JPH0612440B2 - 自動描画機の描画ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、写真製版工程においてピールオフフィルム
に刻線してカットマスクを作成したり、スクライブシー
トを罫書いてビジネスフォーム等の罫表版下を作成した
り、またゴム版材に切込み線を入れてフレキソ印刷版を
作成したり、さらにはボール紙を切断しローラで罫線を
付けてパッケージサンプルを作成したりする作業などに
使用される自動描画機の描画ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

自動描画機を使用してカットマスクの作成や罫表版下作
成などを行なうには、描画軸の下端に描画刃（カッター
刃又はスフライブ刃）を装着し、その描画軸を描画ヘッ
ドに回動自在に保持させ、その描画ヘッドをＸ、Ｙ方向
へ移動させながら、定盤テーブル上に載置されたピール
オフフィルムやスクライブフィルムなどをその上面側か
ら切り込んで所望の形状通りに刻線する。そして、この
切込み作業の際、描画刃は、第５図に示した両刃の場合
にも、また第６図に示した片刃の場合にも、それぞれ
(A)に示した正面図において各矢印の方向へそれを動か
せて、被加工材を切り進むようにする。従って、被加工
材に所定の切込み深さで描画刃を突き立てるために描画
軸を上下動させる他、描画刃が、第５図(A)及び第６図
(A)に示すように、その切り進む方向へ常に向くように
描画軸を回動制御する必要がある。このため、描画軸を
描画ヘッドに取り付けるに当たっては、描画刃を常に決
められた向きにして、かつ回動制御機構の操作端と係合
させる作業が必要である。

ここで、描画ヘッドにボールペンや中空ペン、あるいは
ファイバーペンを搭載した自動描画機における場合は、
描画作業中にそれらの描画用具を回動制御する必要が無
いことから、ペン先の太さや色の異なる複数本の描画用
具を描画ヘッド自体に搭載しておき、それらを自動的に
交換しながら、線幅や色の異なる線を描き出すことはカ
ラープロッターなどで比較的容易に実施されている。と
ころが、描画刃を備えた描画軸を搭載した自動描画機に
おける場合は、上記した通り、描画軸を回動制御する必
要があり、回動制御機構の操作端との係合及び離脱動作
を要することなどから、異なる種類の描画刃をそれぞれ
備えた複数本の描画軸を描画ヘッドに搭載しておいてそ
れらを自動的に交換するといったことは、上記したボー
ルペンや中空ペン等と同じようには簡単にいかない。

このため、従来は、例えば特願昭６１−２６１５２１号
明細書及び図面に開示されているように、描画ヘッドに
は描画軸を１本だけ取り付けておき、その描画軸を上下
動機構並びに回動制御機構に連結した構成であった。あ
るいは、異なる種類の描画刃を備えたせいぜい２本の描
画軸を描画ヘッド搭載し、各描画軸ごとにそれぞれ上下
動機構及び回動制御機構を設けておいて、それらを切換
え的に使用する程度であった。そして、異なる種類の描
画刃によって別の切込み作業を行なうときには、別に自
動描画機を用意しておいてそれを使用するようにした
り、あるいは作業者の手によって描画ヘッドへの描画軸
の取付け、取外し又は描画ヘッド自体の取替えを行なっ
たりしていた。また、描画刃が摩耗したり欠損したりし
たときにも、作業者が描画ヘッドからその描画軸を取り
外して予備の描画軸を描画ヘッドへ取り付けるようにし
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、各作業の種類ごとに自動描画機を使い分
けるのは極めて不経済である。また、作業者が手作業で
描画ヘッドへの描画軸の取付け・取外し又は描画ヘッド
自体の取替えを行なうのは、作業が非常に煩雑である。
尚、自動描画機の定盤テーブル上の適当な個所に異なる
種類の描画刃を備えた複数本の描画軸をホルダー等に保
持させて配備しておき、それと描画ヘッドとの間での描
画軸の交換作業を自動化することも不可能ではないが、
システムが非常に複雑となり高価なものとなってしま
う。

