JPH0263793A - 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】 援地分用 本発明は昇華型熱転写記録媒体に関するものである。

従来技術 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１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ｍ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で、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。しかしながら、この
昇華型感熱転写記録媒体についても染料供給層から染料
転写寄与層への染料の安定な継続的供給の面で若干の問
題があった６ 且−一枚 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
少を起こさない多数回印字用昇華型熱転写記録媒体を提
供することを目的とする。

榎−一双 本発明は、基体上に、該基体側から順にそれぞれ（ｉ）
昇華性染料を充填剤及び有機結着剤中に分散させてなる
染料供給層、及び（ｉｉ）昇華性染料を有機結着剤中に
分散させてなる染料転写寄与層を積層させてなる昇華型
熱転写記録媒体基体から成る。

本発明の昇華型熱転写記録媒体における染料供給層に充
填剤を母体として含有させることによって染料供給層か
ら染料転写寄与層への染料の安定な継続的供給が確保で
きる理由は定かではないが、染料供給層の母体としての
充填剤粒子間の毛細管的機能によるものと思われる。

面記染料供給層及び前記転写寄与層は、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
ネルギーを印可したとき、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１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
ｄｃ／ｄｘとし、百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。

本発明は特に上記Ｉに注目して考えられた方法である。

転写寄与層の厚さは、一般的には０．０５〜５μｍ、好
ましくは、０．１〜２μｍである。また染料供給層の厚
さは一般的には０．５〜３０μｍ、好ましくは１〜１０
μｍである。

染料供給層を構成するマトリックスを形成する充填剤と
しては例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化アルミニウム等
のような金属酸化物の微粉末、アルミニウム、銅、コバ
ルト等のような金属の微粉末（場合によっては金属箔の
形で）、ケイソウ土、モレキュラーシーブ、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂等の有機微粉末、カーボンブランク
微粉末、これらの２種以上を組合せたもの、その他をあ
げることができる。このような微粉末はいずれも凝集性
にすぐれているというものの、とりわけ大なる凝集性を
有しているカーボンブラックが微粉末として最適である
。

カーボンブラックは、通常黒色顔料として使用されてい
るものであるけれども、本発明の場合、顔料としての役
割ではなくて熱によって粘度の低下したインク組成物を
滲出させる媒体の役割を果しており、したがって、イン
ク組成物とともに受像シート上に転写されることがなく
てそのまま基材上に残留する。

本発明において、上述のような微粉末の粒径は０，０１
〜２００μｍであるのが有利である。

さらに上述のような微粉末の使用量は、インク組成物の
全量を基準にして、１０〜８０重量％、好ましくは３０
〜６０重量％であるのが有利である。

この使用量も、先に述べた低融点化合物のそれと同じよ
うに、例えば転写記録の条件、所望とする結果、その他
のようないろいろなファクターに応じて上述の範囲内で
任意に選択することが可能である。

この微粉末は支持体に塗布したときに石垣構造になるが
、塗布法に特別な手段を必要とするものではない。

また、針状結晶顔料も挙げられ、それらの具体例を示す
黄土（オーカー）、黄鉛Ｇ、フタロシアニンブルー、リ
ソールレッド、ボンマルトーンライト、白土、針状酸化
亜鉛、２，７−ビス［２−ヒドロキシ−３−（２−クロ
ルフェニルカルバモイル）ナフタレン−１−イルアゾゴ
ー９−フルオレノン、４′、４“−ビス［２−ヒドロキ
シ−３−（２，４−ジメチルフェニル）カルバモイルナ
フタレン−１−イルアゾ）−１，４−ジスチリルベンゼ
ン等が挙げられるが、結晶が針状で、それが転写層中で
網状構造に配列するような物質であればどれでも採用で
きる。

