JP2005280198A - フィルム用熱転写プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プラスチックフィルムへ熱転写印刷することが可能なフィルム用熱転写プリンタを提供する。
【解決手段】 プラスチックフィルム２を所定の経路に沿って搬送する搬送手段３と、複数のインクリボン１１を保持する保持手段１２を有し、前記複数のインクリボンのうち任意に選択されたインクリボンを前記所定の経路上に配置された印刷位置１４へ移動させるインクリボン移動機構４と、前記印刷位置へ移動したインクリボンを加熱して前記プラスチックフィルムへ印刷する印刷ヘッド５と、をフィルム用熱転写プリンタ１に設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチックフィルムへ熱転写印刷方式で画像を印刷する熱転写プリンタに関する。

プラスチックフィルムへの印刷は、従来、スクリーン印刷方式により行われている。スクリーン印刷方式では、印刷する画像や色の数等に応じて印刷版を製作し、この印刷版を使用して被印刷物へ画像を印刷する。そのため、印刷する画像の変更や修正を行う場合は、新たに印刷版を製作する。

ところで、スクリーン印刷方式とは異なる印刷方式として、熱転写印刷方式がある。熱転写印刷方式では、サーマルヘッドでインクリボンを加熱し、インクリボンのインクを被印刷物へ転写させて画像を印刷する。サーマルヘッドには複数の発熱体が設けられており、これらの発熱体の動作が制御装置により制御されることで、被印刷物上の所定の位置へインクを転写させる。そのため、印刷する画像の変更や修正は、制御装置の処理内容を修正することで行うことができる。このような熱転写印刷方式で用紙に印刷する装置として、複数の熱転写リボンを搭載した回転式リボンユニットを有し、サーマルヘッドによって熱転写リボンを加熱して用紙に画像を記録形成する画像記録装置が知られている（特許文献１参照。）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜８が存在する。
特開２００１−１８００７０号公報 特開平１１−１７０５８３号公報 特開平２−１２１８６２号公報 特開平２−１２１８７３号公報 特開平３−２１５０４５号公報 特開平３−２１５０６４号公報 特開平１０−２０２９９３号公報 特開平６−１２２１８４号公報

しかしながら、従来の熱転写印刷方式の画像記録装置では、プラスチックフィルムへ印刷することは検討されていない。
そこで、本発明は、プラスチックフィルムへ熱転写印刷することが可能なフィルム用熱転写プリンタを提供することを目的とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の第１のフィルム用熱転写プリンタ（１）は、プラスチックフィルム（２）を所定の経路に沿って搬送する搬送手段（３）と、複数のインクリボン（１１）を保持する保持手段（１２）を有し、前記複数のインクリボンのうち任意に選択されたインクリボンを前記所定の経路上に配置された印刷位置（１４）へ移動させるインクリボン移動機構（４）と、前記印刷位置へ移動したインクリボンを加熱して前記プラスチックフィルムへ印刷する印刷ヘッド（５）と、を備えたことにより、上述した課題を解決する。

本発明の第１のフィルム用熱転写プリンタによれば、複数のインクリボンのうち任意に選択されたインクリボンを使用してプラスチックフィルムへ熱転写印刷することができる。なお、複数の保持手段には、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等色の異なるインクリボンを保持させても良いし、同色のインクリボンを複数保持させても良い。

本発明の第１のフィルム用熱転写プリンタは、前記印刷ヘッドの反対側から前記インクリボンと前記プラスチックフィルムとを支えるプラテンローラ（６）と、前記プラテンローラと前記プラスチックフィルムとをずれないように密着させるずれ防止機構（２２）と、を備えていてもよい。このように、プラテンローラへプラスチックフィルムを密着させることで、印刷時におけるプラスチックフィルムと印刷ヘッドとのずれが防止できる。これにより、印刷のずれ等を防止し、印刷精度及び印刷品質を向上させることができる。

本発明の第１のフィルム用熱転写プリンタは、前記ずれ防止機構として前記プラスチックフィルムを前記プラテンローラへ押し付けるピンチローラ（２２）が設けられ、前記プラスチックフィルムと前記プラテンローラとの接触角θと、前記搬送手段の搬送方向とは逆方向に前記プラスチックフィルムに生じる逆方向張力Ｔ_１と、前記搬送手段の搬送方向に前記プラスチックフィルムに生じる正方向張力Ｔ_２と、前記逆方向張力Ｔ_１と前記正方向張力Ｔ_２との平均張力Ｔ（＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２）と、前記逆方向張力Ｔ_１と前記正方向張力Ｔ_２との張力差ΔＴ（＝｜Ｔ_１−Ｔ_２｜／Ｔ）と、前記ピンチローラが前記プラスチックフィルムを前記プラテンローラへ押し付ける力Ｐと、前記プラテンローラと前記プラスチックフィルムとの間の動摩擦係数μと、が下記の（１）式を満たしてもよい。
｜２μＴsin（θ／２）｜＋μＰ ＞ Ｔ×（１＋ΔＴ）・・・（１）
（但し、θ＝０°〜１８０°）