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、
描画ヘッド自体に複数本の描画軸を保持させておき、必
要な描画軸を適宜選択して自動的に交換することがで
き、あるいは予備の描画軸と自動交換することができ、
そして交換された描画軸は、直ちに回動制御機構による
回動制御が可能な状態に置かれるような装置を提供とす
ることを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、自動描画機の描画ヘッドを以下のように構
成することにより上記課題を達成した。すなわち、この
発明の描画ヘッドは、下端に描画刃を保持し、上端部に
把持部が形設され、側部に係合部が突設された描画軸体
と、この描画軸体を回動自在にかつその軸線方向に摺動
自在に支持する軸受部が円周方向に複数個等配され、そ
れら軸受部の配設円の中心を回動中心として各軸受部が
公転するよう回動自在に支持されたターレットと、この
ターレットを回動制御する回動制御手段と、前記描画軸
体が所定角度回動することにより前記係合部と係合及び
離脱する係合部材と、前記ターレットの複数の軸受部の
うち描画位置にある軸受部に支持された前記描画軸体の
把持部を把持する把持手段を有し、その把持手段で把持
部が把持された描画軸体を回動制御する回動制御機構
と、この回動制御機構と前記ターレットの、描画位置に
ある軸受部に支持された描画軸体とを相対的に移動させ
て前記把持手段と前記把持部とを係合及び離脱させる係
脱用駆動手段とを備えて構成されている。

〔作用〕

上記構成の描画ヘッドにおいては、複数の描画軸体が、
それぞれターレットの各軸受部に支持され、かつそれぞ
れ側部の各係合部を係合部材と係合させて共通のターレ
ットに保持されている。そして、切込み作業を行なうと
きには、回動制御手段によりターレットを回動させて、
使用しようとする描画軸体が描画位置に回転移送され
る。この際、描画位置に移送されてきた描画軸体は、そ
の側部に突設された係合部を係合部材に係合させること
により姿勢が維持されていることから、常に同じ姿勢で
描画位置に停止し、またその下端の描画刃も常に決まっ
た方向へ向く。所要の描画軸体が描画位置に停止する
と、係脱用駆動手段により回動制御機構と描画軸体とを
相対的に移動させて、回動制御機構の把持手段で描画軸
体の把持部が把持される。このとき、上記したように描
画軸体は常に一定の姿勢をとっているため、その把持動
作は単純化されたものとなる。回動制御機構と描画位置
にある描画軸体とが連結されると、回動制御機構により
描画軸体が所定角度回動させられて、描画軸体の係合部
が係合部材から離脱され、切込み作業が可能な状態にな
る。このとき、上記したように描画軸体の描画刃は常に
一定方向を向いているため、回動制御開始時点における
描画刃の向きが保障されてその制御が可能となる。そし
て、描画軸体は軸受部に支持された状態で、描画ヘッド
のＸ、Ｙ方向への移動に伴い、回動制御機構により回動
制御されて、ピールオフフィルム等に対する切込み作業
が行なわれる。

また、描画軸体の交換を行なうときは、回動制御機構に
より、それに連結されている描画軸体を回動させて制御
開始時点の状態に一旦戻した後、描画軸体をさらに所定
角度回動させ、描画軸体の係合部が係合部材に係合する
ようにされる。そして、係脱用駆動手段により回動制御
機構と描画軸体とを相対的に移動させて、回動制御機構
の把持手段が描画軸体の把持部から離脱されるようにす
る。その後は、上記した動作が繰り返される。

〔実施例〕

以下、この発明の好適な実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第１図ないし第４図はこの発明の１実施例を示し、第１
図は自動描画機の描画ヘッドの主要部を示した部分斜視
図、第２図は描画ヘッドの全体斜視図、第３図は描画軸
体を示す斜視図、第４図は描画ヘッドの一部を斜め下方
らか見上げた状態を表わした部分斜視図である。尚、第
１図及び第４図においては、図示の都合上一部省略化し
て表わしている。

