JP2002046394A - 打刻機および打刻機の打刻方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 打刻機における濃度差を簡単に補正する方法
を提供する。 【解決手段】 打刻機において被加工物の上にテストパ
ターンを印字し（Ｓ１１）、テストパターンの途切れた
位置を検知する。その途切れた位置を入力し（Ｓ１
２）、被加工物の載置されている台座の傾きを演算す
る。演算によって傾きを求めた後ハードウエア制御を行
い（Ｓ１３）、その値を打刻機のドライバに設定して補
正された値で実際の被加工物への打刻を行なう（Ｓ１
４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は打刻機および打刻
機の打刻方法に関し、特に、加工工具と被加工物との距
離が一定でなくても、加工むらの生じない打刻機および
打刻機の打刻方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来アクセサリや宝飾品等の加工を行な
うための打刻機が市販されている。このような打刻機に
おいては、載置台上に被加工物を載置し、加工工具で被
加工物うえに所望の画像等を加工する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、載置台の上に載
置された被加工物が載置される載置台が必ずしも水平に
載置されておらず、加工しても、被加工物上で画像むら
が生じる場合があった。このような画像むらを防ぐため
に、被加工物と加工工具とのギャップを面単位で均一に
保つために特に慎重な組立が行なわれていた。

【０００４】また、たとえば加工ヘッドにリニアエンコ
ーダを取付け、それによって加工ヘッドの加工位置を確
認し、被加工物とのギャップと凹状のへこみ量を計測し
てフィードバック制御して、加工によって生じる凹状へ
こみの量を一定に保つといった方法がとられていた。

【０００５】従来の加工工具に対して被加工物を一定の
間隔に保つ方法は上記のように構成されていた。被加工
物と被加工工具とのギャップを一定に保つように組立て
る方法によれば、部品コストと組立コストが高くなると
いう問題点があった。

【０００６】また、凹状へこみの量をフィードバック制
御する方法においては、フィードバックを行なうため時
間がかかるため、実用的なスピードでの加工をするには
困難であるとともに、加工工具を上下させるアクチュエ
ータが大きな力を必要とする等の問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単にかつ安価に画像むらを防
ぐことができる打刻機および打刻機の打刻方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる、載置
台上に置かれた被加工物に対して加工工具を押圧するこ
とにより被加工物上に加工を行なう打刻機は、載置台上
に被加工物を載置して、加工工具でテストパターンを印
字する手段を含む。テストパターンは、載置台上で第１
の方向と第１の方向に交わる第２の方向に延在し、第１
および第２の方向の位置を示すデータを有する。打刻機
はさらに、印字されたテストパターンの第１および第２
の方向の端部の位置データを入力する手段と、入力手段
への入力値に応じて、前記載置台の傾きを求める手段
と、求められた載置台の傾きに応じて加工工具の被加工
物に対する加工深さを制御する手段とを含む。

【０００９】載置台上で、被加工物に対して第１の方向
と第１の方向に交わる第２の方向に延在するテストパタ
ーンを印字し、印字されたテストパターンの第１および
第２の方向の端部の位置データに応じて、載置台の傾き
を求め、加工工具の被加工物に対する加工深さを制御す
る。

【００１０】その結果、簡単にかつ安価に画像むらを防
ぐことができる打刻機が提供できる。

【００１１】テストパターンの第１および第２の方向の
端部の位置データはユーザが手動で入力してもよいし、
自動的に読み取ってもよい。

【００１２】この発明の他の局面においては、載置台上
に置かれた被加工物に対して加工工具を押圧することに
より前記被加工物上に加工を行なう打刻機の打刻方法
は、載置台上に被加工物を載置して加工工具でテストパ
ターンを印字するステップを含む。テストパターンは、
載置台上で第１の方向と第１の方向に交わる第２の方向
に延在し、第１および第２の方向の位置を示すデータを
有する。打刻機の打刻方法はさらに、印字されたテスト
パターンの第１および第２の方向の端部の位置データを
読み取るステップと、読み取った位置データに応じて、
載置台の傾きを求めるステップと、求められた載置台の
傾きに応じて加工工具の被加工物に対する加工深さを制
御するステップとを含む。

【００１３】載置台上で、被加工物に対して第１の方向
と第１の方向に交わる第２の方向に延在するテストパタ
ーンを印字し、印字されたテストパターンの第１および
第２の方向の端部の位置データに応じて、載置台の傾き
を求め、加工工具の被加工物に対する加工深さを制御す
る。

