JP2006321069A - 中間転写型熱転写印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成によってカードにおける転写画像の欠けやバリを防止するようにした中間転写型熱転写印刷装置を提供する。
【解決手段】 中間転写型熱転写印刷装置は、カードＳを前進させながらヒートローラ２３によってフィルムＦをカードＳの全体に亘って貼着させる。その後、ヒートローラ２３をカードＳ及びフィルムＦから離間させ、フィルムＦがカードＳに貼着した状態でカードＳの搬送を３〜１０秒間停止させる。このように、カードＳの搬送を停止させ十分に冷却した後、カードＳを後端剥離ピンの方向に後退させながらカードＳの後端側からフィルムを剥離する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、印刷画像をフィルム上に一旦転写した後、フィルム上の画像を記録媒体の表面に転写するための中間転写型熱転写印刷装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開平５−２６１９５２号公報がある。この公報に記載された熱転写印刷装置は、磁気ストライプ付きのカード、ＩＣカードなどのカード状記録媒体の表面に所望の画像を印刷するための装置である。すなわち、この熱転写印刷装置は、透明材リボン（透明フィルム）及びカラーインクリボンをサーマルヘッドと送りローラ（プラテンローラ）とで挟み込んで、カラーインクリボンによって透明フィルム上に画像を一旦熱転写（一次転写）し、その後、透明フィルム上の画像とカードの表面とを重ね合わせながら、加熱ローラで透明フィルムを加熱させている。このとき、透明フィルムをカードに押圧することによって、カードの表面に透明フィルム上の画像が再転写（二次転写）される。
特開平５−２６１９５２号公報

このような熱転写印刷装置においては、透明フィルムからカードに画像を再転写した後、カードから透明フィルムを剥離させる必要がある。この際には、カードを十分に冷却してから剥離を行わないと、カードに再転写された画像の欠けやカードの端部における画像のバリの発生の原因となる。特に、近年ではカードの材料がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）まで多様化し、特にフィルムに接着層が設けられている場合には、フィルム剥離時のカードの冷却は必要不可欠となっている。

このようにフィルム剥離前にカードの冷却を行うための手段としては、再転写後のカードの搬送路を長くとったり、カードの搬送路近傍に冷却装置を設置したりすることが考えられるが、それでは装置構成の複雑化を招来する。

そこで、本発明はかかる課題に鑑みて為されたものであり、簡易な構成によってカードにおける転写画像の欠けやバリを防止するようにした中間転写型熱転写印刷装置を提供することを目的とする。

本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置は、サーマルヘッドとプラテンとの協働により、インクリボン上の配色に基づいてフィルムの透明受像層に画像が熱転写され、このフィルムを、ヒートローラで加熱させながら記録媒体に押圧することによって、記録媒体の表面にフィルムの透明受像層を貼着させる中間転写型熱転写印刷装置において、ヒートローラとプラテンとの間で、フィルムの搬送経路上に設けられ、記録媒体からフィルムを剥離する剥離部を備え、記録媒体を剥離部から離れる方向に前進させながら、フィルムをヒートローラによって記録媒体の全体に亘って貼着させ、ヒートローラを記録媒体及びフィルムから離間させてフィルムが記録媒体に貼着した状態で記録媒体の搬送を所定の時間停止させた後に、記録媒体を剥離部に向けて後退させながら、剥離部によって記録媒体の後端側からフィルムを剥離して、フィルムから透明受像層を分離させることを特徴とする。

この中間転写型熱転写印刷装置は、サーマルヘッドとプラテンとの協働による一次転写と、ヒートローラによる二次転写とを行うタイプの印刷装置であり、フィルム及びインクリボンを搬送させながら一次転写が実施され、フィルム及び記録媒体を搬送させながら二次転写が実施される。このような装置では、再転写（二次転写）時において、フィルムから記録媒体に画像を熱転写した後、記録媒体からフィルムを適切に剥離させるため、ヒートローラによる加熱で高温となった記録媒体を十分に冷却した後に記録媒体からフィルムを剥離させる必要がある。この装置においては、フィルムを記録媒体に貼着させた後、ヒートローラを記録媒体及びフィルムから離間させ、フィルムが記録媒体に貼着した状態で記録媒体の搬送を所定の時間停止させた後に記録媒体からのフィルムの剥離を行っている。

