(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であって、
画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含み前記スタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段と、
前記直流信号成分に関連する前記スタイラスの初期状態からの変位量を検出する直流変位量検出手段と、
前記直流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて前記彫刻信号の直流信号成分を補正する直流信号成分補正手段と、
を備え、
前記彫刻ヘッドは、一端が固定されるとともに他端に前記スタイラスが装着されたシャフトを有しており、
前記直流変位量検出手段は、前記シャフトの軸方向の変位によるスタイラスの変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られた前記センサ出力を基準値とし、彫刻中に得られる前記センサ出力の値と前記基準値とを比較して前記スタイラスの変位量を検出する、
グラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【請求項２】
彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であって、
画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含み前記スタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段と、
前記交流信号成分に関連する前記スタイラスの初期状態からの変位量を検出する交流変位量検出手段と、
前記交流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて前記彫刻信号の交流信号成分を補正する交流信号成分補正手段と、
を備え、
前記彫刻ヘッドは、一端が固定されるとともに他端に前記スタイラスが装着され前記彫刻信号によって回動させられるシャフトを有しており、
前記交流変位量検出手段は、前記シャフトの回動に伴う前記スタイラスの回動方向の変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られた前記センサ出力を基準値とし、彫刻中に得られる前記センサ出力の値と前記基準値とを比較して前記スタイラスの回動方向変位量を検出する、
グラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【請求項３】
彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であって、
画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含み前記スタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段と、
前記直流信号成分に関連する前記スタイラスの初期状態からの変位量を検出する直流変位量検出手段と、
前記交流信号成分に関連する前記スタイラスの初期状態からの変位量を検出する交流変位量検出手段と、
前記直流変位量検出手段及び交流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて前記彫刻信号の直流信号成分及び交流信号成分を補正する彫刻信号補正手段と、
を備え、
前記彫刻ヘッドは、一端が固定されるとともに他端に前記スタイラスが装着されたシャフトを有しており、
前記直流変位量検出手段は、前記シャフトの軸方向の変位によるスタイラスの変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られた前記センサ出力を基準値とし、彫刻中に得られる前記センサ出力の値と前記基準値とを比較して前記スタイラスの変位量を検出し、
前記交流変位量検出手段は、前記シャフトの回動に伴う前記スタイラスの回動方向の変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られた前記センサ出力を基準値とし、彫刻中に得られる前記センサ出力の値と前記基準値とを比較して前記スタイラスの回動方向変位量を検出する、
グラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【請求項４】
前記彫刻ヘッドのシャフトは、その軸線がグラビアシリンダの表面と交差するように配置されており、
前記シャフトの軸線とグラビアシリンダ表面との交点における接線と前記シャフトの軸線とは所定の角度を有している、
請求項１又は３に記載のグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【請求項５】
前記直流信号補正手段は、
前記彫刻信号から直流信号成分のみを抽出する直流信号成分抽出手段と、
前記抽出された直流信号成分に前記直流変位量検出手段で得られた変位量に対応する直流信号成分を加算する加算手段とを有している、
請求項１，３及び４のいずれかに記載のグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【請求項６】
