JP5892801B2 - 打刻装置および打刻方法 - Google Patents

Description

本発明は、打刻装置および打刻方法に関し、さらに詳細には、打刻により被加工物の表面に所望の画像を形成することのできる打刻装置および打刻方法に関する。

従来より、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やすい金属材料やアクリルなどの樹脂材料などの被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、例えば、写真画像や二次元シンボルなどの所望の画像を形成する打刻装置が知られている。

なお、二次元シンボルとしては、例えば、セルと呼ばれる正方形をマトリックス状に配置した二次元コードがあり、具体的には、ＱＲコード（登録商標）やデータマトリックスなどがある。

こうした打刻装置においては、固定治具により固定した被加工物に対し、針状に形成された加工工具の先端部を当該被加工物の表面に打ち付け、当該表面上に点状の打刻痕を複数形成するものである。

ここで、上記したような打刻装置について、図１乃至図２を参照しながら、より詳細に説明することとする。

図１には、従来の技術による打刻装置の一部を破断した概略構成斜視説明図が示されており、また、図２には、従来の技術による打刻装置のブロック構成図が示されている。

この図１に示す打刻装置１００は、固定系のベース部材１０２と、ベース部材１０２の後方側においてベース部材１０２上に垂直に立設された後方部材１２１と後端部において接続されるとともに、ベース部材１０２の左方側においてベース部材１０２上に垂直に立設された側方部材１０４Ｌと、後方部材１２１と後端部において接続されるとともに、ベース部材１０２の右方側においてベース部材１０２上に垂直に立設された側方部材１０４Ｒと、後方部材１２１および側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒの上端部において、ベース部材１０２と対向して配設された上方部材１２２とを有して構成されている。

さらに、側方部材１０４Ｌ、１０４Ｒの近傍において、ＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向に配設されたガイドレール１０６ａ、１０６ｂに摺動自在に配設された昇降部材１０８と、昇降部材１０８の下方側においてＹ軸方向に延設されたガイドレール１１０ａ、１１０ｂに摺動自在に配設されたスライド部材１１２と、スライド部材１１２の前方側においてＸ軸方向に延設されたガイドレール１１４ａ、１１４ｂに摺動自在に配設されたキャリッジ１１６と、キャリッジ１１６に配設された打刻ヘッド１１８と、ベース部材１０２の上面１０２ａにおいて被加工物２００を固定的に保持する固定治具１２０とを有して構成されている。

なお、昇降部材１０８、スライド部材１１２およびキャリッジ１１６の移動や打刻ヘッド１１８による被加工物２００の表面２００ａへの打刻といった動作を含む全体の動作については、マイクロコンピューター１６０（図２を参照する。）によって制御されている。

このマイクロコンピューター１６０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１６２と、ＣＰＵ１６２の制御のためのプログラムや各種のデータを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１６４と、ＣＰＵ１６２のためのワーキングエリアとして用いられる記憶領域などを備えたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１６６とにより構成されている。

また、マイクロコンピューター１６０には、ハードディスクなどの外部記憶装置（図示せず。）や、各種データをコンピューター読み取り可能な記録媒体へ読み込んだり書き込んだりするためのリードライト装置（図示せず。）が入出力インターフェースを介して接続されている。

なお、打刻すべき画像を示すデータや打刻装置１００において打刻処理を実行するためのプログラムなどの各種データは、外部記憶装置や記録媒体から予めＲＡＭ１６６へ読み込まれているものとする。

このＣＰＵ１６２には、昇降部材１０８をＺ軸方向に昇降するステッピングモーター１２４と、スライド部材１１２をＹ軸方向に移動するステッピングモーター１２８と、キャリッジ１１６をＸ軸方向に移動するステッピングモーター１３２と、加工工具１３６を下方側に押し出すソレノイド１８０とが接続されている。

また、マイクロコンピューター１６０には、ＣＰＵ１６２の制御に基づいて各種の表示を行うＣＲＴや液晶パネルなどの画面を備えた表示装置１６８と、表示装置１６８の表示画面上における任意の位置を指定するためのマウスなどのポインティングデバイスや任意の文字を入力するためのキーボードなどの文字入力デバイスなどの入力装置１７０とが接続されている。

上方部材１２２は、下面においてマイクロコンピューター１６０によりその駆動が制御されるステッピングモーター１２４が配設されており、このステッピングモーター１２４に、ネジ溝が形成されたネジ軸がＺ軸方向に沿って延長する形状のＺ軸方向送りネジ１２６が接続されている。

このＺ軸方向送りネジ１２６は、ステッピングモーター１２４の駆動によりそのネジ軸がＺ軸方向周りに回転する。

昇降部材１０８は、略中央部においてＺ軸方向送りネジ１２６が貫通しており、Ｚ軸方向送りネジ１２６が貫通する貫通部において送りナット１０８ａが設けられ、当該送りナット１０８ａにＺ軸方向送りネジ１２６がネジ結合している。これにより、ステッピングモーター１２４の駆動によってＺ軸方向送りネジ１２６が回転し、昇降部材１０８がＺ軸方向において上方側および下方側に移動することが可能となる。

