JP2000301751A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、複数枚の記録用紙に連続して印刷
を行っても、印刷を一時中断させることなくヘッド基板
に蓄熱される熱を、速やかに放熱させて連続印刷が可能
なサーマルプリンタを提供することを目的とするもので
ある。 【解決手段】 本発明のサーマルプリンタ１は、サーマ
ルヘッド８とヘッド取付台９との間に、ヘッド基板８ａ
の面方向に熱伝導率に異方性を有する放熱基板１１と、
ヘッド基板の面方向と直交する方向に熱伝導率に異方性
を有する放熱基板２１とを備えた放熱部材３２を配設
し、サーマルヘッド８の発熱素子８ｂを発熱させて記録
用紙に印刷したときのヘッド基板８ａに蓄熱される熱を
放熱部材３２を介して放熱させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルプリンタに
係わり、特に、サーマルヘッドに蓄熱される熱を適切に
放熱することができるサーマルプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱転写プリンタ等のサーマルプ
リンタは、プラテンの前方に記録用紙を支持すると共
に、キャリッジに配設されたアルミ等から成るヘッド取
付台に、複数の発熱素子が形成されたヘッド基板を有す
るサーマルヘッドを接着剤等で取り付けている。これら
のサーマルヘッドとプラテンとの間に、ベースフィルム
に所望のインクを塗布したインクリボンと前記記録用紙
とを狭持し、サーマルヘッドをキャリッジと共にプラテ
ンに沿って移動させながら、前記インクリボンを繰り出
し、前記サーマルヘッドの発熱素子を選択的に発熱させ
ることにより、インクリボンのインクを部分的に用紙に
転写して、用紙上に所望の画像を印刷するようになって
いる。

【０００３】このような熱転写プリンタは、用紙に印刷
を行う場合に、発熱素子の発熱がヘッド基板に蓄熱さ
れ、この蓄熱された熱がヘッド基板からヘッド取付台を
介して外部に放熱されるようになっている。このよう
に、ヘッド基板に蓄熱された熱が、ヘッド取付台を介し
て外部に放熱されることによってサーマルヘッドが所定
温度以上に上昇することなく、用紙に高品質の印刷を行
うことができるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
な従来のサーマルプリンタは、複数枚の記録用紙に連続
して印刷を行うようなときは、印刷開始直後の画像の濃
度と、印刷終了直前の画像の濃度にムラが発生すること
があった。その理由は、複数枚の記録用紙に連続して印
刷する場合には、発熱素子の発熱がヘッド基板に蓄熱さ
れ、この熱が、ヘッド取付台を介しの外部への放熱が放
熱が間に合わず、ヘッド基板が所定の温度よりも上昇し
て、印刷終了直前の画像の濃度が印刷開始直後よりも濃
くなるためである。また、発熱素子の発熱が蓄熱され
て、ヘッド基板が所定の温度よりも上昇すると、本来の
記録領域ではない領域に対して誤ってインクリボンのイ
ンクを転写してしまい、印刷汚れを発生させるというよ
うなこともあった。

【０００５】特に、最近のサーマルプリンタは、印刷画
像の高精細化が進んで、発熱素子のドット数が多くなる
と共にドット間ピッチも非常に狭くなっているので、並
列に配列された複数の発熱素子は、列方向の中央部付
近、例えば発熱素子のドット数が２４０ドットだと１２
０ドット付近の蓄熱が大きくなって、発熱素子の中央部
付近と周辺部とで温度差が大きくなる。そして、この温
度差が、発熱素子の中央部付近と周辺部とで１％以上と
大きくなり、中央部付近の印刷濃度が周辺部よりも濃く
なることがあった。

【０００６】前述のような複数枚の記録用紙に連続して
印刷する場合に、サーマルヘッドが高温になる対策とし
て、ヘッド基板の温度が所定値以上になると制御部から
の制御で、印刷を一時中断させて、サーマルヘッドを自
然冷却させて、サーマルヘッドの温度が所定値以下にな
ってから印刷を再開させるようにしていた。そのため
に、複数枚の用紙を連続して印刷を行うようなときは、
印刷途中にサーマルヘッドを冷却させるための待機時間
が必要になり、印刷速度が低下するという問題があっ
た。

