JP7329631B2 - パターン化された装飾があるセラミックスベースの計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、計時器又は宝飾品の分野に関し、特に、パターン化された装飾があるセラミックスベースの計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法に関する。本発明は、さらに、前記方法を実行することによって製造される計時器用の表盤に関する。

従来技術において、特定の視覚的外観、例えば、つや消しの外観、を計時器又は宝飾品用の外側部品に与えるための方法がいくつか知られている。

具体的には、外側部品に金属性の外観を与える組成を有するワニス又は有機ラッカーを堆積させることが知られている。

外側部品の基材としてオパール又は水晶タイプの鉱物材料を用いることも知られている。

また、まず、スタンピング又はレーザーを用いることによって外側部品の面をパターン化又はざらざらにするステップを実行する別の方法が知られている。この外側部品は、アルミニウムや銅の合金のような金属によって作られている。

そして、その面が研磨され、電気めっきによって、又は物理蒸着（ＰＶＤ）や原子層堆積（ＡＬＤ）タイプの真空薄膜堆積によって、白色の材料、例えば銀、の層で被覆される。

しかし、特定の美的特性、特に、金属性の光沢、すなわち、高い反射率、、高い色強度など、を得ることができなければ上記の方法を実行しても完全に満足することはできない。

本発明は、高度の輝きと光沢がある、具体的には、特に強烈で顕著なつや消しの美的外観がある、外側部品を製造することを可能にする手法を提供することによって、前記課題を解決するものである。

このために、本発明は、計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法に関し、
－ セラミックス材料によって作られた基材にてベースプレートを作るステップと、
－ ユーザーから見えるように意図されている、「表示面」である、少なくとも１つの面にて前記ベースプレートに対して鏡面研磨を行うステップと、
－ 予備ステップにおいて予め定められた所定のパターンを前記表示面に対してレーザー加工するステップと、及び
－ 熱処理によってベースプレートを酸化するステップと
を備える。

好ましいことに、一方ではレーザー加工ステップにおいて実行される面の機械的パターン化のおかげで、他方ではパターンの間の表面仕上げの違いのおかげで、パターンが視覚的に現れ、このパターンにおいてはマットな外観となり、表示面の残りの部分においては光沢のある外観となる。

したがって、この表示面の機械的パターン化は、光の回折を変えることによって、前記面のつや消しされた外観を強める光学的効果を発生させることを可能にする。

特定の実装において、本発明は、さらに、以下の特徴のうちの１つ又は複数を有することができ、ここで、これらの特徴は、単独で、又は技術的に可能な任意の組み合わせにしたがって、考慮されなければならない。

特定の実装において、前記ベースプレートは、酸化ジルコニウム製の基材によって作られる。

特定の実装において、前記ベースプレートは、ガラス、石、アルミナ又はサファイアによって作られる。

特定の実装において、前記ベースプレートは、０．１ｍｍ～１．２ｍｍの厚みを有するように作られ、好ましくは０．４ｍｍの厚みを有するように作られる。

特定の実装において、前記予備ステップにおいて前記所定のパターンをデジタル画像処理によって得て、加工されるパターンを表す黒色ピクセルと白色ピクセルによって形成される画像を得る。

特定の実装において、前記予備ステップにおいて得られる画像は、黒色ピクセル、白色ピクセル及びグレースケールのピクセルによって構成しており、前記黒、白又はグレースケールのピクセルは、前記加工されるパターンを表す。

特定の実装において、前記ピクセルのグレーの暗さ度合いは、加工の深さを表す。すなわち、各グレースケールピクセルのグレーの暗さ度合いは、前記ピクセルそれぞれに対応するパターンの領域の加工の深さを表す。

特定の実装において、前記ベースプレートに対して加工されるパターンが前記ベースプレートに樹木状の外観を与えるように、前記デジタル画像のグラフィック内容は樹木状の形を含む。

特定の実装において、前記パターンの表面積は、表示領域の２５％～７５％を占める。

特定の実装において、前記パターンの深さは、２００ｎｍ～５０μｍであり、好ましくは、５μｍ～１０μｍである。

特定の実装において、前記ベースプレートを酸化するステップ１０４の間に、前記熱処理を５００～１０００℃の温度で行う。

特定の実装形態において、前記酸化するステップの後に、前記表示面の反対側の、「底面」であるベースプレートの面上に薄層を堆積させるステップを行う。

特定の実装において、前記薄層を堆積させるステップは、ワニスを堆積させることを伴う。

特定の実装形態において、前記酸化するステップの後に、前記表示面上に光透過性又は半透明の薄層を堆積させるステップを実行する。

別の態様によると、本発明は、さらに、上記の製造方法を実行することによって得られる、携行型時計（例、腕時計、懐中時計）のような計時器用の表盤に関する。

添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによって、本発明の他の特徴及び利点を明確に理解することができる。この説明は、大まかなガイドとして与えられ、限定するガイドとして与えられるものではない。

