JPH08142364A - 熱記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊紙にだけでなく、普通紙に対しても高品
位な昇華性染料像を出力でき、かつ、記録紙の後端まで
圧接ローラを圧接することにより、濡れた状態で記録紙
が出力されることのない熱記録装置を提供する。 【構成】 中間転写媒体２上に染着層３ｂを形成し、こ
の染着層３ｂに昇華性染料像１５を形成し、その後、圧
接ローラ８により昇華性染料像１５が形成された染着層
３ｂを記録紙１２に熱転写する。また、記録紙１２への
染着層３ｂの転写時は、記録紙１２の後端部まで圧接ロ
ール８を確実に圧接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、ＦＡＸ、プリン
タ等に用いられ、電気信号に応じて所望の画像または文
字などを記録紙上に出力するための熱記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタ等に用いられる記録方式
として、特開平１−２７５１６３号公報に示されている
如く、サーマルヘッドと昇華性染料を保持したインクシ
ートを用いた昇華型熱記録方式が実用化されている。

【０００３】以下、この熱記録方式を用いた従来の熱記
録装置の一例について説明する。図８は従来の昇華性染
料を用いた熱記録装置の構成図である。図８において、
１１２は合成紙などの厚手の基材上に染着層を設けた記
録紙であり、１０４は、記録紙１１２の幅方向に列状に
配列した多数の発熱素子１０５を有したサーマルヘッド
である。１０３はインクシートであり、フィルム状基材
１０３ａの上に昇華性染料を含む染料層１０３ｃが塗布
されている。サーマルヘッド１０４はインクシート１０
３の染料層１０３ｃとを記録紙１１２と合わせた状態で
プラテン１１７に押し当てている。

【０００４】この状態でプラテン１１７、記録紙１１
２、及びインクシート１０３をそれぞれ矢印の方向に移
動させながら記録信号にしたがって発熱素子１０５を発
熱させ、これに対向した部分の染料層１０３ｃの昇華性
染料を加熱し、記録紙１１２の染着層に移行させる。こ
の動作により記録紙１１２に昇華性染料像１１５を得る
ことが出来る。さらに、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色の昇華性染料
を含む染料層１０３ｃを用いれば、高精細なフルカラー
画像を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
昇華性染料を用いた記録装置では、記録紙として特殊紙
を使用する必要があり、所望の記録紙に出力することが
不可能である。また、この特殊紙は高価なものであるた
め、ランニングコストが高いという欠点を有していた。

【０００６】また、中間転写媒体と、染着層を支持した
染着層シートと、染料層を支持した染料層シートと、サ
ーマルヘッドと、熱ロールからなる転写手段とを使用
し、一旦この中間転写媒体に染着層を形成し、この染着
層に昇華性染料像を形成し、その後、中間転写媒体に記
録紙を介して熱ロールを圧接することにより、昇華性染
料像が形成された染着層を記録紙に熱転写させ出力を得
るという方法も考えられる。この方法であれば、特殊紙
を使用する必要がなく、普通紙に対しても昇華性染料像
を得ることができる。しかしながら、熱ロールの記録紙
を介しての中間転写媒体への圧接方法と、熱ロール表面
の材質とを十分に考慮しなければ、以下のような課題が
発生してしまう。記録紙を熱ロールで中間転写媒体に圧
接走行させると、記録紙に含まれていた水分がしごか
れ、記録紙の後部へと記録紙中を水分が移動していく。
染着層の後端部を記録紙に熱転写した後、記録紙の後端
部を中間転写媒体に圧接し終わっていない状態で熱ロー
ルを中間転写媒体から離間すると、記録紙の離間時に対
応する部分が濡れた状態となってしまう。記録紙が濡れ
た状態で出力されるというのは装置の完成度としては非
常に低いものであり、また、その後記録紙が乾いても水
分がついていた部分が紙しわの状態となる場合が多く、
出力画像として低品質のものとなってしまう。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、昇華
性染料を用いたフルカラー画像を特殊紙にだけでなく、
普通紙に対しても出力できる熱記録装置を提供するもの
である。また、記録紙の後端部が濡れた状態で出力され
ることのないプロセスの安定した熱記録装置を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の熱記録装置は、中間転写媒体と、フィルム
状の基材に染着層を有する染着層シートと、フィルム状
の基材に昇華性染料を含む染料層を有する染料層シート
と、染着層シートの染着層を中間転写媒体上に形成する
染着層形成手段と、染料層シートの染料層を選択的に加
熱して中間転写媒体上に形成された染着層に昇華性染料
像を形成する熱像形成手段と、記録紙を介して中間転写
媒体と圧接し、中間転写媒体上に形成した染着層をその
上に形成した昇華性染料像とともに記録紙に熱転写させ
る転写手段とを備え、記録紙を介して中間転写媒体と転
写手段とを圧接した後は記録紙の後端部を圧接し終るま
では中間転写媒体と転写手段とを離間しないという構成
を備えたものである。

