JPH0485073A - 感熱転写材 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、感熱転写記録方式の画像形成装置に用いられ
る感熱転写材に関する。

（従来の技術） 近年、動作時の騒音かなく、低コスト化、小形軽量化が
容易で操作性、保守性にも優れているため、感熱転写記
録方式によるプリンタやファクシミリ等の画像形成装置
が広く普及しつつある。

この感熱転写方式は、一般に、シート状の支持体の上に
熱溶融性のインク層を設けた感熱転写材（以下、インク
リボンと呼ぶ。）を用い、このインクリボンをサーマル
ヘッドなどにより選択的に加熱してインク層を溶融させ
、溶融させたインクを記録媒体上に転写することて加熱
形状に応じた画像の記録を行うものである。

ところで、従来のインクリボンでは、表面の平滑性か悪
い記録媒体に対して印字品質が低下するという問題かあ
った。そこで、表面の平滑性が悪い記録媒体に対しても
良好な印字が行えるようにするため、熱溶融性のインク
層内、または別に設けた層内に熱膨張物質を内包したシ
ェルからなる熱膨張性の粒子（以下、マイクロカプセル
と呼ぶ。

）を分散させたインクリボンが開発されている。

このインクリボンは、サーマルヘッドにより加熱された
ときに、インク層が溶融するとともにマイクロカプセル
が膨脹し、その圧力により溶融したインクが記録媒体に
押付けられるようにして付着させられるため、表面の平
滑性の悪い記録媒体に対しても良好な印字が行えるもの
である。

しかしながら、上述のマイクロカプセルを含有するイン
クリボンにあっては、−画点ごとの印字濃度を制御して
Ｖ＠調記録を行うことが困難であった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、熱溶融性のインク層内などにマイクロ
カプセルを含有させたインクリボンは、表面の平滑性が
悪い記録媒体に対しても良好な印字か行える一方、−画
点ごとの印字濃度を制御して階調記録を行うことか困難
であるという課題があった。

本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたもので、
−画点ごとの印字濃度を制御してＲｊｉ調記録を行うこ
とのできる感熱転写材を提供するものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、シェルと該シェルに内包される熱膨張物質と
からなる熱膨張性粒子を含有する転写面が設けられた感
熱転写材において、前記熱膨張性粒子は、前記シェルの
軟化開始温度が異なる複数の物質から構成されているも
のである。

第２の発明は、シェルと該シェルに内包される熱膨張物
質とからなる熱膨張性粒子を含有する転写面が設けられ
た感熱転写材において、前記熱膨張性粒子は、前記シェ
ルの膜厚が異なる複数の物質から構成されているもので
ある。

第３の発明は、シェルと該シェルに内包される熱膨張物
質とからなる熱膨張性粒子を含有する転写面か設けられ
た感熱転写材において、前記熱膨張性粒子は、前記シェ
ルの内径が異なる複数種からなるものである。

第４の発明は、シェルと該シェルに内包される熱膨張物
質とからなる熱膨張性粒子を含有する転写面が設けられ
た感熱転写材において、前記熱膨張性粒子は、前記熱膨
張物質の比重と分子量との比率が異なる複数種からなる
ものである。

（作　用） 第１の発明では、転写面に含有させる熱膨張性粒子を、
シェルの軟化開始温度が異なる複数種の熱膨張性粒子と
している。また、第２の発明では、シェルの膜厚が異な
る複数種の熱膨張性粒子としている。シェルの膜厚の違
いによりシェルの強度が異なってくるため、それぞれの
熱膨張性粒子の膨張開始温度が異なっている。

また、第３の発明では、シェルの内径が異なる複数種の
熱膨張性粒子としている。シェルの内径の違いによりシ
ェルの強度か異なってくるため、それぞれの熱膨張性粒
子の膨張開始温度が異なっている。

さらに、第４の発明では、熱膨張物質の比重と分子量と
の比率が異なる複数種の熱膨張性粒子としている。熱膨
張物質の常温下での気化圧力が異なるため、それぞれの
熱膨張性粒子の膨張開始温度が異なっている。

このように、膨張開始温度が異なるようにした複数種の
熱膨張性粒子を転写面に含有させるため°、加熱された
ときの温度により膨脹する熱膨張性粒子の数が変るので
、押出されるインクの量も変わる。従って、−画点ごと
に印加するエネルギを変えることで印字濃度を制御して
階調記録を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

画像形成装置 第１図は、本発明の一実施例に係わる画像形成装置１０
の断面図である。以下にその構成を説明する。

記録紙カセット６０は記録紙Ｐを収納するものである。

また、この記録紙Ｐの搬送機構として、カセット６０か
ら記録紙Ｐを送り出す取出し機構７０、カセット６０か
ら取出された記録紙Ｐを一枚ずつ分離して搬送する分離
機構９０、ＰＥＴ　（ポリエチレンテレフタレート）、
ポリイミド等の誘電体が表面に形成され、記録紙Ｐをそ
の表面に吸着しつつ搬送するドラム１００、ドラム１０
０に記録紙Ｐを押し付けるピンチローラ１１０、ドラム
１００から記録紙Ｐを剥がす剥離爪１３０、トレイ１５
０上に記録紙Ｐを排出する排紙機構１４０がある。

