JPS6287392A - 感熱転写記録方法 - 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】 技術分野 本発明は、従来用いられていた感熱転写材を不要とする
ことにより、記録コストを低下させた感熱転写記録方法
に関する。

背景技術 感熱転写記録方法は、普通紙に記録でき、且つ使用する
装置がコンパクトで騒音がないと言う特徴を有しており
、最近、広く使用されている。

この感熱転写記録方法は、一般に、シート状の支持体上
に熱溶融性バインダー中に着色剤を分散させてなる熱転
写性インクを塗布してなる感熱転写材を用い、この感熱
転写材をその熱転写性インク層が記録媒体に接するよう
に記録媒体に重畳し、感熱転写材の支持体側から熱ヘッ
ド等の外部発熱部材により熱を供給するか、又は導電性
の支持体もしくはインク層に電圧を印加し、ジュール熱
により該導電性支持体もしくはインク層自身を発熱させ
て（特開昭５８−２２０７９５号公報、特開昭５８−１
２７９０号公報等）、溶融したインクを記録媒体に転写
することにより、記録媒体上に熱供給形状に応じた転写
記録像を形成するものである。

しかしながら、従来の感熱転写記録方法においては、比
較的高価な耐熱性プラスチックフィルムの支持体上に、
複雑な工程により熱転写性インク層を形成してなる感熱
転写材を用いること、および、この感熱転写材は木質的
に使い捨てであることのため、感熱転写記録のコストが
高くなるという欠点があった。また、上記感熱転写材に
対しては、その支持体側からパターン状の熱を印加する
ため、支持体を介して熱転写性インク層を加熱すること
となり、熱エネルギーのロスが生じていた。

感熱転写記録方法の記録コストを低下させるためには、
くり返し使用が可能な無端ベルト状、あるいはドラム状
とした支持体を用い、この上に熱転写性インク層をその
場で塗布、形成して感熱転写材とし、そのまま感熱転写
記録に用いることも考えられるが、この場合は、インク
塗布機構を感熱転写装置に組み込む必要があるため、該
装置が複雑化、大型化するという問題がある。

発明の目的 本発明の主要な目的は、上述した従来の感熱転写記録方
法の欠点を除き、諸々の熱転写性能を維持しつつ、コン
パクトな装置を用いて、記録コストが低く、且っ熱エネ
ルギーの有効利用が可能で効率よく記録ができる感熱転
写記録方法を提供することにある。

発明の概要 本発明者等は上述の目的で研究した結果、熱転写性イン
ク自体を過冷却性を有するポリアミド樹脂のバインダー
で形成するとともに、ロール状に形成し、その外周面に
、直接に熱または電圧を印加してパターン状の粘着性を
付与した後、この粘着性のパターンが保持されている間
に熱転写性インクを記録媒体に押圧転写することが、コ
ンパクトな感熱転写装置を用いつつ、従来用いられてい
た高価な感熱転写材を不要とし、感熱転写記録のコスト
を低下させるとともに、従来の支持体を介するパターン
状の熱供給に起因する熱エネルギーの損失をなくし、」
二連の目的達成に極めて効果的であることを見い出した
。

本発明の感熱転写記録方法は、このような知見に基づく
ものであり、より詳しくは、外周面が過冷却性を有する
ポリアミド樹脂をバインダーとする熱転写性インクから
なるインクロールの外周面に、パターン状の熱または電
圧を印加して熱転写性インクを選択的に溶融ないし軟化
させる工程、該インクロール外周面を記録媒体に接触さ
せ、上記パターンに応じた溶融ないし軟化状態にある熱
転写性インクを記録媒体に抑圧転写する工程、およびイ
ンクロール外周面を平滑化する工程からなることを特徴
とするものである。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。以下の記載において、量比を表わす「％
」および「部」は、特に断わらない限り重量基準とする
。

楚引ｍ蚊」団 第１図は、熱転写性インクを溶融ないし軟化する熱の供
給源として熱ヘッドを用いる場合（以下、この熱供給方
式をｒ熱ヘッド方式」という）の本発明の実施態様を示
す、記録媒体の厚さ方向模式断面図である。

第１図を参照して、外周面が過冷却性を有するポリアミ
ド樹脂をバインダーとする熱転写性インクからなるイン
クロール１が、その中心１１をバネ２ａによって保持さ
れて配置され、矢印Ａ方向へ連続的または間欠的に回転
する。

