JPS60110490A - 熱転写記録用紙とそれを用いる熱転写記録装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、熱転写記録方式に適した熱転写記録用紙とそ
れを用いた熱転写記録装置に関し、特にカラー記録、高
速記録、高解像度記録にすぐれた熱転写記録用紙とそれ
を用いた熱転写記録装置に関するものである。

し発明の技術的背景とその問題点］ 近年、オフィスオートメーションの発展に従がい、普通
紙への記録、カラー記録、高速性、メインテナンスフリ
ー、高解像度記録など、さまざまな機能を持ったプリン
タが要求されている。熱転写記録方式はこれらの要求を
満たす記録方式として注目され、解像度６〜８ドツト／
工のワードプロセッサ用プリンタ、パソコン用プリンタ
、カラーＣＲＴ用プリンタが開発され、市場に供給され
ている。しかし、より活字に近い印字、より高速な記録
、フルカラー化が強く望まれている。熱転写記録方式の
画像形成はインクの加熱、用紙への転写の２つのステッ
プよりなる。即ちインクリボンのインクがサーマルヘッ
ドなどの加熱手段により選択的に加熱され、溶融あるい
は粘着性を増してインクと重ね合された用紙に付着する
。この後インクリボンと用紙を剥離することにより、用
紙に付着したインクはインクリボンより用紙に転写され
、画像形成が終了する。従がって熱転写記録方式では用
紙へのインク転写確率が画像形成のポイントとなる。し
かし、熱転写記録を高速で行なった場合あるいは複数の
インクを重ねてカラー記録を行なった場合、画点のカケ
川（第１図（ａ）　）　。

あるいは画点のヌケ１１　（第１図（ｂ））などが生じ
、高解像度記録では特に著るしく文字の締明さに欠ける
、カラー画像の色ムラなどの問題が生じている。

［発明の目的］ 本発明は、上記問題点を解決したもので、インにある。

［発明の概要コ 熱転写記録方式においてインクの用紙へのセツティング
は用紙表面にとどまる。これはインクの加熱時間が一般
に短かいため、インクが流動可能状態になる時間が用紙
への浸透時間に比べて短かいためである。このセツティ
ングの後、インクリボンと用紙を剥離することにより画
点形成がなされるので、インクの用紙への付着の具合、
付着の強さが画点の良否を決めるポイントとなる。

第２図を用いてこれらを支配する賭因子について説明す
る。用紙表面が平滑な場合（第２図（ａ）　）　。

適正な加熱条件下で、インク２０は用紙２１に加熱領域
２２とは／／￥：１対１の関係の付着領域２３で付着す
る。

しかし、インクのキャリアであるフィルムと用紙の表面
特性が似ている場合、転写の確率は５０％となり、安定
した画点形成が保証されない。壕だ用紙表面粗さが大き
い場合（第２図（ｂ）　）　、インク２０は用紙２１に
付着領域２４で示されるようにところどころしか付着せ
ず、加熱領域２２に応じた画点が形成されない。また、
インク２０の用紙２１への儒れが悪い場合（第２図（Ｃ
）　）　、付着領域２５Ｖｉ確保されても付着の強さは
弱くなるか、あるいは付着しない部分ができ、同様に加
熱領域２２に応じた画点形成が困難となる。

すなわち、熱転写記録における記録用紙では、用紙表面
の平滑性が良いというだけでは記録用紙特性は満足され
々い。熱転写記録用紙の具備すべき特性は、必要な画点
の大きさでインクリボンのインクと記録用紙がみかけの
接触領域を確保するに十分な平滑性とインクが加熱され
、軟化・溶融した時、接触領域で真の接触が得られ、か
つ、インクの記録用紙への付着力を増加させる真の接触
面積を増加させる制御された記録用紙表面の微小な凹凸
（表面粗さ）であり、この両者のバランスが重要である
。

特にインクの軟化・溶融時間が短かくなる。すなわちイ
ンクと記録用紙の真の接触形成時間が短かくなる高速記
録、又は先にインクがのっている平滑性の実質的に劣化
している記録用紙に重ねてインクを転写しなければなら
ないカラー記録に対して、インクの記録用紙への真の接
触とその面積確保は極めて有効である。

