(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-19
(45)【発行日】2022-12-27
(54)【発明の名称】ホットスタンプ装置
(51)【国際特許分類】
B41F 16/00 20060101AFI20221220BHJP
B44C 1/17 20060101ALI20221220BHJP
【ＦＩ】
B41F16/00 L
B44C1/17 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019204184
(22)【出願日】2019-11-11
(65)【公開番号】P2021074986
(43)【公開日】2021-05-20
【審査請求日】2021-10-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000604
【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】荻須 元思
(72)【発明者】
【氏名】石神 裕二郎
【審査官】牧島 元
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１４５０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１９４００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－３０７６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２０３０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－３０４１５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０４－１３５９３３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０２６６７９５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】独国実用新案第２０２００７００６２４７（ＤＥ，Ｕ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｆ １６／００
Ｂ４４Ｃ １／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基体を裏面側から支持する支持型と、先端にクランプを有する多関節アームと、前記多関節アームを駆動するアーム駆動要素と、を有するロボットアームと、
前記ロボットアームの前記クランプに脱着可能に保持されているホットスタンプユニットと、を具備し、
前記ホットスタンプユニットは、
キャリアフィルムと前記キャリアフィルム上に形成されている意匠層とを有する転写フィルムが巻回された巻き出しロールと、
前記転写フィルムの前記キャリアフィルムが取り付けられた巻き取りロールと、
前記転写フィルムが前記巻き出しロールから巻き出され前記キャリアフィルムが前記巻き取りロールに巻き取られるよう、前記巻き出しロールおよび前記巻き取りロールを回転させるロール駆動要素と、
前記転写フィルムの前記意匠層を加熱する加熱要素と、
前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間において前記転写フィルムの前記キャリアフィルム側に配置され、前記意匠層側に向けて前記転写フィルムを押圧する押圧転写要素と、を具備し、
前記基体の表面形状に沿って前記多関節アームの先端を位置変化させることで、前記ホットスタンプユニットを前記基体の表面形状に沿って位置変化させつつ、前記基体の表面に前記転写フィルムの前記意匠層を転写する、ホットスタンプ装置。
【請求項2】
前記押圧転写要素は、弾性体からなり前記転写フィルムに当接する押圧部を有する、請求項１に記載のホットスタンプ装置。
【請求項3】
請求項１に記載のホットスタンプ装置を用いて前記基体に前記転写フィルムの前記意匠層を転写するホットスタンプ方法であって、前記基体として、その表面に、前記意匠層が転写される転写領域を複数有するものを用い、
前記押圧転写要素によって、各々の前記転写領域について個別に前記意匠層を転写する、ホットスタンプ方法。
【請求項4】
前記基体として、前記転写領域に湾曲面を含むものを用い、前記ホットスタンプ装置の前記押圧転写要素は、弾性体からなり前記転写フィルムに当接する押圧部を有する、請求項３に記載のホットスタンプ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転写フィルムの意匠層を基体の表面に転写するためのホットスタンプ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
基体の表面に意匠層を形成する技術の一種として、ホットスタンプと呼ばれる熱転写技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。ホットスタンプは、乾式印刷の一種であり、転写フィルムを加熱しつつ基体の表面に向けて加圧することで、当該転写フィルムの意匠層を基体に転写する方法である。
特許文献１には、基体（モール本体１１）の表面（転写面１１Ｐ）に転写フィルム（スタンプ箔５０）の意匠層（黒色箔５１）を転写する技術が開示されている。
特許文献１には、基体（モール本体１１）の表面（転写面１１Ｐ）に転写フィルム（スタンプ箔５０）の意匠層（黒色箔５１）を転写する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－１１１０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に紹介されている従来のホットスタンプ装置においては、基体を支持するための支持型（固定治具６１）と、意匠層を基体の表面に転写するための押圧型（スタンプ治具６２）との二種の転写型が必要である。そして、当該二種の転写型の双方に、転写の対象となる基体専用の複雑な形状が要求される。
このため、特許文献１に紹介されているような従来のホットスタンプ装置においては転写型に要するコストが大きく、ホットスタンプに要するコストを低減し難い問題がある。また、ホットスタンプを施す基体が大型であれば、必要とされる転写型もまた大型となり、当該転写型に要するコストはさらに高騰する。
