(57)【要約】【課題】簡単な装置構成で任意材料の被彫刻媒体を彫刻テーブルに簡単且つ確実に固定できるようにする。【解決手段】彫刻ヘッドに対向配置された彫刻テーブル４０に被彫刻媒体３６を保持し、該被彫刻媒体を、前記彫刻ヘッドに装着されたスタイラスにより彫刻する画像彫刻装置において、前記彫刻テーブル２０が、前記被彫刻媒体を載置する基準面２０Ａと、該基準面に載置された被彫刻媒体３６を上方から挟持するペーパーホルダ３２とを備えていると共に、該ペーパーホルダ３２と前記基準面２０Ａとの間に磁気吸引力を作用させる磁力発生手段２６を備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
彫刻ヘッドに対向配置された彫刻テーブルに被彫刻媒体を保持し、該被彫刻媒体を、前記彫刻ヘッドに装着されたスタイラスにより彫刻する画像彫刻装置において、
前記彫刻テーブルが、前記被彫刻媒体を載置する基準面と、該基準面に載置された被彫刻媒体を上方から挟持するペーパーホルダとを備えていると共に、
該ペーパーホルダと前記基準面との間に磁気吸引力を作用させる磁力発生手段を備えていることを特徴とする画像彫刻装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像彫刻装置、特に顔写真、指紋、サイン等の画像情報を、パスポート等の小冊子、又は卒業証書や表彰状等の単葉シート（紙）等の被彫刻媒体に彫刻する際に、該彫刻媒体を彫刻テーブルに簡易且つ確実に保持することができる画像彫刻装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パスポート等の小冊子状の被彫刻媒体や、紙等からなるシート状やカード状等の被彫刻媒体に画像彫刻を施して偽造防止や美的付加価値の付与に用いられる画像彫刻装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような画像彫刻装置は、画像データを電気信号に変換した画像信号に基づいて微細彫刻を行ない、写真や図形等の画像を媒体上に生成するもので、その外観を図１に示すように彫刻針（スタイラス）を駆動する彫刻ヘッド１００と、被彫刻媒体と彫刻ヘッド１００を相対的に移動させ、スタイラスで被彫刻媒体の表面を微細に削ることにより平面画像を現出させる駆動部とにより構成されている。
【０００４】
このような画像彫刻装置では、パスポート等の小冊子の形態あるいは紙や樹脂シート等の単葉シートの形態を採る被彫刻媒体を、例えばＸ軸駆動機構により移動される彫刻テーブル１０２の基準面上に載置した状態で、横（Ｘ軸）方向に画像長さに応じて往復運動させると共に、Ｙ軸駆動機構１０４及びＺ軸駆動機構（図示せず）によりそれぞれ前後方向及び上下方向の各運動を行なう彫刻ヘッド１００に装着されているスタイラスを画像信号に基づいて振動させることにより、被彫刻媒体の対象面に画像を生成する。
【０００５】
このような画像彫刻を行なう場合、彫刻テーブル１０２に保持されている被彫刻媒体が、スタイラスによる切削抵抗や往復運動による慣性力を受けて位置ずれを起こして画像に歪みが生じたり、薄い被彫刻媒体に皺が発生して破損等を起したりしないようにするためには、被彫刻媒体をテーブルの基準面に対して平坦且つ強固に取り付けることが重要であり、そのために真空ポンプの負圧により被彫刻媒体を彫刻基準面に強固に吸着する方法が採られている。
【０００６】
図２（Ａ）には、このような真空吸着により被彫刻媒体として小冊子を固定して画像彫刻を行なうＸ軸駆動装置を抽出して示す。
【０００７】
このＸ軸駆動装置１１０は、図示しないモータやボールねじ等からなる往復運動機構（Ｘ軸駆動機構）１１２と、該機構に載設され、Ｘ軸方向に往復運動される彫刻テーブル１１４とを備えている。
【０００８】
