JPS59501997A - 絞り成形用ブランクの光学的プリント装置の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 絞シ成形用ブランクの光学的プリント装置の改良本発明は、容器を製造するため の絞シ成形用ブランクの光学的プリント装置の改良に係る。

容器の装飾を行なうには、予めプリントされた紙テープを容器に巻装して接着す るか、又は、容器に直接プリントするが、又は、容器を製造するための絞シ成形 用ブランクにプリントする方法がある。

上記の最後の方法が普及しつつあるが、この方法の場合、絞シ成形後に原像が復 元されるように予め変形された像をブランクにプリントする必要がある。

予め変形された像を得るための光学装置は、先行文献、特例、米国特許第３２３ ８３０９号、３３１４３２９号、３９６４９２０号、４１１９４８４号、及び、 出願人名義のフランス特許１５９０１２６号（＝米国第３６２７４１２号）、及 び、ＦＥＲＥＭＢＡＬ名義のフランス特許公開第２４５３４３２号に記載されて いる。最後の特許では製造すべき容器の回シで光学系の軸に関して回転する反射 性弾性ストリップを光学素子として使用している。

現在の処、公知の光学デノ々イスではプリント品質（忠夫度、コントラスト、色 の復元、等）の基準に関する要件を完全に充足することはできない。例えば、小 さい文字で書かれた語句が常に判読可能であることは確保されない。四色刷プリ ントでは鮮鋭度が欠如するので被写界深度を増すために絞シを強くする必要があ シ、このため、露出時間が長くなる。この際、拡散光が光ゾーンの近傍の影を減 衰させるのでプリント模様がぼやける。

本発明の目的は、出願人のフランス特許第１５９０１２６号の目的たるアナモフ ィック光学ユニットを改良することである。

この特許に於いては、予め変形された像を絞シ成形用ブランクにプリントするた めに、本質的に、円環プリズムと回転非球面レンズとこれらが結合された焦点距 離の大きいアポクロマート写真レンズとを含むことを特徴とするプリント装置掲 開示されている。

円環プリズムは、ポリメチルメタクリレートの如き極めて透明な物質から成る。

本発明の改良は、円環プリズムと補正レンズとをモノリシック素子として結合し 、プリズムが光線反射機能のみを果し、レンズが成形後の像の直線性を確保する 光学補正を行なうように構成したことにある。更に、プリズムの角度は、光源か ら発した光線が全反射されるような角度に決定されている。

第１図乃至第８図に本発明の実施態様を示すが、最初に本発明の原理について概 説する。

平坦ブランクを絞り成形して円形容器を製造する場合、平坦ブランクの表面にマ ークされた各点が成形容器の表面のどの一点に対応するかを確認する。この結果 、金属の表面上の一点についてブランク上での初期位置と成形容器上での最終位 置との開の関係がわかる。この関係がわかれば、絞多成形によって図形が変形し た後に所望の模様が得られるように、変形以前のブランクにプリントを施すこと が可能であることが理解されよう。

一般に実施の際には、テスト容器に巻付けることができる見本ラベルを利用し、 絞シ成形後の容器がラベルを巻付けたときと同じ模様で装飾されるように、ブラ ンクにプリントを施すとよい。

ブランクの各点を容器の各点に対応せしめる変形をＴとすると、 ブランク→（Ｔ）→容器 ブランクにプリントするための変形像をラベルから得るためには、逆変形Ｔ−１ を光学的に生じさせるプロセス、ラベル→（Ｔ−１）→ブランクが使用される。

ラベルから始まる上記の変形の結果、ラベルと同じ模様の容器が得られる、 ラベル→（Ｔ−１，光学的）→ブランク→（Ｔ、絞シ成形）→容器。

関数Ｔを決定するためＫは、１つの点について絞り成形以前の位置と以後の位置 とをマークし得る座標系を形成する方眼をブランクにプリントしておき、このブ ランクを絞シ成形する。

