JPH09500065A - 彫刻ヘッド台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転を伴うことなく並進移動を奏するように彫刻ヘッド（１２）を支持する台（５０）である。該台（５０）は、一対の柔軟な支持柱（２２ａ，２２ｂ）により支持されたデッキ（１５）を有している。動作に際して台（５０）は回転している印刷シリンダ（１０）に横付けして配置される。彫刻ヘッド（１２）は、台（５０）のデッキ（１５）に載置され、印刷シリンダ（１０）の表面に接触させられる案内シュー（１３）を有している。シリンダ（１０）が異なる半径を有する角度位置に回転されると、彫刻ヘッド（１２）は、純粋に直線動作を以てこれに応答する。その結果、彫刻ヘッド（１２）は、均一な深さの凹所を印刷シリンダ（１０）の表面に彫刻することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 彫刻ヘッド台 発明の背景 この発明は、グラビア印刷シリンダの表面にインク受容凹所を彫刻する電子式 彫刻装置に関するものである。そのような彫刻装置は、一般に、ダイヤモンド針 と案内シューとを含む彫刻ヘッドを具備している。この案内シューは、印刷シリ ンダに押し当てられ、彫刻工程のための案内表面を構成する。彫刻ヘッドの内部 には、彫刻時に印刷シリンダに接触する針を振動させる電磁駆動装置が装備され ている。一方、印刷シリンダは、その円柱の軸心回りに回転する。前記彫刻ヘッ ドは、印刷シリンダの回転に同期して印刷シリンダの軸心に平行に移動するよう に支持されている。典型的な従来の装置は、ブエクラー（Buechler）の米国特許 第４，４５０，４８６号明細書に開示されている。 ブエクラーの特許に開示されている形式の従来の装置は、一般に図１に示され るような方式で彫刻ヘッドを支持している。このように彫刻ヘッド１２は、案内 シュー１３を、矢印１１により示される方向に回転している印刷シリンダ１０に 対して支持する。彫刻ヘッド１２は、ベース２０により支持されたデッキ１６に 搭載されている。ベース２０は、矢印１５により示されるように水平移動可能で ある一方、デッキ１６は、軸１８回りに回転可能とされている。軸１８回りのデ ッキ１６の回転は、彫刻ヘッドに、矢印９３により示されるような回転移動を生 じさせる。ダイヤモンド彫刻針（図１には図示しない。）は、案内シュー１３の 横に装着され、並進運動と回転運動との組み合わせによりシリンタ１０に接触し て彫刻するようになる。設定の間には、案内シューと彫刻針とがシリンダ表面に 並び、あらかじめ設定された針駆動信号に対して所望の深さの印刷セルを形成す るように彫刻ヘッド１２の回転角度位置が調整される。しかしながら、彫刻ヘッ ド１２が回転すると、針の方向のみならず切り込み深さも変化させてしまう。こ のことは、望ましくない彫刻誤差を生ずることになる。 したがって、針を印刷シリンダに対して並進運動のみにより位置決めすること のできる彫刻ヘッドの支持手段が必要となる。 発明の概要 この発明に係る彫刻装置では、彫刻ヘッドが、針を回転させることなく、彫刻 に際して回転している印刷シリンダに接触するように並進させる。この彫刻ヘッ ドは、デッキとベースとを具備する台上に装着されている。デッキとベースは、 デッキが印刷シリンダの軸に垂直な一平面内における並進によってのみベースに 対して相対的に移動することを許容する接続手段により結合されている。一実施 形態において接続手段は、一対の平行な支持柱を具備している。これらの支持柱 は、ベースに対するデッキの相対的な移動を可能とするように平行状態を維持し たまま変位させられる。しかしながら、デッキは、ベースに対して、常時平行に 維持される。彫刻ヘッドは、デッキに搭載されており、印刷シリンダに対して回 転することができないようになっている。 前記支持柱は、デッキおよびベースにしっかりと固定され、平行な曲げにより デッキを並進運動させるものであることが好ましい。曲げは印刷シリンダの回転 軸に対して直交する平面内において発生し、デッキとベースとの平行な位置関係 が保持される。台は、デッキとベースとが印刷シリンダの軸に平行な方向に相対 的に移動しないように構成されている。 他の実施形態では、接続手段は、ベースに装着されたモータと送りネジとによ り駆動される往復台を具備している。そして、弾性リンク装置が往復台をデッキ に結合している。 図面の簡単な説明 図１は、彫刻ヘッドの従来の支持装置を示す側面図である。 図２は、この発明に係る彫刻ヘッドの支持装置の側面図である。 図３は、図２の一部を拡大した図である。 図４は、彫刻針と案内シューとの幾何学的な位置関係を示す平面図である。 