JP2022106384A - 金属部品の加飾方法、金属部品、時計部品 - Google Patents

金属部品の加飾方法、金属部品、時計部品 Download PDF

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Abstract

【課題】切削は行わずに、着色だけ行いたいというニーズに応じた金属部品の加飾方法を提供すること。【解決手段】レーザ照射により金属部品に加飾を施す加飾方法であって、第１の要素を起点とし、前記金属部品に向かう方向に沿って走査しながらレーザ照射する工程、を含み、前記レーザ照射により、前記金属部品の表面に酸化膜を形成する。【選択図】図５

Description

本発明は、レーザ加工による金属部品の加飾方法、金属部品、及び、時計部品に関する。
従来、レーザ加工を用いて、金属部品の切削と着色とを一緒に行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、龍頭などの金属製の時計部品に、１回のレーザ加工により、溝の形成と、当該溝の底への着色とを一緒に行う加工方法が開示されている。
特表２０１５－５１４５８２号公報
しかしながら、特許文献１の加工方法では、切削とともに着色を行うこととしているため、着色だけ行いたいというニーズに応じることは困難であるという課題があった。
本願に係る金属部品の加飾方法は、レーザ照射により金属部品に加飾を施す加飾方法であって、第１の要素を起点とし、前記金属部品の前記第１の要素の近傍にある一端から他端に向けて走査しながらレーザ照射する工程、を含み、前記レーザ照射により、前記金属部品の表面に酸化膜を形成する。
本願に係る金属部品は、レーザ照射により表面に加飾が施された金属部品であって、スポットの重なり量が異なる複数回の前記レーザ照射による酸化膜を有し、前記酸化膜は、前記スポットの重なり量の粗密に応じて厚さが異なり、光の干渉により前記粗密に応じたグラデーションを備えた。
本願に係る時計部品は、レーザ照射により表面に加飾が施された時計部品であって、スポットの重なり量が異なる複数回の前記レーザ照射による酸化膜を有し、前記酸化膜は、前記スポットの重なり量の粗密に応じて厚さが異なり、光の干渉により前記粗密に応じたグラデーションを備えた。
実施形態１に係る時計の背面図。 図１の点線７部の拡大図。 加飾方法の流れを示すフローチャート図。 レーザ加工装置の概略構成図。 走査パターンの一例を示す図。 図５の走査ラインＬ１近傍の拡大図。 走査パターンと色調の相関表－１。 走査パターンの一例を示す図。 図２の点線９部の顕微鏡写真図。 走査パターンと色調の相関表－２。 実施形態２に係る走査パターンの一例を示す図。
実施形態１
＊＊＊時計の概要＊＊＊
図１は、本実施形態に係る時計の背面図である。
本実施形態の時計１００は、３針式のアナログ式の腕時計であり、図１は、その背面の平面図である。なお、アナログ時計に限定するものではなく、金属部品を備えた時計であれば良く、例えば、デジタル時計、ハイブリッド時計、スマートウォッチや、ヘルスウォッチであっても良い。
時計１００は、所謂シースルーバックの腕時計であり、胴１に透明な裏蓋２が取付けられているため、内部の機構が観察可能な構成となっている。
胴１は、ケースであり、チタンや、ステンレスなどの硬質金属から構成されている。胴１は、略円形であり、胴１のリング状の壁の内周に裏蓋２が勘合されている。また、胴１の側面には、リュウズ３が設けられている。
裏蓋２は、サファイヤガラスなど、透明なガラス部材から構成されている。
胴１の内部には、指針を駆動するためのムーブメント（図示せず）が収納されている。図１では、裏蓋２を介してムーブメントの受け板４が観察されている。受け板４には、指針の歯車の軸受けが複数設けられている。受け板４の材質は、好適例としてチタンを用いている。なお、金属であれば良く、例えば、ステンレスや、鋼を用いても良い。
