(57)【要約】【課題】  長期にわたる品質保証に適した方法で製造履歴情報が付された屋根材を提供する。また、屋根葺き工事における現場作業の容易化及び作業手間の削減が可能な屋根材を提供する。【解決手段】  プレカット加工されたセメント瓦７０又はプレカット加工形状に成形されたセメント瓦７０の表面に、セメント瓦７０の敷設位置を特定するための英数字からなるマーキングパターンと、製造履歴情報が格納された２次元コード１がレーザマーキングされる。レーザマーキングは、セメント瓦７０の塗装層７０ａ内にドットを形成するものであり、セメント瓦の基材層を劣化させることがない。【選択図】        図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一、もしくは複数の屋根面に敷設される屋根材であって、
前記屋根材の表面には、前記屋根面に敷設されたときに外部に露出されない位置に、可視情報が直接レーザマーキングされたことを特徴とする屋根材。
【請求項２】
前記可視情報は、前記屋根材の塗装層のみに対してレーザマーキングされたことを特徴とする請求項１に記載の屋根材。
【請求項３】
前記屋根材は、水平方向に複数枚配列された段が、屋根勾配方向に複数段配列されて敷設され、
前記可視情報は、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、を特定する識別情報を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の屋根材。
【請求項４】
前記可視情報には、２次元コードが含まれることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の屋根材。
【請求項５】
前記２次元コードに格納される情報には、前記屋根材の製造履歴情報が含まれることを特徴とする請求項４に記載の屋根材。
【請求項６】
前記製造履歴情報には、前記屋根材の構成材料、塗装仕様、製造時期、製造工場、出荷時の精度、固定仕様、屋根仕様、施工者、の少なくともいずれかに関する情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の屋根材。
【請求項７】
前記２次元コードは、レーザ光の照射により形成されるドットをｎ×ｎ、またはｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置する単位セル、レーザ光の連続的な照射により矩形状に塗りつぶして形成する単位セル、あるいは、レーザ光の連続的な照射により矩形状に囲んで形成する単位セルのいずれかによって形成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の屋根材。
【請求項８】
前記屋根材は、セメント瓦からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の屋根材。
【請求項９】
前記屋根材は、前記配列位置に応じて、標準形状と異なる形状にプレカット加工されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の屋根材。
【請求項１０】
前記屋根材は、前記配列位置に応じて、標準形状と異なる形状に成形されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の屋根材。
【請求項１１】
屋根材の表面にレーザ光を照射して可視情報をマーキングするレーザマーキング方法であって、
前記屋根材の形状と、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、に関するデータを取得するデータ取得ステップと、
前記取得されたデータに基づき、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、を特定する識別情報を含むマーキングパターンを生成するマーキングパターン生成ステップと、
前記マーキングパターンと前記屋根材の性質及び形状に応じてレーザ照射部を制御し、前記屋根材の表面のうち、前記屋根面に敷設されたときに外部に露出されない位置にマーキングを施すレーザマーキングステップと、を備えることを特徴とするレーザマーキング方法。
【請求項１２】
前記データ取得ステップにおいて、前記屋根材の製造履歴情報を取得すると共に、
前記マーキングパターン生成ステップにおいて、前記製造履歴情報が格納された２次元コードを含むマーキングパターンを生成することを特徴とする、請求項１１に記載のレーザマーキング方法。
【請求項１３】
屋根材の表面にレーザ光を照射して直接マーキングを施すレーザ照射部と、前記レーザ照射部を制御する制御部と、を備えたレーザマーキング装置であって、
前記制御部は、前記屋根材の形状と、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、に関するデータが入力される入力手段を備えると共に、該入力手段を介して入力されたデータに基づいてマーキングパターンを生成し、該マーキングパターンと前記屋根材の性質及び形状に応じて前記レーザ照射部を制御することを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項１４】
前記入力手段には、前記屋根材の製造履歴情報が入力され、
