JPH01225553A - プラスチック成形体浸透印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチック表面にインキを高精度に浸透させ
るための浸透印刷装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、プラスチック成形品へ印刷する方法としてホット
スタンプ、シルクスクリーン印刷、タンポ印刷等の手段
があり、ホットスタンプ機械、シルクスクリーン版、タ
ンボ印刷機械などの装置を用いて印刷を施されていた。

しかし、これらはいずれもプラスチック表面に図柄とし
て箔やインキが付着しているのみで、インキはプラスチ
ック内部へ浸透していない。

最近、プラスチック素材へインキを浸透させる方法が開
示されている。たとえば、特開昭５９−１９９２８３号
公報、特開昭５９−１８２７７９号公報、特開昭６０−
３０３４４号公報、特公昭６２−４５８３２号公報など
である。

また、近年被転写専用の特定のプラスチック成形品に対
して親和性を有する特定の染料を主体としたインキで印
刷した昇華転写用転写紙による図柄の表示が行なわれる
様になってきた。この方法は上記転写紙を染料が昇華浸
透する性質をもつプラスチック成形品の上に置き、加熱
して染料を昇華させ、プラスチック成形品の内部へ転写
浸透させる方法である。例えば、特開昭５８−１５５９
５７号公報及び特開昭５９−１９９２５１号公報に示さ
れるが如く、キートップ成形品に上記昇華浸透用転写紙
による図柄の表示が行なわれている。

ところで、キーボード上に多数設けられているキートッ
プはプラスチックにより成形され、個々のキーの機能を
表示する図柄が設けられている。

しかしながら、キートップはかなりの頻度で長期にわた
って繰り返しブツシュ作用を施される為に、単なる印刷
ではキートップを構成するプラスチックとインキ皮膜と
の親和性がなく、脱落し易い。

そこでプラスチック成形品の内部に図柄を浸透させるこ
とで耐摩耗性を持たせることが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の昇華浸透印刷に使用される装置は、予め
印刷されている転写紙を使用するので、転写紙からプラ
スチックへ染料が昇華移行する時間中転写紙とプラスチ
ックとの接触が均一になされていないと、染料の空中へ
の拡散等によって、転写した図柄かにじみ、かすれ等の
状態になって図柄のキワが鮮明に出ないことがあった。

特に、キートップのように耐摩耗性を有する部材では被
転写素材となるプラスチック素材がポリエステル系のポ
リブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタ
レート樹脂などの結晶性のプラスチックに限られるが、
これらプラスチック成形品の表面内部の結晶球の状態が
成形条件等で大きく異なってくることから、キーボード
として配列した場合に隣接したキートップの表面内部の
結晶球の状態も異なってくる。ところが、同じ転写紙で
も異なる結晶球の状態の成形品に昇華浸透した場合には
染料の浸透速度が異なって図柄の色が異なってしまう。

そのために、キーボード配列では隣接したキートップの
図柄の色が異なるという欠点を有している。

また、図柄の内容は転写紙に描かれた内容と同じになる
ので、キーボードで表示する図柄を変更する場合に転写
紙の図柄の変更が必要で、転写紙の製作からやり直さな
ければならないという煩わしさがある。

また、特に製造するキーボードが小ロフトの場合にはキ
ーボード１個当りの費用は膨大なものとなる欠点があっ
た。

また、転写紙をキートップに接触させて転写紙の上から
加熱する構造となっているが、キートップを室温のまま
で転写を行なうと転写紙の上からの加熱によって、キー
トップのプラスチックが熱伸縮を起こし、転写紙と熱膨
張率が異なるために、キートップの温度上昇とともにキ
ートップ表面と転写紙の間に徐々にズレが生じ、結果と
して図柄のキワの発色の不充分、ズレ、にじみとなって
しまう。そこで、キートップを転写紙と接触させる前に
予熱しておく必要があり、装置としては、キートップ成
形品と予熱装置と転写紙の上から加熱する装置が必要と
なり、工業的に大がかりな装置となっている。

