JP4641918B2 - エンボス加工装置 - Google Patents

Description

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及び画像が熱転写された側に凹凸が付与された凹凸面を有する印画物に関する。

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。

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）。

特開昭６２−１９８８５７号公報

このような装置で加工した印画物のつや消しの質感を高めるには、印画物に付与される凹凸の深さや大きさが増大する方向に加工時の諸条件を変化させる必要がある。例えば、凹凸を付与する際の印画物の処理温度を高めること、印画物に加える処理圧力を高めること、又は加工の処理速度を遅くして処理時間を長くすること、或いはこれらを組み合わせることによって、印画物に付与される凹凸の深さや大きさが増大する方向に調整することができる。

しかしながら、これらの諸条件を変化させるには自ずと限界があり、要求される印画物の質感によっては条件が過激になって種々の弊害を招く。例えば、画像が熱転写された印画物は複数のシートを貼り合わせた受像シートが一般に使用されるため、処理温度が高すぎれば印画物がローラに融着したり、貼り合わせに使用する接着層にいわゆるブリスター現象が生じるおそれがある。このブリスター現象により接着剤層の気泡が温度上昇に伴って拡大化して印画物全体が凸凹になって印画物としての機能が失われる。また、処理圧力が高すぎれば、印画物を加圧するローラが変形したり、そのような処理圧力を実現するために装置の大型化を招来するおそれがある。更には、処理時間を長くすればそれだけ加工処理の効率が悪化する。従って、これらの諸条件を変化させるだけでは、画像が熱転写された印画物でありながら、銀塩写真の絹目調のような好ましい質感を持つ印画物を提供することが困難である。

そこで、本発明は、処理温度、処理圧力及び処理時間等の加工時の諸条件を必要以上に高めることなく要求された質感の印画物を得ることができるエンボス加工装置を提供することを目的とする。

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。

本発明のエンボス加工装置は、凹凸が形成された表面（２１ａ）を有するエンボスローラ（２１）と、前記エンボスローラと対向して配置された加圧ローラ（２０）とを備え、前記エンボスローラと前記加圧ローラとでシート状の印画物（１００）を挟み込んで前記印画物に凹凸を付与するエンボス加工装置において、前記エンボスローラの前記表面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で定義された算術平均粗さＲａが４．５０μｍ〜１８．５５μｍで、かつ同規格で定義されたクルトシスＲｋｕが２．１２〜３．８８であり、前記印画物の厚さ方向に関して変位可能な状態で前記エンボスローラ又は前記加圧ローラのいずれか一方のローラを回転可能に支持するローラ支持部材と、前記一方の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一方のローラが前記印画物に加える圧力と、当該軸線方向に関する他方の側において当該一方のローラが前記印画物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、を更に、前記一対の加圧機構のそれぞれは、加圧ばね（４１Ａ、４１Ｂ）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（４２）と、前記連結部材の変位方向に関して高低差を有する斜面（５０ａ）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（４６Ａ、４６Ｂ）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（４７Ａ、４７Ｂ）と、を備え、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（５２Ａ、５２Ｂ）と、前記旋回軸を回転駆動する駆動装置（５３Ａ、５３Ｂ）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ボールねじ機構（５４Ａ、５４Ｂ）と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

この発明によれば、エンボスローラの表面の性状がＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で定義された算術平均粗さＲａが４．５０μｍ〜１８．５５μｍで、かつ同規格で定義されたクルトシスＲｋｕが２．１２〜３．８８であるので、エンボス加工時の諸条件を必要以上に高めることなく要求された質感の印画物を得ることができる。算術平均粗さＲａが４．５０μｍよりも小さいと肉眼で確認できる程度に凹凸を印画物に付与できず、一方、Ｒａが１８．５５μｍよりも大きいと凹凸を印画物に写しとった際に肉眼で確認可能な程度のムラが発生する。クルトシスＲｋｕは、周知のように物体表面の粗さ曲線の確率密度関数の高さ方向に関する鋭さの尺度を示す無次元量であり、粗さ曲線の突出した山又は谷の影響を強く受けるものである。エンボスローラの表面の性状としてのクルトシスＲｋｕが２．１２よりも小さいと加工時の処理温度や処理圧力を過激にしない限り、肉眼で確認できる程度の好ましい凹凸を印画物に付与することができない。一方、このクルトシスＲｋｕが３．８８よりも大きいと算術平均粗さＲａが小さい場合と同様に、印画物の表面に凹凸のムラが発生する。よって、エンボス加工時の諸条件を必要以上に高めずに、好ましい質感の印画物を得るためには、算術平均粗さＲａが４．５０μｍ〜１８．５５μｍで、かつクルトシスＲｋｕが２．１２〜３．８８となる範囲内でエンボスローラの表面の性状が設定されることが必要である。

