JPS5931435B2

JPS5931435B2 - レ−ザ−ビ−ムによる印判彫刻方法

Info

Publication number: JPS5931435B2
Application number: JP55080771A
Authority: JP
Inventors: 孝信山本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1984-08-02
Also published as: JPS577392A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、木材（一般にはつげ）、水牛の角、象牙な
どを印材とする印判をレーザービームで精巧に彫刻する
方法に関する。

本発明者はこれまでレーザービームを利用して印判を彫
刻することを研究開発してきた。

そこで対象となる印判は、既に大量にプラスチック成形
されている、いわゆる三文判では装置そのものが高価で
採算に合わないので、一般に実印、銀行印と称されてい
る特殊な微細加工が要求されるものである。かかる印判
ではこれをいかに高精度にそして高能率に彫刻するかが
問題となるところである。こうした課題を解決するため
に、本発明者は実験を重ねてきた結果、いくつかの誤り
に気付いた。

まず、本発明者は当初、第Ｔ図に示す如き印判彫刻方式
を考えた。これは、大要、固定ベッド１上に回転盤６を
固定し、この回転盤６の上面に多数の印材５を、下面に
原図Ｔをそれぞれ上下同心状に保持し、回転盤６の上方
にレーザー発振器９を配置し、回転盤６と固定ベッド１
との間に加工情報読取機構１０を配置する。そして、回
転盤６を垂直軸心周りに水平回転させながら左右の一方
向に直線送り、駆動し、加工情報読取機構１０で原図Ｔ
から加工情報を読取り、この加工情報に基づいて印材５
の印面５ａに照射されるレーザービーム２０を断続制御
する方式であつた。この方式では、回転盤６を垂直回転
軸２１の上端に固定するので、回転盤６に横振れが生じ
やすい。

とりわけ、回転盤６とベッド１との間に回転駆動機構２
２や加工情報読取機構１０が配置されるので、その分だ
け回転盤６が上下に長くなり、回転盤６の振れを一定値
以下にするには軸受構造が複雑高価につき無理がある。
また、回転盤６の下面に原図７を装着したのち、加工情
報読取機構１０の投光器１６及び受光画１Ｔの投受光角
を調整する作業も機構的に困難であり、これらの点で第
Ｔ図に示す方式のものは高精度、高能率な印判彫刻を期
し難いことに気付いた。次に、印判の加工精度は、印材
５の印面５ａにおけるレーザービーム２０の加工点の走
査線密度によつて決まる。

つまり、レーザービーム彫刻後の印材の印面は第６図に
示す如く、彫刻部分ａと非彫刻部分ｂとが多かれ少なか
れ階段状に凹凸したものとなるが、この凹凸の程度をい
かように設定するかが問題になる。この点に関して、本
発明者は先にレーザービーム加工点の走査線の平行間隔
を０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍに設定することを提案し
た（特願昭５４−６２９２２号）。そこでは、０．０５
ｍｍが実印や銀行印を対象とするときの上限であること
を明らかにした。そして、０．０３ｍｍ以下にすると加
工能率が低下するうえに、それが機械的限界であると考
えていた。しかし、これも第７図に示す如き構造の装置
を使用することを前提としていたがための誤りであり、
走査線の平行間隔は実印や銀行印の類を対象とするとき
、上限は０．０５ｍｍであるが、下限は更に小さくして
も機械的に無理なくかつ充分に高能率に加工できること
に気付いた。更に、レーザー発振器としては種々のもの
があるが、実際には経済的な面その他の点を考慮すると
炭酸ガスレーザーが最適であり、しかもその出力は３０
Ｗ〜１２０Ｗのものであることに気付いた。

この発明は、以上のような知見に基づいて完成されたも
のであり、これによれば実印や銀行印の類の印判が極め
て高精度にかつ高能率にレーザービーム彫刻できる。

以下、この発明方法を実施する装置の詳細から順次、説
明する。

第１図及び第２図において、固定ベツド１に前後一対の
支柱２，２を立設し、これら支柱２，２に作業台３を昇
降自在に支持する。

作業台３には１本の水平軸４を架設し、この水平軸４の
一端（図上左端）に多数の印材５が保持される回転盤６
を固定するとともに、水平軸４の他端（図上右端）に原
図７が保持される回転盤８を固定する。そしてベツド１
の上面には、一方の回転盤６に対向させて炭酸ガスレー
ザー９を、他方の回転盤８に対向させて光電変換式の加
工情報読取機構１０をそれぞれ位置固定状に配設した基
本形態とする。両回転盤６，８は作業台３に装備したモ
ータ１２で水平軸心周りに連続回転駆動するとともに、
水平軸心に直交する上方向と下方向とに連続的に直線微
小送り駆動する。上下方向への送り駆動手段としては、
水平軸４の回転動力を上下駆動機構１３を介してナツト
１４に伝え、ナツト１４が支柱２に形成した親ねじ１５
の周りを回転するようにして作業台全体がベツド１に対
して土下動するようになつている。一方の円形回転盤６
の垂直外端面６ａには、多数の印材５が水平軸４に対し
て同心円上に一定間隔置きに保持される。

また、他方の回転盤８の垂直外端面８ａには原図７が保
持されるものとする。この原図７は例えばリング状の白
色用紙に黒色の表字で書いたものとし、両回転盤６，８
に印材５と原図７とを回転位相位置が合致するよう保持
する。加工情報読取機構１０は、第４図に示すように、
原図７に向けて検出光線を投射する投光器１６と、その
反射光線を受光するＣｄｓ利用の受光器１７とからなる
。

