JP2913656B2

JP2913656B2 - インク記録媒体

Info

Publication number: JP2913656B2
Application number: JP1063495A
Authority: JP
Inventors: 洋雄曽我; 英一圷; 滋仁安東
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH02243396A

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るために用いるインク記録媒体に
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。

この様な記録方法の中でも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、帰路電流に優先的
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一面に微小
孤立電極からなる孤立導体パターン層を設け、他面に帰
路電極層を設け、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。このタイプのインク記録媒体とし
ては、多数の微小孤立電極からなる孤立導体パターン
層、電気信号の入力により発熱する発熱低抗体層、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
る構造を有するものが種々提案されている。

発明が解決しようとする課題ところで、このタイプのインク記録媒体においては、
通常、微小孤立電極は、発熱低抗体層の上に直接Ni、C
u、Cr、Sn、Ta、Ti、Zn、Au、Ag、Fe、Al、Pt等の金
属、RuO₂、SiC、WC、MoSi₂、TiC等の導電性セラミック
スをイオンプレーティング、スパッタリング、或いは蒸
着等によって付着させ、リソグラフ法によってパターン
化することにより形成している。

ところが、従来の上記インク記録媒体を用い、先端近
傍に導電性突出部を有する印字記録ヘッドによって印字
記録を行うと、印字ドットの面積にばらつきが生じた
り、導電する微小孤立電極の数が少ないとき、電流の集
中が起きて発熱低抗体層が局部的に高温になり、微小孤
立電極の破壊が起こる等の問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものである。

したがって、本発明の目的は、安定して印字記録が実
施できるインク記録媒体を提供することにある。

本発明者等は、検討の結果、上記従来の問題点は、印
字記録ヘッドとインク記録媒体の間の接触が安定して行
われないことに起因することを見出だし、本発明を完成
するに至った。

課題を解決するための手段及び作用本発明は、結着樹脂中に導電性粉末を分散させた発熱
抵抗体層の一面に、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、該発熱抵抗体層の他面に、微
小孤立電極からなる孤立導体パターンを設けてなるイン
ク記録媒体において、該発熱抵抗体層の孤立導体パター
ンと接する側の面の中心線平均粗さ（Ra）が0.4μｍ以
下であり、最大高さ（Rmax）が1.6μｍ以下であること
を特徴とする。

本発明の上記インク記録媒体を図面に参酌して説明す
る。第１図は、本発明のインク記録媒体の斜視図ある。
図中、１はインク記録媒体であって、結着樹脂中には導
電性粉末を分散させた発熱抵抗体層２の上に、導電層
３、インク剥離層４、熱溶融性インク層５が順次積層さ
れている。発熱抵抗体層２の他面には微小孤立電極６よ
りなる孤立導体パターンが設けられている。

次に、インク記録媒体を構成する各層について説明す
る。

本発明のインク記録媒体において、発熱抵抗体層はベ
ースフィルムとしての機能を持つものであり、孤立導体
パターンからの電流でジュール熱を発熱し、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
性結着樹脂（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
りなる抵抗体層が使用される。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50
μｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。

本発明においては、ベースフィルムの少なくとも一面
は上記の表面粗さを有することが必要である。すなわ
ち、中心線平均粗さ（Ra）が0.4μｍ以下、好ましくは
0.2μｍ以下であり、最大高さ（Rmax）が1.6μｍ以下で
ある。これら表面粗さは、JIS B 0601−1982に定義され
る。すなわち、中心線平均粗さは、粗さ曲線からその中
心線の方向に測定長さｌの部分を抜き取り、この抜き取
り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸とし、粗さ
曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したとき、次式によって求めら
れる値（μｍ）である。

また最大高さは、断面曲線から基準長さだけ抜き取っ
た部分の平均線に平行な２直線で抜き取り部分を挟んだ
とき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測
定した値（μｍ）である。

上記ベースフィルムの上には、導電層が設けられる。
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、体積固有抵抗10^-2Ω・cm以
下、好ましくは10^-4Ω・cm以下であって、金属或いは導
電性セラミックを蒸着、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〜１μｍ
の範囲に設定するのが好ましい。

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ある。例えば、転写材が普
通紙の場合には、臨界表面張力43ダイン/cm以下である
ことが必要である。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。

