JP2988727B2 - 彫刻ヘッド台 - Google Patents

彫刻ヘッド台

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JP2988727B2 JP7504560A JP50456095A JP2988727B2 JP 2988727 B2 JP2988727 B2 JP 2988727B2 JP 7504560 A JP7504560 A JP 7504560A JP 50456095 A JP50456095 A JP 50456095A JP 2988727 B2 JP2988727 B2 JP 2988727B2
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Description

【発明の詳細な説明】 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
シリンダ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、そこには彫刻針14
と案内シュー13の平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
18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22a,
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102は、端壁132,13
4を有する案内部材（リンク手段）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（リンク手
段）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115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106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112,114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106,107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202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124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212,214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、従来のベッド軸支機
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 (56)参考文献 特開 昭51−15086（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−52042（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4830552（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41C 1/045

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項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１の彫刻システム。
  3. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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て、前
    記モータを消勢させ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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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口部を有
    し、前記スプリング手段が前記開口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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項１４】前記移動量が、０〜0.254mm（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。
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