JP2009061692A - 箔プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ホットスタンプ箔がサーマルヘッドと連れ動きするのを防止して、安定した高品質の印刷を行うことができる箔プリンタを提供する。
【解決手段】ホットスタンプ箔と、ホットスタンプ箔を巻回した供給ローラと、ホットスタンプ箔を巻き取る巻取ローラと、巻取ローラを駆動する巻取用モータと、ホットスタンプ箔の箔層を被転写材に転写するためのサーマルヘッドと、サーマルヘッドに内蔵されている複数の発熱抵抗体素子の発熱を制御する制御部とを備えた箔プリンタにおいて、ホットスタンプ箔１のベース層１０１に、サーマルヘッド２とホットスタンプ箔１との連れ動きを防止するための背面処理剤からなる表面層１ｆを設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、ホットスタンプ箔を用いて被転写材に箔転写を行う箔プリンタに関するものである。

被転写材に箔を転写する方法として、従来から箔押（ホットスタンピング）が知られている。この方法は、ベースフイルム、離型層、着色層、蒸着層、及び接着層からなるホットスタンプ箔を、予め所望パターンを形成した専用の金属型で熱圧着することにより、ベースフイルム以外の離型層、着色層、蒸着層及び接着層からなる箔層を軟化させて箔を被転写材に転写する方法である（特許文献１参照）。

しかしながら、従来から一般に行われている箔押では、所望パターンの違いにより別個の型が必要となり、また、その専用の型で熱圧着することにより箔転写を行うため、装置自体が大型となる。

そこで、本発明者らは、従来の技術常識にこだわらず、箔押とは全く異なる分野の技術であるサーマルヘッドを利用した箔プリンタの発明をすでに提案した（特許文献２参照）。この箔プリンタは、ホットスタンプ箔の所望パターン部分の箔を、サーマルヘッドの発熱により被転写材に直接箔転写するもので、１工程で一品一様の箔転写が安価な機構や技術で実現できる。

特開平７−１８６５２３号公報 特開２００５−１６９８５８号公報

上記のような箔プリンタの実用化に向けて、本発明者らは種々の検討を行った。その結果、ホットスタンプ箔を供給ローラから巻取ローラへ送りつつサーマルヘッドを被転写材に対して相対的に移動させて箔転写を行う箔プリンタにおいて、例えばアクリル板に箔転写を行う際に、ホットスタンプ箔が正常に巻き取られずにサーマルヘッドと連れ動きし、ホットスタンプ箔のサーマルヘッドと接したままの部分が熱により溶融して、以降の箔転写が不可能になってしまう場合があることが判明した。そこで、この原因につき更に検討したところ、箔プリンタの特性からみた２つの問題が背後に存在することが分かった。

一つは、転写方式の違いによる問題である。箔押による熱圧着の場合は、箔の接着層と被転写材表面とが重なった状態で、１００数１０℃に加熱した所望パターンの金型で数１００ｍｓ熱圧着するが、箔のベース層は通常耐熱温度が２６０℃程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタール）で構成されており、数１００ｍｓ熱圧着されてもＰＥＴは溶融することなく、箔の接着層が溶融して箔が転写される。これに対して、箔プリンタの場合は、箔の接着層と被転写材表面とが重なった状態で、かつ、場合によっては４００℃以上に加熱したサーマルヘッドと箔のベース層とが相対移動し、この過程でサーマルヘッドが数１０〜数１００μｓ発熱して箔の接着層が溶融し箔が転写される。このため、短い加熱時間であっても、サーマルヘッドの高熱でベース層の表面が軟化することにより、サーマルヘッドと箔のベース層との間の摩擦抵抗が急激に増加して、箔層と被転写材との間の摩擦抵抗より大きくなり、サーマルヘッドと箔が連れ動きするという現象が生じる。このような連れ動きが生じると、高温のサーマルヘッドと接しているベース層が溶融してしまい、所望パターンの箔転写は不可能となる。

