エンボス加工装置
【課題】生産性が向上でき、かつ、良好な転写ができるエンボス加工装置を提供する。
【解決手段】エンボス加工装置１の転写装置３は、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とするエンボス型３２を有する。支持装置４は、ロール４１Ａ〜４１Ｃ及びロール４１Ａ〜４１Ｃに巻回され外周面４２１の一部とエンボス型３２とでスクリーン１００を挟持するベルト４２を有し、ロール４１Ａ〜４１Ｃの回転によりベルト４２の一部がエンボス型３２の移動方向に沿って移動する。モーター３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ〜４５Ｃは、エンボス型３２及びベルト４２を移動させる。ベルト４２は、外周面４２１の一部がエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設され、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ、加熱ユニット５は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を加熱する。
【解決手段】エンボス加工装置１の転写装置３は、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とするエンボス型３２を有する。支持装置４は、ロール４１Ａ〜４１Ｃ及びロール４１Ａ〜４１Ｃに巻回され外周面４２１の一部とエンボス型３２とでスクリーン１００を挟持するベルト４２を有し、ロール４１Ａ〜４１Ｃの回転によりベルト４２の一部がエンボス型３２の移動方向に沿って移動する。モーター３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ〜４５Ｃは、エンボス型３２及びベルト４２を移動させる。ベルト４２は、外周面４２１の一部がエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設され、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ、加熱ユニット５は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンボス加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクター等から投射された画像光が投影されるスクリーンとして、表面にプリズム形状等の立体形状が設けられているスクリーンが知られている。この立体形状は、樹脂フィルム等のスクリーンにエンボス加工を施すことで形成することができる。
具体的に、基材ロールの外周表面にエンボスパターンが形成されたエンボスロールと、エンボスロールと対向して配置される受けロールとを有するエンボス加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のエンボス加工装置では、供給ロールから巻取ロールに巻き取られる被加工材料が、これらロール間に配置されたエンボスロールと受けロールとに押圧されることで、エンボスパターンが被加工材料に転写される。
このエンボス加工装置では、被加工材料にエンボスパターンを連続して転写できるため、例えば、平面状の型を用い、複数の被加工材料に対して個別にエンボス加工を施す枚葉式のエンボス加工装置に比べて生産性が向上する、という利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９２１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のエンボス加工装置には、以下の問題がある。
樹脂フィルム等の被加工材料に精密なエンボスパターンを高精度で転写するためには、被加工材料を溶解温度付近まで加熱して流動状態にしてエンボス加工を施すことが望ましい。
ところが、特許文献１に記載のエンボス加工装置では、２つのロール状部材（エンボスロールと受けロール）で被加工材料を挟持して転写を行うため、被加工材料と接するエンボス型の面積が非常に小さい。
・ このため、流動状態でエンボス加工を行うには転写前に被加工材料の温度を溶解温度付近にする必要があるが、転写前に溶解温度付近まで加熱すると被加工材料が巻取張力に耐えられず、変形または破断してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、生産性が向上でき、かつ、良好な転写ができるエンボス加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンボス加工装置は、被加工材料をエンボス加工するエンボス加工装置であって、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とするエンボス型を有する転写装置と、複数の支持用ロール、及び前記複数の支持用ロールに巻回され外周面の一部と前記エンボス型とで前記被加工材料を挟持するベルトを有し、前記複数の支持用ロールの回転により前記ベルトの一部が前記エンボス型の移動方向に沿って移動する支持装置と、前記エンボス型及び前記ベルトを移動させる移動装置と、前記被加工材料を加熱する加熱装置とを備え、前記ベルトは、外周面の一部が前記エンボス型の型面形状に倣うように配設され、前記加熱装置は、前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ベルトは、外周面の一部がエンボス型の型面形状に倣うように配設されている。そして、ベルトは、複数の支持用ロールの回転により、外周面の一部とエンボス型とで被加工材料を挟持しながら、当該外周面の一部がエンボス型の移動方向に移動する。このため、２つのロール状部材で被加工材料を挟持して転写する場合よりも、被加工材料と接するエンボス型の面積を大きくでき、当該被加工材料を挟持する時間（転写時間）を長くすることができる。
そして、加熱装置は、被加工材料において、エンボス型とベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱する。これにより、エンボス型での転写前に被加工材料を溶解温度付近まで加熱せずとも当該転写中に溶解温度付近まで加熱できるため、被加工材料が変形または破断することなくエンボスパターンを高精度に転写することができ、生産性を向上して良好な転写ができる。
【０００８】
本発明では、前記エンボス型は、シート状に形成され、前記転写装置は、前記エンボス型が巻回される複数の転写用ロールを備え、前記複数の転写用ロールの回転により前記エンボス型が移動することが好ましい。
本発明によれば、転写装置が備える複数の転写用ロールの回転により、当該複数の転写用ロールに巻回されたシート状のエンボス型が移動する。このため、周回運動するエンボス型で被加工材料にエンボスパターンを連続して転写できる。これにより、一連の転写の流れを止めることなくエンボス加工でき、生産性を向上できる。
また、転写装置がエンボスロール単体で構成されている場合と比較して、ベルトの外周面の一部をより広い範囲でエンボス型の型面形状に倣うように配設することができるため、転写時間をより長くすることができる。
【０００９】
本発明では、前記転写装置は、複数の前記エンボス型を有し、前記エンボス型は、前記型面が平面状の型で構成されていることが好ましい。
本発明では、転写装置は、複数のエンボス型を有し、エンボス型の型面が平面状であるため、一連の転写の流れを止めることなくエンボス加工でき、生産性を向上しつつ安価な型でエンボス加工できる。
また、汎用のエンボス型を利用できるため、シート状やロール状の型を用いる場合と比較して、エンボス加工装置の製造を容易にできる。
【００１０】
本発明では、前記加熱装置にて加熱された後に前記被加工材料を冷却する冷却装置を備え、前記冷却装置は、前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を冷却することが好ましい。
本発明では、エンボス加工装置は、被加工材料において、エンボス型とベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱装置での加熱後に冷却するため、被加工材料を硬化させて、エンボス型からの被加工材料の剥離性を向上でき、転写した形状を保護することができる。被加工材料は、硬化した状態でエンボス型とベルトとの間から排出されるため、エンボス加工後の被加工材料が変形または破断することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンボス加工装置の概略図。
【図２】前記実施形態のエンボス加工装置の要部を示す概略図。
【図３】前記実施形態のエンボス加工装置で加工されるスクリーンの平面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るエンボス加工装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔エンボス加工装置の構成〕
図１は、本実施形態に係るエンボス加工装置１を示す概略図である。図２は、エンボス加工装置の要部を示す概略図、図３は、本実施形態に係るエンボス加工装置１にて加工される被加工材料としてのスクリーン１００を示す平面図である。
