JPH10138540A - サーマルヘッドユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗素子から成る発熱体を個別に制御する複
雑な制御系を必要としない簡素な構成にも拘わらず、発
熱部分に対応したきめ細かな放熱制御を行うことができ
るサーマルヘッドユニットを提供する。 【解決手段】 ラインサーマルヘッドユニット１０は、
複数の抵抗素子１１ａを有し、抵抗素子１１ａの発熱に
より感熱紙を発色させて該感熱紙に情報を記録するライ
ンサーマルヘッド１１を備える。サーマルヘッドユニッ
トは、更に、ラインサーマルヘッド１１を支持する基板
１４と、基板１４のラインサーマルヘッド１１の近傍に
複数の抵抗素子１１ａの夫々に対応して配設された複数
の放熱フィン１２とを備え、放熱フィン１２は、周囲温
度が印字適正温度以下のときには基板１４に接触し、印
字適正温度を越えたときには基板１４から離れる部分を
有する形状記憶合金から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドユ
ニットに関し、更に詳しくは、サーマルヘッドによる印
字動作時の熱制御を行う機能を備えたサーマルヘッドユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱式プリンタに搭載された従来のサー
マルヘッドには、一列に並んだ複数個の抵抗素子（発熱
体）を有し、該抵抗素子を印字パターン信号に基づいて
夫々発熱させながら移動させて、感熱紙に所望の文字や
図形を印字する形状のものがある。この形状のサーマル
ヘッドでは、抵抗素子による温度上昇及び温度降下にあ
る程度の時間が必要であり、また、印字しないヘッド部
分と印字するヘッド部分との間に所定の温度差を与える
ことにより鮮明な印字を行うことができる。ところで、
サーマルヘッドの各部全体に一定の熱量が与えられたと
しても、印字密度の相違、或いは、印加周期の相違等に
よって蓄熱状態が各ヘッド部分で異なり、蓄熱量が必要
以上に大きくなったヘッド部分では印字が濃く、必要以
上に小さくなったヘッド部分では印字が薄くなることが
知られている。このため、印字動作時には熱制御が必要
になる。また、印字しないヘッド部分と印字するヘッド
部分との間に所定の温度差を与えるためには、印字速度
をあまり高速化することはできない。

【０００３】熱制御を行う方式には、サーマルヘッドの
周囲温度を検出することに基づいて抵抗素子への駆動電
流を制御する方法がある。この方法によると、印字動作
時には、抵抗素子による蓄熱状態の検出結果を次の印字
ラインにフィードバックするために各抵抗素子を個別に
駆動制御しなければならず、制御系が複雑になる問題が
ある。

【０００４】従来のサーマルヘッドの熱制御に関する上
記問題点を考慮したサーマルヘッドユニットが、例え
ば、特開昭61-98565号公報に記載されている。該公報に
記載のサーマルヘッドユニットは、抵抗素子を有するサ
ーマルヘッドと、サーマルヘッドを支持するヒートシン
クとを有しており、ヒートシンクが形状記憶合金によっ
て構成されると共に、ヒートシンクに放熱フィンが形成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載のサー
マルヘッドユニットでは、サーマルヘッドを支持するヒ
ートシンクそのものが形状記憶合金から成り、該ヒート
シンクに放熱フィンが直接形成される構造のため、サー
マルヘッド全体の温度変化に応じて放熱フィンを形状変
化させることにより、放熱状態を大まかに制御すること
はできるが、現在発熱している部分に的確に対応したき
め細かな放熱制御を期待することはできない。

【０００６】本発明は、上記に鑑み、抵抗素子から成る
発熱体を個別に制御する複雑な制御系を必要としない簡
素な構成にも拘わらず、発熱部分に対応したきめ細かな
放熱制御を行うことができ、サーマルヘッドによる記録
動作を安定させ、記録動作の高速化が可能なサーマルヘ
ッドユニットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサーマルヘッドユニットは、複数の発熱体
を有し、該発熱体の発熱により感熱紙を発色させて該感
熱紙に情報を記録するサーマルヘッドを備えたサーマル
ヘッドユニットにおいて、前記サーマルヘッドを支持す
る基板と、該基板の前記サーマルヘッドの近傍に前記複
数の発熱体の夫々に対応して配設された複数の放熱体と
を備え、前記放熱体は、周囲温度が所定温度以下のとき
には前記基板に接触し、前記所定温度を越えたときには
前記基板から離れる部分を有する形状記憶合金から成る
ことを特徴とする。

【０００８】本発明のサーマルヘッドユニットでは、サ
ーマルヘッドの複数の発熱体の夫々に対応して配設され
た各放熱体が、その一部分を、対応する発熱部分の周囲
温度が所定温度以下のときには基板に接触させて蓄熱効
果を上げ、前記所定温度を越えたときには基板から離間
させて放熱効果を上げる。これにより、サーマルヘッド
の発熱部分の冷却効果が高まり、放熱時の立ち下がり特
性が向上する。

【０００９】ここで、前記放熱体は、一端部が前記基板
に埋め込まれた状態で固定され、他端部が自由端を構成
することが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施形態例のラインサ
ーマルヘッドユニット全体を示す斜視図、図２は、図１
のII-II線に沿った断面図、図３は、放熱フィン（放熱
体）を、その直立した状態で示す断面図である。

