JPH071755A - 横方向熱伝導を高めた熱印刷ヘッド - Google Patents

横方向熱伝導を高めた熱印刷ヘッド

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JPH071755A
JPH071755A JP6003923A JP392394A JPH071755A JP H071755 A JPH071755 A JP H071755A JP 6003923 A JP6003923 A JP 6003923A JP 392394 A JP392394 A JP 392394A JP H071755 A JPH071755 A JP H071755A
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JP
Japan
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heat
thermal printing
printing head
heating element
thermal
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JP6003923A
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A Wycloffe Christopher
エイ ウィクロフ クリストファー
Kenneth D Lakey
ディー ラッキー ケニス
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Intermec Technologies Corp
Original Assignee
Intermec Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335—Structure of thermal heads
    • B41J2/33585—Hollow parts under the heater
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/375—Protection arrangements against overheating

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  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局部化熱蓄積の問題を解消した、印刷方向に
移動可能な感熱性印刷媒体に印刷するための熱印刷ヘッ
ドを提供することである。 【構成】 細長い熱伝導室を組み入れた熱印刷ヘッドは
加熱要素の列と整合状態に配向されており、この熱印刷
ヘッドを使用して熱を列に沿って伝達して熱分布を均等
にする。室は熱伝達流体および芯部を収容している。こ
の流体は、液体状態にあるとき、列に沿ったホットスポ
ットのところ熱を蒸発により吸収し、ガス力学および局
部化圧力によりガスとして熱を列に沿って室のより冷た
い部分まで移送し、液体状態に凝縮し、そして芯部のキ
ャピラリ作用によりホットスポットまで戻る。他の実施
例では、金属ストリップを使用して熱を列の熱い部分と
冷たい部分との間で加熱要素に沿って分布させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抵抗加熱要素の列を有す
る熱印刷ヘッドの熱制御に関する。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】熱印刷
ヘッドは種々様々な市販の印刷機に見られる周知の装置
である。印刷原文に加えて、熱印刷ヘッドの１つの商業
的用途はバーコードラベルの印刷にある。代表的な熱印
刷機は抵抗加熱要素の線形列を備えた印刷ヘッドを利用
している。この加熱要素列は、しばしば、幅狭い連続長
さの抵抗材と、この抵抗材の長さ方向部分を選択的に加
熱するために選択的に付勢することができる複数の交差
している電導性リードとを使用して形成される。加熱要
素の各々は、これを組み入れた選択された電導性通路を
通して電流を供給することにより選択的に加熱すること
ができる。列は、しばしば、加熱要素の機械支持および
