JPH0564974A - 感熱転写材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、溶融型熱転写記録用のインクリボン
において、表面の平滑性が悪い記録紙に対しても、画素
の全体にわたって良好な印字品質が得られるようにする
ことを最も主要な特徴とする。 【構成】ベースフィルム４上に設けられる熱溶融性イン
ク層２内に分散されるマイクロカプセル３の膨脹開始温
度を、その熱溶融性インク層２の軟化温度よりも低い温
度として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば感熱転写記
録方式の画像形成装置に用いられる熱転写インクリボン
などの感熱転写材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、感熱転写記録方式を用いたプリン
タやファクシミリなどの画像形成装置が広く普及しつつ
ある。この種の装置は、騒音がなく、低コスト化および
小型軽量化が容易で、しかも操作性や保守性にも優れて
いる。

【０００３】感熱転写記録方式とは、シート状の支持体
の上に熱溶融性のインク層が設けられた熱転写インクリ
ボン（以下、インクリボン）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上記イン
ク層を溶融させ、溶融されたインクを記録媒体上に転写
することで加熱形状に応じた画像の記録を行うものであ
る。しかし、従来のインクリボンでは、表面の平滑性が
悪い記録媒体に対して印字品質が低下するという問題が
あった。

【０００４】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、熱溶融性イ
ンク層内、または別に設けられた層内に熱膨張性物質を
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）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、その圧力で溶融したインクを記録媒体に
押し付けるようにして付着させることにより、表面の平
滑性が悪い記録媒体に対しても良好な印字を可能とする
ものである。

【０００５】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であっても、画素内においてイン
クは溶融するが、マイクロカプセルが膨脹しない部分が
あると、その部分ではマイクロカプセルを含有していな
い従来のインクリボンと同じ記録状態となり、良好な印
字品質は得られない。

【０００６】すなわち、図６に示すように、サーマルヘ
ッド（ＴＰＨ）５４の発熱抵抗体５９は、その中央部が
高く、周辺部が低い温度分布を持っている。したがっ
て、熱溶融性インク層も発熱抵抗体５９の中央部に対応
した部分の温度は高く、周辺部は低くなり、同じ画素内
でも温度差が発生する。

【０００７】このため、図７に示すように、マイクロカ
プセルの膨脹開始温度が熱溶融性インク層の軟化温度よ
り高いと、発熱抵抗体５９の中央部に対応する熱溶融性
インク層の部分では温度が十分に高いので、マイクロカ
プセルは膨脹し、かつ、インクも溶融する。よって、溶
融インクは先に述べたように記録媒体に対して確実に付
着し、安定な転写が行われる。

【０００８】一方、発熱抵抗体５９の周辺部（図示Ａ，
Ａ´）に対応した部分では、マイクロカプセルは膨脹し
ないが、インク層は溶融する温度になる。すると、溶融
されたインクは記録媒体の凸部に対しては接触により転
写されるが、凹部には転写されない。

【０００９】このように、画素の中央部では安定したイ
ンクの転写がなされるが、周辺部では不安定となり、画
素の全体にわたって良好な印字品質が得られないという
欠点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、画素内においてインクは溶融するが、マイ
クロカプセルが膨脹しない部分があると、画素の全体に
わたって良好な印字品質が得られないという欠点があっ
た。そこで、この発明は、画素の全体にわたって良好な
印字品質が得られる感熱転写材を提供することを目的と
している。 ［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の感熱転写材にあっては、支持体と、こ
の支持体上に設けられる熱溶融性インク層と、この熱溶
融性インク層内に分散され、この熱溶融性インク層の軟
化温度よりも低い温度で膨脹し始める熱膨張性粒子とか
ら構成されている。

【００１２】

【作用】この発明は、上記した手段により、インク層の
軟化・溶融時には熱膨張性粒子が膨脹を開始できるよう
になるため、インクの溶融される部分では熱膨張性粒子
を確実に膨脹させることが可能となるものである。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、本発明にかかる熱転写インク
リボンの構成を示すものである。