図４ａは、この発明の彫刻動作を示す概略図である。 図４ｂは、彫刻ヘッドが回転できる場合に生じる彫刻動作を示す概要図である 。 図５は、前側の支持柱の状端部を示す斜視図である。 図６は、彫刻ヘッドの支持装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 図７は、彫刻ヘッドの支持装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 図８は、図６の支持装置の斜視図である。 図９は、図７の支持装置の斜視図である。 好ましい実施の形態 この発明に係る支持台５０は、図２に概括的に図示されるように形成される。 該台５０は、実線で示される位置と破線で示される他の位置との間で彫刻ヘッド １２を並進運動させるように支持する。圧縮スプリングのようなバイアス機構は 、案内シュー１３の表面が印刷シリンダ１０の表面に接触させられる通常動作位 置に向けて、彫刻ヘッド１２を付勢する。そのような圧縮スプリングがもう１つ 台５０の遠端に装着されていることとしてもよい。移動は、２次元的かつ平行で あり、回転はできないようになっている。移動平面は、印刷シリンダ１０の回転 軸４５に対して垂直である。ここで、図４を見ると、そこにば彫刻針１４と案内 シュー１３の軍面図が示されている。案内シュー１３が、図４に示されるように 理想的に配置されると、案内シュー１３は、接触線３４に沿って印刷シリンダに 接触する。針１４の彫刻チップ９８は、接触線３４の延長上において印刷シリン ダ１０に切り込む。その彫刻動作は、図４ａに示されている。 図４ａに示すように、彫刻チップ９８は、印刷シリンダ１０の表面に切り込む ように、両矢印１７の方向に振動する。印刷シリンダ１０は、矢印１１により示 される方向に移動し、振動している針が、輪郭３２により示される溝を切り込む 。 彫刻している間、案内シュー１３および針１４は、印刷シリンダの表面状態に よって彫り具合を調節するように、印刷シリンダの軸に向けてまたはその軸から 離れるように半径方向に移動する。図示された実施形態では、この半径方向移動 は、約０〜０．０１インチのオーダーであるが、所望によりそれよりも小さくあ るいは大きくすることもできる。図１に示される従来の装置では、針１４と軸１ ８との距離が約６インチ程度である。したがって、針１４は、シリンダ１０に対 して約１／２ミリラジアンの角度にわたって回転する。このことは、図４ｂの角 度Ａにより誇張された形態で示されている。このような針１４の回転は、彫刻動 作に変化を生じさせる。これにより、針１４は、凹所３２が所望であるにも拘わ らず想像線３２ａにより示されるような凹所を彫刻することになる。 台５０は、前側の支持柱２２ａと後側の支持柱２２ｂとによりベース２４の上 に支持されるデッキ１５を具備している。好ましくは、支持柱は、取付具の固定 点において、デッキ２０およびベース２４にしっかりと固定される。支持柱２２ ａ，２２ｂは、同一構造のものであり、彫刻ヘッド１２の平行移動を可能とする ように曲げられる。無応力位置あるいは退避位置では、柱２２ａ，２２ｂはデッ キ１５とベース２４との間に垂直に延びている。ベース２４は、駆動台５０を退 避位置から図２に実線で示される動作位置まで駆動するために両矢印２５により 示される方向に動作させられる適当な駆動機構（図示略）に接続されている。圧 縮スプリング２６は、通常動作の間、案内シュー１３を印刷シリンダ１０に接触 させた状態に維持する。その後は、案内シュー１３は、（図２に誇張された形態 で破線により示すように）直線移動のみによって、シリンダ１０の表面に接触状 態に維持される。 図３は、前側の支持柱２２ａをさらに詳細に示している。図示された実施形態 では、支持柱２２ａは、梁４０と、上部板バネ４２と、下部板バネ４４とを具備 している。上部板バネ４２は、バネ鋼により製造され、デッキ１５を梁４０に連 結している。下部板バネ４４も同様にバネ鋼よりなり、ベース２４に梁４０を連 結している。梁４０は、所望により剛性部材とすることもできる。あるいは、こ れに代えて、梁４０および板バネ４２，４４を単一の板バネに置き換えることと してもよい。デッキ１５が並進する間、板バネ４２，４４は図３に破線により示 されるようにたわませられる。 図５は、前側の上部板バネ４２を鳥瞰的に示している。これによれば、板バネ ４２，４４および梁４０がシリンダ軸４５に平行な方向に一定距離だけ延び、支 持柱２２ａ，２２ｂがその方向にたわまないようになっていることが判る。一方 、ベース２４は、軸４５に対して平行な方向に駆動制御される往復台（図示略） に取り付けられていることが判る。針１４のシリンダ軸の方向への動作は、ベー ス２４を搭載した往復台２７（図２）による動作のみで動作することが望ましい 。 