振动发生装置以及图像形成装置

文档序号:1807093 发布日期:2021-11-09 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 振动发生装置以及图像形成装置 (Vibration generating device and image forming apparatus ) 是由 星山勇一 于 2021-05-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供能够准确地应对微小的振动的振动发生装置。包含固定的永久磁铁(47)及磁轭(49)和线圈(51),并且包含可动件(55),该可动件利用弹簧(53)支撑于磁轭并通过正反切换对线圈的通电来相对于磁轭进行振动,可动件的两端部(55a)在与磁轭的各组的前端(49h、49i、49j、49k)之间以均匀的第一间隙(t1)分别配置,至少四个截面呈泪珠状的弹簧(53)支撑可动件,可动件的中央部(55b)相对于线圈(51)的贯通孔(51a)具有均等的第二间隙(t2)地配置,第二间隙设定为在与第一间隙的关系中允许可动件的中央部的摆动的大小,在使可动件的两端部在第一间隙内振动时,可动件的中央部在第二间隙内摆动振动而使可动件进行跷跷板运动的振动。(The invention provides a vibration generator capable of accurately coping with minute vibration. Comprising a fixed permanent magnet (47), a yoke (49) and a coil (51), and comprising a movable element (55), the movable element is supported by the yoke by a spring (53) and vibrates with respect to the yoke by switching the energization of the coil in the forward and reverse directions, the two ends (55a) of the movable element are respectively arranged with a uniform first gap (t1) between the front ends (49h, 49i, 49j, 49k) of the groups of the magnetic yoke, at least four springs (53) with a teardrop-shaped section support the movable element, the center part (55b) of the movable element is arranged with a uniform second gap (t2) relative to the through hole (51a) of the coil (51), the second gap is set to a size which allows the swing of the center part of the movable element in the relation with the first gap, when both end portions of the movable element are vibrated in the first gap, the center portion of the movable element is vibrated in the second gap to vibrate the movable element for seesaw movement.)

振动发生装置以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及获取微小振动的振动发生装置以及图像雕刻装置,该图像雕刻装置使用振动发生装置来通过描画针与被雕刻介质的相对动作对被雕刻介质进行雕刻。

背景技术

现今,公知一种图像雕刻装置,该图像雕刻装置对护照等小册子状的被雕刻介质、由纸等构成的片状、卡状等的被雕刻介质实施图像雕刻来用于防止伪造、赋予美观方面的施加价值(例如,专利文献1、2)。

该图像雕刻装置利用基于将图像数据转换为电信号的图像信号进行振动的描画针来进行微小雕刻,在被雕刻介质上生成照片、图形等图像。

这样的图像雕刻装置使用永久磁铁和电磁铁作为振动发生装置,永久磁铁安装于基座,构成为使可动件相对于永久磁铁振动来对上述描画针施加振动。也就是说,通过正反切换对支撑于可动件的线圈的通电,来切换可动件的磁极,从而能够使电磁铁的可动件相对于永久磁铁振动。

但是,由于线圈与可动件一起振动,所以针对微小的振动的对应有极限,从而导致正确的微小雕刻等有极限。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-289823号公报

专利文献2:日本特开2009-207955号公报

发明内容

发明所要解决的课题

要解决的问题点在于,由于线圈支撑于振动侧的可动件,所以针对微小的振动的对应有极限。

用于解决课题的方案

本发明为了能够准确地应对微小的振动,提供一种振动发生装置,其特征在于,包含固定侧的永久磁铁及磁轭和线圈,并且包含可动侧的可动件,该可动侧的可动件利用弹簧而支撑于上述磁轭且通过正反切换对上述线圈的通电来相对于上述磁轭进行振动,上述磁轭具备一对,各自的一端与上述永久磁铁的N极和S极分别接合,在上述一对磁轭的另一端,对称地成对具备对置地构成N极和S极的前端的组,上述磁轭具备在上述前端的组的对的彼此之间并在中央收纳并固定上述线圈的线圈固定部,上述磁轭至少在四处以根据上述前端而成为对称配置的方式具备弹簧支撑部,上述弹簧支撑部在上述线圈固定部的两侧且在与上述前端的组之间支撑上述弹簧,上述可动件具备在中央部的两侧对称地突出的端部,上述可动件的两端部在与上述磁轭的各组的前端之间以均匀的第一间隙分别配置,上述可动件的中央部配置于上述线圈固定部,上述可动件在一端部具备局部地突出的用于获取振动的臂部,上述弹簧根据上述弹簧支撑部而至少具备四个,上述至少四个弹簧分别是在一侧具备尖端部且在另一侧具备圆弧状部的截面呈泪珠状的同一形状,各上述弹簧的尖端部分别由上述各弹簧支撑部支撑,各上述弹簧的圆弧状部在上述中央部的两侧支撑上述可动件,上述线圈收纳在上述线圈固定部内且外周部由树脂固定于上述磁轭,在上述线圈的内周具备供上述可动件的中央部配置的贯通孔,上述可动件以上述中央部相对于上述贯通孔具有均等的第二间隙的方式配置,上述第二间隙设定为在与上述第一间隙的关系中允许上述可动件的中央部的摆动的大小,在通过正反切换对上述线圈的通电来使上述可动件的两端部在上述第一间隙内振动时,上述可动件的中央部在上述第二间隙内摆动振动,而使上述可动件进行跷跷板运动的振动。

