(57)【要約】【課題】例えば、眼鏡等の湾曲面を有する透明の硬質板に刻印するにあたり、個々の外周形状に倣った刻印データをもって、透明な面に正確に配列して、しかも湾曲面に均一な刻印ができるようにする。【解決手段】刻印装置を、刻印制御部１と、これとの間でデータの入力や加工などを行うコンピュータ２と、眼鏡等の曲面硬質板を備えた被加工物４を所望の姿勢で固定する固定具３と、被加工物４を一時的に非透明化する非透明化手段５とから構成し、刻印制御部１に、刻印ヘッド１１と形状読み取りヘッド１２を設ける。被加工物４を固定具３で所定の姿勢で固定し、形状読み取りヘッド１２で被加工物４の外周形状を読み取り、外周形状データを基に刻印データを加工し、非透明化手段５で被加工物４を一時的に非透明化し、刻印ヘッド１１から参照光を被加工物４の刻印部へ照射して刻印ヘッド１１を位置決めをし、刻印ヘッド１１からレーザー光を照射して刻印加工を施す。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明である曲面硬質板にレーザー刻印装置を用いて任意の刻印を行う方法であって、前記曲面硬質板の刻印部分の略中心部分の法線とレーザー照射方向とがほぼ一致するように硬質板を固定する工程と、前記硬質板の外形形状を読み取り、この外形形状内の所定の領域内に納まるように刻印データーを加工する工程と、加工された刻印データーを前記レーザー刻印装置に入力する工程と、前記曲面硬質板の表面または裏面を一時的に非透過面とし、刻印部分に向けて参照光を照射することにより刻印ヘッドの位置決めを行う工程と、前記刻印ヘッドからレーザー光を照射して刻印する工程を備えたことを特徴とする刻印方法。
【請求項２】
透明である曲面硬質板にレーザー光を用いて任意の刻印を行う刻印装置であって、レーザー光を照射する刻印ヘッドと、レーザー照射方向側の所定の位置に前記曲面硬質板を固定する固定具と、前記曲面硬質板の外形形状を読み取る形状読み取り手段と、この外形形状内の所定の領域内に納まるように刻印データーを加工するデータ加工手段と、前記曲面硬質板の表面または裏面を一時的に非透過面とする非透明化手段を備え、前記固定具は、前記硬質板の向きを変えて刻印部分の略中心部分の法線をレーザー照射方向にほぼ一致させることが出来るようにされ、また、前記刻印ヘッドには、刻印部分に向けて位置決め用の参照光を照射することのできる発光部が設けられることを特徴とする刻印装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡等の曲面を有し、且つ透明な硬質板にレーザー刻印装置によって、名前やロゴなどを刻印する方法であって、湾曲した面の所定領域内に任意の形状での名前などを正確に刻印する刻印方法および刻印装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟質素材または硬質素材を問わず、文字や絵柄、ロゴなどを表面に刻印するに当たっては、硬質な先端を有する道具によって機械的に研削しながらの刻印であったものが、レーザー光による加工技術の向上によって、刻印ヘッド等からレーザー光を照射して刻印する刻印方法が一般化してきている。このレーザー刻印方法の利点は、１ドット当たりのエネルギーの制御を微細に出来ることから、精密な刻印が可能である点である。また、データを入力して自動化して刻印することにより、素材に応じた刻印が出来るため、失敗が少なくてすむ。更に、写真などのデータを加工して、立体的な刻印を施すことも可能である。
【０００３】
このようなレーザー刻印技術では、一般的に平坦面に刻印する場合は比較的容易に行える。平坦面であった場合は刻印データをレーザー刻印装置に入力することにより、レーザーヘッドが二次元方向のみの動きで、均一で正確な刻印を行い、上記したような複雑で精密な刻印をも可能にしている。
【０００４】
また、レーザー刻印装置を制御して、所望の位置に刻印をするに当たっては、刻印ヘッド等の位置決めが重要であって、刻印の開始位置と終了位置などを確認しながら刻印ヘッド等を位置決めして、その上で刻印操作に入る必要がある。一般的には接触型と非接触型が用いられるが、表面が傷つきやすい素材に刻印するに当たっては非接触型が望ましく、主に可視の参照光を照射して行われる。
この際、素材が光を透過する素材の場合、素材の表面に反射膜等を形成して反射膜と透明素材との界面に向けてレーザー光を照射してレーザー加工するような技術も知られているが、例えば光を透過する素材に近接して、光を吸収する物質を所定の間隙をおいて設け、この物質にレーザー光を照射して照射部分を蒸発または昇華させるとともに、この蒸発物または昇華物を透過物質の表面に被着させるようなレーザー加工技術も知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−６１１９３号公報
【０００６】
