JPH07374B2 - 熱転写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は予め転写フイルムの表面
に印刷または蒸着された絵模様を、例えば石鹸などの被
転写物に熱転写するための熱転写装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】この種の熱転写装置は一般的な用紙と異
なり、所定の形状を有する被転写物の表面に印刷を行う
ものであるから、被転写物の材質、熱転写するための加
熱ローラの押付力、加熱温度、加熱時間などにより製品
の仕上りに大きく影響し、不良品の発生を如何に少なく
するかが問題になる。また、石鹸などの被転写物は表面
活性を有するので、直接熱転写することは非常に困難で
ある。 【０００３】一般に、能率的に熱転写を行う熱転写装置
として、加熱ローラにより転写フイルムを被転写物に押
し付けるものが提案されてはいるが、転写速度を高くす
ると、加熱ローラの表面温度にむらが生じ、特に加熱ロ
ーラの表面温度が高くなりすぎると、転写フイルムが被
転写物に融着してしまう。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は上述の問題に鑑み、石鹸のように表面活性を有す
る被転写物でも、被転写物の表面に予め安定なコーテイ
ング層を備えることにより、加熱ローラにより連続的に
熱転写を達成し得る熱転写装置を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は所定の絵模様を印刷または蒸着した
転写フイルムの裏面に、回転駆動される熱転写用の加熱
ローラを当接して被転写物に絵模様を熱転写する熱転写
装置において、加熱ローラの下側へ被転写物を供給する
コンベヤの上側に、複数組の熱硬化性樹脂からなるコー
テイング剤を吹き付けるスプレーガンとコーテイング層
を乾燥する空気吹付ノズルとからなるコーテイング装置
と、コーテイング層を熱硬化する遠赤外線加熱器からな
る加熱装置と、複数の冷気吹出口を備えた冷却器とを順
次加熱ローラの方へ並設したものである。 【０００６】 【作用】本発明によれば、被転写物を搬送するコンベヤ
の上側に配設した複数組のコーテイング剤を吹き付ける
スプレーガンと、乾燥のための空気吹付ノズルとによ
り、数回に亘りコーテイング層を連続的に形成した後
に、加熱装置によりコーテイング層を熱硬化し、さらに
冷気吹出口からの冷気により常温以下に冷却してコーテ
イング層を安定化し、その後に熱転写機の加熱ローラの
下側へ送り込む。 【０００７】 【実施例】図１に示すように、本発明による熱転写装置
は、供給装置１に積み重ねられた被転写物としての石鹸
ｓを１個ずつコンベヤ１２へ送り出し、コーテイング装
置２により石鹸ｓの表面に熱可塑性合成樹脂などのコー
テイング層１６（図２参照）を形成し、乾燥器８により
乾燥し、加熱装置９を含むコーテイング硬化装置３によ
り硬化し、冷却器１０により冷却した後、熱転写機４で
転写フイルムの絵模様を石鹸ｓのコーテイング層１６へ
熱転写するものである。 【０００８】石鹸ｓは絵模様の転写位置を位置検出装置
５で検出し、位置ずれを圧接台１１の制御部へフイード
バツクし、包装装置６で包装し、箱詰装置７で箱詰して
出口１３へ排出される。位置検出装置５により検出され
たパターンは、基準のパターンと比較され、絵模様の位
置ずれは熱転写機４の圧接台１１で補正される。 【０００９】図２に示すように、転写フイルム７３は塩
化ビニールなどの転写フイルム７３の表面（下面）に、
剥離層１４を介して所定の絵模様１５を印刷され、絵模
様１５の表面に接着剤１５ａをコーテイングされてい
る。転写フイルム７３は絵模様１５の前後に所定の間隔
を存して境界線１７を印刷され、後述するように絵模様
１５の１コマ毎に間歇的に送られる。 【００１０】図３に示すように、コーテング装置２はコ