また、ドラム１００の周囲には、記録紙Ｐの先端及び後
端を検知する記録紙検知センサ１２０、−色のみのプリ
ントを行うモノクロ・プリント機構３００、カラー・プ
リントを行うカラー・プリント機構６００か配置されて
いる。

さらに、画像形成装置１０には外部からの画像信号を受
は入れるインターフェイスと装置全体の制御を司る電気
回路２００、装置各部の電源を供給する電源２８０及び
装置の各種操作を行うためのコントロールパネル２９０
か設けられている。

次に、上記構成において動作を説明する。記録紙Ｐは取
出し機構７０、分離機構９０により記録紙カセット６０
から一枚づつ取出され、ピンチロラ１１０とドラム１０
０の吸着作用により図中矢印で示す方向に回転するドラ
ム１００に巻付けられる。

次いで、−色のみのプリントの場合は、モノクロ・プリ
ント機構３００でプリントされた後、剥離爪１３０によ
りドラム１００から剥かされ、排紙機構１４０によりト
レイ１５０上に排出される。

一方、多色プリントの場合は、図示しないソレノイドに
より剥離爪１３０が破線で示したドラム１００から離れ
た位置に移動し、記録紙Ｐは、モノクロ・プリント機構
３００でプリントされることなくドラム］００に巻付け
られたままカラプリント機構６００に至り、まず、第一
色目がプリントされる。さらに、ドラム１００の回転に
よりカラー・プリント機構６００で第二色目、第三色目
が、モノクロ・プリント機構３００で黒色がプリントさ
れた後、実線の位置に移動した剥離爪１３０により記録
紙Ｐはドラム１００から剥がされてトレイ１５０上に排
出される。

以下、各部の構成と動作を詳細に説明する。

モノクロ・プリント機構 第２図は、モノクロ・プリント機構３００を示す断面図
である。以下、その構成を説明する。

インクリボン４００は、その一端が供給ロール３１０上
に巻かれ、供給ローラ対３３０．３３０に挟持され、予
熱ヒータ３４０に接触し、圧縮コイルばね３５０により
付勢されたサーマルヘッド３６０とドラム１００の間、
及び回収ローラ対３７０．３７０に挟持されて、他端が
回収ロール３８０上に巻き取られている。

供給ローラ対３３０．３３０は、図示しないモタに直結
されて駆動され、回収ローラ対３７０．３７０及び回収
ロール３８０は図示しない滑りクラッチを介して駆動さ
れる。これらのインクリボン搬送部の搬送速度は、滑り
クラッチによる滑りか無い時に、ドラム］００の周速〉
回収ローラ対３７０．３７０及び回収ロール３８０の搬
送速度〉供給ローラ対３３０．３３０の搬送速度の関係
となっており、滑りクラッチによりインクリボン４００
に一定の張力が付与されるように構成されている。また
、インクリボン４００の搬送速度を規定する供給ローラ
対３３０．３３０の搬送速度は、ドラム１００の周速に
対し、０．１〜０．９倍に設定されるが、特に０．２〜
０．５倍の範囲に設定することが好ましい。

圧縮コイルばね３５０は、通常の加圧力より小さい値で
サーマルヘッド３６０をドラム１００に対−し付勢して
おり、その値は２０〜１５０　　ｇ／　ｅｅｌこ設定さ
れるが、特に５０〜１００ｇ／ｃｍとすることが好まし
い。

予熱ヒータ３４０は、記録紙Ｐの幅より長い抵抗体３４
１をセメント３４２て包み固め、さらにその外側を摩擦
抵抗の少ないテフロンシート３４３で覆ったものである
。予熱と−タ３４０の表面温度は、インクリボン４００
と接触する面の側面に取り付けられた温度制御用のサー
ミスタ３４４により、インクリボン４００のインク融点
より低い温度にコントロールされる。

なお、３６７は、サーマルヘッド３６０の駆動回路か実
装される駆動回路実装部である。

次に、上記構成のモノクロ・プリント機構３００におい
て動作を説明する。

ドラム１００に巻き付けられた記録紙Ｐがサーマルヘッ
ド３６０に到達するまでは、モノクロ・プリント機構３
００を駆動するモータは停止しており、インクリボン４
００はドラム１００に対して相対的に滑った状態とされ
ている。そして、記録紙検知センサ１２０からの検知信
号と電気回路２００内の遅延タイマにより、記録紙Ｐが
サーマルヘッド３６０に到達した時点て、モータが回転
し、供給ローラ対３３０．３３０、回収ローラ対３７０
．３７０及び回収ロール３８０は、インクリボン４００
をドラム１００より遅い速度で搬送する。また、記録紙
検知センサ１２０からの検知信号と電気回路２００内の
遅延タイマにより、記録紙Ｐかサーマルヘッド３６０を
通過し終わったとき、モータは停止され、インクリボン
４００の搬送か止まる。

