JP2017042936A - 熱転写印刷装置 - Google Patents
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特許文献1に記載のサーマルプリンタ装置においては、ベタ印刷部を形成する際に、消費電力を低減するために、ベタ印刷部に印加する熱エネルギー量を減少させる制御が実行されている。ベタ印刷部に印加する熱エネルギー量を減少させる制御として、印刷画素を一定の範囲の全体に配置せずに、ベタ印刷部の印刷品質を損なわない程度に、印刷画素を少なくする制御が行われている。
本実施形態のサーマルプリンタ装置1は、印刷データにおいて印刷画素に該当する場合には、印刷画素に対応するサーマルヘッド21の発熱素子を選択的にONにして、インクリボンRの感熱インクを長尺フィルムFに熱転写する。また、印刷データにおいて印刷画素に該当しない場合には、印刷画素に該当しない画素に対応するサーマルヘッド21の発熱素子を選択的にOFFにして、インクリボンRの感熱インクを長尺フィルムFに熱転写しない。
図2(a)〜(c)の熱履歴パターンa〜cにおいては、前ライン又は前前ラインでON状態であったサーマルヘッド21の発熱素子(ヒータ)を斜線で示す。また、印刷を行う現ラインでON状態である発熱素子を黒塗りで示す。
なお、熱履歴パターンa〜cに基づいて実行される制御部6による発熱素子のON時間の制御については、後述する。
インクリボンRからは、サーマルヘッド21により長尺フィルムFに印刷を行う際にインクが長尺フィルムFに転写される。インクリボンRは、リボン搬送機構3により搬送(移動)される。
原反側リボン駆動モータ311は、インクリボンRを原反側リボンホルダ31に向かう側に移動させる。原反側リボン駆動モータ311は、原反側リボンホルダ31を、原反側リボンホルダ31にインクリボンRを巻き取る方向に回転駆動する。
巻取側リボン駆動モータ321及び原反側リボン駆動モータ311は、後述する制御部6に制御される。
制御部6は、複数の印刷画素に対応する複数の発熱素子のON/OFF(オン/オフ)のタイミングを制御する。
制御部6は、サーマルヘッド21のから送信されたサーマルヘッド21の熱履歴機能の熱履歴パターンa〜c(図2(a)〜(c)参照)に基づいて、サーマルヘッド21の発熱素子のON時間を制御する。熱履歴パターンに対応した発熱素子のON時間は、実験結果等に基づいて設定され、記憶部(不図示)に記憶される。
例えば、図3A(a)に示すように、印刷画素が副走査方向Yに4画素連続して配置される場合がある。なお、図3Aの説明において、副走査方向Yにおける「1」、「2」、「3」・・・列目について、「Y1」、「Y2」、「Y3」・・・と記載する。図3A(a)に示す例においては、Y1及びY2においては発熱素子がOFFであり、Y3〜Y6において発熱素子がONである場合である。この場合には、熱履歴パターンは、Y3において熱履歴パターンa、Y4において熱履歴パターンb、Y5において熱履歴パターンc、Y6において熱履歴パターンcの順となる。そして、図3A(b)に示すように、インクリボンRのベースフィルムの到達温度が一定になるように、所定周期Tにおいて、Y3においては熱履歴パターンaに対応させて発熱素子のON時間をt1(ON時間レベル1)とし、Y4においては熱履歴パターンbに対応させて発熱素子のON時間をt2(ON時間レベル2)とし、Y5においては熱履歴パターンcに対応させて発熱素子のON時間をt3とし、Y6においては熱履歴パターンcに対応させて発熱素子のON時間をt3(ON時間レベル3)となるように、制御する。その結果、インクリボンRのベースフィルムの到達温度が一定の状態で、印刷画素が副走査方向Yに4画素連続して印刷される。
本発明においては、主走査方向Xに印刷画素を1画素おきに配置した場合に、主走査方向Xに印刷画素が隙間なく連続しているように、視認することができるためである。
更に、長尺フィルムFは、樹脂製のフィルムにより形成されている。そのため、サーマルヘッド21の発熱素子による熱は、長尺フィルムFにおいて、印刷画素の隣りの印刷画素でない部分にまで伝達される。これにより、印刷画素の大きさが、実際に熱を印加した印刷画素よりも大きくなる。このため、本発明のように、主走査方向Xにおいて1画素おきに配置した場合に、一層、主走査方向Xにおいて隙間なく連続して配置されるように視認することができる。
本発明においては、印刷画素をサーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて3画素以上連続に配置することで、熱履歴パターンは、熱履歴パターンa,b,c,c・・・の順に変化する。そして、熱履歴パターンの変化により、発熱素子のON時間も、t1,t2,t3,t3・・・(t1>t2>t3)の順に変化する。そのため、印刷画素を連続して配置することで、発熱素子のON時間を段階的に短くすることができ、ベタ印刷部へ印加される熱エネルギー量は、印刷画素が連続しない場合と比べて、減少する。副走査方向Yの連続数が2画素では熱エネルギー量の減少という点からは効果は少なく、本発明においては、副走査方向Yの連続数が3画素以上である場合に、段階的に発熱素子のON時間を変化させて、ベタ印刷部へ印加される熱エネルギー量を減少させるという点から、効果的である。つまり、副走査方向Yに印刷画素が連続して配置される場合、特に副走査方向Yに印刷画素が3画素以上連続して配置される場合には、ベタ印刷部へ印加される熱エネルギー量を減少させるという点から、技術的な意義を有していることになる。
