JP2016168607A

JP2016168607A - Laser decoration device and manufacturing method for laser decoration component

Info

Publication number: JP2016168607A
Application number: JP2015049424A
Authority: JP
Inventors: 征弘後藤; Masahiro Goto
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2016-09-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser decoration device which can improve the manufacturing efficiency of a decoration component by shortening the processing time.SOLUTION: A laser decoration device 40 has the function of drawing patterns by irradiating the surface 3a of a workpiece with a laser beam L1. The laser decoration device 40 comprises a spatial light modulator 55 and a control device 43. The spatial light modulator 55 is configured by keeping a plurality of minute optical elements arranged in an array form to modulate a two-dimensional intensity distribution of an output beam L2 of the inputted laser beam L1. The control device 43 determines the intensity of an output beam L2 outputted from individual minute optical elements on the basis of laser irradiation data generated by image data that indicates patterns and controls the output beam L2 to irradiate the surface 3a of the workpiece 2 on the basis of irradiation patterns of the output beam L2 with a determined intensity.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ワークの表面に柄を描くレーザ加飾装置、ワークの表面に柄が描かれた加飾部品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a laser decoration device that draws a pattern on the surface of a workpiece, and a method of manufacturing a decorative part having a pattern drawn on the surface of the workpiece.

従来、ワークの表面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工溝等からなる柄を描くレーザ加飾装置が実用化されている。レーザ加飾装置は、ガルバノスキャナとレーザ発振器とを組み合わせることによって構成されている。ガルバノスキャナは、互いに直交する２組のガルバノミラーとそれらを駆動するモータとを備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a laser decoration device that draws a pattern made of a linear laser processing groove or the like by irradiating a surface of a workpiece with a laser has been put into practical use. The laser decoration device is configured by combining a galvano scanner and a laser oscillator. The galvano scanner includes two sets of galvanometer mirrors orthogonal to each other and a motor for driving them.

また、近年、製造効率を向上させることが要求されている。そこで、ガルバノスキャナとワークを載置したＸＹテーブルとを協調制御し、現在及び次の加工部位の両方が常にガルバノエリア内に位置するようにＸＹテーブルを移動させることにより、短時間でのレーザ加工を可能にしたレーザ加飾装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, it has been required to improve production efficiency. Therefore, by performing coordinated control of the galvano scanner and the XY table on which the workpiece is placed, the XY table is moved so that both the current and next processing parts are always located in the galvano area. There has been proposed a laser decoration device that enables the above (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１１−１４００５７号公報（図１等）JP 2011-140057 (FIG. 1 etc.)

ところが、たとえ特許文献１に記載の従来技術を用いたとしても、レーザ加工は、レーザを照射して線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する作業に過ぎない。このため、ワークの表面に大面積の柄を描く場合には、加工時間が非常に長くなるという問題がある。 However, even if the conventional technique described in Patent Document 1 is used, the laser processing is merely an operation of forming linear laser processing grooves one by one by irradiating the laser. For this reason, when drawing a pattern of a large area on the surface of a work, there is a problem that processing time becomes very long.

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、加工時間を短縮することにより、加飾部品の製造効率を向上させることが可能なレーザ加飾装置及び加飾部品の製造方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of said subject, The objective is manufacturing the laser decorating apparatus which can improve the manufacture efficiency of decorative components, and decorative components by shortening processing time. It is to provide a method.

上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、立体形状をなすワークの表面にレーザを照射して柄を描くレーザ加飾装置であって、前記レーザを発生させるレーザ発生部と、複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなり、入力された前記レーザの出力光の２次元における強度分布を変調する空間光変調器と、前記柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の前記微小光学素子から出力される前記出力光の強度を決定し、強度を決定した前記出力光の照射パターンに基づいて、前記出力光を前記ワークの表面に照射させる制御を行う制御装置とを備えることを特徴とするレーザ加飾装置をその要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention described in means 1 is a laser decoration device that draws a pattern by irradiating a surface of a three-dimensional workpiece with a laser, and a laser generator that generates the laser; A laser light generated by a spatial light modulator, which is formed by arranging a plurality of micro optical elements in an array, and modulates the two-dimensional intensity distribution of the output light of the input laser, and image data indicating the pattern Control for determining the intensity of the output light output from each of the micro optical elements based on the data, and irradiating the surface of the workpiece with the output light based on the irradiation pattern of the output light for which the intensity is determined The gist of the present invention is a laser decoration device comprising a control device for performing the above-described operation.

手段１に記載の発明によれば、空間光変調器が備える複数の微小光学素子から照射パターンに基づいて出力光が出力（照射）されるため、より広い領域に１度のレーザ照射で柄を描くことができる。即ち、レーザ加工が、面（出力光の照射領域ごと）での加工となるため、例えば線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する線での加工となる従来技術に比べて、加工時間を大幅に短縮することが可能である。よって、ワークの表面に柄を形成してなる加飾部品の製造効率が向上する。 According to the invention described in Means 1, since the output light is output (irradiated) based on the irradiation pattern from the plurality of micro optical elements included in the spatial light modulator, the pattern can be formed by laser irradiation once in a wider area. I can draw. That is, since the laser processing is performed on the surface (for each irradiation region of the output light), the processing time is shorter than that in the conventional technique in which processing is performed with, for example, a line in which linear laser processing grooves are formed one by one. It can be significantly shortened. Therefore, the manufacturing efficiency of the decorative part formed by forming a pattern on the surface of the workpiece is improved.

なお、レーザの種類は特に限定されないが、例えば、気体レーザや固体レーザなどを用いることができる。ここで、気体レーザとしては、ＣＯ_２レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒレーザ、エキシマレーザなどが挙げられる。一方、固体レーザとしては、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ルビーレーザ、ガラスレーザなどが挙げられる。 In addition, although the kind of laser is not specifically limited, For example, a gas laser, a solid state laser, etc. can be used. Here, examples of the gas laser include a CO ₂ laser, a He—Ne laser, an Ar laser, and an excimer laser. On the other hand, examples of the solid-state laser include a YAG laser, a YVO ₄ laser, a ruby laser, and a glass laser.

上記レーザ加飾装置が備える空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator ）は、光情報を並列に表示させる処理を行うデバイスである。空間光変調器は、レーザの位相、偏波面、振幅、強度、伝播方向の分布を書込情報（レーザ照射用データ）に基づいて変調させることにより、出力光を得るためのものである。ここで、空間光変調器としては、空間光変調管（ＭＳＬＭ：Microchannel Spatial Light Modulator）、平行配向ネマティック液晶空間光変調器（ＰＡＬ−ＳＬＭ：Parallel Aligned nematic Liquid crystal Spatial Light Modulator ）、電気アドレス型空間光位相変調器（ＰＰＭ：Programmable Phase Modulator）、ＬＣＯＳ型空間光位相変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ：Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator ）、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Mirror Device ）などが挙げられる。 A spatial light modulator (SLM) provided in the laser decoration device is a device that performs processing for displaying optical information in parallel. The spatial light modulator is for obtaining output light by modulating the distribution of the phase, polarization plane, amplitude, intensity, and propagation direction of a laser based on writing information (laser irradiation data). Here, as the spatial light modulator, a spatial light modulator tube (MSLM: Microchannel Spatial Light Modulator), a parallel alignment nematic liquid crystal spatial light modulator (PAL-SLM), an electric address type space. Examples thereof include an optical phase modulator (PPM: Programmable Phase Modulator), an LCOS type spatial light phase modulator (LCOS-SLM: Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator), and a digital mirror device (DMD: Digital Mirror Device).

