JPS6322684A - 熱溶融転写インクシ−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］ 本発明は光の吸収層を設けた熱溶融転写インクシートに
関する。

［従来の技術］ 近年、情報に関連した産業の進展は目ざましく、これに
伴って、記録用紙に文字１図形等を記録するプリンタが
用いられる。この場合のプリンタとしては、熱溶融型感
熱記録方式のものが広く用いられる。

上記熱溶融型感熱記録方式は、紙又はグラスチックフィ
ルム等の表面に熱溶融性の固体インクを塗布してつくら
れたインクシートと記録用紙とを重ね合せ、ナーマルヘ
ッドを用いて押圧するとともに加熱することによって、
インクシート上の固体インクを溶融し、記録用紙の方に
転写させるものである。この記録方式は、ノンインパク
ト方式であるために騒音が発生しないこと、記録速度が
早いこと、サーマルヘッドの開発と相まって、高い解像
力が得られること、インクジェット記録方式のように記
録ヘッドの目詰まりによるトラブル発生の心配が無く、
メインテナンスを殆んど必要としないこと、記録用イン
クの色材に顔料を使用することができるために、耐光性
、保存性が良いこと、イエロー、マゼンタ、シアンの３
色を塗り分けたカラーインクシートを使用し、各々の色
を重ね塗りすることによってカラー記録が容易にできる
こと等、プリンタとして多くの長所をもっている。しか
し、その反面、サーマルヘッドの性質により、インク無
転写、インク全量転写のどちらかしかできない２値記録
方式である。したがって、そのままでは濃淡のある中間
調画像を記録することができない。

そのために、１画素を複数個の記録ドツトで構成し、記
録すべき画素の濃淡に応じて、インクを転写する記録１
ニツトの数を変え−て行く濃度パターン法という一種の
面積階調記録方式が常用されている。当然のことながら
、この方式にはありま高い階調数をとると、画素ナイス
が大きくなって、解！＆度が低下するという欠点がある
。

そこで、我々は以上のような問題を解決し、高゛密度フ
ルカラー記録を実現するために、特開昭６１−９８５９
４号公報に開示されているようなレーザビームによる熱
溶融転写記録方式を既に提案している。

この記録方式は、インクシートの背面からレーザビーム
を照射して加熱することにより、熱溶融インクを受像紙
（記録用ｗ１）に転写させるもので、インクシートに照
射されるレーザビームのビーム径とエネルギー密度を制
御することにより、面積変調による連続階調記録を実現
するものである。

［発明が解決すべき問題点］ 上記公報に開示された従来例は、カラーインクに含まれ
る顔料の光に対する吸収特性が異なるために、レーザビ
ームでカラーインクシートを加熱する場合、照射プるレ
ーザ光に対するインクの吸収特性に応じてレーザ光の出
力の大きざ、または照射時間の長さを制御する必要があ
った。このため、吸収係数の最も小さなカラーインクを
基準にしてレーザの出力上限を決めれば嘉然高い出力の
レーザ発生装置が必要になる。一方、照射時間で調整す
ることもできるが、この場合には照射時間を長くしなけ
ればならず、記録速度が低下することになり改善が望ま
れる。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、カラ
ーインクの光学的吸収特性に左右されることなく、且つ
高い出力のシー９発生装置を用いることなく、さらに長
い照射時間を必要とすることなくレーザ光によるカラー
熱転写記録を行うこのできる熱溶融転写インクシートを
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明では熱
溶融転写シートの担持体の内部又は表面に、熱溶融に用
いられるレーザ光に対して吸収率の大きい光吸収層を設
けることによって、カラーインクの光学的吸収特性に左
右されることなく、出力の大きなレーザ発生装置を用い
ないで高速度でカラー熱溶融転写を行えるようにしてい
る。

〔実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の熱溶融転写シートを示し、第２図は第
１実施例を用いてカラーで熱♂融転写を行う転写装置を
示し、第３図は第２図における転写インクシート周辺部
を拡大した断面図で示し、第４図は第１実施例と従来例
とで実際に透過率が異ることを示す透過率の測定値を示
し、第５図は第１実施例と従来例とで熱転写を行うのに
必要とされるレーザ発生装置のパワーを調べる装置の概
略の構成を示す。

第１図に示すように、第１実施例の熱溶融転写インクシ
ート１は、光吸収特性が大きい、例えば黒鉛の微粒子で
形成した光吸収体粒子２が分散された担持体としてのベ
ースフィルム３と、このベースフィルム３の一方の面に
塗布された熱溶融性カラーインク４とから構成されてい
る。

