加工装置
【課題】反射率に関らず各種素材を被加工物として利用でき、豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することが可能な加工装置を提供する。
【解決手段】加工装置１００は、ワークＷＫの表面に画像の印刷するためのインクヘッドユニット１２１を保持するプリントキャリッジ１３０と、同表面に点状の加工痕を形成するための打刻針１４１を保持する打刻キャリッジ１４０と、同ワークＷＫを切断するためのカッター１２１を保持するカッティングキャリッジ１２０とを備えている。加工装置１００は、所望する画像を形成するための各加工データに基づいて、先ずワークＷＫの表面に対して画像を印刷する。そして、その画像上に点状の加工痕を形成するとともに、ワークＷＫの表面の切り抜き加工を行う。
【解決手段】加工装置１００は、ワークＷＫの表面に画像の印刷するためのインクヘッドユニット１２１を保持するプリントキャリッジ１３０と、同表面に点状の加工痕を形成するための打刻針１４１を保持する打刻キャリッジ１４０と、同ワークＷＫを切断するためのカッター１２１を保持するカッティングキャリッジ１２０とを備えている。加工装置１００は、所望する画像を形成するための各加工データに基づいて、先ずワークＷＫの表面に対して画像を印刷する。そして、その画像上に点状の加工痕を形成するとともに、ワークＷＫの表面の切り抜き加工を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望する画像を被加工物の表面に形成するための加工データに基づいて、前記所望する画像を前記被加工物の表面に形成する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金，プラチナ，真鍮，アルミニウム，ステンレス鋼などの比較的塑性変形し易い被加工物の表面に点状の加工痕を複数形成して、これら複数の加工痕の集合によって所望する画像を被加工物の表面に形成する加工装置が知られている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−６１５４０号公報
【０００３】
しかしながら、このような加工装置においては、鮮明な画像を形成するために光の反射率が大きい素材（例えば、プラチナ、真鍮などの金属色の素材）を被加工物として用いることが多い。このため、被加工物として用いる素材の選択の幅が実質的に狭いという問題があった。一方、本発明の発明者らは、上記したように被加工物として用いる素材の選択の幅が狭いこと、および加工装置によって加工される被加工物は通常１つの素材から構成されていることなどから、被加工物に形成される画像の表現態様が単調であると感じていた。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、反射率に関らず各種素材を被加工物として利用でき、豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することが可能な加工装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、所望する画像を被加工物の表面に形成するための加工データに基づいて、前記所望する画像を前記被加工物の表面に形成する加工装置であって、被加工物の表面に画像を印刷する印刷加工手段と、被加工物の表面に点状または線状の加工痕を形成する痕加工手段と、印刷加工手段および痕加工手段を、被加工物に対して相対的に変位させる変位手段とを備えたことにある。
【０００６】
このように構成された本発明の特徴によれば、印刷加工手段は被加工物に対して文字、図形および色彩などの画像を印刷し、痕加工手段は被加工物に対して点状または線状の加工痕を形成する。したがって、例えば、木材や樹脂など金属に比べて反射率が低い素材を被加工物とした場合、印刷加工手段により被加工物の表面に金色および銀色などの金属色を印刷した後、痕加工手段によって点状または線状の加工痕によって所望する画像を形成することができる。これにより、素材の反射率に関らず各種素材を被加工物として利用することができる。
【０００７】
また、印刷加工手段によって被加工物の表面に互いに異なる色を印刷（例えば金色と銀色）した後、痕加工手段により点状または線状の加工痕によって所望する画像を形成することもできる。これによれば、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。さらに、また、印刷加工手段によって被加工物の表面に互いに異なる複数の色を重ねて印刷（例えば赤色を印刷した上に青色を印刷）し、その後、痕加工手段によって点状または線状の加工痕を形成する。この場合、下地に印刷された色（赤色）が現れるように加工痕を形成する深さを調整する。これによれば、表面に印刷された色（青色）と、同表面に印刷された色の下に印刷された色（青色）によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。すなわち、金色や銀色などの金属色以外の色によっても所望する画像を表現することができる。この結果、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記加工装置において、さらに、被加工物を切断する切断加工手段を備え、変位手段は、印刷加工手段および痕加工手段に加えて切断加工手段を、被加工物に対して相対的に変位させることにある。この場合、加工装置は、被加工物に対して、まず、印刷加工手段によって画像の印刷を行い、その後、痕加工手段によって加工痕を形成し、その後、切断加工手段によって切断を行うようにするとよい。
【０００９】
このような本発明の他の特徴によれば、印刷加工手段および痕加工手段に加えて被加工物を切断する切断加工手段を備えている。これにより、画像の印刷および加工痕の形成に加えて被加工物の切り抜き加工および切断加工を行うことができ、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記加工装置において、前記変位手段は、印刷加工手段、痕加工手段および切断加工手段のうちのいずれか１つの加工手段を前記被加工物に対して相対的に変位させる駆動手段と、駆動手段によって変位する前記１つの加工手段以外の他の２つの前記加工手段のうち一方の加工手段と前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第１の連結手段と、前記他の２つの加工手段のうち他方の加工手段と前記一方の加工手段または前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第２の連結手段とを備えたことにある。この場合、第１の連結手段および第２の連結手段は、それぞれ磁力を用いて各加工手段を分離可能に連結するようにするとよい。
【００１１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、変位手段は、印刷加工手段、痕加工手段および切断加工手段のうちのいずれか１つの加工手段を被加工物に対して相対的に変位させる。この場合、変位手段によって直接変位される１つの加工手段には、他の２つの加工手段をそれぞれ分離可能に連結する第１および第２の連結手段が設けられている。このため、変位手段によって直接変位される加工手段以外の２つの加工手段は、被加工物に対して加工を行わない場合、前記１つの加工手段から分離しておくことができる。これにより、被加工物の加工時において、前記１つの加工手段と被加工物に対して加工を行う加工手段のみを変位させることができ、加工手段を変位させる駆動手段の負荷を抑えることができる。この結果、被加工物に対する加工精度の向上、駆動手段の長寿命化を図ることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る加工装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、被加工物である単シート状のワークＷＫの表面に対して画像の印刷、点状の加工痕の形成および切断を行うことにより、所望する画像をワークＷＫの表面上に形成する加工装置１００の全体を示す斜視図である。また、図２は、同加工装置１００の作動を制御する制御システムのブロック図である。
【００１３】
この加工装置１００は、平面部が水平状態に配置されたベッド１０１を備えている。ベッド１０１は、前記平面部上にワークＷＫを載置する載置台であり図示左右方向に延びて形成されている。ベッド１０１の中央部には、前記平面部に沿って円筒状のグリッドロール１０２がその上面部を露出させた状態で設けられている。グリッドロール１０２は、後述するコントローラ１１６によって駆動が制御されるＸ軸方向フィードモータ１０３によって回転駆動される。また、ベッド１０１の上方には、図示左右方向に沿って長尺状のガイドレール１０４が設けられており、このガイドレール１０４の下部にグリッドロール１０２に対向した状態で円筒部を有するピンチロール１０５ａ，１０５ｂがそれぞれ設けられている。これらのグリッドロール１０２およびピンチロール１０５ａ，１０５ｂは、ワークＷＫを挟持しつつ図示前後方向に搬送する。ここで、ワークＷＫを搬送する図示前後方向をＸ軸方向、同Ｘ軸方向の直交する図示左右方向をＹ軸方向とする。
【００１４】
