JP2009541101A - 熱転写染料シートおよびプリンタ - Google Patents

Abstract

熱転写染料シートであって、熱転写可能な染料領域を含む基材を備え、この領域は、この領域内にあり第１の光学密度を有する第１の印刷可能部分と、この領域内にあり第２の光学密度を有する第２の印刷可能部分とを含み、第１の光学密度と第２の光学密度の光学密度の差異は、染料シートプリンタ上の検出手段によって検出可能であり、この領域は、この領域内にあり第１の印刷可能部分と実質的に同じ光学密度を有する第３の印刷可能部分をさらに含む、熱転写染料シートが、この染料シートおよび関連するプリンタの製造方法とともに提供される。

Description

技術分野
この発明は、熱転写染料シート、この染料シートの製造方法、およびこの染料シートとともに使用するためのプリンタに関する。

背景および先行技術
染料拡散熱転写印刷は、１つ以上の熱転写可能な染料を、染料シートの選択された領域から受容体材料へ局所的な加熱により転写し、これにより画像を形成する周知の方法である。このようにして、フルカラー画像をイエロー、マゼンタ、およびシアンの三原色の染料を用いて生成することができる。印刷は、耐熱基材、典型的にはポリエチレンテレフタレートポリエステルフィルムの細長いストリップまたはリボンの形である染料シートを用いて便利に実行され、この染料シートは、異なる色の染料被膜の同様の複数のセットを担持し、各セットは、各染料色（たとえばイエロー、マゼンタ、およびシアンに加えて任意選択的にブラック）のパネルを含み、このパネルは、リボンの長さを横断して延在する不連続なストライプ状で、リボンの長さに沿って繰返し配列で配置される。

染料拡散熱転写プリンタは、その中に入れられた染料シートの特性を特定することができることが望ましい。染料シートには、たとえば用途に応じた基材の種類が異なるさまざまな種類および形状のものがある。さらに、異なる製造業者によって製造された名目上は同じ種類の染料シートは、異なる特性を有することがある。

プリンタが、特定の染料シートの特性を特定することを可能にする多くの方式が提案されてきている。こういったものには、カセット、スピンドル、または染料シートそのものまでに情報を搭載することを含む。情報は、光学、機械、抵抗、または磁気パターンとして、電気的にまたは電磁的に読出すことができる電子記憶装置中に、蛍光または共振によって、ホログラムなど、非常にさまざまな方法によって保存することができる。

こういった既知の方式すべての共通要素は、情報が、情報を載せるまたは読出すためだけに存在する何らかの追加的な装置または機能によって、内蔵されるおよび／または読出されることである。たとえば、ＵＳ５，４５５，６１７に記載される電子記憶装置は、比較的高価であるだけでなく、メディアへの実装と、プログラミングと、それにアクセスするためのプリンタ内の特化したコンポーネントとを必要ともする。

透過された光強度の測定は、さまざまな既知のパネルの位置を測定するために（たとえばＵＳ４，４９６，９５５）、または時として媒体の種類を区別するために（たとえばＵＳ６，７７８，２００）、一般的にプリンタで用いられる。

ＥＰ−Ａ−９５６９７２は、複数の色パネルと、互いに異なる透過率または反射率を有してもよい別個の識別マークとを有する熱転写シートを開示する。

発明の概要
第１の局面において、この発明は、熱転写染料シートであって、熱転写可能な染料領域を含む基材を備え、この領域は、この領域内にあり第１の光学密度を有する第１の印刷可能部分と、この領域内にあり第２の光学密度を有する第２の印刷可能部分とを含み、第１
の光学密度と第２の光学密度の差異は、染料シートプリンタ上の検出手段によって検出可能であり、この領域は、この領域内にあり、第１の印刷可能部分の光学密度と実質的に同じ光学密度を有する第３の印刷可能部分をさらに含む、熱転写染料シートを提供する。

したがって、この領域内の染料の光学密度を変動させることにより、この染料シートに関する情報を、シート上の如何なる追加的な空間も使うことなくプリンタに伝達させることができる。

この発明の発明者らは、印刷中に転写される染料の量は、染料シートの染料含有量に弱くしか依存しないので、染料領域内のこの変動が可能であることを発見した。したがって、印刷された画像においては見ることが難しいまたは見ることができない光学密度の変動を有する染料シートを製造することが可能である。

