射により、先に形成
された溝３２の一部がさらにえぐられて、侵食部分３６
が生じるが、厚膜２が厚いためにこの侵食部分３６によ
って金属母材１が露出することはない。
【００１７】以下同様にして、レーザビームの走査を繰
り返すことにより、厚膜２には走査方向に延びる溝が多
数形成されて、文字７が加工されてゆく。
り返すことにより、厚膜２には走査方向に延びる溝が多
数形成されて、文字７が加工されてゆく。
【００１８】上記工程においては、厚膜２を金属母材１
の表面に達しない深さまでレーザビームで除去してマー
キングを行っている。したがって、厚膜２は一部が除去
されるだけであり、金属母材１の表面が露出しないの
で、金属表面でのレーザビームの反射が防止される。こ
の結果、レーザビームの反射光がレーザマーカー４の炭
酸ガス封入管（図示省略）に戻って干渉が生じることが
なくなり、レーザ出力が安定して加工ムラが発生しなく
なる。これによって、文字７を美しく仕上げることがで
きる。
の表面に達しない深さまでレーザビームで除去してマー
キングを行っている。したがって、厚膜２は一部が除去
されるだけであり、金属母材１の表面が露出しないの
で、金属表面でのレーザビームの反射が防止される。こ
の結果、レーザビームの反射光がレーザマーカー４の炭
酸ガス封入管（図示省略）に戻って干渉が生じることが
なくなり、レーザ出力が安定して加工ムラが発生しなく
なる。これによって、文字７を美しく仕上げることがで
きる。
【００１９】レーザマーカー４として、出力１０Ｗ〜１
００Ｗの炭酸ガスレーザを用い、レーザビームのスポッ
ト径を８０μｍ〜２００μｍに設定して実験を行ったと
ころ、金属母材１の表面に形成された膜の厚みが１０μ
ｍより小さい場合は、レーザビームの反射光による加工
ムラが発生したが、膜の厚みが１０μｍ以上の場合は加
工ムラが減少し、特に２５μｍ〜３０μｍの膜厚におい
て、加工ムラのない美しい文字を形成することができ
た。
００Ｗの炭酸ガスレーザを用い、レーザビームのスポッ
ト径を８０μｍ〜２００μｍに設定して実験を行ったと
ころ、金属母材１の表面に形成された膜の厚みが１０μ
ｍより小さい場合は、レーザビームの反射光による加工
ムラが発生したが、膜の厚みが１０μｍ以上の場合は加
工ムラが減少し、特に２５μｍ〜３０μｍの膜厚におい
て、加工ムラのない美しい文字を形成することができ
た。
【００２０】図７は、以上述べたマーキング方法により
文字を形成した銘板１０の一例を示している。１１はコ
ーポレートロゴ、１２は製品名、１３は製品型式をそれ
ぞれ表している。
文字を形成した銘板１０の一例を示している。１１はコ
ーポレートロゴ、１２は製品名、１３は製品型式をそれ
ぞれ表している。
【００２１】図８は、本発明のマーキング方法に用いる
素材の他の例を示している。素材Ｍ２は、金属母材２１
と、この金属母材２１の表面に形成された厚膜からなる
塗装膜（第１の着色膜）２２と、この塗装膜２２の上に
形成された印刷膜（第２の着色膜）２３とを備えてい
る。金属母材２１としては、アルミニウム、ステンレス
鋼、鉄、銅、黄銅など、各種の金属材料を用いることが
できるが、ここでは金属母材２１は鉄またはステンレス
鋼からなる。
素材の他の例を示している。素材Ｍ２は、金属母材２１
と、この金属母材２１の表面に形成された厚膜からなる
塗装膜（第１の着色膜）２２と、この塗装膜２２の上に
形成された印刷膜（第２の着色膜）２３とを備えてい
る。金属母材２１としては、アルミニウム、ステンレス
鋼、鉄、銅、黄銅など、各種の金属材料を用いることが
できるが、ここでは金属母材２１は鉄またはステンレス
鋼からなる。
【００２２】塗装膜２２は、塗料を塗装することにより
形成されており、その厚みβはレーザビームの照射によ
り金属母材２１の表面に達しない深さまで除去されるよ
うな厚みに選定されている。具体的には、厚みβは２０
μｍ〜２００μｍに選定される。なお、塗料としては、
メラミン樹脂塗料、エポキシ変性メラミン樹脂塗料、エ
ポキシ樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料、ポリエステル樹脂
塗料など、各種の塗料を用いることができる。
形成されており、その厚みβはレーザビームの照射によ
り金属母材２１の表面に達しない深さまで除去されるよ
うな厚みに選定されている。具体的には、厚みβは２０
μｍ〜２００μｍに選定される。なお、塗料としては、
