彫刻針
【課題】 彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置に用いる彫刻針において、正確な深さで被彫刻板を破ることなく表面を削り取ることが出来なかった点である。
【解決手段】 本発明の彫刻針は、彫刻針の先端の切り刃の開き角度を１２０度以上の鈍角とし、すくい角を５度以下の鋭角とし、前逃角度を２０度から４５度の範囲とし、又先端の切り刃の左右の開き角度に１度以内の差を設けることにより課題を解決した。
【解決手段】 本発明の彫刻針は、彫刻針の先端の切り刃の開き角度を１２０度以上の鈍角とし、すくい角を５度以下の鋭角とし、前逃角度を２０度から４５度の範囲とし、又先端の切り刃の左右の開き角度に１度以内の差を設けることにより課題を解決した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって、走査式に彫刻を行う彫刻装置に用いられる彫刻針に関し、被彫刻板への彫刻を行う際に深さ方向及び幅方向に正確な彫刻を可能とする彫刻針に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって、走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置がある（特許文献１参照）。この画像彫刻装置では、基台上に取り付けられた被彫刻板が水平方向に往復運動を行い、垂直方向から降ろされた前記彫刻針が紙やプラスチックからなる材質の前記被彫刻板を表面から削り取ることにより透かし彫りを行う。このようにして透かし彫りがなされた前記被彫刻板は、個人認証カードや重要書類用のセキュリティシートとして用いられる（特許文献２、３参照）。
【０００３】
従来、印刷に用いられるグラビアシリンダの彫刻に用いられるダイアモンドスタイラスがあった（特許文献４参照）。これは、グラビア印刷を行うためのシリンダ上にインクをためるための窪みを作るための彫刻針であり、これらを用いて前記彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置に用いても、被彫刻板に窪みができるだけで、正確な深さで表面を削り取ることは出来なかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−０２４３９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１８３９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１３０８５５号公報
【特許文献４】特開平１１−２９１４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置において、正確な深さ及び幅で表面を削り取ることが出来なかった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の彫刻針は、切削方向に対して概略垂直に起立した前面が平坦で、先端部に一対の切り刃を有し、後ろ側に所定の逃げ角の逃げ面を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の彫刻針は、切削方向に対して概略垂直に起立した前面が平坦で、先端部に一対の切り刃を有し、後ろ側に所定の逃げ角の逃げ面を有することを最も主要な特徴とするため、正確な深さ及び幅で表面を削り取ることが可能になった。また、その際には被彫刻板が紙やプラスチック製の薄板であっても、それらを破ることなく彫刻が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に彫刻を行う彫刻装置に使われる彫刻針において、正確な深さ及び幅で彫刻が出来ないという問題点や、被彫刻板が紙やプラスチック製の薄板を破ることなく彫刻が出来ないという問題点を、彫刻針の先端の切り刃の開き角度を１２０度以上の鈍角とし、前傾角が５度以下の鋭角とし、前逃角度が２０度から４５度の範囲とすることにより解決した。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明実施例の彫刻針１０（チップ部３１と支持棒部１１の両方を含む）の三面図である。
【００１０】
図１（Ａ）は、彫刻の走査方向の進行方向側から見た彫刻針の正面図である。
【００１１】
図１（Ｂ）は、被彫刻板側から見た彫刻針の下面図である。
【００１２】
図１（Ｃ）は、走査方向の側面側からみた彫刻針の側面図である。
【００１３】
また、図２は、その先端部に取り付けられたダイアモンドチップ３１（彫刻針）部分の構造がよくわかるようにした拡大図である。
【００１４】
図２（Ａ）に側面拡大図、図２（Ｂ）に後面の拡大図を示す。
【００１５】
彫刻針１０（チップ部３１と支持棒部１１の両方を含む）は、金属製の支持棒１１及びその先端に装着されたダイアモンドチップ３１（彫刻針）からなる。彫刻針の材料としてはダイアモンド製が一番硬度が硬く性能が良い。又、ダイアモンド以外の材料として超硬鋼製などを用いることも可である。
