CN216993606U - 带预热机构的热敏打印头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带预热机构的热敏打印头，其特征在于，还设有预热机构，所述预热机构包括覆盖于绝缘保护层上的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜两端分别与PCB电路板上的加热电路一端相连，加热电路另一端与预热控制电路相连，与现有技术相比，通过预热保护膜通过导热胶与控制直流电源连接，并且通过多路模拟开关调节不同预热温度挡位(40～60℃)，通过保护膜发热，进而对打印头进行均匀稳定的预热，通过对不同的打印耗材进行不同温度的预热，可以提升打印头的热响应进而提升打印速度，解决粘纸以及首行因蓄热不足带来的打印淡，同时可以减少发热电阻体的发热负荷，减少发热体能量的负担。

Description

带预热机构的热敏打印头

技术领域：

本实用新型涉及热敏打印头制造技术领域，具体的说是一种能够提高打印耗材温度、改善首行印字浓度淡、以及打印粘纸问题，进而提升打印速度的带预热机构的热敏打印头。

背景技术：

众所周知，热敏打印机关键部件是热敏打印头，其发热像素点由若干个发热单元电阻组成，工作时脉冲信号加在电阻两端，电阻体温度迅速上升到300～400℃，并将其产生的焦耳热迅速传递给紧贴热印头的热敏纸，使热敏纸相应位置受热而变色，从而打印出所要求的文字或图像，一般热敏纸在70℃左右进行显色，打印头升温越高，显色也越快。

随着信息技术的快速发展，要求热打印机具有更快的打印速度，更好的打印质量和应对层出不穷的打印耗材，这就要求热印头热响应速度快，性能稳定可靠以应对多领域应用。

发明内容：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够有效提升打印头热响应速度进而解决粘纸、首行浓度淡问题，也能减少打印头发热体的能量负荷，延长打印头寿命的带预热机构的热敏打印头。

本实用新型通过以下措施达到：

一种带预热机构的热敏打印头，设有陶瓷基板、驱动IC、PCB电路板，其中陶瓷基板上设有底釉层，底釉层表面设置导线电极以及发热电阻体，发热电阻体及导线电极的表面覆盖绝缘保护层，其特征在于，还设有预热机构，所述预热机构包括覆盖于绝缘保护层上的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜两端分别与PCB电路板上的加热电路一端相连，加热电路另一端与预热控制电路相连。

本实用新型所述预热控制电路设有模拟开关、匹配电阻以及译码器，组成多档位调节预热控制电路，进一步，预热控制电路为三档预热控制电路，其中设有开关K1、K2、K3，匹配电阻R1、R2、R3以及译码器，其中译码器输出端与开关K1、K2、K3的控制端相连，开关K1与匹配电阻R1、石墨烯薄膜串联形成低温预热回路，开关K2与匹配电阻R2、石墨烯薄膜串联形成第二预热回路，开关K3与匹配电阻R3、石墨烯薄膜串联形成第三预热回路，所述译码器的控制端用于接收外部打印机控制器下达的控制脉冲信号。

本实用新型所述石墨烯薄膜的厚度范围为2-5um，表面电阻率≤100mΩ.cm，高热导率(4000-5000W/(m·K))，加载薄膜两端的直流电压范围为3-24V。

本实用新型石墨烯薄膜与PCB线路板连接采用导电胶，要求导电胶固化后的体积电阻率≤1×10-4Ω·cm，低接触电阻(≤1Ω)以及耐高温可靠性。

本实用新型预热控制电路中的模拟开关功耗低、速度快、低导通电阻(≤5Ω)，高截至电阻(≥10¹⁰Ω)。

本实用新型中驱动IC在上述陶瓷基板上或者PCB电路板上，在陶瓷基板和PCB电路板的连接处使用封装胶进行封装保护，本实用新型通过在陶瓷基板表面通过薄膜真空溅射工艺生成石墨烯薄膜，石墨烯薄膜分布在发热体周围并且覆盖发热体电阻，起到对发热体电阻进行物理保护以及对发热体进行预热功能；预热保护膜通过导热胶与控制直流电源连接，并且通过多路模拟开关调节不同预热温度挡位(40～60℃)，通过保护膜发热，进而对打印头进行均匀稳定的预热，通过对不同的打印耗材进行不同温度的预热，可以提升打印头的热响应进而提升打印速度，解决粘纸以及首行因蓄热不足带来的打印淡，同时可以减少发热电阻体的发热负荷，减少发热体能量的负担。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的侧视图。

