JP4258398B2 - プラスチックシートの作製方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置によって直接画像形成（記録）されてなるフィルムによりラミネートされたプラスチックシートに関し、より詳細には、顔写真入りキャッシュカードや社員証、学生証、個人会員証、居住証、各種運転免許証、各種資格取得証明等の非接触式又は接触式個人情報画像情報入り情報媒体、さらに医療現場などで用いる本人照合用画像シートや画像表示板、表示ラベルなどに用いられるプラスチックシートの製造方法、及びその製造装置に関する。

近年、画像形成技術の発達に伴って、凹版印刷、凸版印刷、平版印刷、グラビヤ印刷及びスクリーン印刷などの様々な印刷法により、同一品質の画像を、大量かつ安価に形成する手段が知られている。そして、このような印刷法は、ＩＣカード、磁気カード、光カード、あるいはこれらが組み合わさったカードなど、所定の情報を納め、外部装置と接触又は非接触に交信可能な情報媒体の表面印刷にも多く用いられている。

しかしながら、例えば上記スクリーン印刷は、印刷しようとする画像の数に応じた印刷版が多数必要であり、カラー印刷の場合には、さらにその色の数だけ印刷版が必要となる。そのため、これら印刷方法は、個人の識別情報（顔写真、氏名、住所、生年月日、各種免許証など）に個々に対応するには不向きである。

上記問題点に対して、現在もっとも主流となっている画像形成手段は、インクリボン等を用いた昇華型や溶融型の熱転写方式を採用したプリンタ等による画像形成方法である。しかし、これらは個人の識別情報を容易に印字することはできるが、印刷速度を上げると解像度が低下し、解像度を上げると印刷速度が低下するという問題を依然抱えている。

これに対して、電子写真方式による画像形成（印刷）は、像担持体表面を一様に帯電させ、画像信号に応じて露光し、露光部分と非露光部分との電位差による静電潜像を形成させ、その後、前記帯電と反対（あるいは同一）の極性を持つトナーと呼ばれる色粉（画像形成材料）を静電現像させることにより、前記像担持体表面に可視画像（トナー画像）を形成させる方法で行われる。カラー画像の場合は、この工程を複数回繰り返すこと、あるいは画像形成器を複数並配置することによりカラーの可視画像を形成し、これらを画像記録体に転写、定着（固定化：主に熱による色粉の溶融と冷却による固化）することによりカラー画像を得る方法で行われる。

上述のように、電子写真方式では、像担持体表面の静電潜像を画像信号により電気的に形成するため、同じ画像を何度でも形成できるだけでなく、異なる画像に対しても容易に対応でき画像形成することが可能である。また、像担持体表面のトナー画像は、ほぼ完全に画像記録体表面に転移させることができ、像担持体表面にわずかに残存するトナー画像も、樹脂ブレードやブラシ等により容易に除去することができるため、多品種少量生産に向けた印刷物を容易に作製することが可能である。

また、上記トナーは、通常、熱溶融性樹脂及び顔料、並びに場合によっては帯電制御剤などの添加剤を溶融混合し、この混練物を粉砕、微粒子化して形成される。さらに、前記電子写真方式における静電潜像は、上記微粒子化されたトナーに比べてかなり高い解像度を持っており、前記スクリーン印刷やインクリボンの熱転写方式の解像度と比べても十分な解像度が期待できる。

カラー画像についても、カラートナーとしてシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの四原色を用い、これらを混合することにより、理論的に印刷と同様の色を再現できる。また、上記カラートナーでは、トナー樹脂と顔料とを比較的自由に配合できるため、トナーによる画像隠蔽性を増加させることは容易である。

前述の電子写真装置を使用して、各種カードの印字を行った例としては以下のものが挙げられる。
例えば、各種個人情報の他に、不可視バーコードを厚さ２５０μｍの塩化ビニルシートや厚さ２８０μｍのポリエステルシートに電子写真法で印字し、それぞれ印字面にオーバーフィルムを重ね、熱プレス機でラミネートする方法が提示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記シートにおいてはシート間摩擦係数が大きすぎ、シート間で密着するためシート搬送性が悪く、電子写真装置が止まってしまったり、上記のような２５０μｍ以上の厚さの絶縁物（シート）には、画像形成材料（トナー）が十分に転写しにくく画像欠陥が増大してしまったりする。また、前記比較的低温で軟化する樹脂フィルムを電子写真装置に使用して印字しようとすると、定着工程において、定着温度がフィルムの軟化温度より高いため粘着性が発現し、定着装置に巻き付きジャムが発生する問題がある。さらに、画像形成材料が定着装置にオフセットしたり、前記２５０μｍ厚のシートの定着を続けると、シートのエッジ（角）で定着装置を必要以上に痛めてしまったりする場合もある。

また、光透過性シートに個人識別情報を印字し、さらに、上記印字は鏡像で行うことも提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、光透過性のラミネートシートに関しては、少なくとも一部が２軸延伸ポリエステルフィルム、又はＡＢＳ、又はポリエステルからなるフィルム／２軸延伸ポリエステルフィルムであることが好ましいが、塩化ビニルでもよい、と記載されているだけである。

