JPS63141771A - 熱転写記録方法及びその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は染料の熱による昇華現象を利用した昇華型の熱
転写記録方法並びに熱転写記録装置係り、従来１回限り
の使い捨てであった熱転写シートを再生使用できる熱転
写記録に関する。

〔従来の技術〕

最近、基体上に熱溶融性のインクや、熱により昇華又は
気化（以下まとめて昇華と云う）する染料を含有するイ
ンク層を設けた熱転写シートを使用して、信号によりサ
ーマルヘッド等の発熱素子を発熱させてインクを溶融又
はインク中の染料を昇華させ、被記録紙上に文字や画像
を記録する熱転写プリンタが普及しはじめている。

しかし、このプリンタの熱転写シートのインクは１回の
記録でほとんど消費されてしまい、タイプライタやドツ
トインパクトプリンタの布状インクリボンのように繰返
し使用できないのが現状である。従って、ランニングコ
ストの高いことが熱゛転写プリンタの大きな欠点であっ
た。

この問題を克服しようとして多数の試みが為されている
６例えば特開昭６０−４０２９５号公報記載の溶融型熱
転写シートのように基体上の微細多孔質網状構造の非熱
転写性樹脂中に熱溶融性インクを含有させて、多数回記
録を可能とした発明、あるいは特開昭５９−９１０９１
号公報記載の熱転写シートの再生方法のように、溶融型
熱転写シートの転写により熱溶融性インクが離脱した部
分に粉末状の熱溶融性インクを補充し、これに熱を加え
て溶融し離脱により凹部となったインク層を埋めて再生
する方法が提案されている。しかし、これらの発明はい
ずれも溶融型の熱転写シートに限定されている。

昇華型では、補給法ではないが例えば特開昭５８−７３
７７号公報に記載されているように、熱転写シートの走
行速度を被記録紙の走行速度よりも遅くすることにより
熱転写シートの消費量を節減する方法があるが、記録画
質の点からはよい方法とは云えない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

溶融型の熱転写方式において、記録使用後の熱０転写シ
ートは記録パターンに対応する個所のイン−り層が離脱
して凹んでいるために、その部分に粉末状のインクを補
充し、余分な粉末状インクを掻き落した後加熱するかま
たはロール加圧する等して平坦化し再生する方法が知ら
れている。

しかし、昇華型熱転写方式では、記録にはインク層の昇
華性染料のみが消費され、インク層中のバインダ樹脂は
転写シート上に残っているため、その上からインク溶液
を塗布等の方法により補給するとインク層の厚さが補給
の都度増加して膜厚が厚くなり、熱伝導性が低下して熱
転写記録濃度が薄くなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、上記を解決した昇華型熱転写シートを
再生使用することができる熱転写記録方法及びその装置
を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は熱により昇華する染料をインク層中に含有す
る昇華型熱転写シートにおいて、記録に使用されたイン
ク層部分に、同じ染料を熱により昇華させて補給するこ
とにより達成される。

より具体的には、記録後の熱転写シートのイン−り面に
接触または接近して熱により昇華する粉末ギ（７状の染
料を収納する容器を設け、その容器の底部に粉末状の染
料は通さないが、気化した染料は透過することができる
孔を有するフィルタと、そのフィルタの近傍に上記染料
の加熱手段（発熱体）を設け、前記シートを加熱すると
ともに、上記染料を加熱昇華して補給することにより達
成される。

好ましくは、記録時の感熱素子例えばサーマルヘッドに
通電された通ｆｌ！ｉを記憶回路を設けてこれに記憶さ
せ、転写記録に使用された部分を検知し、しかも上記サ
ーマルヘッドの通ｆＢ、ｔに応じて補給装置に設けた発
熱体の発熱量を制御することにより、補給用染料の補給
量をコントロールする。

これによって染料を無駄なく、効率的に補給することが
できる。

また、補給される染料は必ずしも粉末状である必要はな
く、染料を棒状又は板状に成形したものでもよい（この
場合は前記のフィルタを備えた染料容器は不用）、固形
染料の場合は、先端部近傍に発熱体を設けたものでもよ
い。

