JP5875458B2

JP5875458B2 - 凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法

Info

Publication number: JP5875458B2
Application number: JP2012105229A
Authority: JP
Inventors: 篤稔花輪
Original assignee: 東京彫刻工業株式会社
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-05-02
Also published as: JP2013233654A

Description

本発明は、薄板の金属（アルミ、ステンレス、銅板、ブリキ等）や紙、薄板樹脂への刻印側とは反対面である表面側に文字や図形（ロゴマーク、識別番号等）、盲ろう者用の点字を浮き彫状態となるように刻印する方法に関する。

従来にあっては、金属板や紙や薄板樹脂の表面、例えば、被加工物であるアルミ製弁当箱の蓋の表面側に文字や図形を浮き彫り状態に刻印する方法としては、本出願人会社が平成１２年４月に発行したカタログの第９頁（スタンプ）に記載されている金型がある。

この金型は、雄型（文字や図柄が凸状態に形成されている）と雌型（前記文字や図柄が凹状態に形成されている）の２つを用い、前記弁当箱の蓋の表面側に雌型を配置し、雄型を蓋の裏面側に配置してプレス機によって蓋を挟んでプレスすることで、蓋の表面側に文字や図形を浮き彫りとするものであった。

東京彫刻工業株式会社が平成１２年４月に発行したカタログ第９頁のスタンプ

ところで、前記した従来の被加工物の表面側に文字や図形を浮き彫りにするためには、雄と雌の金型を２個必要とし、また、刻印するための文字や図形が異なる場合には、文字や図形が異なる毎に新たな雄型と雌型を製作しなければならず、型代に費用が掛かると共に、型を保管するための手間が係るといった問題があった。

本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、ピンを往復動させて多数のドットにより文字や図柄を刻印するドットマーキング装置を、被加工物である薄板の金属、紙、薄板樹脂の一面から殴打し、その反対面である表面側に文字や図形が正しい浮き彫状態となるようにソフトウエアによって制御することで、前記ソフトウエアの変更により如何なる文字や図柄でも表面側を浮き彫り状態に刻印することが可能な凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法を提供せんとするにある。

本発明の凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、コイルに弱い電流を流すことによって突出する刻印ピンをＸ―Ｙ方向に定速反復移動動作させることで文字や図柄を多数のドットによって刻印可能なドットマーキング装置を設置する作業台に被加工物である厚みの薄い金属、紙片、柔軟樹脂を載置し、前記刻印ピンを刻印後に被加工物の刻印側とは反対面から見て正常な文字や図柄となるデータによって刻印して浮き彫り面を形成し、該浮き彫り面側を表面としたことを特徴とする。

請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記作業台の上にゴムやビニール等の弾性シートを配置し、この弾性シートの上に被加工物を載置してドットマーキング装置で刻印することで、浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成されることを特徴とする。

請求項３の手段は、前記した請求項１において、アルマイト処理が可能な薄板の金属に着色アルマイト処理を行い、該着色アルマイト処理を行った薄板金属を前記ドットマーキング装置で刻印することで浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成され、該浮き彫り文字や図柄によってアルマイト処理による着色が薄くなって文字や図柄が着色アルマイト膜との色違いが生じるようにしたことを特徴とする。

請求項４の手段は、前記した請求項１において、前記被加工物が紙片であって、前記ドットマーキング装置で刻印する際に前記紙片の下側にカーボン紙を設置またはクレヨンやクレヨンタイプの蛍光マーカーを塗った着色紙を設置することで、浮き彫り状態の文字や図柄に着色したことを特徴とする。

本発明は前記したように、ドットマーキング装置を設置する作業台に被加工物である厚みの薄い金属、紙片、柔軟樹脂を載置し、前記刻印ピンを刻印後に被加工物の刻印側とは反対面から見て正常や文字や図柄となるデータによって刻印して浮き彫り面を形成したことにより、従来のような雄と雌の金型を２個必要とせず簡単に浮き彫りの文字や図柄を安価に、かつ、簡単に製作することが可能である。

