JPH02239987A - インク記録媒体 - 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）や針電極と
同じ側に帰路電極を接触し、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一面に異方導
電層を設け、他面に帰路電極層を設け、両側端縁に導電
層を露出させて側靖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よりな
る孤立電極パターン層、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構造を有するものが種々提案ざれ
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、発熱抵抗体層の上に直接Ｎ　ｉ　
，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｔ　ｉ、Ｚｎ，Ａｕ，ＡＱ
，Ｆｅ，Ａ　Ｉ、Ｐｔ等の金属、Ｒ　ｕ　０　２、Ｓｉ
Ｃ，ＷＣ，ＭＯＳｉ　２、Ｔｉｃ等の導電性セラミック
スをイオンプレーナイング、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。

微小孤立電極をＣｕ等の比較的低融点の金属で形成した
場合には、印字記録ヘッドとの摺擦によって摩耗が著し
いという欠点がおった。一方、高融点金属又は導電性セ
ラミックスを使用した場合は、印字記録ヘッドとの摺擦
による摩耗の点は改善ざれるが、印字記録ヘッドの店動
によって、或いは感熱抵抗体の発熱による熱応力によっ
て、微小孤立電極が感熱抵抗体層から剥離することがし
ばしば生じると言う問題がめった。したかって、いずれ
の場合においても、インク記録媒体の寿命が短くなり、
又、安定な記録画像を得ることができないと言う欠点が
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、反復使用が可能で、安定
して印字記録を行うことができるインク記録媒体、及び
それを用いた印字記録方法を提供することに市る。

本発明の他の目的は、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
とができるインク記録媒体及びそれを用いた印字記録方
法を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明のインク記録媒体は、電気信号の入力により発熱
する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、孤立電極パターン層として、高融点金属又は導電
性セラミックよりなる多数の微小孤立電極を金属接着層
を介して設けたことを特徴とする。

本発明の上記インク記録媒体を図面を参酌して説明する
。第１図は、本発明のインク記録媒体の模式的断面図で
おり、第２図は、第１図の異方導電層の部分拡大図でお
る。図中、１１は孤立電極パターン層、１２は発熱抵抗
体層、１３は導電層、１４はインク剥離層、１５は熱溶
融性インク層である。孤立電極パターン層１１は、微小
孤立電極１１１と金属接着層１１２とから形成ざれ、発
熱抵抗体層１２に設けられている。

孤立電極パターン層は、支持体としての発熱抵抗体層の
一面に、高融点金属又は導電性セラミックスよりなる一
様に互いに孤立した多数の微小孤立電極を金属接着層を
介して形成ざれる。

金属接着層を構成する材料としては、ＡＣｒ，Ｃｕ，Ｓ
ｎ，Ｚｎ，Ｃｏ，ＡΩ、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
属又は合金が使用できる。金属接着層の厚さは、３０人
〜１０００人の範囲に形成されるのが好ましい。

金属接着層の上には微小孤立電極が形成ざれる。

微小孤立電極を構成する高融点金属としては、例えばＴ
ａ，ＴＩ　、ＭＯ，Ｗ，ＲＩＪ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｚｒ等が
使用できる。また導電性セラミックスとしては、例えば
、Ｒｕ０２、ｓ　ｒ　ｃ，ｗｃ，ＭＯＳ　ｉ　、Ｔ　ｉ
　Ｃ，Ｂ４Ｃ，ＺｒＣ，ＨｆＣ、ＶＣ，ＮｂＣ，Ｗ２Ｇ
，王ａＣ，Ｔａ２Ｎ、ＴａＮ，Ｔ　ｉ　Ｎ，ＺｒＮ，Ｎ
ｂＮ，＼／Ｎ、Ｔ！Ｂ２、ＺｒＢ２、ＨｆＢ２、ＴａＢ
２、ＭＯＢ，ＣｒＢ２、ＮｂＢ２、ＭＯＢ２、ＮｂＢ，
ＭＯ２Ｂ，ＴａＳ　ｉ　２、ＷＳ　ｉ　２等があげられ
る。

孤立電極パターン層は、発熱抵抗体層の一面に、上記し
た接着金属層を構成する金属又は合金を、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させ、次いで、上記高融点金属又は
導電性セラミックスを、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。

