(57)【要約】【課題】付加価値媒体のオンデマンド発行に最適にする。【解決手段】ヒータ２により加熱されたスタンプヘッド３と受け台４との間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するホットスタンプ装置１において、スタンプヘッド３はタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されると共に、ヒータ２はベース部５と発熱部６とを有し、ベース部５はタングステンまたはタングステン合金と線膨張係数および熱伝導率が同等あるいは近似したの窒化アルミ材で形成され、発熱部６はタングステンまたはタングステン合金で形成される。【選択図】        図１
2004181932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータにより加熱されたスタンプヘッドと受け台との間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するホットスタンプ装置において、前記スタンプヘッドはタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されると共に、前記ヒータはベース部と発熱部とを有し、前記ベース部はタングステンまたはタングステン合金と線膨張係数および熱伝導率が同等あるいは近似した窒化アルミ材で形成され、前記発熱部はタングステンまたはタングステン合金で形成されることを特徴とするホットスタンプ装置。
【請求項２】
前記スタンプヘッドと前記ヒータとは、これらを形成するタングステンまたはタングステン合金と熱伝導率が同等の銀ロウによりロウ付け接合されていることを特徴とする請求項１記載のホットスタンプ装置。
【請求項３】
前記ヒータの前記スタンプヘッドとの反対側には断熱材が設けられることを特徴とする請求項１または２記載のホットスタンプ装置。
【請求項４】
前記スタンプヘッドの線膨張係数は前記ベース部の線膨張係数よりも大きいと共に、前記ヒータの加熱時には前記スタンプヘッドのスタンプ面が滑らかな凸形状になることを特徴とする請求項１から３までのいずれか記載のホットスタンプ装置。
【請求項５】
前記スタンプヘッドのスタンプ面は前記銀ロウによるロウ付け接合の後に平面加工されたものであることを特徴とする請求項４記載のホットスタンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホットスタンプ装置に関する。更に詳述すると、ホットスタンプ装置のスタンプヘッドおよびヒータの構造および材質に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来のホットスタンプ装置（箔押し機）の概略構成を示す。このホットスタンプ装置は、ホログラム箔等のホットスタンプ箔１０３を繰り出すオープンリール状の巻き出しリール１０１と巻き取りリール１０２と、ホットスタンプ箔を転写するスタンプヘッド１０７と、スタンプヘッド１０７に対向して設けられている受け台１０８と、スタンプヘッド１０７を駆動する加圧装置１０９とを備えている。スタンプヘッド１０７は、例えばセラミック製の平板状のヒータ１０６に密着固定されている。スタンプヘッド１０７は真鍮、ステンレス、亜鉛などから形成されている。
【０００３】
ホットスタンプが行なわれる際は、スタンプヘッド１０７はヒータ１０６により１２０〜１５０℃程度に加熱される。そして、巻き出しリール１０１と巻き取りリール１０２によってホットスタンプ箔１０３が送り出され、ガイド１０４，１０５によってスタンプヘッド１０７と受け台１０８との間に導かれる。一方、図示しない媒体（チケット，クレジットカード等）もホットスタンプ箔１０３に重ね合わせた状態となるようにスタンプヘッド１０７と受け台１０８との間に導かれる。そして、加圧装置１０９によってスタンプヘッド１０７を受け台１０８に向けて加圧して媒体に転写している。
【０００４】
このホットスタンプ装置は、製造現場で大量の媒体を一括スタンプする大型の装置が一般的である。このため、ヒータ１０６を一旦加熱したまま概ね長時間、所定範囲の温度に制御し、スタンプヘッド１０７を作動温度に維持しておくようにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、クレジットカードやチケットなどの付加価値媒体を必要に応じて発行しようとする所謂オンデマンドのニーズがある。その一例としてセルフサービスターミナルなどがあり、ユーザの要求に応じて、無人でカードやチケットの発行が行なわれる。このような装置では、発行物の偽造防止のためホログラム箔等を媒体に付与するホットスタンプ装置が用いられる場合がある。そして、このような装置は店舗などに置かれる為、省エネルギー化が求められている。このため、ホットスタンプ装置も省エネルギー化を図る必要があるので、スタンプヘッド１０７を常時作動温度に維持しておくのではなく、ユーザの要求があったときにヒータ１０６を作動させてスタンプヘッド１０７を作動温度まで加熱することが望まれる。