ガイドレール１０４は、直動レール１０６および図示しない直動ブロックを介してカッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれ支持する。直動レール１０６は、Ｙ軸方向に沿ってガイドレール１０４に固定されている１本のレールである。また、直動ブロックは、カッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０にそれぞれ固定されているとともに、直動レール１０６に摺動可能な状態で組み付けられている。したがって、カッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０はそれぞれ直動レール１０５、すなわちガイドレール１０４に沿ってＹ軸方向に案内される。
【００１５】
カッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、カッティングキャリッジ１２０の図示右側にプリントキャリッジ１３０が配置され、同カッティングキャリッジ１２０の図示左側に打刻キャリッジ１４０が配置されている。カッティングキャリッジ１２０は、略直方体状に形成されており、その前面にワークＷＫを切断するためのカッター１２１をソレノイド１２２を介して保持している。ソレノイド１２２は、コントローラ１１６によって駆動が制御され、カッター１２１を図示上下方向に変位させることにより、同カッター１２１の刃先をワークＷＫの表面に接触および離脱させる。カッティングキャリッジ１２０の両側面には、磁石によって構成される連結部１２３ａ，１２３ｂが設けられている。
【００１６】
また、カッティングキャリッジ１２０の上部には、Ｙ軸方向に架設されたワイヤ１０７の一部が固定されている。ワイヤ１０７は、コントローラ１１６によって駆動が制御されるＹ軸方向フィードモータ１０８に接続されており、同Ｙ軸方向フィードモータ１０８の回転駆動によってＹ軸方向に変位する。すなわち、カッティングキャリッジ１２０は、ワイヤ１０７を介してＹ軸方向フィードモータ１０８によりＹ軸方向に変位する。
【００１７】
プリントキャリッジ１３０は、横断面形状が略コ字状に形成されており、その内側にワークＷＫの表面に画像を印刷するインクヘッドユニット１３１を備えている。インクヘッドユニット１３１は、互いに異なる４つの色のインクごとに設けられたインクヘッド１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄから構成されている。各インクヘッド１３２ａ〜１３２ｄは、図示しないインクタンクから供給されるインクをワークＷＫに向けてそれぞれ吐出する。すなわち、インクヘッドユニット１３１は、互いに異なる４つの色のインクの組み合わせによってワークＷＫの表面に画像を印刷する。
【００１８】
プリントキャリッジ１３０の図示左側面における前記カッティングキャリッジ１２０の連結部１２３ｂに対応する位置には、磁石によって構成される連結部１３３が設けられている。すなわち、このプリントキャリッジ１３０は、連結部１２３ｂおよび連結部１３３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０と分離可能に連結される。また、プリントキャリッジ１３０の図示右側面には、Ｌ字状に形成された受け金具１３４が設けられている。
【００１９】
打刻キャリッジ１４０は、略直方体状に形成されており、その前面にワークＷＫの表面に点状の加工痕を形成する打刻針１４１をソレノイド１４２を介して保持している。ソレノイド１４２は、前記ソレノイド１２２と同様に、コントローラ１１６によって駆動が制御され、打刻針１４１を図示上下方向に変位させることにより、同打刻針１４１の刃先をワークＷＫの表面に打ち付けるとともに離脱させる。打刻キャリッジ１４０の図示右側面における前記カッティングキャリッジ１２０の連結部１２３ａに対応する位置には、磁石によって構成される連結部１４３が設けられている。すなわち、この打刻キャリッジ１４０は、連結部１２３ａおよび連結部１４３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０と分離可能に連結される。また、打刻キャリッジ１４０の図示左側面には、Ｌ字状に形成された受け金具１４４が設けられている。
【００２０】
ベッド１０１の両端部には、ガイドレール１０４を支持する平板状のサイドフレーム１０９Ｒ，１０９Ｌが垂直方向にそれぞれ設けられている。サイドフレーム１０９Ｒ，１０９Ｌには、それぞれプリントキャリッジ１３０の受け金具１３４および打刻キャリッジ１４０の受け金具１４４に引っ掛けて同プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０を固定するロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌがそれぞれ設けられている。ロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌは、コントローラ１１６によって駆動が制御されるロック用ソレノイド１１１Ｒ，１１１Ｌを備えている。
【００２１】
カッティングキャリッジ１２０、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０の上方には、加工装置１００の上側の筐体を構成する長尺状の上カバー１１２が設けられている。また、サイドフレーム１０９Ｒ，１０９Ｌの各外側には、加工装置１００の各側面の筐体を構成するサイドカバー１１３Ｒ，１１３Ｌが設けられている。これらのうち、サイドカバー１１３Ｒの前面には、加工装置１００に指示を与えるとともに、加工装置１００からの情報を表示するための操作パネル１１４が設けられている。さらに、ベッド１０１の下方には、加工装置１００を支持するとともに作業者の所望する位置に移動させることができるスタンド１１５が設けられている。
【００２２】
コントローラ１１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、インターフェース１１７を介して接続される外部コンピュータ装置１１８からの指示に従って、Ｘ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向フィードモータ１０８、ソレノイド１２２、インクヘッド１３２ａ〜１３２ｄ、ソレノイド１３２およびロック用ソレノイド１１１Ｌ，１１１Ｒの作動をそれぞれ制御する。外部コンピュータ装置１１８は、キーボードおよびマウスからなる入力装置１１８ａおよび液晶ディスプレイからなる表示装置１１８ｂを備えるパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）であり、図４に示す加工プログラムを実行することにより加工装置１００の作動を制御する。
【００２３】
次に、上記のように構成した加工装置１００の作動について説明する。まず、作業者は外部コンピュータ装置１１８と加工装置１００とをインターフェース１１７を介して接続し、外部コンピュータ装置１１８および打刻装置１００の電源をそれぞれ投入する。これにより、外部コンピュータ装置１１８は、図示しない所定のプログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。また、加工装置１００は、コントローラ１１６内のＲＯＭに予め記憶されている図示しない所定のプログラムを実行することにより、カッティングキャリッジ１２０、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれ原点復帰させた後、外部コンピュータ装置１１８からの指示を待つ待機状態となる。
【００２４】
次に、作業者は、グリッドロール１０２とピンチロール１０５ａ，１０５ｂとの間にワークＷＫを位置させてワークＷＫをベッド１０１上にセットした後、外部コンピュータ装置１１８の入力装置１１８ａを操作して、外部コンピュータ装置１１８に図４に示す加工プログラムの実行を指示する。この加工プログラムは、作業者が所望する画像をワークＷＫの表面上に形成するために、所望する画像に対応する加工データを生成して加工装置１００に出力するプログラムである。なお、本実施形態においてワークＷＫは、表面（加工を施す面）が白色の単シート体である。
【００２５】
この指示に応答して、外部コンピュータ装置１１８は、加工プログラムをステップＳ１００にて開始して、ステップＳ１０２にて、画像データの入力を待つ。作業者は、所望する任意の画像を画像取り込み用アプリケーションを用いて外部コンピュータ装置１１８に入力する。本実施形態においては、図５に示すようなアルファベット文字である「Ａ」をデザイン化した図形を外部コンピュータ装置１１８に入力する。これにより、所望する画像を表す画像データが外部コンピュータ装置１１８の記憶装置内に記憶される。なお、本実施形態においては、画像データはラスターデータ（ビットマップデータ）形式である。
【００２６】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１０４にて、前記画像データに基づいてプリント加工データ、打刻加工データおよびカッティング加工データをそれぞれ生成する。プリント加工データは、プリントキャリッジ１３０によって前記所望する画像の全部または一部をワークＷＫの表面に印刷するためのデータである。打刻加工データは、打刻キャリッジ１４０によって前記所望する画像の全部または一部を点状の加工痕によって形成するためのデータである。また、カッティング加工データは、カッティングキャリッジ１２０によってワークＷＫの表面を切断して前記所望する画像の全部または一部を形成するためのデータである。
