(57)【要約】【課題】ロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質処理に掛かる時間をできる限り短縮することを目的とし、できれば同一先端面における表面粗さRaだけでなく、上杵又は下杵それぞれの先端面の表面粗さRaを均一にする。【解決手段】レーザー３の照射により形成される平坦な照射痕を先端面全域に並べて前記先端面を平滑化したロータリプレスに用いる上杵又は下杵１であり、照射位置をずらしながらレーザー３を上杵又は下杵の先端面全域に照射し、前記レーザーの照射により形成される平坦な照射痕を並べて、前記先端面を平滑化する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーの照射により形成される平坦な照射痕を先端面全域に並べて前記先端面を平滑化したロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項２】
先端面は、照射及び停止を繰り返すレーザーの間欠照射により形成される平坦な照射痕を並べる請求項１記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項３】
先端面は、隣り合う照射痕を重なり合うように並べた請求項１又は２いずれか記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項４】
先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成した請求項１〜３いずれか記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項５】
照射位置をずらしながらレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に照射し、前記レーザーの照射により形成される平坦な照射痕を並べて前記先端面を平滑化するロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【請求項６】
レーザーは、照射毎に照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを間欠照射する請求項５記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【請求項７】
レーザーは、隣り合う照射痕が重なり合うように照射位置をずらす請求項５又は６いずれか記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【請求項８】
先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成する請求項５〜７いずれか記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリプレスに用いる上杵又は下杵と、前記上杵又は下杵の先端面の改質方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリプレス（回転圧縮成形機、打錠機とも呼ばれる）は、上下に貫通する孔を開口した臼の前記孔の下方から下杵を挿入し、臼の孔及び下杵先端面に囲まれた空間に粉体を収め、前記孔の上下から上杵及び下杵を押し込むことにより、粉体を臼の孔の内周面と、上杵及び下杵それぞれの先端面とに囲まれた形状に圧縮成形する。このとき、上杵及び下杵の先端面に押し付けられた粉体が付着し、圧縮成形された製品（例えば薬の錠剤）に欠損を生じさせることがある。このため、上杵及び下杵の先端面は、粉体の付着を抑制又は防止するため、表面粗さRaを小さくする表面改質が施される。
【０００３】
特許文献１は、上杵又は下杵を構成する金属を特定組成のNi-Cr-Al系合金とすることにより先端面の硬度差のバラツキを抑え、研磨処理による先端面の平滑度の向上を図る上杵又は下杵の先端面の改質方法を開示する（特許文献１・［請求項１］ほか）。具体的な研磨処理として、ダイヤモンド砥石を使った研磨、例えばポリッシング研磨加工を挙げる（特許文献１・［0051］）。特許文献１が開示する改質方法は、上杵又は下杵を新しく製造する場合における上杵又は下杵の先端面の改質方法である。
【０００４】
これに対し、特許文献２は、上杵又は下杵のリサイクルを前提に、微粒子を圧縮空気に混合して上杵又は下杵の先端面（打錠成形面）に吹き付ける上杵又は下杵の先端面の改質方法を開示する（特許文献２・［請求項１］）。特許文献２が開示するショットブラスト処理は、上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaを小さくする＝先端面の平滑度を上げて粉体の付着を抑制又は防止することから、特許文献１同様、を新しく製造する場合における上杵又は下杵の先端面の改質方法としても利用できる。
【０００５】
