(57)【要約】【課題】レーザを用いて視認性の高い文字を印字し得るレーザ印字方法及びレーザ印字装置を提供する。【解決手段】ＹＡＧのレーザ光で樹脂コーティング層５２のみを除去し、ＹＡＧのレーザ光を透過するＰＥＴ基材樹脂５４を露出させることで印字を行う。文字部分では、樹脂コーティング層５２が除去され基材樹脂５４表面が露出しているため、樹脂コーティング層５２と基材樹脂５４表面とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にできる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材樹脂の表面に樹脂コーティング層の形成されて成る印字シールへのレーザ印字方法であって、
前記樹脂コーティング層を溶解させると共に前記基材樹脂を透過する周波数のレーザを前記印字シールへ照射し、前記樹脂コーティング層のみを除去し、前記基材樹脂を露出させることで印字を行うことを特徴とするレーザ印字方法。
【請求項２】
前記基材樹脂はＰＥＴ（ポリエステル樹脂）であり、レーザの周波数は１．０７μｍ±３０％の範囲であることを特徴とする請求項１のレーザ印字方法。
【請求項３】
前記レーザは、ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項１のレーザ印字方法。
【請求項４】
前記レーザの出力は、１〜３Ｗであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１のレーザ印字方法。
【請求項５】
前記基材樹脂は、透明若しくは半透明であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１のレーザ印字方法。
【請求項６】
前記樹脂コーティング層は、印字シールの貼られる対象物と異なる色に着色されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１のレーザ印字方法。
【請求項７】
基材樹脂の表面に樹脂コーティング層の形成されて成る印字シールへのレーザ印字装置であって、
前記樹脂コーティング層を溶解させると共に前記基材樹脂を透過する周波数のレーザを前記印字シールへ照射し、前記樹脂コーティング層のみを除去し、前記基材樹脂を露出させることで印字を行うことを特徴とするレーザ印字装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材樹脂の表面に樹脂コーティング層が形成されて成る印字シールへのレーザ印字方法及びレーザ印字装置に関し、特に、型番等の印刷がなされた印字シールに製造年月日等の印字を容易に行い得るレーザ印字方法及びレーザ印字装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の部品には、型番の印刷がなされた印字シールが識別用に貼られている。印字シールには、更に、製造年月日等が刻印されることがある。ここで、印字シールへの型番の印刷は、一括して大量に行うため、スクリーン印刷等が用いられる。一方、製造年月日は、少量ずつ行うため、一般的に刻印を用いて打刻している。
【０００３】
図５（Ａ）に断面を示すように、印字シール５０は、基材樹脂５４の表面に樹脂コーティング層５２が被覆され、裏面に接着剤層５６が塗布されて成る。ここで、刻印６４を用いて印字シール５０へ打刻すると、図５（Ｂ）に示すように、印字シール５０の表面に文字を形成する凹部５０ａができる。
【０００４】
特許文献１には、レーザマーキング装置により容器に識別子をレーザで直接刻印する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７５００５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した打刻による凹部５０ａは、印字シール５０の表面を変形させるだけであるため、自然光の中では視認性が低く、横方向からの光がないと判読し難いという問題点があった。刻印によっては均一に凹部５０ａを形成することができず、文字がかすれたり、読み難かったりした。更に、凹部５０ａの下で、接着剤層５６の厚みが薄くなり、接着力が低下するという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、レーザを用いて視認性の高い文字を印字し得るレーザ印字方法及びレーザ印字装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、および発明の作用・効果】
