JP5169407B2 - 画像形成装置、表面性改質シートおよび画像形成方法 - Google Patents
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Description
上記プリンタで使用されるサーマルヘッドには、複数の発熱素子(抵抗素子)がライン状に配列されており、これら複数の発熱素子に階調レベルに応じて選択的に通電を行い、その際に発生する熱エネルギーを利用して各種記録用紙に印画を行なうようになっている。
また、保護材層を転写する段階でサーマルヘッドへの印加エネルギーを制御したり、特定パターンに基づいて転写を行えば、艶消しや絹目調の表現も可能であり、これによってユーザーの好みに応じた表面性状を選択することができる。
像様加熱手段と複数の当接部材の面性状を組み合わせることにより、シート体の凹凸形状を制御することができ、その結果シート体表面に所望の光沢度の分布を得ることが可能とされる。当接部材(無端ベルト)の表面を鏡面とすれば、加熱された部分の光沢度が向上し、それ以外の部分は普通の光沢度のままとなり、画像に立体感を付与することが可能になるとされている(例えば、特許文献1参照。)。
この技術では、上記当接部材に無端ベルトを採用しており、その表面が所望の面性状(光沢面、マット面及びエンボス面のいずれか)に仕上げられている。これにより、手持ちの記録画像を所望の表面光沢度(高光沢、中光沢、マットなど)を有する画像に容易に変更させることができるとしている(例えば、特許文献2参照。)。
つまり、印画およびラミネート(保護層の形成)処理を行う時は、上記開口部をサーマルヘッドに対向するように位置合わせすることで熱転写シートが記録用紙に直接接触するようになる。また、転写された保護材層の表面状態を改質する時は、上記表面性改質シートの所望の部分を使用してインクリボンを介したまま同一のサーマルヘッドで加圧・加熱処理すればよい。その際に、熱転写シートが保護材層の使用済み部分に位置合わせされるようにすれば、熱転写シートの送り(巻き戻し)に要する時間が最短であり、迅速にセットを完了させることができる。また、上記保護材層は全面的に記録用紙に転写されるため、その使用済み部分は均一に消費された状態であり、好都合でもある。
この技術は、インクリボンに対しての加圧・加熱処理と、表面性改質シートに対しての加圧・加熱処理が同一のサーマルヘッドで行えるため、他の技術と比較して簡単な構成となっており、それに伴って装置の小型化、低コスト化等も期待できるものとなっている。
上記使用済み部分は、保護材層が転写によってベースフィルムから大部分が剥離される。このため、その下の剥離層が広範囲に露出した状態となっている。もともと保護材層の形成範囲は、余裕部分が配慮され、適用される用紙サイズよりも若干大きめの領域となっている。したがって厳密には、図6に示すように、熱転写シート30の保護材層35では、使用済み部分であっても転写範囲の及ばなかった端辺部では、どうしても斜線部で示す抜け残り部分39が生じてしまう。
より具体的には、加圧・加熱処理によって表面性改質シートと熱転写シートとが保護材層の抜け残り部分で貼り付いてしまい、表面性改質処理後における剥離不良を引き起こす。
また、転写によって表面性改質シート側に付着した保護材層の抜け残り部分が繰り返し処理により堆積し、記録用紙に対して均一な加圧・加熱処理ができなくなる。
ところが、同じ保護材層ではあるが、インクリボン上に残ったラミネート層の抜け残り部分の場合とでは、状況が異なる。
印画物の表面性改質処理時にポリイミドフィルムが接する保護材層は、L2層であり、この層とポリイミドは貼り付きにくい状態である。しかし、熱転写シート側に残る保護材層の抜け残り部分がポリイミドフィルムと接する層は、接着性に優れたL3層である。このため、接着性が低いポリイミドを使用した場合でも、周囲環境の変動や繰り返し処理などの影響により表面性改質シート側に転写されてしまうこともあり、万全とはいえない。
上記サーマルヘッド11は、その内部に設けた発熱素子(図示せず)に通電したときの発熱エネルギーを利用して、インクリボン30に形成されたインク層33を熱転写させ、記録用紙51上に転写させて画像を形成する。またインクリボン30に形成された保護材層35を画像上に熱転写させ、保護層(図示せず)を形成するものである。
