JP7212512B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
図1~図8を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置1について説明を行う。本実施形態に係る画像形成装置1は、被加工材Cに対してレーザー光を走査させ、被加工材Cに対して画像を形成する。図1から図4に示すように、画像形成装置1は、筐体10、制御部20、画像形成部30、上下方向駆動機構40、前後方向駆動機構50、左右方向駆動機構60、押圧センサ70、設置部80、及び光吸収部90を含む。画像形成装置1は、外部のコンピュータ2と通信可能に接続されている。画像形成装置1自体がコンピュータ2の機能を有していてもよい。
図1及び図2に示すように、筐体10はベース部12を備える。ベース部12には、制御部20と電気的に接続する電源スイッチ11が設けられる。また、ベース部12の上面には、設置部80が固定される。
図1から図4に示すように、筐体10には、画像形成部30が設けられる。画像形成部30は、レーザー発振器31、照射部32、光ファイバ33、及びキャリッジ34を備える。
押圧センサ70は、後部材341に取り付けられ、後部材341と前部材342との上下方向における相対距離を測定する機能を備える。押圧センサ70は、この相対距離と、付勢部材343のバネ定数とを考慮することによって、付勢部材343が前部材342に加える押圧力を計算することができる。押圧センサ70は、図4に示すように制御部20と電気的に接続しており、測定した押圧力を制御部20に対し、送信することが可能である。なお、押圧センサ70は、後部材341と前部材342との相対距離を制御部20に送信し、制御部20が押圧力を計算する形態としても良い。押圧センサ70は、例えば光電センサなどでもよいし、機械的手段を用いて後部材341と前部材342との相対距離を測る構成であってもよい。
図1及び図2に示すように、上下方向駆動機構40は、上下方向駆動シャフト41と、駆動用モータ42と、昇降ベース43とを備えている。上下方向駆動シャフト41は、上下方向に延び、螺旋状にねじが切られている。上下方向駆動シャフト41の上部は筐体10に回転可能に支持され、下端部は、ベース部12に回転可能に支持されている。駆動用モータ42は、筐体10の上部に固定されるとともに、制御部20と電気的に接続されている。また駆動用モータ42の出力軸は上下方向駆動シャフト41と機械的に接続しており、上下方向駆動シャフト41を回転駆動させることが可能である。
前後方向駆動機構50は、前後方向駆動シャフト51と、駆動用モータ52と、スライドベース54とを備える。前後方向駆動シャフト51は、前後方向に延びるように昇降ベース43に設けられ、螺旋状にネジが切られている。駆動用モータ52は、昇降ベース43の後部に固定され、制御部20に電気的に接続されている。駆動用モータ52の出力軸は、前後方向駆動シャフト51の後端部と接続されており、前後方向駆動シャフト51を回転駆動させることが可能である。
左右方向駆動機構60は、スライドベース54と連結される。左右方向駆動機構60は、左右方向駆動シャフト61と、駆動用モータ62とを備えている。左右方向駆動シャフト61は、左右方向に延び、螺旋状にねじが切られている。駆動用モータ62の出力軸は、左右方向駆動シャフト61の右端部と機械的に接続し、左右方向駆動シャフト61を回転駆動することが可能である。駆動用モータ62は、制御部20と電気的に接続されている。
図1及び図2に示すように、設置部80は、ベース部12上に固定される平板状の台座81と、台座81上に着脱可能に固定される固定具82と、支持体83a、83bとを備える。本実施形態による固定具82は、左右の1対の部材を備え、被加工材Cを狭持することが可能である。固定具82は、被加工材Cを左右から狭持することにより、被加工材Cをベース部12上に固定する機能を備える。
光吸収部90は、枠体91と透明または半透明のフィルム92とを備える。枠体91は、上面視で矩形の枠状部材であり、フィルム92を支持する。フィルム92は、レーザー光などの光線を吸収し、熱に変換する機能を備える。
被加工材Cは、加熱によって変色する性質を有する材料によって表面が形成される。そのため、被加工材Cに画像を形成する際には、被加工材Cに供給されるエネルギー量すなわち熱量を調整することにより、画像濃度を調整することが可能である。被加工材Cの表面の材料として、例えば、ヌメ革などの皮革が挙げられる。
