JPH0825084B2 - 印章の印刻装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は印章の印刻装置に関し，印材の印刻面に所定
の形象を加工深さを変えながら高精度にかつ高速度で印
刻するものである。

〔従来の技術〕

認印のような印章は同一印影となるものを大量に印刻
する。例えば，本出願人の提案に係る特公昭62−4231号
公報の印刻装置はその一例である。そこでは，印刻すべ
き文字または記号等の描かれた原画を光学的に微少間隔
おきに走査し，得られた光学情報を光電変換素子で電気
信号に変換し，この電気信号を制御信号としてレーザビ
ームを断続することにより印刻している。

前記原画は例えば印刻すべき形象部のみを黒色とし，
形象部以外は白色とする。これにより光電変換素子は白
黒に応じた２値信号を出力し，白色に対応する信号のと
きのみ印刻面を印刻する。刃物を用いて機械的に印刻を
行う場合も，同様に２値信号により刃物を切り込み状態
と待機状態とに切り換え制御して印刻を行っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる従来の印刻形態は印章の大量生産を目指したも
のであり，その都度求めに応じて固有の形象を有する印
章を個別につくるには採算の面で不向きである。

固有の印章を１本ずつ印刻する場合，印刻品質と印刻
速度とが問題となる。例えば，印刻幅を小さくするほど
微細加工が可能となって品質を向上できるが，非形象部
つまり彫る個所の印面に占める割合が比較的多いことか
ら，印刻に要する時間が長くなり１個の印章を仕上げる
のに時間が掛かり過ぎる。逆に印刻速度を重視する場合
は，印刻幅を大きくせざるを得ず，形象部の輪郭線がギ
ザギサ状になって品質が低下する。

とくに，錐状の刃物を用いる場合，従来は刃物の加工
深さを一定値に固定して印刻を行っていた。そのため，
印刻品質と印刻速度を同時に満足させることが困難であ
った。印肉の目詰まり防止の観点から言えば，彫り深さ
が大きいほど目詰まりを生じにくいが，彫り深さを大き
くすると加工半径すなわち印刻幅が大きくなって，印刻
品質が低下するからである。

また，従来は原画の白黒に応じた２値判定を行うこと
で，彫る個所と彫らない個所を認識しているが，これで
は印刻された形象部が原画よりひと回り小さく仕上がる
ため，原画を予め肉太に描いておく輪郭補正が不可欠と
なり，原画の作成に要する時間およびコストが余分に必
要であった。

本発明は，かかる従来の不具合を解消するために提案
されたものである。

本発明の目的は，店頭にても求めに応じてその場で個
性的な印章が即座に印刻できる装置を提供するにある。

本発明の目的は，印刻の品質向上と高速化とを同時に
満足することにある。

本発明の目的は，従来必要であった原画の輪郭補正を
不要とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では，印材１の印刻面７に形成すべき形象部40
の輪郭線を小さな印刻幅で微細に加工し，その余の非形
象部41を大きな印刻幅でしかも大きな移動間隔を以て印
刻を行い，印刻の品質と速度を同時に向上するにある。

具体的には，切削駆動される錐形状の刃部８を備えた
刃物２と，刃物２に対して所定の位置に印材１を保持す
る手段と，互いに直交方向に送り駆動されて，刃物２と
印材１とを相対的に送り移動するＸ・Ｙ・Ｚ軸の送り手
段10・11・12と，コンピュータデータ化された印刻原画
に基づき,X・Ｙ・Ｚ軸の送り手段10・11・12の駆動を制
御する駆動制御手段30とからなる。

そして，印材１の印刻面７上に形成すべき形象部40の
輪郭は刃物２の加工半径ｒが最小値になるように設定し
て印刻するとともに，印材１の印刻面７上に形成すべき
非形象部41は刃物２の加工半径Ｒおよび移動間隔Ｔが前
記形象部40の輪郭の印刻時における刃物２の加工半径ｒ
および移動間隔ｔよりも大きくなるように設定して印刻
することを特徴とするものである。

〔実施例〕

第２図において符号１は印材,2は加工用の刃物であ
る。

印材１は直径10.5mm,長さ60mmのプラスチック丸棒か
らなり，チャック部材３で固定される。

チャック部材３はＶブロック状の固定ブロック４と，
これと協働する移動可能な押えブロック５と，押えブロ
ック５を挟持姿勢に押圧付勢する押しばね６とからな
る。印材１はチャッキングされた状態において,X軸方向
とＹ軸方向とに位置決め固定され，その印刻面７がＺ軸
方向に予備位置決めされている。