別の局面においては、この発明は、熱転写染料シートであって、熱転写可能な染料領域を含む基材を備え、この領域は、この領域内にある第２の印刷可能部分よりも高い光学密度を有するこの領域内にある第１の印刷可能部分を含み、それは第１の印刷可能部分と第２の印刷可能部分の光学密度の差異が、染料シートプリンタ上の検出手段により検出可能だが人間の肉眼では知覚できないようなものである、熱転写染料シートを提供する。

可視性
染料シート上の光学密度の変動は、人の肉眼では見えないことが望まい。なぜならパターンがあるために、得られる画像が劣化すると認識される場合があるためである。

大まかなところ、光学密度は、領域内の染料の量に比例し、透過される光は指数として変動する。したがって、染料含有量の比較的小さな変化が、検出可能な信号においてはるかにより大きい変化を起こし得る。たとえば、光学密度の２．０から２．１への変化は目で見ることは大変難しいが、透過される光強度の２０％の減少に相当する。光学密度はｌｏｇ１０（Ｉ₀／Ｉ）として定義され、Ｉ₀は入射光の強度であり、Ｉは透過される光の強度であり染料シートによる吸収が大きいほど低下する。

イエロー染料領域における光学密度の変動は、たとえばマゼンタ、シアン、またはブラック染料領域ほどは知覚可能ではないことがわかっている。したがって、好ましくは、変動する光学密度を有する染料領域は、イエローである。

光学密度の変動の可視性は、第１の部分と第２の部分の間の光学密度の変化の割合が急激ではなくゆるやかであることを確実にすることにより、さらに低減させることができる。たとえば、光学密度は、鋸歯状にまたは正弦波パターンで領域内で変化し得る。

上記のように、プリンタが検出するのに十分な、しかし、人の目には知覚可能でない光学密度の変動が好ましい。これは、最大光学密度と最小光学密度の差異が０．１から０．３の範囲内にあるとき実現できる。デルタＥに関しては、デルタＥは０．２から１．０が好ましく、より好ましくは０．４から０．８である。

パターンおよび形態
光学密度の変動は、任意の適切な形態を取ってよく、典型的には不規則な形態である。好ましくは、１つの領域内に複数の高光学密度部分と複数の低光学密度部分とがある。好ましい実施例においては、印刷可能部分は、染料シートがプリンタを通過するにつれて検出器によって高光学密度領域および低光学密度領域が順次読出されるように染料シートの長さを横断して延在する高光学密度部分および低光学密度部分の配列として典型的に表現されるバイナリコードの形態を取る。

染料領域は典型的には、たとえば矩形形状の、有色パネルである。染料シートは通常、典型的には有色パネルでありフルカラー画像の生成のためのイエロー、マゼンタ、シアン、および任意選択的に黒のパネルも備える複数の転写可能な染料領域を含む。

熱転写染料シートは、熱転写印刷において使用するのに便利なリボン状で、その一方の表面にリボンの長さを横断して延在する不連続なストライプ状である染料被膜の複数の繰返し配列（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および任意選択的にブラック（Ｋ））を有する基材を備える。

よって、好ましい局面において、この発明は、熱転写染料シートであって、熱転写可能な染料被膜の同様の複数のセットをその一方の表面に有する基材材料の細長いストリップを備え、各セットは、イエロー、マゼンタ、およびシアンの各染料色それぞれの被膜を含み、各被膜または層は、基材の長さを横断して延在する不連続なストライプ状であり、このセットは、基材の長さに沿って繰返し配列で配置され、少なくとも１つの染料被膜は、熱転写可能な染料の第１の領域を含み、この領域は、この領域内にあり第１の光学密度を有する第１の印刷可能部分と、この領域内にあり第２の光学密度を有する第２の印刷可能部分とを含み、第１の光学密度と第２の光学密度の差異は、染料シートプリンタ上の検出手段によって検出可能であり、この領域は、この領域内にあり、第１の印刷可能部分の光学密度と実質的に同じ光学密度を有する第３の印刷可能部分をさらに含む、熱転写染料シートを提供する。

このような細長いストリップまたはリボンは、光学密度が変動する１つの染料被膜（またはパネル）を有し得る。実際には、一般に染料被膜１セットあたり１つの染料被膜（またはパネル）の光学密度が変動するであろう。