このようにすれば、ヒートローラの加熱によりフィルムが貼着する際に高温となった記録媒体は、搬送が停止している間に放熱し、十分に冷却された状態で剥離部によるフィルムの剥離が開始される。従って、フィルム剥離時において、記録媒体に転写された画像の欠けやカードの端部における画像のバリの発生を抑えることができる。

また、本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置は、ヒートローラよりも前方に設けられ、搬送が停止された記録媒体を冷却する冷却手段を備えると好適である。このような構成を採用すると、記録媒体の搬送が停止している間に記録媒体がより効率よく冷却されるので、搬送の停止時間を短くすることができる。

本発明の中間転写型熱転写印刷装置によれば、簡易な構成によってカードにおける転写画像の欠けやバリを防止することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置及びそのフィルム剥離方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、中間転写型熱転写印刷装置１は、カードプリンタとも呼ばれ、印刷画像を厚さ約２０μｍ程度の透明なフィルムＦに一旦転写した後、このフィルムＦから記録媒体（例えばプラスチック製のキャッシュカード、クレジットカード、プリペードカード、ＩＣカードなど）Ｓに再転写する装置である。このような熱転写印刷装置１は、カードＳを発行する際に利用され、高品位な画像をカードＳの表面に印刷することできる。従って、セキュリティを高める目的で顔写真の入ったカードＳの発行をも可能にする。

このような中間転写型熱転写印刷装置１は、印刷予定のプラスチック製カードＳを積層状態でセッティングするためのストック部２を有する。カードＳは、送出し爪３の進退運動によってストック部２の一番下から一枚ずつ繰り出され、ストック部２から繰り出されたカードＳは、反転部４内に一旦装填される。反転部４が水平状態から９０度回転した後、送りローラ６によってカードＳが上昇すると、カードＳは磁気読み／書き部７内に送り込まれる。そして、この磁気読み／書き部７で、カードＳの磁気ストライプ内に所定の情報を書き込んだり、磁気ストライプ内の所定の情報を読み取る。

これに対して、送りローラ６によってカードＳが下降すると、カードＳは、非接触ＩＣ読み／書き部８内に送り込まれる。そして、この非接触ＩＣ読み／書き部８で、カードＳのＩＣ内に所定の情報を書き込んだり、ＩＣ内の所定の情報を読み取る。その後、反転部４から送り出されたカードＳは、着脱自在なクリーニングローラ１０を通過した後、ガイド溝１２で両側を支持されながら、搬送ローラ１１によりカードＳは画像印刷される直前まで移動する。

なお、磁気検出や非接触ＩＣ検出が必要ない場合には、反転部４は水平に維持される。また、磁気読み／書き部７又は非接触ＩＣ読み／書き部８で不適切と判断されたカードＳは、反転部４の回転後、送りローラ６によってイジェクトボックス９内に排出される。

次に、カードＳへの画像転写を可能にするために、この熱転写印刷装置１は、フィルムＦに画像を熱転写する記録部（一次転写部）Ａと、フィルムＦに転写された画像とカードＳとを対向させて、カードＳに画像を熱転写する再転写部（二次転写部）Ｂと、画像転写後のカードＳの反りを矯正する反り矯正部Ｃとを備えている。

さらに、この熱転写印刷装置１は、抜き差しにより交換可能なフィルムカートリッジ１３とリボンカートリッジ１４とを有している。このフィルムカートリッジ１３では、フィルムＦが上下一対のボビン１５，１６に巻かれ、リボンカートリッジ１４では、カラーインクリボンＲが上下一対のボビン１７，１８に巻かれている。そして、リボンカートリッジ１４内のカラーインクリボンＲには、溶融性又は昇華性のイエロー・マゼンタ・シアンの３色（またはブラックを加えた４色）のインクを１フレームとして周期的にインクが塗布されている。

