JP5644336B2 - 多色熱転写プリンタ、多色熱転写プリンタにおける印刷方法、転写箔 - Google Patents

Description

本発明は、各色の色インクを転写して画像を形成する複数の熱転写ユニットを直列に連結した多色熱転写プリンタであって、特に、透明フィルム等にカラー画像を形成するための印刷方法等に関する。

従来から各々所定の色インクを転写して画像を形成する複数の熱転写ユニットを直列に連結した熱転写プリンタが知られている。この熱転写プリンタは、各熱転写ユニットにおいて、インクリボンのフィルム基材と共に連続状原反をサーマルヘッドとプラテンとで挟み当該フィルム基材のインクに所定の熱エネルギを加えることによって、各色インクの画像を連続状原反に転写するようになっている。

このような熱転写プリンタにおいて、例えば、透明なフィルムで構成される原反にカラー画像を形成する場合には、従来から、透過性の各色インクの網点に、白色や銀色などの下地色を重ね合わせる手法が知られている。また、このような下地色を転写する場合には、原反の流れ方向において、インクが転写される印画領域の印画開始端では、インクの着きを良くするために、熱量を上げてサーマルヘッドの発熱素子を温める必要がある一方で、印画終了端では、インクの切れを良くするために、熱量を下げてサーマルヘッドの発熱素子を下げる必要があることが知られている。

特許第３１９７１３６号公報

しかしながら、上述した印画開始端や印画終了端のような急激に熱量が変化する場所では、インクリボンやフィルムの速度変動によるテンション変動が発生し、このテンション変動が他のユニットに伝播して、他のユニットで網点を印刷していると、段ムラ（濃度ムラ）が発生するという問題がある。

また、特に、透過性の各色インクの網点に下地色としてのベタ印刷を行う場合は、インクの密着不良を防止するために、通常よりも高い熱量で印刷を行うことがあるが、高い熱量を印加すると非印画部との熱量差が非常に大きくなり、他のユニットに上述したテンション変動が伝播して段ムラ（濃度ムラ）が発生するという問題がある。

本発明は、このような問題の解消を課題の一つとし、透明なフィルムなどにカラー画像を形成する場合に、段ムラの発生を抑え、カラー画像を高精細で多色刷りすることができる多色熱転写プリンタ等を提供しようというものである。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。なお、本発明の理解を容易にするため括弧付きの符号を付すが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、請求項１に係る印刷方法は、複数の色インクの画像を印刷する複数の熱転写ユニットを備え、各色の前記色インクが基材上に重ねられるように転写される多色熱転写プリンタにおける印刷方法であって、下地色を印刷するサーマルヘッドを備えた１の前記熱転写ユニットは、当該基材上の下地色が印刷される印画部の印刷開始端に至る前の非印画部に、前記サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に増加する画像を印刷するとともに、前記印画部の印刷終了端より下流の非印画部に、前記サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に減少する画像を印刷し、前記画像は網点で構成されているることを特徴とする。

また、請求項２に係る印刷方法は、請求項１に記載の印刷方法において、前記基材上の非印画部と印画部に印刷される画像の前記印画濃度は０％〜１００％の間で連続的に変化することを特徴とする。

また、請求項３に係る転写箔は、透明な基材上に下地色と各色が重ねられて印刷される印画物であって、下地色が印刷される印画部と、その印画部の印刷開始端に至る前と印刷終了端より下流の非印画部に、走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に変化する画像が印刷されており、前記画像は網点で構成されていることを特徴とする。

また、請求項４に係る多色熱転写プリンタは、複数の色インクの画像を印刷する複数の熱転写ユニットを備え、各色の前記色インクが基材上に重ねられるように転写される多色熱転写プリンタであって、下地色を印刷するサーマルヘッドを備えた１の前記熱転写ユニットは、当該基材上の下地色が印刷される印画部の印刷開始端に至る前の非印画部には、前記サーマルヘッドへ印加される熱エネルギが連続的に増加するように制御され、前記印画部の印刷終了端より下流の非印画部には、前記サーマルヘッドへ印加される熱エネルギが連続的に減少するように制御されて、前記サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に変化する画像が印刷され、前記画像は網点で構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、非印画部に所定の画像を印刷することで段ムラを抑え、詳細な多色画像を安定して印刷できる。

