JP5831615B2 - 樹脂シート製造装置及び樹脂シート製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂シート製造装置及び樹脂シート製造方法に関し、特に透かし画像を有する樹脂シートを製造する技術に関する。

従来、絵柄が印刷された樹脂シートの製造方法がある。この樹脂シートの製造方法は、樹脂シートを形成し、その上にインク等を用いて絵柄を印刷するものである。

なお、ラベルを製造するラベル製造技術として様々なものが知られている。例えば、裏面に粘着剤が塗布されたラベルの場合には、刃型を作らずに、トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置を用い、粘着剤付き剥離シートの上にラベル基材、ラベル画像、シール材を順次形成して、任意形状のラベルを所望のタイミングで作成するラベル作成方法及び装置が提案されている。なお、ラベル基材用のトナーの主成分としてポリビニルアセタール樹脂を使用している（例えば、特許文献１参照。）。

また、ラベルの構成樹脂としてＵＶ硬化性ポリエステルを使用する例も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置を用い、十分な厚みのラベルを形成するラベル作成方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００７−２８３７４５号公報 特開２０１０−１８４４７０号公報 特開２０１１−１０７４１８号公報

上述した樹脂シート製造方法では、次のような問題があった。すなわち、樹脂シート上に印刷するものでは、印刷に立体感がなく、多様性に欠ける。また、水や油等で印刷が消される場合がある。

そこで本発明は、インク等を用いることなく絵柄を形成でき、立体感があり、表現の多様性に富む樹脂シートを製造することができる樹脂シート製造装置及び樹脂シート製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の樹脂シート製造装置及び樹脂シート製造方法は次のように構成されている。

剥離シートの第１領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第１樹脂シートを形成する第１の樹脂シート転写器と、前記剥離シートの第１領域内に含まれる第２領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第２樹脂シートを形成する第２の樹脂シート転写器と、前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとを同時に加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記剥離シート上に定着する定着器とを備えることを特徴とする。

剥離シート上の第１領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第１樹脂シートを形成し、前記剥離シート上の第１領域内に含まれる第２領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第２樹脂シートを形成し、前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとを同時に加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記剥離シート上に定着することを特徴とする。

前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする。

本発明によれば、インク等を用いることなく絵柄を形成でき、立体感があり、表現の多様性に富む樹脂シートを製造することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る樹脂シート製造装置の内部構造を示す説明図。 同樹脂シート製造装置における樹脂シート製造工程を示す説明図。 同樹脂シート製造工程を示す説明図。 同樹脂シート製造工程を示す説明図。 同樹脂シート製造工程を示す説明図。 同樹脂シート製造工程を示す説明図。 同樹脂シート製造工程を示す説明図。 同樹脂シート製造装置により透かし画像を形成する手順を示す説明図。 同樹脂シート製造装置による形成された樹脂シートの例を示す平面図。 同樹脂シート製造装置による形成された樹脂シートの別の例を示す平面図。

図１は本発明の一実施の形態に係る樹脂シート製造装置１の内部構造を示す説明図、図２Ａ〜図２Ｆは樹脂シート製造装置１における樹脂シート製造工程を示す説明図である。なお、以下の説明中Ｓは樹脂シート、Ｐは剥離シート、Ｔは樹脂シートＳの材料となる熱可塑性樹脂としてのトナーを示している。剥離シートＰは、表面エネルギが低く剥離性が良好なものを用い、粘着剤を介さず、樹脂シートＳを形成する。トナーＴに用いられる熱可塑性樹脂粉体としては、例えば、三菱化学株式会社製ポリブチレンサクシネート系樹脂「ＧＳ Ｐｌａ＠」を使用し、これを粉砕し７５μｍフィルターパス粒径品に帯電制御剤、流動性制御剤等の外添処理を施しトナー化している。

樹脂シート製造装置１は、その表面に樹脂シートＳが形成される剥離シートＰを供給する剥離シート供給部１０と、剥離シートＰを搬送する搬送機構２０と、後述する転写ベルト２２の上方に、転写ベルト２２の搬送方向に沿って４台が配置され、剥離シートＰ上にトナーＴを転写する作像ユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ）と、転写ベルト２２の搬送方向の下流側に位置し、トナーＴが転写された剥離シートＰを熱プレスし、トナーＴを剥離シートＰ上に固着する定着器４０とを備えている。

搬送機構２０は、複数の駆動ローラ２１と、これら駆動ローラ２１及び後述する転写ローラ３７に掛け渡された転写ベルト（無端ベルト）２２とを備えている。

作像ユニット３０は、表面に感光体が形成された感光体ドラム（樹脂シート転写器）３１と、感光体ドラム３１の周面を周方向に取り囲んで配置されたドクターシート３２、帯電ローラ３３、ＬＥＤヘッドからなる露光ヘッド３４、現像ローラ３５と、トナーＴが充填される共に、現像ローラ３５に供給するトナータンク３６と、転写ベルト２２の下面側に位置し、感光体ドラム３１とで剥離シートＰを挟み、剥離シートＰ上にトナーを転写する転写ローラ３７とを備えている。