また、場合によっては刻印するものの形状に合せて、刻印データを加工する必要が生じる場合がある。例えば、外周形状が湾曲したものなどは、その湾曲形状に倣うように加工された刻印データを、レーザー刻印装置へ入力して行う必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したように平坦な面への刻印は容易であるのに対して、曲面を有するものについては、その曲面のデータが十分であって、そのデータに応じた制御を行えないと、均一な刻印は困難である。
【０００８】
また、光を透過する素材に近接して、光を吸収する素材を所定の間隙をおいて配設し、この素材にレーザー光を照射して照射部分を蒸発または昇華させて、蒸発物または昇華物を透過物質の表面に被着させるような技術は、透明な樹脂やレンズ等に直接刻印するものでないため、強く擦ったりした場合には、刻印が消える恐れもある。
【０００９】
さらに、例えば眼鏡のレンズ等の周縁部に沿った箇所に刻印データを加工するに当たっては、外周形状のデータが必要であるものの、眼鏡等の個々の形状が異なり、それぞれのデータを取得しないと、正確に外周形状に倣った刻印データに変換することができない。刻印データが正確に出来なかった場合、その刻印の見栄えが悪いのみならず、眼鏡においては視覚の障害になりかねないという不具合が危惧される。
【００１０】
そこで本発明は、例えば、眼鏡等の湾曲面を有する透明の硬質板について、個々の外周形状に倣った刻印データをもって、透明な面の所定箇所に正確に位置決めをして、しかも湾曲面に均一な刻印ができる透明曲面硬質板への刻印方法およびその刻印装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、透明である曲面硬質板にレーザー刻印装置を用いて任意の刻印を行う方法において、前記曲面硬質板の刻印部分の略中心部分の法線とレーザー照射方向とがほぼ一致するように硬質板を固定し、前記硬質板の外形形状を読み取って、この外形形状内の所定の領域内に納まるよう刻印データーを加工し、加工された該刻印データーを前記レーザー刻印装置に入力し、前記曲面硬質板の表面または裏面を一時的に非透過面とし、刻印部分に向けて参照光を照射することにより刻印ヘッドの位置決めを行い、その後、刻印ヘッドからレーザー光を照射して刻印するようにした。
【００１２】
そして、曲面硬質板の刻印部分の略中心部分の法線とレーザー照射方向とがほぼ一致するように硬質板を固定することによって、湾曲面を最も平坦面に近い状態で固定でき、また、硬質板の外形形状を入手し、この外形形状内の所定の領域内に納まるよう刻印データを加工し、その加工された刻印データを基に、一時的に非透過面とされた湾曲面に参照光を照射して配列等を確認すれば、所望の領域内への正確な位置に均一に刻印することが可能となる。
ここで、硬質板の外形形状内の所定の領域とは、例えば眼鏡のレンズ等にあっては、外周形状に倣った周縁部分である等、ワークの種類等によってその箇所は異なる。
因みに、以上のような手順は、予めコンピュータ等でプログラミングしておくと、処理が自動的になされて好適である。
【００１３】
そして、請求項２においては、透明である曲面硬質板にレーザー光を用いて任意の刻印を行う刻印装置において、レーザー光を照射する刻印ヘッドと、レーザー照射方向側の所定位置に前記曲面硬質板を固定する固定具と、前記曲面硬質板の外形形状を読み取る形状読み取り手段と、この外形形状内の所定の領域内に納まるように刻印データーを加工するデータ加工手段と、前記曲面硬質板の表面または裏面を一時的に非透過面とする非透明化手段を設け、前記固定具は、前記硬質板の向きを変えて刻印部分の略中心部分の法線をレーザー照射方向にほぼ一致させることが出来るようにし、また前記刻印ヘッドには、刻印部分に向けて位置決め用の参照光を照射することの出来る発光部を設けた。
【００１４】
これによって、請求項１で示した刻印方法を、さらに具体的手段として自動化し、熟練を要することなく容易に、曲面硬質板の所望の位置に正確で且つ均一に刻印することが可能となる。
ここで、外形形状を読み取る読み取り手段としては、例えばＯＣＲや、半導体イメージセンサや、ＴＶカメラ等が適用可能であり、また、曲面硬質材の表面または裏面を一時的に非透過面する非透明化手段としては、上から被せるシートとか、表面等への被膜形成等の手段が適用可能である。
また、位置決め用の参照光の発光手段としては、例えばペン型ビームライトや、その他のスポットビームライト等を使用することが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る刻印装置の基本構成を説明するブロック図、図２は本発明に係る刻印方法を説明するフロー図、図３は本発明に係る刻印方法の他の実施形態を説明するフロー図である。
