JPH0712744B2 - 熱転写記録シ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、サーマル記録ヘッド等を利用して単色階調画
像やフルカラー画像等を連続階調で記録媒体に熱転写記
録するに有用な熱転写記録シートに関するものである。

従来の技術 従来の熱転写記録シートとしては、厚さが７μｍ程度の
ポリエチレンテレフタレート（PET）フィルムやコンデ
ンサ紙等のシート状の耐熱性基体表面に、バインダ材料
としてカルナウバワックス20重量％，エステルワックス
40重量％，鉱物油10重量％、その他の補助剤10重量％か
ら成るホットメルト材料を用い、このホットメルトバイ
ンダ材料に顔料色材を20重量％を混合したインク材料層
から成る厚さが３μｍ程度の熱転写層をホットメルトコ
ーティング法で形成し、溶融転写温度が60℃程度の熱転
写記録シートが公知である（例えば、ワイ．トクナガお
よびケイ．スギヤマ，“サーマル インクートランスフ
ァー イメージング",アイイーイーイー トランザクシ
ョンズ オン エレクトロン デバイシズ,ED−27巻,21
8〜222頁,1980年（Y.Tokunaga and K.Sugiyama,“Therm
al Ink−Transfer Imaging",IEEE Trans。on Electron
Devices,vol.ED−27,PP.218〜222,1980.）） この種の熱転写記録シートを用いての熱転写は、一般
に、記録紙などの記録媒体と熱転写記録シートとを圧接
した状態で、基体シート裏面に公知のサーマル記録ヘッ
ドを圧接し、熱転写層を基体シートを介してサーマル記
録ヘッドで選択的に昇温記録制御し、インク材料を記録
媒体に溶融転写させる。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の熱転写記録シードでは、インク材料層
は基体シート側からインク材料層表面に迄、バインダ材
料の溶融が完了した状態で初めて記録媒体にインク材料
が粘着，転写される。この場合、インク材料層の厚み方
向に溶融したインク材料が一度に記録媒体に付着，転写
されるため、文字や図形等の如き二値濃度記録には有用
であるが、中間調を有する画像等，連続階調性を要求さ
れる用途には使用し得ず、ディザ法，濃度パターン法
等、ディジタル階調法が検討されている。

然し乍らこの種のディジタルに階調法によると、複雑な
記録信号処理を必要とするため装置が高価となるのみな
らず、高画質は期待し得ず、加えて綜合解像度がサーマ
ル記録ヘッドの記録密度よりも大幅に低下することは避
け得なかった。

本発明はかゝる点に鑑みてなされたもので、昇温記録制
御に対応して転写記録濃度を連続性をもって制御し得る
熱転写記録シートを提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、昇温記録制御によ
って、その粘性が減少制御され、記録媒体への転写性が
付与される関係にあるインク材料の層に、このインク材
料を構成するバインダ材あるいは着色材の少なくとも何
れかに対する溶解度が昇温と共に増加する関係にある溶
媒を少なくとも吸着しているゼオライトからなる溶剤吸
着剤を混合，分散せしめて熱転写層とし、この熱転写層
をシート状の耐熱性基体の一方の面側に設置して構成す
る。

着色材としては通常の印刷インクや塗料等に用いられる
染料や顔料、及至はこれらの混合体が使用できる。また
バインダ材は、単一材料に限定されず複数種の材料で構
成することができ、必要に応じて可塑剤，柔軟剤，表面
活性剤，チキソトロピ剤，その他の助剤も混入できるも
のとする。

