JPH10800A

JPH10800A - 感熱記録装置

Info

Publication number: JPH10800A
Application number: JP8354100A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Tanaka; 元治田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】染料および／または顔料の供給を確実かつ十
分に行ない、濃度が高くムラがなく、また、文字再現性
および階調性の良い画像を安定して高速に形成できる感
熱記録装置および該感熱記録装置を使用する感熱記録方
法の提供。【解決手段】基材フィルム上にインク層が形成された
インクフィルム１、該インクフィルムを染料層を形成し
た反対面側から加熱し、前記染料を受像媒体に供給する
手段２、および前記インクフィルム１と微小ギャップを
隔てて受像媒体４が配置される手段とを少なくとも有す
る感熱記録装置および該感熱記録装置を使用する感熱記
録方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、Ｆ
ＡＸ等に用いる感熱記録装置に関する。

【０００２】

【従来技術】昇華型感熱転写記録方式は、階調性および
色再現性に優れ、銀塩カラー写真に近い画像が得られる
ため、ビデオプリンタに応用され、市場に普及し始めて
いる。しかし、文字の再現性などに問題があり、フルカ
ラープリンタへの応用は遅れている。また、染料を保持
するリボンの利用効率が低いために、その価格が問題と
なり、利用効率を上げる検討がされている。例えば、昇
華染色層の層構成を変えて、インクリボンの繰返し特性
を上げることが試みられているが、数回に止まってい
る。他に、受像体とインクリボンとの相対速度を変え
て、インクリボンの速度を低くして画像を形成し、イン
クリボンの利用効率を上げる方法が提案されている。し
かし、それでも１５〜２０倍の利用効率のアップに止ま
っている。

【０００３】そこで、特開平６−５５８５２では感熱転
写記録媒体へ外部から昇華染料を連続的に補給出来るよ
うにし、多数回の繰返し使用が出来るようにした。しか
し、この方式では昇華染料の補給が十分に行われず、繰
返し使用時に濃度ムラが生じやすいことが分かってい
る。また、特開平７−６８８０２にはガラスビーズに液
体染料を定量供給して、半導体レーザで加熱して気化
し、被記録紙の受像層に移行させる方式が提案されてい
るが、染料の供給に問題があり、画像濃度ムラが発生し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、染料および
／または顔料（以下、本明細書では顔料を含めて染料と
記載することがある。）の供給を確実かつ十分に行な
い、濃度が高くムラがなく、また、文字再現性および階
調性の良い画像を安定して高速に形成できる感熱記録装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材フィルム
上に染料を含有するインク層を有するインクフィルムと
受像媒体とを微小ギャップを隔てて設けた状態で、イン
クフィルムを基材フィルム側からサーマルヘッドやレー
ザなどの熱源で加熱することにより、微小ギャップを隔
て配置した受像媒体上に前記インクフィルムのインク層
を移行させ、画像を形成することにより、前記技術課題
を解決することができた。

【０００６】前記加熱により、インクフィルムと微小ギ
ャップを隔てて配置される受像媒体上に画像を形成させ
る手段としては、例えば、（１）インクフィルムとし
て、該フィルムのインク層またはインク層と基材フィル
ムが加熱により受像媒体と接触し、前記インク層を受像
媒体に移行可能な熱隆起特性を有するものを使用する
か、あるいは、（２）インクフィルムのインク層の染
料として昇華性染料を使用すること、が挙げられる。前
記（２）の場合には、前記（１）のような熱隆起特性を
有するインクフィルムを使用する必要はないが、この場
合にも、前記（１）の熱隆起特性を有するインクフィル
ムを使用するのが好ましい。本発明において、前記熱隆
起特性とは、加熱により、インク層表面が山のように盛
り上がった状態になることを指す。

【０００７】前記インクフィルムの基材フィルムとして
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホ
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリイミドなどが挙げられる。

