JPH022062A - 印字記録方法 - 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）熱ヘツド転写
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：１９８
２年Ｖ０１．１？、〜α１、ρ３〜９）、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
う利点がおり、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、ドツトの広がりがおり、リーク電流
が大ぎく、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の抵抗値の変化は、通電時
間が長くなればなるほど大きくなり、また、印字記録の
電流量を大きくすればするほど、急速に大きくなってく
る。そして抵抗値変化が±１５％以上になると、十分な
印字記録を実施することができなくなる。

第４図は、従来の技術における問題点を説明するもので
、電気量が大きくなると、発熱抵抗体層の抵抗値の変化
が急速に生じるようになることを説明するグラフでおる
。なお、第４図における試験条件は次の通りでおる。発
熱抵抗体層として、体積固有抵抗６Ω・ｃｍ、厚ざ３５
／ｆｆｌのカーボン分散型導電性ポリイミドフィルムを
用い、発熱抵抗体層の耐パルス性について調べた。８０
μｍの電極を有するスタイラスヘッドを用い、４００μ
ｓのパルス幅、１パスの周期５００ｍ５の条件で電流量
を変化させて試験し、抵抗値の変化率によって評価した
。

なお、Ａ、Ｂ及びＣは、は電流１１５ｍＡ、２２ｍＡ、
３０ｍＡの場合を意味する。

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。

す、導電層での発熱ロスも大きくなる等の欠点がおる。

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（習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、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、あ
る値の電流量を有する画像信号を入力しなければならな
いが、長期間の使用によって通電時間が長くなると、発
熱抵抗体層の中の電流流路が、電流の流れによるストレ
ス或いは発熱によるストレスを受け、その抵抗値の変化
が大きくなってくるという問題がある。こしたがって、
本発明の目的は、小さい電流量の画像信号によって印字
記録が可能な印字記録方法を提供することにおる。

本発明の他の目的は、インク記録媒体の発熱抵抗体層の
劣化が防止でき、長期間繰り返し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、高速印字、高密度エネルギー人力
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り、エネルギー
効率の高い印字記録を行うことができ、低ランニングコ
ストで印字記録を行うことができる印字記録方法を提供
することにおる。

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
層側から画像信号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、該信号電
流を印加する前に、印字部近傍に設けられた加熱手段に
よって、インク記録媒体を熱溶融性インク層の融点以下
の温度に加熱することを特徴とする。

インク記録媒体の加熱温度は、熱溶融性インク層の融点
以下の温度でおることが必要であるが、熱溶融性インク
層の融点よりも少なくとも１０℃低い温度であることが
好ましい。

本発明の印字記録方法において、インク記録媒体の加熱
手段としては、種々の手段を使用することができる。例
えば、接触加熱ロールを、インク記録媒体の一面又は両
面に接触するように配設し、その接触加熱ロールを、イ
ンク記録媒体の異方導電層表面及び熱溶融性インク層表
面と接触させて予備加熱を行うことができる。又、赤外
線等を用いた複写加熱ランプユニットを、インク記録媒
体の一面又は両面に対向して配設し、非接触状態で加熱
することができる。

接触加熱ロールを使用する場合、熱溶融性インク層側に
設けられる接触加熱ロールは、その臨界表面張力がイン
ク剥離層の臨界表面張力よりも低い値を有する低表面エ
ネルギー層を有するものを用いる必要がおる。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、含フツ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おる場合は、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−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
層で必って、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、ＡＩ２０３．５
ｆ０２などの高抵抗材料とＴｉ、ＡＩ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａ
ｕ、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１ｏｏｏ
入〜５００即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おって、体積固有抵抗１０−
１Ω・ｃｍ以下の材料より構成され、蒸着、スパッタリ
ング又はその他の薄膜形成法により作成される。その膜
厚は５００人〜５１ｉＩ１１の範囲に設定するのが好ま
しく、特に１ｏｏｏ入〜２０００人の範囲が、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、５００人な
いし６＃Ｉ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
フツ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、力一ボンブラック
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１〜１５μｓ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
おる。

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おり、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
５及び６は、印字部の近傍に設けられた内部にヒーター
を有する接触加熱ロールである。

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接触加
熱ロール５及び６と接触して所定の温度に予備加熱され
、印字部に搬送される。印字部において、印字記録ヘッ
ド２から、画像信号をインク記録媒体１の異方導電層１
１の表面に摺動状態で入力させる。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、記録組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、イン
ク記録媒体１の両面に対向して、輻射加熱ランプユニッ
ト７及び８を配設しており、インク記録媒体１は、印字
部に搬送される前に所定の温度に予備加熱される。

