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図面 (9)

目的

物体たとえば被印刷体Pのゼロ回転位置からの回転角度および検出用回転中心Cからの間隔を確実かつ正確に検出するなど、簡単な方法で物体の外周形状を検出して、スクリーン印刷機1その他任意の外部機器検出信号を出力することができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

構成

変位センサー7と物体Pとの間に平板状の接触バー22を介在することに着目したもので、物体Pを所定の検出用回転中心Cのまわりに回転させる検出用駆動機構21と、検出用駆動機構21により回転される物体Pの外周面に接触可能な平板状の接触バー22と、接触バー22に取り付けることにより物体Pの回転にともなって検出用回転中心Cからの間隔を検出するための変位センサー7と、変位センサー7および検出用駆動機構21からの検出信号により物体Pの外周形状を判断する検出制御機構23と、を有することを特徴とする。

概要

背景

従来から任意の物体の外周形状ないし外形形状を検出するために各種の手段が講じられているが、たとえば当該物体がスクリーン印刷などにおける被印刷体である場合を例にとって述べると、その断面が各種曲面形状を有する被印刷体の外周形状を検出することが困難で、この被印刷体の外周面に所定の印刷内容印刷することは非常に困難であった。

図5ないし図8にもとづき概説する。図5は、断面が曲面形状を有する被印刷体P(物体)の斜視図であって、この被印刷体Pの曲面状外周面の印刷領域Aにスクリーン印刷を行う場合に、図6のような被印刷体検出装置(物体の外周形状検出装置)が考えられる。図6は、スクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置2の概略説明図であって、スクリーン印刷機1は、この被印刷体検出装置2と、印刷制御機構3と、被印刷体駆動機構4と、スクリーン駆動機構5と、を有する。

被印刷体検出装置2は、被印刷体Pの外周面の形状を検出する変位センサー6と、検出制御機構7と、を有する。

印刷制御機構3は、検出制御機構7からの検出信号を受信して、スクリーン印刷機1全体の操作を制御する。

被印刷体駆動機構4は、スクリーン駆動機構5と同期して被印刷体Pを回転あるいは所定平面(X−Y平面)内を移動駆動する。

スクリーン駆動機構5は、シルクナイロンテトロンステンレスなどによるスクリーン8を駆動するもので、固定状態スキージ9に対し、被印刷体駆動機構4による被印刷体Pの回転駆動に同期してスクリーン8を移動する。

変位センサー6は、リニアトランスなどから構成して直線移動距離を検出可能なセンサー針10を有する。すなわち、検出用駆動機構11により被印刷体Pを回転する間にセンサー針10の変位によって検出用回転中心Cからの間隔Rを検出するとともに、被印刷体Pのゼロ回転位置Tからの回転角度θを検出用駆動機構11により検出する。

これらの検出信号にもとづいて被印刷体Pの外形を判定し、判定結果にもとづいて被印刷体駆動機構4およびスクリーン駆動機構5を介して被印刷体Pおよびスクリーン8を同期的に駆動し、スクリーン印刷を行おうとするものである。

しかしながら図7に拡大して示すように、変位センサー6のセンサー針10と被印刷体Pの外周面との接触角度Kが小さくなると、センサー針10が実質的に作動(変位)することができなくなり、検出用回転中心Cからの間隔Rを検出することができないという問題がある。

また、図8にさらに拡大して示すように、上記接触角度Kが小さい場合にはセンサー針10と被印刷体Pの外周面との接触点Qとセンサー針10の実質中心線10Cとがずれているため、このずれを補正する演算処理が面倒であるという問題がある。

なお、こうした被印刷体Pの外周形状を検出することなく、ならいカム(図示せず)を採用し、このならいカムが被印刷体Pの外周面をならうことによってスクリーン印刷機1による印刷を行うことも考えられるが、上述した構成の場合と同様に、ならいカムと被印刷体Pの外周面との接触操作を円滑に行うことができないため、実用的ではないという問題がある。

要するに従来の検出装置によっては、被印刷体Pの外周形状を正確に、かつ簡単に検出することができないために、とくに曲面形状を有する被印刷体Pにスクリーン印刷を行うことができないという問題がある。

