JP2020023137A - 熱転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度による転写品質のばらつきを抑えることができる熱転写装置を提供する。【解決手段】本発明に係る熱転写装置１０は、筐体１１と、保持台７０と、熱転写用ツール６０と、温度測定装置８０とを備えている。筐体１１は、作業エリアＡ１を構成している。保持台７０は、作業エリアＡ１に設けられ、ワーク９０を保持する。ワーク９０は、被転写物と熱転写箔とを少なくとも含んでいる。熱転写用ツール６０は、作業エリアＡ１に設けられ、ワーク９０を加熱する。温度測定装置８０は、作業エリアＡ１内の少なくとも１つの場所の温度を測定する。【選択図】図２

Description

本発明は、熱転写装置に関する。

従来から、熱転写箔を利用した熱転写装置（箔押し装置とも呼ばれる。）が知られている。熱転写装置による熱転写では、被転写物上に熱転写箔を重ね、熱転写用ツールで熱転写箔を上から押圧しながら熱転写箔を加熱する。これにより、被転写物の表面に画像を転写することができる。例えば、特許文献１には、熱転写用ツールとして、レーザー光を照射する光ペンを備えた箔押し装置が開示されている。

特開２０１６−２１５５９９号公報

ところで、好適な熱転写の条件は、被転写物や熱転写箔の温度、あるいは熱転写が行われる作業エリアの温度によって異なる場合がある。それらの温度の影響を勘案しなければ、熱転写の品質がばらつく虞がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度による転写品質のばらつきを抑えることができる熱転写装置を提供することである。

ここに開示される熱転写装置は、筐体と、保持台と、熱転写用ツールと、温度測定装置とを備えている。前記筐体は、作業エリアを構成している。前記保持台は、前記作業エリアに設けられ、ワークを保持する。前記ワークは、被転写物と熱転写箔とを少なくとも含んでいる。前記熱転写用ツールは、前記作業エリアに設けられ、前記ワークを加熱する。前記温度測定装置は、前記作業エリア内の少なくとも１つの場所の温度を測定する。

上記熱転写装置によれば、少なくとも作業エリアの１つの場所の温度が分かるため、熱転写の条件を調整することによって、温度による熱転写の品質のばらつきを抑えることができる。

一実施形態に係る熱転写装置を模式的に示す斜視図である。 熱転写装置を模式的に示す一部破断斜視図である。 移動機構および保持台を模式的に示す左側面図である。 メンテナンス位置にある保持台を模式的に示す平面図である。 固定位置にある保持台を模式的に示す平面図である。 熱転写用ツールの構成を模式的に示す縦断面図である。 熱転写装置のブロック図である。 熱転写のプロセスを示すフローチャートである。 警報動作のプロセスを示すフローチャートである。 非常停止動作のプロセスを示すフローチャートである。 第１変形例における温度センサを示す左側面図である。 第２変形例における温度センサを示す斜視図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

図１は、熱転写装置１０を示す斜視図である。図２は、熱転写装置１０を模式的に示す一部破断斜視図である。図２は、熱転写装置１０からカバー１７を取り外して図示している。図３は、熱転写用ツール６０を移動させる移動機構および保持台７０を模式的に示す左側面図である。以下の説明では、左、右、上、下とは、熱転写装置１０の正面にいるユーザーが電源スイッチ１２ａを見た場合の左、右、上、下をそれぞれ意味することとする。また、上記ユーザーが熱転写装置１０に近づく方を後方、遠ざかる方を前方とする。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表す。本実施形態に係る熱転写装置１０は、相互に直交する軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面に置かれるものとする。ここでは、Ｘ軸は、左右方向に延びる。Ｙ軸は、前後方向に延びる。Ｚ軸は、上下方向に延びる。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、熱転写装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。

図１、図２に示すように、熱転写装置１０は箱状に形成されている。図２に示すように、熱転写装置１０は、前方が開口された筐体１１を備えている。筐体１１内には、ヘッド２０と、ヘッド２０を移動させるＺ軸方向移動機構３０、Ｙ軸方向移動機構４０、およびＸ軸方向移動機構５０と、ヘッド２０に搭載された熱転写用ツール６０と、保持台７０と、温度測定装置８０とを備えている。筐体１１は、底壁１２と、左側壁１３と、右側壁１４と、上壁１５と、後壁１６とを備えている。筐体１１の各部は、例えば鋼板によって構成されている。

図２に示すように、左側壁１３は、底壁１２の左端において上方に延びている。左側壁１３は、底壁１２に対して垂直に設けられている。右側壁１４は、底壁１２の右端において上方に延びている。右側壁１４は、底壁１２に対して垂直に設けられている。後壁１６は、底壁１２の後端において上方に延びている。後壁１６は、左側壁１３の後端および右側壁１４の後端に接続されている。後壁１６には、箱状のケース１６ａが設けられている。ケース１６ａには、後述する制御装置１００が収容されている。上壁１５は、左側壁１３の上端、右側壁１４の上端および後壁１６の上端に接続されている。上壁１５には、後述するＺ軸方向移動機構３０の一部が配置されている。図１に示すように、熱転写装置１０は、カバー１７を備えている。筐体１１とカバー１７とは、熱転写装置１０の作業エリアＡ１を構成している。より詳しくは、底壁１２と左側壁１３と右側壁１４と上壁１５と後壁１６とカバー１７とに囲まれた領域が、作業エリアＡ１を構成している。