ンベヤ１２の移動経路内に配設した電動機２０により駆
動される上下１対の吸水ローラ２９，３０と、複数のス
プレーガン２７と、複数の空気吹付ノズル２５と、複数
のコーテイングセンサ３１とからなる。石鹸ｓの表面の
水分は吸水ローラ３０により拭き取られ、吸水ローラ３
０は空気吹付ノズル２８からの空気により乾燥される。 【００１１】空気圧縮機３７からの空気は、圧力調整弁
３４により所定圧力に調整され、加熱器２６により所定
温度に加熱され、弁２２，２４，２３、各空気吹付ノズ
ル２５，２８を経てそれぞれ石鹸ｓ、吸水ローラ２９，
３０へ吹き付けられる。空気圧縮機３７からの加圧空気
は、圧力調整弁３４ａを経てコーテイング液槽３６（圧
力計３５で監視される）へ送られ、コーテイング剤をス
プレーガン２７から石鹸ｓの表面に吹き付ける。コンベ
ヤ１２に付着したコーテイング剤は、コンベヤ１２の戻
り側に配設したベルト洗浄器３２で除去され、ベルト乾
燥器３３で乾燥される。スプレーガン２７からのコーテ
イング剤の噴霧量は、制御装置２１により制御される。
図示の実施例では、石鹸ｓは３回にわたってコーテイン
グ層を形成される。 【００１２】図４に示すように、コーテイング層硬化装
置３はコンベヤ１２に沿って、送風機３８からの常温空
気吹出口１８、加熱装置９、送風機３９からの常温空気
吹出口４２、複数の冷気吹出口４１を配設されている。
常温空気吹出口４２と冷気吹出口４１の吹出量は風量調
整弁により調整される。冷気吹出口４１は風量調整弁、
加熱器４０、ダクト４３を経て、冷却器としての熱交換
器４４に接続される。空気取入口４６から送風機４５へ
吸引された空気は、熱交換器４４により冷却され、ダク
ト４３を通り、加熱器で適温に加熱・減湿される。この
ため、熱交換器４４で空気を冷却する冷媒は、冷媒圧縮
機４８、凝縮器４７、膨張弁４９、蒸発器５０へと循環
される。 【００１３】図５に示すように、冷気吹出口４１に配設
した風量調整弁６３は、電磁アクチユエータ６５により
駆動され、冷気吹出口４１の通路面積を加減する。電磁
アクチユエータ６５のストロークは制御装置６１により
制御される。 【００１４】図６，７に示すように、加熱装置９は実際
には、３個の遠赤外線加熱器５２をフード５６の内部に
配設して構成され、各遠赤外線加熱器５２は温度センサ
５３の信号に基づく制御装置５１の出力により制御され
る。石鹸ｓの乾燥に伴い発生する蒸発ガスは、フード５
６から排風機５４によりダクト５５を経て外部へ排出さ
れる。遠赤外線加熱器５２から直接放射され、または反
射板５７で反射される遠赤外線は、石鹸ｓの表面を加熱
し、コーテイング層１６を硬化させる。 【００１５】図８に示すように、熱転写機４はコンベヤ
１２の途中に圧接台１１と、圧接台１１に対向する加熱
ローラ９７とを配設される。転写フイルム７３はコンベ
ヤ１２に沿って配設した複数の案内ローラ７４、緊張ロ
ーラ８２、案内ローラ８３に張り渡され、転写フイルム
７３の左端部は図示してない巻取器により間歇的に巻き
取られる。 【００１６】緊張ローラ８２は電磁加振器８６に支持さ
れ、電磁加振器８６はばね８７により基枠（図示せず）
に懸架支持される。転写フイルム７３の経路内に配設し
た位置センサ７５は、図２に示した転写フイルム７３の
境界線１７を検出し、所定の位置で転写フイルム７３の
送りを停止する。電磁加振器８６は電磁アクチユエータ
８５の電流を制御し、緊張ローラ８２が転写フイルム７
３に与える張力を加減し、同時に交流加振コイル８４は
転写フイルム７３に微振動を与える。 【００１７】圧接台１１は例えば流体圧アクチユエータ
などの昇降装置８０に支持される基台７８に、ばね７７
を介して支持台８１を支持され、支持台８１は電磁加振
器７９により上下に振動を付与される。電磁加振器７９
と前述した電磁加振器８６の振幅は、図９に示す制御装
置８９により０．３ｍｍ程度に制御される。 【００１８】図８に示すように、加熱ローラ９７の表面
