JP2003237123A - サーマルヘッドの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で冷却性能の高いサーマルヘッドの冷却
装置を提供する。 【解決手段】 冷却装置３１は、サーマルヘッド１９の
ヘッド基板２１とヒートシンク３２との間と、ヒートシ
ンク３２と圧接板３４との間とに、可撓性を有し面方向
での熱伝動性が高いグラファイトシート３３の端部がそ
れぞれ挟み込まれている。サーマルヘッド１９で発生し
た熱は、ヘッド基板２１からヒートシンク３２の下部ス
プレッド３８を経て、複数枚のフィン４０に下方から伝
達される。また、サーマルヘッドの１９の熱は、グラフ
ァイトシート３３とヒートシンク３２の上部スプレッド
３９とを経て上方からフィン４０に伝達される。フィン
４０に伝達された熱は、ファン３５，３６からの送風に
よって放熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱素子を発熱さ
せて熱記録を行なうサーマルヘッドを効果的に冷却する
冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー感熱プリンタでは、サーマルヘッ
ドに取り付けられた複数個の発熱素子をカラー感熱記録
紙に圧接させ、プリントデータに合わせて各発熱素子を
発熱させることで多階調及び多色の印画を行なってい
る。適切な濃度及びグレーバランスのプリントを得るた
めには、発熱素子を規定の温度に発熱させる必要があ
る。しかしながら、連続して印画が行なわれるとサーマ
ルヘッドが蓄熱してしまい、発熱素子の温度が上昇して
しまう。

【０００３】サーマルヘッドの蓄熱を防止するために、
サーマルヘッドには放熱用のヒートシンクが取り付けら
れている。ヒートシンクは、サーマルヘッドに接触する
板状のスプレッドと、このスプレッドに対して一体に立
設された複数枚のフィンとからなり、アルミニウム等の
熱伝導性の高い材質で形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ヒートシンクのフィン
は放熱効率が悪いため、サーマルヘッドを冷却するに
は、スプレッドを大きくしてフィンの数を増やさなくて
はならなかった。しかしながら、これではカラー感熱プ
リンタが大型化してしまう。これを解決するために、グ
ラファイト等の高熱伝導性を有する材質でヒートシンク
を形成することも考えられるが、高価であり、カラー感
熱プリンタをコストアップしてしまう。

【０００５】また、グラファイトを使用した製品のうち
比較的安価なものとして、特開平８−２３１８３号公報
記載のグラファイトシートが放熱に使用されている。こ
のグラファイトシートは面方向での熱伝導性が高く、図
４に示すように、グラファイトシート２の一端をサーマ
ルヘッド３に取り付け、他端にヒートシンク４を取り付
けることで効率よく放熱を行なうことができる。しかし
ながら、グラファイトシート２の設置スペースが必要と
なり、カラー感熱プリンタの小型化には不向きである。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためのも
ので、小型で冷却性能の高いサーマルヘッドの冷却装置
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】上記問題点を解決するた
めに、本発明の冷却装置は、複数枚のフィンと、これら
のフィンを挟む一対のスプレッドとが熱伝導率の高い材
質で一体に形成され、一方のスプレッドがサーマルヘッ
ドに取り付けられるヒートシンクと、一端がサーマルヘ
ッドと一方のスプレッドとの間に挟み込まれ、他端が他
方のスプレッドに当接される可撓性を有する熱伝導性シ
ートと、熱伝導率の高い材質で形成され、他方のスプレ
ッドに圧接して熱伝導性シートの他端を挟み込む圧接板
と、フィンの面方向に沿って送風を行なうファンとから
構成したものである。

【０００８】熱伝導性シートとしては、グラファイトシ
ートを使用することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施したカラー
感熱プリンタの構成を示す概略図である。このカラー感
熱プリンタでは、記録媒体として長尺のカラー感熱記録
紙１０が用いられる。カラー感熱記録紙１０は、ロール
状に巻かれた記録紙ロール１１の形態でカラー感熱プリ
ンタにセットされる。記録紙ロール１１は、外周に当接
された給紙ローラ１２によって回転され、カラー感熱記
録紙１０の送り出しと巻き戻しとが行なわれる。

