JP5281274B2 - 再転写式サーマルプリンタ及びこれを用いたシール装置 - Google Patents

Description

本発明は、被印刷物に印刷を行う再転写式サーマルプリンタに関する。
本発明は、合成樹脂フィルムの周縁部を熱溶着し、一端が開口された包装用袋に物品を投入し、開口端部を熱溶着するシール装置に関する。

周知のように、合成樹脂フィルムの周縁部を熱溶着し、一端が開口された包装用袋に物品を投入し、開口端部を熱溶着するシール装置において、被印刷物（包装用袋）に製造年月日、賞味期限、内容量等の表示を施す場合は、熱転写リボンを包装用袋に押し当てて印刷するホットプリンタ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、その一例を示す。
シール装置１００は、被印刷物を搬送するコンベヤベルト１０１と並走して設けられた１対の搬送ベルト１０３，１０４から成る搬送コンベヤ１０２と、この搬送コンベヤ１０２に設けられた加熱ヒータ（又は熱板）１０５とを備えている。シール装置１００の搬送コンベヤ１０２の下流側には、被印刷物を検知するための袋検知センサ１０６が設けられている。袋検知センサ１０６の下流側には、被印刷物のシール部に印刷を施すホットプリンタ１０７が設けられている。

次に、図１０に示すシール装置１００の作用を説明する。
一端が開口し物品が内部に投入された合成樹脂フィルム製の被印刷物を矢印で示す方向から搬送コンベヤ１０２の搬送ベルト１０３，１０４間で挟持されるように挿入する。搬送コンベヤ１０２によって加熱ヒータ（又は熱板）１０５の間を通過し、ここで被印刷物の一端の開口が重ね合わされた状態で溶融して接着される。そして、シール装置１００から排出された被印刷物を袋検知センサ１０６が検知し、被印刷物の印刷部がホットプリンタ１０７のヘッド１０８の下に到達したとき、ホットプリンタ１０７は動作を開始し、例えば、所定の画像、情報、記号、文字、図柄、絵柄等から成る表示をヘッド１０８が被印刷物のシール部に捺印する。

これらの装置では、活字を熱して使用するため、表示を構成する製造年月日、賞味期限、内容量等を変更する場合、毎回活字を入れ替える必要があり、取扱い時に火傷を生じたり、活字の入れ間違いによる印字ミスを発生させたりするという不具合が発生していた。そのため、表示をコンピュータ処理し、リアルタイムに表示内容を変更できる印刷システムが要望されてきた。

それらの要望に基づいて、リアルタイムに表示変更が可能なサーマルヘッド（ドットマトリクス状平面発熱体、若しくはストロークピン方式ドット発熱体などによる感熱記録用サーマル印字ヘッド）とサーマルリボン（感熱転写リボン）を使用するサーマルプリンタ装置が使用されるようになってきた（例えば、特許文献２参照）。
サーマルプリンタは、耐熱・耐高張力のあるポリエステル等をベースとしたフィルムに感熱性インクを塗工し製造されたサーマルリボンと、先端部にヒータを集合させそのヒータのＯＮ−ＯＦＦ情報やＯＮ時間制御等を行うための大規模な集積回路を搭載したサーマルトヘッドを使用して行われる（特開平８−２１６４７８号公報参照）ことが知られている。
特開２０００−１２８１３４号公報 特開平８−２１６４７８号公報

しかし、サーマルプリンタは、サーマルリボンと被印刷物とを密着させることによりインクの熱転写が可能であり、小さな凹凸であっても高い部分にしかインクが転写せず、鮮明な捺印は望めなかった。従って、被印刷物の捺印表面は平滑面であることが必要である。
また、サーマルトヘッドは、基本的にヒータの集合体でありそのヒータのＯＮ−ＯＦＦ情報やＯＮ時間制御等を行うための大規模な集積回路が搭載されており、電子部品として取り扱う必要がある。ヒータ部は、耐熱・耐摩耗性・耐伝導性に優れる高分子材料によりカバーコートされている。
しかし、接着強度を強くするために継続して強い圧力をサーマルトヘッドにかけることはサーマルヘッドの耐久性の上から故障を誘発する原因となっている。そのため、印刷後の接着強度が弱いということや、被印刷物の印刷箇所に凹凸のある分野に対してはサーマルプリンタでの印刷ができないという問題があった。
従って、開口端部を熱溶着する従来のシール装置では、シール部が熱溶着によって凹凸形状をしており、サーマルプリンタ方式で印刷しようとすると、例えば、図１１に示すように、被印刷物１１０のシール部１１２に施された表示１１１の印刷が不鮮明となる虞がある。

