CN1272172C - 异型混色方法及异型混色装置 - Google Patents

Abstract

一种异型混色方法及异型混色装置，其中：在供墨系统的集色辊和靠版辊之间设置至少一个异型混色辊，所述集色辊将至少两种以上颜色的油墨传递至所述的异型混色辊，上述异型混色辊表面任意一点相对与其接触的辊的表面进行圆形运动轨迹的相对运动，且各圆形运动轨迹的半径相等，所述在集色辊上任意两种颜色油墨的对接点在与上述异型混色辊对滚接触时，均产生以该对接点为圆心，半径为一侧轴向串动量的圆形混色区，上述任意两种颜色油墨的对接线为由无数个上述圆形混色区构成的混色区域。因此本发明克服了公知技术的缺点，其可在任意方向进行均匀的混色，以实现多种色彩组合之间均匀的、递变的过渡混色区。

Description

异型混色方法及异型混色装置

技术领域

本发明涉及到一种异型混色方法及异型混色装置，尤其是这样一种异型混色方法及异型混色装置，其在印刷机供墨系统的集色辊和靠版辊之间，设置一异型混色辊，该异型混色辊可将集色辊传下来的任意形状的多种色彩组合之间形成均匀的、递变的过渡色。

背景技术

在印刷领域，特别是对于有较高防伪要求的印刷品(如有价证券、钞票等)，公知的防伪手段从识别的角度来划分有两种：一种是专业化的防伪手段，其识别需要借助仪器来进行，如荧光油墨、微缩文字、磁性油墨等，其优点是可靠性较高，但识别需要借助仪器，难以成为大众化的识别手段。第二种是大众的防伪手段，即人们通过肉眼看、手摸等就能区分真伪，如水印、印刷质量、钞纸的质地等。其优点是实用性强，不需要借助仪器，易于被大众掌握。但是其可靠性差，随着假钞逼真程度的提高，识别难度加大。从而人们试图通过对油墨根据要求加以混色，提供一种不需要借助专门仪器，易于被大众掌握，且比较可靠的防伪印刷方法。

但是，目前公知的混色方法是在墨斗里加隔色挡板，然后在同一墨斗里加上不同颜色的两种或两种以上的油墨，通过串墨辊沿轴向的串动，将上述两种或两种以上的油墨进行混色，但是，这种公知的混色方法仅能沿走纸方向形成一条混色色带，而当所需的混色区域为圆形、椭圆形、曲线等任意形状时，由于该串墨辊是沿轴向进行直线串动，因此无法实现任意形状的多种色彩之间的均匀的混色。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种异形混色方法及异型混色装置，尤其是一种可在任意方向进行均匀的混色，具有较强防伪性能的异型混色方法及实现该方法的装置。

本发明提出的一种异型混色方法，是在供墨系统的集色辊和靠版辊之间设置至少一个异型混色辊，所述集色辊将至少两种以上颜色的油墨传递至所述的异型混色辊，上述异型混色辊表面任意一点相对与其接触的辊的表面进行圆形运动轨迹的相对运动，且各圆形运动轨迹的半径相等，在集色辊上任意两种颜色油墨的对接点在与上述异型混色辊对滚接触时，均产生以该对接点为圆心，半径为一侧轴向串动量的圆形混色区，任意两种颜色油墨的对接线为由无数个上述圆形混色区构成的混色区域。

进一步讲，所述异型混色辊表面的任意一点的圆形运动轨迹为沿其轴向的串动运动及周向的差动运动的合成运动轨迹。其中，所述异型混色辊表面的任意一点的圆形运动轨迹的半径与上述偏心轴的偏心距相等。

其中，所述异型混色辊表面任意一点其周向的偏转位移为Y＝rsinα，其轴向位移为X＝rcosα，其中，r表示使所述异型混色辊产生上述沿其轴向串动的偏心轴的偏心距，α为该偏心轴与异型混色辊轴线方向的夹角。

