JPH07102737B2

JPH07102737B2 - 通電転写記録方法及び通電ヘッド

Info

Publication number: JPH07102737B2
Application number: JP1008211A
Authority: JP
Inventors: 信義田口; 章博今井; 惠一弓場上; 宏夢松田; 哲司川上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1995-11-08
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPH02188292A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は高速、高感度で高画質画像を与える画像形成分
野で使用される通電転写記録方法及び通電ヘッドに関す
る。

従来の技術一般に知られる色材として溶融インクを用いる通電転写
記録技術において、抵抗シートにはポリカーボネート樹
脂にカーボンを含むフィルムが用いられる。この抵抗シ
ートの熱拡散係数はほぼ10⁵m²/sの値を持つ。また、通
電ヘッドと抵抗シート間の接触抵抗を軽減するために、
前記抵抗シート（第１の抵抗層）面に第２の抵抗層とし
て導電性薄膜をPVD（ピーヴイディー）法で形成してい
る。文献（ケイ・ケイ・シー、ティー・シー・チュー、
プロスィーディングスオブザエスアイディ
ー,28/1,頁.87−91（1987））には第２の抵抗層として
比抵抗0.03オーム・cm以下のCr−Ｎ薄膜を1000A゜以下
に形成すると接触抵抗の軽減が期待できるとのべられて
いる。このように形成された多層抵抗シートの熱拡散係
数は高々10⁶m²/sである。また、一般に用いられる通電
ヘッドの電極列（マルチスタイラス）を保持する絶縁支
持体はアルミナ等のセラミックス、グレーズ、熱硬化性
樹脂等が用いられている。

発明が解決しようとする課題しかし、フルカラーの高画質画像を得るために色材に昇
華性染料を用いて階調記録を行なう場合には記録エネル
ギが高いため従来の通電転写記録方式では次のような課
題を有する。

（１）ポリカーボネートにカーボンを含む抵抗シートで
はこれに通電ヘッドを当接して記録するとき耐熱性と熱
摺動特性が悪く、ヘッド表面によごれを生じ画質を悪化
させる。PVD法で第２の無機薄膜抵抗層を設けた場合に
も接触抵抗は軽減されるが特に熱摺動特性が悪く、また
抵抗シート・ヘッド間の摩擦係数の低減化が計られてお
らずヘッド汚れを生ずる。この傾向は相対速度方式多数
回記録（記録紙に対し転写体の走行速度を遅くする記録
法）では大きく、さらに抵抗シートの熱機械的、電気的
特性劣化も大きい。

（２）通電ヘッドとしてスタイラス電極と共通電極の対
向した構成を用い、信号電流を発熱基体に平行にして記
録する場合には、電流密度分布がスタイラス近傍に集中
し大きく均質な記録ドットが得られないため階調記録に
適さない。

（３）ヘッドの絶縁支持体及び抵抗シートの熱拡散係数
の最適化が計られておらず蓄熱制御を考慮した高速、高
感度化がなされていない。

本発明は、このような従来技術の課題を解決することを
目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、抵抗シートに通電ヘッドを当接して記録を行
なう通電転写記録方法において、前記抵抗シートの熱拡
散係数が（１−100）×10⁶m²/sの範囲で、記通電ヘッド
の絶縁支持体の熱拡散係数が，（0.1−50）×10⁶m²/sの
範囲の組合せで行なう通電転写記録方法であり、前記通
電ヘッド単面の前記抵抗シートとの摩擦係数が0.2以下
で行なうことを特徴とした通電転写記録方法である。

作用通電ヘッドの絶縁支持体の熱拡散係数が大きいと高速応
答性はよいが熱効率が悪くなる。熱拡散係数が小さいと
熱効率は良いが蓄熱のため高速記録は不可能となる。し
かしこのような熱拡散係数の小さい通電ヘッドでもヘッ
ドと接する抵抗シートの熱拡散係数を大きくするとヘッ
ド及び抵抗シートの蓄熱が押えられて熱効率の良い高
速、高感度記録が可能となる。またヘッドからの熱パル
スがスタイラス電極近傍に集中せず対向電極間に均質化
するため滑らかな階調記録が可能となる。