図１の点線７で囲った部分において、受け板４は、その一部が切り掛れた切欠き部を有している。切欠き部は、リュウズ３の近くから１時方向まで斜めに切り掛かれており、当該部からは、受け板４の下層に配置された金属部品としての中間板５が観察される。中間板５の材質は、受け板４と同様である。受け板４の切欠き部は意匠性を高めるために設けられており、当該部からは、下層の中間板５が立体的な奥行きを持って観察される。
＊＊＊金属部品の加飾態様＊＊＊
図２は、図１の点線７で囲った部分の拡大図である。
図２に示すように、受け板４には、切欠き部の近くに軸受け１０が設けられている。軸受け１０は、ローター１１の軸受けであり、軸受け１０の上方の切欠き部には、ローター１１の一部が円弧状に露出している。また、軸受け１０の下方には、ローター１１に接続する歯車の軸受け１２が設けられている。
受け板４の切欠き部には、富士山を模した部位１５が形成されている。山状をなした部位１５の裾野の部分に、軸受け１０を中心とした円弧状のローター１１が配置されている。これらの構成により、部位１５を富士山に見立てた際に、富士山の麓からローター１１による太陽が昇る景色をデザインとして盛り込んでいる。そして、富士山となる部位１５の背景となる中間板５は空を模しており、胴１の円弧状をなした内壁が天空をイメージしている。なお、ローター１１が第１の要素に、部位１５が第２の要素に相当する。
ここで、空となる中間板５には、本実施形態のレーザ照射による加飾方法を用いた着色加工が施されている。詳しくは、図２における矢印で示すように、中間板５には、ローター１１から部位１５の頂部方向に向かって、色調Ａ、色調Ｂ、色調Ｃの順に色調が段階的に連続して変化するような着色加工が施されている。好適例において、色調Ａは淡い青、色調Ｂはターコイズカラー、色調Ｃは青紫としており、澄み切った早朝の空を模している。換言すれば、日の出間際の澄み切った早朝の空をグラデーションカラーで再現している。
＊＊＊レーザ照射による加飾方法－１＊＊＊
図３は、加飾方法の流れを示すフローチャート図である。図４は、レーザ加工装置の概略構成図である。図５は、走査パターンの一例を示す図である。
ここでは、レーザ照射による加飾方法について、図３を主体に、適宜図４、図５を交えて説明する。
ステップＳ１では、加飾加工の準備を行う。まず、加工対象物となる中間板５を、図４に示すレーザ加工装置５０の加工テーブル４５に操作者がセットする。なお、操作者は、中間板５のセットと並行して、レーザ加工装置５０の制御装置４７において、中間板５を着色加工するための設定操作を行う。
ステップＳ２以降は、レーザ加工装置５０が動作主体となるため、まず、図４を用いてレーザ加工装置５０の概略構成について説明する。
レーザ加工装置５０は、レーザ発振器４１、伝送光学系４２、照射ユニット４３、加工テーブル４５、制御装置４７などから構成されている。
レーザ発振器４１は、好適例としてＣＯ2レーザを採用しており、赤外線領域のナノ秒パルスレーザ光を生成する。なお、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザや、ファイバーレーザを用いても良い。
伝送光学系４２は、レーザ発振器４１で生成されたレーザ光を照射ユニット４３に伝送する光路であり、複数枚の反射ミラーを含んで構成されている。
照射ユニット４３は、レーザ光を集光して加工対象物に照射する照射ノズルであり、集光レンズを含んで構成されている。
加工テーブル４５は、ＸＹテーブルであり、制御装置４７からの指示に従い、載置された加工対象物をレーザ照射の走査経路パターンに応じて平面移動させる。
制御装置４７は、レーザ加工装置５０のコントローラーであり、各部の動作を統括制御する。制御装置４７は記憶部４８を備えており、記憶部４８には、レーザ加工装置５０の動作を制御する制御プログラムや、各種データが記憶されている。各種データには、加工対象物ごとに予め設定されたレーザ照射用の複数の走査パターンデータが含まれている。
図５は、走査パターンの一例を示す図であり、中間板５に着色加工を施す際の走査経路パターンを示している。
