JPH054434A

JPH054434A - 染着記録方法、染着記録装置、染着記録用インク及びサーマルヘツド

Info

Publication number: JPH054434A
Application number: JP3175071A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Onishi; 宏大西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】記録感度が高く、資源を有効に使用して低ラ
ンニングコストで階調性のある記録物を得ることのでき
る染着記録方法および染着記録装置を提供する。【構成】受像体１は、インク４の染料に対して染着性
のある染着層を有している。インク４は、少なくとも染
料を含み、かつ流動性を有している。サーマルヘッド７
は、受像体１の染着層３側に押し付けながら、受像体１
との相対移動により受像体１の染着層３の近傍にあるイ
ンク４を選択的に加熱する。フェルトローラ１０は、サ
ーマルヘッド７による加熱後に受像体１の染着層上のイ
ンク４を除去する。したがってサーマルヘッド７により
インク４が直接加熱されるために従来の熱転写方式より
も記録感度が高く、また消費された染料を追加すること
によりインク４のリサイクルができるので低ランニング
コストで、サーマルヘッド７からの加熱量を制御するこ
とにより階調性を持った記録物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は染料を含んだ流動性のイ
ンクを用い、染着層表面に供給したインクの選択的な加
熱により低いエネルギーで階調記録像を染着記録できる
染着記録方法、染着記録装置、この記録に使用する染着
記録用インク及びサーマルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、昇華性染料を含有したインク層を
有するインクシートと、このインクシートの裏面からの
熱印字により昇華した染料を受容する染着層を有する受
像体とを用いる昇華型熱転写記録方式は、優れた中間調
記録が可能で、フルカラー画像記録を提供するものとし
て注目されている。

【０００３】例えば、図２４に従来の一実施例における
昇華型熱転写記録装置の概略構成図を示す。図２４にお
いて、１００は耐熱性のあるシート状基体。１０１は染
料とバインダ材からなるインク層、１０２はシート状基
体１００の表面にインク層１０１を形成したインクシー
ト、１０３は基体、１０４はインク層１０１に含まれる
染料に強い染着性を示す染着層、１０５は基体１０３上
に染着層１０４を形成した受像体、１０６は発熱体１０
７を有するサーマルヘッド、１０８はサーマルヘッド１
０６との間にインクシート１０２と記録紙１０５を圧接
するプラテンである。

【０００４】以上のように構成された熱転写記録装置に
ついて、以下その動作について説明する。インクシート
１０２のインク層１０１と、受像体１０５の染着層１０
４とをサーマルヘッド１０６とプラテン１０８との間に
圧接して記録信号源（図示せず）からの信号に応じてサ
ーマルヘッド１０６の発熱体１０７を発熱させ、インク
加熱部１０９を生じさせる。このとき、加熱量に応じて
インク層１０１から染着層１０４内に染料が転写され
る。この後、プラテン１０８の回転Ｕにより受像体１０
５を矢印Ｖ方向へ、インクシート１０２を矢印Ｗ方向へ
各々送り、インクシート１０２を受像体１０５から剥離
し、転写した染料により染着層１０４に転写インク像１
１３を得る。

【０００５】従来、色材として昇華性染料を用いたイン
クシート１０２は、例えば厚さが９μｍ程度のポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のシート状基
体１００の表面に、バインダ材としてポリビニルブチラ
ール１０重量部、昇華分散染料６重量部からなるインク
層１０１をソルベントコーティング法で形成した。ま
た、受像体１０５は、例えばポリエステルや上質紙から
なる基体１０３表面にポリエステル樹脂などからなる染
着層１０４を形成した。

【０００６】これらのインクシートと記録紙を用い、図
２４に示したように、選択的な加熱によりインク層に含
まれる染料を記録紙表面の染着層に染着転写させて記録
物を得る熱転写記録装置も公知である（例えば、ＩＥＥ
Ｅ Transactions on Consumer Electronics,Vol.CE-28,
No.3,pp.226-231,August1982）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成では、染料を染着転写するために、染料の加熱
以外にインクシートとヘッドの間の空気、シート状基
体、インク層をも加熱しなければならない。特にインク
シートの裏から加熱するために、シート状基体は染料以
上に昇温させなければならない。したがって、染着記録
するために、多くの電力が必要になるという問題点を有
していた。

【０００８】更に、加熱によりインクシートから部分的
に抜けた染料を補充することが困難なために、シートが
使い捨てになり、ランニングコストが高くなると共に資
源を有効に使うことができなかった。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、資源を有効に
使い、低コスト、高記録感度で染着記録できる染着記録
方法、染着記録装置、染着記録用インク及びサーマルヘ
ッドを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の染着記録方法は、染料に対して染着性のあ
る染着層を有する受像体と、前記染料を含んだ流動性の
インクを用い、前記染着層表面に前記インクを供給し、
前記染着層表面近傍の前記インクを選択的に加熱した
後、前記染着層表面からインクを除去して前記受像体に
染着記録像を得る。

【００１１】また、上記問題点を解決するために本発明
の染着記録装置は、染料に対して染着性のある染着層を
有する受像体と、前記染料を含んだ流動性のインクと、
前記染着層表面に前記インクを供給するインク供給手段
と、前記インクを選択的に加熱する加熱手段と、加熱後
に前記染着層表面のインクを除去するインク除去手段と
を備え、インク供給手段より前記染着層表面に供給した
前記インクを前記加熱手段により加熱し、更にインク除
去手段により前記染着層からインクを除去して染着記録
像を得ることを特徴とする。

【００１２】また、上記問題点を解決する染着記録方法
に使用する本発明の染着記録用インクは、染着層の溶解
性が低い溶媒と、熱により受像体の染着層に拡散する染
料とを含み、かつ流動性を有することを特徴とする。

【００１３】更にまた、上記問題点を解決する染着記録
方法に使用する本発明のサーマルヘッドは、表面の凹凸
により複数の発熱部の並びと交差する方向に液路が形成
されている。

【００１４】

【作用】本発明は前述した染着記録方法により、まず、
染料を含んだ流動性のインクを染着層に供給する。イン
クは流動性を有するため、例えば従来の塗工方法を用
い、染着層表面への供給が容易になっている。染料はイ
ンク内に分散または溶解され、染着層表面では染料と溶
媒が接触している。この状態で加熱すると、インクと染
着層温度の上昇に伴い、染着層に接する染料の熱拡散が
活発になり、染着層側へ染料が侵入する。つまり、染着
する。この染着量は加熱量に比例するため、加熱量を画
像信号に応じて制御することにより階調記録ができる。
また、非加熱時では、染料の熱拡散が小さく、染着して
大きくかぶることが無い。

【００１５】本発明による染着記録方法では、前述した
ように染着層近傍のインクを直接加熱するために、従来
のシート状基体のように余分に加熱する必要が少なく、
記録感度が改良される。また、インクは染着した染料の
みが消費されるため、染料の追加により容易にインクを
再利用することができ、低ランニングコストだけでな
く、資源を有効に使う記録方法である。

【００１６】また、本発明は前述した染着記録装置によ
り、インク供給手段により染着層表面にインクを供給
し、加熱手段により染着層表面近傍のインクを加熱し、
インク除去手段により染着層表面からインクを除去して
前述の染着記録方法を実現する。

【００１７】本発明による染着記録装置では、前述した
ように染着層近傍のインクを直接加熱するために、従来
のシート状基体のように余分に加熱する必要が少なく、
記録感度が改良される。また、インクは染着した染料の
みが消費されるため、染料の追加により容易にインクを
再利用することができ、低ランニングコストだけでな
く、資源を有効に使う記録装置である。

【００１８】また、前述した染着記録用インクは、本染
着記録に使用するものであり、インクが染着層に対して
溶解性の低い溶媒を選んでいるために、溶媒の染着層に
対する浸透性が低く、インクが接触しただけでは染料が
染着層内部に入らず、かぶりの少ない良好な記録像を得
ることができる。また、溶媒により流動性が付与されて
いるために、均一に染料を染着層表面に供給することが
容易にできる。

【００１９】更にまた、前述したサーマルヘッドは、本
染着記録に使用するものであり、発熱部の並びと交差す
る方向に凸部が形成されているので、染着層にサーマル
ヘッドを押圧しても表面の凹部にインクを保持すること
により、常に一定量のインクを保持でき、良好な画質の
記録像を得ることができる。この発熱部は、通常、通電
により発熱する発熱体と、その表面上に設けられた単数
または複数の保護層からなる。したがって、インクなど
の他の部材との直接的な接触は表面にある保護層であ
る。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例の染着記録方法、染着記
録装置、記録に使用する染着記録用インクおよびサーマ
ルヘッドについて、図面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は本発明の染着記録方法の一実施例に
おける染着手順を示す流れ図である。図１において、１
は受像体、２は受像体１の基体、３は染料に対して染着
性のある染着層、４は染料を含んだ流動性のインク、５
は受像体１の染着層３表面にインク４を均一に供給する
ワイヤーバー、６はワイヤーバー５により染着層３表面
に作成したインク液層、７は染着層３の近傍のインク４
を加熱するサーマルヘッド、８はサーマルヘッド７の先
端部に配置した通電により発熱する発熱体、９は加熱後
に染着層３表面に残ったインク残り、１０はインク残り
９を除去するフェルトローラである。

【００２２】以下に染着記録方法の手順を図１に従って
説明する。受像体１は基体２表面に染着層３を有する
（Ａ）。まず、ワイヤーバー５により受像体１の染着層
３表面にインク４からなるインク液層６を作成する
（Ｂ）。このインク液層６を介してサーマルヘッド７を
染着層３に圧接し、染着層３表面からほとんどのインク
４を除去しながら、矢印Ｅ方向に移動する。このとき、
同時にサーマルヘッド７の先端部の発熱体８を画像信号
に応じて通電し、接触部近傍にあるインク４を加熱して
染料の拡散Ｆが生じる（Ｃ）。このとき、サーマルヘッ
ド７が染着層３に押しつけられているために、矢印Ｅ方
向の移動に伴い、ほとんどのインク４が染着層３から除
去されるが、表面に一部が残るのでインク残り９が生じ
る。最後に、フェルトで構成されたフェルトローラ１０
の矢印Ｇ方向の移動により、インク４を拭き取り、先ほ
どの加熱量に応じた染料の拡散Ｆにより染着された記録
像１１を得る（Ｄ）。

【００２３】以上のように本実施例のよれば、染料を含
んだ流動性のインク４を加熱するだけであり、従来のイ
ンクシートのシート状基体などを余分に加熱する必要が
なく、記録感度が改良される。更に、加熱による染料の
拡散も液状であるために固体状のインク層を移動するよ
りもエネルギー効率がよい。

【００２４】受像紙１における基体２は、合成紙、アー
ト紙、コート紙、上質紙、バライタ紙、セルロース繊維
紙、プラスチックフィルム等が単独でまたはそれらの積
層体で、好適に使用される。

【００２５】受像紙１の染着層３は、インク４に含まれ
る染料に対して、温度が高くなるほど高い染着性を示す
樹脂を含めばよく、特に限定されるものではない。例え
ば、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル／
酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、
シリコン樹脂、ブチラール樹脂などの単体または混合体
で構成する。染着層３は、例えばこれらの樹脂を溶解し
た溶液をソルベントコーティング法で基体２上に塗布、
乾燥して得られる。

