JPS625889A - 熱転写記録方法 - 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、熱信号に従って画像を被転写材へ転写する熱
転写記録方法に関し、更に詳しくは、熱信号に従って色
材を放出する新規な熱転写媒体を利用した熱転写記録方
法に関する。

（従来の技術） 従来、各種の画像を紙やその他の被記録媒体に記録する
方法は多種多様であり、例えばカールソンプロセスを利
用した電子写真方式、静電印刷方式、インク層を有する
インクリボンを使用して、これに衝撃を与えて、インク
層を被記録媒体に転写する方式、感熱インク層を有する
インクリボンに熱信号を与えてインク層を被記録媒体に
転写する方式等が知られている。

（発明が解決しようとしている問題点）上記電子写真方
式、とりわけＰＰＣ方式は、被記録媒体として普通紙が
使用できるため、複写機等として広く使用されているが
、これらの装置は複雑な機構を必要とし、大型且つ高コ
ストであるため、卓上電算機、その他小型且つ簡便な設
置のプリンターとして組込むことができないという問題
がある。

また上記インパクト方式のプリンターは簡便であり、各
種小型装置のプリンターとして適しているが、印字時の
騒音が大であること、メカ的な稼動部が多いため印字ス
ピードが上げられず、また部品の摩耗等による故障が多
いという問題点がある。

また熱転写記録方法は、インクキャリアーに熱によって
溶融するインク層を設け、９れに熱信号を与えてインク
層を被記録媒体に転写するものであり、騒音が発生しな
い点で、上記インパクト方式の欠点を解消したものであ
るが、付与される熱信号をインク層へ効率良く伝達させ
るためには、インクキャリアおよびインク層の厚みを極
力薄くしなければならないという厳しい条件の制約があ
る。

また、上記いずれの転写方式においても、インクリボン
は１回目の転写では良好な印字品質を与えることができ
るが、インクリボンを繰返し使用するときは著しく印字
品質が低下する。従ってインクリボンを度々交換せねば
ならないという煩雑性および不経済性が問題となってい
る。

（発明の開示） 本発明者は、上述の如き従来技術の問題点を解決し、簡
便且つ繰返し使用でき、そのうえ高品質の画像を形成し
得る記録方式を提供すべく鋭意研究の結果、ある特定の
材料をインク保持層としだ熱転写媒体を使用することに
よって、上記従来技術の問題点を解決し得ることを知見
して本発明を完成した。

すなわち、本発明は色材を含有保持するポリマーゲル層
を設けた熱転写媒体に、熱信号を付与することにより、
上記ポリマーゲル層中の色材を被転写材へ転移せしめて
記録を行うことを特徴とする熱転写記録方法である。

本発明を更に詳細に説明すると、本発明者の詳細な研究
によれば、適度に架橋したポリマーと該ポリマーに適合
した液媒体により形成したポリマーゲルは、熱の作用に
よって相転移現象を生じ、例えば透明なポリマーゲルに
局部的に熱を付与すると、その加熱部分においてポリマ
ーゲルが急激な収縮を生じて白濁し、液媒体を押し出す
ことを知見した。

本発明者はこのようなポリマーゲルの特異な現象の利用
について種々研究の結果、ポリマーゲルを適当な支持体
上に層状に形成し、該ポリマーゲルに適当な色材を溶解
あるいは微分散させて包含させ、次いで該ポリマーゲル
層に局部的に熱を加えることによって、その加熱部分の
みにおいてポリマーゲルの収縮の結果、包含された色材
が滲出し、熱信号を取り去るとポリマーゲルは短時間で
元の状態に復元し、色材の滲出した部分には周囲から色
材が拡散して滲出した色材を補充するため、同一箇所に
おいても繰返し色材の滲出が実現でき、従ってこの色材
を包含したポリマーゲル層が熱転写媒体の色材保持層と
して極めて適していることを知見したものである。