本発明に係る計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法のいくつかのステップを示しているフローチャートを示している。

本発明は、計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法に関する。図１のフローチャートにおいて、この方法のいくつかのステップを概略的に示している。

本発明に係る方法は、以下のステップを備える。
ー セラミックス材料によって作られた基材においてベースプレートを作るステップ（１０１）
ー ユーザーから見えるように意図されている、「表示面」と呼ばれる、少なくとも１つの面にてベースプレートに対して鏡面研磨するステップ（１０２）
ー 予備ステップ（１０５）において予め定められた所定のパターンを前記表示面に対してレーザー加工するステップ（１０３）
ー 熱処理によってベースプレートを酸化させるステップ（１０４）

以下、この製造方法の各ステップについて詳細に説明する。

ベースプレートは、好ましくは、酸化ジルコニウム基材によって作られる。この材料には、好ましいことに、ベースプレートを形成するために適している光学的及び機械的な特徴があり、そして、比較的扱いやすい。

代わりに、前記基材は、ガラス、石、アルミナ、サファイアのような任意のセラミックス材料によって作ることができる。

好ましくは、前記基材の色は、単色であり、例えば、白色である。

ベースプレートは、０．１ｍｍ～１．２ｍｍの厚み、好ましくは０．４ｍｍの厚み、を有するように作られる。

前記ベースプレートの表示面を鏡面研磨するステップ１０２は、高い反射能を有する光沢のある外観をこの表示面に与える。

前記加工ステップ１０３は、好ましくは、ナノ秒、ピコ秒又はフェムト秒のレーザー彫刻によって行われる。加工ステップは、一般的には、彫刻（エングレービング）やマーキングのような任意の材料除去操作を意味する。

前記加工ステップ１０３において、レーザー彫刻は、表示面の面のパターンを加工するように制御されるレーザー加工装置によって行われる。

これらのパターンは、予備ステップ１０５において所定のデジタル画像を処理した後に定められる。正確には、所定のデジタル画像の処理は、画像処理アルゴリズムによって、特に当該所定のデジタル画像の輝度及びコントラストを表す、黒色ピクセルと白色ピクセルのセットを含む変換済みデジタル画像を得ることを伴う。

具体的には、黒色ピクセルは、当該所定のデジタル画像における最も暗いピクセル、すなわち、輝度が所定のしきい値を下回るピクセル、に対応し、白色ピクセルは、当該所定のデジタル画像における最も明るいピクセル、すなわち、輝度が所定のしきい値よりも大きいピクセル、に対応する。

黒色ピクセル又は白色ピクセルは、加工されるパターンを表す。

このようにして、１つ又は複数の所定のデジタル画像の、グラフィック内容、すなわち、視覚的外観、を表すパターンをベースプレートに対して加工することができる。

本発明の別の例示的な実施形態において、予備ステップ１０５にて、得られる画像は、黒色ピクセルと白色ピクセルに加えて、グレースケールピクセルによって形成される。黒色及び白色ピクセルと同様に、各グレースケールピクセルのグレーの暗さ度合いは、対応するピクセルの明るさに対応する。

各グレースケールピクセルのグレーの暗さ度合いは、前記ピクセルのそれぞれに対応するパターンの領域の加工の深さを表す。

好ましくは、本発明に係る方法において、デジタル画像のグラフィック内容は樹木状の形を含み、ベースプレートにて加工されるパターンが表示面に樹木状の外観を与えるようにする。

表示面の面にてランダムに、又は所定の領域に、パターンを配置することができる。

好ましいことに、パターンの表面積は、表示領域の２５％～７５％、好ましくは４０％～６０％、を占める。このように、表示面の樹木状の外観を向上させることができる。

前記加工ステップ１０３において、２００ｎｍ～５０μｍ、好ましくは５μｍ～１０μｍ、の深さまでパターンを加工する。

この深さは、パターンの可視性の程度を決める。すなわち、パターンが深くまで加工されるほど、パターンの可視性が大きくなる。

レーザー加工は、基材材料における加工パターンにおいて局所的な昇華を発生させ、これによって、加熱して色を変化させる。

前記熱処理によってベースプレートを酸化するステップ１０４は、好ましいことに、ベースプレートがその初期の色を回復することを可能にする。

好ましくは、このベースプレートを酸化するステップ１０４の間に、５００～１０００℃の温度で熱処理を実行する。

本発明に係る製造方法のステップのおかげで、得られる外側部品には、好ましいことに、高度の輝きと光沢がある。

また、加工パターンがつや消しの外観を有し表示面の残りの部分が光沢のある外観を有するため、表示面は、パターンの樹木状の外観と組み合わさって、つや消しの外観を強めるのに役立つ光学的効果を発生させる。