別の局面では、この発明は、この発明に従う染料シートの製造方法を提供し、光学密度の差異は、染料の量が変動する染料領域を形成することによって実現される。

染料の量は、製造中に染料被膜の厚さを変更することによって便利に変動される。典型的には、染料被膜は、グラビア印刷シリンダによる印刷によって施される。グラビア印刷エッチングの深さが被膜厚さを決定付けるので、情報を載せるパターンは便宜上シリンダエッチングに含まれてもよい。

別の局面においては、この発明は、この発明に従う転写染料シートの染料領域内における光吸収の変動を、プリンタへの挿入時に検出するための検出器手段と、検出された変動を１つ以上の保存された変動と比較するための比較手段と、検出された変動に応答して、プリンタの動作を変更するための制御手段とを備える熱転写染料シートプリンタを提供する。

計測
光学密度（ＯＤ）は、染料シートに光線を通過させ、染料シートによるその減衰を計測することによって計測されてもよい。照光波長は染料の吸収領域内でなくてはならない。発光ダイオード（ＬＥＤ）をこのために用いることが特に好ましく、たとえば、青色のものをイエローパネルを検出するために、緑色のものをマゼンタパネルを検出するために、および赤色のものをシアンパネルを検出するために用いる。ブラックパネルは、上記の有色ＬＥＤのうち任意のものを用いて検出することができ、またはブラックパネルがカーボンブラック（または他の赤外線吸収色素）からなる場合は、赤外線発光ＬＥＤを用いることができる。

染料シートの側面の一方の上に光源があり、他方の上に検出器がある配置を用いることが便利である。光を検出器に反射するために設けられる鏡とともに、光源および検出器を同一の側面に置くことも可能である。しかしながら、これによる問題も生じ得る。なぜならば、光が染料シートを二度通過し、よって二重に減衰されるためである。このため、信号は正確に計測するには弱すぎることが多い。

コードはパターン内にＯＤ比として明らかに示すことができるので、染料シートの絶対ＯＤは、コードの完全性に影響を及ぼすことなく広い範囲にわたって変動させることができることを当業者は認識するであろう。

吸収極大において計測されるＯＤは、染料被膜に関して極大からわずかに離れた波長において計測されたものよりも高い。このような他の波長を、適切な光源が入手可能という理由で、または染料シートによって生じる減衰を低減させる目的でのいずれかにより用いることが好ましいことがある。重要な考慮事項は、プリンタ内の透過測定を染料シートの光学特性に整合させ、これによりそれらが許容可能な仕様の範囲内にあるようにすることである。

発光ダイオードは、便利な狭い帯域光源を提供するが、発光ダイオードは、スペクトルの赤外線領域にさらなる出力帯域を生成することが多いことも認識されるであろう。この理由により、赤外線の影響を受けない検出器を用いることが非常に好ましく、そうしないと区別が失われるおそれがあるからである。

単一の検出器を、それに向けられた複数の光源とともに用いることも便利なことがある。光源は、染料シート内の異なる色の順次照合を実現するために順番にスイッチを入れることができる。これに代えて、広帯域光源を波長選択型の複数の検出器とともに用いることも可能である。

使用
典型的な染料シートは、厚さ約４．５ミクロンのポリエチレンテレフタレートポリエステルのベースフィルムを有する。一方の側面上には典型的に、使用中の潤滑と取扱いを向上させる成分を有する架橋ポリマーがある。他方の側面上には典型的に、異なる色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のパネルのセットがあり、各パネルは、バインダ中の染料の固溶体を含み、これは、画像化工程中の制御される加熱により無色の受容体へ転写可能である。このような染料シートは、典型的に２００セットのパネルの繰返しを含むリールに適切に設けられる。各イエローパネルは、この発明に従う高い光学密度の部分および低い光学密度の部分の同様の配列を含む。染料シートは、他の点ではおおむね当業者にとって周知の通りの従来の構成および材料であってよい。

使用において、染料シートは典型的に、スプールに巻上げらた材料から供給され、使用後、第２のスプールに巻取られる。染料シートから情報を読出すためには、染料シートは検出器を通過しなければならない。