さらに、熱転写シートをエンドレス状に形成して記録と
染料補給とを連続化することにより、繰り返し使用を容
易に行うことができる。

また、カラー記録用の熱転写シート例えばイエロー、マ
ゼンタ、シアンの減法混色の３ｙＫ色を順次配列した転
写シートを用いる場合には、インクの色と同じ数の染料
補給装置を用いる。とくに。

転写シート上の色の配列と同じ配列にすることによりカ
ラー熱転写シート再生がし易くなる。

こうしたｓＪＭ色をプリンタ内において自動補給するに
は、本発明の昇華方式が補給装置もシンプルで最もし易
い、溶融型のエンドレス補給法は特開昭６０−２０８２
９１号に示されているが、記録によって転写されたシー
トのインク層の離脱凹部に粉末状の染料とバインダーを
補充後、過剰粉末の掻き落し或いはロール加圧が必要な
ために、補給装置がどうしても複雑になる。

〔作用〕

、−本発明では、転写シートのインク層バインダ中′に
溶解している染料は記録時の加熱によって昇華。

転写されるので、染料が少なくなる。その少なくなった
転写シートを適当な温度に加熱し、上記染料の気化雰囲
気中に曝すだけで少なくなったインク層部分にのみ、染
料が拡散して再溶解し補給される。

とくにインク層が、染料が飽和状態まで溶解されている
ときは、補給時、染料は物理化学的な気−固の平衡状態
（飽和）になれば、それ以上はインク層中に拡散溶解し
ないために精密な制御を行なわなくともインク層中の染
料濃度は補給後も一定に保たれるので、記録画像の濃度
も常に安定したものとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の熱転写記録方法および装置の実施例を図
面に基づいて説明する。

実施例１ 第１図に本発明の熱転写記録装置の概略を示す。

また、第３図に第１図に示した染料補給装置の斜視図（
ａ）と断面図（ｂ）を示す。

・熱転写シート１は、基体２と昇華性染料及びバインダ
樹脂から成るインク層３とで構成され、ロール４ａ、４
ｂによってエンドレス状に配置され、ロールの回転によ
り矢印方向に移動する。

基体としてポリエチレンテレフタレートシート。

ポリカーボネイトシート、アセチルセルロースシート、
ポリイミドシート、コンデンサー紙などが使用できる。

特に、従来の様な使い捨てでなくエンドレスとしたこと
により、ポリイミド等の高耐熱性、高強度のシートを用
いることができる。これによって、サーマルヘッド５と
基体２の熱融着現象であるスティッキングの発生も少な
くなり、基体の膜厚も薄くできるので熱伝導性がよくな
り高品質の画質の記録を得ることができる。

また、必要により、シリコーン樹脂やメラミン樹脂等の
耐熱性の高い樹脂層をサーマルヘッドと接する面に設け
てスティッキングを防止すれば更に転写操作の安定性を
向上させることができる。

本実施例においては、耐熱性ポリイミドシート（厚さ２
０μｍ）を使用した。

バインダ樹脂としては使用する染料と相溶性があり、軟
化温度の高い樹脂、好ましくは軟化温度が１００℃以上
の樹脂を用いる。こうした樹脂としてはポリアミド、ポ
リエステル、ポリビニルブチラール、アセチルセルロー
ス、メチルセルロース等がある。

本実施例では、バインダ樹脂としてポリエステル樹脂（
東洋紡、バイロン２９０．軟化温度１８０℃）を用いた
。

昇華性染料としては、サーマルヘッドの加熱により昇華
するものであれば特に限定されない０本実施例では昇華
性染料として黒色昇華性染料（日本化薬、カヤセットブ
ラック９２２）を用いた。

