JP7243194B2 - 熱転写印画装置 - Google Patents

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本発明は、熱転写印画装置に関する。
画像の形成方法として、基材上に染料層が設けられた熱転写シートと、基材上に受容層が設けられた受像シートとを互いに重ね合わせて画像を形成する熱転写方式が知られている。画像形成後に受像シートを所望の大きさに裁断して、印画物を作製している。画像形成前の受像シートは、ロール状に巻き回された状態でプリンタ内部に設置されているため、巻き癖がつき、裁断後の印画物にカールが生じるという問題があった。
受像シートのカールを軽減させるためのデカール機構を設けたプリンタが提案されている。例えば、デカール機構は、複数のローラを用いて受像シートにデカール力を作用させ、カールとは逆向きの反りを与える。しかし、複数のローラを有する従来のデカール機構を印画機構とは別にプリンタに追設した場合、構造が複雑となり、プリンタの小型・軽量化の妨げとなっていた。
また、転写シートからカード基材に転写層を転写するプリンタでは、転写層の転写に伴う加熱、及びその後の冷却による熱収縮によりカード基材が反り、転写処理後の仕上がりカードに要求される平坦性を満たすことが困難となる場合があった。
特開2016-196339号公報
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で印画物にカール(反り)が生じることを防止できる熱転写印画装置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、表面に受容層を有する受像シートが巻回され、前記受像シートを供給する受像シートロールと、前記受像シートロールよりも受像シート搬送方向の下流側に設けられ、色材層を有する熱転写シートと前記受像シートとを挟み込むサーマルヘッド及びプラテンロールと、前記受像シートを挟み込んで搬送するキャプスタンローラ及びピンチローラと、を備え、前記サーマルヘッドが前記熱転写シートを加熱して前記熱転写シートから前記受像シートに色材を転写し、前記キャプスタンローラ及びピンチローラが、前記受像シートに対し、前記受像シートの巻回により生じる反りとは逆向きの反りを付与するものである。
本発明の一態様による熱転写印画装置では、前記サーマルヘッド、プラテンロール、キャプスタンローラ及びピンチローラの周辺における前記受像シートの搬送方向と直交する第1方向と、前記キャプスタンローラの回転中心と前記ピンチローラの回転中心とを結ぶ第2方向とは非平行である。
本発明の一態様による熱転写印画装置では、前記第1方向と前記第2方向とがなすピンチ角が10度以上30度以下である。
本発明の一態様による熱転写印画装置では、前記キャプスタンローラの外周面に沿って前記ピンチローラを移動させ、前記第1方向と前記第2方向とがなすピンチ角を調整するピンチローラ移動機構をさらに備える。
本発明の一態様による熱転写印画装置では、前記ピンチローラ移動機構は、前記受像シートロールの直径が小さい程、前記ピンチ角が大きくなるように前記ピンチローラを移動させる。
本発明の一態様による熱転写印画装置では、前記サーマルヘッド側から見て前記受像シートが前記ピンチローラに接触し始める箇所は、前記キャプスタンローラと前記ピンチローラとが前記受像シートを挟み込む箇所よりも前記サーマルヘッドに近い位置にある。
本発明による熱転写印画装置は、転写層を有する転写シートと枚葉状の被転写体とを挟み込み、前記転写シートを加熱して、前記転写シートから前記被転写体に前記転写層を転写するサーマルブロック及び加圧ロールと、前記転写層が転写された前記被転写体を挟み込んで搬送する第1搬送ローラ及び第2搬送ローラと、を備え、前記第1搬送ローラ及び前記第2搬送ローラが、前記被転写体に対し、熱収縮により生じる反りとは逆向きの反りを付与するものである。
本発明の一態様による熱転写印画装置では、前記サーマルブロック、加圧ロール、第1搬送ローラ及び第2搬送ローラの周辺における前記被転写体の搬送方向と直交する第1方向と、前記第1搬送ローラの回転中心と前記第2搬送ローラの回転中心とを結ぶ第2方向とは非平行である。
