JP2011212878A - 多色熱転写プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】直列式多色熱転写プリンタにおける印刷ムラの発生を防止する。
【解決手段】各々所定の色インクの画像を印刷する複数個の熱転写ユニットが直列型に配列され、連続状転写箔原反７が上流側の熱転写ユニットから下流側の熱転写ユニットへと走行する間に、各熱転写ユニットにおいてインクリボン１４と共にサーマルヘッド１３とプラテン１２とで挟まれることによって、各色インクの画像が刷り重ねられるようにする。全熱転写ユニットのプラテンに各々速度一定制御式サーボモータ２２の回転軸が直結されることにより、連続状転写箔原反が全熱転写ユニット内を同じ一定速度で走行可能に、プラテンの回転が制御される。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば樹脂フィルム、箔等の連続状原反に多色の精細な画像を熱転写することによって、転写箔を製造する多色熱転写プリンタに関する。

画像が熱可塑性樹脂インクで印刷された転写箔を射出成形の金型内に貼り付けたうえで、溶融合成樹脂を金型内に射出することによって、表面に画像の印刷インクが転写された美麗な射出成形品を製造することができる。射出成形品を金型から取り出したのちに、転写箔の基材等を除去することによって、表面に画像が表示された射出成形品が完成する。

上記転写箔の製造にはグラビア印刷法等が用いられるのが一般的であるが、小部数の場合にはプリンタを用いる方がコストを抑えることが可能であることから望ましく、特に、画像の印刷に熱可塑性樹脂インクを使用する熱転写プリンタを利用するのが望ましいと考えられる。熱可塑性樹脂インクは、射出成形品に転写する際に熱によって画像にひずみが生じ難く、印刷画像の耐久性が高いからである。

この熱転写プリンタは、各々所定の色インクの画像を印刷する複数個の熱転写ユニットが直列型に配列されてなるもので、フィルム等の原反が上流側の熱転写ユニットから下流側の熱転写ユニットへと走行する間に、各熱転写ユニットにおいてインクリボンと共に連続状原反をサーマルヘッドとプラテンとで挟むことによって、各色インクの画像を刷り重ねるようになっている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００６−７６２３３号公報 特開２００６−２１３４４６号公報

従来の多色熱転写プリンタは、フィルム等の原反を走行させるフィードローラを、熱転写ユニットごとにユニット下流側に配置し、各フィードローラをステッピングモータで回転させることによって原反を送るようになっている。この送り方式によれば、原反に速度変動が生じやすくなり、これに起因して印刷ムラが発生しやすくなって、高精度の網点印画が困難になるという問題がある。すなわち、従来の多色熱転写プリンタでは、各熱転写ユニットにおいてサーマルヘッドの下流側で原反を牽引するため、印刷中の原反に速度変動が生じるのを防止し難い。速度変動が生じると画像が歪んだり、色ずれが発生したりする。このような印刷不良が生じると、射出成形品の絵付け用転写箔として使用することができない。

また、フィードローラをステッピングモータで回転させることによって原反の走行を制御しようとすると、印刷画像にいわゆるギア目が発生しやすくなるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、連続状の原反に熱可塑性樹脂インクによって画像を高精細で多色刷りすることができる多色熱転写プリンタを提供しようというものである。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

なお、本発明の理解を容易にするため括弧付きの符号を付すが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、請求項１に係る発明は、各々所定の色インクの画像を印刷する複数個の熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）が直列型に配列され、連続状原反（７）が上流側の熱転写ユニット（Ｉ）から下流側の熱転写ユニット（ＩＶ）へと走行する間に、各熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）においてインクリボン（１４）と共にサーマルヘッド（１３）とプラテン（１２）とで挟まれることによって、各色インクの画像が刷り重ねられるようにした多色熱転写プリンタにおいて、全熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）のプラテン（１２）に各々速度一定制御式サーボモータ（２２）の回転軸が直結されることにより、連続状原反（７）が全熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）内を同じ一定速度で走行可能に、プラテン（１２）の回転が制御されるようにした多色熱転写プリンタを採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、いずれか一つの熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ又はＩＶ）におけるプラテン（１２）の回転速度を基準にして、他の熱転写ユニットにおけるプラテン（１２）の回転速度が制御されるものとすることができる。

