JP2006281510A

JP2006281510A - 高速印画に適した昇華転写型熱記録方法

Info

Publication number: JP2006281510A
Application number: JP2005101996A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hirota; 憲一廣田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】従来公知の熱転写シートおよび受像シートを使用して高速で昇華転写型熱記録を行っても、バックトラップの生じない昇華転写型熱録方法を提供すること。
【解決手段】複数の色を印画してフルカラー画像を形成する昇華転写型熱記録方法において、色の印画速度が速い印画工程と、色の印画速度が遅い印画工程を含み、速い印画工程の後に遅い印画工程の順序で印画が行われることを特徴とする、昇華転写型熱記録方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、昇華転写型熱記録方法、特に高速印画に適した昇華転写型熱記録方法に関する。

フルカラー画像を形成する昇華転写型熱記録方法においては、通常イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３原色を用いて画像を表現しており、それぞれの色を任意の順序で繰り返し印画することによって最終的な印画物を得る。例えば、イエロー印画用の熱転写シート（インクリボン）を受像シートと重ねた状態でイエローを印画した後、マゼンタ印画用の熱転写シートを先のイエローを印画した受像シートと重ねた状態でマゼンタを印画し、さらにシアン印画用の熱転写シートを先のイエローとマゼンタを印画した受像シートと重ねた状態でシアンを印画することによってフルカラーの印画物を得ることができる。

熱転写シートは、基本的にポリエステル等の基材シートの上に染料層が形成された構成をしている。染料層は、バインダーと呼ばれるポリマーと染料（色材）とからなる。これらのポリマーと色材を適当な溶剤に溶解させてインキ化し、該インキを基材上に塗工、乾燥することで染料層が形成される。印画は、染料層を塗工面と反対側から画像パターンに対応させて加熱する事で染料層中の染料のみを受像シート側に昇華転写し画像を形成することにより行われる。

最近、昇華転写型熱記録方法においても、印画速度の高速化が要望されている。昇華転写型熱記録方法の高速化には種々の方法が提案されているが、印画時の温度を上げて染料の拡散速度を上昇させ、各色の印画時間を短縮することは一つの方法である。しかしながら、各色の印画速度をそのように単に同様に高速化するのみでは、バックトラップという問題の影響がより大きくなる。バックトラップとは、２色目、３色目印画時にその前に受容層にすでに印画されている染料が転写シート側に移行してくる現象である。高精細画像を得る場合、印画時の熱はサーマルヘッドと呼ばれる熱源で数十ナノ秒オーダーのパルス信号として加熱を繰り返すことで与えることが通常であり、熱源から与えられる熱量は非常に小さい。このような方法では熱源温度の上昇に比べて被加熱体の温度は熱源から離れるほど小さくなる傾向があり（熱源温度と被加熱体温度とが温度平衡状態を達成するほどの熱量は与えていない）、ある一定の温度勾配が発生する。この温度勾配も加熱時間の減少と共に大きくなり、すなわち印画速度が速くなるほど、受容層に対するインクリボンの温度が相対的に高くなる。染料の拡散を促す推進力は、
（ａ）染料の濃度勾配
（ｂ）バインダーの染料受容能力
であり、受容層に対するインクリボンの温度が相対的に高くなることは（ｂ）の効果によって受容層に転写されている染料がよりインクリボン側に戻ってくることを示している。その結果、予定した量の染料が受像シートに転写されず、原画を忠実に再現できないことになるものと考えられている。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、従来公知の熱転写シートおよび受像シートを使用して高速で昇華転写型熱記録を行っても、バックトラップの影響を低減できる昇華転写型熱録方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の色を印画してフルカラー画像を形成する昇華転写型熱記録方法において、色の印画速度が速い印画工程と、色の印画速度が遅い印画工程を含むことを特徴とする、昇華転写型熱記録方法に関する。