更に、前記エンボスローラの前記表面は、２０μｍ以上の厚さのメッキ層（２１ｂ）で覆われており、かつ、１２μｍ〜６８μｍの粒径を有した粒子（Ｐ）を衝突させて前記凹凸が形成されていてもよい（請求項２）。この場合には、印画物に写し取られた凹凸のムラの発生を抑制し、かつ好ましい質感の印画物を得るために有利に作用する。メッキ層の厚みが２０μｍよりも小さいと凹凸ムラの発生を抑制する効果が低下する。エンボスローラの凹凸が粒子を衝突させて形成されるので、衝突させる粒子の粒径の調整で凹凸の状態を容易にコントロールできる。粒子の粒径が１２μｍよりも小さいと肉眼で凹凸を確認できる好ましい質感が得られにくくなり、一方６８μｍよりも大きいと凹凸のムラの発生を抑制できない。従って、粒子の粒径の範囲は１２μｍ〜６８μｍに設定するとよい。

以上説明したように、本発明によれば、エンボスローラの表面の性状が、算術平均粗さＲａが４．５０μｍ〜１８．５５μｍで、かつクルトシスＲｋｕが２．１２〜３．８８であるので、エンボス加工時の諸条件を必要以上に高めることなく要求された質感の印画物を得ることができる。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、エンボス加工装置１を用いた印画物の加工例について図１０〜図１３を参照して説明する。本加工例では、互いに表面の性状が異なる複数のエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｎを用意し、これらをエンボス加工装置１に組み付けて印画物１００のエンボス加工を上述した手順に従って行った。なお、以下の説明でエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｎを互いに区別する必要がない場合は、「Ａ〜Ｎ」の符号を省略し、符号「２１」を付すことによりこれらを代表して示すこととする。

図１０はエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｎに共通する構成の一部を拡大して示した説明図である。エンボスローラ２１はその直径が８０ｍｍのアルミニウム製のものであり、図１０に示すように表面２１ａがメッキ層２１ｂで覆われている。メッキ層２１ｂの構成材料はクロム、カニゼン等でよい。但し、エンボスローラ２１Ｈ及びエンボスローラ２１Ｉはメッキ層２１ｂが設けられておらず、地肌が露出している。エンボスローラ２１の表面２１ａには凹凸が形成されていているが、その表面の性状はエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｎ毎に相違している。

図１１は、本加工例の諸量並びに評価結果を示している。実施例１〜７はエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｇを、比較例１〜７はエンボスローラ２１Ｈ〜２１Ｎをそれぞれ使用したものである。エンボスローラ２１に形成する凹凸はいわゆるサンドブラスト法により実現した。図１２に示すように、サンドブラスト法は多数の粒子Ｐを高圧水や圧縮空気等の圧縮流体とともに所定の条件で噴出させ、その粒子Ｐを加工対象物Ｏに衝突させて凹凸を与える周知の加工法である。加工条件としては、粒子Ｐを衝突させる時間（処理時間）、粒子Ｐを照射する位置とエンボスローラ２１との距離（粒子照射距離）、粒子Ｐの粒径等の諸条件が設定される。また、粒子Ｐとしては、珪砂（ガラスビーズ）に限らす、ガラス、酸化アルミ、スチール、マグネタイト等の粒子状のブラスト材を使用できる。本加工例では、処理時間を１０分、粒子照射距離を３００ｍｍにそれぞれ設定し、作成するエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｎ毎に衝突させる粒子Ｐの粒径を図１１に示す如く変化させた（但し、一部で共通の粒径を用いた）。なお、粒子Ｐの粒径は篩等の選別手段を利用して調整した。また、図１０に示すメッキ層２１ｂの厚さもエンボスローラ２１Ａ〜Ｎ毎に変化させた（但し、一部で共通の厚さを用いた）。なお、エンボスローラ２１の製造においては、表面２１ａを硬化するためメッキ層２１ｂを形成した後にサンドブラスト法で凹凸が形成される。

