JP2012504508A - 昇華印刷 - Google Patents

Abstract

昇華可能なインクを担持するフィルム（１２）を有する、３次元の対象物（１０）を受けるトレイ（２）と、そのトレイ（２）に隣接して配置された赤外線ヒータ（３）と、空気流誘導するデバイス（４）とを含む昇華印刷装置（１）。赤外線ヒータ（３）は、赤外線放射をトレイ（２）に向けるように動作可能である。空気流誘導デバイス（４）は、空気流をフィルム（１２）全体にわたって誘導するように動作可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、昇華印刷に関し、より詳細には、昇華印刷の方法および装置に関する。

インク昇華印刷は、装飾用の転写、印刷、写真および他の画像を表面および物体に施す方法として知られている。

昇華とは、物質が、この場合はインクまたは染料が、液体の状態を経ずに固体と気体との状態を移行することである。インク昇華印刷プロセスでは、インクは、気体に昇華するまで加熱され、印刷媒体の上に拡散し、固体化する。

例えば加熱ローラまたは熱いプラテン印刷機を使用して、インクの転写を助けるために印刷媒体の圧力の印加が利用されることが多い。圧力および熱を３次元構造に均一に加えるのが難しいので、３次元物体への良好なインク昇華印刷を実現するには問題がある。印刷が行われる物体の各表面が、圧力および熱の均一性を有する必要がある。

印刷プロセスが高速であり、同じインク昇華プロセスで複数の物体を印刷できる可能性があるインク昇華技法によって、一様に印刷された物体を生産することが望まれる。

ＷＯ２００７／０４９０７０には、上記で言及した問題の軽減を試みる昇華印刷プロセスおよび関連の装置が記載されている。この文献には、印刷される３次元の対象物を収容する可動式チャンバと、対象物に隣接して配置された、昇華可能なインクを担持するフィルムと、加熱空気をフィルムの上に向けるためのファンをそれぞれ含む２つのヒータ・ユニットとを備える昇華印刷装置が記載されている。

使用の際には、そのチャンバは第１のヒータの下に配置され、その第１のヒータは、熱を加えて、対象物を覆うようにフィルムを熱成形する。次いで、対象物を第２のヒータの下の位置に移動させ、その第２のヒータは、より高い温度で、高速または乱流の熱い空気流を加えて、対象物の上にインクの昇華を可能にする。

この構成で実現される結果は以前のデバイスよりは良いが、そのプロセスの熱成形ステージ中にフィルム全体にわたって一様の分布を実現するために温度を調整することがやや難しい。より一様の温度分布を実現するためには、制御した環境を維持するためにその構成を密閉しなければならない。

これにはフィルムを隠す必要があり、これにより、フィルムが画像転写（すなわち昇華）ステージで高速または乱流の熱い空気流を受ける準備ができているかどうかをオペレータが判断するのが難しくなる。空気がフィルムと対象物との間に捕捉されると、その空気が膨張し、それにより画像転写が不良になり、フィルムの破裂さえ導き得る。その結果、機械の休止時間および不合格の部分が生じる。また、これらの問題はフィルムのサイズが大きくなるにつれてさらに広がる。

したがって、本発明の第１の態様は、昇華可能なインクをその上に担持するフィルムを有する３次元の対象物を受ける基体と、その基体に隣接して取り付けられた赤外線ヒータと、空気流誘導手段とを備える昇華印刷装置であって、赤外線ヒータが、例えば、フィルムを加熱して対象物を覆うように熱成形しかつ／またはフィルムを加熱して対象物へのインクの昇華を可能にするために、赤外線放射を基体に向けるように動作可能であり、空気流誘導手段が、フィルムの上に、かつ／またはそれを覆うように、かつ／またはその全体にわたって空気流を誘導するように動作可能である、昇華印刷装置を提供する。

赤外線ヒータの使用は２つの理由で有利である。第１に、フィルムの温度を急速に上昇させることができ、第２に、熱が直接印加される性質のおかげで密閉した環境を提供する必要がない。しかし、赤外線放射は指向性なので、３次元の対象物への印加は問題がある虞がある。空気流誘導手段がフィルム表面上の境界層を壊し、したがって、フィルム全体にわたる効率的な熱転写が促進されることも分かっている。したがって、本発明の装置の提供により、有利なことに、赤外線の熱と空気流の相助的な組み合わせが提供され、フィルムへの熱の印加が最適になる。

空気流誘導手段は、高速の空気流を誘導するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、空気流誘導手段は、空気流、例えば高速空気流を、例えば赤外線ヒータを通してまたはその周りに誘導するように配置され、かつ／あるいは赤外線ヒータは、空気流を制限し、かつ／または高速の気流、例えばエアナイフを生み出すように形成されてよい。