一方、このように回転するインクロール１右方の外周面
に配置され、バネ２ｂの作用によって該外周面に接触す
る熱ヘッド３から、所望の印字パターンに応じた熱を上
記外周面を構成する熱転写性インクに供給すると、該イ
ンクは、上記の加熱パターンに応じて熱溶融ないし熱軟
化すると同時に粘着性を帯び、記録媒体に対する転写性
を有するようになるが、該インクはインクロール１の回
転に伴い図の上方へ移動する。

前記の熱供給形状に対応した熱転写性インクの粘着性の
パターンが保持されている間に、インクロール１の外周
面は、転写位置において、図の右方から左方へ移送され
る記録媒体４に接触するが、この際、記録媒体４を介し
てインクロール１と対向する加圧ロール５からの圧力の
下に、前述のパターン状の粘着性状態を保った熱転写性
インクは、記録媒体４に抑圧転写して転写記録像６を形
成する。

上記の転写工程の後、インクロールｌは更に転写位置か
ら矢印入方向へ回転し、その凹凸化した外周面は、熱ヘ
ッド３の上流に配置され。

バネ２Ｃに接続されたブレード７により平滑化され、ブ
レード７によってかき取られたインクはインクだめ８に
集められる。

次に、図面に示した各部の構成を説明する。

インクロールｌは、円筒あるいは円錐台等の回転体形状
を有し、少なくともその外周面が熱転写性インクからな
る部材であるが、インクロールｌの中心１１を中心とし
た回転が可能であり、且つ、この中心１１に接続するバ
ネ２ａによる必要な加圧が可能である限り、熱転写性イ
ンクのみを上記回転体形状に成形してインクロール１と
してもよく、また金属、樹脂等の材料からなる芯材の周
囲に、上記インクの層を形成してインクロール１として
もよい。

熱ヘッド３からの熱印加によりパターン状に溶融ないし
軟化したインクは、記録媒体４との接触による転写位置
まで、その転写性を維持する必要がある。そのためには
、インクロールｌ外周面を構成する熱転写性インクとし
てポリアミド樹脂をバインダーとする熱転写性インクを
用いて、インクロール１外周面を構成する。ポリアミド
樹脂をバインダーとして用いることにより熱転写性イン
クを過冷却熱転写性インクとすることができる。

ここに、過冷却熱転写性インクとは、加熱されて溶融な
いし軟化した後に冷却された場合に、該インク本来の融
点ないし軟化点以下の温度においても、記録媒体に転写
し得る溶融ないし軟化状態、粘着性の状態を一定時間保
持するものをいう。

本発明で使用する熱転写性インクは、過冷却性を有する
ポリアミド樹脂のバインダー中に染料、顔料などの着色
剤を分散してなる。過冷却熱転一方性インクの前記性質
は、この過冷却性を有するポリアミド樹脂自体の性質に
起因する。

すなわち、過冷却性を有するバインダーとは、一旦融点
以上に加熱されて溶融した状態から冷却された場合に、
本来の融点以下の温度においても一定時間は上記溶融状
態を保持するバインダーをいう。本発明においては、ポ
リアミド樹脂中に過冷却物質を混入するものではない。

なお、一定の融点を示さないバインダーにおいては、上
記の「融点」の代りに「環球法による軟化点」、「溶融
」の代りに「軟化」が用いられる。

本発明において用いられるポリアミド樹脂は下記の一般
式で示される。

ＨＯ−（’ＣＯＲ′Ｃ０ＮＨＲＮＨ）　　ＨＲ′は炭素
数が１〜３の（ＣＨ２）　、　（ＣＨ２）　２　。

（ＣＨ２）　３の飽和脂肪族炭化水素グループ、あるい
はダイマー酸残基が好ましい。ダイマー酸は下記構造式
で示される もので、この構造と側鎖の位置、あるいは２重結合の位
置を異にする種々の異性体が混在する。

Ｒは炭素数が１〜３の（ＣＨ２）　、　（ＣＨ２）　２
　。

（ＣＨ２）　３の飽和脂肪族炭化水素グループが好まし
い。

また、重合度ｎは、３〜３０の範囲内にあることが好ま
しく、特に３〜２０が好ましい。ｎが３よりも小さい場
合は、軟化点が低くなり、転写記録媒体としてあまり好
ましくない。また、ｎが３０よりも大きくなると、軟化
点が高くなり、熱転写性インクを溶融転写させるために
多量の熱エネルギーが必要となる。このため、低エネル
ギーでの効率的な印字という点から言えば、重合度ｎが
３０よりも大きいことはあまり好ましくない。

