JPH02263589A - 金属表面のレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザビームによって金属表面に微細な凹凸を
密に形成する加工方法とその装置に関するもので、例え
ば金属製装飾品、金属製家庭電化用品、金属製工業用品
等、種々の金属製品の表面の全体ないし一部の模様等と
して玉虫色様等の美麗な反射光沢を付与する場合等に利
用される。

（従来の技術） レーザ光は位相が揃った定波長のコヒーレントな光であ
ってビームとしての指向性に優れており、レンズにて収
束して微小スポットに高エネルギーを集中できることか
ら、近年では金属の切断、穴あけ、溶接等に多用される
ようになっている。しかして、このようなレーザビーム
による従来の金属加工は、いずれも加工用集光レンズの
焦点位置、つまりビームのエネルギー密度が最大となる
位置での高熱を利用し、この焦点位置におけるビームの
スポット径で金属を瞬間的に溶融・蒸発させるものであ
る。

しかるに、レーザビームがレーザ発振器から完全な平行
光として射出されても回折による拡がりを生じると共に
、光路を形成する光学系の精度にも限界があるため、集
光レンズにより収束可能な最小スポット径は一般的に数
μ−〜１０μｍ程度であり、レーザ光の波長程度まで絞
り込むことば極めて困難である。従って、従来のレーザ
加工では金属表面に１１１１ｍ以下といった微細な凹凸
を形成できなかった。

ところで、ステンレス鋼製品はその不銹性、機械的強度
、重厚さ等の利点から様々な分野で需用が増大している
が、製品表面が金属の地色で冷たい感じを与えることか
ら、近年において該表面に本来の金属光沢をある程度保
持した形で彩色を施して種々の模様を形成する試みがな
されている。

この代表的な彩色加工手段として、例えばステンレス鋼
材の表面を合成樹脂等でマスキングし、このマスクをレ
ーザビームによって多数の筋状に除去し、これを発色用
薬液中に浸漬して上記筋状のマスク除去部分を化学的に
着色した後、残りのマスクを除去する方法がとられてい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記彩色加工手段では、加工部に一定の
色合いを付与できるだけであり、例えば多彩で見る角度
によって色変化を生じるような彩色、即ち虹色や玉虫色
等の多色発色をあしらった加飾加工法は施せず、かつ彩
色のために多くの工程を要して非常に手間がかかると共
にコストが高くつ（という難点があった。

そこで、本発明者らは、上記のステンレス鋼を始めとす
る種々の金属表面の全体ないし一部の模様等として、そ
の色合いを多彩でかつ見る角度や外光の入射方向によっ
て様々に変化させる手法について検討を重ねた結果、該
表面に可視光の波長域に近い１μ鋼程度あるいはそれ以
下の微細凹凸を密に形成した場合に、この凹凸表面が回
折格子と同様に入射光を分光して反射することから、虹
色様の多彩な反射光沢を生じるという知見を得た。

しかるに、このような微細な凹凸は、前述のように従来
のレーザビームによる金属加工手段では形成困難であり
、しかも仮に加工用集光レンズによる焦点スポット径が
充分に絞られたとしても、個々の凹凸を一つずつ形成し
ていく必要があるため、加工に膨大な時間を要し、到底
実用に供し得るものではない。

本発明は、かかる事情に鑑み、従来のレーザビ−ムによ
る金属加工手段とは異なって金属表面に密な微細凹凸を
容品に短時間で形成し得る画期的なレーザ加工方法とそ
の装置を提供し、もって例えば表面の全体ないし一部の
模様等の反射光沢が虹色様等の多彩で見る角度によって
多様に変化し所謂玉虫色を呈する種々の金属製品を実現
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る金属表面のレーザ加工方法は、上記目的を
達成する手段として、金属表面にレーザビームの干渉光
を照射し、その照射面で生ずる干渉パターンの強度分布
に対応した微細凹凸を該金属表面に形成する構成を採用
するものである。

