JPH02217293A - 昇華型熱転写記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技嵐光互 本発明は昇華型熱転写記録媒体に関するものである。

筑】Ｉ［１ 近年、フルカラープリンターの需要が年々増加し、この
フルカラープリンターの記録方式として電子写真方式、
インクジェット方式、感熱転写方式等があるが、この中
で保守性が容易。

騒音が無い等により感熱転写方式が多く用いられている
。

この感熱転写は、固体化したカラーインクシートと受像
紙とから成っており、レーザーやサーマルヘッド等の電
気信号により制御された熱エネルギーでインクを受容紙
に熱溶融転写又は昇華移行させて画像形成させる記録方
式である。

そしてこの感熱転写記録方式には大別して前記熱溶融転
写型と昇華移行型とがあり、特に後者は原理的にサーマ
ルヘッド等からの熱エネルギーに対応して昇華染料が単
分子状で昇華するため容易に中間調が得られ、且つ随意
に階調をコントロールすることが可能である利点を有し
、フルカラープリンターに最も適した方式と考えられる
。

但し、この感熱転写記録方式は、記録用サプライとして
カラーインクシートを用い、画像信号により選択的に加
熱記録を行なうため、１枚のフルカラー画像を得るため
に、イエロー、マゼンタ、シアン、（ブラック）のイン
クシ一トを各１枚づつ使用し、その後未使用部が存在し
ても、破棄するためランニングコストが高いという欠点
を有している。

そこで現在この欠点に着目し、インクシートを多数回使
用することにより、この欠点を改善しようとインクシー
トと受像体を等速に移動させ、繰返し利用する等速モー
ド法とインクシートの走行速度を受像体のそれより遅く
して色材層の第１回使用部分と第２回使用部分の重なり
を少しづつずらせ使用する８倍モード法とが提案されて
いる。

しかし、昇華型熱転写記録方式において、昇華、蒸発反
応が基本的に零次反応であり、等速モードにおいてはマ
ルチ使用に十分耐えられる染料量をインク層に内添して
いるにもかかわらず、印字回数が増加するにつれ急速に
特に高画像濃度部の転写濃度が低下してくるため、多数
回の印字が実質的にできないものであった。

（第２回ノンインパクト・プリンティングシンポジウム
論文集５−３）。

そこで１本発明者等は基体側から順に各々昇華性染料を
樹脂結着剤中に分散した染料供給層及び転写寄与層を積
層してなる昇華型熱転写記録媒体の転写寄与層に受像シ
ートを重ね、〔受像シートの速度〕／〔記録媒体の速度
〕〉１の条件で両者を走行させた状態で記録媒体側から
熱印字してその部分のインク層中の染料を受像シート上
に昇華転写することを特徴とする昇華型熱転写記録方法
を提案した。（特願昭６３−１７５１４７号）、シかし
ながら、８倍モード法においては、前記染料量をインク
層に内添させ、転写体と受像体とを相対的に違った速度
で走行させることによって良好な転写濃度特性を得るこ
とができるが、昇華型感熱転写方式の場合、原理的には
受像体である被染着用樹脂を軟化溶融させ染着させる方
式であるため、違った相対速度を有する転写方式では両
者間に融着及び走行摩擦力により走行不良が生ずる欠点
が発生した。

且−一カ 本発明は従来の０倍モード法における以上のような欠点
を克服した昇華型熱転写記録媒体を提供することを目的
とする。

構　　　成 本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究した結
果、基体上に、該基体側から順にそれぞれ昇華性染料を
有機結着剤中に分散させてなる染料供給層及び染料転写
寄与層を積層させてなるインクを設けた昇華型熱転写記
録媒体において、前記インク層が球状スペーサー粒子を
前記インク層から突出する状態で含有することを特徴と
する昇華型熱転写記録媒体を提供することよって前記目
的が達成できることを見出した。

