JPH0696360B2 - 文字の刻彫方法および刻彫装置ならびに文字データの作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、文字についてデータを作成し、該データに
基づき物体面上にあたかも手彫りのような深みのある文
字を刻彫することのできる文字の刻彫方法および刻彫装
置、ならびに刻彫装置に供給する文字データを作成する
ための文字データの作成装置に関する。

＜従来の技術と発明が解決しようとする課題＞ 筆書き書体による平仮名、片仮名、漢字等の文字を看
板、賞状、カップ、位牌、墓石等の物体面上に刻彫する
場合、従来より、各文字の形状をデータとして取り込ん
でメモリに入力しておき、入力されたデータの中から所
望の書体に対応するデータを読出し、NC工作機械に入力
し、物体の表面に刻彫していた。

上記文字データの取り込みにあたっては、実際に紙に書
かれた文字、またはディスプレイ装置に表示された文字
に基づき、機械的に、または手作業により当該文字に対
応するデータを得ていた。この場合、従来では、文字を
平面に描かれた２次元的な形としては捕らえ、２次元座
標（X,Y）のデータの集合として取り込んでいた。した
がって、文字の形および文字の太さはデータに取り込む
ことはできが、文字の刻彫深さに関する情報は得られな
かった。そのため、刻彫された文字は、刻彫用のカッタ
ーの切り込み深さによって定まる一定の刻彫深さを有す
るにすぎず、手作業で掘った文字と比べて、風格という
面で見劣りがすることは否定できなかった。

そこで、文字データを取り込む時に、文字の刻彫深さを
第３の座標（Ｚ）として取り込むことが望まれている
が、文字の刻彫深さは、彫り職人の技能、熟練等によっ
て決定されていたものであり定量的に表現し難いので、
これを各文字についてデータとして取り入れることは、
世の中に文字数が無数にあることに鑑みれば、極めて困
難なことであった。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、文
字の刻彫深さをデータとして自動的に取り入れ、文字全
体として深みのある手彫り風の文字を表現することがで
きる文字の彫刻方法および刻彫装置、ならびに刻彫装置
に供給する文字データを作成するための文字データの作
成装置を提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するためのこの発明の文字の刻彫方法
は、物体面上に文字を刻彫する際に、文字の平面的形状
を表すデータ、および文字の各部の太さに比例する文字
の刻彫深さを表すデータに基づいて、文字の太さと文字
の刻彫深さとの関係に対応づけられた先細り形状の刃を
有する刻彫用カッターによって、文字の各部ごとに上記
文字の太さに比例する刻彫深さでもって文字を刻彫する
ことを特徴とするものである。

また、この発明の文字の刻彫装置は、文字の太さと文字
の刻彫深さとの関係に対応づけられた先細り形状の刃を
有する彫刻用カッターと 上記文字の刻彫深さを表すデータを取り込んで、文字の
各部ごとに文字の太さに比例する刻彫深さを有する文字
を刻彫するように上記彫刻用カッターの動きを制御する
制御手段と、 を具備するものである。

また、この発明の文字データの作成装置は、文字原稿を
表示するディスプレイ装置と、文字原稿が表示されたデ
ィスプレイ装置の画面上において文字の各部の太さを得
るための端点を入力する入力手段と、上記入力手段によ
り入力された端点の座標から文字の各部の太さを求め、
求められた文字の太さに基づき、文字の各部について文
字の太さに比例する刻彫深さを示すデータを得る演算手
段とを有するものである。

＜作用＞ 上記の文字の刻彫方法および刻彫装置によれば、物体面
上に文字を刻彫する際に、文字の平面的形状を表すデー
タのみならず文字の各部の太さに比例する文字の刻彫深
さを表すデータにも基づいて、文字の各部ごとに上記文
字の太さに比例する刻彫深さでもって文字を刻彫するこ
とができるので、手彫りに近い風格のある文字を再現す
ることができる。

