JPS6283154A

JPS6283154A - 熱記録式プリンタ

Info

Publication number: JPS6283154A
Application number: JP60222768A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yokota; 雄司横田
Original assignee: Sato Corp
Current assignee: Sato Corp
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1987-04-16
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: EP0218205B1; DE218205T1; AU568254B2; EP0218205A1; JPH0667655B2; DE3670983D1; AU6328886A; US4819011A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明は熱記録式プリンタに係り、とくに印字による、
または外部気温による発熱過剰、あるいは冷却過剰によ
る印字の不具合を防止できる熱記録式プリンタに関する
。

（従来技術）一般に熱記録式プリンタには、感熱紙を用いたいわゆる
発色型感熱プリンタと、感熱転写カーボンリボンを用い
た転写型感熱プリンタとがある。

第１図にこの転写型感熱プリンタを例示する。

すなわちロール状に巻回された感熱転写カーボンインキ
は供給軸２に保持され、ここから繰り出されたリボンｌ
はガイドローラ３、サーマルヘッド４、プラテン５、ピ
ンチローラ６を経て巻取軸７に巻取られる。リボンｌは
サーマルヘッド４、プラテン５の部分でラベル８ととも
に挟持され所定の印字信号に従いサーマルヘッド４の発
熱要素１０の発熱によってリボンｌからカーボンインキ
がラベル８側に転写され印刷が行なわれる。このラベル
８は供給軸１１から繰り出され、サーマルヘッド４、プ
ラテン５．ガイドローラ１２を経て巻取軸１３に巻取ら
れる。

このような熱記録式プリンタはいずれの形式のものも発
熱部分が必要であり、この印字領域１４の発熱をコント
ロールするために温度制御機構あるいは回路が賦与され
ている（図示省略）。

ところがプリンタを長時間使用の場合あるいは周囲温度
がこの温度制御機構の機能限界を越える場合には印字に
不具合が生ずる０例えば周囲温度が異常に高くなる場所
に置かれたプリンタでは感熱紙あるいは感熱転写カーボ
ンリボン部分が異常に高温となり印字かにじんでしまい
、極端な場合には印字用紙全体が真黒く印字されてしま
う欠点がある。また異常に低温な場所、例えば冷凍庫内
等におかれたプリンタの場合には必要な発熱温度が得ら
れにくいために印字がかすれてしまう欠点がある。

このような欠点は感熱紙を用いる場合、感熱転写カーボ
ンリボンを用いる場合、いずれにも起る問題である。

（発明の目的）本発明は以上のような欠点、諸事情に鑑みてなされたも
ので、長時間の連続運転の場合や、通常の温度域を逸脱
するような工場や冷凍庫内でも必要な印字品質を得られ
るようにした熱記録式プリンタを提供することを目的と
する。

（発明の概要）即ち１本発明は熱移送速度が非常に高いヒートパイプや
あるいは通電される電流の向きに応じて加熱・冷却が可
能な熱電変換素子による熱移送手段を印字区域あるいは
プリンタを囲む筐体に設けてこの印字区域あるいは筐体
から熱を汲み出し乃至は供給して温度制御をできるよう
にした熱記録式プリンタである。

（実施例）次に、第２図以降において本発明の詳細な説明する。な
お第１図と同一部分については同一符号を付し要部のみ
を示して説明をする。また転写型感熱サーマルプリンタ
について説明するが、感熱紙を用いるタイプの発色型感
熱プリンタにも応用は可能である。

第２図は熱移送手段としてヒートパイプ２０を用いた場
合の第一実施例を示す、この第一実施例はサーマルヘッ
ド４部分を冷却する場合の例を示すもので、ヒートパイ
プ２０はその吸熱部２０ａをサーマルヘッド４の上部に
熱伝導性のよい接着剤２１によって接着され、吸熱部２
０ａより上方に位置したその放熱部２０ｂをこのサーマ
ルヘッド４部分から離隔した位置に設けるような形状と
されている。