本発明に係る多色熱転写プリンタによって印刷された転写箔の層構成を示す模式図である。 下地色を印刷する際の画像印刷方式の一例を説明するための図であって、図２（ａ）は下地色を印刷した際の画像例、図２（ｂ）はサーマルヘッドへの熱エネルギの印加例を示す図である。 転写箔の画像が転写された射出成形品の層構成を示す模式図である。 本発明に係る多色熱転写プリンタの一実施形態の概略正面図である。 多色熱転写プリンタにおける一つの熱転写ユニットの概略正面図である。 下地色を印刷する際の網点パターン画像例を示し、図６（ａ）はパターンディザ方式による画像例、図６（ｂ）は誤差拡散方式による画像例、図６（ｃ）、（ｄ）はハーフトーンスクリーン方式による画像例、図６（ｅ）はカスタムパターン方式による画像例である。 下地色を印刷する際の他の画像例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

＜実施の形態１＞
最初に、この多色熱転写プリンタによって印刷された転写箔の一例について説明する。

図１に示すように、この転写箔１は、基材層２の上に、離型層３、保護層４、インク受容層５、インク層６が順に積層された層構造になっている。このうち基材層２からインク受容層５に至る層構成部分が連続状原反の一種である連続状転写箔原反７とされ、後述する多色熱転写プリンタに供されて印刷される。

基材層２は例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の透明又は半透明なフィルム等によって形成され、保護層４は例えばＵＶ硬化型のアクリル樹脂によって形成される。離型層３や保護層４も、例示するまでもない周知の材料で形成される。保護層４及びインク受容層５は、インク層６で形成される画像を透視することができるように、透明材又は半透明材で形成される。

インク層６は、公知の熱可塑性樹脂インクによって形成される。インク層６は、黄、赤、藍等各色の透過性の色インクと下地色としての白や銀色の色インクが連続状転写箔原反７のインク受容層５上に刷り重ねられることによって形成され、これにより所望の画像を担持した転写箔１が作られる。

なお、図２に示すように、この転写箔１の印画部５０の搬送方向両端部に有する非印画部５１には、下地色としての色インクが印刷される際に、連続的に印刷濃度が変化する画像５５が印刷される。具体的に当該画像５５は、非印画部５１の開始端５１ａから印画部５０の開始端５０ａに至るまでは、サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印刷濃度が連続的に増加し、印画部５０の終了端５０ｂから非印画部５１の終了端５１ｂに至るまでは、サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印刷濃度が連続的に減少するように印刷される。なお、この転写箔１における非印画部５１と印画部５０に印刷される画像の前記１ラインの印画濃度は０％〜１００％の間で連続的に変化している。また、当該画像は網点で構成されても構わない。

ここで、印画部とは、画像の有効領域を示し、非印画部とは、画像の有効領域外であり元のデザインに存在しない部分を示すものである。

このようにすれば、下地色の印刷において、非印画部５１と印画部５０との境で急激に熱量が変化しないためテンション変動の発生を防止できる。よって、他のユニットにおける段ムラの発生を防止できる。

図３に示すように、上記転写箔１は射出成形品８の表面を所望の画像で装飾するために用いられる。

すなわち、上記転写箔１をその基材層２が射出成形の金型（図示せず）のキャビティ面に接するように金型内に貼り付けたうえで、溶融した合成樹脂を金型内に射出すると、射出成形と同時に射出樹脂９の表面に転写箔１がそのインク層６側から貼り付く。射出成形品８を金型から取り出したのちに、転写箔１の基材層２等を除去することによって、射出成形品８の表面に転写箔１から写し取られた画像が露出する。これにより、精細で美麗な画像が表示された射出成形品８が完成する。インク層６は保護層４によって表面を覆われ保護されることから、射出成形品８の表面は長期にわたり美麗な画像で装飾される。

なお、転写箔１の非印画領域５１には、上述した通り、所定の画像が形成されるが、この部分は射出成型品で用いられるときには裁断されるため、この部分が画像として転写されることはない。

次に、上記転写箔１を印刷するための多色熱転写プリンタについて説明する。

図４に示すように、この多色熱転写プリンタは、各々所定の色インクの画像を連続状転写箔原反７に印刷する複数個の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶが、直列で配列されることにより構成される。

連続状転写箔原反７の多色熱転写プリンタ内における流れ方向に見て、上流側には未印刷の連続状転写箔原反７を繰り出す繰り出しロール７ａが設置され、下流側には既印刷の連続状転写箔原反７を巻き取る巻き取りロール７ｂが設置される。繰り出しロール７ａと巻き取りロール７ｂの各巻芯には、各々ベクトルインバータモータ２４，２５の回転軸が連結される。両ロール７ａ，７ｂは、連続状転写箔原反７が両ロール７ａ，７ｂ間を所定速度で走行するようにベクトルインバータモータ２４，２５によって回転を制御される。

熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶは、上記繰り出しロール７ａと上記巻き取りロール７ｂとの間において、連続状転写箔原反７の上流側から下流側に向かって、藍、赤、黄、下地色としての白の各色インクを刷るように並べられる。もちろん、この熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの配列は、藍、赤、黄、白の順に限られるものではない。また、四ユニットに限られるものでもなく、三色刷りの三ユニット、二色刷りの二ユニットにしてもよいし、他の色インクをさらに印刷することができるようにユニットを四基からさらに増設してもよい。

図５に示すように、藍色インクの熱転写ユニットＩには、水平方向に走行する連続状転写箔原反７を上方向に迂回させるためのガイドローラ１０，１１が設けられる。これらガイドローラ１０，１１の上方には、迂回する連続状転写箔原反７を走行させるプラテン１２が配置される。プラテン１２の上方には、サーマルヘッド１３がプラテン１２に対向するように配置される。プラテン１２とサーマルヘッド１３との間には藍色のインクリボン１４が配置される。

プラテン１２は、表面がゴムで覆われたロールである。

図５に示すように、プラテン１２とサーマルヘッド１３との間を通る連続状転写箔原反７を、サーマルヘッド１３の前後でプラテン１２に対して各々押圧するニップローラ１５，１５が必要に応じて設けられる。このニップローラ１５，１５により連続状転写箔原反７がプラテン１２の表面に押し付けられることによって、連続状転写箔原反７とプラテン１２との間での滑りが防止される。これにより、画像がより精細、美麗に印刷されることとなる。

また、本実施形態の多色熱転写プリンタは、プラテン１２を加温する加温手段を備えている。この加温手段には、例えば、図５に示すように、遠赤外線ヒータ１６が用いられ、この遠赤外線ヒータ１６は、プラテン１２の下方に設置される。この遠赤外線ヒータ１６は、この多色熱転写プリンタが印刷を開始する前にプラテン１２が所定の温度（好ましくは連続印刷時の飽和温度）に加温制御される。プラテン１２はその表面がゴムでできているため、印刷し続けることにより蓄熱し、径が変動し、それに伴い連続状転写箔原反７の走行速度が変化するが、この加温手段によってプラテン１２をあらかじめ連続印刷時の飽和温度まで加温しておくことによって、そのような不都合を解消することができる。

なお、本実施形態では、加温手段として遠赤外線ヒータ１６を用いたが、特にこの形態に限られるものではなく、公知の技術を用いることが可能である。

サーマルヘッド１３は、垂直方向に上下に移動可能であり、画像を印刷する際には、図５に示すようにインクリボン１４をプラテン１２に向かって押し付けるようになっている。

このサーマルヘッド１３は、その走査方向にライン状に配列され解像度分の抵抗を備えた複数の発熱素子を備えている。そして、サーマルヘッド１３の各発熱素子に所定の熱エネルギを加え、各発熱素子に対応する当該インクリボン１４のインクが連続状転写箔原反７に転写されることで所定の印刷画像を形成するためのインク層６が形成される。

また、本実施形態の多色熱転写プリンタは、サーマルヘッド１３を加温する加温手段を備えている。本実施形態の加温手段は、図示しないが、印刷前にサーマルヘッド１３が所定の温度（連続印刷時の飽和温度）まで加温制御され、サーマルヘッド１３周辺の温度とプラテン１２周辺の温度とがほぼ一定に保たれるように制御される。なお、このようなサーマルヘッド１３を加温する加温手段は、従来から公知の他の加温手段を適用することができる。

ところで、図５に示すように、藍色インクの熱転写ユニットＩにおけるインクリボン１４は、連続状フィルム等の表面に藍色インクが塗布されてなるもので、その繰り出しロール１４ａと巻き取りロール１４ｂが、プラテン１２及びサーマルヘッド１３を連続状転写箔原反７の上流側と下流側から挟むように配置される。インクリボン１４の繰り出しロール１４ａと巻き取りロール１４ｂは、図５に示す印刷時において、インクリボン１４がプラテン１２の回りを連続状転写箔原反７と同じ速度で走行するように制御される。

プラテン１２が回転すると、連続状転写箔原反７がプラテン１２の周速度と同じ一定速度でプラテン１２とサーマルヘッド１３との間をインクリボン１４と重なった状態で通過しつつ、その表面に藍色インクの画像が熱転写される。

藍色インクの熱転写ユニットＩは、以上のように構成されるが、他の色インクの熱転写ユニットＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶも同様に構成される。ただ、インクリボン１４のインクの色が異なるのみである。従って、他の色インクの熱転写ユニットＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶについての詳細な説明は省略する。