本発明の目的はプラスチック成形品の形状がどの様な形
状でも、安定して、高品質の浸透印刷製品を組立てた状
態で、高速にしかも簡単な装置により製造することを可
能にする浸透印刷装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するために、図柄を陰刻し
た凹版と、弾性転写体とを有し、凹版の陰刻内に選択的
にインキを満たしてインキで図柄を表示し、凹版に弾性
転写体を押圧して図柄を表示するインキを弾性転写体に
写し取り、これをプラスチック成形体の表面に接触させ
て弾性転写体からプラスチック成形体表面に図柄を表示
するインキを再転写する印刷装置と；プラスチック成形
体の被印刷表面と略相補の面を有する被覆基体を有し、
該被覆基体を図面を表示するインキを転写されたプラス
チック成形体の上記表面に密着させ、所定時間保持して
、プラスチック成形体表面のインキをプラスチック成形
体の内部へ浸透させる基体被覆装置と；を具備して成る
プラスチック成形体浸透印刷装置を提供する。

〔実施例及び作用〕

以下、これらの詳細を図面に示すようなプラスチック浸
透印刷装置の実施例について説明する。

実施例はキーボードの印刷装置について示したが、例え
ば電話機押ボタン、電卓のスイッチキー、カメラボデー
なとその他のプラスチック製品にも同様に実施できる・
。

第１図に於いて、搬送治具ｌＯに固定されたキーボード
８は転写式曲面印刷装置１の設定しである位置に停止し
ている。インキ皿２に固定された凹版５の上にインキを
インキ掻き４で掻き上げる。

凹版５にはキーボード８へ印刷すべき図柄が陰刻されて
いる０次に、刃３が凹版５図上を移動し、余分のインキ
を除去する。転写式曲面印刷装置１の側断面を表わす第
５図を参照すると、凹版５の図柄陰刻部１７に残ったイ
ンキ上に、弾性転写体上下位置調節治具９に取り付けら
れた弾性転写体６が降下して、インキを拾い上げる０弾
性転写体６は、キーボードｓ上に移動し、さらにキーボ
ード８上に降下して、インキをキーボード８上に転写す
る。

、インキが転写されたキーボード８は搬送機Ｉ　Ｑ’・
によって移送され、次の工程の基体加熱被覆装置１１の
設定されである位置で停止する。遠赤外線基体加熱治具
１３によって加熱されてあった被覆基体１２がインキの
転写されたキーボード８の印刷表面を被覆する。所定時
間被覆後、被覆基体１２はキーボード８を離れ、遠赤外
線基体加熱治具１３に再びセットされる。基体の被覆に
より浸透の終了したキーボードは、搬送機１０によって
移送されさらに搬送機上から取り出される。

上記の一連の工程の詳細を第２〜１１図を参照して説明
する。

第２図、第３図は弾性転写体６が凹版５から転写したイ
ンキ２１をキートップ成形品１８にさらに転写する動作
を示したものである。第２図、第３図においてＡは側断
面図、Ｂは正面断面図である。凹版５に陰刻された図柄
の状態からインキ２１を弾性転写体６に一度転写する。

この弾性転写体６の材質はインキが付着し、かつインキ
成分を吸収しない弾性体であればよく、ゼラチン、シリ
コンゴム、などが用いられる。この形状としては転写面
を好ましくは円錐または半球形状とし、被転写面に対し
て平行ではなくある程度角度が付いた形状が好ましい。

被転写体であるキートップ１８の表面にＲが付いている
ならば、弾性転写体６の表面のＲはそれより小さく取っ
た方が好ましい、被転写面に対して平行であったり、逆
に凹部形状であると転写時にエアーを巻き込んだりして
転写が完全になされない場合であるからである。

キートップ１８の１個づうの転写印刷も可能であるが、
キーボードとして転写する場合、第２図、第３図Ａの如
く、キーボード８の各列毎にキートップの形状が異なっ
ていることから、キード、プ天面のスィッチ１９底部か
らの高さも各列毎に異って（るので、キーボードのキー
トップの高さの大小に合わせて高さの異なる弾性転写体
６を用いて高さを調節するか、同じ高さの弾性転写体６
を用いてこれの取付部である弾性転写保持具２０の高さ
を各キートップ毎に調節して転写することが好ましい。