このヒートパイプ２０は円筒状の杆体２０ｃ内の空気を
ぬいてから作動液２２を一定量封入して密閉したもので
ある０作動液２２としてはフレオンあるいは水等が用い
られ、吸熱部２０ａで吸熱し蒸気２２ａとなって放熱部
２０ｂ部分に移動する。この移動速度は音速に近いある
いは越えるもので非常に速やかに行なわれる。そしてこ
の放熱部２０ｂに至った蒸気２２ａは液体２２ｂとなっ
て熱を放熱しヒートパイプ２０内をもとの吸熱部２０ａ
に戻る。このヒートパイプ２０内の中には溝あるいはウ
ィック（芯）等が設けられ（図示せず）毛細管現象によ
ってその液体２２ｂが回帰しやすいようになっている。

そして放熱部２０ｂにはフィン２３が多数段けられ放熱
面積を大きくする。またファン２４が設けられて放熱作
用をより効果的に行なうようにしているも−のである。

かく構成することによって印字区域１４を構成するサー
マルヘッド４部分からの発熱は非常なスピードを持って
該部分から離隔した位置に移送され、サーマルヘッド４
およびプラテン５部分の熱を吸収し所望の温度に冷却す
る作用をするものである。

尚、第２図において仮想線で示した如く、ヒートパイプ
ブ２０の上下を反対にすれば、他所からの熱によってサ
ーマルへラド４を加熱することができる。

第３図は熱移送手段として熱電変換素子、例えばサーモ
モジュール３０を用いた場合の第二実施例を示す。

このサーモモジュール３０はＮ型半導体３１とＰ型半導
体３２とを電気伝導体３３を介して直列に接続し、電圧
源３４、スイッチ３５と直列に配置１したものである。

それぞれの電気伝導体３３の外面には電気絶縁体３６．
３７が設けられる。

サーモモジュール３０はこの電気絶縁体３７の面で前記
第一実施例と同様な電気伝導率のよい接着剤２１にてサ
ーマルヘッド４の部分に接着されている。しかして電気
絶縁体３６の面にはフィン２３が設けられている。

このサーモモジュール３０はＮ型およびＰ型半導体３１
．３２間のペルチェ効果による発熱冷却作用を応用した
ものであって、第３図に図示の状態の電流の向きでは絶
縁体３７側が冷却され絶縁体３６側が放熱、つまり加熱
されるようになっている。従って、サーマルヘッド４部
分での発熱はサーモモジュール３０の絶縁体３７からの
冷却によって冷却され、発熱部分はファン２４によって
放熱されサーマルヘッド４部分が冷却されることとなる
。

しかしてこのサーモモジュール３０は電流の向きを変え
れば絶縁体３７部分が発熱し、絶縁体３６部分が冷却効
果を有することとなる。従って、プリンタを冷凍庫等に
おいて用いる場合にはサーマルヘッド４部分を加熱すべ
く電流の向きを第３図図示と逆にすればよいものである
。

尚、冷却・加熱の程度は流す電流の大小によって制御で
きる。

尚、第４図に概略を示したような回路によってプリンタ
の始動時の立とがりをすみやかに行うこともできる。す
なわち、温度センサＳをサーマルベンド４内に埋設して
おき（第３図）、このセンサＳをパスラインＢによって
中央処理回路ＣＰＵに接続する。また、サーマルヘッド
４の最適印字温度条件を記憶したＲＡＭによるメモリ部
Ｍ、およびサーモモジュール３０の駆動回路りを同じく
パスラインＢによって中央処理回路ＣＰＵに接続する。

プリンタの印字開始時にはサーマルヘッド４部分はその
最適温度域にまで昇温していないので、駆動回路りの電
流の向きをサーモモジュール３０がサーマルヘッド４を
加熱するように設定し印字スタートさせる。そして印字
開始後センサＳが所定の温度を検出した段階でサーモモ
ジュール３０がサーマルヘッド４を冷却するように駆動
回路りの電流の向きを制御し、以後設定された最適温度
との比較にもとづいてサーモモジュール３０の電流の向
きを制御すればサーマルヘッド４はその最適温度条件の
もとで印字を行うことができる。

尚、サーモモジュール３０の制御はソフトウェアによっ
て行うこともできるが、演算増幅器その他の素子を用い
たハードロジック回路によっても行うことができる。

本発明は第２図および第３図に示すようなヒートパイプ
２０およびサーモモジュール３０を＋−マルヘッド４お
よびプラテン５を含む熱記録式印字区域１４に設けるこ
とによる効果を狙ったものであるが、第５図および第６
図に示す如くこの両者を組み合わせて用いることも出来
る。

