JPH07115543B2 - 感熱転写記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は感熱転写記録に際し、表面平滑性の低い記録媒
体に対しても良画質の記録をすることが出来る感熱転写
記録方法に関するものである。

＜従来の技術＞ 感熱転写記録方法は装置が小型軽量にして騒音が少ない
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感熱転写記録方法はシート状
の支持体上に、熱溶融性バインダー中に着色剤を分散さ
せてなる熱転写性インクを層状に塗布した感熱転写材を
用い、この感熱転写材の前記インク層が記録媒体に接す
るように感熱転写材と記録媒体とを重畳し、該記録媒体
の背面をプラテンローラで支承すると共に、前記感熱転
写材の支持体側から記録ヘッドによってパルス状の熱を
供給し、溶融ないし軟化（以下単に『溶融』という）し
たインクを記録媒体に転写することにより、記録媒体上
に熱供給に応じた転写インク像を形成するものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記の如く感熱転写記録方法は加熱されて溶融したイン
クの粘着力によって転写するものである為に、転写性能
たる画像品質が記録媒体の表面平滑性に大きく左右さ
れ、平滑性の高い記録媒体には良好な転写が行われる
が、平滑性の低い記録媒体の場合は著しく画像品質が低
下する。従って良好な画像記録をする為には表面平滑性
の高い記録媒体を使用しなければならない。しかし、最
も典型的な記録媒体である普通紙にあっては平滑性が高
い紙は特殊なものであり、普通は紙の繊維が絡み合って
微小の凹凸を形成している。従って表面凹凸が大きい紙
に印字する場合は、記録時に溶融したインクの紙の繊維
の中まで浸透出来ず、表面の凸部或いはその近傍に付着
するのみであり、転写画像のエッジ部がシャープでなか
ったり、像の一部が欠けたりして画像品質が低下するも
のであった。

そこで上記表面平滑性の低い記録媒体に印字をする場
合、従来は溶融粘度が小さい熱溶融性バインダーを使用
したり、或いは熱転写性インク層の層厚を厚くすること
により、溶融インクを紙等の記録媒体の微細凹部まで忠
実に付着ないし浸透させるようにしていた。

しかしながら、上記の如くしても画像品質を高めるまで
には至らず、更に溶融粘度の小さいバインダーを使用し
た場合は、インク層が比較的低温に於いても粘着性を帯
びるので保存性が低下すると共に、記録媒体の非画像部
に於いて汚損が生ずる等の問題が生じ、また熱転写性イ
ンク層の層厚を厚くした場合には、にじみが大きくなる
と共に、記録ヘッドからの熱供給量も大きくしなければ
ならず、更には記録速度も低下する等の問題が生じるも
のであった。

本発明は上記従来の問題点を解決し、諸々の熱転写性能
を維持しつつ、表面平滑性の高い記録媒体に対しては勿
論のこと、表面平滑性の低い記録媒体に対しても濃度が
高く、且つインク切れのよい高品質の記録が可能な感熱
転写記録方法を提供せんとするものである。

本発明は上記従来の方法で記録媒体の表面平滑性の低い
場合に、熱溶融性バインダーとして溶融温度に於いて急
激に粘度が低下するワックスを主成分としたものが使用
され、その結果溶融したインクが記録媒体に浸透してし
まう為に、画像品質が低下していたことに鑑み、種々の
研究を行った結果、熱溶融性インク等として明確な溶融
温度をもたないと共に、溶融粘度も急激に低下しない物
質を主成分として用いることによって、表面平滑性が低
い記録媒体に対してもインクの浸透が少なく、凹部を覆
うことが可能であることを見出し、更に転写時に於いて
熱印加後の感熱転写材と記録媒体との剥離方法も画像品
質を左右する重要な要素となることを見出して本発明を
完成させるに至ったものである。

＜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手段は、２種類以
上のドメインを有すると共に、少なくとも１種類のドメ
インが数平均分子量1300以上の酸化ポリエチレンを含有
してなるインク層で、前記酸化ポリエチレンの含有率が
前記インク層中の熱溶融性バインダー総量に対して30重
量％以上であるものを、支持体上に有する感熱記録材を
使用し、前記インク層を記録媒体に密着し、且つ支持体
側からパルス状の熱を印加してインクを記録媒体に転写
させ、更に熱印加終了後50ミリ秒以内で前記感熱転写材
を記録媒体から剥離することを特徴としてなるものであ
る。