行間などのプリントしない非画像部に対しては電気回路
２００からの制御で、インクリボン４００の搬送か一時
的に停止される。

インクリボン４００は、サーマルヘッド３６０に至る直
前て予熱ヒータ３４０によりインク融点より若干低い程
度の温度にまで加熱された後、サマルヘッド３６０によ
り記録紙Ｐにプリントされる。従って、サーマルヘッド
３６０による加熱が少なくても良好な転写画像を得るこ
とかでき、高速記録も可能である。

インクリボン 第３図は、インクリボン４００の構成を示す断面図であ
る。

同図に示すようにインクリボン４００は、熱により軟化
・溶融する熱溶融性インク層４１０、加熱により急激に
膨張するマイクロカプセル４２０、これらの支持体とし
てのヘースフィルム４５０がら構成されており、マイク
ロカプセル４２０は、ベースフィルム４５０に接触する
ように分散されている。

分散の形態としては、第３図（ａ）に示すようにマイク
ロカプセル４２０の粒径より熱溶融性インク層４１０の
方を厚くしてもよいが、マイクロカプセル４２０の粒径
と熱溶融性インク層４１０の厚さを同じとしたり（同図
（ｂ））　、またはマイクロカプセル４２０の粒径より
薄くした熱溶融性インク層４１０がマイクロカプセル４
２０を覆うようにするか（同図（Ｃ））　、あるいはマ
イクロカプセル４２０か熱溶融性インク層４１０から露
出する（同図（ｄ））ような構成とすることができる。

マイクロカプセル４２０の粒径は、膨張前が１〜３０μ
ｍ、（１〜ＩＯμｍ）で、膨張後の最大粒径か２〜１０
０μｍ１（１０〜６０μｍ）、熱溶融性インク層４１０
の厚さは１〜２０μｍ１（２〜１０μｍ）に設定される
が、特に（）内で示した値に設定されることが好ましい
。また、分散の量としては熱溶融性インク層４１０全体
を１００部とした時、マイクロカプセル４２０が１〜３
０部に分散されていることか好ましい。

熱溶融性インク層４１０は、着色剤とバインダから成る
。着色剤としては、例えばカーボンブラック等の顔料、
他の例として、例えば特開昭６０−２５７９２号公報に
開示されている物質、例えばニグロシン染料、ランプ黒
、あるいは各種染料等の印刷、複写の分野で一般に用い
られる任意の着色剤、公知の染料、顔料が全て使用出来
る。また、バインダとしては、例えば特開昭５９−２０
１８９４号公報（下記（）内）に開示されている物−質
、例えばカルナバワックス、パラフィン、サゾールワッ
クス、マイクロクリスタリンワックス等のワックス類等
が使用できる。

（カルナバワックス　パラフィン、サゾールワックス、
マイクロクリスタリンワックス、カスターワックス等の
ワックス類、ステアリン酸。

パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸アルミニウム
、ステアリン酸鉛、ステアリン酸バリウム　ステアリン
酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛メチルヒドロキシステアレー
ト、グリセロールモノヒドロキシステアレート等の高級
脂肪酸あるいはその金属塩、エステル等の誘導体、ポリ
エチレン　ポリプロピレン、ポリイソブチレン。

ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレン、ポリ四ふっ
化エチレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン
−アクリル酸エチル共重合体。

エチレン−酢酸ビニル共重合体等のオレフィンの単独ま
たは共重合体あるいはこれらの誘導体からなる熱可塑樹
脂等か使用される。）この他の例として（具体例を含め
て）密ロウ、カンデリラワックス、ポリエチレンワック
ス、ホロウ、オウリキュリーロウ、エステルワックス、
酸化ワックス、モノクンロウ、オシケライト、セレンン
等のワックス類、パルミチルアルコール、ステアリルア
ルコール、ベヘニルアルコール、エイコサトル等の高級
アルコール、パルミチン酸セチル、パルミチン酸ミリシ
ル、ステアリン酸セチル、ステアリン酸ミリシル等の高
級脂肪酸エステル、アセトアミド、プロピオン酸アミド
、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミドのアミド類
、セルロース系樹脂（エチルセルロース等）、テルペン
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ロジン系樹脂、エポキシ
系樹脂、ビニル系樹脂（酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹
脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ビニルブチラール樹脂、ポリ
ステアリン酸ビニル等）、ブタジェン系樹脂、芳香族系
石油樹脂、低分子量の石油樹脂、ケトン樹脂、スチレン
系樹脂、脂肪族炭酸水素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポ
リスチレン樹脂、エステル樹脂、アクリル樹脂、スルホ
ン樹脂、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド
、ポリビニルピロリドン、エステルガム、ロジンマレイ
ン酸樹脂、ロジンフェノール樹脂、フェノール樹脂、テ
ルペン樹脂、シクロペタンジエン樹脂、芳香族系樹脂、
ユリア樹脂、ケイ素樹脂の等の樹脂類、ステアリルアミ
ン等の高級アミン類、スチレン−ブタジェン共重合体、
アセテートブチレート等の高分子重合体、ポリビニルア
ルコル等が挙げられる。これらのバインダは１種または
２種以上の組み合わせて使用してもよい。

