(57)【要約】【課題】マークが付された部材の強度低下を抑制できる点火プラグを提供すること。【解決手段】内燃機関において混合気に点火するスパークプラグやグロープラグなどの点火プラグは、金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるマークを備えている。マークは、金属製の部材の表面にレーザビームを照射して、金属製の部材の表面の酸化皮膜の形成を促進したり酸化皮膜を除去したりして形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において混合気に点火する点火プラグであって、
金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、前記金属製の部材および前記酸化皮膜からなるマークを備える点火プラグ。
【請求項２】
前記マークは、第１部と、前記第１部よりも反射率の高い第２部と、を備え、
前記第１部または前記第２部における前記反射率の分布のばらつきは、前記金属製の部材の表面のうち前記マークの周囲に隣接する部分における前記反射率の分布のばらつきよりも小さい請求項１記載の点火プラグ。
【請求項３】
前記第１部における前記反射率の分布のばらつき及び前記第２部における前記反射率の分布のばらつきは、前記金属製の部材の表面のうち前記マークの周囲に隣接する部分における前記反射率の分布のばらつきよりも小さい請求項２記載の点火プラグ。
【請求項４】
絶縁体と、前記絶縁体を内側に保持する筒状の主体金具と、前記主体金具に接合された接地電極と、前記接地電極に接合された貴金属を含有するチップと、を備え、
前記接地電極は、表面にめっき皮膜が形成されていない非めっき部を有し、
前記マークは、前記接地電極のうち前記非めっき部に付されている請求項１から３のいずれかに記載の点火プラグ。
【請求項５】
軸線方向へ延びる絶縁体と、前記絶縁体の軸線方向の端部に固定された端子金具と、を備え、
前記マークは、前記端子金具の軸線方向の端面に付されている請求項１から４のいずれかに記載の点火プラグ。
【請求項６】
前記端子金具は、前記端面の周囲を取り囲む壁部を備える請求項５記載の点火プラグ。
【請求項７】
内燃機関において混合気に点火する点火プラグの製造方法であって、
前記点火プラグの一部を構成する金属製の部材を準備する準備工程と、
前記金属製の部材の表面にレーザビームを照射して、酸化皮膜、又は、前記金属製の部材および前記酸化皮膜からなるマークを形成するマーキング工程と、を備える点火プラグの製造方法。
【請求項８】
前記マークは、第１部と、前記第１部よりも反射率の高い第２部と、を備え、
前記マーキング工程は、前記金属製の部材の表面のうち前記第１部が形成される部位または前記第２部が形成される部位にレーザビームを照射する第１工程を備える請求項７記載の点火プラグの製造方法。
【請求項９】
前記マーキング工程は、前記第１工程より後に、前記第１工程においてレーザビームが照射されなかった、前記第１部が形成される部位または前記第２部が形成される部位にレーザビームを照射する第２工程を備える請求項８記載の点火プラグの製造方法。
【請求項１０】
前記マーキング工程は、前記第１工程の前に、前記マークが形成される部分にレーザビームを照射して下地領域を形成する下地工程を備える請求項８又は９に記載の点火プラグの製造方法。
【請求項１１】
前記第１部は、レーザビームの照射によって酸化皮膜の形成を促進することにより形成され、
前記第２部は、レーザビームの照射によって酸化皮膜を除去することにより形成される請求項８から１０のいずれかに記載の点火プラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は点火プラグ及び点火プラグの製造方法に関し、特にマークが付された点火プラグ及び点火プラグの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
予め定義された識別子（マーク）を工業製品に付しておき、調達・加工・生産・流通・販売・廃棄などにまたがって工業製品の履歴情報を追跡できるようにする技術がある。内燃機関において混合気に点火する点火プラグにおいても、追跡可能性を高めるため、マークを付すことが要求されている。工業製品にマークを付すための技術として、特許文献１には、セラミック製の基材の表面にレーザビームを照射してマークを印字する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３０７８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の技術では、脆性材料であるセラミック製の基材の表面にレーザビームを照射してマークを刻むので、マークが基材の破壊の起点となる可能性があり、マークが付された部材の強度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、マークが付された部材の強度低下を抑制できる点火プラグ及び点火プラグの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明の点火プラグは、内燃機関において混合気に点火するものであって、金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるマークを備えている。
