JPH0615990A - カード彫刻機のカラー画像彫刻方式及びカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種身分証明用のカードにカラー画像を彫刻
できるようにする。 【構成】 カード基体１１０に複数の色成分（Ｃ，Ｍ，
Ｙ，Ｗ又はＢ）をドット状又はライン状に形成したカー
ド１００に対し、制御回路４０にて読み取られたカラー
画像データに基づいて各色成分毎にカッター駆動信号を
出力し、この駆動信号によりカッター２１を駆動制御す
る。カッター２１の駆動制御により、カード１００に複
数の色成分から成る絵素２００の集合を形成し、絵素２
００の集合によってカード１００上にカラー画像を表
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラスチック製のカ
ード上に文字・画像を彫刻する際に用いるカード彫刻機
のカラー画像彫刻方式及びこの彫刻方式によってカラー
画像が彫り込まれるカードに関する。

【０００２】

【従来の技術とその解決すべき課題】近年、クレジット
カード、キャッシュカード、メンバーズクラブ会員証、
あるいは社員証、学生証、定期券等、使用者の身分を証
明するカードが数多く発行されている。従来、このよう
なカードは、使用者を証明するために、使用者の顔写真
をカード上に貼付したり、顔写真を原稿として印刷板を
作成し、この印刷板を用いてカード上に顔写真を印刷し
たり、種々の方法が試みられている。一方、文字データ
は印刷又は書き込みによってカード上に別途に表示され
ている。しかし、顔写真をカードに貼付する方法は、カ
ードの偽造・変造防止の点で完全ではなく、カードを盗
難・紛失した場合、顔写真を貼り替えて悪用される場合
がある。さらに、上記のカード作成方法は、写真・画像
データと文字データとを別々に貼付したり、印刷又は書
き込まなければならず、カード作成が面倒であり、手間
を要する。したがって、カードの即時発行には適さず、
カードの再発行も容易ではない。また、人事ファイルな
どのカードを用いたデータ管理にも即応できない。さら
にまた、上記のカード作成方法は、顔写真等の耐久性に
難点があり、長期間の使用中に摩擦によって損傷し易
く、カードの有効期間内に使用者の証明が困難になると
いった欠点がある。

【０００３】そこで、上記欠点を解決するために、文字
データと写真・画像データとを１枚のカード上に同時に
彫刻できるようにしたカード彫刻機が本出願人によって
提案されている。このカード彫刻機は、カードに対しカ
ッターを行・列２次元方向に相対的に移動させ、その移
動の過程で、撮像手段等から読み取った文字・写真・画
像データに倣ってカッターを駆動制御し、読み取った文
字・写真・画像データと対応する文字・画像を１枚のカ
ード上に同時に彫刻するものであり、上記の各種カード
の作成に大いに寄与し得る効果的な手段である。しか
し、現状のカード彫刻機は、カード基材上に異なる色の
コーティング膜を形成し、このコーティング膜の部分を
削り取り、カード基材の地色が現れる大きさの割合によ
って画像を表現していたので、例えば白黒単色しか表す
ことができず、カラーの画像は表現できなかった。その
ため、原画像と対応したカラーの画像を彫刻するための
何らかの方策が要望されていた。

【０００４】この発明は以上の点に鑑み提案されたもの
で、カード上にカラーの画像を彫刻することのできる新
規な画像彫刻方式を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、複数の色成分をドット状又はライン状に
形成したカードに対し、制御手段にて読み取られたカラ
ー画像データに基づいて各色成分毎に出力される駆動信
号によりカッターを駆動制御する画像彫刻方式を採用し
た。この方式において、カードには、行・列方向の二辺
に基準点と、この基準点に対して一定の位置関係を有す
るように複数の色成分とを形成しておき、制御手段にて
読み取られたカラー画像データを各色成分に分解・生成
すると共に、この信号に基づいて１成分毎にカッターを
駆動制御する方式が採られる。その場合、カッターは、
カードに対する駆動に際し、カードの基準点を読み取
り、その信号に基づいて駆動制御される。

【０００６】さらに、上記方式において、複数の色成分
をデルタ状とし、このデルタ配列をカードの行・列方向
に印刷・形成すると共に、カッターの駆動制御により、
１成分毎に上記二辺の基準点を基準にカードの対応する
１成分の各彫刻ポイントへ移動させ、各彫刻ポイントを
彫刻深さを制御しながら彫り込むことも本発明の特徴の
ひとつである。