第３図において，刃物２は錐状に形成され，その先端
のテーパー軸部の半側を切除して断面半円形の刃物８を
形成し，刃部８の一側縁と下端とにそれぞれ切刃8a・8b
を有する。この刃部８は刃先角αを40度に，刃先幅ｂを
0.15mmに設定してある。

第２図において，刃物２を互いに直交するＸ・Ｙ・Ｚ
の各軸方向に駆動操作するために,X軸送り手段10,Y軸送
り手段11,Z軸送り手段12を有する。各送り手段10・11・
12は，それぞれステップモータ13・14・15を駆動源にし
て，送りねじ軸16・17・18を正逆両方向に回転駆動する
ことにより,X軸テーブル19,Y軸テーブル20,Z軸テーブル
21を往復駆動する。そのために,Z軸テーブル21を基台23
上に，逆Ｔ字状のＸ軸テーブル19をＺ軸テーブル21上
に,Y軸テーブル20をＸ軸テーブル19上にそれぞれ案内部
材24・25・26を介して往復動可能に支持した。刃物２を
回転駆動する彫刻機９はＹ軸テーブル20上に固定されて
いる。

各ステップモータ13・14・15は１回転が200ステップ
に分割されており,1回転するとき各送りねじ軸16・17・
18は4mm進む。従って，刃物２は１ステップ当たり0.02m
mだけ移動する。

Ｘ・Ｙ・Ｚ軸の各送り手段10・11・12のうち,X・Ｙ軸
の両送り手段10・11は刃物２を印刻面７と平行な平面で
移動操作し,Z軸送り手段12は刃物２を切削する状態と非
切削状態とに切り換え，かつ切削状態における刃物２の
加工深さを複数段に変化させるよう移動操作する。

各ステップモータ13・14・15,すなわちＸ・Ｙ・Ｚ軸
の各送り手段10・11・12を駆動制御するために，駆動制
御手段30を有する。

この駆動制御手段30は小形の汎用コンピュータを利用
しており,CPUや内蔵フロッピー等を含むコンピュータ本
体31,ディスプレイ32,キーボード33やマウスドライバー
34などの入力装置と図外のプリンタ，およびコンピュー
タ本体31と各ステップモータ13・14・15との間に介在さ
れるインターフェイスユニット35などで構成される。

コンピュータ本体31には印刻用原画を作成するための
文字や記号あるいはグラフィック記号等の原画要素が予
めデータ化して，例えばフロッピーディスクに記憶させ
てある。詳しくは，白色紙に描かれた黒色の原画要素の
ひとつひとつをイメージスキャナで読み込んだ後，これ
を縦横数100個の微細格子で分割し，各単位格子ごとに
白・黒判定を行って原画要素を２値データの集合体とし
て記憶させてある。

（原画編集） コンピュータプログラムに定められた手順に従って入
力装置で必要なパラメータを与え，原画要素を選択し編
集することにより，印刻用の原画がディスプレイ32上に
表示される。

第５図に示すフローチャートに基づいて説明すると，
印刻する文字数を選択することにより原画要素のレイア
ウトが決定される。次いで印刻すべき原画要素の読み方
を入力することにより，対応する原画要素の一群が使用
頻度順に表示され，そのひとつをマウスドライバー34に
よりディスプレイ32上で指定すると定められた配設位置
に指定原画要素が拡大表示される。同様にして次の原画
要素を選択する。原画要素の選択が終了すると第２図の
ように印刻すべき形象の全体像をディスプレイ32に表示
して印刻してもよいか否かの判定入力待ちの状態とな
り，印刻してもよければ加工に移り，そうでない場合は
スタート位置に戻って原画要素を編集し直す。

以上により編集された原画は，例えば印刻面７の直径
を一辺とする縦横300のドットパターンで表示される。
このときの一文字当たりのドットマトリクス数は原画要
素数に応じて自動的に加工配分する。例えば,1文字の場
合は原画要素を縦（Ｙ軸方向）あるいは縦と横（Ｘ軸方
向）に拡大し,2文字の場合は縦横120ドットあるいは横
方向にのみ拡大し,4文字の場合は第４図のように１文字
当たり120ドットとする。また，印刻面７の周縁に0.3mm
幅の円縁7aが残るようレイアウトを行う。

因みに印材１の直径が10.5mmのときの原画要素数を４
文字とすると,1文字当たりの縦横の寸法実数値は300分
の10.5掛ける120となり縦横が4.2mmとなる。また,1ドッ
ト当たりの寸法実数値は0.035mmとなり刃物２の最小送
りステップ量0.02mmより僅かに大きい。