前記交流信号補正手段は、
前記彫刻信号から前記交流信号成分のみを抽出する交流信号成分抽出手段と、
前記抽出された交流信号成分のゲインを前記交流変位量検出手段によって得られた変位量に基づいて調整するゲイン調整手段とを有している、
請求項２又は３に記載のグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【請求項７】
彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であって、
画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含み前記スタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段と、
前記直流信号成分に関連する前記スタイラスの初期状態からの変位量を検出する直流変位量検出手段と、
前記交流信号成分に関連する前記スタイラスの初期状態からの変位量を検出する交流変位量検出手段と、
前記直流変位量検出手段及び交流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて前記彫刻信号の直流信号成分及び交流信号成分を補正する彫刻信号補正手段と、
を備え、
前記直流変位量検出手段及び交流変位量検出手段は、
検出表面に対して接離する方向の変位と前記検出表面に対して平行な方向の変位の両方を検出可能な１つのセンサと、
前記センサ出力から直流信号成分のみを抽出する直流信号成分抽出手段と、
前記センサ出力から交流信号成分のみを抽出する交流信号成分抽出手段と、
を有している、
グラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタイラス駆動制御装置、特に、彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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（以下、単にシリンダと記す）を回転させながら、このシリンダ表面にセルと呼ばれる四角錐状の微小な穴を形成する装置である。そして、セルの深さと幅とによって当該セルに挿入されるインキの量が制御され、画像濃度が表現されるようになっている。このような装置において、シリンダ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。
【０００３】
彫刻ヘッドは、一端が固定された捩じりシャフトと、この捩じりシャフト先端に固定されたスタイラスとを有しており、スタイラスの先端にはダイヤモンドの針（バイト）が設けられている。そして、捩じりシャフトの周囲には、この捩じりシャフトを軸回りに振動させてスタイラスを駆動するための駆動部が設けられている。彫刻信号はこの駆動部に与えられ、画像濃度に応じた深さのセルがシリンダ表面に形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１は、彫刻ヘッドに印加される彫刻信号を示したものであり、この彫刻信号の変位はスタイラスの変位に相当している。彫刻信号は、図１（ａ）に示すような高周波のキャリー信号と、図１（ｂ）に示すような画像データに基づく濃度信号（画像濃度信号）とを重畳して得られるものであり、彫刻信号ｖは、下式（１）で表される。下式（１）において、第１項は前記キャリー信号によるキャリー成分であり、第２項は前記画像濃度信号による濃度成分であり、第３項はオフセットゲインである。オフセットゲインＧｓは、スタイラスをシリンダ表面から離れる方向にシフトするための信号成分である。
【０００５】
ｖ＝Ｄｃ・Ｇｃ＋Ｄｄ・Ｇｄ＋Ｇｓ （１）
但し、Ｄｃ；キャリー信号
Ｄｄ；画像濃度信号
Ｇｃ；キャリーゲインＧｄ；濃度ゲインＧｓ；オフセットゲイン
このような彫刻信号を彫刻ヘッドの駆動部に印加することにより、画像濃度に対応する深さ及び幅のセルをシリンダ表面に彫刻することができる。なお、図１（ｃ）における一点鎖線がシリンダ表面に相当しており、図の斜線領域で示す部分がセルに相当している。
【０００６】
以上から明らかなように、彫刻信号は、キャリー信号に基づく交流信号成分と、画像濃度信号に基づく直流信号成分とを有しているが、彫刻時における彫刻ヘッドの各部の熱膨張によって、交流信号成分及び直流信号成分が見かけ上変化してしまうという問題がある。
【０００７】
すなわち、彫刻ヘッドを高速で駆動すればするほど、駆動部の発熱により捩じりシャフトが熱膨張し、これによりスタイラスがシリンダ表面に接近することになる。すると、熱膨張がない初期状態に比較して、同一の画像濃度データであってもセルの深さがより深く形成されてしまうことになる。このことは、見かけ上、彫刻信号の直流信号成分が変動したことになる。また、捩じりシャフトには、一旦与えた信号による振動が長く続かないようにダンピング機構が設けられ、振動を抑制している。しかし、彫刻ヘッドの駆動部の発熱により、ダンピング機構のダンピング特性が変化し、このため同一のキャリーゲインであっても、スタイラスがより大きな振幅で振動してセルがより深く形成されてしまう。このことは、見かけ上、交流信号成分が変動したことになる。
【０００８】