連続状転写箔原反７は各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶのプラテン１２によって各ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ内のサーマルヘッド１３下を互いに同一の一定速度で走行するが、その状態で印刷を続行すると、連続状転写箔原反７の張力が徐々に変化し、これが色ずれの発生の原因となる。張力が低すぎると連続状転写箔原反７が弛んで蛇行や印刷開始時の位置ずれの原因となり、張力が高すぎるとフィルムが駆動ローラとの間でスリップして正常に搬送されなくなる。

これを防止するために、図４に示すように、所定箇所、例えば連続状転写箔原反７の繰り出しロール７ａと先頭の熱転写ユニットＩとの間や、後尾の熱転写ユニットＩＶと巻き取りロール７ｂとの間に、張力検出器１８及び張力調整ローラ１９ａ，１９ｂが各々設けられる。

張力調整ローラ１９ａ，１９ｂの一方には例えばサーボモータ２３が接続される。張力検出器１８により検出された張力と適正張力とのズレは図示しない他の制御部を介しサーボモータ２３に送られるようになっている。このサーボモータ２３の制御された駆動力が張力調整ローラ１９ｂに伝達されることによって、連続状転写箔原反７は張力が一定に保たれつつ上記複数個の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを通過し、色ずれのない画像が印刷される。

また、張力検出器１８は、上記連続状転写箔原反７の繰り出しロール７ａと巻き取りロール７ｂを各々回転させるベクトルインバータモータ２４，２５に対しても設けられる。この張力検出器１８により検出された張力と適正張力とのズレも上記図示しない他の制御部を介しベクトルインバータモータ２４，２５に送られる。このベクトルインバータモータ２４，２５の制御された駆動力が繰り出しロール７ａと巻き取りロール７ｂに各々伝達されることによって、連続状転写箔原反７は張力が一定に保たれる。

本実施形態の多色熱転写プリンタは、特に、印画部５０へのインク転写時に加えられる熱エネルギの、印画部５０と非印画部５１との間の熱量差やその周辺の環境温度変動によって発生する摩擦力の変化により段ムラが発生することを防止すべく、印刷時に加えられる印画部５０と非印画部５１の熱量差を近づけて、摩擦力を一定に保ち、段ムラの発生を防止するようになっている。

具体的には、白色や銀色などの下地色の印刷時において、印画部５０には画面間で切れ目のないベタ画像となるため、印画部５０と非印画部５１との間の熱量差が高くなる。そのため、この印画部５０と非印画部５１との境界において摩擦力の変化が生じ、他のユニットにおいて段ムラ（濃淡ムラ）が発生する。そこで、本実施形態の多色熱転写プリンタでは、図２に示すように、下地色における印画部５０へのインク転写時において、この印画部５０の搬送方向両端部に有する非印画部５１には、連続的に印刷濃度が変化する網点又は画像５５が印刷されるように、サーマルヘッド１３へ印加される熱エネルギを徐々に高める（又は下げる）。具体的に当該網点又は画像５５は、非印画部５１の開始端５１ａから印画部５０の開始端５０ａに至るまでは、サーマルヘッド１３へ印加される熱エネルギＥを徐々に高めるように制御し、走査方向の１ラインにおける印刷濃度が連続的に増加するように印刷され、印画部５０の終了端５０ｂから非印画部５１の終了端５１ｂに至るまでは、サーマルヘッド１３へ印加される熱エネルギＥを徐々に下げるように制御し、走査方向の１ラインにおける印刷濃度が連続的に減少するように印刷される。このようにすれば、下地色の印刷において、非印画部５１と印画部５０との境で急激に熱量が変化しないためテンション変動の発生を防止できる。よって、他のユニットにおける段ムラの発生を防止し、刷り出しから印刷終了まで安定した印画を得ることができる。

ここで、非印画領域に印刷される網点としては、例えば、図６（ａ）に示すパターンディザや図６（ｂ）に示す点の密度で濃淡を表わすＦＭスクリーン又は点の大きさで濃淡を表わすＡＭスクリーンなど誤差拡散法により濃淡を表わす網点、図６（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すスクリーン線の形状や太さ、又は角度を変えて濃淡を表わすハーフトーンスクリーンや岩などの画像を複数重ね合わせて濃淡を表したカスタムパターンにより濃淡を表わす網点が用いられる。

また、非印画部に印刷される画像としては、例えば、図７に示すような三角形状のベタ画像であって、この画像は、上述したように印画部５０の搬送方向両端部の非印画部５１に印刷される。この画像は、上述した三角形状に限定されるものではなく、上述したように、走査方向の１ラインの総熱量が段階的に上昇又は下降する画像であればどのような形状であっても構わない。