また、微小孤立電極の厚さは、５００人から３０ｐｍ、
好ましくは１０μｍ以下でおる。

微小孤立電極の各々のパターン面積は、各々が電気的に
孤立しているものであればとくに制限はなく、画像ドッ
ト転移位置精度、エネルギー効率の点から任意に決定し
得るが、微小孤立電極に圧接する印字記録ヘッド中の、
画像信号印加用電極の１つの画素電極の面積と等しいか
、それ以下のものがよい。具体的にはピッチ１μｍから
５００μｍ１好ましくはピッチ１０ｐｍから１２０μｍ
で直径５μＲｌないし４００即の円形、矩形又はその他
の多角形の形状に形成させる。

本発明のインク記録媒体にあいて、発熱抵抗体圓は支持
体としての機能を持つものであり、孤立電極パターン層
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、
ＺｒＯ２、Ａ　Ｉ　２０３、Ｓ　！　０　２などの高抵
抗材料とＴｉ．．ＡＩ、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・ｃ
ｍの範囲に設定し、その膜厚は１０００人〜１０Ｉｌｍ
の範囲に設定するのが好ましい。この範囲のものは、看
膜安定性、膜接着性などにおいて優れだ特性のものとな
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るが、本発明においては、
金属或いは導電性セラミックより形成される。即ち、こ
の導電層は、体積固有抵抗１０　Ω・ｃｍ以下、好まし
くは１０−４Ω・ｃｍ以下であって、金属もしくはビツ
カース硬度１０００以上の導電性セラミック層よりなる
。金属層としては、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｚ
ｎ，Ｇｏ、ＡＣｔ、ＡＵ，Ｔａ、丁ｉ　，Ｐｄ，Ｃｕ−
Ｎ　ｉ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金等、又、
使用できる導電性セラミックとしては、ＲｕＯ２等の金
属酸化物、Ｔａ２Ｎ，ＴａＮ、王ＩＮ，ＺｒＮ、ＮｂＮ
，　　ＶＮ等の金属窒化物、　Ｔ　！　Ｂ　２、ＺｒＢ
２、ＨｆＢ２、ＴａＢ２、ＭＯＢ２、ＣｒＢ２、ＮｂＢ
２、ＭｏＢ，ＮｂＢ，ＭＯ２Ｂ等の金属園化物、Ｂ４　
Ｃ，Ｔ　！　Ｃ．ｚｒｃ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，ＷＣ
，Ｗ２Ｃ，ＴａＣ等の金属炭化物、ＭｏＳ　！　、Ｔａ
Ｓ　！　２、ＷＳ　！　２等のけい化物があげられ、こ
れ等は単独で、或いは混合物として使用することができ
る。又、金属霞上に上記導電性セラミックの保護層を設
けた構成としてもよい。

導電層は、蒸着、スパッタリング又はその他の薄膜形成
法により作成ざれる。その膜厚は５００人〜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、低表面エネルキーの機能を有する薄膜でおり、
基本的には転写材の表面工ネルギーよりも低い値の臨界
表面張力を有するものでおる。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以下で必る
ことが必要である。又、インク剥離層の臨界表面張力が
熱溶融性インク層の表面張力より低い値であると、熱溶
融性インク層の転移現象にあいてより大きな効果が得ら
れるので好ましい。インク剥離層自体の厚みは、５００
人ないし６μｍの範囲でできるかぎり薄く設定するのか
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（プ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ざれる。

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。

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、搬送ロール７によって搬送ざれるイン
ク記録媒体１に、印字記録ヘッド２より電気信号を入力
し、電流は孤立電極パターン層から発熱抵抗体層、導電
層を経て、帰路接点ロール５から接地ざれる。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血圧接ロ
ール４上で転写材３に転写ざれる。なあ６は帰路接点ロ
ールとの接触を保障するためのバックアップロールて必
る。印字終了後、インク記録媒体のインク転写跡に対し
て熱溶融性インクを供給し、着色熱溶融性インク層を再
生される。

作用 本発明のインク記録媒体は、発熱抵抗体層の上に設けら
れる孤立電極パターン層が、高融点金属又は導電性セラ
ミックスよりなる微小孤立電極と、金属接着層とよりな
り、そして、それ等微小孤立電極が発熱抵抗体層の上に
金属接着層を介して設けられているため、微小孤立電極
が発熱抵抗体層に強固に接着してされている。したがっ
て、孤立電極パターン層の表面を印字記録ヘッドが摺擦
しても、或いは発熱抵抗体層が発熱して熱応力が孤立電
極パターン層に加わっても、微小孤立電極が発熱抵抗体
層から剥離することがなくなる。

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 表面抵抗５５０Ω／口、厚さ３０μｍの導電性ポリイミ
ドフイルムの片面に、Ｃｒを高周波スパツター看膜法に
より看膜して、厚さ４００人のＣｒ層を金属接着層とし
て形成し、引き続いて、Ｔａを高周波スパッタリング着
膜法により看膜して、厚さ４０００人のＴａ層を形成し
た。次いで、形成されたＴａ＠の上にフォトレジストを
形成し、９０゜Ｃで８分間乾燥し、膜厚１．６μｍのレ
ジスト膜を形成した。

