JP7435619B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱転写リボンを用いる印刷装置に関する。

熱転写方式の印刷装置は、熱転写リボンを用いて文字や画像を被転写媒体に形成する。熱転写リボンは、基材と、基材に支持された転写層とを備える。印刷装置は、熱転写リボンの転写層を被転写媒体に接触させ、熱転写リボンのなかの選択された領域を被転写媒体に向けて押圧するとともに当該領域に熱を加える。これにより、上記選択された領域である転写対象領域の転写層が被転写媒体に転写される。転写対象領域が文字や画像を表すように定められることにより、転写層からなる文字や画像が被転写媒体上に形成される。

熱転写リボンの一例は、光学機能層を転写層に含んでいる。光学機能層は、ホログラムを構成する回折構造を有する。回折構造による光の干渉や回折は、光学機能層の色を観察角度に応じて変えるように作用し、これにより、光学機能層が転写された印刷物の偽造防止効果や装飾性が高められる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－６６４８８号公報

熱転写リボンにおいて、転写層は、基材に接する剥離層と、被転写媒体に接触させられる接着層とを備えている。転写層が光学機能層を備える場合、光学機能層は、剥離層と接着層とに挟まれている。熱転写リボンのなかで、印刷装置から熱および圧力を受けた転写対象領域では、基材と剥離層との間の密着性が下がる一方で、接着層と被転写媒体との間の密着性が上がる。その結果、転写層が基材から剥がれて被転写媒体に定着する。

ここで、熱転写リボンに加えられる熱は、転写対象領域の周辺領域にも伝わりやすく、周辺領域でも、基材と剥離層との間の密着性が下がる。一方で、熱転写リボンに加えられる圧力は、周辺領域に伝わり難く、周辺領域では、接着層と被転写媒体との間の密着性は上がりにくい。すなわち、周辺領域の転写層は、基材から剥がれやすい一方で、被転写媒体には定着しにくい。周辺領域の転写層が基材から剥がれると、被転写媒体上では、転写対象領域の転写層からなる転写部の周囲に、転写部から延びる辺縁部が形成される。辺縁部は、基材から剥がれた周辺領域の転写層であって、被転写媒体から取れやすい。辺縁部が形成されていると、熱転写リボンを用いた転写の後工程において、被転写媒体から取れた辺縁部が工程の円滑な進行を妨げる場合がある。

特に、微細な凹凸からなる回折構造が形成された光学機能層は、インクの塗布によって形成される有色の層と比較して硬いため、転写層が光学機能層を含む場合、周辺領域の転写層が転写対象領域の転写層に連なって基材から剥がれやすい。すなわち、辺縁部が形成されやすい。

本発明は、辺縁部の形成を抑えることのできる印刷装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する印刷装置は、ホログラムを含む転写層を有する熱転写リボンから、前記転写層を被転写媒体に転写するように構成された印刷装置であって、サーマルヘッドを含むヘッド機構と、前記熱転写リボンの搬送経路を規定して前記熱転写リボンを前記搬送経路に沿って搬送するリボン搬送部と、前記被転写媒体の搬送経路を規定して前記被転写媒体を前記搬送経路に沿って搬送する媒体搬送部と、を備え、前記熱転写リボンの搬送経路と前記被転写媒体の搬送経路との各々は、前記被転写媒体に重ねられた前記熱転写リボンが前記サーマルヘッドから熱および圧力を受ける転写位置と、前記転写位置よりも下流にて前記被転写媒体からの前記熱転写リボンの剥離が開始される剥離位置とを含み、前記剥離位置から前記熱転写リボンが搬送される方向と前記剥離位置から前記被転写媒体が搬送される方向とのなす角が、３０°以下である。

上記課題を解決する印刷装置は、基材と転写層とを有する熱転写リボンから、前記転写層を被転写媒体に転写するように構成された印刷装置であって、前記転写層は、前記基材に接する剥離層と、硬化性樹脂を含み前記剥離層に接する樹脂層とを備え、前記印刷装置は、サーマルヘッドを含むヘッド機構と、前記熱転写リボンの搬送経路を規定して前記熱転写リボンを前記搬送経路に沿って搬送するリボン搬送部と、前記被転写媒体の搬送経路を規定して前記被転写媒体を前記搬送経路に沿って搬送する媒体搬送部と、を備え、前記熱転写リボンの搬送経路と前記被転写媒体の搬送経路との各々は、前記被転写媒体に重ねられた前記熱転写リボンが前記サーマルヘッドから熱および圧力を受ける転写位置と、前記転写位置よりも下流にて前記被転写媒体からの前記熱転写リボンの剥離が開始される剥離位置とを含み、前記剥離位置から前記熱転写リボンが搬送される方向と前記剥離位置から前記被転写媒体が搬送される方向とのなす角が、３０°以下である。

上記各構成によれば、上記角度が大きい場合と比較して、熱転写リボンにおける基材と転写層との間での剥離に要する力である密着力が大きくなる。また、熱転写リボンのなかで、サーマルヘッドから熱および圧力を受けた領域よりも、熱のみを受けた領域の方が、上記密着力が大きくなる。したがって、熱および圧力を受けた転写対象領域からその周辺領域へ熱が伝わった場合でも、周辺領域にて転写層が基材から剥離することが抑えられる。それゆえ、辺縁部の形成が抑えられる。

上記構成において、前記剥離位置から前記熱転写リボンが搬送される方向と前記剥離位置から前記被転写媒体が搬送される方向とのなす角が、１５°以下であってもよい。
上記構成によれば、上記密着力がより大きくなり、また、熱および圧力を受けた領域と、熱のみを受けた領域との上記密着力の差がより大きくなる。したがって、辺縁部の形成がより好適に抑えられる。