本発明は上述の観点、すなわち加熱領域に応じた付着領
域の確保と付着の強さの向上に着目してなされたもので
、インク受容層である塗工層の顔料として針状顔料を用
いることにより、インク受容層表面に鋭利な断面形状を
持つ凹凸を形成し、滑らかな断面形状の凹凸では得られ
ないインクの“ひっかかり”を強化することにより１表
面積の拡大効果と相まって、インクの記録用紙表面（イ
ンク受容層）におけるインクの強い接着力を実現したも
のである。また、特に、針状顔料として針状軽質炭酸カ
ルシウムを用いることにより、山と山とのピッチの細か
い、均一性にすぐれた微小な凹凸面を形成し、より強い
インクの記録用紙表面への付着力を実現したものである
。

また、針状顔料を塗工層に含む記録用紙を用いて、熱転
写記録装置を構成したものである。

［発明の効果］ 本発明になる熱転写記録用紙により、高解像度の画点も
、鮮明に十分な画像濃度で形成することができるので、
画点のカケ、ヌケがなくなる。また、従来より小さな熱
エネルギーで画点形成ができる。また、こすり、ひつか
きに強い画点形成ができる。更に、この発明になる熱転
写記録用紙を用いた熱転写記録装置によって高速で、高
解像度。

菌濃度の記録画像を出力する熱転写記録装置ができる。

かつ、色再現性にすぐれたカラー記録画像を出力する熱
転写記録装置ができる。さらに、省エネルギーの経済性
の冒い熱転写記録装置ができる。さらに、インクを溶融
あるいは粘着性を増して用紙に付着芒せるインク粘着形
熱転写記録方式とインクを昇華させて用紙に付着させる
インク昇華形勢転写方式に兼用できる熱転写記録装置が
できる。

［発明の実施例］ 本発明になる熱転写記録用紙とそれを用いた熱転写記録
装置について、図面を持って詳細に説明する。第３図に
本発明になる熱転写記録用紙の構造を示す○ 基紙：３１の表面に顔料：３２．バインダ３３からなる
塗工層３４が設けられている。基紙：３１には、一般に
ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ、ＮＢＳＰ、ＬＢＳＰなどのさらし
ケミカルパルプ、ＧＰ、ＲＧＰ、ＴＭＰなどのメカニカ
ルパルプ、セミケミカルパルプ、ケミグラウンドパルプ
などに適度にサイジングした、あるいは無サイズの中質
紙、上質紙あるいはポリエステル、ポリスチレンなどの
熱可塑性樹脂フィルムあるいは合成紙などが使用できる
が、基紙自体の組成についてはとくに限定されるもので
はない。また、スーパーカレンダーなどにより平滑処理
した基紙を使用しても良い。

顔料３２としては、針状軽質炭酸カルシウムなどの好ま
しくは長径の平均が０．５μ未満の針状無機顔料である
。これら特定の顔料は顔料成分として３０係以上含まれ
ていれば、他の顔料として上記以外の形状１粒径の顔料
例えば、ホワイトカーボン、軽質炭酸カルシウム、重質
炭酸カルシウム、合成シリカ、天然シリカなどと併用し
ても良い。

ハイフタ３３ケスチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）。

ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのゴム系、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウ
レタン樹脂、酢酸ビニル−エチレン共重合体、エチルセ
ルロース、石油樹脂などの非水溶性の高分子からなる接
着剤から構成される。

塗工層３４を形成する顔料３２とバインダ３３０割合は
実施例で示されるように固形分比で顔料１００に対して
、バインダ１０〜５０である。好ましくは顔料１００に
対して１５〜４０である。塗工層３４を形成する塗工液
には各種の補助剤、塗工層の耐水化剤、塗料塗工時の流
動性改善剤、光沢仕上剤、防腐剤。

消泡剤、染料など必要に応じて入れることができる０ 塗工層形成には、ブレードコータ、エアーナイフ：Ｉ−
１，ロールコータ、バーツー１’ｆｘト（Ｄ通常の塗工
機、あるいはサイズプレス、ゲートロール装置などによ
りなされる。また塗工層を設けただけの紙の表面は平滑
性および均一性に劣るので、塗布、乾燥後スーパーカレ
ンダなどで圧縮し、平滑度を調整する。平滑度としては
ベック平滑度３００秒以上２５００秒以下、平均表面粗
さ０．５μ以上５μ以下、特に好ましくはベック平滑度
５００秒以上２０００秒以下、平均表面粗さ１戸以下３
μ以下である。これはベック平滑度３００秒以下平均表
面粗さ５μ以上では、インクの用紙への接触が不均一と
なり、画点のカケなどが生じ、２５００秒以上０．３μ
以下では、インクの付着力が十分でなくインクが未転写
となることが多くなる。これは複数のインクを順次用紙
に転写してカラー画像をつくるカラー熱転写記録装置の
ように用紙表面が先に転写されたインクにより不均一に
なる場合、特に生じ易い。

