JP2020059208A - 熱転写装置および転写方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被転写物に熱転写箔をより適切に転写することができる熱転写装置を提供する。【解決手段】熱転写装置１０は、転写用ツール６０および押圧体移動機構２２を制御する制御装置９０を備えている。制御装置９０は、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するように押圧体移動機構２２を制御し、かつ、転写用ツール６０によって押圧された所定の領域８０Ｔ上に載置された熱転写箔８２および熱転写箔８２上に載置された光吸収性を有する光吸収フィルム８４の少なくとも一部を押圧すると共に光吸収フィルム８４に向けて光を照射するように転写用ツール６０および押圧体移動機構２２を制御する。【選択図】図６
Description
本発明は、熱転写装置および転写方法に関する。詳しくは、熱転写箔を用いて被転写物に箔を転写する熱転写装置および転写方法に関する。
従来から、意匠性の向上等を目的として、熱転写箔（熱転写シートともいう）を利用した熱転写法による装飾加工が行われている。熱転写箔は、大まかには、基材と、装飾層と、接着層とがこの順に積層されて構成されている。そして転写に際しては、被転写物上に、接着層側が当接するように熱転写箔を重ね、光（例えばレーザー光）を照射する光源を備えた転写用ツールで熱転写箔を上から押圧しながら光を照射して熱転写箔を加熱する。これにより、熱転写箔のうち押圧されている部分の接着層が溶融され、被転写物の表面に付着したのち、放熱により硬化する。その結果、被転写物から熱転写箔の基材を剥離することで、箔押しした部分に対応する形状の装飾層を接着層とともに被転写物に付着させることができる。これにより、被転写物の表面に、任意の形状（例えば図形や文字）を有する装飾が施される。
例えば、特許文献１には、レーザー光を照射する転写用ツールを用いて被転写物に箔を転写する技術が開示されている。
ところで、熱転写箔を転写しようとする被転写物の中には、例えば、熱転写箔が転写される表面の凹凸が少なくその表面が比較的なめらかな部材や、該表面の凹凸が多くその表面が比較的粗い部材がある。いずれの場合にも、被転写物に熱転写箔を転写することはできるが、表面の凹凸が多い部材は、表面の凹凸が少ない部材に比べて熱転写箔の転写が適切に行われないことがあった。
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、被転写物に熱転写箔をより適切に転写することができる熱転写装置を提供することである。
本発明に係る熱転写装置は、被転写物を保持する保持台と、前記被転写物を押圧すると共に前記被転写物に向けて光を照射可能に構成された転写用ツールと、前記保持台および前記転写用ツールのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、前記転写用ツールおよび前記移動機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記被転写物の所定の領域を前記転写用ツールによって押圧するように少なくとも前記移動機構を制御し、かつ、前記転写用ツールによって押圧された前記所定の領域上に載置された熱転写箔および前記熱転写箔上に載置された光吸収性を有する光吸収フィルムの少なくとも一部を押圧すると共に前記光吸収フィルムに向けて光を照射するように前記転写用ツールおよび前記移動機構を制御する。
本発明の熱転写装置は、転写用ツールおよび移動機構を制御する制御装置を備えている。制御装置は、被転写物の所定の領域を押圧するように少なくとも移動機構を制御する。このように、熱転写箔を被転写物の所定の領域に転写する前に転写用ツールによって所定の領域が押圧されるため、押圧される前と比較して被転写物の所定の領域はより滑らかになる。そして、制御装置は、滑らかになった所定の領域上に配置された熱転写箔および光吸収フィルムの少なくとも一部を押圧すると共に（同時に）光吸収フィルムに向けて光を照射するように転写用ツールおよび移動機構を制御する。これにより、被転写物の所定の領域に熱転写箔をより適切に転写させることができる。
本発明によれば、被転写物に熱転写箔をより適切に転写することができる熱転写装置を提供することができる。
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。
まず、熱転写装置１０の構成について説明する。図１は、熱転写装置１０を模式的に示す斜視図である。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３は、転写時の押圧体移動機構２２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の正面にいる作業者（ユーザー）が電源スイッチ１４ａ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、上記作業者が熱転写装置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３に示すように、熱転写装置１０は、被転写物８０にシート状の熱転写箔８２と光吸収フィルム８４とを重ねた状態で、後述する転写用ツール６０によって熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧および加熱することにより、被転写物８０の表面に熱転写箔８２中の装飾層を付与（転写という）する装置である。熱転写箔８２は、光吸収フィルム８４を介して転写用ツール６０に間接的に押圧される。なお、被転写物８０および熱転写箔８２の材料、形状および構成などによっては、光吸収フィルム８４を用いなくてもよい場合がある。
