エンボス加工装置
【課題】 加工ローラの軸線方向に関する被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できるエンボス加工装置を提供する。
【解決手段】 本発明のエンボス加工装置１は、印画物１００を、その厚さ方向の両側に配置された加圧ローラ２０とエンボスローラとで挟み込んだ状態で一方向に移送しながら印画物１００に凹凸を付与する。そして、エンボスローラ２１を回転可能に支持するフレーム３０と、印画物１００の厚さ方向に関して変位可能な状態で加圧ローラ２０を回転可能に支持するローラ支持部材２４と、加圧ローラ２０の軸線方向ＣＬ１の両端側に配置されて、その一方の側において加圧ローラが印画物１００に加える圧力と、他方の側において加圧ローラが印画物１００に加える圧力とをそれぞれ独立に調整可能な一対の加圧機構４０Ａ、４０Ｂと、を備える。
【解決手段】 本発明のエンボス加工装置１は、印画物１００を、その厚さ方向の両側に配置された加圧ローラ２０とエンボスローラとで挟み込んだ状態で一方向に移送しながら印画物１００に凹凸を付与する。そして、エンボスローラ２１を回転可能に支持するフレーム３０と、印画物１００の厚さ方向に関して変位可能な状態で加圧ローラ２０を回転可能に支持するローラ支持部材２４と、加圧ローラ２０の軸線方向ＣＬ１の両端側に配置されて、その一方の側において加圧ローラが印画物１００に加える圧力と、他方の側において加圧ローラが印画物１００に加える圧力とをそれぞれ独立に調整可能な一対の加圧機構４０Ａ、４０Ｂと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の被加工体に凹凸を付与するエンボス加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真等の印画物には表面の光沢度が抑えられたものがある。銀塩写真の場合には表面に凹凸が付与された印画紙に画像をプリントすることにより、光沢が抑えられたいわゆる絹目調の印画物が得られる。一方、昇華型熱転写方式のプリンターを利用して光沢度が抑えられたつや消しの印画物を得るためには、銀塩写真のように画像形成前の受像シートに予め凹凸を付しておくことができないので、画像形成後の印画物に凹凸を付すことが必要となる。
【０００３】
そこで、画像形成後の印画物に凹凸を付与するエンボス加工装置として、表面に凹凸が形成され、かつヒータを内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラと対向して配置されたクッションローラとを有し、熱転写によって画像が形成された受像シートをこれらのローラで挟み込んで、受像シートの画像形成面に凹凸を付与する装置が知られている（特許文献１）。また、この種の加工装置としては、アームに回転自在に取付けられた圧力ローラと、この圧力ローラに対向するようにして配置されたエンボスローラと、圧力ローラとエンボスローラとの間に空間が形成されて写真が通過する位置とその空間が閉鎖されて写真にエンボス加工が行われる位置とが切り替えられるようにアームを選択的に揺動させるカム機構とを有し、このカム機構の選択動作によって作成した写真に対するエンボス加工の有無を選択できるようにした装置も知られている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１９８８５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの装置は、写真等の被加工体を二つのローラで挟み込む際に、被加工体に加えられる圧力をローラの軸線方向に関して調整できない。このため、機械的誤差等種々の要因で、被加工体に対する加圧力の加わり具合のバランスがローラの軸線方向に関して崩れた場合には、そのバランスを修正して加圧力の加わり具合を均一にすることができない。その結果、被加工体への凹凸の付与がローラの軸線方向に関して不均一になるおそれがある。例えば、被加工体に付与された凹凸がローラの軸線方向に関する一端側で不十分で、その反対側の他端側で過分になる事態を招くおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、加工ローラの軸線方向に関する被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できるエンボス加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明のエンボス加工装置について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明のエンボス加工装置は、シート状の被加工体を、互いに同一方向に軸線を向けるようにして前記被加工体の厚さ方向の両側に配置され、かつ少なくとも一方の表面に凹凸が形成された一対の加工ローラにて挟み込んだ状態で移送しながら前記被加工体に凹凸を付与するエンボス加工装置において、前記一対の加工ローラのいずれか一方を回転可能に支持するフレームと、前記厚さ方向に関して変位可能な状態で前記一対の加工ローラのいずれか他方を回転可能に支持するローラ支持部材と、前記ローラ支持部材に支持される前記加工ローラの軸線方向の両端側に配置されて、当該軸線方向に関する一方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力と、当該軸線方向に関する他方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力とをそれぞれ独立に調整可能な一対の加圧機構を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
この発明によれば、ローラ支持部材により支持される加圧ローラの軸線方向に関する両端側に一対の加圧機構が配置され、これらの加圧機構が当該軸線方向に関する一方の側において被加工体に加えられる圧力と、他方の側において被加工体に加えられる圧力とを独立に調整することができる。そのため、被加工体に加えられる圧力（加圧力）を加工ローラの軸線方向に関して均一に調整することができるので、被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できる。なお、本発明において独立に調整可能とは、一方の加圧機構による加圧力の調整が他方の加圧機構の調整に影響する態様を排除する趣旨ではない。例えば、一方の加圧機構によって加圧力を増減させた場合に他方の側の加圧力が若干増減する形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１０】
本発明における加圧機構は、加工ローラが被加工体に加える圧力を軸線方向の両端側でそれぞれ独立調整できるならば、どのような態様でもよい。例えば、前記一対の加圧機構のそれぞれは、弾性部材を介在させて前記ローラ支持部材と連結された連結部材を有するとともに、前記弾性部材を変形させつつ前記連結部材を前記厚さ方向に変位させてもよい（請求項２）。この態様によれば、弾性部材の変形量を調整することにより加圧力を調整することができる。また、仮に被加工体の移送方向に関して被加工体の厚さが一定でない場合でも、ローラ支持部材に支持された加工ローラは弾性部材の変形に伴う弾性力により被加工体に押し付けられた状態に保持されて被加工体の厚さの変化に追従できる。そのため、被加工体の厚さの変化に伴う加圧力の変動を低減でき、被加工体に付与される凹凸の均一性を向上できる。
【００１１】
この態様においては、前記一対の加圧機構のそれぞれは、前記連結部材の変位方向に関して高低差を有する斜面と、前記連結部材が変位するように前記斜面と接触しつつ直線移動可能な移動部材と、前記移動部材が直線移動するように前記移動部材を駆動する駆動機構と、を備えてもよいし（請求項３）、前記駆動機構は、前記移動部材の移動方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を回転駆動する駆動装置と、前記旋回軸の回転運動を当該旋回軸の軸線方向に関する直線運動に変換して前記移動部材に伝達する伝達機構と、を備えてもよい（請求項４）。これらの態様によれば、各加圧機構において、移動部材を直線運動させることにより弾性部材を変形させつつ連結部材を変位させて加圧力を調整できる。
【００１２】
上記伝達機構としては、通常のねじ機構を設けてもよいし、前記旋回軸の外周面に螺旋状のボール転走溝が形成された雄ねじと、前記移動部材に設けられ、かつ前記ボール転走溝に沿って転走可能な複数のボールを介在させて前記雄ねじと組み合わされたナットと、を有するボールねじ機構が設けられていてもよい（請求項５）。このようなボールねじ機構を利用した場合には、通常のねじ機構よりもバックラッシが十分に小さく、しかも旋回軸の駆動力も小さくて済む。従って、旋回軸を駆動する駆動装置を小型化しつつ移動部材の移動量及び位置をより正確に調整することができる。
【００１３】
また、前記移動部材は、その移動方向と直交する軸線回りに回転可能で、かつ前記斜面上を転がり接触可能な回転部材を備えていてもよい（請求項６）。この場合には、移動部材と斜面との接触抵抗が回転部材によって低減されるので移動部材が斜面上を滑らかに移動できる。従って、移動部材の駆動に要するエネルギーを低減でき、しかも作動の確実性が向上する。この態様においては、前記斜面が形成されるとともに、前記移動部材の移動方向と直交する方向に並べられ、かつ前記斜面の位置を前記移動方向に関して前後にずらすようにして前記連結部材に設けられた二つの傾斜プレートを更に備え、前記回転部材として、前記二つの傾斜プレートに対応して設けられ、かつ前記斜面の位置のずれ量に応じて前記移動部材の移動方向に関して前後にずらされた二つの接触ローラが設けられていてもよい（請求項７）。この場合には、移動部材の移動方向と直交する方向に並べられた傾斜プレート上を二つの接触ローラが走行することになるので、移動中の移動部材の安定度が向上する。また、斜面の位置のずれ量に応じて二つの接触ローラも移動方向に関して前後にずらされているので、移動部材の移動範囲内において一対の接触ローラと傾斜プレートとの接触が常時確保される。従って、移動部材の移動に伴って一方の接触ローラが傾斜プレートから離れて他方の接触ローラのみに荷重が作用することが防止される。
