JP2016097600A - 画像転写方法及び画像転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱転写によって発生する転写媒体のゆがみに起因するシワ発生を低減し、かつ送りムラによる画像劣化を低減する画像転写方法を提供する。【解決手段】転写媒体としてのインキリボン１１ａを搬送させながら被転写媒体１３と重ね合わせて転写ヘッド１２により熱圧をかけ、インキリボン１１ａ上の転写体を被転写媒体１３に転写する際に、インキリボン１１ａの幅方向における転写ヘッド１２通過後の面内張力が一定となるようにインキリボン１１ａの張力調整を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は転写媒体のシワ発生等の不具合を軽減する画像転写方法及び画像転写装置に関するものである。

転写方式の画像形成技術は転写媒体に熱圧をかけて転写媒体上の着色層等を被転写媒体に転写することにより被転写媒体に画像を形成する技術である。
転写媒体としては、昇華性染料を媒体に有し、熱圧をかけて染料を被転写媒体に転写することで画像を形成する昇華性の媒体、或いは、顔料インキを媒体に有し、熱圧をかけて顔料インキを有するインキ層を被転写媒体に転写することで画像を形成する転写性の媒体等、様々な種類がある。

インキリボンの構成例として昇華型インキリボンの構成を図５に示す。インキリボン１１ａは、ＰＥＴ基材２１と、ＰＥＴ基材２１の一方の面に形成されるバックコート層２２と、バックコート層２２の他方の面に形成されるインキ層２３、２４及び２５とからなる。バックコート層２２は転写ヘッド１２と直接接する箇所であるため、耐熱性と滑り性とが求められる。インキ層２３〜２５には昇華性染料が含まれ、インキ層２３〜２５にエネルギーが与えられると、この昇華性染料が転写されることになる。図５中では、インキ層２３にイエローの染料、インキ層２４にマゼンダの染料、インキ層２５にシアンの染料が含まれている。

次に昇華型インキリボン１１ａと画像転写装置１０とを用いて画像形成する手順を、図６を伴って説明する。
印字したい画像（元画像）をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から構成される制御装置１７に入力すると制御装置１７でインキリボン１１ａと被転写体の印字感度、印字環境を加味して元画像を忠実に再現するための画像データが作成され、画像転写装置１０に送られる。

画像転写装置１０内ではインキリボン１１ａを供給する供給ロール１１からインキリボン１１ａが、転写ヘッド１２、プラテンローラー１４及びハクリ板１５からなる転写ユニットに供給され、同時に被転写媒体１３も転写ユニットに供給される。転写ユニットでは、インキリボン１１ａが転写ヘッド１２側となるように配置され、被転写媒体１３がプラテンローラー１４側となるように配置される。

このインキリボン１１ａのバックコート層２２側に転写ヘッド１２が配置され、インキ層２３〜２５側に被転写媒体１３が配置される。そして被転写媒体１３の、インキ層２３〜２５とは逆の面側にプラテンローラー１４が配置され、インキリボン１１ａ及び被転写媒体１３を共に、転写ヘッド１２とプラテンローラー１４とで所定の圧力で挟むようになっている。

転写ヘッド１２は多数の微小発熱体を備え、この微小発熱体は、インキリボン１１ａの搬送方向と直交する方向、つまり、インキリボン１１ａの幅方向にライン状に配置されている。微小発熱体の大きさは概ね数μから数１００μである。
この微小発熱体はそれぞれ個別に電流を流すことが可能な構造となっており、個別に電流を流すことで、個別に加熱することが可能である。通常は非常に短時間のパルス的な電流を流すことで短時間のみ加熱するような使用法が多い。

インキリボン１１ａ及び被転写媒体１３が、転写ヘッド１２とプラテンローラー１４とに挟まれる状態で、転写ヘッド１２が有する微小発熱体に瞬間的に電流を流し、微小発熱体を高温にすることで、インキリボン１１ａの昇華性染料を被転写媒体１３に転写する。
制御装置１７で作成された画像データに従って微小発熱体を個別に加熱し、インキリボン１１ａ中の染料を被転写媒体１３に転写し、所望の画像を形成する。
転写ヘッド１２を通過した後のインキリボン１１ａ及び被転写媒体１３はハクリ板１５によって分離され、インキリボン１１ａは巻取りロール１６に巻き取られる。