曲線状容器の場合には、ブランクに極座標系（ｒ、θ）を使用する。このとき、 絞少成形後の容器上の点の位置は、系（ｐ、θ）によってマークされ、ｐは容器 の底部から母線に沿って測定された点の位置を示す。従って、変形Ｔがｒとｐと の関係に要約される。即ち、ｒｏを容器の半径とするとｔ＝ｒ−ｒｏと考えれば よく、（−当りの）目盛線の数と容器の外面上での目盛線の位置との間の関係が 得られる。

このように、読取シによって実験的に得られる変形Ｔは実験条件（金属の質、器 具の調整及び状態、等）に左右されることを指摘する必要がある。従って最終的 に好結果を得るためには、工業的実施に於いて使用される条件に最も近い条件下 で実験をやシ直さなければならない。従って、量産条件を再現するために所定金 属を用いて十分な数の容器の絞シ成形を行なうべきである。また、座標系ｒ、θ （ｒは龍単位で変化する）を有するブランクのセンタリングにも注意を払う必要 がある。

最終結果は、・ｔの値の各々に対応するｐの値を与える表として要約される。こ の表は、容器の寸法読取）によって完成し、この表から変形Ｔ−１を実行する光 学ユニットを設計し得る。

第１図は、フランス特許Ｍ　１５９０１２６号に記載の光学デバイスの長手方向 断面図である。

第２図は、絞シ成形によるブランクの一点ｔから容器の一点ｐへの変形を概略的 に示す。

第３図乃至第７図は、本発明の目的たる光学デバイス内の光線の軌道を示す。

第８図は本発明によって製造されるプリズムの断面図である。

光源（２）から発せられた（１）の如き光線は、複製すべき像を担持する透明ネ ガ（３）を通過し、次に、外面が銀メッキ又はアルミメッキされた円環プリズム （４）を通過する。光線は次に、写真機（８）のレンズ（６）と絞シ（７）とを 通過し、平坦感光面（９）にネガ（３１の像、のアナモフィック像（ａｎａｍｏ ｒｐｈｏａｅ　）を形成する。

フランス特許第１５９０１２６号では、光学補正は、プリズムα力の前方に所定 距離を隔てて配置された付加レンズ（ＩＩＫよって与えられる。

本発明では、この竹刀ロレンズ００１を削除し、写真機に正対する円環プリズム （４）の面Ｑｌｌの形状を光学補正を確保するように修正する。系の共通先細は 線１２＋によって示される。更に、プリズム（４）が好７しくはポリメチルメタ クリレートから製造されるので外面（５）の銀メッキ又はアルミメッキは、実施 も難しくまた極めて脆い。このような欠点を解消するために、元来は４５°であ ったプリズムの角度を変更し、光線に全反射させるようにする。

本発明の変形としては、プリズム−補正レンズアセンブリを先ず２つの部材とし て製造し、次にこれらをモノリシックユニットとして結合することも可能である 。この際、好ましくは接着剤の如き納金増ｊを使用せず、２つの接触面（プリズ ムの前面とレンズの後面）とがエアギャップを生じないで完全接触するように前 記２つの面を極めて精密に研磨するのが好ましい。

この変形例によれば、プリントすべき各種容器の特性を考慮した種々のプロフィ ルにカットされた一組の互換性レンズを配置することが可能である。更にルンズ のカッティングが容易になる。円環プリズムの場合にはプリズムを刀ロエ機に取 付ける作業が決して容易ではない。

プリズムの角度は以下の如く決定される。即ち、Ｈがプリズムの高さ、 ｈが容器（従ってネガ３）の高さ、 Φ０が円環プリズム（４）の内径、 Ｆがレンズ（６）の焦点距離、 Ａが複製すべき図案を示すネガ（３）の底部とプリズムの頂辺（１３１との間の ズレを示すとする。ズレＡが存在するのは、プリズムの宋端部と上部とに於いて 最終の３乃至４寵に亘る部分が実際には使用できないのでｈ＝Ｈにすることかで きないからである。

（屈折率ｎ＝１．４９３の）ポリメチルメタクリレートの臨界角は 従って、全反射を確保するために４２．０５°未満の角度を選択しなければなら ない。実際には、α＜３５°、好ましくｌ′ｉ３５゜と３２°との間の値のとき 最良の結果が得られることが判明した。