【０００７】
また、本発明は、内燃機関において混合気に点火する点火プラグの製造方法であって、点火プラグの一部を構成する金属製の部材を準備する準備工程と、金属製の部材の表面にレーザビームを照射して、酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるマークを形成するマーキング工程と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の点火プラグによれば、マークが、金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるので、セラミック製の部材にマークが付される場合に比べて、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
【０００９】
請求項２記載の点火プラグによれば、マークは、第１部と、第１部よりも反射率の高い第２部と、を備えている。第１部または第２部における反射率の分布のばらつきは、金属製の部材の表面のうちマークの周囲に隣接する部分における反射率の分布のばらつきよりも小さいので、反射光を検知してマークを読み取る場合に、反射率の分布を利用して閾値を設定できる。よって、請求項１の効果に加え、マークの周囲に隣接する部分に対するマークの読み取り精度を向上できる。
【００１０】
請求項３記載の点火プラグによれば、第１部における反射率の分布のばらつき及び第２部における反射率の分布のばらつきは、金属製の部材の表面のうちマークの周囲に隣接する部分における反射率の分布のばらつきよりも小さい。よって、請求項２の効果に加え、マークの読み取り精度をさらに向上できる。
【００１１】
請求項４記載の点火プラグによれば、絶縁体と、絶縁体を内側に保持する筒状の主体金具と、主体金具に接合された接地電極と、接地電極に接合された貴金属を含有するチップと、を備えている。接地電極は、表面にめっき皮膜が形成されていない非めっき部を有し、マークは接地電極のうち非めっき部に付されている。従って、請求項１から３のいずれかの効果に加え、接地電極に形成されためっき皮膜を除去する処理を行っても、接地電極に付されたマークが消失しないようにできる。
【００１２】
請求項５記載の点火プラグによれば、軸線方向へ延びる絶縁体と、絶縁体の軸線方向の端部に固定された端子金具と、を備え、マークは端子金具の軸線方向の端面に付されている。点火プラグの軸線方向からマークを読み取ることができるので、請求項１から４のいずれかの効果に加え、点火プラグの側面にマークが付された場合に比べて、マークを読み取り易くできる。
【００１３】
請求項６記載の点火プラグによれば、端子金具は、端面の周囲を取り囲む壁部を備えているので、請求項５の効果に加え、マークに傷が付いたりマークが擦れたりしないように壁部でマークを保護できる。
【００１４】
請求項７記載の点火プラグの製造方法によれば、準備工程により、点火プラグの一部を構成する金属製の部材が準備される。マーキング工程により、金属製の部材の表面にレーザビームが照射され、酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるマークが形成される。よって、マークが付された金属製の部材の強度低下を抑制できる。
【００１５】
請求項８記載の点火プラグの製造方法によれば、マークは、第１部と、第１部よりも反射率の高い第２部と、を備えている。マーキング工程の第１工程により、金属製の部材の表面のうち第１部が形成される部位または第２部が形成される部位にレーザビームが照射される。よって、請求項７の効果に加え、反射光を検知して読み取られるマークを形成できる。
【００１６】
請求項９記載の点火プラグの製造方法によれば、マーキング工程の第２工程により、第１工程より後に、第１工程においてレーザビームが照射されなかった、第１部が形成される部位または第２部が形成される部位にレーザビームが照射される。その結果、第１部と第２部とのコントラストを高くできるので、請求項８の効果に加え、マークの読み取り精度を向上できる。
【００１７】
請求項１０記載の点火プラグの製造方法によれば、マーキング工程の下地工程により、第１工程の前に、マークが形成される部分にレーザビームが照射され、下地領域が形成される。下地領域の上にマークが形成されるので、下地領域の周囲に隣接する部分とマークとのコントラストを高くできる。よって、請求項８又は９の効果に加え、マークの読み取り精度をさらに向上できる。
【００１８】
請求項１１記載の点火プラグの製造方法によれば、第１部は、レーザビームの照射によって酸化皮膜の形成を促進することにより形成される。第２部は、レーザビームの照射によって酸化皮膜を除去することにより形成される。よって、請求項８から１０のいずれかの効果に加え、レーザ出力を制御して第１部および第２部を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における点火プラグの片側断面図である。
