JP6543043B2 - エンボス加工機 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の被加工媒体に加工ツールを押し付けてエンボス加工を施すエンボス加工機に関するものである。

シート状の被加工媒体にレリーフ状の凹凸模様を形成する加工は、エンボス加工と呼ばれている。このエンボス加工を被加工媒体に施すための従来のエンボス加工機としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に開示されたエンボス加工機は、押し型とプレス機とを使用する構成が採られている。押し型は、被加工媒体に凸部を形成するための突起を有するための凸型と、この凸型の突起が嵌まる凹部を有する凹型とによって構成されている。

この凸型と凹型とを使用してエンボス加工を行うためには、先ず、被加工媒体を凸型と凹型との間に挟む。次に、これらの凸型と凹型とをプレス機に装填し、プレス機によってこれらの両型を被加工媒体に押し付ける。このプレス加工の後に凸型と凹型とを開き、被加工媒体を取り出すことによって、エンボス加工が施された被加工媒体が得られる。

シート状の被加工媒体にエンボス加工を施すにあたっては、特許文献２に記載されているエンボス加工機を使用して行うこともできる。この特許文献２に開示されたエンボス加工機は、帯状の被加工媒体を送る機能を有するプラテンローラと、このプラテンローラ上の被加工媒体に押し付けられるエンボス加工ツールとを備えている。帯状の被加工媒体は、プラテンローラに隣接して配置された供給用リールから引き出して使用されている。

プラテンローラは、被加工媒体を巻掛けることが可能な大きさの円筒状に形成されており、駆動装置によって駆動されて回転する。このプラテンローラの外周部は、弾性を有している。また、プラテンローラの軸方向の両端部には、スプロケットが設けられている。このスプロケットは、被加工媒体の両側部に形成された多数の送り穴に係合し、プラテンローラの回転に伴って被加工媒体を長手方向に送る。

エンボス加工ツールは、被加工媒体に押し付けられる回転自在なボールを有している。このエンボス加工ツールは、ツールヘッドに支持されており、プラテンローラの上方であって、プラテンローラと被加工媒体を挟んで対向する位置に配置されている。ツールヘッドは、エンボス加工ツールを選択的に被加工媒体に押し付ける機能と、エンボス加工ツールとともにプラテンローラの軸線方向に移動する機能とを有している。

このエンボス加工機においては、エンボス加工ツールのボールが被加工媒体に押し付けられることによって、被加工媒体に凹部からなるエンボス加工部が形成される。エンボス加工は、このようにエンボス加工部が形成される状態でプラテンローラとツールヘッドとを動作させて行われる。エンボス加工部は、プラテンローラが回転することより被加工媒体の長手方向に延びる。また、エンボス加工部は、ツールヘッドがプラテンローラの軸線方向に移動することによって、被加工媒体の幅方向に延びる。すなわち、特許文献１に開示されているエンボス加工機によれば、プラテンローラとツールヘッドとが協働することによって、任意の形状にエンボス加工を施すことができる。

実用新案登録第３１２５８４９号公報 特開２００１−２７７３５３号公報

特許文献１に記載された従来のエンボス加工機では、加工を行うことが可能な凹凸模様に制約がある。この理由は、押し型によって凹凸模様が決められるからである。このため、任意の凹凸模様のエンボス加工を行うためには、凸型と凹型とを新たに制作しなければならない。また、押し型を使用する場合は、凹凸模様が押し型毎に決まった位置に形成されるから、エンボス加工の自由度が低いという問題もある。

これに対して、特許文献２に示すエンボス加工機によれば、被加工媒体を送る機能と、被加工媒体の幅方向にエンボス加工ツールを移動させる機能とを有しているから、押し型が不要になるとともに、被加工媒体の所望の位置にエンボス加工を行うことができる。
しかし、特許文献２に記載されているエンボス加工機は、下記の２つの理由から大型になるという問題があった。第１の理由は、プラテンローラに巻掛けられた被加工媒体にエンボス加工ツールを上方から押し付けてエンボス加工が行われるからである。すなわち、エンボス加工機の下端部よりプラテンローラの外径分だけ高い位置でエンボス加工が行われるから、エンボス加工機が上下方向に大型化してしまう。第２の理由は、被加工媒体が帯状のもので、供給用リールから引き出して使用するものだからである。すなわち、プラテンローラと隣り合う位置に供給用リールを設置するスペースが必要で、供給用リールを含むエンボス加工機が被加工媒体の送り方向に大型化してしまう。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、押し型を使用することなくかつ任意の位置にエンボス加工を施すことができるにもかかわらず、小型化されたエンボス加工機を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るエンボス加工機は、第１の方向に延びる搬送路を有する基台と、板状に形成され、主面が前記搬送路と平行な状態で前記搬送路に着脱自在かつ前記第１の方向へ移動自在に取付けられたワークテーブルと、前記ワークテーブルに設けられ、柔軟性と弾性とを有する材料によって板状に形成されて被加工媒体が貼り付けられるマットと、前記ワークテーブルを前記第１の方向に移動させる第１の駆動装置と、前記基台から離間して、前記搬送路に取付けられた前記ワークテーブルの主面と平行でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動自在に支持されたペンキャリッジと、前記ペンキャリッジを前記第２の方向に移動させる第２の駆動装置と、前記ペンキャリッジに前記ワークテーブルの主面とは直交する第３の方向へ移動可能に設けられ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に押し付けられることにより被加工媒体に凹部を形成するエンボス加工ツールと、前記ペンキャリッジに前記第３の方向へ移動可能に設けられ、被加工媒体の厚みより短い突出長さの刃を有する他のツールと、前記ペンキャリッジに設けられ、前記エンボス加工ツールを前記第３の方向に移動させ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に前記エンボス加工ツールを選択的に押し付ける第３の駆動装置と、前記ペンキャリッジに設けられ、前記他のツールを前記第３の方向に移動させ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に前記他のツールを選択的に押し付ける第４の駆動装置と、前記第１ないし第４の駆動装置の動作を制御し、刃先が被加工媒体の表面と裏面との間で止まった前記他のツールによって被加工媒体に切断線を形成するとともに、前記エンボス加工ツールによって被加工媒体に前記切断線に沿ってエンボス加工を施す制御装置とを備えているものである。

