JP2008036680A - 打刻装置、同打刻装置に適用される打刻用コンピュータプログラム、および所望する画像が点状の加工痕の集合によって形成された加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望する画像を短時間に被加工物に形成するとともに、同画像における直線および曲線などの線図部分を滑らかな連続線として形成することにより被加工物に形成される画像の画質を向上させる。
【解決手段】打刻装置１０は、ワークＷＫの表面に線状の加工痕を形成するための線痕加工工具３１を保持するキャリッジ３０と、同表面に点状の加工痕を形成するための点痕加工工具４１を保持するキャリッジ４０とを備えている。線痕加工工具３１および点痕加工工具４１は、外部コンピュータ装置６０によって生成される線痕加工データおよび点痕加工データに基づいて駆動される。外部コンピュータ装置６０は、所望する画像を表す画像データに基づいて、線図部分である輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を加工するための線痕加工データを生成するとともに、図形部分ＰＩを加工するための点痕加工データを生成して打刻装置１０に出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被加工物の表面に点状の加工痕を形成することができる加工部を有する点痕加工工具を用いて、所望する画像を前記点状の加工痕の集合によって前記被加工物の表面に形成する打刻装置、同打刻装置に適用される打刻用コンピュータプログラム、および所望する画像が点状の加工痕の集合によって形成された加工物の製造方法に関する。

一般に、金，プラチナ，真鍮，アルミニウム，ステンレス鋼などの比較的塑性変形し易い被加工物の表面に点状の加工痕を複数形成して、これら複数の加工痕の集合によって所望する画像を被加工物の表面に形成する打刻装置が知られている。例えば、下記特許文献１に記載の打刻装置においては、針状に形成された打刻棒の先端部を被加工物の表面に打ち付けて、同表面に点状の加工痕を形成している。そして、この加工痕の集合により、所望する画像、具体的には文字や図形を被加工物の表面に形成している。
特開２０００−６１５４０号公報

しかしながら、このような点状の加工痕の集合によって所望する画像を形成する打刻装置においては、被加工物に形成する画像のすべてを点状の加工痕の集合によって表しているため加工に時間が掛かり、加工効率が悪いという問題がある。また、被加工物に形成される画像における直線または曲線などの線図部分も点状の加工痕の集合によって表すため、これらの線図部分を滑らかな連続線として表現することが難しく、完成した画像の美観を損ねるという問題がある。

この場合、滑らかな連続線を形成するために加工痕の密度を高くする方法が考えられる。しかし、加工痕の密度を高くするためには打刻棒の被加工物に対する位置決め精度を向上させる必要があり、打刻装置の構成を複雑化させるという問題がある。また、加工痕の密度を高くすると、形成する加工痕の数が増加して加工時間がさらに増大するという問題もある。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、所望する画像を短時間に被加工物に形成することができるとともに、同画像における直線および曲線などの線図部分を滑らかな連続線として形成することにより被加工物に形成される画像の画質を向上させることができる打刻装置、同打刻装置に適用される打刻用コンピュータプログラム、および所望する画像が点状の加工痕の集合によって形成された加工物の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、被加工物の表面に点状の加工痕を形成することができる加工部を有する点痕加工工具を用いて、所望する画像を点状の加工痕の集合によって被加工物の表面に形成する打刻装置において、被加工物の表面に線状の加工痕を形成することができる加工部を有する線痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部を線状の加工痕によって被加工物の表面に形成するとともに、点痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を点状の加工痕によって被加工物の表面に形成する加工手段を備えたことにある。

この場合、前記打刻装置において、前記加工手段は、前記所望する画像の一部を線状の加工痕によって形成するための線痕加工データを生成する線痕加工データ生成手段と、線痕加工工具を保持するとともに、線痕加工データ生成手段にて生成される線痕加工データに基づいて線痕加工工具の加工部を被加工物の表面に押し当てる加工工具保持部と、加工工具保持部によって保持される線痕加工工具に対する被加工物の位置を、線痕加工データに基づいて相対的に変化させる加工工具変位手段とを備えるようにするとよい。

そして、この場合、前記加工手段は、さらに、前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を点状の加工痕の集合によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成手段を備え、加工工具保持部は、線痕加工工具に代えて点痕加工工具を保持することができるとともに、点痕加工データ生成手段にて生成される点痕加工データに基づいて点痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てることができ、加工工具変位手段は、加工工具保持部に点痕加工工具が保持されているとき、同点痕加工工具に対する被加工物の位置を、点痕加工データに基づいて相対的に変化させるようにしてもよい。

また、これに代えて、前記加工手段は、さらに、前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を点状の加工痕の集合によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成手段と、点痕加工工具を保持するとともに、点痕加工データ生成手段にて生成される点痕加工データに基づいて点痕加工工具の加工部を被加工物の表面に押し当てる点痕加工工具保持部と、点痕加工工具保持部によって保持される点痕加工工具に対する被加工物の位置を、点痕加工データに基づいて相対的に変化させる点痕加工工具変位手段とを備えるようにしてもよい。