【図２】図１の矢印ＩＩ方向から見た点火プラグの背面図である。
【図３】（ａ）は端子金具の軸線に沿った断面図であり、（ｂ）はレーザビームを照射して下地領域が形成される端子金具の軸線に沿った断面図であり、（ｃ）はレーザビームを照射してマークの第１部が形成される端子金具の軸線に沿った断面図であり、（ｄ）はレーザビームを照射してマークの第２部が形成される端子金具の軸線に沿った断面図である。
【図４】（ａ）はマークの反射光の模式図であり、（ｂ）はマークの反射光を受けた受光素子が検出した反射率の分布の模式図である。
【図５】図１の矢印Ｖ方向から見た点火プラグの側面図である。
【図６】（ａ）はマークが形成される接地電極および主体金具の断面図であり、（ｂ）はめっき皮膜が形成された接地電極の断面図である。
【図７】チップが溶接された接地電極および主体金具の断面図である。
【図８】（ａ）はレーザビームを照射してマークが形成される主体金具の断面図であり、（ｂ）はマークの反射光の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における点火プラグ１０の片側断面図である。図１では、紙面下側を点火プラグ１０の先端側、紙面上側を点火プラグ１０の後端側という。点火プラグ１０は、内燃機関（図示せず）において混合気に点火するものであり、絶縁体１１、端子金具２０、主体金具３０及び接地電極３１を備えている。
【００２１】
絶縁体１１は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された円筒状の部材であり、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。軸孔１２の先端側に中心電極１４が配置される。
【００２２】
中心電極１４は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。中心電極１４は絶縁体１１に保持され、先端が軸孔１２から露出する。中心電極１４は、貴金属を含有するチップ１５が先端に接合されている。
【００２３】
端子金具２０は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具２０は、軸孔１２に挿入される軸部２１と、軸孔１２に嵌る固定部２２と、絶縁体１１の後端面１３に突き当たる頭部２３と、が連接されている。頭部２３は円盤状に形成されており、頭部２３の外径は軸部２１の外径よりも大きい。頭部２３は、端子金具２０の軸線Ｏ方向の端面２４を取り囲む円筒状の壁部２５が設けられている。
【００２４】
本実施の形態では、端子金具２０の耐食性を向上させるため、端子金具２０にはニッケルめっきが施されている。壁部２５は、端面２４からの軸線Ｏ方向の高さＴが、例えば２ｍｍ以下に設定されている。
【００２５】
主体金具３０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具３０は、絶縁体１１の外周の先端側に、端子金具２０の頭部２３と軸線Ｏ方向に間隔をあけて加締め固定されている。本実施の形態では、主体金具３０の耐食性を向上させるため、めっき皮膜（後述する）が主体金具３０に形成される。主体金具３０の先端に接地電極３１が接合されている。
【００２６】
接地電極３１は、先端側に位置する第１部３２と、第１部３２の裏側の第２部３３と、を有する棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。本実施の形態では、接地電極３１はめっき皮膜が形成された後、チップ３５（後述する）の溶接前にめっき皮膜が剥離される。よって、接地電極３１は、少なくとも第２部３３と同じ側の面であって後端側の根元の部分に、めっき皮膜が形成されていない非めっき部３４が設けられている。
【００２７】
接地電極３１は、第１部３２に貴金属を含有するチップ３５が接合されている。本実施の形態では、接地電極３１は先端側が屈曲し、第１部３２が中心電極１４（チップ１５）と対向する。第１部３２に接合されたチップ３５は、中心電極１４（チップ１５）との間に火花ギャップを形成する。
【００２８】
点火プラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、予めチップ１５が先端に接合された中心電極１４を絶縁体１１の軸孔１２に挿入し、中心電極１４の先端が軸孔１２から外部に露出するように配置する。軸孔１２に端子金具２０の軸部２１を挿入し、端子金具２０と中心電極１４との導通を確保した後、予め接地電極３１が接合された主体金具３０を絶縁体１１の外周に組み付ける。接地電極３１にチップ３５を接合した後、チップ３５が中心電極１４（チップ１５）と対向するように接地電極３１を屈曲して、点火プラグ１０を得る。
【００２９】