ステップＳ２では、制御装置４７は、中間板５に着色加工を行うためのレーザ照射の走査経路データを、記憶部４８から読み出す。具体的には、図５の走査パターン５５が読み出される。走査パターン５５は、ローター１１の第１中心１１ｃから中間板５に向かって複数本の走査ラインが放射線状に設けられた走査経路となっている。詳しくは、第１中心１１ｃを中心としてローター１１の外周から胴１に向かって１本目の走査ラインＬ１からｎ本目の走査ラインＬｎまでが放射線状に配置されている。
ステップＳ３ａからステップＳ３ｂの間では、図５の走査パターン５５における走査ラインＬ１から走査ラインＬｎまでを１本ずつ順番に選択しながら、ステップＳ４、および、ステップＳ５の処理を繰り返す。
ステップＳ４では、制御装置４７は、図５の走査パターン５５における１本目の走査ラインＬ１を選択し、ローター１１の外周から胴１に向かって照射ユニット４３から複数の円で示すようにレーザ照射を行う。換言すれば、ローター１１を起点とし、中間板５に向かう方向に沿って走査しながらレーザ照射する。なお、走査ラインＬ１のトレースは、照射ユニット４３を固定した状態で、加工テーブル４５が走査ラインＬ１のデータに沿って平面的に移動することによって行われる。走査ラインＬ１の照射が終了するとステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、制御装置４７は、ステップＳ４で照射した走査ラインが最後のｎ本目の走査ラインＬｎか否か判定する。走査ラインＬｎである場合は、レーザ照射を終了する。走査ラインＬｎではない場合は、ステップＳ３ａに戻り、次の走査ラインを選択する。ここでは、ステップＳ３ａに戻り、次の走査ラインを選択するものとして説明する。
次いで、制御装置４７は、２本目の走査ラインＬ２を選択し、ここでは、胴１側からローター１１の外周に向かってレーザ照射を行う。なお、ローター１１側からレーザ照射を行わないのは、胴１側における走査ラインＬ２の端部の方が、ローター１１側の端部よりも近いため、全体の加工時間を短縮できるからである。換言すれば、制御装置４７は、走査ラインＬ１から走査ラインＬｎまでを一筆書きで最も短い経路で走査するように各部を制御する。走査ラインＬ２の照射が終了するとステップＳ５に進む。
ステップＳ５での処理は、前述した通りであり、最後のｎ本目の走査ラインＬｎを照射するまで継続される。
３本目の走査ラインＬ３が選択されると、ここでは、ローター１１側から胴１に向かってレーザ照射が行われる。これは、走査ラインＬ２におけるレーザ照射の終了点がローター１１側の端部だからである。このように、奇数本目の走査ラインではローター１１側からレーザ照射が行われ、偶数本目の走査ラインでは胴１側からレーザ照射が行われる。
そして、制御装置４７は、ステップＳ５で判定された走査ラインが、走査ラインＬｎである場合は、レーザ照射を終了する。なお、ここでは、１本の走査ラインの走査ごとにステップＳ５で判定処理を行うものとして説明したが、判定処理を行わずに、走査ラインＬ１から走査ラインＬｎまでを１パスでレーザ照射することであっても良い。
＊＊＊レーザ照射による着色原理＊＊＊
図６は、図５の走査ラインＬ１周辺の拡大図である。図７は、レーザ照射の照射条件の一覧表である。図８は、走査パターンの一例を示す図である。
ここでは、上記のレーザ照射を用いた加飾方法による中間板５への着色原理について、図６を中心に、適宜、図７、図２を交えて説明する。
図６に示すように、走査パターン５５において、隣り合う走査ラインＬ１、走査ラインＬ２の間隙は変化している。詳しくは、両者の間隙は、ローター１１側の端部では寸法ｄ１であるが、徐々に広くなって胴１側の端部では寸法ｄ２となっている。つまり、隣り合う走査ラインにおける間隔は変化しており、両端における間隙寸法はｄ１＜ｄ２となっている。このように、隣り合う走査ラインＬ１，Ｌ２間の間隔を変化させることにより、レーザ照射後の色調を、図２に示すように、ローター１１から部位１５の頂部方向に向かって、色調Ａ、色調Ｂ、色調Ｃの順に色調が段階的に変化する着色加工を施すことができる。なお、その他の隣り合う走査ライン間の間隔も、同じ寸法設定となっている。
