(57)【要約】【課題】  ヒートシンクの一方に配設されていた継ぎ手や配管を排除し、インクリボンや発熱素子を有するサーマルヘッドの交換を容易にするサーマルヘッドユニットを提供すること。【解決手段】  本発明であるサーマルヘッドユニット１は、発熱素子２ｂを有するサーマルヘッド２と、冷媒を給排する冷媒用流路３ｃを内部に有するサーマルヘッドを冷却する冷却部材３とを具備しており、その冷媒用流路３の排出口３ｅは、その冷媒用流路３ｃの吸入口３ｄが形成されている冷却部材３の表面と同一もしくは隣位する表面に形成されていることを特徴とする。【選択図】      図１
2006205666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子を有するサーマルヘッドと、
冷媒を給排する冷媒用流路を内部に有するサーマルヘッドを冷却する冷却部材と
を具備するサーマルヘッドユニットであって、
前記冷却部材に形成されている前記冷媒用流路の排出口は、前記冷媒用流路の吸入口が形成されている前記冷却部材の表面と同一もしくは隣位する表面に形成されている
ことを特徴とするサーマルヘッドユニット。
【請求項２】
前記冷媒用流路は、Ｕ字状に形成されてい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。
【請求項３】
前記冷媒用流路の往路と復路は、前記サーマルヘッドから前記冷却部材へ向かう方向に対して往路がサーマルヘッドに近く復路がサーマルヘッドに遠い位置に積層して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを熱転写するために用いられるサーマルヘッドユニットに係り、特に、サーマルヘッドを冷却する際に好適に用いられるサーマルヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリンタなどの熱転写式プリンタは、サーマルヘッドに設けられている発熱素子を通電加熱することによってインクを溶融もしくは気化し、そのインクを記録媒体に熱転写することによって所望の画像などを印刷する仕組みとなっている。このような熱転写式プリンタを快適な速度で用いるためには、そのサーマルヘッドを加熱または冷却して温度管理する必要がある。これは、熱転写するインクの濃度が、サーマルヘッドを介してインクに加えられた熱量に比例するためである。
【０００３】
サーマルヘッドの温度を制御するための一般的な方法は、アルミニウムによって形成されており、冷媒として水を給排する水冷ヒートシンクをそのサーマルヘッドの後面に取り付けることによって、そのサーマルヘッドを水冷する方法である。この水冷ヒートシンクを有する公知のサーマルヘッドユニットを図３および図４に示す。ここで、図３は公知のサーマルヘッドユニットの正面図を、図４は公知のサーマルヘッドユニットの側面図を示している。このサーマルヘッドユニット１０１は、発熱素子１０２ｂを複数個有するサーマルヘッド１０２と、冷却液Ｌが流れる冷媒用流路１０３ａが形成されたヒートシンク１０３と、サーマルヘッド１０２およびヒートシンク１０３を支持する金属製のサーマルヘッド支持部材１０４とを有している。また、図３および図４においては、発熱素子１０２ｂと対向する方向に、インクリボン１０５、記録媒体１０６、プラテンローラ１０７の順に各部材が配置されている。このサーマルヘッドユニット１０１を有するプリンタは、発熱素子１０２ｂに通電加熱を行い、その発熱素子１０２ｂとプラテンローラ１０７とに挟まれた記録媒体１０６に、その発熱素子１０２ｂと記録媒体１０６とに挟まれたインクリボン１０５のインクを熱転写することによって、一定のインク濃度を有する画像を印刷する（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−３１９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、公知のサーマルヘッドユニットは、図３および図４に示すように、ヒートシンク１０３に冷媒である水を給排するために、ヒートシンク１０３の外部に配管１０９を配設してその配管１０９の端部に継ぎ手１０８をもってヒートシンク１０３と接続するように形成されていたので、以下の２つの問題を有していた。
【０００６】
第１の問題としては、図３に示すように、ヒートシンク１０３の一方の配管口１０３ｃが形成されている方向の空間（図３においては右側の空間）ＤＳ１に、吸入もしくは排出用の継ぎ手１０８が配設されていることによって、インクリボン１０５やサーマルヘッド１０２などの交換を行うための作業スペースが圧迫されてしまうという問題があった。
【０００７】