＜作用＞ 上記手段によれば、熱印加によって溶融したインクの粘
度が急激に低下せず、該インクが表面平滑性の低い記録
媒体に転写された場合、その凹部が覆われ、且つ上記時
間内に於いては溶融インクが記録媒体に接着し易く、そ
の間に感熱転写材を記録媒体から剥離することによって
溶融インクを確実に転写することが出来るものである。

＜実施例＞ 次に上記手段を適用した本発明の一実施例を説明する。

第１図は感熱転写材の厚さ方向断面を含む模式断面図で
ある。１は感熱転写材であって支持体２上に熱転写性イ
ンク３を層状に塗布形成して構成している。このインク
３は２種類以上のドメインを形成し、そのうちの少なく
とも１種類のドメインが数平均分子量1300以上の酸化ポ
リエチレンを成分とした熱溶融性バインダーに着色剤を
混入して構成したものである。

尚、ここでドメインとは不均一系に於いて、組成、物性
等が立と識別し得る領域をいう。

前記感熱転写材１のインク３を背面がプラテンローラ４
によって支承された記録媒体５に密着し、支持体２側か
ら画情報に応じて発熱する発熱部6aを有する記録ヘッド
６によって圧接すると共にパルス状の熱を印加する。熱
が印加されると熱転写性インク３は半溶融状態となって
凝集力が増大し、記録媒体５に接着する。その後、感熱
転写材１は記録ヘッド６の端部に於いて記録媒体５と剥
離するが、熱印加終了から剥離するまでの時間（以下
『剥離時間』という）が50ミリ秒以内に設定されてい
る。

尚、記録ヘッド６は放熱板９を介して支持台10により、
プラテンローラ４に対して平行移動するキャリッジ（図
示せず）にアップダウン可能（プラテンローラ４方向に
回動可能）に取り付けられている。

上記の如く構成することによって表面平滑性の低い記録
媒体５に対しても鮮明な画像を転写することが可能とな
る。

また前記剥離時間を設定する場合に、感熱転写材１と記
録媒体５との間でなす角度（以下『剥離角度』という）
θを10〜50度に設定し、且つ該剥離角度θを一定に保っ
ておく距離（以下『剥離距離』という）ｌを50mm以下に
設定することが好ましい。

上記剥離時間は記録速度を調節することによって、また
剥離角度及び剥離距離を調節するには感熱転写材１が収
納されると共に、前記キャリッジに着脱可能に装着され
るカセット７に取り付けられたローラ８をａ方向に移動
させることによって容易になし得る。

次に上記の如く構成したことによって鮮明画像が転写さ
れる理由を説明する。

上記構成に於いて、感熱転写材１のインク３を構成する
熱溶融性バインダーが２種類以上のドメインを形成する
と、インク層内の凝集力が均一系に比べて大幅に小さく
なる。またこの２種類のドメインは熱印加時にパターン
加熱部に於いて均質化が進行し、凝集力の高い記録潜像
を形成すると共に、記録媒体５への記録潜像の接着力と
して作用する粘着力を生ずる。更に熱溶融性バインダー
が２種類以上のドメインにより構成されると、例えば加
熱された場合の接着力や凝集力といった機能ないし物性
が異なるドメインが存在する為に、均一系の場合より各
々の機能ないし物性が発現され易く、その結果、熱印加
の際に熱印加部と非熱印加部とでインク３の凝集力に大
きな差異が生ずるものである。

更に少なくとも１種類のドメインが数平均分子量1300以
上、より好ましくは2000〜10000の酸化ポリエチレンを
成分として含む為、前記熱印加部と非熱印加部とでの凝
集力に更に大きな差異が生じ、転写の際にエッジ部が鮮
明な記録画像が得られるものである。

尚、酸化ポリエチレンの数平均分子量が1300以下になる
と、熱印加後形成される潜像の皮膜性が低くなり、転写
記録像に欠けが出るようになり、また酸化ポリエチレン
の含有率が30％未満であると、熱印加後の熱印加部と非
熱印加部とのインク切れが悪くなるので適当でない。

さて前記の如く構成された感熱転写材１のインク３は、
熱印加前は固体状態である為に支持体２に強固に密着し
ているが、熱印加されると半溶融状態となって支持体２
との密着力が弱くなり、支持体２から剥離され易くな
る。またその後時間が経過すると前記インク３は再固化
する為に支持体と強固に密着する性質をもっている。

上記インク３を表面平滑性の低い記録媒体５に転写する
場合で説明すると、第２図に模式的に示す如く、熱印加
直前から熱印加終了まではインク３は固体から次第に溶
融していく状態である為に、支持体２との密着力の方が
記録媒体５への接着力よりも強いが、その後50ミリ秒程
度まではインク３が半溶融状態となるので支持体２との
密着力が弱くなると共に記録媒体５への接着力の方が強
くなり、更に50ミリ秒をこえると再度支持体２との密着
力の方が記録媒体５への接着力よりも強くなる。