請求項３に記載されるように、請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、連続状原反（７）を走行させるフィードローラ（２０ａ，２０ｂ）が所定箇所に設けられ、このフィードローラ（２０ａ，２０ｂ）の回転速度を基準にして、熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）におけるプラテン（１２）の回転速度が制御されるようにしたものとすることができる。

請求項４に記載されるように、請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、所定位置に連続状原反（７）の張力を検出する張力検出器（１８）と、所定のモータ（２３）で駆動される張力調整ローラ（１９ａ，１９ｂ）とが設けられ、上記張力検出器（１８）で検出された張力に基づいて上記モータ（２３）の回転数が制御されることによって、連続状原反（７）の張力が加減されるようにしたものとすることができる。

請求項５に記載されるように、請求項1に記載の多色熱転写プリンタにおいて、多色熱転写プリンタが立ち上がった時のプラテン（１２）の温度までプラテン（１２）を予熱するための予熱手段（１６）が設けられたものとすることができる。

請求項６に記載されるように、請求項1に記載の多色熱転写プリンタにおいて、プラテン（１２）とサーマルヘッド（１３）との間を通る連続状原反（７）を、サーマルヘッド（１３）の前後でプラテン（１２）に対して各々押圧するニップローラ（１５）が設けられたものとすることができる。

本発明によれば、全熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）のプラテン（１２）に各々速度一定制御式サーボモータ（２２）の回転軸が直結されることから、サーマルヘッド（１３）に接するプラテン（１２）によって連続状原反（７）を直接走行させることができ、かつ、全プラテン（１２）を互いに同じ一定速度で回転させることができる。したがって、連続状原反（７）を全熱転写ユニット（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）内で、一定速度で走行させて、色ずれやムラのない精細な多色画像を熱可塑性樹脂インクによってプリントすることができ、ひいては品質の良い射出成形品の製造に資することができる。

本発明に係る多色熱転写プリンタによって印刷された転写箔の層構成を示す模式図である。 転写箔の画像が転写された射出成形品の層構成を示す模式図である。 本発明に係る多色熱転写プリンタの一実施形態の概略正面図である。 多色熱転写プリンタにおける一つの熱転写ユニットの概略正面図である。 本発明に係る多色熱転写プリンタの他の実施形態を示す概略正面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

＜実施の形態１＞
最初に、この多色熱転写プリンタによって印刷された転写箔について説明する。

図１に示すように、この転写箔１は、基材層２の上に、離型層３、保護層４、インク受容層５、インク層６が順に積層された層構造になっている。このうち基材層２からインク受容層５に至る層構成部分が連続状原反の一種である連続状転写箔原反７とされ、後述する多色熱転写プリンタに供されて印刷される。

基材層２は例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルム、紙、箔等によって形成され、保護層４は例えばＵＶ硬化型のアクリル樹脂によって形成される。離型層３や保護層４も、例示するまでもない周知の材料で形成される。保護層４及びインク受容層５は、インク層６で形成される画像を透視することができるように、透明材又は半透明材で形成される。

インク層６は、公知の熱可塑性樹脂インクによって形成される。インク層６は、黄、赤、藍等各色の熱可塑性色インクが連続状転写箔原反７のインク受容層５上に刷り重ねられることによって形成され、これにより所望の画像を担持した転写箔１が作られる。

図２に示すように、上記転写箔１は射出成形品８の表面を所望の画像で装飾するために用いられる。

すなわち、上記転写箔１をその基材層２が射出成形の金型（図示せず）のキャビティ面に接するように金型内に貼り付けたうえで、溶融した合成樹脂を金型内に射出すると、射出成形と同時に射出樹脂９の表面に転写箔１がそのインク層６側から貼り付く。射出成形品８を金型から取り出したのちに、転写箔１の基材層２等を除去することによって、射出成形品８の表面に転写箔１から写し取られた画像が露出する。これにより、精細で美麗な画像が表示された射出成形品８が完成する。インク層６は保護層４によって表面を覆われ保護されることから、射出成形品８の表面は長期にわたり美麗な画像で装飾される。

次に、上記転写箔１を印刷するための多色熱転写プリンタについて説明する。

図３に示すように、この多色熱転写プリンタは、各々所定の色インクの画像を連続状転写箔原反７に印刷する複数個の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶが、直列で配列されることにより構成される。