この熱溶融性カラーインク４は、イエロー、マゼンタ、
シアンの各カラーインク４Ｙ、４Ｍ、４Ｃの３色に塗り
分けたもので形成されている。

上記光吸収体粒子２としては、熱溶融記録に用いるレー
ザビームに対して大きな吸収特性を示すものが望ましい
。

ところで、熱溶融記録用レーザとしては例えば近赤外か
ら赤外領域の波長を有するレーザが有効であり、従って
おおよそ０．９μＴｒＬ〜１１μ■の波長の光に対して
吸収特性を有する物質を吸収体として用いれば良い。こ
の種の物質の例としては、黒鉛、シリコン、亜鉛、スズ
、モリブデン、ベリリウム、テルル、酸化銅、炭素含有
鉄等がある。

上記物質の微粒子が内部に分散されたベースフィルム３
を製造するには例えば次のように行えば良い。

即ち、ベースフィルム３の材料になるポリアミド、ポリ
エステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボ
ネート等の熱可塑性プラスチック（但しカラーインク４
の融点よりは高い融点のものを用いる）の溶融液又は溶
解液中に上記黒鉛等のレーザ光吸収物質の微粒子を分散
し、充分に混和させた後、フィルムに成形する。

この第１実施例では担持体としてのベースフィルム３が
光吸収層の機能も兼ねるようにしである。

しかして、形成されたベースフィルム３に対し、従来の
インクシート製法と全く同じ方法で熱ＦＪｎ性カラーイ
ンク４を塗布すれば良い。

上記第１実施例を用いてカラー記録を行う熱溶融型転写
記録５Ａ置の１実施例を第２図に示す。

ＹＡＧレーザその他のレーザ発生装置１１で発生された
レーザビームはコリメータレンズ１２で平行光束にされ
て光変調器１３に入射される。

この光変調器１３は偏光子及び検光子との間にＫＤＰと
かＡＤＰ等の変調用物質を介装して形成され、この物質
の両面の電極間に電圧を印加することによって光変調器
１３の透過光Ｆを制御できるようにしである。しかして
、電極の一方は接地され、他方の電極には変調記録信号
が印加されるようにしである。

上記光変調器１３によって、光変調されたレーザビーム
は＠転軸１４Ａのロリで回転駆動されるポリゴンミラー
１４で反射され、集光レンズ１５で集光されて、第１実
施例の熱溶融転写インクシート１に照射される。

上記ポリゴンミラー１４の多面ミラーの１つで反射され
たレーザビームは、このポリゴンミラー１４が所定角度
範囲だけ回転されることによって、熱溶融転写シート１
に照射されるスポットビームは、符号Ａで示す範囲が一
方向に走査される。

上記熱溶融転写シート１のカラーインク４面側には記録
用紙（受像紙）１６が密着するようにしである。例えば
、第３図に示すように、記録用紙１６の背面側をプラテ
ン０−ラ１７外表面に当接させ、熱溶融転写シート１の
ベースフィルム３面側に配設したガラス板１８等をプラ
テンローラ１７１１に押し付けることによって転写シー
ト１と記録用紙１６とを密着できる。

上記ポリゴンミラー１４が所定角度範囲されて、転写シ
ート１に照射されたスポットビームが第２図で水平方向
に走査されると、走査された部分の光吸収体粒子２によ
って光吸収が行われ、その部分に対向する固体状態のカ
ラーインク４部分が熱溶融して配録用紙１６側に転写さ
れることになる。

上記ポリゴンミラー１４が所定角変回転されるのに同期
して、プラテンロー５１７が微少角１［ｉ１転　゛駆動
されて、上記スポットビームの走査方向と直角方向已に
転写シート１及び記録用紙１６は移送され、同様に次の
行の記録が行われる。

しかして、転写インクシート１の例えばイエローカラー
インク４Ｙで一部分についての記録が完了すると、プラ
テン０−ラ１７は逆方向に一部分の長さだけ回転されて
、記録用紙１６は初期状態位行に設定され、一方、転写
インクシート１側はこの位置にマゼンウ力う−インク４
Ｍ７ｙ１１ｍむ状態に設定される。このマゼンタでの記
録が完了すると、次にはシアン・カラーインク４Ｃｒ：
同様に一部分の記録が行われ、カラーによる熱溶融転写
記録を実現できる。

