JPH0195065A - 感熱記録ヘッド - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は感熱記録ヘッドに係り、特に画像のノ・−トコ
ビーを得るビデオプリンタに好適な感熱記録ヘッドに関
する。

〔従来の技術〕

従来、フルカラーの画像プリントを得る方法として、イ
エロー、マゼンダ、シアンの３８のインク紙（例えば昇
華性染料インク紙）を用い、発熱体を一列に設けた感熱
記録ヘッドに通電することによってインクを印画紙に転
写する、熱転写方式が用いられている。高画質の画像プ
リントを得るため、例えばＡ４サイズの場合、感熱記録
ヘッドの発熱体数は１０００ドツト以上に選ばれるのが
通常であり、平均的１００　Ｗの電力が消費される。

従来の感熱記録ヘッドは第３図に示すように、アルミナ
セラミック基板２４上に発熱体２５が形成されており、
基板２４の裏面に放熱板２６が接着剤によ沙固定されて
いる。放熱板２６は、発熱体２５で発生した熱が基板２
４内に蓄積されるのを防ぐだめのものであるが、従来ヘ
ッドにおいては放熱板２６の厚さは基板２４の厚さ（約
１朋）の約５倍程度しかなく。

画像プリント時のような多数ドツトの発熱に対しては放
熱効果が不十分であり、放熱板２６の裏面に接触させて
さらに放熱フィンを取付けたり、強制冷却用のファンを
設けてもなお印画中の基板温度上昇を十分小さくするこ
とができず、印画中の濃度変化が大きくなり、印画画質
が劣化するという問題点があった。一方、放熱板２６の
裏面にはヘッドとプリンタ機構系との位置決めやヘッド
当接圧付与等の目的のため、各種の取付穴が設けられて
いる。ヘッド発熱体列の位置精度や発熱体と記録紙との
当接圧の安定性、均一性は印画画質に重要な影響を及ぼ
すため１通常、ヘッドの位置決め用の取付穴や、発熱体
を記録紙に圧着するだめのバネ取付用の穴は、第４図に
破線で示した発熱体列２７とほぼ対応する位置に設けら
れている。例えば第４図において、２８α、２８ｂはヘ
ッドの位置決め用取付穴、２９は圧着バネ取付穴、３０
は温度検出用のサーミスタ３１を取付けるだめの穴、３
２は放熱フィン取付穴であり、これらのうち、２８ａ、
２９は発熱体列２７と対応する位置に設けられている。

ところが、従来ヘッドは放熱板２６の厚さが取付穴の直
径に対して十分大きくないため、ネジ止め強度を得るた
めには取付穴を貫通孔にせざるを得なかった。このため
取付穴に対応する部分は基板下が空気（断熱）となるた
め、取付穴上の発熱体で発生した熱が放熱されにくくな
り、部分的に発熱体の塩度が高温となシ、印画画面上に
濃度むらが発生するという問題点があった。取付穴の位
置を発熱体列の位置から大幅にずらせば放熱性に起因す
る濃度むらはなくなるが、発熱体位置精度あるいはプラ
テンロー２との当接圧精度が得られにくくなり、印画画
質にざらつきを生じやすいという別の問題が生ずる。

また５高部画画質を得るためにヘッド塩度を検出して印
画条件を制御する方法が用いられるが、従来ヘッドは放
熱板が薄いため放熱板の塩度分布が不均一になりやすく
、ヘッド全体の平均的な温度検出が難かしいという問題
点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したように、従来の感熱記録ヘッドの放熱板は多数
ドツト発熱時の放熱について十分考慮されておらず、印
画中の濃度変化が大きいという問題点があり、また、放
熱板に貫通孔が設けられているために発熱体列方向にお
いて部分的に放熱性が悪化し、濃度むらが生ずるという
問題点があった。

本発明の目的は、多数ドツト発熱時においても印画中の
濃度変化が小さく、しかも発熱体列方向全幅にわたって
濃度むらの少ない高画質の得られる感熱記録ヘッドを提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、発熱体で発生する熱量を効果的に放熱する
ことができ、熱時定数が十分に大きくなるような厚さと
熱容量を有する放熱板を基板裏面にとりつけるとともに
、放熱板に設ける取付穴を。

