JP4165803B2 - 彫刻ヘッド制御方法及び彫刻機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、彫刻ヘッド制御方法及び彫刻機に関し、より特定的には、画像データに基づいて対象物を彫刻するエングレーバーやグラビア彫刻機等に備えられる彫刻ヘッドを駆動制御する方法、及び当該方法を用いた彫刻機に関する。
【0002】
【従来の技術】
彫刻ヘッドを用いて対象物を彫刻する彫刻機として、エングレーバーやグラビア彫刻機等がある。このグラビア彫刻機は、表面に銅メッキが施された円筒状のグラビアシリンダ(対象物)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小な凹部を形成(彫刻)し、グラビア印刷のための凹版を作製する装置である。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。グラビアシリンダの表面にセルを形成するためには、彫刻ヘッドが用いられる。彫刻ヘッドには、先端にダイヤモンドの針(バイト)を有するスタイラスが設けられており、このスタイラスを数KHz程度の周波数で振動させることでグラビアシリンダの彫刻を行っている。なお、グラビア彫刻機に関する技術は、例えば特開平9−1770号公報に開示されている。
【0003】
図10(c)は、従来のグラビア彫刻機において、彫刻ヘッドを駆動・制御させるために印加され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。この彫刻信号は、図10(a)に示すような高周波のキャリー信号に、図10(b)に示すような画像信号(濃度信号)を重畳、すなわちキャリー信号を画像信号で変調して得られるものである。このような彫刻信号を彫刻ヘッドに印加することにより、画像信号に対応する深さ及び幅のセルをグラビアシリンダ表面に彫刻することができる。なお、図10(c)における一点鎖線Rがグラビアシリンダの表面に相当しており、同図に斜線のハッチングで示す部分が彫刻によって形成されたセルに相当する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図10(c)に示すように、従来のグラビア彫刻機では、彫刻ヘッドを駆動・制御させるための彫刻信号として、キャリー信号に画像信号を重畳させた信号を用いている。このため、従来のグラビア彫刻機では、画像信号に応じてセルを形成している状態(以下、彫刻状態という)の時だけでなく、画像信号がなくセルを形成しない状態(以下、待機状態という)の時も、キャリー信号に応じて常に同じ振幅で彫刻ヘッドを振動させていることになる。
しかしながら、このような待機状態における彫刻状態と同様の彫刻ヘッドの振動には、次のような課題がある。
【0005】
(1)彫刻ヘッドのフルストローク量が大きくなり、アクチュエータ機構が様々な制約を受ける。また、フルストローク量が大きいことが原因で、細線から粗線までを1つの彫刻ヘッドを用いて彫刻することができず、その度に彫刻ヘッドの交換が必要となる。さらに、その原因で、通常使用されている(バイト角度が)130°のスタイラスに比べて印刷濃度を高められる120°のスタイラスを、有効に使用することができない。
(2)彫刻ヘッドのアクチュエータ機構にピエゾ素子を用いる場合、非線形性の悪影響を受け易くなる。これは、ピエゾ素子の非線形特性が、低い電圧で連続駆動させると素子の分極が甘くなり、高い電圧で連続駆動させた場合と比べて、ステップ応答が異なってくることに起因する。従って、低電圧駆動による長時間待機状態から高電圧駆動による彫刻状態へと変化した際に、彫り初めのセルの大きさがばらつく、すなわち画像のエッジ部分ががたつく現象が発生する。
(3)セルを形成しない待機状態時に、エネルギーを無駄に消費する。
【0006】
それ故に、本発明の目的は、待機状態における彫刻ヘッドの振動を制限することで、上記課題を解決させた彫刻ヘッド制御方法及びその方法を用いた彫刻機を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
第1の発明は、画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機の彫刻ヘッドを駆動制御する彫刻ヘッド制御方法であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生するステップと、一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するステップと、画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断するステップと、判断するステップで判断された各期間に応じて、画像信号とキャリー信号とから彫刻信号を生成するステップと、彫刻信号によって彫刻ヘッドを駆動制御するステップとを備え、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間では画像信号にキャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間では画像信号のレベルを現状保持させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
【0008】
第2の発明は、第1の発明に従属する彫刻ヘッド制御方法であって、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間の画像信号にだけキャリー信号を重畳させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
