JP2006321070A - 中間転写型熱転写印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録媒体自体の温度に左右されることなく、記録媒体に対する画像の転写を適切に行うことができる中間転写型熱転写印刷装置を提供する。
【解決手段】 中間転写型熱転写印刷装置１は、フィルムＦ上に画像を形成し、このフィルムＦを、ヒートローラ２３で加熱しながらカードＳに押圧することによって、カードＳの表面に画像を再転写する。装置１は、ヒートローラ２３を加熱するハロゲンランプ２５と、フィルムＦが押圧される前に、カードＳの温度を検知する温度センサ６１と、カードＳの温度に基づいて目標値を算出し、ヒートローラ２３の温度が目標値になるように、ハロゲンランプ２５を制御するローラ温度制御部５３と、を備えている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、フィルム上に画像を一旦転写した後、フィルム上の画像を記録媒体の表面に再転写するための中間転写型熱転写印刷装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の中間転写式プリンタがある。このプリンタは、記録ヘッドによりインクリボンのインクを中間転写体上に転写し、一旦画像を形成する。その後、中間転写体上の画像と記録媒体の表面とを重ね合わせながら、ヒートローラで中間転写体を加熱する。このとき、中間転写体を記録媒体に押圧することで、媒体の表面に中間転写体上の画像を再転写する。

ところが、この種のプリンタにおいては、環境温度の影響で、再転写時における画像の転写状態が変化してしまう。そこで、上記プリンタは、再転写時における記録媒体に対する画像の転写不良を防止するため、環境温度を検知する環境温度センサを備えており、その環境温度センサで検知された環境温度に基づいて算出した適正な温度にヒートローラの温度を制御している。
特開２００３―０８０７５３号公報

しかしながら、記録媒体に画像を再転写する再転写時においては、環境温度の変化よりも記録媒体自体の温度変化の方が、転写状態を変化させる大きな要因となる。従って、例えば、上記プリンタが設置された環境の外から記録媒体が持ち込まれる場合等に、記録媒体の温度が環境温度と異なると、上記プリンタでは、記録媒体自体の温度の影響で画像の転写不良が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、記録媒体自体の温度に左右されることなく、記録媒体に対する画像の転写を適切に行うことができる中間転写型熱転写印刷装置を提供することを目的とする。

本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置は、サーマルヘッドとプラテンローラとの協働により、インクリボン上の配色に基づいてフィルム上に画像を熱転写し、そのフィルムをヒートローラで加熱しながら記録媒体に押圧することによって、記録媒体の表面にフィルム上の画像を再転写する中間転写型熱転写印刷装置において、ヒートローラを加熱する加熱手段と、ヒートローラによってフィルムが記録媒体に押圧される前の記録媒体の温度を検知する媒体温度検知手段と、媒体温度検知手段で検知された記録媒体の温度に基づいてヒートローラの温度の目標値を決定し、ヒートローラの温度が目標値になるように加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この中間転写型熱転写印刷装置においては、媒体温度検知手段によって記録媒体の温度が検知され、その温度に基づいてヒートローラの温度の目標値が決定される。そして、ヒートローラの温度が、その目標値の温度になるように、制御手段によって加熱手段が制御される。そのため、この装置では、記録媒体の温度に対応してヒートローラの温度を制御することが可能となり、そのヒートローラによって加熱しながらフィルムを記録媒体に押圧することができる。従って、記録媒体の温度に左右されずに、記録媒体に対して適切な画像の転写を行うことができる。

また、本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置は、ヒートローラの温度を検知するローラ温度検知手段を更に備え、制御手段は、ローラ温度検知手段で検知されたヒートローラの温度に基づいて、ヒートローラの温度が目標値になるように加熱手段を制御すると好適である。この場合、制御手段は、フィードバック制御によって、ヒートローラの温度が目標値になるように、ヒートローラの温度を正確に制御することができる。

また、上記の作用を効果的に奏するために、制御手段は、ヒートローラの温度の目標値をＴ０（℃）とし、媒体温度検知手段で検知された記録媒体の温度をＴｃ（℃）としたときに、Ｔ０＝２００＋（５−Ｔｃ／４）の関係式によりヒートローラの温度の目標値を算出すると好適である。これにより、記録媒体の温度に対して適正なヒートローラの温度を算出することができる。

