JPH0199881A - 熱転写記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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に変換し、インク層を
熔融又は昇華させてインク像を被記録体上に転移し、記
録を行う熱転写記録媒体に関する。

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。

この様な記録方法としては、次のような方式が採用され
ている。

１）熱ヘッド転写方式：多数の発熱素子を一列に配置し
たサーマルヘッドを用い、インクを塗布したベースフィ
ルムを、そのインク面を記録紙に対向させた状態で、ベ
ースフィルム背面からサーマルヘッドにより選択的に熱
パルスを印加し、その部分のインクを溶融し、或いは昇
華させて記録用紙上に転写する方式。（特開昭５３−８
４７３５号公報）２）通電転写方式：インクを塗布した
ベースフィルムに針電極を接触させて、インクに選択的
に通電を行ってインクをジュール熱によって加熱し、記
録紙上に転写を行う方式。この方式ではベースフィルム
に導電性を付与するために樹脂中に金属等の導電性材料
を分散してフィルム化したり、高抵抗の導電性高分子樹
脂を使用し、また、インク層には、導電性の良好な°材
料を配合したものを用いティる。（画像電子写真学会誌
：　１９８２年ＶＯ１，１１、Ｎα１、ｐ３〜９） ３）熱的転写印刷方式二上記２）と同種の方式でおるが
、インクに直接電流を流して加熱するのではなく、ベー
スフィルム上に発熱抵抗体層を介してインク層を設け、
この発熱抵抗体層に通電してインクを加熱し、転写紙上
に転写を行う方式。（特開昭５６−９３５８５号公報） 第４図は、この方式を説明するためのもので、熱転写記
録媒体は、導電性が付与されたベースフィルム４３上に
発熱抵抗体層４４と、導電層４５と、インク層４６とが
積層された構造を有している。この熱転写記録媒体を用
いて記録を行うには、その背面に針電極４１と帰路電極
４２とを接触させるが、針電極４１は紙面に垂直な方向
に向けて多数−列に配列しており、画像信号に応じてそ
のうちの幾つかに選択的に電気パルスが印加される。電
流は矢印の方向に流れ、発熱抵抗体層４４を発熱させ、
その熱によってインク層４６の一部のインク４８が熔融
軟化して記録紙４７に転写される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これら従来の方式は以下のような欠点を
有し、いずれも満足のいくものではなかった。

即ち、熱ヘツド転写方式は、サーマルヘッドからベース
フィルムを介してインク層に熱が伝達されるために、熱
伝導に要する時間だけ、記録に時間後れが生じ（時定数
１　ｍ　ｓｅｃ程度）、印字速度が遅くなる難点があっ
た。ざらに伝達される熱エネルギが小さく、低融点のイ
ンクを使用する必要があり、したがってインク材料の選
択の自由度が小さく、転移制御性もよくなかった。した
がって、記録ドツトの濃度変調は困難となり、インク材
料としてもワックス系の材料しか使用できないという難
点もあった。

また通電転写方式は、インクに配合する導電材料が色調
制御を困難にするために、カラー化が困難であるという
欠点があり、また、ベースフィルム内の電気抵抗による
電力損失に加えて、電流の拡がりによる損失も生じ、電
力効率が悪く、しかも記録ドツトの位置精度が低いとい
う難点があった。ざらに導電性材料をベースフィルムに
配合すると、その機械特性も低下してしまうという欠点
もあった。

一方、熱的転写印刷方式は、インクに導電性を付与する
必要がなく、インク材料選択の自由度が高いが、電流の
拡がりによる損失が大きいことと、記録ドツトの位置精
度が低いという点は上記通電転写方式と同様であった。

また、第４図から明らかなように、ベースフィルム４３
は発熱抵抗体図４４より充分高抵抗である必要があり、
したがって、必然的に針電極４１などとの接触抵抗が高
くなってしまう。しかも電流が、針電極４１、ベースフ
ィルム４３、発熱抵抗体層４４、導電層４５という経路
と同様の経路を辿って帰路電極４２に達するから、電流
路中に２箇所も接触接続部分が存在し、電気エネルギの
損失が大きいという難点があった。

本発明は、従来の技術における上記した問題点に鑑みて
なされたものである。

問題点を解決するための手段 本発明の熱転写記録媒体は、絶縁性セラミック材粉末と
、平均粒径３０ｕｒｆｉ以下で粒子径の標準偏差（σｎ
）が８１１！１１以下の導電性粒子及び必要に応じて結
着剤とを混合し、押圧しつつ焼結することによって形成
した異方導電層、発熱抵抗体層、帰路電極層、インク剥
＃層及び該発熱抵抗体層の発熱によって溶融又は昇華し
１ｑるインク層よりなることを特徴とする。

