JPH0785934B2 - 通電記録ヘッドを用いた印字記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気信号を印字記録媒体へ印加するための印
字記録ヘッドを用いた印字記録方法に関する。

従来の技術 従来、電気信号を熱エネルギーに変換し、その熱エネル
ギーでインクを溶融して、用紙に転移させることにより
画像形成をする印字方法として、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６図に示すごとき、セラミック等の板状剛
体10上に複数の記録電極８を並列状態に形成し、それを
絶縁層９によって被覆してなる印字記録ヘッド（例えば
特開昭60−124265号公報）、あるいは記録電極に比して
大きな接触面積を有する帰路用電極を一体に設けて、記
録電極及び帰路用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）が提案されてい
る。

例えば、第５図によって説明すると、発熱し得る支持体
（発熱層）３上に導電層４及びインク層５を設けてなる
印字記録媒体を用い、この印字記録媒体の支持体に対
し、針状電極１及び帰路用電極２を一体化してなる印字
記録ヘッドを、ほぼ直角に圧接し、針状電極１より電気
信号が印加された部分の支持体を発熱させて、その部分
のインク層のみ溶融し、弾性背面圧接材７上の転写材６
に溶融したインクを転移せしめて記録画像を形成させ
る。

発明が解決しようとする問題点 前者の印字記録ヘッドは、セラミック等の剛性支持体に
記録電極が設けられ、さらにその上に絶縁性フィルムが
積層された構造を有しているから、画像形成に際して、
印字記録ヘッドの端面を印字記録媒体表面に面接触させ
る必要がある。したがって、印字記録ヘッドが印字記録
媒体に対して傾いてしまうと、接触率が極端に低下する
ので、常に垂直になるよう保持されなければならないと
いう問題点を有している。

また、後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の両者が存在するため、印字記
録ヘッドの圧接面積が大きくなり、したがって、総圧接
力が大きくなり、均一な圧接が行われ難くなり、あるい
は、対向ロールを用いた場合には、駆動トルクが大きく
なる等の問題点をかかえ、印字記録の信頼性を損なう結
果となっている。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。

即ち、本発明の目的は、記録媒体に対する接触角に余裕
をもたせられ、接触の信頼性が高く、また、記録媒体と
の摩擦が小さい通電記録ヘッドを用いた印字記録方法を
提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、先に、剛性支持体上に、複数の記録電極
を並列状態に配設してなる通電記録ヘッドにおいて、剛
性支持体の端縁部に、印字記録媒体を圧接するための丸
みを有する凸条を設けたものを提案したが、さらに検討
を進めた結果、丸みを有する凸条を弾性体によって形成
させることにより、上記目的が一層有利に達成できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

したがって、本発明は、剛性支持体上に複数の記録電極
を並列状態に配設してなる通電記録ヘッドの記録電極
を、導電層、発熱層およびインク層を有する印字記録媒
体の導電層に当接通電させて印字する印字記録方法にお
いて、剛性支持体の端縁部の印字記録媒体と接触する部
分に、弾性体からなる凸条であって、該凸条の短手方向
の断面が、直径1mm〜3mmの半円形または短軸が1mm〜3mm
で長軸の短軸に対する比が１より大きく２までの範囲に
ある長軸を底辺とする半楕円形の断面形状を有する凸条
を設けると共に、この凸条表面に沿って前記複数の記録
電極を形成した通電記録ヘッドを用い、通電記録ヘッド
における剛体支持体の前記凸条が設けられた面と前記印
字記録媒体の通電記録ヘッドと接触する側の面（以下、
「印字記録媒体の面」という。とのなす平面角（以下、
「接触角」という。）が10゜〜30゜になるように、該通
電記録ヘッドを印字記録媒体が通電記録ヘッドと接触す
る前の側（以下、「印字記録媒体の供給側」という。）
に傾斜させた状態で印字記録媒体に接触させ、印字記録
を行うことを特徴とする。

以下、本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明における通電記録ヘッドの部分斜視図
であって、端縁部に弾性体13からなる凸条を設けた絶縁
性剛体支持体11上に複数の記録電極８がストライプ状に
形成され、そして記録電極８は端縁部の印字記録媒体と
接触する部分を除き、絶縁性保護層12によって覆われて
いる。