本発明は、前記エンボス加工機において、前記マットは、軟質発泡体によって形成され、被加工媒体の貼り付けおよび剥離が可能なものであってもよい。

本発明は、前記エンボス加工機において、前記第１の駆動装置が、前記ワークテーブルに前記第１の方向と平行に設けられたラックと、前記基台に設けられ、前記ラックに噛み合うピニオンと、前記ピニオンを回転させるモータとを備えていてもよい。

本発明は、前記エンボス加工機において、さらに、前記ペンキャリッジが、前記エンボス加工ツールとは異なる他のツールと、前記他のツールを前記第３の方向に移動させ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に前記他のツールを選択的に押し付ける第４の駆動装置とを備えていてもよい。

本発明は、前記エンボス加工機において、前記マットと前記ワークテーブルとのうち少なくともいずれか一方に、被加工媒体を予め定めた貼着位置に位置決めするための目印が設けられていてもよい。

本発明は、前記エンボス加工機において、被加工媒体が、予め定めた位置に基準位置となる目印が設けられたものであり、前記ペンキャリッジは、前記目印を検出するセンサを備え、前記制御装置は、前記センサの検出結果に基づいて前記ワークテーブルに対する被加工媒体の位置を特定する特定部を有していてもよい。

本発明によれば、被加工媒体を載せたワークテーブルが第１の方向に平行移動することにより被加工媒体が送られるから、特許文献２記載のエンボス加工機と較べると、エンボス加工を低い位置で行うことができる。また、被加工媒体は、シート状で、枚葉式に送ることができるものである。このため、特許文献２記載のエンボス加工機と較べて、供給用リールが不要であるから、専有面積が狭くてよい。したがって、本発明によれば、被加工媒体を送る機能と、被加工媒体の送り方向とは直交する第２の方向にエンボス加工ツールを移動させる機能とを有する構成、すなわち押し型を使用することなくかつ任意の位置にエンボス加工を施すことができる構成であるにもかかわらず、小型化されたエンボス加工機を提供することができる。

本発明に係るエンボス加工機の斜視図である。 可動ステージの分解斜視図である。 ワークテーブルの下面を示す斜視図である。 エンボス加工機本体の一部を拡大して示す斜視図である。 搬送装置の一部を拡大して示す斜視図である。 ワークテーブルの下面の一部を拡大して示す斜視図である。 エンボス加工機本体の一部を拡大して示す断面図である。 エンボス加工機本体の一部を拡大して示す斜視図である。 第１のペンツールを示す図で、図９（Ａ）は側面図、図９（Ｂ）は縦断面図である。 制御系の構成を示すブロック図である。 エンボス加工用の制御データを作成する手順を示すフローチャートである。 エンボス加工用の制御データを作成する手順を説明するための図である。図１２（Ａ）は、エンボス加工の目標となる図形の平面図である。図１２（Ｂ）〜（Ｊ）は、塗り潰しパターンを示す模式図である。 エンボス加工後の被加工媒体の一部を拡大して示す断面図である。 保管状態にあるエンボス加工機の平面図である。 保管状態にあるエンボス加工機の正面図である。 可動ステージの他の実施の形態を示す平面図である。

以下、本発明に係るエンボス加工機の一実施の形態を図１〜図１５によって詳細に説明する。
図１に示すエンボス加工機１は、シート状の被加工媒体２にエンボス加工を施すためのものである。シート状の被加工媒体２は、例えば紙によって形成されたグリーティングカードやその他のメッセージカード、ポストカードなどである。この実施の形態による被加工媒体２には、エンボス加工を行うときの加工位置を特定するために、基準となる位置を示す基準マーク３が設けられている。この基準マーク３は、被加工媒体２の基準となる位置に予め印刷されている。

このエンボス加工機１は、被加工媒体２を重ねた状態で保持する可動ステージ４と、この可動ステージ４が通る搬送路５を有するエンボス加工機本体６とによって構成されている。搬送路５は、エンボス加工機本体６の底部に前後方向へ延びる状態で設けられている。ここでいう前後方向とは、被加工媒体２の主面２ａと平行な方向であって、図１においてエンボス加工機本体６から右斜め下と左斜め上とを指向する方向である。すなわち、搬送路５は、被加工媒体２の主面２ａと平行な方向であって前後方向に延びている。この実施の形態においては、この前後方向が本発明でいう「第１の方向」に相当する。

可動ステージ４は、詳細は後述するが、搬送路５の延びる方向である前後方向に移動する。この実施の形態においては、便宜上、図１においてエンボス加工機１から右斜め下を指向する方向（エンボス加工機本体６の正面が指向する方向）を「前方」といい、図において矢印Ｆによって示す。「後方」は、図においては矢印Ｒによって示す。また、以下においては、被加工媒体２の主面２ａと平行な方向であって、搬送路５の延びる方向（前後方向）とは直交する方向を単に「幅方向」という。この実施の形態においては、この幅方向が本発明でいう「第２の方向」に相当する。

可動ステージ４は、図２に示すように、複数の部材を上下方向に重ねて組み立てられている。複数の部材とは、図２において最も下に位置するワークテーブル７と、このワークテーブル７の上に位置する板状スペーサ８、ベース板９およびマット１０である。板状スペーサ８と、ベース板９とマット１０は、この順序で重ねられている。ワークテーブル７は、剛体によって板状に形成されている。

