JP2001018545A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】予め画像を形成した中間転写媒体を、被転写体
（最終製品）に転写形成する間接転写方式の画像形成に
あたり、被転写体と中間転写媒体との接着強度を向上さ
せるためのプライマー層の形成手段を改善する。 【解決手段】ウェット方式によるプライマー層の形成で
は不都合の生じるような薄い紙などの被転写体（最終製
品）に対しては、ドライ方式によりプライマー層を形成
する機構を画像形成装置に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製品表面に画像を
形成するにあたり、画像が形成された媒体（中間転写媒
体）を被転写体（製品）に加熱／加圧して転写すること
により、前記画像を被転写体に形成する「間接転写方
式」の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】中間転写媒体に画像情報に基づいて画像
を形成する方法としては、一般に多用されている印刷法
の他に、感熱転写法，電子写真法，インクジェット法，
熱破壊法，光重合記録材料を用いた各種転写記録法，な
どが、技術的に可能な例として挙げることができる。

【０００３】画像を付与しようとする最終記録媒体（最
終製品）に、これらの画像形成方法を用いて直接に画像
を形成することが困難であるとか、量産性が悪いとか、
あるいは高コストになってしまうなど、何らかの問題を
伴う場合には、上記のように、中間転写媒体に一時的に
画像を形成しておき、しかる後に、転写によってその画
像を最終記録媒体へ付与する方法が採用されている。

【０００４】中間転写媒体への画像形成方法が、例えば
昇華性染料を使用した感熱転写法による場合には、基材
フィルム上に昇華性染料の感熱転写が可能にコートして
ある感熱転写リボンと、中間記録媒体となる被転写体と
を重ね合わせ、用意した画像データに基づき、サーマル
ヘッドなどを使用して感熱転写リボンを選択的に加熱
し、被転写体上に所望の画像を転写記録することになる
のは公知の事実として広く一般に知られている。

【０００５】この手段によると、個別情報（例えば、個
人の顔写真）をそれぞれの被転写体に記録するような場
合に、個々に異なる多数の画像の記録を、階調表現の豊
かなカラー画像として手軽に被転写体に記録できるとい
う点で、印刷法に比較しての利点がある。印刷法によ
り、それぞれの被転写体にこのような個別情報の形成を
対応しようとした場合には、個別情報毎に製版を行なわ
ねばならないため、多大なコストや手間や時間を要して
しまうため、大変不経済なこととなる。

【０００６】しかし、昇華性染料を使用した感熱転写法
にも欠点がある。つまり、昇華性材料で染色できる材料
は限られており、ポリエステル，アクリル系樹脂，塩化
ビニル系樹脂などの限られた材料の被転写体に対してし
か適応できないことである。

【０００７】そこで、被転写体として上記以外の材料を
使用したものであるにも関わらず、昇華性染料を使用し
た感熱転写記録法を行おうとする場合の手段としては、
例えば特開昭６３−８１０９３号公報にて開示されてい
るように、昇華性染料による転写リボンとサーマルヘッ
ドを用いた画像書き込み部において、まず、接着層を有
するフィルム状の中間転写媒体に画像を書き込み（第一
次転写）、次に、転写部において、中間転写媒体上に形
成された画像を、転写ローラーを用いて前記接着層と共
に被転写体に加熱／加圧して、前記画像を被転写体に転
写する（第二次転写）方式が提案されている。

【０００８】ところで、上記提案に係る方法は、あくま
でも昇華性染料についての例であったが、様々な理由か
ら、直接被転写体に画像形成ができない他の画像書込手
段によって中間転写媒体上に一度画像形成を行い、その
画像を画像が形成されている層ごと被転写体へ転写する
方法は、基本的には全て共通であり、この記録方法を間
接転写法と呼ぶことにする。

【０００９】間接転写法において重要な要素となる中間
転写媒体は、一般的には図１に示すように、ＰＥＴなど
の基材ｄ，形成される画像を保護する機能を持たせた層
（以降、保護層ｂと呼ぶ），画像を受像する機能と被転
写体に接着させる機能を併せ持つ層（以降、接着層ａと
呼ぶ），基材ｄと保護層ｂとの界面で剥離されるように
設けた剥離層ｃなどで構成される。画像は、接着層ａ上
に形成され、第二次転写で被転写体に転写される。

