(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カード基体の内部に流体を封じた流体封じ込め層を設けたプラスチックカードに対して、加熱圧着して、前記カード基体に凹部を設けるヒートプランジャー機構において、
加熱圧着時に、前記プラスチックカードの前記流体封じ込め層上部の表面上に当接する先端部と、
該先端部から出没自在な針状の突起部と、
前記突起部の前記先端部からの出没を制御する出没制御手段とを具備し、
前記突起部が前記先端部から突出した状態で、前記流体封じ込め層に達する穴をあけるようにした事を特徴とするヒートプランジャー機構。
【請求項２】
前記先端部は前記突起部を内部に収納するための収納通路を有し、
前記出没制御手段は、前記突起部が前記流体封じ込め層に達する穴をあけた後に、前記突起部を前記収納通路内に収納する、請求項１記載のヒートプランジャー機構。
【請求項３】
前記先端部は前記流体封じ込め層に封じられた流体を外部へ排出するための排出通路を具備する、請求項１または２記載のヒートプランジャー機構。
【請求項４】
前記流体封込め層に達するる穴があけられた後に、前記排出通路を通して前記流体封じ込め層に封じられた流体を強制的に外部へ吸引排出する吸引手段を含む、請求項３記載のヒートプランジャー機構。
【請求項５】
前記流体が空気である事を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のヒートプランジャー機構。
【請求項６】
前記プラスチックカードのカード基体は、乳白色硬質塩化ビニルから成るコアシートと透明硬質塩化ビニルから成るオーバーシートとの積層体からなり、前記流体封じ込め層が、前記コアシートと前記オーバーシートとの間に設けられている、請求項１〜５のいずれか１つに記載のヒートプランジャー機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀行用キャッシュカード、各種クレジットカード、各種プリペードカード、医療カード、ＩＤ（身分証明用）カード等のプラスチックカードに、使用額や使用度数などの目安を呈示するためのヒートプランジャー機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のプラスチックカードは銀行用キャッシュカードに代表される信用取引の分野におけるＩＤ（身分証明用）カードや、交通、通信、娯楽等の分野における前払い式の磁気カードとして普及している。特にＩＤカードの場合、カード基体の表面に磁気ストライプを設けた磁気ストライプカードが広く用いられている。
【０００３】
磁気ストライプカードのカード基体は、通常、硬質塩化ビニルの積層体から成る。詳しく述べると、カード基体はオーバーシートと呼ばれる厚さ約０．１ｍｍの透明硬質塩化ビニルシートと、予め表面に磁性層を形成した磁気ストライプ付きオーバーシートと、片面あるいは両面に印刷を施したコアシートと呼ばれる厚さ０．５ｍｍの白色硬貨塩化ビニルシートとを鏡面金属板で挟持し、加熱圧着し積層する事によって得られている。
【０００４】
一方、磁気カードは、通常、厚さ０．１０〜０．２５ｍｍ程度のポリエチレンテレフタレート等のプラスチック基体上に磁性塗料を塗布する事によって得られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、前払い式カードの分野において、使用済カードを未使用カードと偽って譲渡或いは売買する等の不正行為防止の為に使用度数の目安呈示が必要とされている。上記磁気カードの使用額や使用度数などの目安呈示方法としては、カード基体に穿孔を施す方法が一般に普及している。
【０００６】
しかしながら、磁気ストライプカードに代表されるプラスチックカードにおいては、カード基体全厚が０．７６ｍｍと磁気カードの３倍の厚さを持つために、カード基体に穿孔を施す方法は技術的に困難である。このように、プラスチックカードに対して使用頻度の目安呈示をすることが不可能な為に、プラスチックカードは前払い式カードの分野においては用いられていないのが現状である。
【０００７】