全反射を確保するために４５°から減算する角度の値をαとする。反射極点は容 器の上部（取付ゾーン）に対応すＺ極点である。

この高さをり。とすると、 （注二光学倍率Ｉ１０はｌと余シ違わないので２Ｆで除算する）。

ｔｇ（４５−α）４Ｉ−１、従ってα≠０と仮定してαを極めて概略的に決定し 得る。

Φ。＝６８＋ｌ！１、ｈ０＝２８Ｉ１ｍとする。光線全部の反射を確実にするた めにＨ＝６０■に決定する。対物レンズの焦点距離Ｆ＝４８０ｗ１１テアル。

（注：　Ｆ＝４８０１１１１の値は非限定的特定例である）。

実験テストの結果よシ、これを３１に丸めることができる。

従って、プリズムの角度は４５°−３，８７°＝４１．１７°未満でなければな らない。

安全のために角度３５°のプリズムが採用されるであろう。このデータからＡの 正確な値を計算し得る。ここで常に式が成立する。

第４図から ｔｇα＝ｘ／Ｈ である。

プリズムの角度を４５°から３５°に低減するので、平面Ｐに形成されたネガの 虚像が、平面ＰＩＣ対して２α＝２０°（第４図）の角度を成す円錐Ｃ上に形成 される。

ｄ＝１１１１１の場合、 Ｆ＝４８０１１１１ Φ＝６８ｍ ｈ０＝２８１ｎ Ｈ＝６０１ｍ の場合、 Ａ＝３．３２５１ｔｌｌ であり、実際には Ａ＝５１１１ｍ が採用される。

面（ｌυに与えるべき補正の計算 次に、光学補正を確保するプリズムの面Ｑｌ）の形状の算出について説明する。

虚像平面Ｐが虚像円錐面Ｃになるので、このような場合の通例として鉛直面上で の円錐面Ｃの投影面について考察する（第５図及び第６図）。

倍率γは、面（１１１が平面で角α＝４５°のとき所与の点でであったが、投影 面では センタリングされた系（５ｙｓｔ二ｍｅｓ　ｃｅｎｔｒ二Ｓ）の公式４式％ ｒはプリズム＋レンズ機能を果す面の系によシ与えられる虚像面のズレを示す。

従って、 ！はプリズムの頂辺と対物レンズとの間の距離である（第５図）。

ｒを決定するために、ポリメチルメタクリレート内で光線が通る光路を知る必要 がある（第６図）。

プリズム内での種々の光線の進路を示すと、ｒがｐの関数として変化することが 確認される（ｐは、容器の底部から容器の母線に沿って測定された点の位置であ ると前に定義されている）。

しかし乍らこのｒの値は、カットされた面に対する光線の入射角に従属しておシ 、この入射角は、座標丸とｙｔとを計算しないとわからない。このため、ｒの概 算値を次式によって決定する。

従って（第７図）、 ｎ［Ｈ−（Ａ＋ｐ）ｐｉｎ２０’］＝［Ｈ（Ａ＋ｐ）ｓｉｎ２０°）＋ｎｒ角度 の小さいプリズムでは、面の概算値が次式で与えられる。

但しδ＝鉛直投影面内での虚像円錐面のズレである。

また、レンズの表面に対する接線の角度をβとすると、最終的に、 従って、 ノ′二ノーＨであるから 従って、ｘｔと７４とは、補正レンズの形状にカットされたプリズムの面ａ１１ の形状を定義するノξラメータ座標であり、ｙ軸はシステムの光軸ｆ＋３である 。基準面（ｘ、ｙ）は任意に選択される。

基準面は、例えば、カット以前のプリズムの面ａＤであってもよく、又は、例え ば値ＨＫよって限定される面αＤに平行な任意の別の平面であってもよい。

プリズムの前面を限定する座標Ｘｔｙｔの使用は、数値制御による刀ａ工に容易 に適用し得る。

数値応用 Φｏ　＝６８　鵡；　Ａ　＝５　”　ｅ　Ｆ　＝４８０　’ｍｌ　ｓ　ｎ　”” 　１．４９３　””　ｖＨ＝６０■及び２α＝２０°から、先ずいくつかの７耐 ラメータＣ１乃至Ｃ４を決定する。

