JPS6120399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒状凹刻印刷部材を彫版するための
レーザ彫版装置（laser engraving machine）に
関する。このような印刷部材は通常、プラスチツ
ク材料で被覆された円筒状基材で作られる。該円
筒状基材上にプラスチツク材料が取付けられた後
に、印刷部材の外表面は、高度の寸法精度および
良好な滑らかな仕上げ面をもつた表面を有する白
地の印刷部材を提供するように、旋盤によつて切
削される。白地の印刷部材が引続いて印刷用に用
いられるときに該白地の印刷部材におけるいかな
る不規則個所も印刷欠陥として現出するから、該
白地の印刷部材の外表面は絶対的に真正なもので
あり滑らかな仕上げ面をもつものであることが重
要である。

次いで、白地の印刷部材は彫版装置へ移送さ
れ、該彫版装置において、レーザを用いて画像が
彫版される。彫版された印刷部材は要求される数
の複写を印刷するのに用いられ、またその後に、
再使用されることもある。切削工程は、彫版され
た画像を除去し新鮮な滑らかな表面を提供するた
めに反復され、その後に、該新鮮な表面は次回の
画像を彫版される。このような円筒体の再使用回
数を制限するものは、円筒状基材に適用されてい
るプラスチツク材料の厚さだけである。

本発明においては、円筒状印刷部材を支持し回
転する手段、印刷部材の回転軸に平行に延びてい
る滑動路、および該滑動路に沿つて移動し得るよ
うに装着され滑動路に対して横方向に移動し得る
ように取付けられた第１の滑動キヤリジを有する
横運動キヤリジを包含しており、該第１の滑動キ
ヤリジはレーザ彫版ヘツドを担持する円筒状凹刻
印刷部材の彫版用のレーザ彫版装置において、該
レーザ彫版装置は滑動路に対して横方向に移動し
得るように第１の滑動キヤリジに取付けられた第
２の滑動キヤリジを包含しており、該第１および
第２の滑動キヤリジは切削工具ホルダおよびレー
ザ彫版ヘツドを担持しており、レーザ彫版ヘツド
の切削工具ホルダに対する関係、したがつてレー
ザ彫版ヘツドの印刷部材切削面に対する関係は第
１の滑動キヤリジに相対的に第２の滑動キヤリジ
を移動させることによりセツトされ、それによ
り、第１および第２の滑動キヤリジの両者が、横
運動キヤリジの単一の移動において同時に印刷部
材を切削しかつ彫版するように、単一のユニツト
として一緒に移動させられるようになつているこ
とを特徴とする円筒状凹刻印刷部材の彫版用のレ
ーザ彫版装置、が提供される。

本発明によるレーザ彫版装置は、２つの顕著な
利点が得られることを可能ならしめる。すなわ
ち、第１に、切削動作および彫版動作の両者が横
断キヤリジの単一の移動によつて遂行され、それ
により装置のより能率的な使用およびより大なる
作業量をもたらすことであり、第２に、さらに重
要なこととして、彫版ヘツドが印刷部材の切削さ
れた外表面に対して正確な関係に維持されること
が確実化されることである。印刷部材が、切削お
よび彫版動作のために相異なる装置へ移動されね
ばならぬ場合、または印刷部材が同一の装置にお
ける２個の相異なる送りにおいて切削されかつ彫
版されねばならぬ場合に、レーザヘツドと彫版表
面の間の位置合せにおけるいくらかの不一致また
は変動が生ずることが可能であり、その結果とし
て、レーザビームが全彫版動作を通じて印刷部材
の表面に関して正確には集束されないことにな
り、その結果として貧弱な品質の彫版画像が得ら
れることになる。これらの動作の両者を、横運動
キヤリジの同一の送りの期間に遂行することによ
り、レーザ彫版ヘツドと印刷部材の外表面との関
係が全彫版動作を通じて一定に維持されることが
確実化される。

切削工具保持装置は切削工具の軸が印刷部材の
直径平面内に位置するように配置されるのが好適
である。ここに直径平面とは、印刷部材の軸を含
む一つの長手方向断面を含む平面を意味する。し
かし、彫版ヘツドは、ヘツドから発出する彫版レ
ーザビームの軸が切削工具の軸を含む直径平面に
平行な平面内にあり、かつ、印刷部材の表面で反
射されるレーザビームの円錐がレーザ彫版ヘツド
の光学的要素に射突しない程度に該平面から変位
しているように配置されるのが好適である。この
ことはレーザビームの主要軸が印刷部材に垂直で
ない方向において射突し、それにより印刷部材の
表面で反射されるレーザビームが彫版装置のレー
ザシステムへ復帰し望ましくない振動を生起させ
ることがないようにすることを確実化する。