上記構成において、前記リボン搬送部は、前記転写位置よりも下流で前記熱転写リボンに当接して前記熱転写リボンが搬送される方向を規定するように構成された経路規定部材を含み、前記経路規定部材は、前記ヘッド機構のなかの前記サーマルヘッドとは異なる部分に接続されていてもよい。

上記構成において、前記ヘッド機構は、前記熱転写リボンの搬送経路に対する前記サーマルヘッドの位置を変える可動部を含み、前記可動部は、前記サーマルヘッドに対して前記熱転写リボンの搬送経路と反対側で前記サーマルヘッドに接続されており、前記経路規定部材は、前記ヘッド機構のなかの前記可動部に対して前記サーマルヘッドと反対側に位置する部分に接続されていてもよい。

上記各構成によれば、経路規定部材がサーマルヘッドに接続されている場合と比較して、経路規定部材が高温になることが抑えられ、その結果、経路規定部材から熱転写リボンに熱が伝わって剥離位置において熱転写リボンが高温になることが抑えられる。そのため、熱転写リボンにおける密着力の低下を抑えることができる。これにより、辺縁部の形成をより好適に抑えることができる。

本発明によれば、熱転写リボンを用いた転写に際して、辺縁部の形成を抑えることができる。

印刷装置の一実施形態について、印刷装置が用いる熱転写リボンの層構造を示す図。 剥離角の一例を示す図。 剥離角の他の例を示す図。 一実施形態の印刷装置の構成を示す図。 転写対象領域と周辺領域との配置を示す図。 剥離角と密着力の関係を示す図。 剥離時の温度と密着力の関係を示す図。 一実施形態の印刷装置の製造対象を示す図。

図１～図８を参照して、印刷装置の一実施形態を説明する。
［熱転写リボンの構成］
本実施形態の印刷装置が用いる熱転写リボンの構成を説明する。

図１が示すように、熱転写リボン１０は、帯状に延びるシートであり、基材１１と転写層１２とを備えている。転写層１２は、剥離層１３と、光学機能層１４と、接着層１５とを備えている。剥離層１３は基材１１に接している。接着層１５は、熱転写リボン１０における基材１１と反対側の最外部に位置する。光学機能層１４は剥離層１３と接着層１５とに挟まれている。

被転写媒体への転写層１２の転写に際しては、接着層１５と被転写媒体とが接するように、熱転写リボン１０と被転写媒体とが重ねられ、転写層１２に対して基材１１の位置する側から、熱転写リボン１０に熱および圧力が加えられる。熱転写リボン１０のなかで、熱および圧力を受ける領域が転写対象領域である。

基材１１は、樹脂基材である。基材１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、セルロースを原料とする薄膜であるセロハン、ポリプロピレン等の耐熱性に優れた材料から形成されていることが好ましい。特に、基材１１の材料としては、ポリエチレンテレフタレートが好適に用いられる。基材１１の厚さは、例えば、４μｍ以上５０μｍ以下である。

剥離層１３は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等を含む。特に、剥離層１３の主成分としては、アクリル系材料が好適に用いられる。剥離層１３の厚さは、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下である。
光学機能層１４は、ホログラムを構成する回折構造が形成された回折構造層を含んでいる。回折構造は、レリーフ構造等の微細な凹凸構造である。回折構造層は、樹脂層の一例であって、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂を主成分として含む。光学機能層１４は、回折構造層に加えて、回折構造層から射出される光の強度を高めるための反射層を備えていてもよい。反射層は、例えば、透明誘電体から形成される。光学機能層１４の厚さは、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下である。

接着層１５は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等を主成分として含む。接着層１５の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
なお、転写層１２は、剥離層１３、光学機能層１４、接着層１５に加えて、剥離層１３と光学機能層１４との間の密着性を高めるための層等の他の層を備えていてもよい。転写層１２の総厚は、例えば、０．３μｍ以上５０μｍ以下である。なお、各層の主成分とは、それぞれの層において最も高い含有率を有する成分である。

辺縁部の形成を抑えるためには、基材１１と剥離層１３との間の密着性を高めることによって、基材１１と転写層１２との間での剥離に要する力である密着力Ｆを大きくし、熱転写リボン１０の加熱によって密着力Ｆが低下したとしても、密着力Ｆが十分な大きさを保つようにすればよい。密着力Ｆが十分な大きさであれば、熱転写リボン１０を被転写媒体から剥がそうとした場合に、熱圧によって接着層１５と被転写媒体との間の密着性が高くなっている転写対象領域でのみ、転写層１２が被転写媒体上に保持されて基材１１から剥がれる。

密着力Ｆを大きくする手段の１つとして、熱転写リボン１０の材料の調整が挙げられる。
例えば、基材１１がＰＥＴからなる場合、基材１１に対する剥離層１３の密着性を高めるために、剥離層１３の材料に、ＰＥＴに対して高い密着性を有する材料である高密着性材料を混合することが考えられる。高密着性材料は、ＰＥＴと親和性の高い樹脂であって、例えば、ポリエステルである。しかしながら、剥離層１３の主成分には、剥離層１３の硬さや耐薬品性の担保のために、アクリル系材料が用いられる。ポリエステルのようにＰＥＴと親和性の高い材料は、アクリル系材料と相分離しやすいため、剥離層１３への添加に適していない。

また、光学機能層１４の回折構造層には、転写時の加熱によって微細な凹凸が変形することを抑えるため、言い換えれば、回折構造の耐熱性を高めるために、主成分の硬化性樹脂に対応する硬化剤、すなわち、イソシアネート等の熱硬化剤や紫外線硬化剤が添加されている。それゆえに、光学機能層１４を含む転写層１２は、インクの塗布によって形成される有色の層を含む転写層、すなわち、色素による色を呈する領域の形成のために用いられる熱転写リボンの転写層よりも硬い。