前記制御部は、前記屋根材の製造履歴情報が格納された２次元コードを含むマーキングパターンを生成することを特徴とする請求項１３に記載のレーザマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根材、レーザマーキング方法、並びにレーザマーキング装置に係り、特に、プレカットされた瓦等の屋根材にレーザマーキングを施し、屋根葺き工事に必要な屋根面上における配置情報や、屋根材の品質保証に必要な製造履歴情報が付された屋根材を提供するためのレーザマーキング方法、並びにレーザマーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、屋根葺き工事において、現場における作業手間を削減するため、屋根材が敷設される屋根面の形状等に基づき、予め工場等でプレカットした屋根材を現場に搬入する技術が行われている。このようにすると、少しずつ異なる寸法及び形状を有する多種類のプレカット材が発生する。そして、これらがまとめて現場に搬入されると、現場での識別が困難となり、また敷設作業に手間を要する。そこで、図１０に示すように、プレカットされた屋根材の裏面に、その屋根材が敷設される屋根面を示す記号と、その屋根面上における屋根材の配列位置を示す番号と、を手書きで記入することが行われている。また、図１１に示すように、屋根材の表面に、記号及び番号が書かれたシールを貼付することが行われている。
【０００３】
また、工場で行われるプレカット工程中にプリンタで印字する工程を設け、屋根面におけるプレカット材の配置情報を含むプレカット材加工情報（記号や英数字）を自動で印字する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
また、融雪瓦などの特殊な瓦の品質管理及び売上情報の蓄積・管理を目的とする技術として、融雪瓦の発熱皮膜の抵抗値を自動的に測定すると共に、その測定値に基づく良否情報を瓦の裏面にスタンプで印字させる瓦の製造システムがある（例えば、特許文献２）。特許文献２の技術では、瓦の良否情報を２次元コードの一種であるカルラコードに変換して印字している。これにより、印字されるコードには、良否情報の他にその瓦に関する特定の情報を盛り込むことができる。また、カルラコードは、印字精度が悪くても高い精度で読み取れるという特徴を有する。
【特許文献１】特開２００３−１２７０９２号公報（第３−５頁、第７頁、図１、図５）
【特許文献２】特許第２５８３４２７公報（第１−５頁、図２−３、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、手書きやシールの貼付では、記入ミスや貼付ミスが発生する可能性があった。また、シールは工場での取扱いや現場搬入の過程において脱落する可能性があり、確実に正しい情報が保持されないという可能性があった。
これに対して、特許文献１に記載されているように、瓦のプレカット工程中にプリンタで印刷する工程を設ける方法や、特許文献２に記載されているように、瓦の製造工程中にスタンプで印刷する工程を設ける方法では、自動化により作業手間が削減され、記入ミスや貼付ミスも発生し難くなる。しかし、印刷によって瓦に付された情報は、経年によりインクの変色や退色が発生すれば、印字された情報が判読不能とされてしまう可能性があった。従って、長期間にわたる情報の保全性が十分ではなく、印字された情報を長期にわたる品質保証に用いることができなかった。また、記号や文字の形態では、限られた面積に記載できる情報量がそれほど多くない。
【０００５】
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、長期にわたる品質保証に適した方法で情報が付された屋根材を提供し、該屋根材に情報を付すためのレーザマーキング方法並びにレーザマーキング装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、屋根葺き工事における現場作業の容易化及び作業手間の削減が可能な屋根材を提供し、該屋根材に文字や記号を付すためのレーザマーキング方法並びにレーザマーキング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は、請求項１に記載の屋根材によれば、単一、もしくは複数の屋根面に敷設される屋根材であって、前記屋根材の表面には、前記屋根面に敷設されたときに外部に露出されない位置に、可視情報が直接レーザマーキングされたこと、により解決される。
このように、請求項１に記載の屋根材は、屋根材の表面にレーザマーキングにより可視情報が付されている。そして、レーザマーキングされた情報は、印刷された情報のように汚れや退色、変色等によって判読不可能となることがなく、長期間にわたり確実に保全される。また、ＩＣタグのような電子情報担体と異なり、情報の書き換え時には必ず痕跡が残るため、不正に書き換えが行われた場合にその発見が容易となる。更に、高熱等の苛酷な環境にさらされても、マーキングされた部位が物理的に破壊されない限りは情報が破壊されることがない。従って、屋根材に、長期にわたる品質保証に適した態様で情報を付すことができる。また、レーザマーキングされた情報は屋根材が敷設された後は外部に露出されないので、屋根の外観を損ねることが無く好適である。
【０００７】
このとき、請求項２に記載のように、前記可視情報は、前記屋根材の塗装層のみに対してレーザマーキングされるようにすると好適である。このようにすると、レーザマーキングにより物理的な変化を受けるのは塗装層のみとされ、屋根材の本体部分にはレーザマーキングの影響が及ばない。従って、マーキング部分から屋根材が劣化することがなく、耐久性に悪影響を与えることがない。
【０００８】
また、請求項３に記載のように、前記屋根材は、横一列に複数枚配列された段が、前記屋根面の屋根勾配方向に複数段配列されて敷設され、前記可視情報は、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、を特定する識別情報を含むようにすると好適である。
【０００９】
そして、請求項４に記載のように、前記可視情報には、２次元コードが含まれるようにすると好適である。また、請求項５に記載のように、前記２次元コードに格納される情報は、前記屋根材の製造履歴情報を含むようにすると好適である。
