(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に延びる導電性発熱抵抗体と、前記主走査方向に所定間隔をおいて交互に前記導電性発熱抵抗体に接触させた複数の第一電極および第二電極とを備え、孔版原紙に対して前記主走査方向に交差する副走査方向に相対移動させながら、任意の隣り合う前記第一電極および第二電極を介して該第一電極と第二電極との間に位置する導電性発熱抵抗体部分に通電させることにより該部分を発熱させて、この発熱部分により前記孔版原紙に対して主走査方向および副走査方向に穿孔を施す厚膜式サーマルヘッドにおいて、
前記第一電極と第二電極との間の幅が、前記第一電極および第二電極の主走査方向の幅よりも狭く形成され、前記第一電極と第二電極との間の幅が、前記導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅よりも狭く形成され、かつ前記導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅が、前記主走査方向の穿孔ピッチよりも短いことを特徴とする厚膜式サーマルヘッド。
【請求項２】
前記電極が 100W/mK以上の熱伝導率を有する金属からなることを特徴とする請求項１記載の厚膜式サーマルヘッド。
【請求項３】
前記電極の熱を放熱させる放熱器が前記電極に密着して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の厚膜式サーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感熱性孔版原紙の製版を行う厚膜式サーマルヘッドの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
感熱孔版原紙の製版に用いられるサーマルヘッドは、導電性発熱抵抗体に通電し、電流による発熱作用を利用して、感熱孔版原紙に穿孔することにより製版するものであり、その構造により薄膜式と厚膜式とに大きく分けられる。
【０００３】
従来の厚膜式サーマルヘッドは、例えば、図９に示すようにセラミック基板９５の上に熱絶縁層９２を有し、その上に複数のクシ歯状電極９４ａ、９４ｂを有し、さらにその上に、電極９４ａ、９４ｂが並ぶ方向と同じ方向（主走査方向）に延びる導電性発熱抵抗体９１を有し、この発熱抵抗体９１は、電極９４の上に連続して形成されており、電極９４ａ  とその隣の電極９４ｂ  間が通電すると、電極９４ａ  とその隣の電極９４ｂ  の間に位置する発熱素子部９１ａ  が発熱する。この発熱素子部９１ａ  により、感熱孔版原紙に穿孔を形成して製版が行われる。
【０００４】
サーマルヘッドによって感熱性孔版原紙の製版を行う場合、図７に示すように、副走査方向Ｙにおいてもそうであるが、主走査方向Ｘにおいても孔版原紙７１に独立した穿孔７２を形成する必要がある。
【０００５】
なぜならば、図８に示すように感熱孔版原紙７１の主走査方向Ｘに各穿孔７２が連続して形成されると、印刷時に連続穿孔した穴からインクが大量に突出して、印刷部分に必要以上にインクがつき、その結果裏写り現象や裏抜け現象が発生してしまうことになるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９において発熱素子部９１ａ  とその周りの発熱抵抗体９１とが熱的に絶縁されていれば、発熱素子部９１ａ  の通電により発熱する発熱領域の主走査方向の幅Ｗは、電極９４ａと９４ｂとの間の幅Ｐとほぼ同じはずである。
【０００７】
