JPH01130968A

JPH01130968A - 熱転写用抵抗性リボン，前記リボンを用いた印刷装置及び前記リボン製造方法

Info

Publication number: JPH01130968A
Application number: JP63263018A
Authority: JP
Inventors: Ali Afzali-Ardakani; アリ・アフザリ−アイダカニ; Ronald T Cannavaro; ロナルド・トーマス・カナヴアロ; Walter Crooks; ワルター・クロツクス; Mukesh Desai; マツケシ・デザイ; Keith S Pennington; キース・サミユエル・ペニングトン; Jean-Piet Hoekstra; ジヤン−ピイツツ・ホークストラ; Eva E Simonyi; エヴア・エリカ・サイモニイー
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1989-05-23
Also published as: EP0313797A1; DE3869730D1; JPH0457515B2; EP0313797B1; US4810119A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ、産業上の利用分野本発明は熱転写印刷技術、より詳細に言えば、高解像度
の印刷を行うために、抵抗性リボンの水平方向の抵抗率
と垂直方向の抵抗率を異ならせた熱転写リボンに関する
。

Ｂ、従来の技術抵抗性リボンによる熱転写式印刷装置及び放電式印刷装
置の両方は、特にコンピュータの端末装置の分野及びタ
イプライタの分野において、妥当な解像度で良質の印刷
を行う装置として広く知られている。抵抗性リボンによ
る熱転写印刷（ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐ
ｒｉｎｔｉｎ３　）方式は、薄い熱転写リボンが使用さ
れる。このリボンは通常、インク受容媒体（例えば紙）
に接触させられる熱軟化性のインク層と、電気抵抗を持
つ材料の層と、他の補助層を含んで３層か、または４層
で構成されている。改良されたこの種のリボンにおいて
は、抵抗性の層の厚さを支持層として兼用出来るほど厚
くすることによって、支持層を別個に設ける必要をなく
している。また、電流の帰還路として用いるために、電
気的に良導体の薄い層が与えられる。

熱軟化性のインク層から受容媒体へインクを転写するた
めに、インクの層は受容媒体の表面に接触させられる。

次に、リボンは電力供給源に接続され、印字を行うべき
インク受容媒体の表面（例えば紙の表面）の位置と対向
する点にある針状電極に接触されている。針状電極を通
って電流が印加された時、電流は抵抗層を流れて、部分
的な抵抗性の発熱を生じ、これは転じて、熱軟化インク
層中の少量のインクを軟化させる。次に、この軟化した
インクは受容媒体に転写されて印字が生じる。抵抗性リ
ボンの熱転写式印刷技術は、米国特許第３７４４６１１
号、同第４３０９１１７号、同第４４００１００号、同
第４４９１４３１号及び同第４４９１４３２号に開示さ
れている。

抵抗性リボンに使用されている材料は公知である。例え
ば、抵抗層は通常、ポリカーボネートのようなポリマー
に炭素、または黒鉛を分散させたものである。電流還流
用の薄い導電層はアルミニウムのような金属である。熱
的に軟化するインクは、着色剤を含み、通常的１００℃
で軟化する種々の樹脂で構成されている。印刷電流は、
例えば商標名ｒＱＵＩＥＴＷＲＩＴＥＲＪとしてＩＢＭ
社から市販されているプリンタでは約２０乃至約３０ミ
リアンペアが使用されている。

例えば米国特許第３７８６５１８号、同第８８６１９５
２号、同第４３３９７５８号、及び同第４０８６８５３
号などに示されているように、放電印刷（ｅｌｅｃｔｒ
ｏｅｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　）もまた公知で
ある。放電印刷は、直接オフセット用マスク版及び直接
陰画を作るのに適当な技術として知られている。一般に
、放電記録用媒体は支持層と、薄い導電層で構成されて
いる。支持層は、例えば紙、マイラー（商標）のような
ポリエステルであり、薄い導電層はアルミニウムのよう
な金属である。

