JP2010538874A - 刷版を彫刻するための彫刻ヘッド - Google Patents

Abstract

本発明は、彫刻刀のための、振動駆動装置の軸に取り付けられた彫刻刀ホルダを備えた、刷版を彫刻するための彫刻ヘッドに関する。本発明の課題は、彫刻刀破損リスクまたはセル形状変形を回避し、有利には付加的に彫刻刀の生産性を高め、特に彫刻刀を、高い作業周波数で運転できるものを提供することである。この課題を解決するために本発明の構成では、彫刻刀ホルダは、彫刻刀ホルダの延在部分の大部分にわたって、軸における始端部から彫刻ホルダの自由端部まで、軸の半径の方向線に関して、刷版の近くに変位されている。

Description

本発明は、彫刻刀のための、振動駆動装置の軸に配置された彫刻刀ホルダを備えた、刷版を彫刻するための彫刻ヘッドに関する。

ドイツ連邦共和国特許公開第２５０８７３４号明細書において、既に彫刻機構を用いて版胴を彫刻するための電子彫刻機が公知である。彫刻制御装置によって制御される、切削工具としての彫刻刀を備えた彫刻機構は、回転する版胴に沿って軸方向に運動する。彫刻刀は、スクリーンに配置された一連のセルを版胴の周面に彫刻する。彫刻制御信号は、スクリーンを形成するための周期的なスクリーン信号に画像信号値を重畳することによって形成され、画像信号値は、再現しようとする階調を「黒」と「白」との間で規定する。スクリーン信号が、スクリーンに配置されたセルを彫刻するための彫刻刀の振動性の往復運動を及ぼす間に、画像信号値は、再現しようとする階調に応じて、彫刻されるセルの切込深さを規定する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３３６０８９号明細書において、彫刻機構が開示されており、彫刻機構は、回転システムと、回転システムの電磁駆動装置とを備えている。回転システムは、軸と、アーマチュアと、軸のための支承部と、戻しエレメントと、減衰装置とから成っている。軸には、レバー状の彫刻刀ホルダが取り付けられており、彫刻刀ホルダは、彫刻刀を支持している。回転システムの電磁駆動装置は、彫刻制御信号を加えられる励磁巻線と定位置の永久磁石とを備えており、励磁巻線と永久磁石との空隙内で、回転システムのアーマチュアが運動する。駆動装置は、軸の、小さな角度で振動する回転運動を及ぼし、彫刻刀を備えた彫刻刀ホルダは、セルを彫刻するために、版胴の周面に向かう適切な振動性の往復運動を行う。

従来の彫刻機では、彫刻機構の構成要素は、彫刻しようとする版胴に関して次のように配置されていて、つまり、回転システムの振動軸線が版胴に対して近似的に接線方向に方向調整され、軸を中心とする円弧に沿った彫刻刀の往復運動が行われるように、配置されている。そのような往復運動時の彫刻刀の円弧運動は、原則として、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９５２９９６号明細書において開示されているように、回転システムの軸が、版胴の長手軸線に対してほぼ平行に支承されている場合に所与される。

公知のシステムにおける彫刻刀の極端にカーブした往復運動によって、彫刻刀は、セルを掘るか、または線を彫刻するために、刷版表面に概ね垂直に進入するだけでなく、往復運動は、軸の方向付けに応じて、常に、側方成分または上下成分を有するようになる。これによって彫刻刀は、斜めに刷版表面に進入し、これによって所望のセル形状が損なわれる。その上この追加的な運動成分によって、彫刻刀破損リスクが高められる。さらに彫刻ヘッドの固有振動数の範囲で運転される公知の彫刻ヘッドでは、約４０００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの最大作動周波数しか到達されない。これによって彫刻システムの生産性が制限される。

固有振動数の範囲で可変運転される彫刻刀の生産性の制限は、既に特開平９−２４５９８号公報において既知であるが、前掲公報は、彫刻刀ホルダの部分を、彫刻ヘッドおよびその固有振動数とは無関係に、彫刻刀ホルダの高い固有振動数で運転するために、彫刻刀ホルダを、機械式に、振動伝達に関して強く軸から分離することを提案しているに過ぎない。前掲公報に開示された彫刻システムは、極めて不安定で、低い生産性を有して形成されていて、セル形状変形および彫刻刀破損リスクに関する前述の問題が鑑みられず、それどころかその問題が悪化している。

