JP2005177858A - 刻印方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱可塑性樹脂の成形品などのターゲットに表示を刻印する刻印方法であって、安価で且つ簡単に表示を刻印でき、しかも、不良品や使用済製品については容易にリサイクルし得る刻印方法を提供する。また、レーザーマーキング装置によって画像を刻印することにより、ターゲットとしての例えば携帯電話の意匠性を一層高めることが出来る刻印方法を提供する。
【解決手段】 刻印方法は、レーザーマーキング装置（２）によってターゲットに表示を刻印する方法であり、制御用コンピュータ（２１）に表示データを取り込み、制御用コンピュータ（２１）からレーザー走査ユニット（２２）に制御信号を出力してターゲットに表示を刻印する。また、好ましい態様においては、カメラ（１）によって撮影された写真の画像データを制御用コンピュータ（２１）に取り込み、ターゲットに表示として画像を刻印する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、刻印方法に関するものであり、詳しくは、熱可塑性樹脂の成形品などをターゲットとして、従来の印刷法に代えて、レーザーマーキング装置によって表示を刻印する刻印方法に関するものである。

レーザーマーキングは、レーザーマーキング装置によりレーザー光を照射し、装身具などに絵柄を書き込んだりする様な場合に多く利用されている。
特開昭５２−５８１９６号公報

ところで、熱可塑性樹脂の成形品の表面の表示（文字、図形、記号、これらの組合せ等）をシルク印刷などによって形成する場合は、表示毎に版を作成しなければならないため、コスト高であり且つ長期の製作日数を要するばかりか、印刷時の版のずれや印刷インクの滲みによって発生した不良品は、リサイクルが困難なため、廃棄せざるを得ないという重大な欠点がある。

また、急速に普及している例えば携帯電話は、ケースのカラーリングや意匠デザインによって意匠性を高める工夫がなされているが、そもそも量産製品であるため、意匠的な観点から所有者ごとに個々の携帯電話を差別化するのは所詮困難である。一方、上記のレーザーマーキング技術を利用し、例えばイニシャルを刻印するならば、上記の様な携帯電話についても個々に特徴付けることが出来る。しかしながら、レーザーマーキングでは、予め準備された所定のレタリングや図柄を使用するため、携帯電話などのターゲットに対し、差別化するに足るだけの十分な意匠性を付与するのは困難である。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂の成形品などのターゲットに表示を刻印する刻印方法であって、安価で且つ簡単に表示を刻印でき、しかも、不良品や使用済製品については容易にリサイクルし得る刻印方法を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、レーザーマーキング装置によって画像を刻印することにより、ターゲットとしての例えば携帯電話の意匠性を一層高めることが出来る刻印方法を提供することにある。

すなわち、本発明の要旨は、レーザーマーキング装置によってターゲットに表示を刻印する刻印方法であって、制御用コンピュータに表示データを取り込み、前記制御用コンピュータからレーザー走査ユニットに制御信号を出力してターゲットに表示を刻印することを特徴とする刻印方法に存する。

そして、本発明の好ましい態様においては、ターゲットごとに独自の表示を刻印するため、カメラによって撮影された写真の画像データを制御用コンピュータに取り込み、ターゲットに表示として画像を刻印する。

本発明によれば、熱可塑性樹脂の成形品などのターゲットに対し、安価で且つ簡単に表示を刻印でき、しかも、不良品や使用済製品については容易にリサイクルすることが出来る。また、カメラによって撮影された写真の画像データを制御用コンピュータに取り込むことにより、個々のターゲットに対して独自の特徴的な画像を刻印できるため、携帯電話などのターゲットの意匠性を一層高めることが出来る。

本発明に係る刻印方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る刻印方法における好ましい態様の概要を示す説明図である。本発明の刻印方法は、レーザーマーキング装置（図１中に符号（２）で示す装置）を使用し、ターゲットである例えば熱可塑性樹脂の成形品に表示（文字、図形、記号またはこれらの組合せ等）を刻印する刻印方法であり、従来の印刷法で形成されていた表示に代え、熱可塑性樹脂の成形品における全ての表示に適用することが出来る。

上記の熱可塑性樹脂としては、プロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、透明ＡＢＳ樹脂などの各種の熱可塑性樹脂が好ましい。中でも、ポリメチルメタクリレート系樹脂やＡＢＳ樹脂などの不飽和カルボン酸アルキルエステル系（共）重合体およびポリカーボネート系樹脂が好ましい。そして、上記の熱可塑性樹脂には、顔料やある種の添加剤、例えば、カーボンブラック及び／又は黒色酸化鉄を着色剤として配合することにより、レーザーマーキングによって黒色、白色の他、有彩色の文字や図柄を作成できる。