第3の発明は、第1の発明に従属する彫刻ヘッド制御方法であって、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間の画像信号にキャリー信号を、待機期間の画像信号に振幅をゼロに減衰させたキャリー信号をそれぞれ重畳させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
【0009】
上記のように第1〜第3の発明によれば、待機期間では画像信号にキャリー信号を重畳させないので、彫刻を行わない待機状態時に彫刻ヘッドが振動しない。従って、彫刻ヘッドのフルストローク量が小さくて済む。また、120°スタイラスの使用に関しても有利となる。また、低い電圧で連続駆動しなくてよいため、ピエゾ素子の非線形性に起因する画像エッジのセル幅ばらつきが減少する。さらに、待機状態時の省エネルギー化及び彫刻ヘッド機構の高耐久性化が期待できる。
【0010】
第4の発明は、画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機の彫刻ヘッドを駆動制御する彫刻ヘッド制御方法であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生するステップと、一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するステップと、画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断するステップと、判断するステップで判断された各期間に応じて、画像信号とキャリー信号とから彫刻信号を生成するステップと、彫刻信号によって彫刻ヘッドを駆動制御するステップとを備え、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間では画像信号にキャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間では画像信号にキャリー信号に応じた彫刻期間よりも小さいレベル変化を与えることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
【0011】
第5の発明は、第4の発明に従属する彫刻ヘッド制御方法であって、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間の画像信号にキャリー信号を、待機期間の画像信号に振幅を所定値に減衰させたキャリー信号をそれぞれ重畳させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
【0012】
上記のように第4及び第5の発明によれば、待機期間では通常よりも振幅を減衰させたキャリー信号を画像信号に重畳させるので、彫刻を行わない待機状態時に彫刻ヘッドが不必要に大きく振動しない。従って、彫刻ヘッドのフルストローク量が小さくて済む。また、120°スタイラスの使用に関しても有利となる。また、待機状態時の省エネルギー化及び彫刻ヘッド機構の高耐久性化が期待できる。さらに、待機状態においても彫刻ヘッドを小さく振動させているので、状態移行をスムーズに行うことができる。
【0013】
第6の発明は、画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機の彫刻ヘッドを駆動制御する彫刻ヘッド制御方法であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生するステップと、一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するステップと、画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断すると共に、待機期間のうち彫刻期間へ変化する前の所定期間を判断するステップと、判断するステップで判断された各期間に応じて、画像信号とキャリー信号とから彫刻信号を生成するステップと、彫刻信号によって彫刻ヘッドを駆動制御するステップとを備え、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間及び待機期間の所定期間内では画像信号にキャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間の所定期間外では画像信号のレベルを現状保持させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
【0014】
第7の発明は、第6の発明に従属する彫刻ヘッド制御方法であって、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間及び待機期間の所定期間内の画像信号にだけキャリー信号を重畳させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
第8の発明は、第6の発明に従属する彫刻ヘッド制御方法であって、
彫刻信号を生成するステップは、彫刻期間及び待機期間の所定期間内の画像信号にキャリー信号を、待機期間の所定期間外の画像信号に振幅をゼロに減衰させたキャリー信号をそれぞれ重畳させることによって、彫刻信号を生成することを特徴とする。
【0015】
上記のように第6〜第8の発明によれば、待機期間では所定期間以外の画像信号にだけキャリー信号を重畳させないので、彫刻を行わない待機状態時の彫刻開始前以外に彫刻ヘッドが振動しない。従って、低い電圧で長期間連続駆動しなくてよいため、ピエゾ素子の非線形性に起因する画像エッジのセル幅ばらつきが減少する。また、待機状態時の省エネルギー化及び彫刻ヘッド機構の高耐久性化が期待できる。さらに、彫刻状態へ変化する直前の待機状態において彫刻ヘッドを振動させているので、状態移行をスムーズに行うことができる。