特許文献２が開示する上杵又は下杵の先端面の改質方法は、ショットブラスト処理後、上杵又は下杵の先端面の耐磨耗性や耐食性を高めるため、真空蒸着、スパッタリング、電気メッキ又は化学メッキ等によるクロム又はチタンを含む薄膜、具体的にはPVD処理による窒化クロムの被膜を先端面に形成する（特許文献２・［請求項５］［0009］）。更に、金属薄膜を異種金属の二層構造とすることにより、下層の金属薄膜が露出する状態を目視した場合に上杵又は下杵の先端面の使用寿命を的確かつ容易に把握できるとしている（特許文献２・［0010］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2011-068961号公報
【特許文献２】特開2004-009175号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
金属薄膜を形成するとしても、上杵又は下杵の先端面の平滑度は、金属皮膜形成前の研磨処理又はショットブラスト処理による表面粗さRaの改善程度に依存する。特許文献１が開示する研磨処理は、上杵又は下杵を特定のNi-Cr-Al系合金とすることにより、表面粗さRaを小さくするから、他の合金を素材とした上杵又は下杵では表面粗さRaを十分小さくできないかもしれない。また、特許文献２が開示するショットブラスト処理は、上杵又は下杵の素材を問わないが、次のような問題がある。
【０００８】
ショットブラスト処理は、30秒〜45秒で終えることができるものの、前後のマスキング付与及び除去や処理後の上杵又は下杵の洗浄等、付随処理に時間が掛かり、結果として上杵又は下杵１本当たりに要する処理時間が長い問題がある。マスキングは、先端面以外がショットブラスト処理されることを防止する手段として必須であり、当然ショットブラスト処理後に除去が必要になる。また、先端面に微粒子が残存しないように、十分に洗浄する必要がある。こうした付随する処理は、10分〜15分掛かる。
【０００９】
また、ショットブラスト処理は、先端面に微少な凹凸を多数形成することにより、結果として表面粗さRaを小さくするが、吹き付ける微粒子を１個ずつ制御できるわけではないため、前記先端面を均一な凹凸で埋めることができず、同一先端面においても表面粗さRaにバラツキが生ずるし、上杵又は下杵それぞれの先端面も表面粗さRaにバラツキを生ずる。これが、ショットブラスト処理による先端面の平滑度にバラツキを与え、やはり粉体の付着を招く上杵又は下杵の発生を許してしまっていた。
【００１０】
上杵及び下杵は、ロータリプレス１基当たり数10本あり、１本当たり15分以上も改質処理に時間を要するとなれば、生産性に劣り、上杵又は下杵の単価を高くしかねない。そこで、ロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質処理に掛かる時間をできる限り短縮することを目的とし、できれば同一先端面における表面粗さRaだけでなく、上杵又は下杵それぞれの先端面の表面粗さRaを均一にすることとして、研磨処理又はショットブラスト処理に代わる上杵又は下杵の先端面の改質方法について検討した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
検討の結果開発したものが、レーザーの照射により形成される平坦な照射痕を先端面全域に並べて前記先端面を平滑化したロータリプレスに用いる上杵又は下杵である。先端面に照射されたレーザーは、先端面における照射位置を瞬間的に溶融し、前記照射位置の範囲にあるバリを小さく又は消失させたり、凹凸を均して小さくしたりして、前記照射位置の範囲で平坦な照射痕を形成する。また、レーザーによる照射痕は、複数あっても均一に形成される。こうして、本発明の上杵又は下杵は、均一に平坦な照射痕を全域に並べることにより、表面粗さRaが小さい、すなわち平滑化された先端面を実現する。
【００１２】
レーザーは、連続照射又は間欠照射される。連続照射とは、照射位置をずらす間もレーザーを照射し続ける照射態様を意味する。この場合、先端面は、正面から見て左右方向（又は上下方向）に横断（又は縦断）して連続する線状の照射痕を上下方向（又は左右方向）に並べる。これに対し、間欠照射は、少なくとも照射位置をずらす間はレーザーの照射を停止する照射態様で、更に同一照射位置に留まる時間を照射時間と停止時間とに分ける照射態様を含む。この場合、先端面は、照射及び停止を繰り返すレーザーの間欠照射により形成される平坦な照射痕を並べる。間欠照射されるレーザーは、照射及び停止を繰り返すため、先端面の表層のみを溶融し、平坦な照射痕を形成する。
【００１３】
先端面は、隣り合う照射痕を重なり合うように並べるとよい。断面円形の光線であるレーザーが連続照射される場合、照射痕の延在方向に延びる一対の凸条が形成される。前記凸条は、断面が滑らかであるが、小さいほど好ましい。このため、前後又は左右に隣り合う２条の照射痕を互いに重なり合わせると、先に形成された照射痕の凸条が後から形成される照射痕に再溶融され、平坦化される。この場合、先端面は、並ぶ照射痕に隙間無く埋められ、また先に形成された照射痕の凸条が重ねて照射されるレーザーにより再溶融されて消失していくので、全体が均一に平坦化される。