カラー画像を表現する場合は、図７に示すようにイエロー、マゼンダ、シアンを転写するための３つのパネル３２、３３及び３４を有するインキリボン１１ａを使用する。カラー画像形成の例を挙げると、まずイエロー用の画像データに従い、イエローパネル３２中のイエロー染料を被転写媒体１３に転写してイエロー画像を形成し、転写ヘッド１２とプラテンローラー１４との間の距離が設定値となるまで離した後、被転写媒体１３を所定の転写開始位置に戻し、かつマゼンダパネル３３を転写開始位置に設定する。その後再度転写ヘッド１２とプラテンローラー１４とでインキリボン１１ａと被転写媒体１３とを挟み込み、マゼンダパネル３３中のマゼンダ染料をマゼンダ用画像に従い転写する。シアンについても同様の形成方法で転写を行うことでカラー画像を形成する。
なお供給ロール１１及び巻取りロール１６にはトルク値が設定してある制御機能付き駆動装置が備えてあり、転写中の媒体の張力及び巻取りの強さが一定の強さになるようにしてある。転写装置によっては可変トルク制御が可能な駆動装置を使っていることもある。

上記の通り、転写には熱を使用するが、この印加される熱によってインキリボン１１ａの伸張量がかわる。つまり、画像を転写する場合、インキの転写量が多い部分と少ない部分とがあるため、インキリボン１１ａ内に伸張が大きい所と小さい所とが２次元的に発生する。伸張が大きい所は弛みが発生し、小さい所に比べて張力は弱まるためインキリボン１１ａの面内張力が均一でなくなる。
伸張による部分的な弛みはこれに起因するよれを発生させ、さらにシワへと発展することがある。またこの弛みはカラー印刷時にインキリボン１１ａが転写ヘッド１２に巻き込まれる原因にもなる。巻き込みが発生すると巻き込まれたパネルの印字がされないことになる。

インキリボン１１ａの面内張力が一定でないと、ハクリ板１５によって、被転写媒体１３とインキリボン１１ａとが離れる際のハクリ力が均一でなくなるため、印字ムラの原因となる。
このように印字安定性を損なう大きな要因となり得る印字時の熱圧による弛みを防止する方法として、いくつかの提案がされている。
例えば特許文献１では、なるべくインキリボン１１ａが面内において熱圧が均一となるように、印字をしないところにおいてもインキが転写されない程度の熱圧をかけることが提案されている。これによりインキリボン１１ａの面内の熱履歴の差を小さくして一部だけ弛みが発生しないようにしている。

しかし転写に必要なエネルギーと転写しない程度のエネルギーとの差は比較的大きく、転写しない程度のエネルギーをかけたとしても、転写に必要なエネルギーをかけた所と転写しない程度のエネルギーをかけた所とでは弛み具合に差ができてしまい、根本対策にならない。
また、特許文献２では、転写エネルギーと弛み具合とについて予備調査を行い、転写エネルギーのしきい値を決めておき、しきい値を境にインキリボン１１ａの送り条件を変えることでシワ等を防ぐという提案をしている。しかしこの方法では、インキリボン１１ａの面内に発生している張力不均一性を配慮することができないため、やはり根本的な対策にはならない。

特開２０１１−２１２９９８号公報 特開平１１−３２１０５４号公報

前述のようにインキリボン１１ａの面内で熱圧に差があることは、シワのほかに送りムラの問題も関連し得る。
熱源となる転写ヘッド１２と直接接する図５中のバックコート層２２は、熱がかかっている所とそうでない所とではすべり性が大きく異なるため、転写ヘッド１２との摩擦による張力の差が発生する。この張力の差が送りムラ（濃淡ムラ）の原因となっていることは良く知られている。特許文献１の発明ではこの問題解決もでき得る方法が提案されている。