たとえば、染料シートがプリンタの中に装荷された後、設置手順の一部（たとえば蓋を閉めること）により検出工程を始動させることができる。検出工程は、完全な１配列を通して順方向に巻くことにより実行することができ、よって、染料シートの１つの繰返し単位を無駄にする。１回のみの確認がこのように新しい染料シートの初めにおいて行なわれる。

これに代えて、染料シートが装荷された後に、任意選択的に特定のその他のときにも、染料シートを順方向に巻き、その識別情報を確認し、その後無駄がないよう元へ巻戻すこ
とができる。これは、染料シートを双方向に巻く必要性から、比較的時間のかかる工程となるであろう。

好ましくは、印刷は通常通り実行され、同時に染料シートの光学密度を監視する。染料シートからの信号が既知のパターンのいずれとも合致しない場合は、印刷サイクルは典型的には中止される。これは、この発明の最も単純な利用であり、万一染料シートがプリンタによって拒絶された場合に、無駄になる材料を１単位の染料シートおよび受容体に制限する。

次にこの発明を、例として、添付の図面を参照してさらに説明する。

この発明に従う熱転写プリンタの一部を示す図である。 図１のプリンタにおいて用いるための染料シートの長さの一部分を示す図である。 図２の染料シートが検出器を通過して巻かれるときの検出器の典型的な反応を示す図である。

図１を参照して、プリンタは、染料シート１を、通路内で供給リール１ａから巻上げリール１ｂへ誘導するための間隔をおいて置かれる２つのローラ２、３を有する。染料シート１は、ローラ５と図示しないサーマルプリントヘッドの間を通過する。使用に際しては、受容体シート４（たとえば、紙またはカード）は、ローラ５と染料シート１の間に位置決めされ、染料シート１に使用に際し押付けられるプリントヘッド（図示せず）の起動により、シート４上に印刷される画像を受容する。

このプリンタは、青色光を発するＬＥＤ６の形態の光源と検出器７とを含む検出手段をさらに含む。ＬＥＤ６は、染料シート１の給送面の上方に位置決めされ、検出器７は、染料シート１の給送面の下方に位置決めされる。ＬＥＤ６が発する光の波長は、４６０から４８０ｎｍの範囲内である。

このプリンタは、染料シートが供給リール１ａから巻上げリール１ｂへプリンタを通過する間に動く距離を求めるための手段を有する。これは、典型的には、リールまたは誘導ローラのうち１つの回転を検出するセンサであり、加えてセンサからのパルスを染料シートの移動に変換する制御手段である。

染料シート１の典型的な長さを図２に示す。染料シート１は、染料シート１の長さに沿って連続して配列される、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、および透明な上塗り層（Ｏ）の印刷パネルを備えるポリエステル基材を含む。この５つの印刷パネルのセットは、染料シートの長さに沿って繰返す。各イエローパネル内には、染料シートのフォーマットおよび公称特性をコード化するバイナリパターンを形成するより高いＯＤの横断バー（８）がある。

染料シート１がプリンタ内に置かれ、適切な速さで適切な位置に給送されると、光源６からの青色光が染料シートを通過し、検出器７によって検出され、そのため、後者の電気出力は、減衰の程度を表わし、したがってプリンタパネルＹ、よって染料被膜の光吸収を表わす。

図３は、７ビットのバイナリコードを示し、具体的には、検出器７からの信号がプリンタ内の比較手段（図示せず）にどのように見えるのかを示す。図３の縦軸に示されるよう
に、検出器７からの信号の大きさがイエロー印刷パネルＹの光吸収比を算出するために用いられる。この光吸収比は、ＯＤの変動によって表わされるバイナリパターンを取出すようプログラムされる比較器手段へ送られる。比較器手段は、位置９および位置１０におけるレベル１１からレベル１２への遷移を検出することによってこれを行なう。その後、比較器手段は、こういった計測されたレベルを用いて閾値１３および閾値１４を設定し、すると閾値１３および閾値１４は、同一のパネル内で後に計測される比がバイナリ１またはバイナリ０のいずれを示すのかを定義する。

パターンがプリンタ内に予めプログラムされたコードのうち１つと合致する場合は、プリンタはこのコードのために予めプログラムされるパラメータに従って、プリンタの動作を調整し、最適の結果を出す。染料シートが認識されない場合は、染料シートは拒絶される。

