(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記光沢度は、前記インクおよび前記保護材を転写して形成された印画物に対して20度の入射角で光を入射させたときの入射光の強度に対する反射光の強度の比率で表され、
前記特定範囲の上限は、前記比率が最大値の90%以上になる最大エネルギーよりも低い値である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱転写プリンタ。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しつつ、熱転写プリンタおよびその制御方法について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。
【0016】
図1は、プリンタ1の概略構成を示す断面図である。
図1では、プリンタ1が備える各構成要素の内で、説明のために必要な部分のみを示し、その他の構成要素については省略している。
【0017】
プリンタ1は、主な構成要素として、ロール紙ホルダ2、ヘッド3、供給側リボンローラ4A、巻取側リボンローラ4B、切断部5、プラテンローラ9、排出ローラ14、リボンガイドローラ15、グリップローラ17、ピンチローラ18などを有する。これらの各構成要素は、筐体7の中に配置されている。また、プリンタ1は、制御部20、データメモリ21、用紙駆動部22、ヘッド駆動部23、インクリボン駆動部24、切断駆動部25および通信インタフェース26を有する。
【0018】
プリンタ1は、インクリボン4に塗布されたインクをロール状の用紙10に転写して画像を印刷する熱転写プリンタである。プリンタ1は、ヘッド3に対して用紙10を往復動させることにより、用紙10の同一領域上に、例えばイエロー、マゼンタおよびシアンの複数色ならびにオーバーコートをインクリボン4から順次転写する。印刷された用紙10は、切断部5により切断されて、プリンタ1の前面12に設けられた排出口6からプリンタ1の外部に排出される。なお、以下では、画像を印刷(プリント)することを「印画」ともいう。
【0019】
ロール紙ホルダ2は、ロール状に巻かれた用紙10を保持する。用紙10の材質は、熱転写プリンタに使用可能なものであれば特に限定されない。ロール紙ホルダ2は、用紙駆動部22によって正方向または逆方向に駆動され、その中心軸の周りに回転する。ロール紙ホルダ2が正方向に回転することにより、用紙10は、ヘッド3とプラテンローラ9の間を通過して、排出口6に向けて搬送される。また、ロール紙ホルダ2が逆方向に回転することにより、用紙10はロール紙ホルダ2に巻き戻される。
【0020】
供給側リボンローラ4Aと巻取側リボンローラ4Bは、インクリボン4を保持する。これらのローラは、インクリボン駆動部24によって駆動され、それぞれの中心軸の周りに回転する。この駆動により、インクリボン4は、供給側リボンローラ4Aから供給され、リボンガイドローラ15を介してヘッド3とプラテンローラ9の間を通過して、巻取側リボンローラ4Bに巻き取られる。
【0021】
インクリボン4は、例えば、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インク領域ならびにオーバーコートの領域が同じ順序で長手方向に繰り返し配置された帯状のシートである。オーバーコートは、印画物の耐光性や耐擦過性を高めるための保護材である。インクリボン4には、各色インク領域のサイズが6×4インチのものや6×8インチのものなど、様々な種類のものがあるため、印画対象の画像サイズに合ったインクリボン4がプリンタ1に取り付けられる。なお、インクの種類は上記の3色に限らず、1色でもよいし、3色以外の複数色でもよい。
【0022】
