JP3697895B2 - 熱転写記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱転写プリンタ、熱転写複写機、熱転写スキャナ等の熱転写記録装置の印画時のインクシートの張力制御に関し、画質の向上、特にインクシートのしわによる色抜けおよびカラー印画の重ね印画する各色間の位置ズレの改善を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、例えば特開平８−２３０２６２号公報に示された従来の熱転写プリンタを示す要部の構成図、図１０は従来の熱転写プリンタの要部を示す斜視図である。
図において、１はインクシートであり、ベースフィルム１ａ面にイエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）及びブラック（Ｋ色）のインクが面順次に配置されている。２はインクシート１を供給する供給ロール、３は熱転写後のインクが抜けたインクシート１を巻き取る巻き取りロールである。４はサーマルヘッド、５はサーマルヘッド４の発熱体、６はサーマルヘッド４のインクシート１の搬送方向下流側に設けられた剥離部材、７はインクシートローラ、８はプラテン、９は印画用紙である。
【０００３】
上記従来の熱転写プリンタにおいて、インクシート１と印画用紙９を重ねた状態でサーマルヘッド４とプラテン８との間に狭持しながらプラテン８を回転させ、印画用紙９とインクシート１を矢印Ｆの方向にプラテン８との摩擦力により搬送する。同時にサーマルヘッド４の発熱体５へ選択的に電気信号を与えることにより、発熱体５がインクシート１を加熱して、インクを印画像対応に印画用紙９へ熱転写する。また、繰り出されたインクシート１は剥離部材６によって屈曲され、印画用紙９と分離された後、インクシートローラ７を経由して巻き取りロール３に巻き取られる。
【０００４】
この時、サーマルヘッド４を印画対応に選択的に加熱することにより、図１０に示すようにインクシート１の一部には加熱されて伸長したベースフィルム１ａの加熱伸長部Ｂが発生する。この加熱伸長部Ｂは、インクシート１のベースフィルム１ａの素材が加熱により部分的に伸長したものであり、インクシート１の非加熱部分に比べると、弛んだ状態となる。図１０において、Ｅはインクシート加熱伸長部に発生する弱い張力、Ｆはインクシートの熱未影響部に発生する通常の張力、Ｇはインクシートの熱影響部の弛み、ＨＳはインクシートの熱影響部の弛みの後部に発生する折り込みしわ、ＨＹはインクシートの熱影響部の弛みの後部に発生するインクのよれ、矢印Ｊは供給ロール２側のインクシート１の張力（バックテンション）を示す。
【０００５】
図１１はインクシートに次色のインク面まで到達する後端しわが発生した状態を示す説明図である。図１１において矢印Ｅはインクシート１の加熱伸長部Ｂ（図１１中の破線部）に発生したインクシート１の弱い張力を示す。矢印Ｆは未伸長（未加熱）のインクシート１の部分（図１１中の実線部）に発生したインクシート１の巻き取り張力を示す。Ｇは加熱伸長部Ｂの直後の未加熱部との境界に発生した弛み部である。
このように熱転写印画では、熱転写時の加熱度合いによりインクシート１は加熱伸長による弛みが生じる。そして、加熱された部位と未加熱部の境界において、インク弛み部Ｇが膨らんだ状態となる。この現象はとくに印画濃度を向上させるためにサーマルヘッド４での印画加熱温度を高くしたとき、及び印画の走査方向に半分がベタ印画で残りが未印画のときにその発生が著しい。
【０００６】
次色印画を開始する際には、サーマルヘッド４を一旦プラテン８から開離し、印画用紙９を所定の印画位置に戻して、インクシート１を次色のインク面の先頭まで頭出し送りを行なう。そして、次色印画開始時に再度サーマルヘッド４をプラテン８に当接する際に、インクの弛み部Ｇから続いてきたインクのよれＨＹがサーマルヘッド４とプラテン８の間に折り込まれ、折り込みしわＨＳが発生する。
この結果、インクシート１の折り込みしわＨＳによって、図１２に示すように画像が転写されない部分Ｋが発生すると言う不具合が生じる。図１２ではインクシート１のインクの色がマゼンタ（Ｍ色）を印画後に、次のインクの色がシアン（Ｃ色）の先頭部に転写されない部分Ｋが現れた例を示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の熱転写プリンタでは、印画中の巻き取りロール３側のフロントテンションを強くして、折り込みしわとなる弛み部Ｇを引き伸ばし、膨らみを小さくするようにしている。しかし、巻き取りロール３側のフロントテンション（張力：Ｆ＋Ｅ）を強くすると、弛み部Ｇの膨らみは小さくなるが、インクシート１の加熱伸長部Ｂの弱い張力Ｅとインクシート１の未伸長（未加熱）部分に発生するインクシート１の巻き取りによる通常の張力Ｆとの差は大きくなる。