作用 本発明の熱転写記録シートにおいて、熱転写記録は従来
と同様に行われる。このとき、シート状の耐熱性基体側
からサーマル記録ヘッド等により印加される熱エネルギ
ーによりシート状の耐熱性基体側よりインク材料の粘性
が低下すると共に、ゼオライトからなる溶剤吸着剤に含
まれていた溶剤がしみ出し、溶剤吸着剤の表面に隣接し
ているインク材料は、シート状の耐熱性基体側以外にも
溶剤吸着剤を介しても熱エネルギーを加えられて、しみ
出した溶剤にインク材料の一部が熱溶解するため、容易
に粘度が低下する。すると、粘度の低下したインク材料
は、その熱膨張と流動性により溶剤吸着剤の表面を浸透
し、記録媒体と熱転写記録シートに印加されている接触
押圧力によって、熱転写層の表面へとしみ出す。また、
このとき、溶剤吸着剤の存在しない熱転写層部におい
て、その表面で転写性が生じるほどにはインク材料の粘
度が低下しない場合では（つまり、低印加熱量領域）、
溶剤吸着剤を介してしみ出した粘度の低下したインク材
料のみが熱転写に寄与する。この粘度の低下したインク
材料のしみ出し量は、溶剤吸着剤の表面部による熱溶解
量及び粘度、かつシート状の耐熱性基体側より粘度の低
下したインク材料量に比例するため、シート状の耐熱性
基体側より供給される熱エネルギーに比例し、つまり、
昇温記録制御を行うことにより直接連続階調記録ができ
る。

実 施 例 第１図に本発明にかかる熱転写記録シートの一実施例の
断面構造図を示す。

第１図において、100は熱転写記録シート、200は記録紙
などの記録媒体、300はサーマル記録ヘッド、400は、熱
転写記録シート100と記録媒体200とを圧接するための押
圧力で、密着性を良くし良好な転写記録を得るため適宜
調節する。

熱転写記録シート100は、シート状の耐熱性基体110の片
側に、顔料あるいは染料の少なくとも何れかを含む着色
剤121と昇温によってその粘性が低下する関係にあるバ
インダ材122,例えばホットメルトバインダ材からなるイ
ンク材料120に、着色剤121またはバインダ材122の少な
くとも何れかに対する溶解度が昇温と共に増加する関係
にある溶媒を少なくとも吸着している溶剤吸着剤130を
混合，分散せしめて熱転写層140が成層される。

本例では、溶剤吸着剤130を球状の粒径φの粒子と考
え、その粒径φは、インク材料120の層の厚みｔよりも
小さい場合を例示している。

サーマル記録ヘッド300の発熱抵抗体310に印加する電圧
のパルス幅を可変にして昇温制御を行い、シート状の耐
熱性基体110を介して熱転写層140は、その裏面140b側か
ら昇温し、バインダ材120の融点あるいは軟化点に達
し、なお熱エネルギーが印加されると実質的に粘性が低
下したインク材料120aを生成する。

また、昇温状態では、溶剤吸着剤130に吸着させていた
溶剤がしみ出し始め、その溶剤吸着剤130に隣接してい
たインク材料120の少なくとも一部が昇温に比例して溶
解し、溶剤により実質的に粘性が低下したインク材料12
0bを生成する。

一方、溶剤吸着剤130は昇温を続けるに従いしみ出す溶
剤の量も増え、溶剤吸着剤の表面130a部で溶解するイン
ク材料120の量が増加すると共に、粘度が低下し、溶剤
吸着剤の表面130aを矢印150に従い、粘性の低下したイ
ンク材料120a,120bが浸透を始める。

この浸透が、熱転写層の表側140aに達し、押圧力400に
より熱転写層140に接触押圧されている記録媒体200へ転
写し、固化する。この熱転写されるインク材料120の量
は、溶剤吸着剤の表面130a近傍の粘度低下したインク材
料120a,120bの粘度と量に比例するため、昇温記録制御
により熱転写後、熱転写記録シート100と記録媒体200と
をひき離して直接階調記録ができる。

この昇温記録制御は、発熱抵抗体310への印加電力或い
は発熱回数等を変えても行うことができる。

図では、溶剤吸着剤130が同一粒径の場合が例示されて
いるがその粒径に分布をもたせることができる。

シート状の耐熱性基体110としては、例えば厚さが3.5〜
15μｍ程度のポリエチレンテレフタレート，ポリイミ
ド，セロファン，ポリカーボネイト，トリアセチルセル
ロース，ナイロンなどの樹脂フィルムあるいは上質紙，
グラシン紙，トレーシング紙，コンデンサ紙などの耐熱
紙を用いることができる。

