专利名称：形成转印图像的方法和装置及该装置中使用的转印鼓的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种形成转印图象的方法和装置及该装置中使用的转印鼓，其中通过热打印头和油墨色带在与一转印鼓的表面接触的转印膜上形成的图象接收层上打印的图象连同该图象接收层一起通过加热辊的加热和加压被转印到一图象转印部件，且更具体地，涉及一种能提高打印中热打印头对在该转印鼓的表面上的转印膜的热效率及灰度的再现性的转印图象形成方法和装置及该装置中使用的转印鼓。
通常，转印图象形成装置是使用染料或颜料作为着色材料，通过加热处理或加热及加压处理而在一图象转印部件上形成一图象的图象形成装置。在这些图象形成装置中，是基于一种间接转印方法，在该方法中，通过使热打印头将一油墨色带的油墨层热转印到图象接收层上而临时形成使用染料或颜料作为着色材料的一图象，其中该图象接收层是以一种可剥脱的方式形成在用作为中间记录媒质的转印膜上，然后用加热辊对着该图象转印部件加热和加压该转印膜以使形成在该图象接收层上的该转印图象连同该图象接收层一起被转印到该图象转换部件。
在这种类型的一转换图象形成装置中，在一转印机构中设置一用于消除沿该转动加热辊的圆周的方向的距离与该图象转印部件的移动距离之间的差的缓冲机构，如在日本专利申请6-318003所公开的转印图象形成装置中一样。
在另一种转印图象形成装置中，提供有一毛边去除机构，其以这样一种方式去除毛边以使当在转印其上已打印有转印膜的转印图象的图象接收层中，通过加热和加压将该转印膜上的图象接收层从基底层上剥脱并转印到该图象转印部件上时，防止在该图象转印部件上的图象接收层的外侧出现毛边和箔条纹。使用该机构可使该图象接收层被清晰地转印。
在转印图象形成装置所用的一种已知的图象形成方法中，例如，在使用热升华染料的热转印方法中，其中热升华染料被覆盖在一基底膜上的一热转印色带和一用作为记录媒介的图象转印部件被一个在另一个顶部上地叠放。根据准备的图象数据，热转印色带或图象转印部件通过热打印头被选择地加热，从而将期望的图象转印并形成在该图象转印部件上。
在这样一方法中所用的典型的图象转印部件为卡状的图象转印部件和书册状的图象转印部件。该卡状的图象转换部件包括汽车驾照、身份证、信用卡、银行卡、现金卡、雇员卡、学生卡、会员卡、芯片卡、智能卡。非接触的IC卡、和光学卡。该书册状的图象转印部件包括银行存折、护照和签证。
该使用升华染料的热转印记录方法的缺陷在于没有很多可用升华染料被染色的材料(可染色的材料)。例如，该方法仅可被应用于由受限的材料，例如，聚酯树脂、丙烯酸树脂、尼龙树脂、或氯乙烯树脂所构成的图象转印部件。
尽管期望使用除以上述之外的材料，已被提出作为使用升华染料的热升华转印记录的装置如下。在使用升华染料转印色带和热打印头的图象打印部分中，首先将一图象打印到用作为中间记录媒介的一转印膜上的一可染色的材料层(例如可染色树脂层或可染色粘着层)上，在该转印膜处，该可染色的材料层被叠放在一基底膜上(第一记录)，如在例如日本专利申请(公开号63-81093)中所公开的。然后，在转印部分中，该转换膜的可染色的材料层上的图象连同该可染色的材料层一起，通过压力鼓被对着图象转印部件进行加热和加压，从而将该图象转印到该图象转印部件上(第二记录)。
关于该转印膜，作为在包括该第一记录和第二记录的间接转印方法中的一重要的技术元件的中间记录媒介，其基本的叠放的结构的一个例子包括一基底膜，例如聚对苯二甲酸乙酯，一具有图象保护功能的保护层，一具有接收一图象的功能和使该图象粘着至一图象转印部件的功能的图象接收/粘着层，和一被提供以使在该基底膜和该保护层之间剥掉的剥脱层。该图象被记录在该图象接收/粘着层上。在第二记录中，该图象接收/粘着层连同该保护层一起被从该基底膜上剥掉并被转印到该图象转印部件的表面上。
尽管已在该层结构中包括有图象接收层/粘着层，但也可依据所使用的材料，使用不粘着于图象转印部件的图象接收层。在这样的情况下，图象被形成在该图象接收层上并通过在该图象接收层上或在该图象转印部件的表面上设置一由粘着材料制成的粘着层；通过将一由粘着材料制成的膜粘着于该图象接收层上；或通过加热该转印膜和该图象转印部件，由粘着材料制成的一膜被夹在该图象转印部件的表面与该图象接收层之间；而能被转印或粘着。
在第二记录中，其上已形成有该图象的转印膜和该图象转印部分被相互对准并被加热和加压，从而使该图象连同该图象接收/粘着层及该保护层一起粘着于该图象转印部件。在此时，该转印膜和该图象转印部件在该装置中被分离，而在被加热和加压区域中的该转印膜上的携载图象的图象接收/粘着层和保护层在该剥脱层部分中被从转印膜的基底上分离并被转印到图象转印部件上。该图象转印部件上的转印区域通常根据规格，考虑到安全性，耐用性及该图象转印部件的设计而被设定。