ベースフィルム４５０は、例えばポリエチレンテレフタ
レート、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート
、トリアセチルセルロース、ナイロン、セロファン等の
プラスチックフィルム、コンデンサ紙、グラシン紙、硫
酸紙等の薄葉紙を用いることができる。その厚さは、２
〜１５μｍとするが、特に　３〜６μｍとすることが好
ましい。

また、ベースフィルム４５０は、例えばサーマルヘッド
３６０と接触する表面にシリコン樹脂、ふっ素樹脂、ポ
リイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラニ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ニト
ロセルロース等により耐熱層を設けることでベースフィ
ルムの４５０耐熱性を向上させることができる。

本実施例におけるインクリボン４００は、例えば公知の
ホットメルトコーティング法、ツルヘントコ−ティング
法により得られる。ホットメルトコーティング法では加
温下で得られた上記のバインダ、着色剤を主成分とする
塗料液に熱膨張物質４３０を内包したマイクロカプセル
４２０が熱膨張しないように膨張開始温度以下の温度・
状態で分散して前記マイクロカプセル４２０を含有し熱
溶融性インク層４１０となる塗料液を作り、膨張開始温
度以下の温度・状態て熱溶融性インク層４１０、コート
層４７０（バインダーを主成分）の順てこれをバーコー
ター等を用いて塗布、乾燥させることにより得られる。

ソルベントコーティング法では、溶剤に溶かしたバイン
ダ、着色材を主成分とする塗料液に熱膨張物質４３０を
内包するマイクロカプセル４２０を分散させて、前記熱
膨張物質４３０を内包するマイクロカプセル４２０を含
有し熱溶融性インク層４１０となる塗料液を作り、これ
をバーコーター等を用いてホットメルトコーティング法
と同じ順序で塗布し、乾燥させることにより得られる。

また、上述のインクリボン４００では、ベースフィルム
４５０の上に形成されている熱溶融性インク層４１０が
１層の場合についてのみ説明したが、必要に応して多層
（２層以上）構造にすることもできる。

次に、マイクロカプセル４２０についてより詳細に説明
する。

マイクロカプセル４２０に内包される熱膨張物質４３０
には、熱分解性の発泡剤、あるいは低沸点の揮発性液体
が用いられるが、発泡剤としては、樹脂加工等の分野に
おいて一般に使用される熱分解によりガスを発生する発
泡剤の化合物が、本発明でも使用できる。また、揮発性
液体としては、これも樹脂加工等の分野において一般に
使用される蒸発・揮発性の発泡剤の化合物が使用できる
。

熱分解性の発泡剤にはジアゾアミノ誘導体、アゾ化合物
、スルホンヒドラジド化合物、ニトロソ化合物等の有機
発泡剤、重炭酸塩、炭酸塩、アジド等の無機発泡剤があ
る。有機発泡剤の具体例として、例えばジアゾアミノ誘
導体としては１１３゜ビス−０−ビフェニリルトリアジ
ン、ジアゾアミノベンセン、１−メチル−３−フェニル
トリアジン等、アゾ化合物としてはアゾビスヘキサヒド
ロベンゾジニトリル、アゾジカルボンアミド、アゾビス
イソブチルニトリル、ジアゾアミノベンゼン、ジアゾ酸
アミド等、スルホンヒドラジド化合物としてはベンゼン
スルホン酸ヒドラジド、４．４′ビス（ヒドラジノスル
ホニル）ジフェニルエテル、ｐ−トルエンスルホニルヒ
トラント、ヘンゼンスルホニルヒトラジト、ｐ、ｐ−オ
キシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ジフェニール
スルホンＳＳ″ジスルホニルヒドラジド、４．４−オキ
シどスベンゼンスルホニルヒドラジド等、ニトロソ化合
物としてはＮ、Ｎ−−ジニトロソ−Ｎ、Ｎ”−ジメチル
テレフタルアミド、Ｎ、Ｎ−−ジニトロソペンタエチレ
ンテトラミン、Ｎ、Ｎジメチル−Ｎ、Ｎ−−ジニトロテ
レフタルアミド等を挙げることができる。

無機発泡剤の具体例として、例えば重炭酸塩としては重
炭酸ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、重炭酸アンモ
ニウム、重炭酸ソーダ等、炭酸塩としては炭酸水素ナト
リウム、炭酸アンモニウム、炭酸マグネシウム等、アジ
ドとしてはＣａＮ６、ＢａＮ６等を挙げることかできる
。低沸点の揮発性液体としては、例えばイソブタンが挙
げられ、他の例として、例えば特開昭６０−２５７９２
号公報に開示されている物質、例えばプロパン、ペンタ
ン、ヘキサン等が使用出来る。他の具体例としてトリク
ロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロ
ロテトラフルオロエタン、ノルマルブタン、ブチレン、
炭酸ガス、アセトン、メチレンクロライド、トリクロロ
フロロメタン、トリクロロトリフロロメタン、石油エー
テル等が挙げられる。これらの発泡剤は１Ｎまたは２種
以上後合して使用してもよい。

