JP2666374B2

JP2666374B2 - 印字記録方法

Info

Publication number: JP2666374B2
Application number: JP63143512A
Authority: JP
Inventors: 英一圷; 洋雄曽我
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH022063A

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）熱ヘッド転
写方式（特開昭53−84735号公報）、２）インク層に通
電する通電転写方式（画像電子写真学会誌:1982年Vol.1
1、No.1、p3〜９）、３）中抵抗の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
いう利点があり、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、ドットの広がりがあり、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ある。

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、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、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、異方導電層表面を摺動する印字記録
ヘッドと、異方導電層との間で、摩擦のない安定した動
的接触が行われることが必要である。ところが、従来実
施されている印字記録方法では、印字記録ヘッドと異方
導電層との間で摩耗が激しく、又しばしば放電現象が生
じ、その結果、インク記録媒体表面がダメージを受け、
ノイズのある印字画像が形成されるという問題があっ
た。

本発明は、従来の技術にお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、印字記録ヘッドとイン
ク記録媒体との間における摩耗量が少なく、したがっ
て、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、印字記録ヘッドとインク記録媒
体との間で放電現象が生じない印字記録方法を提供する
ことにある。

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、高密度エネルギー入力が可能であり、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印字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、異方導電層
の表面に液状潤滑剤を2mg/cm²以下の塗布量で一様に塗
布して、信号電流を印加することを特徴とする。

本発明において、液状潤滑剤を塗布する為の塗布手段
としては、圧接支持部材及びその少なくとも圧接面を覆
うように固定された液状潤滑剤含浸部材からなる塗布手
段、或いは、圧接ロールと該圧接ロール表面に接触する
液状潤滑剤含浸部材とからなる塗布手段を用いるのが好
ましい。

本発明において使用される液状潤滑剤としては、例え
ば脂肪酸ジエステル類、グリコールエーテル類、シリコ
ーンオイル、燐酸エステル、ケイ酸エステル、フッ化樹
脂オイル、その他機械油（スピンドル油、冷凍機油、ダ
イナモ油、タービン油、マシン油、シリンダ油、ギヤ油
等）をあげることができる。

これらの液状潤滑剤は、臨界表面張力35ダイン/cm以
下で、粘度20ポイズ以下、特に0.1ポイズ以下のものが
好ましい。臨界表面張力及び粘度が上記の値よりも高く
なると、2mg/cm²以下の塗布量で一様に塗布することが
困難になる。

本発明において、これら液状潤滑剤の塗布量は2mg/cm
²以下であることが必要である。塗布量がこれより多く
なると、インク記録媒体の表面がべたつくようになり、
ごみ、塵等の付着が激しくなると共に、絶縁性も高くな
るので、良質の印字画像が得られなくなる。

本発明においては、インク記録媒体の熱溶融性インク
層側の塗布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液状潤滑剤の塗布を
行うようにするのが好ましい。

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、含フッ素樹脂等
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
で発熱し、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、SiO₂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るものであって、体積固有抵抗10^-1
Ω・cm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
500Å〜５μｍの範囲に設定するのが好ましく、特に100
0Å〜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/cm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、500Åないし６μｍ
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１〜15μｍ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。また６は塗布手
段５に対向する位置の設けられた背面を圧接する圧接ロ
ールであり、塗布手段５は、圧接支持部材51と、その圧
接支持部材の少なくとも圧接面を覆うように固定具54に
よって固定された液状潤滑剤含浸部材52からなり、液状
潤滑剤含浸部材52の一端はパン53に入れられた液状潤滑
剤中に浸漬されている。

本発明において、液状潤滑剤含浸部材としては、例え
ば、ネルその他の織物材料、スポンジその他の多孔性弾
性材料などが使用される。

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塗布
手段５によって異方導電層表面に液状潤滑剤が塗布され
る。すなわち、パン53の液状潤滑剤が、液状潤滑剤含浸
部材52の一端から含浸され、圧接支持部材の圧接面を覆
っている部分に達し、異方導電層表面に一様に塗布され
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と摺動状態で接触し、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。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ある。この実施例においては、塗
布手段５として、塗布ロール55及び塗布ロール表面に液
状潤滑剤を供給する為の液状潤滑剤含浸部材52を有する
ものが使用される。塗布ロールとしては、種々の材質、
例えばゴム材料、織物材料、金属材料等より構成される
ものが使用される。液状潤滑剤含浸部材52の一端は、パ
ン53中の液状潤滑剤に浸漬され、他端は圧接バー56によ
って、塗布ロール55表面に押圧されている。液状潤滑剤
は、液状潤滑剤含浸部材52に含浸され、塗布ロール55の
表面に供給され、インク記録媒体１の異方導電層表面に
一様に塗布される。

作用本発明においては、印字部に搬送される前に印字部に
近接して設けられた塗布手段によってインク記録媒体表
面に所定量の液状潤滑剤が一様に塗布される。したがっ
て、印字部に搬送されるインク記録媒体は、その異方導
電層表面に液状潤滑剤の薄い液膜が形成されているの
で、印字記録ヘッドの摺動により印字信号が印加される
際、摩擦による摩耗が軽減されるよう作用する。又、印
字記録ヘッドと異方導電層との接点部の狭ギャップが液
状潤滑剤で埋まるため、印字記録ヘッドと異方導電層と
の間で放電を生じることが抑制され、したがって又、印
字記録ヘッドの動的接触による通電現象が安定化するよ
うに作用する。