【００１６】
金属製の支持棒１１は円筒形の片側側面を平面にした回り止め部１３を有する。支持棒１１の先端部には凹部１５を有し、円柱の軸方向に沿って平面に加工された面１８に断面が平板上に形成されたダイアモンドチップ３１が突き当て支持されている。支持方法としては、実施例では、接着剤を用いて固着する方法を取ったが、その他に形状的加工と合わせて行う方法や、止め具を用いる方法であってもよい。
【００１７】
支持棒１１の凹部１５の裏面は、ダイアモンドチップ３１の逃げ面３７Ｌ、３７Ｒに連続する逃げ面１７が加工されており、切りくずが切り刃３５Ｌ、３５Ｒ裏側に停滞しないような構造を取っている。
【００１８】
支持棒１１及びダイアモンドチップ３１の大きさの一例として、図１及び図２に各部の寸法を記載した。支持棒１１は直径２ｍｍで、ダイアモンドチップ３１が支持された状態で全長が１０ｍｍである。ダイアモンドチップ３１は、幅１ｍｍ、高さ１．９５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍである。支持棒１１及びダイアモンドチップ３１の両方とも、ここにあげた実施例の寸法に限らず、これより大きいサイズであっても、また小さいサイズであっても良い。
【００１９】
図２に、ダイアモンドチップ３１が、被彫刻板５１に接している状態の拡大図を示す。図２（Ａ）で示す矢印方向に切削は進行する。切削には、彫刻針１０を動かす方法であってもよいし、被彫刻板５１を動かす方法であってもよい。
【００２０】
ダイアモンドチップ３１は、その前面３３（図２（Ａ））が被彫刻板に対して、概略垂直に起立しており、そのすくい角α（図１（Ｃ））が５度以下の場合に、切削が正確に行われる。典型的なすくい角としては３度５０分が良い。
【００２１】
彫刻針の先端部は、図１（Ａ）に示すように左側切り刃３５Ｌと右側切り刃３５Ｒの開き角度、すなわちδＲとδＬの合計が１２０度以上の鈍角であり、典型的な例として、δＲが６５度、δＬが６４度４０分と開き角度に一度以内の差がある角度の場合に最も正確に切削が行える。
【００２２】
左右が非対称の場合により正確な切削が行えるのは、以下の理由によると考えられる。ダイアモンドチップ３１は、垂直方向上部から降下してきて被彫刻板５１に接触し、被彫刻板５１に対して図２（Ａ）矢印で示す方向に彫刻針１０が進行することにより、被彫刻板５１の削り取りが開始するが、その際に上記の垂直方向からの左右の開き角度の差があるために、左右の切り刃３５Ｌ、３５Ｒの被彫刻板５１へのあたりに差がある。もしこの差が無く左右の開き角度が全く同じ場合には、先端部接触後に左右両方の刃からの同時に強い力がかかり、刃が被彫刻面にひっかかって紙やプラスチック製の薄板を破いてしまうが、実施例のように左右の開き角度に差を設けることで問題は解消した。
【００２３】
また、逃げ角β（図１（Ｃ））に関しては、先端部の強度を保つために図１（Ｃ）に示すような２０度以上４５度以下の場合、典型的には２５度の場合に先端部に切りくずが留まることなく切削が可能である。また、前記３度５０分のすくい角と前記２５度の逃げ角から６１度１０分の充分な刃先角が得られダイアモンドチップ３１先端部の長寿命化が実現した。
【００２４】
本実施例では、ダイアモンドチップ３１の先端部の形状は、図２（Ｂ）に示すように逃げ角βよりやや大きい角度により加工された元加工面３９Ｌ、３９Ｒと、切り刃３５Ｌ、３５Ｒを鋭利にするために前記元加工面の切り刃側を研磨して作成された研磨面３７Ｌ、３７Ｒとからなる。同方法によらず、元加工面３９Ｌ、３９Ｒを残さずに、すべて研磨面とする方法であってもよい。いずれの場合でも前記研磨面３７Ｌ、３７Ｒがダイアモンドチップ３１の逃げ面として働く。
【００２５】
［実施例の効果］
本発明実施例の彫刻針により、以下のことが可能となった。
【００２６】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に彫刻を行う彫刻装置に使われる彫刻針において、正確な深さ及び幅での被彫刻板、特に紙やプラスチックの薄板における切削が可能となった。
【００２７】
［その他］
彫刻針という言葉は、実施例の先端のダイアモンドチップ３１部のみを示す場合とダイアモンドチップ３１及び支持棒１１の両方を含めた全体としての彫刻針１０との両方の意味で用いた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明実施例の彫刻針の三面図である（実施例１）。
【図２】本発明実施例の彫刻針の先端部の拡大図である（実施例１）。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 彫刻針（チップ部３１と支持棒１１の両方）
１１ 支持棒
１５ 凹部
１７ 支持棒の逃げ面
３１ ダイアモンドチップ（彫刻針）
