JP2006334847A - Method for cooling thermal head and heatsink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドの冷却方法、及び、サーマルヘッドに取付けられるヒートシンクに関するものである。 The present invention relates to a thermal head cooling method and a heat sink attached to the thermal head.
複数の発熱素子が主走査方向に配列された発熱素子アレイを備えたサーマルヘッドを用い、前記発熱素子アレイを感熱記録紙に圧接した状態で、感熱記録紙を副走査方向に搬送させながら、感熱記録紙をプリンタ本体等からの印画信号に基づいて所定の電力を印加し、発熱素子によって発熱抵抗体を選択的にジュール発熱させるとともに、この熱を感熱記録媒体に伝導させ、感熱記録紙に所定の画像を1ラインずつ熱記録する感熱プリンタが知られている。発熱素子アレイは、例えば、セラミック基板の一方の面に設けられる。発熱素子アレイが発熱するとサーマルヘッドは高温に達するので、セラミック基板の他方の面には放熱部材としてヒートシンクが取り付けられるのが一般的である。 Using a thermal head equipped with a heating element array in which a plurality of heating elements are arranged in the main scanning direction, the thermal recording paper is conveyed in the sub-scanning direction while the heating element array is pressed against the thermal recording paper, A predetermined electric power is applied to the recording paper based on a printing signal from the printer main body, and the heating resistor is selectively Joule-heated by the heating element, and this heat is conducted to the thermal recording medium, and the thermal recording paper There is known a thermal printer that thermally records each image line by line. The heating element array is provided on one surface of the ceramic substrate, for example. Since the thermal head reaches a high temperature when the heat generating element array generates heat, a heat sink is generally attached as a heat radiating member to the other surface of the ceramic substrate.
しかしながら、ヒートシンクを取り付けると、プリンタ起動初期時等において、発熱素子アレイの発した熱の多くがヒートシンクを温めるために用いられてしまい、発熱素子アレイの発した熱のうち感熱記録紙に伝えられる熱の割合である熱効率が低くなるという問題が生じる。熱効率が低いと、発熱素子アレイは余分な熱を発生させなければならず、プリンタの省電力化を図る上で妨げとなる。 However, when a heat sink is attached, most of the heat generated by the heating element array is used to warm the heat sink at the initial stage of printer startup, etc., and the heat transmitted to the thermal recording paper out of the heat generated by the heating element array. The problem that the thermal efficiency which is the ratio of becomes low arises. If the thermal efficiency is low, the heating element array must generate extra heat, which is an obstacle to power saving of the printer.
この対策として、ヒートシンクを小さくしてヒートシンクの放熱性能を下げ、感熱記録紙に振り向けられる熱量を増やすことが考えられる。しかし、ヒートシンクの放熱性能を下げると、連続してプリントを行ったときにサーマルヘッドの温度が上昇し続けてしまう。サーマルヘッドの温度が上昇し続けると、やがてサーマルヘッドがオーバーヒートし、プリントを中断せざるを得なくなる。サーマルヘッドの温度上昇は、高速プリント時により顕著である。また、サーマルヘッドの温度が基準温度より高い状態であると、熱記録される画像がコントラストのないものとなり、画質が低下するという問題も生じる。 As a countermeasure, it is conceivable to reduce the heat sink performance by reducing the heat sink, and to increase the amount of heat directed to the thermal recording paper. However, if the heat dissipation performance of the heat sink is lowered, the temperature of the thermal head will continue to rise when printing is performed continuously. If the temperature of the thermal head continues to rise, the thermal head will eventually overheat and printing will have to be interrupted. The temperature rise of the thermal head is more remarkable during high-speed printing. Further, if the temperature of the thermal head is higher than the reference temperature, the thermally recorded image has no contrast, and there is a problem that the image quality is deteriorated.