しかし、実際には発熱素子部９１ａ  とその周りの発熱抵抗体９１とは何ら熱的に絶縁されていないため、電極９４ａ  とその隣の電極９４ｂ  が通電してその間の発熱素子部９１ａ  が発熱すると、その熱が周囲に伝播して拡がってしまい、実際には図１０に示すように、発熱素子部９１ａ  よりも大きい発熱領域１０１  が高温となり、発熱領域の主走査方向の幅Ｗは電極９４ａ  と９４ｂ  の電極間の幅Ｐよりもかなり広くなる。また、電極９４ｂ  とその隣の電極９４ｃ  間が通電すると、電極９４ｂ  とその隣の電極９４ｃ  との間においても発熱領域１０２  が高温となるので、隣り合う発熱素子部が発熱した場合には、発熱抵抗体９１の表面では２つの発熱領域１０１、１０２がかなり近接することになり、主走査方向に穿孔が連続してしまう場合も生じ得る。
【０００８】
特に、厚膜式サーマルヘッドの場合は、発熱抵抗体９１の厚みが厚いため、電極間の通電により発生した熱が発熱抵抗体９１の表面に伝播する途中で拡散されて拡がってしまい、発熱抵抗体９１の表面上では、電極間の幅Ｐよりも発熱領域の幅Ｗの方が大きくなってしまう傾向にあり、上記の問題が顕著に表れる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、発熱抵抗体の熱を絶縁することなく、主走査方向に独立穿孔させることが可能な厚膜式サーマルヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る厚膜式サーマルヘッドは、主走査方向に延びる導電性発熱抵抗体と、前記主走査方向に所定間隔をおいて交互に前記導電性発熱抵抗体に接触させた複数の第一電極および第二電極とを備え、孔版原紙に対して前記主走査方向に交差する副走査方向に相対移動させながら、任意の隣り合う前記第一電極および第二電極を介して該第一電極と第二電極との間に位置する導電性発熱抵抗体部分に通電させることにより該部分を発熱させて、この発熱部分により前記孔版原紙に対して主走査方向および副走査方向に穿孔を施す厚膜式サーマルヘッドにおいて、前記第一電極と第二電極との間の幅が、前記第一電極および第二電極の主走査方向の幅よりも狭く形成され、前記第一電極と第二電極との間の幅が、前記導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅よりも狭く形成され、かつ前記導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅が、前記主走査方向の穿孔ピッチよりも短いことを特徴とするものである。
【００１３】
前記電極は、１００℃において１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する金属からなることが好ましい。そのような金属としては、具体的にはたとえば、銀（熱伝導率４２２Ｗ／ｍＫ、抵抗率２．０８ρ／Ωｍ（１００℃における数値（以下同じ））、銅（熱伝導率３９５Ｗ／ｍＫ、抵抗率２．２３ρ／Ωｍ）、金（熱伝導率３１３Ｗ／ｍＫ、抵抗率２．８８ρ／Ωｍ）、アルミニウム（熱伝導率２４０Ｗ／ｍＫ、抵抗率７．８ρ／Ωｍ）、ベリリューム（熱伝導率１６８Ｗ／ｍＫ、抵抗率５．３ρ／Ωｍ）、タングステン（熱伝導率１６３Ｗ／ｍＫ、抵抗率７．３ρ／Ωｍ）、マグネシウム（熱伝導率１５４Ｗ／ｍＫ、抵抗率５．３ρ／Ωｍ）、イリジウム（熱伝導率１４５Ｗ／ｍＫ、抵抗率６．８ρ／Ωｍ）、モリブデン（熱伝導率１３５Ｗ／ｍＫ、抵抗率７．６ρ／Ωｍ）、黄銅（真鍮）（熱伝導率１２８Ｗ／ｍＫ、抵抗率６．３ρ／Ωｍ）、亜鉛（熱伝導率１１２Ｗ／ｍＫ、抵抗率７．８ρ／Ωｍ）などを用いることができる。
【００１４】
さらに、前記電極の熱を放熱させる放熱器が前記電極に密着して設けられていることが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の厚膜式サーマルヘッドは、第一電極および第二電極の主走査方向の幅よりも、前記第一電極と第二電極との間の幅（発熱素子部の幅）を狭く形成したので、熱を発生する発熱素子部の幅よりも放熱効果を有する電極幅の方が広くなり、発熱素子部で発生した熱を電極を通して効果的に放熱させることができる。これにより、発熱素子部の発熱によって高温となる発熱領域の主走査方向の幅を発熱素子部の幅に近づけることができ、隣り合う発熱素子部を発熱させた場合であっても、孔版原紙に穿孔される穿孔を独立の穿孔とすることができるので、裏写り現象や裏抜け現象を効果的に防止することができる。