／ＱラメータＣ１乃至Ｃ４の１直； ＝　３６．７０ ＣＩ＝Φ。／２＋Ａ　ｃｏｓ　２０゜ Ｃａ＝（ＨＣ’ｚ）（ｎ−１）　＝　２０．１ｙ＝０（プリズムの基準面に対応 する）ｘ　＝　ＣＩ　・Ｃａ　（＝　３５．２３　）次に、組合せ（ｐ、ｔ）の 各々についてＣａ　＝　（Ｈ−Ｃ’ｓ　）　（ｎ−１）を算出する。

最後に、（極座標（ｒ、θ）Ｋ関する前出の定義ｔ　＝ｒ　−ｒ　０ｓｒ　は容 器の半径、第２図、を用いると）、（以下余白） レンズの前面の計算の実際例 極座標系を含んでおフ絞Ｑ成形で得られた容器について説明する。ブランク士の ｔの値に対応するｐの値を読取る（第２図）。

作業台に載置された容器の底部に見える第１の円を１＝０とし、１＝０をｐ＝＝ Ｑに組合せる。これが測定値の原点になる。

Ｈ＝２８ｍの容器についてｔ／ｐの組合せの値を２０組読叡る。

このようにして焦点距離４８０ｍの対物レンズを用いて直径６８■、高さ２８麿 の容器に対し、組合せｔ／ｐの各々に対するノ９ラメータＸ、及びｙ、を得た。

これらのノ２ラメータｘｔ及びｙｔより、等式Ｉと■とを用いてレンズのカラト ラ限定する座標Ｘ及びＹを決定し得る。

コンピュータで計算さｎた値が表Ｈに示されている。レン゛ズの前面の直径は１ ４０　ｒｒｍであるが、カットされる範囲は直径１２０扁だけである。レンズの 半径に沿ったＸの値とＹ（カット寸法）の値とが与えられた２５個の点からプロ フィルを決定した。

面（１１）が上記の如くカットされたプリズムを使用すると、鮮明でコントラス トが良く幾何学的欠陥のないプリントが得られる。

特に、Ｋｏｄａｋの”　Ｅｋｔａｃｈｒｏｍｅ″を用い１３３目盛線／インチの 画面で撮影したテストによれば、色彩の復元性が良く、光の拡散と寄生反射とが 完全に除去されており、像のコントラストが良く、画面の歪が無いことが判明し た。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絞シ成形用ブランクに予め変形された像を形成し絞り成形後に原像を復元さ せるブランクプリント装置に於いて５、装置が光源（２）と円環プリズム（４） と共通光軸α２を有する写真撮影装置（８）とを含んでおり、円環プリズムの角 度が４２．０５°未満でちゃ、実際には３５°以下であること、゛及び、写真撮 影装置（８）に正対するプリズムの面０Ｄが直線性補正レンズの機能を果すよう にカットされていること、を特徴とする絞勺成形用ブランクのプリント装置。 ２、円環プリズムの角度が好ましくは３５と３２°との間であることを特徴とす る請求の範囲１に記載のプリント装置。 ３、　レンズとプリズムとが単一ブロックの同時カッティングによって得られる ことを特徴とする請求の範囲１又は２に記載のプリント装置。 ４、　レンズとプリズムとが別々にカットされ、相対する表面が極めて精密に研 磨され、次に、モノリシックブロックを形成するように接触させられることを特 徴とする請求の範囲１又′は２に記載のプリント装置。 ５、　レンズを形成するプリズムの面（Ｉｌｌのカットが、等式によって定義さ れる光軸α２とプリズムの面（Ｉｌｌに平行な基準面との交点を中心とする〕９ ラメータ座標系Ｘｔ及びｙ、によって定義されておＱ、ＩＱラメータＣ１，Ｃ２ ，Ｃｓ及びＣ４が、円環プリズム（４）の内径Φ０と高さＨとプリズムの頂辺α Ｊに対する複製すべきネガのズレＡと、写真撮影装置（８）のレンズの焦点距離 Ｆとプリズム（４）の構成物質の屈折率ｎと前記プリズムの頂角（４５°−α） とから決定されることを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれかに記載のプリ ント装置。