【0016】
第9の発明は、画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生する画像信号発生手段と、一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリー信号発生手段と、画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断し、彫刻期間では画像信号にキャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間では画像信号のレベルを現状保持させることによって、彫刻信号を生成する彫刻信号生成手段と、彫刻信号に応じて往復振動することにより、対象物の彫刻を行う彫刻ヘッドと、彫刻信号に応じて対象物に対する彫刻ヘッドの位置を移動させる彫刻ヘッド移動手段とを備える。
【0017】
第10の発明は、画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生する画像信号発生手段と、一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリー信号発生手段と、画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断し、彫刻期間では画像信号にキャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間では画像信号にキャリー信号に応じた彫刻期間よりも小さいレベル変化を与えることによって、彫刻信号を生成する彫刻信号生成手段と、彫刻信号に応じて往復振動することにより、対象物の彫刻を行う彫刻ヘッドと、彫刻信号に応じて対象物に対する彫刻ヘッドの位置を移動させる彫刻ヘッド移動手段とを備える。
【0018】
第11の発明は、画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生する画像信号発生手段と、一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリー信号発生手段と、画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断すると共に、待機期間のうち彫刻期間へ変化する前の所定期間を判断し、彫刻期間及び待機期間の所定期間内では画像信号にキャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間の所定期間外では画像信号のレベルを現状保持させることによって、彫刻信号を生成する彫刻信号生成手段と、対象物を主走査方向に移動させる対象物移動手段と、彫刻信号に応じて往復振動することにより、主走査方向に移動する対象物の彫刻を行う彫刻ヘッドと、彫刻ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に送る彫刻ヘッド移動手段とを備える。
【0019】
第12の発明は、第9〜第11の発明に従属する彫刻機であって、
彫刻機が、画像データに基づいて対象物であるグラビアシリンダの表面に複数のセルを彫刻することにより、グラビア印刷のための凹版を製造するグラビア彫刻機であり、
対象物移動手段は、グラビアシリンダを主走査方向に回転させ、彫刻ヘッドは、彫刻信号に応じて往復振動することにより、主走査方向に回転するグラビアシリンダにセルを彫刻することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の制御方法は、様々な彫刻機の彫刻ヘッドに適用可能であるが、本実施形態では、グラビア彫刻機を一例に挙げて説明することにする。
図1及び図2は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド制御方法が用いられるグラビア彫刻機の構成の一例を示す正面図及び平面図である。図1及び図2において、本実施形態のグラビア彫刻機は、ベッド1と、ベッド1の上面に固定された主軸台2と、主軸台2と対向して配置された芯押し台3と、テーブル4とを備える。
【0021】
芯押し台3は、ベッド1の上面に配置された1対のガイドレール6に沿って、グラビア彫刻機の左右方向に移動自在である。そして、芯押し台3は、ベッド側部に設けられたモータ及びベルト等からなる駆動機構9によって、主軸台2に対して接近又は離反可能である。なお、芯押し台3のセンタ12は、シリンダ13によって出没自在である。テーブル4は、ベッド1の上面に配置された1対のガイドレール7に沿って左右方向に移動自在である。そして、テーブル4は、1対のガイドレール7の間に配置されたボールネジ15及びこれを駆動するための駆動モータ16によって、ガイドレール7に沿って移動可能である。主軸台2の主軸10は、駆動モータ及びベルト等からなる駆動機構11によって回転させられるようになっている。このような構成において、グラビアシリンダ14は、図1の二点鎖線で示すように、主軸10とセンタ12との間に支持される。
【0022】
テーブル4には、彫刻ヘッド21が、グラビア彫刻機の前後方向に移動自在に設けられている。そして、テーブル4の上面には、1対のガイドレール20が設けられ、ボールネジ22及び駆動モータ23からなる駆動機構によって、彫刻ヘッド21が移動させられるようになっている。
【0023】
