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Title:
VIBRATION GENERATING DEVICE, IMAGE ENGRAVING DEVICE, AND SPRINGS FOR THE VIBRATION GENERATING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/107381
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a vibration generating device capable of coping with fine vibrations properly. The vibration generating device is characterized in that the polar portions (47a and 47b) of an electromagnet side (25) composed of a coil (39) and a movable element (47) are arranged through gaps between the two opposed polar portions (35a and 37a) of a permanent magnet side (23), in that the electromagnet side (25) is supported by springs (27) in a manner to float with respect to the permanent magnet side (23), in that the springs (27) are bent to have water droplet sections each having a peak portion (27a) on one side and an arcuate portion (27b) on the other side, in that the springs (27) are supported on the sides of the peak portions (27a) by the permanent magnet side (23) and support the movable element (47) of the electromagnet side (25) on the sides of their arcuate portions (27b), and in that the electromagnet side (25) is vibrated by switching the power feed to the electromagnet side (25) positively and negatively.

Inventors:
HOSHIYAMA YUICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/000852
Publication Date:
September 03, 2009
Filing Date:
February 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SEMCO CORP (JP)
HOSHIYAMA YUICHI (JP)
International Classes:
B06B1/04; B42D15/10; B44B1/00; B44B1/06; F16F1/10
Foreign References:
JPH11198334A1999-07-27
JP2003028362A2003-01-29
JP2006297874A2006-11-02
Attorney, Agent or Firm:
SUDO, Yuichi (JP)
Yuichi Sudo (JP)
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Claims:
 固定側に支持された永久磁石側又は電磁石側の対向する両極部間に電磁石側又は永久磁石側の極部が隙間を有して配置され、
 前記永久磁石側又は電磁石側に対して前記電磁石側又は永久磁石側をバネによりフローティング支持し、
 前記バネを、一側に尖端部を備えると共に他側に円弧状部を備える断面水滴形に屈曲形成し、
 前記バネの尖端部側は、前記永久磁石側又は電磁石側に支持されると共に、前記バネの円弧状部側が前記電磁石側又は永久磁石側を支持し、
 前記電磁石又は永久磁石側への通電を正逆切り換えることにより前記電磁石側又は永久磁石側を振動させる、
 ことを特徴とする振動発生装置。
 固定側に支持された永久磁石側の対向する両極部間にコイル及び可動子からなる電磁石側の極部が隙間を有して配置され、
 前記永久磁石側に対して前記電磁石側をバネによりフローティング支持し、
 前記バネを、一側に尖端部を備えると共に他側に円弧状部を備える断面水滴形に屈曲形成し、
 前記バネの尖端部側は、前記永久磁石側に支持されると共に、前記バネの円弧状部側が前記電磁石側の可動子を支持し、
 前記電磁石側への通電を正逆切り換えることにより前記電磁石側を振動させる、
 ことを特徴とする振動発生装置。
 請求項2記載の振動発生装置であって、
 前記永久磁石側は、中央部に前記電磁石側のコイル部を振動可能に収容するコイル収容空間部を備えると共に、このコイル収容空間部の両側に前記対向する永久磁石側の両極部を一対備え、
 前記電磁石側の可動子は、前記コイルの両側に両極部が突出されて前記永久磁石側の両極部間にそれぞれ配置された、
 ことを特徴とする振動発生装置。
 請求項3記載の振動発生装置であって、
 前記永久磁石側のコイル収容空間部及び二対の両極部間と前記電磁石側の可動子のコイル両側との間の4カ所に前記バネを対称に配置した、
 ことを特徴とする振動発生装置。
 請求項2~4の何れかに記載の振動発生装置であって、
 前記永久磁石側に、前記バネの尖端部側を嵌合支持させる尖端支持凹部を設け、
 前記電磁石の可動子に、前記バネの円弧状部を嵌合支持させる円弧面を設けた、
 ことを特徴とする振動発生装置。
 請求項2~5の何れかに記載の振動発生装置を備えた画像彫刻装置であって、
 前記コイルへの通電の切り換えを彫刻信号に基づいて行わせ前記電磁石側に連動構成された彫刻針により被彫刻媒体を彫刻する、
 ことを特徴とする画像彫刻装置。
 一側に尖端部を備えると共に他側に円弧状部を備える断面水滴形に屈曲形成した、
 ことを特徴とする振動発生装置のバネ。
 請求項7記載の振動発生装置であって、
 前記尖端部側が円弧状部側に対して両側に突出するように長く形成された、
 ことを特徴とする振動発生装置のバネ。
Description:
振動発生装置、画像彫刻装置、 び振動発生装置のバネ