このＸ軸駆動装置１１０では、図２（Ｂ）に示すパスポート等の小冊子状の被彫刻媒体１１６が上記彫刻テーブル１１４上に位置決め固定される。即ち、小冊子状の被彫刻媒体１１６は、往復運動機構１１２上に載設されている彫刻テーブル１１４の彫刻基準面１１４Ａに被彫刻頁１１６Ａのみを載置し、彫刻テーブル１１４の上面に付設されているＸ、Ｙ方向の位置決めガイド１１８に、被彫刻頁端部１１６Ｂ、１１６Ｃを当接させることにより水平（ＸＹ）方向の位置決めを行なう。
【０００９】
被彫刻頁１１６Ａ以外の残余の頁は一体に折り返して、彫刻テーブル１１４の前端に下方に傾斜して取り付けられているパスポートホルダ１２０に載置され、該ホルダ１２０上の下端側に設置されている２箇所の弾性クリップ１２２により挟持される。
【００１０】
又、彫刻対象頁１１６Ａは、彫刻テーブル１１４の後端側に蝶着された薄板状のペーパーホルダ１２４により上方から覆われ、該ペーパーホルダ１２４の先端の係合部１２４Ａを彫刻テーブル１１４の前端の被係合部１１４Ｂに係合させることにより、カールして浮き上がることが防止されている。
【００１１】
彫刻テーブル１１４の彫刻基準面１１４Ａには被彫刻頁１１６Ａの面積に応じた長方形状に連続した吸引溝１１４Ｃが穿設され、該溝１１４Ｃは真空チューブ１２６に連通する管路１２６Ａに、交差する位置に形成された吸気孔１１４Ｄを介して連通されており、該真空チューブ１２６に連結された真空ポンプ（図示せず）により彫刻対象頁１１６Ａが彫刻基準面１１４Ａに真空吸着され、被彫刻頁１１６Ａの強固な平坦固定が実現されることから、ペーパーホルダ１２４の彫刻用窓１２４Ｂを通して彫刻ヘッド１００により彫刻が可能になっている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−８６９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、彫刻テーブル１１４に対する小冊子等の被彫刻媒体の固定に真空吸着を採用する場合には、真空ポンプと共に電磁弁、圧力スイッチ、フィルタ等の部品により構成される真空回路を設置したり、彫刻テーブル１１４上の吸引溝１１４Ｃや吸気孔１１４Ｄ等の微細加工を実施したり、真空回路を制御するための電気回路やソフトウェアの準備等をしなければならないため、装置構成が複雑且つ高価なものにならざるを得ないという問題があった。
【００１４】
又、真空ポンプ自体が運転時に過大な振動を発生し、彫刻テーブル及び彫刻針（スタイラス）を共振させるために彫刻画像に歪みを生じさせ、鮮明で正確な彫刻画像の生成を阻害するという問題もあった。
【００１５】
又、被彫刻媒体としてパルプ等の原材料で製作された製紙品を用いる場合には、繊維の隙間からの空気の漏洩が完全に防止できないため、真空吸着力が低下する。これを防止するためには、製紙品に樹脂コーティングを施した彫刻専用紙や樹脂製の薄膜シート等の使用が必要となり、彫刻媒体の材質が限定される上に、高価なものにならざるを得ないという問題もあった。
【００１６】
更に、表彰状や卒業証書等に用いられるＡ４サイズ相当の単葉シートの被彫刻媒体を使用する場合、パスポート等の小冊子と同様の保持方式を採用するためには、彫刻テーブルの面積を拡大し、且つ真空ポンプの吸引能力を増大しなければならないことから、装置全体が大型化するという問題もあった。
【００１７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、簡単な装置構成で任意材料の被彫刻媒体を彫刻テーブルに簡単且つ確実に固定することができ、結果として高精度の画像彫刻を実現することができる画像彫刻装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、彫刻ヘッドに対向配置された彫刻テーブルに被彫刻媒体を保持し、該被彫刻媒体を、前記彫刻ヘッドに装着されたスタイラスにより彫刻する画像彫刻装置において、前記彫