(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に沿って２列に配置された複数のドット状発熱部と接触しながら副走査方向に感熱孔版原紙を移動させ、該原紙のフィルム溶解温度より高い温度で発熱する第１列の発熱部により上記原紙を開孔し、上記原紙のフィルム溶解温度より低い温度で発熱する第２列の発熱部により上記開孔を再加熱して整形する感熱孔版原紙へのデータ記録方法。
【請求項２】
上記第１列の発熱部は上記第２列の発熱部よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の感熱孔版原紙へのデータ記録方法。
【請求項３】
副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部が同一ドライバにより同時駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載の感熱孔版原紙へのデータ記録方法。
【請求項４】
主走査方向に沿って複数のドット状発熱部を配置し、これら発熱部と接触しながら副走査方向に感熱孔版原紙を移動させ、上記発熱部を選択的に発熱させて感熱孔版原紙を開孔する感熱孔版原紙へのデータ記録装置において、
上記発熱部を２列に配置するとともに、上記原紙のフィルム溶解温度より高い温度で発熱することにより上記原紙を開孔する第１列の発熱部と、上記原紙のフィルム溶解温度より低い温度で発熱することにより上記開孔を再加熱して整形する第２列の発熱部とで構成し、
上記原紙の加熱繰り返しピッチをＰ、第１列の発熱部と第２列の発熱部の中心間ピッチをＳ2、整数をｎとしたときに、Ｓ2＝ｎＰの関係を満たすことを特徴とする感熱孔版原紙へのデータ記録装置。
【請求項５】
上記第１列の発熱部は上記第２列の発熱部よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の感熱孔版原紙へのデータ記録装置。
【請求項６】
副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部が同一ドライバにより同時駆動されることを特徴とする請求項４または５に記載の感熱孔版原紙へのデータ記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱孔版原紙をドット状発熱部で加熱開孔してデータを記録する方法、およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感熱製版装置のデータ記録装置として、主走査方向に所定の間隔を隔てて複数のドット状発熱部を配置したサーマルヘッドと、上記発熱部に対向するプラテンローラとを備え、例えばポリエステル系樹脂からなる二軸延伸された熱可塑性樹脂フィルムのみ、あるいは、上記フィルムに不織布や和紙等の多孔質性支持体を貼り合わせたものからなる感熱孔版原紙（以下「原紙」という。）を上記プラテンローラで発熱部に押し付け、原紙を上記主走査方向と直交する副走査方向に移動させながら発熱部を選択的に発熱させることにより、上記フィルムを加熱開孔してデータを記録するものが知られている。
【０００３】
上記原紙に加熱開孔してデータを記録する場合、原紙に形成された孔が大きいと、これらの孔を通じて印刷用紙に付着するインクのドット径が大きくなり、これらのドットがつながって画質の低下を招くことになる。したがって、原紙に形成された孔は、その径が最適の大きさで、かつ個々に独立していることが望ましい。
【０００４】
ところで、一般に熱可塑性樹脂フィルムの製造工程では、その延伸工程の最後で熱処理が加えられている。この熱処理は、延伸された後の歪みの原因となる熱収縮力をフィルムから除去するために行われるが、上記原紙に使用されるフィルムについては熱処理の時間やその加熱量等を調整して、フィルムに熱収縮力をある程度残存させているものが多い（特許文献１参照）。これは、発熱部による熱で溶融した部分が速やかに開孔するように内部応力を残しておくためである。その一方で、残存する熱収縮力が強すぎると、フィルムに形成される孔が拡大して隣り合う孔とつながってしまい、上記不都合を生じることになる。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−４５２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記不都合に対処するために、従来より、フィルムの熱収縮率を微妙に設定して孔拡大を抑えたり、また、上記サーマルヘッドの発熱部の大きさを更に微細なものにすることで開孔を小さくしたりして、孔が連続するのを防止する工夫がなされてきた。
