JPS60264291A - 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〕 この発明は熱転写記録装置に係わり、特に記録媒体への
インクの転写性が改良された熱転写記録装置に関する。

〔発明の技術的背景と問題点〕

常温で固体のインクを塗布したインクリボンと記録用紙
をインク面を介して重ね合せ、インクリボン背面よりサ
ーマルヘッドにより、記録信号に応じてインクを選択的
に加熱し、インクを軟化または浴融させて記録用紙に付
着、転写する熱転写記録方式は％ＣＲＴターミナル用プ
リンタ、パソコン用プリンタ、ワードプロセッサプリン
タなど、ＯＡ関連端末機器として実用化がすすめられて
いる。この分野におけるプリンタにはオフイイスで常用
される例えばＰＰＣ用紙のような安価な普通紙にも高品
質な印字ができること、あるいはカラー印字ができるこ
となどの要求が高くなっている。

しかし、熱溶融型熱転写記録方式ではインクリボンのイ
ンク面と記録用紙面が圧接状態で、インクの付着が行な
われるので、記録用紙面の凹凸がインクの付着転写特性
すなわち印字品質に多いに関係してくる。一般にＰＰＣ
用紙の表面は凹凸の起伏が数μより数１０μあシ、複雑
な漢字などを明瞭に印字することが難かしい。また、カ
ラー印字においては、基本色インク例えばイエロー、マ
ゼンタシアンを重ね合せて必要な色を得るため、後から
付着するインクを先に転写したインクと記録用紙面で構
成される凹凸面に付着させなければならず、モノカラー
印字よシ更に確実な付着、転写性を確保しなければなら
ない。特にＰＰＣ用紙々どを使用してカシ−印字を行な
う場合記録用紙表面の凹凸も加わるので、先に転写した
インクとの端界面での線切れ、あるいは色ムラなどの問
題を生じてしまった。

〔発明の目的〕

この発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので１例え
ばＰＰＣ用紙のよう々、安価な記録用紙を記録媒体とし
て用いても高品質な印字をすることのできる熱転写記録
装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明はインクを介して、インク担体及び記録媒体を
重ね合せ、圧接した状態でインクリボン背面よシサーマ
ルヘソドなどの加熱手段により記録信号に応じて選択的
にインクを加熱し、記録用紙に付着、転写させて印字を
行なう熱転写記録装置において、基体とインクとの間に
所定の温度で急激に熱膨張する物質、例えば熱発泡材を
含有する中間層を設けた３層構成のインクリボンを用い
ることを特徴とする。

〔発明の効果〕

この発明によれば、従来の熱転写記録装置の機構的付加
を加えることなく、記録媒体の表面の粗さに関係なく、
高品質の印字記録を得ることができる。例えばＰＰＣ用
紙を熱転写記録装置の記録媒体として使用することがで
きるので、ランニングコストが低減される。　−一一 審表塙（寿令］す（１− モ＋峰ル　、　−一齢森尋ｊ−キシ４し−を安−〔発明
の実施例〕 以下、この発明を図面を以って詳細に説明する。

第２図はこの発明の一実施例に係る熱転写記録装置の主
要部を示す模式図である。１はインクリボンで８ＩＩＩ
ＩＩ幅の黒色インクリボンでおる。２は２４ケの発熱素
子（図示せず）を７ドツト／Ｉｌｌ＋１１の密度で、配
したサーマルヘッドで、発熱素子はサーマルヘッド２の
走査方向に対して直交するようＴｌＣ１列に並んでいる
。３は特許請求の範囲で言う記録媒体の一態様である記
録用紙で、上旬、中質の普通紙、　ＯＨＰ原紙などを用
いることができる。ここではベック平滑度５０秒のＰＰ
Ｃ用紙を用いている。

４はプラテンローラでサーマルヘッド２と協働して印字
時サーマルヘッド２．インクリボン１％記録用紙３を圧
接状態に保持する。また非印字時には、プラテンローラ
４に結合する紙搬送用モータ（図示せず）の働きによシ
紙押えローラ（図示せず）によってプラテンローラ４上
に挟持された記録用紙３を一定量搬送する。５はインク
リボンガイドビン、６はインクリボン剥離ガイド、７は
インクリボン供給リール、８はインクリボン巻き取シリ
ールでインクリボン１、サーマルヘッド２とともにキャ
リッジ９上に設置されている。キャリッジ９はキャリッ
ジ駆動手段（図示せず）によシ記録用紙３０紙送り方向
に直交する方向に移動できる。