【００１４】
また、断面円形の光線であるレーザーが間欠照射される場合、照射痕を囲む円環状の凸条が形成される。前記凸条は、断面が滑らかであるが、小さいほど好ましい。このため、例えば前後左右に隣り合う４つの照射痕を互いに重なり合わせると、先に形成された照射痕の凸条の一部が後から形成される照射痕に再溶融され、平坦化される。この場合、先端面は、隣り合う４つの照射痕を重ねることにより、レーザーが照射されない隙間がなくなるほか、先に形成された照射痕の凸条が重ねて照射されるレーザーにより再溶融されて消失していくので、全体が均一に平坦化される。
【００１５】
こうして、レーザーによる照射痕が並べられた先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成するとよい。先端面は、全域に照射痕を並べて平坦化された上に金属皮膜で覆うことから、高い平滑度を実現できる。金属皮膜は、上杵又は下杵に使用された従来構成、例えば真空蒸着、スパッタリング、電気メッキ又は化学メッキ、PVD又はCVDにより形成されるクロム薄膜（特に窒化クロム薄膜）やチタン薄膜を挙げることができる（特許文献２・［0009］参照）。
【００１６】
本発明のロータリプレスに用いる上杵又は下杵は、照射位置をずらしながらレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に照射し、前記レーザーの照射により形成される平坦な照射痕を並べて前記先端面を平滑化する先端面の改質方法により、製造される。レーザーの照射位置を連続的にずらせば連続照射、断続的にずらせば間欠照射となるが、本発明の改質方法に使用するレーザーは、照射毎に照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを間欠照射が好ましい。断面円形の光線であるレーザーを間欠照射すれば、平面視円形又は俵形である上杵又は下杵の先端面を平面視円形の照射痕で先端面を埋め尽くして、全体を均一に平坦化できる。
【００１７】
また、本発明の改質方法に使用するレーザーは、隣り合う照射痕が重なり合うように照射位置をずらすことにより、先に形成された照射痕の凸条が後から照射されるレーザーによって再溶融し、上杵又は下杵の先端面の平坦度を高めることができる。そして、先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成することにより、更に表面粗さRaの小さな平滑面とすることができる。照射痕を並べた上杵又は下杵の先端面は、照射痕の範囲内で十分に表面粗さRaを小さくするが、前記照射痕を囲む凸条が再溶融して残る不陸だけとなる。金属皮膜は、再溶融した凸条による不陸をなくし、上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaを更に小さくする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を適用したロータリプレスに用いる上杵又は下杵は、研磨処理やショットブラスト処理に代えて、レーザーの照射により形成される平坦な照射痕を先端面全域に並べることにより、前記先端面を平滑化する。レーザーは、一定の出力を容易に維持でき、形成される照射痕にバラツキがない。このため、照射されたレーザーの照射痕を並べた上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaはバラツキがなく、従来に比べて上杵又は下杵の品質を向上させることができる。
【００１９】
照射及び停止を繰り返すレーザーを先端面に間欠照射した上杵又は下杵は、上杵又は下杵の先端面の表層のみを溶融、平坦化し、表面粗さRaを先端面全域にわたって均一に小さくできるほか、例えば処理前の先端面の表面粗さRaのバラツキに応じて照射毎の出力を変え、全域にわたって形成される照射後の深さを均一にできる。これにより、処理前の先端面の表面粗さRaのバラツキに左右されずに前記先端面を一様に平滑化でき、従来に比べて上杵又は下杵の品質を向上させることができる。
【００２０】
隣り合う照射痕を重なり合うように先端面に並べた上杵又は下杵は、前記照射痕の輪郭として形成される凸条を小さく又はなくすことにより、先端面の表面粗さRaを更に小さくする。同様に、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を先端面に形成した上杵又は下杵は、照射痕を重ね合わせても残存する先端面の不陸をなくし、前記先端面の表面粗さRaを更に小さくする。このように、本発明を適用したロータリプレスに用いる上杵又は下杵は、先端面の表面粗さRaを小さくできる。
【００２１】