このため、次色まで巻き取る時の張力（フロントテンション）が高いほど印画中の折り込みしわは減少するが、前記インクのよれＨＹは長くなり次色の印画面まで伸びてしまい易くなり、ネガが発生することがあった。
また、常にインクシート１の次色頭出し時の巻き取り張力（フロントテンション）を弱くした場合、インクシート１が伸びたまま巻かれることとなり、巻き取り側のインク巻径が大となって、巻太りを生じることがあり、プリンタ外形が大きくなるという問題があった。
【０００８】
前記の理由により、次色印画開始時にインクシート１及び印画用紙９をプラテン８に挟持させてサーマルヘッド４を当接して、フロントテンションを加えて印画を開始したとき、次色インクまで伸びたよれＨＹがヘッドにより圧接された折り込みしわになるばかりでなく、上記フロントテンションの張力Ｆと張力Ｅの差はスキューを発生させるスキュー力Ｓとなり、このスキュー力Ｓはインクシート１を介して印画用紙９に加わり、印画用紙９を僅かであるが捻るように移動させる。この移動位置は印画の先頭部であるが、印画後端部では図１３に示すように捻り移動量が拡大され色ズレの原因にもなっていた（図１３ではＭ色を印画後の次色Ｃ色がズレを発生した例を示している）。
【０００９】
この発明は上述のような問題を解決するためになされたもので、左右に偏った印画や（印画濃度の向上のために）サーマルヘッドのエネルギーを高くしたときに、インクシートが加熱伸長し、インクシートの折り込みしわに基づいて発生する次色印画抜けを防止できる熱転写記録装置を提供することを目的とする。また、カラー印画の色ズレの少ない熱転写記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る熱転写記録装置は、インクが面順次に塗布または印刷されたインクシートと、このインクシートの供給ロール及び巻き取りロールを駆動するモータと、上記インクシートのインクを印画用紙に熱転写させるサーマルヘッドと、このサーマルヘッド印画位置におけるインクシートの巻き取り側のフロントテンション及び供給ロール側のバックテンションが付与されるように上記モータを駆動制御する駆動制御手段とを備え、上記フロントテンションの張力付与手段は、前色の印画終了から次色インク頭出しまでの巻き取り時に、上記インクシートのフロントテンションを前色の印画用紙に対する印画率に基づいて前色の印画中のフロントテンションよりも弱くするように構成されたものである。
【００１１】
また、駆動制御手段は、印画率に応じて、フロントテンションを調整するようにモータを制御するものである。
また、駆動制御手段は、次色印画開始時にフロントテンションを漸増により所定張力まで増加させるようにモータを制御するものである。
【００１２】
さらにまた、インクシートの巻き取りロールを駆動するモータは直流モータであり、駆動制御手段は、上記直流モータの印加電圧を変化させてインクシートの搬送、張力の調整をするように上記直流モータを制御するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明における実施の形態１の熱転写プリンタの要部を示す構成図である。図において、１〜９は上記従来装置と同様のものでありその説明を省略する。
１０は該熱転写プリンタを制御するＣＰＵ、１１は駆動制御手段であり、供給ロール２及び巻き取りロール３の駆動モータ２１，３１を制御する。２２，３２は駆動モータ２１，３１と供給ロール２，３の間にそれぞれ設けられた伝達トルクの切替えが可能なトルクリミッタ、１２は印画制御手段であり、サーマルヘッド４、プラテン８及び駆動制御手段１１等をホストコンピュータ（図示せず）から送られてくる印画データに基づいて制御するとともに駆動制御手段１１に駆動の参照用データとして印画率データを転送する。ここで、印画率とは、印画用紙９の全面を最高の濃度で印画するときに要するエネルギーに対する当該印画に要したトータルエネルギーの割合、換言すれば、印画用紙９の印画可能領域に最高の濃度を乗じた値に対する当該印画における当該印画面積に当該印画濃度を乗じた値の割合である。
【００１４】
次に動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１におけるインクシートのフロントテンションを示す図であり、縦軸はフロントテンション（巻き取り）の張力、横軸は印画中から次色印画までの印画動作である。図３は印画動作を示すフローチャートである。
ホストコンピュータ（図示せず）から印画指令が出力されると、熱転写プリンタは印画を開始する（S３０）。即ち、印画データに基づいてＣＰＵ１０はサーマルヘッド４、プラテン８及び駆動制御手段１１等を制御し、印画を開始する。
印画中には、インクシート１のフロントテンションを大きな張力Ｔ１に保持するとともに、印画動作に入ると同時に印画データの印画率をカウントする（Ｓ３１）。