このため、ホットスタンプに要するコストを低減し得る新規なホットスタンプ装置が望まれている。
このため、特許文献１に紹介されているような従来のホットスタンプ装置においては転写型に要するコストが大きく、ホットスタンプに要するコストを低減し難い問題がある。また、ホットスタンプを施す基体が大型であれば、必要とされる転写型もまた大型となり、当該転写型に要するコストはさらに高騰する。
このため、ホットスタンプに要するコストを低減し得る新規なホットスタンプ装置が望まれている。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ホットスタンプに要するコストを低減し得る新規なホットスタンプ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】
【0006】
上記課題を解決する本発明のホットスタンプ装置は、
基体を裏面側から支持する支持型と、
先端にクランプを有する多関節アームと、前記多関節アームを駆動するアーム駆動要素と、を有するロボットアームと、
前記ロボットアームの前記クランプに脱着可能に保持されているホットスタンプユニットと、を具備し、
前記ホットスタンプユニットは、
キャリアフィルムと前記キャリアフィルム上に形成されている意匠層とを有する転写フィルムが巻回された巻き出しロールと、
前記転写フィルムの前記キャリアフィルムが取り付けられた巻き取りロールと、
前記転写フィルムが前記巻き出しロールから巻き出され前記キャリアフィルムが前記巻き取りロールに巻き取られるよう、前記巻き出しロールおよび前記巻き取りロールを回転させるロール駆動要素と、
前記転写フィルムの前記意匠層を加熱する加熱要素と、
前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間において前記転写フィルムの前記キャリアフィルム側に配置され、前記意匠層側に向けて前記転写フィルムを押圧する押圧転写要素と、を具備する、ホットスタンプ装置である。
基体を裏面側から支持する支持型と、
先端にクランプを有する多関節アームと、前記多関節アームを駆動するアーム駆動要素と、を有するロボットアームと、
前記ロボットアームの前記クランプに脱着可能に保持されているホットスタンプユニットと、を具備し、
前記ホットスタンプユニットは、
キャリアフィルムと前記キャリアフィルム上に形成されている意匠層とを有する転写フィルムが巻回された巻き出しロールと、
前記転写フィルムの前記キャリアフィルムが取り付けられた巻き取りロールと、
前記転写フィルムが前記巻き出しロールから巻き出され前記キャリアフィルムが前記巻き取りロールに巻き取られるよう、前記巻き出しロールおよび前記巻き取りロールを回転させるロール駆動要素と、
前記転写フィルムの前記意匠層を加熱する加熱要素と、
前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間において前記転写フィルムの前記キャリアフィルム側に配置され、前記意匠層側に向けて前記転写フィルムを押圧する押圧転写要素と、を具備する、ホットスタンプ装置である。
【0007】
本発明のホットスタンプ装置は、ホットスタンプに要するコストを低減し得る新規なホットスタンプ装置である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施例１のホットスタンプ装置を模式的に表す斜視図である。
【図2】実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットを模式的に表す説明図である。
【図3】実施例１のホットスタンプ装置によりホットスタンプを施す基体を模式的に表す斜視図である。
【図4】実施例１のホットスタンプ装置により基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を模式的に表す斜視図である。
【図6】実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットを模式的に表す説明図である。
【図7】実施例２のホットスタンプ装置により基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を模式的に表す斜視図である。
【図8】本発明のホットスタンプ装置により得られる転写部材の他の例を表す説明図である。
【図9】本発明のホットスタンプ装置により得られる転写部材の他の例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明のホットスタンプ装置を具体的に説明する。
なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ～ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。
なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ～ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。
【0010】
従来のホットスタンプ装置においては、基体の表面に転写フィルムを追従させて基体の表面に意匠層をむらなく転写すべく、転写型のうち押圧型の形状を基体表面に沿った形状にする必要があった。
これに対して、支持型、ロボットアームおよびホットスタンプユニットを具備する本発明のホットスタンプ装置では、基体表面に沿った形状の押圧型を要さない。
これに対して、支持型、ロボットアームおよびホットスタンプユニットを具備する本発明のホットスタンプ装置では、基体表面に沿った形状の押圧型を要さない。
【0011】
つまり、本発明のホットスタンプ装置においては、ロボットアームのアーム駆動要素により多関節アームが駆動されると、当該多関節アームの先端に設けられたクランプが位置変化し、当該クランプに保持されたホットスタンプユニットもまた位置変化する。このため、基体の表面形状に沿って多関節アームの先端を位置変化させることで、ホットスタンプユニット自体を基体の表面形状に沿って位置変化させ、基体の表面にむらなく転写フィルムを押圧して意匠層を形成することが可能である。
【0012】
これにより、本発明のホットスタンプ装置によると、基体表面に沿った形状の押圧型が不要となり、ホットスタンプに要するコストを低減することが可能となる。