ここで、前述した記録部Ａでは、水平方向に進退可能なフィルム引出しローラ１９ａ，１９ｂとプラテンローラ（通称「プラテン」)２０との協働により、プラテンローラ２０の略半周面にフィルムＦが押し当てられるように巻き付けられ、サーマルヘッド２１によって、プラテンローラ２０上のフィルムＦにカラーインクリボンＲが押し当てられる。そして、フィルムＦとカラーインクリボンＲとを同期させながら下方に送ることで、加熱状態のサーマルヘッド２１によって、カラーインクリボンＲの第１色目（シアン）がフィルムＦ上に熱転写される。

次に、ラック・ピニオン駆動機構２２によってサーマルヘッド２１を後退させて、フィルムＦとカラーインクリボンＲとを離間させた状態で、プラテンローラ２０を逆転させながらフィルムＦを上昇させて元の位置に復帰させる。その後、前述の転写動作を繰り返しながら、フィルムＦ上にマゼンタ、イエロー、ブラックの順に色を重層させて、所望のカラー画像をフィルムＦ上に作り出す。

その後、フィルム引出しローラ１９ａ，１９ｂをプラテンローラ２０から離間させた状態で、供給側ボビン１５及び巻取り側ボビン１６の回転によってフィルムＦ上の記録画像をヒートローラ２３の手前まで移動させる。このとき、カードＳの先端は、フィルムＦ上の記録画像の先端と位置合わせされ、カードＳとフィルムＦとは、重ね合わされた状態で再転写部Ｂに送り込まれる。

この再転写部Ｂにおいて、位置合わせされたカードＳとフィルムＦとは、重ね合わされた状態でヒートローラ２３と押圧ローラ２４とで挟み込まれ、１６０〜２００°Ｃに加熱されたヒートローラ２３と押圧ローラ２４との協働により、カードＳとフィルムＦとを加圧搬送させながら、フィルムＦ上の記録画像をカードＳの表面に徐々に転写させる。その後、フィルムＦは、カードＳから剥離しながらボビン１６に巻き取られていく。また、ヒートローラ２３によって加熱されたカードＳには反りが発生するので、カードＳは、反り矯正部Ｃに送り込まれて加圧処理された後、真っ直ぐな状態で装置１外に排出される。

ここで、前述した再転写部（二次転写部）Ｂにおいては、図２に示すように、ヒートローラ２３を、押圧ローラ２４に対して当接／離間させる必要があり、このヒートローラ２３は揺動型として構成されている。揺動型を達成するために、ヒートローラ２３は、支持部材３４の先端で回転自在に保持され、支持部材３４の基端は、装置本体側に取り付けられた支軸３５によって回転自在に保持されている。そして、支持部材３４の上部に水平に固定された押圧板３６を、回動レバー３７によって上から押し下げることで、ヒートローラ２３と押圧ローラ２４との間でフィルムＦ及びカードＳを所定の圧力で挟み付けることができる。

さらに、回動レバー３７の基端部３７ａは、装置本体側に設けられた駆動モータ（図示せず）によって回動する駆動軸３３に固定され、回動レバー３７の先端には、押圧板３６へのスムーズな当接を可能にするための転動ローラ３８が設けられている。また、押圧板３６から回動レバー３７が離間した際にヒートローラ２３を押圧ローラ２４から自動的に離間させるために、支軸３５と支持部材３４とが、コイルバネ（図示せず）を介して連結されている。

よって、モータ（図示せず）によって駆動軸３３が正転すると、回転レバー３７の転動ローラ３８が下に向かって移動し、ヒートローラ２３は、バネ力に抗して押圧ローラ２４に向けて押し下げられる。これに対し、駆動軸３３が逆転すると、回転レバー３７の転動ローラ３８が上に向かって移動し、ヒートローラ２３は、押圧ローラ２４から離間する方向にバネ力をもって上昇する。

従って、再転写部（二次転写部）Ｂでは、１６０〜２００°Ｃに加熱されたヒートローラ２３と回転し続ける押圧ローラ２４との協働により、カードＳとフィルムＦとを同期して加圧搬送させることができ、これによって、フィルムＦ上の画像をカードＳの表面に徐々に転写させることができる。そして、フィルムＦは、カードＳから剥離しながらボビン１６に巻き取られていく。

