JP2020513354A - 熱伝導転写印刷 - Google Patents
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Abstract
Description
a) 前面側及び裏面側があり、前記前面側に画像化表面を有する転写部材を準備するステップと、
b) 熱塑性ポリマーで形成された、又はコーティングされた個別粒子を前記転写部材の前記画像化表面にコーティングするステップと、
c) 前記画像化表面に直接的に接触しないほぼすべての粒子を除去して、前記画像化表面上に均一で単層の粒子コーティングを残すステップと、
d) 前記コーティングした画像化表面の選択された領域にエネルギーを印加し、また前記選択された領域内で前記粒子を加熱し、また粘着性のあるものにするステップと、並びに
e) 前記エネルギーの印加中又は印加後のいずれかで、前記コーティングした画像化表面の少なくとも一部分及び前記基板表面の対応部分を互いに押し合わせ、粘着性のあるものとされた前記粒子コーティングの領域のみを前記基板表面に転写させるステップと、を備える。
a) 互いに対向する前面側及び裏面側があり、前記前面側に画像化表面を有する可動転写部材と、
b) 熱塑性ポリマーで作製された、又はコーティングされた粒子の単層を前記画像化表面に塗布するコーティングステーションと、
c) 前記転写部材の裏面側から粒子がコーティングされた前記画像化表面の選択された領域にエネルギーが印加され、前記選択された領域内で画像化表面における粒子を粘着性のあるものにする画像化ステーションと、
d) 前記転写部材の画像化表面及び基板表面が互いに押し合わせられて、粘着性のあるものにされた粒子コーティングの領域のみを前記基板表面に転写させる転写ステーションと、
を備え、
e) 前記画像化ステーションは、前記転写部材の裏面側に熱接触し、前記転写部材を経る熱伝導によって前記画像化表面上の粒子にエネルギーを印加するよう動作する感熱プリントヘッドを有することを特徴とする。
a) 互いに対向する前面側及び裏面側があり、前記前面側に画像化表面を有する転写部材を準備するステップと、
b) 熱塑性ポリマーで作製された、又はコーティングされた粒子の単層を前記画像化表面に塗布するステップと、
c) 前記転写部材の裏面側から粒子がコーティングされた前記画像化表面の選択された領域に熱伝導による熱が印加され、前記選択された領域内で画像化表面における粒子を粘着性のあるものにするステップと、並びに
d) 前記画像化表面及び前記基板表面が互いに押し合わせられて、粘着性のあるものにされた粒子コーティングの領域のみを前記基板表面に転写させるステップと、
を備え、
e) ステップb)を繰り返して、ステップd)で先に塗布された単層コーティングが前記基板表面に転写された前記選択された領域に新鮮な粒子の単層コーティングを塗布し、前記画像化表面を再び粒子の単層で均一にコーティングされた状態が残るようにして、ステップc)〜e)を繰り返して受けることができるようにする。
図1は、本開示の印刷システムを開発する元となる特許文献1(WO2016/189512)に記載の印刷システムを示す。図1において、転写部材として作用するドラム10は、画像化表面として作用する外表面12を有する。ドラム10が矢印で示すように時計方向に回転するとき、微粒子の単層コーティングを取得するコーティングステーション14の下方を周期的に通過する。コーティングステーション14を退出した後、画像化表面12は画像化ステーション16の下方を通過し、この画像化ステーション16において、画像化表面12の選択された領域に放射線が印加され、画像化表面12の選択された領域における粒子コーティングを粘着性のあるものにする。図1において、放射線は、画像化表面12の前面側の選択された領域をレーザー放射に被曝させることによって印加される。これとは対照的に、以下に詳細に説明する本発明開示においては、熱を転写部材の裏面側に直接印加する。
コーティングステーション14は、特許文献1(国際公開第2016/189512号)及び国際公開第2016/189513号とほぼ同一であり、したがって、ここでは詳細に説明しない。基本的には、コーティングステーションは、複数個のスプレーヘッド1401を備え、これらスプレーヘッド1401はドラム10の軸線に沿って互いに整列する。スプレーヘッドのスプレー1402は、ベル状のハウジング1403内に閉じ込められ、ハウジングの下側リム1404は、画像化表面に対してぴったり合う形状にし、ベル状のハウジング1403とドラム10との間に狭いギャップのみが残るようにする。スプレーヘッド1401は共通の供給レール1405に接続し、この供給レール1405はスプレーヘッド1401に加圧流体キャリヤ(ガス状又は液体)を供給し、この加圧流体キャリヤ内には、画像化表面12をコーティングするのに使用すべき微粒子を懸濁させる。
