JP2016155229A - エンボス加工機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンボス加工部の形状が明確になるエンボス加工を行うことが可能なエンボス加工機の制御方法を提供する。
【解決手段】第１のペンツールを被加工媒体の予め定めた第１の目標位置と対向する位置に移動させる第１のハーフカットステップＰ１と、第１のペンツールの刃を被加工媒体に刺して刃先が被加工媒体の表面と裏面との間に位置する状態で止める第２のハーフカットステップＰ２を有し、被加工媒体に切断線を形成する第３のハーフカットステップＰ３と、被加工媒体から抜く第４のハーフカットステップＰ４とを有する。エンボス加工用の第２のペンツールを被加工媒体の第２の目標位置と対向する位置に移動させる第１のエンボス加工ステップＰ５と、第２の目標位置に押し付ける第２のエンボス加工ステップＰ６と、切断線に沿うエンボス加工部を形成する第３のエンボス加工ステップＰ７とを有する。
【選択図】図１４

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の制御方法に関するものである。

従来、シート状の被加工媒体にエンボス加工を施す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。この特許文献１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。

特開２００１−２７７３５３号公報

特許文献１に記載されているエンボス加工機では、エンボス加工部の形状が明確になるエンボス加工を行うことは難しいという問題があった。この理由は、エンボス加工が施されていない非加工部とエンボス加工部との境界部分が折れ曲がることなく引っ張られるからだと考えられる。

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、エンボス加工部の形状が明確になるエンボス加工を行うことが可能なエンボス加工機の制御方法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の制御方法は、被加工媒体が貼り付けられた支持体を第１の方向に移動させる第１の駆動装置の動作と、刃を有する切断ツールおよび前記被加工媒体を押して凹ませるエンボス加工ツールを前記支持体の主面と平行でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる第２の駆動装置の動作とを制御することにより、前記切断ツールを前記被加工媒体の予め定めた第１の目標位置と対向する位置に移動させる第１のハーフカットステップと、前記切断ツールを前記支持体の主面とは直交する第３の方向に移動させる押圧装置の動作を制御することにより、前記刃を前記被加工媒体に刺して刃先が前記被加工媒体の表面と裏面との間に位置する状態で止める第２のハーフカットステップと、前記刃が前記被加工媒体に刺さっている状態で、前記支持体を第１の駆動装置によって前記第１の方向に移動させるとともに、前記切断ツールを前記第２の駆動装置によって前記第２の方向に移動させることにより、前記被加工媒体に切断線を形成する第３のハーフカットステップと、前記押圧装置の動作を制御することにより、前記切断ツールを刃が前記被加工媒体から抜ける位置に移動させる第４のハーフカットステップと、前記被加工媒体を押して凹ませるエンボス加工ツールを、前記第１の駆動装置および第２の駆動装置の動作を制御することにより、前記被加工媒体の前記切断線に沿う第２の目標位置と対向する位置に移動させる第１のエンボス加工ステップと、前記エンボス加工ツールを前記第３の方向に移動させる押圧装置の動作を制御することにより、前記第２の目標位置に前記エンボス加工ツールを押し付け、前記被加工媒体に凹部を形成する第２のエンボス加工ステップと、前記エンボス加工ツールが前記被加工媒体を押圧している状態で、前記支持体を第１の駆動装置によって前記第１の方向に移動させるとともに、前記エンボス加工ツールを前記第２の駆動装置によって前記第２の方向に移動させることにより、前記被加工媒体に前記切断線に沿って延びる連続した凹部からなるエンボス加工部を形成する第３のエンボス加工ステップとによって実施する。

本発明は、前記エンボス加工機の制御方法において、前記第３のハーフカットステップで形成される前記切断線の形状が閉じた線形状である場合は、前記エンボス加工部を前記閉じた線形状の内部に形成してもよい。

本発明は、前記エンボス加工機の制御方法において、前記閉じた線形状の内部に他の閉じた線形状が存在する場合は、前記閉じた線形状と、前記他の閉じた線形状との間に前記エンボス加工部を形成してもよい。

本発明によれば、エンボス加工が施されることがない非加工部とエンボス加工部との境界部分にハーフカット加工が施された後にエンボス加工が行われるから、エンボス加工を行うときにこの境界部分がハーフカット部分で折れる。
したがって、エンボス加工部の形状が明確になるエンボス加工を行うことが可能なエンボス加工機の制御方法を提供することができる。