【００１０】第一次転写においては、中間転写媒体はプ
ラテンローラーに代表されるような中間転写媒体を支持
する弾性体に巻き付けられ、この中間転写媒体を２本の
アームで支持された中間転写媒体保持部材によって弾性
体に押し付けて固定する。その状態を保ちながら、中間
転写媒体にインクリボンとサーマルヘッドを圧着させ、
サーマルヘッドを画像情報に基づき発熱させるとともに
プラテンローラー上の中間転写媒体の位置を変えてや
り、画像形成を行う。

【００１１】インクリボンは複数の色材を有しており、
これらを中間転写媒体の接着層ａ上に重ね合わせ、カラ
ー画像を形成する。その後、中間転写媒体保持部材を中
間転写媒体から離し、中間転写媒体を搬送手段により第
二次転写部に搬送する。

【００１２】第二次転写部では、被転写体を待機させ、
被転写体の位置に合わせて中間転写媒体の搬送を終了す
る。次に、加熱／加圧手段により中間転写媒体に形成さ
れた画像を被転写体に転写する。中間転写媒体の接着層
ａは、形成された画像と共に中間転写媒体から離され、
被転写体に転写される。中間転写媒体は第一次転写部に
戻され、未使用の部分を用意して待機となる。

【００１３】上記のような間接転写法を用いた画像形成
装置において、被転写体と中間転写媒体もしくはインク
との接着強度が低い場合には、その接着強度を高めるた
めに接着性を有するプライマー層を設けなければならな
い。そこで、グラビア印刷，スクリーン印刷などで、予
め被転写体にプライマー層をコートするという方法が採
られている。

【００１４】ところが、上記のプライマー層形成方法は
ウェット方式であるため、被転写体として薄い紙などに
コートすると、プライマー層の乾燥時に被転写体に含ま
れる水分もしくは溶剤の蒸発により、反りが発生してし
まうという問題点がある。また、予め被転写体にプライ
マー層をコートする処理を施すので、時間と手間がかか
るという問題もある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に着目してなされたものであり、被転写体として薄い
紙をも使用することができ、予め被転写体にウェット方
式によるプライマー層の形成処理を施す必要のない、間
接転写方式による画像形成装置を提供することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明では、ウェット方式によるプライマー層の形
成では不都合の生じるような薄い紙などの被転写体に対
しては、ドライ方式によりプライマー層を形成する機構
を画像形成装置に付加する。

【００１７】すなわち、請求項１の本発明は、画像が形
成された中間転写媒体を、被転写体に加熱／加圧して転
写することにより、前記画像を被転写体に形成する機構
を備える間接転写方式の画像形成装置において、中間転
写媒体を被転写体に積層する前に、接着性を有するプラ
イマー層を備えるプライマーフィルムを被転写体に加熱
／加圧して、被転写体にプライマー層を形成する機構を
備えることを特徴とする。

【００１８】請求項２の発明は、被転写体へのプライマ
ー層の形成と、中間転写媒体への画像の形成とが、並行
して行ないえる機構を備えることを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置である。

【００１９】請求項３の発明は、加熱／加圧の手段とし
て、サーマルヘッドを用いることを特徴とする請求項１
または２に記載の画像形成装置である。

【００２０】請求項４の発明は、加熱／加圧の手段とし
て、ヒートローラーを用いることを特徴とする請求項１
または２に記載の画像形成装置である。

【００２１】＜作用＞本発明の画像形成装置によれば、
最終製品となる被転写体へのプライマー層の形成をドラ
イ方式で行うことができるため、従来のウエット方式の
ように被転写体に含まれる水分もしくは溶剤の蒸発時に
発生する反りもなく、薄い紙をも被転写体として使うこ
とができる。

【００２２】ウェット方式の場合には、例えば、コート
材の表面張力が被転写体の表面張力よりも大きいなど、
コート材と被転写体との相性が合わないとコートするこ
とができない。さらに、ウエット系プライマーインクに
使用している溶剤の影響で、被転写体の特性を変えてし
まったり、プリプリントのにじみ，セキュリティー印刷
である溶剤発色インクや溶剤発色紙の発色，ＵＶ印刷な
どのスペクトルの変化など、様々な問題が生ずる。この
ように、ウエット方式では、限られた条件・組み合わせ
にしか対応できないが、本発明によれば、このような現
象に関係なく様々な種類の被転写体に適応できる。