こうした背景から、放熱性能を変化させることが可能なサーマルヘッドが提案されている。特許文献1記載のサーマルヘッドでは、蓄熱部材(グレーズ層)と、基板との間に圧電素子を設け、この圧電素子の厚みを変化させ、隙間の体積を変化させることで、放熱性能を可変にしている。これにより、発熱素子への通電時には放熱性能を下げて熱効率を上げるとともに、発熱素子への通電を停止した時には放熱性能を上げて温度低下をはやくすることを試みている。 Against this background, a thermal head capable of changing the heat dissipation performance has been proposed. In the thermal head described in Patent Literature 1, a piezoelectric element is provided between the heat storage member (glaze layer) and the substrate, the thickness of the piezoelectric element is changed, and the volume of the gap is changed, thereby making the heat dissipation performance variable. ing. Thereby, when energizing the heat generating element, the heat dissipation performance is lowered to increase the thermal efficiency, and when the energization to the heat generating element is stopped, the heat dissipating performance is increased to quickly reduce the temperature.
ところで、サーマルヘッドの主走査方向における放熱性能は、ヘッド中央部からヘッド端部になるにつれて高くなるため、プリント中のサーマルヘッドの温度分布はヘッド中央部では高く、ヘッド端部に近づくにつれて低くなる傾向にある。特に、放熱性能の高いヘッド端部では、感熱記録紙に記録するための熱がヒートシンクにより放熱されてしまい、所望の熱を感熱記録紙に与えることができない。このようなサーマルヘッドの主走査方向での放熱性能の差に起因した温度差は、ヘッド中央部とヘッド端部との画像の濃度差(濃度ムラ)となって表われ、画質を劣化させている。このような濃度ムラは画像の端部が中央部に比べてその濃度が低くなることから両端濃度抜けとも呼ばれる。特に、サーマルヘッドが冷えた状態でのプリントと、連続プリントによりサーマルヘッドが十分に温まった状態でのプリントとでは、プリント時のサーマルヘッドの温度差による上記両端濃度抜けが顕著になる。前述した特許文献1では、プリント時のサーマルヘッドの主走査方向及びプリント時の温度差に起因する画像の濃度ムラに対して考慮されていない。 By the way, since the heat dissipation performance in the main scanning direction of the thermal head increases as it goes from the center of the head to the head end, the temperature distribution of the thermal head during printing is high at the center of the head and decreases as it approaches the head end. There is a tendency. In particular, at the head end portion having high heat dissipation performance, heat for recording on the thermal recording paper is radiated by the heat sink, and desired heat cannot be applied to the thermal recording paper. The temperature difference due to the difference in the heat dissipation performance of the thermal head in the main scanning direction appears as an image density difference (density unevenness) between the head center and the head end, which deteriorates the image quality. Yes. Such density unevenness is also referred to as density loss at both ends because the density at the edge of the image is lower than that at the center. In particular, in the print in a state where the thermal head is cooled and the print in a state where the thermal head is sufficiently warmed by continuous printing, the above-described density loss at both ends due to the temperature difference of the thermal head during printing becomes significant. In the above-described Patent Document 1, no consideration is given to image density unevenness caused by the main scanning direction of the thermal head during printing and the temperature difference during printing.
本発明では、サーマルヘッドの主走査方向の放熱性能の違いによる濃度ムラや連続プリント時のサーマルヘッドの温度差による濃度ムラを改善するための冷却方法、及びそのような冷却方法を可能とするヒートシンクを提供することを目的とする。 In the present invention, a cooling method for improving density unevenness due to a difference in heat dissipation performance in the main scanning direction of the thermal head and density unevenness due to a temperature difference of the thermal head during continuous printing, and a heat sink enabling such a cooling method. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、複数の発熱素子を並べてなるサーマルヘッドにヒートシンクを取り付けてサーマルヘッドを冷却するサーマルヘッドの冷却方法において、前記ヒートシンクを前記発熱素子の配列方向に複数の分割ヒートシンク本体として分割し、これら分割ヒートシンク本体をバイメタルからなる接続部材により接続するとともに、中央部の前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに固定し、前記接続部材により前記サーマルヘッドの温度が高くなるに従い前記サーマルヘッドの中央部側から端部に向かって順次前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに接触させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the thermal head cooling method, the thermal head is cooled by attaching a heat sink to a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged, and the heat sink is arranged in the arrangement of the heating elements. The divided heat sink body is divided into a plurality of divided heat sink bodies in the direction, and the divided heat sink bodies are connected by a connecting member made of bimetal, and the divided heat sink body in the center is fixed to the thermal head, and the temperature of the thermal head is fixed by the connecting member. As the height increases, the divided heat sink body is sequentially brought into contact with the thermal head from the center side to the end of the thermal head.