并且,提供一种图像雕刻装置,其具备上述振动发生装置,其特征在于,上述振动发生装置以上述臂部在Z轴方向上获取振动的方式载置,具备经由Z轴方向的连结部件而与上述臂部在Z轴方向上连动构成的描画针支架,上述描画针支架支撑于允许Z轴方向的振动的支撑弹簧的前端,上述支撑弹簧以基端固定于固定部且在横向上朝向上述描画针支架延伸的方式配置,在上述描画针支架支撑描画针,基于雕刻信号来切换对上述线圈的通电,与上述可动件的跷跷板运动的针对连动地在Z轴方向振动的上述描画针利用与上述被雕刻介质之间的基于上述雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作,来对上述被雕刻介质进行雕刻。

发明的效果如下。

由于本发明的振动发生装置是上述结构,所以在通过正反切换对线圈的通电,来使可动件的两端部在第一间隙内合理地振动时,可动件的中央部能够在第二间隙内摆动振动。因此,能够进行可动件的更微小的振动。

本发明的图像雕刻装置基于雕刻信号来切换对线圈的通电,且利用在Z轴方向振动的描画针与被雕刻介质之间的基于雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作,能够对被雕刻介质进行雕刻。

附图说明

图1是示出图像雕刻装置的主要部分的简要立体图。(实施例1)

图2是示出振动发生装置与描画针的关系的立体图。(实施例1)

图3是振动发生装置的立体图。(实施例1)

图4是振动发生装置的侧视图。(实施例1)

图5是振动发生装置的主视图。(实施例1)

图6是具备电磁铁的磁轭的主视图。(实施例1)

图7是磁轭层叠体的立体图。(实施例1)

图8是磁轭板的立体图。(实施例1)

图9是可动件层叠体的立体图。(实施例1)

图10是可动板的立体图。(实施例1)

图11是可动板的主视图。(实施例1)

图12是泪珠状弹簧的立体图。(实施例1)

图13是泪珠状弹簧的剖视图。(实施例1)

图14是线圈的立体图。(实施例1)

图15是将振动发生装置设为两个的概念图。(实施例2)

图16的(A)是作为比较例的基于单螺线管方式的雕刻图像的分辨率的示意图。(B)是基于双螺线管方式的雕刻图像的分辨率的示意图。(实施例2)

图17的(A)是作为比较例的基于单螺线管方式的雕刻图像的示意图。(B)是基于双螺线管方式的雕刻图像的示意图。(实施例2)

图18是示出加法电路及减法电路的信号的分配映像的图表。(实施例2)

图19的(A)是说明信号图的图表,(B)是说明对应的雕刻图的图表。

(实施例2)

符号说明

1—图像雕刻装置,5—X轴工作台,7—Y轴工作台,9—Z轴驱动机构,13—描画针,19、19A、19B—振动发生装置,21—臂部,22—销支撑块,23—连结部件,25—描画针支架,27—支撑弹簧,29—固定块(固定侧),47—永久磁铁,49—磁轭,49e—线圈固定部,49f、49g—一端,49h、49i、49j、49k—前端,51—线圈,51a—贯通孔,51aa—内周部,51ab—开口缘部,53—弹簧,53a—尖端部,53b—圆弧状部,55—可动件,55a—两端部,55b—中央部,57—弹簧支撑部,59—安装托架,59a—开口,61—螺栓螺母。