３３ 前面
３５Ｌ、３５Ｒ 切り刃
３７Ｌ、３７Ｒ 研磨面（逃げ面）
３９Ｌ、３９Ｒ 元加工面
α すくい角
β 逃げ角
δＬ 切り刃の左開き角度
δＲ 切り刃の右開き角度
【技術分野】
【０００１】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって、走査式に彫刻を行う彫刻装置に用いられる彫刻針に関し、被彫刻板への彫刻を行う際に深さ方向及び幅方向に正確な彫刻を可能とする彫刻針に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって、走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置がある（特許文献１参照）。この画像彫刻装置では、基台上に取り付けられた被彫刻板が水平方向に往復運動を行い、垂直方向から降ろされた前記彫刻針が紙やプラスチックからなる材質の前記被彫刻板を表面から削り取ることにより透かし彫りを行う。このようにして透かし彫りがなされた前記被彫刻板は、個人認証カードや重要書類用のセキュリティシートとして用いられる（特許文献２、３参照）。
【０００３】
従来、印刷に用いられるグラビアシリンダの彫刻に用いられるダイアモンドスタイラスがあった（特許文献４参照）。これは、グラビア印刷を行うためのシリンダ上にインクをためるための窪みを作るための彫刻針であり、これらを用いて前記彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置に用いても、被彫刻板に窪みができるだけで、正確な深さで表面を削り取ることは出来なかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−０２４３９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１８３９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１３０８５５号公報
【特許文献４】特開平１１−２９１４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置において、正確な深さ及び幅で表面を削り取ることが出来なかった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の彫刻針は、切削方向に対して概略垂直に起立した前面が平坦で、先端部に一対の切り刃を有し、後ろ側に所定の逃げ角の逃げ面を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の彫刻針は、切削方向に対して概略垂直に起立した前面が平坦で、先端部に一対の切り刃を有し、後ろ側に所定の逃げ角の逃げ面を有することを最も主要な特徴とするため、正確な深さ及び幅で表面を削り取ることが可能になった。また、その際には被彫刻板が紙やプラスチック製の薄板であっても、それらを破ることなく彫刻が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に彫刻を行う彫刻装置に使われる彫刻針において、正確な深さ及び幅で彫刻が出来ないという問題点や、被彫刻板が紙やプラスチック製の薄板を破ることなく彫刻が出来ないという問題点を、彫刻針の先端の切り刃の開き角度を１２０度以上の鈍角とし、前傾角が５度以下の鋭角とし、前逃角度が２０度から４５度の範囲とすることにより解決した。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明実施例の彫刻針１０（チップ部３１と支持棒部１１の両方を含む）の三面図である。
【００１０】
図１（Ａ）は、彫刻の走査方向の進行方向側から見た彫刻針の正面図である。
【００１１】
図１（Ｂ）は、被彫刻板側から見た彫刻針の下面図である。
【００１２】
図１（Ｃ）は、走査方向の側面側からみた彫刻針の側面図である。
【００１３】
また、図２は、その先端部に取り付けられたダイアモンドチップ３１（彫刻針）部分の構造がよくわかるようにした拡大図である。
【００１４】
図２（Ａ）に側面拡大図、図２（Ｂ）に後面の拡大図を示す。
【００１５】
彫刻針１０（チップ部３１と支持棒部１１の両方を含む）は、金属製の支持棒１１及びその先端に装着されたダイアモンドチップ３１（彫刻針）からなる。彫刻針の材料としてはダイアモンド製が一番硬度が硬く性能が良い。又、ダイアモンド以外の材料として超硬鋼製などを用いることも可である。
【００１６】
金属製の支持棒１１は円筒形の片側側面を平面にした回り止め部１３を有する。支持棒１１の先端部には凹部１５を有し、円柱の軸方向に沿って平面に加工された面１８に断面が平板上に形成されたダイアモンドチップ３１が突き当て支持されている。支持方法としては、実施例では、接着剤を用いて固着する方法を取ったが、その他に形状的加工と合わせて行う方法や、止め具を用いる方法であってもよい。