絶縁性剛体基板の端縁部に設けられた弾性体からなる凸
条は、その短手方向の断面が、直径1mm〜3mmの半円形、
又は短軸が1mm〜3mmで長軸の短軸に対する比が１より大
きく２までの範囲にある長軸を底辺とする半楕円形の断
面形状を有するものが使用される。

凸条の直径1mmより小さい半円形、又は短軸が1mmより小
さい半楕円形の場合には、凸条の弾性体としての作用が
小さいため印字記録媒体に対する追従性が悪くなり、ま
た、傾斜させつつ記録電極を接触させようとすると、接
触面積が小さいために接触角は制限され、また、接触状
態の信頼性も低くなる。

逆に、直径3mmより大きい半円形、又は短軸が3mmより大
きい半楕円形の場合には、記録電極を印字記録媒体と圧
接した場合、転移ドットの大きさの制御が困難になる。
すなわち、圧接により弾性体が変形して接触面積が大き
くなりすぎるため、印字ドットが極めて大きくなり、解
像度が低下してしまう。

また、凸条の断面の半楕円形が縦長になった場合には、
圧接時の弾性体の変形が大きく、その結果、印字ドット
の形状が不揃いになる場合がある。また、駆動装置等の
影響等で、記録電極と印字記録媒体の接触角が変化した
場合の接触面積の変化も大きくなるため、目的とする解
像度を得るための接触角が限定されてしまう。逆に、長
軸の短軸に対する比が、２より大きい場合には、平面上
に電極を形成した場合と大差がなくなり、接触圧が小さ
くなるので弾性体の弾性を有効に利用することができな
くなり、また、ドットの接触面積が大きくなるため解像
度が低下する。

凸条は、JIS K6301のスプリング硬さＡ型で20〜50の弾
性体より構成され、具体的には、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、合成ゴム、天然ゴム、各種多孔性物質、発泡
性物質等から構成される。

弾性体の硬さが、スプリング硬さ20以下では、記録電極
に十分な圧接圧が与えられず、また大きな圧接圧を通電
記録ヘッドに与えると凸条が変形して接触面積が大きく
なってしまう。また、スプリング硬さ50以上では、印字
記録媒体表面の凹凸に対する応答性が悪くなり、記録電
極の接触不良率が増加する傾向がある。

弾性体からなる凸条は、絶縁性剛体支持体の端縁部に接
着によって設けることができる。

本発明において、絶縁性剛体支持体は、絶縁性セラミッ
ク、プラスチック、絶縁被膜を有する金属等から構成さ
れる。

記録電極は、上記のように形成された凸条をもつ絶縁性
剛体支持体上にストライプ状に設けられる。即ち、上記
の絶縁性剛体支持体上に、導電性金属膜（Ni、Cr、Au、
Cu、Ta、Ti、Fe、Al、Ｗ、Zn、Sn、Pt、Pb及びそれ等を
含む合金）を真空蒸着法、スパッタリング着膜法、無電
解メッキ法、電解メッキ法等によって0.5〜50μｍの厚
みに形成する。次に、この金属膜を、光レーザーによる
リソグラフィーとウェットエッチングの組合せ、あるい
は、プラズマによるドライエッチング法との組合せによ
り、ストライプ状にパターン化される。

上記のようにして形成された記録電極を被覆する絶縁性
保護層は、公知の合成樹脂を用い、例えば、フォトリソ
グラフ法、ウェットエッチング法などにより、凸条が形
成されている端縁部が露出するように形成させる。

本発明の印字記録方法においては、通電記録ヘッドを印
字記録媒体に傾斜させて圧接するが、その場合、通電記
録ヘッドを、前記複数の記録電極が並列状態になって前
記印字記録媒体と接触する位置において、通電記録ヘッ
ドにおける剛体支持体の凸条が設けられた面と前記印字
記録媒体の面とのなす平面角、すなわち、接触角が10゜
〜30゜になるように、印字記録媒体の供給側に傾斜させ
た状態で印字記録媒体に接触させ、印字記録を行うこと
が必要である。すなわち、印字記録に際して、通電記録
ヘッドを固定し、印字記録媒体を搬送させる場合には、
通電記録ヘッドを印字記録媒体の供給側に接触角が10゜
〜30゜になるように傾斜させて圧接する。