また、これらに代えて、前記加工手段は、さらに、前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を点状の加工痕の集合によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成手段と、点痕加工工具を保持するとともに、点痕加工データ生成手段にて生成される点痕加工データに基づいて点痕加工工具の加工部を被加工物の表面に押し当てる点痕加工工具保持部とを備え、加工工具変位手段は、さらに、点痕加工工具保持部によって保持される点痕加工工具に対する被加工物の位置を、線痕加工データに基づいて相対的に変化させるようにしてもよい。

この場合、前記打刻装置において、加工手段は、加工工具保持部と点痕加工工具保持部とが、互いに離合自在にしてもよい。また、これに代えて、加工手段は、加工工具保持部と点痕加工工具保持部とを選択的に備えるようにしてもよい。また、これらの場合、点痕加工データおよび線痕加工データは、所望する画像を表す画像データに基づいて生成するとよい。

このように構成した本発明の特徴によれば、被加工物の表面に形成する画像を線痕加工工具と点痕加工工具とを用いて、線状の加工痕と点状の加工痕とによって形成している。この場合、被加工物の表面に形成する画像における直線部分や曲線部分などの線図部分を点状の加工痕によって形成するよりも、線状の加工痕によって形成する方が同線図部分を短時間かつ美しく形成することができる。したがって、所望する画像を短時間に被加工物に形成することができるとともに、同画像における直線および曲線などの線部分を滑らかな連続線として形成することにより被加工物に形成される画像の画質を向上させることができる。

また、本発明は装置の発明として実施できるばかりでなく、同装置に適用される打刻用コンピュータプログラムの発明としても実施できる。

また、本発明の他の特徴は、所望する画像が点状の加工痕の集合によって形成された加工物の製造方法において、被加工物の表面に線状の加工痕を形成することができる加工部を有する線痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部を線状の加工痕によって被加工物の表面に形成する線痕加工ステップと、被加工物の表面に点状の加工痕を形成することができる加工部を有する点痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を点状の加工痕によって被加工物の表面に形成する点痕加工ステップとを含むことにある。

この場合、前記加工物の製造方法において、前記加工ステップは、前記所望する画像の一部を線状の加工痕によって形成するための線痕加工データを生成する線痕加工データ生成ステップと、加工工具保持部に線痕加工工具保持させた状態で、線痕加工データ生成ステップにて生成された線痕加工データに基づいて線痕加工工具の加工部を被加工物の表面に押し当てる押圧ステップと、加工工具保持部に保持された線痕加工工具に対する被加工物の位置を、線痕加工データに基づいて相対的に変化させる加工工具変位ステップとを含むとよい。

さらに、これらの場合、前記加工物の製造方法において、前記点痕加工ステップは、前記所望する画像の他の一部を点状の加工痕によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成ステップと、点痕加工データ生成ステップにて生成された点痕加工データに基づいて点痕加工工具の加工部を被加工物の表面に押し当てる押圧ステップと、点痕加工工具に対する被加工物の位置を、点痕加工データに基づいて相対的に変化させる点痕加工工具変位ステップとを含むようにするとよい。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、被加工物の表面に形成する画像を線痕加工工具と点痕加工工具とを用いて、線状の加工痕と点状の加工痕とによって形成している。このため、前記と同様に、被加工物に対して短時間に所望する画像を形成することができるとともに、形成される画像の画質を向上させることができる。

以下、本発明に係る打刻装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、被加工物であるワークＷＫの表面に点状の加工痕を複数形成することにより、所望する画像をワークＷＫの表面上に形成する打刻装置１０の全体を示す斜視図である。また、図２は、同打刻装置１０の作動を制御する制御システムのブロック図である。

この打刻装置１０は、上面が開放された箱型の下カバー１１を備えている。下カバー１１は、打刻装置１０の下側の筐体を構成する部材であり、その上部側が下部側より大きく広がった段付きの形状に形成されているとともに、その前面（図示手前側の面）図示左側には、打刻装置１０の電源スイッチ１１ａが設けられている。この下カバー１１の内部には、ベース１２が設けられている。ベース１２は、下カバー１１の上部側の内部形状に対応した平板状に形成されており、ベース１２の上面が下カバー１１の上面と略面一となるように設けられている。このベース１２の中央部には、ベース１２の上面から下面に向かって貫通する四角形状の貫通孔１２ａが設けられている。貫通孔１２ａの内部には、ワークＷＫを載置するための載置台１３が設けられている。

載置台１３は、平板状に形成されており、その上面（ワークＷＫを載置する面）がベース１２の上面と略面一となるように配置されている。この載置台１３の下面における図示Ｘ軸方向の両側には、図示Ｙ軸方向に沿って凸状に突出した突出部１３ａ，１３ｂが形成されている。これらの突出部１３ａ，１３ｂには、図示Ｙ軸方向に貫通する孔部がそれぞれ設けられており、これらの各孔部に載置台シャフト１４ａ，１４ｂが摺動可能な状態でそれぞれ挿入されている。載置台シャフト１４ａ，１４ｂは、貫通孔１２ａの内部における載置台１３の下方において、図示Ｙ軸方向に平行な向きに架け渡された状態でそれぞれ設けられており、同貫通孔１２ａの内部において載置台１３を支持するとともに図示Ｙ軸方向に案内する。