カバー１７は、筐体１１の前面を開閉可能に構成されている。カバー１７は、カバー本体１７ａと、窓部１７ｂと、アーム１７ｃとを備えている。アーム１７ｃの一端は、カバー本体１７ａに接続されている。アーム１７ｃの他端は、筐体１１の左側壁１３に回転可能に保持されている。アーム１７ｃは、左側壁１３に設けられた回転軸１７ｄを中心に上下方向に回転する。図示は省略するが、アーム１７ｃは右側壁１４（図２参照）の側でも同様にカバー本体１７ａを支持している。カバー１７は、カバー本体１７ａを回転軸１７ｄを中心に上下方向に回転させることにより開閉される。

カバー本体１７ａは、窓部１７ｂを備えている。窓部１７ｂは、カバー１７が閉じられたときに作業エリアＡ１内を視認できるように、透明な素材で構成されている。窓部１７ｂは、熱転写用ツール６０から照射されるレーザー光を遮光するような素材で構成されていてもよい。

図２に示すように、保持台７０は、作業エリアＡ１に設けられている。保持台７０は、底壁１２に設けられている。保持台７０は、ワーク９０を保持する部材である。ワーク９０は、熱転写装置１０が熱転写作業を行う対象である。ワーク９０は、後述する被転写物９１と熱転写箔９２（いずれも図３参照）とから構成されている。ワーク９０については、後述する。保持台７０は、固定具７０Ａとフィルム保持具７０Ｂとを備えている。

図３に示すように、固定具７０Ａは、被転写物９１を保持可能に構成されている。固定具７０Ａは、例えばバイスである。保持台７０には、固定具７０Ａが着脱自在に取り付けられている。ただし、固定具７０Ａは、保持台７０に着脱不能に固定されていてもよい。

被転写物９１を構成する材料や形状は、特に限定されない。被転写物９１は、例えば、アクリル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂類であってもよいし、普通紙、画用紙、和紙等の紙類、ゴム類や、金、銀、銅、プラチナ、真鍮、アルミ、鉄、チタン、ステンレス等の金属類等であってもよい。

図４および図５は、保持台７０を模式的に示す平面図である。図４、図５に示すように、フィルム保持具７０Ｂは、ベース部材７１と、保持部材７２と、支持部材７３と、ストッパ７４と、箔固定用フィルム７５とを備えている。詳しくは後述するが、保持部材７２は水平面に沿って回転可能に構成されている。図４は、保持部材７２が回転位置の１つであるメンテナンス位置Ｐ１にあるときの図である。図５は、保持部材７２が回転位置の他の１つである固定位置Ｐ２にあるときの図である。

図２に示すように、ベース部材７１は、底壁１２に設けられている。ベース部材７１は、平板状に形成されている。支持部材７３は、ベース部材７１から上方に延びている。支持部材７３は、第１スライドバー７３ａおよび第２スライドバー７３ｂを備えている。第１スライドバー７３ａおよび第２スライドバー７３ｂは、ベース部材７１から上方に延びている。第１スライドバー７３ａおよび第２スライドバー７３ｂは、ベース部材７１の左端部から上方に延びている。第１スライドバー７３ａは、第２スライドバー７３ｂより後方に配置されている。第１スライドバー７３ａと第２スライドバー７３ｂとは平行に配置されている。第１スライドバー７３ａの上下方向の長さは、第２スライドバー７３ｂの上下方向の長さより長い。

保持部材７２は、箔固定用フィルム７５および光吸収フィルム７６（図３参照）を保持する。図２に示すように、保持部材７２は、第１スライドバー７３ａおよび第２スライドバー７３ｂに上下方向に移動可能に保持されている。保持部材７２は、ベース部材７１より上方に配置されている。図３に示すように、保持部材７２には、第１スライドバー７３ａが挿入される第１貫通孔７２ａと、第２スライドバー７３ｂが挿入される第２貫通孔７２ｂとが形成されている。保持部材７２を上方に移動させることによって、第２スライドバー７３ｂを第２貫通孔７２ｂから抜くことができる。このとき、保持部材７２は、第１スライドバー７３ａにのみ支持される。これにより、図４に示すように、保持部材７２は、第１スライドバー７３ａを中心に矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に回転可能となる。

保持部材７２は、Ａ方向およびＢ方向への回転により、固定位置Ｐ２（図５参照）と、メンテナンス位置Ｐ１（図４参照）とに配置可能に構成されている。固定位置Ｐ２は、箔固定用フィルム７５によって、熱転写箔９２を被転写物９１に固定するときの保持部材７２の位置である。固定位置Ｐ２では、保持部材７２は、固定具７０Ａの上方に位置している。保持部材７２が固定位置Ｐ２に位置するとき、第１スライドバー７３ａは第１貫通孔７２ａに挿入され、第２スライドバー７３ｂは第２貫通孔７２ｂに挿入されている。保持部材７２は、この状態で鉛直方向に移動されうる。支持部材７３は、保持部材７２を被転写物９１の上方で鉛直方向に移動させるように構成されている。

メンテナンス位置Ｐ１は、保持部材７２に保持された箔固定用フィルム７５を交換したり、固定具７０Ａを保持台７０から取り外したり、固定具７０Ａに固定された被転写物９１を固定具７０Ａから取り外したりするときの保持部材７２の位置である。保持部材７２がメンテナンス位置Ｐ１に位置するとき、第１スライドバー７３ａは第１貫通孔７２ａに挿入され、第２スライドバー７３ｂは第２貫通孔７２ｂに挿入されていない。