上述常规的转印图象形成装置通常具有一转印鼓并通过其热打印头和油墨色带在与该转印鼓的表面相接触的转印膜上叠放的薄膜图象接收层上打印图象。该转印鼓的表面的特性对由热打印头打印在转印膜上的转印图象的灰度再现性有很大程度的影响。
因此，本发明的目的在于提供一种技术，用于通过改变转印图象形成装置中转印鼓的表面以实现油墨色带和与转印鼓的表面相接触的转印膜对热打印头的缓冲及油墨色带和转印膜与热打印头高度精确的点接触而形成具有良好的灰度再现性的高度微细的图象。
根据本发明的一个方面，提供有一种转印图象形成方法，包括有步骤在一转印鼓的鼓基底的表面上设置一缓冲层并在该缓冲层的表面上设置一具有小于2.0μm的表面光洁度的刚性层；通过使用热打印头和油墨色带在与转印鼓的表面相接触的转印膜上打印一转印图象；并通过使加热辊对着其上固定一图象转印部件的台子，在该图象转印部件上方加热并加压该转印膜并沿该转印膜的纵向方向相对移动该台子和加热辊，将该转印图象转印到该图象转印部件上的一特定位置。
在该方法中，期望该油墨色带由包括30至70重量份的颜料和25至60重量份的软化点为40℃至150℃的非晶伴高分子聚合物有机物质的热转印记录材料制成并具有厚度在0.2μm至1.0μm范围内的一实际透明的热油墨层，该热油墨层中的颜料的70％的颗粒直径为1.0μm或更小且该转印的图象在白色支撑物上的反射密度为1.0或更大。
在该方法中，期望该缓冲层由弹性材料制成层厚度为1.0至10mm。
在该方法中，期望该刚性层由刚性合成树脂材料而非弹性材料制成，层厚度为100至1000μm。
在该方法中，期望该刚性层由合成树脂材料制成。
根据本发明的另一个方面，提供有一种转印图象形成装置，包括一转印鼓，具有设置在一鼓基底的表面上的一缓冲层和设置在该缓冲层的表面上的具有小于2.0μm的表面光洁度的一刚性层；一热打印头，用于经一油墨色带在与该转印鼓的表面相接触的一转印膜上打印一转印图象；一台子，用于支持和固定一图象转印部件；和一加热辊，用于对着该台子在该图象转印部件上方加热及加压该转印膜，其中该台子和该加热辊沿该转印膜的纵向方向相对移动。
在该装置中，期望该缓冲层由弹性材料制成，层厚度为1.0至10mm。
在该装置中，期望该刚性层由刚性合成树脂材料而非弹性材料制成，层厚度为100至1000μm。
在该装置中，期望该刚性层由合成树脂材料制成。
根据本发明的再另一个方面，提供有一种在一转印图象形成装置中使用的转印鼓，其中该转印图象形成装置使一热打印头和一油墨色带在与该转印鼓的表面相接触的一转印膜上打印一转印图象并将该转印图象转印到一图象转印部件上的一特定位置，该转印鼓包括一鼓基底，设置在该基底的表面上的一缓冲层；和设置在该缓冲层的表面上的具有小于2.0μm的表面光洁度的一刚性层。
本发明的其它目的和优点将可在以下的描述中看到，且部分自该描述中是显见的，或可通过对本发明的实践而理解到。本发明的这些目的和优点可通过由下文具体指出的手段及组合而被认识到。
结合入本发明书并构成其一部分的附图，连同以上给出的概述和以下给出的对优选实施例的详细描述对本发明的当前的优选实施例进行了说明，并用来对本发明的原理进行了解释，附图中
图1为根据本发明的一转印图象形成装置的整体侧视图；图2为通常的转印图象形成装置中的热打印头和转印鼓的部分放大的前视图；图3为本发明的转印图象形成装置中的热打印头和转印鼓的部分放大的前视图；图4A和4B为本发明的转印图象形成装置中的台子的第一示例的透视图；图5为本发明的转印图象形成装置中的台子的第一示例的平面视图；图6为本发明的转印图象形成装置中的台子的第一示例的平面视图；图7为本发明的转印图象形成装置中的台子的第二示例的平面视图8为本发明的转印图象形成装置中的台子的第二示例的侧视图；图9为本发明的转印图象形成装置中的台子的第三示例的平面视图；图10为本发明的转印图象形成装置中的台子的第四示例的平面视图；以下，将参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1另根据本发明的一转印图象形成装置的整体侧视图。
该转印图象形成装置1包括用于用作为中间记录介质的一转印膜的供带盘3和接收盘4；热打印头5；油墨色带6(热升华油墨色带或热熔化油墨色带)，其具有黄、深红、氰基、和黑色升华或热熔化油墨层以将升华油墨或热熔化(热粘着)油墨，包括通过加热软化而熔化的油墨转印到转印膜2；用于油墨色带6的供带盘7和接收盘8；转印鼓9；转印机构10；和控制单元11。
各供带盘3、接收盘4、夹送轮3a、4a、转印鼓9、辊子9a、9b、用于油墨色带6的供带盘7和接收盘8的转动轴经一磁联轴器被连接到用作为电源的一电机。它们通过在控制单元11(一微处理器或可编程的控制器)的控制下开启和关闭该磁联轴器或通过开和关一柱塞(plunger)的作用而使各夹送轮不接触和接触(释放和应用挟挤压力)而被转动。