本発明のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法は、照射位置をずらしながらレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に照射するため、前記レーザーが先端面全域を移動するだけの時間しか掛からず、前処理（例えばマスキング付与）及び後処理（例えばマスキング除去、洗浄処理）が必要なく、上杵又は下杵１本当たりに要する処理時間を大幅に短縮できる。これは、上杵又は下杵の生産性を向上させ、新製又はリサイクル費用を低減する効果をもたらす。
【００２２】
レーザーは、照射毎に照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを間欠照射することで、上杵又は下杵の先端面の表層のみを溶融、平坦化し、表面粗さRaを先端面全域にわたって均一に小さくできるほか、例えば処理前の先端面の表面粗さRaのバラツキに応じて照射毎の出力を変え、全域にわたって形成される照射後の深さを均一にできる。こうした部分的に改質処理の程度を変更できる点は、従来の研磨処理又はショットブラスト処理ではできない本発明の特有の効果である。
【００２３】
レーザーは、隣り合う照射痕が重なり合うように照射位置をずらすことで、照射痕の輪郭として形成される凸条を小さく又はなくすことができ、上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaを更に小さくできる。こうした微少な照射位置＝平坦化する部位の調整ができるのも、レーザーを用いた改質方法の特徴である。これは、上杵又は下杵を新製する場合はもちろん、上杵又は下杵をリサイクルする場合、先端面の必要な部分のみにレーザーを照射することにより、処理時間及び処理費用を低減し、より平滑度の高い先端面を形成できる効果をもたらす。
【００２４】
先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成することにより、照射痕が形成する平坦面の不陸や残存する凸条を前記金属皮膜が覆い隠し、上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaを更に高めることができる。研磨処理又はショットブラスト処理した上杵又は下杵の先端面に金属皮膜を形成することは従来も見られるが、本発明の改質方法は、前記研磨処理又はショットブラスト処理よりも表面粗さRaを小さくして金属皮膜を形成できるので、前記先端面の平滑度を従来より高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の改質方法を適用する下杵の一例を表す斜視図である。
【図２】本例の下杵の先面を表す平面図である。
【図３】本例の下杵の先面を表す部分断面図である。
【図４】本例の改質方法に用いるレーザー照射装置の一例を表す側面図である。
【図５】下杵の先端面にレーザーを照射している状態を表す図２相当平面図である。
【図６】下杵の先端面にレーザーを照射している状態を表す図３相当部分断面図である。
【図７】レーザーの照射痕が並んだ下杵の先端面を表す部分拡大平面図である。
【図８】レーザーの照射痕が並んだ下杵の先端面を表す部分拡大断面図である。
【図９】下杵の先端面を金属皮膜で覆った状態を表す図２相当平面図である。
【図１０】下杵の先端面を金属皮膜で覆った状態を表す図８相当部分拡大断面図である
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明は、ロータリプレスの上杵又は下杵１に適用される。そこで、代表として下杵１を例に挙げて説明する。下杵１は、図１〜図３に見られるように、全体が金属製の一体部材で、断面円形の杵本体13の上方に縮径して延在させた端部に、臼（図示略）に挿入する先端部12を設け、前記先端部12の上面に平面視円形の凹球面である先端面11を形成している（図２及び図３参照）。下杵１は、杵本体13の下端に設けられたヘッド14をロータリプレスの回転ローラ（図示略）に押し上げられて、前記先端部12を臼に挿入する。
【００２７】
レーザーは、位置固定された下杵１の延在方向（先端面11及びヘッド14を結ぶ方向）から先端面11から先端面11に照射されればよく、位置固定される下杵１の向きは自由である。本発明に使用されるレーザー照射装置２は、例えば図４に見られるように、レーザーの波長、出力、連続照射か間欠照射か、間欠照射の場合の照射時間又はデューティ比等を設定する制御部21と、前記制御部21による設定に従ってレーザーを鉛直方向に照射する照射部22とから構成される。下杵１は、前記照射部22から鉛直方向に照射されるレーザーに先端面11を対向させて、固定治具23により上向きに位置固定される。
【００２８】
レーザー照射装置が照射するレーザー３は、例えばYbファイバーレーザーで、出力が2.5W〜50W、直径10μm〜100μmの円形照射範囲である。レーザー３は、連続照射の場合、照射を止めることなく前記円形照射範囲をずらす事により、直線状又は曲線状の照射痕を形成する。また、レーザー３は、間欠照射の場合、円形照射範囲をずらす際に照射を止めて、重なって並ぶ多数の円形の照射痕31を形成する（後掲図７参照）。円形照射範囲は、基本的にレーザーの照射方向を平行移動又は傾斜させてずらす。
