JP2016215599A - 箔押し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】箔押し処理の処理時間を長くすることなく、色材の転写ムラの発生の恐れのない箔押し装置を提供する。
【解決手段】色材がコーティングされた箔フィルムから該色材をメディアへ転写する箔押し装置において、色材がコーティングされた箔フィルムへ熱量を供給する光を出射するペンと、上記ペンを箔フィルムを重ねたメディア上に押圧した状態で、上記ペンと上記箔フィルムを重ねた上記メディアとの位置関係を相対的に変化させて上記ペンを走査する走査手段と、上記走査手段による上記ペンの走査速度に応じて上記ペンから出射される光の光強度を制御する制御手段とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、箔押し装置に関し、さらに詳細には、専用のフィルムにコーティングされた色材をメディアに転写する箔押し装置に関する。

なお、本明細書において「メディア」とは、普通紙などの紙類よりなる各種の記録媒体は勿論のこと、ＰＶＣ、ポリエステルなどの樹脂材料やアルミ、鉄、木材、布、皮革のような各種の材料が含まれるものとする。

従来より、色材がコーティングされた専用のフィルム（本明細書においては、「色材がコーティングされた専用のフィルム」を「箔フィルム」と適宜に称する。）を利用して、当該色材をメディアに転写することにより、メディアに所望の図柄などを転写するようにした箔押し装置として、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。

この特許文献１に記載された箔押し装置１００は、パーソナルコンピューター１０２からの入力に応じて駆動し、パーソナルコンピューター１０２に記憶された箔押し駆動プログラムによってメディア１０４に対して箔押し処理を行うものである。

そして、この箔押し装置１００は、平板状のベース部材１０６の上面において、前方側および後方側に摺動自在にテーブル１０８が設けられており、このテーブル１０８上にはメディア１０４を保持する保持部材１１０が設けられている。

また、ベース部材１０６の後方側においては、門型で立設された支持部材１１２が設けられ、この支持部材１１２には左方側および右方側に摺動自在に設けられたスライダ１１４が設けられている。

さらに、このスライダ１１４には、上方側および下方側に摺動自在に設けられたスライダ１１６が設けられ、スライダ１１６には、先端部が所定の温度で加熱されたペン（本明細書においては、「先端部が所定の温度範囲で加熱されたペン」を「熱ペン」と適宜に称する。）１１８が把持されている。

こうした構成により箔押し装置１００においては、保持部材１１０に保持されたメディア１０４に対する熱ペン１１８の相対的な位置関係が三次元方向に移動可能となっている。

以上の構成において、メディア１０４に対して箔押し処理を行う場合には、パーソナルコンピューター１０２および箔押し装置１００が起動した状態で保持部材１１０にメディア１０４を保持する。

次に、メディア１０４上に箔フィルムを固定的に載置し、パーソナルコンピューター１０２に記憶された箔押し駆動プログラムによって、箔押し装置１００により箔押し処理を実行する。

すると、箔押し装置１００においては、箔フィルムを介してメディア１０４上に熱ペン１１８の先端部を押しつけながら、パーソナルコンピューター１０２に記憶された図形データに基づいて熱ペン１１８を走査する。

このとき、熱ペン１１８の先端部が加熱されているため、メディア１０４上において熱ペン１１８の先端部が押しつけられた領域に、熱ペン１１８による熱と圧力によって箔フィルムの色材が転写されて、メディア１０４上に箔押し処理が施されることとなる。

こうした箔押し装置１００による箔押し処理では、メディア１０４に形成された図形たる成果物は、一般的な印刷などの処理では表現し難い金属感や光沢による高級感を備えたものとなる。

しかしながら、こうした箔押し装置１００においては、熱ペン１１８を走査させる際に、加減速時は走査速度が一定ではない。

一方、走査時の加減速にあわせて加熱されている熱ペン１１８の温度を瞬時に変更することは困難であるため、走査中においては熱ペン１１８の温度は一定に保たれるように制御されている。

このため、熱ペン１１８から箔フィルムへ供給される熱量（入熱量）が一定にならず、熱ペン１１８が走査される箇所毎に色材の転写ムラが発生する恐れがあるという問題点があった。

こうした色材の転写ムラの発生を抑制するためには、熱ペン１１８を走査する際の加速を大きくするか、あるいは、熱ペン１１８を走査する際の走査速度を遅くするなどして、熱ペン１１８を走査する際の加減速に要する時間を短くすればよい。