具体实施方式

本发明的振动发生装置包含固定侧的永久磁铁及磁轭和线圈,并且包含可动侧的可动件,该可动侧的可动件利用弹簧而支撑于上述磁轭且通过正反切换对上述线圈的通电来相对于上述磁轭进行振动,上述磁轭具备一对,各自的一端与上述永久磁铁的N极和S极分别接合,在上述一对磁轭的另一端,对称地成对具备对置地构成N极和S极的前端的组,上述磁轭具备在上述前端的组的对的彼此之间并在中央收纳并固定上述线圈的线圈固定部,上述磁轭至少在四处以根据上述前端而成为对称配置的方式具备弹簧支撑部,上述弹簧支撑部在上述线圈固定部的两侧且在与上述前端的组之间支撑上述弹簧,上述可动件具备在中央部的两侧对称地突出的端部,上述可动件的两端部在与上述磁轭的各组的前端之间以均匀的第一间隙分别配置,上述可动件的中央部配置于上述线圈固定部,上述可动件在一端部具备局部地突出的用于获取振动的臂部,上述弹簧根据上述弹簧支撑部而至少具备四个,上述至少四个弹簧分别是在一侧具备尖端部且在另一侧具备圆弧状部的截面呈泪珠状的同一形状,各上述弹簧的尖端部分别由上述各弹簧支撑部支撑,各上述弹簧的圆弧状部在上述中央部的两侧支撑上述可动件,上述线圈收纳在上述线圈固定部内且外周部由树脂固定于上述磁轭,在上述线圈的内周具备供上述可动件的中央部配置的贯通孔,上述可动件以上述中央部相对于上述贯通孔具有均等的第二间隙的方式配置,上述第二间隙设定为在与上述第一间隙的关系中允许上述可动件的中央部的摆动的大小,在通过正反切换对上述线圈的通电来使上述可动件的两端部在上述第一间隙内振动时,上述可动件的中央部在上述第二间隙内摆动振动,而使上述可动件进行跷跷板运动的振动。

上述弹簧支撑部以对称配置的方式至少设于四处即可,也能够进一步增加数量。

上述弹簧能够根据上述弹簧支撑部的数量的増加来增加个数。

由树脂固定于上述磁轭的线圈的外周部在线圈的贯通孔以外存在即可,意味着最外周部、侧面部等。

上述第二间隙的大小是在可动件的两端部在第一间隙的范围内振动时允许可动件的中央部的摆动的大小即可,为允许摆动的刚好的大小或者其以上即可。至少是在第一间隙因可动件的振动消失而可动件的两端部抵接于磁轭的前端之前,第二间隙不会消失。第一、第二间隙能够同时消失。

上述贯通孔的内周部由树脂的包覆材料而形成为平坦,并且开口缘部由树脂的包覆材料而形成为与上述弹簧的圆弧状部对置的圆弧形状。开口緣部的圆弧形状能够在受限的空间内允许弹簧的圆弧形状部的变形即可,也可以是倒角形状。

上述永久磁铁及磁轭由固定侧的一对安装托架夹持,在上述一对安装托架具备与线圈固定部对应的开口,上述线圈的两侧部向上述安装托架的开口外突出,上述线圈由树脂固定于上述安装托架的外表面。

本发明的图像雕刻装置是具备上述振动发生装置的图像雕刻装置,上述振动发生装置以上述臂部在Z轴方向上获取振动的方式载置,具备经由Z轴方向的连结部件而与上述臂部在Z轴方向上连动构成的描画针支架,上述描画针支架支撑于允许Z轴方向的振动的支撑弹簧的前端,上述支撑弹簧以基端固定于固定部且在横向上朝向上述描画针支架延伸的方式配置,在上述描画针支架支撑描画针,基于雕刻信号来切换对上述线圈的通电,利用在Z轴方向振动的上述描画针与上述被雕刻介质之间的基于上述雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作,来对上述被雕刻介质进行雕刻。

上述连结部件能够从臂部向描画针支架传递振动且不会妨碍振动即可。

上述支撑弹簧允许描画针支架的Z轴方向的振动即可。

根据上述雕刻信号进行振动的描画针与被雕刻介质之间的基于雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作的具体构造是任意的。也就是说,在X轴方向上驱动的X轴工作台、在Y轴方向上驱动的Y轴工作台、以及在Z轴方向上驱动的Z轴驱动机构与振动发生装置及被雕刻介质之间的支撑组合是自由的。

例如,考虑以下各种组合:使被雕刻介质支撑于X轴工作台、使振动发生装置支撑于Y轴工作台及Z轴驱动机构的方式;使被雕刻介质支撑于Y轴工作台、使振动发生装置支撑于X轴工作台及Z轴驱动机构的方式;以及使被雕刻介质支撑于Z轴驱动机构、使振动发生装置支撑于X轴工作台及Y轴工作台的方式等。

