(57)【要約】【課題】  単純な構成で部品の長寿命化が実現できるとともに、フリッカーの発生を十分に抑えることが可能な中間転写型熱転写印刷装置を提供すること。【解決手段】  この中間転写型熱転写印刷装置１は、画像が転写されたフィルムＦを、ヒートローラ２３で加熱させながらカードＳに押圧することによって、カードＳの表面にフィルムＦ上の画像を再転写する中間転写型熱転写印刷装置において、ヒートローラ２３内に設置され、外部電源２８に電気的に接続されることにより通電されるフィラメント２６を有する発熱素子２５と、外部電源２８から発熱素子２５に対する通電を交互にオン−オフする切替手段３２と、発熱素子２５の端子３４と外部電源２８の端子３５との間にて直列的に接続され、自己通電に起因する温度上昇に伴って電気抵抗が減少する特性を有する感温抵抗素子３０と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が転写されたフィルムを、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フィルム上の画像を再転写する中間転写型熱転写印刷装置において、
前記ヒートローラ内に設置され、外部電源に電気的に接続されることにより通電されるフィラメントを有する発熱素子と、
前記外部電源から前記発熱素子に対する通電を交互にオン−オフする切替手段と、
前記発熱素子の一端と前記外部電源の接続端子との間にて直列的に接続され、自己通電に起因する温度上昇に伴って電気抵抗が減少する特性を有する感温抵抗素子と、
を備えることを特徴とする中間転写型熱転写印刷装置。
【請求項２】
前記感温抵抗素子に並列的に接続されており、前記感温抵抗素子を迂回して前記発熱素子を通電させるための導電部と、
前記導電部を開閉するスイッチ部と、
を更に備える請求項１に記載の中間転写型熱転写印刷装置。
【請求項３】
前記感温抵抗素子は、パワーサーミスタであり、
前記発熱素子は、ハロゲンランプである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の中間転写型熱転写印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術としては、磁気ストライプ付きのカード、ＩＣカードなどの表面に所望の画像を印刷するためのカード記録装置がある。このカード記録装置においては、画像が転写されたフィルムとカード等の記録媒体とが同時に搬送された後、両者がヒートローラと押圧ローラとの間で押圧及び加熱されることによってフィルム上の画像がカード上に再転写される。
【特許文献１】特開平７−１１４９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような装置におけるヒートローラには、ハロゲンランプ等の発熱素子が内蔵され、この発熱素子が外部電源に接続されることによりヒートローラの表面が昇温される。さらに、ヒートローラの表面温度を転写に適切な範囲に保つために、発熱素子と電源用端子との間の接続のオン／オフが繰り返される。
【０００４】
しかしながら、上述した構成では、ハロゲンランプのオン時に突入電流が発生し、この突入電流はハロゲンランプの寿命を縮めたり、同一の配電系統に接続された室内の照明機器等にフリッカー等の悪影響を与える傾向にある。このフリッカーは、突入電流による急激な電流変化により引き起こされるものである。このような影響を防ぐためには、突入電流に耐えうる電気的強度を有するハロゲンランプを選択する方法が挙げられるが、使用地域によって異なる電源電圧に効率的に対応することは困難であるとともに、フリッカーの発生を抑制することもできない。
【０００５】
一方、使用地域によって異なる電源電圧に対応するための技術としては、特許文献１記載のハロゲンランプ調光装置が存在する。このハロゲンランプ調光装置は、交流電源側に接続されたＦＥＴとＦＥＴ用の制御回路により、所定の電気角範囲の電源電圧をハロゲンランプに印加するよう動作する。しかしながら、上記制御回路は、ダイオード、オペアンプ等の多種類の素子を含んだ複雑な構成を採っており、これでは装置のコストアップを招来する。
【０００６】