この発明の第２の実施形態は、図６および図８に概括的に示されるように構成 されている。この実施形態では、彫刻ヘッド１２は、軌道溝の形態をしたベース １２４を有する台１５０により支持されている。送りネジ１０８はベース１２４ に装着され、モータ１１０により駆動される。往復台１０２には、モータ１１０ の回転に応じた水平移動のための送りネジ１０８が螺合されている。往復台１０ ２は、端壁１３２，１３４を有する案内部材１０４を支持している。彫刻ヘッド １２は、案内部材１０４内に支持されるデッキ１１５上に搭載されている。一対 の圧縮スプリング１６６，１０７が、デッキ１１５と案内部材１０４のそれぞれ の端壁１３２，１３４との間に圧縮されている。図８に示されるように、一対の フィンガ１１２，１１４が案内部材１０４の一側壁に装着されており、デッキ１ １５上に支持された近接センサ１１６により感知されるようになっている。 図６および図８の実施形態では、モータ１１０を駆動することにより彫刻ヘッ ド１２が印刷シリンダ１０に向かう方向に移動するように設定されている。案内 シュー１３が印刷シリンダ１０の表面に接触するときには、圧縮スプリング１０ ６が圧縮し始め、フィンガ１１２，１１４が近接センサ１１６に対して相対的に 移動し始める。近接センサ１１６は、あらかじめ設定された距離のフィンガ１１ ２，１１４の移動を感知したときに、モータ１１０への動力供給を終わらせるよ うに接続されている。これにより、案内シュー１３は、あらかじめ設定された接 触力を以て印刷シリンダに接触させられる。その接触力は、圧縮スプリング１０ ６，１０７のバネ定数の関数である。スプリング１０６，１０７の内の一方は他 方より若干大きな剛性を有しており、その結果、ある範囲の接触力が維持される ようになっていることが好ましい。ベース１２４は往復台１０２の直線移動を案 内するためにベアリング軌道（図示略）を組み入れていることが好ましい。上述 した実施形態では、ベアリング軌道は、従来の直線ベアリング軌道とすればよい 。 この発明に係る第３の実施形態は、図７および図９に示されている。これらの 図の実施形態は、モータ１１０により駆動される送りネジ１０８とともに取り付 けられたベース１２４を使用している点において、図６および図８の実施形態と 同様である。往復台２０２には、送りネジ１０８が螺合されている。往復台２０ ２は、デッキ２０４の開口２１１内を上方に延びる直立アーム２１３を駆動する 。デッキ２０４は、送りネジ１０８に螺合することなくこれを受け入れるテーブ ル２０５に装着されている。往復台２０２およびテーブル２０５は、ベース１２ ４内の軌道２６０内に配置されるベアリング２６４，２６６をそれぞれ有するこ ととしてもよい。第２の軌道および他のベアリング（図示略）を軌道２６０およ びベアリング２６４，２６６に対向して設けてもよい。 デッキ２０４は、彫刻ヘッド１２を支持し、アーム２１３により一対の圧縮ス プリング２０６，２０７に印加される力により駆動される。アーム２１３は、そ の上部において、近接センサによって感知される一対のフィンガ２１２，２１４ により終焉している。近接センサ２１６は、設定の間において案内シュー１３が 印刷シリンダ１０の表面に接触するようになるときに発生するフィンガ２１２， ２１４の相対的な移動を感知するように、デッキ２０４によって支持されている 。前述した実施形態におけるように、あらかじめ設定されたフィンガ２１２，２ １４の相対的な移動によって、近接センサ２１６がモータ１１０からの動力供給 を絶ち切る。これにより、案内シュー１３は、予め設定された力でシリンダ１０ の表面に接触させられることになる。 この発明に係る彫刻ヘッド台は、従来のヘッド軸支機構を廃して彫刻精度を改 良するものである。案内シューが、手動の設定を行うことなく回転する印刷シリ ンダに直接接触させられるようになることも本発明の有利な効果である。 ここに示された装置の形態は、この発明の好ましい実施形態を構成するが、こ の発明はこれらの具体的な装置の形態に限定されるものではなく、添付した請求 の範囲に定義された発明の範囲から逸脱しない範囲で変形を加えることができる ことも言うまでもないことである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アイクホーン，トーマス ジェイ アメリカ合衆国 オハイオ 45431 ビー バークリーク ブラウン バーク ドライ ヴ 2362 (72)発明者 リキンズ，ロバート ディー アメリカ合衆国 オハイオ 45177 ウィ ルミントン ノース ウォルナット スト リート 670