一种具备上述振动发生装置的图像雕刻装置,上述振动发生装置具备两台,上述两台振动发生装置的一个以在Z轴方向上获取振动的方式载置,并且另一个以在与Z轴方向正交的X轴方向上获取振动的方式载置,具备经由Z轴方向的连结部件而与上述在Z轴方向上获取振动的一个振动发生装置的臂部连动构成的描画针支架,上述描画针支架支撑于允许向Z轴及X轴方向的振动的支撑弹簧的前端,上述支撑弹簧以基端固定于固定部且在横向上朝向上述描画针支架延伸的方式配置,在上述描画针支架支撑描画针,在上述X轴方向上获取振动的另一个振动发生装置的臂部经由X轴方向的连结部件而与上述描画针支架在X轴方向上连动构成,基于雕刻信号来切换对上述一个及另一个振动发生装置的线圈的通电,对由上述一个振动发生装置在Z轴方向上振动的上述描画针由上述另一个振动发生装置施加X轴方向的振动,且利用与上述被雕刻介质之间的基于上述雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作,来对上述被雕刻介质进行雕刻。

【实施例1】

[图像雕刻装置]

图1是示出本发明的实施例1的图像雕刻装置的主要部分的简要立体图。图2是示出振动发生装置与描画针的关系的立体图。

如图1、图2所示,图像雕刻装置1具有储存有控制装置等的装置主体(未图示。),在装置主体的上部具备X轴工作台5、Y轴工作台7、Z轴驱动机构9等。

上述X轴工作台5载置固定被雕刻介质并使之在平面内在X轴方向往复移动。上述Y轴工作台7使雕刻头11在平面内在与X轴方向正交的Y轴方向往复移动。Z轴驱动机构9使雕刻头11在上下方向移动。

上述雕刻头11具有描画针13,基于所输入的雕刻信号使描画针13振动,并利用与被雕刻介质之间的基于雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作来对被雕刻介质雕刻图像。雕刻信号是将从照片图像等读取到的图像的数字信号转换为模拟信号后的信号。

该雕刻头11利用配设于其后方的Z轴驱动机构9所具有的步进马达、同步带、滚珠丝杠等Z轴驱动部能够进行上述上下方向的移动。并且,雕刻头11利用由配设于Z轴驱动机构9之下的Y轴驱动部15驱动的Y轴工作台7能够进行上述Y轴方向亦即前后方向的移动。Y轴方向作为相对于被雕刻介质的扫描方向的“行”方向。

上述X轴工作台5由X轴驱动部15驱动,能够进行上述X轴方向亦即左右方向的移动。X轴方向作为相对于被雕刻介质的扫描方向上的“列”方向。在该X轴工作台5保持固定护照或卡等被雕刻介质。

因此,在Z轴方向上振动的雕刻头11的描画针13与被雕刻介质能够进行向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作。

上述图像雕刻装置1以雕刻头11在Z轴方向上获取振动的方式载置。因此,雕刻头11具备振动发生装置19。如图2所示,振动发生装置19具备获取振动的臂部21。在臂部21的前端安装有销支撑块22。描画针支架25经由Z轴方向的连结部件23而与销支撑块22连结。连结部件23是能够在Z轴方向上传递振动的具备刚性的金属制等的长条的线材。因此,描画针支架25经由连结部件23而与臂部21在Z轴方向上连动构成。

上述描画针支架25支撑于允许Z轴方向的振动的上下的支撑弹簧27a、27b的前端。各支撑弹簧27a、27b由板簧构成以便允许Z轴方向的振动,平行地具备X轴方向的一对腿部。支撑弹簧27a、27b的基端固定于作为固定部的固定块29。也就是说,支撑弹簧27a、27b以在横向上从固定块29朝向描画针支架25延伸的方式配置。上述描画针13支撑于该描画针支架25。

上述振动发生装置19的一侧由板簧部件31固定于浮动板33。振动发生装置19的另一侧与接合板35结合。接合板35与描画针调节螺纹件37结合。描画针调节螺纹件37与浮动板33螺纹结合,能够利用带刻度的旋钮39对描画针调节螺纹件37进行旋转操作。浮动板33经由板簧41而与雕刻头11的框架43连结。对浮动板33也进行固定块29的上述固定。

因此,基于雕刻信号来切换对下述的线圈的通电并与下述的可动件的跷跷板运动的振动连动地在Z轴方向上振动的描画针13利用与被雕刻介质之间的基于上述雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作来对上述被雕刻介质进行雕刻。

[振动发生装置]

图3是振动发生装置的立体图。图4是振动发生装置的侧视图。图5是振动发生装置的主视图。图6是具备电磁铁的磁轭的主视图。图7是磁轭层叠体的立体图。图8是磁轭板的立体图。图9是可动件层叠体的立体图。图10是可动板的立体图。图11是可动板的主视图。图12是泪珠状弹簧的立体图。图13是泪珠状弹簧的剖视图。图14是线圈的立体图。