請求項2記載の発明では、複数の発熱素子を並べてなるサーマルヘッドに取り付けられ、サーマルヘッドを冷却するヒートシンクにおいて、前記発熱素子の配列方向に分割される分割ヒートシンク本体と、前記サーマルヘッドの前記発熱素子の配列方向の中央部に位置する前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに固定する固定部材と、これら複数の前記分割ヒートシンク本体を接続し、接続された一方の前記分割ヒートシンク本体を一定温度未満では前記サーマルヘッドから離し、一定温度以上になると変形して前記サーマルヘッドに接触させるバイメタルからなる接続部材とを備えることを特徴とする。なお、前記分割ヒートシンクは5個以上から構成され、これら前記分割ヒートシンク本体を接続する前記接続部材の変形開始温度を、前記サーマルヘッドの中央部側の接続部材ほど低く設定することが好ましい。 According to a second aspect of the present invention, in a heat sink that is attached to a thermal head in which a plurality of heat generating elements are arranged and cools the thermal head, a divided heat sink body that is divided in the arrangement direction of the heat generating elements, and the heat generation of the thermal head A fixing member for fixing the divided heat sink body located at the center of the element arrangement direction to the thermal head and the plurality of divided heat sink bodies are connected, and one of the connected divided heat sink bodies is less than a certain temperature. And a connection member made of a bimetal that is separated from the thermal head and deforms when it reaches a certain temperature or more and contacts the thermal head. It is preferable that the divided heat sink is composed of five or more, and the deformation start temperature of the connecting member connecting the divided heat sink main bodies is set lower as the connecting member on the central side of the thermal head.
本発明は、複数の発熱素子を並べてなるサーマルヘッドに取り付けられ、サーマルヘッドを冷却するヒートシンクにおいて、前記発熱素子の配列方向に分割される分割ヒートシンク本体と、前記サーマルヘッドの前記発熱素子の配列方向の中央部に位置する前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに固定する固定部材と、これら複数の前記分割ヒートシンク本体を接続し、接続された一方の前記分割ヒートシンク本体を一定温度未満では前記サーマルヘッドから離し、一定温度以上になると変形してサーマルヘッドに接触させるバイメタルからなる接続部材とを備えることを特徴とする。このヒートシンクを適用することにより、両端部の濃度ムラの原因であるサーマルヘッドのヘッド中央部とヘッド端部の温度差を最小にすることが可能になり、画質のよいプリントを行うことができる。また、このヒートシンクによる温度分布の平滑化は常時行われるので、連続プリント時において、サーマルヘッドが温まっていない状態のプリントと、十分に温まった状態のプリントとの濃度ムラを最小限にすることもできる。更に、接続部材の変形開始温度は接続部材の組成により変更可能であり、変形開始温度を適正に選択することで、サーマルヘッドを所望の温度に保持することができる。 The present invention provides a heat sink that is attached to a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged and cools the thermal head, and is divided into heat sink elements arranged in the arrangement direction of the heating elements, and the arrangement direction of the heating elements of the thermal head A fixing member for fixing the divided heat sink body located at the center of the thermal head to the thermal head and a plurality of the divided heat sink bodies connected to each other. And a connecting member made of a bimetal that is deformed when it reaches a certain temperature or more and is brought into contact with the thermal head. By applying this heat sink, it becomes possible to minimize the temperature difference between the head center portion and the head end portion of the thermal head, which is the cause of density unevenness at both ends, and prints with good image quality can be performed. Also, since the temperature distribution is smoothed by the heat sink at all times, it is possible to minimize density unevenness between the print when the thermal head is not warm and the print when it is sufficiently warm during continuous printing. it can. Furthermore, the deformation start temperature of the connection member can be changed depending on the composition of the connection member, and the thermal head can be held at a desired temperature by appropriately selecting the deformation start temperature.
