JPH0584936A - サーマルヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長時間の連続印写時にも対応する放熱効率が
極めて高い簡易なサーマルヘッド装置を提供する。 【構成】 中空の円筒形状のセラミック基板の外周面に
発熱部と導電パターンとを形成したサーマルヘッド６を
設け、セラミック基板の中空部分に液体８を充填すると
共にこの液体８が循環する循環流路７をセラミック基板
の両端部に連結し、循環流路７中に液体８を循環させる
液体循環駆動手段９と冷却手段１０，１１とを配設し、
サーマルヘッド６の発熱部で発生した熱をセラミック基
板を介してその中空部分の液体８に伝導させ、熱を受け
た液体８を循環流路７に沿って冷却させながら循環させ
ることによって放熱効率をより一層向上させるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、コピア、フ
ァクシミリ等に利用されるサーマルヘッド装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱転写記録方式においては、実
際の印写（インクシートの溶融、あるいは、昇華）に寄
与しない熱をすばやく外部に放出することが重要な技術
課題の１つである。もし、熱の除去が不充分であると、
印写中に、サーマルヘッドの温度が徐々に上昇し、その
結果、線の尾引き、濃度ムラ、あるいは、サーマルヘッ
ドの破損を招く。

【０００３】このような観点から、これまでに、サーマ
ルヘッドの発熱部で発生した熱をすばやく除去する種々
の方法が提案されている。その第一の従来例として、特
開昭５８−１１２７６７号公報に開示された「サーマル
ヘッド装置」がある。これは、円筒形状のセラミック基
板の外周面に発熱部及び導電パターンを形成し、そのセ
ラミック基板の内部に熱伝導率の高い物質を充填し、プ
ラテンとの接触性を高めるとともに、放熱効果を高めた
ものである。

【０００４】また、第二の従来例として、特開昭５９−
１４５１６３号公報に開示された「サーマルヘッド」が
ある。これは、ガラス製の円筒状基板の外壁の一部に発
熱体、電極等を形成し、その円筒状基板の内部に熱伝導
率の高い物質を充填し、プラテンとの接触性を高めると
ともに、放熱効果を高めたものである。

【０００５】さらに、第三の従来例として、実開昭６２
−３５８４０号公報に開示された「感熱式記録装置」が
ある。これは、サーマルヘッドに取り付けられた放熱板
内にヒートパイプを内蔵させ、このヒートパイプの一部
を放熱板の外部に引き出し、この引き出した部分に冷却
手段を設け、放熱効果を高めたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一及
び第二の従来例の場合、長時間の連続印写を行うと、印
写時に発生する熱量が系（円筒状のセラミック基板を含
む）の熱容量以上になると、サーマルヘッドの温度が徐
々に上昇し、上述したような線の尾引きや濃度ムラを招
くことになる。また、第三の従来例の場合、放熱装置自
体が大型化し、しかも、放熱装置自体の構造が複雑にな
るため、コスト高になる。本発明は、長時間の連続印写
を行っても、線の尾引き、濃度ムラがなく、かつ、簡易
な構造の放熱手段を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、中空の円筒形状のセラミック基板の外周面に発熱部
と導電パターンとを形成したサーマルヘッドを設け、前
記セラミック基板の中空部分に液体を充填すると共にこ
の液体が循環する循環流路を前記セラミック基板の両端
部に連結し、前記循環流路中に前記液体を循環させる液
体循環駆動手段と前記液体を冷却する冷却手段とを配設
した。

【０００８】請求項２記載の発明では、円筒形状のヒー
トパイプの外周面を覆うセラミック基板を設け、このセ
ラミック基板の外周面に発熱部と導電パターンとを形成
したサーマルヘッドを設け、前記ヒートパイプの少なく
とも一方の端部に冷却手段を配設した。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明においては、サーマルヘッ
ドの発熱部で発生した熱をセラミック基板を介してその
中空部分の液体に伝導させ、熱を受けた液体を循環流路
に沿って冷却させながら循環させることによって放熱効
率を一層向上させることが可能となる。

【００１０】請求項２記載の発明においては、サーマル
ヘッドの発熱部で発生した熱によりヒートパイプ内の封
入液体が気化熱を奪って気化し、ヒートパイプの端部に
移動した後、冷却されて再び液体となってキャピラリー
アクションによりヒートパイプのサーマルヘッド位置に
移動し、ヒートパイプ内の封入液体が液体と気体との状
態を繰り返しながらヒートパイプ内を移動すことによっ
て放熱効率を一層向上させることが可能となる。