【００２７】
本実施形態においては、図５に示す図形「Ａ」における図形部分ＰＩについてプリント加工データおよび打刻加工データを生成し、同図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２についてカッティング加工データを生成する。この場合、プリント加工データは、図形部分ＰＩの形状を所定の色（例えば、銀色）で印刷するためのデータである。また、打刻加工データは、画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度に応じた深さに加工痕を形成するためのデータである。この加工痕の深さは、ワークＷＫ上に形成される画像の濃淡を表す。また、カッティング加工データは、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を表す画像データをベクターデータ形式に変換したデータである。なお、画像データにおいて、打刻加工データを生成するための線図部分（本実施形態においては、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）の抽出は、外部コンピュータ装置１１８に対して入力装置１１８ａを操作して作業者が直接指示するようにしてもよいし、線図部分を抽出する公知のプログラムを用いてもよい。
【００２８】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１０６にて、前記ステップＳ１０４にて生成したプリント加工データを加工装置１００に出力する。加工装置１００は、外部コンピュータ装置１１８から入力したプリント加工データに基づいてＹ軸方向フィードモータ１０３、Ｘ軸方向フィードモータ１０８およびインクヘッドユニット１３１等の各作動を制御して画像データにおける図形部分、具体的には図形部分ＰＩの印刷を開始する。
【００２９】
この場合、コントローラ１１６は、図形部分の印刷開始に先駆けてカッティングキャリッジ１２０をプリントキャリッジ１３０に接触させるとともに、ロック装置１１０Ｒのロック用ソレノイド１１Ｒを作動させることによりプリントキャリッジ１３０のロック状態を解除する。これにより、プリントキャリッジ１３０は、連結部１２３ｂおよび連結部１３３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０に連結された状態でカッティングキャリッジ１２０とともにＸ軸方向に変位しながら、ワークＷＫの表面に画像の印刷を行う（図３（Ａ）参照）。
【００３０】
そして、画像の印刷が終了した場合には、コントローラ１１６はカッティングキャリッジ１２０を図示最右端位置に変位させて、プリントキャリッジ１３０をロック装置１１０Ｒにロックさせる。このステップＳ１０６による図形部分ＰＩの印刷により、ワークＷＫの表面には、図形部分ＰＩの形状に対応した形状の銀色の図形が印刷される。
【００３１】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１０８にて、前記ステップＳ１０４にて生成した打刻加工データを加工装置１００に出力する。加工装置１００は、外部コンピュータ装置１１８から入力した打刻加工データに基づいてＸ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向フィードモータ１０８およびソレノイド１４２等の各作動を制御して画像データにおける図形部分、具体的には図形部分ＰＩを加工痕の集合によって形成する加工を開始する。
【００３２】
この場合、コントローラ１１６は、加工痕の形成に先駆けてカッティングキャリッジ１３０を打刻キャリッジ１４０に接触させるとともに、ロック装置１１０Ｌのロック用ソレノイド１１Ｌを作動させることにより打刻キャリッジ１４０のロック状態を解除する。これにより、打刻キャリッジ１４０は、連結部１２３ｂおよび連結部１４３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０に連結された状態でカッティングキャリッジ１２０とともにＹ軸方向に変位しながら、ワークＷＫの表面に加工痕の形成を行う（図３（Ｂ）参照）。
【００３３】
そして、加工痕の形成が終了した場合には、コントローラ１１６はカッティングキャリッジ１２０を図示最左端位置に変位させ、打刻キャリッジ１４０をロック装置１１０Ｌにロックさせる。このステップＳ１０８による加工痕の形成により、ワークＷＫの表面には、図形部分ＰＩの形状を点状の加工痕の集合によって表した図形が形成される。
【００３４】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１１０にて、前記ステップＳ１０４にて生成したカッティング加工データを加工装置１００に出力する。加工装置１００は、外部コンピュータ装置１１８から入力したカッティング加工データに基づいてＸ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向フィードモータ１０８およびソレノイド１２２等の各作動を制御して画像データにおける線図部分、具体的には輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２の切断加工を開始する。この場合、コントローラ１１６は、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌによってロック状態とし、カッティングキャリッジ１２０のみをＹ軸方向に変位させながら、ワークＷＫの表面の切断加工を行う（図３（Ｃ）参照）。
【００３５】
そして、切断加工が終了した場合には、コントローラ１１６はカッティングキャリッジ１２０を原点位置に復帰させるとともにワークＷＫを前方に排出する。このステップＳ１１０による輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２の切断加工により、ワークＷＫは、図形部分ＰＩの輪郭部分に対応する形状に切り抜かれる。
【００３６】
一方、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１１２にて、この加工プログラムの実行を終了して再び待機状態となる。これにより、加工装置１００も再び待機状態となる。そして、作業者は、ベッド１０１上からワークＷＫを取り外して加工作業を終了する。また、作業者は、他のワークＷＫに対して加工を行う場合には、前記と同様にして他のワークＷＫをベッド１０１上にセットした後、加工プログラムを実行する。
【００３７】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ワークＷＫに対してインクヘッドユニット１３１により銀色画像の印刷を行った後、打刻キャリッジ１４０により点状の加工痕を形成している。したがって、本実施形態のように白色の素材をワークＷＫに用いた場合であっても所望する画像を鮮明に形成することができる。すなわち、素材の反射率に関わらず各種素材を被加工物として利用できる。また、カッティングキャリッジ１２０も備えているため、画像の印刷および加工痕の形成に加えてワークＷＫの切り抜き加工および切断加工を行うことができる。このため、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００３８】
また、連結部１２３ａ，１２３ｂ，１３２，１４２およびロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌにより、印刷加工および打刻加工を行わない場合には、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をカッティングキャリッジ１２０から分離して置くことができる。これにより、カッティングキャリッジ１２０を変位させるＹ軸方向フィードモータ１０８の負荷を抑えることができ、ワークＷＫに対する加工精度の向上、Ｙ軸方向フィードモータ１０８の長寿命化を図ることが期待できる。
【００３９】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４０】
上記実施形態においては、加工装置１００はワークＷＫの切断加工を行うカッティングキャリッジ１２０を備えている。しかし、ワークＷＫに対して切断加工を行わない場合には、カッティングキャリッジ１２０は必ずしも必要ではない。カッティングキャリッジ１２０を備えない加工装置１００の場合、打刻キャリッジ１４０をＹ軸方向フィードモータ１０８によって変位させるように構成するとよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、ワークＷＫの表面に銀色の画像を印刷したが、印刷する色は、当然、これに限定されるものではない。また、単一の色に限定されるものでもなく、複数の色を適宜配色するように構成してもよいし、塗り重ねるように印刷してもよい。これによれば、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００４２】