【０００７】さらに、本発明は、上記目的を達成するた
めに、カード基体に複数の色成分をドット状又はライン
状に形成した。この場合、カード基体は白地又は黒地面
を有し、行・列方向の二辺に基準点と、この基準点に対
して一定の位置関係を有する複数の色成分とが形成され
る。また、複数の色成分は３原色と黒又は白成分を含ん
でいる。さらに、上記カード構成において、複数の色成
分をコーティングすると共に、このコーティングをカー
ド基体が白地である場合は黒色コーティングとし、カー
ド基体が黒地の場合は白色コーティングとしたことで本
発明は特徴付けられる。

【０００８】

【作用】彫刻動作時に、制御手段にて読み取ったカラー
画像を分解・生成して得られた複数の色成分について、
１成分毎にカードに形成した二辺の基準点を基準にカー
ドの対応する１成分の各彫刻ポイントにカッターを移動
制御し、この各彫刻ポイントの彫刻深さを制御しながら
彫り込むと、各色成分毎にその各彫刻ポイントの成分の
色が所定比率の大きさで表れる。これによって、カード
の彫刻範囲内にコーティング膜の除去による複数の色成
分から成る絵素の集合が形成される。この絵素の集合に
よって読み取ったカラー画像と対応するカラー画像をカ
ード上に表すことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１０】図１は本発明に係るカード彫刻機の概略構
成を示すブロック図、図２はその要部平面図、図３はカ
ッターのカードに対する移動軌跡を示す模式図、図４は
彫刻対象のカードを示している。カード１００は、白色
プラスチック基材に黒色コーティングを施して形成され
ており、彫刻機のテーブル１０上に載置されて往復動さ
れる。

【００１１】テーブル１０は、テーブルモータ１１の駆
動によってクランク機構１２を介して一定ストロークで
往復動される。テーブル１０の往復動の方向はカード１
００に対する彫刻の行方向と一致している。テーブル１
０にはリニアエンコーダ１３が付設されている。テーブ
ル１０が往復動すると、リニアエンコーダ１３の目盛が
光電センサ１４によって検出され、光電センサ１４から
一定周期のパルスが出力される。このパルスは制御回路
に入力され、その入力に基づいてカッターの彫刻動作が
各機構部の動き、及び文字・画像データの読み取り動作
に同期して行われる。

【００１２】カード１００の設置位置側の上方にカッタ
ー２１を有するカッターユニット２０が組付けられてい
る。また、カッターユニット２０には、電磁石によって
構成され、入力電流の大小によって、カッター２１を上
下動させて彫刻深さを変える駆動機構２１０が組付けら
れている。カッター２１は、断面が菱形であり、先端が
角錐体状に形成されている。但し、円錐体の一部を切片
状とした形状であっても良い。カッターユニット２０
は、パルスモータ２２の駆動によってベルト機構２３を
介してカード１００の上方に持ち運ばれ、次にモータ２
４の駆動によって上下機構２５を介してカード１００上
に降下する。このとき、カッター２１はカード１００の
彫刻開始点に位置決めされる。カッターユニット２０の
移動方向は、テーブル１０の往復移動の方向と直交する
前後方向、すなわち、カード１００の列方向である。カ
ッターユニット２０がカード１００の上方へ前進し、パ
ルスモータ２２が停止すると、カッター２０は上下機構
２５によってカード１００上へ降下する。カッターユニ
ット２０が降下すると、カッターユニット２０とベルト
機構２３の結合が解け、カッターユニット２０はリード
スクリュー２６によって前進位置から後方側へ彫刻送り
される。すなわち、彫刻動作時には、カッターユニット
２０はリードスクリュー２６の回転によってテーブル１
０の往復動に連動して後方側へ送られる。リードスクリ
ュー２６は、ギヤ機構２７、ベルト機構２８を介してテ
ーブルモータ２４に接続されており、テーブルモータ２
４によってテーブル１０の往復動と共に回転駆動され
る。これによって、カッターユニット２０のカッター２
１がテーブル１０の往復動に連動して彫刻動作を行いな
がらテーブル１０の往復動と直交する後方側へ送られ
る。また、リードスクリュー２６は、カッターユニット
２０がパルスモータ２２の駆動によって前進する際、図
示しないクラッチ機構の作用によって空転状態に保持さ
れ、前進位置でベルト機構２３との結合が解除されると
同時にカッターユニット２０に接続される。そして、カ
ッター２１がカード１００の彫刻範囲の終端まで達する
と、カッターユニット２０が上下機構２５を介してテー
ブル１０の上方へ持ち上げられる。この持ち上げ動作と
同時にベルト機構２３がカッターユニット２０に接続さ
れ、カッターユニット２０とリードスクリュー２６との
接続が解除される。