本発明によれば、簡易な構成で印画物にカール(反り)が生じることを防止できる。
図1は、本発明の実施形態に係る熱転写印画装置の概略図である。 図2は、同実施形態に係るデカール部の概略図である。 図3A、図3Bは、同実施形態によるデカール処理の一例を示す図である。 図4は、比較例によるデカール部を示す図である。 図5A~図5Dは、印画物のカール量の実験結果を示すグラフである。 図6A、図6Bは、別の実施形態に係るデカール部の概略図である。 図7A、図7Bは別の実施形態に係る熱転写印画装置の概略図であり、図7Cは転写処理後の被転写体の断面図である。 中間転写シートの断面図である。 比較例による被転写体の断面図である。
図1は本発明の実施の形態に係る熱転写印画装置の概略構成図であり、図2は熱転写印画装置の部分拡大図である。
熱転写印画装置TP1は、イエロー染料(Y)層、マゼンタ染料(M)層、シアン染料(C)層、及び転写性保護層(以下、保護層と記載する)が面順次に繰り返し設けられた熱転写シート5を用いて、受像シート7上にY、M、Cを昇華転写させて画像を印画し、画像上に保護層を転写するサーマルヘッド1を備えている。
熱転写シート5は、供給部3から繰り出され、サーマルヘッド1を通って、回収部4に巻き取られる。熱転写シート5は複数のガイドローラ8に沿って供給部3から回収部4まで搬送される。熱転写シート5には、この種の熱転写印画装置で用いられる公知のものを使用することができる。例えば、染料層には、バインダ樹脂に、昇華性染料を溶解又は分散させた材料を用いることができる。保護層には、透明で、接着性、耐光性等を有する材料を用いることが好ましい。熱転写シート5に設けられる色材層は、昇華性染料を含有する層に限定されず、熱溶融性インキを含有する層であってもよい。
熱転写シート5及び受像シート7を挟んでサーマルヘッド1とは反対側にプラテンロール2が設けられている。サーマルヘッド1及びプラテンロール2を含む印画部40は、受像シート7及び熱転写シート5を挟み込み、熱転写シート5の染料層を加熱して受像シート7上に染料を熱転写することで画像を形成する。
また、印画部40は、熱転写シート5の保護層を加熱して、受像シート7に印画された画像上に保護層を転写する。保護層転写時の転写エネルギー(印画部40による印画エネルギー)を高くすることで保護層表面が光沢度の低いマット調になり、転写エネルギーを低くすることで保護層表面が光沢度の高いグロス調になる。
受像シート7は、受像シート7をロール状に巻き回した受像シートロール6から繰り出される。受像シート7にはこの種の熱転写印画装置で用いられる公知のものを使用することができ、例えば、レジンコート層、紙、接着層、ボイド含有フィルム、及び受容層がこの順で積層されたものを用いることができる。ボイド含有フィルムとしては、フィルム中にボイドが形成されたものであれば、種々のものを用いることができる。例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)中にボイド発現剤を添加し、成膜、延伸過程でPETとボイド発現剤とを剥離させることで、ボイドをフィルム内に形成したフィルムを用いることができる。基材は、PETのほか、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)などポリオレフィンを用いることができる。
印画部40は、受像シートロール6よりも受像シート搬送方向の下流側に位置する。印画部40と受像シートロール6との間には、受像シート7の搬送を行うための回転駆動自在なキャプスタンローラ9と、キャプスタンローラ9に受像シート7を圧着させるためのピンチローラ10とが設けられている。ピンチローラ10は、受像シート7の表面側である受容層と当接されるローラである。キャプスタンローラ9は、受像シート7の裏面側と当接されるローラであり、その表面には微細な突起であるスパイクが多数設けられている。このスパイクは、ピンチローラ10からの押圧を受けて、受像シート7の裏面に食い込む構成をとり、これにより受像シート7のずれを防止している。
受像シート7を挟持するキャプスタンローラ9及びピンチローラ10の回転により、受像シート7が所定の位置に搬送される。