記録媒体５の表面平滑性が低い場合には、上記傾向は更
に強まる。

上記の如く、表面平滑性の低い記録媒体５に前記インク
３を転写する場合、熱印加後、感熱転写材１と記録媒体
５とは早く剥離した方が転写性能がよく、時間が経過し
てから剥離すると記録媒体５の凹部に於いて充分な皮膜
転写が困難となり画像欠けが生じてしまうものである。
特に表面平滑性が低い記録媒体の場合は、平滑性が高い
記録媒体に比べてインクが接触する部分が少ない為に、
転写性能が前記時間の経過によって大きな影響を受ける
ものである。

従って転写記録時に感熱転写材１と記録媒体５とは熱印
加終了から剥離するまでの時間を50ミリ秒以内、好まし
くは30ミリ秒以内、最も好ましくは１〜10ミリ秒に設定
することが画像欠けのない転写記録を得る為の条件とな
る。

次に剥離角度θについて述べると、角度θが10度より小
さいと、支持体２と記録媒体５との間の間隔が狭くなる
為に、インク層と支持体２との間の密着力も作用し、両
者の剥離点が記録ヘッド６の端部よりも感熱転写材１の
走行方向下流側（以下単に『下流側』という）へずれ、
その結果、熱印加終了から50ミリ秒以内では剥離され難
くなり、インク３の記録媒体５への接着力よりもインク
３と支持体２との間の密着力の方が強くなる為に、充分
な記録潜像が形成されず、画像欠けが生じてしまう。ま
た剥離角度θが50度を超えると、熱印加によって凝集力
が高くなったインク３か支持体２と急激に剥離される為
に、非熱印加部のインクまでもが熱印加部の大きな凝集
力によって引っ張られ、その結果、非熱印加部まで支持
体２から剥離されて余分な転写が生じ、画像切れが悪く
なるものである。

従って剥離角度θは10〜50度の範囲で、更には20〜30度
の範囲に設定することが好ましい。

また前記剥離距離ｌについてであるが、感熱転写材１に
加わる張力Ｆを一定として、ｌの区間に於ける感熱転写
材１の伸びΔｌを考えてみると、ヤング率は一定である
から、ｌの長さが長くなればΔｌはそれに比例して大き
くなっていく。その結果、ｌの区間に於ける感熱転写材
１のたるみが生じ、感熱転写材１と記録媒体５との剥離
点が下流側へ移行し、前述の剥離角度θが10度未満のと
きと同じく剥離時間が50ミリ秒以内で剥離され難くなっ
て画像欠けを生じてしまう。またΔｌを小さくする為に
張力Ｆを小さくすることは感熱転写材１の搬送が不安定
となるので適当でない。

従って剥離距離ｌは50mm以下に、好ましくは30mm以下
に、更に好ましくは１〜10mmに設定することが望まし
い。

以上のように感熱転写材１のインク３として所定の熱溶
融性バインダーを使用し、且つ剥離時間を２〜50ミリ秒
に、またその為に好ましくは剥離角度θ及び剥離距離ｌ
を上記所定の範囲に設定することによって、表面平滑性
の低い記録媒体に対しても転写性能のよい記録を行うこ
とが出来るものである。

上記剥離時間等に於いて、従来の転写方法にあっては熱
溶融性インクを加熱溶融して記録媒体に浸透した後、感
熱転写材と記録媒体を剥離するというプロセスをとって
いた為に、剥離時間、剥離角度及び剥離距離を変えても
転写性能があまり変化しないものであった。

次に前記構成の各部の構成について更に詳述する。

先ず感熱転写材１の支持体２は、従来使用されている支
持体と異なるものでなく、厚さ２〜15μｍ程度のポリエ
ステル、ポリカーボネイト、トリアセチルセルロース、
芳香族ポリアミド、ポリイミド等の比較的耐熱性のよい
プラスチックのフィルム、セロハン、或いは硫酸紙、コ
ンデンサー紙等が用いられる。

インク３の２種類以上のドメインは、例えば熱溶融性樹
脂微粒子と非粒子状の相との組み合わせにより構成され
る。即ち、例えば、２種類以上のドメインのうち少なく
とも１種類のドメインが熱溶融性樹脂微粒子により構成
され、且つ他の少なくとも１種類のドメインが非粒子状
の相により構成されている場合、２種類以上のドメイン
の夫々が夫々異種の非粒子状の相により構成されている
場合、２種類以上のドメインの夫々が夫々異種の熱溶融
性樹脂微粒子により構成されている場合等がある。