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５Ω・cm、厚さ33μｍのカーボン分散型
導電性ポリイミドフイルムの片面に、CrをDCスパッター
着膜法により着膜して、厚さ4000ÅのCr層を形成させ
た。次に、このCr層上にフォトレジストを形成し、90℃
で８分間乾燥し、膜厚1.2μｍのレジスト膜を形成し
た。このレジスト膜を、ピッチ20μｍで15μｍ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ッチングし、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イルムの他方の面に、Alを
真空蒸着法によって着膜し、膜厚2000Å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１時間加熱硬化し、膜厚0.3μｍで臨界表
面張力32ダイン/cmのインク剥離層を形成した。得られ
たフィルム状物の両端を接着して無端ベルトを形成し
た。インク剥離層の上に、融点95℃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、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、21b、21c、21dによって搬送さ
れ、圧接ロール６上で塗布手段５によって液状潤滑剤が
インク記録媒体上に一様に塗布される。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
層の表面に、ゴム硬度30で肉厚3cmのシリコーンゴム被
覆を有する直径40mmの塗布ロールを当接し、臨界表面張
力17ダイン/cm、粘度200cp（センチポイズ）で200℃以
上の耐熱性を有するシリコーンオイル（信越化学（株）
製）を0.8mg/cm²の塗布量で塗布した。

シリコーンオイルを塗布ロールに供給するには、シリ
コーンオイルパンに先端部を浸漬させた麻クロスの他端
を、塗布ロール表面に圧接することによって行った。

次いで、８本/mmのスタイラスヘッドより400μｓのパ
ルス幅で24mA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10,000回及び50,000回
印字記録を行ったところ、いずれの場合も異方導電層の
表面には変化が認められず、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。但しシリコーンオイルの塗
布量を4mg/cm²になるようにクロスの圧接圧を調整して
印字記録テストを行った。印字サイクルを繰返し実施し
たところ、1,000回から2,000回の操作で、シリコーンオ
イルを塗布した部分の一部に、インク粉体及びその他の
ゴミが付着した。5,000〜10,000回の操作では、インク
媒体表面におけるインク粉体及びゴミの付着量は倍増
し、一部に印字ミスが生じた。

比較例２シリコーンオイルの塗布を行わない以外は、実施例１
におけると同様にして印字記録を行った。印字サイクル
を繰返し実施したところ、5,000回から10,000回の操作
で、異方導電層における孤立導電性パターンの大きさが
変化して、15μｍ角の矩形から、10μｍ前後の楕円形状
に変形し、そして印字入力に際して通電抵抗値が上昇し
た。

実施例２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。但しシリコーンオイル塗布
装置の代わりに下記の塗布装置を用いた。即ち、フッ化
樹脂オイルの入ったパンにフェルト材の一端部を入れ、
インク記録媒体の異方導電層表面に、フェルトを巻いた
圧接部材を圧接させ、塗布を行った。フッ化樹脂オイル
のインク記録媒体表面への塗布量を1.4mg/cm²に調整し
た。この状態で印字サイクルを繰返し実施したところ、
10,000回及び30,000回の操作で、いずれも良好な印字画
像が得られた。又、インク記録媒体表面には、大きな劣
化が見られなかった。

比較例３実施例２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。但しフッ化樹脂オイルの塗
布量を12mg/cm²になるように調整して印字記録テストを
行ったところ、印字に際しての通電抵抗値が大きくな
り、初回より印字画像の細りが見られた。

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液状
潤滑剤塗布手段によって、異方導電層の表面に液状潤滑
剤を塗布量2mg/cm²以下となるように一様に塗布した
後、信号電流を印加するから、印字記録ヘッドと異方導
電層との間の摩擦による双方の摩耗が軽減される。又、
印字記録ヘッドと異方導電層との接点部の狭ギャップが
液状潤滑剤で埋まるため、不必要な放電現象が抑止で
き、したがって信号ノイズが低減される。したがって
又、印字記録ヘッドの動的接触による通電現象も安定化
し、インク記録媒体表面の通電・放電ダメージが軽減さ
れ、寿命を延長することができる。又、本発明によれ
ば、高速印字、高密度エネルギー入力が可能であり、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構成図である。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……塗布手段、６…
…圧接ロール、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、51……圧接支持部
材、52……液状潤滑剤含浸部材、53……パン、54……固
定具、55……塗布ロール、56……圧接バー。

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、異方導電層
の表面に液状潤滑剤を2mg/cm²以下の塗布量で一様に塗
布して、信号電流を印加することを特徴とする印字記録
方法。
【請求項２】液状潤滑剤の塗布を、圧接支持部材及び該
圧接支持部材の少なくとも圧接面を覆うように固定され
た液状潤滑剤含浸部材からなる塗布手段を用いて行うこ
とを特徴とする請求項１記載の印字記録方法。
【請求項３】液状潤滑剤の塗布を、圧接ロールと該圧接
ロール表面に接触する液状潤滑剤含浸部材とからなる塗
布手段を用いて行うことを特徴とする請求項１記載の印
字記録方法。