また、打刻針１４１の先端部をワークＷＫの表面に押し当てる力を大きくすることにより、加工痕が印刷した色を貫通するように加工痕を形成するように構成してもよい。すなわち、ワークＷＫの表面または下地に印刷された色が現れるように加工痕を形成する深さを調整する。これによれば、複数の色によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。すなわち、金色や銀色などの金属色以外の色によっても所望する画像を表現することができる。これにより、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００４３】
また、上記実施形態においては、被加工物として単シートを用いたが、長尺状の巻きシートであってもよい。また、シート体以外の素材、例えば、金属、木材、樹脂、セラミック、布材などであってもよい。すなわち、少なくとも画像の印刷および加工痕が形成できる素材であれば限定されるものではない。
【００４４】
また、上記実施形態においては、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をカッティングキャリッジ１２０に対して分離可能な構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、これらの各キャリッジを一体的に構成してもよい。これによれば、連結部１２３ａ，１２３ｂ，１３２，１４２およびロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌや、各キャリッジ３０を連結・離脱するための作動が不要となる。
【００４５】
また、上記実施形態においては、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってカッティングキャリッジ１２０をＹ軸方向に変位するように構成したが、変位されるキャリッジはカッティングキャリッジ１２０に限定されるものではない。すなわち、プリントキャリッジ１３０または打刻キャリッジ１４０をＹ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位させるように構成してもよい。この場合、Ｙ軸方向フィードモータによって変位されるキャリッジ、例えば、打刻キャリッジ１４０とカッティングキャリッジ１２０とを分離可能に連結する連結部（すなわち、第１の連結手段）、および同打刻キャリッジ１４０とプリントキャリッジ１３０とを分離可能に連結する連結部（すなわち、第２の連結手段）を備えるようにする。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４６】
また、上記実施形態においては、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位するカッティングキャリッジ１２０に対して、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれ分離可能に連結したが、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位されるキャリッジに対して分離可能に連結されれば、これに限定されるものではない。すなわち、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位されるキャリッジ（カッティングキャリッジ１２０）に対して他の２つのキャリッジのうちの一方のキャリッジ（例えば、プリントキャリッジ１３０）を分離可能に連結するとともに、同一方のキャリッジに対して前記他の２つのキャリッジのうちの他方のキャリッジ（例えば、打刻キャリッジ１４０）を分離可能に連結するように構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、連結部１２３ａ，１２３ｂ，１３３，１４３をそれぞれ磁石によって構成したが、各キャリッジを分離可能に連結できれば、これに限定されるものではない。例えば、磁石に代えてロック装置１１０Ｌ，１１０Ｒのような構成としてもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、打刻キャリッジ１４０はワークＷＫに対して点状の加工痕を形成するように構成した。しかし、点状の加工痕に代えて、または加えて線状の加工痕を形成するように構成してもよい。これによっても、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、インクを用いてワークＷＫの表面に印刷を行うように構成したが、ワークＷＫの表面に文字、図形、色彩などの画像を印刷できるものであれば、これに限定されるものではない。例えば、光（例えば、紫外線）硬化型のインクや印刷用トナー、またはレーザを用いてワークＷＫの表面に画像を印刷するように構成してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、カッティングキャリッジ１２０は、カッター１２１を用いてワークＷＫの切断を行うように構成したが、ワークＷＫの切断が行える構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、エンドミルなどの工具やレーザを用いてワークＷＫを切断する構成としてもよい。これによれば、金属材料等によって構成されたワークＷＫに対しても切断加工を行うことができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、カッティングキャリッジ１２０をＹ軸方向に変位させるとともに、ワークＷＫをＸ軸方向に変位させるように構成した。しかし、ワークＷＫに対して加工を行う各キャリッジとワークＷＫの相対的な位置関係を変化させる構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、ワークＷＫの位置を固定して、各キャリッジを変位させるように構成してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態においては、ワークＷＫに対して印刷加工、打刻加工、切断加工の順に加工を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、打刻加工によって形成された加工痕上に印刷加工を行うように構成してもよい。これによっても、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す加工装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は図１に示す加工装置において２つのキャリッジが連結した状態で変位する様子を示す正面図であり、（Ｃ）は図１に示す加工装置において１つのキャリッジが単体で変位する様子を示す正面図である。
【図４】外部コンピュータ装置によって実行される加工プログラムのフローチャートを示している。
【図５】図１に示す加工装置によってワークＷＫの表面に形成される画像を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
ＷＫ…ワーク、１００…加工装置、１０１…ベッド、１０２…グリッドロール、１０３…Ｘ軸方向フィードモータ、１０４…ガイドレール、１０８…Ｙ軸方向フィードモータ、１１０Ｒ，１１０Ｌ…ロック装置、１２０…カッティングキャリッジ、１２１…カッター、１３０…プリントキャリッジ、１３１…インクヘッドユニット、１４０…打刻キャリッジ、１４１…打刻針。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望する画像を被加工物の表面に形成するための加工データに基づいて、前記所望する画像を前記被加工物の表面に形成する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金，プラチナ，真鍮，アルミニウム，ステンレス鋼などの比較的塑性変形し易い被加工物の表面に点状の加工痕を複数形成して、これら複数の加工痕の集合によって所望する画像を被加工物の表面に形成する加工装置が知られている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−６１５４０号公報
【０００３】
しかしながら、このような加工装置においては、鮮明な画像を形成するために光の反射率が大きい素材（例えば、プラチナ、真鍮などの金属色の素材）を被加工物として用いることが多い。このため、被加工物として用いる素材の選択の幅が実質的に狭いという問題があった。一方、本発明の発明者らは、上記したように被加工物として用いる素材の選択の幅が狭いこと、および加工装置によって加工される被加工物は通常１つの素材から構成されていることなどから、被加工物に形成される画像の表現態様が単調であると感じていた。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、反射率に関らず各種素材を被加工物として利用でき、豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することが可能な加工装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、所望する画像を被加工物の表面に形成するための加工データに基づいて、前記所望する画像を前記被加工物の表面に形成する加工装置であって、被加工物の表面に画像を印刷する印刷加工手段と、被加工物の表面に点状または線状の加工痕を形成する痕加工手段と、印刷加工手段および痕加工手段を、被加工物に対して相対的に変位させる変位手段とを備えたことにある。