しかし、例えば熱圧が大きい所ではバックコート層２２の部分的な溶融が発生する等、熱圧の大きい所と小さい所とでは発生する物理現象が大きく異なるため、この方法で２次元的な熱圧分布による摩擦等に対応することは非常に困難である。
このように転写時の熱圧の差が起因となる転写媒体の面内張力の２次元的分布は、いろいろな不具合が発生させ得る。
本発明は、転写媒体のシワ発生をより確実に低減することの可能な画像転写方法及び画像転写装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、転写媒体を搬送させながら被転写媒体と重ね合わせて転写ヘッドにより熱圧をかけ、転写媒体上の転写体を被転写媒体に転写する際に、転写媒体の幅方向における転写ヘッド通過後の面内張力が一定となるように転写媒体の張力調整を行う、画像転写方法を提供する。

本発明の一態様によれば、熱による転写媒体の弛み、送りムラを防ぎ、シワ発生を低減することができ、安定した、転写による画像形成を行うことができる。

本発明を適用した画像転写装置の一例を示す概略構成図である。 張力調整機構の配置位置を説明するための説明図である。 ２つの張力調整機構を備えた場合の張力制御のパターンの一例である。 実施例において用いた張力制御機構の一例を示す概略構成図である。 インキリボンの一例を示す概略構成図である。 従来の画像転写装置の一例を示す概略構成図である。 インキリボンのパネル配置例を示す概略構成図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかである。他にも図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。

以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明による画像転写方法を適用した画像転写装置１０の一例を示す概略構成図である。
図１に示す画像転写装置１０は、図６に示す従来の画像転写装置１０において、さらに張力調整機構１８を設けたものである。すなわち、転写ヘッド１２、プラテンローラー１４、及びハクリ板１５を有する転写ユニットと、巻き取りロール１６との間に、インキリボン１１ａの面内の張力調整を行う張力調整機構１８が設けられている。図１では、張力調整機構１８として、インキリボン１１ａを押し上げることにより張力を変化させる押し上げアームを用いている。なお、図１では、転写ヘッド１２側を上側、プラテンローラー１４側を下側としている。

張力調整機構１８としての押し上げアームの先端部、すなわち転写媒体としてのインキリボン１１ａと接触する部分にはローラー１８ａ等を設置し、インキリボン１１ａとの摩擦が極力小さくなるようにすることが望ましい。
なお、図１において、図６に示す従来の画像転写装置１０と同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、インキリボン１１ａに熱圧をかけると、インキリボン１１ａがどの程度弛むのか、また、熱がかかったときの摩擦がどのくらいでインキリボン１１ａの走行抵抗にどの程度の影響を与えるのか等から、与える熱量によってインキリボン１１ａの面内にどの程度の張力差が発生するかを予め調査しておく。この調査結果に基づき、与える熱量に対して発生した張力差を調整するのに必要な条件、例えばインキリボン１１ａを押し上げる等して追加する張力量等を最適化した張力調整に関する基礎データを準備する。印字時に与える熱量に関しては画像データを解析することによりどの場所にどの程度の熱がかかるのかの目処をつけることができるので、これらより画像データと対応する熱量マッピングデータを作成することができる。

前述の熱量マッピングデータから張力調整データを作成することになるが、簡単のため図２に示すように張力調整機構を２つ使い、さらに張力調整をかけるか、かけないか、の２値制御の例で制御の流れを説明する。２値制御の場合、データ作成にＷａｌｓｈ変換を使うとよい。Ｗａｌｓｈ変換とはアナログデータをデジタル的に扱い易くするよう矩形波の重ね合わせに変換する手法である。熱量マッピングデータをＷａｌｓｈ変換して１ｂｉｔ化（２値化）して矩形波に置き換える。

図２のように、２つの張力調整機構を２値で制御する場合、図３の４パターンに相当する張力制御パターン、つまり全面的に張力調整が必要な場合、いずれか片方のみの調整でよい場合、調整が必要ない場合の４つの張力制御パターンに熱量マッピングデータを変換する。そして、この変換後のデータに基礎データを組み合わせることにより元画像に対応する張力調整を行うための張力調整データが作成される。

このように制御装置１７は、転写ヘッド１２の制御を行うと共に、張力調整を行うための張力調整データを生成し、張力調整機構１８に出力する。なお、被転写体がヘッドで印字してから調整機構に至るまでには移動の時間がかかるためタイミングを図ることが必要である。
張力調整を行う張力調整機構１８は転写媒体としてのインキリボン１１ａの搬送方向に対して直交する方向、すなわちインキリボン１１ａの幅方向に複数設置することが好ましい。