 本発明は、彫刻針と被彫刻板との相対動 より被彫刻板へ彫刻を行わせるものなどに される振動発生装置、画像彫刻装置、及び 動発生装置のバネに関する。

 従来、パスポート等の小冊子状の被彫刻 体や、紙等からなるシート状やカード状等 被彫刻媒体に画像彫刻を施して偽造防止や 的付加価値の付与に用いられる画像彫刻装 が知られている(例えば、特許文献1)。

 このような画像彫刻装置は、画像データ 電気信号に変換した画像信号に基づいて振 する彫刻針により微細彫刻を行ない、写真 図形等の画像を媒体上に生成するものであ 。

 前記彫刻針に振動を与える振動発生装置に 、弾性体としてコイルばね等が用いられて り、微細な振動に弾性体が対応できず、正 な微細彫刻等に限界を招いていた。

特開2002-86993号公報

 解決しようとする問題点は、彫刻針に振 を与える振動発生装置には、弾性体として イルばね等が用いられており、微細な振動 対応できず、正確な微細彫刻等に限界を招 ていた点である。

 本発明は、微細な振動に的確に対応可能 するため、固定側に支持された永久磁石側 は電磁石側の対向する両極部間に電磁石側 は永久磁石側の極部が隙間を有して配置さ 、前記永久磁石側又は電磁石側に対して前 電磁石側又は永久磁石側をバネによりフロ ティング支持し、前記バネを、一側に尖端 を備えると共に他側に円弧状部を備える断 水滴形に屈曲形成し、前記バネの尖端部側 、前記永久磁石側又は電磁石側に支持され と共に、前記バネの円弧状部側が前記電磁 側又は永久磁石側を支持し、前記電磁石又 永久磁石側への通電を正逆切り換えること より前記電磁石側又は永久磁石側を振動さ ることを振動発生装置の最も主要な特徴と る。

 コイルへの通電の切り換えを彫刻信号に づいて行わせ前記電磁石側に連動構成され 彫刻針により被彫刻媒体を彫刻することを 像彫刻装置の最も主要な特徴とする。

 一側に尖端部を備えると共に他側に円弧 部を備える断面水滴形に屈曲形成したこと 振動発生装置のバネの最も主要な特徴とす 。

 本発明の振動発生装置は、微細な振動に 確に対応可能とするため、固定側に支持さ た永久磁石側又は電磁石側の対向する両極 間に電磁石側又は永久磁石側の極部が隙間 有して配置され、前記永久磁石側又は電磁 側に対して前記電磁石側又は永久磁石側を ネによりフローティング支持し、前記バネ 、一側に尖端部を備えると共に他側に円弧 部を備える断面水滴形に屈曲形成し、前記 ネの尖端部側は、前記永久磁石側又は電磁 側に支持されると共に、前記バネの円弧状 側が前記電磁石側又は永久磁石側を支持し 前記電磁石又は永久磁石側への通電を正逆 り換えることにより前記電磁石側又は永久 石側を振動させる。