このように、２次元コードに変換すると、一定の面積に、文字情報と比較してより多くの情報をマーキングすることができる。従って、個々の屋根材にその製造履歴情報を直接レーザマーキングすることができ、品質保証に必要な製造履歴情報を取得する際に、その都度データベース等にアクセスしなくとも、個々の屋根材から直接読み取ることができる。また、レーザマーキングされた情報は、印刷された情報のように汚れや退色、変色等によって判読不可能となることがなく、長期間にわたり確実に保全される。更に、ＩＣタグのような電子情報担体と異なり、情報の書き換え時には必ず痕跡が残るため、不正に書き換えが行われた場合にその発見が容易となる。更に、高熱等の苛酷な環境にさらされても、マーキングされた部位が物理的に破壊されない限りは情報が破壊されることがない。従って、屋根材に、長期にわたる品質保証に適した態様で情報を付すことができる。
前記製造履歴情報には、例えば、請求項６に記載のように、前記屋根材の構成材料、塗装仕様、製造時期、製造工場、出荷時の精度、固定仕様、屋根仕様、施工者、の少なくともいずれかに関する情報を含むようにすることができる。
【００１０】
また、請求項７に記載のように、前記２次元コードは、レーザ光の照射により形成されるドットをｎ×ｎ、またはｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置する単位セル、レーザ光の連続的な照射により矩形状に塗りつぶして形成する単位セル、あるいは、レーザ光の連続的な照射により矩形状に囲んで形成する単位セルのいずれかによって形成することができる。このように、２次元コードのマーキングは、種々の手法により行なうことができる。特に、ドットによるマーキング（いわゆるドットマーキング）では、セル内にドットを縦横に配列することにより、均一な深さのセルを形成することができるので、２次元コードの読取精度を良好にすることができる。
【００１１】
そして、請求項８に記載のように、前記屋根材は、より具体的には、セメント瓦からなる。また、請求項９に記載のように、前記屋根材は、前記配列位置に応じた形状にプレカット加工されると好適である。更にまた、請求項１０に記載のように、前記屋根材は、前記配列位置に応じた形状に成形されると好適である。このように、屋根材を予め工場等でプレカット加工するか、又はプレカット形状に成形すれば、現場で屋根材の加工を行う必要がない。従って、現場での作業手間が削減され、現場加工に伴う騒音や粉塵が発生しない。また、工場で加工すれば端材をすべてリサイクルするのが容易とされる。一方、少しずつ異なる寸法及び形状を有した多種類のプレカット材が発生するので、これらを現場にまとめて搬入して行われる屋根葺き工事は、作業が煩雑でミスが生じやすい。そこで、予めプレカット形状とされた屋根材に対し、その表面に、敷設位置を特定できる番号や記号をレーザマーキングすることにより、屋根葺き工事における現場作業の容易化を図ると共に、作業手間の削減を図ることができる。
【００１２】
そして、前記課題は、請求項１１に記載のレーザマーキング方法によれば、プレカットされた形状の屋根材の表面にレーザ光を照射して可視情報をマーキングするレーザマーキング方法であって、前記屋根材の形状と、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、に関するデータを取得するデータ取得ステップと、前記取得されたデータに基づき、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、を特定する識別情報を含むマーキングパターンを生成するマーキングパターン生成ステップと、前記マーキングパターンと前記屋根材の性質及び形状に応じてレーザ照射部を制御し、前記屋根材の表面のうち、前記屋根面に敷設されたときに外部に露出されない位置にマーキングを施すレーザマーキングステップと、を備えること、により解決される。
【００１３】
このように、請求項１１に記載のレーザマーキング方法によれば、プレカットされた形状の屋根材の表面に、屋根材の敷設位置を特定するためのマーキングパターンがレーザ光の照射によりマーキングされる。従って、プレカット材を敷設する屋根葺き工事において、現場作業の容易化及び作業手間の削減を図ることができる。また、レーザマーキングされた情報は屋根材が敷設された後は外部に露出されないので、屋根の外観を損ねることが無く好適である。
【００１４】
また、請求項１２に記載のように、前記データ取得ステップにおいて、前記屋根材の製造履歴情報を取得すると共に、前記マーキングパターン生成ステップにおいて、前記製造履歴情報が格納された２次元コードを含むマーキングパターンを生成すると好適である。このようにすると、品質保証に必要な製造履歴情報を、個々の屋根材から直接読み取ることが可能とされ、情報へのアクセスが容易とされる。また、レーザマーキングにより付された情報は、長期間にわたり確実に保全されるので、長期にわたる品質保証に適した態様で情報を付すことができる。
【００１５】
そして、前記課題は、請求項１３に記載のレーザマーキング装置によれば、プレカットされた形状の屋根材の表面にレーザ光を照射して直接マーキングを施すレーザ照射部と、前記レーザ照射部を制御する制御部と、を備えたレーザマーキング装置であって、前記制御部は、前記屋根材の形状と、前記屋根材が敷設される屋根面と、該屋根面上における前記屋根材の配列位置と、に関するデータが入力される入力手段を備えると共に、該入力手段を介して入力されたデータに基づいてマーキングパターンを生成し、該マーキングパターンと前記屋根材の性質及び形状に応じて前記レーザ照射部を制御すること、により解決される。
【００１６】
このように、請求項１３に記載のレーザマーキング装置によれば、プレカットされた形状の屋根材の表面に、屋根材の敷設位置が特定される識別情報に基づくマーキングパターンを直接レーザマーキングすることができる。従って、プレカット材を敷設する屋根葺き工事において、現場作業の容易化及び作業手間の削減を図ることができる。