直！−−本発明の昇華型熱転写記録媒体について説明す
る。

本発明の熱転写記録媒体は基体上に設けられる従来の均
質なインク層を、受像シート上に昇華性染料を昇華転写
させる機能を有する表面層としての転写寄与層と、この
表面層中に染料を拡散供給する機能を有する染料供給層
とに機能分離した複層構成にすることにより、多数回印
字における転写画像濃度の低下を改善するものである。

このような記録媒体においては加熱印字の際、昇華性染
料は転写供給層から自由表面を介して受像シート上に昇
華転写されるが、同時にこの転写供給層には下層の染料
供給層から染料が拡散供給される。この場合、高濃度の
転写画像を得るためには転写寄与層への染料供給量は転
写寄与層で消費された染料量に見合う量が望ましいこと
は勿論である。そのためには印字の際、染料供給層から
染料が転写供給層に拡散供給され易くする必要がある。

その手段としては以下に説明するように前記２層間の染
料の濃度差又は拡散係数差を利用する方法がある。

本発明者等の知見によれば、インク層中における染料の
拡散はフィックの法則、即ち、断面積ｑをｄｔ待時間通
過した染料量ｄｎは、拡散方向における染料の濃度勾配
をｄｃ／ｄｘとし、Ｄを熱印加されたときのインク層中
の各部位の平均拡散係数としたとき、 ｄｎ　　＝　　−Ｄ　　（ｄｃ／ｄｘ）　　ｑｄｔの関
係が適用される。

そこで、染料供給層から転写寄与層に昇華性染料が拡散
供給されやすくするための手段としては。

■、染料濃度に関して、染料供給層〉転写寄与層の関係
とさせること、および／または■、それぞれの層中にお
ける拡散係数に関して、染料供給層〉転写寄与層の関係
とさせる手段がある。更に上記■に関して拡散係数を操
作する具体的方法としては、例えば、酒井豊子他繊維学
会誌ＶＯ１，３０，Ｎ（１１２（１９７４）　　：黒木
宣彦著「染色理論化学」槙書店発行ｐ、５０３〜；第１
回ノンインパクトプリンティング技術シンポジューム論
文集３−５等で紹介されている。これらを参考にし、上
記■の手段を実現させる具体的方法としては、例えば、 （１）　　拡散係数は、染料−有機結着剤間の水素結合
等による染料拡散に対するエネルギー的抑制効果により
影響されるので、転写寄与層の結着剤として、昇華性染
料と水素結合し易い陽子供給性基又は陽子受容性基を多
く有する有機高分子材料を用いる方法、 （２）拡散係数は、染料を分散している有機結着剤のガ
ラス転移または軟化温度依存性があり１本プロセスにお
ける印字中の層の昇温特性よりガラス転移または軟化温
度が低い方が拡散係数が大となり、従って染料供給層の
有機結着剤として、転写寄与層のそれより低ガラス転移
温度または低軟化温度の物質を用いる方法。

（３）染料供給層中の少なくとも一種の有機結着剤と相
溶性を有し、且つ転写寄与層中の全ての有機結着剤と非
相溶性である可塑剤を染料供給層中に含有させる方法、
及び （４）上記（１）、（２）及び（３）の方法を適当に組
合せて行なう方法。

等が挙げられるが、上記拡散係数の関係が満足されれば
、これらの方法に限らないことは、言うまでもない。

本発明における染料供給層および転写寄与層の材料処方
設計をする上で、上記■および／または■の手段が有用
であり、これらの効果により意図した改善が実現してい
るか否かを確認する簡単な方法として、染料供給層およ
び転写寄与層の各処方にて同一付着量を基体上に単独層
として形成し、各々をそれぞれ別々の受像層と重ね合わ
せ、一定の昇華温度を印加したとき、昇華転写量が染料
供給層〉転写寄与層の関係になるかどうか調べる方法が
ある。

さらにまた、受像シートの速度をインクシートの速度の
ｎ倍（ｎ＞１）にして両シートを走行させた状態で繰返
し印字するｎ倍モード法と上記インクシートとを組み合
わせることにより。