なお、ドクターシート３２は、トナーの種類によって素材を選択する。具体的には、トナーＴの場合は、トナーＴが付着しにくい、形状変化が小さい等の理由からポリイミド樹脂シートを用いた。取り付け方法を改善し、波うち等が生じないようにすることで、フッ素系樹脂シート等を使用してもよい。

定着器４０は、一対の定着ローラ４１，４２と、上側の定着ローラ４１に当接するオイル塗布ローラ４３とを備えている。

なお、作像ユニット３０Ａ，３０Ｂを第１の樹脂シート転写器とし、作像ユニット３０Ｃ，３０Ｄを第２の樹脂シート転写器とし、それぞれ重なる領域と異なる領域に現像層Ｙを形成し、透かし画像を有する樹脂シートＳを形成することになる。この点については後述する。

このように構成された樹脂シート製造装置１では、次のようにして樹脂シートＳを製造する。なお、予め樹脂シートＳの形状や印刷文字等のデータは、ＰＣ等により作成し、樹脂シート製造装置１に入力する。

上流側に位置する作像ユニット３０Ａに剥離シートＰが供給される。感光体ドラム３１を図１中矢印方向（時計回り）に回転させる。図２Ａに示すように、帯電ローラ３３により、感光体ドラム３１の感光体を帯電させる。次に、図２Ｂに示すように、露光ヘッド３４で帯電ローラ３３表面上に光を投影し、任意形状のパターンを露光し非露光部と表面電位差を有する潜像Ｘを規定する。

次に、図２Ｃに示すように、現像ローラ３５表面に現像ローラ３５の回転により、攪拌されつつトナータンク３６から供給されるトナーＴを付着する。

攪拌により静電気を帯びたトナーＴは、現像ローラ３５から感光体ドラム３１上の潜像Ｘに付着し、現像層Ｙが形成される。その後、現像層Ｙの回転移動に同期して剥離シートＰが給紙され、転写ローラ３７と接する位置に現像層Ｙと剥離シートＰが重なって進入する。

感光体ドラム３１と転写ローラ３７とで剥離シートＰを押圧し、転写ローラ３７に印加されたトナー吸着電位により現像層Ｙは剥離シートＰに転写する。転写後は、感光体ドラム３１の表面はドクターシート３２により余分なトナーＴが落とされる。作像ユニット３０は、上述した帯電から余分なトナーＴを落とすまでの工程を繰り返し行うことで、剥離シートＰ上にトナーＴを現像層Ｙとして転写する。

同様の動作を、作像ユニット３０Ｂ，３０Ｃ，３０ＤでもトナーＴを付着させ、所定の厚みを有する樹脂シートＳを形成する。なお、各作像ユニット３０Ａ〜３０Ｄによって形成する現像層Ｙを異ならせることで、透かし画像を形成する手順について説明する。

ここで、各作像ユニット３０Ａ〜３０Ｄで形成する現像層Ｙをそれぞれ現像層ＹＡ〜ＹＤとする。図３に示すように、作像ユニット３０Ａでは現像層ＹＡ、作像ユニット３０Ｂでは現像層ＹＢ、作像ユニット３０Ｃでは現像層ＹＣ、作像ユニット３０Ｄでは現像層ＹＤを形成する。現像層ＹＡ及び現像層ＹＢは地Ｍのみ、現像層ＹＣ及び現像層ＹＤは地Ｍに対し、絵柄Ｗの部分が開口となっている。これら、各現像層ＹＡ〜ＹＤが剥離シートＰ上に重ねられて形成されることで、１つの現像層ＹＱが形成される。なお、地Ｍは各現像層ＹＡ〜ＹＤにおいて重なる領域、絵柄Ｗは各現像層ＹＡ〜ＹＤにおいて異なる領域となる。

最後に、図２Ｅに示すように、定着器４０に現像層ＹＱと剥離シートＰを通し、加熱・加圧により現像層ＹＱを形成するトナーＴを融着・固結させて剥離シートＰに定着させる。このようにして樹脂シートＳを形成する。

上述したように、樹脂シートＳの地Ｍの部分は４枚の現像層Ｙが重なっており、絵柄Ｗの部分については２枚の現像層Ｙが重なっていることから、樹脂の厚さが異なっている。このため、光の透過率が異なることから、透かし画像が形成されることとなる。