図3は、彫刻ヘッド21に設けられたスタイラス及びその駆動機構を示す斜視図である。図3において、スタイラス30は、捩りシャフト31の先端部に固定されており、その一端にはダイヤモンドバイト32が装着されている。捩りシャフト31の他端部は、固定部33に固定されている。また、捩りシャフト31の中間部には、平面視菱形のロータ34が固着されている。ロータ34の周囲には、ロータ34を挟み込むように積層磁性体(ステータ)35が配置されており、このステータ35の側部には、ステータ35に磁力を与えるための永久磁石36が配置されている。また、ロータ34の周囲でロータ34とステータ35との間には、コイル37が配置されている。このような構成では、コイル37に彫刻信号を印加することにより、スタイラス30は、図3の矢印Aの方向に彫刻信号の周波数に応じて振動する。
【0024】
なお、彫刻ヘッド21としては、図4及び図5に示す彫刻ヘッドも使用可能である。
図4は、彫刻ヘッド21の構成を示す斜視図である。また、図5は、同彫刻ヘッド21の分解斜視図である。図4及び図5において、下押さえ板211の上面には、放熱フィン212が固着される。放熱フィン212の中央には、貫通孔212aが形成され、この貫通孔212aには固体振動素子の一例のピエゾ素子213が埋設される。また、放熱フィン212の上面には、スタイラス214が設けられる。このスタイラス214は、ネジ215によって放熱フィン212に固着される基台214aと、基台214aから水平方向に突出し、その先端上面に彫刻針としてのダイヤモンドバイト216が装着された振動板214bとから成る。また、下押さえ板211を貫通するように変位センサ217が設けられる。この変位センサ217の先端は、振動板214bの先端と所定の間隔を開けて対向している。
【0025】
ピエゾ素子213の上端には、振動板214bの下面と点接触する鋼球213aが設けられる。ピエゾ素子213は、彫刻信号が与えられると、上下方向(図面の矢印B方向)に彫刻信号の周波数に応じて振動する。これに伴って、振動板214bは、基台214aとの接続点を支点として上下方向に振動する。なお、このようなピエゾ素子に代えて、他の固体振動素子(例えば、磁歪素子)を用いても良い。変位センサ217は、振動板214bの先端部分、すなわちダイヤモンドバイト216部分の振動位置を非接触で検出する。このような変位センサとしては、静電容量式のセンサを用いても良いし、超音波式、渦電流式、レーザ変位式のセンサを用いても良い。
【0026】
上記のように構成されたグラビア彫刻機は、図6に示す主走査方向(グラビアシリンダ14の周方向)に沿ってセルを彫り、1列分のセルが彫り終わると、彫刻ヘッド21が副走査方向(グラビアシリンダ14の回転軸と平行な方向)に所定ピッチだけ送られ、次の列のセルを彫っていく。これを繰り返すことにより、グラビアシリンダ14の表面に、複数のセルで構成された凹版が形成される。
【0027】
図7は、本実施形態のグラビア彫刻機の電気的構成を示すブロック図である。なお、図7の例では、先に図3及び図4を用いて説明した彫刻ヘッド21にピエゾ素子213を用いた構成を示している。
図7において、グラビア彫刻機を制御するためのパーソナルコンピュータ(PC)51は、画像データを作成するためのワークステーション(図示せず)とLAN接続されている。パーソナルコンピュータ51は、ワークステーションから受け取った画像データに基づいて、画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号(濃度信号)rsを生成する。この画像信号rsは、他の必要な制御信号と共に、デュアルポートメモリ52に格納される。グラビアシリンダ14を回転させるモータ61の回転は、エンコーダ62によって検知され、その回転に応じたパルスがタイミング信号として、パラレルインタフェース63を介してキャリー信号発生DSP64へ出力される。キャリー信号発生DSP64は、与えられるタイミング信号に従って、グラビアシリンダ14の回転に同期した一定周波数及び一定振幅のキャリー信号rcを発生する。このキャリー信号rcは、デュアルポートメモリ65を介して制御用DSP53へ出力される。
【0028】
制御用DSP53は、デュアルポートメモリ52及び65から画像信号rs及びキャリー信号rcを入力する。そして、制御用DSP53は、画像信号rsのレベルによってセルを彫刻する期間(以下、彫刻期間という)かセルを彫刻しない期間(以下、待機期間という)かを判断し、判断した各期間に応じたキャリー信号rcを画像信号rsに重畳させた所定の彫刻信号rを生成する。ここで、キャリー信号rcを画像信号rsに重畳させる手法として、次の3つが考えられる。図8は、制御用DSP53で生成される彫刻信号r(r1〜r3)の波形例を示す図である。
【0029】
第1の手法は、彫刻期間では画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させ、待機期間では画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させない手法である(図8(a)彫刻信号r1)。この場合、制御用DSP53の生成処理として、彫刻期間の画像信号rsだけにキャリー信号rcを重畳させるか、待機期間に対応する部分の振幅をゼロに減衰させたキャリー信号rcを画像信号rsの全体に重畳させればよい。
第2の手法は、彫刻期間では画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させ、待機期間では画像信号rsに所定の振幅に減衰させたキャリー信号rc’(=k×rc,0<k<1)を重畳させる手法である(図8(b)彫刻信号r2)。この場合、制御用DSP53の生成処理として、待機期間に対応する部分の振幅を所定値に減衰させたキャリー信号rcを画像信号rsの全体に重畳させればよい。第3の手法は、彫刻期間では画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させ、待機期間では、彫刻期間へ変化する前の所定期間tの画像信号rsにはキャリー信号rc(又はrc’)を重畳させ、かつ、当該所定期間t以外の画像信号rsにはキャリー信号rcを重畳させない手法である(図8(c)彫刻信号r3)。この場合、制御用DSP53の生成処理として、彫刻期間及び待機期間のうち所定期間tの画像信号rsだけにキャリー信号rcを重畳させるか、待機期間のうち所定期間tに対応する部分の振幅をゼロに減衰させたキャリー信号rcを画像信号rsの全体に重畳させればよい。