発熱体列とほぼ対応する位置にあって、濃度むらが生じ
ない深さの非貫通孔とすることにより達成される。これ
らを数値で表わすと、取付穴の直径をｄとしたとき、放
熱板の厚ざ１を少なくとも２品以上望ましくは４ｄ以上
、放熱板に設ける取付穴の底部と基板間の距離２２を少
なくともｄ以上望ましくは２ｄ以上とすることにより達
成される。

【作用〕

例えば、放熱板に設ける取付穴の直径をｄ、放熱板の厚
さを４ｃｔ〜５ｄとすれば、放熱板の厚さ。

体積は従来ヘッドの数倍となる０これによシ、放熱効果
が犬となるとともに、放熱板の熱容量が従来ヘッドの数
倍となり、熱時定数（熱容量に比へ）が大きくなるので
、印画中の温度上昇をゆるやかにすることができ、濃度
変化を大幅に小さくすることができる。また、取付穴を
発熱体列に対応する位置に設けても、取付穴底部と基板
間の距離を例えば２ｄ〜５ｄ、取付穴の深さを２ｄと、
それぞれ十分に大きくすることができる。これにより、
取付穴の存在による放熱性の悪化を無視できるレベルま
で小さくすることができ、濃度むらの発生を防ぐことが
できる。したがって発熱体列とほぼ対応する位置にヘッ
ド取付人あるいはバネ取付用穴を設けることができるの
で１位置精度が出しやすく、ヘッドと紙との当接条件も
最適となり、高印画画質を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。

第１図は本発明による感熱記録ヘッドの一実施例を表わ
す斜視図、第２図は同Ａ　−Ａ断面図であるＯ 第１図および第２図において、１はアルミナセラミック
よりなる基板、２はガラス層を幅約１關高さ約５０μｍ
のカマボコ形に形成した部分グレーズ層であり、この上
に発熱体６が一列に形成されている。発熱体３は破線で
示すゴム製のプラテンローラ４に所定の圧力で当接せし
められ、プラテンローラ４の回転に伴ってインク紙およ
び印画紙が５で示す経路で搬送されることにより、印画
記゛鍔が行なわれる。６は基板１の裏面に固定された金
属製の放熱板、７け基板１上に実装された発熱体駆動用
の工Ｃ１８はヘッドカバー、９はフレキシブル基板、１
０は基板１上の配線端とフレキシグル基板９上の配線端
とを圧接するだめの押付ゴム１１はへラドカバー固定用
のネジ、１２はコネクタ取付用の基板、１３はコネクタ
である。なお、コネクタ取付用基板１２には、コネクタ
１３の他に、必要に応じて昌度ヒエーズ１４、コンデン
サ１５、皮膜抵抗１６等が接続される。１７は発熱体に
」力を供給するための共通入力リード線であり、基板１
の裏面に設けた共通電極に接続されている。共通入力リ
ード線１７の接続位置は１発熱体列位置から十分離れた
基板端部に設けられている。１８は放熱板６の側面に取
付けられた温度検出用のサーミスタ１９はそのリード線
である。放熱板６の裏面には、ヘッドをプリンタ機構系
に位置決め固定するための取付穴２０ａ　、　２０ｋ　
、押付圧を与えるバネ取付用の穴２１、放熱フィン取付
用の穴２２ａ　、　２２ｈが設けられておシ、これらの
取付穴のうち、２０＾２１゜２２４はその中心位置が基
板１上の発熱体列３の位置と同じかもしくはその近傍に
位置するように設けられている。