ヘッド3は、プラテンローラ9に対向して配置され、プラテンローラ9に対して移動可能に構成されている。印画時には、ヘッド3は、インクリボン4と用紙10を間に挟んでプラテンローラ9に圧接し、内蔵された複数の発熱体を発熱させて、インクリボン4上の各色インクとオーバーコートを用紙10の同一領域上に順次転写することにより、用紙に画像を印刷する。この転写は、インクリボン4を巻き取りながらインクリボン4の領域ごとに繰り返される。オーバーコートは、印画物の表面に保護層を形成するためのものであるため、各色インクの後で、最後に転写される。ヘッド3には、例えば、昇華型、熱溶融型などの熱転写プリンタの種類に応じた機構が用いられる。
【0023】
グリップローラ17とピンチローラ18は、用紙10を挟んで搬送する。グリップローラ17は、用紙駆動部22によって、用紙10を送り出す方向(正方向)か、または巻き戻す方向(逆方向)のいずれかに回転駆動される。ピンチローラ18は、グリップローラ17に従動して回転する。また、ピンチローラ18は、用紙10の搬送時には、グリップローラ17に当接してグリップローラ17との間で用紙10を保持し、用紙10の搬送時以外には、グリップローラ17から離間して用紙10を解放する。
【0024】
ロール紙ホルダ2からヘッド3とプラテンローラ9の間を通過した用紙10は、排出経路13を通って、排出ローラ14により排出口6に向けて搬送される。切断部5は、排出経路13を通過し、排出口6から先端部がプリンタ1の外部に排出された用紙10を、排出口6の手前の位置で切断する。切断部5は、排出経路13上における排出口6の直前に配置され、切断駆動部25により駆動される。
【0025】
制御部20は、CPUやメモリなどを含むマイクロコンピュータで構成され、プリンタ1の全体の動作を制御する。データメモリ21は、通信インタフェース26を介してホストコンピュータから受信した画像データを蓄積する記憶領域である。用紙駆動部22は、グリップローラ17とロール紙ホルダ2を駆動するモータであり、用紙10を送り出す方向か、または巻き戻す方向のいずれかにそれぞれを回転させる。ヘッド駆動部23は、画像データに基づいてヘッド3を駆動し、用紙10上に画像を印刷させる。
【0026】
インクリボン駆動部24は、供給側リボンローラ4Aと巻取側リボンローラ4Bを駆動するモータであり、巻取側リボンローラ4Bがインクリボン4を巻き取る方向か、または供給側リボンローラ4Aにインクリボン4を巻き戻す方向のいずれかに、供給側リボンローラ4Aと巻取側リボンローラ4Bを回転させる。供給側リボンローラ4A、巻取側リボンローラ4Bおよびインクリボン駆動部24は、インクリボンを搬送する搬送部の一例である。切断駆動部25は、切断部5を駆動するモータである。通信インタフェース26は、例えば、通信ケーブルを介してホストコンピュータから印刷対象の画像データを受信する。
【0027】
図2(A)および
図2(B)は、インクリボンに加えられる転写エネルギーと転写されたイエローY、マゼンタMまたはシアンCの光学濃度、転写されたオーバーコートOPの光沢度、およびサーマルヘッドに付着するリボンカスの発生量との関係を示すグラフである。
【0028】
図2(A)の横軸は、イエローY、マゼンタMまたはシアンCの転写エネルギーE
YMCを示し、
図2(B)の横軸は、オーバーコートOPの転写エネルギーE
OPを示す。
図2(A)の曲線aは、転写エネルギーE
YMCに応じた印画物のイエロー、マゼンタまたはシアンの光学濃度f(E)のグラフであり、
図2(B)の曲線cは、転写エネルギーE
OPに応じた印画物のオーバーコートの光沢度h(E)のグラフである。
図2(A)および
図2(B)の曲線bは、転写エネルギーE
YMC,E
OPに応じた(1回の転写での)リボンカスの発生量g(E)のグラフである。
図2(A)の縦軸は、光学濃度f(E)およびリボンカスの発生量g(E)を示し、