メラミン樹脂塗料、エポキシ変性メラミン樹脂塗料、エ
ポキシ樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料、ポリエステル樹脂
塗料など、各種の塗料を用いることができる。
【００２３】印刷膜２３は、シルク印刷により形成され
ており、その厚みγは３μｍ〜１０μｍに選定されてい
て、塗装膜２２よりも薄くなっている。シルク印刷のイ
ンクとしては、たとえばメラミン・アルキット樹脂を用
いることができる。
ており、その厚みγは３μｍ〜１０μｍに選定されてい
て、塗装膜２２よりも薄くなっている。シルク印刷のイ
ンクとしては、たとえばメラミン・アルキット樹脂を用
いることができる。
【００２４】上記素材Ｍ２に対してマーキングを行うマ
ーキング装置は図２と同じであり、また、レーザビーム
の走査についても図３と同じである。
ーキング装置は図２と同じであり、また、レーザビーム
の走査についても図３と同じである。
【００２５】図９〜図１１は、素材Ｍ２を用いたマーキ
ング方法を説明する図であって、いずれも図３のＡ−Ａ
における断面図を表している。レーザマーカー４から発
射されるレーザビームを、図３におけるｙ方向に走査し
ながら素材Ｍ２の表面に照射すると、図９のように、印
刷膜２３のビーム照射部分がレーザビームＬ１のエネル
ギーにより焼失して除去される。また、塗装膜２２のビ
ーム照射部分も焼失して一部が除去され、印刷膜２３と
塗装膜２２とにまたがって、レーザビームＬ１のスポッ
ト径に応じた溝４１がビーム走査方向に形成される。こ
のとき、塗装膜２２を金属母材２１の表面に達しない深
さまで除去するので、溝４１に金属母材２１が露出する
ことはない。
ング方法を説明する図であって、いずれも図３のＡ−Ａ
における断面図を表している。レーザマーカー４から発
射されるレーザビームを、図３におけるｙ方向に走査し
ながら素材Ｍ２の表面に照射すると、図９のように、印
刷膜２３のビーム照射部分がレーザビームＬ１のエネル
ギーにより焼失して除去される。また、塗装膜２２のビ
ーム照射部分も焼失して一部が除去され、印刷膜２３と
塗装膜２２とにまたがって、レーザビームＬ１のスポッ
ト径に応じた溝４１がビーム走査方向に形成される。こ
のとき、塗装膜２２を金属母材２１の表面に達しない深
さまで除去するので、溝４１に金属母材２１が露出する
ことはない。
【００２６】次に、レーザビームを図３におけるｘ方向
へわずかにずらせて、図１０のようにレーザビームＬ２
を走査しながら素材Ｍ２の表面に照射すると、印刷膜２
３のビーム照射部分がレーザビームＬ２のエネルギーに
より焼失して除去される。また、塗装膜２２のビーム照
射部分も焼失して一部が除去され、印刷膜２３と塗装膜
２２とにまたがって、レーザビームＬ２のスポット径に
応じた溝４２がビーム走査方向に形成される。このと
き、塗装膜２２を金属母材２１の表面に達しない深さま
で除去するので、溝４２に金属母材２１が露出すること
はない。また、レーザビームＬ２の照射により、先に形
成された溝４１の一部がさらにえぐられて、侵食部分４
５が生じるが、塗装膜２２が厚いためにこの侵食部分４
５によって金属母材２１が露出することはない。
へわずかにずらせて、図１０のようにレーザビームＬ２
を走査しながら素材Ｍ２の表面に照射すると、印刷膜２
３のビーム照射部分がレーザビームＬ２のエネルギーに
より焼失して除去される。また、塗装膜２２のビーム照
射部分も焼失して一部が除去され、印刷膜２３と塗装膜
２２とにまたがって、レーザビームＬ２のスポット径に
応じた溝４２がビーム走査方向に形成される。このと
き、塗装膜２２を金属母材２１の表面に達しない深さま
で除去するので、溝４２に金属母材２１が露出すること
はない。また、レーザビームＬ２の照射により、先に形
成された溝４１の一部がさらにえぐられて、侵食部分４
５が生じるが、塗装膜２２が厚いためにこの侵食部分４
５によって金属母材２１が露出することはない。
【００２７】さらに、レーザビームをｘ方向へわずかに
ずらせて、図１１のようにレーザビームＬ３を走査しな
がら素材Ｍ２の表面に照射すると、印刷膜２３のビーム
照射部分がレーザビームＬ３のエネルギーにより焼失し
て除去される。また、塗装膜２２のビーム照射部分も焼
失して一部が除去され、印刷膜２３と塗装膜２２とにま
たがって、レーザビームＬ３のスポット径に応じた溝４
３がビーム走査方向に形成される。このとき、塗装膜２