一般的に、低沸点の揮発性液体は常温・常圧近傍で液体
であるが、本発明のインクリボン４００に用いるマイク
ロカプセル４２０に内包する低沸点の揮発性液体として
は特に常温・常圧で気体の物質で常圧以上の加圧下（例
えばマイクロカプセル内）で液体となる物質、例えばイ
ソブタン、ネオペンタン、プロパン、フレオン類等が好
ましい。

また、発泡剤を内包したマイクロカプセル４２０は、公
知のマイクロカプセル化法により得られる。例えば水溶
液型の場合、非水溶液性の発泡剤をサスペンションまた
はエマルジョンの形でシェル物質となる水溶液中に分散
して得た分散液をスプレー乾燥させるスプレードライン
グ方法、他に相分離法、ポンブレックスコアセルベーシ
ョン法、界面重合法、ｉｎ　５ｉｔｕ重合法等が挙げら
れる。

低沸点の揮発性液体を内包したマイクロカプセル４２０
には、低沸点の揮発性液体自体のものと、樹脂の微粒子
に低沸点の揮発性液体を含浸させたものとがある。低沸
点の揮発性液体自体を内包する場合は、公知のマイクロ
カプセル化法により得られる。例えば水溶液型の場合、
低沸点の揮発性液体（非水溶性）をサスペンションまた
はエマルジョンの形でシェル物質となる水溶液中に分散
して得た分散液をスプレー乾燥させるスプレードライン
グ方法、他に相分離法、ポンブレックスコアセルベーシ
ョン法、界面重合法等が挙げられ、特公昭４２−２６５
２４号公報等で詳しく開示されている。

また、重合で得られるマイクロカプセル４２０のシェル
４４０となるモノマーとしては、例えば、特公昭４２−
２６５２４号公報で開示されている物質、例えばスチレ
ン、０−メチルスチレン、ｍメチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、エチルスチレン、ａｒ−ビニルキシレン、
ａｒ−クロロスチレン、ａｒ−ブロモスチレン等のアル
ケニル芳香族、ビニルベンジルクロライド、ｐ−第二一
ブチルスチレン等のスチレン誘導化合物、メチルメタク
リレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート
、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、プロピ
ルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ラウリルア
クリレート、２−エチルへキシルアクリレート、エチル
メタクリレート等のアクリレート物質、ビニルアセテー
ト、ビニルブチレート、ビニルアセテレート、ビニルラ
ウレート、ビニルミリスレート、ビニルプロピオネート
等のエステル、他に塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化
ビニル、アクリルニトリル等が挙げられる。

その他、具体的に形成されるシェルの材質として、相分
離法、界面重合法、ｉｎ　５ｉｔｕ重合法では以下の物
質が挙げられる。

相分離法：ポリ酢酸ビニル、スチレン−マレイン酸コー
ポリマー、ベンジルセルロース、エチルセルロース、ポ
リエチレン、ニトロセルロース、ケトン樹脂、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリアマイドレジン、アクリルニト
リル−スチレンコーポリマー、塩化ビニリデン−アクリ
ロニトリルコーポリマー、エポキシ樹脂等 ボンブレックスコアセルベーション法：ゼラチン、アク
リル樹脂 一界面重合法：ポリアミド、ポリスルフォンアミド、ポ
リウレア、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミドウ
レタン、ポリアミドウレア、ポリスルフォンアミドウレ
ア、ポリエステルスルホネート等ｉｎ　５ｌｔｕ重合法
：ポリスチレン、ポリウレタン、尿素ホルマリン等また
、樹脂の微粒子に含浸させる場合は、例えば適当な七ツ
マ−を懸濁重合する過程で揮発性液体を添加する方法（
特公昭３３−３１９０号公報）、懸濁重合で得られたビ
ーズを溶媒等で膨潤させて揮発性液体を添加する方法（
特公昭３６−１０６２８号公報）等がある。また、必要
に応じて樹脂を微細化してから揮発性液体を含浸する方
法がある。

さらに、必要に応じて発泡剤の分解温度を調節するため
に発泡補助剤を配合することができる。

例えば分解温度を低下させる作用がある化合物で特開昭
６０〜２５７９２号公報に開示されている物質、例えば
蓚酸、乳酸、クエン酸等が挙げられる。さらに、必要に
応じて分散等しやすくするために分散剤を含有したり、
着色剤をコーティングする等の表面処理をすることがで
きる。同じように、上記バインダー内に必要に応して分
散剤、充填剤を含有させることができる。