本发明还提供一种实现如上所述异型混色方法的异型混色装置，至少包括两个色模辊，与该两个色模辊滚动接触的集色辊，该集色辊将墨传递至传墨辊，该传墨辊与匀墨辊滚动接触，所述匀墨辊将墨传递至靠版辊，其中：一异型混色辊设置在所述集色辊与传墨辊之间，该异型混色辊分别与集色辊和传墨辊相接触，将集色辊传送的至少两种颜色的油墨混色后传递至传墨辊，所述的异型混色辊连接一可使其表面任一点的运动轨迹为圆形轨迹的传动机构。

如上所述的异型混色装置，所述的传动机构包括一差动机构，该差动机构分别连接第一传动齿轮，和第二传动齿轮，该第二传动齿轮的芯轴与第一传动齿轮的芯轴相互垂直。

如上所述的异型混色装置，所述差动机构具有至少三个齿轮，其中第一齿轮和第二齿轮与异型混色辊同轴设置，该第一齿轮与上述第一传动齿轮固定连接，可转动地套设于异型混色辊轴上，所述第二齿轮与异型混色辊轴为固定连接；第三齿轮的轴线与上述第一、第二齿轮的轴线相垂直，其芯轴固定设置于差动机构的壳体，所述第三齿轮同时与第一、第二齿轮相啮合，上述第一、第二、第三齿轮构成差动机构的周转轮系，所述差动机构的壳体外部设有一扇形齿。

如上所述的异型混色装置，所述扇形齿的节圆中心线与异型混色辊的轴心线重合。

如上所述的异型混色装置，所述差动机构的壳体外部设置的扇形齿两侧设有挡边，该挡边与异型混色辊轴线垂直。

如上所述的异型混色装置，所述第二传动齿轮连接一齿条，该齿条可与差动机构的壳体上设置的扇形齿相啮合。

如上所述的异型混色装置，所述第二传动齿轮的芯轴为一偏心轴，上述齿条设置在该偏心轴端。

如上所述的异型混色装置，所述异型混色辊的半径与所述差动机构第一、第二齿轮的节圆半径相等，且扇形齿的节圆半径是该异型混色辊半径的2倍。

本发明的工作原理是：通过第二传动齿轮藉由偏心轴带动齿条作圆周运动，该齿条与固定在差动机构壳体上的扇形齿相啮合，同时在第一传动齿轮的带动下，该差动机构带动所述异型混色辊表面的任意一点相对与其接触的其它辊的表面产生的相对运动轨迹也为“圆”，且该圆的半径与齿条的圆周运动半径相等，不同的是该“圆”附着于异型混色辊的圆柱体表面上，具体地是：所述集色辊与上述异型混色辊接触对滚时，集色辊传递至异型混色辊的任意两种颜色墨的对接点均形成一以该点为圆心，半径与齿条圆周运动半径相等，且混色均匀、连续的混色区域。

利用本发明的异型混色方法克服了公知技术仅可以沿串墨辊轴线方向进行串动、其混色带仅可形成于走纸方向的缺陷，通过使异型混色辊表面任意一点相对与其接触的辊的表面进行圆形运动轨迹的相对运动，并保证各圆形运动轨迹的半径相等，从而实现了在集色辊上任意两种颜色油墨的对接点在与上述异型混色辊对滚接触时，均产生以该对接点为圆心，半径为一侧轴向串动量的圆形混色区，上述任意两种颜色油墨的对接线为由无数个上述圆形混色区构成的混色区域。该异型混色辊其表面的任意一点的圆形运动轨迹为绕该混色辊芯轴的圆周运动、沿其轴向的串动运动及周向的差动运动的合成运动轨迹，利用一差动机构的带动从而保证了该异型混色辊的运动准确性。藉由本发明的异型混色方法及装置，可实现多种色彩组合之间均匀的、递变的过渡混色区，提供了一种不需要借助专门仪器，且易于被大众掌握的防伪印刷方法。

附图说明

图1是异型混色辊表面任意一点的偏转位移原理图；

图2是异型混色装置示意图；

图2A是异型混色装置另一实施例示意图；

图3是异型混色装置的异型混色辊的传动机构示意图；

图4是图3中D向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图2、3所示，本发明提出的异型混色装置，至少包括两个色模辊1、2，与该两个色模辊滚动接触的集色辊3，该集色辊3将墨传递至传墨辊8，该传墨辊8与匀墨辊7滚动接触，所述传墨辊8将墨传递至靠版辊16(当然，可根据需要设置若干个传墨辊10、13、15等，及若干个匀墨辊9、11、12、14等，如图2A所示)，其中，在所述集色辊3与传墨辊8之间设置至少一异型混色辊4，该异型混色辊4分别与集色辊3和传墨辊8滚动接触，可将集色辊3传送的至少两种颜色的油墨混色后传递至传墨辊8，所述的异型混色辊4连接一可使其表面任一点的运动轨迹为圆形轨迹的传动机构40。