１色の印画が終了したとき（Ｓ３２）、当該印画（前色の印画）における印画率をＳ３１におけるカウント値に基づいて求め、この印画率と基準値（例えば３０％）とを比較し、印画率の判定をする（Ｓ３３）。なお、基準値が３０％の例について説明したが、この値は熱転写プリンタの種別・用途等によって適宜定めることが好ましい。
【００１５】
Ｓ３３において、インクシート１の次色頭出し時に前色印画率が３０％を超えたとき、その張力を弱くするように判定し、印画制御手段１２からトルクリミッタ３２へ信号を送りその張力Ｔ１を張力Ｔ２へ変化させ、インクシート１を巻き取る（Ｓ３４）。
ついで、次色インクシート１及び印画用紙９の頭出しを行い（Ｓ３６）、次色印画開始時には印画制御手段１２からトルクリミッタ３２へ信号を送りその張力Ｔ２を張力Ｔ１へ変化させ、即ち印画中のテンションＴ１に戻し、次色の印画を開始する（Ｓ３７）。
一方、Ｓ３３において、インクシート１の次色頭出し時に前色印画率が３０％を超えないとき、その張力を保つように判定し、印画制御手段１２からトルクリミッタ３２へ信号を送りその張力Ｔ１を保持した状態で、インクシート１を巻き取る（Ｓ３５）。
ついで、次色インクシート１及び印画用紙９の頭出しを行い（Ｓ３６）、次色印画開始時には印画制御手段１２からトルクリミッタ３２へ信号を送りその張力Ｔ１を保持した状態で、即ち印画中のテンションＴ１で次色の印画を開始する（Ｓ３７）。
【００１６】
以上のように、前色の印画率が基準値を超えたとき、印画後の次色頭出し中に、インクシート１のフロントテンションを小さくするように構成したので、直前に印画された（前色が印画された）インクシート１の加熱され伸張された部位Ｂと、未加熱の非伸張部位Ｅに加わる張力差（｜Ｅ−Ｆ｜）によるスキュー力Ｓを小さくでき、次色の印画開始時に、インクシート１を介して印画用紙９が捻じれることを少なくし、次色の印画後半部分での色ズレを抑制することができる。また、印画後の次色頭出し中に、インクシート１のフロントテンションを小さくするように構成したので、前色の印画中に加熱され伸張され発生した弛み部Ｇから伸びたインクシート１のよれＨＹを短くでき、サーマルヘッド４とプラテン８の間への入り込みによる折り込みしわＨＳによる画像の不転写の発生を減ずることができる。
【００１７】
実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２について説明する。
図４はこの発明の実施の形態２におけるインクシート１の張力の変化を示す図であり、縦軸はフロントテンション（巻き取り）の張力、横軸は印画中から次色印画までの印画動作である。図５は実施の形態２の動作を示すフローチャートである。図において、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅはそれぞれの印画率ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに応じたインク巻き取り張力（フロントテンション）である。そして、図５のＳ５３に示す印画率に対する巻取り張力の相関図に示すように１色印画終了後、次色インクシート１頭出し時の設定張力テーブルを駆動制御手段１１の中に保有しておき、印画率に応じて無段階に制御するものである。その他の構成については実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００１８】
次に動作について説明する。
ホストコンピュータ（図示せず）から印画指令が出力されると、熱転写プリンタは印画を開始する（S５０）。即ち、印画データに基づいてＣＰＵ１０はサーマルヘッド４、プラテン８及び駆動制御手段１１等を制御し、印画を開始する。印画中には、インクシート１のフロントテンションを大きな張力Ｔａに保持するとともに、印画動作に入ると同時に印画データの印画率をカウントする（Ｓ５１）。
１色の印画が終了したとき（Ｓ５２）、当該印画（前色の印画）における印画率ｂをＳ５１におけるカウント値に基づいて求め、この印画率ｂに応じた巻取り張力Ｔｂでインクシート１を巻き取る、即ち図５のＳ５３に示す印画率に対する巻取り張力の相関図を参照し巻取り張力を選択する（Ｓ５３）。なお、実施の形態２においては、印画率ｂのときについて説明している。
ついで、次色インクシート１及び印画用紙９の頭出しを行い（Ｓ５６）、次色印画開始時には印画制御手段１２からトルクリミッタ３２へ信号を送りその張力Ｔｂを張力Ｔａへ変化させ、即ち印画中のテンションＴａに戻し、次色の印画を開始する（Ｓ５７）。
【００１９】
実施の形態１では、印画後の次色頭出し送り部分での巻き取り張力を印画率の基準値により判定し巻き取り張力を切換えるので、印画率が基準値の境界近傍では、必要な巻取りの張力値との差が大きく、通常のインクシート１では良好な結果を得られるが、より高精細印画のためのベースフィルムの薄いインクシート１を使用する場合には、折り込みしわＨＳが発生しやすかった。一方、実施の形態２では、印画率に応じた巻取り張力でインクシート１を巻き取るので、高精細印画のときにも折り込みしわＨＳが発生しないので、より印画制精度が向上する。