【００２３】また、被転写体へのプライマー層の形成
と、中間転写媒体への画像の形成とを、並行して行なう
ことにより、最終記録媒体ができるまでの時間を短縮す
ることができる。（請求項２）

【００２４】加熱／加圧の手段として、サーマルヘッド
を用いることにより、被転写体の種類に応じて選択的に
加熱／加圧を施すことができる。（請求項３）

【００２５】加熱／加圧の手段として、ヒートローラー
を用いることにより、中間転写媒体および被転写体に強
く圧力をかけることができ、接着性をさらに強くするこ
とができる。（請求項４）

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成装置に係
る実施形態を、図面を参照して説明する。図２は、画像
形成装置の全体の概略を示す説明図であり、例えば身分
証やパスポートなどである被転写体１は、フッ素系高分
子化合物を表面に被覆したシリコンゴム製のベースラバ
ーシート（図示せず）を介してトレイ２上にセットされ
ている。

【００２７】尚、実線で記す被転写体１およびトレイ２
の位置は、中間転写媒体６上に形成された画像を、被転
写体１にヒートローラー３６にて加熱／加圧して形成す
る時の位置である。

【００２８】被転写体１は、トレイ２が装置右方向にあ
る図示していない操作部に停止している時に人手によっ
てセットされる。また、被転写体１およびトレイ２の搬
送は、図示していないアクチュエータと駆動系により、
レール３に沿って車輪４，５にて行われる。

【００２９】中間転写媒体６は、供給リール２３から供
給され、ガイドローラー１３，１４，１５，１６，１７
と搬送ローラー１８，１９，２０，２１によって巻取リ
ール２４まで搬送され、画像書き込み（第一次転写）の
際には、シリコン系エラストマ層上にフッ素系高分子化
合物にて被覆（図示せず）されているプラテンローラー
１０上で、中間転写媒体６の保持部材であるクランプロ
ーラー８，９にて保持されて書き込まれる。２５は、プ
ラテンローラー上のゴミを除去するクリーニングローラ
ーである。

【００３０】本実施形態では、中間転写媒体６として、
最終製品の偽造や改ざんを困難にするために、ホログラ
ムや電子線での描画による回折格子パターンをセキュリ
ティ画像として付加しておく。（図示せず）

【００３１】この場合、中間転写媒体６上で、セキュリ
ティ画像と第一次転写による画像とのアライメントが必
要になるため、中間転写媒体６に形成したアライメント
・マークを検知するためのレジマークセンサー１１によ
ってプラテンローラー１０上で位置合わせを行なう。

【００３２】１２は、中間転写媒体６の画像を書き込む
側の面のゴミを除去するクリーニングローラーであり、
除電ブラシ（図示せず）と併用されて中間転写媒体６の
画像書き込み面のゴミを取り除く。

【００３３】画像書き込み（第一次転写）にあたって
は、本実施形態では、色材に有機顔料もしくは無機顔料
を用いた溶融インクによる感熱転写を行っており、熱集
中型のサーマルヘッド３５に印加する画像データによっ
て形成されるドットの大きさを任意に変化させることに
より階調性を持たせている。

【００３４】顔料を用いた溶融インクを有するインクリ
ボン７は、供給リール２６より供給され、ガイドローラ
ー３４と搬送ローラー２８，２９とガイドローラーを兼
ねたクリーニングローラー３２，３３によって巻取リー
ル２７に搬送され、熱集中型のサーマルヘッド３５にて
画像情報に基いた中間転写媒体６への画像書き込みが行
なわれる。

【００３５】尚、インクリボン７には、各色の区別をす
るために予めセンサーマークが形成されており（図示せ
ず）、前記マークをセンサー３０，３１にて読み取るこ
とにより、インクリボン７での色の区別と位置合わせが
行われる。

【００３６】そして、画像が形成された中間転写媒体６
を、ヒートローラー３６を方向ｂに降下させて、被転写
体１上に加熱／加圧することによって、中間転写媒体の
画像（受像層を兼ねた接着層），ホログラム層，保護層
などを含む画像層を、被転写体１に形成する。

