JP7077749B2

JP7077749B2 - 熱転写印画装置

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Publication number: JP7077749B2
Application number: JP2018085486A
Authority: JP
Inventors: 躍于
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2038-04-26
Also published as: JP2019188730A

Description

本発明は、熱転写印画装置、印画物の製造方法、及び中間転写媒体に関する。

熱転写画像を任意の対象物に形成するプリンタの１つとして、受容層が基材上に剥離可能に設けられた中間転写媒体と、色材層を有する熱転写シートとを使用し、中間転写媒体の受容層に熱転写シートからインクを転写して画像を形成し、その後、画像が形成された受容層を含む転写層を中間転写媒体から被転写体上に転写する熱転写プリンタが提案されている。

従来の熱転写プリンタでは、被転写体に形成される画像のサイズは、様々な要因により制限されていた。例えば、熱転写シートを加熱するサーマルヘッドの発熱体の幅により、画像の一辺のサイズが制限されていた。また、熱転写シートの幅によっても、画像の一辺のサイズが制限されていた。サーマルヘッドの発熱体の幅を大きくすると、装置重量や消費エネルギーが増加するという問題がある。熱転写シートの幅を大きくすると、小さい画像を形成する場合の未使用領域が大きくなり、コストが嵩むという問題がある。

中間転写媒体には位置検知用の検知マークが所定間隔で表面（転写面）に設けられていることが多い。この場合、検知マーク部分を加熱すると、検知マークが被転写体に転写される。そのため、被転写体に形成される画像の一辺のサイズは、検知マーク間距離以下に制限されていた。

特開２００８－１８８８６５号公報

本発明は、熱転写シートやサーマルヘッド等のサイズによらず、任意のサイズの画像を被転写体に形成できる熱転写印画装置及び印画物の製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、熱転写印画装置に使用される中間転写媒体を提供することを課題とする。

本発明による熱転写印画装置は、支持体の一方の面に前記支持体から剥離可能に転写層が設けられた中間転写媒体を供給する第１供給部と、基材の一方の面上に色材層が設けられた熱転写シートを供給する第２供給部と、画像データに基づいて前記熱転写シートを加熱し、前記転写層に前記色材層のインクを転写して画像を印画する印画部と、前記中間転写媒体を加熱し、前記画像が印画された前記転写層を被転写体に転写する転写部と、を備え、前記印画部は、前記中間転写媒体を短手方向に複数の領域に分割した分割領域毎に画像を印画するものである。

本発明の一態様では、前記印画部は、前記中間転写媒体を長手方向に複数の領域に分割した分割領域毎に画像を印画する。

本発明の一態様では、前記分割領域に印画する画像は、１つの画像を分割した分割画像である。

本発明の一態様では、前記印画部は、前記中間転写媒体の短手方向に沿って移動可能である。

本発明の一態様では、前記中間転写媒体には、前記中間転写媒体を短手方向及び長手方向に複数の領域に分割した分割領域の位置を検知するための検知マークが設けられている。

本発明の一態様では、前記検知マークは、前記短手方向に延びる複数本の第１検知マークと、前記長手方向に延びる複数本の第２検知マークとを有し、前記第１検知マーク及び前記第２検知マークで囲まれた領域が前記分割領域になる。

本発明の一態様では、前記検知マークは前記中間転写媒体の短手方向及び長手方向に所定間隔を空けてドット状に形成されている。

本発明の一態様では、前記検知マークは前記被転写体に転写されない。

本発明による印画物の製造方法は、支持体の一方の面に前記支持体から剥離可能に転写層が設けられた中間転写媒体を供給する工程と、基材の一方の面上に色材層が設けられた熱転写シートを供給する工程と、画像データに基づいて前記熱転写シートを加熱し、前記転写層に前記色材層のインクを転写して画像を印画する工程と、前記中間転写媒体を加熱し、前記画像が印画された前記転写層を被転写体に転写して印画物を製造する工程と、を備え、前記中間転写媒体を短手方向に複数の領域に分割した分割領域毎に画像を印画するものである。

本発明による中間転写媒体は、支持体の一方の面に、前記支持体から剥離可能に転写層が設けられた中間転写媒体であって、前記中間転写媒体を短手方向及び長手方向に複数の領域に分割した分割領域の位置を検知するための検知マークが、前記転写層とは異なる層に設けられており、前記検知マークは、前記短手方向に延びる複数本の第１検知マークと、前記長手方向に延びる複数本の第２検知マークとを有するものである。