そこで、近年、予めプラスチックカードのカード基体内部に流体を封じた流体封込め層を１つ以上設け、ヒートプランジャー機構によってカード基体を加熱加圧し、流体封込め層の部分に凹部を設ける方法が検討されている。
【０００８】
しかしながら、従来のヒートプランジャー機構は、カード基体内部に封じた流体をカード基体内部から全て排出する機構を有していない為に、形成された凹部が歪んだり、あるいは凹部が形成されないという問題点があった。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、プラスチックカードのカード基体内部に封じた流体をカード基体内部から排出させることにより、カード基体を加熱加圧し、カード基体に凹部を設ける事を可能にするヒートプランジャー機構提供する事を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、カード基体の内部に流体を封じた流体封じ込め層を設けたプラスチックカードに対して、加熱圧着して、カード基体に凹部を設けるヒートプランジャー機構において、加熱圧着時に、プラスチックカードの流体封込め層上部の表面上に当接する先端部と、この先端部から出没自在な針状の突起部と、突起部の先端部からの出没を制御する出没制御手段とを具備し、突起部が先端部から突出した状態で、流体封じ込め層に達する穴をあけるようにした事を特徴とするヒートプランジャー機構が得られる。
【００１１】
上記ヒートプランジャー機構において、前記先端部は突起部を内部に収納するための収納通路を有し、出没制御手段は、突起部が流体封じ込め層に達する穴をあけた後に、突起部を収納通路内に収納するようにすることが好ましい。
【００１２】
上記ヒートプランジャー機構において、先端部は流体封じ込め層に封じられた流体を外部へ排出するための排出通路を具備することが好ましい。この場合、流体封じ込め層に達するる穴があけられた後に、排出通路を通して流体封じ込め層に封じられた流体を強制的に外部へ吸引排出する吸引手段を含むことが好ましい。
【００１３】
ここで、上記流体は空気である事が望ましい。
【００１４】
本発明では、先端部に設けた針状の突起部が、流体封じ込め層に達する穴をあける。これにより、プラスチックカードの内部に封じた流体を外部に排出させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１乃至図４は本発明の実施の一形態によるプランジャー機構の構成を示す断面図で、図１は動作原点位置を示し、図２は穴あけ動作位置を示し、図３は吸引動作を示し、図４は加熱圧着動作位置を示す。
【００１７】
最初に、図１を参照して、ヒートプランジャー機構の構成について説明する。ヒートプランジャー機構１０は、ヒートプランジャー加圧装置１１と、突起部可動装置１２と、加熱装置１３と、吸引装置１４と、ヒートプランジャー先端部１５と、ヒートプランジャー突起部１６と、ヒートプランジャー位置決め部１７と、第１および第２の位置感知センサ１８−１および１８−２と、スイッチ切替装置１９とを有する。
【００１８】
ヒートプランジャー機構１０によって凹部があけられるプラスチックカード２０は、乳白色硬質塩化ビニルから成るコアシート２１及び透明硬質塩化ビニルから成るオーバーシート２２の積層体からなカード基体を有し、コアシート２１とオーバーシート２２との間には流体２３を封じた流体封じ込め層が１つ以上（図では１つのみ図示している）設けられている。
【００１９】
プラスチックカード２０を固定するためのカード固定台座３０は、土台部３１と、プラスチックカード２０を載せる上板部３２と、土台部３１と上板部３２との間に配置された圧力調整バネ３３とから成り、圧力調整バネ３３は上板部３２を上方向に付勢している。
【００２０】
ヒートプランジャー加圧装置１１とヒートプランジャー先端部１５との間に突起部可動装置１２が設けられ、ヒートプランジャー加圧装置１１は、後述するように、突起部可動装置１２と、加熱装置１３と、ヒートプランジャー先端部１５（これらを纏めてヒートプランジャー本体と呼ぶ）とを下方に移動させて、カード固定台座３０上に搭載されたプラスチックカード２０を加圧するためのものである。ヒートプランジャー加圧装置１１は、固定部１１１と、この固定部１１１から下方に移動可能な可動部１１２とを含む。
【００２１】