前述したようなプリント時の濃度ムラの対策の1つとして、コールドスタート時のようにサーマルヘッドが十分に温まっていない状態では、サーマルヘッドを印刷可能な温度まで加熱するための予熱時間を設けることも考え、サーマルヘッドの主走査方向における濃度分布(濃度プロファイル)をプリント枚数毎に予め求めておき、この濃度分布に基づき、各発熱素子への印加電力を補正し、主走査方向における濃度ムラの発生を抑えることも可能である。しかし、このような補正方法では、プリント枚数毎に主走査方向の濃度プロファイルを求めたり、この濃度プロファイルに基づく画像データの補正を行ったりする必要があり、制御が煩雑になるという問題がある。本発明では、このような濃度プロファイル補正が不要になる。 As one of the countermeasures against the density unevenness at the time of printing as described above, when the thermal head is not sufficiently warmed at the time of cold start, a preheating time for heating the thermal head to a printable temperature is provided. Therefore, the density distribution (density profile) in the main scanning direction of the thermal head is obtained in advance for each number of printed sheets, and the applied power to each heating element is corrected based on this density distribution, and density unevenness in the main scanning direction is corrected. It is also possible to suppress the occurrence. However, in such a correction method, it is necessary to obtain a density profile in the main scanning direction for each number of prints, or to correct image data based on the density profile, and there is a problem that the control becomes complicated. In the present invention, such density profile correction is unnecessary.
図1に示すように、感熱プリンタ10には、給紙ローラ12、搬送ローラ14、サーマルヘッド16、ヒートシンク18、プラテンローラ20、光定着器22、排紙ローラ23、カッタ24、排出口26が設けられている。また、感熱プリンタ10には、長尺のカラー感熱記録紙28(以下、記録紙28)をロール状に巻いた記録紙ロール28aが装填されている。
As shown in FIG. 1, the
給紙ローラ12は、記録紙ロール28aの外周に接触して回転し、記録紙28を搬送路へ引き出す。搬送ローラ14は、正回転することで記録紙28を給紙方向へ搬送し、逆回転することで記録紙28を印画方向へ搬送する。給紙ローラ12及び搬送ローラ14はモータによって駆動され、このモータはシステムコントローラによって制御されている。
The
サーマルヘッド16は、搬送ローラ14の給紙方向下流側に設けられている。サーマルヘッド16は、プラテンローラ20の上で記録紙28に圧接するプリント位置と、プラテンローラ20から離れる退避位置との間で変位する。サーマルヘッド16は、システムコントローラから送られる画像データに基づいてヘッドドライバによって駆動される。プラテンローラ20は、搬送路を挟んでサーマルヘッド16と対向する位置に設けられている。プラテンローラ20は、記録紙28の搬送に応じて従動回転する。
The
記録紙28は、周知のように、支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層を順次設けて形成されている。各々の感熱発色層は、所定の熱エネルギーを加えると熱エネルギーに応じた濃度で発色するように設計されている。イエロー感熱発色層が最も小さい熱エネルギーで発色し、シアン感熱発色層が最も大きい熱エネルギーで発色する。また、イエロー感熱発色層は、波長が約420nmの青紫色の光であるイエロー定着光が照射されると未発色部分の発色能力を消失する。同様に、マゼンタ感熱発色層は、波長が約365nmの近紫外光であるマゼンタ定着光が照射されると未発色部分の発色能力を消失する。
