JP4113864B2

JP4113864B2 - 熱転写記録方法及び熱転写記録装置

Info

Publication number: JP4113864B2
Application number: JP2004263818A
Authority: JP
Inventors: 大介福井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: JP2005125747A

Description

本発明は、サーマルヘッドの熱により転写シートの保護層を印画物に転写する熱転写記録方法及びその方法を実現する熱転写記録装置に関する。

サーマルヘッドの熱により転写シートの保護層を印画物に転写すると、サーマルヘッドは画素に対応する複数の発熱部が配列されて凹凸を有しているため、保護層に凹凸が生じ、光沢感が損なわれる。そこで、サーマルヘッドの複数の発熱部に相当する長さに亘って発熱部が連続して延びるラインヒーターを用いて保護層を転写する技術が知られている（特許文献１）。その他、本件に関連する技術として、サーマルヘッドの発熱抵抗体の一部や共通電極を平坦に形成する技術が知られている（特許文献２）。

特許第３３１４９８０号公報特公昭６３−２０７１４号公報

しかし、特許文献１の技術では、画像形成用のサーマルヘッド及び保護層転写用のラインヒーターの双方をプリンターに用意する必要があり、プリンターの大型化やコスト増大を招くおそれがある。

そこで、本発明は、サーマルヘッドで保護層を転写する熱転写記録方法において、保護層の表面平滑性を向上することのできる熱転写記録方法、及びその方法を実現する熱転写記録装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の熱転写記録方法及び熱転写記録装置について説明する。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。

本発明の熱転写記録方法は、転写シート（５０）の基材シート（５１）に設けられた保護層（５３）を、基材シート側に配置されたサーマルヘッド（５）の発熱部（２６）の熱により、印画物（１００）の画像上に転写する熱転写記録方法において、前記保護層の前記基材シート側の界面（５３ａ）のＪＩＳＢ０６０１で定義される算術平均粗さＲａを３０ｎｍ以下に設定し、前記サーマルヘッドの前記発熱部のうち少なくとも前記印画物の送り方向（ｙ）上流側の部分に前記送り方向へ延びる複数のスリット（ＳＬ）を並列に設けて該部分を複数の分離部（２６ａ…２６ａ）に分離し、当該複数の分離部よりも前記送り方向上流側には前記複数の分離部それぞれに接続される複数の個別電極部（２７…２７）を、前記発熱部よりも前記送り方向下流側には前記発熱部に接続される共通電極部（２８）をそれぞれ配置し、前記発熱部及び前記共通電極部のうち、前記複数の分離部より前記送り方向下流側には前記複数の分離部の幅と前記複数のスリットの幅とを合計した長さに亘って連続して平坦に構成され、かつ前記転写シート及び前記印画物を加圧する加圧面（Ｓ）を形成することにより、上述した課題を解決する。

本発明によれば、保護層を転写する際に分離部間のスリットによって形成された保護層の凸部が分離部より下流側に設けられた平坦な加圧面によって押しつぶされて均される。従って、印画物の表面平滑性が向上して光沢度が向上する。この分離部の下流側に平坦な加圧面を設けることにより印画物の光沢度が向上する効果は、保護層の基材シート側の表面粗さが小さい程顕著に現れ、特に算術平均粗さＲａを３０ｎｍ以下に設定した場合に顕著に現れる。印画物の送り方向は、サーマルヘッドに対する相対的な送り方向であればよい。従って、本発明の熱転写記録方法は、静止したサーマルヘッドに対して印画物を送るものだけでなく、静止している印画物に対してサーマルヘッドを駆動するものも含む。

本発明の熱転写記録方法において、前記基材シートには、前記保護層と前記印画物に転写されて前記画像を形成する色材層とが互いに異なる領域に設けられ、前記サーマルヘッドの熱により前記転写シートの前記色材層を前記印画物に転写して前記画像を形成してもよい。この場合、１組の転写シート及びサーマルヘッドにより画像形成と保護層の転写との双方が行なわれるから、色材層用の転写シート及びサーマルヘッド、保護層用の転写シート及びラインヒーターを設ける場合に比較して、熱転写記録装置の小型化、コスト低減が可能である。

また、本発明の熱転写記録方法において、前記加圧面を前記分離部の下流側の適宜な位置に形成することができる。例えば、前記複数のスリットを前記発熱部の途中（Ｐ）まで延びるように設けることにより、前記加圧面を前記分離部の下流側の前記発熱部に形成してもよいし、前記複数のスリットを前記発熱部と前記共通電極部との境界まで延びるように設けることにより、前記加圧面を前記分離部の下流側の共通電極部に形成してもよい。