本発明の構成を図面によって説明する。第１図は、本発
明の熱転写記録媒体の基本構成を示すもので、縦断面図
である。熱転写記録媒体は、支持体１０上にインク層１
５が設けられており、そして、支持体１０は厚み方向の
導電率が巾方向の導電率よりも高い異方導電層１１、発
熱抵抗体層１２、帰路電極層１３及びインク剥離層１４
から構成されている。

異方導電層１１は、絶縁性セラミック材粉末と、平均粒
径３０ｐ以下の導電性粒子及び必要に応じて結着剤とを
混合し、押圧しつつ焼結することによって形成されたも
ので必って、絶縁性セラミック１１ｂ中に導電性粒子１
１ａが厚み方向に通電路を形成するように分散された状
態になっている。異方導電層は、厚み方向の導電率が巾
方向の導電率の１０倍以上であることが好ましい。例え
ば、厚み方向の抵抗値が１０Ω／７以下、好ましくは１
０−１Ω／−以下であり、巾方向の抵抗値が、１０”Ω
／−以上、好ましくは１０１１Ω／−以上である。

また、その厚みは２０＃Ｉ〜５＃の範囲に設定される。

使用する導電性粒子は、体積抵抗率１０Ω・ｃｍ以下の
粒状体であり、平均粒径３０μｍ以下、好ましくは１５
＃１以下がよく、粒子の分布の標準編差（σｎ）は８μ
ｍ以下がよい。８＃Ｉより大きくなると異方導電体の部
分々々での抵抗値バラツキが大きくなる。そして耐熱性
は５００℃以上が必要となる。導電粒子の材質としては
、金屈、例えばＮｉ・、Ａｕ、　ＡＱ、　Ｆｅ５Ａ　ｌ
　、Ｔ　ｉ　、　Ｃｕ、　Ｃｏ。

Ｃｒ、Ｐｔ、Ｍｏ等、及び導電性セラミック、例えばＶ
Ｏ２、Ｒｕ２０．ＴａＮ、Ｓ　ｉ　Ｃ，ＺｒＯ２、Ｔａ
２　Ｎ、ＺｒＮ、ＮｂＮ、Ｖｎ、Ｔｉ８２　、ＺｒＢ２
　、ＨｆＢ２　、ＴａＢ２　、ＭＯＢ２、ＣｒＢ２＝、
８４　Ｃ，ＭＯＢ、ＺｒＣ，ＶＣ，Ｔ　ＩＣ等の単一物
質又はそれ等の複合物が挙げられる。

導電性粒子の結着剤となる絶縁性セラミック剤粉末は、
体積抵抗率１０６Ω・ｃｍ以上、且つ５００℃以上の耐
熱性が必要である。それ等の具体例としては、ＡＩＮ、
Ｓ！３　Ｎ４　、Ａｌ１０３　、ＭＱＯ１ＶＯ２，５ｉ
０２　、ＺｒＯ２、ＶＯ２、ＴｉＯ２、ＭｏＯ２、ＷＯ
２、ＶＯ２、ＮｂＯ２、ＢＯ６、ＲｅＯ３等があげられ
る。

第２図は異方導電層の斜視図である。異方導電層２１は
、厚み方向に押圧しつつ焼結して作成されるために、図
に示すごとく、絶縁性セラミック材２１ｂ中に分散され
た上記導電性粒子２１ａが厚み方向につながって導電路
を形成している。

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、また、針電極と熱転写記録媒体表面で
の接触抵抗による発熱損失及び発熱ダメージを低減でき
る。故に、インク媒体表面の発熱ダメージが少なく、印
字信頼性が高くなる。

また、通電路中での発熱部が局所に限られるため、不要
な発熱ロスが回避できる。

発熱抵抗体層は、異方性導電層からの電流をジュール熱
で発熱し、インクを熔融又は昇華させて転写材に転移さ
せるための層であって、ＺｒＯ２、Ａ　Ｉ２０３　、Ｓ
　！　０２等の高抵抗材料とＴｉ、Ａ　Ｉ、Ｔａ５Ｃｕ
、Ａｕ、Ｚｒ等の導電性材料とを用い、混合スパッタリ
ングによって、上記異方導電層の上に薄膜状に形成する
。発熱抵抗体層の体積抵抗率は１０　Ω・ｃｍ〜１０２
Ω・ｃｍの範囲に設定し、その膜厚は１０００人〜１０
ＨＩの範囲（設定するのが好ましい。この範囲のものは
、着膜安定性、膜接着性等において優れた特性のものと
なる。

