JP2004195864A

JP2004195864A - ゴム印字体の製造方法

Info

Publication number: JP2004195864A
Application number: JP2002368683A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Suzuki; 健介鈴木
Original assignee: Shachihata Inc
Current assignee: Shachihata Inc
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】レーザ加工機を使用してゴム印字体を製造する従来の方法は、レーザ加工機で印材を彫刻する工程と印材を切断する工程が別々であるので非効率的であった。また、印材を彫刻した後、今度はレーザ加工機でベクター加工して印材を切断する方法も考えられるが、彫刻する工程と切断する工程が別々であることには変わりがなかった。
【解決手段】ゴム系材質からなる印材の表面をデータに基づいて出力を調節しながらレーザ光で加工するゴム印字体の製造方法であって、基底部、肩部、傾斜部、字面部からなるゴム印字体を一回のラスター加工によって切断と彫刻を同時に行なうことを特徴とするゴム印字体の製造方法。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光によるゴム印字体の製造方法に関し、更に詳しくは、天然ゴムやエラストマーなどゴム系材質の印材を加工してゴム印字体を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
天然ゴムやエラストマーなどゴム系材質の印材に対して、レーザ加工機を使用して彫刻を施したゴム印字体としては、特開平３−３５８９０、特開平６−２３４２６２などが公知となっている。
このような従来のゴム印字体を製造するには次のようなラスター加工法が用いられている。まず、シート状の印材をレーザ加工機のテーブル上にのせた後、制御装置に記憶させた加工データに従って、レーザ出力を調節しつつＹ軸方向に走査する。１ライン分を走査し終えたら、Ｘ軸方向に任意分移動し、また１ライン分Ｙ軸方向に走査する。このようにして、字面、斜面、肩を彫刻する。
次に、彫刻後の印材を取り出し、洗浄機にて印材表面及び印材内部を洗浄しゴム屑やカーボン屑を除去した後、乾燥機にて印材を乾燥させた後、抜き型で所要の形状に切り取ってゴム印字体を得るのである。このような製造方法として特開２０００−０４３３９１などが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−３５８９０号公報
【特許文献２】
特開平６−２３４２６２号公報
【特許文献３】
特開２０００−０４３３９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の方法は、レーザ加工機で印材を彫刻する工程と印材を切断する工程が別々であるので非効率的であった。また、印材を彫刻した後、今度はレーザ加工機でベクター加工して印材を切断する方法も考えられるが、彫刻する工程と切断する工程が別々であることには変わりがない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する為に、ゴム系材質からなる印材の表面をデータに基づいて出力を調節しながらレーザ光で加工するゴム印字体の製造方法であって、基底部、肩部、傾斜部、字面部からなるゴム印字体を一回のラスター加工によって切断と彫刻を同時に行なうことを特徴とするゴム印字体の製造方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる印材としては、天然ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等の生ゴムと他の薬品を混練りしてシート状に成形し、これを加硫・架橋成形した非多孔質ゴムシートや、前記生ゴムと他の薬品と塩化ナトリウム等の水溶性物質を混練りしてシート状に成形し、これを加硫又は架橋成形し、前記水溶性物質を除去してスポンジ化した多孔質ゴムシートや、オレフィン系エラストマー等の樹脂と他の薬品と塩化ナトリウム等の水溶性物質を混練りしてシート状に成形し、これを加熱成形し、前記水溶性物質を除去してスポンジ化した多孔質エラストマーシートなどが用いられる。このように圧力を加えると容易に変形する軟質材を用いたゴム印字体は、主に認印・住所印に用いられる。
【０００７】
次に、ゴム印字体を製造する方法について説明する。