【０００７】本発明は、前述のような課題を解決して、
複数枚の記録用紙に連続して印刷を行っても、印刷を一
時中断させることなくヘッド基板に蓄熱される熱を、速
やかに放熱させて連続印刷が可能なサーマルプリンタを
提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段として本発明のサーマルプリンタは、ヘッ
ド基板上に並列状に配列された複数の発熱素子を有する
サーマルヘッドと、このサーマルヘッドを取り付けたヘ
ッド取付台と、前記サーマルヘッドをプラテンに対して
接離させながら前記プラテンに沿って移動可能なキャリ
ッジトとを備え、前記サーマルヘッドと前記ヘッド取付
台との間に、少なくとも熱伝導率に異方性を有する放熱
基板を備えた放熱部材を配設し、前記サーマルヘッドの
前記発熱素子を発熱させて記録媒体に印刷したときの前
記ヘッド基板に蓄熱される熱を前記放熱部材を介して放
熱させるような構成とした。

【０００９】また、前記課題を解決するための第２の手
段として、前記放熱基板は、前記ヘッド基板の面方向に
熱伝導率に異方性を有する構成とした。

【００１０】また、前記課題を解決するための第３の手
段として、前記放熱基板は、前記ヘッド基板の面方向と
直交する方向に熱伝導率に異方性を有する構成とした。

【００１１】また、前記課題を解決するための第４の手
段として、前記放熱部材は、前記ヘッド基板の面方向に
熱伝導率に異方性を有する前記放熱基板と、前記ヘッド
基板の面方向と直交する方向に熱伝導率に異方性を有す
る放熱基板とで構成するようにした、

【００１２】また、前記課題を解決するための第５の手
段として、前記放熱部材は、前記ヘッド基板の面方向と
直交する方向に熱伝導率に異方性を有する前記放熱基板
と、この放熱基板の下面に取り付けた熱伝導率に等方性
を有する基板とで構成し、等方性を有する前記基板を前
記ヘッド取付台に取り付けるような構成とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図６に基づいて説明する。図１は本発明のサーマルプ
リンタの斜視図であり、図２〜図４は本発明に係わる第
１から第３の実施の形態を説明する斜視図であり、図
５、６は本発明の効果を説明する図である。

【００１４】本発明のサーマルプリンタ１は、図１に示
すように、フレーム（図示せず）の所望の位置に平滑な
面から成る記録面２ａを有する平板状のプラテン２が配
設され、このプラテン２の図示手前側には、ガイドシャ
フト３に支持され、プラテン２に沿って移動可能なキャ
リッジ４が配設されている。このキャリッジ４の中央部
には、相互に所定間隔を隔てて一対の回転可能な巻き取
りボビン４ａと送り出しボビン４ｂとが、上方に突出す
るように配設されている。

【００１５】また、キャリッジ４の上方には、適宜の間
隔を隔てて、図示しないフレームに支持された、上下方
向に開閉自在な略板状のキャノピ５が配設されている。
このキャノピ５は閉状態において、紙送り機構（図示せ
ず）の出口側の紙押さえとして機能するものであり、キ
ャリッジ４と対向するように配設されと共に、キャリッ
ジ４の移動領域とほぼ同一の長さとされている。

【００１６】前記キャノピ５の下面側で、キャリッジ４
と対峙する所定位置には、リボンカセット６を保持する
複数のカセットホルダ（図示せず）が設けられており、
このカセットホルダにより、複数のリボンカセット６が
キャリッジ４の移動方向に一列状に配設されるようにな
っている。前記リボンカセット６は中央部には、相互に
所定間隔を隔てて一対の回転自在な巻き取りリール６ａ
と送り出しリール６ｂとが配設されている。