本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、凹凸形状のシール部から成る印刷部に捺印することが可能な再転写式サーマルプリンタ及びこれを用いたシール装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、サーマルヘッドとサーマルリボンとプラテンロールとを有し、再転写シートに表示及び位置検出マークを転写するサーマルプリンタ装置と、パルス制御し前記再転写シートを所定の転写箇所まで送り出したり巻き戻したりする位置調整部を有し、前記再転写シートに転写された前記表示及び前記位置検出マークを所定の転写箇所まで送り出す再転写シート駆動装置と、シール装置により開口端部に熱溶着部を形成すると共に前記熱溶着部に凹凸部を形状して成るシール部を有する合成樹脂フィルム製の被印刷物の前記シール部に前記再転写シートに転写された前記表示を転写するホットスタンパ転写装置であって、シリコンゴム板と、ヒータと前記ヒータにより高温に加熱される熱板とを備え、前記シリコンゴム板に対して上下動するヒータ台と、前記ヒータ台の先端に貼られ、前記再転写シートに転写された前記表示を前記シリコンゴム板とで挟み込むことが可能であると共に前記再転写シートに転写された前記位置検出マークを前記シリコンゴム板とで挟まないように構成される耐熱性ラバーとを有し、前記再転写シートに転写された前記表示と前記シール部とを重ねて、前記シリコンゴム板と前記耐熱性ラバーとで挟み込み、前記シリコンゴム板に押し付け、前記耐熱性ラバーが前記再転写シートに転写された前記表示と前記シール部との当接面積を多くするように前記シール部の前記凹凸部に応じて撓み、前記ヒータで加熱された前記熱板により前記シール部を軟化させ、前記シリコンゴム板に対する前記ヒータ台の押圧力によって、前記シール部の前記凹凸部を前記シリコンゴム板に押さえ込んだ状態で、前記再転写シートに転写された前記表示を前記被印刷物の前記シール部に転写し、かつ前記再転写シートに転写された前記位置検出マークを再転写せずに前記再転写シートに残すホットスタンパ転写装置と、前記再転写シートへ転写された前記位置検出マークを検出する位置検出マーク検出センサとを備え、前記再転写シートに残された前記位置検出マークを前記位置検出マーク検出センサが検出し、前記位置調整部を制御して前記再転写シートを所定の位置へ戻すことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の再転写式サーマルプリンタにおいて、前記再転写シートは、前記ホットスタンパ転写装置により前記シール部に前記表示を再転写するに際し、前記ホットスタンパ転写装置の圧力と熱とで前記表示をカバーコートする転写層を備えていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、合成樹脂フィルムの周縁部を熱溶着し、一端が開口された包装用袋に物品を投入し、前記開口端部に熱溶着部を形成すると共に前記熱溶着部に凹凸部を形状して成るシール部を形成するシール機構部と、請求項１又は２に記載の再転写式サーマルプリンタとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、凹凸のある被印刷物のシール部に鮮明に表示（画像、情報、記号、文字、図柄、絵柄）を転写することができる。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１乃至図７は、本発明の一実施形態に係る再転写式サーマルプリンタ１を示す。
本実施形態に係る再転写式サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１７とサーマルリボン１９とプラテンロール１６とを有し、再転写シート１１に画像、情報、記号、文字、図柄、絵柄等から成る表示４１及び位置検出マーク４０を転写するサーマルプリンタ装置１８と、再転写シート１１に転写された表示４１及び位置検出マーク４０を所定の転写箇所まで送り出すステッピングモータ２０を有する再転写シート駆動装置１２と、位置検出マーク４０を検出する位置検出マーク検出センサ１５と、凹凸のあるシール部４３を有する被印刷物４２のシール部４３に表示４１を転写するホットスタンパ転写装置１０とを備える。