板状スペーサ８は、マット１０の高さを調整するためのものである。この板状スペーサ８としては、厚みが異なる複数種類のものが予め用意されており、被加工媒体２の厚みと対応する厚みのものが使用される。この実施の形態による板状スペーサ８は、厚みが３ｍｍものと、厚みが２ｍｍのものと、厚みが１ｍｍのものとが用意されている。板状スペーサ８を形成する材料は、剛性を有するプラスチック材料や、いわゆるスポンジなどの軽量の素材を使用することができる。
ベース板９は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂によって薄い板状に形成されている。

この実施の形態によるワークテーブル７は、容易に撓むことができない剛性を有するプラスチック材料によって形成されている。ワークテーブル７の下面には、変形を可及的少なくするために、ハニカム状の補強リブ７ａ（図３参照）が設けられている。
ワークテーブル７の上面には、図２に示すように、板状スペーサ８の下面の全域と重なる平坦な載置面７ｂが形成されている。この載置面７ｂが本発明でいうワークテーブル７の「主面」に相当する。ワークテーブル７の幅方向の両端には、後述する搬送路５に沿って移動するときのガイドとなる第１のガイドレール１１が設けられている。ワークテーブル７の下面であって、幅方向の一端部には、図３に示すように、第２のガイドレール１２が設けられている。これらの第１および第２のガイドレール１１，１２は、それぞれワークテーブル７の前後方向の一端から他端まで延びる細い板状に形成されている。

第１のガイドレール１１は、前後方向に延びるとともに幅方向においてワークテーブル７の外方に向けて突出する板状に形成されている。この第１のガイドレール１１は、上面１１ａおよび下面１１ｂ（図３参照）と、幅方向の外端面１１ｃとをガイド面として使用される。第２のガイドレール１２は、ワークテーブル７が後方に進むときの移動方向に対して上方から見て右側に位置する端部に設けられている。この第２のガイドレール１２は、前後方向に延びるとともにワークテーブル７の下方に向けて突出する板状に形成されている。また、第２のガイドレール１２は、幅方向の２つの側面のうち、ワークテーブル７の幅方向の中央を指向する一方の端面をガイド面として使用される。

ワークテーブル７の幅方向の両端部には、図２に示すように、板状スペーサ８とベース板９とを位置決めするための２本のピン１３と、このワークテーブル７上に可動ステージ４の他の部材を固定するための４つのクランプ機構１４とを備えている。
２本のピン１３は、ワークテーブル７の上面に、上方に向けて突出する形状に一体成形によって形成されている。これらのピン１３は、板状スペーサ８とベース板９とにそれぞれ形成された貫通穴１５，１６にそれぞれ嵌合する。

クランプ機構１４は、ワークテーブル７と協働して他の部材を上下方向に挟んで保持する構造のものである。この実施の形態によるクランプ機構１４は、可動ステージ４の他の部材を貫通する軸部材１４ａと、この軸部材１４ａに着脱可能に係止されたストッパープレート１４ｂとを備えている。軸部材１４ａは、板状スペーサ８の貫通穴１７と、ベース板９の貫通穴１８とに通される。ストッパープレート１４ｂは、最も上に位置するベース板９から上方に突出した軸部材１４ａに上方から係止される。軸部材１４ａには、図示してはいないが、多数の刃が上下方向に並ぶ状態で設けられている。ストッパープレート１４ｂは、作業者（図示せず）によって下方に向けて押されることによって、刃の先端を越えて下方に移動し、次の刃に係止される。ストッパープレート１４ｂは、係止状態が解除されて刃から外れることによって、軸部材１４ａから上方に取り外すことができる。

マット１０は、柔軟性と弾性とを有する材料によって、予め定めた厚みを有する板状に形成されており、ベース板９に例えばアクリル粘着剤によって貼り付けられている。この実施の形態によるマット１０を形成する材料は、軟質の発泡体である。このマット１０の表面は、被加工媒体２の貼り付けおよび剥離を容易に行うことが可能である。このような表面は、マット１０の材料として自己吸着性を有する軟質発泡体を使用したり、自己吸着性を有していない発泡体の表面に粘着性材料を塗布することによって実現可能である。ここでいう自己吸着性とは、粘着剤を使用することなく、貼り付けおよび剥離を容易に行うことが可能な性質である。自己吸着性は、軟質発泡体の表面に設けられた多数の微細な凹部からなるミクロ吸盤（図示せず）によって実現される。

このマット１０は、ベース板９に接着された状態で板状スペーサ８とともに上述したクランプ機構１４によってワークテーブル７に固定されている。被加工媒体２は、マット１０に上方から貼り付けられる。なお、マット１０の表面の粘着力が低下したときには、ベース板９ごと新しいものと交換するか、或いは、ベース板９から剥がし、新しいものと交換することができる。

エンボス加工機本体６は、図１に示すように、搬送路５の幅方向の両側に位置する一対の側壁部２１，２２と、これらの側壁部２１，２２どうしを搬送路５の下方で接続する底壁部２３と、搬送路５を上方から覆うための開閉式カバー部２４とを備えている。この実施の形態においては、一対の側壁部２１，２２と底壁部２３とによって、本発明でいう「基台」が構成されている。

側壁部２１，２２と底壁部２３との境界部分であって、搬送路５の幅方向の両端部には、ワークテーブル７の上下方向および幅方向への移動を規制するために複数の回転自在なローラ２５〜２８（図４参照）が設けられている。
これらのローラのうち、ワークテーブル７の上下方向への移動を規制するためのローラは、搬送路５の幅方向を軸線方向として回転する上側ローラ２５と下側ローラ２６である。上側ローラ２５は、ワークテーブル７の第１のガイドレール１１の上面１１ａ（図２参照）に接触して回転する。下側ローラ２６は、第１のガイドレール１１の下面１１ｂ（図３参照）に接触して回転する。