また、上記文字データの作成装置により文字データを作
成するには、文字原稿をディスプレイ装置の画面上に表
示させ、入力手段により文字の太さを得るための各端点
を入力する。これにより、各部における文字の太さが求
まることになる。次に上記文字の太さに基づき所定の演
算を行い、当該部分における文字の刻彫深さに対応する
データを得る。このようにして文字の各部の太さに比例
した文字の刻彫深さデータを得ることができる。

＜実施例＞ 次いで、この発明の実施例について図を参照しながら以
下に説明する。

第１図は、文字データを入力するための装置を示す。図
において、（１）は手書きの文字原稿を拡大して表示す
るディスプレイ装置、（２）は入力ペン、（３）はデジ
タイザ、（４）はマイクロコンピュータ、（５）はメモ
リである。

文字データを作成するには、デジタイザ（３）に表示さ
れた文字の所定部分を、入力ペン（２）により入力す
る。入力位置を表す座標データはマイクロコンピュータ
（４）に入力される。マイクロコンピュータ（４）は、
入力された座標データに基づいて、文字の平面的形状に
対応するデータとともに、文字の刻彫深さデータを演算
により求める。こうして求められた文字データは、メモ
リ（５）においていったん蓄積される。

第２図は、蓄積された文字を物体（９）の表面に刻彫す
る装置を示す。（６）は入出力装置、（７）は工作機
械、（８）は工作機械（７）に付属する彫刻用カッター
である。この彫刻用カッター（８）の先端部の刃の形状
は、第８図に示すように中心線に対して左右45゜をなす
テーパ状に形成されたものであるので、文字の太さの1/
2の刻彫深さでもって刻彫していくことができる。

上記のようにして蓄積されたデータに基づき文字を刻彫
するには、マイクロコンピュータ（４）から、上記メモ
リ（５）に蓄えられたデータを読出し、入出力装置
（６）を介して工作機械（７）に供給する。工作機械
（７）は、彫刻用カッター（８）を用いて、供給された
データに対応する文字を刻彫板（９）の表面に彫り刻ん
でいく。

以下、「大」という漢字を例にとって説明する。第３図
はデジタイザ（３）の上に約10cm×10cmの大きさに拡大
された、筆書きの「大」の字を示しており、横軸をｘ
軸、縦軸をｙ軸にとっている。「大」の字の画数は３画
であるので、３つの筆順をもっている。これらの筆順の
方向を（A1）（A2）（A3）とする。

まず、オペレータは、入力ペン（２）を用いて筆順（A
1）の始点（Ps）を入力し、それに引き続き筆順方向（A
1）に沿って方向（A1）と直角な直線群（L1）（L2）（L
3）…、および筆順（A1）の終点（Pe）をほぼ等間隔で
入力していく。始点（Ps）、直線群（L1）（L2）（L3）
…、終点（Pe）は、ディスプレイ装置（11）の画面上
に、文字に重畳された形で表示される。次に、オペレー
タは、直線（L1）と、文字と地との境界との交点（P1
1），（P12）を入力する。このようにして一組の交点
（P11），（P12）の位置が決定される。マイクロコンピ
ュータ（４）は、始点（Ps）の座標（x0,y0），交点（P
11）の座標（x11,y11），交点（P12）の座標（x12,y1
2）をそれぞれ算出する。引き続いてオペレータから次
の直線（L2）上の一組の交点（P21），（P22）を入力す
ると、交点（P21）の座標（x21,y21），交点（P22）の
座標（x22,y22）がそれぞれ算出される。以下、同様に
交点（P31），（P32）…等の座標を順次得ていくことが
できる。そして、最後に終点（Pe）の座標（xn,yn）が
算出される。（第４図参照）。

マイクロコンピュータ（４）は、このようにして求めら
れた各組の交点（P11），（P12）、（P21），（P22）…
のｘ座標、ｙ座標から、各組ごとに交点間の距離Ｄと、
交点の中点Ｃを求める。例えば、一組の交点が交点（P1
1）と交点（P12）のときは、交点間の距離D1は、 D1＝［（x11−x12）^２ ＋（y11−y12）^２］^1/2 で求められる。中点C1の座標は、 C1＝［（x11＋x12）/2,（y11＋y12）/2］ で求められる。このようにして求められた距離D1および
中点C1の座標は、メモリ（５）に格納される。