第２の問題としては、図４に示すように、ヒートシンク１０３の外部に配管１０９などが配設されていることによって、その配管１０９などの配設空間（図４においてはヒートシンク１０２右側の空間）ＤＳ２分だけサーマルヘッドユニット１０１が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、公知のヒートシンクの一方に配設されていた継ぎ手や配管を排除し、インクリボンや発熱素子を有するサーマルヘッドの交換を容易にするサーマルヘッドユニットを提供することとしている。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、ヒートシンクおよびヒートシンクに係る部材の配設スペースを削減し、その小型化を実現するサーマルヘッドユニットを提供することとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するため、本発明であるサーマルヘッドユニットは、発熱素子を有するサーマルヘッドと、冷媒を給排する冷媒用流路を内部に有するサーマルヘッドを冷却する冷却部材とを具備している。ここで、「冷媒」とは、冷却に用いられている流動性のある全ての熱媒体のことを意味しており、液化しやすいアンモニア、フロンなどの狭義の冷媒だけでなく、冷却水などの冷却液も含む広義の冷媒を意味している。また、冷却部材とは、冷媒の一例として水を利用している公知の水冷ヒートシンクなど冷却液を流すための冷媒用流路（ウォータジャケット）を有する部材のことを広く意味している。そして、そのサーマルヘッドは、直接的にもしくは熱伝導性物質を介して、その冷却部材に接していることによって、冷却効率を高めることが可能になっている。前述したような部材を有する本発明のサーマルヘッドユニットは、以下に述べる複数の態様を有している。
【００１１】
本発明の第１の態様として、その冷却部材に形成されている冷媒用流路の排出口は、その冷媒用流路の吸入口が形成されている前記冷却部材の表面と同一もしくは隣位する表面に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様として、本発明の第１の態様を有するサーマルヘッドユニットに形成された冷媒用流路は、Ｕ字状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第３の特徴として、本発明の第１または第２の特徴を有するサーマルヘッドユニットに形成された冷媒用流路の往路および復路は、そのサーマルヘッドからその冷却部材へ向かう方向に対して、その往路がサーマルヘッドから近く、その復路がサーマルヘッドから遠い位置に積層して形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のサーマルヘッドユニットによって、ヒートシンク外の配管およびその配管の接続に必要な継ぎ手が配設されていたスペースを有効に利用することが可能となるため、インクリボンの交換作業の容易化やサーマルヘッドユニットの小型化に貢献するという作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明であるサーマルヘッドユニットの実施形態を、図１および図２を用いて説明する。ここで、図１はサーマルヘッドユニットの正面図を、図２はサーマルヘッドユニットの側面図を示している。
【００１６】
本実施形態のサーマルヘッドユニット１は、サーマルヘッド２と冷却部材３とを支持部材４をもって熱転写プリンタの筐体１０に支持されている。
【００１７】
サーマルヘッド２は、回路基板２ａ、リード電極やコモン電極などの各電極（図示せず）、および複数の発熱素子２ｂを有している。この回路基板２ａは、アルミナなどセラミックスによって形成されており、この回路基板２ａの一方の面に複数の発熱素子２ｂが配列形成されているとともに各発熱素子２ｂへの通電用のリード電極およびコモン電極が配設されている。
【００１８】
冷却部材３は、冷媒として水を給排するものであり、アルミニウムなど高い熱伝導性を有する金属もしくはその金属を基とする合金を用いて略直方体状に形成されている。この冷却部材３は、図１に示すように、往路３ａおよび復路３ｂを有し、その往路３ａおよび復路３ｂが発熱素子２ｂの配列方向と平行に形成されているＵ字状の冷媒用流路３ｃをその冷却部材３の内部に有している。また、この冷媒用流路３ｃの往路３ａおよび復路３ｂは、サーマルヘッド２から冷却部材３へ向かう方向（積層方向）に対して積層している構造になっている。本実施形態においては、最も冷やされた冷却液Ｌが流れる往路３ａは積層方向のサーマルヘッド２に近い側、熱交換を経て液温が上昇した冷却液Ｌが流れる復路３ｂは積層方向のサーマルヘッドに遠い側に形成されている。そして、冷媒用流路３ｃの排出口３ｅは、その冷媒用流路３ｃの吸入口３ｄが形成されている冷却部材３の表面と同一面に形成されている。また、吸入口３ｄおよび排出口３ｅに接続される各継ぎ手８Ａ、８Ｂおよび各配管９Ａ、９Ｂは、その吸入口３ｄおよび排出口３ｅと同一方向（図３においては冷却部材３の左側）に配設されている。なお、排出口３ｅは、吸入口３ｄが形成されている冷却部材３の表面と同一でなく、その表面と接している表面のような隣位する表面に形成されていても良い。