なお、レーザ加飾装置は、微小光学素子から出力された出力光の焦点をワークの表面に合わせる対物レンズを備えることが好ましい。このようにすれば、出力光がワークの表面に対して正確に照射されるため、ワークの表面に柄を正確に描くことができる。また、対物レンズを用いて、出力光の照射領域を調整することができる。例えば、対物レンズによって出力光の照射領域を小さくすれば、ワークの表面に強い出力光が当たるため、照射領域内の柄の形成に必要な出力光の照射時間を短くすることができる。一方、対物レンズによって出力光の照射領域を大きくすれば、ワークの表面の広範囲に出力光が当たるため、広範囲の柄を一度に形成することができる。 In addition, it is preferable that a laser decorating apparatus is provided with the objective lens which focuses the focus of the output light output from the micro optical element on the surface of a workpiece | work. In this way, since the output light is accurately applied to the surface of the workpiece, the pattern can be accurately drawn on the surface of the workpiece. Moreover, the irradiation area of output light can be adjusted using an objective lens. For example, if the irradiation area of the output light is reduced by the objective lens, strong output light hits the surface of the workpiece, and therefore the irradiation time of the output light necessary for forming the pattern in the irradiation area can be shortened. On the other hand, if the irradiation area of the output light is enlarged by the objective lens, the output light hits a wide area on the surface of the workpiece, so that a wide pattern can be formed at a time.

さらに、レーザ加飾装置は、レーザ発生部と空間光変調器との間に配置され、レーザの径方向から見たときのレーザの強度分布が均一になるように調整する回折光学素子を備えることが好ましい。このようにすれば、空間光変調器を構成する全ての微小光学素子に対して同じ強さのレーザが入力するようになるため、出力光の２次元における強度分布の変調を容易にかつ確実に行うことができる。その結果、ワークの表面に対して描かれる柄が例えば複数の凹状のレーザ加工部からなる場合、深さの揃ったレーザ加工部を形成することができる。 Furthermore, the laser decoration device includes a diffractive optical element that is disposed between the laser generator and the spatial light modulator and adjusts so that the intensity distribution of the laser is uniform when viewed from the radial direction of the laser. Is preferred. In this way, since the laser with the same intensity is input to all the micro optical elements constituting the spatial light modulator, the intensity distribution in the two-dimensional intensity of the output light can be easily and reliably modulated. It can be carried out. As a result, when the pattern drawn on the surface of the workpiece is composed of, for example, a plurality of concave laser processed portions, it is possible to form a laser processed portion having a uniform depth.

手段２に記載の発明は、立体形状をなすワークの表面に対してレーザを照射して柄を描くレーザ照射工程を経て、加飾部品を製造する方法であって、前記レーザ照射工程は、前記レーザを反射可能な複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなる空間光変調器を用いて、入力された前記レーザの出力光の２次元における強度分布を変調する強度変調工程と、前記柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の前記微小光学素子から出力される前記出力光の強度を決定する強度決定工程と、前記強度変調工程及び前記強度決定工程後、強度を決定した前記出力光の照射パターンに基づいて、前記出力光を前記ワークの表面に照射させる制御を行う照射制御工程とを含む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。 The invention described in the means 2 is a method for producing a decorative part through a laser irradiation process of drawing a pattern by irradiating a laser on the surface of a workpiece having a three-dimensional shape, and the laser irradiation process includes: An intensity modulation step of modulating a two-dimensional intensity distribution of the output light of the input laser using a spatial light modulator in which a plurality of micro optical elements capable of reflecting a laser are arranged in an array; and the pattern Based on the laser irradiation data generated by the image data indicating the intensity determination step of determining the intensity of the output light output from each of the micro-optical elements, after the intensity modulation step and the intensity determination step, An irradiation control step of performing control to irradiate the surface of the work with the output light based on the irradiation pattern of the output light whose intensity has been determined. The gist.

手段２に記載の発明では、照射制御工程において、空間光変調器が備える複数の微小光学素子から照射パターンに基づいて出力光を出力（照射）させる制御を行うため、より広い領域に１度のレーザ照射で柄を描くことができる。即ち、レーザ加工が、面（出力光の照射領域ごと）での加工となるため、例えば線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する線での加工となる従来技術に比べて、加工時間を大幅に短縮することが可能である。よって、ワークの表面に柄を形成してなる加飾部品の製造効率が向上する。 In the invention described in means 2, in the irradiation control step, control is performed to output (irradiate) output light from a plurality of micro optical elements included in the spatial light modulator based on the irradiation pattern. A pattern can be drawn by laser irradiation. That is, since the laser processing is performed on the surface (for each irradiation region of the output light), the processing time is shorter than that in the conventional technique in which processing is performed with, for example, a line in which linear laser processing grooves are formed one by one. It can be significantly shortened. Therefore, the manufacturing efficiency of the decorative part formed by forming a pattern on the surface of the workpiece is improved.

なお、レーザ照射工程前に、熱硬化性を有する塗料からなり、ワークの表面を覆う熱硬化型塗膜を形成する熱硬化型塗膜形成工程を行い、レーザ照射工程では、熱硬化型塗膜に出力光を照射して柄を描くようにしてもよい。このようにすれば、ワークの表面にヒケやウェルドラインなどの不良が生じていたとしても、熱硬化型塗膜によって不良部位を隠すことができるため、製造される加飾部品の意匠性低下を防止することができる。また、熱硬化型塗膜を形成することにより、ワークの表面が熱硬化型塗膜によって保護されるため、加飾部品の耐傷付き性を高めることができる。 Before the laser irradiation process, a thermosetting coating film forming process is performed to form a thermosetting coating film that covers the surface of the workpiece, and the thermosetting coating film is formed in the laser irradiation process. A pattern may be drawn by irradiating an output light. In this way, even if defects such as sink marks or weld lines occur on the surface of the workpiece, the defective portion can be hidden by the thermosetting coating film, so that the design of the decorative parts to be manufactured is reduced. Can be prevented. Moreover, since the surface of a workpiece | work is protected by the thermosetting type coating film by forming a thermosetting type coating film, the damage resistance of a decorative component can be improved.

ここで、熱硬化型塗膜形成工程において形成される熱硬化型塗膜の種類は特に限定される訳ではなく、例えば、ソリッド塗料によって形成された塗膜、光輝剤を含有する塗料によって形成された塗膜、クリア塗料（顔料が配合されていない塗料）によって形成された無色透明な塗膜などを挙げることができる。 Here, the type of the thermosetting coating film formed in the thermosetting coating film forming step is not particularly limited. For example, it is formed by a coating film formed of a solid coating or a coating containing a brightening agent. And colorless and transparent coatings formed by clear coatings and clear coatings (paints not containing pigments).

以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によると、加工時間を短縮することにより、加飾部品の製造効率を向上させることができる。 As described above in detail, according to the inventions described in claims 1 to 6, the manufacturing efficiency of the decorative component can be improved by reducing the processing time.

本実施形態の車両用加飾部品を示す斜視図。The perspective view which shows the vehicle decorative component of this embodiment. 図１のＡ−Ａ線断面図。AA sectional view taken on the line AA of FIG. 車両用加飾部品を示す要部断面図。The principal part sectional drawing which shows the decorative component for vehicles. レーザ加飾装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows a laser decorating apparatus. 空間光変調器を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows a spatial light modulator. 空間光変調器を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a spatial light modulator. 熱硬化型塗膜形成工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows a thermosetting type coating-film formation process. 光輝剤含有塗膜形成工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows a brightener containing coating-film formation process.