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、単純な構成で部品の長寿命化が実現できるとともに、フリッカーの発生を十分に抑えることが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の中間転写型熱転写印刷装置は、画像が転写されたフィルムを、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上の画像を再転写する中間転写型熱転写印刷装置において、ヒートローラ内に設置され、外部電源に電気的に接続されることにより通電されるフィラメントを有する発熱素子と、外部電源から発熱素子に対する通電を交互にオン−オフする切替手段と、発熱素子の一端と外部電源の接続端子との間にて直列的に接続され、自己通電に起因する温度上昇に伴って電気抵抗が減少する特性を有する感温抵抗素子と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような中間転写型熱転写印刷装置では、外部電源から発熱素子に対する通電が交互にオン−オフされることにより、ヒートローラが所望の温度に加熱される。なお、発熱素子に対する通電をオンするように切り替えられた直後においては、発熱素子の抵抗値が、フィラメントの低温状態に起因して比較的小さくなっている。それと同時に、発熱素子に直列接続された感温抵抗素子の抵抗値は、自己の低温状態により十分大きくなっている。これにより、通電がオンされた直後の発熱素子における突入電流の発生が効果的に防止される。
【０００９】
また、感温抵抗素子に並列的に接続されており、感温抵抗素子を迂回して発熱素子を通電させるための導電部と、導電部を開閉させるスイッチ部と、を更に備えることが好ましい。かかる導電部及びスイッチ部を備えると、使用する外部電源の電圧が比較的小さい場合において、導電部により感温抵抗素子の両端を電気的に短絡させて発熱素子に印加される電圧を確保することができるので、ヒートローラの加熱不足を回避できる。
【００１０】
さらに、感温抵抗素子は、パワーサーミスタであり、発熱素子は、ハロゲンランプであることも好ましい。パワーサーミスタを利用すれば、温度感度が高く突入電流の発生がより確実に防止される。更に、ハロゲンランプの応答性は高いためヒートローラの温度制御が容易に実現される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の中間転写型熱転写印刷装置によれば、単純な構成で部品の長寿命化が実現できるとともに、フリッカーの発生を十分に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
ここで、前述した記録部Ａでは、プラテンローラ(通称「プラテン」)２０の略半周にフィルムＦが巻き付けられ、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（イエロー）がフィルムＦ上に熱転写される。
【００２０】
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、シアン、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。
【００２１】
その後、ボビン１６等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。
【００２２】
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。このとき、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。
【００２３】
次に、前述した装置１内に配置されたヒートローラ２３について詳述する。図２は、ヒートローラの電源回路を示す図である。同図に示すように、ヒートローラ２３の内側には、フィラメント２６を有する発熱素子２５が設置されている。また、この発熱素子２５の両端には、発熱素子２５を通電させるための電源回路２７が接続されている。この電源回路２７は、電源回路２７における過電流を防止するためのヒューズ２９と、感温抵抗素子３０と、リレー３１と、切替手段３２と、迂回回路３３とを含んで構成されている。また、電源回路２７における発熱素子２５と反対側の端子には外部電源２８が接続されている。
【００２４】
外部電源２８は、発熱素子２５に電力を供給して発熱させるための商用の交流電源であり、使用地域等により様々な電圧、例えば、１００Ｖ、２００Ｖ、２４０Ｖ、２８０Ｖ等がある。
【００２５】