さらに良好なる多数回印字を可能にしたが、時として、
ｎ倍モード記録時には、インクシートのインク層と受紙
の受容層との摩擦、密着が増大し、インク層が剥離し、
受紙側へ転移する問題があった。そこで、本発明者等は
、インク層が球状スペーサー粒子を該インク層から突出
する状態で含有させることにより、例えば、インク層中
にインク層厚より大きい粒径をもつ球状のスペーサー粒
子を入れることにより、剥離及びインク層転移を防止し
た。インク層に含まれる球状スペーサ粒子は粒子のバイ
ンダーに対する体積比率が１０−”〜１０２の範囲内に
あるもがすぐれた効果をもつ、これにより低い比率では
スペーサ粒子の効果は顕著ではなく、高い比率ではバイ
ンダーで十分に結着されない、この中でも１０−２〜ｌ
Ｏの比率が最も効果が大きい、又、スペーサーの機能を
十分に発揮するためには、各画素に対応する転写基体当
り、最低３個のスペーサ粒子が存在することが必要とな
り、この密度以下でしか存在しないと、スペーサーとし
ての機能は不十分で、画像にノイズが発生する。

スペーサ粒子を構成する材料は金属、金属酸化物、金属
硫化物、金属炭化物、黒鉛、カーボンブラック、シリコ
ンカーバイド、鉱物、無機塩、有機顔料または高分子組
成物のうちのどれかから選ばれる。効果の高いものの一
例を以下に列挙する。

金属ニアルミニウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、銅
、亜鉛、銀、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、および
これらを主体とする合金。

金属酸化物：アルミナ、酸化ベリリウム、酸化マグネシ
ウム、亜酸化銅、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ
、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化鉄、酸化コバルト、酸
化ニッケル、酸化マンガン、酸化タンタル、酸化バナジ
ウム、酸化タングステン、酸化モリブデンおよびこれら
の化合物に不純物をドープしたもの。

金属硫化物：硫化銅、硫化亜鉛、硫化スズ、硫化モリブ
デン。

鉱物：土鉱物、石灰鉱物、ストロンチウム鉱物、バリウ
ム鉱物、ジルコニウム鉱物、チタニウム鉱物、スズ鉱物
、リン鉱物、アルミニウム鉱物（ろう石、カオリン、ク
レー）、ケイ素鉱物（石英、雲母、タルク、ゼオライト
、ケイソウ土）。

無機塩：アルカリ土金属元素の炭酸塩または硫酸塩（炭
酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム
、炭酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、
硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム）、金属ケイ酸塩を
主体とするもの。

高分子組成物：フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタ
ン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、
ジアリルフタレート樹脂。

アルキッド樹脂、アセタール樹脂、アクリル樹脂、メタ
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂、デ
ンプンおよびその誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、塩素化ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリジビニルベ
ンゼン、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリビニ
ルアルコール、ポリカーボネイト、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェ
ニレンスルフィド、ポリエーテルエーケルケイト、ポリ
アミノビスマレイミド、ボリアリレート、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、
ポリアクリロニトリル、ベンゾグアナミン樹脂およびこ
れらを主体とする組成物。

これらの材料はどれも大きな機械的強度をもち、たとえ
ば、転写体と受像体とを密着させる圧力で破壊されず１
本発明の目的を達成するのに適している。また、上に述
べた高分子組成物以外にも融点または軟化点が２００℃
以上のものはとくに効果が大きい、また、例えば、イン
ク層厚みを１〜８μｍに形成した場合、スペーサ粒子は
１〜１２μｍが最も効果が大きい。

従来の粒状染料を使用する方式では、ドツト抜は等の画
質低下をもたらす空気層の介在を防止するために被染着
層とインク層とを完全密着させる必要性から染料を超微
細粒子として使用してきた。しかしながら、前記のよう
に超微細粒子の染料を使用した場合にはマルチ印字にお
いて、ａ度低下が著しい欠点がある０本発明はこの欠点
を解決するために、できるだけ粒径の大きい染料粒子を
使用することを第１の特徴としている。染料粒子の粒径
が大きいと、転写に寄与する層の染料濃度が非常に大き
いため、１回の印字によって減少する染料量が無視でき
ることとなり、良好なマルチ印字が可能となる。

