(57)【要約】【課題】エンボス圧力が小さいときに賦型率が低下することのないエンボス加工装置および方法の提供する。【解決手段】  エンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラを振動させる振動手段を具備し、その振動手段はローラ軸に振動を作用させ、その振動の周波数はエンボス対象物体の走行速度をニップ幅で除算した値の２倍以上の周波数としたエンボス加工装置およびその装置に適用された方法。【選択図】  図１
2006088335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラを振動させる振動手段を具備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記載のエンボス加工装置において、前記振動手段は前記版ローラおよび／または圧ローラの軸に振動を作用させる振動手段であ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または２記載のエンボス加工装置において、前記振動手段における振動の周波数はエンボス対象物体の走行速度をニップ幅で除算した値の２倍以上の周波数であることを特徴とするエンボス加工装置。
【請求項４】
エンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラを振動させてエンボス加工を行うことを特徴とするエンボス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンボス加工の技術分野に属する。特に、紙、化粧シート、厚紙、カレンダー、プラスチックフィルム、プラスチックカード、可塑状態の物質、金属薄板、等に立体形状を形成するエンボス加工装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンボス加工における加工の達成度を、たとえば、エンボス加工用の版ローラにおける所定部位の基準面からの深度に対するエンボス加工品における対応部位の基準面からの深度の比、すなわち賦型率として表すことがある。その賦型率はエンボス加工における様々な条件によって変化し、エンボス対象物体の品質に影響する。たとえば、エンボス加工におけるエンボス圧力が小さいと塑性変形する量が低下するため賦型率が低下し、エンボス対象物体への柄の入りが浅くなるという問題がある。エンボス圧力を増加させるためには、油圧シリンダーを大型化する等の装置改造を必要とし相当の費用がかかるという問題がある。
【０００３】
そこで、エンボス加工の条件に起因する賦型率の低下を見越して柄の入りが深くなるようにする提案がある（特許文献１）。この提案のエンボス加工装置においては、剛性体の版ローラ（金属製エンボスローラ）と弾性体の圧ローラ（弾性ローラ）によりエンボス対象物体をニップし加圧することによりエンボス加工が行われている。
【特許文献１】特開平６−１４３４６６号公報  しかしながら、エンボス圧力が小さいときに賦型率が低下することには変わりがないため、エンボス対象物体への柄の入りが浅くなるという問題を根本的に解決するものではなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、エンボス圧力が小さいときに賦型率が低下することのないエンボス加工装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係るエンボス加工装置は、エンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラを振動させる振動手段を具備するようにしたものである。
また本発明の請求項２に係るエンボス加工装置は、請求項１に係るエンボス加工装置において、前記振動手段は前記版ローラおよび／または圧ローラの軸に振動を作用させる振動手段であるようにしたものである。
また本発明の請求項３に係るエンボス加工装置は、請求項１または２に係るエンボス加工装置において、前記振動手段における振動の周波数はエンボス対象物体の走行速度をニップ幅で除算した値の２倍以上の周波数であるようにしたものである。
また本発明の請求項４に係るエンボス加工方法は、エンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラを振動させてエンボス加工を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１に係るエンボス加工装置によれば、振動手段によりエンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラが振動させられる。すなわち平均値としてのエンボス圧力が小さくても最大値としてのエンボス圧力を大きくすることができる。したがって、エンボス圧力が小さいときに賦型率が低下することのないエンボス加工装置が提供される。