硬化剤は拡散性を有するため、光学機能層１４に硬化剤を含有させると、硬化剤は剥離層１３まで拡散される。そのため、剥離層１３が、高密着性材料を含んでいると、こうした材料と硬化剤とが反応して基材１１と剥離層１３との間の密着性が高くなりすぎる場合がある。基材１１と剥離層１３との間の密着性が高くなりすぎると、転写対象領域でも転写層１２が基材１１から剥がれにくくなり、転写の精度が低くなってしまう。

硬化剤の拡散の程度を制御することは困難であるため、剥離層１３への高密着性材料の添加量の調整によって基材１１と剥離層１３との間の密着性を制御することは困難である。これに対し、基材１１の表面に、メラミンからなる膜を形成することで、基材１１と剥離層１３との間の密着性を制御することも可能ではあるが、メラミンからなる膜の形成には専用の設備が必要であるため、熱転写リボン１０の製造に要するコストの増大が生じる。

このように、光学機能層１４を備える熱転写リボン１０においては、材料の調整によって密着力Ｆを大きくすることが困難である。また、材料の調整による密着力Ｆの増大が可能であったとしても、使用可能な材料やその配合量が厳しく制限されるため、熱転写リボン１０の製造に要する負荷が増大する。そこで、本願の発明者は、被転写媒体から熱転写リボン１０を剥離する角度および剥離時の熱転写リボン１０の温度に着目して、これらと密着力Ｆとの関係を分析し、その結果、印刷装置の構成を改良することで、辺縁部の発生を抑えることが可能であることを見出した。

［剥離角の定義］
本実施形態の印刷装置の説明に先立ち、剥離角αについて説明する。熱転写方式の印刷装置は、被転写媒体に転写媒体を接触させ、転写対象領域に対して熱および圧力を加えた後に、被転写媒体から転写媒体を剥離する。転写媒体は熱転写リボンであり、被転写媒体はフィルムや紙である。

被転写媒体に対する転写媒体の剥離の開始点において、転写媒体と被転写媒体との間に形成される角度が剥離角αである。以下、剥離角αについて、具体的に図面を参照して説明する。

図２が示すように、印刷装置においては、サーマルヘッド１００によって、加熱および加圧が行われる。転写媒体Ｍａと被転写媒体Ｍｂとの各々は、転写位置Ｐｔと剥離位置Ｐｅとを通るように搬送される。
転写位置Ｐｔにおいて、転写媒体Ｍａは、被転写媒体Ｍｂに重ねられ、サーマルヘッド１００から熱および圧力を受ける。

転写位置Ｐｔよりも搬送経路の下流において、転写媒体Ｍａは被転写媒体Ｍｂから引き剥がされる。被転写媒体Ｍｂから転写媒体Ｍａが離れ始める位置が、剥離位置Ｐｅである。すなわち、剥離位置Ｐｅから転写媒体Ｍａが搬送される方向と、剥離位置Ｐｅから被転写媒体Ｍｂが搬送される方向とは互いに異なる方向となる。この剥離位置Ｐｅから転写媒体Ｍａが搬送される方向である第１の方向と、剥離位置Ｐｅから被転写媒体Ｍｂが搬送される方向である第２の方向とのなす角が、剥離角αである。言い換えれば、剥離角αは、剥離位置Ｐｅにおいて転写媒体Ｍａの搬送経路と被転写媒体Ｍｂの搬送経路との間に形成される角度である。

転写媒体Ｍａの搬送経路は、転写媒体Ｍａの搬送機構によって規定され、被転写媒体Ｍｂの搬送経路は、被転写媒体Ｍｂの搬送機構によって規定される。各媒体の搬送機構には、媒体の送り出しや回収を行うローラー等の機構や、搬送経路の途中で媒体を支持する機構が含まれる。

例えば、転写媒体Ｍａの搬送される方向が、転写媒体Ｍａの搬送機構が含む経路規定部材１１０によって規定され、これによって、剥離位置Ｐｅや剥離角αが決まる。経路規定部材１１０は、転写位置Ｐｔよりも下流で転写媒体Ｍａに当接して転写媒体Ｍａの搬送される方向を変える。

図２が示す例では、経路規定部材１１０は、転写位置Ｐｔよりも下流で、被転写媒体Ｍｂに重ねられた転写媒体Ｍａに当接する位置に配置されている。そして、経路規定部材１１０と転写媒体Ｍａとの当接位置の直後に剥離位置Ｐｅが形成される。すなわち、媒体の流れに沿った方向での経路規定部材１１０の位置によって、剥離位置Ｐｅが決まる。剥離位置Ｐｅの上流と下流とで、被転写媒体Ｍｂが搬送される方向は変わらない。剥離位置Ｐｅよりも下流において、転写媒体Ｍａの通る点が、転写媒体Ｍａを支持する部材や転写媒体Ｍａを巻き取るローラー等の位置によって所定の位置に規定されている場合には、剥離位置Ｐｅに応じて剥離角αが変わる。したがって、媒体の流れに沿った方向での経路規定部材１１０の位置によって、剥離角αが決まる。

図３が示す例では、経路規定部材１１０は、転写位置Ｐｔよりも下流、かつ、剥離位置Ｐｅよりも下流で、被転写媒体Ｍｂから剥離された転写媒体Ｍａに当接する位置に配置されている。剥離位置Ｐｅは転写位置Ｐｔの付近に形成され、転写媒体Ｍａは、剥離位置Ｐｅから経路規定部材１１０との当接位置に向かう方向に搬送される。剥離位置Ｐｅの上流と下流とで、被転写媒体Ｍｂが搬送される方向は変わらない。この場合、剥離位置Ｐｅに対する経路規定部材１１０の位置によって、剥離角αが決まる。言い換えれば、媒体の流れに沿った方向と当該方向に直交する高さ方向での経路規定部材１１０の位置によって、剥離角αが決まる。