【０００９】また、転写手段が、所望の温度に加熱保温
する手段を備えた圧接ロールからなり、かつ記録紙を介
して中間転写媒体と圧接される面は、熱伝導率が０．０
８〜５Ｗ／ｍ・℃の物質で形成されたものである。

【００１０】好適には、染着層シートと染料層シートと
してフィルム状の基材に染料層と染着層とを面順次に塗
布した形態であるものを用い、かつ熱像形成手段がサー
マルヘッドであり、このサーマルヘッドを染着層形成手
段としても用いる。また、染着層形成部分は少なくとも
シリコーンゴムを含んで成る中間転写媒体を用いるもの
である。

【００１１】

【作用】本発明は上記したように、中間転写媒体上に染
着層を形成し、この染着層に昇華性染料像を記録し、さ
らに、昇華性染料像が記録された染着層を記録紙に熱転
写させる方式であるため、特殊紙にだけでなく普通紙に
対しても高精細なフルカラー画像を出力することができ
る。

【００１２】また、記録紙を介して中間転写媒体と転写
手段とを圧接した後は記録紙の後端部を圧接し終るまで
は中間転写媒体と転写手段とを離間しないという構成を
備えたものであるため、記録紙中の水分を記録紙の後端
部から記録紙外へ放出する事ができる。したがって、記
録紙の後端部が濡れた状態で出力されることのないプロ
セスの安定した熱記録装置を提供するものである。

【００１３】また、転写手段が、所望の温度に加熱保温
する手段を備えた圧接ロールからなり、かつ記録紙を介
して中間転写媒体と圧接される面は、熱伝導率が５Ｗ／
ｍ・℃以下の物質で形成されたものであるため、記録紙
から放出された水分が圧接ロールに接触した時、水分が
急激に蒸発して異常音を発生するのを防ぐことができ
る。また、熱伝導率が０．０８Ｗ／ｍ・℃以上であるた
め記録紙に良好に熱を伝える事ができ、これにより、染
着層を良好に記録紙に転写することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例の熱記録装置について、
図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１において、１は金属製の中間転写ドラ
ムであり、その表面には適度な離型性を保持したシリコ
ーンゴムからなる中間転写媒体２が設けられており、駆
動手段（図示せず）により所望の速度で回転される。シ
リコーンゴムの硬度は２０度〜７０度、膜厚は０．１ｍ
ｍ〜２ｍｍのものが好ましく用いられるが、本実施例で
は、硬度５０度、膜厚０．４ｍｍのものを用いている。

【００１６】本実施例では中間転写媒体２を適度な離型
性を保持したシリコーンゴムで形成したが、これはシリ
コーンゴムに粘着性材料を保持させたものでも良く、ま
た適度な離型性を保持したものであれば、例えば、フッ
素系高分子材料、シリコーン系高分子材料、さらには、
ＰＥＴ、ポリイミド樹脂でも良い。

