JPH022020A - 印字記録ヘッド - 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、通電転写記録方式に用いる印字記録ヘッドに
関する。

従来の技術 従来、画像電気信号を熱エネルギーに変換し、その熱エ
ネルギーでインク層を溶解して、転写用紙に転移させる
ことにより画像形成を行う印字記録方法として、通電記
録方式が提案されている。

このような記録方式において用いられる印字記録ヘッド
としては、第３図の示すごとく、記録電極２に比して大
きな接触面積を有する帰路電極６を一体に設けて、記録
電極及び帰路電極を一体化してなる印字記録ヘッド（例
えば、特開昭５９−１７１６６６号公報参照）、或いは
第２図に示すごとく、セラミック基板７上にパターン化
した金属層よりなる記録電極２及びセラミック材８を積
層してなる印字記録ヘッド等が提案されている。

発明が解決しようとする課題 前者の印字記録ヘッドは、印字記録媒体との接触面に記
録電極と帰路電極とが存在するため、印字記録ヘッドの
圧接面積が大きくなり、総圧接圧力を大きくとる必要が
あり、均一な圧接か行われ難く、又、駆動［Ｊ−ルのト
ルクか大きくなる）よとの問題がおり、印字記録の信頼
性を損なう結果どなっている。

又、後者の印字記録ヘッドは、画像記録に際して、ヘッ
ド端面を印字記録媒体に面接触させる必要がおる。した
がって、印字記録ヘッドか印字記録媒体に対して傾いて
しまうと接触率が極端に悪くなるので、常に垂直に保持
されなければならず、高°憤度のヘッド保持機構が必要
でおるという問題点がおる。

本発明は、上記の問題点に濫みてなされたものでおる。

すなわち、本発明の目的は、電極部とインク媒体との電
気的接触の信頼性が高く、小さな圧接力でも十分な接触
が可能で必り、接触電極部の摩耗寿命が長く、加工精度
が冑やすく、かつ電極部の摩耗変形が小ざく、インク媒
体に傷を付けにくい印字記録ヘッドを提供することにお
る。

課題を解決づるための手段 本発明者等は検器の結果、印字記録ヘッドにおける記録
型（へのインク媒体との接触部分表面を、金属とセラミ
ックとの複合材よりなる層で形成させると、上記目的を
達成することができることを見出だし、本発明を完成し
た。

本発明の印字記録ヘッドは、基板上に少数の記録電極が
並列状に配設され、該少数の記録電極の先端近１カに接
触電極部が形成され、該接触Ｎ極部の表面は、金属マト
リックス材とセラミック微粒子との複合祠よりなる層で
形成されたことを特徴とする。

本発明の印字記録ヘッドにおいては、複数の記録電極の
少なくとも先端部分において、記録型（かの間に切欠溝
が設けられていることが好ましい。

又、本発明の印字記録ヘッドは、その表面が、接触型４
か部を除いて、電気絶縁層によって被覆されていてもよ
い。

更に又、記録電極が配設される基板は、弾性材料より構
成されることが好ましい。

作用 本発明の印字記録ヘッドは、通電転写記録方式或いは静
電記録方式により記録画像を得る際に用いられる。例え
ば、通電転写記録方式にＪ３いては、印字記録ヘッドを
、発熱体層ど熱溶融性インキ層を有する印字記録媒体に
圧接し、印字記録ヘッドの複数の記録電極が印字記録媒
体上を摺動するように接触させる。印字記録ヘッドから
の画像電気信号を発熱体層に入力し、発熱体層中でジュ
ール熱を発生させ、隣接したインキ層を画像形状に応じ
て熱溶融させ、転写材（一般には紙）にインキ層を転移
させ、記録が行われる。

この場合、接触電極部は、上記のように、金属マトリッ
クス材とセラミック微粒子との複合材より構成されてい
るから、摩耗に対して良好な抵抗性を有し、長期間の使
用に耐えるよう作用する。

