JP2018047619A - 熱転写システム - Google Patents

Abstract

【課題】インクが外方へ押し出されることなく、外側インクリボンを内側インクリボンに溶着させる熱転写システムを提供する。【解決手段】熱転写システムは、インクリボン１３を送り出す送出部と、送出部の下流側に配置された第１加熱装置と、第１加熱装置の下流側に配置され、インク転写済のインクリボン１３を巻き取る巻取部２１と、巻取部２１の近傍に設けられ、インク転写済のインクリボン１３を支持層１１側から加熱する予備加熱装置２３および第２加熱装置２５と、を備えている。予備加熱装置２３および第２加熱装置２５は、搬送方向に延びる帯状凸部を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、支持層とインク層とを有するインクリボンを用いて被転写体にインクを転写する熱転写システムに関する。

インクリボンを用いて、カードなどの被転写体に文字などの像を印刷する熱転写システムが、広く普及している。インクリボンは、帯状に延びるリボン（支持層）と、リボン上に形成され、顔料や染料等を含んだインク層と、を有している。インクリボンを用いた印刷においては、印刷されるべき所望の像に対応したパターンで、インクが被転写体に転写される。

この場合、インク転写済のインクリボンには、被転写体への転写によりインクが抜けた部分が、印刷された像に対応したパターンで存在している。このため、インク転写済のインクリボンから、印刷された像を特定することが可能である。従って、インクリボンを用いて、被転写体にＩＤ情報などの秘匿すべき情報を印刷する場合、インク転写済のインクリボンの取り扱いに注意が必要となる。

このような問題に対応するため、例えば特許文献１において、巻取部に巻き取られたインク転写済のインクリボンの内、最外周のインクリボンを、最外周のインクリボンの内側に位置するインクリボンに接着させる熱転写システムが提案されている。特許文献１に記載の熱転写システムによれば、巻取部に巻き取られたインク転写済のインクリボンを一体化させることができ、これによって、インク転写済のインクリボンから、印刷された像が特定されるのを防ぐことができる。

特開２００８−４９６６３号公報

ところで、巻取部に巻き取られたインク転写済のインクリボンの内、最外周のインクリボン（以下、外側インクリボンと言う）を、最外周のインクリボンの内側に位置するインクリボン（以下、内側インクリボンと言う）に接着させる場合、外側インクリボンの支持層を内側インクリボンの支持層に溶着させることになる。しかしながら、この場合、インク転写済の外側インクリボンのインク層が溶着される支持層間に残存して、支持層同士の溶着が妨げられることがある。この状態を防ぐためインク転写済の外側インクリボンを加熱ヘッド又は加熱ローラを用いて高温、高圧で加熱することも考えられるが、この場合は、インク層が外方へ押し出されて加熱ヘッド又は加熱ローラを汚染することがある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、インク層が外方へ押し出されたりすることなく、インク転写済の外側インクリボンの支持層を内側インクリボンの支持層に適切に溶着することができる熱転写システムを提供することを目的とする。

本発明は、支持層とインク層とを有するインクリボンを用いて被転写体にインクを転写する熱転写システムにおいて、前記インクリボンを送り出す送出部と、前記送出部の下流側に配置され、前記インクリボンの支持層側に設けられた第１加熱体を有し、前記インクリボンのインク層のインクを前記被転写体に対して所定のパターンで転写する第１加熱装置と、前記第１加熱装置の下流側に配置され、前記第１加熱装置において使用されたインク転写済のインクリボンを巻き取る巻取部と、前記巻取部の近傍に設けられ、前記インク転写済のインクリボンを支持層側から加熱する第２加熱体を有する第２加熱装置と、を備え、前記第２加熱体は、前記インクリボンの搬送方向に平行な複数の帯状凸部を有し、前記帯状凸部は、前記巻取部に巻き取られた前記インク転写済のインクリボンのうち、最外周のインク転写済のインクリボンの支持層を、前記最外周のインク転写済のインクリボンの内側に位置するインク転写済のインクリボンの支持層に溶着させることを特徴とする熱転写システムである。