従って、本発明において使用する熱転写媒体は１色材を
包含したポリマーゲル層からなることを特徴としている
。

上記ポリマーゲル層の形成に使用するポリマーゲルとは
、適当な有機溶剤または水あるいはそれらの混合物中に
無限には溶解せず、これらの溶剤を吸収包含して有機ポ
リマーゲルを形成し得る架橋有機ポリマーからなる。

′このような架橋ポリマーとしては、ポリプロピレン、
ポリイソブチン等のポリアルケン類、ポリブタジェン、
ポリイソプレン等のポリジエン類、ポリ酢酸ビニル、ポ
リ（メタ）アクリル酸エステル、ポリ（メタ）アクリル
アミド等のポリビニル類、ポリスチレン、ポリα−メチ
ルスチレン等のポリスチレン類、あるいはこれらのおよ
び他のポリマーを形成するモノマーからなるコポリマー
類、ポリエチレンオキサイド等のポリエーテル類、ポリ
エチレンミン等のポリイミン類、ポリオキシエチレンア
ジボイル等のポリエステル類、ポリグリシン等のポリア
ミド類、その他従来公知の鎖状ポリマーであって、該ポ
リマー鎖を適度に架橋させて、溶剤に完全には溶解せず
、溶剤を吸収包含してゲルを形成し得るようにしたもの
である。

このような架橋構造は従来公知の方法によって容易に形
成することができる。例えば、ポリマーの製造時に架橋
剤として例えばジビニルベンゼン、エチ１／ンジメタク
リレート等の多官能モノマーを一部併用し、重合と同時
に架橋構造を形成する方法、グリシジルメタクリレート
、Ｎ−メチロールアクリルアミド等の反応性モノマーを
併用してポリマー中に架橋点を有させ、この架橋点を利
用して例えばジアミン、ジオール、ジイソシアネート、
ジアルデヒド等の架橋剤を反応させて架橋構造を形成す
る方法、放射線等を利用して架橋させる方法等従来公知
の方法はいずれも利用し得るものである。

上記の如き架橋ポリマーにより有機ポリマーゲルを形成
するのに使用する溶剤は、従来公知の有機溶剤あるいは
水またはそれらの混合物がいずれも使用でき、例えば、
水、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセト
ン、メチルエチルケトン等のケトン類、ペンタン、シク
ロヘキサン、ベンゼン等の炭化水素類、テトラクロロエ
タン、ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、ギ
酸エチル、酢酸エチル、酢酸イソアミル等のエステル類
、ジオキサン、ジグリム等のエーテル類、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチ
ルスルホキシド等の含硫溶剤、あるいはこれらの混合溶
剤、更にはこれらの溶剤中に過塩素酸リチウム、プロピ
オン酸アンモニウム、尿素、グルコース等の各種の溶質
を溶解した溶液等があげられる。

本発明で使用する有機ポリマーゲルは、上記の如き架橋
ポリマーと溶剤により形成されるが、特に重要な点は、
架橋ポリマーと溶剤との組合せであって、その組合せを
、架橋ポリマーがゲルを形成でき、また形成したゲルが
、熱の作用によって収縮白濁を生じるような有機ポリマ
ーゲルを形成する必要がある。

本発明者は有機ポリマーゲルの形成において、架橋ポリ
マ・−と溶剤とを適当に組合せることによって、熱の作
用によって架橋ポリマーが、収縮白濁を生じることを見
い出したものであり、このような有機ポリマーゲルを例
えば約１．０ｐ、ｍ〜１．０ｍｍ程度の層とし、この層
に局部的に熱を加えることによって、直ちにその加熱部
分に収縮白濁部分が生じ、また熱を取り去ると短時間で
収縮白濁部分が消滅することを知見し、この復元←→収
縮白濁という極めて優れた熱応答性が熱転写媒体の色材
保持層として有用であり、この色剤保持層を有する熱転
写媒体を使用すれば、従来技術の種々の欠点が解決され
た熱転写方法が提供できることを知見したものである。

