【発明の詳細な説明】
転写印刷における改良発明の背景
本出願はU.S.S.N.08/523,335の一部継続出願であり、参照として本明細書に取
り込まれるものである。発明の分野
本発明は転写印刷(transfer Printing)における改良に関し、より詳細には印
刷エネルギー効率と印刷品質を高める、熱転写印刷(thermal transfer printing
)における改良に関する。本発明の第１の側面においては、望ましくは印刷され
た印字(indicia)形成材料の品質及び／もしくは色特性を低下させることなく、
印字形成材料の転写のために必要な印加エネルギーを吸収するように、エネルギ
ー吸収材が転写印刷媒体に設けられる。本発明の第２の側面においては、印刷エ
ネルギーの印加前または印加中に転写印刷媒体を加熱することによって、転写印
刷において入手し得る印刷エネルギー供給源の効率、速度及び範囲が高められる
。背景の説明
転写印刷は、外部からの刺激に応答して、１つ以上の印刷印字(indicia)材料
（つまり、染料、分散剤、着色
料等）を１つの媒体から受容面に転写させるプロセスを意味する一般用語である
。米国特許No．4,614,521、米国特許No．4,657,557、米国特許No．4,748,151、
米国特許No．4,771,035、米国特許No．4,816,435、米国特許No．4,820,685、米
国特許No．4,829,049、米国特許No．4,895,830、米国特許No．4,954,478、米国
特許No．4,981,748、米国特許No．4,985,396、米国特許No．4,988,666、米国特
許No．5,013,606、米国特許No．5,139,995、米国特許No．5,143,782、米国特許N
o．5,189,008、米国特許No．5,236,768、米国特許No．5,256,492、米国特許No．
5,292,583、米国特許No．5,308,681、米国特許No．5,314,862、米国特許No．5,3
24,583、米国特許No．5,350,730、米国特許No．5,004,659、米国特許No．5,008,
152（本発明との関連で以後引用する）、及び「ＰＣコンピューティング」の１
９９３年９月号、特に１７４〜１７５頁を参照されたい。これら全ては参照のた
めに本明細書に取り込まれるものである。おそらく転写印刷の最もポピュラーな
分野は熱転写印刷であって、その場合、熱転写できる染料を染料シート等の媒体
から例えば一枚の紙に転写させる。このような熱転写印刷は、過去において、昇
華性染料の形態の所望パターンを有するシートの上に、印刷しようとする材料を
置くことによって、織物及び編物や他の様々な粗い材料に印刷を施すために使用
されてきた。このような材料の一般的な商業形態は、子供達の衣類用に人気のあ
る「アイロン・オン(iron-on)」イメ
ージである。
最近の熱転写印刷工程は、熱ピンプリンター等の熱エネルギー源若しくは吸収
された時に熱エネルギーに変換されるレーザービーム等の光エネルギー源を含む
ピクセル印刷装置を使用して、表面に、典型的には一枚のコート紙または無地の
紙の表面に印字(indicia)を付けるために用いられている。典型的には、印刷エ
ネルギー源（サーマルプリントヘッド、レーザープリンター等）は、ビデオ、コ
ンピューター、電子カメラ、または同様の信号発生装置から引き出される電子信
号によって制御される。印刷すべきパターンを染料シート等の印刷媒体に予め形
成しておく必要はなく、通常、少なくとも１つの転写コート(transfer coat)を
支持する薄い支持層(substrate)を有する媒体(medium)が使用される。その転写
コートは、その中に１つもしくは多数のプリント印字(indicia)材料（染料、分
散剤等）を含み、通常、媒体の全印刷用領域にわたって連続かつ均一な層を形成
している。係る媒体を使用する印刷技術の例としては、サーマルワックス(therm
al wax)印刷、昇華性染料(sublimation dye)印刷、染料拡散熱転写(dye diffusi