【０００６】
このように構成された本発明の特徴によれば、印刷加工手段は被加工物に対して文字、図形および色彩などの画像を印刷し、痕加工手段は被加工物に対して点状または線状の加工痕を形成する。したがって、例えば、木材や樹脂など金属に比べて反射率が低い素材を被加工物とした場合、印刷加工手段により被加工物の表面に金色および銀色などの金属色を印刷した後、痕加工手段によって点状または線状の加工痕によって所望する画像を形成することができる。これにより、素材の反射率に関らず各種素材を被加工物として利用することができる。
【０００７】
また、印刷加工手段によって被加工物の表面に互いに異なる色を印刷（例えば金色と銀色）した後、痕加工手段により点状または線状の加工痕によって所望する画像を形成することもできる。これによれば、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。さらに、また、印刷加工手段によって被加工物の表面に互いに異なる複数の色を重ねて印刷（例えば赤色を印刷した上に青色を印刷）し、その後、痕加工手段によって点状または線状の加工痕を形成する。この場合、下地に印刷された色（赤色）が現れるように加工痕を形成する深さを調整する。これによれば、表面に印刷された色（青色）と、同表面に印刷された色の下に印刷された色（青色）によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。すなわち、金色や銀色などの金属色以外の色によっても所望する画像を表現することができる。この結果、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記加工装置において、さらに、被加工物を切断する切断加工手段を備え、変位手段は、印刷加工手段および痕加工手段に加えて切断加工手段を、被加工物に対して相対的に変位させることにある。この場合、加工装置は、被加工物に対して、まず、印刷加工手段によって画像の印刷を行い、その後、痕加工手段によって加工痕を形成し、その後、切断加工手段によって切断を行うようにするとよい。
【０００９】
このような本発明の他の特徴によれば、印刷加工手段および痕加工手段に加えて被加工物を切断する切断加工手段を備えている。これにより、画像の印刷および加工痕の形成に加えて被加工物の切り抜き加工および切断加工を行うことができ、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記加工装置において、前記変位手段は、印刷加工手段、痕加工手段および切断加工手段のうちのいずれか１つの加工手段を前記被加工物に対して相対的に変位させる駆動手段と、駆動手段によって変位する前記１つの加工手段以外の他の２つの前記加工手段のうち一方の加工手段と前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第１の連結手段と、前記他の２つの加工手段のうち他方の加工手段と前記一方の加工手段または前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第２の連結手段とを備えたことにある。この場合、第１の連結手段および第２の連結手段は、それぞれ磁力を用いて各加工手段を分離可能に連結するようにするとよい。
【００１１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、変位手段は、印刷加工手段、痕加工手段および切断加工手段のうちのいずれか１つの加工手段を被加工物に対して相対的に変位させる。この場合、変位手段によって直接変位される１つの加工手段には、他の２つの加工手段をそれぞれ分離可能に連結する第１および第２の連結手段が設けられている。このため、変位手段によって直接変位される加工手段以外の２つの加工手段は、被加工物に対して加工を行わない場合、前記１つの加工手段から分離しておくことができる。これにより、被加工物の加工時において、前記１つの加工手段と被加工物に対して加工を行う加工手段のみを変位させることができ、加工手段を変位させる駆動手段の負荷を抑えることができる。この結果、被加工物に対する加工精度の向上、駆動手段の長寿命化を図ることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る加工装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、被加工物である単シート状のワークＷＫの表面に対して画像の印刷、点状の加工痕の形成および切断を行うことにより、所望する画像をワークＷＫの表面上に形成する加工装置１００の全体を示す斜視図である。また、図２は、同加工装置１００の作動を制御する制御システムのブロック図である。
【００１３】
この加工装置１００は、平面部が水平状態に配置されたベッド１０１を備えている。ベッド１０１は、前記平面部上にワークＷＫを載置する載置台であり図示左右方向に延びて形成されている。ベッド１０１の中央部には、前記平面部に沿って円筒状のグリッドロール１０２がその上面部を露出させた状態で設けられている。グリッドロール１０２は、後述するコントローラ１１６によって駆動が制御されるＸ軸方向フィードモータ１０３によって回転駆動される。また、ベッド１０１の上方には、図示左右方向に沿って長尺状のガイドレール１０４が設けられており、このガイドレール１０４の下部にグリッドロール１０２に対向した状態で円筒部を有するピンチロール１０５ａ，１０５ｂがそれぞれ設けられている。これらのグリッドロール１０２およびピンチロール１０５ａ，１０５ｂは、ワークＷＫを挟持しつつ図示前後方向に搬送する。ここで、ワークＷＫを搬送する図示前後方向をＸ軸方向、同Ｘ軸方向の直交する図示左右方向をＹ軸方向とする。
【００１４】
ガイドレール１０４は、直動レール１０６および図示しない直動ブロックを介してカッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれ支持する。直動レール１０６は、Ｙ軸方向に沿ってガイドレール１０４に固定されている１本のレールである。また、直動ブロックは、カッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０にそれぞれ固定されているとともに、直動レール１０６に摺動可能な状態で組み付けられている。したがって、カッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０はそれぞれ直動レール１０５、すなわちガイドレール１０４に沿ってＹ軸方向に案内される。
【００１５】
カッティングキャリッジ１２０，プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、カッティングキャリッジ１２０の図示右側にプリントキャリッジ１３０が配置され、同カッティングキャリッジ１２０の図示左側に打刻キャリッジ１４０が配置されている。カッティングキャリッジ１２０は、略直方体状に形成されており、その前面にワークＷＫを切断するためのカッター１２１をソレノイド１２２を介して保持している。ソレノイド１２２は、コントローラ１１６によって駆動が制御され、カッター１２１を図示上下方向に変位させることにより、同カッター１２１の刃先をワークＷＫの表面に接触および離脱させる。カッティングキャリッジ１２０の両側面には、磁石によって構成される連結部１２３ａ，１２３ｂが設けられている。
【００１６】
また、カッティングキャリッジ１２０の上部には、Ｙ軸方向に架設されたワイヤ１０７の一部が固定されている。ワイヤ１０７は、コントローラ１１６によって駆動が制御されるＹ軸方向フィードモータ１０８に接続されており、同Ｙ軸方向フィードモータ１０８の回転駆動によってＹ軸方向に変位する。すなわち、カッティングキャリッジ１２０は、ワイヤ１０７を介してＹ軸方向フィードモータ１０８によりＹ軸方向に変位する。
【００１７】
プリントキャリッジ１３０は、横断面形状が略コ字状に形成されており、その内側にワークＷＫの表面に画像を印刷するインクヘッドユニット１３１を備えている。インクヘッドユニット１３１は、互いに異なる４つの色のインクごとに設けられたインクヘッド１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄから構成されている。各インクヘッド１３２ａ〜１３２ｄは、図示しないインクタンクから供給されるインクをワークＷＫに向けてそれぞれ吐出する。すなわち、インクヘッドユニット１３１は、互いに異なる４つの色のインクの組み合わせによってワークＷＫの表面に画像を印刷する。
【００１８】
プリントキャリッジ１３０の図示左側面における前記カッティングキャリッジ１２０の連結部１２３ｂに対応する位置には、磁石によって構成される連結部１３３が設けられている。すなわち、このプリントキャリッジ１３０は、連結部１２３ｂおよび連結部１３３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０と分離可能に連結される。また、プリントキャリッジ１３０の図示右側面には、Ｌ字状に形成された受け金具１３４が設けられている。