上記ポリエステル樹脂３重量部に対し、昇華性染料５重
量部（はぼ飽和状態）からなる組成のインク層を約１μ
ｍの厚みに基体上に形成し、熱転写シートを作成した。

上記熱転写シート幅は被記録紙と同じサイズのものを用
いた。また、上記シートの幅と同じ長さで多数の発熱抵
抗体素子がライン状に設けられたサーマルヘッド５が上
記シートに接しており、記録信号によって各発熱抵抗体
素子に選択的に与えられる電流により発熱して、その熱
が上記シートのインク層２に伝わり、インク層中の昇華
性染料が熱昇華して、被記録紙６上の染着層７まで拡散
し、被記録紙上に記録画像を形成する。

被記録紙６は基紙８９例えばセルロース紙やポリプロピ
レン系、ポリニス、チル系等の合成紙上に前記昇華染料
が染着し易い樹脂層（染着層７）を設けたものである。

こうした樹脂としては、一般的にはポリエステル樹脂が
好適である。

本実施例においては、ポリプロピレン系合成紙（玉子油
化、ユボＦＰＧ−１５０）上にポリエステル樹脂（東洋
紡バイロン２００）の厚さ８μｍの染着層を設けたもの
を被記録紙とした。この被記録紙上に昇華性染料が染着
し、記録される。図中の９が染着部分で、被記録紙６は
ロール１ｏによって搬送される。

熱転写記録に使用されたシートの染料が消費されたイン
ク層１１１は、記録に使用されなかった部分１１２に比
べて昇華性染料の濃度が著しく低くなっている。この低
濃度部が染料補給装置２１の所に移動してきた時、底部
に染料粉末は通さないが、気化した染料は透過させる多
孔質のフィルタ１２を有し、該フィルタの周囲に発熱抵
抗体１３を設けた昇華性染料粉末１４を収納する容器１
５から成る染料補給装置２１から気化した染料が補給さ
れる。この染料補給装置２１は、転写シートの幅と同じ
長さを有し、使用済み転写シートの全面あるいは染料が
抜けている部分に染料が補給できる。

なお、発熱抵抗体１３が通電されることによって発生し
た熱が容器底部の昇華性染料を昇華させ、気体状となっ
た染料は容器底部の多孔質フィルタを透過し、上記発熱
抵抗体によって加熱されたインク層中に拡散、溶解し補
給される。この時、昇華した染料はインク層に対する飽
和溶解度を超えて溶解しないので、補給量はそれ以上に
供給されても飽和溶解量までとなる。従って、熱転写記
録に使用された量よりも条目に補給してやれば、イ、）
ンク層中の染料の濃度は常に一定（飽和ｉ１１度）に−
７保たれ、再生後の転写シートによる画質は安定したも
のが得られる。より好ましくは、サーマルヘッドの発熱
量、即ち印加エネルギー量を記憶する回路を設けて記憶
させ、そのエネルギー量に基づき染料の補給量を計算し
得る回路を設けて、使用量と同じかやや過剰量の染料を
、記録に消費した部分に補給してやる様にすると最も有
効である。

なお、多孔質フィルタとしては、金属メツシュ。

多孔質ガラス、多孔質セラミックス、薄膜フィルタ等が
あるが１本実施例では多孔質ガラスフィルタを用いた。

染料補給装置２１を転写後のシートの補給が必要な部分
１１１の位置を検出する手段は、光学的を検知手段或い
はサーマルヘッドからの距離と熱転写シートの走行速度
から算出する同期手段（図示せず）により検出すること
ができる。

以上のような補給装置を備えた熱転写記録装置を用いて
熱転写記録を繰り返し行ったところ、常に鮮明な画質の
記録が得られた。

火施例２ 第２図は、第１図とは異なる形態の本発明の実施例の概
略図である。

染料補給装置以外は実施例１と全く同じものを使用して
いる。サーマルヘッド５による熱転写により、インク中
の昇華性染料の濃度が減少した部分１１１が補給装置ｉ
！２２の所まで走行してくると、昇華性染料を加熱圧縮
して成形した固形染料１６（ここでは日本化薬製カヤセ
ットブラック９２２を厚み２ｍｍ、長さは転写シートの
幅と同じ板状染料を使用）より昇華性染料が多孔質フィ
ルタ１２を有する発熱抵抗体１７により昇華して上記イ
ンク層１１１中に補給される１発熱抵抗体１７はサーマ
ルヘッドの発熱抵抗体素子と同程度の大きさの孔を有し
、サーマルヘッドの発熱抵抗体素子密度と同じ素子密度
で、転写シートの幅と同じ長さで一列に構成されている
。固形染料１６はその上部がスプリング１８により消耗
に応じて発熱抵抗体１７に常に接触するよう保持されて
いる。