【００１９】
支持部材４は、サーマルヘッド２と冷却部材３とをプリンタの筐体１０などの固定部に取り付けて支持するため、高い熱伝導性を有するアルミニウムを用いて平板状に形成されている。この支持部材４は、図１および図２に示すように、サーマルヘッド２と冷却部材３との間に介在させる場合、本実施形態のように平板状に形成されていることが望ましいが、本実施形態とは異なり、サーマルヘッド２と冷却部材３とを当接させ、そのサーマルヘッド２および冷却部材３の側方（図１においては回路基板および冷却部材３の左側）から支持する場合には、Ｌ型プレートのような支持部材４を用いることが望ましい。
【００２０】
なお、本実施形態のサーマルヘッドユニット１を有するプリンタは、図１および図２に示すように、発熱素子２ｂに対向する位置にプラテンローラ７を有しており、発熱素子２ｂとプラテンローラ７との間には、発熱素子２ｂ、インクリボン５、記録媒体６、プラテンローラ７の順に、インクリボン５および記録媒体６が配設されるように形成されている。
【００２１】
次に、本実施形態のサーマルヘッドユニット１の作用を説明する。
【００２２】
プリンタのコントロールユニット（図示せず）から印刷の指示を受けたサーマルヘッドユニット１は、サーマルヘッド２の発熱素子２ｂに通電することによって、インクの溶融温度まで素早く加熱するために必要な予備熱量、またはインクリボン５のインクを溶融もしくは気化するために必要な熱量を、その発熱素子２ｂに与える。そして、プラテンロール７がサーマルヘッド２に向けて上昇することによって両者間にインクリボン５および記録媒体６を挟持した状態において、発熱素子２ｂに当接しているインクリボン５のインクは、通電された発熱素子２ｂとプラテンローラ７に支持された記録媒体６とに狭まれながら加熱されることによって、インクリボン５に接した記録媒体６に熱転写される。
【００２３】
サーマルヘッド２は、インクの熱転写を繰り返すことによって、所定の温度以上に上昇する。熱せられたそのサーマルヘッド２は、プリンタのコントロールユニットにより冷却液Ｌの流量を制御された冷却部材３と熱交換することによって所定の温度にまで冷却される。
【００２４】
この冷却部材３は、図１に示すように、冷却部材３の一方向（図１においては冷却部材３の左側）に吸入口３ｄおよび排出口３ｅに接続されている各継ぎ手８Ａ、８Ｂおよび各配管９Ａ、９Ｂを有しているが、その相対する方向（図１においては冷却部材３の右側）に、冷却部材３に係る配管などの部材を何も有していない。公知の冷却部材１０３においては、図３に示すように、その相対する方向に吸入口もしくは排出口のどちらか一方の配管口１０３ｃが形成され、その配管口１０３ｃに接続される継ぎ手１０８および配管１０９が配設されていたが、本実施形態の冷却部材３においては、その相対する方向に何も配設されていないため、インクリボン５、サーマルヘッド２またはサーマルヘッドユニット１に係る部材などの交換に必要な作業スペースを確保することが可能となっている。
【００２５】
また、この冷却部材３は、冷媒用流路３ｃの往路３ａおよび復路３ｂをその内部に有しているため、図４に示すように、冷却部材１０３の外側に並列に配設されていた配管１０９を設ける必要がない。そのため、本実施形態のサーマルヘッドユニット１は、図２に示すように、配管１０９（図４を参照）を取り除くことによって得られた空間分だけ小型に形成することが可能となる。
【００２６】
すなわち、本実施形態のサーマルヘッドユニット１によって、インクリボン５やサーマルヘッド２などの交換を容易にし、かつ、サーマルヘッドユニット１の小型化を実現する作用効果を奏することとなる。
【００２７】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、冷媒として水以外の公知の冷却液や冷気を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明であるサーマルヘッドユニットの実施形態を示す正面図
【図２】本発明であるサーマルヘッドユニットの実施形態を示す側面図
【図３】公知のサーマルヘッドユニットの一例を示す正面図
【図４】公知のサーマルヘッドユニットの一例を示す側面図
【符号の説明】
【００２９】
１    サーマルヘッドユニット
２    サーマルヘッド
３    冷却部材
３ａ  （冷媒用流路の）往路
３ｂ  （冷媒用流路の）復路
３ｃ  冷媒用流路
３ｄ  （冷媒用流路の）吸入口
３ｅ  （冷媒用流路の）排出口
４    支持部材
５    インクリボン
６    記録媒体
７    プラテンローラ
８Ａ、８Ｂ    継ぎ手
９Ａ、９Ｂ    配管
Ｌ    冷却液
【図１】
2006205666.tif 000003
【図２】
2006205666.tif 000004
【図３】
2006205666.tif 000005
【図４】
2006205666.tif 000006