ベースフィルムの上記表面粗さを有する面の上には、
微小孤立電極よりなる孤立導体パターンが形成される。
微小孤立電極を構成する材料としては、Al、Cr、Cu、S
n、Zr、Co、Ag、Pd、Cu−Ni合金、Co−Ni合金、Co−Cr
合金よりなる群から選択された金属又は合金、或いはRu
O₂、SiC、WC、MoSi₂、TiC等の導電性セラミックがあげ
られる。孤立導体パターンは、上記の金属又は導電性セ
ラミックを、例えばイオンプレーティング法、スパッタ
リング法、蒸着法等によって所定の厚さに着膜し、次い
で、例えば、フォトリソグラフ法とエッチング法によっ
てパターン化することによって形成することができる。

形成される各々の微小孤立電極の大きさは同一であっ
ても、異なっていてもよい。また、微小孤立電極の厚さ
は、500Åから30μｍ、好ましくは10μｍ以下である。
また、その形状としては、具体的にはピッチ１μｍから
500μｍ、好ましくはピッチ10μｍから120μｍで直径５
μｍないし400μｍの円形、矩形又はその他の多角形の
形状に形成させる。

本発明の上記インク記録媒体を用いて印字記録を行う
方法について第３図を参酌して説明する。

第３図において、搬送されるインク記録媒体１に、印
字記録ヘッド７より電気信号を入力する。電流は異方導
電層から発熱抵抗体層、導電層を経て、帰路接点ロール
16から接地される。発熱抵抗体層の発熱により溶融した
熱溶融性インクは背面圧接ロール15上で転写材14に転写
され、電気信号に対応した印字記録が行われる。

第２図は、印字記録ヘッドの先端部分がインク記録媒
体の表面と接触した状態を説明する図である。印字記録
ヘッドは７は、基板13の上に弾性体12、支持材11、スト
ライプ状電極10及び絶縁層９が順次設けられ、ストライ
プ状電極10の先端近傍の絶縁層によって被覆されていな
い部分に、導電性突出部が形成された構成を有してい
る。そして導電性突出部が、インク記録媒体の発熱抵抗
体層２の上に設けられた孤立電極６と接触して印字記録
が行われる。

本発明においては、ベースフィルムである発熱抵抗体
層の上記表面粗さを有する面の上に孤立導体パターンが
設けられているから、微小孤立電極は発熱抵抗体の表面
凹凸に追従して形成され、したがって、印字記録ヘッド
の先端近傍に存在する導電性突出部が接触した場合、先
行の技術におけるような微小孤立電極に接触しない場合
が生じることがなくなり、安定した接触状態で印字記録
を行うことが可能になる。また、接触が安定して行われ
る結果、電流が特定の孤立電極に集中して流れることが
なくなり、発熱層が局部的に高温になって破壊されると
いう現象も回避することができる。

実施例次に、本発明の印字記録媒体について、実施例によっ
て説明する。

実施例１ベースフィルムとして、表面抵抗580Ω／□、厚さ30
μｍ、Ra0.018μｍ、Rmax0.8μｍのカーボン粒子分散型
の導電性ポリイミドフィルムを使用し、その片面に、Cr
を高周波スパッター着膜法により着膜して、厚さ4000Å
のCr層を形成した。次に、形成されたCr層の上にフォト
レジスト膜を形成し、ピッチ30μｍで20μｍ角の矩形パ
ターンをこのレジスト膜上に光学露光して現像し、水洗
の後、加熱してレジスト膜を硬化させ、レジストパター
ン形成した。次に、室温で希塩酸中に浸漬し、フォトレ
ジスト膜によって被覆されていない部分のCrを除去し
た。次いで、十分に水洗してからアセトン浴に入れ、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30μｍ、20μｍ角の微小孤立電極よりなる孤立導体パ
ターンを作成した。

次に、導電性ポリイミドフイルムの他方の面に、高周
波スパッタ着膜法によってAlを着膜し、膜厚1500Åの導
電層を形成した。

さらに、この導電層の上に、両側端部の帯状の帰路電
極接点部分を除いて、熱硬化性シリコーン樹脂を塗布
し、150℃で２時間加熱硬化し、膜厚0.4μｍのインク剥
離層を形成した。

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５μｍ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。