本発明によれば、中間転写型熱転写印刷装置において、記録媒体自体の温度に左右されることなく、記録媒体に対する画像の転写を適切に行うことができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示す中間転写型熱転写印刷装置１は、カードプリンタとも呼ばれ、厚さ約２０μｍ程度の透明なフィルムＦに画像を一旦転写した後、例えばプラスチック製のキャッシュカード、クレジットカード、プリペードカード、ＩＣカードといったカード（記録媒体）ＳにフィルムＦ上の画像を再転写する装置である。このような熱転写印刷装置１は、カードＳを発行する際に利用され、高品質な画像をカードＳの表面に印刷することができる。従って、セキュリティを高める目的で顔写真の入ったカードＳの発行をも可能にする。

このような中間転写型熱転写印刷装置１は、画像印刷予定のプラスチック製カードＳを積層状態でセッティングするためのストック部２を有する。カードＳは、送出し爪３の進退運動によってストック部２の一番下から一枚ずつ繰り出され、ストック部２から繰り出されたカードＳは、反転部４内に一旦装填される。反転部４が水平状態から９０度回転した後、送りローラ６によってカードＳが上昇すると、カードＳは磁気読み／書き部７内に送り込まれる。そして、この磁気読み／書き部７で、カードＳの磁気ストライプ内に所定の情報が書き込まれたり、磁気ストライプ内の所定の情報が読み取られたりする。

これに対して、送りローラ６によってカードＳが下降すると、カードＳは、非接触ＩＣ読み／書き部８内に送り込まれる。そして、この非接触ＩＣ読み／書き部８で、カードＳのＩＣ内に所定の情報が書き込まれたり、ＩＣ内の所定の情報が読み取られたりする。その後、反転部４から送り出されたカードＳは、着脱自在なクリーニングローラ１０を通過した後、ガイド溝１２で両側を支持されながら、搬送ローラ１１により再転写が行われる位置の直前に移動する。

なお、磁気検出や非接触ＩＣ検出が必要ない場合には、反転部４は水平に維持される。また、磁気読み／書き部７又は非接触ＩＣ読み／書き部８で不適切と判断されたカードＳは、反転部４の回転後、送りローラ６によってイジェクトボックス９内に排出される。

また、カードＳへの画像印刷を可能にするために、この熱転写印刷装置１は、フィルムＦに画像を熱転写する記録部（一次転写部）Ａと、フィルムＦ上の画像とカードＳとを対向させて、カードＳに画像を熱転写する再転写部（二次転写部）Ｂと、画像転写後のカードＳの反りを矯正する反り矯正部Ｃとを備えている。

さらに、この熱転写印刷装置１は、抜き差しにより交換可能なフィルムカートリッジ１３とリボンカートリッジ１４とを有している。このフィルムカートリッジ１３では、フィルムＦが上下一対のボビン１５，１６に巻かれ、リボンカートリッジ１４では、カラーインクリボンＲが上下一対のボビン１７，１８に巻かれている。そして、リボンカートリッジ１４内のカラーインクリボンＲには、溶融性又は昇華性のイエロー・マゼンタ・シアンの３色（またはブラックを加えた４色）のインクを１フレームとして周期的にインクが塗布されている。また、フィルムカートリッジ１３内のフィルムＦは、図２に示すように、シート基材４０上に剥離層４１を介して透明受像層４２が設けられた構造をなしている。フィルムＦのこのような構造によって、記録部Ａで所望の画像を透明受像層４２に転写することができ、この透明受像層４２を再転写部Ｂでシート基材４０から容易に剥離することができる。

次に、このような印刷装置１の動作について説明する。前述した記録部Ａでは、水平方向に進退可能なフィルム引出しローラ１９ａ，１９ｂと、プラテンローラ(通称「プラテン」)２０との協働により、プラテンローラ２０の略半周面にフィルムＦが押し当てられるように巻き付けられ、サーマルヘッド２１によって、プラテンローラ２０上のフィルムＦにカラーインクリボンＲが押し当てられる。そして、フィルムＦとカラーインクリボンＲとを同時に下方に送ることで、加熱状態のサーマルヘッド２１によって、カラーインクリボンＲの第１色目（シアン）がフィルムＦの透明受像層４２上に熱転写される。

次に、ラック・ピニオン駆動機構２２によってサーマルヘッド２１を後退させて、フィルムＦとカラーインクリボンＲとを離間させた状態で、プラテンローラ２０を逆転させながらフィルムＦを上昇させて元の位置に復帰させる。その後、前述の転写動作を繰り返しながら、透明受像層４２上にマゼンタ、イエロー、ブラックの順に色を重層させて、所望のカラー画像をフィルムＦの透明受像層４２上に作り出す。