帰路電極層は、発熱抵抗体層に流入した電流を拡散させ
、還流させる電極になるものであって、体積抵抗率１０
−１Ω・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８ｍ形成法により作成される。その
厚さは５００人〜５ｐの範囲に設定するのが好ましく、
特に、ｔｏｏｏλ〜２０００人の範囲が、熱のリーク及
び必要導電特性としては良好になる。

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、低表面エネルギ性の薄膜よりなり、基本的には
、転写材の臨界表面張力より低い臨界表面張力を有する
ものでおる。転写材が普通紙である場合には、４３ダイ
ン／ｃｍ以下の臨界表面張力を有することが必要である
。また、インクの表面張力よりも低い値であると、イン
クの転移現象に大きな効果が得られるので好ましい。

例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等を用いて形成さ
れ、その厚さは５００人〜６祠の範囲で、できる限り薄
く設定するのがエネルギ伝達効率の点で好ましい。

インク層は、１３０℃以下の融点を有する熱可塑性樹脂
に公知の色材（染料又は顔料）を分散さて形成されるも
ので、その厚みは１祠〜１５即の範囲に設定するのが好
ましい。厚みが薄いとドツト再現に問題を生じ、厚いと
印字エネルギを多量に必要とするので、上記の範囲が好
ましい。

作用 本発明の熱転写記録媒体を用いて印字記録を行う場合の
概略の状態を第３図に示す。ロール状に形成された熱転
写記録媒体であるインク媒体ドラム３１は、その表面の
インク層が被転写紙３７と接するように矢印方向に回転
する。そして、背面圧接ロール３３上でライン型スタイ
ラスヘッドの印字電極３４からの電気信号によって印字
記録が行われる。

尚、３２はインク再生装置、３５は整面ロール、３６は
背面ロールでめる。この場合、印字電極から異方導電層
に印加された電気信号は、異方導電層中の導電性粉末に
より厚み方向に形成された導電路を通り、発熱抵抗体層
を経由して帰路電極に達する。

その際、発熱抵抗体層の発熱によって発生した熱は、熱
伝導によってインク層、に達し、その部分のインクを溶
融又は昇華する。溶融又は昇華したインクは被転写紙に
移行し、印字記録が行われる。

実施例 以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例１ 平均粒径２０μｍ、粒度弁イ「の標ＱＢ差９跪でおるモ
リブデン粒子を重量比率ｄＱｗｔ％でアルミナパウダー
及び合成樹脂と共にボールミルで分散させ、１ｑられた
混合物をを円筒型に入れ、７００℃で加熱加圧して、予
備成形を行い、得られた円筒ドラムに真円度等の研磨修
正を加えた後、１６００℃で円筒ドラムの内側と外側よ
り加圧しながら加熱焼結処理を施した。

円筒ドラムの成形が完了した段階で再度円筒ドラムの内
・外側の研摩を行い、平滑な表面を有するものを得た。

次にこの円筒ドラムを十分に洗浄し、乾燥した後ＳｉＣ
を高周波スパッタリング法により、基板温度７００℃で
着膜し、７０００人厚の発熱層を得た。

次に高周波スパッタリング法を用いＡ１を１５００人真
空蒸着法によって着膜し、帰路電極層を形成した。

次に臨界表面張力３４ｄｙｎｅ／ｃｍの熱硬化型シリコ
ーン樹脂を塗布、乾燥し、０．３μｍ厚のインク剥離層
を形成した。

更にインク層として９５℃の融点のポリエステル樹脂に
フタロシアニン顔料を分散した粉末を殆ぼ均一に一層付
着させ、ヒートロールで表面を整面し、７μｍ厚のイン
ク層を形成した。

第３図のような熱媒体記録装置を用いて、５０ＸＩ７７
１φのスタイラス電極を有する印字ヘッドを円筒ドラム
内側に圧接させ、８０Ｉｌｓのパルスで１５Ｖ、　１７
Ｖ。

２０Ｖで入力し、転写紙上に印字した。その時、転写紙
を円筒ドラムへ背面ゴムローラ（ゴム硬度４０）に３Ｋ
ｌ／ｃｒＡの圧接圧力で接触させていた。その結果、下
記の如く良好な転移ドツト像が記録紙上に形成された。

比較例１ 実施例１と同様であるが、円筒ドラム中に分散させるモ
リブデンの導電粒子として、平均粒径５μｍ、粒度分布
の標準偏差（σｎ）１０１ＩＩｎであるものを用いて円
筒ドラムを作成し、同様に評価を行ったところ、紙の上
にインクの転移画像が得られなかった。