【００３７】ただし、ヒートローラー３６が被転写体１
に面する間には、安全のためのシャッター３７，３８が
設けてあり、ヒートローラー３６が方向ｂに降下すると
きのみシャッター３７，３８が方向Ｃ，Ｃ’に開き、通
常は人間の手などがヒートローラー３６に触れて火傷し
ないようにシャッター３７，３８は閉じている。

【００３８】ところで、ヒートローラー３６は内部にハ
ロゲンランプヒーター４０を持ち、内部を黒化処理され
た中空円筒で、表面に導電性加熱加硫型のシリコンゴム
と最表面にフッ素系高分子化合物を設けた逆クラウン形
状のヒートローラーであり、その周速を中間転写媒体や
被転写体の搬送速度よりも極僅か速く回転させることに
よって、中間転写媒体の皺の発生を防止する。

【００３９】また、温度センサー３９にて、ヒートロー
ラー３６の表面温度を検出することで、温度コントロー
ラー（図示せず）により表面温度を一定に保持してい
る。さらに、ヒートローラー３６表面を常に綺麗に保っ
ておくために、クリーニングローラー２２を設けてあ
る。

【００４０】接着性を有するプライマー層を備えたプラ
イマーフィルム４１は、供給リール４２からガイドロー
ラー４４，４５，４６，４７と搬送ローラー４８，４９
によって巻取リール４３まで搬送される。そして、熱集
中型のサーマルヘッド５０により、画像形成前の被転写
体１にプライマーフィルム４１を加熱／加圧することに
よって、プライマー層が被転写体１に形成される。

【００４１】プライマーフィルムは、図３のような層構
成であり、厚さ３．０〜２５μｍのＰＥＴもしくはＰＥ
Ｎ基材Ｂ上に、プライマー層Ａ（厚さ１．０〜６．０μ
ｍ）の材料として、例えば、アクリル系ポリマー，エポ
キシ系ポリマー，塩化ビニルポリマー，塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体，ポリスチレンアクリレート，ウレタ
ン系ポリマー，ポリ塩化ブチラール，などの何れかを積
層した構成である。

【００４２】本実施形態では、プライマー層の転写形成
を行なう加熱加圧部材として、サーマルヘッドを使用し
ているが、ヒートローラーや、セラミックヒーターやＰ
ＴＣ型サーミスタヒーターなどの各ヒーターなどを代用
することもできる。

【００４３】被転写体１と画像層との接着強度を高めた
い場合は、既にプライマー層が転写された被転写体１に
数回繰り返してプライマー層の転写を行なっても良い。

【００４４】以下、第一次転写，第二次転写，プライマ
ー層の転写形成について詳しく説明する。

【００４５】＜第一次転写＞中間転写媒体６は、プラテ
ンローラー１０上に沿って搬送され、画像を形成する位
置に位置決めされる。中間転写媒体は、上記のセキュリ
ティ画像を持っているので、その位置をレジマークセン
サー１１で読み取り、そこから所定量を搬送し、セキュ
リティ画像と形成する画像との位置関係を合わせてい
る。

【００４６】その後、中間転写媒体６の保持部材である
クランプローラー８，９は図示していないバネの力でプ
ラテンローラー方向に押され、中間転写媒体を固定す
る。その状態で、プラテンローラーは図示していないモ
ーターにより回転し、画像データに合わせて印刷（画像
形成）が行なわれる。

【００４７】この際、印刷可能な範囲は、クランプロー
ラー８，９がサーマルヘッドに干渉しない範囲になる。
プラテンローラーは、この印刷可能範囲にて４往復し、
印刷はシアン，マゼンタ，イエローの３色の色材を用い
てカラー画像を形成し、モノクロの色材で、文字などの
データと転写のためのセンサーマークを形成する。

【００４８】＜プライマー層の転写＞画像を形成する上
記の第一次転写と並行して、プライマー層の転写を行な
う。まず、予め搬送ローラー４８，４９にてプライマー
フィルム４１の未使用部分を被転写体１との所望した位
置関係になるところまで搬送する。そして、操作部にて
セットされた被転写体１およびトレイ２をサーマルヘッ
ド５０にてプライマーフィルムを被転写体１に加熱／加
圧するときの位置（図２中に破線で示してある被転写体
１およびトレイ２の位置）まで移動させる。