刻テーブルが、前記被彫刻媒体を載置する基準面と、該基準面に載置された被彫刻媒体を上方から挟持するペーパーホルダとを備えていると共に、該ペーパーホルダと前記基準面との間に磁気吸引力を作用させる磁力発生手段を備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、彫刻テーブルに載置した被彫刻媒体を保持するために、その上方から押え付けるペーパーホルダを、該テーブルに対して、両者間に作用する磁気吸引力により固定するようにしたので、真空回路等の大掛かりな機械構成を用いることなく、被彫刻媒体を彫刻テーブルに確実に保持することが可能となり、しかも取付け、取外しを簡単に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図３は、本発明に係る第１実施形態の画像彫刻装置全体の概要を示す斜視図である。
【００２２】
本実施形態の画像彫刻装置は、入力される画像信号に基づいて振動させ、被彫刻媒体に画像を彫刻するスタイラスが装着されている彫刻ヘッド１０を備えている。
【００２３】
この彫刻ヘッド１０は、その後方に配設されているＺ軸駆動部１２が有するステッピングモータ、タイミングベルト、ボールねじ等の駆動機構により上下動可能に、又、その下に配設されているＹ軸駆動部１４により前後方向の移動が可能になっている。
【００２４】
又、彫刻ヘッド１０の前方にＸ軸駆動装置１６が配設されている。このＸ軸駆動装置１６は、往復運動機構（Ｘ軸駆動部）１８と、該機構１８上に載設され、横方向（Ｘ軸方向）に往復移動（運動）される彫刻テーブル２０とで構成されている。この図３には、彫刻テーブル２０にパスポート等の小冊子状の被彫刻媒体３６が保持固定されている状態が示してある。
【００２５】
図４（Ａ）には、往復運動機構１８に載設されている彫刻テーブル２０を拡大して示す。
【００２６】
前記往復運動機構１８上には、アルミニウム等の非磁性体で製作された彫刻テーブル２０が載設され、該テーブル２０は往復運動機構１８の動作により左右（Ｘ軸）方向に往復運動を行なう。
【００２７】
この彫刻テーブル２０の上面には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のペーパーガイド２２及び弾性を有する第１クリップ２４が設置されている。
【００２８】
彫刻テーブル２０は、裏面の４箇所に嵌穴が設けられ、各穴には永久磁石２６が埋設されている。この彫刻テーブル２０の前端には、パスポートホルダ２８が先端を下方に傾斜させて取り付けられ、該パスポートホルダ２８上には弾性を有する第２クリップ３０が設けられている。
【００２９】
又、彫刻テーブル２０の前記パスポートホルダ２８の取付位置に対向する後端側には、弾性を有する磁性体金属板で形成されたペーパーホルダ３２が蝶着されている。このペーパーホルダ３２の両側先端部には係合部３２Ａが設けられ、これが彫刻テーブル２０の前端部の対応箇所に設けられている被係合部２０Ｂに係合することにより、該ペーパーホルダ２２が固定され、同時に彫刻テーブル２０に埋設されている永久磁石２６がペーパーホルダ３２を被彫刻媒体を載置する彫刻基準面２０Ａに密着させるように磁気吸引する。
【００３０】
以上の構成からなる本実施形態においては、最初にペーパーホルダ３２を上方に持ち上げ、図４（Ａ）に示されているよう彫刻テーブル２０の彫刻基準面２０Ａを露出させる。次に、同図（Ｂ）に示す小冊子状の被彫刻媒体３６の被彫刻頁３６Ａを彫刻基準面２０Ａに密着させ、その先端部３６Ｂを第１クリップ２４により彫刻基準面２０Ａとの間で挟持する。
【００３１】
その際、水平方向に対する被彫刻媒体３６の位置決めは、Ｘ方向、Ｙ方向を規制するペーパーガイド２２に各端部３６Ｂ、３６Ｃを押し当てて行なう。被彫刻頁３６Ａ以外の残余頁は一体に折り返して、パスポートホルダ２８に載せ、その後端部を第２クリップ３０により挟持することにより保持する。