まず、図4(a)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素を、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置し、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては3画素連続に配置する場合について説明する。
そして、制御部6は、このサーマルヘッド21の副走査方向YのY1列目において1画素おきに配置した画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて3画素連続(副走査方向YのY1列目〜Y3列目)に配置するように制御する。
これにより、図4(a)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素が、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置され、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては3画素連続に配置されて、印刷画素が格子状に配置される。
そして、制御部6は、このサーマルヘッド21の副走査方向YのY1列目において1画素おきに配置した画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて4画素連続(副走査方向YのY1列目〜Y4列目)に配置する。
これにより、図4(b)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素が、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置され、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては4画素連続に配置されて、印刷画素が格子状に配置される。
詳細には、以下の実験結果により、印刷画素を、主走査方向Xにおいて1画素おきに配置し、かつ、副走査方向Yにおいて3画素以上連続して配置した場合において、印刷画素を主走査方向X及び副走査方向Yに隙間なく連続して配置して印刷するベタ印刷部(所定範囲における全ての画素に対応する発熱素子をONして形成した印刷部)(以下「完全ベタ印刷部」ともいう)を形成する場合と比較して、単位面積当たりの熱エネルギー量が減少するという効果が得られた。
(i)完全ベタ印刷部
(ii)印刷画素を主走査方向Xに1画素おきに配置し且つ副走査方向Yに1画素おきに配置
(iii)印刷画素を主走査方向Xに1画素おきに配置し且つ副走査方向Yに2画素連続して配置
(iv)印刷画素を主走査方向Xに1画素おきに配置し且つ副走査方向Yに3画素以上連続して配置
また、上記(iv)について、主走査方向Xに1画素おきに配置し且つ副走査方向Yに4画素連続して形成する印刷画素の配置は、前記図4(b)に示す通りであり、熱履歴パターン及び発熱素子のON時間については、前述の説明の通りである。
図5(a)は、完全ベタ印刷部の印刷画素の配置パターンを示す図であり、図5(b)は、主走査方向Xにおいて1画素おきに配置し且つ副走査方向Yの画素の連続数が「1」の場合の印刷画素の配置パターンを示す図であり、図5(c)は、主走査方向Xにおいて1画素おきに配置し且つ副走査方向Yの画素の連続数が「2」の場合の印刷画素の配置パターンを示す図である。
完全ベタ印刷部を形成する場合には、図5(a)に示すように、印刷画素を、サーマルヘッド21の主走査方向X及び副走査方向Yにおいて連続して配置する。
ここで、印刷画素をサーマルヘッド21の主走査方向X及び副走査方向Yにおいて連続に配置した場合には、サーマルヘッド21の熱履歴制御機能における熱履歴パターンは、Y1列目の印刷画素が熱履歴パターンaであり、Y2列目の印刷画素が熱履歴パターンbであり、3列目以降の印刷画素が熱履歴パターンcである。
そのため、制御部6は、Y1列目〜Y3列目の発熱素子の発熱制御において、熱履歴パターンa、b、cとなるため、それぞれ、発熱素子のON時間を、t1、t2、t3(t1>t2>t3)(発熱素子のON時間レベル1、2、3)とする。また、制御部6は、Y4列目以降において、熱履歴パターンcとなるため、発熱素子のON時間をt3(発熱素子のON時間レベル3)とする。
図5(b)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素を、主走査方向Xに1画素おきに配置し且つ副走査方向Yに1画素おきに配置する。例えば、副走査方向YのY1列目において、主走査方向Xの奇数行(X1,X3,X5,X7,X9,X11)に印刷画素を配置する。そして、このサーマルヘッド21の副走査方向YのY1列目において1画素おきに配置した画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて1画素おきに配置する。つまり、印刷画素を、主走査方向Xの奇数行(X1,X3,X5,X7,X9,X11)において、副走査方向Yの奇数列(Y1,Y3,Y5,Y7,Y9,Y11,Y13,Y15)に配置し、主走査方向Xの偶数行(X2,X4,X6,X8,X10,X12)において、副走査方向Yの偶数列(Y2,Y4,Y6,Y8,Y10,Y12,Y14,Y16)に配置する。
そのため、制御部6は、副走査方向Yの奇数列及び偶数列の発熱素子の発熱制御において、熱履歴パターンaとなるため、発熱素子のON時間をt1(発熱素子のON時間レベル1)とする。
