JP2901264B2

JP2901264B2 - 昇華型熱転写記録媒体

Info

Publication number: JP2901264B2
Application number: JP1037369A
Authority: JP
Inventors: 浩之上村; 明鈴木; 勝島田; 秀洋望月
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JPH02215593A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野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
ートを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、多数回の使用に十分耐
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。

しかしながら、前記記録媒体では、後述する様に、理
論上、染料供給層は染料濃度を増加または拡散係数を増
大させるために一般的に結着材樹脂の含有量が少なく、
支持体との接着性が悪くなり、記録条件が異なると（例
えば、印加電圧が高くなるとき、受容層が変わったりす
ると）、インク層全体が受像体側に転移（いわゆるイン
ク層剥離）し、画質を損なう問題があった。

また、前記した如く、Ｎ倍モード法による多数回機録
を試みると、染料転写寄与層と受像体表面とがより強く
密着又は摩擦が生じ、走行不良と成る問題もあった。

目的本発明は印字回数が増加によっても転写濃度の急速な
減少を起こさず、Ｎ倍モード法による多数回記録におい
てもインク層剥離及び融着も起こさず、且つ走行不良を
防止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記録媒体
において、前記染料転写寄与層が滑性もしくは離型性を
有する物質を含有し、前記染料供給層が有機結着剤とし
てイソシアネート類と活性水素を有する化合物との反応
性生成物を含有することを特徴とする昇華型熱転写記録
媒体から成る。

本発明者等は第１図に図示したような、インク層２の
中の染料供給層４と支持体１との間の接着力F₁とインク
層２の中の染料転写寄与層５と受容体３との間の接着力
F₂との関係が、F₁＞F₂となるようにすることを考えた。
このようなバランスの関係を保つために本発明において
は染料転写寄与層に滑性もしくは離型性を有する物質を
含有させることによりF₂を小さくさせ、染料供給層に有
機結着剤としてイソシアネート類と活性水素を有する化
合物との反応物を含有させることによりF₁を大きくさせ
本発明の所期の目的を達成させた。

特に、Ｎ倍モード法においては、転写媒体と受像媒体
の走行速度が異なるため、従来以上の離型性が求められ
る。十分なマルチ特性が得られる２層（寄与層／供給
層）構成の転写媒体において、離型剤を加えると、受像
媒体との離型性は向上するが、ベースとの接着力が低下
するため微量しか含有できなかった。

そこで、離型剤を表面近傍に、また硬化性樹脂をベー
スとの界面に用いることで、マルチ性と離型性を両立さ
せることができ、Ｎ倍モード法での印字を可能にした。

染料転写寄与層に含有させる滑性もしくは離型性を有
する物質（活性物質）の例としては、例えば、流動パラ
フィン等の石油系潤滑油、ハロゲン化水素、ジエステル
油、シリコーン油、フッ素シリコーン油等合成樹脂油、
各種変性シリコーン油（エポキシ変性、アミノ変性、ア
ルキル変性、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、フルオロアルキル化合物
等各種フッ素系界面活性剤、三フッ化塩化エチレン低重
合物等のフッ素系潤滑性物質、パラフィンワックス、ポ
リエチレンワックス等のワックス類、高級脂肪酸、高級
脂肪族アルコール、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸エス
テル、高級脂肪酸塩、及び前記の滑性もしくは熱離型性
を有する粒子として挙げた各種粒子等がある。

滑性もしくは離型性を有する物質の染料転写寄与層中
の含有量は５〜30重量％が好ましい。

前記含有量が５％未満では離型性又は融着防止効果が
不十分であり、一方、30％を越えると、感度及び保存性
が低下する。

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ことを特徴とする昇華型熱転写記録媒体に
関するものである。

熱転写はサーマルヘッドによって行なってもよいが、
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なってもよ
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時間に通過
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、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＝−（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、 I.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 II.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II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Vol.3
0,No.12（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II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Ｉおよび／またはII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0.05〜５μｍ、
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0.1〜20μｍ、好ましくは0.5〜10μｍで
ある。

本発明で使用され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、例
えばC.I.ディスパースイエローの1,3,8,9,16,41,54,60,
77,116など、C.I.ディスパースレッドの1,4,6,11,15,1
7,55,59,60,73,83など、C.I.ディスパースブルーの3,1
4,19,26,56,60,64,72,99,108など、C.I.ソルベントイエ
ローの77,116など、C.I.ソルベントレッドの23,25,27な
どC.I.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、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、フッ素樹脂、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。

染料供給層におけるウレタン形成反応に使用される活
性水素を有する結着剤用高分子化合物としては、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリウレタン
ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポ
リオール、アクリル、アクリル−ポリエステル共重合
物、アルキド、シリコンポリエステル、エポキシのエポ
キシ基をアルカノールアミンで開環して−OH基にしたも
の等があり、イソシアネート類としては、ジ−またはト
リイソシアネートが有効であり、例えば2,4−トリレン
ジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、ビスイソシアネートメチルシクロ
ヘキサン、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート
等がある。

