JPH0270492A - 昇華型熱転写体 - 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】 伎権光」 本発明は昇華型熱転写体、特に多数回印字用昇華型熱転
写記録媒体に関するものである。

焚末技亙 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人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〃Ｘ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
を少しづつずらせて使用するＮ倍モード法とが提案され
ている６ しかし、昇華型熱転写記録方式において、昇前、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欠点があった。

多数回印字に耐え得る充分な址の染料を均一に含んだ厚
い従来のインク層が２回目以降急激に濃度低下を生じる
のは、（ｉ）転写に寄与する染料がインク層の自由表面
のごく近傍付近のみであること及び（ｉｉ）染料の転写
がフィックの法則に従うことから、結果的にインク層の
自由表面のごく近傍付近の染料が毎回印字ごとに減少す
るためであることがわかった。

この知見に基づき、印字によって染料転写寄与層の上層
部（自由表面層）で消費された染料を補充するために、
染料供給層から染料転写寄与層の下層部に染料を補い易
いように染料放出能が染料供給層〉染料転写寄与層の関
係になるように各層を設計することが提案された（特願
昭６３−６２８６６参照）。しかしながら、この方法は
多数回記録時における濃度については良好な結果が得ら
れるが、保存中に染料供給層中の染料が染料転写寄与層
中または表面に移行する欠点があった。その結果、保存
前後において、感度が変化し、同一の印加エネルギーを
付与しても印字濃度に差が生じたり、地汚れが発生する
危険性があった。

目　　　　　的 本発明は従来の欠点を克服し、多数回印字しても転写濃
度が低下せず、保存前後で印字感度が変化したすせず、
長時間保存後も地汚れが発生したりすることがない多数
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。

縁−一玖 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染料供給層、
中間層及び染料転写寄与層を積層させてなる昇華型熱転
写媒体で、各層の昇華性染料濃度が、 染料供給層≧染料転写寄与層〉中間層 の関係にあることを特徴とする昇華型熱転写体を提供す
ることによって前記目的が達成できることを見出した。

本発明の昇華型熱転写体は、下記のような特徴を有する
とさらに好ましい。

（ａ）　　染料供給層、中間層及び染料転写寄与層の各
層の層厚が、 染料供給層≧染料転写寄与層〉中間層 の関係を有すること。

（ｂ）　　染料供給層中のみに融点温度１２０℃以下ま
たはガラス転移温度２０℃以下の低融点物質を含有させ
ること。

（ｃ）　　中間層中に昇華性染料を含まないこと。

本発明は本出願人の特願昭６３−６２８６６号に開示さ
れている発明、すなわち」ん体上に、該基体側から順に
それぞれ昇栢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、前記染料供給層及び前記染料転写寄
与層は、その各処方にて同−付着域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媒体に関す
る発明を改良したものである。

従来の昇華型熱転写体の場合、長時間保存すると、染料
供給層中の染料が染料転写寄与層中または表面に移行す
る欠点があり、その結果、（イ）保存前後の印字感度が
変化すること、（ロ）地汚れが生じること。

等の問題があった。本発明はこのような従来の問題を解
消することを目的としたものである。

本発明は前記問題を染料供給層と染料転写寄与層との間
に中間層を設けることによって解決している。すなわち
、中間層を設けることによって、記録時の熱転写体にお
ける染料供給層から染料転写寄与層への昇華性染料の供
給を何ら妨げることなく、非記録時（保存中）の熱転写
体における染料供給層から染料転写寄与層またはその表
面への昇華性染料の移動を防止している。

単に地汚れの防止のみであれば５本発明の中間層を染料
転写寄与層の表面上に形成することによってその目的は
達成されるが、本発明の良好な多数回記録特性を維持す
ると同時に、保存前後における印字感度の変化を防止す
るために非記録時（保存中）の染料供給層から染料転写
寄与層への昇華性染料の不必要な移動を防がねばならず
、そのためには中間層を染料供給層と染料転写寄与層と
の間に設けることが必要である。

本発明の多数回記録可能な昇華型熱転写体によれば、イ
ンク層中における染料の拡散は熱拡散によるものであり
、拡散する染料量は、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ｉｄｎは、拡散方向におけ
る染料の濃度勾配をｄｃ／ｄｘとし、Ｄ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　　＝　　−Ｄ　　（ｄａ／ｄｘ）　　ｑｄｔの関
係に従っている。実際の記録時には、サーマルヘッド等
の熱エネルギーの大、小に応じて、フィックの法則の染
料拡散係数が大、小となり、拡散染料量が変化し、結果
的に階調表現が可能となる。通常の熱転写体で多数回記
録できないのは、インク層中の染料量が各印字毎に減少
するため、その結果フィックの法則の染料感度勾配が変
化してしまい、良好な多数回記録が不可能となる。