【0030】
このような第1の手法による彫刻信号r1を用いれば、彫刻ヘッドのフルストローク量を小さくでき、低電圧での長時間駆動に起因するセルのばらつきを回避でき、さらにエネルギーの消費量を低減させることができる。一方、第2又は第3の手法による彫刻信号r2又はr3を用いれば、第1の手法による効果が減少するものの、彫刻状態へ移行する直前の待機状態において彫刻ヘッドを振動させているので、状態移行をスムーズに行うことができる。
【0031】
再び図7を参照して、制御用DSP53は、上記のようにして生成した彫刻信号rをD/Aコンバータ54へ出力する。そして、彫刻信号rは、D/Aコンバータ54でアナログ信号に変換され、さらに電力増幅器55で増幅された後、ピエゾ素子213に与えられる。変位センサ217は、振動板214bの振動量を検知する。この検知結果は、センサアンプ59で増幅され、A/Dコンバータ60でディジタル信号に変換された後、制御用DSP53にフィードバックされる。制御用DSP53は、彫刻信号rで指示した彫刻量とフィードバックされた振動板214bの振動量との間に誤差がある場合、誤差なく彫刻が行われるように彫刻信号rを適切に補正する。
【0032】
次に、図9を参照して、制御用DSP53で行われる彫刻信号生成処理を説明する。図9は、制御用DSP53で行われる上記第1の手法による彫刻信号rの生成処理手順を示すフローチャートである。この生成処理は、キャリー信号rcの発振周期に同期して実行される。
制御用DSP53は、キャリー信号rc及び画像信号rsを入力する(ステップS71,S72)。そして、制御用DSP53は、画像信号rsのレベルがゼロか否か、すなわち待機期間のレベルか否かを判断する(ステップS73)。画像信号rsが待機期間のレベルであると判断した場合、制御用DSP53は、その画像信号rsを彫刻信号rとして設定する(ステップS74)。一方、画像信号rsが待機期間のレベルでない(彫刻期間のレベルである)と判断した場合、制御用DSP53は、その画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させた信号を彫刻信号rとして設定する(ステップS75)。
【0033】
そして、制御用DSP53は、上記ステップS74又はS75で設定した彫刻信号rによって彫刻ヘッド21を駆動させ(ステップS76)、その結果として変位センサ217からフィードバックされる振動量を受け取る(ステップS77)。制御用DSP53は、彫刻信号rで指示した彫刻量と受け取った振動量との誤差がなくなるように、彫刻信号r(画像信号rs)のレベルを制御する(ステップS78)。以上の処理は、グラビアシリンダ14の表面のセル形成が完了するまで繰り返し行われる。
【0034】
なお、上記第2の手法による彫刻信号rの生成処理手順は、図7のフローチャートのステップS74を「(定数k×画像信号rs)を彫刻信号rとして設定する」と置き換えることで実現できる。また、上記第3の手法による彫刻信号rの生成処理手順は、同ステップS73を「画像信号rsが待機期間のレベルか否かかつ所定期間tであるか否かを判断する」と置き換えることで実現できる。所定期間tであるか否かの判断は、パーソナルコンピュータ51において画像データに基づいた画像信号rsを生成する際に、所定期間tとなる箇所にフラグを立てておくこと等で、容易に行うことができる。
【0035】
以上のように、本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド制御方法及び彫刻機によれば、画像信号rsが待機期間のレベルの時には、画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させない彫刻信号r1、又は画像信号rsに通常よりも振幅を減衰させたキャリー信号rcを重畳させた彫刻信号r2、あるいは彫刻期間へ変化する前の所定期間t以外の画像信号rsにだけキャリー信号rcを重畳させない彫刻信号r3のいずれかを用い、セルを形成しない待機状態時における不必要な彫刻ヘッドの振動をなくす。
従って、彫刻信号r1又はr2を使用した場合、彫刻ヘッドのフルストローク量が小さくて済み、また120°スタイラスの使用に関しても有利となる。また、彫刻信号r1又はr3を使用した場合、低い電圧で長期間連続駆動しなくてよいため、ピエゾ素子の非線形性に起因する画像エッジのセル幅ばらつきが減少する。また、彫刻信号r1〜r3のいずれかを使用した場合、待機状態時の省エネルギー化及び彫刻ヘッド機構の高耐久性化が期待できる。さらに、彫刻信号r2又はr3を使用した場合、待機状態においても彫刻ヘッドを小さく振動させているので、状態移行をスムーズに行うことができる。
【0036】
なお、上記実施形態では、キャリー信号発生DSP64において常にキャリー信号rcを発生させ、制御用DSP53で画像信号rsにキャリー信号rcを重畳させるか否かの制御を行っていたが、キャリー信号発生DSP64におけるキャリー信号rcの発生自体を制御することも可能である。なお、この場合、キャリー信号rcを発生させる度に、エンコーダ62から出力されるタイミング信号との同期を取る必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド制御方法が用いられるグラビア彫刻機の構成の一例を示す正面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド制御方法が用いられるグラビア彫刻機の構成の一例を示す平面図である。