比較例２ 、実施例１と同様で、モリブデン導電粒子のかわりに、
平均粒径２５１１ｍ１粒度分布の標準偏差（σｎ）６１
１ｍのハンダ（融点１５５℃）粒子を用いて円筒ドラム
を作成し、実施例１と同様に評価を行ったところ、紙の
上にインクの転移画像が得られなかった。

発明の効果 り１）高速印字が可能 熱転写記録媒体の耐熱性が５００℃以上と高いため、短
パルス大エネルギの信号入力が可能であり、数１０ＩＪ
ｓ／ドツトの印字も可能である。

また、発熱層とインク層が近接しているため、伝熱スピ
ードか速くラインヘッド化により１１００ｃｐ以上の高
速印字ができる。

■高品位な画像が得られる。

インク層が基材として熱可塑性のものを用いればよいの
で、材料選択の自由度が極めて高い。例えば、透明な高
分子材料中に色材を選択して配合する場合は、色調本位
で色材を広範囲に選択することができるほか、色材が高
分子材料に囲まれているため、紫外光の直接照射や酸素
との接触による色材の劣化、分解が生じ難い。したがっ
て、色月の色調及び堅牢度も印刷と同等の水準にするこ
とができる。

Ｓ〉高階調性が得られる。

入力信号に対する応答性がよいので、入力信号の強度変
調により転写インク量の調整を行うことができる。この
ため、いわゆるドツトマトリックスによるパターン法を
用いた階調表現でなく、個々のドツトについて、３段階
以上の濃度表現が可能となる。したがって、６〜８本／
Ｍという高解像度を保ちながら、８〜１６段階の中間調
（ハーフトーン）表現が可能でおる。勿論、フルカラー
の階調表現も可能て必る。

、（４）省エネルギ化ができる。

発熱抵抗体層とインク層が近接しているから、熱拡散に
よるエネルギロスが少ないことに加えて、発熱抵抗体層
へ電流を導く電流路の電気抵抗が低く、これによるエネ
ルギ損失も少ない。勿論、定着処理などが不溶でおるか
ら、無駄なエネルギの消費もない。したがって、記録密
度が８ドツト７／ｍの場合、１ドツト当たり１００〜７
００エルグのエネルギで記録を行うことができる。

（５〉信頼性が高い。

発熱抵抗体層の抵抗値を管理すれば、発熱量が規制でき
、さらに、この発熱抵抗体層にセラミック等の耐熱材を
使用すれば、その厚みを数十オングストロームに制御し
ながら容易にこれを製造することができる。しかも湿度
１０〜９０％（Ｒ＋”＋）　、温度５〜３０℃の範囲で
記録動作が安定して行われ、高い信頼性を得ることがで
きる。したがって、レーザプリンタ、静電記録方式のよ
うな粉体取り扱い上の湿度管理、インクジェット方式の
ようなインク粘度安定化のための温度管理などが不要と
なり、保守管理が容易である。

（ｅ高密度記録が可能 異方性導電層内の導電体として線状体を用いたことによ
り、その配列密度の高密度化が容易となる。例えば、直
径１０即の金属ワイヤを用いれば５０本／ｍ程度のもの
が作成でき、これに応じて記録ドツト径を小さく高密度
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の模式的断面図、第２図は異方
導電層の斜視図、第３図は本発明の熱転写記録媒体を使
用して記録を行う熱転写記録装置の概略構成図、第４図
は従来の熱転写記録媒体による記録状体を説明する説明
図である。 １０・・・支持体、１１・・・異方導電層、１１ａ・・
・導電性粉末、１１ｂ・・・熱硬化性樹脂、１２・・・
発熱抵抗体層、１３・・・帰路電極、１４・・・インク
剥離層、１５・・・インク層、３１・・・インク媒体ド
ラム、３２・・・インク再生装置、３３・・・プラテン
ロール、３４・・・印字電極、３５・・・整面ロール、
３６・・・背面ロール、３７・・・記録紙、４１・・・
印字電極、４２・・・帰路電極、４３．・・・異方導電
層、４４・・・発熱層、４５・・・導電層、４６・・・
インク層、４７・・・記録紙、４８・・・転移インク。 特許出願人　　冨士ピロツクス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性セラミック材粉末と、平均粒径３０μｍ以
   下で粒子径の標準偏差（σｎ）が８μｍ以下の導電性粒
   子及び必要に応じて結着剤とを混合し、押圧しつつ焼結
   することによつて形成した異方導電層、発熱抵抗体層、
   帰路電極層、インク剥離層及び該発熱抵抗体層の発熱に
   よって溶融又は昇華し得るインク層よりなることを特徴
   とする熱転写記録媒体。