また、上記レーザ加工方向を適用するために、本発明に
係る金属表面のレーザ加工装置の１つは、マルチモード
のレーザ光源と、そのレーザビームを収束する収束手段
と、該収束手段の焦点よりも深浅一方側にずれたビーム
干渉域に被加工物の金属表面を位置させる被加工物配置
手段と、金属表面に対するビーム干渉光のＸＸ方向照射
位置を相対的に変位させるＸＸ方向変位手段とを備えて
なるものである。

更に本発明に係る金属表面のレーザ加工装置の他の１つ
は、レーザ光源と、該光源から出た単一のレーザビーム
を複数本のビームに分割するビーム分割手段と、これら
ビームを重ねて収束する収束手段と、該収束手段の焦点
よりも深浅一方側にずれたビーム干渉域に被加工物の金
属表面を位置させる被加工物配置手段と、金属表面に対
するビーム干渉光のｘｙ方向照射位置を相対的に変位さ
せるＸＸ方向変位手段とを備えてなるものである。

（作　用） レーザビームは周知の如くコヒーレントな光であって完
全な可干渉性を有するため、同一振動数で一定の位相差
を有する複数本のビームが重なった際に互いに干渉し合
って照射面で明暗縞状の干渉パターンを示す干渉光とな
る。従って、上記合波ビームを集光レンズや凹面鏡等の
収束手段で収束すると、その焦点より深浅いずれにずれ
た位置でも照射スポットは縞状の干渉パターンを示すこ
とになり、この干渉領域に金属表面を位置させた場合、
該干渉パターンの明部が金属を溶融・蒸発させ得るエネ
ルギー密度であれば、該金属表面に該パターンの明部を
凹、暗部を凸とした凹凸、つまり干渉パターンの強度分
布に対応した密な凹凸が形成されることになる。

また、単一のレーザ光であっても、複数の明パターン成
分を含むマルチモードのレーザビームであれば、上記収
束手段の焦点より深浅いずれにずれた位置でも照射スポ
ットは該明パターン成分同士の干渉によってやはり縞状
の干渉パターンを示すことになるため、上記同様の凹凸
を形成可能である。

しかして、照射スポット内の干渉パターンは相互の間隔
が可視光の波長域に近い１ｔＩｌｌ程度あるいはそれ以
下といった微細な数百本もの明暗縞にて構成されるため
、ビーム干渉光の照射位置を金属表面に沿うＸ方向また
はＸ方向に相対的に変位させる一回の走査により、該金
属表面に多数（例えば中程度の出力を有するＹＡＧレー
ザ加工機でも凹条として３００本程度）の凹凸条が一挙
に形成される。かくして上記走査を繰り返して得られる
金属表面は、微細な凹凸が密に存在することから、回折
格子と同様に作用して入射光を分光して反射し、虹色様
の多彩な色合いで見る角度や入射光の方向によっても様
々に変化する反射光沢を示す。

これに対し、従来のレーザビームによる金属加工のよう
に加工様集光レンズの焦点位置に被加工物面を位置させ
る方法では、仮に上記レンズの焦点スポット径を１μｌ
程度に絞り込めたとしても、−回の走査で一本の溝を形
成できるだけであるから、本発明方法と同様の反射光沢
を得るには数百倍以上の走査数が必要となり、膨大な加
工時間を要することになる。

なお、本発明方法において、金属表面に干渉光の干渉パ
ターンに対応した凹凸を形成するために必要な照射面に
おける干渉光強度は金属の材質と単位面積（長さ）当た
りの照射時間によって異なるため、これらに応じてレー
ザ光源の出力、加工用集光レンズの焦点スポット径、該
焦点位置に対する照射面の深浅距離等の諸条件を適宜設
定すればよい。

干渉させるレーザビームの数またはマルチモードのレー
ザビームにおける明パターン成分の数は、多くなるほど
複雑な干渉によって干渉縞の不明瞭化及び不規則化を招
くため、最適には２つ、多くとも３つとするのがよい。