熱安定化をもたらす基板すなわち基質に設けられる。電
流を所定の加熱要素に選択的に加えることにより、所定
の時点で熱印刷ヘッドの各要素を別々に作動することが
できる。印刷ヘッドにより感熱性紙または感熱性伝達フ
ィルムおよび紙の組み合わせを通すと、種々の加熱要素
が作動されて印刷媒体の所定部分を選択的に加熱し、そ
れによりこの所定部分上に所定の像を印刷する。
【０００３】このような印刷機と関連した共通の問題は
印刷ヘッドにより、特に、大きい残留熱蓄積が生じる
（すなわち、ホットスポットが形成される）ように繰り
返し作動された印刷ヘッドの領域により発生される熱の
不適切な制御である。支持基質を通る熱伝導は加熱要素
を冷却するのを助けるが、これはときどき不適切な熱の
い放散をもたらす。多くの熱印刷機は非電導性のセラミ
ック基質を利用しているので、基質は良好な熱導体であ
る傾向がある。多くの優れた熱導体が存在するが、これ
らの熱導体もまた電導性であり、加熱要素を直接支持す
るのには、これらの熱導体を使用することができない。
熱の放散を向上させるのを助けるために、セラミック基
質はしばしばヒートシンクとして作用する伝導性の第２
層に設けられる。この第２層は代表的にはアルミニウム
金属で製造される。印刷作業中に１つの加熱要素または
１群の隣接した加熱要素を繰り返し加熱する場合、重質
加熱スケジュールによりセラミック基質およびこれらの
加熱要素付近のヒートシンクの過度の局部化加熱を引起
す。結局、この残留熱蓄積により、これらの加熱要素に
よる将来の印刷が熱印刷ヘッドの他の加熱要素により生
じる印刷より非常に暗くなる。これは、局部化熱蓄積の
領域における加熱要素および周囲の材料が印刷のために
作動されたときにはすでに高温であり、従って、加熱要
素はその以後の作動中にもっと高い見掛けの熱効率を有
する（すなわち、作動されると、作動加熱要素により発
生される熱の大部分が印刷媒体に伝達される）からであ
る。この見掛けの熱効率の増大は、印刷が、局部化熱蓄
積が起こる前の同じ加熱要素による印刷より著しく暗
く、恐らく、局部化熱蓄積がほとんど或いは全く起こら
なかった印刷ヘッドの領域における加熱要素により生じ
る現在の印刷よりもっと著しく暗いほど十分に大きいこ
とがある。
【０００４】加熱要素の在来の線形列では、この結果、
列の或る部分では、印刷が他の部分より暗い。バーコー
ドラベルを印刷するとき、バーの或る長さ方向部分を同
じバーの他の長さ方向部分より暗く印刷してしまい、バ
ーコードがその後に光学読取り器により読取られるとき
に難点を引き起こす。局部化熱蓄積が極度である状況で
は、診察縁部の汚れ、または局部化熱蓄積が起こった領
域上を通る印刷媒体部分の概ね全体的な暗化の結果、解
像が失われるほど十分に暗化が大きいことがある。局部
化熱蓄積の作用を減じるための１つの手法は加熱要素の
電流パルスをその加熱履歴とその付近の要素の履歴との
関数として変更することである。このような手法は、適
切な補償のために必要なデータ量および計算の数のた
め、限度がある。これにより、現在のところ、短い時間
の間に蓄積されたデータを考慮することのみが可能であ
る。しかしながら、局部化熱蓄積の問題は通常、補償手
法により実行可能に考慮することができるよりも遙に長
い比較的長い時間にわたって延在する加熱要素の重質加
熱スケジュールの結果である。このような手法でも、万
一局部化熱蓄積が起これば、問題を処理する機構がな
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は印刷方向に移動
可能な感熱性印刷媒体に印刷するための熱印刷ヘッドに
ある。この印刷ヘッドは印刷媒体に向けて位置決め可能
な第１側面および逆の第２側面を有する支持基板と、こ
の支持基板の第１側面に機械的に取付けられた複数の加
熱要素とを有している。加熱要素は印刷方向に対して概
ね横方向に延びる列を構成するように配列されている。
加熱要素は、熱印刷のために作動されると、熱を発生す
る。加熱要素は熱印刷中に熱を印刷媒体に伝達するよう
に印刷媒体と近接して位置決めされている。更に、印刷
ヘッドは加熱要素により発生された熱を吸収するように
位置決めされた細長い熱伝導部材を有している。この伝
導部材はいずれの吸収熱をも列の長さに沿って分布させ
るために列と全整合状態に配向されている。伝導部材は