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。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１，図２に示されるように、車両用加飾部品１は、黒色の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＡＢＳ樹脂）によって形成され、立体形状をなすワーク２を備えている。本実施形態の車両用加飾部品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、ワーク２は、凸状湾曲面である表面３ａと、表面３ａの反対側に位置する凹状湾曲面である裏面３ｂとを有している。さらに、ワーク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４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５とが設けられている。これらスイッチ取付孔４，５は、表面３ａ及び裏面３ｂを貫通している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle decorative component 1 includes a workpiece 2 that is formed of a black thermoplastic resin (ABS resin in the present embodiment) and has a three-dimensional shape. The vehicle decorative component 1 according to the present embodiment is a decorative panel that covers the upper surface of an armrest provided on a door of an automobile. Moreover, the workpiece | work 2 has the surface 3a which is a convex curved surface, and the back surface 3b which is a concave curved surface located in the other side of the surface 3a. Further, the work 2 is provided with a switch mounting hole 4 for mounting a power window switch (not shown) and a switch mounting hole 5 for mounting a door lock switch (not shown). These switch mounting holes 4 and 5 penetrate the front surface 3a and the back surface 3b.

そして、図２，図３に示されるように、ワーク２の表面３ａにおいてスイッチ取付孔４，５を除く領域は、熱硬化性を有する黒色の塗料（本実施形態では、黒色の２液型アクリルウレタン樹脂塗料）からなる熱硬化型塗膜１１によって覆われている。さらに、熱硬化型塗膜１１の表面１２上には、ヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す柄による装飾が施されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the area excluding the switch mounting holes 4 and 5 on the surface 3a of the work 2 is a black paint having thermosetting properties (in this embodiment, a black two-component acrylic resin). It is covered with a thermosetting coating film 11 made of urethane resin paint. Furthermore, the surface 12 of the thermosetting coating film 11 is decorated with a handle indicating an aluminum panel subjected to hairline processing.

詳述すると、熱硬化型塗膜１１の表面１２上には被加飾領域１３が設定され、被加飾領域１３には、それぞれ同一方向に延びる複数のレーザ加工溝２１が形成されている。各レーザ加工溝２１は、被加飾領域１３の縦方向に沿って同一方向にかつ直線的に延びている。なお、熱硬化型塗膜１１の表面１２上におけるレーザ加工溝２１の幅Ｗ１（図３参照）は、８０μｍに設定されている。さらに、隣接するレーザ加工溝２１同士の間隔は、１００μｍに設定されている。また、表面１２からのレーザ加工溝２１の深さＨ２（図３参照）は、１０μｍ以上１５μｍ以下に設定されている。なお、熱硬化型塗膜１１の厚さＨ１（図３参照）は、レーザ加工溝２１の深さＨ２よりも大きく、本実施形態では２５μｍに設定されている。 More specifically, a decorated area 13 is set on the surface 12 of the thermosetting coating film 11, and a plurality of laser processing grooves 21 extending in the same direction are formed in the decorated area 13. Each laser processing groove 21 extends linearly in the same direction along the longitudinal direction of the decorated region 13. In addition, the width W1 (see FIG. 3) of the laser processing groove 21 on the surface 12 of the thermosetting coating film 11 is set to 80 μm. Further, the interval between adjacent laser processing grooves 21 is set to 100 μm. Further, the depth H2 (see FIG. 3) of the laser processing groove 21 from the surface 12 is set to 10 μm or more and 15 μm or less. In addition, the thickness H1 (see FIG. 3) of the thermosetting coating film 11 is larger than the depth H2 of the laser processing groove 21, and is set to 25 μm in this embodiment.

そして、図３に示されるように、熱硬化型塗膜１１の表面１２及びレーザ加工溝２１の表面２２は、光輝剤含有塗膜３１によって覆われている。なお、光輝剤含有塗膜３１の厚さＨ３は、１２μｍに設定されている。また、光輝剤含有塗膜３１は、多数の光輝剤３２（本実施形態ではアルミフレーク）を含有するメタリック塗料によって形成された塗膜である。光輝剤３２は、鱗片状をなし、平均粒子径が１０μｍに設定されている。 As shown in FIG. 3, the surface 12 of the thermosetting coating film 11 and the surface 22 of the laser processing groove 21 are covered with a brightening agent-containing coating film 31. The thickness H3 of the brightener-containing coating film 31 is set to 12 μm. Further, the brightening agent-containing coating 31 is a coating formed by a metallic paint containing a number of brightening agents 32 (aluminum flakes in this embodiment). The brightening agent 32 has a scaly shape, and the average particle diameter is set to 10 μm.

次に、車両用加飾部品１を製造するためのレーザ加飾装置４０について説明する。 Next, the laser decoration device 40 for manufacturing the vehicle decorative component 1 will be described.

図４に示されるように、レーザ加飾装置４０は、レーザ照射装置４１及びワーク変位ロボット４２を備えている。レーザ照射装置４１は、レーザ発生部５１、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element ）５２、ビームエキスパンダ５３、反射ミラー５４、空間光変調器５５、対物レンズ５６及びレーザ制御部５７を備えている。レーザ発生部５１は、レーザＬ１（本実施形態では、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ）を発生させるレーザ発振器である。回折光学素子５２は、レーザ発生部５１と空間光変調器５５との間、具体的には、レーザ発生部５１とビームエキスパンダ５３との間に配置されている。回折光学素子５２は、光の回折現象を利用して、レーザＬ１の径方向から見たときのレーザＬ１の強度分布が均一になるように調整する素子である。ビームエキスパンダ５３は、強度分布が均一となるように調整されたレーザＬ１のレーザ径を拡大する機能を有している。反射ミラー５４は、ビームエキスパンダ５３を通過したレーザＬ１を空間光変調器５５側に反射させる機能を有している。 As shown in FIG. 4, the laser decoration device 40 includes a laser irradiation device 41 and a workpiece displacement robot 42. The laser irradiation device 41 includes a laser generation unit 51, a diffractive optical element (DOE) 52, a beam expander 53, a reflection mirror 54, a spatial light modulator 55, an objective lens 56, and a laser control unit 57. . The laser generator 51 is a laser oscillator that generates a laser L1 (in this embodiment, a YAG laser having a wavelength of 1064 nm). The diffractive optical element 52 is disposed between the laser generator 51 and the spatial light modulator 55, specifically, between the laser generator 51 and the beam expander 53. The diffractive optical element 52 is an element that adjusts the intensity distribution of the laser L1 to be uniform when viewed from the radial direction of the laser L1 by utilizing a light diffraction phenomenon. The beam expander 53 has a function of expanding the laser diameter of the laser L1 adjusted so that the intensity distribution is uniform. The reflection mirror 54 has a function of reflecting the laser L1 that has passed through the beam expander 53 toward the spatial light modulator 55 side.

図４〜図６に示されるように、本実施形態の空間光変調器５５は、ＬＣＯＳ型空間光位相変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ：Liquid Crystal On Silicom-Spatial Light Modulator ）である。空間光変調器５５は、アドレス部６１と光変調部７１とによって構成されている。アドレス部６１は、シリコン基板６２の表面（光変調部７１側の面）上に、アクティブマトリクス回路６３を形成してなり、全体として矩形板状をなしている。アクティブマトリクス回路６３の表面上における複数箇所には、矩形板状をなす画素電極６４がアレイ状に配置されている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the spatial light modulator 55 according to the present embodiment is an LCOS type spatial light phase modulator (LCOS-SLM: Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator). The spatial light modulator 55 includes an address unit 61 and a light modulation unit 71. The address portion 61 is formed by forming an active matrix circuit 63 on the surface of the silicon substrate 62 (surface on the light modulation portion 71 side), and has a rectangular plate shape as a whole. At a plurality of locations on the surface of the active matrix circuit 63, pixel electrodes 64 having a rectangular plate shape are arranged in an array.