最初に、第３図により描画軸体の構成について説明す
る。この描画軸体10は、大径軸部12の下端に着脱可能に
描画刃14を保持し、大径軸部12と軸心を一致させて一体
的に形成された小径軸部16の上端部に把持体18を固着し
て構成されている。把持体18の上面には、軸部12、16の
軸線と平行に、かつ軸部12、16から偏心して上方に延び
る把持部20が形設されている。この把持部20は、横断面
が正方形の細長い四角柱形状を有している。また、把持
体18の一側部には、ベアリング（係合部）22、23が突設
されている。さらに、小径軸部16には、その軸周囲に摺
接可能に係合体24が嵌挿されるとともに、その係合体24
の下面と大径軸部12の上端段付き部との間にコイルばね
26が外嵌されていて、係合体24がコイルばね26の弾発力
に抗して下方に摺動することにより、大径軸部12、従っ
てその下端の描画刃14に下向きの付勢力を及ぼすように
構成されている。係合体24には、係合板状部28及びその
反対側の係合ロッド29が形成されている。

次に、上記描画軸体10を複数本搭載して保持する描画ヘ
ッドの構成を説明する。この描画ヘッド30は、第１図及
び第２図に示すように、描画軸体10をその大径軸部12で
その軸線方向に摺動自在に、かつ回動自在に支持する８
個のリニアロータリーベアリング（軸受部）32を上面に
支承したタレット34を備えている。リニアロータリーベ
アリング32は円周方向に等配されており、その配設円の
中心部に回動支柱軸36がターレット34と一体的に設けら
れていて、ターレット34及び回動支柱軸36は回動自在に
描画ヘッド30に支持されている。そして、回動支柱軸36
の上端部にはプーリ38が固着されており、プーリ38は、
ベルト40により、回転モータ42の回転軸に固着されたプ
ーリ（隠れて見えず）と連結されている。回動支柱軸36
の上端には回転取出し軸44が延設されており、その回転
取出し軸44の上端部は、ターレット34の回動量制御に用
いられるロータリーエンコーダ46が設けられている。ま
た、回動支柱軸36には、ベアリング22、23と対応する係
合部材として、軸の中間部に環状係合板48が形成されて
いるとともに、軸の外周面に、リニアロータリーベアリ
ング32の個数に対応する本数、すなわち８本の垂直溝50
が円周方向に等配して穿設されている。その環状係合板
48には描画軸体10のベアリング22、23が係合して、待機
位置にある描画軸体10を支承するとともに、その描画軸
体10の向きを一定方向に維持させる。また、垂直溝50に
は描画軸体10の係合ロッド29がその溝に沿って摺動可能
な状態で嵌入し、係合体24が描画軸体10に対して回転し
ないように規制している。

また、ターレット34には、その外周縁に８個の切欠き孔
52が円周方向に等配して形成されている。この切欠き孔
52は、ターレット34を所望の角度位置で固定するための
ものである。そのターレット固定機構54は、描画ヘッド
30の描画位置の近傍に配設されており、第４図に示すよ
うに、正逆回転可能なモータ56、このモータ56の回転軸
に固着された円板58、この円板58の偏心位置に一端が枢
着された伝動棒60、この伝動棒60の先端と先端近くの部
分で係合し、先端下面にターレット34の切欠き孔52に嵌
脱自在に嵌入する嵌合凸部64が形設され、中間部に形成
された取付部66において取付け板68に枢着されたストツ
パー棒62、並びにこのストツパー棒62の後端部に一端が
掛合され、他端が取付け板68に掛合されたコイルばね70
から構成されている。

このターレット固定機構54においては、モータ56を駆動
させることにより、円板58及び伝動棒60を介し、コイル
ばね70の弾発力に抗して、ストツパー棒62の先端部を上
方へ引き上げ、嵌合凸部64がターレット34の切欠き孔52
から外される。そして、その状態でターレット34が所要
角度回動させられ、所要の描画軸体10が後述の描画位置
に停止した時に、モータ56を逆転させてストツパー棒62
の先端を下げ、嵌合凸部64を切欠き孔52に嵌入させる。
以後は、コイルばね70の弾発力によって嵌合凸部64が切
欠き孔52から抜け出るのが防止され、ターレット34が固
定される。尚、第４図は第２図中の矢印Ａの方向に描画
ヘッドを覗いた状態を表わした図である。第４図中、72
は、ターレット34に形成された、描画軸体10が挿通され
る貫通孔である。