本発明に係る制御方法により制御され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のペンツールの側面図である。 第２のペンツールを示す図で、図１０（Ａ）は側面図、図１０（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。 ハーフカット加工とエンボス加工を行うため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。 制御データを作成するときのデータの一例を示す模式図で、図１３（Ａ）ハーフカット加工の輪郭形状の一例を示す模式図、図１３（Ｂ）はエンボス加工の形状の一例を示す模式図である。 本発明に係るエンボス加工機の制御方法を説明するためのフローチャートである。 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。 他の実施の形態による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１７（Ａ）は、エンボス加工の目標となる図形の平面図である。図１７（Ｂ）〜（Ｊ）は、塗り潰しパターンを示す模式図である。

以下、本発明に係るエンボス加工機の制御方法の一実施の形態を図１〜図１５によって詳細に説明する。ここでは先ず、本発明による制御方法を実施するために用いるエンボス加工機の構成を図１〜図１１によって説明する。
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。この実施の形態においては、ワークテーブル７が本発明でいう「支持体」に相当する。

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。

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１１参照）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、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１のペンツールが本発明でいう「切断ツール」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の下端から突出する刃４４ｂとを備えている。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。

刃４４ｂは、被加工媒体２を切断（カット）可能なものである。この刃４４ｂは、軸部４４ａ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。
軸部４４ａから突出する刃４４ｂの突出長さは、軸部４４の下端部に設けられたねじ式のカバー４４ｃを作業者（図示せず）が軸部４４ｂに対して回すことによって、変えることができる。刃４４ｂ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４４ｂ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。

第２のペンツール４５は、エンボス加工を行うためのものである。この第２のペンツール４５が本発明でいう「エンボス加工ツール」に相当する。
第２のペンツール４４は、図１０に示すように、軸部４５ａと、この軸部４５ａの下端部に設けられたツール本体４５ｂとによって構成されている。軸部４５ａは、第１のペンツール４４の軸部４４ａと同様に、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。
ツール本体４４ｂの先端部（下端部）には、ボール４８が回転自在に取付けられている。

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１のペンツール４４が被加工媒体２に押し付けられると、刃４４ｂが被加工媒体２に刺さる。すなわち、第２のソレノイド５２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のペンツール４５は、第２のソレノイド５２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「切断ツールを支持体の主面とは直交する第３の方向に移動させる押圧装置」に相当し、第２のソレノイド５２が本発明でいう「エンボス加工ツールを前記第３の方向に移動させる押圧装置」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１１参照）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。

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１１に示すように、上述した第１および第２のモータ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、カッティング制御部６５と、エンボス加工制御部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。

制御装置３９のカッティング制御部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の刃４４ｂの突出長さを被加工媒体２の厚みより短く設定した状態で第１のペンツール４４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に位置する状態になる。この状態で第１のペンツール４４が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に所定の形状で切断線が形成され、ハーフカットが施される。このハーフカット加工は、エンボス加工が行われる以前に行われる。

刃４４ｂの突出長さが被加工媒体２の厚みより長くなる状態で第１のペンツール４４が下降し、被加工媒体２に対して前後方向や左右方向に移動することにより、被加工媒体２が所定の形状に切断される。この切断加工は、エンボス加工が終了した後に成果物を被加工媒体２から切り離す場合に行われる。これらのハーフカット加工や切断加工は、パーソナルコンピュータ６２から送られた制御データに基づいて行われる。この制御データには、詳細は後述するが、ハーフカット加工や切断加工およびエンボス加工を施す位置、加工部分の形状などのデータが含まれている。

制御装置３９のエンボス加工制御部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。第２のペンツール４５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２のペンツール４５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２のソレノイド５２（第１、第２および第２のペンツール用押圧装置）の動作を制御し、第２のペンツール４５（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、ハーフカット加工と同様に、パーソナルコンピュータ６２から送られた制御データに基づいて行われる。
ここで、上述した制御データを作成する手順を図１２に示すフローチャートと図１３および図１４に示す模式図とを用いて説明する。
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。この制御データを作成する作業は、作業者がパーソナルコンピュータ６２のモニタを見ながら実施する。

