JPS60110491A - 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。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、オフイイスオートメーションの発展に従い、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／關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用プリンタが開発系れ、市場に供給されて
いる。しかし、より活字に近い印字、よシ高速す記録、
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ととにより、用
紙に付着したインクはインクリボンよシ用紙に転与され
、画像形成が終了する。従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、熱転与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１０（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しく
、文字の鮮明さに欠ける、カラー画像の色ムラ等の問題
が生じてしまった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記問題点を触法したもので、インクの転与
確率の高い熱転写記録用紙を提供するこ〔発明の概要〕 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
に短かいだ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
の強さが画点の艮？！３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諸因子について説明する。

用紙表面が平澗な場合（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とほ
ぼ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％とがり、安定
した画点形成が保証されない。また用紙表面の粗さが大
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への濡れが悪い場合（第２図（Ｃ１
）　、付着領域２５は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な
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、及び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式の向上に着目してなされたもので
、記録用紙のインク受容層にインク成分となじみの良い
固形ワックスを含有することにより、加熱時におけるイ
ンクのインク受容層への鳥れを良好にし、よってインク
の記録用紙への付着力を強化するようにしたものである
。また、この熱転写記録用紙を必須要素とする熱転写記
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、従来よシ小さな熱エ
ネルギーで画点形成ができる。

まだ、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、高濃度の記録画像を
出力する熱転写記録装置ができる。

また、色町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
の高い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、ＮＨ２Ｆ、ＬＢＳＰなどのさらしケミヵル
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、針状胞貴炭酸カルシウムなどの好ま
しくは長径の平均が０５μ未満の針状無機顔料、あるい
は粉末状の尿素ホルムアルデヒド樹脂、粉末状のポリス
チレン樹脂などの好ましくは平均粒径０５μ未満の粒状
合成樹脂、あるいは平均粒径０５μ未満の天然またはホ
ワイトカーボンなどの合成シリカ、クレー、タルク、硫
酸アルミニウム、二酸化チレン、酸化亜鉛などの無機顔
料が利用でき、好ましくは平均粒径Ｏ１μ以下のホワイ
トカーボンなどの合成シリカ、軽慢または重負の炭酸カ
ルシウムなどの無機顔料が利用できる。

この実施例に使用される顔料は上述の形状１粒径の無機
顔料および粒状合成樹脂であるが、これら特定の顔料は
顔料成分として３０ｑ６以上含まれていれば、他の顔料
として上記以外の形状、粒径の顔料と併用しても良い。

バインダ３：ｉｔスチレン−ブタジェンゴム（８Ｂｌ：
ｔ）、＝　）　ＩＪルゴム（ＮＢＲ）などのゴム系、ｍ
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
子からなる接着剤にカルナバワックス、木ロウなどの植
物性ワックス、密ロウ、セラツカロウなどの動物性ワッ
クス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワッ
クスなどの石油系ワックス、酸化ワックス、エステルワ
ックスなどの合成ワックスなどの固形ワックスを混合あ
るいは分散してなる。

接着剤としての要件は成膜性と小さな、好ましくは４０
ｄｙｎ／ｉ以下の表面エネルギであることである。固形
ワックスの接着剤に対する割合は、５〜５０％、好まし
くは、５〜２５％である。これは５チ以下ではワックス
配合の効果がなくなり、５゜チ以上では成膜性に問題が
生ずるためである。塗工層３４を形成する顔料３２とバ
インダ３３０割合は固形分比で顔料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
改も・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。

塗工層形成には、プレードコータ、エアーナイフコータ
、ロールコータ、バーコータナトノ通常の塗工機、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、好ましく
はペック平滑度５００秒以上２０００秒以下、平均表面
粗さ１μ以上３μ以下が好ましい。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、２５
００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。これは枚
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４
１よジインクリボン供給ローラ４２によって繰シ出され
る。用紙４３は用紙供給り一ル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。繰シ出されたイン
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４８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シ、駆
動回路（図示せず）によって記録情報に応じて時間的・
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５ｏはその具体的方法によジインクリボン
４ｏ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
ラー記録の場合、面順次記録か線ｊ＠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
このプロセスを繰す返ス。

インクリボン４ｏ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６
５〜１５０’０の容易に熱溶融しう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順相、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６５〜２００’０の昇
華性染料を分散させた常温で固体のインクが２〜２０Ｉ
／、２の塗付量で塗布されている。また、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、または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４３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５０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ラ）”　、ｃ０２レ−ｆ、Ａｒレ
ーザなどのレーザ光、熱ワイヤ、熱母型文字などが利用
できる。プラテンローラ４８はサーマルヘッドのように
接触しなけれは加熱できない場合、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、以上のような構成の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／ｍ１Ｒ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）／１１＋１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シ速度２．
５ｃＩｎ／分で記録し、正規の画点の大きさの７／８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＝１．２，３，４．６　（各
々、解像度１２，６，４，３．２　ドツト／闘に和尚）
と変えて記録し、マクベス濃度計ＲＤ−２で転写濃度を
測定し、等濃度の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１
２，６．・・・ドラ）　／　ｍｍに和尚）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をＢ、著るしくカケのあるもの
をＣとした。

