JP5900392B2

JP5900392B2 - フィルム分離装置

Info

Publication number: JP5900392B2
Application number: JP2013057464A
Authority: JP
Inventors: 利昌栄
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: JP2014181119A; US20140283999A1

Description

本発明は、フィルム分離装置に関する。

基体と画像が形成された薄膜部材とを圧着して基体に画像を転写する転写部と、転写部において基体と薄膜部材とが積層された積層体の基体から薄膜部材を剥離する剥離部と、を有し、積層体は、薄膜部材の少なくとも一部が基体の端部から突出した突出部分を備え、剥離部は、突出部分を利用して基体から薄膜部材を剥離する記録体作成装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１２−１８３７４９号公報

本発明は、基材とフィルムとが積層された積層体からフィルムを安定して分離することができるシート分離装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載のフィルム分離装置は、
基材とフィルムを積層し、前記基材の端部に切欠き部が形成された積層体を搬送して搬出させる少なくとも一つの搬送手段と、
前記搬送手段の搬出側で、前記フィルムの表面に負圧を発生させて吸着する負圧発生手段と、
前記フィルムの前記基材側であって前記フィルム表面の負圧発生領域に対向する部分の一部に大気と連通する連通部と、を備え、
前記負圧発生手段が、前記フィルム表面の前記切欠き部に対向する部分を含んで前記フィルムを吸着させた状態で前記フィルムを搬出方向と異なる方向に案内して分離する、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のフィルム分離装置において、
前記負圧発生手段が、エアー吸引可能なエアー吸引源に接続され、前記エアー吸引源によるエアー吸引時に前記フィルムの搬送方向周縁部に吸着する吸着部材を有し、
前記吸着部材が前記フィルム吸着位置にて前記搬出方向と交差する方向に前記フィルムを持ち上げるように変位して分離する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、基材とフィルムとが積層された積層体からフィルムを安定して分離することができる。

フィルム分離装置４０が適用される積層体の作成装置の概略構成の一例を示す断面模式図である。画像転写装置３０の構成を示す縦断面図である。フィルム分離装置４０の構成を示す縦断面図である。（ａ）は基材の搬入側に視点をおいた吸盤ユニット４２の斜視図、（ｂ）は基材の排出側に視点をおいた斜視図である。基材の排出側に視点をおいたフィルム排出ローラ対４３の内部構造を説明するための斜視図である。画像転写装置３０によりラミネートされる積層体の構成断面図である。フィルム分離装置４０のフィルム分離動作の流れを説明する模式図である。（ａ）は表面用フィルム３の吸着面とカード基材１の間で発生する負圧状態、（ｂ）は実施例１の表面用フィルム３の吸着状態、（ｃ）は実施例２の表面用フィルム３の吸着状態を説明するための模式図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）積層体の作成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係るフィルム分離装置４０が適用される積層体（プラスチックシート）の作製装置１００の概略構成の一例を示す断面模式図である。
積層体の作製装置１００は、画像形成装置（フィルム収納部、画像形成部）１０、丁合い装置２０と、画像転写装置（ラミネート部）３０と、フィルム分離装置４０と、から構成されている。

（１．１）画像形成装置
画像形成装置１０は、例えば、フィルムトレイ１１と、画像形成部１２と、フィルムトレイ１１から画像形成部１２へ第１の媒体としての転写フィルムを搬送する搬送路１３と、画像形成部１２から排出口１４へ画像形成後の転写フィルムを搬送する搬送路１５とから構成されている。その他の構成は省略する。

画像形成部１２は、図示しないが、公知の電子写真方式のカラー画像形成装置で構成されている。すなわち、媒体に黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）色のトナー像を形成するそれぞれの画像形成ユニットと、画像形成ユニットが備える感光体ドラム表面を露光して静電潜像を形成する露光装置、感光体ドラム表面に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像装置、感光体ドラム表面に形成されたトナー像を媒体に転写する転写装置、媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して定着する定着装置などを含む。