本発明の印字記録ヘッドにおいて、基板を弾性材料で構
成している場合には、印字記録媒体の表面の凹凸或いは
うねりが存在しても、印字記録ヘッドはそれに対応して
変形する。したがって記録電極の先端部又は先端近傍に
設けられた接融電極部が、常に安定した接触状態を保つ
様に作用する。

又、投数の記録電極間に切欠溝を設けた場合には、記録
電、性は一つずつ或いはめる複数の集団毎に独立して圧
接される状態になり、記録電極部にごみ等の異物が混入
しても、印字記録ヘッド全体が浮き上がることかなく、
又、一部に浮きが発生しても、ぞの浮きか他の記録電極
にまで影響することが少なくなる。

又、本発明の印字記録ヘッドにおいて、記録型（への一
部に形成された接触型（水都を除いて、他の部分か電気
絶縁層により被覆されている場合には、接触電極部のみ
が印字記録媒体と接触することになり、接触部を面積的
に制御する動ぎを示す。したがって、印字記録ヘッド全
体としての接触圧力も非常に低減できる。

実施例 以下、図面に示した実施例によって本発明の詳細な説明
する。

第１図は、本発明の一実施例で必って、（ａ）は斜視図
、（ｂ）は横断面図、（Ｃ）は縦断面図である。

基板１の上にはパターン状に形成された複数の記録電極
２が並列に配設されており、その記録電極は、その先端
近傍の一部領域を除いて１．絶縁皮膜３により覆われて
いる。その記録電極の絶縁皮膜によって覆われていない
露出部には、接触電極部４が形成されている。又、印字
記録ヘッドの先端部分において、記録電極２の間には、
切欠溝５が設けられている。

基板１は、例えば弾性を有する樹脂板、セラミック板、
絶縁層を有する金属板、背面圧接板を有するゴム材、樹
脂板材等が使用される。

基板の上には複数の記録電極が帯状に並列に形成される
。使用できる電極材料としては、例えば、Ｃｕ、　Ａｕ
、　Ａ１．　Ｒｕ、　Ｎｉ、　Ａｇ、Ｃｏ、Ｔａ等の金
属類及びそれ等を複数含む合金等が好ましく使用される
。これ等電極材料よりなる記録電極は、箔の接着、電解
メッキ、無電解メッキ、真空蒸着法、スパッタリング法
、印刷その他の塗布法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、プラズマ
着膜法等を、素材及び基板材に合わせて選択することが
でき、０．１μｍ〜５０ｍの厚さに着膜すればよい。パ
ターン化されたストライプ状の記録電極を形成するため
には、着膜された導電層を、光、レーザー又は電子線に
よるリソグラフィーとウェットエツチングとの組み合わ
せ、或いはドライエツチングとの組み合わせにより、パ
ターン化して形成することができる。或いは、直接的に
導電層を描画して、パターン化した記録電極を形成する
こともできる。

形成されたパターン化した記録電極の上には、次いで電
気絶縁層によって被覆されるが、その場合、記録電極上
の先端近傍には、記録電極が露出するように被覆する。

例えば、感光性絶縁フィルム（ドライフィルム）を熱圧
着し、印字記録媒体と接触する部分に相当する部分の記
録電極を露出させるために、フォトリソグラフィーとウ
ェットエツチングによって除去する。又、感光性絶縁フ
ィルムを用いず、絶縁性フィルムを熱圧着し、レジスト
膜を用い、フォトリソグラフィーとドライエツチングの
組合わせにより、記録電極を露出させることもできる。

絶縁皮膜の膜厚は５〜５０μｍの範囲が好ましく用いら
れる。

記録電極上の絶縁皮膜により被覆されない部分、即ち、
露出部には、金属マトリックス材とセラミック微粒子と
の複合材よりなる層が設けられる。

金属マトリックス材とセラミック微粒子との複合材は、
マトリックス金属材中にセラミック粉末が分散された状
態のものであり、金属マトリックス材としては、Ｎ　ｉ
、Ｃｏ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ。