印画部40で画像形成及び保護層の転写が施された受像シート7は、下流側で図示しないカッターにより裁断され、印画物(プリント枚葉)が作製される。
上述したように、受像シート7は、ロール状に巻き回された状態で熱転写印画装置TP1に装填されているため、巻き癖がつく。本実施形態では、キャプスタンローラ9及びピンチローラ10が、受像シートロール6での巻回で発生する反りとは逆向きの反り(逆反り)を受像シート7に付与し、受像シート7を平坦化(デカール)するデカール部Dとして機能する。なお、本実施形態では、受像シート7は、表面が外周側、裏面が内周側となるようにロール状に巻き回されている。
図2に示すように、印画部40及びデカール部Dの周辺(近傍)における受像シート7の搬送方向をd0、搬送方向d0と直交する方向(受像シート面に対し直角となる方向)をd1、キャプスタンローラ9の回転中心C1(回転軸)とピンチローラ10の回転中心C2(回転軸)とを結ぶ方向をd2とした場合、方向d1(第1方向)と方向d2(第2方向)とは非平行となり、方向d1と方向d2とは一定のピンチ角θで交差し、ピンチローラ10の回転中心C2は、キャプスタンローラ9の回転中心C1よりも印画部40に近い場所に位置する。なお、ピンチ角θが0度以外の場合、印画部40とデカール部Dとの間で受像シート7が搬送される方向と、上述の受像シート搬送方向d0とは僅かに異なる。ピンチ角θが0度の場合(図4参照)、受像シート搬送方向d0は、印画部40とデカール部Dとの間で受像シート7が搬送される方向と一致する。
言い換えれば、印画部40においてサーマルヘッド1とプラテンロール2とが受像シート7(及び熱転写シート5)を挟み込んでいる箇所をP1、デカール部Dにおいてキャプスタンローラ9とピンチローラ10とが受像シート7を挟み込んでいる箇所をP2、印画部40側から見て受像シート7がピンチローラ10の表面に接触し始める箇所をP3とした場合、接触開始箇所P3は、挟み込み箇所P2よりも印画部40に近い場所に位置する。上述の受像シート搬送方向d0は、挟み込み箇所P1と挟み込み箇所P2とを結ぶ方向とほぼ同じになる。
キャプスタンローラ9とピンチローラ10をこのような位置関係となるように配置することで、受像シート7に逆反りを加え、デカール効果を生じさせることができる。図3A、図3Bに示すように、ピンチ角θが大きい程、受像シート7を強く屈曲させることになり、デカール効果が強くなる。ピンチ角θは10度以上30度以下程度とすることが好ましい。
このような熱転写印画装置TP1を用いた印画処理では、まず、受像シート7と熱転写シート5の染料層のY層とが位置合わせされ、受像シート7及び熱転写シート5を介してサーマルヘッド1がプラテンロール2に当接する。
次に、キャプスタンローラ9及び回収部4が回転駆動して、受像シート7及び熱転写シート5がそれぞれ受像シートロール6側、回収部4側へ送られる。この間、画像データに基づいて、サーマルヘッド1によりY層の領域が選択的に順次加熱され、熱転写シート5から受像シート7上にYが昇華転写される。受像シート7の染料が転写された領域は、デカール部Dを通過してデカールが行われる。
Yの昇華転写後、サーマルヘッド1が上昇し、プラテンロール2から離れる。次に、受像シート7とM層とが位置合わせされる。この場合、受像シート7はプリントサイズに相当する距離だけ下流側へ送られるとともに、熱転写シート5はY層とM層との間のマージンに相当する距離だけ回収部4に巻き取られる。この時も、受像シート7がデカール部Dを通過してデカールが行われる。
Yを昇華転写する方法と同様にして、画像データに基づいて受像シート7上にM及びCが順次昇華転写され、受像シート7上に画像が形成される。この間も、受像シート7はデカール部Dを通過して、デカールが行われる。
画像形成後、受像シート7と保護層とが位置合わせされ、サーマルヘッド1により保護層が加熱され、画像を覆うように、熱転写シート5から受像シート7上に保護層が転写される。
その後、画像及び保護層が形成された受像シート7は、カッターにより裁断され、印画物が作製される。キャプスタンローラ9及びピンチローラ10を有するデカール部Dが、印画処理中に受像シート7のデカール処理を複数回行うため、受像シート7を効果的にデカールできる。これにより、印画物のカールを抑え、高品質な印画物を作製できる。