所述的传动机构40包括一差动机构41，该差动机构41分别连接第一传动齿轮401，和第二传动齿轮402，该第二传动齿轮402的芯轴与第一传动齿轮401的芯轴相互垂直。

所述差动机构41具有至少三个齿轮，其中第一齿轮412和第二齿轮413与异型混色辊4同轴设置，该第一齿轮412与上述第一传动齿轮401固定连接，可转动地套设于异型混色辊轴上，所述第二齿轮413与异型混色辊轴为固定连接；第三齿轮414的轴线与上述第一、第二齿轮412、413的轴线相垂直，其芯轴固定设置于差动机构的壳体411上，所述第三齿轮同时与第一、第二齿轮412、413相啮合；上述第一、第二、第三齿轮412、413、414构成差动机构的周转轮系。在本实施例中，如图3所示，设有两个第三齿轮414，其分别同时与第一、第二齿轮412、413相啮合，以使该差动机构41的运动更加平稳。且在本实施例中，所述的第一齿轮412与第一传动齿轮401为一双联齿轮，以保证其结构稳定，易于组装、维修。

所述差动机构41的壳体411外部还固设有一扇形齿415，该扇形齿415与异型混色辊4的轴线相重合，即与第一、第二齿轮412、413同轴设置；且该扇形齿415两侧设有挡边417，该挡边417的一端与壳体411固定设置，其另一端沿与异型混色辊轴线相垂直的方向伸延，且该挡边417与扇形齿415间为无间隙设置。

所述第二传动齿轮402连接一齿条416，该齿条416可与差动机构的壳体上设置的扇形齿415相啮合。上述第二传动齿轮402的芯轴为一偏心轴4021，上述齿条416设置在该偏心轴端，且该偏心距可进行调整。所述异型混色辊4的半径与所述差动机构41的第一、第二齿轮412、413的节圆半径相等，且扇形齿415的节圆半径是该异型混色辊半径的2倍。

本发明的异型混色方法，是在印刷设备供墨系统的集色辊3和靠版辊16之间设置至少一个异型混色辊4，所述集色辊3将至少两种以上颜色的油墨传递至所述的异型混色辊4，上述异型混色辊4表面任意一点相对与其接触的辊的表面进行圆形运动轨迹的相对运动，且各圆形运动轨迹的半径相等，其中所述异型混色辊4表面的任意一点的圆形运动轨迹为绕该混色辊芯轴的圆周运动、沿其轴向的串动运动及周向的差动运动的合成运动轨迹。该异型混色辊表面的圆形运动轨迹的半径等于其一侧轴向串动量，即为上述传动机构的偏心轴4021的偏心距。从而在集色辊3上任意两种颜色油墨的对接点在与上述异型混色辊4对滚接触时，均可产生以该对接点为圆心，半径为偏心轴偏心距的圆形混色区，从而上述任意两种颜色油墨以对接线为中心线、以偏心距的二倍为宽度形成由无数个上述圆形混色区构成的混色区域。

如上所述通过本发明的异型混色装置可在任意方向进行混色，即不仅在辊的轴向产生混色，在圆周方向及其它任何方向都可进行均匀的混色，下面具体分析说明本发明的异型混色原理及该异型混色机构的运动过程。

如图3所示，当第二传动齿轮402带动的偏心轴4021的偏心距为零时，齿条416不动，则壳体411也不动，这时第三齿轮414仅在第一齿轮412的带动下绕其固定于壳体411的轴线旋转，相对于第一、第二齿轮412、413的轴线固定不动。齿轮412、413、414组成的定轴轮系，按定轴轮系的传动比计算

$i_{13}=\frac{{\mathrm{\ω}}_1}{{\mathrm{\ω}}_3}=\frac{Z_2\·Z_3}{Z_1\·Z_2}=\frac{Z_3}{Z_1}$