サーマルリボン１９は、ステッピングモータ２１で駆動される。
ホットスタンパ転写装置１０は、シリコンゴム板２２と、シリコンゴム板２２に対して上下動する高温に温められたヒータ台３１と、ヒータ台３１の先端に貼られた耐熱性ラバー１４とを備え、再転写シート１１に転写された表示４１と凹凸のあるシール部４３を有する被印刷物４２のシール部４３とを、シリコンゴム板２２と耐熱性ラバー１４とで挟み込み被印刷物４２のシール部４３に表示４１を再転写するように構成されている。
ヒータ台３１は、ヒータ４４と、このヒータ４４によって加熱される熱板４５とを備えている。
ヒータ台３１を上下動させる機構は、例えば、図１、図２に示すように、モータ３０の軸３２に取り付けた円盤３３と、円盤３３によって回転される腕木３４と、腕木３４に回動自在に取り付けた可動板３５と、可動板３５の摺動部に取り付けた上下動規制部３６と、可動板３５に取り付けたヒータ台３１とを備え、モータ３０の回転を可動板３５の上下運動に変換し、その上下運動によってヒータ台３１をシリコンゴム板２２に対して垂直方向に移動させるように構成されている。
ここで、耐熱性ラバー１４を再転写シート１１と被印刷物４２のシール部４３とを重ねてシリコンゴム板２２に押しつけ、被印刷物４２のシール部４３に表示４１を再転写するに際し、シール部４３が凹凸形状をしているので、表示４１がシール部４３に確実に当接しないで隙間を形成し、図１１に示す従来の印刷のように不鮮明と成りやすいが、耐熱性ラバー１４が表示４１とシール部４３との当接面積を多くするようにシール部４３の凹凸に応じて撓み、かつ、ヒータ台３１からの加熱によって転写しやすい状態にすることができる。

なお、再転写シート１１としては、例えば、文字、記号、図形等の像を感圧転写することにより、被転写物の表面に文字、記号、図形等を形成する乾式転写剤を用いたものが知られている。例えば、支持体として、厚さ２５〜２００μｍ程度の透明または半透明のプラスチックフィルムなどからなる基材フィルム上に、ポリエチレン、アイオノマーなどからなり、抗張力が１ｋｇ／ｃｍ²以上、１００ｋｇ／ｃｍ²以下の表面処理剤層を設けたもの（特開平２−８１６８４号公報参照）、さらに表面処理剤層に着色剤を含有させたもの（特開平３−１７８４９１号公報参照）が知られている。再転写シート１１としては、例えば、特開２００２−２９３０４７号公報として開示されている中間転写シートを備えていることが好ましい。

次に、本実施形態に係る再転写式サーマルプリンタ１の作用を説明する。
ここでは、図２に示すように、本実施形態に係る再転写式サーマルプリンタ１を、例えば、図１０に示すシール装置１００のプリンタ部に設けた場合について説明する。被印刷物４２はシール装置１００と並走するコンベヤベルト１０１によって搬送される。
再転写シート１１への転写及び被印刷物４２への再転写は、図３、図４に示すように実施される。図３は、サーマルヘッド１７による再転写シート１１への転写及び再転写シート１１の送り方法を、そのステップ毎に示す。そして、ここで再転写シート１１は、サーマルヘッド１７による転写面側Ａから見た状態を示している。また、図３において、表示４１の周りの実線枠、破線枠は説明のために記載したもので、転写された表示４１の周りにはこれらは転写されていない。

先ず、運転をＯＮにすると、図３（１）に示すように、サーマルヘッド１７とプラテンロール１６によってサーマルリボン１９を介して、表示４１とともに位置検出マーク４０が再転写シート１１に転写される。
図５に示すように、サーマルリボン１９のインク２５はサーマルヘッド１７とプラテンロール１６によってサーマルリボン１９を介して、再転写シート１１の転写層２４上に表示４１として転写される。
次に、図３（２）に示すように、表示４１とともに位置検出マーク４０が転写された再転写シート１１はステッピングモータ２０によって所定の再転写位置まで送られる。この際、位置検出マーク検出センサ１５が位置検出マーク４０を検出して図示しない制御装置のＣＰＵが、ステッピングモータ２０をパルス制御し再転写シート１１を所定の再転写位置まで送る。
以上が、図４に示す初期動作である。

次に、図４に示す運転動作が実施される。
先ず、図３（３）に示すように、被印刷物４２が袋検知センサ１０６によって検出される（図４のステップＳ１）と、所定の再転写位置へ被印刷物４２が到達するまで再転写動作はタイマにて遅延され（図４のステップＳ２）、タイマが解除されるとホットスタンパ転写装置１０は動作を開始し、図６に示すように、耐熱性ラバー１４とシリコンゴム板２２で被印刷物４２及び再転写シート１１を挟み込んで、再転写シート１１の転写層２４上に転写された表示４１を被印刷物４２へ再転写する(図４のステップＳ３)。この際、ホットスタンパ転写装置１０の圧力とヒータ４４で加熱された熱板４５による熱で表示４１とともに、再転写シート１１の転写層２４も被印刷物４２へ転写する。
この際、図３（４）に示すように、位置検出マーク４０は耐熱性ラバー１４とシリコンゴム板２２に挟まれない構造を保ち、再転写されずに再転写シート１１へ残る。再転写シート１１を巻き戻す際、残った位置検出マーク４０を位置検出マーク検出センサ１５が再度検出し、所定の位置へ戻る量をステッピングモータ２０へパルスを出力して制御する（図４のステップＳ４)。