【００１１】

【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１ないし
図３に基づいて説明する。まず、図２に示すように、中
空の円筒形状をしたセラミック基板１の外周面にＴａＳ
ｉＯ₂ 等からなる発熱部としての発熱抵抗体２と、Ａｌ
等からなる導電パターンとしての一対の電極３，４と、
ＳｉＣ等からなる保護膜５とが順次積層されたサーマル
ヘッド６が設けられている。このサーマルヘッド６に
は、図３に示すように、それぞれ多数の前記発熱抵抗体
２と前記電極３，４と前記保護膜５とが前記セラミック
基板１の軸方向に配列されている。また、図１に示すよ
うに、前記サーマルヘッド６の両端には管状の循環流路
７が連結されており、前記セラミック基板１の中空部分
１ａと前記循環流路７内とには水等の液体８が充填され
ている。そして、前記循環流路７中の前記サーマルヘッ
ド６から離れた位置に前記液体８を循環させる液体循環
駆動手段として駆動ポンプ９が配置されている。さら
に、前記サーマルヘッド６の前記液体８が流出する側の
一端と前記駆動ポンプ９との間の前記循環流路７に、冷
却手段としての放熱フィン１０と冷却ファン１１とが配
設されている。前記放熱フィン１０は金属性の複数の薄
板が所定間隔をおいて配列されたもので前記循環流路７
に挿通された状態で配置され、前記冷却ファン１１は前
記放熱フィン１０の近傍に対向配置されている。

【００１２】このような構成において、一対の電極３，
４にて発熱抵抗体２に通電することにより発生したジュ
ール（Ｊoule）熱は印写（サーマルヘッド６の上部にプ
ラテンにて圧接されるインクシートを溶融、あるいは、
昇華）するのに利用されるとともに、サーマルヘッド６
位置でセラミック基板１を介して液体８に伝導される。
ジュール熱を受けた液体８は、駆動ポンプ９により循環
流路７内を図１の矢印方向ａへ流れていき、放熱フィン
１０位置で放熱フィン１０と冷却ファン１１とによって
効率よく冷却された後、さらに、循環流路７内を流れて
サーマルヘッド６位置に戻る。

【００１３】このように、液体８を循環流路７に沿って
冷却させながら循環させることによって、放熱効率をよ
り一層向上させることが可能となり、これにより、長時
間の連続印写を行っても常にサーマルヘッド６内の温度
をほぼ一定に保つことが可能となり、しかも、印写画像
に発生する線の尾引きや濃度ムラを防止することが可能
となる。また、前述の第三の従来例と比べて、放熱板を
介していないため、放熱効率をさらに向上させることが
可能となり、しかも、放熱板が不必要となるため、サー
マルヘッド６の小型化を図ることが可能となる。さら
に、円筒形状のセラミック基板１の外周面上にサーマル
ヘッド６を形成して発熱抵抗体２に所定の曲率をもたせ
ることによって、プラテンをサーマルヘッド６に圧接し
たときに接触圧を高めることが可能となる。これによ
り、画質のよい印写画像を得ることが可能となる。

【００１４】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
４ないし図７に基づいて説明する。なお、請求項１記載
の発明の一実施例（図１ないし図３参照）において説明
した部分と同一部分については同一符号を用い、その説
明も省略する。まず、図６に示すように、円筒形状をし
たウイック型のヒートパイプ１２の外周面を覆うセラミ
ック基板１が設けられている。このセラミック基板１の
外周面に発熱部としての発熱抵抗体２と、導電パターン
としての一対の電極３，４と、保護膜５とが順次積層さ
れたサーマルヘッド１３が設けられている。このサーマ
ルヘッド１３には、図７に示すように、それぞれ多数の
前記発熱抵抗体２と前記電極３，４と前記保護膜５とが
前記ヒートパイプ１２の軸方向に配列されている。そし
て、図４に示すように、前記ヒートパイプ１２の一方の
端部に冷却手段としての放熱フィン１０と冷却ファン１
１とが配設されている。なお、図５に示すように、前記
ヒートパイプ１２の両端側に冷却手段としての放熱フィ
ン１０と冷却ファン１１とを配設して、さらに放熱効率
を向上させるようにしてもよい。また、本実施例ではウ
ィック型のヒートパイプ１２を用いているが、一般に知
られている全てのタイプのヒートパイプ１２を適用して
も同様に実施可能である。