レーザ彫版ヘツドは切削工具の後方において横
運動ヘツドの前進運動の方向に配置され、それに
よりレーザビームは印刷部材の表面に正確に集束
されるが、該印刷部材は工具保持装置に取付けら
れた切削工具によりそのときちようど切削された
状態にある。切削工具保持器が１次担持器に装着
され、レーザ彫版ヘツドが２次担持器に装着され
るのが好適であるが、その理由はそのようにする
ことにより切削工具保持装置が強固に装着される
からである。

装置が、第２の滑動キヤリジに装着され、第２
の滑動キヤリジに関して印刷部材へ向けまたそれ
から遠ざかるように移動するように配置され、か
つ、第２の滑動キヤリジに関して位置を鎖錠され
るように配置された、顕微鏡を包含することが、
好適である。顕微鏡は、第２の滑動キヤリジを印
刷部材の表面から特定の距離に設定するために、
操作者がそのときちようど切削された表面を観察
することを可能ならしめる。

このような装置を動作設定するための操作の正
常な順序は、印刷部材を印刷部材を支持し回転す
る手段に装着し、第２の滑動キヤリジを第１の滑
動キヤリジに関して移動させることによりレーザ
ビームを印刷部材の表面に集束し、そして、顕微
鏡を彫版ヘツドに相対的に移動させ或る位置に鎖
錠することにより顕微鏡を印刷部材の表面上に照
準することである。ついで、第２の滑動キヤリジ
は印刷部材の表面から離れる方向に移動させら
れ、第１の滑動キヤリジは、切削工具、これは通
常は先端にダイヤモンドを装着した切削工具であ
るが、を印刷部材の外表面に接触させるように前
方に移動させられる。ついで、工具は印刷部材の
周囲に所定の深さに円周的バンドを切削するよう
に使用され、ついで、第２の滑動キヤリジは、顕
微鏡で視認した場合に印刷部材が尖鋭な集束位置
にもたらされるまで印刷部材へ向けて移動させら
れる。このようにレーザ彫版ヘツドが切削工具に
対して正確な相対関係に置かれ、それにより、こ
の時点から後は、移動されることを必要とするも
のは第１の滑動キヤリジのみであり、該第１の滑
動キヤリジは切削の深さを変化させるための装置
として移動させられ、それにより新しい円筒体を
調整しまたは以前に用いられた円筒体から彫版部
を除去することが行われる。

第２の滑動キヤリジと第１の滑動キヤリジの間
に、第２の滑動キヤリジを第１の滑動キヤリジに
対して鎖錠するために、鎖錠手段が設けられるこ
とが好適であるが、該鎖錠手段は必ずしも必要で
はないのであり、その理由は、２個の滑動キヤリ
ジ間には充分な摩擦および調節機構が存在し、そ
れにより不注意な相対的移動が阻止されることが
可能であるからである。

相異なる直径を有する印刷部材が装置に取付け
られた場合に、機械が新しい動作状態に設定され
ねばならぬことは当然のことであるが、この理由
は、切削工具とレーザ彫版ヘツドは直径平面に垂
直な方向において相互に変位しているため、切削
工具とレーザ彫版ヘツドの直径平面における分離
は印刷部材の直径の変化に応じて変化するからで
ある。切削工具とレーザ彫版ヘツドが、印刷部材
の最大直径が回転され彫版されるのに充分なだけ
直径平面に垂直な方向において変位しているよう
に配置されている場合には、該変位はより小なる
直径を有する印刷部材の場合に変化させられるこ
とは必要ではない。このようにして、第２の滑動
担持体を第１の滑動担持体に対して調整する手段
を具備することは、装置が相異なる直径を有する
印刷円筒と共に使用されることを可能ならしめ
る。一般に、印刷部材の直径が小であるほど、切
削工具の先端と、切削工具と彫版ヘツドの間の変
位を収容するための直径平面の方向におけるレー
ザ彫版ヘツドの焦点との距離は大となる。