【００１３】図３は彫刻動作時におけるカッター２１の
カード１００に対する相対的な移動軌跡を示すもので、
テーブル１０が一定ストロークで往復動し、かつ、カッ
ターユニット２０がリードスクリュー２６の回転によっ
て前進位置から後方側へ１ピッチ間隔ずつ移動すると、
カッター２１は彫刻開始点からカード１００の行方向へ
移動しながら列方向へ相対動し、彫刻終端に達する。そ
の際、カッター２１はカッターユニット２０に内蔵した
駆動機構２１０によって彫り込み方向に駆動されながら
カード１００の行・列方向へ所定ピッチ間隔で彫刻送り
される。カッター２１の彫り込み方向の深さ制御、すな
わち、カード１００に対する彫刻深さの制御は、制御回
路４０から出力されるカッター駆動信号に基づいて行わ
れる。

【００１４】ソース３０から読み取られた文字・画像デ
ータは、制御回路４０にて彫刻に適した信号に補正演算
された後、Ｄ／Ａ変換器３１、駆動アンプ３２を介して
カッター駆動信号として出力される。このカッター駆動
信号はカッターユニット２０の駆動機構２１０に加えら
れる。

【００１５】ソース３０としては、原稿に表された文字
・画像データを光学的撮像手段を介して読み取り、Ａ／
Ｄ変換後、信号処理したもの、ビデオカメラやその他の
手段で撮像した文字・画像データをコンピュータにて彫
刻に適した信号に加工したもの、等が挙げられる。この
ソース３０の文字・画像データは、カッター２０の彫刻
動作に合わせて１ドット分ずつ制御回路４０に読み取ら
れる。又は、彫刻動作の際、１カラー画像分読み取られ
る。制御回路４０は、ＣＰＵ４１とＤＳＰ（ディジタル
シグナルプロセッサ）によって構成されている。

【００１６】次に、本発明に係るカラー画像の彫刻方法
について説明する。ソース３０には、カード１００に彫
刻しようとするカラー画像のデータが蓄積されている。

【００１７】上記カード１００は、図４（イ），
（ロ）、図５に示すように、白色プラスチック製のカー
ド基材１１０の表面に黒色コーティング１１１を施して
形成されている。カード１００の周囲４辺は、基材１１
０の白色が表され、その行・列方向の二辺に印刷の基準
となる基準点１１０Ａ，１１０Ｂ，及び１１０Ｃ，１１
０Ｄが形成されている。コーティング膜１１１の下に
は、色の３原色を表す（シアンＣ，マゼンタＭ，イエロ
ーＹ）の３成分と明るさを表す１つの輝度成分（コーテ
ィング膜１１１と反対色の白Ｗ）とが所定位置に所定配
列で印刷されている。この印刷の際、二辺に形成した基
準点１１０Ａ，１１０Ｂ，及び１１０Ｃ，１１０Ｄを光
センサによって読み取り、この読み取った基準点を基準
としてカード１００の彫刻範囲の所定位置に３つの色成
分（Ｃ，Ｍ，Ｙ）と１つの輝度成分（白Ｗ）とを点状に
印刷し、４成分の集まりから成る絵素をデルタ状に形成
している。そして、この４成分のデルタ配列は、読み取
った二辺の基準点を基準として図５に示すようにカード
１００の行・列方向に所定配列で繰り返し形成されてい
る。但し、４つの成分は、デルタ配列に限らず、二辺の
基準点を基準とした所定位置に所定配列で印刷・形成さ
れていれば良い。この彫刻範囲に印刷された４成分の集
まりの上にコーティング膜１１１が形成されている。

【００１８】彫刻動作の開始の際、ソース３０に蓄積さ
れたカラー画像データが制御回路４０にて読み取られ
る。この読み取られたカラー画像は、信号処理によっ
て、色の３原色を表す３つの成分（シアンＣ，マゼンタ
Ｍ，イエローＹ）と、明るさを表す１つの輝度成分（こ
の場合は、コーティング膜１１１と反対色の白Ｗ）とに
分解・生成される。分解・生成された４つの成分（Ｃ，
Ｍ，Ｙ）と（Ｗ）とは制御回路４０にて保持され、１成
分毎にカッター２１を駆動制御する駆動信号が演算され
て取り出される。このカッター駆動信号は、Ｄ／Ａ変換
器３１、駆動アンプ３２を介してカッターヘッド２０の
駆動機構２１０に加えられる。