また、昇降部材１０８は、後端部１０８ｂにおいてマイクロコンピューター１６０によりその駆動が制御されるステッピングモーター１２８が配設されており、このステッピングモーター１２８に、ネジ溝が形成されたネジ軸がＹ軸方向に沿って延長するＹ軸方向送りネジ１３０が接続されている。

このＹ軸方向送りネジ１３０は、ステッピングモーター１２８の駆動によりそのネジ軸がＹ軸方向周りに回転する。

スライド部材１１２は、上方側後方においてＹ軸方向送りネジ１３０が貫通しており、Ｙ軸方向送りネジ１３０が貫通する貫通部において送りナット１１２ａが設けられ、当該送りナット１１２ａにＹ軸方向送りネジ１３０がネジ結合している。これにより、ステッピングモーター１２８の駆動によってＹ軸方向送りネジ１３０が回転し、スライド部材１１２がＹ軸方向において前方側および後方側に移動することが可能となる。

さらに、スライド部材１１２は、右方側前方においてマイクロコンピューター１６０によりその駆動が制御されるステッピングモーター１３２が配設されており、このステッピングモーター１３２にネジ溝が形成されたネジ軸がＸ軸方向に沿って延長する形状のＸ軸方向送りネジ１３４が接続されている。

このＸ軸方向送りネジ１３４は、ステッピングモーター１３２の駆動によりそのネジ軸がＸ軸方向周りに回転する。

キャリッジ１１６は、側面においてＸ軸方向送りネジ１３４が貫通しており、Ｘ軸方向送りネジ１３４が貫通する貫通部において送りナット（図示せず。）が設けられ、当該送りナットにＸ軸方向送りネジ１３４がネジ結合している。これにより、ステッピングモーター１３２の駆動によってＸ軸方向送りネジ１３４が回転し、キャリッジ１１６がＸ軸方向において右方側および下方側に移動することが可能となる。

従って、キャリッジ１１６は、マイクロコンピューター１６０の制御により駆動するステッピングモーター１２４、１２８、１３２によって、３次元方向で移動することが可能となる。

また、打刻ヘッド１１８は、加工工具１３６およびホルダー１３８により構成されており、ホルダー１３８に被加工物２００の表面２００ａに所定の深さの打刻痕を形成するための加工工具１３６を着脱可能な構成となっており、加工工具１３６をＺ軸方向で振動させるものである。

具体的には、打刻ヘッド１１８は、ホルダー１３８内にソレノイド１８０およびスプリング（図示せず。）を備えている。

ソレノイド１８０は、電気エネルギーを直線運動に変換する筒状の電磁機能部品であり、通電によって当該筒内に配置される加工工具１３６を下方側に押し出すものである。そして、このソレノイド１８０は、マイクロコンピューター１６０によりその駆動が制御されている（図２を参照する。）。

また、スプリング（図示せず。）は、ソレノイド１８０により押し出される加工工具１３６を上方側に向かって押し返す。

即ち、打刻ヘッド１１８は、マイクロコンピューター１６０の制御によるソレノイド１８０へ通電によって、加工工具１３６を下方に向かって突出させるとともに、当該ソレノイドへの通電の解除およびスプリング（図示せず。）の付勢力によって加工工具１３６を上方に向かって退避させるものである。

そして、マイクロコンピューター１６０の制御、例えば、ソレノイド１８０へ通電する際の電圧値を変更することにより、打刻力が変更するようになされている。こうした打刻力を変更することにより、打刻痕の径を変更することができることとなる。

ここで、例えば、写真画像などの２階調より多い階調の画像を打刻する際には、予め入力された画像データに基づいて被加工物２００の表面２００ａに対して打刻痕を形成するものであるが、濃淡などの異なる階調で表現しなければならない部分については、濃淡の程度に応じて打刻痕の径を変更して打刻による画像を作成する。一方、例えば、二次元シンボルなどの２階調の画像を打刻する際には、予め入力された画像データに基づいて被加工物２００の表面２００ａに対して同一径の打刻痕を形成し、二次元シンボルの画像を形成する。

加工工具１３６は、その先端部分が被加工物２００より堅い材料、例えば、超硬合金や人工ダイヤモンドによって構成されている。

また、打刻ヘッド１１８の上方側前面において、固定治具１２０により固定された被加工物２００の表面２００ａに対して投光して、加工工具１３６による複数の打刻痕により形成される画像の中心位置を表示する光学センサ１５０が設けられている。