As is well known, the
光定着器22は、サーマルヘッド16の給紙方向下流側に設けられている。光定着器22は、イエロー定着光を発するイエロー定着ランプ30と、マゼンタ定着光を発するマゼンタ定着ランプ32と、これらのランプ30,32の光を反射する反射板34とから構成される。光定着器22は、システムコントローラからの信号に基づいてライトドライバによって駆動される。
The
カッタ24は、光定着器22の給紙方向下流側に設けられている。カッタ24は、記録紙28を所定のサイズにカットする。排紙ローラ23及び排出口26は、カッタ24の給紙方向下流側に設けられている。排紙ローラ23は、カットされた記録紙28を排出口26に搬送する。
The
次に、サーマルヘッド16及びヒートシンク18について説明する。図2に示すように、サーマルヘッド16は、アルミ板16aの一方の面に発熱素子アレイ16bを設けて構成されている。また、発熱素子アレイ16bが形成される面にはプリント基板16cが取り付けられており、このプリント基板16cには各発熱素子を駆動するためのドライバICなどが設けられている。各発熱素子はシリンドリカル状に突出する部分グレーズ層に形成されており、多数の発熱素子が主走査方向に並んで発熱素子アレイ16bを構成している。サーマルヘッド16の主走査方向に長い平板のアルミ板16aの発熱素子アレイ16bと反対側の面にはヒートシンク18が取り付けられる。
Next, the
ヒートシンク18は、図3及び図4に示すように、主走査方向で7個に分割されており、7個の分割ヒートシンク本体18a、18b、18c、18dから構成されている。中央部の分割ヒートシンク本体18aがネジ35によりサーマルヘッド16のアルミ板16aに固定されている。以下、この中央部に取り付けられる分割ヒートシンク本体18aを第1分割ヒートシンク本体18aといい、この第1分割ヒートシンク本体18aに隣接するものを第2分割ヒートシンク本体18b、第2分割ヒートシンク本体18bに隣接するものを第3分割ヒートシンク本体18c、第3分割ヒートシンク本体18cに隣接するものを第4分割ヒートシンク本体18dという。第1分割ヒートシンク本体18aの主走査方向の長さL1は、サーマルヘッド16の主走査方向長さL0に対し略65%であり、第2〜第4分割ヒートシンク本体18b〜18dの長さは、残りの略35%を6等分した長さL2になっている。各分割ヒートシンク本体18a〜18dの上面には、放熱効果を上げるために多数の冷却フィン36が並べて形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
各分割ヒートシンク本体18a〜18dは、各分割ヒートシンク本体の主走査方向の両端部に取り付けられたバイメタルからなる接続板38a、38b、38cによって接続される。本実施形態では、第1及び第2分割ヒートシンク本体18a、18bを接続するものを第1接続板38aといい、第2及び第3分割ヒートシンク本体18b、18cを接続するものを第2接続板38bといい、第3及び第4分割ヒートシンク本体18c、18dを接続するものを第3接続板38cという。各接続板38a〜38cは、ネジ39により分割ヒートシンク本体にそれぞれ固定されている。
The divided
各接続板38a〜38cは、熱膨張係数が異なる複数種類の金属板を張り合わせて構成されており、所定の温度ではほぼ平板状であり、この温度よりも低くなると湾曲して自由端側(主走査方向外側)の分割ヒートシンク18b〜18dを上方に持ち上げてアルミ板16aとの間に隙間を形成する。また、所定の温度よりも高くなると、反対側に湾曲しようとし、これによりアルミ板16aと分割ヒートシンク18b〜18dとが密着するようになる。各接続板38a〜38cは、用いる金属板の材質、厚みなどを変えることによって、変形を開始する温度がそれぞれ変えられており、外側に位置する接続板ほど、変形開始温度は高く設定されている。また、各接続板38a〜38cの形状変化により分割ヒートシンク18b〜18dがアルミ板16aと接触する領域には、密着性及び熱伝導効率を向上させるために、弾力性のある熱伝導部材40を設けている。熱伝導部材40としては、熱伝導グリスや熱伝導シートなどが用いられる。
Each of the
このように変形開始温度を外側の接続版になるほど高く設定しているため、図5(A)に示すように、サーマルヘッド16の温度が低いコールドスタート時には、各接続板38a〜38cが上方に向かって湾曲した状態になっており、第1分割ヒートシンク本体18aのみがサーマルヘッド16に密着した状態になっている。
Since the deformation start temperature is set higher as the outer connection plate is formed in this way, as shown in FIG. 5A, when the temperature of the