【００２６】インク４は、染着層３に対する染料を含ん
でおり、特に限定されるものではない。しかし、インク
４の組成物として液体が含まれる場合は、染着層３の構
成材料に対して溶解性の低い溶媒が選ばれる。もし、染
着層３に対する溶解性が大きな溶媒であった場合、イン
ク４と染着層３との接触時に、溶媒が染着層内に侵入す
るために、室温状態で染料の熱拡散が小さくても、染料
を染着層３内に侵入させて染着してしまう。つまり、イ
ンク４が接触しただけで発色してしまう。したがって、
インク４に含まれる溶媒としては染着層３に対して溶解
性の低いものを用いる。

【００２７】溶媒として、例えば、水や、アルコール、
炭化水素、シリコーンオイルなどの有機溶剤、ポリブテ
ン、ポリブタジエン、ポリイソブチレンなどの液状ポリ
マー、流動パラフィン等の液状ワックスなどの単体また
は混合物を使用できる。また、前述したように、染着層
３に対して溶解性の低い溶媒とする必要があるが、染料
の分散または溶解性を上げるために、染着層に対して溶
解性の良好な溶媒を加えることもできる。この場合、溶
解性の低い溶媒を主溶媒とした混合溶媒とすることによ
り、染着層３に対する溶解性が低くなるように調節す
る。この主溶媒とは、インク４内に含まれる溶媒の中
で、混合重量比が最も大きいものである。

【００２８】また、インク４は、染料と染料に対しても
溶解性が殆ど無い溶媒から構成することもできる。この
とき、染料はインク４内に分散された状態である。

【００２９】染料は、水溶性染料、油性染料、分散性染
料など染着性のある各種染料を使用できる。黒色系のも
のを用いると白黒画像が、また、３原色であるシアン、
イエロ、マゼンタ、更には黒を加えて、これらを順次に
重ね記録してフルカラー画像を記録できる。

【００３０】インク４は、インク４内に含まれる染料が
室温で固体である場合、染料の含有量は１ｗｔ％以上、
８０ｗｔ％以下に、特に、５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以
下であることが好ましい。１ｗｔ％未満だと染着時に十
分な記録濃度を得られないからであり、８０ｗｔ％を越
えると前述のうち低粘度な溶媒を加えても流動性のある
インク４を得られないからである。また、流動性を考慮
して、染料と溶媒以外に、界面活性剤、流動性や分散性
を調節する各種微粒子（たとえば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、
ＣａＣＯ₃等の無機粒子や弗素樹脂などによる有機粒
子）、紫外線吸収剤、酸化防止剤などをインク４内に適
宜含有できる。

【００３１】また、インク４に含まれる溶媒の沸点が染
料の融点、沸点または昇華点以上に設定することが好ま
しい。なぜならば、融点、沸点または昇華点を超えるこ
とによる状態変化で、昇温に対する染料の拡散が活発に
なるので、インク４の加熱は染料の融点、沸点または昇
華点以上に上げることが好ましい。ところが、インク４
の加熱中に溶媒が沸騰すると、染着層表面部で気泡が生
じ、インク４と染着層３との接触が不均一になり、画質
が大きく低下してしまう。そこで、溶媒の沸点が染料の
融点、沸点または昇華点以上に設定することにより、イ
ンク４の加熱中に溶媒の沸騰もなく、記録濃度の高い良
好な画質の記録像を得ることができる。

【００３２】また、インク４に含まれる溶媒の沸点が染
料の融点、沸点または昇華点以上に設定することによ
り、インク４の加熱により消費されるのはほとんど染料
のみであるので、染料の追加により容易にインク４のリ
サイクルができ、資源を有効に使用し、低ランニングコ
ストな記録方法とすることができる。

【００３３】溶媒は、特に、水、アルコールまたはシリ
コーンオイルを含んで構成することが好ましい。なぜな
らば、染着層３は前述したように、樹脂類を含んだ親油
性の材料で構成されるので、油性材料に対して溶解性の
低い溶媒が好ましく、その中でも更に毒性が低く、取扱
が容易であり推奨される。

【００３４】また、溶媒がアルコールの中でも１価アル
コールの場合は、溶解性が強いのでかぶりを生じ易く、
主溶媒として使用するには、更に溶解性の低い多価アル
コールの使用が推奨される。

【００３５】本発明で示すアルコールとは、脂肪族炭化
水素の１個または複数個のＨをＯＨで置換した有機化合
物である。例えば、１価アルコールはエタノール、メタ
ノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、シクロ
ヘキサノール、多価アルコールはエチレングリコール、
プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリメチ
レングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン
などである。

【００３６】本発明で示すシリコーンオイルとは、（化
１）に示されるシロキサン構造を有するものである。
（化１）に示されているＲ１〜Ｒ８はメチル基、フェニ
ル基、長鎖アルキル基、クロロフェニル基、トリフロロ
アルキル基、水素などである。

【００３７】

【化１】

【００３８】また、インク４の溶媒としてシリコーンオ
イルを含むと、サーマルヘッド７と染着層３との接触部
での滑性が上がり、受像体１を搬送し易くなり推奨され
る。

【００３９】溶媒は、室温での粘度が１０００ｍＰａ・
ｓ未満のものが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以
上の溶媒を用いると、インク４の粘度が高すぎて流動性
に乏しく、均一なインク供給が困難になるからである。

【００４０】インク内の染料は、そのメジアン径がφ５
０μｍ以下、好ましくはφ２０μｍ以下に設定すること
が好ましい。メジアン径とは、粒子の大きな粒径から重
量を積算し、粒子総重量が５０％となるときの粒径であ
る。なぜなら、粒径が５０μｍ以上の染料が多く存在す
ると熱容量が大きくなり、低エネルギーで染着できなく
なると共に、粒子径の大きさによって解像度が低下する
からである。また、インク４の供給時に染料粒子が詰ま
り、均一なインク液層６を形成できず、画質が大きく低
下する原因ともなるからである。したがって、最大粒子
径でも１００μｍ以下に抑えることが好ましい。

【００４１】また、インク４を液状またはペースト状の
流動性染料で構成することもできる。これらは、流動性
があるために、溶媒を添加する必要がなく、また、染料
が消費されても、インク４が染料のみからなるために、
インク４の染料濃度は常に一定化（１００％）される。
したがって、染料が消費されることにより記録特性が変
化することなく、推奨される。もちろん、室温で液状ま
たはペースト状の流動性染料に、前述した溶媒を加える
こともできる。

【００４２】液体染料としては、CI.Solvent Blue98、C
I Solvent Yellow 107、CI.SolventRed 164や165等が公
知であり、例えば、Morton Chemical社の商品名Automa
teLiquid Dyeなどがある。これらは室温（例えば２５
℃）で粘稠な液体で昇温と共に粘度が低下する。

【００４３】また、室温でペースト状の流動性染料とし
ては、例えば、特開昭５０−９６３１号、特開昭５１−
１２４１１９号、特開昭５２−４７８２４号等に記載さ
れ、例えば、Ｃｕ−フタロシアニンなどの含金染料を炭
化水素溶剤に可溶性に変性した染料が公知である。

【００４４】インク４は、染料と溶媒以外に、溶媒に溶
解する樹脂材料を添加することもできる。溶媒が水また
はアルコールである場合、例えば、ポリエチレングリコ
ール、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイ
ド、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセ
ルロース、ポリビニルピロリドン、デンプン、ゼラチ
ン、ローカストビーンガム、ジェランガム、アルギン酸
ナトリウムなどの水溶性樹脂を添加することができる。
このとき、溶媒の沸点が上昇するために、純粋の溶媒を
用いたときよりもより高温まで加熱でき、安定した記録
特性を得られ易い。

【００４５】サーマルヘッド７は、基板上に発熱体、発
熱体に通電するための電極が配置され、更に表面に保護
層が形成されている。例えば、基板としてアルミナ、ホ
ーローなどの絶縁性基板、発熱体はＴａ₂Ｎ、Ｗ、Ｎｉ
−Ｃｒ、ＳｎＯ₂などの抵抗材料、各電極はＡｌ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ａｕなどの導電性材質、保護層はＳｉＯ₂、
ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃などの無機材質を用
いて構成され、接触するインク４とは加熱時にも反応し
ないものが選択される。各部の積層は、何れも、真空蒸
着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、気相
成長法などの任意の薄膜形成法を利用して成膜させるこ
とができる。これらの薄膜は、３００℃以上の耐熱性を
持つように形成されることが望ましい。

【００４６】本実施例では、インク４を染着層３表面に
供給するためにワイヤーバー５を用い、インク４を除去
するためにフェルトローラ１０を用いたが、もちろん各
動作を補償するものであれば他の道具を使用することも
できる。

【００４７】更にインク４内に良熱伝導粉体を分散させ
ることにより、熱伝導を良好にすることもできる。この
粉体としては、例えば、銅、ステンレス、鉄等の金属、
アルミナ、グラファイト、ガラス等の無機材料が使用で
きる。

【００４８】インク液層６の形成には、図１で示したワ
イヤーバー５以外に、ローラ、フェルトなどの一般の塗
工手段を用いることができる。

【００４９】染着層３表面からのインク４の除去には、
図１で示したフェルトローラ以外に、ブレード、ゴムロ
ーラ、空気の吹き付け、非溶解性の溶媒による洗浄など
を用いることもできる。

【００５０】図２に、図１の染着記録に使用するサーマ
ルヘッド７の構成例である部分断面構成図を示す。どち
らも耐熱性基板２１ａ、２１ｂ上に電極２２ａ、２２
ｂ、および発熱体８ａ、８ｂが配置されている。サーマ
ルヘッド７の表面には、発熱体８や電極２２がインク４
に直接接触しないように保護層が配置されているが、図
２では図示は省いている。図２（ａ）では、サーマルヘ
ッド７の縁端面２３ａに配置してあり、図２（ｂ）では
縁端面２３ｂにつながる傾斜面２４に形成されている。
また、発熱体８ａ、８ｂの部分を盛り上げた構造にする
こともできる。

【００５１】特に、従来の平面型のサーマルヘッドで
は、平面基板の中央部に発熱体８があるので、染着層３
表面近傍のインク４に発熱部を近づけるために、サーマ
ルヘッド７全面を接触させなければならず、インク４の
供給が困難である。したがって、図１で示す記録手順を
実現するためには、図２に示すような構成のサーマルヘ
ッド７が望まれる。

【００５２】更に、図２で示すような構成のサーマルヘ
ッド７ａ、７ｂを用いると、図１で示したように、縁端
面２３ａ、２３ｂを染着層３に圧接してインク４を染着
層３表面からほとんど除去できると共に、染着層３表面
近傍のインク４が加熱し易く、良好な画質の記録像を得
ることができる。

【００５３】図３は、本発明の染着記録装置の第１の実
施例を示す概略構成図である。図３において、図１と同
じ番号のものは同一のものを用いることができる。３０
はインク４を含浸できる多孔質体、３１は多孔質体３０
にインク４を供給するインク供給タンク、３２はサーマ
ルヘッド７により染着層３表面から除去されたインク４
を回収するインク回収皿、３３はインク回収皿に回収さ
れたインク４をインク供給タンク３１に移送するインク
ポンプ、３４は受像体１を矢印Ｈ方向に搬送するプラテ
ン、３５は受像体１の搬送のガイドであると共に、サー
マルヘッド７の押圧の受け板であるプレート、３６はイ
ンク供給タンク３１内のインク４をかき混ぜるインク撹
拌機である。

