JPH03256800A - 表面に凹凸を有する構造体 - 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、工業的に生産される機器、器具、部品〈例え
ばテレビ、ラジオ、テープレコーダ、コンパクトディス
クプレーヤ、光デイスクプレーヤ、ビデオテープレコー
ダ、カメラ、ビデオテカメラ、掃除機、洗濯機、冷蔵庫
、トースタ、ジューサ、ミキサ、アイロン、エアコン、
パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、フロッピ
ーディスクドライバ、ハードディスクドライバ、電話機
、無線機、インターホン、スピーカ、レーザービームプ
リンタ、ＰＰＣ，ＦＡＸ、電池、コンデンサ、磁気テー
プカセット、モータ、アクチュエータ、エンコーダ、自
転車、オートバイ、自動車、暖房ヒータ、電子レンジ、
扇風機、時計、照明器具、玩具など）の外側を形成する
表面に凹凸を有する構造体に関し、その表面の色調が人
間の視覚に与えるイメージを高めることにより商品価値
の向上をめざすものである。

従来の技術 工業的に生産される機器、器具、部品はその機能の保護
と、人材への安全性と品格の向上などを目的としてその
外側をなす構造体（一般にはボディ、ケース、外装、ハ
ウジング、ボックス、パネルなどの呼称で呼ばれること
が多い）を設けることが多い。

その中で品格の向上を目的としては全体の輪郭形状や機
能操作片（ボタン、ツマミ、レバー、ダイヤル等）の配
置で決められる三次元的形状と色彩、明度、光沢などの
組み合わせによるカラーデザインをミックスして、質感
、量感、機能フィーリング、ステータスフィーリング、
新鮮さを購入者に訴求している。

更にカラーデザインを達成する工業的手段としては自然
に存在する木１石７毛皮などをそのまま素材とし、その
素材の持つイメージを損なうことなく構造体として加工
（切削、研削、切断、接合など）する技術もあるがコス
ト的に高価であり高級な商品に限られる。

一般的な工業製品としては、構造体を鉄、アルミ等の金
属板あるいはプラスチック成形品、プラスチックシート
で作ることが一般的であり、場合によりガラス、布２紙
などを併用することにより得られる〜これら鉄、アルミ
、プラスチックの素材の表面を平滑化したり、乱反射す
るように粗い凹凸を設けたり（一般にはシボ加工と呼ば
れる）、わざと切削仕上調の凹凸を設けたり（ヘアライ
ン加工と呼ばれる）、素材に顔料等の粒子を分散させた
り、塗料・顔料を含む樹脂を表面にコーティングもしく
は塗装したり、更には金属粉を含むプラスチック成形品
で金属感を表現する方法が一般に用いられ、更にこうし
て得られた部材をいくつか組合せ（貼付、係止、ホット
スタンプ、溶着など）る技術を用いている。

これ等の技術は、構造体表面に照射されたさまざま波長
を有する光線の中から選択的に反射する機能を素材と場
合によっては塗料、顔料などの添加物に求め反射する光
線の量と方向を表面の粗さで制御していることになる。

しかし材料の可視光領域での吸収／反射分光特性から見
ると特定の波長だけを反射するものは少なく、表現でき
る色彩もやや鈍いものになる。特に青や緑の領域でこの
傾向が強い。

また表面の凹凸も正確に決められたものでないので反射
する光量、光の方向もデザイサが意図したものになりに
くい。

最近、コンパクトディスクや光ディスクが世に出てその
本来の機能の他に、ディスクに設けられた溝を有する表
面から反射された光が干渉し合い特定の波長を強め従来
の色彩表現とは異なるイメージを与えることがわかって
きた。

第７図はこうした干渉色を与えるディスク表面の部分断
面図であり、透明基板１の凸Ｈ２が設けられた裏面側に
アルミ膜３を蒸着した構造で、光線４が透明基板１の表
面５から入射した後アルミ膜３の表面で反射して再び透
明基板１から出射する時、凸部２以外での反射光６と凸
部２での反射光６′の光路差と同等の波長を持つ光のみ
が強め合って人間の目に良く見えることになる。

これを応用して透明基板の代りに透明フィルムを用い溝
のパターンを工夫して反射の方向を制御した構造体が、
貼付用装飾フィルムとして既に実施されている。

発明が解決しようとする課題 しかしこの従来例では光の入／反射角度により光路差が
わずかに異なり、その結果反射する干渉色が虹模様とな
り、また干渉波長が可視光領域を外れると素地のアルミ
の感じだけが見えることになり、表現できるカラーデザ
インに限界があった。

本発明は従来の素地および添加物の持つ色調と合わせて
意図した波長領域の光のみを干渉色として発現すること
で従来の限られたカラーデザイン範囲を拡大しようとす
るものである。