【０００６】
しかしながら、従来のスタンプヘッド１０７は真鍮、ステンレス、亜鉛などから形成されているので、いずれも熱伝導率が低くヘッド温度が所定のスタンプ温度に達するまでの時間が長くなり、オンデマンドのスタンプ要求に迅速に対応できない。また、スタンプヘッド１０７の熱伝導率が低いとヒータ１０６からの熱エネルギがスタンプヘッド１０７に伝わりにくく、スタンプヘッド１０７を温度制御する際の追従性が悪い。このため、ヘッド温度が所定のスタンプ温度に調整されるまでに時間がかかってしまい、やはりスタンプ要求に迅速に対応できない。
【０００７】
これを解決するために、スタンプヘッドを高い熱伝導率の材質であるセラミック材、例えば窒化アルミにより形成する場合がある。しかしながら、窒化アルミは脆性が高いので、例えばクリップやステープルなどが付いた媒体にスタンプして偏荷重を受けたときにスタンプヘッドが割れたり欠けたりし易い。また、材質の脆性が高いとスタンプ形状に対応した版凹部の輪郭形状を加工するのが困難である。さらに、材質の粒子が粗く脆いため、版凹部の輪郭が凸凹になり易く、スタンプ品位が低下してしまう。
【０００８】
一方、上述した図８に示すスタンプ装置ではヒータ１０６とスタンプヘッド１０７との各材質の線膨張係数が大きく異なるので、それぞれの熱変形量に差が生じてしまう。すなわち、ヒータ１０６を構成する窒化アルミの線膨張係数は４．５×１０−６［１／℃］、スタンプヘッド１０７を構成する真鍮の線膨張係数は１８×１０−６［１／℃］、ステンレスの線膨張係数は１６．７×１０−６［１／℃］、亜鉛の線膨張係数は３０〜３５×１０−６［１／℃］であり、約４倍以上の大きな違いが見られる。このため、ヒータ１０６とスタンプヘッド１０７との熱伝導効率を高めるためにこれらを一体化した場合、ヒータ１０６とスタンプヘッド１０７との間に応力が発生して浮きや剥離が生じ空気が入ってヒータ機能を損なうおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、従来のホットスタンプ装置のスタンプヘッドおよびヒータの構造および材質を改良して、付加価値媒体のオンデマンド発行に最適なホットスタンプ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ヒータにより加熱されたスタンプヘッドと受け台との間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するホットスタンプ装置において、スタンプヘッドはタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されると共に、ヒータはベース部と発熱部とを有し、ベース部はタングステンまたはタングステン合金と線膨張係数および熱伝導率が同等あるいは近似した窒化アルミ材で形成され、発熱部はタングステンまたはタングステン合金で形成されるようにしている。ここで、本明細書中で「同等」とは完全な同一を意味するだけでなく、完全に同一ではなくてもほぼ等しい場合を含む概念としている。また、「近似」とは熱膨張時のスタンプヘッドとベース部との接合面に浮きや剥離が生じない範囲を意味する。
【００１１】
したがって、スタンプヘッドがタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されているので、これらの材質は熱伝導率が約１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり従来の真鍮などの熱伝導率３０〜４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）に比べて十分に高いことから、スタンプヘッド自体の熱伝導率を高めてスタンプヘッドの短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００１２】
また、スタンプヘッドがタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されているので、これらの材質は従来使用されることのあった窒化アルミに比べて脆性が低いことからスタンプヘッドに偏荷重が作用したときに割れや欠けが発生しにくくなる。しかも、脆性が低いことでスタンプ形状に対応した版凹部の輪郭形状を加工するのが容易になる。また、窒化アルミよりも粒子が細かいので、版凹部の輪郭が滑らかになりスタンプ品位を高めることができる。
【００１３】