載置台１３の下方における載置台シャフト１４ａと載置台シャフト１４ｂとの間には、Ｙ軸方向送りネジ１５が設けられている。Ｙ軸方向送りネジ１５は、載置台シャフト１４ａ，１４ｂと平行な状態で設けられており、その一端が貫通孔１２ａ内に設けられたＹ軸方向フィードモータ１６（図１において図示せず）の回転軸に連結しているとともに、他端が貫通孔１２ａの内壁面に回転自在に組み付けられている。Ｙ軸方向フィードモータ１６は、詳しくは後述するコントローラ５０によって回転駆動が制御される電動モータである。また、Ｙ軸方向送りネジ１５は、載置台１３の下面中央部に設けられた図示しないナットに螺合している。したがって、Ｙ軸方向フィードモータ１６が回転すると、載置台１３はＹ軸方向送りネジ１５およびナットからなるネジ送り機構により図示Ｙ軸方向に変位する。

ベース１２の上面中央部には、貫通孔１２ａを跨ぐように門型状のフレーム２０が設けられている。フレーム２０は、貫通孔１２ａの両脇の位置で直立した２つの柱部２０ａ，２０ｂと、同柱部２０ａ，２０ｂ間に架け渡された水平部２０ｃとから構成されており、フレーム２０の長手方向が図示Ｘ軸方向と平行となるようにベース部１２上に組み付けられている。このフレーム２０における水平部２０ｃの下方であって柱部２０ａと柱部２０ｂとの間には、キャリッジシャフト２１とＸ軸方向送りネジ２２とが図示Ｘ軸方向に平行な状態でそれぞれ架け渡されている。

キャリッジシャフト２１は、フレーム２０の水平部２０ｃの下方であって載置台１３の上方の位置でキャリッジ３０，４０をそれぞれ支持するとともに、同キャリッジ３０，４０を図示Ｘ軸方向に案内するための軸部材である。これらのうち、Ｘ軸方向送りネジ２２は、キャリッジ３０，４０を貫通して、その一端がフレーム２０における柱部２０ｂの外側壁面（図示左側壁面）に設けられたＸ軸方向フィードモータ２３の回転軸に連結しているとともに、他端がフレーム２０における柱部２０ａの内側壁面（図示右側壁面）に回転自在に組み付けられている。Ｘ軸方向フィードモータ２３は、後述するコントローラ５０によって回転駆動が制御される電動モータである。

キャリッジ３０，４０は、ワークＷＫの表面に線状または点状の加工痕を形成するための各加工工具を保持する加工工具保持部である。具体的には、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、キャリッジ３０は、ワークＷＫの表面に線状の加工痕を形成することができる針状の先端部３１ａを有する線痕加工工具３１を保持する。またキャリッジ４０は、ワークＷＫの表面に点状の加工痕を形成することができる円錐状の先端部４１ａを有する線痕加工工具４１を保持する。なお、線痕加工工具３１の先端部３１ａは、点痕加工工具４１の先端部４１ａより鋭角に形成されている。また、線痕加工工具３１および点痕加工工具４１の各先端部３１ａ，４１ａは、ワークＷＫより硬い素材（例えば、超硬合金や工業用人工ダイヤモンド）で構成されている。

これらのキャリッジ３０，４０は、互いに略同様の構成であるので、キャリッジ３０の構成を中心に説明して、キャリッジ４０におけるキャリッジ３０と同様の構成部分は符号のみを記載してその説明を省略する。キャリッジ３０（４０）は、筐体を構成するホルダー３２（４２）を備えている。ホルダー３２（４２）は、略四角柱状に形成されており、その前面における図示左側部分が前方に向かって延びた張出片３２ａ（４２ａ）を備えている。張出片３２ａ（４２ａ）の下部には、図示右側に向かって水平状態で設けられた支持板３３（４３）が固着されている。支持板３３（４３）は、平板上に形成されており、その上面に円筒状に形成されたソレノイド３４（４４）が直立した状態で組み付けられている。このソレノイド３４（４４）が組み付けられた支持板３３（４３）の上面中央部には、同上面から下面に向けて貫通する図示しない貫通孔が設けられている。

ソレノイド３４（４４）は、電気エネルギーを直線運動に変換する電磁機能部品であり後述するコントローラ５０によって駆動が制御される。このソレノイド３４（４４）には、円筒状に形成された本体内を貫通する状態でプランジャ３５（４５）が設けられている。プランジャ３５（４５）は、鉄性の材料で形成されたピン状部材であり、ソレノイド３４（４４）の駆動によってソレノイド３４（４４）の下方に吸引される。すなわち、ソレノイド３４（４４）は、プル（ＰＵＬＬ）型のソレノイドである。このプランジャ３５（４５）の下端部には、支持板３３（４３）に設けられた前記貫通孔を貫通した状態で配置される線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）の上端部が接続されている。

