JP5000852B2 - 中間転写型熱転写印刷装置 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷画像をフィルム上に一旦転写した後、フィルム上の画像を記録媒体の表面に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、特開2000−187712号公報がある。この公報に記載されたカード記録装置は、磁気ストライプ付きのカード、ICカードなどの表面に所望の画像を印刷するための装置である。すなわち、このカード記録装置は、フィルム及びカラーインクリボンをサーマルヘッドとプラテンローラとで挟み込んで、カラーインクリボンによってフィルム上に画像を一旦熱転写(一次転写)し、その後、フィルム上の画像とカードの表面とを重ね合わせながら、ヒートローラでフィルムを加熱させている。このとき、フィルムをカードに押圧することによって、カードの表面にフィルム上の画像が再転写(二次転写)される。さらに、特開平05−116441号公報、特開平11−048563号公報には、フィルムに画像を熱転写した後に、フィルムからインクリボンを剥離させるための剥離手段が開示されている。
特開2000−187712号公報 特開平05−116441号公報 特開平11−048563号公報
しかしながら、前述した剥離手段は、サーマルヘッドに固定されると共に、剥離用のエッジを有しているので、エッジ部に沿ってインクリボンが摺動する際、インクリボンに擦れ傷が付き易く、所定のテンション下において、傷の箇所からインクリボンが切れてしまう虞がある。更に、エッジ部がインクリボンに擦れ合い続けるので、摩耗粉が発生し易く、この摩耗粉がフィルムやインクリボンに付着して、印刷品質に悪影響を与えるといった問題点がある。
本発明は、特に、印刷時にインクリボンが不用意に切れることを適切に防止しつつ、剥離時の摩耗粉の発生を適切に防止するようにした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、インクリボン上の配色に基づいてフィルムに画像が熱転写され、このフィルムを、ヒートローラで加熱させ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、
フィルムが周面の一部に巻き付けられた状態でフィルムを搬送するプラテンローラと、
プラテンローラとの協働によりフィルムの表面にインクリボンを押し当てて、フィルムの表面に画像を熱転写するサーマルヘッドと、
サーマルヘッドが取り付けられた可動部材と、
可動部材を進退運動させるヘッド進退機構と、
サーマルヘッドの進退運動に追従すると共に、インクリボンの幅方向に延在し、インクリボン搬送経路上においてサーマルヘッドよりも下流側でプラテンローラに押し当てられる回動自在な剥離ローラと、
サーマルヘッドがプラテンローラから離間した後退位置にあるときに比較してサーマルヘッドがプラテンローラに押し当てられる前進位置にあるときの方が、剥離ローラがサーマルヘッドよりプラテンローラ側に突出するように配置させるローラ進退機構と、を備え
ローラ進退機構は、
可動部材にガイド手段を介して連結されて進退運動の方向に可動すると共に、前端に剥離ローラが回動自在にかつプラテンローラに向けて付勢されるように取り付けられた剥離ローラブラケットと、
可動部材に軸支されると共に、基端が剥離ローラブラケットに連結され、装置本体に設けられた係止片に当接する作動ピンが先端に設けられた作動レバーと、
剥離ローラブラケットと可動部材との間で架け渡されて剥離ローラブラケットを後方に付勢する第1のバネ手段と、を備え、
作動レバーは、可動部材がプラテンローラに向かって前進する途中で作動ピンと係止片とが当接することによって、剥離ローラブラケットを前方に移動させることを特徴とする。
この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る一次転写と、ヒートローラによる二次転写とを行うタイプの印刷装置であり、フィルム及びインクリボンを搬送させながら一次転写が実施され、フィルムを搬送させながら二次転写が実施される。このような装置では、フィルムに画像を熱転写した後に、フィルムからインクリボンを剥離させる必要がある。そこで、回動自在な剥離ローラを採用する。この剥離ローラはプラテンローラの周面に押し当てられ、インクリボンは、剥離ローラの周面に沿って流動しながら、フィルムから剥離し続ける。また、この剥離ローラは、プラテンローラの回動に追従して回動し続けるので、インクリボンに擦れ傷が発生し難く、摩耗粉を発生させ難い。