また、接触角が10゜ないし30゜の範囲においては、導通
率、すなわち、十分な印字ができる接触抵抗を示す記録
電極の存在率が高くなる。一方、接触角が30゜より大き
い場合には、接触面積が減少するために、接触抵抗が増
加する。その結果、記録に十分な電流が流れず、ドット
抜けが生じる確率が高くなる。

なお、本発明において、帰路導電路を形成する方法とし
ては、１）帰路電極として、発熱現象を小さくするため
に記録電極よりも接触面積が非常に大きな金属ブロック
または導電ロールを用い、それを印字記録媒体の発熱層
面に押圧させて帰路導電路を形成する方法、または、
２）印字記録媒体の側端部に導電層を露出させ、その部
分に導電材料を押圧して帰路導電路を形成する方法のい
ずれかを採用することができる。

作用 本発明の印字記録方法は、通電記録方式により記録画像
を得る方法に適用される。即ち、通電記録ヘッドを、発
熱によって溶融するインク層を有する印字記録媒体に上
記のように10゜〜30゜傾斜させた状態で圧接させ、通電
記録ヘッド端縁部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。そして、通電記録ヘッド
からの電気信号に応じて、印字記録媒体の発熱体層が発
熱し、発熱した部分のインク層が溶融して転写材上にイ
ンク層が転写され、印字記録が行なわれる。

この場合、剛性支持体の端縁部に弾性体からなり前記の
サイズをもつ半円形または半楕円形の断面形状を有する
凸条が設けられた通電記録ヘッドを、印字記録媒体の供
給側に接触角10゜〜30゜の範囲になるように傾斜させて
接触させるから、凸条表面に沿って形成された記録電極
は、印字記録媒体と曲面で接触し、無駄な接触部がない
ために適切な接触面積で記録電極に集中して圧接力を有
効に作用させることができる。したがって、圧接力を上
げて接触させる必要がなく、印字記録媒体との無駄な接
触部がないので摩擦も小さくなり、接触の信頼性が高く
なる。しかもまた、本発明の通電記録ヘッドにおいて
は、凸条が前記サイズをもつ半円形または半楕円形の断
面形状を有する弾性体からなるから、印字記録媒体の表
面の凹凸あるいはうねりに追従して、記録電極の浮きに
よる接触不良を防止する作用がある。

実施例 次に、本発明の印字記録方法について、より具体的に説
明する。

半径1mmの半円柱のシリコーンゴム（スプリング硬度2
5）をアルミナ基板端縁部に熱硬化性接着剤で接着し、
半円形の凸条を設けた。さらに、上記アルミナ基板上に
真空蒸着法により、Cuを15μｍの厚さに着膜し、レーザ
ーによるリソグラフィーとウェットエッチングによっ
て、巾60μｍ、ピッチ125μｍのストライプ状のパター
ンを有する記録電極を形成した。形成した記録電極上
に、フォトリソグラフィーとウェットエッチングによ
り、記録電極先端部が3mm程度露出するように絶縁性保
護層を設けた。

作製した通電記録ヘッドを用い、第２図に示す実験によ
って印字効果を評価した。なお、アルミニウムドラム
は、導通を調べる上では理想的な導電性表面を有する印
字記録媒体と仮定することができるので、アルミニウム
ドラムを印字記録媒体の代替物として使用した。即ち、
直径150mmのアルミニウムドラム15を印字記録媒体の代
替物として使用し、これに、通電記録ヘッド14を重り16
を用いて250g/cm²で圧接し、アルミニウムドラム15を回
転させながら、記録電極とアルミニウムドラム15間に電
圧を印加して導通を調べ、導通不良率、すなわち、十分
な印字ができない接触抵抗を示す記録電極の存在率を求
めた。更に、アルミニウムドラム15と通電記録ヘッド14
の接触角θを変化させ、接触角θによる導通率、すなわ
ち、十分な印字ができる接触抵抗を示す記録電極の存在
率の依存性を評価した。

比較のために、第３図に示すように凸条を持たないが、
記録電極８′の下に1mm厚のシリコーンゴム（スプリン
グ硬度25）からなる弾性体13′を有する通電記録ヘッド
（比較例１）と、第４図に示すように、凸条として弾性
体の替りに半径1mmの絶縁性剛体（ガラス）17の半円柱
を用いた通電記録ヘッド（比較例２）について、同様に
実験を行なった。なお、11及び12は、第１図と同じく、
それぞれ絶縁性剛体支持体、絶縁性保護層を示す。