エンボス加工装置１は、硬質塩化ビニール製のスクリーン１００に対して、エンボス加工によりスクリーン１００の表面に立体形状として凹凸を形成するものである。このエンボス加工装置１は、図１に示すように、搬送装置２、転写装置３、支持装置４、加熱ユニット５及び冷却ユニット６を備える。
【００１３】
搬送装置２は、図１に示すように、送り出しロール２１と、ヒーター２２と、予熱ロール２３と、複数のガイドロール２４と、巻き取りロール２５とを備え、スクリーン１００を送り出しロール２１から巻き取りロール２５に送るものである。各ロール２１，２３〜２５は、軸方向に沿って回転軸２６を備える。送り出しロール２１及び巻き取りロール２５の回転軸２６は、モーター（図示略）で駆動される。
【００１４】
送り出しロール２１は、スクリーン１００を予め巻回しておくものである。送り出しロール２１の回転軸２６は、モーターによって回転駆動される。
ヒーター２２は、予熱ロール２３の外周表面に対向した位置に配置されて、送り出しロール２１から供給されたスクリーン１００を加熱する。
ここで、スクリーン１００は、溶解温度付近である約２００℃以上まで加熱されることで流動状態となり、良好な転写が行える。硬質塩化ビニール製のスクリーン１００は、８０℃以上に加熱すれば軟化して転写し易くなるが、高輝度スクリーン用の精密なエンボスパターンを精度よく転写するには溶解温度付近である２００℃以上とすることが好ましい。ヒーター２２は、スクリーン１００を約１５０℃まで加熱する。
予熱ロール２３は、ヒーター２２にて加熱されたスクリーン１００を転写装置３及び支持装置４に向けて送り出す。なお、予熱ロール２３には、熱伝導性の高い材質が用いられることが好ましい。
【００１５】
ガイドロール２４は、送り出しロール２１から予熱ロール２３、及び転写装置３と支持装置４から巻き取りロール２５に向けて、スクリーン１００を案内（ガイド）して送るものである。巻き取りロール２５は、エンボス加工されたスクリーン１００を巻回するものである。この巻き取りロール２５の回転軸２６は、送り出しロール２１と同様に、モーターによって回転駆動される。
【００１６】
転写装置３は、以下のように、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とされたエンボス型３２を備える。転写装置３は、図１に示すように、２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂと、当該２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回されたエンボス型３２とを備える。なお、各ロール３１Ａ，３１Ｂは、軸方向に沿って回転軸３３Ａ，３３Ｂを備える。
エンボス型３２は、無端状のシート材で構成されている。このエンボス型３２は、電鋳母型を金属塩からなる電解溶液に漬けて電解により金属塩を母型表面に析出させ、その析出した金属層を母型から剥離して得られた電鋳型であり、エンボス型３２の表面には、当該母型表面の凹凸が複写されてエンボスパターンが形成されている。そして、エンボス型３２は、図１に示すように、エンボスパターンが形成された表面を外側にして転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回することで外面側に型面３２１を構成する。なお、エンボス型３２のサイズは、スクリーン１００のサイズに応じて決定される。エンボス型３２は、各転写用ロール３１Ａ，３１Ｂの回転により回転する。
【００１７】
支持装置４は、３つの支持用ロール４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと、当該３つの支持用ロール４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに巻回されたベルト４２と、ベルト４２を押圧する押圧ロール４３とを備える。なお、各ロール４１Ａ〜４１Ｃ，４３は、それぞれ軸方向に沿って回転軸４４Ａ〜４４Ｃ，４５を備える。各支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃは、それぞれ回転軸４４Ａ〜４４Ｃにより、エンボス加工装置１に固定して配置される。押圧ロール４３は、回転軸４５により各支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃに巻回したベルト４２を押圧可能にエンボス加工装置１に取り付けられている。
ベルト４２は、無端状のシート材で構成されている。ベルト４２は、具体的には、耐熱性のゴムベルトである。ベルト４２のサイズは、エンボス型３２と同じか、それよりも大きく構成されている。ベルト４２は、各ロール４１Ａ〜４１Ｃ，４３の回転により回転する。なお、ベルト４２は、外周面４２１の一部がエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設されている。
【００１８】
各回転軸３３Ａ，３３Ｂの両端には、それぞれ油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂが取り付けられている。油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ回転軸３３Ａ，３３Ｂを径方向に進退させることで、エンボス型３２をベルト４２に対して近接離間させる。
エンボス加工前後では、転写用ロール３１Ａ，３１Ｂをベルト４２から離間させて、スクリーン１００をエンボス型３２とベルト４２との間に配置する。また、エンボス加工中では、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ、回転軸３３Ａ，３３Ｂを径方向に押圧し、一定の圧力をエンボス型３２からベルト４２に対して加える。このことにより、スクリーン１００は、エンボス型３２の型面３２１とベルト４２の外周面４２１とで一定の圧力が加えられた状態で挟持され、スクリーン１００にエンボス型３２のエンボスパターン（図３に示すような円弧状のパターン）が転写される。スクリーン１００を挟持した状態は、スクリーン１００がエンボス型３２及びベルト４２の間に挿入されてから、エンボス型３２及びベルト４２の間から排出されるまで保たれる。
【００１９】
また、回転軸３３Ａ，３３Ｂ及び回転軸４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃには、それぞれ移動装置としてのモーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃが取り付けられている。モーター３５Ａ，３５Ｂは、それぞれ回転軸３３Ａ，３３Ｂを回転駆動することで転写用ロール３１Ａ，３１Ｂを回転させ、エンボス型３２を回転させる。モーター４５Ａ〜４５Ｃは、それぞれ回転軸４４Ａ〜４４Ｃを回転駆動することで支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃを回転させ、ベルト４２を回転させる。なお、図２に示すように、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃは、それぞれスクリーン１００が搬送方向に移動するように、エンボス型３２、ベルト４２を回転させる。これにより、ベルト４２の一部がエンボス型３２の移動方向に沿って移動する。なお、ベルト４２は、エンボス型３２の回転とは反対方向に回転する。
【００２０】
エンボス加工装置１は、加熱装置としてロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５を備えている。ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を加熱する。
ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃは、ロール自体が加熱する加熱ロールである。具体的に、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃは、内部に配設されている循環経路内に高圧蒸気を通過させることでスクリーン１００を加熱する。なお、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃには、熱伝導性の高い材質が用いられることが好ましい。
加熱ユニット５は、エンボス型３２内及びベルト４２内にそれぞれ設けられている。具体的に、加熱ユニット５は、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃと同様、エンボス型３２及びベルト４２内に高圧蒸気を通過させることでスクリーン１００を加熱する。図１に示すように、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５により、スクリーン１００を両側（転写装置３側と支持装置４側）から加熱することで、均等かつ短時間にスクリーン１００を加熱することができる。
【００２１】
これらロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、スクリーン１００を加熱して理想の熱転写条件を得るため設けられている。具体的に、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、エンボス型３２とベルト４２とで挟持しているスクリーン１００の温度が溶解温度付近の約２００℃以上となるように加熱する。なお、スクリーン１００は、ヒーター２２にて予め約１５０℃に加熱されるため、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、短時間でスクリーン１００を加熱できる。