複数本のレーザビームの発生手段としては、干渉を生じ
させるにはビーム相互が同一振動数で一定の位相差を有
することが必要であるため、各ビームごとに異なるレー
ザ光１１（発振器）を使用することは不可能である。従
って、本発明ではマルチモード発振を行う単一のレーザ
光源を用いるか、もしくは単一のレーザ光源とそのレー
ザ光を虐数本のビームに分割する分割手段とを組み合わ
せることが望ましい、しかして、前者のマルチモード発
振を行うレーザ光源としては２つの明パターン成分より
構成されるレーザ光であるＴＥＭ、。モードのレーザ光
ａ（第１図参照）が好適であり、後者のレーザ光源とし
ては干渉パターンの明瞭さの点からシングルモード発振
を行うレーザ光源つまりＴＥＭ＊＊モードのレーザ光源
が好適であり、これにより明瞭な干渉パターンを得るこ
とができる。

また後者のビーム分割手段としては、例えば半透鏡（ビ
ームスブリック−）を用いてｉ３過光と反射光の２本の
ビームに分割する手段（第２図参照）、あるいは分光プ
リズムによって２本のビームに分割する手段（第３図参
照）が筒易であり、これら分割されたビームは光学系に
よって干渉による干渉縞の間隔が要求される間隔になる
ようにビーム相互の交差角度を設定すればよい、なお、
上記半１８１１を複数個用いたり、三角鐘形分光プリズ
ムを用いたり、更には半透鏡と分光プリズムとの組み合
わせにより、３本以上のビームに分割することも可能で
ある。

金属表面に対する干渉光の照射位置をＸＹ力方向変位さ
せるＸＹ方向度位手段は、被加工物の取付部を可動とし
て被加工物側を変位させるものでもよいし、ＸＹの各方
向変位を担う２枚の回動鏡を組み合わせたＸＹスキャナ
ー（第６図参照）等で干渉光側を変位させるものでもよ
い、なお、ＸＹスキャナーを利用して金属表面の加工を
行う場合には、回動鏡の角度によって金属表面までのビ
ーム長さが変化するので、これを補正するために後述す
る２スキヤナー等の焦点変位手段を組み合わせることが
望ましい。

また、本発明装置においてレーザビームの光路に像回転
プリズムを介在させれば、該プリズムの回転に伴って干
渉パターンの干渉縞の方向が変化するから、金属表面に
形成される凹凸ストライプの方向も変化することになり
（第４図参照）、金属表面の見る角度及び入射光の方向
による反射光沢の色合い変化がよりｗ４著となり、丁度
オパール石のような玉虫色の反射光沢を示す。

更に、本発明装置において収束手段の光軸方向の焦点位
置を変位させる焦点変位手段を設けることにより、曲面
状等の三次元形状の金属表面に対しても照射面のＺ方向
位置に応じて焦点位置を変化させることが可能となり、
照射面の干渉光強度を一定に保持して金属表面の加工部
全体に均一な凹凸を形成することができる。この焦点変
位手段とし、では、ｌ・ずしも収束手段自体を移動させ
る必要はなく、光路に介在するレンズのいずれかを光軸
方向に変位させるものであればよい、しかして、焦点変
位操作は、被加工物の表面形状を予め測定し、この測定
結果を制御ｌ系にインプットして数値ｉ１ｍにより自動
的にレンズの光軸方向変位を行うものであり、従来のレ
ーザ加工に利用されているＺスキャナ７　（Ｄｙｎａｍ
ｉｃ　Ｆｏｃｕｓ）を利用できる。

しかして、本発明方法及び装置によれば、干渉光の照射
部で金属表面に様々なｊＡ襟を描くことにより、それ自
体が虹色様に輝く模様を形成することが可能である。こ
のような模様形成は、模様のプログラムをＸＹ方向変位
手段あるいはこれとＺ方向変位手段の制御系に人力し、
この制御系の信号に基づいて干渉光の照射領域をＸＹ力
方向るいはこれとＺ方向に自動的に変化させるようにす
ればよい。