しかしながら、熱ペン１１８を走査する際の加速度を大きくするには、箔押し装置１００の機構上の限界があるという新たな問題点があった。

また、熱ペン１１８を走査する際の走査速度を遅くすると、箔押し処理の処理時間が長くなってしまうという新たな問題点を招来するものであった。

特開２００５−３１３４６５号公報

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、箔押し処理の処理時間を長くすることなく、色材の転写ムラの発生の恐れのない箔押し装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明による箔押し装置は、箔フィルムへ熱量を供給する熱源として、レーザーや発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのような光強度を変更する際の応答速度が高い光源を用いるようにしたものである。

従って、本発明による箔押し装置によれば、上記した光源の走査速度が一定でなくても、光源の走査速度に応じて光強度を制御することで箔フィルムへの入熱量を一定に保つことができ、これにより色材の転写ムラの発生を抑止することができる。

また、本発明による箔押し装置によれば、光源の走査中においても、箔フィルムへの光の照射（オン：ＯＮ）と非照射（オフ：ＯＦＦ）との切り換えが可能であるので、箔フィルムへ選択的に熱量を供給することができる。

これにより、光源を走査する際の加減速時には箔フィルムへ光を照射しないようにして、光源を走査する際の等速時にのみ箔フィルムへ光を照射するようにすることで、色材の転写ムラの発生を一層確実に抑止することができる。

即ち、本発明による箔押し装置は、色材がコーティングされた箔フィルムから該色材をメディアへ転写する箔押し装置において、色材がコーティングされた箔フィルムへ熱量を供給する光を出射するペンと、上記ペンを箔フィルムを重ねたメディア上に押圧した状態で、上記ペンと上記箔フィルムを重ねた上記メディアとの位置関係を相対的に変化させて上記ペンを走査する走査手段と、上記走査手段による上記ペンの走査速度に応じて上記ペンから出射される光の光強度を制御する制御手段とを有するようにしたものである。

また、本発明による箔押し装置は、上記した本発明による箔押し装置において、上記制御手段は、上記ペンの走査速度が速くなるほど上記ペンから出射される光の光強度を高くし、上記ペンの走査速度が遅くなるほど上記ペンから出射される光の光強度を低くするようにしたものである。

また、本発明による箔押し装置は、上記した本発明による箔押し装置において、上記制御手段は、上記ペンを走査する際の加減速時には上記ペンから光を出射せず、上記ペンを走査する際の等速時に上記ペンから光を出射するようにしたものである。

また、本発明による箔押し装置は、上記した本発明による箔押し装置において、上記ペンはレーザー光を出射するようにしたものである。

また、本発明による箔押し装置は、上記した本発明による箔押し装置において、上記箔フィルム上に光吸収シートを重ねるようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、箔押し処理の処理時間を長くすることなく、色材の転写ムラの発生の恐れのない箔押し装置を提供することができるという優れた効果を奏する。

図１は、従来の技術による箔押し装置の概略構成説明図である。 図２は、本発明による箔押し装置の概略構成説明図である。 図３（ａ−１）は、本発明による箔押し装置における光ペンのＡ矢視説明図であり、また、図３（ａ−２）は、図３（ａ−１）の内部構造を示した要部断面説明図であり、また、図３（ａ−３）は図３（ａ−２）の要部拡大説明図であり、図３（ｂ−１）は、本発明による箔押し装置における光ペンの変形例を示す図３（ａ−１）に相当する説明図であり、また、図３（ｂ−２）は、図３（ｂ−１）の内部構造を示した要部断面説明図であり、また、図３（ｂ−３）は図３（ｂ−２）の要部拡大説明図である。 図４（ａ）（ｂ）は、本発明による箔押し装置の作用を示す説明図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による箔押し装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。

ここで、図２には、本発明による箔押し装置の概略構成説明図が示されている。この図２に示す箔押し装置１０は、基台部材１２に支持され主走査方向に延長して配設された固定系のベース部材１４と、ベース部材の左右両端でベース部材１４に直交して配設された側方部材１６Ｌ、１６Ｒと、主走査方向に延長して左右２つの側方部材１６Ｌ、１６Ｒを連結するカバー部１８と、カバー部１８内に平行して主走査方向に延設されたガイド部材２０と、主走査方向に移動自在に配設されたワイヤー（図示せず。）に固定的に配設されるとともに、ガイド部材２０に摺動自在に設けられたヘッド部２２と、メディア４０（図４（ａ）を参照する。）を吸着保持する静電吸着シート２４とを有して構成されている。

なお、こうした箔押し装置１０は、その全体の動作は、箔押し装置１０に内蔵されたマイクロコンピューター５０により制御される。

より詳細には、ベース部材１４には、グリッドローラー２６が設けられており、グリッドローラー２６の上方側にはピンチローラー２８が設けられている。

そして、このグリッドローラー２６とピンチローラー２８との間に静電吸着シート２４を挟持して、サーボモーター（図示せず。）の回転によりグリッドローラー２６が回転すると、静電吸着シート２４が主走査方向と直交する方向たる副走査方向に搬送されることとなる。