線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）は、加工部である先端部３１ａ（４１ａ）を下方に向けた状態（図示Ｚ軸方向に平行な状態）で板バネ３６（４６）によって支持されている。板バネ３６（４６）は、図示垂直方向に延びる薄板状の垂直部３６ａ（４６ａ）と、図示水平方向に延びる薄板状の水平部３６ｂ（４６ｂ）とが直交したＬ字状に形成されているバネ部材である。板バネ３６（４６）は、水平部３６ｂ（４６ｂ）が支持板３３（４３）の下方に位置するように、垂直部３６ａ（４６ｂ）が張出片３２ａ（４２ａ）の外側壁面に固着されている。板バネ３６（４６）の水平部３６ｂ（４６ｂ）の中央部には、同水平部３６ｂ（４６ｂ）を貫通した状態で円筒状のブッシュ３６ｃ（４６ｃ）が埋め込まれている。ブッシュ３６ｃ（４６ｃ）は、円筒内に線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）を貫通させた状態で板バネ３６（４６）の水平部３６ｂ（４６ｂ）に固定する。

プランジャ３５（４５）の上方には、ストッパー３７ａを備えた支持片３７（４７）が設けられている。支持片３７（４７）は、短冊状に形成されており、その一端側がプランジャ３５（４５）の上方に位置するように、他端側がホルダー３２（４２）の上面に固定されている。この支持片３７（４７）の一端側の下面には、樹脂材料によって構成された半球状のストッパー３７ａ（４７ａ）が固着されており、上方に向かって変位するプランジャ３５（４５）の上端面が当たるようになっている。すなわち、ストッパー３７ａ（４７ａ）はプランジャ３５（４５）の上方における変移限界位置を規制している。

すなわち、ソレノイド３４（４４）が通電されると、ソレノイド３４（４４）内のプランジャ３５（４５）は下方に吸引される。この場合、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）は板バネ３６（４６）の付勢力に抗しながら下方に変位する。これにより、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）の先端部３１ａ（４１ａ）は、載置台１３上に載置されたワークＷＫの表面に押し付けられ、同表面に点状（より具体的には、先端部３１ａ（４１ａ）の形状に対応した円錐形状）の加工痕を形成する。また、ソレノイド３４（４４）に対する通電が停止されると、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）は板バネ３６（４６）の付勢力によって上方に変位する。この場合、プランジャ３５（４５）はプランジャ３５（４５）の上端がストッパー３７ａ（４７ａ）に当たる位置まで上方に押し上げられる。これにより、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）の先端部３１ａ（４１ａ）は、ワークＷＫの表面から離脱する。

なお、ソレノイド３４（４４）は、ソレノイド３４（４４）に通電される時間の長さに比例してプランジャ３５（４５）を吸引する力が増加する。このため、ソレノイド３４（４４）に通電する時間を調整することにより、ワークＷＫの表面に形成される加工痕の大きさ（深さ）を調整することができる。

ホルダー３２（４２）の前面に直交する２つの側面には、図示Ｘ軸方向に貫通する孔部が図示Ｚ軸方向に並んで２つ設けられている。これらのうち、上側に設けられた孔部には、キャリッジシャフト２１が摺動可能な状態で挿入されている。また、ホルダー３２の下側に設けられた孔部には、同孔部内に設けられた図示しないナットにＸ軸方向送りネジ２２が螺合した状態で挿入されている。したがって、Ｘ軸方向フィードモータ２３が回転すると、キャリッジ３０はＸ軸方向送りネジ２２およびナットからなるネジ送り機構により図示Ｘ軸方向に変位する。一方、ホルダー４２の下側に設けられた孔部は同孔部とＸ軸方向送りネジ２２とがすきまばめの関係となるように形成されており、同孔部にＸ軸方向送りネジ２２が摺動可能な状態で挿入されている。すなわち、キャリッジ４０には、キャリッジ４０を直接図示Ｘ軸方向に変位させるための駆動源は接続されていない。

ホルダー３２とホルダー４２とが互いに対向する側面中央部には、直方体状の磁石３８，４８がそれぞれ設けられている。磁石３８，４８はキャリッジ３０とキャリッジ４０とを連結するための永久磁石であり、互いに対向する面が異なる磁極となっている。また、キャリッジ４０におけるフレーム２０の柱部２０ｂ側の側面には、Ｌ字状に形成された受け金具４９が設けられている。受け金具４９は、フレーム２０における柱部２０ｂの内側壁面に設けられたロック装置２４とともに、キャリッジ４０をフレーム２０の柱部２０ｂに固定するための金具である。

ロック装置２４は、受け金具４９に対応する逆Ｌ字に形成されたロック金具２４ａと、ロック金具２４ａを図示矢印方向に変位させるためのロック用ソレノイド２４ｂ（図１において図示せず）と、キャリッジ４０の図示左側における変位可能限界を規制するストッパー２４ｃとから構成されている。ロック用ソレノイド２４ｂは、プッシュ・プル（ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ）型のソレノイドであり、後述するコントローラ５０によって駆動が制御される。すなわち、キャリッジ４０が図示左側における変位可能限界位置に位置している場合において、ロック用ソレノイド２４ｂに正方向の電流が流れることにより、ロック金具２４ａが図示時計回りに回動して受け金具４９に引っ掛かりキャリッジ４０がフレーム２０の柱部２０ｂにロックされる。また、ロック用ソレノイド２４ｂに負方向の電流が流れることにより、ロック金具２４ａが図示反時計回りに回動して受け金具４９から離れキャリッジ４０のロックが解除される。

コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、インターフェース５１を介して接続される外部コンピュータ装置６０からの指示に従って、Ｙ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３、ソレノイド３４，４４およびロック用ソレノイド２４ｂの作動をそれぞれ制御する。

外部コンピュータ装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、キーボードおよびマウスからなる入力装置６１からの指示に従って、図４に示す加工プログラムを実行することにより打刻装置１０の作動を制御する。この場合、加工プログラムは、作業者により予め前記ハードディスクに記憶されている。また、外部コンピュータ装置６０は、液晶ディスプレイからなる表示装置６２に、打刻装置１０の作動状態および加工プログラムの実行状態などを適宜表示させる。すなわち、本実施形態において外部コンピュータ装置６０は、個人向けパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）を想定している。なお、外部コンピュータ装置６０は、打刻装置１０の作動を制御することができれば、どのような形式のコンピュータ装置であってもよい。

なお、下カバー１１上には、ベース１２上に設けられたフレーム２０を覆う状態で上カバー１７が配置されている。上カバー１７は、打刻装置１０の上側の筐体を構成する部材であり、下カバー１１に対して着脱自在な状態で設けられている。この上カバー１７は、上カバー１７の内側の構成を明らかにするために二点鎖線で示している。

次に、上記のように構成した打刻装置１０の作動について説明する。まず、作業者は外部コンピュータ装置６０と打刻装置１０とをインターフェース５１を介して接続し、外部コンピュータ装置６０および打刻装置１０の電源をそれぞれ投入する。この場合、作業者は、打刻装置１０の下カバー１１の前面に配置された電源スイッチ１１ａを操作することにより、コントローラ５０を含む打刻装置１０の各種回路の作動を開始させる。これにより、外部コンピュータ装置６０は、図示しない所定のプログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。

また、打刻装置１０は、コントローラ５０内のＲＯＭに予め記憶されている図示しない所定のプログラムを実行することにより、キャリッジ３０，４０および載置台１３の原点復帰をそれぞれ行った後、外部コンピュータ装置６０からの指示を待つ待機状態となる。なお、キャリッジ３０，４０の各原点位置は、キャリッジ４０がロック装置２４のストッパー２４ｃに当たる位置であり、載置台１３の原点位置は、載置台１３が最も図示前側に位置する位置である。

次に、作業者は、打刻装置１０の載置台１３上にワークＷＫを載置し固定した後、外部コンピュータ装置６０の入力装置６１を操作して、外部コンピュータ装置６０に図４に示す加工プログラムの実行を指示する。この加工プログラムは、作業者が所望する画像をワークＷＫの表面上に形成するために、所望する画像に対応する加工データを生成して打刻装置１０に出力するプログラムである。この指示に応答して、外部コンピュータ装置６０は、加工プログラムをステップＳ１００にて開始して、ステップＳ１０２にて、画像データの入力を待つ。

この場合、作業者は、所望する任意の画像をスキャナーなどの画像取り込み装置を用いて外部コンピュータ装置６０に入力する。本実施形態においては、図５に示すようなアルファベット文字である「Ａ」をデザイン化した図形を外部コンピュータ装置６０に入力する。これにより、所望する画像を表す画像データが外部コンピュータ装置６０のハードディスク内に記憶される。この場合、画像データはラスターデータ（ビットマップデータ）形式である。なお、所望する任意の画像は、本実施形態のように既存の画像、または同画像を表す画像データを取り込むようにしてもよいし、作業者が描画ソフトを用いて外部コンピュータ装置６０上で画像を描画して画像データを生成するようにしてもよい。

次に、外部コンピュータ装置６０は、ステップＳ１０４にて、前記画像データに基づいて線痕加工データと点痕加工データとをそれぞれ生成する。線痕加工データは、ワークＷＫの表面に線状の加工痕を形成するように打刻装置１０、具体的には、Ｙ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド３４をそれぞれ作動させるための加工データである。また、点痕加工データは、ワークＷＫの表面に点状の加工痕を形成するようにＹ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド４４をそれぞれ作動させるための加工データである。

本実施形態においては、図５に示す図形「Ａ」において線図によって表すことができる輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２について線痕加工データを生成し、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２以外の図形部分ＰＩについて点痕加工データを生成する。具体的には、図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を表す画像データをベクターデータ形式に変換するとともに、同ベクターデータ形式に変換された画像データに基づいて線痕加工データを生成する。この場合、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を表す画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度を表すデータの変化は無視される。すなわち、線痕加工データは、ワークＷＫに一定の深さの加工痕を形成するための加工データに生成される。