しかしながら、孔拡大を抑えるための熱収縮率の設定は、フィルムの穿孔感度すなわち開孔のしやすさを犠牲にするもので、開孔率の低下につながるという問題がある。また、上記発熱部を更に微細なものにすると、サーマルヘッドの熱効率が低下してやはり開孔率の低下を招くとともに、発熱部に熱が集中することによってサーマルヘッドの寿命が短くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、フィルムの穿孔感度の低下やサーマルヘッドの短寿命化を招くことなく、簡易な構成で感熱孔版原紙に完全に独立した開孔を形成できる感熱孔版原紙のデータ記録方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らの観察によると、図７に示すように、フィルムに形成された開孔の連続は主として副走査方向すなわち原紙の移動方向に生じていることが判明している。その理由については本出願人による特願平５−１１６９６２号明細書で明らかにされているが、サーマルヘッドの発熱部への通電を停止した後も発熱部はしばらくはフィルム溶融点以上の温度を保っているために、原紙の移動との関係で副走査方向には発熱部の長さ以上の開孔が形成され、次の開孔領域にかかってしまうことなどによって発生するものである。したがって、副走査方向への孔の連続を防止して完全に独立した開孔を形成するためには、副走査方向への孔拡大を抑えることが重要となる。
【０００９】
そのため、本発明者らはいかにして副走査方向の孔拡大を抑えるかについて鋭意研究した結果、発熱部による１度の加熱によって適当な大きさの開孔を得ようとすると、いきおい開孔の副走査方向への拡大を生じて孔が連続してしまうので、２つの発熱部を用いてフィルムへの開孔と、その開孔の拡大・整形を段階的に行うようにすれば、それぞれに独立した最適な大きさの開孔を得られることを見出した。
【００１０】
本発明は上記知見に基づいてなされたもので、本発明の感熱孔版原紙へのデータ記録方法は、主走査方向に沿って２列に配置された複数のドット状発熱部と接触しながら副走査方向に感熱孔版原紙を移動させ、該原紙のフィルム溶解温度より高い温度で発熱する第１列の発熱部により上記原紙を開孔し、上記原紙のフィルム溶解温度より低い温度で発熱する第２列の発熱部により上記開孔を再加熱して整形するものである。
【００１１】
本発明の感熱孔版原紙へのデータ記録方法では、上記第１列の発熱部は上記第２列の発熱部よりも大きくてもよく、また、副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部が同一ドライバにより同時駆動されてもよい。
【００１２】
また、本発明の感熱孔版原紙へのデータ記録装置は、主走査方向に沿って複数のドット状発熱部を配置し、これら発熱部と接触しながら副走査方向に感熱孔版原紙を移動させ、上記発熱部を選択的に発熱させて感熱孔版原紙を開孔する感熱孔版原紙へのデータ記録装置において、
上記発熱部を２列に配置するとともに、上記原紙のフィルム溶解温度より高い温度で発熱することにより上記原紙を開孔する第１列の発熱部と、上記原紙のフィルム溶解温度より低い温度で発熱することにより上記開孔を再加熱して整形する第２列の発熱部とで構成し、
上記原紙の加熱繰り返しピッチをＰ、第１列の発熱部と第２列の発熱部の中心間ピッチをＳ2、整数をｎとしたときに、Ｓ2＝ｎＰの関係を満たすことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の感熱孔版原紙へのデータ記録装置では、上記第１列の発熱部は上記第２列の発熱部よりも大きくてもよく、また、副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部が同一ドライバにより同時駆動されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、主走査方向に複数のドット状発熱部が２列配置されているが、発熱温度は、副走査方向上流側の第１列の発熱部が上記原紙を開孔し得るフィルム溶解温度より高温に設定され、第２列の発熱部が上記原紙のフィルム溶解温度より低温で上記原紙を開孔するまでには至らない温度範囲に設定される。また、第１列の発熱部と第２列の発熱部の中心間ピッチＳ2は、上記ｎを１としたときに、原紙の加熱繰り返しピッチＰと等しく設定され、Ｓ2＝Ｐなる関係を満たしている。副走査方向に移動してきた原紙は第１列の発熱部に接触して開孔されるが、この開孔の大きさは隣接する開孔と連続しない最適な大きさに形成されてもよいし、それよりも小さめに形成されてもよい。
