(57)【要約】【課題】加工時間を短縮することにより、加飾部品の製造効率を向上させることが可能なレーザ加飾装置を提供すること。【解決手段】レーザ加飾装置４０は、ワーク２の表面３ａにレーザＬ１を照射して柄を描く機能を有する。また、レーザ加飾装置４０は、空間光変調器５５及び制御装置４３を備える。空間光変調器５５は、複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなり、入力されたレーザＬ１の出力光Ｌ２の２次元における強度分布を変調する。また、制御装置４３は、柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の微小光学素子から出力される出力光Ｌ２の強度を決定し、強度を決定した出力光Ｌ２の照射パターンに基づいて、出力光Ｌ２をワーク２の表面３ａに照射させる制御を行う。【選択図】図４
2016168607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体形状をなすワークの表面にレーザを照射して柄を描くレーザ加飾装置であって、
前記レーザを発生させるレーザ発生部と、
複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなり、入力された前記レーザの出力光の２次元における強度分布を変調する空間光変調器と、
前記柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の前記微小光学素子から出力される前記出力光の強度を決定し、強度を決定した前記出力光の照射パターンに基づいて、前記出力光を前記ワークの表面に照射させる制御を行う制御装置と
を備えることを特徴とするレーザ加飾装置。
【請求項２】
前記ワークの表面が、熱硬化性を有する塗料からなる熱硬化型塗膜によって覆われており、
前記柄は、前記熱硬化型塗膜の表面上に形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加飾装置。
【請求項３】
前記微小光学素子から出力された前記出力光の焦点を前記ワークの表面に合わせる対物レンズを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加飾装置。
【請求項４】
前記レーザ発生部と前記空間光変調器との間に配置され、前記レーザの径方向から見たときの前記レーザの強度分布が均一になるように調整する回折光学素子を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加飾装置。
【請求項５】
立体形状をなすワークの表面に対してレーザを照射して柄を描くレーザ照射工程を経て、加飾部品を製造する方法であって、
前記レーザ照射工程は、
前記レーザを反射可能な複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなる空間光変調器を用いて、入力された前記レーザの出力光の２次元における強度分布を変調する強度変調工程と、
前記柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の前記微小光学素子から出力される前記出力光の強度を決定する強度決定工程と、
前記強度変調工程及び前記強度決定工程後、強度を決定した前記出力光の照射パターンに基づいて、前記出力光を前記ワークの表面に照射させる制御を行う照射制御工程と
を含むことを特徴とする加飾部品の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ照射工程前に、熱硬化性を有する塗料からなり、前記ワークの表面を覆う熱硬化型塗膜を形成する熱硬化型塗膜形成工程を行い、
前記レーザ照射工程では、前記熱硬化型塗膜に出力光を照射して前記柄を描く
ことを特徴とする請求項５に記載の加飾部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面に柄を描くレーザ加飾装置、ワークの表面に柄が描かれた加飾部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの表面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工溝等からなる柄を描くレーザ加飾装置が実用化されている。レーザ加飾装置は、ガルバノスキャナとレーザ発振器とを組み合わせることによって構成されている。ガルバノスキャナは、互いに直交する２組のガルバノミラーとそれらを駆動するモータとを備えている。
【０００３】
