JP2015208752A - 筆記具の画像形成装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面の幅広い領域に画像形成することを可能とする筆記具の画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成対象である筆記具１を支持する支持ユニット１０と、上記支持ユニット１０に支持された上記筆記具１を、その軸心を中心として回転させる回転駆動手段２０と、レーザー光源４１からパルス出力されるレーザー光４２を、上記筆記具１の軸心方向に走査させて照射するレーザー光照射ユニット４０と、上記筆記具１をその軸心を中心として回転させるよう上記回転駆動手段２０を制御し、上記筆記具１の外周面に対して上記レーザー光４２を軸心方向に走査させて照射するようレーザー光照射ユニット４０を制御し、上記筆記具１の外周面に上記レーザー光４２によって画像を形成する制御を行う制御手段６０とを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、ボールペンや万年筆等の筆記具の軸筒に加飾等を目的として画像形成するための筆記具の画像形成装置および方法に関するものである。

ボールペンや万年筆・シャープペンシル等の筆記具に加飾等を行う技術として、例えば下記の特許文献１〜３が開示されている。なお、括弧内の符号は公報に記載されたものである。

特許文献１は、シルクスクリーン印刷によって円柱状のペンシル軸本体（１）に滑り止め絵柄部（２）やロゴネーム部（３）を形成するものである。特許文献１には、円柱状のペンシル軸の内径に合わせた印刷用のやとい軸を用意して半自動印刷機にセットし次に、ロゴネーム、絵柄が製版されたシルクスクリーン用の版をセットする（２５０メッシュ）ＡＢＳ樹脂軸をやとい軸に任意の位置に差して印刷すると記載されている。

特許文献２は、インクジェットプリンタ方式で筆記具の軸の表面に文字や図形を印刷するものである。特許文献２には、パレット（７）の上面に設けた複数の溝（８）に鉛筆の軸（１）を嵌合し、パレット（７）を移送しながらプリントヘッド３５を往復させて鉛筆の軸（１）の表面に印刷を行うことが開示されている。

実開平５−８０７８８号公報 特開平９−３００６０３号公報

上記特許文献１には、円柱状のペンシル軸にスクリーン印刷すると記載されている。しかしながら、実際の印刷方法については開示が充分でない。また、ペンシル軸にクリップがついて製品となった筆記具に対して印刷することは全く考慮されていない。つまり、製品として組みあがった筆記具ではなく、円柱状のペンシル軸というパーツに対して印刷することを開示するに止まる。

上記特許文献２は、パレット（７）の溝（８）に鉛筆の軸（１）を嵌合した状態でインクジェット印刷を行うと記載されている。ここに開示された方法は、パレット（７）の溝（８）に嵌合した鉛筆の軸（１）の、上面わずかの幅に印刷を可能とするにすぎない。鉛筆の軸（１）の溝（８）に嵌合した領域には印刷できないからである。このように、鉛筆の軸（１）の外周面における幅広い領域に印刷することはできない。また、軸にクリップがついて製品として組みあがった筆記具に印刷することは全く考慮されていない。

〔目的〕
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的はつぎのとおりである。
筆記具の外周面の幅広い領域に画像形成することを可能とする筆記具の画像形成装置および方法を提供する。

請求項１の筆記具の画像形成装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成をとる。
画像形成対象である筆記具を支持する支持ユニットと、
上記支持ユニットに支持された上記筆記具を、その軸心を中心として回転させる回転駆動手段と、
レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を、上記筆記具の軸心方向に走査させて照射するレーザー光照射ユニットと、
上記筆記具をその軸心を中心として回転させるよう上記回転駆動手段を制御し、上記筆記具の外周面に対して上記レーザー光を軸心方向に走査させて照射するようレーザー光照射ユニットを制御し、上記筆記具の外周面に上記レーザー光によって画像を形成する制御を行う制御手段とを備えた。

請求項２の筆記具の画像形成装置は、請求項１の構成に加えてつぎの構成を採用した。
上記筆記具がクリップを有するペン類であり、
上記支持ユニットは、上記筆記具の外周面におけるクリップの位置を決めて筆記具を支持し、
上記制御手段は、上記レーザー光が上記クリップを避けて上記筆記具の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段を制御する。

