JPH0225388A - 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−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１１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ｎ倍モード法の２つの方法である。後者のｎ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す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ｎ倍モード法ではｎ値が
太きい程、コスト的に有利であることは勿論である。

このようなｎ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Ｃｖｏｆｌ　　Ｊ７０−Ｃ，Ｎｏ、
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、ｎ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ｎ倍モード法における以上のよう
な欠点を除去し、ｎ値の増大にょ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、基体側から
順に各々昇華性染料を樹脂結着剤中に分散した染料供給
層及び転写寄与層を積層してなる昇華型熱転写記録媒体
の転写寄与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転写寄与層
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。

本発明の熱転写記録媒体は基体上に設けられる従来の均
質なインク層を、受像シート上に昇華性染料を昇華転写
させる機能を有する表面層としての転写寄与層と、この
表面層中に染料を拡散供給する機能を有する染料供給層
とに機能分離した複層構成にすることにより、多数回印
字における転写画像濃度の低下を改善するものである。

このような記ＢＩｌｖｅ体においては加熱印字の際、昇
華性染料は転写供給層から自由表面を介して受像シート
上に昇華転写されるが、同時にこの転写供給層には下層
の染料供給層から染料が拡散供給される。この場合、高
濃度の転写画像を得るためには転写寄与層への染料供給
量は転写寄与層で消費された染料量に見合う量が望まし
いことは勿論である。そのためには印字の際、染料供給
層から染料が転写供給層に拡散供給され易くする必要が
ある。その手段としては以下に説明するように前記２層
間の染料の濃度差又は拡散係数差を利用する方法がある
。

本発明者らの知見によれば、インク層中における染料の
拡散はフィックの法則、即ち断面積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、百を熱印加された時のインク層中の各
部位の平均拡散係数とした時、 ｄｎ＝−Ｄ（ｄ　ｃ／ｄｘ）ｑｄ　ｔ 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常に
拡散供給され易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
にさせること、及び／又は ■、それぞれの層中における拡散係数に関して、染料供
給層〉転写寄与層の関係にさせること等が挙げられる。

更に上記■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Ｖｏ１．３０．　
Ｎα１２　（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■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−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結着剤のガラス
転移又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結着剤
として、転写寄与層のそれより低ガラス転移温度又は低
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１種の結着剤と相溶性
を有し、且つ転写寄与層中の全ての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。

本発明の記録媒体における染料供給層及び転写寄与層の
材料処方設計をする上で、上記■及び／又は■の手段が
有用である。なおこれらの効果により意図した改善が実
現しているかどうかを確認する簡単な方法として、染料
供給層及び転写寄与層の各処方で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シート
と重ね合わせ、一定の昇華温度を印加した時、染料の昇
華転写量が染料供給層〉転写寄与層の関係になるかどう
かを調べる方法がある。

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
〜８μｍである。

以上のような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でよい。

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、例えばＣ，１，デ
イスパースイエローの１゜３．８，９，１６，４１，５
４，６０，７７．１１６など、Ｃ，１，デイスパースレ
ッドの１．４，６，１１，１５，１７，５５，５９，６
０，７３．８３など、Ｃ，１，デイスパースブルーの３
．１４，１９，２６゜５６．６０．６４，７２，９９，
１０８など、Ｃ，１，ソルベントイエローの７７．１１
６など、Ｃ，１，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。

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、弗素
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、各種セルロース類、及び
それらの共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は単独
又は数種混合して使用される。

更に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ＪＳＲＲＢ８１０，８
２０，８３０．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−
酢酸ビニルコポリマー（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（ＥＶ１５０）　、Ｐ−２８
０７（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−３４０，４００，５００，６
００束都化学）；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
リル樹脂溶液（ダイヤナールＬＲ１０７５，１０８０，
１０８１，１０８２，１０６３゜１０７９、三菱レイヨ
ン）；熱可塑性アクリル樹脂エマルジョン（ＬＸ−４０
０，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、また前述の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（含有量）は通常５〜８０％（重
量２．以下同様）、好ましくは１０〜６０％程度である
。一方、染料供給層の染料濃度については、通常５〜８
０％であるが、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、染料供給層中の染料濃度は転写寄
与層の染料濃度に対し１．１〜５倍、好ましくは１゜５
〜３倍が適当である。

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。なお基体と染料供給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（インク層とは反対の面）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。

また前記（３）の方法で使用される可塑剤としては公知
のものでよいが、耐熱性及び揮発性に優れたものがよい
。このような可塑剤としてはトリクレジルホスフェート
、トリー２−エチルへキシルホスフェート、トリフェニ
ルホスフェート、ジー２−エチルへキシルフタレート、
ジイソデシルフタレート、ジトリデシルフタレート等が
挙げられる。またこれらの可塑剤と組合される結着用の
相溶性樹脂及び非相溶性樹脂としては下表のものが例示
される。