すなわち、本発明に係る刻印装置の基本構成は、刻印制御部１と、これとの間でデータの入力や加工などを行うコンピュータ２と、眼鏡等の曲面硬質板を備えた被加工物４を固定する固定具３と、被加工物４を一時的に非透明化する非透明化手段５とから構成され、刻印制御部１には、位置決め用照射光を発光する発光部と実際の刻印を行う際のレーザー照射部とが設けられる刻印ヘッド１１と、被加工物４の外周形状を読み取る形状読み取りヘッド１２とを備えている。
【００１６】
固定具３は、被加工物４を載置して保持する保持部分と固定具３の土台とを備えており、これら保持部分と土台は、被加工物４の形状に対応して被加工物の姿勢を変化させることが出来るようにされている。そして、固定具３の保持部分と土台とを変化させることにより、被加工物４の刻印部分の略中心の法線が、レーザー光の照射方向と略一致するように、被加工物４を固定できるようにされている。
【００１７】
非透明化手段５としては、被加工物４の形態によって、その上面側に施されるものと、底面側に施されるものとが考えられるが、被加工物４の厚みなどによって使い分けられる。上面側へ施すものは、扱いが容易であると同時に位置決めをより正確にできる反面、刻印の際に取り除く必要が生じる。底面側へ施すものは、刻印の際に取り除く必要が無い反面、取り扱いが難しい上、被加工物４の厚さによって、位置決めの誤差が大きくなることがある。したがって、上面側へ施されるものとしては取り除くことが容易な光遮蔽シート式のもの等が好適であり、底面側のものは吹きつけなどによる被膜形成式のもの等が好適である。
【００１８】
次に、この刻印装置を使用しての刻印方法を、図２を参照して説明する。
（１）上記したように、被加工物４を固定具３で保持して、所定の位置に固定する。
（２）形状読み取りヘッド１２によって、被加工物４の外周形状を読み取り、その外周形状データをコンピュータ２へ入力する。
（３）刻印する文字などの刻印データをキーボード等からコンピュータ２へ入力する。
（４）外周形状データを基に、それに倣った形状となるように刻印データを加工し、加工されたデータが実際に外周形状に倣ったものであることの照合を行い、適切になるまで加工される。この加工は、例えば専用のソフト等を構築しておけば好適であり、必要に応じてディスプレイ装置等を参照しながら行われる。
（５）加工されたデータを刻印制御部１へ入力する。
（６）非透明化手段５によって、被加工物４の表面を一時的に非透明化する。
（７）入力された加工データに基づいて、刻印ヘッド１１から位置決め用の参照光を被加工物４の刻印部へ照射する。その照射位置を確認しながら調整をして、刻印の位置が適切になるように刻印ヘッド１１を位置決めする。この際、同時に焦点の確認もなされる。
（８）位置決めが完了したならば、必要に応じて非透明化手段５を除去してから、刻印ヘッド１１からレーザー光を照射して被加工物４の刻印部に刻印を施す。
そして、上記のような各手順は、予めプログラミングされてコンピュータに入力されており、自動的に処理出来るようにされている。
【００１９】
以上のような要領により、眼鏡のレンズ等の外周形状が異なっていても、それぞれの外周形状に倣った刻印データをもって、外周縁部に沿った箇所に適切に配列して刻印することができ、しかも湾曲面に対しても平坦面に近い状態尾で均一に刻印できる。
【００２０】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、被加工物４は眼鏡のレンズに限定されるものではなく、また、刻印部分も被加工物４の外周部に沿った箇所に限られるものではない。
【００２１】
また、図３に示すように、刻印の加工データの再加工と、刻印ヘッド１１の位置調整を最終段階で相対的に行うようにプログラミングすることによって、最終的な位置決めと刻印の形状とをより適切な形で、精密に合致させて刻印することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、曲面硬質板の刻印部分の略中心部分の法線とレーザー照射方向とがほぼ一致するように硬質板を固定し、曲面硬質板の外形形状を読み取り、この外形形状内の所定の領域内に納まるよう刻印データーを加工した後、この加工された刻印データを基に、一時的に非透過面とされた湾曲面に参照光を照射して配列等を確認するようにしたため、透明な面の所定箇所に刻印データを正確に配列して、均一に刻印することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る刻印装置の基本構成を説明するブロック図
【図２】本発明に係る刻印方法を説明するフロー図
【図３】本発明に係る刻印方法の他の実施形態を説明するフロー図
【符号の説明】
１…刻印制御部、２…コンピュータ、３…固定具、４…被加工物、５…非透明化手段、１１…刻印ヘッド、１２…形状読み取りヘッド。
【図１】
2004114112.tif 000003
【図２】
2004114112.tif 000004
【図３】
2004114112.tif 000005