高さを調節することにより転写時の圧力がキーボード中
の全てのキートップに均一にかかることとなり、転写が
均一になされる。これは、スイッチの組込まれたキーボ
ード８ではなく、キートップ１８のみをキーボード配列
に並べて転写する場合にもあてはまる。しかし、弾性転
写体６に弾性があることから多少のキートップ１８の高
さがあっても、同じ高さの弾性転写体６が転写正面の形
状が数種類あり、これらのキートップ１８の天面が全て
弾性転写体６の印圧方向に対し垂直であるとは限らない
。キースイッチを印圧したときキートップ１８はスイッ
チのストローク分−下する、スイッチの構造によっては
、キートップ１８の天面が印圧垂直方向に角度があると
弾性転写体６の印圧時にキートップ１８の横ズレが生じ
てインキが転写されることがある。結果として図柄は正
確に転写されない。この様な場合にはキーボードホール
ダー７を用いるとよい。キーボードホールダー７はステ
ンレス、アルミニウムなど剛性のある板に対してキート
ップ形状の開口部を彫り込んだものである。このキーボ
ードホールダー７の機能としてはキーボード８の上部か
ら降下さ゛せた時にキートップ１８の天面のみがキーボ
ードホールダー７の板面から出た状態でキートップ１８
を固定する。さらにキートップ１８天面の印圧垂直方向
に対する角度が大きい場合には凹部の彫り込みの角度を
調節し、キーボードホールダーを降下させた時にキート
ップ天面のキーボードホールダー７の板面から上る部分
を板面と平行になる様な機能を持つ。このキーボードホ
ールダー７でキートップ１８が固定され、全く自由度が
なくなるので、弾性転写体６で印圧した時にキートップ
１８の横ズレは生じない。このキーボードホールダー７
は、弾性転写体６が印圧する時より以前にキートップ１
８を固定すればよく、弾性転写体６の移動と連動してキ
ートップ１８を押さえ固定する。

第４図は凹版５からキートップ１８まで弾性転写体６の
移動を連続的に見たものである。弾性転写体６はＢから
降下して（Ｂ→Ａ）、インキ皿２上で図柄陰刻部１７内
のインキを拾って上昇しくＡ→Ｂ）、キートップ１８上
に至り　（Ｂ−４Ｃ）、降下して（Ｃ→Ｄ）キーボード
１８上へ印圧し、図柄を表示するインキをキーボード１
８に転写する。その後、弾性転写体６は再び上昇しくＤ
−Ｃ）、インキ皿２上へ移る（Ｃ−Ｂ）。インキ皿２の
上の図柄陰刻部１７の深度は限定するわけではないが、
一般に５〜１００−１好ましくは２０〜５０ｍの範囲内
とする。この深度は５ｐｍ未満であると弾性転写体６で
転写するインキの量が少なく、製品の発色が不充分であ
る。遂に深度を１００１ｔｒｎを越えても、図柄が細い
線の場合には、陰刻部の底部のインキが弾性転写体に転
写される訳でなく、陰刻部表面のインキのみ転写される
ので、陰刻部１７にインキが残留してしまい、１００趨
を越えても効果は少ない。

凹版５上からキートップまでの移動時間（Ａ→Ｂ−Ｃ→
Ｄ）は特に制限はないが、時間が長いと弾性転写体６上
にインキが固化してしまうので短時間なほど好ましい。

凹版５からキーボード８への弾性転写体６の経路は特に
制限はなく、弾性転写体６が凹版５及びキーボード８へ
印圧する時のみ垂直方向であればよく、途中の経路は全
く制限がない。

第５図は、弾性体転写式曲面印刷装置ｌの断面図を示し
たものである。キートップホールダー保持具１６に保持
されているキートップホールダー７は、弾性転写体６の
移動と連動し、キーボード側へ降下して、弾性転写体６
がキーボード８に印圧する前にキーボード８中の全キー
トップ１８を固定する。