図2(B)の縦軸は、光沢度h(E)およびリボンカスの発生量g(E)を示す。各グラフの横軸は右に行くほど大きな値になり、縦軸は上に行くほど大きな値になる。
【0029】
曲線aが示す通り、転写エネルギーE
YMCが高いほど、光学濃度f(E)も高くなる。また、曲線bが示す通り、特定の転写エネルギーE
0で(すなわち、特定の光学濃度の画像を印刷するときに)リボンカスの発生量g(E)がピークになる。転写エネルギーとリボンカスの発生量との関係は、イエロー、マゼンタまたはシアンの転写時とオーバーコートの転写時で同じであり、
図2(A)と
図2(B)の曲線bは同じ形状のグラフになる。
【0030】
各グラフにおける矢印b
1〜b
3は、それぞれ、リボンカスの発生量g(E)が多い範囲、中程度の範囲、および少ない範囲を示す。g(E)が多い範囲(矢印b
1)内の転写エネルギーで印画を続けると、サーマルヘッドへのリボンカスの付着量は増加する。
図2(A)の矢印b
0は、印画を続けたときにリボンカスの付着量が増加するエネルギー区間を示す。上記の通り、リボンカスがサーマルヘッドに堆積すると、印画ムラや用紙表面のキズが発生するおそれがある。また、g(E)が中程度の範囲(矢印b
2)内の転写エネルギーで印画を続けると付着量は変化しない。g(E)が少ない範囲(矢印b
3)内の転写エネルギーで印画を続けると付着量は減少する。この場合、一度サーマルヘッドに付着したリボンカスがその後の転写のときに溶けるか、インクリボンに付着して運び去られることで付着量が減少する。
【0031】
オーバーコートについては、曲線cが示す通り、転写エネルギーが高いほど光沢度h(E)が減少する。また、転写エネルギーが低過ぎるとオーバーコートは用紙に転写せず(転写欠け)、転写エネルギーが高過ぎるとマット化が発生し、保護層の光沢度が失われる。
図2(B)の矢印c
1は転写欠けが起こるエネルギー区間を示し、矢印c
4はオーバーコートがマット化するエネルギー区間を示す。
図2(B)のE
1はオーバーコートを転写可能な最小の転写エネルギーを示し、E
5はオーバーコートがマット化しない最大の転写エネルギーを示す。
【0032】
図2(B)の矢印c
2は、オーバーコートを転写できるがサーマルヘッドのリボンカスの付着量が減少しないエネルギー区間を示し、矢印c
3はこの付着量が減少していくエネルギー区間を示す。E
3は、c
2とc
3の境界値に相当し、印画(転写)を続けたときにサーマルヘッドのリボンカスの付着量が減少する最小のオーバーコートの転写エネルギーを示す。言い換えると、c
3は、イエロー、マゼンタおよびシアンの転写時にサーマルヘッドに付着したリボンカスがオーバーコートの転写によって減少するエネルギー範囲であり、E
3はその範囲内で最小の転写エネルギーに相当する。
【0033】
現在市販されている熱転写プリンタ用のインクリボンの多くは、
図2(A)および
図2(B)に曲線a〜cで示したものと同様の挙動を示すと考えられる。すなわち、転写によりサーマルヘッドに付着するインクリボン由来の付着物の発生量は特定の転写エネルギーでピークになり、かつピークよりも高いエネルギー範囲では転写エネルギーの増加とともに付着物の発生量が減少する特性をもつ。また、オーバーコートの光沢度は転写エネルギーが高いほど減少する。以下では、こうした特性のインクリボンをプリンタ1で使用する場合の転写エネルギーの制御について説明する。
【0034】
イエロー、マゼンタおよびシアンの転写時には、それらの光学濃度は出力画像によって異なり、画像に応じてサーマルヘッドの熱量が決まるため、画像によってはサーマルヘッドにリボンカスが溜まってしまう。しかしながら、オーバーコートの転写時には、転写欠けが発生しない最小エネルギーのE
1からマット化が発生しない最大エネルギーのE