ヒートプランジャー突起部１６は、後述するように、ヒートプランジャー先端部１５から出没自在に配置されている。突起部可動装置１２は、後述するように、ヒートプランジャー先端部１５からのヒートプランジャー突起部１６の出没を制御するためのものである。突起部可動装置１２は、中空の筐体１２１と、この筐体１２１の下内壁および上内壁にそれぞれ互いに離間して配置された第１の電磁石１２２および第２の電磁石１２３とを有する。第１の電磁石１２２と第２の電磁石１２３との間に、ヒートプランジャー突起部１６の円盤部１６ｂ（後で詳述する）が設けられている。円盤部１６ｂは、後述するように、第１の電磁石１２２か第２の電磁石１２３のどちらか一方に引き付けられる。第１の電磁石１２２および第２の電磁石１２３のオン・オフはスイッチ切替装置１９によって制御される。
【００２２】
加熱装置１３はヒートプランジャー先端部１５を加熱するためのもので、ヒートプランジャー先端部１５の外周部に配置されている。加熱装置１３がヒートプランジャー先端部１５を加熱することにより、熱がヒートプランジャー先端部１５に伝達し、ヒートプランジャー先端部１５がプラスチックカード２０に当接したときに、ヒートプランジャー先端部１５の熱がプラスチックカード２０へ伝達する。
【００２３】
ヒートプランジャー先端部１５からヒートプランジャー突起部１６が突出した状態で、ヒートプランジャー突起部１５はプラスチックカード２０の上記流体封じ込め層に達する穴をあけることができる。
【００２４】
吸引装置１４は、ヒートプランジャー先端部１５の排出通路１５ｃ（後で詳述する）を通して上記流体封じ込め層に封じられた流体２３を強制的に外部へ吸引排出するための装置である。
【００２５】
ヒートプランジャー位置決め部１７は、ヒートプランジャー機構１０のヒートプランジャー本体の所定位置に固定されている。第１および第２の位置感知センサ１８−１および１８−２はヒートプランジャー位置決め部１７を感知するためのものである。第１の位置感知センサ１８−１はヒートプランジャー機構１０の動作原点位置を感知するためのものであり、第２の位置感知センサ１８−２はヒートプランジャー先端部１５がプラスチックカード２０に当接したことを検出するためのものである。スイッチ切替装置１９は第１および第２の位置感知センサ１８−１および１８−２からの第１および第２の感知信号に応答して、後述するように、第１および第２の電磁石１２２および１２３のオン・オフと吸引装置１４の駆動を制御する。
【００２６】
図５は、本発明における主要部品であるヒートプランジャー先端部１５とヒートプランジャー突起部１６の斜視図である。
【００２７】
ヒートプランジャー先端部１５は、例えば真鍮製の直径３ｍｍの円柱体１５ａを有する。この円柱体１５ａにはその中心軸に沿って直径１ｍｍの貫通穴１５ｂがあけられている。この貫通穴１５ｂはヒートプランジャー突起部１６をヒートプランジャー先端部１５の内部に収納するための収納通路として働く。また、円柱体１５ａの側面部より収納通路１５ｂに向けて直径１ｍｍの貫通穴１５ｃがあけられている。この貫通穴１５ｃは流体排出通路として作用する。
【００２８】
ヒートプランジャー突起部１６は、例えば鉄製の直径が０．８ｍｍの円柱部１６ａと、厚さ２ｍｍ、直径１０ｍｍの鉄製の円盤部１６ｂとから成る。円柱部１６ａの一方の先端１６ａ−１は鋭利に、他方の先端１６ａ−２は平滑に加工されている。円盤部１６ｂの中心上垂直に、円柱部１６ａの平滑な先端１６ａ−２を接合して取り付けられている。
【００２９】
次に、図１乃至図４を参照して、本発明によるヒードプランジャー機構１０によってプラスチックカード２０に凹部を作る動作について説明する。図１はヒートプランジャー機構１０の動作原点位置を示し、ヒートプランジャー機構１０の始動前の状態を示している。図２はヒートプランジャー機構１０の穴あけ動作位置を示し、ヒートプランジャー突起部１６がプラスチックカード２０の流体２３を封じた流体封込め層を形成するオーバーシート２２に貫通穴をあけた状態を示している。図３はヒートプランジャー機構１０の吸引動作位置を示し、ヒートプランジャー突起部１６がヒートプランジャー先端部１５の収納通路１５ｂ内に収納され、プラスチックカード２０内部に封じた流体２３を流体排出通路１５ｃから強制的に吸引した状態を示している。図４はヒートプランジャー機構１０の加熱圧着動作位置を示し、ヒートプランジャー先端部１５がプラスチックカード２０のカード基体に凹部を形成した状態を示している。