固定治具１２０には、図示はしないが、固定された被加工物２００の固定位置をＸ軸方向およびＹ軸方向に微調整することができるような構成を備えている。

こうした構成により、打刻装置１００によって被加工物２００の表面２００ａに、例えば、二次元シンボルを形成するには、まず、二次元シンボルを表面２００ａに形成する被加工物２００を固定治具１２０に固定する。

その後、マイクロコンピューター１６０の制御により、打刻ヘッド１１８を、打刻ヘッド１１８により被加工物２００の表面２００ａに打刻する際の打刻位置に移動する。

そして、被加工物２００の表面２００ａにおいて画像を形成しようとする領域の中心位置に光センサ１５０から照射された光が位置するように、固定治具１２０に固定されている被加工物２００の固定位置を微調整する。

次に、加工工具１３６による被加工物２００の表面２００ａへの打刻力や、実際に被加工物２００の表面２００ａにおいて加工工具１３６による打刻により作成される画像（以下、「打刻により作成される画像」を、単に「打刻画像」と称することとする。）のサイズなどの各種設定を行う。

その後、マイクロコンピューター１６０において予め入力された二次元シンボルを表す画像データおよび設定された打刻力に基づいて、打刻ヘッド１１８による被加工物２００の表面２００ａへの打刻処理を制御するためのデータたる打刻データを作成する。

そして、作業者により画像作成の指示がなされると、マイクロコンピューター１６０において、打刻データに基づいて打刻ヘッド１１８を制御して、被加工物２００の表面２００ａに対して打刻を行って、当該表面２００ａに二次元シンボルの画像を作成することとなる。

また、二次元シンボルをより大きなサイズで作成する場合には、表示装置１６８に表示された被加工物２００の表面２００ａに打刻する画像のデータ（以下、「被加工物２００の表面２００ａに打刻する画像のデータ」を、単に「画像データ」と称することとする。）を入力装置１７０により拡大する。

具体的には、表示装置１６８において、マウスなどのポインティングデバイスにより画像データが表示された領域の寸法を調整したり、キーボードなどの文字入力デバイスにより画像データが表示された領域の寸法を入力することにより、画像データのサイズを拡大する。

そして、画像データが拡大されると、打刻力はそのままで、拡大した画像データに基づいてマイクロコンピューター１６０において打刻データを作成し、当該打刻データに基づいて、大きなサイズの二次元シンボルの打刻画像を作成するようにしていた。

しかしながら、従来の技術による打刻装置１００においては、大きなサイズの二次元シンボルを作成する際に、画像データを拡大しても、打刻力はそのままで打刻データを作成するため、打刻画像を作成する際に最適な打刻力でなく、打刻画像のサイズに対して小さい打刻力により打刻されることとなる（図３を参照する。）。

なお、最適な打刻力とは、そのサイズにおいて効率よく、かつ、明確に打刻画像を作成することが可能な打刻力であり、サイズが大きくなるほど最適な打刻力は大きくなるものである。

これにより、打刻画像を作成する際に打刻回数が多くなり、打刻画像の作成に時間を要してしまうことが問題点として指摘されていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大きさの異なる打刻画像を容易に、かつ、時間を要することなく取得することのできる打刻装置および打刻方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明による打刻装置は、打刻ヘッドを制御して被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、二次元シンボルの打刻画像を作成する打刻装置において、二次元シンボルの画像データを入力する入力手段と、上記入力手段により入力された二次元シンボルの画像データとともに上記画像データを打刻する際の描画領域を上記画像データの周囲に形成された枠として表示する表示手段と、上記表示手段により表示された枠のサイズを変更する変更手段と、上記変更手段により変更された枠のサイズを取得する取得手段と、上記入力手段により入力された二次元シンボルを構成するセルのセルサイズおよびセル数と、上記取得手段で取得した上記枠のサイズとに基づいて、打刻画像の解像度を算出する算出手段と、上記算出手段で算出した解像度に基づいて打刻力を決定する打刻力決定手段と、上記画像データおよび上記打刻力決定手段で決定した打刻力に基づいて、打刻ヘッドを制御して上記被加工物の表面に二次元シンボルの打刻画像を作成するための打刻データを作成する打刻データ作成手段とを有し、上記算出手段は、上記取得手段で取得した枠のサイズに基づいて、上記枠の幅の値の整数部分を上記セルの横のセル数で除算して横の倍率を取得し、かつ、上記枠の高さの値の整数部分を上記セルの縦のセル数で除算して縦の倍率を取得する手段と、上記取得した縦の倍率が横の倍率より小さい場合には、上記枠の幅を上記セルの横のセル数と上記打刻ヘッドで打刻可能な最小の打刻間隔である最小分解能と上記セルのセルサイズとを乗算した値で除算し、上記取得した横の倍率が縦の倍率より小さい場合には、上記枠の高さを上記セルの縦のセル数と上記最小分解能と上記セルのセルサイズとを乗算した値で除算して、上記打刻ヘッドによる打刻間隔が上記最小分解能の何倍となるかを示すステップ数を算出する手段と、上記セルの縦のセル数と上記ステップ数と上記セルのセルサイズと上記最小分解能とを乗算して上記画像データの縦のサイズを算出し、かつ、上記セルの横のセル数と上記ステップ数と上記セルのセルサイズと上記最小分解能とを乗算して上記画像データの横のサイズを算出する手段と、上記算出したステップ数をインクリメントして、上記算出した縦のサイズより上記枠の高さが大きく、かつ、上記算出した横のサイズより上記枠の幅が大きい条件を満たす最大ステップ数を決定する手段と、上記決定した最大ステップ数と上記最小分解能とを乗算した値に基づいて解像度を算出する手段とを有するようにしたものである。

