JP2589464B2 - 転写記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は従来使用されていたインクリボンを必要とせ
ず、且つ表面平滑性の低い記録媒体に対しても良好な画
像記録をすることが出来る転写記録方法に関するもので
ある。

＜従来の技術＞ 熱転写記録方法は装置が小型軽量にして騒音がない等
の一般的特徴の他に、普通紙に記録が可能であることか
ら近年広く使用されている。

従来、一般に使用されている熱転写記録方法は耐熱性
ベースフィルム上に熱溶融性インクを薄層状に塗布した
転写媒体を使用し、該転写媒体の前記インク層を記録媒
体に重畳すると共に、画情報に応じて発熱する記録ヘッ
ドによって前記ベースフィルム側から加熱してインクを
画像パターン状に溶融し、該溶融インクを記録媒体に転
写記録するものである（特開昭58-220795号）。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、上記従来の熱転写記録方法にあっては比較的
高価な耐熱性ベースフィルム上に複雑な工程によって熱
溶融性インクを塗布したインクリボンを使用するもので
あり、且つこのインクリボンは一度インクを転写すると
使い捨てである為にランニングコストが高くなってしま
う問題があり、また前記転写記録は記録媒体の表面が平
滑でないと溶融インクが確実に転写されず、転写抜けが
発生してしまう為に、前記記録に使用し得る記録媒体は
表面平滑性の高いものに限定されてしまう等の問題があ
った。

またランニングコストを低下させる為に、無端ベルト
状の支持体を用い、該支持体状に逐次インク層を塗布形
成すると共に、中間転写体に前記インクを転写させ、該
転写インクを記録媒体に転写することも考えられている
が（特開昭54−161946号）、この場合は前記支持体上に
インクを塗布形成する機構を設けなければならない為
に、装置が大型且つ複雑化してしまい、更にはインクを
記録媒体に転写する際に該インクを再度加熱しなければ
解像性の高い転写画像を得ることが出来ず、且つこのと
きも表面平滑性の低い記録媒体には満足な画質を得るこ
とが出来ないものであった。

本発明は従来の上記問題点を解決し、ランニングコス
トを低くし得ると共に、表面平滑性の低い記録媒体に対
しても良好に転写することが出来、且つ使用する装置も
小型化し得る転写記録方法を提供せんとするものであ
る。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記従来の問題点を解決する本発明の代表的な手段
は、熱エネルギーの作用を受けて溶融ないし軟化する過
冷却熱溶融性インクを固化した転写媒体を回転させ、該
回転する転写媒体表面にエンドレスベルト状の中間転写
体を面接触させて前記過冷却熱溶融性インクを記録媒体
へ転写して画像記録を行う転写記録方法であって、前記
転写媒体の表面を前記中間転写体側から加熱する加熱工
程と、加熱により溶融ないし軟化した前記過冷却熱溶融
性インクが固化するまで前記転写媒体表面と前記中間転
写体とを面接触させて前記転写媒体の表面を平滑化する
平滑工程と、平滑化された前記転写媒体の表面に前記中
間転写体を面接触した状態で、その接触領域に画情報に
応じた熱エネルギーを加えることにより、前記中間転写
体に前記画情報に応じた前記過冷却熱溶融性インクを転
写する加熱転写工程と、前記画情報に応じて前記中間転
写体に転写された溶融ないし軟化した前記過冷却熱溶融
性インクが固化する前に、前記中間転写体と前記記録媒
体とを圧接して、前記画情報に応じた前記転写媒体を前
記記録媒体に加圧転写する加圧転写工程と、を有するこ
とを特徴とするものである。

＜作用＞ 上記手段によれば、転写媒体と中間転写体との接触部
の上流に於いて、前記転写媒体表面が加熱されて平滑化
され、該平滑化された転写媒体表面が画像パターン状に
加熱され、溶融ないし軟化した転写媒体が中間転写体に
転写される。更に中間転写体に転写した転写媒体は溶融
ないし軟化状態を保持している間に記録媒体に再度転写
されることによって所定の転写記録がなされるものであ
る。

＜実施例＞ 次に上記手段を適用した転写記録方法の一実施例を図
面を参照して説明する。

第１図はエンドレスベルト状の中間転写体を使用する
場合の模式断面図である。図に於いて、１は転写媒体た
るインクローラであって、過冷却特性を有するインクを
固化し、その両端に突設した軸1aを中心に回動可能に設
置され、記録動作に応じて矢印ａ方向に連続的、或いは
間歇的に回転する。