温度を検出するために、３個の温度センサ９３，９３
ａ，９３ｂが加熱ローラ９７に接近しかつ周方向に間隔
を存して配設され、補助遠赤外線加熱器９２の熱出力を
加減するように構成される。補助遠赤外線加熱器９２は
加熱ローラ９７が石鹸ｓから離れる部分に、遠赤外線加
熱器９１は補助遠赤外線加熱器９２の後方（加熱ローラ
９７の回転経路の下流側）にそれぞれ配設される。熱転
写機４へ送られる石鹸ｓを予熱するために、コンベヤ１
２の上流側に遠赤外線予熱器７１が配設され、遠赤外線
予熱器７１の熱出力は温度センサ７２の信号に基づいて
制御される。 【００１９】図１０に示すように、加熱ローラ９７は主
軸９６にゴムなどの軟質のローラを結合してなり、内部
に筒形の反射板１０２と加熱器９８を埋め込まれる。反
射板１０２に配設した温度センサ９３ｃの信号は、スリ
ツプリング９９を経て制御装置９０へ送られる。加熱器
９８は制御装置９０からスリツプリング９５を経て通電
される。加熱器９８と遠赤外線加熱器９１の電流は、加
熱ローラ９７の表面温度を検出する温度センサ９３と上
述の温度センサ９３ｃの各信号に基づく制御装置９０の
出力により制御される。 【００２０】遠赤外線加熱器９１は加熱ローラ９７の中
心部と両端側とに３分割して構成され、周囲温度の影響
を受けやすい両端側の遠赤外線加熱器９１の電流は、中
央の遠赤外線加熱器９１ａの電流とは別に制御される。 【００２１】図１１，１２に示すように、位置決め装置
１１１は支持台８１の上の石鹸ｓを加熱ローラ９７に関
連する所定の位置に停止させる。すなわち、コンベヤ１
２の送り方向前方側に、石鹸ｓを停止させる上下方向出
退可能の停止板１１７が、コンベヤ１２の送り方向に移
動調節可能にブラケツト１１９により支持される。ブラ
ケツト１１９に支持されたサーボモータ１１８は、主軸
に結合したねじ軸１２０を、停止板１１７に固定したナ
ツト１３０に螺合され、停止板１１７の前後位置はサー
ボモータ１１８の正逆回転により調節される。停止板１
１７とサーボモータ１１８を支持するブラケツト１１９
は支柱１２６に固定され、支柱１２６は流体圧アクチユ
エータ、電磁アクチユエータなどの昇降装置１２７によ
り、支持台８１の面よりも上方へ突出し、支持台８１の
面よりも下方へ引退可能とされる。 【００２２】石鹸ｓの横方向の位置を調節する左右１対
の案内板１１５は、支持台８１に横方向移動可能に支持
される。すなわち、各案内板１１５はピン１１４により
前後１対のナツト１１３を結合され、ナツト１１３に螺
合したねじ軸は支持台８１の側壁１１６に回転可能に支
持され、かつ減速歯車機構１１２を介してサーボモータ
１１０により正逆回転される。サーボモータ１１８，１
１０は手動ダイヤルを備えた設定ダイヤル板１２１によ
り調節できるが、パターン比較装置１２２の出力信号に
より自動的に調整される。 【００２３】パターン比較装置１２２は転写フイルム７
３の絵模様と石鹸ｓｏとの関係で設定された基準のパタ
ーンを記憶設定される。一方、図１に示した位置検出装
置５において、石鹸ｓと石鹸ｓに転写された絵模様とを
含むパターンがパターン検出器１２４により検出され
る。パターン比較装置１２２は検出パターンと基準パタ
ーンの位置ずれに応じて各サーボモータ１１８，１１０
を制御する。 【００２４】次に、本発明装置の作動について説明す
る。コーテイング装置２は吸水ローラ３０により石鹸ｓ
の表面の湿気を取り除き、加熱空気を吹き付けて石鹸ｓ
の表面を乾燥する。スプレーガン２７により第１次コー
テイング剤の吹付けを行い、吹付ノズル２５から加熱空
気を吹き付けて乾燥し、同時にコーテイングに伴う溶剤
の泡などを消去する。以下同様に、第２次、第３次のコ
ーテイング剤の吹付けを行い、所定の厚さのコーテイン
グ層１６を形成する。 【００２５】石鹸ｓの場合、コーテイング剤は石鹸ｓの
表面に接着層を備え、水により溶解または剥離すること
なく、絵模様が最後まで残るような塗膜を形成するもの