【００１４】
また、前記駆動機構の前記旋回軸が前記一対の加工ローラの前記軸線と平行な方向に延びるように設けられていてもよい（請求項８）。この態様によれば、移動部材の移動範囲を加工ローラの軸線方向に関する幅に収めることも可能になるので、被加工体の移送方向に関する装置の寸法の増加を抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、被加工体に加えられる圧力を加工ローラの軸線方向に関して均一に調整することができるので、被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１及び図２は本発明の実施形態に係るエンボス加工装置を示しており、図１は側面図を、図２は図１の右側から見た正面図を示している。エンボス加工装置１はシート状の被加工体である印画物１００に圧力を加えて表面に凹凸を付与する装置である。この印画物１００は紙を基材とした受像シートに画像が熱転写されて表面が保護層で覆われた写真である。エンボス加工装置１は印画物１００の保護層側の表面（画像形成面）に凹凸を付与する。これによって、印画物１００は表面の光沢が抑えられたつや消し状に加工される。
【００１７】
エンボス加工装置１は、図１の右側に位置し印画物１００に凹凸を付与する加工部２と、図１の左側に位置し加工前の印画物１００を保持しておく保持部３と、保持部３から送り出された印画物１００を移送方向ｙ１に向けて加工部２に移送するフィーダ部４と、保持部３の下方に位置し各部の動作を制御する制御部６とを有している。保持部３は印画物１００をトレー１０上に複数枚重ねた状態で保持でき、かつ電動機１２を駆動源とした駆動ローラ１１を動作させることでトレー１０から印画物１００を一枚ずつフィーダ部４へ送り出すことができる。フィーダ部４は、電動機１４を駆動源とした複数組（図では３組）の駆動ローラ１３を有している。これら駆動ローラ１３のうち、電動機１４の直上に位置するローラ１３Ａは、印画物１００の表面の埃等の汚れを除去するクリーニングローラとして機能する。また、フィーダ部４は、駆動ローラ１３で送り込まれた印画物１００を予熱するための予熱ローラ１５を有している。予熱ローラ１５はヒータ等の発熱手段を内蔵しており、その発熱手段の発熱量を調整することで、印画物１００の温度を一定に保持できる。これにより、エンボス加工装置１の設置場所の室温等の環境条件が変化した場合でも、印画物１００の温度変化に起因する性状の変化を抑えることができる。そのため、エンボス加工装置１の環境条件の変化によって、印画物１００の加工状態が変動することを防止できる。フィーダ部４と加工部２との境界部分には印画物１００を正確に案内するためのフィーダガイド１６が設けられている。以上の構成により、フィーダ部４は保持部３から送り込まれた印画物１００をローラ１３Ａで綺麗にし、かつ予熱ローラ１５で温度調整をした上で、加工部２へスムーズに送り出すことができる。加工部２で所定の加工が行われた印画物１００はデリバリー部７で一時的に保管される。
【００１８】
図２にも示すように、加工部２には、印画物１００に圧力を加える加圧ローラ２０と、この加圧ローラ２０に対向するように配置されたエンボスローラ２１とがそれぞれ設けられている。加圧ローラ２０は耐熱ゴム等の弾性材料で構成される。エンボスローラ２１の表面には所定形状の凹凸が形成されていて、印画物１００がエンボスローラ２１と加圧ローラ２０とによって挟み込まれた状態で移送されることにより、印画物１００に圧力が加えられてその画像形成面（エンボスローラ２１側の表面）に凹凸が付与される。この形態では、加工部２における印画物１００の移送方向はフィーダ部４における移送方向ｙ１と等しい。加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１は、印画物１００の全面に凹凸を付与できるように印画物１００よりも十分大きな幅を有している。エンボスローラ２１は例えばアルミニウムの中空材料で構成され、その表面の凹凸はブラスト処理で形成されている。加圧ローラ２０は回転軸２２の両側に設けられた玉軸受２３、２３を介在させて、ローラ支持部材２４にて軸線ＣＬ１回りに回転可能に支持されている。ローラ支持部材２４には電動機２５が取付けられている。電動機２５の回転がベルト２６を介してプーリ２７に伝達され、さらにこのプーリ２７の回転が加圧ローラ２０の回転軸２２の一端に伝達されることにより、加圧ローラ２０が回転駆動される。
【００１９】
エンボスローラ２１の両側には玉軸受２９、２９が配置されている。これらの玉軸受２９、２９によって回転軸２８が支持されることにより、エンボスローラ２１は軸線ＣＬ２回りに回転可能な状態でフレーム３０に固定されたブラケット３１に取付けられている。エンボスローラ２１の軸線ＣＬ２は加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１と平行である。言い換えれば、加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１は、それぞれの軸線ＣＬ１、ＣＬ２を同一方向に向けるようにして配置されている。エンボスローラ２１の回転軸２８は図２の左側の一端がフレーム３０の外側に延びている。その一端にはフレーム３０の外側に設けられた電動機３２の回転が減速機構３３を介して伝達される。これによって、エンボスローラ２１は回転駆動される。図５に示すように、エンボスローラ２１はその表面温度を所定温度範囲内に設定できる温度調整機構３５を備えている。温度調整機構３５はエンボスローラ２１の回転軸２８の内部に設けられたヒータ３６等の発熱体を備え、このヒータ３６の発熱量が適宜に調整されることで、エンボスローラ２１の表面温度が設定される。その設定温度は例えば最大９０℃で、５℃刻みに調整できる。エンボスローラ２１の表面温度の好ましい温度範囲としては、例えば７０℃〜９０℃の範囲に設定できる。
【００２０】
図１及び図２に示すように、エンボス加工装置１は、加圧ローラ２０が印画物１００に加える圧力（加圧力）を調整するための一対の加圧機構４０Ａ、４０Ｂを備えている。加圧機構４０Ａ、４０Ｂは互いに同様の構成であり、加圧機構４０Ａは加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向に関する一方（図２の左側）における加圧力を、加圧機構４０Ｂはその他方（図２の右側）における加圧力をそれぞれ調整できる。加圧機構４０Ａ、４０Ｂのそれぞれの加圧力のバランスを調整することで、加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向に関する加圧力を均一化できる。加圧機構４０Ａは加圧ローラ２０の真上に位置する加圧ばね４１Ａを介在させてローラ支持部材２４に連結された連結部材４２を有している。加圧機構４０Ｂも同様に、加圧ばね４１Ｂを介在させてローラ支持部材２４に連結された連結部材４２を有している。エンボス加工装置１は二つの加圧機構４０Ａ、４０Ｂで連結部材４２を共用しているが、連結部材４２を分離して加圧機構４０Ａ、４０Ｂのそれぞれに専用の連結部材を設けてもよい。
【００２１】
連結部材４２は加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが配置された位置からそれぞれ一方向（図１の右側）に延びる一対のアーム４３Ａ、４３Ｂを有し、これらの一端は加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１と平行に延びるようにしてフレーム３０に固定された取付け軸３７に回転自在に連結されている。取付け軸３７とローラ支持部材２４とは、加圧ローラ２０の後方（図１の右側）で、かつ加圧ばね４１Ａ、４１Ｂのそれぞれに対応する位置に設けられた一対の復帰ばね４４Ａ、４４Ｂを介して互いに連結されている。
【００２２】
以上の構成により、エンボス加工装置１は一対の加圧ばね４１Ａ、４１Ｂ及び一対の復帰ばね４４Ａ、４４Ｂをそれぞれ介在させた状態で、ローラ支持部材２４と加圧ローラ２０とが一体となってフレーム３０に対して印画物１００の厚さ方向、言い換えればフィード部４における移送方向ｙ１と交差する方向ｙ２に変位できる。この形態では、方向ｙ２は移送方向ｙ１と直交する方向、更に言えば鉛直方向に設定される。なお、この変位を案内するための案内装置４９がローラ支持部材２４の両側面側に二つずつ（図１では一対のみ示されている）、ローラ支持部材２４の正面側と背面側に一つずつ（図２では一つのみ示されている）設けられている。案内装置４９はローラ支持部材２４に形成された案内溝４９ａと、その案内溝４９ａ内を移動可能な状態でフレーム３０に取付けられた案内駒４９ｂと、を備えている。案内溝４９ａと案内駒４９ｂとの間には所定量の遊びが設けられている。その遊び量を各案内装置４９において適宜に設定することにより、許容範囲を超えたローラ支持部材２４の変位を防止しつつ、エンボスローラ２１等の機械的誤差に対して余裕を与えることができる。これにより、ローラ支持部材２４の動作を確実かつ安定させることができる。