列の第１部分に沿った任意の加熱要素により発生された
残留熱を、列の第２部分に沿った他の加熱要素により発
生された残留熱よりも大きく他の要素の位置へ分布させ
て列に沿って温度を均等にする。本発明の幾つかの実施
例において、伝導部材は所定の温度より高い温度でガス
状態に変化する液体状態の熱伝達流体を収容する流体密
な伝導室である。加熱要素は通常の作動スケジュール下
で作動するときに所定温度より低い温度を伝導室に発生
させる。加熱要素は、列の第１部分に沿った加熱要素が
通常より重質な作動スケジュール下で作動しているとき
には、所定温度における或いはそれより高い温度伝導室
に発生させる。通常より重質な作動スケジュール下で作
動している列の第１部分に沿って伝導室の一部に加熱要
素により発生された熱は、それ自身、所定温度より高い
温度を発生させ、熱伝達流体を液体状態からガス状態へ
変化させる。ガス状態である間、熱伝達流体は伝導室を
通ってそのより冷たい部分まで長さ方向に移動し、そこ
で熱伝達流体は液体状態に戻り、熱を列の第２部分に沿
った加熱要素へ伝達する。
【０００６】伝導室は更に、その中に密閉され、それを
通って延びる芯部を有している。この芯部は、熱伝達流
体を液体状態にあるときにキャピラリ作用により伝導室
に沿って長さ方向に移送する材料よりなる。一実施例で
は、伝導室は熱伝達流体を収容して両端部がシールされ
た管から構成されている。本発明の他の実施例では、伝
導部材は支持基板より高い熱伝導率を有する熱伝導性材
料のストリップである。幾つかの実施例では、伝導部材
は支持基板内にその第２側面に少なくとも部分的に埋設
されている。一実施例では、伝導部材は支持基板の第２
側面に取付けられており、この第２側面と熱接触してい
る。一実施例においては、伝導部材は加熱要素と支持基
板との間に位置決めされている。ほとんどの実施例にお
いて、印刷ヘッドは支持基板の第２側面に向けてこれと
熱接触状態で位置決めされた第１側面を有するヒートシ
ンクを有している。一実施例における伝導部材は支持基
板内に部分的に埋設され、且つヒートシンク内に部分的
に埋設されている。この実施例では、伝導室の内壁部は
支持基板およびヒートシンクに形成された合わせ溝から
形成されている。支持基板とヒートシンクとの間に流体
密シールを使用することにより、支持基板とヒートシン
クとの間からの流体の漏れが防がれる。
【０００７】他の実施例では、伝導室はヒートシンク内
に全体的に埋設されて形成されている。
【０００８】
【実施例】代表的な従来の熱印刷ヘッド１０が図１およ
び図２に示されている。この熱印刷ヘッド１０はセラミ
ック支持基板すなわち基質１８の上面１６に設けられた
抵抗加熱セグメントすなわち要素１４の線形列１２を有
している。セラミック基質１８の下面には、ヒートシン
ク２０の上面が熱接触状態で取付けられている。加熱要
素１４は導電性リード（図示せず）が交差している抵抗
材料の連続ストリップとして形成されている。代表的に
は、加熱要素１４はセラミック基質１８の上面１６に付
着された下塗り２４の連続ストリップ上に形成されてい
る。加熱要素１４、下塗り２４の露出縁部分、およびセ
ラミック基質１８の上面１６の一部の上には、薄い保護
用ガラス上塗り２６が付けられている。加熱要素１４は
それらの保護用上塗り２４と共に、感熱印刷媒体（図示
せず）の移動方向に対して横方向に延びる連続印刷ヘッ
ドを構成している。この印刷ヘッドは印刷中、印刷媒体
と直接接触状態にある。印刷ヘッド１０を上面が上方に
向いているものとして示しているが、上面１６が印刷媒
体の方に向いている状態で印刷ヘッドを作動するかぎ
り、印刷ヘッドを望む通りに配向させてもよいことは理
解すべきである。
【０００９】印刷ヘッド１０は電流を加熱要素１４のう
ちの所定のものに通すことにより作動する。電流が所定
の加熱要素１４を通過すると、作動加熱要素が熱エネル
ギを生じる。この熱エネルギは所定の加熱要素１４の温
度を、印刷媒体が感熱になって、所定の加熱要素各々に
よる黒ずんだ絵素の印刷が生じる公称作動温度まで上昇
させる。熱印刷工程中、印刷媒体に伝達されないこの抵
抗加熱により所定の加熱要素１４内に生じられる熱エネ
ルギは熱伝導および輻射により所定の加熱要素から離れ
る方向に移送される。かかる熱が熱伝導により上塗り２
６を経て大気へ放散される量は低い。その結果、所定の