また、作業台の上にゴムやビニール等の弾性シートを配置し、この弾性シートの上に被加工物を載置してドットマーキング装置で刻印することで、浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成されるので、文字や図柄を明瞭に見ることができる。

さらに、着色アルマイト処理を行った薄板金属を前記ドットマーキング装置で刻印することで浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成され、該浮き彫り文字や図柄によってアルマイト処理による着色が薄くなって文字や図柄が着色アルマイト膜との色違いが生じて、文字や図柄の識別が良好となる。

また、被加工物が紙片である場合には、ドットマーキング装置で刻印する際に前記紙片の下側にカーボン紙を設置またはクレヨンやクレヨンタイプの蛍光マーカーを塗った着色紙を設置することで、浮き彫り状態の文字や図柄に着色が行えるので、紙片がカラフルになって見栄えが良くなる等の効果を有するものである。

本発明の凸文字や凸図柄を薄板の金属や紙に形成する方法を実施するためのドットマーキング装置の平面図である。図１の要部を示す側面図である。

以下、本発明の凸文字や凸図柄を薄板の金属や紙に形成する方法を実施するためのドットマーキング装置について説明する。なお、以下に説明するドットマーキング装置は、本出願人が出願し特許査定となった特許番号４６８９４９９号に開示されたものであるが、ドットマーキング装置としては、この特許のドットマーキング装置に限定されるものではなく、刻印ピンを往復動させて被加工物に多数のドットを刻印して文字や図柄を形成可能なドットマーキング装置であれば如何なる装置であっても良い。

以下、図１、図２と共にドットマーキング装置について説明する。
２は刻印工具を示し、筐体２１には複数種類の切削工具等の工具を収納するための工具マガジン１１とＸ軸、Y 軸、Z 軸方向に移動しながら前記工具を回転させて切削するためのモータを含む工作機１３との間に位置する工具交換機１４によって把持される把持部２１ａと、前記工作機に取付けるための取付部２１ｂが取付けられている。前記筐体２１内には２次電池２２と、後述するドット刻印機２５を駆動するための駆動基板２３および前記した数値制御コンピュータ１６よりの制御信号を授受して記憶する制御基板２４とが収容されている。

なお、図１において、前記工作機１１による工作が終了するとモータ１４ａによって９０°回転し工作機１３に取付けられ工作が終わった工具１２把持しその後に再び９０°回転して待機位置ａにある工具１２を工作機１３側に移動すると共に工作機１３の工具１２を待機位置ａに戻す動作を行うものである。１５は本発明の浮き彫りの文字や図柄を刻印するための、例えば、弁当箱の蓋である被加工物である。

ドット刻印機２５は、コイル２５ａと、該コイル２５ａの中空内を移動可能に挿入された磁性体で構成された刻印ピン２５ｂと、前記コイル２５ａの上端に固定され前記刻印ピン２５ｂが移動したことを検出する光センサや近接スイッチ等の刻印検知センサ２５ｃとから構成されている。

なお、刻印検知センサ２５ｃは、刻印開始を行う待機位置に達して刻印ピン２５ｂがコイル２５ａにより前方に突出した状態から工作機１３により刻印工具２が移動され、刻印ピン２５ｂがコイル２５ａ内に一定量押し込まれたことを検出するためのものであり、この刻印検知センサ２５ｃの出力より所定時間経過後に刻印動作が開始される。

また、前記した筐体２１の側面には前記２次電池２２に誘導電力を利用した非接触により充電を行うための電力用２次コイル２６と、数値制御コンピュータ１６よりの刻印データを非接触により授受するデータ用２次コイル２７が筐体２１の側面から露出した状態で取付けられている。そして、電力用２次コイル２６は前記駆動基板２３を介して２次電池２２に接続され、データ用２次コイル２７は制御基板２４に接続され、該制御基板２４のメモリに記憶される。