第３図には第２図での装置に用いたインクリボンの構成
を示す。２１は熱によシ軟化あるいは溶融する熱溶融性
インク、２２は所定の温度で急激に熱膨張する中間層、
２３は基材である。インク２１は現在通常に用いられて
いる物質でよく、着色材と結合材よりなる。着色材とし
ては、カーボンブラックなどの顔料、あるいは各種染料
などの印刷、複写の分野で一般に用いられる任意の着色
材が使用される。結合材としては種々の融点を有するパ
ラフィン、カルメバワックス、密ロウ、カ／デリラワッ
クスなどのワックス類、低分子量の石油樹脂、ポリスチ
レン、スチレン−ブタジェン共Ｘ合体、エチルセルロー
スやエチルセルロースアセテートブチレートなどのセル
ロースエステル類などの高分子重合体が使用される。

中間層２２は所定の温度、あるいは加熱により急激に膨
張する熱膨張材と結合材よりなる。熱膨張材としては熱
分解によりガスを発生する発泡材あるいは、加熱によシ
急激に燃焼するニトロセルロースのような自己酸化性化
合物が挙げられる。

発泡材にはジアゾアミノ誘導体、アゾ化合物、スルホン
ヒドラビド化合物、ニトロン化合物などの有機発泡材、
炭酸水素す）　ＩＪウム、炭酸アンモニウム、アジドな
どの無機発泡材がある。有機発泡材の具体例としてジア
ゾアミノ誘導体としては。

１．３．ビスー〇−ビンエニリルトリアジン、ジアゾア
ミノベンゼン、１−メチル−３−フェニルトリアジン、
アゾ化合物としてはアゾビスへキサヒドロベンゾジニト
リル、アゾビスインブチロニトリル、ジアゾ酢酸アミド
、スルホンヒドラジド化合物としてはベンゼンスルフォ
ン酸ヒドラジド、４．４′−ビス（ヒドラジノスルホニ
ル）ジフェニルエーテル、ニトロソ化合物としてはＮ　
、　Ｎｌ−ジニトロソ−Ｎ　、　Ｎ’−ジメチルテレフ
タルアミドなどを挙げることができる。これらの発泡材
の熱分解温度は、６０℃より２００℃以上の広い温度領
域にわたって得られる。

有機発泡材の分解温度の低下と分解促進のために発泡助
剤を併用することができる。発泡助剤と１７では不飽和
脂肪酸、尿素、尿素誘導体、ステアリン酸鉛などが用い
られる。例えば熱分解温度２６０℃以上のジニトロペン
タメチレンテトラミンにサリチル酸を用いることによ如
分解温度を約１００℃に下げることができる。結合材と
しては低分子量の石油系オレフィン樹脂、ポリスチレン
。

スチレン−ブタジェン共重合体、フエ／−／’４１を脂
などの熱可塑性樹脂が用いられる。熱膨張材は結合材中
に溶解または分散させるか、捷たは熱膨張材を芯とした
マイクロカプセルを適当な接着材と共に基体２３上に塗
設しても良い。基体２３はポリエチレンテレフタレート
、ポリイシド、セロファンなどのプラスチックフィルム
、コンデンサ紙。

グラシン紙などの薄葉紙を用いることができる。

以上の説明においてこれらはひとつの例示であることを
忘れてはならない。

ここで、熱膨張材あるいは中間層２２に必要な性質とし
て ■　熱分解温度がインク特に結合材の軟化あるいは溶融
温度以上で高すぎないこと ■　分解速度が速いこと ■　貯蔵安定性が良いこと ■　有害ガスを生じないことである。

もし分解温度が結合材の軟化あるいは溶融温度より低い
場合はインクの軟化、溶融前に発泡が生じ、かつ生じた
気泡層が断熱層となって、熱伝達を妨げ、インクの記録
用紙への付着に必要な軟化。