２を金属母材２１の表面に達しない深さまで除去するの
で、溝４３に金属母材２１が露出することはない。ま
た、レーザビームＬ３の照射により、先に形成された溝
４２の一部がさらにえぐられて、侵食部分４６が生じる
が、塗装膜２２が厚いためにこの侵食部分４６によって
金属母材２１が露出することはない。
ずらせて、図１１のようにレーザビームＬ３を走査しな
がら素材Ｍ２の表面に照射すると、印刷膜２３のビーム
照射部分がレーザビームＬ３のエネルギーにより焼失し
て除去される。また、塗装膜２２のビーム照射部分も焼
失して一部が除去され、印刷膜２３と塗装膜２２とにま
たがって、レーザビームＬ３のスポット径に応じた溝４
３がビーム走査方向に形成される。このとき、塗装膜２
２を金属母材２１の表面に達しない深さまで除去するの
で、溝４３に金属母材２１が露出することはない。ま
た、レーザビームＬ３の照射により、先に形成された溝
４２の一部がさらにえぐられて、侵食部分４６が生じる
が、塗装膜２２が厚いためにこの侵食部分４６によって
金属母材２１が露出することはない。
【００２８】以下同様にして、レーザビームの走査を繰
り返すことにより、印刷膜２３と塗装膜２２とにまたが
るビーム走査方向の溝が多数形成されて、文字等が加工
されてゆく。この場合、たとえば印刷膜２３を青色と
し、塗装膜２２を黒色とすれば、青色を背景とした黒色
の文字が得られる。
り返すことにより、印刷膜２３と塗装膜２２とにまたが
るビーム走査方向の溝が多数形成されて、文字等が加工
されてゆく。この場合、たとえば印刷膜２３を青色と
し、塗装膜２２を黒色とすれば、青色を背景とした黒色
の文字が得られる。
【００２９】上記工程においては、塗装膜２２を金属母
材２１の表面に達しない深さまでレーザビームＬで除去
してマーキングを行っている。したがって、塗装膜２２
は一部が除去されるだけであり、金属母材２１の表面が
露出しないので、金属表面でのレーザビームの反射が防
止される。この結果、レーザビームの反射光がレーザマ
ーカー４の炭酸ガス封入管（図示省略）に戻って干渉が
生じることがなくなり、レーザ出力が安定して加工ムラ
が発生しなくなる。これによって、文字や図柄等を美し
く仕上げることができる。また、塗装膜２２と印刷膜２
３の色を変えることで、さまざまな模様なども容易に形
成することができ、デザイン性を高めることができる。
材２１の表面に達しない深さまでレーザビームＬで除去
してマーキングを行っている。したがって、塗装膜２２
は一部が除去されるだけであり、金属母材２１の表面が
露出しないので、金属表面でのレーザビームの反射が防
止される。この結果、レーザビームの反射光がレーザマ
ーカー４の炭酸ガス封入管（図示省略）に戻って干渉が
生じることがなくなり、レーザ出力が安定して加工ムラ
が発生しなくなる。これによって、文字や図柄等を美し
く仕上げることができる。また、塗装膜２２と印刷膜２
３の色を変えることで、さまざまな模様なども容易に形
成することができ、デザイン性を高めることができる。
【００３０】本発明では、以上述べた実施形態以外にも
種々の形態が考えられる。たとえば、図１では、アルミ
ニウムの金属母材１の表面をアルマイト処理することに
より、着色酸化膜からなる厚膜２を形成しているが、こ
れに代えて、金属母材１の表面に塗装やシルク印刷によ
り厚膜を形成するようにしてもよい。また、図８では第
１の着色膜として塗装膜２２を形成し、第２の着色膜と
してシルク印刷による印刷膜２３を形成したが、これに
代えて、第１および第２の着色膜の双方を塗装膜もしく
はシルク印刷による印刷膜で形成するようにしてもよ
い。
種々の形態が考えられる。たとえば、図１では、アルミ
ニウムの金属母材１の表面をアルマイト処理することに
より、着色酸化膜からなる厚膜２を形成しているが、こ
れに代えて、金属母材１の表面に塗装やシルク印刷によ
り厚膜を形成するようにしてもよい。また、図８では第
１の着色膜として塗装膜２２を形成し、第２の着色膜と
してシルク印刷による印刷膜２３を形成したが、これに
代えて、第１および第２の着色膜の双方を塗装膜もしく
はシルク印刷による印刷膜で形成するようにしてもよ
い。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ加工を行っても
素材の金属表面が露出しないので、レーザビームの反射
光に基因する干渉を防止して、安定したレーザ出力を得