もう一つは、被転写材の多様性の問題である。インクリボンの場合は、被転写材がほとんど紙であるから、リボンと被転写材との間の摩擦力は、被転写材によってそれほど変わらない。しかるに、ホットスタンプ箔の場合は、紙以外に、樹脂板、金属板、布など種々の被転写材が用いられる。このため、箔と被転写材との間の摩擦力は、被転写材の材質に応じて大きく変化する。例えば、被転写材としてアクリル板を用いる場合は、紙を用いる場合に比べて、箔との間の摩擦力は大幅に小さくなる。

以上の結果、ホットスタンプ箔を巻取ローラで巻き取りながら、発熱したサーマルヘッドを相対的に移動させてアクリル板に箔転写を行う場合、サーマルヘッドの熱によりホットスタンプ箔のベース層が軟化することによってサーマルヘッドと箔との間の摩擦力が増加する一方、箔とアクリル板との間の摩擦力は小さいままであるというアンバランスが生じ、箔とサーマルヘッドとの間の摩擦抵抗が、箔と被転写材との間の摩擦抵抗に比べて相対的に大きくなることが判明した。このため、ホットスタンプ箔が正常に巻き取られずに、サーマルヘッドの移動とともに連れ動き、サーマルヘッドと接したままの箔部分が高熱により溶融するという現象が生じる。したがって、この連れ動きを防止して安定した高品質の印刷を行うためには、上述した摩擦抵抗の差の問題を克服することが必要であるという結論に達した。

本発明は、以上のような背景の下に生み出されたものであって、その課題とするところは、ホットスタンプ箔がサーマルヘッドと連れ動きするのを防止して、安定した高品質の印刷を行うことができる箔プリンタを提供することにある。

本発明では、ホットスタンプ箔を用いて箔転写を行う箔プリンタにおいて、ホットスタンプ箔のベース層に、サーマルヘッドとホットスタンプ箔との連れ動きを防止するための背面処理剤からなる表面層を設ける。このような背面処理剤としては、例えば、シリコンウレタンやシリコンアクリル等が用いられる。

ベース層にこのような表面層を設けると、被転写材がアクリル板等の表面摩擦抵抗の小さい材質であっても、発熱したサーマルヘッドを相対的に移動させながら箔転写を行う過程でのホットスタンプ箔とサーマルヘッドとの間の摩擦抵抗を、ホットスタンプ箔と被転写材との間の摩擦抵抗より小さくすることができるため、箔はサーマルヘッドと連れ動きすることはなく、正常に巻き取られる。したがって、ホットスタンプ箔のサーマルヘッドとの接触部分が熱溶融して箔転写が不可能になるという現象は生じなくなる。

こうして、本発明の箔プリンタによれば、ホットスタンプ箔がサーマルヘッドと連れ動きするのを防止して、安定した高品質の印刷を行うことが可能となる。

図１は、本発明に係る箔プリンタの一実施形態を示す概略構成図である。Ｐは箔プリンタであって、ステージ６と、このステージ６の上方に移動可能に配置されたヘッドユニットＨとを備えている。

ステージ６は、ステンレス等の硬質な金属材料からなる矩形板状の支持板６３を備えている。支持板６３の上面中央部には、シリコン製のゴムシート６２が設けられ、このゴムシート６２上に被転写材３が載置される。

ヘッドユニットＨには、ホットスタンプ箔１と、このホットスタンプ箔１の箔層（後述）を被転写材３に転写するための転写部１０が装備されている。転写部１０は、サーマルヘッド２を有している。また、ヘッドユニットＨには、ホットスタンプ箔１を巻回した供給ローラ５３、ホットスタンプ箔１を巻き取る巻取ローラ５４、および巻取ローラ５４を駆動する巻取用モータ５５が設けられている。５７ａおよび５７ｂは、ホットスタンプ箔１の搬送を案内する案内ローラである。

図２は、箔プリンタＰの電気ブロック図を示している。５０は箔プリンタＰの動作を制御する制御部、５１は印刷開始・終了位置や印刷パターンなどの情報を入力するための入力装置、５２はヘッドユニットＨを搬送する搬送用モータ、５５は図１でも示した巻取用モータである。転写部１０には、サーマルヘッド２を駆動するドライバーＩＣ１９が設けられており、制御部５０は、このドライバーＩＣ１９を介して、サーマルヘッド２に内蔵されている複数の発熱抵抗体素子１２の発熱を制御する。