【図3】図1の彫刻ヘッド21に設けられたスタイラス30及びその駆動機構を示す斜視図である。
【図4】図1のグラビア彫刻機で使用される図3記載のものとは異なる彫刻ヘッド21の構成を示す斜視図である。
【図5】図4に示す彫刻ヘッド21の分解斜視図である。
【図6】図1のグラビアシリンダ14に対する主走査方向及び副走査方向を説明するための図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド制御方法が用いられるグラビア彫刻機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図8】図7の制御用DSP53で生成される彫刻信号rの波形例を示す図である。
【図9】図7の制御用DSP53で行われる彫刻信号rの生成処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図10】従来のグラビア彫刻機の彫刻ヘッドに印加される彫刻信号の波形例を示す図である。
【符号の説明】
14…グラビアシリンダ
21…彫刻ヘッド
30,214…スタイラス
51…パーソナルコンピュータ(PC)
52,65…デュアルポートメモリ
53…制御用DSP
54,60…コンバータ
55…電力増幅器
59…センサアンプ
62…エンコーダ
63…パラレルインタフェース
64…キャリー信号発生DSP
213…ピエゾ素子
214b…振動板
217…変位センサ
r(r1〜r3)…彫刻信号
rc…キャリー信号
rs…画像信号
Claims (12)
- 画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機の彫刻ヘッドを駆動制御する方法であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生するステップと、
一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するステップと、
前記画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断するステップと、
前記判断するステップで判断された各期間に応じて、前記画像信号と前記キャリー信号とから彫刻信号を生成するステップと、
前記彫刻信号によって前記彫刻ヘッドを駆動制御するステップとを備え、
前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間では前記画像信号に前記キャリー信号に応じたレベル変化を与え、前記待機期間では前記画像信号のレベルを現状保持させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、彫刻ヘッド制御方法。 - 前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間の画像信号にだけ前記キャリー信号を重畳させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載の彫刻ヘッド制御方法。
- 前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間の画像信号に前記キャリー信号を、前記待機期間の画像信号に振幅をゼロに減衰させた前記キャリー信号をそれぞれ重畳させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載の彫刻ヘッド制御方法。
- 画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機の彫刻ヘッドを駆動制御する方法であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生するステップと、
一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するステップと、
前記画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断するステップと、
前記判断するステップで判断された各期間に応じて、前記画像信号と前記キャリー信号とから彫刻信号を生成するステップと、
前記彫刻信号によって前記彫刻ヘッドを駆動制御するステップとを備え、
前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間では前記画像信号に前記キャリー信号に応じたレベル変化を与え、前記待機期間では前記画像信号に前記キャリー信号に応じた前記彫刻期間よりも小さいレベル変化を与えることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、彫刻ヘッド制御方法。 - 前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間の画像信号に前記キャリー信号を、前記待機期間の画像信号に振幅を所定値に減衰させた前記キャリー信号をそれぞれ重畳させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、請求項4に記載の彫刻ヘッド制御方法。
- 画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機の彫刻ヘッドを駆動制御する方法であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生するステップと、