【００１４】その結果、簡単にかつ安価に画像むらを防
ぐことができる打刻機の打刻方法が提供できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１６】図１はこの発明に係る加工深さ調整装置が
適用された打刻機１の全体構成を示す外観図である。

【００１７】図１を参照して、打刻機１は、加工工具１
１を保持するキャリッジ１０と、キャリッジ１０をレー
ル１３に沿って図中Ｘ方向およびＹ方向に移動するため
の図示のない移動部と、加工工具１１の下方に設けら
れ、被加工材料を載置するための台座１２とを含み、全
体がカバー５０で覆われている。

【００１８】なお、加工工具１１には、加工工具１１を
図中に示すＸ−Ｙ方向に交わるＺ軸上方向（図中矢印方
法）に付勢する板ばね２２が設けられている。ここで、
加工工具１１は板ばね２２にかしめて固定されている。

【００１９】図２は図１に示した打刻機１の加工工具１
１および加工工具１１を制御する部分の要部を示した模
式図である。

【００２０】図２を参照して、キャリッジ１０は図示の
ないキャリッジベースを介して上記したＸ軸方向および
Ｙ軸方向に移動可能なレール１３に保持されている。
キャリッジ１０には、ソレノイド取付部材１７が取付け
られている。このソレノイド取付部材１７にソレノイド
１５が装着されている。ソレノイド１５のほぼ中央部に
はソレノイド１５を貫通してプランジャ１６が設けられ
る。プランジャ１６の下部は加工工具１１に接続され、
ソレノイド１５の駆動によってプランジャおよび加工工
具１１は上下に駆動される。すなわち、ソレノイド１５
が通電されるときに、ソレノイド１５はプランジャ１６
を吸引し、加工工具１１を板ばね２２の付勢力に抗して
下降させる。このため、加工工具１１は台座１２の上面
に載置された被加工物３０の表面に当接されて、当接時
の押圧力を変えることにより、所望の凹部を被加工物３
０に付与することができるようになっている。

【００２１】ここで、ソレノイド１５に供給される通電
時間によってソレノイド１５の吸着力が変化し、板ばね
２２の曲げ量が変化し、加工工具１１が被加工物３０に
当接する圧力も変化する。

【００２２】以上の構成において、この打刻機１は、公
知の技術に基づき、ホストコンピュータ３０から出力さ
れた画像データに従って図示のないＸ方向にキャリッジ
を駆動するモータおよびＹ方向のモータの駆動により、
キャリッジ１０を被加工物３０に対してＸ−Ｙ軸方向に
相対的に動作するとともに、ソレノイド１５に所定の電
流が供給されてプランジャ１６を吸引し、これと一体的
な加工工具１１を板ばね２２に対向して下降させる。そ
して、加工工具１１を被加工物３０の表面に当接させて
所定の圧力を付与することになり、加工工具１１により
被加工物３０の上面に文字データおよび／または画像デ
ータを描画する。

【００２３】なお、上記打刻機１ではレールがＸ，Ｙ方
向に移動可能になるようにしているが、このレールは固
定し、キャリッジ１０がレールに沿ってＸ方向に移動
し、台座１２がＹ方向に移動するようにしてもよい。

【００２４】次に打刻機１による描画中において、加工
工具１１の加工圧をリアルタイムに制御する方法につい
て説明する。

【００２５】ホストコンピュータ３０のＣＰＵ３１に
は、プランジャ１６を昇降させるソレノイド１５の通電
時間と加圧力との関係を記憶した通電時間−加圧力変換
テーブルが記憶されている。

【００２６】ＣＰＵ３１はソレノイド制御部３２、ドラ
イバ３３を介してソレノイド１５に加工信号を送信す
る。また、ホストコンピュータ３０にはＣＲＴのような
表示部３４が設けられている。

【００２７】図３はソレノイド１５の印加電圧を一定と
した状態で印加時間と電流値の関係を示す図である。図
３を参照して、ソレノイド１５には、電圧を印加して
も、電流値は徐々にしか上がらないといった特性があ
る。この発明においては、この特性を利用して、印加電
圧を一定として、印加時間を制御することにより電流値
を制御するようにした。

【００２８】すなわち、印加時間を制御することによっ
て電流値を制御することができるため、電圧を一定にし
ておけばそれによって加圧力（電力＝電圧×電流）を制
御することが可能になる。