また、１本のシリンダを彫刻するのに数時間を要することもあり、この間の環境の温度変化も無視できないと思われる。
【０００９】
以上のように、彫刻ヘッド駆動部の発熱及び環境の温度変化により、同一ゲイン、同一データにより彫刻しても、セル幅（セル深さ）が変動してしまう場合がある。従来、このような問題を解決するために、彫刻ヘッドを冷却することも行われているが、安定したセル幅を得るには不十分である。
【００１０】
本発明の課題は、彫刻ヘッド駆動部の発熱や環境の温度変化にかかわらず、常に安定した精度の良いセルを彫刻することができるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るスタイラス駆動制御装置は、彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であり、彫刻信号発生手段と、直流変位量検出手段と、直流信号成分補正手段とを備えている。
【００１２】
彫刻信号発生手段は、画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含みスタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する。直流変位量検出手段は直流信号成分に関連するスタイラスの初期状態からの変位量を検出する。直流信号成分補正手段は直流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて彫刻信号の直流信号成分を補正する。また、彫刻ヘッドは、一端が固定されるとともに他端にスタイラスが装着されたシャフトを有している。そして、直流変位量検出手段は、シャフトの軸方向の変位によるスタイラスの変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られたセンサ出力を基準値とし、彫刻中に得られるセンサ出力の値と基準値とを比較してスタイラスの変位量を検出する。
【００１３】
ここでは、彫刻信号の直流信号成分に関連するスタイラスの変位量を検出し、この検出された変位量に応じて彫刻信号の直流信号成分が補正される。このため、例えば彫刻ヘッドの発熱によりスタイラスとシリンダ表面との距離が変動しても、この変動を相殺するように彫刻信号が補正され、周囲の温度にかかわりなく、同一画像濃度データについては常に同じサイズのセルを形成することができる。より具体的には、直流変位量検出手段は、スタイラスが固定されているシャフトの軸方向の変位に起因するスタイラスの変位量を検出している。例えば、彫刻ヘッドの発熱によってシャフトが伸びると、シャフトの先端に固定されたスタイラスがシリンダ表面により接近することになり、同一の画像濃度データに基づいて同じ彫刻信号を作成しても、深さのより深いセルが形成されてしまう。このようなシャフトの伸びによるセルサイズの変動は、彫刻信号の直流信号成分による変動に対応している。そこで、この装置では、シャフトの伸びによるスタイラスの変位量を検出し、この変位量を相殺するように彫刻信号の直流信号成分を補正する。そして、ここでは、彫刻初期状態におけるセンサ出力値を基準値としているので、基準値は彫刻条件や周囲の環境に応じて適切に変えられることになり、より変動のないセルを形成できる。
【００１４】
請求項２に係るスタイラス駆動制御装置は、彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であり、彫刻信号発生手段と、交流変位量検出手段と、交流信号成分補正手段とを備えている。
【００１５】
彫刻信号発生手段は、画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含みスタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する。交流変位量検出手段は交流直流信号成分に関連するスタイラスの初期状態からの変位量を検出する。交流信号成分補正手段は交流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて彫刻信号の交流信号成分を補正する。また、彫刻ヘッドは、一端が固定されるとともに他端にスタイラスが装着され彫刻信号によって回動させられるシャフトを有している。そして、交流変位量検出手段は、シャフトの回動に伴うスタイラスの回動方向の変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られたセンサ出力を基準値とし、彫刻中に得られるセンサ出力の値と基準値とを比較してスタイラスの回動方向変位量を検出する。
【００１６】
ここでは、彫刻信号の交流信号成分に関連するスタイラスの変位量を検出し、この検出された変位量に応じて彫刻信号の交流信号成分が補正される。このため、例えば彫刻ヘッドの発熱に起因してスタイラスの振動を抑制するダンピング機構の特性が変化し、スタイラスの振幅が変動しても、この変動を相殺するように彫刻信号が補正される。したがって、周囲の温度にかかわりなく、同一のキャリーゲインについては常にスタイラスを同じ振幅で振動させることができる。より具体的には、交流変位量検出手段は、スタイラスの回動方向の変位量、すなわち振幅を検出している。例えば、彫刻ヘッドが発熱すると、スタイラスの振動を抑えるダンピング機構のダンピング特性が変化し、スタイラスがより回動しやすくなる。すると、同一のキャリーゲインに対してスタイラスの振幅がより大きくなり、深さのより深いセルが形成されてしまう。このようなセルサイズの変動は、彫刻信号の交流信号成分による変動に対応している。そこで、この装置では、スタイラスの回動方向の変位量を検出し、この変位量を相殺するように彫刻信号の交流信号成分を補正する。そして、ここでは、彫刻初期状態におけるセンサ出力値を基準値としているので、基準値は彫刻条件や周囲の環境に応じて適切に変えられることになり、より変動のないセルを形成できる。