【００１９】１成分毎の彫刻の際、カード１００の二辺
に形成した基準点１１０Ａ，１１０Ｂ，及び１１０Ｃ，
１１０Ｄが光センサ５０によって読み取られ、この読み
取った基準点を基準として１成分毎に行・列方向に彫り
込み動作が行われる。すなわち、光センサ５０の検出信
号は制御回路４０に入力され、この入力に基づいてカッ
ター２１がカード１００の対応する１成分の各彫刻ポイ
ントに１成分の彫刻毎に正しく位置決め制御される。

【００２０】なお、各成分の彫刻順序は、本例では色成
分Ｃ，Ｍ，Ｙ，輝度成分Ｗの順に設定しているが、その
順序は任意に選択・設定できる。

【００２１】１成分毎の彫刻動作が開始すると、色成分
Ｃと対応するカッター駆動信号がカッター駆動機構２１
０に加えられる。これによって、カッター２１は、カー
ド１００に対する彫り込み深さを制御されながら彫刻開
始点から終端へ行・列方向に相対的に彫刻送りされる。
すなわち、カッター２１は、カードの彫刻開始点から終
端へ行方向と列方向とにＣ成分に応じた間隔で相対的に
彫刻送りされる。その彫刻送りの過程で、カード１００
の対応するＣ成分の各彫刻ポイントが各ポイントにおけ
るカッター２１の彫り込み深さの制御によって所定深さ
ずつ彫り込まれる。これによって、カード１００に印刷
されたＣ成分の色が彫刻範囲内の各彫刻ポイントにおい
て、所定比率の大きさでそれぞれ現れる。

【００２２】色成分Ｃが彫り込まれると、次に、２つの
色成分Ｍ，Ｙ，１つの輝度成分Ｗの各彫刻ポイントがカ
ッター２１の移動制御と彫り込み深さの制御とによって
上記同様の手順によって順次所定深さで彫り込まれる。
これによって、カード１００に印刷されたＭ，Ｙ，Ｗの
各成分の色が彫刻範囲の各彫刻ポイントにおいて所定比
率の大きさで現れる。上記分解・生成された全成分
（Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＷ）について彫刻動作が終了すると、
図５に示すように、カード１００の彫刻範囲に３つの色
成分（Ｃ，Ｍ，Ｙ）と１つの輝度成分（Ｗ）とから成る
絵素２００の集合が形成される。この絵素２００の集合
によって、読み取られたカラー画像と対応するカラー画
像がカード１００の彫刻範囲に形成される。

【００２３】なお、上記実施例では、３つの色成分
（Ｃ，Ｍ，Ｙ）と１つの輝度成分（Ｗ）とをこの順で順
次彫り込むようにしているが、例えば、各デルタ配列の
位置で４成分を１成分ずつ順次彫り込み、この４成分の
彫り込みを各デルタ配列毎に１成分ずつ行うようにして
も良い。また、４成分を１成分ずつ順次にではなく、各
彫刻位置で４成分を１成分ずつ彫り込み、これを彫刻範
囲の全域にわたって行うようにしても良い。

【００２４】次に、図６は本発明の他の実施例を示すも
ので、カード１００の彫刻範囲には、（マゼンタＭ，シ
アンＣ，イエローＹ）の３つの色成分と１つの輝度成分
（黒Ｂ又は白Ｗ，この場合は白Ｗ）とが帯状に、かつ彫
刻範囲にわたって帯状の４成分が繰り返し印刷・形成さ
れている。