この実施の形態による制御データは、後述する輪郭データとオフセットデータとによって構成されている。輪郭データは、ハーフカット加工を行う形状のデータである。ハーフカット加工を行うことにより、輪郭データと同一形状の切断線が被加工媒体２に形成される。
オフセットデータは、エンボス加工を行うために第２のペンツール４５が移動するときの移動軌跡に相当する形状のデータである。
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１２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輪郭データとなる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、輪郭データとして図１３（Ａ）に示す二重の四角形を選択した場合について説明する。図１３（Ａ）に示す図形は、外側に位置する第１の四角形７１と、この第１の四角形７１の内側に位置する第２の四角形７２とから構成されている。

次に、ステップＳ２において、オフセットデータを作成する。オフセットデータは、第２のペンツール４５に設けられているボール４８の外径に適合する寸法だけ輪郭データから離間させて形成される。なお、この実施の形態においては第２のペンツール４５に設けられたボール４８の外径に適合した寸法としたが、適宜設定可能とし、作業者が設定した値とすることができる。輪郭データが図１３（Ａ）に示すように二重の四角形である場合、すなわち、第１の四角形７１からなる閉じた線形状の内部に第２の四角形７２からなる他の閉じた線形状が存在する場合は、外側に位置する閉じた線形状と、内側に位置する他の閉じた線形状との間にオフセットデータを形成する。このオフセットデータは、図１３（Ｂ）に示すように、第１の四角形７１の内側近傍に位置する第３の四角形７３と、第２の四角形７２の外側近傍に位置する第４の四角形７４の形状データである。輪郭データが第１の四角形７１のみである場合、言い換えれば切断線の形状が閉じた線形状で、内側に他の形状が存在していない場合は、オフセットデータを第１の四角形７１の内部（閉じた線形状の内部）形成する。

このようにオフセットデータを作成した後、ステップＳ３において、輪郭データとオフセットデータとを識別可能にする。これを行うにあたっては、輪郭データとオフセット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。このように輪郭データとオフセットデータとを識別可能にする理由は、エンボス加工機１の制御装置３９がこれらのデータを使用するときに区別できるようにするためである。

次に、ステップＳ４において、ハーフカット加工とエンボス加工とを実施するために必要な設定を行う。詳述すると、輪郭データに基づいてハーフカット加工を行うときの加工速度、筆圧、ペン番号と、オフセットデータに基づいてエンボス加工を行うときの加工速度、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〜Ｓ４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Ｓ５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は、この制御データに基づいてハーフカット加工とエンボス加工とを実施する。

次に、本発明に係るエンボス加工機１の制御方法を図１４に示すフローチャートによって詳細に説明する。
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。

次に、図１４に示すフローチャートのステップＰ１において、制御装置３９が第１のハーフカットステップを実行する。第１のハーフカットステップにおいては、制御装置３９が第１のモータ３７と第２のモータ５９の動作を制御することにより、第１のペンツール４４を被加工媒体２の予め定めた第１の目標位置と対向する位置に移動させる。第１の目標位置とは、被加工媒体２における、輪郭データの所定の加工開始点と対応する位置である。

第１のペンツール４４が第１の目標位置に位置付けられた後、ステップＰ２において、第２のハーフカットステップが実施される。第２のハーフカットステップＰ２においては、制御装置３９が第１のソレノイド５１の動作を制御し、刃４４ｂを被加工媒体２に刺して刃先が被加工媒体２の表面と裏面との間に位置する状態で止める。その後、ステップＰ３において、第３のハーフカットステップが実施される。

第３のハーフカットステップＰ３においては、刃４４ｂが被加工媒体２に刺さっている状態で、制御装置３９が上述した輪郭データに基づいて第１のペンツール４４を被加工媒体２に対して移動させ、被加工媒体２に切断線を形成する。第１のペンツール４４を被加工媒体２に対して移動させるにあたっては、ワークテーブル７を搬送装置３１によって前後方向に移動させるとともに、第１のペンツール４４を幅方向駆動装置５４によって幅方向に移動させることによって行う。切断線は、図１３（Ａ）に示す第１の四角形７１と第２の四角形７２と同一の形状に形成される。

