JPS621574A - 熱転写記録用シ−ト - 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】 産業上の利用分野 本発明はサーマルヘッドなどの加熱印字体により普通紙
などに熱転写記録する為の熱転写記録用シート（以下シ
ートと称す）に係り、特に印加エネルギーの大小に応じ
て色材の転移量を制御しうる多階調再現可能なシート並
びに任意の画像情報に対応して多数回の転写が可能なシ
ートに関する。

従来技術と問題点 従来、テレビ画像やコンビエータ端末機の画像の電気信
号のハードコピー化方法として、小型、安価、保守点検
操作が容易等の特徴を有する熱転写記録が行われており
高品位な階調画像を得ることの出来るシートあるいはラ
ンニングコストの低廉化をはかる多数回使用の出来るシ
ートの出現が強く望まれており、種々のシートが提案さ
れている。例えば、階調性を有した画像記録について述
べるならば、階調の構成単位となる画素を２値の濃度し
か表現出来ないシートを用いて加熱印字体の複数ドツト
の配列変化でその転写濃度を被覆率変化によって擬似的
に表現しようとする方式があるが、基体と熱溶融性色材
層の間にアンカ一層を設けるなどして熱応答性の改良を
試みているが、この方式にお（・ては階調数を多くとろ
うとすると画像の解像度が低下し、十分な階調、解像度
を得る為には高密度素子を有する加熱印字体が必要とな
るなど、装置上の問題があった。

一方、この装置上の問題を解決せんとして、画素自体が
濃度が異なる直接濃度変調方式として昇華性染料等の染
料色材の熱移行性を利用して階調画像をえる提案（特開
昭５８−２１５３９８）があるが、印加エネルギーが大
きいなど装置上基材の高耐熱性が要求され、更には、用
いる材料等にも制約が加わり、また染料画像である為に
耐候性等保存性に問題があった。また耐久性の改善とし
て顔料、バインダーより成るインキを多孔層より成る保
持体に浸透せしめ画素濃度を変調せんとする提案（特開
昭５８−１８３２９７）があるが、保持体の物理的強度
の面から空孔率に制限がある為インク充填量を多（する
為には形成塗膜厚を厚くする必要があり熱応答性の面で
十分ではなかった。

一方、多数回使用可能なシートに関しては％開昭５５−
１０５５７９に開示される様な、多孔質網状構造中に色
材を含浸させる方法等があるがやはり熱応答性等におい
て十分ではなかった。

また、特開昭５９−８３６９７に開示される技術がある
が、記録すべき画像の面積に応じて後処理にてインキ貫
通孔を設け、一定態量を加えてインキ転移を行う被覆率
変化によって画像を形成せんとするもので、任意の画像
情報に対し、通電によって発熱し、色材を流動化せしめ
るサーマルヘッドの如き加熱印字体への適用は適してお
らず、また、色材の流出量をその厚み方向において制御
することによって得られる多数回のくり返し使用には不
適であった。

発明の目的 本発明は上記した欠点を解消するもので、保存性に優れ
た顔料色材等を用いることが出来、低エネルギー印加に
て画像形成が出来る為装置上の複雑化、高価、大型化を
防ぎ、かつ端末機での任意の情報に応じて高品位な階調
表現並びに多数回の　・使４用を容易に可能とするシー
トを提供することを目的とする。

発明の概要 かかる目的を達成する為の本発明のシゝトは、基体上に
設げられた熱溶融性転写色材層に保護膜を積層して成り
、上記保護膜層は独立した貫通孔を有する多孔構造体で
あり、１μｍ〜５／１ｍの厚みを有し、かつ貫通孔の孔
径が０．５μｍ〜３０μｍであるシートである。

発明の詳述 以下本発明の一実施例について図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明のシート１の断面説明図である。

用されている基体と同じものが適用できる。−例をあげ
れば、ポリエチレンテレフタレートの様なフィルム状の
もの、あるいはコンデンサー紙の様な薄葉紙状のもので
ある。厚さとしては３〜１５材層を設けない、加熱印加
体と接する側に耐熱処理を施したり、耐熱層を形成して
おいてもよい。

基体Ｖ′と同様、従来の感熱溶融型の感熱転写記録シー
トの熱溶融性転写色材層と同じ構成でよく、特に限定は
されないが、低エネルギーで高品位の転写画像が形成で
き、かつ耐久性のものとする為に５０℃以上の加熱下に
おいて初期流動を示すものが好ましい。具体的には、着
色剤、ワックス類、樹脂類、油類等から構成される。