また、発明の熱転写記録方法において、前記発熱部及び前記共通電極部のそれぞれは、これらを覆う耐磨耗層（２５）を有し、前記耐磨耗層の表面は前記複数のスリットによって分離されていてもよい。この場合は、耐磨耗層によって発熱部及び共通電極部の磨耗を抑えることができ、サーマルヘッドの耐久性を高めることができる。

本発明の熱転写記録装置（１）は、基材シート（５１）と保護層（５３）とを有する転写シート（５０）と、前記転写シートの前記基材シート側に配置され、発熱部（２６）の熱により前記転写シートを加熱して前記保護層を印画物の画像上に転写するサーマルヘッド（５）と、を具備する熱転写記録装置において、前記転写シートの前記保護層は、前記基材シート側の界面（５３ａ）のＪＩＳＢ０６０１で定義される算出平均粗さＲａが３０ｎｍ以下に設定され、前記サーマルヘッドは、前記発熱部のうち少なくとも前記印画物の送り方向上流側の部分に前記送り方向へ延びて並列に設けられ、該部分を複数の分離部（２６ａ…２６ａ）に分離する複数のスリット（ＳＬ）と、前記複数の分離部のそれぞれに接続され、前記複数の分離部よりも前記送り方向上流側に配置された複数の個別電極部（２７…２７）と、前記発熱部に接続され、前記発熱部よりも前記送り方向下流側に配置された共通電極部（２８）と、前記発熱部及び前記共通電極部のうち前記複数の分離部より前記送り方向下流側に形成され、前記複数の分離部の幅と前記複数のスリットの幅とを合計した長さに亘って連続して平坦に構成され、かつ前記転写シート及び前記印画物を加圧する加圧面（Ｓ）と、を有することにより、上述した課題を解決する。この熱転写記録装置により、上述した熱転写記録方法を実現することができる。印画物の送り方向についての解釈は、上述した通りである。

また、本発明の熱転写記録装置において、前記転写シートの前記基材シートには、前記保護層と前記印画物に転写されて前記画像を形成する色材層とが互いに異なる領域に設けられ、前記サーマルヘッドは、前記発熱部の熱により前記転写シートの前記色材層を前記印画物に転写して前記画像を形成してもよい。また、前記加圧面が前記分離部の下流側の適宜な位置に設けられてもよい。例えば、前記複数のスリットが前記発熱部の途中（Ｐ）まで延びるように設けられることにより、前記加圧面が前記分離部の下流側の前記発熱部に形成されてもよいし、前記複数のスリットが前記発熱部と前記共通電極部との境界まで延びるように設けられることにより、前記加圧面が前記分離部の下流側の前記共通電極部に形成されてもよい。前記発熱部及び前記共通電極部のそれぞれは、これらを覆う耐磨耗層（２５）を有し、前記耐磨耗層の表面は前記複数のスリットによって分離されていてもよい。これらの形態の熱転写記録装置によって、上述した熱転写記録方法における各形態を実現できる。

以上に説明したように、本発明によれば、保護層を転写する際に分離部間のスリットによって形成された保護層の凸部が分離部より下流側に設けられた平坦な加圧面によって押しつぶされて均される。従って、印画物の表面平滑性が向上して光沢度が向上する。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の熱転写記録方法を適用したプリンター１の概要を示す。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。プリンター１は、受像紙（印画物）１００に転写シート５０のインクを熱転写して画像を形成する昇華型熱転写方式のプリンターとして構成されている。受像紙１００は、例えばロール状に巻かれた状態でプリンター１に取り付けられ、印画に必要な量だけロールから引き出される。また、受像紙１００は上面に受像層１００ａ（図４（ｃ）参照）を有している。

プリンター１は、受像紙１００を支持しつつ搬送するプラテンロール３と、未使用の熱転写シート５０が巻かれた巻出しロール４と、巻出しロール４から繰り出された熱転写シート５０を加熱するサーマルヘッド５と、サーマルヘッド５により加熱された転写シート５０を巻き取る巻取りロール６とを備えている。プラテンロール３、巻出しロール４、サーマルヘッド５、巻取りロール６は、送り方向ｙと直交するように配置されており、受像紙１００の全幅に亘って延びている。プラテンロール３とサーマルヘッド５とは、所定の圧力で受像紙１００を挟むようにして押圧可能に配置されており、例えば２０〜３０Ｎの圧力で受像紙１００を押圧可能である。

