JP2928520B2

JP2928520B2 - 昇華型熱転写記録媒体

Info

Publication number: JP2928520B2
Application number: JP63216047A
Authority: JP
Inventors: 明鈴木; 秀洋望月; 勝島田; 浩之上村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH0263793A

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、固定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、破棄するための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。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。

目的本発明は、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。

構成本発明は、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
できる理由な定かではないが、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。

前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、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
ことを可能である。

本発明の知見によれば、インク層中における染料の拡
散の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
散供給されやすくな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。

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１〜10μｍ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、カーボンブラッ
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］
−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
0.5〜10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、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1,4,6,11,15,17,55,59,73,83など、
C.I.ディスパースブルーの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.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 RB810,820,830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−酢ビコポリマー（市販品として400＆400A,405,43
0、アライド・ファイバーズ＆プラスチックス;P−3307
（EV150）,P−2807（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−701,702,70
3東都化学）；熱可塑性アクリルソルーション（タイヤ
ナールLR1075,1080,1081,1082,1063,1079三菱レイヨ
ン）；熱可塑性アクリルエマルジョン（LX−400,LX−45
0,三菱レイヨン）；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
塑剤を含有させても良く、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
社発光、p.17−）や「9887の化学商品」（化学工業日報
社発行、p.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。

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USP
4,103,066、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
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

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。

8.5μｍポリイミドフイルム（東レデュポン（株）
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
5.6μｍ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。

上記処方の組成物を24時間ボールミルにて分散後、8.
5μｍポリイミドフイルム（東レデュポン（株）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。

上記処方の組成物を24時間ボールミルにて分散後、8.
5μｍポリイミドフイルム（東レデュポン（株）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。

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−S100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/ドット、最高
印加エネルギー2.21mJ/ドッ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。 1,7……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)発明者上村浩之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62−124981（ＪＰ，Ａ) 特開平１−286892（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41M 5/38

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
（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。