JPH022085A - 印字記録方法 - 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、電気信号を熱エネルギーに変換し、転写材に
インク像を転移させて印字記録を行うインク記録媒体、
及びそれを使用する印字記録方法に関する。

従来の技術 従来、被記録体、例えば普通紙上に所定のデジタル画像
信号に対応する画像の記録を行う場合、インクドナーフ
ィルム等の熱転写記録媒体を用いた記録方法が広く知ら
れている。

この様な記録方法としては、例えば、１）熱ヘツド転写
方式（特開昭５３−８４７３５号公報）、２）インク見
に通電する通電転写方式（画像電子写真学会誌：１９８
２年Ｖ０１．１１、Ｎα１、ｐ３〜９）、３）中抵抗ノ
インク支持体に発熱層と帰路電極を設けた印字記録媒体
を用いる通電熱転写記録方式（特開昭５６−９３５８５
号公報）、４）針電極と同じ側に帰路電極を設け、印字
記録媒体の発熱層中に帰路電極への電流路を形成して発
熱層での発熱を利用する通電熱転写記録方式等が提案さ
れている。

これ等の記録方式の中で、３）及び４）の通電熱転写記
録方式は、印字速度も比較的速く、インクに導電性を付
与する必要もなく、インク材料選択の自由度が高いとい
う利点が必り、種々の提案がなされている。しかしなが
ら、これ等通電熱転写記録方式は、インク支持体に異方
導電性がないため、ドツトの広がりがあり、リーク電流
が大きく、エネルギー効率が悪かったり、或いは、印加
電流が２度発熱層を通るため、多くのエネルギーロスを
生じ、又、摺動接触を針電極と帰路電極により２度行う
ため、接触抵抗による熱ロスも多く生じ、更に、帰路電
極に優先的に電流を流すには、印字記録媒体中の導電層
にある程度の抵抗が必要となり、導電層での発熱ロスも
大きくなる等の欠点がおる。

この欠点を解決するために発熱抵抗体層の上に導電性孤
立パターンよりなる異方導電層を設けたり、支持体層を
異方導電層としたインク記録媒体や、両側端縁に導電層
を露出させて側端電極部としたインク記録媒体を用い、
側端電極部に導電性摺動部材や導電性ロールを接触させ
て印字記録を行うことが提案されている。

発明が解決しようとする課題 ところで、異方導電層、電気信号の入力により発熱する
発熱抵抗体層、導電層、インク剥離層、及び熱溶融性イ
ンク層を積層してなるインク記録媒体を用いて印字記録
を行う場合、十分な品質の印字記録を得るためには、あ
る値の電流量を有する画像信号を入力しなければならな
いが、電流量が多い場合には、通電時間が長くなると、
発熱抵抗体層の中の電流流路が、電流の流れによるスト
レス或いは発熱によるストレスを受け、その抵抗値の変
化が大きくなっていき、インク記録媒体の耐久性が劣化
するという問題がある。また、環境の変化した場合、必
要な加熱エネルギーを与えるに要する画像信号の電気量
を調整することが困難でおるという問題もめる。

本発明は、従来の技術にあける上記のような問題点に鑑
みてなされたものである。

したがって、本発明の目的は、小ざい電気量の画像信号
によって印字記録が可能であり、したがって、インク記
録媒体の発熱抵抗体層の劣化が防止でき、長期間使用す
ることが可能な印字記録方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、環境の変化に対して容易に加熱エ
ネルギーを制御することが可能な印字記録方法を提供す
ることにおる。

本発明の更に他の目的は、発熱エネルギー効率が高く、
消費エネルギーが少ない印字記録方法を提供することに
おる。

本発明の別の目的は、繰返し印字記録が可能であり、高
速印字、高密度エネルギー人力が可能であり、高品位の
カラー画像が再現でき、多階調で堅牢な画像を記録する
ことが可能でおるインク記録方法を提供することにある
。