【００１０】記録紙ロール１１の近傍には、カラー感熱
記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１４が配
置されている。この搬送ローラ対１４は、搬送用モータ
１５に回転駆動されるキャプスタンローラ１６と、この
キャプスタンローラ１６に圧接するピンチローラ１７と
からなり、カラー感熱記録紙１０を図中左方の定着方向
と、図中右方の印画方向とに往復搬送する。

【００１１】カラー感熱記録紙１０は、周知のように支
持体上にシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエ
ロー感熱発色層が順次層設されている。最上層となるイ
エロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネル
ギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発
色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアン
に発色する。また、イエロー感熱発色層は、４２０ｎｍ
の近紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。第
２の感熱発色層であるマゼンタ感熱発色層は、イエロー
感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネル
ギーでマゼンタに発色し、３６５ｎｍの紫外線が照射さ
れたときに発色能力が消失する。

【００１２】搬送ローラ対１４の定着方向の下流側に
は、サーマルヘッド１９とプラテンローラ２０とがカラ
ー感熱記録紙１０の搬送経路を挟み込むように配置され
ている。サーマルヘッド１９は、熱伝導性のよい材質、
例えばアルミニウムで形成されたヘッド基板２１と、こ
のヘッド基板２１の下面に取り付けられたアルミナ基板
２２とからなる。アルミナ基板２２には、多数の発熱素
子がカラー感熱記録紙１０の搬送方向と直交する方向に
ライン状に設けられた発熱素子アレイ２３が形成されて
いる。

【００１３】プラテンローラ２０は、発熱素子アレイ２
３に対面する位置で搬送経路の下方に配置されている。
また、プラテンローラ２０は、上下方向で移動自在とさ
れており、図示しないバネによってサーマルヘッド１９
に圧接する方向に付勢されている。

【００１４】サーマルヘッド２０は、搬送ローラ対１４
によって印画方向に搬送されるカラー感熱記録紙１０に
圧接し、発熱素子アレイ２３を所定の温度に発熱させて
各感熱発色層を発色させる。プラテンローラ２０は、カ
ラー感熱記録紙１０の搬送に応じて従動回転して、カラ
ー感熱記録紙１０と発熱素子アレイ２３との摺接を行い
やすくする。

【００１５】サーマルヘッド１９の定着方向の下流側に
は、光定着器を構成するイエロー用定着ランプ２５と、
マゼンタ用定着ランプ２６とが配置されている。イエロ
ー用定着ランプ２５は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫
外線を放射して、カラー感熱記録紙１０のイエロー感熱
発色層を定着する。マゼンタ用定着ランプ２６は３６５
ｎｍの紫外線放出してマゼンタ感熱発色層を定着する。

【００１６】イエロー用定着ランプ２５の定着方向の下
流側には、長尺のカラー感熱記録紙１０を記録エリアご
とにカットするカッター２８が設けられている。カッタ
ー２８の下流側には、カットされたシート状のカラー感
熱記録紙１０を排出する排紙口２９が配置されている。

【００１７】図２に示すように、サーマルヘッド１９の
ヘッド基板２１の上面には、本発明の冷却装置３１が取
り付けられている。冷却装置３１の分解斜視図である図
３に示すように、冷却装置３１は、ヒートシンク３２
と、グラファイトシート３３と、圧接板３４と、ファン
３５，３６とから構成されている。

【００１８】ヒートシンク３２は、アルミニウム等の熱
伝導性の高い材質で形成されており、ヘッド基板２１に
取り付けられる下部スプレッド３８と、この下部スプレ
ッド３８と平行に設けられた上部スプレッド３９と、こ
れら下部スプレッド３８と上部スプレッド３９との間に
立設される複数枚のフィン４０とからなる。上部スプレ
ッド３９の上面には、同様にアルミニウムで形成された
圧接板３４が４本のネジ４１で取り付けられる。

