JP3212033U - 彫刻装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自然な印象を与える彫刻跡を確保できるとともに、木材を被彫刻物とした場合のように、曲面や微小な凹凸を有する面に対しても彫刻を行うことが可能であり、彫刻作業に要する時間と手間を簡略化することが可能な彫刻装置を提供する。【解決手段】彫刻装置１は、被彫刻物２に対してレーザー光３を照射して彫刻を施すレーザーノズル４を備えており、彫刻部位５の形状が切り抜かれて被彫刻物２の彫刻面に配置されるマスキングシート９を備えている。被彫刻物２は、支持部材６上に支持されて、彫刻部位５を含むマスキングシート９に対してレーザー光３が照射される。彫刻部位５に対してレーザー光３が面状に照射されるように、彫刻部位５をレーザー光３の非焦点位置とするレンズ７を備えている。マスキングシート９は、被彫刻物２に接する面側に接着層が形成された金属箔である。【選択図】図１

Description

本考案は、レーザー光を照射することによる彫刻装置に関する。

被彫刻物に対してレーザー光を照射して彫刻を施す彫刻装置が知られている。このような彫刻装置は通常、レーザー光の焦点位置を彫刻部位として彫刻するものであり、レーザー光の焦点位置は点状であるため、面状の彫刻跡を形成するためには、点から面に広げる必要があり、そのためにレーザー光を一定のピッチで走査して彫刻がなされる。このようにして彫刻を行うと、彫刻跡にピッチの段差が残り、見栄えが良くないという問題点がある。

また、レーザー光の走査を何度も繰り返す必要があるため、彫刻の完成までに長時間を要し、手間がかかるという問題点もある。木材に対してレーザー光照射で彫刻を行うことに関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。

特開２００５−２３０４７０号公報

被彫刻物として様々なものがあり得るが、特に木材に対して彫刻を行う場合には、木材が持っている独特の風合いを生かすためには、自然な印象を与える彫刻跡を形成できることが求められる。また、木材は自然の素材であるため、曲りや微小な凹凸を有する面に対して彫刻を行うことになり、規格的に製造された物を被彫刻材とする場合とは異なる課題が存在する。

本考案は、以上の課題を解決するためになされたもので、自然な印象を与える彫刻跡を確保できるとともに、木材を被彫刻物とした場合のように、曲面や微小な凹凸を有する面に対しても彫刻を行うことが可能であり、彫刻作業に要する時間と手間を簡略化することが可能な彫刻装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本考案の彫刻装置は、被彫刻物に対してレーザー光を照射して彫刻を施すレーザーノズルを備えた彫刻装置であって、彫刻部位の形状が切り抜かれて被彫刻物の彫刻面に配置されるマスキングシートを備え、彫刻部位に対してレーザー光が面状に照射されるように、彫刻部位をレーザー光の非焦点位置とするレンズを備えていることを特徴とする。

彫刻部位をレーザー光の非焦点位置とすることによって、彫刻部位に対してレーザー光が面状に照射されるようになるため、彫刻部位をレーザー光の焦点位置として彫刻する場合のように、彫刻跡にピッチの段差が形成されることがなく、連続的な彫刻跡を形成することができる。また、彫刻の深さは、彫刻跡の中心部が深く、その周囲が浅い自然な印象を与える彫刻跡を形成することができる。

また、彫刻部位の形状が切り抜かれて被彫刻物の彫刻面に配置されるマスキングシートを備えているため、面状の照射であっても、マスキングシートによって照射部位を正確に設定することができる。さらに、彫刻に要する時間と手間も短縮することができる。

本考案の彫刻装置においては、前記マスキングシートは、被彫刻物に接する面側に接着層が形成された金属箔であることが好ましい。

被彫刻物が木材の場合には、彫刻面の曲がりや、年輪等による微小な凹凸がある場合が多いが、マスキングシートとして被彫刻物に接する面側に接着層が形成された金属箔を用いることにより、曲面や微小な凹凸を有する面に対しても簡便にかつ効果的にマスキングシートを配置することができる。

