(57)【要約】【課題】転写作業が終了したトレーの冷却を効率的に行って二重転写に起因するの色ずれの発生を抑制する。【解決手段】真空吸引機構を備えたトレー上に被転写物及び転写シートを載置し、その上部からゴムシートを被せた後に前記真空吸引機構を作動させて被転写物及び転写シートを吸着させたトレーを、上部に加圧機構20を、下部にホットプレートを備えた熱転写プレス機30に送り込んで熱転写を行った後、送風装置40を備えた冷却帯P2に送り込んでトレー及び被転写物を冷却した後に、トレー10から被転写物（製品）Mを取出す。【選択図】図４
2007261601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空吸引機構を備えたトレー上に被転写物及び転写シートを載置し、その上部からゴムシートを被せた後に前記真空吸引機構を作動させてトレー上に被転写物及び転写シートを吸着させる作業位置であるとともに、転写作業終了後に被転写物をトレーから取出す作業位置でもある準備・取出し作業位置と、被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、その上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた熱転写作業位置との間に、送風装置を備えた冷却帯を配したことを特徴とする転写印刷装置。
【請求項２】
真空吸引機構を備えたトレー上に被転写物及び転写シートを載置し、その上部からゴムシートを被せた後に前記真空吸引機構を作動させてトレー上に被転写物及び転写シートを吸着させる準備作業位置、被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、その上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた熱転写作業位置、送風装置を備えた冷却帯、及び転写作業が終了したトレーから被転写物を取出す取出し作業位置を順次一列に並べたことを特徴とする転写印刷装置。
【請求項３】
被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、その上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた熱転写作業位置の前に、被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、下部にホットプレートを備えた予備加熱作業位置を配した請求項２に記載の転写印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元的な凹凸のある被転写物であっても転写印刷模様を色ムラなく鮮明に付与するための転写印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昇華性染料を所定パターンで塗布した転写シートを樹脂被覆された被転写物に密着させて加熱すると、転写シートから昇華した染料が被転写物の表面樹脂層に浸透し、樹脂層の膜厚方向に延びる染料染着層が形成される。転写シートに塗布された昇華性染料のパターンを倣って染料染着層が形成されるため、被転写物に所定の転写模様が付与される。被転写物としては、昇華性染料に対して受容性のある樹脂層が表面に設けられている限り、塗装金属板，塗装タイル，織布・不織布，塗装ガラス板，塗装セラミックボード，樹脂成形体等、多様な材料を使用できる。
【０００３】
色ムラのない転写模様を被転写物に付与するためには、被転写物に転写シートを均一密着させる必要がある。比較的小型の転写装置では蝶番式に開閉する上蓋にホットプレートを装着する方式も採用できるが、印刷面積が大きくなると蝶番式開閉機構では作業に支障をきたす。そこで、本発明者等は、ホットプレートを装着した上蓋の開閉に代えて引き出し方式の作業台を組み込み、大型の被転写物に対する転写印刷を可能にした装置を紹介した（特許文献１）。
【０００４】
この転写装置では、上下二段の作業台1d，1uを機枠2に引き出し方式で組み込んでいる（図１）。耐熱シート3上に被転写物，転写シートを重ね合わせる作業台1d又は1u上での作業と、被転写物に昇華転写する作業台1u又は1d上での作業とを同時並行させることにより作業効率が改善される。作業台1d，1uは、周囲を枠体7d，7uで補強され、案内レール6に沿って奥行き方向に前後進し、ハンドル8d，8uを握りながらの操作で微調整される。
【０００５】
そして、機枠2の四隅近傍に配置したエアシリンダ5a〜5dでホットプレート4を昇降させ、転写位置にある被転写物に転写シートを均一密着させると、転写シートから昇華した染料で被転写物が転写・染着される。作業台1d，1u上で耐熱シート3に被転写物，転写シートを重ね合わせ、ホットプレート4を下降させて加圧・加熱する方式は、平坦な被転写物の転写印刷に適しているが、三次元的な凹凸のある被転写物では転写模様に色ムラが生じやすい。