また、近年、製造効率を向上させることが要求されている。そこで、ガルバノスキャナとワークを載置したＸＹテーブルとを協調制御し、現在及び次の加工部位の両方が常にガルバノエリア内に位置するようにＸＹテーブルを移動させることにより、短時間でのレーザ加工を可能にしたレーザ加飾装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４００５７号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、たとえ特許文献１に記載の従来技術を用いたとしても、レーザ加工は、レーザを照射して線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する作業に過ぎない。このため、ワークの表面に大面積の柄を描く場合には、加工時間が非常に長くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工時間を短縮することにより、加飾部品の製造効率を向上させることが可能なレーザ加飾装置及び加飾部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、立体形状をなすワークの表面にレーザを照射して柄を描くレーザ加飾装置であって、前記レーザを発生させるレーザ発生部と、複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなり、入力された前記レーザの出力光の２次元における強度分布を変調する空間光変調器と、前記柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の前記微小光学素子から出力される前記出力光の強度を決定し、強度を決定した前記出力光の照射パターンに基づいて、前記出力光を前記ワークの表面に照射させる制御を行う制御装置とを備えることを特徴とするレーザ加飾装置をその要旨とする。
【０００８】
手段１に記載の発明によれば、空間光変調器が備える複数の微小光学素子から照射パターンに基づいて出力光が出力（照射）されるため、より広い領域に１度のレーザ照射で柄を描くことができる。即ち、レーザ加工が、面（出力光の照射領域ごと）での加工となるため、例えば線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する線での加工となる従来技術に比べて、加工時間を大幅に短縮することが可能である。よって、ワークの表面に柄を形成してなる加飾部品の製造効率が向上する。
【０００９】
なお、レーザの種類は特に限定されないが、例えば、気体レーザや固体レーザなどを用いることができる。ここで、気体レーザとしては、ＣＯ２レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒレーザ、エキシマレーザなどが挙げられる。一方、固体レーザとしては、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ルビーレーザ、ガラスレーザなどが挙げられる。
【００１０】
上記レーザ加飾装置が備える空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator ）は、光情報を並列に表示させる処理を行うデバイスである。空間光変調器は、レーザの位相、偏波面、振幅、強度、伝播方向の分布を書込情報（レーザ照射用データ）に基づいて変調させることにより、出力光を得るためのものである。ここで、空間光変調器としては、空間光変調管（ＭＳＬＭ：Microchannel Spatial Light Modulator）、平行配向ネマティック液晶空間光変調器（ＰＡＬ−ＳＬＭ：Parallel Aligned nematic Liquid crystal Spatial Light Modulator ）、電気アドレス型空間光位相変調器（ＰＰＭ：Programmable Phase Modulator）、ＬＣＯＳ型空間光位相変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ：Liquid  Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator ）、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Mirror Device ）などが挙げられる。
【００１１】
なお、レーザ加飾装置は、微小光学素子から出力された出力光の焦点をワークの表面に合わせる対物レンズを備えることが好ましい。このようにすれば、出力光がワークの表面に対して正確に照射されるため、ワークの表面に柄を正確に描くことができる。また、対物レンズを用いて、出力光の照射領域を調整することができる。例えば、対物レンズによって出力光の照射領域を小さくすれば、ワークの表面に強い出力光が当たるため、照射領域内の柄の形成に必要な出力光の照射時間を短くすることができる。一方、対物レンズによって出力光の照射領域を大きくすれば、ワークの表面の広範囲に出力光が当たるため、広範囲の柄を一度に形成することができる。