以上の染料補給装置を備えた熱転写記録装置により、熱
転写記録を繰り返し行ったところ、一定１ニー品質の記
録が常に得られた。

実施例３ 第４図はイエロー、マゼンタ、シアンの昇華性染料をそ
れぞれ含むインク層をエンドレス基体の上に順次に設け
た熱転写シートのそれぞれのインク層にイエロー、マゼ
ンタ、シアンの昇華性染料を補給する熱転写記録装置の
概略図である。

カラー記録は被記録紙上の同一箇所にイエロー。

マゼンタ及びシアンの各色のインクを熱転写により適宜
重ねることにより行うことができる。特に、転写する染
料の量を、サーマルヘッドの発熱量を制御することによ
って１階調性の高いフルカラー画像を記録することがで
きる。これは、昇華型転写方式の特徴で、溶融型転写方
式では得ることができない優れた階調を有する画像を与
えることができる。

熱転写シート１にはイエローインク層２ａ、マゼンタイ
ンク層２ｂ、シアンインクｌ　２　ａが設けられている
。これらのインク層にはそれぞれイエロー昇華性染料（
カラーインデクスＮαディスパースイエロー３）、マゼ
ンタ昇華性染料（カラーインデクス魔ディスパースレッ
ド６０）、シアン昇華性染料（カラーインデクス黙ディ
スパースブルー３）が含有されているにれらのインク層
を有する熱転写シートはイエロー、マゼンタ、シアンの
順に繰り返すエンドレスシートに形成されている。

一方、染料の補給装置は３個設けられており。

それぞれ上記の熱転写シートに用いたものと同じ３色の
昇華性粉末状染料１４ａ　（イエロー）。

１４ｂ　（マゼンタ）および１４ｃ　（シアン）が収納
されている。これらの各染料補給装置は必ずしも熱転写
シートの配列順と同じにする必要はないが、同じ配列順
でしかもその設置間隔が転写シートのインク層の配列間
隔と同じであるとサーマルヘッド位置との同期が取り易
くなり好適である。

この場合には３色同時にそれぞれのインク層に染料を補
給することも、あるいはサーマルヘッドで記録されてい
る色の染料だけを選択補給すること′もできる。

第５図は熱転写用のサーマルヘッド５と補給染料を昇華
させるための発熱素子１５ａ、１５ｂ。

１５ｃの制御系統の概略を示す。

センサーＡはプリントする色の先頭位置の検出を行い、
先頭位置が検出されたらメモリＡの画像データを、制御
回路Ａを介してサーマルヘッド５に送倍し、該ヘッドを
加熱することによりプリントを行なう。

メモリＢにはメモリＡと同じ画像信号を入力しておき、
プリント後の１色目例えばイエロー（Ｙ）の先頭位置が
補給用発熱素子１５ａの位置にきたらセンサーＢｘで検
知し、制御回路Ｂを介して補給染料１４ａを加熱昇華さ
せて補給する。同様にして２色目例えばマゼンタ（Ｍ）
を染料１４ｂにより補給し、３色目例えばシアン（Ｃ）
を染料１４ｃにより補給する。この一連の操作はマイク
ロコンピュータ（１６）で一括して行うことができる。

上記のタイミングについての概略を第６図に示した。

サーマルヘッド５は３色のプリントに共通して使用され
、Ｙ、Ｍ、Ｃの順にプリントされる。Ｙプリント終了後
Ｍプリントと同時に発熱素子１５ａにより転写シートの
Ｙインク層に染料１４ａを補給し、同様にしてＭ、Ｃイ
ンク層に順次それぞれの染料を補給する。

