JPH05162347A - サーマルヘッドユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーマルヘッドを迅速に温度上昇させると共
に、温度上昇後の温度変動を減少させる。 【構成】 サーマルヘッドの低温時には、サーマルヘッ
ド側から放熱板側への熱伝導を減少させる一方、高温度
時には、その熱伝導を増大させる放熱量調節機構を配設
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱記録紙に画像を記
録するためのサーマルヘッドユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱記録紙に１ラインずつ画像記録する
サーマルヘッドがよく知られている。通常、サーマルヘ
ッドは、放熱板や温度検出素子と共に固定してサーマル
ヘッドユニットとして構成し、そのサーマルヘッドユニ
ットを各種装置に配設するようにしている。

【０００３】そして、画像記録する場合には、例えば、
実開昭６４−５０９４５号公報に見られるように、サー
マルヘッドの温度などを測定して発熱体への供給電力を
調整している。これにより、通電する発熱体を常に一定
温度に調節して、感熱記録紙に一定濃度で画像記録する
ようにしている。

【０００４】ところで、通常、画像記録を開始する際に
は、サーマルヘッドも放熱板も冷えている。これによ
り、発熱体を駆動しても発生する熱量がサーマルヘッド
や放熱板に奪われるため、従来は、図１４に示すよう
に、画像記録開始時には、サーマルヘッドの温度が上昇
して発熱体を記録動作可能な一定温度で駆動できるよう
なるまでの時間Ｔが長くなっていた。

【０００５】この時間Ｔを短縮するため、発熱体への駆
動電力量を大きくしたり、サーマルヘッドや放熱板を別
に配設したヒーターで加熱したりすることも行なわれて
いる。しかし、このような方法は、回路部品の大形化し
たり部品点数が多くなったりするという欠点があった。

【０００６】一方、サーマルヘッドの発熱体の駆動は、
記録画像の黒画素に対応する発熱体に対して行なうもの
である。このため、画像の空白部分を記録する際には、
同図ａに示すように、サーマルヘッドの温度が低下して
いた。これにより、再び黒画像部分を記録するとき、温
度低下のために記録画像が薄くなることがあった。

【０００７】このように画像が薄くなることを防止する
ために、発熱体への供給電力を増大することが考えられ
る。ところが、供給電力の増大に対して、実際にサーマ
ルヘッドが温度上昇するまで、ある程度のタイムラグが
あるため、適正温度を安定に維持することが難しく、温
度変動が大きくなっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
サーマルヘッドを迅速に温度上昇させるのが難しく、温
度上昇させた後、温度変動が大きくなってしまうという
問題があった。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決し、サーマル
ヘッドを迅速に温度上昇させると共に温度変動を減少さ
せることができるサーマルヘッドユニットを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、サ
ーマルヘッドの低温時には、サーマルヘッド側から放熱
板側への熱伝導を減少させる一方、高温度時には、その
熱伝導を増大させる手段を配設したことを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】これにより、サーマルヘッドを迅速に温度上昇
させることができると共に、温度上昇後の温度変動を減
少させることができるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係る画像記録
装置の概略ブロック構成図を示したものである。図にお
いて、サーマルヘッドユニット１は、感熱記録紙に１ラ
インずつ画像記録するものである。このサーマルヘッド
ユニット１は、サーマルヘッド１１に放熱板１２と温度
検知素子１３とが取り付けられて構成されている。サー
マルヘッド１１の上部には、発熱体１１ａが配設されて
いる。この発熱体１１ａは、記録画像１ラインの画素数
に相当する多数の発熱素子よりなるものである。記録制
御部２は、入力する画情報に従ってサーマルヘッド１１
の発熱体１１ａに通電して１ラインずつ画像記録するも
のである。電源部３は、記録制御部２に電源供給するも
のである。

【００１４】放熱板１２の上面には、図２に示すよう
に、サーマルヘッド１１の底面よりやや狭い凹部１２ａ
が形成されている。この凹部１２ａの底面は、平坦で熱
がよく反射するように磨かれている。サーマルヘッド１
１は、その凹部１２ａを覆うように配置されて、その周
辺部に固着されている。また、サーマルヘッド１１の下
面には、温度上昇により膨張する熱伸縮部材１４が固定
されている。この熱伸縮部材１４の外面は、熱を吸収し
やすいように黒色に塗付されている。

