JP2646733B2

JP2646733B2 - インク記録媒体の再生方法

Info

Publication number: JP2646733B2
Application number: JP1060622A
Authority: JP
Inventors: 英一圷; 洋雄曽我; 滋仁安東
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JPH02239981A

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印字記録方法に
使用する為のインク記録媒体の再生方法に関する。

従来の技術従来、通電熱転写記録方式として、異方導電層、画像
信号に対応する電気信号の入力により発熱する発熱抵抗
体層、導電層、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方法が知られてお
り、この方法においては、インク記録媒体は、印字記録
が行われた後、熱溶融性インク層のインクが転移した後
に、粉体インクを供給して熱溶融性インク層を再生し、
反復使用することが行われている。

第４図はその場合の概略の構成を示すもので、インク
記録媒体１は、搬送ロール6,6によって矢印方向に搬送
され、印字部において印字記録ヘッドからの電気信号に
応じて、背面圧接ロール４上の転写材３に熱溶融性イン
クが転写され、印字記録が行われる。なお、電流は帰路
接点ロール５を通って接地される。次いで、インク記録
媒体は、粉体インク供給ユニット７に達し、そこで粉体
インクが供給され、更に、インク整面ユニット８におい
て熱溶融性インク層が整面されインク記録媒体の再生が
完了し、次の印字記録操作に供される。

発明が解決しようとする課題上記従来の印字記録方法においては、インク記録媒体
の再生に際し、粉体インクが、インク記録媒体の熱溶融
性インク層における、インクが転移した跡、即ちインク
転移跡のみならず、粉体インクが残留している未転移部
分にも付着し、熱溶融性インク層の厚さのばらつきが大
きくなると言う欠点があり、結果として長期間にわたっ
て反復使用することができなくなるという問題があっ
た。

本発明は、従来のインク記録媒体の再生方法における
上記のような問題点を解決することを目的としてなされ
たものである。

したがって、本発明の目的は、インク記録媒体の熱溶
融性インク層の未転移部分に、インク粒子が付着するの
を防止して、熱溶融性インク層が良好に再生されるよう
なインク記録媒体の再生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印字記録
終了後における熱溶融性インク層を、結着樹脂と着色剤
とからなるインク粒子を用いて再生するインク記録媒体
の再生方法において、該インク記録媒体として膜厚0.08
〜３μｍのインク剥離層を有するものを使用し、該イン
ク記録媒体の印字記録終了後における熱溶融性インク層
を、インク粒子の帯電電位と同極性に帯電させ、次いで
インク担持体に担持されたインク粒子を、該熱溶融性イ
ンク層のインク転移跡に付着させることを特徴とする。

本発明において、再生に使用されるインク粒子は、粉
末状のインク粒子であっても、また液状担体中に分散さ
れた形状のインク粒子であってもよい。インク担持体と
しては、粉末状インクを用いる場合には鉄粉等の導電性
キャリア、合成樹脂被覆キャリアが使用される。

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
ーン層であってもよく、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ある場合は、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、その一面に薄膜発熱
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
に変えて発熱し、インクを溶融させて転写材に転写させ
るための層であって、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、Al₂O₃、SiO
₂などの高抵抗材料とTi、Al、Ta、Cu、Au、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1000Å〜500μｍ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り、また、コロナ帯電時における対
向電極となるものであって、好ましくは50Ω／□以下の
表面抵抗を有するように、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500Å
〜５μｍの範囲に設定するのが好ましく、特に1000Å〜
2000Å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、低い印字エネルギーでもインクの転
移が良好に行われるような臨界表面張力に調整された層
であって、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、好ましくは臨界表面張力
38ダイン/cm以下である。また、インク剥離層は耐熱
性、即ち、分解点又は融点が180℃以上であることが望
ましい。

本発明においては、インク剥離層は、膜厚が0.08μｍ
から３μｍの範囲にあり、体積固有抵抗が10⁸Ω・cm以
上であることが必要である。膜厚及び体積固有抵抗が上
記の範囲にある場合には、転写跡の露出部がコロナ帯電
によっても殆ど帯電されず、熱溶融性インク層の未転移
部分が効率的に帯電されるようになる。

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、含フッ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４μｍ〜15μｍの範囲に設定す
るのが好ましい。

一方、本発明において、熱溶融性インク層の再生に使
用される熱溶融性インク粒子は、熱溶融性インク層を構
成する組成と同一のものを使用するのが好ましい。

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
であり、第２図は他の実施例を説明する為の概略構成図
であり、第３図は、本発明のコロナ帯電の状態を説明す
る説明図である。