次に、図３（５）に示すように、サーマルヘッド１７とプラテンロール１６によってサーマルリボン１９を介して、表示４１とともに位置検出マーク４０が再転写シート１１に転写される(図４のステップＳ５)。
次に、図３（６）に示すように、表示４１とともに位置検出マーク４０が転写された再転写シート１１は、ステッピングモータ２０によって所定の再転写位置まで送られる（図４のステップＳ６）。この際、位置検出マーク４０を位置検出マーク検出センサ１５が検出して図示しない制御装置のＣＰＵが、ステッピングモータ２０をパルス制御し再転写シート１１を所定の再転写位置まで送る。

次に、図３（７）に示すように、被印刷物４２が袋検知センサ１０６によって検出される（図４のステップＳ１）と、所定の再転写位置へ被印刷物４２が到達するまで再転写動作はタイマにて遅延され（図４のステップＳ２）、タイマが解除されるとホットスタンパ転写装置１０は動作を開始し、再転写シート１１の表示４１を耐熱性ラバー１４とシリコンゴム板２２で挟み込んで、被印刷物４２へ再転写する(図４のステップＳ３)。
このように、運転状態に入ると、図３（３）〜（６）及び図４のステップＳ１〜Ｓ６の動作を継続して行う。

以上のように、本実施形態によれば、表示４１をコンピュータ処理しリアルタイムに表示内容を変更できるサーマルプリンタ装置１８にて再転写シート１１へ表示４１を中間転写するとともに、中間転写された表示４１を凹凸のある被印刷物４２のシール部４３に対しても再転写することができる。
また、シール装置１００の加熱ヒータ（又は熱版）１０５の下流側にホットスタンパ転写装置１０を設置したことにより、シール部４３は凹凸形状をしていても加熱ヒータ（又は熱版）１０５の熱の影響でシール部４３の凹凸形状は軟化しており、ホットスタンパ転写装置１０による圧力と熱による再転写により、例えば、図７に示すように、ホットプリンタ装置及びホットスタンパ転写装置でシール部分へ捺印した表示と同様に、鮮明な表示４１を得ることができる。

なお、本実施形態では、再転写シート１１に位置検出マーク４０を表示４１とともに転写できるようにし、巻き取り、巻き戻しを制御できるようにしたが、再転写シート１１の巻き取り、巻き戻しに大きな誤差が生じないのであれば、位置検出マーク検出センサ１５とともに位置検出マーク４０を省略し、パルス制御のみで運転してもよい。

図３のタイムチャートでは、初期動作と運転動作を分けてある。この場合、一連の作業の最後の再転写シート１１にはその一連の作業の表示４１が転写された状態で残る。次に、アイテムを変更して次の作業を開始すると、本来転写すべき表示４１と違った表示４１が最初の１個に転写されるという不都合が発生する場合がある（製造年月日、賞味期限、品名、内容量等）。
そのため、図８に示すように、プログラムの変更によって再転写シート１１へは表示４１を転写しないで作業を開始する方法も可能である。

なお、本実施形態では、シール部のシール形態を直線で説明したが、密封性を保つシール形態は熱ロールの形状により各種あり、ホットスタンパ転写装置では、転写の際圧力を付加することができるので、シール形態に拘わらず鮮明な表示４１を得ることができる。
また、上記実施形態では、ヒータ台３１を上下動させる機構として、モータ３０での駆動方式を説明したが、これ以外にも空圧機器（エアシリンダ）を利用した方法、電動機器（電動シリンダ）を利用した方法、油圧機器（油圧シリンダ）を利用した方法等を利用することができる。
また、図４のステップＳ１〜Ｓ３において、例えば、図９に示すように、耐熱性ラバー１４とシリコンゴム板２２で被印刷物４２及び再転写シート１１を挟み込んで、凹凸のある被印刷物４２のシール部４３をホットスタンパ転写装置１０の圧力とヒータ４４で加熱された熱板４５による熱で平坦化させて再転写シート１１から表示４１とともに、再転写シート１１の転写層２４を転写することもできる。この際、再転写シート１１の基材２３から転写層２４も同時に転写し、ホットスタンパ転写装置１０の圧力と熱板４５による熱で表示４１を再転写シート１１の転写層２４がカバーコートする。このカバーコートによって単にサーマルプリンタで被印刷物４２へ表示４１を施した場合に比べて擦過に対する耐久性に優れた表示４１を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る再転写式サーマルプリンタの構成図である。 本発明の一実施形態に係る再転写式サーマルプリンタを組み込んだシール装置の概略図である。 再転写シートへの転写及び送り方法の説明図である。 動作を示すタイムチャートである。 サーマルヘッドによって再転写シートに表示を生成する工程を示す説明図である。 ホットスタンパ転写装置によるシール部分へ捺印する状態を示す説明図である。 ホットスタンパ転写装置でシール部分へ捺印したイメージ図である。 動作を示すタイムチャートである。 ホットスタンパ転写装置によるシール部分へ捺印する状態を示す説明図である。 従来のシール装置のシール部及びホットプリンタ部を示す説明図である。 サーマルプリンタ方式でシール部分へ捺印したイメージ図である。