本発明の方法を使用すると、従来公知の熱転写シートおよび受像シートを使用して、高速でしかもバックトラップの影響を低減できる昇華転写型熱録を行うことができる。これによってより高速で印画する必要性が出た場合でも、より高濃度を再現できる。

本発明において印画速度とは熱転写シートと受像シートとを重ね合わせ、サーマルヘッドにより熱転写シートに熱を印加している間の時間を意味している。従来はそのような印画速度が０．２４〜１．２０ｓ／ｃｍ程度でおこなわれていた。

本発明において、「色の印画速度が速い印画工程」とは、印画速度が１．２０ｓ／ｃｍより速い速度、特に０．０６〜０．１７ｓ／ｃｍで行われる各色の印画工程を意味している。この印画速度をすべての色の熱転写シートに採用すると、実質印画にかかっている時間のみを考えた場合はＡ４サイズの用紙に毎分２〜９枚程度のフルカラー印画することが可能となる。

「色の印画速度が遅い印画工程」とは、「色の印画速度が速い印画工程」の印画速度より６０〜８０％程度印画速度が遅い印画工程の範囲で行われる各色の印画工程を意味している。

本発明おいて、「高速」とは、実質印画にかかっている時間のみを考えた場合にＡ４サイズの用紙に毎分２枚以上フルカラー印画することが可能な場合をいい、印画速度が速い印画工程と印画速度が遅い印画工程は、このような高速印画が達成される限り、それらの工程は任意に組み合わせ可能であり、また印字速度も任意に調整可能である。

昇華転写型熱記録方法においては、フルカラー画像は、受像シート上に、熱転写シートから熱昇華したイエロー、マゼンタ、シアンの３色の染料を重ね合わせて形成される。このような３種類の受像シートを使用する場合、色の印画速度が遅い印画工程にどの色の熱転写シートを割り当て、また色の印画速度が速い印画工程にどの色の熱転写シートを割り当てるかは、以下の（ｉ）または／および（ii）を基準に、好ましくは以下の（ｉ）および（ii）の両者を満たす基準で判断すればよい。
（ｉ）ＤＢ比（染料層中の染料とバインダーの比率（染料／バインダー））が最も低い染料層を有する熱転写シート。特に、単位面積あたりの染料含有量が１．２０ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ以下の熱転写シート。
（ii）「モル吸光係数×半値幅」の値が一番大きな染料で構成される染料層を有する熱転写シート。特に、その値が０．４（Ｍ^−１）以上を有する熱転写シート。

染料の拡散速度は染料各々の物理的性質にも依存するが、染料層中に含有している染料のモル数にも依存する。すなわち染料層中に含まれる染料のモル数が多いほど染料層と受容層の間の濃度勾配が大きくなり、これが拡散速度を大きくする因子となる。ＤＢ比の大小は要求性能に応じて適宜決定できるものである。一般的傾向として、ＤＢ比を大きくすると、（１）インクリボン状態での背面層への染料移行、（２）長期（高温）保存時の染料層表面への染料析出などのインクリボン保存性が悪くなるが、逆に転写感度は良くなる。そのため、「色の印画速度が遅い印画工程」に適用される熱転写シートは、保存性に問題があってやむなくＤＢ比をあげる事が出来ない染料層を有する熱転写シートとすることが望ましいのである。すなわち、染料層１ｇ中に含まれている染料のモル数を各色の染料層１ｇ中に含まれている染料のモル数の平均で割った値の逆数分だけ、印画速度を基準速度よりも遅くする事で良い効果が得られる。「基準速度」とはその印画工程内で元も速い印画速度を採用している色の印画速度の事であり、染料のＤＢ比から求めた遅い印画速度を採用する工程の印画速度が基準速度の半分までであれば本発明の目的が達成できる。