このような優れた熱応答性を有する有機ポリマーゲルは
、選択した架橋ポリマーに適した溶剤を選択し、架橋ポ
リマーの溶剤親和性を調節することによって容易に形成
できるし、また一旦比較的良溶剤により有機ポリマーゲ
ルを形成し、これに比較的貧溶剤を吸収させつつ、その
熱応答性を調整する方法、更には種々の混合比の溶剤あ
るいは種々の法度に溶質を加えた溶剤を用いる等の方法
によっても形成される有機ポリマーゲルの熱応答性を好
ましい範囲に調整することもできる。

本発明者の詳細な研究によれば、好ましい有機ポリマー
ゲルは、架橋ポリ（メタ）アクリルアミド系ポリマー、
最も好ましくは架橋ポリ（メタ）アクリルアミドのＮ−
アルキル置換体と水とによって形成できることを知見し
た。

このような好ましい架橋ポリ（メタ）アクリルアミドポ
リマーとしては、例えばＮ−エチル（メタ）アクリルア
ミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−
ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロ
プロピル（メタ）アクリルアミ）”、Ｎ、Ｎ−エチルメ
チル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチル（メタ
）アクリルアミド、Ｎ−アクリルピロリドン、Ｎ−アク
リルピペリジン等のモノマーのホモポリマーあるいは他
の七ツマ−とのコポリマーの架橋体を挙げることができ
る。

架橋は（メタ）アクリルアミドの重合時に、例えばＮ、
Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコール
ジメタアクリレート等の多官部上ツマ−を必要量併用す
ることによって容易に行うことができる。

これらの架橋ポリ（メタ）アクリルアミドと水とからな
る有機ポリマーゲルは、熱の変化による復元←叶収縮白
濁という可逆的変化が、例えば約３０〜１００℃で生じ
、且つその熱応答性が極めて鋭敏である点で最も優れた
有機ポリマーゲルである。

上記の如きポリマーゲルに包含させる色材としては、従
来公知の各種染料および顔料はいずれも使用できるもの
であり、使用するポリマーゲルの性質に合わせて選択し
て使用するのがよい０例えば、ポリマーゲルが水性ポリ
マーゲルである場合には水溶性の染料を使用するのが好
ましく、またポリマーゲルが油性ポリマーゲルである場
合には、それらの有機溶剤に可溶の染料を用いるのが好
ましい。

また、色材として顔料を用いる場合には、これらの顔料
はサブミクロンオーダー以下の微細な粒子の顔料を使用
するのが好ましい。

本発明において特に有用な染料は、前記の有用な水性ポ
リマーゲルに合わせて、水溶性染料、例えば、メチレン
ブルー、マラカイトグリーン、ツクシン等の塩基性染料
、ローダミンＢ、ローズベンガル、タートラジン、フタ
ロシアニンブルー等の酸性染料、ダイレクトブラックＤ
、ダイレクトブラック１５４等の直接染料である。

このような色材は、前記のポリマーゲルの形成時にポリ
マーゲルに包含させてもよいし、またポリマーゲルを形
成後に包含させてもよいし、更に支持体上にポリマーゲ
ル層を形成した後にポリマーゲルに包含させてもよい。

特にポリマーゲルを形成後に包含させる場合には、ポリ
マーゲルを加熱して収縮白濁化させてから、このポリマ
ーゲルを色材の溶液または分散液中に浸漬することによ
り、ポリマーゲルの冷却とともに色材が短時間でポリマ
ーゲル中に吸収されるので好ましい方法である。

このような色材は、ポリマーゲル１００重量部に対して
約１〜２０重量部の色材を包含させることが好ましく、
またポリマーゲル層は、約１〜１００ｇｍ程度の厚さに
形成するのが良い。色材の濃度が低すぎる時は、印字濃
度が不十分となり、また繰返し使用の回数が低下する。