被転写物８０を構成する材料や形状は、特に限定されない。被転写物８０は、例えば、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であってもよいし、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）等の樹脂材料、普通紙、画用紙、和紙等の紙類、ゴム類等であってもよい。また、上記樹脂材料等を少なくとも一部に含む人造皮革（例えば合成皮革や人工皮革）であってもよい。
熱転写箔８２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８２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８２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。熱転写箔８２は、帯状やシート状に形成されている。熱転写箔８２は、被転写物８０上に載置される。熱転写箔８２の接着層が被転写物８０と接触するように、熱転写箔８２は被転写物８０上に載置される。なお、熱転写箔８２は、基材と、装飾層との間に光吸収層を備えていてもよい。熱転写箔８２が光吸収層を備える場合には、基材は、透明の材料から形成される。光吸収層の構成は、後述する光吸収フィルム８４と同様である。熱転写箔８２が光吸収層を有する場合には、熱転写装置１０は光吸収フィルム８４を備えていなくてもよい場合がある。なお、熱転写箔８２が光吸収層を有していても、熱転写装置１０は光吸収フィルム８４を備えているとよい。
使用する熱転写箔８２の構成によっては、後述する転写用ツール６０の光源６２（図２参照）から照射される光に対する光吸収性を有さないか、あるいは光吸収性の低いものが存在し得る。そのような場合、熱転写箔８２の上面側に光吸収フィルム８４を載置する。光吸収フィルム８４とは、転写用ツール６０の光源６２から照射される所定の波長帯の光（例えばレーザー光）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可能なように構成されたシートである。光吸収フィルム８４は、１００〜２００℃での耐熱性を有している。光吸収フィルム８４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８４は、単色である。光吸収フィルム８４の色相は、光エネルギーを効率よく熱エネルギーへと変換する観点から、光源６２から照射される光（例えばレーザー光）の色と補色関係にあることが好ましい。例えば、光源６２から照射される光（例えばレーザー光）が青色である場合には、光吸収フィルム８４は黄色であることが好ましい。なお、光吸収フィルム８４には、必要に応じて強度を高めるためのサポートフィルムを設けてもよい。サポートフィルムは、光吸収フィルム８４に比べて光吸収性が著しく低い。また、サポートフィルムは、光吸収フィルム８４に比べて光透過性が高い。サポートフィルムは、光源６２から発せられるレーザー光を透過する材料から形成されている。サポートフィルムは、例えば透明である。サポートフィルムは、例えばポリエステルのようなプラスチックフィルムである。
図１に示すように、熱転写装置１０は箱状に形成されている。熱転写装置１０は、前方が開口されている筐体１２と、筐体１２内に配置された押圧体移動機構２２と、転写用ツール６０とを備えている。筐体１２は、底壁１４と、左側壁１５と、右側壁１６と、上壁１７と、後壁１８（図２参照）とを備えている。筐体１２は、例えば鋼板製である。
図２に示すように、底壁１４には、例えばバイス等の固定具２０が着脱自在に取り付けられる。固定具２０は、被転写物８０を保持する保持台の一例である。底壁１４の前方の領域は、固定具２０を載置するための固定具配置領域１４ｂである。固定具配置領域１４ｂの中央部には、固定具２０を取り付けるために形成された４つの取り付け穴１４ｃが設けられている。底壁１４の前面部分には、電源スイッチ１４ａが設けられている。
図２に示すように、左側壁１５は、底壁１４の左端において上方に延びている。左側壁１５は、底壁１４に対して垂直に設けられている。右側壁１６は、底壁１４の右端において上方に延びている。右側壁１６は、底壁１４に対して垂直に設けられている。後壁１８は、底壁１４の後端において上方に延びている。後壁１８は、左側壁１５の後端および右側壁１６の後端に接続されている。後壁１８には、箱状のケース１８ａが設けられている。ケース１８ａには、後述する制御装置９０が収容されている。上壁１７は、左側壁１５の上端、右側壁１６の上端および後壁１８の上端に接続されている。上壁１７には、押圧体移動機構２２の後述する第１移動機構３０の一部が配置されている。底壁１４と左側壁１５と右側壁１６と上壁１７と後壁１８とに囲まれた領域が、筐体１２の内部空間である。
筐体１２の内部空間は、被転写物８０に熱転写箔８２を転写する空間である。内部空間には、押圧体移動機構２２が設けられている。即ち、押圧体移動機構２２は、筐体１２に収容されている。押圧体移動機構２２は、移動機構の一例である。押圧体移動機構２２は、キャリッジ２１と、キャリッジ２１をＺ軸方向に移動させる第１移動機構３０と、キャリッジ２１をＹ軸方向に移動させる第２移動機構４０と、キャリッジ２１をＸ軸方向に移動させる第３移動機構５０とを備えている。キャリッジ２１は、後述する昇降ベース３３より下方に配置されている。押圧体移動機構２２は、キャリッジ２１を三次元方向に移動させる。キャリッジ２１は、第１移動機構３０、第２移動機構４０および第３移動機構５０により、固定具２０（即ち被転写物８０）に対して相対的に移動可能に構成されている。即ち、押圧体移動機構２２は、キャリッジ２１に搭載された後述する押圧体６６を固定具２０に対して相対的に移動させる。第１移動機構３０、第２移動機構４０および第３移動機構５０は、いずれも底壁１４よりも上方に配置されている。