本発明の第２の態様は、筐体と、印刷される３次元の対象物を受けるための筐体内の基体であって、昇華可能なインクを担持するフィルムがその対象物に隣接して配置された、基体と、フィルムの上に、またはそれを覆うように、またはその全体にわたって空気流を誘導するように動作可能な空気流誘導手段と、空気流誘導手段によって誘導された空気流を制限し、それにより、高速の気流、例えばフィルムに向けられたエアナイフを生み出すためのリストリクタとを備える、昇華印刷装置を提供する。

赤外線ヒータは、反射器によって少なくとも部分的に囲繞された加熱要素を備えることができ、例えばその反射器は、空気流を少なくとも部分的に制限し、かつ／または高速の気流もしくはエアナイフを生み出すように形成される。その装置または赤外線ヒータはさらに、例えば、赤外線ヒータを通る空気流を選択的に開閉するためのルーバ手段を備えることができる。そのルーバ手段は、１つまたは複数のルーバ・プレートを備えることができ、そのルーバ・プレートは、例えば、１つまたは複数の反射器に摺動可能にまたは枢動可能に連結されている。

赤外線ヒータは第２の加熱要素を備えることができ、その第２の加熱要素は、例えば、第２の反射器によって少なくとも部分的に囲繞される。その第２の反射器は、第１の反射器に隣接して配置されるが離間してよく、そのためそれらの間に隙間が設けられる。次いで、空気流誘導手段は、例えば、高速の気流またはエアナイフを生み出すように、その隙間を通して空気流を誘導するように配置することができる。反射器は、例えば高速の気流またはエアナイフを生み出すように、空気流がその間を通り隙間を通るときに絞り効果または制限効果を生じるように協働するように形成することができる。隙間または制限のサイズは、好ましくは０．２５ミリメートルから５ミリメートルの間、例えば０．５ミリメートルから４ミリメートルの間、より好ましくは０．７５ミリメートルから３ミリメートルの間、最も好ましくは１ミリメートルから２ミリメートルの間である。

赤外線ヒータあるいは１つまたは複数の反射器のうち、制限するように、または少なくとも部分的に高速の気流またはエアナイフを生み出すように形成された部分は、テーパ状または凸形でよい。その反射器または各反射器は、加熱要素によって放射された赤外線放射を、例えば使用時にフィルムに向けるように、配置および／または構成および／または形成および／またはサイズ設定および／または寸法設定することができる。

その装置はさらに、フィルム上を流れる空気を加熱するために、例えば空気流誘導手段の隣に、空気流ヒータを備えることができる。空気流ヒータは、例えば第１または第２の加熱ステージ中、例えば熱成形ステージまたは昇華ステージ中に、変更可能な加熱、例えば熱いまたは温かい空気流を供給するために調節可能でよく、あるいは、例えば第１または第２の加熱ステージ中、例えば熱成形ステージまたは昇華ステージ中に、フィルム温度を調整するために、かつ／または第２の加熱ステージ後、例えば昇華ステージ後に、一部を冷却するように非加熱空気流を供給するために調節可能でよい。

空気流誘導手段は、高速の空気流、例えば乱流の空気流を供給するように動作可能でよい。さらに、またはあるいは、空気流誘導手段は、２つ以上の異なる流速を供給するように動作可能でよい。例えば、空気流誘導手段は、ファン、例えば遠心ファン、ポンプまたはブロワを備えることができ、それらは、２つ以上の異なる流速を供給するためにインバータを備えることができる。有利なことに、空気流誘導手段は２つ以上の遠心ファンを備えることができ、それらの遠心ファンは、赤外線ヒータを横切りかつ／またはそれを通る空気流を供給し、かつ／あるいは対象物の回りに乱流の空気流を供給するように、互いに隣接するようにまたは対向するように配置される。

空気流誘導手段は、好ましくは、少なくとも１対の対向する遠心ファンを備える。

本発明の第３の態様は、筐体と、印刷される３次元の対象物を受けるための筐体内の基体であって、昇華可能なインクを担持するフィルムがその対象物に隣接して配置された、基体と、フィルムの上に、またはそれを覆うように、またはその全体にわたって空気流を誘導するように動作可能な空気流誘導手段と、空気流誘導手段によって誘導された空気流を加熱するための空気流ヒータとを備える昇華印刷装置であって、空気流誘導手段が、出口が互いに向き合うように筐体の各端部に配置された少なくとも１つの遠心ファンを備える、昇華印刷装置を提供する。