次に、上記多色熱転写プリンタの動作等について図４を用いて説明する。

印刷の開始にあたり、上述したようにプラテン１２の加温手段、サーマルヘッド１３の加温手段の両方を用いて、プラテン１２やサーマルヘッド１３を連続印刷時の飽和温度まで加温制御する。

また、連続状転写箔原反７の巻き取りロール７ａと繰り出しロール７ｂとが各々のベクトルインバータモータ２４，２５の駆動によって回転し、連続状転写箔原反７が各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ内を走行する。

また、各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ内では、プラテン１２が速度一定制御式サーボモータの駆動によって一定速度で回転しつつ連続状転写箔原反７をその上流側から下流側へと送る。その際プラテン１２上にサーマルヘッド１３がインクリボン１４を連続状転写箔原反７に押し付け、該当する色インクを画像として連続状転写箔原反７に転写させる。

なお、下地色としての色インクを転写させる際において、上述したように、この印画部５０の搬送方向両端部に有する非印画部５１には、連続的に印刷濃度が変化する網点又は画像が印刷されるように、サーマルヘッド１３へ印加される熱エネルギを徐々に高め、又は徐々に下げるように下地色用の熱転写ユニットＩＶを制御する。

全色が刷られることにより画像が形成された連続状転写箔原反７は連続状の転写箔１として巻き取りロール７ａに巻き取られる。

上記印刷が続行されると、連続状転写箔原反７の張力が徐々に変化する可能性がある。そこで、印刷中張力検出器１８により連続状転写箔原反７の張力が検出され、適正張力と比較されたうえでズレを解消するための信号が図示しない制御部を介しベクトルインバータモータ２４，２５やサーボモータ２３に送られる。

このベクトルインバータモータ２４，２５やサーボモータ２３の制御された駆動力が張力調整ローラ１９ａや繰り出しロール７ａ、巻き取りロール７ｂに伝達されることにより、連続状転写箔原反７は張力が一定に保たれつつ上記複数個の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを通過し、これにより、色ずれのない精細かつ美麗な画像が印刷される。

巻き取りロール７ｂとして巻き取られた連続状転写箔原反７は、巻かれた状態で成型機に取り付けられて転写箔１として使用される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更可能である。例えば、本実施形態では、インモールド成型に関する印刷例を示しているが、本願発明は、インモールド成型だけに留まらず、熱転写印刷全てに応用可能であるため、本実施形態に示す連続状転写箔原反７に限られず一般的な印画物としても適用可能である。

Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ…熱転写ユニット
７…連続状転写箔原反
１２…プラテン
１３…サーマルヘッド
１４…インクリボン
１５…ニップローラ
１６…予熱手段
１８…張力検出器
１９ａ，１９ｂ…張力調整ローラ
２０ａ，２０ｂ…フィードローラ
２３…サーボモータ

Claims (4)

1. 複数の色インクの画像を印刷する複数の熱転写ユニットを備え、各色の前記色インクが基材上に重ねられるように転写される多色熱転写プリンタにおける印刷方法であって、
   下地色を印刷するサーマルヘッドを備えた１の前記熱転写ユニットは、当該基材上の下地色が印刷される印画部の印刷開始端に至る前の非印画部に、前記サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に増加する画像を印刷するとともに、前記印画部の印刷終了端より下流の非印画部に、前記サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に減少する画像を印刷し、
   前記画像は網点で構成されていることを特徴とする印刷方法。
2. 前記基材上の非印画部と印画部に印刷される画像の前記印画濃度は０％〜１００％の間で連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の印刷方法。
3. 透明な基材上に下地色と各色が重ねられて印刷される転写箔であって、
   下地色が印刷される印画部と、その印画部の印刷開始端に至る前と印刷終了端より下流の非印画部に、走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に変化する画像が印刷されており、
   前記画像は網点で構成されていることを特徴とする転写箔。
4. 複数の色インクの画像を印刷する複数の熱転写ユニットを備え、各色の前記色インクが基材上に重ねられるように転写される多色熱転写プリンタであって、
   下地色を印刷するサーマルヘッドを備えた１の前記熱転写ユニットは、当該基材上の下地色が印刷される印画部の印刷開始端に至る前の非印画部には、前記サーマルヘッドへ印加される熱エネルギが連続的に増加するように制御され、前記印画部の印刷終了端より下流の非印画部には、前記サーマルヘッドへ印加される熱エネルギが連続的に減少するように制御されて、前記サーマルヘッドの走査方向における１ラインの印画濃度が連続的に変化する画像が印刷され、
   前記画像は網点で構成されていることを特徴とする多色熱転写プリンタ。