（１）式の左辺はプラスチックフィルムとプラテンローラとの間の供給側と巻取側のピンチローラ間の中心点と各ピンチローラ押し付け部分における摩擦力を示し、一方右辺はプラスチックフィルムとプラテンローラとの間に滑りを生じさせる力（滑り力）を示している。従って、（１）式を満たす場合は、摩擦力によってプラスチックフィルムとプラテンローラとの間の滑りを防止できるので、プラスチックフィルムをプラテンローラの回転速度で一定に送ることができる。そのため、印刷速度を一定にして、印刷のずれを防止することができる。

なお、接触角θは、プラテンローラに巻き掛けられているプラスチックフィルムにおいてプラテンローラとプラスチックフィルムとが接触を開始する点とプラテンローラの中心とを結ぶ線と、プラテンローラからプラスチックフィルムが離れる点とプラテンローラの中心とを結ぶ線とによって形成される角度を指す。

本発明の第１のフィルム用熱転写プリンタにおいて、プラスチックフィルムとプラテンローラとの接触角θを大きくするほど、プラスチックフィルムとプラテンローラとの接触面積が大きくなる為、プラスチックフィルムとプラテンローラとの間の摩擦力を大きくすることができる。従って、前記接触角θが１５０°より大きく設定されていることが望ましい。

本発明の第１のフィルム用熱転写プリンタにおいて、前記接触角θが１８０°より大きく設定され、かつ前記プラテンローラの直径が１００ｍｍより大きくてもよい。プラテンローラの直径を大きくすることで、プラテンローラに巻き掛けるプラスチックフィルムの長さを長くすることができる。これにより、プラスチックフィルムとプラテンローラとの接触面積を増加させ、プラスチックフィルムとプラテンローラとの摩擦力を増加させることができる。

本発明の第２のフィルム用熱転写プリンタ（１）は、プラスチックフィルム（２）を搬送する第１の搬送手段（３）と、転写材（１５）を所定の経路に沿って搬送する第２の搬送手段（１６）と、複数のインクリボンを保持する保持手段（１２）を有し、前記複数のインクリボンのうち任意に選択されたインクリボンを前記所定の経路上に配置された印刷位置（１４）へ移動させるインクリボン移動機構（４）と、前記印刷位置へ移動したインクリボンを加熱して前記転写材へ印刷する印刷ヘッド（５）と、前記印刷位置の下流に配置され、前記転写材に印刷された画像を前記プラスチックフィルムへ転写する転写機構（１７）と、を備えたことにより、上述した課題を解決する。

本発明の第２のフィルム用熱転写プリンタによれば、転写材へ画像を印刷し、この転写材の画像をプラスチックフィルムへ転写する。そのため、印刷ヘッドから直接印刷し難い材質や形状のプラスチックフィルムへ印刷することができる。

本発明の第２のフィルム用熱転写プリンタは、前記印刷ヘッドの反対側から前記インクリボンと前記転写材とを支えるプラテンローラ（６）と、前記プラテンローラと前記転写材とをずれないように密着させるずれ防止機構（２２）と、を備えていてもよい。このようにプラテンローラと転写材とを密着させることで印刷のずれを防止し、印刷精度及び印刷品質を向上させることができる。

本発明の第２のフィルム用熱転写プリンタは、前記ずれ防止機構として前記転写材を前記プラテンローラへ押し付けるピンチローラ（２２）が設けられ、前記転写材と前記プラテンローラとの接触角θ_Ｔと、前記第２の搬送手段の搬送方向とは逆方向に前記転写材に生じる逆方向張力Ｔ_Ｔ１と、前記第２の搬送手段の搬送方向に前記転写材に生じる正方向張力Ｔ_Ｔ２と、前記逆方向張力Ｔ_Ｔ１と前記正方向張力Ｔ_Ｔ２との平均張力Ｔ_Ｔ（＝（Ｔ_Ｔ１＋Ｔ_Ｔ２）／２）と、前記逆方向張力Ｔ_Ｔ１と前記正方向張力Ｔ_Ｔ２との張力差ΔＴ_Ｔ（＝｜Ｔ_Ｔ１−Ｔ_Ｔ２｜／Ｔ_Ｔ）と、前記ピンチローラが前記転写材を前記プラテンローラへ押し付ける力Ｐ_Ｔと、前記プラテンローラと前記転写材との間の動摩擦係数μ_Ｔと、が下記の（２）式を満たしてもよい。
｜２μ_ＴＴ_Ｔsin（θ_Ｔ／２）｜＋μ_ＴＰ_Ｔ ＞ Ｔ_Ｔ×（１＋ΔＴ_Ｔ）・・・（２）
（但し、θ_Ｔ＝０°〜１８０°）

（２）式の左辺は転写材とプラテンローラとの間の供給側と巻取側のピンチローラ間の中心点と各ピンチローラ押し付け部分における摩擦力を示し、一方右辺は転写材とプラテンローラとの間の滑り力を示している。従って、（２）式を満たす場合は、転写材とプラテンローラとの間の滑りを防止することができるので、印刷のずれを防止することができる。なお、接触角θ_Ｔは、プラテンローラに巻き掛けられている転写材においてプラテンローラと転写材とが接触を開始する点とプラテンローラの中心とを結ぶ線と、プラテンローラから転写材が離れる点とプラテンローラの中心とを結ぶ線とによって形成される角度を指す。