その後、フィルム引出しローラ１９ａ，１９ｂをプラテンローラ２０から離間させた状態で、供給側ボビン１５及び巻取り側ボビン１６の回転によってフィルムＦ上の画像をヒートローラ２３の手前まで移動させる。このとき、カードＳの先端は、フィルムＦ上の画像の先端と位置合わせされ、カードＳとフィルムＦとは、重ね合わされた状態で再転写部Ｂに送り込まれる。

図３に示すように、この再転写部Ｂにおいて、位置合わせされたカードＳとフィルムＦとは、重ね合わされた状態でヒートローラ２３と押圧ローラ２４とで挟み込まれ、加熱状態のヒートローラ２３と押圧ローラ２４との協働により、カードＳとフィルムＦとを加圧搬送しながら、フィルムＦ上の画像をカードＳの表面に徐々に転写する。その後、フィルムＦのシート基材４０は、剥離層４１を境にして、カードＳの表面に貼着した透明受像層４２と分離し、カードＳから剥離しながらボビン１６に巻き取られていく。このようにして、画像が形成された透明受像層４２がカードＳ表面に残されることで、カードＳの表面に画像が再転写されることになる。また、ヒートローラ２３によって加熱されたカードＳには反りが発生するので、カードＳは、反り矯正部Ｃに送り込まれて加圧処理された後、反りが矯正された状態で装置１外に排出される。

次に、このような印刷装置１における再転写処理の制御について説明する。再転写部Ｂでの再転写処理において、ヒートローラ２３の温度が適正な温度よりも低いと、カードＳの表面に対する透明受像層４２の貼着力が弱いため、転写不良が発生するおそれがある。逆に、ヒートローラ２３の温度が適正な温度よりも高いと、カードＳが熱により大きく反ってしまうおそれがある。従って、カードＳ表面に透明受像層４２が適切に転写されるためには、ヒートローラ２３の温度を適正な温度に制御する必要がある。そこで、図４に示すように、装置１は、ヒートローラ２３に内蔵され、発熱することでヒートローラ２３を加熱するハロゲンランプ（加熱手段）２５及びヒートローラ２３の温度を検知する温度センサ（ローラ温度検知手段）２６を備えている。さらに、装置１全体の動作制御を行う中央処理部（制御手段）５２は、ハロゲンランプ２５の動作を制御する機能的な構成要素として、ローラ温度制御部５３を有している。

ローラ温度制御部５３は、図示しないメモリ部に格納されたプログラムを読込み、このプログラムに従って動作することで、ヒートローラ２３の温度を目標値に維持すべくハロゲンランプ２５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。温度センサ２６は、ヒートローラ２３の表面に接触しながら温度を測定し、測定したヒートローラ２３の温度を電気信号に変換してローラ温度制御部５３に送信する。そして、ローラ温度制御部５３は、この電気信号を処理し、ヒートローラ２３の温度に応じてハロゲンランプ２５への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを行う。

上記のような構成に基づいて行われるヒートローラ２３の温度制御の具体的な処理について、図４及び図５を用いて説明する。ローラ温度制御部５３は、まず、１００ｍｓのウエイト時間（Ｓ１０２）の後、温度センサ２６からの信号を受けて、ヒートローラ２３の温度Ｔｈを取得する（Ｓ１０４）。そして、ローラ温度制御部５３は、取得したヒートローラ温度Ｔｈと制御目標値である温度Ｔ０との差を算出し（Ｓ１０６）、両者の差の絶対値が１℃未満であれば、変数Ｒに「１」をセットし（Ｓ１０８）、１℃以上であれば変数Ｒに「０」をセットする（Ｓ１１０）。この変数Ｒは、ヒートローラ２３の温度が十分に目標値に近づいたか否かを示す変数であり、変数Ｒには、ヒートローラ２３の温度が目標値に十分に近いことを意味する「１」、又は十分に近くないことを意味する「０」の何れかの値がセットされる。セットされた変数Ｒの値は、後述する再転写処理制御部５５に転送される。また、詳細は後述するが、上記の制御目標値Ｔ０は、カードＳの再転写処理中に、再転写処理制御部５５からローラ温度制御部５３へ転送される。