Ｒｈ、Ｗ、ＭＯがあげられ、分散粒子であるセラミック
微粒子としては、Ａ１２ｏ３、ＢＮ、Ｓ　ｉ　ＣＸ８４
　Ｃ，Ｎ　ｉｏ、Ｃｒ２０３、Ｓ！３　Ｎ４　、ＴＩＣ
，Ｔ！０２　、ＷＣ，ＷＳｉ２、ＺｒＯ２、ＺｒＢ２　
、ｚｒｃ、Ｃｒ３　ｃ２、ＴａＣ，ＭｇＯ，ｃａｏ、Ｔ
ｈ０２等の微粒子があげられ、それ等の平均粒径は、５
００人〜１０ｐｍ。

特に０．３μｍ〜３０ｍの範囲に設定するのが膜特性的
に良好になるので好ましい。又、上記複合材よりなる層
の膜厚は、１μｍ〜７０ｍｍの範囲が好ましく、膜作成
の容易さ、膜自体の強度・均一性の点から５μｍ〜２０
μｍ程度が良好な範囲である。

又、金属マトリックス材とセラミック微粒子との比率は
、セラミック微粒子が、複合材よりなる層中において２
体積％〜３７体積％の範囲が良好である。セラミック微
粒子の比率が、２体積％より少ない場合、複合材よりな
る層の強度及び摩耗性が、金属マトリックス材のみより
なる場合に比してそれ程向上しない。又、３７体積％よ
り多い場合、この複合電極の導電性が不安定化し、又は
抵抗値の上昇を生じ、そして電極内の不均一性により脆
さを生じる。

上記複合材よりなる層は、電解複合メッキによって着膜
される。着膜条件は、電流密度０．５〜２５Ａ　／　６
ｍ２が好ましく、０１５Ａ／　６ｍ２未満であると、着
膜速度が低く、生産効率か悪い。又、　２５Ａ／ｄｍ２
よりも大きいと、メッキ浴の温度上昇により膜の均一性
、安定性が損なわれる。

電解複合メッキによって作成された複合材よりなる膜は
、膜質が緻密で、層内の空隙が少なく、又、膜表面が平
滑でＩＳ動部材としての応力集中破壊又は被１月動材へ
の傷付は等の現象を回避又は低減することができる。

上記複合材よりなる層によって形成された接触電極部は
、絶縁皮膜の膜厚よりも厚くなるように付着させて突出
部となるように形成する。この突出部は、絶縁皮膜より
も２．０μｍ〜１００μｍ、特に１０凱〜４０μｍ突出
して設けるのが好ましい。この突出部の形状は、矩形、
円形、多角形、楕円形等、限定されるものではない。又
、大ささはも、基本的には基板上の記録電極の幅に近い
値であればよいが、接触電極部の並び方や幅によっては
、記録電極の数倍人きかったり、又数分の１の大きさで
もよい。

本発明の印字記録ヘッドにおいては、記録電極間に切欠
溝が設けられているのが好ましい。切欠溝は、各記録電
極間の全てに設けられてもよいし、数本〜数１０本の記
録電極を隔てて設【プられでもよい。これら切欠溝によ
り、各記録電極又は記録電極群が、独立性を持って圧接
接触する為に、接触信頼性が非常に高くなる。

切欠溝は、切断円盤による回転切断法、レーザー加工法
、ドライエツチング法、流体切削法等によって形成する
ことかできる。この切欠溝の奥行きは、印字記録ヘッド
の先端から５馴〜４５＃の範囲が良好であるが、記録電
極の露出部の形状により任意に決定される。

次に本発明の印字記録ヘッドについて、ざらに具体化し
た実施例を示ず。

実施例１ 厚さ２５０μｍの部分安定化ジルコニア板の片面に、ク
ロムを５００人及び３．０μｍの膜厚に真空蒸着法によ
り、又、金を３．０μｍの膜厚にＥＢ真空蒸＠法により
着膜し、導電層を形成した。