また、図３に示すように、フィルムＦは、シート基材４０上に剥離層４１を介して透明受像層４２が設けられた構造をなしている。従って、記録部（一次転写部）Ａで所望の画像を透明受像層４２に転写することができ、剥離層４１によって、この透明受像層４２を再転写部（二次転写部）Ｂでシート基材４０から容易に剥離することができる。そして、カードＳからフィルムＦを剥離する際、カードＳの前端Ｓａ及び後端Ｓｂにおいて、透明受像層４２が引き裂かれたようなバリの発生を適切に抑制する必要がある。

そこで、図１及び図２に示すように、フィルムＦの巻取り側ボビン１６とヒートローラ２３との間で、フィルムＦの搬送経路上に前端剥離ピン４４が配置されている。この前端剥離ピン４４は、フィルムＦの搬送経路においてヒートローラ２３よりも下流側に配置されると共に、搬送方向に対して直交するように水平方向に延在する。さらに、この前端剥離ピン４４は、装置本体側に固定されると共に、フィルムカートリッジ１３の下側に一体的に設けられたガイドピン１３ａとヒートローラ２３との間に配置されている。そして、この前端剥離ピン４４は、カードＳの前進時にカードＳの前端側からフィルムＦを剪断剥離しながら、フィルムＦから透明受像層４２を分離させるための部材として機能する（図１０参照）。

これに対し、ヒートローラ２３とプラテンローラ２０との間で、フィルムＦの搬送経路上に後端剥離ピン（剥離部）４６が配置されている。この後端剥離ピン４６は、フィルムＦの搬送経路においてヒートローラ２３よりも上流側に配置されると共に、搬送方向に対して直交するように水平方向に延在する。さらに、この後端剥離ピン４６は、フィルムカートリッジ１３に一体的に固定され、フィルムカートリッジ１３の下側に設けられたガイドピンが後端剥離ピン４６として機能する。そして、この後端剥離ピン４６は、カードＳの後退時にカードＳの後端側からフィルムＦを剪断剥離しながら、フィルムＦから透明受像層４２を分離させるための部材として機能する（図９参照）。

さらに、カードＳの搬送経路上には、ヒートローラ２３よりも上流側に第１のガイドローラ４７が配置され、ヒートローラ２３よりも下流側に第２のガイドローラ４８が配置されている。この第１のガイドローラ４７は、上下一対のガイドローラ４７ａ，４７ｂからなると共に、後端剥離ピン４６の近傍で装置本体側に設けられている。また、第２のガイドローラ４８は、上下一対のガイドローラ４８ａ，４８ｂからなると共に、前端剥離ピン４４の近傍で装置本体側に設けられている。

さらに、後端剥離ピン４６の近傍には、後端剥離時においてカードＳの後端Ｓｂが突き当たる位置に板状のストッパ部５０が設けられている（図９参照）。このストッパ部５０は、装置本体側に固定されると共に、鉛直方向に延在するストッパ面５０ａを有する。そして、第２のガイドローラ４８とストッパ部５０のストッパ面５０ａとの直線的な距離は、カードＳの前端Ｓａから後端Ｓｂまでの長さ（いわゆるカード長さ）以下に設定されている。これにより、カードＳのオーバーランを防止し、カードＳが後退する際でも、カードＳの搬送経路上にある第２のガイドローラ４８からカードＳの前端Ｓａが外れることがなく、カードＳの後退後にカードＳを前進させる際、カードＳの搬送経路内にカードＳをスムーズに導き入れることができる。