また、ヘッド部２２は、ワイヤー（図示せず。）に固定的に配設されるとともにガイド部材２０に摺動自在に設けられたキャリッジ３０と、キャリッジ３０に固定的に配設され、後述する箔フィルムへ熱量を供給する熱源として機能する光源となるペン（本明細書においては、「箔フィルムへ熱量を供給する熱源として機能する光源となるペン」を「光ペン」と適宜に称する。）３４を昇降可能に把持する把持部材３２と、把持部材３２に把持されるとともに先端部から所定の強度の光を出射可能な光ペン３４とを有して構成されている。

また、静電吸着シート２４は、上面２４ａにおいて静電吸着によりメディア４０を吸着する領域たる静電吸着領域２４ａ−１と、静電吸着部２４ａ−１の周りに設けられた静電吸着が行われない非吸着領域２４ａ−２とを備えている。

そして、この静電吸着シート２４は、グリッドローラー２６とピンチローラー２８とに挟持されて搬送されるものであるが、グリッドローラー２６とピンチローラー２８とが、主走査方向の左方側端部および右方側端部に位置する非接触領域２４ａ−２を挟持するように寸法設定されている。

なお、こうした静電吸着シート２４については、例えば、実開昭６２−１２３９９２号公報や実開昭６４−１８０４２号公報に開示されるような、従来より公知の技術を適用することが可能であるため、その詳細な説明については、省略することとする。

静電吸着シート２４は、所定の曲率以上で湾曲しないような構成となっている。なお、所定の曲率とは、メディア４０に重ねた箔フィルム（図示せず。）がずれてしまう可能性がある最小の曲率のことである。

そして、この静電吸着シート２４における静電吸着領域２４ａ−１は、箔押し処理が可能なメディア４０の最大サイズと略一致する、または、当該メディア４０の最大サイズより大きい寸法となっている。

また、側方部材１６Ｒには、操作子３６が設けられており、作業者による操作子３６の操作などに基づいて、箔押し装置１０に内蔵されたマイクロコンピューター５０が箔押し装置１０の全体の制御を行う。

次に、図３（ａ−１）（ａ−２）（ａ−３）を参照しながら、光ペン３４の構成について詳細に説明する。

熱源として機能する光源となる光ペン３４は、ベース部材１４などの所定の箇所に配置されたレーザー発振装置３４ａと、レーザー発振装置３４ａから出射されたレーザー光を導光する光ファイバー３４ｂと、光ファイバー３４ｂが内部を貫通するようにして光ファイバー３４ｂを内部に保持する筐体部３４ｃとを有して構成されている。

筐体部３４ｃは、下方側に位置するメディア４０と対向する底面３４ｃ−１にメディア４０を押圧するためのペン先部３４ｃ−２が設けられている（図４（ａ）を参照する。）。

そして、底面３４ｃ−１には貫通穴３４ｃ−３が穿設され、また、ペン先部３４ｃ−２には貫通穴３４ｃ−４が穿設されており、貫通穴３４ｃ−３と貫通穴３４ｃ−４とが連通するように配置され、これら貫通穴３４ｃ−３と貫通穴３４ｃ−４とに光ファイバー３４ｂが挿入され、光ファイバーにより導光されたレーザー光がペン先部３４ｃ−２から外部へ照射される。

なお、符号３４ｃ−５は、光ファイバー３４ｂを筐体３４ｃの内部空間に導入するために筐体部３４ｃの上方側に穿設された貫通穴である。

なお、レーザー発振装置３４ａは、レーザー光の光強度を変更する際の応答速度が高い光源であり、マイクロコンピューター５０によってレーザー光の照射のタイミングや光強度が制御される。

また、レーザー発振装置３４ａとしては、例えば、波長４５０ｎｍ、最大出力１Ｗの半導体レーザーを用いることができる。

以上の構成において、箔押し装置１０において、メディア４０に対して箔押し処理により所定の図形を形成する場合には、まず、図４（ａ）に示すように、静電吸着シート２４における静電吸着領域２４ａ−１の所定の位置に、メディア４０を静電吸着して固定する。なお、このときのメディア４０上には箔フィルム４２が重ねられており、さらに、箔フィルム４２上には光吸収シート４４が重ねられていて、箔フィルム４２ならびに光吸収シート４４も静電吸着によりメディア１０４上に固定されることとなる。