図２はサーマルヘッド５の一部を拡大して示す斜視図、図３（ａ）は図２の上方からみたサーマルヘッド５の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。なお、図２及び図３（ｂ）の上方は、図１の下方に相当する。

サーマルヘッド５は、放熱基板２０上に、熱抵抗層２１、発熱抵抗体２２、個別電極２３…２３、共通電極２４、耐磨耗層２５が積層されて構成されている。なお、図２及び図３（ａ）では耐磨耗層２５を省略している。

発熱抵抗体２２の送り方向ｙの上流側の部分は、送り方向ｙに沿って延びる複数のスリットＳＬ…ＳＬにより、複数の分離抵抗体２２ａ…２２ａに分離されている。スリットＳＬ…ＳＬは、個別電極２３…２３が積層されている位置から延び、個別電極２３…２３と共通電極２４との中間位置より下流側、かつ、共通電極２４より上流側の位置Ｐ（図３（ａ））まで延びている。分離抵抗体２２ａ…２２ａは、それぞれ１画素に対応し、例えば１ｍｍ当り１２個となるように形成される。

個別電極２３…２３は、分離抵抗体２２ａ…２２ａ上にそれぞれ積層されている。共通電極２４は発熱抵抗体２２の送り方向ｙの下流側に積層され、複数の分離抵抗体２２ａ…２２ａに相当する長さに亘って連続して平坦に延びている。個別電極２３…２３及び共通電極２４は、発熱抵抗体２２の盛り上がりの頂部を挟んで対向するように配置され、個別電極２３…２３は、個別電極２３…２３それぞれに対して通電制御を行なうための駆動回路（不図示）に、共通電極２４は駆動電流を供給するための外部回路（不図示）に接続されている。

耐磨耗層２５は、例えばスパッタリングにより積層され、その表面形状には発熱抵抗体２２、個別電極２３…２３及び共通電極２４の表面形状が反映される。すなわち、位置Ｐより上流側には複数のスリットを有する加圧面が、位置Ｐより下流側には複数の個別電極２３…２３に相当する長さに亘って連続して平坦な加圧面Ｓが形成される。なお、耐磨耗層２５の表面に形成されるスリットは、スリットＳＬに起因するものであるから、結局は１画素毎に発熱制御を行なうために発熱抵抗体２２を分離したことに起因するものであり、本質的にスリットＳＬと変わりがないため、以下では耐磨耗層２５の表面に形成されるスリットとスリットＳＬとを特に区別せずにスリットＳＬと記載する。

発熱抵抗体２２及び耐磨耗層２５のうち個別電極２３…２３と共通電極２４とに挟まれた部分は発熱部２６として、個別電極２３とその上に積層された耐磨耗層２５の部分は個別電極部２７として、共通電極とその上に積層された耐磨耗層２５の部分は共通電極部２８として機能する。また、発熱部２６のうち位置Ｐより上流側のスリットＳＬ…ＳＬにより分離された部分それぞれは分離部２６ａ…２６ａとして機能する。

放熱基板２０には例えばセラミックスが、熱抵抗層２１には例えばガラスが、発熱抵抗体２２には例えばＴａ２Ｎ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、ＳｎＯ２が、個別電極２３…２３及び共通電極２４には例えばＡｌが、耐磨耗層２５には例えばＴａ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣが使用される。

図４（ａ）に示すように、転写シート５０の基材シート５１上には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色材層と、オーバープリント（ＯＰ）層とが送り方向ｙの逆方向に沿って順に設けられている。

ＯＰ層は、図４（ｂ）に示すように保護層５３及び接着層５４を有しており、転写シート５０の基材シート５１上には、離型層５２、保護層５３、接着層５４の順に各層が積層されている。保護層５３は、基材シート５１側の界面５３ａの表面粗さが３０ｎｍ以下となっている。なお、図４（ｂ）の上方は図１の下方に相当する。また、離型層５２は無くともよい。

以上の構成を有するプリンター１の動作について、以下に説明する。受像紙１００がプラテンローラ３によってサーマルヘッド５の下方に搬送されると、発熱部２６の下方に位置する転写シート５０の色材層を変更するのに必要な距離の転写シート５０の搬送と、不図示の駆動回路による発熱部２６ａ…２６ａの発熱制御とをＹ、Ｍ、Ｃの各色材層に対応する回数だけ繰り返し、各色材層を受像紙１００の受像層１００ａに転写する。これにより、予定されている画像のうち、画素の１ライン分が形成される。