【００１２】
さらに、レーザ加飾装置は、レーザ発生部と空間光変調器との間に配置され、レーザの径方向から見たときのレーザの強度分布が均一になるように調整する回折光学素子を備えることが好ましい。このようにすれば、空間光変調器を構成する全ての微小光学素子に対して同じ強さのレーザが入力するようになるため、出力光の２次元における強度分布の変調を容易にかつ確実に行うことができる。その結果、ワークの表面に対して描かれる柄が例えば複数の凹状のレーザ加工部からなる場合、深さの揃ったレーザ加工部を形成することができる。
【００１３】
手段２に記載の発明は、立体形状をなすワークの表面に対してレーザを照射して柄を描くレーザ照射工程を経て、加飾部品を製造する方法であって、前記レーザ照射工程は、前記レーザを反射可能な複数の微小光学素子をアレイ状に配置してなる空間光変調器を用いて、入力された前記レーザの出力光の２次元における強度分布を変調する強度変調工程と、前記柄を示す画像データによって生成されたレーザ照射用データに基づいて、個々の前記微小光学素子から出力される前記出力光の強度を決定する強度決定工程と、前記強度変調工程及び前記強度決定工程後、強度を決定した前記出力光の照射パターンに基づいて、前記出力光を前記ワークの表面に照射させる制御を行う照射制御工程とを含むことを特徴とする加飾部品の製造方法をその要旨とする。
【００１４】
手段２に記載の発明では、照射制御工程において、空間光変調器が備える複数の微小光学素子から照射パターンに基づいて出力光を出力（照射）させる制御を行うため、より広い領域に１度のレーザ照射で柄を描くことができる。即ち、レーザ加工が、面（出力光の照射領域ごと）での加工となるため、例えば線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する線での加工となる従来技術に比べて、加工時間を大幅に短縮することが可能である。よって、ワークの表面に柄を形成してなる加飾部品の製造効率が向上する。
【００１５】
なお、レーザ照射工程前に、熱硬化性を有する塗料からなり、ワークの表面を覆う熱硬化型塗膜を形成する熱硬化型塗膜形成工程を行い、レーザ照射工程では、熱硬化型塗膜に出力光を照射して柄を描くようにしてもよい。このようにすれば、ワークの表面にヒケやウェルドラインなどの不良が生じていたとしても、熱硬化型塗膜によって不良部位を隠すことができるため、製造される加飾部品の意匠性低下を防止することができる。また、熱硬化型塗膜を形成することにより、ワークの表面が熱硬化型塗膜によって保護されるため、加飾部品の耐傷付き性を高めることができる。
【００１６】
ここで、熱硬化型塗膜形成工程において形成される熱硬化型塗膜の種類は特に限定される訳ではなく、例えば、ソリッド塗料によって形成された塗膜、光輝剤を含有する塗料によって形成された塗膜、クリア塗料（顔料が配合されていない塗料）によって形成された無色透明な塗膜などを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によると、加工時間を短縮することにより、加飾部品の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の車両用加飾部品を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】車両用加飾部品を示す要部断面図。
【図４】レーザ加飾装置を示す概略構成図。
【図５】空間光変調器を示す概略斜視図。
【図６】空間光変調器を示す概略断面図。
【図７】熱硬化型塗膜形成工程を示す説明図。
【図８】光輝剤含有塗膜形成工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
図１，図２に示されるように、車両用加飾部品１は、黒色の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＡＢＳ樹脂）によって形成され、立体形状をなすワーク２を備えている。本実施形態の車両用加飾部品１は、自動車のドアに設けられたアームレストの上面を覆う装飾パネルである。また、ワーク２は、凸状湾曲面である表面３ａと、表面３ａの反対側に位置する凹状湾曲面である裏面３ｂとを有している。さらに、ワーク２には、パワーウィンドウスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔４と、ドアロックスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔５とが設けられている。これらスイッチ取付孔４，５は、表面３ａ及び裏面３ｂを貫通している。
【００２１】