【００１４】すなわち、インクリボン１は、熱により軟
化・溶融する熱溶融性インク層２、加熱により急激に膨
脹する熱膨脹性粒子としてのマイクロカプセル３、これ
らの支持体としてのベースフィルム４から構成されてい
る。そして、上記マイクロカプセル３は、熱溶融性イン
ク層２中に分散されている。

【００１５】熱溶融性インク層２は、着色材とバインダ
からなる。着色材としては、カーボンブラックなどの顔
料、その他、特開昭６０−２５７９２号公報に開示され
ている物質、たとえばニグロシン染料、ランプ黒、ある
いは各種染料などの印刷、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、顔料が使用できる。

【００１６】バインダとしては、たとえば特開昭５９−
２０１８９４号公報に開示されている物質、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
スタリンワックスなどのワックス類や、ステアリン酸、
パルミチン酸などの高級脂肪酸や、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどの熱可塑性樹脂が用いられる。また、こ
れらのバインダ材は２種以上を組み合わせて使用しても
良い。

【００１７】マイクロカプセル３は、イソブタン、ペン
タン、石油エーテル、ヘキサン、ヘプタン、低沸点ハロ
ゲン化炭化水素、メチルシランなどの揮発性有機溶剤
（膨脹剤または熱膨脹物質）を、塩化ビニリデン、アク
リロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリス酸エス
テルなどの共重合体からなる熱可塑性樹脂（シェル）で
包みこんだものである。

【００１８】このマイクロカプセル３は、シェルの軟化
点（熱溶融性インク層２の軟化・溶融温度以下）以上に
加熱されるとシェルが軟化を始め、同時に内包されてい
る膨脹剤の蒸気圧が上昇し、シェルが押し拡げられるこ
とにより膨脹する。

【００１９】このマイクロカプセル３を感熱転写記録に
用いる場合は、膨脹前の粒径が１μｍ〜３０μｍ、膨脹
後の最大粒径が２μｍ〜１００μｍ、熱溶融性インク層
２全体を１００部としたときにマイクロカプセル３が１
部〜３０部ほど分散されるのが好ましい。

【００２０】ベースフィルム４は、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、セロファンな
どのプラスチックフィルム、コンデンサ紙、グラシン
紙、硫酸紙などの薄葉紙を用いることができる。その厚
さは、２μｍ〜１５μｍとするが、特に、３μｍ〜６μ
ｍが好ましい。次に、本発明のインクリボンを用いる感
熱記録装置について説明する。図２は、感熱記録装置の
機構部を示すものである。

【００２１】すなわち、カセット５０は、記録媒体とし
ての記録紙Ｐを収納するものである。このカセット５０
内に収納された記録紙Ｐは、取り出しローラ５１によっ
て取り出され、分離爪５２により一枚ずつ分離された
後、プラテンローラ５３とサーマルプリントヘッド（以
下、ＴＰＨ）５４との接触部へ導かれる。そして、記録
紙Ｐは、その先端がプラテンローラ５３とインクリボン
１との間に挟まれ、プラテンローラ５３の回転によっ
て、その周速で搬送される。インクリボン１は、その一
端が供給ロール５５、他の一端が回収ロール５６に巻か
れている。

【００２２】供給ロール５５は、滑りクラッチを介して
図示していないモータにより駆動される。滑りがないと
きには、回収ロール５６と上記プラテンローラ５３との
間に、回収ロール５６の周速＞プラテンローラ５３の周
速の関係が成り立つようになっている。

【００２３】しかし、インクリボン１はプラテンローラ
５３とＴＰＨ５４とに挟まれ、プラテンローラ５３によ
る強い搬送力を受けるので、その搬送速度はプラテンロ
ーラ５３の周速に等しくなる。そのため、インクリボン
１には一定の張力が付与される。ＴＰＨ５４を通過した
記録紙Ｐは、インクリボン１と剥離した後に、排紙ロー
ラ対５７によって装置外のトレイ５８上に排紙される。
図３は、本発明のインクリボン１を用いた場合の、上記
感熱記録装置による画像形成（インクの転写挙動）を示
すものである。