本発明は放熱板６の厚さ１を極めて大きくしたことに特
徴がある。すなわち、第２図に示すように、発熱体列と
対応した位置に設けた取付穴２０ａ。

２１　、２２αのうち最も穴径の大きいものの直径をｄ
としたとき、少なくともＪ＝２ｊ、望ましくは１≧４ｄ
となるようにした。これにより、各取付穴の深さＪ−１
を十分なネジ止め強度が得られる深さ（少なくともｄ以
上、望ましくＩｒ１２　ｄ以上）とした場合でも、取付
穴の底部２３と基板１との距離ｊ２を少なくともｄ以上
、望ましくは２ｄ以上とすることができる。取付穴が非
貫通でかつ底部２３と基板１との距離Ｊ−２が十分大き
ければ、取付穴を発熱体列３の位置とほぼ対応する位置
に設けても、取付穴の存在による放熱性の悪化を無視で
きるレベ／Ｉ／まで小さくできる。また、放熱板の体積
、質量を大きくしたことにより、放熱性が良くなるとと
もに熱時定数が大となシ、発熱体で発生した熱が効果的
に放熱されるとともに基板の温度上昇がゆるやかになる
ので、印画中の濃度変化を小さくすることができる。具
体的な数値で一例を示すと、取付穴の直径ｄ＝４１！Ｉ
ＩＬ、放熱板の厚さＪ＝１９朋。

Ｊ１＝９ｚｌ、Ｊ−ｚ＝１ｏｍｘとした。これによる効
果を第５図ないし第６図により説明する。

第５図は本発明による感熱記録ヘッドによる画“像プリ
ント時のヘッド基板温度の変化を従来ヘッドと比較して
示したものである。放熱板の厚さ、質量を従来ヘッドの
約３倍にしたことにより、１色部幽する１１４］の温度
上昇、３色部画（画像１枚プリント）する間の温度上昇
ともに従来ヘッドより大幅に小さくなっており、印画開
始時と終了時との濃度差を大幅に小さくすることができ
る。なお印画中の基板温度上昇による印画濃度変化をヘ
ッド駆動方法により補償する方法として、基板温度に応
じてヘッド発熱体への通電時間を変える、いわゆるガン
マ特性補正があるが、本発明ヘッドは基板副産の上昇度
が小さいため、ガンマ特性の切換を最少限にとどめるこ
とができ、色（中間調）再現性の良い高印画画質を得る
ことができる。また、基板温度の検出には、放熱板ｆ（
温度検出用のチーミスタをネジ止めして取付けるが、従
来ヘッドにおいては、第３図ないし第４図に示したよう
に、放熱板２６の裏面はぼ中央に設けられていた。

ところが、従来よラドの場合、放熱板２６の厚さが薄い
ため、放熱板全体の温度分布が不均一になシやすく、サ
ーミスタを取付けた個所の温度が必ずしもヘッド基板温
度の代表値とはならない場合があった。これを解決する
ためには、例えば数個所にサーミスタを設け、平均をと
るなどの方法が必要となる。これに対して本発明ヘッド
は放熱板を厚くしたので、例えば第２図に示すようにサ
ーミスタ１Ｂを放熱板６の側面、基板１からある程度距
離をおいた位置に設けることが可能である。

このため、発熱体列方向はぼ中央に１個だけ設けてもヘ
ッド全体の平均的な温度を検出することができ、精度の
高い温度制御が可能となる。

第６図は、本発明による感熱記録ヘッドでの濃度むらの
改善効果について、従来ヘッドと比較して示したもので
ある。第６図（α）は、放熱板に、発熱体列と対応する
位置に取付穴（貫通孔）を設けた従来ヘッドの発熱体列
方向の印画濃度特性、第６図（ｂ）は本発明ヘッドの印
画濃度特性を示す。従来ヘッドは放熱板に取付穴を設け
た位置に対応する発熱体部分（４個所）において印画濃
度にピーク３Ｂ−５６が生じている。このピークは放熱
板に設ける穴径が大きいほど、また取付穴位置が発熱体
列の位置に近いほど大きいが、必ずしも発熱体列と完全
に一致していなくても、その近傍に貫通孔が設けられて
いると放熱性が悪化し、特にベタ印画を行った場合濃度
むらとして明確に検知される。