次に、ローラ温度制御部５３は、ヒートローラ温度Ｔｈと制御目標値Ｔ０との大小比較を行い（Ｓ１１２）、ヒートローラ温度Ｔｈが制御目標値Ｔ０よりも大きい場合には、ハロゲンランプ２５への電力供給をＯＦＦにし（Ｓ１１４）、ヒートローラ温度Ｔｈが制御目標値Ｔ０以下の場合には、ハロゲンランプ２５への電力供給をＯＮにする（Ｓ１１６）。以上の処理（Ｓ１０２〜Ｓ１１６）を繰り返すことにより、フィードバック制御によってヒートローラ２３の温度が正確に目標値Ｔ０に制御されることになる。なお、この処理は、再転写処理制御部５５からの目標値Ｔ０の転送が最初に行われてから、装置１の電源が切られるまでの間、繰り返し行われ、ヒートローラ２３の温度は目標値Ｔ０（ここでは、約２００℃）に維持される。

装置１の再転写部Ｂにおける再転写処理は、以上説明したように、温度が目標値Ｔ０に制御されたヒートローラ２３によって行われる。しかしながら、用いられるカードＳ自体の条件は、常に一定とは限らず、例えば、カードＳが保管されていた場所によっては、カードＳの温度が異なる。そして、カードＳの温度の相違は画像の転写状態を変化させる要因となるので、カードＳの温度が異なれば、適切な再転写を行うために達成すべきヒートローラ２３の温度も異なることになる。具体的には、本発明者らの実験により、カードＳの再転写がされる面の温度（以下「カード温度」という）Ｔｃと適切な再転写を行うためのヒートローラ２３の温度（以下「適正ローラ温度」という）Ｔｓとの間には、図６に示すような関係があることが分かり、この図より、Ｔｓ＝２００＋（５−Ｔｃ／４）という関係式が得られた（但し、Ｔｃ及びＴｓの単位は「℃」で表わされる）。すなわち、カード温度Ｔｃに追従して、ヒートローラ２３の温度を上記関係式で決定される適正ローラ温度Ｔｓにすることで、適切な再転写が可能となる。なお、本発明者らの実験によれば、ヒートローラ２３の温度がＴｓよりも低すぎる場合には、カードＳ表面に対する透明受像層４２の貼着力が弱いため、転写不良が発生してしまい、逆にヒートローラ２３の温度がＴｓよりも高すぎると、熱によりカードＳに大きな反りが発生してしまうことが確認されている。

このような、ヒートローラ２３の適切な温度による再転写処理を実現するために、装置１は、ヒートローラ２３よりも上流側においてカード温度を測定するための温度センサ６１を備えている。温度センサ６１は、カードＳがヒートローラ２３の直前まで搬送されてきた時に、ソレノイド６３によってカードＳに接触する位置に移動する。そして、カードＳの再転写がされる面に接触してその面の温度を計測し、電気信号に変換して再転写処理制御部５５に送信する。ここで再転写処理制御部５５は、中央処理部５２に備えられた機能的な構成要素であり、図示しないメモリ部に格納されたプログラムを読込んで、このプログラムに従って動作することで、再転写処理に係る装置１の動作制御を行う。

上記のような構成に基づいて、再転写部Ｂで行われる再転写処理について、図４及び図７を用いて説明する。まず、再転写処理制御部５５は、ヒートローラ２３の温度の目標値Ｔ０を暫定的に２００℃に設定し（Ｓ２０２）、この目標値Ｔ０を、ローラ温度制御部５３に転送する（Ｓ２０４）。ローラ温度制御部５３は、上述したように、ヒートローラ２３の温度がこの目標値Ｔ０になるように、ハロゲンランプ２５のＯＮ／ＯＦＦ操作を行う（図５参照）。そして、ローラ温度制御部５３は、ヒートローラ２３の温度が目標値Ｔ０に十分近づいた場合には、変数Ｒに「１」をセットして再転写処理制御部５５に転送する。再転写処理処理部５５は、この間、転送される変数Ｒの値を取得し続けており（Ｓ２０６）、変数Ｒが「１」となった後に（Ｓ２０８）、カードＳを挿入させ、カードＳの搬送を開始する（Ｓ２１０）。そして、カードＳが搬送され、温度センサ６１の位置に来た時には、ヒートローラ２３の上流側に設けられたフォトセンサ６５でカードＳが検出され、カードＳの搬送が停止される（Ｓ２１２）。