【００１５】このような構成において、電極３，４にて
発熱抵抗体２に通電することにより発生したジュール熱
にてヒートパイプ１２の温度が上昇し、これにより、サ
ーマルヘッド１３位置ではヒートパイプ１２内の封入液
体が気化熱を奪って気化し、ヒートパイプ１２の端部へ
移動する。ヒートパイプ１２の端部位置では、気化した
気体を放熱フィン１０と冷却ファン１１とにより冷却し
て再び液体に戻す。そして、ヒートパイプ１２の端部位
置の液体は、ウィックのキャピラリーアクションによっ
て再びサーマルヘッド１３位置に戻る。

【００１６】このように、ヒートパイプ１２内の封入液
体が液体と気体との状態を繰返しながらヒートパイプ１
２内を移動されることによって、サーマルヘッド１３の
発熱抵抗体２で発生したジュール熱を極めて効率よく外
部に放出することが可能となる。これにより、長時間の
連続印写を行っても、線の尾引きや濃度ムラ等の画質低
下を防止することが可能となる。また、前述の第三の従
来例と比べて、放熱板を介していないため、放熱効率を
さらに向上させることが可能となり、しかも、放熱板が
不必要となるため、サーマルヘッド１３の小型化を図る
ことが可能となる。さらに、サーマルヘッド１３を円筒
形状のヒートパイプ１２を覆うセラミック基板１の外周
面上に形成して発熱抵抗体２に所定の曲率をもたせるこ
とによって、プラテンをサーマルヘッド１３に圧接した
ときに接触圧を高めることが可能となり、これにより、
画質のよい印写画像を得ることが可能となる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、中空の円筒形状
のセラミック基板の外周面に発熱部と導電パターンとを
形成したサーマルヘッドを設け、前記セラミック基板の
中空部分に液体を充填すると共にこの液体が循環する循
環流路を前記セラミック基板の両端部に連結し、前記循
環流路中に前記液体を循環させる液体循環駆動手段と前
記液体を冷却する液体冷却手段とを配設したので、サー
マルヘッドの発熱部で発生した熱をセラミック基板を介
してその中空部分の液体に伝導させ、熱を受けた液体を
循環流路に沿って冷却させながら循環させることによっ
て放熱効率を一層向上させることが可能となり、これに
より、長時間の連続印写を行っても、線の尾引きや濃度
ムラ等の画質の低下を防止することができるものであ
る。

【００１８】請求項２記載の発明は、円筒形状のヒート
パイプの外周面を覆うセラミック基板を設け、このセラ
ミック基板の外周面に発熱部と導電パターンとを形成し
たサーマルヘッドを設け、前記ヒートパイプの少なくと
も一方の端部に冷却手段を配設したので、サーマルヘッ
ドの発熱部で発生した熱によりヒートパイプ内の封入液
体が気化熱を奪って気化し、ヒートパイプの端部に移動
した後、冷却されて再び液体となってキャピラリーアク
ションによりヒートパイプのサーマルヘッド位置に移動
し、ヒートパイプ内の封入液体が液体と気体との状態を
繰り返しながらヒートパイプ内を移動すことによって放
熱効率を一層向上させることが可能となり、これによ
り、長時間の連続印写を行っても、線の尾引きや濃度ム
ラ等の画質の低下を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示す平面図で
ある。

【図２】図１のサーマルヘッドの部分を拡大して示す縦
断正面図である。

【図３】図１のサーマルヘッドの付近を拡大して示す部
分平面図である。

【図４】請求項２記載の発明の一実施例を示す平面図で
ある。

【図５】ヒートパイプの両端部に冷却手段を設けた状態
を示す平面図である。

【図６】図４のサーマルヘッドの部分を拡大して示す縦
断正面図である。

【図７】図４のサーマルヘッドの付近を拡大して示す部
分平面図である。

【符号の説明】

１ セラミック基板 １ａ 中空部分 ２ 発熱部 ３，４ 導電パターン ６，１３ サーマルヘッド ７ 循環流路 ８ 液体 ９ 液体循環駆動手段 １０，１１ 冷却手段 １２ ヒートパイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の円筒形状のセラミック基板の外周
   面に発熱部と導電パターンとを形成したサーマルヘッド
   を設け、前記セラミック基板の中空部分に液体を充填す
   ると共にこの液体が循環する循環流路を前記セラミック
   基板の両端部に連結し、前記循環流路中に前記液体を循
   環させる液体循環駆動手段と前記液体を冷却する冷却手
   段とを配設したことを特徴とするサーマルヘッド装置。
2. 【請求項２】 円筒形状のヒートパイプの外周面を覆う
   セラミック基板を設け、このセラミック基板の外周面に
   発熱部と導電パターンとを形成したサーマルヘッドを設
   け、前記ヒートパイプの少なくとも一方の端部に冷却手
   段を配設したことを特徴とするサーマルヘッド装置。