【００１５】
続いて、上記開孔は原紙の移動に従って第２列の発熱部と接触して再加熱される。ここで、上記開孔が最適な大きさよりも小さく形成されている場合、上記開孔縁部が溶融しないまでも再加熱によって軟化するために、開孔周囲に残留する内部応力により開孔が放射方向に拡がって整形される。上記開孔が拡がり開孔縁部に対する第２列の発熱部の加熱効果が小さくなるにつれて、開孔縁部の温度が低下して再び硬化し、周囲の内部応力との均衡を保って開孔の拡大が停止する。これにより、上記開孔は、他の開孔と副走査方向に連続することがない最適な大きさに整形され、開孔率が上がる。
なお、第２列の個々の発熱部の長さおよびその発熱量は、第１列の発熱部で既に最適な大きさに形成された開孔を更に拡大することがない範囲に設定されるのが好ましい。
【００１６】
このように本発明によれば、第１列の発熱部で開孔したのち、第２列の発熱部で再加熱して開孔の拡大・整形を行うので、それぞれに独立した最適な大きさの開孔を形成することができる。
また、第２列の発熱部によって開孔率を上げることができるので、第１列の発熱部による開孔率が低くても支障はない。したがって、第１列の各ドット状発熱部を開孔と開孔とを独立させるのに十分なサイズに微細化することが可能になるとともに、２回の加熱によって最適な大きさの開孔を得るようにしているので、発熱部に印加する電流を出来るだけ低く抑え、これらの耐久寿命を長くすることができる。
さらに、副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部を同一ドライバで同時駆動することで、前記２つの発熱部を別個独立に駆動する場合に比べて、構成を簡単かつ安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、本発明の第１の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は感熱製版装置において、感熱孔版原紙を溶融開孔してデータを記録する記録装置であるサーマルヘッドの部分拡大平面図である。このサーマルヘッド１においてドット状の主発熱部であるメインヒータＨMは主走査方向に沿って所定ピッチＰをもって配置されている。また、ドット状の副発熱部であるサブヒータＨS1は、上記主走査方向に直交する副走査方向に関してメインヒータＨMの上流側に配置されるとともに、主走査方向に沿って上記メインヒータＨMと同一ピッチＰをもってそれぞれ配置されている。
【００１８】
上記サブヒータＨS1は、主走査方向の幅ＷがメインヒータＨMと同一で、副走査方向の長さＬS1がメインヒータＨMの長さＬMよりも短くしてある。また、メインヒータＨMとサブヒータＨS1の中心間ピッチＳ1は、各ヒータＨM、ＨS1による原紙の加熱繰り返しピッチをメインヒータＨM等の主走査方向ピッチと同一のＰ、整数をｎとした場合に、Ｓ1＝Ｐ（ｎ＋０．５）の関係を満たすように配置されており、図１ではｎを１とした場合、すなわち、Ｓ1＝１．５Ｐの場合を示してある。
ここで、上記各寸法の具体例としては、メインヒータＨMおよびサブヒータＨS1の主走査方向ピッチＰを６３．５μｍ、メインヒータＨMとサブヒータＨS1の中心間ピッチＳ1を９５．２５μｍ、メインヒータＨMとサブヒータＨS1の主走査方向の幅Ｗを３０μｍ、メインヒータＨMの副走査方向の長さＬMを４０μｍ、サブヒータＨS1の副走査方向の長さＬS1を１０μｍとするのが適当である。
【００１９】