【００２２】
また、エンボス加工装置１は、冷却装置として冷却ユニット６を備えている。冷却ユニット６は、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５で加熱後のスクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２とで挟持された部位を冷却する。
冷却ユニット６は、エンボス型３２内及びベルト４２内にそれぞれ設けられている。具体的に、冷却ユニット６は、エンボス型３２内及びベルト４２内に配設された循環経路内に冷却水等の冷媒を循環させることで、スクリーン１００を冷却する。図１に示すように、冷却ユニット６により、スクリーン１００を両側（転写装置３側と支持装置４側）から冷却することで、均等かつ短時間にスクリーン１００を冷却することができる。
【００２３】
冷却ユニット６は、スクリーン１００を冷却して流動状態から硬化状態とする。具体的に、冷却ユニット６は、エンボス型３２とベルト４２とで挟持しているスクリーン１００の温度が約７０℃以下となるようにスクリーン１００を冷却して硬化状態とする。
なお、エンボス加工装置１は、搬送装置２の駆動、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃの駆動を制御することで、スクリーン１００と、スクリーン１００を挟持するエンボス型３２及びベルト４２とを、転写しているエンボスパターンがずれないように移動させる。
【００２４】
〔エンボス加工装置の動作〕
使用者は、スクリーン１００を予め送り出しロール２１に巻回する。エンボス加工作業の前に、図１に示すように、送り出しロール２１に巻回されたスクリーン１００をガイドロール２４、予熱ロール２３、転写装置３、支持装置４、及びガイドロール２４に沿って、巻き取りロール２５にスクリーン１００の一端を取り付けておく。この際、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂを駆動することにより、エンボス型３２をベルト４２に対して離間させて、スクリーン１００をエンボス型３２とベルト４２との間に配置する。
【００２５】
そして、スクリーン１００のサイズに応じたエンボス型３２を転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回し、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂを駆動することにより、転写用ロール３１Ａ，３１Ｂの回転軸３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ径方向に押圧して、スクリーン１００をエンボス型３２とベルト４２とで挟持する。
【００２６】
次に、エンボス加工装置１を稼働させると、搬送装置２の駆動と、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃの駆動によって、エンボス型３２及びベルト４２がそれぞれ回転して、スクリーン１００は、ヒーター２２にて約１５０℃に加熱され、予熱ロール２３は、加熱されたスクリーン１００を転写装置３及び支持装置４に向けて供給する。そして、スクリーン１００は、エンボス型３２とベルト４２とに押圧され、スクリーン１００には、エンボス型３２のエンボスパターンが転写される。この際、予熱ロール２３からエンボス型３２及びベルト４２の間に挿入されたスクリーン１００は、先ず、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５により溶解温度付近である約２００℃以上に加熱されて流動状態となる。そして、スクリーン１００は、この加熱後に冷却ユニット６により約７０℃以下に冷却されて硬化状態となった後、エンボス型３２から剥離され、エンボス型３２及びベルト４２の間から排出される。エンボスパターンが転写されたスクリーン１００は、巻き取りロール２５に巻き取られていく。この巻き取られたスクリーン１００を裁断することで、図３に示すスクリーン１００が製造される。
【００２７】
上述した本実施形態のエンボス加工装置１によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、ベルト４２は、外周面４２１の一部がエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設されている。そして、ベルト４２は、３つの支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃの回転により、外周面４２１の一部とエンボス型３２とでスクリーン１００を挟持しながら、当該外周面４２１の一部がエンボス型３２の移動方向に移動する。このため、２つのロール状部材でスクリーン１００を挟持して転写する場合よりも、スクリーン１００と接するエンボス型３２の面積を大きくでき、スクリーン１００を挟持する時間（転写時間）を長くすることができる。
そして、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を加熱する。これにより、エンボス型３２による転写前にスクリーン１００を溶解温度付近まで加熱せずとも当該転写中に溶解温度付近まで加熱できるため、スクリーン１００が変形または破断することなくエンボスパターンを高精度に転写することができ、生産性を向上して良好な転写ができる。
また、エンボス加工装置１は、搬送装置２及びモーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃを制御して、挟持しているスクリーン１００の移動速度を調整することで生産性と転写時間とを適切に設定することができる。
【００２８】
転写装置３が備える２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂの回転により、転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回されたシート状のエンボス型３２が移動するため、周回運動するエンボス型３２でスクリーン１００にエンボスパターンを連続して転写できる。これにより、一連の転写の流れを止めることなくエンボス加工でき、生産性を向上できる。
また、転写装置がエンボスロール単体で構成されている場合と比較して、ベルト４２の外周面４２１の一部をより広い範囲でエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設することができるため、転写時間をより長くすることができる。
【００２９】
エンボス加工装置１は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５での加熱後に冷却するため、スクリーン１００を硬化させて、エンボス型３２からのスクリーン１００の剥離性を向上でき、転写した形状を保護することができる。スクリーン１００は、硬化した状態でエンボス型３２とベルト４２との間から排出されるため、エンボス加工後のスクリーン１００が変形または破断することを防止できる。
【００３０】
ところで、２つのロール状部材（エンボスロールと受けロール）で被加工材料を挟持して転写を行う従来のエンボス加工（以下、ロールエンボス加工と称する）では、大型の被加工材料にエンボス加工を施すことが難しかった。すなわち、１００インチ等の大型のスクリーンにエンボス加工を施すには、φ８００ｍｍ以上の大径のエンボスロールが必要となるが、このような大型のエンボスロールは、製造が困難である。また、ロールエンボス加工では、硬質塩化ビニール製のスクリーンに精密な凹凸のエンボスパターンを精度良く被加工材料に転写するのは困難である。
【００３１】
そこで、従来の型面が平面状の型を用いたエンボス加工（以下、平面エンボス加工と称する）を施すことが考えられるが、平面エンボス加工では、生産性の向上及びコスト改善が難しかった。すなわち、平面エンボス加工では、転写毎の被加工材料のセッティング、型の加熱、高温条件下における長時間の被加工材料との接触により型に付着した被加工材料の洗浄等に時間を要する。また、サイズが大きい型では、プレス条件、特に平面度を満たすことが困難であった。さらに、型からの被加工材料の剥離性が良好でないため、型が損傷し易く、また、欠陥製品や不良製品が発生し易かった。
本実施形態のエンボス加工装置１は、前述した構造を備えることにより、これらの点が改善され、ロールエンボス加工と平面エンボス加工の利点を併せ持つことができる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のエンボス加工装置１は、主としてスクリーン１００を支持装置４と転写装置７とで挟持する点において、前記第１実施形態とは相違する。
このエンボス加工装置１は、図４に示すように、搬送装置２、支持装置４、転写装置７、加熱ユニット８、型予熱装置９及び冷却ユニット１０を備える。
【００３３】