３は前記した刻印工具２の近傍における数値制御工作機械に取付けられ、前記２次電池２２に充電を行うと共に刻印データを制御基板２４に記憶させるための電力・データ供給装置にして、ガイドレール３１にスライド自在に取付けられ前記数値制御コンピュータ１６よりの指令により刻印工具２に対して近接あるいは離開する移動体３２と、該移動体３２の先端に取付けられ刻印工具２側に近接した時に前記電力用２次コイル２６に誘導電力を供給する電力用１次コイル３３と、前記データ用２次コイル２７にデータを供給するデータ用１次コイル３４が取付けられている。

また、前記移動体３２に筐体３５が固定され、この筐体３５内には前記移動体３２の移動および前記２次電池２２に前記コイル３３，２６を介して充電するための電源装置３６と、数値制御コンピュータ１６に接続され前記電源装置３５の駆動制御と充電制御および前記データの送信の開始等を制御するための制御基板３７が収容されている。

次に、被加工物１５に刻印を施す動作の概略について説明する。
工作機１３が刻印基準位置に達すると間に刻印ピン２５ｂに図示しないスプリングによってコイル２ｂ内に収容されていた刻印ピン２５ｂをコイル２５ａに弱い電流を流して突出させておく。その後、下降していた刻印ピン２５ｂの先端が被加工物１５に当接してスプリングのバネ力に抗して移動するので、刻印検知センサ２５ｃは刻印ピン２５ｂがコイル２５ａ内に収容されたとの信号を出力し、制御基板２４のメモリに記憶されている刻印データに基づき、下記に記載する所定の設定時間後にコイル２５ａへのパルス信号による刻印動作を開始する。

一方、数値制御工作機械１は刻印工具２による刻印動作が開始されるまでの時間が記憶されているので、刻印動作が開始される前に工作機１３を動作させて刻印工具２を被加工物１５の刻印開始位置に当接させた後、直ちに数値制御コンピュータ１６がプログラムに従い工作機１３をＸ―Ｙ方向に移動させる定速反復移動動作させる。この時、反復動作両端での加減速時間後に前記刻印工具２による刻印動作を開始させるために、制御基板２４には工作機１３が刻印動作に必要な一定速度に加速され、あるいは、減速停止後折り返すまでに必要なそれぞれの時間が記憶されている。

このように、刻印工具２側のメモリに記憶されている刻印のための刻印ピン２５ｂの刻印動作と、数値制御コンピュータ１６に記憶されている工作機１３を介しての刻印工具２の移動動作とによって被加工物１５の表面に２次元バーコードや製造番号等が刻印される。そして、刻印工具２の制御基板２４の制御回路は予めメモリに記憶されている刻印動作が終了するとコイル２５ａへの駆動パルス信号の出力を停止し刻印工具２の動作は終了する。

また、数値制御コンピュータ１６は予め記憶されている反復移動動作が完了すると工作機１３を初期位置である工具交換位置に戻し、その後、工具交換機１４を駆動して工作機１３に取付けられている刻印工具２と、次の工程あるいは次の被加工物１５を加工するために使用する工具１２とを把持する位置にセットされると、刻印工具２を待機位置ａに戻すと同時に次の工程で使用する工具１２を工作機１３にセットして全ての動作は終了する。

次に、前記したドットマーキング装置を利用して薄板の金属、紙、軟質合成樹脂の表面側に浮き彫り状の文字や図柄を形成する方法について説明する。なお、この実施例ではアルミ製の弁当箱を購入した顧客の氏名を、蓋の表面側に浮き彫り状に形成する場合について説明する。

先ず、数値制御コンピュータ１６に顧客の氏名であるデータ（刻印後に蓋の表面側から見て正常な文字となるデータ）を記憶させておく。そして、作業台（金属製のテーブル）に、蓋の表面側を作業台に乗せてドットマーキング装置を動作させると、前記した動作によって刻印ピン２５ｂが反復動作を開始しドットの刻印が行われる。