上述した例の他にも、経路規定部材１１０は、例えば、所定の角度の傾斜面を有し、当該傾斜面が、剥離位置Ｐｅから下流にて、転写媒体Ｍａに当接されてもよい。この場合、転写媒体Ｍａは、剥離位置Ｐｅから傾斜面に沿って搬送される。すなわち、経路規定部材１１０は、剥離位置Ｐｅから転写媒体Ｍａが搬送される方向を規定し、これによって、剥離角αが決まる。

いずれの場合であれ、経路規定部材１１０は、経路規定部材１１０と転写媒体Ｍａとの当接位置の上流と下流とで、転写媒体Ｍａが搬送される方向を変える機能を有する。そして、経路規定部材１１０が転写媒体Ｍａの搬送される方向を変えることに起因して、剥離位置Ｐｅおよび剥離角αの少なくとも一方が決まる。

なお、印刷装置には、経路規定部材１１０が設けられていなくてもよく、転写媒体Ｍａを巻き取るローラー等の位置によって、剥離位置Ｐｅおよび剥離角αが規定されてもよい。また、被転写媒体Ｍｂが搬送される方向が搬送経路の途中で変えられ、このことが、剥離位置Ｐｅや剥離角αの規定に寄与してもよい。

［印刷装置の構成］
本実施形態の印刷装置の構成を説明する。本実施形態の印刷装置は、剥離角αが３０°以下となるように構成されている。

図４が示すように、本実施形態の印刷装置２０は、サーマルヘッド３１を含むヘッド機構３０と、サーマルヘッド３１と対向するプラテンローラー４０と、熱転写リボン１０の搬送機構であるリボン搬送部５０と、被転写媒体１９の搬送機構である媒体搬送部６０とを備える。

リボン搬送部５０は、熱転写リボン１０の搬送経路を規定し、熱転写リボン１０を当該搬送経路に沿って搬送する。媒体搬送部６０は、被転写媒体１９の搬送経路を規定し、被転写媒体１９を当該搬送経路に沿って搬送する。熱転写リボン１０の搬送経路は、第１の搬送経路の一例であり、被転写媒体１９の搬送経路は、第２の搬送経路の一例である。プラテンローラー４０は、被転写媒体１９を支持し、被転写媒体１９の搬送経路の幅方向を軸方向として回転する。

熱転写リボン１０の搬送経路および被転写媒体１９の搬送経路の各々は、転写位置Ｐｔと、剥離位置Ｐｅとを含む。
転写位置Ｐｔは、被転写媒体１９に重ねられた熱転写リボン１０がサーマルヘッド３１から熱および圧力を受ける位置である。転写位置Ｐｔでは、被転写媒体１９と転写層１２とが接するように被転写媒体１９に熱転写リボン１０が接し、熱転写リボン１０と被転写媒体１９とが、サーマルヘッド３１とプラテンローラー４０との間に挟まれる。熱および圧力は、転写層１２に対して基材１１の位置する側から、熱転写リボン１０に加えられる。

剥離位置Ｐｅは、転写位置Ｐｔよりも下流であって、被転写媒体１９からの熱転写リボン１０の剥離が開始される位置である。被転写媒体１９から熱転写リボン１０が剥離されるとき、一部の転写層１２、すなわち、転写される部分の転写層１２は、基材１１から剥がれて被転写媒体１９上に残る。

サーマルヘッド３１は、複数の発熱抵抗体を備える。複数の発熱抵抗体は、通電により選択的に発熱可能に構成されており、熱転写リボン１０および被転写媒体１９の搬送経路の幅方向に沿って並んでいる。熱転写リボン１０は、転写位置Ｐｔにおいて、発熱抵抗体と対向する。転写位置Ｐｔでは、発熱した発熱抵抗体が、被転写媒体１９に向けて熱転写リボン１０を押圧する。熱転写リボン１０のなかで、発熱した発熱抵抗体が押し付けられた部分が、転写対象領域である。発熱抵抗体による押圧によって、転写対象領域の転写層１２が被転写媒体１９に転写され、被転写媒体１９上に、ホログラムを含むドットが形成される。１つの発熱抵抗体によって押圧される領域の径、すなわちドット径は、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下である。

サーマルヘッド３１は、発熱抵抗体への通電を制御する制御部を備え、当該制御部は、印刷対象のデータに応じた位置の発熱抵抗体を発熱させる。プラテンローラー４０とリボン搬送部５０と媒体搬送部６０との協働によって、熱転写リボン１０および被転写媒体１９が移動されることにより、被転写媒体１９上に、ドットの列が順に形成される。これにより、ドットの集合からなる印刷対象の文字や画像が被転写媒体１９上に形成される。

本実施形態の印刷装置２０においては、剥離角αが３０°以下となるように、リボン搬送部５０と媒体搬送部６０とが構成されている。すなわち、剥離角αが３０°以下となるように、リボン搬送部５０が熱転写リボン１０の搬送経路を規定するとともに、媒体搬送部６０が被転写媒体１９の搬送経路を規定している。

熱転写リボン１０は、使用前においてロール状に巻かれている。リボン搬送部５０は、ロールから熱転写リボン１０を転写位置Ｐｔに向けて送り出す送り出しローラー、剥離位置Ｐｅよりも下流で使用済みの熱転写リボン１０を巻き取る巻き取りローラー、送り出しローラーと巻き取りローラーとの間で熱転写リボン１０を支持する複数の支持ローラーを含む。

被転写媒体１９は、所定の長さに断裁された紙やフィルムであってもよいし、ロールから供給される帯状のフィルムであってもよい。媒体搬送部６０は、被転写媒体１９を転写位置Ｐｔに向けて送り出す送り出し機構、剥離位置Ｐｅよりも下流で被転写媒体１９を回収する回収機構、送り出し機構と回収機構との間で、被転写媒体１９を支持するローラーや支持体を含む。