印刷を行うために、薄いアルミ層はアークによって除去
される。このような機能を持つ装置の代表的な例を挙げ
ると、これは、約７．６乃至約１２゜７ミクロン（約０
．３乃至約０．５ミル）の直径を持つタングステン製の
針状電極を複数本含む印字ヘッドが、針状電極の端部と
アルミ層との間の良好な電気的接触を維持しながら、放
電記録用媒体上で走査されるものである。そして、印刷
が行われる場所における所定の時間において、所定の針
状電極にパルスを印加することによって、付勢された針
状電極とアルミ層との間にアークを飛ばす。このアーク
の温度は、散逸（ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　）　、例えば蒸発に
よってアルミニウムを部分的に除去させる程に十分に高
い。

実際の放電用媒体は、支持基体及び薄い金属層との間の
基体層と、薄い金属層上の被覆層とを必要とする。基体
層及び被覆層は、アークが与えられていない領域のアル
ミ層の引掻き傷を防止し、そして、ヘッドの摩耗及び汚
れを最少限にとどめる。基体層は通常、例えば、橋かけ
結合のセルローズ性結合剤中のシリカのように、適当な
結合剤中に混合された硬い粒子を含んでいる硬質の層で
ある。被覆層は通常、セルローズ性結合剤中に、黒鉛の
ような固体潤滑剤を含むポリマーで構成された潤滑性を
有する保護被覆層である。

抵抗性リボンの熱転写式印刷装置で使用されている市販
の複数の針状電極を持つ記録ヘッドの各針状電極の直径
は、約２５乃至約１００ミクロン（１乃至４ミル）であ
り、ＩＢＭ社のＱＵＩＥＴＷＲＩＴＥＲの場合では約２
５ミクロンである。高解像度の印刷に対しては、紙のよ
うな受容媒体に転写されるインクを含む対応ドツトの寸
法は、印字ヘッドの針状電極の実際の直径、即ち約２５
ミクロン（約１ミル）に出来るだけ近づけるべきである
。然しながら、２５ミクロンの電極を使用しても、ドツ
トの大きさは実際には、しばしば１００ミクロン以上で
ある。印字されたドツトの大きさが針状電極の寸法を大
巾に越える原因は、通常の自己支持式の抵抗性熱転写リ
ボンの抵抗層の厚さに起因しており、通常の抵抗性熱転
写リボンの抵抗層は、約１５乃至約２０ミクロンの厚さ
の炭素を混合したポリカーボネートの層であり、同時に
支持機能も果すものである。このような通常の熱転写リ
ボンにおいては、リボンの抵抗層の横方向に対して可成
りの熱が発生し、その結果、転写されたドツトの寸法は
大きくなる。独立した別個の支持層を持たないリボンに
おける約１５乃至約２０ミクロンの抵抗層の厚さは、印
刷動作中において、抵抗層の物理的な原形を維持するこ
とが出来るものと考えられる寸法である。より高い解像
度の印字を与える抵抗性熱転写リボンを得るための１つ
の方策として考えられることは、抵抗層に加圧処理を施
すことによって、抵抗層の厚さを減少させることであり
、これにより、炭素粒子同志の接触をより良くして、炭
素の混入率を低め、結果として機械的な強度を高めた薄
い抵抗層を得ようというものである。タイプライタ・リ
ボンに対する加圧処理技術は、例えば米国特許第１８３
０５５９号に開示されている。上述の問題の他の解決策
としては、印刷するための熱伝導の方向の電気抵抗が、
それと交差する方向の電気抵抗よりも小さくなるように
、異方性の特性を持つ単一の抵抗層を与えることである
。然しながら、この解決法は、実用化することが困難で
あった。従って、複数の小さな直径の針状電極を持つ記
録ヘッドを使用して高い分解能を与えることの出来る抵
抗性熱転写リボンや、そのようなリボンの製造方法や、
熱転写式゛印刷法などが求められる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点従って本発明の目的は、新規な抵抗性熱転写リボンを提
供することにある。

本発明の他の目的は、高解像度の印刷を与える抵抗性熱
転写リボンを提供することにある。

本発明の他の目的は、異方性の抵抗性を持つ新規な熱転
写リボンを製造する方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、低いレベルの電気的エネルギで高
解像度の印刷を直接生じさせるのに使用する印刷処理方
法を提供することにある。

本発明の他の目的は、抵抗性リボンの熱転写式印刷装置
の解像度を改善することにある。

本発明の他の目的は、印刷されたドツトの大きさが針状
電極の直径とほぼ同じ大きさであるような、複数針状電
極式記録ヘッドのインク転写式印刷方法を提供すること
にある。