着色剤としては、例えばカーボンブラック、オイルブラ
ック、ベンジジンイエロー、ローダミンレーキＢ、フタ
ロシアニンブルー等を用いることができる。

ワックス類としては例えばパラフィンワックス、マイク
ロクリスタリンワックス、カルナバワックス、モンタン
ワックス、木ろう、みつろう、低分子ｍポリエチレンワ
ックス、合成酸化ワックス等が用いられる。

樹脂類としてはエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリア
ミド樹脂、ロジン系誘導体、石油樹脂、アクリル樹脂、
ポリエステル樹脂等が用いられる。

油類としては鉱油、植物油等が用いられる。

以上のような物質で構成される熱溶融性転写色材層３は
、着色剤を上記媒体に適宜混合、分散処理をほどこしホ
クトメルト型溶剤分散型インキと熱溶融性転写色材層３
上には保護膜層４が積層して設けられる。保護膜層４は
その構造中に熱溶融性転写色材層３まで貫通して成る空
孔５を有した多孔構造をとる。保護膜層４側よりみた本
発明のシートの概略を第２図に示す。保護膜層４の厚み
、貫通孔径、貫通孔の保護膜層４に占める割合は鋭意検
討の結果、加熱印字体によって与えられた熱量に応じて
その色材の流出量を制御する為に極めて重要な要因であ
ることが分った。即ち厚みに関して述べるならば、加熱
下のもとに海のごとく一様な流動状態となった熱溶融性
転写色材層３の熱溶融性転写色材が、薄膜状態において
は瞬時に流出してしまう為に流出量をコントロール出来
ず、厚膜状態においては貫通孔５を伝って流出させる多
大なエネルギーを加える必要があり、ハイライト部再現
部即ち初期転写においては高エネルギー化へのシフト現
象につながり、また貫通孔５中にトラップされたインキ
は転移することが出来ない為に、転移曲線が飽和してし
まい、高エネルギー印加時に対応するシャード一部の再
現に問題が生ずる。これらの問題を回避する最適膜厚は
１μｍ〜５μｍであり、より好ましくは２μｍ〜４μｍ
である。

また貫通孔径ついては、粘稠な流動状態にあり、かつ顔
料を用いた場合は２次疑集体として分散して成る熱溶融
性転写色材の円滑な流出をさまたげてはならず、かつ加
熱印字体素子より小さく、転写画像のざらつき感を生じ
せしめない範囲が必要であり、Ｑ、５Ａｍ〜３０μｍが
最適であり、より好ましくはｌｘｍ〜１５μｍである。

また貫通孔の保護膜層４に占める割合は３０〜９５％で
あり、より良ましくは５０〜９０％であることが分った
。即ち割合が太きすぎる場合、転写された色材間の隙間
がなく、よりなめらかな連続的調子の転移を示すが、保
護膜層４の孔の破壊等を呈し、用いる材料にも影響を受
けるが、その最大値は９５％であり、種々検討の結果こ
の値を越えて耐性を示す材料は見い出し得なかった。ま
た割合が少なすぎる場合には色材の転移量の大小に応じ
て階調濃度はある程度呈するが、被覆率が少なくなる為
に最大転写飽和濃度の低下を生ずるなど問題が生じた。

実際的には、加圧下のもとで行なわれる転写に於て普通
紙の表面性等も関係して転写色材の横方向への拡がりに
よってその被覆率の向上は望めるが、いずれにしても前
記下限値を越えては著しい転写画質の低下を招き、前記
範囲内にお（・てのみ適正な濃度を得る為の最小の印加
エネルギーを与えることがわかった。

保護膜層４は、転写画像の最大濃度を得るのに対応する
印加エネルギー下で伝播した熱により溶融あるいは軟化
するなどして多孔構造を変形させてはならずこの条件を
満たすものとして熱変形温度は１００°Ｃ以上必要であ
り、より好ましくは１２０℃以上であることが安定度に
貢献することが分った。更に熱溶融性転写色材層３との
常温下における接着力も重要であり、これらは用いる材
質によってその特性が大きく左右され、これらの条件を
満たす樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂
、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、石油樹脂、ピネン
系・樹脂、クマロンインデン樹脂、繊維素系樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、ブチラール樹脂等があり、単独あ
るいは複数混合して用いることが出来ろ。また、硬化剤
、硬化触媒等を添加して保護膜層４の耐熱性の向上をは
かることも適宜できる。

貫通孔５は公知の技術も含め種々の方法にて形成する事
が出来る。例えばスボント径を絞ったレーザービーム光
を保護膜層に照射してその熱で融解して形成する方法も
あり、他の一例を述べるならば、樹脂のゲル化現象を利
用する方法もある。