図７の表６１は、発明者等による実験結果から得られたデータを一覧表にしたものであり、レーザ照射を、図８に示す平行な走査ラインからなる走査パターン５３で行った際に、被照射部分に加飾される色調を示している。なお、走査パターン５３では、隣り合う走査ラインＬ１，Ｌ２の間隙は、寸法ｄｘで一定としている。他の隣り合う走査ライン間のピッチも、同じ寸法設定となっている。換言すれば、走査パターン５３は、等間隔の複数本の走査ラインによるストライプ状の走査経路である。
例えば、図７の走査パターンＡでは、レーザ光の周波数３００ＫＨｚで、照射の走査速度５０ｍｍ／ｓ、焦点距離１１０ｍｍの照射条件で、隣り合う走査ライン間の寸法ｄｘが３．５μｍに設定された走査パターン５３をレーザ照射した場合、被照射部分の色調が淡い青になることを示している。なお、レーザ照射の照射スポットＩｓのサイズは一定に調整されており、レーザ光の周波数に応じてパルス照射される。図８に示すように、照射スポットＩｓは、隣り合う走査ラインの照射スポットＩｓと重なるが、その重なり量は走査パターン５３では略一定となる。また、レーザ光の出力は、金属部品の表面に酸化膜を形成可能な程度の控えめな設定とすることが好ましい。なお、酸化膜については、後述する。
同様に、走査パターンＢでは、隣り合う走査ライン間の寸法ｄｘが４．０μｍに設定された走査パターン５３をレーザ照射した場合、被照射部分の色調がターコイズカラーになる。なお、レーザ光の周波数、走査速度、焦点距離は、走査パターンＡと同じである。
同様に、走査パターンＣでは、隣り合う走査ライン間の寸法ｄｘが４．５μｍに設定された走査パターン５３をレーザ照射した場合、被照射部分の色調が青紫になる。なお、レーザ光の周波数、走査速度、焦点距離は、走査パターンＡと同じである。
同様に、走査パターンＤでは、隣り合う走査ライン間の寸法ｄｘが５．０μｍに設定された走査パターン５３をレーザ照射した場合、被照射部分の色調が赤青になる。なお、レーザ光の周波数、走査速度、焦点距離は、走査パターンＡと同じである。
図６に戻る。
図６の走査パターン５５は、この関係性を利用したものであり、走査ラインＬ１，Ｌ２の間隙ピッチを、ローター１１側の寸法ｄ１では走査パターンＡの３．５μｍに設定し、胴１側の寸法ｄ２では走査パターンＣの４．５μｍに設定している。
これにより、図２に示すように、ローター１１から部位１５の頂部方向に向かって、色調Ａとしての淡い青、色調Ｂとしてのターコイズカラー、色調Ｃとしての青紫の順に色調が段階的に変化する着色加工を施すことができる。
また、図６に示すように、隣り合う走査ライン間において照射スポットは重なるように行われる。照射スポットの重なり量は、ローター１１側では、照射スポットＩａ、照射スポットＩｄにおいて約７０％以上の重なり量となり、胴１側では、照射スポットＩｂ、照射スポットＩｃにおいて約５０％以上の重なり量となっている。換言すれば、照射スポットの重なり量は、第１の要素であるローター１１に近いほど大きい。また、ローター１１から最も離れた部分での照射スポットＩｂ，Ｉｃの重なり量は、約５０％以上に設定されている。なお、照射スポットＩａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄは、図８の照射スポットＩｓと同じ大きさである。
図９は、図２の点線９で囲った部分をレーザ顕微鏡で撮像した写真である。なお、レーザ顕微鏡は、ＶＫ－Ｘ２５０（登録商標）を用いた。
上記のレーザ照射を行うことにより中間板５の表面に酸化膜が形成される。図９においては、全面に酸化膜が形成されている。黒点状に観察される部分は、酸化膜の膜厚が薄い部分である。また、点線８１で示すように、走査ラインに沿って黒点状の部分が形成されていることが解る。換言すれば、中間板５は、照射スポットの重なり量が異なる複数回のレーザ照射による酸化膜を有し、酸化膜は、照射スポットの重なり量の粗密に応じて厚さが異なっている。そして、酸化膜の厚さに応じて光の干渉によるグラデーション状の色調を呈する。