加熱要素１４により発生される残留熱の多くがセラミッ
ク基質１８へ伝導される。所定の加熱要素１４のうちの
特定の１つにより発生されてセラミック基質１８に伝達
された熱エネルギは次いでセラミック基質１８の下に位
置決めされたヒートシンク２０に伝達される。ヒートシ
ンク２０用には、代表的にはアルミニウムのような大き
い高熱伝導性材料が使用されるので、セラミック基質１
８の温度は、通常、印刷ヘッド１０の適切な作動のため
の適当な温度範囲内に維持される。しかしながら、所定
の加熱要素のうちの１つ、または隣接した所定の加熱要
素群が印刷のために繰り返し作動され、すなわち、重質
加熱スケジュールを有する場合、ヒートシンク２０の熱
伝導率は熱をセラミック基質１８から離れる方向に十分
に素早く移送して適当な作動範囲内に維持するのにとき
どき不十分である。この結果、セラミック基質２０およ
びヒートシンク２０に、望ましくない局部化残留熱の蓄
積が起こり、それにより先に述べたように印刷ヘッドの
性能を悪化させる。
【００１０】ヒートシンク２０に対する熱伝導の向上に
よりセラミック基質１８における全体的な熱蓄積を低減
させるのを助けるが、それでも、列１２およびそのまわ
りのセラミック基質の部分における１つの加熱要素１４
または隣接加熱要素が他の加熱要素およびその周囲のセ
ラミック基質より熱くなって、列の長さに沿って不均一
な印刷暗性を生じる。本発明により製造された熱印刷ヘ
ッド３０の第１実施例が図３および図４に示されてい
る。明確化のために、図３および図４の実施例および本
発明の他のすべての上記実施例についても、図１および
図２に使用したものと同じ参照数字を使用して同様な構
成要素を示す。印刷ヘッド３０は加熱要素列１２の下に
延びていて、これと実質的に同一線形である閉鎖収容容
器を構成する流体密な細長い室３２を有している。この
室３２はセラミック基質１８の下面２２に機械加工され
るか或いは他の方法で形成された溝３６から構成されて
おり、この溝３６はヒートシンク２０の上面１９に機械
加工されるか或いは他の方法で形成された対応する溝３
８と整合されている。セラミック基質１８の下面２２と
ヒートシンク２０の上面１９との間には、セラミック基
質とヒートシンクとの間で室３２から流体が漏れるのを
防ぐために気密シール４０が形成されている。室３２は
その一端部をシールする一体形成の中実端壁部と、その
他端部をシールするプラグ４４とを有している。室３２
内には、室の全長にわたって延びている多孔性キャピラ
リ心部４６が配置されている。これらの心部４６は室３
２の内部の長さ方向側壁部に接触して位置決めされてい
る。好ましくは、芯部４６は室３２を完全には満たさ
ず、室の全長にわたって延びる中央通路４８を芯部４６
間に形成して残している。芯部４６は織布、ファイバガ
ラス、多孔性金属、ワイヤスクリーン、多孔性セラミッ
ク、内部の長さ方向側壁部に長さ方向に切削された幅狭
い溝、または薄い波形且つ有孔の金属シートであればよ
い。室は実質的にすべての空気が排気され、熱伝達流体
５０が室３２内に封入されている。
【００１１】以下に説明するように、室３２は、列にお
けるすべての加熱要素１４が上記の望ましくない局部化
残留熱蓄積を回避するの十分に同様な温度で作動してい
るように、加熱要素列１２に沿って印刷ヘッド３０を横
切る横方向の熱伝達を達成すべく設計されている。先に
述べたように、局部化熱蓄積により、重質加熱スケジュ
ールを持つ列１２の加熱要素は望ましいよりも暗く、且
つ重質加熱スケジュールを持たない列の残りの加熱要素
よりも暗く印刷することになる。室３２は、加熱要素
（およびそれらの周囲のセラミック基質およびシートシ
ンク材料）の一部分が列の他の加熱要素より十分に高い
温度で作動していないように、熱を任意のこのような局
部化熱蓄積（すなわち、ホットスポット）から列１２の
長さに沿って印刷ヘッド３０を横切って横方向に分布さ
せる。横方向の熱伝達は、以下に説明するように、室が
熱管として作用することで受動的に達成される。それで
も、在来の熱印刷ヘッド１０の場合と同様に、熱を環境
に放散する機能は主にヒートシンク２０により達成され
る。印刷ヘッド３０が作動中でないときには、室３２内
の熱伝達流体５０は、中央通路４８内に蒸気状態で芯部
４６により生じられたキャピラリ作用により室３２全体