したがって、この仕様ではフィルムが単なる絶縁体なので、フィルム表面への画像形成材料の転写不良などが起こり、熱転写方式などと同等な解像度を得ることはできない。また、生産性向上に重点をおいたこの装置においては、使用されるラミネートシートはロール状であるため、カード一人分から数人分の異なる印字を行うなどの、緊急又は多品種生産等に対応するためには、多くのロスや無駄を生じてしまう問題がある。

さらに、前記フィルムへの画像形成だけでなく、画像が形成されたフィルムとコアとなるコアシート（基材）とを搬送・積層する工程やラミネートする工程の自動化については、検討がほとんどなされておらず、生産性向上の観点から、上記各工程や製造装置を設計する必要がある。

ラミネートの工程を自動化する製造装置としては、例えば、上下一対の入り口側ローラと上下一対の出口側ローラとを平行に担持し、少なくとも下側の入り口ローラと出口側のローラとの間に無端ベルトを掛け渡し、入り口側ローラを加熱装置、出口側ローラを冷却装置とした方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−９２２５５号公報 特開平１１−３３４２６５号公報 特開平２−２５３３１号公報

しかしながら、上記のような装置においては、作製されるプラスチックシートの平滑性は充分ではあるものの、フィルムとコアとなるコアシート（基材）との熱膨張係数が違うこと、コアシートの厚みがフィルムの約５倍あること等の理由からコアシートのほうが必要以上に伸びてしまい、フィルムとコアシートの位置が後方でずれてしまう等の問題が生じる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、画像形成手段として従来の電子写真装置を大きく改造することなく用い、高解像度のプラスチックシートを、ラミネート後のコアシートとフィルムの位置ずれが生じることがなく高い生産性で製造することができるプラスチックシートの作製方法及び作製装置を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
（１） フィルムの表面に、電子写真方式により画像を形成する画像形成工程と、コアシートを介して、２つの前記フィルムを互いに対面するように積層した積層体を位置決めする位置決め工程と、位置決めされた前記積層体を加熱・加圧することにより、前記コアシートを前記２つのフィルムでラミネートするラミネート工程とを含んでなる、プラスチックシートの作製方法であって、
前記ラミネート工程が、
前記積層体の伸びを防止する伸び防止工程と、
前記伸び防止工程を経た後、前記積層体を加熱・加圧する接着工程と、
前記接着工程を経た後、前記積層体を冷却する冷却工程と、
を含むことを特徴とするプラスチックシートの作製方法である。

前記（１）の発明では、薄厚のフィルムの少なくとも片面に電子写真方式により高解像度の画像を形成させ、従来、電子写真方式では画像が形成不可能な肉厚のコアシートを介して、画像が形成されたフィルムを対面させて積層し、この積層体を圧着させる。この積層体を圧着させるラミネート工程において、積層体の伸び（詳細にはフィルムとコアシートとの伸びの違いによる位置ズレ）を抑制するように、急激な加熱・加圧を施すことなく、例えば、徐々に加熱・加圧を施す（伸び防止工程：以下、仮ラミネート処理ということがある）。そして、加熱・加圧を加えることでラミネートさせ（接着工程）、その後、冷却させて（冷却工程）、プラスチックシートを得る。このように電子写真方式によって、高解像度のプラスチックシートを高い生産性で製造可能な方法おけるラミネート工程において、伸び防止工程、接着工程、冷却工程、を順次施すことで、ラミネート後のコアシートとフィルムの位置ずれが生じることがなく正確に位置合せされたプラスチックシートを得ることができる。

（２） フィルムの表面に、電子写真方式により画像を形成する画像形成部と、コアシートを介して、前記画像形成部により画像が形成された２つのフィルムを互いに対面するように積層した積層体を位置決めする位置決め部と、位置決めされた前記積層体を加熱・加圧することにより、コアシートを前記画像形成部により画像が形成された２つのフィルムでラミネートするラミネート部とを含んでなる、プラスチックシートの作製装置であって、
前記ラミネート部が、
前記積層体の伸びを防止する伸び防止部と、
前記伸び防止部を経た後、前記積層体を加熱・加圧する接着部と、
前記接着工程を経た後、前記積層体を冷却するための冷却部と、
を含んで構成されることを特徴とするプラスチックシートの作製装置である。

前記（２）の発明では、薄厚のフィルムの少なくとも片面に電子写真方式により高解像度の画像を形成させ、従来、電子写真方式では画像が形成不可能な肉厚のコアシートを介して、画像が形成されたフィルムを対面させて積層し、この積層体を圧着させる。この積層体を圧着させるラミネート部においては、積層体の伸び（詳細にはフィルムとコアシートとの伸びの違いによる位置ズレ）を抑制するように、急激な加熱・加圧を施すことなく、例えば、徐々に加熱・加圧を施す（仮ラミネートを施す。：伸び防止部）。そして、加熱・加圧を加えることでラミネートさせ（接着部）、その後、冷却させて（冷却部）、プラスチックシートを得る。このように電子写真方式によって、高解像度のプラスチックシートを高い生産性で製造可能な装置おけるラミネート部が、伸び防止部、接着部、冷却部、を備えることで、ラミネート後のコアシートとフィルムの位置ずれが生じることがなく正確に位置合せされたプラスチックシートを得ることができる。