発熱素子２５は、外部電源２８に電気的に接続されることにより通電されており、この通電によりヒートローラ２３の内部から表面に向けて熱を放射する。このような発熱素子としては、フィラメント２６を有するランプ素子が用いられるが、供給電力に対する応答性に優れるという点でハロゲンランプが好ましい。ハロゲンランプは、ガラス製の容器内に窒素、アルゴンなどの不活性ガスと微量のハロゲン化物とが封入された白熱電球であり、内部にタングステンフィラメントを有するものである。
【００２６】
感温抵抗素子３０は、発熱素子２５の一方の端子（一端）３４と、外部電源２８の端子（接続端子）３５との間にて直列的に接続された素子である。この感温抵抗素子３０は、自己通電に起因する温度上昇に伴って電気抵抗が減少する特性を有する。このような感温抵抗素子３０としては、温度に対する感度が高いという点で、金属酸化物を主原料とし高温にて焼結して得られるセラミック半導体からなるサーミスタが好ましく用いられる。また、このうち高電圧の印加に耐えうるという点において、パワーサーミスタがより好ましく用いられる。
【００２７】
リレー３１は、電源回路２７において、発熱素子２５の一方の端子３４に直列に接続されるリレーである。このリレー３１は、後述する切替手段３２からオン／オフ制御信号を受信して、そのオン／オフ制御信号に基づいて電気的に開閉される。リレー３１として用いられる素子としては、開閉制御に対する応答性が高くノイズの発生が小さいという理由から、半導体素子を使用することにより無接点化した装置であるＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｒｅｌａｙ）を用いることが好ましい。
【００２８】
切替手段３２は、リレー３１を制御して、外部電源２８から発熱素子２５に対する通電を交互にオン−オフするためのものである。この切替手段３２は、ヒートローラ２３の表面に圧接して固定されるとともに、ヒートローラ２３の表面温度を測定するためのサーミスタ等の温度測定器３６と、測定されたヒートローラ２３の表面温度データを受信してリレー３１の開閉を制御する制御部３７とからなる。ここで、リレー３１をオンさせようとする場合、制御部３７は、リレー３１に向けて所定値の直流電圧をオン／オフ制御信号として送信する。また、リレー３１をオフさせようとする場合、制御部３７は、リレー３１に向けて電圧値０の信号をオン／オフ制御信号として送信する。
【００２９】
上記構成において、制御部３７は、ヒートローラ２３の表面温度を約２００°Ｃ以上に保つために、以下のようにしてリレー３１の制御を行う。まず、中間転写型熱転写印刷装置１の主電源投入後に発熱素子２５を通電させ、ヒートローラ２３の表面温度を２００°Ｃにまで上昇させる。ヒートローラ２３の表面温度が２００°Ｃに到達後、制御部３７を利用して、リレー３１のオン状態を６秒間維持させてから、リレー３１をオフ状態に切り替える。その後、制御部３７を利用して、ヒートローラ２３の表面温度を監視し、その温度が２００°Ｃまで下降した時点で、再度リレー３１をオンする。このようにして、リレー３１の６秒間のオン状態と所定時間のオフ状態とが交互に断続的に繰り返されることにより、それと同期して発熱素子２５に対する通電がオン／オフされ、ヒートローラ２３の表面温度が概ね２００°Ｃ程度に維持される。
【００３０】
迂回回路３３は、感温抵抗素子３０に並列的に接続されており、感温抵抗素子３０を迂回して発熱素子２５を通電させるための導電部３８と、導電部３８を開閉するスイッチ部３９とから構成されている。導電部３８は、リード線のような導電線で構成されていても良いし、基板上の金属パターンで構成されていても良い。このような迂回回路３３により、必要に応じて感温抵抗素子３０の両端が短絡される。
【００３１】
続いて、本発明の実施形態にかかる中間転写型熱転写印刷装置１の作用効果について説明する。
【００３２】
中間転写型熱転写印刷装置１では、外部電源２８から発熱素子２５に対する通電が制御されることによりヒートローラ２３が一定範囲の温度に加熱され、フィルムＦ上の記録画像がカードＳの表面に転写される際の転写ムラが防止される。このとき、ヒートローラ２３を一定範囲の温度に保持するために発熱素子２５に対する通電は交互にオン／オフされる。そして、通電がオンされた直後においては、発熱素子２５におけるフィラメント２６が低温状態にあるため、発熱素子２５の抵抗値が比較的小さい。しかしながら、この場合、発熱素子２５に直列接続された感温抵抗素子３０も低温状態にあり、感温抵抗素子３０の抵抗値が十分大きくなっている。その結果、通電がオンされた直後の発熱素子２５における突入電流の発生が効果的に防止され、フリッカーの発生を適切に抑制する。