上側ローラ２５は、搬送路５の前後方向の３箇所に設けられている。
下側ローラ２６は、３箇所にある上側ローラ２５のうち、搬送路５の前後方向の両端部に位置する２つの上側ローラ２５の下方にそれぞれ配置されている。この下側ローラ２６は、上側ローラ２５と協働して第１のガイドレール１１が上下方向において挟まれる位置に設けられている。このため、ワークテーブル７は、前後方向の両端部と幅方向の両端部とにおいて、上側ローラ２５と下側ローラ２６とによって上下方向への移動が規制された状態で搬送路５内に前後方向へ移動自在に保持される。

ワークテーブル７の幅方向への移動を規制するためのローラは、上下方向を軸線方向として回転する外側ローラ２７と内側ローラ２８である。これらの外側ローラ２７と内側ローラ２８は、幅方向の一端部にのみ設けられている。この幅方向の一端部とは、搬送路５を前方から見た状態で右側に位置する一端部である。外側ローラ２７は、ワークテーブル７の一方の第１のガイドレール１１の端面１１ｃ（図２参照）に接触して回転する。この一方の第１のガイドレール１１とは、搬送路５に挿入されたワークテーブル７を前方から見た状態で右側に位置する第１のガイドレール１１である。

内側ローラ２８は、第２のガイドレール１２の右側の端面に接触して回転する。この右側の端面とは、第２のガイドレール１２を前方から見た状態で右側に位置する端面である。これらの外側ローラ２７と内側ローラ２８は、搬送路５の前後方向の２箇所にそれぞれ設けられている。ワークテーブル７は、搬送路５内に前方から挿入されることにより、これらのローラ２５〜２８に保持される。すなわち、ワークテーブル７は、載置面７ｂ（主面）が主面が搬送路５と平行な状態で搬送路５に着脱自在かつ前後方向（第１の方向）へ移動自在に取付けられている。
この実施の形態による底壁部２３には、図１および図４に示すように、ワークテーブル７の中央部を支えるための２つの中央側ローラ２９が設けられている。これらの中央側ローラ２９は、幅方向を軸線方向として底壁部２３に回転自在に支持されており、幅方向に所定の間隔をおいて配置されている。

エンボス加工機本体６の底壁部２３には、図４に示すように、後述する搬送装置３１の一部となるピニオン３２が設けられている。搬送装置３１は、ワークテーブル７を搬送路５の延びる方向（前後方向）に移動させるものである。この実施の形態においては、この搬送装置３１によって、本発明でいう「第１の駆動装置」が構成されている。

搬送装置３１は、ピニオン３２を有する駆動部３３（図５参照）と、ワークテーブル７の下面に設けられたラック３４（図３参照）とによって構成されている。駆動部３３は、エンボス加工機本体６に設けられている。駆動部３３は、図５に示すように、上述したラック３４に噛み合うピニオン３２と、このピニオン３２が一端部に設けられた回転軸３５と、この回転軸３５の他端部に減速機構３６を介して接続された第１のモータ３７とを有している。

減速機構３６は、回転軸３５の他端部に取付けられた大径ギヤ３６ａと、第１のモータ３７の回転軸３７ａに取付けられた小径ギヤ３６ｂとによって構成されている。この駆動部３３は、搬送路５の幅方向の一端側に配置されている。この一端側とは、搬送路５を前方から見たときの右側である。回転軸３５は、底壁部２３に搬送路５の幅方向を軸線方向として回転自在に支持されている。第１のモータ３７の動作は、後述する制御装置３９（図１０参照）によって制御される。第１のモータ３７の回転軸３７ａが回転することにより、この回転が減速機構３６および回転軸３５を介してピニオン３２に伝達され、ピニオン３２が回転する。

ラック３４は、図３および図６に示すように、ワークテーブル７の下面であって上述した第２のガイドレール１２の近傍に前後方向（搬送路５の延びる方向）と平行に設けられている。このラック３４は、図７に示すように、ワークテーブル７が上述した複数のローラ２５〜２８に保持されることによって、ピニオン３２と噛み合う。
ワークテーブル７を有する可動ステージ４は、このピニオン３２が第１のモータ３７によって駆動されて正転あるいは逆転することにより、エンボス加工機本体６に対して前方あるいは後方に移動する。

エンボス加工機本体６の一対の側壁部２１，２２は、図１に示すように、搬送路５の上方で幅方向に延びる下部ガイドロッド４１と上部ガイドロッド４２とを支持している。これらの下部ガイドロッド４１と上部ガイドロッド４２は、それぞれ断面円形のパイプによって形成されており、互いに上下方向に離間する状態で側壁部２１，２２に支持されている。

下部ガイドロッド４１と上部ガイドロッド４２には、後述するペンキャリッジ４３がこれらのロッド４１，４２の長手方向へ移動自在に支持されている。言い換えれば、ペンキャリッジ４３は、底壁部２３（基台）から離間して、搬送路５に取付けられたワークテーブル７の載置面７ｂ（主面）と平行でかつ前後方向（第１の方向）とは異なる幅方向（第２の方向）へ移動自在に支持されている。

ペンキャリッジ４３は、第１のペンツール４４と第２のペンツール４５をワークテーブル７の載置面７ｂとは直交する第３の方向に移動可能に支持している。第３の方向は、この実施の形態においては上下方向である。第１のペンツール４４は、エンボス加工を行うためのものである。この第１のペンツール４４が本発明でいう「エンボス加工ツール」に相当する。
第１のペンツール４４は、図９に示すように、軸部４４ａと、この軸部４４ａの下端部に設けられたツール本体４４ｂとによって構成されている。軸部４４ａは、ペンキャリッジ４３のペン用ホルダー４６（図８参照）に着脱可能に取付けられる。ペン用ホルダー４６には、軸部４４ａが固定される状態と、軸部４４ａの固定が解除される状態とを切替えるためのレバー４７が設けられている。
ツール本体４４ｂの先端部（下端部）には、図９に示すように、ボール４８が回転自在に取付けられている。