また、図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２以外の図形部分ＰＩを表す画像データは、ラスターデータ（ビットマップデータ）形式であるので、このラスターデータ（ビットマップデータ）形式に基づいて点痕加工データを生成する。この場合、図形部分ＰＩを表す画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度を表すデータの変化に応じて点痕加工データを生成する。すなわち、点痕加工データは、画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度に応じた深さに加工痕を形成するための加工データに生成される。この加工痕の深さは、ワークＷＫ上に形成される画像の濃淡を表す。

なお、画像データにおいて、線痕加工データを生成するための線図部分（本実施形態においては、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）の抽出は、外部コンピュータ装置６０に対して入力装置６１を操作して作業者が直接指示するようにしてもよいし、線図部分を抽出する公知のプログラムを用いてもよい。

次に、外部コンピュータ装置６０は、ステップＳ１０６にて、前記ステップＳ１０４にて生成した線痕加工データを打刻装置１０に出力する。打刻装置１０は、外部コンピュータ装置６０から出力された線痕加工データをコントローラ５０のＲＡＭに一時的に記憶するとともに、同一時的に記憶した線痕加工データに基づいてＹ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド３４の各作動を制御して画像データにおける線図部分、具体的には輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２の加工を開始する。

この場合、コントローラ５０は、線図部分の加工開始に先駆けてロック用ソレノイド２４ｂを作動させることにより、ロック金具２４ａを受け金具４９に引っ掛けてキャリッジ４０をフレーム２０の柱部２０ｂに固定する。これにより、原点位置に位置するキャリッジ３０は、Ｘ軸方向フィードモータ２３の回転駆動によりキャリッジ４０と離脱して単独で変位する（図３（Ｂ）参照）。そして、線痕加工工具３１の先端部をワークＷＫの表面に押し付けた状態でキャリッジ３０のワークＷＫに対する位置を変化させることにより、ワークＷＫの表面に線状の加工痕が形成される。このようにして、線痕加工データに基づく線図部分の加工がすべて終了した場合には、コントローラ５０はキャリッジ３０および載置台１２を原点復帰させる。

次に、外部コンピュータ装置６０は、ステップＳ１０８にて、前記ステップＳ１０４にて生成した点痕加工データを打刻装置１０に出力する。打刻装置１０は、外部コンピュータ装置６０から出力された点痕加工データをコントローラ５０のＲＡＭに一時的に記憶するとともに、同一時的に記憶した点痕加工データに基づいてＹ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド４４の各作動を制御して画像データにおける図形部分ＰＩの加工を開始する。なお、このステップＳ１０８による点痕加工データの出力は、打刻装置１０による線図部分の加工進度に関わらず出力されコントローラ５０のＲＡＭに記憶される。そして、打刻装置１０は線図部分の加工が終了した後、図形部分ＰＩの加工を開始する。

具体的には、コントローラ５０は、線図部分の加工が終了しキャリッジ３０が原点復帰した状態でロック用ソレノイド２４ｂを作動させることにより、ロック金具２４ａを上方に退避させて受け金具４９から外し、キャリッジ４０のロック状態を解除する。そして、コントローラ５０は、ＲＡＭに記憶した点痕加工データに基づいて図形部分ＰＩの加工を開始する。この場合、キャリッジ４０は磁石３８，４８によってキャリッジ３０と連結されているため、キャリッジ３０と一体的に変位する。そして、点痕加工工具４１の先端部をワークＷＫの表面に断続的に押し付けながらキャリッジ４０のワークＷＫに対する位置を変化させることにより、ワークＷＫの表面に点状の加工痕が形成される。このようにして、点痕加工データに基づく図形部分ＰＩの加工がすべて終了した場合には、コントローラ５０はキャリッジ４０および載置台１３を原点復帰させる。

次に、外部コンピュータ装置６０は、ステップＳ１１０にて、この加工プログラムの実行を終了して再び待機状態となる。これにより、打刻装置１０も再び待機状態となる。そして、作業者は、載置台１３からワークＷＫを取り外して加工作業を終了する。また、作業者は、他のワークＷＫに対して画像を形成する場合には、前記と同様にして他のワークＷＫを載置台１３にセットした後、加工プログラムを実行する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ワークＷＫの表面に形成する画像を、線痕加工工具３２と点痕加工工具４２とを用いて線状の加工痕と点状の加工痕とによって形成している。この場合、ワークＷＫの表面に形成する画像における直線部分や曲線部分などの線図部分（本実施形態においては、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）を点状の加工痕によって形成するよりも、線状の加工痕によって形成する方が同線図部分を短時間かつ美しく形成することができる。したがって、所望する画像を短時間にワークＷＫに形成することができるとともに、同画像における直線および曲線などの線部分を滑らかな連続線として形成することによりワークＷＫに形成される画像の画質を向上させることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態においては、線痕加工データおよび点痕加工データを外部コンピュータ装置６０によって生成するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、打刻装置１０に入力装置６１や表示装置６２に相当する装置をそれぞれ設けるとともに、コントローラ５０のＲＡＭまたはＲＯＭに図４に示す加工プログラムを記憶させることにより、所望する画像に基づいて線痕加工データおよび点痕加工データを生成するように構成してもよい。すなわち、打刻装置１０に線痕加工データおよび点痕加工データを生成する機能を備えるように構成してもよい。これによれば、外部コンピュータ装置６０は不要である。