本発明による中間転写媒体は、支持体の一方の面に、前記支持体から剥離可能に転写層が設けられた中間転写媒体であって、前記中間転写媒体を短手方向及び長手方向に複数の領域に分割した分割領域の位置を検知するための検知マークが、前記転写層とは異なる層に設けられており、前記検知マークは、前記中間転写媒体の短手方向及び長手方向に所定間隔を空けてドット状に形成されているものである。

本発明によれば、熱転写シートやサーマルヘッド等のサイズによらず、任意のサイズの画像を被転写体に形成できる。

本発明の実施形態に係る熱転写印画装置の概略構成図である。中間転写媒体の平面図である。図２のIII-III線断面図である。熱転写シートの平面図である。図４のV－V線断面図である。印画部の概略構成図である。（ａ）～（ｃ）は画像印画方法を説明する図である。変形例による中間転写媒体の平面図である。ヒートローラによる加熱方法の一例を説明する図である。ヒートローラによる加熱方法の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る熱転写印画装置の概略構成図である。図１に示すように、熱転写印画装置は、熱転写シート２０を用いて、中間転写媒体１０に設けられた受容層１３（図３参照）に画像を印画する印画部５０と、中間転写媒体１０の転写層１４（図３参照）を被転写体４０上に転写する転写部６０と、各部の動作を制御する制御部３０と、を備える。本実施形態では、熱転写シート２０よりも幅の大きい中間転写媒体１０を使用し、熱転写シート２０よりも幅の大きい被転写体４０に画像を形成する。

図２は中間転写媒体１０の平面図であり、図３は図２のIII-III線断面図である。中間転写媒体１０は、支持体１１と、支持体１１の一方の面上に設けられた転写層１４とを備えている。転写層１４は、支持体１１上に設けられた剥離層１２と、剥離層１２上に積層された受容層１３とを有する積層構成をなしている。受容層１３は、中間転写媒体１０の最表面に位置し、転写層１４を構成する層のうち支持体１１から最も遠くに位置している。受容層１３にインクが熱転写されて画像が印画される。画像印画後、転写層１４の画像を含む領域が被転写体４０上に転写される。

中間転写媒体１０には、中間転写媒体１０の長手方向に延びる複数の検知マーク１５ａと、中間転写媒体１０の幅方向（短手方向）に延びる複数の検知マーク１５ｂとが所定間隔をあけて形成されている。検知マーク１５ａと検知マーク１５ｂとが直交しており、検知マーク１５ａ及び１５ｂで囲まれる各領域が、後述する転写ブロックＴＢとなる。

検知マーク１５ａ及び１５ｂは、転写層１４とは異なる層、例えば支持体１１や支持体１１上、支持体１１と転写層１４との間に任意に設けられる離型層や、支持体１１の転写層１４が設けられていない側の面上に形成されており、被転写体４０には転写されないようになっている。

図４は熱転写シート２０の平面図であり、図５は図４のV－V線断面図である。図４、図５に示すように、熱転写シート２０は、基材２１と、基材２１の同一面上に設けられたイエロー（Ｙ）層２２、マゼンタ（Ｍ）層２３、シアン（Ｃ）層２４を含む染料層２５と、ブラック（ＢＫ）の溶融層２６とを有する。染料層２５及び溶融層２６からなる色材層２７の組が繰り返し設けられている。

基材２１について特に限定はなく、例えば、プラスチックの延伸または未延伸フィルムを用いることができる。

染料層２５は、染料、及び染料を担持するためのバインダー樹脂を含有している。染料及びバインダー樹脂は、昇華型熱転写の分野で従来公知のものを適宜選択して用いることができる。

溶融層２６は、加熱により溶融軟化し、転写層１４上に転写可能であるとの条件を満たす層であればよく、例えば、熱溶融性インキ及びバインダー樹脂が含まれる。溶融層２６を省略してもよい。

熱転写シート２０の構成は、図４、図５に示すものに限定されない。例えば、熱転写シート２０の色材層が形成されている面とは反対側の面に背面層（図示略）が設けられていてもよい。

図１に示すように、熱転写印画装置の供給部７０（第１供給部）には、中間転写媒体１０をリボン状に巻き取った巻取が装填される。供給部７０は、中間転写媒体１０の巻取を回転させ、中間転写媒体１０を長尺帯状で印画部５０及び転写部６０へ順に搬送する。

印画部５０は、サーマルヘッド５３と、サーマルヘッド５３の下方側に設けられた回転駆動自在なプラテンロール５４と、サーマルヘッド５３をプラテンロール５４に対して昇降自在とさせる昇降手段（図示略）を有する。供給部７０から供給された中間転写媒体１０は、サーマルヘッド５３とプラテンロール５４との間を通過するようになっている。