そして、図２，図３に示されるように、ワーク２の表面３ａにおいてスイッチ取付孔４，５を除く領域は、熱硬化性を有する黒色の塗料（本実施形態では、黒色の２液型アクリルウレタン樹脂塗料）からなる熱硬化型塗膜１１によって覆われている。さらに、熱硬化型塗膜１１の表面１２上には、ヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す柄による装飾が施されている。
【００２２】
詳述すると、熱硬化型塗膜１１の表面１２上には被加飾領域１３が設定され、被加飾領域１３には、それぞれ同一方向に延びる複数のレーザ加工溝２１が形成されている。各レーザ加工溝２１は、被加飾領域１３の縦方向に沿って同一方向にかつ直線的に延びている。なお、熱硬化型塗膜１１の表面１２上におけるレーザ加工溝２１の幅Ｗ１（図３参照）は、８０μｍに設定されている。さらに、隣接するレーザ加工溝２１同士の間隔は、１００μｍに設定されている。また、表面１２からのレーザ加工溝２１の深さＨ２（図３参照）は、１０μｍ以上１５μｍ以下に設定されている。なお、熱硬化型塗膜１１の厚さＨ１（図３参照）は、レーザ加工溝２１の深さＨ２よりも大きく、本実施形態では２５μｍに設定されている。
【００２３】
そして、図３に示されるように、熱硬化型塗膜１１の表面１２及びレーザ加工溝２１の表面２２は、光輝剤含有塗膜３１によって覆われている。なお、光輝剤含有塗膜３１の厚さＨ３は、１２μｍに設定されている。また、光輝剤含有塗膜３１は、多数の光輝剤３２（本実施形態ではアルミフレーク）を含有するメタリック塗料によって形成された塗膜である。光輝剤３２は、鱗片状をなし、平均粒子径が１０μｍに設定されている。
【００２４】
次に、車両用加飾部品１を製造するためのレーザ加飾装置４０について説明する。
【００２５】
図４に示されるように、レーザ加飾装置４０は、レーザ照射装置４１及びワーク変位ロボット４２を備えている。レーザ照射装置４１は、レーザ発生部５１、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element ）５２、ビームエキスパンダ５３、反射ミラー５４、空間光変調器５５、対物レンズ５６及びレーザ制御部５７を備えている。レーザ発生部５１は、レーザＬ１（本実施形態では、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ）を発生させるレーザ発振器である。回折光学素子５２は、レーザ発生部５１と空間光変調器５５との間、具体的には、レーザ発生部５１とビームエキスパンダ５３との間に配置されている。回折光学素子５２は、光の回折現象を利用して、レーザＬ１の径方向から見たときのレーザＬ１の強度分布が均一になるように調整する素子である。ビームエキスパンダ５３は、強度分布が均一となるように調整されたレーザＬ１のレーザ径を拡大する機能を有している。反射ミラー５４は、ビームエキスパンダ５３を通過したレーザＬ１を空間光変調器５５側に反射させる機能を有している。
【００２６】
図４〜図６に示されるように、本実施形態の空間光変調器５５は、ＬＣＯＳ型空間光位相変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ：Liquid Crystal On Silicom-Spatial Light Modulator ）である。空間光変調器５５は、アドレス部６１と光変調部７１とによって構成されている。アドレス部６１は、シリコン基板６２の表面（光変調部７１側の面）上に、アクティブマトリクス回路６３を形成してなり、全体として矩形板状をなしている。アクティブマトリクス回路６３の表面上における複数箇所には、矩形板状をなす画素電極６４がアレイ状に配置されている。
【００２７】
一方、光変調部７１は、ガラス基板７２の裏面（アドレス部６１側の面）側に液晶層７４を積層した構造を有し、全体として矩形板状をなしている。よって、液晶層７４は、ガラス基板７２とシリコン基板６２との間に保持されている。また、液晶層７４は、複数の微小光学素子７５をアレイ状に配置することによって構成されている。各微小光学素子７５は、アドレス部６１側にある複数の画素電極６４と対向配置されている。そして、各微小光学素子７５内には、複数の液晶分子７６が液晶層７４の厚さ方向に沿って配置されている。各液晶分子７６は、ガラス基板７２及びシリコン基板６２と略平行に配向されている。また、ガラス基板７２と液晶層７４との間には、全ての微小光学素子７５の共通電極となる透明電極７３が配置されている。
【００２８】
そして、図５，図６に示されるように、液晶分子７６は、同液晶分子７６を含む微小光学素子７５に対向配置された画素電極６４と透明電極７３との間に掛かる電圧の大きさに応じて傾斜することにより、屈折率を変化させる。その結果、各微小光学素子７５は、反射ミラー５４から導かれてきたレーザＬ１を、同一方向または互いに異なる方向に反射可能となる。なお、微小光学素子７５によって反射されたレーザＬ１は、微小光学素子７５から出力される出力光Ｌ２となる。