【００５４】本実施例では、インク供給手段は、多孔質
体３０、インク供給タンク３１及びインク撹拌機３６か
ら構成されている。図１ではワイヤーバー５を用いてイ
ンク４を供給していたが、本実施例ではインク４を含浸
した多孔質体３０の接触によりインクを供給している。
インク回収手段は、インク回収皿３２およびインクポン
プ３３から構成される。インク除去手段は、前述したよ
うに、フェルトローラ１０である。

【００５５】以下に染着記録の手順を図３に従って説明
する。多孔質体３０はインク供給タンク３１内のインク
４に一部が浸かり、インク４を十分に含浸している。こ
の多孔質体３０は矢印Ｉに従って図面の上下方向に、ま
た、サーマルヘッド７も矢印Ｊに従い図面の上下方向に
移動できる。多孔質体３０を染着層３に接触させると、
プラテン３５の回転による受像体１の矢印Ｈ方向の搬送
に伴い、多孔質体からインク４が供給されインク液層６
を形成する。次に、染着層３に圧接したサーマルヘッド
７により、インク液層６の多くが除去され、インク回収
皿３２に回収される。このとき、画像信号に応じて発熱
体８を発熱させて、染着層３を染着する。サーマルヘッ
ド７の通過後に染着層３表面に残っているインク残り９
がフェルトローラ１０により吸収され、記録像３７を得
る。

【００５６】インク回収皿３２により回収されたインク
４は、インクポンプ３３によりインク供給タンク３１内
に移送され、再利用される。従って、ランニングコスト
が低くなる。

【００５７】このとき、回収時のインク４の濃度変化を
和らげるために、インク供給タンク３１内でインク撹拌
機３６によりインク４を撹拌し、インク４の濃度が大き
く変化しないようにしている。なお、インク供給タンク
３１内のインク４に含まれる染料が極端に減った場合、
例えばインク４の透過濃度などを測定し、一定濃度以下
になったときに染料またはインク４を追加し、染料濃度
を一定にする手段を付加することもできる。

【００５８】多孔質体３０は、インク４を構成する溶媒
に犯されない材質であればよく、例えば、ポリウレタン
（東洋ポリマー(株)製、ルビセル）、セルロース、ポリ
エチレン、ポリエステルなどの単体または複数種の混合
体からなるもの、また、レーヨン、綿、アセテートなど
からなる繊維をアクリル樹脂などのバインダを用いて多
孔質にしたものなどから構成される。

【００５９】図３で示した染着記録装置を用い、更に詳
細な実施例を以下に示す。受像紙１は、ポリエチレンテ
レフタレートに白色顔料を分散した厚さ１００μｍの白
色ＰＥＴ（商品名：Ｕ１、帝人(株)製）を基体２とし、
この表面に、ポリエステル樹脂（商品名：バイロン２０
０、東洋紡績(株)製）を２０重量部、アクリルウレタン
シリコン樹脂（商品名：ＵＡ５３、三洋化成(株)製）を
１０重量部、硬化触媒（商品名：Ｃａｔ．ＦＸ、三洋化
成(株)製）を０.３重量部からなる染着層３を７μｍの
厚さで形成した。この紙面濃度はＤ_R＝０．１０であっ
た。

【００６０】サーマルヘッド７は、第２図（ｂ）に示す
構成であり、発熱体８は１２５μｍピッチで配置され、
各発熱体の抵抗は約１００Ωであった（松下電子部品
(株)製）。

【００６１】（実験例１）染料は、三菱化成(株)製のシ
アン色分散染料であるインドアニリン系染料（融点：約
１３０℃）を用いた。サーマルヘッド７への印加信号は
周期Ｔ＝１６．７ｍｓで、最大パルス幅Ｐｗ_max＝８ｍ
ｓ、印加電圧４Ｖとし、受像体１は一周期毎に１２５μ
ｍ搬送した。

【００６２】（表１）に、溶媒の溶解性と記録特性との
関係を示す。インク４の組成は溶媒が９０重量部、染料
が１０重量部であり、この混合物をボールミルで分散し
てインクを作成した。この表より、染着層を溶解しない
溶媒を用いると階調記録ができたことが判る。

【００６３】

【表１】

【００６４】（表１）において、『記録？』とは、階調
記録ができた場合を『○』、できない場合を『×』で示
している。また、使用したシリコーンオイルは、信越化
学（株）製のジメチルシリコーンであり、粘度が２０ｍ
Ｐａ・ｓであった。溶媒の染料に対する溶解性が低いも
のは、染料が粒子状に分散されている。水やシリコーン
オイルのように、染料が溶解されず、分散されているイ
ンクでも良好な記録特性を得ている。

【００６５】非加熱時濃度は、インクを塗布しただけで
染着する程度を示している。記録以前の紙面濃度はＤ_R
＝０．１０であった。一価アルコールであるエタノー
ル、オクタノールを用いるよりも、多価アルコールであ
るエチレングリコール、プロピレングリコールを用いる
と、かぶりも視認できず良好な記録特性であった。

【００６６】（実験例２）本発明による染着記録装置に
用いるインク４を、シアン色分散染料（インドアニリン
系、三菱化成(株)製）を２０重量部、プロピレングリコ
ールを８０重量部の組成で試作した。染料はほとんど溶
解していた。

【００６７】従来の昇華型熱転写記録方式と比較するた
めに、６μｍのＰＥＴフィルム上に、ポリビニルブチラ
ール（商品名:エスレックＢＸ−１、積水化学(株)製）
を６０重量部、シアン用昇華分散染料（商品名:カヤセ
ット７１４、日本化薬(株)製）を４０重量部の組成から
なる４μｍ厚のインク層１０１（図２４を参照）をソル
ベントコーティング法で形成し、インクシート１０２と
した。このインクシート１０２を用いる場合、図３に示
す記録装置で、予めシートと受像体１を張り付けてサー
マルヘッド７で加熱した。このとき、多孔質体３０は外
している。

【００６８】サーマルヘッド７、印加信号および搬送
は、前述の実験例１で示したものと同一である。

【００６９】このインク４とインクシートを各々用いた
ときの記録特性例を図４に示す。横軸はサーマルヘッド
に印加する信号のパルス幅、縦軸は光学的な反射濃度で
ある。濃度の測定はマクベスＲＤ９１４を用いた。液状
インクであるインク４を用いると、インクシートを用い
たときよりも低いパルス幅で記録ができ、大きく記録感
度が向上することが判る。

【００７０】更に、このインク４を用い、周期Ｔ＝４ｍ
ｓ、最大パルス幅Ｐｗ_max＝２ｍｓ、印加電圧５Ｖで記
録すると最高濃度１.８以上の記録ができた。しかし、
インクシートを用いた場合、印加電圧を６Ｖ以上でＰＥ
Ｔがサーマルヘサッド７に融着して記録することができ
なかった。つまり、本発明による染着記録方法ではイン
クが直接加熱されるために、低エネルギーであると共
に、シート状基体１００の耐熱性に左右されず、安定し
て高速記録ができることが判った。

【００７１】（実験例３）図５に、３原色のインク４を
用いたときの記録特性を示す。各色のインク４組成は、
各３原色の染料１０重量部と、プロピレングリコールを
９０重量部からなる。シアン色分散染料は三菱化成(株)
製インドアニリン系染料であり、マゼンタ色分散染料は
三菱化成(株)製アゾ系染料であり、イエロ色分散染料は
三菱化成(株)製ジシアノメチン系染料である。各色とも
染料はほとんど溶解しているようであった。周期Ｔ＝４
ｍｓ、最大パルス幅Ｐｗ_max＝２ｍｓ、印加電圧５Ｖで
記録し、各色インクで連続階調記録が得られた。

【００７２】（実験例４）図６に、染料を溶解しない水
を溶媒としたシアン色のインク４を使用したときの記録
特性を示す。シアンインクの組成は、シアン用分散染料
（インドアニリン系、三菱化成(株)製）を１０重量部、
水を９０重量部である。インク４の試作は、ボールミル
で撹拌時間を制御して、分散程度を変えている。横軸は
分散した染料の最大粒径を、縦軸はインクを用いたとき
の記録濃度、パラメータはサーマルヘッド７に印加する
パルス幅である。染料は、分散以前は、０．１〜０．２
ｍｍ厚の１×１ｍｍの鱗片状であった。染料の最大粒径
は顕微鏡観察により判断した。

【００７３】周期Ｔ＝４ｍｓ、最大パルス幅Ｐｗ_max＝
２ｍｓ、印加電圧５Ｖで記録し、どの場合でも連続階調
記録が得られた。しかし、最大粒径がφ５０μｍを越え
ると十分な記録濃度を取れない。特にφ２０μｍ以下に
することにより、十分な記録濃度が取れたことが判る。

【００７４】この最大粒径がφ１０μｍのインク４を用
い、印加電圧を６Ｖにパルス幅Ｐｗ＝１．５ｍｓ以上で
インクが沸騰し、記録が不安定となった。使用した染料
の融点が約１３０℃であり、染料が融解する以前だった
ので、十分に染着できなかったようである。

【００７５】このインク４が１０重量部に、ポリエチレ
ングリコール＃１００００（第一工業製薬(株)製）を１
重量部添加すると、インク４の沸点が若干上昇し、印加
電圧を６Ｖに上げても安定した記録特性を得ることがで
きた。また、エチレングリコール（沸点：１９８℃）、
またはプロピレングリコール（沸点：１８７℃）を溶媒
としたインク４でも、印加電圧を上げても安定記録で
き、十分な記録濃度を得た。

【００７６】（実験例５）インク４を炭化水素溶媒可溶
性に変性したＣｕ−フタロシアニン系のペースト状染料
（保土ヶ谷化学工業社製、HC-Blue-1）のみとした。

【００７７】記録特性を図７に示す。かぶりもなく、サ
ーマルヘッド７へのパルス幅制御により紙面濃度から連
続して階調記録ができた。記録条件は実験例２と同一で
ある。

【００７８】図８は本発明の染着記録装置の第２の実施
例を示す概略構成図である。以下本発明の第２の記録装
置の実施例について図面を参照しながら説明する。同図
において、前述の図と同一の番号は、前述したものを使
用できる。５０はサーマルヘッド７などで除去されたイ
ンク４を溜めることができるインク吸収体、５１はサー
マルヘッド７の通過後に染着層３表面に残ったインク４
を吸収したフェルトローラ１０からインク４を絞り出す
金属棒、５２はサーマルヘッド７を染着層３表面から離
したときにヘッド７表面をクリーニングするヘッドクリ
ーナ、５３は染着された染着層３を加熱するヒータであ
る。なお、インク４は、３原色のインクを用意してお
り、４Ｃをシアンインク、４Ｍをマゼンタインク、４Ｙ
をイエロインクとする。

【００７９】以上のように構成された染着記録装置につ
いて、以下にその動作を説明する。３つのインク供給タ
ンク３１は、内部にシアンインク４Ｃ、マゼンタインク
４Ｍ、イエロインク４Ｙを含み、独立して矢印Ｉ方向に
移動して、染着層３に多孔質体３０を接触できる。但
し、同一時に接触する多孔質体３０は１つだけである。