次に、プリンター１は１ライン分の画像上に転写シート５０のＯＰ層の領域を位置させ、プラテンローラ３とサーマルヘッド５とによって転写シート５０及び受像紙１００を押圧した状態で発熱部２６ａ…２６ａの全てを発熱させる。これにより、図４（ｃ）に示すように、保護層５３と接着層５４とが受像紙１００に転写される。この際、スリットＳＬ…ＳＬに位置する保護層５３には凸部が形成される。

その後、プリンター１は発熱部２６ａ…２６ａの発熱を終了し、転写シート５０及び受像紙１００をプラテンローラ３とサーマルヘッド５とによって押圧したまま画素の１ライン分だけ搬送する。この際、加圧面Ｓにより保護層５３の凸部が押しつぶされて均される。なお、１ライン分だけ搬送する際、転写シート５０及び受像紙１００をプラテンローラ３とサーマルヘッド５とによって押圧していなくともよい。この場合であっても、次の１ラインに対して色材層等を転写する際に共通電極部２８により凸部が押しつぶされて均される。

以上のように、プリンター１によれば、保護層５３の表面平滑性が向上し、光沢度が向上する。プリンター１は、写真のような印画物を形成するために好適に利用可能であり、写真シール機にも適用可能である。

本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内において種々の形態で実施してよい。

印画方法は保護層を画像上に熱転写するものであればよい。例えば、溶融型の熱転写記録方法でもよい。サーマルヘッドは公知のあらゆる構成のものを利用可能であり、実施の形態で示したいわゆる部分グレーズタイプのサーマルヘッドの他、例えば、熱抵抗層２１を平坦に積層する平面グレーズタイプのサーマルヘッド、放熱基板２０を凸状に形成するタイプのサーマルヘッドでもよい。

平坦な加圧面Ｓは、サーマルヘッド５の全長に亘って連続して平坦に延びているものに限定されない。分離部２６ａの複数個に相当する長さに亘って、つまり複数の分離部２６ａの幅と複数のスリットＳＬの幅とを合計した長さに亘って連続して延びていれば、受像紙１００を平滑化することが可能である。また、加圧面Ｓは、分離部２６ａの下流側であれば、発熱部２６及び共通電極部２８の適宜な位置に設けてよい。例えば、図５のサーマルヘッド３０のように、スリットＳＬを共通電極部２８の手前まで、言い換えると、スリットＳＬを発熱部２６と共通電極部２８との境界まで延ばし、共通電極部２８のみを複数の分離部２６ａ…２６ａに相当する長さに亘って連続して平坦に形成してもよい。

三菱電機（株）製ＣＰ８０００Ｄに本発明を適用して保護層を印画紙に転写した。実施の条件及び保護層転写後の印画紙の光沢度を表１に示す。

表１のサーマルヘッドの欄において、試作品１は、図３（ａ）に示した発熱部２６の下流側及び共通電極部２８を平坦に形成したサーマルヘッド、試作品２は、図５に示した共通電極部２８のみを平坦に形成したサーマルヘッド、現行品は共通電極部２８もスリットＳＬにより複数に分離されているサーマルヘッドを示している。なお、試作品１及び２は、送り方向下流側が平坦に形成されている以外、１ｍｍ当りのドット数等の他の条件については現行品のサーマルヘッドと同一である。

算術平均粗さＲａは保護層の基材シート側の界面の値であり、２３ｎｍ、３０ｎｍ及び４２ｎｍに設定した。なお、算術平均粗さＲａの測定には、（株）東京精密製の触針式の表面粗さ計（サーフコム１４００Ｄ−３ＤＦ−１２）を用い、カットオフ値を０．０８ｍｍに、評価長さを０．４ｍｍに、測定スピードを０．０３ｍｍ／ｓに設定した。

光沢度は、日本電色工業（株）製のＧｌｏｓｓＭｅｔｅｒＶＧ２０００により測定し、測定角は２０°とした。測定方向は２種類設定し、印画物の印画送り方向を副走査方向、その９０°回転方向を主走査方向とした。表１に示した光沢度は、ＪＩＳＺ８７４１で定義される２０°における鏡面光沢度である。

表１に示されているように、サーマルヘッドを現行品から試作品１又は試作品２にすることにより、主走査方向と副走査方向の光沢度の差が無くなり、印画物の表面平滑性が向上する。特に表面粗さを３０ｎｍ以下にした場合、十分な光沢度（６５以上）が得られる。