【0013】
また、多関節アームは複数の関節を有することにより、その先端を多様な方向に位置変化させ得る。したがって、ロボットアームの駆動プログラムを適宜変更し多関節アームの先端にあるホットスタンプユニットを様々なパターンで位置変化させることで、同一のホットスタンプユニットによって異なる表面形状を有する多種の基体にホットスタンプを施すことが可能である。つまり、本発明のホットスタンプ装置は、同一のホットスタンプユニットを多種の基体に兼用することができ、汎用性に優れる。
【0014】
ところで、基体の表面には、意匠層を転写する領域を複数設けることができる。基体の表面のうち意匠層を転写する領域を転写領域と称する。また、基体の表面のうち意匠層を転写しない領域を非転写領域と称する。
基体の表面に複数の転写領域を設ける場合、かつ、従来のように基体の表面に沿った形状の押圧型を用いてホットスタンプを行う場合には、上記の複数の転写領域に一度に意匠層を転写する必要がある。この場合、転写領域の間にある非転写領域の分まで転写フィルムが必要となるため、転写フィルムのロスが大きく、ホットスタンプに要するコストを低減するのがより一層困難である。
また、特に、転写領域が湾曲面を含む場合、当該湾曲面を含む複数の転写領域の各々に対して従来の押圧型により転写フィルムを均一な力で押圧するのは非常に困難であり、当該複数の転写領域に意匠層を隈無く転写することもまた非常に困難である。
基体の表面に複数の転写領域を設ける場合、かつ、従来のように基体の表面に沿った形状の押圧型を用いてホットスタンプを行う場合には、上記の複数の転写領域に一度に意匠層を転写する必要がある。この場合、転写領域の間にある非転写領域の分まで転写フィルムが必要となるため、転写フィルムのロスが大きく、ホットスタンプに要するコストを低減するのがより一層困難である。
また、特に、転写領域が湾曲面を含む場合、当該湾曲面を含む複数の転写領域の各々に対して従来の押圧型により転写フィルムを均一な力で押圧するのは非常に困難であり、当該複数の転写領域に意匠層を隈無く転写することもまた非常に困難である。
【0015】
これに対して、本発明のホットスタンプ装置によると、転写領域の各々に対して個別に意匠層を転写することが可能であり、これにより、上記した転写フィルムのロスを抑制することが可能である。
【0016】
また、ホットスタンプユニットのうち転写フィルムに当接しこれを押圧する部分（押圧部と称する）を弾性体で構成することで、押圧部が弾性変形することで湾曲面を有する転写領域にも追従でき、転写領域の全体にわたって、転写フィルムの転写に十分な力を作用させ得る利点もある。
さらに、多関節アームによってホットスタンプユニットを転写領域に沿って３次元的に位置変化させることによっても、転写領域の全体にわたって、転写フィルムの転写に十分な力を作用させることが可能である。
転写領域の全体にわたって転写フィルムの転写に十分な力を作用させることができれば、意匠性に優れる製品、すなわち、基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を容易に得ることが可能であり、かつ、製造ロスを低減できることによりホットスタンプによる製造コストを低減することが可能である。
さらに、多関節アームによってホットスタンプユニットを転写領域に沿って３次元的に位置変化させることによっても、転写領域の全体にわたって、転写フィルムの転写に十分な力を作用させることが可能である。
転写領域の全体にわたって転写フィルムの転写に十分な力を作用させることができれば、意匠性に優れる製品、すなわち、基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を容易に得ることが可能であり、かつ、製造ロスを低減できることによりホットスタンプによる製造コストを低減することが可能である。
【0017】
さらに、ホットスタンプユニットは、ロボットアームのクランプに脱着可能に保持され、交換可能である。ホットスタンプユニットを適宜交換することにより、本発明のホットスタンプ装置にはさらに優れた汎用性が付与され、さらに多様な大きさや形状の基体に対応することが可能である。
【0018】
以下、本発明のホットスタンプ装置を構成要素毎に説明する。
【0019】
本発明のホットスタンプ装置は、支持型、ロボットアームおよびホットスタンプユニットを具備する。
このうち支持型は、ホットスタンプの対象となる基体を裏面側から支持する部材であり、既述した従来の転写型における支持型と同様のものである。
このうち支持型は、ホットスタンプの対象となる基体を裏面側から支持する部材であり、既述した従来の転写型における支持型と同様のものである。
【0020】
支持型の形状や大きさ、素材等は特に限定されない。支持型は、基体を安定して支持できればよく、基体毎に専用のものであっても良いし、形状の異なる複数の基体に兼用しても良い。なお、支持型には、後述するホットスタンプユニットの押圧転写要素により、５～１０ＭＰａ程度の荷重が加わる。このため、当該荷重に対応して基体を安定して支持するためには、支持型の表面すなわち支持型のうち基体の裏面に対面する面は、支持型の裏面に応じた形状であるのが好ましい。
【0021】
ロボットアームは、多関節アームとアーム駆動要素とを有する。多関節アームは、２以上の関節すなわち回転軸を有するアームであり、その先端を３次元的に位置変化させ得る。一般に、六軸以上の多関節アームは人体と同様に動作することが可能とされている。本発明のホットスタンプ装置における多関節アームは、二軸以上であれば良く、その軸の数は必要とされる動作に応じて適宜設定すれば良い。多関節アームとしては、産業ロボット等に用いられる一般的なものを使用し得る。
【0022】
多関節アームは、その先端にホットスタンプユニットが脱着可能に保持されるクランプを有する。クランプは、例えば、ホットスタンプユニットを把持し得る構造を有しても良いし、ホットスタンプユニットと嵌合する嵌合部を有しても良い。これに限らず、クランプは、その他の様式でホットスタンプユニットを保持しても良い。
【0023】
アーム駆動要素は、多関節アームの先端を３次元的に位置変化させるべく、多関節アームを駆動し得るものであれば良く、産業ロボット等に用いられる一般的なものを使用すれば良い。
【0024】
本発明のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットは、巻き出しロール、巻き取りロール、ロール駆動要素、加熱要素、および、押圧転写要素を有する。