本発明で使用するポリアミド樹脂は下記の一般式の反応
により合成される。

ＨＯ２ＣＲＣＯ２Ｈ ＋　　　□→ＨＯイＣＯＲ’Ｃ０ＮＨＲＮＨ升ＨＨ２Ｎ
ＲＮＨ２ 上記反応において、末端のアミノ基（あるいはカルボキ
シル基）をモノカルボン酸（あるいはモノアミン）を用
いて封鎖することにより種々の分子量を有するポリアミ
ド樹脂を得ることができる。

上記反応において用いられるジアミン（Ｈ２ＮＲＮＨ２
）としては、例えばメチレンジアミン、エチレンジアミ
ン、プロパンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる
。

上記反応において用いられるジカルボン酸（ＨＯ２ＣＲ
′Ｃ０２Ｈ）としては、例えばマロン酸。

コハク酸、グルタル酸等の脂肪族ジカルボン酸や重合脂
肪酸が挙げられる。

重合脂肪酸とは多不飽和脂肪酸を含む一塩基性脂肪酸或
いはそのエステルで８〜２４の炭素数を持つものを重合
したもので、その成分として千ツマー酸、ダイマー酸、
トリマー酸等を含むものであり、その重合にあたっては
、無触媒で高温加熱によっても得られるし、公知の過酸
化ジ−ｔ−ブチル等の触媒を用いての加熱によっても得
ることができる。現在重合脂肪酸として市販されている
ものは炭素数１８の不飽和脂肪酸に基づくものが多く、
その典型的な物は次のような組成を有するものである。

本発明で使用するポリアミド樹脂の合成は、上記のジア
ミン、ジカルボン酸を各々１種類以上混合加熱し、縮合
させて行なう。また本発明で使用するポリアミド樹脂は
、２種類以上のポリアミド樹脂を混合して使用すること
もできる。

更に、前記ポリアミド樹脂のバインダーに油剤などを添
加してその過冷却性を調整したり、エラストマー類など
を添加し溶融粘度、粘着力などを調整することも可能で
ある。

熱転写性インクを上記ポリアミド樹脂のバインダーとと
もに構成する着色剤としては、例えば、カーボンブラッ
ク等の印刷あるいは、他の記録方法に一般的に用いられ
る染顔料がすべて用いられ、これらの染顔料は単独でま
たは二種以上混合して用いられる。着色剤の含有量は上
記インクに対して１〜４０％が好ましい。

上述したように、ポリアミド樹脂のバインダー、着色剤
その他線加物から構成される過冷却熱転写性インクは、
その融点もしくは軟化点が好ましくは４０〜２００℃程
度、さらに好ましくは５０〜１８０℃程度であり、且つ
、一旦該融点ないし軟化点以上に加熱されて溶融ないし
軟化した後、室温で放置された場合に凝固が開始するま
での時間（以下「過冷却時間」という）が好ましくは０
．１秒〜１００分程度、さらに好ましくは０．１秒〜５
０分程度に設定される。

最も好ましくは０．１秒以上、１０秒以下である。

該インクの融点もしくは軟化点が４０℃より低いと、イ
ンクロールｌの保存性の低下、記録媒体の非印字部の汚
損を生じ、一方、該融点もしくは軟化点が２００　’０
より高いと該インクの溶融ないし軟化に多大の熱エネル
ギーを要することとなる。

また、過冷却時間が０．１秒より小さいと、熱印加工程
終了後、記録媒体への転写工程に至るまでの溶融ないし
軟化状態の保持が困兼となり、一方、過冷却時間が１０
０分より大きいと、記録媒体に転写直後の記録像が安定
性に欠けることとなる。

過冷却時間は、原料であるジカルボン酸、ジアミンの種
類や混合比、あるいは反応の重合度を変化させることに
よって、また複数のポリアミド樹脂を混合することによ
って、調節することができる。

本発明に用いるインクロール１を得るには、例えば、上
記したポリアミド樹脂、着色剤および添加剤をアトライ
ター等の分散装置を用いて溶融混練して熱転写性インク
を得、必要に応じて芯材を用い、鋳型等により所望の回
転体形状に形成する。

熱ヘッド３に、このインクロール１の溶融ないし軟化し
たインクが刺着するのを防止するため、インクロール１
に熱溶融性インクの一成分として脂肪酸アマイド、金属
石けん等を添加してもよく、また充填剤として高融点の
ワックス、樹脂等の微粒子を添加してもよい。

