JP3114214U

JP3114214U - 指輪内周面彫刻装置

Info

Publication number: JP3114214U
Application number: JP2005005029U
Authority: JP
Inventors: 啓子牧原
Original assignee: 有限会社マキハラ
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2015-06-29

Abstract

【課題】指輪にレジスト処理などの前処理を施すことなく、指輪の内周面にレーザビームを照射することにより鮮明な像を彫刻することができる指輪内周面彫刻装置を提供する。【解決手段】指輪５の内周面にレーザビームを照射することにより画像を彫刻する指輪内周面彫刻装置であって、取り込まれた画像を画像処理して画像データを出力する画像処理装置１と、画像処理装置１からの画像データからレーザ走査装置３のレーザビームを走査ための走査データを出力する制御装置２と、制御装置２から出力される走査データによりレーザビームを指輪内周面上で走査するレーザ走査装置３と、レーザビームの走査範囲に指輪内周面を保持する指輪保持装置４とを備える。
【選択図】図１

Description

本考案は、指輪の内周面にレーザビームを照射することにより撮影した画像やあるいは文字を彫刻する指輪内周面彫刻装置に関する。

結婚指輪の内周面に二人を撮影した写真画像やあるいは文字を刻設することが知られている。例えば、特許文献１には、入力された写真図形をコンピュータの図形処理により黒白コントラストの２階調化処理を施し、２階調化処理図形に基づいて黒白正像フィルムを作成し、黒白正像フィルムを介して金、銀あるいはプラチナなど貴金属素材よりなる指輪の面に黒白正像フィルムの白地部分に対応して感光性レジストを感光させて形成したレジスト画像を定着し、定着されたレジスト画像の残余部分をサンドブラスト処理して写真を刻設することが開示されている。
特許第３１２７２６０号公報

前記のサンドブラスト処理により画像を刻設する方法では、レジスト画像の残余部分をサンドブラスト処理するために黒白正像フィルムを使用してレジスト画像を定着させる必要があり、さらにサンドブラスト処理後に洗浄が必要となるため、工程が複雑になるという欠点がある。

また、サンドブラスト処理は、微粒子を噴射する加工なので、微細な彫刻ができず、写真画像を鮮明に再現できないという欠点がある。

また、前記のサンドブラスト処理では、微粒子を噴射して粗面化するために微粒子が飛び散って周囲が汚れ、さらに、微粒子の回収作業が必要となり作業に手間がかかるという欠点がある。

そこで、本考案は、指輪にレジスト処理などの前処理を施すことなく、指輪の内周面にレーザビームを照射することにより鮮明な像を彫刻することができる指輪内周面彫刻装置を提供するものである。

本考案の指輪内周面彫刻装置は、指輪内周面にレーザビームを照射することにより画像を彫刻する、画像処理装置、制御装置、レーザ走査装置および指輪支持装置により構成される指輪内周面彫刻装置であって、取り込まれた画像を画像処理して画像データを出力する画像処理装置と、画像処理装置からの画像データからレーザ走査装置のレーザビームを走査するための走査データを出力する制御装置と、制御装置から出力される走査データによりレーザビームを指輪内周面上で走査するレーザ走査装置と、レーザビームの走査範囲に指輪内周面を保持する指輪保持装置とを備えたことを特徴とする。

前記構成において、指輪保持装置は、保持した指輪を位置決めするための位置決め機構として、保持した指輪を指輪の円周方向に回転させる機構、保持した指輪を上下動させる機構、保持した指輪を傾動させる機構を単独あるいはこれらを組み合わせて有することができる。

また、レーザ走査装置には、レーザビームを垂直方向から指輪内周面へ照射するレーザ走査装置、レーザビームを斜め方向から指輪内周面へ照射するレーザ走査装置あるいは、レーザビームヘッドを指輪の内側に配置したレーザ走査装置を用い、保持された指輪の姿勢に応じて選択することができる。

本考案の指輪内周面彫刻装置は、レーザビームを指輪内周面に照射することにより直接彫刻していくので微細な彫刻ができ、その結果、鮮明な画像を得ることができる。また、前処理及び後処理を必要としないので手間がかからない。

また、指輪保持装置が保持した指輪を傾動、回転あるいは上下動により正確に位置決めできるので、指輪内周面の任意の箇所に正確に鮮明な彫刻をすることができる。

また、レーザ走査装置のレーザビームが垂直方向、斜め方向あるいはレーザビームヘッドを指輪の内側に配置して、レーザビームの入射角度を変えて加工範囲を変えるとともに、指輪保持装置にて保持した指輪の姿勢を正確に位置決めできるので、曲がりのあるデザインの指輪に対しても鮮明な彫刻をすることができる。