２は前記の如く回転するインクローラ１の側方に配置
され、４個のローラ2a,2b,2c,2dに掛け渡されたエンド
レスベルト状の中間転写体であって、前記インクローラ
１の周面に一部面接触し、該面接触状態のままインクロ
ーラ１の回転と共に矢印ｂ方向に回転する。また前記回
転する際に、面接触している中間転写体２の回転方向下
流側に於いて、前記中間転写体２側から画情報に応じて
発熱する発熱素子（図示せず）を有する記録ヘッド３に
よって、インクローラ１の表面を画像パターン状に加熱
すると、インクローラ１のインクは前記加熱部分が熱溶
融ないし熱軟化すると共に粘着性を帯び、中間転写体２
に転写して該中間転写体２上にインク像を形成する（加
熱転写工程）。このとき該インク像は過冷却特性インク
である為に、記録ヘッド３によって加熱された後も一定
時間は溶融ないし軟化状態を維持しつつ、該中間転写体
２の回転に伴って矢印ｂ方向へ移送される。

また前記中間転写体２の回転に伴って、記録媒体たる
記録シート４が矢印ｃ方向に搬送され、前記中間転写体
２とローラ2bの位置に於いて接するが、このときローラ
2bと加圧ローラ５との間で圧力が加えられ、前記中間転
写体２に形成された過冷却状態のインク像が記録シート
４に転写するものである（加圧転写工程）。

一方、中間転写体２にインクを転写した後のインクロ
ーラ表面には微小凹凸が残るが、インクローラ１と面接
触している中間転写体２の回転方向上流側に於いて、前
記中間転写体２側より熱平滑ローラ６によってインクロ
ーラ１の表面を軸方向全体に亘って加熱することによっ
てインクローラ１の表面を溶融ないし軟化して平滑化す
るものである（加熱工程）。

前記の如く加熱によって平滑化されたインクローラ１
の表面は過冷却特性を有する為に所定時間溶融ないし軟
化状態にあるが、インクローラ１に中間転写体２が熱平
滑ローラ６から記録ヘッド３に至るまで密着状態で回転
する間に固化し、その間平滑な中間転写体が密着するこ
とによってより完全に平滑化されるものである（平滑工
程）。ここで熱平滑ローラ６は例えばヒーター（図示せ
ず）を内蔵した耐熱性ゴムローラを用いることが出来
る。またこの熱平滑ローラ６の代わりに発熱素子（図示
せず）を有する記録ヘッドを用いることも出来る。

尚、前記工程に於いて、過冷却特性を有するインクで
構成されたインクローラ１の表面が、熱平滑ローラ６で
溶融軟化されてから記録ヘッド３で画像パターン状に加
熱されるまでには固化しており、また前記記録ヘッド３
の加熱によって溶融軟化してから中間転写体２に転写さ
れ、更に記録シート４に転写されるまでは固化すること
なく粘着性を保持していなければならない。従って熱平
滑ローラ６から中間転写体２に沿って記録ヘッド３まで
の間隔l₁と、記録ヘッド３から中間転写体２に沿って記
録シート４までの間隔l₂との間には、l₁＞l₂の関係を有
することが必要である。

またインクローラ１の径は転写記録が進行するに従っ
て徐々に減少するが、記録ヘッド３及び熱平滑ローラ６
は夫々スプリング3a,6aによって中間転写体２をインク
ローラ１の表面方向に付勢するように保持されており、
前記ローラ１の径が減少しても常に中間転写体２を介し
てインクローラ１の表面を加熱し得るようになってい
る。

次に第１図に示した各部の構成について個々説明す
る。

先ずインクローラ１は円筒、或いは円錐台等の回転体
形状を有し、少なくともその外周面が過冷却特性を有す
る熱転写性インクからなる部材であり、インクローラ１
の軸1aを中心に回転可能である。このインクローラ１は
熱転写性インクのみを前記の如く回転体形状に成形して
もよく、また金属や樹脂等の材料からなる芯材の周囲に
前記インクの層を形成してもよい。

インクローラ１を形成する過冷却熱溶融性インクは、
過冷却特性を有する熱溶融性バインダー中に染料、顔料
等の着色剤を分散して構成する。ここで過冷却熱溶融性
バインダーとは、一旦融点以上に加熱されて溶融した状
態から冷却された場合に、本来の融点以下の温度に於い
ても一定時間は前記溶融状態を維持するバインダーをい
い、それ自体は公知のものである。尚、一定の融点を示
さないバインダーに於いては、前記『融点』の代わりに
『環球法による軟化点』が用いられる。