【００１７】
また、請求項１４に記載のように、前記入力手段には、前記屋根材の製造履歴情報が入力され、前記制御部は、前記屋根材の製造履歴情報が格納された２次元コードを含むマーキングパターンを生成するように構成すると好適である。このようにすると、品質保証に必要な製造履歴情報を、個々の屋根材から直接読み取ることが可能とされ、情報へのアクセスが容易とされる。また、レーザマーキングにより付された情報は、長期間にわたり確実に保全されるので、長期にわたる品質保証に適した態様で情報を付すことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、屋根材の表面に、屋根材の敷設位置を特定するための記号、番号等の可視情報が、レーザ光の照射により直接マーキングされる。従って、例えば、多種類のプレカット材からなる屋根材を工場で製造し、これを現場に搬入して屋根葺き工事を行う場合に、現場作業の容易化及び作業手間の削減を図ることができ、工期の短縮を図ることができる。これにより、建設コストが削減される。
そして、可視情報は、屋根材が敷設された後は外部に露出されない位置にマーキングされているので、屋根の外観を損ねることが無く好適である。
【００１９】
また、品質保証に必要な製造履歴情報が格納された２次元コードがレーザマーキングにより個々の屋根材に直接付されているので、個々の屋根材から直接情報を読み取ることが可能とされ、情報へのアクセスが容易とされる。また、レーザマーキングにより付された情報は、長期間にわたり確実に保全されるので、長期にわたる品質保証に適した態様で情報を付すことができる。
【００２０】
なお、レーザマーキングは、前記屋根材の塗装層のみに対して施されているので、レーザマーキングにより物理的な変化を受けるのは塗装層のみとされ、屋根材の本体部分にはレーザマーキングの影響が及ばない。従って、マーキング部分から屋根材が劣化することがなく、耐久性に悪影響を与えることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。また、以下に説明する配置、形状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００２２】
図１乃至図９は本発明の一実施形態を示す図で、図１は実施例の可視情報がマーキングされたセメント瓦を示す説明図、図２は実施例のセメント瓦が敷設される屋根面の形状及びプレカット形状のセメント瓦の配置を示す説明図、図３は被加工体であるセメント瓦の塗装層にドットが穿設された状態を示す断面図、図４は他の瓦で覆われる部位にマーキングされたセメント瓦を示す説明図、図５はデータ量が同じで大きさが異なる２次元コードのドットの配列を示す説明図、図６は大きさが同じでデータ量が異なる２次元コードのドットの配列を示す説明図、図７は実施例のレーザマーキング装置の構成を示す説明図、図８は実施例のレーザマーカの構成を示す説明図、図９は実施例のレーザマーキング方法の工程の流れを示す説明図である。
また、図１０は従来例の瓦に手書きで敷設位置を示す記号が付された状態を示す説明図、図１１は従来例の瓦にシールで敷設位置を示す記号が付された状態を示す説明図である。
【００２３】
（屋根材）
本実施形態では、屋根材として、補強繊維を混合したモルタルを金型でプレス成形して製造されたセメント瓦７０及び７１を例にとって説明する。このセメント瓦は、補強繊維が混合されているので、通常の陶器製瓦よりも軽量で高強度とされている。図１（Ａ）に示すように、セメント瓦７０は、全体の平面形状が略方形状に成形されている。また、図１（Ｂ）に示すように、セメント瓦７１は、図１（Ａ）に示す標準形状（略方形状）のセメント瓦７０の一部が、後述する寸法調整のためにカットされた形状とされている。そして、このセメント瓦７０及び７１は、瓦基材の表面に塗料が塗布され、塗装層が形成されている。この塗装層は、例えば、有機質塗料による塗膜の上に、水性フッ素塗料による塗膜を重ねて形成されたものである。
【００２４】
まず、屋根面上におけるセメント瓦７０及び７１の配列について説明する。
セメント瓦７０及び７１は、屋根下地材の上に釘、ビス、接着剤等の接合手段で取付固定されており、屋根面の形状に基づいてその配列位置が決定される。例えば、図２（Ａ）に示すような寄棟屋根Ｒは、屋根面ａ乃至屋根面ｆの６面の屋根面を有している。これら複数の屋根面には、それぞれ、セメント瓦が水平方向横一列に複数枚配列された段が、屋根勾配方向に複数段配列されて敷設されている。
【００２５】
図２（Ｂ）に屋根面ｃ上のセメント瓦７０及び７１の配列を示す。屋根面ｃの側辺は、屋根面ｆ及び屋根面ｄと接する側辺が隅棟部となり、屋根面ｂと接する側が谷部となっている。谷部側の側辺は屋根勾配に基づき傾斜している。このような屋根面ｃ上に配列される瓦は、横一列に配列された各段の中間部（例えば、ｃ１の位置）には、標準形状のセメント瓦７０が配置される。また、横一列に配列された各段の谷部側の端部に位置するセメント瓦７１は、側辺の傾斜に沿ってそれぞれ斜めにカットされた形状とされている。すなわち、谷部側の端部であるｃ３乃至ｃ８に配置されるセメント瓦７１は、図１（Ｂ）に示すように、一端が斜めにカットされた形状とされている。
【００２６】
一方、屋根面ｃの隅棟部側の側辺も同様に傾斜しているが、隅棟部側の端部であるｃ２に位置するセメント瓦は、側辺の傾斜に合わせてカットされたものではなく、隅棟部専用の隅棟瓦である。隅棟瓦は、例えば屋根面ｄと屋根面ｃとに跨って葺かれる折曲形状の瓦であり、図２（Ｂ）の点線で示すように、屋根面ｄ側に延出されるように配置されている。隅棟部側の端部には全て同一形状の隅棟瓦が敷設される。従って、屋根面ｃ上におけるセメント瓦７０及び７１の配置は、まず隅棟部側に隅棟瓦が配置され、そこから谷部側に向かって順次横一列に標準形状のセメント瓦７０が配置されて位置決めがなされ、最後に谷部側の端部のセメント瓦７１が側辺の傾斜に合うような形状にカットされ、配置される。