上述した課題を解決するため、請求項１の発明は、樹脂コーティング層を溶解させると共に基材樹脂を透過する周波数のレーザを印字シールへ照射し、樹脂コーティング層のみを除去し、基材樹脂を露出させることで印字を行う。文字部分では、樹脂コーティング層が除去され基材樹脂表面が露出しているため、樹脂コーティング層と基材樹脂表面、若しくは、樹脂コーティング層と基材樹脂下の印字シールの貼られる対象物表面とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にできる。このため、視認性の高い文字を印字することが可能である。更に、レーザで樹脂コーティング層を除去するため、打刻と比べて均一に文字を印刷できる。加えて、接着剤層を薄くしないため、接着力が低下することがない。
【０００９】
請求項２では、基材樹脂はＰＥＴ（ポリエステル樹脂）であり、レーザの周波数は１．０７μｍ±３０％の範囲である。このため、レーザが基材樹脂を透過し、基材樹脂表面を傷付けることなく、樹脂コーティング層のみを除去することができる。
【００１０】
請求項３では、レーザがＹＡＧレーザであるため、ＰＥＴ（ポリエステル樹脂）を透過し、基材樹脂表面を傷付けることなく、樹脂コーティング層のみを除去することができる。
【００１１】
請求項４では、レーザの出力は１〜３Ｗである。１Ｗ以上であるため、樹脂コーティング層を除去することができる。一方、３Ｗ以下であるため、基材樹脂を透過したレーザが印字シールの貼られる対象物表面を傷つけることがない。
【００１２】
請求項５では、基材樹脂は透明若しくは半透明であり、基材樹脂下の印字シールの貼られる対象物表面を視認させれる。このため、樹脂コーティング層と対象物表面とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にでき、視認性の高い文字を印字することが可能である。
【００１３】
請求項６では、樹脂コーティング層は、印字シールの貼られる対象物と異なる色に着色されている。このため、樹脂コーティング層と対象物表面との色彩の差により、文字部分を鮮明にでき、視認性の高い文字を印字することが可能である。
【００１４】
請求項７のレーザ印字装置では、樹脂コーティング層を溶解させると共に基材樹脂を透過する周波数のレーザを印字シールへ照射し、樹脂コーティング層のみを除去し、基材樹脂を露出させることで印字を行う。文字部分では、樹脂コーティング層が除去され基材樹脂表面が露出しているため、樹脂コーティング層と基材樹脂表面、若しくは、樹脂コーティング層と基材樹脂下の印字シールの貼られる対象物表面とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にできる。このため、視認性の高い文字を印字することが可能である。更に、レーザで樹脂コーティング層を除去するため、打刻と比べて均一に文字を印刷できる。更に、接着剤層を薄くしないため、接着力が低下することがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るレーザ印字方法及びレーザ印字装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１（Ａ）は、実施形態に係るレーザ印字装置の平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のＢ矢視図である。
【００１６】
図１に示すように、レーザ印字装置１０は、印字シール５０が複数枚貼られた印字シート６０を投入・回収するローダ１２と、印字シート６０を固定する治具２０と、印字シート６０を撮影するカメラ１４（図１（Ｂ）参照）と、カメラ１４と対向する位置に設けられたバックライト２８と、治具２０を図１（Ａ）中の矢印Ｘ方向へ移動させるレール１６と、レーザを照射するレーザ照射装置３０とを備える。治具２０は、Ｘ−Ｙテーブル２６上に印字シート６０をクランプするクランプ装置２２が備えられて成る。Ｘ−Ｙテーブル２６は、レール１６上に摺動可能に取り付けられている。
【００１７】
レーザ照射装置３０は、ＩＣパッケージの樹脂部に品番等をマーキングするためのレーザマーカを用いる。例えば、（株）サンクス社製、ＬＰ−Ｆ１１（ＹＡＧレーザ）を用いることができる。該レーザ照射装置３０は、ガルバノミラーを備えるガルバノスキャニング方式で、間欠的にレーザ光を発射しながら走査する。レーザ出力は、金属切削加工用よりも低出力（１〜３Ｗ以下）に設定されている。
【００１８】
図２（Ａ）は、印字シール５０の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