次に、描画ヘッド30の描画位置に移動されてきた描画軸
体10の上下動・加圧機構について説明する。この機構
は、描画軸体10が描画位置に移送されてきた時に、その
係合体24の係合板状部28を挾持する上下一対のベアリン
グ74、75及びナット部76を一体的に有する昇降ブロック
78を備えている。係合体24の係合板状部28は、描画軸体
10の公転運動に伴って自動的に上下一対のベアリング7
4、75間に介挿されるようになっている。昇降ブロック7
8のナット部76には、回動自在に描画ヘッド30に支持さ
れているボールねじ80が螺合しており、また昇降ブロッ
ク78の一部はガイドレール82に摺動自在に係合してお
り、そのガイドレール82に案内されて上下動可能となっ
ている。ボールねじ80の上端にはプーリ84が固着されて
おり、このプーリ84は、ベルト86を介して、正逆回転可
能の昇降・加圧用モータ88の回転軸に固着されたプーリ
90に連結されている。

以上のような構成の上下動・加圧機構において、昇降・
加圧用モータ88を正転及び逆転させることにより、プー
リ90、ベルト86及びプーリ84を介してボールねじ80を回
動させ、このボールねじ80に螺合されているナット部76
を介し、ガイドレール82に案内されて昇降ブロック78が
昇降すると、一対のベアリング74、75に挟持された係合
体24を介して描画軸体10全体が上下動する。また、描画
軸体10の下端の描画刃14が被加工材の表面に当接した後
に、さらに昇降ブロック78を降下させることにより、ベ
アリング74、75、係合体24、コイルばね26並びに大径軸
部12を介し、描画刃14に所要の下向きの力が付与され
る。

最後に、描画ヘッド30の描画位置に移送されてきて停止
した描画軸体を回動させる機構について説明する。

この回転制御機構は、取付架台92に、正逆回転可能に回
動モータ94を取り付けるとともに、プーリ96を軸着し、
そのプーリ96と回動モータ94の回転軸に固着されたプー
リ98とにベルト100を掛け渡し、プーリ96の回転軸の下
端部に、描画位置にある描画軸体10の把持部20を挾んで
把持する左右一対のベアリング102、103を有する把持部
材104を固着するとともに、プーリ96の回転軸の上端部
に、把持部材104、従ってそれに把持された描画軸体10
の回動量制御用のロータリーエンコーダ106を設けて構
成されている。また、取付架台92は、その一部が昇降ブ
ロック78と共通のガイドレール82に摺動自在に係合して
おり、そのガイドレールに案内されて上下動可能となっ
ている。そして、取付架台92は、図には表わされていな
いが、前記した昇降ブロック78の昇降機構と同様に、取
付架台92に一体的に固着されたナット部、そのナット部
に螺合し回動自在に描画ヘッドに支持されたボールね
じ、そのボールねじに固着されたプーリ、正逆回転可能
の昇降用モータ、その昇降用モータの回転軸に固着され
たプーリ、並びに前記両プーリに掛け渡されたベルトか
ら構成された昇降機構に連結され全体が支持されてい
る。第２図中の108が、その昇降機構の昇降用モータで
ある。

上記構成の回動制御機構及び昇降機構において、取付架
台92が最高位置にあって把持部材104のベアリング102、
103と描画位置にある描画軸体10の把持部20とが上下に
離間した状態から、昇降用モータ108を回転させて昇降
機構により取付架台92を下降させると、把持部材104も
共に下降して、ベアリング102、103が把持部20にその上
端方向から係合し、把持部20が左右一対のベアリング10
2、103間に自動的に介挿される。そして、把持部20は、
その横断面が正方形の四角柱形状をなしているため、ベ
アリング102、103で左右から挾持された状態で、回動モ
ータ94を回動させてプーリ98、ベルト100及びプーリ96
を介し把持部材104を回動させると、描画軸体10はリニ
アロータリーベアリング32に支持されて回動することに
なる。