色ムラは、被転写物の三次元的な凹凸が被転写物／転写シートの密着状態に悪影響を及ぼし、密着不良部分で転写シートから被転写物に十分量の昇華性染料が移行しないことに原因がある。三次元的な凹凸が転写シートに皺を発生させがちなことも、印刷不良、特に転写模様が不鮮明になる原因である。
【０００６】
加圧・加熱前に被転写物／転写シートの密着を確実に行うことができれば、三次元的な凹凸のある被転写物を転写印刷する場合でも転写シートの密着不良や皺発生に起因する印刷エラーを防止できる。
そこで、本発明者等は、ホットプレスに代えて真空吸引で転写シートを被転写物に密着させる方式を採用した転写印刷装置を特許文献２で提案した。当該装置では、さらに、被転写物に転写シートを密着させた後に、加熱し、転写印刷を進行させる方式を採用している。
【特許文献１】特開２００３−１３７２３９号公報
【特許文献２】特願２００５−２５９３５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２で提案した転写印刷装置では、真空吸引機構を備えたトレー上に載置した被転写物に転写シートを重ね合わせ、真空吸引力で被転写物に転写シートを密着させる構造を採用している。具体的には、図２に示すように、真空吸引機構を備えたトレー10は、熱伝導性の良好な金属板からなる上トレー板11uと下トレー板11dとが組み合わされ、パッキン12，12で上下トレー板11u，11d間を気密封止した構造となっている。上トレー板11uに複数の吸引孔13，13が穿設されており、吸引孔13，13は上下トレー板11u，11dの隙間から吸引管14，14に連通している。パッキン12，12を挟んで上下トレー板11u，11dをネジ，ボルト等の固着具15で連結すると、真空吸引源（図示せず）から吸引管14，上下トレー板11u，11d間の隙間を経て吸引孔13に至り、上トレー板11u上に開口する真空吸引路が形成されている。
【０００８】
この真空吸引機構を備えたトレー10上に、被転写物Mを乗せ、所定パターンで昇華性染料Dを塗布した転写シートSとゴムシートGを順次、被転写物Ｍに重ねる（図２a）。そして、真空系を起動させると、上トレー板11uに開口した吸引孔13を介し被転写物M，転写シートSがトレー10に吸着・密着される（図２b）。なお、被転写物Mに転写シートSを真空吸着させる際、転写シートSとゴムシートGとの間の通気性が布Cで確保され、転写面の一部における空気の残存が無く、均一な真空吸着力で転写シートSが被転写物Mに密着される。
このように、特許文献２で提案した転写印刷装置は、例えば図２に示す、左右両端に補強のための微小湾曲部Rを設けたような三次元的に複雑な形状品であっても、加熱前に被転写物Ｍに対する転写シートSの密着状態を目視観察で確認でき、密着不良を是正した後に加熱転写できるために、不良品が出る頻度が少なくなるという利点を有している。
【０００９】
しかしながら、特許文献２で提案したように、トレー上での被転写物Ｍに対する転写シートSの密着と密着後の加熱転写印刷を別工程で行っても、これらの工程を長時間にわたって繰り返して転写印刷を行うと、色ずれが生じ易くなる等、次第に印刷模様が不鮮明になって行くことがある。
色ずれの発生原因の一つとして、トレーの冷却不足が挙げられる。すなわち、一旦加熱転写作業が終了し、トレーから被転写物である製品を除去した後、そのトレーに再び次の被転写物及び転写シートをセットする際、トレーが十分に冷却されていない状態で製品が除去され、次の被転写物及び転写シートがセットされる。このため、トレーに残る熱の影響で、転写シートの印刷模様の一部が製品或いは次の被転写物に移行して、二重転写を起こして色ずれを発生させることになる。
【００１０】
そこで、本発明者等はトレーを水冷することも検討した。しかしながら、トレーを水冷の冷却板上に移動させて強制冷却しようとすると、空気中の水分がトレー上で結露することがある。結露が生じると水蒸気爆発を引き起こす危険性がある。また、熱せられたトレーを冷却板に接触させて強制冷却しようとするとトレーの下面のみが局部的に冷却されて収縮するためにトレー自体が凸形状に湾曲し、トレーと冷却板の間に隙間が生じ、効率的に冷やされなくなる。
【００１１】