【００２３】
復帰ばね４４Ａ、４４Ｂは、連結部材４２をローラ支持部材２４とともにエンボスローラ２１から離れる方向（図中上方）へ付勢するように機能する。図１及び図２に示した状態は、加圧機構４０Ａ、１０Ｂが連結部材４２を下方に変位させ、その変位によって加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが所定量圧縮された加圧位置を示している。加圧位置においては、復帰ばね４４Ａ、４４Ｂが所定量引き延ばされ、かつ加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが所定量圧縮されている。そのため、図４に示すように、加圧機構４０Ａ、４０Ｂによる連結部材４２に対する押し付けが解除された場合には加圧ばね４１Ａ、４１Ｂの圧縮が解消されるとともに、図４の実線で示した加圧位置から、想像線で示した待機位置に復帰する。待機位置においては、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に所定の隙間Ｇが形成される。隙間Ｇは印画物１００の厚さよりも大きい寸法に設定される。
【００２４】
図３は図１及び図２の上側から見た拡大図であり、加圧機構４０Ａ、４０Ｂが拡大して示されている。以下では、加圧機構４０Ａについて説明し、加圧機構４０Ａに関連する部材の符号にＡを付加する。加圧機構４０Ｂに関しては加圧機構４０Ａと同様の構成であるため、各図面において加圧機構４０Ｂに関連する部材の符号にＢを付加し、重複する説明を省略する。図１〜図３に示すように、加圧機構４０Ａは連結部材４２の上面に取付けられて加圧ローラ２０軸線ＣＬ１方向に延びる傾斜部材４５Ａと、この傾斜部材４５Ａの上方に配置されて同一高さを保持しながら加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向（図２の左右方向）に移動可能な移動部材４６Ａと、この移動部材４６Ａが同方向に移動するように駆動する駆動機構４７Ａと、を備えている。
【００２５】
傾斜部材４５Ａは、印画物１００の厚さ方向、つまり図１に示した方向ｙ２に関して高低差を有する斜面５０ａが形成された二つの傾斜プレート５０、５０で構成される。各傾斜プレート５０には互いに平行で、かつ方向ｙ２に関して高低差を有した高平面５０ｂ及び低平面５０ｃが斜面５０ａの両側に連なるようにして形成されている。移動部材４６Ａには、移動方向と直交する軸線ＣＬ３回りに回転自在な一対の接触ローラ５１、５１がこれらに対応する傾斜プレート５０上を走行可能な状態で設けられている。一対の接触ローラ５１、５１は復帰ばね４１Ａ（４１Ｂ）の復元力により傾斜プレート５０が常時押し付けられた状態になっている。また、一対の接触ローラ５１、５１は、移動部材４６Ａの移動方向に関して前後にずらされた状態で移動部材４６Ａに設けられている。各傾斜プレート５０に形成された斜面５０ａの位置は、一対の接触ローラ５１、５１のずれ量に対応してずらされている。このため、移動部材４６Ａの移動範囲内において一対の接触ローラ５１、５１と傾斜プレート５０との接触が常時確保されるので、移動部材４６Ａの移動に伴って一方の接触ローラ５１が傾斜プレート５０から離れて他方の接触ローラ５１のみに荷重が作用することが防止される。
【００２６】
駆動機構４７Ａは加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１と平行な方向に延びる旋回軸５２Ａと、この旋回軸５２Ａを回転駆動する駆動装置５３Ａと、旋回軸５２Ａの回転運動を軸線方向の直線運動に変換して移動部材４６Ａに伝達するボールねじ機構５４Ａとを備えている。旋回軸５２Ａは回転可能にフレーム３０に取付けられていて、一方（図２の左側）の端部が駆動装置５３Ａに連結されている。駆動装置５３Ａは電動機５６Ａと、この電動機５６Ａの回転を減速して旋回軸５２Ａに伝達する回転伝達機構５５Ａとを有している。電動機５６Ａが駆動されることで旋回軸５２Ａは回転駆動される。ボールねじ機構５４Ａは周知の機構と同様で、旋回軸５２Ａの外周面に形成された螺旋状のボール転走溝６０ａを有する雄ねじ６０Ａと、ボール転送溝６０ａに沿って転走可能な複数のボール（不図示）と、移動部材４６Ａに設けられかつ複数のボールを介在させて雄ねじ６０と組み合わされたナット６１Ａ（図１）とを有している。これにより、電動機５６Ａの作動状態を制御することにより、移動部材４６Ａの移動量及び位置をそれぞれ調整することができる。また、各傾斜プレート５０の低平面５０ｃに対する斜面５０ａの傾き角を適宜に設定することで、初期の加圧力の加わり具合を調整できる。つまり、この傾き角が小さいほど滑らかに加圧力が印画物１００に加わるようになる。
【００２７】
以上の構成により、加圧機構４０Ａが連結部材４２を押し下げる変位量を調整できるので、加圧ローラ２０の一方（図２の左側）の加圧力を調整することができる。加圧機構４０Ｂも加圧機構４０Ａと同様の構成を備えているので、加圧ローラ２０の他方（図２の右側）の加圧力を調整することができる。従って、加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向に関する加圧力のバランスを調整できるので印画物１００の幅方向に関する加圧力を調整することが可能となる。
【００２８】
図１に示した制御部６は、図示を省略したが、マイクロプロセッサを備えたＣＰＵと、このＣＰＵの動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段を含む周辺装置と、を有している。制御部６のＲＯＭには各部の制御を行うための制御手順が記述された各種のプログラムが書き込まれており、ＣＰＵは必要なプログラムをＲＯＭから適宜に読み出して実行する。制御部６は所定の電源に接続され、更に、上述した保持部３の駆動ローラ１１、フィーダ部４の駆動ローラ１３及び予熱ローラ１５、加工部２の加圧ローラ２０、エンボスローラ２１、並びに加圧機構４０の移動部材４０Ａ、４０Ｂのそれぞれの駆動源として設けられた電動機１２、１４、２５、３２、５６Ａ、及び５６Ｂに電気的に接続されている。また、制御部６はエンボスローラ２１に設けられた温度調整機構３５と電気的に接続されて、ヒータ３６の発熱量を制御する。
【００２９】
図１に示すように、ローラ支持部材２４と加圧ばね４１Ａとの間及びローラ支持部材２４と加圧ばね４１Ｂとの間には、それぞれ一つずつ計２つのロードセル７０が設けられていて制御部６と電気的に接続されている。ロードセル７０は周知のように、作用する荷重に応じた電気信号を出力するものである。これにより、加圧機構４０Ａ、４０Ｂのそれぞれによる加圧力を検出することができる。また、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間には、加工対象の印画物１００の存否並びに印画物１００の移送方向の前方及び後方の各端部をそれぞれ検出できる在荷センサ７１が設けられている。在荷センサ７１は接触式、非接触式のいずれでもよい。
【００３０】
次に、制御部６が行う主要な制御について説明する。図６は制御部６が行う制御手順の概要を示した説明図である。この図に示すように、制御部６は、まず、（１）所定の開始条件が成立した場合に、ローラ支持部材２４を待機位置（図４の想像線の位置）に保持した状態で印画物１００のフィードを開始させる。次に、（２）印画物１００の移送方向の前方の端部１００ａが加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に位置すると在荷センサ７１にて検出された場合に印画物１００のフィードを一旦停止する。フィードを停止させる位置は加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との接点を含む所定範囲に設定される。次いで、（３）ローラ支持部材２４を待機位置から加圧位置（図４の実線の位置）に変更し、印画物１００のフィードを再開するとともに加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１を駆動して印画物１００の加工を実施する。次いで、（４）印画物１００の移送方向ｙ１の後方の端部１００ｂが在荷センサ７１にて加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に位置すると検出された場合に、加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１の駆動を停止して、ローラ支持部材２４を加圧位置から待機位置に変更して加工を終了する。このように、移送方向ｙ１の前方の端部１００ａが検出された場合にフィードを一旦停止し、その後、ローラ支持部材２４を待機位置から加圧位置に変更して加工を行うので、印画物１００の端から端まで満遍なく所定の凹凸を付与できる。また、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に印画物１００が存在しない場合にはローラ支持部材２４が待機位置に保持されるので、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１とが直接接触する不都合を回避できる。
【００３１】