【００４９】それから、荷重をトレイ２で支えながらト
レイ２を左方向に移動させ、サーマルヘッド５０にて、
プライマーフィルム４１上のプライマー層を、被転写体
１に加熱／加圧して形成する。プライマーフィルム４１
のプライマー層と基材とは、ガイドローラー４６の所で
剥離され、トレイ２とプライマー層が転写された被転写
体１を、第二次転写の行なわれる待機位置（中間転写媒
体６上の画像を、被転写体１にヒートローラー３６にて
加熱／加圧する位置）まで移動させる。

【００５０】＜第二次転写＞第一次転写とプライマー層
の転写が終わった後、クランプローラー８，９は、プラ
テンローラーから離れ、搬送ローラー１８，１９にて、
画像の形成（第二次転写）を待機した被転写体１との所
望した位置関係になる所まで搬送する。その際の位置合
わせは、第一次転写で形成したセンサーマークをセンサ
ー（図示せず）で読み取って行なう。

【００５１】位置合わせが終わった後、ヒートローラー
３６をｂ方向に下げ、中間転写媒体６と被転写体１を同
時に加熱／加圧する。この際、加圧による荷重をトレイ
２で支えながら、ヒートローラー３６を同図で左回転さ
せ、トレイ２を右方向に移動させ、中間転写媒体６上の
画像を被転写体に転写形成する。

【００５２】中間転写媒体６の画像層と基材とは、ガイ
ドローラ１７の所で剥離され、トレイ２と被転写体１は
操作部に戻される。また、中間転写媒体６を搬送ローラ
２０，２１によって逆方向に送り、画像層が転移して使
用済みになった部分の次のセキュリティ画像をレジマー
クセンサー１１近くまで戻し、中間転写媒体６は、次の
印字動作に備えられる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最終製品となる被転写体へのプライマー層の形成をドラ
イ方式で行うことができるため、従来のウエット方式の
ように被転写体に含まれる水分もしくは溶剤の蒸発時に
発生する反りもなく、薄い紙をも被転写体として使うこ
とができる。また、ウエット方式では、限られた条件・
組み合わせにしか対応できないが、本発明によれば、こ
のような現象に関係なく様々な種類の被転写体に適応で
きると共に、第一次転写とプライマー層の転写とを並行
して行なうことも可能であり、最終製品の作製に要する
時間を短縮することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】中間転写媒体の層構成の一例を示す断面図。

【図２】本発明の画像形成装置の全体の概略を示す説明
図。

【図３】プライマーフィルムの層構成の一例を示す断面
図。

【符号の説明】

ａ…接着層 ｂ…保護層 ｃ…剥離層 ｄ…基材 １…被転写体 ２…トレイ ３…レール ４，５…車輪 ６…中間転写媒体 ７…インクリボン ８，９…クランプローラー １０…プラテンローラー １１…レジマークセンサー １２，２２，２５…クリーニングローラー １３，１４，１５，１６，１７，３４，４４，４５，４
６，４７…ガイドローラー １８，１９，２０，２１，２８，２９，４８，４９…搬
送ローラー ２３…供給リール（中間転写媒体） ２４…巻取リール（中間転写媒体） ２６…供給リール（インクリボン） ２７…巻取リール（インクリボン） ３０，３１…センサー（インクリボン） ３２，３３…ガイドローラーを兼ねたクリーニングロー
ラー ３５，５０…サーマルヘッド ３６…ヒートローラー ３７，３８…シャッター ３９…温度センサー ４０…ハロゲンランプヒーター ４１…プライマーフィルム ４２…供給リール（プライマーフィルム） ４３…巻取リール（プライマーフィルム） Ａ…プライマー層 Ｂ…基材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像が形成された中間転写媒体を、被転写
   体に加熱／加圧して転写することにより、前記画像を被
   転写体に形成する機構を備える間接転写方式の画像形成
   装置において、 中間転写媒体を被転写体に積層する前に、接着性を有す
   るプライマー層を備えるプライマーフィルムを被転写体
   に加熱／加圧して、被転写体にプライマー層を形成する
   機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】被転写体へのプライマー層の形成と、中間
   転写媒体への画像の形成とが、並行して行ないえる機構
   を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】加熱／加圧の手段として、サーマルヘッド
   を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】加熱／加圧の手段として、ヒートローラー
   を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の画
   像形成装置。