図５に示すように、保持部材７２には、上下方向に貫通する開口７２ｃが形成されている。開口７２ｃは、矩形状に形成されている。開口７２ｃの大きさは、固定具７０Ａの大きさより大きい。即ち、開口７２ｃの左右方向の長さは、固定具７０Ａの左右方向の長さより長く、開口７２ｃの前後方向の長さは、固定具７０Ａの前後方向の長さより長い。固定位置Ｐ２において、固定具７０Ａと開口７２ｃとは、平面視で重なる。平面視においては、開口７２ｃの内方に固定具７０Ａが配置される。

箔固定用フィルム７５は、平面視で開口７２ｃと重なるように保持部材７２に保持されている。箔固定用フィルム７５は、開口７２ｃより大きく、平面視で開口７２ｃの全体と重なるように保持部材７２に保持されている。箔固定用フィルム７５は、保持部材７２の裏面に保持されている。箔固定用フィルム７５を保持する方法は特に限定されないが、例えば、両面テープにより保持部材７２に保持されている。箔固定用フィルム７５の下面には、光吸収フィルム７６が固定されている。光吸収フィルム７６を箔固定用フィルム７５に固定する方法は特に限定されないが、例えば、光を透過する接着剤や両面テープにより固定されている。箔固定用フィルム７５は熱転写箔９２を上方から押さえつけて被転写物９１に固定する。押圧力の大部分は保持部材７２の重量によるものである。

ストッパ７４は、保持部材７２の回転を規制する部材である。図２に示すように、ストッパ７４は、ベース部材７１から上方に延びている。ストッパ７４は、第１スライドバー７３ａより後方に配置されている。ストッパ７４の上端は、第２スライドバー７３ｂの上端より上方に位置している。図５に示すように、ストッパ７４は、保持部材７２が固定位置Ｐ２に位置するとき保持部材７２が図５の矢印Ｂ方向に回転することを規制する。保持部材７２が固定位置Ｐ２に位置するとき、ストッパ７４は、保持部材７２と接触している。

箔固定用フィルム７５と光吸収フィルム７６の接合体は、熱転写箔９２を上方から押圧して熱転写箔９２を被転写物９１に固定している。被転写物９１と各フィルム類は、下から被転写物９１、熱転写箔９２、光吸収フィルム７６、箔固定用フィルム７５の順に重ねられている。熱転写箔９２は、例えば、保持部材７２がメンテナンス位置Ｐ１にあるときに被転写物９１上に載置される。その後、熱転写箔９２は、保持部材７２が固定位置Ｐ２に移動されると、箔固定用フィルム７５と光吸収フィルム７６の接合体によって被転写物９１上に固定される。

箔固定用フィルム７５は、光透過性を有するフィルムである。箔固定用フィルム７５は、光吸収フィルム７６に比べて、光吸収性が著しく低い素材で形成されている。箔固定用フィルム７５は、例えば透明である。箔固定用フィルム７５は、ここでは、光吸収フィルム７６より強度が高い。箔固定用フィルム７５の厚みは、例えば、２５μｍ〜１００μｍ程度である。箔固定用フィルム７５の材質は特に限定されない。箔固定用フィルム７５は、例えばポリエステルのようなプラスチックフィルムで構成されている。

光吸収フィルム７６は、熱転写用ツール６０の光源６２（図６参照）から照射される所定の波長帯の光（レーザー光）を効率よく吸収して、光エネルギーを熱エネルギーに変換するフィルムである。光吸収フィルム７６は、例えばポリイミドのような樹脂で構成されている。光吸収フィルム７６は、例えば１００〜２００℃での耐熱性を有している。

熱転写箔９２は、加熱および押圧されることにより、被転写物９１の表面に画像を転写する箔である。ここでは、熱転写箔９２は、熱転写用ツール６０の光源６２が照射する光のエネルギーによって熱転写を行う。熱転写箔９２としては、例えば、熱転写用に一般に市販されている転写箔を特に限定なく用いることができる。熱転写箔９２は、一般的には、基材と、装飾層と、接着層とがこの順に積層されている。熱転写箔９２における装飾層は、例えば、金箔、銀箔等のメタリック箔や、ハーフメタリック箔、顔料箔、多色印刷箔、ホログラム箔、静電気破壊対策箔等を包含する。なお、本実施形態では、光吸収フィルム７６は熱転写箔９２と別体であるが、光吸収フィルム７６と同等の働きをもつ光吸収材が熱転写箔９２内に形成されていてもよい。その場合には、光吸収フィルム７６は使用されなくてもよい。

熱転写箔９２と被転写物９１とは、ワーク９０を構成している。ワーク９０は、少なくとも被転写物９１と熱転写箔９２とを含むが、それら以外のものを含んでいてもよい。例えば、ワーク９０は、表面に凹凸が形成された装飾用フィルムを含んでいてもよい。装飾用フィルムは、表面の凹凸を被転写物９１に転写して視覚効果を付加するためのフィルムである。

筐体１１の内部空間には、Ｚ軸方向移動機構３０と、Ｙ軸方向移動機構４０と、Ｘ軸方向移動機構５０とが設けられている。Ｚ軸方向移動機構３０は、ヘッド２０と、ヘッド２０に設けられた熱転写用ツール６０とを、保持台７０に対して鉛直方向に移動させる。Ｙ軸方向移動機構４０は、ヘッド２０と熱転写用ツール６０とを、保持台７０に対して前後方向に移動させる。Ｘ軸方向移動機構５０は、ヘッド２０と熱転写用ツール６０とを、保持台７０に対して左右方向に移動させる。ヘッド２０は、Ｚ軸方向移動機構３０、Ｙ軸方向移動機構４０およびＸ軸方向移動機構５０により、保持台７０に対して三次元的に移動される。Ｚ軸方向移動機構３０、Ｙ軸方向移動機構４０およびＸ軸方向移動機構５０は、いずれも底壁１２よりも上方に配置されている。