【００２０】
実施の形態３．
以下この発明の実施の形態３について説明する。
図６はこの発明の実施の形態３に係る熱転写プリンタの要部を示す構造図、図７はこの発明の実施の形態３におけるインクシートのフロントテンションを円滑な漸増駆動を示す図である。図８はこの発明の実施の形態３に係る直流モータの特性図であり、横軸はトルク、縦軸は回転数（回転速度）である。図６において、２３は巻き取りロール３を駆動回転させる直流モータからなる巻き取りモータであり、分巻または永久磁石界磁の直流モータが用いられる。図８において、領域のａ〜ｂについては、速度０のａ点から無負荷回転数のｂ点まで直流モータは負荷に応じた速度で回転する。実施の形態３では、この特性を利用し、巻き取りモータ２３，３３の印可電圧を変化させ、即ちそのトルクをトルクａ〜ｂの範囲で変化させて使用回転数（インクシート１の所定搬送速度）となるように制御し、インクシート１の巻き取り、及び張力の制御を行う。その他の構成は実施の形態１，２と同様であるのでその説明を省略する。
【００２１】
つぎに動作について説明する。
印画中のインクシート１及び印画用紙９はプラテン８との摩擦力で搬送される。印画機構は、プラテン８を所定回転速度で回転させ、インクシート１及び印画用紙９を所定搬送速度Ｖで搬送する。速度Ｖで搬送されるインクシート１に対して、速度Ｖ以上でインクシート１を巻き取るように巻き取りモータ３３を駆動すると、巻き取り速度と速度Ｖの差分がインクシート１の巻き取り側のフロントテンションとなる。直流モータである巻き取りモータ３３の回転速度変化は印加電圧を駆動制御手段１１により変化させることにより容易に可能である。
【００２２】
この巻取りモータ３３の巻き取りによるインクシート１の巻き取り張力（フロントテンション）は、図７に示すように、前色の印画中には張力Ｔであり、次色の頭出しの間には、前色の印画率が基準値を超えていたので、図３のフローチャートと同様にして弱い張力Ｔ２であり、次色のインクシート１及び印画用紙９の頭出しが完了し、次色の印画指令が出力されたとき、駆動制御手段１１は巻き取りモータ３３の印可電圧を徐々に増加させ、張力を張力Ｔ２から張力Ｔ１へ漸増させる。
【００２３】
以上のように、インクシート１の巻き取りロール３の駆動源を直流モータ３３で構成し、その駆動及び張力制御を直流モータ３３の特性を利用して駆動制御手段１１で行うようにすることで、実施の形態１で説明したトルクリミッタ３２が不要となり、装置の構成を単純かつ廉価に構成できる。さらに、インクシート１のフロントテンションの強さを、印可電圧の制御で行えるので、円滑な漸増、漸減による切換え構成を容易に実現できる。
また、インクシート１の巻き取りロール３の駆動源を直流モータ３３で構成したので、張力の変化を円滑な漸増にて行うのでより一層のしわ低減効果、また色ずれの抑制効果を発揮出来る。なお、上記実施の形態１、２のように、印画中のフロントテンションの切替えをトルクリミッタ３２で行う、又は電磁クラッチ等により行うことも考えられるが、モータを併用する必要があり装置の構成が複雑になる。さらに、円滑な漸増、漸減を実現することは直流モータの印可電圧の制御に比較して困難となる。
【００２４】
なお、上述の実施の形態１〜３では、印画用紙９の全印画領域に対する印画率に基づいて、次色の頭出し中に小さなフロントテンションでインクシート１を巻き取る例について説明したが、印画用紙９の全印画領域に対する印画率のみでなく、印画用紙９の全印画領域に対する印画分布も考慮し、次色の頭出し中におけるインクシート１のフロントテンションを決定するように構成しても良く、この場合には更に高精に印画をすることができる。
また、熱転写記録装置として熱転写プリンタについて説明したが、熱転写記録装置は、熱転写複写機、熱転写スキャナ等であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
この発明に係る熱転写記録装置は、インクが面順次に塗布または印刷されたインクシートと、このインクシートの供給ロール及び巻き取りロールを駆動するモータと、上記インクシートのインクを印画用紙に熱転写させるサーマルヘッドと、このサーマルヘッド印画位置におけるインクシートの巻き取り側のフロントテンション及び供給ロール側のバックテンションが付与されるように上記モータを駆動制御する駆動制御手段とを備え、上記フロントテンションの張力付与手段は、前色の印画終了から次色インク頭出しまでの巻き取り時に、上記インクシートのフロントテンションを前色の印画用紙に対する印画率に基づいて前色の印画中のフロントテンションよりも弱くするように構成されたので、インクシートが加熱伸長し、インクシートの折り込みしわに基づいて発生する次色印画抜けを防止できる。また、カラー印画の色ズレが少なく高精度の印画ができる。