次ニ、マイクロカプセルの構造についてより詳細な説明
を行う。

第４図は、マイクロカプセル４２０の構造を示す斜視図
であり、マイクロカプセル４２０を水平面Ｇにより　１
／２に輪切りにした状態を示している。

マイクロカプセル４２０は、熱膨張物質４３０とそれを
内包する中空のシェル４４０とから構成されている。熱
膨張物質４３０としては、熱分解性の発泡剤、あるいは
低沸点の揮発性液体が挙げられる。

熱膨張物質４３０を内包したマイクロカプセル４２０の
膨張開始温度は、バインダの軟化温度より高く設定する
のが望ましい。特に、バインダの軟化温度との温度差は
Ｏ℃〜５０℃の範囲であることが好ましく、熱溶融性イ
ンク層４１０のバインダの軟化温度は通常５５℃〜１５
０℃に設定されるので、例えば、バインダの軟化温度が
５５℃の場合は５５℃〜１０５℃、バインダの軟化温度
が１５０℃の場合は１５０℃〜２００℃が好ましいマイ
クロカプセル４２０の膨張開始温度の設定範囲となる。

熱溶融性インク層４１０の軟化温度は通常５５℃〜１５
０℃に設定されるので、熱膨張物質４３０を内包したマ
イクロカプセル４２０の膨張開始温度は、バインダの軟
化温度より高い８０℃〜１６０℃に設定するのが好まし
い。

例えば、シェル４４０の軟化温度が熱膨張物質４３０の
発泡剤の熱分解温度、あるいは揮発性液体の沸点より高
い場合、シェル４４０の軟化温度まで加熱されても、シ
ェル４４０の強度が内圧に打ち勝つため膨張は起こらな
い。即ち、マイクロカプセル４２０の膨張は、熱膨張物
質４３０の発泡剤の熱分解温度、あるいは揮発性液体の
沸点には依存せず、シェル４４０の軟化温度（強度）に
依存することになる。従って、この場合はシェル４４０
の材質、配合等によりマイクロカプセル４２０の膨張開
始温度を設定することができる。

一方、シェル４４０の軟化温度が熱膨張物質４３０の発
泡剤の熱分解温度、あるいは揮発性液体の沸点より低い
場合、熱膨張物質４３０の発泡剤の熱分解温度、あるい
は揮発性液体の沸点がマイクロカプセル４２０の膨張に
依存することになる。

従って、この場合は熱膨張物質４３０の材質、配合等に
よりマイクロカプセル４２０の膨張開始温度を設定する
ことができる。

ここで前者、即ちシェル４４０の軟化温度か熱膨張物質
４３０の発泡剤の熱分解温度、あるいは揮発性液体の沸
点より高い場合についてマイクロカプセル４２０の膨張
条件を説明する。

第４図において、シェル４４０の内径を「、内包される
熱膨張物質４３０の比重をρ、分子量をＭとすると、内
圧Ｐは、 Ｐ−（（４πｒ　”　／３）　ρ／ＭＩ　　Ｘ２２．４
ＸＩＯ３／　（４πｒ”／３） −２２，４Ｘ１０３ρ／Ｍ であり、シェル４４０の形状には無関係である。

そこてシェル４４０の膜厚をｔ１シェル４４０の半球に
加わる鉛直上方の力をＦとすれば、（余白） Ｆ＝ｆｏ　　”２　Ｐ　　ｓｉｎθ　Ｘ２ｙｒｃｏｓθ
Ｘ　　ｒ　ｄθ−πｒ２Ｐ ある温度に於けるシェル４４０の弾性限界応力をσ、大
気圧をＰＯとすれば、シェル４４０が膨脹する条件は、 Ｆ−ｙｒ　（ｒ十ｔ）　２Ｐａ 〉πｆ（ｒ＋ｔ）　２−ｒ２１　σ −π（２ｒ＋ｔ）ｔσ 即ち、 Ｐ＞　（（ｒ＋ｔ）　２Ｐ６ ＋　（２ｒ＋ｔ）ｔσ）ｙｒ２ である。

従って、温度上昇によりシェル４４０が軟化し、弾性限
界応力σが低下してゆく状態では、シェル４４０の内径
ｒが大きいマイクロカプセルはど膨脹し易く、またシェ
ル４４０の膜厚ｔが薄いほど膨脹し易い。

また後者の場合、即ちシェル４４０の軟化温度が熱膨張
物質４３０の発泡剤の熱分解温度、あるいは揮発性液体
の沸点より低い場合には、Ｐ＞　（（ｒ＋ｔ）　２ＰＯ ＋（２ｒ＋ｔ）ｔσ）／［２ に於ける内圧Ｐか大きく変化することとなり、前者の場
合と同ように、シェル４４０の内径ｒか大きいマイクロ
カプセルはど膨脹し易く、またシェル４４０の膜厚ｔが
薄いほど膨脹し易い。

上述したマイクロカプセル４２０の膨張条件についてさ
らに第５図を用いて説明する。

第５図は、マイクロカプセル４２０の断面図を示すもの
で、同図（ａ）はシェル４４０の膜厚ｔの異なる２種類
のマイクロカプセル４２０ａ、４２０ｂを示し、同図（
ｂ）はシェル４４０の内径ｒが異なる２種類のマイクロ
カプセル４２０ｃ。