【００１１】図１に示すように、感熱式プリンタに搭載
されるラインサーマルヘッドユニット（サーマルヘッド
ユニット）１０は、略長方形状のセラミック等から成る
基板１４を有する。基板１４には、その一方の側辺と平
行に延びる直線状のラインサーマルヘッド（サーマルヘ
ッド）１１が一体に設けられている。ラインサーマルヘ
ッド１１は、等間隔に配列された複数の抵抗素子（発熱
体）１１ａを内蔵し、各抵抗素子１１ａの発熱によって
感熱紙を発色させることにより、感熱紙に文字等の情報
を印字（記録）する。

【００１２】また、基板１４のラインサーマルヘッド１
１の近傍には、複数の放熱フィン１２が、ラインサーマ
ルヘッド１１と平行な方向に所定の間隔を空け、複数の
抵抗素子１１ａの夫々に対応した状態で配列されてい
る。各放熱フィン１２は、基板１４にラインサーマルヘ
ッド１１と平行な方向に等間隔で形成された複数の凹部
１３ａの夫々に埋め込まれている。各凹部１３ａは、図
３に示すように、基板１４の表面と直交する縦溝１３ｂ
と表面に沿って形成された横溝１３ａとから成るＬ字状
に形成されている。

【００１３】放熱フィン１２は、一端部１２ｂが、凹部
１３の縦溝１３ｂに埋め込まれた状態で固定され、他端
部１２ａが自由端を構成している。放熱フィン１２は、
形状記憶合金から成り、ラインサーマルヘッド１１の周
囲温度が印字適正温度（所定温度）以下のときには、他
端部１２ａが一端部１２ｂに対して折れ曲がって横溝１
３ａ（基板１４）に密着し（図２の実線参照）、印字適
正温度を越えたときには、他端部１２ａが一端部１２ｂ
に対して直線状になって基板１４から直立するように形
状記憶されている。形状記憶合金は、一般に、温度変化
によって結晶構造が双晶マルテンサイト変態を起こすこ
とによって形状記憶効果を表し、例えば、Ti-Ni合金、C
u-Zn-Al合金等が挙げられる。

【００１４】上記構成のラインサーマルヘッド１０は次
のように作動する。ラインサーマルヘッド１０は、感熱
式プリンタに支持した感熱紙に印字を行う場合に、印字
パターン信号に基づいて複数の抵抗素子１１ａに通電し
た状態で感熱紙に対向して移動することにより、所望の
文字や図形等を印字する。この際、各放熱フィン１２
は、対応する発熱部分の周囲温度が印字適正温度以下で
は、図２の実線で示すように、他端部１２ａが折れ曲が
って横溝１３ａに入り込み、基板１４に密着する。ま
た、対応する発熱部分の周囲温度が印字適正温度を越え
たときには、図２の二点鎖線で示すように、自由端を構
成する他端部１２ａが基板１４から直立する。

【００１５】上記のように、放熱フィン１２の他端部１
２ａが基板１４に密着した場合には、この放熱フィン１
２に対応する抵抗素子１１ａの蓄熱効果が上がる。ま
た、放熱フィン１２の他端部１２ａが基板１４から直立
した場合には、この放熱フィン１２に対応する抵抗素子
１１ａの放熱効果が上がり、発熱部分の冷却効果が高ま
って放熱時の立ち下がり特性が向上する。

【００１６】本発明によるラインサーマルヘッド１０で
は、複数の放熱フィン１２の内の対応するものが印字適
正温度を境にして自動的に形状変化することにより、空
気中に晒される表面積を増加させて放熱効果を促進さ
せ、或いは、表面積を減少させて放熱効果を抑制するこ
とができる。これにより、印字動作時の１ライン上の印
字デューティの違い等による温度分布を特別に管理する
必要がなく、抵抗素子１１ａの夫々を制御する複雑な制
御系が不要になるため、ラインサーマルヘッド１０の構
造を簡素化することができる。また、放熱及び蓄熱を各
ヘッド部分に対応してきめ細かに行うことができるの
で、印字動作を安定させ、印字動作の高速化を可能にす
ることができる。

【００１７】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明のサーマルヘッドユニット
は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではな
く、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施
したサーマルヘッドユニットも、本発明の範囲に含まれ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
ヘッドユニットは、発熱体に対応して形状記憶合金から
成る放熱体を配設した簡素な構成により、各ヘッド部分
に対応したきめ細かな温度制御を行うことができるの
で、本発明は、サーマルヘッドによる記録動作を安定さ
せ、記録動作の高速化を可能にする顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例のラインサーマルヘッド
ユニット全体を示す斜視図である。

【図２】図１のII-II線に沿った断面図である。

【図３】放熱フィンを、その直立した状態で示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ ラインサーマルヘッドユニット（サーマルヘッド
ユニット） １１ ラインサーマルヘッド（サーマルヘッド） １１ａ 抵抗素子（発熱体） １２ 放熱フィン（放熱体） １２ａ 他端部 １２ｂ 一端部 １３ 凹部 １３ａ 横溝 １３ｂ 縦溝 １４ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱体を有し、該発熱体の発熱に
   より感熱紙を発色させて該感熱紙に情報を記録するサー
   マルヘッドを備えたサーマルヘッドユニットにおいて、 前記サーマルヘッドを支持する基板と、該基板の前記サ
   ーマルヘッドの近傍に前記複数の発熱体の夫々に対応し
   て配設された複数の放熱体とを備え、 前記放熱体は、周囲温度が所定温度以下のときには前記
   基板に接触し、前記所定温度を越えたときには前記基板
   から離れる部分を有する形状記憶合金から成ることを特
   徴とするサーマルヘッドユニット。
2. 【請求項２】 前記放熱体は、一端部が前記基板に埋め
   込まれた状態で固定され、他端部が自由端を構成するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッドユニッ
   ト。