課題を解決するための手段 本発明は、異方導電層、電気信号の入力により発熱する
発熱抵抗体層、導電層、インク剥離層、及び熱溶融性イ
ンク層を順次積層してなるインク記録媒体の熱溶融性イ
ンク層を、印字部において転写材と接触させ、異方導電
層側から画像信号に応じた信号電流を印加して転写材上
にインクを転写させる印字記録方法において、該信号電
流を印加する前に、印字部近傍に配設された通電手段に
よって、該インク記録媒体の異方導電層に通電して、該
インク記録媒体を熱溶融性インク層の融点以下の温度に
加熱することを特徴とする。

本発明において、通電手段による通電によって加熱され
るインク記録媒体の加熱温度は、熱溶融性インク層の融
点以下の温度でおることが必要でおるが、熱溶融性イン
ク層の融点よりも少なくとも１０°Ｃ低い温度であるこ
とが好ましい。

本発明の印字記録方法において、通電手段としては、種
々の手段を使用することができる。例えば、導電性ロー
ル電極、フレード電極を、インク記録媒体の異方導電層
の表面に接触するように配設したものをあげることがで
きる。導電性ロール電極及びブレード電極を構成する材
料は、体積固有抵抗値が１００・ｃｍ以下のものであれ
ば、どの様なものでも使用できる。

本発明においては、インク記録媒体の熱溶融性インク層
側の通電手段と対向する位置に、インク剥離層の臨界表
面張力よりも低い臨界表面張力を有する低表面エネルギ
ー表面を有する圧接ロールを配設し、そしてその圧接ロ
ールをインク記録媒体に圧接して通電を行うようにする
ことが好ましい。

その様な低表面エネルギー層を形成する材料としては、
例えば、熱硬化型シリコーン樹脂、含フツ素樹脂が使用
できる。又、上記材料で低表面エネルギー化処理を行っ
た金属ロールを用いることもできる。

次に、本発明において使用されるインク記録媒体につい
て説明する。

異方導電層は、厚み方向の通電時の通電抵抗による通電
ロスを低減させ、又、針電極とインク記録媒体表面での
接触抵抗による発熱損失及び発熱ダメージを低減する作
用を果たすもので、微小電極よりなる導電性孤立パター
ン層でおってもよく、又、セラミック或いは合成樹脂等
の絶縁性材料中に、金属粉或いは導電性セラミック粒子
等の導電性物質よりなる導電路が形成された層であって
もよい。　本発明の熱転写記録媒体において、異方導電
層が導電性孤立パターンよりなる層で必る場合は、発熱
抵抗体層に支持体としての機能を持たせればよく、又、
導電性孤立パターンでない異方導電層の場合には、異方
導電層自体に支持体としての機能を持たせ、その−面に
薄膜発熱抵抗体層を形成させればよい。

発熱抵抗体層は、異方導電層からの電流をジュール熱で
発熱し、インクを溶融させて転写材に転写させるだめの
層であって、例えば、カーボン、金属粉等の導電性物質
を分散させた耐熱樹脂（ポリイミド系樹脂、ポリイミド
アミド系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ
樹脂等）よりなる導電性層、ＺｒＯ２、Ａ　１．２０３
　、Ｓ　！　０２なトノ高抵抗材料とＴｉ、ＡＩ、Ｔａ
、Ｑｕ、ＡＬＩ、ｚｒなどの導電性材料とを用いて形成
された薄膜等が使用される。発熱抵抗体層の体積固有抵
抗は１０−２〜１０２Ω・ｃｍの範囲に設定し、その膜
厚は１ｏｏｏ入〜５００踊の範囲に設定するのが好まし
い。この範囲のものは、着膜安定性、膜接着性などにお
いて優れた特性のものとなる。

導電層は、発熱抵抗体層に流入した電流を拡散させ、還
流させる電極となるものであって、体積固有抵抗１０−
１Ω・α以下の材料より構成され、蒸着、スパッタリン
グ又はその他の薄膜形成法により作成される。その膜厚
は５００人〜５即の範囲に設定するのが好ましく、特に
１ｏｏｏ入〜２０００人の範囲が、熱のリーク及び必要
な導電特性の点で好ましい。