【０００８】前記基材フィルムの厚みは画像濃度の他
に、記録感度および耐久性にも影響を与え、フィルム厚
が薄過ぎると立った画像になるとともにフィルムに孔が
開いたりして耐久性が悪くなり、フィルム厚が厚くなる
と画像濃度が低くなり記録感度も低くなる。従って、フ
ィルムの厚みは、通常１〜２００μｍ程度、好ましくは
１〜５０μｍ程度である。

【０００９】前記インクフィルムのインク層の層厚は、
画像濃度、記録感度および繰返し特性に影響を与える
が、通常０．１〜１００μｍ程度、好ましくは０．５〜
５０μｍ程度である。前記層厚が０．１μｍ未満では記
録感度は高いが、画像濃度および繰返し特性が悪く、１
００μｍを越えると画像濃度および繰返し特性は良い
が、記録感度が低下する。

【００１０】前記インクフィルムのインク層に含有され
る染料としては、例えば下記のような染料および顔料あ
るいはそれらの混合物が挙げられる。染料としては、分
散染料、分散アントラキノン染料、分散モノアゾ染料、
油溶染料、カチオン染料、ニトロ染料、ロイコ染料、キ
ノフタロン染料、ナフタロシアニン染料、トリシアノス
チル染料、油溶化したカチオン染料などを用いる。ま
た、無機系として、カーボンブラック、他にＳｎ、Ｓ
ｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ａｕ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｔｅなどを含有したものやこれらの酸化物、
有機系としてはポリメチン系色素、アズレン系色素、ナ
フトキノン系色素、ピリリウム系色素、フタロシアニン
系色素、ナフタロシアニン系色素、シアニン系色素、フ
ルオレン系色素、ローダミン系色素、トリアリールアミ
ン系色素、アミニウム系色素、ジイモニウム系色素、中
心金属がＮｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｏなどのキレート化合物
なども用いられる。

【００１１】顔料としては、クロムイエロー、カドミウ
ムイエロー、ニッケルチタンイエロー、ベンガラ、カド
ミウムレッド、モリブデンレッド、ウルトラマリン、コ
バルト青、溶性アゾ系顔料、不溶性アゾ系顔料、フタロ
シアニン系顔料、縮合多環系顔料などが用いられる。前
記染料および顔料としては、加熱により受像媒体に移行
し易い昇華性のものが好ましい。

【００１２】前記インクフィルムのインク層を染料のみ
から構成することにより、インク供給を確実に実施でき
たが、該インク層の中には、染料と適当な相溶性を有
し、該染料の拡散性の良い樹脂を添加しても良い。この
樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポ
リカーボネート、セルロースエステル類、シリコン樹
脂、ジメチルシリコン樹脂、メチルフェニルシリコン樹
脂、シリコン架橋体とポリエステルやポリ塩化ビニル等
の有機樹脂とのブロック共重合体等が用いられる。この
場合には、階調性の良い画像が得られやすく、画像のγ
特性に対応して樹脂の量をコントロールする。

【００１３】受像媒体は、普通紙、表面に受像層をコー
トした加工紙またはポリエチレンテレフタレートなどの
プラスチックフィルムでも良い。受像層は、ポリビニル
アルコール、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエス
テル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、セルロース
エステル類、シリコン樹脂、ジメチルシリコン樹脂、メ
チルフェニルシリコン樹脂、シリコン架橋体とポリエス
テルやポリ塩化ビニル等の有機樹脂とのブロック共重合
体等から成り、層厚は０．１〜５０μｍ、好ましくは
０．５〜２０μｍである。

【００１４】インクフィルムと受像媒体とは、５０μｍ
以下、好ましくは１０μｍ以下の微小ギャップを隔てて
対向している。インクフィルムと受像媒体とのギャップ
は、文字のキレ、文字の再現性に大きく影響を与え、５
０μｍより大きくなると文字の太り、ニジミ現象が生じ
て良くない。前記微小ギャップは、精度良く維持するこ
とが必要であり、そのため、例えば図１に示すように、
記録ギャップ管理板３を設け、この管理板に沿って受像
媒体を送り、インクフィルムと受像媒体とのギャップを
精度良く維持することが好ましい。