連続状転写箔原反７の多色熱転写プリンタ内における流れ方向に見て、上流側には未印刷の連続状転写箔原反７を繰り出す繰り出しロール７ａが設置され、下流側には既印刷の連続状転写箔原反７を巻き取る巻き取りロール７ｂが設置される。繰り出しロール７ａと巻き取りロール７ｂの各巻芯には、各々ベクトルインバーターモータ２４，２５の回転軸が連結される。両ロール７ａ，７ｂは、連続状転写箔原反７が両ロール７ａ，７ｂ間を所定速度で走行するようにベクトルインバーターモータ２４，２５によって回転を制御される。

熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶは、上記繰り出しロール７ａと上記巻き取りロール７ｂとの間において、連続状転写箔原反７の上流側から下流側に向かって、藍、赤、黄、白の各色インクを刷るように並べられる。もちろん、この熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの配列は、藍、赤、黄、白の順に限られるものではない。また、四ユニットに限られるものでもなく、三色刷りの三ユニット、二色刷りの二ユニットにしてもよいし、他の色インクをさらに印刷することができるようにユニットを四基からさらに増設してもよい。

図４に示すように、藍色インクの熱転写ユニットＩには、水平方向に走行する連続状転写箔原反７を上方向に迂回させるためのガイドローラ１０，１１が設けられる。これらガイドローラ１０，１１の上方には、迂回する連続状転写箔原反７を走行させるプラテン１２が配置される。プラテン１２の上方には、サーマルヘッド１３がプラテン１２に対向するように配置される。プラテン１２とサーマルヘッド１３との間には藍色のインクリボン１４が配置される。

プラテン１２は、表面がゴムで覆われたロールである。プラテン１２には、速度一定制御式サーボモータ２２の回転軸が直結される。

図４に示すように、プラテン１２とサーマルヘッド１３との間を通る連続状転写箔原反７を、サーマルヘッド１３の前後でプラテン１２に対して各々押圧するニップローラ１５，１５が必要に応じて設けられる。このニップローラ１５，１５により連続状転写箔原反７がプラテン１２の表面に押し付けられることによって、連続状転写箔原反７とプラテン１２との間での滑りが防止される。また、前後のユニットで印刷が行われる際に発生する振動や速度変動による影響が低減する。これにより、画像がより精細、美麗に印刷されることとなる。

また、図４に示すように、プラテン１２の下方には、プラテン１２を予熱するための予熱手段として遠赤外線ヒータ１６が設置される。この遠赤外線ヒータ１６により、この多色熱転写プリンタが立ち上がった後のプラテン１２の温度までプラテン１２が予熱される。プラテン１２はその表面がゴムでできているため、印刷し続けることにより蓄熱し、径が変動し、それに伴い連続状転写箔原反７の走行速度が変化するが、この予熱手段によってプラテン１２をあらかじめ加熱しておくことによって、そのような不都合を解消することができる。

サーマルヘッド１３は、図示しないヘッド上下動機構により上下動可能である。ヘッド上下動機構の作動によって、連続状転写箔原反７の紙継ぎ作業などの際には、サーマルヘッド１３はプラテン１２の上方へ上昇し、画像を印刷する際には下降して図４に示すようにインクリボン１４をプラテン１２に向かって押し付ける。

藍色インクの熱転写ユニットＩにおけるインクリボン１４は、ＰＥＴフィルム等のフィルムの表面に藍色インクが塗布されてなるもので、その繰り出しロール１４ａと巻き取りロール１４ｂが、プラテン１２及びサーマルヘッド１３を連続状転写箔原反７の上流側と下流側から挟むように配置される。インクリボン１４の繰り出しロール１４ａと巻き取りロール１４ｂは、図４に示す印刷時において、インクリボン１４がプラテン１２の回りを連続状転写箔原反７と同じ速度で走行するように制御される。

速度一定制御式サーボモータ２２によって、プラテン１２が速度一定で回転すると、連続状転写箔原反７がプラテン１２の周速度と同じ一定速度でプラテン１２とサーマルヘッド１３との間をインクリボン１４と重なった状態で通過しつつ、その表面に藍色インクの画像が熱転写される。

藍色インクの熱転写ユニットＩは、以上のように構成されるが、他の色インクの熱転写ユニットＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶも同様に構成される。ただ、インクリボン１４のインクの色が異なるのみである。従って、他の色インクの熱転写ユニットＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶについての詳細な説明は省略する。