本発明の昇華性熱転写体は、昇華性染料を有機結着剤中
に分散させた従来の均質なインク層を下記の３種の層か
ら構成させている：（１）　　記録時１画像を形成する
昇華性染料を受像体へ熱拡散させる染料転写寄手層、 （２）　　前記染料転写寄与層中の染料量が各記録によ
って受像体へ放出し減少した分を補給する機能を有し、
前記染料転写寄与層より染料放出能が優れた染料供給層
、及び （３）保存時（非記録時）、先に述べた染料放出能が染
料供給層〉染料転写寄与層の関係が故に発生する染料の
染料供給層中から染料転写寄与層中または表面への非記
録時の移動を防止する機能を有する中間層。

ここで、染料放出能が染料供給層〉染料転写寄与層の関
係にあるとは、染料供給層〉染料転写寄与層の各処方に
て同−付着域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いう。

また、この関係を導く手段としては、染料放出能がフィ
ックの法則に従うことから、！、染料１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■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，Ｎ（１１
２（１９７４）　　；黒木宜彦著「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Ｈ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リ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、等を適当に
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。

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１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。

次に染料転写寄与層の厚さは、−殻内には０゜０５〜５
μＩ、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
０．５〜５μｍである。また中間層の厚さは一般的には
０．０１〜２μｍ、好ましくは０．１−１μｍである。

又１本発明の転写寄与層、中間層及び染料供給層に使用
される昇偵性染料、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℃以上で昇醪あるいは気化する
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、ｉ、デイスパースレッド
の１．４，６，１１，１５，１７，５５，５９，６０，
７３．８３など。

Ｃ０１，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７７．１１６など、Ｃ，１，ソル
ベントレットの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、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点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、ボ
ップロピレン、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２０℃以下、又は軟化溶融温度１２０℃以下の樹脂
又は天然、合成ゴム及びワックス等が好ましく、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＝（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＆４０ＯＡ、４０５．４３０、アライド・
ファイバーズ＆プラスチックス；　Ｐ−３３０７（ＥＶ
Ｉ５０）　、Ｐ−２８０７（ＥＶ２５０）、三片・デュ
ポンポリケミカル）；低分子址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１１ＨＥ
三菱化成工業）；臭素化エポキシ樹脂（ＹＤＩＩ−３４
０、４００，５００，６００東部化学Ｈノボランク型エ
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１
、Ｒ１０７５，１０８０，１０８１，１０８２，１０６
３，１０７９三菱レイヨン）；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１り（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
ト１，４，７．ダイセル化学工業）；ワックスとしては
通常一般のものが使用でき、例えば、 （以下余白） し配合ワックス 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及びワックス類が実用上有用
であり、又先に記した、熱ｉＪ塑性又は熱硬化性樹脂と
上記１種又は数種と混合した形で用いるのが好ましい。

この混合比は先に記した樹脂のＯｌ【〜１０倍、好まし
くは０．１〜１倍である。

また、中間層に使用できる有機結着剤としては先に記し
た熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、保存中、
染料の拡散を防止すると共に、記録時、染料供給層から
染料転写寄与層への染料供給を妨げないことから染料と
の親和性の小さいものが好ましく、エチルセルロース。

二１〜口セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエ
チルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒド
ロキシブチルメチルセルロース等のセルロース系樹脂や
、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリビニルアルコ
ール等が特に有用である。

さらに、染料供給層及び染料転写寄与層との接着性の観
点から各層に使用される樹脂との混合系で用いることが
望ましい。

染料転写寄与層の染料濃度は通常５〜８０％、好ましく
はｌＯ〜６０％程度である。

又、染料供給層の染料１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、　１．１〜１０倍、好ましくは、１．５〜３
倍が望ましい。

又、中間層の染料濃度は主目的である保存性向上の面で
は０％が好ましいが、記録時の染料供給が阻害される場
合、保存性に悪影響を与えない程度で、具体的には１〜
５０％、好ましくは２０％以ｆの染料濃度で染料を含有
しても良い。

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、
さらには染料転写寄与層上に感度低下を生じない程度の
中間層に示すような層や受像層との融着防止層を形成し
ても良い。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３層に分けた例について述べて来たが、
適切な染料転写斌の差を生じさせ、本発明が意図する機
能分離ができれば各層を各々、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１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υＳＰ４，１
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１発熱する材質を進入
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１本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 第１図に示すような昇華型熱転写体の作成にあたって、
インク層２の各層、染料供給層４゜中間層５及び染料転
写寄与層６のインキ組成物を下記のように調製し、８．
５μｍポリイミドフィルム基体（東しデュポン■製）１
上に層厚がそれぞれ。