附图3是本实用新型中陶瓷基板的局部示意图。

附图4是本实用新型实施例1中预热控制电路的结构示意图。

附图标记：散热板1、陶瓷基板2、石墨烯薄膜3、封装胶4、控制IC5、导电胶6、多路模拟开关芯片7、PCB线路板8、热敏电阻9、插座10、底釉层11、绝缘保护层12、发热电阻体13。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例，对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

如图1、2所示，本例提出了一种热敏打印头，包括散热板1、陶瓷基板2、石墨烯薄膜3、封装胶4、控制IC5、导电胶6、多路模拟开关芯片7、PCB线路板8、热敏电阻9、插座10、底釉层11、绝缘保护层12、发热电阻体13，打印头的制造以及组装方式与现有技术一致，在此不进行过多赘述；本例中陶瓷基板2上附有可以进行预热的石墨烯薄膜3，并在PCB电路板8上对应设置预热控制电路，进而可以根据打印机客户发出的指令切换预热控制电路内的模拟开关，进行预热温度的调节，具有操作简单同时可以解决目前存在的打印问题；

本例所述石墨烯薄膜3通过薄膜工艺(CVD)生成，该薄膜在绝缘保护膜上，并且覆盖发热体，通过光刻技术以及溅射技术进行精细制造，要求制成后的薄膜具有均匀的阻值分布，石墨烯薄膜3的两端通过导电胶与PCB线路板8上的加热电源信号VS连接，导电胶6固化后起到连接石墨烯薄膜3以及PCB线路板8上加热电源VS信号作用，加热电源VS信号另一端连接在输出段子上，通过打印机电缆进行对其供电，电压加在薄膜两端；

如图4所示，PCB线路板上附有模拟开关模块，其内部集成译码器模块和匹配电阻R1、R2、R3，一般预设三个温度调节挡位，即低温(35～45℃)、中温(45～55℃)、高温(55～65℃)、通过具体产品(打印长度)确定后发热薄膜的阻值后，根据薄膜阻值进行配置匹配电阻的阻值；

如图4所示，打印机厂商通过打印机上发送的指令信号来选择预热温度，模拟开关内部集成译码器，数据接收端根据接收到的指令信号进行译码，打开或者关闭相应的开关来起到温度控制的效果，若选择低温预热，即闭合K1即R1接入电路,中温为闭合K1、K2，即R1、R2并联接入,高温为闭合K1、K2、K3，即R1、R2、R3并联接入，在单位时间内通过接入电路的阻值大小来调节发热膜上的电压分配，进而控制预热保护膜的温度，全部断开K1、K2、K3为断开预热功能。

本例中保护膜不仅可以起到物理上的保护同时可以最为预热体，充分利用了石墨烯薄膜通电后的发热速度快，高热导率，稳定发热等特点，通过对其通电，电能转换为焦耳热，对打印介质进行预热，减少发热体能量的负担，达到更佳的打印质量，对比目前机械预热以及通过IC预热方式，具有设计以及控制上简单优良特点。

Claims (5)

1.一种带预热机构的热敏打印头，设有陶瓷基板、驱动IC、PCB电路板，其中陶瓷基板上设有底釉层，底釉层表面设置导线电极以及发热电阻体，发热电阻体及导线电极的表面覆盖绝缘保护层，其特征在于，还设有预热机构，所述预热机构包括覆盖于绝缘保护层上的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜两端分别与PCB电路板上的加热电路一端相连，加热电路另一端与预热控制电路相连。

2.根据权利要求1所述的一种带预热机构的热敏打印头，其特征在于，所述预热控制电路设有模拟开关、匹配电阻以及译码器，组成多档位调节预热控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种带预热机构的热敏打印头，其特征在于，预热控制电路为三档预热控制电路，其中设有开关K1、K2、K3，匹配电阻R1、R2、R3以及译码器，其中译码器输出端与开关K1、K2、K3的控制端相连，开关K1与匹配电阻R1、石墨烯薄膜串联形成低温预热回路，开关K2与匹配电阻R2、石墨烯薄膜串联形成第二预热回路，开关K3与匹配电阻R3、石墨烯薄膜串联形成第三预热回路，所述译码器的控制端用于接收外部打印机控制器下达的控制脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的一种带预热机构的热敏打印头，其特征在于，所述石墨烯薄膜的厚度范围为2-5um，表面电阻率≤100mΩ.cm，热导率范围为4000-5000W/(m·K)，加载薄膜两端的直流电压范围为3-24V。

5.根据权利要求1所述的一种带预热机构的热敏打印头，其特征在于，石墨烯薄膜与PCB线路板连接采用导电胶，要求导电胶固化后的体积电阻率≤1×10-4Ω·cm，接触电阻≤1Ω。

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