【００８０】図８では、イエロ、マゼンタの染着記録が
終わり、イエロ・マゼンタの重ね記録像５４上にシアン
の染着記録を重ねているところを示している。これ以前
に、前述した記録手順に従い、イエロ、マゼンタの重ね
記録がされている。重ね記録は、１色の記録が終了した
時点で、プラテン３４を矢印Ｋ方向に移動させ、初期状
態まで戻す。このとき、多孔質体３０、サーマルヘッド
７、フェルトローラ１０は染着層３から離されている。
その後、２色目の記録が１色目と同様にインク４を変え
て行なわれる。図では、３色目の重ね記録を示してお
り、プラテン３４の回転により受像体１を矢印Ｈ方向に
搬送すると共に、多孔質体３０の染着層３の接触により
多孔質体３０に含まれているシアンインク５４Ｃが供給
されて、インク液層６を生じる。この重ね記録が終了し
た時点で、ヒータ５３により染着層３を加熱し、未発色
分の染料をも安定して染着すると共に、サーマルヘッド
７の加熱により変形した染着層３表面を滑らかにでき、
高画質のフルカラー画像を得る。

【００８１】サーマルヘッド７は、矢印Ｌ方向に染着層
３から離した時点で、ヘッドクリーナ５２に接触し、ヘ
ッド７の先端が洗浄される。したがって、インク４を変
えた場合の記録時に色が混色することが避けられる。

【００８２】インク吸収体５０は、前述した多孔質体に
更に、例えば、アクリル・ビニルアルコール共重合体、
アクリル酸ナトリウム重合体、デンプン・アクリル酸塩
グラフト共重合体などの高吸水性樹脂を含ませることが
できる。これらは、水系のインクを多量に含むことがで
きる。

【００８３】ヘッドクリーナ５２は、前述したフェルト
ローラ１０と同一のものを用いることができる。また、
洗浄効果を上げるために、インク４を溶解性する溶媒を
含ませることもできる。

【００８４】ヒータ５３は、染着層３を加熱すればよ
く、発熱体を内部に有するヒートローラを接触させる構
成とすることもできる。

【００８５】金属棒５１は、フェルトローラ１０内に含
んだインク４を絞り出し、インク吸収体５０に回収する
ためのものであり、材質と形状は限定されない。

【００８６】図８に示す記録装置を用い、図５で示した
３原色のインク４Ｃ、４Ｍ、４Ｙを用いてフルカラー画
像を記録できた。

【００８７】また、染着層３の加熱は、各色の記録が終
了した時点で行なうこともできる。この場合、染着層３
表面が常に平滑化されているために、各色の記録特性が
安定し、更に高画質となる。

【００８８】なお、図８で示した実施例では、３原色の
インクを用いたが、更に黒インクを供給するようにする
こともできる。

【００８９】図９は本発明の染着記録装置の第３の実施
例における染着記録時の状態を示す概略断面図、図１０
はこの第３の実施例における染着記録装置の概略構成
図、図１１は第３の実施例で使用されるサーマルヘッド
の概略構成図である。同図において、前述の図と同一の
番号は、前述したものを使用できる。以下本発明の第３
の実施例について図面を参照しながら説明する。

【００９０】図９において、６０は画像信号に応じて各
発熱体８の通電制御を行なう信号源である。サーマルヘ
ッド７は発熱体８の上表面が受像体１に直接接触しない
ように凹凸形状の保護膜７ｆを形成しており、発熱体８
は紙面と平行な方向に所定のピッチで配置されている。
この保護膜７ｆは、発熱体上表面で凹部となるように凹
凸であり、その凹部により図９の紙面と直交する方向に
液路６１を形成している。

【００９１】以上の状態において、サーマルヘッド７と
受像体１との押圧は、表面の凹部が染着層３に直接接触
しないように調整されており、記録時には保護層７ｆの
凹部による液路６１内にインク４が保持された状態で、
染着層３にサーマルヘッド７を圧接している。この状態
で加熱すると、加熱量に応じて染料の拡散Ｆが生じ、選
択的に染着することができる。

【００９２】非加熱時には、染料の拡散が小さいために
染料が染着層内に拡散することがなく、染着することは
ほとんど無い。図９では信号源６０は発熱体８への通電
量をパルス幅制御しており、２つのＰｗ1、Ｐｗ2（Ｐｗ
1＜Ｐｗ2）について示しているが、大きいパルス幅Ｐｗ
2の方が染料の拡散Ｆが多い。

【００９３】更に、受像体１を図９の紙面と直交する方
向に搬送し、液路６１内に常に新しいインク４を供給す
ることにより、液路６１により一定量の新鮮なインク４
を常に保持でき、前述の第１および第２の実施例よりも
記録濃度にむらのない良好な画質の記録物を得ることが
できる。また、インク４は若干量の染料のみが消耗され
るので、加熱後に染料を追加してインクを再利用するこ
とにより、低ランニングコスト化できる。

【００９４】図１０は、本発明の染着記録装置の第３の
実施例を示す概略構成図である。前述の図と同じものに
は同一の番号を付加している。６２はバネ６３を介して
サーマルヘッド７を受像体１に押しつける圧接手段の一
例である電動式のプランジャ、６４は受像体１を表面の
インク４と共に搬送する搬送手段の一例であるプラテン
ローラ、６５は受像体１の表面からインク４を除去する
インク除去手段の一例であるブレード、６６はブレード
６５により受像体１の表面から除去されたインク４を溜
めるインク回収容器である。

【００９５】サーマルヘッド７の先端部には多数の発熱
体８が図１０と直交する方向に所定のピッチで配置さ
れ、その表面の保護層７ｆにより紙面と平行な方向に液
路６１（図９参照）が形成されている。図１０に示す染
着記録装置に関して、その記録動作を示すと、まず、プ
ラテンローラ６４の矢印Ｍ方向への回転にともない、受
像体１を矢印Ｎ方向に搬送すると共に、ワイヤーバー５
により一定量のインク４が受像体１の表面に供給され
る。次に、液路６１の底が直接に受像体１に接触しない
ように、インク４の上からバネ６３を介してプランジャ
６２によりサーマルヘッド７を矢印Ｐ方向に圧接するこ
とにより、液路６０ｆ内にインク４を保持している。

【００９６】この圧接部では、信号源６０（図９参照）
による発熱体８への通電により染着層３に染着が行なわ
れ、その後に表面にあるインク４をブレード６５で除去
し、インク４をインク回収容器６６に回収する。更に、
その表面をフェルトローラ１０で表面を拭き取って、最
終的に記録像６７を得る。

【００９７】本装置は、ワイヤーバー５によるインク供
給と受像体１の搬送により常に液路６１内に一定量の新
しいインク４を供給でき、インク４の再利用により低ラ
ンニングコストで、記録濃度にむらのない良好な画質の
記録物を得ることができる。インク４は、圧接により受
像体１の搬送と同一方向に自然に供給され、液路６１内
に供給するために、特にインク４を圧送する必要が無
く、構造が簡単になる。

【００９８】またブレード６５は、染着層３を傷つけな
いように押圧され、インク４に犯されない材料、例え
ば、ステンレス、銅等の金属板、ポリエチレン、ポリエ
ステル等からなる樹脂板、ウレタンゴム、ニトリルゴ
ム、弗素ゴム等のゴム板等からなる。

【００９９】ブレード６５は、インク４を除去すること
が目的であり、ブレード６５を設ける代わりに、例えば
空気などの気体を吹き付けたり、インク吸収性の多孔質
体や布を押し付けたり、染着層３を犯さない溶媒につけ
て洗浄することによりインク除去を実現するようにする
こともできる。

【０１００】図１１に本発明の染着記録装置の第３の実
施例に使用されるサーマルヘッド５の部分概略構成図を
示している。７ｇは各発熱体８に通電信号を与える記録
電極、７ｈは通電路の帰路を与える共通電極である。発
熱体８はサーマルヘッドの先端部の傾斜面に形成され、
更に保護層７ｆは発熱体８の間の表面に凸部を形成する
ことにより、発熱体８の上表面を凹部とし、インク４を
保持できる液路６１を発熱体８上に形成する。なお、発
熱体８、記録電極７ｇおよび共通電極７ｈは保護層７ｆ
に覆われているために、点線で示されている。このサー
マルヘッド７を受像体１に圧接しても、保護層７ｆの凸
部がスペーサとして挙動し、液路６１内に一定量のイン
クを保持できる空間を常に確保できる。

【０１０１】（実験例６）サーマルヘッド７をアルミナ
基板上に、Ｔａ₂Ｎからなる発熱体８、Ａｕからなる記
録電極７ｇと帰路電極７ｈを積層した後、更にＳｉＯ₂
からなる保護層７ｆを１５μｍが積層し、フッ酸によ
りエッチングを行い、凸部の高さ１０μｍとした。つま
り、凹部で発熱体上には５μｍの保護層７ｆが形成され
る。このサーマルヘッド７は、１つの発熱体８の抵抗が
約８００Ω、発熱体８の配置密度は６個／ｍｍである。

【０１０２】プラテンローラ６４へのサーマルヘッド７
の押圧は約１．５Ｋｇ／ラインであり、発熱体８への記
録信号はパルス幅変調し、発熱体８に印加する最大パル
ス幅４ｍｓ、印加電圧１５Ｖであった。受像体１は、８
０μｍ厚の白色のＰＥＴフィルム（帝人(株)製、白ＰＥ
Ｔ−Ｕ６）にブチラール樹脂（積水化学(株)製、エスレ
ック）を厚さ１０μｍで形成し、このブチラール樹脂層
を染着層３とした。インク４は、プロピレングリコール
を８０重量部と、インドアニリン系シアン染料（三菱化
成(株)製）を２０重量部とを混合して作成した。この条
件で、十分な濃度で、紙面濃度０．１０から最高濃度
２．１０を有し、濃度むらの少ない良好な階調性を有す
る記録像６７を得た。

【０１０３】図１２は本発明の熱染着記録装置の第４の
実施例を示す概略構成図、図１３は本発明の第４の実施
例に使用されるサーマルヘッドの部分断面構成図であ
る。

【０１０４】図１２において、前述の図と同じものには
同一の番号を付加している。７０は発熱体８を基板の中
央部に有し、発熱体８の上表面が受像体１に直接接触し
ないように凹凸表面の保護層７０ｆ（図１３参照）を形
成した平面型サーマルヘッド、７１はインク４を受像体
１の表面に均一に供給するインク塗工機である。発熱体
８は紙面と直交する方向に所定のピッチで配置されてい
る。平面型サーマルヘッド７０の表面は、発熱体８上表
面で凹部となるように表面が凹凸であり、その凹部によ
り図１２の紙面と平行な方向に液路６１（図１３参照）
を形成している。

【０１０５】図１２に示す染着記録装置に関して、記録
動作を示すと、まず、プラテンローラ６４の矢印Ｍ方向
への回転にともない、受像体１を矢印Ｎ方向に搬送する
と共に、インク塗工機７１により一定量のインク４が受
像体１の表面に供給される。次に、このインク４の上か
らプランジャ６２によりサーマルヘッド７０を矢印Ｐ方
向に圧接することにより、液路６１内にインク４を供給
している。圧接部では信号源６０（図９参照）による発
熱体８への通電により染着層３に染着が行なわれ、その
後に表面にあるインク４をブレード６５で除去し、イン
ク４をインク回収容器６６に回収する。更に、その表面
をフェルトローラ１０で表面を拭き取って、最終的に記
録像７２を得る。

【０１０６】本装置では、インク４が常に供給され、加
熱部においてサーマルヘッド７０の液路６１により一定
量のインクを保持することができるために、濃度むらの
少ない高画質な記録像７２を得ることができる。