（３）前記ラミネート部が、
少なくとも一部が互いに圧接されニップ部を形成するベルト対と、
前記ベルトを張架すると共に、前記積層体の挿入部を形成する第１ロール対と、
前記ベルトを張架すると共に、前記積層体の排出部を形成する第２ロール対と、
前記ベルト対内部の前記第１及び第２ロール対間に配置されると共に、前記ベルト対を介して圧接される加熱加圧ロール対と、
を含んで構成されることを特徴とする前記（２）に記載のプラスチックシートの作製装置である。

前記（３）の発明では、まず、積層体は第１ロール対が対向した位置においてベルト対間で挟まれる。その後、加熱加圧ロール対が対向した位置におけるベルト対間で挟まれると共に、加熱・圧着される。このため、積層体は加熱加圧される以前にベルトで挟まれると共に、加熱加圧ロール対近傍へ積層体が移動するに従って積層体は徐々に加熱・加圧が施されることとなり、積層体における加熱加圧時の不均一な伸びを防止されつつ、ラミネートが施される。なお、加熱加圧された後も、ベルト対で挟持されたまま冷却されことになりプラスチックシートの平面性を確保することができる。

（４）前記ラミネート部が、前記ベルト対内部の前記加熱加圧ロール対及び前記第２ロール対間に配設されると共に、前記ベルト対を介して圧接された第３ロール対を有することを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置である。

前記（４）の発明では、加熱加圧ロール対と第２ロール対との間にベルト対を介してニップさせた第３ロール対を配置させることで、この間のベルト対に歪みが生じることがなく、加熱・加圧後の積層体が平面性を維持したまま冷却されることとなるため、より平面性の良いプラスチックシートを得ることができる。

（５）前記第１ロール対は、前記ベルト対間に間隙が設けられるように対向して配置していることを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置である

前記（５）の発明では、第１ロール対がニップされておらず、ベルト対間に間隙が設けらているため、挿入した積層体に対して急激に圧力をかけることなく、より効果的に仮ラミネート処理を施すことが可能となる。また、ベルト対が蛇行した際にベルトの位置を所定の位置に復帰することが容易となる。

（６）前記第２ロール対は、前記ベルト対間に間隙が設けられるように対向して配置していることを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置である。

前記（６）の発明では、第２ロール対がニップされておらず、ベルト対間に間隙が設けらているため、ベルト対が蛇行した際にベルトの位置を所定の位置に復帰することが容易となる。

（７）前記ラミネート部が、前記ベルト対内部の前記加熱加圧ロール対及び前記第２ロール対間に配設されると共に、前記ベルト対内周面に当接された一対の平板部材を有することを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置。

前記（７）の発明では、ベルト対内部の加熱加圧ロール対及び前記第２ロール対間に一対の平板部材をベルト対に接触させているので、当該平板部材によりベルト対の熱を吸収しやすく、より早く加熱加圧後の積層体を冷却することができる。このため装置の小型化を実現することができる。尚、冷却を促進するため熱伝導率の高い材料（例えば金属）により構成した平板部材を用いたり、ファン等を用いて前記平板部材を冷却することにより、いっそうの冷却効果を期待できる。

（８）前記加熱加圧ロール対におけるそれぞれの前記ベルト対と接触位置が、前記加熱加圧ロール対圧接部のみであることを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置である。

前記（８）の発明では、加熱加圧ロールのベルトとの接触位置が圧接部（加熱加圧部）のみであるため、ベルト昇温させる箇所が加熱加圧部のみとなる。このため、第１ロールが不必要に昇温されることがなく、ベルトテンションのコントロールが容易になるばかりでなく、確実に仮ラミネートを実施することができる。また、ベルト内部での空気の流動。また、ベルト内部での空気の流動範囲が広くなるため、冷却効果が向上する。したがって、信頼性が高く、より小型化を図ることができるプラスチックシートの作製装置を実現できる。

（９）前記ラミネート部において、前記第２ロール対を駆動ロールとすることを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置である。

前記（９）の発明では、第２ロール対を駆動ロールとしているので、最も圧力の高い加熱・加圧ロールを基準としてベルト対にテンションがかかるように構成されるので、ベルト対の歪みを最小とすることが可能である。したがって、より平面性の良いプラスチックシートを得ることができる。

（９） 前記ラミネート部において、前記積層体はその温度が前記加熱加圧ロール対通過時にＴｇ（ガラス転移温度）以上であると共に前記加熱加圧ロール対通過後にガラス転移温度以上の温度からガラス転移温度以下となり、前記第２ロール対から排出されることを特徴とする前記（３）に記載のプラスチックシートの作製装置である。