例えば、親溶媒中に樹脂を俗解して得たフェノ中に溶媒
とは親和性を有し樹脂とは、親和性に乏しい溶剤を添加
することにより樹脂を適度にゲル化過程にて、樹脂相互
の融着にて貫通孔５を有する成膜状態を得、かつ熱溶融
性転写色材層３との接着もはかる方式である。また他の
一例で示せば、加熱によって分解しガスを発生する所謂
分解型発泡剤を溶剤に樹脂を溶解して成るフェス中に混
合分散し、熱溶融性転写色材層３上に塗布、成膜した後
、この成膜面を加熱することによって発泡剤を分解せし
め貫通孔５を形成する方法である。

発泡剤としては公知のものが利用出来、熱溶融性転写色
材層を構成する物質の流動温度以下で分解するものが望
ましいが、真空下にて加温などすれば流動点温度以上の
分解温度を有するものでも利用出来る。

例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸
水素アンモニウム等の無機系発泡剤や、スルホニルヒド
ラジド化合物のような有機系発泡剤があげられる。また
、みかけ上の耐熱性、あるいは塗工性の向上をはかって
炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛、
カーボン等の顔料粒子を保護膜層４中に含有せしめても
よい。

保護膜層４の形成方式としては、グラビア法、ロールコ
ート法、フレキン法等任意の塗工方式を採用することが
できる。

次に、このシート１を用いて熱転写記録する場合、加熱
印字体としてサーマルヘッドを用いた場合の工程概念図
を第３図に示す。

まず第３図（ａ）に示す様にシートｌはその保護膜層４
を被転写紙６と対面して重ね合わせ、サーマルヘッド７
Ｉ、７１１及び図示はしていないが、被転写紙６の背面
のプラテンローラとの間の圧力下の元におかれる。ここ
で７１は低エネルギー、７！１は高エネルギー印加に対
応するサーマルヘッドとして示した。画像情報がインプ
ットされるとサーマルヘッド７′、７７に通電され、抵
抗部が発熱し、熱伝播によりサーマルヘッド７′、７１
１に対応する溶融性転写色材層の一部が流動化し、色材
３１．３″　は゛保護膜層４の貫通孔５を伝わって被転
写紙６表面に到達し、転写が行なわれる。

低エネルギー印加洗対応する熱溶融性転写色材層部はそ
の流動性が十分でない為、少ない転写量の色材３優を与
える。一方、高発熱したサーマルヘッド７ｎに対応する
熱溶融性転写色材層部はより粘性抵抗が低下する為に強
い圧力下の元で被転写紙６ヘカ移行をはやめ太めの色材
３″を与える。その後シート１をとり除けば第３図ｆｂ
ｌの如く、目的とする同一被覆率で転写量の異なる画像
を得ることが出来、連続的に印加エネルギーを与えるな
らば銀塩写真の如き調子を有する連続調の転写画像体を
得ることが出来る。

この場合熱溶融性転写色材層の厚みは、転写最大飽和濃
度を与える印加エネルギーが許容される範囲内で、最大
の厚みを有することが望ましい。何故ならそうすること
により、流出量の調整が厚み方向でより容易になるから
である。

発明の効果 以上の様に本発明によれば、保存性にすぐれた顔料着色
剤等を用いることが出来、低エネルギー印加にて任意の
転写濃度を有する画像を容易に形成することが出来るた
め高解像で高品位なフルカラーの階調表現をすることが
出来る。

また本発明によるシートを用いれば印加エネルギーに応
じて熱溶融性転写色材層の流出量を制御することが可能
であるから、第３図において色材３１で示される転写画
像濃度が十分な画像濃度を有する採熱溶融性転写色材層
の着色剤量をコントロールしてインキと成せば多数回の
使用にも十分適用することが出来る。

一方、本発明によるシートを用いた転写原理は印加エネ
ルギ一部に対応して熱溶融性転写色材部が流動化して海
の如くの状態になり、貫通孔を通じて転写するのである
から、強固な多孔層中に熱転写性色材を含浸せしめて成
るシートに比してプラテンの圧力効果が最大限に利用出
来、その流出量の制御が容易で、かつ熱応答性の良いシ
ートと成すことが出来るだけでなく、画素に対応して濃
度変調するのであるから高解像の転写画像を得ることが
出来る。

実施例 以下、本発明の好ましい実施例を述べる。

（実施例１） 下記処決Ａにて示す材料組成混合物をスチームにてロー
ル表面温度を１１０℃に加熱した３本ロールミル中で加
熱下のもと練肉し、ホットメルト型インキを作成し、フ
レキン印刷法にて６μｍポエチレンテレフタレートフイ
ルムに塗工して３，５μｍの熱溶融性転写色材層を得た
。