図１に示すように、第１移動機構３０は、キャリッジ２１をＺ軸方向（上下方向）に移動させる機構である。即ち、第１移動機構３０は、キャリッジ２１に設けられた転写用ツール６０の押圧体６６をＺ軸方向に移動させる機構である。第１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３３ａとを備えるネジ送り機構である。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１７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１７の下面をＺ軸方向に貫通しており、その一部が上壁１７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１４ｄ（図３も参照）に回転自在に支持されている。フレーム１４ｄは、底壁１４上に固定されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２は、電動モータである。Ｚ軸方向移動用モータ３２は、制御装置９０（図２参照）に接続されている。Ｚ軸方向移動用モータ３２は、上壁１７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１７の下面をＺ軸方向に貫通しており、その一部が上壁１７の内部に配置されている。上壁１７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３３ａが噛合っている。送りナット３３ａは昇降ベース３３と連結されている。送りナット３３ａは、昇降ベース３３の上面をＺ軸方向に貫通している。昇降ベース３３は、送りナット３３ａを介してＺ軸方向送りネジ棒３１に支持されている。昇降ベース３３は、底壁１４と平行に設けられている。昇降ベース３３のＸ軸方向およびＹ軸方向の長さは、固定具配置領域１４ｂのＸ軸方向およびＹ軸方向の長さよりも長い。図２に示すように、左側壁１５と右側壁１６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３３ｂ、３３ｃが設けられている。スライドシャフト３３ｂ、３３ｃ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３３ｂ、３３ｃは、昇降ベース３３がＺ軸方向に摺動可能に設けられている。Ｚ軸方向移動用モータ３２が駆動されると、昇降ベース３３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３３ｂ、３３ｃに沿って上下方向に移動する。ここで、第２移動機構４０および第３移動機構５０は、昇降ベース３３に連結されている。このため、第２移動機構４０および第３移動機構５０は、昇降ベース３３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。キャリッジ２１は、昇降ベース３３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、第２移動機構４０は、キャリッジ２１をＹ軸方向（前後方向）に移動させる機構である。即ち、第２移動機構４０は、キャリッジ２１に設けられた転写用ツール６０の押圧体６６をＹ軸方向に移動させる機構である。第２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とを備えるネジ送り機構である。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３３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、電動モータである。Ｙ軸方向移動用モータ４２は、制御装置９０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３３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３３には、Ｙ軸方向に延びる一対のスライドシャフト４３ｂ、４３ｃが設けられている。２本のスライドシャフト４３ｂ、４３ｃ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４３ｂ、４３ｃには、スライドベース４４がＹ軸方向に摺動可能に設けられている。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４４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４３ｂ、４３ｃに沿って前後方向に移動する。