【００２９】
図４に示されるように、対物レンズ５６は、空間光変調器５５の微小光学素子７５から出力されて導かれてきた出力光Ｌ２の径を絞るとともに、径を絞った出力光Ｌ２をワーク２の表面３ａに導くようになっている。また、対物レンズ５６は、駆動モータ（図示略）によって移動することにより、ワーク変位ロボット４２に対して接近または離間する。これにより、出力光Ｌ２の焦点が、ワーク２の表面３ａに合うようになる。また、レーザ制御部５７は、レーザＬ１（出力光Ｌ２）の照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。
【００３０】
また、ワーク変位ロボット４２は、ロボットアーム５８と、ロボットアーム５８の先端に設けられたワーク支持部５９とを備えている。ワーク支持部５９は、ワーク２を支持するようになっている。なお、ワーク変位ロボット４２は、ロボットアーム５８を駆動してワーク２の位置及び角度を変更することにより、ワーク２の表面３ａに対する出力光Ｌ２の照射位置や照射角度を変更する多関節ロボットである。
【００３１】
次に、レーザ加飾装置４０の電気的構成について説明する。
【００３２】
図４に示されるように、レーザ加飾装置４０は、装置全体を統括的に制御する制御装置４３を備えている。制御装置４３は、ＣＰＵ８０、メモリ８１及び入出力ポート８２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ８０は、レーザ照射装置４１及びワーク変位ロボット４２に電気的に接続されており、各種の制御信号によってそれらを制御する。
【００３３】
メモリ８１には、ワーク２の三次元形状を示す形状データが記憶されている。また、メモリ８１には、レーザ照射装置４１を制御するためのプログラムが記憶されている。さらに、メモリ８１には、レーザ照射を行うためのレーザ照射用データが記憶されている。レーザ照射用データは、ＣＡＤデータを変換することによって得られるデータである。ＣＡＤデータは、レーザ加工溝２１が形成された熱硬化型塗膜１１（柄）を示す画像データを変換することによって得られるデータである。なお、画像データは、複数の描画ドットを散点的（本実施形態では格子状）に配置することにより構成される。また、メモリ８１には、レーザ照射に用いられるレーザ照射パラメータ（レーザＬ１の照射位置、焦点位置、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度、照射周期、照射ピッチなど）を示すデータが記憶されている。
【００３４】
次に、車両用加飾部品１の製造方法を説明する。
【００３５】
まず、黒色の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形したワーク２を準備する。具体的に言うと、ワーク形成工程を行い、レーザ加工溝２１を形成するための成形用シボ（ここでは、微細な凹凸）を有しない金型（図示略）を用いて、ワーク２を形成する。そして、ワーク２は、作業者によってワーク変位ロボット４２のワーク支持部５９（図４参照）にセットされる。
【００３６】
次に、熱硬化型塗膜形成工程を行い、ワーク２の表面３ａを覆う熱硬化型塗膜１１を形成する（図７参照）。詳述すると、ＣＰＵ８０は、熱硬化型塗膜形成用の駆動信号である熱硬化型塗膜形成信号を生成し、生成した熱硬化型塗膜形成信号を塗装装置（図示略）に出力する。そして、塗装装置は、ＣＰＵ８０から出力された熱硬化型塗膜形成信号に基づいて、塗装機９１による塗装を開始させる。具体的に言うと、ワーク２の表面３ａ上に、塗装機９１を用いて２液型アクリルウレタン樹脂塗料を塗装することにより熱硬化型塗膜１１を形成する。
【００３７】
そして、レーザ照射工程を行う。レーザ照射工程において、ＣＰＵ８０は、熱硬化型塗膜１１の表面１２上に設定された被加飾領域１３に対して出力光Ｌ２（レーザＬ１）を照射して柄を描く。詳述すると、本実施形態のレーザ照射工程では、強度変調工程、強度決定工程及び照射制御工程を行う。強度変調工程では、空間光変調器５５を用いて、入力されたレーザＬ１の出力光Ｌ２の２次元における強度分布を変調する。強度決定工程では、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいて、個々の微小光学素子７５から出力される出力光Ｌ２の強度を決定する。具体的に言うと、ＣＰＵ８０は、レーザ照射用データに基づいて、それぞれの微小光学素子７５から出力される出力光Ｌ２の強度を指示する強度指示信号を生成し、生成した強度指示信号を空間光変調器５５に出力する。なお、本実施形態の「出力光Ｌ２の強度」は、微小光学素子７５によるレーザＬ１の反射率の大きさによって示されるものである。レーザＬ１の反射率は、微小光学素子７５に含まれる液晶分子７６の傾斜角度に応じて変化する。そして、空間光変調器５５は、ＣＰＵ８０から出力された強度指示信号に基づいて、１つの透明電極７３と複数の画素電極６４との間に電圧を掛けることにより、画素電極６４ごとに電位を調節する。その結果、微小光学素子７５ごとに液晶分子７６が傾斜するようになる。