 このため、バネが微細な振動に対応する とができ、微細な振動を出力することが可 となる。

 コイルへの通電の切り換えを彫刻信号に づいて行わせ前記電磁石側に連動構成され 彫刻針により被彫刻媒体を彫刻する。

 このため、正確な微細彫刻等を可能とす 。

 一側に尖端部を備えると共に他側に円弧 部を備える断面水滴形に屈曲形成した。

 このため、微細な振動に的確に対応可能 なる。

 微細な振動に的確に対応可能とするとい 目的を、断面水滴形のバネにより実現した

 図1は、本発明の実施例1に係る画像彫刻 置の外観を示す概略斜視図、図2は、画像彫 装置の主要部を示す斜視図である。

 図1,図2のように画像彫刻装置1は、制御装 置等が格納されている装置本体3を有し、装 本体3の上部に、X軸テーブル(彫刻テーブル)5 、Y軸テーブル(図示せず)、Z駆動機構等を備 ている。

 X軸テーブル(彫刻テーブル)5は、被彫刻媒 体を載置固定してX軸方向(横方向)に往復移動 させる。Y軸テーブル(明示せず)は、X軸方向 対して直交するY軸方向に彫刻テーブル5を往 復移動させる。Z軸機構は、彫刻ヘッド7等を え、彫刻ヘッド7を上下方向に移動させる。

 前記彫刻ヘッド7は、彫刻針を有し、入力 される画像信号(彫刻信号)に基づいて彫刻針 振動させ、被彫刻媒体に画像を彫刻する。

 この彫刻ヘッド7は、その後方に配設され ているZ軸駆動部9が有するステッピングモー 、タイミングベルト、ボールねじ等の駆動 構により上下動可能に、又、その下に配設 れているY軸駆動部11により駆動されるY軸テ ーブルによって前後方向の移動が可能になっ ている。

 前記彫刻ヘッド7の前方にX軸駆動装置13が 配設されている。このX軸駆動装置13は、往復 運動機構(X軸駆動部)15と、該機構15上に載設 れ、横方向(X軸方向)に往復移動(運動)される 彫刻テーブル17とで構成されている。この1204 275244687_0には、彫刻テーブル17にパスポート の小冊子状の被彫刻媒体19が保持固定されて いる状態を示している。

 前記彫刻ヘッド7には、図3、図4のような 動発生装置21が設けられている。図3は、振 発生装置の一部を省略した正面図、図4は、 同平面図である。

 図3,図4のように、振動発生装置21は、永 磁石側23に対して電磁石側25がバネ27により ローティング支持されたことを主要な構成 する。

 図5は、永久磁石に係り、(a)は、平面図、 (b)は、一部省略正面図である。

 図3~図5のように、前記永久磁石側23は、 石ブロック29及びヨーク31からなっている。 石ブロック29は、直方体形状に形成され、3 が上下に積層されている。ヨーク31は、複 枚のヨークプレート33が横方向に積層された ものであり、上部35及び下部37の各一端が磁 ブロック29の上下に結合され、同他端の上下 に、対向する永久磁石側23の両極部35a,37bが二 対備えられている。

 永久磁石側23は、ヨーク31の中央部に前記 電磁石側25のコイル39側を振動可能に収容す コイル収容空間部41が備えられている。コイ ル収容空間部41は、上下部41a,41bが円弧の上下 長穴状に形成され、ヨークプレート33の積層 向に貫通形成されている。このコイル収容 間部41の両側に前記永久磁石側23の対向する 両極部35a,37aを二対備えた構成となっている

 前記永久磁石側23に、前記バネ27の尖端部 27a側を嵌合支持させる尖端支持凹部43が設け れている。尖端支持凹部43の形状は、バネ27 の尖端部27a側の外形に対応し、尖端部27aを隙 間無く嵌合支持させる構成となっている。

 この永久磁石側23には、一対の取付ブラ ット45が取り付けられ、取付ブラケット45の 結部45aが、固定側である彫刻ヘッド7のベー スに締結固定されている。

 図6(a)は、コイルの平面図、(b)は、同概略 側面図、図7(a)は、可動子の平面図、(b)は、 概略正面図である。

 図3~図7のように、電磁石側25は、前記コ ル39に可動子47が嵌合して取り付けられたも である。

 図6のように、コイル39は、中央の嵌合孔4 9の回りに巻かれており、配線51、53が、制御 側の駆動回路に接続されている。

 図7のように、前記可動子47は、複数枚の 動子プレート55が前記ヨークプレート33の積 層方向と同方向へ積層されたものであり、中 央の嵌合部57の両側に両極部47a,47bが形成され ている。可動子47の嵌合部57が、コイル39の嵌 合孔49に嵌合する。嵌合孔49及び嵌合部57間は 、僅かな隙間を備えているが、両者間を接着 剤などで固定することも可能である。