図２は図１の矢印ＩＩ方向から見た点火プラグ１０の背面図である。端子金具２０は、端子金具２０と中心電極１４との導通を確保するときの加熱処理やめっき時のベーキング処理などの熱履歴を受けて酸化される。端子金具２０の端面２４（図１参照）には、頭部２３の表面が酸化した酸化皮膜２６が形成されている。酸化皮膜２６が形成された端子金具２０の端面２４の中央にマーク４０が形成されている。本実施の形態ではマーク４０は２次元コードである。２次元コードとしては、例えばＰＤＦ４１７，Ｍｉｃｒｏ  ＰＤＦ４１７，ＣＯＤＥ４９，Ｍａｘｉｃｏｄｅ，Ｄａｔａ  Ｍａｔｒｉｘ，ＱＲ  ｃｏｄｅ，Ａｚｔｅｃ等が挙げられる。但し、１次元コードを端子金具２０に形成することは当然可能である。
【００３０】
端子金具２０は、マーク４０が形成された端面２４の周囲が壁部２５で取り囲まれているので、壁部２５でマーク４０を保護することができる。よって、マーク４０に傷が付いたりマーク４０が擦れたりしないようにできる。
【００３１】
マーク４０は、矩形のセルの集合である第１部４１と、第１部４１よりも反射率の高い矩形のセルの集合である第２部４２と、を備えている。本実施の形態では、第１部４１を暗モジュールとし、第２部４２を明モジュールとする。第１部４１と第２部４２との組合せにより、製品や部品に固有の履歴情報が表示される。マーク４０の縁の部分であり、マーク４０の周囲に隣接する部分（酸化皮膜２６）とマーク４０とを区別するマージン（クワイエットゾーン）４３は、第１部４１よりも反射率の高い第２部４２の一部である。
【００３２】
マーク４０は、壁部２５との最短の距離が、所定の最短距離Ｄとなる位置に、マージン４３の縁が形成される。反射光を利用してマーク４０を読み取る場合に、反射光や照明光が壁部２５に遮られてマーク４０が読み取り難くならないようにするためである。
【００３３】
図３を参照して、端子金具２０の端面２４にマーク４０を形成するマーキング工程について説明する。図３（ａ）は端子金具２０（頭部２３）の断面図であり、図３（ｂ）はレーザビーム５１を照射して下地領域４４が形成される端子金具２０の断面図であり、図３（ｃ）はレーザビーム５１を照射してマーク４０の第１部４１が形成される端子金具２０の断面図であり、図３（ｄ）はレーザビーム５１を照射してマーク４０の第２部４２が形成される端子金具２０の断面図である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、頭部２３（端子金具２０）はニッケルめっき膜（図示せず）の表面が酸化した酸化皮膜２６が形成されている。酸化皮膜２６は厚さや密度にむらがあるので、酸化皮膜２６は厚さや密度に応じた灰色ないしは黒灰色の濃淡のある状態に肉眼で視認される。
【００３５】
図３（ｂ）は下地領域４４を形成する下地工程を示している。下地工程では、加工ヘッド５０から出射したレーザビーム５１を頭部２３に照射して酸化皮膜２６を除去する。頭部２３の端面２４（図１参照）に沿って加工ヘッド５０を相対移動し、レーザビーム５１を走査することにより、マーク４０（図２参照）が形成される部分に矩形の下地領域４４（背景）を形成する。
【００３６】
下地領域４４を形成するときは、加工ヘッド５０からのレーザ出力や走査速度、レーザビーム５１の焦点径や焦点深度などを調整して、酸化皮膜２６を除去するのに必要十分なエネルギーを頭部２３に入力する。酸化皮膜２６は除去する一方、レーザビーム５１が照射された部分の新たな酸化をできるだけ少なくするためである。その結果、マーク４０の背景（下地領域４４）の濃淡のばらつきを小さくしつつ反射率を高くできる。
【００３７】
図３（ｃ）は第１部４１を形成する第１工程を示している。第１工程では、加工ヘッド５０から出射したレーザビーム５１を下地領域４４に照射し、下地領域４４を部分的に加熱する。これにより、レーザビーム５１を照射して加熱した部分の酸化皮膜の形成を促進する。頭部２３の端面２４（図１参照）に沿って加工ヘッド５０を相対移動し、レーザビーム５１を走査することにより、第１部４１を形成する。
【００３８】
第１部４１を形成するときは、加工ヘッド５０からのレーザ出力や走査速度、レーザビーム５１の焦点径や焦点深度などを調整して、下地領域４４を形成するときよりも高いエネルギーを頭部２３に入力する。これにより、レーザビーム５１が照射された部分の酸化を促進し、第１部４１に酸化皮膜を形成し黒色化する。
【００３９】
レーザ出力によって第１部４１の酸化の度合いを制御できるので、第１部４１の酸化皮膜の厚さや密度をほぼ均一にできる。よって、マーク４０の周囲の酸化皮膜２６に比べて、第１部４１のコントラストを高くできる。
【００４０】
さらに、濃淡のばらつきの小さい下地領域４４に第１部４１が形成されるので、下地領域４４を形成しないで、酸化皮膜２６にレーザビーム５１を照射して第１部４１を形成する場合に比べて、第１部４１のむらを無くし、第１部４１のコントラストを高くできる。濃淡のある酸化皮膜２６にレーザビーム５１を照射して第１部４１を形成すると、酸化皮膜２６の状態が第１部４１に反映されるので、第１部４１にも濃淡が現れてしまうからである。
【００４１】