第２のペンツール４５は、いわゆるカッティングペンである。この実施の形態においては、この第２のペンツールが本発明でいう「他のツール」に相当する。
第２のペンツール４５は、第１のペンツール４４とはツール本体（図示せず）が異なるだけで、その他の構造が同一のものである。第２のペンツール４５のツール本体は、被加工媒体２を切断可能な刃を有している。この刃は、ツール本体の下端から下方に向けて所定の突出長さだけ突出している。

ツール本体から突出する刃の突出長さは、作業者によって変えることができる。刃の突出長さが被加工媒体２の厚みより長い場合は、第２のペンツール４５によって被加工媒体２を切断することができる。また、刃の突出長さが被加工媒体２の厚みより短い場合は、被加工媒体２にいわゆるハーフカットを施すことができる。
なお、第２のペンツール４５は、被加工媒体２に着色可能なインキペン（図示せず）でもよいし、第１のペンツール４４とはボール４８の外径が異なるエンボス加工用のペンツールでもよい。

ペンキャリッジ４３は、第１のペンツール４４を昇降させる（ワークテーブル７の載置面７ｂとは直交する第３の方向に移動させる）第１のソレノイド５１（図１０参照）と、第２のペンツール４５を昇降させる（第３の方向に移動させる）第２のソレノイド５２とを備えている。これらの第１および第２のソレノイド５１，５２の動作は、後述する制御装置３９によって制御される。
第１のペンツール４４は、第１のソレノイド５１によって駆動されることにより、被加工媒体２に押し付けられる。すなわち、第１のソレノイド５１は、第１のペンツール４４を被加工媒体２に選択的に押し付ける。

第２のソレノイド５２は、第２のペンツール４５を被加工媒体２に選択的に押し付ける。第２のペンツール４５が被加工媒体２に押し付けられると、刃が被加工媒体２に刺さる。第２のペンツール４５がインキペンである場合は、ペン先が被加工媒体２に接触する。すなわち、第２のソレノイド５２は、第２のペンツール４５を被加工媒体２に選択的に押し付ける。
この実施の形態においては、第１のソレノイド５１が本発明でいう「第３の駆動装置」に相当し、第２のソレノイド５２が本発明でいう「第４の駆動装置」に相当する。

ペンキャリッジ４３の後端部には、図８に示すように、左右方向に延びるタイミングベルト５３が取付けられている。このタイミングベルト５３は、ペンキャリッジ４３を幅方向（第２の方向）に移動させる幅方向駆動装置５４の一部を構成するものである。タイミングベルト５３は、無端ベルト状に形成されており、一方の側壁部２１内の駆動プーリ５５（図８参照）と、他方の側壁部２２内の従動プーリ（図示せず）とに巻掛けられている。

幅方向駆動装置５４は、このタイミングベルト５３と、駆動プーリ５５が一端部に設けられた回転軸５６と、この回転軸５６の他端部に大径ギア５７と小径ギア（図示せず）とからなる減速機構５８を介して接続された第２のモータ５９などを備えている。この第２のモータ５９の動作は、後述する制御装置３９によって制御される。
ペンキャリッジ４３は、駆動プーリ５５が第２のモータ５９によって駆動されて回転し、この回転がタイミングベルト５３に伝達されることによって、幅方向に移動する。この実施の形態においては、この幅方向駆動装置５４によって、本発明でいう「第２の駆動装置」が構成されている。

ペンキャリッジ４３の前端部には、フォトセンサ６１（図１０参照）が設けられている。このフォトセンサは、被切断媒体に設けられた基準マーク３を検出するためのもので、検出したデータを信号として制御装置３９に送る。この実施の形態においては、基準マーク３が請求項６記載の発明でいう「目印」に相当する。

制御装置３９は、例えばマイクロプロセッサを用いて構成され、図１０に示すように、上述したモータ３７，５９と、第１および第２のソレノイド５１，５２と、フォトセンサ６１などが接続されているとともに、後述する複数の機能部を有している。また、制御装置３９は、加工に際して必要なデータを受信するために、パーソナルコンピュータ６２が接続されるインターフェイス６３を備えている。

制御装置３９に設けられている複数の機能部とは、加工位置特定部６４と、エンボス加工制御部６５と、カッティング制御部６６などである。
加工位置特定部６４は、フォトセンサ６１の検出結果に基づいてワークテーブル７に対する被加工媒体２の位置を特定する機能を有している。この加工位置特定部６４は、被加工媒体２の位置を求めるにあたって、搬送装置３１（第１のモータ３７）と幅方向駆動装置５４（第２のモータ５９）とを予め定めた検出プログラムに基づいて動作させる。検出プログラムが実行されることにより、フォトセンサ６１が被加工媒体２に対して前後方向と幅方向とに移動し、被加工媒体２上の基準マーク３がフォトセンサ６１によって検出される。

エンボス加工制御部６５は、後述する２つの機能を有している。第１の機能は、第１のソレノイド５１の動作を制御して第１のペンツール４４を昇降させる機能である。第２の機能は、第１のモータ３７と第２のモータ５９の動作を制御し、第１のペンツール４４を被加工媒体２に対して前後方向と幅方向とに移動させる機能である。第１のペンツール４４が下降してボール４８が被加工媒体２に押し付けられることより、被加工媒体２がマット１０を圧縮しながら凹み、被加工媒体２に凹部が形成される。