方法：

其中，ω₁、ω₂、ω₃、Z₁、Z₂、Z₃分别为齿轮412、413及414的角速度和齿数。

上式中，已知Z₃＝Z₁，所以ω₃＝ω₁

因为异形混色辊4是由第二齿轮413带动的，所以这时异形混色辊4与第二齿轮413的转速相同，而带动齿轮412的第一传动齿轮401的转速与异形混色辊4的相邻辊的转速相同，从而保证异形混色辊与其它辊正常对滚。以上所述概括起来，就是没有齿条416带动壳体411运动时，异形混色辊4与其它辊做纯滚动，集色辊3上的墨通过异形混色辊4时，按原样传递下去，不产生混色。

如图3所示，当第二传动齿轮402带动的偏心轴4021的偏心距不为零时，异形混色辊4在与其它辊正常对滚的同时，通过齿条416与壳体411上设置的扇形齿415相啮合，带动壳体411运动，从而使其产生了轴向的串动及周向的差动(圆周方向的相对运动)。其中，轴向的串动从图中较容易看出，是通过齿条416藉由扇形齿415两侧设置的挡边417的控制直接产生的，即该齿条416带动壳体411左右串动，从而带动异形混色辊4随之一同沿轴向串动。上述周向的差动是齿条416带动扇形齿415，通过壳体411使第三齿轮414在回转的同时，其轴线在壳体的带动下又绕第一、第二齿轮412、413的轴线产生摆动，设其摆动的角速度为ω_H，此时第一、第二、第三齿轮412、413、414组成一个周转轮系。按周转轮系转化成定轴轮系时的传动比计算方法：

ω₁与ω_H转向相同时：

$\frac{{\mathrm{\ω}}_1-{\mathrm{\ω}}_H}{{\mathrm{\ω}}_2}=\frac{Z_2}{Z_1}$ $\frac{{\mathrm{\ω}}_2}{{\mathrm{\ω}}_3+{\mathrm{\ω}}_H}=\frac{Z_3}{Z_2}$

由以上两式得：

$\frac{{\mathrm{\ω}}_1-{\mathrm{\ω}}_H}{{\mathrm{\ω}}_3+{\mathrm{\ω}}_H}=\frac{Z_3}{Z_1}=1$

即：ω₃＝ω₁-2ω_H

当ω₁与ω_H转向相反时，

$\frac{{\mathrm{\ω}}_1+{\mathrm{\ω}}_H}{{\mathrm{\ω}}_2}=\frac{Z_2}{Z_1}$ $\frac{{\mathrm{\ω}}_2}{{\mathrm{\ω}}_3-{\mathrm{\ω}}_H}=\frac{Z_3}{Z_2}$

$\frac{{\mathrm{\ω}}_1+{\mathrm{\ω}}_H}{{\mathrm{\ω}}_3-{\mathrm{\ω}}_H}=\frac{Z_3}{Z_1}=1$

由以上两式得：

即：ω₃＝ω₁+2ω_H

以上分析证明：异形混色辊4和与它接触的墨辊在圆周方向将产生差动。

进一步对异形混色辊4的混色区域作一定量的分析。这时我们只需要考虑偏心轴4021的偏心距通过齿条416带动壳体411的运动，对异形混色辊4产生的影响，因为前面已得出结论：就是没有偏心轴通过齿条416带动壳体运动时，异形混色辊4和与它接触的墨辊作纯滚动，集色辊3上的墨通过异形混色辊4时，按原样传递下去，不产生混色。由此，我们可以假定第一齿轮412是静止的，在此前提下，如图1、3所示，在偏心轴的带动下，齿条416作圆周运动，以偏心轴4021的回转中心为圆点，设壳体的轴线方向为X轴(该X轴与异型混色辊轴线同轴)，与X轴和偏心轴的轴线都垂直的方向为Y轴。设偏心轴的偏心距为r；偏心轴与X轴的夹角为α(参见图1)，偏心轴4021转到任意一个位置时，齿条上任一点的位移为：