而在该实施例中，一书册12被用作为一转印对象(或一图象转印部件)，它可以是一单页的部件。当所用的油墨色带6是一升华油墨色带时，可使用氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙酯、聚酰胺树脂(尼龙)、丙烯酸树脂、氯乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、ABS树脂、如聚对苯二甲酸丁酯的可被染色至这样的升华染料的树脂、或覆盖以这些树脂的纸或金属基片。当所用的油墨色带6是一热熔化的油墨色带时，转印对象(图象转印部件)不被限定，只要它由允许粘着该热熔化的油墨的材料制成。
本申请的发明人已发现对油墨色带使用特殊的材料可使本发明取得显著的效果。具体地，期望油墨色带6由包括30至70重量份的颜料和25至60重量份的软化点为40℃至150℃的非晶体高分子聚合物有机物质的热转印记录材料制成并具有厚度在从0.2μm至1.0μm范围内的一实际上透明的热油墨层，该热油墨层中的颜料的70％的颗粒直径为1.0μm或更小且该转印图象在白色支撑物上的反射密度为1.0或更大。该热转印记录材料的细节已在日本专利申请(公开号为7-117359，对应于欧洲专利申请649,754，美国专利5,726,698和加拿大专利2,134,063)中被公开。
在转印图象形成装置1中，自供带盘3馈送的转印膜2经夹送轮3a、导辊3b、夹送轮4a、导辊4b、4c而被绕在接收盘4上。转印膜2不仅能以供带盘3和接收盘4之间朝向接收盘4的方向移动，而且能往复地移动，当出现该需要时。膜2由转印鼓9支持，转印鼓可与转印膜2的单向移动或往复移动同步地转动。
转印鼓9上的转印膜与转动的转印鼓的表面相接触并以与转动速度相同的速度前进。可与转印鼓9相接触并与之分离的辊子9a、9b将转印膜2固定至转印鼓9。当禁止油墨色带6的打印时，辊子9a、9b松开转印膜2。当热打印头5用油墨色带6进行打印时，辊子9a、9b固定往转印膜2。
参考符号11a指示一用于感测转印膜2上一打印传感符号的光传感器。通过用传感器11a感测该传感符号所发现的转印膜2的前进量被发送给控制单元11。转印膜2上的转印图象被形成在该粘着层上以对应于从该传感器感测到该传感符号时直至转印机构10剥去该转印膜的传送距离。转印图象的传感符号被设置在转印膜2上的一特定位置。
在打印转印图象的同时打印一打印传感符号。转印图象和传感符号之间的距离是恒定的。当接收到该传感符号感测信号时，转印膜被传送过一特定的距离到将转印该图象的位置。
当转印膜2上的一图象形成区域的开始部分到达热打印头5的尖端时，供带盘7将油墨色带6发送给接收盘8。热打印头5经油墨色带6将该图象传送给转印鼓9上的转印膜2。转印机构10使加热辊20将经受打印处理的转印膜2的表面上的图象转印给一书册12，即一图象转印部件。
如图1中所示，转印鼓9被用于热打印头5经油墨色带6将该图象转印给转印膜2。转印鼓9被以这样的方式设置以使它面对热打印头5，相互间有一间隔。在转印鼓9中，一金属(例如钢或铝)鼓基底9c的外表面被镶有一特定厚度的缓冲层9d(一弹性层)。一刚性层9e被设置在该缓冲层9d的表面上。
缓冲层9d具有1.0至10mm，最好为3.5至6mm的厚度。期望该缓冲层由约5mm厚的合成橡胶材料，例如乙丙橡胶(EPR.EPM)、三聚甲乙丙橡胶(ethylene propylene diene methylene rubber)(EPDM)或硅橡胶制成。刚性层9e由不是合成橡胶材料的比缓冲层9d更硬的合成树脂材料制成，具有例如100至1000μm，最好为200至450μm的厚度。期望刚性层9e由约300μm厚的合成树脂材料，例如四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺共聚物、聚醚酮、萘二甲酸乙酯、或聚对苯二甲酸乙酯制成。刚性层9e被抛光成具有小于2.0μm，最好小于1.0μm的一表面光洁度(RZ)。如果刚性层9e由例如不锈电铸所生产的金属材料制成，来自热打印头5的热量将逸散到刚性层9e一侧，使它更热而使油墨色带的油墨层被熔化和软化。为避免该问题，刚性层9e由合成树脂材料制成。
因为转印鼓9的表面由缓冲层9d的弹性内层和刚性层9e的刚性最外表面层组成，磁鼓9的表面具有对热打印头5的缓冲。而且，例如，当油墨色带6的油墨层的厚度小于1μm且通过间接转印法在转印膜2上进行打印时，刚性层9e的表面使热打印头5的加热器部分高精度地与转印膜2进行点接触，取得很好的热效率，提高了热集中度，导致打印中的灰度的良好再好性。如果表面精度(RZ)超出2.0μm，将会在图象上出现表面中的不规则性。因为刚性层9e具有小于2.0μm的良好的表面光洁度(RZ)，可在转印膜2上打印高度细微的转印图象。