インク剥離層は、低表面エネルギーの機能を有する薄膜
であり、基本的には記録紙、即ち、転写材の表面エネル
ギーよりも低い値の臨界表面張力を有するものである。

例えば、転写材が普通紙の場合には、臨界表面張力４０
ダイン／ＣｒＩｔ以下、好ましくは３８ダイン／　ｃｍ
以下の薄層である。インク剥離層自体の厚みは、５００
人ないし６即の範囲でできるかぎり薄く設定するのがエ
ネルギー伝達効率の点で好ましい。インク剥離層を構成
する材料としては、例えば、熱硬化型シリコーン樹脂、
含フツ素樹脂等が使用できる。

インク剥離層の上に設けられる熱溶融性インク層は、融
点１４０℃以下の熱可塑性樹脂中に、カーボンブラック
等公知の染・顔料を分散してなるものが使用される。熱
溶融性インク層の膜厚は３〜１５Ｊｌ！１１の範囲に設
定するのが好ましい。

次に、本発明を図面によって説明する。第１図は本発明
の印字記録方法の一実施例を説明する為の概略構成図で
ある。

図中、１はインク記録媒体で、異方導電層１１、発熱抵
抗体＠１２、導電層１３、インク剥離層１４、熱溶融性
インク層１５より構成されている。

２は印字記録ヘッドでおり、インク記録媒体の異方導電
層表面を摺動するように構成されている。

３は転写材でおって、背面圧接ロール４゜によって、イ
ンク記録媒体の熱溶融性インク層に圧接されている。ま
た５は、印字部の近傍に設けられた導電性ロール電極で
あり、６は圧接ロールでおる。

インク記録媒体１は、図示されない駆動手段によって印
字部に搬送されるが、印字部の手前に配設された導電性
ロール電極から、インク記録媒体の全面に所定の電気量
の電流が流される。電流は、異方導電層から発熱抵抗体
層を経て導電層に流れ、図示されない岐路電極回路を通
って接地またはバイアス電源と接続されるが、その際、
発熱抵抗体層を発熱してインク記録媒体を所定の温度に
予備加熱する。印字部に搬送されたインク記録媒体は、
印字記録ヘッド２と１習動状態で接触し、画像信号がイ
ンク記録媒体１の異方導電層１１の表面に入力される。

信号電流は、異方導電層から発熱抵抗体層を経て導電層
に流れ、図示されない側端導電ロールを経て接地または
バイアス電源と接続される。

その際発熱抵抗体層中で電気−エネルギー変換が行われ
、発生した熱エネルギーは、導電層、インク剥離層を通
って熱溶融性インク層に熱伝播し、入力信号に応じて熱
溶融性インクを溶融し、記録紙上に転写が行われる。

第２図は、本発明の印字記録方法の他の実施例を説明す
る為の概略構成図でおる。この実施例においては、通電
手段として、ブレード電極７が使用されている。ブレー
ド電極７は、印字部近傍において異方導電層と接触して
摺動するように設けられている。

作用 本発明においては、印字部に搬送される前にに印字部に
近接して設けられた通電手段によってインク記Ｂ媒体全
面に所定の電気量の電流が流される。電流は、異方導電
層から発熱抵抗体層を経て導電層に流れ、図示されない
岐路電極回路を通って接地またはバイアス電源と接続さ
れるが、その際、発熱抵抗体層を発熱してインク記録媒
体を所定の温度に予備加熱する。次いで、信号電流を印
加すると、異方導電層からの電流は発熱抵抗体層中で電
気−エネルギー変換が行われ、熱エネルギーを発生する
が、本発明においては、上記のように通電手段による通
電によって発熱抵抗体層が予備加熱されているため、熱
溶融性インク層を溶融させる為に要する熱エネルギーを
発生させるための電気量が少なくてすむことになる。し
たがって、本発明においては、従来必要とされている電
気量よりも小さな電気量の画像信号で印字記録を行うこ
とができる。また、通電手段による通電を制御すること
により、環境の変化への対応も容易に行うことができる
。