on thermal transfer)印刷、染料転写(dye transfer)印刷等がある。
受容シート上に着色材料を与える、印刷媒体の典型的な例としては、オフィス
製品において一般に使用されているもの等のプリンティングリボンがある。印刷
は通常、媒体、例えば染料シートの選択された別々の部分を加
熱することによって行われる。転写コートは、コート紙または無地の紙等の染料
受容面に相対し、着色料例えば染料が受容面の対応する部分に転写される。転写
されるパターンの形状は、加熱された部分の数及び位置によって決定され、また
その部分の色調の深さはそれが加熱された時間及び加熱温度によって決定される
。染料の受容面への拡散に依拠すると考えられる印刷は、一般に、染料拡散熱転
写(dye diffusion thermal transfer)印刷もしくはD2T2印刷と呼ばれている。D2
T2による印刷は米国では非常によく用いられており、この方法による彩色印字(c
olored indicia)印刷もよく行われている。しかしながら、D2T2印刷は現在では
サーマルプリントヘッド等の印刷エネルギー供給源に限定して用いられており、
D2T2印刷を実現するために必要なレーザーの費用及び電力は現在非常に高くつく
ものである。染料が固体相から気体相に変換され、受容シートまたは表面に堆積
されると考えられる昇華染色印刷、及びワックスバインダーが溶かされて、転写
されるサーマルワックス印刷も一般に普及している。これら全ての印刷方法を本
明細書では「サーマルプリンティング」（熱印刷）と称する。なぜならこれらの
印刷は熱エネルギーを必要とするからである。本明細書において使用する「印刷
エネルギー(print energy)」という言葉は、熱、光等の熱印刷を成し遂げるため
の全てのエネルギーを含む。
プリンティングリボン等、熱印刷に有用な典型的な染
料シートは、熱的に転写可能な染料を含む転写コートをその１方面上において支
持する、紙、重合樹脂等のシート状の支持層から作られており、典型的には前記
染料は重合体又はワックスのバインダー内に含有される。支持層と転写コートと
の間に設けた接着層或いは染料障壁サブ層、耐スリップ性或いは耐熱性を改善す
るため第２面に設けたバックコートなど、付加的なコート層がさらに存在しても
よい。支持層、バインダー、染料等の具体例については、本明細書に参照のため
に取り込まれている上記米国特許を参照されたい。係る染料シートは、長尺状に
しても及び／又は便利なようにカセットに収容してもよい。こういった形態であ
れば、染料シートは巻物にすることができ、各々の印刷動作が行われた後、転写
コートの新しい部分が露出されるようにすることができる。
多色プリントを得るために設計された熱転写印刷媒体は、イエロー、マゼンタ
、シアン、及び時にはブラックを含む典型的に３色または４色の、均質の異なる
色の複数のパネルを有する。リボン状に引き伸ばされた支持層上に支持される時
、これらの異なるパネルは縦に並列するストリップとして、あるいは横パネルと
して設けられることができ、所望する印刷サイズが使用される色が繰り返す連続
状に各々配置される。印刷時には、各色のパネルが受容シートの上にあるいはそ
の近傍に置かれ、そこにサーマルヘッド、レーザー等によってエネルギーが
加えられ、所望の染料の転写が行われる。完全な色のスペクトルを作り上げるた
めに、初期のプリント印字の上に次の色を重ねることができる。
熱転写印刷の効率を高めるために、エネルギー吸収材典型的にはＩＲエネルギ
ー吸収材を転写コートの中に含ませ、プリント転写媒体によるエネルギー吸収効
率を高めることによって転写効率を改善するためにこれを転写させる染料と接触
状態で混合するのが一般的である。残念ながら係るエネルギー吸収材は典型的に
化学種であり、染料色を妨害するなどして印刷された印字の色を妨害し変化させ
る。しばしばこの汚染は真のイエロー、真のマゼンタ、真のシアン等を印刷する
ことを不可能にし、D2T2印刷等の転写印刷を行う際重大な影響を及ぼす。もちろ
んその代案はエネルギー吸収材を用いないことである。しかしこの解決策はプリ