また、キャプスタンローラ9及びピンチローラ10を用いてデカール処理を行うため、装置構成は簡易である。
(実験例)
実験例1
図1に示す熱転写印画装置を使用し、受像シートに表面が光沢状態の保護層を形成し、プリント枚葉を作製して、プリント枚葉のカール量を測定した。
受像シートロール(長期間ロール状態で保管して巻癖がついた受像シート)をピンチ角θ=10度とした熱転写印画装置と、ピンチ角θ=0度とした熱転写印画装置とに交互にセットして1枚ずつ順々にプリント枚葉を作製し、カール量を測定した。プリント枚葉のサイズは6インチ×8インチであり、凸面側を下に向けてプリント枚葉を平面に置いたときの四隅における浮き上がり量の平均をカール量とした。ピンチ角θ=0度は、図4に示すように、印画部40とデカール部Dとの間での受像シート7の搬送方向d0と、キャプスタンローラ9の回転中心C1とピンチローラ10の回転中心C2とを結ぶ方向d2とが直交する状態である。
実験例2
熱転写シートロールを、ピンチ角θ=15度とした熱転写印画装置と、ピンチ角θ=0度とした熱転写印画装置とに交互にセットして、プリント枚葉を作製した以外は実験例1と同様とした。
実験例3
熱転写シートロールを、ピンチ角θ=20度とした熱転写印画装置と、ピンチ角θ=0度とした熱転写印画装置とに交互にセットして、プリント枚葉を作製した以外は実験例1と同様とした。
実験例4
熱転写シートロールを、ピンチ角θ=25度とした熱転写印画装置と、ピンチ角θ=0度とした熱転写印画装置とに交互にセットして、プリント枚葉を作製した以外は実験例1と同様とした。
実験例1~4の測定結果を図5A~図5Dに示す。ピンチ角θを大きくするとカール量が減少することが確認された。なお、ピンチ角θ=25度で作製したプリント枚葉には、表面に割れが発生するものがあった。従って、印画物のカール量及び表面状態を考慮すると、この実験例では、ピンチ角θを15度以上20度以下程度とすることが好適であった。なお、ピンチ角θの好適な範囲は、受像シートの種類、受像シートの張力、キャプスタンローラ9やピンチローラ10の径及び材質、ピンチローラ10の圧着力、印画速度等によって変わると考えられる。
上記実施形態では、ピンチ角θが固定である構成について説明したが、ピンチ角θが可変となるようにしてもよい。例えば、ピンチローラ10を、キャプスタンローラ9の外周面に沿って移動(転動)可能にする。
ピンチローラ10の移動機構の一例を図6Aに示す。ピンチアーム11の一端にピンチローラ10が取り付けられ、他端にバネ12の一端が連結されている。ピンチアーム11は支点軸11aを中心に揺動可能になっており、バネ12の引張力によりピンチローラ10がキャプスタンローラ9に圧着される。
ピンチローラ10、ピンチアーム11の支点軸11a及びバネ12の他端は、ピンチアームシャシー13に取り付けられている。キャプスタンローラ9は、ピンチアームシャシー13及びメインシャシー(図示略)に取り付けられている。ピンチアームシャシー13にはキャプスタンローラ9を回転させるための駆動モータ等の他部材が設けられているが、図示を省略する。
ピンチアームシャシー13は、シャシー駆動部20により、キャプスタンローラ9の回転軸を中心に回動可能となっている。シャシー駆動部20は、ウォームホイール(斜歯歯車)21及びウォーム(ねじ歯車)23を有するウォームギヤである。ウォームホイール21には溝22が形成されており、ピンチアームシャシー13の端部に設けられたピン14が溝22に挿入されて、ピンチアームシャシー13とウォームホイール21とが係合される。
駆動モータ24がウォーム23を回転させることで、ウォームホイール21が回転する。ウォームホイール21が回転すると、ピン14が溝22に沿って移動し、図6Bに示すように、ピンチアームシャシー13がキャプスタンローラ9の回転軸を中心に反時計回りに回動し、ピンチ角θが変化する。
通常、受像シートロールの直径が小さい程、受像シートのカール量は大きい。そのため、印画枚数が増加し、受像シートロールの直径が小さくなる程、ピンチ角θを大きくするように制御することが好ましい。