【００１７】前記巻き取りリール６ａは、リボンカセッ
ト４の巻き取りボビン４ａに係合可能になっており、ま
た、送り出しリール６ｂはリボンカセット４の送り出し
ボビン４ｂに係合可能となっている。前記巻き取りリー
ル６ａと供給リール６ｂとには、それぞれ所定の色のイ
ンクが塗布されたインクリボン７の端部が巻回され、こ
のインクリボン７が所定の方向に走行可能になってい
る。

【００１８】前記キャリッジ４には、プラテン２側にダ
イキャスト用のアルミ等から成るヘッド取付台９が取り
付けられれ、このヘッド取付台９のプラテン側にサーマ
ルヘッド８が取り付けられている。このサーマルヘッド
８は、図２に示すように、ヘッド基板８ａの一端縁寄り
に、ドット状で並列状に配列された複数の発熱素子８ｂ
が形成されている。前記発熱素子８ｂは、一端部側が共
通電極（図示せず）に、他端部側がパターン状の個別電
極（図示せず）とにそれぞれ接続され、前記共通電極と
個別電極との端子部（図示せず）が、発熱素子８ｂと反
対側のヘッド基板８ａの他端縁側に導出形成されてい
る。

【００１９】、前記共通電極と個別電極のそれぞれの端
子部に、フレキシブル基板１０の回路パターン（図示せ
ず）が溶着等により取り付けられるようになっている。
そして、サーマルヘッド８は、キャリッジ４に設けられ
たヘッド移動機構（図示せず）により、プラテン２に対
して接離させながら、キャリッジ４の移動によりプラテ
ン２に沿って移動可能となっている。

【００２０】前記サーマルヘッド８は、ヘッド取付台９
を介してキャリッジ４に取り付けられ、フレキシブル基
板１０を介して、図示しないサーマルプリンタ側の制御
部によって通電制御を行って、発熱素子８ｂを選択的に
発熱させて、インクリボン７のインクを用紙に転写して
所望の画像を印刷するようになっている。

【００２１】このような構成の本発明のサーマルプリン
タは、サーマルヘッド８とヘッド取付台９との間に、少
なくとも熱伝導率に異方性を有する放熱基板を備えた放
熱部材が配設されている。そして、本発明の第１の実施
の形態のサーマルプリンタ１の放熱基板１１は、例えば
熱伝導率が４００Ｗ／ｍ℃と良好な熱伝導性を有すると
共に、図２に示すように、ヘッド基板８ａの面方向（矢
印Ｘ方向）に熱伝導率に異方性を有している。そのため
に、発熱素子を発熱させて複数枚の記録用紙に連続して
印刷しても、ヘッド基板８ａに蓄熱される熱を速やかに
放熱基板１１を介して、矢印Ｘ方向に速やかに放熱する
ことができる。

【００２２】また、本発明の第２の実施の形態として、
図３に示すように放熱部材２２の放熱基板２１は、ヘッ
ド基板８ａの面方向と直交する方向の矢印Ｙ方向に異方
性を有するものでも良い。このような放熱基板２１は、
ヘッド基板８ａに蓄熱された熱を矢印Ｙ方向に速やかに
伝達してヘッド取付台９に放熱することができる。

【００２３】また、本発明の第３の実施の形態として、
放熱部材３２は、例えば図４に示すように、サーマルヘ
ッド８の下に第２の実施の形態の矢印Ｙ方向に異方性を
有する放熱基板２１と、この放熱基板２１の下に第１の
実施の形態の矢印Ｘ方向に異方性を有する放熱基板１１
とで構成したものでも良い。このような放熱部材３２
は、ヘッド基板８ａに蓄熱される熱が、放熱基板２１で
矢印Ｙ方向に速やかに伝達され、この熱を放熱基板１１
で矢印Ｘ方向に速やかに外部に放熱することができる。

【００２４】前記第３の実施の形態では、放熱基板２１
の下に放熱基板１１を配設したもので説明したが、この
逆のサーマルヘッドの下に放熱基板１１を配設し、この
放熱基板１１の下に放熱基板２１を配設したものでも良
い。