図２に示すように、Ｚ軸方向移動機構３０は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１と、Ｚ軸方向移動用モータ３２と、送りナット３３とを備えている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１は、Ｚ軸に沿って延びている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１は、螺旋状のネジ溝を有している。Ｚ軸方向送りネジ棒３１の上方は、上壁１５に固定されている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１の上端部は、上壁１５の下面をＺ軸方向に貫通しており、その一部が上壁１５の内部に配置されている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１の下端部は、フレーム１２ｂ（図３も参照）に回転自在に支持されている。フレーム１２ｂは、底壁１２上に固定されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２は、制御装置１００に接続されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２は、上壁１５に固定されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２の駆動軸は上壁１５の下面をＺ軸方向に貫通しており、その一部が上壁１５の内部に配置されている。上壁１５の内部において、Ｚ軸方向送りネジ棒３１は、Ｚ軸方向移動用モータ３２に連結されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１を回転させる。

図２に示すように、Ｚ軸方向送りネジ棒３１には、ネジ山を有する送りナット３３が噛み合っている。左側壁１３と右側壁１４との内側には、それぞれＺ軸方向に延びるスライドシャフト３４が設けられている。スライドシャフト３４は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１と平行に配置されている。スライドシャフト３４には、昇降ベース３５がＺ軸方向に摺動可能に係合している。昇降ベース３５には、送りナット３３が設けられている。昇降ベース３５は、送りナット３３を介してＺ軸方向送りネジ棒３１に支持されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２が駆動されると、昇降ベース３５は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１の回転により、スライドシャフト３４に沿って上下方向に移動する。Ｙ軸方向移動機構４０およびＸ軸方向移動機構５０は、昇降ベース３５に連結されている。このため、Ｙ軸方向移動機構４０およびＸ軸方向移動機構５０は、昇降ベース３５の上下方向への移動に伴って上下方向に一体的に移動する。

図２に示すように、Ｙ軸方向移動機構４０は、ヘッド２０をＹ軸方向（前後方向）に移動させる機構である。Ｙ軸方向移動機構４０は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１と、Ｙ軸方向移動用モータ４２と、送りナット４３とを備えている。Ｙ軸方向送りネジ棒４１は、Ｙ軸に沿って延びている。Ｙ軸方向送りネジ棒４１は、昇降ベース３５に設けられている。Ｙ軸方向送りネジ棒４１は、螺旋状のネジ溝を有している。Ｙ軸方向送りネジ棒４１の後端部は、Ｙ軸方向移動用モータ４２に連結されている。Ｙ軸方向移動用モータ４２は、制御装置１００に接続されている。Ｙ軸方向移動用モータ４２は、昇降ベース３５の後方に固定されている。Ｙ軸方向移動用モータ４２は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１を回転させる。Ｙ軸方向送りネジ棒４１のネジ溝には、ネジ山を有する送りナット４３が噛合っている。昇降ベース３５には、Ｙ軸方向に延びる一対のスライドシャフト４４が設けられている。２本のスライドシャフト４４は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１と平行に配置されている。スライドシャフト４４には、スライドベース４５がＹ軸方向に摺動可能に係合している。スライドベース４５には、送りナット４３が設けられている。Ｙ軸方向移動用モータ４２が駆動されると、スライドベース４５は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１の回転により、スライドシャフト４４に沿って前後方向に移動する。

図２に示すように、Ｘ軸方向移動機構５０は、ヘッド２０をＸ軸方向（左右方向）に移動させる機構である。Ｘ軸方向移動機構５０は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１と、Ｘ軸方向移動用モータ５２とを備えている。Ｘ軸方向送りネジ棒５１は、Ｘ軸に沿って延びている。Ｘ軸方向送りネジ棒５１は、スライドベース４５の前方に設けられている。Ｘ軸方向送りネジ棒５１は、螺旋状のネジ溝を有している。Ｘ軸方向送りネジ棒５１の一端は、Ｘ軸方向移動用モータ５２に連結されている。Ｘ軸方向移動用モータ５２は、制御装置１００に接続されている。Ｘ軸方向移動用モータ５２は、スライドベース４５の前方に延びた右側壁面に固定されている。Ｘ軸方向移動用モータ５２は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１を回転させる。Ｘ軸方向送りネジ棒５１のネジ溝には、ヘッド２０に設けられた送りナット（図示せず）が噛合っている。スライドベース４５の前方には、Ｘ軸方向に延びる一対のスライドシャフト５３が設けられている。スライドシャフト５３は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１と平行に配置されている。スライドシャフト５３には、ヘッド２０がＸ軸方向に摺動可能に係合している。Ｘ軸方向移動用モータ５２が駆動されると、ヘッド２０は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１の回転により、スライドシャフト５３に沿って左右方向に移動する。

ヘッド２０は熱転写用ツール６０を搭載している。ヘッド２０は、Ｚ軸方向移動機構３０によって熱転写用ツール６０がワーク９０を押圧していることを検知する押圧センサ２１（図７参照）を備えている。押圧センサ２１は、制御装置１００に接続されている。制御装置１００は、押圧センサ２１からの信号によって熱転写用ツール６０がワーク９０を押圧していることを認識する。