前記過冷却特性を有するバインダーとしては、例えば
公知の過冷却物質であるＮ−シクロヘキシル−ｐ−トル
エンスルホンアミド、Ｎ−エチル−ｐ−トルエンスルホ
ンアミド、ジシクロヘキシルフタレート等の可塑剤、或
いはベンゾトリアゾール、アセトアニリド等若しくはこ
れ等の誘導体を単独で、又は二種以上組み合わせて、従
来の熱溶融性インクに用いられていたポリアミド樹脂、
ポリアクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂若しくはこれ等
の共重合体等の熱可塑性樹脂（好ましくは環球法による
軟化点が40〜230℃、更に望ましくは50〜200℃のも
の）、各種の天然若しくは合成のワックス等の熱溶融性
バインダーに混入することによって得られる。

本発明に用いる過冷却熱溶融性バインダーを得るに
は、例えば重量基準にして前記過冷却物質20〜90部を前
記熱溶融性バインダー10〜90部に混入すればよい。

また前記過冷却熱溶融性バインダーに油剤等を添加し
てその過冷却性を調整したり、エラストマー類等を添加
して溶融粘度や粘着力等を調整することも可能である。

過冷却熱溶融性インクを前記過冷却熱溶融性バインダ
ーと共に構成する着色剤としては、例えばカーボンブラ
ック等の印刷、或いは他の記録方法に一般的に用いられ
る染顔料がすべて用いられ、これ等の染顔料は単独で又
は二種以上混合して用いられる。着色剤の含有量は前記
インクに対して重量基準で１〜40％が好ましい。

前述の如く過冷却熱溶融性バインダー、着色剤その他
添加物から構成される過冷却熱溶融性インクは、その融
点若しくは軟化点が好ましくは40〜200℃程度、更に望
ましくは50〜180℃程度であり、且つ一旦融点ないし軟
化点以上に加熱されて溶融ないし軟化した後、室温で放
置された場合に凝固が開始するまでの時間（以下『冷却
時間』という）が好ましくは0.1秒〜100秒程度、更に好
ましくは0.1秒〜50秒、更に望ましくは0.1秒〜10秒に設
定される。

前記インクの融点若しくは軟化点が40℃より低いと、
感熱転写材の保存性の低下、中間転写体２の非記録部の
汚損を生じ、一方前記融点若しくは軟化点が200℃より
高いとパターン加熱に多大の熱エネルギーを要すること
となる。

また過冷却時間が0.1秒より小さいと、画像パターン
状の加熱工程終了後、記録シート４への再転写工程に至
るまでの溶融状態の保持に不適当となり、一方過冷却時
間が100秒より大きいと、記録シート４に転写後の記録
画像が安定性に欠けることとなる。

本発明に用いるインクローラ１を得るには、前記した
過冷却熱溶融性バインダー、着色剤及び添加剤をアトラ
イター等の分散装置を用いて溶融混練して熱転写性イン
クを得、必要に応じて芯材を用いて鋳型等により所望の
回転体形状に成形すればよい。

記録ヘッド３による加熱に於いては、該ヘッド３がイ
ンクローラ１の表面に対し、中間転写体２を介して所望
の画像パターン状に加熱し得る接触状態にある限り、両
者の圧接力は2kg/cm²以下でよく、また印加パルス幅は
0.5〜5msecの条件が好適に採用される。また記録ヘッド
３による熱印加量を変化させることによって、中間転写
体２に対するインクの転写量を変化させて記録シート４
上に所謂中間調の記録を得ることも可能である。

次に中間転写体２について説明すると、これは繰り返
しの使用に耐える強度、耐熱性、可撓性を有する限りに
於いて従来より公知の材料からなるベルトをそのまま使
用することが出来るが、中間転写体２上に於けるインク
像の崩れを抑制する点からは熱伝導度の低い材料の方が
好ましい。

中間転写体２の材質としては、例えばアルミニュウ
ム、鉄、銅等の金属及びそれらの合金からなる金属箔、
シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、テフロン樹脂
等のプラスチックフィルム等が好ましく使用されるが、
シリコーンゴム（特に室温加硫型のもの）が更に好まし
い。

また中間転写体２の厚さははエンドレスベルト状に形
成される限り特に制限されないが、10〜500μｍ程度が
好ましく、20〜100μｍ程度が更に好ましい。

次にローラ2a,2b,2c,2d及び加圧ローラ５としては、
その表面がニトリルゴム、ポエウレタンゴム、天然ゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、塩化ビニル樹脂、ナイロ
ン樹脂等から構成される弾性体ローラ、又はその表面が
金属、セラミックス等から構成される剛体ローラのいず
れも使用可能である。

