JPH0237873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 本発明は、サーマル印刷（熱印刷）、特に抵抗
層に与えられた電極で電流が印加され、加熱され
るというような熱転写媒体の抵抗層の性能を改良
することにある。 熱印刷は、非衝撃性の印刷の性格をもつもので
ある。印刷は、タイプライタ用使い捨てリボンに
似た外観をもつ伝熱媒体から融解物が流れること
による。その下側の層は抵抗性であり、リボンが
電極、例えば点電極および広域の接触電極と接触
している。電圧パルスの印加中その点電極のとこ
ろの抵抗層の電流密度が高くなつて、強い局所加
熱がもたらされる。加熱したその局所領域で、リ
ボンから用紙にインキが転移する。これらのリボ
ンの性能上重要な要素は、印加電流に対する抵抗
層の応答特性である。即ち適当な加熱に必要な電
流について並びに熱及び電流の影響による印刷動
作中の抵抗層の抵抗についてのその応答特性であ
る。 〔技術背景〕 本発明は、そのような抵抗性リボンの外側の層
だけに黒鉛（グラフアイト）を付着させたものを
用いている。クルツクス氏外による米国特許第
4253775号は、その抵抗層が樹脂と黒鉛とである
熱転写媒体を開示している。その黒鉛はその樹脂
全体に分散された特別の導電性の物質であるこの
黒鉛は「Kapton（カプトン）（E.I.Dupont de
Numours ＆ Co.の登録商標）」とポリマー樹
脂との中に懸濁されている。従つて加熱が生じ得
る範囲内で抵抗を生じるためその抵抗層中の導電
性物質として働く。 IBM テクニカル デイスクロージヤ ブレ
チン Vol.24、No.４（1981年９月号）の1918頁に
はL.S.チヤン氏ほかによる「抵抗性リボン中の導
電性物質」と題する小文が載つており、その処理
ステージ中で低い粘性を得るためにカーボンと黒
鉛との混合物でその抵抗層が出来ているような抵
抗性リボンを製造することについて開示してい
る。 黒鉛は周知の固体潤滑剤である。従つて、磁気
テープ搬送システムなどの種々の移動システム中
で外側の潤滑用被膜としてその黒鉛が使用されて
きたと考えられる。しかしそのようなシステムで
は、熱印刷に十分なだけの加熱度を得るための電
流を与えることを１つの条件としては考えていな
いであろう。 〔発明の概要〕 本発明の、抵抗層とマーキング材の層とを含む
転写媒体では、その抵抗層で熱を発生するため該
抵抗層が電流を受取り、その一方の側の熱でその
マーキング層が溶融し得る上記転写媒体の外側の
層のみに黒鉛が付着されている。本発明の好適な
実施例では、その黒鉛を含む外側の層は非常に微
細であり、実質上純粋な物質として与えられる。
最良の実施態様として見るならば、黒鉛を純粋の
粉末としてリボン上にふりかけ、黒鉛を良く受入
れる布での完全なバフ仕上げをした後に残つた黒
鉛から成る外層を含む。この黒鉛は、黒鉛と抵抗
層の表面との間の特有の表面効果による被膜とし
て残る。この黒鉛は、印刷電流をそれ程著しく減
じることにならないが、印刷電極と抵抗層との間
の摩擦その他の界面現象による損傷をその黒鉛で
少なくできる。黒鉛は印刷ヘツドの電極と抵抗層
本体との間に、低抵抗で電気的なスパークを最小
化する電気的接続を形成するものと考えられてい
る。この黒鉛はまた摩擦を少なくするための固体
潤滑剤としても作用する。抵抗性リボンでの印刷
の際印刷電極のところに物が溜るのは重大な問題
である。従つて摩擦や界面でのスパークを少なく
することはそのような物が出来るだけ溜りにくい
条件を作り上げる。この黒鉛は、その沸留物を緩
める働らきもある。その界面のところに特別の電
気的な或いは物理的な現象が生じなければ、その
抵抗層全体にわたる加熱の結果としてのみそのよ
うな滞留物が生じたことになる。またもしもその
抵抗層中の電流がその層全体の異常な加熱を生じ
ないとすれば、物質の滞留やその結果として印刷
ヘツドが汚れるということも回避できる。 〔実施例の説明〕 抵抗層の材料が何であるかは、本発明にとつて
それ程重要なことではない。何故ならば本発明は
抵抗層の性能を全体として増進することが分つた
からである。２つの実施例を特定構成に従つて説
明するが、これは本発明を２通りの状況下で分り