【００２４】インクリボン１は、ＴＰＨ５４上の発熱抵
抗体５９から発生するジュール熱によりベースフィルム
４側から加熱される。これにより、ベースフィルム４を
介して熱溶融性インク層２に熱が伝わり、熱溶融性イン
ク層２が軟化・溶融されると同時に、熱溶融性インク層
２内に分散されたマイクロカプセル３の膨脹が開始され
る。

【００２５】そして、記録紙Ｐとベースフィルム４とに
挟まれている溶融インクは、マイクロカプセル３の膨脹
により体積が増加し、通常では接触しない記録紙Ｐの凹
部へも押し込まれるようにして付着される。また、この
とき、発熱抵抗体５９の中央部に対応する熱溶融性イン
ク層２の部分に限らず、その周辺部に対応する部分にお
いても確実にマイクロカプセル３が膨脹されるため、記
録紙Ｐの表面状態（平滑性）によらず、溶融インクは画
素の全体で安定して転写される。

【００２６】すなわち、本実施例では、マイクロカプセ
ル３の膨脹開始温度を熱溶融性インク層２の軟化温度よ
り低く設定している。この場合、熱溶融性インク層２が
加熱され、マイクロカプセル３の膨脹開始温度に達する
と、マイクロカプセル３は膨脹しようとする。しかし、
この時点においては、回りの熱溶融性インク層２が軟化
・溶融されていないので膨脹できない。

【００２７】さらに、加熱を続け、熱溶融性インク層２
の軟化温度に達すると、熱溶融性インク層２が軟化・溶
融される。すると、同時に回りからの拘束がなくなるの
で、マイクロカプセル３の膨脹が開始される。

【００２８】このように、インクが溶融された部分では
必ずマイクロカプセル３は膨脹するので、発熱抵抗体５
９の周辺部に対応した部分でも、ＴＰＨ５４とプラテン
ローラ５３とに挟まれた熱溶融性インク層２の圧力が高
まり、その圧力により溶融されたインクが記録紙Ｐの凹
部にも流れ込むようにして付着される。したがって、画
素の中央部だけでなく、周辺部でもインクの転写が安定
し、印字品質は画素の全体で良好なものとなる。図４
は、感熱記録装置の電気回路の構成を示すものである。

【００２９】同図において、ＣＰＵ１００は装置全体の
動作を制御するものであり、このＣＰＵ１００には、Ｒ
ＡＭ１０１、ＲＯＭ１０２、カウンタ１０３，１０４，
１０７，１１０、およびインターフェイス１１３が接続
されている。そして、ＲＡＭ１０１およびカウンタ１０
３に対して、上記ＴＰＨ５４が接続されている。

【００３０】カウンタ１０４には、モータドライバ１０
５を介してパルスモータ１０６が接続され、カウンタ１
０７には、モータドライバ１０８を介してパルスモータ
１０９が接続され、カウンタ１１０には、モータドライ
バ１１１を介してパルスモータ１１２が接続されてい
る。インターフェイス１１３には、スキャナやパソコン
などの外部装置１１４が接続されている。ＲＡＭ１０１
は、入力および出力する画像データ（ＤＡＴＡ）の保存
を行うものである。ＲＯＭ１０２は、本装置の記録動作
用のプログラムを保存するためのものである。

【００３１】カウンタ１０３は、上記ＣＰＵ１００から
の制御信号にしたがって、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ
信号ＬＡＴ、イネーブル信号ＥＮＬ、および水平同期信
号ＨＳＹＮＣなどのＴＰＨ５４を駆動制御するための信
号を発生するものである。カウンタ１０４は、ＲＯＭ１
０２から所定の値が書き込まれることにより、一定周期
でモータドライバ１０５にパルスを出力するものであ
る。モータドライバ１０５は、カウンタ１０４からのパ
ルスに同期してパルスモータ１０６の励磁相信号を生成
するものである。パルスモータ１０６は、モータドライ
バ１０５からの励磁相信号に応じて回転し、図示しない
駆動系を介してプラテンローラ５３を駆動するものであ
る。