図１に示すように、第３移動機構５０は、キャリッジ２１をＸ軸方向（左右方向）に移動させる機構である。即ち、第３移動機構５０は、キャリッジ２１に設けられた転写用ツール６０の押圧体６６をＸ軸方向に移動させる機構である。第３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、図示しない送りナットとを備えるネジ送り機構である。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４４の前部に設けられている。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、電動モータである。Ｘ軸方向移動用モータ５２は、制御装置９０（図２参照）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４４の前部に設けられ、前方に向けて延びる板部材４４ａ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、ネジ山を有する送りナットが噛合っている。スライドベース４４の前部には、Ｘ軸方向に延びる一対のスライドシャフト５４ｂ、５４ｃが設けられている。２本のスライドシャフト５４ｂ、５４ｃ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５４ｂ、５４ｃには、キャリッジ２１がＸ軸方向に摺動可能に設けられている。Ｘ軸方向移動用モータ５２が駆動されると、キャリッジ２１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５４ｂ、５４ｃに沿って左右方向に移動する。
図４は、一実施形態に係る転写用ツール６０を模式的に示す断面図である。転写用ツール６０は、被転写物８０上に載置された熱転写箔８２を押圧すると共に被転写物８０に向けて光（例えばレーザー光）を照射可能に構成された装置である。転写用ツール６０は、被転写物８０上に載置された熱転写箔８２や光吸収フィルム８４に光を照射し、熱転写箔８２に熱を供給する装置である。本実施形態では、転写用ツール６０は、後述する保護フィルム８６および被転写物８０を押圧すると共に保護フィルム８６にレーザー光を照射し、被転写物８０に熱を供給する。転写用ツール６０は、熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧すると共に光吸収フィルム８４にレーザー光を照射し、熱転写箔８２に熱を供給する。転写用ツール６０は、被転写物８０上に熱転写箔８２を転写する。転写用ツール６０は、固定具２０より上方に配置されている。転写用ツール６０は、光源６２と、ペン本体６１と、ペン本体６１の下方の端部に固定された押圧体６６とを備えている。なお、「被転写物８０を押圧する」には、転写用ツール６０の押圧体６６が被転写物８０と接触して被転写物８０を直接的に押圧する場合と、押圧体６６と被転写物８０との間に保護フィルム８６を介在させた状態で、被転写物８０を間接的に押圧する場合とを含む。
光源６２は、熱転写箔８２に熱を供給する。光源６２は、熱転写箔８２の光吸収層や光吸収フィルム８４に対して熱源となる光を照射する。光源６２から熱転写箔８２の光吸収層や光吸収フィルム８４に照射された光は、光吸収層や光吸収フィルム８４において熱エネルギーに変換されて熱転写箔８２を加熱する。光源６２は、制御装置９０に通信可能に接続されている。光源６２は、制御装置９０に制御される。図２に示すように、光源６２は、昇降ベース３３の上面３３Ｘに配置されている。光源６２は、金属製のケース５５に収容されている。ケース５５の材料は、特に限定されないが、例えば、熱伝導性に優れたアルミニウムから形成されている。ケース５５は、昇降ベース３３の上面３３Ｘに固定されている。本実施形態における光源６２は、レーザー光を照射するレーザーダイオード（半導体レーザー）および光学系等により構成されている。レーザー光は応答速度が速いため、光の照射と非照射との切り換えはもちろんのこと、上記レーザー光のエネルギー等の変更を瞬時に行うことができる。これにより、所望の性状を備えるレーザー光を熱転写箔８２の光吸収層や光吸収フィルム８４に照射することができる。
図１に示すように、ペン本体６１は、キャリッジ２１に保持されている。図４に示すように、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（即ちＺ軸方向）に一致するように配置されている。ペン本体６１の軸心は、上下方向に延びる。ペン本体６１の内部には、光ファイバ６４と、フェルール６５とが収容されている。また、ペン本体６１は後述するホルダ６８を有している。ホルダ６８は、ペン本体６１の下端部に取り付けられている。
光ファイバ６４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６４は、光が通過するコア部（図示せず）と、コア部の周囲を覆いかつ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６４は、光源６２に接続されている。光ファイバ６４は、上方側の端部ｅ１がペン本体６１の外部に延出されている。光ファイバ６４の端部ｅ１は、光源６２に付属のコネクタ６２ａに挿入されている。このような構成によって、光ファイバ６４は、光損失を低く抑えた状態で光源６２に接続される。光ファイバ６４の下方側の端部ｅ２には、フェルール６５が装着されている。フェルール６５は、円筒形の光接合用部材である。フェルール６５には、フェルール６５の軸線に沿ってフェルール６５を貫通する貫通穴６５ｈが設けられている。光ファイバ６４の端部ｅ２は、フェルール６５の貫通穴６５ｈに挿入されている。
図４に示すように、ペン本体６１にはホルダ６８が備えられている。ホルダ６８は、ペン本体６１の下端においてフェルール６５を所定の位置に保持する保持部材である。ホルダ６８は、キャップ形状を有している。ホルダ６８の上部の形状はペン本体６１に対応した外径の円筒形状である。ホルダ６８の下部には、ペン本体６１よりも外径が小さい円筒状の突部６８ｇが設けられている。突部６８ｇには、円筒形の凹部であるフェルール保持部６８ｆが設けられている。フェルール保持部６８ｆは、フェルール６５の外径に対応する内径を備えている。フェルール保持部６８ｆには、フェルール６５の下端が収容されている。