图2为一部分放大的前截面视图，以帮助说明一状态在一常规的转印图象形成装置中，油墨色带6和转印膜2被使插在热打印头5和转印鼓9之间且在转印膜2上打印该转印图象。图3为一部分放大的前截面视图，以帮助说明一状态在本发明的转印图象形成装置中，油墨色带6和转印膜2被使插在热打印头5和转印鼓9之间且在转印膜2上打印该转印图象。
转印膜2是一其中一图象接收层2b被以可剥去的方式叠放在一基底膜层2a上的膜。油墨色带6具有以通过热熔化和热软化而可剥去的放式叠放在一基底膜6a上的一给定颜色的油墨层6b。
在图2的常规的转印鼓9中，一金属鼓基底9c的表面被镶以由合成橡胶制成的弹性层。当热打印头5在转印膜2上打印转印图象时，即使转印鼓9的表面精度相对粗糙，打印也能进行。不管该优点，设置在热打印头5上的具有一平滑表面的一突出的光滑部分5a从油墨色带6侧按压转印鼓9的缓冲层9f，使在光滑部分5a的尖端的加热元件5b陷入转印膜2中。
结果，来自加热元件5b(其单位象素尺寸例如40μm2至150μm2)的热量没有集中在油墨色带6和转印膜2上而是弥散到四周，防止了仅在对应于加热元件5b的尺寸的区域中形成升温区域。这使得在大于加热元件5b的尺寸的区域中产生升温，导致了形成非忠实于加热元件5b的象素形状的被弄污的转印图象。特别在高光部分形成一明亮图象时，易出现该问题。
在图3中所示的本发明的转印鼓9中，金属鼓基底9c的表面被镶装以由合成橡胶制成的一缓冲层9d。刚性层9e被置于该缓冲层9d的表面上。当热打印头5在转印膜2上打印转印图象时，即使设置在热打印头5上的具有一平滑表面的一突出的光滑部分5a从油墨色带6侧按压转印鼓9的缓冲层9d，由于存在有刚性层9e，在光滑部分5a的尖端的加热元件5b将不会陷入转印膜2中。这使缓冲层9d具有一适当的弹性且来自加热部件5b(其单位象素尺寸例如40μm2至150μm2)的热量集中在油墨色带6和转印膜2上，使仅在对应于加热元件5b的尺寸的区域中形成一升温区域。结果，可形成忠实于加热元件5b的象素的形状的一清晰的转印图象。特别在高光部分形成一明亮图象时，可生成良好的打印。
如上所述，当提供带有刚性层9e的转印鼓9时，应考虑刚性层9e的表面光洁度。
当刚性层9e的表面光洁度(RZ)超出2.0μm时，象干扰样的表面中的不规则性会出现在打印的图象中。为避免该问题，本发明的刚性层9e的表面光洁度(RZ)将被做得尽可能光滑，即小于2.0μm，最好小于1.0μm。这样去除了由刚性层9e的表面光洁度所引起的图象干扰，使形成一高度细微的打印的图象。
热打印头5的压力根据所用记录介质的特性而有很大程度的改变。例如，热打印头在约1.0至3.0Kgf/cm范围内的一适当的压力下被使用。该压力范围不需要被绝对满足，因为根据所用的记录介质的特性，适当的压力可以是不同的。
将给出以下情况中的一些具体例子(a)如美国专利5,726,698中所公开的用一油墨色带的热转印打印，(b)使用一油墨色带的普通的热熔化热转印记录，该油墨色带的着色材料转印层含有丰富的低熔点的蜡；或用一油墨色带的树脂热转印记录，该油墨色带的着色材料转印层含有丰富的热熔化的树脂，及(c)使用一油墨色带的热升华转印记录，该油墨色带的着色材料转印层主要由用作为着色材料的升华染料和用于保持该着色材料的粘合剂组成。
期望热打印头应在通过沿主扫描方向上的直线负载所确定的各相应压力范围中的一适当的压力下被使用(a)约1.0至2.4Kgf/cm(b)约2.0至3.0Kgf/cm(c)约1.8至2.8Kgf/cm转印机构10被设置有一台子14，其在一转印操作中将图象转印部件12，例如一书册夹紧就位，沿朝向用于转印膜2的接收盘4的方向以与转印膜2相同的速度沿一特定直线导轨，通过一同步皮带或一进给丝杠轴13而被移动。台子14从图象转印部件12的提供侧1a开始移动，并在完成转印操作后，移动到出口部分1b或返回到提供侧1a上的初始位置。
图象转印部件12被置放在转印机构10的台子14上。图象转印部件12以这样一种方式被固定在台子14上以使一固定板24被置放在除该图象转印部件12的转印区域之外的区域上并被按压且夹紧就位。下面将详述具体细节。
将简洁地说明转印图象形成装置1的操作。在初始操作中，转印膜2被从供带盘3中拉出，通过夹带轮3a、导辊3b、转印鼓9、导辊4b、转印机构10、导辊4c、和夹送轮4a并被绕在接收盘4上。油墨色带6被从供带盘7中拉出，通过热打印头5并被绕在接收盘8上。热打印头5被与转印鼓9分离开。
由摄影装置，例如一次成相相机或摄影机所摄取的内容被用作为用于转印图象的数据。可使用被先前记录在一记录介质上的图象数据。
进行打印所需的数据，包括转印图象的确定、间隔、转印色彩和打印范围及打印的内容已被预先存储在一主计算机中(未示出)。当主开关被启通时，控制单元11的初始化被完成。在此时，供带盘3、接收盘4和夹送轮3a、4a未被抓紧且被停止。而且，热打印头5被与转印鼓9分离开，供带盘7和接收盘8不工作，及转印机构10的台子14在书册12的进口1a侧上处于静止状态。