さらに、前記特許文献１，２で提案した転写印刷装置は、トレーをセット位置・取出し位置と熱転写位置とに交互に移動させているために、効率がよくない。すなわち、大量生産を行おうとするには、生産性が良くない。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、前工程で転写作業が終了したトレーの冷却を効率的に行って転写作業時の色ずれを抑制するとともに、転写作業そのものを効率的に行って生産効率を高めることが可能な転写印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の転写印刷装置は、その目的を達成するため、真空吸引機構を備えたトレー上に被転写物及び転写シートを載置し、その上部からゴムシートを被せた後に前記真空吸引機構を作動させてトレー上に被転写物及び転写シートを吸着させる作業位置であるとともに、転写作業終了後に被転写物をトレーから取出す作業位置でもある準備・取出し作業位置と、被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、その上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた熱転写作業位置との間に、送風装置を備えた冷却帯を配したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の転写印刷装置は、また、真空吸引機構を備えたトレー上に被転写物及び転写シートを載置し、その上部からゴムシートを被せた後に前記真空吸引機構を作動させてトレー上に被転写物及び転写シートを吸着させる準備作業位置、被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、その上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた熱転写作業位置、送風装置を備えた冷却帯、及び転写作業が終了したトレーから被転写物を取出す取出し作業位置を順次一列に並べたことを特徴とする。
被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、その上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた熱転写作業位置の前に、被転写物及び転写シートを載置したトレーを受け入れ、下部にホットプレートを備えた予備加熱作業位置を配することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の転写印刷装置では、熱転写を行う転写作業位置と、転写作業終了後にトレーから被転写物、すなわち製品を取出す作業を行う取出し作業位置との間に、送風装置を備えた冷却帯を配しているために、転写作業が終了した被転写物をその温度を下げた状態でトレーから取り除くことができる。このため、トレーから製品を取出し、次の被転写物をセットする際に発生しやすい転写絵柄の二重転写を防止することができ、品質の優れた転写物を効率的に製造することができる。
また、準備作業位置、熱転写作業位置、冷却帯、及び取出し作業位置を順次一方向に並べることで、品質の優れた転写物の大量生産が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者等は、熱転写作業が終了したトレーを水冷板上に移動させて強制冷却するときの問題点が、空気中の水分がトレー上で結露することやトレー自体の変形による効率低下にあることから、まず、水冷に替えて空冷することを検討した。
そして、空冷による作業性の低下を、送風装置の使用による空気の噴き付けで補った。
以下にその詳細を説明する。
【００１６】
基本的には、真空吸引機構を備えたトレー上に被転写物及び転写シートを載置し、その上部からゴムシートを被せた後に前記真空吸引機構を作動させてトレー上に被転写物及び転写シートを吸着させた後、上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた転写プレス機に前記被転写物及び転写シートを吸着させたトレーを挿入して転写作業を行う装置を用いている。
トレー10自体は、図２に示すような特許文献２で提案したものを用いても良いが、さらに、図３に示すような、上トレー板11u上面の吸引孔13，13の外側四辺全周に凸部壁16が突設されているものが好ましい。さらにまた、上トレー板11uの上部には、好ましくは固定枠17で側端を固定されたゴムシートGが配されているものが好ましい。固定枠17で固定されたゴムシートGは、図３に見られるように、蝶番等を用い、トレー板に対して開閉自在に取り付けることが好ましい。
【００１７】
なお、密着状態の確認後、押し板の押圧力が被染着物Mの凸部に集中することを防止するため、従来と同様、図２に見られるように、適当な大きさに裁断した耐熱クッション材CをゴムシートGに重ね合わせるか、または押し板の表面に取り付けても良い。耐熱クッション材Cには、耐熱フェルト，ゴム質弾性体，ゴム質多孔質弾性体等を使用できる。耐熱フェルトには、芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。ゴム質弾性体，ゴム質多孔質弾性体には、フッ素ゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴムスポンジ，シリコーンゴムスポンジ等が挙げられる。