本発明は、前記第２加熱装置の上流側近傍にインク転写済の前記インクリボンを支持層側から加熱して、インク層を溶融させる予備加熱体を有する予備加熱装置を備えることを特徴とする熱転写システムである。

本発明は、前記予備加熱体が、前記インクリボンの幅方向に関し各々が前記第２加熱体の帯状凸部に対応する位置にあって、搬送方向に平行な複数の帯状凸部を有することを特徴とする熱転写システムである。

本発明は、前記予備加熱体が、インク層は溶融させるが、支持層は溶融させない温度で前記インクリボンを支持層側から加熱することを特徴とする熱転写システムである。

本発明は、前記第２加熱体および前記予備加熱体がブロック型の加熱体からなることを特徴とする熱転写システムである。

本発明によれば、インク層が外方へ押し出されることなく、インク転写済の外側インクリボンの支持層を内側インクリボンの支持層に適切に溶着させることができる。

図１は、本発明の実施の形態における熱転写システムを示す図。 図２（ａ）は、本発明の実施の形態において、インク転写済のインクリボンを示す図、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態において、インクリボンのインクが第１パターンで転写された被転写体を示す図。 図３は、図２（ａ）に示すインク転写済のインクリボンのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 図４は、図１の熱転写システムの巻取装置を拡大して示す図。 図５は、本発明の作用を示す図。 図６は、本発明の作用を示す図。

＜本発明の実施の形態＞
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態について説明する。はじめに図１を参照して、熱転写システム１０の全体構造について説明する。

＜熱転写システム＞
図１に示すように、支持層（基材ともいう）１１と、インク層１２とを有するインクリボン１３を用いて被転写体１４に所定のパターンでインク１２ａを転写する熱転写システム１０は、矢印Ｒ_１で示す方向にインクリボン１３を送り出す送出部１６と、送出部１６の下流側に配置された第１加熱装置１７と、第１加熱装置１７の下流側に配置され、矢印Ｒ_２で示す方向にインク転写済のインクリボン１３を巻き取る巻取部２１と、巻取部２１の近傍に設けられ、インク転写済のインクリボン１３を支持層１１側から加熱する第２加熱装置２５と、を備えている。また巻取部２１の近傍であって、第２加熱装置２５の上流側に、インク転写済のインクリボン１３を支持層１１側から予備加熱する予備加熱装置２３が設けられている。図１に示すように、インクリボン１３は、複数のガイドロール１５に沿って搬送される。ここで、図１に示す巻取部２１と、第２加熱装置２５と、予備加熱装置２３により、巻取装置２０が構成されている。

＜支持層（基材）＞
本発明において支持層（基材）は、熱転写時に熱が加えられるため、加熱された状態でも取り扱い上支障のない程度の機械的強度を有する材料であることが好ましい。このような支持層の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、１，４−ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリフェニレンサルフィドフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリサルホンフィルム、アラミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、セロハン、酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリエチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ナイロンフィルム、ポリイミドフィルム、アイオノマーフィルム等が挙げられる。また、支持層の厚さは、２μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上、１０μｍ以下であることがより好ましい。

＜インク層＞
インク層としては、熱溶融用のインクまたは熱昇華用のインクを用いることができるが、高濃度で鮮鋭性に優れ、文字、線画などの２値画像の記録に適していることから、熱溶融用のインクを用いることが好ましい。以降は、熱溶融用のインク層を用いる場合について説明する。
インク層は各種着色剤、ワックス類および樹脂類などから形成することが好ましい。着色剤としては、カーボンブラック、オイルブラックなどの黒色顔料または染料、シアン、マゼンタ、イエロー顔料または染料が挙げられ、これらの着色剤からインクリボンの応用分野または使用目的などに応じて、適宜選択することができる。ワックス類としては、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス、酸化ワックス、およびフィッシャートロプシュワックス（サゾールワックス）が挙げられる。樹脂類としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、スチレンブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ロジン誘導体、テルペン誘導体およびスチレン系樹脂などを挙げることができる。インク層の塗布量は一般に０．５ｇ／ｍ²以上１０ｇ／ｍ²以下であり、好ましくは２ｇ／ｍ²以上６ｇ／ｍ²以下である。尚、インク層としては以上の様なものに限定されることは無い。