本実施形態では、図４に示すように、支持装置４は、転写装置７の上方に配置され、エンボス加工中では、支持装置４と転写装置７との間にスクリーン１００が配置される。このため、支持用ロール４１Ｂ，４１Ｃ及びベルト４２は、前記第１実施形態とは反対に回転する。また、支持装置４は、前記第１実施形態の支持用ロール４１Ａ及び押圧ロール４３を省略し、２つの支持用ロール４１Ｂ，４１Ｃにベルト４２を巻回している。
【００３４】
転写装置７は、以下のように、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とされたエンボス型７１を備える。転写装置７は、複数のエンボス型７１と、各エンボス型７１を搬送する移動装置としての型搬送機７２とを備えている。すなわち、このエンボス加工装置１は、移動装置として、モーター４５Ｂ，４５Ｃ及び型搬送機７２を備えている。
エンボス型７１は、型面７１１が平面状の電鋳型である点において、第１実施形態のシート状のエンボス型３２とは相違する。エンボス型７１の型面７１１には、エンボスパターンが形成されている。なお、エンボス型７１のサイズは、スクリーン１００のサイズに応じて決定される。
【００３５】
型搬送機７２は、油圧シリンダー７２１を介してエンボス型７１を載置する載置面７２２を備えている。各油圧シリンダー７２１は、それぞれエンボス型７１を支持装置４の方向（上下方向）に進退させることで、エンボス型７１をベルト４２に対して近接離間させる。
エンボス加工前後では、エンボス型７１をベルト４２から離間させて、スクリーン１００をエンボス型７１とベルト４２との間に配置する。また、エンボス加工中では、油圧シリンダー７２１は、エンボス型７１を支持装置４の方向に押圧し、一定の圧力をエンボス型７１からベルト４２に対して加える。このことにより、スクリーン１００は、エンボス型７１の型面７１１とベルト４２の外周面４２１とで一定の圧力が加えられた状態で挟持され、スクリーン１００にエンボス型７１のエンボスパターン（図３に示すような円弧状のパターン）が転写される。
また、型搬送機７２は、複数のエンボス型７１を巡回させて、載置面７２２に載置されているエンボス型７１をスクリーン１００の移動方向に合わせて移動させる構造を有している。
【００３６】
エンボス加工装置１は、加熱装置として、加熱ユニット８と、型予熱装置９とを備える。加熱ユニット８は、前記第１実施形態における加熱ユニット５と同様の構成である。
型予熱装置９は、型搬送機７２で巡回しているエンボス型７１をヒーター等により加熱する。具体的に、型予熱装置９は、エンボス型７１を約２００℃以上に加熱する。エンボス加工装置１は、複数のエンボス型７１を巡回させるため、エンボス型７１を加熱する時間を十分に得ることができる。
そして、加熱ユニット８と型予熱装置９は、スクリーン１００において、エンボス型７１とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を約２００℃以上に加熱する。
【００３７】
また、エンボス加工装置１は、冷却装置として冷却ユニット１０を備える。冷却ユニット１０は、前記第１実施形態における冷却ユニット６と同様の構成である。そして、冷却ユニット１０は、加熱ユニット８及びエンボス型７１で加熱後のスクリーン１００において、エンボス型７１とベルト４２とで挟持された部位を約７０℃以下に冷却する。
なお、エンボス加工装置１は、搬送装置２の駆動、モーター４５Ｂ，４５Ｃの駆動及び型搬送機７２によるエンボス型７１の移動速度を制御することで、スクリーン１００と、スクリーン１００を挟持するエンボス型７１及びベルト４２とを、転写しているエンボスパターンがずれないように移動させる。
【００３８】
上述した本実施形態のエンボス加工装置１によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
転写装置７は、複数のエンボス型７１を有し、エンボス型７１の型面７１１が平面状であるため、生産性を向上しつつ安価な型でエンボス加工できる。
また、汎用のエンボス型を利用できるため、シート状やロール状の型を用いる場合と比較して、エンボス加工装置１の製造を容易にできる。
【００３９】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、前記各実施形態では、硬質塩化ビニール製のスクリーン１００を例示して説明したが、これに限らず、軟質塩化ビニール製等、他の材料を用いたスクリーンの加工に適用してもよい。また、各部におけるスクリーン１００の温度は、材料に応じて適宜設定すればよい。また、スクリーン１００を挟持した状態において、前記各実施形態で説示した温度状態にできるのであれば、加熱及び冷却の方法は、前記各実施形態で示したものに限定されない。
【００４０】
前記第１実施形態では、シート状のエンボス型３２を例示し、前記第２実施形態では型面が平面状のエンボス型７１を例示したが、エンボス型の形状はこれに限らない。例えば、第１実施形態での転写用ロール３１Ａをエンボスロールとする構成であってもよい。また、エンボス型３２，７１は、電鋳型として説明したが、エンボス加工による転写が可能な型面を有するのであれば電鋳型に限らない。
前記各実施形態では、ベルト４２としてゴムベルトを例示したが、これに限らず、スチールベルト等の金属製のベルトで構成してもよい。
前記第１実施形態では、２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂにエンボス型３２を巻回し、３つの支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃにベルト４２を巻回する構成とし、前記第２実施形態では、２つの支持用ロール４１Ｂ，４１Ｃにベルト４２を巻回する構成としたが、巻回するロール数は、これらに限らない。
前記第１実施形態では、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃを移動装置とし、前記第２実施形態では、モーター４５Ｂ，４５Ｃ及び型搬送機７２を移動装置としたが、移動装置は、エンボス型３２，７１及びベルト４２を移動させることができるのであれば、これに限らない。例えば、各実施形態において、支持装置４側の各ロールに取り付けられているモーターを省略してもよい。
【００４１】
前記第１実施形態では、エンボス型３２が、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂによりベルト４２に対して押圧される構成とし、第２実施形態では、エンボス型７１が、油圧シリンダー７２１によりベルト４２に対して押圧される構成としたが、ベルト４２がエンボス型３２，７１をそれぞれ押圧する構成としてもよい。
前記第１実施形態では、エンボス型３２を各転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに直接、巻回していたが、各転写用ロール３１Ａ，３１Ｂにベルト部材を巻回させて、このベルト部材の表面にエンボス型３２を覆うように取り付けてもよい。
【００４２】
前記各実施形態で加工されるスクリーン１００は、反射型スクリーンを前提としたが、これに限定されず、透過型スクリーンであってもよい。また、スクリーン１００としては、近接投射型のプロジェクターからの画像光を投影するスクリーンに適用することが好ましいが、これに限らず、コントラストの向上を目的とするスクリーン等、様々な目的で立体形状が形成されているスクリーンの製造に適用することができる。
また、前記各実施形態では、エンボス加工装置１によりスクリーン１００が加工されていたが、加工対象はスクリーン１００に限定されず、紙、金属薄板、プラスチックフィルム等であってもよい。転写する形状についても円弧状のエンボスパターンに限らず、他の立体形状をエンボスパターンとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、被加工材料に凹凸を形成するエンボス加工装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・エンボス加工装置、３，７・・・転写装置、４・・・支持装置、５，８・・・加熱ユニット（加熱装置）、６，１０・・・冷却ユニット（冷却装置）、９・・・型予熱装置（加熱装置）、３１Ａ，３１Ｂ・・・転写用ロール、３２，７１・・・エンボス型、３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ〜４５Ｃ・・・モーター（移動装置）、４１Ａ〜４１Ｃ・・・支持用ロール、４２・・・ベルト、７２・・・型搬送機（移動装置）、３２１，７１１・・・型面、４２１・・・外周面、１００・・・スクリーン（被加工部材）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンボス加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクター等から投射された画像光が投影されるスクリーンとして、表面にプリズム形状等の立体形状が設けられているスクリーンが知られている。この立体形状は、樹脂フィルム等のスクリーンにエンボス加工を施すことで形成することができる。
具体的に、基材ロールの外周表面にエンボスパターンが形成されたエンボスロールと、エンボスロールと対向して配置される受けロールとを有するエンボス加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のエンボス加工装置では、供給ロールから巻取ロールに巻き取られる被加工材料が、これらロール間に配置されたエンボスロールと受けロールとに押圧されることで、エンボスパターンが被加工材料に転写される。