更に、サーマルヘッドが取り付けられた可動部材と、可動部材を進退運動させるヘッド進退機構と、剥離ローラをプラテンローラに向けてサーマルヘッドより前方に配置させるローラ進退機構とを備える。熱転写時にサーマルヘッドからインクリボンに熱が加えられるが、この熱をある程度冷却した後でなければインクがフィルムに定着せず、インクリボンの剥離不良が発生する。そこで、可動部材の進退運動とは別に、剥離ローラをも進退運動させ、剥離ローラをプラテンローラに向けてサーマルヘッドよりも前方に配置させる。これによって、プラテンローラの周面上で出来るだけ下流側に剥離ローラを確実に圧着させることができるので、プラテンローラ周面上において、サーマルヘッドの圧着位置と剥離ローラの圧着位置との間を出来るだけ長くして、インクの冷却距離を可能な限り長くすることができる。その結果、インクをフィルムに安定して定着させることができ、インクリボンの剥離不良を抑制することができる。
更に、ローラ進退機構は、可動部材にガイド手段を介して連結されて進退方向に可動すると共に、前端に剥離ローラが回動自在にかつプラテンローラに向けて付勢されるように取り付けられた剥離ローラブラケットと、可動部材に軸支されると共に、基端が剥離ローラブラケットに連結され、装置本体に設けられた係止片に当接する作動ピンが先端に設けられた作動レバーと、剥離ローラブラケットと可動部材との間で架け渡されて剥離ローラブラケットを後方に付勢する第1のバネ手段と、を備え、作動レバーは、可動部材がプラテンローラに向かって前進する途中で作動ピンと係止片とが当接することによって、剥離ローラブラケットを前方に移動させる。この場合、作動レバーに設けられた作動ピンを後方に押圧することによって、作動レバーの基端に連結された剥離ローラブラケットが前進し、これによって、剥離ローラをプラテンローラに向けてサーマルヘッドよりも前方に突出させることができる。そして、作動ピンの押圧を解除すると、第1のバネ手段によって作動レバー及び剥離ローラブラケットは自動的に復帰する。
また、剥離ローラブラケットと剥離ローラの回転軸とを連結すると共に、剥離ローラをプラテンローラに向けて付勢する第2のバネ手段を更に備えると好適である。このような構成を採用した場合、第2のバネ手段によって剥離ローラはプラテンローラに確実に圧着され、これによって、剥離ローラは、プラテンローラの回動に対する追従が良好になり、インクリボンの擦れ傷や、摩耗粉の発生が効果的に抑制される。
本発明によれば、印刷時にインクリボンが不用意に切れることを適切に防止しつつ、剥離時の摩耗粉の発生を適切に防止することができる。
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に示すように、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、印刷画像を厚さ約20μm程度の透明なフィルムFに一旦転写した後、このフィルムFから記録媒体(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カードなど)Sに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、高品位な画像をカードSの表面に印刷することできる。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、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を書き込んだり、磁気ストライプ内の所定の情報を読み取る。
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内に所定の情報を書き込んだり、IC内の所定の情報を読み取る。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によりカードSは画像印刷される直前まで移動する。
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。
次に、カードSへの画像転写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に転写された画像とカード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。
ここで、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る。その後、ラック・ピニオンからなるヘッド進退機構25によってサーマルヘッド21を前進させ、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、モータによってプラテンローラ20を正転させ、フィルムFとカラーインクリボンRとを同期させながら下方に送ることで、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上に熱転写される。また、フィルムF上に画像を熱転写した後のカラーインクリボンRは、フィルムFから剥離させられながら、ボビン18に巻き取られていく。