樹脂シート製造装置１により形成される樹脂シートＳは、剥離シートＰに付着した状態であるが、定着時に、現像層Ｙ上面に接触する定着ローラ４１の表面エネルギは、剥離シートＰの表面エネルギ以下とすることで、粘着剤が無くても、定着後に樹脂シートＳが剥離シートＰから剥がれずに排出される。一方、樹脂シートＳは、剥離シートＰから容易に剥離でき、任意形状のフィルムが形成できる。

なお、オイル塗布ローラ４３は、次のような理由で用いられている。すなわち、剥離シートＰは、表面エネルギが小さく現像層Ｙが付きにくいため、通常の電子写真プリンタ等でこの剥離シートＰ上に現像層Ｙを形成した場合には、現像層Ｙが定着ローラ４１に付着してしまい、剥離シートＰから剥離してしまう（オフセット）ことがある。このため、定着ローラ４１にオイル塗布ローラ４３を当接させ、定着ローラ４１の表面エネルギを低下させる処置を施し、オフセットを改善している。なお、オイルとしては、シリコンオイル等が好ましい。

この他、定着ローラ４１の表面をフッ素系樹脂で構成する等により、オイルレスでオフセット現象防止は可能である。防止可能条件としては、定着ローラ４１の表面エネルギを、使用する剥離シートＰの表面エネルギと同等かそれ以下に設定しておけばよく、そうすることで、静電吸着力で剥離シートＰに吸着している現像層Ｙは、オフセットしなくなる。

なお、上述した樹脂シート製造装置１では、複数の作像ユニット３０をタンデム方式で並設することで、現像層Ｙを重ね転写しているが、ドクターシート３２の当接条件や、感光体ドラム３１と現像ローラ３５の線速差等の設定により、単独の作像ユニット３０での現像層Ｙの層厚は変えることができる。また、１基の作像ユニット３０で形成される現像層Ｙから形成された樹脂シートＳの層厚が約３０μｍの場合、現像層Ｙを４層重ねした樹脂シートＳの層厚は７０〜８０μｍとなり、実用的な引き裂き強度を有する。

なお、樹脂シートＳの形成時のパターン印刷は全ポジションでディザ無しソリッド印刷できるようにしており、各ポジション１００％ソリッド印刷時に、４連で最大４００％印字率の層形成が可能なように改造している。上記、単層で３０μｍ、４層重ねで７０〜８０μｍというのは、それぞれ１００％ソリッド印刷の場合と４００％ソリッド印刷での層厚ということである。単層の層厚の割に４層形成フィルムの層厚が薄いが、重量ではほぼ３倍となっているため、層密度に違いが出ることになる。

なお、上述した例では、地Ｍに対応する箇所を厚く、絵柄Ｗに対応する箇所を薄く形成したが、図５に示すように、地Ｍに対応する箇所を薄く、絵柄Ｗに対応する箇所を厚く形成して、絵柄Ｗが浮き彫り画像となるように形成してもよい。

さらに、地Ｍを１枚の現像層ＹＡで形成し、他の現像層ＹＢ，ＹＣ，ＹＤに絵柄Ｗに対応した開口部を適宜設けることで、３階層の透かしを形成することも可能である。

上述したように、本発明によれば、地Ｍの部分と絵柄Ｗの部分について、現像層Ｙを重ねる枚数を変えることで、透かし画像や浮き彫り画像とすることができ、多種多様な樹脂シートＳを形成することができる。ＰＣ等で入力したデータ通りにトナーＴを付着させることができるため、任意の形状の樹脂シートＳを形成することができ、しかも刃型が必要ないため、低コストで製造することが可能となる。

また、樹脂シートＳを大きなシートから必要な形状を刃型で抜いたり、切り出す必要が無いため、必要形状以外の部分の樹脂材が無駄にならない。

上述した実施の形態では、台紙として剥離シートＰを用いたが、剥離シートＰを用いずに、直接転写ベルト２２上に現像層Ｙを形成し、この現像層Ｙを定着器４０に通すことで、固着するようにしてもよい。このような場合でも上述した樹脂シート製造装置１と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、絵柄Ｗとして説明したが、文字であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発 明を付記する。

［付記１］
ベルトを有する搬送機構と、前記ベルトに沿って形成され、剥離面を有する剥離シートを前記ベルト上に供給する剥離シート供給部と、前記ベルトに沿って形成されるとともに、前記剥離シート供給部の下流側に設けられ、前記剥離シートの第１領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成する第１の樹脂シート転写器と、前記第１の樹脂シート転写器の下流側に設けられ、前記剥離シートの前記第１領域と重なる領域と異なる領域とを有する第２領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成する第２の樹脂シート転写器と、前記樹脂シートを加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記剥離シート上に定着する定着器とを備えることを特徴とする樹脂シート製造装置。

