JPH02252580A - レーザ記録用熱転写シートおよびそれを使用した画像記録方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、昇華型熱転写記録に関し、微細なスポット加
熱が容易でかつ高速記録可能なレーザエネルギを利用す
る新たな熱転写シートおよび画像記録方法であ□る。

（従来の技術とその問題点） 従来、熱転写記録方法として、二つの方法が提案されて
いる。

その一つは熱源としてサーマルヘッド等の電気的発熱素
子を利用するサーマルプリンタによる方法であり、他の
一つは熱源としてレーザ光やキセノンランプ等の光学的
方法を利用する光プリンタによる方法である。

前者は、転写シートを介して紙等の被転写体（以後、受
像紙と呼ぶ）に圧着したサーマルヘッドの発熱素子を選
択的に通電することで、転写シートの染料を溶融、拡散
または昇華させ、受像紙に吸着させて所定の画像を記録
するものである。

一方、後者は、透明支持体上に光吸収発熱体とともに塗
布された染料にレーザ光を照射して、レーザ光が光吸収
発熱体に吸収されて発せられる熱により、所定の文字や
絵柄などを構成する部分の染料を溶融、拡散または昇華
し、透明支持体に対向して設けられた紙などの受像紙に
染料を吸着して所定の画像を記録するものである。

このような光プリンタの分野における転写シートの構成
物としては、光吸収発熱体としてカーボンブラック、バ
インダ樹脂としてニトロセルロースを用い、これに発色
材としての染料を分散混合したものが知られている。

これらの材料を用いることで、カーボンブラックにより
光の吸収を促進し、発熱速度を高めるとともに、バイン
ダ樹脂であるニトロセルロースの急激燃焼作用を利用し
て、約１８０°Ｃにてニトロセルロースの瞬間的燃焼を
図り、その燃焼熱により染料を溶融、拡散または昇華せ
しめて受像紙に吸着して所定の画像記録を行うことがで
きる。

まず、サーマルヘッドを熱源としてより高精細、高解像
度の転写画像を記録させる場合には、サーマルヘッドが
高価になること、製造上、発熱素子の大きさを微小にす
ることや発熱素子からの発生熱量を制御することが困難
である等の問題がある。

また大面積の画像記録の場合にも、操作するラインヘッ
ドの製造が実質的に極めて困難であるといった問題があ
る。

さらに、より高速記録を目的としてサーマルヘッドに設
けられた発熱素子の発熱温度を上げると、転写フィルム
の支持体がその温度に耐えられない等の問題もある。

レーザを熱源として用いれば、上記の問題は解消される
が、ここで新たな問題が発生する。

従来の記録材料（カーボンブラック、ニトロセルロース
、染料）を用いると記録速度は向上するが、レーザ光の
焦点においてニトロセルロースの急激燃焼（熱分解反応
）が起こると染料の溶融、拡散または昇華による転写と
ともに、光吸収発熱体であるカーボンブラックも同時に
吹き飛ばされ（ｂｌｏｗ−ｏｆｆ）　、受像紙表面に飛
散付着して、画像の質を著しく損なうことになる。

（発明が解決しようとする課題） また、従来、光記録材料である光吸収発熱体と染料を分
離し、光吸収発熱体としてカーボンブラック、バインダ
樹脂としてニトロセルロースを用いて形成した光吸収発
熱層、また昇華性の染料をそれと相溶性（溶解性）のあ
る樹脂（熱可塑性樹脂）に分散させて形成した色材層を
、透明支持体上にこの順に積層することで、光を吸収し
て熱変換する働きと、その熱により染料が溶融、拡散ま
たは昇華して受像紙に転写する働きの二つの作用に機能
分割したものは公知であった。

この方法によれば、照射されるレーザエネルギを均一に
かつ効率よく活用できる。だが、この場合も前記の、受
像紙への光吸収発熱材の問題は解消されない。

本発明は、前記の問題点を解決し、光吸収発熱層の構成
成分樹脂や光吸収発熱体等の受像紙上への飛散付着を防
止し、画像汚れがなく、鮮明な色調の高画質画像を得る
ための新たな転写シートおよびこれを用いた画像記録法
を提供することである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は、 （１）透明支持体（１）、光吸収発熱材がバインダ内に
分散している光吸収発熱層（２）、光吸収発熱Ｈの飛散
を防止する金属薄膜層（３）および昇華性染料を含む色
材層（４）が、（１）、（２）、（３）、（４）の順に
積層されていることを特徴とするレーザ記録用熱転写シ
ート。