図２に張力調整機構１８を２つ設置した場合の例を示す。転写ヘッド１２で被転写媒体１３に転写すなわち印刷した後、インキリボン１１ａはハクリ板１５で被転写媒体１３から分離され、分離された直後に、張力調整機構１８を使ってインキリボン１１ａの弛みが発生しないように張力を制御する。
インキリボン１１ａの幅方向に、２つの張力調整機構１８を設けた場合、２つの張力調整機構１８を個別に制御することによって、インキリボン１１ａに対し前述のように図３に示す４パターンで押し上げを行うことが可能である。つまり、インキリボン１１ａの搬送方向において張力制御を行うことができると共に、インキリボン１１ａの幅方向においても、張力調整を行うことができる。

そのため、前述の特許文献２のように、転写媒体としてのインキリボン１１ａを巻き取るための巻き取りロール１６の巻取り力を調整することで、インキリボン１１ａの張力調整を行う場合、つまり、インキリボン１１ａの搬送方向においてのみ張力調整を行う場合に比較して、インキリボン１１ａの面内張力をより高精度に、一定となるように制御することができる。

また前述の通り、張力調整を行わないとインキリボン１１ａは部分的に弛みが発生する。通常ハクリ板１５はほぼ直線的な面でインキリボン１１ａと接するため、弛みがあるとインキリボン１１ａとのあたりが不均一となり、ハクリ条件がインキリボン１１ａの幅方向でまちまちとなる可能性があり、ハクリ条件の違いによるムラが発生する可能性もある。張力調整機構１８による張力調整を行うと、インキリボン１１ａの張力が均一となり、かつインキリボン１１ａの弛みも軽減されるため、ハクリ板１５とインキリボン１１ａのあたりが安定化するため、密着状況も同時に均一化できるため改善することができる。

前述の画像データと押し上げ量との関係を表す基礎データは、インキリボン１１ａの種類、転写を行う転写環境下における温度、或いは湿度等の影響を受ける可能性が高い。そのため、これら、インキリボン１１ａの種類や、転写環境下における温度、湿度等と、基礎データとの対応関係を予め検出してテーブル化しておき、転写環境下に適した基礎データを用いて、押し上げ量を決定することが好ましい。

このような方法を用いることでインキリボン１１ａ内に２次元的に張力のばらつきが発生しても、この張力のばらつきを抑制するよう２次元的に張力調整をすることができる。
このように、インキリボン１１ａ内において２次元的に張力調整を行うことができるため、シワの発生を抑制することができる。その結果、転写による画像形成を安定して行うことができる。

なお、上記実施形態では、張力調整機構１８を２つ備える場合について説明したが、１又は３以上の張力調整機構を設けることも可能である。
また、上記実施形態では、張力調整機構１８として、押し上げアーム、或いは、簡易アームを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、インキリボン１１ａの幅方向の、１又は複数の位置において、インキリボン１１ａを押し上げることの可能な機構であれば適用することができる。また、上記実施形態では、インキリボン１１ａを押し上げることにより張力調整を行う場合について説明したが、インキリボン１１ａを押し下げることにより張力調整を行うことも可能である。

以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。したがって、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。

本発明の実施形態における画像転写方法による、シワ発生防止効果を検証した。検証には、インキリボン１１ａとして昇華リボン４１を使い、印字を行う小型の昇華プリンターを使用した。プリンターの印字ヘッドの位置調整等をすることにより、シワが発生し易い条件にしておいた。昇華リボン４１は、図５に示すように、一方の面にバックコート層２２が形成されたＰＥＴ基材２１の他方の面に、インキ層２３〜２５が形成されてなる。

以下に本検証で使用した昇華リボンのバックコート層２２、インキ層２３〜２５の材料構成と構成比率を示す。なおインキ層はイエロー、マゼンダ、シアンの３種類からなるがここではシアン層の材料構成例を示す。なお、以降の説明で「部」と記載されている場合、特に断りのない限りは、重量基準を示す。また、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（バックコート層）
アクリルポリオール樹脂 ５０部
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル・リン酸エステル １０部
タルク ２４部
２，６−トリレンジイソシアネートプレポリマー １６部
（シアンインキ層）
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６３ ６０部
ポリビニルアセタール樹脂 ４０部