上記各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの各プラテン１２を駆動する速度一定制御式サーボモータ２２は、それらすべてが連続状転写箔原反７を同じ一定速度で走行させるように制御部１７によって制御される。具体的には、プラテン１２を駆動する速度一定制御式サーボモータ２２は印刷色数と同数の四基設けられるが、そのうち所望の一基の回転数を基準にして他の三基の回転数が同じ回転数となるように制御される。これにより、連続状転写箔原反７は各色のプラテン１２によって一方向に送られ、その表面に各色の画像が色ずれを生じることなく刷り重ねられる。

上述したように、連続状転写箔原反７は各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶのプラテン１２によって各ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ内のサーマルヘッド１３下を互いに同一の一定速度で走行するが、その状態で印刷を続行すると、連続状転写箔原反７の張力が徐々に変化し、これが色ずれや見当ずれの発生の原因となる。張力が低すぎると連続状転写箔原反７が弛んで蛇行や印刷開始位置ずれの原因となり、張力が高すぎるとフィルムが駆動ローラとの間でスリップして正常に搬送されなくなる。

これを防止するために、図３に示すように、所定箇所、例えば連続状転写箔原反７の繰り出しロール７ａと先頭の熱転写ユニットＩとの間や、後尾の熱転写ユニットＩＶと巻き取りロール７ｂとの間に、張力検出器１８及び張力調整ローラ１９ａ，１９ｂが各々設けられる。

張力調整ローラ１９ａ，１９ｂの一方には例えばサーボモータ２３が接続される。張力検出器１８により検出された張力と適正張力とのズレは図示しない他の制御部を介しサーボモータ２３に送られるようになっている。このサーボモータ２３の制御された駆動力が張力調整ローラ１９ｂに伝達されることによって、連続状転写箔原反７は張力が一定に保たれつつ上記複数個の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを通過し、色ずれのない画像が印刷される。

また、張力検出器１８は、上記連続状転写箔原反７の繰り出しロール７ａと巻き取りロール７ｂを各々回転させるベクトルインバーターモータ２４，２５に対しても設けられる。この張力検出器１８により検出された張力と適正張力とのズレも上記図示しない他の制御部を介しベクトルインバーターモータ２４，２５に送られる。このベクトルインバーターモータ２４，２５の制御された駆動力が繰り出しロール７ａと巻き取りロール７ｂに各々伝達されることによって、連続状転写箔原反７は張力が一定に保たれる。

その他、上記連続状転写箔原反７には、あらかじめ縦見当マーク及び横見当マークが表示されており、このマークを基準にして上記各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶにおいて色見当合わせが行われ、色ずれの発生が防止される。あるいは、最初の熱転写ユニットＩで縦見当マーク及び横見当マークが印刷され、それ以降の熱転写ユニットＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶにおいて、最初に印刷した縦見当マーク及び横見当マークに合わせて印刷される。図示しないが、各種見当マークを読み取るための光学センサが上記各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶに配置される。各光学センサによる読み取り信号は図示しない制御部に送られて処理され、制御部からの信号に基づいてサーマルヘッドが出力する画像信号が補正されることで、適正に色見当合わせが行われる。

次に、上記多色熱転写プリンタの作用について説明する。

印刷の開始にあたり、連続状転写箔原反７の巻き取りロール７ａと繰り出しロール７ｂとが各々のベクトルインバーターモータ２４，２５の駆動によって回転し、連続状転写箔原反７が各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ内を走行する。

また、各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ内では、プラテン１２が速度一定制御式サーボモータ２２の駆動によって一定速度で回転しつつ連続状転写箔原反７をその上流側から下流側へと送る。その際プラテン１２上にサーマルヘッド１３がインクリボン１４を連続状転写箔原反７に押し付け、該当する色インクを画像として連続状転写箔原反７に転写させる。

各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶにおける全プラテン１２は、制御部１７による速度一定制御式サーボモータ２２の制御によって同一の一定速度で回転することから、連続状転写箔原反７には各色の画像がずれることなく刷り重ねられる。

各色の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶにおけるサーマルヘッド１３は、印刷中は常時プラテン１２に接触した状態にある。印刷開始前の静止状態でヘッドダウンし、連続状転写箔原反７に対して画像が規定数量印刷された後に、ヘッドアップしプラテン１２から離反する。