熱転写用ツール６０は、ヘッド２０に保持されている。熱転写用ツール６０は、作業エリアＡ１に設けられている。熱転写用ツール６０は、保持台７０の上方に設けられている。熱転写用ツール６０は、上方からワーク９０を加熱するとともに、ワーク９０を押圧する。図６は、熱転写用ツール６０の構成を模式的に示す縦断面図である。図６に示すように、熱転写用ツール６０は、ペン本体６１と、光源６２と、光ファイバ６３とを備えている。

光源６２は、光を照射する。光源６２は、ここでは、レーザー光を照射する。光源６２は、筐体１１の内部に配置されている。光源６２から照射されたレーザー光は、光吸収フィルム７６に供給される。その光は、光吸収フィルム７６において熱エネルギーに変換されて熱転写箔９２を加熱する。本実施形態における光源６２は、レーザーダイオード（ＬＤ）と光学系とを備えている。光源６２は、制御装置１００に接続されている。光源６２は、制御装置１００に制御されている。

ペン本体６１は、長尺の円筒形状に形成されている。ペン本体６１は、長手方向が上下方向に一致するように配置されている。ペン本体６１の軸心は、上下方向に延びている。ペン本体６１は、ホルダ６１ａと、押圧体６１ｂと、フェルール６１ｃとを有している。

ホルダ６１ａは、ペン本体６１の下端部に取り付けられている。ホルダ６１ａは、押圧体６１ｂをペン本体６１の下端に保持する。押圧体６１ｂは、ホルダ６１ａに着脱可能に構成されている。押圧体６１ｂは、箔固定用フィルム７５および光吸収フィルム７６を介して、間接的にワーク９０を押圧する。押圧体６１ｂは、硬質な材料から構成されている。押圧体６１ｂの硬度は厳密には限定されないものの、例えば、ビッカース硬さで１００Ｈｖ_０．２以上（例えば、５００Ｈｖ_０．２以上）の材料により構成される。押圧体６１ｂは球体状に形成されている。押圧体６１ｂは、また、光源６２から発せられる光を透過する材料から形成されている。押圧体６１ｂは、例えば、合成石英ガラスにより構成されている。

フェルール６１ｃは、ペン本体６１の内部に収容されている。フェルール６１ｃは、円筒形に構成されている。フェルール６１ｃは、円筒軸が上下方向に一致するように配置されている。フェルール６１ｃには、円筒軸に沿って貫通孔６１ｃ１が設けられている。貫通孔６１ｃ１の下端は、ホルダ６１ａの下端の押圧体６１ｂを保持する部分まで延びている。

光ファイバ６３は、光源６２から照射された光を伝送するファイバ状の光伝送媒体である。光ファイバ６３は、光が通過するコア部（図示せず）と、コア部の周囲を覆い光を反射させるクラッド部（図示せず）とを備えている。光ファイバ６３の一方の端部６３ａは、光源６２に接続されている。光ファイバ６３の他方の端部６３ｂは、フェルール６１ｃの貫通孔６１ｃ１に挿入されている。そこで、光源６２から照射されたレーザー光は、光ファイバ６３を経由して押圧体６１ｂに到達し、押圧体６１ｂを透過して光吸収フィルム７６に照射される。

図２に示すように、温度測定装置８０は、上壁１５に設けられている。温度測定装置８０は、保持台７０に保持されたワーク９０の温度を測定する温度センサ８１を備えている。温度センサ８１は、ここでは、赤外線温度センサである。温度センサ８１は、保持台７０に保持されたワーク９０の表面温度を測定するように構成されている。赤外線温度センサは、測定対象物から離れた場所に配置され、測定対象物から放射される赤外線から測定対象物の温度を測定する温度センサである。そこで、温度センサ８１は、保持台７０の上方に、保持台７０とは離間して設けられている。温度センサ８１には、公知の種々の赤外線温度センサが好適に利用できる。

温度センサ８１は、保持台７０および保持台７０に保持されたワーク９０の複数の場所の温度を測定するように構成されている。温度センサ８１は、例えば、前後方向に８点、左右方向に８点の計６４点（＝８×８）の温度を測定している。複数の温度測定点は、測定エリアＳ１を構成している。温度センサ８１は、測定エリアＳ１内の温度分布を測定できる。温度センサ８１は、制御装置１００に電気的に接続されている。制御装置１００は、温度センサ８１からの信号によってワーク９０上の複数の地点の温度を取得する。そして、その温度に基づいて、後述する各種制御を実行する。

熱転写装置１０の動作は、制御装置１００によって制御されている。図７は、本実施形態に係る熱転写装置１０のブロック図である。図７に示されるように、制御装置１００は、Ｚ軸方向移動用モータ３２と、Ｙ軸方向移動用モータ４２と、Ｘ軸方向移動用モータ５２と、光源６２とに電気的に接続されており、それらを制御可能に構成されている。また、制御装置１００は、押圧センサ２１および温度センサ８１と接続され、それらからの信号をそれぞれ受信している。制御装置１００は、典型的にはコンピュータである。制御装置１００は、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器からの印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置とを備えている。

図７に示すように、制御装置１００は、温度取得部１０１と、出力設定部１０２と、出力制御部１０３と、警報設定部１０４と、警報発令部１０５と、停止設定部１０６と、出力停止部１０７とを備えている。制御装置１００は、例えば、熱転写時の熱転写用ツール６０の動きを制御する制御部などを備えていてもよいが、ここでは図示および説明を省略する。