さらに、ヒータのベース部はタングステンまたはタングステン合金（線膨張係数：５．０〜８．３×１０−６［１／℃］）と線膨張係数および熱伝導率が同等あるいは近似した窒化アルミ材（線膨張係数：４．５〜５．５×１０−６［１／℃］）で形成されると共に発熱部はタングステンまたはタングステン合金で形成されているので、ヒータとスタンプヘッドとの熱変形量が同等になってこれらの間の浮きや剥離の発生を防止できる。同時にヒータにおいてベース部から発熱部が浮いたり剥離することを防止できる。しかも、ベース部および発熱部ともに高い熱伝導率の材質から成るので、ヒータの短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００１４】
そして、請求項２記載の発明は、請求項１記載のホットスタンプ装置において、スタンプヘッドとヒータとは、これらを形成するタングステンまたはタングステン合金と熱伝導率が同等の銀ロウによりロウ付け接合されるようにしている。
【００１５】
したがって、銀ロウの熱伝導率はタングステンまたはタングステン合金と同等で約１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）でありヒータからスタンプヘッドへの熱伝導を効率良く行うことができるので、スタンプヘッドの短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のホットスタンプ装置において、ヒータのスタンプヘッドとの反対側には断熱材が設けられるようにしている。したがって、ヒータの熱がスタンプヘッドと反対側の部材に逃げてしまうことを抑制できる。
【００１７】
ところで、例えばカードや表面のコーティングしてある通気性の悪い紙類を付加価値倍体としてホットスタンプを行うときに、スタンプ面が平坦であると付加価値媒体の表面に凹凸があるため空気が抜け切らず空気が介在した部分にホットスタンプ箔が転写されずに抜けが生じてしまう。しかも、空気が熱膨張するので、抜けの大きさは凹凸の大きさ以上になってしまう。このようなスタンプ時の空気の巻き込みを防止するため、スタンプ面を高精度に面仕上げすると共にスタンプ面を滑らかな凸形状に形成することが考えられる。これによれば、最初にスタンプ面の中央部が付加価値媒体に当接し、スタンプヘッドを押し下げるのに従って徐々に外側が当接するようになり空気を押し出しながらスタンプすることができる。しかし、スタンプ面をこのように加工するとスタンプヘッドのコストが高くなってしまう。
【００１８】
そこで、本願の発明者が鋭意研究した結果、スタンプヘッドとベース部との線膨張係数の違いを利用して加熱時にスタンプ面を凸形状に変形させることを案出した。かかる案出に基づいてなされた請求項４記載の発明は、請求項１から３までのいずれか記載のホットスタンプ装置において、スタンプヘッドの線膨張係数はベース部の線膨張係数よりも大きいと共に、ヒータの加熱時にはスタンプヘッドのスタンプ面が滑らかな凸形状になるようにしている。
【００１９】
したがって、常温からホットスタンプ温度にスタンプヘッドを加熱することにより、スタンプヘッドの線膨張係数はベース部の線膨張係数よりも大きいことから滑らかな凸形状のスタンプ面を得ることができる。そして、ホットスタンプ時には、最初にスタンプ面の中央部が付加価値媒体に当接し、スタンプヘッドを押し下げるのに従って徐々に外側が当接するようになる。このため、通気性の悪い付加価値媒体に対しても空気を押し出しながらホットスタンプすることができるので、ホットスタンプ箔の抜けの発生を防止することができる。
【００２０】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のホットスタンプ装置において、スタンプヘッドのスタンプ面は銀ロウによるロウ付け接合の後に平面加工されたものであるようにしている。したがって、スタンプ面を凸形状に加工する必要が無いので、加工コストの上昇を抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１から図７に、本発明を適用したホットスタンプ装置１の実施形態の一例を示す。このホットスタンプ装置１は、図３に示すようにヒータ２により加熱されたスタンプヘッド３と受け台４との間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するものである。そして、スタンプヘッド３はタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されるようにしている。タングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素は従来の真鍮などよりも熱伝導率が高いので、スタンプヘッド３自体の熱伝導率を高めてスタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。本実施形態では、スタンプヘッド３の材質として線膨張係数が６．５×１０−６［１／℃］の銅タングステンを使用している。