このように切断線が形成された後、制御装置３９が第４のハーフカットステップＰ４を実施する。第４のハーフカットステップＰ４においては、制御装置３９が第１のソレノイド５１の動作を制御することにより、第１のペンツール４４を刃４４ｂが被加工媒体２から抜ける位置に移動させる。
次に、制御装置３９は、第１のエンボス加工ステップＰ５を実施する。第１のエンボス加工ステップＰ５においては、制御装置３９が第１のモータ３７と第２のモータ５９の動作を制御することにより、第２のペンツール４５を被加工媒体２の切断線に沿う予め定めた第２の目標位置と対向する位置に移動させる。第２の目標位置とは、被加工媒体２における、オフセットデータの所定の加工開始点と対応する位置である。

その後、制御装置３９は、第２のエンボス加工ステップＰ６を実施する。第２のエンボス加工ステップＰ６においては、制御装置３９が第２のソレノイド５２の動作を制御することにより、第２の目標位置に第２のペンツール４５を押し付ける。制御装置３９は、この第２のエンボス加工ステップＰ６で第２のペンツール４５が被加工媒体２を押圧している状態で、第３のエンボス加工ステップＰ７を実施する。

第３のエンボス加工ステップＰ７においては、制御装置３９がオフセットデータに基づいて第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。この移動は、第１のモータ３７の動作を制御してワークテーブル７を前後方向に移動させるとともに、第２のモータ５９の動作を制御して第２のペンツール４５を幅方向に移動させることによって行われる。このように第２のペンツール４５が被加工媒体２に対して移動することにより、被加工媒体２に切断線に沿って延びる連続した凹部からなるエンボス加工部が形成される。エンボス加工部は、図１３（Ｂ）に示す第３の四角形７３と第４の四角形７４の同一の形状に形成される。

第３のエンボス加工ステップＰ７でエンボス加工が行われると、図１５に示すように、ハーフカット部７５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）７６を形成することができる。

第３のエンボス加工ステップＰ７が終了した後、制御装置３９は、第４のエンボス加工ステップＰ８において、第２のソレノイド５２によって第２のペンツール４５を上昇させて被加工媒体２から離間させるとともに、第１のモータ３７と第２のモータ５９の動作を制御してペンキャリッジ４３を所定の初期位置に移動させる。このようにペンキャリッジ４３が初期位置に戻ることにより、エンボス加工が完了する。そして、作業者が被加工媒体２をマット１０から剥離させることにより、エンボス加工が施された成果物が得られる。

この実施の形態によるエンボス加工機の制御方法によれば、エンボス加工が施されることがない非加工部７７（図１５参照）とエンボス加工部７６との境界部分にハーフカット加工が施された後にエンボス加工が行われる。このため、エンボス加工を行うときに非加工部７７とエンボス加工部７６との境界部分がハーフカット部分で折れる。
したがって、この実施の形態によれば、エンボス加工部７６の形状が明確になるエンボス加工を行うことが可能なエンボス加工機の制御方法を提供することができる。

この実施の形態においては、第３のハーフカットステップＰ３で形成される切断線の形状が閉じた線形状（第１の四角形７１）であり、この閉じた線形状の内部に第３の四角形７３と同一形状のエンボス加工部７６が形成されている。このため、輪郭が明確になる閉じた形状のエンボス加工部が形成される。
この実施の形態においては、切断線の形状である閉じた線形状（第１の四角形７１）の内部に他の閉じた線形状（第２の四角形７２）が存在しており、外側に位置する閉じた線形状と、内側に位置する他の閉じた線形状との間に、第３の四角形７３と第４の四角形７４と同一形状のエンボス加工部７６が形成されている。このため、第２の四角形７２の内側に位置する非加工部７７がエンボス加工部７６で囲まれるから、被加工媒体２にエンボス加工によって浮き彫り状の模様を形成することができる。

上述した実施の形態においては、外側のエンボス加工部７６と内側のエンボス加工部との間に非加工部が残存する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。エンボス加工部は、閉じた線形状の内部の全域に形成することができる。この場合の制御データの作成手順を図１６および図１７によって説明する。
ここでは、図１７（Ａ）に示す四角形状にエンボス加工を施す場合について説明する。