上記のように、プリントスタート位置と補給スタート位
置がずれない関係にあるならば、メモリＡとメモリＢは
共通のものとなり、１個ですますことができる。実用的
にはセンサーＡと補給用センサーＢｌ　、Ｂ２　＋　Ｂ
ｓのスタートを全く同時にすることは容易でないので、
メモリＡとメモリＢの２台設けるのがよい。

また、メモリＡとメモυＢの内容が一致しているので、
サーマルヘッド５によりプリントされて昇華減少した量
に対応した量の染料を発熱素子１５　ａ　＋　１５　ｂ
　＊　１５　ｃにより制御して補給することができるの
で、補給量に無駄がない。

以上のように各色のインク層に対応する色の昇華性染料
を、各色の補給装置により昇華させて各インク層に補給
する補給装置を備えたカラー熱転写記録装置を用いて記
録したカラー画像は、熱転写シートを繰返し使用しても
、常に高画質で均質なものが得られた。

〔発明の効果〕

以上、実施例により説明したように、本発明によれば昇
華型熱転写シートの記録後の再生が容易にできるので、
記録の際のランニングコストが大幅に低減される。

また、従来コストの面で使用されなかった、ポリイミド
のような高耐熱性、高強度シートをエンドレス化して転
写シートに用いたことにより、高品質の画質の記録が得
られた。