上記ドメインの構成を図示して具体的に説明すると、先
ず第３図（Ａ）に示したインク３は、例えばＡ種（白抜
き丸）及びＢ種（黒べた丸）の２種類の熱溶融性樹脂微
粒子により構成されている。各ドメインは夫々の単一の
Ａ種又はＢ種の熱溶融性樹脂微粒子により構成されてい
てもよいし、夫々複数のＡ種又はＢ種の熱溶融性樹脂微
粒子が夫々高次に集合した集合体により形成されていて
もよい。或いはこれ等の単一微粒子によるドメインと集
合体によるドメインとが混在したような状態となってい
てもよい。

第３図（Ｂ）に示すインク３は、熱溶融性樹脂微粒子Ｃ
及び非微粒子状の相Ｄにより夫々１種類以上のドメイン
が形成されている。熱溶融性樹脂微粒子Ｃには単一でド
メインを構成してもよいし、高次に集合した集合体によ
りドメインを構成してもよい。また異なる種類の熱溶融
性樹脂微粒子Ｃにより２種類以上のドメインを構成して
もよい。この場合、微粒子の種類を変えることにより、
例えば熱時接着力や凝集力といった機能ないし物性の異
なるドメインが形成される為、各々の機能ないし物性が
発現され易い状態となる。また同様に非微粒子の相Ｄ
は、例えば相分離したような状態で２種類以上のドメイ
ンを構成してもよい。

第３図（Ｃ）に示すインク３は、例えばＥ種（白抜き部
分）及びＦ種（網目部分）の２種類の非微粒子の相によ
り夫々ドメインが形成されている。

また本実施例で使用する酸化ポリエチレンは、熱転写性
インク３を構成する何れの種類のドメインに含まれてい
てもよいし、また２種類以上のドメインに含まれていて
もよいが、効果をより充分に発揮する為には熱転写性イ
ンク３に含有される熱溶融性バインダー総量の30重量％
以上含まれていることが好ましい。

熱溶融性バインダーは、酸化ポリエチレン以外には特に
制限はなく、配合物として例えばワックス、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等
のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル−エ
チレン共重合体等のポリ酢酸ビニル系樹脂、石油系樹
脂、フェノール系樹脂、メラニン系樹脂、尿素系樹脂、
ポリスチレン系樹脂、スチレン・ブタジエンゴム、イソ
プレンゴム等のエラストマー類等を用いることが出来
る。

前記構成よりなるインク３は１層でも２層以上でもよい
が、２層以上に構成した場合は少なくとも１層は前記熱
溶融性バインダーの条件を満たす必要がある。またイン
ク層全体の厚さとしては２〜25μｍ程度、更には３〜20
μｍが好ましい。尚、２層以上の場合には、各層の厚さ
を夫々0.5〜20μｍ、更には１〜10μｍとするのが好ま
しい。

着色剤としては、従来用いられているカーボンブラッ
ク、ニグロシン染料、ピグメント・オレンジＲ、レーキ
・レッドＣ、フタロシアニンブルー、オイルイエローGG
等の全ての染料、顔料を使用することが出来る。これ等
着色剤は１種又は２種以上で使用し、含有量としては例
えば熱溶融性バインダー100重量部に対して３〜300重量
部で使用するのが好ましい。

また本実施例の感熱転写材１と記録媒体５との剥離時
間、また好ましくは剥離角度及び剥離距離を所定範囲内
に限定する以外は、例えば張力Ｆ等は従来のものと異な
るところはなく、記録方式としてもタイプライター等に
用いられるシリアル型であっても、またファクシミリ等
に用いられるライン型であっても全てに使用し得るもの
である。

更に記録ヘッド６に於いてもシリアル型、ライン型共に
用いることが出来、全体形状としても特に限定されない
が、感熱転写材１と記録媒体５との剥離点を明確に定め
る為、また感熱転写材１への熱印加終了から剥離までの
時間を50ミリ秒以内とする為に、記録ヘッド６の発熱部
6aは記録ヘッド６の端部に可能な限り近いものが好まし
い。

更に剥離角度θ及び剥離距離ｌを限定する手段も各種の
方法を用いることが出来る。例えば、シリアルプリンタ
ーのキャリッジ上にガイド軸を立てたり、またラインプ
リンターのラインヘッドに平行に距離ｌだけ離して剥離
爪を設ける等の手段を利用することによって容易になし
得る。