取付穴による濃度むらを検知限（発熱体の抵抗値のばら
つきによる微小な濃度むら）以下にするにｄ１１２≧ｄ
　とする必要があシ、望ましくは２２≧２ｃｔ　　とす
る必要があることが実験的にわかった。

Ｊ２＝　１０１１．　ｃｔ＝４關とした本発明ヘッドの
印画濃度特性は第６図（Ｍｌに示すように取付穴に対応
する位置にピークは生じておらず、発熱体の抵抗値のば
らつきによるもののみとなっており、取付穴による濃度
むらは完全に検知限以下となっている。

第５図ないし第６図から明らかなように２本発明ヘッド
は印画中の濃度変化が小さく、かつ、濃度むらがごく少
ないため、高画質の画像プリントが。

得られ、特に発熱体数の多い大画面プリント時に大きな
効果を発揮する。

第７図は本発明ヘッドの発熱体とプラテンローラとの当
接圧付与機構の一例を示したものであり、第１図ないし
第２図と同一部分には同一符号を付しである。

第７図において、５は発熱体、２１は放熱板６に発熱体
列３とほぼ対応する位置に設けられた直径どのバネ取付
用穴、３７は取付穴２１に嵌合する直径ｄの案内ビン、
３８は圧着バネ、３９はへラドアーム４０Ｆｉ圧着板、
４１は支持ビン１４２はヘッド位置決めアームである。

本発明によれば、放熱板６の厚みが大きいので発熱体列
３とほぼ対応する位置に取付穴底部２３と基板１との距
離Ｌ２が１２≧ｄ、望ましくはＪＬｘ≧２ｄなる、非貫
通のバネ取付用穴２１を設けることができる。したがっ
て、圧着バネ５８のバネ力Ｐがその直下の発熱体にかか
ることになるので、安定かつ均一な当接圧が得られる。

同様に、ヘッドをプリンタ機構に位置決め、固定するた
めの取付穴〔第１図２ＯｃＬ）も発熱体列と対応する位
置に設けることができる。これらにより、ヘッド発熱体
の位置ずれや当接圧の不足によ多発生する印画画面上の
ざらつきをなくすことができる。

なお、４３は放熱効果をより高め、多数枚連続印画時の
ヘッド温度上昇を最少限におさえるだめの放熱フィンで
ある。連続印画時において、本発明ヘッドは放熱板の熱
時定数が大きいため、第８図に示すように放熱ワインで
沢まる半衡湛度に達するまでの温度上昇が従来ヘッドに
比べてゆるやかになる。従って、連続グリント時の１枚
ごとの濃度差を小さくすることができる。

本発明による感熱記録ヘッ゛ドの放熱板６け厚さが厚い
ため、例えば第１図に４４で示すように、放熱板の側面
にも取付穴を形成するととができ、との取付穴を各種目
的に利用することができる。第９図はその一例として、
インク紙の巻きかけローラ取付穴を設けた例を、プリン
タの全体構成とともに示したものである。

第９図において、４５はインク紙４６を巻回したインク
紙供給軸、４７はインク紙巻取軸であシ、これらは４８
に示すカバー内におさめられ、カセット化されている。

インク紙４６はプラテンローラ４の回動に伴ってインク
紙供給軸４５からインク紙巻取軸４７へと搬送されるが
、その途中に巻きかけローラ４９が設けられている。巻
きかけロー２４９は、放熱板６の側面に設けられた取付
穴４４に固定されたローラ取付はアーム５０の先端に取
付けられている。

一方、記録紙５１は記録紙ロール５２に巻回されており
、プラテンローラ４の回動に伴って紙ガイドローラ５３
．５４　、５５　、５６に従って搬送され、印画が行な
われる。本発明によるヘッドは、放熱板６の側面に設け
たローラ取付はアームの取付穴４４を利用して巻きかけ
ロー２４９を設けたため、インク紙４６がへラドカバー
８に当接するのを避けつつインク紙および記録紙の搬送
系全体を小型、薄型化できる利点がある。すなわち、イ
ンク紙搬送系（カセット）をプラテンローラ４に対して
上側にコンパクトにまとめることができ、それに伴って
記録紙搬送経路を直線状にすることができるので、プリ
ンタ全体を小型、薄型化することができる。また、イン
ク紙の搬送経路がインク紙の残量によって変化しないの
で、常に一定の進入角度でインク紙とヘッドとを接触さ
せることができ、安定な印画を行うことができる。