【００２３】
また、図１および図２に示すようにヒータ２はベース部５と発熱部６とを有すると共に、ベース部５はタングステンまたはタングステン合金と線膨張係数および熱伝導率が同等あるいは近似した窒化アルミ材で形成され、発熱部６はタングステンまたはタングステン合金で形成されるようにしている。本実施形態では、ベース部５の材質として線膨張係数が４．５×１０−６［１／℃］の窒化アルミを使用している。このため、ヒータ２とスタンプヘッド３との熱変形量が同等あるいは近似になってこれらの間の浮きや剥離の発生を防止できる。同時にヒータ２においてベース部５から発熱部６が浮いたり剥離することを防止できる。また、ベース部５および発熱部６ともに高い熱伝導率の材質から成るので、ヒータ２の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００２４】
そして、スタンプヘッド３の線膨張係数はベース部５の線膨張係数よりも大きいと共に、図７に二点鎖線に示すようにヒータ２の加熱時（例えば１２０〜１５０℃）にはスタンプヘッド３のスタンプ面３ａが滑らかな凸形状になるようにしている。本実施形態では、スタンプ面３ａの中央部が３〜４μｍ突出した凸形状になるようにしている。
【００２５】
また、スタンプヘッド３のスタンプ面３ａは銀ロウ１８によるロウ付け接合の後に平面加工されたものとしている。ここでの平面加工は、例えば平面研磨やラッピング加工とすることができる。このため、スタンプ面３ａを凸形状に加工する必要が無いので、加工コストの上昇を抑えることができる。
【００２６】
ホットスタンプ装置１は、図３および図４に示すように上述したスタンプヘッド３、ヒータ２、受け台４を有するスタンプ部７の他に付加価値媒体にホットスタンプ箔を転写するための諸機構を備えて構成され、付加価値媒体のオンデマンド発行用に適したものとして小型化されている。具体的にはホットスタンプ装置１は、スタンプ部７と、箔パスライン形成ローラ８と、ホットスタンプ箔テープ９の供給・巻き取り手段１０とを備えている。また、本実施形態のホットスタンプ箔として、例えばホログラム箔を用いることができる。付加価値媒体は、例えばチケット紙を対象にすることができる。なお、付加価値媒体がチケット紙の場合、ホットスタンプ時のスタンプヘッド３の温度は１２０〜１５０℃程度になるように調整する。ただし、ホットスタンプ時のスタンプヘッド３の温度は付加価値媒体やホットスタンプ箔の種類によって異なることは勿論である。
【００２７】
スタンプ部７は、スタンプヘッド３およびヒータ２を出没可能に保持するスタンプ保持部１１と、スタンプヘッド３に対向する受け台４と、スタンプヘッド３を受け台４に押圧可能なアーム１２とを備えている。
【００２８】
スタンプ保持部１１は、図５および図６に示すようにスタンプヘッド３およびヒータ２を有するスタンプ本体部１７と、このスタンプ本体部１７に取り付けられたジンバル板ばねから成る支持ばね１５と、該支持ばね１５が取り付けられると共にホットスタンプ装置１に固定された保持部材１６とを備えている。これにより、スタンプ本体部１７が保持部材１６ひいてはホットスタンプ装置１に対して支持ばね１５により弾性支持される。さらに、スタンプ本体部１７は、図１および図２に示すようにスタンプヘッド３と、ヒータ２と、断熱材１３と、保持ブロック１４とを備えると共に、図６に示すようにこれらを順に積層して成る一体化構造とされている。
【００２９】
スタンプヘッド３とヒータ２とは、図１および図２に示すようにこれらを形成するタングステンまたはタングステン合金と熱伝導率が同等の銀ロウ１８によりロウ付け接合されている。これにより、ヒータ２からスタンプヘッド３への熱伝導を効率良く行うことができるので、スタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００３０】
本実施形態では、スタンプヘッド３とヒータ２とをロウ付けする際にヒータ２側にタングステンから成る接合用パターンを形成している。このパターンには無電解ニッケルリンめっきまたは無電解ニッケルボロンめっき等の表面処理加工を施しておく。これにより、誘起共析という理由でロウ付けの接合強度を高めることができる。
【００３１】
また、ヒータ２と断熱材１３とは耐熱両面テープ１９により貼付されている。断熱材１３と保持ブロック１４とは耐熱両面テープ１９あるいはねじ止めにより取り付けられている。保持ブロック１４は図５に示すように支持ばね１５を介して保持部材１６に取り付けられている。
【００３２】