リボン搬送部５０は、さらに、経路規定部材５１を含んでいる。経路規定部材５１は、転写位置Ｐｔよりも下流で、熱転写リボン１０における基材１１の位置する側から熱転写リボン１０に当接する。そして、経路規定部材５１が熱転写リボン１０に当接することにより、経路規定部材５１と熱転写リボン１０との当接位置の上流と下流とで、熱転写リボン１０の搬送される方向が変わる。経路規定部材５１は、ヘッド機構３０に接続されている。

図４が示す例では、経路規定部材５１は、傾斜面を有し、当該傾斜面が熱転写リボン１０に当接する。剥離位置Ｐｅは、経路規定部材５１と熱転写リボン１０とが当接している部分のなかの上流に位置する端部付近に形成される。熱転写リボン１０は、剥離位置Ｐｅから経路規定部材５１の傾斜面に沿って搬送される。このように、経路規定部材５１の位置によって剥離位置Ｐｅが規定され、傾斜面の角度によって剥離角αが規定される。

なお、経路規定部材５１が剥離位置Ｐｅおよび剥離角αを規定する構成は、図４に示した構成と異なってもよく、印刷装置２０においては、上述した経路規定部材１１０による剥離位置Ｐｅや剥離角αの規定の構成のいずれもが採用可能である。要は、経路規定部材５１によって、熱転写リボン１０の搬送される方向が規定され、このことが、剥離角αを規定する要素の１つになっていればよい。

剥離角αが３０°以下であれば、密着力Ｆの増大に起因して、辺縁部の形成を抑えることができる。辺縁部の形成をより抑えるためには、剥離角αは、１５°以下であることがより好ましい。また、印刷装置２０の製作を容易にするためには、剥離角αは、２°以上であることが好ましい。

ヘッド機構３０における経路規定部材５１の接続位置について説明する。ヘッド機構３０は、サーマルヘッド３１に加えて、熱転写リボン１０の搬送経路に対するサーマルヘッド３１の位置を変える可動部３２を備えている。言い換えれば、可動部３２は、可動部３２が動くことで、熱転写リボン１０とサーマルヘッド３１との間の距離を変える。可動部３２は、サーマルヘッド３１に対して、熱転写リボン１０の搬送経路と反対側で、サーマルヘッド３１に接続されている。熱転写リボン１０から被転写媒体１９への転写の開始に際しては、可動部３２がサーマルヘッド３１を熱転写リボン１０に近接させる。

経路規定部材５１は、ヘッド機構３０のなかで、サーマルヘッド３１とは異なる部分に接続されている。詳細には、経路規定部材５１は、ヘッド機構３０のなかで、可動部３２に対してサーマルヘッド３１と反対側に位置する部分である支持部３３に支持されている。支持部３３は、例えば、可動部３２およびサーマルヘッド３１を支持するフレームとして機能する部分である。

経路規定部材５１は、剥離位置Ｐｅの付近で熱転写リボン１０に接するため、経路規定部材５１が高温であると、その熱が熱転写リボン１０に伝わり、剥離位置Ｐｅでの熱転写リボン１０の温度が上昇する。しかしながら、熱転写リボン１０の密着力Ｆは、熱転写リボン１０の温度が低いほど大きくなるため、剥離位置Ｐｅでの熱転写リボン１０の温度は低いことが好ましい。

本実施形態では、経路規定部材５１が、ヘッド機構３０のなかで、サーマルヘッド３１とは異なる部分に接続されているため、発熱により高温となるサーマルヘッド３１に経路規定部材５１が接続されている場合と比較して、経路規定部材５１が高温になり難い。したがって、経路規定部材５１から熱転写リボン１０に伝わる熱量を抑えられるため、剥離位置Ｐｅでの熱転写リボン１０の温度を低く抑えることができる。

特に、フレームとして機能する支持部３３は、広い表面積を有するため、放熱性が高く、高温になり難い。したがって、経路規定部材５１が支持部３３に接続されていることで、経路規定部材５１の温度がより低く抑えられ、その結果、剥離位置Ｐｅでの熱転写リボン１０の温度をより低く抑えることができる。

なお、印刷装置２０には、経路規定部材５１が設けられていなくてもよく、熱転写リボン１０を巻き取るローラー等の位置によって、剥離角αが規定されてもよい。また、被転写媒体１９が搬送される方向が搬送経路の途中で変えられ、このことが、剥離角αを規定する要素の１つになっていてもよい。また、経路規定部材５１の冷却機構を設けることによって、経路規定部材５１の温度を低下させ、これによって、剥離位置Ｐｅでの熱転写リボン１０の温度を低く抑えてもよい。

［剥離角および剥離時の温度と密着力との関係］
図５～図７を参照して、剥離角αおよび剥離時の熱転写リボン１０の温度と、熱転写リボン１０における基材１１と剥離層１３との間の密着力Ｆとの関係の解析結果を説明する。

まず、密着力Ｆの測定試験に用いたサンプルの構成について説明する。
図５が示すように、印刷装置２０による転写に際しては、熱転写リボン１０に、サーマルヘッド３１の発熱抵抗体から直接に熱および圧力を受ける転写対象領域Ｒ１と、転写対象領域Ｒ１から熱が伝わる周辺領域Ｒ２とが生じる。周辺領域Ｒ２には圧力が加えられない。周辺領域Ｒ２は、転写対象領域Ｒ１に隣接する。

測定試験に際しては、転写対象領域Ｒ１に対応する第１サンプルＳ１と、周辺領域Ｒ２に対応する第２サンプルＳ２とを作製した。第１サンプルＳ１は、熱転写リボン１０に熱および圧力を加えたサンプルである。第２サンプルＳ２は、熱転写リボン１０に熱のみを加えたサンプルである。第１サンプルＳ１は、発熱抵抗体アレイを備えるサーマルヘッドを搭載した転写機を用いて作製した。発熱抵抗体アレイの抵抗は３０００Ωである。発熱抵抗体アレイに、２４Ｖの電圧，総計３ｍｓの電気的エネルギーを与えてサンプルを押圧し、第１サンプルＳ１を作製した。押圧力は２．５ｋｇｆとした。第２サンプルＳ２には、８０℃の熱を、５秒間与えた。