図１に示すように、第１加熱装置１７は、被転写体１４を支持するプラテンロール１９と、インクリボン１３および被転写体１４を挟んでプラテンロール１９と対向するよう設けられた第１加熱体１８、例えば印刷ヘッド（サーマルヘッド）と、を有している。図１に示すように、第１加熱体１８は、インクリボン１３の支持層１１側に設けられている。この第１加熱体１８により、インクリボン１３がＩＤ情報などに対応する所定のパターンで加熱され、これによって、インクリボン１３のインク層１２のインク１２ａが被転写体１４に対して所定のパターンで転写される。

図２（ａ）は、インク１２ａが被転写体１４に所定のパターンで転写された後のインクリボン１３をインク層１２側から見た場合を示す図であり、図２（ｂ）は、インクリボン１３のインク層１２のインク１２ａが所定のパターンで転写された被転写体１４を示す図である。図３は、図２（ａ）に示すインク転写済のインクリボン１３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２（ａ）および図３に示すように、インク転写済のインクリボン１３において、インク層１２は、被転写体１４に転写されずに残留しているインク１２ａと、被転写体１４に印刷された所定のパターン、例えばＩＤ情報に対応するインク抜け部分１２ｂとからなる。この場合、図２（ａ）に示すように、インク転写済のインクリボン１３におけるインク抜け部分１２ｂのパターンは、上述の第１加熱体１８における所定のパターンに対応している。このため、インク抜け部分１２ｂのパターンに基づいて、被転写体１４に印刷された所定のパターン、例えばＩＤ情報を特定することが可能となっている。

＜巻取装置＞
次に図４を参照して、熱転写システム１０の巻取装置２０について詳細に説明する。上述のとおり、巻取装置２０は、インク転写済のインクリボン１３を巻き取るロール状の巻取部２１と、巻取部２１の近傍に設けられ、インク転写済のインクリボン１３を支持層１１側から加熱する第２加熱装置２５と、巻取部２１の近傍であって第２加熱装置２５の上流側に設けられ、インク転写済のインクリボン１３を支持層１１側から予備加熱する予備加熱装置２３と、を有している。

（巻取部）
図４に示すように、本実施の形態の巻取部２１においては、インクリボン１３の支持層１１がインク層１２よりも外側に位置するようインクリボン１３が巻き取られる。なお図４に示すように、本実施の形態において、巻取部２１に巻き取られているインクリボン１３のうち最外周に位置するインクリボン１３が外側インクリボン１３Ａと称され、外側インクリボン１３Ａよりも内側で巻取部２１に巻き取られ、外側インクリボン１３Ａに隣接しているインクリボン１３が内側インクリボン１３Ｂと称される。

（予備加熱装置、第２加熱装置）
予備加熱装置２３および第２加熱装置２５は、各々予備加熱体２３Ａおよび第２加熱体２５Ａを含む。
このうち、予備加熱体２３Ａおよび第２加熱体２５Ａは、いずれもブロック型の形状を有する同一の構造をもち、いずれもその表面にインクリボン１３の搬送方向に平行な複数の帯状凸部２４、２６を有する。本実施の形態において、第２加熱体２５Ａは必須の構成要素であるが、予備加熱体２３Ａは必ずしも設ける必要はない。