【００１５】像形成する場合は、一つ一つの画像が細か
いほど文字再現性が良くなり、高画質になるため、画像
形成用熱源としては、システム的にシンプルで、高速に
微細な画素が形成出来るサーマルヘッドおよびレーザが
適している。熱源としてレーザを用いる場合には、イン
ク層を保持している基材フィルムの中に光吸収材を入れ
たり、基材フィルムに光吸収層を設けることが好まし
い。光吸収材としては、カーボンブラック、シアニン系
色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色
素、フルオレン系色素などがある。このように光吸収材
をインク層の中に含有させることにより、記録感度が非
常に改善される。フルカラー画像を形成する場合には、
インクフィルムとして、イエロー、マゼンタおよびシア
ン、必要に応じてさらにブラックのカラー順に繰返しイ
ンク層を形成した構成のものが挙げられる。

【００１６】インクフィルムの速度と受像媒体の速度の
比は１：１である必要は無く、例えば、インクフィルム
の速度を受像媒体の速度より遅くして、インクフィルム
の利用効率を上げても良い。本発明では、インクフィル
ムと受像媒体との間に、微小ギャップが存在するので、
速度差が生じても問題は生じない。

【００１７】図１に本発明の感熱記録装置の１例を示
す。図１ではインクフィルム１を巻き取り方式にして、
順次インクフィルム１を巻き取るようにした。

【００１８】図２には本発明の別の構成例を示す。イン
クフィルム１をエンドレスベルト状にして、インクフィ
ルム１の表側（インク層側）にインク供給手段６および
加熱手段７を設けて、記録後のインク層を常に均一な層
に再生する。例えば、インク塗布ローラのようなインク
供給手段６によりインクフィルム１の表側に薄くインク
層を塗膜し、その後、加熱ローラのような加熱手段７を
用いて均一塗膜化し、最後にブレートでさらに均一化す
る。加熱手段７の温度は、インク層の種類により異なる
が６０〜２００℃が適している。また、インクフィルム
をエンドレスベルト状に構成し、回転させることによ
り、繰返し再生され、使用することができる。インクを
供給する場合は、塗膜時にヒータなどの加熱手段７で熱
処理すると、フィルムとの接着性が向上するので効果が
ある。インク供給手段６は、インクフィルムの表側（イ
ンク層側）に設ける。

【００１９】インクの供給は、粉体染料、顔料を静電気
的な吸引力によりホッパー付きローラなどのインク供給
手段から供給し、ブレードで均一塗膜化したり、加熱手
段７により拡散、均一塗膜化する。

【００２０】また、フィルム１をコロナ帯電器で帯電し
た後、ホッパー付きローラなどのインク供給手段６から
粉体染料、顔料を供給し、ブレードおよび加熱手段７で
均一塗膜化させたり、液体染料、顔料をスポンジローラ
やゴムローラで塗膜し、加熱手段７で拡散、硬化させる
などの方法がある。

【００２１】また、インクの供給性を上げるために、エ
ンドレスベルト状の基材フィルムを多孔質構造にしても
良い。孔径は０．１〜１００μｍ、好ましくは１〜３０
μｍで、レーザ加工などで作製する。基材フィルムの孔
の中に染料、顔料と染料、顔料の拡散性の良い樹脂を含
ませ、この孔の中の染料、顔料を用いて熱記録を行な
う。この多孔質構造のエンドレスベルトの周りに、図２
に示すようなインク供給手段および加熱手段を設けて、
孔の中へのインクの供給および層の均一化を行ない、繰
り返して使用する。