また、カラー記録のための複数の異った色調を有するイ
ンクロールｌを用いることも可能である。

熱ヘッド３は、上記したインクロール１の外周面に所望
の印字パターンに応じた熱を供給する部材である。

この熱ヘッド３としては、従来の熱ヘッドをそのまま用
いることができるが、直接に接触するインクロールｌの
溶融ないし軟化したインクが付着するのを防１卜するた
め、熱ヘッド３の発熱部にシリコーン樹脂等のコーティ
ングを施してもよい。

この熱ヘッド３による熱印加においては、インクロール
１の外周面と熱ヘッドが所望のパターン状の熱印加に充
分な接触状態にある限り、印加圧力は２　Ｋ　ｇ　／　
ｃ　ｍ　２以下でよく、また印加パルス１１］は０．５
〜５ｍ５ｅｃの条件が好適に採用される。

熱ヘッド３による熱印加量を変化させることにより、記
録媒体４に対するインクの転写量を変化させて、記録媒
体上にいわゆる中間調の記録を得ることも可能である。

加圧ロール５としては、その表面が各種のゴム、樹脂等
からなる弾性体ロール、または、その表面が金属、セラ
ミックス等からなる剛体ロールのいずれも用いられる。

この加圧ロール５と前述のインクロールｌの間で記録媒
体４に印加される圧力は、線圧０．５〜１０Ｋｇ／Ｃｍ
、更には１〜５　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍが好ましい。表面
平滑性の悪い記録媒体の表面四部に熱転写性インクを充
分に付着させる点からは、上記圧力は大きい方が好まし
い。

１に の加圧ロール５がインクロールｌと対向する転写位置と
、前述の熱ヘッド３との間隔は、インクロール１の外周
面を構成する熱転写性インクが所望のパターン状の溶融
ないし軟化状態を保持しうる間隔に設定される。

ブレード７は、転写工程により凹凸化したインクロール
ｌの外周面を、インクかき取りにより平滑化する部材で
ある。

この平滑化は、後述するように、上記外周面をある程度
加熱して、再び溶融ないし軟化する加熱ロール等の部材
を用いて行ってもよい。

バネ２ａ、２ｂ、および２Ｃは、ブレード７による平滑
化により、徐々に径が減少するインクロールｌの外周面
が、記録媒体４、熱ヘッド３、およびブレード７と感熱
転写記録の継続に必要な接触を維持しうる状態に、上記
各部材を保持するものである。

以上において、熱ヘツド方式、すなわち熱印加工程にお
ける熱源として熱ヘッドを用いる場合の本発明の態様に
ついて説明したが、上記熱ヘッドの代わりにレーザー光
その他の熱源を用いる場合にも、本発明が同様に実施で
きることは容易に理解できよう。

また、これとは別に第２図にその実施態様を示すように
、パターン状の熱供給手段たる第１図の熱ヘッド３に代
えて、針状ないしマルチスタイラス状の電極である記録
電極３ａと導電性ドラム９とを組み合わせて用いること
もできる。

第２図を参照して、低抵抗層９１（固有抵抗ｌＯ〜１０
４Ω・ｃｍ）上に、より高い導電性を有する金属性導電
層９２を設けてなる導電性ドラム９の該低抵抗層９１に
、導電性ドラム９を介して、インクロール１と対向する
記録電極３ａが接触し、この記録電極３ａは電源１０を
介して、金属性導電層９２と接触する帰路電極１２と接
続されている。

この第２図の構成においては、記録電極３ａ直下の低抵
抗層９１がジュール発熱することにより、インクロール
ｌの外周面にパターン状の熱印加が行われるが、記録電
極３ａがインクロールｌ外周面に直接に接触しないため
、この電極３ａの汚れが少なく、また金属性導電層９２
の表面を容易にクリーニングできるという特徴がある。

その他の構成は、ブレード７に代えて前述した加熱ロー
ル７ａを用いた以外は、第１図の構成と同様である。

第３図は、記録電極３ａを用いる他の態様を示すもので
ある。

第３図を参照しで、導電性微粒子（図示せず）を分散さ
せて導電性としたインクロール１ａに、記録電極３ａお
よび大面積帰路電極１２ａが直接に接触している。この
第３図の構成においては、記録電極３ａ直下の導電性イ
ンクロール１ａの外周面自身がジュール発熱して、パタ
ーン状に溶融ないし軟化する他は、第２図の構成と同様
である。

発明の効果 上述したように本発明によればポリアミド樹脂をバイン
ダーとする熱転写性インクからなる外周面を有するイン
クロールの平滑な外周面に直接にパターン状の熱または
電圧を加えた後に、上記パターンに応じた溶融ないし軟
化状態にある該インクを記録媒体に抑圧転写する感熱転
写記録方法が提供される。