予備加熱体２３Ａと第２加熱体２５Ａは略同一構造をもつため、以下、第２加熱体２５Ａについて説明する。

第２加熱体２５Ａは巻取部２１に対して離接自在となっている。そしてインクリボン１３の搬送が停止した後、第２加熱体２５Ａはインクリボン１３から離れる。

第２加熱体２５Ａは温度制御機能をもつセラミックヒータからなる。また上述のように第２加熱体２５Ａはその表面に、巻取部２１に巻き取られたインクリボン１３を支持層１１側から加熱する、インクリボン１３の搬送方向に平行な複数の帯状凸部２６を有している。

この複数の帯状凸部２６は、セラミックヒータからなる第２加熱体２５Ａの表面に形成されているが、セラミックヒータに平坦面を形成し、この平坦面にガラス繊維を接着することで帯状凸部を形成してもよい。

なお、セラミックヒータの表面に設けられた複数の帯状凸部２６は、インクリボン１３に対して摺動する。このため複数の帯状凸部２６は低摩擦係数をもち、かつ耐摩耗性をもつ。

ところで第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６は、支持層１１を溶融させる温度、例えば２００℃〜２４０℃程度までインクリボン１３Ａを加熱するものである。そして巻取部２１に巻き取られたインク転写済のインクリボン１３Ａの支持層１１を溶融させて、内側に位置するインクリボン１３Ｂの支持層１１に溶着させる。このため第２加熱体２５Ａの加熱温度および各帯状凸部２６の搬送方向長さは、インクリボン１３Ａを２００℃〜２４０℃程度まで加熱できるよう設定されている。

これに対して予備加熱体２３Ａの帯状凸部２４は、インク層１２が溶融する１００℃程度までインクリボン１３Ａを加熱し、インク層１２を幅方向に移動させる。このため予備加熱体２３Ａの加熱温度および各帯状凸部２４の搬送方向長さは、インクリボン１３Ａを１００℃程度まで加熱できるよう設定されている。

なお、上述した送出部１６、第１加熱装置１７、巻取部２１、第２加熱装置２５、予備加熱装置２３はいずれも制御部３０により駆動制御される。

＜本実施の形態の作用＞
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、熱転写システム１０の第１転写装置１７により被転写体１４にＩＤ情報が印刷され、その後、インク転写済の外側インクリボン１３Ａが、予備加熱装置２３および第２加熱装置２５により内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に対して加熱押圧されて外側インクリボン１３Ａの支持層１１が内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に溶着される作用について説明する。

まずＩＤカード等の被転写体１４を準備し、次に、制御部３０は搬送機構３１を駆動させて、転写体１４を第１加熱装置１７に向けて搬送する。一方、図１に示すように、制御部３０は巻取部２１を駆動させてインクリボン１３を、送出部１６から第１加熱装置１７に向けて送り出す。このとき、インクリボン１３に対して送出部１６に内蔵されたブレーキ機構により張力が加わる。

被転写体１４が第１加熱装置１７の第１加熱体１８とプラテンロール１９との間に到達すると、制御部３０により第１加熱装置１７が駆動され、第１加熱体１８がインクリボン１３を、ＩＤ情報に対応する所定のパターンで加熱しながら被転写体１４に対して押し付ける。これによって、インクリボン１３のインク層１２のインク１２ａが所定のパターンで被転写体１４上に転写される。このことにより、被転写体１４上にＩＤ情報が印刷されるとともに、インクリボン１３のインク層１２に、ＩＤ情報に対応したインク抜け部分１２ｂが形成される。

第１加熱装置１７を経た後のインク転写済のインクリボン１３は、巻取装置２０の巻取部２１により巻き取られる。そして、巻取部２１によってインク転写済のインクリボン１３が巻き取られている状態において、制御部３０により予備加熱装置２３および第２加熱装置２５が駆動され、予備加熱装置２３により外側インクリボン１３Ａのインク層１２が溶融し、第２加熱装置２５により、外側インクリボン１３Ａの支持層１１が溶融し、この外側インクリボン１３Ａの支持層１１が内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に溶着される。