更にまた、従来の使用済熱転写シートには記録のネガ画
像が残るため機密保護上も問題があったが、本発明によ
れば常に再生により上記ネガ画像が消去されるため機密
保持もし易い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の熱転写記録装置の一実施例の
要部概略図、第５図は本発明の染料補給個所を選択補給
するための制御方法を示すブロック図、第６図は本発明
の染料補給を制御するタイミングの一例を示す図である
。 １・・・熱転写シート、２・・・インク層、３・・・エ
ンドレス状基体、５・・・サーマルヘッド、６・・・被
記録紙。 １３．１７・・・発熱体、１４・・・粉末状昇華性染料
、第３　固 （ｂ）　　　　　’ 茅４固 茅Ｓ　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱により昇華または気化する染料を含有した熱転写
   シートを発熱素子により熱を供給して被記録紙に前記染
   料を選択的に熱転写する記録方法において、熱転写記録
   によつて含有染料が減少した熱転写シートのインク層を
   加熱し、該インク層に加熱により染料を昇華または気化
   させることにより補給再生することを特徴とする熱転写
   記録方法。 ２、前記昇華または気化することにより染料を補給する
   手段が熱転写プリンタに内蔵され、熱転写記録直後また
   は記録直前に上記染料を補給す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方法。 ３、熱転写シートの基体上に設けられたインク層は、転
   写時の加熱によつて溶解している染料を昇華または気化
   させるがそれ自体は溶融しないバインダを含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱転写記録方
   法。 ４、前記熱により昇華または気化する染料のインク層へ
   の補給手段が、熱転写シートのインクの色と同じ種類の
   数だけ有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の熱転写記録方法。 ５、前記熱により昇華または気化する染料のインク層へ
   の補給手段が、熱転写シートのインクの色と同じ種類の
   数を有し、かつ、熱転写シートのインクの色の配列と前
   記補給手段の染料の色の配列が同じ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方法。 ６、熱により昇華または気化する染料を含有した熱転写
   シートを発熱素子により熱を供給して被記録紙に前記染
   料を選択的に熱転写する記録方法において、前記熱転写
   シートがエンドレス状に形成され、熱転写記録によつて
   含有染料が減少した熱転写シートのインク層を加熱し、
   該インク層に加熱により染料を昇華または気化させるこ
   とにより補給再生することを特徴とする熱転写記録方法
   。 ７、熱により昇華または気化する染料を含有させた熱転
   写シートを発熱素子により熱を供給し、被記録紙に前記
   染料を選択的に熱転写する記録方法において、熱転写記
   録時に発熱素子の発熱量を制御した信号を記憶装置に記
   憶させ、熱転写記録によつて含有染料が減少した前記熱
   転写シートのインク層を検出手段によつて検出し、前記
   記憶装置に記憶させた信号を取り出し、該信号により染
   料補給装置の発熱手段を制御して補給染料およびインク
   層被補給部を加熱することにより、前記熱転写記録によ
   つて消費された量に対応する量の染料を昇華または気化
   し、前記転写シートのインク層に補給再生することを特
   徴とする熱転写記録方法。 ８、前記熱転写シートがエンドレス状に形成され、該シ
   ートの基体上に設けられたインク層は、転写時の加熱に
   よつて溶解している染料を昇華または気化させるがそれ
   自体は溶融しないバインダを含有することを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の熱転写記録方法。 ９、熱により昇華または気化する染料を含有した熱転写
   シートと、該シートを入力信号に基づき選択的に加熱し
   て被記録紙に前記染料を熱転写する転写手段を有する記
   録装置において、熱転写記録によつて含有染料が減少し
   た熱転写シートのインク層に染料を昇華または気化させ
   ることにより補給する補給手段が該インク層に接触また
   は接近して設けられていることを特徴とする熱転写記録
   装置。 １０、前記昇華または気化する染料のインク層への補給
   手段が、熱により昇華または気化し常温では粉末状の染
   料と、該染料を収納し粉末状染料は通さず気体状染料の
   みを透過する孔を有するフィルタと、該フィルタの近傍
   に設けた上記染料の加熱手段を有する容器とからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の熱転写記録
   装置。 １１、前記熱により昇華または気化する染料のインク層
   への補給手段が、熱により昇華または気化する染料を固
   めた棒状または板状で、該先端部近傍に加熱手段を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の熱転写
   記録装置。 １２、前記熱により昇華または気化する染料のインク層
   への補給手段が、熱転写シートのインクの色と同じ種類
   の数だけ設けたことを特徴とする特許請求の範囲第９項
   記載の熱転写記録装置。 １３、前記熱により昇華または気化する染料のインク層
   への補給手段が、熱転写シートのインクの色と同じ種類
   の数を有し、かつ、熱転写シートのインクの色の配列と
   前記補給手段の染料の色の配列が同じであることを特徴
   とする特許請求の範囲第９項記載の熱転写記録装置。 １４、熱転写シートの基体上に設けられたインク層は、
   転写時の加熱によつて溶解している染料を昇華または気
   化させるがそれ自体は溶融しないバインダ層を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の熱転写記録
   装置。 １５、熱により昇華または気化する染料を含有した熱転
   写シートと、該シートを入力信号に基づき選択的に加熱
   して被記録紙に前記染料を熱転写する転写手段を有する
   記録装置において、熱転写シートが２色以上の繰返しに
   よつてエンドレス状に構成され、該シートの基体上に設
   けられたインク層は、転写時の加熱によつて溶解してい
   る染料を昇華または気化させるがそれ自体は溶融しない
   バインダを含有し、熱転写記録によつて含有染料が減少
   した熱転写シートのインク層に染料を昇華または気化さ
   せることにより補給する補給手段が熱転写シートの色と
   同じ色の数だけ熱転写シートのインク層に接触または接
   近して設けられていることを特徴とする熱転写記録装置
   。 １６、熱により昇華または気化する染料を含有した熱転
   写シートと、該シートを入力信号に基づき選択的に加熱
   して被記録紙に前記染料を熱転写する転写手段を有する
   記録装置において、熱転写シートが２色以上の繰返しに
   よつてエンドレス状に構成され、該シートの基体上に設
   けられたインク層は、転写時の加熱によつて溶解してい
   る染料を昇華または気化させるがそれ自体は溶融しない
   バインダを含有し、熱転写記録によつて含有染料が減少
   した熱転写シートのインク層に染料を昇華または気化さ
   せることにより補給する補給手段が熱転写シートの色と
   同じ色の数だけ熱転写シートのインク層に接触または接
   近して設けられ、前記各補給手段は染料の補給量を転写
   記録時の入力信号に基づき制御する手段を備えているこ
   とを特徴とする熱転写記録装置。