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軸心回りに回転する円柱状の印刷シリンダの表面に接触させられる彫刻針と 、該針を支持する彫刻ヘッドとを移動させる彫刻システムにおいて、前記彫刻ヘ ッドのための支持手段が、 (1) 前記彫刻ヘッドを支持するデッキと、 (2) 該デッキに対して平行に延びるベースと、 (3) 前記デッキと前記ベースとを、前記デッキが前記ベースに対して、前記シ リンダの軸心に垂直な平面内において、並進運動のみにより移動することができ るように接続する接続手段と を具備することを特徴とする彫刻システム。 ２．前記接続手段が、 (4) 前記ベースに支持されかつ前記平面内に配置される送りネジ軸を有する送 りネジと、 (5) 前記送りネジを回転させるモータと、 (6) 前記送りネジの回転に応じて、該送りネジ軸に平行な双方向に移動させる ために前記送りネジに螺合される往復台と、 (7) 前記往復台を前記デッキに弾発的に結合するリンク手段と を具備することを特徴とする請求項２の彫刻システム。 ３．円柱状の印刷シリンダがその軸心回りに回転するとともに、該印刷シリンダ の表面に対して針を支持する彫刻ヘッドを具備する彫刻装置において、 前記彫刻ヘッドを支持する台が、 (1) 前記印刷シリンダの軸心に平行な平面内において前記彫刻ヘッドを支持す るデッキと、 (2) 該デッキに対して平行に延びかつ前記彫刻ヘッドから離れた側面側に間隔 を空けて配置されるベースと、 (3) 前記デッキと前記ベースとの間に延び、かつ、前記デッキ、前記彫刻ヘッ ド および前記針の前記印刷シリンダに向けた回転を伴わない移動を可能とするため にそれらにしっかりと固定される複数の柔軟な支持柱と を具備することを特徴とする彫刻ヘッド用支持台。 ４．前記支持柱が、前記シリンダ軸の方向へのそれらのたわみを制限するために 、前記シリンダ軸に平行な方向に一定距離だけ延びる平行な前側支持柱と後側支 持柱とを具備することを特徴とする請求項３記載の彫刻ヘッド用支持台。 ５．前記前側支持柱と後側支持柱とが同一構造よりなり、各々が比較的剛性の高 い梁と、該梁を前記デッキに連結する上部板バネと、前記梁を前記ベースに連結 する下部板バネとを具備することを特徴とする請求項４記載の彫刻ヘッド用支持 台。 ６．(1) 彫刻ヘッドを支持するデッキと、 (2) 該デッキに対して平行に延びるベースと、 (3) 前記デッキと前記ベースとの間にしっかりと装着され、予め設定された前 記ベースに垂直な平面内において柔軟であり、かつ、前記平面に直交する方向に 比較的剛直な一対の同等な支持柱と を具備することを特徴とする彫刻ヘッドのための支持台。 ７．(1) ベースと、 (2) 該ベース内に装着される送りネジと、 (3) 該送りネジを回転させるモータと、 (4) 前記送りネジの回転に応じて直線移動するように前記送りネジに螺合され る往復台と、 (5) 彫刻ヘッドを支持するデッキと、 (6) 前記往復台と前記デッキとを連結し、それにより、前記デッキおよび前記 彫刻ヘッドが前記往復台の移動に柔軟に追従し、かつ、加工物により前記彫刻ヘ ッドに付与される力に柔軟に反応するスプリング手段と、 (7) 前記デッキと前記彫刻ヘッドをそれらの柔軟な反応の間に直線に沿って案 内する案内手段と を具備することを特徴とする彫刻ヘッドのための支持台。 ８．前記彫刻ヘッドの柔軟な反応を感知するために、前記彫刻ヘッドの設定の間 に作動させられ、前記モータを消勢することによりそれに応答するセンサ手段を さらに具備することを特徴とする請求項７記載の支持台。 ９．前記案内手段が、案内溝を有し前記往復台に固着される案内部材を具備し、 前記デッキが前記案内溝内にスライド可能に収容され、かつ、前記スプリング手 段が前記案内溝内に前記デッキに接触した状態で装着されていることを特徴とす る請求項８記載の支持台。 １０．前記案内手段が、前記ベース内にスライド可能に装着され、前記デッキが 前記案内手段に固着されていることを特徴とする請求項８記載の支持台。 １１．前記往復台に固定されるアームを具備し、前記デッキが前記アームを受け 入れる開日部を有し、前記スプリング手段が前記開日内に前記アームと接触状態 に装着されていることを特徴とする請求項１０記載の支持台。 １２．前記スプリング手段が、前記アームの相反する両側に接触状態に配置され る一対の圧縮スプリングを具備することを特徴とする請求項１１記載の支持台。 １３．前記案内手段が、ふれを調節するために印刷シリンダの軸に向かってある いは軸から離れるように半径方向に移動することを特徴とする請求項７記載の支 持台。 １４．前記移動量が、０〜０．０１０インチのオーダーであることを特徴とする 請求項１３記載の支持台。