また、本発明による打刻装置は、上記した打刻装置において、さらに、上記被加工物の材質を設定する設定手段とを有し、上記打刻力決定手段は、上記算出手段により算出した解像度および上記設定手段により設定した上記被加工物の材質に基づいて打刻力を決定するようにしたものである。

また、本発明による打刻装置は、上記した打刻装置において、上記打刻力決定手段においては、上記算出手段により算出した解像度が、予め設定された閾値より大きい場合には打刻力を小さくし、予め設定された閾値より小さい場合には打刻力を大きくするようにしたものである。

また、本発明による打刻方法は、打刻ヘッドを制御して被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、二次元シンボルの打刻画像を作成する打刻方法において、二次元シンボルの画像データを入力する入力工程と、上記入力工程により入力された二次元シンボルの画像データとともに上記画像データを打刻する際の描画領域を上記画像データの周囲に形成された枠として表示する表示工程と、上記表示工程により表示された枠のサイズを変更する変更工程と、上記変更工程により変更された枠のサイズを取得する取得工程と、上記入力工程により入力された二次元シンボルを構成するセルのセルサイズおよびセル数と、上記取得工程で取得した上記枠のサイズとに基づいて、打刻画像の解像度を算出する算出工程と、上記算出工程で算出した解像度に基づいて打刻力を決定する打刻力決定工程と、上記画像データおよび上記打刻力決定工程で決定した打刻力に基づいて、打刻ヘッドを制御して上記被加工物の表面に二次元シンボルの打刻画像を作成するための打刻データを作成する打刻データ作成工程とを有し、上記算出工程は、上記取得工程で取得した枠のサイズに基づいて、上記枠の幅の値の整数部分を上記セルの横のセル数で除算して横の倍率を取得し、かつ、上記枠の高さの値の整数部分を上記セルの縦のセル数で除算して縦の倍率を取得し、上記取得した縦の倍率が横の倍率より小さい場合には、上記枠の幅を上記セルの横のセル数と上記打刻ヘッドで打刻可能な最小の打刻間隔である最小分解能と上記セルのセルサイズとを乗算した値で除算し、上記取得した横の倍率が縦の倍率より小さい場合には、上記枠の高さを上記セルの縦のセル数と上記最小分解能と上記セルのセルサイズとを乗算した値で除算して、上記打刻ヘッドによる打刻間隔が上記最小分解能の何倍となるかを示すステップ数を算出し、上記セルの縦のセル数と上記ステップ数と上記セルのセルサイズと上記最小分解能とを乗算して上記画像データの縦のサイズを算出し、かつ、上記セルの横のセル数と上記ステップ数と上記セルのセルサイズと上記最小分解能とを乗算して上記画像データの横のサイズを算出し、上記算出したステップ数をインクリメントして、上記算出した縦のサイズより上記枠の高さが大きく、かつ、上記算出した横のサイズより上記枠の幅が大きい条件を満たす最大ステップ数を決定し、上記決定した最大ステップ数と上記最小分解能とを乗算した値に基づいて解像度を算出するようにしたものである。

また、本発明による打刻方法は、上記した打刻方法において、さらに、上記被加工物の材質を設定する設定工程とを有し、上記打刻力決定工程では、上記算出工程で算出した解像度および上記設定工程で設定した上記被加工物の材質に基づいて打刻力を決定するようにしたものである。

また、本発明による打刻方法は、上記した打刻方法において、上記打刻力決定工程では、上記算出工程で算出した解像度が、予め設定された閾値より大きい場合には打刻力を小さくし、予め設定された閾値より小さい場合には打刻力を大きくするようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、大きさの異なる打刻画像を容易に、かつ、時間を要することなく取得することができるようになるという優れた効果を奏する。