米国特許第１７８５８８３号明細書には、屈曲した２本アーム式のレバーとしての彫刻刀ホルダが開示されており、ここでは彫刻刀は、一方のレバーアームの自由端部に配置されており、これに対して他方のレバーアームの端部は、磁石コイルのアーマチュアに取り付けられている。磁気コイルは、彫刻刀ホルダを、レバーアームの間に配置された旋回軸を中心に旋回させ、その方向性は、刷版に関して設定されていない。彫刻刀ホルダは、全長にわたって、旋回軸と、彫刻刀を支持する自由端部との間で、旋回軸からレバーアームの中心を通って自由端部に延びる旋回軸半径に沿って延びている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９５２９９６号明細書において開示された彫刻刀ホルダと同様に、彫刻刀は、円弧運動を行うので、往復運動は、旋回軸の方向性に応じて、側方成分または上下成分を有しており、側方成分または上下成分によって、彫刻刀が斜めに刷版表面に進入する。

本発明の課題は、彫刻刀破損リスクまたはセル形状変形を回避し、有利には付加的に彫刻刀の生産性を高め、特に彫刻刀を、高い作業周波数で運転できるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、彫刻刀ホルダは、彫刻刀ホルダの延在部分の大部分にわたって、軸と彫刻ホルダの自由端部との間で、自由端部を通って延びる軸半径の、刷版に隣接する側に取り付けられており、これによって刷版の近くに位置決めされている。

本発明によれば、彫刻刀ホルダにおいて、彫刻刀を支持する自由端部に続く部分の区分が、刷版表面に接近して位置するので、彫刻刀ホルダの、彫刻刀の往復運動経過に重要なこの部分は、円筒形の刷版表面に対して接線方向に、またはフラットな刷版表面に対して平行に方向付けされる。本発明によるこのような形状付与によって、彫刻刀ホルダは、振動軸線もしくは振動部分を形成することができ、振動軸線もしくは振動部分は、全体として、軸よりも刷版表面の近くに変位されており、軸は、これによって振動中心としての意味を失い、刷版表面に対して接線方向または平行の方向性を有する、彫刻刀ホルダの主要部分が、彫刻にとって重要な部分の振動を行う。これによって、本発明にしたがって新たに形成された往復運動では、大体においてカーブした経過が得られ、彫刻刀は、円筒形の刷版表面の接線面またはフラットな刷版表面の平行面に対して真っ直ぐに、垂直に、直交して、刷版表面に進入する。さらに本発明による彫刻刀ホルダの構成によって、彫刻刀ホルダを、部分的または全体的に、高い固有周波数の範囲で運転することができ、たとえば８０００Ｈｚを超える、有利には約１１０００Ｈｚ〜１２０００Ｈｚの作業周波数で運転することができる。本発明によれば、有利には、新たにみられる共鳴によって、新たな振動が得られる。

本発明による前述の利点を助勢する、本発明による彫刻ヘッドの別の形態によれば、彫刻ホルダの、軸に取り付けられた基部が、刷版に向かって突出する片持ち梁として形成されており、彫刻刀ホルダの、基部と彫刻刀との間に配置された部分が、彫刻刀ホルダの自由端部によって、軸半径線に関して、刷版の近くに変位されている。

本発明によるこの形態では、本発明による彫刻刀ホルダの形状付与または配置構造によって、彫刻刀ホルダの部分的な分割が生じ、そのうち少なくとも１つの、彫刻刀ホルダの、彫刻刀の往復運動経過に重要な部分は、有利な方向性を有して刷版表面のより近くに配置されるか、または彫刻刀ホルダは、全体的または部分的に、本発明による配置構造によって、有利な方向性を有して刷版表面のより近くに配置され、同様に、記載した新たな振動を実現する。

本発明による彫刻システムの有利な形態では、彫刻刀ホルダは、軸の軸方向にみて、湾曲するかまたは屈曲して延在している。

有利には、彫刻刀ホルダの延在部分は、概ねＬ字形状またはＪ字形状を有している。この場合有利には、この形状の短い下位区分が軸に取り付けられる基部を成す。

本発明による彫刻システムの別の形態では、同じ目的で、中間部材が設けられている。彫刻刀ホルダは、それ自体必ずしも特別な形状を有する必要はなく、本発明による配置構造によって全体的または部分的に有利に方向付けされている。

とりわけ、彫刻刀ホルダは、レバー機構を介して軸に取り付けられている。

本発明による彫刻ヘッドでは、有利には、概ね軸に対して平行に、軸よりも刷版の近くに配置された振動軸線が形成されており、このことは、とりわけ本発明による形状付与および／または追加的なたとえばレバーアームの構成部材としての実際の軸によって達成することができる。

本発明による彫刻システムの別の形態によれば、彫刻刀ホルダは、少なくとも部分的に、彫刻ヘッドの基本振動数に対して高められた固有振動数に追従する共鳴システム、または、彫刻ヘッドの基本振動数に対して高められた固有振動数に追従する共鳴システムの少なくとも一部を形成する。