ホルダ６８には、上下方向に貫通する開孔部Ｐが形成されている。光ファイバ６４の端部ｅ２のコア部は、開孔部Ｐを介して外部に露出している。即ち、下面視で、光ファイバ６４の端部ｅ２のコア部は、開孔部Ｐと重なる。これにより、ホルダ６８は、レーザー光の光路Ｌに干渉しない。その結果、光源６２から照射されたレーザー光をペン本体６１の下端から外部に出射することができる。
ホルダ６８は、押圧体６６をペン本体６１の下端の所定の位置に保持する部材でもある。押圧体６６は、被転写物８０や被転写物８０上に載置された熱転写箔８２を押圧するための部材である。押圧体６６は、昇降ベース３３が下方に移動することによって被転写物８０や熱転写箔８２を押圧するように構成されている。本実施形態では、押圧体６６はさらに光吸収フィルム８４や保護フィルム８６を押圧する。押圧体６６は、ホルダ６８に着脱可能に設けられている。本実施形態では、押圧体６６は球体状に形成されている。押圧体６６は硬質な材料から構成されている。押圧体６６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１００ＨＶ０．２以上（例えば、５００ＨＶ０．２以上）の材料により構成される。ホルダ６８は、押圧体６６をレーザー光の光路Ｌ上に保持する。押圧体６６は、光源６２から発せられるレーザー光を透過する材料から形成されている。これにより、押圧体６６が光路Ｌ上に配置されていても、レーザー光は、押圧体６６を透過する。押圧体６６は、例えば、ガラスにより構成することができる。本実施形態における押圧体６６は、合成石英ガラスにより構成されている。
本明細書において、「レーザー光を透過する」とは、所定のレーザー光透過率を有することを意味する。具体的には、「押圧体６６に対してレーザー光を透過する」とは、押圧体６６に対して所定のレーザー光透過率を有することを意味する。例えば、所定のレーザー光透過率は、５０％以上である。所定のレーザー光透過率は、好ましくは７０％以上である。所定のレーザー光透過率は、より好ましくは８０％以上である。所定のレーザー光透過率は、特に好ましくは８５％以上である。所定のレーザー光透過率は、最も好ましくは９０％以上である。この透過率は、例えば、ＪＩＳ Ｒ３１０６:１９９８に準拠して測定される、所定の厚さ（例えば１０ｍｍ）の試料の表面反射損失を含む透過率を意味する。
熱転写装置１０の全体の動作は、制御装置９０によって制御されている。図５に示すように、制御装置９０は、押圧体移動機構２２と、転写用ツール６０の光源６２と通信可能に接続されており、それらを制御可能に構成されている。制御装置９０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とに通信可能に接続されており、それらを制御可能に構成されている。制御装置９０は、典型的にはコンピュータである。制御装置９０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５に示すように、制御装置９０は、記憶部９５と、第１制御部９１と、第２制御部９２とを備えている。これら各部は、プログラムによって実現されている。このプログラムは、例えばＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から読み込まれる。なお、このプログラムは、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。また、制御装置９０の各部の機能は、プロセッサおよび／または回路などによって実現可能なものであってもよい。なお、これら各部の具体的な機能については後述する。
記憶部９５は、転写用ツール６０によって押圧される被転写物８０の所定の領域８０Ｔ（図７参照）の形状（例えば図形や文字等）を示す第１画像データを記憶する。記憶部９５は、熱転写箔８２が被転写物８０に転写されるときの熱転写箔８２の形状（例えば図形や文字等）を示す第２画像データを記憶する。なお、第１画像データと第２画像データとは同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１画像データと第２画像データとが異なる場合、熱転写箔８２が被転写物８０に転写されるときの熱転写箔８２の形状は被転写物８０の所定の領域８０Ｔに包含される。即ち、熱転写箔８２が被転写物８０に転写されるときの熱転写箔８２の形状は、被転写物８０の所定の領域８０Ｔと重なる。
図６は、被転写物８０に熱転写箔８２を転写する手順を示すフローチャートである。ここでは、保護フィルム８６を介して被転写物８０を押圧し、その後に光吸収フィルム８４を用いて熱転写箔８２を被転写物８０に転写する例を説明する。
ステップＳ１０では、被転写物８０を保持した固定具２０を熱転写装置１０の底壁１４に取り付ける。そして、被転写物８０上に保護フィルム８６（図７参照）を載置する。保護フィルム８６は、被転写物８０の少なくとも所定の領域８０Ｔ（図７参照）上に載置される。所定の領域８０Ｔとは、被転写物８０が固定具２０に保持されたときの被転写物８０の上面の全体を表す場合や被転写物８０の上面の一部を表す場合を含む。保護フィルム８６は、所定の領域８０Ｔより大きい。本実施形態の保護フィルム８６は、光吸収性を有する。保護フィルム８６は、例えば、転写用ツール６０の光源６２から照射される所定の波長帯の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可能なように構成されたシートである。保護フィルム８６は、例えば、光吸収フィルム８４と同様の構成である。