Ｄ１問題点を解決するための手段本発明は、熱転写式印刷装置の印刷方向に対して低い電
気抵抗の領域をリボン内に設けることにより、転写され
るインク・ドツトの解像度を改善する異方性の抵抗性熱
転写リボンを与える。より特定して言えば、本発明は、
低い電気抵抗を持つ第１の抵抗層と、高い電気抵抗を持
つ第２の抵抗層で形成された二重抵抗層（ｄｕａｌ　ｒ
ｅｓｉｓｔｔｖｅｌａｙｅｒ　）を含む抵抗性熱転写リ
ボンを与える。一実施例において、上記の低抵抗層は加
圧され、溝が付されており、高抵抗の第２の層は低抵抗
の上記の第１の層の溝を満たしている。

本発明の他の実施例は、インクのドツトの大きさを改善
するための熱転写リボンを製造する方法を開示している
。

本発明の他の実施例は、上記の新規なリボンを含む印刷
装置と、上記の新規なリボンを用いた印刷方法を開示し
ている。

本発明の他の実施例は、低抵抗層は約５０乃至約４００
オーム／□の範囲の抵抗値（シート抵抗値）を持ち、そ
して高抵抗層は約１０００乃至約５０００オーム／□の
範囲の抵抗値を持つ熱転写リボンを開示している。

本発明の他の良好な実施例は、抵抗層の溝の凸部と凹部
の距離が約３乃至約５ミクロンであり、凸部相互の間隔
が約１０乃至約２５ミクロンである熱転写リボンが開示
されている。

Ｅ、実施例本発明において、抵抗性熱転写リボンによる印刷、また
は放電式の印刷に使用されるタイプの複数針状電極の印
字ヘッドが、熱転写インク・リボンの抵抗性層に部分的
な電流を与えるのに用いられる。熱転写リボンは薄い導
電性の金属層と、最上層である熱軟化性のインク層との
二重抵抗層で構成されている。

第１図は、本発明に従った熱転写リボンと印刷装置の一
部を示しており、リボン１０は、二重抵抗層１６と、導
電性の金属層１４と、熱軟化性インク層１２とで構成さ
れている。抵抗層１６に電流を流し、これにより抵抗層
を加熱し、転じて金属層１４を通して熱軟化性インク層
１２へ熱を伝導させるために、抵抗性熱転写リボンの印
刷装置か、または放電印刷装置の何れかに使用される型
式の複数針状電極が与えられる。この型式のヘッドは公
知であり、複数個の印字用針状電極（スタイラス）１８
と、大きな接触電極２０（接地されている）を含んでい
る。印字用針状電極１８が所定のパターンで付勢される
と、矢印２２で表わした電流が抵抗層に流入し、矢印２
４で表わしたように、金属の導電層１４を通って接地電
極２０に流れる。電流密度が印字用針状電極１８の付近
の抵抗層領域で十分に高ければ、抵抗層１６の小さな領
域内に著しい抵抗性の発熱が生じ、そして、インク層の
領域３０を軟化させるに十分な熱が金属層１４を通って
熱伝導されるので、印字用電極に対応するインク層１２
の領域３０が軟化し、これにより、軟化したインクを紙
などの受容媒体に転写する。この場合、約１０乃至約５
０ミリアンベアの電流、好ましくは約２０乃至約３０ミ
リアンペアの電流を流すのが望ましい。電流パルスは約
１乃至約１００ミリ秒の期間を有している。本発明にお
いて、抵抗層１６は低抵抗層４と高抵抗層６とで形成さ
れている。

第２Ａ図乃至第２Ｆ図の各々において、参照番号４．６
．１２．１４及び１６は第１図で説明した各要素と同じ
要素を表わしている。

第２Ａ図において、低抵抗層４は標準的な被覆技術を使
用して基体２の上に被着される。支持板即ち基体２は、
抵抗性熱転写リボンの製造に通常使用されている任意の
材料、例えばマイラー（商標）（ポリエチレン・テレフ
タレート）、テフロン（商標）（ポリテトラフルオロエ
チレン）、その他のポリエステルを含む任意の材料でよ
い。