なおまた、上述のようなスクリーン印刷の場合に限らず、各種の分野において物体の外周形状を検出するという技術的な要請があり、こうした分野においても、変位センサー6のセンサー針10を用いるという検出機構では、より正確かつ操作が容易な検出を行うことが困難であるという問題がある。

概要

物体たとえば被印刷体Pのゼロ回転位置からの回転角度および検出用回転中心Cからの間隔を確実かつ正確に検出するなど、簡単な方法で物体の外周形状を検出して、スクリーン印刷機1その他任意の外部機器に検出信号を出力することができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

変位センサー7と物体Pとの間に平板状の接触バー22を介在することに着目したもので、物体Pを所定の検出用回転中心Cのまわりに回転させる検出用駆動機構21と、検出用駆動機構21により回転される物体Pの外周面に接触可能な平板状の接触バー22と、接触バー22に取り付けることにより物体Pの回転にともなって検出用回転中心Cからの間隔を検出するための変位センサー7と、変位センサー7および検出用駆動機構21からの検出信号により物体Pの外周形状を判断する検出制御機構23と、を有することを特徴とする。

目的

本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、簡単な方法で物体たとえば被印刷体の外周形状を検出し、スクリーン印刷機その他任意の外部機器に検出信号を出力することができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

また本発明は、物体のゼロ回転位置からの回転角度、および検出用回転中心からの間隔を確実かつ正確に検出することができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

さらに本発明は、外周形状の検出信号によってスクリーン印刷機その他の機器の駆動と物体の駆動とを同期させることができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

効果

実績

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請求項1

物体の外周形状を検出する物体の外周形状検出装置であって、前記物体を所定の検出用回転中心のまわりに回転させる検出用駆動機構と、この検出用駆動機構により回転される前記物体の外周面に接触可能な平板状の接触バーと、この接触バーに取り付けることにより前記物体の回転にともなって前記検出用回転中心からの間隔を検出するための変位センサーと、この変位センサーおよび前記検出用駆動機構からの検出信号により前記物体の外周形状を判断する検出制御機構と、を有することを特徴とする物体の外周形状検出装置。

請求項2

前記検出用駆動機構は、前記物体のゼロ回転位置からの回転角度を検出可能であることを特徴とする請求項1記載の物体の外周形状検出装置。

請求項3

前記接触バーはこれを、前記変位センサーに対して直角に配設したことを特徴とする請求項1記載の物体の外周形状検出装置。

請求項4

前記変位センサーは、前記物体の前記検出用回転中心から前記接触バーとの接触点までの間隔を検出可能であることを特徴とする請求項1記載の物体の外周形状検出装置。

請求項5

前記検出制御機構は、前記物体の検出したその外周形状信号外部機器に出力することを特徴とする請求項1記載の物体の外周形状検出装置。

請求項6

前記検出用駆動機構は、前記物体を回転する方向以外はこれを固定状態とするとともに、前記変位センサーは、前記検出用回転中心からの間隔の方向にこれを可動状態としたことを特徴とする請求項1記載の物体の外周形状検出装置。

請求項7

前記検出用駆動機構は、前記検出用回転中心からの間隔の方向にこれを可動状態とするとともに、前記変位センサーは、前記接触バーに対してこれを固定状態としたことを特徴とする請求項1記載の物体の外周形状検出装置。

技術分野

0001

本発明は物体の外周形状検出装置にかかるもので、とくに断面が曲面形状の外周形状を有する物体の外周形状検出装置に関するものである。

背景技術

0002

従来から任意の物体の外周形状ないし外形形状を検出するために各種の手段が講じられているが、たとえば当該物体がスクリーン印刷などにおける被印刷体である場合を例にとって述べると、その断面が各種曲面形状を有する被印刷体の外周形状を検出することが困難で、この被印刷体の外周面に所定の印刷内容印刷することは非常に困難であった。