【００１７】
請求項３に係るスタイラス駆動制御装置は、彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であり、彫刻信号発生手段と、直流変位量検出手段と、交流変位量検出手段と、彫刻信号補正手段とを備えている。
【００１８】
彫刻信号発生手段は、画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含みスタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する。直流変位量検出手段は直流信号成分に関連するスタイラスの初期状態からの変位量を検出する。交流変位量検出手段は交流信号成分に関連するスタイラスの初期状態からの変位量を検出する。彫刻信号補正手段は直流変位量検出手段及び交流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて彫刻信号の直流信号成分及び交流信号成分を補正する。また、彫刻ヘッドは、一端が固定されるとともに他端にスタイラスが装着されたシャフトを有している。そして、直流変位量検出手段は、シャフトの軸方向の変位によるスタイラスの変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られたセンサ出力を基準値とし、彫刻中に得られるセンサ出力の値と基準値とを比較してスタイラスの変位量を検出する。さらに、交流変位量検出手段は、シャフトの回動に伴うスタイラスの回動方向の変位を検出するセンサを有し、彫刻の初期状態において得られたセンサ出力を基準値とし、彫刻中に得られるセンサ出力の値と基準値とを比較してスタイラスの回動方向変位量を検出する。
【００１９】
ここでは、彫刻信号の直流信号成分及び交流信号成分に関連するスタイラスの変位量が検出され、この検出された変位量に応じて彫刻信号の直流及び交流信号成分がそれぞれ補正される。このため、例えば彫刻ヘッドの発熱により形成されるセル形状に関連する各部の条件が変動しても、この変動を相殺するように彫刻信号が補正される。したがって、周囲の温度にかかわりなく、安定した精度の良いセルを形成できる。
【００２０】
請求項４にスタイラス駆動制御装置は、請求項１又は３に係る装置において、彫刻ヘッドのシャフトは、その軸線がグラビアシリンダの表面と交差するように配置されており、シャフトの軸線とグラビアシリンダ表面との交点における接線とシャフトの軸線とは所定の角度を有している。
【００２１】
このようなシャフトの配置では、シャフトの軸線がシリンダ表面に接するように配置されている場合に比較して、シャフトの伸びがシリンダに形成されるセルサイズに大きな影響を与える。そこで、このような場合に、前述のような直流信号成分を補正することによって、周囲の環境に影響を受けないセルを形成することができる。
【００２２】
請求項５に係るスタイラス駆動制御装置は、請求項１，３及び４のいずれかの装置において、直流信号補正手段は、彫刻信号から直流信号成分のみを抽出する直流信号成分抽出手段と、抽出された直流信号成分に直流変位量検出手段で得られた変位量に対応する直流信号成分を加算する加算手段とを有している。
【００２３】
ここでは、彫刻信号を作成する前の段階において直流信号成分を補正するのではなく、一旦作成された彫刻信号から直流信号成分のみを抽出し、この抽出された直流信号成分を補正している。このため、直流信号補正手段を有さない従来のスタイラス駆動制御装置に本装置を追加してセルの変動をなくすことができ、構成の簡単な変更で従来装置の改良を行うことができる。
【００２４】
請求項６に係るスタイラス駆動制御装置は、請求項２又は３の装置において、交流信号補正手段は、彫刻信号から交流信号成分のみを抽出する交流信号成分抽出手段と、抽出された交流信号成分のゲインを交流変位量検出手段によって得られた変位量に基づいて調整するゲイン調整手段とを有している。
【００２５】
ここでは、前述の請求項５と同様に、彫刻信号を作成する前の段階において交流信号成分を補正するのではなく、一旦作成された彫刻信号から交流信号成分のみを抽出し、この抽出された交流信号成分を補正している。このため、交流信号補正手段を有さない従来のスタイラス駆動制御装置に本装置を追加してセルの変動をなくすことができ、構成の簡単な変更で従来装置の改良を行うことができる。
【００２６】
請求項７に係るスタイラス駆動制御装置は、彫刻ヘッドに設けられたスタイラスを駆動制御して画像濃度に応じた深さのセルをグラビアシリンダに彫刻するためのグラビア彫刻機のスタイラス駆動制御装置であって、彫刻信号発生手段と、直流変位量検出手段と、交流変位量検出手段と、彫刻信号補正手段とを備えている。
【００２７】