この場合は、先ず、図１６に示すフローチャートのステップＳ１１において、上述したアプリケーションソフト内で図１７（Ａ）に示す四角形の図形データを選択するか、新たに作成する。次に、ステップＳ１２において、ハーフカット加工を行うための輪郭データを作成する。その後、ステップＳ１３において、エンボス加工を行うときの第２のペンツール４４の移動パターンを設定する。この場合のエンボス加工は、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２のペンツール４５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１７（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Ｓ１３においては、図１７（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１７（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Ｓ１３において移動パターンを選択した後、ステップＳ１４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Ｓ１５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Ｓ１６において、ハーフカット加工と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、輪郭をハーフカット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Ｓ１１〜Ｓ１５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Ｓ１７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。
このように閉じた形状の内部の全域にエンボス加工が施される制御方向を採る場合であっても、上述した実施の形態と同等の効果が得られる。

上述した実施の形態においては、第１のペンツール４４と第２のペンツール４５とが一つのペンキャリッジ４３に装備されているエンボス加工機１を使用する場合の一例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、ペンツールを一つしか装備していないエンボス加工機を使用しても実施可能である。この場合、第１のペンツール４４（カッティングペン）によるハーフカット動作後に、この第１のペンツール４４を第２のペンツール４５（エンボスツール）に交換し、その後、この第２のペンツール４５でエンボス加工を行う。

上述した実施の形態においては、被加工媒体２がマット９を含めてワークテーブル７の上に載せられた状態でエンボス加工を行う例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、粘着剤が塗布された台紙に被加工媒体を貼り付けた状態でエンボス加工を行ってもよい。

１…エンボス加工機、２…被加工媒体、３…基準マーク、５…搬送路、６…エンボス加工機本体、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（切断ツール）、４５…第２のペンツール（エンボス加工ツール）、５１…第１のソレノイド（押圧装置）、５２…第２のソレノイド（押圧装置）、５４…幅方向駆動装置（第２の駆動装置）。

Claims (3)

1. 被加工媒体が貼り付けられた支持体を第１の方向に移動させる第１の駆動装置の動作と、刃を有する切断ツールおよび被加工媒体を押して凹ませるエンボス加工ツールを前記支持体の主面と平行でかつ前記第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる第２の駆動装置の動作とを制御することにより、前記切断ツールを前記被加工媒体の予め定めた第１の目標位置と対向する位置に移動させる第１のハーフカットステップと、
   前記切断ツールを前記支持体の主面とは直交する第３の方向に移動させる押圧装置の動作を制御することにより、前記刃を前記被加工媒体に刺して刃先が前記被加工媒体の表面と裏面との間に位置する状態で止める第２のハーフカットステップと、
   前記刃が前記被加工媒体に刺さっている状態で、前記支持体を第１の駆動装置によって前記第１の方向に移動させるとともに、前記切断ツールを前記第２の駆動装置によって前記第２の方向に移動させることにより、前記被加工媒体に切断線を形成する第３のハーフカットステップと、
   前記押圧装置の動作を制御することにより、前記切断ツールを刃が前記被加工媒体から抜ける位置に移動させる第４のハーフカットステップと、
   前記被加工媒体を押して凹ませるエンボス加工ツールを、前記第１の駆動装置および第２の駆動装置の動作を制御することにより、前記被加工媒体の前記切断線に沿う第２の目標位置と対向する位置に移動させる第１のエンボス加工ステップと、
   前記エンボス加工ツールを前記第３の方向に移動させる押圧装置の動作を制御することにより、前記第２の目標位置に前記エンボス加工ツールを押し付け、前記被加工媒体に凹部を形成する第２のエンボス加工ステップと、
   前記エンボス加工ツールが前記被加工媒体を押圧している状態で、前記支持体を第１の駆動装置によって前記第１の方向に移動させるとともに、前記エンボス加工ツールを前記第２の駆動装置によって前記第２の方向に移動させることにより、前記被加工媒体に前記切断線に沿って延びる連続した凹部からなるエンボス加工部を形成する第３のエンボス加工ステップとを有することを特徴とするエンボス加工機の制御方法。
2. 請求項１記載のエンボス加工機の制御方法において、
   前記第３のハーフカットステップで形成される前記切断線の形状が閉じた線形状である場合は、前記エンボス加工部を前記閉じた線形状の内部に形成することを特徴とするエンボス加工機の制御方法。
3. 請求項２記載のエンボス加工機の制御方法において、
   前記閉じた線形状の内部に他の閉じた線形状が存在する場合は、前記閉じた線形状と、前記他の閉じた線形状との間に前記エンボス加工部を形成することを特徴とするエンボス加工機の制御方法。

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