第５図は第三実施例を示すもので、と−ドパイブ２０を
サーマルヘッド４側に、そしてサーマルヘッド４部分か
ら離隔した位置にあるヒートパイプ２０の放熱部２０ｂ
にサーモモジュール３０を配置しである。

このようにすれば第一実施例の場合とは異なって、ヒー
トパイプ２０の放熱部２０ｂを積極的にサーモモジュー
ル３０によって冷却することができる。従ってサーマル
ヘッド４部分の冷却をより積極的に行なうことが出来る
。しかも、ヒートパイブ２０は任意の長さ、形状に形成
できるので。

印字区域１４部分にサーモモジュール３０を配置できな
いようなプリンタ構成でも、そのサーモモジュール３０
を配設した適宜な位置に熱を移送することができる。

なお、第５図において仮想線で示したごとく、ヒートパ
イプ２０の上下を反対にし、又電流の向きを反対にすれ
ば、サーモモジュール３０からの熱によってサーマルヘ
ッド４を加熱することができる。

また第６図は第四実施例を示すもので、サーモモジュー
ル３０をサーマルヘッド４部分に取り付はヒートパイプ
２０はこのサーモモジュール３０部分に取り付けた構成
としである。

このような形にすればサーマルヘッド４をサーモモジュ
ール３０によ′つて直接冷却することが出来るので、第
三実施例よりさらに効率的な冷却が可能となるものであ
る。

第７図は第五実施例を示し、ヒートパイプ２０およびサ
ーマルモジュール３０を組み合わせて用い且つ冷却およ
び加熱を任意に変更できるようにした構成を示すもので
ある。すなわち、着脱可能なとめ金３８によってヒート
パイプ２０の吸熱部２０ａをサーマルヘッド４部分に上
下位置変換可能に取付けである。つまり、第７図実線で
示す場合にはサーマルヘッド４部分を冷却できる構成で
あり、仮想線で示す場合にはサーマルへ−２ド４部分を
加熱できるような構成である。

尚、第２図、第５図、第６図或は第７図に示すようにヒ
ートパイプ２０そのものは種々の形状が可能であり、取
り付ける位置あるいは用いる態様に応じて偏平、細長、
曲がり形状等を用いることが出来る。勿論、大きさ、長
さも任意である。

更に、ヒートパイプ２０の配設位置としては、サーマル
へラド４の上部のみならずサーマルヘッド４およびプラ
テン５部分という印字区域１４の近傍に効率的に設けら
れればよい０例えば第８図に示す如くプラテン５内にベ
アリング機構４０を設けてヒートパイプ２０をプラテン
５と相対的に回転可能に固定支持し、プラテン５がタイ
ミングベル）４１によって回転させられてもヒートパイ
プ２０は一定位置を保ちその熱を吸熱部２０ａから放熱
部２０ｂへ移送・排出できればよいものである。

また第９図に示すごとく、ヒートパイプ２０の吸熱部２
０ａをサーマルヘッド４の中に一体的に組み込み形成し
、その放熱部２０ｂをこのサーマルヘッド４から離隔し
た位置に設けることもできる。なお、符号５０はヒート
パイプ２０の支持板である。

さらにはサーマルヘッド４、プラテン５以外にもその印
字領域１４近傍に任意に用いることが可能である。

次に、第１０図ないし第１３図はプリンタ全体の温度制
御を可能とした本発明の第二発明の実施例を示す。

第１０図はその第一実施例を示すもので、プリンタ６０
全体が開閉可能な筐体７０によって外部雰囲気から遮断
被覆され、その筐体７０の内部にヒートパイプ２０の吸
熱側２０ａがその外部に放熱部２０ｂが配置される。か
くすることによってプリンタ６０によって発熱した熱は
ヒートパイプ２０ａ部分から急速に放熱部２０ｂに伝達
され放熱される。従って、筺体７０内部の温度は常にあ
る一定の温度に保つことが可能となる。

また第１１図は第二実施例を示し、ヒートパイプ２０の
先にサーモモジュール３０を設け、第５図に図示の実施
例と同様に積極的に冷却するものである。

第１２図は第三実施例を示し、サーモモジュール３０の
冷却側を筺体７０の内部に放熱側を外部に設けることに
よって内部を積極的に冷却するものである。

また第１３図はこのサーモモジュール３０の放熱側にヒ
ートパイプ２０の吸熱部２０ａを設け、第６図に図示の
実施例と同様に更に積極的かつ速やかに熱を放熱部２０
ｂに移送排出するものである。