溶融状態を生じず従がって逆に転写性を劣化せしめる。

インクあるいは結合材の軟化あるいは溶融温度は５５℃
〜１５０℃に通常設定されるので熱膨張材あるいは中間
層の熱膨張開始温度はそれよシ高く６０℃〜１６０℃に
設定されるのが望ましい。

また、熱転写記録装置においては、インクの加熱時間は
通常ＩＱｍｓ以下であり、インクの冷却時間も数ｍｓな
のでインクの軟化、溶融状態にある時間はｌＱｎ］ｓ内
外であり、この時間内に熱膨張が進行する必要がある。

基体２３への中間Ｊｌｉ　２２、インク２１の塗設には
ソルベントコーティングなど、中間層の熱膨張が発生し
ない方式が用いられる。

次に第２図の熱転写記録装置の記録動作について説明す
る。装置の電源投入とともに、キャリッジ９はホームポ
ジションにセットされる。この時インクリホン１．サー
マルヘツド２は、サーマルヘッド加圧制御手段（図示せ
ず）により、記録用紙３から離間している。印字信号に
よシキャリッジ８は印字開始点に移動し、サーマルヘッ
ド２をサーマルヘッド加圧制御手段（図示せず）により
プラテンローラ４方向に付勢し、サーマルヘッド２、イ
ンクリボン１．記録用紙３を密層状態とし、サーマルヘ
ッド駆動回路（図示せず）によりサーマルヘッド２０発
熱素子を選択的に加熱させ、インクリボン１のインクを
軟化あるいは溶融して記録用紙３に付着せしめる。

加熱後、キャリッジ９を矢印入方向に所定量移動させる
。この移動量と等量インクリボン１がインクリボン供給
リール７より供給され、このキャリッジ９の移動にとも
なって、インクリボン剥離ガイド６により記録用紙３よ
シ剥離され、インクが転写される。使用済みのインクリ
ボンはインクリボン巻き取りリール８に巻き取られる。

インクリボン巻取りリール８はインクリボン巻取り手段
（図示せず）に結合しており、インクリボン１に張力を
与えるように回動する。

この動作の繰り返しにより、１行分印字が終了すると、
インクリボン１．サーマルヘッド２はサーマルヘッド加
圧制御手段（図示せず）より記録用紙３よシ離間し、キ
ャリッジ９はホームポジションに戻る。この間に記録用
紙３は、プラテンローラ４を矢印Ｂ方向に回動すること
により、１行分移動する。これらの動作を繰り返すこと
により、所定量の印字が行なわれる。

次にこの発明になる熱転写記録装置の特徴が明らかとな
る記録用紙へのインクの付着性向上について詳細に説明
する。第１図はインク加熱時と記録用紙に転写されたイ
ンクの状態を模式的に示したものであり、第１図（ａ）
はこの発明になる熱転写記録装置の場合を、第１図（ｂ
）は従来の熱転写記録装置の場合を、それぞれ示してい
る。３１はサーマルヘッド、３２は記録用紙、３３は熱
溶融性のインク３４と熱発泡性の中間層３５と基材３６
からなるインクリボン、３７は熱溶融性インク３４と基
材３６からなる従来のインクリボン、３８゜３９は各々
転写されたインクである。４０は加熱により生じた気泡
である。

この発明の熱転写記録装置においてはサーマルヘッド３
１により、加熱されたインクは軟化または溶融と同時あ
るいはその後中間層３５中に含まれる発泡材の熱分解に
よって生ずるガスによって膨張し、第１図（ａ）に示す
ように記録用紙３２のインク３４と接触していない部分
にも、インクが到達し、加熱領域（斜線で示す）におけ
るインクの付着が確保される。

また、発生したガスによる気泡４ｏにより加熱領域の熱
抵抗は急激に増加し、サーマルヘッド３１の蓄熱による
加熱領域外におけるインクの昇温を防止し、不要部分の
インクの付着を防止する。

このように記録用紙３２のインク受容面の凹凸が大きい
場合にも、正確なインク転写が行なわれる。

一方従来の熱転写記録装置においては第３図（ｂ）に示
すように加熱領域（ハツチングで示す）において、イン
ク３４は記録用紙３２のインク受容面の四部では接触で
きないままに、固化し転写されるので、記録用紙への転
写は加熱領域に対して不正確なものと々る。また、サー
マルヘッド２１の蓄熱に対してもインクの加熱領域、非
加熱領域とも熱抵抗の変化がほとんどないので、加熱領
域外でインクの付着の生ずる恐れがある。