図１は、従来の技術による打刻装置の一部を破断した状態を示す概略構成斜視説明図である。 図２は、従来の技術による打刻装置のブロック構成説明図である。 図３は、二次元シンボルの打刻画像と、当該打刻画像より大きなサイズの二次元シンボルの打刻画像を示す説明図である。 図４は、本発明による打刻装置のブロック構成説明図である。 図５（ａ）は、セルサイズおよびセル数を設定する際の設定ウインドウを示す説明図であり、また、図５（ｂ）は、セルサイズを説明するための説明図であり、また、図５（ｃ）は、セル数を説明するための説明図である。 図６（ａ）は、二次元シンボルを示す画像データおよび当該画像データを打刻する際の描画領域を示す説明図であり、また、図６（ｂ）は、枠の幅および高さ、画像データのセル数を示す説明図である。 図７は、本発明の打刻装置により打刻処理の詳細な処理内容を示すフローチャートである。 図８は、表示装置に表示された画像データであり、図８（ａ）は、画像データを縮小表示させようとした状態を示す説明図であり、また、図８（ｂ）は、画像データを拡大表示させようとした状態を示す説明図である。 図９は、被加工物の材質と解像度とにより決定される打刻力を示す打刻力分布表である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による打刻装置および打刻方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

なお、以下の説明においては、図１乃至図３を参照しながら説明した従来の技術による打刻装置と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用効果の説明は適宜に省略することとする。

ここで、図４には、本発明による打刻装置のブロック構成説明図が示されている。

この図４に示す打刻装置１０は、ＣＰＵ１６２に換えて、サイズ情報取得部１６と、打刻力決定部１８と、打刻データ作成部２０と、解像度算出部２８とを備えたＣＰＵ１２が設けられるとともに、ＲＡＭ１６６に換えて、設定情報記憶部２４と、打刻データ記憶部２６とを備えたＲＡＭ２２とを有しており、こうした点において、上記した打刻装置１００と異なっている。

より詳細には、サイズ情報取得部１６は、表示装置１６８に表示された画像データのサイズの周囲に形成される枠（後述する。）のサイズ情報を取得する。

また、打刻力決定部１８は、設定情報記憶部２４に記憶された設定情報のうちの打刻力が変更される解像度の閾値に基づいて打刻力分布表を作成し、解像度算出部２８において算出された解像度と設定された被加工物２００の材質とに基づいて当該打刻力分布表により打刻力を決定する。

なお、打刻力が変更される解像度の閾値とは、解像度に基づいて打刻力が変更されるための限界値である。

打刻データ作成部２０は、設定情報記憶部２４に記憶された設定情報および打刻力決定部１８において決定された打刻力に基づいて打刻データを作成する。

また、設定情報記憶部２４は、セルサイズ、セル数、被加工物２００の材質、打刻力が変更される解像度の閾値などの作業者により設定された設定情報を記憶する。

なお、セルサイズとは、二次元シンボルを構成するセル１つの大きさを打刻痕たるドットの数で表現したものであり、セルを形成する縦方向および横方向のドット数で表される（図５（ａ）（ｂ）を参照する。）。また、セル数とは、二次元シンボルを構成するセルの総数を表現したものであり、二次元シンボルを形成する縦方向のセル数×横方向のセル数で表される（図５（ａ）（ｃ）を参照する。）。

さらに、打刻データ記憶部２６は、打刻データ作成部２０において作成した打刻データを記憶する。

また、解像度算出部２８は、表示装置１６８に表示された画像データの周囲に形成される枠のサイズに応じて打刻画像の解像度を算出するものである。

この解像度算出部２８では、画像データに対する解像度を算出するために、まず、当該画像データの周囲に形成された枠のサイズに基づいてステップ数を算出する。なお、このステップとは、移動量が打刻装置１０の最小分解能の何倍となるかを示す値であり、このステップ数を算出することにより、一回の移動量が何ｍｍかを算出するものである。このとき、移動量は打刻間隔、つまり、隣り合う打刻痕の間隔であり、打刻装置１０の最小分解能は、打刻装置１０において打刻可能な最小の打刻間隔である。

即ち、ステップが「１」であれば、移動量は打刻装置１０の最小分解能となる。

このステップ数の算出では、枠内に画像データが収まるようにするため、当該枠の幅および高さの整数部分とセル数とを使用し、画像データの縦および横の倍率を算出する（図６（ａ）（ｂ）を参照する。）。その後、算出した倍率に基づいてステップ数を算出することとなる。

具体的には、まず、枠の幅から画像データの横の倍率を取得するとともに、枠の高さから画像データの縦の倍率を取得する。なお、画像データの横の倍率および縦の倍率は、下記の式により算出される。

横の倍率＝枠の幅の値の整数部分／横のセル数

縦の倍率＝枠の高さの値の整数部分／縦のセル数

例えば、枠の幅が５．５ｍｍ、枠の高さが３．５ｍｍ、セル数（縦×横）１４×１４とすると、画像データの縦の倍率は、３．０／１４＝０．１２４・・・となり、画像データの横の倍率は、５．０／１４＝０．３５７・・・となる。