一方、マルチモードのレーデビームにおける複数の明バ
クーン成分のいずれかの光路中、もしくは単一のレーザ
ビームより分割された複数のビームのいずれかの光路中
に透過物体を介在させると、この二次元透過形状の情報
が干渉縞に組み込まれ、金属表面の凹凸にも同じ情報が
記録されることになるから、該金属表面は丁度ホログラ
ムの乾板として作用し、反射光沢中に上記透過形状がホ
ログラフィ−として現れることになる。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例に基づいて具体的に説明する
。

第１図はＴ　Ｅ　Ｍ　ｌｏモードのレーザ光源Ｄ１を用
いた第１実施例のレーザ加工装置を示す。この装置では
、レーザ光ＲＤ＋　から出射されたレーザ光Ｒ９は２つ
の明パターン成分Ｂ＋　、Ｂｚより構成されており、こ
れら明パターン成分Ｂ、、Ｂ！が合波レンズＬ、によっ
て合波され、この合波ビームＢは拡大レンズＬ２にて拡
大された上で方向転換用反射鏡Ｍ１にて９０”方向転換
し、加工用集光レンズＬ、にて収束されるようになって
いる。しかして、ＸＹテーブルＴ上に載置された被加工
物ＷＩは、その平坦状の金属表面が集光レンズＬ３の焦
点Ｆよりも遠い位置でビーム已に照射されるように位置
設定されている。なお、ＣＬは光束断面を細長く変形さ
せるためのシリンドリカルレンズであり、この場合には
上記明パターン成分Ｂ、。

Ｂ２の並び方向に光束断面が長くなるように向きを設定
しており、これによって干渉パターンがより明瞭化する
。

上記構成では、ＸＹテーブルＴをＸ方向に移動させるこ
とにより被加工物Ｗ１の表面がビームＢにて走査され、
この−回の走査が終了するごとにＸＹテーブルＴをＹ方
向に照射面のビームスポ・７ト径に相当する距離だけ移
動させて順次走査を繰り返していくことにより、該被加
工物Ｗ＋の表面全面ないし一部の模様等とする領域全体
のビーム照射を行う。しかして、ビーム照射位置が焦点
Ｆよりも遠い明パターンＢ＝　、Ｂｚの干渉域にあるこ
とから、−回の走査ごとに金属表面には照射スポット径
の幅内に第１図の仮想線円内に示す拡大図のように干渉
パターンの干渉縞の明部に対応した数百本の凹条Ｉが形
成される。

囚にレーザ光源り、としてＹＡＧ　（Ｎｄ”・Ｙ。

ＡＩ、Ｏ＋ｚ）レーザ発振器を使用し、ＴＥＭ、。モー
ドのレーザパルス光（発振波長１．０６μｍ１パルス輻
１００ｎｓ　、パルス繰り返し周波数ＩＫＨｚ、平均出
力４ｗ）を焦点深度１００＋ｎｎの加工用集光レンズＬ
、にて収束すると共に、その焦点Ｆより４ＩｎＩｌ下に
ステンレス鋼板からなる被加工物Ｗ、の表面を位置させ
、ＸＹテーブルＴのＸ方向移動速度を１００備／　ｍ　
ｉ　ｎに設定して加工を行ったところ、照射面上のビー
ムスポット径が約０．３ｍａ＋となり、各走査ごとに０
　、３　ｓ幅内に相互間隔及び深さ共に約１μｍの凹条
■が約３００本形成された。そして照射を完了した被加
工物の加工表面は、太陽光及び室内照明光のいずれの照
明下でも虹色の多彩な反射光沢を示し、この色合いは照
明方向及び見る角度によって様々に変化した。