実施例 次に、本発明を実施例によって説明する。

実施例１ 体積固有抵抗４Ω・ｃｍ、厚ざ４２ＩＪＩ１１のカーボ
ン分散型導電性ポリイミドフィルムの片面に、ＱｒをＤ
Ｃスパッター着膜法により着膜して、厚さ４０００人の
Ｃｒ＠を形成させた。次に、このＯｒ層上にフォトレジ
ストを形成し、９０°Ｃで８分間乾燥し、膜厚１．２μ
ｍのレジスト膜を形成した。このレジスト膜を、ピッチ
２０ｉ１１ｒｔで１５朗角の矩形パターンを全面に有す
るマスクを通して露光し、現像し、その後Ｎ２雰囲気下
、オーブンで１１０℃で１５分間加熱してレジスト膜を
硬化させた。次に、希塩酸を用い、亜鉛粒子の存在下で
エツチングし、フォトレジスト膜のない部分のＣｒを除
去した。充分に水洗した後、アセトン槽に入れ、超音波
を与えてレジスト膜を除去し、導電性パターンよりなる
異方導電層の作成を完了した。

次に、導電性ポリイミドフィルムの他方の面に、Ａ１を
真空蒸着法によって着膜し、膜厚２０００人の導電層を
形成した。この導電層の上に、熱硬化性シリコーン樹脂
を塗布し、１５０℃で１９時間加熱硬化し、膜厚０．２
繭で臨界表面張力３２ダイン／　ｃｍのインク剥離層を
形成した。１ｑられたフィルム状物の両端を接着してＮ
端ベルトを形成した。インク剥離層の上に、融点９５°
Ｃの熱可塑性樹脂を主成分とする膜厚５１ｕｒＩの着色
熱溶融性インク層を設けて、無端ベルト状のインク記録
媒体を形成した。

上記インク記録媒体を用い、第３図に示されるようにし
て印字記録を行った。第３図において、インク記録媒体
１は、搬送ロール２１ａ　１．２１ｂ　、２ＩＣ、２１
ｄによって搬送され、圧接ロ＝ル６上で導電性ロールＮ
極５から電流が流される。次いで印字部において、スタ
イラスヘッド２２からの信号入力によって紙ロール２５
からの記録紙２６上に印字される。印字記録の終了後、
インク記録媒体１は、粉体供給ユニット２３によって粉
末状の熱溶融性インクを付着させ、次いで整面ユニット
２４で均一化することによって再生され、１回の印字サ
イクルが終了する。

まず、印字部に搬送されるインク記録媒体の異方導電層
に、直径３０ｍのステンレス鋼製ロール電極を圧接し、
０．４Ａ／ｃｍの電流値で電流を通電して発熱抵抗体層
を発熱させ、インク記録媒体を予備加熱した。なお、ロ
ール電極と対向する位置に、表面に、肉厚３＃で臨界表
面張力１９ダイン／　ｃｍのシリコーンゴム層を設けた
直径４０ｓの圧接ロール配設した。

次いで、８本／＃のスタイラスヘッドより６００μｓの
パルス幅で１０ｍＡの電流量の電気信号を異方導電層に
圧接印加し、背面圧接ロール上接触する記録紙に印字記
録した。

印字終了後、インク記録媒体のインク転写後に対して熱
溶融性インクを供給し、着色熱溶融性インク層を整面し
、仮固定して再生した。

上記の印字サイクルを繰返して１　、０００回、１０．
０００回及び５０，０００回行ったところ、いずれの場
合も良好な印字画像が得られた。

比較例１ 実施例１におけると同様なインク記録媒体を用い、同様
にして印字記録を行った。但し印字部に搬送される前の
予備加熱工程を省略して、通電による予備加熱を行わな
かった。この場合における印字適性入力電流を求めたと
ころ２８１１＾であることが確認された。スタイラスヘ
ッドよりの電気量２８ｍＡの電気信号を印加し、印字サ
イクルを繰返し実施したところ、１　、０００回までは
、良好な印字画像が得られたが、１０，０００回では印
字画像に線の太りが生じた。又、５０．０００回では印
字画像の線が細り、細線が断絶した印字画像となった。

