JP3530017B2 - グラビア彫刻装置 - Google Patents
グラビア彫刻装置Info
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Description
に関し、特に、グラビアシリンダの表面に彫刻されたセ
ルの画像を撮像して得た画像データからこのセルのサイ
ズを計測するセルのサイズの計測機能を備えたグラビア
彫刻装置に関する。
施された円筒状のグラビアシリンダを回転させながら、
このグラビアシリンダの表面にセルと呼ばれる微少な凹
部を形成することにより、グラビア印刷に使用する凹版
を制作する装置である。そして、セルの深さと幅(面
積)とによって、当該セルに充填されるインキの量が制
御され、印刷濃度が表現されるようになっている。
ためには、彫刻ヘッドが使用される。この彫刻ヘッド
は、その一端が固定部に固定された軸体と、軸体の他端
に支持されその先端にダイヤモンドの針(バイト)を有
するスタイラスと、軸体の中間部に支持されその周囲に
コイルが巻回されたロータと、ロータに対して磁界を与
えるステータとを有し、ロータのコイルに対して彫刻信
号を印加して交番磁界を発生させることにより、ロータ
をスタイラスとともに数KHzの周波数で振動させるよ
うに構成されている。
彫刻信号の波形を示したものであり、スタイラスの変位
波形に相当している。この波形信号は、図13(a)に
示す高周波のキャリー信号に、図13(b)に示す濃度
信号波形を重畳することにより得られる。このような彫
刻信号を彫刻ヘッドのコイルに印加することにより、図
13(d)に示すように、濃度信号に対応する深さおよ
び幅のセルをグラビアシリンダの表面に彫刻することが
できる。なお、図13(c)における一点鎖線Sがグラ
ビアシリンダの表面に相当している。
セルの深さと幅とによって印刷濃度を表現するようにし
ているので、セルの深さ等と印刷すべき濃度とは一対一
対応の関係にする必要がある。また、印刷すべき画像の
線数にかかわらず、グラビアシリンダの軸方向に隣り合
うセル間には、土手と呼称される彫刻されない部分を形
成する必要がある。このため、濃度とセルの深さ等との
対応関係をセルの形状や線数によって変更する必要が生
ずる。従って、彫刻すべき線数やセル形状が変更される
度に、スタイラスの変位調整が必要となる。
を印加しても、厳密には同じスタイラス変位とはならな
いので、彫刻ヘッドが換わる度に変位調整をする必要が
生ずる。さらには、グラビアシリンダが交換されると、
その表面の銅メッキの硬度によってセルの深さ等が変化
するため、この場合においても変位調整が必要となる。
においては、グラビアシリンダにおける試し彫り領域内
に彫刻されたセルの画像をCCDカメラにより撮像し、
この撮像して得た画像データからこのセルのサイズを計
測するとともに、このセルのサイズの計測結果から彫刻
信号を調整するようにしたグラビア彫刻装置が提案され
ている。このようなグラビア彫刻装置によれば、スタイ
ラスの変位調整を容易に実行することが可能となり、セ
ルの深さ等を所望の値に維持することが可能となる。
彫刻されたセルの画像をCCDカメラにより撮像する際
には、例えば、赤外光を利用した反射式のセンサにより
グラビアシリンダの表面の位置を測定し、この測定結果
に基づいてCCDカメラやレンズ等の位置を変更するこ
とにより、焦点合わせを実行している。
てその表面が鏡面状に羽布研磨されたシリンダを使用し
た場合においては、赤外光を利用した反射式のセンサに
よりグラビアシリンダの表面の位置を容易に測定するこ
とができる。
シリンダの制作コスト低減のため、グラビアシリンダに
対する羽布研磨を省略する場合がある。このような場合
においては、グラビアシリンダの表面には微細な傷が残
存することとなる。
ンダの表面の位置を赤外光を利用した反射式のセンサに
より測定した場合においては、赤外光がこの微細な傷に
より拡散すること等により、グラビアシリンダの表面の
位置を正確に識別することが困難となり、正確な焦点合
わせを実行することが不可能となるという問題が生ず
る。また、グラビアシリンダの表面に汚れ等が付着した
場合においても、同様に、正確な焦点合わせを実行する
ことが不可能となる。このように、正確な焦点合わせが
実行されない場合には、セルのサイズを正確に測定する
ことが不可能になる。
れたものであり、焦点合わせを正確に実行してセルのサ
イズを正確に測定することができるグラビア彫刻装置を
提供することを目的とする。
は、グラビアシリンダの表面に彫刻されたセルの画像を
撮像して得た画像データからこのセルのサイズを計測す
る計測機能を備えたグラビア彫刻装置であって、前記グ
ラビアシリンダの表面を撮像可能な撮像手段と、前記撮