制御部５０は、入力装置５１からの入力信号に基づいて、サーマルヘッド２、搬送用モータ５２、巻取用モータ５５を駆動する。これにより、ホットスタンプ箔１を供給ローラ５３から巻取ローラ５４へ送りつつヘッドユニットＨを移動させ、ホットスタンプ箔１の箔層を被転写材３に転写して、所望パターンの印刷を行なう。箔転写の詳細については後述する。なお、入力装置５１は、箔プリンタＰ自体に備わっていてもよいし、箔プリンタＰに外付けされるパーソナルコンピュータ等であってもよい。

図３は、ホットスタンプ箔１の断面図を示している。ホットスタンプ箔１は、長尺な帯状をしており、ベース層１０１と箔層１０２とから構成される。ベース層１０１は、被転写材３に転写されずに残る部分であって、ベースフィルム１ａと、このベースフィルム１ａ上に形成された表面層１ｆとからなる。ベースフィルム１ａは、例えばポリエチレンテレフタール（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）のような材料からなり、表面層１ｆは、例えばシリコンウレタンやシリコンアクリル等の表面摩擦抵抗が小さくかつ耐熱性のある背面処理剤からなる。

箔層１０２は、ベース層１０１から離れて被転写材３に転写される部分であって、離型層１ｂ、着色層１ｃ、蒸着層１ｄおよび接着層１ｅからなる。離型層１ｂは、例えばアクリル系樹脂やセルローズ系樹脂からなる。着色層１ｃは、一般のインキと同系統の樹脂からなる。蒸着層１ｄは、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着した薄い金属膜層である。接着層１ｅは、例えばアクリルやＰＥＴ等の素材からなる。

ホットスタンプ箔１は、接着層１ｅの面を下側にして、図１のサーマルヘッド２と被転写材３との間に供給される。そして、巻取用モータ５５を駆動して巻取ローラ５４を回転させ、ホットスタンプ箔１を巻取ローラ５４で巻き取りながら矢印方向へ搬送する。また、搬送用モータ５２によりヘッドユニットＨを搬送して、サーマルヘッド２を転写開始位置から転写終了位置まで移動させる。この過程で、転写しようとする箔のパターンに対応する発熱抵抗体素子１２をドライバーＩＣ１９により選択的に発熱させ、ホットスタンプ箔１の所望パターンの箔層１０２を被転写材３に転写する。

図４は、箔プリンタＰによる箔転写の原理図である。図４（ａ）のように、ホットスタンプ箔１を、箔層１０２が被転写材３と対向するように被転写材３の上へ供給した状態で、サーマルヘッド２における所望パターンに対応した発熱抵抗体素子１２を発熱させる。このときのサーマルヘッド２の発熱温度は、ホットスタンプ箔１の箔層１０２を被転写材３に転写できる温度に設定する。すると、所望パターン部分の箔層１０２が軟化して、図４（ｂ）のようにベース層１０１から分離して被転写材３に転写される。なお、図４（ａ）では便宜上、箔層１０２と被転写材３とを若干離して描いてあるが、実際には両者は接触状態にある。また、図４（ｂ）は、箔転写された被転写材３をホットスタンプ箔１から分離した状態を示している。

ここで、箔転写時にホットスタンプ箔１および被転写材３に対して発熱したサーマルヘッド２が相対的に移動する場合の、ベース層１０１（表面層１ｆ）とサーマルヘッド２との間の摩擦抵抗をα、箔層１０２（接着層１ｅ）と被転写材３との間の摩擦抵抗をβとしたとき、αとβの関係は、耐熱性があり表面摩擦抵抗の小さいシリコンウレタンやシリコンアクリル等からなる表面層１ｆの存在により、α＜βとなっている。すなわち、ベース層１０１とサーマルヘッド２間の摩擦抵抗は、箔層１０２と被転写材３間の摩擦抵抗より小さくなっている。

このため、被転写材３がアクリル板等の表面摩擦抵抗の小さい材質であっても、箔転写時に、ホットスタンプ箔１とサーマルヘッド２との間の摩擦抵抗が、ホットスタンプ箔１と被転写材３との間の摩擦抵抗より小さくなるため、箔１はサーマルヘッド２と連れ動きすることはなく、巻取ローラ５４に正常に巻き取られる。したがって、ホットスタンプ箔１のサーマルヘッド２と接した部分が熱溶融して以降の箔転写が不可能になるという現象は生じなくなる。この結果、安定した高品質の印刷を行うことが可能となる。