本発明の第２のフィルム用熱転写プリンタにおいて、転写材とプラテンローラとの間の接触角θ_Ｔを大きく設定するほど、転写材とプラテンローラとの接触面積が増加するので、転写材とプラテンローラとの間の摩擦力を大きくすることができる。従って、前記接触角θ_Ｔが１５０°より大きく設定されていることが望ましい。

本発明の第２のフィルム用熱転写プリンタは、前記接触角θ_Ｔが１８０°より大きく設定され、かつ前記プラテンローラの直径が１００ｍｍより大きくてもよい。プラテンローラの直径を大きくすることにより、プラテンローラへの転写材の巻き掛け長さを長くすることができる。これにより、転写材とプラテンローラとの接触面積を増加させ、転写材をずれ難くすることができる。

本発明によれば、プラスチックフィルムへ熱転写印刷方式で印刷することができるので、印刷版が不要となり、印刷コストを低減することができる。また、熱転写印刷方式では印刷ヘッドにより被印刷物へ印刷を行うので、印刷ヘッドを制御する制御装置の処理内容を変更することで簡易に印刷内容を変更、修正することができる。

図１に、本発明の一実施形態に係るフィルム用熱転写プリンタの要部を示す。プリンタ１は、プラスチックフィルム２を所定の経路に沿って搬送する搬送手段としてのフィルム搬送装置３と、インクリボン移動機構としての回転式インクリボンユニット４と、印刷ヘッドとしてのサーマルヘッド５と、プラテンローラ６と、を備えている。フィルム搬送装置３は、フィルム２の供給側ロール７を保持するロール保持機構８と、フィルム２を所定の経路に沿って導くための複数のガイドローラ９と、フィルム２を図１の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向へ搬送するために供給側ロール７及び巻き取り側ロール１０（図１では不図示）を回転させる駆動モータ（不図示）と、を備えている。回転式インクリボンユニット４は、複数（図１では８個）のインクリボン１１ａ〜１１ｈを保持する保持手段としてのリボン保持機構１２と、複数のリボン保持機構１２が取り付けられたフレーム１３と、任意に選択されたインクリボン１１がサーマルヘッド５の配置された印刷位置１４へ移動するようにフレーム１３を図１の矢印Ｃ方向へ回転させるフレーム駆動用モータ（不図示）と、を備えている。なお、回転式インクリボンユニット４は、ガトリング式インクリボンユニットと呼ばれることもある。サーマルヘッド５の構造及び動作は公知のものと同様でよく、ここでは説明を省略する。

次に、プリンタ１におけるフィルム２への印刷手順を説明する。
まず、回転式インクリボンユニット４が任意に選択されたインクリボンである例えばインクリボン１１ｅを印刷位置１４へ移動させる。この動作と並行してフィルム搬送装置３は、所定の経路に沿ってフィルム２を搬送し、フィルム２上において最初に画像を印刷する範囲（印刷範囲）の印刷開始位置を印刷位置１４へ移動させる。

次に、サーマルヘッド５が、インクリボン１１ｅをフィルム２へ押しつけつつ加熱して、インクリボン１１ｅのインクをフィルム２へ転写させる。プラテンローラ６は、サーマルヘッド５の反対側に配置され、インク転写時にインクリボン１１ｅ及びフィルム２を支える。フィルム搬送装置３は、このサーマルヘッド５によるインクの転写時に、所定の送り速度でフィルム２を矢印Ａ方向へ移動させる。これらの動作により、フィルム２へ画像が印刷される。

フィルム搬送装置３が最初の印刷範囲の印刷終了位置までフィルム２を移動させると、最初の印刷範囲への印刷が終了する。その後、フィルム搬送装置３がフィルム２を矢印Ａ方向へ搬送し、次の印刷範囲の印刷開始位置と印刷位置１４とを合わせる。位置合わせ終了後、サーマルヘッド５により次の印刷範囲へ画像が印刷される。このようにして、フィルム２へ順次画像が印刷される。

なお、例えば画像をカラーで印刷する等同一の印刷範囲へ複数回インクを転写させる場合は、最初の印刷範囲への一回目の印刷が終了した後、フィルム搬送装置３が矢印Ｂ方向へフィルム２を搬送し、再度最初の印刷範囲の印刷開始位置と印刷位置１４とを合わせる。次に、一回目の印刷で使用したインクリボン１１ｅとは異なるインクリボンで印刷を行う場合は、回転式インクリボンユニット４が一回目の印刷に使用したインクリボン１１ｅとは異なるインクリボンである例えばインクリボン１１ｆを印刷位置１４へ移動させる。その後、サーマルヘッド５は、最初の印刷範囲へ二回目の印刷を開始する。このようにして所定の回数、最初の印刷範囲へ印刷を行う。最初の印刷範囲に対する所定の回数の印刷終了後、次の印刷範囲の印刷開始位置が印刷位置１４へ送られ、次の印刷範囲に対しても最初の印刷範囲と同様に所定の回数印刷が行われる。これらの動作が順次行われることで、同一の印刷範囲へ複数回インクを転写させることができる。
このようにプリンタ１が動作することで、プラスチックフィルム２へ画像が印刷される。

図２に、本発明の他の実施形態に係るフィルム用熱転写プリンタの要部を示す。図２の実施形態では、画像を中間転写材へ印刷し、その後、中間転写材へ印刷した画像をプラスチックフィルムへ転写する。なお、図２において、図１と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