如图1~图5所示,上述振动发生装置19包含固定侧的永久磁铁47及磁轭49和线圈51,并且包含可动侧的可动件55,该可动侧的可动件55利用弹簧53而支撑于上述磁轭49,并通过正反切换对上述线圈51的通电来相对于上述磁轭49振动。在该情况下,由于是可动件55相对于磁轭49振动的结构,所以将永久磁铁47、磁轭49以及线圈51称作固定侧,并将能够相对于该固定侧振动并移动的可动件55称作可动侧。

如图4、图6所示,上述永久磁铁47例如将长方体形状的三个块47a上下直列地层叠而成的。此外,也能够将永久磁铁的块并列地配置多个并与磁轭49结合。

如图3~图8所示,上述磁轭49具备磁轭上部49a、磁轭下部49b作为上下一对。如图6~图8所示,一对磁轭上下部49a、49b分别是磁轭板49A的层叠构造。一对磁轭上下部49a、49b在彼此之间的一侧形成有磁铁安装部49c,在另一侧形成有可动件配置部49d及线圈固定部49e。

上述磁铁安装部49c形成为一侧敞开的矩形形状。磁铁安装部49c的上部由磁轭上部49a的一端49f形成,其下部由磁轭下部49b的一端49g形成。磁轭上部49a的一端49f与配置于磁铁安装部49c的永久磁铁47的上端的极、例如N极接合。磁轭下部49b的一端49g与永久磁铁47的下端的极、例如S极接合。也就是说,成为磁轭上部49a及磁轭下部49b各自的一端49f、49g与上述永久磁铁47的N极和S极分别接合的结构。

上述可动件配置部49d形成于磁轭上部49a及磁轭下部49b的Y轴方向的另一端间。具备与可动件配置部49d的上下部对置的前端49h、49i的组和前端49j、49k的组。前端49h、49i的组和前端49j、49k的组在Y轴方向上成为对的组。对的组数没有特别限定,除图示的一对的组之外,还能够增加对的组数而对称地成为两对的组等。也就是说,成为在上述一对磁轭亦即磁轭上部49a及磁轭下部49b的另一端,对称地成对具备对置地构成N极和S极的前端的组。附图中,磁轭上部49a的前端49h、49j为N极,磁轭下部49b的前端49i、49k为S极。

上述磁轭49具备在上述前端49h、49i的组和前端49j、49k的组的对的彼此之间并在中央收纳并固定上述线圈51的线圈固定部49e。线圈固定部49e形成为上下左右对称形状,在X轴方向上贯通形成于磁轭49。线圈固定部49e由形成于磁轭上部49a的另一侧的朝下的切口部49ea和形成于磁轭下部49b的另一侧的朝上的切口部49eb形成。切口部49ea、49eb位于上述可动件配置部49d的上下两侧。在该情况下,另一侧是将上述磁铁安装部49c侧作为一侧的。

上述磁轭49至少在四处以根据上述前端49h、49i、49j、49k而成为对称配置的方式具备弹簧支撑部57。该弹簧支撑部57在上述线圈固定部49e的Y轴方向的两侧并在上述前端49h、49i的组与前端49j、49k的组之间支撑上述弹簧53。四处的弹簧支撑部57形成为同一形状。上侧两处的弹簧支撑部57以指向朝下的切口部49ea的下部内侧的方式倾斜设定。下侧两处的弹簧支撑部57以指向朝上的切口部49eb的上部内侧的方式倾斜设定。各弹簧支撑部57被切开为在线圈固定部49e与前端49h、49i、49j、49k之间的切口的边部形成三角形状的两边。该弹簧支撑部57的形状与下述的弹簧53的尖端部侧的形状对应。弹簧支撑部57成为无间隙地嵌合支撑弹簧53的尖端部的结构。

上述永久磁铁47及磁轭49由一对安装托架59夹持,安装托架59间由螺栓螺母61进行紧固从而完成组装。在一对安装托架59形成有与线圈固定部49e对应的开口59a,使线圈固定部49e敞开在一对安装托架59外。该安装托架59的紧固部59b紧固固定于作为固定侧的雕刻头11的浮动板35。

如图3~图5、图9~图11所示,上述可动件55是可动板55A的层叠体。在该层叠体的可动件55的Y轴方向的一端的中央部一体地具备上述臂部21。臂部21形成为从可动件55局部地突出。图9中,从中央部侧的两片可动板55A一体地突出,作为用于获取振动而配备。