上述した実施形態では、ホットスタンプ箔１を供給ローラ５３から巻取ローラ５４へ送りつつ、ヘッドユニットＨを移動させて箔転写を行う箔プリンタＰを例に挙げたが、本発明は、ヘッドユニットが固定で被転写材が移動するタイプの箔プリンタにも適用することができる。

図５は、そのような箔プリンタＰ’の一例を示す概略構成図である。６４はステージ、Ｈはこのステージ６４の上方に配置されたヘッドユニットである。ヘッドユニットＨは、サーマルヘッド２と、ホットスタンプ箔１を巻回した供給ローラ５３と、ホットスタンプ箔１を巻き取る巻取ローラ５４とを備えている。６５は図示しない駆動用モータにより回転する駆動ローラ、６６は駆動ローラ６５と対向して設けられた従動ローラ、６７はサーマルヘッド２と対向して設けられたプラテンローラである。なお、巻取ローラ５４とプラテンローラ６７とは、図示しない共通のモータにより連動して回転するようになっている。

被転写材３は、駆動ローラ６５と従動ローラ６６とで挟持されて、矢印ａで示す方向へ搬送される。被転写材３がプラテンローラ６７の位置まで送られると、ヘッドユニットＨが下降して、ホットスタンプ箔１とプラテンローラ６７との間に被転写材３が挟持される。この状態で、プラテンローラ６７の回転に連動して巻取ローラ５４が回転し、ホットスタンプ箔１を巻き取る。そして、被転写材３を引き続きａ方向へ搬送しつつ、サーマルヘッド２を発熱させてホットスタンプ箔１の箔層１０２を被転写材３に転写し、所望パターンの印刷を行なう。

図５の箔プリンタＰ’においても、ホットスタンプ箔１として図３に示したものを用いることで、発熱したサーマルヘッド２に対してホットスタンプ箔１を送りながら箔転写を行う場合の箔１とサーマルヘッド２間の摩擦抵抗が、箔１と被転写材３間の摩擦抵抗より小さくなるので、箔転写時にホットスタンプ箔１が正常に送られずにサーマルヘッド２と接触したままになることはなく、安定した高品質の印刷を行うことができる。

以上述べた実施形態では、被転写材３としてアクリル板を例に挙げたが、本発明で用いる被転写材３はこれに限らず、書類保管用のポリプロピレン製のクリアホルダーや、表面が滑らかな紙材などであってもよい。

また、以上述べた実施形態では、ホットスタンプ箔１の箔層１０２が、離型層１ｂ、着色層１ｃ、蒸着層１ｄを含む例を挙げたが、着色層１ｃが顔料からなる場合は、蒸着層１ｄを省略することも可能である。

本発明に係る箔プリンタの一実施形態を示す概略構成図である。 箔プリンタの電気ブロック図である。 ホットスタンプ箔の断面図である。 箔プリンタによる箔転写の原理図である。 他の実施形態に係る箔プリンタの概略構成図である。

符号の説明

１ ホットスタンプ箔
２ サーマルヘッド
３ 被転写材
５０ 制御部
５３ 供給ローラ
５４ 巻取ローラ
５５ 巻取用モータ
１０１ ベース層
１０２ 箔層
１ｆ 表面層
Ｐ、Ｐ’ 箔プリンタ

Claims (1)

1. ホットスタンプ箔と、
   前記ホットスタンプ箔を巻回した供給ローラと、
   前記ホットスタンプ箔を巻き取る巻取ローラと、
   前記巻取ローラを駆動する巻取用モータと、
   前記ホットスタンプ箔の箔層を被転写材に転写するためのサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドに内蔵されている複数の発熱抵抗体素子の発熱を制御する制御部と、
   を備えた箔プリンタにおいて、
   前記ホットスタンプ箔のベース層に、サーマルヘッドとホットスタンプ箔との連れ動きを防止するための背面処理剤からなる表面層を設けたことを特徴とする箔プリンタ。

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