請求項３の筆記具の画像形成方法は、上記目的を達成するため、つぎの構成をとる。
画像形成対象である筆記具支持ユニットにより支持し、
上記支持ユニットに支持された上記筆記具を、回転駆動手段により軸心を中心として回転させ、
レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を、レーザー光照射ユニットにより上記筆記具の軸心方向に走査させて照射し、
制御手段により、上記筆記具をその軸心を中心として回転させ、上記筆記具の外周面に対して上記レーザー光を軸心方向に走査させて照射し、上記筆記具の外周面に上記レーザー光によって画像を形成するよう制御する。

請求項４の筆記具の画像形成方法は、請求項３の構成に加えてつぎの構成を採用した。
上記筆記具がクリップを有するペン類であり、
上記支持ユニットは、上記筆記具の外周面におけるクリップの位置を決めて筆記具を支持し、
制御手段は、上記レーザー光が上記クリップを避けて上記筆記具の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段を制御する。

請求項１の筆記具の画像形成装置は、上記支持ユニットに支持された筆記具をその軸心を中心として回転させ、レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を上記筆記具の外周面に対して軸心方向に走査させて照射し、上記筆記具の外周面に上記レーザー光によって画像を形成する。
このように、軸心を中心として筆記具を回転させながら外周面にレーザー光を照射して画像を形成するため、筆記具の外周面の幅広い領域に画像形成することを可能とする。

請求項２の筆記具の画像形成装置は、上記支持ユニットが上記筆記具の外周面におけるクリップの位置を決めて筆記具を支持し、上記レーザー光が上記クリップを避けて上記筆記具の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段を制御する。
このため、クリップが取り付けられて製品として組みあがった筆記具に対して画像を形成することができる。このとき、クリップを避けて軸筒の外周面にだけ画像を形成する。軸筒に対して段になったクリップにレーザー光が当たると、焦点が合わずに画像が不鮮明になるため、それを避けることができる。

請求項３の筆記具の画像形成方法は、上記支持ユニットに支持された筆記具をその軸心を中心として回転させ、レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を上記筆記具の外周面に対して軸心方向に走査させて照射し、上記筆記具の外周面に上記レーザー光によって画像を形成する。
このように、軸心を中心として筆記具を回転させながら外周面にレーザー光を照射して画像を形成するため、筆記具の外周面の幅広い領域に画像形成することを可能とする。

請求項４の筆記具の画像形成方法は、上記支持ユニットが上記筆記具の外周面におけるクリップの位置を決めて筆記具を支持し、上記レーザー光が上記クリップを避けて上記筆記具の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段を制御する。
このため、クリップが取り付けられて製品として組みあがった筆記具に対して画像を形成することができる。このとき、クリップを避けて軸筒の外周面にだけ画像を形成する。軸筒に対して段になったクリップにレーザー光が当たると、焦点が合わずに画像が不鮮明になるため、それを避けることができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置を示す図である。 支持ユニットの一例を示す図である。 レーザー光照射ユニットの一例を説明する図である。 画像形成の制御を説明する図である。

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

〔装置の概要〕
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す図である。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は一部を上から見た図である。

この装置は、画像形成対象である筆記具１を支持する支持ユニット１０と、上記支持ユニット１０に支持された上記筆記具１を、その軸心を中心として回転させる回転駆動手段２０と、レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を、上記筆記具１の軸心方向に走査させて照射するレーザー光照射ユニット４０とを備えている。

また、上記筆記具１をその軸心を中心として回転させるよう上記回転駆動手段２０を制御し、上記筆記具１の外周面に対して上記レーザー光を軸心方向に走査させて照射するようレーザー光照射ユニット４０を制御し、上記筆記具１の外周面に上記レーザー光によって画像を形成する制御を行う制御手段６０を備えている。

〔画像形成対象〕
本発明が画像形成の対象とするのは筆記具である。例えば、ボールペン、シャープペンシル、万年筆等をあげることができる。特に上記筆記具として、クリップ２を有するペン類を適用することができる。本発明では、上記筆記具１の軸筒３の外周面に対してレーザー光の照射によって画像を形成する。上記軸筒３には、レーザー光の照射によって画像を形成しうるものであれば各種の材質のものを適用することができる。例えばアルマイト仕上げのアルミニウムやステンレス鋼等の金属材料、セラミックスやホーロー等の無機材料、樹脂や木材等の有機材料をあげることができる。