搬送路１３、１５は、駆動ローラ対を含む複数のローラ対やガイド（図示せず）から構成されており、さらに搬送路１５には、転写フィルムの搬送方向を１８０°反転させる反転路１６が設けられている。搬送路１５と反転路１６との分岐付近には、転写フィルムの案内方向を変更するゲート１７が設けられている。この反転路１６で転写フィルムを往復させ、再び搬送路１５に戻すと、転写フィルムの搬送方向が１８０°反転されると共に、転写フィルムの表裏が反転して搬送される。

（１．２）丁合い装置
丁合い装置２０は、カードトレイ２２と、丁合いトレイ（位置決め部）２５、カードトレイ２２から丁合いトレイ２５へ第２の媒体の一例としてのカード基材１を供給する搬送路２４と、画像形成装置１０の排出口１４から排出された転写フィルムを、丁合いトレイ２５へ供給する搬送路２１と、から構成されている。

カード基材１を丁合いトレイ２５へ供給する搬送路２４の排出部と、転写フィルムを丁合いトレイ２５へ供給する搬送路２１の排出部は、高さ方向に並列して設けられている。
搬送路２１としては、例えば、平滑な板状部材と、その表面を転写フィルムを搬送させるための搬送ローラが設けられた構成であってもよく、また回転するベルト状の搬送体で構成されていてもよい。そして転写フィルムが画像形成装置１０から排出されるタイミングで搬送ローラやベルトが回転し、転写フィルムを丁合いトレイ２５に搬送する。

カードトレイ２２には、通常の給紙装置に備えられているようなピックアップローラや給紙ローラが備えられており、丁合いトレイ２５がカードトレイ２２の排出口の位置に移動した直後のタイミングで給紙ローラ等が回転し、丁合いトレイ２５にカード基材１を搬送する。

丁合いトレイ２５は、搬送路２４の排出部と搬送路２１の排出部からカード基材１及び転写フィルムがそれぞれ供給されるように、それぞれの排出部の間で昇降する。また、積層されたカード基材１及び表面用フィルム３、裏面用フィルム５の端部を揃えて、位置決めする手段（不図示）が設けられている。

丁合いトレイ２５には、カード基材１を介して２つの転写フィルムを積層した積層体を仮止めする仮止め装置２６が設けられている。仮止め装置２６は、例えば、ヒータなどにより加熱されるよう金属からなる一対の突片で構成されており、この加熱された一対の突片により積層体の端部を挟むことで、積層体の端部が熱溶着されて仮止めされる。
なお、仮止め装置２６は、丁合いトレイ２５から画像転写装置３０への積層体の搬送路上に設けられる場合には、仮止め時のみ丁合いトレイ２５の端部に配置され、それ以外のときは搬送路から退避できる構造とされている。

（１．３）画像転写装置
図２は画像転写装置３０の構成の一例を示す縦断面図である。画像転写装置３０は、一対のベルト３１、３１が、一対のテンションローラ３２、３２と、一対のインレットローラ３３、３３とによりそれぞれ張架された状態で、テンションバネ３４によりベルト３１、３１が歪みを生じないように構成されている。
そして、一対のベルト３１、３１内部には、テンションローラ３２、３２とインレットローラ３３、３３との間に一対の加熱加圧ローラ３５、３５及び冷却ローラ３６、３６がそれぞれベルト３１、３１を介して圧接して配置されている。一対のテンションローラ３２、３２及び一対のインレットローラ３３、３３はそれぞれニップさせず、一対のベルト３１、３１間に間隙が設けられるように設置され、連続稼動によりベルト３１が蛇行しても稼動させながらベルトを所定の位置に戻すことができる。