第１図中、１はインク記録媒体であって、これは第３
図に示すように、異方導電層11、、発熱抵抗体層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あり、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
であって、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。５は帰路接点ロ
ールであり、印字記録媒体の側端に露出した導電層と接
触するように配置されている。6,6はインク記録媒体を
搬送するための搬送ロールであり、７は粉体インク供給
ユニットであり、８はインク層整面ユニットである。ま
た、９は熱溶融性インク層を帯電させるためのコロナ帯
電器である。

上記の構成を有する印字記録装置において、インク記
録媒体１は、搬送ロール6,6によって印字記録部に搬送
され、印字記録ヘッド２からの信号電流に対応して、熱
溶融性インク層が転写材３に転移し、印字記録が行われ
る。印字記録が終了したインク記録媒体は、コロナ帯電
器９により帯電させる。その場合、熱溶融性インク層
が、粉体インクの帯電極性と同極性になるように帯電さ
せる。次いで、インク記録媒体１は粉体インク供給ユニ
ット７に達し、インク担持体に担持された粉体インク
を、熱溶融性インク層のインク転移跡に粉体インクを付
着させる。粉体インク供給ユニットは、例えば、導電性
スリーブを有する粉体インク搬送ロールより構成され、
粉体インクは、その粉体インク搬送ロール上に付着して
搬送され、熱溶融性インク層のインク転移跡に付着す
る。その場合、導電性スリーブには、例えば、インク粉
体の帯電極性と同極性で100〜500Vのバイアス電圧を印
加しておくのが好ましい。

次いでインク記録媒体は、インク層整面ユニットにお
いて加熱、加圧され、熱溶融性インク層の再生が完了す
る。

第２図においては、印字記録媒体１が、円筒状のドラ
ムを形成している。印字記録媒体は図示していない駆動
装置によって矢印方向に回転し、第１図におけると同様
に印字記録ヘッド２からの信号電流に応じて転写材４上
に印字記録が行われる。次いで、コロナ帯電器９により
熱溶融性インク層が帯電され、粉体インク供給ユニット
７及びインク層整面ユニット８によって整面され、熱溶
融性インク層が再生される。

本発明においては、上記のように印字記録終了後にお
いて、インク記録媒体の熱溶融性インク層をコロナ帯電
器により帯電させるが、その場合、インク記録媒体の導
電層が対向電極となって、接地電位に保たれており、ま
た、インク剥離層は、１μｍ以下の膜厚及び10⁸Ω・cm
以上の体積固有抵抗を有しているから、第３図に示すよ
うに、コロナ放電によって、熱溶融性インク層15のイン
ク転移跡16は殆ど帯電せず、未転移部分17はインク記録
媒体中に均一な導電層があるため効率よく高電位に帯電
される。そして、その帯電電位は、荷電インク粒子の極
性と同極性であるため、インク層の再生に際して、荷電
インク粒子は、未移転部分17の電荷と反発し、未転移部
分への付着が防止される。一方、インク転移跡16には導
電層上に薄膜インク剥離層が被覆された状態のため、付
着に必要なクローン力がインク記録媒体中の導電層とイ
ンク粉体間で生じる。したがって、荷電インク粒子はイ
ンク転移跡に付着する。

実施例次に、本発明を実施によって説明する。

実施例１表面抵抗550Ω／□、厚さ40μｍの導電性ポリイミド
フイルムの片面に、Crを高周波スパッター着膜法により
着膜して、厚さ6000ÅのCr層を形成した。次に、形成さ
れたCr層の上にフォトレジストを形成し、90℃で８分間
のプリベーク工程を経て、膜厚1.2μｍのレジスト膜を
形成した。このジスト膜を、ピッチ20μｍで16μｍ丸形
の水玉状パターンを全面に有するマスクを通して露光
し、現像し、水洗し、その後N₂雰囲気下、オーブンで12
0℃で15分間加熱してレジスト膜を硬化させた。次に、
塩酸を用いてエッチングを行い、フォトレジスト膜のな
い部分のCr層を除去した。次いで、アセトン浴に入れ、
超音波により十分に洗浄を行い、レジスト膜を除去し、
ピッチ20μｍで16μｍの丸形の水玉状パターンを片側全
面に設け、異方導電層の作成を完了した。

次に、導電性ポリイミドフイルムの他方の面に、高周
波スパッター着膜法によってAlを着膜し、膜厚1000Åの
導電層（0.2Ω／□）を形成した。形成されたAl層の上
に、熱硬化性シリコーンハードコート樹脂（10¹⁵Ω・c
m）を塗布し、180℃で１時間加熱硬化し、臨界表面張力
33ダイン/cm、膜厚0.2μｍのインク剥離層を形成した。
この場合、帰路接点を設ける為に、フィルムの両端帯状
の部分には、インク剥離層が形成されないように塗布し
た。