【００３８】
強度変調工程及び強度決定工程後の照射制御工程では、２次元における強度分布が変調され、個々の微小光学素子７５から出力される強度が決定された出力光Ｌ２の照射パターンに基づいて、出力光Ｌ２をワーク２の表面３ａに照射させる制御を行う。詳述すると、まず、ＣＰＵ８０は、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいてレーザ加工溝形成用の駆動信号であるレーザ加工溝形成信号を生成し、生成したレーザ加工溝形成信号をレーザ制御部５７に出力する。レーザ制御部５７は、ＣＰＵ８０から出力されたレーザ加工溝形成信号に基づいて、レーザ発生部５１からレーザＬ１を照射する。照射されたレーザＬ１は、回折光学素子５２を通過する際に、レーザＬ１の径方向から見たときの強度分布が均一になるように調整される。さらに、回折光学素子５２を通過したレーザＬ１は、ビームエキスパンダ５３によってレーザ径が拡大された後、反射ミラー５４に導かれる。次に、反射ミラー５４は、ビームエキスパンダ５３を通過したレーザＬ１を空間光変調器５５側に反射させる。そして、空間光変調器５５が備える個々の微小光学素子７５は、反射ミラー５４から導かれてきたレーザＬ１を、対物レンズ５６側またはそれとは異なる方向に反射させる。なお、微小光学素子７５から対物レンズ５６側に反射されたレーザＬ１が、出力光Ｌ２となる。
【００３９】
また、照射制御工程では、ワーク２を移動させる制御を行う。詳述すると、ＣＰＵ８０は、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいてロボット駆動信号（駆動信号）を生成し、生成したロボット駆動信号をワーク変位ロボット４２に出力する。ワーク変位ロボット４２は、ＣＰＵ８０から出力されたロボット駆動信号に基づいてロボットアーム５８を駆動する。これにより、ワーク支持部５９に支持されたワーク２が、複数の照射領域の中から選択した１つの照射領域に対して出力光Ｌ２を照射可能な位置に移動する。それとともに、ワーク支持部５９に支持されたワーク２の角度を調節し、選択した照射領域に対する出力光Ｌ２の照射角度を調節する。なお、本実施形態では、１つ当りの照射領域の面積が２０ｍｍ角程度に設定される。
【００４０】
また、選択した照射領域は、被加飾領域１３の一部の領域であり、対物レンズ５６によって調整される。詳述すると、ＣＰＵ８０は、メモリ８１に記憶されているレーザ照射用データを読み出し、読み出したレーザ照射用データに基づいて対物レンズ駆動信号（駆動信号）を生成し、生成した対物レンズ駆動信号を対物レンズ５６の駆動モータ（図示略）に出力する。駆動モータは、ＣＰＵ８０から出力された対物レンズ駆動信号に基づいて駆動し、対物レンズ５６を、選択した照射領域に対して出力光Ｌ２の焦点が合うように移動させる。
【００４１】
以上の制御により、出力光Ｌ２の照射位置が決定されるとともに、出力光Ｌ２の焦点位置が熱硬化型塗膜１１の表層部分に決定される。そして、出力光Ｌ２は、対物レンズ５６を介して熱硬化型塗膜１１の表面１２に照射される。この場合、出力光Ｌ２の熱が表層部分に集中して熱量が多くなるため、熱硬化型塗膜１１の表層部分が昇華することにより、被加飾領域１３の一部の領域（選択した照射領域）に複数本のレーザ加工溝２１が同時に形成される。その後、選択した照射領域に対する出力光Ｌ２の照射が終了すると、選択した照射領域とは別の照射領域に対する出力光Ｌ２の照射を順次行う。そして、全ての照射領域に対する出力光Ｌ２の照射が終了すると、被加飾領域１３全体にレーザ加工溝２１が形成され、加飾が施される。
【００４２】
そして、レーザ照射工程後に光輝剤含有塗膜形成工程を行い、熱硬化型塗膜１１の表面１２を覆う光輝剤含有塗膜３１を形成する（図８参照）。詳述すると、ＣＰＵ８０は、光輝剤含有塗膜３１の形成を指示する駆動信号である光輝剤含有塗膜形成信号を生成し、生成した光輝剤含有塗膜形成信号を塗装装置に出力する。そして、塗装装置は、ＣＰＵ８０から出力された光輝剤含有塗膜形成信号に基づいて、塗装機のスプレーガン９２によるメタリック塗料の塗装を開始させる。その後、スプレーガン９２によるメタリック塗料の塗装が終了すると、光輝剤含有塗膜３１が形成され、車両用加飾部品１が完成する。
【００４３】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４４】