5までの範囲内で、画像によらずに転写エネルギー(サーマルヘッドの熱量)を調整可能である。そこで、プリンタ1では、イエロー、マゼンタおよびシアンの転写時にサーマルヘッドに付着したリボンカスが次のオーバーコートの転写時に減少するように、オーバーコートの転写エネルギーE
OPを設定する。
【0035】
一般に、転写エネルギーE
OPは、オーバーヒートを防止しかつ光沢度を確保するために、転写欠けが発生しない範囲内(すなわち、E
1よりも高い値)でなるべく低めに設定されている。例えば、一般的な熱転写プリンタの転写エネルギーE
OPは、
図2(B)のグラフにおいて、E
1を端部とする区間c
2内の値E
2である。しかしながら、区間c
2内の転写エネルギーでは、上記の通り付着量が減少しないため、サーマルヘッドに付着したリボンカスを取り除くことができない。また、
図2(B)の曲線bと曲線cを比較するとわかるように、転写エネルギーE
OPを高めたときに、区間c
2よりも高い区間c
3では、光沢度が大きく低下する前にリボンカスの発生量が大きく減少する。そこで、プリンタ1では、転写エネルギーE
OPを、
図2(B)に矢印Xで示した通り、一般的な熱転写プリンタにおける設定値のE
2から区間c
3内の値E
4に上昇させる。
【0036】
プリンタ1の制御部20は、オーバーコートの転写中に、一般的な熱転写プリンタと比べてヘッド3の発熱体の温度を高めたり、インクリボン4の搬送速度を低くしたりすることで、ヘッド3がインクリボン4に印加する転写エネルギーE
OPを、
図2(B)の矢印c
3の範囲内の値E
4に調整する。上記の説明に使用したオーバーコートの転写エネルギーについて整理すると、リボンカスの発生量がピークになる値E
0、オーバーコートを転写可能な範囲内の最小値E
1、一般的な熱転写プリンタでの設定値E
2、印画を続けたときにリボンカスの付着量が減少する範囲内の最小値E
3、プリンタ1での設定値E
4、およびオーバーコートがマット化しない範囲内の最大値E
5の間には、E
0<E
1<E
2<E
3<E
4<E
5の大小関係がある。ただし、E
0とE
1の大小は、インクリボンによっては逆になる可能性もある。
【0037】
したがって、設定値E
4は、リボンカスの発生量のピークに対応するエネルギーE
0およびオーバーコートを転写可能な最小エネルギーE
1よりも高く、かつ各色インクを転写するときにヘッド3に付着した付着物がオーバーコートの転写により減少するために十分な大きさの(E
3よりも高い)値である。また、設定値E
4は、オーバーコートがマット化するエネルギーE
5よりも低い値である。リボンカスの発生量がピークになる転写エネルギーは各色でほぼ同じであり、イエロー、マゼンタおよびシアンの濃度が均等の場合にはグレーになるため、設定値E
4は、グレーとオーバーコートを順に繰り返し転写したときにリボンカスの付着量が減っていくエネルギーであるとも言える。
【0038】
プリンタ1では、リボンカスが発生し易い画像を印画し続けても、オーバーコートの転写エネルギーを上記の通り設定することにより、印画物1枚ごとに、各色インクの転写で発生したリボンカスがオーバーコートの転写時に減少する。このため、プリンタ1では、リボンカスの堆積による印画不良(印画ムラやキズ)が発生しにくくなる。プリンタ1では、サーマルヘッドを摩耗させないタイプのインクリボンを使用する場合でも、インクリボン由来のサーマルヘッドへの付着物に起因する印画品質の低下を防ぐことが可能になる。
【0039】
オーバーコートの転写エネルギーE
OPを上記したc
3の範囲内の値に設定すれば、リボンカスの堆積を防ぐことができるが、E
OPが高いほど保護層の光沢度が低下するため、実際の設定値E
4の大きさは、光沢度との兼ね合いで定められる。特に、プリンタ1で写真を印刷する場合には、印画物の光沢度は高い方がよいため、制御部20は、c
3の範囲内で、転写エネルギーE
OPをE