インク材料120を構成するバインダ材122は、昇温記録制
御によってその粘性が低下し、転写付着性が付与される
ことが条件で、常温（例えば25℃）で必ずしも固体であ
る必要はないが、転写記録物の保存性から常温固形のホ
ットメルト材料を用いる。

ホットメルト材料として、例えばカルナバワックス，ミ
ツロウ，パラフィン，マイクロクリスタンワックス等の
ワックス類、あるいは低分子量ポリエチレン，低分子量
ポリスチレン，ポリステアリン酸ビニル，石油樹脂、ポ
リアミド樹脂，脂環族飽和炭化水素樹脂，ロジン変性マ
レイン酸樹脂等が挙げられるが、転写感度や転写記録物
の堅ろう性等から、融点または流動点は50〜170℃、好
ましくは60〜120℃が選ばれる。また、柔軟性をバイン
ダ材に持たせるため混合させる柔軟剤も同様に、たとえ
ばポリ酢酸ビニル，セルロースエステル類，アクリル系
樹脂類、あるいはステアリン酸，ラノリンなどからそれ
らの溶融または軟化温度に基づいて適宜使用される。バ
インダ材として、それ自体柔軟性に富む、たとえば石油
樹脂，低分子量ポリスチレン等が使用される場合には、
特に、柔軟剤を加えないこともある。さらにまた、昇温
と共に粘度が低下し粘着性が増大する関係にあって且つ
常温で流動性の粘着材料をバインダ剤に含むことによ
り、より一層、昇温に対する粘度の低下および転写効率
を上げることができ、例えばポリブテン，ポリイソブチ
レン，ポリブタジエン，シリコンオイルなど粘着材料を
ホットメルト材料に混合して熱特性を調整し、バインダ
材として使用することもできる。

着色材121としては、着色記録においては、通常の印刷
用インク，塗料等に用いられる有機乃至無機顔料や染
料、更にはこれらの混合色材が、適宜に選択して使用で
きる。

例えば黒色転写記録において顔料としてはカーボンブラ
ック，ダイヤモンドブラック，染料としてはCI Solvent
Black3等を用いる。

また、フルカラー転写記録には上記の他に、シアン色と
してはCI Pigment Blue 15（顔料）,CI Solvent Blue 2
5（染料），マゼンタ色にはCI Pigment Red 57（顔
料）,CI Solvent Red（染料）49,イエロー色にはCI Pig
ment Yellow 12（顔料）,CI Pigment Yellow 17（顔
料）,CI Solvent Yellow（染料）16等、顔料，染料乃至
はこれらの混合物の３原色乃至は黒を加えた４原色のイ
ンク材料120と溶剤吸着剤130をもって、熱転写層140を
同一の基体シート110上にフレーム順次で順番に配設
し、これらをフレーム順次で重ね転写するか、上記原色
熱転写層を原色毎に別の転写シート100を形成し、夫々
の原色転写シート毎に公知のリニヤ型サーマル記録ヘッ
ドを配し、３乃至は４色の原色記録信号を夫々の記録ヘ
ッドの配設位置に対応して遅延させ、線順次で重ね転写
させてフルカラー記録が達成される。これら着色材121
とバインダ材122との混合重量％は、転写記録特性を考
慮して定められる。着色材121として例えば染料を用い
る場合、インク材料120の層に占める重量％が、２％以
下であると転写記録濃度が不足し、一方、色材122が顔
料である場合、重量％が60％を越えるとインク材料120
全体としての溶融時の粘性低下が不足し、記録媒体表面
200への転写が困難となり、転写記録濃度が不足する。
従って着色材121の重量％は２〜60％の範囲内で適当に
選び、それ故バインダ材122はこれに対応して98〜40％
の範囲内に選ぶのが望ましい。

特に、着色材121を10〜50％、バインダ材122を90〜50％
の範囲内としたインク材料120は、転写記録濃度や連続
階調性に優れ、推奨される範囲である。この範囲は、着
色材121として顔料を用いる時に特に有効である。