【００２２】フルカラー画像を形成する場合には、図３
に示すように大きいプラテンローラ１２の周りに、それ
ぞれが図２の構成からなるイエロー画像形成部１１、マ
ゼンタ画像形成部１０およびシアン画像形成部９を設
け、受像体上にそれぞれの色を形成して行なう。但し、
装置構成はこのかぎりではなく、例えばブラック画像形
成部をさらに設けたり、あるいは前記画像形成部を縦で
はなく横一列に並べたような構成でも良い。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を示す。

【００２４】実施例１画像形成を図１に示すような構成の装置を用いて行な
い、画像濃度の変化を調べた。マゼンタ染料（三井東圧
社製：染料製昇華染料ＭＳＭａｇｅｎｔａＶＰ）を
厚さ１０μｍのフィルムに塗膜し、その反対側にブラッ
ク染料層を設けたインクフィルムを用いた。マゼンタ染
料層の厚みは１０μｍとした。受像媒体は、特別受像層
を有していない普通紙を用いた。インクフィルムと受像
媒体との記録ギャップは８μｍとした。記録ヘッドには
レーザを用い、レーザ出力を変化させて記録を行ない、
そのときの画像濃度変化を調べた。画像濃度はマクベス
濃度計で調べた。

【００２５】その結果、下表１および図４のようにな
り、微小ギャップが存在しても記録が可能であり、かつ
普通紙にも十分に記録出来ることが分かった。本実施例
の実験範囲では記録レーザパワーが大きくなるにつれて
画像濃度が高くなり、階調再現性も良いことが分かっ
た。また、ラインの太りや細り現象はなく、文字再現性
も良いことが分かった。記録後のインクフィルム表面を
光学顕微鏡で観察した結果、レーザで加熱された部分は
インク層が盛り上がっており、盛り上がった山の部分は
平になって、接触した普通紙表面のパターンが残ってい
た。つまり、本記録方式はインク層および／または基材
フィルムを熱を付与することにより隆起させて、インク
層表面を受像媒体に接触させて記録するものである。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例２画像形成を図２に示すような構成の装置を用いて行な
い、画像濃度および文字の再現性の変化を調べた。粉体
状のマゼンタ染料（三井東圧社製：染料製昇華染料ＭＳ
ＭａｇｅｎｔａＶＰ）を表面の粗いゴムローラとブレ
ードから成るホッパーの中に入れ、ポリイミドフィルム
（１０μｍ厚）から成るシームレスのエンドレスベルト
の表側（受像媒体と対向する面）上に薄く均一に塗布し
て、その後ヒートローラにより加熱して、均一に拡散塗
布し、さらに昇華染料層をブレードにより均一化した。
インク層の膜厚は１５μｍであった。

【００２８】受像媒体は、ポリビニルブチラールから成
る受像層を有する印画紙を用いた。記録ヘッドには、サ
ーマルヘッドを用い、昇華染料フィルムと受像媒体との
ギャップを変化させて記録を行ない、そのときの画像濃
度変化および文字の線幅の変化を調べた。画像濃度は、
マクベス濃度計で測定した。記録エネルギーは１３０ｍ
Ｊ／ｍｍ²で行なった。その結果、画像濃度は下表２お
よび図５と図６のようになり、記録ギャップが５０μｍ
より大きくなると、画像濃度が急激に低下することが分
かった。これから、記録ギャップは５０μｍ以下である
ことが必要であるといえる。また、文字の線幅は下表２
および図５のようになり、記録ギャップが０μｍでは染
料層の融着などによる太り現象が生じ、記録ギャップが
５０μｍより大きくなるとインク層の接触現象が生じに
くくなるため、細り現象が生じ、文字再現性は良くなか
った。つまり、記録ギャップは５０μｍ以下である必要
がある。