また、発熱素子アレイ16bの各発熱素子への通電が開始されてサーマルヘッド16の温度が次第に上昇してくると、図5(B)に示すように、バイメタル効果により第1接続板38aの上方への湾曲がなくなり、第1分割ヒートシンク本体18aに加えて第2分割ヒートシンク本体18bもサーマルヘッド16に密着する。さらにサーマルヘッド16の温度が上昇すると、図5(C)に示すように、第2接続板38bも同様の挙動を示して、第1〜第3分割ヒートシンク本体18a〜18cがサーマルヘッド16に密着する。同様にして、更に温度が上昇すると、図3のように、第1〜第4分割ヒートシンク本体18a〜18dもサーマルヘッド16に密着し、放熱効果が向上する。
When energization of each heating element of the
コールドスタート時のように、サーマルヘッド16の両端部が放熱によって中央部よりも温度が低下してしまうときには、この両端部に位置する分割ヒートシンク本体がサーマルヘッド16から離れ、ヒートシンク18による放熱が行われないため、サーマルヘッド16の両端部の温度降下が少なく、サーマルヘッド16の主走査方向における温度分布はほぼ一様になる。そして、発熱素子アレイ16bによりサーマルヘッド16の温度が上昇すると、サーマルヘッド16の主走査方向における温度分布が常時一様になるように、各接続板38a〜38cのバイメタル効果によって、中央部に近い分割ヒートシンク本体から順次サーマルヘッド16に密着する。
When the temperature of both ends of the
次に、本実施形態の作用を説明する。プリント開始指令が入力されると、システムコントローラは図示しない送りモータを回転させて、記録紙28を給紙方向に送り出す。記録エリア分の記録紙28がサーマルヘッド16の発熱素子アレイ16b下流側に達すると、記録紙28の給紙方向への送りが停止され、記録紙28が印画方向に送られる。この印画方向への記録紙送りに同期してサーマルヘッド16にある発熱素子アレイ16bの各発熱素子が駆動され、記録エリアに1ラインずつイエロー画像が熱記録される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When a print start command is input, the system controller rotates a feed motor (not shown) and feeds the
記録エリアへのイエロー画像の記録が終了すると、記録紙28は給紙方向に送られる。このとき、イエロー定着ランプ30が点灯してイエロー画像の記録エリアに対してイエロー定着光が照射され、イエロー定着が行われる。
When the recording of the yellow image in the recording area is completed, the
イエロー定着が終了すると、記録紙28が印画方向に送られ、発熱素子アレイ16bに記録エリアの先端が到達した時点で、マゼンタ画像が熱記録される。マゼンタ画像の熱記録終了後は、記録紙28が給紙方向に送られ、この送り中にマゼンタ定着ランプ32が点灯して、マゼンタ画像記録エリアに対してマゼンタ定着光が照射され、マゼンタ定着が行われる。
When the yellow fixing is completed, the
マゼンタ定着の終了後、記録紙28が印画方向に送られて、以下同様にしてシアン画像の記録が行われる。シアン画像の記録が終了すると、記録紙28は給紙方向に送られる。この送り中にも、マゼンタ定着ランプ32が点灯し、記録エリア中の未発色エリアを漂白させる。このようにして記録エリアに対してイエロー、マゼンタ、シアンの各画像が三色順次に記録されてフルカラー画像が形成されると、この記録エリアと未記録エリアの境界で記録紙28がカッタ24により切断され、フルカラー画像のプリントを得る。このプリントは排紙ローラ23によって排出口26から外部に排出される。
After the magenta fixing is completed, the
サーマルヘッド16による熱記録時において、プリント開始直後は、サーマルヘッド16が十分に温まっていないため、図5(A)に示すように、中央部の第1分割ヒートシンク本体18aのみがサーマルヘッド16に密着し、両側の第2〜第4分割ヒートシンク本体18b〜18dはサーマルヘッド16に密着することなく隙間が形成されている。したがって、ヒートシンク18がサーマルヘッド16の両端部に接触していないことから、サーマルヘッド16の両端部における過冷却を避け、主走査方向におけるサーマルヘッド16の温度分布はほぼ一様になる。
At the time of thermal recording by the
