JPH02229079A

JPH02229079A - 昇華型熱転写記録媒体

Info

Publication number: JPH02229079A
Application number: JP1050606A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kamimura; 上村　浩之; Akira Suzuki; 明鈴木; Masaru Shimada; 勝島田; Hidehiro Mochizuki; 望月　秀洋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-09-11

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】〔技術分野〕本発明は昇華型熱転写記録媒体に関する。

〔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
で保守性が容易、騒音が然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熔融転
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、イエロー暑マゼンタ、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
るためランニンク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。

この結果、多数回印字能力は確かに向上したものの、単
色リボンで各回異なる絵柄パターンを多数回記録した場
合、前の絵柄の一部が残像として次の印字段階で現われ
る現象（ゴース１へ現象）が生じる問題があり、改良す
べき余地が残されており、本発明はこの先願発明をさら
に改良したものである。

〔目　　　的〕

本発明は従来の欠点を克服し、多数回印字特性を改良し
、前の印字画像の残像が現われるゴースト現象が生じな
い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〕

本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究した結
果、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インク層を設けた昇華型熱転
写記録媒体で、該染料供給層と該染料転写寄与層の間に
該染料転写寄与層よりも染料拡散性の高い中間層を設け
たことを特徴とする昇華型熱転写記録媒体を提供するこ
とによって前記目的が達成できることを見出した。

すなわち本発明は、基体上に、該基体側から順に染料供
給層及び転写寄与層を設けてなり、前記転写寄与層から
自由表面を介して昇華転写により消費される染料量（単
位：重量／時間・面積）の昇華性染料が前記染料供給層
から前記転写寄与層に拡散供給されやすいよう調整する
ことによって、多数回印字を可能にしたものであり、さ
らに染料供給層と転写寄与層との間に中間層を設けてゴ
ーストを防止したものである。

ゴースト発生の原因は、前回の印字の際に高濃度記録部
と非記録部が隣接したような場合、供給層から転写寄与
層への染料供給量が高濃度記録部で過剰になってしまい
、非記録部との境で転写層中の染料濃度段差が生じるこ
とによる。

印字後の転写層中の染料濃度段差が生じないようにすれ
ば、ゴーストの発生が防止できると考え、検討した結果
、染料供給層と転写寄与層の間に、転写寄与層よりも染
料拡散性の高い層を設けることで解決した。

これは供給される染料が、中間層を通過する際に縦方向
（供給層→転写寄与層の方向）だけでなく、中間層中で
若干、横方向の拡散が生じることで、段差をなだらかに
するためと思われる。

染料拡散性に差をつける方法、すなわち２Ｎの拡散係数
を転写寄与層〈中間層の関係にする方法としては、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、従って中間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）　　中間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中間層に含有させる方法などがあるわ以下、本発明を添付図面に従ってさらに具体的に説明す
る。第１図は本発明の昇華型熱転写記録媒体の構造を示
す説明図であり、１は支持体を示し、２は染料供給層４
．中間層５及び染料転写寄与層６から構成されるインク
層であり、３は紙などの受像体、７はサーマルヘッドを
示す。

本発明では、好ましくは、染料供給層４中に未溶解粒子
状染料を混在させ、適正な染料供給層４、染料転写寄与
層６間の濃度勾配または／さらに拡散係数勾配をつけて
も良く、それにより各回初期勾配を保ちながら良好な多
数回記録を可能としている。

但し、ここで、未溶解粒子状染料とは、インク層形成時
、インク（有機結着剤＋昇華性染料士溶剤）を塗布乾燥
後、有機結着剤に溶けきれず、粒子状として析出する染
料を意味し、同一の結着剤及び染料でも溶剤により未溶
解粒子状染料の存在状況が異なる。未溶解粒子状染料の
存在の有無は染料供給層形成後、電子顕微鏡により容易
に識別できる。未溶解粒子状染料の粒径は染料供給層の
層厚によって異なるが、０．０１μｍ〜２０μｍ、好ま
しくは１．０μＩ１１〜５μｍであるゎ又、染料転写寄
与層中での染料状態は、実際に転写に寄与する単分子状
で分散していることが、転写濃度ムラ発生防止や、染料
供給層と染料転写寄与層との間の染料濃度勾配を安定に
保８一つことから望ましい。