遠心ファンを、それらの出口が赤外線ヒータの上方に、入口が赤外線ヒータの下方になるように配置することができる。その筐体または１つの筐体を、赤外線ヒータの上方またはその周りに配置することができ、そのファンを筐体の両端または両側に配置することができる。ファンを、筐体の横方向の対向する側部に、その入口が互いに向き合うように配置することができる。その装置はさらに、例えば第１の対のファンに対して筐体の反対側の長手方向端部に配置された、第２の対の対向する遠心ファンを備えることができ、第２の対のファンの入口が赤外線ヒータの下方に配置されてよく、第２の対のファンの出口が、赤外線ヒータの上方に配置されかつ／または第１の対のファンの出口に面してよい。

その筐体または１つの筐体は、赤外線ヒータおよび／または空気流誘導手段および／または空気流ヒータおよび／またはプレナムを収容することができる。空気流誘導手段が遠心ファンを２つ備える場合は、それらの出口は、互いに向き合い、かつ／または赤外線ヒータの上方にあり、かつ／または赤外線ヒータを挟んで向き合ってよく、かつ／あるいはそれらの入口は、赤外線ヒータの下方にあり、かつ／または赤外線ヒータを挟んで向き合ってよい。その配置は、赤外線ヒータを横切ってかつ／またはそれを通して空気流を供給し、かつ／あるいは対象物の回りに乱流の空気流を供給するように構成することができる。筐体は、例えば、その遠心ファンまたは１つの遠心ファンまたは複数の遠心ファンの１つまたは複数の入口の配置を制御するために配管手段を備えることができる。

空気流誘導手段は、フィルムが対象物上で熱成形されるときに、例えばフィルムに沿ってまたはその全体にわたって温度分布を調整するかまたは均等にするために、かつ／またはフィルムをさらに加熱するために、空気流、例えば低速の空気流を、フィルムを覆うように誘導するように動作可能でよい。空気流誘導手段は、インクが対象物に対して昇華するときに、例えばフィルムおよび表面を迅速に加熱するために、空気流、例えば高速または乱流の空気流を、フィルムを覆うように誘導するように動作可能でよい。

その装置はさらに、例えば、使用時に赤外線ヒータおよび／または空気流誘導手段および／または空気流ヒータの動作を制御するために制御装置を備えることができる。

本発明のさらなる態様は、その装置で使用する制御装置を提供する。

その装置はさらに、その空気流またはある空気流を空気流誘導手段からフィルム全体にわたって分配するための、例えば隙間の上流にあるプレナムを備えることができる。プレナムは、例えばフィルム全体にわたってより均一に空気流を広げるかまたは分配するための、例えば段階的に小さくなり数が増える開口を有する、２つ以上のプレートを備えることができる。

その装置は、例えばフィルムと対象物の表面との間に真空作用をもたらすための、例えば基体に流体連結された真空ポンプを備えることができる。その装置はさらに、トレイを備えることができ、そのトレイは、基体を含み、かつ／または使用時に筐体に対して実質的にシールされるか、またはシール可能でよい。

その装置は、対象物への空気流を防止するための一連のルーバを空気流誘導手段とヒータとの間に備えることもできる。それらのルーバは、必要に応じて開閉するように動作可能でよい。

その装置は、２つ以上のステーションを備えることができ、例えば、基体は、例えば、コンベヤおよび／またはシザー・リフトの構成または機構などの搬送手段および／またはリフト手段によって２つ以上のステーション間などで移動可能でよい。ステーションの１つは、使用時に対象物を覆うようにフィルムを熱成形するように構成されてよく、別のステーションは、使用時に対象物上にフィルムを昇華するように構成されてよく、かつ／または別のステーションは、対象物および／またはフィルムを冷却するように構成されてよい。これらのステーションの任意の有利な組み合わせも想定される。例えば、その装置は、使用時に対象物を覆うようにフィルムを熱成形し昇華するように構成された第１のステーションと、対象物および／またはフィルムを冷却するように構成された第２のステーションとを備えることができる。あるいは、第１のステーションは、熱成形／冷却ステーションを備え、第２のステーションは昇華ステーションを備えることができる。

本発明のさらなる態様は、昇華可能なインクを担持するフィルムを対象物に隣接して配置するステップと、対象物の表面を覆うように熱成形するようにフィルムを第１の温度まで加熱するステップと、続けて、インクが対象物のその表面またはある表面に対して昇華するようにフィルムおよび／または表面および／または対象物をより高い第２の温度まで加熱するステップとを含む昇華印刷方法であって、フィルムおよび／または対象物が、加熱ステージの一方または両方の間に赤外線の熱にさらされ、加熱ステージの一方または両方の間にまたはその後に空気流にさらされる、昇華印刷方法を提供する。