このうち巻き出しロール、巻き取りロールおよびロール駆動要素は、キャリアフィルムと当該キャリアフィルム上に形成されている意匠層とを有する転写フィルムを、巻き出しかつ巻き取るための要素である。
このうち巻き出しロール、巻き取りロールおよびロール駆動要素は、キャリアフィルムと当該キャリアフィルム上に形成されている意匠層とを有する転写フィルムを、巻き出しかつ巻き取るための要素である。
【0025】
巻き出しロールには転写フィルムが巻回され、巻き取りロールには当該転写フィルムのキャリアフィルムが取り付けられる。巻き出しロールおよび巻き取りロールは、ロール駆動要素に駆動されて回転する。巻き出しロールが回転すると、当該巻き出しロールに巻回されていた転写フィルムが巻き出される。巻き取りロールが回転すると、転写フィルムのキャリアフィルムが巻き取りロールに巻き取られる。キャリアフィルム上に形成されている意匠層は、後述するように、キャリアフィルムから剥離して基体の表面に転写される。
【0026】
ロール駆動要素は、上記のように巻き出しロールおよび巻き取りロールを回転させ得るものであれば良い。このようなロール駆動要素としては、例えば、電動モータやプーリー等が好ましく用いられる。
ロール駆動要素は、巻き出しロールおよび巻き取りロールを直接的に回転させても良いし、間接的に回転させても良い。
ロール駆動要素は、巻き出しロールおよび巻き取りロールを直接的に回転させても良いし、間接的に回転させても良い。
【0027】
例えば、ロール駆動要素として、互いに同期して回転する二つの電動モータを用いても良い。当該二つの電動モータを、各々、巻き出しロールおよび巻き取りロールに直接取り付け、同期して回転させることで、巻き出しロールおよび巻き取りロールを同期して回転させることができる。また、例えばロール駆動要素を一つの電動モータで構成しても良い。この場合、巻き取りロールに直接電動モータすなわちロール駆動要素を取り付ければ、巻き取りロールに関しては当該ロール駆動要素によって直接的に駆動することができ、巻き出しロールについては当該ロール駆動要素によって間接的に駆動することができる。ロール駆動要素が巻き取りロールを回転させれば、転写フィルムを介して当該巻き取りロールに接続されている巻き出しロールもまた巻き取りロールに従動して回転する。
【0028】
加熱要素は、転写フィルムの意匠層を加熱する。加熱要素としては、意匠層を加熱することで当該意匠層の少なくとも一部を軟化させ得るものを用いれば良い。加熱要素の加熱様式や本発明のホットスタンプ装置における他の構成要素に対する加熱要素の位置は特に限定しない。但し、巻き出しロールから転写フィルムを支障なく巻き出すためには、巻き出しロールに巻回されている転写フィルムの意匠層に対する熱の影響は抑制するのが好ましい。このため、加熱要素は、巻き出しロールと巻き取りロールとの間の位置にある転写フィルムの意匠層を選択的に加熱するのが好ましい。このような加熱要素としては、ある程度の指向性を有するものを用いるのが好ましく、例えば、反射鏡により指向性を高めた赤外線ヒータやハロゲンヒータ等を好ましく使用できる。
【0029】
押圧転写要素は、巻き出しロールと巻き取りロールとの間において、転写フィルムのキャリアフィルム側に配置され、意匠層側に向けて転写フィルムを押圧する。
巻き出しロールと巻き取りロールとの間において、押圧転写要素に到達する前の時点では、転写フィルムのキャリアフィルム上には意匠層が形成されたままである。当該意匠層は、加熱要素によって加熱されて軟化することで、キャリアフィルムから剥離し易くなる。このような状態にある転写フィルムを、押圧転写要素によって、キャリアフィルム側から意匠層側に向けて押圧することで、意匠層にはキャリアフィルムから剥離する方向の力が加えられる。
このとき、ロボットアームが基体の表面に対面する位置にホットスタンプユニットを配置すれば、キャリアフィルムから剥離した意匠層は、基体の表面に押しつけられ、当該基体の表面に転写される。
巻き出しロールと巻き取りロールとの間において、押圧転写要素に到達する前の時点では、転写フィルムのキャリアフィルム上には意匠層が形成されたままである。当該意匠層は、加熱要素によって加熱されて軟化することで、キャリアフィルムから剥離し易くなる。このような状態にある転写フィルムを、押圧転写要素によって、キャリアフィルム側から意匠層側に向けて押圧することで、意匠層にはキャリアフィルムから剥離する方向の力が加えられる。
このとき、ロボットアームが基体の表面に対面する位置にホットスタンプユニットを配置すれば、キャリアフィルムから剥離した意匠層は、基体の表面に押しつけられ、当該基体の表面に転写される。
【0030】
上記の如く動作する押圧転写要素は、ロボットアームにより押圧力を得るものであっても良いし、または、ロボットアームから独立した押圧力生成要素を有するものであっても良い。押圧力生成要素としては、例えば、バネやゴム等の弾性体や、ウォームギヤと組み合わせたサーボモータ等を好ましく使用できる。
【0031】
転写フィルムの損傷を避けつつ転写フィルムに十分な押圧力を付与するためには、押圧転写要素のうち転写フィルムを押圧する部分は、ゴム等の弾性体で構成するのが好ましい。既述したように、本明細書においては、当該転写フィルムに当接し当該転写フィルムを実質的に押圧する部分を、押圧部と称する。
押圧部を弾性体で構成することで、転写領域が湾曲面を有する場合にも押圧部が当該湾曲面に沿って変形することで、押圧領域の全体にわたって転写フィルムに十分な押圧力を付与し得る利点もある。
以下、具体例を挙げて本発明のホットスタンプ装置を説明する。
押圧部を弾性体で構成することで、転写領域が湾曲面を有する場合にも押圧部が当該湾曲面に沿って変形することで、押圧領域の全体にわたって転写フィルムに十分な押圧力を付与し得る利点もある。
以下、具体例を挙げて本発明のホットスタンプ装置を説明する。
【0032】
（実施例１）
実施例１のホットスタンプ装置は、車両用のフロントグリルに金属色の意匠層を転写するための装置である。