印画部５０では、熱転写シート２０が、供給ロール５１（第２供給部）側からガイドロール５５を経由して、サーマルヘッド５３とプラテンロール５４との間を通り、ガイドロール５６を経由して、巻取りロール５２に巻き取られるようになっている。サーマルヘッド５３とプラテンロール５４との間において、熱転写シート２０の染料層２５及び溶融層２６と、中間転写媒体１０の受容層１３とが対向するようになっている。

サーマルヘッド５３は、熱転写シート２０の基材２１側から染料層２５を加熱し、中間転写媒体１０の受容層１３に染料を移行して、画像を形成する。また、サーマルヘッド５３は、熱転写シート２０の基材２１側から溶融層２６を加熱し、中間転写媒体１０の受容層１３に熱溶融性インキ等を転写して、画像（文字）を形成する。

画像印画工程では、まず、中間転写媒体１０と、熱転写シート２０のＹ層２２とが位置合わせされ、サーマルヘッド５３がプラテンロール５４に向けて降下し、熱転写シート２０及び中間転写媒体１０を介してサーマルヘッド５３がプラテンロール５４に当接する。中間転写媒体１０の巻取部７１及び熱転写シート２０の巻取りロール５２が回転駆動して、熱転写シート２０及び中間転写媒体１０が送られる。この間、サーマルヘッド５３に送信されてきた画像データに基づいて、サーマルヘッド５３により熱転写シート２０のＹ層２２の領域が選択的に加熱され、熱転写シート２０から受容層１３にイエロー染料が移行する。

イエローの転写後、サーマルヘッド５３が上昇してプラテンロール５４から離れる。次に、中間転写媒体１０と熱転写シート２０のＭ層２３とが位置合わせされる。そして、イエロー染料を受容層１３に移行する方法と同様にして、Ｍ層２３及びＣ層２４を加熱し、マゼンタ染料及びシアン染料を受容層１３に順次移行する。

続いて、サーマルヘッド５３が上昇してプラテンロール５４から離れる。次に、中間転写媒体１０と熱転写シート２０の溶融層２６とが位置合わせされる。サーマルヘッド５３がプラテンロール５４に向けて降下し、熱転写シート２０及び中間転写媒体１０を介してサーマルヘッド５３がプラテンロール５４に当接する。中間転写媒体１０の巻取部７１及び熱転写シート２０の巻取りロール５２が回転駆動して、熱転写シート２０及び中間転写媒体１０が送られる。この間、サーマルヘッド５３に送信されてきた画像データに基づいて、サーマルヘッド５３により、熱転写シート２０の溶融層２６の領域が選択的に加熱される。これにより、中間転写媒体１０に画像が印画される。

本実施形態では、熱転写シート２０は、１回の印画処理で１個の転写ブロックＴＢに画像が印画できるサイズになっている。図６に示すように、サーマルヘッド５３及びプラテンロール５４を含む印画部５０は、熱転写シート２０（中間転写媒体１０）の幅方向に移動可能になっており、検知マーク１５ａ及び１５ｂを用いて位置合わせを行い、隣接する転写ブロックＴＢに連続して画像を印画できる。例えば、中間転写媒体１０の幅は、熱転写シート２０（色材層２５）の幅のｎ倍（ｎは２以上の整数）となる。印画部５０の移動にあわせて、中間転写媒体１０を搬送する搬送ローラＲも移動する。搬送ローラＲはサーマルヘッド５３と同程度の幅であることが好ましい。搬送ローラＲを中間転写媒体１０と同程度の幅にして、移動不要となるようにしてもよい。

印画部５０の移動及び中間転写媒体１０の搬送を組み合わせて、例えば、図７（ａ）～（ｃ）に示すように、大画像を分割した分割画像を、転写ブロックＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３、・・・、ＴＢ１１、ＴＢ１２に順に印画する。分割画像は検知マーク１５ａ及び１５ｂ上にも印画する。各転写ブロックＴＢに印画された分割画像がつながり、中間転写媒体１０に、１回の印画処理では印画できない大きいサイズの画像Ｇを印画できる。図７（ａ）～（ｃ）に示す例では、中間転写媒体１０の幅は、熱転写シート２０（色材層２５）の幅の４倍程度であり、中間転写媒体１０の幅方向に４個の転写ブロックが設けられる。

例えば、制御部３０は、転写ブロックＴＢのサイズや転写ブロックＴＢの配置数に基づいて画像Ｇをメッシュ状に複数に分割し、分割画像データをサーマルヘッド５３へ順次転送し、印画処理を制御する。