にわたって長さ方向に分散された室３２の内壁部上の薄
い液膜よりなる。印刷ヘッド３０が作動中であって、残
留熱蓄積の局部領域を生じるのに十分にしばしば加熱要
素１４の所定部分が作動されると、その下の室の部分に
おける熱伝達流体５０が沸騰状態まで加熱され、蒸発し
て熱エネルギを吸収する。熱伝達流体５０は蒸発すると
き、膨張し、室３２の上記部分内の局部化圧力を高め
る。その結果生じた局部化圧力により、ガス状態の蒸発
流体をより冷たい室部分に向けて室３２の中央通路４８
を通って長さ方向に移動させる。より冷たい室部分に達
すると、熱伝達流体５０はその液体状態に戻ってその潜
熱エネルギをより冷たい室部分へ解放し、その温度を上
昇させる。次いで、液体は芯部のキャピラリ作用により
芯部４６を経て局部化熱蓄積のある室部分へ戻る。
【００１２】この工程は、室全体および列１２における
すべての加熱要素１４（および周囲のセラミック基質／
ヒートシンク材料）が除去されたすべてのホットスポッ
トと概ね同じ温度になるまで、局部化熱蓄積のある室部
分と、より冷たい室部分との間で継続する。最終結果と
して、残留熱はより素早く伝達され、印刷ヘッド３０を
横切って横方向に且つ加熱要素列１２に沿ってより一様
に分布され、かくして列の任意の一部分における局部化
熱蓄積を防ぐ。室３２内の熱伝達流体５０の組成および
圧力は印刷ヘッド３０の所望の作動温度範囲に合うよう
に選択され、利用される加熱要素１４の種類に依存して
いる。上記の実施例では、代表的な作動温度範囲は４０
°〜５０℃である。約２PSIAの水、約７PSIAのメタノー
ルまたは約１２PSIAのフルオリナート７２を熱伝達流体
５０として使用し得る。図３および図４の実施例を詳細
に説明したが、本発明の範囲から逸脱することなしに本
発明の他の実施例も可能であることは理解すべきであ
る。例えば、図５には、溝３６のみを使用して室をセラ
ミック基質１８内に全体に形成し、かくして、ヒートシ
ンク２０の溝３８を省いてある変更実施例が示されてい
る。ヒートシンクの上面１９の一部は室３２の１つの内
部側壁部を構成している。同様に、図６に示すように、
シートシンクの溝３８のみを使用して室３２をヒートシ
ンク２０内に全体に形成することができる。ここで、セ
ラミック基質の下面２２の一部は室３２の１つの内部側
壁部を構成している。その他については、これらの実施
例の各々は図３および図４の実施例と非常に同様に構成
されている。
【００１３】シールを改良することが必要であれば、図
７に示すように、気密シール４０を設けるのに、ガスケ
ット５１を使用し得る。図７の実施例は構成が図６の実
施例と非常に類似している。図７の実施例によれば、ガ
スケット５１の一方の表面が室の内部側壁部の１つとし
て作用する状態で、セラミック基質をアルミニウムヒー
トシンク２０に組付ける前に室３２に伝達流体５０を充
填することができる。また、図３および図５の実施例で
は、改良シールを必要とするなら、ガスケットを使用し
てもよい。本発明の他の変更実施例が図８に示されてお
り、この場合、室３２は形状が円筒形であり、ヒートシ
ンク２０内に全体に形成されている。この実施例は、機
械的考慮問題がセラミック基質１８およびヒートシンク
２０の接合部における室３２の形成を制限する場合、ま
たはセラミック基質またはシートシンクに溝を作るの
に、ヒートシンクを貫通して円筒形ボアを穿孔するか、
或いは他の方法で形成することが望ましい場合に特に有
用である。また、この実施例は、セラミック基質１８と
ヒートシンク２０とに間に適切な気密シールを設けるこ
とができない場合に有利である。
【００１４】図３ないし図８の上記実施例の各々は端プ
ラグ４４および一体形成された端壁部を利用してセラミ
ック基質１８およびヒートシンク２０のうちの一方また
は他方またはそれらの両方に一体に形成された室３２を
有している。図９に示す本発明の変更実施例では、室３
２は端部の両方がシールされた管５２として構成されて
いる。管５２は芯部４６およびその中に封入された熱伝
達流体５０を有している。管５２はヒートシンクおよび
セラミック基質１８の下面２２と熱接触状態でシートシ
ンク２０の溝３８に位置決めされた別個の分離部品とし
て製造されている。変更例として、管５２はセラミック
基質１８の溝３６に位置決めされてもよいが、両方の場
合、管は加熱要素１４の下に位置決めされ、列１２と同