であり、コーテイング剤には遠赤外線に反応して短時間
に乾燥硬化する熱可塑性合成樹脂、例えばアクリル塗料
などが選択される。コーテイング層１６はコーテイング
層硬化装置３で加熱装置９により加熱硬化される。コー
テイング剤がアクリル塗料の場合、加熱装置９の遠赤外
線加熱器５２の遠赤外線の波長は５０〜１００μｍが適
当である。遠赤外線は被照射物質により吸収率が異り、
かつ表面だけを加熱し内部を加熱しない性質を有する。 【００２６】遠赤外線の照射によりコーテイング層１６
の溶剤が蒸発し、コーテイング層１６は次第に硬化して
塗膜を形成する。コーテイング層１６が硬化する時間は
極めて短かく、遠赤外線を長く照射すると石鹸ｓが軟化
し、熱転写の際に石鹸ｓが変形する恐れがあるので、冷
却器１０の常温空気吹出口４２からの空気により常温
（２０〜２５℃）に冷却し、冷気吹出口４１からの冷気
により、第１次冷却において約１０℃、第２次冷却にお
いて約４℃、第３次冷却において約０℃まで冷却する。 【００２７】次いで、石鹸ｓを熱転写機４へ送る。加熱
ローラ９７の熱負荷を軽減するために遠赤外線予熱器７
１によりコーテイング層１６を加熱する。遠赤外線予熱
器７１は短時間で石鹸ｓのコーテイング層１６だけを加
熱し、石鹸ｓを軟化させない。位置センサ７５により絵
模様が位置決めされている転写フイルム７３の下の支持
台８１へ石鹸ｓが送られると、石鹸ｓは図１１に示す停
止板１１７に当って停止する。基台７８が流体圧アクチ
ユエータなどの昇降装置８０により押し上げられ、石鹸
ｓが転写フイルム７３と一緒に、加熱ローラ９７へ押し
付けられる。この時、停止板１１７は昇降装置１２７に
より下降される。 【００２８】したがって、石鹸ｓはコーテイング層１６
へ遠赤外線予熱器７６により加熱された転写フイルム７
３の絵模様を押し付けられ、回転する加熱ローラ９７に
より熱転写されながら、支持台８１の石鹸ｓはコンベヤ
により左方へ送り出される。次の転写フイルム７３の境
界線１７が位置センサ７５により検出されると、転写フ
イルム７３の送りが停止される。 【００２９】熱転写時、支持台８１は電磁加振器７９に
より上下振動（振幅は僅かである）を与えられ、転写フ
イルム７３とコーテイング層１６との融着を防ぐ。支持
台８１の下面と電磁加振器７９との間には薄いウレタン
ゴムなどの軟質材が介装される。同時に、電磁加振器８
６の電磁アクチユエータ８５は緊張ローラ８２を介して
転写フイルム７３の平均的張力を調節し、電磁加振器８
６の加振コイル８４は転写フイルム７３に所定の範囲で
引張方向の振動を加え、転写フイルム７３が加熱ローラ
９７から離れるとすぐ、転写フイルム７３を石鹸ｓから
剥離する。電磁加振器８６の振動数は３０〜２００Ｈｚ
が適当である。 【００３０】熱転写時、加熱ローラ９７が転写フイルム
７３を介して石鹸ｓに接する部分の表面温度は低下する
が、加熱ローラ９７は石鹸ｓから離れると、補助遠赤外
線加熱器９２により加熱され、再び石鹸ｓに接触するま
での間に所定の表面温度に回復される。補助遠赤外線加
熱器９２の熱出力は、加熱ローラ９７から石鹸ｓへ伝達
される熱損失を補うように、精密に制御されるので、加
熱ローラ９７の表面温度は均一になる。すなわち、加熱
ローラ９７の熱転写処理前の温度は、温度センサ９３ａ
により検出され、熱転写処理後の温度は温度センサ９３
ｂにより検出され、各温度センサ９３ａ，９３ｂの信号
に基づく制御装置９０の出力により補助遠赤外線加熱器
９２の熱出力が制御され、加熱ローラ９７は熱転写処理
中に奪われた熱量を補充される。加熱ローラ９７の温度
は１５０〜２５０℃に設定される。 【００３１】加熱ローラ９７は内部に加熱器９８を埋め
込まれているから、加熱ローラ９７は温度変化を抑えら
れ、熱転写装置の起動時間を短縮できる。加熱器９８の
容量は小さくてよいので、熱転写装置の運転を急に停止
しても、加熱ローラ９７の温度が異常上昇し、加熱ロー
ラ９７が焼損する恐れはない。 【００３２】上述の実施例で、遠赤外線加熱器にはセラ