図３（ｄ）は第２部４２を形成する第２工程を示している。第２工程では、加工ヘッド５０から出射したレーザビーム５１を、第１工程においてレーザビーム５１を照射しなかった部分に照射し、第１部４１を形成するときに熱影響を受けて第２部４２の輪郭の部分に生じた酸化皮膜を除去する。頭部２３の端面２４（図１参照）に沿って加工ヘッド５０を相対移動し、レーザビーム５１を走査することにより第２部４２を形成し、第１部４１と第２部４２との境界を明瞭にする。
【００４２】
第２部４２を形成するときは、加工ヘッド５０からのレーザ出力や走査速度、レーザビーム５１の焦点径や焦点深度などを調整して、下地領域４４を形成するときと同等のエネルギーを頭部２３に入力する。第１部４１と第２部４２との境界以外の部分にもレーザビーム５１を照射することにより、第２部４２を白色化できると共に、第１部４１を形成するとき等に生じた第２部４２の汚れを除去できる。よって、第１部４１及び第２部４２の寸法精度を向上させつつ、第１部４１と第２部４２とのコントラストを高くできる。
【００４３】
次に図４を参照してマーク４０の反射光について説明する。図４（ａ）はマーク４０の反射光の模式図である。マーク４０の読み取りは、照明光５４をマーク４０に照射して、マーク４０が反射した反射光５５，５６，５７を受光素子５３が検知することにより行われる。受光素子５３は、集光レンズやカラーフィルタ等を備えたＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の一部である。第１部４１は、第２部４２よりも照明光５４を多く吸収するので、受光素子５３は、第２部４２の反射光５６を第１部４１の反射光５５よりも多く受光できる。
【００４４】
図４（ｂ）は、マーク４０の反射光５５，５６を受けた受光素子５３が検出した反射率の分布の模式図であり、受光素子５３の個々の画素が受けた光量を表す反射率値の分布が模式的に図示されている。図４（ｂ）は反射率を横軸にとり、光を検知した受光素子５３の画素数（頻度）を縦軸にとっている。
【００４５】
図４（ｂ）に示すように、第１部４１の反射光５５の反射率の分布のばらつきを、酸化皮膜２６（マーク４０の周囲の部分）の反射光５７の反射率の分布のばらつきより小さくできる。また、第２部４２の反射光５６の反射率の分布のばらつきを、酸化皮膜２６（マーク４０の周囲の部分）の反射光５７の反射率の分布のばらつきより小さくできる。レーザ出力などを調整することによって第１部４１及び第２部４２の表面の酸化の度合いを制御できるからである。
【００４６】
さらに、第２部４２の反射光５６の反射率は、第１部４１の反射光５５の反射率よりも高い。従って、反射光５６の分布と反射光５５の分布との間の反射率値を閾値として設定することにより、酸化皮膜２６を暗モジュールとして用いる場合に比べて、第１部４１（暗モジュール）及び第２部４２（明モジュール）を精度良く読み取ることができる。その結果、受光素子５３による読取率を確保し誤読を防止できる。
【００４７】
点火プラグ１０は、マーク４０の第１部４１が、金属製の端子金具２０の表面に生じた酸化皮膜で形成されており、第２部４２が端子金具２０によって形成されているので、脆性材料である絶縁体１１等のセラミック製の部材にマーク４０が付される場合に比べて、点火プラグ１０の強度低下を抑制できる。
【００４８】
但し、第２部４２を形成するときのレーザ出力などを調整して端子金具２０の表面に薄い酸化皮膜を形成し、これを第２部４２とすることは当然可能である。第１部４１と第２部４２とのコントラストを確保できれば、マーク４０として用いることができるからである。
【００４９】
マーク４０は端子金具２０の端面２４に付されているので、例えば点火プラグ１０を束ねた状態でも、点火プラグ１０の軸線Ｏ方向からマーク４０を読み取ることができる。従って、主体金具３０や接地電極３１等の点火プラグ１０の側面にマーク４０が付された場合に比べて、マーク４０を読み取り易くできる。
【００５０】
図５は図１の矢印Ｖ方向から見た点火プラグ１０（接地電極３１の一部）の側面図である。図５では主体金具３０及び接地電極３１の軸線Ｏ方向の両側の図示が省略されている。図５に示すように、接地電極３１の非めっき部３４にマーク６０が形成されている。本実施の形態ではマーク６０は１次元コード（バーコード）である。１次元コードとしては、例えばＣＯＤＥ３９，ＣＯＤＥ９３，ＣＯＤＥ１２８，ＩＴＦ，ＵＰＡ／Ａ，ＵＰＡ／Ｅ，ＮＷ−７，ＧＳ１−１２８，ＪＡＮ８，ＪＡＮ１３等が挙げられる。但し、２次元コードを接地電極３１に形成することは当然可能である。
【００５１】
マーク６０は、矩形のバーの集合である第１部６１と、第１部６１よりも反射率の高い矩形のバーの集合である第２部６２と、を備えている。本実施の形態では第１部６１を暗モジュールとし、第２部６２を明モジュールとする。第１部６１と第２部６２との組合せにより、製品や部品に固有の履歴情報が表示される。マーク６０の両端部であり、マーク６０の両端に隣接する部分とマーク６０とを区別するマージン（クワイエットゾーン）６３も第２部６２の一部である。
【００５２】