フィルムおよび／または対象物は、第１の温度まで加熱するために赤外線の熱にさらされ、かつ／またはより高い第２の温度まで加熱するために加熱空気の高速の流れにさらされてよい。

好ましくは、フィルムおよび／または表面および／または対象物は、加熱ステージの一方または両方の間に空気流、例えば加熱した、または温かい、または熱い空気流にさらされる。より好ましくは、フィルムおよび／または表面および／または対象物は、第１の加熱ステージ、例えば熱成形ステージ中に、温かいおよび／または低速の空気流にさらされ、かつ／あるいは第２の加熱ステージ、例えば昇華ステージ中に熱いおよび／または高速もしくは乱流の空気流にさらされる。

さらに、またはあるいは、フィルムおよび／または表面および／または対象物は、対象物およびフィルムを冷却するために、第２の加熱ステージ、例えば昇華ステージ後に、非加熱空気流、例えば高速または乱流の空気流にさらされてよい。

空気流は、エアナイフを含むことができ、赤外線ヒータの協働する互いに隣接する部分、例えば制限を生み出す、例えば互いに隣接する反射器によって、エアナイフを生み出すことができる。

本発明のさらなる態様は、その装置で使用するために特別に適合された昇華可能なインクを担持するフィルム、およびある装置を用いてまたは上記で説明した方法で印刷される対象物を提供する。

熱成形ステージ中を示した、本発明の第１の実施形態によるインク昇華印刷装置を通る概略断面図である。 昇華ステージ中の図１の装置を示す。 反射器の周りの空気流を示す、図１の装置の隣接する赤外線加熱要素の拡大図である。 熱成形ステージ中を示した、本発明の第２の実施形態によるインク昇華印刷装置を通る概略断面図である。 昇華ステージ中の図４の装置を示す。 その中を通る空気流を示す図４および図５の装置のプレナム構成の拡大図である。 昇華ステージ中を示した、本発明の第３の実施形態によるインク昇華印刷装置を通る概略断面図である。 再循環経路を示す、図７の線Ａ−Ａを通る断面図である。 ルーバ要素の機能を示すヒータの拡大図である。 ルーバ要素の機能を示すヒータの拡大図である。 熱成形ステージ中を示した、本発明の第４の実施形態によるインク昇華印刷装置を通る概略断面図である。 本発明の第５の実施形態によるインク昇華印刷装置を通る概略断面図である。 本発明の第５の実施形態によるインク昇華印刷装置を通る概略断面図である。

次に、添付の図面を参照しながら、単なる一例として本発明の実施形態を説明する。

図１から図３を参照すると昇華印刷装置１が示されており、その装置１は、赤外線ヒータ３、空気流誘導手段４および空気流ヒータ３８を含み、それらは全て、底部が開いた断熱筐体５内に収容されている。その装置はまた、筐体５の下方に配置された鋼製トレイ２も含み、そのトレイ２内には、印刷される３次元の対象物１０と、対象物１０の上部に配置されたフィルム１２が置かれている。

フィルム１２は、所望の昇華可能なインクを含み、対象物１０を覆うように配置され、その縁部でクランプ２０によってクランプ留めされている。クランプ２０は、フィルム１２とトレイ２との間にシールを設ける。添付の図面には示していないが、クランプ２０およびトレイ２が、それらの正確な位置を確保するための位置決めピンを含むことができることも想定される。

赤外線ヒータ３は、筐体５のベースに取り付けられ、複数の長手方向の赤外線ヒータ３２を含み、それらの赤外線ヒータ３２はそれぞれ、断面が半球の反射器３６によって部分的に囲繞された細長い加熱要素３４を含む。この実施形態の加熱要素３４は、コイル状ワイヤ入りの石英管である。このタイプの加熱要素３４は、急速な加熱および冷却をもたらし、異なる波長、すなわち短波、中波および長波の選択をもたらすので、有利である。ヒータ３２は、隣接する反射器３６間に隙間が存在するように、互いに平行に走り互いに隣接して置かれる。反射器３６は、加熱要素３４から放射される赤外線放射を下方向にトレイ２の対象物１０上のフィルム１２に向かって反射するように向けられる。

この実施形態の空気流誘導手段４は、電動機４２によって電力供給されるファンまたはブロワ４０の形態である。電動機は、筐体５の上部に回転可能に取り付けられ、筐体５中に延びてファン４０を駆動するシャフトを含む。電動機４２はまた、インバータ（図示せず）も含み、低流量または大流量を選択的に供給するように構成される。同様に、空気流ヒータ３８は、ファン４０に誘導される空気流の温度を制御するために調節可能である。空気流ヒータ３８およびファン４０の両方が鋼製空気流チャンバ４４内に配置される。空気流チャンバ４４は、図１および図２に示すように、ファン４０によって誘導された空気流を、空気流ヒータ３８を通り、赤外線ヒータ３２の反射器３６間の隙間を通るように方向付けする。