また、上記実施形態においては、線痕加工工具３１の先端部３１ａを針状に形成したが、ワークＷＫの表面に線状の加工痕を形成することができれば、これに限定されるものではない。例えば、線痕加工工具３１の先端部３１ａの形状を彫刻刀のような刃物で構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、線痕加工工具３１と点痕加工工具４１とを各加工工具保持具が保持、すなわちキャリッジ３０およびキャリッジ４０が保持するように構成したが、ワークＷＫの表面に線状の加工痕および点状の加工痕を形成することができれば、これに限定されるものではない。例えば、１つのキャリッジが線痕加工工具３１と点痕加工工具４１とを選択的に保持するように構成してもよい。これによれば、加工工具を保持する加工工具保持具が１つになり、打刻装置１０の構成を簡単にすることができる。なお、線痕加工工具３１と点痕加工工具４１とをそれぞれ保持するキャリッジ３０およびキャリッジ４０を選択的に打刻装置１０に取り付けられるように構成しても同様である。

また、上記実施形態においては、キャリッジ３０とキャリッジ４０とを離合自在に構成したが、ワークＷＫの表面に線状の加工痕および点状の加工痕を形成することができれば、これに限定されるものではない。例えば、キャリッジ３０とキャリッジ４０とを一体的に構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。なお、上記実施形態においては、キャリッジ３０にキャリッジ４０を連結する構成としたが、キャリッジ４０にキャリッジ３０を連結する構成としてもよい。また、本実施形態においては、線痕加工工具３１により線図部分（輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）の加工を行った後、点痕加工工具４１により図形部分ＰＩの加工を行うように構成したが、点痕加工工具４１により図形部分ＰＩの加工を行った後、点痕加工工具４１により線図部分（輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）の加工を行うように構成してもよい。

また、上記実施形態においては、キャリッジ３０およびキャリッジ４０をＸ軸方向フィードモータ２３およびＸ軸方向送りネジ２２によって図示Ｘ軸方向に変位するように構成したが、キャリッジ３０およびキャリッジ４０が図示Ｘ軸方向に変位可能であれば、これに限定されるものではない。すなわち、キャリッジ３０およびキャリッジ４０にそれぞれ駆動源および駆動機構を設けて変位させるように構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、線痕加工工具３１および点痕加工工具４１を図示Ｘ軸方向に変位させるとともに、ワークＷＫを図示Ｙ軸方向に変位させるように構成したが、線痕加工工具３１および点痕加工工具４１に対するワークＷＫの位置が相対的に変位可能な構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、線痕加工工具３１および点痕加工工具４１の位置を固定して、ワークＷＫが載置される載置台１３を図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向に変位させるように構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、図５に示す図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２について線状の加工痕で形成するように構成した。しかし、線状の加工痕で形成する部分は、ワークＷＫ上に形成される画像の形状に応じて適宜決定されるものであり、必ずしも画像の輪郭部分に限定されるものではない。すなわち、直線や曲線などの線図によって表される部分（文字も含む）であれば、線状の加工痕によって形成することができる。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態は、本発明を打刻装置１０に適用した一例を示した。しかし、本発明は、所望する画像が前記点状の加工痕の集合によって形成された加工物、例えば、自画像が点状の加工痕の集合によって形成されたペンダントのようなアクセサリーの製造方法としても適用することができる。この場合においても、本実施形態と同様の効果が期待できる。

本発明の一実施形態に係る打刻装置の全体を示す斜視図である。 図１に示す打刻装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）は図１に示す打刻装置のキャリッジを示す正面図であり、（Ａ）は２つのキャリッジが連結した状態で変位する様子を示し、（Ｂ）は１つのキャリッジが単体で変位すう様子を示している。 外部コンピュータ装置によって実行される加工プログラムのフローチャートを示している。 図１に示す打刻装置によってワークＷＫの表面に形成される画像を示す説明図である。

符号の説明

ＷＫ…ワーク、１０…打刻装置、１３…載置台、１４ａ，１４ｂ…載置台シャフト、１５…Ｙ軸方向送りネジ、１６…Ｙ軸方向フィードモータ、２０…フレーム、２１…キャリッジシャフト、２２…Ｘ軸方向送りネジ、２３…Ｘ軸方向フィードモータ、２４…ロック装置、３０，４０…キャリッジ、３１…線痕加工工具、３１ａ，４１ａ…先端部、３２，４２…ホルダー、３４，４４…ソレノイド、３５，４５…プランジャ，３６，４６…板バネ、４１…点痕加工工具。

Claims (12)