易く説明するためである。その第１の実施例は、
抵抗層がポリカルボナートのものである。 〔ポリカルボナートの抵抗層〕 本実施例は、通常の断面をもつ３層の積層体の
リボンであつて、或る温度でそのリボンを用いて
印刷し、またそれよりも低い温度でその同じリボ
ンを用いてリフトオフ訂正（剥離による修正）す
るのに用いられるものである。その一番下の層
は、伝導性の粒子状カーボンブラツクを含むポリ
カルボナートであり、抵抗層として作用する。そ
の抵抗層の厚さは典型的で15ミクロンである。次
の層は、厚さ約100Åの真空蒸着アルミニウムの
層である。第３の層即ちアルミニウム層の上の最
後の層は、厚さ４乃至６ミクロンのインキ層であ
り、抵抗層の外側から印加された電流で生じる熱
に応じて流動する層である。この抵抗層の外側に
は黒鉛を散布して研摩したものがある。これは従
来の測定技術で定量化するにはあまりにも小さい
黒鉛が外部に付着したものである。（このポリカ
ルボナートの実施例は、下記の実施例で概略的に
説明するようなリリース層即ち離型層を用いても
良い。そうすればほぼ同じ効果が得られるであろ
う。） この抵抗性基板の製造方法及びその特定の形態
は本発明の重要な部分ではない。ポリカルボナー
トはこの実施例では樹脂材料として使用される。
この目的のポリカルボナートの基板又は基層の代
表的な製造技法はブルツクス氏外の米国特許第
4103066号に開示されている。３部のポリカボナ
ート樹脂（これはモベイ・ケミカルコーポレーシ
ヨンンのMerlonやMakrolon又はその混合物に、
小量のジエネラルエレクトリツクカンパニーの
GE3320というポリカルボナート・ブロツク共重
合体を加えたものでも良い）が約93部のダイヤク
ロロメタンに溶解される。これは最初にシエーカ
ーの中で混合され、鋼製の球を含むボールミルの
ジヤーの中で分散される。この分散は、約0.127
mm（５ミル）の厚さのマイラ（Mylar）の基板上
に乾燥時の所望の厚さまで逆転（リバース）ロー
ル被覆される（Mylarはポリエチレンテレフタラ
ートについてのE.I.デユポン社の登録商標名）。
そこで溶剤が蒸発される。 〔ポリウレタン―アクリル酸エチル基板〕 マーキング（インキ）層の物質及びその基本的
な製造技法は、両実施例ともほぼ同じである。そ
の第２の実施例の異なる部分を、両実施例の共通
部分の説明の後で行なう。このポリエチレン―ア
クリル酸エチルの実施例は、ある温度での印刷お
よび同じリボンを用いたより低い温度でのリフト
オフ訂正に使用するのに特に適した規則的断面の
４層の積層体リボンである。最下層は脂肪族ポリ
ウレタンアクリル共重合体および抵抗層として働
く伝導性のカーボンブラツク粒子の混合物であ
る。抵抗層は、厚さ17ミクロンである。第２層
は、厚さ1000オングストロームの真空蒸着アルミ
ニウムの層である。第３層は厚さ２ミクロンの離
型層である。最後に離型層の上に抵抗層の外側か
ら印加される電流によつて生じる熱に対応して流
動化する、厚さ４ミクロンのインキ層がある。抵
抗層の外側には、黒鉛を微粉散布して研摩したも
のがある。これは従来の側定技術で定量化するに
あまりにも小さい黒鉛を外部に付着したものであ
る。抵抗層の乾燥成分は重量比で次の通りであ
る。 抵抗層―乾燥成分 材 料 重量％ (1) 脂肪族ポリウレタン 37.5 (2) ウレタン―アクリル酸エチル共重合体 37.5 (3) 伝導性カーボンブラツク 25.0 脂肪族ポリウレタンは、ポリビニル・ケミカ
ル・インダストリーズ社の商標Neorez Ｒ―960
の乾燥成分である。このウレタンは、極性ないし
反応性の官能基がウレタン結合よりも少ないと思
われる。とはいえ、そのメーカーによれば、この
物質はウレタン中のカルボキシル官能基で交差結
合させるのに適していると記載されている。 ＊ Neorez Ｒ―960は脂肪族ウレタン33重量％
Ｎ―メチル―２―ピロリドン15重量％エチルア
ミン1.2重量％、水50.8重量％からなる。 ＊＊ UXP102はウレタンン50モル％とアクリル
酸エチル50モル％の共重合体33重量％、エチル
アミン1.2重量％、水65.8重量％からなる。 この抵抗層分散液を、逆転ロール・コーテイン
グ装置で離型性の反基層上に注型する。これは厚