【００３０】
まず、図１を参照して、ヒートプランジャー機構１０（ヒートプランジャー加圧装置）１１は原点位置にあり、第１の位置感知センサ１８−１がヒートプランジャー位置決め部１７を感知し、スイッチ切替装置１９に第１の感知信号ｓ１を送る。このとき、ヒートプランジャー先端部１６は、図１に示すように、プラスチックカード２０から所定距離だけ離れた位置にある。この第１の感知信号ｓ１に応答して、スイッチ切替装置１９は第２の電磁石１２３をオフにし、第１の電磁石１２２をオンにする。これにより、第１の電磁石１２２は、ヒートプランジャー突起部１６の円盤部１６ｂを引き付け、ヒートプランジャー突起部１６の鋭利な先端１６ａ−１をヒートプランジャー先端部１５から突出させる。
【００３１】
図２に移って、ヒートプランジャー突起部１６の鋭利な先端１６ａ−１がヒートプランジャー先端部１５から突出した状態で、ヒートプランジャー加圧装置１１はその可動部１１２を、矢印Ａに示すように下方に伸ばす。これにより、ヒートプランジャー突起部１６の鋭利な先端１６ａ−１が、カード固定台座３０の上板部３２上に置かれたプラスチックカード２０に対して、流体封じ込め層を形成するオーバーシート２２に貫通穴をあける。このとき、ヒートプランジャー先端部１５がプラスチックカード２０に当接するので、第２の位置感知センサ１８−２がヒートプランジャー位置決め部１７を感知し、スイッチ切替装置１９に第２の感知信号ｓ２を送る。
【００３２】
次に図３に移って、この第２の感知信号ｓ２に応答して、スイッチ切替装置１９は第１の電磁石１２２をオフにし、第２の電磁石１２３をオンにする。この結果、第２の電磁石１２３は、矢印Ｂに示すように、ヒートプランジャー突起部１６の円盤部１６ｂを引き付け、ヒートプランジャー突起部１６の鋭利な先端１６ａ−１をヒートプランジャー先端部１５の収納通路１５ｂ内へ収納する。この時、ヒートプランジャー突起部１６の鋭利な先端１６ａ−１はヒートプランジャー先端部１５の流体排出通路１５ｃを塞がない位置まで後退する。
【００３３】
更に、スイッチ切替装置１９は吸引装置４を駆動し、カード固定台座３０の上板部３２上に置かれたプラスチックカード２０のカード基体内部から流体２３を、矢印Ｃに示すように、流体排出通路１５ｃを通して強制的に吸引させる。
【００３４】
図４に移って、ヒートプランジャー加圧装置１１は、矢印Ａに示すように、さらに下方に伸び続け、予め加熱装置１３により１２０℃に加熱されたヒートプランジャー先端部１５が、カード固定台座３０の上板部３２上に置かれたプラスチックカード２０を押し付け、１２０℃、５ｋｇ／ｃｍ２  、１秒間加熱加圧する。この際、ヒートプランジャー加圧装置１１のストロークは、プラスチックカード２０をカード固定台座３０の土台部３１に１ｍｍ押し込む長さとし、５ｋｇ／ｃｍ２  のカード固定台座３０の圧力調整バネ３３により、プラスチックカード２０への圧力５ｋｇ／ｃｍ２  を得た。
【００３５】
上記に示す条件で加熱加圧した後、ヒートプランジャー加圧装置１１が、図１に示す原点位置に戻り、第１の位置感知センサ１８−１はヒートプランジャー位置決め部１７を感知し、スイッチ切替装置１９に第１の感知信号ｓ１を送る。
【００３６】
この第１の感知信号ｓ１に応答して、スイッチ切替装置１９は第２の電磁石１２３をオフにし、第１の電磁石１２２をオンにする。これにより、第１の電磁石１２２はヒートプランジャー突起部１６の円盤部１６ｂを引き付け、ヒートプランジャー突起部１６の鋭利な先端１６ａ−１をヒートプランジャー先端部１５から突出させる。さらに、スイッチ切替装置１９は吸引装置１４の駆動を停止し、始動前の状態に戻る。
【００３７】
次に、図６および図７を参照して、従来のヒートプランジャー機構によってプラスチックカート２０に凹部を形成した場合と、本発明にかかるヒートプランジャー機構１０によってプラスチックカート２０に凹部を形成した場合とについて比較結果を示す。
【００３８】