積層体は、一対のインレットローラ３３、３３の後方に配置された加熱加圧ローラ３５、３５により加熱・加圧され熱融着される。そして、積層体の温度を加熱加圧ローラ３５、３５通過後にＴＧ（ガラス転移温度）以上からＴＧ以下へと冷却させるため、加熱加圧ローラ３５、３５と冷却ローラ３６、３６との間に冷却ファン３７を設置している。このため、積層体は平面性を維持したまま冷却ローラ３６、３６を通過しながらガラス転位温度以下へ冷却されテンションローラ３２、３２から排出される。

（１．４）フィルム分離装置
図３は本実施形態に係るフィルム分離装置４０の構成を示す縦断面図、図４（ａ）は基材の搬入側に視点をおいた吸盤ユニット４２の斜視図、（ｂ）は基材の排出側に視点をおいた斜視図、図５は基材の排出側に視点をおいたフィルム排出ローラ対４３の内部構造を説明するための斜視図である。以下、図面を参照しながらフィルム分離装置４０の構成について説明する。

フィルム分離装置４０は、画像転写装置３０のテンションローラ３２、３２からガラス転位温度以下に冷却されて排出される積層体を搬送する搬送手段としての搬送ローラ４１と、搬送ローラ４１から搬出される積層体の表面用フィルム３、裏面用フィルム５の表面に負圧を発生させて吸着する負圧発生手段としての吸盤ユニット４２と、吸盤ユニット４２で表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸着保持しながら案内される表面用フィルム３、裏面用フィルム５を上方及び下方へ排出するフィルム排出ローラ４３と、表面用フィルム３、裏面用フィルム５が分離されて画像が転写された基材を排出する基材排出ローラ４４と、で構成されている。

搬送ローラ４１は、画像転写装置３０のテンションローラ３２、３２の積層体搬送方向下流側に設けられている。搬送ローラ４１は、回転駆動する回転軸４１ａと、回転軸４１ａに支持された搬送ロール部４１ｂとを有する。搬送ロール部４１ｂは、ゴム等の弾性体からなる円筒体であり、回転軸方向に搬送される積層体の幅以上のゴム部分を有していることが望ましい。
搬送ロール部４１ｂには、複数のアイドルローラ４１ｃが搬送ロール部４１ｂに回転自在に当接されている。

吸盤ユニット４２は、表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸着する複数の吸盤４２ａ、吸盤４２ａを支持する支持板４２ｂ、支持板４２ｂを上下方向に進退させる進退機構４２ｃとから構成されている。
吸盤４２ａはゴムや樹脂等の柔らかい材質からなり、表面用フィルム３、裏面用フィルム５の表面に吸着するものであり、エアー吸引源（エアーポンプ等：不図示）に接続される。
吸盤４２ａを支持する支持板４２ｂは、吸盤ユニット４２の本体部に移動可能に支持され、本体部に駆動源として備えられたソレノイドＳにより表面用フィルム３、裏面用フィルム５の吸着位置と退避位置との間で上下方向に進退することができる。

吸盤ユニット４２の本体部は、両側に回動中心となるピボット軸Ｐｖを備え、移動機構（不図示）により、吸盤４２ａに吸着された表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸着する位置（以下、「吸着位置」という。）と、吸着した表面用フィルム３、裏面用フィルム５をフィルム排出ローラ対４３に受け渡す位置（以下、「受け渡し位置」という。）との間で移動（回動）することができる。

フィルム排出ローラ４３は、駆動ローラ４３ａと、駆動ローラ４３ａに対向して配置された従動ローラ４３ｂとからなり、駆動ローラ４３ａ及び従動ローラ４３ｂは、軸方向に所定の間隔をあけて複数（図５では４対）配置されている。
フィルム排出ローラ４３の上流側には、フィルム排出ローラ４３に挟持されて排出される表面用フィルム３、裏面用フィルム５の表面を案内する案内ガイド４３ｃが、従動ローラ４３ｂと一組として形成されている。その結果、吸着位置から受け渡し位置までには、軸方向に所定の空間が形成され、表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸着した吸盤４２ａの回動する空間が確保されている。