ミツクス遠赤外線加熱器を用いるのが好ましい。また、
被転写物として石鹸ｓの場合について説明したが、木
材、紙、金属、食品包装用容器などにも適用できる。 【００３３】本発明によれば、加熱ローラ９７の内部に
加熱器９８を設けるとともに、外周側に遠赤外線加熱器
９２，９１を配設したものであるから、加熱ローラ９７
の表面だけを重点的に、かつ迅速に加熱することがで
き、しかも熱転写後石鹸ｓにより熱を奪われた温度低下
部分を、補助遠赤外線加熱器９２により迅速に加熱する
ことができるので、常に表面にむらのない均一な加熱温
度で熱転写を行うことができる。 【００３４】また、転写フイルム７３に張力を与える緊
張ローラ８２に電磁加振器８６を取り付けたことによ
り、転写フイルム７３に引張方向の振動を与えることが
できるから、熱転写時転写フイルム７３と石鹸ｓとの熱
溶着を防止でき、加熱ローラ９７の温度制御性能の向上
と相俟って製品不良の発生率を低減し、熱転写速度を大
幅に高速化することができる。 【００３５】さらに、加熱ローラ９７の内部に加熱器９
８を埋め込んであるから、加熱ローラ９７の温度変化を
抑え、熱転写装置の起動時間を短縮できる。加熱器９８
の容量は小さくてよく、急に熱転写装置の運転を停止し
た場合にも、加熱ローラ９７の温度が異常上昇し、焼損
するなどの事故を防止できる。 【００３６】 【発明の効果】本発明は上述のように、被転写物を移送
するコンベヤの上側に複数組のスプレーガンと空気吹付
ノズルを配設したので、被転写物の表面に連続的に所要
厚さの安定したコーテング層を形成できる。 【００３７】コンベヤの上側でコーテイング装置よりも
下流側に、遠赤外線加熱器と複数の冷気吹出口を順次配
設したので、コーテイング層は加熱されて硬化し、次い
で段階的に常温から約０℃まで冷却されるので、皺や割
れのない平滑で熱に対し安定な、熱転写面としてのコー
テイング層が得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る熱転写装置の概要を示す側面図で
ある。 【図２】転写フイルムと被転写物との関係を示す側面図
である。 【図３】コーテイング装置の概略構成を示す側面図であ
る。 【図４】コーテイング層硬化装置の側面図である。 【図５】同装置の要部を拡大して示す側面図である。 【図６】同装置の加熱部についての拡大図である。 【図７】同正面図である。 【図８】熱転写機の側面図である。 【図９】同要部を示す側面図である。 【図１０】加熱ローラについての平面断面図である。 【図１１】圧接台に備えられる被転写物の位置決め装置
を示す正面図である。 【図１２】同平面図である。 【符号の説明】２：コーテイング装置 ３：コーテイン
ク層硬化装置 ４：熱転写機 ５：位置検出装置 ８：
乾燥器 ９：加熱装置 １０：冷却器 １１：圧接台
１２：コンベヤ １５：絵模様 ５２，９１，９８：遠
赤外線加熱器 ７８：基台 ７９，８６：電磁加振器
８０：昇降装置 ８１：支持台 ８２：緊張ローラ ８
３：案内ローラ ９２：補助遠赤外線加熱器 ９３：温
度センサ ９７：加熱ローラ １１５：案内板 １１
７：停止板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】所定の絵模様を印刷または蒸着した
   転写フイルムの裏面に、回転駆動される熱転写用の加熱
   ローラを当接して被転写物に絵模様を熱転写する熱転写
   装置において、加熱ローラの下側へ被転写物を供給する
   コンベヤの上側に、複数組の熱硬化性樹脂からなるコー
   テイング剤を吹き付けるスプレーガンとコーテイング層
   を乾燥する空気吹付ノズルとからなるコーテイング装置
   と、コーテイング層を熱硬化する遠赤外線ヒータからな
   る加熱器と、複数の冷気吹出口を備えた冷却器とを順次
   加熱ローラの方へ並設したことを特徴とする熱転写装
   置。