図5(c)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素を、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置する。例えば、副走査方向YのY1列目において、主走査方向Xの奇数行(X1,X3,X5,X7,X9,X11)に印刷画素を配置する。
そして、このサーマルヘッド21の副走査方向YのY1列目において1画素おきに配置した画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて2画素連続(副走査方向YのY1列目〜Y2列目)に配置する。
そのため、制御部6は、Y3列目及びY4列目の発熱素子の発熱制御において、Y1列目及びY2列目の発熱制御と同様に、熱履歴パターンa、bとなるため、それぞれ、発熱素子のON時間を、t1、t2(t1>t2)(発熱素子のON時間レベル1、2)とする。
図6は、副走査方向Yの画素の連続数が異なる増加する場合におけるサーマルヘッド21の発熱素子が印加する熱エネルギー量を示すグラフであって、図6(a)は単位面積当たりの熱エネルギー量のグラフであり、図6(b)は完全ベタ印刷部の熱エネルギー量に対する割合を示すグラフである。
副走査方向Yの連続数が「1」の場合には、1mm2当たりの熱エネルギー量は、12.096mJ/mm2であり、完全ベタ印刷部を形成する印刷を行った場合と比べて、熱エネルギー量の割合は、149%であった。
副走査方向Yの連続数が「2」の場合には、1mm2当たりの熱エネルギー量は、10.310mJ/mm2であり、完全ベタ印刷部を形成する印刷を行った場合と比べて、熱エネルギー量の割合は、127%であった。
副走査方向Yの連続数が「4」の場合には、1mm2当たりの熱エネルギー量は、7.121mJ/mm2であり、完全ベタ印刷部を形成する印刷を行った場合と比べて、熱エネルギー量の割合は、88%であった。
副走査方向Yの連続数が「5」以上の場合には、完全ベタ印刷部を形成する印刷を行った場合と比べて、熱エネルギー量の割合は、100%を下回り、連続数が増加するにしたがって、熱エネルギー量の割合が小さくなる。
図6(a)及び(b)に示すように、主走査方向Xにおいて1画素おきに配置した場合において、副走査方向Yの連続数が「3」を超えると、完全ベタ印刷部を形成する印刷を行った場合と比べて、熱エネルギー量は減少し、熱エネルギー量の割合は100%を下回るという結果が得られた。
従って、印刷画素を、主走査方向Xにおいて1画素おきに配置し、かつ、副走査方向Yにおいて3画素以上連続して配置する制御を実行することで、本実施形態におけるサーマルプリンタ装置1は、ベタ印刷部を形成する際に、ベタ印刷部に印加する単位面積当たりの熱エネルギー量を減少させることができる。
従来、ベタ印刷部BPを含まない第2印刷文字M2に印加する熱エネルギー量で、ベタ印刷部BPを含む第1印刷文字M1を印刷する制御を行うと、熱エネルギー量が過剰となり、インクリボンRのベースフィルムに皺が発生し、印刷品質を確保することができないという問題があった。一方、ベタ印刷部BPを含む第1印刷文字M1に印加する熱エネルギー量で、ベタ印刷部BPを含まない第2印刷文字M2を印刷する制御を行うと、熱エネルギー量が少ないため、印刷が薄くなったりかすれたりして、印刷品質を確保することができないという問題があった。
これにより、1回の印刷において印加する熱エネルギー量を少なくしても、ベタ印刷部BPを含まない第2印刷文字M2の印刷品質を確保した状態で、ベタ印刷部BPを印刷することができる。更に、ベタ印刷部BPには、過剰な熱エネルギーが印加されることが抑制されるため、ベタ印刷部BPを印刷する部分において、インクリボンRのベースフィルムに皺が発生することが抑制される。
よって、ベタ印刷部BPを含む第1印刷文字M1とベタ印刷部BPを含まない第2印刷文字M2とを、印刷の品質を損なうことなく、同時期に印刷を行うことができる。
これにより、図9(a)に示すように、制御部6は、ベタ印刷部の縁部に、縁取処理(アウトラインの処理)を施すように制御する。
本実施形態のサーマルプリンタ装置1は、ベースフィルムに感熱インクを塗布して形成されるインクリボンRと、熱履歴制御機能を有するサーマルヘッド21と、を有し、インクリボンRの感熱インクを長尺フィルムFに熱転写し、サーマルヘッド21の熱履歴制御機能を用いて、ベタ印刷部の印刷画素を、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置し、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては3画素以上連続に配置することにより、ベタ印刷部に印加する単位面積当たりの熱エネルギー量を減少させるように制御する制御部6を備える。
第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を同時期に印刷する場合において、主走査方向Xに離間して印刷した場合においても、副走査方向Yに離間して印刷した場合においても、本発明の上記効果を奏することができる。