こうして算出された縦の倍率および横の倍率を比較して、縦の倍率が横の倍率より小さい場合には、次式によりステップ数を算出する。

ステップ数＝〔（枠の幅×１０００×１０）／（セル数（横）×打刻装置１０の最小分 解能×セルサイズ）〕／１０

また、算出された縦の倍率および横の倍率を比較して、横の倍率が縦の倍率より小さい場合には、次式によりステップ数を算出する。

ステップ数＝〔（枠の高さ×１０００×１０）／（セル数（縦）×打刻装置１０の最小 分解能×セルサイズ）〕／１０

こうした打刻装置１０の最小分解能は予め設定されており、例えば、０．０２４ｍｍである。

なお、上記した式により算出された値は、小数点以下は切り捨て、整数部分のみをステップ数として取得する。

こうして算出されたステップ数は、「１〜１０」の範囲内となる。そして、打刻装置１０の最小分解能が０．０２４ｍｍである場合には、ステップ数が「１」のときには、一回の移動量は０．０２４ｍｍとなる。

こうしてステップ数を算出すると、次に、解像度算出部２８では、算出したステップの補正を行う。

具体的には、まず、下記の式により画像データの縦のサイズおよび横のサイズを算出する。

縦のサイズ＝セル数（縦）×ステップ数×セルサイズ×打刻装置１０の最小分解能

横のサイズ＝セル数（横）×ステップ数×セルサイズ×打刻装置１０の最小分解能

上記した計算式を利用し、ステップ数をインクリメントして「画像データのサイズ＜枠のサイズ」（つまり、「縦のサイズ＜枠の高さ、かつ、横のサイズ＜枠の幅」である。）を満たす最大ステップ数を決定する。

そして、最大ステップ数を決定すると、下記の式により解像度を算出する。

解像度＝２５．４／（最大ステップ数×打刻装置１０の最小分解能）

こうして解像度算出部２８において、枠のサイズに基づいて打刻画像の解像度が算出される。

以上の構成において、本発明による打刻装置１０により被加工物２００の表面２００ａに対して二次元シンボルの打刻画像を作成する場合について、図７乃至図９を参照しながら説明することとする。

この打刻装置１０を用いて被加工物２００の表面２００ａに二次元シンボルの打刻画像を作成する打刻処理においては、まず、被加工物２００を固定治具１２０に固定する（ステップＳ７０２）。このとき、当該表面２００ａにおいて打刻画像を形成しようとする領域の中心位置に光センサ１５０から照射された光が位置するように固定位置を調整する。

次に、被加工物２００の表面２００ａに作成する二次元シンボル形状を示す画像データをマイクロコンピューター１６０に入力する（ステップＳ７０４）。

マイクロコンピューター１６０に画像データが入力されると、入力された画像データは表示装置１６８に表示される。

その後、作業者は、表示装置１６８に表示された画像データのサイズを変更したり、セルサイズ、セル数、被加工物２００の材質、打刻力が変更される解像度の閾値などの打刻データの作成に必要となる各種の設定を行う（ステップＳ７０６）。なお、こうして設定された情報は設定情報記憶部２４に出力されて記憶される。

具体的には、表示装置１６８に表示された画像データの周囲に形成された枠を、例えば、マウスなどのポインティングデバイスにより拡大縮小することにより（図８（ａ）（ｂ）を参照する。）、当該枠内に表示された画像データのサイズを変更する。

枠のサイズを変更することにより画像データのサイズを変更すると、当該枠のサイズとして、サイズ情報取得部１６により当該枠の幅および高さが取得される。

また、セルサイズおよびセル数は、図５（ａ）に示すように、設定ウインドウ５０を表示させて、文字入力デバイスなどによりそれぞれ数値を入力する。

即ち、設定ウインドウ５０のセルサイズ入力ボックス５２にセルサイズを入力し、セル数入力ボックス５４に画像データを形成する縦方向のセル数を入力するとともに、セル数入力ボックス５６に画像データを形成する横方向のセル数を入力する。

さらに、打刻力が変更される解像度の閾値は、例えば、解像度に対する打刻力を４つの領域に分けるように設定されると、打刻力決定部１８において図９に示すような打刻力分布表が作成される。

具体的には、解像度が「５２９以上」のとき、アルミニウムおよび真鍮では打刻力を「２２０」とし、ステンレスおよびアクリル樹脂では打刻力を「２５０」とする。

また、解像度が「３５３」のとき、アルミニウムおよび真鍮では打刻力を「３２０」とし、ステンレスおよびアクリル樹脂では打刻力を「４００」とする。

さらに、解像度が「２６５」のとき、アルミニウムおよび真鍮では打刻力を「４２０」とし、ステンレスおよびアクリル樹脂では打刻力を「５００」とする。

さらにまた、解像度が「２１２以下」のとき、アルミニウムおよび真鍮では打刻力を「５２０」とし、ステンレスおよびアクリル樹脂では打刻力を「６００」とする。

なお、打刻力については予め設定され、記憶されている。

また、この打刻装置１０においては、アルミニウム、真鍮、ステンレスおよびアクリル樹脂の４つの材質よりなる被加工物２００に対して打刻囲うに構成されており、これら打刻可能な４つの材質の中から作業者が該当する材質を選択する。