【００２９】
固定治具23は、下杵１の先端面11をレーザー３に対向させる姿勢（本例では直立姿勢）に保持できれば構造又は構成を問わない。下杵１を直立姿勢に保持する本例の場合、固定治具23は、下杵１の杵本体13に接する側面を有する断面三角形の縦溝を設けた一対のブロックが考えられる。前記ブロックから構成される固定治具23は、対向する縦溝の間に下杵１を挟み、先端面11を上方に向けた直立姿勢に前記下杵１を保持する。固定治具23への下杵１の着脱は、作業者によってもよいし、ロボットや専用の搬入及び搬出装置を利用してもよい。
【００３０】
レーザーは、図５及び図６に見られるように、隣り合う照射痕31が互いに重なるように、下杵１の先端面11を左右に横断する照射軌道上をずらして並べ、先に形成した照射痕31の並びと痕から形成する照射痕31の並びとが重なるように前記照射軌道をずらして、再び隣り合う照射痕31が互いに重なるように並べていく。本例の下杵１は、先端面11が凹球面で、外周縁部に細い平坦な円環状面を設けた構成であり、前記凹球面及び円環状面すべてに前記照射痕31が形成される。レーザーは高速に照射方向を切り換えて照射痕31を並べていくため、数秒程度で改質処理を終えることができる。
【００３１】
照射痕31は、図７及び図８（図８中、照射痕31の範囲を両矢印で図示）に見られるように、平坦面311を凸条312が囲む直径数10μmの平面視円形である。下杵１の先端面11は、レーザーの照射前が粗雑面111である（図８中右半分参照）。粗雑面111にレーザーが照射されると、前記レーザーの熱により表層の金属が瞬間的に溶融され、重力に従って平滑化された後に固化し、平坦面311を形成する。また、レーザーの圧力によって、溶かされた金属の一部が半径外向きに寄せ集められて凸条312を形成する。
【００３２】
こうして重なるように照射痕31が並べられた先端面11の表面粗さRaは、平坦面311よりも、凸条312の形状及び数に左右される。しかし、凸条312は、改質処理前の粗雑面111の起伏に比べても小さい上、溶融した金属が寄せ集められて固化したものなので、比較的表面は滑らかである。また、本例のように照射痕31を互いに重ねることにより、先に形成された凸条312は、後から照射されるレーザーによって再溶融され、低い凸条313になる。これにより、本例のように照射痕31を重ねながら並べた場合、改質処理後の先端面11の表面粗さRaは0.2以下に抑えられる。
【００３３】
実際の改質処理では、図９及び図10に見られるように、照射痕31を並べた先端面11を更に金属皮膜112で覆う。金属皮膜112の厚みは、凸条312の10倍以上（数μm程度）で、例えばハードクロムメッキ（HCr）が５μm、窒化クロムコーティング（CrN）が３μm〜５μmである。このため、照射痕31の凸条312は金属皮膜312に覆われてしまい、前記凸条312による凹凸は問題にならない。レーザーの照射により形成される凸条312は、上述の通り、表面が滑らかであるため、メッキやPVD又はCVD等による金属皮膜112の成長に偏りをもたらさず、結果として、前記金属皮膜112表面の表面粗さRaを抑制する働きを有する。
【００３４】
本発明による下杵１の改質手順は、次の通りである。まず、レーザー照射装置２（図４参照）のレーザー照射部22直下に、固定治具23に保持された下杵１を、先端部12を上にして位置固定する。本例は、手作業による改質処理を想定しているため、下杵１を固定治具23に保持させているが、例えば自動化を進め、コンベア等で移動してくる多数の下杵１を１本又は複数本単位でロボットアームに保持させ、前記ロボットアームが先端部12を上にする姿勢で下杵１を１本ずつレーザー照射部22下方に移動させてくるようにしてもよい。下杵１を複数単位で保持したロボットアームは、未処理の下杵１にレーザーを照射する場合、平行移動すればよい。
【００３５】
次に、レーザー３の焦点距離を調整するため、例えば前記レーザー照射口に設けた赤外線測距センサにより、自動的にレーザー照射口又は固定治具23を昇降させる。レーザー照射口は、付設した昇降機構（ボールネジ機構やラックピニオン機構等）により昇降させるとよい。また、固定治具23は、固定治具23を載置するテーブルに前記昇降機構を設け、前記テーブルの昇降により昇降させるとよい。レーザー３の焦点距離は、下杵１が変わる度に調整した方がより好ましいが、固定治具23の載置位置やロボットアームの移動位置が特定され、また位置ずれが生じない場合、初回のみ調整し、その後の調整を省略することもできる。
【００３６】