この第１実施例を用いて熱溶融転写記録を行う場合、光
吸収体粒子２が内部に分散されたベースフィルム３を用
いているため、光吸収率が異る４Ｙ、４Ｍ、４Ｃのカラ
ーインク４の場合でも殆んどその影響を受けることなく
、光吸収体微粒子２によって一定の光吸収特性に保持で
きる。又、大きな光吸収特性のため、大きなレーザ発生
袋δを必要としないため、低コスト且つ小型化できるし
、記録速度も向上できる。

又、カラーインクの光吸収率に殆んど依存しないため、
色再生性も向上できる。

ところで、本発明の第１実施例の具体的有効性を調べる
ために以下の条件で熱溶融転写記録を行った。

レーザ光吸収物質として近赤外光に対して特に優れた吸
収特性（波長０．９μｍ〜１０μｍにおける平均反射率
が２７％以下）を有する黒鉛の微粒子（平均粒子径は約
１μｍ）を用いた。

上記黒鉛微粒子を重量化１０％の割合で混入し、分散さ
せた膜厚１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムと、黒鉛を混ぜない同じフィルムをベースフィルムに
使用した。これらの２種類のフィルムにワックス系バイ
ンダーを主剤とする熱溶融性カラーインクを４０／ｍの
割合で塗布してインクシートを作製した。実験用レーザ
にはＹΔＧレーザ（波長１．０６μＴｒＬ）を使用した
。

上記インクシートの可視域から近赤外域にかけての吸収
特性を有するために、透過法により分光スペクトルを測
定した。測定結果を第４図に示す。

この結果からベースフィルムに黒鉛を混ぜてない従来例
に相当するシアン、マゼンタ、イ丁ローインクが塗布さ
れたインクシート（３ｍｍＣ，ＳａｍＭ、ＳａｍＹ）で
は、波長１μｍ以上ｒｔよ透過率が８５％以上と高く近
赤外光の吸収性が低いことを示している。これに対しベ
ースフィルムに黒鉛を混ぜた第１実施例に相当するシア
ン、マゼンタ、イエローが塗布されたインクシート１Ｙ
、１Ｍ、１Ｇではインクの色に関りなく、透過率が５％
以下と極めて低く、近赤外光を殆んど吸収してしまうの
で、光吸収特性が優れていることがわかる。

次に熱転写に要するレーザ発生パワーの測定を、第５図
に示す転写装置を用いて行った。

平滑度が約３００秒の記録用紙２０に対しインク２１面
が対向する様にインクシート２２を重ね、ＹＡＧレーザ
発生装置２３から発生されたレーザビームをレンズ２４
で直径約０．５ｍのファイバ製プローブ２５の一方の端
面に照射し、他端面からインクシート２２の背面に向け
て照射し、インクシート２２を加熱した。インクシート
２２のインクを溶融して記録用紙２０に転写させるため
に要したレーザ光の出力は、ベースフィルム２６に黒鉛
が混ぜられていない従来例の場合では、シアンのときに
は約５Ｗ、マゼンタおよびイエローのときには約８Ｗで
あった。

一方、ベースフィルムに黒鉛が混ぜられている第１実施
例の場合には、カラーインクがイエロー、マゼンタ、シ
アンのいずれであっても１，５Ｗで熱溶融転写を行う−
ことができた。このように、レーザ照射による熱転写記
録においては、ベースフィルム３自体にレープビームの
光吸収層を設けることにより、（一般に吸収率が波長依
存性を示す）インクの色に関わりなく、より低エネルギ
ーのレーザビームで転写できることが確認できた。

第６図は本発明の第２実施例の熱溶融転写インクシート
３１を示す。

この転写インクシート３１では吸収体微粒子２はベース
フィルム３０表面に、バインダ３２によって塗布されて
いる。即ち、バインダ３２中に光吸収体微粒子２を分散
させ、この微粒子２が分散されたバインダ３２と共に、
ベースフィルム３表面に塗布され、光吸収層が形成され
ている。このバインダ３２が塗布された表面にさらにイ
エロー、マゼンタ、シアンの各カラーインク４Ｙ、４Ｍ
。

４Ｃが形成しである。尚、バインダ３２としては熱硬化
性樹脂、または熱溶融インクの融点よりも高い融点を有
する熱可塑性樹脂を使用する。ただし、インクの融点が
おおよそ６０〜７０℃と、通常の高分子化合物の融点よ
りもはるかに低いので、市販のバインダのほとんどが使
用できる。なお、第６図ではインク面の方に光吸収層を
設けているが、ベースフィルム３のインク面側でない反
対側の面に光吸収層を形成しても良いし、また、ベース
フィルム３の両面に形成しても良い。