次に本発明になる熱転写記録装置の基本構成を第４図に
示す。インクリボン４０はインクリボン供給リール４１
よりインクリボン供給ローラ４２によって繰り出される
。上述のようにして得られる用紙４３は用紙供給リール
４４よりインクリボン供給ローラ４５によって繰り出さ
れる。繰り出されたインクリボン４０と用紙４３はロー
ラ４６，４７とプラテンローラ４８から構成されるイン
クリボン−用紙圧接手段４９によってプラテンローラ４
８上にインクリボンのインク（図示せず）を介して圧接
される。圧接状態のインクリボン４０は、用紙４３の接
している反対側より、駆動回路（図示せず）によって記
録情報に応じて１時間的、空間的に選択的に発熱する加
熱手段５０により加熱される。加熱手段５０はその具体
的方法によりインクリボン４（）に接触あるいは非接触
の状態をとれる。

加熱記録の後、インクリボン４０はインクリボン排出ロ
ーラ５１の駆動によってローラ４７の地点で用紙４３と
剥離され、インクの転写が行なわれる。用紙４３は用紙
排出ローラ５２により装置外部へ排出される。この一連
のプロセスによって熱転写記録は終了する。

カラー１ｄ録の場合、面順次記録か、線順次記録によっ
て、用紙、インクリボンの搬送制御は異なるが、色数に
合せてこのプロセスを繰り返す。

インクリボン４０は４〜２０μのポリエステルなどの樹
脂フィルム、コンデンサー紙などの紙などのベースフィ
ルムにカルナバワックス、パラフィンワックスなどの固
形ワックス類、低分子量ポリエチレン、石油樹脂などの
融点が６５〜１５０℃の容易に熱溶融しつる樹脂類など
からなる接着剤に、カーボンブラック、フタロシアニン
ブルーなどの一般に印刷分野で使用される顔料、染料、
あるいは分散性モノアゾ染料、分散アントラキノン系染
料、アンスラセン染料など昇華温度が６５〜２００℃の
昇華性染料を分散させた常温で固体のインクが２〜２０
　ｆ／ｒｒｆの塗付量で塗布されている。捷た。インク
塗布の形態は単色リボン、はぼ一画面分の複数の異なる
色のインク層が長手方向に繰り返し設けられたカラーイ
ンクリボン、！、たけ長手方向に色インク領域を・区分
したカラーインクリボンなどがあり、リボン巾、長さも
任意に決められる。用紙４；（は本発明になる用紙であ
る。ロール紙、カット紙などの形態で用いることができ
る。

加熱手段５（）はムービングヘッドタイプ、ラインヘッ
ドタイプのサーマルヘッド、Ｃ０２レーザ、Ａｒレーザ
などのレーザ光、熱ツイヤ、熱母型文字などが利用でき
る。プラテンローラ４８ハ、サーマルヘッドのように接
触しなければ加熱できない場合。

サーマルヘッド、インクリボン用紙が適度な圧接条件に
なるように、シリコンゴムなどの弾性体であることが好
ましい。

また、加熱記録地点より剥離地点の間では、インクリボ
ンと用紙は一体となって動くことが好ましい。

次に、以上のように構成された装置を動作させた際の印
字結果について説明する。なお本発明に係る熱転写記録
用紙の性能評価を１２ドツト／工の発熱素子密度を持つ
サーマルヘッドを備え、水平、垂直方向とも１２ドツト
／、、、の解像度で画像記録する評価装置を用いて、次
の４項目について行なった。４を除いて記録電圧、印加
パルス幅などの記録条件は一定としインクリボンは１，
２．４は同じ仕様の黒色インクリボンを、３は同じ仕様
のカラーインクリボンを使用した。

１、転写確率； ２ドツト×２ドツトで構成される画点を紙送り速度２．
５ｃｍ／分で記録し、正規の画点の大きさの一以上ある
ものの数を観察し、総観察数５０に対する百分率をめた
。

２、解像度特性Ａ： 辺の長さｎの市松模様をｎ　＝　Ｉｔ　２．３．４．６
（各々、解像度１２．６．４．３．２ドツト／工に相当
）と変えて記録し、マクベス＃度計ＲＤ−２で転写濃度
を測定し、？％画濃度領域で最大の解像度をめた。

３、解像度特性Ｂ； 辺の長さｎの市松模様をｎ＝１．２・−−−−−（各々
、解像度１２１　ａ　、−−−−−ドツト／ヨに相当）
と変えて第１色を記録し、市松模様の空いている部分に
第２色で記録した後、第２色目のドツトを拡大観察し、
ドツトの形状をＡ、Ｂ、Ｃの３段階で評価した。