図6A、図6Bに示す構成は、ピンチローラ10、ピンチアーム11及びバネ12がピンチアームシャシー13と共に移動するため、ピンチ角θを変化させても、ピンチローラ10のキャプスタンローラ9に対するピンチ圧を一定にできる。
上記実施形態では、印画部40よりも受像シート搬送方向の上流側に位置するキャプスタンローラ9及びピンチローラ10を用いて受像シート7のデカールを行う構成について説明したが、印画部40よりも受像シート搬送方向の下流側に同様の機構のローラを設け、デカールを行ってもよい。
上記実施形態では、受像シートの反りを軽減させる構成について説明したが、カード基材に中間転写シートから転写層を転写する装置に同様の構成を適用して、カード基材の反りを軽減させることができる。
図7Aは中間転写シート150からICカード等の枚葉状の被転写体170に転写層TL(図8参照)を転写して、被転写体170の表面に画像を形成する熱転写印画装置TP2の概略図である。
中間転写シート150は、図8に示すように、支持層151と、離型層152と、保護層153と、中間層154と、受容層兼接着層155とを有し、従来公知のものを使用することができる。被転写体170に転写される転写層TLは、保護層153、中間層154及び受容層兼接着層155からなる。
図7Aでは、中間転写シート150を送り出す送出部、中間転写シート150の受容層兼接着層155に熱転写シートから色材を転写して画像を印画する印画部、転写済の中間転写シート150を巻取る巻取部、被転写体170を1枚ずつ繰り出す繰出部、繰り出した被転写体170を搬送するコンベア装置等の図示を省略している。
印画部において受容層兼接着層155に画像が形成された中間転写シート150は、ガイドローラ108を経由して転写部100へ搬送される。
転写部100は、ヒートブロック101と、ヒートブロック101の下方に設けられた加圧ロール102とを備える。ヒートブロック101は、ヒートローラのような回転式のものではなく、ブロック形状をなし、内部にヒータが内蔵され、被加熱体を押圧して加熱するブロック状の加熱手段、または内部にヒータが内蔵され、被加熱体に対して摺動して加熱するブロック状の加熱手段である。転写部100は、被転写体170の表面に中間転写シート150の転写層TLを転写する。
転写部100は、ヒートブロック101と加圧ロール102との間で、画像が印画された中間転写シート150の受容層兼接着層155面を被転写体170へ重ね合わせて加熱する。これにより、転写層TLが被転写体170に転写され、被転写体170に画像が形成される。
画像形成された被転写体170は、第1搬送ローラ109及び第2搬送ローラ110に挟持されながら下流の排出部側へ搬送され、排出される。第1搬送ローラ109は、被転写体170の裏面側、すなわち転写層TLが転写される面とは反対側の面に当接するローラである。第2搬送ローラ110は、転写層TLの最表面である保護層153に当接するローラである。第1搬送ローラ109及び第2搬送ローラ110を通過した被転写体170は、ガイド部120により裏面側から支持されて走行する。
ここで、第1搬送ローラ109及び第2搬送ローラ110を省略した場合、排出される被転写体170は、転写層TLの転写に伴う加熱、及びその後の冷却による熱収縮により、図9に示すように、中央部が裏面側に凸となるように反る場合がある。
そのため、図7Aに示すように、印画部100、第1搬送ローラ109、第2搬送ローラ110、ガイド部120周辺(近傍)における被転写体170の搬送方向をd10、搬送方向d10と直交する方向(被転写体170の表面に対し直角となる第1方向)をd11、第1搬送ローラ109の回転中心C11(回転軸)と第2搬送ローラ110の回転中心C12(回転軸)とを結ぶ方向をd12(第2方向)とした場合、方向d11と方向d12とが非平行となり、方向d11と方向d12とが一定のラップ角θ´で交差し、第2搬送ローラ110の回転中心C12が、第1搬送ローラ109の回転中心C11よりも転写部100から遠い(離れた)場所に位置するように第1搬送ローラ109及び第2搬送ローラ110を配置することが好ましい。