【００２７】
以上のように、屋根面ｃでは、谷部側の端部のセメント瓦７１が屋根面の形状に応じて様々な寸法でカットされ、全体の寸法調整が行われる。なお、例えば屋根面ｅのように、両側辺がいずれも隅棟部となる屋根面では、各段の両端部に同一形状の隅棟瓦が使用される。従って、端部の瓦をカットして寸法調整を行うのでなく、それぞれの段の中間に位置される瓦のいずれか１つを幅狭となるようにカットすることにより、全体の寸法調整が行われることになる。
【００２８】
従って、一定の標準形状に成形された汎用品のセメント瓦７０を、様々な形状の屋根面に隙間無く敷設するためには、少なくとも屋根面上における配列の各段ごとに１つの瓦を、寸法調整のためにカットする必要が生じる。そして、このカット作業は、屋根葺き工事の現場でその都度行うこともできるが、そのようにすると、現場での作業手間が増大し、端材の発生による廃棄物の増大や加工に伴う粉塵、騒音等の発生の問題が発生するため、工場で予めプレカットするのが効率的である。プレカットを行うと、廃棄物が工場で発生するので、個々の建設現場から回収する手間及び費用が不要となり、その利用を効率的に行うことができるため、好適である。
また、塗装済みの製品をカットすると、切断面の再塗装等の処理が必要とされる。そこで、汎用品の形状で成形した後、プレカットしてから塗装工程を行うようにすると、再塗装工程が不要となるので好適である。また、このようにすると、端材には塗装が施されていないので、リサイクルが容易となり、好適である。
【００２９】
なお、標準形状のセメント瓦７０をカットすることにより所望のプレカット形状とするのではなく、予めプレカット形状に瓦を成形してもよい。このようにすると、カットにより生じる端材がそもそも発生しないので、廃棄物が減少し、原料を無駄なく使用することが出来る。
【００３０】
次に、標準形状のセメント瓦７０及びプレカット形状を有するセメント瓦７１に施されるマーキングについて説明する。
寸法調整のためプレカットされた瓦７１は、それぞれ異なる寸法及び形状を有するため、正しい配列位置に配置されないと使用することができない。そこで、従来技術の欄で説明したように、通常、プレカット時に、その敷設位置を特定できるように文字等がマーキングされている。例えば、従来技術の欄で説明した図１０及び図１１に示すように、“Ｃ８”という英数字が、従来では手書きやシールでマーキングされている。そして、この英数字により、この瓦が敷設される屋根面及び屋根面上の敷設位置が特定されている。すなわち、“Ｃ８”の“Ｃ”は屋根面ｃを示すものであり、“８”は個々の瓦の配列位置に予め付された番号である。本発明では、このマーキングが、印字やシールではなく、レーザマーキングにより行われている。
【００３１】
図３は本発明のセメント瓦の塗装層の拡大断面図である。本発明のレーザマーキングは、セメント瓦７０及び７１の表面に形成された塗装層７０ａをレーザビームの照射により熱変形させてドットを形成し、このドットの配列によりマーキングパターンが構成されるものである。例えば、ドットは直径が３０μｍであり、レーザビームの照射位置を各ドットの座標位置に制御しながら間欠的にレーザビームを照射することによって、マーキングされる素材の表面にドットを配置していくことができる。ドットマーキングでは一定の深さでマーキングパターンを構成することができるため、マーキングパターンの視認性が良好となる。また、マーキングパターンは、文字、記号、図形、ロゴマーク等のほか、微細なドットの配列によって構成されるものであれば任意のパターンとすることができる。例えば、写真のように精密なパターンを表現することも可能である。
【００３２】
なお、ドットの配列ではなく、いわゆるベクトルマーキングの手法でマーキングパターンを構成することもできる。この手法では、レーザビームを連続的に照射しながら、レーザビームの照射位置を縦あるいは横方向に走査することにより、ビーム幅を有する線でマーキング領域が塗りつぶされてマーキングパターンが形成される。
【００３３】
レーザマーキングが施されると、図３に示すように、セメント瓦７０の塗装層７０ａにドットが穿設される。このように、塗装層７０ａを物理的に変形させているので、印刷のように、インクや顔料が経年により退色して判読不能となることがない。従って、長期にわたって情報が読み取り可能に保持される。また、ドットはセメント瓦７０の塗装層７０ａのみに穿設されている。これにより、セメント瓦７０の基材層７０ｂに影響を及ぼすことがないので、マーキング部分から劣化が生じることがなく、瓦の耐久性を損なうことがない。
【００３４】
本実施例では、レーザマーキングは、プレカット加工後に行われる。なお、すでに塗装済みの製品をプレカットする場合は、プレカット前にマーキングを施すようにしてもよい。この場合には、どの部分をカットするかを示すプレカット目印を同時にマーキングするようにすれば、プレカット加工工程におけるカット位置の位置決めが容易になされることとなり、好適である。
【００３５】
レーザマーキングが施される位置は、セメント瓦の裏側の面のほか、セメント瓦の表側の面のうち、屋根面に敷設されたときに外部に露出されない位置とすれば好適である。一般に、瓦は、図４に示すように、部分的に重なり合いながら敷設される。図４に示す矢印Ｚは、屋根勾配の傾斜方向を示しており、傾斜下方側に位置するプレカット加工されたセメント瓦７１の表側の面は、斜線で示す部分が、傾斜上方側に位置するセメント瓦７０に覆われる。従って、セメント瓦７１の表側の面のうち、この部位にマーキングパターンを配置すれば、屋根葺き工事が終了したときにはマーキングパターンが他のセメント瓦７０によって覆われて見えなくなっているため、屋根の外観を損ねることがない。なお、セメント瓦が十分な厚みを有するものであれば、瓦の側面にマーキングすることが出来るのは勿論である。