符号の説明

１ 再転写式サーマルプリンタ
１０ ホットスタンパ転写装置
１１ 再転写シート
１２ 再転写シート駆動装置
１４ 耐熱性ラバー
１５ 位置検出マーク検出センサ
１６ プラテンロール
１７ サーマルヘッド
１８ サーマルプリンタ装置
１９ サーマルリボン
２０ ステッピングモータ
２１ ステッピングモータ
２２ シリコンゴム板
３０ ホットスタンパ駆動モータ
４０ 位置検出マーク
４１ 表示
４２ 被印刷物
４３ シール部
１００ シール装置
１０１ コンベヤベルト
１０６ 袋検知センサ

Claims (3)

1. サーマルヘッドとサーマルリボンとプラテンロールとを有し、再転写シートに表示及び位置検出マークを転写するサーマルプリンタ装置と、
   パルス制御し前記再転写シートを所定の転写箇所まで送り出したり巻き戻したりする位置調整部を有し、前記再転写シートに転写された前記表示及び前記位置検出マークを所定の転写箇所まで送り出す再転写シート駆動装置と、
   シール装置により開口端部に熱溶着部を形成すると共に前記熱溶着部に凹凸部を形状して成るシール部を有する合成樹脂フィルム製の被印刷物の前記シール部に前記再転写シートに転写された前記表示を転写するホットスタンパ転写装置であって、シリコンゴム板と、ヒータと前記ヒータにより高温に加熱される熱板とを備え、前記シリコンゴム板に対して上下動するヒータ台と、前記ヒータ台の先端に貼られ、前記再転写シートに転写された前記表示を前記シリコンゴム板とで挟み込むことが可能であると共に前記再転写シートに転写された前記位置検出マークを前記シリコンゴム板とで挟まないように構成される耐熱性ラバーとを有し、前記再転写シートに転写された前記表示と前記シール部とを重ねて、前記シリコンゴム板と前記耐熱性ラバーとで挟み込み、前記シリコンゴム板に押し付け、前記耐熱性ラバーが前記再転写シートに転写された前記表示と前記シール部との当接面積を多くするように前記シール部の前記凹凸部に応じて撓み、前記ヒータで加熱された前記熱板により前記シール部を軟化させ、前記シリコンゴム板に対する前記ヒータ台の押圧力によって、前記シール部の前記凹凸部を前記シリコンゴム板に押さえ込んだ状態で、前記再転写シートに転写された前記表示を前記被印刷物の前記シール部に転写し、かつ前記再転写シートに転写された前記位置検出マークを再転写せずに前記再転写シートに残すホットスタンパ転写装置と、
   前記再転写シートへ転写された前記位置検出マークを検出する位置検出マーク検出センサと
   を備え、
   前記再転写シートに残された前記位置検出マークを前記位置検出マーク検出センサが検出し、前記位置調整部を制御して前記再転写シートを所定の位置へ戻す
   ことを特徴とする再転写式サーマルプリンタ。
2. 請求項１に記載の再転写式サーマルプリンタにおいて、
   前記再転写シートは、前記ホットスタンパ転写装置により前記シール部に前記表示を再転写するに際し、前記ホットスタンパ転写装置の圧力と熱とで前記表示をカバーコートする転写層を備えている
   ことを特徴とする再転写式サーマルプリンタ。
3. 合成樹脂フィルムの周縁部を熱溶着し、一端が開口された包装用袋に物品を投入し、前記開口端部に熱溶着部を形成すると共に前記熱溶着部に凹凸部を形状して成るシール部を形成するシール機構部と、
   請求項１又は２に記載の再転写式サーマルプリンタと
   を備えることを特徴とするシール装置。

Images