【００１６】
また、第一電極と第二電極との間の導電性発熱抵抗体部分（発熱素子部）が発熱した場合、この発熱素子部の主走査方向の幅が該発熱素子部の副走査方向の幅（発熱抵抗体の副走査方向の幅）に比してより広くなると、熱の主走査方向の拡がりの程度がより大きくなる傾向にあるが、本発明の厚膜式サーマルヘッドは第一電極と第二電極との間の幅を、導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅よりも狭く形成したので主走査方向の連続穿孔を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の厚膜式サーマルヘッドは導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅を、主走査方向の穿孔ピッチよりも短くすることにより、主走査方向と副走査方向の画素密度が同じ場合もしくは副走査方向の画素密度が大きい場合における、副走査方向の連続穿孔を防ぐことができる。
【００１８】
また、電極に１００Ｗ／ｍＫ  以上の熱伝導率を有する金属を用いた場合には、電極は電流を流すという本質的な機能の他に、放熱体としての機能、あるいは放熱効果を充分に発揮させるために電極の熱を放熱させる放熱器が設けられている場合には、その放熱器に対して熱を伝播する伝播体としての機能を有することができるので、発熱抵抗体自体の過度の蓄熱を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の厚膜式サーマルヘッドの実施の形態の一部を示す斜視図、図２は図１に示す厚膜式サーマルヘッドのＡ−Ａ線断面図、図３は発熱抵抗体の発熱領域を示す図、図４は図１に示す厚膜式サーマルヘッドの平面図である。
【００２０】
厚膜式サーマルヘッド１０は、セラミック基板５の上に熱絶縁層２が積層され、熱絶縁層２の上に主走査方向Ｘに延びる導電性発熱抵抗体１と、主走査方向Ｘに所定間隔をおいて交互に導電性発熱抵抗体１に接触させた複数の第一電極４ａおよび第二電極４ｂとを備えている。第一電極４ａと第二電極４ｂとの間の幅Ｐは、第一電極４ａおよび第二電極４ｂの主走査方向Ｘの幅Ｑよりも狭く形成されている。なお電極４ａと４ｂの電極の幅Ｑは同一である。電極４ａ、４ｂは銀ペーストやアルミニウム、銅、金などの熱伝導のよい金属から適宜選択することが可能で、電極４ａ、４ｂの厚みは０．５〜１０μｍ  が好ましい。電極４ａ、４ｂの幅Ｑは、４００ｄｐｉの解像度の場合、好ましくは３０〜５０μｍ、さらには４０〜４５μｍが好ましい。電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐは、５  〜３０μｍ、さらには１５〜２５μｍが好ましい。たとえば、４００ｄｐｉの解像度の場合には、素子間ピッチは６３．５μｍとなるので、電極４ａ、４ｂの幅Ｑが４０μｍの場合には、電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐは２３．５μｍ程度にすることができる。導電性発熱抵抗体１は、たとえば酸化ルテニウム粉とガラス粉と溶剤とからなるペースト状の混合物などを用い、クシ歯状電極上にスクリーン印刷方式によって塗布することによりなされる。なお、図示は省略するが、導電性発熱抵抗体１、第一電極４ａおよび第二電極４ｂの表面には、耐摩耗性の被膜（ガラス材２〜２０μｍ）がコートされていてもよい。
【００２１】