装置１はまた制御装置（図示せず）も含み、その制御装置には、赤外線ヒータ３、ファン４および空気流ヒータ３８が電気的に接続されている。その制御装置（図示せず）はトレイ２の動きも制御する。

使用の際には、トレイ２は、図１に示すように筐体５の下に置かれ、空気流ヒータ３８は必要な温度まで予熱され、その温度は、この実施形態では、温かい空気流を供給するのに必要な温度に相当する。次いで、トレイ２に流体連結されており、やはり制御装置（図示せず）によって制御された真空ポンプ（図示せず）を作動させて、フィルム１２と対象物１０との表面の間に真空作用をもたらす。最初は、真空のレベルは、対象物が確実に完全にフィルムで被覆されるように５０ｋＰａから８０ｋＰａである。フィルムが対象物の周りで成形されると、真空は１７ｋＰａから４０ｋＰａに下げられる。

次いで、赤外線ヒータ３およびファン４０を同時に作動させて、９０℃から１４０℃の温度までフィルムを加熱する。赤外線放射は、いわゆるホット・スポット（すなわち、孤立した熱い領域）を防止することによって空気流が一様な温度分布を確保しながらフィルム１２を急速に加熱する。ファン４０はまた、フィルム表面を覆う境界層を壊し、したがって、空気とフィルムとの間の効率的な熱転写が促進される。

有利なことに、トレイ２と筐体５との間の空間により、オペレータが熱成形ステージの進捗を見ることができ、適切な時に昇華ステージを開始するように装置１をセットアップすることができる。

熱成形ステージが完了した後で、図２に示すように、筐体５に接触しそれを実質的にシールするまで、トレイ２を上昇させる。次いで、空気流ヒータ３８および赤外線ヒータ３によってもたらされる負荷を、昇華ステージに必要な負荷まで増大させ、ファン４の速度を、大流量をもたらすように上昇させる。

図３に示すように、互いに隣接する反射器３６の対向する部分が、空気流の制限を作るように協働し、その結果、高速の気流、つまりこの実施形態ではエアナイフが生じる。結果として生じる非常に乱れた空気流により、フィルムおよび対象物の隣接する表面全体にわたって熱が一様に分布する。したがって、赤外線ヒータ３による直接の加熱と、熱い空気流による均一な温度分布の組み合わせにより、昇華プロセス・ステップが比較的短くなり、そのため対象物１０の完全性に対する損傷が避けられる。

昇華ステージが完了する際は、フィルム１２および対象物１０を冷却するために空気流ヒータ３８を使用不能にし、高速の非加熱空気流をもたらすために続けてファン４を動作させる。これは、昇華状態にさらされる時間の長さを最小限に抑えることによって、対象物１０の完全性をさらに確実に維持する。

次に図４から図６を参照すると、第１の実施形態と同様の、本発明による装置１００の第２の実施形態が示されており、同様の参照番号は同様の機構を示し、したがってここでは説明しない。

図４の装置１００は、離間した平行な２つのシート４６および４８から形成されたプレナム４６、４８を含む点で図１から図３の装置１とは異なる。第１のシート４６は、第２のシート４８の上方に配置され、その中に均等に離間した開口を複数含む。第２のシート４８は、長手方向の赤外線ヒータ３２に隣接してそれより少し上方に配置され、均等に離間した開口を複数含み、それらの開口は、第１のシート４６の開口より小さく、数が多い。したがって、プレナム４６、４８の開口は、段階的に小さくなり数が増え、フィルム全体にわたって空気流をより均一に広げるかまたは分配する。

図６により明確に示すように、こうした構成により、長手方向の赤外線ヒータ３２を横切る空気流がより一様に分配され、これにより、フィルム１２および対象物１０を覆う、またはその全体にわたる、またはその上への流れがより均一になる。