 こうして、コイル39の両側に両極部47a,47b 突出されている。この両極部47a,47bは、前記 永久磁石側23の両極部間にそれぞれ上下の隙 を有して配置されている。

 前記可動子47には、前記バネ27の円弧状部 27bを嵌合支持させる円弧面59が嵌合部57の両 に上下4カ所に形成されている。

 可動子の幅方向中央(図7の上下部中央)に 、一対の板状の支持アーム61を介してピン 持ブロック63が取り付けられ、ピン支持ブロ ック63に支持ピン65の上端が固定されている 支持ピン65の下端には、図示しない彫刻針を 取り付けた図示しない針支持ブロックが固定 されている。針支持ブロックは、彫刻ヘッド 7のベース側に板バネなどにより支持され動 がガイドされている。

 図8は、バネに係り、(a)は、正面図、(b)は 、側面図である。

 図3のように、バネ27は、永久磁石側23の イル収容空間部41及び二対の両極部35a,37a間 前記電磁石側25の可動子47のコイル39両側と 間の4カ所に対称に配置されている。

 図3,図8のように、バネ27は、板ばねで線 称の断面水滴形に形成され、一側に前記尖 部27aを備えると共に他側に前記円弧状部27b 備えている。尖端部27aは、板ばねを屈曲形 した突き合わせ部となっている。尖端部27a 、前記永久磁石側23の尖端支持凹部43にほぼ 間無く嵌合する形状であり、円弧状部27bは 前記電磁石側25の円弧面59にほぼ隙間無く嵌 合する曲率を有している。

 バネ27が尖端支持凹部43及び円弧面59間に 設されると、バネ27の対称線が、45°斜めと るように設定は位置されることになる。

 このバネ27は、尖端部27aの両側部27cが円 状部27b側に対し突出するように長く形成さ ている。従って、尖端部27a側を永久磁石側23 の尖端支持凹部43に確実に支持させながら、 弧状部27bを、電磁石側25の円弧面59に確実に 当接させることができる。

 図9は、永久磁石側23の磁極を示し、図10 、電磁石側25の磁極の切り換えを示す説明図 である。

 図9のように、磁石ブロック29の上部がN極 、下部がS極であるとすると、両極部35a,37bは それぞれN極,S極となる。

 これに対し、コイル39への通電を正逆切 換えると両極部47a,47bが、図10のように(S極,N )、(N極,S極)となるように交互に切り換えら る。この切り換えにより、両極部47a,47bが(S ,N極)であると極部47aが永久磁石側23の極部35 aのN極に引き付けられると共に極部47bが永久 石側23の極部37aのS極に引き付けられる。両 部47a,47bが(N極,S極)に切り換えられると極部4 7aが永久磁石側23の極部37aのS極に引き付けら ると共に極部47bが永久磁石側23の極部35aのN に引き付けられる。

 このような永久磁石側23及び電磁石側25間の 作用により電磁石側25が、微小に揺
動回転する。

 この揺動回転時に、バネ27が電磁石側25の 円弧面59から荷重を受けて断面を変形させる うに撓み、円弧面59からの荷重が解放され と断面形状を復帰させるように円弧面59を付 勢する。

 従って、小型のバネ27でも電磁石側25の微 小な揺動回転に的確に追従し、電磁石側25の 小振動を付勢することができる。

 しかも、4個のバネ27が、線対称で45に配 され、バネ27の付勢力が円弧面59に電磁石側2 5の揺動回転方向に均一に作用させることが 能となり、微小揺動振動に対して的確な付 力を働かせることができる。

