JPH02227295A - 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】 致亙分更 本発明は昇華型熱転写記録媒体に関するものである。

従】ｑ（４ 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
写型と昇華転写型とがあり、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、この昇華型転写記録方式は、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
クシートを各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Ｎ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中に含ませ
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。

そこで、本発明者等は、特願昭６３−６２８６６号にお
いて、積層構造の昇華型感熱転写記録媒体を提案し、″
染料供給層と染料転写寄与層との間において、染料放出
能を染料供給層〉染料転写寄与層とすること′″により
多数回記録での濃度低下を改善した。

一方、多数回記録の品質の向上に伴って、静電気に帰因
する欠点が目立ってきた。たとえば。

シートの走行や摩擦によって生じる静電気的な引力によ
りごみが吸引されて、熱転写シートと受紙の間、もしく
は、サーマルヘッドと熱転写シートの間等にごみが付着
することにより記録の抜け（部分的に記録がなされない
こと）、サーマルヘッドの素子等の損傷、各シートのた
るみ、走行不良等があり、特に、本発明の如き、多数回
方式には、より大きな問題になっている。

１−一昨 本発明は印字回数の増加によっても転写濃度の急速な減
少を起こさず、しかも、静電気的な引力による上記した
諸欠点を解消し、かつ走行がスムースで記録の抜けやム
ラの少ない昇華型熱転写記録媒体を提供することを目的
とする。

盪−一双 本発明は、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昇華型熱転写媒体におい
て、前記基体の裏面に帯電防止剤を含有する樹脂からな
る帯電防止層を薄く積層したことを特徴とする昇華型熱
転写記録媒体から成る。

本発明の昇華型熱転写記録媒体は第１図に図示したよう
な構成をとる。ここで、１は記録媒体の基体を示し、２
は染料供給層４及び染料転写寄与層５からなるインク層
を示し、３は帯電防止層を示す、受像体は基体８上に受
像層７を設けたものからなる。

帯電防止層は被熱転写シートの取扱い時の帯電により被
熱転写シート上に発生した電荷を逃がしやすくするため
に設けるものであり、導電性を有する材料であれば、い
ずれの材料を用いて形成してもよいが、通常は帯電防止
剤と称されるものを樹脂中に練り込んだ混合物を使用し
て形成する。

帯電防止剤としては陽イオン型界面活性剤（例えば第４
級アンモニウム塩、ポリアミン誘導体など）、陰イオン
型界面活性剤（例えば、アルキルホスフェートなど）、
両性イオン型界面活性剤（例えばベタイン型のものなど
）、もしくは非イオン型界面活性剤（例えば脂肪酸エス
テルなど）が使用でき、更に、ポリシロキサン系のもの
も使用できる。上記の帯電防止剤に関連して両性イオン
型界面活性剤もしくは陽イオン型の水溶性アクリル樹脂
又は水溶性ポリスチレン樹脂等は、結合材なしに単独で
塗料化し。

乾燥時塗布量が０．１〜２ｇ／ｒｆ程度の塗膜を形成す
ることにより帯電防止層とすることができ。

このような水溶性樹脂は高温度下においても熱転写層の
色材層（積み重ねたり巻くことにより帯電防止層と接触
する）に影響を与えて染料を溶解することがないので好
ましい。

一方、電子伝導性の優れた無機微粉末も挙げられ１例え
ば、酸化チタンもしくは酸化亜鉛等の微粉末にドーピン
グ（酸化チタンや酸化亜鉛に不純物をまぜて焼き、酸化
チタンや酸化亜鉛の結晶格子を乱して半導電性とする処
理）を行なったもの、又は、酸化錫などの微粉末を使用
することができる。

上記した帯電防止剤はバインダーとなるべき樹脂を溶解
させた有機溶剤中に溶解もしくは分散させて使用する。

バインダーとなるべき樹脂は、（ａ）熱硬化性樹脂、例
えば熱硬化性のポリアクリル酸エステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂、又は、（ｂ）熱可塑樹脂、例えばポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹
脂、などから選ばれた樹脂が好ましい。

調製した導電性塗料は通常の塗布方法、例えばブレード
コーター、グラビアコーターなどによってコーティング
するのが一般的であり、或いはスプレーコーティングに
よってもよい。