〔発明の他の実施例〕

次に、この発明の他の実施例であるカラー熱転写記録装
置を模式的に第４図に示す。４１は８素子／ＷＩの密度
で発熱素子が一列に１７２８素子配置されているサーマ
ルヘッド、４２はサーマルヘッド４１の支持板、４３は
支持板４２に取り付けられたインクリボン剥離ローラ、
これらは記録ヘッドアセンブリ３４を形成している。４
５は硬度（ＪＩＳ硬度）４０°のシリコンゴムよりなる
プラテンローラで、記録ヘッドアセンブリ４４に対向し
て配置され、ステップモータ（図示せず）Ｋより定めら
れた紙送り速度で回動する。４６は記録ヘッドアセンブ
リ加圧制御手段で、バネと電磁レバーの作用により、記
録ヘッドアセンブリ４４をプラテンロー２４５に対して
圧接または離間させる。

４７は巾２１０ｍで長手方向にイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの４色の熱溶融性でかつ熱発泡性のイン
クが３００ｍ＋ピッチで繰り返し表われる４色カラーイ
ンクリボンである。カラーインクリボン４７はインクリ
ボン供給ロール４８よりガイドローラ４９．５０に導か
れ、記録ヘッドアセンブリ４４とプラテンローラ３５の
間を通如。

剥離ローラ３３．ガイドローラ４１を介して、モータ（
図示せず）Ｋよって駆動されているインクリボン巻き取
りロール５２に巻き取られる。

５３は記録用紙でＰＰＣ用紙である。記録用紙５３は記
録用紙供給ロール５４より繰り出され、記録用紙圧接ロ
ーラ５５とプラテンローラ４５の間をプラテンローラ４
５の周面に密着した状態で供給される。５６はインクリ
ボンセンサでその出力に応じてインク色判定回路（図示
せず）でインクの色を識別する。次に装置の記録動作に
ついて説明する。スタート信号が人力されるとインクリ
ボンセンサ５６によってイエローインクを検出し、その
先端がサーマルヘッド４１０発熱素子の位置にくるよう
にセットされる。

この時記録ヘッドアセンブリ４４はプラテンロー２４５
と離間した状態にあり、インクリボン４７のみがインク
リボン巻き取りロール５２の駆動により搬送される。そ
の後、記録ヘッドアセンブリ加圧制御手段４６０作用に
より、記録ヘッドアセンブリ４４が下り、サーマルヘッ
ド４１．インクリボン４７．記録用紙５３．プラテンロ
ーラ４５は圧接状態となシ、配録準備完了状態となる。

記録情報源（図示せず）から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４１０発熱素子がサーマル
ヘッド駆動回路（図示せず）によシ選択的に発熱させら
れる。

１ライン印字後、プラテンロー２４５の回動により、イ
ンクリボン４７と記録用紙５３Ｕずれることなく１ライ
ン分搬送される。印字９紙搬送の繰り返しによシ印字が
行なわれる。部分的に接着したインクリボン４７と記録
用紙５３は剥離ロー２４３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４７と記録用紙５３は等速で搬送される。

イエロ記録終了後、記録ヘッドアセンブリ４４はプラテ
ンローラ４５と離間される。記録用紙５３はプラテンロ
ーラ４５に結合するステップモータを前進の倍速で前進
ステップ数と同数逆転駆動することにより、最初の位置
にセットされる。

この間にインクリボン４７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５２の駆動により行なわれ
る。インクリボン４７．記録用紙５３のセット終了後、
記録ヘッドアセンブリ４４は再び下りサーマルヘッド４
１．インクリボン４７、記録用紙５３．プラテンローラ
４５は圧接状態となり、マゼンタ配録準備完了状態とな
る。

イエロ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シザーマルヘッド４１を
駆動し、マゼンタインクによる記録をイエロ記録に重ね
て行なう。同様に、シアン記録、ブラック記録を行う。