【００２９】図４は図３に示した特性を利用したソレノ
イド１５を制御するソレノイド制御部３２の要部を示す
回路図である。図４を参照して、ソレノイド制御部３２
は、供給電圧Ｖ_mmに接続されたソレノイド１５と、ソレ
ノイド１５と接地ＧＮＤとの間に設けられ、加工工具の
上下動を指示する信号ＵＰ／ＤＯＷＮの印加時間を制御
電力に入力するトランジスタ３とを含む。

【００３０】加圧時間を制御するＵＰ／ＤＯＷＮの印加
時間を制御することによってソレノイド１５への印加電
流を制御できる。その結果、従来のＰＷＭ制御回路か
ら、単一のトランジスタによるスイッチング回路とする
ことができる。

【００３１】図５はソレノイド制御部３２から出力され
るＵＰ/ＤＯＷＮ信号を示すタイミングチャートであ
る。ソレノイド１５の上下動を示すＵＰ/ＤＯＷＮ信号
と、加圧力とが１つの信号で与えられる。すなわち、印
加時間に比例して加工工具の加圧力（図中筆圧と表示）
は大きくなり、被加工物上に印加時間に比例した所望の
大きさのドットを形成することができる。

【００３２】図６はこの発明における被加工物２０と加
工工具１１の距離の違いに基づく濃度差を調整する場合
の手順を示す模式図である。

【００３３】図６（Ａ）を参照して、打刻機１の載置台
１２の中心にテスト用の被加工物３０を設置する。この
状態で図示のない操作部を操作することによって「テス
ト加工」を行なう。すると加工工具１１を用いて被加工
物３０にテスト加工が行なわれる。

【００３４】この状態で図６（Ａ）に示すように台座１
２の両端を持って手前に引出す。図６（Ｂ）は被加工物
３０の上に加工されたテストパターンの状態を示す図で
ある。図６（Ｂ）を参照して、テストパターンが途切れ
て見えなくなっている場所の目盛りを読取る。手前、
奥、右、左のすべての方向の値を読取る。

【００３５】図６（Ｃ）は表示部３４に表示された濃度
補正用のデータ入力部を示す図である。図６（Ｃ）に示
すように、手前、奥、右、左の各読取値を図示のないキ
ーボードまたはスクロールマークを押すことによって入
力する。

【００３６】図７は上記した台座１２の濃度調整の手順
を示すフローチャートである。図７を参照して、まずテ
ストパターン印字を行なう（ステップＳ１１、以下ステ
ップを略す）。

【００３７】次いで上記したように途切れ位置を読出し
その値を表示部の所定の位置に入力する（Ｓ１２）。

【００３８】途切れ位置のデータが入力されると、ＣＰ
Ｕ３１は台座１２の傾きを演算して、台座１２の傾きを
補正するためのハードウエア制御を行う（Ｓ１３）。

【００３９】補正後のデータで実際の加工を行う（Ｓ１
４）。図８は図７で示したハードウエア制御の具体的な
濃度補正方法の一例を示すフローチャートである。

【００４０】まずホストコンピュータ３０から送られて
くる画像濃度データを受け取る。（Ｓ２１）。次いでハ
ードウェア制御パラメータに画像濃度データを変換する
（Ｓ２２）。ここで、ハードウエア制御パラメータとは
打刻力＝ソレノイド吸引力のことであって、ソレノイド
印加時間（ｔ）に等しい。

【００４１】次いで実印字結果から傾きを計算し前後Ｙ
方向の濃度補正データを求め（Ｓ２３）、ハードウェア
制御パラメータを現在位置Ｙに応じて線形補正する（Ｓ
２５）。

【００４２】次いで、実印字結果から傾きを計算し、左
右Ｘ方向の傾き測定データを求め（Ｓ２４）、ハードウ
ェア制御パラメータを現在位置Ｘに応じて線形補正する
（Ｓ２６）。

【００４３】次いで、ハードウェア制御パラメータを出
力する（Ｓ２７）。ここで、ソレノイド電圧印加時間
（ｔ）は図５に示すソレノイドへの電圧印加時間であ
る。

【００４４】図９はハードウエア制御パラメータとして
のソレノイドへの電圧印加時間の設定方法を説明するた
めの図であり、加工工具１１とその下部に設けられた加
工材料３０とを加工工具１１の軸中心を通る平面で切断
した状態を示す図である。図中ａは加工工具１１の先端
を通る水平面を示す。加工工具１１に対して台座１２が
傾斜していると、図９に示すように、低い方向では加工
工具１１によって形成されるくぼみは小さく、高いほう
ではくぼみが大きくなる。そこで、図６で得られたデー
タを用いて（ｄ１−ｄ２）／ｍを求め、加工材料全体に
同一加工条件であれば同じくぼみが得られるようにソレ
ノイド１５への印加時間を調整する。