このようにエンボスローラ２１を作成することで、表面２１ａの性状が互いに相違するエンボスローラ２１Ａ〜２１Ｎを得た。表面２１ａの性状として、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で定義される算術平均粗さＲａと、同規格で定義されるクルトシスＲｋｕとをそれぞれ測定した。Ｒａ及びＲｋｕの測定には、ＪＩＳ Ｂ０６５１：２００１に準拠した表面粗さ測定装置を使用した。その測定装置としては、例えば、株式会社東京精密製のサーフコム１８００Ｄ−３ＤＦを使用できる。以下に測定条件ないし方法を列挙する。

・測定方法：２次元
・測定範囲：４ｍｍ
・測定ピッチ：２０μｍ
・測定倍率：２０Ｋ
・λｓフィルタ：無し
・カットオフ種別：ガウシアン
・カットオフ波長：０．８ｍｍ
・傾斜補正：最小自乗直線
・測定速度：０．６ｍｍ／ｓ
・ピックアップ種別：標準ピックアップ

各加工例におけるエンボス加工の加工条件は図１１に示した通りである。印画物１００の処理温度及び処理圧力を加工条件として設定した。印画物１００の処理温度は、温度調整機構３５により設定されたエンボスローラ２１の表面温度を意味する。表面温度の測定はエンボスローラ２１の適所に設けた温度センサにて測定した。処理圧力は上述した加圧力と同義であるが、処理圧力の数値は印画物１００の幅２１０ｍｍあたりにかかる荷重（ｋｇｆ）で示されている。処理圧力の測定は上述ししたロードセル７０を利用して行い、そのロードセル７０として、株式会社共和電業製のロードセルＬＭＲ−Ｓ−５ＫＮＳＡ２を使用した。

各加工例の結果物たる印画物の凹凸面の性状として、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で定義される算術平均粗さＲａと、同規格で定義されるスキューネスＲｓｋとをそれぞれ測定した。Ｒａ及びＲｓｋの測定はエンボスローラ２１の表面性状の測定に用いたものと同じ表面粗さ測定装置を使用した。測定条件は上記と同様である。

各加工例に対する評価は次の要領で行った。結果物たる印画物の凹凸面を目視にて観察し、凹凸面の大多数よりも明らかに大きい凹凸の有無を評価した。そのような凹凸を特異的突起と称する。特異的突起が存在した場合には観察者は凹凸のムラを感じることになる。そして、印画物が銀塩写真の絹目調のごとく好ましい質感を有している場合には「○」を、そのような質感を感じられない場合又は質感以外のその他の問題がある場合には「×」を付して総合判定を行った。

以上の結果、エンボスローラ２１の表面２１ａのＲａ値が４．５０μｍ〜１８．５５μｍの範囲内で、かつＲｋｕ値が２．１２〜３．８８の範囲内にある実施例１〜７においては、好ましい結果が得られた。すなわち、凹凸面の性状として、Ｒａ値が０．５５μｍ以上で、かつＲｓｋ値が−２．７３〜−０．６５の範囲内にある好ましい質感を持つ印画物を得ることができた。図１３はこれらの結果物としての印画物１００Ａ〜１００Ｇの外形的特徴を模式的に示した断面図である。この図に示すように、印画物１００Ａ〜１００Ｇは、凹凸面１００ａの性状としてのＲｓｋ値が負の値をとるため、平坦部１００ｂが存在している。この平坦部１００ｂが残る理由は、エンボスローラ２１の表面２１ａに形成された凹凸が印画物に対して凹部の底に達するまで完全に押し込まれていないためと考えられる。