彫刻信号発生手段は、画像濃度信号及びキャリー信号に基づく直流信号成分及び交流信号成分を含みスタイラスを駆動するための彫刻信号を発生する。直流変位量検出手段は直流信号成分に関連するスタイラスの初期状態からの変位量を検出する。交流変位量検出手段は交流信号成分に関連するスタイラスの初期状態からの変位量を検出する。彫刻信号補正手段は、直流変位量検出手段及び交流変位量検出手段によって得られた変位量に応じて彫刻信号の直流信号成分及び交流信号成分を補正する。そして、直流変位量検出手段及び交流変位量検出手段は、検出表面に対して接離する方向の変位と検出表面に対して平行な方向の変位の両方を検出可能な１つのセンサと、センサ出力から直流信号成分のみを抽出する直流信号成分抽出手段と、センサ出力から交流信号成分のみを抽出する交流信号成分抽出手段とを有している。
【００２８】
前述のように、シャフトの軸方向変位及びスタイラスの回動方向変位が、形成されるセルサイズ（深さ）に主に影響し、これらの変位はそれぞれ彫刻信号の直流信号成分及び交流信号成分に対応している。
【００２９】
そこで、ここでは、検出表面に対して接離する方向の変位と検出表面に対して平行な方向の変位の両方を検出可能な１つのセンサを用いて、シャフトの軸方向変位量及びスタイラスの回動方向変位量を検出する。すなわち、前述のような１つのセンサをスタイラスの上面に近接して配置することにより、スタイラス上面に対して接離する方向すなわちシャフトの軸方向の変位を検出し、スタイラス上面に対して平行な方向すなわち回動方向の変位を検出できる。なお、スタイラス上面に対して平行な方向の変位を検出するために、スタイラス上面の検出状態が変化するように、例えば光の反射率が異なる領域をスタイラス上面に形成する。
【００３０】
このような構成により、彫刻ヘッドの変位の検出を簡単な構成で行える。
【００３１】
【発明の実施の形態】
［全体構成］
図２及び図３に本発明のグラビア彫刻機の一実施形態を示す。こ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、第１テーブル４及び第２テーブル５とを備えている。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に沿って装置の左右方向に移動自在である。そして、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、芯押し台３は主軸台２に対して接近または離反可能である。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。第１テーブル４及び第２テーブル５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。各テーブル４，５は１対のレール７間に配置されたボールねじ１５及びこれを駆動するための駆動モータ１６によってレール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、クラビアシリンダ（以下、単にシリンダと記す）Ｃは、図２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。
【００３２】
第１及び第２テーブル４，５には、彫刻ヘッド２１が、装置の前後方向に移動自在に設けられている。そして各テーブル４，５上面には、ガイドレール２０が設けられ、ボールねじ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。
【００３３】
［スタイラス及びその駆動機構］
図４（ａ）に、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。
【００３４】
スタイラス３０は捩じりシャフト３１の先端に固定されており、その一端にはダイヤモンドバイト３２が装着されている。捩じりシャフト３１の他端部は固定部３３に固定されている。また捩じりシャフト３１の中間部には、平面視菱形のロータ３４が固定されている。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は図の矢印方向（回動方向）に彫刻信号の周波数に応じて振動する。
【００３５】
また、図４（ｂ）に模式的に示すように、捩じりシャフト３１は、その軸線ｍがシリンダ表面と交差するように配置されている。そして、その交点Ｐにおける接線ｎと捩じりシャフト３１の軸線ｍとは傾いており、所定の角度θを有している。
【００３６】
このような構成では、捩じりシャフト３１が熱膨張により軸方向に伸びると、スタイラス３０先端のバイト３２はシリンダの曲率の変化以上にシリンダ表面により近接することになる。したがって、例えば捩じりシャフト３１の軸線ｍと接線ｎとが平行（あるいは一致）する場合に比較して、捩じりシャフト３１の熱による変位がセルサイズに与える影響は大きい。
【００３７】
また、スタイラス３０の周囲には、図５に示すように、スタイラス３０の変位を検出するための第１センサ４０及び第２センサ４１が設けられている。第１センサ４０は、スタイラス３０のダイヤモンドバイト３２が設けられた端部とは逆側の端部の側方に所定の隙間をあけて配置されており、スタイラス３０の軸回りの振動による回動方向の変位を検出するためのものである。また、第２センサ４１は、スタイラス３０の上方に所定の隙間をあけて配置されており、捩じりシャフト３１の伸びによるスタイラス３０の上下方向の変位を検出するためのものである。これらのセンサ４０，４１は、投光部及び受光部を同じ面に有する反射型の光センサであり、測定対象物との間隔に応じて出力電流が異なるように構成されている。