【００２９】

【表２】

【００３０】実施例３実施例２と同じ記録条件で、記録ギャップを８μｍに固
定して、ポリビニルブチラールから成る受像層を有する
印画紙を用いて繰返し記録を行なった。その結果、下表
３のようになり、画像濃度低下は認められず、昇華染料
層の再生が十分に行なれていることが分かった。

【表３】

【００３１】実施例４実施例２のエンドレスベルトをレーザ加工により２０μ
ｍの孔径の多孔質構造にし、実施例２と同じ記録条件
で、記録ギャップを８μｍに固定して、ポリビニルブチ
ラールから成る受像層を有する印画紙を用いて繰返し記
録を行なった。その結果、下表４のようになり、画像濃
度低下は認められず、昇華染料層の再生が十分に行なれ
ていることが分かった。

【表４】

【００３２】

【効果】１．請求項１、３および５昇華染料の補給を十分に行ない、濃度ムラのない、文字
再現性の良い、安定した画像を繰返し形成することがで
きる感熱記録装置が提供された。２．請求項２文字再現性が良く、階調性の良い画像を安定して形成す
ることができる感熱記録装置が提供された。３．請求項４高画質を維持するための安定したインク供給を実現でき
る感熱記録装置が提供された。４．請求項６フルカラー化を実現できる感熱記録装置が提供された。

【００３３】５．請求項７階調再現性の良いインク供給を確実に実施できる感熱記
録装置が提供された。６．請求項８インクの利用効率を上げることができる感熱記録装置が
提供された。７．請求項９インクの供給が確実に行われ、濃度変化の少ない良好な
繰返し特性を実施できる感熱記録装置が提供された。８．請求項１０フルカラー化を実現できる感熱記録装置が提供された。９．請求項１１インク層を常に均一な層に再生することができる感熱記
録装置が提供された。１０．請求項１２染料の補給を十分に行い、濃度ムラのない、文字再現性
の良い、安定した画像を繰返し形成することができる感
熱記録方法が提供された。

【００３４】以下、本発明の実施態様を示す。１．基材フィルム上にインク層が形成されたインクフ
ィルム、該インクフィルムをインク層を形成した反対面
側から加熱し、前記インク層を受像媒体に供給する手
段、および前記インクフィルムと微小ギャップを隔てて
受像媒体が配置される手段とを少なくとも有する感熱記
録装置。２．インクフィルムと受像媒体の間の微小ギャップが
５０μｍ以下である前記１の感熱記録装置。３．インク層の厚さが、０．１〜１００μｍである前
記１〜２の感熱記録装置。４．インク層および／または基材フィルムが加熱によ
り、前記インク層が受像媒体と接触し、該インク層を受
像媒体に移行可能な熱隆起特性を有するものである前記
１〜３の感熱記録装置。

【００３５】５．基材フィルムが耐熱性プラスチック
フィルムからなり、該フィルムの厚さが１〜２００μｍ
である前記１〜４の感熱記録装置。６．基材フィルムが光吸収材を含んでいるか、または
光吸収層を設けているものである前記１〜５の感熱記録
装置。７．インク層が染料のみからなるものである前記１〜
６の感熱記録装置。８．染料が昇華性染料である前記１〜７の感熱記録装
置。

【００３６】９．インク層が、イエロー、マゼンタ、
シアンおよびブラックのカラー順に繰返し形成されたも
のである前記１〜８の感熱記録装置。１０．インク層が染料と相溶性を有し、染料の拡散性
の良い樹脂を含んだものである前記１〜９の感熱記録装
置。１１．インクフィルムがエンドレスベルト状である前
記１〜１０の感熱記録装置。１２．エンドレスベルト状の基材フィルムが多孔質構
造のものである前記１１の感熱記録装置。１３．インクフィルムの加熱源が、サーマルヘッドま
たはレーザである前記１〜１２の感熱記録装置。

