JPH0225389A - 昇華型熱転写記録媒体 - 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】 艮亙分互 本発明は昇華型熱転写記録媒体に関するものである。

災米戎東 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し１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φ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剤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記録を
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 本発明は印字回数の増加によっても転写濃度の急速な減
少を起こさず、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。

青−一双 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Ｆ□とインク
層２の中の染料転写寄与層５と受容体としての支持体７
上の受容層３との間の接着力Ｆ２との関係が、従来はＦ
ｌ＜Ｆ２であったと考え、本発明においてはＦ２の値を
小さくさせてＦｌ＞Ｆ２となるようにした。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、本発明の所期の目的を達
成させた。

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（滑性物質）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潤滑油、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２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、ｎ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、 ｄ　ｎ　　＝　　−Ｄ　　（ｄ　ｃ／ｄ　ｘ）　　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拡散
供給されやす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
とさせること、および／または■、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
とさせる手段がある。更に上記Ｈ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．　Ｎｃｉ１２　（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−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■は手段が有用
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。

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，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３．１
４，１９，２６，５６，６０゜６４．７２，９９，１０
８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　、２
７などＣ，１，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。

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ＪＳＲＲＢ８１０，８２０，８３０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−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−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Ｈ１］１ ＨＥ三菱化成工業）；臭素化エポキシ樹脂（ＹＤＢ−３
４０、４００，、５００，６００東部化学）；ノボラッ
ク型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７０１，７０２，７０３
束都化学）；熱可塑性アクリルツルージョン（タイヤナ
ールＬＲ１０７５，１０８０，１０８１，１０８２，１
０６３，１０７９三菱レイヨン）：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Ｒ１５０，４００，１０００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、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。

前記方法（３）でいう染料供給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ｊ（大成社発
行、ｐ、　１７−）やｒ９８８７の化学商品」（化学工
業日報社発行、２゜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。

（以下余白） 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ＵＳＰ４，１
０３，０６６、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、ポリカポネート、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。

実施例１ 重量部 溶　剤　　トルエン　　　　　　　　１００メチルエチ
ルケトン　　　１００ 上記処方において、染料供給層用処方では上記昇華性染
料を２０重量部とし、染料転写寄与層相処方では上記昇
華性染料を１０重量部とし、さらに滑性物質としてシリ
コーンオイル５Ｆ８４１７（トーレシリコーン製）２重
量部を含有させ、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ポリイミドフィルム（東しデュポン■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２．４
０μｍ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０．６１μｍ塗布し、昇華転
写媒体を形成した。

実施例２ ［染料供給層の処方］ 重量部 昇華性染料　ＫＡＹＡＳＥＴ　ＢＬＵＥ　７１４　　　
　　　　１０溶　剤　　トルエン　　　　　　　　　　
１００メチルエチルケトン　　　　　　１００上記処方
の組成物を２４時間ボールミルにて分散後、８．５μｍ
ポリイミドフィルム（東しデュポン■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２．４０
μｍになるように塗布後、さらにその上に下記処方の染
料転写寄与暦月インク組成物を膜厚０．６１μｍになる
ように塗布し、昇華転写媒体を形成した。

［染料転写寄与層の処方］ 重量部 溶剤 トルエン メチルエチルケトン 実施例３ ［染料供給層の処方コ 重量部 昇華性染料　ＫＡＹＡＳＥＴ　ＢＬＵＥ　７１４溶　剤
　　トルエン メチルエチルケトン 上記処方の組成物を２４時間ボールミルにて分散後、８
．５μｍポリイミドフィルム（東しデュポン■製）にワ
イヤバーを用いて上記染料供給層用インクを膜厚２．４
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０．６
１μｍになるように塗布し、昇華転写媒体を形成した。

比較例１ 実施例１において、シリコーンオイル５Ｆ８４１７を除
いた以外は実施例１と同じ手順を繰返した。

比較例２ 実施例２において、パラフィンワックス（１１５°Ｆ）
を除いた以外は実施例２と同じ手順を繰返した。

比較例３ 実施例１の染料転写層用インク組成物を用いて８．５μ
ｍのポリイミドフィルム（東しデュボン■製）にワイヤ
バーを用いてインク層厚３０吋μｍのインク層２が単層
の昇華転写記録媒体を形成した。

以上の昇華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
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 トルエン メチルエチルケトン 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を用いて印字条件として印加電力４４２ｍＷ／ドツ
ト、最高印加エネルギー２．２１ｍＪ／ドツトにて同一
箇所による多数回印字を行なった結果、実施例１〜３及
び比較例１〜３にそれぞれ対応して第２図、第３図、第
４図、第５図、第６図、及び第７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。

一方、インク層の剥離性（いわゆるインク層の受像体側
への異常転移）を目視で観察した結果を下表に示した。

剥離性 実施例　１　　　　　　　　　無　Ｏ 実施例　２　　　　　　　　　無　○ 実施例　３　　　　　　　　　無　○ 比較例　１　　　　　　　　　有　Ｘ 比較例　２　　　　　　　　　有　Ｘ 比較例　３　　　　　　　やや有　Δ 第２図〜第７図は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、実施例１〜３及び比較例１〜２
は印字回数（ｎ）を５回乃至７回まで増加させても印字
濃度は１回目の印字と実質的な差異は見られない。しか
しながら、前記衣に記されるように、比較例１及び２は
剥離性の点で悪い結果が得られ、実質的に画質を損ねた
結果が得られた。比較例３は剥離性はやや良いが、印字
回数が増えるに従って印字濃度が顕著に低下するのがわ
かる。

実施例４ 実施例２と同じ転写媒体を用いて、前記した受像媒体と
の送る速度比を１〜１５倍まで変えて同様な記録条件に
多数回印刷を行った結果、印刷回数１５回までほとんど
濃度低下が見られず、良好な多数回印字特性が得られ、
且つ剥離による異常転移画像及び走行不良などの発生は
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、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、それぞれ本発明の実施例
１．２及び３の昇華型熱転写体の印字濃度（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。 第５図、第６図及び第７図はそれぞれ比較例１．２及び
３の昇華型熱転写体の印字濃度（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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   質を含有することを特徴とする昇華型熱転写記録媒体。