0003

図5ないし図8にもとづき概説する。図5は、断面が曲面形状を有する被印刷体P(物体)の斜視図であって、この被印刷体Pの曲面状外周面の印刷領域Aにスクリーン印刷を行う場合に、図6のような被印刷体検出装置(物体の外周形状検出装置)が考えられる。図6は、スクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置2の概略説明図であって、スクリーン印刷機1は、この被印刷体検出装置2と、印刷制御機構3と、被印刷体駆動機構4と、スクリーン駆動機構5と、を有する。

0004

被印刷体検出装置2は、被印刷体Pの外周面の形状を検出する変位センサー6と、検出制御機構7と、を有する。

0005

印刷制御機構3は、検出制御機構7からの検出信号を受信して、スクリーン印刷機1全体の操作を制御する。

0006

被印刷体駆動機構4は、スクリーン駆動機構5と同期して被印刷体Pを回転あるいは所定平面(X−Y平面)内を移動駆動する。

0007

スクリーン駆動機構5は、シルクナイロンテトロンステンレスなどによるスクリーン8を駆動するもので、固定状態スキージ9に対し、被印刷体駆動機構4による被印刷体Pの回転駆動に同期してスクリーン8を移動する。

0008

変位センサー6は、リニアトランスなどから構成して直線移動距離を検出可能なセンサー針10を有する。すなわち、検出用駆動機構11により被印刷体Pを回転する間にセンサー針10の変位によって検出用回転中心Cからの間隔Rを検出するとともに、被印刷体Pのゼロ回転位置Tからの回転角度θを検出用駆動機構11により検出する。

0009

これらの検出信号にもとづいて被印刷体Pの外形を判定し、判定結果にもとづいて被印刷体駆動機構4およびスクリーン駆動機構5を介して被印刷体Pおよびスクリーン8を同期的に駆動し、スクリーン印刷を行おうとするものである。

0010

しかしながら図7に拡大して示すように、変位センサー6のセンサー針10と被印刷体Pの外周面との接触角度Kが小さくなると、センサー針10が実質的に作動(変位)することができなくなり、検出用回転中心Cからの間隔Rを検出することができないという問題がある。

0011

また、図8にさらに拡大して示すように、上記接触角度Kが小さい場合にはセンサー針10と被印刷体Pの外周面との接触点Qとセンサー針10の実質中心線10Cとがずれているため、このずれを補正する演算処理が面倒であるという問題がある。

0012

なお、こうした被印刷体Pの外周形状を検出することなく、ならいカム(図示せず)を採用し、このならいカムが被印刷体Pの外周面をならうことによってスクリーン印刷機1による印刷を行うことも考えられるが、上述した構成の場合と同様に、ならいカムと被印刷体Pの外周面との接触操作を円滑に行うことができないため、実用的ではないという問題がある。

0013

要するに従来の検出装置によっては、被印刷体Pの外周形状を正確に、かつ簡単に検出することができないために、とくに曲面形状を有する被印刷体Pにスクリーン印刷を行うことができないという問題がある。

0014

なおまた、上述のようなスクリーン印刷の場合に限らず、各種の分野において物体の外周形状を検出するという技術的な要請があり、こうした分野においても、変位センサー6のセンサー針10を用いるという検出機構では、より正確かつ操作が容易な検出を行うことが困難であるという問題がある。

発明が解決しようとする課題

0015

本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、簡単な方法で物体たとえば被印刷体の外周形状を検出し、スクリーン印刷機その他任意の外部機器に検出信号を出力することができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

0016

また本発明は、物体のゼロ回転位置からの回転角度、および検出用回転中心からの間隔を確実かつ正確に検出することができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

0017

さらに本発明は、外周形状の検出信号によってスクリーン印刷機その他の機器の駆動と物体の駆動とを同期させることができる物体の外周形状検出装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0018

すなわち本発明は、変位センサーと物体(たとえば被印刷体)との間に平板状の接触バーを介在することに着目したもので、物体の外周形状を検出する物体の外周形状検出装置であって、上記物体を所定の検出用回転中心のまわりに回転させる検出用駆動機構と、この検出用駆動機構により回転される上記物体の外周面に接触可能な平板状の接触バーと、この接触バーに取り付けることにより上記物体の回転にともなって上記検出用回転中心からの間隔を検出するための変位センサーと、この変位センサーおよび上記検出用駆動機構からの検出信号により上記物体の外周形状を判断する検出制御機構と、を有することを特徴とする物体の外周形状検出装置である。