得られたインク記録媒体を用い、第３図に示される印
字記録装置を用いて印字ドットの面積及び微小孤立電極
の破壊を評価した。

使用した印字記録ヘッドは、厚さ3mmの基板上に厚さ1
mmの弾性体、厚さ20μｍの支持体、厚さ10μｍのストラ
イプ状電極及び厚さ12μｍの絶縁層を設け、先端近傍に
絶縁層よりも15μｍ突出した導電性突出部を有するもの
であり、電極密度は８本/mm、突出部の大きさは80×80
μｍ、突出部から印字記録ヘッド端部までの距離は18μ
ｍであった。

この印字記録ヘッドを、角度20度、圧接圧350g/cmで
圧接して印字記録を行った。

実施例２ベースフィルムとして、厚さが30μｍ、表面抵抗550
Ω／□、Ra0.37μｍ、Rmax1.5μｍの導電性ポリイミド
フィルムを作成し、同様に評価を行った。

比較例１ベースフィルムとして、厚さが30μｍ、表面抵抗530
Ω／□、Ra0.51μｍ、Rmax1.4μｍの導電性ポリイミド
フィルムを作成し、同様に評価を行った。

比較例２ベースフィルムとして、厚さが30μｍ、表面抵抗550
Ω／□、Ra0.33μｍ、Rmax2.0μｍの導電性ポリイミド
フィルムを作成し、同様に評価を行った。

上記実施例及び比較例の印字ドットの面積についての
評価結果を第４図（ａ）ないし（ｄ）に示す。なお、第
４図（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２、（ｃ）は比
較例１、（ｄ）は比較例２の結果を示す。図中、横軸は
転写したドット面積を示し、縦軸は電極の個数を示す。

第４図の結果から明らかなように、本発明のインク記
録媒体の場合は、ドット面積はほぼ一定である。これに
対して、比較例１の場合は、ドットの面積が小さい方に
分布が広がっている。これは、Raが大きいため、印字記
録ヘッドの突出部と接触できない微小孤立電極が多いこ
とを示している。また、比較例２の場合は、ドットの面
積が小さいところにもう一つ分布の山がある。これはRa
が小さく、Rmaxが大きいため、すなわち、所々に凸部が
あるため、普通の場所では印字記録ヘッドの突出部は安
定な接触ができるが、凸部においては接触できる微小孤
立電極の数が大きく減ることによるもの推測される。

次に、微小孤立電極の破壊についての評価結果を示
す。下記表中、数値は破壊された微小孤立電極の割合
（％）を示す。

上記の結果から明らかなように、印字記録ヘッドの突
出部が接触する微小孤立電極の数が少なくなると、接触
している微小孤立電極にエネルギーが集中するため、発
熱量が大きくなり、微小孤立電極の破壊が起こることが
分かる。

発明の効果本発明のインク記録媒体は、ベースフィルムである発
熱抵抗体層の表面粗さが上記の範囲にあるから、印字記
録ヘッドの導電性突出部が、インク記録媒体の孤立導体
パターンを摺擦する際に、安定な接触状態が維持され、
印字されるドットの面積が均一になる。また、孤立導体
パターンの通電する微小孤立電極の数が少ない時でも、
電流の集中がそれ程起きることがなく、発熱層が局部的
に高温になることがない。したがって微小孤立電極が破
壊されることなく、長期間繰り返し印字記録を行うこと
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインク記録媒体の斜視図、第２図
は、インク記録媒体と印字記録ヘッドとの接触状態を説
明する断面図、第３図は本発明のインク記録媒体を用い
て印字記録を行う状態を説明する説明図、第４図は本発
明の効果を説明するドット面積のグラフである。１……インク記録媒体、２……発熱抵抗体層、３……導
電層、４……インク剥離層、５……熱溶融性インク層、
６……微小孤立電極、７……印字記録ヘッド、８……導
電性突出部、９……絶縁層、10……ストライプ電極、11
……支持体、12……弾性体、13……基板、14……転写
材、15……背面圧接ロール、16……帰路接点ロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−151482（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−132793（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−84983（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41M 5/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂中に導電性粉末を分散させた発熱
抵抗体層の一面に、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、該発熱抵抗体層の他面に、微
小孤立電極からなる孤立導体パターンを設けてなるイン
ク記録媒体において、該発熱抵抗体層の孤立導体パター
ンと接する側の面の中心線平均粗さ（Ra）が0.4μｍ以
下であり、最大高さ（Rmax）が1.6μｍ以下であること
を特徴とするインク記録媒体。