このレジスト膜を、ピツチ３０／ｆｆｌで１９，ａｍ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’Ｃで
１５分間加熱してレジスト膜を硬化させた。次に、反応
性イオンエッチングを行い、フォトレジスト膜のない部
分のＴａ及びＱｒを除去した。次いで、アセトン槽に入
れ、超音波を与えてレジスト膜を除去し、微小孤立電極
の導電性パターンよりなる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、帰路電
極層として、ＡＩを１２００人の膜厚にＤＣスパッタリ
ング法によって看膜した。形成された帰路電極層の上に
、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、臨界表面張力３１ダイン／　ｃｍ、膜厚０
．４μｍのインク剥離層を形成した。この場合、帰路接
点を設ける為に、フィルムの両端帯状の部分には、イン
ク剥離層が形成ざれないように塗布した。

得られたフィルム状物を、孤立電極パターン層が内側に
なるように接続し、無端ベルトを作製した。

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６　ｐｍ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。

このインク記録媒体を用い、第３図に示ざれるようにし
て評価を行った。即ち、帰路電極接点部分を接地し、８
本／繭の密度のスタイラスヘットを４００’ｊ／ｃｍの
圧力で圧接し、２０　ｍＡの電流を印加しながら無端ベ
ルト状のインク記録媒体を５０．／　ＳｅＣのス，ピー
ドで移動させた。この時の微小孤立電極の剥離率を測定
した。結果を第１表に示す。

比較例１ Ｃｒよりなる金属接着層を設けない以外は、実施例１に
おけると同様な方法でインク記録媒体を作成し、同様に
して評価を行った。その結果を第１表に示す。

第１表 ミックスの接着性が小さいため、スタイラスヘッドの摺
動による引っ掻きによる剥離と、スタイラスヘッドの通
電により通電抵抗体層が発熱するため、熱応力により、
剥離が発生する為でおる。

実施例２ 微小孤立電極を構成する材料として、ＴａＮを使用し、
Ｃｒ層の上に膜厚２５００人のＴａＮ層を形成した以外
は、実施例１と同様にしてインク記録媒体を作成し、同
様に評価を行った。結果を第２表に示す。

比較例２ Ｑｒよりなる金属接着層を形成しない以外は、実施例２
と同様にしてインク記録媒体を作成し、同様に評価を行
った。結果を第２表に示す。

第１表の結果から明らかなように、本発明の実施例にお
いては、微小孤立電極の下にある金属接着層の効果によ
り、微小孤立電極の剥離を防止していることが分かる。

これは、Ｔａと導電性セラ第２表に示される結果から明
らかなように、実施例２においては、金属接着層の効果
により、微小孤立電極の剥離が防止されていることが分
かる。

発明の効果 本発明のインク記録媒体は、微小孤立電極が発熱抵抗体
層の上に金属接着層を介して設けられているため、微小
孤立電極が発熱抵抗体層に強固に接着されている。した
がって、印字記録ヘッドによって孤立電極パターン層の
表面が繰り返し摺擦されても、また発熱抵抗体層が発熱
して熱応力が孤立電極パターン層に加わっても、微小孤
立電極が発熱抵抗体層から剥離することがなくなる。し
たがって本発明のインク記録媒体は、反復使用が可能に
なって寿命が長くなる。したがって、また、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、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図は本発明のインク記録媒体の模式的断面図、第２
図は第１図の微小孤立電極の拡大断面図、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
する説明図でおる。 １・・・インク記録媒体、２・・・印字記録ヘッド、３
・・・転写材、４・・・背而圧接ロール、５・・・帰路
接点ロール、６・・・バックアップロール、７・・・搬
送ロール、１１・・・孤立電極パターン層、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、１１１・・・微小
孤立電極、１１２・・・金属接着層特許出願人　　富士
ゼロックス株式会社代理人　　　　弁理士　　渡部　剛

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気信号の入力により発熱する発熱抵抗体層の一
   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、孤立電極パター
   ン層として、高融点金属又は導電性セラミックよりなる
   多数の微小孤立電極を金属接着層を介して設けたことを
   特徴とするインク記録媒体。
2. （２）金属接着層がＡｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｃ
   ｏ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃ
   ｏ−Ｃｒ合金よりなる群から選択された金属又は合金か
   らなることを特徴とするインク記録媒体。