すなわち、上記記録用紙51は、その搬送手段13となる、例えばピンチローラ14とキャプスタン15によって挟持され、それらの正逆回転駆動によって前後に給送される。
また、本図では、上記被記録媒体(記録用紙)51は、ロール紙であるとして説明したが、ロール紙に限定されず、例えばカット紙などの非ロール状の形態の記録用紙であってもよい。そしてカット紙などの非ロール紙を用いた画像形成装置では、被記録媒体(記録用紙)51のカットが不要となるので、上記カッターを設ける必要はない。
図2(1)、(2)に示すように、上記インクリボン30は、ベースフィルム31上に、易接着層32を介して、その搬送方向に沿ってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のインク層33(33Y)、33(33M)、33(33C)が形成され、、さらに剥離層34を介して透明な保護材層35(L)が順次周期的に形成された構成となっている。各インク層33は、例えば昇華性染料からなる。
また上記保護材層35(L)は、上記インク層33(Y)、33(M)、33(C)に続いて配置されている。この保護材料35(L)層は、例えば透明なラミネート樹脂を塗布して形成されている。上記保護材層35(L)は、上記インク層33が記録用紙上に転写され、画像が形成された後に続いて熱転写されることで、その画像の保護層となり、耐薬品・溶剤性、耐油脂性及び耐摩擦性等を向上させることが可能となっている。
この保護層形成処理(ラミネート処理)を施すことによって、画像の表面光沢性を高め、画像品質も向上させることが可能となっている。
また上記ベースフィルム31の裏面側には、印画時や表面性改質処理時のサーマルヘッドとインクリボンとの摩擦を下げ、インクリボンの安定した走行をさせることなどを主目的とした耐熱滑性層37が形成されている。
例えば、図3(1)の平面図および図3(2)の断面図に示すように、リボン状の基材シート41に、上記インクリボン30(前記図1、図2参照)が記録用紙51(前記図1参照)表面に直接接触するように設けられた印画用開口部42が形成されている。さらに、記録用紙51に形成された画像を保護する保護層の表面状態を改質するための表面性改質部43、44が、基材シート41の長手方向に並んで形成されている。
上記基材シート41は、例えばポリイミドフィルムで形成されている。当然、他の種類の樹脂フィルムで形成されていてもよい。
また、表面性改質シート40の少なくとも上記インクリボン30と接触する側の面には、非粘着処理層45(図示せず)が形成されている。この非粘着処理層45については、後に詳述する。
そして、上記表面性改質シート40は、供給リール20と巻取りリール21との間に張り渡されており、それらの駆動によって前進もしくは後退するとともに、装置に対し着脱することもできる。
その時、上記表面性改質シート40は、その印画用開口部42がサーマルヘッド11の直上となるように位置合わせさている。
つまり、上記サーマルヘッド11は上記印画用開口部32を介することでインクリボン30に直接接触し、加圧・加熱することが可能になる。
そして印画データが入力されると、記録用紙51の給送を行なうごとにサーマルヘッド11内の発熱素子を選択的に通電駆動し、インクリボン30上のインクを昇華させることで記録用紙51上に転写して画像が形成される。
カラー印画の場合、印画はインク色ごとに実行されるため、インクリボン30が給送されて転写する色を変更するごとにピンチローラ14とキャプスタン15を逆転させて記録用紙51を逆送りさせ、印画開始地点に戻すようになっている。各インク色の転写が終了したら、引き続きインクリボン30を給送し、保護材層35の転写に移行する。
保護層を形成することによって、画像の表面光沢性を高めることができるものの、厳密には保護層がインクリボン30のベースフィルム31上に形成された平滑性の十分ではない剥離層24より剥がれ、その剥離面が印画物(保護層)の表面となるように転写されるものであることから、光沢性がまだ十分とはいえないレベルである。
例えば、図4(1)に示すように、記録用紙51上にインクリボンのインク層(前記図2参照)を転写して画像形成層52を形成する。さらに、インクリボンの保護材層(前記図2参照)を転写して保護層53を形成する。