前記（９）の発明では、加熱加圧ロール対通過直後のベルト対の微小な熱変形により微小量変形した積層体を、完全に平面にすることが可能となり、より平面性の良いプラスチックシートを得ることができる。

本発明によれば、画像形成手段として従来の電子写真装置を大きく改造することなく用い、高解像度のプラスチックシートを、ラミネート後のコアシートとフィルムの位置ずれが生じることがなく高い生産性で製造することができるプラスチックシートの作製方法及び作製装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。プラスチックシートの作製装置と共に、本発明のプラスチックシートの製造方法についても説明する。

図１に、本発明により作製されるプラスチックシートの構成断面図を示す。図１に示すように、プラスチックシートは、コアシート１と画像２、４が形成された表面フィルム３及び裏面フィルム５（共に光透過性フィルム）とが、画像２、４が形成された側の面がコアシート１と各々と対向するように重ねられ、ラミネートされてなる。

（第１の実施形態）
図２は、本発明のプラスチックシートの作製装置を示す概略構成図である。
図２に示すプラスチックシートの作製装置は、画像形成装置（フィルム収納部、画像形成部）１０、丁合い装置２０と、ラミネート装置（ラミネート部）３０と、から構成されている。

画像形成装置１０は、例えば、フィルムスタッカー１１（フィルム収納部）と、画像形成部１２と、フィルムスタッカー１１から画像形成部１２へ光透過性フィルムを搬送する搬送路１３と、画像形成部１２から排出口１４へ画像形成後の光透過性フィルムを搬送する搬送路１５とから構成されている。その他の構成は省略する。

画像形成部１２は、図示しないが、潜像を形成する潜像担持体と、該潜像を少なくともトナーを含む現像剤を用いて現像し、トナー画像を得る現像器と、現像されたトナー画像を光透過性フィルムに転写する転写器、光透過性フィルムに転写されたトナー画像を加熱・加圧して定着する定着器などを含む、公知の電子写真方式のカラー画像形成装置で構成されている。

搬送路１３、１５は、駆動ローラ対を含む複数のローラ対やガイド（図示せず）から構成されており、さらに搬送路１５には、光透過性フィルムの搬送方向を１８０°反転させる反転路１６が設けられている。搬送路１５と反転路１６との分岐付近には、光透過性フィルムの案内方向を変更するカム１７が設けられている。この反転路１６で光透過性フィルムを往復させ、再び搬送路１５に戻すと、光透過性フィルムの搬送方向が１８０°反転されると共に、光透過性フィルムの表裏が反転して搬送される。

丁合い装置２０は、コアシートスタッカー２２と、丁合いトレイ（位置決め部）２５、コアシートスタッカー２２から丁合いトレイ２５へコアシート１を供給する搬送路２４と、画像形成装置１０の排出口１４から排出された光透過性フィルムを、丁合いトレイ２５へ供給する搬送路２１と、から構成されている。

コアシート１を丁合いトレイ２５へ供給する搬送路２４の排出部と、光透過性フィルムを丁合いトレイ２５へ供給する搬送路２１の排出部は、高さ方向に並列して設けられている。

上記搬送路２１としては、例えば、平滑な板状部材と、その表面を光透過性フィルムを搬送させるための搬送ロールが設けられた構成であってもよく、また回転するベルト状の搬送体で構成されていてもよい。そして光透過性フィルムが画像形成装置１０から排出されるタイミングで搬送ロールやベルトが回転し、光透過性フィルム丁合いトレイ２５に搬送する。

また、コアシートスタッカー２２には、通常の給紙装置に備えられているようなピックアップロールや給紙ロールが備えられており、丁合いトレイ２５がコアシートスタッカー２２の排出口の位置に移動した直後のタイミングで給紙ロール等が回転し、丁合いトレイ２５にコアシート１を搬送する。

丁合いトレイ２５は、例えば、搬送路２４の排出部と搬送路２１の排出部からコアシート１及び光透過性フィルムがそれぞれ供給されるように、例えば、その端部の一部が上下（図中上下）に張架されたベルト外壁に連結されており、当該ベルトの回転駆動に伴い昇降するよう構成されている。このような昇降手段に限らず、モーター駆動方式など、公知の昇降手段を適用させることができる。また、図示しないが、積層されたコアシート１及び表面フィルム３、裏面フィルム５の端部を揃えて、位置決めする手段が設けられている。

丁合いトレイ２５には、コアシート１を介して２つの光透過性フィルムを積層した積層体を仮止めする仮止め装置２６が設けられている。この仮止め装置２６は、例えば、ヒータなどにより加熱されるよう金属からなる一対の突片で構成されており、この加熱された一対の突片により積層体の端部を挟むことで、積層体の端部が熱溶着されて仮止めされる。

なお、上記仮止め装置２６は、図２のように丁合いトレイ２５からラミネート装置への積層体の搬送路上に設けられる場合には、仮止め装置２６は、仮止め時のみ丁合いトレイ２５の端部に配置され、それ以外のときは上記搬送路から退避できる構造をとる必要がある。