ントリボン、転写コート等に印加されるエネルギー量を受け入れ難い程に増加し
なければならない状況を作り出し、にじみのある画像やプリントリボンの損傷を
引き起こす。更に上述したように、特に市販されているD2T2プリントリボンにお
いては、D2T2印刷を行うために必要とされるエネルギーが比較的高いために、転
写印字に用いる印刷エネルギー供給源としてレーザーを使用することは一般に商
業的には知られていない。発明の要約
従って本発明の目的は、印刷特性、特に印刷転写される染料や分散剤等（以後
、着色料(colorant)と称する）の発色を妨げることのないエネルギー吸収材を具
備する、新規の転写印刷媒体(transfer printing medium)を提供することにある
。
本発明の別の目的は、転写印刷を行うためにプリントヘッドから供給されるべ
きエネルギー量を減少させることができる転写印刷方法を提供することにある。
更に本発明の別の目的は、転写印刷媒体から受容面に着色料を転写させるため
に必要な印刷エネルギーを供給するプリントヘッドとしてレーザー光線を使用す
る、転写印刷方法を提供することにある。図面の簡単な説明
図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより本発明を更に良く認識
でき、その利点も理解できることであろう。
図１は、本発明の第１側面による３例を描いた図である。転写印刷媒体は、ベ
ースフィルムと、ベースフィルムの上に配置された着色料を含む別の転写コーテ
ィング層と、印刷エネルギー吸収材とから成る。印刷エネルギー吸収材は、印刷
される着色料の色特性に影響を及ぼさないように配置される。
図２は、本発明の第２側面を示した図である。プリン
トリボン等の転写印刷媒体は、印刷を行うためにレーザーもしくはサーマルヘッ
ド等から印刷エネルギーを印加される前に予熱される。好適態様の詳細な説明
本発明の第１側面においては、支持層と、転写コートと、少なくとも１つの印
刷エネルギー吸収材とから成る熱転写印刷媒体が提供される。本発明による支持
層は、紙、重合樹脂等、印刷技術において典型的に使用されているいかなる支持
層であってもよく、典型的には、シート、リボン等の形状に形成されたものであ
る。その具体例については上述の米国特許を参照されたい。本発明の支持層のサ
イズ及び厚みは特に制限されない。マイラー(mylar)等の熱可塑性フィルムが特
に好ましいが、本発明は、転写コートを支持するために有用であり、かつ印刷エ
ネルギー吸収材を含有又は支持することができる、いかなる全ての支持層をも包
含するものである。好ましい支持層は、熱転写印刷等の印刷工程において典型的
に使用されるものである。
本発明の支持層は、受容面に転写されて画像(images)等の印字(indicia)を形
成する着色料を含有する転写コートを支持する。典型的には前記転写コートは染
料を含有し、好ましくはD2T2印刷等の熱転写印刷において有用な染料、特に上述
の米国特許において記載されている染料を含有する。しかしその代わりに、エネ
ルギー、好ま
しくは（レーザーエネルギーを含む）熱エネルギーの印加によって受容面に転写
可能な分散剤等を含有してもよい。印刷エネルギー供給源の具体例については上
述の米国特許を参照されたい。典型的には、本発明に従う転写コートは、染料、
分散剤等を含有するバインダーからさらに成る。セルロース重合体、ポリビニル
ブチラール等、如何なるバインダーでも使用することができる。その具体例につ
いては上述の米国特許を参照されたい。
本発明による印刷エネルギー吸収材は、印刷を行うために熱転写印刷媒体に印
加される印刷エネルギーを吸収することができるものである限りいかなる材料で
もよい。係るエネルギー吸収材は、典型的には、ＩＲ吸収材、レーザーエネルギ
ー吸収材、熱エネルギー吸収材等であり、印刷を行うために転写印刷媒体に印加
される印刷エネルギーを吸収する全ての物質を含む。その具体例については上述
の米国特許を参照されたい。
本発明によれば、エネルギー吸収材が転写コート内に全く含まれない、及び／