この形態では、有利には前述の思想を考慮して、彫刻刀ホルダの形状付与または配置構造によって、彫刻刀ホルダ、特に彫刻刀を支持する自由端部の改善された励起振動が得られる。本発明による彫刻刀ホルダの形状付与または配置構造によって、彫刻刀ホルダを、全体的または部分的に、高い固有周波数の範囲で運転する、たとえば１１０００Ｈｚ〜１２０００Ｈｚの作業周波数で運転することができ、これは、軸から離れて刷版に向かう、彫刻刀ホルダまたは少なくとも１区分の変位によって実現される。追加的に彫刻刀ホルダの１区分および／または彫刻刀ホルダ配置構造の構成要素は、弱化することができる。

本発明の別の形態によれば、彫刻刀ホルダは、軸の半径方向でみて、少なくとも、軸に取り付けられた基部と自由端部との間の部分で、自由端部に向かって先細に延びており、有利には鞭状に形成されている。この形態もまた、場合によっては質量減少によって、高い作業周波数を有する振動特性に有利である。彫刻刀ホルダは、追加的または選択的に、たとえばアルミニウム、チタン、金属基複合材料、カーボン繊維プラスチック、セラミックスまたは類似の材料から形成することができる。軸は、超硬合金から製作することができる。

本発明の別の形態によれば、彫刻刀ホルダの少なくとも１部分、および／または中間部材の少なくとも１部分が、材料弱化部分を備えており、これによって、彫刻刀ホルダの、特に彫刻刀を支持する区分を、振動技術に関して強く軸から分離することができ、比較的高い作動周波数を有する振動特性は、特に本発明による新たな振動設定に有利である。このために板ばね状の部分および／または支承エレメントを設けるか、または弱化部分を形成することができる。

特に質量減少のため、また同時に、安定化のために、有利には、彫刻刀ホルダの少なくとも１部分が、材料凹部を備えている。

本発明の別の形態によれば、軸の延在方向および彫刻刀ホルダの延在方向は、互いに横向きに方向付けされている。

本発明の有利な形態では、軸の延在方向は、概ね円筒形の刷版の縦軸線に対して平行に方向付け可能であり、このことはもちろん本発明による彫刻刀ホルダの構成および／または配置構造を加味して、引用したドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９５２９９６号明細書のように達成することができる。本発明による実施の形態から、別の構成を想到することができるが、これは本発明の権利範囲を制限するものではない。

次に本発明の実施の形態を図示し、詳しく説明する。

背景技術による彫刻機構および版胴と共に、電子彫刻機を示す回路図である。 本発明による彫刻機構の第１形態の原理図である。 版胴と共に、本発明による彫刻機構の第２形態を示す横断面図である。 本発明による彫刻機構の第３形態を示す斜視図である。 本発明による彫刻機構の第４形態を示す斜視図である。

図１には、背景技術による電子彫刻機を回路図で示した。

版胴１は、回転駆動装置２によって回転駆動可能である。切削工具として彫刻刀４を備えた彫刻機構３は、彫刻キャリッジ５に取り付けられており、彫刻キャリッジ５は、送り駆動装置６によって駆動されるスピンドル７によって、版胴１の軸方向に可動である。彫刻機構３は、たとえば彫刻刀４のための電磁駆動装置を備えている。

線路８を介してアナログの彫刻制御信号ＧＳによって制御される彫刻刀４は、グラビアラインに沿ってスクリーン（網目パターン；セル配置構造；ラスタ）に配置された連続するセルおよび／または線（凹線）を、回転する版胴１の周面に形成し、その間、彫刻キャリッジ５は、グラビア機構３と共に、面状に彫刻するために、歩進的または連続的に軸方向で版胴１に沿って運動する。

彫刻制御信号ＧＳは、彫刻増幅器９において、線路１０を介して送られる、スクリーンを形成するための周期的なスクリーン信号Ｒに、線路１１を介して送られる画像信号値Ｂ（画像信号値Ｂは彫刻しようとするセルの階調を「浅さ」と「深さ」との間で規定する）を重畳することによって形成される。スクリーン信号Ｒが、スクリーンに配置されたセルを彫刻するために、彫刻刀４の振動性の往復運動を及ぼす間に、画像信号値Ｂは、再現しようとする階調に応じて、セルの彫刻深さを規定する。画像信号値Ｂは、Ｄ／Ａコンバータ１２において、彫刻しようとする刷版のグラビアデータＧＤから得られる。グラビアデータＧＤは、グラビアデータメモリ１３に格納されており、グラビアデータメモリ１３から、グラビアデータＧＤは、グラビアラインに沿って読み取られて、データバス１４を介してＤ／Ａコンバータ１２に送られる。