X＝rcosα    Y＝rsinα由于齿条416与壳体411上的扇形齿415的啮合，并同时驱动和该扇形齿无间隙设置、且固定在壳体上的两个挡边417，从而齿条416将自身的圆周运动转化成壳体411的周向摆动及轴向串动。而且，壳体411在扇形齿415节圆上的周向偏转位移和齿条的Y方向位移相同，为rsinα；壳体的轴向位移与齿条的X方向位移相同，为rcosα。上述这种运动的合成反映在壳体411的扇形齿节圆柱面上的任意一点的运动轨迹也为“圆”。只不过这个“圆”是附在一个圆柱面上，如果我们把它展开，将是一个和齿条上任意一点的圆周运动轨迹大小相同的圆。

如图3所示，以扇形齿415的节圆半径R₂＝80mm；第一、第二圆锥齿轮412、413与第三圆锥齿轮414啮合的节圆半径R₁＝40mm；异形混色辊4的半径也为40mm为例，当扇形齿415节圆上的A点的周向偏转位移为Y_A＝rsinα时，第三齿轮414的节圆与轴线的交点B点的周向(Y方向)偏转位移：

$Y_B=\frac{R_1}{R_2}{Y}_A=\frac{40}{80}r\sin \mathrm{\α}=\frac{1}{2}r\sin \mathrm{\α}$

在假定第一齿轮412不动的前提下，由于壳体带动第三齿轮414的轴产生了偏转位移，这样第二齿轮413会在第三齿轮414的带动下也产生偏转。而且第二齿轮413在节圆上的偏转位移应为B点的偏转位移两倍，关于这一点可通过在假定第一齿轮412不动的情况下加以证明，第三齿轮414在其轴的带动下偏转时，将以第一齿轮412和第三齿轮414有节圆切点为速度瞬心，由于B点和C点(齿轮414节圆上的点)到速度瞬心的距离相差一倍，所以C点的线速度应为B点的两倍。又由于他们偏转的时间相同，而每一刻的速度都相差一倍，所以它们的偏转位移也相差一倍即：

$Y_C=2Y_B=2\·\frac{1}{2}r\sin \mathrm{\α}=r\sin \mathrm{\α}$

因为第二齿轮413与第三齿轮414啮合，所以此时第二齿轮413在节圆上的偏转位移和C点相同，而且第二齿轮413的节圆半径与异形混色辊的半径相同，所以最后反映在异形混色辊表面任意一点的周向偏转位移与C点相同，也为rsinα。异形混色辊在轴向的位移，是通过壳体直接传递的，所以异形混色辊与壳体的轴向位移相同为rcosα。

由以上得出的结论可知：偏心轴4021转到任意一个位置时，把它带动齿条416产生的位移分解成沿壳体的轴线方向(X方向)和与该轴线方向及偏心轴的轴线均垂直的Y方向，通过图3所示的差动串墨机构41的传递，最后反映在异形混色辊4表面任意一点，其周向的偏转位移和齿条416的Y方向位移相同；其轴向位移与齿条416的X方向位移相同。也就是说齿条作圆周运动，那么异形混色辊表面的任意一点相对与其接触的其它辊的表面产生的相对运动轨迹也是“圆”，而且半径相同。不同的是这个“圆“是附在一个圆柱面上。

以上仅以两种颜色进行混色为例做了具体说明，本发明的异型混色方法及设置并不局限于此，其同样适用于多种颜色的混色，选择好适当的色彩，以本发明的方法进行混色时，则可产生颜色递变的效果。例如，当需要印制日出时的“红太阳放光芒”的图案时，则将中心部位设置为一个红色的圆形，套在外面的三个圆环从内到外依次为橘红、橘黄和黄色，并使各色带的宽度相等，且等于所述偏心轴的偏心距，则当该三种油墨分别经色模辊传递至集色辊3后，上述设定的油墨和色模的组合通过与异型混色辊对滚混色后，经红色与橘红色、橘红色与橘黄色、橘黄色与黄色的异型混色，将依次形成由红色→橘红色→橘黄色→黄色递变的放射状混色区域，从而很好地展示出“红太阳放光芒”的效果。