図７に、前述の実施形態と同様の、本発明による装置２００の第３の実施形態を示し、同様の参照番号は同様の機構を示し、したがってここでは説明しない。

この実施形態による装置２００の空気流誘導手段２０４は、遠心ファン２４０を４つ含み、各遠心ファン２４０は、筐体２０５のそれぞれの角に取り付けられる。各ファン２４０は、それぞれのモータ２４２によって駆動され、その出口が赤外線ヒータ３の長さを水平に横切るように向き、入口がそれらの下方に向いた状態で配置される。ファン２４０はそれぞれ、ハウジングおよびファン・ホイール２４０ａも含み、筐体２０５の各長手方向端部において対をなすファン・ホイール２４０ａは、図８により明確に示すように、それらの入口が互いに向き合っている。こうした構成により、ヒータ２０３の上方の空間に正圧が生じ、それにより、エアナイフを生成するようにヒータ２０３を通る空気が押し込まれる。空気流は、概して図７および図８に示す経路を追従し、各長手方向端部にあるファン・ホイールの対２４０ａにより、空気がそれぞれの空気流ヒータ２３８を通り、筐体２０５の横方向端部からその長手方向の中心に向かって流れ、したがって、正圧が生じ、空気流がエアナイフを通って対象物１０およびフィルム１２の上に押し込まれる。次いで、その流れは、ファン２４０の入口を通り、ファン・ホイール２４０ａの入口に至り、上記で説明したように元に戻って外に出るように再循環する。

こうしたファンの構成は、非常に効率的な空気流をコンパクトに、かつ、効率よく実現できるので有利である。

図９Ａおよび図９Ｂにより明確に示すように、装置２００の赤外線ヒータ２０３、２３２は、対向するルーバ・プレート２３３も含み、そのルーバ・プレート２３３は、反射器３６の長さに沿って走り、それらの間の空気流をブロックするかまたは可能にするためにそれらの自由な縁部でヒンジ式に留められている。ルーバ・プレート２３３は、それらの間の空気の流れを可能にするかまたは防止するように選択的に開閉する、それらの自由な縁部に隣接して配置された電磁要素２３５を含む。

使用の際には、例えば、赤外線ヒータ２３２によってフィルム１２が加熱されており、熱成形ステージ中に真空が動作している間に、ルーバ・プレート２３３は、電磁要素２３５が互いに引き付けられるように電磁要素２３５に通電することによって閉鎖することができる。ファン２４０および空気流ヒータ２３８は、赤外線ヒータ２３２の上方に熱い空気を最大圧力で供給するために、ルーバ・プレート２３３が閉位置にある状態で常に動作することができる。

昇華ステージを開始するためには、電磁要素２３５の極性を、ルーバ・プレート２３３を引き離すよう逆にし、したがって、高圧の空気が反射器３６間に解放されて、エアナイフ形態の空気の突然の吐出または噴射がフィルム１２および対象物１０の上に生じる。これは、単独で行うこともでき、赤外線ヒータ２３２によってもたらされる赤外線加熱と併せて行うこともできる。

図１０に、前の実施形態と同様の、本発明による装置３００の第４の実施形態を示し、同様の参照番号は同様の機構を示し、したがってここでは説明しない。

この実施形態による装置３００は、２つのステーション３０１、３０２、およびトレイ２を各ステーション３０１、３０２間で動かすためのコンベヤ３２０に分割される。昇華ステーション３０１は、第１および第２の実施形態の装置１、１００と同様であり、赤外線ヒータ３の代わりに一連の枢動式ルーバ３５０が用いられる。熱成形および冷却ステーション３０２は、ブロワ４ａおよび空気流ヒータ３８ａを含み、それらのブロワ４ａおよび空気流ヒータ３８ａは、昇華ステーション３０１のブロワ４および空気流ヒータ３８と同様であるがそれより強力ではない。このステーション３０２はまた、第１および第２の実施形態の赤外線ヒータ３と同様の赤外線ヒータ３も含み、赤外線ヒータ３は空気流ヒータ３８ａの下方にある。

使用の際には、トレイ２は、熱成形および冷却ステーション３０２の下に配置され、熱成形動作は、上記で第１の実施形態の装置１に関して説明したように実行される。同時に、昇華ステーション３０１の空気流ヒータ３８およびブロワ４は、ルーバ３５０が閉位置にある間に動作している。次いで、トレイ２をコンベヤ３２０によって昇華ステーション３０１の下の位置に動かし、上記で第１の実施形態の装置１に関して説明したように筐体５にシーリングして当接させる。次いで、フィルム１２および対象物１０上へのエアナイフの形態の空気の突然の吐出または噴射が生じるようにルーバ３５０を開放する。ブロワ４は、有利なことに、筐体５内の潜熱を保持するために、昇華ステージの終わりに停止または制動することができる。