一線状の整合状態で配向されている。熱伝導を向上さ
せ、且つ管５２を溝３８内に適所に固着するには、エポ
キシのような充填／接合材料５４を使用する。管５２を
使用した変更実施例が図１０に示されている。この実施
例では、管５２はシートシンク２０を必要とせずに接着
剤５６を使用してセラミック基質１８の下面２２に機械
的に取付けられている。好ましくは、接着剤５６は向上
された熱伝導をもたらす材料として選択される。
【００１５】本発明の上記実施例の各々は熱伝達流体５
０を収容する室３２を利用している。セラミック基質１
８の下面２２に取付けられた熱伝導性ストリップ５８を
使用した本発明の変更実施例が図１１に示されている。
熱伝導性ストリップ５８は好ましくはセラミック基質１
８より大きい熱伝導率を有する金属のような高熱伝導性
材料から製造される。室３２と同様に、熱伝導性ストリ
ップ５８は加熱要素１４の下位置決めされ、加熱要素に
より発生された熱を吸収するように列１２と同一線状の
整合状態で配向されている。熱伝導性ストリップ５８
は、高熱拡散率の伝導性金属ストリップをセラミック基
質１８に埋設することによる等、多くのの方法で形成し
得る。熱伝導性ストリップ５８を形成するための他の技
術および材料は当業者には明らかであろう。図１２に示
す変更実施例では、熱伝導性ストリップ５８は下塗り２
４とセラミック基質１８との間に位置決めされており、
かくして加熱要素１４のより直下に位置決めされてい
る。これにより、在来のヒートシンク２０を使用するだ
けで達成することができるよりも応答性である列１２の
加熱要素１４の部分間の熱の横方向伝達をもたらす。
【００１６】なお、加熱要素列１２、室３２および熱伝
導性ストリップ５８を線形であるものとして説明した
が、非線形の列およびこれに対応した形状の室およびス
トリップを使用してもよい。更に、加熱要素１４は不連
続セグメントとして形成してもよい。上記実施例は本発
明の現在のところ好適な実施例を示しているが、当業者
には他の変形例が明らかであろう。例えば、伝達流体を
戻すために他の手段を設けるならば、芯部なしで熱伝達
流体を使用してもよい。また、上記開示は例示の目的の
ために与えられ、種々の変形及び変更を、本発明の精神
および範囲を逸脱することなく、なされると認識される
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱加熱要素の線形列を有する従来技術の印刷ヘ
ッドの頂平面図である。
【図２】実質的に図１の線２─２における従来技術の印
刷ヘッドの横断面図である。
【図３】本発明を組み入れた熱印刷ヘッドの第１実施例
の部分横断面図である。
【図４】図３の印刷ヘッドの部分側立面横断面図であ
る。
【図５】本発明の別な第２実施例の部分横断面図であ
る。
【図６】本発明の別な第３実施例の部分横断面図であ
る。
【図７】図６の実施例に非常に似た本発明の変形した第
４実施例の部分横断面図である。
【図８】本発明の変形した第５実施例の部分横断面図で
ある。
【図９】本発明の変形した第６実施例の部分横断面図で
ある。
【図１０】本発明の変形した第７実施例の部分横断面図
である。
【図１１】本発明の変形した第８実施例の部分横断面図
である。
【図１２】本発明の変形した第９実施例の部分横断面図
である。
【符号の説明】 １２ 加熱要素列 １４ 加熱要素 １８ セラミック基質 ２０ ヒートシンク ２４ 下塗り ２６ 上塗り ３０ 熱印刷ヘッド ３２ 流体密な室 ３８ 溝 ４０ 気密シール ４４ プラグ ４６ 多孔性キャピラリ芯部 ４８ 中央通路 ５０ 熱伝達流体 ５２ 管 ５８ 熱伝導性ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケニス ディー ラッキー アメリカ合衆国 ワシントン州 98012 ボセル ワンハンドレッドアンドサーティ ナインス プレイス サウスイースト 2209

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 印刷方向に移動可能な感熱性印刷媒体に
    印刷するための熱印刷ヘッドにおいて、 印刷媒体に向けて位置決め可能な第１側面、および逆の
    第２側面を有する支持基板と、 支持基板の第１側面に機械的に取付けられた複数の加熱