ヒータ２のベース部５は、図１および図２に示すように２枚の窒化アルミ製のベース板から成る。各ベース板５は実施例では厚さ０．３ｍｍとしている。ヒータ２の発熱部６は、片方のベース板５の片側面に印刷されて成るタングステン製のパターンとしている。このパターンは図１に示すようにスタンプヘッド３が取り付けられる部位の全体に亘るよう設けられている。これにより、スタンプヘッド３が偏り無く均一に加熱されるようになる。ヒータ２は、発熱部６を内側に向けたベース板５と発熱部６を有しないベース板５とを貼り合わせた状態で焼き固めて形成される。
【００３３】
また、一方のベース板５の外側面には、中央部に配置されたサーミスタ２０と、該サーミスタ２０を作動させるための結線パターン２１が設けられている。ヒータ２の中央部にサーミスタ２０が配置されているので、ヒータ２の温度を高精度に計測することができる。なお、耐熱両面テープ１９の中央部には透孔１９ａが形成されると共に断熱材１３のヒータ２側の中央部には凹部１３ａが形成されている。これにより、サーミスタ２０が耐熱両面テープ１９および断熱材１３と干渉することを防止している。
【００３４】
また、結線パターン２１は、ヒータ２の周縁部に設けられたサーミスタ端子２２とサーミスタ２０とを結ぶ２本の結線部２３と、片方の結線部２３に接続されると共にヒータの両面に大きく広がるグランド部２４とを備えている。グランド部２４が設けられているので、結線部２３にノイズが入ることを防止してサーミスタ２０の計測精度を高めることができる。
【００３５】
ヒータ２には温度ヒューズ２５が設けられている。この温度ヒューズ２５は発熱部６に接続されている。このため、ヒータ２が正常な作動範囲を超えた所定温度に達したときに発熱部６への電流を強制的に遮断することができる。よって、制御部の誤動作などにより発熱部６に過電流が与えられたときでもヒータ２の異常加熱を防止することができる。ヒューズ２５はヒューズ端子２６に例えば高融点はんだまたはロウ付けにより取り付けられている。このヒューズ２５としては、例えば１７０℃で電流遮断されるものを利用する。さらに、ヒータ２の各端子２２，２６にはリード線２７が高融点はんだまたはロウ付けにより取り付けられている。
【００３６】
また、断熱材１３としては、例えば低熱伝導率セラミックや珪素系バインダー樹脂のような断熱性及び耐圧性と弾性に優れた材質が用いられる。ヒータ２のスタンプヘッド３との反対側に断熱材１３が設けられているので、ヒータ２の熱が保持ブロック１４に伝導するのを防いで熱エネルギの浪費を抑えることができる。また、ホットスタンプ時に強い圧縮力が断熱材１３に加わっても十分耐えることができる。さらに、弾性が高いことから緩衝材として機能し、加熱により変形したスタンプヘッド３への集中荷重を減らすと共に各部の変形を吸収して破断を防止することができる。
【００３７】
保持部材１６は図４に示すホットスタンプ装置１の箔カセット保持板２８と平行に上下する図示されていないスタンプ保持板に固定されている。これに対してアーム１２は図示されていない装置本体シャーシに対して揺動可能に支持されている。そして、ホットスタンプ装置１の内部に設けられた揺動機構によりアーム１２が揺動される。このアーム１２の下方への揺動により、スタンプ保持板を押し下げ、さらにアーム１２による加圧でスタンプヘッド３がドキュメント、ホログラム箔を介して受け台３に押圧する。なお、この押圧圧力は１００ｋｇｆ／平方ｃｍ（９．８ＭＰａ）程度が好ましい。また、押圧荷重を解除する際には、アーム１２を上方に揺動することにより、スタンプヘッド１３が受け台４から引き離される。
【００３８】
さらに、ホットスタンプ箔テープ９の供給・巻き取り手段１０は、例えば、ホットスタンプ箔テープ９が巻かれた供給ローラ１０ａと図示しない駆動手段によって駆動され転写後のホットスタンプ箔テープ９を巻き取る巻取ローラ１０ｂとから構成することができる。
【００３９】
このように構成されたホットスタンプ装置１のホットスタンプ動作の概略を説明する。
【００４０】
電源スイッチをＯＮすることで、スタンプヘッド３が所定のスタンプ温度に達するようヒーター２の加熱が開始される。すなわち発熱部６に通電が開始される。そして、発熱部６の熱がベース部５を介してスタンプヘッド３に伝導してスタンプヘッド３が加熱される。サーミスター２０によりスタンプヘッド３が最適な温度に達したことを検出するとホットスタンプが可能となる。ヒータ２の加熱時には、スタンプヘッド３のスタンプ面３ａが滑らかな凸形状になる。
【００４１】
アーム１２が揺動してスタンプヘッド３をホログラム箔テープ９及び付加価値媒体を挟み込んで受け台４へ加圧する。そして、スタンプヘッド３により転写品位の良好なホットスタンプが行なわれる。ホログラム箔が付加価値媒体へ転写されると、アーム１２が退避し始め、スタンプ保持板も上方に移動し、同時にスタンプ保持板に固定されているスタンプヘッド３もホログラム箔テープ９から退避する。
【００４２】
ホットスタンプ時には、最初にスタンプ面３ａの中央部が付加価値媒体に当接し、スタンプヘッド３を押し下げるのに従って徐々に外側が当接するようになる。よって、通気性の悪い付加価値媒体に対しても空気を押し出しながらホットスタンプすることができるので、ホットスタンプ箔の抜けの発生を防止することができる。