【０１０７】なお、サーマルヘッド７０での凸部は、凹
部からの高さが１μｍ以上、５０μｍ以下に選ばれる。
１μｍ未満だと十分な濃度を確保するインクを保持でき
なくなり、５０μｍを超えると染着層３表面との界面部
の加熱効率が悪く大きく記録感度か低下すると共に、熱
伝導により解像度が低下して画質が大きく低下するから
である。

【０１０８】また、第３および第４の実施例では、ワイ
ヤーバー５またはインク塗工機７１を用いて、染着層３
の表面に均一なインク液層を形成した後にサーマルヘツ
ド７、７０を押圧したが、インク量は押圧により表面の
凹部だけに限定されるため、必ずしも均一なインク液層
を形成する必要はない。例えば、サーマルヘッド７、７
０が押圧される以前に、受像体１の表面に所定量のイン
ク４を滴下するような構成とすることもできる。更に、
図１０ではワイヤーバー５を用いて、図１２ではインク
塗工機７１を用いて染着層３表面にインク４を供給した
が、他の従来の塗工機、例えば、これらの代わりにイン
クを飛翔させて塗工するスプレー型コータ、グラビアロ
ールコータ、リバースロールコータ、ブレードコータな
どを使用することもできる。

【０１０９】図１３に本発明の染着記録装置の第４の実
施例に使用されるサーマルヘッド７０の部分断面構成図
を示す。７０ｈはサーマルヘッド７０表面の保護層、７
０ｇは各発熱体８に帰路電極（図示せず）を通じて通電
路を与える記録電極、７０ｉはサーマルヘッド７０の基
板、７０ｊは表面を凹凸にするための凸部形成部材であ
る。図１３では基板７０ｉに凸部形成部材７０ｊを所定
のピッチで形成した後、発熱体８、記録電極７０ｇ、帰
路電極、および保護層７０ｆを形成し、液路６１を形成
している。発熱体８、信号電極７０ｇは保護層７０ｆ
で覆われているために、点線で示している。このサーマ
ルヘッド７０を受像体１に圧接しても、表面の凸部がス
ペーサとして挙動し、液路６１内に一定量のインクを保
持できる空間を常に確保できる。

【０１１０】なお、図１３では、発熱体８は凸部の間に
配置したが、その一部が凸部形成部材７０ｊの上にも配
置してもよい。

【０１１１】（実験例７）サーマルヘッド７０は、アル
ミナの絶縁性の基板７０ｉ上に、低融点ガラスを厚膜印
刷で配置し、焼成して２０μｍ程度の高さの凸部形成部
材７０ｊとした。更に、この部材間にＴａ₂Ｎからなる
発熱体８、Ａｕからなる記録電極７０ｇと帰路電極（図
示せず）、ＳｉＯ₂からなる保護層７０ｆが薄膜形成法
により、順次積層した。このサーマルヘッド７０表面の
最終的な凸部の高さは１８μｍ程度となった。１つの発
熱体８の抵抗は約８５０Ω、配置密度は６個／ｍｍであ
る。

【０１１２】プラテンローラ６４へのサーマルヘッド７
０の押圧は約１Ｋｇ／ラインであり、発熱体８への記録
信号はパルス幅変調し、発熱体８に印加する最大パルス
幅４ｍｓ、印加電圧１５Ｖであった。受像体１およびイ
ンク４は実験例６と同一のものを用いた。この条件で、
最高濃度２．３の十分な濃度で、濃度むらの少ない良好
な画質の記録像７２を得た。

【０１１３】図１４は本発明の染着記録装置の第５の実
施例を示す部分概略構成図である。図１４において、前
述の図と同じものには同一の番号を付加している。

【０１１４】サーマルヘッド７０は、図１３で示したも
のを用いている。この図では帰路電極７０ｈを図示して
いる。表面の保護層７０ｆの凸部はインク４で隠れてい
るために破線で図示している。

【０１１５】７５はサーマルヘッド７０の保護層７０ｆ
の凸部に接触させ、圧接部近傍以外では受像体１にイン
ク４を接触させない覆い板、７６は除去されたインクを
回収するインク回収箱である。サーマルヘッド７０の表
面には紙面と平行な方向に液路６１が形成されている。

【０１１６】図１４に示す熱染着記録装置に関して、記
録動作を示すと、まず、プラテンローラ６４の矢印Ｍ方
向への回転にともない、受像体１を矢印Ｎ方向に搬送す
ると共に、サーマルヘッド７０側に圧接する。インク４
は、サーマルヘッド７０表面の保護層７０ｆの凸部と覆
い板７５との間に形成された空間内を矢印Ｑ方向に移動
する。圧接部では覆い板７５が無いため、信号源（図示
せず）による発熱体８への通電により受像体１の染着層
３に染着が行なわれ、その後に表面にあるインク４を覆
い板７５がブレードとして挙動し、インク４をインク回
収箱７６に回収する。そして、最終的に記録像７７を得
る。

【０１１７】本装置では、圧接部以前に受像体１にイン
ク４が供給されず、液路内に直接供給する。したがっ
て、画質が良好な記録像７７を得るだけでなく、インク
４の接触時間が短いので、インク４の接触によるかぶり
が低減される。また、装置の小型化が容易であると共
に、インク４が露出する部分が少なくなるために、イン
ク４にゴミなどが混入し難く、記録装置の保守も容易と
なる。

【０１１８】インク回収箱７６は、インク４に化学的に
安定な材料で構成され、例えば、ステンレス、銅などの
金属類、ポリイミド、ポリサルフォンなどの樹脂類で構
成される。回収されたインク４は、染料の追加などによ
り、容易に再利用することができる。このとき、インク
４の濃度を検知する透過型の光センサーなどを用い、イ
ンク４を再利用するかどうかを判断するようにすること
もできる。

【０１１９】（実験例８）本実施例の染着記録装置を、
実験例７で作成したサーマルヘッド７０を用い、発熱体
上にスリット上の孔を設けた３０μｍ厚のＮｉ板を張り
合わせ、サーマルヘッド７０の縁端部にインク回収箱７
６を付設して構成した。インク供給は、記録電極７０ｇ
側から圧送した。受像体１およびインク４は実験例６と
同一のものを用いた。この条件で、十分な濃度で、濃度
むらの少ない良好な階調像を得た。また、実験例６、実
験例７のようにブレード６５を付設しないでも、ほとん
どのインク４が受像体１から除去された。

【０１２０】図１５は本発明の第３、第４および第５の
実施例に使用できるサーマルヘッド７（７０）の発熱体
近傍の部分表面構成図を示す。保護層７０ｈ上から見て
いる図であるが、斜線部が保護層７０ｆの凸部を示して
いる。発熱体８、記録電極７ｇ（７０ｇ）、帰路電極７
ｈ（７０ｈ）は保護層７０ｆに覆われているために破線
で示している。

【０１２１】サーマルヘッド７（７０）表面の凸部は、
図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように各種パタ
ーンと組み合わせて配置・形成することができる。下記
に各凸部パターンの特徴を述べる。

【０１２２】図１５（ａ）は、複数の発熱体８毎に凸部
が形成されている。そのため、前述した様に、各発熱体
８間に凸部を形成したときよりも、インク４の流れが容
易になり、液路内でインク４が詰まることが低減される
ので、保守が容易となる。

【０１２３】図１５（ｂ）は、各発熱体８の間の延長上
に、発熱体８の並びを挟むように凸部が形成されてい
る。そのため、前述したように全ての発熱体８間に凸部
がなく、同一のインク４の量を加熱でき、画質が向上す
る。

【０１２４】図１５（ｃ）は、複数の発熱体８毎に、発
熱体８の間の延長表面に、発熱体８の並びを挟むように
千鳥状に凸部が形成されている。そのため、前述したよ
うに全ての発熱体８間に凸部がなく、同一のインク４の
量を加熱でき、画質が向上し、保守も容易となる。

【０１２５】また、図１５では、凸部を発熱体間の延長
上に形成したものを示したが、それ以外に発熱体の真上
以外の延長上に形成したもの、ランダムに多数の微小な
凸部を発熱体の位置に関わらず表面に配置したものなど
を使用することもできる。

【０１２６】また、サーマルヘッド７（７０）表面の凸
部は、保護層７（７０）上に凸部を形成するための部
材、例えば樹脂材料やセラミックなどを張り合わせても
よい。

【０１２７】また、図１３、図１５において、サーマル
ヘッド７０表面の液路６１は発熱体の並びと直交する方
向に形成されているが、直交以外に、例えば斜めに横切
るように交差する方向に配置することもできる。

【０１２８】次に、発熱体の上表面が平坦な従来のサー
マルヘッドを用い、インクに耐熱性粒子を混入すること
により、良好な画質の階調記録像を得ることができる本
発明の１つである染着記録方法、染着記録装置について
図を用いて説明する。

【０１２９】図１６は本発明の染着記録装置の第６の実
施例を示す概略構成図である。同図において、前述した
図と同一の番号は、前述したものを使用できる。８０は
耐熱性粒子８１を含んだ流動性の熱染着用インクである
粒子混入インクである。サーマルヘッド７は図１または
図２で示した表面が大きく凹凸でないものである。基本
の記録装置は図１０と同一のものである。サーマルヘッ
ド７の先端部には図２で前述したように多数の発熱体８
が図１６の紙面と直交する方向に所定のピッチで配置さ
れている。

【０１３０】次に本実施例における記録動作を説明す
る。プラテンローラ６４の矢印Ｍ方向の回転により受像
体１が矢印Ｎ方向に搬送される。そしてワイヤーバー５
により受像体１の染着層３の表面の粒子混入インク８０
が一定の厚さに調整される。そしてプランジャ６２によ
りばね６３を介してサーマルヘッド７が付勢され、サー
マルヘッド７は染着層３の表面の粒子混入インク８０を
押圧力Ｐで押圧する。このとき、インク内に含まれてい
る耐熱性粒子８１がスペーサとして挙動し、サーマルヘ
ッド７と染着層３との間に、耐熱性粒子８１の粒径に応
じた厚さのインクが保持される。そして画像信号に応じ
てサーマルヘッド７の発熱体８に通電され、選択的に粒
子混入インク８０が加熱される。これによりインク内に
含まれている染料が染着層３に拡散し、記録像８２が得
られる。

【０１３１】なお、染着層３の表面に押し付けられてい
るブレード６５により染着層３の表面に残っている粒子
混入インク８０が除去され、さらにフェルトローラ１０
でクリーニングされる。ブレード６５によるインクの除
去は、耐熱性粒子８１に濡れてインクを取り除くことが
でき為に、粒子の入っていない前述のインク４を取り除
くときよりも容易である。

【０１３２】また押圧力Ｐは、染着層３の表面に耐熱性
粒子８１の粒径にほぼ等しい厚さのインク層が形成され
るように適切な値に設定されている。

【０１３３】粒子混入インク８０は、前述のインク４に
耐熱性粒子８１を混入して構成される。また耐熱性粒子
８１の粒径は、サーマルヘッド７と染着層３との間に、
サーマルヘッド７の発熱体８による熱が染着層３の表面
まで充分に伝達され、かつサーマルヘッド７と染着層３
との間に染料が充分に供給される間隙を確保できるよう
に、適切な値に設定されている。