上記の手順は、他の筆順方向（A2）（A3）についても実
行される。なお、各筆順ごとに上記手順を実行すること
によって、筆の重なった部分（「大」の字であれば筆順
（A1）（A2）（A3）の交わる部分、すなわち第３図符号
（Ｂ）で示した部分）についてデータがどの筆順に属す
るのかを明確にすることができる。

すべての画数について上記手順が完了すれば、文字
「大」についての文字データの作成が完了する。

以上の文字データの作成手順は、文字「大」に限らず、
他の無数にある漢字、平仮名、片仮名についても行われ
得ることことはもちろんである。このようにして、合計
数百〜数千の文字についてのデータが蓄積される。

なお、上記実施例では、直線群（L1）（L2）（L3）…は
ディスプレイ装置（11）の画面上に文字に重畳された形
で表示されているが、直線群（L1）（L2）（L3）…は必
ずしも表示される必要はなく、オペレータが頭の中で想
像でするだけでもよい。要するに、オペレータは、始点
（Ps）、終点（Pe）を正確に入力するとともに、筆順方
向と直角な線で文字を切断した部分の長さ（この長さが
文字の太さに相当する）を求めるために当該切断部分の
端点（P11）（P12）、（P21）（P22）…を正確に入力し
ていくことができればよい。この場合、文字を正確に再
現するためには、上記筆順方向と直角な線同士の間隔
（ピッチ）は細かいほど好ましい。

次に、文字「大」を刻彫するには、マイクロコンピュー
タ（４）によりメモリ（５）から文字「大」についての
データを読み出す。そして、このデータを入出力装置
（６）を介して工作機械（７）に供給し、彫刻用カッタ
ー（８）により刻彫板（９）に刻彫する。

この場合、メモリ（５）から読み出されたデータは、刻
彫は開始する前にいったんディスプレイ装置（11）に表
示されるようにしてもよい。第５図はこのようにしてデ
ィスプレイ装置（11）に表示された文字を示す。表示さ
れた文字は、始点（Ps）、上記した一組の交点（P1
1），（P12）を直径の両端とする円（R1）、一組の交点
（P21），（P22）を直径の両端とする円（R2）、一組の
交点（P31），（P32）を直径の両端とする円（R3），
…，終点（Pe）によって構成されるものであり、交点
（P11），（P12）を結ぶ線分上に上記中点（C1）、交点
（P21），（P22）を結ぶ線分上に中点（C2）等がそれぞ
れ表示されている。始点（Ps）、中点（C1）（C2）…、
終点（Pe）を結ぶ線が、文字を刻彫する際の彫刻用カッ
ター（８）の中心部の軌跡を表す。また、彫刻用カッタ
ー（８）の形状は、前述したように斜め45゜に開いてい
るので各円の直径D1,D2,D3…の半分の値が、文字の刻彫
深さz1,z2,z3…となる。なお、始点（PS）、終点（Pe）
においては、文字の刻彫深さは存在しない。

上記の方法で作成された文字データを工作機械（７）に
より刻彫するに当たっては、工作機械（７）に対して、
始点（Ps），中点（C1）（C2）（C3）…，終点（Pe）の
各座標値からなる文字の軌跡データと、文字の刻彫深さ
データz1,z2,z3…とを入力することとなる。工作機械
（７）は、彫刻用カッター（８）の位置を上記文字の刻
彫深さz1,z2,z3…に対応させて上下動させながら、彫刻
用カッター（８）を文字の軌跡（Ps）（C1）（C2）（C
3）…（Pe）に沿って移動させる。