【００１７】
支持棒１１の凹部１５の裏面は、ダイアモンドチップ３１の逃げ面３７Ｌ、３７Ｒに連続する逃げ面１７が加工されており、切りくずが切り刃３５Ｌ、３５Ｒ裏側に停滞しないような構造を取っている。
【００１８】
支持棒１１及びダイアモンドチップ３１の大きさの一例として、図１及び図２に各部の寸法を記載した。支持棒１１は直径２ｍｍで、ダイアモンドチップ３１が支持された状態で全長が１０ｍｍである。ダイアモンドチップ３１は、幅１ｍｍ、高さ１．９５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍである。支持棒１１及びダイアモンドチップ３１の両方とも、ここにあげた実施例の寸法に限らず、これより大きいサイズであっても、また小さいサイズであっても良い。
【００１９】
図２に、ダイアモンドチップ３１が、被彫刻板５１に接している状態の拡大図を示す。図２（Ａ）で示す矢印方向に切削は進行する。切削には、彫刻針１０を動かす方法であってもよいし、被彫刻板５１を動かす方法であってもよい。
【００２０】
ダイアモンドチップ３１は、その前面３３（図２（Ａ））が被彫刻板に対して、概略垂直に起立しており、そのすくい角α（図１（Ｃ））が５度以下の場合に、切削が正確に行われる。典型的なすくい角としては３度５０分が良い。
【００２１】
彫刻針の先端部は、図１（Ａ）に示すように左側切り刃３５Ｌと右側切り刃３５Ｒの開き角度、すなわちδＲとδＬの合計が１２０度以上の鈍角であり、典型的な例として、δＲが６５度、δＬが６４度４０分と開き角度に一度以内の差がある角度の場合に最も正確に切削が行える。
【００２２】
左右が非対称の場合により正確な切削が行えるのは、以下の理由によると考えられる。ダイアモンドチップ３１は、垂直方向上部から降下してきて被彫刻板５１に接触し、被彫刻板５１に対して図２（Ａ）矢印で示す方向に彫刻針１０が進行することにより、被彫刻板５１の削り取りが開始するが、その際に上記の垂直方向からの左右の開き角度の差があるために、左右の切り刃３５Ｌ、３５Ｒの被彫刻板５１へのあたりに差がある。もしこの差が無く左右の開き角度が全く同じ場合には、先端部接触後に左右両方の刃からの同時に強い力がかかり、刃が被彫刻面にひっかかって紙やプラスチック製の薄板を破いてしまうが、実施例のように左右の開き角度に差を設けることで問題は解消した。
【００２３】
また、逃げ角β（図１（Ｃ））に関しては、先端部の強度を保つために図１（Ｃ）に示すような２０度以上４５度以下の場合、典型的には２５度の場合に先端部に切りくずが留まることなく切削が可能である。また、前記３度５０分のすくい角と前記２５度の逃げ角から６１度１０分の充分な刃先角が得られダイアモンドチップ３１先端部の長寿命化が実現した。
【００２４】
本実施例では、ダイアモンドチップ３１の先端部の形状は、図２（Ｂ）に示すように逃げ角βよりやや大きい角度により加工された元加工面３９Ｌ、３９Ｒと、切り刃３５Ｌ、３５Ｒを鋭利にするために前記元加工面の切り刃側を研磨して作成された研磨面３７Ｌ、３７Ｒとからなる。同方法によらず、元加工面３９Ｌ、３９Ｒを残さずに、すべて研磨面とする方法であってもよい。いずれの場合でも前記研磨面３７Ｌ、３７Ｒがダイアモンドチップ３１の逃げ面として働く。
【００２５】
［実施例の効果］
本発明実施例の彫刻針により、以下のことが可能となった。
【００２６】
彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に彫刻を行う彫刻装置に使われる彫刻針において、正確な深さ及び幅での被彫刻板、特に紙やプラスチックの薄板における切削が可能となった。
【００２７】
［その他］
彫刻針という言葉は、実施例の先端のダイアモンドチップ３１部のみを示す場合とダイアモンドチップ３１及び支持棒１１の両方を含めた全体としての彫刻針１０との両方の意味で用いた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明実施例の彫刻針の三面図である（実施例１）。
【図２】本発明実施例の彫刻針の先端部の拡大図である（実施例１）。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 彫刻針（チップ部３１と支持棒１１の両方）
１１ 支持棒
１５ 凹部
１７ 支持棒の逃げ面
３１ ダイアモンドチップ（彫刻針）
３３ 前面
３５Ｌ、３５Ｒ 切り刃
３７Ｌ、３７Ｒ 研磨面（逃げ面）
３９Ｌ、３９Ｒ 元加工面
α すくい角
β 逃げ角
δＬ 切り刃の左開き角度
δＲ 切り刃の右開き角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削方向に対して概略垂直に起立した前面が平坦で、先端部に一対の切り刃を有し、後ろ側に所定の逃げ角の逃げ面を有する
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項２】