上記（ii）の「モル吸光係数×半値幅」の値を基準にするのは、染料1分子当たりの濃度への影響度の大きさに依存するパラメータである理由による。

例えば、以下の実施例で作成した転写シート：
イエロー染料層
染料含有量：１．５４ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ
（モル吸光係数×半値幅）値：０．２７３
マゼンタ染料層
染料含有量：１．１６ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ
（モル吸光係数×半値幅）値：０．５４６
シアン染料層
染料含有量：１．８０ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ
（モル吸光係数×半値幅）値（平均）：０．２５０（染料１は０．２８７、染料２は０．２２３）
を用いて、本発明の方法を実施する場合においては、マゼンタ色の印画の後にシアン色の印画を行い、マゼンタ色の印画工程を、本発明にいう色の印画速度が遅い印画工程とし、シアン色の印画工程を、本発明にいう色の印画速度が早い印画工程とする。マゼンタ色とシアン色が左記印画順序、および印画速度の関係をもって昇華転写型熱記録が行われる限り、イエロー色の印字は、マゼンタ、シアンの印字に先立っておこなわれてもよく、また、マゼンタ、シアンの印字の後に行ってもよい。また、イエロー色の印字は、色の印画速度が速い印画工程を採用してもよいし、色の印画速度が遅い印画工程を採用してもよく、フルカラー画像を形成するに要するトータルの時間、その他、要求画質等により適宜選定可能である。

昇華転写型熱記録方法においては、イエロー、マゼンタ、シアンの３色以外に蛍光発光、赤外線発光の染料で構成した熱転写シートを組み合わせることがある。このような昇華転写型熱記録方法においても、マゼンタ色の印画の後にシアン色の印画を行い、マゼンタ色の印画工程を、本発明にいう色の印画速度が遅い印画工程とし、シアン色の印画工程を、本発明にいう色の印画速度が早い印画工程とする限り、そのような転写シートも使用可能である。

また、昇華型熱転写記録方法に使用可能な受像シートについても、従来の受像シートが使用可能である。

本発明の方法を使用すると、従来公知の熱転写シートおよび受像シートを使用して、高速でしかもバックトラップを生じることなく昇華転写型熱記録を行うことができる。

転写シート
厚み５μｍのポリエステル基材シートの上に、以下の染料インキを塗工、乾燥することで染料層（乾燥時重量１．０ｇ／ｍ^２）を形成したものを、転写シートとして使用した。

得られた染料層は下記特性を有している。
イエロー染料層
染料含有量：１．５４ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ
（モル吸光係数×半値幅）値：０．２７３
マゼンタ染料層
染料含有量：１．１６ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ
（モル吸光係数×半値幅）値：０．５４６
シアン染料層
染料含有量：１．８０ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ
（モル吸光係数×半値幅）値（平均）：０．２５０（染料１は０．２８７、染料２は０．２２３）

イエロー染料インキ
イエロー染料：３．５重量部（１．５４ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ）
ポリビニルブチラール樹脂（エスレックＢＸ−１、積水化学社製）：１．５重量部
トルエン：４５重量部
ＭＥＫ（メチルエチルケトン）：４５重量部

マゼンタ染料インキ
マゼンタ染料：２．５重量部（１．１６ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ）
ポリビニルアセタール樹脂（エスレックＫＳ−５、積水化学社製）：２．５重量部
トルエン：４５重量部
ＭＥＫ：４５重量部

シアン染料インキ
シアン染料１：１．６３重量部（０．８６ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ）
シアン染料２：１．６３重量部（０．９４ｍｍｏｌ・ｍ^２／ｇ）
ポリビニルアセタール樹脂（エスレックＫＳ−５、積水化学社製）：１．６３重量部
トルエン：４５重量部
ＭＥＫ：４５重量部