0019

上記検出用駆動機構は、上記物体のゼロ回転位置からの回転角度を検出可能とすることができる。

0020

上記接触バーはこれを、上記変位センサーに対して直角に配設することができる。

0021

上記変位センサーは、上記物体の上記検出用回転中心から上記接触バーとの接触点までの間隔を検出可能とすることができる。

0022

上記検出制御機構は、上記物体の検出したその外周形状信号をスクリーン印刷機その他の外部機器に出力することができる。

0023

上記検出用駆動機構は、上記物体を回転する方向以外はこれを固定状態とするとともに、上記変位センサーは、上記検出用回転中心からの間隔の方向にこれを可動状態とすることができる。

0024

上記検出用駆動機構は、上記検出用回転中心からの間隔の方向にこれを可動状態とするとともに、上記変位センサーは、上記接触バーに対してこれを固定状態とすることができる。

0025

本発明による物体の外周形状検出装置においては、変位センサーと物体との間に平板状の接触バーを介在させることとしたので、この接触バーが物体の外周面に接触する接触点が物体の回転にともなって接触バーの左右方向(長さ方向)に移動することとなり、この接触バーと物体の外周面との接触角度が大きくなっても(図7に示したような、変位センサーのセンサー針と物体(被印刷体)の外周面との接触角度が小さくなる、とくに鋭角曲面部分などにおいても)、上記接触点から接触バーに立てた垂線を変位センサーの長さ方向(変位方向)に対して平行に維持することができるため、物体の回転にともなう変位センサーの変位を確実に実現することができ、物体の外周形状を的確に検出することができる。

0026

さらに、物体のゼロ回転位置からの回転角度、および検出用回転中心からの間隔を検出することができるので、これら極座標もとづく検出信号をスクリーン印刷機などに供給することにより、従来は不可能であった、断面が曲面形状の物体への印刷を実現することができる。もちろん、スクリーン印刷機に限らず、各種の演算処理などを行うその他の外部機器ないし制御装置に対しても、物体の外周形状を検出してその検出信号を出力することができる。

発明を実施するための最良の形態

0027

つぎに、本発明の実施の形態による物体の外周形状装置をスクリーン印刷機用の被印刷体検出装置に応用した場合を例にとって、図1および図2にもとづき説明する。ただし、図5ないし図8と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。

0028

図1は、スクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置20の概略説明図、図2は、同、要部拡大図であって、被印刷体検出装置20は、検出用駆動機構21(θ−Y軸制御機構)と、平板状の接触バー22と、前記変位センサー6と、検出制御機構23と、を有する。

0029

検出用駆動機構21は、従来の前記検出用駆動機構11(図6)に相当するもので、θ軸用サーボモーター24およびY軸用サーボモーター25を有する。

0030

θ軸用サーボモーター24は、前記検出用回転中心Cのまわりのゼロ回転位置Tから角速度一定で回転させたときの被印刷体Pの回転角θパルス列による検出信号を出力する。

0031

Y軸用サーボモーター25は、検出用回転中心Cから接触バー22に接触している被印刷体Pの外周面までの間隔L(検出用回転中心Cから接触バー22に立てた垂線の長さ)のパルス列による検出信号を出力する。

0032

平板状の接触バー22は、変位センサー6のセンサー針10の変位方向とは直角な方向に所定の長さ(被印刷体Pの回転にともなってその外周面に接触可能な長さ)をもってこれを配置するもので、センサー針10の先端部に固定的に取り付けてもよいし、センサー針10と被印刷体Pの外周面に常に接触するように任意のサーボ支持機構26により浮動的にこれを設けるようにしてもよい。

0033

この実施の形態の場合には、変位センサー6のセンサー針10がストローク中心になるように、つまりセンサー針10のストロークが一定となるように、検出用駆動機構21を制御し、変位センサー6のストロークがゼロ(一定)の状態で検出用回転中心Cを1回以上回転させて、それぞれの回転角θのときのY軸方向の値を検出制御機構23に出力する。