一方、光変調部７１は、ガラス基板７２の裏面（アドレス部６１側の面）側に液晶層７４を積層した構造を有し、全体として矩形板状をなしている。よって、液晶層７４は、ガラス基板７２とシリコン基板６２との間に保持されている。また、液晶層７４は、複数の微小光学素子７５をアレイ状に配置することによって構成されている。各微小光学素子７５は、アドレス部６１側にある複数の画素電極６４と対向配置されている。そして、各微小光学素子７５内には、複数の液晶分子７６が液晶層７４の厚さ方向に沿って配置されている。各液晶分子７６は、ガラス基板７２及びシリコン基板６２と略平行に配向されている。また、ガラス基板７２と液晶層７４との間には、全ての微小光学素子７５の共通電極となる透明電極７３が配置されている。 On the other hand, the light modulation unit 71 has a structure in which a liquid crystal layer 74 is laminated on the back surface (surface on the address unit 61 side) side of the glass substrate 72 and has a rectangular plate shape as a whole. Therefore, the liquid crystal layer 74 is held between the glass substrate 72 and the silicon substrate 62. Further, the liquid crystal layer 74 is configured by arranging a plurality of micro optical elements 75 in an array. Each micro optical element 75 is arranged to face a plurality of pixel electrodes 64 on the address section 61 side. A plurality of liquid crystal molecules 76 are arranged in the thickness direction of the liquid crystal layer 74 in each micro optical element 75. Each liquid crystal molecule 76 is aligned substantially parallel to the glass substrate 72 and the silicon substrate 62. Further, a transparent electrode 73 serving as a common electrode for all the micro optical elements 75 is disposed between the glass substrate 72 and the liquid crystal layer 74.

そして、図５，図６に示されるように、液晶分子７６は、同液晶分子７６を含む微小光学素子７５に対向配置された画素電極６４と透明電極７３との間に掛かる電圧の大きさに応じて傾斜することにより、屈折率を変化させる。その結果、各微小光学素子７５は、反射ミラー５４から導かれてきたレーザＬ１を、同一方向または互いに異なる方向に反射可能となる。なお、微小光学素子７５によって反射されたレーザＬ１は、微小光学素子７５から出力される出力光Ｌ２となる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the liquid crystal molecules 76 have a magnitude of a voltage applied between the pixel electrode 64 and the transparent electrode 73 disposed so as to face the micro optical element 75 including the liquid crystal molecules 76. The refractive index is changed by tilting accordingly. As a result, each micro optical element 75 can reflect the laser L1 guided from the reflection mirror 54 in the same direction or in different directions. The laser L1 reflected by the micro optical element 75 becomes output light L2 output from the micro optical element 75.

図４に示されるように、対物レンズ５６は、空間光変調器５５の微小光学素子７５から出力されて導かれてきた出力光Ｌ２の径を絞るとともに、径を絞った出力光Ｌ２をワーク２の表面３ａに導くようになっている。また、対物レンズ５６は、駆動モータ（図示略）によって移動することにより、ワーク変位ロボット４２に対して接近または離間する。これにより、出力光Ｌ２の焦点が、ワーク２の表面３ａに合うようになる。また、レーザ制御部５７は、レーザＬ１（出力光Ｌ２）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。 As shown in FIG. 4, the objective lens 56 reduces the diameter of the output light L2 output and guided from the micro optical element 75 of the spatial light modulator 55, and outputs the reduced output light L2 to the workpiece 2. To the surface 3a. Further, the objective lens 56 moves toward or away from the workpiece displacement robot 42 by moving by a drive motor (not shown). As a result, the output light L2 is focused on the surface 3a of the workpiece 2. Further, the laser control unit 57 performs control such as irradiation time modulation, irradiation intensity modulation, irradiation area modulation, and the like of the laser L1 (output light L2).

また、ワーク変位ロボット４２は、ロボットアーム５８と、ロボットアーム５８の先端に設けられたワーク支持部５９とを備えている。ワーク支持部５９は、ワーク２を支持するようになっている。なお、ワーク変位ロボット４２は、ロボットアーム５８を駆動してワーク２の位置及び角度を変更することにより、ワーク２の表面３ａに対する出力光Ｌ２の照射位置や照射角度を変更する多関節ロボットである。 The workpiece displacement robot 42 includes a robot arm 58 and a workpiece support 59 provided at the tip of the robot arm 58. The work support part 59 supports the work 2. The workpiece displacement robot 42 is an articulated robot that changes the irradiation position and irradiation angle of the output light L2 on the surface 3a of the workpiece 2 by driving the robot arm 58 and changing the position and angle of the workpiece 2. .

次に、レーザ加飾装置４０の電気的構成について説明する。 Next, the electrical configuration of the laser decoration device 40 will be described.

図４に示されるように、レーザ加飾装置４０は、装置全体を統括的に制御する制御装置４３を備えている。制御装置４３は、ＣＰＵ８０、メモリ８１及び入出力ポート８２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ８０は、レーザ照射装置４１及びワーク変位ロボット４２に電気的に接続されており、各種の制御信号によってそれらを制御する。 As shown in FIG. 4, the laser decoration device 40 includes a control device 43 that comprehensively controls the entire device. The control device 43 is configured by a known computer including a CPU 80, a memory 81, an input / output port 82, and the like. The CPU 80 is electrically connected to the laser irradiation device 41 and the workpiece displacement robot 42, and controls them by various control signals.

メモリ８１には、ワーク２の三次元形状を示す形状データが記憶されている。また、メモリ８１には、レーザ照射装置４１を制御するためのプログラムが記憶されている。さらに、メモリ８１には、レーザ照射を行うためのレーザ照射用データが記憶されている。レーザ照射用データは、ＣＡＤデータを変換することによって得られるデータである。ＣＡＤデータは、レーザ加工溝２１が形成された熱硬化型塗膜１１（柄）を示す画像データを変換することによって得られるデータである。なお、画像データは、複数の描画ドットを散点的（本実施形態では格子状）に配置することにより構成される。また、メモリ８１には、レーザ照射に用いられるレーザ照射パラメータ（レーザＬ１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、照射周期、照射ピッチなど）を示すデータが記憶されている。 The memory 81 stores shape data indicating the three-dimensional shape of the workpiece 2. The memory 81 stores a program for controlling the laser irradiation device 41. Further, the memory 81 stores data for laser irradiation for performing laser irradiation. Data for laser irradiation is data obtained by converting CAD data. The CAD data is data obtained by converting image data indicating the thermosetting coating film 11 (pattern) in which the laser processed grooves 21 are formed. Note that the image data is configured by arranging a plurality of drawing dots in a scattered manner (in this embodiment, in a lattice shape). The memory 81 stores data indicating laser irradiation parameters (laser L1 irradiation position, focal position, irradiation angle, irradiation area, irradiation time, irradiation intensity, irradiation period, irradiation pitch, etc.) used for laser irradiation. ing.

次に、車両用加飾部品１の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the vehicle decorative component 1 will be described.

まず、黒色の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形したワーク２を準備する。具体的に言うと、ワーク形成工程を行い、レーザ加工溝２１を形成するための成形用シボ（ここでは、微細な凹凸）を有しない金型（図示略）を用いて、ワーク２を形成する。そして、ワーク２は、作業者によってワーク変位ロボット４２のワーク支持部５９（図４参照）にセットされる。 First, a workpiece 2 molded into a predetermined three-dimensional shape using a black thermoplastic resin (ABS resin in this embodiment) is prepared. More specifically, the work 2 is formed using a mold (not shown) having no forming marks (here, fine unevenness) for forming the laser processing groove 21 by performing the work forming process. . Then, the workpiece 2 is set on the workpiece support portion 59 (see FIG. 4) of the workpiece displacement robot 42 by the operator.