书册12被固定在位于图象转印机构12的提供侧1a上的转印机构10的台子14上。在主计算机的控制下，各磁联轴器被启通和关断且通过启通和关断各柱塞使各夹送轮被按压和释放。这使得供带盘3、接收盘4和夹送轮3a、4a转动或停止并使转印机构10的台子14移动到一特定位置并停在那里。
当传感器11a感测到一传感符号时，转印图象的打印范围被前进到转印鼓9的一特定位置，在那里辊子9a、9b被按压向转印鼓9以将转印膜2固定就位。转印鼓9被朝向接收盘4转动。供带盘7、接收盘8被转动以使油墨色带6的一特定油墨层被定位在热打印头的前面。然后，热打印头5被按压向转印鼓9并将转印图象打印至转印膜2的图象接收层的表面。
当用油墨色带6以多于一种的颜色进行打印时，热打印头5被退离开转印鼓9而辊子9a、9b与转动磁鼓9相接触，然后，油墨色带6被馈送且转印鼓9朝向盘4的转动操作被重复。根据到一步进电机的脉冲数，转印鼓9的单向转动操作或往复转动操作被实现。在用于驱动转印鼓9的步进电机中，在电机轴上设置了一用于提高位置精度的阻尼器(未示出)，减少了不期望的震动。
在打印完四种颜色后，辊子9a、9b被从转印鼓9上松离。热打印头5与转印鼓9分离开，且油墨色带6被前进直至新的四种颜色中的第一种进到热打印头5的前面且然后被停止。
其上已打印有转印图象的转印膜2被从供带盘3朝向接收盘4传过一特定量。在转印机构10，在书册12面对转印图象时，开始进行转印。在转印机构10中，加热辊子20的加热和加压使转印膜2的图象接收层的表面上的转印图象被转印到书册12上，该图象接收层作为表面保护层。
在该转印图象和图象接收层被转印到书册12上后，一剥脱辊子P将转印膜2分离成携载转印图象的图象接收层和基底片。该基底片被绕在接收盘4上。
下面将详细说明转印机构10中台子14的构成的一个例子。如图4A所示，第一个例子的台子14由一固定基底15和一滑动基底17组成，其中固定基底15的前、后和底由一壳16保持且起到转印承压基底板的作用，滑动基底17支持图象转印部件12的一端并保持其就位。
固定基底15被固定至壳16。滑动基底17被以这样的方式设置以使它能在壳16内作轻微的前后水平移动。
图4A中所示的壳16具有一其底表面被旋拧在一丝杠轴13上(图1中所示)并当丝红轴13转动时进行移动的螺母部分14a。可替换地，壳16被整体地设置在一环状同步皮带上或设置在该同步皮带的两端并当该同步皮带拉紧在其上的皮带轮转动时，壳16沿箭头(前后)的方向移动。
如图4A所示，在固定基底15的外端的顶表面上，沿移动方向设置有一笔直的撑条15a，至少其表面由合成树脂制成且具有一特定的厚度。撑条15a的顶表面被使高于图象转印部件12的转印表面。在图象转印部件12的外端，例如对应于书册的外端的一边缘部分是笔直的情况下，撑条15a的内端是笔直的以紧贴住该书册的外端是合适的。
而且，在固定基底15的顶表面上，设置有一耐热基底橡胶15b(例如硅橡胶)。受到一非粘着处理的一耐热基底橡胶可被用作为该基底橡胶15b。该基底橡胶15b的表面可用磨床磨成一不规则的表面，其有助于将图象转印部件12适当地保持在固定基底15的表面上并当将一具体应力沿滑动方向施加给图象转印部件12时，允许部件12滑动。而且，该不规则性防止了图象转印部件12，即书册粘附于该基底橡胶15b上。
撑条15a的顶表面和基底橡胶15b的顶表面可具有相同的表面光滑度。期望撑条15a的顶表面具有较低的光滑度。
书册12(图象转印部件)被以这样的方式安放在固定基底15上的基底橡胶15b的顶表面上以使书册的外端被贴靠在撑条15a的内端。作为图象转印部件的书册12例如可以是护照或存折。
转印膜2被馈送至在基底橡胶15b的顶表面上的书册12上方及撑条15a的上方。转印膜2被使沿壳16移动方向而前进。与固定基底15邻近而设置的作为图象转印部件支持装置的滑动基底17被设计成沿转印膜2移动的方向作朝向壳16的轻微移动。滑动基底17在其底表面上有一槽17b并沿由壳16上的一凸起(未示出)组成的一直线导轨移动。该直线导轨可以是一轴状导杆17d和一滑动轴承17e，如图4B所示。
如图4A所示，在滑动基底17的前、后和侧端上设置有用于图象转印部件的定位块21、22、23。一固定板24以其能打开和关上的方式经一铰链24a而被连接。一止动配件25被设置在固定板24的开口端上。在止动配件25中，做有一啮合孔。在滑动板17的前面的一止动簧片26的凸起与该啮合孔相啮合，从而锁定用来固定图象转印部件12的端部的固定板26的开口端侧如图4A、5和6所示，在滑动基底17的前面设置有起弹性部件作用的一对线圈弹簧18。替代该线圈弹簧，可使用板簧、合成橡胶或海绵作为该弹性部件。使用弹性体，例如合成橡胶作为该弹性部件具有免除弹簧的震动的优点。线圈弹簧18和弹性体都无必要单独被使用。两部件可被串行或并行地使用以有效地减轻对书册12的冲击。