 このような微小振動は、支持アーム61を介 てピン支持ブロック63、支持ピン65へと伝達 れ、コイル39への通電の切り換えを彫刻信 に基づいて行わせることで、画像データを 気信号に変換した信号に基づいて彫刻針を 動させることにより微細彫刻を確実に行わ ることができる。
[実施例の効果]
 本発明実施例の画像彫刻装置1は、永久磁石 側23の対向する両極部35a,37a間にコイル39及び 動子47からなる電磁石側25の極部47a,47bが隙 を有して配置され、前記永久磁石側23に対し て前記電磁石側25をバネ27によりフローティ グ支持し、前記バネ27を、一側に尖端部27aを 備えると共に他側に円弧状部27bを備える断面 水滴形に屈曲形成し、前記バネ27の尖端部27a は、前記永久磁石側23に支持されると共に 前記バネ27の円弧状部27b側が前記電磁石側25 可動子47を支持し、前記電磁石側25への通電 を正逆切り換えることにより前記電磁石側25 振動させる。

 このため、小型のバネ27でも電磁石側25の 微小な揺動回転に的確に追従し、電磁石側25 微小振動を付勢することができる。従って コイル39への通電の切り換えを彫刻信号に づいて行わせることで、画像データを電気 号に変換した信号に基づいて彫刻針を振動 せることにより微細彫刻を確実に行わせる とができる。

 前記永久磁石側23は、中央部に前記電磁 側25のコイル39部を振動可能に収容するコイ 収容空間部41を備えると共に、このコイル 容空間部41の両側に前記対向する永久磁石側 23の両極部35a,37aを一対備え、前記電磁石側25 可動子47は、前記コイル39の両側に両極部47a ,47bが突出されて前記永久磁石側23の両極部35a ,37a間にそれぞれ配置された。

 このため、コイル39への通電の切り換え より微細彫刻をより確実に行わせることが きる。

 前記永久磁石側23のコイル収容空間部41及 び一対の両極部35a,37a間と前記電磁石側25の可 動子47のコイル39両側との間の4カ所に前記バ 27を対称に配置した。

 このため、電磁石側25の微小な揺動振動 対して4カ所のバネ27により均一の取れた付 力を介して確実に微小振動させることがで 、微細彫刻をより確実に行わせることがで る。

 前記永久磁石側23に、前記バネ27の尖端部 27a側を嵌合支持させる尖端支持凹部43を設け 前記電磁石側25の可動子47に、前記バネ27の 弧状部27bを嵌合支持させる円弧面59を設け 。

 このため、バネ27により電磁石側25の支持を 正確に行わせ、無駄のない確実な微小振動を 可能とする。
[その他]
 前記永久磁石側23と電磁石側25との配置を換 え、電磁石側25の極部間に永久磁石側23の極 を介設してフローティング支持し、永久磁 側23を微小振動させる構成にすることも可能 である。

 前記バネ27は、断面水滴形に形成される のであれば、尖端部27a及び円弧状部27bを同 長さに形成する等、形状は自由に選択でき 。

画像彫刻装置の外観を示す概略斜視図 ある。(実施例1) 画像彫刻装置の主要部を示す斜視図で る。(実施例1) 振動発生装置の一部を省略した正面図 ある。(実施例1) 振動発生装置の一部を省略した平面図 ある。(実施例1) 永久磁石に係り、(a)は、平面図、(b)は 一部省略正面図である。(実施例1) (a)は、コイルの平面図、(b)は、同概略 面図である。(実施例1) (a)は、可動子の平面図、(b)は、同概略 面図である。(実施例1) バネに係り、(a)は、正面図、(b)は、側 図である。(実施例1) 永久磁石側の磁極を示す説明図である (実施例1) 電磁石側の磁極の切り換えを示す説明 図である。(実施例1)

符号の説明

 1 画像彫刻装置
 23 永久磁石側
 25 電磁石側
 27 バネ
 27a 尖端部
 27b 円弧状部
 35a,37a 極部
 47 可動子
 47a,47b 極部