より具体的には、ゴム状重合体の存在下にビニル系単量体を重合して得られるゴム強化樹脂ならびにビニル系単量体を重合して得られる重合体を主成分とし、かつ、重合された（メタ）アクリル酸エステルを特定量含む熱可塑性樹脂成分に対し、カーボンブラック、黒色酸化鉄およびチタンブラックの群から選ばれた少なくとも１種の黒色系化合物、ならびに、染料および／または有機染料をそれぞれ特定量配合して成る熱可塑性樹脂組成物は、レーザー光の照射により、赤、黄、青、緑、紫などの有彩色を鮮明に発色することが出来る。レーザーマーキングに適した上記の熱可塑性樹脂については、本願出願人による先の出願に係る国際公開公報ＷＯ００／２４８２６号に開示されている。また、刻印を施す熱可塑性樹脂の成形品の表面は、樹脂の素材そのままの表面は勿論、塗装された表面、金属などを蒸着した表面、メッキ加工された表面でもよい。

本発明の刻印方法は、特に、印刷に使用される様な版を必要としないため、少量多品種の製品である熱可塑性樹脂の成形品に適している。本発明において、熱可塑性樹脂の成形品における表示としては、例えば、携帯電話のケースやボタンにおける表示、ペットボトル等の容器のキャップにおける表示、容器の表面や容器の外装フィルムにおける表示、自動車のダッシュボード等に配置された計器類やスイッチ類における表示、自動車のエンジンルーム内の各種カバー類における表示、タイヤのホイールキャップにおける表示、自動販売機の表示灯やスイッチ類における表示、テレビ等の家電機器のリモートコントローラのケースやボタンにおける表示、薄型テレビのロゴ等の表示、時計や定規などの目盛付き成形品の目盛や文字の表示、腕時計のベルトにおけるロゴ等の表示、サニタリー用品におけるロゴ表示や注意書などの表示、ボールペン等の筆記用具における表示、ＩＣ部品の表面の表示、クレジットカード、ＩＣカード、ＩＣタグ、パスポート、ＩＤカード等のカード類における表示が挙げられる。

次に、本発明の刻印方法に使用されるレーザーマーキング装置（２）について説明する。上記のレーザーマーキング装置（２）は、レーザー光のエネルギーにより材料表面に文字、図形、画像などを直接刻印する装置であり、精密な画像などを形成する場合は、通常、コンピュータによって走査ビームを制御するスキャン方式の装置が使用される。スキャン方式のレーザーマーキング装置（２）は、より細い線画を高速で描写でき、また、描写する画像などのデータをコンピュータで管理するため、ターゲット毎に異なる文字や画像を描写するのに好都合である。

詳細な図示は省略するが、スキャン方式のレーザーマーキング装置（２）は、照射領域（Ｓ）のターゲットに向けてレーザーを照射するレーザー走査ユニット（ヘッダーユニット）（２２）と、当該レーザー走査ユニットを冷却する冷却ユニット（２３）と、レーザー走査ユニット（２２）に制御信号を出力する制御用コンピュータ（コントロールユニット）（２１）とを備えている。レーザー走査ユニット（２２）は、電源回路、発振回路を含むレーザー発信器、ビームエキスパンダー、Ｘ軸方向の走査とＹ軸方向の走査を行う２つの反射鏡から成るガルバノスキャナー、および、集光レンズ（Ｆθレンズ）から主に構成され、制御用コンピュータ（２１）から入力された制御信号に基づき、レーザー発信器やガルバノスキャナーの作動を制御する様になされている。

レーザーマーキング装置（２）に適用されるレーザーの種類としては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、高調波ＹＡＧレーザー等が挙げられるが、樹脂材料から成るターゲットに対して高速度で且つ精密な刻印を行うには、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザーを使用したレーザーマーキング装置が好ましく、特に、ＬＤ励起方式、いわゆるダイオードポンプ方式のレーザーマーキング装置が好適である。

上記の制御用コンピュータ（２１）としては、画像データを取り込んだ後、斯かる画像データに対して所定のデータ変換処理を施し、そして、変換された画像データをレーザー走査ユニット（２２）に対する制御信号として出力する機能を備えたものが使用される。すなわち、上記の制御コンピュータ（２１）においては、取り込んだ画像データを所定の解像度、例えば１５０〜３００万画素のグレースケールの画像データや二値化された画像データに変換する機能を備えたソフトウエアが使用される。