在滑动基底17的后面设置有一止动器19。滑动基底17通过弹性部件18而被驱动以使该基底可总与止动器19相接触。在转印机构10的台子14的另一构成中，从当前的固定基底15到滑动基底17的所有基底区域可被使一新的固定基底15和一用于固定图象转印部件12的夹紧机构，例如固定板24被设置在固定基底15的一端上。
加热辊20可相对于基底橡胶15b上下移动。加热辊20具有一直径约50mm的圆柱形铝芯(未示出)。在加热辊20的表面上设置有四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物的50μm厚的涂覆层。在加热辊20的内部，在该铝芯上设置有一经一底涂层的1mm厚的加热的硫化硅橡胶层。在加热辊20的铝芯的内部，一卤素灯加热器被设置作为加热源。铝芯的内侧被以黑色涂料涂黑。该加热辊20通过一温度传感器和一温度控制器(都未示出)而被温控。其表面温度被保持在约150℃至180℃，最好约170℃。
在该实施例中，加热辊20上下移动，使台子14带着图象转印部件12移动。台子14、图象转印部件12、和转印膜12可被固定在特定的位置而只有加热辊20被上下移动并沿箭头的方向转动。而且，加热辊20和转印膜2与台子14和图象转印部件12两者可被移动。
在一恒定的位置，加热辊20与固定基底15和撑条15a相接触及分离开，转印膜2在它们之间。在该实施例中，如图5中所示，加热辊20移动而同时将转印膜2压靠在被驱动的台子14的固定基底15和撑条15a上。辊子20首先与固定基底15的前部A相接触并转动朝向后部B同时与基底15相接触，如图4A所示。而在本实施例中，驱动系统被设置在台子14侧，它也可设置在加热辊子20侧。
如图6中所示，当加热辊20加热并按压转印膜2和图象转印部件12时，产生尖端压力。而且，加热辊20和书册12的相对移动使图象转印部件12在加热辊20转动的方向上收紧或移位。然而，保持图象转印部件12的滑动基底17的轻微移动使打印在转印膜2上的转印图象的位置满意地与图象转印部件12的转印位置相一致。
图象转印部件12通常具有各种厚度。该部件12的厚度可故意地被改变以形成水印。在此情况下，使用在加热辊20的接触表面上或靠近其的一橡胶层均衡了加压。在通过全息光栅的一图象已被预先包含在转印膜2中且连同粘着层一起被转印给图象转印部件12的情况下，均衡的加压防止了该全息光栅被破坏，使一良好的转印图象可被形成在图象转印部件12上。
接着，将参照图5和6详细说明本发明的转印图象形成装置1的转印操作。
在图5中，图象转印部件12被固定至台子14的固定基板15上且加热辊20以一特定压力(夹紧压力)夹住它们之间的转印膜2，当台子14从左向右(沿箭头的方向)移动时，加热辊20相对地以相反的方向运动。
如图5所示，转印膜以这样的方式被引导，图象转换部件12的外端12a(在书册的情况下为其边缘部分)被完全覆盖且图象转印部件12的内端被覆盖至一特定位置。在书册12的情况下，转印膜2以这样的方式被引导以使从边缘部分12a至沟部分12b的部分被覆盖或从边缘部分12a至不包括沟部分12b的一单一页上的适当位置的部分被覆盖。在此时，加热辊20的一端对着至少撑条15a的顶表面按压而另一端则完全按压转印膜2的内端。
例如，在固定基底15和加热辊20具有无缓冲的硬表面的情况，台子14在与一很小压紧宽度相接触的直线的一维图形中移过一直线距离L，且具有半径R的加热辊20同时转过一转动中心角θ1，当加热辊20的圆周的转动的同时进入直线接触时，接触的圆弧长度K1(转动接触距离)、直线距离L和转动中心角θ1之间的关系如下由于弧度的通用公式是中心角θ=圆角K/圆弧的半径R(单位弧度)，这就给出θ1=K1/RK1=R×θ1由于线接触的一维图形，K1=L或K1≈L由于在通过固定基底15和加热辊20而处于压力接触的转印膜2和图象转印部件12的转印区域中的转印方向上的长度T1对应于加热辊20的转动接触圆弧的长度，而给出T1=K1=L或T1=K1≈L不过，在本实施例中，由于台子14的固定基底15上设置有具有一缓冲的基底橡胶15b且加热辊20在压向基底橡胶15的同时转动，加热辊20转动而加热辊20的圆周在具有一较大的压紧宽度的两维图形平面内与固定基底15的基底橡胶15b的表面保持平面接触。
如上所述，由于加热辊20与具有缓冲的固定基底15的基底橡胶15b保持平面接触，当台子14移过一直线距离L且同时具有半径R的加热辊20转过一转动中心角θ1时，在加热辊20的圆周进入平面接触且同时转动时的接触圆弧长度K2(转动接触距离)、直线距离L、和转动中心角θ将被说明如下。