【００１９】グラファイトシート３３は、高配向性のグ
ラファイトを可撓性を有するシート状に形成したもの
で、銅よりも高い面方向の熱伝導性を有している。グラ
ファイトシート３３は帯状に形成されており、一端３３
ａがヘッド基板２１とヒートシンク３２との間に挟み込
まれ、屈曲された他端３３ｂがヒートシンク３２の上部
スプレッド３９と圧接板３４とに挟み込まれる。ファン
３５，３６は、ヒートシンク３２の側面にネジ４３を用
いて取り付けられ、フィン４０の間に送風を行なう。

【００２０】カラー感熱記録紙１０への印画中にサーマ
ルヘッド３２のヘッド基板２１の温度が上昇すると、そ
の熱はヒートシンク３２の下部スプレッド３８に伝達さ
れる。下部スプレッド３８に伝達された熱は各フィン４
０に伝達され、ファン３５，３６から送られる風によっ
てフィン４０から放熱される。

【００２１】また、ヘッド基板２１の熱はグラファイト
シート３３にも伝達される。グラファイトシート３３
は、熱を上部スプレッド３９と圧接板３４とに伝達す
る。上部スプレッド３９に伝達された熱は、各フィン４
０に伝達されてファン３５，３６から送られる風によっ
て放熱される。これにより、放熱効果の悪いフィン４０
に上下から同時に熱を伝達させて放熱することができる
ので、実際の枚数の倍の枚数のフィンを備えている場合
と同等の放熱効果を得ることができ、ヒートシンクを小
型化することができる。

【００２２】なお、上記実施形態では、熱伝導性シート
としてグラファイトシートを用いたが、他の熱伝導性シ
ートを使用してもよい。

【００２３】また、ヒートシンクの一方の側面にのみグ
ラファイトシートを設けたが、他方の側面にもグラファ
イトシートを設けてもよい。また、ファンをヒートシン
クに２個取り付けたが、大型のファンを一つ取り付ける
ようにしてもよい。更に、ファンはヒートシンクに取り
付ける必要がなく、ヒートシンクから離れた位置に配置
してもよい。

【００２４】また、カラー感熱プリンタを例に説明した
が、熱転写型，熱昇華型等の他の記録形式のサーマルプ
リンタのサーマルヘッドの放熱にも利用することができ
る。更に、サーマルヘッド以外の発熱体の冷却にも用い
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却装置
は、グラファイトシート等の熱伝導性シートによって、
フィンを効率よく使用して放熱を行なうようにしたの
で、小型でありながら高い冷却性能を得ることができ、
プリンタの小型化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したカラー感熱プリンタの構成を
示す概略図である。

【図２】冷却装置を取り付けた状態のサーマルヘッドの
外観斜視図である。

【図３】冷却装置の構成を示す分解斜視図である。

【図４】グラファイトシートを使用した冷却装置の従来
例を示す説明図である。

【符号の説明】

１９ サーマルヘッド ２１ ヘッド基板 ３１ 冷却装置 ３２ ヒートシンク ３３ グラファイトシート ３４ 圧接板 ３５，３６ ファン ３８，３９ スプレッド ４０ フィン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙に圧接させた発熱素子を発熱させ
   て熱記録を行なうサーマルヘッドの冷却装置において、 複数枚のフィンと、これらのフィンを挟む一対のスプレ
   ッドとが熱伝導率の高い材質で一体に形成され、一方の
   スプレッドがサーマルヘッドに取り付けられるヒートシ
   ンクと、 一端がサーマルヘッドと一方のスプレッドとの間に挟み
   込まれ、他端が他方のスプレッドに当接される、可撓性
   を有する熱伝導性シートと、 熱伝導率の高い材質で形成され、他方のスプレッドに圧
   接して熱伝導性シートの他端を挟み込む圧接板と、 フィンの面方向に沿って送風を行なうファンとから構成
   したことを特徴とするサーマルヘッドの冷却装置。
2. 【請求項２】 前記熱伝導性シートは、グラファイトシ
   ートであることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘ
   ッドの冷却装置。