（２）請求項第１に記載のレーザ記録用熱転写シートと
被転写体とを接触させて、透明支持体側からレーザエネ
ルギを照射することにより被転写体に昇華性染料を転写
することを特徴とする画像記録方法。

を提供する。

本発明においては、光吸収発熱層と色材層の間に金属薄
膜層が形成されているために、この層が光吸収発熱体の
、色材層あるいは受像紙への飛散付着を防止することに
なる。

また光吸収発熱層において吸収されるレーザエネルギー
の効率を最大限に高められる。つまり、光吸収発熱層で
吸収されずに透過する光が光吸収発熱層と金属薄膜層の
境界面で反射され、光吸収発熱層内で再吸収される。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のレーザ記録用熱転写シート６の断面図
である。

透明支持体１上に光吸収発熱Ｎ２が形成され、その上に
ブロック層３、更に色材層４と続いて形成されている。

透明支持体１は光吸収発熱層２、ブロック層３と色材層
４を機械的に支持する働きを成す強さを有し、その材質
は、光透過性で耐熱性を有し、且つ光吸収発熱層との接
着性を有するものであれば良い。形状は目的に応じてと
くに制限はないが、通常、フィルム状、シート状などで
あればよい。

材料としては目的に応じて広く選択できるが例えば、プ
ラスチックフィルム、ガラス、紙等が使用できる。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や芳香族ポリア
ミド（アラミド）等の透明フィルムが好ましい。また、
材料の厚さについても特に限定を受けないが、製造上及
び使用上の問題から通常、２〜７５μｍ、好ましくは２
〜２０ａｍ程度である。

光吸収発熱層２は、光を吸収して発熱する働きがあり、
光吸収発熱体が結合材中に微分散状で保持されている。

本発明に用い得るレーザ光は紫外光域、赤外光域および
可視光域のレーザである。

光吸収機能を成す材料としては、いわゆる光吸収材料で
あればすべて用いることができるが、特に熱源として半
導体レーザを用いる場合には半導体レーザの発振波長に
吸収を持つ物質としてカーボンブラック、グラファイト
やフタロシアニン系、ジチオールニッケル錯体系、ナフ
トキノン・アントラキノン系、シアニン系等の色素が挙
げれる。

なかでも安価で入手し易く熱変換率の良いカーボンブラ
ックが適当である。

バインド（結着）機能を成す材料（バインダ）としては
、天然樹脂及びその誘導体または合成樹脂が挙げられる
。

例えば、ロジン、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂、フェ
ノール樹脂、尿素樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合
樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、セルロール系樹脂等
である。

なかでも、ニトロセルロースはバインド機能のほかに自
己酸化性を有し発熱機能を果たすこと（燃焼熱１０３０
ｃａ　ｌ／ｇ）から最適な材料である。これらの材料の
混合は、溶媒中でボールミルまたはペイントシェーカー
等を用いて溶解または微粒化分散させるが、この際に可
塑剤を添加し、通常の印刷法および塗布法により透明支
持体１に形成すれば、乾燥膜に可とう性、柔軟性を与え
ることができる。この可塑剤は脂肪族エステル系が適当
である。また乾燥膜厚は０．５〜３．０μｍ、好ましく
は０．５〜１．５μｍ程度が望ましい。

ここで、光吸収発熱層２が透明支持体ｌに対し接着機能
を併有する場合は、特別な処理は必要ないが、接着機能
が弱いか、全くない場合には、別途透明な接着剤によっ
て両者を接着させるか、あるいはプラスチックの表面処
理を行い、表面に対する接着性を向上させることが必要
である。接着剤としてはエポキシ系等、またプラスチッ
クの表面処理の方法としては、放電酸化、オゾン酸化、
紫外線照射等がある。