このカラー熱転写記録装置により、階調性の良い色ムラ
のない１色再現性にすぐれたカラー画像が得られる。こ
の発明に々るカラー熱転写記録装置の％徴が明らかとな
る記録用紙およびインクの重ね合せにおける付着性向上
について詳細に説明する。

第５図は、イエロインクの上にマゼンタインクを重ね合
せ記録する場合のインク加熱時と記録用紙に転写された
インクの状態を模式的に示したものであり、第５図（ａ
）はこの発明になる熱転写記録装置の場合を、第５図（
ｂ）は従来の熱転写記録装置の場合を、それぞれ示して
いる。６１はサーマルヘッド、６２は記録用紙、６３は
先に印字されたイエロインク、６４は熱溶融性のマゼン
タインク６５と熱発泡性の中間層６６と基材６７からな
るカラーインクリボン、６８は熱溶融性のマゼンタイン
ク６５と基材６７からなる従来のカラーインクリボン、
６９．７０は各々転写されたマゼンタインク、７１は加
熱により生じた気泡である。

この発明の熱転写記録装置においては、サーマルヘッド
６１により加熱されたマゼンタインク（ハツチング部分
）は軟化または溶融と同時、あるいはその後に中間層６
６中に含まれる発泡材の熱分解によって生ずるガスによ
って膨張し、第５図ｔａ）　Ｋ示すように、マゼンタイ
／り６５と記録用紙６２が接触していないイエロインク
６３の端面の段差付近でも、軟化あるいは溶融したマゼ
ンタインクが到達し、加熱領域（ハツチング部分）で確
実なインクの付着が行なわれる。

ここで留意する必要があるのは、インクを重ねあわせて
カラー画像を得る場合には、−色目のインクによる記録
が終了すると、どん々平坦な記録紙であっても一色目の
インクによる凹凸が生じているということである。よっ
て、２色目以降のインクにとっては、必らず凹凸の面上
に記録をさせるを得ないのである。

また発生したガスによる気泡７１により加熱領域の熱抵
抗は急激に増加しサーマルヘッド６１の蓄熱による加熱
領域外におけるインクの昇温を防止し、不要部分のイン
クの付着を防止し色端部のシャープネスを得ることがで
きる。一方、従来のカラー熱転写記録装置においては第
５図（ｂ）に示すように加熱領域（斜線部分）において
、先着のイエロインク６３の端部付近ではその段差のた
めマゼンタインク６５が記録用紙６２に接触せず、マゼ
ンタインクは先着のイエロインク上あるいは記録用紙の
凸部にのみ転写され（加熱領域に対して破線部分のマゼ
ンタインクが欠落している）、線切れ、色ムラなど画質
が著るしく損なわれる。このインクを重ね合せる場合の
先着インク端部で後から印字するインクが記録用紙に接
触しない問題は前述のように記録用紙表面の凹凸が極め
て小さい場合にもしばしば生ずる（転写されたインクの
厚みは約２μ〜約６μに及ぶ）。従がってこの発明に々
るカラー熱転写記録装置は、記録用紙（記録媒体）のイ
ンク受容面の凹凸如何にかかわらず厚みのあるインクを
重ね合せてカラー記録を行う溶融転写型の熱転写記録装
置の問題を解決したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるインクの転写の特徴を説明する
ための図、第２図は一実施例に係る熱転写記録装置の概
略を示す図、第３図はこの発明に保るインクリボンの構
成を示す図、第４図はこの発明の他の一実施例に係るカ
ラー熱転写記録装置の概略を示す図、第５図は第４図の
カラー熱転写記録装置の特徴を説明するための図である
。 ２．３１・・・サーマルヘッド、１．３３・・・熱膨張
層を持つインクリボン、２１・・・熱溶融性インク、２
２・・・熱膨張層、２３・・・基材、３，３２・・・記
録用紙、４４・・・ヘッドアセンブリ、４７．６４・・
・熱膨張層を持つカラーインクリボン、５３・・・記録
用紙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱溶融性インクが塗布されたインク担体及び転写
   させ、記録画像を得る熱転写記録装置において、前記イ
   ンク担体は基材と熱溶融性インク層との間に熱によシ膨
   張する中間層を持つ３層で構成されることを特徴とする
   熱転写記録装置。
2. （２）インクリボンのインクの軟化または溶融温度１項
   記載の熱転写記録装置。