    要素とを備え、これらの加熱要素は印刷方向に対して概
    ね横方向に延びる列を構成するように配列されれおり、
    加熱要素は熱印刷のために作動されると、熱を発生し、
    また加熱要素は熱印刷中に熱を印刷媒体に伝達するよう
    に印刷媒体に近接して位置決めされており、 加熱要素により発生された熱を吸収するように位置決め
    され、且ついずれの吸収熱をも列の長さに沿って分布さ
    せるために列と全整合状態で配向されている細長い熱伝
    導部材を備え、該熱伝導部材は、列の第１部分に沿った
    任意の加熱要素により発生された残留熱を、列の第２部
    分に沿った他の加熱要素により発生される残留熱よりも
    他の要素の位置へ分布させて列に沿った温度を均等にす
    るものであることを特徴とする熱印刷ヘッド。
  2. 【請求項２】 伝導部材は所定温度より高い温度でガス
    状状態に変化する液体状態の熱伝達流体を収容する流体
    密の伝導室であり、加熱要素は通常の作動スケジュール
    下で作動するときに所定温度未満の温度を伝導室に発生
    させ、また加熱要素は、列の第１部分に沿った加熱要素
    が通常より重質な作動スケジュール下で作動していると
    きには、所定温度における或いはそれより高い温度を列
    の第１部分に沿った伝導室に発生させ、それにより通常
    より重質な作動スケジュール下で作動している列の第１
    部分における加熱要素により発生される熱が所定温度よ
    り高い温度を伝導室に発生させ、熱伝達流体を液体状態
    からガス状態に変化させ、ガス状態にある間に、熱伝達
    流体は伝導室と通ってそのより冷たい部分まで長さ方向
    に移動し、そこで熱伝達流体は液体状態に戻り、熱を列
    の第２部分に沿って加熱要素へ伝達するようになってい
    ることを特徴とする請求項１に記載の熱印刷ヘッド。
  3. 【請求項３】 伝導室は更に、その中に密閉されてそこ
    を通って長さ方向に延びている芯部を有しており、該芯
    部は液体状態にあるときの熱伝達流体をキャピラリ作用
    により伝導室に沿って長さ方向に移送させる材料よりな
    っていることを特徴とする請求項２に記載の熱印刷ヘッ
    ド。
  4. 【請求項４】 伝導室は、シールされた両端部を持つ管
    を有しており、熱伝達流体はこの管内に配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の熱印刷ヘッド。
  5. 【請求項５】 伝導部材は支持基板より高い熱伝導率を
    有する熱伝導性材料のストリップであることを特徴とす
    る請求項１に記載の熱印刷ヘッド。
  6. 【請求項６】 伝導部材は支持基板内にその第２側面に
    少なくとも部分的に埋設されていることを特徴とする請
    求項１に記載の熱印刷ヘッド。
  7. 【請求項７】 伝導部材は支持基板の第２側面と熱接触
    状態で位置決めされていることを特徴とする請求項１に
    記載の熱印刷ヘッド。
  8. 【請求項８】 伝導部材は支持基板の第２側面に取付け
    られていることを特徴とする請求項７に記載の熱印刷ヘ
    ッド。
  9. 【請求項９】 伝導部材は加熱要素と支持基板との間に
    位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の
    熱印刷ヘッド。
  10. 【請求項１０】 支持基板の第２側面に向けてこれと熱
    接触状態で位置決めされた第１側面を有するヒートシン
    クを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の
    熱印刷ヘッド。
  11. 【請求項１１】 伝導部材は支持基板内に部分的に埋設
    され、且つヒートシンク内に部分的に埋設されているこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の熱印刷ヘッド。
  12. 【請求項１２】 伝導部材はヒートシンク内に全体的に
    埋設されていることを特徴とする請求項１０に記載の熱
    印刷ヘッド。
  13. 【請求項１３】 印刷方向に移動可能な感熱性印刷媒体
