JPH02215596A - 昇華型熱転写記録方法 - 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〕 本発明は昇華性染料の熱による昇華現象を利用した昇華
型熱転写記録方法に関する。

〔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。

この感熱転写方式は基体上に、熱溶融性物質中に着色剤
を分散するか、又は樹脂結着剤中に昇華性染料を分散し
たインク層を設けてなる熱転写記録媒体（いわゆるカラ
ーインクシート）のインク層面に受像シートを重ね、記
録媒体側から、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を印加してその部分のイ
ンクを受像シート上に熱溶融転写又は昇華移行させて画
像形成する記録方式である。

そしてこの感熱転写記録方式は使用される記録媒体の種
類によって熱溶融転写型と昇華転写型とに大別されるが
、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、この昇華型熱転写記録方式は、１枚のフルカラー
画像を得るのに、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枚使用してインクシート毎
に選択的な熱印字を行ない、その後、未使用部が残って
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。

そこでこの欠点を改善するために、近年は同一インクシ
ートを繰返し使用して多数回印字記録する方法が行なわ
れている。具体的にはインクシートと受像シートとを等
速で走行させた状態で繰返し印字する等速モード法、及
び受像シートの速度をインクシートの速度のｎ倍（ｎ＞
１）にして両シートを走行させた状態で繰返し印字する
０倍モード法の２つの方法である。後者の０倍モード法
はインク層の前の回の使用部分と後の回の使用部分との
重なりを少しづつずらしながら送る相対速度方式によっ
て多数回印字を行なうものである。なお０倍モード法で
はｎ値が大きい程、コスト的に有利であることは勿論で
ある。このような０倍モード法による多数回記録法は印
字の都度、インク層の未使用部分の一部が必らず供給さ
れるため、使用部分の単なる繰返し使用に過ぎない等速
モード法による多数回記録法に比べて記録履歴による残
存インク量のバラツキを小さくできるという利点がある
（電子情報通信学会論文誌ＣｖｏＱ　　Ｊ７０−Ｃ，Ｎ
ｏ、１１．１５３７〜１５４４頁、　１９８７年１１月
）。

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、０倍モード法にお
いても多数回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拘らず、ｎ値の増大、即ち記録媒体
の相対速度が遅くなるにつれて、特に高画像濃度部の転
写濃度が低下して来るため、満足し得る多数回印字は困
難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は従来の０倍モード法における以上のよう
な欠点を除去し、ｎ値の増大によっても転写画像濃度の
低下が殆んどなく、従って満足し得る多数回印字が可能
な昇華型熱転写記録方法を提供することである。

〔発明の構成・動作〕

本発明の昇華型熱転写記録方法は基体上に昇華性染料を
樹脂結着剤中に粒子状態で分散したインク層を設けてな
る昇華型熱転写記録媒体のインク層に受像シートを重ね
、〔受像シートの速度〕／〔記録媒体の速度〕〉１の条
件で両者を走行させた状態で記録媒体側から熱印字して
その部分のインク層中の染料を受像シート上に昇華転写
することを特徴とするものである。

まず本発明方法で用いられる昇華型熱転写記録媒体につ
いて説明する。

この記録媒体はインク層中の昇華性染料を樹脂結着剤中
に粒子状態で分散した点に特徴があるが、更にこのイン
ク層は平滑であることが好ましく、またインク層に使用
される樹脂結着剤は熱可塑性樹脂であることが好ましい
。

このような記録媒体においては粒子状染料を使用するこ
とにより高濃度部における印字回数増加に伴なう印字濃
度低下を軽減することができる。またインク層を平滑に
した場合は低エネルギ一部の熱感度が改善され、更に樹
脂結着剤として熱可塑性樹脂を使用した場合は粒状染料
の凹凸による転写画像の凹凸発生が防止されるという利
点がある。

本発明者等は特に等速モード法において多数回印字時、
染料残量により転写画像濃度の低下が生ずる原因をイン
ク層中の結着剤のガスバリヤ性によるものと仮定し、研
究を進めた。即ちカラーシートのインク層はマルチ印字
用とするためには通常のワンタイム用と比較し、染料。

