JPS6334038B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフアクシミリ記録、各種プリンタなど
の記録に用いる熱もしくは電気の伝導媒体に関す
るもので、特に微小な面積の熱もしくは電気信号
を効率よく伝達する媒体を提供するものである。

本発明はまた、同媒体を用いた像記録方法に関
する。

熱記録方式、特にサーマルヘツドにより感熱記
録を得る方式は近時注目されつつある。これは例
えばシリコンなどの半導体、各種抵抗体などを４
〜６ドツト／mmの密度で設け、これに電流を通じ
て発熱させ、この熱により感熱記録紙を加熱し発
色させるものである。この方式は容易にかつ安価
に記録が得られる利点がある反面、サーマルヘツ
ドと感熱記録紙が直接接触するためにいくつかの
問題点がある。例えば上記記録紙の感熱成分がサ
ーマルヘツドに融着し、サーマルヘツドの損傷、
記録装置の作動不良をもたらす等の障害がある。

感熱材料を紙のような基材上に設け、これを発
色させる上記記録方法に対し、着色感熱成分を加
熱により基材上に転写させて記録を得る方法があ
る。この方法はさらに２方法に区別でき、その１
つはサーマルヘツドのような熱源から発生した熱
を何らかの手段により着色感熱成分に伝達し、こ
れを熱軟化させ、軟化部をさらにシートに転写す
る方法である。他の方法は電気信号を着色感熱成
分に加え、感熱成分中を電気が流れる際に発生す
るジユール熱により感熱成分を熱軟化させ、軟化
部をシートに転写する方法である。こうした転写
方法は記録紙が安価であり、永久保存のできる記
録が得られるなどの利点がある反面、熱もしくは
電気信号を効率良く、しかも微小な面積を保ちつ
つ感熱成分に伝達する事が困難であつた。

従来こうした問題を解決するために、電気信号
を伝える媒体すなわち導電体、実際には導電ピン
を電気絶縁性媒体中に設けたものが知られてい
た。例えば直径0.5mmの導電ピンを３mm間隔に並
べて、それらピンの周囲に電気絶縁性物質を設け
たシートが知られている。このシートを用いて記
録マークを得るには、シートに接して熱軟化性導
電インクを設け、さらに軟化したインクを受容す
る記録紙を密接して、前記ピン群の内、適当な２
本のピン間に電圧を印加し、一方のピンから導電
インクを通つて他のピンに電流が流れる間に、イ
ンク中で電力の消費を生じさせ、このジユール熱
でインクを軟化させ、記録紙に転写するものであ
る。上記方法において判かるように、ピンの太さ
が0.5mmである点、ピン間の間隔が３mmである点
などにより、微小な記録マークを得ることは困難
であつた。現在、市場の要望は２〜10ドツト／mm
の記録を得ることであり、従来技術では実現不可
能であつた。この原因の大きなものとして、シー
ト状の電気伝導媒体、特に高密度、高解像性電気
伝導媒体の製造が不可能なことであつた。

本発明の目的は、２〜10ドツト／mmの記録が容
易に得られる高密度電気伝導媒体および高密度熱
伝導媒体を提供することであり、さらに、同媒体
を用いた像記録方法を提供することである。

本発明に係る熱もしくは電気の伝導媒体は、熱
伝導性もしくは電気伝導性の高い材料と、それよ
りも熱伝導性もしくは電気伝導性の低い材料とで
構成し、いずれか一方を粒子化し、この粒子の間
に他方の材料を介在させ、かつ前記粒子がほぼ一
層に並んで固着され、その粒子が表面に露出して
いることを特徴とするものである。本発明によれ
ば熱伝導性物質、電気伝導性物質、もしくはその
絶縁性物質を粒子で構成できるために極めて微細
化できるものである。しかもこれら粒子を実質上
一層に配列しているため、熱、電気の伝導効率が
高く、しかも熱もしくは電気エネルギの拡散が少
ないという極めて有利な特徴をもつものである。
さらにシート状および特に無端ベルト状に製造す
る際にも容易であるという特徴がある。