この中で特にポリビニルブチラールは使用する染料と
適度の相互作用を有し、染料拡散に対するバリヤ性とリ
ボン保存性が両立し得ることから望ましい。

また、イソシアネートとしては市販のコロネートＬ
（日本ポリウレタン社製）やタケネートＤ（武田薬品工
業社製）が取扱が容易なことから望ましい。

両者の混合比はイソシアネートの−NCO基と活性水素
を有する化合物の−OH基とが0.1:1〜1:1となる範囲が好
ましい。

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−ポリブタジエン（市販品としてJSR RB810,82
0,830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−酢ビコポリ
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;P−3307（EV150）,P−280
7（EV250）、三井・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
してポリテールＨ、HE三菱化成工業）；臭素化エポキシ
樹脂（YDB−340,400,500,600東都化学）；ノボラック型
エポキシ樹脂（YDCN−701,702,703東都化学）；熱可塑
性アクリルソルーション（タイヤナールLR1075,1080,10
81,1082,1063,1079三菱レイヨン）；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
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、
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。

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
の耐熱成潤滑層を設けても良い。

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、あるいは支持体及び／又はイ
ンク層等媒体中で通電により発生するジュール熱を利用
した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、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
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。

実施例１（染料供給層の処方）重量部ポリビニルブチラール樹脂BX−１（積水化学工業（株）製） 10 昇華性染料Kayaset Blue 714 （日本化薬（株）製） 20 ジイソシアネートコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）製）１溶剤トルエン 95 メチルエチルケトン 95 （染料転写寄与層の処方）ポリビニルブチラール樹脂BX−１（積水化学工業（株）製） 10 昇華性染料Kayaset Blue 714 （日本化薬（株）製） 10 シリコーンオイルSF8417 （トーレシリコーン製）２溶剤トルエン 95 メチルエチルケトン 95 上記処方の組成物をボールミルにて分散後、第１図に
示すように8.5μｍポリイミドフィルム基体（東レデ
ュポン（株）製）１上にワイヤバーを用いて上記染料供
給層４用インク組成物を膜厚4.5μｍになるように塗布
後、さらにその上に上記処方の染料転写寄与層５用イン
ク組成物を膜厚1.0μｍになるように塗布し、インク層
２を形成し、昇華転写媒体を製造した。

実施例２実施例１において、染料供給層及び染料転写寄与層の
ポリビニルブチラール樹脂BX−１の代わりにデンカブチ
ラール5000A（電気化学工業（株）製）を使用し、染料
転写寄与層のシリコーンオイルSF8417の代わりにパラフ
ィンワックス（115゜F）（日本精ろう（株）製）を使用
した以外は、同様にして昇華転写媒体を製造した。

実施例３実施例１の染料供給層においてポリビニルブチラール
樹脂BX−１の代わりにポリビニルブチラール樹脂BL−１
（積水化学工業（株）製）を使用した以外は、同様にし
て昇華転写媒体を製造した。

以上の昇華熱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厚の合成紙上にワイ
ヤーバーにて塗布し、約５μｍの受容層を設けたものを
使用した。

重量部ポリエステル樹脂バイロン200 （東洋紡（株）製） 10 シリコーンオイルSF8417 （トーレシリコーン製）１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３上に、サーマルヘ
ッド６を用いて印刷条件として印刷電力442mW/ドット、
最高印加エネルギー2.21mJ/ドットにて転写媒体と受像
媒体の走行速度比を変えて印字した。

得られた結果を第２図に走行速度比ｎと画像濃度との
関係として示した。

第２図に示した経過からわかるように、本発明の昇華
型熱転写記録媒体は走行速度比を変えても走行不良を起
こすことがわかった。また、多数回印字特性も良好であ
り、インク層剥離及び融着を起こすこともなかった。

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
昇華型熱転写記録媒体は、Ｎ倍モード法印字を行っても
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、さらにインク層剥離及び融着を起こさず、且つ走
行不良を防止している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の昇華型熱転写体の構造を示す説明図で
ある。第２図は受像媒体／転写媒体の走行速度比ｎと画像濃度
との関係を示すグラフである。１……支持体、２……インク層３……受像体、４……染料供給層５……転写寄与層、６……サーマルヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月秀洋東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭61−106296（ＪＰ，Ａ) 特開平１−157891（ＪＰ，Ａ) 特開平２−2077（ＪＰ，Ａ) 特開平２−25389（ＪＰ，Ａ) 特開平２−39994（ＪＰ，Ａ) 特開平２−95888（ＪＰ，Ａ) 特開平２−215593（ＪＰ，Ａ) 特開平２−273290（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41M 5/38 - 5/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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
において、前記染料転写寄与層が滑性もしくは離型性を
有する物質を含有し、前記染料供給層が有機結着剤とし
てイソシアネート類と活性水素を有する化合物との反応
生成物を含有することを特徴とする昇華型熱転写記録媒
体。