また、連続プリント枚数が進むことによって、サーマルヘッド16が次第に蓄熱され、この温度上昇に伴い、第1接続板38aのバイメタル効果によって第1分割ヒートシンク本体18aのみならず、これに隣り合う第2分割ヒートシンク本体18bもサーマルヘッド16に接触する。このように、第2分割ヒートシンク本体18bによる放熱効果を加えることによって、サーマルヘッド16の主走査方向における温度分布がほぼ一様になる。同様にして、サーマルヘッド16が更に温度上昇しても、これに応じて順次外側の第3、第4分割ヒートシンク本体18c、18dがサーマルヘッド16に密着し、サーマルヘッド16の主走査方向における温度分布がほぼ一様になる。このように、サーマルヘッド16の蓄熱状態に応じて各接続板38a〜38cにより第2〜第4分割ヒートシンク本体18b〜18dが順次サーマルヘッド16に接触し、サーマルヘッド16の主走査方向における温度分布が一様になるため、従来のような記録エリアの主走査方向両端部のみが濃度が低くなる両端部濃度抜けが発生することがなくなる。また主走査方向における濃度プロファイルを予め求めておき、これに応じて画像データを補正することで両端部濃度抜け補正を行う必要もなく、制御が簡単になる。なお、本実施形態における第1〜第4分割ヒートシンク本体18a〜18dによる主走査方向の濃度補正に、従来からの濃度プロファイル補正を加えることで、制御は複雑になるものの、濃度ムラをより抑えることができる。
As the number of continuous prints progresses, the
上記実施形態における分割ヒートシンク本体の分割個数や接続板38a〜38cの変形開始温度は、サーマルヘッド16の使用状況に応じて適宜決定する。より精度の高い濃度ムラ補正を行う場合には、分割個数を多くすればよく、また、目立たない程度に濃度ムラ補正を行い、構成を簡単にしたい場合には、分割個数を少なくすればよい。
The number of divisions of the divided heat sink main body and the deformation start temperature of the
なお、上記実施形態では、中央部の第1分割ヒートシンク本体18aの主走査方向の長さL1を、サーマルヘッド16の主走査方向における長さL0に対して略65%とし、残りを略35%を第2〜第4分割ヒートシンク本体18b〜18dで等分したが、各分割ヒートシンク本体の主走査方向の長さは、その取り付け位置に応じて適宜変更してもよい。例えば、中央部に近いものは長く、端部に向かうに従い次第に短くしてもよい。また、ヒートシンク18の分割個数は上記実施形態では7個としたが、これに限らず3個以上であればよい。第1分割ヒートシンク本体の主走査方向における長さL1は、サーマルヘッド16の主走査方向長さL0に対して、好ましくは40〜80%であり、より好ましくは50〜70%である。なお、接続板38a〜38cの変形開始温度も、上記実施形態のものに限らず適宜変更してよい。
In the above embodiment, the length L1 of the first divided
上記実施形態では、接続板38a〜38cをヒートシンク18のサーマルヘッド16に接触する面側に設けたが、これに限らず、これと反対の面に設けても同等の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では感熱プリンタ10のサーマルヘッド16のヒートシンク18として記載したが、これに限らず、他のプリンタのプリンタヘッドのヒートシンクとしても適用可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、サーマルヘッドの冷却方法として説明したが、一般的な冷却部材及び発熱体の冷却方法として適用可能であり、これを適用することで発熱体と冷却部材の接触面の温度分布の平滑化、及び保持を可能とし、発熱体の温度分布の影響を最小限にすることが可能になる。 In the above embodiment, the cooling method for the thermal head has been described. However, the method can be applied as a cooling method for a general cooling member and a heating element. By applying this method, the temperature distribution of the contact surface between the heating element and the cooling member can be reduced. Smoothing and holding are possible, and the influence of the temperature distribution of the heating element can be minimized.