印字シール５０は、ＰＥＴ（ポリエステル樹脂）フィルムからなる基材樹脂５４の表面に樹脂コーティング層５２が被覆されてなる。基材樹脂５４の裏面側には、対象物であるセンサ６２に貼り付けるための接着剤層５６が塗布されている。また、樹脂コーティング層５２の表面にはインク層５８がスクリーン印刷されている。即ち、インク層５８を白抜きし、樹脂コーティング層５２を露出させる開口５８ａを設けることで、”ＳＥＮＳＯＲ”の文字が印刷され、また、インク層５８で”１００”の文字（型番）が樹脂コーティング層５２上に印刷されている。
【００１９】
一方、樹脂コーティング層５２を上述したレーザ印字装置１０を用いてレーザ剥離して開口５２ａを形成し、下層の基材樹脂５４を露出させることで、”０７２１”（製造年月日を示す製造コード）の文字が印刷されている。
【００２０】
本実施形態では、ＹＡＧレーザ光（ピーク波長１．０７μｍ）を透過し、吸収による発熱が生じないＰＥＴ（ポリエステル樹脂）を基材樹脂５４に用いる。そして、基材樹脂５４の表面に、ＹＡＧレーザ光を吸収し、発熱する塩化ビニール、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、熱硬化性樹脂からなる樹脂コーティング層５２を設ける。これにより、ＹＡＧレーザ光で樹脂コーティング層５２のみを除去し、基材樹脂５４を露出させることで印字を行う。文字部分では、樹脂コーティング層５２が除去され基材樹脂５４表面が露出しているため、樹脂コーティング層５２と基材樹脂５４表面、若しくは、樹脂コーティング層５２と基材樹脂５４下のセンサ６２表面とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にできる。このため、視認性の高い文字を印字することが可能である。更に、レーザで樹脂コーティング層５２を除去するため、打刻と比べて均一に文字を印字できる。加えて、接着剤層５６を薄くしないため、接着力が低下することがない。
【００２１】
第１実施形態では、基材樹脂５４は透明若しくは半透明であり、基材樹脂５４下のセンサ６２表面を視認させれる。このため、樹脂コーティング層５２とセンサ６２とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にでき、視認性の高い文字を印字することが可能である。
【００２２】
更に、樹脂コーティング層５２は、センサ６２と異なる色に着色されている。例えば、センサ６２の表面が黒色であるなら、樹脂コーティング層５２は銀色に着色されている。このため、樹脂コーティング層５２とセンサ６２表面との色彩の差により、文字部分を鮮明にでき、視認性の高い文字を印字することが可能である。なお、樹脂コーティング層５２とセンサ６２とは、色彩を異ならしめるのみでなく、光沢差を併せて持たせることが望ましい。本実施形態では、樹脂コーティング層５２側を光沢のある銀色に着色することで、樹脂コーティング層５２とセンサ６２との間に光沢差を持たせ、文字部分を更に鮮明にして視認性を高めてある。
【００２３】
図３を参照して図１に示すレーザ印字装置１０による印字方法について説明する。
図３（Ａ）は、印字前の印字シール５０を示している。ここで、樹脂コーティング層５２の厚みｈ１は０．１ｍｍに、基材樹脂５４の厚みｈ２は０．３ｍｍに、接着剤層の厚みｈ３は０．３ｍｍに設定されている。図１に示すレーザ印字装置１０に備えられたレーザ照射装置３０からＹＡＧレーザ光Ｌを照射し、図３（Ｂ）に示すように、樹脂コーティング層５２を剥離して開口５２ａを形成する。レーザ照射装置３０の図示しないガルバノミラーを駆動しレーザ光を印字する文字の描くように走査させ、図３（Ｃ）及び図２（Ａ）に示すように、樹脂コーティング層５２下層の基材樹脂５４を露出させることで、”０７２１”（製造年月日を示す製造コード）の文字が印字される。なお、走査は、間欠的にレーザを発射しながら行うことも、連続してレーザを発射しながら行うことも可能である。
【００２４】
本実施形態では、印字シール５０が複数枚配置された印字シート６０に対して、レーザ印字装置１０により一括して印字を行う。その後、印字を行った印字シール５０を印字シート６０から１枚ずつ剥がしてセンサ６２に貼り付ける。
【００２５】
レーザ照射装置３０からＹＡＧレーザ光の出力は１Ｗ以上である必要がある。１Ｗ以下では、図４（Ａ）に示すように、樹脂コーティング層５２を除去することができきない。
【００２６】