なお、放熱板側面に設ける取付穴の目的は上記したイン
ク紙巻きかけローラに限らず、インク紙あるいけ記録紙
の搬送系における各種ローラの取付用として広く利用す
ることができる。

第１０図は本発明による感熱記録ヘッドの一実施。

例の発熱体部の詳細を示す平面図であシ、１は基板、２
は基板上に形成された幅約１１１Ｉ１１高さ約５０μｍ
のカマボコ形断面を有する部分グレーズ層、３は部分グ
レーズ層２のほぼ頂上部に形成された発熱体である。５
７はドツト分離スリット、５８け１ドツトの中央に設け
られた中間スリットであり、ドツト分離スリットの４９
１１と中間スリットの幅Ｗ２け等しくなるように形成さ
れている。５９け共通電極、６０け個別電極であり、共
通電極５９は基板１の端面から裏面に延設され、第１図
に示した共通入力リード線１７に電気的に接続されてい
る。個別電極６０は図示しない発熱体駆動用工Ｃ（第２
図における７）に接続されるが、ＩＣに至る個別電極パ
ターンは工Ｃのビット数ごとの周期性を有するため、各
パターンの幅および長さを調整することによシ、個別電
極の抵抗値が全ドツトについてほぼ一定となるように形
成されている。部分グレーズ２上に発熱体３を形成する
ことにより発熱体３と記録紙との当接圧を高くでき、中
間スリット５８を設けてスリット幅Ｗ１：Ｗ２とするこ
とにより等価的に発熱体密度を２倍にできる。また、共
通電極を基板の裏面に設けたので共通電極の抵抗値をほ
ぼ０に近くでき、多数ドツトに一時に通電しても共通電
極での電圧低下がほとんど生ずることがない。このよう
な発熱体を形成した基板１に第１図ないし第２図に示し
た放熱板を取付けることによシ、濃度むらやざらつきの
ない高画質の画像プリントを得ることができる。

第１１図は本発明による感熱記録ヘッドの発熱体の駆動
回路の一例を示したものである。

第１１図において、６１は例えば６４ビツトのシフトレ
ジスタを４個接続した２５６ビツト分のシフトレジスタ
、６２はデータ入力端子、６３はクロックパルス入力端
子、６４はデータ出力端子である。本実施例によれば画
像データを複数に分割して複数のシフトレジスタ６１に
同時に入力することができるので、データ転送時間を大
幅に短縮でき、データ数の多い大画面の画像データの場
合でも短時間に入力することができる。シフトレジスタ
６１に全データが入力されると、ラッチパルス入力端子
６５から２ツデバルスが入力され、複数のシフトレジス
タ６１に蓄えられていたデータはラッチ回路６６に送ら
れ、シフトレジスタ６１には次のデータが入力可能とな
る。６７はストローブ信号入力端子であシ、ストローブ
パルスを入力すると、ラッチ回路６６に蓄えられていた
データにより、発熱体６８が通電もしくは非通電状態と
なり、１ライン分の印画が行われる。本実施例によれば
、データ入力時間および印画時間が短縮でき、高速プリ
ントが可能となる。

また、１．フィンを数回に分けて分割印画する場合に発
熱体の境界部で発生する白すしが発生する恐れがない。

なお、第１０に示したシフトレジスタ６丁ラッチ回路６
６は例えば６４ドツト単位で工Ｃ化されて第２図に７で
示すように基板１上に実装されており、各入力端子６２
　、６５　、６４　、６５．６７は第２図に９で示した
フレ牛シプル基板上に配線されてコネクタ１３に接続さ
れている。