実施例１のホットスタンプ装置を模式的に表す斜視図を図１に示す。実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットを模式的に表す説明図を図２に示す。実施例１のホットスタンプ装置によりホットスタンプを施す基体を模式的に表す斜視図を図３に示す。実施例１のホットスタンプ装置により基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を模式的に表す斜視図を図４に示す。図４に示す転写部材を図中のＡ－Ａ位置で切断した断面を模式的に表す説明図を図５に示す。
以下、実施例１において上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を意味する。
実施例１のホットスタンプ装置は、車両用のフロントグリルに金属色の意匠層を転写するための装置である。
実施例１のホットスタンプ装置を模式的に表す斜視図を図１に示す。実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットを模式的に表す説明図を図２に示す。実施例１のホットスタンプ装置によりホットスタンプを施す基体を模式的に表す斜視図を図３に示す。実施例１のホットスタンプ装置により基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を模式的に表す斜視図を図４に示す。図４に示す転写部材を図中のＡ－Ａ位置で切断した断面を模式的に表す説明図を図５に示す。
以下、実施例１において上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を意味する。
【0033】
図１に示すように、実施例１のホットスタンプ装置１は、台座１１、支持型１２、ロボットアーム２、および、ホットスタンプユニット５を具備する。
支持型１２およびロボットアーム２は台座１１上に固定され、ホットスタンプユニット５はロボットアーム２に保持されている。
支持型１２およびロボットアーム２は台座１１上に固定され、ホットスタンプユニット５はロボットアーム２に保持されている。
【0034】
支持型１２は、金属製であり、後述する基体９の裏面形状に対応する形状を有する。支持型１２は基体９を裏面９ｂ側から支持するための部材である。
ロボットアーム２は、多関節アーム３、および、当該多関節アーム３に一体化されたアーム駆動要素４を有する。多関節アーム３は、第１軸３１ｓ、第２軸３２ｓ、第３軸３３ｓ、第４軸３４ｓを有する４軸型である。多関節アーム３は、その他、第１アーム３１ａ、第２アーム３２ａ、第３アーム３３ａ、第４アーム３４ａ、アーム基部３５およびクランプ３６を有する。
ロボットアーム２は、多関節アーム３、および、当該多関節アーム３に一体化されたアーム駆動要素４を有する。多関節アーム３は、第１軸３１ｓ、第２軸３２ｓ、第３軸３３ｓ、第４軸３４ｓを有する４軸型である。多関節アーム３は、その他、第１アーム３１ａ、第２アーム３２ａ、第３アーム３３ａ、第４アーム３４ａ、アーム基部３５およびクランプ３６を有する。
【0035】
アーム基部３５は上下に伸び、アーム基部３５の下端部は台座１１に固定されている。アーム基部３５の上端部には第１軸３１ｓが取り付けられている。第１軸３１ｓには第１アーム３１ａの一端部が接続され、第１アーム３１ａは第１軸３１ｓを中心として図１中のｒ１方向に回転運動可能である。第１アーム３１ａの他端部には第２軸３２ｓが固定されている。第２軸３２ｓには第２アーム３２ａの一端部が接続され、第２アーム３２ａは第２軸３２ｓを中心として図１中のｒ２方向に回転運動可能である。第２アーム３２ａの他端部には第３軸３３ｓが固定されている。第３軸３３ｓには第３アーム３３ａの一端部が接続され、第３アーム３３ａは第３軸３３ｓを中心として図１中のｒ３方向に回転運動可能である。さらに、第３アーム３３ａの他端部には第４軸３４ｓが固定されている。第４軸３４ｓには第４アーム３４ａの一端部が接続され、第４アーム３４ａは第４軸３４ｓを中心として図１中のｒ４方向に回転運動可能である。第４アーム３４ａの他端部にはクランプ３６が一体化されている。
【0036】
なお、第１軸３１ｓおよび第２軸３２ｓは略平行に延び、第３軸３３ｓおよび第４軸３４ｓは略平行に延びる。第１軸３１ｓおよび第２軸３２ｓと、第３軸３３ｓおよび第４軸３４ｓとは互いに略直交する方向に延びる。このため、ｒ１方向およびｒ２方向は略同方向でありかつｒ３方向およびｒ４方向は略同方向であるものの、ｒ１方向およびｒ２方向とｒ３方向およびｒ４方向とは異なる方向である。
【0037】
第１軸３１ｓ、第２軸３２ｓ、第３軸３３ｓ、第４軸３４ｓには、各々、第１モータ４１ｍ、第２モータ４２ｍ、第３モータ４３ｍ、第４モータ４４ｍが各々内蔵されている。第１モータ４１ｍ、第２モータ４２ｍ、第３モータ４３ｍおよび第４モータ４４ｍはサーボモータであり、これらは実施例１のホットスタンプ装置１におけるアーム駆動要素４を構成する。なお、アーム駆動要素４は図略の電源および図略の制御要素に接続されている。
【0038】
図略の制御要素からの信号を受けて、第１モータ４１ｍは第１軸３１ｓを回転させ、第２モータ４２ｍは第２軸３２ｓを回転させ、第３モータ４３ｍは第３軸３３ｓを回転させし、第４モータ４４ｍは第４軸３４ｓを回転させる。これにより、第４アーム３４ａの先端に設けられているクランプ３６は、上下－前後－左右方向に３次元的に位置変化可能である。
クランプ３６は、ホットスタンプユニット５と脱着可能に嵌合することで、ホットスタンプユニット５を脱着可能に保持する。
クランプ３６は、ホットスタンプユニット５と脱着可能に嵌合することで、ホットスタンプユニット５を脱着可能に保持する。
【0039】
図２に示すように、ホットスタンプユニット５は、ホットスタンプ基部５０、巻き出しロール５１、巻き取りロール５２、ロール駆動要素５３、加熱要素５４、押圧転写要素６および二つの補助ロール部７を有する。
【0040】
ホットスタンプ基部５０は、クランプ３６に嵌合する嵌合部（図略）を有し、略箱状をなす。ホットスタンプ基部５０は、その底壁５０ｂをクランプ３６に向け、クランプ３６とは逆側に向けて開口する。
【0041】
ホットスタンプ基部５０の外部には、巻き出しロール５１、巻き取りロール５２、およびロール駆動要素５３が取り付けられている。
巻き出しロール５１はホットスタンプ基部５０の右側に、巻き取りロール５２はホットスタンプ基部５０の左側に配置されている。このうち巻き出しロール５１には、転写フィルム８が巻回されている。転写フィルム８は、キャリアフィルム８０と当該キャリアフィルム８０上に形成されている意匠層８１とを有し、キャリアフィルム８０をホットスタンプ基部５０およびクランプ３６側（つまり図１中上側）に向け、意匠層８１をホットスタンプ基部５０およびクランプ３６とは逆側（つまり図１および図２中の下側）に向けている。