受光器１７と炭酸ガスレーザー９とを電気制御回路１９
を以つて接続し、この電気制御回路１９により受光器１
７の出力を原図上の１点の黒白の程度に応じて増幅し、
炭酸ガスレーザー９からのレーザービーム２０の発振を
断続するようにした。しかるときは、両回転盤６，８は
水平軸４を介して一体化しており、水平軸心周りに連続
回転しつつ上下の一方向に微小送りされる。

これで、投光器１６から原図７に投射される検出光線の
光点Ｐと、炭酸ガスレーザー９から印材５の印面５ａに
照射されるレーザービーム２０の加工点Ｐ″とが同期し
てそれぞれ原図上及び印面上を渦巻状に走査する。因み
に、投光器１６から原図７に投射された検出光線の反射
光線は受光器１７に受光されるが、その反射光線は原図
７の白色の素材面部分において強く、黒色の原図記入部
分において弱い。したがつて、この反射光線の強弱が受
光器１７で検出され、この検出信号に基づいて電気制御
回路１９を介して炭酸ガスレーザー９からのレーザービ
ーム２０の発振が断続され、各印面５ａに裏字となつて
彫刻される。さて、以上のようにして多数の印材５を同
時にレーザービーム彫刻するについて、本発明では、ま
ずレーザービーム２０を収束するレンズの焦点を印面６
ａに合わせ、レーザービーム加工点Ｖにおけるスポツト
径を約１００μに設定する。

そして、第５図に示すようになるレーザービーム加工点
Ｖの走査線１の平行間隔、つまり上下の一方向への両回
転盤６，８の送り量を０．０１５ｍｍ〜０．０５ｍｕに
設定し、かつ使用する炭酸ガスレーザー９は３０Ｗ〜１
２０Ｗの出力にした。ここで、走査線１の平行間隔の上
限を０．０５ｍｍとしたのは、これを越えると本発明が
対象とする実印や銀行印などでは、冒述した如く彫刻部
分ａと非彫刻部分ｂとの境界に肉眼で認識できる凹凸絞
様が生じ製品としての価値を有さなかつたからである。
また、走査線１の平行間隔の下眼を０．０１５ｍｍに設
定したのは、両回転盤６，８の上下の一方向への送り機
構が機械的に限界であるうえに、既存のレーザーでは応
答性の点でも限界に近いことによる。また、レーザー出
力が１００Ｗを越えるとスポツト径が大きくなり過ぎて
精巧な彫刻が無理になる。したがつて、レーザー出力は
許容できるとしても１２０Ｗが上限で、作業効率や印材
の硬さの点から３０Ｗが下限である。

以上説明したように、この発明方法によれば、水平軸４
の軸受構造に無理がなく、これの両端に固定した印材保
持用回転盤６と原図保持用回転盤８とに回転時の振れが
生じない。

また、投光器１６及び受光器１７の投受光角の調整も容
易に行なえる。それに加えて印材５の印面上におけるレ
ーザービーム加工点Ｐｌの走査線密度やレーザー出力も
実印や銀行印の類を彫刻するに最適なものとしたから、
これらの印判を高精度にかつ高能率にレーザービーム彫
刻できるに至つたところに一大特色を有するものとなつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の全体概略平面図、
第２図はその左側面図、第３図はその右側面図である。第４図は加工情報読取機構を示す斜視図、第５図は上記
装置によるレーザービーム加工点の走査線の状態を示す
説明図、第６図は印判の仕上がり状態を示す説明図であ
る。第７図は従来の装置を示す概略縦断正面図である。
１・・・・・・ベツド、２・・・・・・支柱、３・・・
・・・作業台、４・・・・・・水平軸、５・・・・・・
印材、５ａ・・・・・・印材の印面、６・・・・・・回
転盤、７・・・・・・原図、８・・・・・・回転盤、９
・・・・・・炭酸ガスレーザー、１０・・・・・・加工
情報読取機構、１６・・・・・・投光器、１７・・・・
・・受光器、１９・・・・・・電気制御回路、２０・・
・・・・レーザービーム、Ｐ・・・・・・光点、Ｐ／・
・・・・・レーザービーム加工点、ｌ・・・・・・走査
線。

Claims

【特許請求の範囲】

１１本の水平軸４の両端に固定した回転盤６、８の一
方の垂直外端面６ａに印材５を、他方の垂直外端面８ａ
に原図７をそれぞれ回転位相位置が合致するように保持
し、水平軸４を水平軸心周りに連続回転させるとともに
、上下の一方向に直線送り駆動させつつ、投光器１６か
ら原図上に投射される検出光線の光点Ｐと、炭酸ガスレ
ーザー９から印材５の印面５ａに照射されるレーザービ
ーム２０の加工点Ｐ′とを同期させてそれぞれ原図上及
び印面上を渦巻状に走査させ、原図７からの検出光線の
反射光線を受光器１７で受光して該受光器１７からの出
力を原図上の１点の黒白の程度に応じて増幅することに
より炭酸ガスレーザー９からのレーザービーム２０の発
振を断続制御し、以つて印材５の印面５ａをレーザービ
ーム彫刻する方法であつて、炭酸ガスレーザー９の出力
を３０Ｗ〜１２０Ｗにしたこと、レーザービーム加工点
Ｐ′の走査線１の平行間隔を０．０１５ｍｍ〜０．０５
ｍｍに設定したことを特徴とする、レーザービームによ
る印判彫刻方法。