第２図はＴＥＭ、。モードつまりシングルモードのレー
ザ光源Ｄ２を用いた第２実施例のレーザ加工装置を示す
。この装置では、レーザ光ＲＤｚから出射されたレーザ
光Ｒ２は５０％透過性の半透鏡ＢＳにて透過光ビームＢ
、と反射光ビームＢ４とに分割され、ビームＢ４は反射
鏡Ｍ２にて９０°方向転換されて合波レンズＬ＋　にて
ビームＢ、と合波され、この合波ビームＢが第１実施例
と同様に拡大レンズＬ２及び反射鏡Ｍ１を経て加工用集
光レンズＬ３にて収束されるようになっており、被加工
物Ｗ、は第１実施例と同様に位置設定されてχＹテーブ
ルＴ上に載置されている。しかして、この場合にも第１
実施例と同様のＸＹテーブルＴの移動操作により、被加
工物Ｗ、の表面には、ビームＢ、と８４の干渉光が照射
されることになり、第２図の仮想線円内に示す拡大図の
ように、第１実施例と同様に該干渉パターンの干渉縞の
明部に対応した数百本の凹条■が形成される。

第３図はビーム分割手段として４５′分光プリズムＰを
使用した第３実施例のレーザ加工装置を示すもので、分
割部以外は第２実施例と同様構成である。この場合、レ
ーザ光源Ｄ２から出射したＴＥＭ、。モードのレーザ光
Ｒ２はプリズ、ムＰにて２方向の反射光ビームＢ、、Ｂ
、に分光され、両ビームＢｓ、Ｂ、がそれぞれ反射鏡Ｍ
８にて方向転換された上で合波レンズＬ、にて合波され
、以降は第２実施例と同様の光路を経て干渉光として被
加工物Ｗ、の表面に照射されて前記同様の加工を行う。

なお、第２実施例における半透ＶＬＢＳを２個使用した
り、第３実施例におけるプリズムＰとして三角鐘形プリ
ズムを使用することによって３本のビームに分割するこ
とも可能である。

第４図は合波レンズＬ１の手前の光路に像回転プリズム
ＯＰを介在させた第４寅株例のレーザ加工装置を示すも
ので、像回転プリズムロＰ以外は第２実施例と同様構成
である。この場合、プリズム叶の回転に伴ってビームＢ
の干渉パターンの干渉縞の方向が変化するため、例えば
該プリズムＤＰを一回の走査中に間欠的に回転させるこ
とにより、被加工物Ｗ１の表面には一回の走査線上で第
４図で仮セ、線円内に示す拡大図のように向きの異なる
凹条Ｉの群が順次並んで形成され、また該プリズムＤＰ
を連続回転させれば凹条Ｉが波形に連続したものとなる
。なお、図ではＴＥＭ、。モードのレーザ光’ｄＱ　Ｄ
　ｔから出射されるレーザ光Ｒ２を半ｉ３鏡ＢＳにて分
割するものを示したが、ビーム分割手段として第３実施
例の如き分光プリズムＰを用いる場合や、第１実施例の
如きＴＥＭ、。モードのレーザ光ｇｏ、を用いる場合に
も、同様に像回転プリズムＤＰを光路に介在させて同様
の凹凸加工を行える。

しかして、この加工！ＪＴＩによれば加工面で入射光が
様々に変化して反射するため、丁度オパール石のような
反射光沢が得られる。

第５図は表面が曲面状である被加工物Ｗ、に適用する第
５実施例のレーザ加工装置を示す、この装置では、合波
レンズＬ、が光軸方向に移動可能に構成されており、該
合波レンズＬ、の（多動に伴って加工用集光レンズＬ、
の焦点Ｆが光軸方向つまりＺ方向に移動する。従って、
被加工物Ｗ２の表面形状を予め測定し、この結果を制御
系Ｃにインプントシておき、ビームＢの照射位置におけ
る被加工物Ｗ、の表面のＺ方向位置に対応して該制御系
Ｃによって自動的にレンズＬ１を変位させることにより
、照射面の干渉光強度を常時一定に維持して均一な凹凸
加工を行うことができる。なお、合波レンズＬ、の代わ
りに加工用集光レンズＬ。