【００１８】
本発明で用いる装置では、図４に示すように、上記のようなトレー10上に被転写物M及び転写シートSを載置し、その上部から必要に応じて耐熱クッション材Cを介してゴムシートGを被せた後に真空吸引機構を作動させてトレー10上に被転写物M及び転写シートSを吸着させる準備作業と、転写印刷作業が終了した後にトレーを冷却し、さらに冷却後のトレー10から使用済み転写シートSの剥離，転写模様を付した被転写物M（製品）の取出し作業を同じ位置で行っている。
なお、印刷作業位置では、ホットプレートを跨ぐ位置にトレー10がセットされ、上方からエアシリンダ等の作動により加圧機構の押し板が下降し、この押し板の押圧力が転写印刷用トレーに伝わり、転写印刷用トレーの下面とホットプレート4とが均等な圧力で密着しつつ、下方からホットプレート4で加熱されて、転写シートSの昇華性染料Dが被転写物Mに移行し、被転写物Mに転写模様が付される態様となる。
【００１９】
そして、従来装置の準備・取出し位置には、（図示していない）水冷の冷却板を配しているが、水冷による強制冷却では前記したような問題点があるため、本発明では、図４に示すように、前記準備・取出し位置P0と転写印刷作業位置P1の間に送風装置40を備えた冷却帯P2を配した。送風装置40としては、コンプレッサで圧縮した空気を圧送するノズルを配しても良いが、単に送風用のファンを設けることで足りる。なお、図４中、20が加圧機構であり、図示していないホットプレートとともに転写プレス機30を構成している。また、52は真空ポンプで、図示していない管を経由してトレーの上面を吸引し、被転写物Mに転写シートSを真空吸着させるために作動させるものである。
【００２０】
準備・取出し位置P0と転写印刷作業位置P1の間に送風装置を備えた冷却帯P2を配するにあたっては、三者間をつなぐようにレール50を配することが好ましい。そして、トレー10にプーリ51を備えさせ、レール51上でトレー10を三者の間を往復動自在とすることが好ましい。
熱転写作業が終了し、レール51上で冷却帯P2に戻されたトレー10は、上下から冷却用の空気が吹付けられて短時間で均等に冷却される。冷却むらもないためにトレー10自体が湾曲するおそれはない。また、冷却速度は風量調節により簡便に制御することが可能になる。
冷却帯P2で冷却されたトレー10及び被転写物Mは次工程の取出し作業位置に移動され、トレー10から使用済み転写シートSが剥離され、転写模様を付した被転写物M（製品）が取り外される。
【００２１】
トレー及び被転写物を取出し作業位置に移動させる前工程で冷却することは、次のようなメリットも伴う。
すなわち、被転写物の温度を下げることにより、取出し作業者が熱による被災を避けることができる。また、被転写物をトレーから取出す際に発生しやすい転写絵柄の二重転写を防止することができる。高温のままで被転写物の取出し作業を行うと、転写紙の残存した模様が被転写物に転写されて二重の転写模様が付されるおそれがある。被転写物の取出し時の二重転写は、被転写物及びトレーを、昇華性染料が昇華しない温度領域まで冷却すれば防げる。この冷却温度は、被転写物の材質や昇華性染料の昇華温度によっても変わるが、一般的には１５０℃以下に冷却すれば良い。
【００２２】
トレーから転写物を取出す際に発生しやすい転写絵柄の二重転写を防止するためには、上記のような風冷手段を採用することが有効であるが、熱転写作業全体の効率化にはさらなる検討が必要である。
本発明者等は、生産効率を高めるために、上記の各作業位置を一列に並べた。
すなわち、図５に示すように、真空吸引機構を備えたトレー10上に被転写物M及び転写シートSを載置し、トレー10上に被転写物M及び転写シートSを吸着させる準備作業位置P0、被転写物M及び転写シートSを載置したトレー10を受け入れ、被転写物に転写模様を付す熱転写作業位置P1、上下に送風装置40を備えた冷却帯P2、及び転写作業が終了したトレー10から被転写物（製品）Mを取出す取出し作業位置P3を順次一列に並べたものである。各作業位置自体を構成する機器は前記したものと基本的には同じで構わない。準備作業位置P0、熱転写作業位置P1、冷却帯P2、及び取出し作業位置P3を一列に並べるに当たっては、四者間をつなぐようにレール50を配することが好ましい。そして、トレー10にプーリ51を備えさせ、レール50上でトレー10を順次移送させることが好ましい。
なお、図５では、トレー10及び被転写物Mを予備加熱するために、後述の予備加熱用プレス機を配している。
【００２３】
各作業位置を一列に並べることにより、作業効率は格段に向上する。