染料供給層　　　　　　　４．５μｍ 中間層　　　　　　　　　０．５μｍ 染料転写寄与層　　　　　１．０μｍ となるように塗布乾燥して本発明の昇華型熱転メチルエ
チルケトン　　　　　　９５部　　８５部　　　９５部
インブタノール　　　　　　　　０部　　２０部　　　
０部実施例２ 下記組成の３種の染料供給層、中間層及び染料転写寄与
層のインキ組成物を調製し、８．５μｍポリイミドフィ
ルム基体（東しデュポン■製）上に層厚がそれぞれ、 染料供給層　　　　　　　４．５μｍ 中間層　　　　　　　　　０．５μｍ 染料転写寄与層　　　　　１．０μｍ となるように塗布乾燥して本発明の昇華型熱転トルエン ９５部　　８５部 ９５部 トルエン メチルエチルケトン ９５部 ９５部 ８５部 ８５部 ９５部 ９５部 イソブタノール　　　　　　　　　０部　　２０部　　
　０部実施例３ 下記組成の３種の染料供給層、中間層及び染料転写寄与
層のインキ組成物を調製し、８．５μｍポリイミドフィ
ルム基体（東しデュポンｆｉｌ）上に層厚がそれぞれ。

染料供給層　　　　　　　４．５μｍ 中間層　　　　　　　　　　０．５μｍ染料転写寄与層
　　　　　１．０μｍ となるように塗布乾燥して本発明の昇華型熱転カヤセッ
トブルーフ１４　　　　　２０部　　３部　　７．５部
（日本化薬味製） ポリビニルブチラール樹脂ＢＸ−１１０部　　０部　　
　１０部（種水化学工業■製） ポリビニルアルコール　　　　　　０部　　１０部　　
　０部トルエン　　　　　　　　　　　９５部　　０部
　　　９５部メチルエチルケトン　　　　　　９５部　
　０部　　　９５部水　　　　　　　　　　　　　　　
０部　　９０部　　　０部イソプロピルアルコール　　
　　　０部　１００＠０部比較例１及び２ 実施例１及び２の熱転写体において、それぞれ中間層を
除いた以外は、実施例１及び２と同様にして比較熱転写
体を得た。

比較例３．４及び５ 実施例１．２及び３の熱転写体において、中間層と染料
転写寄与層との位置関係を逆にした以外は、実施例１，
２及び３と同様にして比較熱転写体を得た。

これら実施例１〜３及び比較例１〜５の熱転写体を６０
℃の送風型オーブン中に３００時間入れ、その後、以下
の印字条件にて、第１図に示すように、多数回記録を行
い、保存前の記録特性と比較した。すなわち、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−５１００の受像
紙を用い、サーマルヘッド７を用いて印字条件として印
加重力４５５ｍＷ／ドツト、最高印加エネルギー３．６
４＋＋＋Ｊ／ドツトにて同一箇所による多数回印字を行
った。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。

今回、保存前の熱転写体を印字記録した場合、約１．６
０の記８淵度を提供する印加エネルギーを使用して、保
存前後で熱転写体を多数回印字し。

印字回数１．３及び５回［］の記記録塵を測定し、地汚
れの有無を評価してその結果を下表に示す。

○・・・地汚れ無し Ｘ・・・地汚れ有り 以上の結果かられかるように、実施例１．２及び３につ
いては、保存前、保存後の濃度変化がほとんどないにも
かかわらず、比較例１及び２については１回目の記録濃
度において、保存前に対し、保存後が記録濃度が大幅に
低下しており、逆に比較例３．４及び５については保存
前に対し、保存後が記録濃度が大幅に増加している。こ
のように、比較例においては経時変化が激しいことがわ
かる。

効　　　果 （１）　　適切な濃度勾配により良好な多数回記録が得
られ、中間層を存在させることにより経時安定性が良好
で経時変化のない、地汚れのない多数回記録特性が得ら
れる。

（２）　　中間層の層厚を染料供給層及び染料転写寄与
層より小さくすることにより染料供給に支障をきたすこ
となく、経時安定性が良好で経時変化のない、地汚れの
ない多数回記録特性が得られる。

（３）染料供給層中に低融点物質を含有させることによ
り染料拡散係数勾配が得られ、多数回記録特性がより良
好となる。

（４）　　中間層中に染料を含ませない場合には、経時
変化の防止及び地汚れの防止の面で中間層の機能がより
効果的に発揮される。

【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。 １００．支持体　　　　　２８０．インク層３６１．受
像体　　　　　４１０．染料供給層５０１．中間ＭＪ６
．．．染料転写寄与層７００．サーマルヘッド 特 許 出 願 人 株 式

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、該基体側から順にそれぞれ染料供給層、
   中間層及び染料転写寄与層を積層させてなる昇華型熱転
   写体で、各層の昇華性染料濃度が、 染料供給層≧染料転写寄与層＞中間層 の関係にあることを特徴とする昇華型熱転写体。 ２、染料供給層、中間層及び染料転写寄与層の各層の層
   厚が、 染料供給層≧染料転写寄与層＞中間層 の関係にあることを特徴とする請求項１記載の昇華型熱
   転写体。 ３、染料供給層中のみに融点温度１２０℃以下またはガ
   ラス転移温度２０℃以下の低融点物質を含有させること
   を特徴とする請求項１または２記載の昇華型熱転写体。 ４、中間層中に昇華性染料を含まないことを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の昇華型熱転写体。