【００１７】３は、染着層シートと染料層シートとの両
者を組み合わせたインクシートである。このインクシー
ト３の詳細を図２に示す。インクシート３は、膜厚３〜
９μｍ程度のＰＥＴフィルムからなる基材３ａ上に、染
着層３ｂ、染料層３ｃとを塗布したものである。染着層
３ｂには、ポリビニルブチラール樹脂を用いている。染
料層３ｃは、少なくとも昇華性染料と結着材から構成さ
れる。昇華性染料としては分散染料、油溶染料、塩基性
染料等が用いられる。結着材にはポリエステル、アクリ
ルスチレン樹脂等が用いられる。インクシート３は、染
着層３ｂとＹ、Ｍ、Ｃの染料層３ｃとが面順次に形成さ
れている。また、基材３ａの裏面には耐熱滑性処理を施
している。

【００１８】４はサーマルヘッドであり、染着層形成手
段と熱像形成手段とを兼ねたものであり、先端部には、
通電により発熱する発熱素子５が列状に形成されてい
る。６はサーマルヘッド離接レバーであり、サーマルヘ
ッド４を中間転写媒体２に離接可能に支持されている。
７はサーマルヘッド４を中間転写媒体２に押圧するため
のばねである。

【００１９】８は金属製の圧接ロールであり、この圧接
ロール８の外周面には被覆層９を形成している。被覆層
９は、厚み０．５ｍｍ、ゴム硬度５０度、熱伝導率０．
２Ｗ／ｍ・℃のシリコーンゴムを使用している。本実施
例では被覆層９にシリコーンゴムを用いたが、熱伝導率
が０．０８〜５Ｗ／ｍ・℃で、かつ耐熱性が良好なもの
であれば、例えば、フッ素ゴム、フッ素樹脂、ポリイミ
ド等でも好ましく用いられる。圧接ロール８はレバー１
０とばね１１により回転自在に支持されかつ記録紙１２
を介して中間転写媒体２に所望の圧力で圧接可能に構成
されている。１３はハロゲンランプであり、圧接ロール
８を加熱保温する為のものである。１４は被覆層１３の
表面温度を検出するサーミスタであり、図示なき温度制
御手段に接続されており、サーミスタ１４の検知する温
度にしたがって、ハロゲンランプ１３のＯＮ、ＯＦＦを
行い被覆層９表面を所望の温度に制御する。これら、圧
接ロール８、被覆層９、レバー１０、ばね１１、ハロゲ
ンランプ１３、サーミスタ１４にて転写手段を構成して
いる。また、図３において、１５は中間転写媒体２上に
形成された染着層３ｂに形成された昇華性染料像であ
る。

【００２０】次に、以上のように構成された熱記録装置
の動作を図面を参照しながら説明する。

【００２１】まず、図１において、装置の電源がＯＮに
なると、ハロゲンランプ１３が発光する。その後サーミ
スタ１４の検知する温度にしたがって、ハロゲンランプ
１３の発光、消灯を繰り返すことにより、圧接ロール８
上の被覆層９表面を設定温度に加熱保温することが出来
る。被覆層９の設定温度は中間転写媒体２の材質、染着
層３ｂの材質、圧接ロール８の中間転写媒体２に対する
圧接力等により異なるが、本実施例では１５０℃に設定
している。

【００２２】次に、サーマルヘッド４をインクシート３
を介して中間転写ドラム１に圧接させ、かつインクシー
ト３の染着層３ｂが中間転写媒体２に接触する位置に保
持する。この状態で中間転写ドラム１を図示の矢印の方
向に回転させるとともに、インクシート３を中間転写媒
体２との相対速度がゼロとなるように図示の矢印の方向
に走行させる。中間転写ドラム１の周速は１０ｍｍ／ｓ
ｅｃに設定している。この時、制御手段（図示せず）に
よりサーマルヘッド４に駆動信号を与え、サーマルヘッ
ド４の先端部にある発熱素子５を発熱させる。この熱に
より、中間転写媒体２と染着層３ｂとの付着力を、染着
層３ｂと基材３ａとの付着力よりも大きくする事が出来
る。よって、中間転写媒体２上にインクシート３の染着
層３ｂを形成することができる。本実施例では、染着層
３ｂの形成時、サーマルヘッド４を発熱させたが、中間
転写媒体２と染着層３ｂとの付着力が常温においても十
分にある場合は、必ずしも発熱させる必要はない。