各サンプルＳ１，Ｓ２における熱転写リボン１０の厚さと材料は下記である。各サンプルＳ１，Ｓ２は、２０ｍｍの幅を有する帯状の形状に形成した。
＜厚さおよび材料＞
基材 厚さ：１２μｍ
材料：ポリエチレンテレフタレート
剥離層 厚さ：０．８μｍ
材料：アクリル系剥離剤（ＭＣＳ５０４１：大日本インキ化学工業社製）
光学機能層 厚さ：０．８μｍ
材料：［主剤］アクリルポリオール樹脂（ＭＣＡ４０３９：ＤＩＣ社製）
［硬化剤］イソシアネート硬化剤（ＭＣＸ１０２：ＤＩＣ社製）
接着層 厚さ：０．６μｍ
材料：エポキシ樹脂（ＥＰ１００１：三菱ケミカル社製），ポリエステル樹脂（Ｖｙ３００：東洋紡社製）

次に、密着力Ｆの測定試験の試験方法を説明する。測定試験においては、試験機のステージに、ステージ表面に接着層１５が接するようにサンプルを固定し、鉛直下方向に対するステージ表面の角度を対象の剥離角αとして、基材１１に荷重をかけることにより基材１１を鉛直下方向に引いた。基材１１にかける荷重を徐々に大きくし、基材１１が剥離層１３から剥がれた時の荷重を密着力Ｆとした。また、サンプルの温度を変更して密着力Ｆの測定を行った。サンプルの加熱は、ステージの加熱によって行った。

図６は、第１サンプルＳ１および第２サンプルＳ２の各々についての、剥離角αが１５°である場合と剥離角αが９０°である場合との密着力Ｆの測定結果を示す。この測定は、サンプルを加熱せずに行った。すなわち、サンプルの温度は室温である。室温は２３℃であった。

図６が示すように、第１サンプルＳ１と第２サンプルＳ２とのいずれについても、剥離角αが１５°である場合の密着力Ｆは、剥離角αが９０°である場合の密着力Ｆと比較して顕著に大きい。さらに、剥離角αが９０°である場合には、第１サンプルＳ１と第２サンプルＳ２との密着力Ｆの差がほぼないことに対し、剥離角αが１５°である場合には、第２サンプルＳ２の密着力Ｆは、第１サンプルＳ１の密着力Ｆよりも明らかに大きかった。

熱転写リボン１０が被転写媒体１９から引き剥がされるとき、転写対象領域Ｒ１では、転写層１２が被転写媒体１９に強く密着しているため、密着力Ｆが大きい場合、すなわち、転写層１２と基材１１との間の密着性が大きい場合でも、転写層１２が基材１１から剥がれて被転写媒体１９上に残る。一方で、周辺領域Ｒ２では、転写層１２と被転写媒体１９との間の密着性が低いため、密着力Ｆが大きいと、熱転写リボン１０が被転写媒体１９から引き剥がされるときに、転写層１２が基材１１とともに被転写媒体１９から剥離される。したがって、密着力Ｆが大きい方が、辺縁部は形成されにくい。

さらに、転写対象領域Ｒ１よりも周辺領域Ｒ２の密着力Ｆが大きければ、仮に転写対象領域Ｒ１と周辺領域Ｒ２とで転写層１２と被転写媒体１９との間の密着性が同程度であったとしても、転写対象領域Ｒ１よりも周辺領域Ｒ２において、転写層１２が基材１１から剥がれ難い。実際には、上述のように、周辺領域Ｒ２における転写層１２と被転写媒体１９との間の密着性は、転写対象領域Ｒ１の当該密着性と比較して小さいため、なおさら、周辺領域Ｒ２にて、転写層１２が基材１１から剥がれ難くなる。

以上のことから、剥離角αが３０°以下であれば、辺縁部の形成が抑えられ、剥離角αが１５°以下であれば、辺縁部の形成がより的確に抑えられる。従来の熱転写方式の印刷装置においては、被転写媒体からの熱転写リボンの剥離に要するエネルギーを小さくするために、剥離角αを９０°付近の大きな角度に設定していた。これに対し、本実施形態の印刷装置２０では、あえて剥離角αを小さくすることで、辺縁部の形成の抑制という従来の印刷装置では想起し得ない効果を得ることを可能としている。

図７は、サンプルを加熱しない場合と、サンプルを加熱した場合との各々についての、第１サンプルＳ１および第２サンプルＳ２の密着力Ｆの測定結果を示す。剥離角αは１５°であり、室温は２３℃であり、サンプルの加熱温度は８０℃である。
図７が示すように、サンプルの温度が低い方が、第１サンプルＳ１と第２サンプルＳ２とのいずれについても、密着力Ｆが大きくなる。さらに、サンプルの温度が低い方が、第１サンプルＳ１と第２サンプルＳ２との密着力Ｆの差が大きくなる。したがって、剥離時の熱転写リボン１０の温度が低い方が、辺縁部の形成を抑えることができる。

なお、剥離角αが９０°の場合、サンプルを８０℃に加熱すると、第１サンプルＳ１および第２サンプルＳ２のいずれにおいても、密着力Ｆが小さすぎて測定できなかった。図６と図７とを比較すると、剥離角αが３０°以下であれば、サンプルの温度が高くとも、剥離角αが９０°でサンプルが低温である場合、すなわち、剥離角αが９０°のなかでは密着力Ｆが大きい場合よりも、さらに密着力Ｆが大きくなることがわかる。したがって、剥離角αが３０°以下であれば、熱転写リボン１０の温度に関わらず、剥離角αが９０°である場合と比較して、辺縁部の形成を抑える効果は得られる。そして、剥離角αが３０°以下であって、剥離位置Ｐｅにおける熱転写リボン１０の温度が低ければ、さらに、辺縁部の形成を抑える効果が高められる。

