JPH024587A - 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ＶＯ１，１１、Ｎ（１１、ｌ）３〜９　）　、３）
中抵抗ノ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５６−９
３５８５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
う利点が必り、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、ドツトの広がりがあり、リーク電流
か大きく、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
にお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囲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において、その両
側端縁に導電層を露出させて側端電極部としたものを使
用すると、上記従来の技術における問題点が改善される
が、画像に対応する電気信号を入力すると、導電層のパ
ルス電・圧がかかった部分が酸化して、抵抗値が変化す
るという問題がある。また、インク記録媒体の側端電極
部では、導電性接触部材との接触による摩擦及び電流の
作用により、摩耗や酸化が引き起こされ、放電等のダメ
ージを生じる原因となるという問題がおる。したがって
、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。

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ある。

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おる。

課題を解決するための手段 本発明のインク記録媒体は、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り、そしてそ
の導電層が導電性セラミックよりな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を参酌して説明する
。第１図（ａ＞及び（ｂ）は、それぞれ本発明のインク
記録媒体の模式的断面図である。

図中、１１は異方導電層でおり、（ａ）においては、孤
立導体パターンよりなっており、（ｂ）においては、セ
ラミック層より構成されている。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。

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おって
もよい。例えば陽極酸化等によって形成された多孔性セ
ラミック層であって、その孔中に、金属などの導電性物
質が充填されたものよりなるものが好ましい。

本発明のインク記録媒体において、異方導電層が導電性
孤立パターンよりなる層である場合は、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でジュ−ル熱を
発熱し、インクを溶融させて転写材に転写させるだめの
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、エポキン
樹脂等）よりなる抵抗体層、ＺｒＯ２、ＡＩ２０３．３
１０２などの高抵抗材料とＴ；、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
〜１０２Ω・ｃｍの範囲に設定し、その膜厚は１ｏｏｏ
λ〜１００μｍ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るが、本発明においては、
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１０−２Ω・ｃｍ以
下、好ましくは１０−４Ω・ｃｍＪ：１．下であって、
ごッカース硬度１０００以上の導電性セラミック層より
なる。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、Ｔａ２　Ｎ、ＴａＮ、Ｔ＋Ｎ、ＺｒＮ
５ＮｂＮ、ＶＮ等の金属窒化物、Ｔ＋Ｂ２　、ＺｒＢ２
　、ＨｆＢ２　、ＴａＢ２、ＭＯＢ２　、ＣｒＢ２　、
ＮｂＢ２　、ＭＯＢ、ＮｂＢ、Ｍｏ２　Ｂ等の金属硼化
物、Ｂ４Ｃ，ＴｉＣ１ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＷＣ，Ｗ２　Ｃ１ＴａＣ等の金属炭化物、ＭｏＳ　ｉ　
、ＴａＳ　ｉ２、ＷＳｉ２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。

導電層は、蒸着、スパッタリング又はその他の薄膜形成
法により作成される。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
ることが必要でおる。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お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、５０
０人ないし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、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。

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
法について図面を参酌して説明する。第４図は本発明の
インク記録媒体を用いて印字記録を行う場合を説明する
図面でおり、第３図は印字記録に際しての電流路を説明
する図面で必る。

第４図において、搬送ロール７によって搬送されるイン
ク記録媒体１に、スタイラス電極ヘッド２より電気信号
を入力し、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５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４上で転写材３に転写される。なお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でおる
。

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。

この際、スタイラス電極ヘッド２より印加された電流は
、第３図の矢印で示されるように、異方導電層１１、発
熱抵抗体層１２を経て、導電層１３に流れる。導電層の
端縁導電部には帰路接点ロール５が接触しており、導電
層を流れてきた電流は、帰路接点ロールから接地される
。

作用 本発明のインク記録媒体を用いて印字記録を行う場合、
インク記録媒体の側端導電部に、導電性摺動部材や導電
性ロール等の導電性接触部材を接触させた状態で搬送し
、画像に対応した電気信号を異方導電層に入力させる。

電流は、異方導電層から発熱抵抗体層を経て導電層に流
れるが、その際発熱抵抗体層中で電気−熱エネルギー変
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、記録紙上に転写が行
われる。本発明においては、導電層は導電性セラミック
より構成されているから、電気信号の印加によって酸化
を起こすことがなくなり、長期間反復使用しても導電層
の抵抗値の変化を生じることがない。また側端導電部に
おいては、電流の作用及び導電性接触部材との摩擦等に
より、摩耗及び酸化を引き起こすことがなくなる。した
かって、側端導電部と導電性ロールとの間で、長期間に
わたって、安定な接触状態を保つことができる。

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 表面抵抗５６０Ω、厚さ２８萌の導電性ポリイミドフィ
ルムの片面に、Ｔｉを高周波スパッター着膜法により着
膜して、厚さ３０００人のＴｉ層を形成させた。次に、
このＴｉ層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、ピッチ２５ｔｕｎで２０μｍ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、オーブンで月Ｏ′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
ンエツチングを行い、フォトレジスト膜のない部分のＴ
ｉ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１〜
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、高周波
スパッタ着膜法によってタンタル窒化物を着膜し、膜厚
５０００人の導電層を形成した。この導電層の上に帰路
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１時間加熱硬化し、臨界表面表面張力３
２ダイン／ｃｍ、　膜厚０．４μｍのインク剥離層を形
成した。