結果を以下に示す。表中、数字は導通不良率（十分な印
字ができない接触抵抗を示す記録電極の存在率（％）を
示す。

上記の結果から、本発明の印字記録方法は、接触角によ
る導通への依存が少なく安定しており、導通率、すなわ
ち、十分な印字ができる接触抵抗を示す記録電極の存在
率も高いことが確認された。

このことは、印字記録に際して、良好な結果が得られる
ことを意味している。すなわち、通電記録ヘッドを印字
記録媒体と接触させて通電すると、印字記録媒体の発熱
抵抗層が発熱し、印字記録媒体上のインクを溶融して転
写体上に移行し、印字記録が行われるが、その際、印字
記録媒体の抵抗値と、通電記録ヘッドと印字記録媒体の
間の接触抵抗値との和が印字記録媒体の平均発熱抵抗値
となる。そして、接触角が10゜ないし30゜の範囲におい
て導通不良率が低いということは、接触抵抗値のバラツ
キが他の場合に比して少ないことを意味しているが、こ
れは接触角が10゜ないし30゜の範囲において、不要なノ
イズ抵抗である接触抵抗の値が、他の接触角の場合に比
較して小さいために、接触抵抗値のバラツキの幅が小さ
くなっている結果からもたらされるものである。その結
果、接触角が10゜ないし30゜の範囲においては安定して
良好な印字記録が実施できるのである。

発明の効果 本発明の印字記録方法は、印字記録に際し、端縁部に弾
性体より形成された凸条を設けた通電記録ヘッドを、印
字記録媒体の供給側に10゜〜30゜傾斜させた状態で接触
させるから、印字記録媒体への均一な接触が保持され、
通電記録ヘッドと印字記録媒体との接触の信頼性が高
い。また、凸条が前記のサイズをもつ半円形または半楕
円形の断面形状を有する弾性体により形成されているか
ら、印字記録媒体表面の凹凸あるいはうねりによく追従
し、記録電極の浮きによる接触不良が防止される。ま
た、凸条自体が曲面を持つため摩擦力が小さいから、小
さな圧接圧で良好な接触を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における通電記録ヘッドの斜視図、第
２図は、本発明の印字記録方法による印字効果を評価す
るための説明図である。第３図及び第４図は、それぞれ
比較例として示した通電記録ヘッドの斜視図、第５図お
よび第６図は、従来通電記録ヘッドの斜視図である。 １……針状電極、２……帰路用電極、３……支持体（発
熱層）、４……導電層、５……インク層、６……転写
材、７……弾性背面圧接材、８……記録電極、９……絶
縁層、10……板状剛体、11……絶縁性剛体支持体、12…
…絶縁性保護層、13……弾性体、14……通電記録ヘッ
ド、15……アルミニウムドラム、16……重り、17……絶
縁性剛体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 孝一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 堀江 潔 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭60−104348（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−59980（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−93452（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−97048（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】剛性支持体上に複数の記録電極を並列状態
   に配設してなる通電記録ヘッドの記録電極を、導電層、
   発熱層およびインク層を有する印字記録媒体の導電層に
   当接通電させて印字する印字記録方法において、剛性支
   持体の端縁部の印字記録媒体と接触する部分に、JIS K
   6301のスプリング硬さＡ型で20〜50の弾性体からなる凸
   条であって、該凸条の短手方向の断面が、直径1mm〜3mm
   の半円形または短軸が1mm〜3mmで長軸の短軸に対する比
   が１より大きく２までの範囲にある長軸を底辺とする半
   楕円形の断面形状を有する凸条を設けると共に、この凸
   条表面に沿って前記複数の記録電極を形成した通電記録
   ヘッドを用い、通電記録ヘッドにおける剛体支持体の前
   記凸条が設けられた面と前記印字記録媒体の面とのなす
   平面角が10゜〜30゜になるように、該通電記録ヘッドを
   印字記録媒体の供給側に傾斜させた状態で印字記録媒体
   に接触させ、印字記録を行うことを特徴とする印字記録
   方法。