キーボード８を固定するキーボード保持台１５は搬送治
具ｌＯにセットされており、基体加熱被覆装置１１との
間を連絡する。このキーボード保持台１５の移動は、弾
性転写体６の動きと連結する様制御されており、キーボ
ード保持台１５の移動によりインキが固化する前に基体
加熱被覆装置１１に搬送する。

続いて、インキが固化する前に基体加熱被覆装置１１で
インキを転写したキートップを被覆し、インキをキーボ
ード中に浸透させる。第６図から第１θ図で、第１図中
の基体加熱被覆装置１１について詳細に説明する。

第６図、第７図は、弾性体転写式曲面印刷装置ｌにより
インキを転写したインキ転写キード、プ２５を被覆基体
１２で被覆する動作を示したものである。第６図は被覆
基体１２がインキ転写キートップを被覆する直前を示し
ており、第７図は被覆基体１２がインキを転写したキー
トップを被覆した瞬間を示したものである。第６図、第
７図においてＡは側断面図、Ｂは正面断面である。この
一連の動作でわかる様にキーボード８上のすべてのイン
キを転写したキートップ１８は被覆基体１２にほぼ同時
に被覆される。キーボード８上の各キートップ１８のス
ィッチ１９底面の高さはキーボードの各列毎に異なるが
、先の弾性体転写式曲面印刷装置１と同様に、この高低
に合わせて被覆基体１２の高さを被覆基体保持具２２に
より調節する。また、インキ転写キートップ２５の表面
と被覆基体１２の表面は相補であるから、全てのキート
ップ１８の印刷表面全体が同時に被覆されることになる
。この被覆の工程によって初めてキード・７プ１８上に
転写されたインキ３６が内部に浸透する。本発明は特に
曲面に浸透印刷する装置の開発に向けられており、その
場合に被印刷表面と被覆基体表面を相補にすることは必
須である。

そして、この浸透を図る為に１秒以上被覆状態を保持す
る。この保持時間が１秒未満であると充分な浸透量が得
られない。

転写の時と同様、キーボードホールダ−７をキートップ
１８の横ズレ防止の為に用いることができる。

第８図では１例の被覆基体１２の立体図及び形状につい
て示しである。図に示した如く、インキ転写キートップ
表面２６と被覆基体表面２７は、被覆面で相補である。

つまり、インキ転写キートップ表面２６と被覆基体表面
２７は被覆した瞬間、面と面で接触することになる（第
８図Ａ　、　Ｂ）。

このとき、インキ転写キートップ表面２６と被覆基体表
面２７が相補でないと、転写されたインキの表面で、先
に被覆される部分と遅れて被覆される部分が発生するこ
とがある。この時間は瞬時ではあるが、転写されたイン
キの量が多く、被覆基体の硬度が大きい場合に転写され
たインキはまだ固化していない状態であり、先に被覆さ
れつつある部分からまだ被覆されていない部分へインキ
が押され、インキの表面端部ではインキが転写された部
分より押し出すことになり、図柄として、にじみ、キワ
の明瞭さの不充分になることがある。

しかし、このにじみ、キワの明瞭さの不充分の程度は、
転写するインキの量や被覆基体の硬度の調製で、ある程
度は条件によっては全くなくすことが可能であるが、イ
ンキ転写キートップ表面２６と被覆基体表面２７を上記
のインキ押し出しが起こらなル）程度に相補であれば、
これらの調整なしで、図柄のにじみ、キワの不明瞭さの
ないキートップが得られる。

ここで、キートップ１８表面に転写したインキ３６の図
柄がキートップ１８表面に比し充分小さい時は被覆基体
２８　、２９の表面３０も図柄を覆い切る面積があれば
よく、インキ転写キートップ表面２６より被覆基体被覆
面積３０は小さいことが可能である（第８図Ｃ，Ｄ）。

被覆基体の材質としては、特に制限はない。使用の仕方
として、加熱−冷却を操り返すために、熱容量が大きく
容易に冷却しない基体であることが好ましく、比熱の大
きい素材が適する。また、直接インキが接触することか
ら、長期間の使用にはインキ溶剤に対する耐性等も必要
なことから、ガラス、合成ゴムなどが用いられ、実用と
しては、クロロブレンゴム、アクリルゴム、シリコンゴ
ムなと弾性も備えた素材が選ばれる。