次に、以上のように構成された描画ヘッドにおける動作
について説明する。

作業開始前の状態においては、複数の描画軸体10は、そ
れぞれ大径軸部12が各リニアロータリーベアリング32に
支持されるとともに、把持体18のベアリング22、23が回
動支柱軸36の環状係合板48に係合され、また係合体24の
係合ロッド29が回動支柱軸36の周面の各垂直溝50に嵌入
して、共通のターレット34に保持されている。そして、
切込み作業を開始するときは、まず使用しようとする描
画軸体10を選定し、回転モータ42を駆動制御してその回
転軸に固着されたプーリ、ベルト40、プーリ38及び回動
支柱軸36を介しターレット34を回動させ、選定した描画
軸体10が描画位置にくるよう回転移送する。このとき、
ターレット固定機構54を駆動させて、ストツパー棒62の
先端の嵌合凸部64がターレット34の切欠き孔52から外れ
た状態にしておく。そして、描画位置に移送されてきて
停止した描画軸体10の描画刃44は常に定まった方向へ向
いており、また係合体24も常に係合板状部28が外側に向
いていて、その係合板状部28を昇降ブロック78の一対の
ベアリング74、75が挟持している。

選定した描画軸体10が描画位置に停止すると、まずター
レット固定機構54により、ストツパー棒62の嵌合凸部64
をターレット34の切欠き孔52に嵌入させて、ターレット
34を固定する。次に、昇降用モータ108を回転制御して
取付架台92を下降させ、把持部材104のベアリング102、
103で描画軸体10の把持部20を把持する。続いて、昇降
・加圧用モータ88を回転制御して昇降ブロック78を僅か
に上昇させ、ベアリング74、75に挾持された係合体24を
介して描画軸体10全体を若干持ち上げることにより、回
動支柱軸36の環状係合板48から把持体18のベアリング2
2、23を離間させる。さらに続いて、回動モータ94を回
転制御して把持部材104のベアリング102、103で把持部2
0が把持されている描画軸体10を180°回転させた後、昇
降・加圧用モータ88を上記と反対方向に回転制御して昇
降ブロック78を下降させ、描画軸体10の下端の描画刃14
の刃先を定盤テーブル上に載置されている被加工材の表
面に当接させる。以上の一連の動作によって、切込み作
業のための準備が完了する。以後は、描画軸体10をリニ
アロータリーベアリング32に回動自在にかつその軸線方
向に摺動自在に支持させた状態で、描画ヘッドのＸ、Ｙ
方向への移動に伴い回動モータ94を回動制御して描画刃
14の刃先の向きを描画ヘッドの移動方向に一致させると
ともに、昇降・加圧用モータ88を回動制御して被加工材
に対する描画刃14の下向きの力を調節しながら、ピール
オフフィルム等の被加工材への切込み作業が行なわれ
る。

また、描画軸体10の交換を行なうときは、回動モータ94
を回動制御して描画軸体10を回動させ、それを切込み作
業開始時の状態に一旦戻す。次に、昇降・加圧用モータ
88を回転制御して、把持体18のベアリング22、23が回動
支柱軸36の環状係合板48より高位置になるまで描画軸体
10を上降させてから、再び回動モータ94を回動制御して
描画軸体10を180°回転させる。続いて、再び昇降・加
圧用モータ88を回転制御して描画軸体10を僅かに下方に
移動させることにより、把持体18のベアリング22、23を
回動支柱軸36の環状係合板48に係合させる。そして最後
に、昇降用モータ108を回転制御して取付架台92を上昇
させ、把持部材104のベアリング102、103を描画軸体10
の把持部20から離間させて両者を離脱させる。この後
は、上記した一連の動作が繰り返される。