基材排出ローラ４４は、駆動ローラ４４ａと、駆動ローラ４４ａに対向して配置された従動ローラ４４ｂとからなり、駆動ローラ４３ａ及び従動ローラ４３ｂは、軸方向に所定の間隔をあけて複数配置されている。

（２）フィルム分離装置の作用
図６は、基材と画像が記録された転写フィルムとが積層された積層体の構成断面図、図７はフィルム分離装置４０のフィルム分離動作の流れを説明するための模式図である。
以下、本実施形態に係るフィルム分離装置４０において積層体から表面用フィルム３、裏面用フィルム５が分離されて画像が転写された基材が排出されるフィルム分離作用について図面を参照しながら説明する。

（２．１）積層体
図６に示すように、積層体は、カード基材１と画像２、４が形成された転写フィルムとして表面用フィルム３及び裏面用フィルム５とが、画像２、４が形成された側の面がカード基材１と各々と対向するように重ねられ、ラミネートされてなる。

カード基材１には、ＩＣチップが内蔵され、ＩＣチップは、無線通信が可能なＩＣタグにより構成されている。したがって、ＩＣチップを介して、非接触で情報の送受信が可能に構成されている。なお、本実施形態のＩＣチップには、カード基材１の構成材料等の
種類やカード基材１の大きさ等の媒体の情報が予め記憶されている。

カード基材１は、積層体としたときの転写フィルムに形成された画像が見えやすいよう不透明であることが好ましく、白色に着色されていることがより好ましい。
そのために、材料としてはアセテートフィルム、三酢酸セルローズフィルム、ナイロンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリイミドフィルム、セロハンなどが挙げられる。中でもポリエステルフィルムが好ましく、特に、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが好ましく用いられている。

また、カード基材１は、カード基材１としての要求に必要な強度を有する程度に厚みを有する形状であって、厚さ５０〜５０００μｍの範囲、より好ましくは厚さ１００〜１０００μｍの範囲のＰＥＴフィルムが用いられる。

表面用フィルム３、裏面用フィルム５は、膜状の基材層３ａ、５ａを有する。基材層３ａ、５ａの表面には、受像層３ｂ、５ｂが支持されている。なお、基材層３ａ、５ａは、例えば、厚さが５０〜５００μｍの範囲、より好ましくは７５〜１５０μｍの範囲のＰＥＴフィルムにより構成可能である。
基材層３ａ、５ａは、透明性を有することが必要であり、少なくとも形成された画像２、４が、画像２、４が形成された面と反対側の面から基材層３ａ、５ａを通して目視できる程度に透明であればよい。

（２．２）転写フィルムの分離作用
積層体は、加熱加圧ローラ３５、３５により加熱・加圧され熱融着された後、冷却ローラ３６、３６を通過することでガラス転移温度以下へ冷却されテンションローラ３２、３２を経由してフィルム分離装置４０の搬送ローラ対４１へ搬入される。積層体の先端位置を先端検知センサＳ１で検知後、バルブＶをＯＮにして吸盤４２ａの内部を負圧状態とする（図７（ａ）参照）。
そして、搬送ローラ対４１の下流側に積層体の先端部が搬送されるタイミングと同期して、吸盤ユニット４２の本体部に支持板４２ｂによって移動可能に支持された吸盤４２ａが積層体表面に移動して接触する。
吸盤４２ａはゴムや樹脂等の柔らかい材質からなり、エアー吸引源（エアーポンプＰ）に接続されて、表面用フィルム３、裏面用フィルム５の表面に吸着する（図７（ｂ）参照）。