例えば、特許文献１，２で提案した装置では、作業台ないしトレーはせいぜい二個までしか使えない。一個の作業台ないしトレーで転写作業中に他の作業台ないしトレーで製品の取出しを行い次の被転写物を装填する準備作業を行うことしかできない。
これに対して、各作業位置を一列に並べることにより、４〜６個のトレーを使用することが可能になる。例えば、準備作業位置、熱転写作業位置、冷却帯、及び製品の取出し作業位置に一個ずつ、さらに取出し作業位置から準備作業位置への移送段階に一個存在していても計５個使用していることになる。各作業位置で無駄なく作業されるために全体としての作業効率が格段によくなる。
【００２４】
ところで、図２，３で示されるようなトレーは、熱伝導性が考慮され、金属材料でその本体が形作られている。耐食性をも考慮し、アルミニウム製やステンレス鋼製のものが多用されている。また、トレーの厚さは４〜１５ｍｍ程度と、比較的厚い。このため、トレーを常温から１５０℃以上の熱転写温度域にまで上げるための熱容量は非常に大きく、３分以上の加熱を必要とする。なお、転写温度での熱転写に要する時間は、１分半程度である。
また、常温のトレーで連続的に熱転写すると、熱板温度が設定温度まで復帰することができないために、熱板温度が少しずつ低下していく可能性が高くなる。熱転写時の熱板の温度低下が大きくなると、昇華性染料が昇華する温度域での加熱履歴が一回毎に大きく異なることになり、色調が製品毎に異なること、すなわち、製品の不揃いにつながる。
一方で、熱転写時の熱板の温度低下が大きくなると、熱板を再び設定温度まで復帰させるまでに時間を要し、結果的に転写作業時間が長くなることにもなる。
【００２５】
そこで、本発明者等は、上部に加圧機構を、下部にホットプレートを備えた転写プレス機を二重に設け、最初のプレス機で予熱を行い、二番目のプレス機で熱転写を行えば、不揃いのない転写製品を効率的に製造できることを見出した。
最初のプレス機での予熱は、昇華熱転写が進行しない限界温度以下に止めることが好ましい。予備加熱段階で昇華熱転写が始まってしまうと、転写加熱条件の誤差が拡大し、色調ずれの原因になる。予備加熱温度は、昇華性染料に種類や被転写物の材質にもよるが１２０℃以下とすることが好ましい。
【００２６】
予備加熱用プレス機の熱板の温度低下が大きくなって熱板温度が安定しない場合には、予備加熱領域を増やし、二機以上の予備加熱用プレス機、すなわち合計で三機以上の熱プレス機を配しても良い。
予備加熱用プレス機では、熱容量の大きいトレーを所定温度に加熱することを主たる作業としている。そして、予備加熱温度を転写温度よりも３０〜９０℃程度低い温度とすれば、予備加熱時にトレーの熱歪みがゴムシート等に影響を及ぼすほどに大きくなることはない。このため、予熱領域で使用される機器は、必ずしも加圧機構を備えている必要はなく、少なくとも下部にホットプレートを備えていれば足りる。
【００２７】
以上に説明した通り、熱転写する前に予備加熱を導入することにより、熱転写用プレス機熱板の温度低下が低減され、転写加熱条件が被転写物毎に均一になって安定した色調を被転写物に付与することができる。
予備加熱の導入により、転写温度までの加熱を熱転写用プレス機での転写作業とは別に行うことになるので、転写時間を実質的に短縮化することができる。このため、真空吸引機構を備えたトレーを複数用いれば、連続転写が実施でき、生産性が飛躍的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】先に提案した上下二段の作業台を備えた転写印刷装置を示す概略図
【図２】先に提案したトレーを用いて転写印刷する工程を説明する図
【図３】先に提案したトレーの他の形状を説明する斜視図
【図４】本発明で提案する転写印刷装置の側面図
【図５】本発明で提案する他の転写印刷装置の側面図
【符号の説明】
【００２９】
M：被転写物    S：転写シート    R：被転写物の左右両端に形成した補強部    
D：昇華性染料    C：布    G：ゴムシート    
P0：準備作業位置    P1：印刷作業位置    P2：冷却帯    P3：取出し作業位置    
10：トレー    11u，11d：上下トレー板    12：パッキン    13：吸引孔    
14：吸引管    15：固着具（ネジ）    16：凸部壁      17：ゴムシート固定枠    
20：加圧機構    30：転写プレス機    40：送風機    50：レール    51：プーリ    52：真空ポンプ
【図１】
2007261601.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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