【００３７】１４．染料供給手段および加熱手段また
は染料供給手段のみを設けた前記１〜１３の感熱記録装
置。１５．１つのプラテンロールの周辺に、それぞれイエ
ロー画像形成手段、マゼンタ画像形成手段およびシアン
画像形成手段が設けられたものである前記１〜１４の感
熱記録装置。１６．前記１〜１５の感熱記録装置を使用して、基材
フィルム上に染料層が形成されたインクフィルムを加熱
して受像媒体上に前記染料を移行させることを特徴とす
る感熱記録方法。１７．インクフィルムの受像媒体に染料を移行させる
個所を部分的に加熱する前記１６の感熱記録方法。１８．受像媒体が、普通紙または受像層を持つ加工紙
である前記１６〜１７の感熱記録方法。１９．インクフィルムの移動速度と受像媒体の移動速
度が異なる前記１６〜１８の感熱記録方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感熱記録装置の１例（巻き取り方式）
である。

【図２】本発明の感熱記録装置の別の例（エンドレスベ
ルト状）である。

【図３】本発明のフルカラー用感熱記録装置の１例であ
る。

【図４】実施例１の感熱記録装置を用いた場合の記録レ
ーザパワーと画像濃度の関係を示す図である。

【図５】実施例２の感熱記録装置を用いた場合の記録ギ
ャップ（μｍ）と画像濃度の関係を示す図である。

【図６】実施例２の感熱記録装置を用いた場合の記録ギ
ャップ（μｍ）と線幅の関係を示す図である。

【符号の説明】

１インクフィルム２記録ヘッド３記録ギャップ管理板４受像媒体５プラテンローラ６インク供給手段７加熱手段８インク供給系９シアン記録手段１０マゼンタ記録手段１１イエロー記録手段１２プラテンローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材フィルム上にインク層が形成された
インクフィルム、該インクフィルムをインク層を形成し
た反対面側から加熱し、前記インク層を受像媒体に供給
する手段、および前記インクフィルムと微小ギャップを
隔てて受像媒体が配置される手段とを少なくとも有する
感熱記録装置。
【請求項２】インクフィルムと受像媒体の間の微小ギ
ャップが５０μｍ以下である請求項１記載の感熱記録装
置。
【請求項３】インク層またはインク層と基材フィルム
が加熱により、前記インク層が受像媒体と接触し、該イ
ンク層を受像媒体に移行可能な熱隆起特性を有するもの
である請求項１または２記載の感熱記録装置。
【請求項４】基材フィルムが耐熱性プラスチックフィ
ルムからなり、該フィルムの厚さが１〜２００μｍであ
る請求項１、２または３記載の感熱記録装置。
【請求項５】インク層の染料が昇華性染料である請求
項１、２、３または４記載の感熱記録装置。
【請求項６】インク層が、イエロー、マゼンタおよび
シアンのカラー順に繰返し形成されたものである請求項
１、２、３、４または５記載の感熱記録装置。
【請求項７】インク層が染料と相溶性を有し、染料の
拡散性の良い樹脂を含んだものである請求項１、２、
３、４、５または６記載の感熱記録装置。
【請求項８】インクフィルムがエンドレスベルト状で
ある請求項１、２、３、４、５、６または７記載の感熱
記録装置。
【請求項９】エンドレスベルト状の基材フィルムが多
孔質構造のものである請求項８記載の感熱記録装置。
【請求項１０】請求項１、２、３、４、５、７、８ま
たは９記載の感熱記録装置を使用し、１つのプラテンロ
ールの周辺に、それぞれイエロー画像形成手段、マゼン
タ画像形成手段およびシアン画像形成手段として設けて
構成される感熱記録装置。
【請求項１１】インク供給手段および加熱手段または
インク供給手段のみを設けた請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９または１０記載の感熱記録装置。
【請求項１２】請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９または１０記載の感熱記録装置を使用し、基材フ
ィルム上にインク層が形成されたインクフィルムを部分
的に加熱して受像媒体上に前記インク層を移行させるこ
とを特徴とする感熱記録方法。