次に、制御部６が上記（３）において実行する制御（加工制御）の詳細を説明する。図７は加工制御の制御手順の一例を示したフローチャートである。まず、制御部６は、ステップＳ１において待機位置から加圧位置に変更されるように、加圧機構４０Ａの移動部材４６Ａ及び加圧機構４０Ｂの移動部材４６Ｂの位置を変更する。具体的には、図３に示した移動部材４６Ａ、４６Ｂの想像線の位置から接触ローラ５１が各傾斜プレート５０の斜面５０ａの一部に乗り上げる位置まで移動部材４６Ａ、４６Ｂが移動するように、制御部６が電動機５６Ａ、５６Ｂの作動状態をそれぞれ制御する。この場合の移動部材４６Ａ、４６Ｂの位置は加圧力の目標値と対応付けられた所定位置に設定される。所定位置は加工対象の印画物１００の種類に応じて適宜に変更してよい。例えば、印画物１００に加えられる総荷重が５００〜７００ｋｇｆの範囲内となるように所定位置を設定してもよい。次に、制御部６は加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１がそれぞれ回転駆動するように、電動機５６Ａ、５６Ｂのそれぞれの作動状態を制御する（ステップＳ２）。加工時の印画物１００の送り速度は適宜に設定されてよく、例えば２〜２０ｍｍ／ｓに設定される。なお、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間で送り速度（接線方向の速度）に関して許容限度を超えた速度差が生じないように、加圧ローラ２０の電動機２５とエンボスローラ２１の電動機３２の回転速度がそれぞれ調整される。
【００３２】
次に、制御部６は、各ロードセル７０の出力を検出し（ステップＳ３）、その検出結果と加圧力の目標値との偏差が減少するように移動部材４６Ａ、４６Ｂの位置をそれぞれ制御する。ステップＳ３及びステップＳ４の処理は印画物１００の移送方向ｙ１の後方の端部１００ｂが検出されるまでの間繰り返し実行される（ステップＳ５）。これにより、印画物１００に対する加圧力が調整されて略一定の加圧力で印画物１００を加工できるので、印画物１００の個体差に応じて正確な加工が可能となる。
【００３３】
以上のエンボス加工装置１は単独で実施することもできるし、例えば図８に示すようにエンボス加工装置１とプリンター８０と組み合わせて印刷システム２００として実施することもできる。図８に示したプリンター８０は、受像紙に転写シートのインクを熱転写して画像を形成する昇華型熱転写方式のプリンターとして構成されている。プリンター８０は受像紙１００ａを支持しつつ搬送するプラテンロール８２と、未使用の熱転写シート８１が巻かれた巻出しロール８３と、巻出しロール８３から繰り出された熱転写シート８１を加熱するサーマルヘッド８４と、サーマルヘッド８４により加熱された転写シート８１を巻き取る巻取りロール８５とを備えている。プラテンロール８２、巻出しロール８３、サーマルヘッド８４、巻取りロール８５は、受像紙１００ａの送り方向ｙ３と直交するように配置されており、受像紙１００ａの全幅に亘って延びている。プラテンロール８２とサーマルヘッド８４とは、所定の圧力で受像紙１００ａを挟むようにして押圧可能に配置されている。図８の印刷システム２００によれば、プリンター８０にて受像紙１００ａに画像が熱転写されて印画物１００が形成される。画像が形成された印画物１００は、エンボス加工装置１の保持部３に送られて、その後加工部２にて凹凸が付与される。なお、印刷システム２００は、プリンター８０で形成された印画物１００への加工の要否に応じ、制御部６が印画物１００に対する凹凸の付与を選択的に実行できるように構成されてもよい。この場合には、凹凸が付された印画物１００と付されていない印画物１００の両者を使用者の好みに応じて得ることができる。
【００３４】
図９に示したように、エンボス加工装置１においては、エンボスローラ２１と接するようにしてバックアップローラ９０を回転可能にフレーム３０に取付けてもよい。バックアップローラ９０はエンボスローラ２１によって駆動される。バックアップローラ９０は、エンボスローラ２１の軸線ＣＬ２方向に関する幅と略同幅に形成される。図９の形態によれば、エンボスローラ２１の撓み等の変形が抑制されるので加工精度を向上できる。
【００３５】
以上の実施形態において、印画物１００が本発明の被加工体に、加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１が本発明の一対の加工ローラに、加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが本発明の弾性部材に、接触ローラ５１が本発明の回転部材に、ボールねじ機構５４Ａ、５４Ｂが本発明の伝達機構に、それぞれ相当する。但し、本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実施できる。上述した加圧ローラ２０とエンボスローラ２１とを相互に置き換えてもよい。つまり、エンボスローラ２１をローラ支持部材２４で支持するようにしてもよい。なお、図１及び図２に示したように、鉛直方向に関して加圧ローラ２０を上側にエンボスローラ２１を下側にそれぞれ配置した場合には、エンボスローラ２１上に埃等の異物が溜りにくく、また、被加工体としての印画物１００に凹凸が付される面が鉛直方向に関して下側に向くことになるので、その面に異物が付着し難くなる点で有利である。
【００３６】
また、本発明においては、弾性部材としての加圧ばね４１Ａ、４１Ｂを設けることが不可欠ではなく、これらを省略して実施しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るエンボス加工装置の側面図。
【図２】図１の右側から見たエンボス加工装置の正面図。
【図３】図１及び図２の上側から見た部分拡大図。
【図４】ローラ支持手段が想像線で示した待機位置と実線で示した加圧位置との間で変位する状態を示した説明図。
【図５】エンボスローラの構造の詳細を示した斜視図。
【図６】制御部が行う制御手順の概要を示した説明図。
【図７】制御部が行う加工制御の制御手順の一例を示したフローチャート。
【図８】エンボス加工装置とプリンターとを組み合わせて印刷システムとして本発明を実施した実施形態を示す図。
【図９】本発明の変形例に係るエンボス加工装置の側面図。
【符号の説明】
【００３８】
１ エンボス加工装置
２０ 加圧ローラ（加工ローラ）
２１ エンボスローラ（加工ローラ）
２４ ローラ支持部材
３０ フレーム
４０Ａ、４０Ｂ 加圧機構
４１Ａ、４１Ｂ 加圧ばね（弾性部材）
４２ 連結部材
１００ 印画物（被加工体）
４６Ａ、４６Ｂ 移動部材
４７Ａ、４７Ｂ 駆動機構
５０ 傾斜プレート
５０ａ 斜面
５１ 接触ローラ（回転部材）
５２Ａ、５２Ｂ 旋回軸
５３Ａ、５３Ｂ 駆動装置
５４Ａ、５４Ｂ ボールねじ機構（伝達機構）
６０Ａ、６０Ｂ 雄ねじ
６０ａ ボール転送溝
６１Ａ、６１Ｂ ナット
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の被加工体に凹凸を付与するエンボス加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真等の印画物には表面の光沢度が抑えられたものがある。銀塩写真の場合には表面に凹凸が付与された印画紙に画像をプリントすることにより、光沢が抑えられたいわゆる絹目調の印画物が得られる。一方、昇華型熱転写方式のプリンターを利用して光沢度が抑えられたつや消しの印画物を得るためには、銀塩写真のように画像形成前の受像シートに予め凹凸を付しておくことができないので、画像形成後の印画物に凹凸を付すことが必要となる。
【０００３】
そこで、画像形成後の印画物に凹凸を付与するエンボス加工装置として、表面に凹凸が形成され、かつヒータを内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラと対向して配置されたクッションローラとを有し、熱転写によって画像が形成された受像シートをこれらのローラで挟み込んで、受像シートの画像形成面に凹凸を付与する装置が知られている（特許文献１）。また、この種の加工装置としては、アームに回転自在に取付けられた圧力ローラと、この圧力ローラに対向するようにして配置されたエンボスローラと、圧力ローラとエンボスローラとの間に空間が形成されて写真が通過する位置とその空間が閉鎖されて写真にエンボス加工が行われる位置とが切り替えられるようにアームを選択的に揺動させるカム機構とを有し、このカム機構の選択動作によって作成した写真に対するエンボス加工の有無を選択できるようにした装置も知られている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１９８８５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの装置は、写真等の被加工体を二つのローラで挟み込む際に、被加工体に加えられる圧力をローラの軸線方向に関して調整できない。このため、機械的誤差等種々の要因で、被加工体に対する加圧力の加わり具合のバランスがローラの軸線方向に関して崩れた場合には、そのバランスを修正して加圧力の加わり具合を均一にすることができない。その結果、被加工体への凹凸の付与がローラの軸線方向に関して不均一になるおそれがある。例えば、被加工体に付与された凹凸がローラの軸線方向に関する一端側で不十分で、その反対側の他端側で過分になる事態を招くおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、加工ローラの軸線方向に関する被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できるエンボス加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明のエンボス加工装置について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明のエンボス加工装置は、シート状の被加工体を、互いに同一方向に軸線を向けるようにして前記被加工体の厚さ方向の両側に配置され、かつ少なくとも一方の表面に凹凸が形成された一対の加工ローラにて挟み込んだ状態で移送しながら前記被加工体に凹凸を付与するエンボス加工装置において、前記一対の加工ローラのいずれか一方を回転可能に支持するフレームと、前記厚さ方向に関して変位可能な状態で前記一対の加工ローラのいずれか他方を回転可能に支持するローラ支持部材と、前記ローラ支持部材に支持される前記加工ローラの軸線方向の両端側に配置されて、当該軸線方向に関する一方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力と、当該軸線方向に関する他方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力とをそれぞれ独立に調整可能な一対の加圧機構を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