画像形成装置1の全体の動作は、制御部20によって制御される。制御部20の構成は特に限定されないが、本実施形態においては、プログラムを記憶するROMと、プログラムを実行するCPUと、CPUによる処理において作業領域を提供するRAMと、不揮発性メモリであって各種データを記憶するNVRAMとを主に備える。
画像形成装置1を用いて被加工材Cに画像形成する際の処理内容について以下に詳述する。なお、理解を容易にするため、画像形成処理の具体例として、図6(a)に示すように、画像G1を被加工材C上に形成する処理を説明する。
なお、本実施形態では、画像形成を行うための光発生器として、レーザー発振器31を用いる構成について述べたが、本発明はこのような構成に限られない。たとえば、レーザー発振器31に代わり、発光ダイオードを用いることも可能である。また、発光ダイオードに限らず、流す電流を変えることで光の出力を変えることができるような素子等を使用することもできる。
上記実施形態の画像形成装置1は、レーザー光を発振するレーザー発振器31と、レーザー発振器31から発振されたレーザー光を外部へ照射可能な照射部32と、レーザー光を吸収して熱に変換する光吸収部90と、制御部20とを備える。制御部20は、照射部32がレーザー光を照射している照射状態では、照射部32を光吸収部90を介して被加工材Cに対して第1押圧力F1で押圧するとともに、レーザー光を被加工材Cに照射する。制御部20は、照射部32がレーザー光の照射を停止している非照射状態では、照射部32の被加工材Cに対する押圧力を、第1押圧力F1より小さい第2押圧力F2とすることにより画像形成する。
2 コンピュータ
10 筐体
20 制御部
30 画像形成部
31 レーザー発振器
32 照射部
34 キャリッジ
40 上下方向駆動機構
50 前後方向駆動機構
60 左右方向駆動機構
70 押圧センサ
80 設置部
90 光吸収部
C 被加工材
Claims (5)
- レーザー光を発振する発振器と、
前記発振器から発振された前記レーザー光を外部へ照射可能な照射部と、
前記レーザー光を吸収して熱に変換する光吸収部と、
前記照射部を前記被加工材に対して走査させる駆動機構と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記照射部が前記レーザー光を照射している照射状態では、前記照射部を前記光吸収部を介して被加工材に対して第1押圧力で押圧するとともに、前記レーザー光を前記被加工材に照射し、
前記照射部が前記レーザー光の照射を停止している非照射状態では、前記照射部の前記被加工材に対する押圧力を、前記第1押圧力より小さい第2押圧力とし、
前記被加工材上の画像形成を行う部位に対しては、前記照射部を前記照射状態として走査させ、
前記被加工材上の画像形成を行わない部位に対しては、前記照射部を前記非照射状態として走査させる、画像形成装置。
- 前記第1押圧力は500グラム以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記非照射状態において前記照射部を前記光吸収部から離間させ、前記第2押圧力をゼロとすることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記発振器は、半導体レーザー発振装置を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- レーザー光を外部へ照射可能な照射部を用いて、被加工材に対して画像を形成する画像形成方法であって、
前記照射部が前記レーザー光を照射している照射状態では、前記レーザー光を吸収して熱に変換する光吸収部を介して、前記照射部を被加工材に対して第1押圧力で押圧するとともに、前記レーザー光を前記被加工材に照射し、
前記照射部が前記レーザー光の照射を停止している非照射状態では、前記照射部の前記被加工材に対する押圧力を、前記第1押圧力より小さい第2押圧力とし、
前記被加工材上の画像形成を行う部位に対しては、前記照射部を前記照射状態として走査させ、
前記被加工材上の画像形成を行わない部位に対しては、前記照射部を前記非照射状態として走査させる、画像形成方法。
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