像手段による前記グラビアシリンダの表面の撮像時に、
前記撮像手段の焦点合わせを実行する焦点合わせ手段
と、前記グラビアシリンダの軸芯と直行する直線上の位
置に各々配設された投光部と受光部とを有し、前記グラ
ビアシリンダの表面の位置を予め測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて、前記グラビアシリ
ンダの表面の撮像時に前記焦点合わせ手段を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とする。
の発明において、前記測定手段における投光部と受光部
とは、互いに同期して、それらを結ぶ直線が前記グラビ
アシリンダの軸芯に近接する方向と前記グラビアシリン
ダの軸芯から離隔する方向とに往復移動する。
の発明において、前記測定手段は、前記グラビアシリン
ダを間欠的に回転させた状態で前記グラビアシリンダの
表面の位置を複数の測定点において測定し、この複数の
測定点におけるグラビアシリンダの表面の位置を補間処
理することによりグラビアシリンダの表面の位置を測定
する。
面に基づいて説明する。図1はこの発明に係るグラビア
彫刻装置の斜視図である。
ダ1に対してセルを彫刻するためのものであり、ベッド
11と、ベッド11の上面に固定された主軸台12と、
主軸台12と対向して配置された芯押台13と、彫刻ヘ
ッド14を有するテーブル15とを備える。
連結しており、駆動モータ22の駆動により回転する。
一方、芯押台13はベット11の上面をグラビアシリン
ダ1の軸芯方向に移動可能に構成されており、また、芯
押台13のセンタ23は、図示しないエアシリンダの駆
動により主軸台12の主軸21に対して接離可能に構成
されている。このため、図1において一部を切り欠いて
示すグラビアシリンダ1は、主軸21とセンタ23とに
より支持されて回転する。
その下面に駆動モータ27と連結されたボールネジ28
と螺合するナット部29を備えており、駆動モータ27
の駆動により基台31の上面に配設された一対のガイド
レール32に沿って移動可能に構成されている。また、
基台31は、その下面にボールネジ24と螺合するネジ
部を備えており、駆動モータ25の駆動により、ベッド
11の上面に配設された一対のガイドレール26に沿っ
て、グラビアシリンダ1の軸芯方向に移動可能に構成さ
れている。このため、彫刻ヘッド14は、グラビアシリ
ンダ1対して接離可能で、かつ、グラビアシリンダ1の
表面に沿って移動可能な構成となっている。
と、このCCDカメラ33に対して鏡筒34を介して接
続された対物レンズ35とを支持する支持台36が配設
されている。この支持台36は、エアシリンダ38の駆
動により、テーブル15に固定されたガイドレール37
に沿って往復移動する。このCCDカメラ33は、グラ
ビアシリンダ1の表面を撮像するためのものである。な
お、支持台36には、図示を省略したストロボ光源から
のストロボ光を導入するための光ファイバーの先端部が
固定されている。このストロボ光源からのストロボ光
は、ハーフミラーを利用した同軸落射光学系により、対
物レンズ35を介してグラビアシリンダ1の表面に照射
される。
アシリンダ1の表面の撮像時には、モータ27の駆動に
より、CCDカメラ33を対物レンズ35等とともにそ
の光軸方向に移動させて焦点合わせを行う。このため、
モータ27、ボールネジ28およびナット29等からな
るテーブル15の移動機構は、グラビアシリンダ1の表
面の撮像時における焦点合わせ手段として機能する。
33によるグラビアシリンダ1の表面の撮像時の焦点合
わせのため、グラビアシリンダ1の表面の位置を測定す
るためのシリンダ表面の位置検出部43が配設されてい
る。この位置検出部43は、グラビアシリンダ1の軸芯
と直交する直線上の位置に各々配設された投光部41と
受光部42とを有する。そして、この位置検出部43に
おける投光部41と受光部42とは、テーブル15の移
動に伴って、それらを結ぶ直線が前記グラビアシリンダ
1の軸芯に近接する方向と前記グラビアシリンダ1の軸
芯から離隔する方向とに往復移動する。
シリンダ1の表面の位置の測定動作については、後程詳
細に説明する。
4は、図2に示すように、その一端がテーブル15にお
ける固定部51に固定された軸体52と、軸体52の他
端に支持されその先端にダイヤモンドの針(バイト)5
3を有するスタイラス54と、軸体52に支持されたロ
ータ55と、ロータ55の周囲に配設されロータ55に
対して磁界を与えるステータ56と、ステータ56に磁
力を付与するための永久磁石57とを有する。また、ロ
ータ55は軸体52に支持された多数の薄板を積層した
構成を有し、その左右端近傍には、図2において仮想線
で示すコイル58が巻回されている。