さらに、ヘッド・抵抗シート間の高温での摩擦係数を低
減化することにより、抵抗シートの樹脂の溶融によるヘ
ッド汚れが少なくなり均質な記録ドットがえられる。

実施例第１図に本発明の一実施例の構成断面図を、第２図に従
来例と本発明による特性例の比較を示す。

同図において、１は抵抗シート、２は通電ヘッド、３は
色材層、４は転写体、５は受像紙、６はプラテンであ
る。

抵抗シート１は第１の抵抗層11と第２の抵抗層12からな
る。第１の抵抗層11は耐熱樹脂にカーボン等の導電性粒
子17を混入して成膜された抵抗性フィルムがもちいられ
る。この耐熱樹脂にはポリイミド、アラミド、ポリカー
ボネート、ポリエステル、ポリフェニルサルファイド、
ポリエーテルケトン等成膜可能な樹脂が用いられる。こ
れらの抵抗性フィルムは厚み約４−10u、表面抵抗約1K
オームに成膜されるがカーボン等を10−30％含むためそ
の表面が粗面化するとともに膜内部も多孔質になり熱機
械強度が劣化している。

第２の抵抗層12は第１の抵抗層の不都合を補うもので耐
熱性、滑性、適正な抵抗性および表面性を必要とし、少
なくとも導電性無機粒子14、非導電性無機粒子15および
耐熱樹脂16で構成されている。これに有機滑材を含んで
もよい。厚みは約0.2−6uでその表面は無機粒子で微少
に粗面化されるとともに第１の抵抗層より一桁高い表面
抵抗に形成される。第２の抵抗層を主たる発熱層とする
時にはより小さな表面抵抗が用いられる。耐熱樹脂16は
熱硬化性、紫外線硬化性樹脂等がもちいられる。さらに
具体的にはエポキシ、メラミン、ウレタン、各種アクリ
レート類、シリコーン類（オルガノアルコキシシラン系
ハードコート材）あるいはアクリレート類とのシラン
系、チタネート系カップリング反応物、グラフト反応物
が用いられる。導電性無機粒子14はカーボンブラック
（ケッチェンブラック）が一般的でサブミクロン以下の
粒径の金属粒子、グラファイトももちいられる。非導電
性無機粒子15はサブミクロン以下の粒径のシリカ、アル
ミナ、酸化チタン、炭化珪素等の研磨材や、二硫化モリ
ブデン、タルク、等の固体滑材がもちいられる。有機滑
材としは反応系、非反応系のシリコーンオイル、および
シリコーン系、ふっそ系の界面活性材がもちいられる。
以上述べた第２の抵抗層組成物は14,15,16の重量比が約
1:1:1になるよう塗料を調製して塗工形成される。ただ
し重量比はこれに限定されるものではない。

色材層３はすくなくとも昇華性染料と結着樹脂で形成さ
れる。転写体４は抵抗シート１と色材層３からなる。

通電ヘッド２はスタイラス21、共通電極22、支持体23で
ラインヘッドに構成される。21,22の電極は銅、タング
ステン、チタン、しんちゅう等で形成され、23は電極よ
り摩耗性が大きく、壁開性の大きいセラミックス（窒化
ボロン、マイカセラミックス等）がもちいられる。また
電極の分解能は６−16ドット/mmである。

電極22,22間に印加された信号電流経路は第２の抵抗層
を垂直に、第１の抵抗層を膜に平行に流れる。この時の
記録条件は１ドットへの印加パルス幅が1ms、１ライン
記録周期が4msで発熱部のピーク温度は300−400℃に達
する。電流密度分布即ちピーク温度分布はスタイラス電
極直下で特に大きい。このような高温下および高圧（3K
g/100cm）下で転写体４および受像体５がプラテン・ヘ
ッド間を走行する。この時電極との電気的接触は微少に
粗面化された導電性無機粒子14でおこなわれ、非導電性
無機粒子15でヘッド上に瞬間的に発生する第２の抵抗層
12の組成物による汚れをクリーニングするとともにヘッ
ド・抵抗層間界面滑性を付与する。第１および２の抵抗
層に含まれる有機滑材は高温下で界面に湧出し滑性をた
すける。この時抵抗層12は無機粒子の割合が多いので耐
熱化もはかられている。ヘッド上の汚れは堆積すると高
画質の階調記録が得られない。ヘッド・シート間で滑ら
かな走行記録が可能となるためにはこの間の摩擦係数が
室温で0.2以下が必要であることが実験的にわかった。
またこの事を促進するため高温時にヘッド表面から滑材
が湧出するようにヘッドを構成しても良い。

他方、上述の第２の抵抗層の熱拡散係数Ａ（Ａ＝k/dc,
k:熱伝導率、d:密度、c:比熱）は10⁶m²/sを単位として
１−100の値をもつ。第１の抵抗層のＡの値は0.2以下で
ある。カーボンを含まないアラミドフィルムのＡ値は0.
05で、アルミニウム、銅、タングステン、珪素、炭化珪
素等は20−150の値をもつ。このように第２の抵抗層は
金属に近いＡ値を有するためスタイラス直下の高いピー
ク温度が拡散して低下する。従って記録ドットは大きく
均質になり、かつ第１および第２の抵抗層組成物に対す
る熱的負担が軽減する。