４２０ｄを示し、同図（Ｃ）は素材の異なる同形状の２
種類のマイクロカプセル４’２０ｅ、４２０ｆを示すも
のである。

第５図（ａ）に示すマイクロカプセル４２０　ａ　５４
２０ｂでは、シェル４４０の膜厚ｔの薄いマイクロカプ
セル４２０ａが、第５図（ａ）に示すマイクロカプセル
４２０ｃ、４２０ｄでは、内径ｒの大きいマイクロカプ
セル４２０ｄが低い温度にて膨脹することになる。

また、同図（Ｃ）のように同じ形状であっても、内包さ
れる熱膨張物質４３０の比重と分子量の比率ρ／Ｍか異
なれば、内圧Ｐの違いにより膨脹温度か異なり、またシ
ェル４２０の材質により弾性限界応力σの変化する温度
が異なる場合にも膨脹温度が異なる。例えば、シェルの
材質として塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合
物質であるポリ塩化ビニリデンを使用した場合には、塩
化ビニリデンとアクリロニトリルの比率を変えることに
より膨脹温度が異なるシェルを形成することができる。

具体例を挙げると、塩化ビニリデンとアクリロニトリル
が８部対２部のシェルは、同り部対５部のシェルよりも
膨張開始温度が約２０〜２５℃低くなる。

このように形状あるいは材質を操作することにより膨脹
温度の異なるマイクロカプセル４２０を形成することか
できる。それら複数種類のマイクロカプセル４２０を同
一のインクリボン４００中に封入することで、サーマル
ヘッド３６０の加熱量に応して膨脹するマイクロカプセ
ル４２０の度合いを制御することができ、階調記録が可
能となる。

マイクロカプセル４２０に内包される熱膨張物質４３０
として前述したように熱分解性の発泡剤、あるいは低沸
点の揮発性液体が用いられるが、発泡剤としては、樹脂
加工等の分野において一般に使用される熱分解によりガ
スを発生する発泡剤の化合物が、本発明でも使用できる
。また、揮発性液体としては、これも樹脂加工等の分野
において一般に使用される蒸発・揮発性の発泡剤の化合
物が使用できる。

発泡剤を内包したマイクロカプセル４２０は、公知のマ
イクロカプセル化法により得られる。例えば水溶液型の
場合、非水溶液性の発泡剤をサスペンションまたはエマ
ルジョンの形でシェル物質となる水溶液中に分散して得
た分散液をスプレー乾燥させるスプレードライング方法
、他に相分離法、ボンブレックスコアセルベーション法
、界面重合法、ｉｎ　５ｉｔｕ重合法等が挙げられる。

低沸点の揮発性液体を内包したマイクロカプセル４２０
には、低沸点の揮発性液体自体のものと、樹脂の微粒子
に低沸点の揮発性液体を含浸させたものとがある。低沸
点の揮発性液体自体を内包する場合は、公知のマイクロ
カプセル化法により得られる。例えば水溶液型の場合、
低沸点の揮発性液体（非水溶性）をサスペンションまた
はエマルジョンの形でシェル物質となる水溶液中に分散
して得た分散液をスプレー乾燥させるスプレードライン
グ方法、他に相分離法、ポンブレックスコアセルベーシ
ョン法、界面重合法等が挙げられ、特公昭４２−２６５
２４号公報等で詳しく開示されている。

また、樹脂の微粒子に含浸させる場合は、例えば適当な
モノマーを懸濁重合する過程で揮発性液体を添加する方
法（特公昭３３−３１９０号公報）、懸濁重合で得られ
たビーズを溶媒等で膨潤させて揮発性液体を添加する方
法（特公昭３６−１０６２８号公報）等がある。また、
必要に応じて樹脂を微細化してから揮発性液体を含浸す
る方法がある。

本発明におけるインクリボン４００は、例えば公知のホ
ットメルトコーティング法、ソルベントコーティング法
により得られる。ホットメルトコティング法では加温下
で得られた上記のバインダ、着色剤を主成分とする塗料
液に熱膨張物質４３０を内包したマイクロカプセル４２
０が熱膨張しないように膨張開始温度以下の温度・状態
で分散して前記マイクロカプセル４２０を含有し熱溶融
性インク層４１０となる塗料液を作り、これを膨張開始
温度以下の温度・状態でバーコーター等を用いて塗布、
乾燥させることにより得られる。

ソルベントコーティング法では、溶剤に溶がしたバイン
ダ、着色材を主成分とする塗料液に熱膨張物質４３０を
内包するマイクロカプセル４２０を分散させて、前記熱
膨張物質４３０を内包するマイ−クロカプセル４２０を
含有し、熱溶融性インク層４１０となる塗料液を作り、
これをバーコーター等を用いて塗布し、乾燥させること
により得られる。

また、上述のインクリボン４００では、ベースフィルム
４５０の上に形成されている熱溶融性インク層４１０が
１層の場合についてのみ説明したが、必要に応じて多層
（２層以上）構造にすることもできる。