自体を変位させるようにしてもよい、また、このような
焦点変位手段は第１〜４実施例のいずれの装置にも通用
可能である。

第６図はビーム干渉光の照射位置のＸＸ方向の変位をＸ
ＹスキャナーＳによってビーム側で行う場合の実施例を
示す、ｘＹスキャナーＳはＸ方向変位用回動ｖＬ１１χ
とＹ方向変位用回動鏡ＭＹとを具０１しており、加工用
集光レンズ！５．にて絞られたビームの被加工物Ｗ１表
面に対する照射位置が回転ｖＬＭＸの回動によってＸ方
向に変位すると共に、回動鏡ＭＹの回動によってＸ方向
に変位するから、被加工物Ｗ、を固定した状態で走査を
行うことができる。ところで、この場合には、回動ｍＭ
Ｘにて反射されるビーム長さは仮想線２の如く該反射点
を中心とする球面上で等しくなることから、例えば図示
の如く表面が平坦な被加工物Ｗ、ではＸＸ方向のいずれ
の走査でも照射位置によって焦点Ｆからの距離が変化す
ることになるが、この変化は前記第５実施例の如き焦点
変位手段と組み合わせて焦点Ｆ位置を変位制御すること
によって補正できる。なお、レーザ加工用としてＸＹス
キャナーとＺスキャナーとを組み合わせたビーム走査装
置は市販されているため、本発明においてもこの市販装
置を利用できる。

第７図はＴＥＭ、。モードのレーザ光Ｒ１より分割され
た２本のビームＢｘ、Ｂ４のうちビームＢ４の光路中に
透過物体０を介在させた実施例を示す。

この場合、ｉｊ！ｉ過物体０の二次元透過形状の情報が
合波された干渉光の干渉パターン中に含まれることにな
るから、被加工物Ｗ、の表面にも上記情報が凹凸として
記録される。これはホログラムの乾板に相当するため、
該表面の反射光沢中に上記透過形状が再生され、例えば
該形状が三角形であれば反射光沢の巾に三角形が浮かび
上がって見える。

従って、該透過物体０を選択することにより、虹色様の
反射光沢中に様々な形状がホログラフィーとして現れる
極めて特異な装飾の施された金属製品を提供できる。熱
論、第１図の第１実施例における明パターン成分Ｂ、、
Ｂ、の一方の光路に透過物体りを介在させても同様のホ
ログラフィ−の発現が可能である。

なお、本発明では光学系の構成を例示以外に種々設計変
更可能であり、例えば上記の各実施例では収束手段とし
て収束レンズＬ、を用いているが、これに代えて凹面鏡
を使用してもよい、また実施例では拡大レンズＬ２及び
方向転換用反射鏡Ｍ。

を用いているが、合波レンズＬ、及び加工用集光レンズ
トコの焦点深度によっては拡大レンズＬ２を省略でき、
また該反射鏡Ｍ２を省略してレーザ光源から出射される
レーザ光の光軸線上に被加工物を位置させたり、複数の
反射鏡Ｍ２を用いてビーム方向を数次に転１＾すること
も可能である。

また上記各実施例で示すレーザ加工法において、レーザ
誘起熱化学反応を利用し、この反応ガス雰囲気中で行え
ば大気中で加工するのに比べて少ないレーザ光出力で金
属表面を加工することができる。更に本発明によるレー
デ加工法によって加工された金属表面が傷つけられると
、微細凹凸条の反射効率が下がるので、加工された金属
表面の耐久性をもたせるために、透明な酸化被膜、例え
ばアルミナなどをスパッタリングなどの手法を用いて金
属表面をコーティングすれば、耐久性の要求される分野
に使用することができる。