巻き出しロール５１はホットスタンプ基部５０の右側に、巻き取りロール５２はホットスタンプ基部５０の左側に配置されている。このうち巻き出しロール５１には、転写フィルム８が巻回されている。転写フィルム８は、キャリアフィルム８０と当該キャリアフィルム８０上に形成されている意匠層８１とを有し、キャリアフィルム８０をホットスタンプ基部５０およびクランプ３６側（つまり図１中上側）に向け、意匠層８１をホットスタンプ基部５０およびクランプ３６とは逆側（つまり図１および図２中の下側）に向けている。
【0042】
なお、転写フィルム８のうちキャリアフィルム８０は、樹脂からなるベースフィルム（図略）と当該ベースフィルム上に形成されている剥離層（図略）とを有する。また、意匠層８１は、剥離層上に形成されている金属箔８１ｍ（図５参照）と、当該金属箔８１ｍ上に形成され熱可塑性樹脂からなる接着層８１ａ（図５参照）を有する。
【0043】
巻き取りロール５２には、キャリアフィルム８０が取り付けられている。ロール駆動要素５３は電動モータであり、巻き取りロール５２の回転軸に取り付けられている。巻き出しロール５１および巻き取りロール５２は軸方向を前後に向け、ロール駆動要素５３に駆動されて同方向に回転する。巻き取りロール５２にはキャリアフィルム８０が巻き取られる。
【0044】
ホットスタンプ基部５０の内部には、押圧転写要素６、加熱要素５４、および２つの補助ロール部７が保持されている。具体的には、二つの補助ロール部７は、各々、コイルバネからなる補助付勢要素７０と、当該補助付勢要素７０を介してホットスタンプ基部５０の底壁５０ｂに取り付けられている補助脚部７１と、円筒状をなし当該補助脚部７１の先端に枢支されている補助ロール７２とを有する。補助脚部７１および補助ロール７２は、補助付勢要素７０によって、ホットスタンプ基部５０とは逆側（図１および図２における下側）に付勢されている。
【0045】
押圧転写要素６は、二つの補助ロール部７の間に配置されている。押圧転写要素６は、コイルバネからなる押圧力生成要素６０と、当該押圧力生成要素６０を介してホットスタンプ基部５０の底壁５０ｂに取り付けられている押圧脚部６１と、円筒状をなし当該押圧脚部６１の先端に枢支されている押圧部６２とを有する。押圧脚部６１および押圧部６２は、押圧力生成要素６０によって、ホットスタンプ基部５０とは逆側（図１および図２における下側）に付勢されている。押圧部６２は、弾性体であるシリコンゴム製である。
【0046】
加熱要素５４は、図略の反射鏡および図略の赤外線ヒータを有し、ホットスタンプ基部５０の側壁５０ｓに取り付けられている。加熱要素５４は押圧転写要素６と巻き出しロール５１との間の位置において、転写フィルム８を加熱する。なお、ホットスタンプ基部５０は図略の断熱層を有する。このため、加熱要素５４により生じた熱は、ホットスタンプ基部５０により遮断され、巻き出しロール５１にまでは伝導し難い。
【0047】
二つの補助ロール７２および押圧部６２は、巻き出しロール５１および巻き取りロール５２と同様に、軸方向を前後に向けている。また、二つの補助ロール７２および押圧部６２は、転写フィルム８のキャリアフィルム８０に当接している。
【0048】
支持型１２に支持されている基体９は、図３に示すように、上下方向に延びる二つの側壁９ｓと当該二つの側壁９ｓの上端を連結する頂壁９ｔとを有する立体形状を有する。基体９は、裏面９ｂを支持型１２に支持され、表面９ｆを支持型１２の上方および側方に露出する。基体９の表面９ｆのうち、実施例１のホットスタンプ装置１により転写フィルム８の意匠層８１が転写される領域を転写領域９ｒと称し、当該意匠層８１が転写されない領域を非転写領域９ｎと称する。
【0049】
基体９の頂壁９ｔは、左右方向に延びる凸部９１と、左右方向に延びる凹部９２とが前後方向に交互に配列した波板状をなす。凹部９２は凸部９１よりも下側に配置され、互いに隣り合う凹部９２と凸部９１とは立壁状の連結部９３により連結されている。
実施例１のホットスタンプ装置１によりホットスタンプを施す基体９において、凸部９１および当該凸部９１に連続する連結部９３の上側部分が上記した転写領域９ｒであり、凹部９２および当該凹部９２に連続する連結部９３の下側部分が上記した非転写領域９ｎである。さらに、当該基体９においては、側壁９ｓの表面における一部の領域も転写領域９ｒであり、側壁の表面におけるその他の領域は非転写領域９ｎである。
実施例１のホットスタンプ装置１によりホットスタンプを施す基体９において、凸部９１および当該凸部９１に連続する連結部９３の上側部分が上記した転写領域９ｒであり、凹部９２および当該凹部９２に連続する連結部９３の下側部分が上記した非転写領域９ｎである。さらに、当該基体９においては、側壁９ｓの表面における一部の領域も転写領域９ｒであり、側壁の表面におけるその他の領域は非転写領域９ｎである。
【0050】
実施例１のホットスタンプ装置１の動作を以下に説明する。
先ず、多関節アーム３のクランプ３６にホットスタンプユニット５を保持する。また、基体９の裏面９ｂを図１に示す支持型１２に向けて、基体９を支持型１２に支持させる。
そして、アーム駆動要素４を駆動して、図２に示すように、クランプ３６に保持されたホットスタンプユニット５を基体９の表面９ｆに対面させる。
先ず、多関節アーム３のクランプ３６にホットスタンプユニット５を保持する。また、基体９の裏面９ｂを図１に示す支持型１２に向けて、基体９を支持型１２に支持させる。
そして、アーム駆動要素４を駆動して、図２に示すように、クランプ３６に保持されたホットスタンプユニット５を基体９の表面９ｆに対面させる。
【0051】
次いで、ロボットアーム２を駆動し、多関節アーム３によりホットスタンプユニット５を左右に位置変化させる。このとき、ホットスタンプユニット５の押圧転写要素６における押圧部６２が転写フィルム８をキャリアフィルム８０側から意匠層８１側に向けて押圧し、意匠層８１を基体９の表面９ｆにおける転写領域９ｒに押圧する。
このとき転写フィルム８は加熱要素５４により加熱され、意匠層８１の接着層８１ａは軟化している。このため、押圧転写要素６の押圧部６２に押圧された意匠層８１は転写領域９ｒに転写される。具体的には、意匠層８１の接着層８１ａが転写領域９ｒに接着され、金属箔８１ｍが当該接着層８１ａの上に露出する。