さ４ミリメートルのポリプロピレンまたはポリエ
チレンテレフタレート（インペリアル・ケミカ
ル・インダストリーズ社）フイルムとすることが
できる。次に、熱風で強制乾燥する。次にアルミ
ニウムの真空蒸着によつて上面を厚さ1000オング
ストロームだけ金属化する。 次に、アルミニウム上に中間離型層を沈着させ
る。これも逆転ロール・コーテイング装置で水性
分散液として塗布する。 良好な離型層はエチレンン95重量％と有機酸５
重量％のエチレン―有機酸共重合体である。この
物質を乳濁液から注型する。 使用する材料は、エマルジヨン・システム社の
製品Esi―Cry12540―Ｎとして市販されている。
これは、水と非イオン性表面活性剤の25％の固体
乳濁液である。ポリマーの有機酸部分は、アクリ
ル酸と思われる。この共重合体は分子量3000〜
3500で軟化点108℃である。 Esi―Cry12540―Ｎは、改良せずにそのまま逆
転ロール・コーテイング装置を用いてアルミニウ
ム上にコーテイングする。次に熱風で強制乾燥を
行なう。 共重合体はポリビニル・ケミカル・インダスト
リーズ社の商標UXP102の乾燥成分である。これ
はウレタン50モル％とアクリル酸エチル50モル％
の共重合体である。 この良好な抵抗層は主として水性分散液から注
型する。標準高せん断ミキサー中で成分を粒子湿
潤化が完全になるまで、典型的な場合では小さな
バツチで１時間、混合し破砕することによつて、
下記の成分の分散液を調整する。 抵抗層―分散液成分 成 分 重量％ (1) Neorez Ｒ―960^*（ポリビニル・ケミカル・
インダストリーズ社製脂肪族ウレタン分散体）
34.6 (2) XC72R（カボツト社製伝導性カーボンブラツ
ク）（極めて大きな表面積をもつ10％固体粒子）
34.6 (3) UXP102^**（ポリビニル・ケミカル・インダ
ストリーズ社製ウレタン―アクリル酸エチレン
共重合体） 34.6 (4) 水（上記各物質中の水以外に） 23.0 中間層材料として線状結晶性ポリエチレンを用
いて非常に満足できる結果が得られた。 使用する材料は、ケミカル・コーポレーシヨ
ン・オブ・アメリカ社製品Poly Emulsion
316N30として市販されている。これはポリウレ
タンの水性乳濁液で、大きなすべり変形と硬さお
よび高い融解粘度が特徴である。 これを良好なエチレン―有機酸共重合体につい
て説明したやり方でコーテイングし、離型層とし
て使用する。この２つの実施例、即ちポリカルボ
ナート基板の実施例とポリウレタンアクリル酸エ
チル基板の実施例の残りの要素は実質上同一であ
り、下記で詳細に説明する。両実施例に於て、印
刷は抵抗層に点電極を接触させる既知の方法で実
施される。アルミニウム層（又は別法として抵抗
層）をを広域電極と接触させる。点電極は、リボ
ンからリボンと接触する用紙又は他の基層にイン
キを転写させる局所加熱をもたらすのに充分な電
流によつて所期の画像の形で選択的に励振され
る。 リフトオフ訂正は本特許出願と同じ譲受人に譲
渡された「リフトオフ訂正の為の積層エレメン
ト、熱印刷装置及びプロセス」と題する米国特許
出願第292552号（1981年８月13日出願）に記載さ
れたのとおなじ方法による。誤まつた文字上に印
刷する態様で消去操作が実施される。リボンは冷
却期間の後まで剥ぎとられない。訂正操作はその
他の点では通常の誤まつた文字の印刷の場合と同
じにすることもでき、また誤まつた文字への戻り
が少し位ずれても良いように全ての印刷電極の付
勢（ブロツク消去）により行なつて良い。訂正中
に印刷速度を下げることもできるが、これは本質
的でない設計上の別案である。 ここで説明した実施例のインキ層の組成及び最
終的なインキ層は、上記米国特許出願第292552号
の自己訂正用のインキ層と基本的には同じもので
ある。

〔黒鉛塗布〕

黒鉛は、抵抗層上の外層であり、リボンの他の
部分を塗布する前に塗布してもよい。典型的な場
合ではこれを最後に塗布し、この説明では、黒鉛
を塗布する前にリボンはその他の点で完成してい
るものと仮定する。塗布する黒鉛は粉末である。 使用する黒鉛はニユージヤージー州アズベリー
のアズベリー・グラフアイト・ミルズ社製品の
Micro―850である。これは黒鉛製品の代表的メ