またポリマーゲル層の厚さが薄すぎると、上記色材濃度
の低すぎる場合と同様な結果となり、一方、ポリマーゲ
ル層が厚すぎると、これらのポリマーゲル層の感熱応答
性が低下するので好ましくない。

上記の如き色材を包含したポリマーゲル層を担持するた
めの支持体としては、ある程度の強度を有するシート状
物あるいはフィルム状物であればいずれの材料でのよい
が、特に好適なものは、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリアクリルエステル、ポリカーボ
ネート、フェノール樹脂等の合成樹脂からなり、ある程
度の耐熱性と可撓性を有するフィルムが好適である。ま
たその厚さは約１０　ｇｍ〜数ｍｍ程度で、それらの形
状はテープ状、シート状、ベルト状、ドラム状等いずれ
の形状でもよい。また、これらの支持体は、その表面を
親水性化処理あるいは親水性プライマー処理の施された
ものでもよく、着色または未着色のものでもよい。

本発明を主として特徴づける熱転写媒体は、上記の如き
材料から形成されるものであり、その形成方法はいずれ
の方法でもよく、例えば（１）適当なポリマー溶液を調
製してこれを支持体上に塗布した後ポリマーを架橋させ
てポリマーゲルとする方法。

（２）予め適度の架橋密度の架橋ポリマーを形成し、該
架橋ポリマーを溶解することのできる良溶剤により溶液
を形成し、該溶液を支持体の表面に塗布してポリマ一層
を形成し、次いで該ポリマ一層に該ポリマーをゲル化す
る他の溶剤を加えるか、または良溶剤を置換してポリマ
ーゲル層とする方法。

（３）支持体に架橋剤を含むポリマー溶液を塗布し、乾
燥またはそのままで加熱、放射線照射等により、支持体
上でポリマーを架橋させてポリマーゲル層とするか、あ
るいは乾燥させた場合には次いで適当な溶剤を吸収させ
てポリマーゲル層とする方法。

（４）ポリマー溶液と架橋剤溶液を別々に用意して二液
方法で支持体上でポリマーを架橋させ、必要に応じて溶
剤を吸収させたり、溶剤を置換させてポリマーゲル層と
する方法等いずれの方法でよい。

以上の如くして形成するポリマーゲル層は、既に説明し
た通り、ポリマーゲル層の形成前あるいは形成時に色材
を包含させてもよいし、ポリマーゲル層の形成後に色材
を包含させてもよい。

次に、本発明の熱転写方法を、本発明の方法を図解的に
示す添付図面を参照して更に具体的に説明する。

第１図は本発明で使用するすでに述べた熱転写媒体−１
０の断面を図解的に示すものであり、第２図は本発明で
使用する無端ベルト状の熱転写媒体上」を図解的に示す
ものであり、第３図は、上記熱転写媒体を使用する本発
明の熱転写記録方法のうち、熱信号源として輻射＆！３
を用いた例を示し、更に第４図は熱信号源としてサーマ
ルヘッド４を用いた例を示している。

第３図を参照して説明すると、図中且はすでに説明した
第１図または第２図に示す如き本発明で使用する熱転写
媒体であり、５は被転写材であ゛す、３は輻射線を示し
ている。

第３図に示す如く、熱転写媒体旦と被転写材５とを重ね
合せ、該重合物のいずれかの例、好ましくは熱転写媒体
上ｊの側から、例えば赤外線３の如き輻射線を情報源に
従って照射することにより、熱転写媒体旦を構成するポ
リマーゲル層２が加熱され、その結果、加熱部分６が熱
収縮を生じて包含されていた色材がポリマーゲルを形成
している液媒体とともに溶液または分散液として滲出し
、被転写材５に吸収されて情報信号に従った画像７が被
転写材５に形成される。そして図示してないが、例えば
赤外線照射が中断されると、色材が滲出した部分６は元
の収縮前のポリマーゲルに短時間で戻り、この部分は、
ポリマーゲル層中の色材の拡散作用によって元の色材を
包含した状態に復元する。従ってポリマーゲル層全体中
の色材が実質的に消費され尽すまで繰返し転写を行うこ
とができる。