    に印刷するための熱印刷ヘッドにおいて、 印刷媒体に向けて位置決め可能な第１側面、および逆の
    第２側面を有する支持基板と、 支持基板の第２側面に向けてそれと熱接触状態で位置決
    めされた第側面を有するヒートシンクと、 支持基板の第１側面に機械的に取付けられた複数の加熱
    要素とを備え、これらの加熱要素は印刷方向に対して概
    ね横方向に延びる列を構成するように配列されれおり、
    加熱要素は熱印刷のために作動されると、熱を発生し、
    また加熱要素は熱印刷中に熱を印刷媒体に伝達するよう
    に印刷媒体に近接して位置決めされており、 ヒートシンクの第１側面および支持基板第２側面内に少
    なくとも部分的に位置決めされ、且ついずれの吸収熱を
    列の長さに沿って分布させるように列と全接触状態で配
    向されている細長い流体密な熱伝導室を備え、該伝導室
    は所定の温度より高い温度でガス状態に変化する液体状
    態にある熱伝達流体を収容しており、加熱要素は通常の
    作動スケジュール下で作動するときに所定温度未満の温
    度を伝導室に発生させ、また加熱要素は、列の第１部分
    に沿った加熱要素が通常より重質な作動スケジュール下
    で作動しているときには、所定温度における或いはそれ
    より高い温度を列の第１部分に沿った伝導室に発生さ
    せ、熱伝達流体は、通常より重質な作動スケジュール下
    で作動している列の第１部分における加熱要素により発
    生された熱が所定温度より高い温度を伝導室に発生させ
    るときに、液体状態からガス状態に変化し、熱伝達流体
    は、ガス状態にあるとき、伝導室を通ってそのより冷た
    い部分まで長さ方向に移動し、上記のより冷たい部分に
    おいて、液体状態に戻り、熱を列の第２部分に沿って加
    熱要素へ伝達するようになっていることを特徴とする熱
    印刷ヘッド。
  14. 【請求項１４】 伝導室は更に、その中に密閉されてそ
    こを通って長さ方向に延びている芯部を有しており、該
    芯部は液体状態にあるときの熱伝達流体をキャピラリ作
    用により伝導室に沿って長さ方向に移送させる材料より
    なっていることを特徴とする請求項１３に記載の熱印刷
    ヘッド。
  15. 【請求項１５】 支持基板の第２側面およびヒートシン
    クの第１側面のうちの少なくとも一方には、伝導室の内
    側壁部を構成する溝が生成されており、支持基板の第２
    側面は流体密の伝導室を構成するようにヒートシンクの
    第１側面にシールされていることを特徴とする請求項１
    ３に記載の熱印刷ヘッド。
  16. 【請求項１６】 支持基板の第２側面はヒートシンクの
    第１側面に両者間に位置決めされたガスケットによりシ
    ールされていることを特徴とする請求項１５に記載の熱
    印刷ヘッド。
  17. 【請求項１７】 支持基板の第２側面は溝を有してお
    り、ヒートシンクの第１側面は対応する溝を有してお
    り、これらの溝は協力して伝導室の内部側壁部を構成し
    ており、支持基板の第２側面およびヒートシンクの第１
    側面は両者管で伝導室から流体が漏れるのを防ぐように
    互いにシールされていることを特徴とする請求項１３に
    記載の熱印刷ヘッド。
  18. 【請求項１８】 伝導室はヒートシンク内に全体的に設
    けられた細長いキャビティであることを特徴とする請求
    項１３に記載の熱印刷ヘッド。
  19. 【請求項１９】 伝導室は端部がシールされた管を有し
    ており、熱伝達流体は管内に配置されており、管は支持
    基板の第２側面およびヒートシンクの第１側面のうちの
    一方に形成された溝内に少なくとも部分的に位置決めさ
    れており、管は支持基板およびヒートシンクのうちの少
    なくとも一方と熱接触していることを特徴とする請求項
    １３に記載の熱印刷ヘッド。
JP6003923A 1993-01-19 1994-01-19 横方向熱伝導を高めた熱印刷ヘッド Pending JPH071755A (ja)

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