第９図は遠赤外線加熱治具１３からキーボード８までの
被覆基体１２の移動を連続的に見たものである。遠赤外
線加熱治具１３は被覆基体１２を加熱する為の装置であ
る。本発明の装置では被覆基体１２　、２８　、２９の
加熱は必須ではないが、インキの浸透を促進するために
通常は加熱を行なう。そして、均一な浸透を得る為に各
被覆体１２の表面温度は均一であることが好ましい。加
熱手段は遠赤外線加熱に限定されないが、遠赤外線加熱
は輻射による加熱であるので、キーボード８の大きさや
個々のキートップ１８の形状が変更になっても、遠赤外
線輻射体２３の面積をある程度大きく取れば、対応する
被覆基体１２表面の加熱が可能である。高温体と被覆基
体１２とを接解させる伝熱方法では、キーボード８の大
きさや個々のキートップ１８の形状が変更になった場合
、被覆基体１２表面温度が均一な状態で得られにくい。

加熱の必要のない場合、室温中の各被覆基体１２の表面
は均一な温度であると考えられる。しかし、加熱が必要
の場合、遠赤外線の加熱は輻射によるので被覆基体１２
の表面傾斜がキーボードの列毎に異なることや遠赤外線
反射面３５の反射率が１００％でないことから、厳密に
キートップ表面の温度は同一にならないが、被覆基体１
２と遠赤外線輻射体２３との間隔（２４は被覆基体上下
位置調節治具保持部）や遠赤外線輻射量の調節などによ
り、できる限り遠赤外線輻射を受けた被覆体の表面温度
は同一にする。遠赤外線輻射治具１３からキーボード８
への被覆基体１２の経路（Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ）も特に制限
はないが、被覆基体を加熱する場合に゛は移動時間はで
きるだ、け短い方が好ましい。移動時間中に、加熱され
た被覆体の表面温度が下がり、次のサイクルで再加熱す
るのに時間を要するからである。

次に、第１０図は基体加熱被覆装置１１の断面図を示し
たものである。キートップホールダー保持具１６に保持
されているキートップホールダー７は被覆基体６の移動
と連動し、キーボード側へ降下し、被覆基体１１がキー
ボードに転写する前にキーボード８を固定する。キーボ
ード８を固定するキーボード保持台１５は搬送治具１０
にセットされており、弾性体転写式曲面印刷装置１との
間を連絡する。

第１１図、第１２図は弾性体転写式曲面印刷装置ｌと基
体加熱被覆装置１１の配置を示す正面図及び上面から見
た略図である。本浸透印刷装置では搬送機３１が停止す
る位置が２箇所ある。第１にはキーボード８が弾性転写
式曲面印刷装置ｌで転写をなされる位置であり、第２に
はインキを転写されたキーボード８がさらに被覆基体１
２で被覆される位置である。装置として、第１及び第２
の位置で停止する時間が同一であってもよいが、異って
も何ら問題はない。しかし、第１及び第２の位置で停止
する時間が異なる場合には、効率を高めるために長い時
間を要する装置を複数配置した方が有利であり、好まし
く設置される。

被覆時間が転写時間に比べ長い場合には、第１１図Ｂ、
第１２図Ｂに示す如く、弾性体転写式曲面印刷装置１に
対して基体加熱被覆装置１１を複数配置し、停止時間の
短い転写時間毎に印刷を終了できる様にする。転写時間
が被覆時間に比べ長い場合には逆に基体加熱被覆装置１
１に対して、弾性体転写式曲面印刷装置１を複数配置す
る。