又は、１つの受容面に印刷したとき着色料の印字形成材料（染料、分散剤等）の
印刷色が影響を受けるようには前記吸収剤は前記転写コート内には含まれないよ
うに、前記の熱転写印刷媒体の各構成部分は配置される。１つの好適態様では、
印刷エネルギー吸収材は転写コートの下層に、典型的には、転写コートを有する
面と反対の支持層面上に配置される。図１ａを参照されたい。第２の好適態様で
は、本発明の転写印
刷媒体は、自身の内部に印刷エネルギー吸収材を含有する支持層を具備して成る
。支持層上に転写コートを有している。図１ｂを参照されたい。本発明の第３の
好適態様では、エネルギー吸収材は別の層として転写コートの下に配置される。
図１ｃを参照されたい。印刷エネルギー吸収材と転写コートとの相互混合を防止
するための付加的な障壁層、或いは、熱印刷媒体として当業界で一般的に知られ
ている他の層や材料等をさらに設けることができる。係る付加的材料の具体例に
ついては上述の米国特許を参照されたい。
本発明では、印刷エネルギー吸収材は、バインダー等の中に分散されて、支持
層上において別層を形成していてもよいし、あるいは支持層内に分散されていて
もよいことに注目すべきである。バインダー、支持層材料等の具体例については
上述の米国特許を参照されたい。印刷エネルギー吸収材が、転写コート内に含有
される着色料の印字形成材料の印刷特性、特にカラー印刷特性に影響を及ぼすよ
うには、前記吸収材は前記転写コート内に含まれないように配置される限りにお
いて、他の配置も可能である。好適態様では、転写コートは前記印刷エネルギー
吸収材を全く含まない。
本発明の第２側面においては、サーマルヘッドまたはレーザー光線などによる
印刷の前、及び／もしくはその間に（「同時に」という意味）熱転写印刷媒体の
転写コートを加熱することによって、転写印刷、特に熱転写印
刷の効率を高める。如何なるタイプの別の（つまり、印刷エネルギー源とは別の
）加熱方法も使用できる。加熱は図２に示すように行われ、その組み合わせを含
み、印刷エネルギーが印加される時点などで行うことができる。着色料が熱、レ
ーザーエネルギー等によって受容面に転写される、どのようなタイプの熱転写印
刷も本発明の本側面に含まれることができる。また、転写印刷媒体の別の加熱（
つまり、サーマルヘッド等の印刷エネルギー手段以外の方法による加熱）は、例
えば転写コート内におけるバインダーの溶解などに起因して転写印刷媒体が印刷
に不適当とならない限りにおいて、所望の程度まで行うことができる。この技術
を使用すれば、レーザー印刷エネルギーが全ての熱転写システムに実用的である
ように、サーマルプリンティング、特にD2T2による記録環境において前記レーザ
ー印刷エネルギーは実用的となる。例えば０．３〜２４Ｗ、好ましくは０．３〜
１２Ｗ、０．５〜４Ｗ、及び１２〜２４Ｗの電力を提供するレーザーは、例えば
１ページを１分の速度で印刷するために使用できる。種々の記録方法において要
求される幾つかの最低エネルギーを下記の表１に示す。本発明の第２側面の見地
から、これらの最低エネルギー要件は、サーマルヘッド、レーザー光線などの印
字形成印刷エネルギー供給源によった転写印刷媒体に適用されるのみでなく、別
の加熱要素と伝統的な印字形成エネルギー供給源（プリントヘッド、レーザー光
線等）との組み合わせによっ
たものにも適用される。
*電子ヘッド
本発明による熱転写印刷媒体を別個に加熱する方法は特に制限されない。抵抗
加熱器、熱風送風機、ＩＲヒーター、放射ランプ等、プリント印字形成エネルギ
ーを印加する前、または印加中に転写印刷媒体を加熱するため
に、あらゆる種類の加熱手段（要素）を使用することができる。加熱は、熱転写
媒体が印刷領域に達する前、及び／もしくは印刷領域にある間に行うことができ
る。当然のことであるが、本発明の第２側面に従う別々の加熱と、本発明の第１
側面に従う熱転写印刷媒体における印刷エネルギー吸収材の適切配置との組み合
わせによって、本発明の両態様の恩恵を享受することができる。さらに、本発明
の第２側面に従う別々の加熱を使用する場合もしこれら２つのエネルギーが異な