押圧部６２により転写フィルム８を基体９の転写領域９ｒに押圧しつつ、ロボットアーム２によりホットスタンプユニット５を左側から右側に向けて位置変化させることで、転写領域９ｒには左側から右側に向けて帯状に意匠層８１が転写される（図４参照）。基体９の表面の転写領域９ｒの各々について、上記と同様に意匠層８１を転写することで、転写領域９ｒに意匠層８１が転写された転写部材９５が得られる。
このとき転写フィルム８は加熱要素５４により加熱され、意匠層８１の接着層８１ａは軟化している。このため、押圧転写要素６の押圧部６２に押圧された意匠層８１は転写領域９ｒに転写される。具体的には、意匠層８１の接着層８１ａが転写領域９ｒに接着され、金属箔８１ｍが当該接着層８１ａの上に露出する。
押圧部６２により転写フィルム８を基体９の転写領域９ｒに押圧しつつ、ロボットアーム２によりホットスタンプユニット５を左側から右側に向けて位置変化させることで、転写領域９ｒには左側から右側に向けて帯状に意匠層８１が転写される（図４参照）。基体９の表面の転写領域９ｒの各々について、上記と同様に意匠層８１を転写することで、転写領域９ｒに意匠層８１が転写された転写部材９５が得られる。
【0052】
実施例１のホットスタンプ装置１においては、多関節アーム３の先端に設けられているクランプ３６および当該クランプ３６に保持されるホットスタンプユニット５が、基体９の表面９ｆに沿って位置変化可能である。このため、実施例１のホットスタンプ装置１によると、基体９の表面９ｆに沿った形状の押圧型が不要となり、ホットスタンプに要するコストを低減することが可能となる。
【0053】
ところで、例えば、特許文献１に紹介されているような従来のホットスタンプ装置における押圧型（スタンプ治具）によると、転写領域が型締め方向（すなわち、押圧型と転写型とが近づく方向）に対して直交する方向に延びる場合には、転写領域に対して十分に大きな押圧力で転写フィルムを押圧し得る。しかし、転写領域が型締め方向に対して平行に近い方向に延びる場合には、十分な押圧力が得られず、意匠層の転写を精度良く行い難い場合がある。このため、特許文献１に紹介されているような従来のホットスタンプ装置では転写領域の設計に制約があり、転写領域の傾斜角度は、型締め方向と直交する方向に対して±２０°程度の範囲内とするのが一般的であった。
【0054】
しかし実施例１のホットスタンプ装置１は、押圧型に替えて、上下－前後－左右方向に３次元的に位置変化可能なホットスタンプユニット５の押圧転写要素６を用いることで、転写領域９ｒの設計の自由度を大幅に向上させ得る。
【0055】
つまり、実施例１のホットスタンプ装置１によると、転写領域９ｒが単なる平面でなく、例えば図５に示すように転写領域９ｒを湾曲形状とする場合や、ある転写領域９０ｒを他の転写領域９１ｒに対して略直交する方向に設ける場合にも、多関節アーム３によってホットスタンプユニット５を転写領域９ｒに沿って位置変化させることが可能である。このため、当該転写領域９ｒの各部分について、略垂直方向に押圧力を付与することが可能である。これにより、実施例１のホットスタンプ装置１によると、転写フィルム８を転写領域９ｒに十分な力で押圧することができ、転写フィルム８の意匠層８１を転写領域９ｒに信頼性高く転写することが可能である。
同様に、図５に示すように転写領域９ｒの一部９７ｒを転写領域９ｒの他の部分９６ｒに対して略直交する方向に設ける場合にも、転写領域９ｒへの意匠層８１の転写を信頼性高く行うことが可能である。
同様に、図５に示すように転写領域９ｒの一部９７ｒを転写領域９ｒの他の部分９６ｒに対して略直交する方向に設ける場合にも、転写領域９ｒへの意匠層８１の転写を信頼性高く行うことが可能である。
【0056】
さらに、実施例１のホットスタンプ装置１における押圧部６２は、基体９に比べて遙かに小さく、当該押圧部６２は小回りがきく。このため、実施例１で用いた基体９のように、転写領域９ｒと非転写領域９ｎが交互に配列するような場合においても、転写領域９ｒだけを選択し、各々の転写領域９ｒに意匠層８１を転写することが可能である。したがって、実施例１のホットスタンプ装置１によると、様々なパターンの転写領域９ｒに意匠層８１を転写することが可能である。つまり、実施例１のホットスタンプ装置１は汎用性にも優れる。当該汎用性を考慮すると、押圧部６２の外形寸法は、基体９の外形寸法よりも小さいのが好ましいといい得る。
【0057】
（実施例２）
実施例２のホットスタンプ装置は、ホットスタンプユニット以外は実施例１のホットスタンプ装置と概略同じである。以下、実施例１との相違点を中心として、実施例２のホットスタンプ装置を説明する。実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットを模式的に表す説明図を図６に示す。実施例２のホットスタンプ装置により基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を模式的に表す斜視図を図７に示す。本発明のホットスタンプ装置により得られる転写部材の他の例を表す説明図を図８および図９に示す。
実施例２のホットスタンプ装置は、ホットスタンプユニット以外は実施例１のホットスタンプ装置と概略同じである。以下、実施例１との相違点を中心として、実施例２のホットスタンプ装置を説明する。実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニットを模式的に表す説明図を図６に示す。実施例２のホットスタンプ装置により基体にホットスタンプを施すことで得られた転写部材を模式的に表す斜視図を図７に示す。本発明のホットスタンプ装置により得られる転写部材の他の例を表す説明図を図８および図９に示す。
【0058】
図６に示すように、実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５は、押圧転写要素６の押圧部６２がパッド状であり、かつ、押圧転写要素６および加熱要素５４が一体化されている点、および、押圧力生成要素６０がウォームギヤと組み合わせたサーボモータで構成されている点において、実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５と大きく相違し、その余においては実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５と概略同じである。
【0059】