番電流を印加した場合には、磁束の流れの発生によりロ
ータ55はスタイラス54とともにわずかな角度だけ回
動する。そして、このスタイラス54の回動を利用して
バイト53をグラビアシリンダ1の表面に当接させるこ
とにより、グラビアシリンダ1の表面にセルを形成する
ように構成されている。
な電気的構成を示すブロック図である。
要な動作プログラムが格納されたROM62と、制御時
にデータ等が一時的にストアされるRAM63と、論理
演算を実行するCPU61とからなる制御部60を備え
る。この制御部60は、インターフェース44を介し
て、上述した彫刻ヘッド14および位置検出部43と接
続されている。また、この制御部60は、インターフェ
ース44を介して、上述した駆動モータ22、25、2
7等の駆動を指令する駆動部39と接続されている。さ
らに、この制御部60は、インターフェース44を介し
て画像処理部45と接続されており、この画像処理部4
5は、上述したCCDカメラ33と接続されている。
て、インターフェース44および駆動部39を介してモ
ータ27を制御する。このため、この制御部60は、焦
点合わせ手段を制御する制御手段としても機能する。
セルのサイズの計測動作について説明する。図4および
図5はグラビアシリンダ1の表面の位置を測定する測定
動作を示すフローチャートであり、図6はセルのサイズ
の計測動作を示すフローチャートである。
カメラ33が合焦点の位置でグラビアシリンダ1の表面
に形成されたセルの画像を撮影して、セルのサイズを正
確に計測し得るようにするために、セルの画像の撮影に
先立ってグラビアシリンダ1の表面の位置を計測する。
このグラビアシリンダ1の表面の位置の計測は、図4お
よび図5に示すフローに従って実行される。
との初期位置決めを行う(ステップS1)。より具体的
には、グラビアシリンダ1の表面における試し彫り領域
の端部の位置が、前述した投光部41と受光部42とを
有する位置検出部43により検出可能となるように、グ
ラビアシリンダ1を駆動モータ22により回転させると
ともに、駆動モータ25によりテーブル15を試し彫り
領域と対向する位置まで移動させる。
リンダ1と位置検出部43との配置関係を示す説明図で
ある。この図に示すように、初期位置決め完了後におい
ては、投光部41と受光部42とを結ぶ直線はグラビア
シリンダ1の表面から離隔した状態となっている。
説明図である。この試し彫り領域48は、1回の試し彫
りを実行するための複数の単位試し彫り領域49の集合
体として構成される。この単位試し彫り領域49のグラ
ビアシリンダ1の円周方向の距離Sは、例えば10mm
程度に設定されている。また、この試し彫り領域48の
位置は、グラビアシリンダ1の表面における実際のグラ
ビア印刷に支障を来さない部分に予め設定されている。
なお、図7においては、説明の便宜上、各単位試し彫り
領域49を互いに離隔させて図示しているが、これらの
単位試し彫り領域49は、実際には、連続した状態で形
成されている。
すれば、駆動モータ27の駆動により、テーブル15を
位置検出部43とともに、投光部41と受光部42とを
結ぶ直線がグラビアシリンダ1の軸芯に近接する方向に
高速で移動させる(ステップS2)。
受光部42とを結ぶ直線上にグラビアシリンダ1の表面
が侵入することにより位置検出部43がグラビアシリン
ダ1の表面を検出した後(ステップS3)、テーブル1
5の移動を停止させる(ステップS4)。
ブル15を位置検出部43とともに、投光部41と受光
部42とを結ぶ直線がグラビアシリンダ1の軸芯から離
隔する方向に低速で移動させる(ステップS5)。
と受光部42とを結ぶ直線上からグラビアシリンダ1の
表面が退避することにより位置検出部43がグラビアシ
リンダ1の表面を検出しなくなった後(ステップS
6)、テーブル15の移動を停止させる(ステップS
7)。
ーブル15を位置検出部43とともに、投光部41と受
光部42とを結ぶ直線がグラビアシリンダ1の軸芯に近
接する方向に低速で移動させる(ステップS8)。
と受光部42とを結ぶ直線上にグラビアシリンダ1の表
面が侵入することにより位置検出部43がグラビアシリ
ンダ1の表面を検出した瞬間に(ステップS9)、テー
ブル15の移動を停止させる(ステップS10)ととも
に、そのときのテーブル15の位置を記憶する(ステッ
プS11)。これにより、このときのグラビアシリンダ
1の表面の位置が、テーブル15の位置として認識され
たことになる。
必要な測定ポイントの測定が完了したか否かを判断する
(ステップS12)。
測定ポイントの測定が完了していない場合には、グラビ
アシリンダ1を、そのその円周方向に距離Lだけ回転さ
せる(ステップS16)。そして、その位置において、