ところで、上記フィルムＦの透明受像層４２は、前述のように、シート基材４０と一緒にカードＳ表面に重ね合わされ、ヒートローラ２３によってカードＳと一緒に加熱されることで軟化して、カードＳの表面に密着する。その後、この透明受像層４２及びカードＳの温度が下がり、透明受像層４２が再び硬化することで、透明受像層４２がカードＳ表面に強く固着される。そして、この状態でシート基材４０が引っ張り上げられることによりシート基材４０と透明受像層４２とが剥離層４１を境にして分離される。このため、カードＳの温度が十分に下がっていない時にフィルム剥離が行われると、透明受像層４２はカードＳの表面に十分に密着していない状態で、シート基材４０と一緒に引っ張り上げられることになるので、透明受像層４２が部分的にカードＳ表面から引き剥がされてしまう。このことは、転写画像の欠けやバリの原因となり印刷品質を劣化させることになるので、フィルム剥離はカードＳの温度が十分に下がってから行う必要がある。

そこで、図６に示すように、この装置１では、ヒートローラ２３によってカードＳにフィルムＦを貼着させた後、ヒートローラ２３の前方においてカードＳの搬送を一旦停止させ、ヒートローラ２３による加熱で高温となったカードＳが十分に放熱し冷却された後に、再びカードＳの搬送を再開するようにしている。そして、カードＳの一旦停止中の冷却をより効率的に行うために、カードＳに対して下方から冷却風を送るための冷却ファン（冷却手段）２５がヒートローラ２３の前方に設けられている。

次に、カードＳの剥離動作について説明する。

図４に示すように、カードＳの搬送経路上を前進するカードＳは、第１のガイドローラ４７によって案内されながら、１６０〜２００°Ｃに加熱されたヒートローラ２３と押圧ローラ２４とで挟まれるように流動する。このとき、フィルムＦの透明受像層４２に形成された画像とカードＳの所定位置とが予め位置合わせされ、この状態で、図５に示すように、押圧ローラ２４を駆動させながらカードＳとフィルムＦとを加圧搬送させる。これによって、フィルムＦの透明受像層４２をカードＳの一表面に貼着させながら、所望の画像がカードＳの表面に徐々に転写されていく。このとき、巻取り側ボビン１６をフリーの状態にしておくことで、フィルムＦの前進に追従して巻取り側ボビン１６から所定量のフィルムＦが繰り出され、これにより、カードＳの前進時において、カードＳ表面にフィルムＦが貼り付けられた状態を維持する。

そして、カードＳの後端Ｓｂがヒートローラ２３の直下に移動したところで、カードＳの一表面の全体に亘って透明受像層４２が貼着され、フィルムＦの画像がカードＳに完全に転写された状態となる。その後、図６に示すように、モータ（図示せず）によって駆動軸３３を逆転させて、回転レバー３７の転動ローラ３８を上方に向かって移動させ、ヒートローラ２３を押圧ローラ２４から離間する方向にバネ力をもって上昇させて、フィルムＦ及びカードＳからヒートローラ２３を離間させる。

そして、カードＳ表面にフィルムＦが貼り付けられた状態で、カードＳの搬送を一旦停止し、冷却ファン２５でカードＳに向けて冷却風を送る。こうして、ヒートローラ２３により加熱されたフィルムＦ及びカードＳが十分に冷却され、カードＳからフィルムＦを剥離させる準備が整えられる。このように、フィルムＦの剥離が開始される前にカードＳが十分に冷却されることで、透明受像層４２が十分硬化しカードＳの表面に強く固着されるので、この後に行われるフィルム剥離における転写画像の欠けやバリの発生を抑制することができる。また、冷却ファン２５を用いることにより、カードＳの冷却が効率よく行われるので、カードＳの搬送の停止時間を短縮することができる。なお、上記のカードＳ搬送の停止時間は、３〜１０秒間とすることが好ましい。

上記のカードＳの冷却後、図７に示すように、カードＳが後退する方向に供給側ボビン１５を回転させながら、巻取り側ボビン１６により余剰なフィルムＦを巻き取る。これによって、カードＳがフィルムＦと一緒に後退を開始する。このとき、カードＳの後端Ｓｂが後端剥離ピン４６に達するまで、フィルムＦは、カードＳから剥離されない。