ステップＳ７０６の処理で各種の設定が完了すると、解像度算出部２８において、枠のサイズ、セル数、セルサイズ、打刻装置１０の最小分解能などから解像度を算出し（ステップＳ７０８）、打刻力決定部１８において、算出した解像度と被加工物２００の材質とに基づいて打刻力分布表により打刻力を決定する（ステップＳ７１０）。こうして決定された打刻力は、設定情報記憶部２４に出力されて記憶される。

即ち、このステップＳ７１０の処理においては、算出した解像度が打刻力分布表におけるどの領域に該当するかを判断するとともに、設定された被加工物２００の材質が何であるかを判断して、打刻力分布表から打刻力を決定するものである。

その後、決定した打刻力は、設定情報記憶部２４に出力されて記憶され、設定情報記憶部２４に記憶されたステップＳ７０６の処理で設定された設定情報および当該打刻力に基づいて、打刻データ作成部２０において打刻データを作成する（ステップＳ７１２）。

作成された打刻データは打刻データ記憶部２６に出力されて記憶され、作業者による画像作成の指示により、当該打刻データに基づいて打刻画像を作成し（ステップＳ７１４）、打刻処理を終了する。

以上において説明したように、本発明による打刻装置１０は、画像データの周りに形成された枠のサイズを変更することにより、画像データのサイズを変更し、当該枠のサイズに基づいて、画像データに基づく打刻画像の解像度を算出するようにした。

また、本発明による打刻装置１０は、打刻力が変更される解像度の閾値とを設定し、当該設定に基づいて打刻力分布表を作成するようにした。

そして、本発明による打刻装置１０は、算出した解像度および設定された被加工物２００の材質に基づいて、作成された打刻力分布表により打刻力を決定するようにした。

これにより、本発明による打刻装置１０では、作業者が画像データを拡大縮小することにより、拡大あるいは縮小した画像データに最適となる打刻力を自動的に決定することができる。

このため、本発明による打刻装置１０においては、打刻力の算出ミスにより、隣り合う打刻痕の間隔が開いてしまったり、隣り合う打刻痕が重なり合うような不具合の発生を抑制することができる。

さらに、本発明による打刻装置１０においては、打刻装置１０の取り扱いに習熟していない作業者であっても、容易に二次元シンボルなどの打刻画像を作成することができる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（３）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、被加工物２００の材質としてアルミニウム、真鍮、ステンレス、アクリル樹脂の４つより選択するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、他の打刻可能な材質を選択することができるようにしてもよい。

さらに、打刻可能な材質名を選択して打刻力を決定するのではなく、例えば、被加工物２００の硬度により被加工物２００の材質を複数のレベルに分け、当該複数のレベルから被加工物２００の硬度が該当するレベルを選択することによって、打刻力を決定するようにしてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、４つの領域に分かれるよう解像度の閾値を決定したが、これに限られるものではないことは勿論であり、２つ、３つ、あるいは、５つ以上の領域に分かれるよう打刻力の変更される解像度の閾値を設定するようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（２）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、金属などの被加工物に対して打刻により所定の画像を形成する打刻装置に用いて好適である。

１０、１００ 打刻装置、１６ サイズ情報取得部、１８ 打刻力決定部、２０ 打刻データ作成部、２４ 設定情報記憶部、２６ 打刻データ記憶部、２８ 解像度算出部、２００ 被加工物

Claims (6)