なお、第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を主走査方向Xに離間して印刷する場合には、主走査方向Xに並んだ1列の複数の発熱素子の発熱制御を同じする必要があるため、主走査方向Xに離間した第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を印刷する場合の発熱素子の発熱制御を個別に行うことができない。一方、第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を主走査方向Xに離間して印刷する場合には、第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を主走査方向Xに離間した第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を印刷する場合の発熱素子の発熱制御を個別に行うことができるため、第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2の両方の印刷の品質を損なうことなく、同時期に印刷を行うことができる。従って、第1印刷文字M1及び第2印刷文字M2を同時期に印刷する場合において、主走査方向Xに離間して印刷する場合は、副走査方向Yに離間して印刷する場合よりも、本発明の効果は大きい。
次に、サーマルプリンタ装置1の他の制御例について説明する。図7は、サーマルプリンタ装置1の他の制御例であって、サーマルヘッド21の熱履歴制御において、熱履歴パターンa1〜c2及び発熱素子のON時間を示す図である。図8は、サーマルプリンタ装置1の他の制御例であって、(a)は、副走査方向Yの画素の連続数が「3」の場合の印刷画素の配置パターンを示す図であり、(b)は、副走査方向Yの画素の連続数が「4」の場合の印刷画素の配置パターンを示す図である。
まず、図8(a)に示すように、他の制御例において、ベタ印刷部の印刷画素を、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置し、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては3画素連続に配置する場合について説明する。
そして、制御部6は、このサーマルヘッド21の副走査方向YのY1列目において1画素おきに配置した画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて3画素連続(副走査方向YのY1列目〜Y3列目)に配置するように制御する。
これにより、図8(a)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素が、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置され、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては3画素連続に配置されて、印刷画素が格子状に配置される。
そして、制御部6は、このサーマルヘッド21の副走査方向YのY1列目において1画素おきに配置した画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいて4画素連続(副走査方向YのY1列目〜Y4列目)に配置するように制御する。
これにより、図8(b)に示すように、ベタ印刷部の印刷画素が、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置され、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては4画素連続に配置されて、印刷画素が格子状に配置される。
第2実施形態に係るサーマルプリンタ装置1Aは、第1実施形態に係るサーマルプリンタ1が制御部を単一の制御部6で構成したのに対して、制御部を2つの別々の第1制御部61と第2制御部62とで構成した点について、第1実施形態のサーマルプリンタ装置1と主に異なる。第2実施形態の説明にあたって、第1実施形態の構成と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
なお、前記実施形態においては、ベタ印刷部の印刷画素を、サーマルヘッド21の主走査方向Xにおいては1画素おきに配置している。しかしながら、本発明における効果を達成する範囲内で、ベタ印刷部の印刷画素を、一部において、例えば、サーマルヘッド21の主走査方向Xに2画素以上連続に配置してもよい。
また、前記実施形態においては、ベタ印刷部の印刷画素を、サーマルヘッド21の副走査方向Yにおいては3画素以上連続に配置している。しかしながら、本発明における効果を達成する範囲内で、ベタ印刷部の印刷画素を、一部において、例えば、サーマルヘッド21の副走査方向Yに2画素連続に配置してもよい。
また、前記第2実施形態では、第1制御部61、第2制御部62及びサーマルヘッド21の熱履歴制御機能を別々に構成したが、これに制限されない。例えば、サーマルヘッド21の熱履歴制御機能を第1制御部61又は第2制御部62が有してもよい。
6 制御部
21 サーマルヘッド
61 第1制御部(制御部)
62 第2制御部(制御部)
F 長尺フィルム(被印刷物)
M1 第1印刷文字(第1印刷部)
M2 第2印刷文字(第2印刷部)
R インクリボン
X 主走査方向
Y 副走査方向
Claims (2)
- ベースフィルムに感熱インクを塗布して形成されるインクリボンと、熱履歴制御機能を有するサーマルヘッドと、を有し、前記インクリボンの前記感熱インクを被印刷物に熱転写する熱転写印刷装置であって、
前記サーマルヘッドの前記熱履歴制御機能を用いて、ベタ印刷部の印刷画素を、前記サーマルヘッドの主走査方向においては1画素おきに配置し、前記サーマルヘッドの副走査方向においては3画素以上連続に配置することにより、前記ベタ印刷部に印加する単位面積当たりの熱エネルギー量を減少させるように制御する制御部を備える熱転写印刷装置。 - ベタ印刷部を含む第1印刷部と、ベタ印刷部を含まない第2印刷部と、を同時期に印刷するように構成される
請求項1に記載の熱転写印刷装置。
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