【００３２】
次いで、ペーパーホルダ３２を、被彫刻頁３６Ａに該頁を彫刻基準面２０Ａとの間で挟持するように押し当て、係合部３２Ａをその弾性を用いて被係合部２０Ｂに係合させる。このとき、同時に永久磁石２６が被彫刻頁３６Ａを介してペーパーホルダ３２を磁気吸着することから、該ホルダ３２により被彫刻ページ３６Ａは基準面２０Ａに平坦な状態に押え付けられ、密着した状態で強固に固定される。
【００３３】
被彫刻媒体３６の固定（保持）が完了した後、前記図３に示される画像彫刻装置が始動し、ペーパーホルダ３２の彫刻用窓２２Ｂから露出されている被彫刻頁３６Ａの部位を彫刻針で切削し、画像の生成を行なう。
【００３４】
その際、往復運動機構１８上の彫刻テーブル２０が高速往復運動を行ない、且つ彫刻針が被彫刻頁３６Ａに切削作用による画像の生成を行なうため、被彫刻頁３６Ａは慣性力による位置ずれや、切削抵抗により彫刻基準面２０Ａから離反するといった作用力を受ける。
【００３５】
しかしながら、第１クリップ２４、第２クリップ３０による挟持力及び永久磁石２６のペーパーホルダ３２に対する磁気吸着力の相互作用により、被彫刻媒体３６は上記作用力に抗して彫刻テーブル２０の基準面２０Ａからの位置ずれを起こすことが防止されるため、鮮明で正確な画像彫刻を行なうことが可能となる。
【００３６】
画像彫刻終了後、被彫刻媒体３６は係合部３２Ａの弾性を利用して係合を解除し、ペーパーホルダ３２を解放することにより容易に取外しを行なうことができる。
【００３７】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、小冊子状の被彫刻媒体３６の強固な固定に、真空吸着を用いずに、磁気吸引力及びホルダ３２と彫刻テーブル２０との係合力を用いるようにしたため、真空ポンプ、真空回路等の設置及び彫刻基準面に対する吸引溝や吸気孔の微細加工を必要とせず、装置の構造を単純にできる。
【００３８】
又、被彫刻媒体の保持に真空吸着を用いていないため、吸着力を保持するために空気透過性の無い材料の被彫刻媒体を用いる必要が無く、従って彫刻対象として任意の種類の材質を選択することが可能となる。
【００３９】
図５は、本発明に係る第２実施形態の画像彫刻装置が備えているＸ軸駆動装置を抽出して示す斜視図である。
【００４０】
本実施形態は、Ｘ軸駆動装置１６が、卒業証書や表彰状等の単葉紙（シート）状の被彫刻部材を載置可能な彫刻テーブル４０を備えているようにした以外は、前記第１実施形態と実質的に同一である。
【００４１】
本実施形態の特徴は、図６Ａに示すように、往復運動機構１８に載設されている彫刻テーブル４０が、卒業証書等の大きな面積の被彫刻媒体に対応できるように大型化され、それに応じてペーパーホルダ４２も大型化されている。
【００４２】
この彫刻テーブル４０の上面端部にはペーパーガイド４４及び弾性を有する第１クリップ４６が付設され、又、その裏面には第１実施形態と同様に複数の嵌穴が設けられ、その中に永久磁石２６が埋設されている。
【００４３】
一方、この彫刻テーブル４０は、前端に下方に折り曲げられた紙片保持部（ホルダ）４０Ｂを有し、該紙片保持部４０Ｂの下垂面部には弾性を有する第２クリップ４８が取り付けられている。又、彫刻テーブル４０の紙片保持部４０Ｂの取付位置に対向する後端側には、同様に磁性体金属板で形成されたペーパーホルダ４２が蝶着されている。更に、彫刻テーブル４０の往復運動方向の両側前端部には、被係合駒５０が取り付けられている。ペーパーホルダ４２の先端の係合部４２Ａを該被係合駒５０に係合させることにより、該ペーパーホルダ４２が固定され、同時に彫刻テーブル４０に埋設されている永久磁石２６がペーパーホルダ４２を基準面４０Ａに密着させるよう磁気吸引する。
【００４４】