ーカーと認められる同社の市販する最も純粋で粒
子寸法の最も小さな黒鉛であると認められるもの
である。粒子寸法は平均直径0.5〜0.6ミクロンと
考えられる。この黒鉛は合成品ではなくて、天然
品である。最大１重量％の灰分を含むと考えられ
る。（灰分は主としてケイ素酸化物および金属酸
化物などと思われ、基本的には処理による残留外
来物質である。） 図面に、微粒散布される黒鉛を塗布するための
良好なステーシヨンの重要部分を図示してある。
各機構を回転させ、大容量リボンを案内するため
の機械的細部は、特別なものではないので特に示
していないが、通常のものでよい。商用プロセス
における供給ロール１は、今述べたようにその他
の点で完成した大容量のロールである。これが抵
抗層を外側にしてバツクアツプ・ロール３に送ら
れる。 バツクアツプ・ロール３は、リボン７およびロ
ール３を受けるためのフエルトでシールされた小
さな孔以外は密封されたアプリケータ・タンク５
中に配置されている。アプリケータ・ロール９は
軟質の人造布でできた塗布ロールである。ロール
９は黒鉛塗布の間連続的に回転し、リボン７を物
理的にこする。このロールは、タンク５の床面上
の黒鉛粉末中に浸漬して、塗布の要領で黒鉛をそ
の繊維中に含んで運ぶ。ロール９がリボン７をこ
するとき、黒鉛がリボンに移る。ロール９の運動
方向は重要ではない。 リボン７は表面に黒鉛が移つた状態でタンク５
から出て、ただちに清掃タンク１３に入る。タン
ク１３も、ロール３上でリボン７を受けるための
フエルトでシールされた小さな孔以外は密封され
ている。タンク１３中の清掃ブラシ１５がリボン
７の移動方向に回転する。ただし、回転の方向は
重要ではない。ブラシ１５もまた、軟質布の塗布
ロールであり、過剰の黒鉛を捕促する働きをす
る。真空ライン１７タンク１３中の空気から黒鉛
を掃気する。ブラシ１５の一部分がリボン７を離
れると、ブラシは、ブラシ１５の布を邪魔する位
置にある固定した棒、叩き棒１９にぶつかる。こ
の叩き棒によつて黒鉛はブラシ１５から振り落と
され、次に真空供給管１７によつて除去される。 リボン７は次にタンク１３から出て、上側の一
つの鋭い掻き落しブレード２０および縦方向に間
隔を置いて配置された２つの鋭い掻き落しブレー
ド２１および２３を通過する。ブレード２０，２
１，２３は、かみそりの刃ないしその特性をもつ
ものとすることができる。清掃ブラシ１５または
その他の清掃装置の働きが充分な場合、掻き落と
しブレード２０，２１，２３を全て省略とするこ
ともできる。上側ブレード２０は、タンク５の空
気中からリボン７のエツジ付近に沈着した黒鉛を
掻き落とすためのものである。大容量リボン７の
幅が広い場合にはそのエツジをトリミングするこ
とができる。何れにせよ、掻き落としブレード２
０，２１，２３にかかる張力は、非常に僅かであ
る。 リボン７は、テイツシユ２７のロール２５の周
りを通る。テイツシユ２７はトイレツト用紙ない
しその特性をもつものとすることができる。リボ
ン７の抵抗層側が、ロール２５の曲面の片側の大
部分を覆う。ロール２５は、リボン７の方向にや
や大きな速度で動く。（運動方向は重要ではない）
テイツシユ２７は送られてロール２７から離れ、
従つてロール２５の外面は絶えず更新される。清
掃ブラシ１５またはその他の清掃装置の働きが充
分な場合、テイツシユ２７を全く省略することが
できる。 上記の製造方法によつて、黒鉛は最終的に清掃
されて研摩され通常の方法では測定できないほど
微細なコーテイングが残る。黒鉛は、黒鉛と抵抗
層表面の固有電面効果によつて留まる。表面上に
黒鉛の銀色の外観がみえる。 完成リボンは、巻取りスプール２９に巻き取ら
れる。これは大容量ロールで、望みの幅切つてス
プールに巻きつけることができる。

【図面の簡単な説明】

図は黒鉛で被覆する態様を説明するための図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱を発生するため電流を受取る抵抗層と、上
   記抵抗層の一方の側に上記熱で溶融するマーキン
   グ材の層とを有する転写媒体に於いて、 上記一方の側の反対側の上記抵抗層の面にのみ
   上記抵抗層と接して黒鉛の層を設けたことを特徴
   とする転写媒体。