JP2682016B2 - 印字記録ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、いわゆる通電転写方式の記録装置に用いら
れる印字記録ヘッドに係り、詳しくは、基板上に印字ド
ットに対応した記録電極が複数並列状に設けられ、各記
録電極を介して導電性インク保持媒体に対するドット通
電を行なう印字記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ 通電転写方式の記録装置は、インクを保持した導電性
フィルム（導電性インク保持媒体）に印字ドットに対応
したスポット通電を行ない、その通電部位の発熱により
保持されたインクを記録シート側に転写することによっ
てドット印字を行なうものである。このような通電転写
方式の記録装置に用いられる印字記録ヘッドとして、例
えば、第５図に示すように、セラミック等の板状基板15
上にパターン化した金属層よりなる記録電極16及び絶縁
フィルム17を積層してなる構造のもの等が提案されてい
る（特開昭60-124265号公報参照）。これは、ヘッド端
面に露出する記録電極16が導電性インク保持媒体にコン
タクトするよう保持され、画像情報に基づく印字ドット
に対応した記録電極16に対する通電切換えが順次行なわ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のような従来の印字記録ヘッドでは、
各電極体の導電性インク媒体に対するコンタクトを確実
に保持することがむずかしい。

それは、画像印字に際して、ヘッド端面を印字記録媒
体に面接触させる必要があり、当該ヘッドが少しでも傾
いていまうと各電極の接触率が極端に悪化してしまうか
らである。即ち、各記録電極が通電すべき導電性インク
保持媒体に対して常に垂直に保持されていなければなら
ず、そのために精度の高いヘッド保持機構が必要となる
のである。

そこで、本発明の課題は、電極と導電性インク保持媒
体との確実なコンタクトが容易に行なえるような構造に
することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、基板上に印字ドットに対応した記録電極が
複数並列状に設けられ、導電性インク保持媒体に対して
10〜30度の角度で配置した状態で各記録電極を介してそ
のインク保持媒体に対するドット通電を行う印字記録ヘ
ッドであって、当該印字記録ヘッドにおいて、上記課題
を解決するための技術的手段は、上記基板上には弾性体
層が基板先端から形成され、その上側に電極層が基板先
端から配置されると共に、基板先端から10〜70μｍだけ
内側のところに導電性インク保持媒体とのコンタクトを
行なう通電突出部が上記電極層と導通するよう形成され
たものである。

［作用］ 基板上の通電突出部を導電性インク保持媒体に10〜30
度の角度で配置するとともに所定の圧力を保持した状態
で押付けて、各通電突出部と導電性インク保持媒体とを
コンタクト状態にする。この状態で、画像情報に基づく
印字ドットに対応した電極層に対して通電がなされる。
すると、当該電極層と導通する通電突出部を介して導電
性インク保持媒体にドット対応の通電がなされ、その通
電部位の発熱によって当該媒体に保持されていたインク
が記録用紙側に移行する。

通電突出部を導電性インク保持媒体に押付けた状態
で、弾性体層からの反発力により導電性インク保持媒体
表面に凹凸、うねり等が存在しても通電突出部はそれに
追従してゆく。また、突出部を介した押付力によってそ
の部位の弾性体層が歪んでも、基板先端部を含めた周辺
の弾性体層からの復元作用によって基板先端側における
電極層のソリ等が極力少ないものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る印字ヘッドの構造例を示す縦
断面図、第２図は同印字記録ヘッドの斜視図である。

第１図及び第２図において、剛性基板１の上にゴム等
の弾性体層２が形成され、更にその上に絶縁フィルム３
を介して記録電極４が配設されている。そして、基板１
先端から所定距離ｈだけ内側のところの部分だけを残し
て上記記録電極４が絶縁被膜５によって覆われ、この絶
縁被膜５が覆われていない部分に記録電極４に接合した
金属製の突出部６が設けられた構造となっている。

このような構造となる印字記録ヘッドの作成は、例え
ば、以下のようになされる。

まず、厚さ20μｍのポリイミドフィルムをベースフィ
ルム３（絶縁フィルム）として用い、このベースフィル
ム３上に厚さ20μｍの銅箔をエポキシ系熱硬化型接着剤
にて接着する。そして、フォトリソグラフィとエッチン
グにより銅箔をパターニングし、幅60μｍ、ピッチ125
μｍの複数並列した電極線４（記録電極）を形成する。
更に、この配線フィルムに電極線４側から厚さ10μｍの
感光性絶縁フィルム５（絶縁被膜）を熱圧着し、フォト
リソグラフィにより各電極線４上の感光体絶縁フィルム
５を横一線に40μｍ×40μｍの正方形に除去する。この
除去した部分に電界メッキ法によりNiを成長させ、当該
絶縁フィルム面より18μｍ盛上った状態の突出部６を形
成する。そして、各電極線４に対応して並列配置された
上記突出部６から先20μｍの位置で切断して電極板シー
トを形成する。