ることができる。この結果、加工ムラのない高精度で美
しい加工を素材に施すことができる。
素材の金属表面が露出しないので、レーザビームの反射
光に基因する干渉を防止して、安定したレーザ出力を得
ることができる。この結果、加工ムラのない高精度で美
しい加工を素材に施すことができる。
【図１】本発明のマーキング方法に用いる素材を示した
断面図である。
断面図である。
【図２】マーキング装置を示した図である。
【図３】レーザビームの走査を説明する図である。
【図４】本発明のマーキング方法を説明する図である。
【図５】本発明のマーキング方法を説明する図である。
【図６】本発明のマーキング方法を説明する図である。
【図７】銘板の一例を示した図である。
【図８】本発明における素材の他の例を示した断面図で
ある。
ある。
【図９】本発明のマーキング方法の他の例を説明する図
である。
である。
【図１０】本発明のマーキング方法の他の例を説明する
図である。
図である。
【図１１】本発明のマーキング方法の他の例を説明する
図である。
図である。
【図１２】従来例を説明する図である。
【図１３】他の従来例を説明する図である。
１ 金属母材
２ 厚膜
４ レーザマーカー
７ 文字
２１ 金属母材
２２ 塗装膜（第１の着色膜）
２３ 印刷膜（第２の着色膜）
３１，３２，３３ 溝
４１，４２，４３ 溝
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ レーザビーム
Ｍ１ 素材
Ｍ２ 素材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 河合 彰
京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地
株式会社堀場製作所内
(72)発明者 山田 賢司
京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地
株式会社堀場製作所内
Ｆターム(参考） 2H086 AA05
4E068 AB01 CB09 CF03 DB04 DB15
Claims (8)
- 【請求項１】金属母材の表面に膜が形成された素材に対
して、レーザビームを走査しながら照射することにより
素材の表面にマーキングを行う方法において、 前記金属母材は表面に厚膜が形成されており、この厚膜
をレーザビームの照射により金属母材の表面に達しない
深さまで除去して、マーキングを行うことを特徴とする
レーザによるマーキング方法。 - 【請求項２】請求項１に記載のマーキング方法におい
て、 金属母材がアルミニウムであり、厚膜がアルマイト処理
により形成された着色酸化膜であることを特徴とするレ
ーザによるマーキング方法。 - 【請求項３】金属母材の表面に膜が形成された素材に対
して、レーザビームを走査しながら照射することにより
素材の表面にマーキングを行う方法において、 前記金属母材は表面に厚膜からなる第１の着色膜が形成
されているとともに、この第１の着色膜の上にさらに第
２の着色膜が形成されており、 前記第２の着色膜を通して第１の着色膜をレーザビーム
の照射により金属母材の表面に達しない深さまで除去し
て、マーキングを行うことを特徴とするレーザによるマ
ーキング方法。 - 【請求項４】請求項３に記載のマーキング方法におい
て、 第１の着色膜が塗装による塗装膜であり、第２の着色膜
がシルク印刷による印刷膜であることを特徴とするレー
ザによるマーキング方法。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
のマーキング方法において、 炭酸ガスレーザからなるレーザマーカーを用いてマーキ
ングを行うことを特徴とするレーザによるマーキング方
法。 - 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
のマーキング方法において、 レーザビームを走査方向と直交する方向にずらせて複数
回走査することを特徴とするレーザによるマーキング方
法。 - 【請求項７】レーザビームを走査しながら照射すること
により表面にマーキングが行われる素材であって、 金属母材と、この金属母材の表面に形成された厚膜とを
備え、 前記厚膜は、レーザビームの照射により金属母材の表面
に達しない深さまで除去されるような厚みを有している
ことを特徴とする素材。 - 【請求項８】レーザビームを走査しながら照射すること