版胴１上の、スクリーンによって設定されるセルの彫刻位置は、版胴１の周面に割り当てられた座標系の位置座標ｘ、ｙによって規定されており、ｘ軸は版胴１の軸方向に、ｙ軸は周方向に方向付けされている。送り駆動装置６は、ｘ位置座標を形成し、版胴１と機械式に連結されたパルス発信器１５は、ｙ位置座標を形成する。ｘｙ位置座標は、線路１６を介して彫刻制御装置１７に送られる。彫刻制御装置１７は、線路１０を介して送られるスクリーン信号Ｒを形成し、アドレスバス１８を介して送られる彫刻データメモリ１３のための読取アドレスを形成し、彫刻シーケンスを制御しかつ同期するための信号を形成する。

図２には、軸２０の長手軸線の中心点に関して鏡面対称的な構造を有する、本発明による彫刻機構３の第１形態を原理図で示した。第１形態では、軸２０の両端部は、トーションロッド２１ａ，２１ｂとして形成されており、トーションロッド２１ａ，２１ｂは、定位置の緊締部２８ａ，２８ｂに固定されている。本発明による、彫刻刀４を備えた彫刻刀ホルダ２４は、軸２０の長手軸線の中心に取り付けられている。彫刻刀ホルダ２４に対して鏡面対称的に、２つのアーマチュア２６ａ，２６ｂおよび２つの減衰装置２３ａ，２３ｂが設けられている。有利には、軸２０は、長手軸線の中心でさらに軸受２２に支承されており、軸受２２は、たとえば彫刻刀ホルダ２４の位置する部分に配置されている。有利には、アーマチュア２６ａ，２６ｂは、彫刻刀ホルダ２４から約２５ｍｍ以下に離して配置されており、新たな振動設定で彫刻刀ホルダ２４の固有振動数範囲を制限しかつ規定する。

たとえば戻しエレメントとして用いられるトーションロッド２１ａ，２１ｂを、たとえばドイツ連邦共和国実用新案第２９８１２１６３号明細書に記載のスポーク付き軸受で代用することも、本発明の範疇である。

彫刻刀ホルダ２４は、図２には投影図で示したに過ぎないが、原則的に、図３に示した彫刻刀ホルダのような屈曲した形状を有している。彫刻刀ホルダ２４は、材料節減のために材料凹部１９を有しており、材料凹部１９は、軸受２２を収容するために用いることもできる。

図３には、本発明による彫刻機構３の第２形態と版胴１とを断面図で示した。

軸２０のための駆動装置の、図示していない定位置の永久磁石部分で、対向するＵ字形の２つの金属薄板ユニット３１が配置されており、金属薄板ユニット３１は、相互に、極を形成する脚部の間に空隙３２が生じるように配置されている。図示した空隙３２内で、アーマチュア２６ｂが、回転システムの減衰装置２３ｂの手前で運動する。金属薄板ユニット３１のベース部分３３に、励磁コイル３４が取り付けられており、励磁コイル３４は単に片方の巻体側で図示した。励磁コイル３４は、彫刻制御信号ＧＳによって通電される。

図３に示した、本発明による彫刻刀ホルダ２４は、脚部区分２４ｂ，２４ｃを備えたＬ字形状を有しており、脚部区分２４ｂは、基部２４ａで、軸２０に配置されている。軸２０から延びる脚部区分２４ｂによって、脚部区分２４ｃは、軸２０から離間され、版胴１に対してフラットに、もしくは接線方向に、版胴１の傍に位置決めされている。特に彫刻刀ホルダ２４の大部分は、大体において彫刻刀４と軸２０との間の接続線に相当する、軸２０に対して半径方向の方向線２９から外側に位置する。

図４には、彫刻刀ホルダ２４の第３形態を斜視図で示した。彫刻刀ホルダは、大体において丸く曲げられたＬ字形状またはＪ字形状を有しており、これに対して図３に示した彫刻刀ホルダ２４のＬ字形状は屈曲している。図４において、Ｘで、どこに彫刻刀４が配置されるか示唆しているが、もちろん彫刻刀４は、彫刻刀ホルダ２４の、図４に示した位置とは反対側に位置する。彫刻刀ホルダ２４は、軸２０の１区分に形状結合式（形状結合とは部材相互の形状的関係に基づく結合を意味する）に貫通ガイドするための非円形で回動を防止する孔３０を備えている。