この発明によれば、ローラ支持部材により支持される加圧ローラの軸線方向に関する両端側に一対の加圧機構が配置され、これらの加圧機構が当該軸線方向に関する一方の側において被加工体に加えられる圧力と、他方の側において被加工体に加えられる圧力とを独立に調整することができる。そのため、被加工体に加えられる圧力（加圧力）を加工ローラの軸線方向に関して均一に調整することができるので、被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できる。なお、本発明において独立に調整可能とは、一方の加圧機構による加圧力の調整が他方の加圧機構の調整に影響する態様を排除する趣旨ではない。例えば、一方の加圧機構によって加圧力を増減させた場合に他方の側の加圧力が若干増減する形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１０】
本発明における加圧機構は、加工ローラが被加工体に加える圧力を軸線方向の両端側でそれぞれ独立調整できるならば、どのような態様でもよい。例えば、前記一対の加圧機構のそれぞれは、弾性部材を介在させて前記ローラ支持部材と連結された連結部材を有するとともに、前記弾性部材を変形させつつ前記連結部材を前記厚さ方向に変位させてもよい（請求項２）。この態様によれば、弾性部材の変形量を調整することにより加圧力を調整することができる。また、仮に被加工体の移送方向に関して被加工体の厚さが一定でない場合でも、ローラ支持部材に支持された加工ローラは弾性部材の変形に伴う弾性力により被加工体に押し付けられた状態に保持されて被加工体の厚さの変化に追従できる。そのため、被加工体の厚さの変化に伴う加圧力の変動を低減でき、被加工体に付与される凹凸の均一性を向上できる。
【００１１】
この態様においては、前記一対の加圧機構のそれぞれは、前記連結部材の変位方向に関して高低差を有する斜面と、前記連結部材が変位するように前記斜面と接触しつつ直線移動可能な移動部材と、前記移動部材が直線移動するように前記移動部材を駆動する駆動機構と、を備えてもよいし（請求項３）、前記駆動機構は、前記移動部材の移動方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を回転駆動する駆動装置と、前記旋回軸の回転運動を当該旋回軸の軸線方向に関する直線運動に変換して前記移動部材に伝達する伝達機構と、を備えてもよい（請求項４）。これらの態様によれば、各加圧機構において、移動部材を直線運動させることにより弾性部材を変形させつつ連結部材を変位させて加圧力を調整できる。
【００１２】
上記伝達機構としては、通常のねじ機構を設けてもよいし、前記旋回軸の外周面に螺旋状のボール転走溝が形成された雄ねじと、前記移動部材に設けられ、かつ前記ボール転走溝に沿って転走可能な複数のボールを介在させて前記雄ねじと組み合わされたナットと、を有するボールねじ機構が設けられていてもよい（請求項５）。このようなボールねじ機構を利用した場合には、通常のねじ機構よりもバックラッシが十分に小さく、しかも旋回軸の駆動力も小さくて済む。従って、旋回軸を駆動する駆動装置を小型化しつつ移動部材の移動量及び位置をより正確に調整することができる。
【００１３】
また、前記移動部材は、その移動方向と直交する軸線回りに回転可能で、かつ前記斜面上を転がり接触可能な回転部材を備えていてもよい（請求項６）。この場合には、移動部材と斜面との接触抵抗が回転部材によって低減されるので移動部材が斜面上を滑らかに移動できる。従って、移動部材の駆動に要するエネルギーを低減でき、しかも作動の確実性が向上する。この態様においては、前記斜面が形成されるとともに、前記移動部材の移動方向と直交する方向に並べられ、かつ前記斜面の位置を前記移動方向に関して前後にずらすようにして前記連結部材に設けられた二つの傾斜プレートを更に備え、前記回転部材として、前記二つの傾斜プレートに対応して設けられ、かつ前記斜面の位置のずれ量に応じて前記移動部材の移動方向に関して前後にずらされた二つの接触ローラが設けられていてもよい（請求項７）。この場合には、移動部材の移動方向と直交する方向に並べられた傾斜プレート上を二つの接触ローラが走行することになるので、移動中の移動部材の安定度が向上する。また、斜面の位置のずれ量に応じて二つの接触ローラも移動方向に関して前後にずらされているので、移動部材の移動範囲内において一対の接触ローラと傾斜プレートとの接触が常時確保される。従って、移動部材の移動に伴って一方の接触ローラが傾斜プレートから離れて他方の接触ローラのみに荷重が作用することが防止される。
【００１４】
また、前記駆動機構の前記旋回軸が前記一対の加工ローラの前記軸線と平行な方向に延びるように設けられていてもよい（請求項８）。この態様によれば、移動部材の移動範囲を加工ローラの軸線方向に関する幅に収めることも可能になるので、被加工体の移送方向に関する装置の寸法の増加を抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、被加工体に加えられる圧力を加工ローラの軸線方向に関して均一に調整することができるので、被加工体への凹凸の付与の均一性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１及び図２は本発明の実施形態に係るエンボス加工装置を示しており、図１は側面図を、図２は図１の右側から見た正面図を示している。エンボス加工装置１はシート状の被加工体である印画物１００に圧力を加えて表面に凹凸を付与する装置である。この印画物１００は紙を基材とした受像シートに画像が熱転写されて表面が保護層で覆われた写真である。エンボス加工装置１は印画物１００の保護層側の表面（画像形成面）に凹凸を付与する。これによって、印画物１００は表面の光沢が抑えられたつや消し状に加工される。
【００１７】
エンボス加工装置１は、図１の右側に位置し印画物１００に凹凸を付与する加工部２と、図１の左側に位置し加工前の印画物１００を保持しておく保持部３と、保持部３から送り出された印画物１００を移送方向ｙ１に向けて加工部２に移送するフィーダ部４と、保持部３の下方に位置し各部の動作を制御する制御部６とを有している。保持部３は印画物１００をトレー１０上に複数枚重ねた状態で保持でき、かつ電動機１２を駆動源とした駆動ローラ１１を動作させることでトレー１０から印画物１００を一枚ずつフィーダ部４へ送り出すことができる。フィーダ部４は、電動機１４を駆動源とした複数組（図では３組）の駆動ローラ１３を有している。これら駆動ローラ１３のうち、電動機１４の直上に位置するローラ１３Ａは、印画物１００の表面の埃等の汚れを除去するクリーニングローラとして機能する。また、フィーダ部４は、駆動ローラ１３で送り込まれた印画物１００を予熱するための予熱ローラ１５を有している。予熱ローラ１５はヒータ等の発熱手段を内蔵しており、その発熱手段の発熱量を調整することで、印画物１００の温度を一定に保持できる。これにより、エンボス加工装置１の設置場所の室温等の環境条件が変化した場合でも、印画物１００の温度変化に起因する性状の変化を抑えることができる。そのため、エンボス加工装置１の環境条件の変化によって、印画物１００の加工状態が変動することを防止できる。フィーダ部４と加工部２との境界部分には印画物１００を正確に案内するためのフィーダガイド１６が設けられている。以上の構成により、フィーダ部４は保持部３から送り込まれた印画物１００をローラ１３Ａで綺麗にし、かつ予熱ローラ１５で温度調整をした上で、加工部２へスムーズに送り出すことができる。加工部２で所定の加工が行われた印画物１００はデリバリー部７で一時的に保管される。
【００１８】
図２にも示すように、加工部２には、印画物１００に圧力を加える加圧ローラ２０と、この加圧ローラ２０に対向するように配置されたエンボスローラ２１とがそれぞれ設けられている。加圧ローラ２０は耐熱ゴム等の弾性材料で構成される。エンボスローラ２１の表面には所定形状の凹凸が形成されていて、印画物１００がエンボスローラ２１と加圧ローラ２０とによって挟み込まれた状態で移送されることにより、印画物１００に圧力が加えられてその画像形成面（エンボスローラ２１側の表面）に凹凸が付与される。この形態では、加工部２における印画物１００の移送方向はフィーダ部４における移送方向ｙ１と等しい。加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１は、印画物１００の全面に凹凸を付与できるように印画物１００よりも十分大きな幅を有している。エンボスローラ２１は例えばアルミニウムの中空材料で構成され、その表面の凹凸はブラスト処理で形成されている。加圧ローラ２０は回転軸２２の両側に設けられた玉軸受２３、２３を介在させて、ローラ支持部材２４にて軸線ＣＬ１回りに回転可能に支持されている。ローラ支持部材２４には電動機２５が取付けられている。電動機２５の回転がベルト２６を介してプーリ２７に伝達され、さらにこのプーリ２７の回転が加圧ローラ２０の回転軸２２の一端に伝達されることにより、加圧ローラ２０が回転駆動される。