このエンボス加工装置では、被加工材料にエンボスパターンを連続して転写できるため、例えば、平面状の型を用い、複数の被加工材料に対して個別にエンボス加工を施す枚葉式のエンボス加工装置に比べて生産性が向上する、という利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９２１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のエンボス加工装置には、以下の問題がある。
樹脂フィルム等の被加工材料に精密なエンボスパターンを高精度で転写するためには、被加工材料を溶解温度付近まで加熱して流動状態にしてエンボス加工を施すことが望ましい。
ところが、特許文献１に記載のエンボス加工装置では、２つのロール状部材（エンボスロールと受けロール）で被加工材料を挟持して転写を行うため、被加工材料と接するエンボス型の面積が非常に小さい。
・ このため、流動状態でエンボス加工を行うには転写前に被加工材料の温度を溶解温度付近にする必要があるが、転写前に溶解温度付近まで加熱すると被加工材料が巻取張力に耐えられず、変形または破断してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、生産性が向上でき、かつ、良好な転写ができるエンボス加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンボス加工装置は、被加工材料をエンボス加工するエンボス加工装置であって、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とするエンボス型を有する転写装置と、複数の支持用ロール、及び前記複数の支持用ロールに巻回され外周面の一部と前記エンボス型とで前記被加工材料を挟持するベルトを有し、前記複数の支持用ロールの回転により前記ベルトの一部が前記エンボス型の移動方向に沿って移動する支持装置と、前記エンボス型及び前記ベルトを移動させる移動装置と、前記被加工材料を加熱する加熱装置とを備え、前記ベルトは、外周面の一部が前記エンボス型の型面形状に倣うように配設され、前記加熱装置は、前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ベルトは、外周面の一部がエンボス型の型面形状に倣うように配設されている。そして、ベルトは、複数の支持用ロールの回転により、外周面の一部とエンボス型とで被加工材料を挟持しながら、当該外周面の一部がエンボス型の移動方向に移動する。このため、２つのロール状部材で被加工材料を挟持して転写する場合よりも、被加工材料と接するエンボス型の面積を大きくでき、当該被加工材料を挟持する時間（転写時間）を長くすることができる。
そして、加熱装置は、被加工材料において、エンボス型とベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱する。これにより、エンボス型での転写前に被加工材料を溶解温度付近まで加熱せずとも当該転写中に溶解温度付近まで加熱できるため、被加工材料が変形または破断することなくエンボスパターンを高精度に転写することができ、生産性を向上して良好な転写ができる。
【０００８】
本発明では、前記エンボス型は、シート状に形成され、前記転写装置は、前記エンボス型が巻回される複数の転写用ロールを備え、前記複数の転写用ロールの回転により前記エンボス型が移動することが好ましい。
本発明によれば、転写装置が備える複数の転写用ロールの回転により、当該複数の転写用ロールに巻回されたシート状のエンボス型が移動する。このため、周回運動するエンボス型で被加工材料にエンボスパターンを連続して転写できる。これにより、一連の転写の流れを止めることなくエンボス加工でき、生産性を向上できる。
また、転写装置がエンボスロール単体で構成されている場合と比較して、ベルトの外周面の一部をより広い範囲でエンボス型の型面形状に倣うように配設することができるため、転写時間をより長くすることができる。
【０００９】
本発明では、前記転写装置は、複数の前記エンボス型を有し、前記エンボス型は、前記型面が平面状の型で構成されていることが好ましい。
本発明では、転写装置は、複数のエンボス型を有し、エンボス型の型面が平面状であるため、一連の転写の流れを止めることなくエンボス加工でき、生産性を向上しつつ安価な型でエンボス加工できる。
また、汎用のエンボス型を利用できるため、シート状やロール状の型を用いる場合と比較して、エンボス加工装置の製造を容易にできる。
【００１０】
本発明では、前記加熱装置にて加熱された後に前記被加工材料を冷却する冷却装置を備え、前記冷却装置は、前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を冷却することが好ましい。
本発明では、エンボス加工装置は、被加工材料において、エンボス型とベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱装置での加熱後に冷却するため、被加工材料を硬化させて、エンボス型からの被加工材料の剥離性を向上でき、転写した形状を保護することができる。被加工材料は、硬化した状態でエンボス型とベルトとの間から排出されるため、エンボス加工後の被加工材料が変形または破断することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンボス加工装置の概略図。
【図２】前記実施形態のエンボス加工装置の要部を示す概略図。
【図３】前記実施形態のエンボス加工装置で加工されるスクリーンの平面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るエンボス加工装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔エンボス加工装置の構成〕
図１は、本実施形態に係るエンボス加工装置１を示す概略図である。図２は、エンボス加工装置の要部を示す概略図、図３は、本実施形態に係るエンボス加工装置１にて加工される被加工材料としてのスクリーン１００を示す平面図である。
エンボス加工装置１は、硬質塩化ビニール製のスクリーン１００に対して、エンボス加工によりスクリーン１００の表面に立体形状として凹凸を形成するものである。このエンボス加工装置１は、図１に示すように、搬送装置２、転写装置３、支持装置４、加熱ユニット５及び冷却ユニット６を備える。
【００１３】
搬送装置２は、図１に示すように、送り出しロール２１と、ヒーター２２と、予熱ロール２３と、複数のガイドロール２４と、巻き取りロール２５とを備え、スクリーン１００を送り出しロール２１から巻き取りロール２５に送るものである。各ロール２１，２３〜２５は、軸方向に沿って回転軸２６を備える。送り出しロール２１及び巻き取りロール２５の回転軸２６は、モーター（図示略）で駆動される。
【００１４】
送り出しロール２１は、スクリーン１００を予め巻回しておくものである。送り出しロール２１の回転軸２６は、モーターによって回転駆動される。
ヒーター２２は、予熱ロール２３の外周表面に対向した位置に配置されて、送り出しロール２１から供給されたスクリーン１００を加熱する。
ここで、スクリーン１００は、溶解温度付近である約２００℃以上まで加熱されることで流動状態となり、良好な転写が行える。硬質塩化ビニール製のスクリーン１００は、８０℃以上に加熱すれば軟化して転写し易くなるが、高輝度スクリーン用の精密なエンボスパターンを精度よく転写するには溶解温度付近である２００℃以上とすることが好ましい。ヒーター２２は、スクリーン１００を約１５０℃まで加熱する。
予熱ロール２３は、ヒーター２２にて加熱されたスクリーン１００を転写装置３及び支持装置４に向けて送り出す。なお、予熱ロール２３には、熱伝導性の高い材質が用いられることが好ましい。
【００１５】
ガイドロール２４は、送り出しロール２１から予熱ロール２３、及び転写装置３と支持装置４から巻き取りロール２５に向けて、スクリーン１００を案内（ガイド）して送るものである。巻き取りロール２５は、エンボス加工されたスクリーン１００を巻回するものである。この巻き取りロール２５の回転軸２６は、送り出しロール２１と同様に、モーターによって回転駆動される。
【００１６】
転写装置３は、以下のように、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とされたエンボス型３２を備える。転写装置３は、図１に示すように、２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂと、当該２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回されたエンボス型３２とを備える。なお、各ロール３１Ａ，３１Ｂは、軸方向に沿って回転軸３３Ａ，３３Ｂを備える。