【００３６】
また、本発明の屋根材である標準形状の瓦７０及びプレカット加工されたセメント瓦７１には、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、その敷設位置を特定する文字、記号等（例えば“Ｃ８”）以外にも、このセメント瓦７０及び７１の製造履歴情報が２次元コード１に変換されてマーキングされている。
製造履歴情報は、例えば、瓦の製造時期、製造工場、製造担当者、出荷時の精度、プレカット加工情報等の固有の情報と、その瓦の基材の性質、構成材料、塗装仕様、熱伝導率、締結材や下地材等の固定仕様、施工可能な屋根仕様、製造元であるメーカ名、リサイクル時の処理方法等の製品情報とを含むものとすることができ、またその他にも必要に応じたデータを加えたものとすることができる。例えば、顧客別に特別仕様の瓦を製造する場合には、納品先である建設会社や住宅メーカの情報、その瓦が施工される建築物の情報、施工者や施工方法に関する情報、等を含むものとすることができる。また、本発明の屋根材について納品先と特別な契約を結んだ場合、例えば、所定条件の下で無償の修理・交換を行う等の保証契約を結んだ場合や、建物が解体されたら瓦を回収してリサイクルする契約を結んだ場合には、その契約内容に関する情報を含むものとすることができる。
このようにして、リサイクルや長期にわたる品質保証に必要な製造履歴情報を、長期間にわたって情報が良好に保全されるレーザマーキングにより、セメント瓦に直接付すことができる。
【００３７】
２次元コード１は、図５（Ａ）に示すように、マトリクス状に配置された黒いセル２ａと白いセル２ｂの組合せにより明暗模様を構成したものであり、黒いセル２ａと白いセル２ｂをそれぞれ０，１に対応させて１セル１ビットとした２次元配列データを形成する。その形式としては、データマトリックス，ベリコード，ＱＲコード，アステカコード，Ｍａｘｉコード，ＰＤＦ４１７，マイクロＰＤＦ等を使用することができる。
【００３８】
本発明では、２次元コード１は、例えば平面視略円形のドット５がｎ×ｎ、又はｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置されたものを暗模様の単位セルとし、このような正方形又は長方形の単位セルを配列することにより形成されている。ドット５は平面視略円形でなくてもよく平面視略矩形であってもよい。単位セルは、１又は複数のドットによって形成され、複数のドットによって形成される場合には各ドットが指定されたステップサイズだけ縦横に離間して整列するものとなる。
【００３９】
製造履歴情報を２次元コード化する処理は、次のように行われる。まず、２次元コードのサイズ及び２次元コード化されるデータを指定すると、そのデータを変換フォーマットに当てはめて２次元コード化し、２次元コードを形成する単位セルのサイズを決定する。そして、単位セルのサイズが決定された後、ドットのサイズ及びドット間の距離（ステップサイズ）又は密度を指定することにより、ｎ，ｍが適宜に設定される。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、１セル１ドットとして２次元コード１を構成することもできるし、図５（Ａ）に示すように、１セルを例えば４×４のドット５の配列として２次元コード１を構成することもできる。このように、マーキング可能なスペースの面積に応じて２次元コード１のサイズを調整することができる。
【００４０】
なお、２次元コードに格納される製造履歴情報のデータ量が大きくなった場合でも、少ないデータ量が格納される２次元コードと同一のサイズでマーキングすることが可能である。通常の２次元コード化の処理では、はじめにセルのサイズを決定してしまうため、データ量が大きくなるとその分２次元コードのサイズも大きくなってしまう。しかし、本発明における２次元コード化の処理では、ドットマーキングであるため、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように２次元コード１に含めるデータ量の大小にかかわらず、２次元コード１のサイズを一定にすることができる。
すなわち、図６（Ａ）のようにデータ量が小さなときには、２次元コード１を構成する全体のセル数は少なくなるが単位セルのサイズは大きくなる。この場合、単位セルは６×６に配列されたドット５によって構成される。一方、図６（Ｂ）のようにデータ量が大きなときには、２次元コード１を構成する全体のセル数は多くなるが単位セルのサイズは小さくなる。この場合、単位セルは１×１に配列されたドット５によって構成される。なお、各ドットのサイズ及びステップサイズは同一に設定している。
【００４１】
以上のように、本発明の屋根材であるセメント瓦７０には、図１（Ｂ）、図４に図示されるように、例えば他のセメント瓦によって覆われる部位に、その敷設位置が特定される可視情報（例えば“Ｃ８”）がレーザ光の照射によりマーキングされている。また、図１（Ａ）（Ｂ）に図示されるように、敷設位置を特定するための可視情報のほかに、その製造履歴情報が２次元コード１に変換されてレーザ光の照射によりマーキングされている。
【００４２】
次に、レーザマーキングが施された屋根材の敷設作業について説明する。
標準形状に成形されたセメント瓦７０と、プレカット形状に加工又は成形されたセメント瓦７１は、マーキングを施された後、工場でそれぞれ梱包され、現場へ搬送される。このとき、梱包の外部にもセメント瓦７１にマーキングされたものと同じ識別記号が付されていると、梱包された状態のまま識別可能とされ、例えば近くに敷設される瓦をまとめて取り扱うことができるので、利便性が向上される。また、近くに敷設される複数枚の瓦をまとめて梱包し、敷設される順に梱包から取り出されるようにすると、なお利便性が向上され、作業手間が減少する。そして、梱包を解かれたセメント瓦７１は、マーキングされた配列番号と、工事用図面に記載された配列番号とを付き合わせて確認しながら屋根面上に配置され、屋根下地上に取付固定される。