第７図は本発明の第３実施例の転写インクシート４１を
示す。

この第３実施例の転写インクシート４１では、ベースフ
ィルム３の表面に薄膜４２を設けて光吸収層を形成して
いる。

上述した光吸収物質のうち、亜鉛、スズ、モリブデン、
ベリリウム、テルル、鉄等を真空蒸着とかスパッタリン
グによって、ベースフィルム３の表面に薄膜４２を設け
て、光吸収層を形成している。

尚、光吸収層は、インク側の面に設けるものに限らず、
反対側の面でも良いし、両方の面に設けても良い。

尚、カラーでの熱溶融転写装置として、第８図に示すよ
うな構成のものを用いることができる。

第３実施例のインクシート４１のインク塗布面には記録
用紙４３が重ね合わされており、これらインクシート４
１及び記録用紙４３は、プラテンローラ４５と透明ガラ
ス板４６との間に挟持され、かつ、矢視Ｃ方向即ち、記
録される像と垂直方向に所定の周期で一定母ごと搬送さ
れるようになっている。

一方、符＠４７は光印字部であり、例えばＹＡＧレーザ
とかアルゴンレーザ光を発生するレーザ発生部４８と、
この発生部４８からのレーザ光の光量を１ＩＩ１１御可
能な光ｆａ　ｉ！＋制御機構４９と、この制御機構４９
を経たレーデ光を受けてこれを集束し、この集束したビ
ームを前記透明ガラス板４６を介してインクシート４１
の背面に照射する集光レンズ５０を主体に構成されてい
る。また、こ・の光印字部４７は、外部からの記録情報
が供給される集光レンズ制御部５１を含んでいる。この
制御部５１はたとえば圧電振動子を用いた位置制御機構
であって、記録信号の右する階調情報に応じて前記集光
レンズ５０をその焦点方向に高速移動することができ、
かつ、この移動駆動信号５１８を前記光量制御機構４９
にも供給している。これにより、光ｍ制御機構４９は、
レーザ発生器４８からのレーザ光８を階調情報に応じて
ｔｌｌｒｓすることができる。更に、光印字部４７は、
前記プラテンロー５４５の軸方向、即ち水平方向に移動
されるように走査装置５２が接続されている。

したがって、上記のように構成された記録装首によれば
、レーザ発生部４８から出力されるレーザ光は、光ｍ制
御機構４９を介して集光レンズ５０に入射され、その透
過光は集束されてガラス板４６を己進し、インクシート
４１の背面を照射する。この照射面におけるレーザ光は
、レーザ発生部４８の出射端におけるレーザ光より更に
絞られており、インクシート４１における光吸収物質の
薄膜４２で形成された光吸収層で効率良く吸収され、こ
の光吸収層部分が加熱されることになる。

この光吸収層に隣接するカラーインク４は溶融して記録
用紙４３に転写される。

この転写過程において、ゐ制御部５１が階調情報にした
がって集光レンズ５０をレーザ光の入射方向（焦点方向
）に移動させると、集光レンズ５０とインクシート４１
の光吸収用薄膜４２との距離１゛が変化し、例えば図の
点線にて示すようにインクシート４１側に近ずくと、光
吸収層におけるレーザ光の照射面積が大きくなる。反対
に集光レンズ５０がインクシート４１より遠ざかると、
上記照射面積は小さくなる。したがって、集光レンズ５
０は、１ｌＰｉ：１１情報に応じて集光レーザ光の照射
面積をコントロールすることができ、これにより、記録
用１１４３に転写されるカラーインク４により形成され
るドツトの面積が可変されることになる。

このドツトは、例えば記録像の一画素分に対応している
。つまり、集光レンズ５０とインクシート４１の光吸収
層との距離１が、集光レンズ５０の焦点距離に等しい時
にはカラーインク４は最小面積のドツトを表現し、距離
ρが焦点距離より小さくなるに従ってドツトの面積を大
きくする。勿論距離１は、焦点距離より大きく設定して
もよい。

この場合には、距離１が焦点距離より大きくなるに従っ
てドツトの面積は大きくなる。

一方、制御部５１は、記録情報に応じて集光レンズ５０
を移動するための基となる信号５１８を光ｎ制御機構４
９に供給している。したがって、この信号５１ａは集光
レンズ５０とインクシート４１の光吸収層との距離ｇに
応じた信号となる。