課題を解決するための手段 そのために本発明の提案する手段は、凹凸のある表面で
あってこの凹凸を形成する斜面部に表面に対して直角方
向の段差が０．２ないし０．４ミクロンメートルピッチ
で表面に対してほぼ平行な平滑面を設けたことを特徴と
するものである。

作　　　用 上記構成によれば、構造体の外部から照射された光線は
表面から構造体の材料が有する特有の吸収／反射分光特
性に加え斜面部に０．２ないし０゜４ミクロンメートル
のピッチで段差を有する平滑面で反射した光の干渉色が
斜面部に対して入反射できる角度範囲だけに限定されて
得られる。

この入反射角度を限定できるのが斜面部に干渉色を出す
反射面（平滑面）を設けたことによる作用である。

ここで言う斜面部とは構造体の表面を滑かに結んだ仮の
表面（以下これを単に表面と表わす）と凹部もしくは凸
部の最深部もしくは最高部を結ぶ途中の面という意味を
持つものであり、必ずしも平滑面以外の面が表面に対し
て傾斜していなくても良い。但し、前述の仮の表面と最
深部もしくは最高部までの間に少なくとも１面以上の平
滑面を有していなければならないし、たまたま途中の平
滑面が１面であれば、表面もしくは最深部（あるいは最
高部）が０．２ないし０．４ミクロンメートル離れた平
滑面でなければならない。

実施例 本発明の実施例は従来からある機器、器具２部品の外装
部品等の構造物の表面に工夫を施したものであり、その
外装部品等が何であるかは本発明の趣旨と直接関係が無
いので以下の実施例については構造物の表面近傍の部分
断面図もしくは部分断面の斜視図を用いて説明する。

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示している。

第１図は外装構造体の一部を形成するプラスチックプレ
ート７の部分断面の斜視図であり、プラスチックプレー
ト７の表面８に凹部９が設けられている：凹部９の内部
には段差がついた平滑面１０．１１，１２．１３が設け
られている。第２図は第１図の凹部９を更に拡大した部
分断面図であり、平滑面１０と平滑面１１、平滑面１１
と平滑面１２、平滑面１２と平滑面１３との間の表面８
に対して直角方向の距離Ｈは約０．２２ミクロンメート
ルである。この時に、平滑面１０に入射した光線１４の
反射光１６と平滑面１１に入射した光線１５の反射光１
７とが干渉し合い０．４４ミクロンの波長を持つ青から
見る角度によっては０．５ミクロンの波長を持つ青緑色
に光って見える。平滑面１１と平滑面１２あるいは平滑
面１２と平滑面１３との間でも同様のことが起こる。平
滑面１０，１１．１２の幅Ｗを広くするとゆるい角度の
入射光が平滑面で反射し、干渉し合う波長が長波長側に
ずれるので幅Ｗは第３図に示すように凹部９のエツジ１
８と最下段より一つ上の平滑面１２の出っ張っているエ
ツジ１９とを結ぶ線２０が表面８となす角θが４５°以
上になるように設定することにより望む波長領域の干渉
光が得られやすい。また平滑面の輻Ｗは余り小さ過ぎる
と干渉光が得に＜＜、また広過ぎると干渉せずに反射す
る光の量が多過ぎて効果が得られにくくおおむね０．１
ないし１０ミクロン程度にする方が良い。また干渉光が
得られるのは凹部９から反射する光である。その他の表
面８からは素材の色調が得られる。干渉光を期待する表
面８の面積（前述のように表面とは外側を滑らかに結ん
だものであるから凹部９も平坦に埋めたものとして求め
た面積）に対して干渉光の反射が期待できる平滑面の面
積の和が大きいほど干渉光が良く目に映る。

おおねねこの割合が１０％以上が望ましいが１％以上で
あっても効果は感じられる。この点を勘案して凹部９の
配置を決めなければならない。このようなサブミクロン
の段差を有する凹部９は、半導体プロセスで用いられる
ような露光、現像を繰り返して段差を設けるいわゆるフ
ォトリソグラフィによりマスターを得、これに無電解ニ
ッケルメッキ、電解メツキを組み合わせた工程でマスタ
ーを反転した形状を得（場合により更に反転したものも
得られる〉これを金型としてプラスチック成形すること
により得られる。

従って、第１図の凹部９を反転して表面８の上に凸状に
形成したものも得ることができ、これも同様の効果を発
揮する。第４図は第２の実施例の斜視図であり、表面２
１の上に第１図の凹部９を反転して凸部とし、得られた
平滑面２２．２３゜２４．２５が形成され、平滑面２２
，２３，２４．２５で反射した光は互いに干渉する。但
し、この場合はゆるい角度の光の反射を防ぐことが難し
い。従って第５図に示す第３の実施例のように最高部の
面２６を素材感を出すための反射面とし、面２６と距離
大きくへだてて平滑面２７，２８．２９を設は干渉光を
得るように段差をつける。このような突起を密集して設
けると良い。