制御用コンピュータ（２１）において上記の様なデータ変換処理を施す理由は次の通りである。すなわち、必要以上に高い解像度の画像データをそのまま制御信号の一部としてレーザー走査ユニット（２２）に出力し、レーザーマーキングを行うと、レーザーのスポットの大きさとドット数の関係から、ターゲット上に形成される画質の向上に比べ、加工時間が長くなる。一方、レーザー走査ユニット（２２）に出力する画像データの解像度を低くし過ぎると、繊細な画像が形成できない。また、上記のソフトウエアには、取り込んだ画像データを表示パネル上で編集する画像編集機能が備えられていてもよい。

次に、本発明の刻印方法について、カメラによって撮影された写真の画像データを使用して刻印する本発明の好ましい態様を挙げて説明する。本発明の刻印方法においては、図１に示す様に、レーザーマーキング装置（２）を使用し、制御用コンピュータ（２１）に表示データを取り込み、制御用コンピュータ（２１）からレーザー走査ユニット（２２）に制御信号を出力してターゲットに表示を刻印する。そして、本発明の好ましい態様においては、ターゲットの意匠性を一層高めるため、カメラ（１）によって撮影された写真の画像データを表示データとして制御用コンピュータ（２１）に取り込み、ターゲットに表示として画像を刻印する。

本発明の好ましい態様において、画像を刻印するターゲットとしては、前述した各種の熱可塑性樹脂の成形品が挙げられるが、例えば、規格化され且つ量産された携帯電話（４）が好適である。具体的には、ターゲットとしては、携帯電話（４）のケース、すなわち、文字盤および表示部以外の携帯電話（４）のケースの盤面（文字盤と反対側のケースの盤面または表示部と反対側のケースの盤面）が好ましい。特に、携帯電話（４）のケースをターゲットとする場合は、電池パックの蓋（４１）がより好ましい。電池パックの蓋（４１）は、これを複数個準備し且つそれぞれに異なる画像を刻印することにより、趣向に応じて取り換えることが出来る。

本発明の刻印方法においては、先ず、刻印したい所望の画像データを制御用コンピュータ（２１）に取り込む。その場合、本発明においては、制御用コンピュータ（２１）に取り込む画像データとして、カメラ（例えばデジタルカメラ）（１）によって撮影された写真の画像データを使用する。撮影された写真画像をデータとして取り込むことにより、ターゲットに対して固有の画像を刻印することが出来る。

写真の画像データとしては、例えば、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＢＭＰ等の各種形式のデータを取り込むことが可能である。また、制御用コンピュータ（２１）に画像を取り込むにあたり、カメラ（１）を直結し、制御用コンピュータ（２１）に画像データを直接入力するすることも出来るが、操作性の観点からは、カード又はスティック形式の情報記録媒体（１１）を使用して画像データを取り込むのが便利である。

制御用コンピュータ（２１）に写真の画像データを取り込んだ後は、制御用コンピュータ（２１）において、上記のソフトウエアの画像編集機能を使用し、取り込んだ画像データを表示パネル上で編集する。例えば、画像が人物写真の場合、予め準備された背景を選択してもよい。また、名前などの文字を挿入してもよい。上記の様に画像を編集した後は、上記のソフトウエアを使用し、編集した画像データに変換処理を施して所定の解像度の画像データに変換する。すなわち、取り込んだ画像は、一定の解像度のグレースケール画像または二値化画像に変換する。

また、ターゲットに画像を描く際にターゲット上での画像の位置決めを行うため、制御コンピュータ（２１）における処理では、例えば、ターゲットの中心に相当する基準点に対する画像の縦横へのずれを調節する。更に、ターゲットの表面に正確にレーザースポットを形成するために焦点合わせを行う。斯かる画像の位置決めや焦点合わせは、表示パネル上での操作により行う。上記の変換処理によって画像の解像度を所定値に設定することにより、鮮明な画像を効率的にターゲット上に描くことが出来る。

続いて、レーザーマーキング装置（２）のレーザー走査ユニット（２２）のレーザー照射領域（Ｓ）に対し、適当な支持台（３）を使用してターゲットである例えば携帯電話（４）の電池パックの蓋（４１）を配置する。そして、制御用コンピュータ（２１）を操作することにより、変換された画像データを含む制御信号を制御用コンピュータ（２１）からレーザー走査ユニット（２２）に出力し、レーザー走査ユニット（２２）によってターゲットに画像を刻印する。なお、レーザーマーキング装置（２）においてレーザーを照射する際、照射条件の設定により、二値化された画像データを使用する場合は、通常、黒のドット信号に対応してマーキングドットを形成するが、グレースケールの画像データを使用する場合は、灰色値のドット信号に対応して深さの浅いマーキングドットを形成することも出来る。