【０１３４】即ち図１７に示した記録手順のように、ま
ずワイヤーバー５により受像体１の染着層３の表面にほ
ぼ均一な厚さのインク液層６が形成される（Ｂ）。この
インク液層６を介してサーマルヘッド７が染着層３に押
圧されると、耐熱性粒子８１がスペーサとして挙動し、
サーマルヘッド７と染着層３との間に、耐熱性粒子８１
の粒径に応じた厚さのインクが保持される。同時に、画
像信号に応じてサーマルヘッド７の発熱体８に通電され
選択的に粒子混入インク８０が加熱され、インク内から
染着層３への染料の拡散Ｆを生じさせる（Ｃ）。この加
熱後、ブレード６５により染着層３の表面に残っている
粒子混入インク８０が除去される（Ｄ）。かくして、染
料の拡散Ｆにより記録像８２が得られる（Ｅ）。

【０１３５】このように、粒子混入インク８０の加熱時
に、耐熱性粒子８１の粒径に応じてサーマルヘッド７と
染着層３との間に間隙が形成され、その間隙にインクが
一定量保持されるために、加熱時に供給されるインク量
が均一化され、第１または第２の実施例で示した画像よ
りも記録濃度むらのない良好な画質の記録像８２を得る
ことができる。

【０１３６】また、第３、第４および第５の実施例で示
したような凹凸表面を有する特殊なヘッドを使用する必
要がなく、従来のサーマルヘッドが使用でき、安価な装
置にできる。

【０１３７】耐熱性粒子８１は、粒子混入インク８０の
加熱時において、粒子を構成する材料が溶融、軟化また
は分解により、形状が保たれなくと、インク供給量が不
安定になる。したがって、加熱時に昇温する温度以上の
耐熱性が必要である。形状はインクの流れを円滑にする
ために、なるべく球形のものが好ましいが、棒状、立方
体状、多角形状、円錐状多孔質体、中空体等の各種形状
のものを用いることができる。

【０１３８】耐熱性粒子８１は、例えばガラス粉末、酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化錫、硫酸
アルミニウム、石英粉末タルク、炭酸カルシウム、クレ
ー等の無機粉末粒子、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン
樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂
粒子、ポリアミド、ポリカーボネイト、メタクリル樹脂
等の熱可塑性樹脂粒子等の単数または複数種を混合して
使用することができる。耐熱性粒子８１は、着色粒子
であっても良い。例えば、グラファイト、カーボンブラ
ック、ベンガラ等の無機顔料、ジスアゾイエロー１０Ｇ
等の２次粒子径が大きな有機顔料、色材で着色された樹
脂粒子等を用いることもできる。

【０１３９】耐熱性粒子８１のメジアン径は、５０μｍ
以下に設定するのが好ましい。メジアン径とは、粒子の
大きな粒径から重量を積算し、粒子総重量が５０％とな
るときの粒径である。メジアン径が５０μｍを越える
と、サーマルヘッド７，７０と染着層３との間に供給さ
れるインク量が多く、染着層３に接触する粒子混入イン
ク８０の加熱が困難になり、大きく記録感度が低くなる
と共に、加熱時の熱伝達により染着層３の表面と並行な
方向へも加熱され易く、解像度が大きく低下からであ
る。

【０１４０】メジアン径が５０μｍ以下であっても、粒
度分布が広く、最大粒径が５０μｍを越えるものが多く
あると、その大きな粒子を挟み込んだときだけインク２
の保持量が多くなり易く、インク供給量が不安定にな
る。したがって、最大粒径も５０μｍを越えないように
設定するのが好ましい。特に、メジアン径が２０μｍ以
下であり、最大粒径が５０μｍ以下に設定すると、記録
感度も高く、良好な画質の記録像を得ることができ、推
奨される。

【０１４１】耐熱性粒子８１の粒子混入インク８０に占
める体積は、インクの総体積に対して５０ｖｏｌ％以下
にするのが好ましい。５０ｖｏｌ％を越えて耐熱性粒子
８１を混入すると、粒子混入インク８０に含まれる染料
よりも耐熱性粒子８１が多くの熱を吸収し、記録感度が
大きく低下し、流動性も悪くなる。

【０１４２】耐熱性粒子８１の硬度は、サーマルヘッド
７，７０の表面保護層よりも低くなることが好ましい。
なぜならば、硬度が高いと、記録を重ねるに従い、表面
保護層を傷つけ、サーマルヘッドの寿命を損なうからで
ある。このような耐熱性粒子８１として、例えば前述し
た熱硬化性樹脂粒子や熱可塑性樹脂粒子等を用いること
ができる。

【０１４３】図１８は本発明の第７の実施例における染
着記録装置の概略構成図で、染着記録装置は、図１２で
前述したものを使用している。しかし、サーマルヘッド
７０は表面の凹凸の小さい一般的な平面型サーマルヘッ
ドを用いている。

【０１４４】本実施例におけるサーマルヘッド７０は、
耐熱性基板の中央部に多数の発熱体８が図１８の紙面と
直交する方向に所定のピッチで配置されたものである。
図２で示したように先端部に発熱体８を配置したサーマ
ルヘッド７よりも受像体１との接触部が多く、つまりニ
ップ幅が広いために、押圧力Ｐや染着層３との間隙の管
理が困難で、加熱部近傍へのインクの適切な供給が難し
かった。しかし、本実施例では耐熱性粒子８１がスペー
サとして挙動するために、接触面積が広くても適切なイ
ンク供給ができ、安定した階調性の記録像８３を得るこ
とができる。

【０１４５】このような平面型サーマルヘッド７０は、
熱転写プリンタや感熱紙用ファクシミリ装置などに多く
用いられているため、端面部に発熱体を形成しているも
のよりも製造が簡単で安価であるという利点を有する。

【０１４６】また上記の第６、第７の実施例では、ワイ
ヤーバー５またはインク塗工機７１を用いて、染着層３
の表面に均一なインク液層６を形成した後にサーマルヘ
ッド７，７０を押圧したが、耐熱性粒子８１によって均
一化されるため、必ずしもワイヤーバー５あるいはイン
ク塗工機７１などで完全に均一なインク液層６を形成す
る必要はない。例えば、サーマルヘッド７，７０による
押圧以前に、染着層３の表面にインクを滴下するような
構成とすることもできる。

【０１４７】またインク回収容器６６に回収された粒子
混入インク８０は、再利用することができる。このと
き、インクの濃度を検知する透過型の光センサー等を用
い、再利用するかどうかを判断させるようにすることも
できる。下記に本構成の記録装置を用いた更に詳細な実
験例を示す。

【０１４８】（実験例９）第７の実施例である図１８の
染着記録装置に対して、下記（表２）に示す４種類の粒
子混入インク８０と粒子を混入しないインクを用いて実
際に記録を行ったところ、下記（表３）のような記録結
果が得られた。なお、インクの試作混練にはボールミル
を用いた。またサーマルヘッド７０は、１つの発熱体８
の抵抗が８００Ω、発熱体８の配置密度すなわちピッチ
は６個／ｍｍである。サーマルヘッド７０の押圧力Ｐは
１Ｋｇ／ラインであり、発熱体８への記録信号はパルス
幅変調し、周期１６．７ｍｓで発熱体８に印加する最大
パルス幅４ｍｓ、印加電圧１５Ｖである。受像体１は、
８０μｍ厚の白色のＰＥＴフィルム（帝人（株）製、白
ＰＥＴ−Ｕ６）にブチラール樹脂（積水化学（株）製、
エスレックＢＨＳ）を厚さ１０μｍで形成し、このブチ
ラール樹脂層を染着層３とした。

【０１４９】

【表２】

【０１５０】

【表３】

【０１５１】インクに耐熱性粒子８１を混入していない
未混入インクと比べて、インク(1)〜(4)のように耐熱性
粒子８１を混入した方が、記録濃度のばらつきが小さ
く、画質が向上している。また、耐熱性粒子８１を混入
していない未混入インクでは、各パルス幅でインク(1)
〜(4)に比べて濃度が低いが、これは、サーマルヘッド
７０によりインクを押圧力Ｐで押圧しているために、サ
ーマルヘッド７０と染着層３との間のギャップが小さ
く、充分にインクが供給されなかったためと思われる。

【０１５２】耐熱性粒子８１としてアルミナを用いたイ
ンク(4)では、他のインク(1)〜(3)と比べて、若干記録
濃度が低く、濃度のばらつきも多い。これは、アルミナ
が硬すぎるために、一部が染着層３にめり込んだり、染
着層３を削ったりしたために記録像７２が凹凸になり反
射濃度が低下したと思われる。また、アルミナを用いた
場合、サーマルヘッド７０の保護層表面も傷が付いた。
したがって、サーマルヘッドの寿命も低下させてしまう
と考えられる。以上から、染着層３を傷付け難い、例え
ば前述した樹脂粒子の使用が推奨される。

【０１５３】本実験例について、インク(1)に混入する
耐熱性粒子８１のメジアン径を変更した場合の記録特性
を図１９に示す。図１９において、横軸は耐熱性粒子８
１のメジアン径、縦軸は記録像８３の光学的反射濃度で
ある。発熱体８への印加パルス幅が１ｍｓの場合の濃度
特性を実線ａ、発熱体８への印加パルス幅が４ｍｓの場
合の濃度特性を実線ｂ、紙面濃度を一点鎖線ｃで示す。

【０１５４】耐熱性粒子８１のメジアン径が５０μｍを
越えると、記録感度が大きく低下することが判る。特
に、メジアン径が１．５μｍ〜２０μｍ程度の場合は濃
度も高く、階調性が良好であり特に推奨される。

【０１５５】本実験例９について、（表１）のインク
(2)を用い、発熱体８への印加パルス幅を４ｍｓとし、
サーマルヘッド７０による押圧力Ｐを変化させた場合の
記録結果を下記（表４）に示す。

【０１５６】

【表４】

【０１５７】押圧力Ｐが０．２Ｋｇの場合、１．０Ｋｇ
の場合と比べて、サーマルヘッド７０と染着層３との間
隙の大きさが若干不安定であるので、記録濃度のばらつ
きが若干大きい。また押圧力Ｐが１．５Ｋｇの場合、
１．０Ｋｇの場合と比べて、サーマルヘッド７０と染着
層３との間隙が非常に小さくなってしまい、インク供給
が不充分なことから記録濃度が非常に低いと考えられ
る。（実験例１０）図１８に示した染着記録装置を用い、シ
リコーンオイルを用いて試作した各種インクの構成を
（表５）に示す。インクの混練にはボールミルを用い
た。

【０１５８】

【表５】

【０１５９】また、従来の熱転写記録装置に用いる熱転
写シートを（表６）のように試作した。現在使用されて
いる熱転写シートの使用に合わせており、流動性のイン
クよりも染料の混入率を高くしている。

【０１６０】

【表６】

【０１６１】次に、この（表５）または（表６）に示し
ている各種インクを用いたときの記録結果を図２０に示
す。記録に用いたサーマルヘッド７０は、１つの発熱体
８の抵抗は８００Ω、発熱体８の配置密度は６個／ｍｍ
である。プラテンローラ６４へのサーマルヘッド７０の
押圧は５００ｇ／ラインであり、発熱体８への記録信号
はパルス幅変調し、発熱体８に印加する最大パルス幅４
ｍｓ、印加電圧１８Ｖであった。受像体１は、８０μｍ
厚の白色のＰＥＴフィルム（帝人(株)製、白ＰＥＴ−Ｕ
６）にブチラール樹脂（積水化学(株)製、エスレックＢ
ＨＳ）を厚さ１０μｍで形成し、このブチラール樹脂層
を染着層３とした。