レーザー３の照射処理は、例えば直径が8.5mmである下杵１の先端面11に対し、照射範囲の移動速度が1250mm/sec、周期30μsecの間欠照射で、直径70μmの照射痕31の凸条（周縁）312を１/４（90度周長）の範囲で重ねながら並べる場合（図７参照）、７秒弱で終わる。そして、レーザー３の照射を終えた下杵１は、先端面11を洗浄する。本発明の改質方法は、サンドブラスト処理のように、下杵１の先端面11に何か付着させる虞がなく、例えばアルコールを塗布したペーパーウェスで下杵１の先端面11を拭き取る程度の簡易な洗浄で済ませることができる。ペーパーウェスは、作業者の手による拭き取りだけでなく、自動化したロボットアームにより拭取操作させてもよい。
【００３７】
最後に、洗浄を終えた下杵１の先端面11を検査して、基本的な改質処理を終了する。実際の製品においては、更にメッキ装置、PVD装置又はCVD装置により、照射痕31が並んだ先端面11に金属皮膜112を形成するまでが改質処理となる。既述したように、本発明は、下杵１を１本ずつ手作業で改質処理する場合はもちろん、ロボットアーム等を用いて複数の下杵１をバッチ処理で改質処理したり、このほか複数の下杵１が流れる処理ライン上にレーザー照射装置２を設置し、オンライン処理で改質処理したりすることができ、従来のサンドブラスト処理による改質処理に比べて生産性が高い点に特徴がある。
【００３８】
サンドブラスト処理による改質処理は、下杵１を処理装置に設置し、マスキング（事前処理）、サンドブラスト、マスキング除去及びエアブロー（事後処理）、洗浄及び検査までの一連の処理に要する時間が20分程度である（下杵１の搬入及び搬出等に要する時間を除く）。これに対し、本発明のレーザー照射による改質処理は、レーザーの焦点調整（事前処理）、レーザー照射、洗浄（事後処理）及び検査までの一連の処理に要する時間が10分程度である（下杵１の搬入及び搬出等に要する時間を除く）。サンドブラスト処理による改質処理は、本発明に比べて事前処理及び事後処理に要する時間が長い。
【００３９】
このように、本発明によれば、下杵１の改質処理に要する時間が半分に短縮される。これは、生産性の高い改質処理であることを意味する。処理時間が半分になることは、改質処理量が増えるのみならず、改質処理に要するコストも低減できることになる。また、本発明の改質方法は、レーザー照射を終えた下杵１の先端面11の表面粗さRaを0.2以下とし、残る凸条312も表面が滑らかであるため、金属皮膜112の厚みも均一かつ表面を滑らかに形成できることから、従来に比べても改質後の先端面の平滑度が高く、品質を向上させる効果もある。
【符号の説明】
【００４０】
１  下杵
11  先端面
111  粗雑面
112  金属皮膜
12  先端部
13  杵本体
14  ヘッド
２  レーザー照射装置
21  制御部
22  照射部
23  固定治具
３  レーザー
31  照射痕
311  平坦面
312  凸条
313  溶融された凸条
【図１】
2015100804.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015100804.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015100804.tif 000008
【図７】
2015100804.tif 000009
【図８】
2015100804.tif 000010
【図９】
2015100804.tif 000011
【図１０】
2015100804.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月27日(2014.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射及び停止を繰り返してレーザーを間欠照射して先端面の表層のみを溶融することにより形成される平坦な照射痕を前記先端面全域に並べて前記先端面を平滑化したロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項２】
先端面は、隣り合う照射痕を重なり合うように並べた請求項１記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項３】
先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成した請求項１又は２いずれか記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項４】
照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に間欠照射し、前記レーザーを照射して先端面の表層のみを溶融することにより形成される平坦な照射痕を並べて前記先端面を平滑化するロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【請求項５】
レーザーは、隣り合う照射痕が重なり合うように照射位置をずらす請求項４記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【請求項６】