例
厚さ４．５μｍであり、一方の側面を下塗り接着剤層で予備被覆される予備被膜された二軸延伸ポリエステルフィルム（Diafoil社製Ｋ２０６Ｅ６Ｆ）の下塗り層と反対側の側面を、ＥＰ７０３８６５Ａに記載される耐熱性の裏面被膜で被覆した。下塗りされた表面を、以下を含む溶液で被覆した：テトラヒドロフラン１２２ｇ、積水化学工業（株）製ポリ（ビニルブチラール）グレードＢＸ−１ ６．３ｇ、Aqualon社製Ethocell ＥＣＴ１０（登録商標）１．６ｇ、脱イオン水３．６ｇ、Terenix Yellow Ｆ７ＧＤＬ（登録商標）３．８ｇ、Waxoline yellow ＧＦＷ（登録商標）２．５ｇ。この被膜は、累進的により深くなる横断バーを印刷するようエッチングされたグラビアシリンダから施された。Sakura ＰＤＡ６５（登録商標）濃度計で、４４０ｎｍにおいて計測した結果得られた透過光学密度は以下のとおりであった：

これらのサンプルは、Evolis社製のPebbleプリンタ（Pebbleは登録商標である）の染料シートにイエローパネルに代わって貼り合わせられた。このプリンタは、塩化ポリビニール（ＰＶＣ）取引カード（塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体から主になる被膜（それぞれ重量比約９５：５）を有するＰＶＣコアを含む）の表面に直接印刷するよう設計されるもので、カードは、改変された染料シートを用いて均一な中間灰色画像でそのように印刷された。

パネルは、未使用の染料シートにおいておよび印刷された画像において、肉眼でのパターンの可視性について調べられた。プリンタ中のセンサが変動を検出する能力（４６８ｎｍを中心とする青色ＬＥＤを用いて）も調べられた。結果は以下のとおりであった：

最も低い変動（サンプル１）は、プリンタによる検出が容易で、かつ肉眼によって検出するための確立された閾値（デルタＥが１未満）よりあらゆる形で低かったことがわかった。色の変動は、リボンにおいても、印刷された画像においても明らかでなかった。

Claims (13)

1. 熱転写染料シートであって、
   熱転写可能な染料領域を含む基材を備え、前記領域は、前記領域内にあり第１の光学密度を有する第１の印刷可能部分と、前記領域内にあり第２の光学密度を有する第２の印刷可能部分とを含み、前記第１の光学密度と前記第２の光学密度の差異は、染料シートプリンタ上の検出手段によって検出可能であり、前記領域は、前記領域内にあり前記第１の印刷可能部分と実質的に同じ光学密度を有する第３の印刷可能部分をさらに含む、熱転写染料シート。
2. 前記光学密度の差異は、人間の肉眼で知覚できない、請求項１に記載の染料シート。
3. 前記第１の部分と前記第２の部分との間の光学密度の変化の割合は、ゆるやかである、請求項１または請求項２に記載の染料シート。
4. 前記領域は、複数の高光学密度部分と、複数の低光学密度部分とを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の染料シート。
5. 前記印刷可能部分は、バイナリコードの形態を取る、請求項１から４のいずれか１項に記載の染料シート。
6. 前記領域は、イエローである、請求項１から５のいずれか１項に記載の染料シート。
7. 染料被膜の複数の繰返しセットを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の染料シート。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の染料シートの製造方法であって、前記光学密度の差異は、前記領域を量が変動する染料で形成することによって得られる、方法。
9. 前記量が変動する染料は、グラビアエッチングの深さが変動するグラビアシリンダから置かれる、請求項８に記載の方法。
10. 熱転写染料シートプリンタであって、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の転写染料シートの染料領域内における光吸収の変動を、前記プリンタへの挿入時に検出するための検出手段と、
    前記検出された変動を、１つ以上の保存された変動と比較するための比較手段と、
    前記検出された変動に応答して、前記プリンタの動作を変更するための制御手段とを備える、熱転写染料シートプリンタ。
11. 前記検出手段は、青色光を含む、請求項１０に記載のプリンタ。
12. 前記検出手段は、発光ダイオードを含む、請求項１０または請求項１１に記載のプリンタ。
13. 前記比較手段は、前記検出された光学密度の差異によって示されるバイナリパターンを取出すようプログラムされる、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のプリンタ。

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