発熱抵抗体１は長尺のカマボコ状の形状で、電極４ａ、４ｂ上に、主走査方向Ｘに連続して形成されており、電極４ａとその隣の電極４ｂが通電すると、電極４ａとその隣の電極４ｂの間の発熱抵抗体部分すなわち発熱素子部１ａが発熱する。しかし、発熱抵抗体１の厚みが厚いため、図３に示すように電極４ａ、４ｂの通電により発生した熱は発熱抵抗体１の表面に伝播する途中で拡散されて拡がり、発熱領域８の主走査方向の幅Ｗは発熱素子部１ａの幅、つまり電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐよりも大きくなる。しかし、電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐよりも電極４ａ、４ｂの主走査方向の幅Ｑの方が大きいので、発熱素子部１ａとその周りの発熱抵抗体１が何ら熱的に絶縁されていなくても、図４に示すように電極４ａと電極４ｂの電極自体が放熱体の役割を果たす（図４の→は熱の拡散方向を示す）ため、電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐよりも多少拡がる程度に熱の拡散を抑えることができる。現実には、電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐよりも拡がって高温となった部分は、発熱抵抗体１の表面では孔版原紙に穿孔できるだけの温度には達しないので、孔版原紙の主走査方向の穿孔幅は、電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐとほぼ同じ程度となり、隣り合う発熱素子部１ａを通電して孔版原紙に穿孔しても主走査方向の穿孔を独立の穿孔とすることができる。
【００２２】
電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐを、発熱抵抗体１の副走査方向の幅Ｒよりも広くすると、発熱抵抗体１の発熱素子部１ａは主走査方向Ｘに長くなるが、このように発熱素子部１ａが主走査方向Ｘに長くなると、発熱素子部１ａが副走査方向Ｙに長い場合に比べて主走査方向Ｘへの熱の拡がりがより大きくなってしまい、主走査方向Ｘに連続穿孔が起こりやすくなるので、電極４ａ、４ｂ間の幅Ｐは、発熱抵抗体１の副走査方向の幅Ｒよりも狭くすることが好ましい。
【００２３】
また、発熱抵抗体１の副走査方向Ｙの幅Ｒを、主走査方向Ｘの穿孔ピッチＳより長くすると、主走査方向Ｘと副走査方向Ｙの画素密度が同じ場合もしくは副走査方向Ｙの画素密度が大きい場合には、副走査方向Ｙに連続穿孔が起こりやすくなるので、発熱抵抗体１の副走査方向Ｙの幅Ｒは主走査方向Ｘの穿孔ピッチＳよりも短くすることが好ましい。
【００２４】
次に、放熱器を設けた場合の厚膜式サーマルヘッドについて説明する。図５は放熱器を組み合わせた厚膜式サーマルヘッドの一実施の形態を示す平面図、図６は図５に示す厚膜式サーマルヘッドのＢ−Ｂ線断面図である。放熱器を設けた厚膜式サーマルヘッド２０は、セラミック基板５の上に熱絶縁層２が積層され、熱絶縁層２の上に主走査方向Ｘに延びる導電性発熱抵抗体１と、主走査方向Ｘに所定間隔をおいて交互に導電性発熱抵抗体１に接触させた複数の電極４とを備え、さらに主走査方向Ｘに延びる発熱抵抗体１の近傍において、各電極４上に密着させて、同じく主走査方向Ｘに延びる放熱器７が発熱抵抗体１の両側に設けられている。放熱器７と電極４との間は、隣り合う電極がショートしないように電気絶縁層６によって絶縁されている。電気絶縁層６はたとえば、ガラスからなり、その厚さは  １〜２０μｍ程度とすることができる。放熱器７は、放熱効率を上げるためにできる限り空気と接する表面積が大きいものが好ましく、たとえば表面積を大きくするために放熱器に凹凸の溝（放熱フィン）を設けることがより好ましい。放熱器７は電極４の温度が上昇しないようにするためのものであるから、電極４の発熱抵抗体１の近傍の位置に密着させて設けて、積極的に放熱させることが好ましい。また、放熱器７の材質は電極と同様に熱伝導率の大きなものを使用することがより好ましい。図５に示した電極４は、放熱器７と密着する副走査方向Ｙの長さが、発熱抵抗体１の両側で、一端が長く他端が短く設けられているが、電極４の副走査方向Ｙの長さは、両端がともに発熱抵抗体１の両側に設けられている放熱器７を越えて長いものであっても差し支えない。