上述可动件55具备在中央部的两侧在Y轴方向的横向上对称地突出的端部55a。可动件55的两端部55a以均匀的第一间隙t1分别配置在上述磁轭49的各组的前端49h、49i之间以及前端49j、49k之间。可动件55的中央部55b形成为上下宽度较宽。该中央部55b配置在上述线圈固定部49e的朝下的切口部49ea以及朝上的切口部49eb之间。可动件55的左右两端部55a以及中央部55b之间形成有由倾斜的台阶形成的弹簧座部55c。上述弹簧座部55c抵接地支撑弹簧53的圆弧状部。

上述弹簧53根据上述弹簧支撑部57而至少具备四个。也能够在Y轴方向上确保设置空间并增设弹簧53及弹簧支撑部57。

如图4、图12、图13所示,弹簧53由板簧形成且形成为截面呈泪珠状的线对称。在弹簧53的截面中,在一侧具备尖端部53a且在另一侧具备圆弧状部53b。尖端部53a为使板簧折曲形成的对接部。圆弧状部53b沿半径r的圆形成,尖端部53a沿半径r的圆的切线形成。尖端部53a的顶点53ab与半径r的圆之间的最短距离设定为比半径r小。

上述尖端部53a是大致无间隙地与上述弹簧支撑部57嵌合的形状,尖端部53a的两侧面由弹簧支撑部57抵接支撑。圆弧状部53b具有支撑上述可动件55的弹簧座部55c的曲率。

若上述弹簧53夹在弹簧支撑部57与弹簧座部55c之间设置,则弹簧53的对称线倾斜地设定配置。

该弹簧53以尖端部53a的两侧部53c相对于圆弧状部53b侧在长度方向上突出的方式形成。因此,能够一边由弹簧支撑部57可靠地支撑尖端部53a侧,一边使圆弧状部53b可靠地抵接于弹簧座部55c。

这样,由上述弹簧支撑部57支撑的弹簧53的圆弧状部53b支撑上述可动件55,设定上述第一间隙t1。

如图3~图5、图14所示,上述线圈51呈矩形状地卷绕。线圈51的卷绕形状是自由的,也能够卷绕为外周呈椭圆形等。线圈51的卷绕方向是与可动件55的配置方向相交的方向,附图中,线圈51的上下左右是ZX轴方向。在线圈51的矩形状的内周具备配置上述可动件55的中央部55b的贯通孔51a。线圈51的贯通孔51a通过线圈51的线材的缠绕而构成精致的平面。线圈51整体由树脂包覆。

上述贯通孔51a的内周部51aa由树脂的包覆而平坦地形成,并且开口缘部51ab因树脂的包覆而形成为圆弧形状或者倒角形状。开口缘部51ab的圆弧形状或者倒角形状等与弹簧53的圆弧状部53b对置。利用该对置,能够使线圈51与弹簧53的间隔更加狭小。

上述贯通孔51a的内周部51aa的平坦、开口缘部51ab的圆弧形状或者倒角形状等准确地允许可动件55的中央部55b的摆动范围,且准确地允许弹簧53的圆弧状部53b的动作。因此,在与第一间隙t1的关系中极力缩小可动件55的中央部55b与线圈51的贯通孔51a的内周部51aa之间的第二间隙t2,且使线圈55与弹簧53之间接近,能够有助于整体的小型化。

在上述线圈51安装有温度传感器51c,检测运转中的线圈温度。该检测温度的信号向控制部输入,来进行线圈51的运转温度的管理。

上述线圈51收纳在上述线圈固定部49e内且外周部由树脂P固定于上述磁轭49。在实施例中,用树脂P对线圈51的上下外端与上述安装托架59的外表面之间进行固定。因此,在本实施例中,线圈51间接地固定于磁轭49。但是,也能够将线圈51直接固定于磁轭49的线圈固定部49e。在将线圈51固定于安装托架59的外表面的实施例中,线圈51的X轴方向的长度比线圈固定部49e大,线圈51的X轴方向的两端部向安装托架59的开口59a外突出。容易利用树脂P将线圈51固定于安装托架59的外表面。

如图4所示,上述可动件55以上述中央部55b相对于上述线圈51的贯通孔51a的内周部51aa具有均等的第二间隙t2的方式配置。第二间隙t2的均等是指,在Z轴方向上在中央部55b的上下两侧与贯通孔51a的内周部51aa的上下两侧之间上下相等地均匀形成第二间隙t2。上下的第二间隙t2设定为在与第一间隙t1的关系中允许可动件55的中央部55b的摆动的大小。