【００４３】
上述したように本実施形態のホットスタンプ装置１によればヒータ２はスタンプヘッド３の取り付け面の全体に亘る発熱部６を備えているので、スタンプヘッド３の温度むらが低減され、かつ所定の最適な温度でホットスタンプができることから、転写品位を良好なものとすることができる。
【００４４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態ではスタンプヘッド３として銅タングステンを使用しているが、これには限られずタングステンや銅タングステン以外のタングステン合金を使用しても良い。この場合も、タングステンとタングステン合金とは熱伝導率および線膨張係数がいずれも同等であることから、スタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができると共に、ヒータ２とスタンプヘッド３との熱変形量が同等になってこれらの間の浮きや剥離の発生を防止できる。あるいはスタンプヘッド３として立方晶型窒化ホウ素を使用しても良い。この場合、立方晶型窒化ホウ素はタングステンやタングステン合金と線膨張係数は同等で熱伝導率が大きいことから、スタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができると共に、ヒータ２とスタンプヘッド３との熱変形量が同等になってこれらの間の浮きや剥離の発生を防止できる。
【００４５】
また、本実施形態では発熱部６としてタングステンを使用しているが、これには限られず銅タングステンのようなタングステン合金を使用しても良い。この場合も、タングステンとタングステン合金とは熱伝導率および線膨張係数がいずれも同等であることから、ヒータ２においてベース部５から発熱部６が浮いたり剥離することを防止できると共にヒータ２の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００４６】
そして、本実施形態ではスタンプヘッド３を銅タングステン製にすると共にベース部５を窒化アルミ製にしているが、これには限られずスタンプヘッド３の線膨張係数はベース部５の線膨張係数よりも近似の範囲内で大きければ良く、例えばスタンプヘッド３をタングステンカーバイドなどの超硬合金製にすると共にベース部５をジルコニア製にすることができる。この場合、より安価なホットスタンプ装置１を得ることができる。
【００４７】
そして、本実施形態ではスタンプヘッド３とヒータ２とは銀ロウ１８によりロウ付け接合されているが、これには限られず銅ロウによるロウ付け接合でも良い。この場合、銅ロウはタングステンまたはタングステン合金よりも熱伝導率が大きいので、ヒータ２からスタンプヘッド３への熱伝導をより効率良く行うことができる。よって、スタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。しかも、銅ロウは銀ロウより弾性係数が高いので、変形をより多く吸収することができる。
【００４８】
あるいは、スタンプヘッド３とヒータ２とを高融点はんだにより接合するようにしても良い。この場合、銀ロウ１８や銅ロウによりロウ付け接合する場合に比べて熱伝導率は小さいが、ろう付けに要する温度よりはるかに低い温度で半田接合できるので、作業性においてはメリットがある。
【００４９】
また、本実施形態ではベース部５、発熱部６、銀ロウ１８、スタンプヘッド３の各熱伝導率を一致させているが、これには限られず熱伝達においてヒータ２よりも下流側にある銀ロウ１８およびスタンプヘッド３はヒータ２の熱伝導率より大きくても良い。例えば、銀ロウ１８の代わりに銅ロウを使用したり、あるいはスタンプヘッド３の材質としてタングステンの代わりに立方晶型窒化ホウ素を使用することができる。
【００５０】
一方、上述した実施形態ではヒータ２をオンデマンドの要求があって初めて加熱するようにしているが、これには限られず例えば７０〜８０℃程度に予熱しておくようにしても良い。この範囲の温度に予熱しておくことで、ホットスタンプ可能な温度にさらに短時間で加熱することができ、ホットスタンプを迅速に行うことができる。
【００５１】
また、上述した実施形態ではヒータ２のスタンプヘッド３との反対側に断熱材１３が設けられているが、これには限られず設けなくても良い。この場合、部品点数を削減することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載のホットスタンプ装置によれば、スタンプヘッドがタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されているので、スタンプヘッドの短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。また、ベース部および発熱部ともに高い熱伝導率の材質から成るので、ヒータの短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。これらのことから、セルフサービスターミナルや顧客窓口での付加価値媒体のオンデマンド発行に最適なホットスタンプ装置を得ることができる。