そして、光ｍ制御機構４９は、この信号５１ａに基づい
てレーザ発生部４８からのレーザ光の先回を制御する。

この制御は距１ｌｌｌｔｐと焦点距離Ｆとの関係がρく
Ｆに設定される場合、ρがＦより小さくなるに従って光
ｍを大きくする特性を持たせである。これにより、イン
クシート４１の照射面における単位面積当りのエネルギ
ー密度を集光レンズ５０の移動にかかわらず一定にする
ことができ、転写されたドツトの濃度を一定に保つこと
ができる。また、光ｍ制御機構４９は、絶対最大明部（
記録用紙の色をそのまま画像情報とする）の時に、移動
駆動信号５１ａによってしゃ断状態にされる。このしゃ
断状態を得るには種々の方法が容易に考えられる。尚、
光ａ制御機構４９の基本的構成としては、例えば偏光フ
ィルタを用いても良い。

尚、光吸収物質としては光吸収率の高いものが望ましい
が、少なくともカラーインクにおける光吸収率の最大の
ものよりも大きな値を有するものを用いれば、カラーイ
ンクの波長依存性に左右されない。従って、例えば上述
の光吸収物質を用いることなく、ベースフィルムに気泡
を設けて光吸収層を形成したり、ベースフィルムに背面
から入射された場合、他方の面を粗面状にして乱反射さ
せる等して再びベースフィルムで光吸収させるようにし
た光吸収層を形成したもの等についても本発明に属する
。

尚、第６図等に示す実施例において、ベースフィルム部
分を光の透過率の大きい物質で形成することによって、
レーザビームをできるだけ光吸収体層で光吸収さけるよ
うにしても良い。

尚、光吸収物質又は光吸収層を熱伝導率の高い物質を用
いて形成し、光吸収により発生した熱を迅速にカラーイ
ンク側に伝導し、高速度での熱溶融転写を行うことがで
きるようにしても良い。又、特に厚み方向に熱伝導が大
きくなる異方性を示す物質を用いるようにしても良い。

尚、第２図に示す記録装鐙において、変調記録信号によ
ってレンズ１５をフォーカス又はディフォーカス制御を
行うことによってカラー階調記録を行うことができる。

この場合、同時に光ｍ制御を行い、ベースフィルム３上
での単位面積当りのエネルギー密度を一定に保持するこ
とが望ましい。

又、レーザ発生装置としてレーザダイオードを用いても
良い。この場合にはレーザダイオードに流れる電流を制
御することによって、先安ｍ器を用いることなく光ビー
ムで熱転写する時としない時等の強度を制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の構成を示す説明図、第２図は第１実施
例を用いてカラー記録を行う熱溶融転写記録装置の概略
の構成を示す斜視図、第３図は第２図におけるレーザビ
ームが第１実施例に集光照射される部分を拡大して示す
説明図、第４図は第１実施例と従来例における実測した
光透過特性を比較して示す特性図、第５図は熱転写に必
要とされるレーザパワーを調べるのに用いた装置の概略
の構成を示す説明図、第６図は本発明の第２実施例の構
成を示す説明図、第７図は本発明の第３実施例の構成を
示す説明図、第８図は第３実施例を用いてカラーによる
階調記録を行う装置を示す構成図である。 １・・・熱溶融転写インクシート ２・・・光吸収体粒子　　　３・・・ベースフィルム４
・・・熱溶融性カラーインク １１・・・レーザ発生装置　１３・・・光変調器１４・
・・ポリゴンミラー　１５・・・レンズ１６・・・記録
用紙（受像紙） 纂１図 第２図 第３図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フィルム状の担持体の表面に、光ビームの照射によ
   って熱溶融されて記録用紙に転写される熱溶融性インク
   を設けた熱溶融転写インクシートにおいて、前記担持体
   の表面又は内部に熱溶融記録に用いる光ビームに対して
   一定値以上の吸収特性を示す光吸収層を設けたことを特
   徴とする熱溶融転写インクシート。 ２、前記光吸収層は担持体の内部に光吸収物質の微粒子
   を分散させて形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の熱溶融転写インクシート。 ３、前記光吸収層は、担持体の表面に、光吸収物質の微
   粒子をバインダと共に塗布して形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の熱溶融転写インクシート
   。 ４、前記光吸収層は、担持体の表面に、真空蒸着法等に
   より設けられた光吸収物質の薄膜で形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の熱溶融転写インクシ
   ート。