本発明を適用したプリンターの概略構成を示す図。図１のプリンターのサーマルヘッドの一部を拡大して示す斜視図。図１のプリンターのサーマルヘッドの一部を拡大して示す断面図及び平面図。図１のプリンターの転写シートの一部を拡大して示す模式図。図１のプリンターのサーマルヘッドの変形例を示す平面図。

符号の説明

１…プリンター（熱転写記録装置）
５…サーマルヘッド
２６…発熱部
２６ａ…分離部
２７…個別電極部
２８…共通電極部
５０…転写シート
５１…基材シート
５３…保護層
５３ａ…界面
１００…受像紙
ＳＬ…スリット
Ｓ…加圧面

Claims

転写シートの基材シートに設けられた保護層を、基材シート側に配置されたサーマルヘッドの発熱部の熱により、印画物の画像上に転写する熱転写記録方法において、
前記保護層の前記基材シート側の界面のＪＩＳＢ０６０１で定義される算術平均粗さＲａを３０ｎｍ以下に設定し、
前記サーマルヘッドの前記発熱部のうち少なくとも前記印画物の送り方向上流側の部分に前記送り方向へ延びる複数のスリットを並列に設けて該部分を複数の分離部に分離し、当該複数の分離部よりも前記送り方向上流側には前記複数の分離部それぞれに接続される複数の個別電極部を、前記発熱部よりも前記送り方向下流側には前記発熱部に接続される共通電極部をそれぞれ配置し、前記発熱部及び前記共通電極部のうち、前記複数の分離部より前記送り方向下流側には前記複数の分離部の幅と前記複数のスリットの幅とを合計した長さに亘って連続して平坦に構成され、かつ前記転写シート及び前記印画物を加圧する加圧面を形成したことを特徴とする熱転写記録方法。
前記基材シートには、前記保護層と前記印画物に転写されて前記画像を形成する色材層とが互いに異なる領域に設けられ、前記サーマルヘッドの発熱部の熱により前記転写シートの前記色材層を前記印画物に転写して前記画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱転写記録方法。
前記複数のスリットを前記発熱部の途中まで延びるように設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱転写記録方法。
前記複数のスリットを前記発熱部と前記共通電極部との境界まで延びるように設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱転写記録方法。
前記発熱部及び前記共通電極部のそれぞれは、これらを覆う耐磨耗層を有し、前記耐磨耗層の表面は前記複数のスリットによって分離されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱転写記録方法。
基材シートと保護層とを有する転写シートと、前記転写シートの前記基材シート側に配置され、発熱部の熱により前記転写シートを加熱して前記保護層を印画物の画像上に転写するサーマルヘッドと、を具備する熱転写記録装置において、
前記転写シートの前記保護層は、前記基材シート側の界面のＪＩＳＢ０６０１で定義される算出平均粗さＲａが３０ｎｍ以下に設定され、
前記サーマルヘッドは、前記発熱部のうち少なくとも前記印画物の送り方向上流側の部分に前記送り方向へ延びて並列に設けられ、該部分を複数の分離部に分離する複数のスリットと、前記複数の分離部のそれぞれに接続され、前記複数の分離部よりも前記送り方向上流側に配置された複数の個別電極部と、前記発熱部に接続され、前記発熱部よりも前記送り方向下流側に配置された共通電極部と、前記発熱部及び前記共通電極部のうち前記複数の分離部より前記送り方向下流側に形成され、前記複数の分離部の幅と前記複数のスリットの幅とを合計した長さに亘って連続して平坦に構成され、かつ前記転写シート及び前記印画物を加圧する加圧面と、を有することを特徴とする熱転写記録装置。
前記転写シートの前記基材シートには、前記保護層と前記印画物に転写されて前記画像を形成する色材層とが互いに異なる領域に設けられ、前記サーマルヘッドは、前記発熱部の熱により前記転写シートの前記色材層を前記印画物に転写して前記画像を形成することを特徴とする請求項６に記載の熱転写記録装置。
前記複数のスリットが前記発熱部の途中まで延びるように設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の熱転写記録装置。
前記複数のスリットが前記発熱部と前記共通電極部との境界まで延びるように設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の熱転写記録装置。
前記発熱部及び前記共通電極部のそれぞれは、これらを覆う耐磨耗層を有し、前記耐磨耗層の表面は前記複数のスリットによって分離されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の熱転写記録装置。