【００２５】
次に、厚膜式サーマルヘッド１０についてその動作を説明する。任意の隣り合う第一電極４ａおよび第二電極４ｂによって、この第一電極４ａと第二電極４ｂとの間に位置する導電性発熱抵抗体１部分すなわち発熱素子部１ａを通電させると、発熱素子部１ａの副走査方向の全幅にわたって通電して発熱し、この発熱素子部１ａにより孔版原紙に対して穿孔が施される。厚膜式サーマルヘッド１０を、孔版原紙に対して副走査方向Ｙに相対移動させながら任意の発熱素子部１ａを発熱させることにより、孔版原紙の任意の位置に穿孔が施される。なお、図４に示す９は導電性発熱抵抗体１の抵抗値等価回路網を示している。
【００２６】
本発明の厚膜式サーマルヘッドは、第一電極４ａおよび第二電極４ｂの主走査方向Ｘの幅Ｑよりも、第一電極４ａと第二電極４ｂとの間の幅Ｐを狭く形成したので、熱を発生する発熱素子部１ａの幅Ｐよりも放熱効果を有する電極幅Ｑの方が広くなり、発熱素子部１ａで発生した熱を電極４ａ、４ｂを通して充分に放熱させることができる。これにより、発熱素子部１ａの発熱によって高温となる発熱領域の主走査方向Ｘの幅Ｗを発熱素子部１ａの幅Ｐに近づけることができ、隣り合う発熱素子部１ａを発熱させた場合であっても、孔版原紙に穿孔される穿孔を独立の穿孔とすることができるので、裏写り現象や裏抜け現象を効果的に防止することができる。
【００２７】
また、第一電極４ａと第二電極４ｂとの間の主走査方向Ｘの幅Ｐを、発熱抵抗体１の副走査方向の幅Ｒよりも狭く形成することにより、発熱抵抗体１の発熱素子部１ａを副走査方向Ｙに長くすることができるので、主走査方向Ｘへの熱の拡がりをより抑えることができ、主走査方向Ｘの連続穿孔をより効果的に防ぐことができる。
【００２８】
また、主走査方向Ｘと副走査方向Ｙの画素密度が同じかもしくは副走査方向Ｙの画素密度が大きい場合には、発熱抵抗体１の副走査方向Ｙの幅Ｒを、主走査方向Ｘの穿孔ピッチＳよりも短く設けることにより、副走査方向Ｙの連続穿孔を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の厚膜式サーマルヘッドの実施の形態の一部を示す斜視図
【図２】図１に示す厚膜式サーマルヘッドのＡ−Ａ線断面図
【図３】発熱抵抗体の発熱領域を示す図
【図４】図１に示す厚膜式サーマルヘッドの平面図
【図５】放熱器を組み合わせた厚膜式サーマルヘッドの一実施の形態を示す平面図
【図６】図５に示す厚膜式サーマルヘッドのＢ−Ｂ先断面図
【図７】主走査方向に連続穿孔している孔版原紙
【図８】正常に独立穿孔している孔版原紙
【図９】従来の厚膜式サーマルヘッドの主走査方向断面図
【図１０】図９に示す厚膜式サーマルヘッドの発熱領域を示す平面図
【符号の説明】
１    導電性発熱抵抗体
４ａ    第一電極
４ｂ    第二電極
１０  厚膜式サーマルヘッド
Ｐ      第一電極と第二電極との間の幅
Ｑ    電極幅
Ｘ    副走査方向
Ｙ        主走査方向
【図１】
0003614318.tif 000002
【図２】
0003614318.tif 000003
【図３】
0003614318.tif 000004
【図４】
0003614318.tif 000005
【図５】
0003614318.tif 000006
【図６】
0003614318.tif 000007
【図７】
0003614318.tif 000008
【図８】
0003614318.tif 000009
【図９】
0003614318.tif 000010
【図１０】
0003614318.tif 000011