【００１９】
打刻キャリッジ１４０は、略直方体状に形成されており、その前面にワークＷＫの表面に点状の加工痕を形成する打刻針１４１をソレノイド１４２を介して保持している。ソレノイド１４２は、前記ソレノイド１２２と同様に、コントローラ１１６によって駆動が制御され、打刻針１４１を図示上下方向に変位させることにより、同打刻針１４１の刃先をワークＷＫの表面に打ち付けるとともに離脱させる。打刻キャリッジ１４０の図示右側面における前記カッティングキャリッジ１２０の連結部１２３ａに対応する位置には、磁石によって構成される連結部１４３が設けられている。すなわち、この打刻キャリッジ１４０は、連結部１２３ａおよび連結部１４３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０と分離可能に連結される。また、打刻キャリッジ１４０の図示左側面には、Ｌ字状に形成された受け金具１４４が設けられている。
【００２０】
ベッド１０１の両端部には、ガイドレール１０４を支持する平板状のサイドフレーム１０９Ｒ，１０９Ｌが垂直方向にそれぞれ設けられている。サイドフレーム１０９Ｒ，１０９Ｌには、それぞれプリントキャリッジ１３０の受け金具１３４および打刻キャリッジ１４０の受け金具１４４に引っ掛けて同プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０を固定するロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌがそれぞれ設けられている。ロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌは、コントローラ１１６によって駆動が制御されるロック用ソレノイド１１１Ｒ，１１１Ｌを備えている。
【００２１】
カッティングキャリッジ１２０、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０の上方には、加工装置１００の上側の筐体を構成する長尺状の上カバー１１２が設けられている。また、サイドフレーム１０９Ｒ，１０９Ｌの各外側には、加工装置１００の各側面の筐体を構成するサイドカバー１１３Ｒ，１１３Ｌが設けられている。これらのうち、サイドカバー１１３Ｒの前面には、加工装置１００に指示を与えるとともに、加工装置１００からの情報を表示するための操作パネル１１４が設けられている。さらに、ベッド１０１の下方には、加工装置１００を支持するとともに作業者の所望する位置に移動させることができるスタンド１１５が設けられている。
【００２２】
コントローラ１１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、インターフェース１１７を介して接続される外部コンピュータ装置１１８からの指示に従って、Ｘ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向フィードモータ１０８、ソレノイド１２２、インクヘッド１３２ａ〜１３２ｄ、ソレノイド１３２およびロック用ソレノイド１１１Ｌ，１１１Ｒの作動をそれぞれ制御する。外部コンピュータ装置１１８は、キーボードおよびマウスからなる入力装置１１８ａおよび液晶ディスプレイからなる表示装置１１８ｂを備えるパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）であり、図４に示す加工プログラムを実行することにより加工装置１００の作動を制御する。
【００２３】
次に、上記のように構成した加工装置１００の作動について説明する。まず、作業者は外部コンピュータ装置１１８と加工装置１００とをインターフェース１１７を介して接続し、外部コンピュータ装置１１８および打刻装置１００の電源をそれぞれ投入する。これにより、外部コンピュータ装置１１８は、図示しない所定のプログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。また、加工装置１００は、コントローラ１１６内のＲＯＭに予め記憶されている図示しない所定のプログラムを実行することにより、カッティングキャリッジ１２０、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれ原点復帰させた後、外部コンピュータ装置１１８からの指示を待つ待機状態となる。
【００２４】
次に、作業者は、グリッドロール１０２とピンチロール１０５ａ，１０５ｂとの間にワークＷＫを位置させてワークＷＫをベッド１０１上にセットした後、外部コンピュータ装置１１８の入力装置１１８ａを操作して、外部コンピュータ装置１１８に図４に示す加工プログラムの実行を指示する。この加工プログラムは、作業者が所望する画像をワークＷＫの表面上に形成するために、所望する画像に対応する加工データを生成して加工装置１００に出力するプログラムである。なお、本実施形態においてワークＷＫは、表面（加工を施す面）が白色の単シート体である。
【００２５】
この指示に応答して、外部コンピュータ装置１１８は、加工プログラムをステップＳ１００にて開始して、ステップＳ１０２にて、画像データの入力を待つ。作業者は、所望する任意の画像を画像取り込み用アプリケーションを用いて外部コンピュータ装置１１８に入力する。本実施形態においては、図５に示すようなアルファベット文字である「Ａ」をデザイン化した図形を外部コンピュータ装置１１８に入力する。これにより、所望する画像を表す画像データが外部コンピュータ装置１１８の記憶装置内に記憶される。なお、本実施形態においては、画像データはラスターデータ（ビットマップデータ）形式である。
【００２６】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１０４にて、前記画像データに基づいてプリント加工データ、打刻加工データおよびカッティング加工データをそれぞれ生成する。プリント加工データは、プリントキャリッジ１３０によって前記所望する画像の全部または一部をワークＷＫの表面に印刷するためのデータである。打刻加工データは、打刻キャリッジ１４０によって前記所望する画像の全部または一部を点状の加工痕によって形成するためのデータである。また、カッティング加工データは、カッティングキャリッジ１２０によってワークＷＫの表面を切断して前記所望する画像の全部または一部を形成するためのデータである。
【００２７】
本実施形態においては、図５に示す図形「Ａ」における図形部分ＰＩについてプリント加工データおよび打刻加工データを生成し、同図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２についてカッティング加工データを生成する。この場合、プリント加工データは、図形部分ＰＩの形状を所定の色（例えば、銀色）で印刷するためのデータである。また、打刻加工データは、画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度に応じた深さに加工痕を形成するためのデータである。この加工痕の深さは、ワークＷＫ上に形成される画像の濃淡を表す。また、カッティング加工データは、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を表す画像データをベクターデータ形式に変換したデータである。なお、画像データにおいて、打刻加工データを生成するための線図部分（本実施形態においては、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）の抽出は、外部コンピュータ装置１１８に対して入力装置１１８ａを操作して作業者が直接指示するようにしてもよいし、線図部分を抽出する公知のプログラムを用いてもよい。
【００２８】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１０６にて、前記ステップＳ１０４にて生成したプリント加工データを加工装置１００に出力する。加工装置１００は、外部コンピュータ装置１１８から入力したプリント加工データに基づいてＹ軸方向フィードモータ１０３、Ｘ軸方向フィードモータ１０８およびインクヘッドユニット１３１等の各作動を制御して画像データにおける図形部分、具体的には図形部分ＰＩの印刷を開始する。
【００２９】
この場合、コントローラ１１６は、図形部分の印刷開始に先駆けてカッティングキャリッジ１２０をプリントキャリッジ１３０に接触させるとともに、ロック装置１１０Ｒのロック用ソレノイド１１Ｒを作動させることによりプリントキャリッジ１３０のロック状態を解除する。これにより、プリントキャリッジ１３０は、連結部１２３ｂおよび連結部１３３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０に連結された状態でカッティングキャリッジ１２０とともにＸ軸方向に変位しながら、ワークＷＫの表面に画像の印刷を行う（図３（Ａ）参照）。
【００３０】
そして、画像の印刷が終了した場合には、コントローラ１１６はカッティングキャリッジ１２０を図示最右端位置に変位させて、プリントキャリッジ１３０をロック装置１１０Ｒにロックさせる。このステップＳ１０６による図形部分ＰＩの印刷により、ワークＷＫの表面には、図形部分ＰＩの形状に対応した形状の銀色の図形が印刷される。