全色が刷られることにより画像が形成された連続状転写箔原反７は連続状の転写箔１として巻き取りロール７ａに巻き取られる。

上記印刷が続行されると、連続状転写箔原反７の張力が徐々に変化する可能性がある。そこで、印刷中張力検出器１８により連続状転写箔原反７の張力が検出され、適正張力と比較されたうえでズレを解消するための速度変更信号が図示しない制御部を介しベクトルインバーターモータ２４，２５やサーボモータ２３に送られる。

このベクトルインバーターモータ２４，２５やサーボモータ２３の制御された駆動力が張力調整ローラ１９ｂや繰り出しロール７ａ、巻き取りロール７ｂに伝達されることにより、連続状転写箔原反７は張力が一定に保たれつつ上記複数個の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを通過し、これにより、色ずれのない精細かつ美麗な画像が印刷される。

巻き取りロール７ｂとして巻き取られた連続状転写箔原反７は、ロール形態で射出成形機に取り付けられ、転写箔１として使用される。

＜実施の形態２＞
図５に示すように、この実施の形態２では、多色熱転写プリンタ内の所定箇所に、連続状転写箔原反７を走行させるための一対のフィードローラ２０ａ，２０ｂが設けられる。

一方のフィードローラ２０ａは、表面がゴムで覆われたローラであり、他方のフィードローラ２０ｂは表面が金属で覆われたローラである。そして、ゴムで覆われたローラ２０ｂが例えばサーボモータ２１によって駆動される。

フィードローラ２０ａ，２０ｂは、望ましくは四基の熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの列中、それらの中央部における連続状転写箔原反７の走行路に設置される。

すべての熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの各プラテン１２に直結されたサーボモータ２２は、サーボモータ２１によって駆動されるフィードローラ２０ａ，２０ｂの回転速度を基準にして駆動され、全熱転写ユニットＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの各プラテン１２は互いに同一の一定速度で回転するように制御される。

かくて、連続状転写箔原反７は色ずれを生じることなく画像を印刷された後、巻き取りロール７ｂに巻き取られる。

その他、実施の形態２において実施の形態１における部分と同一の部分には同一の符号を付して示すのみとし、詳細な説明は省略する。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ…熱転写ユニット
７…連続状転写箔原反
１２…プラテン
１３…サーマルヘッド
１４…インクリボン
１５…ニップローラ
１６…予熱手段
１８…張力検出器
１９ａ，１９ｂ…張力調整ローラ
２０ａ，２０ｂ…フィードローラ
２２…速度一定制御式サーボモータ
２３…モータ

Claims (6)

1. 各々所定の色インクの画像を印刷する複数個の熱転写ユニットが直列型に配列され、連続状原反が上流側の熱転写ユニットから下流側の熱転写ユニットへと走行する間に、各熱転写ユニットにおいてインクリボンと共にサーマルヘッドとプラテンとで挟まれることによって、各色インクの画像が刷り重ねられるようにした多色熱転写プリンタにおいて、全熱転写ユニットのプラテンに各々速度一定制御式サーボモータの回転軸が直結されることにより、連続状原反が全熱転写ユニット内を同じ一定速度で走行可能に、プラテンの回転が制御されるようにしたことを特徴とする多色熱転写プリンタ。
2. 請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、いずれか一つの熱転写ユニットにおけるプラテンの回転速度を基準にして、他の熱転写ユニットにおけるプラテンの回転速度が制御されるようにしたことを特徴とする多色熱転写プリンタ。
3. 請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、連続状原反を走行させるフィードローラが所定箇所に設けられ、このフィードローラの回転速度を基準にして、熱転写ユニットにおけるプラテンの回転速度が制御されるようにしたことを特徴とする多色熱転写プリンタ。
4. 請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、所定位置に連続状原反の張力を検出する張力検出器と、サーボモータで駆動される張力調整ローラとが設けられ、上記張力検出器で検出された張力に基づいてサーボモータの回転数が制御されることによって、連続状原反の張力が加減されるようにしたことを特徴とする多色熱転写プリンタ。
5. 請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、多色熱転写プリンタが立ち上がった時のプラテンの温度までプラテンを予熱するための予熱手段が設けられたことを特徴とする多色熱転写プリンタ。
6. 請求項１に記載の多色熱転写プリンタにおいて、プラテンとサーマルヘッドとの間を通る連続状原反を、サーマルヘッドの前後でプラテンに対して各々押圧するニップローラが設けられたことを特徴とする多色熱転写プリンタ。

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