エンボス型３２は、無端状のシート材で構成されている。このエンボス型３２は、電鋳母型を金属塩からなる電解溶液に漬けて電解により金属塩を母型表面に析出させ、その析出した金属層を母型から剥離して得られた電鋳型であり、エンボス型３２の表面には、当該母型表面の凹凸が複写されてエンボスパターンが形成されている。そして、エンボス型３２は、図１に示すように、エンボスパターンが形成された表面を外側にして転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回することで外面側に型面３２１を構成する。なお、エンボス型３２のサイズは、スクリーン１００のサイズに応じて決定される。エンボス型３２は、各転写用ロール３１Ａ，３１Ｂの回転により回転する。
【００１７】
支持装置４は、３つの支持用ロール４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと、当該３つの支持用ロール４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに巻回されたベルト４２と、ベルト４２を押圧する押圧ロール４３とを備える。なお、各ロール４１Ａ〜４１Ｃ，４３は、それぞれ軸方向に沿って回転軸４４Ａ〜４４Ｃ，４５を備える。各支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃは、それぞれ回転軸４４Ａ〜４４Ｃにより、エンボス加工装置１に固定して配置される。押圧ロール４３は、回転軸４５により各支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃに巻回したベルト４２を押圧可能にエンボス加工装置１に取り付けられている。
ベルト４２は、無端状のシート材で構成されている。ベルト４２は、具体的には、耐熱性のゴムベルトである。ベルト４２のサイズは、エンボス型３２と同じか、それよりも大きく構成されている。ベルト４２は、各ロール４１Ａ〜４１Ｃ，４３の回転により回転する。なお、ベルト４２は、外周面４２１の一部がエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設されている。
【００１８】
各回転軸３３Ａ，３３Ｂの両端には、それぞれ油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂが取り付けられている。油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ回転軸３３Ａ，３３Ｂを径方向に進退させることで、エンボス型３２をベルト４２に対して近接離間させる。
エンボス加工前後では、転写用ロール３１Ａ，３１Ｂをベルト４２から離間させて、スクリーン１００をエンボス型３２とベルト４２との間に配置する。また、エンボス加工中では、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ、回転軸３３Ａ，３３Ｂを径方向に押圧し、一定の圧力をエンボス型３２からベルト４２に対して加える。このことにより、スクリーン１００は、エンボス型３２の型面３２１とベルト４２の外周面４２１とで一定の圧力が加えられた状態で挟持され、スクリーン１００にエンボス型３２のエンボスパターン（図３に示すような円弧状のパターン）が転写される。スクリーン１００を挟持した状態は、スクリーン１００がエンボス型３２及びベルト４２の間に挿入されてから、エンボス型３２及びベルト４２の間から排出されるまで保たれる。
【００１９】
また、回転軸３３Ａ，３３Ｂ及び回転軸４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃには、それぞれ移動装置としてのモーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃが取り付けられている。モーター３５Ａ，３５Ｂは、それぞれ回転軸３３Ａ，３３Ｂを回転駆動することで転写用ロール３１Ａ，３１Ｂを回転させ、エンボス型３２を回転させる。モーター４５Ａ〜４５Ｃは、それぞれ回転軸４４Ａ〜４４Ｃを回転駆動することで支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃを回転させ、ベルト４２を回転させる。なお、図２に示すように、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃは、それぞれスクリーン１００が搬送方向に移動するように、エンボス型３２、ベルト４２を回転させる。これにより、ベルト４２の一部がエンボス型３２の移動方向に沿って移動する。なお、ベルト４２は、エンボス型３２の回転とは反対方向に回転する。
【００２０】
エンボス加工装置１は、加熱装置としてロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５を備えている。ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を加熱する。
ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃは、ロール自体が加熱する加熱ロールである。具体的に、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃは、内部に配設されている循環経路内に高圧蒸気を通過させることでスクリーン１００を加熱する。なお、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃには、熱伝導性の高い材質が用いられることが好ましい。
加熱ユニット５は、エンボス型３２内及びベルト４２内にそれぞれ設けられている。具体的に、加熱ユニット５は、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃと同様、エンボス型３２及びベルト４２内に高圧蒸気を通過させることでスクリーン１００を加熱する。図１に示すように、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５により、スクリーン１００を両側（転写装置３側と支持装置４側）から加熱することで、均等かつ短時間にスクリーン１００を加熱することができる。
【００２１】
これらロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、スクリーン１００を加熱して理想の熱転写条件を得るため設けられている。具体的に、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、エンボス型３２とベルト４２とで挟持しているスクリーン１００の温度が溶解温度付近の約２００℃以上となるように加熱する。なお、スクリーン１００は、ヒーター２２にて予め約１５０℃に加熱されるため、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、短時間でスクリーン１００を加熱できる。
【００２２】
また、エンボス加工装置１は、冷却装置として冷却ユニット６を備えている。冷却ユニット６は、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５で加熱後のスクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２とで挟持された部位を冷却する。
冷却ユニット６は、エンボス型３２内及びベルト４２内にそれぞれ設けられている。具体的に、冷却ユニット６は、エンボス型３２内及びベルト４２内に配設された循環経路内に冷却水等の冷媒を循環させることで、スクリーン１００を冷却する。図１に示すように、冷却ユニット６により、スクリーン１００を両側（転写装置３側と支持装置４側）から冷却することで、均等かつ短時間にスクリーン１００を冷却することができる。
【００２３】
冷却ユニット６は、スクリーン１００を冷却して流動状態から硬化状態とする。具体的に、冷却ユニット６は、エンボス型３２とベルト４２とで挟持しているスクリーン１００の温度が約７０℃以下となるようにスクリーン１００を冷却して硬化状態とする。
なお、エンボス加工装置１は、搬送装置２の駆動、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃの駆動を制御することで、スクリーン１００と、スクリーン１００を挟持するエンボス型３２及びベルト４２とを、転写しているエンボスパターンがずれないように移動させる。
【００２４】
〔エンボス加工装置の動作〕
使用者は、スクリーン１００を予め送り出しロール２１に巻回する。エンボス加工作業の前に、図１に示すように、送り出しロール２１に巻回されたスクリーン１００をガイドロール２４、予熱ロール２３、転写装置３、支持装置４、及びガイドロール２４に沿って、巻き取りロール２５にスクリーン１００の一端を取り付けておく。この際、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂを駆動することにより、エンボス型３２をベルト４２に対して離間させて、スクリーン１００をエンボス型３２とベルト４２との間に配置する。
【００２５】
そして、スクリーン１００のサイズに応じたエンボス型３２を転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回し、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂを駆動することにより、転写用ロール３１Ａ，３１Ｂの回転軸３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ径方向に押圧して、スクリーン１００をエンボス型３２とベルト４２とで挟持する。