【００２５】カラー画像の彫刻にあたり、カッター２１
の彫刻動作が開始すると、カッター２１がカード１００
に対して彫刻方向へ相対的に送られる。そして、１成分
毎に彫刻深さを制御されながら彫刻動作が行われる。こ
れによって、カード１００に帯状に形成されたＭ，Ｃ，
Ｙ及びＷの成分の所定部分が各成分と対応する深さと幅
で彫刻範囲にわたって彫り込まれる。そして、カード１
００の彫刻範囲に４成分から成る絵素２００の集合が形
成される。この絵素２００の集合によって、読み取られ
たカラー画像と対応するカラー画像がカード表面に形成
される。この図６の実施例の場合、カッター２１はカー
ド１００の彫刻範囲をライン状に彫刻送りされ、その彫
刻送りの過程で彫刻位置に対して彫り込み深さを制御さ
れる。このように、各成分を帯状に配した場合において
も、上記同様に一定の分解能でカラー画像を彫刻するこ
とができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、読
み取ったカラー画像と対応するカラー画像をカード表面
に簡単に彫刻することができ、各種身分証明用のカード
に対するカラー画像の彫刻を容易に実現することができ
る。また、色成分毎のカードに対する印刷と、印刷され
た各成分に対する彫刻工程とを経ており、各工程に技術
を要すると共に、印刷時と彫刻時とにおいて位置出しに
精度を要し、かつ彫刻にも高い精度を要求されるため、
カードの偽造・変造が困難であり、偽造・変造を確実に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカード彫刻機の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図２】カード彫刻機の部分平面図である。

【図３】カード彫刻機におけるカッターの移動軌跡を示
す模式図である。

【図４】（イ），（ロ）は本発明に係るカードを示す平
面図と断面図である。

【図５】カードの部分構成を示す要部平面図である。

【図６】本発明の他の実施例に係るカード構成を示す平
面図である。

【符号の説明】

１００ カード １１０ カード基体 １１１ コーティング膜 Ｃ，Ｍ，Ｙ 色成分 Ｗ，Ｂ 輝度成分 ４０ 制御回路 ２１ カッター １１０Ａ，１１０Ｂ 基準点 １１０Ｃ，１１０Ｄ 基準点 ２００，２００′ 絵素

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カードに対して行・列方向に相対動する
   カッターを有し、ソースから制御手段に画像データを読
   み取り、この画像信号に基づいて前記カッターを駆動制
   御するカード彫刻機の画像彫刻方式において、 複数の色成分をドット状又はライン状に形成したカード
   に対し、前記制御手段にて読み取られたカラー画像デー
   タに基づいて各色成分毎に出力される駆動信号により前
   記カッターを駆動制御することを特徴とするカード彫刻
   機の画像彫刻方式。
2. 【請求項２】 カードに対して行・列方向に相対動する
   カッターを有し、ソースから制御手段に画像データを読
   み取り、この画像信号に基づいて前記カッターを駆動制
   御するカード彫刻機の画像彫刻方式において、 前記カードには、前記行・列方向の二辺に基準点と、こ
   の基準点に対して一定の位置関係を有するように複数の
   色成分とを形成しておき、前記制御手段にて読み取られ
   たカラー画像データを各色成分に分解・生成すると共
   に、この信号に基づいて１成分毎に前記カッターを駆動
   制御することを特徴とする請求項１に記載のカード彫刻
   機の画像彫刻方式。
3. 【請求項３】 前記カッターは、カードに対する駆動に
   際し、前記カードの基準点を読み取り、その信号に基づ
   いて駆動制御されることを特徴とする請求項１又は２に
   記載のカード彫刻機の画像彫刻方式。
4. 【請求項４】 複数の色成分をデルタ状とし、このデル
   タ配列を前記カードの行・列方向に印刷・形成すると共
   に、カッターの駆動制御により、１成分毎に前記二辺の
   基準点を基準に前記カードの対応する１成分の各彫刻ポ
   イントへ移動させ、該各彫刻ポイントを彫刻深さを制御
   しながら彫り込むことを特徴とする請求項１，２又は３
   に記載のカード彫刻機のカラー画像彫刻方式。
5. 【請求項５】 カード基体に複数の色成分をドット状又
   はライン状に形成したことを特徴とするカード。
6. 【請求項６】 白地又は黒地面を有するカード基体に、
   行・列方向の二辺に基準点と、この基準点に対して一定
   の位置関係を有する複数の色成分とを形成したことを特
   徴とする請求項５に記載のカード。
7. 【請求項７】 前記複数の色成分は３原色と黒又は白成
   分とを含むことを特徴とする請求項５又は６に記載のカ
   ード。
8. 【請求項８】 前記複数の色成分をコーティングすると
   共に、このコーティングはカード基体が白地である場
   合、黒色コーティングとし、カード基体が黒地の場合、
   白色コーティングとしたことを特徴とする請求項７に記
   載のカード。