尚、第１２図および第１３図の第三および第四実施例に
あってはサーモモジュール３０の電流の向きを換えるこ
とによってプリンタ６ｏ全体を加熱方向とすることも可
能である。

更に、第１０図ないし第１３図に示した実施例の場合に
は、プリンタ６０全体を密閉した上で内部の温度管理が
できるので、外部からの塵等の侵入も防ぐことができる
。また、ヒートパイプないしはサーモモジュール等の熱
移送手段を取付けた筺体は、プリンタのみならず任意の
機器を収納してその内部温度制御を行うことができる。

（発明の効果）以上説明したごとく本発明によれば熱移送手段にを用い
ることによって、発熱する印字区域内或はプリンタ全体
の熱を加熱、あるいは冷却を急速に行なうことができそ
の印字性能を一定に保つことが０■能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が応用される熱転写型サーマルプリンタ
の概略説明図、第２図は本発明の第一発明の第一実施例
の要部説明図、第３図は同、第二実施例の要部説明図、
第４図は同、制御回路の一例を示す説明図、第５図は同
、第三実施例の要部説明図、第６図は同、第四実施例の
要部説明図、第７図は同、第五実施例の要部説明図、第
８図は同、ヒートパイプの配設位置の他例を示す要部説
明図、第９図は同、ヒートパイプの構成の他例を示す要
部説明図、第１Ｏ図ないし第１３図は本発明の第二発明
の実施例を示すもので、第１０図は同、第一実施例の概
略説明図、第１１図は同、第二実施例の概略説明図、第
１２図は同、第三実施例の概略説明図、第１３図は同、
第四実施例の概略説明図である。図中１・・感熱転写カーボンリボン２・・供給軸　　　　　３・・ガイドローラ４・番す−
マルヘッド　５目プラテン６・−ピンチローラ　　７１１−巻取軸８・・ラベル　
　　　１０・・発熱要素１１・・供給軸　　　　１２・
・ガイドローラ１３・・巻取軸　　　　１４・拳印字区
域２０・φヒートバイブ　２０ａ＊・吸熱部２０ｂ・・
放熱部　　　２０ｃ・・杆体２１・・接着剤　　　　２
２・・作動液２２ａ＊　ｅ蒸気　　　　２２ｂ−−液体
２３・・フィン　　　　２４φ・ファン３０・争サーモ
モジュール３１・・Ｎ型半導体　　３２１１ψＰ型半導体３３・・
電気伝導体　　３４φ・電圧源３５・−スイッチ３６．３７拳・電気絶縁体３８・・とめ金　　　　４０・・ベアリング４２−φタ
イミングベルト５０φ−支持板　　　　６０争・プリンタ７０　争　善
　ＩＲ体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）印字媒体上に所望の印字パターンを印字するサー
マルヘッドとプラテンとを含む熱記録式印字区域と、こ
の印字区域の近傍に設けられ少なくとも該印字区域にお
ける温度を制御するための熱移送手段とを有する熱記録
式プリンタ。
（２）前記熱移送手段としてヒートパイプを用いた特許
請求の範囲第１項記載の熱記録式プリンタ。
（３）前記ヒートパイプの吸熱部を前記印字区域の近傍
に配し、同ヒートパイプの放熱部を印字区域から離隔し
た位置に配して印字区域の発熱による熱をこの離隔位置
に排出するようにした特許請求の範囲第２項記載の熱記
録式プリンタ。
（４）前記ヒートパイプをサーマルヘッドの近傍に設け
た特許請求の範囲第３項記載の熱記録式プリンタ。
（５）前記ヒートパイプをプラテンの近傍に設けた特許
請求の範囲第３項記載の熱記録式プリンタ。
（６）前記ヒートパイプの放熱部にフィンを設けた特許
請求の範囲第４項あるいは第５項に記載の熱記録式プリ
ンタ。
（７）前記ヒートパイプをサーマルヘッドに一体的に組
み込んだ特許請求の範囲第２項記載の熱記録式プリンタ
。
（８）前記熱移送手段として熱電変換素子を用いた特許
請求の範囲第１項記載の熱記録式プリンタ。