また本発明の請求項２に係るエンボス加工装置によれば、振動手段による振動は版ローラおよび／または圧ローラの軸に作用する。したがって、簡単な機構で振動の高い伝達効率を得ることができる。
また本発明の請求項３に係るエンボス加工装置によれば、振動手段における振動の周波数はエンボス対象物体の走行速度をニップ幅で除算した値の２倍以上の周波数である。すなわち、ニップされている間にすくなくとも２回のエンボス圧力の最大値が存在することなる。したがって、振動に起因するエンボス対象物体の走行方向におけるエンボスムラの発生をなくすことができる。
また本発明の請求項４に係るエンボス加工方法によれば、エンボス加工用の版ローラおよび／または圧ローラが振動させられてエンボス加工が行われる。すなわち平均値としてのエンボス圧力が小さくても最大値としてのエンボス圧力を大きくすることができる。したがって、エンボス圧力が小さいときに賦型率が低下することのないエンボス加工方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。図１はエンボス加工用の版ローラと圧ローラにおける加圧状態（ニップ状態）を示す断面図である。また、図２はエンボス加工が行われている状態を示す斜視図である。図３は本発明のエンボス加工装置における構成の一例を示すブロック図である。図１〜図３において、１は版ローラ、２は圧ローラ、３は変位検出器、４はサーボ制御器、５は油圧発生器、６は油圧シリンダー、１００はエンボス対象物体である。
【０００８】
版ローラ１はエンボス加工用の版ローラ、すなわちローラの周面（版面）に凹凸が形成されたエンボスローラである。版ローラ１は、鋼、アルミニューム、等の金属材料（剛性材料）、その他の材料から成る版ローラである。
【０００９】
圧ローラ２はエンボス加工用の版ローラ１と一対で使用しエンボス対象物体１００を版ローラ１に押圧するための圧ローラである。圧ローラ２は、鋼、アルミニューム、等の金属材料（剛性材料）、その他の材料から成る圧ローラである。
【００１０】
変位検出３は油圧シリンダ６の出力軸であるピストンロッドの変位（伸縮）を検出し変位信号を出力する。変位検出器３はセンサとセンサ出力を増幅し出力信号を演算する部分から構成される。ピストンロッドは伸縮を繰返す、すなわち振動するから、必要とする応答速度を有し位相遅れの小さなセンサを使用する必要性がある。そのセンサとしては光学式、渦電流式、容量式、等の周知のものを使用することができる。
【００１１】
サーボ制御器４は変位検出３が出力する変位信号と目標となる振動波形とを入力し、その偏差がゼロとなるように油圧発生器５に対する操作信号を生成し出力する。すなわちサーボ制御器４は目標となる振動波形と同一の振動をピストンロッドが行うように油圧発生器５を操作する制御器である。ピストンロッドに行わせたい変位動作の波形を目標となる振動波形としてサーボ制御器４に入力することにより、ピストンロッドにその通りの変位動作を行わせることができる。
【００１２】
目標となる振動波形における振動の周波数がエンボス対象物品１００の走行速度に対して低いときにはエンボス対象物品１００の走行方向にその振動波形に起因するエンボス加工ムラが発生することになる。したがって、振動の周波数はエンボス対象物品１００の走行速度に対応して変化させるか、最大の走行速度においてもエンボス加工ムラが起きない周波数に設定する必要性がある。したがって、振動エンボス対象物体の走行速度を版ローラ１と圧ローラ２のニップ幅で除算した値の２倍以上の周波数であると好適である。たとえば、３０ｍ／ｍｉｎ（＝５０ｃｍ／ｓｅｃ）の走行速度で（実効値としての）ニップ幅が２．５ｃｍであるときには（（５０ｃｍ／ｓｅｃ）／（２．５ｃｍ））×２＝（４００Ｈｚ）以上の周波数であると好適である。
【００１３】
油圧発生器５はサーボ制御器４が出力する操作信号を入力して油圧を生成し出力する。この油圧は油圧シリンダ６を動作させるためのものである。すなわち、油圧発生器５は油圧シリンダ６のピストンロッドを伸びる方向と縮む方向の２方向に変位（伸縮）させるための油圧を生成する。
【００１４】
油圧シリンダー６は油圧発生器５が出力する油圧を入力してピストンロッドを変位させる。油圧シリンダー６のピストンロッドにおける変位はリンク機構（図示せず）を介して圧ローラ２の軸に作用し圧ローラ２を変位させる。この軸の変位は圧ローラ２の両側において同様に行われる。そのためリンク機構によって、または油圧シリンダー６一対とそれを動作させる上述のシステム一対によって圧ローラ２の両側に変位を伝達する。圧ローラ２の変位の方向は圧ローラ２の回転軸とニップ状態でエンボス対象物体を挟持する部位（ニップ部）とを結ぶ方向である。