次に、ラック・ピニオンからなるヘッド進退機構25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、フィルムF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上に作り出す。
その後、巻取り側ボビン16等の回転によってフィルムF上の記録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上の記録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。
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、160〜200°Cに加熱されたヒートローラ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とを加圧搬送させながら、フィルムF上の記録画像をカードSの表面に徐々に転写させる。このとき、フィルムFは、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。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、真っ直ぐな状態で装置1外に排出される。
このような熱転写印刷装置1の一次転写部Aには、必要に応じて進退するサーマルヘッド21がプラテンローラ20に対向するように配置され、このサーマルヘッド21は、図2〜図4に示すように、水平に延在する可動部材30の先端に取り付けられ、装置本体31に固定されたベース部材32には、水平方向に延在するガイドレール33が設けられている。このガイドレール33に沿って可動部材30は水平方向に摺動すると共に、ラック・ピニオンからなるヘッド進退機構25によって水平方向に進退する。
このヘッド進退機構25は、可動部材30の天板部30aの裏面に固定されたラック部34とこのラック部34に噛合するピニオン部36とからなる。そして、このピニオン部36は、回転軸36aを介してベース部材32に取り付けられていると共に、減速歯車列37を介して駆動モータMに連結されている(図5参照)。従って、駆動モータMの駆動ギアGを正転又は反転させることによりヘッド進退機構25を介して可動部材30及びサーマルヘッド21を水平方向に進退させることができる。
そして、可動部材30が前進運動する結果として、サーマルヘッド21が、フィルムF及びカラーインクリボンRを介してプラテンローラ20の表面に押し当てられる。このとき、フィルムF及びカラーインクリボンRがサーマルヘッド21とプラテンローラ20とで挟まれ、インクをフィルムFに熱転写する準備が整えられる。そして、熱転写時にサーマルヘッド21からカラーインクリボンRに熱が加えられるが、この熱をある程度冷却した後でなければ、インクがフィルムFに定着せず、カラーインクリボンRの剥離不良が発生する。よって、このような装置1では効率の良い冷時剥離が求められる。
そこで、図2〜図4に示すように、サーマルヘッド21の下方には回動自在な剥離ローラ40が配置されている。この剥離ローラ40は、ローラ進退機構41を介して可動部材30の前端に取り付けられ、サーマルヘッド21の進退運動に追従すると共に、カラーインクリボンRの幅方向に延在する。このローラ進退機構41は、剥離ローラ40のみをプラテンローラ20に向けてサーマルヘッド21より前方に突出させるために必要な機構である。
このローラ進退機構41は、左右対称構造を有すると共に、可動部材30の側壁30bに対して進退方向に摺動する板状の剥離ローラブラケット42を有している。この剥離ローラブラケット42の前端には、内部に設けられた軸受によって回動自在な剥離ローラ40の回転軸40aの端部が取り付けられている。さらに、この剥離ローラブラケット42は、ガイド手段43を介して可動部材30に連結されている。このガイド手段43は、可動部材30の側壁30bで水平方向に形成されたガイド穴43aと、剥離ローラブラケット42の裏面側に設けられたガイドピン43bとによって構成され、ガイド穴43aに沿ってガイドピン43bが移動することで、剥離ローラブラケット42を水平方向に確実に摺動させることができる。