【００１５】以上の構成で、いま、本実施例の画像記録
装置の記録動作が開始したとすると、図示せぬ他の装置
から各ラインの画情報が順次記録制御部２に入力され
る。

【００１６】記録制御部２は、温度検知素子１３により
サーマルヘッド１１の温度を検知し、発熱体１１ａを画
像記録に必要な一定温度にするために必要な駆動電力量
を判定する。そして、入力する各ラインの画情報に従っ
て、発熱体１１ａの発熱素子にパルス電流を通電し、判
定した駆動電力量で駆動する。これにより、図示せぬ感
熱記録紙に１ラインずつ画像が記録される。

【００１７】ところで、上記記録動作開始時には、サー
マルヘッドユニット１は室温まで低下している。本実施
例では、このような低温度のとき、熱伸縮部材１４は収
縮しており、図２に示すように、熱伸縮部材１４下方に
空気層が形成されている。この空気層により、サーマル
ヘッド１１側から放熱板１２側への熱伝導が少なくなっ
ている。また、この場合、熱伸縮部材１４からの輻射熱
の多くは、凹部１２ａの底面で反射し、黒く塗付されて
いる熱伸縮部材１４はその反射熱を吸収するようにな
る。

【００１８】図３は、本実施例のサーマルヘッド１１の
温度変化を示したもので、破線は図１４で示した従来の
温度変化である。本実施例では、記録動作開始時には、
サーマルヘッド１１から放熱板１２への熱伝導が少ない
ため、サーマルヘッド１１が所定の温度に上昇するまで
の時間Ｔが短縮されるようになる。

【００１９】一方、サーマルヘッド１１が一定温度まで
上昇すると、熱伸縮部材１４は膨張して、図４に示すよ
うに、その下面が放熱板１２側に密着する。このため、
サーマルヘッド１１側から放熱板１２側への熱伝導が多
くなり、放熱板１２による放熱が実行される。これによ
り、サーマルヘッド１１の蓄熱による過熱が防止され
る。なお、熱伸縮部材１４の下面が放熱板１２に密着し
なくても、その間隙が小さくなるにつれて、熱伸縮部材
１４側から放熱板１２側へのの熱伝導が高まるので、サ
ーマルヘッド１１の温度上昇に応じて放熱量は多くな
る。

【００２０】ところで、画像の内の黒画素が少ない部分
や空白部を記録する際には、発熱体１１ａの発熱量が低
下あるいは零になるため、サーマルヘッド１１の温度が
低下する。本実施例では、サーマルヘッド１１の温度が
低下すると、図２で示したように、熱伸縮部材１４が収
縮する。このため、再びサーマルヘッド１１から放熱板
１２への熱伝導が少なくなって、温度低下が抑制され
る。これにより、上記のような画像部分が一定ライン数
連続したとしても、図３のｂに示すように、サーマルヘ
ッド１１の温度低下が減少するようになる。

【００２１】以上のように、本実施例では、放熱板１２
に凹部１２ａを形成して、その上にサーマルヘッド１１
を固定し、凹部１２ａ内に熱伸縮部材１４を配設するこ
とにより、サーマルヘッド１１の温度上昇に応じて、放
熱量が高まるようにしている。

【００２２】これにより、画像記録開始時には、放熱量
が少ないため、サーマルヘッド１１を迅速に温度上昇さ
せることができる。また、画像の空白部などを記録する
際にも、温度低下が抑制され、温度変動を減少させるこ
とができる。また、高温度の期間には、必要な放熱が実
行され、過熱も防止される。

【００２３】なお、熱伸縮部材１４の材料としては、例
えば、各種プラスチックや金属材料を使用することが考
えられる。一般的に、各種プラスチックは、各種金属よ
りも熱膨張係数が大きいので、温度による伸縮性の点か
らは好適である。また、金属の場合には、比較的熱膨張
係数が大きい、亜鉛やアルミニウムが、熱伝導性も高く
好適と考えられる。