得られたフィルム状物を、異方導電層が内側になるよ
うに接続し、無端ベルトを作成した。

次いで、インク剥離層の上に、融点80℃の熱可塑性樹
脂を主成分とする膜厚６μｍの着色熱溶融性インク層を
設けて、インク記録媒体を得た。

このインク記録媒体を用い、第１図に示されるような
印字記録装置に装着し、以下の実験を行った。

電極層の帰路接点部分を接地し、ヘッド部200SPI（12
5μｍピッチ、60μｍ□電極）、210mm幅のスタイラスヘ
ッドを800g/cmの圧力で圧接し、信号電流を印加しなが
ら無端ベルト状のインク記録媒体を50mm/secのスピード
で移動させ印字記録を行った。

印字記録終了後、インク記録媒体に、開口幅25mmのコ
ロナ帯電器で−7KVのコロナ電圧で粉体インクと同極性
のコロナ放電を行った。

次いで、インク供給ユニットにおいて印字記録媒体に
粉体インクを付着させた。粉体インク搬送ロールとして
80mmφの内部にマグネットロールを配置したアルミニウ
ム製スリーブを使用し、その端部に10mmφのバイアス電
圧印加用アルミニウムロールを設けた。低分子量ポリエ
ステル樹脂（融点97℃、ガラス転移点58℃）に10％の顔
料を分散させた平均粒径9.0μｍ、σ＝5.1μｍの粉体イ
ンクを使用し、平均粒径130μｍのコーティング磁性キ
ャリアを粉体インクに対して96重量％混合し、マグネッ
ト粉体搬送ロールを用いて充分に撹拌した。粉体インク
搬送ロールを用いて、粉体インクとコーテイングキャリ
アの混合物よりなる粉体インク再生磁気ブラシをインク
記録媒体の表面に接触させた。その際、粉体インク搬送
ロールのスリーブに、−500Vのバイアス電圧を印加し、
粉体インクの付着量を制御して、インク記録媒体の熱溶
融性インク層の再生を行った。

次に、インク記録媒体を、インク整面ユニットで熱と
圧力により粉体インクを仮固定した。

上記の印字記録と熱溶融性インク層再生の工程を繰り
返し10,000回行ったところ、ベタ画像部の光学反射濃度
が±0.3の範囲に入っていることが確認された。

比較例１実施例１と同様のインク記録媒体を使用し、同様に印
字記録及び熱溶融性インク層再生を行った。但し、印字
記録後のコロナ放電を行わなかった。印字記録と熱溶融
性インク層再生の工程を繰り返し行ったところ、熱溶融
性インク層の厚さが厚くなり、またインク転移跡と未転
移部分との間のインク層厚さのばらつきが大きくなり、
130回目で転写文字が切れ切れになり、また300回目で殆
どインク転写が見られなくなった。

比較例２インク記録媒体として、インク剥離層を設けない以外
は、実施例１と同様のものを用い、実施例１と同様にし
て印字記録及び熱溶融性インク層再生を行った。その結
果、初回の印字記録画像は細線切れが多く、画質が悪か
った。また、２回目以降においても、再生される粉体イ
ンクの付着度合いが不均一で、転写時のインク転移状態
で熱溶融性インク層の残留が生じ、再生信頼性が非常に
低かった。また、粉体インクマグネットブラシの接触に
より、導電層であるAl層が徐々に摩耗し、500回目でAl
の銀白色がインク記録媒体上から消えた。

比較例３インク剥離層の膜厚が10μｍである以外は、実施例１
と同様のインク記録媒体を使用し、同様に印字記録及び
熱溶融性インク層再生を行った。

この場合、実施例１と同様のドット径の印字を得るの
に２倍の印字エネルギーが必要であり、また、印字記録
媒体の耐パルス寿命が８分の１の5000回目で抵抗値の５
％変化が生じた。また、印字記録後のコロナ放電により
帯電が生じ、熱溶融性インク層の再生付着が良好に行え
なかった。

比較例４インク剥離層の膜厚が0.02μｍである以外は、実施例
１と同様のインク記録媒体を使用し、同様に印字記録及
び熱溶融性インク層再生を行った。

この場合、インク剥離層にピンホールが多数発生し、
又、インクの転写ムラが生じ、比較例２の場合と同様の
現象が生じた。

実施例２厚さ100μｍ、直径120mmのAl円筒の内側に、pH10の水
酸化ナトリウム水溶液を入れ、超音波洗浄用槽内に設置
し、10秒間超音波を与え、Al円筒の内側表面の洗浄及び
前処理を行った。次にAl円筒の内側に、４体積％のリン
酸水溶液を電解液として入れ、そしてAl円筒の中心部に
DC電源の負端子に接続した10mmφの白金棒を接地した。
Al円筒をDC電源の陽極に接続させ、両極間に60A/dm²の
電流密度、20℃の液温で150分間通電し、アルミナ化処
理を終了した。