（以下余白） なお可塑剤についての文献としては例えば、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、ｐ　
、７４５−　）等がある。いずれにして可塑剤の樹脂に
対する配合割合は通常１０〜１００％、好ましくは１０
〜５０％である。

以上の熱転写記録媒体はインク層を２層に分割した例に
ついて述べたが、本発明の記録媒体が意図する機能分離
によって多数回印字における転写画像濃度の低下に対す
る改善効果があれば、３層以上の多層にすることも可能
である。

また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、例えば米国特許節４，１０３，０６６号、特開昭５
７−１４０６０号、特開昭５７−１１０８０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、２〜１５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、基体としてレ
ーザー光を吸収し、発熱する材料を選べばよい。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 染料供給層用組成物： ポリビニルブチラール樹脂ＢＸ−１ （種水化学工業（株）製、ガラス転移温度約８３℃）１
０部昇華性染料ＫＡＹＡＳＥＴ　ＢＬＵＥ７１４（日本
化薬（株）製）２０部 ト　ル　エ　ン　　　　　　　　　　　　　　１００部
メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　１００部
転写寄与層用組成物： ポリビニルブチラール樹脂ＢＸ−１１０部昇華性染料Ｋ
ＡＹＡＳＥＴ　ＢＬＵＥ７１４　　　　　　　　１０部
ト　ル　エ　ン　　　　　　　　　　　　　　１００部
メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　ｉｏｏ部
上記各組成物を２４時間ボールミルで分散せしめ、これ
ら分散液を用いて第１図に示すような構造の昇華型熱転
写記録媒体を下記のようにして作成した。

まず基体１として８．５μｍ厚のポリイミドフィルム（
東しデュポン（株）製）上にワイヤーバーを用いて上記
染料供給層４用分散液を塗布乾燥して２．４０μｍ厚の
染料供給層を形成した後、その上に転写寄与層５用分散
液を塗布乾燥して０．６１μｍ厚の転写寄与層を形成す
ることにより昇華型熱転写記録媒体を作成した。

次にこの記録媒体のインク層２面に受像紙（日立ビデオ
プリンター　ＶＹ−５０用サプライＶＹ−８１００）を
重ね、記録媒体側からサーマルヘッド６を用いて最高印
加エネルギー２．２１ｍｊ／ドツト及び受像紙と記録媒
体との速度比ｎ＝１〜１５（図中■は速度）の条件で印
字記録を行なった。

実施例２ 染料供給層用組成物を下記処方に変えた他は実施例１と
同じ方法で昇華型熱転写記録媒体を作成し、以下この記
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。

染料供給層用組成物： ポリビニルブチラール樹脂ＢＸ−１１部昇華性染料ＫＡ
ＹＡＳＥＴ　ＢＬＵＥ７１４　　　　　　　　１０部ト
　ル　エ　ン　　　　　　　　　　　　　　１００部メ
チルエチルケトン　　　　　　　　　　　　１００部比
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
用いて実施例１と同じ転写寄与層相分散液を塗布乾燥し
て３．０１μｍ厚のインク層を形成することにより単層
構造の昇華型熱転写記録媒体を作成し、以下この記録媒
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。

比較例２ 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
用いて実施例１と同じ染料供給層用分散液を塗布乾燥し
て３．０１μｍ厚のインク層を形成することにより単層
構造の昇華型熱転写記録媒体を作成し、以下この記録媒
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。

以上の結果を第２図に示す。なお転写画像濃度（光学濃
度）はいずれも最高濃度で、マクベス濃度計ＲＤ−５１
４で測定した。この図から判るように実施例１及び２の
場合は速度比１５まで殆ど画像濃度の低下が見られず、
従って満足し得る多数回印字が可能であるのに対し、比
較例１及び２の場合は速度比約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３ 実施例１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４ 比較例１で作った熱転写記録媒体を比較例３と同様、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３の場合は印字回数８回頃から、また比較例４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が染料供給層と転写
寄与層とに機能分離され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
，２及び比較例１，２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３゜４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・・・染料供給層５・・・転
写寄与層　　６・・・サーマルへラド特許出願人　株式
会社　リ　コ　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、基体側から順に各々昇華性染料を樹脂結
   着剤中に分散した染料供給層及び転写寄与層を積層して
   なる昇華型熱転写記録媒体の転写寄与層に受像シートを
   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
   してその部分の転写寄与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。