在本发明的上述分析中，该异型混色方法是以一差动机构41为例说明使该异型混色辊表面的任意一点相对与其接触的辊的表面进行圆形运动轨迹的相对运动，且该圆形运动轨迹为绕该混色辊芯轴的圆周运动、沿其轴向的串动运动及周向的差动运动的合成运动轨迹，在该实施例中，所述的差动机构由于其自身的特性，从而可保证该异型混色辊的运动准确性。

此外，根据需要，亦可在集色辊3和传墨辊8之间设置两个或多个异型混色辊4、6(如图2A所示)，且各异型混色辊均设有一传墨辊5，以产生多种混色效果。

唯上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以之限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (12)

1、一种异型混色方法，其特征在于：在供墨系统的集色辊和靠版辊之间设置至少一个异型混色辊，所述集色辊将至少两种以上颜色的油墨传递至所述的异型混色辊，上述异型混色辊表面任意一点相对与其接触的辊的表面进行圆形运动轨迹的相对运动，且各圆形运动轨迹的半径相等，在集色辊上任意两种颜色油墨的对接点在与上述异型混色辊对滚接触时，均产生以该对接点为圆心，半径为一侧轴向串动量的圆形混色区，任意两种颜色油墨的对接线为由无数个上述圆形混色区构成的混色区域。

2、如权利要求1所述的异型混色方法，其特征在于：所述异型混色辊表面的任意一点的圆形运动轨迹为沿其轴向的串动运动及周向的差动运动的合成运动轨迹。

3、如权利要求1或2所述的异型混色方法，其特征在于：所述异型混色辊表面任意一点其周向的偏转位移为Y＝rsinα，其轴向位移为X＝rcosα，其中，r表示使所述异型混色辊产生上述沿其轴向串动的偏心轴的偏心距，α为该偏心轴与异型混色辊轴线方向的夹角。

4、如权利要求3所述的异型混色方法，其特征在于：所述异型混色辊其表面的任意一点的圆形运动轨迹的半径与上述偏心轴的偏心距相等。

5、一种实现如权利要求1所述异型混色方法的异型混色装置，至少包括两个色模辊，与该两个色模辊滚动接触的集色辊，该集色辊将墨传递至传墨辊，该传墨辊与匀墨辊滚动接触，所述匀墨辊将墨传递至靠版辊，其特征在于：一异型混色辊设置在所述集色辊与传墨辊之间，该异型混色辊分别与集色辊和传墨辊相接触，将集色辊传送的至少两种颜色的油墨混色后传递至传墨辊，所述的异型混色辊连接一可使其表面任一点的运动轨迹为圆形轨迹的传动机构。

6、如权利要求5所述的异型混色装置，其特征在于：所述的传动机构包括一差动机构，该差动机构分别连接第一传动齿轮，和第二传动齿轮，该第二传动齿轮的芯轴与第一传动齿轮的芯轴相互垂直。

7、如权利要求6所述的异型混色装置，其特征在于：所述差动机构具有至少三个齿轮，其中第一齿轮和第二齿轮与异型混色辊同轴设置，该第一齿轮与上述第一传动齿轮固定连接，可转动地套设于异型混色辊轴上，所述第二齿轮与异型混色辊轴为固定连接；第三齿轮的轴线与上述第一、第二齿轮的轴线相垂直，其芯轴固定设置于差动机构的壳体，所述第三齿轮同时与第一、第二齿轮相啮合，上述第一、第二、第三齿轮构成差动机构的周转轮系，所述差动机构的壳体外部设有一扇形齿。

8、如权利要求7所述的异型混色装置，其特征在于：所述扇形齿的节圆中心线与异型混色辊的轴心线重合。

9、如权利要求7所述的异型混色装置，其特征在于：所述差动机构的壳体外部设置的扇形齿两侧设有挡边，该挡边与异型混色辊轴线垂直。

10、如权利要求6至9任一项所述的异型混色装置，其特征在于：所述第二传动齿轮连接一齿条，该齿条可与差动机构的壳体上设置的扇形齿相啮合。

11、如权利要求10所述的异型混色装置，其特征在于：所述第二传动齿轮的芯轴为一偏心轴，上述齿条设置在该偏心轴端。

12、如权利要求10所述的异型混色装置，其特征在于：所述异型混色辊的半径与所述差动机构第一、第二齿轮的节圆半径相等，且扇形齿的节圆半径是该异型混色辊半径的2倍。

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