0034

検出制御機構23は、これらの検出信号(パルス列)から被印刷体Pの外周形状を演算するとともに、その外周形状信号をスクリーン印刷機1の印刷制御機構3に出力する。

0035

図2に拡大して示すように、被印刷体Pの外周面に平板状の接触バー22を介してセンサー針10を接触させるようにしたので、被印刷体Pの回転にともない接触バー22との接点Sが接触バー22の長さ方向に移動するとともに、センサー針10を接触バー22に対して直角に保った状態で、センサー針10の変位(変位センサー6のストロークを一定とするように制御して検出する場合には、Y軸用サーボモーター25の変位)を、被印刷体Pのどの外周面部分に接触しても確実に検出することができる。

0036

検出制御機構23は、これらのパルス列により被印刷体Pの外周形状を判断するとともに、その検出信号をスクリーン印刷機1の印刷制御機構3に出力し、被印刷体駆動機構4(物体駆動機構)およびスクリーン駆動機構5を介して被印刷体Pとともにスクリーン8を同期して駆動することによって、所定の内容のスクリーン印刷を行うことができる。

0037

さらに、被印刷体Pの外周形状を正確に把握することができているので、全周印刷はもちろん、部分的もしくは分割的な印刷、重複印刷、単一の印刷情報を各面に行う多面印刷など任意の印刷を行うことができる。

0038

なお、この実施例では、変位センサー6のストロークを一定(ゼロ)にした状態でY軸用サーボモーター25に検出信号を出力させるようにしたが、このY軸用サーボモーター25を固定状態とするとともに変位センサー6のセンサー針10の変位を直接検出するようにしてもよい。

0039

本発明によれば、検出用回転中心Cが回転にともなって移動する任意の回転体の外周形状も検出可能であり、たとえば、図3に示すような一般形状の被印刷体P1であってもよい。

0040

ただし、図4に示すような、外周面に外周凹部30を有する被印刷体P2については検出の対象外である。

発明の効果

0041

以上のように本発明によれば、平板状の接触バーを介して変位センサーと物体とを接触させて検出するようにしたので、物体のゼロ回転位置からの回転角度および検出用回転中心からの間隔などを必ず検出可能で、物体の外周形状を検出することができ、たとえば、従来は不可能であった、断面が曲面形状を呈する物体のスクリーン印刷などを可能とすることができる。

図面の簡単な説明

0042

図1本発明の実施の形態による物体の外周形状装置を応用した、スクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置20の概略説明図である。
図2同、要部拡大図である。
図3本発明が検出の対象とする一般形状の被印刷体P1の断面形状図である。
図4本発明が検出の対象外とする、外周面に外周凹部30を有する被印刷体P2の断面形状図である。
図5断面が曲面形状を有する被印刷体Pの斜視図である。
図6従来のスクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置2の概略説明図である。
図7同、変位センサー6部分の拡大説明図である。
図8同、変位センサー6のセンサー針10部分のさらなる拡大説明図である。

--

0043

1スクリーン印刷機(図6
2 スクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置(図6
3印刷制御機構
4 被印刷体駆動機構(物体駆動機構)
5スクリーン駆動機構
6変位センサー
7検出制御機構
8 スクリーン
9スキージ
10 変位センサー6のセンサー針
10C センサー針10の実質中心線
11検出用駆動機構
20 スクリーン印刷機1用の被印刷体検出装置(実施の形態、物体の外周形状検出装置、図1
21 検出用駆動機構(θ−Y軸制御機構)
22平板状の接触バー
23 検出制御機構
24 θ軸用サーボモーター
25 Y軸用サーボモーター
26 接触バー22のサーボ支持機構
30 外周凹部
P、P1、P2 被印刷体(物体)
A 被印刷体Pの曲面状外周面の印刷領域
T ゼロ回転位置
θ ゼロ回転位置Tからの回転角度
C 検出用回転中心
R 検出用回転中心Cからの間隔
L 検出用回転中心Cからの間隔(検出用回転中心Cから接触バー22に立てた垂線の長さ)
K センサー針10と被印刷体Pの外周面との接触角度
Q センサー針10と被印刷体Pの外周面との接触点
S 被印刷体Pと接触バー22との接点

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