本発明の染料供給層、中間層及び染料転写寄与層に使用
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九ば良く、例えばＣ０■、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１．４，６．１１，１５．１７．５’５．５９”、’
６０，７３．８３など、Ｃ，１，デイスパースブルーの
３，１’４，１９，２６，５６，６０゜６４．７２，９
９，１０８など、Ｃ，１，ソルベントイエローの７７．
１１６など、Ｃ，■、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。

染料供給層、中間層及び染料転写寄与層に使用される結
着剤には熱可里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。

染料の横方向の拡散を容易にするために、中間層に混入
する材料、あるいは、各層間においてガラス転移点又は
軟化温度に差をつけるために混入する材料の例としては
、ガラス転移温度Ｏ℃以下、又は軟化温度６０℃以下の
樹脂、ワックス及び天然、合成ゴム等があり、具体例と
しては、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Ｘ＝ｌＯ− ＥＡ−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−３３
０７（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（ＹＤ
Ｂ−３４０，４００，５００，６００東部化学）；ノボ
ラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７０１，７０２，７
０３東部化学）：熱可塑性アクリルツルージョン（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，ＬＸＬ４５０．三菱レ
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−１５０，４００，１００
０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）；等が挙げら
れる。

中でも、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、
カルナバワックス、ラノリンワックス等のワックス類、
高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸エステル、
低分子量ポリオレフィン系ポリオール及びその誘導体、
ポリエチレンオキサイド、ポリカプロラクトンポリオー
ルなどが好ましく、特にポリエチレンオキサイド、ワッ
クス類などが実用上有用である。

これらの材料は、その少くとも１種を、先に記した熱可
塑性又は熱硬化性樹脂と混合した形で用いることができ
る。

前記方法（３）でいう中間層に含有させる可塑剤とは、
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ｒ　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がら自由に選択で
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の樹脂は中間層に使用
し、また非相溶性の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
。

次に転写寄与層及び中間層の厚さは、一般的には０．０
５−５　ｐ　ｍ、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０．５〜５μ和である。

転写寄与層及び中間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、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。

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で
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。

一１６＝なお、必要に応じて、染料転写寄与層上には、滑性及び
耐熱性を有する物質からなる離型薄層を設けても良い。

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。

実施例１下記の表１に示す各組成物を、２４時間ボールミルにて
分散せしめた。次に、８．５μｍポリイミドフィルム（
東しデュボン製）支持体上へ各層を積層した。

染料供給層　　　　２．４０μｍ厚中間層　　　　　　０．１　μｍ転写寄与層　　　　０．６１μｍ（以下余白）一方、受像媒体は重量部溶剤トルエン　　　　　　　　　　　　　４０メチルエチル
ケトン　　　　　　　４０上記混合液をワイヤーバーを
用いて厚さ約１５０μの合成紙（ユボＦＰＧ−１５０、
玉子油化合成紙）上に塗布し、乾燥温度７５−　°Ｃで
一１分間乾燥して、厚さ約５μの染着層を形成し、受像
媒体が作成された。

こうして得られた転写媒体のインク層が、受像媒体の染
着層と対面するように重ね合せ、転写媒体の裏面からサ
ーマルヘッドで、加熱エネルギーを変えて画像記録を行
った。サーマルヘッドの記＠密度は６ドツト／ｍｍであ
り、記録出力は０．４２Ｗ／ドツトであった。

各インクシートを用い、多数回記録（異なる絵柄を交互
に）行ない、ゴーストの発生を目視にて検査したが、い
ずれの実施例においてもゴースト現象が見られなかった
。

〔効　　果〕

以上述べたように、印字回数が増加しても特に高濃度部
における印字濃度の低下が起こらず、良好な階調表現が
可能となり、染料転写寄与層より染料拡散係数の高い中
間層を染料供給層と染料転写寄与層との間に設けること
により多数回記録時、絵柄パターンを各回度化させても
、前パターンのゴースト画像が発生する問題が解決され
た。

【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。１・・・支持体　　　　　２・・・インク層３・・・受
像体　　　　　４・・・染料供給層５・・・中間Ｍ　　
　　　６・・・染料転写寄与層７・・・サーマルヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

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インク層を設けた昇華型熱転
写記録媒体で、該染料供給層と該染料転写寄与層の間に
該染料転写寄与層よりも染料拡散性の高い中間層を設け
たことを特徴とする昇華型熱転写記録媒体。