【００２５】また、本発明の第４の実施の形態として、
図示を省略するが、放熱部材は、ヘッド基板８ａの面方
向と直交する方向に熱伝導率に異方性を有する放熱基板
２１と、この放熱基板２１の下面に取り付けた熱伝導率
に等方性を有する基板（例えばシリコン基板）とで構成
し、この等方性を有する前記基板をヘッド取付台９に取
り付けるようにしたものでも良い。このような放熱部材
は、ヘッド基板８ａ蓄熱された熱が、放熱基板２１を介
して速やかに熱伝導率に等方性を有する基板、例えばＳ
ｉ基板（熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍ℃）に伝達され、こ
の基板でヘッド取付台側と外部とに速やかに放熱するこ
とができる。

【００２６】前述のような本発明の放熱基板１１、２１
は、熱伝導率に矢印Ｘ方向、あるいは矢印Ｙ方向に異方
性を有する、例えばＡＬＴＨＥＡ（エヌイーケムキャッ
ト社製商品名で熱伝導率が４００Ｗ／ｍ℃）を例示する
ことができる。ちなみに、ダイキャスト用のアルミ等か
ら成るヘッド取付台９の熱伝導率は９６Ｗ／ｍ℃であ
り、これよりも、放熱基板１１、２１の方が熱伝導率が
良好であり且つ異方性を有するので、ヘッド基板８ａの
蓄熱を速やかに放熱させる効果がある。

【００２７】本発明のサーマルプリンタの、サーマルヘ
ッド８の放熱効果を、図５に示す前述した第３の実施の
形態を用いたもので説明すると、まず、印刷中にヘッド
基板８ａに蓄熱される熱の測定を、図５に示す発熱素子
８ｂ近傍で、発熱素子８ｂの列方向の中央部と周辺部の
３ポイントＡ、Ｂ、Ｃ点において、例えば熱電対等によ
り測定してみた。その結果、図６のグラフに示すよう
に、一転鎖線で示す放熱基板を使用しない従来のサーマ
ルプリンタは、発熱素子８ｂの中央部のＢ点の温度がＤ
と高くなり、中央部のＢ点と周辺部のＡ、Ｃ点の温度差
がＦと大きくなっていた。また、ヘッド基板内の温度分
布（バラツキ）が３％以上と大きかった。そのために、
印刷画像に濃度ムラが発生することがあった。

【００２８】これに対し、本発明のサーマルプリンタ
は、放熱基板１１、２１を使用することにより、図６の
実線で示すように、中央部のＢ点の温度がＥと、従来よ
り低く、このＢ点の温度と周辺部Ａ、Ｃ点との温度差が
Ｇと従来の１／３以下にすることができる。また、ヘッ
ド基板８ａ内の温度分布が１％以下と小さく、濃度ムラ
のない画像を印刷することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のサーマルプ
リンタは、サーマルヘッドとヘッド取付台との間に、少
なくとも熱伝導率に異方性を有する放熱基板を備えた放
熱部材を配設し、前記サーマルヘッドの前記発熱素子を
発熱させて記録媒体に印刷したときの前記ヘッド基板に
蓄熱される熱を前記放熱部材を介して放熱させるように
したので、ヘッド基板に蓄熱される熱を速やかに放熱す
ることができる。また、発熱素子の中央部と周辺部とで
温度差を小さくすることができる。そのために、複数枚
の記録用紙に連続して印刷を行っても、ヘッド基板の蓄
熱温度が所定値以上に上昇することを抑えることがで
き、印刷開始直後の画像濃度と、印刷終了直前の画像濃
度とに濃度ムラのない、高品質の画像を印刷することが
できるサーマルプリンタを提供できる。