（１）本実施形態のレーザ加飾装置４０では、空間光変調器５５が備える複数の微小光学素子７５から照射パターンに基づいて出力光Ｌ２が出力（照射）されるため、より広い領域に１度のレーザ照射で柄（複数本のレーザ加工溝２１）を描くことができる。即ち、レーザ加工が、面（出力光Ｌ２の照射領域ごと）での加工となるため、例えば線状のレーザ加工溝を１本ずつ形成する線での加工となる従来技術に比べて、加工時間を大幅に短縮することが可能である。また、レーザ加工溝が曲線部分を有する場合に線での加工を行うと、レーザ照射装置を複雑に移動させる制御や、レーザ照射装置の移動速度を調整する制御が必要になるが、本実施形態では、レーザ加工溝２１のパターン形状に関係なく、レーザを照射させる制御を１度行うだけで、レーザ加工溝２１を形成することが可能である。よって、ワーク２の表面３ａに柄を形成してなる車両用加飾部品１の製造効率が向上する。
【００４５】
（２）本実施形態では、被加飾領域１３を複数の照射領域に分割し、出力光Ｌ２の照射を１回行う度に、１つの照射領域内のレーザ加工溝２１のみを形成するようになっている。よって、ワーク２が立体形状をなし、被加飾領域１３が曲面状をなす場合であっても、個々の照射領域はほぼ平面状をなすため、それぞれの照射領域にレーザ加工溝２１を確実に形成することができる。
【００４６】
（３）本実施形態では、光輝剤含有塗膜形成工程において、熱硬化型塗膜１１の表面１２及びレーザ加工溝２１の表面２２を覆う光輝剤含有塗膜３１を形成しているため、光輝剤含有塗膜３１に含まれる光輝剤３２を綺麗に配向させることができるため、レーザ加工溝２１が存在する部分と存在しない部分とで反射光の反射率を綺麗に変化させることができる。その結果、光輝剤含有塗膜３１によって色彩変化や深み感を表現することができるため、意匠性を確実に高めることができる。また、光輝剤含有塗膜３１を形成することにより、熱硬化型塗膜１１の表面１２とレーザ加工溝２１の表面２２とが光輝剤含有塗膜３１によって保護されるため、ワーク２の耐傷付き性を高めることができる。
【００４７】
（４）本実施形態の車両用加飾部品１を構成する熱硬化型塗膜１１は、黒色の２液型アクリルウレタン樹脂塗料、即ち、熱を吸収しやすい濃い色の塗料からなっている。従って、熱硬化型塗膜１１が薄い色の塗料からなる場合に比べて、出力光Ｌ２のエネルギーが熱硬化型塗膜１１の表層部分で熱に吸収されやすくなるため、レーザ加工溝２１を短時間で形成することができる。よって、車両用加飾部品１の製造効率が向上する。
【００４８】
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、レーザ照射によって凹状のレーザ加工溝２１を形成することにより、柄を描いていたが、レーザ照射によって熱硬化型塗膜１１の表面１２を凸状に膨らませたレーザ加工部を形成することにより、柄を描いてもよい。さらに、上記実施形態では、線状のレーザ加工部であるレーザ加工溝２１を形成していたが、これに限定される訳ではなく、例えばスポット状のレーザ加工部を形成してもよい。
【００５０】
・上記実施形態の車両用加飾部品１では、熱硬化型塗膜１１の表面１２にヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す柄が描かれていたが、他の柄に変更してもよい。例えば、木目模様の柄や、炭素繊維織物を示す柄などを、熱硬化型塗膜１１の表面１２に形成してもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、レーザ加工溝２１が、熱硬化型塗膜１１の表面１２に形成されていた。しかし、塗装によって形成される塗膜の表面ではなく、めっきや蒸着によって形成される被膜の表面にレーザ加工溝２１を形成してもよい。さらに、ワーク２の表面３ａを被覆する熱硬化型塗膜１１を省略し、ワーク２の表面３ａにレーザ加工溝２１を直接形成してもよい。また、熱硬化型塗膜１１を保護する別の塗膜を形成し、その塗膜にレーザ加工溝２１を形成してもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、ワーク２の表面３ａに設定された複数の照射領域のうち、１つ当りの照射領域の面積が２０ｍｍ角程度に設定されていた。しかし、照射領域の面積は特に限定される訳ではなく、照射領域の面積を大きくしてもよいし、小さくしてもよい。さらに、照射領域の面積をさらに小さく（例えば、数十μｍ角に）し、複数の照射領域に出力光Ｌ２を照射することにより、１本のレーザ加工溝を形成してもよい。なお、照射領域の面積が大きくなれば、照射時間が長くなるおそれがあるが、１回の出力光Ｌ２の照射で広面積に柄を形成することができる。しかも、照射領域の数が少なくなり、これに伴って隣接する照射領域同士の継ぎ目も減るため、複雑な柄であったとしても、隣接する照射領域同士の継ぎ目となる部分が目立ちにくくなる。一方、照射領域の面積が小さくなると、多くの照射領域に出力光Ｌ２を照射する必要があるが、それぞれの照射領域に強い出力光Ｌ２が照射されるため、照射時間が短くなる。