［付記２］
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする付記１に記載の樹脂シート製造装置。

［付記３］
前記定着器は、前記樹脂シートに対向する定着ローラを有し、前記定着ローラには、前記定着ローラにオイルを供給するオイル塗布部が設けられていることを特徴とする付記１または２に記載の樹脂シート製造装置。

［付記４］
前記定着された樹脂シートは、前記第１領域と前記第２領域とで実質的に厚さが異なり、透かし画像または浮き彫り画像として視認されることを特徴とする付記１〜３に記載の樹脂シート製造装置。

［付記５］
ベルトを有する搬送機構と、前記ベルトに沿って形成され、このベルトの第１領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成する第１の樹脂シート転写器と、前記第１の樹脂シート転写器の下流側に設けられ、前記ベルトの前記第１領域と重なる領域と異なる領域とを有する第２領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成する第２の樹脂シート転写器と、前記樹脂シートを加熱し、前記熱可塑性樹脂を硬化する定着器とを備えることを特徴とする樹脂シート製造装置。

［付記６］
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする付記５に記載の樹脂シート製造装置。

［付記７］
前記定着器は、前記樹脂シートに対向する定着ローラを有し、前記定着ローラには、前記定着ローラにオイルを供給するオイル塗布部が設けられていることを特徴とする付記５または６に記載の樹脂シート製造装置。

［付記８］
前記定着された樹脂シートは、前記第１領域と前記第２領域とで実質的に厚さが異なり、透かし画像または浮き彫り画像として視認されることを特徴とする付記５〜７に記載の樹脂シート製造装置。

［付記９］
搬送機構により搬送されるベルト上に剥離シートを供給し、前記剥離シート上の第１領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成し、前記剥離シートの前記第１領域と重なる領域と異なる領域とを有する第２領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成し、前記樹脂シートを加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記剥離シート上に定着することを特徴とする樹脂シート製造方法。

［付記１０］
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする付記９に記載の樹脂シート製造方法。

［付記１１］
前記定着は、前記樹脂シートに対向する定着ローラを用い、前記定着ローラにオイルを供給することを特徴とする付記９または１０に記載の樹脂シート製造方法。

［付記１２］
前記定着された樹脂シートは、前記第１領域と前記第２領域とで実質的に厚さが異なり、透かし画像または浮き彫り画像として視認されることを特徴とする付記９〜１１に記載の樹脂シート製造方法。

［付記１３］
搬送機構により搬送されるベルト上に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成し、前記ベルト上の第１領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成し、前記ベルト上の前記第１領域と重なる領域と異なる領域とを有する第２領域に熱可塑性樹脂を転写して樹脂シートを形成し、前記樹脂シートを加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記ベルト上に定着することを特徴とする樹脂シート製造方法。

［付記１４］
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする付記１３に記載の樹脂シート製造方法。

［付記１５］
前記定着は、前記樹脂シートに対向する定着ローラを用い、前記定着ローラにオイルを供給することを特徴とする付記１３または１４に記載の樹脂シート製造方法。

［付記１６］
前記定着された樹脂シートは、前記第１領域と前記第２領域とで実質的に厚さが異なり、透かし画像または浮き彫り画像として視認されることを特徴とする付記１３〜１５に記載の樹脂シート製造方法。

１…樹脂シート製造装置、２０…搬送機構、２２…転写ベルト（無端ベルト）、３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ）…作像ユニット、３１…感光体ドラム（樹脂シート転写器）、３２…ドクターシート、３３…帯電ローラ、３４…露光ヘッド、３５…現像ローラ、３６…トナータンク、３７…転写ローラ、４０…定着器、４１，４２…定着ローラ、４３…オイル塗布ローラ、Ｙ（ＹＡ，ＹＢ，ＹＣ，ＹＤ）…現像層、Ｓ…樹脂シート、Ｐ…剥離シート、Ｔ…トナー。

Claims (4)

1. 剥離シートの第１領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第１樹脂シートを形成する第１の樹脂シート転写器と、
   前記剥離シートの第１領域内に含まれる第２領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第２樹脂シートを形成する第２の樹脂シート転写器と、
   前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとを同時に加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記剥離シート上に定着する定着器とを備えることを特徴とする樹脂シート製造装置。
2. 前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂シート製造装置。
3. 剥離シート上の第１領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第１樹脂シートを形成し、
   前記剥離シート上の第１領域内に含まれる第２領域に対応させて熱可塑性樹脂を転写して第２樹脂シートを形成し、
   前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとを同時に加熱し、前記熱可塑性樹脂を前記剥離シート上に定着することを特徴とする樹脂シート製造方法。
4. 前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性トナーであることを特徴とする請求項３に記載の樹脂シート製造方法。

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