図２のプリンタ１は、中間転写材１５を所定の経路に沿って搬送する転写材搬送装置１６と、中間転写材１５に印刷された画像をフィルム２へ転写する転写機構１７と、を更に備えている点が図１のプリンタ１と異なる。転写材搬送装置１６は、中間転写材１５の転写材供給側ロール１８を保持する転写材ロール保持機構１９と、中間転写材１５を所定の経路に沿って導く複数のガイドローラ９と、中間転写材１５を図２の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向へ搬送するために転写材供給側ロール１８及び転写材巻き取り側ロール（不図示）を回転させる駆動モータ（不図示）と、を備えている。転写機構１７は、画像を転写するために中間転写材１５を加熱するヒートローラ２０と、中間転写材１５とフィルム２とをヒートローラ２０へ押しつける加圧ローラ２１と、を備えている。

次に、図２のプリンタ１におけるフィルム２への印刷手順を説明する。中間転写材１５への印刷手順は、図１のプリンタ１がフィルム２へ画像を印刷する手順と同様であるため、ここでは説明を省略する。画像が印刷された中間転写材１５は、転写機構１７へ搬送される。転写機構１７では、フィルム２と中間転写材１５とを、加圧ローラ２１で加圧しつつヒートローラ２０で加熱し、中間転写材１５に印刷された画像をフィルム２へ転写させる。これらの動作により、フィルム２へ画像が印刷される。

このように中間転写材１５へ画像を印刷してこの画像をフィルム２へ転写することで、サーマルヘッド５から直接印刷し難い形状や材質のフィルム２へ印刷することができる。

次に、本発明におけるフィルム搬送装置３の他の例を図３〜図１０に示す。なお、図３〜図１０において、図１及び図２と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。図３（ａ）のフィルム搬送装置３では、フィルム２を供給側ロール７から印刷位置１４を通過させて巻き取り側ロール１０へ直接巻き取らせている（フィルム２は、図３（ａ）においてI→II→印刷位置１４→IIIの順に搬送される。）。このようにフィルム２を搬送することで、ガイドローラ９を省略して搬送機構を簡略化することができる。図３（ｂ）のフィルム搬送装置３では、フィルム２とプラテンローラ６とが密着するように、例えば図３（ｂ）に示した円周ＧＲ上であり且つ印刷位置１４とはプラテンローラ６を挟んで反対側にガイドローラ９を配置する。図３（ｂ）のフィルム搬送装置３においてフィルム２は、I→II→III→印刷位置１４→IV→Vの順に搬送される。このようにガイドローラ９を配置することで、印刷時にフィルム２とプラテンローラ６とを密着させ、印刷のずれを防止することができる。

図４（ａ）のフィルム搬送装置３では、プラテンローラ６へフィルム２を密着させるためのピンチローラ２２を備えている。図４（ａ）のフィルム搬送装置３においてフィルム２は、I→II→III→印刷位置１４→IV→Vの順に搬送される。このようにフィルム２をプラテンローラ６の外周に沿って搬送することで、よりフィルム２とプラテンローラ６とを密着させて印刷のずれを防止することができる。また、図４（ｂ）に示したように、フィルム搬送装置３にガイドローラ９及びピンチローラ２２の両方を設けることでも、図４（ａ）のフィルム搬送装置３と同様の効果が得られる。図４（ｂ）のフィルム搬送装置３においてフィルム２は、I→II→III→IV→印刷位置１４→V→VI→VIIの順に搬送される。
なお、図３（ｂ）、図４（ｂ）におけるガイドローラ９の位置は円周ＧＲ上に限定されず、上述した効果と同様の効果が得られる位置へ自由に配置することができる。

図５のプリンタ１では、フィルム搬送装置３の各パラメータが下記の（１）式を満たすように設定されている。
｜２μＴsin（θ／２）｜＋μＰ ＞ Ｔ×（１＋ΔＴ）・・・（１）
（但し、θ＝０°〜１８０°）
なお、（１）式中の各記号の意味は次の通りである。
θ：フィルム２とプラテンローラ６との接触角
μ：フィルム２とプラテンローラ６との動摩擦係数
Ｐ：ピンチローラ２２がフィルム２をプラテンローラ６へ押し付ける力
Ｔ_１：図５の矢印Ｂ方向（フィルム２の搬送方向と逆方向）にフィルム２に生じる逆方向張力
Ｔ_２：図５の矢印Ａ方向（フィルム２の搬送方向）にフィルム２に生じる正方向張力
Ｔ（＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２）：逆方向張力Ｔ_１と正方向張力Ｔ_２との平均張力
ΔＴ（＝｜Ｔ_１−Ｔ_２｜／Ｔ）：逆方向張力Ｔ_１と正方向張力Ｔ_２との張力差

（１）式において、左辺はフィルム２とプラテンローラ６との間の供給側（図５の上側）と巻取側（図５の下側）のピンチローラ２２間の中心点と各ピンチローラ２２の押し付け部分における摩擦力を、右辺はフィルム２とプラテンローラ６との間の滑り力をそれぞれ示している。そのため、（１）式を満たす場合は、フィルム２とプラテンローラ６との間の滑りを防止できるので、プラテンローラ６の回転速度で一定にフィルム２を搬送することができる。従って、印刷のずれを防止することができる。なお、図３及び図４のプリンタ１でも、上述した（１）式を満たすようにフィルム搬送装置３の各パラメータを設定することで、さらに印刷のずれを防止することができる。