【００５３】
・上記実施形態において、光輝剤含有塗膜形成工程後にクリアコート層形成工程を行い、光輝剤含有塗膜３１の表面を覆うクリアコート層を形成してもよい。このようにすれば、光輝剤含有塗膜３１がクリアコート層によって保護されるため、車両用加飾部品１の外観品質を長期間に亘って保つことができる。また、クリアコート層によって深み感を表現することができるため、意匠性を確実に高めることができる。
【００５４】
なお、クリアコート層を構成するクリア塗料の種類は特に限定されないが、例えば、紫外線硬化型のクリア塗料を用いてもよい。この場合、レーザ照射工程前に、ワーク２の表面３ａを覆うクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程を行い、レーザ照射工程では、クリアコート層の表面に出力光Ｌ２としてＵＶレーザを照射して照射領域を硬化させ、レーザ照射工程後、クリアコート層においてＵＶレーザが照射されていない領域を溶剤などを用いて除去する除去工程を行ってもよい。このようにすれば、クリアコート層において除去されずに残った部分を柄とすることができる。さらに、レーザ照射工程は、クリアコート層の硬化後にＵＶレーザを照射してレーザ加工溝などのレーザ加工部を形成する工程であってもよいし、半硬化状態のクリアコート層にＵＶレーザを照射し、ＵＶレーザの照射領域にレーザ加工部を形成しつつ、ＵＶレーザが照射されていない領域を硬化させる工程であってもよい。
【００５５】
・上記実施形態は、車両用加飾部品１をドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの他の内装部品や、ラジエターグリル、ロッカーモールなどの外装部品に具体化してもよい。
【００５６】
・上記実施形態のレーザ加飾装置４０は、車両用加飾部品１を製造するものであったが、これに限定される訳ではなく、家電製品や家具などの加飾部品を製造するものであってもよい。
【００５７】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想の他に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５８】
（１）上記手段１において、前記空間光変調器は、デジタルミラーデバイスであることを特徴とするレーザ加飾装置。
【００５９】
（２）上記手段１において、前記レーザの径方向から見たときの前記レーザの強度分布が均一になるように調整する回折光学素子と、前記回折光学素子によって調整された前記レーザのレーザ径を拡大するビームエキスパンダとを備えることを特徴とするレーザ加飾装置。
【００６０】
（３）上記手段１において、前記ワークの位置及び角度を変更することにより、前記ワークの表面に対する前記出力光の照射位置及び照射角度を変更する多関節ロボットを備えることを特徴とするレーザ加飾装置。このようにすれば、ワークの表面が曲面状をなす場合であっても、ワークの表面に対する出力光の照射角度を調整できるため、全ての照射領域において均質なレーザ加工部（レーザ加工溝など）を形成することができる。
【００６１】
（４）上記手段２において、前記照射制御工程では、前記ワークを移動させる制御を行うことを特徴とする加飾部品の製造方法。
【００６２】
（５）上記手段２において、前記レーザ照射工程前に、紫外線硬化型のクリア塗料からなり、前記ワークの表面を覆うクリアコート層を形成するクリアコート層形成工程を行い、前記レーザ照射工程では、前記クリアコート層の表面に前記出力光であるＵＶレーザを照射し、前記レーザ照射工程後、前記クリアコート層において前記出力光が照射されていない領域を除去する除去工程を行うことを特徴とする加飾部品の製造方法。
【符号の説明】
【００６３】
１…加飾部品としての車両用加飾部品
２…ワーク
３ａ…ワークの表面
１１…熱硬化型塗膜
１２…熱硬化型塗膜の表面
４０…レーザ加飾装置
４３…制御装置
５１…レーザ発生部
５２…回折光学素子
５５…空間光変調器
５６…対物レンズ
７５…微小光学素子
Ｌ１…レーザ
Ｌ２…出力光
【図１】
2016168607.tif 000003
【図２】
2016168607.tif 000004
【図３】
2016168607.tif 000005
【図４】
2016168607.tif 000006
【図５】
2016168607.tif 000007
【図６】
2016168607.tif 000008
【図７】
2016168607.tif 000009
【図８】
2016168607.tif 000010