以上の如き好ましい実施態様で使用する熱信号を与える
手段としては、例えばキャノン、ハロゲン等を例とする
フラッシュ光線、タングステンランプ等を例とする赤外
線ランプ、炭酸ガス、半導体、アルゴン等を例とするレ
ーザー光線等が任意に使用できる。特に好ましい手段は
、熱信号を受けない部分にいわゆるｒカブリ」を生じさ
せないように、所定のパターンにのみ高強度の輻射線を
照射できるフラッシュ光源やレーザー光源等である。

尚、上記方法においては、熱転写媒体上と被転写材５と
は図示の如く多少の間隔を置いて配されてもよいし、密
着した状態でもよい。

本発明の好ましい別の実施態様を例示する第４図を参照
すると、この例示の方法は熱信号源としてサーマルヘッ
ド４を使用した例であり、まず電源部８より発生した信
号が電気回路（図示なし）を経てサーマルヘッド４に伝
わり、支持体１を介して接触箇所にあるポリマーゲル層
の部分６を加熱する。以下第３図において説明したと同
様に被転写材５に所望の画像７が形成される。

この例のサーマルヘッドとしては、従来公知の同様目的
のサーマルヘッド、例えば、蒸着方法により抵抗体を形
成する薄膜ヘッド、スクリーン印刷方法等により抵抗体
を形成する厚膜ヘッド、半導体作成方法により抵抗体を
形成する半導体ヘッド等が任意に使用できる。

以上の如き本発明方法において使用する被転写材５は、
従来公知の被転写材、例えば普通紙、合成樹脂フィルム
等がいずれも使用することができる。

以上の如き本発明方法によれば、すでに説明した通り、
本発明方法で使用する特定の熱転写媒体は、優れた熱応
答性を有する色材含有ポリマーゲル層からなり、このよ
うなポリマーゲル層から色材溶液または分散液が熱信号
に従って容易に滲出させることができ、滲出した熱信号
溶液または分散液は液状であるため、特に紙の如き吸液
性被転写材に容易に保持定着させることができ、他に何
らの特別な定着手段を要しない。

また上記熱転写媒体は、従来のインクリボンと異なり、
色材が滲出した部分は短時間で周囲のポリマーゲルから
色材が供給されるため、高品質の印字を多数回繰返して
行うことができる。

また本発明で使用する熱転写媒体は、包含された色材が
消費されて低濃度になれば、これらのポリマーゲル層を
色材液中に浸漬したり色材液を塗布する等により、極め
て容易に更新し得るものである。

従って、本発明方法によれば、従来技術の如き印字時の
騒音の問題が解決できるとともに、１単位の熱転写媒体
によって従来方法の数倍にも達する印字量が実現でき、
更に従来技術のインクリボンの如く使いすてでなく繰返
し使用できるので高い経済性の印字が実現できる。

次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ イソプロピルアクリルアミド５ｇ、Ｎ、Ｎ−メチレンビ
スアクリルアミド８０ｍｇ、ポリイソプロピルアクリル
アミド１ｇおよび過硫酸アンモニウム３０ｍｇを冷水１
００ｍＭに溶解し、テトラメチルエチレンジアミン６０
ｐ−１を添加してアスピレータ−にて脱気した。その後
直ちにこのポリマーゲル溶液を、表面が親水化処理され
ている厚さ５０ｇｍのマイラーフィルム上に膜厚がｌ　
ｇｍしてなるように塗工して、ポリマーゲル層を作成し
た。次いでこれをスルホン化フタロシアニンブルーの２
重量％水溶液中に浸漬した。