【００３１】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１０８にて、前記ステップＳ１０４にて生成した打刻加工データを加工装置１００に出力する。加工装置１００は、外部コンピュータ装置１１８から入力した打刻加工データに基づいてＸ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向フィードモータ１０８およびソレノイド１４２等の各作動を制御して画像データにおける図形部分、具体的には図形部分ＰＩを加工痕の集合によって形成する加工を開始する。
【００３２】
この場合、コントローラ１１６は、加工痕の形成に先駆けてカッティングキャリッジ１３０を打刻キャリッジ１４０に接触させるとともに、ロック装置１１０Ｌのロック用ソレノイド１１Ｌを作動させることにより打刻キャリッジ１４０のロック状態を解除する。これにより、打刻キャリッジ１４０は、連結部１２３ｂおよび連結部１４３の各吸引力によってカッティングキャリッジ１２０に連結された状態でカッティングキャリッジ１２０とともにＹ軸方向に変位しながら、ワークＷＫの表面に加工痕の形成を行う（図３（Ｂ）参照）。
【００３３】
そして、加工痕の形成が終了した場合には、コントローラ１１６はカッティングキャリッジ１２０を図示最左端位置に変位させ、打刻キャリッジ１４０をロック装置１１０Ｌにロックさせる。このステップＳ１０８による加工痕の形成により、ワークＷＫの表面には、図形部分ＰＩの形状を点状の加工痕の集合によって表した図形が形成される。
【００３４】
次に、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１１０にて、前記ステップＳ１０４にて生成したカッティング加工データを加工装置１００に出力する。加工装置１００は、外部コンピュータ装置１１８から入力したカッティング加工データに基づいてＸ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向フィードモータ１０８およびソレノイド１２２等の各作動を制御して画像データにおける線図部分、具体的には輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２の切断加工を開始する。この場合、コントローラ１１６は、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌによってロック状態とし、カッティングキャリッジ１２０のみをＹ軸方向に変位させながら、ワークＷＫの表面の切断加工を行う（図３（Ｃ）参照）。
【００３５】
そして、切断加工が終了した場合には、コントローラ１１６はカッティングキャリッジ１２０を原点位置に復帰させるとともにワークＷＫを前方に排出する。このステップＳ１１０による輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２の切断加工により、ワークＷＫは、図形部分ＰＩの輪郭部分に対応する形状に切り抜かれる。
【００３６】
一方、外部コンピュータ装置１１８は、ステップＳ１１２にて、この加工プログラムの実行を終了して再び待機状態となる。これにより、加工装置１００も再び待機状態となる。そして、作業者は、ベッド１０１上からワークＷＫを取り外して加工作業を終了する。また、作業者は、他のワークＷＫに対して加工を行う場合には、前記と同様にして他のワークＷＫをベッド１０１上にセットした後、加工プログラムを実行する。
【００３７】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ワークＷＫに対してインクヘッドユニット１３１により銀色画像の印刷を行った後、打刻キャリッジ１４０により点状の加工痕を形成している。したがって、本実施形態のように白色の素材をワークＷＫに用いた場合であっても所望する画像を鮮明に形成することができる。すなわち、素材の反射率に関わらず各種素材を被加工物として利用できる。また、カッティングキャリッジ１２０も備えているため、画像の印刷および加工痕の形成に加えてワークＷＫの切り抜き加工および切断加工を行うことができる。このため、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００３８】
また、連結部１２３ａ，１２３ｂ，１３２，１４２およびロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌにより、印刷加工および打刻加工を行わない場合には、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をカッティングキャリッジ１２０から分離して置くことができる。これにより、カッティングキャリッジ１２０を変位させるＹ軸方向フィードモータ１０８の負荷を抑えることができ、ワークＷＫに対する加工精度の向上、Ｙ軸方向フィードモータ１０８の長寿命化を図ることが期待できる。
【００３９】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４０】
上記実施形態においては、加工装置１００はワークＷＫの切断加工を行うカッティングキャリッジ１２０を備えている。しかし、ワークＷＫに対して切断加工を行わない場合には、カッティングキャリッジ１２０は必ずしも必要ではない。カッティングキャリッジ１２０を備えない加工装置１００の場合、打刻キャリッジ１４０をＹ軸方向フィードモータ１０８によって変位させるように構成するとよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、ワークＷＫの表面に銀色の画像を印刷したが、印刷する色は、当然、これに限定されるものではない。また、単一の色に限定されるものでもなく、複数の色を適宜配色するように構成してもよいし、塗り重ねるように印刷してもよい。これによれば、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００４２】
また、打刻針１４１の先端部をワークＷＫの表面に押し当てる力を大きくすることにより、加工痕が印刷した色を貫通するように加工痕を形成するように構成してもよい。すなわち、ワークＷＫの表面または下地に印刷された色が現れるように加工痕を形成する深さを調整する。これによれば、複数の色によって所望する画像を被加工物の表面に形成することができる。すなわち、金色や銀色などの金属色以外の色によっても所望する画像を表現することができる。これにより、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００４３】
また、上記実施形態においては、被加工物として単シートを用いたが、長尺状の巻きシートであってもよい。また、シート体以外の素材、例えば、金属、木材、樹脂、セラミック、布材などであってもよい。すなわち、少なくとも画像の印刷および加工痕が形成できる素材であれば限定されるものではない。
【００４４】
また、上記実施形態においては、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をカッティングキャリッジ１２０に対して分離可能な構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、これらの各キャリッジを一体的に構成してもよい。これによれば、連結部１２３ａ，１２３ｂ，１３２，１４２およびロック装置１１０Ｒ，１１０Ｌや、各キャリッジ３０を連結・離脱するための作動が不要となる。
【００４５】
また、上記実施形態においては、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってカッティングキャリッジ１２０をＹ軸方向に変位するように構成したが、変位されるキャリッジはカッティングキャリッジ１２０に限定されるものではない。すなわち、プリントキャリッジ１３０または打刻キャリッジ１４０をＹ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位させるように構成してもよい。この場合、Ｙ軸方向フィードモータによって変位されるキャリッジ、例えば、打刻キャリッジ１４０とカッティングキャリッジ１２０とを分離可能に連結する連結部（すなわち、第１の連結手段）、および同打刻キャリッジ１４０とプリントキャリッジ１３０とを分離可能に連結する連結部（すなわち、第２の連結手段）を備えるようにする。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４６】