以上のようにして、物体（９）の面上に文字を刻彫する
際に文字の軌跡を表すデータ（Ps）（C1）（C2）（C3）
…および文字の刻彫深さデータz1,z2,z3…に基づいて刻
彫していくことによって、文字が太くなるほど深く掘り
下げられた文字を刻彫することができ、筆書きの文字に
近い風格を持たせることができる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。例えば、上記実施例では文字の刻彫深さに対応する
データｚとして、文字の太さＤの1/2をそのまま採用し
ているが、文字の太さの1/2の外、文字の太さ等しい
値、文字の太さを何倍かした数値（例えば文字の筆太さ
を２倍した値でも、2/3倍した値であってもよい。）を
採用してもよく、あるいは、文字の太さを何乗かした値
（例えば文字の筆太さを２乗した値でも、1/2乗した値
であってもよい。）を採用してもよい。要するに、文字
の刻彫深さｚは文字の太さＤと何らかの形で比例する値
であればよい。この場合、上記彫刻用カッターの刃の形
状も、文字の太さと文字の刻彫深さとを関連付ける関数
形に応じて決定されるものである。例えば文字の刻彫深
さが文字太さの２乗で表される場合、彫刻用カッターの
刃の形状は放物線となる。また、文字の刻彫深さｚが a²＝（ａ−ｚ）^２＋（D/2）^２ という関数形で表される場合、彫刻用カッターの刃の形
状は半径ａの球となる。

また、上記実施例では、刻彫装置は単一の刃を有する彫
刻用カッターを用い、この彫刻用カッターの移動によっ
て文字を刻彫した。しかし、刻彫文字の太さが太くなっ
たり、刻彫物が硬くなったりすると、彫刻用カッターの
一回の走査で文字の太さを再現することはできないの
で、何回も彫刻用カッターまたはエンドミルを往復させ
て刻彫していくようにしてもよい。その他この発明の要
旨を変更しない範囲内において、種々の変更を施すこと
が可能である。

＜発明の効果＞ 以上のように、この発明の文字の刻彫方法および刻彫装
置によれば、文字の各部の太さに相当するデータに比例
させて文字の刻彫深さデータを得、上記刻彫深さで文字
を刻彫することができるので、筆で描いた文字と比べて
見劣りしない、風格のある文字を刻彫することができ
る。

したがって、従来のように、物体面上に職人の手で刻彫
していたのと比べて、効率的、かつ安価に刻彫物を量産
することができる。

また、この発明の文字データの作成装置によれば、上記
文字の刻彫深さデータを含む文字データを容易に作成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は文字データの作成装置の一実施例を示すブロッ
ク図、 第２図は文字の刻彫装置の一実施例を示すブロック図、 第３図は文字データの作成方法を説明する図、 第４図は第３図の一部拡大図、 第５図は作成された文字データを画面上に表示した図、 第６図は彫刻用カッターの先端部を示す正面図である。 （１）……ディスプレイ装置、 （２）……入力手段としての入力ペン、 （４）……演算手段としてのマイクロコンピュータ、 （８）……彫刻用カッター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】文字の形状を表すデータを作成し、該デー
   ターに基づいて物体面上に文字を刻彫する文字の刻彫方
   法において、 文字の平面的形状を表すデータ、および文字の各部の太
   さに比例する文字の刻彫深さを表すデータに基づいて、
   文字の太さと文字の刻彫深さとの関係に対応づけられた
   先細り形状の刃を有する彫刻用カッターによって、文字
   の各部ごとに上記文字の太さに比例する刻彫深さでもっ
   て文字を刻彫することを特徴とする文字の刻彫方法。
2. 【請求項２】文字の形状を表すデータに基づいて物体面
   上に文字を刻彫する文字の刻彫装置において、 文字の太さと文字の刻彫深さとの関係に対応づけられた
   先細り形状の刃を有する彫刻用カッターと 上記特許請求の範囲第１項記載の文字の刻彫深さを表す
   データを取り込んで、文字の各部ごとに文字の太さに比
   例する刻彫深さを有する文字を刻彫するように上記彫刻
   用カッターの動きを制御する制御手段と を具備することを特徴とする文字の刻彫装置。
3. 【請求項３】文字原稿を表示するディスプレイ装置と、 文字原稿が表示されたディスプレイ装置の画面上におい
   て文字の各部の太さを得るための端点を入力する入力手
   段と、 上記入力手段により入力された端点の座標から文字の各
   部の太さを求め、求められた文字の太さに基づき、文字
   の各部について文字の太さに比例する刻彫深さを示すデ
   ータを得る演算手段と を有することを特徴とする文字データの作成装置。