本発明で使用される昇華性染料の具体例としては６０℃
以上で昇華あるいは気化する染料であり、主に分散染料
、油溶性染料など熱転写捺染で使用されるものであれば
良＜、Ｃ，１，デイスパースイエローの１，３，８，９
，１６，４１，５４，６０，７７、１１６など、　Ｃ，
１，デイスパースレッドの１．４，６，１１，１５，１
７゜５５．５９，６０，７３，８３など、　Ｃ，１，デ
イスパースブルーの３，１４，１９，２６，５６，６０
，６４，７２，９９，１０８など、　Ｃ，Ｉ。

ソルベントイエローの７７．１１６など、Ｃ，１，ソル
ベントレッドの２３．２５．２７など、　Ｃ，１，ソル
ベントブルーの３６．８３，１０５などが挙げられる。

これらの染料は一種で使用可能であるが、数種混合して
も使用可能である。

上記染料を結着させるバインダーとしては、特に前記し
た突出した球形スペーサー粒子を。

記録時の摩擦力が増した時に、はがれたり、取り出され
ないように、強固に結着するものが好ましい、従ってエ
ポキシ樹脂、メラミン樹脂。

フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリエステル樹脂等で熱硬化可能な樹脂
が好ましい。

また、必要ならば、潤滑剤等を入れることも可能である
。潤滑剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、
メチルフェニルポリシロキサン、メチルハイドロジエン
ポリシロキサン、フッ素シリコーン油、その他の各種変
性シリコーン油（エポキシ変性、アルキル変性、アミノ
変性、カルボキシル変性、アルコール変性、ポリエーテ
ル変性、アルキル・アラルキル・ポリエーテル変性、エ
ポキシ・ポリエーテル変性等）、ポリオキシアルキレン
グリコール等の有機化合物とシリコーンの共重合体等の
シリコーン系潤滑性物質、有機金属塩、フルオロアルキ
ル化合物の各種フッ素系界面活性剤、三弗化塩化エチレ
ンの低重合物等のフッ素系潤滑性物質、アルキルベンゼ
ン、ポリブテン、アルキルナフタレン、アルキルジフェ
ニルエタン、リン酸エステル、ポリアルキレンゲリコー
ル油等の合成油。

飽和炭化水素、動植物油、鉱物等がある。

これらの染料粒子と高分子物質バインダーとの混合比は
染料濃度１０〜３００％、好ましくは４０〜２００％程
度である。

さらにインク層の膜厚は１μ〜２０μ、好ましくは３μ
〜８μ程度である。

なお、慣用手段によって基体とインク層との間に接着層
を設けたり、基体裏面に耐熱性潤滑層を設けたりするこ
とは必要に応じて適宜成すことができる。

また熱印字手段としてはサーマルヘッドの他、熱印版、
レーザー光（この場合は基体をレーザー光の吸収によっ
て発熱するものを使用する。）或いは基体及び／又はイ
ンク層を通電性にして発生するジュール熱を利用する方
法等が使用できる。このうち、媒体中で発生するジュー
ル熱を用いる、いわゆる通電感熱転写法が最もよく知ら
れ、例えば米国特許筒４，１０３，０６６号、特開昭５
７−１４０６０号、特開昭５７−１１０８０号、特開昭
５９−９０９６号等、多くの文献に記載されている。

この通電転写法に用いる場合には基体として。

比較的耐熱性の良いポリエステル、ポリカーボネート、
トリアセチルセルロース、ポリアミド、ポリイミド、芳
香族ポリアミド等の樹脂に、アルミニウム、銅、鉄、錫
、亜鉛、ニッケル、モリブデン、銀等の金属粉及び／又
はカーボンブラック等の導電性粉末を分散させて抵抗値
を絶縁体と良導体との中間に調整したもの、またこれら
の基体に前述のような導電性金属を蒸着またはスパッタ
リングさせたものを用いれば良い。