本発明の特定の具体例が添付図面を参照しつつ
下記に記述される。

第１図、第２図に示される彫版装置の具体例は
円筒状印刷部材３の回転軸に平行な方向における
滑動経路２に沿つて移動し得るように配置された
横運動キヤリジ１を包含する。横運動キヤリジ１
は第１の滑動キヤリジおよび第２の滑動キヤリジ
５を担持する。第１の滑動キヤリジ４は横運動キ
ヤリジに装着され、滑動路２に対して横方向に手
動輪６によつて移動されるように配置される。第
２の滑動キヤリジ５は第１の滑動キヤリジ４上に
装着され、これもまた、滑動路２に対して横方向
に移動されるように配置され、第２の滑動キヤリ
ジ５の移動は手動輪７によつて制御される。第１
の滑動キヤリジ４は、工具柱８を担持するが、該
工具柱にはダイヤモンド先端を有する切削工具９
を装着している。第２の滑動キヤリジ５はレンズ
１０で線図的に表現されるレーザ彫版ヘツドを担
持する。レーザビームをヘツドに供給するプリズ
ム１１が横運動キヤリジ１に装着される。

彫版装置のその他の部分の構成は、円筒状の印
刷部材を装着し駆動する手段および横運動キヤリ
ジ１を滑動路２に沿つて移動させる手段を含む
が、レーザ彫版ヘツドの光学的配置としては全く
従来形と同じ構成である。第１滑動キヤリジ・第
２滑動キヤリジ間および第１滑動キヤリジ・横運
動キヤリジ間の装着構成もまた、従来形と同じ構
成でありかつ旋盤のような工作機械に用いられる
ものと類似している。

固定焦点距離の顕微鏡１２が、第２滑動キヤリ
ジ５上に外部螺条により装着される。それによ
り、顕微鏡が回転するにつれて、顕微鏡は滑動路
２に対して横方向に全体的に移動する。鎖錠用ナ
ツト１３が、顕微鏡を第２滑動キヤリジ５に対し
て正確な位置に鎖錠するために設けられる。

工具柱８は、切削工具９が第１図に示されるよ
うな直径平面内に位置させられるように配置され
るが、第２滑動キヤリジ５に装着されるレーザ彫
版ヘツドと顕微鏡は、第２滑動キヤリジとレーザ
彫版ヘツドが切削工具を含む直径平面に平行では
あるが直径平面に垂直な方向に変位している平面
内に位置するように配置される。レーザ彫版ヘツ
ドがこのように配置されると、レーザビームの主
要軸は円筒状印刷部材３の表面に対し垂直ではな
くなる。第１図においてT.A.は工具軸、B.A.は
ビーム軸をそれぞれあらわす。レーザ彫版ヘツド
は、直径平面から、印刷部材３の表面で反射され
る光の円錐がレーザ彫版ヘツドの最終レンズに射
突しない程度に変位している。印刷部材３は円筒
状の外表面を有し、該表面で反射される光の円錐
の角度は、該表面に入射する光の円錐の角度より
実際なんら大きいことはないが、その理由はレー
ザ点の直径が非常に小さく数ミクロンのオーダー
であるに過ぎないからであり、それゆえ、反射に
際しての円錐角の増大は無視され得る。しかし、
より小なる直径の印刷部材においては光はより大
なる角度で反射し、それゆえ、本発明者は、切削
され彫版されるべき印刷部材の最大の直径につい
てレーザ彫版ヘツドと切削工具を含む直径平面の
間に充分な変位があるという条件の下に、より小
なる直径をもつ印刷部材について変位を変化させ
ることは必要でないことを見出した。このことも
また、第１図に示されている。

彫版装置を使用する場合には、レーザ彫版ヘツ
ドは最初は、第２滑動キヤリジ５を移動させるた
めの手動輪の回転により円筒状印刷部材３の表面
に焦点合せする。ついで顕微鏡１２が、印刷部材
３の表面が尖鋭な集束状態となるまで焦点合せさ
せられ、鎖錠ねじ１３が顕微鏡を固定するように
緊締され、それにより顕微鏡の焦点面がレーザ彫
版ヘツドの焦点面と同一平面になるようにされ
る。ついで、第２滑動キヤリジ５は手動輪７を用
いて印刷部材３から遠ざかる方向に移動させられ
る。印刷部材３は駆動され、手動輪６は第１滑動
キヤリジ４を印刷部材３へ向けて移動するように
操作され、最後に、切削工具９は印刷部材の外表
面に接触し印刷部材の外表面上に円筒方向帯部を
切削する。ついで、横運動キヤリジ１は円周方向
帯部が顕微鏡１２により観察され得るようになる
まで、滑動路２に沿つて移動させられる。つい
で、手動輪７は、工具９による表面切削が尖鋭な
集束状態にもたらされるまで回転させられる。そ
こで、切削工具９の先端、レーザ彫版ヘツドから
のレーザビームの焦点、および、顕微鏡１２、の
すべてが同一の円筒表面上に位置することにな
る。