【００３８】
以上のように、図５において、スタイラス３０の回動方向（ｙ方向）の変位及び上下方向（ｚ方向）の変位はそれぞれセンサ４０，４１で検出可能である。ここで、スタイラス３０の熱による変位としては、これらの方向の変位以外に、スタイラス３０の長手方向（ｘ方向）の変位も考えられる。しかし、このｘ方向の変位は、実測結果においても、また計算上においても、セルサイズの変動に関しては無視できるほどに微少な値である。したがって、ここでは、スタイラス３０のｘ方向の変位量については考えないこととする。
【００３９】
［制御ブロック］
本装置の制御ブロックを図６に示す。この装置はＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータを含む制御装置５０を有している。この制御装置５０には、スタイラス３０の変位量に応じて彫刻信号を補正する彫刻信号補正装置５１が接続されている。彫刻信号補正装置５１には、前述の第１センサ４０及び第２センサ４１の出力が入力されている。また、彫刻信号補正装置５１の出力である補正済み彫刻信号は駆動アンプ５２を介して彫刻ヘッド２１に与えられる。彫刻ヘッド２１内では、駆動アンプ５２からの彫刻信号がコイル３７に印加される。
【００４０】
また、制御装置５０は、画像データに応じて彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段５５と、彫刻信号補正装置５１から入力される初期状態の信号からスタイラス変位の基準値を作成する基準値作成手段５６とを有している。
【００４１】
［彫刻信号補正装置］
図７に彫刻信号補正装置のブロック図を示す。この彫刻信号補正装置５１は、第１センサ４０の出力が入力される第１アンプ６０と、第２センサ４１の出力が入力される第２アンプ６１とを有している。第１アンプ６０には第１センサ４０の出力から交流信号成分のみを抽出する第１交流信号成分抽出装置６２が接続され、第２アンプ６１には第２センサ４１の出力から直流信号成分のみを抽出する第１直流信号成分抽出装置６３が接続されている。また、第１交流信号成分抽出装置６２には交流信号を直流信号に変換するための交流／直流変換器６４が接続されている。第１直流信号成分抽出装置６３及び交流／直流変換器６４のそれぞれの出力は、制御装置５０に入力され、Ａ／Ｄ（アナログ→ディジタル）変換されて基準値作成手段５６における基準値の作成処理に利用される。
【００４２】
交流／直流変換器６４には第１比較器６５が接続されており、この第１比較器６５には、交流／直流変換器６４の出力とともに、基準値作成手段５６で作成された交流信号成分（ＡＣ）の基準値が入力されるようになっている。また、第１直流信号成分抽出装置６３には第２比較器６６が接続されており、この第２比較器６６には第１直流信号成分抽出装置６３の出力とともに、基準値作成手段５６で作成された直流信号成分（ＤＣ）の基準値が入力されるようになっている。
【００４３】
また、この彫刻信号補正装置５１は、第２交流信号成分抽出装置６７と、第２直流信号成分抽出装置６８とを有している。第２交流信号成分抽出装置６７は、制御装置５０の彫刻信号発生手段５５から送出されてきた彫刻信号のうちの交流信号成分（キャリー信号成分）のみを抽出するものである。また、第２直流信号成分抽出装置６８は、彫刻信号発生手段５５から送出されてきた彫刻信号のうちの直流信号成分のみを抽出するものである。
【００４４】
第１比較器６５にはゲインコントロールアンプ６９が接続されている。このゲインコントロールアンプ６９には第１比較器６５の出力と第２交流信号成分抽出装置６７の出力とが入力され、これによりゲインコントロールアンプ６９は第１比較器６５の出力に応じて彫刻信号の交流信号成分のゲインを調整する。
【００４５】
さらに、ゲインコントロールアンプ６９には加算器７０が接続されている。加算器７０には、ゲインコントロールアンプ６９の出力とともに、第２直流信号成分抽出装置６８の出力と第２比較器６６の出力とが入力されている。加算器７０は、第２比較器６６の出力に応じて、第２直流信号成分抽出装置６８の出力値を補正し、この補正後の直流信号成分をゲインコントロールアンプ６９の出力に加算する。
【００４６】
この彫刻信号補正装置５１の最終段にはマルチプレクサ７１が設けられている。マルチプレクサ７１は、外部からのセレクト入力に応じて、加算器７０の出力である補正済み彫刻信号か、あるいは制御装置５０からの彫刻信号のいずれか一方を選択して後段の駆動アンプ５２に出力する。
【００４７】
［補正動作］
彫刻を行うにあたっては、まず彫刻信号の各ゲインを、彫刻条件に応じて最適化するために試し彫りが行われる。そして、この試し彫りにおいて、ＡＣ基準値及びＤＣ基準値が決定される。
【００４８】
ＡＣ基準値を決定する場合は、ゲインが決定された状態でのスタイラス３０の変位を第１センサ４０によって検出する。この第１センサ４０の出力は第１アンプ６０によって増幅されて第１交流信号信号成分抽出装置６２に入力される。この第１交流信号成分抽出装置６２では、増幅された第１センサ４０の出力から交流信号成分のみが抽出される。そして、抽出された交流信号成分が交流／直流変換器６４によって直流信号に変換される。