首先，加热辊20的圆周处于平面接触时接触圆弧长度δK和该圆弧中心角δθ之间的关系如下由于通用的弧度的公式为中心角θ=圆角K/圆弧的半径R(单位弧度)。这就给出δθ=K/RδK=R×δθ即使在通过平面接触而转动的情况下，只要基底橡胶15b在与加热辊20的交界面不会发生相对于加热辊20的滑动，当台子14移过一直线距离L时，具有半径R的加热辊20如在线接触情况中一样转过转动中心角θ1。结果，加热辊20进入平面接触时的接触圆弧长度K2为K2=K1+δK由于在通过固定基底15和加热辊20进入压力接触的转印膜2和图象转印部件12的转印区域中的转印方向上的长度T2对应于加热辊20的转动接触圆弧的长度，而给出T2=K2=L+δK或T2=K2≈L+δKδK=K2-L移动量δL为δL=K2-L在自通过固定基底15和加热辊20进入压力接触的转印操作已被完成到加热辊20从固定基底15分离开的时间期间，硅橡胶15b的恢复应力使图象转印部件12移过接触圆弧长度δK，对台子14移动方向上的台子14的移动距离L为平面接触的移动量δL。
如上所述，当在直线运动中的台子14和在转动运动中的加热辊20完成经图象转印部件12和该部件12上的转印膜2的加热和加压时，由于存在一压紧宽度，加热辊20的圆周表面了形成该基底橡胶15b的一圆弧表面。在转印操作后，当加热辊20从固定基底15上分离开时，在基底橡胶15b和图象转印部件12(书册的转印部件)中临时形成恢复应力以使它们返回到初始的平坦状态。当将图象转印部件12固定至滑动基底17时，该恢复应力造成瞬时将图象转印部件12相对于固定基底15挤压过几乎等于δK的移动量δL的挤压力，其超过弹性部件18的弹性。为使当部件12被按压时该图象转印部件12可平滑地在固定基底15的表面上滑动，基底橡胶15b可被涂上润滑油。
具有本发明的转印图象形成装置，转印膜2被引导至图象转印部件12和处于略高于图象转印部件12的位置上的撑条15a的顶表面上并通过加热辊20被加热。结果，当携载转印图象的图象接收层已被转印到图象转印部件12上且加热辊20开始分离向上以松开压力接触时，图象转印部件12仅被挤压过移位量δL且向前移动。在此情况下，撑条15a的顶表面上的转印膜2已通过加热辊20被按压和固定。因此，转印到图象转印部件12侧的图象接收层在撑条15a的内端和图象接收部件12的外端(书册12的边缘部分12a)之间的边界线被锐利地切断。
图7和8示出了本发明的转印图象形成装置中的台子14的第二个例子。在第二个例子中，替代线圈弹簧18,18，在基底17上设置一脉冲电机30且一丝杠31被与滑动基底17的螺母部分32相旋拧。控制单元11控制脉冲电机30的转动方向的转数。当壳16开始移动时，脉冲电机30将滑动基底移过预先计算的滑动基底17的移动量。由于其余结构与第一个例子中相同，省去对它们的描述。
图9示出了本发明的转印图象形成装置中的台子14的第三个例子。在第三个例子中，在固定基底14和滑动基底17的顶表面上设置一辅助滑动基底33。该辅助滑动基底33被固定在滑动基底17的顶表面上且被设计成可在固定基底14的顶表面上方滑动。
在该辅助滑动基底33中，从外端向内部做出一矩形凹入的部分33a。该凹入的部分33a用于固定一与书册结构不同的平片的图象转印部件12，例如一塑料卡34，且其深度略小于该卡34的厚度。在该凹入的部分33a中，设置有一基底橡胶33b。沿传送的方向在台子14的前面或后面或在两者上设置带有低于卡34的顶表面的一顶表面的一夹紧凸出35。卡34的一端被水平地按压以使该卡的相对端压靠在该凹入的部分33a的内端或另一夹紧凸出35上，从而将塑料卡34保持就位。该夹紧凸出35可以是平面上所看的L型。
滑动基底17和辅助滑动基底33被设计成可沿台子14的前后方向移动。它们由朝向止动器19侧的线圈弹簧18所驱动。在加热和加压的开始，如图9中所示，加热辊20被定位在台子4的右边并当图9中的台子14移向右边时向左侧转动以执行一转印操作。在此时，如在第一和第二实施例中，图9中的滑动基底17和辅助滑动基底33被挤压向右边，超过线圈弹簧18，然后，基底橡胶15b的恢复应力使滑动基底17和辅助滑动基底33对于台子14沿其移动方向的移动距离L在接触的平面内移过接触圆弧长度δK，吸收了移动量δL。
图10示出了本发明的转印图象形成装置中台子14的第四个例子。在第四个例子中，如在第二实施例中一样，在台子14中设置有一脉冲电机40和一固定在该脉冲电机40的轴上的丝杠41且在滑动基底17的底表面上设置有一螺母部分(未示出)。台子14的滑动基底和夹紧结构与第三个例子中的相同，省去对它们的描述。
如上详细描述的，具有本发明的转印图象装置，在经油墨色带和转印膜而面对热打印头的转印鼓的圆周表面设置有由一缓冲层制成的弹性内层和由一刚性层制成的刚性最外表面。这不仅提供了对热打印头的一缓冲而且也使热打印头以高精度与转印膜进行点接触。结果，热效率变得很高，实现了提高的热集中和在到转印膜的打印中的良好的灰度再现性，使在转印膜上形成具有一良好的灰度再现性的图象。