（加工制御） 以上のようにして得られた原画情報に基づいて刃物２
を駆動制御手段30で制御することにより印刻を行う。

第６図は加工制御系のフローチャートを示す。駆動制
御手段30によって,X・Ｙ・Ｚ軸の各送り手段10・11・12
は原点位置に復帰し，刃物２の異常の有無をチェックす
る。これは，例えば刃物２が切損している場合，刃部８
が摩耗していて適当な切削が行えない場合などを想定し
たものであって，具体的には前述の各送り手段10・11・
12を駆動して刃部８を定位置にあるチェック部材37（第
２図参照）に押し当てることにより刃物２の適否を自動
的に判定する。

この後に,Y軸テーブル20上に彫刻機９と共に固定され
た基準棒38を印材１の印刻面７に押し当てて，印材１の
有無のチェックを行い，同時に印材１の印刻面７を加工
位置にまで押し込む。つまり，印材１が図外の供給装置
でチャック部材３に送り込まれてチャッキングされた状
態では,X軸,Y軸方向には位置決めされているが,Z軸方向
は単に予備位置決めされているに過ぎないからである。

この位置決め状態において，印刻面７がＺ軸と直交す
る平面であれば問題はないが，印材１の加工精度等によ
って印刻面７が僅かに傾いている可能性がある。そのた
めに，一旦印刻面７を所定量だけ押し込んだ後，印刻面
７の全面を刃物２で切削し,Z軸と正しく直交する平面に
仕上げて加工深さの基準面とする。チャッキング時の印
材１の印刻面７の面精度が高い場合は，この基準面加工
を省略できる。ここまでの作業は原画編集と並行して自
動的に行われ，基準面の加工が終了した状態で駆動制御
信号が与えられるのを待つ。

駆動制御信号の入力によって,X・Ｙ・Ｚ軸の各送り手
段10・11・12を駆動し，円縁7aおよび形象部40の輪郭
と，非形象部41とを要領を変えて印刻する。基本的には
形象部40の輪郭の印刻を第１工程とし，非形象部41の輪
郭を第２工程として順次的に行うことを予想している。

第１工程では刃物２の加工深さを最も小さく設定し，
その加工半径ｒを最小に設定した状態で形象部40の輪郭
を一筆書き状に形成する。

第１図において，印刻原画の輪郭線Ｌは微少格子の連
続体としてコンピュータ本体31に認識されている。この
輪郭線Ｌを基準にして各格子の外縁から前記加工半径ｒ
分だけ離れた位置をコンピュータ本体31で算出して刃物
中心Ｃを決定する。以後は刃物中心Ｃを移動予定位置ご
とに先行して算出し,X,Y軸送り手段10・11を駆動するこ
とにより，輪郭線Ｌに沿って原画に忠実な印刻を行う。
このときの加工半径ｒの実数値は0.17mmで，刃物中心Ｃ
の移動間隔ｔは加工半径ｒとほぼ同一値とした。

第２工程すなわち非形象部41の印刻に際しては，印刻
速度を速くするために刃物２の加工半径Ｒおよび移動間
隔Ｔを，第１工程における加工半径ｒおよび移動間隔ｔ
より大きく設定する。基本的には刃物２の加工深さを最
大にして，加工半径Ｒを第１工程における加工半径ｒの
２〜３倍に設定し，刃物中心Ｃの移動間隔Ｔは加工直径
より僅かに小さく設定する。また，加工済み軌跡を基準
にして，加工半径Ｒの連続線つまり加工予定軌跡が前記
軌跡と僅かに重なるよう刃物中心Ｃの通過経路を設定す
る。移動予定位置の算出は第１工程の場合と同様に，コ
ンピュータ本体31で刃物２の移動に先行して行う。第１
図の太い実線は周囲に制約がない場合の第２工程の刃物
中心Ｃの移動経路を示している。

第１図の右下に細線で示すように，移動予定位置に別
の輪郭線L1があり，前記基本条件では加工予定軌跡が輪
郭線L1と重なってしまう場合がある。この場合には，移
動予定位置を修正するとともに，刃物２の加工深さを浅
くして加工半径Ｒを小さくし，二点鎖線で示す移動経路
により刃物２を移動させる。刃物２の加工深さはＺ軸送
り手段12を駆動することで変化するが，この深さ変更は
第７図に示すようにＸ・Ｙ軸送り手段10・11の駆動と並
行してＺ軸送り手段12を駆動することにより行う。これ
は現位置と加工予定位置とが階段状に連続することを避
けるためで，両位置における刃物先端を直線状の斜面で
連続させることができる。これにより，直角のコーナー
部が非形象部41の底面に生じるのを防止して，見掛けを
良くするとともに印肉その他の塵埃が付着して取り除き
難くなるのを抑えている。