その後、図８及び図９に示すように、カードＳがさらに後退するように供給側ボビン１５を回転し続けると、カードＳの後端側からフィルムＦの剥離が開始される。そして、カードＳの後退につれて、後端剥離ピン４６の位置で、カードＳの後端側からフィルムＦが剥離し続ける。このとき、フィルムＦのシート基材４０から透明受像層４２が分離し、この透明受像層４２はカードＳの表面に貼着する。このようにして、カードＳの後端側からフィルムＦを剥離させ、これによって、カードＳの確実な後端剥離が達成され、カードＳの後端Ｓｂにおいて透明受像層４２のバリの発生が抑制される。

また、カードＳの後端Ｓｂはストッパ部５０のストッパ面５０ａに突き当たり、この直後に供給側ボビン１５の回転が停止し、カードＳの後退を停止させる。これによって、第２のガイドローラ４８からカードＳの前端Ｓａが外れることがなく、カードＳの後退後にカードＳを前進させるに際して、カードＳを搬送経路内にスムーズに導き入れることができる。すなわち、後端剥離時において、ストッパ部５０でカードＳの後退距離を規制し、カードＳが後退し過ぎることでカードＳが搬送経路に戻り難くなるのを適切に防止している。

このようにカードＳの後端側の部分的な剥離後、巻取り側ボビン１６によるフィルムＦの巻き取りを開始し、図１０に示すように、カードＳの前進につれて、前端剥離ピン４４の位置で、カードＳの前端側からフィルムＦが剥離し続ける。このとき、フィルムＦのシート基材４０から透明受像層４２が分離し、この透明受像層４２はカードＳの表面に貼着する。このようにして、カードＳの前端側からフィルムＦを剥離させ、これによって、カードＳの確実な前端剥離が達成され、カードＳの前端Ｓａにおいて透明受像層４２のバリの発生が抑制される。そして、フィルムＦの剥離後、カードＳは、反り矯正部Ｃに送り込まれて加圧処理された後、装置１外に排出される。

本発明に係る中間転写型熱転写印刷装置の一実施形態を示す断面図である。 再転写部（二次転写部）におけるヒートローラの揺動構造を示す側面図である。 フィルムを示す断面図である。 カードに画像を転写する直前の状態を示す側面図である。 カードに画像の転写が完了した状態を示す側面図である。 カードを冷却している状態を示す側面図である。 カードの後端からフィルムを剥離する直前の状態を示す側面図である。 カードの後端がストッパ部に当接した状態を示す側面図である。 図８の要部拡大断面図である。 カードの前端からフィルムを剥離している途中の状態を示す断面図である。

符号の説明

１…中間転写型熱転写印刷装置、２０…プラテンローラ（プラテン）、２１…サーマルヘッド、２３…ヒートローラ、２５…冷却ファン（冷却手段）、４２…透明受像層、４６…後端剥離ピン（剥離部）、Ｓ…カード（記録媒体）、Ｓａ…カードの前端、Ｓｂ…カードの後端、Ｆ…フィルム、Ｒ…カラーインクリボン（インクリボン）。

Claims (2)

1. サーマルヘッドとプラテンとの協働により、インクリボン上の配色に基づいてフィルムの透明受像層に画像が熱転写され、このフィルムを、ヒートローラで加熱させながら記録媒体に押圧することによって、前記記録媒体の表面に前記フィルムの前記透明受像層を貼着させる中間転写型熱転写印刷装置において、
   前記ヒートローラと前記プラテンとの間で、前記フィルムの搬送経路上に設けられ、前記記録媒体から前記フィルムを剥離する剥離部を備え、
   前記記録媒体を前記剥離部から離れる方向に前進させながら、前記フィルムを前記ヒートローラによって前記記録媒体の全体に亘って貼着させ、前記ヒートローラを前記記録媒体及び前記フィルムから離間させて前記フィルムが前記記録媒体に貼着した状態で前記記録媒体の搬送を所定の時間停止させた後に、前記記録媒体を前記剥離部に向けて後退させながら、前記剥離部によって前記記録媒体の後端側から前記フィルムを剥離して、前記フィルムから前記透明受像層を分離させることを特徴とする中間転写型熱転写印刷装置。
2. 前記ヒートローラよりも前方に設けられ、搬送が停止された前記記録媒体を冷却する冷却手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の中間転写型熱転写印刷装置。

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