厚さ3mmのアルミニウム板を基板１とし、その上に厚
さ1mmのシリコンゴム（スプリング強度46）製の弾性体
２、更に、その上に上記電極板シートを突出部６側の端
面が揃うように位置決めして積層し、各積層間をエポキ
シ系熱硬化型接着剤で接着して第１図及び第２図に示す
ような構造で8line/mmの印字密度となる印字記録ヘッド
が完了する。このとき、突出部６は基板１先端からｈ＝
20μｍの位置に形成されたものとなる。なお、上記各部
の寸法は例示的なものであり、本発明を限定的に解釈す
るものではない。

上記構造の印字記録ヘッドの使用態様は、例えば、第
３図に示すようになる。

即ち、導電性インク保持媒体10に対して所定の角度θ
（10〜30度）をもって配置されると共に各突出部６が摺
接した状態で使用される。導電性インク保持媒体10は、
導電性を有するフィルム状のインク保持体11上に帰路電
極12（Al層）、インク層13が積層された構造となってい
る。記録シート（図示略）はインク層13と密着した状態
で導電性インク保持媒体10と一体となって印字記録ヘッ
ドと相対的に移動する（副走査）関係となる。そして、
導電性インク保持媒体10の帰路電極12を接地した状態に
して突出部６をインク保持体11の背面に摺接させ、印字
ドットに対応した記録電極４及び突出部６を介して所定
量の通電を行なう。すると、電流は突出部６の当該摺接
部からインク保持体11内をスポット的に流れて帰路電極
12に至る。この通電に際して、インク保持体11の通電部
位が発熱し、その発熱部位に対応したインク13aが記録
シートにドット転写される。

上記のように記録電４と導通する突出部６が導電性イ
ンク保持媒体10に摺接するようになっていることから、
当該印字記録ヘッドの取付け角度が多少変動しても突出
部６と導電性インク保持媒体10に対する電気的コンタク
トは確実に保持される。また、突出部６はある程度の力
で導電性インク保持媒体10に押圧されているが、導電性
インク保持媒体10表面に凹凸があったり、全体的にうね
りが生じても弾性体２の弾性作用によって突出部６が当
該変化に追従し、導電性インク保持媒体10とのコンタク
トが確保される。

更に、突出部６を介して押圧力によってその部分の弾
性体２が歪み、それに伴って記録電極４も歪むが、力が
直接かかった部分から周辺の弾性体２の復元作用によっ
てその歪みの程度が小さいものとなる。突出部６が基板
１先端から所定距離ｈだけ内側に位置していることか
ら、上記押圧されたときの弾性体の復元作用は突出部６
から更に先端側からのものも期待でき、当該歪みの程度
はより小さいものとなる。

例えば、第４図に示すように、突出部６を基板１先端
ぎりぎりに形成した場合、突出部６を導電性インク保持
媒体10に押圧して生ずる弾性体２、記録電極４等の各層
の歪みに対して先端部側からの復元作用がない。これに
より、記録電極４の先端側への歪み量が比較的大きくな
り、結果として記録電極４の先端部側でソリの程度が大
きくなって、突出部６との界面での剥離が生じ安くな
る。

即ち、突出部６を基板１先端から所定距離ｈだけ内側
に形成した結果、記録電極４と突出部６との界面での剥
離現象が防止され、電極と導電性インク保持媒体10との
電気的コンタクトがより確実なものとなる。

上記のようにして作成された印字記録ヘッド（発明
品）と、突出部６の形成位置を変えた他の印字記録ヘッ
ド（比較例−１、比較例−２、比較例−３）についての
耐久試験結果を以下に示す。