第１２図は本発明による感熱記録ヘッドの他の実施例を
示す斜視図であシ、先に示した実施例と同一部分には同
一符号を付しである。第１１図において、６９は基板１
の裏面に固定された放熱板であり、放熱フィン７０と一
体化されている。放熱板を放熱フィンと一体化すること
により、放熱板と放熱フィンとの接触面での熱抵抗をな
くすことができ、よシ放熱性を改善できるので、長時間
の連続印画時におけるヘッド温度変化ならびに記録濃度
変化をさらに小さくすることができる。本実施例におい
ても、放熱板のブロック部７１の厚さ！、取付穴の仕様
等は前記した関係式を満たすように購成することは言う
までもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、放熱板の厚さ、質量が大きくなるため
、放熱効果が大となるとともに熱時定数が大となるので
、印画中の濃度変化を大幅に小さくすることができる。

また、放熱板裏面に設ける取付穴底部と基板間の距離を
十分大きくでき、取付穴を発熱体列とほぼ対応する位置
に設けても取付穴による放熱性の悪化が無視できるので
、濃度むらの発生を防ぐことができるとともに１発熱体
とプラテンローラとの当接精度を高めることができる。

これらによシ、特に大画面の画像プリントにおいて、な
めらかで色再現性のよい高印画画質を得ることができる
。さらに、放熱板の側面にも各種の取付穴を設けること
ができるので、精度の良い出炭制御やプリンタ機構系の
小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感熱記録ヘッドの一実施例を示す
斜視図、第２図は同Ａ−Ａ断面図、第３図は従来例を示
す断面図、第４図は同平面図、第５図および第６図は本
発明による効果を示す説明図、紀７図は本発明による感
熱ヘッドの実装例を示す図、第８図は本発明ヘッドの効
果を示す図、第９図は本発明ヘッドの実装例を示す図、
第１０図は本発明ヘッドの発熱体部の詳細図、第１１図
は本発明ヘッドの駆動回路図、第１２図は本発明ヘッド
の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・基板、　　　　　　　　６・・・発熱体（列）
、６・・・放熱板、１８・・・サーミスタ、２０　、２
１　、２２山取付大、 ２３・・・取付穴底部、　　　　　２４・・・基板、２
５・・・発熱体（列）、　　　２６・・・放熱板。 ２７・・・発熱体列位置、 ２８　、２９　、５０・・・取付穴、　　　５Ｂ・・・
圧着バネ、４４・・・取付穴、 ４９・・・巻きかけローラ。 躬　Ｉ　Ｚ 吟間 躬６０ （α）η芝来ヘッＦ。 チト嶺ネ、４杢、クリ　考旬 フ亡＃トダリ″）５向 躬　７０ ７−ソント杖葛（ ｃ〜 筋７２図 ｂγ 手続補正書（自発） 事件の表示 昭和６２　年特許願第　２５１５０５　　号補正をする
者 ・１ｍとの１唾　特許出願人 名　　称　　　ｆ５１Ｑ１株式会１！　　日　　立　　
製　　作　　所代　　　理　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一列に発熱体を設けた基板と、基板の裏面に固定さ
   れた放熱板と、該放熱板裏面に取付穴を設けてなる感熱
   記録ヘッドにおいて、取付穴の直径をｄとしたとき放熱
   板の厚さｌをｌ≧２ｄとするとともに、発熱体列とほぼ
   対応する位置に、取付穴底部と基板との距離ｌ＿２がｌ
   ＿２≧ｄとなるような取付穴を設けたことを特徴とする
   感熱記録ヘッド。 ２、前記取付穴は、プラテンローラに対するヘッド発熱
   体の位置を規定するための穴であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の感熱記録ヘッド。 ３、前記取付穴は、ヘッド当接圧を付与する圧着バネ取
   付用の穴であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の感熱記録ヘッド。 ４、前記放熱板の側面に、インク紙または記録紙搬送用
   のローラ取付用穴を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の感熱記録ヘッド。 ５、前記放熱板の側面に、温度検出用のサーミスタ取付
   用穴を設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   記載の感熱記録ヘッド。 ６、前記放熱板に放熱フィンを一体に形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の感熱記録ヘッド。