図６に、図５のフィルム搬送装置３においてプラテンローラ６の直径Ｒ、接触角θ、動摩擦係数μを変化させて印刷した場合に、印刷のずれが発生するか否かを実験した結果の一例を示す。なお、各条件において（１）式に関係する直径Ｒ、接触角θ、動摩擦係数μ以外のパラメータは、全て同じ値とした。図６から明らかなように、接触角θは１８０°以上において印刷のずれが無くなるが、動摩擦係数μを増加させることによって１２０°でも印刷のずれを無くすことができる。プラテンローラ６の直径Ｒは６０ｍｍよりも１５０ｍｍの方が印刷のずれの発生が少ない。これは、プラテンローラ６の直径Ｒが大きくなることで、プラテンローラ６へのフィルム２の巻き掛け長さが長くなり、フィルム２とプラテンローラ６との接触面積が増加したためと考えられる。従って、接触角θを１２０°と１８０°との中間である１５０°より大きく設定して摩擦力を増加させてもよく、プラテンローラ６の直径Ｒを６０ｍｍと１５０ｍｍとのほぼ中間の直径である１００ｍｍより大きくして接触面積を増加させてもよい。このように接触角θや直径Ｒを設定することにより、印刷のずれを抑制することができる。

なお、ピンチローラ２２の位置は図５に示した位置に限定されない。（１）式が満たされるような接触角θが設定できる位置へ自由に配置することができる。また、ピンチローラ２２の配置個数も２個に限定されない。例えば、フィルム２とプラテンローラ６との間の動摩擦係数μによってフィルム２とプラテンローラ６との間の摩擦力が確保できる（（１）式の左辺が右辺を上回る。）のであれば、ピンチローラ２２は無くても良いし、１個でも良い。なお、ピンチローラ２２が無い場合は、下記の（１’）式が満たされるように各パラメータが設定される。
｜２μＴsin（θ／２）｜ ＞ Ｔ×（１＋ΔＴ）・・・（１’）
（但し、θ＝０°〜１８０°）
ピンチローラ２２のみでフィルム２とプラテンローラ６との間に十分な摩擦力が確保できる接触角θが設定できない場合は、ガイドローラ９をフィルム搬送装置３に設けてもよい。

図７のフィルム搬送装置３では、ピンチローラ２２がプラテンローラ６の回転と共に移動することで、フィルム２の印刷範囲がプラテンローラ６の外周上に固定される。この点が図４（ａ）のフィルム搬送装置３と異なる。図４（ａ）のフィルム搬送装置３では、ピンチローラ２２がプラテンローラ６の回転に伴って移動しないので、巻き取り側ロール１０がフィルム２を巻き取ることで印刷時のフィルム２の移動が行われる。一方、図７のフィルム搬送装置３では、プラテンローラ６の回転に伴いピンチローラ２２が移動することで、フィルム２がプラテンローラ６の外周上に固定される。そのため、図７のフィルム搬送装置３における印刷時のフィルム２の移動は、プラテンローラ６が図７の矢印Ａ方向へ回転することで行われる。なお、図７のフィルム搬送装置３におけるフィルム２は、図７（ｃ）の状態において図４（ａ）と同様の経路でプラテンローラ６に巻き掛けられる。

次に、図７のフィルム搬送装置３の印刷時の動作を説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は、印刷時におけるプラテンローラ６及びピンチローラ２２の動作を順に示したものである。印刷開始前、ピンチローラ２２は図７（ｃ）に示した位置で固定される。そのため、巻き取り側ロール１０がフィルム２を巻き取ることでフィルム２の最初の印刷範囲がプラテンローラ６の外周上へ搬送される。巻き取り側ロール１０によるフィルム２の搬送終了後、プラテンローラ６は図７の矢印Ｂ方向へ回転し、フィルム２の最初の印刷範囲の印刷開始位置と印刷位置１４とを合わせる。ピンチローラ２２は、巻き取り側ロール１０によるフィルム２の搬送終了後に固定が解除され、プラテンローラ６の回転と共に矢印Ｂ方向へ移動する。これらの動作によりフィルム搬送装置３は、図７（ａ）の状態になる。

サーマルヘッド５による印刷の開始と共に、プラテンローラ６は矢印Ａ方向へ所定の速度で回転を開始する。また、この回転に伴ってピンチローラ２２も矢印Ａ方向へ移動を開始する。その後印刷中は、図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の順に、矢印Ａ方向へプラテンローラ６が回転し、この回転に伴いピンチローラ２２も移動する。なお、プラテンローラ６の回転とピンチローラ２２の移動とは同期しているので、印刷時においてフィルム２の印刷範囲はプラテンローラ６の外周上に固定される。図７（ｅ）の位置までプラテンローラ６が回転すると、サーマルヘッド５による印刷が終了する。印刷終了後、フィルム搬送装置３は図７（ｃ）の状態になり、巻き取り側ロール１０によるフィルム２の搬送が行われ、次の印刷範囲がプラテンローラ６の外周上へ搬送される。