例えば、印画(画像形成)および保護層形成処理を終えた印画物の表面を超光沢面とする場合、まず保護層形成処理された印画面と、表面性改質シート40の表面性改質部43(鏡面)とが、双方のローラの駆動によって位置合わせされる。
このとき、インクリボン30は表面性改質処理に際しては役目がないため、直前に使用された保護材層の使用済み部分に位置合わせされる。こうすれば、インクリボン30の送り(巻き戻し)に要する時間が最短であり、迅速にセットを完了させることができる。また、上記保護材層は全面的に記録用紙51に転写されるため、その使用済み部分は均一に消費された状態であり、この点からも好都合である。
これは、通常の印画時と同様に、サーマルヘッド11とプラテンローラ12とにより加圧し、記録用紙51の保護層53の温度が約70℃〜120℃程度になるように加熱した状態で、それら(記録用紙51および表面性改質シート40およびインクリボン30)を同時に移動させながら表面性改質処理を行う。
例えば、図5(1)に示すように、記録用紙51上にインクリボンのインク層(前記図2参照)を転写して画像形成層52を形成する。さらに、インクリボンの保護材層(前記図2参照)を転写して保護層53を形成する。
例えば、印画(画像形成)および保護層形成処理を終えた印画物の表面をマット調表面とする場合、まず保護層形成処理された印画面と、表面性改質シート40の表面性改質部44(マット調表面)とが、双方のローラの駆動によって位置合わせされる。
このとき、インクリボン30は表面性改質処理に際しては役目がないため、直前に使用された保護材層の使用済み部分に位置合わせされる。こうすれば、インクリボン30の送り(巻き戻し)に要する時間が最短であり、迅速にセットを完了させることができる。また、上記保護材層は全面的に記録用紙51に転写されるため、その使用済み部分は均一に消費された状態であり、この点からも好都合である。
これは、通常の印画時と同様に、サーマルヘッド11とプラテンローラ12とにより加圧し、記録用紙51の保護層53の温度が約70℃〜120℃程度になるように加熱した状態で、それら(記録用紙51および表面性改質シート40およびインクリボン30)を同時に移動させながら表面性改質処理を行う。
なお、上記説明では、便宜的に2つの表面性改質部43,44のみの場合で説明しているが、表面性改質部の種類や配列数は、2つに限らずに3つ以上の所望の数を配列させることが可能である。
また、それら複数配列される表面性改質部の種類についても3種以上の異なる表面性改質部を設けることが可能である。それら複数の表面性改質部内の内訳は特に限定されるものではなく、表面性改質処理を行いたい種類の使用頻度などに応じて、同一種類の表面性改質部を多数重複して配列しても構わない。
また、インクリボン30上に形成されているインク層33もしくは保護材層35が表面性改質シート40側へ転写されることが防止される。つまり、従来技術で説明した保護材層の抜け残り部分を加圧・加熱処理しても、表面性改質シート40の裏側への付着を防止することができる。
これらのフッ素系樹脂をコーティングする際には、これらのフッ素樹脂層と表面性改質シートとの密着性を向上させるために、表面性改質シートとフッ素樹脂層との間に適宜プライマー層を設けてもよい。
予め、脱脂および洗浄された例えばユーピレックスなどのポリイミドフィルムからなる表面性改質シートの表面側(表面性改質処理時に印画紙の保護層53面と接する側の面)に非粘着処理がされないようにマスキングを施した状態にて、表面性改質シート45の裏面側に対してプライマー層を形成する。このプライマー層の形成は例えば水溶性のプライマーコート材料をエアースプレイ方式で塗布し、その後100℃〜280℃程度の温度で数分〜数十分の乾燥を行ないおよそ5〜15μm程度の厚さのプライマー層を形成する。
その後、プライマー層の上層(トップコート層)として例えばFEP樹脂を分散させた水溶性コート材料をエアースプレイ方式で塗布し、約200℃〜300℃程度の温度で10分〜30分程度の焼成を行い、プライマー層と合わせた総厚約15〜40μm程度の膜厚の非粘着処理層を形成した。