本発明の媒体は、熱もしくは電気を印加した際
温度が上昇し瞬間的には200℃〜500℃になること
がある。従つて本発明の媒体を得る際、用いる材
料は200℃程度以上の高温に耐える必要がある。
こうした要求に応えることのできる電気伝導性材
料としては金、白金、銀、銅、ブロンズ、アルミ
ニウムなどの金属粒子があり、その大きさは15μ
〜300μが適当であり、特に好ましくは30μ〜100μ
である。また金属粒子だけでなく、さらに粒径の
小さい電導性粉末を用いることができる。例えば
0.1μ〜10μの銀粉、金粉、グラフアイト粉などが
あり、これらを耐熱性バインダにより結着して
15μ〜300μに粒子化して用いることができる。

さらに熱伝導性材料としては、上記電導性材料
を用いうるが、さらにシリコン、ゲルマニウム、
酸化鉄、二酸化マンガンのような半導体、金属酸
化物あるいは金属間化合物なども用いうる。これ
ら材料を粒子とする場合は上述の電導性材料の場
合と同様である。

本発明に用いる他の材料である熱もしくは電気
の絶縁性耐熱材料としては、ポリ弗化エチレン、
ポリ弗化ビニリデン、ポリイミド、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂などの有機高分子化合物があ
る。さらに耐熱性を上げるためにシリカ、アルミ
ナなどを添加することができる。

上記の様な材料を用いて本発明に係る熱もしく
は電気の伝導媒体を得る方法を図面を用いて説明
する。

第１図は熱もしくは電気の伝導性粒子１を熱も
しくは電気の絶縁性樹脂２で被覆した粒子を表
す。被覆層の膜厚は5μ〜100μ程度である。第２
図は被覆粒子を一層に配列し、熱もしくは溶剤を
用いて部分的に融解もしくは溶解して互いに接着
した状態を示す。第３図は互いに平板状に接着し
合つた粒子群をさらに上下両面から圧力を加え、
完全に一体化したシート３を示す。同図中粒子１
は絶縁樹脂２中に埋没し分散されている。第４図
はシート３にさらに熱、圧力を加えたもので、粒
子１′が変形している。このような状態では粒子
１′と樹脂２はより一層強く接着される。樹脂２
はこの状態でもしくは第３図の状態で熱硬化させ
ることができる。第５図は得られたシート３もし
くは４の上下両面を研磨したものであつて、熱も
しくは電気の伝導性粒子１″の表面が研磨され露
出される。６，７は露出された上面および下面を
表す。

以上の如くにして本発明の熱もしくは電気の伝
導媒体であるシート５が得られる。なお、シート
５の製造過程におけるシート３，４でも特性は得
られるが、好ましい特性を持つ順位は５＞４＞３
の順である。得られるシートの膜厚は10μ〜300μ
であり、伝導性粒子間の絶縁被覆の膜厚は10μ〜
200μの間で制御し得る。以上により熱もしくは
電気の伝導性粒子は高密度に配置され、かつ互い
に絶縁されて固着され、しかも伝導性粒子が表面
に露出されているから、理想的な熱もしくは電気
の伝導性媒体を得ることができる。なおシート
３，４は表面に熱、もしくは電気の絶縁性物質が
存在して伝導性媒体として用いるには不都合であ
る様にも見られるが、実際には加圧する際粒子の
間に絶縁物質が圧入されるから、膜厚は極めて薄
くなる。さらに絶縁性物質中に少量の導電性物質
を加えて伝導性を上げるのも一法である。なお上
例では熱もしくは電気の伝導性物質を粒子化した
が、その逆に熱もしくは電気の絶縁性物質を粒子
化することによつても可能なことは勿論である。

本発明に係る熱もしくは電気の伝導媒体を得る
方法をさらに詳細に説明する。熱もしくは電気の
伝導性粒子を用いる方法を例にとつて述べる。
銅、銀、ブロンズなどの金属粒子は一般のものを
用いることができる。銀、カーボン粉末などの
熱、電気伝導粉末を用いる時は、これらに少量の
結着材を添加し、溶剤を添加して分散液となし、
乾燥して粒子化することができる。この場合溶剤
を留去したものを粉砕しても良いが、分散液を粒
子化し、そのまま乾燥することもできる。たとえ
ばスプレーコーテイング技術を用いると良い。次
いで上記粒子（芯粒子）の表面に熱もしくは電気
の絶縁性被覆を得る方法を説明する。これは芯に
なる粒子と熱もしくは電気の絶縁性材料と溶剤の
混入した分散液を作り、これを噴射乾燥するスプ
レーコーテイング法、あるいは粒子を空中に浮遊
させてこれに絶縁性材料の溶液をスプレーして被
覆層を得る流動層コーテイング法、あるいは粒子
をかきまぜながら絶縁性材料の溶液を添加しつつ
乾燥する転動法コーテイングなどにより得ること
ができる。