なお、光吸収シート４４は、光ファイバー３４ｂから照射されるレーザー光の吸収効率を向上させるために設けるものであり、例えば、厚さが２５μｍ程度の黄色のポリイミドシートなどを用いることができる。

上記したように、光吸収シート４４は光ファイバー３４ｂから照射されるレーザー光の吸収効率を向上させるために設けるものであるため、光ファイバー３４ｂから照射されるレーザー光の光強度が高い場合などには設けなくてもよいものであって、適宜の状況に応じて光吸収シート４４を設けるか設けないかを決定すればよい。

次に、静電吸着シート２４をグリッドローラー２６とピンチローラー２８とにより挟持させる。このとき、ピンチローラー２８は、静電吸着シート２４の上面２４ａにおける非吸着領域２４ａ−２上に位置している。

そして、マイクロコンピューター５０の制御により、予め入力された所定の図形を示す図形データに基づいて、副走査方向で搬送される静電吸着シート２４に固定されたメディア４０上に、主走査方向に移動するヘッド部２２に設けられた光ペン３４のペン先部３４ｃ−２を光吸収シート４４ならびに箔フィルム４２を介して押圧しながら、光ペン３４を走査する。

この際に、光ペン３４のペン先部３４ｃ−２からはレーザー光が照射されており、光ペン３４の走査速度が一定でなくても、マイクロコンピューター５０の制御により光ペン３４の走査速度に応じて光ペン３４から出射されるレーザー光の光強度を制御することで箔フィルム４２への入熱量を一定に保つことができ、これによりメディア４０への色材の転写ムラの発生を抑止することができる。

具体的には、例えば、光ペン３４の走査速度が速くなるほどレーザー光の光強度を高くし、光ペン３４の走査速度が遅くなるほどレーザー光の光強度を低くすることにより、光ペン３４から出射されるレーザー光の照射領域における単位面積当たりのレーザー光照射による入熱量を一定に保つことが可能となる。

また、光ペン３４の走査中においても、マイクロコンピューター５０の制御により光ペン３４からのレーザー光の照射（オン：ＯＮ）と非照射（オフ：ＯＦＦ）との切り換えが可能であるので、箔フィルム４２へ選択的に熱量を供給することができる。

これにより、マイクロコンピューター５０の制御によって、光ペン３４を走査する際の加減速時には箔フィルム４２へレーザー光を照射しないようにして、光ペン３４を走査する際の等速時にのみ箔フィルム４２へレーザー光を照射するようにする。

即ち、光ペン３４を走査する際の等速時のみにおいて、予め入力された所定の図形を示す図形データに基づいて、箔フィルム４２からメディア４０への色材の転写が行われるようにする。

光ペン３４を走査する際の等速時にのみ箔フィルム４２へレーザー光の照射が行われるため、光ペン３４から出射されるレーザー光の照射領域における単位面積当たりのレーザー光照射による入熱量は常に一定になるので、メディア４０への色材の転写ムラの発生を一層確実に抑止することができるようになる。

上記において説明したように、光ペン３４をメディア４０に対して押圧しながら、光ペン３４からレーザー光を照射することにより、図４（ｂ）に示すように、メディア４０上に箔フィルム４２の色材が所定の図形形状で転写されて、メディア４０に所定の図形が形成されることとなる。

以上において説明したように、本発明による箔押し装置１０は、箔フィルム４２へ熱量を供給する熱源として光強度を変更する際の応答速度が高い光ペン３４を用いるようにしたものである。

従って、本発明による箔押し装置１０によれば、光ペン３４の走査速度が一定でなくても、光ペン３４の走査速度に応じて光強度を制御することで箔フィルム４２への入熱量を一定に保つことができ、これにより色材の転写ムラの発生を抑止することができる。

また、本発明による箔押し装置１０によれば、光ペン３４の走査中においても、箔フィルム４２への光の照射（オン：ＯＮ）と非照射（オフ：ＯＦＦ）との切り換えが可能であるので、箔フィルム４２へ選択的に熱量を供給することができる。

これにより、光ペン３４を走査する際の加減速時には箔フィルム４２へ光を照射しないようにして、光ペン３４を走査する際の等速時にのみ箔フィルム４２へ光を照射するようにすることで、色材の転写ムラの発生を一層確実に抑止することができる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、光ペン３４からレーザー光を出射するようにした場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、光ペン３４から、発光ダイオードやハロゲンランプなどから照射される光などを出射させるようにしてもよく、箔フィルム４２へ熱量を供給する熱源として機能するのであればどのような光源のどのような光を用いてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、光ペン３４がレーザー発振装置３４ａから出射されたレーザー光を光ファイバー３４ｂで導光してペン先部３４ｃ−２から出射するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、光ペンを図３（ｂ−１）（ｂ−２）（ｂ−３）に示すように構成してもよい。