【００４９】
以上の動作の信号波形の一例を図８に示す。図８（ａ）に示す信号波形は第１アンプ６０によって増幅された第１センサ４０の出力である。この図から明らかなように、第１センサ４０の出力には、所定のレベルの直流信号成分ＤＣ１と、スタイラス３０の振動の振幅に応じた正弦波状の交流信号成分ＡＣ１とが含まれている。このような信号から、直流信号成分を除去して交流信号成分のみを抽出すると、図８（ｂ）に示すような波形の信号が得られる。これが、第１交流信号成分抽出装置６２の出力信号波形である。次に図８（ｃ）は、交流／直流変換器６４の動作説明のための信号波形を示しており、同図（ｂ）の信号波形のうちの負側成分を正側に逆転させ、これらの信号波形を積分することにより、一点鎖線で示すようなレベルＤＣ２の直流信号が得られる。
【００５０】
このようにして得られた直流信号は、ディジタル信号に変換された後、基準値作成手段５６に送られる。基準値作成手段５６では、所定のタイミングの信号値をＡＣ基準値として記憶する。
【００５１】
また、ＤＣ基準値を決定する場合は、前記同様に、ゲインが決定された状態でのスタイラス３０の変位を第２センサ４１によって検出する。第２センサ４１の出力は第２アンプ６１によって増幅されて第１直流信号成分抽出装置６３に入力される。第２センサ４１の出力には、振動等による交流信号成分も含まれている。したがって、第１直流信号成分抽出装置６３において、増幅された第２センサ４１の出力から直流信号成分のみを抽出する。そして、抽出された直流信号成分は制御装置５０に送出され、前記同様に、所定のタイミングで基準値作成手段５６にＤＣ基準値として記憶される。
【００５２】
以上のようにして作成された基準値により、彫刻時の彫刻信号がスタイラス３０の変位に応じて補正される。
【００５３】
例えば彫刻時の発熱により捩じりシャフト３１のダンピング機構のダンピング特性が変化すると、スタイラス３０はより大きな振幅で振動することになる。また、同様の理由により捩じりシャフト３１が軸方向に伸びた場合は、その伸びによってスタイラス３０がシリンダ表面により近づき、セルの幅が所望のサイズより大きく形成されてしまう。
【００５４】
そこで彫刻信号補正装置５１は、以下のような処理によって彫刻信号を補正し、同一ゲイン、同一データによるセル幅の変動を抑える。
【００５５】
この場合において、各センサ４０，４１から交流信号成分及び直流信号成分を抽出する動作は、前記基準値作成処理の場合の動作と同様である。
【００５６】
前述のように、発熱により捩じりシャフト３１のダンピング特性が変化することによって、初期状態の同一キャリーゲインによるスタイラス３０の振幅に比較して、スタイラス３０の振幅が大きくる。すると、第１センサ４０により近接することになり、この場合、センサとスタイラスとの距離やセンサの電流−距離特性にもよるが、例えば第１センサ４０の出力電流の振幅値が小さくなる。
【００５７】
これにより、交流／直流変換器６４の出力値も小さくなる。そして、この初期状態より小さい交流／直流変換器６４の出力値は第１比較器６５においてＡＣ基準値と比較される。この比較結果、すなわちスタイラス３０の回動方向の変位量は、彫刻信号の交流信号成分のゲイン調整用の値としてゲインコントロールアンプ６９に出力される。
【００５８】
一方、制御装置５０によって、画像データに基づいて作成された彫刻信号は、第２交流信号成分抽出装置６７によって交流信号成分のみが抽出され、ゲインコントロールアンプ６９に与えられる。そして、ゲインコントロールアンプ６９では、第１比較器６５の比較結果に応じて彫刻信号の交流信号成分のゲインが調整される。すなわち、ゲインコントロールアンプ６９では、彫刻時の交流／直流変換器６４の出力値がＡＣ基準値になるように交流信号成分のゲインを下げる。
【００５９】
また、前述のように、発熱により捩じりシャフト３１が軸方向に伸びると、スタイラス３０が第２センサ４１に初期状態に比較してより近接することになり、例えば第２センサ４０の出力電流値が小さくなる。これにより、第１直流信号成分抽出装置６３の出力値も小さくなり、この値は第２比較器６６においてＤＣ基準値と比較される。この例の場合の比較結果は負の値となる。
【００６０】
一方、画像データに基づいて作成された彫刻信号は、第２直流信号成分抽出装置６８によって直流信号成分のみが抽出される。加算器７０では、第２直流信号成分抽出装置６８の出力値である彫刻信号の直流信号成分に第２比較器６６の出力値（負の値）が加算される。
【００６１】
このようにして補正された交流信号成分及び直流信号成分は、加算器７０によって加算され、補正済み彫刻信号としてマルチプレクサ７１に出力される。
【００６２】
このような、補正済みの彫刻信号により彫刻を行うことにより、各部の熱膨張によるセル幅の変動を抑えることができる。
【００６３】
すなわち、交流信号成分の補正により、彫刻信号の振幅は小さくなり、前述のダンピング特性の変化が相殺される。したがって、スタイラス３０の振幅は、初期状態の場合の振幅と同様になる。また、直流信号成分の補正により、彫刻信号の直流信号成分は小さくなり、捩じりシャフト３１の伸びによるスタイラス３０とシリンダ表面との距離の変化が相殺される。このため、スタイラス３０とシリンダ表面との距離は、初期状態の同一画像濃度データの場合の距離と同様になる。