図２はサーマルヘッド１の副走査方向の拡大断面図で、非導電性基板２の上には、薄膜金属からなる所定長さの発熱抵抗体層３、アルミニウムからなる電極層４、保護膜層５が順次積層され、電極層４の一部をエッチングにより除去して上記メインヒータＨMとサブヒータＨS1が形成されており、上記電極層４を構成する電極４１，４２，４３のうち電極４１が電源に接続され、電極４３が図示しないドライバに接続されている。この構成により、副走査方向に隣接するメインヒータＨMとサブヒータＨS1の２つの発熱部は、同一ドライバにより同時駆動されるようになっている。このサーマルヘッド１に接するようにプラテンローラ６が矢印ａ方向に回転可能に配置されており、プラテンローラ６の外周面には副走査方向に沿って原紙７が通紙される。この原紙７は、サーマルヘッド１側に位置する熱可塑性樹脂フィルム７１とプラテンローラ６側に位置する多孔質性繊維シート７２とからなり、これらフィルム７１と繊維シート７２は接着剤等で一体的に貼着されている。
【００２０】
上記構成からなるサーマルヘッド１を有する感熱製版装置の製版動作について説明する。
上記メインヒータＨMおよびサブヒータＨS1は原紙７に製版すべき画像データに応じて電流が通電されて選択的に発熱するが、図１のグラフに示すように、メインヒータＨMの発熱温度Ｔ1は上記フィルム７１の溶解温度Ｔ0以上に達するのに対して、サブヒータＨS1の発熱温度Ｔ2は原紙７が開孔しない温度範囲である溶解温度Ｔ0以下に設定されている。
【００２１】
上記原紙７は、サーマルヘッド１と接触しながらプラテンローラ６の回転にしたがって副走査方向に移動し、図２に示すように、発熱するメインヒータＨMと接触した原紙７の被開孔部７３が溶融開孔される。このとき、メインヒータＨMと略同時に温度Ｔ2に発熱しているサブヒータＨS1は、図３（ａ）に示すように、上記被開孔部７３から副走査方向上流側に中心間距離Ｓ1＝１．５Ｐだけ離れた原紙上の位置に接触して、開孔までには至らない熱処理部７４を形成する。この熱処理部７４は、図３（ｃ）に示すように、後にメインヒータＨMによって開孔される副走査方向に隣り合った被開孔部７５，７７間の境界部分に位置する。また、上記熱処理部７４は熱処理によってフィルムが高結晶化し、熱収縮力が減少して穿孔感度が低下しているために、副走査方向への開孔拡大ストッパの役割を果たすことになる。
【００２２】
続いて、原紙７が副走査方向に加熱繰り返しピッチＰだけ移動したときにメインヒータＨMおよびサブヒータＨS1が再び発熱する。このとき、図３（ｂ）に示すように、メインヒータＨMにより上記熱処理部７４に隣接する被開孔部７５が溶融開孔されが、熱処理部７４によって被開孔部７５の副走査方向上流側への拡大がくい止められる。また、被開孔部７５の開孔と同時に、サブヒータＨS1によって熱処理部７６が形成される。
その後も同様に、原紙７が加熱繰り返しピッチＰだけ移動したときに、図３（ｃ）に示す被開孔部７７および熱処理部７８が形成される。この被開孔部７７は、上記熱処理部７４によって副走査方向下流側への拡大がくい止められ、上記被開孔部７５と連続することはない。
このように、熱処理部の存在によって副走査方向に隣り合う被開孔部間の連続を防止することができるので、図４に示すように、原紙にマトリックス状に被開孔部を形成した場合にも、それぞれが完全に独立した開孔を得ることができる。
【００２３】
次に、第２の実施形態について図５を参照して説明するが、特記する事項以外は上記第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
本実施形態のサーマルヘッド２０でも同様に、主走査方向に複数のドット状発熱部が２列配置されているが、上記実施例とは逆に、副走査方向に関して上流側の第１列の発熱部がメインヒータＨM、その下流側の第２列の発熱部がサブヒータＨS2としてあり、これらヒータ列の中心間ピッチＳ2は、原紙の加熱繰り返しピッチＰと等しく設定されている。また、図５のグラフに示すように、メインヒータＨMの発熱温度Ｔ1は原紙フィルム７１の溶解温度Ｔ0以上に設定され、サブヒータＨS2の発熱温度Ｔ2は上記溶解温度Ｔ0以下に設定されている。
【００２４】
上記サーマルヘッド２０では、原紙７の被開孔部がメインヒータＨMとの接触位置に来たとき溶融開孔される。この開孔の大きさは、副走査方向に隣接する開孔と連続することがない最適な大きさに形成されるのが好ましいが、メインヒータＨMの温度低下や被開孔部裏面の繊維が密であったり塊の状態になっているために熱が奪われてしまうことなどに起因して十分な大きさの開孔が得られない場合がある。この場合、上記開孔縁部がサブヒータＨS2で再加熱されて溶融しないまでも軟化するために、開孔周囲に残留する内部応力に基づき上記開孔が拡大して最適な大きさに整形され、これにより開孔率を向上させることができる。