一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するステップと、
前記画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断すると共に、待機期間のうち彫刻期間へ変化する前の所定期間を判断するステップと、
前記判断するステップで判断された各期間に応じて、前記画像信号と前記キャリー信号とから彫刻信号を生成するステップと、
前記彫刻信号によって前記彫刻ヘッドを駆動制御するステップとを備え、
前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間及び前記待機期間の所定期間内では前記画像信号に前記キャリー信号に応じたレベル変化を与え、前記待機期間の所定期間外では前記画像信号のレベルを現状保持させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、彫刻ヘッド制御方法。 - 前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間及び前記待機期間の所定期間内の画像信号にだけ前記キャリー信号を重畳させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、請求項6に記載の彫刻ヘッド制御方法。
- 前記彫刻信号を生成するステップは、前記彫刻期間及び前記待機期間の所定期間内の画像信号に前記キャリー信号を、前記待機期間の所定期間外の画像信号に振幅をゼロに減衰させた前記キャリー信号をそれぞれ重畳させることによって、前記彫刻信号を生成することを特徴とする、請求項6に記載の彫刻ヘッド制御方法。
- 画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機であって、
与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生する画像信号発生手段と、
一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリー信号発生手段と、
前記画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断し、彫刻期間では前記画像信号に前記キャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間では前記画像信号のレベルを現状保持させることによって、彫刻信号を生成する彫刻信号生成手段と、
前記彫刻信号に応じて往復振動することにより、前記対象物の彫刻を行う彫刻ヘッドと、
前記彫刻信号に応じて前記対象物に対する前記彫刻ヘッドの位置を移動させる彫刻ヘッド移動手段とを備える、彫刻機。 - 画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機であって、与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生する画像信号発生手段と、
一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリー信号発生手段と、
前記画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断し、彫刻期間では前記画像信号に前記キャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間では前記画像信号に前記キャリー信号に応じた前記彫刻期間よりも小さいレベル変化を与えることによって、彫刻信号を生成する彫刻信号生成手段と、
前記彫刻信号に応じて往復振動することにより、前記対象物の彫刻を行う彫刻ヘッドと、
前記彫刻信号に応じて前記対象物に対する前記彫刻ヘッドの位置を移動させる彫刻ヘッド移動手段とを備える、彫刻機。 - 画像データに基づいて対象物を彫刻する彫刻機であって、与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する画像信号を発生する画像信号発生手段と、
一定周波数及び一定振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリー信号発生手段と、
前記画像信号において、彫刻が行われるレベルを保持している彫刻期間と彫刻が行われないレベルを保持している待機期間とを判断すると共に、待機期間のうち彫刻期間へ変化する前の所定期間を判断し、彫刻期間及び待機期間の所定期間内では前記画像信号に前記キャリー信号に応じたレベル変化を与え、待機期間の所定期間外では前記画像信号のレベルを現状保持させることによって、彫刻信号を生成する彫刻信号生成手段と、
前記対象物を主走査方向に移動させる対象物移動手段と、
前記彫刻信号に応じて往復振動することにより、主走査方向に移動する前記対象物の彫刻を行う彫刻ヘッドと、
前記彫刻ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に送る彫刻ヘッド移動手段とを備える、彫刻機。 - 前記彫刻機が、画像データに基づいて対象物であるグラビアシリンダの表面に複数のセルを彫刻することにより、グラビア印刷のための凹版を製造するグラビア彫刻機であり、
前記対象物移動手段は、前記グラビアシリンダを主走査方向に回転させ、
前記彫刻ヘッドは、前記彫刻信号に応じて往復振動することにより、主走査方向に回転する前記グラビアシリンダにセルを彫刻することを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載の彫刻機。
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