帯電防止層の厚みは０．１〜５μｍ、好ましくは０．１
〜３μｍであり、塗布、乾燥後（場合によっては硬化後
）の帯電防止層の表面固有抵抗が１×１０１′′ΩｃＩ
１１以下になるよう、バインダーと帯電防止剤の比を決
定する。なお１両性イオン型もしくは陽イオン型の水溶
性アクリル樹脂は、アルコール溶液とし、帯電防止剤と
してバインダーに対し、固形分で５〜３０重量％添加し
、塗料化して使用することもできる。

帯電防止層には、必要ならば離型剤又はフィラー等を含
有させても構わない。

前記染料供給層及び染料転写寄与層は、その各処方にて
同一付着量を基体上にそれぞれ単独層として形成し、そ
の各々を別々の受像層と重ね合わせ、両者に同一の熱エ
ネルギーを印加したとき、それぞれの受像層への染料転
写量が、染料供給層〉染料転写寄与層 の関係にある。

熱転写はサーマルヘッドによって行ってもよいが、支持
体層及び／又はインク層を通電によりジュール熱を発生
するように調整し、通電転写によって行ってもよい。

また、支持体として、レーザー光を吸収し、発熱する材
料を選択することによってレーザー転写法を利用するこ
とも可能である。

本発明の知見によれば、インク層中における染料の拡散
はフィックの法則すなわち、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
ｄａ／ｄｘとし、Ｕ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　　＝　−７５（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。

１、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．　Ｎａ１２　（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、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、 （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ｌおよび／または■は手段が有用
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ような各層を選択する
方法がある。

次に転写寄与層の厚さは、一般的には０．０５〜５μ履
、好ましくは、０．１〜２μ鳳である。また染料供給層
の厚さは一般的には０．１〜２０μｍ、好ましくは０．
５〜１０μ墓である。

又、本発明の転写寄与層及び染料供給層に使用される昇
華性染料、結着剤等は公知のものが使用できる。

昇華性染料としては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く１例えば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１．４，６，１１，１５，１７，５５，５９，６０，
７３．８３など、Ｃ，１，デイスパースブルーの３．１
４，１９，２６，５６，６０゜６４．７２，９９，１０
８など、　Ｃ，１，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、これらの染料の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。

染料転写寄与層及び染料供給層に使用される結着剤には
熱可塑性又は熱硬化性樹脂が用いられ、そのうち比較的
高ガラス転移点または高軟化性を有する樹脂としては、
例えば、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリアミド
、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポ
リプロピレン、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエ
ステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂
、フッソ樹脂、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、天然ゴ
ム、合成ゴム、ポリビニルアルコール、セルロース樹脂
等が挙げられる。

これらの樹脂は一種で使用できるが、数種を混合するか
、さらに共重合体を使用しても良い。

さらに染料転写寄与層と染料供給層との間においてガラ
ス転移又は軟化温度に対し差をつける場合、ガラス転移
温度０℃以下、又は軟化温度６０℃以下の樹脂又は天然
、合成ゴムが好ましく、具体的には、 シンジオタクチック１，２−ポリブタジェン（市販品と
してＪＳＲＲＢ８１０，８２０，８３０日本合成ゴム）
；酸又は非酸性酸を含むオレフィンコポリマー及びター
ポリマー（市販品としてデクソンＸＥＡ−７、デクソン
ケミカル）；エチレン−酸ピコポリマー（市販品として
４００＆４００Ａ、４０５．４３０、アライド・ファイ
バーズ＆プラスチックス；　Ｐ−３３０７（ＥＶ１５０
）、Ｐ−２８０７（ＩｌｉＶ２５０）、　Ｅ井・デュポ
ンポリケミカル）；低分子量ポリオレフィン系ポリオー
ル及びその誘導体（市販品としてポリナールＨ１ＨＥ三
菱化成工業）；臭素化エポキシ樹脂（ＹＤＢ−３４０、
４００，５００，６００束都化学）；ノボラック型エポ
キシ樹脂（ＹＤＣＮ−７０１，７０２，７０３東部化学
）；熱可塑性アクリルツルージョン（タイヤナールＬＲ
１０７５，１０８０，１０８１，１０８２，１０６３，
１０７９三菱レイヨン）；熱可塑性アクリルエマルジョ
ン（ＬＸ−４００、ＬＸ−４５０，三菱レイヨン）：ポ
リエチレンオキサイド（アルコックスＥ−３０，４５，
アルコックスＲ−１５０，４００，１０００明成化学工
業）；カプロラクトンボリオール（プラクセル）ｌ−１
，４，７，ダイセル化学工業）；などが好ましく、特に
、ポリエチレンオキサイド、ポリカプロラクトンポリオ
ールが実用上有用であり、又先に記した、熱可塑性又は
熱硬化樹脂と上記１種又は数種と混合した形で用いるの
が好ましい。