図１１および図１２に、前の実施形態と同様の、本発明による装置４００の第５の実施形態を示し、同様の参照番号は同様の機構を示し、したがってここでは説明しない。

この実施形態による装置４００は、熱成形および昇華ステーション４０１および冷却ステーション４０２に分割され、トレイ２を動かすためのコンベヤ４２０およびシザー・リフト４２１が各ステーション４０１、４０２の間にある。筐体４０５ａ、４０５ｂもまた、２つの区画４０５ａおよび４０５ｂに分割され、各区画４０５ａおよび４０５ｂは、トレイ２をそれぞれのステーション４０１、４０２の一方に封入する。熱成形および昇華ステーション４０１は、第３の実施形態の装置２００と同様であるが、ファン２４０、２４２の一方は取り外されている。冷却ステーション４０２は、モータ４４２によって動力を与えられる遠心ファン４４０の形態の空気流誘導手段４０４も含み、ファン４４０は出口４４０ａを含み、出口４４０ａは、トレイ２の上および／または中に外気を向けるように角度が付けられている。

使用の際には、トレイ２は、熱成形および昇華ステーション４０１の下に配置され、熱成形および昇華動作が、上記で第３の実施形態の装置２００に関して説明したように実行される。次いで、トレイ２は、コンベヤ３２０およびシザー・リフト４２１によって冷却ステーション４０２の下の位置に動かされ、冷却ファン４４０は、トレイの中および／またはその一部の上に外気の流れを誘導して、それらを冷却する。

本発明の範囲から逸脱することのない、本明細書で説明した実施形態のいくつかの変形形態が想定されることが当業者には理解されよう。例えば、上記で説明した加熱要素３４はコイル状ワイヤ入りの石英管であるが、これらは、対象の用途に基づいて選択することができ、任意の形態の石英管を含むことができ、コイル状ワイヤからカーボンまで複数の形態、または同じ２重の管内で様々なタイプの組み合わせをとる。ハロゲン電球および／またはセラミック赤外線放射源など、他の任意の形態の加熱要素３４を使用できることがさらに想定される。

装置１、１００、２００、３００は、トレイに流体連結された真空ポンプ（図示せず）を含むが、ポンプは、本発明が機能するにはこうした真空作用をもたらす必要はない。空気流誘導手段４および／または赤外線ヒータ３は、熱成形、昇華および／または冷却ステージの全ての間で動作する必要はなく、かつ／あるいは空気流の温度を必要に応じて変更することができ、かつ／あるいは空気流ヒータ３８を完全に省くことができる。

さらに、赤外線ヒータ３の一部として設けられるルーバ・プレート２３３の構成は、例えば、摺動プレート、反射器３６の上側にヒンジ留めされたプレート、または他の任意のルーバ構成を有することによる複数の異なる方法で構成することができる。第４の実施形態のルーバ３５０の代わりに、エアナイフを生み出すために、第３の実施形態に関して図示および説明した赤外線ヒータ２０３を用いることができ、赤外線ヒータ２０３は実際の加熱要素３４を含んでも含まなくてもよい。その装置は、やはり前述の文献でも説明されるように対象物への空気流を選択的に防止するための別個の一連のルーバを空気流誘導手段４と赤外線ヒータ３との間に備えることもできる。空気流誘導手段４の位置を変更することもでき、例えば、これは、所望の空気流を生成するための、１つまたは複数のブロワおよび／または遠心ファンおよび／または他の任意の適切な手段もしくはデバイスの組み合わせを含むことができる。コンベヤ３２０、４２０および／またはシザー・リフト４０２の代わりに、任意の便利な移動手段、例えば、運搬手段および／またはリフト手段および／または回転手段を用いることができる。

前述の機構任意の数の組み合わせおよび／または添付の図面に示す機構が、従来技術に対する明確な利点を提供し、したがって、本明細書で説明する本発明の範囲内に包含されることが当業者には理解されよう。

Claims (27)