実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５における押圧部６２は、パッド状をなすシリコンゴム製である。加熱要素５４は、当該押圧部６２の背面側に配置された電熱線５４ｈを有する電熱ヒータである。
【0060】
実施例２のホットスタンプ装置によりホットスタンプを施す基体９は、図７に示すように、凸状をなす転写領域９ｒが非転写領域９ｎのなかに点々と配置された海島構造をなす。
【0061】
実施例２のホットスタンプ装置の動作を以下に説明する。
先ず、実施例１のホットスタンプ装置と同様に、多関節アーム３のクランプ３６にホットスタンプユニット５を保持する。また、基体９を図略の支持型に支持させる。
そして、図略のアーム駆動要素を駆動して、クランプ３６に保持されたホットスタンプユニット５を、基体９の表面９ｆにある転写領域９ｒに対面させる。
先ず、実施例１のホットスタンプ装置と同様に、多関節アーム３のクランプ３６にホットスタンプユニット５を保持する。また、基体９を図略の支持型に支持させる。
そして、図略のアーム駆動要素を駆動して、クランプ３６に保持されたホットスタンプユニット５を、基体９の表面９ｆにある転写領域９ｒに対面させる。
【0062】
次いで、図６に示す押圧力生成要素６０を駆動して、押圧転写要素６を下方に位置変化させる。これにより、押圧転写要素６の押圧部６２は転写フィルム８をキャリアフィルム８０側から意匠層８１側に向けて押圧し、意匠層８１を基体９の表面９ｆにおける転写領域９ｒに押圧する。
ここで、押圧部６２は加熱要素５４により加熱されているため、当該押圧部６２に押圧された転写フィルム８のもまた加熱要素５４により間接的に加熱され、意匠層８１の接着層８１ａは軟化する。このため、押圧部６２に押圧された意匠層８１は転写領域９ｒに転写される。
ここで、押圧部６２は加熱要素５４により加熱されているため、当該押圧部６２に押圧された転写フィルム８のもまた加熱要素５４により間接的に加熱され、意匠層８１の接着層８１ａは軟化する。このため、押圧部６２に押圧された意匠層８１は転写領域９ｒに転写される。
【0063】
押圧部６２による転写が終了すると、ロボットアーム２によりホットスタンプユニット５を次の転写領域９ｒに対面する位置に位置変化させ、上記と同様に意匠層８１を転写する。転写領域９ｒの各々について、上記と同様に意匠層８１を転写することで、転写領域９ｒに意匠層８１が転写された転写部材９５が得られる。
【0064】
実施例２のホットスタンプ装置は、特に押圧転写要素６について実施例１のホットスタンプ装置と大きく相違する。しかし実施例２のホットスタンプ装置は、多関節アーム３の先端に設けられているクランプ３６および当該クランプ３６に保持されるホットスタンプユニット５が、基体９の表面９ｆに沿って位置変化可能である点において実施例１のホットスタンプ装置と同様である。したがって、実施例２のホットスタンプ装置によっても、基体９の表面に沿った形状の押圧型が不要となり、ホットスタンプに要するコストを低減することが可能となる。
また、実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５は、実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５と同様に、上下－前後－左右方向に３次元的に位置変化可能である。このため、実施例２のホットスタンプ装置によっても、湾曲面状の転写領域９ｒに意匠層８１を信頼性高く転写することが可能である。
さらに、実施例２のホットスタンプ装置における押圧部６２もまた、基体９に比べて遙かに小さく、小回りがきく。このため、実施例２のホットスタンプ装置もまた汎用性に優れる。
また、実施例２のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５は、実施例１のホットスタンプ装置におけるホットスタンプユニット５と同様に、上下－前後－左右方向に３次元的に位置変化可能である。このため、実施例２のホットスタンプ装置によっても、湾曲面状の転写領域９ｒに意匠層８１を信頼性高く転写することが可能である。
さらに、実施例２のホットスタンプ装置における押圧部６２もまた、基体９に比べて遙かに小さく、小回りがきく。このため、実施例２のホットスタンプ装置もまた汎用性に優れる。
【0065】
本発明のホットスタンプ装置は、ホットスタンプユニット５の形状、特に押圧部６２の形状を適宜変更することにより、様々な形状の基体９および転写領域９ｒに対応することが可能である。例えば、図８に示すように、基体９の表面９ｆにおける凸部９１を非転写領域９ｎとし、凹部９２を転写領域９ｒとする場合には、押圧部の形状を凹状の転写領域９ｒに対応する形状とすれば良い。また、例えば、図９に示すように、隣り合う大型凸部９１ｂの間に配置されている小型凸部９１ｓを転写領域９ｒとし、凹部９２および大型凸部９１ｂを非転写領域９ｎとする場合には、押圧部の形状を、大型凸部９１ｂの間に入り込み得る程度に小型にすれば良い。
本発明のホットスタンプ装置によると、これらの転写領域９ｒに対しても、信頼性高く意匠層８１を転写することが可能である。
本発明のホットスタンプ装置によると、これらの転写領域９ｒに対しても、信頼性高く意匠層８１を転写することが可能である。
【0066】
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。また、実施形態を含む本明細書に示した各構成要素は、それぞれ任意に抽出し組み合わせて実施できる。
【符号の説明】
【0067】
１：ホットスタンプ装置 １２：支持型
２：ロボットアーム ３：多関節アーム
３６：クランプ ４：アーム駆動要素
５：ホットスタンプユニット ５１：巻き出しロール
５２：巻き取りロール ５３：ロール駆動要素
５４：加熱要素 ６：押圧転写要素
６２：押圧部 ８：転写フィルム
８０：キャリアフィルム ８１：意匠層
９：基体 ９ｂ：基体の裏面
９ｒ：転写領域
２：ロボットアーム ３：多関節アーム
３６：クランプ ４：アーム駆動要素
５：ホットスタンプユニット ５１：巻き出しロール
５２：巻き取りロール ５３：ロール駆動要素
５４：加熱要素 ６：押圧転写要素
６２：押圧部 ８：転写フィルム
８０：キャリアフィルム ８１：意匠層
９：基体 ９ｂ：基体の裏面
９ｒ：転写領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】