それぞれの装置の配置は第１１図、第１２図Ａ。

Ｂの様に直線上であってもかまわないし、第１２図Ｃの
如く円形であってもかまわない。キーボード８が交錯し
ない様搬送機に別方向へ移動する搬送治具１０の系列３
７を複数設置する。たとえば、弾性体転写式曲面印刷装
置１の１台に対して、基体加熱被覆装置１１が２台設置
されている装置では、第１２図Ｂ、Ｃの如く搬送治具ｌ
Ｏの搬送系列３７が２系列ある。このとき、弾性体転写
式曲面印刷装置１において転写を行なう位置は２系列上
のそれぞれで転写できるように２ｉ２ｉＩ所となる。

弾性体転写式曲面印刷装置１で転写されたキーボード８
は搬送機ｌＯにより、両側の基体加熱被覆装置１１に振
り分けられ、そして被覆されて製品となる。

以上の操作は好ましくは一貫して自動制御で行なわれる
。弾性体転写式曲面印刷装置ｌの１台に対して、基体加
熱被覆装置１１が１台設置されている装置では、搬送器
の替りに人間が作業しても充分対応できる。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明は、弾性体転写式印刷装置と基体
被覆装置とを備えた装置であって、樹脂成形品表面にイ
ンキを移行させ、いまだインキが乾燥しない段階で被覆
することにより成形品中へインキを浸透させ、繰り返し
使用してもインキが消失することのない浸透印刷を安定
して、高速に行なうことができる簡単な浸透印刷装置を
提供するというすぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の要部立体斜視図、第２図、第３図
はインキ転写の細部を示した模式断面図、第４図はイン
キ転写工程を示した模式図、第５図は弾性体転写式曲面
印刷装置の断面図、第６図、第７図は基体をプラスチッ
ク表面に被覆する細部を示した模式断面図、第８図はプ
ラスチック表面と被覆基体の表面の相思関係を示した模
式図、第９図は被覆工程を示した模式図、第１０図は基
体加熱被覆装置の断面図、第１１図、第１２図は転写工
程と被覆工程の配置を示した正面図及び略図である。 ■・・・弾性体転写式曲面印刷装置、 ２・・・インキ皿、　　　　３・・・刃、４・・・イン
キかき、　　　５・・・凹版、６・・・弾性転写体、 ７・・・キートップホールダー、 ８・・・キーボード、 ９・・・弾性転写体上下位置調節治具、１０・・・搬送
治具、　　　１１・・・基体加熱被覆装置、１２・・・
被覆基体、 １３・・・遠赤外線基体加熱治具、 １４・・・被覆基体上下位置調節治具、１５・・・キー
ボード保持台、 １６・・・キートップホールダー保持具、１７・・・図
柄陰刻部、　　１８・・・キートップ、１９・・・スイ
ッチ、　　２０・・・弾性転写体保持具、２１・・・イ
ンキ、　　　２２・・・被覆基体保持具、２３・・・遠
赤外線輻射体、 ２４・・・被覆基体上下位置調節治具保持部、２５・・
・インキ転写キートップ、 ２６・・・インキ転写キートップ表面、２７・・・被覆
基体表面、２８・・・被覆基体、２９・・・被覆基体、
　　３０・・・被覆基体被覆面積、３１・・・搬送機、
　　　３２・・・双方向搬送機、３３・・・回転型双方
向搬送機、 ３４・・・インキ留り、　３５・・・遠赤外線反射面、
３６・・・インキ、 ３７・・・搬送治具の搬送系列。 Ａ　　　　　　　　　　　　Ｂ 第８ ＣＤ 回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、図柄を陰刻した凹版と、弾性転写体とを有し、凹版
   の陰刻内に選択的にインキを満たしてインキで図柄を表
   示し、凹版に弾性転写体を押圧して図柄を表示するイン
   キを弾性転写体に写し取り、これをプラスチック成形体
   の表面に接触させて弾性転写体からプラスチック成形体
   表面に図柄を表示するインキを再転写する印刷装置と、 プラスチック成形体の被印刷表面と略相補の面を有する
   被覆基体を有し、該被覆基体を図面を表示するインキを
   転写されたプラスチック成形体の上記表面に密着させ、
   所定時間保持して、プラスチック成形体表面のインキを
   プラスチック成形体の内部へ浸透させる基体被覆装置と
   、 を具備して成るプラスチック成形体浸透印刷装置。