1. 被加工物の表面に点状の加工痕を形成することができる加工部を有する点痕加工工具を用いて、所望する画像を前記点状の加工痕の集合によって前記被加工物の表面に形成する打刻装置において、
   前記被加工物の表面に線状の加工痕を形成することができる加工部を有する線痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部を前記線状の加工痕によって前記被加工物の表面に形成するとともに、前記点痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を前記点状の加工痕によって前記被加工物の表面に形成する加工手段を備えたことを特徴とする打刻装置。
2. 請求項１に記載の打刻装置において、
   前記加工手段は、
   前記所望する画像の一部を前記線状の加工痕によって形成するための線痕加工データを生成する線痕加工データ生成手段と、
   前記線痕加工工具を保持するとともに、前記線痕加工データ生成手段にて生成される線痕加工データに基づいて前記線痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てる加工工具保持部と、
   前記加工工具保持部によって保持される前記線痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記線痕加工データに基づいて相対的に変化させる加工工具変位手段とを備える打刻装置。
3. 請求項２に記載の打刻装置において、
   前記加工手段は、さらに、
   前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を前記点状の加工痕の集合によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成手段を備え、
   前記加工工具保持部は、前記線痕加工工具に代えて前記点痕加工工具を保持することができるとともに、前記点痕加工データ生成手段にて生成される点痕加工データに基づいて前記点痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てることができ、
   前記加工工具変位手段は、前記加工工具保持部に前記点痕加工工具が保持されているとき、同点痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記点痕加工データに基づいて相対的に変化させる打刻装置。
4. 請求項２に記載の打刻装置において、
   前記加工手段は、さらに、
   前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を前記点状の加工痕の集合によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成手段と、
   前記点痕加工工具を保持するとともに、前記点痕加工データ生成手段にて生成される点痕加工データに基づいて前記点痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てる点痕加工工具保持部と、
   前記点痕加工工具保持部によって保持される前記点痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記点痕加工データに基づいて相対的に変化させる点痕加工工具変位手段とを備える打刻装置。
5. 請求項２に記載の打刻装置において、
   前記加工手段は、さらに、
   前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を前記点状の加工痕の集合によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成手段と、
   前記点痕加工工具を保持するとともに、前記点痕加工データ生成手段にて生成される点痕加工データに基づいて前記点痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てる点痕加工工具保持部とを備え、
   前記加工工具変位手段は、さらに、前記点痕加工工具保持部によって保持される前記点痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記線痕加工データに基づいて相対的に変化させる打刻装置。
6. 請求項５に記載の打刻装置において、
   前記加工手段は、前記加工工具保持部と前記点痕加工工具保持部とが、互いに離合自在である打刻装置。
7. 請求項５に記載の打刻装置において、
   前記加工手段は、前記加工工具保持部と前記点痕加工工具保持部とを選択的に備えることができる打刻装置。
8. 被加工物の表面に点状の加工痕を形成することができる加工部を有する点痕加工工具を用いて、所望する画像を前記点状の加工痕の集合によって前記被加工物の表面に形成する打刻装置の作動を制御するコンピュータ装置に実行させるコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータ装置に、
   前記被加工物の表面に線状の加工痕を形成することができる加工部を有する線痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部を前記線状の加工痕によって前記被加工物の表面に形成させ、
   前記点痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を前記点状の加工痕によって前記被加工物の表面に形成させることを特徴とする打刻用コンピュータプログラム。
9. 請求項８に記載の打刻用コンピュータプログラムにおいて、
   前記コンピュータ装置に、
   前記所望する画像の一部を前記線状の加工痕によって形成するための線痕加工データを生成させ、
   前記生成した線痕加工データに基づいて前記線痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てさせ、
   前記線痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記生成した線痕加工データに基づいて相対的に変化させる打刻用コンピュータプログラム。
10. 所望する画像が点状の加工痕の集合によって形成された加工物の製造方法において、
    被加工物の表面に線状の加工痕を形成することができる加工部を有する線痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部を前記線状の加工痕によって前記被加工物の表面に形成する線痕加工ステップと、
    前記被加工物の表面に点状の加工痕を形成することができる加工部を有する点痕加工工具を用いて前記所望する画像の一部とは異なる他の一部を前記点状の加工痕によって前記被加工物の表面に形成する点痕加工ステップとを含むことを特徴とする加工物の製造方法。
11. 請求項１０に記載の加工物の製造方法において、
    前記線痕加工ステップは、
    前記所望する画像の一部を前記線状の加工痕によって形成するための線痕加工データを生成する線痕加工データ生成ステップと、
    前記線痕加工データ生成ステップにて生成された線痕加工データに基づいて前記線痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てる押圧ステップと、
    前記線痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記線痕加工データに基づいて相対的に変化させる線痕加工工具変位ステップとを含む加工物の製造方法。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の加工物の製造方法において、
    前記点痕加工ステップは、
    前記所望する画像の他の一部を前記点状の加工痕によって形成するための点痕加工データを生成する点痕加工データ生成ステップと、
    前記点痕加工データ生成ステップにて生成された点痕加工データに基づいて前記点痕加工工具の加工部を前記被加工物の表面に押し当てる押圧ステップと、
    前記点痕加工工具に対する前記被加工物の位置を、前記点痕加工データに基づいて相対的に変化させる点痕加工工具変位ステップとを含む加工物の製造方法。
    

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