吸着位置で、吸盤４２ａが表面用フィルム３、裏面用フィルム５の表面に吸着した状態でエアーポンプＰでエアー吸引されると、吸着領域において表面用フィルム３、裏面用フィルム５が吸盤４２ａの吸引力で吸盤４２ａの形状にならって変形する（図８（ａ）参照）。そして、エアー吸引を継続すると、表面用フィルム３、裏面用フィルム５には通気性がなくカード基材１との間に負圧が発生して、表面用フィルム３、裏面用フィルム５とカード基材１との間に強い吸着力が発生する。その結果、カード基材１から表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸盤４２ａで分離できなくなるという問題があった。

本実施形態に係るフィルム分離装置４０は、吸盤４２ａの吸着面で吸引された表面用フィルム３、裏面用フィルム５とカード基材１とで画成された吸着領域の一部が大気と連通して、吸着領域の内圧を正圧に保持しながら表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸着する。
そして、表面用フィルム３、裏面用フィルム５を吸盤４２ａで吸引・保持して、ピボット軸Ｐｖを中心に吸盤ユニット４２を円弧軌道で移動させながらフィルム排出ローラ対４３へ案内する（図７（ｃ）参照）。

そして、表面用フィルム３、裏面用フィルム５をフィルム排出ローラ４３のニップ位置まで移動したタイミングでバルブＶをＯＦＦにし吸盤４２ａをフィルム搬送経路から退避させる。フィルム排出ローラ４３は、吸盤４２ａの円弧軌道の接線位置に配置されているために表面用フィルム３、裏面用フィルム５の先端はフィルム排出ローラ４３のニップ位置に誘導される（図７（ｄ）参照）。

そして、表面用フィルム３、裏面用フィルム５の後端がフィルム検知センサＳ２を通過後、吸盤ユニット４２は当初位置へ移動して（図７（ｅ）参照）次のフィルム分離を行う。

以下、吸盤４２ａの吸着面で吸引された表面用フィルム３、裏面用フィルム５とカード基材１とで画成された吸着領域の一部が大気と連通して、吸着領域の内圧を正圧に保持する具体例を実施例として説明する。

「実施例１」
図８（ｂ）は表面用フィルム３、裏面用フィルム５の搬送方向端部がカード基材１の搬送方向端部から突出して積層されている積層体から表面用フィルム３、裏面用フィルム５を分離する作用を説明するための模式図である。
図８（ｂ）に示すように、実施例１のフィルム分離装置４０においては、カード基材１は、搬送方向に対する長さが表面用フィルム３、裏面用フィルム５よりも小さく、搬送方向に水平方向で直交する方向（幅方向）に対する長さが略同一のものが用いられる。
そして、表面用フィルム３、裏面用フィルム５をカード基材１から分離する際には、吸盤４２ａの吸着面の一部が表面用フィルム３、裏面用フィルム５のそれぞれの突出部３ｃ、５ｃを含んで接触して吸着領域を形成する。その結果、表面用フィルム３、裏面用フィルム５は吸着領域において吸盤４２ａの吸引力で吸盤４２ａの形状にならって変形して吸盤４２ａの内面との空間には負圧状態となる。

一方、表面用フィルム３、裏面用フィルム５の吸着面の突出部３ｃ、５ｃとカード基材１の先端部分とは、一部が大気と連通しているために、カード基材１と表面用フィルム３、裏面用フィルム５の吸着面とで画成される空間には空気が流入し正圧状態となる。
そのために、吸盤４２ａが支持された支持板４２ｂを吸着位置から移動させると、表面用フィルム３、裏面用フィルム５は吸盤４２ａに吸着された状態でカード基材１表面から容易に分離される。分離された表面用フィルム３、裏面用フィルム５は吸盤４２ａで吸引・保持されてフィルム排出ローラ対４３へ案内され、フィルム分離装置４０外へ排出される。