この状態で、再転写処理制御部５５は、ソレノイド６３に信号を送信し、温度センサ６１をカードＳの表面に接触するように移動させる（Ｓ２１４）。そして、再転写処理制御部５５は、温度センサ６１からの電気信号によって、測定されたカード温度Ｔｃを取得し（Ｓ２１６）、上述した数式Ｔｓ＝２００＋（５−Ｔｃ／４）に基づいて、取得したカード温度Ｔｃに対応する適正ローラ温度Ｔｓを算出する（Ｓ２１８）。次に、算出された適正ローラ温度Ｔｓを、ヒートローラ２３の目標値Ｔ０としてローラ温度制御部５３に転送する（Ｓ２２０）。ローラ温度制御部５３は、上述したように、ヒートローラ２３の温度がこの目標値Ｔ０になるように、ハロゲンランプ２５のＯＮ／ＯＦＦ操作を行う（図５参照）。そして、ローラ温度制御部５３は、ヒートローラ２３の温度が目標値Ｔ０に十分近づいた場合には、変数Ｒに「１」をセットして再転写処理制御部５５に転送する。再転写処理制御部５５は、この間、転送される変数Ｒの値を取得し続けており（Ｓ２２２）、変数Ｒが「１」となった後に（Ｓ２２４）、ソレノイド６３に信号を送信し、温度センサ６１をカードＳから離間させる（Ｓ２２６）。この時点で、ヒートローラ２３の温度は、ローラ温度制御部５３による制御によって、適正ローラ温度Ｔｓとなっており、この温度のヒートローラ２３によって、カードＳがフィルムＦと一緒に加圧搬送され、再転写が実行される（Ｓ２２８）。その後、カードＳが更に搬送され、装置１の外部に排出されて（Ｓ２３０）、再転写処理を終了する。

上記の中間転写型熱転写印刷装置１によれば、ヒートローラ２３の温度が、カード温度Ｔｃに応じた適正ローラ温度Ｔｓとされた後に、カードＳの表面に対する再転写が行われるので、カード温度に左右されることなく、転写不良やカードＳの反りを抑制し、適切な画像の転写を行うことができる。

本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置の一実施形態を示す正面図である。 フィルムを示す断面図である。 再転写処理を行っている状態を示す再転写部周辺の断面図である。 図１の中間転写型熱転写印刷装置における再転写部周辺の構成を示す図である。 中間転写型熱転写印刷装置におけるヒートローラの温度制御の処理を示すフロー図である。 中間転写型熱転写印刷装置におけるカード温度と適正ローラ温度との関係を示す図である。 中間転写型熱転写印刷装置における再転写処理を示すフロー図である。

符号の説明

１…中間転写型熱転写印刷装置、２０…プラテンローラ、２１…サーマルヘッド、２３…ヒートローラ、２５…ハロゲンランプ（加熱手段）、２６…温度センサ（ローラ温度検知手段）、４２…透明受像層、５２…中央処理部（制御手段）、５３…ローラ温度制御部、６１…温度センサ（媒体温度検知手段）、Ｒ…インクリボン、Ｆ…フィルム、Ｓ…カード（記録媒体）。

Claims (3)

1. サーマルヘッドとプラテンローラとの協働により、インクリボン上の配色に基づいてフィルム上に画像を熱転写し、そのフィルムをヒートローラで加熱しながら記録媒体に押圧することによって、前記記録媒体の表面に前記フィルム上の前記画像を再転写する中間転写型熱転写印刷装置において、
   前記ヒートローラを加熱する加熱手段と、
   前記ヒートローラによって前記フィルムが前記記録媒体に押圧される前の前記記録媒体の温度を検知する媒体温度検知手段と、
   前記媒体温度検知手段で検知された前記記録媒体の温度に基づいて前記ヒートローラの温度の目標値を決定し、前記ヒートローラの温度が前記目標値になるように前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする中間転写型熱転写印刷装置。
2. 前記ヒートローラの温度を検知するローラ温度検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記ローラ温度検知手段で検知された前記ヒートローラの温度に基づいて、前記ヒートローラの温度が前記目標値になるように前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の中間転写型熱転写印刷装置。
3. 前記制御手段は、
   前記ヒートローラの温度の前記目標値をＴ０（℃）とし、前記媒体温度検知手段で検知された前記記録媒体の温度をＴｃ（℃）としたときに、
   Ｔ０＝２００＋（５−Ｔｃ／４）の関係式により、前記ヒートローラの温度の前記目標値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の中間転写型熱転写印刷装置。

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