特别在使用一特定材料作为油墨色带时，本发明的效果很显著。具体地，期望该油墨色带由包括30至70重量份的颜料和25至60重量份的软化点为40℃至150℃的非晶体高分子聚合物有机物质的热转印记录材料制成并具有厚度在0.2/μm至1.0μm范围内的一实际上透明的热油墨层，该热油墨层中的颜料的70％的颗粒直径为1.01μm或更小且在白色支撑物上的转印的图象的反射密度为1.0或更大。
因为在与转印膜直接接触的转印鼓的外表面的刚性层具有非常精细的表面光洁度，其可在转印膜上打印高度细微的转印图象。结果，可在图象转印部件上形成具有良好的灰度再现性的图象。该刚性层在不仅于例如银行存折或护照的书册上而且于例如驾照、身份证、信用卡、银行卡、现金卡、雇员卡、学生卡、会员卡和光学卡的卡及例如帐单和债券的纸上形成转印图象中是有效的。
其它的优点和改型对于本领域的熟练技术人员而言是易于理解到的。因此本发明在其更广的方面不仅限于以上的具体细节和代表性实施例。所以，可在不超出由所附权利要求及其等同物所限定的本发明总的原则的精神和范围的前提下做出各种改型。
权利要求
1.一种转印图象形成方法，包括有步骤在一转印鼓的鼓基底表面上设置一缓冲层并在该缓冲层的表面上设置一具有小于2.0μm表面光洁度的刚性层；通过使用一热打印头和一油墨色带在与所述转印鼓的表面接触的一转印膜上打印一转印图象；及通过使一加热辊对着其上固定有一图象转印部件的台子在该图象转印部件上方加热并按压所述转印膜且沿该转印膜的纵向相对地移动该台子和加热辊，将该转印图象转印到该图象转印部件上的一特定位置。
2.根据权利要求1的转印图象形成方法，其中所述油墨色带由包括30至70重量份的颜料和25至60重量份的软化点为40℃至150℃的非晶体高分子聚合物有机物质的热转印记录材料制成且具有0.2μm至1.0μm范围内一厚度的一实际上透明的热油墨层，该热油墨层中的颜料的70％的颗粒直径为1.0μm或更小且转印图象在一白色支撑物上的反射密度为1.0或更大。
3.根据权利要求2的转印图象形成方法，其中所述缓冲层由弹性材料制成，层厚度为1.0至10mm。
4.根据权利要求2的转印图象形成方法，其中所述刚性层由刚性合成树脂材料而非弹性材料制成，层厚度为100至1000μm。
5.根据权利要求3的转印图象形成方法，其中所述刚性层由刚性合成树脂材料而非弹性材料制成，层厚度为100至1000μm。
6.根据权利要求2的转印图象形成方法，其中所述刚性层由合成树脂材料制成。
7.根据权利要求3的转印图象形成方法，其中所述刚性层由合成树脂材料制成。
8.根据权利要求4的转印图象形成方法，其中所述刚性层由合成树脂材料制成。
9.一种转印图象形成装置，包括一转印鼓，具有设置在一鼓基底的表面上的一缓冲层和设置在该缓冲层的表面上的具有小于2.0μm表面光洁度的一刚性层；一热打印头，用于经一油墨色带在与该转印鼓的表面相接触的一转印膜上打印一转印图象；一台子，用于支持且固定一图象转印部件；及一加热辊，用于在靠着台子的所述图象转印部件上方加热及加压所述转印膜，其中所述台子和所述加热辊沿该转印膜的纵向相对移动。
10.根据权利要求9的转印图象形成装置，其中所述缓冲层由弹性材料制成，层厚度为1.0至10mm。
11.根据权利要求9的转印图象形成装置，其中所述刚性层由刚性合成树脂材料而非弹性材料制成，层厚度为100至1000μm。
12.根据权利要求10的转印图象形成装置，其中所述刚性层由刚性合成树脂材料而非弹性材料制成，层厚度为100至1000μm。
13.根据权利要求9的转印图象形成装置，其中所述刚性层由合成树脂材料制成。
14.根据权利要求10的转印图象形成装置，其中所述刚性层由合成树脂材料制成。
15.根据权利要求11的转印图象形成装置，其中所述刚性层由合成树脂材料制成。
16.一种在一转印图象形成装置中使用的转印鼓，其中该转印图象形成装置使一热打印头和一油墨色带在与该转印鼓的表面相接触的一转印膜上打印一转印图象并将该转印图象转印到一图象转印部件上的一特定位置，所述转印鼓包括一鼓基底；设置在所述鼓基底的表面上的一缓冲层；及设置在所述缓冲层的表面上的具有小于2.0μm的表面光洁度的一刚性层。
全文摘要
在本发明中,热打印头在一转印鼓的表面上方的一转印膜上的热效率和集中度被提高,从而改善了打印中的灰度再现性,使可在转印膜上打印高度细微的转印图象。为实现这些效果,在该转印鼓的鼓基底面表面上设置有一由弹性体制成的缓冲层和一在该缓冲层的表面上的具有小于2.0μm的表面光洁度的刚性层。
文档编号B41M5/382GK1210075SQ98117
公开日1999年3月10日 申请日期1998年9月2日 优先权日1997年9月2日
发明者安藤富雄, 柴田志朗, 丸龟和之 申请人:凸版印刷株式会社