次に図６及び図７を参照して、接地電極３１にマーク６０を形成するマーキング工程について説明する。図６（ａ）は、マーク６０が形成される接地電極３１及び主体金具３０の断面図であり、図６（ｂ）は、めっき皮膜６４が形成された接地電極３１の断面図である。図７はチップ３５が溶接された接地電極３１及び主体金具３０の断面図である。図６（ａ）及び図７は主体金具３０及び接地電極３１の軸線Ｏを含む断面図である。図６（ａ）及び図７は、絶縁体１１に主体金具３０が組み付けられる前の状態であって、接地電極３１が屈曲される前の状態が図示されている。
【００５３】
図６（ａ）に示すように、主体金具３０に接合された接地電極３１の非めっき部３４に、加工ヘッド５０から出射されたレーザビーム５１が照射され、マーク６０（図５参照）が形成される。第１工程では、レーザビーム５１を非めっき部３４に照射し、非めっき部３４を部分的に加熱する。これにより、レーザビーム５１を照射した部分の酸化皮膜の形成を促進する。非めっき部３４に沿って加工ヘッド５０を相対移動し、レーザビーム５１を走査することにより、第１部６１を形成する。レーザ出力によって第１部６１の酸化の度合いを制御できるので、第１部６１の酸化皮膜の厚さや密度をほぼ均一にできる。よって、マーク６０の周囲の非めっき部３４の地肌に比べて、第１部６１のコントラストを高くできる。
【００５４】
第２工程では、第１工程においてレーザビーム５１を照射しなかった部分にレーザビーム５１を照射して、第１部６１を形成するときの熱影響で第２部６２の輪郭の部分に生じた酸化皮膜を、レーザビーム５１によって除去する。非めっき部３４に沿って加工ヘッド５０を相対移動し、レーザビーム５１を走査することにより、第２部６２を形成する。
【００５５】
第２部６２を形成するときは、レーザ出力や走査速度、レーザビーム５１の焦点径や焦点深度などを調整して、第１部６１を形成するときよりも低いエネルギーを非めっき部３４に入力する。その結果、第２部６２を白色化して、非めっき部３４の地肌および第２部６２に対する第１部６１のコントラストを高くできる。マーク６０によって、主体金具３０や接地電極３１の調達や加工に関する履歴情報が表示される。
【００５６】
図６（ｂ）に示すように接地電極３１及び主体金具３０（図６（ａ）参照）は、表面にめっき皮膜６４が形成される。めっき皮膜６４は、主に主体金具３０の耐食性を向上するための表面処理層であり、例えば亜鉛、クロメート処理された亜鉛、ニッケル等を主体とする。めっき皮膜６４は、接地電極３１が接合された主体金具３０にバレルメッキ処理を施して形成される。その結果、主体金具３０の表面だけでなく、接地電極３１の表面にもめっき皮膜６４が形成されるので、第１部６１及び第２部６２（マーク６０）もめっき皮膜６４に覆われる。
【００５７】
図７に示すように、チップ３５の溶接前に、接地電極３１に形成されためっき皮膜６４が除去される。めっき皮膜６４が原因となる溶接不良を防ぐためである。めっき皮膜６４は、イオンエッチングやショットブラスト等の物理的な除去手段や、接地電極３１を剥離液に浸漬する化学的な除去手段によって部分的に除去される。これらの物理的・化学的な除去手段により、めっき皮膜６４が除去されると、めっき皮膜６４に覆われていたマーク６０が現れる。
【００５８】
このように、接地電極３１のうち非めっき部３４にマーク６０が形成されているので、接地電極３１に形成されためっき皮膜６４を除去する処理を行っても、接地電極３１に付されたマーク６０が消失しないようにできる。また、マーク６０が、チップ３５が接合された第１部３２の裏側の第２部３３と同じ側の面であって、接地電極３１の後端側の根元の部分に形成されているので、接地電極３１と中心電極１４との間に生じる火花放電によって、マーク６０が焼失しないようにできる。
【００５９】
次に図８を参照して、マーク７０の変形例について説明する。変形例におけるマーク７０は、主体金具３０の金属光沢を利用して第２部７２が形成される。図８（ａ）はレーザビーム５１を照射してマーク７０が形成される主体金具３０の断面図である。
【００６０】
図８（ａ）に示すように、マーキング工程において、レーザビーム５１を主体金具３０の表面に照射し、レーザビーム５１を照射した部分を酸化する。主体金具３０の表面に沿って加工ヘッド５０を相対移動し、レーザビーム５１を走査することにより、酸化皮膜で形成された第１部７１を主体金具３０の表面に形成する。第２部７２は、第１部７１を形成するためのレーザビーム５１が照射されなかった部分である。これにより、肉眼で黒色に視認される第１部７１と、肉眼で金属光沢が視認される第２部７２と、を備えるマーク７０（１次元コードや２次元コード）が形成される。
【００６１】
図８（ｂ）はマーク７０の反射光の模式図である。マーク７０の読み取りは、照明光７３をマーク７０に照射して、マーク７０が反射した反射光７４，７５を受光素子５３が検知することにより行われる。第１部７１及び第２部７２では照明光７３を拡散反射する。酸化皮膜によって形成された第１部７１は、第２部７２に比べて照明光７３を吸収する量が多いので、第１部７１の反射光７５の光量を第２部７２の反射光７４の光量より少なくできる。その結果、第１部７１を暗モジュール、第２部７２を明モジュールとして、受光素子５３はマーク７０を検知できる。