また、サーマルヘッド３１の発熱抵抗体への印加エネルギーが大きくなるほど、転写対象領域Ｒ１の周囲に伝わる熱量が多くなる。そのため、辺縁部も含めて、被転写媒体１９上に形成される、転写層１２からなる部分である転写体の径は大きくなる。剥離角αが１５°の場合と９０°の場合との各々について、印加エネルギーに対する転写体の径の変化率を解析したところ、剥離角αが９０°の場合の方が、転写体の径の変化率が大きいこと、すなわち、印加エネルギーを所定量だけ大きくした場合に、転写体の径の増加量がより大きくなることが確認された。

これは、上述のように、剥離角αが９０°の場合は、剥離角αが１５°の場合と比較して密着力Ｆが小さいため、少量の熱に対してより広い範囲で転写層１２が基材１１から剥離することに因ると考えられる。

このことは、サーマルヘッド３１の周囲の温度のように転写が行われる環境が変わって、転写対象領域Ｒ１の周囲への熱の伝わる程度が変わった場合に、剥離角αが９０°の場合よりも、剥離角αが１５°の場合の方が、転写体の径の変化が小さいことを意味する。したがって、剥離角αが小さい方が、転写が行われる環境に依らず、安定した転写結果が得られる。すなわち、剥離角αが３０°以下であることにより、印刷装置２０の使用に際して、転写が行われる環境の整備に要する負担を軽減する効果も得られる。

［製造物］
本実施形態の印刷装置２０の製造対象の一例について説明する。印刷装置２０は、個人情報媒体の製造に用いられる。

図８が示すように、個人情報媒体７０は、カード状を有する。個人情報媒体７０は、例えば、所有者の身分を証明するＩＤカード等に具体化される。
個人情報媒体７０は、支持体７１と、ホログラム部７２と、着色部７３とを備えている。支持体７１は、ホログラム部７２と着色部７３との各々を支持する。支持体７１は、複数の層から構成されていてもよい。支持体７１は、例えば、樹脂基材を含む。

ホログラム部７２は、印刷装置２０による熱転写リボン１０からの転写層１２の転写によって形成されている。すなわち、ホログラム部７２は、光学機能層１４の回折構造が構成するホログラムを含んでいる。

着色部７３は、色素による色を呈する。すなわち、着色部７３において視認される色は、色素による光の吸収に起因する。着色部７３は、トナーやインクを用いた印刷によって形成されている。

ホログラム部７２は、第１個人情報Ｉａを示す部分を含み、着色部７３は、第２個人情報Ｉｂを示す部分を含む。第１個人情報Ｉａと第２個人情報Ｉｂとは、同一人物についての個人情報であり、具体的には、個人情報媒体７０の所有者となる人物の個人情報である。個人情報は、個人の識別に利用可能な情報であって、例えば、氏名、生年月日、住所、顔画像等である。本実施形態にて示す一例では、第１個人情報Ｉａと第２個人情報Ｉｂとの各々は、カラーの顔画像を含む。

カラーの顔画像を示すホログラム部７２の形成に用いられる熱転写リボン１０において、光学機能層１４が含む回折構造層は、赤色領域と緑色領域と青色領域とが、熱転写リボン１０の延びる方向に沿って所定の順番で繰り返し並ぶ構造を有している。赤色領域は、所定の方向に赤色の回折光を射出するように構成されており、緑色領域は、所定の方向に緑色の回折光を射出するように構成されており、青色領域は、所定の方向に青色の回折光を射出するように構成されている。被転写媒体１９の所定の領域に対し、赤色領域を含む転写層１２の転写と、緑色領域を含む転写層１２の転写と、青色領域を含む転写層１２とが順に行われることによって、被転写媒体１９上に、ドットの集合からなるカラーの画像が形成される。

なお、印刷装置２０は、個人情報媒体７０とは異なる印刷物の製造に用いられてもよい。また、印刷装置２０は、個人情報媒体７０のような最終的な製造物に含まれる基材を被転写媒体１９として用い、当該基材に直接に転写層１２を転写してもよい。あるいは、印刷装置２０は、最終的な製造物に含まれる基材とは異なる基材を被転写媒体１９として用い、熱転写リボン１０から被転写媒体１９に転写層１２を転写してもよく、この場合、被転写媒体１９に転写された転写層１２が、さらに、最終的な製造物に含まれる基材に転写されることにより、上記製造物が形成される。

以上説明したように、本実施形態の印刷装置２０によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）剥離角αが３０°以下であるため、剥離角αが大きい場合と比較して、熱転写リボン１０における密着力Ｆが大きくなる。また、熱転写リボン１０のなかで、熱および圧力を受けた領域よりも、熱のみを受けた領域の方が、密着力Ｆが大きくなる。したがって、転写対象領域Ｒ１から周辺領域Ｒ２へ熱が伝わった場合でも、周辺領域Ｒ２にて転写層１２が基材１１から剥離することが抑えられる。それゆえ、辺縁部の形成が抑えられる。

（２）剥離角αが１５°以下であれば、熱転写リボン１０における密着力Ｆがより大きくなる。また、熱転写リボン１０のなかで、熱および圧力を受けた領域と、熱のみを受けた領域との密着力Ｆの差がより大きくなる。したがって、辺縁部の形成がより好適に抑えられる。