【０１６２】（表６）に示したインクシートを用いた記
録は、上述の受像体１にインクシートをかりどめし、図
１８に示した染着記録装置を用い、サーマルヘッド７０
で加熱記録後にインクシートを剥して得た記録特性であ
り、従来の昇華型熱転写記録に準ずる。（表５）で示し
たインク(5)を用いると記録感度が上がることが判る。
また、耐熱性粒子を混入したインク(6)では、若干、記
録感度が低下するが、濃度むらの少ない、画質の良好な
記録像８３を得ることができた。

【０１６３】更に、このインク(6)を用いた記録像８３
に対して、受像体１をヒートローラに掛けて、染着層３
全体を再加熱すると、最大濃度１．７であった部分が
２．５まで上がった。この現象を、顕微鏡で確認したと
ころ、濃度が高くなるほど、染料粒子の染着層３表面へ
の付着が多くみられた。これは染着層３を構成する樹脂
材料が軟化したために、発色せずに染料粒子を付着させ
たと考えられる。したがって、再加熱により、この粒子
も発色するために、記録濃度が上がったようである。し
たがって、記録後の染着層３の全面を再加熱すること
に、高濃度な記録像８３を得ることができる。

【０１６４】また、耐熱性粒子８１として、図２１のよ
うに、熱伝導性の良好な熱伝導性粒子８４と、熱伝導性
粒子８４の表面を覆って耐熱性粒子８１の表面の滑りを
良くする樹脂層８５とにより構成されているものを使用
することもできる。

【０１６５】この構成の耐熱性粒子８１は、まず、樹脂
材料のみからなる粒子の場合よりも、芯材の熱伝導性粒
子８４によって熱伝導性が良好であり、この熱伝導性粒
子８４を介した熱伝導により、染着層３と粒子混入イン
ク８０との界面付近を効率よく加熱することができる。
これは、インクに熱伝導性粒子８４を混入することでも
同様の効果を得られる。

【０１６６】しかし、この耐熱性粒子８１は、表面が樹
脂層８５で覆われており、粒子表面の硬度が樹脂粒子並
となるので、染着層３やサーマルヘッド７０表面の保護
層に損傷を与えることが少なくなり、長時間の使用によ
る画質の劣化を良好に防止できる。したがって耐熱性粒
子８１を樹脂粒子とした場合よりも、低エネルギーで記
録でき、記録感度が向上する。

【０１６７】熱伝導性粒子８４としては、例えば、銅、
ステンレス、鉄等の金属、アルミナ、グラファイト、ガ
ラス等の無機材料が使用できる。

【０１６８】樹脂層８５を構成する樹脂はサーマルヘッ
ド７，７０からの加熱に対して溶融、軟化しない材料が
選択され、ポリカーボネイト、ベンゾグアナミン樹脂、
メラミン樹脂、ポリイミド等の耐熱性の優れた樹脂を用
いる。

【０１６９】上記各実施例における耐熱性粒子８１は、
例えば、樹脂層８５を構成する樹脂を溶かした溶液に、
熱伝導性粒子８４を分散させ、この分散液をスプレーで
噴霧すると共に、樹脂を溶解していた溶剤を揮発させ
て、作成することができる。この製法によれば、熱伝導
性粒子８４の形状にかかわらず、球状で表面の滑らかな
粒子が容易に得られる。

【０１７０】また上記各実施例における耐熱性粒子８１
は、熱伝導性粒子８４の表面が凹凸であるが、滑らかな
表面を持つ粒子を用いることもできる。

【０１７１】なお、第６、第７の実施例においても、イ
ンクは必ずしも耐熱性粒子を含まなくてもよい。この場
合、サーマルヘッドによる押圧力は、染着層の表面に所
定厚のインク層が形成されるように、適切な値に設定す
る。

【０１７２】次に、従来のサーマルヘッド、第１から第
３の実施例で使用したインク、更に表面を凹凸にした受
像体を用いることにより、良好な画質の階調記録像を得
ることができる本発明の１つである染着記録方法、染着
記録装置について図を用いて説明する。

【０１７３】図２２は、本発明の第８の実施例に使用す
る受像体の概略断面図を示す。この凹凸受像体８６は、
前述した図で示した各部材により、構成されている。

【０１７４】シート状の基体２に、耐熱性粒子８１を含
んだ染着層３が形成されており、この粒子により、染着
層３表面が凹凸になっている。図１８の染着記録装置に
この凹凸受像体８６を用い、図１などで説明した耐熱性
粒子８１を混入していないインク４を供給して、加熱記
録する。この場合も、染着層３の凸部がスペーサとして
挙動し、一定量のインクが供給でき、良好な画質の記録
像を得ることができる。

【０１７５】但し、ブレードではインク４の除去が不完
全なために、フェルトローラ以外に空気の吹き付け、他
の溶媒による洗浄などを必要とする。また、本実施例で
は、染着層３を凹凸にするために、耐熱性粒子８１を用
いたが、例えば、従来の印刷方法により凹凸状に染着層
３を形成することもできる。

【０１７６】図２３は、本発明の染着記録装置の第９の
実施例を示す概略構成図である。第２３図において、前
述の図と同一のものには、同一番号を付与している。図
を用いて下記にその記録動作を説明する。

【０１７７】９０は染料と光吸収粒子９１を含む流動性
の染着層インクである光吸収インク、９２は信号源（図
示せず）に応じてレーザ光９３を発振するレーザ発振
機、９４は受像体３表面にある光吸収インク９０を吸引
してインク回収容器６６に運ぶインク除去手段であるイ
ンク吸引機である。

【０１７８】本記録装置の記録手順は、まず、プレート
３４上をプラテン３４で受像体１を矢印Ｒ方向に搬送す
ると共に、表面に光吸収インク９０をワイヤーバー５で
塗工する。このインク液層６に信号源に応じてレーザ光
９３を照射する。すると、光吸収粒子９１がレーザ光を
吸収し、熱に変換して光吸収インク９０を加熱する。こ
のとき、紙面全体に記録を行なうために、紙面の垂直方
向にレーザ光を走査しながら記録する。この後にインク
吸引機９４で受像体１の表面からインクを矢印Ｓ方向に
吸引除去して、インク回収容器６６に回収し、最終的な
記録像９５を得る。

【０１７９】本実施例では、レーザ光をレンズで絞るこ
とができるために、前述のしたサーマルヘッドを用いた
ときよりも微細な記録を行なうことができる。また、前
述の実施例で述べたサーマルヘッドのようにインクに接
触しないで加熱できるために、ヘッドの洗浄を必要とせ
ず、多色の重ね記録では複数のインク供給部だけを有す
るだけでよく、装置の小型化ができる。

【０１８０】この光吸収インク９０は、前述したインク
４に光吸収粒子９１を混入することにより構成される。
この光吸収粒子９１としては、例えばカーボンなどのレ
ーザ光９３の発振波長の透過率が低いものを用いる。

【０１８１】レーザ発振機９２としては、例えば、ガス
レーザ、半導体レーザ、固体レーザなど各種のレーザ発
振機を使用できる。その場合、発振波長に合わせて、そ
の波長を光吸収するようにインクに含まれる溶媒および
光吸収粒子９１を選択する。

【０１８２】また、インク内に含まれる溶媒の吸収波長
がレーザ光９３の波長に一致する場合は、必ずしも光吸
収粒子９１を混入する必要はない。また、レーザ光９３
による熱量を稼ぐために、プレート３７側から受像体１
を熱することもできる。

【０１８３】（実験例１１）光吸収インク９０の組成
は、信越化学(株)製ジメチルシリコーンオイルＫＦ９６
を８０重量部、三菱化成(株)製インドアニリン系シアン
染料を２０重量部、光吸収粒子９１としてコロンビアカ
ーボン日本(株)製カーボンブラックＲＡＶＥＮ１２５５
を２０重量部である。このインクの作成は、まず、シリ
コーンオイル内にカーボンを加えボールミルで十分に粉
砕したものと、シリコーンオイル内に染料を加えボール
ミルで十分に粉砕したものとを混合して作成した。染着
層３表面のインク液層６の厚さは約５μｍであった。

【０１８４】レーザ発振機としては松下電器産業(株)製
の半導体レーザＬＮ９７４０を使用し、光出力は４０ｍ
Ｗ、発振波長は８００ｎｍであり、画像信号に応じてパ
ルス幅制御した。受像体１の搬送速度は１０ｍｍ／ｓで
あった。レンズ系によりレーザ光９３を絞り、１ドット
がφ１０μｍ程度の微細な階調性の記録像９５を得た。

【０１８５】なお、この光吸収インク９０からカーボン
を抜いたインク４を供給し、同一の記録条件で記録した
ところ、若干、濃度は低いが、同様に階調記録像を得る
ことができた。これは、シリコーンオイル自体が８００
ｎｍの光を吸収しやすいからと考えられる。つまり、溶
媒の光吸収性を利用することもできる。

【０１８６】なお、各実施例において、受像体１は連続
用紙で示しているが、受像体１が枚用紙である場合は、
粘着テープなどの受像体１の固定手段を付加した構成に
することにより、同様に記録することができる。

【０１８７】なお、各実施例において、サーマルヘッド
７、７０の保護層７ｆ、７０ｆは一層で形成した場合を
示したが、耐酸化保護層などを積層した２層以上の構成
としてもよい。

【０１８８】なお、本実施例では、染着層が無色の場合
で説明したが、既に他の色材により染色したもの、ま
た、染着記録以前に他の記録方法、例えば従来の印刷方
法などにより画像を染着記録したものを用いることもで
きる。

【０１８９】なお、本実施例において、インク供給時に
インク粘度を調節するために、インク供給直前にインク
を加熱する構成とすることもできる。

【０１９０】なお、本発明では、受像体上に染着記録で
きた記録像を最終画像として使用するように記述してい
るが、シート状受像体に形成されている染着層に染着記
録像を形成した後に他の部材に染着層ごと転写して最終
画像にする構成とすることもできる。

【０１９１】なお、本実施例において、インクが接触し
ただけで染着しないように、サーマルヘッドなどの加熱
手段とは別に受像体側から加熱し、加熱手段での加熱量
を低下させて記録速度を早くする構成にすることもでき
る。

【０１９２】なお、インクのリサイクルには、染料のみ
だけではなく、インクの追加、または溶媒を含んだ濃縮
液として追加することにより、リサイクルすることもで
きる。

【０１９３】なお、本発明により染着記録装置は実施例
に述べた構成のみならず、例えば、図１６の装置にイン
ク除去としてブレードの代わりに図２３のインク吸引機
を用いたものなど、各種構成部を組み合わせた装置とす
ることができる。

【０１９４】

【発明の効果】以上のように本発明は、染料に対して染
着性のある染着層を有する受像体と、この染料を含んだ
インクを用い、染着層表面にインクを供給して前記染着
層表面近傍の前記インクを選択的に加熱した後、染着層
表面からインクを除去して染着層を染着記録することを
特徴とする染着記録方法、染着記録装置、染着記録用イ
ンク、サーマルヘッドに関するものであり、インクを直
接加熱するために、従来のシート状基体のように余分に
加熱する必要がなく、記録感度を向上し、しかもインク
の再利用により資源を有効に使い、低ランニングコスト
で階調画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の染着記録方法の一実施例における記録
手順を示す流れ図である。