次に、熱硬化型塗膜形成工程を行い、ワーク２の表面３ａを覆う熱硬化型塗膜１１を形成する（図７参照）。詳述すると、ＣＰＵ８０は、熱硬化型塗膜形成用の駆動信号である熱硬化型塗膜形成信号を生成し、生成した熱硬化型塗膜形成信号を塗装装置（図示略）に出力する。そして、塗装装置は、ＣＰＵ８０から出力された熱硬化型塗膜形成信号に基づいて、塗装機９１による塗装を開始させる。具体的に言うと、ワーク２の表面３ａ上に、塗装機９１を用いて２液型アクリルウレタン樹脂塗料を塗装することにより熱硬化型塗膜１１を形成する。 Next, a thermosetting coating film forming step is performed to form a thermosetting coating film 11 covering the surface 3a of the workpiece 2 (see FIG. 7). More specifically, the CPU 80 generates a thermosetting coating film formation signal that is a drive signal for forming a thermosetting coating film, and outputs the generated thermosetting coating film formation signal to a coating apparatus (not shown). Then, the coating apparatus starts painting by the coating machine 91 based on the thermosetting coating film formation signal output from the CPU 80. More specifically, the thermosetting coating film 11 is formed on the surface 3a of the workpiece 2 by applying a two-component acrylic urethane resin paint using the coating machine 91.

そして、レーザ照射工程を行う。レーザ照射工程において、ＣＰＵ８０は、熱硬化型塗膜１１の表面１２上に設定された被加飾領域１３に対して出力光Ｌ２（レーザＬ１）を照射して柄を描く。詳述すると、本実施形態のレーザ照射工程では、強度変調工程、強度決定工程及び照射制御工程を行う。強度変調工程では、空間光変調器５５を用いて、入力されたレーザＬ１の出力光Ｌ２の２次元における強度分布を変調する。強度決定工程では、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいて、個々の微小光学素子７５から出力される出力光Ｌ２の強度を決定する。具体的に言うと、ＣＰＵ８０は、レーザ照射用データに基づいて、それぞれの微小光学素子７５から出力される出力光Ｌ２の強度を指示する強度指示信号を生成し、生成した強度指示信号を空間光変調器５５に出力する。なお、本実施形態の「出力光Ｌ２の強度」は、微小光学素子７５によるレーザＬ１の反射率の大きさによって示されるものである。レーザＬ１の反射率は、微小光学素子７５に含まれる液晶分子７６の傾斜角度に応じて変化する。そして、空間光変調器５５は、ＣＰＵ８０から出力された強度指示信号に基づいて、１つの透明電極７３と複数の画素電極６４との間に電圧を掛けることにより、画素電極６４ごとに電位を調節する。その結果、微小光学素子７５ごとに液晶分子７６が傾斜するようになる。 Then, a laser irradiation process is performed. In the laser irradiation process, the CPU 80 draws a pattern by irradiating the decorated region 13 set on the surface 12 of the thermosetting coating film 11 with the output light L2 (laser L1). Specifically, in the laser irradiation process of this embodiment, an intensity modulation process, an intensity determination process, and an irradiation control process are performed. In the intensity modulation step, the spatial light modulator 55 is used to modulate the two-dimensional intensity distribution of the output light L2 of the input laser L1. In the intensity determining step, the laser irradiation data stored in the memory 81 is read, and the intensity of the output light L2 output from each micro optical element 75 is determined based on the read laser irradiation data. More specifically, the CPU 80 generates an intensity instruction signal indicating the intensity of the output light L2 output from each micro optical element 75 based on the laser irradiation data, and the generated intensity instruction signal is used as the spatial light. Output to the modulator 55. The “intensity of the output light L2” in the present embodiment is indicated by the reflectivity of the laser L1 by the micro optical element 75. The reflectance of the laser L1 changes according to the tilt angle of the liquid crystal molecules 76 included in the micro optical element 75. The spatial light modulator 55 adjusts the potential for each pixel electrode 64 by applying a voltage between one transparent electrode 73 and a plurality of pixel electrodes 64 based on the intensity instruction signal output from the CPU 80. To do. As a result, the liquid crystal molecules 76 are inclined for each micro optical element 75.

強度変調工程及び強度決定工程後の照射制御工程では、２次元における強度分布が変調され、個々の微小光学素子７５から出力される強度が決定された出力光Ｌ２の照射パターンに基づいて、出力光Ｌ２をワーク２の表面３ａに照射させる制御を行う。詳述すると、まず、ＣＰＵ８０は、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいてレーザ加工溝形成用の駆動信号であるレーザ加工溝形成信号を生成し、生成したレーザ加工溝形成信号をレーザ制御部５７に出力する。レーザ制御部５７は、ＣＰＵ８０から出力されたレーザ加工溝形成信号に基づいて、レーザ発生部５１からレーザＬ１を照射する。照射されたレーザＬ１は、回折光学素子５２を通過する際に、レーザＬ１の径方向から見たときの強度分布が均一になるように調整される。さらに、回折光学素子５２を通過したレーザＬ１は、ビームエキスパンダ５３によってレーザ径が拡大された後、反射ミラー５４に導かれる。次に、反射ミラー５４は、ビームエキスパンダ５３を通過したレーザＬ１を空間光変調器５５側に反射させる。そして、空間光変調器５５が備える個々の微小光学素子７５は、反射ミラー５４から導かれてきたレーザＬ１を、対物レンズ５６側またはそれとは異なる方向に反射させる。なお、微小光学素子７５から対物レンズ５６側に反射されたレーザＬ１が、出力光Ｌ２となる。 In the irradiation control step after the intensity modulation step and the intensity determination step, the output light is based on the irradiation pattern of the output light L2 in which the intensity distribution in two dimensions is modulated and the intensity output from each micro optical element 75 is determined. Control is performed to irradiate the surface 3a of the workpiece 2 with L2. More specifically, first, the CPU 80 reads the laser irradiation data stored in the memory 81, and generates a laser processing groove forming signal that is a drive signal for forming a laser processing groove based on the read laser irradiation data. The generated laser processing groove forming signal is output to the laser control unit 57. The laser controller 57 irradiates the laser L1 from the laser generator 51 based on the laser processing groove forming signal output from the CPU 80. When the irradiated laser L1 passes through the diffractive optical element 52, the intensity distribution when viewed from the radial direction of the laser L1 is adjusted to be uniform. Further, the laser L1 having passed through the diffractive optical element 52 is guided to the reflection mirror 54 after the diameter of the laser is expanded by the beam expander 53. Next, the reflection mirror 54 reflects the laser L1 that has passed through the beam expander 53 toward the spatial light modulator 55 side. The individual micro-optical elements 75 included in the spatial light modulator 55 reflect the laser L1 guided from the reflection mirror 54 in the objective lens 56 side or in a different direction. The laser L1 reflected from the micro optical element 75 toward the objective lens 56 becomes the output light L2.

また、照射制御工程では、ワーク２を移動させる制御を行う。詳述すると、ＣＰＵ８０は、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいてロボット駆動信号（駆動信号）を生成し、生成したロボット駆動信号をワーク変位ロボット４２に出力する。ワーク変位ロボット４２は、ＣＰＵ８０から出力されたロボット駆動信号に基づいてロボットアーム５８を駆動する。これにより、ワーク支持部５９に支持されたワーク２が、複数の照射領域の中から選択した１つの照射領域に対して出力光Ｌ２を照射可能な位置に移動する。それとともに、ワーク支持部５９に支持されたワーク２の角度を調節し、選択した照射領域に対する出力光Ｌ２の照射角度を調節する。なお、本実施形態では、１つ当りの照射領域の面積が２０ｍｍ角程度に設定される。 Further, in the irradiation control process, control for moving the workpiece 2 is performed. More specifically, the CPU 80 reads the laser irradiation data stored in the memory 81, generates a robot drive signal (drive signal) based on the read laser irradiation data, and uses the generated robot drive signal as a workpiece displacement robot. Output to 42. The workpiece displacement robot 42 drives the robot arm 58 based on the robot drive signal output from the CPU 80. As a result, the workpiece 2 supported by the workpiece support 59 moves to a position where the output light L2 can be irradiated to one irradiation region selected from the plurality of irradiation regions. At the same time, the angle of the workpiece 2 supported by the workpiece support 59 is adjusted, and the irradiation angle of the output light L2 with respect to the selected irradiation region is adjusted. In the present embodiment, the area of each irradiation region is set to about 20 mm square.