在通过正反切换对上述线圈51的通电来使上述可动件55的两端部55a在上述第一间隙t1内振动时,上述可动件55的中央部55b能够在上述第二间隙t2内摆动振动,而使上述可动件55进行跷跷板运动的振动。

在对上述线圈51通电前,可动件55利用由四个弹簧53对磁轭49进行的支撑来保持平衡,两端部55a相对于磁轭49的前端49h、49i、49j、49k维持第一间隙t1。

因对上述线圈51的通电,线圈51的两侧、即可动件55的两端部55a中的一个成为N极,另一个成为S极。相对于此,若正反切换对线圈51的通电,则两端部55a的一个切换为S极,另一个切换成N极。

通过该通电的切换,在端部55a为N极时,与磁轭49的作为N极的上方的前端49h或者前端49j排斥,并且被该磁轭49的作为S极的下方的前端49i、49k吸引。在端部55a为S极时,被磁轭49的作为N极的上方的前端49h或者前端49j吸引,并且与该磁轭49的作为S极的下方的前端49i、49k排斥。

因此,通过正反切换对线圈51的通电,能够使可动件55微小地摆动旋转。摆动旋转的程度通过电流的控制来控制。也就是说,第一间隙t1内的可动件55的振幅的程度由电流来改变,控制雕刻深度。

在该摆动旋转时,弹簧53从可动件55的弹簧座部55c承受载荷而以使截面变形的方式挠曲,若来自弹簧座部55c的载荷释放,则对弹簧座部55c施力以便截面形状复原。

因此,即使是小型的弹簧53,也能够准确地追随可动件55的微小的摆动旋转,能够对可动件55的微小振动进行施力。

而且,由于可动件55的中央部55b在线圈51的贯通孔51a内摆动旋转,所以线圈51的重量与可动件55的微小振动无关,能够正确且可靠地进行可动件55的微小振动。若在振动中弹簧53挠曲,则圆弧状部53b进行稍微被压扁之类的变形,因而其外表面向线圈51侧突出。此时,线圈51的开口缘部51ab允许弹簧53的挠曲,能够使可动件55合理地振动。而且,由于尽可能接近可动件55的中央部55b地配置弹簧53,所以容易地兼得弹簧53对可动件55的准确的支撑和可动件55的准确的振动。

而且,四个弹簧53对称地倾斜配置,能够使弹簧53的作用力均匀地作用于圆弧状部53b,能够对微小摆动振动作用准确的作用力。

这样的微小振动经由臂部21向销支撑块22、连结部件23传递,基于将图像数据转换为电信号后的信号来使描画针13振动,由此能够可靠地进行微小雕刻。

上述第二间隙t2设定为在与上述第一间隙t1的关系中允许上述可动件55的中央部55b的摆动的大小,因而能够确保线圈55的圈数的同时极力地实现小型化。

【实施例2】

图15是将振动发生装置设为两个的概念图。图16的(A)是作为比较例的基于单螺线管方式的雕刻图像的分辨率的示意图。图16的(B)是基于双螺线管方式的雕刻图像的分辨率的示意图。图17的(A)是作为比较例的基于单螺线管方式的雕刻图像的示意图。图17的(B)是基于双螺线管方式的雕刻图像的示意图。图18是示出加法电路及减法电路的信号的分配映像的图表。图19的(A)是说明信号图的图表。图19的(B)是说明与信号图对应的雕刻图的图表。

如图15所示,实施例2具备两台振动发生装置19A、19B。

上述两台振动发生装置19A、19B的一个以在Z轴方向上获取振动的方式载置,并且另一个以在与Z轴方向正交的例如X轴方向上获取振动的方式载置。

上述在Z轴方向上获取振动的一个振动发生装置19A的结构与实施例1的振动发生装置1的结构相同,具备经由Z轴方向的连结部件23而与臂部21连动构成的描画针支架25,描画针支架25支撑于允许向Z轴及X轴方向的振动的支撑弹簧27c、27d的前端。与实施例1相同,支撑弹簧27c、27d以基端固定于作为固定部的固定块29且在横向上朝向描画针支架25延伸的方式配置。描画针13支撑于描画针支架25。

与实施例1不同,上述支撑弹簧27c、27d形成为棒状等,允许描画针支架25的XZ方向的振动。

就上述在X轴方向上获取振动的另一个振动发生装置19B而言,使臂部21B经由X轴方向的连结部件23B而与振动发生装置19A的描画针支架25在X轴方向上连动构成。也就是说,振动发生装置19B的至连结部件23B为止的构造与振动发生装置19A的结构相同。但是,关于连结部件23B,也能够根据振动发生装置19B的横置构造来变更材质、粗细、长度。振动发生装置19B能够根据横置来变更形状、支撑构造等。