【００２４】次に、本発明の第２の実施例を説明する。

【００２５】図５は、本実施例のサーマルヘッドユニッ
ト１の部分断面図である。同図において、図２と同一符
号は同一部分を示している。図６は、熱伸縮部材１４の
平面図を示している。本実施例では、熱伸縮部材１４
は、板状の部材を、上記各図に示すように、段差を持つ
形状に折り曲げて形成し、両端部に取付穴１４ａを形成
している。そして、サーマルヘッド１１の下面でピン１
５により取り付けられている。

【００２６】このように構成されたサーマルヘッドユニ
ット１は、前述の実施例と同様に使用される。そして、
サーマルヘッド１１が低温度のときには、図５に示すよ
うに、熱伸縮部材１４の下面と凹部１２ａの底面との間
に空気層が形成され、放熱が抑制される。そして、サー
マルヘッド１１が一定温度まで上昇すると、図７に示す
ように、熱伸縮部材１４の下面が凹部１２ａの底面に密
着する。これにより、サーマルヘッド１１の放熱量が増
大する。

【００２７】このようにして、前述の実施例と同様に、
サーマルヘッド１１を迅速に温度上昇させ、温度変動を
減少させることができるようになる。

【００２８】次に、本発明の第３の実施例を説明する。

【００２９】図８は、本実施例のサーマルヘッドユニッ
ト１の正面図であり、図２と同一符号は同一部分を示し
ている。図において、サーマルヘッド１１の両端下部に
は、熱伸縮部材１６が固定され、その熱伸縮部材１６が
放熱板１２に固定されている。この熱伸縮部材１６は、
温度上昇により高さ方向に大きくなり、温度低下により
高さ方向に小さくなる部材である。

【００３０】このように構成されたサーマルヘッドユニ
ット１は、前述の実施例と同様に使用される。この場
合、サーマルヘッド１１が低温度のときには、図８に示
すように、サーマルヘッド１１の下面と放熱板１２の上
面との間に空気層が形成され、放熱が抑制される。そし
て、サーマルヘッド１１が一定温度まで上昇すると、図
９に示すように、サーマルヘッド１１の下面が放熱板１
２の上面に密着する。これにより、サーマルヘッド１１
の放熱が促進される。

【００３１】このようにして、前述の実施例と同様に、
サーマルヘッド１１を迅速に温度上昇させ、温度変動を
減少させることができるようになる。

【００３２】ところで、本実施例の場合、温度変動によ
りサーマルヘッド１１の高さが変化するが、この変化量
を１ｍｍ以内に設定すれば、実用上問題はないと考えら
れる。

【００３３】次に、上述の各実施例に対応する他の実施
例を説明する。

【００３４】前述の第２の実施例では、伸縮部材１４
は、段差を持つ形状に折り曲げるようにしたが、例え
ば、図１０に示すように、Ｚ文字形に形成するようにし
てもよい。このような形状の伸縮部材１５でも、同様の
作用効果が得られる。

【００３５】また、前述の第１，第２の実施例では、伸
縮部材１４は、放熱板１２に形成した凹部１２ａ内に配
置するようにしたが、図１１に示すように、サーマルヘ
ッド１１の下部に凹部１１ｂを形成して、その空間内に
熱伸縮部材１４を配置するようにしてもよい。このよう
な構成でも、同様の作用効果が得られる。

【００３６】さらに、上記第３の実施例では、伸縮部材
１６は、温度上昇により小さくなる部材を用いるように
したが、バイメタルなどを使用することができる。例え
ば、図１２に示すように、熱膨張係数の大きい板１６ａ
と、熱膨張係数の小さい板１６ｂとを貼り合わせ、台形
に折り曲げて熱伸縮部材１６を形成する。そして、図８
に示したように、この熱伸縮部材１６により放熱板１２
上でサーマルヘッド１１を支持する。

【００３７】この場合、熱伸縮部材１６は、温度が上昇
すると、両端端部が両側に広がるため、高さが低くな
る。これにより、図９に示したように、サーマルヘッド
１１が放熱板１２に密着し、同様の作用効果が得られ
る。