さらに、剥離ローラブラケット42の進退運動を可能にするために、可動部材30の側壁30bと剥離ローラブラケット42とを作動レバー44を介して連結する。この作動レバー44は、可動部材30の側壁30bに設けられた立上げ片46に軸部47を介して軸支されている。そして、作動レバー44の基端は剥離ローラブラケット42に連結され、作動レバー44の先端には、水平方向に突出する作動ピン50が設けられている。さらに、作動レバー44の基端に設けられた軸部48は、剥離ローラブラケット42に設けられた軸孔49内に差し込まれ、これにより、作動レバー44の回動に伴って剥離ローラブラケット42が水平方向に可動する。
また、剥離ローラブラケット42に設けられた後側のガイドピン43bと可動部材30の側壁30bから内方に向けて突出した引っ掛けピン51との間で引張りバネ(第1のバネ手段)52が架け渡されている。この引張りバネ52によって、剥離ローラブラケット42は後方に向けて付勢される。従って、剥離ローラブラケット42及び剥離ローラ40が作動レバー44の回動によって前進した場合でも、作動レバー44が解放状態になると、バネ52の付勢力によって剥離ローラブラケット42及び剥離ローラ40を自動的に後退(復帰)させることができる。
さらに、装置本体31の壁面から可動部材30側に向けて係止片54が突出し、この係止片54は、作動レバー44の先端に設けられた作動ピン50の移動経路の途中に配置されている。従って、可動部材30が前進する途中で作動ピン50が係止片54に突き当たると、係止片54によって作動レバー44の回動を開始させることができる。また、剥離ローラブラケット42と剥離ローラ40の回転軸40aとを捩りコイルバネ(第2のバネ手段)56で連結し、この捩りコイルバネ56は剥離ローラ40をプラテンローラ20側に向けて付勢する。
このようなローラ進退機構41の採用により、可動部材30の進退運動とは別に、剥離ローラ40も進退運動させることができ、剥離ローラ40をプラテンローラ20に向けてサーマルヘッド21よりも前方に突出させることができる。これによって、プラテンローラ20の周面上で出来るだけ下流側に剥離ローラ40を確実に圧着させることができるので、プラテンローラ20の周面上において、サーマルヘッド21の圧着位置と剥離ローラ40の圧着位置との間を出来るだけ長くして、インクの冷却距離を可能な限り長くすることができる。その結果、インクをフィルムFに安定して定着させることができ、カラーインクリボンRの剥離不良を抑制する。
さらに、図4に示すように、剥離ローラ40の回転軸40aの端部は、剥離ローラブラケット42の先端に設けられた軸穴57内に差し込まれると共に、捩りコイルバネ56の一端56aを掛け止めした状態でE形止め輪55によって剥離ローラブラケット42に固定される。また、捩りコイルバネ56の他端56bは、剥離ローラブラケット42から外方に向けて突出するバネ引掛け部58に掛け止めされ、バネ引掛け部58の遊端には、抜け止めのためにE形止め輪59が嵌め込まれている。
捩りコイルバネ(第2のバネ手段)56を採用することで、剥離ローラ40に適切な弾性をもたせることができ、これによって、剥離ローラ40をプラテンローラ20に確実に圧着することができる。さらに、剥離ローラ40は、プラテンローラ20の回動に対する追従が良好になり、カラーインクリボンRの擦れ傷や、摩耗粉の発生が効果的に抑制される。
次に、前述した記録部(一次転写部)Aでの動作説明をする。
先ず、図5に示すように、フィルム引出しローラ19a,19bを前進させることで、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る。その後、図6に示すように、駆動モータMの駆動ギアGを正転させると、ヘッド進退機構25を介して可動部材30及びサーマルヘッド21は矢印P1方向に前進する。そして、可動部材30が前進する途中で作動ピン50が係止片54に突き当たる。
その後、図7に示すように、可動部材30を更に前進させると、係止片54で作動ピン50が押圧され、作動レバー44の回動が開始し、可動部材30が前進するに伴って作動レバー44が回動し続ける。これにより、剥離ローラ40はプラテンローラ20に向けて矢印P2方向に前進し、この剥離ローラ40は、サーマルヘッド21よりも前方に突出する。そして、最終的に、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、回動自在な剥離ローラ40は、インクリボンRの搬送経路上においてサーマルヘッド21よりも下流側でプラテンローラ20の周面に押し当てられる。
その後、プラテンローラ20を矢印P3方向に回動させると、フィルムFとカラーインクリボンRとが同期させながら下方に送られ、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のインクがフィルムF上に熱転写される。また、フィルムF上に画像を熱転写した後のカラーインクリボンRは、ボビン18に巻き取られていく。