【００３０】また、前記放熱基板は、前記ヘッド基板の
面方向に熱伝導率に異方性を有するので、ヘッド基板に
蓄熱された熱を、ヘッド基板の面方向の外部に速やかに
放熱させることができ、発熱素子の中央部付近のヘッド
基板の温度上昇を抑えて、発熱素子の中央部付近の印刷
濃度と周辺部の印刷濃度との濃度ムラをなくすることが
できる。

【００３１】また、前記放熱基板は、前記ヘッド基板の
面方向と直交する方向に熱伝導率に異方性を有するの
で、ヘッド基板に蓄熱される熱を、速やかに下部のヘッ
ド取付台に伝達して放熱することができる。

【００３２】また、前記放熱部材は、前記ヘッド基板の
面方向に熱伝導率に異方性を有する前記放熱基板と、前
記ヘッド基板の面方向と直交する方向に熱伝導率に異方
性を有する放熱基板とで構成するようにしたので、更に
速やかにヘッド基板の蓄熱を外部、あるいはヘッド取付
台に伝達して放熱することができ、更に高品質の画像を
印刷することができるサーマルプリンタを提供できる。
また、複数枚の記録用紙に連続して印刷を行う場合に、
印刷途中で印刷を中断してサーマルヘッドを冷却させる
ようなことが不要になり、連続して印刷する場合の印刷
速度を速めることができる。

【００３３】また、前記放熱部材は、前記ヘッド基板の
面方向と直交する方向に熱伝導率に異方性を有する前記
放熱基板と、この放熱基板の下面に取り付けた熱伝導率
に等方性を有する基板とで構成し、等方性を有する前記
基板を前記ヘッド取付台に取り付けるようにしたので、
等方性を有する基板をシリコン基板等の熱伝導性の良好
な材料を用いることで、ヘッド基板に蓄熱された熱を、
速やかに外部、あるいは下部のヘッド取付台に伝達して
放熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーマルプリンタの要部を示す斜
視図である。

【図２】本発明に係わる第１の実施の形態を説明する概
略斜視図である。

【図３】本発明に係わる第２の実施の形態を説明する概
略斜視図である。

【図４】本発明に係わる第３の実施の形態を説明する概
略斜視図である。

【図５】本発明の効果を説明するための概略斜視図であ
る。

【図６】本発明の効果を示すグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】 】
1. 【請求項１】 ヘッド基板上に並列状に配列された複数
   の発熱素子を有するサーマルヘッドと、このサーマルヘ
   ッドを取り付けたヘッド取付台と、前記サーマルヘッド
   をプラテンに対して接離させながら前記プラテンに沿っ
   て移動可能なキャリッジトとを備え、前記サーマルヘッ
   ドと前記ヘッド取付台との間に、少なくとも熱伝導率に
   異方性を有する放熱基板を備えた放熱部材を配設し、前
   記サーマルヘッドの前記発熱素子を発熱させて記録媒体
   に印刷したときの前記ヘッド基板に蓄熱される熱を前記
   放熱部材を介して放熱させるようにしたことを特徴とす
   るサーマルプリンタ。
2. 【請求項２】 前記放熱基板は、前記ヘッド基板の面方
   向に熱伝導率に異方性を有することを特徴とする請求項
   １記載のサーマルプリンタ。
3. 【請求項３】 前記放熱基板は、前記ヘッド基板の面方
   向と直交する方向に熱伝導率に異方性を有することを特
   徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
4. 【請求項４】 前記放熱部材は、前記ヘッド基板の面方
   向に熱伝導率に異方性を有する前記放熱基板と、前記ヘ
   ッド基板の面方向と直交する方向に熱伝導率に異方性を
   有する放熱基板とで構成するようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載のサーマルプリンタ。
5. 【請求項５】 前記放熱部材は、前記ヘッド基板の面方
   向と直交する方向に熱伝導率に異方性を有する前記放熱
   基板と、この放熱基板の下面に取り付けた熱伝導率に等
   方性を有する基板とで構成し、等方性を有する前記基板
   を前記ヘッド取付台に取り付けるようにしたことを特徴
   とする請求項１記載のサーマルプリンタ。