請求項１の彫刻針であって、
前記彫刻針は、切削方向に対して概略垂直に起立した支持棒の先端部に支持された
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項３】
請求項１または２の彫刻針であって、
前記支持棒は先端部に凹部を有し、該凹部に前記彫刻針を支持した
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの彫刻針であって、
前記支持棒は、円柱の軸方向に沿って一部を平面にした回り止め部を有する
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの彫刻針であって、
前記支持棒は、前記彫刻針の逃げ面に連続する逃げ面を有する
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針の切り刃の開き角度が１２０度以上の鈍角である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針のすくい角が５度以下の鋭角である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針の逃げ角が２０度から４５度の範囲である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針の切り刃の開き角度が左右非対称である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項１０】
請求項９の彫刻針であって、
前記彫刻針の左右の開き角度の差が１度以内である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針はダイアモンド製または超硬鋼製である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項１】
切削方向に対して概略垂直に起立した前面が平坦で、先端部に一対の切り刃を有し、後ろ側に所定の逃げ角の逃げ面を有する
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項２】
請求項１の彫刻針であって、
前記彫刻針は、切削方向に対して概略垂直に起立した支持棒の先端部に支持された
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項３】
請求項１または２の彫刻針であって、
前記支持棒は先端部に凹部を有し、該凹部に前記彫刻針を支持した
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの彫刻針であって、
前記支持棒は、円柱の軸方向に沿って一部を平面にした回り止め部を有する
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの彫刻針であって、
前記支持棒は、前記彫刻針の逃げ面に連続する逃げ面を有する
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針の切り刃の開き角度が１２０度以上の鈍角である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針のすくい角が５度以下の鋭角である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針の逃げ角が２０度から４５度の範囲である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針の切り刃の開き角度が左右非対称である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項１０】
請求項９の彫刻針であって、
前記彫刻針の左右の開き角度の差が１度以内である
ことを特徴とする彫刻針。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかの彫刻針であって、
前記彫刻針はダイアモンド製または超硬鋼製である
ことを特徴とする彫刻針。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−７８４８６（Ｐ２００９−７８４８６Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５０７４４（Ｐ２００７−２５０７４４）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（５０７３２２５７３）セムコ株式会社 (9)
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（５０７３２２５７３）セムコ株式会社 (9)
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