【００６２】
マーク７０の反射光７４，７５を受けた受光素子５３が検出した反射率を検討すると、レーザビーム５１を照射して形成された第１部７１の反射光７５の反射率の分布のばらつきを、マーク７０の周囲の部分（第２部７２と同じ組織）の反射光７４の反射率の分布のばらつきより小さくできる。レーザ出力などによって第１部７１の酸化の度合いを制御できるからである。受光素子５３が検知する反射光７４の反射率値は、受光素子５３が検知する反射光７５の反射率値よりも高いので、反射光７４の分布と反射光７５の分布との間の反射率値を閾値として設定することにより、第１部７１（暗モジュール）及び第２部７２（明モジュール）を精度良く読み取ることができる。
【００６３】
また、マーク７０を形成するマーキング工程では、第２部７２を形成するためにレーザビーム５１を主体金具３０に照射する工程を省略できるので、マーキング工程に要する時間を短縮できる。
【００６４】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６５】
上記実施の形態では、中心電極１４と接地電極３１との間に火花放電を生じさせて混合気に点火する点火プラグ１０（スパークプラグ）について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極３１を省略して、バリア放電やアーク放電を生じさせて混合気に点火する点火プラグにマークを形成することは当然可能である。また、ヒータを備える点火プラグ（グロープラグ）にマークを形成することは当然可能である。
【００６６】
上記実施の形態では、点火プラグ１０の端子金具２０、主体金具３０及び接地電極３１にマークを形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。端子金具２０、主体金具３０及び接地電極３１以外の金属製の部材（例えば中心電極１４）にマークを形成することは当然可能である。中心電極１４には外部から視認できない部分があるが、履歴情報を示すマークを中心電極１４に付しておくことにより、点火プラグ１０を分解して中心電極１４を取り出し、マークを読み取って履歴情報を参照できる。
【００６７】
上記実施の形態では、マーク４０を形成するときに、下地領域４４を形成した後に第１部４１及び第２部４２を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第２部４２を形成する第２工程を省略することは当然可能である。下地領域４４が形成されているので、下地領域４４に第１部４１を形成すれば、第２工程を省略しても、下地領域４４のうち第１部４１以外の部分を第２部４２として用いることができるからである。
【００６８】
酸化皮膜２６の明度が高い（反射率が高い）場合には、マーク４０を形成するときに、下地領域４４を形成する下地工程を省略し、第１工程において、酸化皮膜２６にレーザビーム５１を照射して、酸化皮膜２６の上に第１部４１を形成することは当然可能である。酸化皮膜２６の明度が高いので、酸化皮膜２６に第１部４１を形成すれば、酸化皮膜２６のうち第１部４１以外の部分を第２部４２として用いることができるからである。この場合は、第１部４１及び第２部４２（マーク４０全体）が酸化皮膜で形成される。
【００６９】
なお、第１部４１を形成した後、第２工程において、第１部４１以外の部分にレーザビーム５１を照射して酸化皮膜２６を除去し、第２部４２を形成することは当然可能である。この場合は、マーク４０のうち第１部４１が酸化皮膜で形成される。但し、第２部４２を形成するときのレーザビーム５１の焦点深度を浅くして、第２部４２に酸化皮膜２６が薄く残る状態にすれば、マーク４０全体が酸化皮膜で形成される。
【００７０】
酸化皮膜２６の明度が低い（反射率が低い）場合には、マーク４０を形成するときに、下地領域４４を形成する下地工程を省略し、第１工程において、酸化皮膜２６にレーザビーム５１を照射し、酸化皮膜２６の一部を除去して第２部４２を形成することは当然可能である。酸化皮膜２６の明度が低いので、酸化皮膜２６に第２部４２を形成すれば、酸化皮膜２６のうち第２部４２以外の部分を第１部４１として用いることができるからである。この場合は、マーク４０のうち第１部４１が酸化皮膜２６で形成される。但し、第２部４２を形成するときのレーザビーム５１の焦点深度を浅くして、第２部４２に酸化皮膜２６が薄く残る状態にすれば、マーク４０全体が酸化皮膜２６で形成される。
【００７１】
なお、第２部４２を形成した後、第２工程において、第２部４２以外の部分にレーザビーム５１を照射して酸化を促進し、第１部４１を形成することは当然可能である。この場合は、マーク４０のうち第１部４１が酸化皮膜で形成される。但し、第２部４２を形成するときのレーザビーム５１の焦点深度を浅くして、第２部４２に酸化皮膜２６が薄く残る状態にすれば、マーク４０全体が酸化皮膜で形成される。
【００７２】