転写寄与層の染料濃度は通常５〜８０％、好ましくは、
　１０〜６０％程度である。

又、染料供給層の染料濃度については、５〜８０％の染
料濃度が好ましいが、染料転写寄与層と染料供給層との
間に染料濃度勾配をつける場合染料転写寄与層染料濃度
に対し、１．１〜５倍。

好ましくは、１．５〜３倍が望ましい。

染料の供給を長時間安定に継続し、印字特性を良好に保
つために、染料供給層は少なくとも未溶解粒子状の昇華
性染料を含んでいるのが好ましい、ここで、未溶解粒子
状染料とは、インク層形成時インク（有機結着剤＋昇華
性染料十溶剤）を塗布乾燥後、有機結着剤に溶けきれず
。

粒子状として析出する染料を意味し、同一の結着剤及び
染料でも溶剤により未溶解粒子状染料の存在状況が異な
る。未溶解粒子状染料の存在の有無は染料供給層形成後
、電子顕微鏡により容易に識別できる。未溶解粒子状染
料の粒径は染料供給層の層厚によって異なるが、　０．
０１μ鳳〜２０μ■、好ましくは１．０μ■〜５μ−で
ある。

又、染料転写寄与層中での染料状態は、実際に転写に寄
与する単分子状で分散していることが、転写濃度ムラ発
生防止や、染料供給層と染料転写寄与層との間の染料濃
度勾配を安定に保つことから望ましい。

又、基体シートとしてはコンデンサーペーパー、ポリエ
ステルフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリサルホン
フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム等
のフィルムが使用され、基体シートと染料供給層との間
には必要に応じて従来慣用の接着層などを設けても良く
、また、基体シートの裏面には必要に応じて従来慣用の
耐熱性潤滑層を設けても良い。

記録時の熱転写体における染料供給層から染料転写寄与
層への昇華性染料の供給を何ら防げることなく、非記録
時（保存中）の熱転写体における染料供給層から染料転
写寄与層またはその表面への昇華性染料の移動を防止す
るために染料供給層と染料転写寄与層との間に中間層を
設けても良い。

さらには地汚れを防止するために染料転写寄与層上に感
度低下を生じない程度の、上記中間層に示すような層や
受像層との融着防止層を形成しても良い。

前記方法（３）でいう染料供給層に含有させる可塑剤と
は、樹脂の分子間に入り込み、樹脂の硬い網状構造の原
因であるファン・デル・ワールス結合を弱め、結果的に
樹脂の２次転移点を低下させる物質であり、又、相溶性
とは樹脂と可塑剤とが互いに親和性を持ち、ゲル化速度
が速く、成形後も可塑剤が分離しないものと定義する。

また、具体的には、可塑剤と樹脂の相溶性を考慮しなが
ら、可塑剤について言及した書物、文献、カタログ等、
例えば、山田接着、［プラスチック配合剤」（大成社発
行、ｐ、　１７−）やｒ　９８８７の化学商品」（化学
工業日報社発行、ρ。

７４５−）等に記載されているものから自由に選択でき
る。

これらから例示すると、下表のような組合せが挙げられ
る。

（以下余白） これらの組合せで可塑剤と相溶性樹脂は染料供給層に使
用し、また非相溶性樹脂は転写寄与層に使用する。又、
好ましい可塑剤としては耐熱性、揮発性に優れた上表に
記したものが好ましく、さらに可塑剤の樹脂に対する配
合比は１０〜１００％、好ましくは１０〜５０％である
。

今まで染料層を２層に分けた例について述べて来たが、
適切な染料転写量の差を生じさせ、本発明が意図する機
能分離ができれば染料層を２層以上の多層にすることも
可能である。

以上の説明は感熱ヘッドを用いての記録方法により説明
したが、本発明の転写媒体は、記録熱エネルギーを感熱
ヘッド以外の方法によって付与する記録方法、例えば、
熱印版、レーザー光、あるいは支持体等媒体中で発生す
るジュール熱による方法に対しても用いることができる
。

このうち、媒体中で発生するジュール熱を用いる。所謂
通電感熱転写法が最もよく知られ、例えばＵＳＰ４，１
０３，０６６、特開昭５７−１４０６０．特開昭５７−
１１０８０、あるいは特開昭５９−９０９６等の多くの
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支持体として比較的耐
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、ナイロン。