次いでこうした被覆粒子を単層に並べて、固着
しシートを得る方法について述べる。被覆粒子を
単層に並べるには静電的方法と接着的方法とがあ
る。先ず静電的方法について第６〜１２図を参照
して述べる。第６図において、８はシート形成基
材であつて電気伝導基体９上に誘電層１０を積層
した構造からなる。これに約7KVの高電圧を印
加したコロナ帯電器１１を用いて帯電する。第７
図において帯電したシート形成基材上に被覆粒子
１２を容器１３を用いて振りかける。被覆粒子は
シート形成基材上に静電吸着されるが、この状態
では被覆粒子は２層以上に積層される場合があ
る。過剰の粒子を除去する状態を示したのが第８
図であり、エアノズル１４を用いて過剰の粒子１
２′を吹きとばしている。帯電したシート形成基
材に密着している被覆粒子はクーロン力により強
く吸着されるが２層目以上の被覆粒子は弱い吸着
作用しか受けていないため容易に除去でき、シー
ト形成基材上に単層に配列し得る。次に配列され
た粒子を互いに融着し、必要により熱硬化させ
る。第９図は加熱により熱融着している状態を示
すものであり、熱源として例えば赤外線ランプ１
５を用いる。第１０図は圧着ローラ１６により融
着させている状態を示すものである。なお圧着ロ
ーラは加熱したものを用いると一層効果的であ
る。なお圧力により芯粒子は変形することがある
が、変形したものでも用いることができる。第１
１図は溶剤スプレー１８により被覆粒子を互いに
融着している状態を示す。次に第１２図のように
シート状に融着された被覆粒子層１７をシート形
成基板８から剥離し、この表面をブラツシングし
て、平滑化するとともに粒子を露出させる。

次に本発明の伝導媒体を無端ベルト状に得る方
法について第１３〜１７図により述べる。第１３
図において８′はローラ状シート形成用基材であ
つて電気伝導性基体９′と誘電層１０′とを有す
る。前述のように、これを帯電し、被覆粒子を振
りかけ、過剰の粒子を振い落とす。次いで加圧ロ
ーラにて圧着すると膜１７′が得られる。第１４
図では、これを加熱し、熱硬化して強じんに製膜
された伝導媒体を得ることができる。第１５図で
は熱硬化した媒体１７′をローラ状シート形成用
基材８′から抜き取る工程を示す。第１６図は得
られた媒体１７′の両面を研磨する状態を示し、
２０は研磨用ブラツシングローラである。得られ
た無端ベルト状の熱もしくは電気の伝導媒体２１
を第１７図に示す。

本発明の熱もしくは電気の伝導媒体を得る他の
方法を示す。第１８図は微小な穴２３をエツチン
グ法により金属基板２２上に形成し、この穴に接
着性の比較的弱い感圧性接着剤２４を、スクイジ
ー２５によりコーテイングする状態を示す。第１
９図には穴の中にコーテイングされた接着剤に熱
もしくは電気の伝導性粒子１２を付着させた状態
を示す。次いで第２０図において、絶縁性層２
６、例えば１次軟化したエポキシシートを基板２
２上の粒子群１２の上に圧着成型する状態を示
す。１６は圧着ローラである。この時、粉体１２
の表面の一部が、熱もしくは電気の絶縁性層２６
の内部に圧入された状態とするものである。次い
で粒子を圧入した絶縁層２６を基板２２から剥離
し、第２１図のように圧着ローラ１６にて、粒子
１２を完全に絶縁層中に圧入する。これにより、
熱もしくは電気の伝導性粒子１２が同絶縁性物質
中に単層に成型された層２７が得られる。これを
熱硬化させたり、両面を研磨する工程を加え得る
事は既述の通りである。