図３は、実施の形態１に関わるラミネート装置を示すものである。
ラミネート装置３０は、一対のベルト３１から構成されるベルトニップ方式を採用することにより、プラスチックシートを容易にオンラインで作製できる構成となっている。前記一対のベルト３１は、一対のテンションロール３２（第２ロール）と、一対のインレットロール３５（第１ロール）とによりそれぞれ張架された状態で、テンションバネ３６によりベルト３１が歪みを生じないように構成されている。そして、一対のベルト３１内部には、テンションロール３２とインレットロール３５との間に一対の加熱加圧ロール３４及び冷却ロール３３がそれぞれベルト３１を介して圧接して配置されている。一対のテンションロール３２、及び一対のインレットロール３５はぞれぞれニップさせず、一対のベルト３１間に間隙が設けられるように設置されている。これにより、連続稼動によりベルト３１が蛇行しても稼動させながらベルトを所定の位置に戻すことが可能である。

使用されるベルトの材料としては熱変形量の小さい金属材料を用いることが望ましいが、プラスチック材料でもガラスを混ぜる等の処方により熱変形を小さくした材料を用いても構わない。また、ベルト３１が蛇行した際に所定の位置に戻すためにインレットロール３５、テンションロール３２には摩擦係数にして０．３以下となるような低摩擦材料（金属系、プラスチック系等どちらでも可）を用いることが望ましい。

ベルト３１が蛇行した際に所定の位置に復帰させる方法としては図示しないが、ベルト３１が所定の位置よりずれないようにストッパーを設置してもよいし、左右に設置したテンションバネのバネ力をコントロールしてベルト３１の蛇行を防止するようにしてもよい。

ラミネート装置３０における圧着方法としては、インレットーロール３５の後方に配置された加熱加圧ロール３４とにより積層体は加熱加圧される。この工程を経ることによって積層体は熱融着される。ここで、テンションロール３２はニップさせず、一対のベルト３１間に間隙が設けられているため、積層体は加熱加圧ロール３４に突入する以前には急激な圧力がかけれず、ベルト３１のニップ力と加熱加圧ロール３４からの予熱により仮ラミネートされながら加熱加圧ロール３４へのニップへと搬送される。このような仮ラミネート工程を経ることによりコアシート１と光透過性フィルムはその熱膨張係数の差があったとしても熱による両者の伸びの相違を緩和することでき、位置ずれのないプラスチックシートを得ることができる。すなわち、この仮ラミネート工程（仮ラミネート工程を施す領域）が伸び防止工程（伸び防止部）「（図３中、Ａの範囲）」である。

加熱加圧ロール３４でニップを形成している範囲（図３中、Ｂの範囲）は積層体の接着工程（接着部）であるが、このニップ部を通過した積層体は冷却工程（冷却部）へと突入する（図３中、Ｃの範囲）。

ここで、冷却ロール３３はベルト３１が加熱ロール３４と冷却ロール３３との間で変形を生じないようにニップされているが、加熱加圧ロール３４通過直後のベルト３１は、図９に示すように波打ち形状に変形を起こす。これは、加熱加圧ロール３４のニップ部ではその圧力によりベルト３１が膨張できず、ニップ部通過直後にその圧力が解放されベルト３１が伸びるためである。この伸びによる波打ち変形のため、プラスチックシートの積層体も波打ち形状に変形を起こす。

しかしながら、冷却工程におけるベルト３１の波打ちは一定距離以内に解消され、その後冷却ロール３３を通過するようになっている。すなわち、プラスチックシートは加熱加圧ロール３４通加直後、ベルト３１の変形に従い変形しているが、その後はベルト３１の波打ち変形解消に従い、プラスチックシートも平面形状へと補正される。詳細にはベルト３１の波打ち変形が解消されるように、積層体の温度を加熱加圧ロール３４通過後にＴｇ（ガラス転移温度）以上からＴｇ以下へと冷却させるため、加熱加圧ロール３４と冷却ロール３３との間に冷却ファン３７を設置している。このため、プラスチックシートの積層体は平面性を維持したまま冷却ロール３３を通過し、その後テンションロール３２から排出されることとなる。もちろん、加熱加圧ロール３４の温度が積層体（プラスチックシート）Ｔｇ以上の温度であり、冷却ロール３３の温度が積層体（プラスチックシート）のＴｇ以下の温度であることは言うまでもない。

なお、本実施形態では、この冷却ファン３７は積層体の冷却を促進させ、強制的にＴｇ以下とさせるために設置させているが、ラミネート速度が十分に遅い場合にはこの限りではなく、冷却ファン３７を設置せず自然冷却させても積層体は十分Ｔｇ以下まで冷却されるため冷却ファン３７を設置する必要はない。

また、連続稼動によるベルト３１の汚れ等を除去するためクリーニング装置３８が設置されている。

前述のように接着工程、冷却工程を経た積層体は、平面性を維持したままラミネートされて、排出トレイ４１に排出され、プラスチックシートが得られる。ここで、プラスチックシートに個別の画像が複数形成されている場合、この各画像毎に裁断し、所定のサイズのプラスチックシートを得る。
また、例えば数枚分のカードのパターンとなっている場合は、１枚分ずつに裁断され表裏が光透過性フィルムでラミネートされたカード等となる。