好ましくは、酸化ステップ１０４の後に、表示面の反対側の「底面」と呼ばれるベースプレートの面上に薄層を堆積させるステップ１０６を実行することができる。

このステップは、基材の不透明化をもたらし、例えばベースプレートの厚みが特に薄い場合に、外側部品の機械的特徴を潜在的に増強させる。

具体的には、底面に薄層を堆積させるステップ１０６は、ワニスを堆積させることを伴う。

また、表示面上に薄層を堆積させるステップ１０７を、酸化ステップ１０４の後に行うことができ、前記薄層は光透過性又は半透明である。

したがって、この薄層には、ベースプレートをあらゆる化学的又は機械的攻撃から保護し、また、可能性としては色を変える、という効果がある。

この堆積ステップ１０７は、物理蒸着（ＰＶＤ）によって薄層を堆積させることを伴うことができる。

代わりに、この堆積ステップ１０７は、例えばパターン化された、ワニス又はラッカーを堆積させることを伴うことができる。

なお、図１のフローチャートにおいては堆積ステップ１０７が行われる前に行われる堆積ステップ１０６を行うことを示しているが、前記堆積ステップ１０６及び１０７は、一方を実行せずに他方を実行することができるという点で互いに独立しており、これらのステップが行われる順序は重要ではない。

好ましいアプリケーションにおいて、本発明に係る方法を実行することによって製造される計時器又は宝飾品用の外側部品は、携行型時計のような計時器用の表盤である。

一般的には、本発明に係る方法によって製造される外側部品は、ユーザーから見えるように意図されている計時器又は宝飾品の分野における任意の装飾品によって形成されることができる。

Claims (14)

1. 計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法であって、
   セラミックス材料によって作られた基材にてベースプレートを作るステップ（１０１）と、
   ユーザーから見えるように意図されている、「表示面」である、少なくとも１つの面にて前記ベースプレートに対して鏡面研磨を行うステップ（１０２）と、
   予備ステップ（１０５）において予め定められた所定のパターンを前記表示面に対してレーザー加工するステップ（１０３）であって、そのレーザー加工により局所的な昇華を生じさせて色変化を起こさせ、当該レーザー加工の深さが深くなるほど可視性が大きくなるステップ（１０３）と、及び
   熱処理によってベースプレートを酸化するステップ（１０４）とを備え、
   前記方法は、前記予備ステップ（１０５）において前記所定のパターンをデジタル画像処理によって得て、加工されるパターンを表す黒色ピクセルと白色ピクセルによって形成される画像を得る
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ベースプレートは、酸化ジルコニウム製の基材によって作られている
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ベースプレートは、ガラス、石、アルミナ又はサファイアによって作られている
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ベースプレートは、０．１ｍｍ～１．２ｍｍの厚みを有するように作られる
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記予備ステップ（１０５）において得られる画像は、黒色ピクセル、白色ピクセル及びグレースケールのピクセルによって構成しており、前記黒、白又はグレースケールのピクセルは、前記加工されるパターンを表す
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ピクセルのグレーの暗さ度合いは、加工の深さを表す
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ベースプレートに対して加工されるパターンが前記ベースプレートに樹木状の外観を与えるように、前記デジタル画像のグラフィック内容は樹木状の形を含む
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記パターンの表面積は、表示領域の２５％～７５％を占める
   ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記パターンの深さは、２００ｎｍ～５０μｍである
   ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ベースプレートを酸化するステップ１０４の間に、前記熱処理を５００～１０００℃の温度で行う
    ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記酸化するステップ（１０４）の後に、前記表示面の反対側の、「底面」であるベースプレートの面上に薄層を堆積させるステップ（１０６）を行う
    ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記薄層を堆積させるステップ（１０６）は、ワニスを堆積させることを伴う
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記酸化するステップ（１０４）の後に、前記表示面上に光透過性又は半透明の薄層を堆積させるステップ（１０７）を実行する
    ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法を実行して得られる
    ことを特徴とする計時器用の表盤。

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