上記実施形態では、主走査方向のみの一軸方向における温度分布の平滑化の方法として記載したが、これに限らず、同様の原理を用いて二軸以上の方向における温度分布の平滑化も可能である。 In the above embodiment, the method for smoothing the temperature distribution in the uniaxial direction only in the main scanning direction is described. However, the present invention is not limited to this, and the temperature distribution in the direction of two or more axes can be smoothed using the same principle. is there.
10 感熱プリンタ
12 給紙ローラ
14 搬送ローラ
16 サーマルヘッド
16a アルミ板
16b 発熱素子アレイ
16c プリント基板
18 ヒートシンク
18a〜18d 分割ヒートシンク本体
20 プラテンローラ
22 光定着器
23 排紙ローラ
24 カッタ
26 排出口
28 カラー感熱記録紙
30 イエロー定着ランプ
32 マゼンタ定着ランプ
34 反射板
35、39 ネジ
36 冷却フィン
38a〜38c 接続板
40 熱伝導部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ヒートシンクを前記発熱素子の配列方向に複数の分割ヒートシンク本体として分割し、
これら分割ヒートシンク本体をバイメタルからなる接続部材により接続するとともに、中央部の前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに固定し、
前記接続部材により前記サーマルヘッドの温度が高くなるに従い前記サーマルヘッドの中央部側から端部に向かって順次前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに接触させることを特徴とするサーマルヘッドの冷却方法。 In the thermal head cooling method in which a heat sink is attached to a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged to cool the thermal head.
The heat sink is divided into a plurality of divided heat sink bodies in the arrangement direction of the heating elements,
While connecting these divided heat sink bodies with a connecting member made of bimetal, fix the divided heat sink body in the center to the thermal head,
A method of cooling a thermal head, wherein the divided heat sink body is brought into contact with the thermal head sequentially from the center side to the end of the thermal head as the temperature of the thermal head increases by the connecting member.
前記発熱素子の配列方向に分割される分割ヒートシンク本体と、
前記サーマルヘッドの前記発熱素子の配列方向の中央部に位置する前記分割ヒートシンク本体を前記サーマルヘッドに固定する固定部材と、
これら複数の前記分割ヒートシンク本体を接続し、接続された一方の前記分割ヒートシンク本体を一定温度未満では前記サーマルヘッドから離し、一定温度以上になると変形して前記サーマルヘッドに接触させるバイメタルからなる接続部材とを備えることを特徴とするヒートシンク。 In a heat sink that is attached to a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged and cools the thermal head,
A divided heat sink body divided in the arrangement direction of the heating elements;
A fixing member for fixing the divided heat sink body located at the center of the thermal head in the arrangement direction of the heating elements to the thermal head;
A connecting member made of a bimetal that connects the plurality of divided heat sink bodies and separates the connected one of the divided heat sink bodies from the thermal head when the temperature is lower than a certain temperature, and deforms and contacts the thermal head when the temperature exceeds a certain temperature. And a heat sink.
3. The divided heat sink body is composed of five or more pieces, and the deformation start temperature of the connecting member connecting the divided heat sink bodies is set lower as the connecting member on the center side of the thermal head. The heat sink described.
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US20110296826A1 (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-08 | GM Global Technology Operations LLC | Controlling heat in a system using smart materials |
CN109291656A (en) * | 2018-12-10 | 2019-02-01 | 合肥菲力姆科技有限公司 | A kind of good thermal printing head of heat dissipation |
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-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005160196A patent/JP2006334847A/en active Pending
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