得られたフィルム状物を、異方導電層が内側になるよう
に接続し、無端ベルト状にした。

次いで、インク剥離層の上に、融点８０’Ｃの熱可塑性
樹脂を主成分とする膜厚６μｍ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２図に示されるようにし
て評価を行った。即ち、帰路電極接点部分を接地し、８
本／履の密度のスタイラスヘッドを静状態で圧接し、６
００μｓのパルス幅で３０ｍＡの電気信号を入力した。

背面圧接ロールは、絶縁性ロールであった。その際、帰
路接点ロールとスタイラス電極ヘッドの電極間の抵抗値
をモニターした。

上記の操作を５　、０００回、Ｔｏ、０００回及び２０
．０００回反復した場合の抵抗値の変化を第１表に示す
。

比較例１ 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
した。但し、導電層として膜厚２０００人のＡ１膜を形
成した。

実施例１にあけると同様にして評価を行ない、抵抗値の
変化を測定した。結果を第１表に示す。

第１表 第１表の結果から明らかなように、本発明の実施例にお
いては比較例に比べて、抵抗値の変化は非常に小さかっ
た。これは発熱抵抗体層の下の導電層及び帰路接点ロー
ルと接触する導電層が、酸化等により劣化しないためで
ある。なお、本発明の実施例において、抵抗値は少し変
化しているが、これは、導電層によるものではなく、導
電性パターンの酸化及び摩耗によるものと考えられる。

実施例２ 厚さ３０μｍのアルミニム箔を、ｐＨ１０の水酸化ナト
ルウム水溶液に浸漬し、超音波による前処理を行い、次
いでこのアルミニウム箔を、４重量％のリン酸水溶液に
浸漬し、陽極に接続した。陰極に白金を用い、陽極醸化
して多孔質のアルミナ化した基板を作成した。次にこの
基板をニッケルめっき浴に浸漬し、電解めっきを行って
、基板の孔中にニッケルを充填した。次いで、リン酸と
硝酸との混合水溶液に浸漬して超音波処理し、アルミニ
ウム層を除去して異方導電層を得た。

この異方導電層に、高周波スパッタリングにより着膜く
して、膜厚１，２μｍの５ＩＣ−Ｔａ・Ｓ！０２よりな
る膜を形成した。更に高周波スパッタリングによりタン
タル窒化物を着膜くして、膜厚５０００人の導電層を形
成した。

この導電層の上に、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°Ｃで１時間加熱硬
化し、臨界表面表面張力３０ダイン／ｃｍ、膜厚０．２
μｍ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’Ｃ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２図に示されるようにし
て評価を行った。帰路電極接点部分を接地し、８本／ｍ
の密度のスタイラスヘッドを静状態で圧接し、１００μ
ｓのパルス幅で７０ｍＡの電気信号を入力した。その際
、帰路接点ロールとスタイラス電極ヘッドの電極間の抵
抗値をモニターした。

上記の操作を１０，０００回、５０．０００回及びｉｏ
ｏ、　ｏｏ。

回反復した場合の抵抗値の変化を第２表に示す。

比較例２ 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
した。但し、導電層として膜厚１５００人のＡ１膜を形
成した。

実施例１におけると同様にして評価を行ない、抵抗値の
変化を測定した。結果を第２表に示す。

発明の効果 本発明のインク記録媒体においては、上記のように導電
層が導電性セラミックより構成されているから、画像に
対応する電気信号を入力した場合、発熱層のパルス電圧
がかかった部分の導電層が熱により酸化して、抵抗値が
変化することがない。

また、インク記録媒体の側端電極部においても、導電性
摺動部材との接触による摩擦及び電流の作用により、摩
耗や酸化が引き起こされることがない。ざらに又、導電
性セラミックより構成された導電層は、インク剥離層と
の接着性も良好であるという利点もある。したがって、
本発明のインク記録媒体を用いると、長期間安定な記録
画像を得ることができる。

したがってまた、本発明によれば、繰返し印字記録が可
能でめり、高速印字、高密度エネルギー人力が可能で必
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おり、エネルギー効率の高い
印字記録を行うことができ、かつ低うンニングコス、ト
で印字記録を行うことができる。

第１図（ａ＞及び（ｂ）は本発明のインク記録媒体の模
式的断面図、第２図は本発明のインク記録媒体を評価す
る状態を示す説明図、第３図は、本発明のインク記録媒
体における電流路を説明する説明図、第４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・・・帰路
接点ロール、６・・・バックアップロール、７・・・搬
送ロール、１１・・・異方導電層、１２・・・発熱抵抗
体層、１３・・・導電層、１４・・・インク剥離層、１
５・・・熱溶融性インク層特許出願人　　富士ゼロック
ス株式会社代理人　　　　弁理士　　部品　剛

【図面の簡単な説明】

第２図

Claims (2)

【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において、該導電
   層が導電性セラミックよりなることを特徴とするインク
   記録媒体。
2. （２）異方導電層が金属を含有する多孔性セラミック層
   である請求項１記載のインク記録媒体。