【００４３】
このように、本発明のセメント瓦７０、７１には、その敷設位置を特定する文字、記号（例えば“Ｃ８”）がマーキングされていることにより、屋根職人が、施工時に、それぞれの瓦の敷設位置を容易に識別することができ、現場作業が容易化されて工期短縮を図ることができる。その結果、建設コストが削減される。
【００４４】
（レーザマーキング装置）
次に、本発明のレーザマーキング装置Ｓについて説明する。レーザマーキング装置Ｓは、セメント瓦等の屋根材にレーザマーキングするのに好適に使用されるものであり、図７に示すように、制御部としてのデータ制御装置１０と、レーザ照射部としてのレーザマーカ４０と、を備えている。
【００４５】
データ制御装置１０は、各種の演算処理や制御を行うＣＰＵから構成される制御部１１と、キーボードやマウス等から構成される操作部１２と、モニターや液晶画面等から構成される表示部１３と、屋根材に付される情報を取り込むためのインターフェース・ボード等から構成される入力部１４と、通信回線網Ｉに接続されたモデム等から構成される通信部１５と、各種のデータを記憶する記憶部１６等を備えている。
【００４６】
本発明の入力手段としての入力部１４には、屋根材に関するデータを取り込むための種々の装置が接続されている。例えば、屋根材の仕様や屋根材が敷設される屋根の図面等のデータが格納された電子記録媒体からデータを取得可能な電子記録媒体読取装置、屋根材のプレカット加工ラインの管理装置、屋根材の成形ラインの管理装置、屋根材の塗装ラインの管理装置等である。
【００４７】
通信部１５には、例えばインターネットや工場内のネットワーク回線等の通信回線網Ｉが接続されている。これにより、通信回線網Ｉを経由して外部端末や工場内のホストコンピュータにアクセスし、必要なデータを取得することができる。また、上記入力部１４に接続される屋根材のプレカット加工ラインの管理装置、屋根材の成形ラインの管理装置、屋根材の塗装ラインの管理装置は、通信回線網Ｉを経由してアクセスするようにすることもできる。
【００４８】
記憶部１６は、ＲＯＭ１６ａ、ＲＡＭ１６ｂ、ハードディスク１６ｃ等を備えて構成されている。ＲＯＭ１６ａには、ＣＰＵ１１を動作させる制御プログラムが記憶されており、ＲＡＭ１６ｂは、一時的にデータを記憶する作業領域として使用される。ハードディスク１６ｃには、パラメータ情報が記憶されている。この情報は、レーザマーキングを行う際の条件を、被マーキング材である屋根材の性質や形状等に応じて設定したものである。条件としては、レーザ周波数、出力、印字回数、ビーム径、照射時間等がある。これらの条件は、レーザマーキングを行う際にＣＰＵ１１により読み込まれる。
【００４９】
なお、上述したように、本例の被マーキング材であるセメント瓦の基材は、補強繊維を混合したモルタルをプレス成形して製造されており、主な構成素材は、セメント、フライアッシュ、ビニロン繊維等の高分子樹脂繊維、小粒径ＥＰＳ等の樹脂軽量骨材、特殊カーボン、等である。そして、表面には有機質塗料による塗膜が形成され、その上に、水性フッ素塗料による塗膜が重ねて形成されており、塗膜のトータル膜厚は１２０μｍ程度とされている。
そして、本例のセメント瓦に対してレーザマーキングを行う際には、上述のパラメータを、例えば以下のように設定すると好適である。レーザパルス周波数は、セメント瓦の表面にレーザマーキングを行う際には７０００Ｈｚとする。一方、セメント瓦の裏面にレーザマーキングを行うためには、１５０００Ｈｚとする。そして、ベクトルマーキングを行う際には、レーザビームを連続的に照射しながら照射位置を移動させる際の走査スピードを１０００ｍｍ／秒に設定し、ドットマーキングを行う際には、ドットの１ｍｍあたりの密度を２０ドット／ｍｍに設定する。印字回数はいずれも１回である。以上のような設定により、様々な色調を有する本例のセメント瓦の表面上に形成されたマーキングパターンは、視認性が良好であり、目視により識別容易であることが確認された。また、精密なパターンが鮮明に形成されていることが確認された。
【００５０】
レーザマーカ４０は、文字、図形、２次元コードなどのマーキングパターンをマーキングするのに好適に使用されるものであり、例えば、従来公知のＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＵＶレーザ、グリーンレーザ等がある。本例では、データ制御装置１０と、レーザマーカ４０とが１対１で設置されている構成が示されているが、例えば、プレカット工場のプレカット加工ラインでマーキングを行う場合は、データ制御装置１０に対して複数のレーザマーカ４０を接続し、被マーキング材である屋根材の素材に応じて、適合する波長のレーザ光を出射するレーザマーカ４０が選択される構成としても良い。図７に、レーザマーカ４０の一例としてＹＡＧレーザ装置の構成を示す。レーザマーカ４０において、ＹＡＧレーザ発振器５０から出力されたレーザ光は、レベリングミラー５６により光路を変更され、アパーチャ５５によりビーム径を絞られた後、ガリレオ式エキスパンダ５７によりビーム径を広げられる。さらに、アパーチャ５８によりビーム径を調整された後、アッテネータ４６により減衰されてから、ガルバノミラー４７により光路を変更・調整され、ｆθレンズ５９で集光されて、屋根材の表面に照射される。
【００５１】
ＹＡＧレーザ発振器５０には、ピーク出力（尖頭値）の極めて高いパルスレーザ光を得るための超音波Ｑスイッチ素子４３が設けられている。ＹＡＧレーザ発振器５０は、さらに全反射鏡５１、内部アパーチャ５２、ランプハウス５３、内部シャッタ４４、出力鏡５４を備えており、ＹＡＧレーザ発振器５０の出力側には外部シャッタ４５が設けられている。上記超音波Ｑスイッチ素子４３、内部シャッタ４４、外部シャッタ４５、アッテネータ４６、ガルバノミラー４７は、コントローラ４１により制御される。コントローラ４１は、データ制御装置１０から送信されたデータに基づいて、上記制御を行う。