結着樹脂の付着量は大幅に増加し、結果的に膜厚が増大
する。

この膜厚が増大したインク層において染料が結着剤中に
溶解又は微分散の状態で存在すると、加熱印字時、結着
剤のガスバリヤ性によりインク層下層部の染料は数ａｇ
の短時間内では表面部までは拡散移動できず、結果的に
転写濃度に寄与しない。従って染料の転写量は限られた
膜厚のインク層の実際に転写に寄与する上層部界面近傍
に存在する染料だけで決定されることになる。

更にこの転写濃度に寄与すべきインク層の界面近傍での
染料濃度は以下の理由により低下する。即ちインク層中
では結着剤全体が印字ごとに常に均一な染料濃度で形成
されると仮定すると、前回の印字によって転写されイン
ク層中から減少した染料量分だけインク層中の染料濃度
が減少する。或いは印字転写時、インク層上層部界面近
傍の染料は転写に寄与して減少し、下層部からは結着剤
のガスバリヤ性から染料の補給拡散が不足し、結着剤全
体に必ずしも望ましい染料濃度が形成されず、結果的に
下層部の染料濃度が上層部界面近傍と比較して高くなり
、逆に転写に寄与する上層界面での染料濃度は減少が著
しい。

こうしてインク層上層部での染料濃度は印字を重ねるに
つれて低下し、インク層全体においては、転写濃度を飽
和状態にするまで十分満足させる染料量が存在するにも
拘わらず、多数回印字において高濃度転写部において顕
著に次の転写濃度低下の現象が現われると考えられる。

このような理由により昇華反応自体は零次反応であるに
も拘わらず、あたかも−次反応のように、転写濃度特性
が変化すると考えられる。そこで１本発明者等はこの考
えに基づいて結着剤のガスバリヤ性の影響を低下させる
目的からインク層中での染料を溶解状態で存在させるの
ではなく、染料を固体粒子状態で存在させた熱転写記録
媒体を開発し、更にこの記録媒体を、第１図（図中１は
基体、２はインク層、３は受像シート、４はサーマルヘ
ッド）に示すように。

受像シートの速度をインクシートの速度のｎ倍（ｎ＞１
）にして両シートを走行させた状態で繰返し印字する１
倍モード法と組合せることにより、いっそう良好な多数
回印字が可能となる。

このように本発明の熱転写記録媒体では、染料は粒子状
態で使用されるが、ドツト抜は等の画質低下をもたらす
空気層の介在を防止するために受像シートとインク層と
を完全密着させる必要から超微細粒子状で使用した場合
には溶解状態に近づくためやはりマルチ印字において濃
度低下が生じる。従って熱転写記録媒体では染料粒子の
粒径は大きい方が好ましい、換言すれば染料粒子の粒径
が大きいと、転写に寄与する層の染料濃度が非常に大き
いため、１回の印字によって減少する染料量が無視でき
ることとなり、良好なマルチ印字が可能となる。しかし
染料粒子の粒径がインク層の膜厚より大きくなると、イ
ンク層の表面に凹凸が生じ、転写画像の品質を劣化させ
る傾向がある。従って本発明の熱転写記録媒体に用いら
れる染料粒子の粒径は良好なマルチ印字を可能にするの
に充分な大きさを有すると同時に、インク層の表面に凹
凸を生じさせないようにインク層の膜厚より小さいこと
が好ましい。

インク層に使用される昇華性染料としては６０℃以上で
昇華或いは気化する染料であり、主に分散染料、油溶性
染料など熱転写記録の分野で使用されるものであればよ
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３．１４，１９，２６，５６，６
０，６４，７２，９９，１０８など。

Ｃ，１，”／／ｌ／ベントレイ２０−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３６．８３，１０５などが挙げられる。

これらの染料は単独又は数種混合して使用される。

インク層中の染料濃度は５〜８０％、好ましくはｌＯ〜
６０％程度である。

一方、以上のような染料と併用される結着剤としては熱
可塑性樹脂が好ましいが、このような樹脂としては軟化
点１００〜２５０℃の範囲にあるものが望ましく、具体
的には熱可塑性エラストマー、弗素樹脂、ポリアセター
ル樹脂、ポリカーボネート、飽和ポリエステル、ポリス
ルホン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリフェニレ
ンオキサイド樹脂、ポリプロピレン樹脂等が好ましい、
さらには架橋反応部が少なく結果的に、２５０℃以下で
軟化を示すポリウレタン樹脂等の使用も可能である。又
これらの樹脂は、単独で使用できるが、数種混合しても
良く、その意味では１００℃以下の軟化温度を有する樹
脂も一部使用可能である。