次に、ニッケル塩を含む電解液を内表面がアルミナ化
したAl円筒の内側に入れ、Al円筒と中心の白金棒とを両
極とし、電流密度30A/dm²で100分間通電して交流電解を
行ない、アルミナ被覆の中に形成されている細孔中にニ
ッケルを析出充填させた。リン酸：硝酸：水＝4:2:3の
重量比の液体に、上記処理したAl円筒を浸漬し、超音波
の下で180秒間静置した。この処理によりAlが除去さ
れ、厚み方向に細線状にニッケル導電部を有するアルミ
ナよりなる円筒状無端ベルトが形成された。

得られた無端ベルトの外側に、580℃の加熱状態で、1
0^-3TorrのArガスの下でBN、Ta及びSiO₂の混合物よりな
るターゲットより、高周波スパッタ法により0.5μｍの
膜厚の膜を形成した。

次に、上記膜の上に室温で真空蒸着法でAlを着膜し、
膜厚1500Åの導電層を形成した。次に形成されたAl層の
上にジメチルシロキサン溶液を塗布し、乾燥した後、20
0℃で３分間熱硬化処理を行い、臨界表面張力33ダイン/
cmで膜厚0.2μｍのインク剥離層を形成した。このイン
ク剥離層の上に、融点99℃のポリエステルベース樹脂に
７重量％のフタロシアニン顔料を分散させたインク層を
４μｍの厚さに設けて、感熱性インク層を形成し、ドラ
ム状インク記録媒体を得た。

次に、第２図に示されるように、コロナ帯電器を備え
たユニットに、上記のドラム状インク記録媒体を設定
し、印字記録を行った。コロナ電圧−8KVでワイヤー数
４本、開口幅60mm、ドラム線速度350mm/秒の条件で、実
施例１と同様の処理を行い、感熱性インク層に粉体イン
クを付着させた。次いでインク整面ロールで整面した。
インク整面ロールは、表面温度135℃で2kg/cmの圧接圧
力とした。

上記の印字記録及び感熱性インク層再生の工程を反復
したところ、40,000枚の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、印字記録終了後、インク記録媒体
の熱溶融性インク層を、コロナ放電によって、再生に使
用するインク粒子と同極性に帯電させた後、インク担持
体に担持されたインク粒子を用いて再生するから、イン
ク粒子は、熱溶融性インク層のインク転移跡に効果的に
付着し、そして一方、未転移部分へのインク粒子の付着
が防止される。

したがって、インク転移跡と未転移部分の間のインク
層厚さのばらつきが小さくなり、長期間の反復使用によ
っても良好な印字画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の再生方法の一実施例を説明するための
模式図、第２図は本発明の再生方法の他の実施例を説明
するための模式図、第３図は本発明におけるコロナ放電
による帯電状態を示す説明図、第４図は、従来の印字記
録方法の模式図である。１……インク記録媒体、２……印字記録ヘッド、３……
転写材、４……背面圧接ロール、５……帰路接点ロー
ル、６……搬送ロール、７……粉体インク供給ユニッ
ト、８……インク層整面ユニット、９……コロナ帯電
器、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−209179（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−110493（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−155983（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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印字記録
終了後における熱溶融性インク層を、結着樹脂と着色剤
からなるインク粒子を用いて再生するインク記録媒体の
再生方法において、該インク記録媒体として膜厚0.08〜
３μｍ及び体積固有抵抗10⁸Ω・cm以上のインク剥離層
を有するものを使用し、該インク記録媒体の印字記録終
了後における熱溶融性インク層を、インク粒子の帯電電
位と同極性に帯電させ、次いでインク担持体に担持され
たインク粒子を、該熱溶融性インク層のインク転移跡に
付着させることを特徴とするインク記録媒体の再生方
法。
【請求項２】粉体インク担持体と印字記録媒体の導電層
との間にバイアス電圧を印加することを特徴とするイン
ク記録媒体の再生方法。
【請求項３】熱溶融性インク層の帯電をコロナ放電器に
より行う特許請求の範囲第１項に記載のインク記録媒体
の再生方法。
【請求項４】インク記録媒体におけるインク剥離層が38
ダイン/cm以下の臨界表面張力及び180℃以上の耐熱性を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
インク記録媒体の再生方法。
【請求項５】インク記録媒体における導電層が50Ω／□
以下の表面抵抗を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載のインク記録媒体の再生方法。