正方形に近いものをＡ、ややカケのあるものＢ。

著るしくカケのあるものをＣとした０ ４、高速記録性； 転写確率評価パターン記録を紙送り速ｙ　２５ｏｔｓ１
分で行ない１の転写確率と陶じ評価基準で転写確率をめ
た。

［評価例１］ 叩解されｆｃＬＢＫＰ　８ｏ重量部トＮＢＫＰ　２０　
電量ｍの混合パルプスラリーにタルク１５重量部、硫酸
アルミニウム２重量部を添加し、長網抄紙機で常法によ
り抄紙後、酸化澱粉でサイズプレスを行ないメートリ坪
量７０　ｆ／ｄの基紙をつくった。

スチレン・ブタジェン・ラテックス溶液２０重量部（固
形分）と、平均粒径０．３μの針状軽質炭酸カルシウム
のスラリー１００重量部（固形分）を混合し、塗料を調
整した。この塗料を基紙上に片面塗布量１２ｆ／ｒｌに
なるようにエアーナイフコータで塗布・乾燥後、スーパ
ーカレンダーを通して、記録用紙を得た。比較例として
、顔料を平均粒径１μの球状の微粉シリカ、平均粒径０
．５μの不定形の軽質炭酸カルシウム、平均粒径３μの
板状のクレーに変えて、実施例と同様な製造法により比
較例（１）〜（３）を得た。これらの用紙の顔料および
評価結果を第１表に示す。また各用紙のベック平滑度、
平均表面粗さを併記する。

以下余白 市） 第１表に示されるように、針状軽質炭酸カルシウムを用
いた記録用紙は、高速記録においても転写確率の低下が
小さく、記録速度にかかわらず高い転写確率で画点形成
ができた。また、得られた画点はエッチのシャープな、
均一濃度を持った画点であった。

［評価例２］ スチレン・ブタジェン・ラテックス溶液１５　ｉ　ｍ：
部（固形分）と平均粒径０．３μの針状軽質炭酸カルシ
ウムと平均粒径０，５μの不定形軽質炭酸カルシウムを
１：１の重量比で含む顔料スラＩＪ　−１００重量部（
固形分）を混合し、塗料を調整した。この塗料を実施例
１の基紙上に片面塗布量１５ｆ／ｒ＋？になるようにエ
アーナイフコータで塗布・乾燥後、スーパーカレンダを
通して、記録用紙を得た。この記録用紙のインク受容面
のベック平滑夏７８／秒、平均表面粗さ２．８μであっ
た。これを先の評価方法に基づいて評価したところ、解
像度１２ドツト／Ｍの画点が、高速記録時、低速記録時
とも８０％以上の確率で得られた。

［評価例３］ 評価例１の記録用紙を用いた本発明になる熱転写カラー
記録装置の１実施例を図をもって説明する（第５図）。

１２素子／Ｍで２６２４の抵抗素子が１列に配置されて
いるサーマルヘッド５３とサーマルヘッド５３を支持し
ている支持板５４と支持板５４に取りつけられているイ
ンクリボン剥離ローラ５５からなる記録へラドアセスブ
リ５６はバネ５７と電磁レバー５８の作用により記録ヘ
ッドアセンブリ５６に対向して配置され、ステップモー
タ（図示せず）により、定められた紙送り速度で回転す
るゴム硬度４０のシリコンゴムローラ６９と圧接または
離間のいずれの状態もとれるようになっている。

巾２１０　ｗｇで長手方向にイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの４色のインクが２９７　ｍピッチで繰り
返し表われる４色カラーインクリボン６０はインクリボ
ン供給ロール６１よりガイドローラ６２．６３に導かれ
、記録ヘッドアセンブリ５６とプラテンローラ５９の間
を通り、剥離ローラ５５．ガイドη−ラ６４を介して、
モータ（図示せず）によって駆動されているインクリボ
ン巻き取りロール６５に巻き取られる。記録用紙６６は
記録用紙供給ロール６７より繰り出され、記録用紙圧接
ローラ６８とプラテンローラ５９の間をプラテンローラ
５９周面に密接した状態で供給される。

次に装置の記録動作について説明する。スタート信号が
入力されるとインクリボンセンサ６９によって、インク
リボン上のイエロインクを検出し、その先端がサーマル
ヘッド田の発熱集子列の位置に来るようにセットされる
。この時記録ヘッドアセンブリ５６はプラテンローラ５
９と離間した状態にあり、インクリボン６０のみがイン
クリボン巻き取りロール６５の駆動により搬送され□る
。その後記録ヘッドアセンブリ５６が下り、サーマルヘ
ッド５３゜インクリボン６０．記録用紙６６、プラテン
ローラ５９は圧接状態となり、記録準備完了状態となる
。