レーザ照射部分の発色は、酸化膜の形成パターンや、厚さに応じて光の干渉度合いが変化することにより生じるものと分析している。レーザ照射条件や、走査パターンの設定を変えることにより、酸化膜の形成態様を変化させ、色味を変化させることができる。
＊＊＊異なる着色態様＊＊＊
図１０の表６２は、走査ラインの間隙ピッチを上記とは異ならせた場合のデータであり、図７に対応している。
図１０の表６２において、例えば、走査パターンＥでは、レーザ光の周波数２２０ＫＨｚで、照射の走査速度５０ｍｍ／ｓ、焦点距離１１０ｍｍの照射条件で、隣り合う走査ライン間の寸法ｄｘが３．５μｍに設定された走査パターン５３をレーザ照射した場合、被照射部分の色調が赤青になることを示している。つまり、図７の走査パターンＡとの違いは、レーザ光の周波数が２２０ＫＨｚとなっていることのみである。その他の条件は、走査パターンＡと同じであるが、レーザ光の周波数を２２０ＫＨｚとすることにより、異なる発色が得られることが解る。
同様に、走査パターンＦでは、レーザ光の周波数が２２０ＫＨｚとなること以外は、走査パターンＢと同じ条件であるが、山吹色の発色が得られる。
走査パターンＧでは、レーザ光の周波数が２２０ＫＨｚとなること以外は、走査パターンＣと同じ条件であるが、金色の発色が得られる。
走査パターンＨでは、レーザ光の周波数が２２０ＫＨｚとなること以外は、走査パターンＤと同じ条件であるが、淡い金色の発色が得られる。
なお、図７、図１０は一例であり、レーザ照射条件や、走査パターンの設定、および、被対象物の材質を変更することによっても、色味を調整することができる。
また、上記ではレーザ加工装置５０は、ナノ秒パルスレーザであるものとして説明した。これは、酸化膜を効率良く形成するためには、ナノ秒パルスレーザが好適であるからである。詳しくは、ナノ秒パルスレーザと、ピコ秒及びフェムト秒パルスレーザとを比べた場合、ナノ秒レーザの方がパルスあたりエネルギーが高いため、効率的に酸化膜を形成できる。但し、レーザ照射条件や、走査パターンの設定を調整して、フェムト秒パルスレーザを用いることであっても良い。
以上、述べた通り、本実施形態の加飾方法、及び、当該加飾方法によって加飾された金属部品によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の金属部品としての中間板の加飾方法によれば、第１の要素としてのローター１１を起点とし、中間板５におけるローター１１近傍の走査ラインの一端から他端に向けて走査しながらレーザ照射する工程を含み、レーザ照射により、中間板５の表面に酸化膜を形成することができる。
この方法によれば、切削とともに着色を行うこととしていた従来技術と異なり、切削は行わずに、金属部品の表面に酸化膜だけを形成することができる。
従って、着色だけ行いたいというニーズに応じた金属部品の加飾方法を提供することができる。
また、レーザ照射の走査は複数の走査経路で構成され、走査パターン５５では隣り合う走査経路におけるレーザ照射は、レーザ照射の照射スポットが重なるように行われ、照射スポットの重なり量は、ローター１１に近いほど大きく設定される。
この方法によれば、照射スポットの重なり量を異ならせて照射量の粗密を付けることにより、例えば、グラデーションのような多様な加飾を施すことができる。
また、走査パターン５５の走査におけるローター１１から最も離れた部分での照射スポットＩｂ，Ｉｃの重なり量は５０％以上である。
この方法によれば、照射スポットの重なり量を異ならせて照射量の粗密を付けることにより、例えば、グラデーションのような多様な加飾を施すことができる。
また、レーザ照射は、ナノ秒レーザによる一定周期のパルス照射により行われる。