また、本発明方法および装置によって微細凹凸を形成し
たｆＬ属裏表面転写用の型としても利用でき、例えば加
熱転写によってプラスチ・ツク表面に該凹凸を転写して
アルミ等を蒸着すれば、包装紙等に使用する加飾フィル
ムを簡単に作製できる。

本発明においてレーザ光源として使用するレーザ発振器
としてしては、特に制限されずコヒーレンスのよいレー
ザ光を出射し得るものであればよく、例えば実施例に示
すＹＡＧレーザ以外にルビーレーザ、ガラスレーザの如
き固体レーザ、Ｃ０２レーザやエキシマレーザの如きガ
スレーザ等が挙げられるが、特にレーザ光がパルス党派
であるものが好ましい。

（発明特有の効果） 本発明方法によれば、レーザ光を利用して金属表面に１
μ鋤程度あるいはそれ以下といった極めて微細な密な凹
凸を容易にかつ短時間で形成可能であるため、該凹凸に
基づき表面全体ないし一部の８！様等が虹色様に多彩で
見る角度や入４・１光の方向によって様々に変化する玉
虫色の美麗な反射光沢を示す金属製品を提供できる。し
かして、上記方法に通用する本発明装置は、構造的に極
めて面素であって低コストで製作可能であり、しかも既
存のレーザ加工装置を大幅な改変を行うことなく利用で
きる。

なお、本発明装置においてマルチモード発振を行うレー
デ光源を使用すれば、そのレーザ光がそのまま同一振動
数で逆位相の相互に干渉する２つの明パターン部分から
構成されるため、格別なビーム分割手段を要さない利点
がある。一方、単一のレーザ光源、特にシングルモード
のレーザ光源とビーム分割手段とを用いれば、該分υ１
手段に半透鏡や分光プリズムの如き穫めてｉ！ＩＱｉな
光学部品を利用して単一のレーザ光より複数本のビーム
を分離できるという利点がある。

またレーザビームの光路に像回転プリズムを介在させる
構成によれば、金属表面の前記反Ｑ・ｉ光沢の見る角度
や入射方向による変化をより８著に発現できる。

更に本発明装置において、ＸＹ方向変位手段として被加
工物を移動させるもの、もしくはＸＹスキャナーを用い
ることにより、金属表面に対する干渉光の走査を容易に
行える。また、収束手段の光信方向の焦点位置を変化さ
せる焦点変位手段を採用すれば、被加工物の表面が三次
元形状であっても照射面の干渉光強度を常時一定にする
ことが可能となる。

更にまた、マルチモードのレーザビームにおけるｍａの
明パターン成分のいずれかの光路中、もしくは単一のレ
ーザビームより分υｊされた複数本のレーザビームのい
ずれかの光路に二次元透過物体を介在させることにより
、金属表面がホログラムとして作用して反射光沢中に像
を生しるため、極めて特異な装飾模様の金属製品を提供
し得る。

更に本発明によれば、レーザ加工の特性、即ち多品種少
量生産に適しており、多種類の模様（絵柄）の加飾加工
を効率的に行うことが可能である。

また本発明によれば、加工される金属表面は、必ずしも
平坦面である必要はなく、クリスタルカットや多少凹凸
のある金属表面であってもこれに影響されることなく加
工することができ、また非接触加工であるために、加工
途上において被加工材を強固に支持する必要がなく、仮
止め程度でよいから加工作業も容易である。