【００１９】
エンボスローラ２１の両側には玉軸受２９、２９が配置されている。これらの玉軸受２９、２９によって回転軸２８が支持されることにより、エンボスローラ２１は軸線ＣＬ２回りに回転可能な状態でフレーム３０に固定されたブラケット３１に取付けられている。エンボスローラ２１の軸線ＣＬ２は加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１と平行である。言い換えれば、加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１は、それぞれの軸線ＣＬ１、ＣＬ２を同一方向に向けるようにして配置されている。エンボスローラ２１の回転軸２８は図２の左側の一端がフレーム３０の外側に延びている。その一端にはフレーム３０の外側に設けられた電動機３２の回転が減速機構３３を介して伝達される。これによって、エンボスローラ２１は回転駆動される。図５に示すように、エンボスローラ２１はその表面温度を所定温度範囲内に設定できる温度調整機構３５を備えている。温度調整機構３５はエンボスローラ２１の回転軸２８の内部に設けられたヒータ３６等の発熱体を備え、このヒータ３６の発熱量が適宜に調整されることで、エンボスローラ２１の表面温度が設定される。その設定温度は例えば最大９０℃で、５℃刻みに調整できる。エンボスローラ２１の表面温度の好ましい温度範囲としては、例えば７０℃〜９０℃の範囲に設定できる。
【００２０】
図１及び図２に示すように、エンボス加工装置１は、加圧ローラ２０が印画物１００に加える圧力（加圧力）を調整するための一対の加圧機構４０Ａ、４０Ｂを備えている。加圧機構４０Ａ、４０Ｂは互いに同様の構成であり、加圧機構４０Ａは加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向に関する一方（図２の左側）における加圧力を、加圧機構４０Ｂはその他方（図２の右側）における加圧力をそれぞれ調整できる。加圧機構４０Ａ、４０Ｂのそれぞれの加圧力のバランスを調整することで、加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向に関する加圧力を均一化できる。加圧機構４０Ａは加圧ローラ２０の真上に位置する加圧ばね４１Ａを介在させてローラ支持部材２４に連結された連結部材４２を有している。加圧機構４０Ｂも同様に、加圧ばね４１Ｂを介在させてローラ支持部材２４に連結された連結部材４２を有している。エンボス加工装置１は二つの加圧機構４０Ａ、４０Ｂで連結部材４２を共用しているが、連結部材４２を分離して加圧機構４０Ａ、４０Ｂのそれぞれに専用の連結部材を設けてもよい。
【００２１】
連結部材４２は加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが配置された位置からそれぞれ一方向（図１の右側）に延びる一対のアーム４３Ａ、４３Ｂを有し、これらの一端は加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１と平行に延びるようにしてフレーム３０に固定された取付け軸３７に回転自在に連結されている。取付け軸３７とローラ支持部材２４とは、加圧ローラ２０の後方（図１の右側）で、かつ加圧ばね４１Ａ、４１Ｂのそれぞれに対応する位置に設けられた一対の復帰ばね４４Ａ、４４Ｂを介して互いに連結されている。
【００２２】
以上の構成により、エンボス加工装置１は一対の加圧ばね４１Ａ、４１Ｂ及び一対の復帰ばね４４Ａ、４４Ｂをそれぞれ介在させた状態で、ローラ支持部材２４と加圧ローラ２０とが一体となってフレーム３０に対して印画物１００の厚さ方向、言い換えればフィード部４における移送方向ｙ１と交差する方向ｙ２に変位できる。この形態では、方向ｙ２は移送方向ｙ１と直交する方向、更に言えば鉛直方向に設定される。なお、この変位を案内するための案内装置４９がローラ支持部材２４の両側面側に二つずつ（図１では一対のみ示されている）、ローラ支持部材２４の正面側と背面側に一つずつ（図２では一つのみ示されている）設けられている。案内装置４９はローラ支持部材２４に形成された案内溝４９ａと、その案内溝４９ａ内を移動可能な状態でフレーム３０に取付けられた案内駒４９ｂと、を備えている。案内溝４９ａと案内駒４９ｂとの間には所定量の遊びが設けられている。その遊び量を各案内装置４９において適宜に設定することにより、許容範囲を超えたローラ支持部材２４の変位を防止しつつ、エンボスローラ２１等の機械的誤差に対して余裕を与えることができる。これにより、ローラ支持部材２４の動作を確実かつ安定させることができる。
【００２３】
復帰ばね４４Ａ、４４Ｂは、連結部材４２をローラ支持部材２４とともにエンボスローラ２１から離れる方向（図中上方）へ付勢するように機能する。図１及び図２に示した状態は、加圧機構４０Ａ、１０Ｂが連結部材４２を下方に変位させ、その変位によって加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが所定量圧縮された加圧位置を示している。加圧位置においては、復帰ばね４４Ａ、４４Ｂが所定量引き延ばされ、かつ加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが所定量圧縮されている。そのため、図４に示すように、加圧機構４０Ａ、４０Ｂによる連結部材４２に対する押し付けが解除された場合には加圧ばね４１Ａ、４１Ｂの圧縮が解消されるとともに、図４の実線で示した加圧位置から、想像線で示した待機位置に復帰する。待機位置においては、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に所定の隙間Ｇが形成される。隙間Ｇは印画物１００の厚さよりも大きい寸法に設定される。
【００２４】
図３は図１及び図２の上側から見た拡大図であり、加圧機構４０Ａ、４０Ｂが拡大して示されている。以下では、加圧機構４０Ａについて説明し、加圧機構４０Ａに関連する部材の符号にＡを付加する。加圧機構４０Ｂに関しては加圧機構４０Ａと同様の構成であるため、各図面において加圧機構４０Ｂに関連する部材の符号にＢを付加し、重複する説明を省略する。図１〜図３に示すように、加圧機構４０Ａは連結部材４２の上面に取付けられて加圧ローラ２０軸線ＣＬ１方向に延びる傾斜部材４５Ａと、この傾斜部材４５Ａの上方に配置されて同一高さを保持しながら加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向（図２の左右方向）に移動可能な移動部材４６Ａと、この移動部材４６Ａが同方向に移動するように駆動する駆動機構４７Ａと、を備えている。
【００２５】
傾斜部材４５Ａは、印画物１００の厚さ方向、つまり図１に示した方向ｙ２に関して高低差を有する斜面５０ａが形成された二つの傾斜プレート５０、５０で構成される。各傾斜プレート５０には互いに平行で、かつ方向ｙ２に関して高低差を有した高平面５０ｂ及び低平面５０ｃが斜面５０ａの両側に連なるようにして形成されている。移動部材４６Ａには、移動方向と直交する軸線ＣＬ３回りに回転自在な一対の接触ローラ５１、５１がこれらに対応する傾斜プレート５０上を走行可能な状態で設けられている。一対の接触ローラ５１、５１は復帰ばね４１Ａ（４１Ｂ）の復元力により傾斜プレート５０が常時押し付けられた状態になっている。また、一対の接触ローラ５１、５１は、移動部材４６Ａの移動方向に関して前後にずらされた状態で移動部材４６Ａに設けられている。各傾斜プレート５０に形成された斜面５０ａの位置は、一対の接触ローラ５１、５１のずれ量に対応してずらされている。このため、移動部材４６Ａの移動範囲内において一対の接触ローラ５１、５１と傾斜プレート５０との接触が常時確保されるので、移動部材４６Ａの移動に伴って一方の接触ローラ５１が傾斜プレート５０から離れて他方の接触ローラ５１のみに荷重が作用することが防止される。
【００２６】
駆動機構４７Ａは加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１と平行な方向に延びる旋回軸５２Ａと、この旋回軸５２Ａを回転駆動する駆動装置５３Ａと、旋回軸５２Ａの回転運動を軸線方向の直線運動に変換して移動部材４６Ａに伝達するボールねじ機構５４Ａとを備えている。旋回軸５２Ａは回転可能にフレーム３０に取付けられていて、一方（図２の左側）の端部が駆動装置５３Ａに連結されている。駆動装置５３Ａは電動機５６Ａと、この電動機５６Ａの回転を減速して旋回軸５２Ａに伝達する回転伝達機構５５Ａとを有している。電動機５６Ａが駆動されることで旋回軸５２Ａは回転駆動される。ボールねじ機構５４Ａは周知の機構と同様で、旋回軸５２Ａの外周面に形成された螺旋状のボール転走溝６０ａを有する雄ねじ６０Ａと、ボール転送溝６０ａに沿って転走可能な複数のボール（不図示）と、移動部材４６Ａに設けられかつ複数のボールを介在させて雄ねじ６０と組み合わされたナット６１Ａ（図１）とを有している。これにより、電動機５６Ａの作動状態を制御することにより、移動部材４６Ａの移動量及び位置をそれぞれ調整することができる。また、各傾斜プレート５０の低平面５０ｃに対する斜面５０ａの傾き角を適宜に設定することで、初期の加圧力の加わり具合を調整できる。つまり、この傾き角が小さいほど滑らかに加圧力が印画物１００に加わるようになる。
【００２７】