これらの変性タイプを用いた場合には、焼成により有機バインダー樹脂が基材である表面性改質シートとの強い密着を生み出し、コーティング膜の表面はフッ素樹脂の特性を示すという二層構造を形成する。これらのコーティング材料は、有機バインダー樹脂とフッ素樹脂の複合化により優れた密着性や耐摩耗性を示す。このタイプのコーティング材料を用いる場合にはプライマー層が不要のワンコートにて皮膜形成が可能で、またピンホールの少ない塗膜が得られるため、非粘着処理層を薄くすることが可能である。このため、サーマルヘッドによる加熱を記録用紙表面のラミネート層に効率的に伝える点でも、より好適に用いることが可能である。
これらのポリイミドシロキサンを主成分とする材料を用いて非粘着処理層45を形成する場合には、表面性改質シート40の材料として先に述べたようなポリイミドフィルムを採用した場合にも良好に接着することが可能である。また、シロキサン変性されたことにより良好な離型性が得られる。
さらに樹脂の分子構造の一部にシロキサンユニットが導入されたことにより柔軟性をもつため、表面性改質シートの巻き取りなどを繰り返した場合にもクラックなどが発生しにくく長期安定した非粘着処理層として用いることが可能である。
また、表面性改質シートへの非粘着処理に用いる材料の別な例として、溶剤可溶性の各種フッ素系コーティング材料を用いることが可能である。これらのフッ素系コーティング材料の例としては、例えば「XC98−B2472」(商品名:(東芝シリコーン社製)などの各種のフルオロアルキルシランコーティング材料がある。また、「KP−801M」(商品名:信越化学社製)などのフッ素シリコーン系のコーティング材料がある。さらに、「サイトップ」(商品名:旭硝子社製)などの溶剤可溶性のフッ素系コーティング材料を用いてもよい。
これらのコーティング材料を用いて非粘着処理層を形成する場合の形成方法の一例として、従来公知の方法を用いて、表面性改質シートの裏面側に所定の厚さでコーティングする。そのコーティング方法は、例えばロールコータ、メニスカスコータ、グラビアコータなどの各種塗布装置をはじめとする、その他の一般的な塗布装置や、スプレー方式や、はけ塗りなどの各種の塗布装置を用いることができる。
その後約90℃で数分〜数十分の予備乾燥ののちに、90℃〜180℃程度の温度にて、10分〜30分程度のキュアを行い、0.1μm〜10μm程度の膜厚の非粘着処理層を形成した。
これらのフルオロアルキルシランや「サイトップ」などのフッ素系コーティング材料を用いた場合には、溶剤希釈条件の調整や塗布条件の調整などにより膜厚を極めて薄く形成することが可能である。また可視光領域で透明であるため、その特徴を活かすことで、表面性改質シート40の製造時の検査や、画像形成装置1での印画時や表面性改質処理のための表面性改質部43、44の位置検出時が円滑にできる。よって、機能的にも生産的にも優れた効果が得られる。
また非粘着処理層45を極めて薄く形成することが可能なことにより、表面性改質処理時にサーマルヘッドによる加熱を記録用紙51の表面の保護層53に効率的に伝える点で好適に用いることも可能である。
例えば少なくともフッ化カーボン系のガスを用い、プラズマ重合によりフッ化カーボン膜を形成する方法などが可能である。
また例えばPTFEなどのフッ素樹脂のターゲットを用い、アルゴンガスを用いたスパッタリングにより非粘着処理層45の薄膜を形成することも可能である。これによって、表面性改質処理時にサーマルヘッドによる加熱を記録用紙51表面の保護層53に効率的に伝える点で好適に用いることも可能である。
またこれらの方法によれば、極めて薄い非粘着処理層45を容易に形成することが可能であり、また、表面性改質シート40の製造工程において、ロール状のフィルム形態での連続成膜を容易に行うことも可能である。
フッ素含有トリアルコキシシラン類は、例えば、一般式(ZO)3SiRで表される。
上記Zは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、i−ブチル基もしくはsec−ブチル基を表す。
上記Rはフッ素原子、(CH2)a(CF2)b(O(CF2)c)dXを表す。
上記Xは、フッ素原子、OCF3、OCF(CF3)2、OC(CF3)3、アルキル基、フェニル基を表す。式中、a=0〜3、b=0〜3、c=1〜3、d=0〜3である。
またはC6HeF(5-e)で表される化合物である。式中、e=0〜4である。
Claims (12)
- 被記録媒体を所定方向に搬送する搬送手段と、
前記被記録媒体の表面に、熱転写して画像を形成するインク層と、熱転写してその画像を保護する保護層を形成する保護材層とを有する熱転写シートと、