ステップＳ２０では、図７に示すように、転写用ツール６０によって被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧する。第１制御部９１は、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するように押圧体移動機構２２を制御する。ここでは、転写用ツール６０の押圧体６６によって保護フィルム８６を介して被転写物８０の所定の領域８０Ｔが押圧される。第１制御部９１は、保護フィルム８６に向けて光を照射するように転写用ツール６０を制御する。第１制御部９１は、通常は、転写用ツール６０の押圧体６６によって被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧すると共に（同時に）、転写用ツール６０の光源６２から保護フィルム８６に向けて光を照射する。より詳細には、保護フィルム８６のうち押圧体６６によって押圧されている部分に光源６２からの光が照射される。このとき、保護フィルム８６のうち光源６２のレーザー光が照射された部分では、保護フィルム８６がレーザー光を吸収して光エネルギーを熱エネルギーに変換する。これにより、保護フィルム８６が発熱し、その熱が被転写物８０の所定の領域８０Ｔに伝導される。これにより被転写物８０の所定の領域８０Ｔの表面が軟化（例えば所定の領域８０Ｔが樹脂材料の場合には溶融）し、転写用ツール６０の押圧力によって滑らかになる。
第１制御部９１は、記憶部９５に記憶された第１画像データに基づいて、転写用ツール６０および押圧体移動機構２２を制御する。第１制御部９１は、キャリッジ２１をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させることによって、転写用ツール６０を移動させる。第１制御部９１は、光源６２からのレーザー光の照射および停止の制御を行う。ステップＳ２０の処理が行われると、被転写物８０の所定の領域８０Ｔは滑らかになる。ステップＳ２０の処理が完了すると、被転写物８０上に載置された保護フィルム８６は、取り外される。
ステップＳ３０では、押圧された所定の領域８０Ｔ上に熱転写箔８２を載置する。ここで載置される熱転写箔８２は、所定の領域８０Ｔより大きくてもよいし、所定の領域８０Ｔの一部のみに配置されていてもよい。
ステップＳ４０では、熱転写箔８２上に光吸収フィルム８４を載置する。なお、光吸収フィルム８４上にさらにサポートフィルムを載置してもよい。光吸収フィルム８４は、例えば、所定の領域８０Ｔより大きい。
ステップＳ５０では、図８に示すように、転写用ツール６０によって熱転写箔８２および光吸収フィルム８４の少なくとも一部を押圧する。第２制御部９２は、熱転写箔８２および光吸収フィルム８４の少なくとも一部を押圧するように押圧体移動機構２２を制御する。第２制御部９２は、光吸収フィルム８４に向けて光を照射するように転写用ツール６０を制御する。第２制御部９２は、通常は、転写用ツール６０の押圧体６６によって熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧すると共に（同時に）、転写用ツール６０の光源６２から光吸収フィルム８４に向けて光を照射する。より詳細には、光吸収フィルム８４のうち押圧体６６によって押圧されている部分に光源６２からの光が照射される。
このとき、光吸収フィルム８４のうち光源６２のレーザー光が照射された部分では、光吸収フィルム８４がレーザー光を吸収して光エネルギーを熱エネルギーに変換する。これにより、光吸収フィルム８４が発熱し、その熱が熱転写箔８２の接着層に伝導される。これにより接着層が軟化し、接着性を発現する。接着層は、被転写物８０の表面に付着し、熱転写箔８２の装飾層と被転写物８０とを密着させる。その後、転写用ツール６０が移動するか、光源６２からのレーザー光の照射が停止されるかして、当該照射部分への光エネルギーの供給は終了する。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８０の表面とが固着される。
第２制御部９２は、記憶部９５に記憶された第２画像データに基づいて、転写用ツール６０および押圧体移動機構２２を制御する。第２制御部９２によって転写用ツール６０の移動が制御されるときには、転写用ツール６０は、所定の領域８０Ｔの全体を移動する場合もあるし、所定の領域８０Ｔの一部のみを移動する場合がある。第２制御部９２は、キャリッジ２１をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させることによって、転写用ツール６０を移動させる。第２制御部９１は、光源６２からのレーザー光の照射および停止の制御を行う。ステップＳ５０の処理が行われると、被転写物８０上に載置された光吸収フィルム８４および熱転写箔８２の基材が取り外される。これにより、押圧された所定の領域８０Ｔの表面に熱転写箔８２による所望の図柄等が適切に転写された被転写物８０が得られる。
以上のように、本実施形態の熱転写装置１０は、第１制御部９１と第２制御部９２とを備えた制御装置９０を備えている。第１制御部９１は、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するように押圧体移動機構２２を制御する。このように、熱転写箔８２を被転写物８０の所定の領域８０Ｔに転写する前に転写用ツール６０によって所定の領域８０Ｔが押圧されるため、押圧される前と比較して被転写物８０の所定の領域８０Ｔはより滑らかになる。そして、第２制御部９２は、滑らかになった所定の領域８０Ｔ上に配置された熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧すると共に（同時に）光吸収フィルム８４に向けて光を照射するように転写用ツール６０を制御する。これにより、被転写物８０の所定の領域８０Ｔに熱転写箔８２をより適切に転写させることができる。