なお、本発明に用いられるコアシート、光透過性フィルムの材質等については以下の通りである。
−コアシート−
本発明において用いられるコアシートは、プラスチックシートとしたときの光透過性フィルムに形成された画像が見えやすいよう不透明であることが好ましく、白色に着色されていることがより好ましい。

コアシートの材質としては、プラスチックが使用される。具体的には、アセテートフィルム、三酢酸セルローズフィルム、ナイロンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリイミドフィルム、セロハンなどがあり、中でもポリエステルフィルムが好ましく用いられる。特に、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられている。

コアシートとしては、これらに顔料や染料などが添加され着色される。また、コアシートは、フィルム状、板状であってもよいし、可とう性を有しない程度、又は、コアシートとしての要求に必要な強度を有する程度に厚みを有する形状であってもよい。

本発明に用いられるコアシートとしては、厚さ５０〜５０００μｍの範囲のプラスチックからなるフィルムを用いることが好ましく、厚さ１００〜１０００μｍの範囲のＰＥＴフィルムを用いることがより好ましい。

なお、本発明のプラスチックシートがＩＣカードや磁気カード等として用いられる場合には、必要に応じてコアシートにＩＣチップ、アンテナ、磁気ストライプ、外部端子などが埋め込まれる。また、磁気ストライプ、ホログラム等が印刷されたり、必要文字情報がエンボスされる場合がある。

−光透過性フィルム−
本発明における光透過性フィルムに使用可能な基体は、透明性を有することが必要である。ここで、透明性とは、例えば、可視光領域の光をある程度、透過する性質をいい、本発明においては、少なくとも形成された画像が、画像が形成された面と反対側の面から基体を通して目視できる程度に透明であればよい。

上記基体としては、前記コアシートの材料として用いることができるプラスチックのフィルムを同様に使用することができる。
また、上記各種プラスチックのフィルムの中でも、ポリエステルフィルム、特に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のエチレングリコール成分の半分前後を１，４−シクロヘキサンメタノール成分に置き換えたＰＥＴＧと呼ばれるものや、前記ＰＥＴにポリカーボネートを混ぜアロイ化させたもの、さらに二軸延伸しないＰＥＴで、Ａ−ＰＥＴと呼ばれる非晶質系ポリエステル等をより好ましく用いることができる。

前記ポリエステル等の材料は、従来カード用のコアシート（コア）材料として用いられてきたポリ塩化ビニルが、可燃物廃棄時の燃焼によるダイオキシン発生させるものとして環境に良いものではないことが認識され、使用されなくなってきたことにも対応できるものである。本発明においては、上記塩素を含まないコアシートの使用を考慮し、さらなる材料として、前記ポリスチレン系樹脂フィルム、ＡＢＳ樹脂フィルム、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂フィルム、またＰＥＴフィルムや、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂フィルムに、ポリエステルやＥＶＡ等のホットメルト系接着剤が付加されているフィルム等も好ましく用いることができる。

上記基体のビカット軟化温度は、７０〜１３０℃の範囲であることが好ましく、８０〜１２０℃の範囲であることがより好ましい。
上記ビカット軟化温度が７０℃に満たないと、ラミネート工程において、コアシート（コア）にラミネートフィルムを十分に密着・接着させることができない場合がある。また、ビカット軟化温度が１３０℃を超えると、上記密着・接着は十分でっても画像（画像形成材料）又は後述する塗工層が軟化しすぎてしまい、画像に欠陥（画像流れ）が発生してしまう場合がある。

上記ビカット軟化温度とは熱可塑性樹脂の軟化温度評価の一方法から測定されるものであって、その測定方法は、成形されたプラスチック材料の耐熱性を試験する方法として、熱可塑性樹脂に対しては、ＪＩＳ Ｋ７２０６やＡＳＴＭ Ｄ１５２５、ＩＳＯ３０６にその方法が規定されている。

一方、基体の少なくとも片面の表面抵抗値が１０⁸〜１０¹³Ω／□の範囲であることが好ましく、１０⁹〜１０¹¹Ω／□の範囲であることがより好ましい。
上記表面抵抗値が１０⁸Ω／□に満たないと、特に、高温高湿時に画像記録体の抵抗値が低くなりすぎ、例えば転写部材からの転写トナーが乱れる場合があり、また、表面抵抗値が１０¹³Ω／□を超えると、画像記録体として使用されるラミネートフィルムの抵抗値が高くなりすぎ、例えば転写部材からのトナーをフィルム表面に移行できず、転写不良による画像欠陥が発生する場合がある。

なお、上記表面抵抗値は、２３℃、５５％ＲＨの環境下で、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定することができる。
また、電子写真用ラミネートフィルムにおいて、片面のみが上記範囲の表面抵抗値を有する場合には、当該面は画像が形成される側の面であることが好ましい。