低抵抗層４は熱可塑性結合剤に導電性粒子を分散した被
覆材料を基体に被着することによって形成される。導電
性粒子及び熱可塑性結合剤は抵抗性熱転写リボンの製造
技術で公知である。導電性粒子は、例えば炭素、黒鉛、
金属粉にッケル粉など）、ニッケルを被覆した雲母など
から選択され、他方、熱可塑性樹脂は、ポリカーボネー
ト、ポリイミド、ポリエチルイミド、ポリサルフオンな
どの材料から選択される。導電性粒子の混合量は、約５
０乃至約４００オーム／□の範囲、好ましくは約１００
乃至約２００オーム／□の範囲の抵抗値を有する抵抗層
を与えるように選択される。

導電性粒子の適当な混合率は、選ばれた導電性粒子に従
って約１０乃至約４０重量％の範囲がしばしば用いられ
、例えば直径的０．１乃至約１ミクロンの炭素粒子の場
合、約２５乃至約３０％である。当業者であれば、使用
材料に応じて、導電性粒子の混合率は、実験的に容易に
決めることが出来る。この第１の抵抗層は基体上に約５
乃至約１５ミクロンの厚さに被着される。

被着工程及び乾燥工程を経た後に、低抵抗層は溝付きロ
ールを使用する通常１回の行程で加圧し、凹凸を付すの
が好ましい。勿論、加圧行程と、凹凸性は行程を別々に
別けて行ってもよい。第２Ｂ図に示したように、溝部５
２の山部から谷部の間の距離５０が約１乃至約１０ミク
ロンになるように溝付は作業を行う。山部の中心から隣
りの山部の中心までの距離５４は約５乃至約５０ミクロ
ンであり、１０乃至２５ミクロンが好ましい。谷部の中
心から隣りの谷部の中心までの距離５６は約５乃至約５
０ミクロンであり、約１０乃至約２５ミクロンが好まし
い。距離５４の大きさを、針状電極の直径とほぼ同じ大
きさにするのが最も好ましい選択である。凹凸付は用ロ
ールの表面のパターンは低抵抗層に付される所定の模様
に相補的にほぼ対応するから、低抵抗層の表面パターン
を与える凹凸付は用ロールは容易に選択することが出来
る。凹凸付は処理、即ち溝の加工処理は、ガラスの臨界
溶融点とほぼ同じか、またはそれよりもやや高い温度の
もとで、所定のパターンを与えるのに十分な圧力で熱可
塑性結合剤を加圧する通常の方法により遂行することが
出来る。例えばポリカーボネート／炭素の層を処理する
場合、約１２０乃至約１５０℃の温度と、１平方センチ
メートル当り約０．１４乃至約０．４２キログラム（約
２０００乃至約６０００ＰＳ　Ｉ　”）の圧力を使用す
ることが出来る。

その後、第２Ｃ図に示したように、距離５０にほぼ等し
い大きさで溝部５２を被うに十分な厚さの高抵抗層で低
抵抗層４を被覆する。高抵抗層を構成する導電性粒子と
結合剤の材料は、低抵抗層で使用する材料から選ぶこと
が出来る。導電性粒子の混合率は、高抵抗層６が約１０
００乃至約５０００オーム／□、好ましくは約１０００
乃至約２０００オーム／□の抵抗を持つように、選択さ
れる。従って、若し、層４に使用したように、層６ｔ′
形成するために同じような配合を採用するのならば、導
電性粒子の混合比率は、例えばポリカーボネートと炭素
の場合、炭素の混合率を約１５乃至約２０％にするとい
うように、層４に比べて著しく小さな値にされる。この
時点で、二重抵抗層１６が与えられたことになる。

二重抵抗層１６が形成された後、抵抗性熱転写リボンの
通常の技術を用いて、薄い金属の導電層１４（第２Ｄ図
）と、熔融性インク層１２（第２Ｅ図）が与えられる。

従って、例えば真空蒸着、またはスパッタ処理のような
蒸着処理や、無電解メツキ、または金属電気メツキのよ
うな処理が、薄い金属の導電層１４を与えるために、使
用することが出来る。この金属の導電層には、ニッケル
、銅、金、アルミニウム、クロム等の金属が使用される
。この薄い導電性金属層は通常約５００乃至約１ｏｏｏ
オングストロームの厚さを持っており、これはアルミニ
ウムが蒸着処理で与えられた場合の好ましい値である。

