CN211222590U - 一种热敏打印头的温控基台结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热敏打印头的温控基台结构，其解决了现有热敏打印头的散热方式控温精度较低和结构复杂的技术问题，其包括发热陶瓷基板、金属基台、绝缘陶瓷基板、金属电极板、热电材料元件、控制开关、直流电源，发热陶瓷基板和绝缘陶瓷基板分别贴附在金属基台的两侧，绝缘陶瓷基板设置为两块，两块绝缘陶瓷基板之间分别通过金属电极板接入热电材料元件，热电材料元件包括采用并联方式接入的N型热电材料和P型热电材料，热电材料元件与控制开关和直流电源形成电气回路，本实用新型可广泛用于热敏打印头领域。

Description

一种热敏打印头的温控基台结构

技术领域

本实用新型涉及热敏打印头领域，尤其是涉及一种热敏打印头的温控基台结构。

背景技术

众所周知，热敏打印头包括带电气回路以及发热电阻体以及耐磨保护层等的发热陶瓷基板；以及电气回路接入IC、PCB等，以及散热用的基台；现有热敏打印头散热用的基台一般采用铝、铸铁等金属组成，通过机械加工的方式进行切割、打磨后，将发热陶瓷基板、PCB等贴附到铝或铁基台表面，当热敏打印头需要散热时，利用其金属的较高的热传导率进行热量传递，从而实现散热功能。

现有热敏打印头的散热结构散热效果较差，在无法满足低温或常温的情况下，出现首行印字浓度较低，从而打印不清晰的现象；可见，在条幅或其他发热量较大的使用环境下，单纯的金属散热已不能满足产品性能要求，目前有利用循环水冷却以及冷却剂冷却等冷却方案，但这种散热方式的控温精度较低、结构复杂、后期维护成本较高，且其排放对环境产生影响较大。

发明内容

本实用新型就是针对现有热敏打印头的散热方式控温精度较低和结构复杂的技术问题，提供一种预热、散热等精确控温且可实现首行印字清晰、高散热效率、高印字质量等功能的热敏打印头的温控基台结构。

为此，本实用新型包括发热陶瓷基板、金属基台、绝缘陶瓷基板、金属电极板、热电材料元件、控制开关、直流电源，发热陶瓷基板和绝缘陶瓷基板分别贴附在金属基台的两侧，绝缘陶瓷基板设置为两块，两块绝缘陶瓷基板之间分别通过金属电极板接入热电材料元件，热电材料元件包括采用并联方式接入的N型热电材料和P型热电材料，热电材料元件与控制开关和直流电源形成电气回路。

优选的，热电材料元件为一组或多组，采取叠层的方式进行连接。

优选的，发热陶瓷基板设置为至少一个。

优选的，金属基台为铝板或铁板。

优选的，绝缘陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板。

优选的，金属基台与发热陶瓷基板和绝缘陶瓷基板分别采用高热导率胶带粘接。

优选的，金属电极板采用铜电极。

优选的，N型热电材料采用掺杂Se的碲化铋材料，P型热电材料采用掺杂Sb的碲化铋材料。

本实用新型采用多组模组组合的方式进行分段精细控温，通过多层叠层并联的方式实现多段控温，以便提高散热效率；可实现低温或常温下预热以及大能量打印下的散热冷却，从而使热敏打印头具有较高的打印质量，以及避免了因热量累积引起的热敏打印头高温破坏，从而实现产品的高寿命，并使热敏打印头可实现首行清晰印字、无拖尾等现象，提高产品的印字质量，实现高速印字、清晰印字。

附图说明

图1为本实用新型温控基台正向接入的结构示意图；

图2为本实用新型温控基台反向接入的结构示意图。

图中符号说明：

1A、1B、1C.发热陶瓷基板；2.金属基台；3A、3B.绝缘陶瓷基板；4A、4B、4C.金属电极板；5A、5B.热电材料元件；6.控制开关；7.直流电源。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型包括发热陶瓷基板1、金属基台2、绝缘陶瓷基板3、金属电极板4、热电材料元件5、控制开关6、直流电源7，发热陶瓷基板1设置为至少一个，本实施例中发热陶瓷基板1并列设置为3个，分别记为1A、1B、1C。