【００２３】次に、中間転写媒体２に形成された染着層
３ｂへの昇華性染料像１５の形成動作について図３を用
いて説明する。図３において、インクシート３の染料層
３ｃのＹ色の部分を中間転写媒体２に形成した染着層３
ｂと接触する位置に配置し、染着層３ｂの形成時と同様
に中間転写媒体２とインクシート３を走行させる。この
時、制御手段（図示せず）によりサーマルヘッド４に駆
動信号を与え、画像パターンに応じてサーマルヘッド４
の発熱素子５を発熱させる。これにより、染料層３ｃが
加熱され、中間転写媒体２上に形成された染着層３ｂに
染料層３ｃの昇華性染料が熱拡散転写し、染着層３ｂに
Ｙ色の昇華性染料像１５が得られる。さらに、同様の動
作をＭ、Ｃ色の染料層３ｃについて行なうことにより、
染着層３ｂにＹ、Ｍ、Ｃの３色の昇華性染料像１５を得
ることができる。

【００２４】次に、昇華性染料像１５の形成された染着
層３ｂの記録紙１２への転写の動作について図４を参照
して説明する。まず、紙送り手段（図示せず）により記
録紙１２を搬送する。この状態で図４に示す様に加熱保
温された圧接ロール８を記録紙１２を介して中間転写媒
体２に圧接することにより、中間転写媒体２上の昇華性
染料像１５の形成された染着層３ｂを記録紙１２に熱転
写することができる。この時、圧接ロール８の中間転写
媒体２への圧接力は、線圧２ｋｇｆ／ｃｍとなるように
構成している。この圧接力であれば、中間転写ドラム１
の周速が１０ｍｍ／ｓｅｃ、被覆層９の加熱保温温度１
５０℃の時に、ベック平滑度３秒、厚み１５０μｍの記
録紙１２に対して染着層３ｂを良好に転写する事が出来
た。この時、中間転写媒体２は柔軟なシリコーンゴムで
形成しているため、記録紙１２の表面の凹凸にシリコー
ンゴムを倣わすことができる。これにより染着層３ｂを
記録紙１２の凹凸に十分に倣わすことができ、定着性の
良好な出力を得ることができた。

【００２５】次に、染着層３ｂの記録紙１２への転写動
作時における、記録紙１２の含有している水分の状態に
ついて、図５、図６、図７を用いて説明する。図５は、
圧接ロール８を記録紙１２を介して中間転写媒体２に圧
接している状態を示す部分拡大図である。ここで１６は
水分を表わしている。記録紙１２中の水分１６は中間転
写媒体２に圧接される前は、ほぼ記録紙１２中に均等に
存在していたが、圧接ロール８にて中間転写媒体２に圧
接されると、水分１６が圧接ロール８と中間転写媒体２
とのニップを通過し難いため、ニップ手前に溜っていく
状態となる。この時、記録紙１２中の水分１６は液体状
態ではなく水蒸気の状態で移動していくものが多いと考
えられ、水分１６のかなりの量がニップを通過せず記録
紙１２の後部へ移動していく。また、水分１６のある量
は水蒸気となって、記録紙１２の外へ移動すると考えら
れる。さらに、記録紙１２の染着層３ｂが転写される面
の反対側の面から加熱されることにより、水分１６は記
録紙１２の染着層３ｂが転写される側に溜り易い。

【００２６】次に、圧接ロール８を記録紙１２の後端ま
で完全に圧接しなかった場合について図６を用いて説明
する。図６は、図５の状態から圧接ロール８を中間転写
媒体２から離間した状態を示した部分拡大図である。図
６において、染着層３ｂの記録紙１２への転写を完全に
終了してから圧接ロール８を中間転写媒体２から離間し
ていることは言うまでもない。図５の状態で記録紙１２
が中間転写媒体２への圧接が解除されると、圧接ロール
８と中間転写媒体２とのニップ手前に溜っていた水分は
その状態で移動が終了してしまうため、記録紙１２の染
着層３ｂが転写される面が濡れた状態となってしまう。
記録紙１２が濡れた状態で出力されるというのは、画像
部分に直接悪影響を与えはしないが、装置として完成度
が低いものである。また、濡れた状態で出力された記録
紙１２がその後乾いても、濡れていた部分が紙しわの状
態となってしまうため、出力画像として低品質のものと
なってしまう。