【００６４】
このような実施形態では、彫刻中においてスタイラスの変位が初期状態に維持されるようにフィードバック制御されるので、特に彫刻ヘッドの発熱に起因するセル幅の変動を抑えることができる。特に、図４（ｂ）に示すように、彫刻ヘッド２１の捩じりシャフト３１の軸線がシリンダ表面に交差するように配置されている場合に有効となる。
【００６５】
また、一般に、彫刻ヘッドの立ち上がり特性によって、彫刻開始時と一定時間が経過して安定したときとでは同一画像濃度データに対するセル幅が異なる場合があるが、本実施形態では、この彫刻ヘッドの立ち上がり特性によるセル幅の変動に対しても改善することができる。
【００６６】
さらにこの実施形態では、従来のグラビア彫刻機に、センサ４０，４１と、図７に示す彫刻信号補正装置５１とを追加するだけで実現でき、大幅な変更なしにセル幅の変動を抑えることができる。
【００６７】
［他の実施形態］
（ａ）前記実施形態では、２つのセンサを用いて２つの方向の変位を検出するようにしたが、以下に示すような１つのセンサを用いて２方向の変位を検出するようにしてもよい。
【００６８】
ここで用いるセンサは、反射型フォトインタラプタと呼ばれるセンサであり、赤外光を投射する部分と、反射してきた赤外光を受講するフォトトランジスタで構成されている。そして、図９に示されるように対象物８０とセンサ８１とが配置されている場合、対象物８０のｚ方向の変位は図１０に示すような特性で変化する。
【００６９】
また、対象物８０を、図１１に示すように、赤外光を反射しにくい「黒」の部分と、反射しやすい「白」の部分とに塗り分けると、対象物８０のｙ方向の変位は図１２で示すような特性で変化する。
【００７０】
そこで、図１３に示すように、スタイラス３０の表面に、赤外光を反射しにくい黒塗り領域３０ａと、赤外光を反射しやすい白塗り領域３０ｂとを設け、これらの各領域３０ａ，３０ｂの上方にセンサ４１を配置する。
【００７１】
このような構成により、捩じりシャフト３１の伸びによるスタイラス３０の変位（直流信号成分の変動に対応）をｚ方向の変位として検出でき、またダンピング機構のダンピング特性の変化によるスタイラス３０の振幅の変位（交流信号成分の変動に対応）をｙ方向の変位として検出できる。
【００７２】
したがって、このセンサ４１の出力を、図７に示す第１交流信号成分抽出装置６２及び第１直流信号成分抽出装置６３に入力すれば、ｙ方向変位のみを第１交流信号成分抽出装置６２の出力値として、またｚ方向変位のみを第１直流信号成分抽出装置６３の出力値としてそれぞれ得ることができる。そして、前記同様に彫刻信号の補正を行うことができる。他の構成及び動作は、前記実施形態と同様である。
【００７３】
（ｂ）前記実施形態では、スタイラス３０の長手方向（ｘ方向）の変位は影響が少ないとして無視したが、図１１及び図１２の考え方を利用すれば、１つのセンサで、スタイラスの捩じりシャフト軸方向（ｚ方向）の変位、スタイラスの長手方向（ｘ方向）の変位、及びスタイラスの振幅（ｙ方向）の変位を検出することができる。
【００７４】
すなわち、この場合は、図１４に示すように、黒塗り領域と白塗り領域との境界線を、図１１に示すような直線ではなく、曲線状にする。これにより、ｙ方向の変位だけではなく、ｘ方向の変位もセンサ８１によって検出できることになる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、彫刻中のスタイラスの変位を検出し、スタイラスの変位が初期状態を維持するように彫刻信号を補正するので、特に熱の影響による彫刻セル幅の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  彫刻信号の信号波形図。
【図２】  グラビア彫刻機の正面図。
【図３】  図２の平面図。
【図４】  彫刻ヘッド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及び捩じりシャフトとシリンダ表面との関係を示す模式図。
【図５】  スタイラス及びセンサの拡大部分図。
【図６】  本装置の全体制御ブロック図。
【図７】  彫刻補正装置のブロック図。
【図８】  交流／直流変換器の動作説明図。
【図９】  他の実施形態を説明するための原理図。
【図１０】  他の実施形態を説明するための原理図。
【図１１】  他の実施形態を説明するための原理図。
【図１２】  他の実施形態を説明するための原理図。
【図１３】  他の実施形態によるスタイラス及びセンサの平面図。
【図１４】  さらに他の実施形態を説明するための原理図。
【符号の説明】
Ｃ  グラビアシリンダ
２１  彫刻ヘッド
３０  スタイラス
３２  捩じりシャフト
４０，４１  センサ
５０  制御装置
５１  彫刻信号補正装置
５５  彫刻信号発生手段
５６  基準値作成手段
６２，６７  交流信号成分抽出手段
６３，６８  直流信号成分抽出手段
６５，６６  比較器
６９  ゲインコントロールアンプ
７０  加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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