以上の構成により、加圧機構４０Ａが連結部材４２を押し下げる変位量を調整できるので、加圧ローラ２０の一方（図２の左側）の加圧力を調整することができる。加圧機構４０Ｂも加圧機構４０Ａと同様の構成を備えているので、加圧ローラ２０の他方（図２の右側）の加圧力を調整することができる。従って、加圧ローラ２０の軸線ＣＬ１方向に関する加圧力のバランスを調整できるので印画物１００の幅方向に関する加圧力を調整することが可能となる。
【００２８】
図１に示した制御部６は、図示を省略したが、マイクロプロセッサを備えたＣＰＵと、このＣＰＵの動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段を含む周辺装置と、を有している。制御部６のＲＯＭには各部の制御を行うための制御手順が記述された各種のプログラムが書き込まれており、ＣＰＵは必要なプログラムをＲＯＭから適宜に読み出して実行する。制御部６は所定の電源に接続され、更に、上述した保持部３の駆動ローラ１１、フィーダ部４の駆動ローラ１３及び予熱ローラ１５、加工部２の加圧ローラ２０、エンボスローラ２１、並びに加圧機構４０の移動部材４０Ａ、４０Ｂのそれぞれの駆動源として設けられた電動機１２、１４、２５、３２、５６Ａ、及び５６Ｂに電気的に接続されている。また、制御部６はエンボスローラ２１に設けられた温度調整機構３５と電気的に接続されて、ヒータ３６の発熱量を制御する。
【００２９】
図１に示すように、ローラ支持部材２４と加圧ばね４１Ａとの間及びローラ支持部材２４と加圧ばね４１Ｂとの間には、それぞれ一つずつ計２つのロードセル７０が設けられていて制御部６と電気的に接続されている。ロードセル７０は周知のように、作用する荷重に応じた電気信号を出力するものである。これにより、加圧機構４０Ａ、４０Ｂのそれぞれによる加圧力を検出することができる。また、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間には、加工対象の印画物１００の存否並びに印画物１００の移送方向の前方及び後方の各端部をそれぞれ検出できる在荷センサ７１が設けられている。在荷センサ７１は接触式、非接触式のいずれでもよい。
【００３０】
次に、制御部６が行う主要な制御について説明する。図６は制御部６が行う制御手順の概要を示した説明図である。この図に示すように、制御部６は、まず、（１）所定の開始条件が成立した場合に、ローラ支持部材２４を待機位置（図４の想像線の位置）に保持した状態で印画物１００のフィードを開始させる。次に、（２）印画物１００の移送方向の前方の端部１００ａが加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に位置すると在荷センサ７１にて検出された場合に印画物１００のフィードを一旦停止する。フィードを停止させる位置は加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との接点を含む所定範囲に設定される。次いで、（３）ローラ支持部材２４を待機位置から加圧位置（図４の実線の位置）に変更し、印画物１００のフィードを再開するとともに加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１を駆動して印画物１００の加工を実施する。次いで、（４）印画物１００の移送方向ｙ１の後方の端部１００ｂが在荷センサ７１にて加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に位置すると検出された場合に、加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１の駆動を停止して、ローラ支持部材２４を加圧位置から待機位置に変更して加工を終了する。このように、移送方向ｙ１の前方の端部１００ａが検出された場合にフィードを一旦停止し、その後、ローラ支持部材２４を待機位置から加圧位置に変更して加工を行うので、印画物１００の端から端まで満遍なく所定の凹凸を付与できる。また、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間に印画物１００が存在しない場合にはローラ支持部材２４が待機位置に保持されるので、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１とが直接接触する不都合を回避できる。
【００３１】
次に、制御部６が上記（３）において実行する制御（加工制御）の詳細を説明する。図７は加工制御の制御手順の一例を示したフローチャートである。まず、制御部６は、ステップＳ１において待機位置から加圧位置に変更されるように、加圧機構４０Ａの移動部材４６Ａ及び加圧機構４０Ｂの移動部材４６Ｂの位置を変更する。具体的には、図３に示した移動部材４６Ａ、４６Ｂの想像線の位置から接触ローラ５１が各傾斜プレート５０の斜面５０ａの一部に乗り上げる位置まで移動部材４６Ａ、４６Ｂが移動するように、制御部６が電動機５６Ａ、５６Ｂの作動状態をそれぞれ制御する。この場合の移動部材４６Ａ、４６Ｂの位置は加圧力の目標値と対応付けられた所定位置に設定される。所定位置は加工対象の印画物１００の種類に応じて適宜に変更してよい。例えば、印画物１００に加えられる総荷重が５００〜７００ｋｇｆの範囲内となるように所定位置を設定してもよい。次に、制御部６は加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１がそれぞれ回転駆動するように、電動機５６Ａ、５６Ｂのそれぞれの作動状態を制御する（ステップＳ２）。加工時の印画物１００の送り速度は適宜に設定されてよく、例えば２〜２０ｍｍ／ｓに設定される。なお、加圧ローラ２０とエンボスローラ２１との間で送り速度（接線方向の速度）に関して許容限度を超えた速度差が生じないように、加圧ローラ２０の電動機２５とエンボスローラ２１の電動機３２の回転速度がそれぞれ調整される。
【００３２】
次に、制御部６は、各ロードセル７０の出力を検出し（ステップＳ３）、その検出結果と加圧力の目標値との偏差が減少するように移動部材４６Ａ、４６Ｂの位置をそれぞれ制御する。ステップＳ３及びステップＳ４の処理は印画物１００の移送方向ｙ１の後方の端部１００ｂが検出されるまでの間繰り返し実行される（ステップＳ５）。これにより、印画物１００に対する加圧力が調整されて略一定の加圧力で印画物１００を加工できるので、印画物１００の個体差に応じて正確な加工が可能となる。
【００３３】
以上のエンボス加工装置１は単独で実施することもできるし、例えば図８に示すようにエンボス加工装置１とプリンター８０と組み合わせて印刷システム２００として実施することもできる。図８に示したプリンター８０は、受像紙に転写シートのインクを熱転写して画像を形成する昇華型熱転写方式のプリンターとして構成されている。プリンター８０は受像紙１００ａを支持しつつ搬送するプラテンロール８２と、未使用の熱転写シート８１が巻かれた巻出しロール８３と、巻出しロール８３から繰り出された熱転写シート８１を加熱するサーマルヘッド８４と、サーマルヘッド８４により加熱された転写シート８１を巻き取る巻取りロール８５とを備えている。プラテンロール８２、巻出しロール８３、サーマルヘッド８４、巻取りロール８５は、受像紙１００ａの送り方向ｙ３と直交するように配置されており、受像紙１００ａの全幅に亘って延びている。プラテンロール８２とサーマルヘッド８４とは、所定の圧力で受像紙１００ａを挟むようにして押圧可能に配置されている。図８の印刷システム２００によれば、プリンター８０にて受像紙１００ａに画像が熱転写されて印画物１００が形成される。画像が形成された印画物１００は、エンボス加工装置１の保持部３に送られて、その後加工部２にて凹凸が付与される。なお、印刷システム２００は、プリンター８０で形成された印画物１００への加工の要否に応じ、制御部６が印画物１００に対する凹凸の付与を選択的に実行できるように構成されてもよい。この場合には、凹凸が付された印画物１００と付されていない印画物１００の両者を使用者の好みに応じて得ることができる。
【００３４】
図９に示したように、エンボス加工装置１においては、エンボスローラ２１と接するようにしてバックアップローラ９０を回転可能にフレーム３０に取付けてもよい。バックアップローラ９０はエンボスローラ２１によって駆動される。バックアップローラ９０は、エンボスローラ２１の軸線ＣＬ２方向に関する幅と略同幅に形成される。図９の形態によれば、エンボスローラ２１の撓み等の変形が抑制されるので加工精度を向上できる。
【００３５】
以上の実施形態において、印画物１００が本発明の被加工体に、加圧ローラ２０及びエンボスローラ２１が本発明の一対の加工ローラに、加圧ばね４１Ａ、４１Ｂが本発明の弾性部材に、接触ローラ５１が本発明の回転部材に、ボールねじ機構５４Ａ、５４Ｂが本発明の伝達機構に、それぞれ相当する。但し、本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実施できる。上述した加圧ローラ２０とエンボスローラ２１とを相互に置き換えてもよい。つまり、エンボスローラ２１をローラ支持部材２４で支持するようにしてもよい。なお、図１及び図２に示したように、鉛直方向に関して加圧ローラ２０を上側にエンボスローラ２１を下側にそれぞれ配置した場合には、エンボスローラ２１上に埃等の異物が溜りにくく、また、被加工体としての印画物１００に凹凸が付される面が鉛直方向に関して下側に向くことになるので、その面に異物が付着し難くなる点で有利である。
【００３６】
また、本発明においては、弾性部材としての加圧ばね４１Ａ、４１Ｂを設けることが不可欠ではなく、これらを省略して実施しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るエンボス加工装置の側面図。