また、選択した照射領域は、被加飾領域１３の一部の領域であり、対物レンズ５６によって調整される。詳述すると、ＣＰＵ８０は、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいて対物レンズ駆動信号（駆動信号）を生成し、生成した対物レンズ駆動信号を対物レンズ５６の駆動モータ（図示略）に出力する。駆動モータは、ＣＰＵ８０から出力された対物レンズ駆動信号に基づいて駆動し、対物レンズ５６を、選択した照射領域に対して出力光Ｌ２の焦点が合うように移動させる。 The selected irradiation region is a partial region of the decoration region 13 and is adjusted by the objective lens 56. More specifically, the CPU 80 reads the laser irradiation data stored in the memory 81, generates an objective lens drive signal (drive signal) based on the read laser irradiation data, and uses the generated objective lens drive signal as an objective. It outputs to the drive motor (not shown) of the lens 56. The drive motor is driven based on the objective lens drive signal output from the CPU 80, and moves the objective lens 56 so that the output light L2 is in focus with respect to the selected irradiation region.

以上の制御により、出力光Ｌ２の照射位置が決定されるとともに、出力光Ｌ２の焦点位置が熱硬化型塗膜１１の表層部分に決定される。そして、出力光Ｌ２は、対物レンズ５６を介して熱硬化型塗膜１１の表面１２に照射される。この場合、出力光Ｌ２の熱が表層部分に集中して熱量が多くなるため、熱硬化型塗膜１１の表層部分が昇華することにより、被加飾領域１３の一部の領域（選択した照射領域）に複数本のレーザ加工溝２１が同時に形成される。その後、選択した照射領域に対する出力光Ｌ２の照射が終了すると、選択した照射領域とは別の照射領域に対する出力光Ｌ２の照射を順次行う。そして、全ての照射領域に対する出力光Ｌ２の照射が終了すると、被加飾領域１３全体にレーザ加工溝２１が形成され、加飾が施される。 With the above control, the irradiation position of the output light L2 is determined, and the focal position of the output light L2 is determined on the surface layer portion of the thermosetting coating film 11. Then, the output light L <b> 2 is applied to the surface 12 of the thermosetting coating film 11 through the objective lens 56. In this case, since the heat of the output light L2 is concentrated on the surface layer portion and the amount of heat is increased, the surface layer portion of the thermosetting coating film 11 is sublimated, so that a part of the region to be decorated 13 (selected irradiation) A plurality of laser processing grooves 21 are simultaneously formed in the region. Thereafter, when the irradiation of the output light L2 to the selected irradiation region is completed, the output light L2 is sequentially irradiated to another irradiation region different from the selected irradiation region. And when irradiation of the output light L2 with respect to all the irradiation area | regions is complete | finished, the laser processing groove | channel 21 is formed in the whole to-be-decorated area | region 13, and decoration is given.

そして、レーザ照射工程後に光輝剤含有塗膜形成工程を行い、熱硬化型塗膜１１の表面１２を覆う光輝剤含有塗膜３１を形成する（図８参照）。詳述すると、ＣＰＵ８０は、光輝剤含有塗膜３１の形成を指示する駆動信号である光輝剤含有塗膜形成信号を生成し、生成した光輝剤含有塗膜形成信号を塗装装置に出力する。そして、塗装装置は、ＣＰＵ８０から出力された光輝剤含有塗膜形成信号に基づいて、塗装機のスプレーガン９２によるメタリック塗料の塗装を開始させる。その後、スプレーガン９２によるメタリック塗料の塗装が終了すると、光輝剤含有塗膜３１が形成され、車両用加飾部品１が完成する。 Then, a brightener-containing coating film forming step is performed after the laser irradiation step to form a brightener-containing coating film 31 that covers the surface 12 of the thermosetting coating film 11 (see FIG. 8). More specifically, the CPU 80 generates a brightener-containing coating film formation signal that is a drive signal for instructing the formation of the brightener-containing coating film 31, and outputs the generated brightener-containing coating film formation signal to the coating apparatus. Then, the coating apparatus starts the coating of the metallic paint by the spray gun 92 of the coating machine based on the brightener-containing coating film formation signal output from the CPU 80. Thereafter, when the coating of the metallic paint by the spray gun 92 is completed, the brightener-containing coating film 31 is formed, and the vehicle decorative component 1 is completed.

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。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

（１）本実施形態のレーザ加飾装置４０では、空間光変調器５５が備える複数の微小光学素子７５から照射パターンに基づいて出力光Ｌ２が出力（照射）されるため、より広い領域に１度のレーザ照射で柄（複数本のレーザ加工溝２１）を描くことができる。即ち、レーザ加工が、面（出力光Ｌ２の照射領域ごと）での加工となるため、例えば線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する線での加工となる従来技術に比べて、加工時間を大幅に短縮することが可能である。また、レーザ加工溝が曲線部分を有する場合に線での加工を行うと、レーザ照射装置を複雑に移動させる制御や、レーザ照射装置の移動速度を調整する制御が必要になるが、本実施形態では、レーザ加工溝２１のパターン形状に関係なく、レーザを照射させる制御を１度行うだけで、レーザ加工溝２１を形成することが可能である。よって、ワーク２の表面３ａに柄を形成してなる車両用加飾部品１の製造効率が向上する。 (1) In the laser decoration device 40 of this embodiment, since the output light L2 is output (irradiated) based on the irradiation pattern from the plurality of micro optical elements 75 included in the spatial light modulator 55, 1 is applied to a wider area. A pattern (plurality of laser processing grooves 21) can be drawn by laser irradiation at a degree. That is, since the laser processing is performed on the surface (for each irradiation region of the output light L2), for example, the processing time is longer than that in the conventional technique in which processing is performed with a line in which linear laser processing grooves are formed one by one. Can be greatly shortened. In addition, when processing with a line when the laser processing groove has a curved portion, control for moving the laser irradiation apparatus in a complicated manner and control for adjusting the moving speed of the laser irradiation apparatus are required. Then, regardless of the pattern shape of the laser processing groove 21, it is possible to form the laser processing groove 21 only by performing control for laser irradiation once. Therefore, the manufacturing efficiency of the vehicle decorative component 1 formed by forming a pattern on the surface 3a of the workpiece 2 is improved.

（２）本実施形態では、被加飾領域１３を複数の照射領域に分割し、出力光Ｌ２の照射を１回行う度に、１つの照射領域内のレーザ加工溝２１のみを形成するようになっている。よって、ワーク２が立体形状をなし、被加飾領域１３が曲面状をなす場合であっても、個々の照射領域はほぼ平面状をなすため、それぞれの照射領域にレーザ加工溝２１を確実に形成することができる。 (2) In the present embodiment, the decorated region 13 is divided into a plurality of irradiation regions, and each time the output light L2 is irradiated once, only the laser processing groove 21 in one irradiation region is formed. It has become. Therefore, even when the workpiece 2 has a three-dimensional shape and the decorated region 13 has a curved surface shape, each irradiation region has a substantially flat shape, so that the laser processing groove 21 is reliably provided in each irradiation region. Can be formed.