【００３８】また、上記第３の実施例では、伸縮部材１
６は、サーマルヘッド１１の両端下部の切り欠いた部分
に配置したが、図１３に示すように、放熱板１２に凹部
１２ｂを形成して、その部分に熱伸縮部材１６を配置す
るようにしてもよい。

【００３９】さらに、熱伸縮部材１４は、図５や図１０
で示した形状以外でもよいことはいうまでもない。ま
た、図１２で示したバイメタル構造の２枚の材料の上下
を反対に重ね合せれば、熱伸縮部材１４として使用する
こともできる。また、上記熱伸縮部材１４や１６とし
て、形状記憶合金を利用することも考えられる。

【００４０】さらに、図２および図１１で示した実施例
では、サーマルヘッド１１を放熱板１２上に固着してい
る部分で常に放熱されるので、この固着部分を点接触に
することにより、不要な放熱を軽減することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サーマ
ルヘッドが低温度のときには、放熱板への放熱量を減少
させ、高温度のときには、放熱量を増大する手段を備え
るようにしたので、サーマルヘッドを迅速に温度上昇さ
せ温度変動を減少させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像記録装置のブ
ロック構成図である。

【図２】サーマルヘッドユニットの低温時の状態を示す
部分断面図である。

【図３】サーマルヘッドの温度変化を示すグラフ図であ
る。

【図４】サーマルヘッドユニットの高温時の状態を示す
部分断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係るサーマルヘッドユ
ニットの低温時の状態を示す部分断面図である。

【図６】その実施例における伸縮部材の平面図である。

【図７】上記実施例におけるサーマルヘッドユニットの
高温時の状態を示す部分断面図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係るサーマルヘッドユ
ニットの低温時の状態を示す部分断面図である。

【図９】その実施例におけるサーマルヘッドユニットの
高温時の状態を示す部分断面図である。

【図１０】伸縮部材の他の実施例を示す伸縮部材の正面
図である。

【図１１】伸縮部材の取り付け位置を変えた他の実施例
を示すサーマルヘッドユニットの部分断面図である。

【図１２】伸縮部材のさらに別の実施例を示す伸縮部材
の正面図である。

【図１３】伸縮部材の取り付け位置を変えたさらに別の
実施例を示すサーマルヘッドユニットの部分断面図であ
る。

【図１４】従来のサーマルヘッドの温度変化を示すグラ
フ図である。

【符号の説明】

１ サーマルヘッドユニット ２ 記録制御部 ３ 電源部 １１ サーマルヘッド １１ａ 発熱体 １１ｂ，１２ａ 凹部 １２ 放熱板 １３ 温度検知素子 １４，１６ 熱伸縮部材 １４ａ 取付穴 １５ ピン １６ａ，１６ｂ 板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感熱記録紙に画像記録するサーマルヘッ
   ドと、そのサーマルヘッドの発熱を放熱する放熱板とを
   有しているサーマルヘッドユニットにおいて、上記サー
   マルヘッドの低温時にはそのサーマルヘッド側から上記
   放熱板側への熱伝導を減少させる一方、高温度時には熱
   伝導を増大させる放熱調節手段を備えていることを特徴
   とするサーマルヘッドユニット。
2. 【請求項２】 上記放熱調節手段は、上記サーマルヘッ
   ドと上記放熱板とが一定の間隙をおいて対向している対
   向部と、その間隙に配設され低温時には収縮してその間
   隙内に空気層を形成する一方、高温時には膨張して上記
   サーマルヘッドと上記放熱板とに密着する熱伸縮部材と
   により構成していることを特徴とする請求項１記載のサ
   ーマルヘッドユニット。
3. 【請求項３】 上記放熱調節手段は、上記サーマルヘッ
   ドを上記放熱板上で支持し、低温時には大きくなって上
   記サーマルヘッドと放熱板との間隔を開く一方、高温時
   には小さくなって上記サーマルヘッドと放熱板とを密着
   させる熱伸縮部材により構成していることを特徴とする
   請求項１記載のサーマルヘッドユニット。
4. 【請求項４】 上記熱伸縮部材は、熱膨張係数の異なる
   ２種類の材料を張り合わせて形成した部材であることを
   特徴とする請求項２または請求項３記載のサーマルヘッ
   ドユニット。