尚、ローラ2bは図示しないスプリング等の部材によっ
て保持され、加圧ローラ５との間に挾持された中間転写
体２と記録シート４に圧力を付与するが、この圧力は線
圧で0.05〜10kg/cmが好ましく、0.1〜5kg/cmが更に好ま
しい。表面平滑性の低い記録シート４の表面凹部にイン
クを充分に付着させる為には、前記圧力は大きい方が好
ましい。

また前記記録ヘッド３と加圧ローラ５との間隔は、イ
ンク像が溶融ないし軟化状態を維持出来る間隔に設定さ
れる。従って中間転写体２に転写されたインク像を記録
シート４へ再転写する際に、該インク像の再加熱は不要
となる。

熱平滑ローラ６は転写によって表面が凹凸化したイン
クローラ１に線接触し、該接触部全体を加熱することに
よってインクを溶融ないし軟化することによって平滑化
するものである。

尚、上記構成に於いてインクローラ１から中間転写体
２へ転写形成されたインク像に対し、必要に応じてイン
ク像の除去、修正等種々の中間加工を施すことが可能で
ある。例えばその一例として第２図に示す如くインク像
の除去ないし部分的除去手段たる除去シート７を設けた
場合について説明する。

除去シート７はインク像を構成する過冷却熱溶融性イ
ンクを吸収、或いは付着して該インク像の除去ないし部
分除去を行う部材である。この除去シート７は溶融ない
し軟化状態のインクを吸収、或いは付着するシート状の
多孔性材料たる紙、多孔性プラスチックシート等が好適
に用いられるが、表面粘着性を有するシート材料等を用
いることも出来る。

前記除去シート７は例えば移動手段によって矢印ｄ方
向へ移動する除去ローラ7aの回転運動に伴って、中間転
写体２に接触され、中間転写体２に転写されたインク像
が除去シート７によって吸収、或いは付着されることに
よって適宜除去されるものである。

記録ヘッド３と中間加工手段たる除去ローラ7aとの間
隔は、過冷却熱溶融性インクからなるインク像が所望の
溶融ないし軟化状態を維持し得る間隔に設定されるが、
除去シート７によるインク像の除去等の中間加工を効率
的に行うには、本発明の目的に反しない限り、小さい間
隔に設定されることが好ましい。

尚、前述の実施例ではエンドレスベルト状の中間転写
体２を使用した例を示したが、他の例として第３図に示
す如く巻き取り形態の中間転写体２を使用することも出
来る。前記巻き取り形態の中間転写体２を使用する場合
でも、該中間転写体２の形態が異なるのみであるから第
１図の場合と同様に実施出来ることは容易に理解出来よ
う。

巻き取り形態にある中間転写体２の材料は第１図で説
明したものと同様であり、その他の構成も第１図に示し
たものと略同様であり、第１図のエンドレスベルト状に
回転する中間転写体２に代わって、供給ロール2eから供
給された中間転写体２が巻き取りロール2fに巻き取られ
るように構成されている。

また前記巻き取りロール2fに完全に巻き取られた場合
には供給ロール2eに巻き戻して、再度使用するようにし
てもよい。

また前述の実施例では記録ヘッド３を画情報に応じて
発熱する典型的な熱ヘッドの例で説明したが、熱ヘッド
を使用する代わりにレーザー光等の他の熱源を用いる場
合でも同様に実施し得ることは明白である。

次に第１図に示す装置を用いて転写記録の実験をし
た、その結果を示す。

先ず過冷却熱溶融性インクを下記の処方に従って作成
した。

カーボンブラック ５部 （プリンテックスＬ・デグサ社製） ポリアミド樹脂 80部 （サンマイド＃55 三和化学社製） 15部 Ｎ−エチル−ｐ−トルエンスルホンアミド 15部 前記に示した各成分を110℃で加熱しつつ分散混合し
て得た過冷却熱溶融性インク（融点62℃、過冷却時間10
秒）を直径10mmの樹脂製の芯材を中心とする直径60mmの
円筒形に形成し、インクローラ１とした。

更に記録ヘッド３と熱平滑ローラ６の距離l₁を12cm、
記録ヘッド３と加圧ローラ５の距離l₂を6cmに設定し、
記録ヘッド３（印加パルス幅1.1msec）で、エンドレス
ベルト状の厚さ20μｍのシリコーンゴムシートからなる
中間転写体２を介して面圧1kg/cm²の圧力を付与しつ
つ、熱印加することによりパターン状に軟化したインク
を中間転写体２の表面に転写させた。