【００２６】
次に、エンボス加工装置１を稼働させると、搬送装置２の駆動と、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃの駆動によって、エンボス型３２及びベルト４２がそれぞれ回転して、スクリーン１００は、ヒーター２２にて約１５０℃に加熱され、予熱ロール２３は、加熱されたスクリーン１００を転写装置３及び支持装置４に向けて供給する。そして、スクリーン１００は、エンボス型３２とベルト４２とに押圧され、スクリーン１００には、エンボス型３２のエンボスパターンが転写される。この際、予熱ロール２３からエンボス型３２及びベルト４２の間に挿入されたスクリーン１００は、先ず、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５により溶解温度付近である約２００℃以上に加熱されて流動状態となる。そして、スクリーン１００は、この加熱後に冷却ユニット６により約７０℃以下に冷却されて硬化状態となった後、エンボス型３２から剥離され、エンボス型３２及びベルト４２の間から排出される。エンボスパターンが転写されたスクリーン１００は、巻き取りロール２５に巻き取られていく。この巻き取られたスクリーン１００を裁断することで、図３に示すスクリーン１００が製造される。
【００２７】
上述した本実施形態のエンボス加工装置１によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、ベルト４２は、外周面４２１の一部がエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設されている。そして、ベルト４２は、３つの支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃの回転により、外周面４２１の一部とエンボス型３２とでスクリーン１００を挟持しながら、当該外周面４２１の一部がエンボス型３２の移動方向に移動する。このため、２つのロール状部材でスクリーン１００を挟持して転写する場合よりも、スクリーン１００と接するエンボス型３２の面積を大きくでき、スクリーン１００を挟持する時間（転写時間）を長くすることができる。
そして、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を加熱する。これにより、エンボス型３２による転写前にスクリーン１００を溶解温度付近まで加熱せずとも当該転写中に溶解温度付近まで加熱できるため、スクリーン１００が変形または破断することなくエンボスパターンを高精度に転写することができ、生産性を向上して良好な転写ができる。
また、エンボス加工装置１は、搬送装置２及びモーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃを制御して、挟持しているスクリーン１００の移動速度を調整することで生産性と転写時間とを適切に設定することができる。
【００２８】
転写装置３が備える２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂの回転により、転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに巻回されたシート状のエンボス型３２が移動するため、周回運動するエンボス型３２でスクリーン１００にエンボスパターンを連続して転写できる。これにより、一連の転写の流れを止めることなくエンボス加工でき、生産性を向上できる。
また、転写装置がエンボスロール単体で構成されている場合と比較して、ベルト４２の外周面４２１の一部をより広い範囲でエンボス型３２の型面３２１の形状に倣うように配設することができるため、転写時間をより長くすることができる。
【００２９】
エンボス加工装置１は、スクリーン１００において、エンボス型３２とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を、ロール３１Ａ，４１Ａ，４１Ｃ及び加熱ユニット５での加熱後に冷却するため、スクリーン１００を硬化させて、エンボス型３２からのスクリーン１００の剥離性を向上でき、転写した形状を保護することができる。スクリーン１００は、硬化した状態でエンボス型３２とベルト４２との間から排出されるため、エンボス加工後のスクリーン１００が変形または破断することを防止できる。
【００３０】
ところで、２つのロール状部材（エンボスロールと受けロール）で被加工材料を挟持して転写を行う従来のエンボス加工（以下、ロールエンボス加工と称する）では、大型の被加工材料にエンボス加工を施すことが難しかった。すなわち、１００インチ等の大型のスクリーンにエンボス加工を施すには、φ８００ｍｍ以上の大径のエンボスロールが必要となるが、このような大型のエンボスロールは、製造が困難である。また、ロールエンボス加工では、硬質塩化ビニール製のスクリーンに精密な凹凸のエンボスパターンを精度良く被加工材料に転写するのは困難である。
【００３１】
そこで、従来の型面が平面状の型を用いたエンボス加工（以下、平面エンボス加工と称する）を施すことが考えられるが、平面エンボス加工では、生産性の向上及びコスト改善が難しかった。すなわち、平面エンボス加工では、転写毎の被加工材料のセッティング、型の加熱、高温条件下における長時間の被加工材料との接触により型に付着した被加工材料の洗浄等に時間を要する。また、サイズが大きい型では、プレス条件、特に平面度を満たすことが困難であった。さらに、型からの被加工材料の剥離性が良好でないため、型が損傷し易く、また、欠陥製品や不良製品が発生し易かった。
本実施形態のエンボス加工装置１は、前述した構造を備えることにより、これらの点が改善され、ロールエンボス加工と平面エンボス加工の利点を併せ持つことができる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のエンボス加工装置１は、主としてスクリーン１００を支持装置４と転写装置７とで挟持する点において、前記第１実施形態とは相違する。
このエンボス加工装置１は、図４に示すように、搬送装置２、支持装置４、転写装置７、加熱ユニット８、型予熱装置９及び冷却ユニット１０を備える。
【００３３】
本実施形態では、図４に示すように、支持装置４は、転写装置７の上方に配置され、エンボス加工中では、支持装置４と転写装置７との間にスクリーン１００が配置される。このため、支持用ロール４１Ｂ，４１Ｃ及びベルト４２は、前記第１実施形態とは反対に回転する。また、支持装置４は、前記第１実施形態の支持用ロール４１Ａ及び押圧ロール４３を省略し、２つの支持用ロール４１Ｂ，４１Ｃにベルト４２を巻回している。
【００３４】
転写装置７は、以下のように、表面にエンボスパターンが形成され移動可能とされたエンボス型７１を備える。転写装置７は、複数のエンボス型７１と、各エンボス型７１を搬送する移動装置としての型搬送機７２とを備えている。すなわち、このエンボス加工装置１は、移動装置として、モーター４５Ｂ，４５Ｃ及び型搬送機７２を備えている。
エンボス型７１は、型面７１１が平面状の電鋳型である点において、第１実施形態のシート状のエンボス型３２とは相違する。エンボス型７１の型面７１１には、エンボスパターンが形成されている。なお、エンボス型７１のサイズは、スクリーン１００のサイズに応じて決定される。
【００３５】
型搬送機７２は、油圧シリンダー７２１を介してエンボス型７１を載置する載置面７２２を備えている。各油圧シリンダー７２１は、それぞれエンボス型７１を支持装置４の方向（上下方向）に進退させることで、エンボス型７１をベルト４２に対して近接離間させる。
エンボス加工前後では、エンボス型７１をベルト４２から離間させて、スクリーン１００をエンボス型７１とベルト４２との間に配置する。また、エンボス加工中では、油圧シリンダー７２１は、エンボス型７１を支持装置４の方向に押圧し、一定の圧力をエンボス型７１からベルト４２に対して加える。このことにより、スクリーン１００は、エンボス型７１の型面７１１とベルト４２の外周面４２１とで一定の圧力が加えられた状態で挟持され、スクリーン１００にエンボス型７１のエンボスパターン（図３に示すような円弧状のパターン）が転写される。
また、型搬送機７２は、複数のエンボス型７１を巡回させて、載置面７２２に載置されているエンボス型７１をスクリーン１００の移動方向に合わせて移動させる構造を有している。
【００３６】
エンボス加工装置１は、加熱装置として、加熱ユニット８と、型予熱装置９とを備える。加熱ユニット８は、前記第１実施形態における加熱ユニット５と同様の構成である。
型予熱装置９は、型搬送機７２で巡回しているエンボス型７１をヒーター等により加熱する。具体的に、型予熱装置９は、エンボス型７１を約２００℃以上に加熱する。エンボス加工装置１は、複数のエンボス型７１を巡回させるため、エンボス型７１を加熱する時間を十分に得ることができる。
そして、加熱ユニット８と型予熱装置９は、スクリーン１００において、エンボス型７１とベルト４２の外周面４２１の一部との間に挟持された部位を約２００℃以上に加熱する。
【００３７】
また、エンボス加工装置１は、冷却装置として冷却ユニット１０を備える。冷却ユニット１０は、前記第１実施形態における冷却ユニット６と同様の構成である。そして、冷却ユニット１０は、加熱ユニット８及びエンボス型７１で加熱後のスクリーン１００において、エンボス型７１とベルト４２とで挟持された部位を約７０℃以下に冷却する。