（処決Ａ） パラフィンワックス（融点６０°Ｃ１日本精蝋社製）６
０重量部 マイクロクリスタリンワックス（融点６５°Ｃ１日木精
蝋社製）ＩＱ／／ エチレン−酢酸ビニル共重合体 （三片ポリケミカル社製〕 カーボンブラック（コロンビアンカーボン日本社製）１
５　　〃 次いで下記処決Ｂにて示す材料組成にて保護膜用塗液を
作成した。

（処決Ｂ） ニトロセルロース樹脂２５％ｉ（商品名；セルライン）
・”Ｍ−２００、ダイセル化学工業社製）１００重量部 ウレタン樹脂２０％液（商品名、ニラポランＮ３１１３
、日本ポリウレタン社製）　　　３０重量部炭酸カルシ
ウム（白石工業社製）３０１１メチルエチルケトン　　
　　　　　　　　７５　〃水　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２５　　・具体的には、
樹脂フェノに炭酸カルシウム更にメチルエチルケトン及
び水を添加したものをサンドミルにて１５００ｒＩ）ｍ
にて３０分間攪拌し、保護膜用塗液とした。炭酸カルシ
ウムを除いた系では、水を添加しなし・場合には、若干
黄変した透明のフェノであるが水を添加Ｉ−だものは白
濁状態であり貧溶媒の存在のもと樹脂が小粒状にゲル化
して分散した状態であった。

かかる塗液を６．１２．２０．３２ミルのステンレス鋼
線を巻きつけたワイヤー７（−にて任意に希釈しつつ熱
溶融性転写色材層上に塗工し、５０℃の温風で乾燥して
各々０．５．１．０．２．５．５．０μｍの厚みを有す
る保護膜層を形成し、本発明の熱転写記録用シートを得
た。

得られたシートの表面を顕微鏡写真に撮り観察した結果
、孔径はほぼ一様で２μｍ〜３μｍで貫通孔の占有面積
は９０％であることを確認した。

これらのシートを用いて１３０μｍＸ２６０μｍの大き
さで６本／ｍｍ　　の加熱印字素子を有するサーマルヘ
ッドにて加熱時間を１．５　ｍ　ｓとして電圧変調によ
り印加エネルギーを変えて熱転写用紙（三菱製紙社製）
に転写したところ第４図に示す結果を得た。即ち０．５
μｍの膜厚では保護膜層のない状態とほぼ同等のカーブ
を示し、薄すぎる為色材が流動化とともに一度に転移し
てしまった。

１、Ｏ＃ｍの膜厚では転移開始エネルギー及び最大飽和
濃度値は変化しないが、高エネルギーで飽和する傾向に
あった。一方、保護膜層が５．０μｍの厚みを有するシ
ートでは、転移開始エネルギーが高エネルギ一部にシフ
トすイ）ととも洗転写最大飽和濃度の低下が認められた
。２，５μｍの厚みの保護膜層を設けたものは転移開始
エネルギー、転写最大飽和濃度に変化なく、広い印加エ
ネルギー範囲にわたって転写濃度と一次の関係を示し、
理想的な階調表現を示した。転写後のシートの孔状態を
観察したところ破損、つぶれ等はなく全（異常は認めら
れなかった。

また、添加する水の幇を減らして孔径１μｍ〜２βｍ、
その占有面積２０％の多孔構造を有するシートをつくっ
て前記と同様の転写実験を行ったところ低初期転写エネ
ルギー、転写最大飽和濃度、広い印加エネルギー範囲を
全て満足する結果は得られなかった。

（実施例２） 厚みを有する保護膜層を侍た。

（処決Ｃ） ポリアミド樹脂（商品名；　Ｄｆ’Ｘ１３５８．軟化点
１２５°Ｃ、ヘンケル白水社製　　１５重量部炭酸水素
アンモニウム（試薬、関東化学社製）　　５　〃イソプ
ロピルアルコール　　　　　　　　６０重量部トルエン
　　　　　　　　　　　　３０　〃水　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　５１１塗液は予備
混合後冷水を通したサンドミルにて１５０Ｏｒｐｍにて
５０分間分散後、２０ミルのステンレス鋼線を巻きつけ
たワイヤーバーを用いて塗工して５５°Ｃの雰囲気の乾
燥機中に静置して溶剤の離脱をはかるとともに発泡剤を
発泡せしめ、孔径５μ汀】〜１０μｍ１孔占有率５０％
のシートを得た。このシートを用いて実施例１にて示し
たサーマルヘッドを用いて加熱時間を１．　ｍ　ｓとし
て電圧変調により印加エネルギーを変えて上質紙に転写
したところ転写用紙に比べ被転写紙の平滑性が減少して
いる為、転写画像のざらつきを感じたが、多孔保護膜を
設けないシートにて転写したるものに比して初期転写エ
ネルギーの高エネルギー化へのシフト、転写最大飽和濃
度の減少がともになく、広い印加エネルギー範囲にわた
って、転写濃度と一次の関係を示し、また転写後のシー
トの孔状態には何ら異常は認められなかった。