４、高速記録性； 転写確率評価パターン記録を紙送り速度２５ｏｃＩｒＬ
／分で行ない、ｌの転写確率と同じ評価基準で転写確率
をめた。

〔評価例１〕 叩解されたＬＢＫＰ１００重量部に白土８重量部、硫酸
アルミニウム２Ｍ量部を添加し、長網抄紙機で常法によ
シ抄紙後、酸化澱粉でサイズプレスを行ないメートル坪
量６０１１／ｍ”の基紙をつくった。

平均粒径Ｑ、　５μの軽質炭酸カルシウム１００重量部
（固形分）、スチレンブタジェンラテックス２０重量部
（固形分）、およびボールミルで平均３０μｍに湿式粉
砕したカルナバワックス１．０　、３．０　。

５．０．１０および重量部（固形分）からなる４種類の
塗料を調整した。これらの塗料を基紙上に片面塗布量１
２９／ｍ″になるようにエアナイフコータで塗布、乾燥
した後、スーパーカレンダーを通して記録用紙（１）〜
（４）を得た比較としてカルナノくワックスを０．０．
５．５０重量部とした３種類の塗料を用いて実施例と同
様な製造方法で比較例（１）〜（３）を得た。

これらの用紙の固形ワックスの接着剤に対する割合およ
び評価結果を第１表に示す。

以下余白 第１表 第１表に示されるように、固形ワックスの割合が５チ〜
５０チの記録用紙は高速記録時にも高い転写確率を示し
１画点形状もすぐれていた。固形ワックス１００％の比
較例（５１は、高温保存時、塗工層にベタツキを生ずる
など耐環境性に問題があり、記録用紙として実用的でな
かった。特に固形ワックス５％−２５チの記録用紙は、
種々の環境における保存性にもすぐれておシ、熱転写記
録用紙として好適であった。

〔評価例２〕 平均粒径０，０３μの合成シリカ１００！量部（固形分
）、スチレンブタジェンラテックス２０重量部（固形分
）、およびボールミルで平均粒径４０μに湿式粉砕した
マイクロクリスタリンワックス３重量部（固形分）から
なる塗料を調整した。この塗料をエアナイフコータを評
価例１の基紙上に片面塗布量］−０９／ｍ’になるよう
に箪布、乾燥後スーパーカレンダを通して記録用紙を得
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／龍の画点が、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２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実施例を第５図をもって説明する。

１２素子／闘で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に取シつけられて−るイ
ンクリボン剥離ローラ５５からなる記録ヘッドアセンブ
リ５６はバネ５７と電磁レバー５８０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）によシ定められた紙送多速度で回転する
ゴム硬！　（ＪＩ８　硬度）４０°のシリコンゴムロー
ラ５９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正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２９７ｍｍ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２５５、ガイドローラ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
取シロール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２
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。スタート信号の
入力されるとインクリボンセンサ６９によってイエロイ
ンクを検出し、その先端がサーマルヘッド５３の発熱素
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５９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の駆動によシ搬送される。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
態となシ、記録準備完了状態となる。

記録情報源（図示せず）よりのイエロ記録に対応する記
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１ｍ５（最大）、パ
ルス周期２　ｍｓ　、　７０ｍＪ／ｒｒｔＰ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５３は
全発熱素子駆動が加能なので、プラテンローラ５９の回
動により２ｍｓ毎に１／１２ｎ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信号量によらず一定となるようにサ
ーマルヘッド５３の駆動は制御されている。部分的に接
着したインクリボン６０と記録用紙６６は剥離ロー２５
５によシ剥離され、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はインクリボン巻き取り
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のバ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シー画面分の記録
がなされる。

この間インクリボン６０と記録用紙６６は等速で搬送さ
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
ローラ５９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の駆動により行なわれる。インクリボン
６０、記録用紙６６０セツト終了後記録ヘツドアセンブ
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は圧接状態
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
ンタ記録に拍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ル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／朋の解像度を持っ
Ａ４サイズのプルカラー画像を約４０秒で出力する高速
カラー熱転写記録装置ができた。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。

評価例１の比較用紙２を用いて構成したカラー熱転写記
録装置では、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シ溶
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シどのよう
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
は一実施例での熱転与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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　インク受容層として、ワックスを含む塗工層を
   設けたことを特徴とする熱転写記録用紙。
2. （２）固形ワックス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
   手段を備えることを特徴とする熱転写記録装置。