次に、プリントの原理を、第６図に示す記録紙Ｐ１イン
クリボン４００とサーマルヘッド３６０の断面模式図を
用いて詳細に説明する。なお、この例では、インクリボ
ン４００の搬送速度をドラムの周速の０．５倍として説
明する。

まず、サーマルヘッド３６０の発熱抵抗体に通電される
と、そこでジュール熱が発生し、インクリボン４００の
ベースフィルム４５０を経て熱溶融性インク層４１０へ
熱が伝わる（同図（ａ））。

次いで、その熱により熱溶融性インク層４１０が溶融し
インクとなるとともに、マイクロカプセル４２０が膨脹
してその部分の体積が増える。これにより、熱溶融性イ
ンク層４１０の溶融したインクがインクリボン４００の
表面から吐出され、凹凸をなす記録紙Ｐの表面に押し付
けられる（同図（ｂ））。インクリボン４００は記録紙
Ｐに対し０．５倍の速度で搬送されているため、ｌライ
ン周期後、インクは記録紙Ｐの表面に引伸ばされて付着
する（同図（Ｃ））。さらに時間が経過すると、インク
は膨脹したマイクロカプセル４２０を境目として凝集破
壊を起こし、記録紙表面には一画素分の画点か形成され
る。また、マイクロカプセル４２０は、溶けていない熱
溶融性インク層４１０に遮られてそのほとんどかインク
リボン４００中に残る（同図（ｄ））。

ここで、膨張温度のことなる複数種のマイクロカプセル
４２０を熱溶融性インク層４１０に分散させ、サーマル
ヘッド３６０に加えるエネルギを制御することにより、
マイクロカプセル４２０を選択的に膨脹させることがで
きる。従って、第６図（ｂ）の状態における体積の膨張
度合い、即ちインクの吐出！（記録紙Ｐへのインク付着
！［）を変化させることが可能となり、階調記録を実現
できる。

なお、本実施例のインクリボンでは、マイクロカプセル
の分散の形態としては、ベースフィルムに接触している
ように分散している場合（第３図）を提示したが、第７
図（ａ）乃至（ｃ）に示すように接触せずに熱溶融性イ
ンク層内で浮遊した状態で分散（突出含む）した形態で
もよい。

以上の説明において、これらは、ひとつの提示例であっ
てこれに限定されるものではない。

［発明の効果］ 本発明によれば、転写面に含有させる熱膨脹性粒子を、
膨張開始温度が異なる複数種の熱膨脹性粒子としている
ため、加熱されたときの温度により膨脹する熱膨脹性粒
子の数が変り、押出されるインクの量が変わる。従って
、−画点ごとに印加するエネルギを変えることで印字濃
度を制御して階調記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の画像形成装置の構成を示す断
面図、第２図はモノクロ・プリント機構の構成を示す断
面図、第３図（ａ）ないしくｄ）はインクリボンの構成
を示す断面図、第４図はマイクロカプセルの構造を示す
斜視図、第５図（ａ）ないしくＣ）は膨張条件を変えた
マイクロカプセルの断面図、第６図（ａ）ないしくｄ）
はこの画像形成装置のプリントの原理を示す断面模式図
、第７図（ａ）ないしくＣ）はマイクロカプセルを熱溶
融性インク層内に浮遊させた状態を示す図である。 １０・・・画像形成装置、３００・・・モノクロ・プリ
ント機構、３６０・・・サーマルヘッド、４００・・・
インクリボン、４１０・・・熱溶融性インク層、４２０
・・・マイクロカプセル、４３０・・・熱膨張物質。 出願人　　　　　　株式会社　東芝 同　　　　　　　東芝インテリジェントテクノロジ 株式会社 代理−人　弁理士　　須　山　佐 ｄ ン 第 図 （ａ） 概 図 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シェルと該シェルに内包される熱膨張物質とから
   なる熱膨脹性粒子を含有する転写面が設けられた感熱転
   写材において、前記熱膨脹性粒子は、前記シェルの軟化
   開始温度が異なる複数の物質から構成されていることを
   特徴とする感熱転写材。
2. （２）シェルと該シェルに内包される熱膨張物質とから
   なる熱膨脹性粒子を含有する転写面が設けられた感熱転
   写材において、前記熱膨脹性粒子は、前記シェルの膜厚
   が異なる複数の物質から構成されていることを特徴とす
   る感熱転写材。
3. （３）シェルと該シェルに内包される熱膨張物質とから
   なる熱膨脹性粒子を含有する転写面が設けられた感熱転
   写材において、前記熱膨脹性粒子は、前記シェルの内径
   が異なる複数種からなることを特徴とする感熱転写材。
4. （４）シェルと該シェルに内包される熱膨張物質とから
   なる熱膨脹性粒子を含有する転写面が設けられた感熱転
   写材において、前記熱膨脹性粒子は、前記熱膨張物質の
   比重と分子量との比率が異なる複数種からなることを特
   徴とする感熱転写材。