また、保護膜層にお（・て軟化点９０℃のポリアミド樹
脂を用いて同様に試作したシートを用いた場合は高エネ
ルギー印加時において特に顕著に、保護膜層の破損が認
められ、一部被転写紙への付着も生じ、転写濃度特性に
も乱れを生じた。

（実施例３） 処決りにて示す材料組成混合物をスチームにてロール表
面温度を１１０°Ｃに加熱した３本ロールミルにて加熱
下のもと練肉し、ホットメルト型インキを作成し、グラ
ビア印刷法とリバースロンドを繰み合わせた塗工法にて
１０μｍコンデンサーペーパー（本州製紙社製）に塗工
して５．０μｍの熱溶融性転写色材層を得た。

（処決Ｄ） パラフィンワックス（融点６３℃、日木精蝋社製）５５
重量部酸化ワックス　　（融点６５℃、　　　　／／　
　　）１０／／エチレン−酢酸ビニル共重合体（三片ポ
リケミ加し社製）５　〃フタロシアニンブルー（東洋イ
ンキ製造社製→　２４　〃次いで処決Ｅにて示す材料組
成にて保護膜、用塗液と成した。

（処決Ｅ） テレペンフェノール樹脂（商品名：ＹＳポリスターＴ１
３０、軟化点１３０℃、安原油脂工業社製）　２０重量
部テレベンフェノール樹脂（商品名；ＹＳポリスターＴ
３０、軟化点３０°Ｃ１安原油脂工業社製）　　　５　
〃炭酸アンモニウム（試薬、関東化学社製）　　　１０
　〃イソプロピルアルコール　　　　　　　　　６０　
〃トルエン　　　　　　　　　　　　　６０　〃メチル
エチルケトン　　　　　　　　　　　６０　〃この塗液
は樹脂を混合溶媒に溶解後炭酸アンモニウムを予備混合
した後冷水を通したサンドミルにて１５００ｒｐｍにて
４０分間分散後２０ミルのステンレス鋼線を巻きつげた
ワイヤーバーを用いて熱溶融性転写色材層上に塗工して
６０℃雰囲気の乾燥機中に静置して溶剤の離脱をはかる
とともに発泡剤を発泡せしめ孔径５μｍ〜１５μｍ。

孔占有率７０〜８０％を有する２、５μｍの厚みの保護
膜層を設けたシートを得た。このシートを用いて、実施
例１にて示したサーマルヘッドを用いて加熱時間をｌ、
　５　ｍ　ｓとし印加エネルギーを加熱印字素子あたり
０．６０ミＩＪジー−ル加えて同一部分をくり返し転写
したところ８回までの使用に対し１．１５〜１．２５の
転写濃度を有する転写画像を得た。印字において、初期
時と７回目での転写性に有意差は認められずまた孔も破
損つぶれ等の異常は認められなかった。９回目には０．
４５の転写濃度しか示さなかった。

処決Ｅにて示す塗液な実施例１にて示す熱溶融性転写色
材層上に塗工して同様に多孔樹脂保護膜層を設けたシー
トと成した場合には、加熱印字素子１ケあたり０．２〜
１０ミリジユールの間で転写濃度と一次の関係を示し、
階調表現が可能であった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例を示す説明図、第３
図は、本発明のシートを用いた転写原理の説明図、第４
図は保護膜層の厚みを変化した時の印加エネルギーと転
写濃度の関係を示す説明図で友、る。 （ｘｉ・・・熱転写記録用シート（２）・・・基体（３
）・・・熱溶融性転写色材層　（４）・−保護膜層（５
）・−貫通孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に熱溶融性転写色材層と保護膜層を積層し
   て成り、該保護膜層は１μｍ〜５μｍの厚みを有し、か
   つ孔径０．５μｍ〜３０μｍの貫通孔を有した多孔構造
   体であることを特徴とする熱転写記録用シート。
2. （２）保護膜層表面の３０〜９５％が貫通孔の孔によっ
   て占められてい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シート。
3. （３）保護膜層の熱変形温度が１００℃以上の樹脂保護
   膜層であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の熱転写記録用シート。