上述振动发生装置19A、19B与驱动电路63连接。驱动电路63概念性地示出,示出图像信号65与振动发生装置19A、19B的关系。图像信号65在输出侧连接有一对放大器67a、67b。一对放大器67a、67b分别与加法电路69及减法电路71连接。加法电路69经由放大器73a而与振动发生装置19A的线圈51连接。减法电路71经由放大器73b而与振动发生装置19B的线圈51连接。

并且,基于雕刻信号来切换对上述一个及另一个振动发生装置19A的线圈51的通电。与上述一个振动发生装置19A的可动件55的跷跷板运动的振动连动地在Z轴方向上振动的描画针13能够利用与被雕刻介质之间的基于上述雕刻信号的向X轴、Y轴、Z轴方向的相对动作来对被雕刻介质进行雕刻。相对于该能够雕刻的动作,振动发生装置19B通过可动件55的基于上述雕刻信号的跷跷板运动的振动,对描画针支架25施加X轴方向的振动来进行雕刻。

能够利用该振动发生装置19A、19B的双螺线管方式来进行高精细的雕刻。

仅利用上述振动发生装置19A的单螺线管方式的雕刻图像的分辨率是图16的(A),追加了上述振动发生装置19B的双螺线管方式的雕刻图像的分辨率为图16的(B)。也就是说,列方向的分辨率从d成倍至d1。

若以上述单螺线管方式雕刻“World”这一字符,则如图17的(A)所示。若以上述双螺线管方式雕刻“World”这一字符,则如图17的(B)所示,在双螺线管方式中,得到了高精细的雕刻图像。

利用上述双螺线管方式分辨率成倍的机制如下。

若使用仅基于上述振动发生装置19A的单螺线管方式,则一点内的列方向上的描画针13的位置不变地在行方向一定的直线上根据雕刻信号进行雕刻。也就是说,描画针13在一定的直线上一边使深度变化一边进行雕刻。因此,即使每一点的图像数据存在浓淡的偏差,在点的列方向中央位置也表现二值化的浓淡。因此,在由照片生成的图像信号中,即使在一点内浓淡的中央値在列方向上偏离,单螺线管方式的描画针13也必须在点的列方向中央位置表现其浓淡,因而列方向的分辨率不会为一定值以上。

相对于此,若使用基于上述振动发生装置19A、19B的双螺线管方式,则能够提高列方向的分辨率。作为一例,通过图18、图19来说明黒卡雕刻的例子。

图18示出一点中的列方向上的信号的分配与雕刻的关系。对图18的a、b分配0~1。在图像数据中,能够设为256的灰度值等。信号栏示出雕刻最小单位的颜色的状态(黒~灰~白)。在一点内将最小单位分割处理为上下两段的a、b。

a:是指信号一点的上段。用数值示出a的“黑百程度”。0意味着全黑,1意味着全白。

b:是指信号一点的下段。用数值示出b的“黑百程度”。0意味着全黑,2意味着全白。

a+b:用数值示出雕刻一点的“雕刻深度”。0意味着无雕刻,2意味着最深。振动发生装置19A相对于深度进行动作。

a-b:用数值示出雕刻一点的“偏移位置”。0意味着中心,+1意味着最上位置,-1意味着最下位置。振动发生装置19B相对于偏移进行动作。

因此,相对于图19的(A)的信号,图19(B)所示的雕刻在每一点进行。例如,当信号在一点的上段及下段均为全黑(0,0)时(图19的(A)的上段第一列),均没有雕刻及偏移(0,0)(图19的(B)的上段第一列)。当信号在一点的上段为全白、在下段为全黑(1,0)时(图19的(A)的上段第二列),雕刻深度为1,偏移为1(1,1)。也就是说,一点的上段以深度1被雕刻。以下,图19的上段第三列、以及下段第一列~第三列的对应关系也相同。

这样,预计一点内的图像数据的浓淡的偏差来使加法电路69及减法电路71发挥功能,且通过信号的分配来使振动发生装置19A、19B动作,从而控制一点内的描画针13的位置、雕刻深度,能够提高列方向的分辨率。

此外,若描画针13在一点内以使位置在列方向上变化的方式进行雕刻,则有在列方向上点的范围波及旁边的点区域的担忧。在该情况下,即使这样雕刻图像也没有问题,但还能够取消描画针13的一点内的位置变更控制,从而在列方向上点的范围不会波及旁边的点区域。

综上所述,在双螺线管方式中,能够得到更加精细的雕刻图像。

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