温度取得部１０１は、温度測定装置８０で測定された温度を取得するように設定されている。本実施形態では、温度取得部１０１は、温度センサ８１で測定された複数地点の温度を取得する。温度取得部１０１は、予め定められた周期で温度を取得している。ここでは、温度取得の周期は時間を基準に定められている。しかし、温度取得の周期は、例えば、熱転写時に熱転写用ツール６０が水平移動した距離を基準に定められてもよい。

出力設定部１０２は、温度取得部１０１で取得された温度に対応して熱転写用ツール６０の出力を設定するように設定されている。出力設定部１０２は、温度取得部１０１が温度を取得する周期ごとに熱転写用ツール６０の出力を設定する。また、出力設定部１０２は、ワーク９０の温度だけでなく、熱転写用ツール６０の水平方向の移動速度などに基づいて熱転写用ツール６０の出力を設定している。熱転写用ツール６０の出力は、熱転写開始前のワーク９０の温度が高いと小さく設定され、温度が低いと大きく設定される。また、熱転写用ツール６０の出力は、熱転写用ツールの移動速度が遅いと小さく設定され、移動速度が速いと大きく設定される。

出力制御部１０３は、熱転写用ツール６０の出力を、出力設定部１０２で設定された出力に制御している。出力制御部１０３は、出力設定部１０２が温度取得部１０１の温度取得周期ごとに熱転写用ツール６０の出力を設定し直すのに合わせて、熱転写用ツール６０の出力を制御する。出力制御部１０３は、ここでは、レーザー光の照射と非照射の割合を調整することによって熱転写用ツール６０の出力を制御する。レーザー光は応答速度が速いため、レーザー光の照射と非照射との切り換えを瞬時に行うことができる。出力制御部１０３は、熱転写用ツール６０の出力を上げるときには、レーザー光の照射時間の割合を多くする。また、出力制御部１０３は、熱転写用ツール６０の出力を下げるときには、レーザー光の照射時間の割合を少なくする。

警報設定部１０４では、警報発令温度が設定される。また、警報発令部１０５は、温度取得部１０１で取得された温度のうちの少なくとも１つの温度が警報設定部１０４で設定された警報発令温度を上回ると警報を発する。警報設定部１０４および警報発令部１０５は、ワーク９０の温度が上がり過ぎたことを警告するように構成されている。警報は、例えば、熱転写装置１０に接続された外部の表示装置などへの表示によって行われる。ただし、警報の態様は特に限定されない。警報発令温度は、例えば、ワーク９０の耐熱温度に基づいて設定されてもよい。

停止設定部１０６では、出力停止温度が設定される。また、出力停止部１０７は、温度取得部１０１で取得された温度のうちの少なくとも１つの温度が停止設定部１０６で設定された出力停止温度を上回ると熱転写用ツール６０の出力を停止する。出力停止温度は限定されないが、例えば、熱転写用ツール６０の移動が止まり、ワーク９０の温度が上昇する等の異常を想定して設定されるとよい。出力停止温度は、警報発令温度よりも高い温度が好ましく、熱転写装置１０の保護上問題がある温度を越えない温度が好ましい。

熱転写のプロセスでは、熱転写用ツール６０が箔固定用フィルム７５と光吸収フィルム７６とを介してワーク９０を押圧する。また、熱転写用ツール６０は、下端の押圧体６１ｂから、光吸収フィルム７６にレーザー光を照射する。光吸収フィルム７６のうち、熱転写用ツール６０からのレーザー光が照射された部分は、レーザー光を吸収する。それにより、光エネルギーが熱エネルギーに変換される。光吸収フィルム７６は、レーザー光を受けて発熱し、その熱が熱転写箔９２の接着層に伝導する。これにより接着層が軟化し、接着性を発現する。接着層は、装飾層と被転写物９１との表面に付着し、装飾層と被転写物９１とを密着させる。その後、熱転写用ツール６０が移動して、当該照射部分への光エネルギーの供給が終了すると、接着層は放熱により冷却されて、硬化する。これにより、装飾層と被転写物９１の表面とが固着され、当該部分における箔転写が完成する。この作業を水平方向の位置を変えて続けることにより、被転写物９１への箔転写が完成する。

上記したように、熱転写のプロセスにおいては、熱転写箔９２の接着層が熱によって軟化されて接着力が発生するため、熱転写の品質はワーク９０の温度の影響を受け得る。ワーク９０の温度は、少なくとも熱転写の開始時には、作業エリアＡ１内の温度の影響を受けている。多くの場合、熱転写の開始時におけるワーク９０の温度は、作業エリアＡ１内の温度と同じかほぼ同じである。従って、ワーク９０または作業エリアＡ１内の温度を知ることができれば、熱転写の条件、例えば、熱転写用ツール６０の出力を調整することによって、熱転写の品質のばらつきを抑えることができる。

本実施形態に係る熱転写装置１０は、そのため、作業エリアＡ１内の少なくとも１つの場所の温度を測定する温度測定装置８０を備えている。そこで、本実施形態に係る熱転写装置１０によれば、熱転写の条件、例えば、熱転写用ツール６０の出力を調整することにより、熱転写の品質のばらつきを抑えることができる。ここでは、熱転写装置１０は、ワーク９０の複数の地点の温度を測定している。