コーティング粒子の形状及び組成は、特許文献1に完全に記載されている。本明細書に記載の本発明は、顔料着色された、染色された、又は無色の粒子を採用することができる。手短に言えば、高品質の印刷にとって、粒子は、塗布された単層コーティングの粒子間の隙間を減少するようできるだけ微細である、また必要な画像解像度より小さいのが望ましい。所望画像解像度に基づいて、幾つかの用途では、とくに、顔料着色された熱塑性粒子にとって10マイクロメートル(μm)までの粒径が適切であると考えられる。しかし、改善された画像品質を得るためには、粒径は2、3マイクロメートル、及びより好適には、約1μm未満であるのが好ましい。幾つかの実施形態において、適当な粒子は、100nm〜4μmの間、300nm〜1μmの間、とくには500nm〜1.5μmの間における平均直径を有することができる。このような粒子を生産する方法に基づいて、粒子はほぼ球形であり得るが、このことは必須ではなく、血小板のような形状にもなり得る。
コーティング粒子が懸濁する流体と言える粒子キャリヤは、液体又はガスのいずれかとすることができる。液体である場合キャリヤは水をベースとするのが好ましく、またガス状である場合キャリヤは空気とするのが好ましい。経済性を考慮する場合、ハウジングのプレナム内部から抽出(例えば、吸引)される余剰粒子は供給源及び/又はアプリケータ装置に再循環させることができる。
図1の画像化ステーション16は、やはり特許文献1に完全に記載されており、本開示において画像化ステーションは以下に図2につきより詳細に説明される転写部材の裏面に熱接触する感熱プリントヘッド708に置き換わるため、ここで詳細に説明する必要はない。
幾つかの実施形態において、画像化表面12は、代表的にはエラストマーで作製した疎水性表面とし、この表面は、概して剥離傾向のある材料(例えば、シリコーンをベースとした材料)から調合し、本明細書に記載の特性を有するよう調整することができる。シリコーンをベースとする母材は、意図された粒子と結合するのに適した任意の厚さ及び/又は硬さを有することができる。適当な硬さは、コーティングステーション14で粒子を画像化表面12に塗布するときに粒子に対して強力な結合を生じ、この結合は、粒子相互が付着する傾向よりも強力であるような硬さとする。比較的薄い画像化表面(例えば、5μm以下の厚さ)に関しては、剥離傾向材料は中位から低位にかけての硬度を有することができるとともに、比較的厚い画像化表面(例えば、約100μmまでもの厚さ)に関しては、剥離傾向材料(例えば、シリコーンをベースとした材料)は比較的高位の硬度を有することができると考えられる。幾つかの実施形態において、約60ショアA〜約80ショアAの間における比較的高位の硬度が画像化表面にとって好適である。他の実施形態において、60、50、40、30、20ショアA未満又は10ショアA未満でさえもの中・低硬度が満足のいくものである。特別な実施形態において、画像化表面は約30〜40ショアAの硬度を有し、より低い硬度は球形粒子にとって好適であると考えられる。この硬度は少なくとも5ショアAである。
図2に示す感熱プリントヘッド708のような直接接触感熱プリントヘッド熱転写印刷装置は、市販されており、また主にタグ及びラベル、バーコード、並びに搭乗券を印刷するのに一般的に使用されている。これらは、従来熱塑性着色剤層でコーティングされたリボンを使用する。このリボンは受熱基板及び感熱プリントヘッドとの間に挟まれ、この感熱プリントヘッドは熱塑性着色剤を加熱及び溶融し、印刷画像の形態で基板に転写する。熱塑性着色剤層は均一なフィルムであるため、そのフィルムの一部が基板に転写された後にこの結果生ずる空所がリボンを再使用には適さないものにしてしまう。したがって、このような熱転写印刷プロセスは極めてムダが多く、またコスト的に効果的ではない。
図面に示す印刷システムは、任意の特別な基板タイプには限定されない。基板は、ペーパー又はカードの個別シートとする、又は連続ウェブの形態を有することができる。軟化したポリマー粒子の薄いフィルムを基板に塗布する方法に起因して、フィルムは基板の表面に在留する傾向がある。このことは、高品質の印刷を異なる品質のペーパー上で達成することができる。さらに、基板材料は、繊維質である必要はなく、また任意なタイプの表面、例えば、プラスチックフィルム又は剛性ボードとすることができる。