1. 昇華可能なインクをその上に担持するフィルムを有する、３次元の対象物を受ける基体と、前記基体に隣接して取り付けられた赤外線ヒータと、空気流誘導手段とを備える昇華印刷装置であって、
   前記赤外線ヒータが、赤外線放射を前記基体に向けるように動作可能であり、前記空気流誘導手段が、前記フィルムの上に、かつ／またはそれを覆うように、かつ／またはその全体にわたって空気流を誘導するように動作可能である、昇華印刷装置。
2. 前記空気流誘導手段が、前記赤外線ヒータを通して、または前記赤外線ヒータの周りに空気流を誘導するように配置され、前記赤外線ヒータが、高速の気流を生み出すように前記空気流を制限するように形成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記赤外線ヒータを通る前記空気流を選択的に開閉するためのルーバ手段をさらに備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記赤外線ヒータが、反射器によって少なくとも部分的に囲繞された加熱要素を備え、前記反射器が、エアナイフを生み出すように前記空気流を少なくとも部分的に制限するように形成される、請求項２または請求項３に記載の装置。
5. 前記赤外線ヒータが、第２の反射器によって少なくとも部分的に囲繞された第２の加熱要素を備え、前記第２の反射器が、前記第１の反射器に隣接して配置されるが離間しており、そのため前記反射器間に隙間が設けられ、前記空気流誘導手段が、空気流が前記隙間を通るように誘導するように配置される、請求項４に記載の装置。
6. 前記隙間が１ミリメートルと２ミリメートルとの間である、請求項５に記載の装置。
7. 前記１つまたは複数の反射器のうち少なくとも部分的にエアナイフを生み出す部分が、テーパ状または凸形である、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記１つまたは複数の反射器に摺動可能または枢動可能に連結された、前記赤外線ヒータを通る前記空気流を選択的に開閉するための１つまたは複数のルーバ・プレートをさらに備える、請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記空気流を加熱するための、前記空気流誘導手段に隣接して配置された空気流ヒータをさらに備える、請求項１から請求項８のいずれかに記載の装置。
10. 前記空気流ヒータが、２つ以上の異なる温度で空気流を供給するように調節可能である、請求項９に記載の装置。
11. 前記空気流誘導手段が、２つ以上の異なる流速を供給するように動作可能である、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記空気流誘導手段が、２つ以上の異なる流速を供給するためのインバータを有するファンまたはブロワを備える、請求項１１に記載の装置。
13. 前記空気流誘導手段が、その出口が前記赤外線ヒータの上方に、その入口が前記赤外線ヒータの下方になるように配置された、少なくとも１対の対向する遠心ファンを備える、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記赤外線ヒータの上方または周りに筐体をさらに備え、前記ファンが、前記筐体の対向する端部または側部に配置される、請求項１３に記載の装置。
15. 前記ファンが、入口が互いに向き合っている状態で前記筐体の横方向の対向する側部に配置される、請求項１４に記載の装置。
16. 前記第１の対のファンに対して前記筐体の反対側の長手方向端部に配置された、第２の対の対向する遠心ファンをさらに備え、前記第２の対のファンの前記入口が前記赤外線ヒータの下方に配置され、前記第２の対のファンの前記出口が、前記赤外線ヒータの上方に配置されかつ前記第１の対のファンの出口に面する、請求項１５に記載の装置。
17. 前記赤外線ヒータおよび／または前記空気流誘導手段および／または前記空気流ヒータおよび／または前記ルーバ手段もしくはプレートの動作を制御するための制御装置をさらに備える、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の装置。
18. 前記空気流またはある空気流を前記空気流誘導手段から前記フィルム全体にわたって分配するかまたは広げるためのプレナムをさらに備える、請求項１から請求項１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記プレナムが、前記フィルム全体にわたって前記空気流をより均一に広げるかまたは分配するための、段階的に小さくなり、かつ、数が増える開口を有する２つ以上のプレートを備える、請求項１８に記載の装置。
20. 昇華可能なインクを担持するフィルムを対象物に隣接して配置するステップと、前記対象物の表面を覆うように熱成形するように前記フィルムを第１の温度まで加熱するステップと、続けて、前記インクが前記対象物に対して昇華するように前記フィルムおよび／または前記対象物をより高い第２の温度まで加熱するステップとを含む昇華印刷方法であって、
    前記フィルムおよび／または前記対象物が、前記加熱ステージの一方または両方の間に赤外線の熱にさらされ、かつ、前記加熱ステージの一方または両方の間にまたはその後に空気流にさらされる、方法。
21. 前記フィルムおよび／または前記対象物が、それを前記第１の温度まで加熱するために赤外線の熱にさらされ、より高い前記第２の温度まで加熱するために加熱空気の高速の流れにさらされる、請求項２０に記載の方法。
22. 前記フィルムが、前記熱成形ステージ中に第１の温度で低速の空気流にさらされ、前記昇華ステージ中により高い第２の温度で高速の空気流にさらされる、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
23. 前記フィルムおよび／または対象物が、前記対象物およびフィルムを冷却するために、前記昇華ステージ後に非加熱の高速空気流にさらされる、請求項２０から請求項２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記空気流がエアナイフを含む、請求項２０から請求項２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 制限を生み出す、前記赤外線ヒータの協働する互いに隣接する部分によって前記エアナイフが作られる、請求項２４に記載の方法。
26. 請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の装置で使用するために、かつ／または請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載の方法で使用するために特別に適合された昇華可能なインクを担持するフィルム。
27. 請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置を用いて、かつ／または請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載の方法で使用するための、印刷される対象物。

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