【００２７】次に、圧接ロール８を記録紙１２の後端ま
で完全に圧接した場合について図７を用いて説明する。
図７は記録紙１２の後端まで完全に圧接した直後の状態
を示す部分拡大図である。図５で圧接ロール８と中間転
写媒体２とのニップ手前に溜っていた水分１６は、次々
と記録紙１２の後端部に移動していき、ついには記録紙
１２の後端から記録紙１２の外へ放出される。この状態
では記録紙１２には水分１６が溜った状態がなく、圧接
ローラ８の中間転写媒体２からの離間を行なっても、記
録紙１２が濡れた状態で出力されることはない。また、
記録紙１２の後端の圧接が終わった直後、圧接ロール８
と中間転写媒体２とのニップ手前に溜った水分１６も、
圧接ロール８の被覆層９に直接接することになるため、
短時間で蒸発してしまう。また、圧接ロール８と中間転
写媒体２とのニップに溜った水分１６が多量であり、短
時間で蒸発しない場合においても、水分１６を中間転写
媒体２上の染着層３ｂの形成を行なわない位置に容易に
とどめることができるため、水分１６が出力画像に全く
影響を与えない構成を容易に実現できる。

【００２８】さらに、被覆層９の熱伝導率の重要性につ
いて説明をする。被覆層８の熱伝導率が低い場合は染着
層３ｂの記録紙１２への転写動作時、記録紙１２に熱を
伝え難く、被覆層９の保温温度を高くしていく必要が生
じる。被覆層９の保温温度は、装置内温度の上昇、消費
電力、各種材質の耐熱性等の観点から、染着層３ｂを良
好に記録紙１２に転写できる範囲内で低ければ低いほど
好ましい。このような観点から実験を行なった結果、被
覆層９の材質の熱伝導率は０．０８Ｗ／ｍ・℃以上であ
る必要があった。また、被覆層９の熱伝導率が高い場
合、記録紙１２の後の圧接が終わった直後、圧接ロール
８と中間転写媒体２とのニップ手前に溜った水分１６に
被覆層９が直接接した時、水分１６が急激に水蒸気に変
わるため異常音が発生する。異常音自体は、出力画像に
直接悪影響を与えるものではないが、装置としては好ま
しいものではない。そこで異常音の発生の有無という観
点から実験を行なった結果、被覆層９の材質の熱伝導率
は５Ｗ／ｍ・℃以下である必要があった。したがって、
本実施例では、熱伝導率に十分考慮しているため、染着
層３ｂを記録紙１２に良好に転写でき、かつ異常音の発
生を防止することができる。

【００２９】この様にして、従来の昇華性染料を用いた
熱記録方法では画像を得ることが出来なかった特殊紙以
外の記録紙に対しても高品位なフルカラー画像を得るこ
とができ、これによりランニングコストの低減を図るこ
とができる。また、異常音が発性することなく、かつ濡
れた状態で記録紙が出力されることのない熱記録装置を
提供することができる。

【００３０】また、本実施例では中間転写ドラム１を用
いたが、これらは、ベルト状の基材に中間転写媒体２を
形成したものでも好ましく用いることができる。

【００３１】また、本実施例では染着層３ｂとＹ、Ｍ、
Ｃの染料層３ｃとが面順次に形成されたインクシート３
を用いたが、これは、染着層３ｂとＹ、Ｍ、Ｃの染料層
３ｃとが別のシートに形成されたものでもよく、さらに
Ｙ、Ｍ、Ｃの各染料層３ｃもそれぞれ別のシートに形成
されたものでもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、中間転写媒体上
に染着層を形成し、この染着層に昇華性染料像を記録
し、さらに、昇華性染料像が記録された染着層を記録紙
に熱転写させる方式であるため、特殊紙にだけでなく普
通紙に対しても高精細なフルカラー画像を出力すること
ができる。