更に次の工程で、中間転写体２上に軟化状態にある過
冷却熱溶融製インクからなるインク像を王研式平滑度計
による平滑度３〜４秒のボンド紙よりなる記録シート４
へ、ローラ2bと加圧ローラ５により線圧3kg/cmの圧力を
印加しつつ転写させた。

前記低平滑性のボンド紙に転写した記録像は、記録濃
度、転写性、鮮明性等の記録品位に於いて目視で良好で
あり、前記と同様の方法で平滑度120秒程度の高平滑紙
に転写した場合と略同等の記録品位が得られた。

また前記平滑度120秒程度の高平滑紙にはローラ2bと
加圧ローラ５との線圧100g/cmで良好な画像が得られ
た。

更に記録ヘッド３の印加パルス幅を変化させることに
よって記録シート４に対する過冷却熱溶融性インクの転
写量は変化し、前述の高平滑紙及びボンド紙に中間調の
記録画像を得ることが出来た。

＜発明の効果＞ 本発明は上述の如く、過冷却熱溶融性インクを固化し
た転写媒体を回転させて画情報に応じた熱エネルギーを
加え、これに応じて溶融ないし軟化したインクを中間転
写体に転写し、これを更に記録媒体に転写する如く構成
したために、コンパクトな装置を用いつつ、従来使用さ
れていた高価なインクリボンを不要とし、その結果ラン
ニングコストを大幅に低下することが可能となった。

また、中間転写体から記録媒体に転写媒体を転写する
際に、加圧によって行うために、その際の圧力をコント
ロールすることにより記録媒体の表面凹部にも転写媒体
を転写させることが可能であり、その結果表面平滑性の
低い記録媒体に対しても良好な転写記録像を得ることが
出来る。そして、この加圧転写の際に加熱することがな
いために、構成を複雑にすることがなく、消費エネルギ
ーを少なくすることが出来る。

また転写媒体の加熱条件を直接且つ微妙にコントロー
ルして転写媒体の転写量を調節することにより、中間調
の記録像を得ることも可能である。

更に加熱により溶融ないし軟化した前記過冷却熱溶融
性インクが固化するまで転写媒体表面と中間転写体とを
面接触させて前記転写媒体の表面を平滑化させるため
に、該転写媒体に画情報に応じた熱印加が良好に行わ
れ、品質の高い画像を得ることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る記録方法を具現化する
構成の断面説明図、第２図は中間加工を施す場合の断面
説明図、第３図は巻き取り型中間転写体を使用する場合
の断面説明図である。 １はインクローラ、1aは軸、２は中間転写体、2a,2b,2
c,2dはローラ、2eは供給ロール、2fは巻き取りロール、
３は記録ヘッド、3aはスプリング、４は記録シート、５
は加圧ローラ、６は熱平滑ローラ、6aはスプリング、７
は除去シート、7aは除去ローラである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八重樫 尚雄 東京都大田区下丸子３−30―２ キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 田村 泰之 東京都大田区下丸子３−30―２ キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 金子 修三 東京都大田区下丸子３−30―２ キヤノ ン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−82676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−151375（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−16352（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−9437（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱エネルギーの作用を受けて溶融ないし軟
   化する過冷却熱溶融性インクを固化した転写媒体を回転
   させ、該回転する転写媒体表面にエンドレスベルト状の
   中間転写体を面接触させて前記過冷却熱溶融性インクを
   記録媒体へ転写して画像記録を行う転写記録方法であっ
   て、 前記転写媒体の表面を前記中間転写体側から加熱する加
   熱工程と、 加熱により溶融ないし軟化した前記過冷却熱溶融性イン
   クが固化するまで前記転写媒体表面と前記中間転写体と
   を面接触させて前記転写媒体の表面を平滑化する平滑工
   程と、 平滑化された前記転写媒体の表面に前記中間転写体を面
   接触した状態で、その接触領域に画情報に応じた熱エネ
   ルギーを加えることにより、前記中間転写体に前記画情
   報に応じた前記過冷却熱溶融性インクを転写する加熱転
   写工程と、 前記画情報に応じて前記中間転写体に転写された溶融な
   いし軟化した前記過冷却熱溶融性インクが固化する前
   に、前記中間転写体と前記記録媒体とを圧接して、前記
   画情報に応じた前記転写媒体を前記記録媒体に加圧転写
   する加圧転写工程と、 を有することを特徴とする転写記録方法。