例えば、ナノ秒パルスレーザと、フェムト秒パルスレーザとを比べた場合、ナノ秒レーザの方がパルスあたりエネルギーが高いため、効率的に酸化膜を形成できる。
従って、効率的に多様な加飾を施すことが可能な金属部品の加飾方法を提供することができる。
また、走査パターン５５の走査経路は、ローター１１における第１中心１１ｃから中間板５に向かって放射線状に設けられる。
この方法によれば、放射線状にグラデーションがある加飾を施すことができる。
本実施形態の中間板５は、レーザ照射により表面に加飾が施された金属部品であって、照射スポットの重なり量が異なる複数回のレーザ照射による酸化膜を有し、酸化膜は、照射スポットの重なり量の粗密に応じて厚さが異なり、光の干渉により粗密に応じたグラデーションを備えている。
これによれば、多様な加飾が施された金属部品を提供することができる。
実施形態２
＊＊＊レーザ照射による加飾方法－２＊＊＊
図１１は、走査パターンの一例を示す図であり、図５に対応している。
ここでは、本実施形態のレーザ照射による加飾方法について、図１１を主体に、適宜図１０などを交えて説明する。なお、本実施形態の加飾方法は、図１１に示す走査パターン５６のみが実施形態１の加飾方法と異なる。加飾方法の流れは図３のフローチャートと同じであり、図４のレーザ加工装置５０を用いてレーザ照射が行われることも実施形態１と同じである。以下、実施形態１と同じ構成部位には、同一の附番を附し、重複する説明は省略する。
図１１に示す走査パターン５６は、富士山を模した部位１５の第２中心１５ｃから、金属部品としての受け板４に向かって同心円状に設けられる。詳しくは、第２中心１５ｃを中心として部位１５の頂部からから麓に向かって１本目の走査ラインＬ１からｎ本目の走査ラインＬｎまでが同心円状に配置されている。
そして、走査パターン５６において、隣り合う走査ライン間における間隙は一定であるが、走査ライン間の間隔が徐々に変化している。例えば、走査ラインＬ１と走査ラインＬ２との間隙は寸法ｄ３で一定であるが、走査ラインＬ２と走査ラインＬ３との間隙は寸法ｄ３よりも僅かに狭い寸法で一定となっている。同様に、走査ライン間の間隔が徐々に狭くなって行き、走査ラインＬｎ－１と走査ラインＬｎとの間では寸法ｄ４となる。換言すれば、隣り合う走査ライン間の間隔は、部位１５の頂部側では寸法ｄ３であるが、徐々に狭くなって麓側の端部では寸法ｄ４となる。
走査パターン５６では、図１０の走査パターンＥから走査パターンＧまでの間隙ピッチを適用している。詳しくは、部位１５の麓側の走査ラインＬｎ、Ｌｎ－１の間隙ピッチである寸法ｄ４を走査パターンＥの３．５μｍに設定し、頂部側の間隙ピッチである寸法ｄ３を走査パターンＧの４．５μｍに設定している。
これにより、富士山を模した部位１５の麓側から頂部方向に向かって、色調Ｅとしての赤青、色調Ｆとしての山吹、色調Ｇとしての金の順に色調が段階的に変化する着色加工を施すことができる。
そして、第１中心としてのローター１１を起点とした中間板５へのレーザ照射走査に加えて、本実施形態の走査パターン５６による加飾が行われる。詳しくは、富士山を模した部位１５の第２中心１５ｃから、金属部品としての受け板４に向かう方向に沿って走査しながらレーザ照射する工程が行われる。なお、このとき第１中心を起点としたレーザ走査と、第２中心を中心としたレーザ走査とは、互いに重なりあわず、かつレーザ照射密度が特異的にならないようにあらかじめ走査パターンを編集したのちに、レーザ照射捜査を行う。
これにより、日の出間際の澄み切った早朝の空を模した中間板５の中に、頂部が金色に染まる金富士を模した部位１５が立体的に浮かび上がるイメージの加飾を施すことができる。
また、上記では、走査パターン５６が、富士山を模した部位１５の第２中心１５ｃから受け板４に向かって同心円状に設けられるものとして説明したが、これを走査パターン５５と入れ替えて第１の要素であるローター１１を中心として適用しても良い。詳しくは、走査パターン５６を、ローター１１の第１中心１１ｃから中間板５に向かって同心円状に設けることであっても良い。走査パターン５６であっても、走査ラインの粗密により色調が段階的に変化する着色加工を施すことができる。