第６図は本発明の第４の実施例の部分断面図であり、屈
折率１．５９のポリスチレンをヘースとした深緑色の成
形体く第一の素材）３０の表面３７に筋状の溝３１を設
けこの溝３１の斜面部には段差が０．２ミクロンメート
ルになるように平滑面３２，３３，３４．３５を設け、
溝３１が完全に埋まるように屈折率１．３４の透明なフ
ッソ系樹脂層（第二の素材）３６をコーティングしたも
のである。こうした構造体表面に白色光を当てるとフッ
素系樹脂層３６を透過し、フッ素系樹脂層３６とポリス
チレン成形体３０の界面て屈折率が興なるために反射が
起こり、平滑面の段差０．２ミクロンメートルにフッ素
系樹脂層３６の屈折率を束た値の２倍の波長即ち約０．
５４ミクロンメートルの深絶色の干渉色が深緑色の成形
体３０を背景として浮かび上り色の鮮やかさと共に立体
感あるいは深味を伴って目に映る。

このように溝３１を透明樹脂て埋めると溝３１にゴミ、
手あか、油脂等が埋まって干渉色の発現が損なわれると
いう恐れが無くなるという効果が得られる。

以上の実施例では構造体に樹脂を用いたが、アルミ、鉄
等の金属に切削や塑性加工で凹部を形成したり、マスタ
ーを用い無電解ニッケルメッキなどて金属表面を形成し
て用いても同様の効果が得られる。

この場合において、第４の実施例のように溝を透明コー
トで埋める場合の材料の屈折率は１．３〜１．７程度の
範囲で自由に選ぶことができ、殆どの透明樹脂が使用可
能である。この時、干渉色を発現するポイントとなる平
滑面の段差は、可視光を得るために０．１２ないし０．
３ミクロンメートルの間で透明樹脂の屈折率を勘案して
任意に選択すれば良い。

発明の効果 平滑面の段差の値を選ぶことにより任意の色の干渉色を
容易に発現できる。

素材の色調を同時に発現できるので素材の色調と干渉色
を組み合わせたカラーデザインが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構造体の要部斜視
図、第２図、第３図は同要部断面図、第４図は第２の実
施例を示す構造体の要部斜視図、第５図は第３の実施例
を示す構造体の要部斜視図、第６図は本発明の第４の実
施例を示す構造体の要部断面図、第７図は従来例に応用
されたコンパクトディスク等のディスク盤の斜視図であ
る。 ８．２１．３７・・・・・・表面、９・・・・・・凹部
、３１・・・・・・溝、１０，１１，１２，１３，２２
，２３゜２４．２５，２７，２８，２９，３２，３３゜
３４．３５・・・・・・平滑面、３０・・・・・・第一
の素材、３６・・・・・・第二の素材。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）凹凸のある表面であって、この凹凸を形成する斜
   面部に表面に対して直角方向の段差が０．２ないし０．
   ４ミクロンメートルピッチで表面に対してほぼ平行な平
   滑面を形成してなる表面に凹凸を有する構造体。
2. （２）表面の面積に対し平滑面の面積の和を１０％以上
   となした請求項１記載の表面に凹凸を有する構造体。
3. （３）平滑面の幅を０．１ないし１０ミクロンメートル
   となした請求項１記載の表面に凹凸を有する構造体。
4. （４）斜面部の表面に対する傾斜角度を４５゜以上とな
   した請求項１記載の表面に凹凸を有する構造体。
5. （５）第一の素材の表面に凹凸が形成され、この凹凸を
   形成する斜面部に表面に対して直角方向の段差が０．１
   ２ないし０．３ミクロンメートルピッチで表面に対して
   ほぼ平行な平滑面が形成され、第二の素材は少なくとも
   第一の素材の凹凸が形成された部分にコーティングされ
   、第二の素材の屈折率が第一の素材のそれよりも小さく
   、第二の素材が透明である表面に凹凸を有する構造体。
6. （６）第一の素材の表面の面積に対し平滑面の面積の和
   を１０％以上となした請求項５記載の表面に凹凸を有す
   る構造体。
7. （７）平滑面の幅を０．１ないし１０ミクロンメートル
   となした請求項５記載の表面に凹凸を有する構造体。
8. （８）斜面部の第一の素材の表面に対する傾斜角度を４
   ５゜以上となした請求項５記載の表面に凹凸を有する構
   造体。