【００３２】同様に、カウンタ１０７、モータドライバ
１０８、パルスモータ１０９により取り出し機構のロー
ラ５１を、またカウンタ１１０、モータドライバ１１
１、パルスモータ１１２によりインクリボン１の回収ロ
ール５６を駆動するようになっている。インターフェイ
ス１１３は、これに接続される外部装置１１４からの画
像データを受け取るためのものである。次に、上記した
構成における動作について説明する。

【００３３】たとえば今、スキャナやパソコンなどの外
部装置１１４から画像データが転送されたとする。する
と、この画像データは、インターフェイス１１３を介し
て本装置に入力され、ＲＡＭ１０１に保存される。

【００３４】この状態において、記録条件が設定され、
記録開始信号が与えられると、図５に示すタイミングで
各信号がＲＡＭ１０１とカウンタ１０３とからＴＰＨ５
４に与えられる。これにより、記録紙Ｐの搬送と同期を
取りながら、１主走査ラインの画像が形成される。

【００３５】このとき、前述したように、インクリボン
１のインク層２が軟化・溶融される部分では必ずマイク
ロカプセル３が膨脹するので、表面の平滑性が悪い記録
紙Ｐに対しても良好な印字を行い得る。そして、画像デ
ータが１主走査ラインずつ繰り上げられて転送され、こ
の動作が副走査ライン数だけ繰り返されることにより、
１画面の画像が形成される。上記したように、インク層
の軟化・溶融時にはマイクロカプセルが膨脹を開始でき
るようにしている。

【００３６】すなわち、マイクロカプセルの膨脹開始温
度を熱溶融性インク層の軟化温度以下としている。これ
により、インクの溶融される部分ではマイクロカプセル
を確実に膨脹させることが可能となるため、画素の中央
部だけでなく、周辺部においてもインクの転写を安定さ
せることができる。したがって、表面の平滑性が悪い記
録紙に対しても、画素の全体にわたって良好な印字品質
を得ることができるものである。

【００３７】なお、上記実施例においては、熱膨張物質
および熱可塑性樹脂の選択によってマイクロカプセルの
膨脹開始温度をインク層の軟化温度以下とするようにし
たが、これに限らず、たとえばシェルの膜厚や径を変え
ることによっても同様な効果が期待できるものである。

【００３８】また、マイクロカプセルが熱溶融性インク
層内に分散されたインクリボンに限らず、たとえばイン
ク層とは別に、マイクロカプセルを分散してなる層を有
するものにも適用可能である。その他、この発明の要旨
を変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿
論である。

【００３９】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、画素の全体にわたって良好な印字品質が得られる感
熱転写材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる熱転写インクリボ
ンの構成を示す断面図。

【図２】同じく、感熱記録装置の機構部を示す構成図。

【図３】同じく、インクの転写挙動について説明するた
めに示す図。

【図４】同じく、感熱記録装置の電気回路の構成を示す
ブロック図。

【図５】同じく、動作を説明するために示すタイミング
チャート。

【図６】発熱抵抗体とその発熱温度分布の例を示す図。

【図７】従来技術とその問題点を説明するために示す
図。

【符号の説明】

１…熱転写インクリボン（感熱転写材）、２…熱溶融性
インク層、３…マイクロカプセル（熱膨脹性粒子）、４
…ベースフィルム（支持体）、５３…プラテンローラ、
５４…サーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）、５５…供給
ロール、５６…回収ロール、５９…発熱抵抗体、Ｐ…記
録紙（記録媒体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体と、 この支持体上に設けられる熱溶融性インク層と、 この熱溶融性インク層内に分散され、この熱溶融性イン
   ク層の軟化温度よりも低い温度で膨脹し始める熱膨張性
   粒子とを具備したことを特徴とする感熱転写材。