また、着色材121として染料を含み、この染料が溶剤吸
着剤130よりしみ出す溶剤に対して良い熱溶解性を示す
ものを選ぶこともできる。例えば、溶剤吸着剤130に吸
着させておく溶剤を芳香族または脂肪族炭化水素系の溶
媒を使用した場合、例えば、黒色染料としてはCI Solve
nt Black 3,シアン染料としてはCI Solvent Blue 25,マ
ゼンタ色染料としてはCI Solvent Red 49,イエロー色染
料としてはCI Solvent Yellow 16等がある。

溶剤吸着剤130としては、モレキュラーシービングカー
ボンゼオライト（合成ゼオライトを含む）を使用する。

また、溶剤吸着剤130は各記録画素、例えば16本/mmのサ
ーマル記録ヘッドを使用した場合、62.5μｍ×62.5μm,
の中に、昇温状態で１ケ所は溶剤吸着剤130による粘性
の低下したインク材料120a,120bの浸透が生じるように
少なくとも１ケ存在するように配置されなければならな
い。また、溶剤吸着剤130が最稠密となった場合、熱容
量が大きくなるに加えて、熱転写するインク材料120の
絶対量が不足し、十分に転写記録濃度を得ることができ
ない。よって、溶剤吸着剤130は、この間にて適宜使用
する。

記録媒体200としては、上質紙，コート紙，アート紙，
合成紙等の紙類やポリエチレンテレフタレート，ポリプ
ロピレン，セロファン等のプラスチックフィルム等を使
用することができる。

熱転写記録シート100は、ソルベントコーティング法ま
たは溶剤吸着剤130に含まれる溶剤がしみ出さない程度
にインク材料120と共に昇温した状態でホットメルトコ
ーティング法により、シート状の耐熱性基体110の片面
に熱転写層140を成層して得ることができる。

また、ソルベントコーティング法による場合、特に溶剤
吸着剤130をインク材料120の少なくとも一部を昇温と共
に熱溶解度の増加する関係にある溶剤にあらかじめ分散
させた溶液を使用し、この溶液中にインク材料120およ
び他の溶剤を加え溶解，分散させ、これをワイヤーバー
コータ等でシート状の耐熱性基体110上に塗布し乾燥さ
せ熱転写層140を成層させる。すると、溶剤吸着剤130は
常に溶剤中に保存されているため、湿度の影響を受けに
くく安定した溶剤吸着量を得ることができる。

第２図は、本発明における他の実施例での熱転写記録シ
ートの断面構造図を示している。

シート状の耐熱性基体110,着色材121,バインダ材122に
ついては第１図と同様である。

溶剤吸着剤130は、第１図と同一のものが使用できる
が、その粒径φは、インク材料120の層の厚さｔよりも
大なるものを含んでいる。

この場合、シート状の耐熱性基体110側より、サーマル
記録ヘッド300により印加された熱エネルギーに応じて
粘性の低下したインク材料120a,120bは、溶剤吸着剤の
表面130aを浸透する。このとき、溶剤吸着剤130は、イ
ンク材料120の層よりも突出した部分が存在するため、
記録媒体200の熱転写層側の表面200aは、直接インク材
料120にほとんど接触できずに溶剤吸着剤130と接する。
よって溶剤吸着剤の表面130aを浸透したものだけが熱転
写され、溶剤吸着剤130上に、粘度を低下させねば転写
のできないインク材料が存在しないので紙面濃度からの
よりスムーズな階調記録を行うことができる。

粒径φが1.5μｍ未満では、インク材料層120の厚さｔが
過小となり、転写記録160の最高濃度が大きく取れず、
また製作的に均一な熱転写層120が困難となる。一方、
溶剤吸着剤130の粒径φが15μｍを越えると、溶剤吸着
剤130の熱容量が過大となり、所期の昇温が困難となる
と共に、浸透、押し出し150の経路が過度に長くなって
低感度化し、最高記録濃度も低下する。

従って好しい粒径φの範囲は1.5μｍ〜15μｍである。
時に粒径φを２μｍ〜10μｍの範囲内に選ぶと、連続階
調性や記録感度等も良好にできるため推奨される。この
場合、粒径φの分布は許されるが、この粒径分布におい
て最大粒径値が15μｍを越えぬことが望ましい。