一方、ＹＡＧレーザ光の出力は３Ｗ以下である必要がある。３Ｗ以上では、基材樹脂を透過したレーザが印字シール５０の貼られるセンサ６２の表面を加熱してガスが発生し、図４（Ｂ）に示すようにセンサ６２の表面と接着剤層５６との界面に気泡Ｂができて、印字シール５０が剥がれ易くなる。
【００２７】
ここで、ピーク波長１．０６μｍのＹＡＧレーザではなく、ピーク波長１．０６μｍの炭酸レーザを用いると、図４（Ｃ）に示すように、炭酸レーザＬＣＯ２が、樹脂コーティング層５２のみならず、基材樹脂５４、接着剤層５６を貫通し、図４（Ｄ）に示すように樹脂コーティング層５２、基材樹脂５４、接着剤層５６を貫通する通孔５３ができる。通孔５３ができると、印字シール５０が破損し易くなる。
【００２８】
上述した第１実施形態では、レーザとしてピーク波長１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いたが、実験の結果、ピーク波長１．０６μｍの±３０％の範囲であれば、炭酸レーザを用いてもＰＥＴ（ポリエステル樹脂）フィルムからなる基材樹脂５４を透過（通過）し、基材樹脂５４で吸収されることがないため、図４（Ｄ）を参照して上述した開口５３が出来ないことが確認された。このため、ＰＥＴ（ポリエステル樹脂）フィルムからなる基材樹脂５４を用いる場合には、レーザのピーク波長を１．０６μｍの±３０％の範囲に設定する必要がある。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、レーザとしてＹＡＧレーザを用い、基材樹脂の材質としてＰＥＴを用いたが、基材樹脂をレーザが透過できれば、種々の材質、及び、周波数のレーザを用いる得ることは言うまでもない。また、上述した実施形態では、基材樹脂の材質として熱可塑性のＰＥＴを用いたが、熱硬化性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との樹脂複合体を用いることもできる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などを用いることができる。
【００３０】
上述した実施形態では、基材樹脂５２として透明、半透明のＰＥＴ樹脂を用い、基材樹脂５２を透過させて、下側のセンサ６２の表面を見えるようにした。しかしながら、透明ではない着色したＰＥＴ樹脂を用いても、ＹＡＧレーザを透過させ得ることが確認できているため、着色したＰＥＴ樹脂を用いることも可能である。この場合には、樹脂コーティング層５２と基材樹脂５２とのコントラスト差、明度、彩度差、色彩差、光沢差により、文字部分を鮮明にでき、視認性を高めることができる。
【００３１】
更に、上述した実施形態では、印字シール５０が複数枚配置された印字シート６０に対して、レーザ印字装置により印字を行い、印字を行った印字シール５０をセンサ６２に貼る例を挙げた。しかしながら、本発明では、センサ６２に貼ら印字シール５０に対しても、図１を参照して上述したレーザ印字装置１０を用いて、適切且つ鮮明に印字を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、実施形態に係るレーザ印字装置の平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のレーザ印字装置のＢ矢視図である。
【図２】図２（Ａ）は、印字シール５０の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、本実施形態に係る印字方法の各印字行程を示す行程図である。
【図４】図４（Ａ）は１Ｗ以下のＹＡＧレーザによる印字の説明図であり、図４（Ｂ）は３Ｗ以上のＹＡＧレーザによる印字の説明図であり、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）は炭酸レーザによる印字の説明図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、従来技術に係る印字方法の印字行程を示す行程図である。
【符号の説明】
１０  レーザ印字装置
１２  ローダ
１４  カメラ
１６  レール
２０  治具
２２  クランプ装置
２６  Ｘ−Ｙテーブル
３０  レーザ照射装置
５０  印字シール
５２  樹脂コーティング層
５２ａ  開口
５４  基材樹脂
５６  接着剤層
５８  インク層
６０  印刷シート
６２  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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