以下、図５および図６を参照して、予備加熱装置２３および第２加熱装置２５の作用について説明する。

まず転写済のインクリボン１３が巻取装置２０の巻取部２１により巻き取られると、図５に示すように、予備加熱装置２３の予備加熱体２３Ａにより外側インクリボン１３Ａの支持層１１が加熱され、インク層１２が溶融する。この際、予備加熱体２３Ａは外側インクリボン１３Ａのインク層１２を溶融するが、支持層１１は溶融させない温度、例えば１００℃程度で外側インクリボン１３Ａの支持層１１を加熱する。

この間、制御部３０は予備加熱体２３Ａを駆動制御して、予備加熱体２３Ａの加熱温度を調整する。

図５に示すように、予備加熱体２３Ａにより外側インクリボン１３Ａの支持層１１を加熱した場合、予備加熱体２３Ａの帯状凸部２４によって支持層１１が加熱押圧される。このとき、インク層１２が帯状凸部２４により幅方向に逃がされ、外側インクリボン１３Ａの支持層１１が、外側インクリボン１３Ａの内側に位置する内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に接近する。このとき、インク層１２は予備加熱体２３Ａの帯状凸部２４間の凹部に入り込む。

なお、巻取部２１によりインクリボン１３が巻き取られた直後において、インクリボン１３の巻数が少なくなっている。この場合、巻取部２１にある程度のインクリボン１３が巻き取られた状態と同様の熱伝導性をもたせるため、インクリボン１３の先端と巻取部２１のコア（図示せず）との間にインクリボンと同程度の熱伝導性を持ちインクリボンの先端部を構成するリーダー（図示せず）を介在させてもよい。あるいはインクリボン１３の先端と巻取部２１のコアとの間に、耐熱性のあるリーダーを介在させて、インクリボン１３がコアに融着しないようにしてもよい。コアへのインクリボン１３の融着を防止することにより、巻取部２１のコアを再利用することもできる。

次に外側インクリボン１３Ａが予備加熱装置２３から第２加熱装置２５まで搬送される。図６に示すように、外側インクリボン１３Ａが第２加熱装置２５まで達すると、第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６により外側インクリボン１３Ａの支持層１１が加熱される。

この場合、第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６は、外側インクリボン１３Ａの支持層１１が内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に接近する部分に位置している。すなわち第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６は幅方向に関し、予備加熱体２３Ａの帯状凸部２４に対応する位置に設置されている。

第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６は例えば２００℃〜２４０℃程度まで外側インクリボン１３Ａの支持層１１を加熱して、外側インクリボン１３Ａの支持層１１を溶融し、外側インクリボン１３Ａの支持層１１を内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に溶着させる。

以上のように本実施の形態によれば、予備加熱体２３Ａの帯状凸部２４によって外側インクリボン１３Ａの支持層１１を加熱することにより、インク層１２を溶融させて帯状凸部２４間の凹部に逃がすことができる。インク層１２を帯状凸部２４間の凹部に逃がした後、第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６により外側インクリボン１３Ａの支持層１１を加熱して外側インクリボン１３Ａの支持層１１を溶融させ、外側インクリボン１３Ａの支持層１１と内側インクリボン１３Ｂの支持層１１とを溶着することができる。この場合、外側インクリボン１３Ａのインク層１２を予備加熱体２３Ａの帯状凸部２４間の凹部に逃がすことができるので、インク層１２に邪魔されることなく、第２加熱体２５Ａの帯状凸部２６により外側インクリボン１３Ａの支持層１１を内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に確実に溶着させることができる。また、予備加熱装置２３の予備加熱体２３Ａは、外側インクリボン１３Ａのインク層１２を溶融させる加熱温度で外側インクリボン１３Ａを加熱するので、予備加熱体２３Ａに過度にエネルギーを付与する必要はない。また、予備加熱装置２３あるいは第２加熱装置２５を過度に加熱する必要はないので、外側インクリボン１３Ａの加熱時に、インク層１２が外方へ放出して予備加熱装置２３あるいは第２加熱装置２５を汚すことはない。