次に本発明の熱もしくは電気の伝導媒体を用い
て記録像を得る方法について述べる。

第２２図において、５は本発明の熱もしくは電
気の伝導媒体で、その一面に熱可溶性電気伝導性
インク２７を固着させておく。２８は一列に金属
ピンを配置したマルチピンヘツドである。各々の
ピンヘツドは電気リード線が取り付けられてお
り、これらは制御装置２９につながつている。電
源３０を用いて第２２図に示す回路で通電する
と、電気伝導率の最も低いインク層で電力を消費
し発熱する。発熱したインクは溶解し記録紙３１
に転移付着する。これにより信号に対応した記録
を得ることができる。この時、ピンヘツド２８と
媒体５は相互に移動できるから、移動中に電流を
流しても記録が得られるが、放電を起こし易く、
静止した状態で電流を流す方がより一層良い記録
が得られる。

第２３図は感熱記録紙３２に、本発明の熱伝導
媒体５を介して、サーマルヘツド３３にて記録す
る方式を示している。感熱記録紙３２において、
３４は基紙であり、その上に感熱発色成分、例え
ばビスフエノールＡとクリスタルバイオレツトラ
クトンの塗布層３５が形成されている。サーマル
ヘツド３３はリード線３６，３６′と発熱部３７
により１発熱単位が構成されており、この単位が
いくつか集合してヘツドを形成する。例えば横一
列に配置されたマルチサーマルヘツドを用いる。
制御部３８および電源３９を用いて電流を印加す
ると発熱部３７が加熱され、熱伝導媒体の伝導部
を通じて記録紙３２に熱が伝達され、発色する。
この加熱方式ではサーマルヘツドが直接記録紙と
接していないため、感熱部分によるヘツドの破
損、汚損が全くないという利点を有する。

他の熱記録方式を第２４図に示す。４１は熱可
溶性インクであつて、熱伝導媒体５に固着されて
いる。これに紙などの記録基体３１を密着する。
これに信号処理されたレーザビームもしくはキセ
ノン光４２などを回転ミラー４３を用いて媒体５
を加熱する。伝導媒体５の表面の熱は拡散するこ
となくインク４１に伝達され、インクは溶解し、
記録基体３１に付着し、記録像が得られる。

以下に具体的実施例を挙げて、本発明の媒体と
その製造方法をさらに詳しく説明する。

実施例 １ 接着的方法によつて、熱もしくは電気の絶縁性
被覆を有する導電性粒子を単層に並べる方法を述
べる。ガラス基板上に感圧接着性アクリル樹脂を
厚さ約2μに塗布する。この上に球状の37〜53μの
銅粒子を振りかけ、少し振動を加えると過剰の２
層以上に付着した粒子は脱落し、単層に粒子が付
着したものが得られた。これにアミン硬化剤を含
むエポキシ接着剤の10％トルエン溶液を振りか
け、乾燥した後、150℃で１時間加熱して完全に
硬化させた。この上にポリイミドの５％溶液を塗
布し180℃で２時間加熱し、冷却後、さらにもう
一度ポリイミド溶液を塗布した後、200℃で８時
間熱硬化させた。冷却後この膜を基板から剥離し
て、両面をサンドペーパで研磨して、銅の端面が
両面に出るようにした。これにより、縦方向には
完全に電気伝導性があるが、横方向には絶縁され
た熱もしくは電気の伝導媒体が得られた。これに
カーボンブラツク30重量部と、融点50〜60℃のワ
ツクス70重量部を含むインクを厚さ20μに固着さ
せた。このインク層と密着して、上質紙を重ね
た。このインク層と媒体との間に100ボルトの電
圧を印加した導電ピンを圧着すると普通紙上にイ
ンクのマークが得られた。導電ピンを移動すると
像状に模様が得られた。解像力は５本／mmであつ
た。

実施例 ２ 実施例１の銅の表面の片面に硫化水素ガスを適
用して表面を硫化させ、黒色化した。この黒化面
とは別の面に実施例１の熱可溶性インクを固着し
た。これに普通紙を重ねて、200Wのキセノン点
灯管の光源をレンズで集束し、ミラーを介して、
スポツト状に熱伝導媒体を加熱すると、スポツト
は広がることなく普通紙上に黒色インクのマーク
が得られた。ミラーを回転して、キセノン光照射
を信号制御すると、普通紙上にカーボンが転移し
た黒色像が得られた。