図2に示す転写ステーションは、転写部材700及びその外側画像化表面12に押し付けられる滑らかな印象シリンダ(圧胴)22のみ有する。印象シリンダ22は基板移送システムの一部を形成することができ、この場合、この基板移送システムは個別基板シートの先導端縁に係合するグリッパを装備することができる。デジタル印刷システム以外において、印象シリンダ22は、基板20に転写すべき粒子コーティングの領域を選択するエンボス加工表面を有することができる。
Claims (10)
- 基板の表面に熱転写印刷する印刷システムであって、
a) 互いに対向する前面側及び裏面側があり、前記前面側に画像化表面を有する転写部材と、
b) 熱塑性ポリマーで作製された、又はコーティングされた粒子の単層を前記画像化表面に塗布するコーティングステーションと、
c) 前記転写部材の裏面側から粒子がコーティングされた前記画像化表面の選択された領域にエネルギーが印加され、前記選択された領域内で前記画像化表面における前記粒子を粘着性のあるものにする画像化ステーションと、
d) 前記転写部材の画像化表面及び基板表面が互いに押し合わせられて、粘着性のあるものにされた粒子コーティングの領域のみを前記基板表面に転写させる転写ステーションと、
を備え、
e) 前記画像化ステーションは、前記転写部材の裏面側に熱接触し、前記転写部材を経る熱伝導によって前記画像化表面上の前記粒子にエネルギーを印加するよう動作する感熱プリントヘッドを有する
ことを特徴とする、印刷システム。 - 請求項1記載の印刷システムにおいて、前記転写ステーションは、前記転写部材の前記前面側に対面して位置決めされて、前記転写部材の前記画像化表面及び前記基板表面が互いに押し合わされるニップを画定する印象シリンダを有し、
前記画像化ステーションの前記感熱プリントヘッドは、前記ニップで又は前記ニップに隣接して前記転写部材の前記裏面側に熱を印加するよう整列させ、これにより熱可塑性粒子を粘着性のあるものにすること、及び前記粒子を前記基板表面に印象付けることがほぼ同時に生ずるようにする、印刷システム。 - 請求項1又は2記載の印刷システムにおいて、さらに、前記転写部材の前記裏面側に潤滑剤を制御可能に放出して前記転写部材が前記感熱プリントヘッドを摺動するとき前記裏面側を潤滑するよう構成された潤滑システムを備える、印刷システム。
- 請求項3記載の印刷システムにおいて、前記潤滑剤は、前記転写部材の厚さにわたり通過でき、剥離促進剤として作用する、印刷システム。
- 請求項1〜4のうちいずれか1項記載の印刷システムにおいて、さらに、印象ステーションを通過した後、前記基板を処理する処理ステーションを備える、印刷システム。
- 請求項5記載の印刷システムにおいて、前記処理ステーションは、前記基板及び/又は受取基板上に転写された画像を加熱するよう動作するヒーターを有する、印刷システム。
- 請求項6記載の印刷システムにおいて、前記ヒーターは前記転写された画像に接触しない、印刷システム。
- 請求項6記載の印刷システムにおいて、前記ヒーターは前記転写された画像に接触する加熱されたシリコーン被覆ローラ又はベルトを含む、印刷システム。
- 請求項1〜8のうちいずれか1項記載の印刷システムにおいて、第1転写ステーションで基板に転写された熱塑性ポリマーフィルムのオープンタイムは、前記画像化表面における前記粒子が粘着性フィルムに付着する粒子の層によって第2転写ステーションで接触するまで粘着性を保持するような時間である、印刷システム。
- 基板表面に熱転写印刷する方法であって、以下のステップ、すなわち、
a) 互いに対向する前面側及び裏面側があり、前記前面側に画像化表面を有する可動転写部材を準備するステップと、
b) 熱可塑性ポリマーで作製された、又はコーティングされた粒子の単層を前記画像化表面に塗布するステップと、
c) 前記転写部材の前記裏面側から粒子がコーティングされた前記画像化表面の選択された領域に熱伝導による熱が印加され、前記選択された領域内で前記画像化表面における前記粒子を粘着性のあるものにするステップと、並びに
d) 前記画像化表面及び前記基板表面が互いに押し合わせられ、粘着性のあるものにされた粒子コーティングの前記領域のみを前記基板表面に転写させるステップと、
を備え、
e) ステップb)を繰り返して、ステップd)で先に塗布された単層コーティングが前記基板表面に転写された前記選択された領域に新鮮な粒子の単層コーティングを塗布し、前記画像化表面を再び粒子の単層で均一にコーティングされた状態が残るようにして、ステップc)〜e)を繰り返して受けることができるようにする、方法。
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