第1搬送ローラ109及び第2搬送ローラ110をこのような位置関係となるように配置することで、図7Bに示すように、被転写体170に逆反りを加え、図7Cに示すように、被転写体170を平坦にできる。ラップ角θ´の大きさにより、被転写体170に加える逆反り量を制御できる。
熱収縮による被転写体170の反りが図9とは反対、すなわち中央部が表面側に凸となるように反る場合は、第2搬送ローラ110の回転中心C12が、第1搬送ローラ109の回転中心C11よりも転写部100に近い場所に位置するように、第1搬送ローラ109及び第2搬送ローラ110を配置すればよい。
中間転写シート150から被転写体170へ転写層TLを転写する構成でなくてもよく、例えば、保護層転写シートから被転写体170に保護層を転写する構成であってもよい。
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。
1 サーマルヘッド
2 プラテンロール
3 供給部
4 回収部
5 熱転写シート
6 受像シートロール
7 受像シート
8 ガイドローラ
9 キャプスタンローラ
10 ピンチローラ
11 ピンチアーム
13 ピンチアームシャシー
20 シャシー駆動部
40 印画部
100 転写部
101 ヒートブロック
102 加圧ロール
109 第1搬送ローラ
110 第2搬送ローラ
120 ガイド部
150 中間転写シート
170 被転写体
C1,C2,C11,C12 回転中心(回転軸)
D デカール部
P1,P2 挟み込み箇所
P3 接触開始箇所
d0 受像シート搬送方向
d1 受像シート搬送方向と直交する方向
d2 キャプスタンローラの回転中心とピンチローラの回転中心とを結ぶ方向
d10 被転写体搬送方向
d11 被転写体搬送方向と直交する方向
d12 第1搬送ローラの回転中心と第2搬送ローラの回転中心とを結ぶ方向
θ ピンチ角
θ´ ラップ角
TP1、TP2 熱転写印画装置

Claims (5)

  1. 表面に受容層を有する受像シートが巻回され、前記受像シートを供給する受像シートロールと、
    前記受像シートロールよりも受像シート搬送方向の下流側に設けられ、色材層を有する熱転写シートと前記受像シートとを挟み込むサーマルヘッド及びプラテンロールと、
    前記受像シートを挟み込んで搬送するキャプスタンローラ及びピンチローラと、
    を備え、
    前記サーマルヘッドが前記熱転写シートを加熱して前記熱転写シートから前記受像シートに色材を転写し、
    前記キャプスタンローラ及び前記ピンチローラは、前記受像シートロールと前記サーマルヘッドとの間に設けられており、
    前記サーマルヘッド側から見て前記受像シートが前記ピンチローラに接触し始める箇所は、前記キャプスタンローラと前記ピンチローラとが前記受像シートを挟み込む箇所よりも前記サーマルヘッドに近い位置にあり、
    前記キャプスタンローラ及びピンチローラが、前記受像シートに対し、前記受像シートの巻回により生じる反りとは逆向きの反りを付与することを特徴とする熱転写印画装置。
  2. 前記サーマルヘッド、プラテンロール、キャプスタンローラ及びピンチローラの周辺における前記受像シートの搬送方向と直交する第1方向と、前記キャプスタンローラの回転中心と前記ピンチローラの回転中心とを結ぶ第2方向とは非平行であることを特徴とする請求項1に記載の熱転写印画装置。
  3. 前記第1方向と前記第2方向とがなすピンチ角が10度以上30度以下であることを特徴とする請求項2に記載の熱転写印画装置。
  4. 前記キャプスタンローラの外周面に沿って前記ピンチローラを移動させ、前記第1方向と前記第2方向とがなすピンチ角を調整するピンチローラ移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の熱転写印画装置。
  5. 前記ピンチローラ移動機構は、前記受像シートロールの直径が小さい程、前記ピンチ角が大きくなるように前記ピンチローラを移動させることを特徴とする請求項4に記載の熱転写印画装置。
JP2019002735A 2018-11-15 2019-01-10 熱転写印画装置 Active JP7243194B2 (ja)

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