インク材料120は、転写記録濃度の紙面濃度からの立ち
上りが、0.05程度以下になるような状態で、溶剤吸着剤
130上に存在することができる。

この熱転写層140の形成は、例えば、ソルベントコーテ
ィング法により使用する溶剤量を制御し、溶剤蒸発後に
成層されるインク材料120の層の厚さｔが、溶剤吸着剤1
30の粒径φより小なるように適宜調整できる。

なお、ソルベントコーティング法によりインク材料120
の層に生ずるピンホールは、その空孔率が20％を超える
と、転写記録濃度が不足し、記録感度が低下するため、
空孔率は20％以下に押えられる。

以下に熱転写記録シートの製造例を示す。

＜実施例１＞ 石油樹脂（軟化点100℃三井石油化学工業（株）ハイレ
ッツ）:50重量部 固形パラフィン（融点50〜52℃）:20重量部 CI Pigment Blue 15:30重量部 ゼオライト（平均粒径約３μｍ水澤化学工業（株）ミズ
カシーブス13X）:50重量部 を、キシレン400重量部に溶解，均一分散したものを、
ワイヤーバーコータ（No.3）を使用し、ポリエチレンエ
レフタレート（PET.厚さ９μｍ）に塗布,25℃、１気圧
にて自然乾燥させインク材料120層の厚さ約１μｍの熱
転写記録シートを得た。密度４本/mmのサーマル記録ヘ
ッドを用い、0.7w/dotで主走査速度33.3mec/ライン副走
査線密度４ライン/mn,記録信号をパルス幅変調、最大パ
ルス幅8mecで熱転写記録を行うと、このパルス幅に対し
て転写記録濃度が連続的に増加し、パルス幅変調による
昇温制御により直接階調記録ができた。

以上、熱転写層の形成方法について上述の制約を受ける
ものではなく、構成は適宜組み合せて実施することがで
きる。

なお、昇温記録制御は、サーマル記録ヘッド等におい
て、印加する入力信号のパルス幅変調，振幅変調，単一
幅のパルス数等により制御でき、実施例においては、サ
ーマル記録ヘッドで説明したが、他の熱エネルギーの供
給できる記録ヘッド，レーザ光等により熱転写記録もで
きる。

発明の効果 以上のように本発明は、インク材料を構成するバインダ
または着色材の少なくとも１部を昇温と共に熱溶解する
量が増加する関係にある溶剤を吸着したゼオライトから
なる溶剤吸着剤を、このインク材料に混入せしめ熱転写
層を形成した熱転写記録シートについであり、この熱転
写記録シートを用いることにより，従来の熱転写記録シ
ートでは困難であった特に顔料色材による連続階調の転
写記録を可能にし、OAニューメディア，ファクシミリ分
野等のモノクロあるいはフルカラープリンタとしてその
効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における熱転写記録シートの
構成を示す図、第２図は同他の実施例における熱転写記
録シートの他の実施例の構成を示す図である。 100……熱転写記録シート、110……シート状の耐熱性基
体、120……インク材料、130……溶剤吸着剤、140……
熱転写層、200……記録媒体、300……サーマル記録ヘッ
ド、400……押圧力、φ……溶剤吸着剤の粒径、ｔ……
インク材料の層の厚さ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇温記録制御によってその粘性が減少制御
   され、記録媒体への転写性が付与される関係にあるイン
   ク材料に、このインク材料を構成するバインダ材あるい
   は着色材の少なくとも何れかに対する溶解度が昇温と共
   に増加する関係にある溶剤を少なくとも吸着しているゼ
   オライトからなる溶剤吸着剤を混合、分散せしめて熱転
   写層とし、この熱転写層をシート状の耐熱性基体の一方
   の面側に設置したことを特徴とする熱転写記録シート。
2. 【請求項２】インク材料より成る層の厚みより大なる粒
   径を有する溶剤吸着剤をインク材料に分散、混入したこ
   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
   シート。