さらに上記樹脂と染料との間においての組合せでは、両
者の水素結合等による染料の溶解を生じない組合せが望
ましい。

結着剤としてはその他、熱硬化性樹脂も使用できる。こ
のような樹脂としては、一般的な熱硬化性樹脂１例えば
エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウ
レタン樹脂等が使用でき、特にポリオールとジイソシア
ネートからなるポリウレタン樹脂が粒状染料との親和性
。

インク層表面の平滑化での温度条件、基体との接着力等
において好ましい。

基体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
が使用される。なお基体とインク層との間には必要に応
じて従来慣用の接着層を設けてもよく、また基体の裏面
（インク層との反対の面）には必要に応じて従来慣用の
耐熱性潤滑層を設けてもよい。

いずれにしてもインク層の膜厚は１〜２０μｍ。

好ましくは３〜８μ−程度が適当である。

また必要に応じて基体とインク層との間に接着層を設け
たり、基体裏面に耐熱性潤滑層を設けることもできる。

前述のようにインク層表面は平滑であることが好ましい
が、平滑化方法としては染料粒径のコントロール方法、
平滑な部材に一部インク層を塗布形成後、基体に転写す
る方法、基体上にインク層を塗布後、乾燥時、平滑な部
材を重ね合せながら乾燥する方法、基体上にインク層を
塗布乾燥後、平滑な部材を重ね合せ、ついで樹脂の軟化
温度以上に保持することによりインク層表面を平滑化す
るか、或いは単にカレンダー掛けにより平滑化する方法
等が挙げられる。

本発明方法において熱印字手段としてはサーマルヘッド
の他、熱印版、レーザー光（この場合は基体をレーザー
光の吸収によって発熱するものを使用する。）或いは基
体及び／又はインク層を通電性にして発生するジュール
熱を利用する方法等が使用できる。このうち、媒体中で
発生するジュール熱を用いる。いわゆる通電感熱転写法
が最もよく知られ、例えば米国特許第４．１０３，０６
６号、特開昭５７−１４０６０号、特開昭５７−１１０
８０号、特開昭５９−９０９６号等、多くの文献に記載
されている。

ここで通電転写法に用いる場合には基体として、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、ポリアミド、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もの。

またこれらの基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ものを用いればよい、これら基
体の厚さはジュール熱の伝導効率を考慮すると、２〜１
５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、基体としてレ
ーザー光を吸収し１発熱する材料を選べばよい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。

又はこのような光吸収層を支持体の表面又は裏面に形成
したものが使用される。

以下に本発明を実施例によって更に詳しく説明する。な
お部は全て重量部である。

実施例１ （インク処方） 硬　化　剤　　ＣＶＬハードナー＆１０　　　　０．８
部溶 剤 トルエン 酢酸エチル イソプロピルアルコール ２０部 ２０部 １０部 以上の成分をボールミルで分散する。得られたインクを
７．５μ園厚のポリイミドフィルム（東しデュポン（株
）製）に染料付着量４ｇ／ｒｒｒになるようワイヤーバ
ーで塗布乾燥して約６．０μ園厚のインク層を形成し、
更に５０℃の恒温槽中で約４８時間保存してインク層を
十分熱硬化させることにより、昇華型熱転写記録媒体を
作った。このものの表面光沢度Ｇ　、　（６０℃）は１
．５％と粗面であった。

実施例２ 実施例１で作った熱転写記録媒体に実施例１と同じポリ
イミドフィルムを重ね合せ、印加エネルギー２．２１ｍ
ｊ／ｄａｔで全面等濃度の空印字を行ない、その後１０
０℃で１０分間熱処理することによりインク層表面を平
滑化させ、表面光沢度Ｇ　５（６０℃）＝５５．８％の
平滑な昇華型熱転写記録媒体を作った（ポリイミドフィ
ルムへの染料転写は行なわず）。

実施例３ ポリイミドフィルムの代りに受像紙（日立ビデオプリン
ターＶＹ−５０用サプライＶＹ−８１００）を用いた他
は実施例２と同じ方法で表面光沢度Ｇ　、　（６０℃）
＝２０．３％の平滑な昇華型熱転写記録媒体を作った。