（９）前記熱電変換素子の一面をサーマルヘッドに接触
させてその面を冷却するように電流を制御するようにし
た特許請求の範囲第８項記載の熱記録式プリンタ。
（１０）前記熱電変換素子の一面をサーマルヘッドに接
触させてその面を加熱するように電流を制御するように
した特許請求の範囲第８項記載の熱記録式プリンタ。
（１１）前記熱電変換素子の他面にフィンを設けた特許
請求の範囲第９項記載の熱記録式プリンタ。
（１２）前記熱移送手段としてヒートパイプおよび熱電
変換素子を組み合わせて用いた特許請求の範囲第１項記
載の熱記録式プリンタ。
（１３）サーマルヘッドにヒートパイプを取り付けこの
ヒートパイプに熱電変換素子を取り付けた特許請求の範
囲第１２項記載の熱記録式プリンタ。
（１４）前記熱電変換素子にフィンを設けた特許請求の
範囲第１３項記載の熱記録式プリンタ。
（１５）サーマルヘッドに熱電変換素子を取り付けこの
熱電変換素子にヒートパイプを取り付けた特許請求の範
囲第１２項記載の熱記録式プリンタ。
（１６）前記ヒートパイプにフィンを設けた特許請求の
範囲第１５項記載の熱記録式プリンタ。
（１７）前記熱電変換素子を電流の方向を交換可能とし
熱電変換素子を冷却用として用いる特許請求の範囲第１
２項ないし第１６項のいずれかに記載の熱記録式プリン
タ。
（１８）前記熱電変換素子を電流の方向を交換可能とし
熱電変換素子を加熱用として用いる特許請求の範囲第１
２乃至第１６項のいずれかに記載の熱記録式プリンタ。
（１９）前記ヒートパイプをプラテンに設け、このヒー
トパイプに熱電変換素子を取り付けた特許請求の範囲第
１２項記載の熱記録式プリンタ。
（２０）前記熱電変換素子にフィンを設けた特許請求の
範囲第１９項記載の熱記録式プリンタ。
（２１）前記印字区域での印字開始時点で熱電変換素子
によってまず印字区域を加熱し所定温度に同印字区域が
上昇後、熱電変換素子を冷却用に制御し印字区域が所望
の温度になるように制御するようにした特許請求の範囲
第８項あるいは第１２項に記載の熱記録式プリンタ。
（２２）印字媒体上に所望の印字パターンを印字するサ
ーマルヘッドとプラテンとを含む熱記録式印字区域と、
この印字区域を含むプリンタ本体を覆う筺体と、この筺
体の内外にまたがって設けられ該筺体内の温度を制御す
るための熱移送手段とを有する熱記録式プリンタ。
（２３）前記熱移送手段としてヒートパイプを用いた特
許請求の範囲第２２項に記載の熱記録式プリンタ。
（２４）前記ヒートパイプの一端を筺体内に設け他端を
筺体外に設けて筺体内の温度を制御するようにした特許
請求の範囲第２３項に記載の熱記録式プリンタ。
（２５）前記ヒートパイプにフィンを設けた特許請求の
範囲第２４項に記載の熱記録式プリンタ。
（２６）前記熱移送手段として熱電変換素子を用いた特
許請求の範囲第２２項に記載の熱記録式プリンタ。
（２７）前記熱電変換素子の一面を筺体内に設け他面を
筺体外に設けて筺体内の温度を制御するようにした特許
請求の範囲第２６項に記載の熱記録式プリンタ。
（２８）前記熱電変換素子にフィンを設けた特許請求の
範囲第２７項に記載の熱記録式プリンタ。
（２９）前記熱移送手段としてヒートパイプおよび熱電
変換素子を組み合わせて用いた特許請求の範囲第２２項
に記載の熱記録式プリンタ。
（３０）前記ヒートパイプの一端を筺体内に設け他端を
筺体外に設けて、この他端部に熱電変換素子を設けた特
許請求の範囲第２９項に記載の熱記録式プリンタ。
（３１）前記熱電変換素子にフィンを設けた特許請求の
範囲第３０項に記載の熱記録式プリンタ。
（３２）前記熱電変換素子の一面を筺体内に設け他面を
筺体外に設けて、この他面部にヒートパイプを設けるよ
うにした特許請求の範囲第２９項に記載の熱記録式プリ
ンタ。
（３３）前記ヒートパイプにフィンを設けた特許請求の
範囲第３２項に記載の熱記録式プリンタ。