刻印が終了すると蓋の表面側には顧客の氏名が浮き彫り状態で刻印が行われることとなる。なお、作業台に蓋を直接乗せた状態で刻印した場合には、浮き彫り状の文字は偏平状態となることから、浮き彫り文字に丸みを帯びさせるためには、作業台の上に弾性を有するシート、例えば、ゴムやビニールシートを配置し、このシートの上に蓋を乗せて刻印することで文字が丸みを帯びて綺麗な文字が浮き出ることとなる。

前記した文字はアルミ板の表面側にアルミ色の浮き彫り状態で表示されるためアルミ板全体の色と文字の色が同じ色となるため見難いという問題が生じる。そこで、アルマイト処理が可能な基材、例えば、アルミに着色アルマイト処理を行い、この着色アルマイト処理を行った薄板金属を前記ドットマーキング装置で刻印することで浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成され、該浮き彫り文字や図柄によってアルマイト処理による着色が薄くなって文字や図柄が着色アルマイト膜との色違いが生じて、文字や図柄の識別が良好となる。

前記被加工物が紙の場合には、クレヨンにより色を塗った紙片やステッドラー社のテキストサーファーゲル（登録商標）やパイロット社のクレオール（登録商標）等のゲル状クレオンを塗った紙やカーボン紙を前記作業台や前記シートの上に配置し、これらの紙の上にケント紙等の紙製の被加工物を載置し、ドットマーキング装置によって打刻して裏面側に浮き彫り状の文字等を形成することで、前記マーカーが浮き彫り状態の文字等に付着浸透して、文字等が着色状態で浮き上がって非常に見やすくなると共に美観を呈することとなる。また、前記クレヨンや蛍光マーカーを縞模様に紙片に塗っておくことで、浮き彫りされた文字等が複数の色で表示される。

なお、前記した実施例では、アルミの弁当箱における蓋に文字や図柄を浮き彫りした場合について説明したが、厚みの薄いステンレス、銅板、ブリキ、ケント紙等の紙片、厚みの薄い薄板樹脂等に文字、識別番号、ロゴマークを浮き彫り状態で刻印することが可能である。

また、ドットマーキング装置は前記した装置に限定されるものではなく、刻印ピンの往復移動させることで文字や図柄を多数のドットによって刻印可能な装置の全てを含むものである。

１５被加工物
２５ｂ刻印ピン

Claims

コイルに弱い電流を流すことによって突出する刻印ピンをＸ―Ｙ方向に定速反復移動動作させることで文字や図柄を多数のドットによって刻印可能なドットマーキング装置を設置する作業台に被加工物である厚みの薄い金属、紙片、薄板樹脂を載置し、前記刻印ピンを刻印後に被加工物の刻印側とは反対面から見て正常な文字や図柄となるデータによって刻印して浮き彫り面を形成し、該浮き彫り面側を表面としたことを特徴とする凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法。
前記作業台の上にゴムやビニール等の弾性シートを配置し、この弾性シートの上に被加工物を載置してドットマーキング装置で刻印することで、浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成されることを特徴とする請求項１記載の凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法。
アルマイト処理が可能な薄板の金属に着色アルマイト処理を行い、該着色アルマイト処理を行った薄板金属を前記ドットマーキング装置で刻印することで浮き彫り文字や図柄が丸みを持った線で形成され、該浮き彫り文字や図柄によってアルマイト処理による着色が薄くなって文字や図柄が着色アルマイト膜との色違いが生じるようにしたことを特徴とする請求項１記載の凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法。
前記被加工物が紙片であって、前記ドットマーキング装置で刻印する際に前記紙片の下側にカーボン紙の設置またはクレヨンやゲル状クレヨンを塗った着色紙を設置することで、浮き彫り状態の文字や図柄に着色したことを特徴とする請求項１記載の凸文字や凸図柄を薄板の金属、紙に刻印する方法。