以上の構成からなる第２実施形態においては、最初にペーパーホルダ４２を上方に持ち上げ、彫刻テーブル４０の彫刻基準面４０Ａを露出させ、次いで図６（Ｂ）に示す単葉紙状の被彫刻部材５２の先端部５２Ａを彫刻基準面４０Ａと第１クリップ４６で挟持する。
【００４５】
その際、被彫刻媒体４６の水平方向に対する位置決めは、第１クリップ４６に先端部５２Ａが突き当たるまで押し込むと共に、ペーパーガイド４４に側端部５２Ｂを押し当てることにより行なう。被彫刻媒体５２の残余部分は円筒状に折り返してカール形状５２Ｃを形成し、彫刻テーブル４０の前端側に形成されている紙片保持部４０Ｂにその円弧外周部が当接するように載置し、カール先端部５２Ｄを第２クリップ４４により挟持する。
【００４６】
次いで、ペーパーホルダ４２を被彫刻媒体５２の上方より基準面４０Ａに密着させて挟持するように押し当て、係合部４２Ａをその弾性を用いて被係合駒５０に係合させる。その際、永久磁石２６が被彫刻媒体５２を介してペーパーホルダ４２を磁気吸着し、被彫刻部５２Ｅは基準面４０Ａに平坦に密着した状態で、強固に固定される。
【００４７】
このように単葉紙状の被彫刻媒体５２を固定することにより、彫刻時に高速往復運動を行なうことにより生じる風圧により扇動を起こすような場合でも、カール形状５２Ｃを形成して円筒状にしてあるために、紙片の剛性を増大させた上に、空気抵抗を受け難くすることができることから、安定した画像彫刻を実現することができる。
【００４８】
以上詳述した本実施形態によれば、単葉紙状の被彫刻媒体を使用する場合、円筒状にカールさせるため、彫刻テーブルの基準面を被彫刻媒体全体に及ぶ大規模なものにする必要がなく、小型軽量化が可能となる。
【００４９】
又、同様に被彫刻媒体を円筒状にカールさせるため、彫刻時の往復運動による風圧に起因する扇動を防止することができるため、安定した画像彫刻を実現できる。
【００５０】
なお、ペーパーホルダ３２の蝶着位置は、前記図４、図６に示したものに限定されず、彫刻テーブル２０の四辺のいずれの位置でもよく、又Ｘ軸方向に２分割する等により分割して、対向位置で開閉できるようにしてもよい。
【００５１】
又、永久磁石２６は、彫刻テーブル２０の嵌穴に取り付ける代わりに、彫刻テーブル４０全体を永久磁石で製作してもよい。又、磁力発生には電磁石を用いてもよい。
【００５２】
又、位置決め用のペーパーガイド２２は、部品として彫刻テーブル２０の表面に取り付ける代わりに、刻印あるいは印刷等の小冊子の取付けの案内となる目印を設けてもよい。
【００５３】
又、前記実施形態では、ペーパーホルダが彫刻テーブルに蝶着されている場合を説明したが、これに限定されず、例えば彫刻テーブルの基準面上に単に載置するものであってもよい。又、ペーパーホルダは板状の形状に限らず、テープ状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来の画像彫刻装置の概要を示す平面図
【図２】従来の彫刻テーブルの特徴を示す斜視図
【図３】第１実施形態の画像彫刻装置全体の概要を示す斜視図
【図４】第１実施形態の彫刻テーブルの特徴を示す斜視図
【図５】第２実施形態の画像彫刻装置の要部を示す斜視図
【図６】第２実施形態の彫刻テーブルの特徴を示す斜視図
【符号の説明】
【００５５】
１０…彫刻ヘッド
１２…Ｚ軸駆動部
１４…Ｙ軸駆動部
１６…Ｘ軸駆動装置
１８…往復運動機構（Ｘ軸駆動部）
２０、４０…彫刻テーブル
２２、４４…ペーパーガイド
２４…第１クリップ
２６…永久磁石
２８…パスポートホルダ
３０…第２クリップ
３２、４２…ペーパーホルダ
３６…被彫刻媒体（小冊子状）
４６…第１クリップ
４８…第２クリップ
５２…被彫刻媒体（単葉紙状）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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