なお、同一の印刷範囲に複数回印刷を行う場合は、最初の印刷範囲への一回目の印刷終了後、図７（ｅ）の状態からプラテンローラ６が矢印Ｂ方向へ回転するとともにピンチローラ２２も矢印Ｂ方向へ移動し、再度最初の印刷範囲の印刷開始位置と印刷位置１４とを合わせる（図７（ａ）の状態になる。）。なお、この動作時も、ピンチローラ２２の移動はプラテンローラ６の回転と同期しているので、フィルム２の最初の印刷範囲はプラテンローラ６の外周上に固定されたまま図７（ｅ）の状態から図７（ａ）の状態になる。その後、インクリボン１１を変更する場合は回転式インクリボンユニット４がインクリボン１１を変更してから、再度最初の印刷範囲へ印刷を行う。この動作を所定の回数繰り返すことで、同一の印刷範囲へ複数回印刷を行う。

このように、印刷時にフィルム２をプラテンローラ６の外周上へ密着させ、固定させることで、印刷のずれを防止することができる。また、同一の印刷範囲に重ねてインクを転写させる場合、プラテンローラ６の外周上にフィルム２が固定されているので、プラテンローラ６を回転させることで印刷範囲の印刷開始位置と印刷位置１４とを容易に合わせることができる。そのため、同一印刷範囲へ重ねて印刷する場合の印刷のずれを防止し、印刷精度及び印刷品質を向上させることができる。

このようなずれ防止機構を備え、図７と同様に印刷時にプラテンローラ６の外周上にフィルム２を固定するフィルム搬送装置３の他の例を図８〜図１０に示す。図８のフィルム搬送装置３は、印刷時にフィルム２とフィルム２とが接触しないようにガイドローラ９が設けられ、更に印刷時におけるプラテンローラ６の回転に伴ってガイドローラ９が移動する点が図７のフィルム搬送装置３と異なる。なお、図８のフィルム搬送装置３におけるフィルム２は、図８（ｃ）の状態において図４（ｂ）と同様の経路でプラテンローラ６に巻き掛けられる。

図８（ａ）〜（ｅ）は、印刷時におけるプラテンローラ６、ピンチローラ２２及びガイドローラ９の動作を順に示したものである。なお、プラテンローラ６及びピンチローラ２２の動作は図７のフィルム搬送装置３と同様であるため、ここでの説明は省略する。印刷開始前、巻き取り側ロール１０によるフィルムの搬送が終了するまで、ガイドローラ９は図８（ｃ）に示す位置で固定される。搬送終了後、ガイドローラ９はプラテンローラ６の回転に伴って円周ＧＲ上を矢印Ｂ方向へ図８（ａ）に示す位置まで移動する。その後印刷中は、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の順に、ガイドローラ９は円周ＧＲ上を矢印Ａ方向へ移動する。印刷終了後、ガイドローラ９は図８（ｃ）の位置に固定され、巻き取り側ローラ１０により次の印刷範囲がプラテンローラ６の外周上へ搬送される。なお、同一の印刷範囲へ複数回重ねて印刷する場合は、一回目の印刷終了後、図８（ｅ）の状態から図８（ａ）の状態へ戻り、再度同じ印刷範囲へ印刷を行う。

このようにガイドローラ９を設けることにより、印刷時にフィルム２とフィルム２との接触を防止することができる。これにより、フィルム２とフィルム２とが擦れることによる静電気の発生や印刷のかすれ等が防止できる。

図９のフィルム搬送装置３は、ガイドローラ９を図９に示した箇所に二個ずつ設け、プラテンローラ６の中心と供給側ロール７及び巻き取り側ロール１０の中心とをずらして配置する点が図８のフィルム搬送装置３と異なる。なお、図９のフィルム搬送装置３におけるフィルム２は、図９（ｃ）の状態において図８（ｃ）と同様の経路でプラテンローラ６に巻き掛けられる。図９（ａ）〜（ｅ）は、印刷時におけるプラテンローラ６、ピンチローラ２２及びガイドローラ９の動作を順に示したものである。これらのローラ６、９、２２の印刷時の動作は図８のフィルム搬送装置３の動作と同様である。

このようにガイドローラ９を設けることにより、プラテンローラ６の中心と供給側ロール７及び巻き取り側ロール１０の中心とをずらして配置する場合でも、印刷時におけるフィルム２とフィルム２との接触を防止することができる。

図１０のフィルム搬送装置３は、プラテンローラ６の中心と供給側ロール７及び巻き取り側ロール１０の中心とをずらして配置し、ガイドローラ９が図１０に示す線ＧＬ上を矢印Ｄ及び矢印Ｅ方向へ移動する点が他のフィルム搬送装置と異なる。なお、図１０のフィルム搬送装置３におけるフィルム２は、図１０（ｃ）の状態において図８（ｃ）と同様の経路でプラテンローラ６に巻き掛けられる。

図１０（ａ）〜（ｅ）に、印刷時におけるプラテンローラ６、ピンチローラ２２及びガイドローラ９の動作を示す。なお、プラテンローラ６及びピンチローラ２２の動作は、図７のフィルム搬送装置３の動作と同様である。また、印刷開始前に行われる巻き取り側ロール１０によるフィルム２の搬送動作は、図８のフィルム搬送装置３の動作と同様である。フィルム２の搬送終了後、プラテンローラ６は最初の印刷範囲の印刷開始位置と印刷位置１４と合わせるために矢印Ｂ方向へ回転する。ガイドローラ９は、このプラテンローラ６の回転に伴って線ＧＬ上を矢印Ｅ方向へ移動する。これらの動作によりフィルム搬送装置３は、図１０（ａ）の状態になる。