これに対し、エンボスローラ２１に係るＲｋｕ値の上限値よりもＲｋｕ値が高い比較例１、比較例３、比較例４及び比較例７のそれぞれにおいては、凹凸面に特異的突起の存在が確認された。また、比較例２は、エンボスローラ２１に係るＲｋｕ値の上限値よりも高いものの、特異的突起の存在は確認されなかった。しかし、エンボス加工の処理条件を実施例１〜７に比べてマイルドにし、あえて印画物に対して凹凸が付与され難くしなければならず、条件設定の困難性が増加する弊害が発生した。

一方、エンボスローラ２１に係るＲｋｕ値の下限値よりもＲｋｕ値が低い比較例５及び比較例６においては、特異的突起は確認されなかったものの好ましい結果が得られなかった。すなわち、比較例５においてはブラスト加工時に使用する粒子Ｐの粒径を、実施例１〜７における粒径の範囲３０μｍ〜６８μｍの下限値よりも小さくなるように調整することが必須となり、ブラスト加工の条件設定の容易性が阻害される弊害が発生した。他方、比較例６においては、エンボス加工の処理条件を実施例１〜７に比べて強化して、印画物に対して凹凸が付与され易くしなければならず、条件設定の困難性が増加する弊害が発生した。

以上のことから、好ましい結果を得るためには、エンボスローラの表面の性状が、算術平均粗さＲａが４．５０μｍ〜１８．５５μｍで、かつクルトシスＲｋｕが２．１２〜３．８８であることが好ましく、また、印画物の凹凸面の性状が、算術平均粗さＲａが０．５５μｍ以上で、かつスキューネスＲｓｋが−２．７３〜−０．６５であることが好ましい形態であることが明らかとなった。

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。エンボスローラ２１の材質や、エンボスローラ２１の表面２１ａに凹凸形成するために衝突させる粒子Ｐの材質には特に制限はなく、適宜選択すればよい。また、エンボスローラ２１の表面２１ａの凹凸の形成はサンドブラスト法に限定されず、放電加工その他の公知の加工法によって凹凸を形成してもよい。また、エンボスローラ２１の表面２１ａを覆うメッキ層２１ｂは必須でなく、省略してもよい。またメッキ以外の手法で表面をコーティングしてもよい。

また、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、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。

本発明の実施形態に係るエンボス加工装置の側面図。 図１の右側から見たエンボス加工装置の正面図。 図１及び図２の上側から見た部分拡大図。 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。 エンボスローラの構造の詳細を示した斜視図。 制御部が行う制御手順の概要を示した説明図。 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。 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。 本発明の変形例に係るエンボス加工装置の側面図。 各加工例に係るエンボスローラに共通する構成の一部を拡大して示した説明図。 各加工例に係る諸量並びに評価結果を示した図。 サンドブラスト法を説明する説明図。 各実施例の結果物たる印画物の外形的特徴を模式的に示した断面図。

符号の説明

１ エンボス加工装置
２０ 加圧ローラ
２１ エンボスローラ
２１ａ 表面
２１ｂ メッキ層
１００ 印画物
１００ａ 凹凸面
Ｐ 粒子

Claims (2)

1. 凹凸が形成された表面を有するエンボスローラと、前記エンボスローラと対向して配置された加圧ローラとを備え、前記エンボスローラと前記加圧ローラとでシート状の印画物を挟み込んで前記印画物に凹凸を付与するエンボス加工装置において、
   前記エンボスローラの前記表面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で定義された算術平均粗さＲａが４．５０μｍ〜１８．５５μｍで、かつ同規格で定義されたクルトシスＲｋｕが２．１２〜３．８８であり、
   前記印画物の厚さ方向に関して変位可能な状態で前記エンボスローラ又は前記加圧ローラのいずれか一方のローラを回転可能に支持するローラ支持部材と、前記一方の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一方のローラが前記印画物に加える圧力と、当該軸線方向に関する他方の側において当該一方のローラが前記印画物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、を更に備え、
   前記一対の加圧機構のそれぞれは、加圧ばね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と、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、
   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ボールねじ機構と、を備えることを特徴とするエンボス加工装置。
2. 前記エンボスローラの前記表面は、２０μｍ以上の厚さのメッキ層で覆われており、か
   つ、１２μｍ〜６８μｍの粒径を有した粒子を衝突させて前記凹凸が形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。

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