この図３（ｂ−１）（ｂ−２）（ｂ−３）に示す光ペン３４０は、レーザー光を出射するレーザーポインター３４０ａと、レーザーポインター３４０ａから出射されたレーザー光を集光する集光レンズ３４０ｂと、レーザーポインター３４０ａを上方側端部３４０ｃ−１に取り付けるとともに内部に集光レンズ３４０ｂを保持する筐体部３４０ｃとを有して構成されている。

筐体部３４０ｃは、下方側に位置するメディア４０と対向する底面３４０ｃ−２にメディア４０を押圧するためのペン先部３４０ｃ−３が設けられている。

そして、底面３４０ｃ−２には貫通穴３４０ｃ−４が穿設され、また、ペン先部３４０ｃ−３はレーザー光の一部または全部を透過する材料、例えば、石英ガラスなどで形成されており、集光レンズ３４０ｂにより集光されたレーザー光は貫通穴３４０ｃ−４とペン先部３４０ｃ−３とを通過して、外部へ照射される。

なお、レーザーポインター３４０ａは、レーザー光の光強度を変更する際の応答速度が高い光源であり、マイクロコンピューター５０によってレーザー光の照射のタイミングや光強度が制御される。

こうした光ペン３４０によっても、上記した光ペン３４を用いた場合と同様な作用効果を得ることができる。

（３）上記した実施の形態においては、光ペン３４のペン先部３４ｃ−２に貫通穴３４ｃ−４を設け、この貫通穴３４ｃ−４に光ファイバー３４ｂを挿入し、光ファイバー３４ｂにより導光されたレーザー光がペン先部３４ｃ−２から外部へ照射されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。即ち、レーザー光を透過する材料、例えば、石英ガラスなどでペン先部３４ｃ−２を形成した場合には、貫通穴３４ｃ−４を設けなくともレーザー光が外部に出射されるので、こうした場合には貫通穴３４ｃ−４を設けなくともよい。

（４）上記した実施の形態においては、光ペン３４が主走査方向に移動し、かつ、箔フィルム４２を重ねたメディア４０が副走査方向に移動する場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論である。即ち、光ペン３４と箔フィルム４２を重ねたメディア４０とは、相対的に位置関係を変化することができればよいものであり、例えば、光ペン３４のみが移動するようにしてもよいし、あるいは、箔フィルム４２を重ねたメディア４０のみが移動するようにしてもよい。要するに、箔フィルム４２を重ねたメディア４０上に光ペン３４を押圧した状態で、光ペン３４と箔フィルム４２を重ねたメディア４０との位置関係を相対的に変化させて光ペン３４を走査可能な構成であれば、どのような構成を採用してもよい。

（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、金属感や光沢による高級感を備えた印刷を行う箔押し装置として用いて好適である。

１０，１００ 箔押し装置、２２ ヘッド部、２４ 静電吸着シート、２６ グリッドローラー、２８ ピンチローラー、３４，３４０ 光ペン、４０ メディア、４２ 箔フィルム、４４ 光吸収シート，１１８ 熱ペン

Claims (5)

1. 色材がコーティングされた箔フィルムから該色材をメディアへ転写する箔押し装置において、
   色材がコーティングされた箔フィルムへ熱量を供給する光を出射するペンと、
   前記ペンを箔フィルムを重ねたメディア上に押圧した状態で、前記ペンと前記箔フィルムを重ねた前記メディアとの位置関係を相対的に変化させて前記ペンを走査する走査手段と、
   前記走査手段による前記ペンの走査速度に応じて前記ペンから出射される光の光強度を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする箔押し装置。
2. 請求項１に記載の箔押し装置において、
   前記制御手段は、
   前記ペンの走査速度が速くなるほど前記ペンから出射される光の光強度を高くし、
   前記ペンの走査速度が遅くなるほど前記ペンから出射される光の光強度を低くする
   ことを特徴とする箔押し装置。
3. 請求項１に記載の箔押し装置において、
   前記制御手段は、
   前記ペンを走査する際の加減速時には前記ペンから光を出射せず、
   前記ペンを走査する際の等速時に前記ペンから光を出射する
   ことを特徴とする箔押し装置。
4. 請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の箔押し装置において、
   前記ペンはレーザー光を出射する
   ことを特徴とする箔押し装置。
5. 請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の箔押し装置において、
   前記箔フィルム上に光吸収シートを重ねた
   ことを特徴とする箔押し装置。