【００４５】次に傾き補正の他の例について説明する。
図１０は他の実施の形態を示す図である。上記の実施の
形態においては、ユーザが手動でデータの入力を行っ
た。これに対して、他の実施の形態においては、たとえ
ばＣＣＤカメラのような画像認識装置４１を用いてテス
トパターンの印字を撮像する。その撮像結果を用いて補
正値生成装置４２で自動的に補正値を作成し、そのデー
タをホストコンピュータ３０へ送る。後の処理は先の実
施の形態と同じであるのでその説明は省略する。

【００４６】次にさらに他の実施の形態について説明す
る。図１１は濃度を補正するさらに他の実施の形態を示
す模式図である。

【００４７】図１１（Ａ）を参照して、被加工材料２０
と加工工具１１との間の距離を被加工材料２０のＸ方向
およびＹ方向について相互に離れた２点間でリニアエン
コーダ４５を用いて測定し、距離読取装置４６で読み取
って、ホストコンピュータ３０に送信する。それ以降の
処理は先の実施の形態と同じであるので、その説明は省
略する。なお、ここで、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の
ＲＯＭ３５に記憶された距離と打刻力との関係を示す図
である。

【００４８】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 打刻機の全体構成を示す外観図である。

【図２】 打刻機の加工工具およびホストコンピュータ
まわりを示す模式図である。

【図３】 ソレノイドへの印加時間と印加電流との関係
を示す図である。

【図４】 制御回路の要部を示す回路図である。

【図５】 ソレノイド制御部から出力されるパルス信号
部を示す図である。

【図６】 濃度調整の手順を示す図である。

【図７】 濃度調整の手順を示すフローチャートであ
る。

【図８】 ハードウエア制御の内容を示すフローチャー
トである。

【図９】 ハードウエア制御の具体的な作業内容を示す
図である。

【図１０】 濃度調整の他の手順を示す図である。

【図１１】 濃度調整のさらに他の手順を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 打刻機、３ トランジスタ、１０ キャリッジ、１
１ 加工工具、１２台座、１５ ソレノイド、１６ プ
ランジャ、２０ 被加工物、３０ ホストコンピュー
タ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 載置台上に置かれた被加工物に対して加
   工工具を押圧することにより前記被加工物上に加工を行
   なう打刻機であって、 前記載置台上に前記被加工物を載置して、前記加工工具
   でテストパターンを印字する手段を含み、 前記テストパターンは、前記載置台上で第１の方向と前
   記第１の方向に交わる第２の方向に延在し、前記第１お
   よび第２の方向の位置を示すデータを有し、 前記印字されたテストパターンの前記第１および第２の
   方向の端部の位置データを入力する手段と、 前記入力手段への入力値に応じて、前記載置台の傾きを
   求める手段と、 前記求められた載置台の傾きに応じて前記加工工具の前
   記被加工物に対する加工深さを制御する手段とを含む、
   打刻機。
2. 【請求項２】 テストパターンの前記第１および第２の
   方向の端部の位置データを入力する手段はユーザが前記
   位置データを読み取って入力する、請求項１に記載の打
   刻機。
3. 【請求項３】 テストパターンの前記第１および第２の
   方向の端部の位置データを入力する手段は前記位置デー
   タを自動的に読み取って入力する手段を含む、請求項１
   に記載の打刻機。
4. 【請求項４】 載置台上に置かれた被加工物に対して加
   工工具を押圧することにより前記被加工物上に加工を行
   なう打刻機の打刻方法であって、 前記載置台上に前記被加工物を載置して前記加工工具で
   テストパターンを印字するステップを含み、 前記テストパターンは、前記載置台上で第１の方向と前
   記第１の方向に交わる第２の方向に延在し、前記第１お
   よび第２の方向の位置を示すデータを有し、 前記印字されたテストパターンの前記第１および第２の
   方向の端部の位置データを読み取るステップと、 前記読み取った位置データに応じて、前記載置台の傾き
   を求めるステップと、 前記求められた載置台の傾きに応じて前記加工工具の前
   記被加工物に対する加工深さを制御するステップとを含
   む、打刻機の打刻方法。