次に、フ′Ａｌヘリソゲラフイーにより、導電層をパタ
ーン化し、エツチングして、ピッチ１２５μｍで電１へ
幅１００μｍのスｊ〜ライブ状の記録電極を形成した。

次に、形成された記録電極の側に、基板温度１５０”Ｃ
：で５ｉ０２の高周波スパッタリング法により、膜厚６
０００人の絶縁膜を設けた。

次に、記録電極の真上の絶縁膜に７４トワソグラフイー
とフッ酸エツチングにより一辺６０μｍの四角の孔を開
き、記録電極の金層を露出させた。その露出部分に対し
てメッキ層を形成した。即ち濃度３５重量％のスルファ
ミン酸ニッケルよりなるメッキ液に平均粒径０．７μｍ
のＳｉＣ微粒子を、メッキ液１．１！に対して３００３
添加して、複合メッキ液を調製し、攪拌しながら、電流
密度８．ＯＡ／ｄｍ”の条件で電解メッキを行ない、約
１μｍ／分の析出速度で、膜厚１８μｍの複合材よりな
るメッキ層を形成した。このメッキ層にあけるＳｉＣ含
有旧は１２体積％であった。このようにして、記録電極
の露出部に約１５即突出した丸みを帯びた約８０μｍの
四角形の接触電極部を形成した。その後、約３５０°Ｃ
で２時間Ｎ２ガス中で熱処理を行った。

次に、薄型ブレード回転切断装置を用いて、ピッチ２．
０Ｉｎ！ｎで幅２０μｍで長さ２　、５　Ｒ謂の切欠溝
を形成させ、印字記録ヘッド製作した。

上記のようにして得られた印字記録ヘッドを、直径１２
０．の平滑なアルミニウムドラムに接触角１８°で１０
０！Ｊ／ｃｍで圧接させ、１２０Ｍ／ｓｅｃの線速度で
回転させながら、パルス幅２００μｓ、ヘッド長さｉ　
ｃｍ当たり入力電流但１Ａでパルスデューティ−率１０
％の下に電流を印力口し、囲動時間と摩耗１との関係を
評価した。結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１におけると同様な構造の印字記録ヘッドを作成
した。但し、接触電極部はＳｉＣ微粒子を含まないＮｉ
メッキ液を使用して作成した。実施例１におけると同様
に評価したところ、第１表に示す結果か得られた。

実施例２ 厚さ０．２．のステンレス鋼板の片面に、ディッピング
塗イｔｉ法により、５ｉ０２粉末含有分散液を塗布して
絶縁層を設け、焼結処理して膜厚１０μｍのＳ　ｉ　０
２皮膜を形成した。次にＤＣスパッタリング法によりＡ
１を着膜して膜厚５００人のＡ１層を形成し、次いでス
パッタリング蒸着法によりＣｕを着膜して、膜厚１．２
μｍのＣｕ層を形成した。次に、フォトリソグラフィー
により、導電層をパターン化し、エツチングして、ピッ
チ１００μｍで電極幅５０μｍのストライプ状の記録電
極を形成した。次に、形成された記録電極の側に、ポリ
イミドオリゴマーを塗布し、予備焼成した後、再度フォ
トリングラフイーとエツチングにより一辺４５μｍの四
角の孔を記録電極上に開き、ぞの後、Ｎ２ガス中でポリ
イミドオリゴマーを加熱硬化させた。形成されたポリイ
ミド絶縁膜の厚みは２．５μｍでめった。

次にその露出部分に対して、メッキ層を形成した。即ち
濃度２５重但％のスルファミン酸コバルトよりなるメッ
キ液に平均粒径１．ＯｐｍのＢＮ微粒子を、メッキ液１
．ｌ！に対して２５ｇ分散させた複合メッキ液を用い、
常時攪拌しながら、電流密度１０Ａ／ｄｍ２で１０分間
通電を行ない、膜厚２４μｍの複合材よりなるメッキ層
を形成した。このメッキ層におけるＢＮ含有量は９体積
％であった。このようにして、記録電極の露出部にポリ
イミド絶縁層よりも約２２μｍ突出した直径８０μｍの
接触電極部を形成した。その後、約３５０　’Ｃで２時
間Ｎ２ガス中で熱処理を行った。