更に本発明により加工された金属表面の微細凹凸溝は例
えば加熱転写により樹脂フィルムの表面に転写すること
ができ、この転写された樹脂フィルムの表面にアルミ蒸
着等の後加工を行うことによって包装紙等に使用される
加飾フィルムを簡単に製作することができるため、本発
明はこれらの転写技術としても応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の第１〜第５実施例の各々のレ
ーザ加工装置の概略構造図であって、第１図、第２図お
よび第４図中の仮想線円内はそれぞれ同装置にて形成さ
れる金属表面の拡大図を示し、第６図はＸＹスキャナー
を使用する実施例の要部の概略斜視図、第７図はホログ
ラフィ−を応用した実施例の同上装置の概略構造図であ
る。 Ｄ、・・・ＴＥＭ、。モードのレーザ光源、Ｄ２・・・
ＴＥＭ、。モードのレーザ光源、Ｒ，、Ｒ，・・・レー
ザ光、Ｂ・・・レーザビーム、Ｂ、、Ｂ２・・・明パタ
ーン成分、Ｂ、〜Ｂ、・・・分割されたビーム、Ｌ３・
・・加工用集光レンズ、Ｆ・・・焦点、Ｔ・・・ＸＹ子
テーブル被加工物配置手段兼ＸＹ方向変位手段）　、Ｂ
Ｓ・・・半透鏡、Ｐ・・・分光プリズム、ＤＰ・・・像
回転プリズム、Ｓ・・・ＸＹスキャナー、ＭＸ・・・Ｘ
方向変位用反射鏡、ＭＹ・・・Ｙ方向変位用反射鏡、Ｏ
・・・二次元透過物体。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）、金属表面にレーザビームの干渉光を照射し、そ
   の照射面で生ずる干渉パターンの強度分布に対応した微
   細凹凸を該金属表面に形成することを特徴とする金属表
   面のレーザ加工方法。
2. （２）、干渉光がマルチモードのレーザビームにおける
   明パターン成分相互の重なりにて構成される請求項１記
   載の金属表面のレーザ加工方法。
3. （３）、干渉光が単一のレーザビームより分割された複
   数本のビームの重なりにて構成される請求項１記載の金
   属表面のレーザ加工方法。
4. （４）、マルチモードのレーザビームにおける複数の明
   パターン成分のいずれかの光路中、もしくは単一のレー
   ザビームより分割された複数本のビームのいずれかの光
   路中に二次元透過物体を介在させる請求項２または３に
   記載の金属表面のレーザ加工方法。
5. （５）、マルチモード発振を行うレーザ光源と、そのレ
   ーザビームを収束する収束手段と、該収束手段の焦点よ
   りも深浅一方側にずれたビーム干渉域に被加工物の金属
   表面を位置させる被加工物配置手段と、金属表面に対す
   るビーム干渉光のＸＹ方向照射位置を相対的に変位させ
   るＸＹ方向変位手段とを備えてなる金属表面のレーザ加
   工装置。
6. （６）、レーザ光源と、該光源から出た単一のレーザビ
   ームを複数本のビームに分割するビーム分割手段と、こ
   れらビームを重ねて収束する収束手段と、該収束手段の
   焦点よりも深浅一方側にずれたビーム干渉域に被加工物
   の金属表面を位置させる被加工物配置手段と、金属表面
   に対するビーム干渉光のＸＹ方向照射位置を相対的に変
   位させるＸＹ方向変位手段とを備えてなる金属表面のレ
   ーザ加工装置。
7. （７）、ビーム分割手段が半透鏡である請求項６記載の
   金属表面のレーザ加工装置。
8. （８）、ビーム分割手段が分光プリズムである請求項６
   記載の金属表面のレーザ加工装置。
9. （９）、レーザビームの光路に像回転プリズムが介在さ
   れてなる請求項５〜８のいずれかに記載の金属表面のレ
   ーザ加工装置。
10. （１０）、ＸＹ方向変位手段が被加工物を移動させるも
    のである請求項５〜９のいずれかに記載の金属表面のレ
    ーザ加工装置。
11. （１１）、ＸＹ方向変位手段が２つの回動鏡を組み合わ
    せたＸＹスキャナーである請求項５〜９のいずれかに記
    載の金属表面のレーザ加工装置。
12. （１２）、収束手段の光軸方向の焦点位置を変化させる
    焦点変位手段を有する請求項５〜１１のいずれかに記載
    の金属表面のレーザ加工装置。