2にした場合と比べて光沢度が80〜90%程度の高い値を保つように、E
4の値を設定することが好ましい。光沢度の観点による転写エネルギーE
OPの上限について、以下でさらに説明する。
【0040】
図3は、オーバーコートの転写エネルギーとその光沢度の関係を示すグラフである。
図3の横軸は転写エネルギーE
OPを示し、縦軸は、転写されたオーバーコートの光沢度hを示す。
図3における光沢度hの値は、全面黒ベタの画像が印刷された印画面の法線方向に対して20度の入射角で光を入射させたときの、入射光の強度に対する反射光の強度の比である。転写エネルギーE
OPを転写欠けが発生しない範囲内の最小値E
1に設定したときの光沢度hは50%よりもやや高い値であり、E
OPを高くするほどそこから光沢度hは低下する。E
OPを
図3に示すE
4に設定したときには、光沢度hは最大値h
maxのほぼ90%であり、E
1のときと比べて光沢度は実質的に低下していない。このように、プリンタ1での設定値E
4は、上記のように定義された光沢度の値がE
1のときの光沢度h
maxの90%以上になる最大エネルギーよりも低い値であることが好ましい。
【0041】
また、一般に、オーバーコートの転写速度は、出力を速めるために、各色インクの転写速度よりも高い値に設定されている。転写エネルギーが高い場合には転写時にインクリボンにシワが発生することがあるが、このシワは、転写速度が速いほど発生し易い。
図2(B)の矢印d
1,d
2は、それぞれ、オーバーコートの転写速度が相対的に速いときと遅いときにインクリボンにシワが発生するエネルギー区間を示す。
図2(B)におけるE
4の値は矢印d
1の区間に含まれているため、オーバーコートの転写速度を各色インクの転写速度よりも速くした上で、転写エネルギーE
OPをE
2よりも高いE
4に設定すると、インクリボンにシワが発生するおそれがある。
【0042】
そこで、プリンタ1の制御部20は、オーバーコートの転写速度がイエロー、マゼンタおよびシアンの印画速度と同等以下になるように、ヘッド3の駆動とインクリボン4の搬送を制御することが好ましい。言い換えると、制御部20は、ヘッド3によりオーバーコートの領域を加熱する時間の長さが各色インクの領域の1つを加熱する時間と同等以下になるような制御を行うことが好ましい。オーバーコートの転写速度を低くすれば、転写エネルギーE
OPを区間d
1よりも高いd
2の範囲内にしなければインクリボンのシワは発生しないため、シワの発生が抑制される。
【0043】
図4(A)および
図4(B)は、ヘッド3とプラテンローラ9の位置関係を説明するための図である。これらの図では、インクリボン4は、図中右側の矢印C方向に搬送されて巻き取られる。
図4(A)に示すように、一般的な熱転写プリンタでは、ヘッド3の発熱体(グレーズ)31はプラテンローラ9の中心の直上に位置しており、この位置で、インクリボン4と用紙10を間に挟んで圧接が行われる。しかしながら、
図4(B)に示すように、発熱体31の位置を、プラテンローラ9の中央からインクリボン4の搬送方向の上流側(図中左側)にずらすと、リボンカスがインクリボンに付着して運び去られるため、ヘッド3にリボンカスが溜まりにくくなる。
【0044】
そこで、プリンタ1では、
図4(B)に示すように、ヘッド3の発熱体31の取付け位置を、プラテンローラ9に対するヘッド3の圧接位置よりもインクリボン4の搬送方向の上流側にずらしてもよい。上記した転写エネルギーE
OPの制御とこのように発熱体31の位置をずらした機構とを併用すると、ヘッド3に付着するリボンカスの量をより少なくすることができる。なお、
図4(B)とは逆に、発熱体31の位置をインクリボン4の搬送方向の下流側(図中右側)にずらすと、転写により用紙が焦げただれたような状態になることがあるため、ずらす方向は上流側(矢印Cとは逆方向)であることが好ましい。