〔支持ユニット〕
図２は、支持ユニット１０の一例を示す図である。
上記支持ユニット１０は、画像形成対象である筆記具１を支持する。この支持ユニット１０は、樹脂製のブロックに筆記具１のペン尻側を嵌合させる嵌合凹部１１が形成されている。また、上記嵌合凹部１１に連続して、筆記具１のペン尻側に設けられたクリップ２が収まるクリップ収容部１２が形成されている。この支持ユニット１０では、上記クリップ収容部１２にクリップ２が収まるように筆記具１のペン尻側を嵌合凹部１１に嵌合させる。この状態で、上記筆記具１の外周面におけるクリップ２の位置を決めて筆記具１を支持する。この例では、初期状態において、クリップ２が下側（つまりレーザー光照射ユニット４０の反対側）に位置するように筆記具１が支持される。

〔回転駆動手段〕
上記回転駆動手段２０は、上記支持ユニット１０に支持された上記筆記具１を、その軸心を中心として回転させる。

上記回転駆動手段２０は、上記支持ユニット１０を回転させるための第１軸２１と、上記第１軸２１を軸支するための第１軸受けブロック２２と、上記第１軸２１を回転駆動させるための第１プーリ２３とを備えている。上記第１プーリ２３は、駆動軸３２に連結されたモータ２４、第２プーリ２５および第１ベルト２６により駆動される。上記駆動軸３２はペン先側まで延びており、ペン尻側とペン先側が第３および第４軸受けブロック３３、３４で軸支されている。

一方、上記筆記具１をペン先側で支持するペン先支持部材２８と、ペン先支持部材２８を回転させる第２軸２９と、上記第２軸２９を軸支するための第２軸受けブロック３０と、上記第２軸２９を回転駆動させるための第３プーリ３１および第２ベルト３５とを備えている。上記第１軸２１と第２軸２９は、支持する筆記具１の軸心と同心になるように配置される。

このような構造により、共通の回転駆動手段であるモータ２４の回転が共通の駆動軸３２を介し、ペン尻側の支持ユニット１０とペン先側のペン先支持部材２８との双方に伝達される。筆記具１はペン尻側とペン先側を支持されて回転駆動される。したがって、筆記具１が回転中に軸がぶれることがなく、それによって形成される画像が不鮮明になるようなトラブルを防いでいる。

〔レーザー光照射ユニット〕
図３は、レーザー光照射ユニット４０を説明する図である。
上記レーザー光照射ユニット４０は、レーザー光源４１からパルス出力されるレーザー光４２を、上記筆記具１の軸心方向に走査させて照射する。例えばファイバーレーザーの照射装置を使用することができる。

上記レーザー光源４１は、例えばＹＡＧレーザーの発振器を使用することができる。上記レーザー光源４１からパルス出力されたレーザー光４２はミラー４４により筆記具１の方に向けて反射させる。上記ミラー４４はパルスモータ４３によって回動制御され、形成する画像データに基づいて、レーザー光４２を上記筆記具１の軸心方向に走査させる。上記ミラー４４で反射されたレーザー光４２は、レンズ４５を通ることにより、入射ヘッド４６内に軸方向に配列された光ファイバー４７の入射端に入射されるビーム径に収束される。光ファイバー４７の出力側には照射ヘッド４８が設けられる。照射ヘッド４８内には、光ファイバー４７で伝達されたレーザー光４２を筆記具１の外周面に、画像形成可能なドット径で収束させるための対物レンズ（図示していない）が設けられている。

〔制御手段〕
図４は、画像形成の制御を説明する図である。
上記制御手段６０は、上記筆記具１をその軸心を中心として回転させるよう上記回転駆動手段２０を制御し、上記筆記具１の外周面に対して上記レーザー光４２を軸心方向に走査させて照射するようレーザー光照射ユニット４０を制御する。これにより、上記筆記具１の外周面に上記レーザー光４２によって画像を形成する制御を行う。

図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記制御手段６０は、上記レーザー光４２が上記クリップ２を避けて上記筆記具１の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段２０を制御する。つまり、上記制御手段６０は、回転駆動手段２０を制御して上記筆記具１を軸心を中心として回転させるとき、レーザー光４２がクリップ２に当たる手前で逆回転させる。逆回転においてレーザー光４２がクリップ２に当たる手前で正回転に戻す。これを繰り返すことにより、レーザー光４２は、上記クリップ２を避けて上記筆記具１の外周面に照射される。