前記基体の少なくとも片面の表面抵抗値を１０⁸〜１０¹³Ω／□の範囲に制御するにあたっては、基体となるフィルム製造時、直接界面活性剤、高分子導電剤や導電性微粒子などを樹脂中に添加したり、上記フィルム表面に界面活性剤を塗工したり、金属薄膜を蒸着したり、あるいは接着剤などに界面活性剤などを適量添加したりすることで調整することができる。

前記基体の厚さは、５０〜５００μｍの範囲が好ましく、７５〜１５０μｍの範囲がより好ましい。厚さが５０μｍに満たないと搬送不良となる場合があり、３００μｍを超えると転写不良による画像劣化となる場合がある。

本発明における光透過性フィルムは、基体の片面に画像受像層が形成されることが好ましく、またこの画像受像層が形成される面と反対側の面に機能性制御手段が設けられることが好ましい。
前記機能性制御手段は、光沢性、耐光性、抗菌性、難燃性、離型性、及び帯電性を制御する機能から選択される少なくとも１つ以上の機能を有するものであることが好ましく、具体的には、基体の表面に対し、光沢性、耐光性、抗菌性、難燃性、離型性、導電性、さらに好ましくは耐湿性、耐熱性、撥水性、耐磨耗性及び耐傷性などの様々な機能を付加及び／又は向上させるために設けられる。これにより、前記機能性制御手段を有する光透過性フィルムは、様々な使用条件に対して耐性を有することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るプラスチックシートの作製装置に搭載されたラミネート装置の概略構成図である。
図４に示すラミネート装置においては、ベルト３１内部における加熱加圧ロール３４と冷却ロール３３との間にベルト３１に接触するように平板３９（平板部材）が設置されており、冷却ファン３７は平板３９を介してベルト３１を冷却するように構成されている。このように構成することで、平板３９がベルトからベルトの熱を吸熱すると共に、冷却ファン３７により平板３９を冷却するため、ベルト３１の冷却効率を向上させることができる。その結果として、短時間でベルト３１及び積層体を冷却することができるため装置の小型化を実現できる。これ以外の構成は上記第１実施形態と同様なので説明を省略する。

なお、平板３９の構成材料としては、特に限定されないが、熱伝導率の高い、例えば、アルミ等の金属材料で構成されることがよい。このような熱伝導率の高い金属材料を用いることで冷却効率を向上させることができる。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係るプラスチックシートの作製装置に搭載されたラミネート装置の概略構成図である。
図５に示すラミネート装置においては、加熱加圧ロール３４及び冷却ロール３３の径をベルト内部高さよりも小さくし、加熱加圧ロール３４及び冷却ロール３３とベルト３１との接触部がニップ領域のみであるように構成されたものである。このように構成することで、ベルト３１及びインレットロールが不必要に昇温されることがなく、ベルトテンションのコントロールがより容易になるばかりでなく、確実に仮ラミネートを実施することができる。これ以外の構成は上記第１実施形態と同様なので説明を省略する。

また、ベルト内部での空気の流動範囲が広くなるため、冷却効果が向上する。したがって、信頼性が高く、より小型化を図ることができるプラスチックシートの作製装置を実現できる。

（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態に係るプラスチックシートの作製装置に搭載されたラミネート装置の概略構成図である。
図６に示すラミネート装置においては、テンションロール３２の後方、すなわち、プラスチックシートの排出部に冷却ファン４０を配置したものである。ラミネート後のプラスチックシートがラミネート装置から排出される温度はプラスチックシートの軟化温度以下であれば、プラスチックシートの平面性を維持することができるが、前記軟化温度は７０℃以上である場合が多い。このため、例えばプラスチックシートが６５℃で排出された場合には、排出後すぐにプラスチックシートに触れることは非常に熱く危険を伴うものである。従って、本実施の形態のように構成することで作業安全性を高めることができる。

（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態に係るプラスチックシートの作製装置に搭載されたラミネート装置の概略構成図である。
図７に示すラミネート装置においては、加熱加圧ロール３４を２対設置するように構成したものである。このように構成することで、ニップ量を増加させることでき、ラミネート装置の高速化を図ることできる。そして平板３９が設けられている以外の構成は上記第３実施形態と同様なので説明を省略する。

（第６の実施形態）
図８は、第６の実施形態に係るプラスチックシートの作製装置に搭載されたラミネート装置の概略構成図である。

図８に示すラミネート装置においては、モータなどの駆動装置４０と連結して前記第２ロール対を駆動するように構成したものである。このように構成することで、最も圧力の高い加熱・加圧ロールを基準としてベルト対に効果的にテンションがかかるように構成されるので、ベルト対の歪みを最小とすることが可能である。したがって、より平面性の良いプラスチックシートを得ることができる。これ以外の構成は上記第１実施形態と同様なので説明を省略する。

なお、本発明におけるラミネート装置では、装置の要求性能、サイズに応じて前記実施の形態１から５に記載した手法を適宜組み合わせても良い。すなわち、どの構成であっても積層体の位置決めを確実に行うことができると共に、平面性が高いプラスチックシートを得ることができる。したがって、前記図１に示したプラスチックシートの製造を確実に、かつ効率的に行うことができる。