【００２６】
また、駆動制御手段は、印画率に応じて、フロントテンションを調整するようにモータを制御するので、カラー印画の色ズレがより少なく高精度の印画ができる。
【００２７】
また、駆動制御手段は、次色印画開始時にフロントテンションを漸増により所定張力まで増加させるようにモータを制御することができる。
【００２８】
さらにまた、インクシートの巻き取りロールを駆動するモータは直流モータであり、駆動制御手段は、上記直流モータの印加電圧を変化させてインクシートの搬送、張力の調整をするように上記直流モータを制御するので、装置の構成を単純かつ廉価に構成できる。そして、フロントテンションを漸増させる際に、その効果は特に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る熱転写プリンタの要部を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１のインクシートのフロントテンション（インク巻き取り張力）変化を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１のインクシートの張力制御を示すフローチャート図である。
【図４】 この発明の実施の形態２のインクシートのフロントテンション（インク巻き取り張力）変化を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２のインクシートの張力制御を示すフローチャート図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係る熱転写プリンタの要部を示す構造図である。
【図７】 この発明の実施の形態３のインクシートのフロントテンション（インク巻き取り張力）変化を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の直流モータの特性図である。
【図９】 従来の熱転写プリンタを示す要部を示す構成図である。
【図１０】 従来の熱転写プリンタの要部を示す斜視図である。
【図１１】 インクシートに折り込みしわが発生した状態の説明図である。
【図１２】 インクシートの折り込みしわによる印画色抜けが生じた状態を示す説明図である。
【図１３】 印画用紙に印画の位置ズレが生じた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ インクシート、 ２ 供給ロール、 ３ 巻き取りロール
４ サーマルヘッド、 ８ プラテン、 ９ 印画用紙
１０ ＣＰＵ、 １１ 駆動制御手段、 １２ 印画制御手段
２１、３１ 駆動モータ、 ２２、３２ トルクリミッタ
２３、３３ 直流モータ
Ｂ 印画用紙に発生した色抜け
Ｅ インクシート弛み部に発生する弱い張力
Ｆ インクシートの熱未影響部に発生する通常の張力
Ｇ インクシートの熱影響部の弛み
ＨＹ インクシートの熱影響部の弛みの後部に発生するインクのよれ
ＨＳ インクシートの熱影響部の弛みの後部に発生する折り込みしわ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ 張力

Claims (4)

1. インクが面順次に塗布または印刷されたインクシートと、このインクシートの供給ロール及び巻き取りロールを駆動するモータと、上記インクシートのインクを印画用紙に熱転写させるサーマルヘッドと、このサーマルヘッド印画位置におけるインクシートの巻き取り側のフロントテンション及び供給ロール側のバックテンションが付与されるように上記モータを駆動制御する駆動制御手段とを備えた熱転写記録装置において、
   上記駆動制御手段は、前色の印画終了から次色インク頭出しまでの巻き取り時に、上記インクシートのフロントテンションを前色の印画用紙に対する印画率に基づいて前色の印画中のフロントテンションよりも弱くするように上記モータを制御することを特徴とする熱転写記録装置。
2. 駆動制御手段は、印画率に応じて、フロントテンションを調整するようにモータを制御することを特徴とする請求項１記載の熱転写記録装置。
3. 駆動制御手段は、次色印画開始時にフロントテンションを漸増により所定張力まで増加させるようにモータを制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱転写記録装置。
4. インクシートの巻き取りロールを駆動するモータは直流モータであり、駆動制御手段は、上記直流モータの印加電圧を変化させてインクシートの搬送、張力の調整をするように上記直流モータを制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の熱転写記録装置。

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