第１のペンツール４４がこのように被加工媒体２に押し付けられている状態で被加工媒体２に対して前後方向や幅方向に移動することによって、被加工媒体２に連続した凹部からなるエンボス加工部が形成される。すなわち、制御装置３９は、搬送装置３１と、幅方向駆動装置５４と、第１のソレノイド５１（第１ないし第３の駆動装置）の動作を制御し、第１のペンツール４４（エンボス加工ツール）によって被加工媒体２にエンボス加工を施す。

このエンボス加工は、パーソナルコンピュータ６２から送られたエンボス加工用の制御データに基づいて行われる。エンボス加工用の制御データには、エンボス加工を施す位置や、エンボス加工部の形状などの詳細な内容が含まれている。
ここで、エンボス加工用の制御データを作成する手順を図１１に示すフローチャートと図１２に示す模式図とを用いて説明する。

エンボス加工用の制御データは、例えばパーソナルコンピュータ６２で動作する専用のアプリケーションソフトを使用して作業者によって作成される。制御データは、後述する輪郭データと塗り潰しデータとによって構成されている。輪郭データは、エンボス加工部の輪郭となる線のデータを含んでいる。塗り潰しデータは、エンボス加工部内で第１のペンツールが移動するときの移動軌跡に相当する線のデータを含んでいる。
このアプリケーションソフトにおいては、輪郭データを設定するにあたり、予め登録されている図形データを用いる方法と、新たに図形データを作成する方法とを選ぶことが可能である。

この制御データを作成するにあたっては、先ず、図１１に示すフローチャートのステップＳ１において、上述したアプリケーションソフト内で図形データを選択するか新たに作成する。以下においては、図形データとして図１２（Ａ）に示す四角形を選択した場合について説明する。

次に、ステップＳ２において、被加工媒体２にエンボス加工を行うときの第１のペンツール４４の移動パターンを設定する。エンボス加工は、図形内をインキペンで塗り潰すときと同様に、被加工媒体２に対する第１のペンツール４４の位置を、予め定めた移動パターンに基づいて変化させて行われる。移動パターンとしては、例えば図１２（Ｂ）〜（Ｊ）に示すように、９通りの移動パターンが登録されている。

ステップＳ２においては、図１２（Ｂ）〜（Ｊ）に示す９通りの移動パターンの中から１つの移動パターンを選ぶ。図１２（Ｂ）〜（Ｊ）には、図形内を線画によって塗り潰すときのペンの移動経路が図示されている。これらの図に示す線画は、前後方向と幅方向とに並ぶ複数の直線部分を有している。複数の直線部分どうしは、予め定めたピッチ（以下、このピッチを塗り潰しピッチという）だけ前後方向あるいは幅方向に互いに離れている。

ステップＳ２において移動パターンを選択した後、ステップＳ３において、塗り潰しデータを作成する。塗り潰しデータは、予め登録されている複数の塗り潰しピッチの中からボール４８の外径に適した塗り潰しピッチを選択することにより作成される。
その後、ステップＳ４において、輪郭データと塗り潰しデータとを識別可能にする。これを行うにあたっては、輪郭データと塗り潰しデータとに含まれる線のデータに、互いに異なる色の情報を付与したり、これらの線のデータが作成されるレイヤを変える。

次に、ステップＳ５において、エンボス加工を実施するために必要な設定を行う。詳述すると、輪郭をエンボス加工するときの加工速度、筆圧、ペン番号と、塗り潰し部分をエンボス加工するときの加工速度、筆圧、ペン番号を設定する。加工速度とは、第１および第２のペンツール４４，４５が被加工媒体２に対して相対的に移動するときの移動速度である。筆圧とは、第１および第２のペンツール４４，４５を被加工媒体２に押し付けるときの押圧力である。この筆圧は、ソレノイドに印加する電圧を変えることによって調整することができる。ペン番号は、第１のペンツール４４と第２のペンツール４５とに予め付与されている個別の番号である。

ステップＳ１〜Ｓ５が実施されることにより、制御データが作成される。この制御データは、ステップＳ６において、作業者またはアプリケーションソフトによってエンボス加工機１の制御装置３９に送信される。制御装置３９のエンボス加工制御部６５は、この制御データに基づいてエンボス加工を実施する。

制御装置３９のカッティング制御部６６は、後述する２つの機能を有している。第１の機能は、第２のソレノイド５２の動作を制御して第２のペンツール４５を昇降させる機能である。第２の機能は、第１のモータ３７と第２のモータ５９の動作を制御し、第２のペンツール４５を被加工媒体２に対して前後方向と幅方向とに移動させる機能である。刃を有する第２のペンツール４５が下降し、刃が被加工媒体２を貫通している状態で被加工媒体２に対して前後方向や幅方向に移動することによって、被加工媒体２が所定の形状に切断される。この切断は、パーソナルコンピュータ６２から送られた切断用の制御データに基づいて行われる。切断用の制御データには、切断加工を施す位置、切断線の形状などのデータが含まれている。切断線の形状は、例えばエンボス加工部を囲む閉じた形状に設定することが可能である。なお、切断は、エンボス加工用の制御データを流用して行うことも可能である。

第２のペンツール４５としてインキペンが使用される場合は、上述したエンボス加工用の制御データや切断用の制御データに基づいて第２のペンツール４５が被加工媒体２に対して前後方向や幅方向に移動する。このように第２のペンツール４５が移動することにより、被加工媒体２にインキによって線画が描かれる。

この実施の形態による制御装置３９は、エンボス加工部の品質向上を図るために、第１のペンツール４４と第２のペンツール４５の両方を使用してエンボス加工を行うことができる構成が採られている。
この高品質なエンボス加工を行うにあたっては、予め第２のペンツール４５の刃の突出長さを被加工媒体２の厚みより短く設定しておく。この場合は、第２のペンツール４５が下降することにより刃先が被加工媒体２の表面と裏面との間で止まるから、被加工媒体２が刃によって切断されることはない。この状態で第２のペンツール４５が被加工媒体２に対して前後方向と幅方向とに移動することによって、被加工媒体２にいわゆるハーフカット加工が施される。