また、上記実施形態では、光透過性フィルムの片面に画像を形成し、その画像面を対面させてラミネートした形態を説明したが、これに限られず、例えば、フィルム（例えば、光非透過性フィルム）の片面に画像を形成し、その非画像面を対向させてラミネートする形態であってもよい。この場合、フィルムの画像面をさらに保護用フィルムでラミネートすることがよい。

以上述べたように、本発明は、２つフィルムの各々の表面に電子写真方式により画像を形成し、コアシートを介して、この２つのフィルムを対面させてラミネートすることにより得られるプラスチックシートの作製に関し、特に各シートのラミネート方法に着目し、高い生産性で品質の良いプラスチックシートの作製できる作製方法、作製装置を見出したものである。

本発明のプラスチックシートの構成断面図である。 本発明のプラスチックシートの作製装置の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置における加熱加圧ロール通過直後のベルトが波打ち形状に変形を起こす様子を示す説明図である。

符号の説明

１ コアシート
２、４ 画像
３ 表面フィルム（フィルム）
５ 裏面フィルム（フィルム）
１０ 画像形成装置
１１ フィルムスタッカー
１２ 画像形成部
１３、１５、２１、２４ 搬送路
１４ 排出口
２０ 丁合い装置
２２ コアスタッカー
２３ 裏面フィルムスタッカー
２５ 丁合いトレイ（位置決め部）
２６ 仮止め装置
３０ ラミネート装置（ラミネート部）
３１ ベルト
３２ テンションロール（第２ロール）
３３ 冷却ロール（第３ロール）
３４ 加熱・加圧ロール
３５ インレットロール（第１ロール）
３６ テンションバネ
３７ 冷却ファン
３８ ベルトクリーニング装置
３９ 平板（平板部材）

Claims (10)

1. フィルムの表面に、電子写真方式により画像を形成する画像形成工程と、コアシートを介して、２つの前記フィルムを互いに対面するように積層した積層体を位置決めする位置決め工程と、位置決めされた前記積層体を加熱・加圧することにより、前記コアシートを前記２つのフィルムでラミネートするラミネート工程とを含んでなる、プラスチックシートの作製方法であって、
   前記ラミネート工程が、
   前記積層体の伸びを防止する伸び防止工程と、
   前記伸び防止工程を経た後、前記積層体を加熱・加圧する接着工程と、
   前記接着工程を経た後、前記積層体を冷却する冷却工程と、
   を含むことを特徴とするプラスチックシートの作製方法。
2. フィルムの表面に、電子写真方式により画像を形成する画像形成部と、コアシートを介して、前記画像形成部により画像が形成された２つのフィルムを互いに対面するように積層した積層体を位置決めする位置決め部と、位置決めされた前記積層体を加熱・加圧することにより、コアシートを前記画像形成部により画像が形成された２つのフィルムでラミネートするラミネート部とを含んでなる、プラスチックシートの作製装置であって、
   前記ラミネート部が、
   前記積層体の伸びを防止する伸び防止部と、
   前記伸び防止部を経た後、前記積層体を加熱・加圧する接着部と、
   前記接着工程を経た後、前記積層体を冷却するための冷却部と、
   を含んで構成されることを特徴とするプラスチックシートの作製装置。
3. 前記ラミネート部が、
   少なくとも一部が互いに圧接されニップ部を形成するベルト対と、
   前記ベルトを張架すると共に、前記積層体の挿入部を形成する第１ロール対と、
   前記ベルトを張架すると共に、前記積層体の排出部を形成する第２ロール対と、
   前記ベルト対内部の前記第１及び第２ロール対間に配置されると共に、前記ベルト対を介して圧接される加熱加圧ロール対と、
   を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載のプラスチックシートの作製装置。
4. 前記ラミネート部が、前記ベルト対内部の前記加熱加圧ロール対及び前記第２ロール対間に配設されると共に、前記ベルト対を介して圧接された第３ロール対を有することを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシートの作製装置。
5. 前記第１ロール対は、前記ベルト対間に間隙が設けられるように対向して配置していることを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシートの作製装置。
6. 前記第２ロール対は、前記ベルト対間に間隙が設けられるように対向して配置していることを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシートの作製装置。
7. 前記ラミネート部が、前記ベルト対内部の前記加熱加圧ロール対及び前記第２ロール対間に配設されると共に、前記ベルト対内周面に当接された一対の平板部材を有することを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシートの作製装置。
8. 前記加熱加圧ロール対におけるそれぞれの前記ベルト対と接触位置が、前記加熱加圧ロール対圧接部のみであることを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシートの作製装置。
9. 前記ラミネート部において、前記第２ロール対を駆動ロールとすることを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシート作製装置。
10. 前記ラミネート部において、前記積層体はその温度が前記加熱加圧ロール対通過時にＴｇ（ガラス転移温度）以上であると共に前記加熱加圧ロール対通過後にガラス転移温度以上の温度からガラス転移温度以下となり、前記第２ロール対から排出されることを特徴とする請求項３に記載のプラスチックシート作製装置。

Images