なお、制御部３０は、分割画像を印画する転写ブロックＴＢの数（使用する転写ブロックＴＢの数）が少なくなるように、中間転写媒体１０の長手方向における分割画像の印画位置を設定することが好ましい。

印画部５０において複数の転写ブロックＴＢの受容層１３に画像が印画された中間転写媒体１０は、ガイドロール７２を経由して転写部６０へ搬送される。

転写部６０は、ヒートローラ６１と、ヒートローラ６１の下方に設けられた加圧ロール６２とを備える。転写部６０は、被転写体供給部４２（第３供給部）から供給された被転写体４０へ、中間転写媒体１０の転写層１４を転写する。ヒートローラ６１、加圧ロール６２及び被転写体４０は、中間転写媒体１０の幅に対応したサイズとなっている。

被転写体供給部４２は、中間転写媒体１０の搬送に合わせて枚葉状の被転写体４０を１枚ずつ繰り出す繰り出し装置、及び繰り出した被転写体４０を搬送するコンベア装置等を有する。

被転写体４０は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリセルロースジアセテート、ポリセルローストリアセテート、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合成樹脂を母材としたカード基材である。

転写部６０は、ヒートローラ６１と加圧ロール６２との間で、画像が印画された中間転写媒体１０の複数の転写ブロックＴＢの受容層１３面を被転写体４０へ重ね合わせて加熱する。これにより、転写層１４が支持体１１から剥離されて被転写体４０に転写され、被転写体４０に画像が形成される。検知マーク１５ａ及び１５ｂは被転写体４０へは転写されず、中間転写媒体１０に残存する。転写層１４を転写した後の中間転写媒体１０は、巻取部７１に巻き取られて回収される。

本実施形態では、サイズ（幅）の小さい熱転写シート２０及びサーマルヘッド５３を使用し、格子状の検知マーク１５ａ及び１５ｂに基づいて位置合わせを行い、中間転写媒体１０を複数の領域に分割した分割領域（転写ブロック）単位で画像を印画する。各転写ブロックには、大画像を分割した分割画像を印画する。これにより、中間転写媒体１０に、サイズの小さい熱転写シート２０及びサーマルヘッド５３を用いた１回の印画処理では印画できない大サイズの画像を印画できる。中間転写媒体１０から被転写体４０へ大サイズの画像が転写される。画像の印画に使用する転写ブロックの数を変えることで、被転写体４０に形成する画像のサイズを容易に変更できる。

このように、本実施形態によれば、熱転写シート２０やサーマルヘッド５３等のサイズによらず、任意のサイズの画像を被転写体４０に形成できる。

上記実施形態では、中間転写媒体１０に対して印画部５０及び熱転写シート２０を移動可能とする例について説明したが、印画部５０及び熱転写シート２０の位置を固定し、中間転写媒体１０を移動させてもよい。

上記実施形態では、中間転写媒体１０に格子状の検知マーク１５ａ及び１５ｂを形成する例について説明したが、検知マークは、各転写ブロックＴＢの位置を検知できるものであればよく、格子状に限定されない。例えば、図８に示すように、中間転写媒体１０の長手方向及び短手方向のそれぞれに所定間隔を空けて複数の検知マーク１５ｃ及び１５ｄを形成してもよい。検知マーク１５ｃ及び１５ｄによっても、中間転写媒体１０を長手方向及び短手方向にそれぞれ複数に分割（区画）した転写ブロックの位置を示すことができる。

また、検知マークは線状でなくてもよく、点であってもよい。例えば、中間転写媒体１０の長手方向及び短手方向のそれぞれに所定間隔を空けて複数の検知マークがドット状に形成されていてもよい。例えば、ドット状の検知マークが転写ブロックＴＢの頂点に対応する。

上記実施形態では、中間転写媒体１０の幅方向の全域の転写層１４を被転写体４０に転写する例について説明したが、幅方向の一部の転写ブロックＴＢの転写層１４を被転写体４０に転写してもよい。この場合、例えば、図９に示すように、中間転写媒体１０の幅と同等又はそれ以上のサイズのヒートローラ６１の一部のみを加熱するようにしてもよい。

あるいはまた、図１０に示すように、１個の転写ブロックＴＢの幅に対応する小サイズのヒートローラ６１Ａを移動させながら、中間転写媒体１０の必要な領域を加熱し、画像が印画された１又は複数の転写ブロックＴＢの転写層１４を被転写体４０に転写してもよい。