【００３３】また、記録紙を介して中間転写媒体と転写
手段とを圧接した後は記録紙の後端部を圧接し終るまで
は中間転写媒体と転写手段とを離間しないという構成を
備えたものであるため、記録紙中の水分を記録紙の後端
部から記録紙外へ放出する事ができる。したがって、記
録紙の後端部が濡れた状態で出力されることのないプロ
セスの安定した熱記録装置を提供するものである。

【００３４】また、転写手段が、所望の温度に加熱保温
する手段を備えた圧接ロールからなり、かつ記録紙を介
して中間転写媒体と圧接される面は、熱伝導率が５Ｗ／
ｍ・℃以下の物質で形成されたものであるため、記録紙
から放出された水分が圧接ロールに接触した時、水分が
急激に蒸発して異常音を発生するのを防ぐことができ
る。また、熱伝導率が０．０８Ｗ／ｍ・℃以上であるた
め記録紙に良好に熱を伝える事ができ、これにより、染
着層を良好に記録紙に転写することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における熱記録装置の概略構成
図

【図２】同実施例におけるインクシートの詳細図

【図３】同実施例における昇華性染料像の形成動作を示
す概略図

【図４】同実施例における染着層の記録紙への転写動作
を示す概略図

【図５】同実施例における圧接ロールを記録紙を介して
中間転写媒体に圧接している状態を示す部分拡大図

【図６】同実施例における圧接ロールを記録紙の後端ま
で完全に圧接せずに、圧接ロールを中間転写媒体から離
間した状態を示す部分拡大図

【図７】同実施例における圧接ロールを記録紙の後端ま
で完全に圧接した後に、圧接ロールを中間転写媒体から
離間した状態を示す部分拡大図

【図８】従来の熱記録装置の概略構成図

【符号の説明】

２ 中間転写媒体 ３ インクシート（染着層シート及び染料層シートを兼
ねたもの） ３ａ 基材 ３ｂ 染着層 ３ｃ 染料層 ４ サーマルヘッド（昇華記録手段と染着層形成手段と
を兼ねたもの） ５ 発熱素子 ８ 圧接ロール ９ 被覆層 １３ ハロゲンランプ １４ サーミスタ １５ 昇華性染料像

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間転写媒体と、フィルム状の基材に染着
   層を有する染着層シートと、フィルム状の基材に昇華性
   染料を含む染料層を有する染料層シートと、前記染着層
   シートの染着層を前記中間転写媒体上に形成する染着層
   形成手段と、前記染料層シートの染料層を選択的に加熱
   して前記中間転写媒体上に形成された染着層に昇華性染
   料像を形成する熱像形成手段と、記録紙を介して前記中
   間転写媒体と圧接し、前記中間転写媒体上に形成した染
   着層を染着層上に形成した昇華性染料像とともに記録紙
   に熱転写させる転写手段とを備え、記録紙を介して前記
   中間転写媒体と前記転写手段とを圧接した後は記録紙の
   後端部を圧接し終るまでは前記中間転写媒体と前記転写
   手段とを離間しないことを特徴とする熱記録装置。
2. 【請求項２】転写手段が、所望の温度に加熱保温する手
   段を備えた圧接ロールからなり、かつ記録紙を介して中
   間転写媒体と圧接される面は、熱伝導率が０．０８〜５
   Ｗ／ｍ・℃の物質で形成されたことを特徴とする請求項
   １記載の熱記録装置。
3. 【請求項３】熱像形成手段はサーマルヘッドであること
   を特徴とする請求項１記載の熱記録装置。
4. 【請求項４】熱像形成手段が染着層形成手段を兼ね、か
   つ染着層シートと染料層シートとがフィルム状の基材に
   染着層と染料層とを面順次に塗布した形態であることを
   特徴とする請求項３記載の熱記録装置。
5. 【請求項５】染着層形成部分は少なくともシリコーンゴ
   ムを含んで成る中間転写媒体であることを特徴とする請
   求項１記載の熱記録装置。