【図２】図１の右側から見たエンボス加工装置の正面図。
【図３】図１及び図２の上側から見た部分拡大図。
【図４】ローラ支持手段が想像線で示した待機位置と実線で示した加圧位置との間で変位する状態を示した説明図。
【図５】エンボスローラの構造の詳細を示した斜視図。
【図６】制御部が行う制御手順の概要を示した説明図。
【図７】制御部が行う加工制御の制御手順の一例を示したフローチャート。
【図８】エンボス加工装置とプリンターとを組み合わせて印刷システムとして本発明を実施した実施形態を示す図。
【図９】本発明の変形例に係るエンボス加工装置の側面図。
【符号の説明】
【００３８】
１ エンボス加工装置
２０ 加圧ローラ（加工ローラ）
２１ エンボスローラ（加工ローラ）
２４ ローラ支持部材
３０ フレーム
４０Ａ、４０Ｂ 加圧機構
４１Ａ、４１Ｂ 加圧ばね（弾性部材）
４２ 連結部材
１００ 印画物（被加工体）
４６Ａ、４６Ｂ 移動部材
４７Ａ、４７Ｂ 駆動機構
５０ 傾斜プレート
５０ａ 斜面
５１ 接触ローラ（回転部材）
５２Ａ、５２Ｂ 旋回軸
５３Ａ、５３Ｂ 駆動装置
５４Ａ、５４Ｂ ボールねじ機構（伝達機構）
６０Ａ、６０Ｂ 雄ねじ
６０ａ ボール転送溝
６１Ａ、６１Ｂ ナット
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の被加工体を、互いに同一方向に軸線を向けるようにして前記被加工体の厚さ方向の両側に配置され、かつ少なくとも一方の表面に凹凸が形成された一対の加工ローラにて挟み込んだ状態で移送しながら前記被加工体に凹凸を付与するエンボス加工装置において、
前記一対の加工ローラのいずれか一方を回転可能に支持するフレームと、前記厚さ方向に関して変位可能な状態で前記一対の加工ローラのいずれか他方を回転可能に支持するローラ支持部材と、前記ローラ支持部材に支持される前記加工ローラの軸線方向の両端側に配置されて、当該軸線方向に関する一方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力と、当該軸線方向に関する他方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力とをそれぞれ独立に調整可能な一対の加圧機構と、を備えていることを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項２】
前記一対の加圧機構のそれぞれは、弾性部材を介在させて前記ローラ支持部材と連結された連結部材を有するとともに、前記弾性部材を変形させつつ前記連結部材を前記厚さ方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。
【請求項３】
前記一対の加圧機構のそれぞれは、前記連結部材の変位方向に関して高低差を有する斜面と、前記連結部材が変位するように前記斜面と接触しつつ直線移動可能な移動部材と、前記移動部材が直線移動するように前記移動部材を駆動する駆動機構と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のエンボス加工装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記移動部材の移動方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を回転駆動する駆動装置と、前記旋回軸の回転運動を当該旋回軸の軸線方向に関する直線運動に変換して前記移動部材に伝達する伝達機構と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のエンボス加工装置。
【請求項５】
前記伝達機構として、前記旋回軸の外周面に螺旋状のボール転走溝が形成された雄ねじと、前記移動部材に設けられ、かつ前記ボール転走溝に沿って転走可能な複数のボールを介在させて前記雄ねじと組み合わされたナットと、を有するボールねじ機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のエンボス加工装置。
【請求項６】
前記移動部材は、その移動方向と直交する軸線回りに回転可能で、かつ前記斜面上を転がり接触可能な回転部材を備えていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載のエンボス加工装置。
【請求項７】
前記斜面が形成されるとともに、前記移動部材の移動方向と直交する方向に並べられ、かつ前記斜面の位置を前記移動方向に関して前後にずらすようにして前記連結部材に設けられた二つの傾斜プレートを更に備え、
前記回転部材として、前記二つの傾斜プレートに対応して設けられ、かつ前記斜面の位置のずれ量に応じて前記移動部材の移動方向に関して前後にずらされた二つの接触ローラが設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載のエンボス加工装置。
【請求項８】
前記駆動機構の前記旋回軸が前記一対の加工ローラの前記軸線と平行な方向に延びるように設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載のエンボス加工装置。
【請求項１】
シート状の被加工体を、互いに同一方向に軸線を向けるようにして前記被加工体の厚さ方向の両側に配置され、かつ少なくとも一方の表面に凹凸が形成された一対の加工ローラにて挟み込んだ状態で移送しながら前記被加工体に凹凸を付与するエンボス加工装置において、
前記一対の加工ローラのいずれか一方を回転可能に支持するフレームと、前記厚さ方向に関して変位可能な状態で前記一対の加工ローラのいずれか他方を回転可能に支持するローラ支持部材と、前記ローラ支持部材に支持される前記加工ローラの軸線方向の両端側に配置されて、当該軸線方向に関する一方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力と、当該軸線方向に関する他方の側において当該加工ローラが前記被加工体に加える圧力とをそれぞれ独立に調整可能な一対の加圧機構と、を備えていることを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項２】
前記一対の加圧機構のそれぞれは、弾性部材を介在させて前記ローラ支持部材と連結された連結部材を有するとともに、前記弾性部材を変形させつつ前記連結部材を前記厚さ方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。
【請求項３】
前記一対の加圧機構のそれぞれは、前記連結部材の変位方向に関して高低差を有する斜面と、前記連結部材が変位するように前記斜面と接触しつつ直線移動可能な移動部材と、前記移動部材が直線移動するように前記移動部材を駆動する駆動機構と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のエンボス加工装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記移動部材の移動方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を回転駆動する駆動装置と、前記旋回軸の回転運動を当該旋回軸の軸線方向に関する直線運動に変換して前記移動部材に伝達する伝達機構と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のエンボス加工装置。
【請求項５】
前記伝達機構として、前記旋回軸の外周面に螺旋状のボール転走溝が形成された雄ねじと、前記移動部材に設けられ、かつ前記ボール転走溝に沿って転走可能な複数のボールを介在させて前記雄ねじと組み合わされたナットと、を有するボールねじ機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のエンボス加工装置。
【請求項６】
前記移動部材は、その移動方向と直交する軸線回りに回転可能で、かつ前記斜面上を転がり接触可能な回転部材を備えていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載のエンボス加工装置。
【請求項７】
前記斜面が形成されるとともに、前記移動部材の移動方向と直交する方向に並べられ、かつ前記斜面の位置を前記移動方向に関して前後にずらすようにして前記連結部材に設けられた二つの傾斜プレートを更に備え、
前記回転部材として、前記二つの傾斜プレートに対応して設けられ、かつ前記斜面の位置のずれ量に応じて前記移動部材の移動方向に関して前後にずらされた二つの接触ローラが設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載のエンボス加工装置。
【請求項８】
前記駆動機構の前記旋回軸が前記一対の加工ローラの前記軸線と平行な方向に延びるように設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載のエンボス加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−６２１９７（Ｐ２００７−６２１９７Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５２２７２（Ｐ２００５−２５２２７２）
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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