本発明では、各種ハードウエアやソフトウエアを備えてなる版下作成装置によって版下を作成し、制御装置とレーザ加工機とからなる印面作成装置によって前記版下を基にレーザ光にて印材を切断彫刻してゴム印字体を製造する。
まず、主にコンピュータからなる版下作成装置を用いてデータ化された版下を作成、または、写植機などを用いて原稿となる版下を作成してこれをイメージスキャナでスキャニングしてデータ化した版下を作成する。
次に、主にコンピュータからなる制御装置にて当該データを基底部（ボディー）、肩部（ショルダー）、傾斜部（べヴェル）、字面部（フェイス）に分割し、立体的なデータ解析処理を行なう。基底部は印字体の基幹をなすものであって、傾斜部や字面部を保持するものである。基底部はレーザ光によって切断され形成されるものである。肩部は前記版下の文字や図形の存在しない空白部分が相当し、レーザ光によって彫刻され形成されるものである。肩部の深さは、傾斜部の高さと字面部の高さを合算した高さと同一となる。傾斜部は肩部から字面部までの立ち上がり部分に相当し、仰角θ＝５°〜８５°程度の角度になるようにレーザ光によって彫刻され形成されるものである。したがって、傾斜部の幅はレーザ光の走査送りピッチの３倍以上にする必要がある。走査送りピッチの３倍以上であれば傾斜部に照射可能なレーザ光は３走査以上を確保でき、傾斜部を彫刻することが可能だからである。また、傾斜部にはｘ²／ａ²＋ｙ²／ｂ²＝１の方程式で表すことができる円あるいは楕円の一部分である円弧又はそれに近似する形状などで形成される。実際に傾斜部を彫刻する際は、傾斜部を走査するレーザ光の出力を増減して各走査線上の傾斜部の高さを調節する。字面部は版下の文字や図形の存在する部分に相当するので、字面部の幅は版下の文字や図形の幅と同一に形成される。字面部に高さを与える必要は特になく通常は０ｍｍでよいが、ある程度の高さを持つように形成することもできる。その際は、字面部の高さ：印字体の高さ（字面部の高さと傾斜部の高さと基底部の高さを合算した高さ）＝１〜５０：１００に設定され、好ましくは、字面部の高さ：印字体の高さ＝２〜２０：１００に設定される。
次に、以上の解析情報に基づいてラスター加工を行ない、前記印材を切断彫刻する。
適当な大きさにカッティングされたシート状の印材をレーザ加工機のＸ−Ｙテーブルに載せ、Ｘ−Ｙ方向に移動可能なヘッドからレーザ光を照射し、前記印材上を走査する。走査ピッチは３０〜６０μが実用的な範囲である。レーザ光は炭酸ガスレーザ又はＹＡＧレーザが好ましく使用され、スポットの大きさは５０〜２００μ程度のものが用いられる。レーザ光によるラスター加工が終了すると基底部、肩部、傾斜部、字面部が形成された印字体が得られる。
ここで、使用するレーザ加工機の一例を図１に示す。１は本体であって、内部にはレーザ発振機４、集塵機５、脱臭機６、吸引機７などを収容している。２はカバーであって、レーザ光を通さない素材からできており、レーザ光照射中はカバー２を閉じておく。３はテーブルであって、その上にはレール１１がＸ軸方向（横向き）に２本設置してある。１２はアームであって、前記レール１１に垂直なＹ軸方向（縦向き）に設置してあり、その両端からは下方に向かって支持柱を設けた形状をしている。そして、前記支持柱が前記レール上に沿って移動可能に設置することにより、アーム１２はＸ軸方向に移動可能となっている。１３は前記アーム１２に移動可能に支持されたヘッド部であって、Ｙ軸方向にのみ移動可能となっている。前記ヘッド部１３は、固定ミラー、レンズ、レーザ発射口からなるノズルを有しており、更に、吸引ホース１８も支持固定している。１９は反射ミラーであって、レーザ発振機４から発射されたレーザ光を複数のミラーを経由して前記レール１２に平行に反射するものである。２０及び２１はアームの末端に設置された可動ミラーＡ及び可動ミラーＢであって、反射ミラー１９から反射されてきたレーザ光を可動ミラーＡ２０で反射させてレーザ光を可動ミラーＢ２１に当て、次に、可動ミラーＢ２１で反射されたレーザ光を前記固定ミラーに反射するものである。また、テーブル３の中央部分には無数の孔が空けてあり、印材をのせた後テーブル下から吸引し印材を固定させることができる。印材をのせる部分のテーブルは、昇降可能にしてあり、前記レーザ発射口と印材表面との距離を１インチに保つよう昇降させることができる。８はレーザ加工の制御指令を行う制御装置であって、版下データの実行ファイル変換、加工位置検出、レーザ入切操作、レーザ出力制御、加工に伴う各種装置の同調操作などを操作を行なう。