るならば、転写印刷媒体は熱エネルギー吸収材と印刷エネルギーを吸収する吸収
材とを含むことができる。本発明の両態様は、上述の参照のために本明細書に取
り込まれている米国特許、及び更に参照のために本明細書に取り込まれる米国特
許No．5,236,622、5,011,815、5,100,861、4,558,329、及び4,988,667 に記載さ
れている数種の方法と熱転写染料シート等、既存の全ての熱転写印刷方法と媒体
とにおいて実施することができる。
本発明の第２態様は、印字（つまり、プリンティング）を形成するための主た
る印刷エネルギー供給源がレーザー光源であって、かつ、熱転写印刷媒体が染料
シート又はリボン等の直接染料熱転写媒体である場合に、特に好都合である。こ
のような印刷は、高価であってかつ少なくとも３０Ｗの全電力を提供するような
レーザーを必要とするので、このような装置設定は、現在、全く非実用的である
。本発明によれば、例えば熱風によって熱転
写印刷媒体を予熱することによって、市販の低エネルギーレーザー（例えば０．
８Ｗ）をD2T2印刷のために使用することができる。これは当業界において大きな
進歩である。
次に本発明について、幾つかの実施例を参照しながら説明する。実施例は制限
的なものではなく、本発明の理解を助けるために提供するものである。実施例
全ての実施例において、印刷エネルギー源として０．８Ｗのレーザー、図2Aに
示した印刷手順を使用してD2T2印刷を行った。
第１の実施例では、転写コート（ＩＲ吸収材と着色料とを含む）と支持層との
間に挟まれた（サンドイッチされた）カーボンブラック層（印刷エネルギー吸収
材として作用する）によって構成される転写シート（三菱化学）を使用した。比
較例として用いたＩＲ−強化転写シートは、カーボンブラック層を有しない点を
除いて同等物である。図１Ｃを参照されたい。予熱は熱風で行った。得られた結
果を下記の表２に示す。
上記の表に示した結果から解るように、ＩＲ−強化リボンは本発明のエネルギ
ー吸収材なしでは、染料を妨害する転写コーティング層に含まれるＩＲエネルギ
ー吸収材のために、イエローの代わりに緑色がかった色を印刷する。しかしなが
ら、同じリボンでも支持層としてエネルギー吸収層を有する本発明による構成で
は、イエローを印刷する。これは現在の技術であるＩＲ−強化リボンも本発明に
よれば改善できることを示している。更に、本発明に依拠すればＩＲ−強化材は
、転写コートに、染料を妨害するようにはもはや添加されないであろう。
第２の実験においては、ＩＲ吸収材を含まないD2T2熱転写シートを、図1Aに従
う３色リボンの上にカーボンブラックのバックコーティングとしてFargo Electr
onics社のブラックリボンを付けた場合と付けない場合で、各々用意した。その
結果を下記の表に示す。
上記の表は、本発明に従うエネルギー吸収層を含まない印刷リボンとは対照的
に、本発明によって全ての色がレーザー光線で印刷できるようになることを示し
ている。本発明のエネルギー吸収材なしでは、マゼンタまたはイエローを印刷す
る場合には、レーザーは効果的ではない。
上述の教示に照らして、本発明には幾多の修正及び変形が可能であることが明
らかである。従って、添付クレームの範囲内で、特に本明細書に記載していない
他の方法によって本発明を実施し得ることが理解されるであろう。
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(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｂ４１Ｍ 5/26 １０１Ｚ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
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Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ
(72)発明者 チャン、サミュエル
アメリカ合衆国 91007 カリフォルニア
州 アルカディア ウエスト サンタ ア
ニタ テラス 65