（３）本実施形態では、光輝剤含有塗膜形成工程において、熱硬化型塗膜１１の表面１２及びレーザ加工溝２１の表面２２を覆う光輝剤含有塗膜３１を形成しているため、光輝剤含有塗膜３１に含まれる光輝剤３２を綺麗に配向させることができるため、レーザ加工溝２１が存在する部分と存在しない部分とで反射光の反射率を綺麗に変化させることができる。その結果、光輝剤含有塗膜３１によって色彩変化や深み感を表現することができるため、意匠性を確実に高めることができる。また、光輝剤含有塗膜３１を形成することにより、熱硬化型塗膜１１の表面１２とレーザ加工溝２１の表面２２とが光輝剤含有塗膜３１によって保護されるため、ワーク２の耐傷付き性を高めることができる。 (3) In this embodiment, since the glittering agent-containing coating film 31 covering the surface 12 of the thermosetting coating film 11 and the surface 22 of the laser processing groove 21 is formed in the glittering agent-containing coating film forming step, Since the brightening agent 32 contained in the agent-containing coating film 31 can be neatly oriented, the reflectance of reflected light can be neatly changed between the portion where the laser processing groove 21 is present and the portion where the laser processing groove 21 is not present. As a result, since the color change and the feeling of depth can be expressed by the brightener-containing coating film 31, the design property can be surely improved. Moreover, since the surface 12 of the thermosetting coating film 11 and the surface 22 of the laser processing groove 21 are protected by the glittering agent-containing coating film 31 by forming the glittering agent-containing coating film 31, the work 2 is scratched. Can increase the sex.

（４）本実施形態の車両用加飾部品１を構成する熱硬化型塗膜１１は、黒色の２液型アクリルウレタン樹脂塗料、即ち、熱を吸収しやすい濃い色の塗料からなっている。従って、熱硬化型塗膜１１が薄い色の塗料からなる場合に比べて、出力光Ｌ２のエネルギーが熱硬化型塗膜１１の表層部分で熱に吸収されやすくなるため、レーザ加工溝２１を短時間で形成することができる。よって、車両用加飾部品１の製造効率が向上する。 (4) The thermosetting coating film 11 constituting the vehicle decorative component 1 of the present embodiment is made of a black two-component acrylic urethane resin paint, that is, a dark color paint that easily absorbs heat. Therefore, compared with the case where the thermosetting coating film 11 is made of a light-colored paint, the energy of the output light L2 is easily absorbed by the surface layer portion of the thermosetting coating film 11, so that the laser processing groove 21 is shortened. Can be formed in time. Therefore, the manufacturing efficiency of the vehicle decorative component 1 is improved.

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.

・上記実施形態では、レーザ照射によって凹状のレーザ加工溝２１を形成することにより、柄を描いていたが、レーザ照射によって熱硬化型塗膜１１の表面１２を凸状に膨らませたレーザ加工部を形成することにより、柄を描いてもよい。さらに、上記実施形態では、線状のレーザ加工部であるレーザ加工溝２１を形成していたが、これに限定される訳ではなく、例えばスポット状のレーザ加工部を形成してもよい。 In the above embodiment, the pattern is drawn by forming the concave laser processing groove 21 by laser irradiation. However, the laser processing portion in which the surface 12 of the thermosetting coating film 11 is convexly expanded by laser irradiation. A pattern may be drawn by forming. Furthermore, in the above-described embodiment, the laser processing groove 21 that is a linear laser processing portion is formed. However, the present invention is not limited to this. For example, a spot-shaped laser processing portion may be formed.

・上記実施形態の車両用加飾部品１では、熱硬化型塗膜１１の表面１２にヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す柄が描かれていたが、他の柄に変更してもよい。例えば、木目模様の柄や、炭素繊維織物を示す柄などを、熱硬化型塗膜１１の表面１２に形成してもよい。 In the vehicle decorative component 1 of the above embodiment, a pattern indicating an aluminum panel on which the hairline processing is performed is drawn on the surface 12 of the thermosetting coating film 11, but it may be changed to another pattern. . For example, a grain pattern or a pattern indicating a carbon fiber fabric may be formed on the surface 12 of the thermosetting coating film 11.

・上記実施形態では、レーザ加工溝２１が、熱硬化型塗膜１１の表面１２に形成されていた。しかし、塗装によって形成される塗膜の表面ではなく、めっきや蒸着によって形成される被膜の表面にレーザ加工溝２１を形成してもよい。さらに、ワーク２の表面３ａを被覆する熱硬化型塗膜１１を省略し、ワーク２の表面３ａにレーザ加工溝２１を直接形成してもよい。また、熱硬化型塗膜１１を保護する別の塗膜を形成し、その塗膜にレーザ加工溝２１を形成してもよい。 In the above embodiment, the laser processing groove 21 is formed on the surface 12 of the thermosetting coating film 11. However, the laser processing groove 21 may be formed not on the surface of the coating film formed by painting but on the surface of the coating film formed by plating or vapor deposition. Further, the thermosetting coating film 11 covering the surface 3a of the workpiece 2 may be omitted, and the laser processing groove 21 may be directly formed on the surface 3a of the workpiece 2. Moreover, another coating film for protecting the thermosetting coating film 11 may be formed, and the laser processing groove 21 may be formed in the coating film.

・上記実施形態では、ワーク２の表面３ａに設定された複数の照射領域のうち、１つ当りの照射領域の面積が２０ｍｍ角程度に設定されていた。しかし、照射領域の面積は特に限定される訳ではなく、照射領域の面積を大きくしてもよいし、小さくしてもよい。さらに、照射領域の面積をさらに小さく（例えば、数十μｍ角に）し、複数の照射領域に出力光Ｌ２を照射することにより、１本のレーザ加工溝を形成してもよい。なお、照射領域の面積が大きくなれば、照射時間が長くなるおそれがあるが、１回の出力光Ｌ２の照射で広面積に柄を形成することができる。しかも、照射領域の数が少なくなり、これに伴って隣接する照射領域同士の継ぎ目も減るため、複雑な柄であったとしても、隣接する照射領域同士の継ぎ目となる部分が目立ちにくくなる。一方、照射領域の面積が小さくなると、多くの照射領域に出力光Ｌ２を照射する必要があるが、それぞれの照射領域に強い出力光Ｌ２が照射されるため、照射時間が短くなる。 In the above embodiment, the area of one irradiation region among the plurality of irradiation regions set on the surface 3a of the workpiece 2 is set to about 20 mm square. However, the area of the irradiation region is not particularly limited, and the area of the irradiation region may be increased or decreased. Further, one laser processing groove may be formed by further reducing the area of the irradiation region (for example, to several tens of μm square) and irradiating the plurality of irradiation regions with the output light L2. Note that if the area of the irradiation region is increased, the irradiation time may be increased, but a pattern can be formed in a wide area by one irradiation of the output light L2. In addition, since the number of irradiation areas is reduced and the number of joints between adjacent irradiation areas is reduced, the portion that becomes a joint between adjacent irradiation areas is less noticeable even if the pattern is complicated. On the other hand, when the area of the irradiation region becomes small, it is necessary to irradiate many irradiation regions with the output light L2. However, since the strong output light L2 is irradiated to each irradiation region, the irradiation time is shortened.

・上記実施形態において、光輝剤含有塗膜形成工程後にクリアコート層形成工程を行い、光輝剤含有塗膜３１の表面を覆うクリアコート層を形成してもよい。このようにすれば、光輝剤含有塗膜３１がクリアコート層によって保護されるため、車両用加飾部品１の外観品質を長期間に亘って保つことができる。また、クリアコート層によって深み感を表現することができるため、意匠性を確実に高めることができる。 In the above embodiment, a clear coat layer forming step may be performed after the brightener-containing coating film forming step to form a clearcoat layer that covers the surface of the brightener-containing coating film 31. In this way, since the brightener-containing coating 31 is protected by the clear coat layer, the appearance quality of the vehicle decorative component 1 can be maintained over a long period of time. Moreover, since a sense of depth can be expressed by the clear coat layer, the design can be reliably improved.