本発明では印材の彫刻だけでなく、同時に印材の切断も行なう必要があるので、大きなレーザ出力が求められる。１機のレーザ発振機で大きなレーザ出力が得られない場合は、２機のレーザ発振機を用い、ビームコンバイナでレーザ光の結合を行なってレーザ出力を高めても良い。
ここで、レーザ光は、スポットの中心部の出力が強く、スポットの外側に向かって出力が弱くなる特性があるので、スポット１００μの炭酸ガスレーザ光を５０μピッチごとで走査すると、滑らかな形状を形成することが可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
本実施例では、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）と充填剤・加硫材・加硫助剤・塩化ナトリウム等を混練りしてシート状に成形し、これを加硫した後前記水溶性物質を除去してスポンジ化した５ｍｍ厚の多孔質ゴムシートを印材として用い、また、Ｘ−Ｙ方向に移動可能なヘッドから出力３０Ｗ・スポット１００μの炭酸ガスレーザ光を照射可能であって、走査ピッチ５０μで走査できるレーザ加工機を使用する。
まず、コンピュータを用いて、文字や図形の存在する部分は黒いドット、文字や図形の存在しない部分は白いドットで表現する版下を作成し、次に、コンピュータにて当該データを基底部（ボディー）、肩部（ショルダー）、傾斜部（ベヴェル）、字面部（フェイス）に分割した立体的なデータ解析処理を行なう。
字面部は、文字や図形の存在する黒いドットの部分が字面部に相当するので、前記版下の文字や図形の幅と同一にし、彫刻しないようにレーザ出力０％の指令を出すように設定する。次に、字面部の外周０．６ｍｍ分を傾斜部領域として確保し、字面部の高さが０．２ｍｍ、傾斜部の高さが０．８ｍｍとなるようにレーザ出力を設定し、かつ、傾斜部の幅０．６ｍｍを０．０５ｍｍごとに１２分割し、傾斜部がストレートになるように各ピッチのレーザ出力を設定する。字面部から数えて最初の０．０５ｍｍ分（第１ピッチ目）のレーザ出力は、字面部の高さを決定するものであって、本実施例ではゴム印字体５％に設定する。次の０．０５ｍｍ分（第２ピッチ目）以降のレーザ出力は、前記傾斜部の形状に従って徐々に出力が増減される。次に、肩部としては、文字や図形の存在しない白いドット部分が相当し、レーザ出力は２０％に設定される。次に、基底部を形成するときのレーザ出力は１００％に設定される。
コンピュータ解析処理が終了した後、前記多孔質ゴムシートを前記レーザ加工機のＸ−Ｙテーブルの上に載せ、先程のデータ解析処理によるデータに基づきレーザ光を照射する。
まず、レーザ光が基底部の位置に差し掛かると出力が１００％となり多孔質ゴムシートが切断される。次のピッチでレーザ出力が２０％になり深さ１．０ｍｍの肩部が彫刻される。次に、レーザ光が傾斜部の位置に差し掛かると出力を２０％から５％まで段階的に下げ、更に多孔質ゴムシートを彫刻し、幅０．６ｍｍ、高さ０．８ｍｍの傾斜部が形成される。次にレーザ光が字面部の位置に差し掛かると出力が０％となり多孔質ゴムシートは彫刻されなくなり、高さ０．２ｍｍの字面部が形成される。次に、レーザ光が傾斜部の位置に差し掛かるとレーザ出力を５％とし、次のピッチから２０％まで段階的にレーザ出力を上げ、多孔質ゴムシートを彫刻し、幅０．６ｍｍ、高さ０．８ｍｍの傾斜部が形成される。次のピッチからレーザ出力を２０％に保持し、深さ１．０ｍｍの肩部が彫刻される。最後にレーザ光が基底部の位置に差し掛かるとレーザ出力が１００％となり多孔質ゴムシートが切断される。そして、以上の工程をＸ−Ｙ各方向に繰り返すことによって、本実施例のゴム印字体が得られる。
【０００９】
【発明の効果】
以上の通り、一回のラスター加工で基底部の切断と、肩部、傾斜部、字面部の彫刻を行なうことができるので、効率良くかつ版下に忠実なゴム印字体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ加工機の例
【図２】実施例の断面図
【符号の説明】
１本体
２カバー
３テーブル
４レーザ発振機
５集塵機
６脱臭機
７吸引機
８制御装置
１１レール
１２アーム
１３ヘッド部
１８吸引ホース
１９反射ミラー
２０可動ミラーＡ
２１可動ミラーＢ
５１字面部
５２傾斜部
５３肩部
５４基底部
５５傾斜部の幅
５６字面部の高さ
５７傾斜部の高さ
５８基底部の高さ

Claims

ゴム系材質からなる印材の表面をデータに基づいて出力を調節しながらレーザ光で加工するゴム印字体の製造方法であって、基底部、肩部、傾斜部、字面部からなるゴム印字体を一回のラスター加工によって切断と彫刻を同時に行なうことを特徴とするゴム印字体の製造方法。