位置検出部43がグラビアシリンダ1の表面を検出して
いるか否かを判定する(ステップS17)。
面を検出している場合には、ステップS5に戻り、投光
部41と受光部42とを結ぶ直線がグラビアシリンダ1
の軸芯から離隔する方向に低速で移動させた後、再度、
テーブル15を位置検出部43とともに、投光部41と
受光部42とを結ぶ直線がグラビアシリンダ1の軸芯に
近接する方向に低速で移動させ、位置検出部43がグラ
ビアシリンダ1の表面を検出した瞬間のテーブル15の
位置を記憶する。
1の表面の位置を検出していない場合には、ステップS
8に戻り、テーブル15を位置検出部43とともに、投
光部41と受光部42とを結ぶ直線がグラビアシリンダ
1の軸芯に近接する方向に低速で移動させ、位置検出部
43がグラビアシリンダ1の表面を検出した瞬間のテー
ブル15の位置を記憶する。
の表面の位置を、投光部41と受光部42とを結ぶ直線
がグラビアシリンダ1の軸芯に常に近接する方向に移動
する状態で検出する構成とすることにより、テーブル1
5の送り機構のバックラッシュ等に起因する測定誤差を
排除し、グラビアシリンダ1の表面の位置を常に正確に
測定することが可能となる。
必要な測定ポイントの測定が完了した場合においては、
テーブル15を原点位置まで退避させる(ステップS1
3)。そして、先のステップで測定した複数の測定ポイ
ントにおけるテーブル15の位置をグラビアシリンダ1
の表面の位置に変換する演算を行った後(ステップS1
4)、変換後のグラビアシリンダ1の表面の位置のデー
タをスプライン補間することにより、試し彫り領域48
全域におけるグラビアシリンダ1の表面の位置を演算す
る(ステップS15)。
定データをスプライン補間して得たグラビアシリンダ1
の表面の位置データを示すグラフである。この図におい
て、黒丸は実際の測定データを示している。
面の位置の計測が完了すれば、試し彫りを行う。試し彫
りを行う場合には、駆動モータ25、27の駆動により
テーブル15を移動させ、彫刻ヘッド14がグラビアシ
リンダ1の表面における試し彫り領域48と対向可能な
位置に配置させる。そして、駆動モータ22の駆動によ
りグラビアシリンダ1を回転させると共に、スタイラス
54を彫刻信号に応じて回動させ、バイト53をグラビ
アシリンダ1の表面に当接させることにより、グラビア
シリンダ1の表面にセルを形成する。
ンダ1の表面に形成されたセルのサイズが計測される。
このセルのサイズの計測は、図6に示すフローに従って
実行される。
の画像を測定すべき位置に対応したグラビアシリンダ1
の表面の位置を呼び出すとともに(ステップS21)、
そのグラビアシリンダ1の表面の位置に応じて、モータ
27の駆動により支持台36を介してCCDカメラ33
および対物レンズ35をその光軸方向に移動させること
により、焦点合わせを行う(ステップS22)。そし
て、焦点合わせが行われた状態で、CCDカメラ33に
よりセルの画像を撮影する(ステップS23)。しかる
後、このセルの画像データから、セルのサイズを計測す
る(ステップS24)。
は、グラビアシリンダ1を連続して回転させながら実行
してもよく、また、グラビアシリンダ1を間欠的に回転
させながら実行してもよい。
および対物レンズ35をモータ27の駆動によりその光
軸方向に移動させる動作は、グラビアシリンダ1の回転
角度位置に応じて連続的に行ってもよいが、グラビアシ
リンダ1の円周方向の距離Sを有する一つの単位試し彫
り領域49内においては、CCDカメラ33および対物
レンズ35を一定の位置に維持するようにしてもよい。
この場合においては、図12において破線で示すよう
に、距離Sを有する単位試し彫り領域49の最終部分が
スプライン補間後のグラビアシリンダ1の表面位置と一
致する状態とすることが好ましい。セルのサイズの測定
時においては、通常、彫刻動作が安定した最終部分のセ
ルのサイズを測定するためである。
ラビアシリンダ1の軸芯と直交する直線上の位置に各々
配設された投光部41と受光部42とを有し、これらを
結ぶ直線がグラビアシリンダ1の軸芯に近接する方向と
グラビアシリンダ1の軸芯から離隔する方向とに往復移
動する構成の位置検出部43を使用してグラビアシリン
ダ1の表面の位置を測定している。しかしながら、この
投光部41または受光部42の移動経路に沿って連続し
た幅を持つ投光部および受光部を配設することにより、
位置検出部の移動機構を省略するようにしてもよい。こ
の場合においては、グラビアシリンダ1を間欠的に回転
させてその表面の位置を測定するかわりに、グラビアシ
リンダ1を連続的に回転させながらその表面の位置を測
定するようにすることも可能である。
ラビアシリンダ1を間欠的に回転させた状態でグラビア
シリンダ1の表面の位置を複数の測定点において測定