記録情報源（図示せず）よりのイエロ記１＆　ニ対応す
る記録信号によりサーマルヘッド５３の駆動回路（図示
せず）が駆動され、発熱素子はパルス巾ｌ　ｍｓ　（最
大）、パルス周期２　ｍｌ＋　、　７０ｍＪ／−の発熱
エネルギーで選択的に発熱する。このサーマルヘッド５
３は全発熱素子駆動が可能なので、プラテンローラ５９
の回動により２ｍｓ毎に暑２ｕづつ、インクリボン６０
．記録用紙６６はズレルことなく搬送される。また発熱
素子の発熱温度は、記録伯号景によらず一定となるよう
にサーマルヘラ）”　５３　ノＵ動は制御されている。

（いわゆる熱制御である。）部分的に接着したインクリ
ボン６０と記録用紙６６Ｆｉ剥離ローラ５５により剥離
され、インクの記録用紙への転写が行なわれる。この時
インクリボン６０はインクリボン巻取りロール６５の駆
動により張られており、転写不良の原因となるインクリ
ボン６０のパタツキを防止している。このようにして、
まず、イエロインクにより一画面分の記録がなされる。

この間、インクリボン６０と記録用紙６６Ｆｉ等速で搬
送される。

イエロー記録終了後、記録ヘッドアセンブリ５６はプラ
テンローラ５９と離間される。記録用紙６６はプラテン
ロー２５９に接続するステップモータを倍速で逆転させ
る。前進ステップ数と同数逆進させることにより、記録
用紙６６は最初の位置にセットされる。この間にインク
リボン６０のマゼンタインクのセットがインクリボン巻
き取りロール６５の駆動仁より行なわれる。インクリボ
ン６０．記録用紙６６のセット終了後、記録ヘッドアセ
ンブリ５６は下がり、再びサーマルヘッド５３．インク
リボン６０゜記録用紙６６、プラテンローラ５９け圧接
状態となり、マゼンタ記録準備完了となる。イエロー記
録と同様に記録情報源（図示せず）よりマゼンタ記録に
相当する記録信号によりサーマルヘッド５３を駆動し、
マゼンタインクによる記録をイエロー記録に重ねて行な
う。同様に、シアン記録、ブラック記録を行なう。

この記録装置により１２ドツト／、、の解像度を持つＡ
４サイズのフルカラー画像を約４０秒で出力する高速カ
ラー熱転写記録装置かで＠た。得られた画像は、画点の
カケ、ヌケがないので極めて階調性の良い、鮮明な画点
の極めてすぐれたフルカラー画像であった。

実施例１の比較例（１）および（８１を用いて構成した
カラー熱転写記録装置では高速記録詩画点のヌケのため
、非常にザラザラした感じの階調性の悪いカラー画像し
か得られなかった。

以上この発明の実施例について詳述したが、この発明は
、以上の実施例に限定されるものではない。例えば、熱
転写記録法としては、インク担体上のインクを熱により
溶融、流動、昇華又は、蒸発等といった状態に変化させ
ることを用いるものであればよく、特に限定されない。

このように、この発明の趣旨を逸脱しない限りどのよう
な変形をもこの発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱転写記録における画点形成の問題点を説明す
るための図、第２図は記録用紙の表面特性とインク転写
の関係を説明するための図、第３図は本発明の一実施例
に係る記録用紙の構成を説明するための図、第４図は一
実施例に係る熱転写記録装置構成を示す図、第５図は本
発明の一実施例であるカラー熱転写記録装置の概略を示
す図である。 ３１・・・基紙　３２・・・顔料 ３３・・・バインダ　３４・・・塗工層４０・・・イン
クリボン　４３．６６・・・記録用紙５０・・・加熱源
　５３・・・サーマルヘッド５９・・・プラテンローラ ６０・・・カラーインクリボン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　インク受容層として針状顔料を含む塗工層を設
   けたことを特徴とする熱転写記録用紙。
2. （２）針状顔料が針状軽質炭酸カルシウムであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱転写記録用紙
   。 （８１針状顔料を含む塗工層を有する記録用紙と、この
   記録用紙の塗工層に転写されるインクを保持するインク
   担体と、このインク担体に選択的に熱を加える加熱手段
   とを有することを特徴とする熱転写記録装置。