本発明の記録方法は、熱転写性インクのバインダーとし
てポリアミド樹脂を使用しているので、過冷却時間、す
なわち粘着性保持時間を適正に調節することができる。

従って、本発明の記録方法によれば、無駄のない効率的
な記録を行うことができる。

また本発明の記録方法によれば、コンパクトな感熱転写
装置を用いつつ、従来使用されていた高価な感熱転写材
を不要とするとともに、熱転写性インクに（支持体を介
することなく）直接にパターン状の熱を供給することに
より、材料面、およびエネルギーコスト面から記録コス
トを著しく低下させることができる。

更に、本発明においては、低平滑性記録媒体に対しても
良質な印字を得ることができ、且つ、中間調の記録を得
ることも可能となる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例 下記の処方によりポリアミド樹脂Ａ−Ｃを合成した。

（数字は当量地 重合脂肪酸としては、バーサダイム２１６（商品名：ヘ
ンケル白水社Ｃ１Ｂの一塩基酸約７％、Ｃ３６の二塩基
酸的７５％、Ｃ５４の三塩基酸的１８％を用いた。

合成方法は下記のようにした。すなわち温度計、機械式
攪拌器、脱水管及び窒素吹込管を備えた四ツ目丸底フラ
スコに入れ、窒素を流しつつ、５時間２２０°Ｃに保持
し、その後１００　ｍｍＨｇに減圧し１．５時間反応さ
せ、ポリアミド樹脂Ａ。

Ｂ、Ｃを合成した。

次に、各ポリアミド樹脂１００部に対し、それぞれ着色
剤としてニグロシン染料１０部を１１０°Ｃで加熱しつ
つ分散混合し、こうして得た熱転写性インクを、１０ｍ
ｍφの樹脂製の芯材を中心とする６０ｍｍφの円筒形に
形成し、インクロール１とした。ポリアミド樹脂Ａ、Ｂ
。

Ｃのそれぞれの軟化温度を第１表に示した。

更に、熱ヘッド３と、インクロール１に加圧ロール５が
対向する転写位置との間隔が１．５　ｃｍであり、且つ
、装置全体がコンパクトに構成された第１図に示す感熱
転写装置を用い、熱ヘッドを用いてインクロール１の外
周面に直接熱印加することにより、パターン状に軟化し
た熱転写性インクを、インクロール１と加圧ロール５の
間で線圧Ｉ　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍの圧力を印加しつつ、
上質紙に転写させ、記録像を形成した。各ポリアミド樹
脂に加えた印加パルスのパルス巾を第１表に示した。

第　　１　　表 こうして得られた記録像は、印字濃度、転写性、鮮明性
等の印字品位において目視で良好であり、且つ、従来の
感熱転写材を用いる感熱転写記録方法に比べ、記録コス
トは低く、また熱エネルギー消費量も低いものであった
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、それぞれ本発明の感熱転写記録
方法の実施態様を示す記録媒体の厚さ方向模式断面図で
あり、第１図は熱ヘッドを用いる実施態様、第２図は記
録電極と導電性ドラムを組み合わせて用いる実施態様、
ＷＳ３図は記録電極を用いる実施態様を示す。 １−−−−−−−−　インクロール、 １１−−−−　インクロールの中心、 ２ａ、２ｂ、２ｃｍ−一−バネ、 ３−一−−−−−−　熱ヘッド、 ３ａ−−−一　記録電極、 ４−−−−−−−一　記録媒体、 ５−−−−−−−一　加圧ロール、 ６−−−−−−−一　転写記録像、 ７−−−−−−−−　ブレード、 ７ａ−−−一　加熱ロール、 ８−−−−−一−−インクだめ、 ９−−−−−−−一　導電性ドラム、 ９１−−一−−低抵抗層、 ９２−−−一　金属性導電層、 １０−−−−−−−一　電源、 １２−−−−−−−一帰路電極。 代表図：第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周面が過冷却性を有するポリアミド樹脂をバインダー
   とする熱転写性インクからなるインクロールの外周面に
   、パターン状の熱または電圧を印加して熱転写性インク
   を選択的に溶融ないし軟化させる工程、該インクロール
   外周面を記録媒体に接触させ、上記パターンに応じた溶
   融ないし軟化状態にある熱転写性インクを記録媒体に押
   圧転写する工程、およびインクロール外周面を平滑化す
   る工程からなることを特徴とする感熱転写記録方法。