なお、走査パターン５６においても、一筆書きで最も短い経路となるように走査ラインＬ１から走査ラインＬｎまでが選択される。詳しくは、走査ラインＬ１の左端から右端に向けてレーザ照射が行われた後、矢印で示すように、走査ラインＬ２の右端から左端に向けてレーザ照射が行われる。次いで、矢印で示すように、走査ラインＬ３の左端から右端に向けてレーザ照射が行われる。以降、同様に走査ラインＬｎまでが最短経路で選択され、レーザ照射される。
また、走査パターンの起点となる第１の要素、第２の要素は、ローター１１や、部位１５に限定するものではなく、形成される模様の中心となる部位であれば良い。例えば、ねじ、ロゴ、マーク、記号などの時計部品を第１の要素、第２の要素としても良い。また、時計部品は、これらに限定するものではなく、例えば、てん輪、てん真、てんぷ、がんぎ車、歯車、指針軸、回転錘の軸などであっても良い。
また、金属部品としての受け板４、中間板５は、チタンであるものとして説明したが、これに限定するものではなく、金属製の部品であれば良い。例えば、ステンレス、洋白、純鉄、真鍮、ジュラルミンであっても良いし、合金であっても良い。
以上、述べた通り、本実施形態の加飾方法よれば、実施形態１の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
走査パターン５６は、富士山を模した部位１５の第２中心１５ｃから、金属部品としての受け板４に向かって同心円状に設けられる。
この方法によれば、同心円状にグラデーションがある加飾を施すことができる。
また、第２の要素としての部位１５を備え、本実施形態の走査パターン５６による加飾は、実施形態１の第１の要素としてのローター１１を起点とした中間板５へのレーザ照射走査に加えて行われる。詳しくは、富士山を模した第２の要素としての部位１５の第２中心１５ｃを中心として、金属部品としての受け板４における同心円状の走査ラインの一端から他端に向けて走査しながらレーザ照射する工程が行われる。
これにより、日の出間際の澄み切った早朝の空を模した中間板５の中に、頂部が金色に染まる金富士を模した部位１５が立体的に浮かび上がるイメージの加飾を施すことができる。換言すれば、２つの走査パターンによる加飾が融合することで、より多様な加飾を施すことができる。
また、第１の要素は、ねじ、ロゴ、マーク、記号、時計部品のいずれかである。
これによれば、ねじ、ロゴ、マーク、記号、時計部品を起点として、多様な加飾を施すことができる。
また、金属部品は、チタン、ステンレス、洋白、純鉄、真鍮、ジュラルミン、合金のいずれかである。
これによれば、チタン、ステンレス、洋白、純鉄、真鍮、ジュラルミン、合金に多様な加飾を施すことができる。
なお、上記各実施形態では、好適例として複数の走査ラインを最短経路で走査するものとして説明したが、全ての走査ラインを走査可能な走査方法であれば良い。例えば、図５の走査パターン５５において、各走査ラインをローター１１側からの一方向のみでレーザ照射走査することであっても良い。また、図１１の走査パターン５６においても、部位１５の左側の端部から右側の端部に向かう一方向のみで、全ての走査ラインをレーザ照射走査することであっても良い。これらの走査方法であっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、好適例として走査パターン５６における隣り合う走査ライン間の間隙は一定であるものとして説明したが、走査パターン５５のように、間隙を変化させても良い。これによれば、より多様な着色加工を施すことができる。また、走査パターン５６の走査ラインは、好適例として部位１５の第２中心１５ｃから同心円状に設けられるとして説明したが、厳密な同心円でなくても良く、例えば、直線部分を含んでいても良い。厳密な同心円でなくても、隣り合う走査ライン間におけるレーザ照射の際に、照射スポットが重なる設定となっていれば良く、このような走査パターンであっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記各実施形態で例示した、レーザ光の周波数、照射の走査速度、焦点距離や、出力などのレーザ照射条件は一例であり、例示した値に限定するものではなく、被照射物の材質、着色仕様や、走査パターンの設定などに応じて、適宜、調整し、変更することで良い。