【００３３】
ここで、図３（ａ）には、１００Ｖの外部電源２８、発熱素子２５としてＡＣ１１５Ｖ／３３０Ｗのハロゲンランプ、感温抵抗素子３０としてのパワーサーミスタを使用した場合のリレー３１の動作状態の時間的変化を示す。図３（ａ）に示すように、切替手段３２の制御により、リレー３１において６秒間のオン状態と約４０秒間のオフ状態とが交互に繰り返され、ヒートローラ２３の表面温度が略一定範囲に維持される。図３（ｂ）には、オン−オフに基づいた、ヒートローラ２３の表面温度の時間的変化を示す。このようにリレー３１の断続的な切替えにより、ヒートローラ２３の表面温度は、２００°Ｃ近傍の一定範囲内に維持される。
【００３４】
また、電源回路２７が感温抵抗素子３０を備えない場合、定常状態において発熱素子２５を流れる電流は計算上約２．９Ａであり、外部電源２８の初期投入時に発熱素子２５において発生する突入電流は、実測値で最大約５０Ａに達する。これに対して、電源回路２７に感温抵抗素子３０を備えることにより、外部電源２８の初期投入時においては感温抵抗素子３０の温度がほぼ室温に等しくなっているため、突入電流が約１／１０に低減される。
【００３５】
その後、図３（ａ）に示すような制御において、リレー３１がオフ状態に切り替えられてから４０秒経過時で、感温抵抗素子３０の抵抗値は常温時の約５０％まで回復している。この時、発熱素子２５のフィラメント２６の温度も室温に比較して高く維持されているため、フィラメント抵抗は電源初期投入時に比較して相対的に大きい。従って、電源回路２７と発熱素子２５とで構成される回路全体の抵抗値が十分に確保され、リレー３１のオン状態への切替え時において、発熱素子２５で発生する突入電流及びフリッカーの発生が確実に抑制される。特に、外部電源２８が２００Ｖ程度のとき、大きな突入電流及びフリッカー現象が発生し易い。従って、感温抵抗素子３０は、外部電源２８が１００Ｖの時は言うに及ばず、２００Ｖの時に特に有用である。なお、発熱素子２５での突入電流の発生を効果的に抑制するためには、リレー３１のオフ状態を１秒以上維持させるように制御することが好ましい。
【００３６】
また、感温抵抗素子３０に並列に接続された迂回回路３３を備えることにより、使用する外部電源２８の電圧が１００Ｖ以下のように比較的小さい場合において、スイッチ部３９を閉じることで導電部３８により感温抵抗素子３０の両端を電気的に短絡させることが可能となる。これにより、発熱素子２５に印加される電圧を確保して、ヒートローラ２３の加熱不足が回避される。従って、使用する外部電源２８の電圧が十分でなくても、中間転写型熱転写印刷装置１において、フィルムＦ上の記録画像がカードＳの表面に均一かつ十分に熱転写される。
【００３７】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、本実施形態にかかる中間転写型熱転写印刷装置１においては、外部電源２８として直流電源が使用されてもよい。
【００３８】
また、切替手段３２は、リレー３１のオン状態を一定時間維持させてからオフ状態に切り替えるように動作していたが、このオン状態の持続時間は可変としても良いし、ヒートローラの表面温度に応じてオフ状態に切り替えるように動作しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】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正面図である。
【図２】ヒートローラの電源回路を概略的に示す図である。
【図３】（ａ）は、図２におけるリレー動作状態の時間的変化の一例を示す図、（ｂ）は、ヒートローラ表面温度の時間的変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…中間転写型熱転写印刷装置、２３…ヒートローラ、２５…発熱素子、２６…フィラメント、２７…電源回路、２８…外部電源、３０…感温抵抗素子、３１…リレー、３２…切替手段、３４…端子（一端）、３５…端子（接続端子）、３８…導電部、３９…スイッチ部、Ｆ…フィルム、Ｓ…カード（記録媒体）。  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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