により表面にマーキングが行われる素材であって、 金属母材と、この金属母材の表面に形成された厚膜から
なる第１の着色膜と、この第１の着色膜の上に形成され
た第２の着色膜とを備え、 前記第１の着色膜は、レーザビームの照射により金属母
材の表面に達しない深さまで除去されるような厚みを有
していることを特徴とする素材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383075A JP2003181658A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | レーザによるマーキング方法およびそれに用いる素材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383075A JP2003181658A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | レーザによるマーキング方法およびそれに用いる素材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003181658A true JP2003181658A (ja) | 2003-07-02 |
Family
ID=27593224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001383075A Pending JP2003181658A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | レーザによるマーキング方法およびそれに用いる素材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003181658A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280562A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属表面加工装置及び方法 |
| CN103054284A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 湖北联合天诚防伪技术股份有限公司 | 烫印有全息防伪图案金属币的制造方法及其金属币 |
| JP2019085050A (ja) * | 2017-11-09 | 2019-06-06 | 株式会社キーレックス | 燃料給油管の製造方法 |
| JP2020518458A (ja) * | 2017-04-26 | 2020-06-25 | ４ジェット マイクロテック ゲーエムベーハー | リブレットを製造する方法および装置 |
-
2001
- 2001-12-17 JP JP2001383075A patent/JP2003181658A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280562A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属表面加工装置及び方法 |
| CN103054284A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 湖北联合天诚防伪技术股份有限公司 | 烫印有全息防伪图案金属币的制造方法及其金属币 |
| CN103054284B (zh) * | 2012-12-31 | 2014-10-29 | 湖北联合天诚防伪技术股份有限公司 | 烫印有全息防伪图案金属币的制造方法及其金属币 |
| JP2020518458A (ja) * | 2017-04-26 | 2020-06-25 | ４ジェット マイクロテック ゲーエムベーハー | リブレットを製造する方法および装置 |
| JP7346786B2 (ja) | 2017-04-26 | 2023-09-20 | ４ジェット マイクロテック ゲーエムベーハー | リブレットを製造する方法および装置 |
| JP2019085050A (ja) * | 2017-11-09 | 2019-06-06 | 株式会社キーレックス | 燃料給油管の製造方法 |
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