図８は、熱転写のプロセスを示すフローチャートである。図８のステップＳ０１では、ワーク９０の複数の場所の温度が取得される。なお、最初に取得される温度は、熱転写開始時点の温度である。

ステップＳ０２では、取得した複数の温度に基づいてワーク９０の温度を代表する温度が決定される。ワーク９０の代表温度は、例えば、取得された複数の温度の平均値である。しかし、ワーク９０の代表温度として使用することができる温度は、複数の温度の平均値に限られない。代表温度は、例えば、ワーク９０の特定の場所の温度でもよい。特定の場所は、例えば、熱転写用ツール６０に最も近い測定点であってもよい。あるいは、代表温度は、例えば、取得した温度の中で最も高い温度または低い温度であってもよい。

ステップＳ０３では、ステップＳ０２で決定されたワーク９０の代表温度に基づいて、熱転写用ツール６０の出力が設定される。制御装置１００は、ワーク９０の温度と熱転写用ツール６０の出力とを対応させる変換テーブルまたは変換式を記憶している。熱転写用ツール６０の出力は、変換テーブルまたは変換式によって算出される。続くステップＳ０４では、熱転写用ツール６０の出力がステップＳ０３で設定された出力に調整される。ステップＳ０５では、熱転写が実行される。

ステップＳ０６では、前回の温度測定からの時間が予め定められた温度取得周期に達したかどうかが判定される。ステップＳ０６がＮＯの場合（前回の温度測定からの時間が温度取得周期に達していない場合）、ステップＳ０５の熱転写が継続される。ステップＳ０６がＹＥＳの場合（前回の温度測定からの時間が温度取得周期に達した場合）、ステップはステップＳ０１に戻る。そして、この時点でのワーク９０の温度に基づいて、再び熱転写用ツール６０の出力が設定される。

このように、本実施形態に係る熱転写装置１０によれば、ワーク９０の温度によって熱転写の条件を好適に自動設定できる。特に、本実施形態に係る熱転写装置１０は、１回の熱転写の中で熱転写用ツール６０の出力を順次変えながら熱転写を行うことができる。そこで、熱転写によってワーク９０の温度が変化しても、好適な条件で熱転写を行うことができる。

温度センサ８１で取得された温度は、ワーク９０の温度の過剰な上昇に対する警報および非常停止にも利用される。図９は、警報動作のプロセスを示すフローチャートである。図１０は、非常停止動作のプロセスを示すフローチャートである。図９に示すように、警報動作のプロセスでは、測定されたワーク９０の温度のうちに、予め設定された警報発令温度を上回る温度があるかが判定される。図９のステップＳ１１では、ワーク９０の複数の温度が取得される。ステップＳ１２では、取得された複数の温度の全てが、予め設定された警報発令温度と比較される。そして、測定されたワーク９０の温度のうちに警報発令温度を上回る温度があった場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１３にて警報が発令される。警報発令温度は、例えば、ワーク９０の耐熱温度に基づいて設定されており、ワーク９０の保護等の理由から警報が発せられる。測定されたワーク９０の温度のうちに警報発令温度を上回る温度がなかった場合（ＮＯの場合）、警報は発令されず熱転写が続行される。

また、図１０に示すように、非常停止動作のプロセスでは、測定されたワーク９０の温度のうちに、予め設定された出力停止温度を上回る温度があるかが判定される。図１０のステップＳ２１では、ワーク９０の複数の温度が取得される。ステップＳ２２では、取得された複数の温度の全てが、予め設定された出力停止温度と比較される。そして、測定されたワーク９０の温度のうちに出力停止温度を上回る温度があった場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ２３にて熱転写用ツール６０の出力が停止される。出力停止温度は、例えば、熱転写用ツール６０の移動が止まる等の異常を想定して設定されており、熱転写装置１０の保護等の理由から熱転写用ツール６０の出力が停止される。測定されたワーク９０の温度のうちに出力停止温度を上回る温度がなかった場合（ＮＯの場合）には、非常停止はされず熱転写が続行される。

このように、本実施形態に係る熱転写装置１０によれば、ワーク９０の過剰な温度上昇を監視し、ワーク９０および熱転写装置１０を保護することができる。

なお、本実施形態に係る熱転写装置１０は、ワーク９０の温度を測定する温度センサ８１を備えることにより、確実に熱転写の品質を管理することができる。熱転写の品質に影響を与えるのは、直接的にはワーク９０の温度である。よって、ワーク９０の温度を知ることができれば、熱転写の品質を確実に管理することができる。

また、温度センサ８１は、ワーク９０と離間した状態でワーク９０の温度を測定する赤外線温度センサであり、設置の自由度が高い。本実施形態では、熱転写用ツール６０は、上方からワーク９０を加熱している。そこで、温度センサ８１は、保持台７０の上方に設けられることが好ましい。

さらに、本実施形態では、温度センサ８１は、保持台７０上の複数の点の温度を測定している。かかる構成によれば、ワーク９０の温度を代表する温度を、複数の温度に基づいて適切に決定することができる。また、ワーク９０上を熱転写用ツール６０が移動するのに合わせて温度を取得する点を移動させることができる。また、測定温度を警報や非常停止に利用する場合には、多くの地点で温度を取得できるため、より安全性を向上させることができる。