印刷が開始されると、ガイドローラ９は、プラテンローラ６の矢印Ａ方向への回転に伴い、所定の速度で矢印Ｄ方向へ移動を開始する。その後印刷中は、図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示した順でガイドローラ９は矢印Ｄ方向へ移動する。印刷終了後、ガイドローラ９は図１０（ｃ）の位置に固定され、巻き取り側ローラ１０により次の印刷範囲がプラテンローラ６の外周上へ搬送される。なお、同一の印刷範囲へ複数回重ねて印刷する場合は、最初の印刷範囲への一回目の印刷終了後、図１０（ｅ）の状態から図１０（ａ）に状態に戻り、再度同じ印刷範囲へ印刷を行う。このように線ＧＬ上を移動可能なようにガイドローラ９を設けることでも、印刷中におけるフィルム２とフィルム２との接触を防止することができる。
以上に説明したように動作することで、ガイドローラ９及びピンチローラ２２は、ずれ防止機構として機能する。

なお、上述した図３〜図１０のフィルム搬送装置３の搬送機構は、フィルム２の搬送に限定されない。例えば、中間転写材１５を搬送する転写材搬送装置１６にずれ防止機構を含めたこれらの機構を適用させてもよい。この場合、中間転写材１５とプラテンローラ６とを密着させることで中間転写材１５への印刷のずれを防止することができる。

図５のフィルム搬送装置３で中間転写材１５を搬送する場合は、下記の（２）式を満たすように各パラメータが設定されてもよい。
（２）式を満たすように各パラメータを調整する場合、
｜２μ_ＴＴ_Ｔsin（θ_Ｔ／２）｜＋μ_ＴＰ_Ｔ ＞ Ｔ_Ｔ×（１＋ΔＴ_Ｔ）・・・（２）
（但し、θ_Ｔ＝０°〜１８０°）
なお、（２）式中の各記号の意味は次の通りである。
θ_Ｔ：中間転写材１５とプラテンローラ６との接触角
μ_Ｔ：中間転写材１５とプラテンローラ６との動摩擦係数
Ｐ_Ｔ：ピンチローラ２２が中間転写材１５をプラテンローラ６へ押し付ける力
Ｔ_Ｔ１：中間転写材１５の搬送方向と逆方向に中間転写材１５に生じる逆方向張力
Ｔ_Ｔ２：中間転写材１５の搬送方向に中間転写材１５に生じる正方向張力
Ｔ_Ｔ（＝（Ｔ_Ｔ１＋Ｔ_Ｔ２）／２）：逆方向張力Ｔ_Ｔ１と正方向張力Ｔ_Ｔ２との平均張力
ΔＴ_Ｔ（＝｜Ｔ_Ｔ１−Ｔ_Ｔ２｜／Ｔ_Ｔ）：逆方向張力Ｔ_Ｔ１と正方向張力Ｔ_Ｔ２との張力差
この場合も中間転写材１５とプラテンローラ６との摩擦力を大きくさせるため、接触角θ_Ｔを１５０°より大きく設定してよい。また、中間転写材１５とプラテンローラ６との接触面積を増加させるために、プラテンローラ６の直径を１００ｍｍより大きくしてもよい。なお、ピンチローラ２２が無い場合には、下記の（２’）式を満たすように各パラメータが設定される。
｜２μ_ＴＴ_Ｔsin（θ_Ｔ／２）｜ ＞ Ｔ_Ｔ×（１＋ΔＴ_Ｔ）・・・（２’）
（但し、θ_Ｔ＝０°〜１８０°）

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、回転式インクリボンユニットの回転方向は一方向だけに限定されない。また、回転式インクリボンユニットとサーマルヘッドとはプラスチックフィルムや中間転写材等の被印刷物に対し片側にのみ設けられる必要はない。被印刷物の両面に印刷する場合は、回転式インクリボンユニットとサーマルヘッドとを被印刷物の両面の側にそれぞれ設けてもよい。

本発明の一実施形態に係るフィルム用熱転写プリンタの要部を示す図。 本発明の他の実施形態に係るフィルム用熱転写プリンタの要部を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第１の実施形態を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第２の実施形態を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第３の実施形態を示す図。 図５のフィルム搬送装置３においてプラテンローラ６の直径、接触角、動摩擦係数を変化させた場合の実験結果を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第４の実施形態を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第５の実施形態を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第６の実施形態を示す図。 本発明のプリンタに組み込まれるフィルム搬送装置の第７の実施形態を示す図。

符号の説明

１ プリンタ
２ プラスチックフィルム
３ フィルム搬送装置（搬送手段、第１の搬送手段）
４ 回転式インクリボンユニット（インクリボン移動機構）
５ サーマルヘッド（印刷ヘッド）
６ プラテンローラ
９ ガイドローラ（ずれ防止機構）
１１ インクリボン
１２ リボン保持機構（保持手段）
１５ 中間転写材
１６ 転写材搬送装置（第２の搬送手段）
１７ 転写機構
２２ ピンチローラ（ずれ防止機構）
θ フィルムとプラテンローラとの接触角
μ フィルムとプラテンローラとの動摩擦係数
Ｐ ピンチローラがフィルムをプラテンローラへ押し付ける力
Ｔ_１ フィルムの搬送方向と逆方向にフィルムに生じる逆方向張力
Ｔ_２ フィルムの搬送方向にフィルムに生じる正方向張力
Ｔ 逆方向張力と正方向張力との平均張力
ΔＴ 逆方向張力と正方向張力との張力差