发热陶瓷基板1和绝缘陶瓷基板3分别贴附在金属基台2的两侧，金属基台2与发热陶瓷基板1和绝缘陶瓷基板3分别采用高热导率胶带粘接，金属基台2为铝板或铁板，绝缘陶瓷基板3为高导热率的氧化铝陶瓷基板。

绝缘陶瓷基板3设置为两块，分别记为3A、3B，两块绝缘陶瓷基板3A和3B之间分别通过金属电极板4接入热电材料元件5，金属电极板4采用铜电极，分别设为4A、4B、4C，热电材料元件包括采用并联方式接入的N型热电材料5A和P型热电材料5B，N型热电材料5A采用掺杂Se的碲化铋材料，P型热电材料5B采用掺杂Sb的碲化铋材料，热电材料元件5为一组或多组，采取叠层的方式进行连接，从而提高散热效率；热电材料元件与控制开关6和直流电源7形成电气回路，控制开关6为模组开关，包括正向接入模组开关和反向接入模组开关，均可集成IC芯片控制。

本方案的温控结构采用珀尔帖效应，珀尔帖效应是指当有电流通过不同的导体组成的回路，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。

当控制开关6中的正向接入模组开关集成到IC控制芯片，待机状态时预热模式开启，电气回路接通，使贴附有发热陶瓷基板1的金属基台2温度升高，从而实现预热，通过控制开关6控制接通时间，实现不同温度预热，具体预热实现原理如下：电气回路按照图1所示正向接入时，电流从电子数较高的发热陶瓷基板的非接触端流向发热陶瓷基板的接触端，即从P型热电材料5B流向N型热电材料5A，从而实现发热陶瓷基板的接触端成为热端，实现预热功能。

当控制开关6中的反向接入模组开关集成到IC控制芯片，即根据输入数据信号开启反向接入模组开关，关闭正向接入模组开关，进行散热控温，散热原理如下：电气回路按照图2所示反向接入时，电流从N型热电材料5A流向P型热电材料5B，实现发热陶瓷基板的接触端成为冷端，即实现对发热陶瓷的冷却，可以实现实际打印240℃以及室温20℃之间热平衡，实现130℃恒温控制，从而可以实现下行印字预热，而又不影响下行印字效果。

本方案设计的控温结构不仅可以实现快速散热，还可以实现预热功能；散热结构采用二级散热方式进行，第一级散热采用金属基台2高热传导率进行扩散散热，其原理同现有技术相同此不赘述；第二级散热采用热电材料自有特性，进行辅助散热，在下行打印开始前将控温结构的电气回路反向接入，具体原理为：热敏打印头完成上一行打印后陶瓷基板温度升高，同发热陶瓷基板1相连的近端温度升高，同时电源控制开关关闭；因热电材料组成的控温结构两端出现温度差时，该散热结构的热端即带电气回路的发热陶瓷基板1的接触端从内部吸收帕尔贴热，利用本身的高热导进行散热，并在冷端进行帕尔贴放热，从而实现散热功能，可有效快速耗散多余能量，保证下行印字清晰。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

Claims (8)

1.一种热敏打印头的温控基台结构，其特征在于，包括发热陶瓷基板、金属基台、绝缘陶瓷基板、金属电极板、热电材料元件、控制开关、直流电源，所述发热陶瓷基板和绝缘陶瓷基板分别贴附在金属基台的两侧，所述绝缘陶瓷基板设置为两块，所述两块绝缘陶瓷基板之间分别通过金属电极板接入热电材料元件，所述热电材料元件包括采用并联方式接入的N型热电材料和P型热电材料，所述热电材料元件与所述控制开关和所述直流电源形成电气回路。

2.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述热电材料元件为一组或多组，采取叠层的方式进行连接。

3.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述发热陶瓷基板设置为至少一个。

4.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述金属基台为铝板或铁板。

5.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述绝缘陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板。

6.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述金属基台与所述发热陶瓷基板和所述绝缘陶瓷基板分别采用高热导率胶带粘接。

7.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述金属电极板采用铜电极。

8.根据权利要求1所述的热敏打印头的温控基台结构，其特征在于所述N型热电材料采用掺杂Se的碲化铋材料，P型热电材料采用掺杂Sb的碲化铋材料。

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