１…胴、２…裏蓋、３…リュウズ、４…受け板、５…中間板、７…点線、９…点線、１１…ローター、１１ｃ…第１中心、１５…部位、１５ｃ…第２中心、４１…レーザ発振器、４２…伝送光学系、４３…照射ユニット、４５…加工テーブル、４７…制御装置、４８…記憶部、５０…レーザ加工装置、５３…走査パターン、５５…走査パターン、５６…走査パターン、６１…表、６２…表、８１…白の破線、１００…時計、ｄ１～ｄ４…寸法、ｄｘ…寸法、Ｌ１…走査ライン、Ｌ２…走査ライン、Ｌ３…走査ライン、Ｌｎ…走査ライン。

Claims (11)

  1. レーザ照射により金属部品に加飾を施す加飾方法であって、
    第１の要素を起点とし、前記金属部品の前記第１の要素の近傍にある一端から他端に向けて走査しながらレーザ照射する工程、を含み、
    前記レーザ照射により、前記金属部品の表面に酸化膜を形成する、
    金属部品の加飾方法。
  2. 前記走査は、複数の走査経路で構成され、
    隣り合う前記走査経路における前記レーザ照射は、前記レーザ照射のスポットが重なるように行われ、
    前記スポットの重なり量は、前記第１の要素に近いほど大きい、
    請求項１に記載の金属部品の加飾方法。
  3. 前記走査における前記第１の要素から最も離れた部分での前記スポットの重なり量は、５０％以上である、
    請求項２に記載の金属部品の加飾方法。
  4. 前記レーザ照射は、ナノ秒レーザによる一定周期のパルス照射により行われる、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の金属部品の加飾方法。
  5. 前記走査経路は、前記第１の要素における第１中心から前記金属部品に向かって放射線状に設けられる、
    請求項２～４のいずれか一項に記載の金属部品の加飾方法。
  6. 前記走査経路は、前記第１の要素における第１中心から前記金属部品に向かって同心円状に設けられる、
    請求項２～４のいずれか一項に記載の金属部品の加飾方法。
  7. 前記第１の要素は、ねじ、ロゴ、マーク、記号、時計部品のいずれかである、
    請求項１～６のいずれか一項に記載の金属部品の加飾方法。
  8. 前記金属部品は、チタン、ステンレス、洋白、純鉄、真鍮、ジュラルミン、合金のいずれかである、
    請求項１～７のいずれか一項に記載の金属部品の加飾方法。
  9. さらに、第２の要素を備え、
    前記第１中心を起点とした前記走査に加えて、
    前記第２の要素における第２中心を中心とし、前記金属部品の前記第２の要素の近傍にある一端から他端に向けて走査しながらレーザ照射する工程、を含む、
    請求項５～８のいずれか一項に記載の金属部品の加飾方法。
  10. レーザ照射により表面に加飾が施された金属部品であって、
    スポットの重なり量が異なる複数回の前記レーザ照射による酸化膜を有し、
    前記酸化膜は、前記スポットの重なり量の粗密に応じて厚さが異なり、
    光の干渉により前記粗密に応じたグラデーションを備えた、
    金属部品。
  11. レーザ照射により表面に加飾が施された時計部品であって、
    スポットの重なり量が異なる複数回の前記レーザ照射による酸化膜を有し、
    前記酸化膜は、前記スポットの重なり量の粗密に応じて厚さが異なり、
    光の干渉により前記粗密に応じたグラデーションを備えた、
    時計部品。
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