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支
持体、またこれらの支持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支持体を用いれば良い
、これらの支持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、支持体とし
てレーザー光を吸収し１発熱する材質を選べば良い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、又は吸収層を支持体の表、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基づいてさらに具体的に
説明するが１本発明はこれらに限定されるものではない
。

実施例１ ８．５μ■ポリイミドフイルム（東しデュボン製）を基
体１として使用し、この上にワイヤバーを用いて帯電防
止層として下記処方の混合液を０゜５μ層の厚さで塗布
し、　１００℃で１分間乾燥し、帯電防止層３を形成し
た。

重量部 水 エタノール 次いで。

重量部 溶剤 トルエン メチルエチルケトン 上記処方において、染料供給層用処方では上記昇華性染
料を２０重量部とし、染料転写寄与層用処方では上記昇
華性染料を１０重量部とし、それぞれの組成物を２４時
間ボールミルにて分散せしめた。

次に、第１図に示したような構造の昇華型感熱転写媒体
を下記のように作成した。

前記帯電防止層を設けた逆の面のポリイミドフィルム上
にワイヤバーを用いて、インク層２の中の上記染料供給
層４用インクを膜厚２．４０μｍ塗布後、さらにその上
にインク層２の中の上記染料転写寄与層５用インクを０
．６１μ！１塗布し、乾燥し、昇華型熱転写記録媒体を
作成した。

（以下余白） 実施例２ 帯電防止層形成液として、下記処方のものを使用した以
外は、実施例１と全く同様にして昇華型熱転写媒体を形
成した。

重量部 ポリビニルアルコール　　　　　　　　２水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００実施例３ 基体１として、シリカ微粉末を含有した熱硬化アクリル
樹脂からなる滑性耐熱層を約０．８μＩ設けた約６．０
μｍの芳香族ポリアミドフィルムＴＸ−Ｉ（東し製）を
使用し、滑性耐熱層側に実施例１と同様の帯電防止層を
形成した以外は、実施例１と全く同様にして昇華型熱転
写媒体を形成した。

以上の昇華転写記録媒体に対して、受像媒体としては、
下記の処方の混合液を１５０μｍ厚の合成紙８上にワイ
ヤバーにて塗布し、約５μ朧の受容層７を設けたものを
使用した。

重量部 トルエン　　　　　　　　　　　　　　５０メチルエチ
ルケトン　　　　　　　　　５０第１図に示すように、
上記受容層７上に、サーマルヘッド６を用いて印字条件
として印加電力４４２＋＋Ｗ／ドツト、最高印加エネル
ギー２．２１ｍＪ／ドツトにて同一箇所による多数回印
字を行なった結果を第２図に示す。但し、印字濃度（光
学的濃度）はマクベス濃度計ＲＤ−５１４を用塾）て評
価した。第２図は印字回数と飽和画像濃度との関係を示
すものであるが、実施例１〜３の熱転写記録媒体は印字
回数を７回まで増加させても画像濃度は１回目の印字と
実質的に差異が見られなかった。このように１本発明の
熱転写記録媒体は多数回印字を行っても印字濃度が低下
することなく、良好な多数回印字特性を有することがわ
かった。

以上は１画像を画像濃度というマクロ的に見た結果であ
るが、さらにミクロ的に見ると、実施例１〜３には１画
像抜けのない美しい階調画像が得られた。

また、実施例１〜３のシートでは、しわがほとんど発生
せず、ごみの付着も見られなかった。

効　　　果 以上述べたようにインク層構成の改善された本発明の昇
華型熱転写体は多数回印字を行っても印字濃度が実質的
に低下せず、良好な多数回印字特性を備え、さらに静電
気的引力によって生じるトラブルを解消し、かつ走行が
スムースで記録の抜けやムラの少ない画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の昇華型感熱転写体の構造を示す説明図
である。 第２図は本発明の昇華型熱転写体の飽和印字濃度と印字
回数との関係を示すグラフである。 １．８・・・基　体　　　２・・・インク層３・・・帯
電防止層 ４・・・染料供給層 ５・・・転写寄与層 ６・・・サーマルヘッド ７・・・受容層 特 許 出 願 人 株 式

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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昇華型熱転写記録媒体で、前記
   基体の裏面に帯電防止層が積層されていることを特徴と
   する昇華型熱転写記録媒体。 ２、前記染料供給層が少なくとも未溶解粒子状の昇華性
   染料を含んでおり、前記染料転写寄与層が少なくとも分
   子分散状の昇華性染料を含んでいる請求項１記載の昇華
   型熱転写記録媒体。