【図２】図１に示した本発明の染着記録方法の一実施例
に使用するサーマルヘッドの部分断面構成図である。

【図３】本発明の染着記録装置の第１の実施例を示す概
略構成図である。

【図４】本発明の染着記録装置の第１の実施例を用いた
実験例２における記録特性図である。

【図５】本発明の染着記録装置の第１の実施例を用いた
実験例３における記録特性図である。

【図６】本発明の染着記録装置の第１の実施例を用いた
実験例４における記録特性図である。

【図７】本発明の染着記録装置の第１の実施例を用いた
実験例５における記録特性図である。

【図８】本発明の染着記録装置の第２の実施例を示す概
略構成図である。

【図９】本発明の染着記録装置の第３の実施例における
染着記録時の状態を示す概略断面図である。

【図１０】本発明の染着記録装置の第３の実施例を示す
概略構成図である。

【図１１】本発明の染着記録装置の第３の実施例に使用
するサーマルヘッドの概略構成図である。

【図１２】本発明の染着記録装置の第４の実施例を示す
概略構成図である。

【図１３】本発明の染着記録装置の第４の実施例に使用
するサーマルヘッドの部分断面構成図である。

【図１４】本発明の染着記録装置の第５の実施例を示す
部分概略構成図である。

【図１５】本発明の染着記録装置の第３、第４および第
５の実施例に使用できるサーマルヘッドの発熱体近傍の
部分表面構成図である。

【図１６】本発明の染着記録装置の第６の実施例を示す
概略構成図である。

【図１７】本発明の染着記録装置の第６の実施例で使用
する染着記録方法の記録手順を示す流れ図である。

【図１８】本発明の染着記録装置の第７の実施例を示す
概略構成図である。

【図１９】本発明の染着記録装置の第７の実施例を用い
た実験例９における記録特性図である。

【図２０】本発明の染着記録装置の第７の実施例を用い
た実験例１０における記録特性図である。

【図２１】本発明の染着記録用インクの一実施例に混入
される耐熱性粒子の概略断面図である。

【図２２】本発明の染着記録装置の第８の実施例に使用
する受像体の概略断面図である。

【図２３】本発明の染着記録装置の第９の実施例を示す
概略構成図である。

【図２４】従来の一実施例における昇華型熱転写記録装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１受像体２基体３染着層４インク５ワイヤーバー６インク液層７サーマルヘッド７ｆ保護層７ｇ記録電極７ｈ帰路電極８発熱体９インク残り１０フェルトローラ１１記録像２１耐熱性基板２２電極２３縁端面２４傾斜面３０多孔質体３１インク供給タンク３２インク回収皿３３インクポンプ３４プラテン３５プレート３６インク撹拌機３７記録像５０インク吸収体５１金属棒５２ヘッドクリーナ５３ヒータ６０信号源６１液路６２プランジャ６３バネ６４プラテンローラ６５ブレード６６インク回収容器６７記録像７０平面型サーマルヘッド７０ｆ保護層７０ｇ信号電極７０ｈ帰路電極７０ｉ凸部形成部材７１インク塗工機７５覆い板７６インク回収箱７７記録像８０粒子混入インク８１耐熱性粒子８２記録像８３記録像８４熱伝導性粒子８５樹脂層８６凹凸受像体９０光吸収インク９１光吸収粒子９２レーザ発振機９３レーザ光９４インク吸引機９５記録像１００シート状基体１０１インク層１０２インクシート１０３基体１０４染着層１０５受像体１０６サーマルヘッド１０７発熱体１０８プラテン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 27/00 Ａ 7318−2Ｃ (31)優先権主張番号特願平3−97512 (32)優先日平３(1991)４月26日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】染料に対して染着性のある染着層を有す
る受像体と、前記染料を含んだ流動性のインクを用い、
前記染着層表面に配置した前記インクを選択的に加熱し
た後、前記染着層表面から前記インクを除去して前記受
像体に染着記録像を得ることを特徴とする染着記録方
法。
【請求項２】インクが染着層に対して溶解性の低い溶
媒を含むことを特徴とする請求項１記載の染着記録方
法。
【請求項３】溶媒の沸点が染料の融点、沸点または昇
華点以上であることを特徴とする請求項２記載の染着記
録方法。
【請求項４】通電により発熱する発熱部を染着層に接
触させ、この接触部近傍にインクを供給することを特徴
とする請求項１記載の染着記録方法。
【請求項５】通電により発熱する発熱部と染着層の間
にインクを供給し、前記インクを介して前記染着層の表
面近傍の前記インクを加熱することを特徴とする請求項
１記載の染着記録方法。
【請求項６】レーザ発振器からのレーザ光をインクに
吸収させて加熱することを特徴とする請求項１記載の染
着記録方法。
【請求項７】染着層表面から除去されたインクを染着
記録に再使用することを特徴とする請求項１記載の染着
記録方法。
【請求項８】インク除去後に、染着層を加熱すること
を特徴とする請求項１記載の染着記録方法。
【請求項９】インク内の染料粒子のメジアン径がφ５
０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の染着
記録方法。
【請求項１０】染料に対して染着性のある染着層を有
する受像体と、前記染料を含んだ流動性のインクと、前
記染着層表面に前記インクを供給するインク供給手段
と、前記インクを選択的に加熱する加熱手段と、加熱後
に前記染着層表面のインクを除去するインク除去手段と
を備え、インク供給手段より前記染着層表面に供給した
前記インクを前記加熱手段により加熱し、更に前記イン
ク除去手段により前記染着層から前記インクを除去して
染着記録像を得ることを特徴とする染着記録装置。
【請求項１１】インクが染着層に対して溶解性の低い
溶媒を含むことを特徴とする請求項１０記載の染着記録
装置。
【請求項１２】溶媒の沸点が染料の融点、沸点または
昇華点以上であることを特徴とする請求項１１記載の染
着記録装置。
【請求項１３】溶媒が水またはアルコールを含むこと
を特徴とする請求項１１記載の染着記録装置。
【請求項１４】アルコールは多価アルコールであるこ
とを特徴とする請求項１３記載の染着記録装置。
【請求項１５】溶媒がシリコーンオイルを含むことを
特徴とする請求項１１記載の染着記録装置。
【請求項１６】染料がインク内にメジアン径がφ５０
μｍ以下の粒子で分散されていることを特徴とする請求
項１０記載の染着記録装置。
【請求項１７】加熱手段がレーザ発振器によるレーザ
光であり、非接触でインクを加熱することを特徴とする
請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項１８】インク内にレーザ光を吸収する光吸収
粒子が分散されていることを特徴とする請求項１７記載
の染着記録装置。
【請求項１９】加熱手段が通電により発熱する発熱部
を備え、この発熱部を染着層に接触させ、インク供給手
段がこの接触部近傍にインクを供給することを特徴とす
る請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項２０】加熱手段が、染着層に所定間隔を開け
て対向し、かつ受像体との相対移動によりインクからな
る所定厚のインク層が形成されるような押圧で染着層に
押圧しながら選択的に加熱する構成としたことを特徴と
する請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項２１】インクがほぼ所定粒径の多数の耐熱性
粒子を更に含み、加熱手段が染着層に所定間隔をあけて
対向しかつ受像体との相対移動により前記インクを前記
染着層に押圧しながら選択的に加熱し、前記加熱手段に
より前記染着層の表面に前記インクを前記耐熱性粒子の
粒径にほぼ等しい厚さのインク層が形成されるような押
圧力で押圧しながら加熱する構成としたことを特徴とす
る請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項２２】耐熱性粒子のメジアン径が５０μｍ以
下であることを特徴とする請求項２１記載の染着記録装
置。
【請求項２３】耐熱性粒子が樹脂材料からなることを
特徴とする請求項２１記載の染着記録装置。
【請求項２４】耐熱性粒子が熱伝導の良好な粒子の表
面を樹脂材料で覆ったものであることを特徴とする請求
項２１記載の染着記録装置。
【請求項２５】加熱手段が通電により発熱する発熱部
を有し、この表面が凹凸表面であり、受像体との相対移
動により表面の凹部内にインクが充填されるような押圧
力で染着層に押圧しながら選択的に加熱する構成とした
ことを特徴とする請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項２６】加熱手段が複数の発熱部を備え、単数
または複数の発熱部毎に隣接する発熱部間の延長上の表
面に凸部を形成したことを特徴とする請求項２５記載の
染着記録装置。
【請求項２７】凸部の高さが１μｍ以上、５０μｍ以
下であることを特徴とする請求項２５記載の熱染着記録
装置。
【請求項２８】凹部内のインクの流れ方向と、受像体
の送り方向を同一にしたことを特徴とする請求項２５記
載の染着記録装置。
【請求項２９】インク供給手段が、圧接部以外では染
着層に接触しないように凹部内だけにインクを供給する
ことを特徴とする請求項２５記載の染着記録装置。
【請求項３０】インク供給手段が、前記加熱手段が接
触する以前に染着層表面に前記インクを塗布することを
特徴とする請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項３１】インク供給手段が、インクを撹拌する
撹拌機を有することを特徴とする請求項１０記載の染着
記録装置。
【請求項３２】受像体が凹凸表面の染着層を有するこ
とを特徴とする請求項１０記載の染着記録装置。
【請求項３３】インク除去手段により染着層表面から
除去したインクをインク供給手段に回収するインク回収
手段を更に有することを特徴とする請求項１０記載の染
着記録装置。
【請求項３４】インクを除去した後に、染着層を加熱
する全面加熱手段を更に有することを特徴とする請求項
１０記載の染着記録装置。
【請求項３５】染着層の溶解性が低い溶媒と、熱によ
り受像体の染着層に拡散する染料とを含み、かつ流動性
を有することを特徴とする染着記録用インク。
【請求項３６】溶媒の沸点が染料の融点、沸点または
昇華点以上であることを特徴とする請求項３５記載の染
着記録用インク。
【請求項３７】溶媒が水またはアルコールを含むこと
を特徴とする請求項３５記載の染着記録用インク。
【請求項３８】アルコールは多価アルコールであるこ
とを特徴とする請求項３７記載の染着記録用インク。
【請求項３９】溶媒がシリコーンオイルを含むことを
特徴とする請求項３５記載の染着記録用インク装置。
【請求項４０】染料がインク内にメジアン径がφ５０
μｍ以下の粒子で分散されていることを特徴とする請求
項３５記載の染着記録用インク。
【請求項４１】ほぼ所定粒径の耐熱性粒子を含むこと
を特徴とする請求項３５記載の染着記録用インク。
【請求項４２】耐熱性粒子が、加熱手段と染着層との
間に、前記加熱手段による熱が前記染着層の表面まで充
分に伝達され、かつ前記加熱手段と前記染着層との間に
染料が充分に供給される間隙を確保する粒径であること
を特徴とする請求項４１記載の染着記録用インク。
【請求項４３】耐熱性粒子のメジアン径が５０μｍ以
下であることを特徴とする請求項４２記載の染着記録用
インク。
【請求項４４】耐熱性粒子が樹脂材料からなることを
特徴とする請求項４１記載の染着記録用インク。
【請求項４５】耐熱性粒子が熱伝導の良好な粒子の表
面を樹脂材料で覆ったものであることを特徴とする請求
項４１記載の染着記録用インク。
【請求項４６】選択的な光吸収性を有する光吸収粒子
とを含むことを特徴とする請求項３５記載の染着記録用
インク。
【請求項４７】表面の凹凸により複数の発熱部の並び
と交差する方向に液路が形成されていることを特徴とす
るサーマルヘッド。
【請求項４８】凸部を、単数または複数の発熱部毎に
隣接する発熱部間の延長上に形成したことを特徴とする
請求項４７記載のサーマルヘッド。
【請求項４９】凸部の高さが１μｍ以上、５０μｍ以
下であることを特徴とする請求項４７記載のサーマルヘ
ッド。