Claims (10)

1. プラスチックフィルムを所定の経路に沿って搬送する搬送手段と、複数のインクリボンを保持する保持手段を有し、前記複数のインクリボンのうち任意に選択されたインクリボンを前記所定の経路上に配置された印刷位置へ移動させるインクリボン移動機構と、前記印刷位置へ移動したインクリボンを加熱して前記プラスチックフィルムへ印刷する印刷ヘッドと、を備えたことを特徴とするフィルム用熱転写プリンタ。
2. 前記印刷ヘッドの反対側から前記インクリボンと前記プラスチックフィルムとを支えるプラテンローラと、前記プラテンローラと前記プラスチックフィルムとをずれないように密着させるずれ防止機構と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
3. 前記ずれ防止機構として前記プラスチックフィルムを前記プラテンローラへ押し付けるピンチローラが設けられ、
   前記プラスチックフィルムと前記プラテンローラとの接触角θと、前記搬送手段の搬送方向とは逆方向に前記プラスチックフィルムに生じる逆方向張力Ｔ_１と、前記搬送手段の搬送方向に前記プラスチックフィルムに生じる正方向張力Ｔ_２と、前記逆方向張力Ｔ_１と前記正方向張力Ｔ_２との平均張力Ｔ（＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２）と、前記逆方向張力Ｔ_１と前記正方向張力Ｔ_２との張力差ΔＴ（＝｜Ｔ_１−Ｔ_２｜／Ｔ）と、前記ピンチローラが前記プラスチックフィルムを前記プラテンローラへ押し付ける力Ｐと、前記プラテンローラと前記プラスチックフィルムとの間の動摩擦係数μと、が下記の（１）式を満たすことを特徴とする請求項２に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
   ｜２μＴsin（θ／２）｜＋μＰ ＞ Ｔ×（１＋ΔＴ）・・・（１）
   （但し、θ＝０°〜１８０°）
4. 前記接触角θが１５０°より大きく設定されていることを特徴とする請求項３に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
5. 前記接触角θが１８０°より大きく設定され、かつ前記プラテンローラの直径が１００ｍｍより大きいことを特徴とする請求項３又は４に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
6. プラスチックフィルムを搬送する第１の搬送手段と、転写材を所定の経路に沿って搬送する第２の搬送手段と、複数のインクリボンを保持する保持手段を有し、前記複数のインクリボンのうち任意に選択されたインクリボンを前記所定の経路上に配置された印刷位置へ移動させるインクリボン移動機構と、前記印刷位置へ移動したインクリボンを加熱して前記転写材へ印刷する印刷ヘッドと、前記印刷位置の下流に配置され、前記転写材に印刷された画像を前記プラスチックフィルムへ転写する転写機構と、を備えたことを特徴とするフィルム用熱転写プリンタ。
7. 前記印刷ヘッドの反対側から前記インクリボンと前記転写材とを支えるプラテンローラと、前記プラテンローラと前記転写材とをずれないように密着させるずれ防止機構と、を備えたことを特徴とする請求項６に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
8. 前記ずれ防止機構として前記転写材を前記プラテンローラへ押し付けるピンチローラが設けられ、
   前記転写材と前記プラテンローラとの接触角θ_Ｔと、前記第２の搬送手段の搬送方向とは逆方向に前記転写材に生じる逆方向張力Ｔ_Ｔ１と、前記第２の搬送手段の搬送方向に前記転写材に生じる正方向張力Ｔ_Ｔ２と、前記逆方向張力Ｔ_Ｔ１と前記正方向張力Ｔ_Ｔ２との平均張力Ｔ_Ｔ（＝（Ｔ_Ｔ１＋Ｔ_Ｔ２）／２）と、前記逆方向張力Ｔ_Ｔ１と前記正方向張力Ｔ_Ｔ２との張力差ΔＴ_Ｔ（＝｜Ｔ_Ｔ１−Ｔ_Ｔ２｜／Ｔ_Ｔ）と、前記ピンチローラが前記転写材を前記プラテンローラへ押し付ける力Ｐ_Ｔと、前記プラテンローラと前記転写材との間の動摩擦係数μ_Ｔと、が下記の（２）式を満たすことを特徴とする請求項７に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
   ｜２μ_ＴＴ_Ｔsin（θ_Ｔ／２）｜＋μ_ＴＰ_Ｔ ＞ Ｔ_Ｔ×（１＋ΔＴ_Ｔ）・・・（２）
   （但し、θ_Ｔ＝０°〜１８０°）
9. 前記接触角θ_Ｔが１５０°より大きく設定されていることを特徴とする請求項８に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
10. 前記接触角θ_Ｔが１８０°より大きく設定され、かつ前記プラテンローラの直径が１００ｍｍより大きいことを特徴とする請求項８又は９に記載のフィルム用熱転写プリンタ。
    
    

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