実施例２ 実施例１におけるロール電極の代わりに、先端を半径４
ｍの曲率で１１０°屈曲させた厚さ１ｍのステンレス鋼
製ブレード電極を用い、異方導電層側より圧接して、０
．３Ａ／ｃｍの電流値で電流を通電した。それにより、
インク記録媒体は予備加熱された。なお、ブレード電極
と対向する位置に、ブレード電極の圧接を安定化させる
ために、実施例１におけると同様な圧接ロール配設した
。

実施例１におけると同様にして印字記録試験を行った。

印字入力電流として、パルス幅６００ｔｉｓで電流量１
３ｍＡ／ドツトの下に、印字サイクルを繰返し実施した
ところ、初回、１　、０００回、ｉｏ、ｏｏｏ回及び５
０．０００回のいずれにおいても良好な印字画像が得ら
れた。

発明の効果 本発明においては、印字部に近接して設けられた通電手
段により印字部に挿入されるインク記録媒体に通電し、
予備加熱させるから、発熱抵抗体層において行われる信
号電流の電気−エネルギー変換に要する電流量が小さく
てよい。したがって、本発明においては、従来必要とさ
れている電気量よりも小さな電気量の画像信号によって
印字記録を行うことができるので、発熱抵抗体層の劣化
を防止でき、寿命を延長することができる。したがって
、長期間にわたって繰り返し印字記録を行うことが可能
になる。また、通電手段による通電を制御することによ
り、環境の変化への対応も容易に行うことができる。更
に、本発明の印字記録方法は、発熱エネルギー効率が高
く、消費エネルギーが少ないという利点がある。

また、本発明によれば、高速印字、高密度エネルギー人
力が可能であり、高品位のカラー画像が再現でき、多階
調で堅牢な画像を記録することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の印字記録方法の一実施例を説明するた
めの模式図、第２図は本発明の印字記録方法の他の実施
例を説明するための模式図、第３図は本発明が適用され
る印字記録プロセスの概略肴成図である。 １・・・インク記８媒体、２・・・印字記録ヘッド、３
・・・転写材、４・・・背面圧接ロール、５・・・導電
性ロール電極、６・・・圧接ロール、７・・・ブレード
電極、１１・・・異方導電層、１２・・・発熱抵抗体層
、１３・・・導電層、１４・・・インク剥離層、１５・
・・熱溶融性インク層、２１ａ〜ｄ・・・搬送ロール、
２２・・・スタイラスヘッド、２３・・・粉体供給ユニ
ット、２４・・・整面ユニット、２５・・・紙ロール、
２６・・・記録紙。 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　置部　剛 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）異方導電層、電気信号の入力により発熱する発熱
   抵抗体層、導電層、インク剥離層、及び熱溶融性インク
   層を順次積層してなるインク記録媒体の熱溶融性インク
   層を、印字部において転写材と接触させ、異方導電胴側
   から画像信号に応じた信号電流を印加して転写材上にイ
   ンクを転写させる印字記録方法において、該信号電流を
   印加する前に、印字部近傍に配設された通電手段によつ
   て、該インク記録媒体の異方導電層に通電して、該イン
   ク記録媒体を熱溶融性インク層の融点以下の温度に加熱
   することを特徴とする印字記録方法。
2. （２）通電手段が、インク記録媒体の異方導電層側に設
   けられた通電ロール電極であることを特徴とする請求項
   １記載の印字記録方法。
3. （３）インク記録媒体の熱溶融性インク層側の通電手段
   と対向する位置に、インク剥離層の臨界表面張力よりも
   低い臨界表面張力を有する低表面エネルギー表面を有す
   る圧接ロールを配設し、該圧接ロールをインク記録媒体
   に圧接して通電を行うことを特徴とする請求項１記載の
   印字記録方法。