最後に、インク層について述べると、ワックス、または
低温で軟化する有機ポリマ、またはそれらの組合せた材
料と、顔料、または染料との混合物からなるインク層１
２は、通常、約２乃至約５ミクロンの厚さで金属層の表
面に被覆されている。

この時点で、リボンは、第２Ｆ図に示したような完成さ
れたリボン構造を与えるために、既に知られているよう
に、基体２から引き剥がされる。

上述したように、二重抵抗性層は十分な機械的強度を有
しているので、抵抗性リボンの製造は、抵抗層とは別個
の内部の支持層を設ける必要がない。しかし、本発明の
技術は内部に別個の支持層を持つリボンにも勿論用いる
ことが出来る。

電流が本発明のリボンに印加されると、第１図に示され
たように、電流は最も低い抵抗値を持つ電路を選んで流
れる。従って、電流は第２の層の高い抵抗値を持つ領域
に広がることなく、低い抵抗値を持つ層を通って薄い金
属の導電層に流れる。

その結果、抵抗層の電流の導通路だけに熱が発生され、
これは、転じて熱軟化性のインク層から媒体へ、インク
の小さなドツトを転写する。低抵抗層から導電性金属層
に通り抜ける高電流路を形成させることによって、針状
電極の周囲の抵抗層を加熱させないから、その結果、解
像度を劣化させることなく、針状電極とほぼ同じ大きさ
のインクのドツトを転写することが出来る。従って、本
発明の異方性の抵抗性リボンは高い解像度の印刷を与え
る。

Ｆ０発明の効果本発明によれば熱転写式印刷装置において、高品質の印
刷が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は針状電極から、本発明による二重抵抗層を通っ
て流れる電流が上記の抵抗層上のインク層を軟化する態
様を説明するために、熱転写装置の一部を拡大して示す
図、第２Ａ図乃至第２Ｆ図の夫々は本発明による抵抗性
熱転写リボンの製造の順序毎に形成される部材の構造を
切断した断面図である。２・・・・基体、４・・・・低抵抗層、６・・・・高抵
抗層、１０・・・・抵抗性熱転写リボン、１２・・・・
熔融性インク、１４・・・・導電性層、１６・・・・二
重抵抗層、１８・・・・印字用電極、２０・・・・接地
電極、３０・・・・インク層の領域、５２・・・・溝部
。出　願　人　　インターナショナル・ビジネス・マシー
ンズ・コーポレーション代　理　人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１
名）寸耐Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　ＬＬ（ロ　　　＼ト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱転写方向に沿つて低抵抗の異方性二重抵抗層と
、前記抵抗層に被着された電気経路用の導電層と、最上
部層としての熱軟化性インク層と、を備えた熱転写用抵
抗性リボンであつて、前記抵抗層は前記導電層から離れ
た低抵抗の第１層と前記導電層に隣接する高抵抗の第２
層とを含む熱転写用抵抗性リボン。
（２）熱転写方向に沿つて低抵抗の異方性二重抵抗層と
、前記抵抗層に被着された電気経路用の導電層と、最上
部層としての熱軟化性インク層と、を備えた熱転写用抵
抗性リボンであつて、前記抵抗層は前記導電層から離れ
た低抵抗の第１層と前記導電層に隣接する高抵抗の第２
層とを含む熱転写用抵抗性リボンと、前記抵抗層の所望の領域に電流を選択的に通じさせる複
数の針状電極を備えた印字ヘッドであつて、前記抵抗層
の所望の領域に前記針状電極を選択的に抵触させて電流
を与えることにより前記所望の領域と同形の前記熱軟化
性インク層の領域を軟化させる印字ヘッドと、を有する印刷装置。
（３）約５０から約４００オーム／□のシート抵抗値を
有する低抵抗層を適当な基体上に堆積する工程と、前記低抵抗層の表面に周期的に繰り返す山部と谷部とを
形成し、約１０００から約５０００オーム／□のシート抵抗値を
有する高抵抗層を前記低抵抗層の上に前記谷部が十分に
埋められるようにして被着する工程と、前記高抵抗層の上に導電性層を形成する工程と、前記導
電層の上に熱軟化性インク層を形成する工程と、を含む熱転写用抵抗性リボンの製造方法。