突出部６の形成される先端からの距離ｈは 発明品:20μｍ 比較例−1:0μｍ 比較例−2:60μｍ 比較例−3:100μｍ となる。また、試験条件は、 速度10rpmで回転する直径10cmのアルミドラムに対象と
なる印字記録ヘッドを 接触角:10度,20度,30度,40度（第３図におけるθ） 接触圧:700g/cm² 印加電圧:0.2V の条件で電流値をモニタし、導通状態の変化を観察し
た。4000回転後における導通テストの結果、電極部分の
良品率は各印字記録ヘッドについて下表のようになっ
た。

上記表に示される結果から、印字記録ヘッドの取付け角
度を10度〜30度程度にすれば、発明品の導通性は取付け
角度θ（接触角）に大きく影響されず、高い水準が保持
される。また、比較例−２（先端60μｍ）もその結果は
良好である。突出部６の摩耗状態についてみると、発明
品、比較例−２では略均一に摩耗していたが、比較例−
１は突出部６の摩耗状態が不均一で当該突出部６が記録
電極４から剥離されてしまったものもあった。比較例−
３では、突出部６の摩耗状態は均一であったが、当該ヘ
ッド先端エッジ部の絶縁被膜５が摩耗して下層の電極線
４がむき出しになってしまった。

突出部６を基板１の先端からどの位置に形成すれば良
いかは、突出部６の高さ、当該印字記録ヘッドの導
電性インク保持媒体10に対する取付け角度、突出部の
接触圧、使用する弾性体２の硬度等に依存する。上記
耐久試験では、 突出部の高さ:18μｍ 取付け角度:10度〜30度 突出部の接触圧:700g/cm² 弾性体の硬度：スプリング硬度46 の条件にて、その結果から判断すると、先端から20μｍ
（発明品）以上内側のところが適切であるとみられ、ま
た、取付け角度、突出部の高さ等関係から60μｍ（比較
例−２）程度のところまではその特性は許容され得るも
のである。ここで、実際に使用される条件（上記試験条
件より広い） 突出部の高さ:5〜55μｍ程度 取付け角度:10度〜30度 突出部の接触圧:200〜1000g/cm²程度 弾性体の硬度：スプリング硬さ20〜50 を考慮すると、突出部６は基板先端から10μｍ〜70μｍ
の範囲に形成されるようにする。

なお、上記実施例では、弾性体２の上に絶縁フィルム
３を積層した構造となるが、弾性体２が十分な絶縁性を
有するものであり、記録電極４との接着性が確保できれ
ば、特に必要はない。また、記録電極４の上に積層され
る絶縁被膜５についてはその記録電極４を覆う態様は特
に上記実施例に限られず、任意のものである。

また、各部の材質についても上記実施例のものに特に
限定されるものではなく、製造技術、要求される性能等
によって適宜選択されるものである。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、導電性イ
ンク保持媒体に対して10〜30度の角度で配置した状態で
使用する印字記録ヘッドにおいて、電極層を弾性体層に
よって支持すると共に、基板先端から10〜70μｍだけ内
側のところに記録電極と導通する通電突出部を設けるよ
うにしたため、印字時における通電突出部の導電性イン
ク保持媒体への押圧により生ずる弾性体層及び電極層の
歪みが小さくなって電極層と通電突出部との界面での剥
離現象を防止することが可能になるうえ、ヘッドの取付
け角度によらず、また、弾性体層の弾性作用を効率的に
利用して電極と導電性インク保持媒体とのコンタクトを
確実に行なうことが可能になる。これにより、信頼性の
高い印字記録ヘッドが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る印字記録ヘッドの構造
例を示す図であり、第１図が縦断面図、第２図が斜視
図、第３図は印字記録ヘッドの使用状態例を示す図、第
４図は突出部が基板最先端に形成された印字記録ヘッド
の使用状態例を示す図、第５図は従来の印字記録ヘッド
の一例を示す図である。 ［符号の説明］ １……基板 ２……弾性体 ３……絶縁フィルム ４……記録電極 ５……絶縁被膜 ６……突出部 10……導電性インク保持媒体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に印字ドットに対応した記録電極が
   複数並列状に設けられ、導電性インク保持媒体に対して
   10〜30度の角度で配置した状態で各記録電極を介してそ
   のインク保持媒体に対するドット通電を行う印字記録ヘ
   ッドであって、 上記基板上には弾性体層が基板先端から形成され、その
   上側に電極層が基板先端から配置されると共に、基板先
   端から10〜70μｍだけ内側のところに導電性インク保持
   媒体とのコンタクトを行う通電突出部が上記電極層と導
   通するように形成されたことを特徴とする印字記録ヘッ
   ド。