なお、エンボス加工装置１は、搬送装置２の駆動、モーター４５Ｂ，４５Ｃの駆動及び型搬送機７２によるエンボス型７１の移動速度を制御することで、スクリーン１００と、スクリーン１００を挟持するエンボス型７１及びベルト４２とを、転写しているエンボスパターンがずれないように移動させる。
【００３８】
上述した本実施形態のエンボス加工装置１によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
転写装置７は、複数のエンボス型７１を有し、エンボス型７１の型面７１１が平面状であるため、生産性を向上しつつ安価な型でエンボス加工できる。
また、汎用のエンボス型を利用できるため、シート状やロール状の型を用いる場合と比較して、エンボス加工装置１の製造を容易にできる。
【００３９】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、前記各実施形態では、硬質塩化ビニール製のスクリーン１００を例示して説明したが、これに限らず、軟質塩化ビニール製等、他の材料を用いたスクリーンの加工に適用してもよい。また、各部におけるスクリーン１００の温度は、材料に応じて適宜設定すればよい。また、スクリーン１００を挟持した状態において、前記各実施形態で説示した温度状態にできるのであれば、加熱及び冷却の方法は、前記各実施形態で示したものに限定されない。
【００４０】
前記第１実施形態では、シート状のエンボス型３２を例示し、前記第２実施形態では型面が平面状のエンボス型７１を例示したが、エンボス型の形状はこれに限らない。例えば、第１実施形態での転写用ロール３１Ａをエンボスロールとする構成であってもよい。また、エンボス型３２，７１は、電鋳型として説明したが、エンボス加工による転写が可能な型面を有するのであれば電鋳型に限らない。
前記各実施形態では、ベルト４２としてゴムベルトを例示したが、これに限らず、スチールベルト等の金属製のベルトで構成してもよい。
前記第１実施形態では、２つの転写用ロール３１Ａ，３１Ｂにエンボス型３２を巻回し、３つの支持用ロール４１Ａ〜４１Ｃにベルト４２を巻回する構成とし、前記第２実施形態では、２つの支持用ロール４１Ｂ，４１Ｃにベルト４２を巻回する構成としたが、巻回するロール数は、これらに限らない。
前記第１実施形態では、モーター３５Ａ，３５Ｂ及びモーター４５Ａ〜４５Ｃを移動装置とし、前記第２実施形態では、モーター４５Ｂ，４５Ｃ及び型搬送機７２を移動装置としたが、移動装置は、エンボス型３２，７１及びベルト４２を移動させることができるのであれば、これに限らない。例えば、各実施形態において、支持装置４側の各ロールに取り付けられているモーターを省略してもよい。
【００４１】
前記第１実施形態では、エンボス型３２が、油圧シリンダー３４Ａ，３４Ｂによりベルト４２に対して押圧される構成とし、第２実施形態では、エンボス型７１が、油圧シリンダー７２１によりベルト４２に対して押圧される構成としたが、ベルト４２がエンボス型３２，７１をそれぞれ押圧する構成としてもよい。
前記第１実施形態では、エンボス型３２を各転写用ロール３１Ａ，３１Ｂに直接、巻回していたが、各転写用ロール３１Ａ，３１Ｂにベルト部材を巻回させて、このベルト部材の表面にエンボス型３２を覆うように取り付けてもよい。
【００４２】
前記各実施形態で加工されるスクリーン１００は、反射型スクリーンを前提としたが、これに限定されず、透過型スクリーンであってもよい。また、スクリーン１００としては、近接投射型のプロジェクターからの画像光を投影するスクリーンに適用することが好ましいが、これに限らず、コントラストの向上を目的とするスクリーン等、様々な目的で立体形状が形成されているスクリーンの製造に適用することができる。
また、前記各実施形態では、エンボス加工装置１によりスクリーン１００が加工されていたが、加工対象はスクリーン１００に限定されず、紙、金属薄板、プラスチックフィルム等であってもよい。転写する形状についても円弧状のエンボスパターンに限らず、他の立体形状をエンボスパターンとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、被加工材料に凹凸を形成するエンボス加工装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・エンボス加工装置、３，７・・・転写装置、４・・・支持装置、５，８・・・加熱ユニット（加熱装置）、６，１０・・・冷却ユニット（冷却装置）、９・・・型予熱装置（加熱装置）、３１Ａ，３１Ｂ・・・転写用ロール、３２，７１・・・エンボス型、３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ〜４５Ｃ・・・モーター（移動装置）、４１Ａ〜４１Ｃ・・・支持用ロール、４２・・・ベルト、７２・・・型搬送機（移動装置）、３２１，７１１・・・型面、４２１・・・外周面、１００・・・スクリーン（被加工部材）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材料をエンボス加工するエンボス加工装置であって、
表面にエンボスパターンが形成され移動可能とするエンボス型を有する転写装置と、
複数の支持用ロール、及び前記複数の支持用ロールに巻回され外周面の一部と前記エンボス型とで前記被加工材料を挟持するベルトを有し、前記複数の支持用ロールの回転により前記ベルトの一部が前記エンボス型の移動方向に沿って移動する支持装置と、
前記エンボス型及び前記ベルトを移動させる移動装置と、
前記被加工材料を加熱する加熱装置とを備え、
前記ベルトは、
外周面の一部が前記エンボス型の型面形状に倣うように配設され、
前記加熱装置は、
前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱する
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンボス加工装置において、
前記エンボス型は、シート状に形成され、
前記転写装置は、
前記エンボス型が巻回される複数の転写用ロールを備え、前記複数の転写用ロールの回転により前記エンボス型が移動する
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンボス加工装置において、
前記転写装置は、複数の前記エンボス型を有し、
前記エンボス型は、前記型面が平面状の型で構成されている
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のエンボス加工装置において、
前記加熱装置にて加熱された後に前記被加工材料を冷却する冷却装置を備え、
前記冷却装置は、
前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を冷却する
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項１】
被加工材料をエンボス加工するエンボス加工装置であって、
表面にエンボスパターンが形成され移動可能とするエンボス型を有する転写装置と、
複数の支持用ロール、及び前記複数の支持用ロールに巻回され外周面の一部と前記エンボス型とで前記被加工材料を挟持するベルトを有し、前記複数の支持用ロールの回転により前記ベルトの一部が前記エンボス型の移動方向に沿って移動する支持装置と、
前記エンボス型及び前記ベルトを移動させる移動装置と、
前記被加工材料を加熱する加熱装置とを備え、
前記ベルトは、
外周面の一部が前記エンボス型の型面形状に倣うように配設され、
前記加熱装置は、
前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を加熱する
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンボス加工装置において、
前記エンボス型は、シート状に形成され、
前記転写装置は、
前記エンボス型が巻回される複数の転写用ロールを備え、前記複数の転写用ロールの回転により前記エンボス型が移動する
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンボス加工装置において、
前記転写装置は、複数の前記エンボス型を有し、
前記エンボス型は、前記型面が平面状の型で構成されている
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のエンボス加工装置において、
前記加熱装置にて加熱された後に前記被加工材料を冷却する冷却装置を備え、
前記冷却装置は、
前記被加工材料において、前記エンボス型と前記ベルトの外周面の一部との間に挟持された部位を冷却する
ことを特徴とするエンボス加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１３６４６１（Ｐ２０１１−１３６４６１Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９７０５８（Ｐ２００９−２９７０５８）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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