1. 打刻ヘッドを制御して被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、二次元シンボルの打刻画像を作成する打刻装置において、
   二次元シンボルの画像データを入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された二次元シンボルの画像データとともに前記画像データを打刻する際の描画領域を前記画像データの周囲に形成された枠として表示する表示手段と、
   前記表示手段により表示された枠のサイズを変更する変更手段と、
   前記変更手段により変更された枠のサイズを取得する取得手段と、
   前記入力手段により入力された二次元シンボルを構成するセルのセルサイズおよびセル数と、前記取得手段で取得した前記枠のサイズとに基づいて、打刻画像の解像度を算出する算出手段と、
   前記算出手段で算出した解像度に基づいて打刻力を決定する打刻力決定手段と、
   前記画像データおよび前記打刻力決定手段で決定した打刻力に基づいて、打刻ヘッドを制御して前記被加工物の表面に二次元シンボルの打刻画像を作成するための打刻データを作成する打刻データ作成手段と
   を有し、
   前記算出手段は、
   前記取得手段で取得した枠のサイズに基づいて、前記枠の幅の値の整数部分を前記セルの横のセル数で除算して横の倍率を取得し、かつ、前記枠の高さの値の整数部分を前記セルの縦のセル数で除算して縦の倍率を取得する手段と、
   前記取得した縦の倍率が横の倍率より小さい場合には、前記枠の幅を前記セルの横のセル数と前記打刻ヘッドで打刻可能な最小の打刻間隔である最小分解能と前記セルのセルサイズとを乗算した値で除算し、前記取得した横の倍率が縦の倍率より小さい場合には、前記枠の高さを前記セルの縦のセル数と前記最小分解能と前記セルのセルサイズとを乗算した値で除算して、前記打刻ヘッドによる打刻間隔が前記最小分解能の何倍となるかを示すステップ数を算出する手段と、
   前記セルの縦のセル数と前記ステップ数と前記セルのセルサイズと前記最小分解能とを乗算して前記画像データの縦のサイズを算出し、かつ、前記セルの横のセル数と前記ステップ数と前記セルのセルサイズと前記最小分解能とを乗算して前記画像データの横のサイズを算出する手段と、
   前記算出したステップ数をインクリメントして、前記算出した縦のサイズより前記枠の高さが大きく、かつ、前記算出した横のサイズより前記枠の幅が大きい条件を満たす最大ステップ数を決定する手段と、
   前記決定した最大ステップ数と前記最小分解能とを乗算した値に基づいて解像度を算出する手段と
   を有する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、さらに、
   前記被加工物の材質を設定する設定手段と
   を有し、
   前記打刻力決定手段は、前記算出手段により算出した解像度および前記設定手段により設定した前記被加工物の材質に基づいて打刻力を決定する
   ことを特徴とする打刻装置。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載の打刻装置において、
   前記打刻力決定手段は、前記算出手段により算出した解像度が、予め設定した閾値より大きい場合には打刻力を小さくし、予め設定した閾値より小さい場合には打刻力を大きくする
   ことを特徴とする打刻装置。
4. 打刻ヘッドを制御して被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、二次元シンボルの打刻画像を作成する打刻方法において、
   二次元シンボルの画像データを入力する入力工程と、
   前記入力工程により入力された二次元シンボルの画像データとともに前記画像データを打刻する際の描画領域を前記画像データの周囲に形成された枠として表示する表示工程と、
   前記表示工程により表示された枠のサイズを変更する変更工程と、
   前記変更工程により変更された枠のサイズを取得する取得工程と、
   前記入力工程により入力された二次元シンボルを構成するセルのセルサイズおよびセル数と、前記取得工程で取得した前記枠のサイズとに基づいて、打刻画像の解像度を算出する算出工程と、
   前記算出工程で算出した解像度に基づいて打刻力を決定する打刻力決定工程と、
   前記画像データおよび前記打刻力決定工程で決定した打刻力に基づいて、打刻ヘッドを制御して前記被加工物の表面に二次元シンボルの打刻画像を作成するための打刻データを作成する打刻データ作成工程と
   を有し、
   前記算出工程は、
   前記取得工程で取得した枠のサイズに基づいて、前記枠の幅の値の整数部分を前記セルの横のセル数で除算して横の倍率を取得し、かつ、前記枠の高さの値の整数部分を前記セルの縦のセル数で除算して縦の倍率を取得し、
   前記取得した縦の倍率が横の倍率より小さい場合には、前記枠の幅を前記セルの横のセル数と前記打刻ヘッドで打刻可能な最小の打刻間隔である最小分解能と前記セルのセルサイズとを乗算した値で除算し、前記取得した横の倍率が縦の倍率より小さい場合には、前記枠の高さを前記セルの縦のセル数と前記最小分解能と前記セルのセルサイズとを乗算した値で除算して、前記打刻ヘッドによる打刻間隔が前記最小分解能の何倍となるかを示すステップ数を算出し、
   前記セルの縦のセル数と前記ステップ数と前記セルのセルサイズと前記最小分解能とを乗算して前記画像データの縦のサイズを算出し、かつ、前記セルの横のセル数と前記ステップ数と前記セルのセルサイズと前記最小分解能とを乗算して前記画像データの横のサイズを算出し、
   前記算出したステップ数をインクリメントして、前記算出した縦のサイズより前記枠の高さが大きく、かつ、前記算出した横のサイズより前記枠の幅が大きい条件を満たす最大ステップ数を決定し、
   前記決定した最大ステップ数と前記最小分解能とを乗算した値に基づいて解像度を算出する
   ことを特徴とする打刻方法。
5. 請求項４に記載の打刻方法において、さらに、
   前記被加工物の材質を設定する設定工程と
   を有し、
   前記打刻力決定工程では、前記算出工程で算出した解像度および前記設定工程で設定した前記被加工物の材質に基づいて打刻力を決定する
   ことを特徴とする打刻方法。
6. 請求項４または５のいずれか１項に記載の打刻方法において、
   前記打刻力決定工程では、前記算出工程で算出した解像度が、予め設定された閾値より大きい場合には打刻力を小さくし、予め設定された閾値より小さい場合には打刻力を大きくする
   ことを特徴とする打刻方法。