図９、図１０に示す例では、被転写体４０のサイズ（幅）は中間転写媒体１０のサイズ（幅）より小さいものであってもよい。

上述したように、中間転写媒体１０は、支持体１１、剥離層１２及び受容層１３が積層された構成となっている。支持体１１の材料について特に限定はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の耐熱性の高いポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン誘導体、ポリアミド、ポリメチルペンテン等のプラスチックの延伸または未延伸フィルム等を挙げることができる。また、これらの材料を２種以上積層した複合フィルムも使用することができる。支持体１１の厚さは、その強度および耐熱性等が適切になるように材料に応じて適宜選択できるが、通常は３μｍ以上３０μｍ以下の範囲であり、好ましくは４μｍ以上１５μｍ以下の範囲である。

受容層１３の材料について特に限定はなく、中間転写媒体の分野で従来公知の受容層を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニルもしくはポリ塩化ビニリデン等のハロゲン化樹脂、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体もしくはポリアクリル酸エステル等のビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレートもしくはポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、エチレンもしくはプロピレン等のオレフィンと他のビニルポリマーとの共重合体、アイオノマーもしくはセルロースジアスターゼ等のセルロース樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の溶剤系の樹脂が挙げられる。また、受容層１３は、これらの成分の１種を単独で含有していてもよく、２種以上を含有していてもよい。

受容層１３は、上記樹脂成分とともに、離型剤を含有していてもよい。離型剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、アミドワックス、テフロン（登録商標）パウダー等の固形ワックス類、フッ素系またはリン酸エステル系界面活性剤、シリコーンオイル、反応性シリコーンオイル、硬化型シリコーンオイル等の各種変性シリコーンオイル、および各種シリコーン樹脂などを挙げることができる。

受容層１３の厚みについて特に限定はないが、一例としては、１μｍ以上１０μｍ以下の範囲である。

剥離層１２は、転写層１４の転写性（剥離性）を向上させるためのものであり、転写層１４を構成する層のうち支持体１１の最も近くに位置している。剥離層１２の成分としては、例えば、ワックス類、シリコーンワックス、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、フッ素樹脂、フッ素変性樹脂、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、熱架橋性エポキシ－アミノ樹脂及び熱架橋性アルキッド－アミノ樹脂等を挙げることができる。また、剥離層１２は、これらの成分の１種を単独で含有していてもよく、２種以上を含有していてもよい。

剥離層１２の厚みについて特に限定はないが、一例としては、０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲である。

被転写体４０に転写されない検知マーク１５ａ、１５ｂは、特に限定しないが、例えばカーボンブラック、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体・ビニルアルコールコポリマー、ポリエチレンワックスによって形成できる。

中間転写媒体１０の構成は、図３に示すものに限定されない。例えば、剥離層１２と受容層１３との間に、保護層（図示略）等の任意の層が設けられていてもよい。また、支持体１１側から、保護層、受容層１３がこの順で積層されてなる転写層１４とすることもできる。また、支持体１１と転写層１４との間に任意の層が設けられていてもよい。また、支持体１１の他方の面上に、背面層（図示略）が設けられていてもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０中間転写媒体
１１支持体
１２剥離層
１３受容層
１４転写層
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ検知マーク
２０熱転写シート
２１基材
２２イエロー層
２３マゼンタ層
２４シアン層
２５染料層
２６溶融層
２７色材層
３０制御部
４０被転写体
５０印画部
６０転写部

Claims

支持体の一方の面に前記支持体から剥離可能に転写層が設けられた中間転写媒体を供給する第１供給部と、
基材の一方の面上に色材層が設けられた熱転写シートを供給する第２供給部と、
画像データに基づいて前記熱転写シートを加熱し、前記転写層に前記色材層のインクを転写して画像を印画する印画部と、
前記中間転写媒体を加熱し、前記画像が印画された前記転写層を被転写体に転写する転写部と、
を備え、
前記印画部は、前記中間転写媒体を短手方向に複数の領域に分割した分割領域毎に画像を印画し、
前記中間転写媒体には、前記中間転写媒体を短手方向及び長手方向に複数の領域に分割した分割領域の位置を検知するための検知マークが設けられており、
前記転写部は、前記短手方向の全域の前記転写層を前記被転写体に転写することを特徴とする熱転写印画装置。
前記検知マークは、前記短手方向に延びる複数本の第１検知マークと、前記長手方向に延びる複数本の第２検知マークとを有し、
前記第１検知マーク及び前記第２検知マークで囲まれた領域が前記分割領域になることを特徴とする請求項１に記載の熱転写印画装置。
前記検知マークは前記中間転写媒体の短手方向及び長手方向に所定間隔を空けてドット状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱転写印画装置。
前記検知マークは前記被転写体に転写されないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱転写印画装置。