次いで約５０℃に加熱し、次いで、１０℃に冷却した後
、ポリマーゲル層のコートされたマイチーフィルムを引
きあげ洗浄すると、第１図に示した如き本発明に用いら
れる熱転写媒体が得られた。

得られた熱転写媒体を第４図の様にサーマルヘッドを用
いてマイラーフィルム側から画像信号に応じて加熱し、
紙に熱転写を行なった所、加熱部に対応した所の染料が
紙の方に良好に転写され、ブルーの鮮明な印字ができた
。このような印字は多数回繰り返し可能であり、またサ
ーマルヘッドに印加された電力は通常の熱転写リボンを
用いた時よりも低電力でよく、また、熱応答性も充分な
ものであった。

実施例２ イソプロピルアクリルアミド１．８ｇ、Ｎ−メチロール
アクリルアミド０．２ｇおよび過硫酸アンモニウム１０
５ｇを冷水１００ｍＪ１に溶解し、テトラメチルエチレ
ンジアミン２０川見を添加してアスピレータ−にて脱気
した。しばらくすると液の粘度が上昇しポリマー水溶液
が得られた。得られたポリマー溶液を、表面が親木化処
理されたマイラーフィルム（厚さ５０ＩＬｍ）上に膜厚
が１ｐｍになるように塗工し乾燥した０次いで１１０℃
で２０分間加熱するとポリマー溶液層はゲル化して水不
溶となる。これを直ちにローダミンＢの３重量％水溶液
中に浸漬して引き上げて洗浄すると、第１図に示した如
き本発明に用いられる熱転写媒体が得られた。

得られた熱転写媒体を第４図に示すようにサーマルヘッ
ドにより印牽し、普通紙に熱転写を行なったところ、熱
の印加された部分の赤い色が紙に転写され、実施例１と
同様な結果を得た。

実施例３ 実施例２と同様なポリマー溶液を作成した。これにスル
ホン化フタロシアニンブルーを２ｇ溶解させて、厚さ５
０７℃ｍのマイラーフィルム（表面親水化処理）上に厚
さｌｐｍになるように塗工して乾燥した。

次いでこれを１２０℃で約１時間加熱処理後、水に浸漬
し、ポリマ一層をゲル化して膨潤状態にして、第１図に
示した様な本発明に使用する熱転写媒体を得た。これを
第３図に示した様に紙を密着させて、マイラーフィルム
側からキセノンフラッシュ光を画像状に与えると、光の
当った所は熱に交換され、その部分の染料が紙に転写さ
れた。

得られた印字部は鮮明で、完全に定着されていた。

実施例４ 実施例３と全く同様なポリマニゲル層を無端状マイラー
フィルムリボン状に作成し、第２図に示した様な熱転写
媒体を作成した。これを第４図に示した様にサーマルヘ
ッドによって、印字を行ない、被転写材の紙に鮮明な印
字を行なった。多数回印字後のポリマーゲル層中の染料
は薄くなっているので、この部分に染料を補給すべく、
無端状熱転写媒体の表面に２重量％のスルホン化フタロ
シアニンブルー染料水溶液をスポンジで補給したところ
、元の状態の染料濃度に回復し、再度繰り返し使用が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本発明で使用する熱転写媒体を図解的に示
し、第３〜４図は本発明の方法を図解的に示すものであ
る。 １；支持体 ２：ポリマーゲル層 ３；赤外線 ４；サーマルヘッド ５；被転写材 ６：加熱部分 ７；画像 ８；電源 上に熱転写媒体 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）色材を含有保持するポリマーゲル層を設けた熱転
   写媒体に、熱信号を付与することにより、上記ポリマー
   ゲル層中の色材を被転写材へ転移せしめて記録を行うこ
   とを特徴とする熱転写記録方法。
2. （２）ポリマーゲル層が、（メタ）アクリルアミド系架
   橋ポリマーの水性ゲルからなる特許請求の範囲第（１）
   項に記載の熱転写記録方法。