これらの基体の厚さはジュール熱の伝導効率を考慮する
と、２〜１５ミクロン程度であることが望ましい。

また、レーザー光転写法に用いる場合には、基体として
レーザー光を吸収し１発熱する材料を選べば良い０例え
ば従来の熱転写用フィルムにカーボン等の光吸収熱変換
材を含有させるか。

又はこのような光吸収層を支持体の表面又は裏面に形成
したものが使用される。

以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない、
なお、部は全て重量部である。

実施例１ ［染料供給層用組成物］ 重象印 溶剤： トルエン メチルエチルケトン 結着剤：ポリビニルブチラール樹脂ＢＸ−１昇華性染料
二カセットブルーフ１４ 溶剤：　　トルエン　　　　　　　　　　　　　１００
メチルエチルケトン　　　　　　　　１００上記各組成
物をボールミルにて分散せしめ、これら分散液を用いて
第１図に示すような構造の昇華型熱転写記録媒体を下記
のようにして作成した。

ます、基体１として、８．５μ■ポリイミドフイルム（
東しデュポン（株）製）にワイヤーバーを用いて上記染
料供給層４用分散液を塗布乾燥してインク層付着量、４
．０ｇ／ｍ”の染料供給層を形成した後、５０℃の恒温
槽にて約４８時間保存し、インク層を十分熱硬化させる
。その上に転写寄与層５用分散液を塗布乾燥してインク
層付着量、約０．６ｇ／＋＊”の転写寄与層を形成する
ことにより昇華型熱転写記録媒体を作成した。

次にこの記録媒体のインク層２面に受像紙（日立ビデオ
プリンターｖｙ−ｓｏ用サプライＶＹ−５１００）を重
ね、記録媒体側からサーマルヘッド６を用いて最高印加
エネルギー２．２１ｍｊ／ドツト及び受像紙と記録媒体
との速度比ｎ＝１〜１５　（図中Ｖは速度）の条件で印
字記録を行なった。

実施例２ 染料供給層用組成物を下記処方に変えた他は実施例１と
同じ方法で昇華型熱転写記録媒体を作成し、以下この記
録媒体を用いて実施例１と同様に速度比を変えて印字記
録を行なった。

［染料供給層用組成物］ 里盈脛 スペーサー粒子：　アルミナ（平均粒径７．０μ）ＩＯ
溶剤：　トルエン　　　　　　　　　　　　　　７５メ
チルエチルケトン　　　　　　　　　７５これら実施例
１〜２のカラーインクシートを用い、第１図に示すよう
に、受像体３として日立ビデオプリンター用受像紙ＶＹ
−３１００を用い、サーマルヘッド４によって、以下の
印字条件にて印字記録を行った。

印加電力　　　＝４４２閣Ｖ／ドツト サーマルヘッド：６ドツト／ｍ一部分グレーズタイプ受
像紙と記録媒体との速度比二〇：１〜１５この結果、第
２図に示すように、速度比を上げても濃度低下のほとん
どない良好な印字特性を得（転写濃度で示す）、且つ、
インク層等からの剥離及び転写による異常画像は発生し
なかった。

効　　　果 以上のように、インク層が染料供給層と染料転写寄与層
とに機能分離され、且つ、スペーサー粒子を含有する本
発明の昇華型熱転写記録媒体を、ｎ倍モード法と組合せ
た場合、ｎ値の増大によっても転写画像濃度の低下が殆
んどなく。

従って充分満足し得る多数回印字が可能で、且つインク
層の剥離、転写等による異常画像は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明昇華型熱転写記録媒体の説明図であり、
第２図は実施例１及び２における受像シート／熱転写記
録媒体の速度比と転写画像濃度との関係を示すグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基体上に、該基体側から順にそれぞれ昇華性染料を
   有機結着剤中に分散させてなる染料供給層及び染料転写
   寄与層を積層させてなるインクを設けた昇華型熱転写記
   録媒体において、該インク層が球状スペーサー粒子を該
   インク層から突出する状態に含有することを特徴とする
   昇華型熱転写記録媒体。