前記熱転写シートを走行させる熱転写シート走行手段と、
前記熱転写シートが前記被記録媒体の表面に直接接触するように設けられた印画用開口と、前記被記録媒体に形成された画像を保護する保護層の表面状態を改質する表面性改質部とを有する表面性改質シートと、
前記表面性改質シートを移動させる改質シート移動手段と、
前記被記録媒体の表面に前記熱転写シートのインク層または保護層を熱転写させるサーマルヘッドとを備え、
前記表面性改質シートの少なくとも前記熱転写シートと接触する側の面に非粘着処理層が形成されている
画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は離型性樹脂で形成されている
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は、四フッ化エチレン、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン─エチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライドのうちの少なくとも1つを含むフッ素樹脂、もしくはこれらのフッ素樹脂の基本構造を含む共重合体からなるフッ素樹脂、もしくはこれらのフッ素樹脂を主成分とする材料からなる
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は、少なくとも前記フッ素樹脂と有機バインダー樹脂とを含んだ変性型のフッ素系コーティング材料で形成されている
請求項3または請求項4記載の画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は、少なくともその構造の一部にポリイミドシロキサンを含む材料もしくはポリイミドシロキサンを主成分とする層からなる
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は、溶剤可溶性のフッ素系の塗布材料により形成されている
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は、フッ素系のガスを用いたプラズマ処理、もしくは非粘着性をもつフッ素樹脂をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成されたものである
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記非粘着処理層は、多孔質膜からなる
請求項1記載の画像形成装置。 - 被記録媒体の表面に熱転写によって画像およびその画像を保護する保護層を形成する熱転写シートを該被記録媒体の表面に直接接触させるための印画用開口と、前記被記録媒体に形成された画像を保護する保護層の表面を改質する表面性改質部とを有し、
少なくとも前記熱転写シートと接触する側の面に非粘着処理層が形成されている
表面性改質シート。 - 被記録媒体と、前記被記録媒体の表面に熱転写して画像を形成するインク層と熱転写してその画像を保護する保護層を形成する保護材層とを有する熱転写シートとの間に、前記熱転写シートが前記被記録媒体の表面に直接接触するように設けられた印画用開口と、前記被記録媒体に形成された画像を保護する保護層の表面状態を改質する表面性改質部とを有する表面性改質シートを挟み、
前記被記録媒体と前記表面性改質シートと前記熱転写シートを所定の方向に走行させ、
前記印画用開口に前記熱転写シートのインク層と前記被記録媒体の画像形成位置を合わせて前記インク層を前記被記録媒体に熱転写して画像を形成し、
前記印画用開口に前記熱転写シートの保護材層と前記被記録媒体に形成された画像の位置を合わせて前記保護材層を被記録媒体に熱転写して保護層を形成し、
前記熱転写シート側から前記表面性改質部を前記保護層に押し当てて加熱して前記保護層の表面を改質するとき、
前記表面性改質シートの少なくとも前記熱転写シートと接触する側の面に非粘着処理層を形成しておく
画像形成方法。 - 前記保護層の表面を改質するときの前記熱転写シート上の領域は転写済みの保護材層の領域とする
請求項11記載の画像形成方法。
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