また、上記実施形態においては、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位するカッティングキャリッジ１２０に対して、プリントキャリッジ１３０および打刻キャリッジ１４０をそれぞれ分離可能に連結したが、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位されるキャリッジに対して分離可能に連結されれば、これに限定されるものではない。すなわち、Ｙ軸方向フィードモータ１０８によってＹ軸方向に変位されるキャリッジ（カッティングキャリッジ１２０）に対して他の２つのキャリッジのうちの一方のキャリッジ（例えば、プリントキャリッジ１３０）を分離可能に連結するとともに、同一方のキャリッジに対して前記他の２つのキャリッジのうちの他方のキャリッジ（例えば、打刻キャリッジ１４０）を分離可能に連結するように構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、連結部１２３ａ，１２３ｂ，１３３，１４３をそれぞれ磁石によって構成したが、各キャリッジを分離可能に連結できれば、これに限定されるものではない。例えば、磁石に代えてロック装置１１０Ｌ，１１０Ｒのような構成としてもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、打刻キャリッジ１４０はワークＷＫに対して点状の加工痕を形成するように構成した。しかし、点状の加工痕に代えて、または加えて線状の加工痕を形成するように構成してもよい。これによっても、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、インクを用いてワークＷＫの表面に印刷を行うように構成したが、ワークＷＫの表面に文字、図形、色彩などの画像を印刷できるものであれば、これに限定されるものではない。例えば、光（例えば、紫外線）硬化型のインクや印刷用トナー、またはレーザを用いてワークＷＫの表面に画像を印刷するように構成してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、カッティングキャリッジ１２０は、カッター１２１を用いてワークＷＫの切断を行うように構成したが、ワークＷＫの切断が行える構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、エンドミルなどの工具やレーザを用いてワークＷＫを切断する構成としてもよい。これによれば、金属材料等によって構成されたワークＷＫに対しても切断加工を行うことができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、カッティングキャリッジ１２０をＹ軸方向に変位させるとともに、ワークＷＫをＸ軸方向に変位させるように構成した。しかし、ワークＷＫに対して加工を行う各キャリッジとワークＷＫの相対的な位置関係を変化させる構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、ワークＷＫの位置を固定して、各キャリッジを変位させるように構成してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態においては、ワークＷＫに対して印刷加工、打刻加工、切断加工の順に加工を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、打刻加工によって形成された加工痕上に印刷加工を行うように構成してもよい。これによっても、従来の加工装置に比べて豊富な表現態様によって所望する画像をワークＷＫの表面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す加工装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は図１に示す加工装置において２つのキャリッジが連結した状態で変位する様子を示す正面図であり、（Ｃ）は図１に示す加工装置において１つのキャリッジが単体で変位する様子を示す正面図である。
【図４】外部コンピュータ装置によって実行される加工プログラムのフローチャートを示している。
【図５】図１に示す加工装置によってワークＷＫの表面に形成される画像を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
ＷＫ…ワーク、１００…加工装置、１０１…ベッド、１０２…グリッドロール、１０３…Ｘ軸方向フィードモータ、１０４…ガイドレール、１０８…Ｙ軸方向フィードモータ、１１０Ｒ，１１０Ｌ…ロック装置、１２０…カッティングキャリッジ、１２１…カッター、１３０…プリントキャリッジ、１３１…インクヘッドユニット、１４０…打刻キャリッジ、１４１…打刻針。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望する画像を被加工物の表面に形成するための加工データに基づいて、前記所望する画像を前記被加工物の表面に形成する加工装置であって、
前記被加工物の表面に画像を印刷する印刷加工手段と、
前記被加工物の表面に点状または線状の加工痕を形成する痕加工手段と、
前記印刷加工手段および前記痕加工手段を、前記被加工物に対して相対的に変位させる変位手段とを備えることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置において、さらに、
前記被加工物を切断する切断加工手段を備え、
前記変位手段は、前記印刷加工手段および前記痕加工手段に加えて前記切断加工手段を、前記被加工物に対して相対的に変位させる加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加工装置において、
前記変位手段は、
前記印刷加工手段、前記痕加工手段および前記切断加工手段のうちのいずれか１つの加工手段を前記被加工物に対して相対的に変位させる駆動手段と、
前記駆動手段によって変位する前記１つの加工手段以外の他の２つの前記加工手段のうち一方の加工手段と前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第１の連結手段と、
前記他の２つの加工手段のうち他方の加工手段と前記一方の加工手段または前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第２の連結手段とを備える加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加工装置において、
前記第１の連結手段および前記第２の連結手段は、それぞれ磁力を用いて各加工手段を分離可能に連結する加工装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の加工装置において、
前記被加工物に対して、
まず、前記印刷加工手段によって前記画像の印刷を行い、
その後、前記痕加工手段によって前記加工痕を形成し、
その後、前記切断加工手段によって前記切断を行う加工装置。
【請求項１】
所望する画像を被加工物の表面に形成するための加工データに基づいて、前記所望する画像を前記被加工物の表面に形成する加工装置であって、
前記被加工物の表面に画像を印刷する印刷加工手段と、
前記被加工物の表面に点状または線状の加工痕を形成する痕加工手段と、
前記印刷加工手段および前記痕加工手段を、前記被加工物に対して相対的に変位させる変位手段とを備えることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置において、さらに、
前記被加工物を切断する切断加工手段を備え、
前記変位手段は、前記印刷加工手段および前記痕加工手段に加えて前記切断加工手段を、前記被加工物に対して相対的に変位させる加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加工装置において、
前記変位手段は、
前記印刷加工手段、前記痕加工手段および前記切断加工手段のうちのいずれか１つの加工手段を前記被加工物に対して相対的に変位させる駆動手段と、
前記駆動手段によって変位する前記１つの加工手段以外の他の２つの前記加工手段のうち一方の加工手段と前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第１の連結手段と、
前記他の２つの加工手段のうち他方の加工手段と前記一方の加工手段または前記１つの加工手段とを分離可能に連結する第２の連結手段とを備える加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加工装置において、
前記第１の連結手段および前記第２の連結手段は、それぞれ磁力を用いて各加工手段を分離可能に連結する加工装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の加工装置において、
前記被加工物に対して、
まず、前記印刷加工手段によって前記画像の印刷を行い、
その後、前記痕加工手段によって前記加工痕を形成し、
その後、前記切断加工手段によって前記切断を行う加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１１４３９６（Ｐ２００８−１１４３９６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９７３７７（Ｐ２００６−２９７３７７）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００１１６０５７）ローランドディー．ジー．株式会社 (163)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００１１６０５７）ローランドディー．ジー．株式会社 (163)
【Ｆターム（参考）】
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