以下、本考案を実施するための形態を図面に基づき説明する。

図１は本考案による指輪内周面彫刻装置の第１実施例の概略図である。

指輪内周面彫刻装置は、画像処理装置１、制御装置（ＣＰＵ）２、レーザ走査装置３および指輪支持装置４により構成される。

画像処理装置１は、スキャナーによりデジタル化された写真画像や文字などのデジタル情報を取り込んで処理して画像データを作成する。入力するデジタル情報は、デジタルカメラや携帯電話などのデジタル情報であってもよい。また、デジタル情報を画像処理装置１に付属する入力装置から文字や図形を入力してもよく、手書きの図や直筆の文字はスキャナーで読みとって入力してもよい。

画像データ処理装置は二階調（白、黒）で読み込みデータ化する。ハーフトーン（中間色）をデータに反映させることにより微細な写真画像データを作成する。画像処理装置１には、背景を変えたりする編集機能を有する公知の画像処理装置を使用することができる。

制御装置２は、画像処理装置１の画像データからレーザ走査装置を駆動するためのレーザビームの走査データを出力する。制御装置２は、指輪保持装置４に保持された指輪の位置決めのために、傾動、回転あるいは上下動させる位置決め機構に制御信号を出力させてもよい。

レーザ走査装置３は、公知のレーザ走査装置が使用でき、電源回路、レーザ発振器、レーザードライバを備える。レーザには、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＦＡＹｂレーザなどが使用可能であるが、微細な加工ができ、冷却設備などを必要としないのでＹＶＯ４レーザが適している。

レーザ走査装置３は、指輪の厚みや彫刻の範囲によりレーザビームの焦点位置、走査範囲が調整可能となっている。指輪とレーザビームの光軸の位置合わせはＣＣＤカメラを搭載することで容易に行うことができる。レーザビームによる彫りの深さは、指輪の材質により異なるが、約５μ〜２０μの微細な加工ができ、鮮明な画像を得ることができる。レーザには、例えば、ＹＡＧ第二高調波（５３２ｎｍ）を使用する。

指輪保持装置４は、指輪５を保持し、垂直に入射するレーザビームの走査範囲に指輪５の内周面の彫刻範囲が収まるように、手動によりあるいは、制御装置２からの制御信号により指輪５を傾動あるいは上下動させて位置決めする。位置決めに必要な指輪の厚み、曲率、幅などの条件はキーボードなどの入力装置により予め入力し、レーザ照射距離、走査範囲から位置決め機構が駆動制御される。位置決め機構の駆動は手動でもよい。したがって、凹凸やＲ形状、角度のついた従来のサンドブラストでは加工しにくい箇所への彫刻も可能となる。

図４は走査範囲を示す図である。指輪５の内周面は曲面であるため、レーザビームの焦点距離がずれてくると、鮮明な彫刻ができなくなるので、レーザビーム走査線８の幅が限定され、走査範囲が限られてくる。したがって、文字の彫刻などにより彫刻範囲が円周方向に長い場合には、所定の走査範囲が完了した後、手動あるいは、制御装置２からの制御信号により回転させる機構を駆動させて保持した指輪を所定量回転させて、彫刻範囲が走査範囲に収まるようにする。

次ぎに、本実施例の指輪内周面彫刻装置の操作手順について説明する。

（１）撮影
例えば、結婚指輪に写真画像を形成する場合、二人で一緒に撮影した写真を撮影、あるいはデジタルカメラや携帯電話で撮影、記憶させる。

（２）画像処理
撮影された写真や手書きの文字はスキャナーを用いてデジタル化して画像処理装置１に入力、デジタルカメラや携帯電話はデジタルデータを画像処理装置１に入力して処理し、得られた画像データを制御装置２へ送る。

（３）走査データ演算
制御装置２では、画像処理装置１から入力した画像データからレーザ走査装置３の走査データを演算し、記憶する。

（４）指輪の位置決め
指輪を指輪保持装置４に保持し、指輪の厚み・曲率・幅、レーザ照射距離、走査範囲から位置決め機構が駆動されて指輪５が位置決めされる。

（５）レーザ走査
レーザビームを指輪５の内周面上を走査して微細な画像を形成する。なお、文字などの彫刻で、彫刻範囲が長くなると、所定の走査範囲が完了した後、手動あるいは、制御装置２からの制御信号により指輪５を所定量回転させたのち引き続きレーザビームを走査させて彫刻する。