次に第１図に示した記録装置を使用して行った実験結果
を示す。

実験１ 酸化ポリエチレン水分散液 55部 数平均分子量 5000 粒子径 １μｍ 軟化温度 140℃ ポリ酢酸ビニル水分散液 45部 軟化温度 105℃ 粒子径 0.7μｍ カーボンブラック水分散液 20部 以上の固形比にした各成分を混合してインクを調製し、
厚さ3.5μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上
にアプリケータを用いてインクを塗布し、80℃で乾燥し
て層厚４μｍのインク層を形成して感熱転写材１を得
た。

上記感熱転写材１を用いて、下記の条件のシリアル型の
プリンターで感熱転写記録を行った。

熱印加時間 0.8ミリ秒 印加エネルギー 30mJ/mm² 印字速度 25cps 記録媒体 ボンド紙（ベック平滑度５秒） 感熱転写材の剥離条件 剥離角度 30度 剥離距離 30mm 上記条件で行った記録像は第４図（Ａ）に示す如く画像
のエッジ部が非常に鮮明であった。尚、このときの剥離
時間は３ミリ秒であった。

実験２ 実験１の構成に於いて、感熱転写材の剥離条件として、
記録ヘッド６の下流側に剥離遅延用突起部材を取り付け
て剥離時間を70ミリ秒に設定し、他は実験１と同様にし
て記録を行った処、第４図（Ｂ）に示す如く画像のエッ
ジ部に欠けが目立ち、また印字の切れ性もよくなかっ
た。

実験３ 実験１の構成に於いて、感熱転写材の剥離条件として、
剥離角度を５度に設定すると共に、剥離距離を30mmに設
定し、実験１と同様に記録を行った処、剥離時間が50ミ
リ秒よりも長くなってしまい、得られた画像は第４図
（Ｂ）に示すものと類似しており、印字の欠けが多く非
常に不明瞭であった。

実験４ 実験１の構成に於いて、感熱転写材の剥離条件として、
剥離角度を30度に設定すると共に、剥離距離を70mmに設
定し、実験１と同様に記録を行った処、実験３と同様に
剥離時間が50ミリ秒よりも長くなってしまい、得られた
画像は第４図（Ｂ）に示すものと類似しており、印字の
欠けが多く非常に不明瞭であった。

実験５ 実験１の構成に於いて、感熱転写材の剥離条件として、
剥離角度を80度に設定すると共に、剥離距離を30mmに設
定し、実験１と同様に記録を行った処、得られた画像は
第４図（Ｃ）に示す如く印字切れが悪く、余分な転写が
目立って不明瞭であった。

実験６ ワックスを主成分とする熱溶融性インクをもつ感熱転写
材を従来のプリンターによって、実験１と同一の記録媒
体に感熱転写記録を行った処、得られた画像は第４図
（Ｄ）に示す如く非常に画像品質が劣り、更に画像濃度
も極端に低いものであった。

＜発明の効果＞ 本発明は上述の如く、２種類以上のドメインを形成する
所定の熱溶融性バインダーを含有する感熱転写材を使用
し、該感熱転写材に熱印加後所定の剥離時間内に感熱転
写材と記録媒体とを剥離する如く構成したことによっ
て、表面平滑性の高い記録媒体に対しては勿論のこと、
表面平滑性が低い記録媒体に対しても濃度が高く、且つ
画像のエッジが鮮明な良画質の記録をすることが出来る
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を示す模式断面説明図、第２
図はインクに対して熱印加後の時間と接着力の関係を示
すグラフ、第３図はインク層の構成説明図、第４図は実
験結果を示す画像の説明図である。 １は感熱転写材、２は支持体、３はインク、４はプラテ
ンローラ、５は記録媒体、６は記録ヘッド、6aは発熱
部、７はカセット、８はローラ、９は放熱板、10は支持
台である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２種類以上のドメインを有すると共に、少
   なくとも１種類のドメインが数平均分子量1300以上の酸
   化ポリエチレンを含有してなるインク層で、前記酸化ポ
   リエチレンの含有率が前記インク層中の熱溶融性バイン
   ダー総量に対して30重量％以上であるものを、支持体上
   に有する感熱記録材を使用し、前記インク層を記録媒体
   に密着し、且つ支持体側からパルス状の熱を印加してイ
   ンクを記録媒体に転写させ、更に熱印加終了後50ミリ秒
   以内で前記感熱転写材を記録媒体から剥離することを特
   徴とした感熱転写記録方法。