先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成する請求項４又は５いずれか記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
検討の結果開発したものが、照射及び停止を繰り返してレーザーを間欠照射して先端面の表層のみを溶融することにより形成される平坦な照射痕を前記先端面全域に並べて前記先端面を平滑化したロータリプレスに用いる上杵又は下杵である。先端面に照射されたレーザーは、先端面における照射位置を瞬間的に溶融し、前記照射位置の範囲にあるバリを小さく又は消失させたり、凹凸を均して小さくしたりして、前記照射位置の範囲で平坦な照射痕を形成する。また、レーザーによる照射痕は、複数あっても均一に形成される。こうして、本発明の上杵又は下杵は、均一に平坦な照射痕を全域に並べることにより、表面粗さRaが小さい、すなわち平滑化された先端面を実現する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
レーザーは、間欠照射される。ここで、連続照射とは、照射位置をずらす間もレーザーを照射し続ける照射態様を意味する。この場合、先端面は、正面から見て左右方向（又は上下方向）に横断（又は縦断）して連続する線状の照射痕を上下方向（又は左右方向）に並べる。これに対し、間欠照射は、少なくとも照射位置をずらす間はレーザーの照射を停止する照射態様で、更に同一照射位置に留まる時間を照射時間と停止時間とに分ける照射態様を含む。この場合、先端面は、照射及び停止を繰り返すレーザーの間欠照射により形成される平坦な照射痕を並べる。間欠照射されるレーザーは、照射及び停止を繰り返すため、先端面の表層のみを溶融し、平坦な照射痕を形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
断面円形の光線であるレーザーが間欠照射される場合、照射痕を囲む円環状の凸条が形成される。前記凸条は、断面が滑らかであるが、小さいほど好ましい。このため、例えば前後左右に隣り合う４つの照射痕を互いに重なり合わせると、先に形成された照射痕の凸条の一部が後から形成される照射痕に再溶融され、平坦化される。この場合、先端面は、隣り合う４つの照射痕を重ねることにより、レーザーが照射されない隙間がなくなるほか、先に形成された照射痕の凸条が重ねて照射されるレーザーにより再溶融されて消失していくので、全体が均一に平坦化される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明のロータリプレスに用いる上杵又は下杵は、照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に間欠照射し、前記レーザーを照射して先端面の表層のみを溶融することにより形成される平坦な照射痕を並べて前記先端面を平滑化する先端面の改質方法により、製造される。レーザーの照射位置を連続的にずらせば連続照射、断続的にずらせば間欠照射となるが、本発明の改質方法に使用するレーザーは、照射毎に照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを間欠照射としている。断面円形の光線であるレーザーを間欠照射すれば、平面視円形又は俵形である上杵又は下杵の先端面を平面視円形の照射痕で先端面を埋め尽くして、全体を均一に平坦化できる。
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月10日(2014.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射及び停止を繰り返してレーザーを間欠照射し、先端面の表層のみを溶融して形成される平坦面を凸条が囲んだ照射痕を前記先端面全域に並べ、前記先端面全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成したロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項２】
先端面は、隣り合う照射痕を重なり合うように並べた請求項１記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵。
【請求項３】
照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に間欠照射し、前記レーザーを照射して先端面の表層のみを溶融して形成される平坦面を凸条が囲んだ照射痕を前記先端面全域に並べ、前記先端面全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成するロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【請求項４】
レーザーは、隣り合う照射痕が重なり合うように照射位置をずらす請求項３記載のロータリプレスに用いる上杵又は下杵の先端面の改質方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