図５は本実施例により画像を形成した指輪の概略を示す斜視図である。従来のサンドブラスト処理に比べて、前処理及び後処理することなく、容易に指輪５の表面に鮮明な画像５ａを形成することができる。また、水や油を使用することなくドライな雰囲気で彫刻できるので、完成した指輪にも自由に彫刻することができる。

図２は水平方向に指輪を保持して彫刻する指輪用彫刻装置を示す図である。実施例１と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。

本実施例は、指輪５を指輪保持装置４に水平に保持し、反射ミラー６でレーザビームを反射させて斜め上方から指輪５の内周面に照射して彫刻可能としたものである。彫刻範囲が長くなると、保持した指輪を水平回転させて彫刻範囲を照射範囲に合わせるか、あるいはミラーの反射角度を調整することによりレーザビームの入射角度を変えて彫刻範囲を変えることができる。

また、曲がりのあるデザインの指輪に対してもレーザビームの入射方向を調整することにより彫刻することができる。

彫刻範囲が長い場合は、実施例１と同様に、走査範囲が完了した後、手動あるいは、制御装置２からの制御信号により指輪５を所定量回転させて所定の彫刻範囲に回転させたのちレーザビームを走査させて彫刻する。

なお、文字などの彫刻の場合、水平に保持された指輪５を回転させながら、レーザビームを指輪の幅方向に走査させて連続して彫刻してもよい。

本実施例では、指輪保持装置４に指輪５を傾斜させることなく水平に保持するので、安定性がよい。

図３は水平に保持した指輪の内側にレーザビームヘッドを位置させて加工する指輪用彫刻装置を示す図である。実施例１と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。

指輪保持装置４に指輪５を水平に保持し、指輪内でレーザビームヘッド７を位置させ、レーザビームの走査範囲に指輪５の内周面の彫刻範囲が収まるように制御装置２からの制御信号によりレーザビームヘッド７あるいは指輪保持装置４を上下動させて位置決めした後、レーザビームヘッド７からレーザビームを指輪内周面に照射して彫刻する。

彫刻範囲が長い場合は、走査範囲が完了した後、制御装置２からの制御信号により指輪５を所定量回転させて所定の彫刻範囲に回転させたのちレーザビームを走査させて彫刻する。

なお、文字などの彫刻の場合、実施例２と同様に指輪５を回転させながら、レーザビームを指輪の幅方向に走査させて連続して彫刻してもよい。

本実施例は、実施例２と同様に指輪保持装置４に指輪５を傾斜させることなく水平に保持するので、安定性がよく、また、レーザビームヘッドを水平に保持された指輪内に配置するので、装置を小型にすることができる。

本考案による指輪内周面彫刻装置の第１実施例の概略図である。水平方向に指輪を保持して彫刻する指輪用彫刻装置を示す図である。水平に保持した指輪の内側にレーザビームヘッドを位置させて加工する指輪用彫刻装置を示す図である。レーザビームの走査範囲を示す図である。画像を形成した指輪の概略を示す斜視図である。

符号の説明

１：画像処理装置
２：制御装置
３：レーザ走査装置
４：指輪保持装置
５：指輪
６：反射ミラー
７：レーザビームヘッド
８：走査線

Claims

指輪内周面にレーザビームを照射することにより画像を彫刻する、画像処理装置、制御装置、レーザ走査装置および指輪支持装置により構成される指輪内周面彫刻装置であって、
取り込まれた画像を画像処理して画像データを出力する画像処理装置と、
画像処理装置からの画像データからレーザ走査装置のレーザビームを走査するための走査データを出力する制御装置と、
制御装置から出力される走査データによりレーザビームを指輪内周面上で走査するレーザ走査装置と、
レーザビームの走査範囲に指輪内周面を保持する指輪保持装置と
を備えたことを特徴とする指輪内周面彫刻装置。
指輪保持装置が、保持した指輪を指輪の円周方向に回転させる機構を有することを特徴とする請求項１記載の指輪用画像形成装置。
指輪保持装置が保持した指輪を上下動させる機構を有することを特徴とする請求項１又は２記載の指輪用画像形成装置。
指輪保持装置が、保持した指輪を傾動させる機構を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の指輪用画像形成装置。
レーザ走査装置が、レーザビームを垂直方向から傾斜して保持されている指輪内周面へ照射するレーザ走査装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の指輪用画像形成装置。
レーザ走査装置が、レーザビームを斜め方向から水平に保持されている指輪内周面へ照射するレーザ走査装置であること特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の指輪用画像形成装置。
レーザビーム走査装置のレーザビームヘッドが水平に保持されている指輪の内側に配置されるレーザ走査装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の指輪用画像形成装置。