本実施形態の熱転写装置１０によれば、被転写物８０上には保護フィルム８６が載置されている。そして、制御装置９０の第１制御部９１は、保護フィルム８６を介して被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するように押圧体移動機構２２を制御する。このように、転写用ツール６０は保護フィルム８６を介して所定の領域８０Ｔを間接的に押圧するため、転写用ツール６０が被転写物８０と接触して所定の領域８０Ｔを直接的に押圧する場合と比較して、転写用ツール６０の押圧部分（ここでは押圧体６６）の摩耗を抑制することができる。
本実施形態の熱転写装置１０によれば、保護フィルム８６は、光吸収性を有している。そして、制御装置９０の第１制御部９１は、保護フィルム８６を介して被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧すると共に保護フィルム８６に向けて光を照射するように転写用ツール６０および押圧体移動機構２２を制御する。転写用ツール６０によって所定の領域８０Ｔが間接的に押圧されているときに、保護フィルム８６には光が照射されるため、保護フィルム８６で発生した熱が所定の領域８０Ｔに伝導される。このように、被転写物８０の所定の領域８０Ｔは熱が加えられた状態押圧されるため、その表面はより滑らかになる。
本実施形態の熱転写装置１０によれば、被転写物８０の所定の領域８０Ｔには、樹脂材料が含まれる。所定の領域８０Ｔの樹脂材料が熱によって溶融するため、所定の領域８０Ｔの表面はより滑らかになる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の各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。
上述した実施形態では、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するときに保護フィルム８６を用いていたが、これに限定されない。保護フィルム８６を用いることなく、転写用ツール６０によって被転写物８０の所定の領域８０Ｔを直接的に押圧してもよい。また、転写用ツール６０以外の器具を用いて、作業者が手動で被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧してもよい。
上述した実施形態では、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するときに保護フィルム８６を用い、被転写物８０に熱転写箔８２を転写するときに光吸収フィルム８４を用いていたが、これに限定されない。被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するときに保護フィルム８６に代えて光吸収フィルム８４を用い、被転写物８０に熱転写箔８２を転写するときに先に使用した光吸収フィルム８４を再利用してもよい。この場合、第１制御部９１は、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するときに光吸収フィルム８４に向けて照射される第１光量（上述したフローチャートのステップＳ２０における光量）が、熱転写箔８２を被転写物８０に転写するときに光吸収フィルム８４に向けて照射される第２光量（上述したフローチャートのステップＳ５０における光量）より小さくなるように、転写用ツール６０の光源６２を制御するとよい。例えば、第１光量は、第２光量の７０％〜９５％程度（例えば９０％程度）である。これにより、被転写物８０の所定の領域８０Ｔに適切な熱を加えつつ、光吸収フィルム８４の劣化を抑制することができる。
上述した実施形態では、保護フィルム８６は、光吸収フィルム８４と同様に光吸収性を有していたが、これに限定されない。保護フィルム８６は、サポートフィルムと同様に光吸収性が著しく低くてもよい。なお、被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧するときに転写用ツール６０から被転写物８０に向けて光を照射する場合には、保護フィルム８６は、光透過性を有するとよい。保護フィルム８６は、光源６２から発せられるレーザー光を透過する材料から形成されているとよい。保護フィルム８６は、例えば、光透過性の高い透明の部材であるとよい。さらに、被転写物８０は、光吸収性を有するとよい。この場合、第１制御部９１は、保護フィルム８６を介して被転写物８０の所定の領域８０Ｔを押圧すると共に保護フィルム８６に向けて光を照射するように転写用ツール６０および押圧体移動機構２２を制御する。これにより、転写用ツール６０によって所定の領域８０Ｔが間接的に押圧されているときに、保護フィルム８６を通過した光が被転写物８０に照射されるため、被転写物８０の所定の領域８０Ｔにおいて熱が発生する。このように、被転写物８０の所定の領域８０Ｔは熱が発生した状態押圧されるため、その表面はより滑らかになる。
上述した実施形態では、転写用ツール６０の押圧体６６を固定具２０に対して相対的に移動させるようにしていたが、これには限定されない。熱転写装置１０は、例えば、固定具２０を押圧体６６に対して相対的に移動させるようにしてもよいし、固定具２０と押圧体６６とをいずれも移動可能なようにしてもよい。例えば、固定具２０をＸ軸方向に移動可能にすると共に、押圧体６６をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なようにしてもよい。