検討の結果開発したものが、照射及び停止を繰り返してレーザーを間欠照射し、先端面の表層のみを溶融して形成される平坦面を凸条が囲んだ照射痕を前記先端面全域に並べ、前記先端面全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成したロータリプレスに用いる上杵又は下杵である。先端面に照射されたレーザーは、先端面における照射位置を瞬間的に溶融し、前記照射位置の範囲にあるバリを小さく又は消失させたり、凹凸を均して小さくしたりして、前記照射位置の範囲で平坦面を凸条が囲んだ照射痕を形成する。また、レーザーによる照射痕は、複数あっても均一に形成される。こうして、本発明の上杵又は下杵は、均一に平坦面を凸条が囲んだ照射痕を全域に並べることにより、表面粗さRaが小さい、すなわち平滑化された先端面を実現する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
レーザーは、間欠照射される。ここで、連続照射とは、照射位置をずらす間もレーザーを照射し続ける照射態様を意味する。この場合、先端面は、正面から見て左右方向（又は上下方向）に横断（又は縦断）して連続する線状の照射痕を上下方向（又は左右方向）に並べる。これに対し、間欠照射は、少なくとも照射位置をずらす間はレーザーの照射を停止する照射態様で、更に同一照射位置に留まる時間を照射時間と停止時間とに分ける照射態様を含む。この場合、先端面は、照射及び停止を繰り返すレーザーの間欠照射により形成される平坦面を凸条が囲んだ照射痕を並べる。間欠照射されるレーザーは、照射及び停止を繰り返すため、先端面の表層のみを溶融し、平坦面を凸条が囲んだ照射痕を形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
断面円形の光線であるレーザーが間欠照射される場合、照射痕の平坦面を囲む円環状の凸条が形成される。前記凸条は、断面が滑らかであるが、小さいほど好ましい。このため、例えば前後左右に隣り合う４つの照射痕を互いに重なり合わせると、先に形成された照射痕の凸条の一部が後から形成される照射痕に再溶融され、平坦化される。この場合、先端面は、隣り合う４つの照射痕を重ねることにより、レーザーが照射されない隙間がなくなるほか、先に形成された照射痕の凸条が重ねて照射されるレーザーにより再溶融されて消失していくので、全体が均一に平坦化される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明のロータリプレスに用いる上杵又は下杵は、照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを上杵又は下杵の先端面全域に間欠照射し、前記レーザーを照射して先端面の表層のみを溶融して形成される平坦面を凸条が囲んだ照射痕を前記先端面全域に並べ、前記先端面全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成する先端面の改質方法により、製造される。レーザーの照射位置を連続的にずらせば連続照射、断続的にずらせば間欠照射となるが、本発明の改質方法に使用するレーザーは、照射毎に照射位置をずらしながら照射及び停止を繰り返すレーザーを間欠照射としている。断面円形の光線であるレーザーを間欠照射すれば、平面視円形又は俵形である上杵又は下杵の先端面を平面視円形の照射痕で先端面を埋め尽くして、全体を均一に平坦化できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明の改質方法に使用するレーザーは、隣り合う照射痕が重なり合うように照射位置をずらすことにより、先に形成された照射痕の凸条が後から照射されるレーザーによって再溶融し、上杵又は下杵の先端面の平坦度を高めることができる。そして、先端面は、全域に並べた照射痕を覆い隠すように金属皮膜を形成することにより、更に表面粗さRaの小さな平滑面とすることができる。照射痕を並べた上杵又は下杵の先端面は、照射痕の範囲内で十分に表面粗さRaを小さくするが、前記平坦面を囲む凸条が再溶融して残る不陸だけとなる。金属皮膜は、再溶融した凸条による不陸をなくし、上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaを更に小さくする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明を適用したロータリプレスに用いる上杵又は下杵は、研磨処理やショットブラスト処理に代えて、レーザーの照射により形成される平坦面を凸条が囲んだ照射痕を先端面全域に並べることにより、前記先端面を平滑化する。レーザーは、一定の出力を容易に維持でき、形成される照射痕にバラツキがない。このため、照射されたレーザーの照射痕を並べた上杵又は下杵の先端面の表面粗さRaはバラツキがなく、従来に比べて上杵又は下杵の品質を向上させることができる。