【００５３】
また、スタンプヘッドがタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されているので、スタンプヘッドに偏荷重が作用したときに割れや欠けが発生しにくくなる。よって、部品交換の頻度を減らすことができる。しかも、従来使用したセラミック材に比べてスタンプ形状に対応した版凹部の輪郭形状を加工するのが容易になる。また、粒子が細かくなるので、版凹部の輪郭が滑らかになりスタンプ品位を高めることができる。
【００５４】
そして、ヒータのベース部はタングステンまたはタングステン合金と線膨張係数および熱伝導率が同等あるいは近似した窒化アルミ材で形成されると共に発熱部はタングステンまたはタングステン合金で形成されているので、ヒータとスタンプヘッドとの熱変形量が同等になってこれらの間の浮きや剥離の発生を防止できる。同時にヒータにおいてベース部から発熱部が浮いたり剥離することを防止できる。このため、耐熱衝撃性に優れたスタンプヘッドを実現すると共にヒータ機能の長寿命化を図ることができる。
【００５５】
請求項２記載のホットスタンプ装置によれば、スタンプヘッドとヒータとは銀ロウによりロウ付け接合されているので、ヒータからスタンプヘッドへの熱伝導を効率良く行うことができる。よって、スタンプヘッドの短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができるので、付加価値媒体のオンデマンド発行に最適なホットスタンプ装置を得ることができる。
【００５６】
また、請求項３記載のホットスタンプ装置によれば、ヒータのスタンプヘッドとの反対側に断熱材が設けられているので、ヒータの熱がスタンプヘッドと反対側の部材に逃げてしまうことを抑制し、効率良くスタンプヘッドに伝導される。これにより、さらに短時間でスタンプヘッドを所定温度まで上昇させることができ、また、ヒータへの余計な電力供給を抑えることが可能となり、ホットスタンプ装置の省エネルギ化を実現できる。
【００５７】
さらに、請求項４記載のホットスタンプ装置によれば、常温からホットスタンプ温度にスタンプヘッドを加熱することにより、スタンプヘッドの線膨張係数はベース部の線膨張係数よりも大きいことから滑らかな凸形状のスタンプ面を得ることができる。そして、ホットスタンプ時には、最初にスタンプ面の中央部が付加価値媒体に当接し、スタンプヘッドを押し下げるのに従って徐々に外側が当接するようになる。このため、通気性の悪い付加価値媒体に対しても空気を押し出しながらホットスタンプすることができるので、ホットスタンプ箔の抜けの発生を防止することができる。
【００５８】
また、請求項５記載のホットスタンプ装置によれば、スタンプヘッドのスタンプ面は銀ロウによるロウ付け接合の後に平面加工されているので、スタンプ面を凸形状に加工する必要が無く加工コストの上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホットスタンプ装置のスタンプヘッドおよびヒータの構成を示すヒータ側から見た分解斜視図である。
【図２】ホットスタンプ装置のスタンプヘッドおよびヒータの構成を示すスタンプヘッド側から見た分解斜視図である。
【図３】ホットスタンプ装置の全体を示す概略の構成図である。
【図４】ホットスタンプ装置の全体を示す斜視図である。
【図５】スタンプ保持部を示す斜視図である。
【図６】スタンプ本体部を示す斜視図であり、（Ａ）はヒータ側から見た状態、（Ｂ）はスタンプヘッド側から見た状態をそれぞれ示す。
【図７】加熱により変形したスタンプヘッドおよびヒータを示すスタンプヘッド側から見た斜視図である。
【図８】従来のホットスタンプ装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  ホットスタンプ装置
２  ヒータ
３  スタンプヘッド
４  受け台
５  ベース部
６  発熱部
１３  断熱材
１８  銀ロウ
【図１】
2004181932.tif 000003
【図２】
2004181932.tif 000004
【図３】
2004181932.tif 000005
【図４】
2004181932.tif 000006
【図５】
2004181932.tif 000007
【図６】
2004181932.tif 000008
【図７】
2004181932.tif 000009
【図８】
2004181932.tif 000010