実施例 ３ 直径20cmの金属ドラムの表面に厚さ10μのテフ
ロンコーテイング層を設けた。これをコロナ帯電
した後、直径20〜40μの球状ニツケルを付着させ
ると、単層に付着した。これにエボキシ接着剤溶
液を振りかけ、乾燥後、熱硬化させて熱もしくは
電気の伝導媒体膜を得た。これをテフロン層から
剥離して無端ベルト状媒体を得た。これを両面か
ら研磨して本発明の熱もしくは電気の伝導媒体を
得た。これを用いて実施例１、２と同様にして記
録すると、インクが普通紙に転移した像模様が得
られた。解像力は８本／mmであつた。

以上の様に、本発明の熱もしくは電気の伝導媒
体を用いると、容易に高解像性の特に普通紙記録
を得ることができ、しかもメインテナンスは極め
て容易であるので、実用性は極めて高い。しかも
本発明の熱もしくは電気の伝導媒体の製造は比較
的容易であるという大きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一方の材料の粒子を他方の材料で被覆
した粒子を示す図、第２図はその被覆粒子を一層
に並べた状態を示す図、第３図および第４図は、
第５図に示す本発明の一実施例の伝導媒体の製造
過程図、第６〜１２図、第１３〜１７図及び第１
８〜２１図は同伝導媒体の異なる製造法を示す製
造工程図、第２２〜２４図は本発明の異なる実施
例の像記録方法の説明図である。 １……一方の材料の粒子、２……他方の材料、
５……伝導媒体、８，８′，２２……シート形成
基材、１１……コロナ帯電器、１２……一方の材
料を他方の材料で被覆した粒子、１５……熱源、
１６……圧着ローラ、１８……溶剤スプレー、２
４……接着剤、２１……伝導媒体、２７，４１…
…インク、２８……マルチピンヘツド、３１……
記録紙、３２……感熱記録紙、４２……レーザビ
ーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱もしくは電気伝導性の高い耐熱性材料の粒
   子がほぼ一層に並び、前記粒子間に熱もしくは電
   気伝導性の低い耐熱性材料を介在させ、前記粒子
   が熱もしくは電気伝導性の低い耐熱性材料の表面
   に露出したシート状であり、前記シートの厚み方
   向における前記粒子のある部分の熱もしくは電気
   伝導性が、前記シートの厚み方向および面方向に
   おける前記粒子のない部分の熱もしくは電気伝導
   性より極めて高く、前記熱伝導性と電気伝導性の
   高い方向に熱または電気信号を印加して像記録す
   ることを特徴とする記録用の熱もしくは電気の伝
   導媒体。 ２ 無端ベルト状に構成された特許請求の範囲第
   １項記載の記録用の熱もしくは電気の伝導媒体。 ３ 熱もしくは電気伝導性の高い耐熱性材料の粒
   子をほぼ一層に並ベ、前記粒子間に熱もしくは電
   気伝導性の低い耐熱性材料を介在させ、前記粒子
   が熱もしくは電気伝導性の低い耐熱性材料の表面
   に露出したシート状であり、前記シートの厚み方
   向における前記粒子のある部分の熱もしくは電気
   伝導性が、前記シートの厚み方向および面方向に
   おける前記粒子のない部分の熱もしくは電気伝導
   性より極めて高い記録用の熱もしくは電気の伝導
   媒体を用い、前記媒体の一面に熱可融性インクを
   配置するとともに、前記インクに接して記録基体
   を配置し、前記媒体の他面から熱もしくは電気エ
   ネルギを加えて前記記録基体上にインクの転写マ
   ークを得ることを特徴とする像記録方法。 ４ 熱もしくは電気伝導性の高い耐熱性材料の粒
   子がほぼ一層に並び、前記粒子間に熱もしくは電
   気伝導性の低い耐熱性材料を介在させ、前記粒子
   が熱もしくは電気伝導性の低い耐熱性材料の表面
   に露出したシート状であり、前記シートの厚み方
   向における前記粒子のある部分の熱もしくは電気
   伝導性が、前記シートの厚み方向および両方向に
   おける前記粒子のない部分の熱もしくは電気伝導
   性より極めて高い記録用の熱もしくは電気の伝導
   媒体を用い、前記媒体の一面に感熱記録紙を配置
   するとともに前記媒体の他面にサーマルヘツドを
   配置し、前記サーマルヘツドの熱を前記媒体を介
   して前記感熱記録紙に印加して前記感熱記録紙に
   発色マークを得ることを特徴とする像記録方法。