ついで、横運動キヤリジ１は印刷部材３の終端
へ移動させられ、手動輪６を用いて、切削工具９
の要求される切削深さが設定されるまで第１滑動
キヤリジ４および第２滑動キヤリジは一体的に一
緒に移動させられ、ついで、彫版装置は滑動路２
に沿つて移動する横運動キヤリジと共に作動する
ようにセツトされる。横運動キヤリジ１の単一の
移動において、切削工具９は印刷部材３の外表面
を切削し、ちようどいま切削した表面上に、レー
ザ彫版ヘツド１０により、画像が彫版される。

第１および第２滑動キヤリジ４および５の相対
位置は、印刷部材３の直径が相異なるごとに更新
させねばならず、その理由は、第１図に示すよう
に、切削工具９の先端とレーザ彫版ヘツドの焦点
の距離は、印刷部材の直径に依存して、切削工具
を含む直径平面の方向において変化するからであ
る。印刷部材３の直径が小であるときの切削工具
の先端とレーザ彫版ヘツドの焦点の間隔Ａは、印
刷部材３の直径がより大であるときの間隔Ｂより
も相当に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、相異なる寸法の印刷部材について切
削工具と彫版ヘツドの関係を示している。本発明
の一実施例としてのレーザ彫版装置の一部の概略
的側面図、第２図は切削工具、第１および第２滑
動キヤリジ、および、横運動キヤリジの関係を示
している、本発明の一実施例としてのレーザ彫版
装置の一部の平面図である。 １……横運動キヤリジ、２……滑動路、３……
印刷部材、４……第１滑動キヤリジ、５……第２
滑動キヤリジ、６……手動輪、７……手動輪、８
……工具柱、９……切削工具、１０……レンズ、
１１……プリズム、１２……顕微鏡、１３……鎖
錠ねじ、T.A.……工具軸、B.A.……ビーム軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状印刷部材を支持し回転する手段、印刷
   部材の回転軸に平行に延びている滑動路、および
   該滑動路に沿つて移動し得るように装着され滑動
   路に対して横方向に移動し得るように取付けられ
   た第１の滑動キヤリジを有する横運動キヤリジを
   包含し、該第１の滑動キヤリジはレーザ彫版ヘツ
   ドを担持する、円筒状凹刻印刷部材の彫版用のレ
   ーザ彫版装置において、 該レーザ彫版装置は、滑動路２に対して横方向
   に移動し得るように第１の滑動キヤリジ４に取付
   けられた第２の滑動キヤリジ５を包含し、該第１
   および第２の滑動キヤリジ４，５は切削工具ホル
   ダ８およびレーザ彫版ヘツド１０を担持し、レー
   ザ彫版ヘツド１０の切削工具ホルダ９に対する関
   係、したがつてレーザ彫版ヘツド１０の印刷部材
   ３切削面に対する関係は、第１の滑動キヤリジ４
   に相対的に第２の滑動キヤリジ５を移動させるこ
   とによりセツトされ、それにより、第１および第
   ２の滑動キヤリジ４，５の両者が、横運動キヤリ
   ジ１の単一の移動において同時に印刷部材３を切
   削しかつ彫版するために、単一のユニツトとして
   一緒に移動させられるようになつていることを特
   徴とする円筒状凹刻印刷部材の彫版用のレーザ彫
   版装置。 ２ 切削工具保持装置８が、切削工具９の軸が印
   刷部材の軸を含む一つの長手方向断面を含む平面
   内に位置するように配置されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項記載の彫版装置。 ３ 彫版ヘツド１０が、該ヘツド１０から射出さ
   れる彫版用レーザビームの軸が印刷部材の軸を含
   む一つの長手方向断面を含む平面であつて切削工
   具軸を含む平面に平行でありかつ該切削工具を含
   む平面から変位している平面内に存在するよう
   に、配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の彫版装置。 ４ 該彫版装置が顕微鏡１２を具備しており、該
   顕微鏡は第２の滑動キヤリジ５に装着され、第２
   の滑動キヤリジ５に関して印刷部材３へ向けてま
   たはそれから遠ざかる向きに移動するようになつ
   ており、第２の滑動キヤリジ５に関して位置を鎖
   錠されるようになつていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記
   載の彫版装置。