（３）経路規定部材５１がサーマルヘッド３１とは異なる部分に接続されているため、経路規定部材５１がサーマルヘッド３１に接続されている場合と比較して、経路規定部材５１が高温になることが抑えられる。その結果、経路規定部材５１から熱転写リボン１０に熱が伝わることが抑えられるため、剥離位置Ｐｅにおいて熱転写リボン１０が高温になることが抑えられる。したがって、熱転写リボン１０における密着力Ｆの低下を抑えることが可能であるため、辺縁部の形成がより好適に抑えられる。

特に、経路規定部材５１が、ヘッド機構３０のなかで、サーマルヘッド３１を動かす可動部３２に対してサーマルヘッド３１と反対側に位置する部分に接続されている構成であれば、ヘッド機構３０のなかでサーマルヘッド３１からより離れた部分に経路規定部材５１が接続されるため、経路規定部材５１が高温になることが的確に抑えられる。したがって、剥離位置Ｐｅでの熱転写リボン１０の温度を低く抑えられるため、辺縁部の形成がより好適に抑えられる。

Ｍａ…転写媒体、Ｍｂ…被転写媒体、Ｐｅ…剥離位置、Ｐｔ…転写位置、Ｒ１…転写対象領域、Ｒ２…周辺領域、１０…熱転写リボン、１１…基材、１２…転写層、１３…剥離層、１４…光学機能層、１５…接着層、１９…被転写媒体、２０…印刷装置、３０…ヘッド機構、３１，１００…サーマルヘッド、３２…可動部、３３…支持部、４０…プラテンローラー、５０…リボン搬送部、５１，１１０…経路規定部材、６０…媒体搬送部、７０…個人情報媒体、７１…支持体、７２…ホログラム部、７３…着色部。

Claims (3)

1. ホログラムを含む転写層を有する熱転写リボンから、前記転写層を被転写媒体に転写するように構成された印刷装置であって、
   サーマルヘッドを含むヘッド機構と、
   前記熱転写リボンの搬送経路を規定して前記熱転写リボンを前記搬送経路に沿って搬送するリボン搬送部と、
   前記被転写媒体の搬送経路を規定して前記被転写媒体を前記搬送経路に沿って搬送する媒体搬送部と、を備え、
   前記熱転写リボンの搬送経路と前記被転写媒体の搬送経路との各々は、前記被転写媒体に重ねられた前記熱転写リボンが前記サーマルヘッドから熱および圧力を受ける転写位置と、前記転写位置よりも下流にて前記被転写媒体からの前記熱転写リボンの剥離が開始される剥離位置とを含み、
   前記剥離位置から前記熱転写リボンが搬送される方向と前記剥離位置から前記被転写媒体が搬送される方向とのなす角である剥離角が、３０°以下であり、
   前記リボン搬送部は、前記転写位置よりも下流で前記熱転写リボンに当接して前記熱転写リボンが搬送される方向を規定するように構成された経路規定部材を含み、
   前記ヘッド機構は、前記サーマルヘッドに対して前記熱転写リボンの搬送経路と反対側で前記サーマルヘッドに接続された可動部であって、前記熱転写リボンと前記サーマルヘッドとの間の距離を変えるように前記熱転写リボンの搬送経路に対する前記サーマルヘッドの位置を変える前記可動部と、前記可動部に対して前記サーマルヘッドと反対側で前記可動部を支持する支持部とを含み、
   前記経路規定部材は、前記支持部に接続されており、
   前記経路規定部材は、前記剥離位置から下流にて前記熱転写リボンに当接する傾斜面を有し、前記剥離位置から前記傾斜面に沿って前記熱転写リボンが搬送されることにより、前記剥離角が規定される
   印刷装置。
2. 基材と転写層とを有する熱転写リボンから、前記転写層を被転写媒体に転写するように構成された印刷装置であって、前記転写層は、前記基材に接する剥離層と、硬化性樹脂を含み前記剥離層に接する樹脂層とを備え、
   前記印刷装置は、
   サーマルヘッドを含むヘッド機構と、
   前記熱転写リボンの搬送経路を規定して前記熱転写リボンを前記搬送経路に沿って搬送するリボン搬送部と、
   前記被転写媒体の搬送経路を規定して前記被転写媒体を前記搬送経路に沿って搬送する媒体搬送部と、を備え、
   前記熱転写リボンの搬送経路と前記被転写媒体の搬送経路との各々は、前記被転写媒体に重ねられた前記熱転写リボンが前記サーマルヘッドから熱および圧力を受ける転写位置と、前記転写位置よりも下流にて前記被転写媒体からの前記熱転写リボンの剥離が開始される剥離位置とを含み、
   前記剥離位置から前記熱転写リボンが搬送される方向と前記剥離位置から前記被転写媒体が搬送される方向とのなす角である剥離角が、３０°以下であり、
   前記リボン搬送部は、前記転写位置よりも下流で前記熱転写リボンに当接して前記熱転写リボンが搬送される方向を規定するように構成された経路規定部材を含み、
   前記ヘッド機構は、前記サーマルヘッドに対して前記熱転写リボンの搬送経路と反対側で前記サーマルヘッドに接続された可動部であって、前記熱転写リボンと前記サーマルヘッドとの間の距離を変えるように前記熱転写リボンの搬送経路に対する前記サーマルヘッドの位置を変える前記可動部と、前記可動部に対して前記サーマルヘッドと反対側で前記可動部を支持する支持部とを含み、
   前記経路規定部材は、前記支持部に接続されており、
   前記経路規定部材は、前記剥離位置から下流にて前記熱転写リボンに当接する傾斜面を有し、前記剥離位置から前記傾斜面に沿って前記熱転写リボンが搬送されることにより、前記剥離角が規定される
   印刷装置。
3. 前記剥離位置から前記熱転写リボンが搬送される方向と前記剥離位置から前記被転写媒体が搬送される方向とのなす角が、１５°以下である
   請求項１または２に記載の印刷装置。

Images