このような２種類のペンツールを併用した高品質なエンボス加工は、パーソナルコンピュータ６２から送られた品質向上用の制御データに基づいて行われる。この品質向上用の制御データは、上述したエンボス加工用の制御データと同様に、専用のアプリケーションソフトを使用して作成する。品質向上用の制御データには、上述したエンボス加工用の制御データに相当するデータと、上述した切断用の制御データに相当するデータとが含まれている。

品質向上用の制御データが制御装置３９に送られると、先ず、第２のペンツール４５を使用して被加工媒体２の所定の位置にハーフカットが施される。ハーフカットが実施されることにより、被加工媒体２に切断線が形成される。次に、被加工媒体２の切断線の近傍（予め定められたオフセット値により定められる位置）に第１のペンツール４４が押し付けられ、切断線に沿って第１のペンツール４４によってエンボス加工が施される。このように第２のペンツール４５を併用することにより、図１３に示すように、ハーフカット部７１によって被加工媒体２の表面が曲がり易くなり、被加工媒体２にエッジが明確となり立体感に富むエンボス部（凹部）７２を形成することができる。なお、上述したオフセット値は、適宜設定可能である。

このように構成されたエンボス加工機１によって被加工媒体２にエンボス加工を施すためには、先ず、作業者が可動ステージ４のマット１０に被加工媒体２を貼り付け、この可動ステージ４を搬送路５に挿入する。このとき、ワークテーブル７が複数のローラ２５〜２８によって保持されるとともに、ラック３４にピニオン３２が噛み合う。その後、制御装置３９が制御を開始し、先ず、フォトセンサ６１を使用して被加工媒体２の位置が特定される。このとき、可動ステージ４が搬送装置３１によって駆動されて前後方向に移動するとともに、ペンキャリッジ４３が幅方向駆動装置５４によって駆動されて幅方向に移動する。その後、第１のペンツール４４と第２のペンツール４５とのうち加工に必要なツールが所定の加工開始位置に移動する。

エンボス加工は、第１のペンツール４４を使用して行われる。被加工媒体２の切断やハーフカット加工、あるいは線画の描画は、第２のペンツール４５を使用して行われる。
これらの加工が終了した後、被加工媒体２をマット１０から剥離させることにより、エンボス加工や描画が施された成果物が得られる。マット１０は、エンボス加工により部分的に圧縮されて凹むが、被加工媒体２が剥離された後に自らの弾性で初期の形状に復帰する。

この実施の形態によるエンボス加工機１によれば、被加工媒体２を載せたワークテーブル７が平行移動することにより被加工媒体２が送られるから、特許文献２記載のエンボス加工機と較べると、エンボス加工を低い位置で行うことができる。また、被加工媒体２は、シート状で、枚葉式に送ることができるものである。このため、特許文献２記載のエンボス加工機と較べて供給用のリールが不要で、設置するにあたって専有面積が狭くてよい。

したがって、この実施の形態によれば、被加工媒体２を送る機能と、被加工媒体２の送り方向とは直交する幅方向に第１および第２のペンツール４４，４５を移動させる機能とを有しているにもかかわらず、小型化されたエンボス加工機を提供することができる。
このエンボス加工機１の可動ステージ４は、エンボス加工機本体６に対して着脱可能である。このため、使用しないときには、図１４および図１５に示すように、可動ステージ４をエンボス加工機本体６の上に載せた状態で保管することができる。このとき、エンボス加工機本体６と可動ステージ４とを各々の長手方向が平行になる状態で重ねることにより、保管時の占有スペースが狭くなる。

この実施の形態によるマット１０は、軟質発泡体によって形成され、被加工媒体２の貼り付けおよび剥離が可能なものである。このため、被加工媒体２は、粘着剤や接着剤を使用することなくマット１０に貼り付けることができ、しかも、加工後にマット１０から容易に剥がすことができる。したがって、この実施の形態によれば、シート状の被加工媒体２を容易に取り扱うことができるから、作業性が高いエンボス加工機を提供することができる。

この実施の形態による搬送装置３１（第１の駆動装置）は、ワークテーブル７に搬送路５の延びる方向と平行に設けられたラック３４と、このラック３４に噛み合うピニオン３２を回転させる第１のモータ３７とを備えている。ワークテーブル７は、ピニオン３２が第１のモータ３７によって駆動されて回転することにより搬送路５に沿って移動する。
ラック３４は、ワークテーブル７に沿わせて設けることができるものである。このため、この実施の形態によれば、搬送装置３１がコンパクトに形成されるから、より一層小型化が図られたエンボス加工機を提供することができる。

この実施の形態によるペンキャリッジ４３は、エンボス加工用の第１のペンツール４４とは異なる他の第２のペンツール４５と、マット１０に貼り付けられた被加工媒体２に第２のペンツール４５を選択的に押し付ける第２のソレノイド５２（第４の駆動装置）とを備えている。
この実施の形態によるエンボス加工機１によれば、第２のペンツール４５を使用してエンボス加工部の切断、装飾などを行うことができる。すなわち、第２のペンツール４５として刃を有するカッティングペンを用いることによって、エンボス加工後に成果物を被加工媒体２から切り抜くことが可能になるから、成果物を速く得ることができる。第２のペンツール４５としてインキペンを有するペンツールを用いることにより、エンボス加工部内あるいはエンボス加工部の近傍を線画により装飾することが可能になる。また、第２のペンツール４５として、押圧部分の大きさが異なるエンボス加工ツールを用いることにより、凹部の深さや広さが異なるエンボス加工を施すことができる。さらに、第２のペンツール４５としてハーフカットを行うことが可能なカッティングペンを用いることにより、エンボス加工部の品質を向上させることができる。