上記の様に、本発明の刻印方法によれば、印刷法の様に版を使用する必要がなく、ターゲットに対して安価で且つ簡単に表示を刻印することが出来る。しかも、仮に不良品が発生した場合も、インク等を使用しないため、不良品を容易にリサイクルすることが出来る。また、同様に、使用済製品についても、容易にリサイクルすることが出来る。例えば、ターゲットが容器のキャップの場合、印刷法に比べ、安価で且つ簡単にロゴ等の表示を鮮明に刻印することが出来、そして、製造工程において発生した不良品や使用済品についても、再びキャップ等の原料として容易にリサイクルすることが出来る。

また、本発明の好ましい態様によれば、カメラ（１）によって撮影された写真の画像データを制御用コンピュータ（２１）に取り込むことにより、個々のターゲットごとに独自の特徴的な画像を刻印できるため、携帯電話（４）のケース等のターゲットの意匠性を一層高めることが出来る。特に、携帯電話（４）のケースをターゲットとした場合、携帯電話（４）のケースに所有者独自の画像を描写できるため、機種ごとに画一化された携帯電話（４）に対し、意匠性を一層高めることが出来、また、識別性を付与することが出来る。

レーザーマーキング装置（２）を使用し、携帯電話（４）の電池パックの蓋（４１）をターゲットとしてこれに画像を刻印した。レーザーマーキング装置（２）としては、Ｒｏｆｉｎ社製の「レーザーマーキングシステム Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ１０Ｅ」（商品名）として入手可能な装置を使用した。斯かるレーザーマーキング装置（２）は、ＬＤ励起方式のＮｄ：ＹＡＧレーザーを装備した装置であり、制御用コンピュータ（２１）には、画像処理用のソフトウエア「Ｖｉｓｕａｌ Ｌａｓｅｒ Ｍａｒｋｅｒ」（商品名）を搭載した。

制御用コンピュータ（２１）に取り込む画像データとしては、カメラ（１）（カシオ社製のデジタルカメラ「ＥｘｉＬｉｍ ＥＸ−Ｚ３」（商品名））で撮影した解像度１６００×１２００ｄｐｉのカラー画像を使用した。画像データの取り込みにおいては、スティック状の情報記録媒体（１１）を使用した。制御用コンピュータ（２１）に取り込んだ画像データは、ソフトウエアの機能により、ＢＭＰデータに変換してレーザー走査ユニット（２２）に出力した。一方、ターゲットである携帯電話（４）の電池パックの蓋（４１）としては、カーボンブラック及び黒色酸化鉄を配合のＰＣ／ＡＢＳ系樹脂によって形成された灰色の蓋を使用した。

上記のレーザーマーキング装置（２）により、スポット径６〜１０ｎｍのレーザービームを照射し、上記の画像データに基づいてレーザーマーキングを行ったところ、電池パックの蓋（４１）の表面に対し、写真画像に略等しい画像を黒色の線画で鮮明に刻印することが出来た。また、刻印に要した時間は約１０秒であった。

本発明に係る刻印方法における好ましい態様の概要を示す説明図である。

符号の説明

１ ：カメラ
１１：情報記録媒体
２ ：レーザーマーキング装置
２１：制御用コンピュータ
２２：レーザー走査ユニット
２３：冷却ユニット
３ ：支持台
４ ：携帯電話
４１：電池パックの蓋
Ｓ ：照射領域

Claims (8)

1. レーザーマーキング装置によってターゲットに表示を刻印する刻印方法であって、制御用コンピュータに表示データを取り込み、前記制御用コンピュータからレーザー走査ユニットに制御信号を出力してターゲットに表示を刻印することを特徴とする刻印方法。
2. カメラによって撮影された写真の画像データを表示データとして制御用コンピュータに取り込み、ターゲットに表示として画像を刻印する請求項１に記載の刻印方法。
3. 制御用コンピュータにおいて取り込んだ画像データを所定の解像度の画像データに変換する請求項２に記載の刻印方法。
4. 情報記録媒体を使用し、制御用コンピュータに画像データを取り込む請求項２又は３に記載の刻印方法。
5. ターゲットが熱可塑性樹脂の成形品である請求項１〜４の何れかに記載の刻印方法。
6. ターゲットが携帯電話のケースである請求項１〜４の何れかに記載の刻印方法。
7. ターゲットが携帯電話の電池パックの蓋である請求項１〜４の何れかに記載の刻印方法。
8. ターゲットが容器のキャップである請求項１〜４の何れかに記載の刻印方法。