＜本発明の変形例＞
なお、上記実施の形態において、第２加熱装置２５の上流側は予備加熱装置２３を設置した例を示したが、これに限らず外側インクリボン１３Ａを第２加熱装置２５のみで２００℃〜２４０℃程度に加熱してもよい。

この場合、第２加熱装置２５の第２加熱体２５の帯状凸部２６により外側インクリボン１３Ａの支持層１１を加熱押圧する。この時、第２加熱体２５の帯状凸部２６により、外側インクリボン１３Ａのインク層１２が溶融され、インク層１２は帯状凸部２６間の凹部に逃がされる。次に第２加熱体２５の帯状凸部２６により外側インクリボン１３Ａの支持層１１が溶融して内側インクリボン１３Ｂの支持層１１に溶着される。

また、予備加熱体２３Ａおよび第２加熱体２５Ａとしてブロック型のセラミックヒータを用いた例を示したが、これに限らず予備加熱体２３Ａおよび第２加熱体２５Ａとして回転ヒータを用いてもよい。なお回転ヒータとしては、円柱状のものや多角柱状のものが使用できるが、その場合、予備加熱体２３Ａおよび第２加熱体２５Ａが有するインクリボンの搬送方向に平行な複数の帯状凸部は、円柱や多角柱の外周面に連続して形成されている。

１０ 熱転写システム
１１ 支持層
１２ インク層
１２ａ インク
１２ｂ インク抜け部分
１３ インクリボン
１３Ａ 外側インクリボン
１３Ｂ 内側インクリボン
１４ 被転写体
１５ ガイドロール
１６ 送出部
１７ 第１加熱装置
１８ 第１加熱体
１９ プラテンロール
２０ 巻取装置
２１ 巻取部
２３ 予備加熱装置
２３Ａ 予備加熱体
２４ 帯状凸部
２５ 第２加熱装置
２５Ａ 第２加熱体
２６ 帯状凸部
３０ 制御部
３１ 搬送機構

Claims (5)

1. 支持層とインク層とを有するインクリボンを用いて被転写体にインクを転写する熱転写システムにおいて、
   前記インクリボンを送り出す送出部と、
   前記送出部の下流側に配置され、前記インクリボンの支持層側に設けられた第１加熱体を有し、前記インクリボンのインク層のインクを前記被転写体に対して所定のパターンで転写する第１加熱装置と、
   前記第１加熱装置の下流側に配置され、前記第１加熱装置において使用されたインク転写済のインクリボンを巻き取る巻取部と、
   前記巻取部の近傍に設けられ、前記インク転写済のインクリボンを支持層側から加熱する第２加熱体を有する第２加熱装置と、を備え、
   前記第２加熱体は、前記インクリボンの搬送方向に平行な複数の帯状凸部を有し、
   前記帯状凸部は、前記巻取部に巻き取られた前記インク転写済のインクリボンのうち、最外周のインク転写済のインクリボンの支持層を、前記最外周のインク転写済のインクリボンの内側に位置するインク転写済のインクリボンの支持層に溶着させることを特徴とする熱転写システム。
2. 前記第２加熱装置の上流側近傍に前記最外周のインク転写済のインクリボンを支持層側から加熱して、インク層を溶融させる予備加熱体を有する予備加熱装置を備えることを特徴とする請求項１記載の熱転写システム。
3. 前記予備加熱体は、前記インクリボンの幅方向に関し各々が前記第２加熱体の帯状凸部に対応する位置にあって搬送方向に平行な複数の帯状凸部を有することを特徴とする請求項２記載の熱転写システム。
4. 前記予備加熱体は、インク層は溶融させるが、支持層は溶融させない温度で前記最外周のインク転写済のインクリボンを支持層側から加熱することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱転写システム。
5. 前記第２加熱体および前記予備加熱体はブロック型の加熱体からなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の熱転写システム。

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