なお、光吸収材とバインダの混合比は光吸収率と発熱量
のバランスから、光吸収材２０〜５０重量％（対固形分
比）が望ましい。

金属薄膜層３の材料としてはＳｎ、　Ｓｂ、　Ｐｂ、　
Ｉｌｉ、　Ａｓ、　Ｚｎ＋Ｃｄ、　Ｉｎ、　Ａｕ、　Ａ
１．　Ｃｕ等の単体金属、合金や金属酸化物（ＳｒｉＯ
ｚ、　ＩｎｚＯａ等）が挙げられる。

用いる光の波長域で高い反射率を有するものが通してい
る。

特に熱源として＾ｌＧａＡｓ半導体レーザを用いる場合
、例えば、Ａｕ、　Ａｇ、　Ｃｕ等の金属は、その波長
域（８００ｎ＋ｗ近傍）での反射率が９０〜９８％と高
いことから適当な材料である。また、耐久性を」二げる
ため、Ａｇ−＾Ｕ合金、Ａｇ−Ｃｕ合金を用いても良い
。

金属材料の薄膜形成には金属蒸着、フィルムへの金属粉
の練り込みや塗布、金属箔の張り合わせなどがある。

特に前記に挙げた材料を用いる場合には、真空蒸着法、
スパッタ・−法等のコーティング方法が適しており、厚
み５００へ一１ｏｏｏｏ人、好ましくは１０００〜２０
００人で、光吸収発熱Ｎ２上に形成する。

膜厚が５００Å以下であると、金属薄膜の溶融・蒸発・
熱変形が生じやすく、１ｏｏｏｏÅ以上であると、熱容
量が大きくなり、熱拡散による損失が増大して充分な記
録感度が得られない。

ここで、金属薄膜層３が光吸収発熱Ｎ２に対し接着機能
を併有する場合は、特別な処理は必要ないが、接着機能
が弱いか、全くない場合には、１別途透明な接着剤によ
って両者を接着させることが必要である。接着剤として
はエポキシ系等が適当である。

色材Ｎ４は、昇華性染料およびバインダ樹脂で構成され
、光吸収発熱層２の発熱による熱エネルギーが金属薄膜
層３を経て、色材層４中の昇華性染料を溶融、拡散もし
くは昇華させて、受像紙に移行転写して、画像形成を行
う。

昇華性染料としては一般に知られている昇華性染料を用
い、好ましくは分散染料であり、熱昇華温度、色相、耐
候性、バインダ樹脂との相溶性等を考慮して選゛択する
が、特に分子量が３００前後のものが適当な昇華特性を
有し、また熱昇華温度あるいは融点が１００〜２００”
Ｃであれば望ましい。例えば、アントラキノン系、アゾ
系、ナフトキノン系、ボリメヂン系等の昇華性染料が適
当である。

なお染料の色材層２中に含有される割合は、通常５〜７
０％、好ましくは１０〜５０％程度が適当である。

また、バインダ樹脂としては、昇華性染料と相溶性があ
り、金属薄膜層３との接着性がよいものが望ましい。

例えば、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポ
リアクリレート、ポリエステル、ポリアミド、セルロー
ス誘導体等の熱可塑性ポリマーが用いられる。

これら昇華性染料とバインダ樹脂は、双方が相溶する溶
媒中にベインｉ・シェーカー等の混合分散器を用いて溶
解分散させ、これをグラビア・コーターやワイヤーバー
等の通常の塗布方法で、乾燥厚み０．５〜５．　Ｏ）ｔ
　ｍ、好ましくは、０．５〜２．０μｍ程度で光吸収発
熱層ｌ上に形成する。

ここで、色材層４が金属薄膜Ｎ３に対し接着機能に併有
する場合は、特別な処理は必要ないが、接着機能が弱い
か、全くない場合には、別途透明な接着剤によって両者
を接着させることが必要である。

接着剤としてはエポキシ系やウレタン系等の接着剤が用
いられる。

本発明の熱転写シートの作用をその画像記録方法に沿っ
て説明する。

第２図は、本発明の画像記録方法の概略を示した図であ
る。

通常のレンズ系により光８が透明支持体１を通して、光
吸収発熱層２と透明支持体１の境界面または光吸収発熱
層２内部で焦点を結ぶようにする。

この焦点において光吸収発熱体が光を吸収し、発ａする
。とくに自己酸化性物質であるニトロセルロースを用い
る場合はこれが加熱され、分解温度以上になると酸化分
解を起こし、燃焼が急速に進行する。