なお、図３に示す一例においては圧ローラ２を変位させる構成となっているが、版ローラ１を変位させる構成としても、両方のローラを変位させる構成としてもよい。
【００１５】
以上、構成について説明した。次に、本発明のエンボス加工装置における動作について図４を参照して説明する。図４はエンボス加工の過程を示すフロー図である。
まず、図４のステップＳ１（振動波形設定）において、エンボス加工装置の操作制御盤（図示せず）においてオペレータはサーボ制御器４に与える振動波形を設定する。波形は基本的には正弦波形であるが本発明はその波形に限定されない。設定する項目は、波形、振幅、振動数、等である。エンボス加工の品目は多数あり、品目によってエンボス加工対象物体１００の材料は異なる。各々の材料は各々の材料物性（たとえば粘弾性特性）を有するため、エンボス加工の条件を適合させる必要性がある。オペレータは、リピート品目であれば、前回の条件に合致する振動波形を設定する。リピート品目でなければ、適合すると予測される既存の振動波形を設定し、運転しながら条件をマニュアル修正する。マニュアル修正したデータは振動波形（波形、振幅、振動数）として保存しておく。そして、リピートがあったときにはそれを適用する。
【００１６】
次に、ステップＳ２（加工開始）において、エンボス加工対象物体１００を版ローラ１と圧ローラ２との間に通し、版ローラ１と圧ローラ２とニップして圧力と熱を加えながら走行させてエンボス加工を開始する。
次に、ステップＳ３（変位入力）において、サーボ制御器４は設定された振動波形と変位検出器３が出力する変位信号を入力する。
次に、ステップＳ４（操作信号生成）において、サーボ制御器４は振動波形と変位信号との偏差を小さくする操作信号を導出し油圧発生器５に出力する。
【００１７】
次に、ステップＳ５（ピストンロッド伸縮）において、油圧発生器５は操作信号に基づいて油圧を生成し油圧シリンダー６に出力する。油圧シリンダー６のピストンロッドが伸縮する。ピストンロッドの伸縮は版ローラ１と圧ローラ２によるニップ圧力、すなわちエンボス圧力を増減させ実質的なエンボス圧力を増大させる。したがって、エンボス圧力が小さいときに賦型率が低下することのない。
【００１８】
次に、ステップＳ６（加工終了？）において、サーボ制御器４は操作制御盤からの信号、等に基づいてエンボス加工の終了であるか否かを判定する。終了でないときにはステップＳ３に戻って前述の以降のステップを繰返す。終了のときにはエンボス加工におけるサーボ制御を終了とする。
【００１９】
上述においては、目標値として設定した振動波形を変更せずに自動制御（サーボ制御）を行う過程を説明した。条件を適合させるためエンボス加工中に振動波形の修正を行うときには、上述においてオペレータが目標値としての振動波形（サーボ制御器４に入力する振動波形）を設定し直すようにすればよい。そして、適合する振動波形が得られたときにはその振動波形を記憶しておき、リーピートのときに再設定できるようにする。
【００２０】
また上述においては、エンボス対象物体１００の走行速度が変化したときの処理について示していない。すでに説明したエンボス加工ムラの発生を防止するためだけではなく、賦型率を変化させないためには、エンボス対象物体１００の走行速度に応じた振動波形をサーボ制御器４に出力することが好ましい。そのためには、エンボス加工装置の操作制御盤において走行速度に対応する目標とする振動波形を演算しサーボ制御器４に出力するように構成する。目標とする振動波形を走行速度が速いときには振動数を高くする、振幅を大きくする、等の演算を行う。走行速度が遅いときには振動数を低くする、振幅を小さくする、等の演算を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】エンボス加工用の版ローラと圧ローラにおける加圧状態（ニップ状態）を示す断面図である。
【図２】エンボス加工が行われている状態を示す斜視図である。
【図３】本発明のエンボス加工装置における構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明のエンボス加工装置、エンボス加工方法におけるエンボス加工の過程を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  版ローラ
２  圧ローラ
３  変位検出器
４  サーボ制御器
５  油圧発生器
６  油圧シリンダー
１００  エンボス対象物体である。
【図１】
2006088335.tif 000003
【図２】
2006088335.tif 000004
【図３】
2006088335.tif 000005
【図４】
2006088335.tif 000006