本考案の彫刻装置においては、前記金属箔はアルミ箔であることが好ましい。

アルミニウムは柔らかいため、マスキングシートから彫刻部位の形状を切り抜く際の加工作業を容易に行うことができる。また、熱伝導度が高いため、マスキングシートに対してレーザー照射した場合に、レーザー光によって発生する熱を良好に放散するため、熱を蓄積しにくく、熱の影響を受けにくい。

本考案は、自然な印象を与える彫刻跡を確保できるとともに、木材を被彫刻物とした場合のように、曲面や微小な凹凸を有する面に対しても彫刻を行うことが可能であり、彫刻作業に要する時間と手間を簡略化することが可能な彫刻装置を実現することができる。

本考案の実施形態に係る彫刻装置の構成を示す図である。 被彫刻物に対するレーザー光の照射のパターンを従来のものと対比して示す図である。 マスキングシートの詳細と、被彫刻物に対してレーザー光が照射される状況を示す図である。 彫刻装置本体の構造の詳細を示す図である。

以下に、本考案の彫刻装置を、その実施形態に基づいて説明する。
図１に、本考案の実施形態に係る彫刻装置の構成を示す。図１（ａ）は、彫刻装置１によって彫刻を施す様子を示している。

彫刻装置１は、被彫刻物２に対してレーザー光３を照射して彫刻を施すレーザーノズル４を備えており、彫刻部位５の形状が切り抜かれて被彫刻物２の彫刻面に配置されるマスキングシート９を備えている。被彫刻物２は、支持部材６上に支持されて、彫刻部位５を含むマスキングシート９に対してレーザー光３が照射される。彫刻部位５の形状が切り抜かれたマスキングシート９に対してレーザー光３が照射されると、文字や図形の形状が切り抜かれた部分には、レーザー光３が当たることによって、文字や図形の形状の彫刻跡が形成される。

図１では、マスキングシート９に対して、「きこり」という文字の形状が切り取られているため、レーザー光３の照射により、「きこり」という文字の彫刻跡が形成されている。マスキングシート９の構造の詳細については後に詳述する。また、彫刻装置本体１２の構造の詳細についても後に詳述する。

図１（ｂ）は、被彫刻物２に対するレーザー光３の照射の様子を示しており、彫刻部位５に対してレーザー光３が面状に照射されるように、彫刻部位５をレーザー光３の非焦点位置とするレンズ７を備えている。

図２に、被彫刻物に対するレーザー光の照射のパターンを従来のものと対比して示す。
図２（ａ）は、従来行われていた照射のパターンであり、図２（ｂ）は、本考案における照射のパターンである。

図２（ａ）では、被彫刻物２の彫刻部位５は、レンズ７によるレーザー光３の焦点位置８に設定されており、レーザー光３は被彫刻物２に対して点状に照射される。そのため、彫刻部位５はこの段階では狭い面積となるため、彫刻部位５を点から面に広げるために、レーザー光３を一定のピッチで走査する必要がある。そのため、彫刻跡にピッチの段差が残り、自然な感じの彫刻跡を形成することができない。

これに対し、図２（ｂ）に示す本考案における照射のパターンでは、被彫刻物２の彫刻部位５は、レンズ７によるレーザー光３の焦点位置８よりもレンズ７から遠い位置に設定されている。このように、彫刻部位５をレンズ７によるレーザー光３の非焦点位置とすることにより、彫刻部位５に対してレーザー光３が面状に照射される。

彫刻跡は、レーザー光３が照射される中央部で深く、周辺部で浅くなるように形成されるため、自然な感じの彫刻跡を形成することができる。また、彫刻跡の深さは、彫刻部位５とレンズ７との距離を変えることによって変更でき、レーザー光３の出力を変えることによっても変更できる。さらに、彫刻に要する時間も短縮することができる。

図３に、マスキングシートの詳細と、被彫刻物に対してレーザー光が照射される状況を示す。
図３（ａ）は、彫刻面が平坦な形状を有する被彫刻物２に対してレーザー光３が照射される状況を示しており、彫刻部位５の形状が切り抜かれたマスキングシート９を備えている。マスキングシート９を用いることにより、レーザー光３を面状に照射しても、マスキングシート９によって照射部位５を正確に設定することができる。