この際に、光吸収発熱Ｎ２を透過した光（入射光の５〜
１０％）は、金属薄膜層３と光吸収発熱層２の境界で９
０〜９８％以上の割合で反射されて光吸収発熱層２内で
再吸収される。

また光吸収発熱層２内で生じた熱エネルギーは、金属薄
膜Ｎ３内を伝熱し色材層４へ到達する。そして金属薄膜
層３内を伝熱した燃焼熱は、色材層４に含有された昇華
性染料を瞬間的に溶融、昇華飛散せしめ、受像紙７に進
入するか吸着されるなどして転写され画像記録が行われ
る。この時、光吸収発熱Ｍ２に含まれる光吸収発熱体と
バインダーの飛散物は金属薄膜層３が光吸収材飛散防止
の役割を果たすため、色材層４あるいは受像紙７へ進入
して記録画像を汚染するということはない。

また、ニトロセルロースをバインダとして用いた場合は
、この時、これが２．微燃焼するが、金属薄ｎ’１Ｍ３
が存在し飛散防止することにより同様に記録画像は汚染
されない。

ここで、光吸収発熱層２、金属薄膜層３および色材層４
は薄膜であるから、横方向の熱拡散は少なく、レーザエ
ネルギーの照射スポットに応じて微少なドツト（点）を
記録することが可能であり、高速記録と同時に高解像度
画像を記録することもできる。

（実施例） 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例１ 透明支持体として厚み７５μｍのポリエステルフィルム
の表向に、グラビアコータ（グラビア版深＝２０μｍ、
スクリーン数＝１７５線）により、カーボンブラックを
３０重量％含むニトロセルロスを塗布し、溶媒蒸発後、
膜厚１μｍの光吸収発熱層を形成した。

次に、光吸収発熱層１−に、Ａｕをターゲラ［・とじて
スパッター法により、厚み１０００人の金属薄膜層を形
成した。

最後に金属薄膜層上に市販の昇華性染料２０重量％を含
むビニル系樹脂をワイヤーバーを用いてウニｙｌ−厚み
７μｍ″？：塗布し色材層を形成し、熱転写シートを得
た。

得られた熱転写シー　１−の色材層と受像紙（表面にＰ
ＥＴをコートしている紙）を密着させ、ポリエステルフ
ィルム側から、発振波長８１０ｎｍの半導体レーザ（パ
ワ２５ｍＷ）を約４０ドツト／ａｍのスポットで１ｃｍ
四方の領域に照射したところ、受像紙にはマゼンタ色の
鮮明なベタ画像が記録できた。

（発明の効果） 本発明の熱転写シートは、熱源としてレーザエネルギー
を用いるため熱転写シートとは非接触で染料を被転写体
に転写できるため、支持体の厚みによらず取扱が簡単で
ある。

また発生熱量はレーザ光の照射量と光吸収発熱層の材料
で制御でき、高速かつ高解像度画像の記録も可能である
。

さらに金属薄膜層を光吸収発熱層と色材層の間に設けた
ことで、光吸収材による記録画像の汚染もなくなり、よ
り鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱転写シートの断面図であり、第２図
は本発明の画像記録方法を概略的に示した図である。 ■・・・透明支持体、２・・・光吸収発熱層、３・・・
金属薄膜層、４・・・色材層、５・・・転写画像、６・
・・熱転写シート・、７・・・受像紙、８・・・レーザ
光。 第１図 特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明支持体（１）、光吸収発熱材がバインダ内に
   分散している光吸収発熱層（２）、光吸収発熱材の飛散
   を防止する金属薄膜層（３）および昇華性染料を含む色
   材層（４）が、（１）、（２）、（３）、（４）の順に
   積層されていることを特徴とするレーザ記録用熱転写シ
   ート。
2. （２）請求項１に記載のレーザ記録用熱転写シートと被
   転写体とを接触させて、透明支持体側からレーザエネル
   ギを照射することにより被転写体に昇華性染料を転写す
   ることを特徴とする画像記録方法。