なお、各染料は、以下の化学構造式を有している。
（イエロー染料の構造式）

分子量：４８６．６、モル吸光係数：５４６００、半値幅：５０ｎｍ

（マゼンタ染料の構造式）

分子量：４２９．６、モル吸光係数：７８０００、半値幅：７０ｎｍ

（シアン染料１の構造式）

分子量：３７５．３、モル吸光係数：２６０００、半値幅：１１０ｎｍ

（シアン染料２の構造式）

分子量：３４３．０、モル吸光係数：１５９００、半値幅：１４０ｎｍ

受像シート
パールコート（三菱製紙製、１５７ｇ／ｍ^２）に３５ＭＷ２４７（モービル社製、３８μ）を粘着剤にて貼り合せた基材シートの３５ＭＷ２４７面に、以下のプライマー層、受容層を設けた。

（プライマー層インキ）
ＷＲ−９０５（水系ポリエステル（ｎ．ｖ．２０％）、日本合成化学社製）：５重量部
ＴＣＡ８８８（酸化チタン）：２重量部
水：８重量部

上記インキを乾燥時の重量が１ｇ／ｍ^２になるように塗布し、１１０℃で１分間乾燥させた。

（受容層インキ）
ソルバインＣ（塩ビ酢ビ共重合樹脂、日清化学（株）製）：９重量部
Ｘ−２２−３０００Ｔ（変性シリコーンオイル、信越化学工業（株）製）：０．５重量部
Ｘ−２４−５１０（変性シリコーンオイル、信越化学工業（株）製）：０．５重量部
トルエン：２０重量部
ＭＥＫ：２０重量部

上記インキを乾燥時の重量が４ｇ／ｍ^２になるように塗布し、１１０℃で１分間乾燥させた。

プリンタは以下の様なパラメータを持つものを使用した。
プリンタのパラメータ
サーマルヘッド：東芝ホクト電子製Ｆ３９５９（３０１ｄｐｉヘッド、抵抗値５２１２Ω）
印圧：５０Ｎ
印画開始ヘッド温度：２８．０℃
印画パターン：ステップ（１８階調の黒）

イエロー、マゼンタ、シアンの各色のすべてを０．２４ｓ／ｃｍ，７０％，２４Ｖ、または０．１７ｓ／ｃｍ），９０％，２９Ｖで印字を行った場合、およびイエロー、シアンの各色を０．１７ｓ／ｃｍ），９０％，２９Ｖ、マゼンタ色のみ０．２４ｓ／ｃｍ，７０％，２４Ｖで印字を行った場合に、形成された画像（黒１８階調）の各階調の反射濃度（ＯＤ値）を、GRETAG SPECTROLINO（D65 Ansi-A）により測定した。結果を表１に示した。
測定した値は、技術的には、
ＯＤ値＝−ｌｏｇ_１０（測定光／入射光）
で表現され、数値が高いほど濃い色である事を意味する。

なお、「０．１７ｓ／ｃｍ，９０％，２９Ｖ」等の表現は、印画が１ｃｍあたり０．１７秒で進行し、その９０％に相当する時間だけサーマルヘッドに２９Ｖの電圧をかけて印画を行う事を意味する。

イエロー、マゼンタ、シアンの各色のすべてを０．１２ｓ／ｃｍ、９０％、３２Ｖ、または０．１７ｓ／ｃｍ，９０％，２９Ｖで印字を行った場合、およびイエロー、シアンの各色を０．１２ｍｓ／ｃｍ,９０％,３２Ｖ、マゼンタ色のみ０．１７ｓ／ｃｍ，９０％，２９Ｖで印字を行った場合に、形成された画像（黒１８階調）の各階調の反射濃度（ＯＤ値）を、上記と同様に測定し、結果を表２に示した。

Claims

複数の色を印画してフルカラー画像を形成する昇華転写型熱記録方法において、色の印画速度が速い印画工程と、色の印画速度が遅い印画工程を含むことを特徴とする、昇華転写型熱記録方法。
イエロー、マゼンタ、シアンを印画してフルカラー画像を形成する昇華転写型熱記録方法において、マゼンタの印画速度をシアンの印画速度より遅くして印画が行われることを特徴とする、昇華転写型熱記録方法。