「実施例２」
図８（ｃ）はカード基材１の搬送方向端部に切欠き部１ａが形成され、表面用フィルム３、裏面用フィルム５が切欠き部１ａを覆うように積層されている積層体から表面用フィルム３、裏面用フィルム５を分離する作用を説明するための断面模式図である。
図８（ｃ）に示すように、実施例２のフィルム分離装置４０においては、カード基材１の先端の吸盤４２ａの吸着面と対向する位置を含んで切欠き部１ａが形成され、表面用フィルム３、裏面用フィルム５は切欠き部１ａを覆うように積層されたものが用いられる。
そして、吸盤４２ａの吸着面がカード基材１に形成された切欠き部１ａを含んで接触して吸着領域を形成する。その結果、表面用フィルム３、裏面用フィルム５は吸着領域において吸盤４２ａの吸引力で吸盤４２ａの形状にならって変形して吸盤４２ａの内面との空間は負圧状態となる。
なお切欠き部はカード基材１を貫通している必要はなく、カード基材表面に設けられた溝であってもよい。

一方、表面用フィルム３、裏面用フィルム５の吸着面はカード基材１の切欠き部１ａを介して大気と連通しているために、カード基材１と表面用フィルム３、裏面用フィルム５の吸着面とで画成される空間には空気が流入し正圧状態となる。
そのために、吸盤４２ａが支持された支持板４２ｂを吸着位置から移動させると、表面用フィルム３、裏面用フィルム５は吸盤４２ａに吸着された状態でカード基材１表面から容易に分離される。分離された表面用フィルム３、裏面用フィルム５は吸盤４２ａで吸引・保持されてフィルム排出ローラ対４３へ案内され、フィルム分離装置４０外へ排出される。

１・・・カード基材
２、４・・・画像
３、５・・・転写フィルム
３ａ、５ａ・・・基材層
３ｂ、５ｂ・・・受像層
３ｃ、５ｃ・・・突出部
１０・・・画像形成装置
１１・・・フィルムトレイ
１２・・・画像形成部
１３、１５・・・搬送路
１４・・・排出口
１６・・・反転路
１７・・・ゲート
２０・・・丁合い装置
２１、２４・・・カードトレイ
２２・・・カードトレイ
２３・・・案内部材
２５・・・丁合いトレイ
２６・・・仮止め装置
３０・・・画像転写装置
３１・・・ベルト
３２・・・テンションローラ
３３・・・インレットローラ
３４・・・テンションバネ
３５・・・加熱加圧ローラ
３６・・・冷却ローラ
４０・・・フィルム分離装置
４１・・・搬送ローラ
４２・・・吸盤ユニット
４２ａ・・・吸盤
４２ｂ・・・支持板
４２ｃ・・・進退機構
４３・・・フィルム排出ローラ
４３ａ・・・駆動ローラ
４３ｂ・・・従動ローラ
４３ｃ・・・案内ガイド
４４・・・基材排出ローラ
Ｓ・・・ソレノイド
Ｐｖ・・・ピボット軸
Ｖ・・・バルブ
Ｓ１・・・フィルム先端検知センサ
Ｓ２・・・フィルム後端検知センサ

Claims

基材とフィルムを積層し、前記基材の端部に切欠き部が形成された積層体を搬送して搬出させる少なくとも一つの搬送手段と、
前記搬送手段の搬出側で、前記フィルムの表面に負圧を発生させて吸着する負圧発生手段と、
前記フィルムの前記基材側であって前記フィルム表面の負圧発生領域に対向する部分の一部に大気と連通する連通部と、を備え、
前記負圧発生手段が、前記フィルム表面の前記切欠き部に対向する部分を含んで前記フィルムを吸着させた状態で前記フィルムを搬出方向と異なる方向に案内して分離する、
ことを特徴とするフィルム分離装置。
前記負圧発生手段が、エアー吸引可能なエアー吸引源に接続され、前記エアー吸引源によるエアー吸引時に前記フィルムの搬送方向周縁部に吸着する吸着部材を有し、
前記吸着部材が前記フィルム吸着位置にて前記搬出方向と交差する方向に前記フィルムを持ち上げるように変位して分離する、
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルム分離装置。