このとき、剥離ローラ40の周面に沿ってカラーインクリボンRが流動しながら、フィルムFからカラーインクリボンRが剥離していく。また、この剥離ローラ40は、プラテンローラ20の回動に追従して回動するので、カラーインクリボンRに擦れ傷が発生し難く、摩耗粉の発生を抑制する。
その後、モータMを逆転させ、ヘッド進退機構25によって可動部材30及びサーマルヘッド21を後退させ続けると、後退の途中で作動レバー44が解放状態になる。そして、バネ52の付勢力によって、剥離ローラブラケット42及び剥離ローラ40は自動的に後退(復帰)する。その後、図5に示すように、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は上昇して元の位置に復帰する。その後、前述の転写動作を繰り返しながら、フィルムF上にマゼンタ、イエロー、ブラックの順に色を重層させて、記録部(一次転写部)Aで所望のカラー画像をフィルムF上に作り出していく。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ローラ駆動機構として、ソレノイドのプランジャによって可動部材30を適時進退させるものであってもよい。
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。 図1に示した熱転写印刷装置の要部を示す斜視図である。 図2に示した機構の底面図である。 図2の要部を拡大した分解斜視図である。 可動部材が後退して、サーマルヘッドがプラテンローラから離間した状態を示す側面図である。 可動部材が前進して、サーマルヘッドがプラテンローラに圧着される直前の状態を示す側面図である。 サーマルヘッド及び剥離ローラがプラテンローラに圧着された状態を示す側面図である。
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…ヘッド進退機構、30…可動部材、40…剥離ローラ、40a…剥離ローラの回転軸、41…ローラ進退機構、42…剥離ローラブラケット、43…ガイド手段、44…作動レバー、50…作動ピン、52…引張りバネ(第1のバネ手段)、56…捩りコイルバネ(第2のバネ手段)、F…フィルム、R…インクリボン(カラーインクリボン)、S…カード(記録媒体)。

Claims (2)

  1. インクリボン上の配色に基づいてフィルムに画像が熱転写され、このフィルムを、ヒートローラで加熱させ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、
    前記フィルムが周面の一部に巻き付けられた状態で前記フィルムを搬送するプラテンローラと、
    前記プラテンローラとの協働により前記フィルムの表面に前記インクリボンを押し当てて、前記フィルムの表面に画像を熱転写するサーマルヘッドと、
    前記サーマルヘッドが取り付けられた可動部材と、
    前記可動部材を進退運動させるヘッド進退機構と、
    前記サーマルヘッドの前記進退運動に追従すると共に、前記インクリボンの幅方向に延在し、インクリボン搬送経路上において前記サーマルヘッドよりも下流側で前記プラテンローラに押し当てられる回動自在な剥離ローラと、
    前記サーマルヘッドが前記プラテンローラから離間した後退位置にあるときに比較して前記サーマルヘッドが前記プラテンローラに押し当てられる前進位置にあるときの方が、前記剥離ローラが前記サーマルヘッドより前記プラテンローラ側に突出するように配置させるローラ進退機構と、を備え
    前記ローラ進退機構は、
    前記可動部材にガイド手段を介して連結されて前記進退運動の方向に可動すると共に、前端に前記剥離ローラが回動自在にかつ前記プラテンローラに向けて付勢されるように取り付けられた剥離ローラブラケットと、
    前記可動部材に軸支されると共に、基端が前記剥離ローラブラケットに連結され、装置本体に設けられた係止片に当接する作動ピンが先端に設けられた作動レバーと、
    前記剥離ローラブラケットと前記可動部材との間で架け渡されて前記剥離ローラブラケットを後方に付勢する第1のバネ手段と、を備え、
    前記作動レバーは、前記可動部材が前記プラテンローラに向かって前進する途中で前記作動ピンと前記係止片とが当接することによって、前記剥離ローラブラケットを前方に移動させることを特徴とする中間転写型熱転写印刷装置。
  2. 前記剥離ローラブラケットと前記剥離ローラの回転軸とを連結すると共に、前記剥離ローラを前記プラテンローラに向けて付勢する第2のバネ手段を更に備えたことを特徴とする請求項記載の中間転写型熱転写印刷装置。
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