抵抗シートの熱拡散係数によらず通電ヘッドの絶縁支持
体の熱拡散係数が大きいと高速応答性は良いが熱効率が
悪く大きな記録エネルギを必要とする。熱拡散係数の小
さな従来の抵抗シートを用いると小さな熱拡散係数の絶
縁支持体のヘッドでは熱効率は良いが蓄熱のため記録画
像のかぶりが生じ高速記録には適さない。しかしこの時
上述のような大きな熱拡散係数の抵抗シートを用いると
ヘッド上の蓄熱が吸収され高速、高感度記録が可能とな
る。その様子を第２図に示す。同図は、対数目盛りのグ
ラフである。熱拡散係数の比較的大きな絶縁支持体は窒
化ボロン（Ａ＝15）、アルミナ（Ａ＝６）等で比較的小
さな絶縁支持体はグレーズ（Ａ＝0.5）、マイカセラミ
ックス（Ａ＝１）等である。下記に示す抵抗シートと絶
縁支持体の熱拡散係数の組合せが好ましい。

抵抗シートのA:（１−100）通電ヘッドの絶縁支持体のA:（0.1−50）さらに具体例を記述する。

（１）通電ヘッド:A6版ラインヘッド、分解能６ドット/
mm（スタイラス電極材料はタングステン）、マイカセラ
ミックス絶縁支持体、印加パルス幅1ms、記録周期4ms/
ライン、押圧3Kg/100mmで等速記録および相対速度記
録。（速度比ｎ＝１−10）（２）第１の抵抗層：アラミド樹脂にカーボンを混入し
厚み6u、表面抵抗1Kオームに成膜したもの。

（３）第２の抵抗層：一次粒子径10muのケッチェンブラ
ック１、気相成長法で作製した一次粒子径10muの二酸化
珪素１、エポキシ樹脂0.8、イソシアネート0.2、ジメチ
ルシリコーンオイル0.05の重量固形分比となるよう4uの
厚みに第１の抵抗層上に成膜したもの。

（４）色材層：インドアニリン系シアン色昇華性染料
１、ポリカーボネート樹脂１の重量固形分比で1uの厚み
に形成したもの。

（５）受像体:100uの乳白PETフィルムにポリエステル樹
脂１、シリカ0.2の重量固形分比で8uの厚みに形成した
もの。

以上の条件で記録実験をおこなった結果、第２図の黒印
に示すように記録周期4ms/ライン、2J/cm²の記録エネル
ギで画像にかぶりがなく、滑らかな階調記録特性が相対
速度法でえられた。この記録画像はサーマルヘッドを記
録手段とする染料転写記録と同等の画質である。また上
述の染料に加えマゼンタ色、イエロ色をもちいてA6版フ
ルカラー画像を約10秒でえることができた。

発明の効果以上述べたように、本発明によれば、（１）１ライン記
録速度4ms、記録エネルギ2J/cm²の高速、高感度フルカ
ラー記録が可能となった。また、（２）相対速度比ｎ＝
10が上記記録条件でえられた。更に、（３）ヘッド汚れ
のない安定な抵抗シートを提供できる。更に、（４）大
きく均質な記録ドットを形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の構成断面図、第２図は本発
明と従来の構成による特性例の比較を示すグラフであ
る。１……抵抗シート、２……通電ヘッド、23……絶縁支持
体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｍ 5/26 5/38 Ｂ４１Ｊ 3/20 １１７Ｆ (72)発明者松田宏夢大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者川上哲司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗シートに通電ヘッドを当接して記録を
行なう通電転写記録方法において、前記抵抗シートの熱
拡散係数が（１−100）×10⁶m²/sの範囲で、前記通電ヘ
ッドの絶縁支持体の熱拡散係数が（0.1−50）×10⁶m²/s
の範囲の組合せで行なうことを特徴とする通電転写記録
方法。
【請求項２】通電ヘッド単面の前記抵抗シートとの摩擦
係数が0.2以下で行なう請求項１記載の通電転写記録方
法。
【請求項３】ヘッドの絶縁支持体の熱拡散係数が、（0.
1−50）×10⁶m²/sの範囲であり、かつ前記通電ヘッド単
面の前記抵抗シートとの摩擦係数が0.2以下である請求
項１又は２記載の通電転写記録方法で使用される通電ヘ
ッド。