作用 本発明においては、インク記録媒体が、印字部に搬送さ
れる前にに印字部に近接して設けられた加熱手段によっ
てインク記録媒体を予備加熱させるが、この予備加熱に
よって、発熱抵抗体層が加熱される。信号電流を印加す
ると、異方導電層からの電流は発熱抵抗体層中で電気−
エネルギー変換が行われ、熱エネルギーを発生するが、
本発明においては、上記のように予備加熱によって発熱
抵抗体層が加熱されているため、熱溶融性インク層を溶
融させる為に要する熱エネルギーを発生させるための電
気量が少なくてすむことになる。したがって、本発明に
おいては、従来必要とされている電気量よりも小さな電
気量の画像信号で印字記録を行うことができる。。

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４Ω・ｃｍｓ厚ざ３５＃Ｉのカーボン分散
型導電性ポリイミドフィルムの片面に、ＣｒをＤＣスパ
ッター着膜法により着膜して、厚さ３０００人の０６層
を形成させた。次に、このＱｒ層上に７オトレジストを
形成し、９０℃で８分間乾燥し、膜厚１．２　ｔｕｎの
レジスト膜を形成した。このレジスト膜を、ピッチ２０
μｍで１５即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１１ｆｆ℃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ツチン
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ィルムの他方の面に、Ａ１を
真空蒸着法によって着膜し、膜厚２０００人の導電層を
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１１時間加熱硬化し、膜厚０．３
μｍで臨界表面張力３４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合して無端
ベルトを形成した。インク剥離層の上に、融点９２°Ｃ
の熱可塑性樹脂を主成分とする膜厚５ｓ１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、接触加熱ロール
５．６を経て印字部において、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を、接触加熱
ロールによって予備加熱した。即ち、表面に、肉厚２ｍ
で臨界表面張力１９ダイン／ｃｍのシリコーンゴム層を
設け、中心部に２００　Ｗの棒状ヒーターを挿入した直
径２５ｍｍの接触加熱ロールを２本用い、インク記録媒
体をこれ等の接触加熱ロールで挾んだ状態で加圧力１２
０９／ｃｍで接触させた。

これ等接触加熱ロールの表面は常に８５°Ｃに保つよう
にサーモスタットで制御した。この加熱により印字部に
搬送されるインク記録媒体は５５〜６５℃の温度に加熱
された。

次いで、８本／ｍのスタイラスヘッドより４００μｓの
パルス幅で１２ｍＡ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
録して、直径１２５μｍのドツト画像を得た。

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５，０００回、２０．０
００回及び５０．０００回行ったところ、いずれの場合
も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。但し印字部に搬送される前に
、予備加熱を行わなかった。印字適性入力電流を求めた
ところ、２６ｍＡであることが確認された。スタイラス
ヘッドより電気量２６ｍＡの電気信号を印加して、印字
サイクルを繰返し実施したところ、５，０００回までは
、良好な印字画像が得られたが、２０．０００回では印
字画像に細線切れが生じた。又、５０，０００回では殆
ど印字画像が得られない状態になった。

実施例２ 実施例１における加熱ロールによる加熱の代わりに、２
００　Ｗ赤外ランプ輻射加熱装置を用いて予備加熱を行
い、同様にして印字記録を行った。適正な印字条件を求
めたところ、パルス幅４００μｓで電流ｉ１７ｍＡであ
った。この条件で印字サイクルを繰返し実施したところ
、５　、０００回及び２０．０００回では良好な印字画
像が得られた。又、５０．０００回ではやや印字画像濃
度が低下したが、十分実用に耐えるものであった。

発明の効果 本発明においては、インク記録媒体が、印字部に搬送さ
れる前にに印字部に近接して設けられた加熱手段によっ
てインク記録媒体を予備加熱させるから、発熱抵抗体層
において行われる信号電流の電気−エネルギー変換に要
する電流量が小さくてよい。したがって、本発明におい
ては、従来必要とされている電気量よりも小さな電気量
の画像信号によって印字記録を行うことができるので、
発熱抵抗体層の劣化を防止できる。その結果、インキ記
録媒体の寿命を延長することができるので、長期間にわ
たって繰り返し印字記録を行うことが可能になる。

また、本発明によれば、高速印字、高密度エネルギー人
力が可能でおり、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り、エネルギ
ー効率の高い印字記録を行うことができ、かつ低ランニ
ングコストで印字記録を行うことができる。

【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、第４図は、発熱抵抗
体層の抵抗値の変化を示すグラフである。 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、５．６・・・
接触加熱ロール、７．８・・・輻射加熱ランプユニット
、１１・・・異方導電層、１２・・・発熱抵抗体層、１
３・・・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。 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛 第１図 印字部 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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
   から画像信号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、該信号電流を
   印加する前に、印字部近傍に設けられた加熱手段によつ
   て、インク記録媒体を熱溶融性インク層の融点以下の温
   度に加熱することを特徴とする印字記録方法。
2. （２）加熱手段として、インク記録媒体の異方導電層側
   及び熱溶融性インク層側にそれぞれ設けられた接触加熱
   ロールを用いることを特徴とする請求項１記載の印字記
   録方法。
3. （３）熱溶融性インク層側に設けられる接触加熱ロール
   として、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層を有するものを用い
   ることを特徴とする請求項１記載の印字記録方法。