本検証で使用した昇華プリンターは比較的小型なので、図１に示すような押し上げアームからなる張力調整機構１８を設置する十分なスペースが確保できない状態である。そこで、図４に示すように、小スペース内で実現するため、細い針金を細工して昇華リボン４１を押し上げるための簡易アーム４２を形成し、昇華リボン４１の幅方向の半分を、簡易アーム４２によって押し上げるようにした。
図４に示すように、本検証で使用した昇華プリンターは、ハクリ板４３の出側に簡易アーム４２を設ける。印字ヘッド４４による印字後の昇華リボン４１の幅方向半分が、簡易アーム４２によって若干リフトする構成とし、昇華リボン４１の面内張力に変化をつけることを可能にし、シワの発生に変化があるかを検証した。

まず全面印字するような画像を簡易アーム４２を設置しない状態で印字形成した。この場合、ほぼ全面にシワを確認した。
次に簡易アーム４２を設置して、昇華リボン４１を搬送方向側から見て左右いずれか半分だけ押し上げることで張力を調整できるようにして、全面印字した。このとき適当な条件で簡易アーム４２を制御して張力を与えるとシワが消えることを確信した。
次に同様の転写検証を行い、簡易アーム４２を設置してある方のみ印字するような画像を使って検証した。簡易アーム４２が設置していないときには印字面は全面印字のときと同様にシワが発生した。次に簡易アーム４２を設置し、適当な条件で押し上げるとシワが消えることを確認した。

本検証では本文で述べたように摩擦を極力減らすような望ましい形態の押し上げアームを使った検証ができなかったが、それでも一定の効果を確認できたことから、本発明の実施形態によればシワ発生を低減するのに有効な画像形成方法であることが検証できた。
なお、本説明の実施形態では張力調整の例としてインキリボンを押し上げる方法を挙げたが、この方法に限定しないものとする。また張力調整機構１８として２つの押し上げアームを用いた場合について説明をしたが、これも特に限定するものではない。
また実施例において昇華リボンを使用して、効果の検証を行ったが転写媒体に関して限定をするものではない。

１１ 供給ロール
１１ａ インキリボン
１２ 転写ヘッド
１３ 被転写媒体
１４ プラテンローラー
１５ ハクリ板
１６ 巻取りロール
１７ 制御装置
１８ 張力調整機構
２１ ＰＥＴ基材
２２ バックコート層
２３ イエローインキ層
２４ マゼンダインキ層
３２ イエローパネル
３３ マゼンダパネル
３４ シアンパネル
４２ 簡易アーム（張力調整機構）

Claims (5)

1. 転写媒体を搬送させながら被転写媒体と重ね合わせて転写ヘッドにより熱圧をかけ、前記転写媒体上の転写体を前記被転写媒体に転写する際に、
   前記転写媒体の幅方向における前記転写ヘッド通過後の面内張力が一定となるように前記転写媒体の張力調整を行うことを特徴とする画像転写方法。
2. 転写後の前記転写媒体は巻き取り機構により巻き取られるようになっており、
   前記転写ヘッドと前記巻き取り機構との間で、前記張力調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像転写方法。
3. 前記転写媒体の幅方向の複数の地点における前記面内張力を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像転写方法。
4. 前記被転写媒体に形成する画像の画像情報に基づき、前記転写ヘッド通過後の前記転写媒体の張力を推測し、推測結果に基づき前記張力調整を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像転写方法。
5. 転写媒体を巻き取る巻き取り機構と、
   前記巻き取り機構により搬送される前記転写媒体と、当該転写媒体と重ね合わされた被転写媒体とに対して熱圧をかける転写ヘッドと、
   前記転写媒体の幅方向における前記転写ヘッド通過後の面内張力が一定となるように前記転写媒体の張力調整を前記転写ヘッドの出側で行う張力調整機構と、
   を備えることを特徴とする画像転写装置。

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