上記のようにして得られた印字記録ヘッドを、直径２０
０ｍの平滑な肉厚２簡のアルミニウムドラムに接触角１
５°で１２０９／ｃｍで圧接させ、２００　ｇ／ｓｅｃ
の線速度で回転させながら、パルス幅２００μｓ、ヘッ
ド長ざＩ　Ｃｍ当たり入力電流量１Ａでパルスデューテ
ィ−率２０％の下に電流を印加し、摺動時間と摩耗量と
の関係を評価した。結果を第２表に示す。

比較例２ 実施例２において、接触電極部としてＣｕメッキ層を形
成した以外は同様にして印字記録ヘッドを作成した。実
施例１におけると同様に評価したところ、第２表に示す
結果が得られた。

発明の効果 本発明の印字記録ヘッドは、記録電極には−、接触電極
部が形成され、そしてその接触電極部が、金属マトリッ
クス材とセラミック微粒子との複合材よりなるから、接
触電極部の摩耗寿命が長く長期間の印字記録が可能にな
る。

又、接触電極部が突出部を形成している場合には、より
小さな圧接圧でも、印字記録媒体との間で良好な接触状
態を保つことが可能になる。したがって、印字記録ヘッ
ドの長寿命化に一層寄与することになり、印字記録媒体
の摩耗も一層少なくなる。

更に、記録電極間に切欠）ｎが設けられている場合には
、次のような効果を生じる。１）記録電極部に、はこり
、ごみ等の異物の混入により浮きが生じても、印字記録
ヘッド全体が浮き上がることがなく、又、圧接状態の位
置、精度むらによる圧力のバラツキ、或いは片あたりを
防止することができ、又、一部に浮きが発生しても、そ
の浮きが他の記録電極にまで影響することが少なくなる
。２）微小異物が存在した場合、それを切欠溝内に払い
落とすことができるので、異物の除去が可能になる。３
）各記録電極の接触信頼性が高くなるため、圧接圧の低
減が可能になり、印字記録媒体の摩耗特性、スタイラス
接点部の高信頼化、長寿命化に寄与する。

又、基板として弾性を有する樹脂製Ｍ基板を用いた場合
には、印字記録媒体の凹凸、うねりによる記録電極の浮
きによって生じる接触不良を防止することができるほが
、基板の加工が容易で、複雑な形状のものを精度よく製
造することが可能になる。

更に、本発明の印字記録ヘッドにおいて、記録電極の一
部に形成された導電性物質よりなる突出部を除いて、他
の部分が電気絶縁層により被覆されている場合には、導
電性物質よりなる突出部のみが印字記録媒体と接触する
ことになり、したがって、印字記録ヘッド全体としての
接触圧力を非常に低減でき、接触安定性を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で必って、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は横断面図、（Ｃ）は縦断面図、第２図及び第３
図はそれぞれ従来の印字記録ヘッドの斜視図でおる。 １・・・基板、２・・・記録電極、３・・・絶縁皮膜、
４・・・接触電極、５・・・切欠溝、６・・・帰路電極
１．７・・・セラミック基板、８・・・セラミック祠。 特許用１頭人　　富士ピロツクス株式会社代理人　　　
　弁理士　　渡部　剛 切欠涜 （ａ） （ｂン （Ｃ） 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基板上に複数の記録電極が並列状に配設され、該
   複数の記録電極の先端近傍に接触電極部が形成され、該
   接触電極部が、金属マトリックス材とセラミック微粒子
   との複合材よりなることを特徴とする印字記録ヘッド。 （２）基板が弾性材料より形成されたことを特徴とする
   請求項１記載の印字記録ヘッド。（３）複数の記録電極
   の少なくとも先端部分において、記録電極の間に切欠溝
   が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の印
   字記録ヘッド。 （４）接触電極部がメッキ法で形成されたものであるこ
   とを特徴とする請求項２又は３記載の印字記録ヘッド。