（変形例１）
上記した実施形態は、いくつかの変形例によって実現することもできる。１つの変形例では、温度センサの測定端は、保持台７０に設けられる。図１１は、本変形例における温度センサ８２を示す左側面図である。温度センサ８２は、接触式の測定端８２ａを備えている。測定端８２ａは、例えば、熱電対やサーミスタである。温度センサ８２は、ワーク９０の近傍に測定端８２ａが配置されるように設けられている。かかる構成によれば、簡易にワーク９０近傍の温度を測定することができる。熱転写の再現性を向上させ、ばらつきを減らしたい場合には、このような構成でも十分な場合がある。

（変形例２）
他の１つの変形例では、温度センサの測定端は、作業エリアＡ１内のいずれかの場所に設けられる。図１２は、本変形例における温度センサ８３を示す斜視図である。温度センサ８３は、作業エリアＡ１内の空気の温度を測定している。温度センサ８３は、例えば、接触式の測定端８３ａを備えている。測定端８３ａは、例えば、熱電対やサーミスタである。熱転写に求められる品質によっては開始時点の作業エリアＡ１の気温が分かればよい場合もあり、そのようなとき本変形例は有効であり、簡易である。

熱転写装置１０には、安全面からカバー１７が設けられており、熱転写中は閉じられている。そこで、熱転写その他の要因によって発生した熱は、密閉された作業エリアＡ１内の空気の温度を上昇させやすい。よって、熱転写中の作業エリアＡ１内の空気の温度は、外気温と異なる場合が多い。その点から、作業エリアＡ１内の空気の温度を測定する温度センサ８３を備えることは、熱転写の品質管理の上で有効である。言い換えれば、作業エリアＡ１を密閉するカバー１７を備えた熱転写装置において、作業エリアＡ１内の空気の温度を測定する温度センサ８３は、特に有効である。

なお、作業エリアＡ１内の空気の温度を測定する温度センサ８３は、作業エリアＡ１内に複数設けられてもよい。また、ワーク９０の温度を測定する温度センサ８１とともに用いられてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上記した実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。例えば、上記した実施形態では、熱転写用ツール６０には光源６２が設けられていたが、熱転写箔９２に熱エネルギーを与える部材はレーザー光源に限定されない。熱転写箔９２に熱エネルギーを与える部材は、例えば熱ペン等であってもよい。

また、上記した実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動するのは熱転写用ツール６０であり、保持台７０は不動であったが、それには限定されない。熱転写用ツール６０と保持台７０との間の移動は相対的なものであり、両者のうちどちらがどの方向に移動するのかは特に限定されない。

１０ 熱転写装置
１１ 筐体
６０ 熱転写用ツール
７０ 保持台
８０ 温度測定装置
８１ 温度センサ
８２ 温度センサ（第１変形例）
８３ 温度センサ（第２変形例）
９０ ワーク
９１ 被転写物
９２ 熱転写箔
１００ 制御装置
１０１ 温度取得部
１０２ 出力設定部
１０３ 出力制御部
１０４ 警報設定部
１０５ 警報発令部
１０６ 停止設定部
１０７ 出力停止部
Ａ１ 作業エリア

Claims (10)

1. 作業エリアを構成する筐体と、
   前記作業エリアに設けられ、被転写物と熱転写箔とを少なくとも含むワークを保持する保持台と、
   前記作業エリアに設けられ、前記ワークを加熱する熱転写用ツールと、
   前記作業エリア内の少なくとも１つの場所の温度を測定する温度測定装置と、
   を備えた、
   熱転写装置。
2. 前記温度測定装置は、前記保持台に保持された前記ワークの温度を測定する第１温度センサを備えている、
   請求項１に記載の熱転写装置。
3. 前記第１温度センサは、前記保持台と離間して設けられ、前記保持台に保持された前記ワークの表面温度を測定する赤外線温度センサである、
   請求項２に記載の熱転写装置。
4. 前記熱転写用ツールは、前記保持台の上方に設けられ、上方から前記ワークを加熱し、
   前記第１温度センサは、前記保持台の上方に設けられている、
   請求項３に記載の熱転写装置。
5. 前記第１温度センサは、前記ワークの複数の場所の温度を測定するように構成されている、
   請求項２〜４のいずれか一つに記載の熱転写装置。
6. 前記温度測定装置は、前記作業エリア内の空気の温度を測定する第２温度センサを備えている、
   請求項１〜５のいずれか一つに記載の熱転写装置。
7. 制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記温度測定装置で測定された温度を取得する温度取得部と、
   前記温度取得部で取得された温度に対応して前記熱転写用ツールの出力を設定する出力設定部と、
   前記熱転写用ツールの出力を、前記出力設定部で設定された出力に制御する出力制御部と、
   を備えている、
   請求項１〜６のいずれか一つに記載の熱転写装置。
8. 前記温度取得部は、予め定められた周期で温度を取得し、
   前記出力設定部は、前記周期ごとに前記熱転写用ツールの出力を設定する、
   請求項７に記載の熱転写装置。
9. 制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記温度測定装置で測定された温度を取得する温度取得部と、
   警報発令温度が設定される警報設定部と、
   前記温度取得部で取得された温度のうちの少なくとも１つの温度が前記警報発令温度を上回ると警報を発する警報発令部と、
   を備えている、
   請求項１〜８のいずれか一つに記載の熱転写装置。
10. 制御装置を備え、
    前記制御装置は、
    前記温度測定装置で測定された温度を取得する温度取得部と、
    出力停止温度が設定される停止設定部と、
    前記温度取得部で取得された温度のうちの少なくとも１つの温度が前記出力停止温度を上回ると前記熱転写用ツールの出力を停止する出力停止部と、
    を備えている、
    請求項１〜９のいずれか一つに記載の熱転写装置。

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