実施例４ （インク処方） 溶　　　剤　　エチルアルコール　　　　　９０部ブチ
ルアルコール　　　　　９０部 イソプロピルアルコール　　１０部 以上の成分を２４時間ボールミルで分散する。得られた
インク組成物を８．５μ重厚のポリイミドフィルム（東
しデュポン（株）ＩＩ）に染料付着量３．８ｇ／ｒ！？
になるようにワイヤーバーで塗布乾燥して約５．５μ園
厚のインク層を形成し、更に５０℃の乾燥器に約４８時
間保存してインク層を十分熱硬化させることにより、表
面光沢度Ｇ　、　（６０℃）＝１０゜４％の粗面な昇華
型熱転写記録媒体を作った。

さらにこれら実施例１〜４のインク層の染料状態を確認
するために走査型電子顕微鏡Ｓ　−３１ＯＡ（日立製作
所（株）製）を用いて倍率２０００倍で観察を行なった
ところ良好な分散状態であり、また染料粒子の平均粒径
は５μ腸であった。なおインク層表面の光沢度はＧＬＯ
５Ｓ　ＭＥＴＥＲＶＧＳ−１０（日本電色工業（株）製
）を用いてＪＩＳ　Ｚ−８７４１に準じて測定した。

次に実施例１〜４の記録媒体に実施例３で用いた受像紙
を重ね記録媒体側からサーマルヘッドを用いて印字記録
を行ない、第２図に示すように速度比１５まで殆んど濃
度低下のない良好な印字特性を得た。この時の印加電力
は４４２■Ｖ／ドツト、サーマルヘッドは６ドツト／ｍ
部分グレースタイプを使用した。

実施例２及び３の記録媒体はインク層表面が平滑化処理
されているので、未処理の実施例１及び４の記録媒体に
比べて表面の凹凸が少な（。

このため印字ムラや濃度低下がなく１画質が一層良好で
、また印字画像の光沢度も高かった。

比較例１ 実施例１と同じポリイミドフィルム上にワイヤーバーを
用いて下記処方の分散液を塗布乾燥して６．０μ園厚の
インク層を形成することにより昇華型熱転写記録媒体を
作成した。

硬　化　剤　　インシアネートコロネートし２部昇華性
染料　　カヤセットブルーフ１４　　　　１０部溶　　
　剤　　トルエン　　　　　　　　　　１００部メチル
エチルケトン　　　　ｉｏｏ部 このものの表面は同様に走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、染料粒子は良好な溶解状態を示し、粒子状態は見
られなかった。

次にこの記録媒体を用いて実施例１と同様に速度比を変
えて印字記録を行なった。その結果を第２図に示す。

この図から判るように比較例１の場合は速度比的５から
画像濃度低下が現われ始め、速度比の増大と共にこの傾
向は顕著となった。

比較例２ 実施例２で作った熱転写記録媒体を等速モード法、即ち
速度比ｎ＝１で多数回印字を行なった。

比較例３ 比較例１で作った熱転写記録媒体を比較例２と同様１等
速モード法で多数回印字を行なった。

以上の結果を第３図に示す、この図から判るように比較
例２の場合は印字回数８回頃から、また比較例３の場合
は印字回数２回頃からかなりの画像濃度の低下が見られ
て来た。

（発明の作用効果〕 本発明方法は以上のようにインク層中に染料を粒子状態
で分散した昇華型熱転写記録媒体を０倍モード法と組合
せたので、ｎ値の増大によっても転写画像濃度の低下が
殆んどなく、従って充分満足し得る多数回印字が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例の説明図、第２図は実施例１
〜４及び比較例１における受像シート／熱転写記録媒体
の速度比と転写画像濃度との関係を示すグラフ、第３図
は比較例２及び３における前記速度比１での印字回数と
転写画像濃度との関係を示すグラフである。 １・・・基体　　　２・・・インク層 ３・・・受像シート　　　４・・・サーマルへラド特許
出願人　株式会社　リ　コ　− 第１図 第３図 第２図 速度比ｎ　＝　１での印字回数 受像シート／記録媒体の速度比ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に昇華性染料を樹脂結着剤中に粒子状態で分
   散したインク層を設けてなる昇華型熱転写記録媒体のイ
   ンク層に受像シートを重ね、〔受像シートの速度〕／〔
   記録媒体の速度〕＞１の条件で両者を走行させた状態で
   記録媒体側から熱印字してその部分のインク層中の染料
   を受像シート上に昇華転写することを特徴とする昇華型
   熱転写記録方法。