図４（Ｃ）（Ｄ）において矢印Ｐ１およびＰ２で示した範囲にレーザー光４２が照射され、この範囲に画像が形成される。

〔作用効果〕
以上のように、上記実施形態では、つぎの作用効果を奏する。

上記支持ユニット１０に支持された筆記具１をその軸心を中心として回転させ、レーザー光源４１からパルス出力されるレーザー光４２を上記筆記具１の外周面に対して軸心方向に走査させて照射し、上記筆記具１の外周面に上記レーザー光４２によって画像を形成する。
このように、軸心を中心として筆記具１を回転させながら外周面にレーザー光４２を照射して画像を形成するため、筆記具１の外周面の幅広い領域に画像形成することを可能とする。

上記支持ユニット１０が上記筆記具１の外周面におけるクリップ２の位置を決めて筆記具２を支持し、上記レーザー光４２が上記クリップ２を避けて上記筆記具１の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段２０を制御する。
このため、クリップ２が取り付けられて製品として組みあがった筆記具１に対して画像を形成することができる。このとき、クリップ２を避けて軸筒の外周面にだけ画像を形成する。軸筒に対して段になったクリップ２にレーザー光が当たると、焦点が合わずに画像が不鮮明になるため、それを避けることができる。

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。

１：筆記具
２：クリップ
３：軸筒
１０：支持ユニット
１１：嵌合凹部
１２：クリップ収容部
２０：回転駆動手段
２１：第１軸
２２：第１軸受けブロック
２３：第１プーリ
２４：モータ
２５：第２プーリ
２６：第１ベルト
２８：ペン先支持部材
２９：第２軸
３０：第２軸受けブロック
３１：第３プーリ
３２：駆動軸
３３：第３軸受けブロック
３４：第４軸受けブロック
３５：第２ベルト
４０：レーザー光照射ユニット
４１：レーザー光源
４２：レーザー光
４３：パルスモータ
４４：ミラー
４５：レンズ
４６：入射ヘッド
４７：光ファイバー
４８：照射ヘッド
６０：制御手段

Claims (4)

1. 画像形成対象である筆記具を支持する支持ユニットと、
   上記支持ユニットに支持された上記筆記具を、その軸心を中心として回転させる回転駆動手段と、
   レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を、上記筆記具の軸心方向に走査させて照射するレーザー光照射ユニットと、
   上記筆記具をその軸心を中心として回転させるよう上記回転駆動手段を制御し、上記筆記具の外周面に対して上記レーザー光を軸心方向に走査させて照射するようレーザー光照射ユニットを制御し、上記筆記具の外周面に上記レーザー光によって画像を形成する制御を行う制御手段とを備えた
   ことを特徴とする筆記具の画像形成装置。
2. 上記筆記具がクリップを有するペン類であり、
   上記支持ユニットは、上記筆記具の外周面におけるクリップの位置を決めて筆記具を支持し、
   上記制御手段は、上記レーザー光が上記クリップを避けて上記筆記具の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段を制御する
   請求項１記載の筆記具の画像形成装置。
3. 画像形成対象である筆記具支持ユニットにより支持し、
   上記支持ユニットに支持された上記筆記具を、回転駆動手段により軸心を中心として回転させ、
   レーザー光源からパルス出力されるレーザー光を、レーザー光照射ユニットにより上記筆記具の軸心方向に走査させて照射し、
   制御手段により、上記筆記具をその軸心を中心として回転させ、上記筆記具の外周面に対して上記レーザー光を軸心方向に走査させて照射し、上記筆記具の外周面に上記レーザー光によって画像を形成するよう制御する
   ことを特徴とする筆記具の画像形成方法。
4. 上記筆記具がクリップを有するペン類であり、
   上記支持ユニットは、上記筆記具の外周面におけるクリップの位置を決めて筆記具を支持し、
   制御手段は、上記レーザー光が上記クリップを避けて上記筆記具の外周面に照射されるよう上記回転駆動手段を制御する
   請求項３記載の筆記具の画像形成方法。

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