図３（ｂ）は、曲面状の彫刻面を有する被彫刻物２に対してレーザー光３が照射される状況を示している。被彫刻物２が木材の場合には、彫刻面の曲がりがある場合が多いが、マスキングシート９として、図３（ｃ）に示すように、被彫刻物２に接する面側に接着層１０が形成された金属箔１１を用いることができる。マスキングシート９がこのような構成となっていることにより、曲面状の彫刻面を有する被彫刻物２であっても、金属箔１１は容易に曲げることができるため、被彫刻物２の曲面に適合して設置することができる。そのため、簡便にかつ効果的にマスキングシート９を配置することができる。また、彫刻作業が終了した後には、容易に剥がすことができ、作業性が良い。

また、マスキングシート９を構成する金属箔１１の材料として、ステンレス、銅、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属を用いることができ、特に、金属箔１１をアルミ箔とすることが好ましい。アルミニウムは柔らかいため、マスキングシート９から彫刻部位５の形状を切り抜く際に、カッティングプロッターで容易に切ることができ、加工作業を容易に行うことができる。また、熱伝導度が高いため、マスキングシート９に対してレーザー照射した場合に、レーザー光によって発生する熱を良好に放散するため、熱を蓄積しにくく、熱の影響を受けにくい。

図３（ｄ）は、微小な凹凸のある彫刻面を有する被彫刻物２に対してレーザー光３が照射される状況を示している。被彫刻物２が木材の場合には、年輪等による微小な凹凸がある場合が多いが、マスキングシート９として被彫刻物２に接する面側に接着層１０が形成された金属箔１１を用いることにより、微小な凹凸を有する面に対しても密着性が良く、簡便にかつ効果的にマスキングシート９を配置することができる。

図４に、彫刻装置本体の構造の詳細を示す。
彫刻装置本体１２においては、発振器１３によってレーザー発振されて生成されるレーザー光３の光路が形成され、レンズ７によってレーザー光３が絞られて、レーザーノズル４から、彫刻部位５を含むマスキングシート９に対してレーザー光３が照射される。レンズ７の焦点位置は、レーザーノズル４の先端付近に設定されている。

レーザー光３の照射による彫刻跡の形成にあたっては、被彫刻物２を支持部材６と伴に動かしてもよく、あるいは、被彫刻物２を固定してレーザーノズル４を動かしてもよい。彫刻位置の精度の確保が重要な場合には、レーザーノズル４はレンズ７を含む光学系を有しているため、レーザーノズル４を動かすことは好ましくなく、被彫刻物２を動かすことが好ましい。その逆に、彫刻位置の精度の確保がそれほど重要でない場合には、被彫刻物２を固定してレーザーノズル４を動かすことも可能である。どちらを選択するかは、作業エリアの広さや被彫刻物２の大きさを勘案して適宜選択できる。

以上説明したように、本考案の彫刻装置は、木材を被彫刻物とする場合に特に有効であり、マスキングシートを用いた面状のレーザー光照射を行うことにより、半丸太のような立体形状を有するものや、樹皮付きの反った形状のものに対しても、自然な印象を与える彫刻跡を形成することができる点に大きな利点がある。

本考案は、自然な印象を与える彫刻跡を確保できるとともに、木材を被彫刻物とした場合のように、曲面や微小な凹凸を有する面に対しても彫刻を行うことが可能であり、彫刻作業に要する時間と手間を簡略化することが可能な彫刻装置として広く利用することができる。

１ 彫刻装置
２ 被彫刻物
３ レーザー光
４ レーザーノズル
５ 彫刻部位
６ 支持部材
７ レンズ
８ 焦点位置
９ マスキングシート
１０ 接着層
１１ 金属箔
１２ 彫刻装置本体
１３ 発振器

Claims (3)

1. 被彫刻物に対してレーザー光を照射して彫刻を施すレーザーノズルを備えた彫刻装置であって、彫刻部位の形状が切り抜かれて被彫刻物の彫刻面に配置されるマスキングシートを備え、彫刻部位に対してレーザー光が面状に照射されるように、彫刻部位をレーザー光の非焦点位置とするレンズを備えていることを特徴とする彫刻装置。
2. 前記マスキングシートは、被彫刻物に接する面側に接着層が形成された金属箔であることを特徴とする請求項１記載の彫刻装置。
3. 前記金属箔はアルミ箔であることを特徴とする請求項２記載の彫刻装置。

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