上記実施の形態では、マーク６０を形成するときに、第１工程により第１部６１を形成し、第２工程により第２部６２を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。非めっき部３４の明度が高い（反射率が高い）場合には、第２工程を省略することは当然可能である。非めっき部３４の明度が高いので、非めっき部３４に第１部６１を形成すれば、非めっき部３４のうち第１部６１以外の部分を第２部６２として用いることができるからである。なお、第１工程の前に、下地領域４４を形成することは当然可能である。
【００７３】
非めっき部３４の明度が低い（反射率が低い）場合にも、マーク６０を形成するときに、第２工程を省略することは当然可能である。非めっき部３４の明度が低いので、非めっき部３４に第２部６２を形成すれば、非めっき部３４のうち第２部６２以外の部分を第１部６１として用いることができるからである。
【００７４】
上記実施の形態では、主体金具３０及び接地電極３１にめっき皮膜６４を形成する前にマーク６０を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極３１に形成されためっき皮膜６４を除去した後、めっき皮膜６４が形成されていない非めっき部３４にマーク６０を形成することは当然可能である。この場合、チップ３５の溶接後にマーク６０が形成されるので、チップ３５や溶接の履歴情報を記録できる。
【００７５】
上記実施の形態では説明を省略したが、マーク４０，６０，７０について明モジュールと暗モジュールとを明暗反転したマークを点火プラグ１０に付すことは当然可能である。その場合、マーク４０，６０のマージン４４，６３は第１部４１，６１（暗モジュール）の一部である。
【００７６】
上記実施の形態では、端面２４の周囲を取り囲む壁部２５を備える端子金具２０にマーク４０が付される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。壁部２５を省略した端子金具２０を用いることは当然可能である。また、端子金具２０の端面２５にマーク４０を付す以外に、端子金具２０の側面などにマーク４０を付すことは当然可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  点火プラグ
１４  中心電極（金属製の部材）
２０  端子金具（金属製の部材）
２４  端面
２５  壁部
３０  主体金具（金属製の部材）
３１  接地電極（金属製の部材）
３４  非めっき部
３５  チップ
４０，６０，７０  マーク
４１，６１，７１  第１部
４２，６２，７２  第２部
４４  下地領域
５１  レーザビーム
６４  めっき皮膜
【図１】
2018190673.tif 000003
【図２】
2018190673.tif 000004
【図３】
2018190673.tif 000005
【図４】
2018190673.tif 000006
【図５】
2018190673.tif 000007
【図６】
2018190673.tif 000008
【図７】
2018190673.tif 000009
【図８】
2018190673.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月5日(2018.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記マークは、第１部と、前記第１部よりも反射率の高い第２部と、を備え、
前記第１部または前記第２部における前記反射率の分布のばらつきは、前記金属製の部材または酸化皮膜のうち前記マークの周囲に隣接する部分における前記反射率の分布のばらつきよりも小さい請求項１記載の点火プラグ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記第１部における前記反射率の分布のばらつき及び前記第２部における前記反射率の分布のばらつきは、前記金属製の部材または前記酸化皮膜のうち前記マークの周囲に隣接する部分における前記反射率の分布のばらつきよりも小さい請求項２記載の点火プラグ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項２記載の点火プラグによれば、マークは、第１部と、第１部よりも反射率の高い第２部と、を備えている。第１部または第２部における反射率の分布のばらつきは、金属製の部材または酸化皮膜のうちマークの周囲に隣接する部分における反射率の分布のばらつきよりも小さいので、反射光を検知してマークを読み取る場合に、反射率の分布を利用して閾値を設定できる。よって、請求項１の効果に加え、マークの周囲に隣接する部分に対するマークの読み取り精度を向上できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項３記載の点火プラグによれば、第１部における反射率の分布のばらつき及び第２部における反射率の分布のばらつきは、金属製の部材または酸化皮膜のうちマークの周囲に隣接する部分における反射率の分布のばらつきよりも小さい。よって、請求項２の効果に加え、マークの読み取り精度をさらに向上できる。