上述した実施形態において、押圧体６６は球体状に形成されていた。しかしながら、押圧体６６の形状は、これに限定されない。例えば、押圧体６６は、半球体状や直方体形状であってもよい。
上述した実施形態では、制御装置９０は、所定の制御を行う第１制御部９１と所定の制御を行う第２制御部９２とを備えていたが、これに限定されない。制御装置９０は、第１制御部９１による制御と第２制御部９２による制御とを１つの制御部で行うように構成されていてもよい。
１０ 熱転写装置
２０ 固定具（保持台）
２１ キャリッジ
２２ 押圧体移動機構（移動機構）
６０ 転写用ツール
８０ 被転写物
８０Ｔ 所定の領域
８２ 熱転写箔
９０ 制御装置
９１ 第１制御部
９２ 第２制御部
２０ 固定具（保持台）
２１ キャリッジ
２２ 押圧体移動機構（移動機構）
６０ 転写用ツール
８０ 被転写物
８０Ｔ 所定の領域
８２ 熱転写箔
９０ 制御装置
９１ 第１制御部
９２ 第２制御部
Claims (12)
- 被転写物を保持する保持台と、
前記被転写物を押圧すると共に前記被転写物に向けて光を照射可能に構成された転写用ツールと、
前記保持台および前記転写用ツールのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記転写用ツールおよび前記移動機構を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記被転写物の所定の領域を前記転写用ツールによって押圧するように少なくとも前記移動機構を制御し、かつ、前記転写用ツールによって押圧された前記所定の領域上に載置された熱転写箔および前記熱転写箔上に載置された光吸収性を有する光吸収フィルムの少なくとも一部を押圧すると共に前記光吸収フィルムに向けて光を照射するように前記転写用ツールおよび前記移動機構を制御する、熱転写装置。 - 前記被転写物上には保護フィルムが載置され、
前記制御装置は、前記保護フィルムを介して前記被転写物の前記所定の領域を前記転写用ツールによって押圧するように少なくとも前記移動機構を制御する、請求項１に記載の熱転写装置。 - 前記保護フィルムは、光吸収性を有し、
前記制御装置は、前記保護フィルムを介して前記被転写物の前記所定の領域を押圧すると共に前記保護フィルムに向けて光を照射するように前記転写用ツールおよび前記移動機構を制御する、請求項２に記載の熱転写装置。 - 前記光吸収フィルムを、前記保護フィルムとして用いるとき、
前記制御装置は、前記被転写物の前記所定の領域を押圧するときに前記光吸収フィルムに向けて照射される第１光量が、前記熱転写箔を前記被転写物に転写するときに前記光吸収フィルムに向けて照射される第２光量より小さくなるように、前記転写用ツールを制御する、請求項３に記載の熱転写装置。 - 前記保護フィルムは、光透過性を有し、
前記被転写物は、光吸収性を有し、
前記制御装置は、前記保護フィルムを介して前記被転写物の前記所定の領域を押圧すると共に前記保護フィルムに向けて光を照射するように前記転写用ツールおよび前記移動機構を制御する、請求項２に記載の熱転写装置。 - 前記被転写物の前記所定の領域には、樹脂材料が含まれる、請求項３から５のいずれか一項に記載の熱転写装置。
- 被転写物に熱転写箔を転写する転写方法であって、
被転写物の所定の領域を押圧すること、
押圧された前記所定の領域上に熱転写箔を載置すること、
前記熱転写箔上に光吸収性を有する光吸収フィルムを載置すること、
前記熱転写箔および前記光吸収フィルムを転写用ツールによって押圧すると共に前記光吸収フィルムに向けて前記転写用ツールから光を照射すること、を包含する転写方法。 - 前記被転写物の前記所定の領域を押圧する前に、前記被転写物上に保護フィルムを載置すること、を包含し、
前記保護フィルムを介して前記被転写物の前記所定の領域を押圧する、請求項７に記載の転写方法。 - 前記保護フィルムは、光吸収性を有し、
前記保護フィルムを介して前記被転写物の前記所定の領域を前記転写用ツールによって押圧すると共に前記保護フィルムに向けて前記転写用ツールから光を照射する、請求項８に記載の転写方法。 - 前記光吸収フィルムを、前記保護フィルムとして用いるとき、
前記被転写物の前記所定の領域を押圧するときに前記光吸収フィルムに向けて照射される第１光量は、前記熱転写箔を前記被転写物に転写するときに前記光吸収フィルムに向けて照射される第２光量より小さい、請求項９に記載の転写方法。 - 前記保護フィルムは、光透過性を有し、
前記被転写物は、光吸収性を有し、
前記保護フィルムを介して前記被転写物の前記所定の領域を前記転写用ツールによって押圧すると共に前記保護フィルムに向けて前記転写用ツールから光を照射する、請求項８に記載の転写方法。 - 前記被転写物の前記所定の領域には、樹脂材料が含まれる、請求項９から１１のいずれか一項に記載の転写方法。
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| JP2018191728A JP2020059208A (ja) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | 熱転写装置および転写方法 |
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| WO2022050395A1 (ja) * | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Ｄｇｓｈａｐｅ株式会社 | 箔転写方法 |
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