この針状結晶の長さは０．３〜３μ位、幅および厚さは
０．５μ以下のものである。

この針状結晶の顔料の添加量は染料１重量部に対して０
．５〜ＩＯ重量部、好ましくは、１〜５重量部である。

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，ディスパースブ／Ｌ／−（７
）３，１４，１９，２６，５６，６０゜６４．７２，９
９，１０８など、Ｃ，１，ソルベントイエローの７７．
１１６など、Ｃ，Ｉ、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３６．８３，１０
５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Ｏ℃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（ＥＶ１５
０）　、Ｐ−２８０７（ＥＶ２５０）　、三井・デュポ
ンポリケミカル）：低分子址ポリオレフィン系ポリオー
ル及びその誘導体（市販品としてポリテール１１．１１
Ｅ三菱化成工業）；臭素化エポキシ樹脂（ＹＤＢ−３４
０、４００，５００，６００東部化学）；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
しＲ］０７５，１０８０．１０８１．１０８２．１０６
３．１０７９三菱レイヨン）；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−３０，４
５，アルコックスＲ１５０，４００，１０００明成化学
工業）；カプロラクトンポリオール（プラクセルＨ−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、
ｌＯ〜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。

又、基体シートとしてはコンデンサーペーパ、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。

染料供給層には染料の拡散を助長させるのに有効な可塑
剤を含イイさせても良く、ここで可塑剤とは、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、山田桜著、「プラスチック配合剤」（大成社発
行、ｐ、　１７−）やｒ９８８７の化学商品」（化学工
業日報社発行、２゜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１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　、
１０３　、０６６、特開昭５７−１４０６０、特開昭５
７−１１０８０、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、発熱する材質を選べば良い。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 下記染料供給層用処方を用意し、 重量部 カーボンブラック微粉末　　　　　　　２０溶　剤　　
トルエン　　　　　　　　ｌＯＯメチルエチルケトン　
　　１００ さらに、下記染料転写寄与履用処方を用意し、重量部 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。

８．５μｍポリイミドフィルム（東しデュポン■製）を
支持体１として使用し、この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５．６
μｍ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０．８μｍ塗布し、昇華型熱転
写媒体を形成した。

実施例２ ［染料供給層用インク組成物の処方コ 重量部 溶剤 トルエン　　　　　　　　１００ メチルエチルケトン　　　１００ それぞれの組成物を２４時間ボールミルにて分散昇華性
染料　ＫＡＹＡＳＥＴ　ＢＬＵＥ　７１４カーボンブラ
ツク微粉末 溶剤：　　トルエン メチルエチルヶトン 上記処方の組成物を２４時間ボールミルにて分散後、８
．５μｍポリイミドフィルム（東しデュポン■製）にワ
イヤバーを用いて上記染料供給層用インク組成物を膜厚
５．０μｍになるように塗布後、さらにその上に実施例
１と同様処方の染料転写寄与層用インク組成物を膜厚０
．７μｍになるように塗布し、昇華型熱転写媒体を形成
した。

実施例３ ［染料供給層用インク組成物の処方３ 重量部 用インク組成物を膜厚４．８μｍになるように塗布後、
さらにその上に実施例１と同様処方の染料転写寄与層用
インク組成物を膜厚０．６μｍになるように塗布し、昇
華型熱転写媒体を形成した。

（以下余白） 昇華性染料　ＫＡＹＡＳＥＴ　ＢＬＬＩＥ　７１４　　
　　　　１０溶剤：　　トルエン　　　　　　　　　　
　　５０メチルエチルケトン　　　　　　　　５０上記
処方の組成物を２４時間ボールミルにて分散後、８．５
μｍポリイミドフィルム（東しデュポン■製）にワイヤ
バーを用いて上記染料供給層次いで、下記の要領で昇華
熱転写記録を行った。受像体３としては、昇華型感熱転
写記録用受像紙である日立ビデオプリンターＶＹ−５０
用サプライＶＹ−３１００の受像紙を用いた。

実施例１．２及び３の昇華転写記録媒体に対して、第１
図に示すように、上記受像体３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４４２ｍＷ／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、第２図、第３図及び
第４図に示したような結果を得た。

但し、印字濃度（光学的濃度）はマクベス濃度計ＲＤ−
５１４を用いて評価した。

第２図、第３図及び第４図は、それぞれ本発明の実施例
１．２及び３の昇華転写記録媒体の印字反射濃度と印可
エネルギーとの関係を示すものであるが、印字回数（ｎ
）を５回乃至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。

効　　　果 以上述へ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ている。

【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、第３図及び第４図は、本発明の昇華型熱転写体
の印字反射濃度と印加エネルギー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（ｉ）昇華性
   染料を充填剤及び有機結着剤中に分散させてなる染料供
   給層、及び（ｉｉ）昇華性染料を有機結着剤中に分散さ
   せてなる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。