なお、メインヒータＨMで既に最適な大きさに形成された開孔がサブヒータＨS2により更に拡大することはない。
【００２５】
第３の実施形態のサーマルヘッド３０は、上記サーマルヘッド１，２０を組み合わせたものである。すなわち、図６に示すように、このサーマルヘッド３０には、主走査方向に複数のドット状発熱部が３列配置してあり、副走査方向上流側から第１のサブヒータＨS1、メインヒータＨM、第２のサブヒータＨS2で構成される。また、各ヒータ列の中心間ピッチは上記実施例と同様に、Ｓ1（＝１．５Ｐ）、Ｓ2（＝Ｐ）にそれぞれ設定されている。
上記構成からなるサーマルヘッド３０では、第１のサブヒータＨS1で被開孔部間の境界部分に熱処理部を形成し、メインヒータＨMで被開孔部を開孔し、第２のサブヒータＨS2で上記開孔を拡大・整形する。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、第１実施形態の感熱孔版原紙へのデータ記録方法およびその装置によれば、原紙上にあって副走査方向に隣り合う被開孔部間の境界部分に、第１列の発熱部（サブヒータ）により孔拡大ストッパの役割を果たす熱処理部を形成しているので、第２列の発熱部（メインヒータ）で形成される開孔が副走査方向へ拡大するのを防止することができ、それぞれが完全に独立した開孔を形成することができる。また、副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部を同一ドライバで同時駆動することで、前記２つの発熱部を別個独立に駆動する場合に比べて、構成を簡単かつ安価にすることができる。
【００２７】
第２実施形態のデータ記録方法およびその装置によれば、第１列の発熱部（メインヒータ）で開孔したのち、第２列の発熱部（サブヒータ）で再加熱して開孔の拡大・整形を行うので、それぞれに独立した最適な大きさの開孔を形成することができる。また、第２列の発熱部によって開孔率を上げることができるので、第１列の発熱部による開孔率が低くても支障はない。したがって、第１列の各ドット状発熱部を開孔と開孔とを独立させるのに十分なサイズに微細化することが可能になるとともに、２回の加熱によって最適な大きさの開孔を得るようにしているので、発熱部に印加する電流を出来るだけ低く抑え、これらの耐久寿命を長くすることができる。さらに、副走査方向に隣接する第１列と第２列の２つの発熱部を同一ドライバで同時駆動することで、前記２つの発熱部を別個独立に駆動する場合に比べて、構成を簡単かつ安価にすることができる。
【００２８】
第３実施形態のデータ記録装置によれば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせた構成を備えており、第１列の発熱部（第１のサブヒータ）で被開孔部間に熱処理を施し、第２列の発熱部（メインヒータ）で開孔し、第３列の発熱部（第２のサブヒータ）で開孔の拡大・整形を行うので、それぞれが完全に独立した最適の大きさの開孔をより確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】サーマルヘッドの拡大平面図と温度分布図である。
【図２】図１のサーマルヘッドと原紙の拡大断面図である。
【図３】図１のサーマルヘッドによる開孔と熱処理の過程を説明する図である。
【図４】図１のサーマルヘッドで開孔した原紙の部分拡大図である。
【図５】別のサーマルヘッドの拡大平面図と温度分布図である。
【図６】図１と図５のサーマルヘッドを組み合わせたサーマルヘッドの拡大平面図と温度分布図である。
【図７】従来のサーマルヘッドで穿孔した原紙における開孔の連続状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…サーマルヘッド、６…プラテンローラ、７…原紙、７３，７５，７７…被開孔部、７４，７６，７８…熱処理部、ＨM…メインヒータ、ＨS1，ＨS2…サブヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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