【００５２】
（レーザマーキング方法）
次に、本発明のレーザマーキング方法について、図９を参照しながら説明する。瓦のプレカット加工又はプレカット形状の成形が行われる工場では、セメント瓦のプレカット加工ラインにレーザマーカ４０が配設されている。
【００５３】
まず、データ取得ステップにおいて、プレカット加工ラインの管理装置から、プレカット加工中のセメント瓦を特定するＩＤと、プレカット加工情報を含む製造履歴情報のデータを取得する。プレカット情報には、セメント瓦のプレカット後の形状と、セメント瓦が敷設される屋根面及び該屋根面上におけるセメント瓦の配列位置の情報が含まれる。そして、このＩＤに基づき、必要に応じて、工場内のホストコンピュータや、電子記録媒体あるいは外部端末に格納されたデータベースから、このセメント瓦の製品履歴情報や仕様等のデータを取得する（ステップＳ１）。また、必要に応じて、その場でデータを手入力することも可能である。
【００５４】
次に、マーキングパターン生成ステップでは、データ制御装置１０の制御部１１により、初期情報が２次元コード１に変換される。２次元コード化の処理では、まず上述のデータ取得ステップで取得されたデータから、２次元コード化されるデータを指定し、これらを変換フォーマットに当てはめて２次元コード化する（ステップＳ２）。そして、２次元コード１のサイズが指定されることにより、セルのサイズが決定され、ドットのサイズ，ドット間の距離（ステップサイズ）又は密度が指定されることにより暗模様のセルの構成が決定される。このとき、２次元コード１を構成する各ドットの座標位置が決定され、マーキングパターンが生成される（ステップＳ３）。
【００５５】
次に、レーザマーキングステップでは、２次元コードをマーキングするセメント瓦と、その塗装層の素材を指定する。ドットの加工径や深さは、レーザのパワー、Ｑスイッチ周波数、ドット照射時間、回数、レーザ波長等によっても影響を受けるので、マーキングされる素材に応じて、これらの最適値が指定される（ステップＳ４）。上記パラメータについてのデータは、ハードディスク１６ｃに格納されており、操作者はハードディスク１６ｃに記憶されたパラメータのデータから最適値を指定することができる。以上のようにして指定された各ドットの座標位置やパラメータ値等が制御信号としてレーザマーカ４０に送出される（ステップＳ５）。そして、レーザマーカ４０は、制御信号に基づき、製造履歴情報を含む２次元コード１を、プレカット加工ライン上で加工されたセメント瓦の表面に順次マーキングする（ステップＳ６）。
【００５６】
なお、２次元コードでなく文字、記号、画像等をマーキングする場合には、ステップＳ２において、２次元コード化の処理を行う代わりにマーキングされる文字、記号、画像等をビットマップデータに変換する処理を行う。そして、マーキングパターンのサイズ及びドットのサイズ，ドット間の距離（ステップサイズ）又は密度が指定されることにより、２次元コード１の場合と同様にマーキングパターンを構成する各ドットの座標位置が決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例の可視情報がマーキングされたセメント瓦を示す説明図である。
【図２】実施例のセメント瓦が敷設される屋根面の形状及びプレカット形状のセメント瓦の配置を示す説明図である。
【図３】被加工体であるセメント瓦の塗装層にドットが穿設された状態を示す断面図である。
【図４】他の瓦で覆われる部位にマーキングされたセメント瓦を示す説明図である。
【図５】データ量が同じで大きさが異なる２次元コードのドットの配列を示す説明図である。
【図６】大きさが同じでデータ量が異なる２次元コードのドットの配列を示す説明図である。
【図７】実施例のレーザマーキング装置の構成を示す説明図である。
【図８】実施例のレーザマーカの構成を示す説明図である。
【図９】実施例のレーザマーキング方法の工程の流れを示す説明図である。
【図１０】従来例の瓦に手書きで敷設位置を示す記号が付された状態を示す説明図である。
【図１１】従来例の瓦にシールで敷設位置を示す記号が付された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ２次元コード、２  セル、２ａ  黒いセル、２ｂ  白いセル、５  ドット、１０  データ制御装置、１１  制御部（ＣＰＵ）、１２  操作部、１３  表示部、１４  入力部、１５  通信部、１６  記憶部、１６ａ  ＲＯＭ、１６ｂ  ＲＡＭ、１６ｃ  ハードディスク、４０  レーザマーカ、４１  コントローラ、４３  スイッチ素子、４４  内部シャッタ、４５  外部シャッタ、４６  アッテネータ、４７  ガルバノミラー、５０  レーザ発振器、５１  全反射鏡、５２  内部アパーチャ、５３  ランプハウス、５４  出力鏡、５５  アパーチャ、５６  レベリングミラー、５７  ガリレオ式エキスパンダ、５８  アパーチャ、５９  レンズ、７０乃至７２  セメント瓦、７０ａ  塗装層、７１ｂ  基材層、ａ乃至ｆ  屋根面、ｃ１乃至ｃ８  敷設位置、Ｉ  通信回線網、Ｒ  寄棟屋根、Ｓ  レーザマーキング装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005213897.tif 000010
【図９】
2005213897.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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