この実施の形態による被加工媒体２は、予め定めた位置に位置特定用の基準マーク３（目印）が設けられている。ペンキャリッジ４３は、この基準マーク３を検出するフォトセンサ６１を備えている。制御装置３９は、フォトセンサ６１の検出結果に基づいてワークテーブル７に対する被加工媒体２の位置を求める機能を有している。
このように構成されたエンボス加工機１においては、被加工媒体２の位置が自動で検出されるから、被加工媒体２をマット１０に貼り付けるときに位置合わせ作業を行う必要がない。このため、この実施の形態によれば、被加工媒体２をマット１０に貼り付ける作業をより一層簡単に行うことが可能になる。

（可動ステージの他の実施の形態）
被加工媒体２の貼り付け位置は、被加工媒体２を予め定めた貼り付け位置に貼り付けることによって、フォトセンサ６１を使用することなく特定することが可能である。この構成を採るにあたっては、図１６に示すように、例えばワークテーブル７に位置決め用の第１の目印８１と第２の目印８２とを設ける。これらの第１および第２の目印８１，８２は、予め定めた貼り付け位置に設けられている。第１の目印８１は、前後方向の位置を決めるためのもので、幅方向に延びる直線状に形成されいる。被加工媒体２の前後方向の端縁を前後方向において第１の目印８１と一致させることにより、被加工媒体２が前後方向において位置決めされる。

第２の目印８２は、幅方向の位置を決めるためのもので、前後方向に延びる直線状に形成されている。被加工媒体２の幅方向の端縁を幅方向において第２の目印８２と一致させることにより、被加工媒体２が幅方向において位置決めされる。なお、第１および第２の目印８１，８２は、可動ステージ４の他の部材に設けてもよい。すなわち、第１および第２の目印８１，８２は、ワークテーブル７と、板状スペーサ８と、ベース板９と、マット１０とのうち、少なくともいずれか１つの部材に設けることができる。
このように第１および第２の目印８１，８２を使用する場合は、フォトセンサ６１を使用することなく被加工媒体２の貼り付け位置を特定できる。したがって、フォトセンサ６１が不要になるから、製造コストが低く抑えられたエンボス加工機を提供することができる。

１…エンボス加工機、２…被加工媒体、２ａ…主面、３…基準マーク、５…搬送路、６…エンボス加工機本体（基台）、７…ワークテーブル、７ｂ…載置面（主面）、１０…マット、３１…搬送装置（第１の駆動装置）、３２…ピニオン、３４…ラック、３８…第１のモータ、３９…制御装置、４３…ペンキャリッジ、４４…第１のペンツール（エンボス加工ツール）、４５…第２のペンツール（他のツール）、５１…第１のソレノイド（第３の駆動装置）、５２…第２のソレノイド（第４の駆動装置）、５４…幅方向駆動装置（第２の駆動装置）、６１…フォトセンサ、８１…第１の目印、８２…第２の目印。

Claims (5)

1. 第１の方向に延びる搬送路を有する基台と、
   板状に形成され、主面が前記搬送路と平行な状態で前記搬送路に着脱自在かつ前記第１の方向へ移動自在に取付けられたワークテーブルと、
   前記ワークテーブルに設けられ、柔軟性と弾性とを有する材料によって板状に形成されて被加工媒体が貼り付けられるマットと、
   前記ワークテーブルを前記第１の方向に移動させる第１の駆動装置と、
   前記基台から離間して、前記搬送路に取付けられた前記ワークテーブルの主面と平行でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向へ移動自在に支持されたペンキャリッジと、
   前記ペンキャリッジを前記第２の方向に移動させる第２の駆動装置と、
   前記ペンキャリッジに前記ワークテーブルの主面とは直交する第３の方向へ移動可能に設けられ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に押し付けられることにより被加工媒体に凹部を形成するエンボス加工ツールと、
   前記ペンキャリッジに前記第３の方向へ移動可能に設けられ、被加工媒体の厚みより短い突出長さの刃を有する他のツールと、
   前記ペンキャリッジに設けられ、前記エンボス加工ツールを前記第３の方向に移動させ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に前記エンボス加工ツールを選択的に押し付ける第３の駆動装置と、
   前記ペンキャリッジに設けられ、前記他のツールを前記第３の方向に移動させ、前記マットに貼り付けられた被加工媒体に前記他のツールを選択的に押し付ける第４の駆動装置と、
   前記第１ないし第４の駆動装置の動作を制御し、刃先が被加工媒体の表面と裏面との間で止まった前記他のツールによって被加工媒体に切断線を形成するとともに、前記エンボス加工ツールによって被加工媒体に前記切断線に沿ってエンボス加工を施す制御装置とを備えていることを特徴とするエンボス加工機。
2. 請求項１記載のエンボス加工機において、
   前記マットは、軟質発泡体によって形成され、被加工媒体の貼り付けおよび剥離が可能なものであることを特徴とするエンボス加工機。
3. 請求項１または請求項２記載のエンボス加工機において、
   前記第１の駆動装置は、
   前記ワークテーブルに前記第１の方向と平行に設けられたラックと、
   前記基台に設けられ、前記ラックに噛み合うピニオンと、
   前記ピニオンを回転させるモータとを備えていることを特徴とするエンボス加工機。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載のエンボス加工機において、
   前記マットと前記ワークテーブルとのうち少なくともいずれか一方に、被加工媒体を予め定めた貼着位置に位置決めするための目印が設けられていることを特徴とするエンボス加工機。
5. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載のエンボス加工機において、
   被加工媒体は、予め定めた位置に基準位置となる目印が設けられたものであり、
   前記ペンキャリッジは、前記目印を検出するセンサを備え、
   前記制御装置は、前記センサの検出結果に基づいて前記ワークテーブルに対する被加工媒体の位置を特定する特定部を有していることを特徴とするエンボス加工機。

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