し、この複数の測定点におけるグラビアシリンダ1の表
面の位置をスプライン補間することによりグラビアシリ
ンダ1の表面の位置を測定しているが、例えば最小二乗
法等の他の補間処理を利用してもよく、さらには、測定
点を増加させることにより補間処理を省略するようにし
てもよい。
アシリンダの軸芯と直行する直線上の位置に各々配設さ
れた投光部と受光部とを有しグラビアシリンダの表面の
位置を予め測定する測定手段と、この測定手段の測定結
果に基づいて、撮像手段によるグラビアシリンダの表面
の撮像時に焦点合わせ手段を制御する制御手段とを備え
たことから、微細な傷や汚れ等が付着したグラビアシリ
ンダに対しても、正確な焦点合わせを実行することがで
き、セルのサイズを正確に測定することが可能となる。
における投光部と受光部とが、それらを結ぶ直線がグラ
ビアシリンダの軸芯に近接する方向とグラビアシリンダ
の軸芯から離隔する方向とに互いに同期して往復移動す
ることから、測定手段を簡易な構成とすることが可能と
なる。
がグラビアシリンダを間欠的に回転させた状態でグラビ
アシリンダの表面の位置を複数の測定点において測定
し、この複数の測定点におけるグラビアシリンダの表面
の位置を補間処理することによりグラビアシリンダの表
面の位置を測定することから、グラビアシリンダの表面
の位置を簡易かつ迅速に測定することが可能となる。
る。
ロック図である。
定動作を示すフローチャートである。
定動作を示すフローチャートである。
である。
関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
置関係を示す説明図である。
置関係を示す説明図である。
プライン補間して得たグラビアシリンダ1の表面の位置
データを示すグラフである。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 グラビアシリンダの表面に彫刻されたセ
ルの画像を撮像して得た画像データからこのセルのサイ
ズを計測する計測機能を備えたグラビア彫刻装置であっ
て、 前記グラビアシリンダの表面を撮像可能な撮像手段と、 前記撮像手段による前記グラビアシリンダの表面の撮像
時に、前記撮像手段の焦点合わせを実行する焦点合わせ
手段と、 前記グラビアシリンダの軸芯と直行する直線上の位置に
各々配設された投光部と受光部とを有し、前記グラビア
シリンダの表面の位置を予め測定する測定手段と、 前記測定手段の測定結果に基づいて、前記グラビアシリ
ンダの表面の撮像時に前記焦点合わせ手段を制御する制
御手段と、 を備えたことを特徴とするグラビア彫刻装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のグラビア彫刻装置にお
いて、 前記測定手段における投光部と受光部とは、互いに同期
して、それらを結ぶ直線が前記グラビアシリンダの軸芯
に近接する方向と前記グラビアシリンダの軸芯から離隔
する方向とに往復移動するグラビア彫刻装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のグラビア彫刻装置にお
いて、前記測定手段は、前記グラビアシリンダを間欠的
に回転させた状態で前記グラビアシリンダの表面の位置
を複数の測定点において測定し、この複数の測定点にお
けるグラビアシリンダの表面の位置を補間処理すること
によりグラビアシリンダの表面の位置を測定するグラビ
ア彫刻装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11606398A JP3530017B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | グラビア彫刻装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11606398A JP3530017B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | グラビア彫刻装置 |
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JPH11291436A JPH11291436A (ja) | 1999-10-26 |
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1998
- 1998-04-10 JP JP11606398A patent/JP3530017B2/ja not_active Expired - Fee Related
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