なお，刃物２の加工半径Ｒは加工予定位置の周囲の条
件に応じて上記の場合よりさらに小さくすることもあ
り，実施例では刃物２の最大加工深さを1mm,最大加工半
径Ｒを0.44mmとするとき，加工深さを0.25mmずつ順に浅
くして加工半径Ｒを小さく設定するものとした。

〔別実施態様例〕

上記の実施例では印材１を固定して刃物２をＸ・Ｙ・
Ｚ軸方向に駆動するものとしたが，逆に刃物２を固定し
て印材１を駆動してもよい。

駆動制御手段30は，必ずしも原画編集機能を備えてい
る必要はなく，加工制御機能と原画データを記憶するメ
モリー等で構成して，必要に応じて原画データを外部機
器を介して入力，更新するものであってもよい。

実施例では原画データがドットデータで構成される場
合について述べたが必ずしもその必要はなく，原画デー
タはベクトルデータで構成してあってもよい。

その他，形象部40の輪郭を印刻する工程と，非形象部
41を印刻する工程とは，順序を逆にしてもよいし，交互
に行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明では，形象部40の輪郭の印刻は刃物２の加工半
径ｒおよび移動間隔ｔを最小に設定して微細加工を行え
るものとし，非形象部41の印刻は加工速度を高めるため
に刃物の加工半径Ｒおよび移動間隔Ｔを形象部40の輪郭
の印刻時よりも大きく設定したので，印刻品質の高い印
章を個別的に速く形成できるものとなった。従って，印
章を個別的に印刻するものでありながら，その製造コス
トを量産方式で形成する印章と同等のものとすることが
できる。また，印章材料を用意しておきさえすれば，店
頭でも求めに応じて文字数や字体などが固有の印章を即
座に印刻できる。

コンピュータデータ化された印刻原画に基づいて駆動
制御手段30で刃物２の位置制御を行いながら印刻を行う
ので，従来必要であった原画の輪郭補正が不必要とな
り，原画作成に要する費用を低減できる。また，輪郭補
正の施されていない印刻原画でも原画に忠実な印刻を行
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の印刻方法を概念的に示す加工要領の説
明図， 第２図は本発明方法を実施する印刻装置の概略斜視図， 第３図は本発明方法で使用する刃物の正面図， 第４図は出来上がりの印章の正面図， 第５図は原画の編集手順を示すフローチャート， 第６図は加工制御手順を示すフローチャート， 第７図は刃物の移行軌跡を示す動作説明図である。 １……印材,2……刃物,7……印材の印刻面,8……刃物の
刃部,9……彫刻機,10……Ｘ軸送り手段,11……Ｙ軸送り
手段,12……Ｚ軸送り手段,30……駆動制御手段,31……
コンピュータ本体,40……形象部,41……非形象部,C……
刃物中心,L……印刻原画の輪郭線,r……刃物の加工半
径,R……刃物の加工半径,t……刃物の移動間隔,T……刃
物の移動間隔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切削駆動される錐形状の刃部８を備えた刃
   物２と， 刃物２に対して所定の位置に印材１を保持する手段と， 互いに直交方向に送り駆動されて，刃物２と印材１とを
   相対的に送り移動するＸ・Ｙ・Ｚ軸の送り手段10・11・
   12と， コンピュータデータ化された印刻原画に基づき,X・Ｙ・
   Ｚ軸の送り手段10・11・12の駆動を制御する駆動制御手
   段30とを含み， 印材１の印刻面７上に形成すべき形象部40の輪郭は刃物
   ２の加工半径ｒが最小値になるように設定して印刻する
   とともに，印材１の印刻面７上に形成すべき非形象部41
   は刃物２の加工半径Ｒおよび移動間隔Ｔが前記形象部40
   の輪郭の印刻時における刃物２の加工半径ｒおよび移動
   間隔ｔよりも大きくなるように設定して印刻することを
   特徴とする印章の印刻装置。 但し,X・Ｙ軸の送り手段10・11は印材１の印刻面７に対
   してこれと平行な平面で刃物２を移動操作するものであ
   り,Z軸の送り手段12は印材１の印刻面７に対して刃物２
   を切削状態と非切削状態とに切り換え，かつ切削状態に
   おける刃物２の加工深さを複数段に変化させるよう移動
   操作するものであること
2. 【請求項２】非形象部41の印刻に際し，駆動制御手段30
   がＺ軸送り手段12を介して刃物２の加工半径Ｒを複数段
   に変化させるものである特許請求の範囲第１項記載の印
   刻装置。
3. 【請求項３】現位置と移動予定位置とにおける刃物２の
   加工半径Ｒが異なるとき，両位置における刃物先端を直
   線状に結ぶよう加工深さが変化する特許請求の範囲第２
   項記載の印刻装置。