図５には、本発明による彫刻刀ホルダ２４の第４形態を斜視図で示した。彫刻刀ホルダは、片持ち梁または中間部材２４ｄを備えており、片持ち梁または中間部材２４ｄは、軸２０（軸２０のために貫通孔３０が設けられている）から、彫刻刀ホルダ２４の別の部分３４を半径方向に離して、版胴に対してフラットに方向付けするので、彫刻刀４は、垂直に刷版に進入することができる。さらに中間部材２４ｄは、材料弱化部分３５を備えており、材料弱化部分３５は、板ばね状に形成されており、これによって彫刻刀ホルダ２４の部分３４を、軸２０の部分から振動技術的に分離することができる。追加的に、部分３４の振動に関する波機能を有する、追加的な振動支承のための別の板ばねエレメント３７を部分３４の側方に設けることができる。これによって軸２０からの更なる分離が達成され、同時に新たな振動設定による部分３４の高い固有振動周波数が実現される。

部分３４は、図５に示した形態では、彫刻刀ホルダと呼ばれ、この彫刻刀ホルダは、全体で中間部材２４ｄに配置されていて、たとえばねじ止めされており、それ自体はＬ字形状またはＪ字形状を有していない。

彫刻刀ホルダ２４もしくは３４は、複雑なレバー機構を用いて軸２０に配置することもでき、特にレバージョイントによって、軸２０から離して、分離することもできる。

図４および図５に示した両方の形態では、正面からみて、自由端部に向かって、概ね三角形に先細に延びる形状を有している。先細形成は、横断面で行ってもよい。尖端形状は、舌状または鞭状に延びていてよい。

Claims (14)

1. 彫刻刀のための、振動駆動装置の軸に取り付けられた彫刻刀ホルダを備えた、刷版を彫刻するための彫刻ヘッドにおいて、
   彫刻刀ホルダ（２４）は、該彫刻刀ホルダ（２４）の延在部分の大部分にわたって、軸（２０）と該彫刻ホルダ（２４）の自由端部との間で、該自由端部を通って延びる軸半径線（２９）の、刷版（１）に隣接する側に取り付けられており、これによって刷版（１）の近くに変位されていることを特徴とする、彫刻ヘッド。
2. 彫刻ホルダ（２４）の、軸（２０）に取り付けられた基部（２４ａ）が、刷版（１）に向かって突出する片持ち梁として形成されており、彫刻刀ホルダ（２４）の、基部（２４ａ）と彫刻刀（４）との間に配置された部分（２４ｃ）が、軸半径線（２９）に関して、刷版（１）の近くに変位されている、請求項１記載の彫刻ヘッド。
3. 彫刻刀ホルダ（２４）は、軸（２０）の軸方向にみて、湾曲するかまたは屈曲して延在している、請求項１または２記載の彫刻ヘッド。
4. 彫刻刀ホルダ（２４）の延在部分は、概ねＬ字形状またはＪ字形状を有している、請求項３記載の彫刻ヘッド。
5. 刷版（１）の近くに彫刻刀ホルダ（２４）を変位するために、軸（２０）と彫刻刀ホルダ（２４）との間に中間部材（２４ｄ）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
6. 彫刻刀ホルダは、レバー機構を介して軸に取り付けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
7. 概ね軸（２０）に対して平行に、該軸（２０）よりも刷版（１）の近くに配置された振動軸線が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
8. 彫刻刀ホルダ（２４）は、少なくとも部分的に、彫刻ヘッドの基本振動数に対して高められた固有振動数に追従する共鳴システム、または、彫刻ヘッドの基本振動数に対して高められた固有振動数に追従する共鳴システムの少なくとも一部を形成する、請求項１から７までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
9. 彫刻刀ホルダ（２４）は、軸（２０）の半径方向にみて、少なくとも、軸（２０）に取り付けられた基部（２４ａ）と自由端部との間の部分（２４ｃ）で、自由端部に向かって先細に延びている、請求項１から８までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
10. 彫刻刀ホルダは、鞭状に形成されている、請求項９記載の彫刻ヘッド。
11. 彫刻刀ホルダ（２４）の少なくとも１部分、および／または軸（２０）と彫刻刀ホルダ（２４）との間に設けられた中間部材（２４ｄ）の少なくとも１部分が、材料弱化部分（３５）を備えている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
12. 彫刻刀ホルダ（２４）の少なくとも１部分が、材料凹部（１９）を備えている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
13. 彫刻刀ホルダ（２４）は、軸（２０）に対して横向きに延びている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。
14. 軸（２０）は、円筒形の刷版（１）の長手軸線（２７）に対して平行に配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の彫刻ヘッド。

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