この発明は以上説明したように構成されているが、この
発明の範囲は上記説明並びに図面の内容によって限定さ
れるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
例を包含し得る。例えば、ターレットに配設される軸受
部の数は８個に限定されないことは勿論であるが、描画
刃を備えた描画軸体を全ての軸受部に支持させておく必
要は無く、描画刃を備えた描画軸体以外に一部の軸受部
にはローラやマーカーペンなどを備えた軸体を支持させ
て共通のターレットに保持させておいてもよい。ターレ
ットの回動制御手段や描画軸体の回動制御機構、回動制
御機構と描画軸体との係脱手段などは、上記実施例以外
にも各種構成のものが考えられるであろう。また、描画
軸体との係合手段や把持手段なども上記実施例のものに
限定されない。

〔発明の効果〕

この発明は上記したように構成されかつ作用するので、
この発明の描画ヘッドを自動描画機に搭載することき
は、１台の自動描画機によって多くの種類の作業を行な
うことができ、しかも、描画ヘッドへの描画軸の交換は
自動的に行なわれ、かつ交換された描画軸は直ちに切込
み作業のための回動制御が可能であり、作業者は煩わし
い描画軸の交換作業から解放される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の１実施例を示し、第１
図は自動描画機の描画ヘッドの主要部を示した部分斜視
図、第２図は描画ヘッドの全体斜視図、第３図は描画軸
体を示す斜視図、第４図は描画ヘッドの一部を斜め下方
から見上げた状態を表わした部分斜視図である。第５図
及び第６図はそれぞれ描画軸に取り付けられる描画刃の
例を示し、第５図（Ａ）及び第６図（Ａ）は正面図、第
５図（Ｂ）及び第６図（Ｂ）は側面図である。 10……描画軸体、14……描画刃、 18……把持体、20……把持部、 22、23……ベアリング（係合部）、 24……係合体、26……コイルばね、 30……描画ヘッド、 32……リニアロータリーベアリング（軸受部）、 34……ターレット、36……回動支柱軸、 42……回転モータ、 48……環状係合板（係合部材）、 52……切欠き孔、 54……ターレット固定機構、 74、75……ベアリング（係合手段）、 88……昇降・加圧用モータ、 92……取付架台、94……回動モータ、 102、103……ベアリング（把持手段）、 104……把持部材、108……昇降用モータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下端に描画刃を保持し、上端部に把持部が
   形設され、側部に係合部が突設された描画軸体と、この
   描画軸体を回動自在にかつその軸線方向に摺動自在に支
   持する軸受部が円周方向に複数個等配され、それら軸受
   部の配設円の中心を回動中心として各軸受部が公転する
   よう回動自在に支持されたターレットと、このターレッ
   トを回動制御する回動制御手段と、前記描画軸体が所定
   角度回動することにより前記係合部と係合及び離脱する
   係合部材と、前記ターレットの複数の軸受部のうち描画
   位置にある軸受部に支持された前記描画軸体の把持部を
   把持する把持手段を有し、その把持手段で把持部が把持
   された描画軸体を回動制御する回動制御機構と、この回
   動制御機構と前記ターレットの、描画位置にある軸受部
   に支持された描画軸体とを相対的に移動させて前記把持
   手段と前記把持部とを係合及び離脱させる係脱用駆動手
   段とを備えてなる、自動描画機の描画ヘッド。
2. 【請求項２】描画軸体に、その軸周面に摺接可能に係合
   体を嵌挿し、その係合体と描画軸体とを、付勢力を軸線
   方向に及ぼすよう配設された弾発手段を介して係合する
   とともに、ターレットの複数の軸受部のうち描画位置に
   移送されてきた軸受部に支持された描画軸体の前記係合
   体に係合する係合手段を有し、その係合手段と係合した
   係合体を上下動させて前記弾発手段を介し描画軸体を下
   向きに加圧する加圧機構が設けられた特許請求の範囲第
   １項記載の、自動描画機の描画ヘッド。