なお、クリアコート層を構成するクリア塗料の種類は特に限定されないが、例えば、紫外線硬化型のクリア塗料を用いてもよい。この場合、レーザ照射工程前に、ワーク２の表面３ａを覆うクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程を行い、レーザ照射工程では、クリアコート層の表面に出力光Ｌ２としてＵＶレーザを照射して照射領域を硬化させ、レーザ照射工程後、クリアコート層においてＵＶレーザが照射されていない領域を溶剤などを用いて除去する除去工程を行ってもよい。このようにすれば、クリアコート層において除去されずに残った部分を柄とすることができる。さらに、レーザ照射工程は、クリアコート層の硬化後にＵＶレーザを照射してレーザ加工溝などのレーザ加工部を形成する工程であってもよいし、半硬化状態のクリアコート層にＵＶレーザを照射し、ＵＶレーザの照射領域にレーザ加工部を形成しつつ、ＵＶレーザが照射されていない領域を硬化させる工程であってもよい。 The type of clear paint constituting the clear coat layer is not particularly limited. For example, an ultraviolet curable clear paint may be used. In this case, before the laser irradiation step, a clear coat layer forming step for forming a clear coat layer covering the surface 3a of the workpiece 2 is performed. In the laser irradiation step, the surface of the clear coat layer is irradiated with UV laser as output light L2. Then, the irradiation region may be cured, and after the laser irradiation step, a removal step of removing the region of the clear coat layer that has not been irradiated with the UV laser using a solvent or the like may be performed. If it does in this way, the part which was not removed in a clearcoat layer can be used as a handle. Further, the laser irradiation step may be a step of forming a laser processing portion such as a laser processing groove by irradiating a UV laser after the clear coat layer is cured, or irradiating a UV laser to the semi-cured clear coat layer. Then, a step of curing the region not irradiated with the UV laser while forming the laser processing portion in the region irradiated with the UV laser may be used.

・上記実施形態は、車両用加飾部品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他の内装部品や、ラジエターグリル、ロッカーモールなどの外装部品に具体化してもよい。 In the above embodiment, the vehicle decorative part 1 is embodied as a door armrest, but in addition to this, other interior parts such as a console box and an instrument panel, a radiator grill, a rocker molding, etc. It may be embodied in the exterior parts.

・上記実施形態のレーザ加飾装置４０は、車両用加飾部品１を製造するものであったが、これに限定される訳ではなく、家電製品や家具などの加飾部品を製造するものであってもよい。 -Although the laser decorating apparatus 40 of the said embodiment manufactured the vehicle decorative component 1, it is not necessarily limited to this but manufactures decorative components, such as household appliances and furniture. There may be.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想の他に、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。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below.

（１）上記手段１において、前記空間光変調器は、デジタルミラーデバイスであることを特徴とするレーザ加飾装置。 (1) In the above means 1, the laser decoration device characterized in that the spatial light modulator is a digital mirror device.

（２）上記手段１において、前記レーザの径方向から見たときの前記レーザの強度分布が均一になるように調整する回折光学素子と、前記回折光学素子によって調整された前記レーザのレーザ径を拡大するビームエキスパンダとを備えることを特徴とするレーザ加飾装置。 (2) In the above means 1, the diffractive optical element for adjusting the intensity distribution of the laser when viewed from the radial direction of the laser to be uniform, and the laser diameter of the laser adjusted by the diffractive optical element. A laser decoration device comprising: an expanding beam expander.

（３）上記手段１において、前記ワークの位置及び角度を変更することにより、前記ワークの表面に対する前記出力光の照射位置及び照射角度を変更する多関節ロボットを備えることを特徴とするレーザ加飾装置。このようにすれば、ワークの表面が曲面状をなす場合であっても、ワークの表面に対する出力光の照射角度を調整できるため、全ての照射領域において均質なレーザ加工部（レーザ加工溝など）を形成することができる。 (3) The above-mentioned means 1 includes a multi-joint robot that changes the irradiation position and irradiation angle of the output light with respect to the surface of the workpiece by changing the position and angle of the workpiece. apparatus. In this way, even when the surface of the workpiece is curved, the irradiation angle of the output light with respect to the surface of the workpiece can be adjusted, so that the laser processing portion (laser processing groove, etc.) that is homogeneous in all irradiation regions Can be formed.

（４）上記手段２において、前記照射制御工程では、前記ワークを移動させる制御を行うことを特徴とする加飾部品の製造方法。 (4) In the said means 2, the said irradiation control process performs control which moves the said workpiece | work, The manufacturing method of the decorative component characterized by the above-mentioned.

（５）上記手段２において、前記レーザ照射工程前に、紫外線硬化型のクリア塗料からなり、前記ワークの表面を覆うクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程を行い、前記レーザ照射工程では、前記クリアコート層の表面に前記出力光であるＵＶレーザを照射し、前記レーザ照射工程後、前記クリアコート層において前記出力光が照射されていない領域を除去する除去工程を行うことを特徴とする加飾部品の製造方法。 (5) In the above means 2, before the laser irradiation step, a clear coat layer forming step of forming a clear coat layer that covers the surface of the workpiece is made of an ultraviolet curable clear paint, and in the laser irradiation step, The surface of the clear coat layer is irradiated with a UV laser that is the output light, and after the laser irradiation step, a removal step of removing a region of the clear coat layer that is not irradiated with the output light is performed. Manufacturing method of decorative parts.

１…加飾部品としての車両用加飾部品
２…ワーク
３ａ…ワークの表面
１１…熱硬化型塗膜
１２…熱硬化型塗膜の表面
４０…レーザ加飾装置
４３…制御装置
５１…レーザ発生部
５２…回折光学素子
５５…空間光変調器
５６…対物レンズ
７５…微小光学素子
Ｌ１…レーザ
Ｌ２…出力光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle decorative part 2 as decoration part ... Work 3a ... Work surface 11 ... Thermosetting coating film 12 ... Thermosetting coating film surface 40 ... Laser decoration device 43 ... Control device 51 ... Laser generation Unit 52 ... Diffractive optical element 55 ... Spatial light modulator 56 ... Objective lens 75 ... Micro optical element L1 ... Laser L2 ... Output light

Claims

A laser decoration device that draws a pattern by irradiating a laser on the surface of a three-dimensional workpiece,
A laser generator for generating the laser;
A spatial light modulator configured by arranging a plurality of micro optical elements in an array, and modulating a two-dimensional intensity distribution of the output light of the input laser;
Based on the laser irradiation data generated by the image data indicating the pattern, the intensity of the output light output from each of the micro optical elements is determined, and the intensity is determined based on the irradiation pattern of the output light. And a control device that performs control to irradiate the surface of the workpiece with the output light.

The surface of the workpiece is covered with a thermosetting coating film made of a thermosetting paint,
The laser decoration device according to claim 1, wherein the pattern is formed on a surface of the thermosetting coating film.

The laser decoration device according to claim 1, further comprising an objective lens that focuses the output light output from the micro optical element on the surface of the workpiece.

A diffractive optical element is provided between the laser generator and the spatial light modulator, and adjusts the intensity distribution of the laser to be uniform when viewed from the radial direction of the laser. The laser decoration device according to any one of claims 1 to 3.

A method of manufacturing a decorative part through a laser irradiation process of drawing a pattern by irradiating a laser on the surface of a workpiece having a three-dimensional shape,
The laser irradiation step includes
An intensity modulation step of modulating the two-dimensional intensity distribution of the output light of the input laser using a spatial light modulator in which a plurality of micro optical elements capable of reflecting the laser are arranged in an array;
An intensity determination step for determining the intensity of the output light output from each of the micro optical elements based on the laser irradiation data generated by the image data indicating the pattern;
An irradiation control step for performing control to irradiate the surface of the work with the output light based on the irradiation pattern of the output light whose intensity has been determined after the intensity modulation step and the intensity determination step. Manufacturing method of decorative parts.

Before the laser irradiation step, a thermosetting coating film forming step of forming a thermosetting coating film that covers the surface of the workpiece is made of a thermosetting paint,
6. The method of manufacturing a decorative part according to claim 5, wherein, in the laser irradiation step, the thermosetting coating film is irradiated with output light to draw the pattern.