その際の要領は次の通りである。本比較に用いたプラスチックカート２０は、予め、乳白色硬貨塩化ビニルから成る厚さ０．５６ｍｍのコアシート２１に直径３ｍｍ、深さ０．２５ｍｍの座ぐり部（流体封込め層）を１つ作り、コアシート２１の両面に透明硬貨塩化ビニルから成るオーバーシート２２をあてがい、金属鏡面板で挟持し、１５０℃、２５ｋｇ／ｃｍ２  で、２０分間加熱加圧し、プラスチックカード２０のカード基体内部（流体封込め層）に流体２３として空気を封じ込めたプラスチックカードである。
【００３９】
上記プラスチックカート２０の空気２３を封じた箇所に対して、１２０℃、５ｋｇ／ｃｍ２  で、１分間の同一条件で加熱加圧し、凹部の形成具合を比較した。従来のヒートプランジャー機構を使用した場合では、図６の右側に示すように、凹部は形成されず、空気２３がプラスチックカート２０内で押し広がっただけであった。これに対して、本発明にかかるヒートプランジャー機構１０を使用した場合では、図７の右側に示すように、深さ０．２５ｍｍの凹部２４が形成された。
【００４０】
本発明は上述した実施例に限定せず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であるのは勿論である。すなわち、本発明は、少なくとも、ヒートプランジャー先端部１５と、ヒートプランジャー突起部１６と、このヒートプランジャー突起部１６のヒートプランジャー先端部１５からの出没を制御する出没制御手段として働く突起部可動部１２とを備えていれば良い。すなわち、ヒートプランジャー突起部１６がヒートプランジャー先端部１６から突出した状態で、プラスチックカード２０の流体封じ込め層に達する穴をあけるように構成されていれば良い。また、プラスチックカード２０も上述した構成のものに限定しないのは勿論であり、カード基体の内部に流体を封じた流体封じ込め層を設けたものであれば良い。さらに、流体封じ込め層の数は任意で良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、予めカード基体内部に流体を封じた流体封じ込め層を有するプラスチックカードに対して、上記流体封じ込め層に達する穴をあけることにより、カード基体内部から流体を排出し、加熱加圧し、カード基体に凹部を設ける事により、前払い式カードの分野で必要とされる使用度数の目安呈示を行うプラスチックカードに対し、カード基体に凹部を設ける事を可能にするヒートプランジャー機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態によるヒートプランジャー機構の動作原点位置を示す断面図である。
【図２】同形態のヒートプランジャー機構の穴あけ動作位置を示す断面図である。
【図３】同形態のヒートプランジャー機構の吸引動作位置を示す断面図である。
【図４】同形態のヒートプランジャー機構の加熱圧着動作位置を示す断面図である。
【図５】同形態のヒートプランジャー機構に使用される、ヒートプランジャー先端部とヒートプランジャー突起部とを示す分解斜視図である。
【図６】従来のヒートプランジャー機構を用いて作成したプラスチックカード凹部の断面図である。
【図７】本発明の実施の一形態によるヒートプランジャー機構を用いて作成したプラスチックカード凹部の断面図である。
【符号の説明】
１０    ヒートプランジャー機構
１１    ヒートプランジャー加圧装置
１２    突起部可動装置
１２２    第１の電磁石
１２３    第２の電磁石
１３    加熱装置
１４    吸引装置
１５    ヒートプランジャー先端部
１５ｃ    流体排出通路
１６    ヒートプランジャー突起部
１７    ヒートプランジャー位置決め部
１８−１    第１の位置感知センサ
１８−２    第２の位置感知センサ
１９    スイッチ切替装置
２０    プラスチックカード
２１    コアシート
２２    オーバーシート
２３    流体（空気）
３０    カード固定台座
３１    土台部
３２    上板部
３３    圧力調整バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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