(57)【要約】【課題】低温時の印字速度低下を短時間のうちに回復可能であり、且つ効率よくサーマルヘッドを冷却可能なサーマルラインプリンタ及び、このサーマルラインプリンタに使用されるバッテリパックを提供する。【解決手段】サーマルラインプリンタのケースの内部が、隔壁によってサーマルヘッドが収納される第１の区画とバッテリパックが収納される第２の区画とに区画されており、サーマルラインプリンタは、サーマルヘッドからの熱を隔壁に移送する熱移送手段を有する。好ましくは、熱移送手段がヒートパイプである。また、バッテリパックは、バッテリセルと、バッテリセルを覆う蓄熱層とを有する。【選択図】  図５
2008246691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン型のサーマルヘッドと、
前記サールヘッドを駆動するための電力を供給するバッテリパックと、
前記サーマルヘッドが収納される第１の区画と前記バッテリパックが収納される第２の区画とが内部に定められているケースと、
前記ケース内において前記第１の区画と前記第２の区画を区切る隔壁と、
前記サーマルヘッドからの熱を前記隔壁に移送する熱移送手段と、
を有する、サーマルラインプリンタ。
【請求項２】
前記熱移送手段がヒートパイプである、ことを特徴とする請求項１に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項３】
前記ヒートパイプの一部は、サーマルヘッドの放熱板内に埋めこまれている、ことを特徴とする請求項２に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項４】
前記ヒートパイプの一部は、前記隔壁に埋め込まれている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項５】
前記ヒートパイプの略中央部は、前記放熱板をその幅方向に貫通するように前記放熱板に埋め込まれ、
前記ヒートパイプの両端はそれぞれ、前記隔壁にその幅方向両端から埋め込まれている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項６】
前記ヒートパイプの略中央部は、前記隔壁をその幅方向に貫通するように前記隔壁に埋め込まれ、
前記ヒートパイプの両端はそれぞれ、前記放熱板に幅方向両端から埋め込まれている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項７】
前記熱移送手段は、一対のヒートパイプを有しており、
それぞれのヒートパイプの一端は、前記放熱板にその幅方向両端のそれぞれから埋めこまれており、
それぞれのヒートパイプの他端は、前記隔壁にその幅方向両端のそれぞれから埋め込まれている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項８】
前記隔壁の、前記バッテリパックの少なくとも一部当接する領域は、伝熱性材料にて形成されている、ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項９】
前記バッテリパックは、バッテリセルと、前記バッテリセルを覆う蓄熱層と、を有する請求項１から８のいずれかに記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項１０】
前記蓄熱層は、潜熱蓄熱材から形成されている、ことを特徴とする請求項９に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項１１】
前記潜熱蓄熱材の融点が常温である、ことを特徴とする請求項１０に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項１２】
前記バッテリパックのバッテリセルが二次電池セルである、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項１３】
前記二次電池セルがニッケル水素電池セルである、ことを特徴とする請求項１２に記載のサーマルラインプリンタ。
【請求項１４】
請求項１から８に記載のサーマルラインプリンタのサーマルヘッドに電力を供給するバッテリパックであって、
バッテリセルと、
前記バッテリセルを覆う蓄熱層と、
を有するバッテリパック。
【請求項１５】
前記蓄熱層は、潜熱蓄熱材から形成されている、ことを特徴とする請求項１４に記載のバッテリパック。
【請求項１６】
前記潜熱蓄熱材の融点が常温である、ことを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
【請求項１７】
前記バッテリセルが二次電池セルである、ことを特徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載のバッテリパック。
【請求項１８】
前記二次電池セルがニッケル水素電池セルである、ことを特徴とする請求項１７に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドによって印字を行うサーマルラインプリンタおよび、このサーマルヘッドを駆動するための電力を供給するバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のもののような、電池（一次電池または二次電池）で駆動する携帯型のプリンタが利用されている。このようなプリンタは、主としてノートブック型ＰＣやＰＤＡなどの小型情報端末と組み合わせて利用される。すなわち、有線または無線（赤外線通信など）にてプリンタと小型情報端末とを接続し、小型情報端末から印字データをプリンタに送り、プリンタはこの印字データに基づいて紙などの記録媒体に印字を行う。このような携帯型の小型情報端末と携帯型プリンタとを組み合わせて利用することにより、家庭用／商用交流電源が利用できない環境下（例えば屋外）においても、記憶媒体に印字を行うことができる。
【特許文献１】特開平７−１７８９５０号
【０００３】
このような携帯型のプリンタとしては、特許文献１に記載のもののような、サーマルラインプリンタがある。サーマルラインプリンタは、印字ヘッドを移動させる必要が無いので、機構部を大幅に簡略化でき、且つ、インクタンクやインクリボンを必要としない。このため、インクジェットプリンタや熱転写プリンタと比べるとプリンタの大きさを大幅に小さくすることができる。
【０００４】
このようなサーマルラインプリンタに使用されるサーマルヘッドは、感熱紙の幅方向（感熱紙の送り方向に垂直な方向）に１０００〜２０００個程度の発熱体が配列され、この発熱体を感熱紙の感熱温度（７０〜８０℃程度）まで加熱させることによって、その発熱体と当接している感熱紙の微小領域が黒変する。従って、どの発熱体を発熱させるかをサーマルヘッドの制御ＩＣが制御することによって、一ライン分の所望の画像を感熱紙に描画することができる。そして、一ラインの描画が終わったのち、感熱紙を一ライン分送り、次のラインを描画する、という処理を順次行うことによって、１頁分の画像を感熱紙上に描画することができる。
【０００５】
このように、サーマルプリンタはサーマルヘッドの発熱体を加熱することによって印字を行う装置である。この発熱体の加熱は、発熱体にパルス電圧を供給することによって行われる。発熱体は、数１００から数１０００Ω程度の電気抵抗であり、発熱量は電圧の自乗とパルス幅の積に比例する。
【０００６】
また、サーマルラインプリンタのサーマルヘッドにおいては、発熱体の各々について、感熱温度と、感熱紙の黒変に至らない非感熱温度（例えば５０℃未満）との間で加熱・冷却を短時間のうちに切り換える必要がある。すなわち、ラインの幅が１／８ミリ程度の感熱型ラインプリンタにおいて、Ａ４サイズの感熱紙を３ｐｐｍ程度（長辺方向に用紙送りを行う場合）の速度で印字する場合は、一ラインの印字に要する時間は９ミリ秒程度である。すなわち、９ミリ秒以内に発熱体の加熱と冷却を行う必要がある。
【０００７】
この発熱体が発する熱の大部分は感熱紙に吸収されるが、一部（数ワット程度）はサーマルヘッドに留まる。そのため、一ラインの印字終了後、用紙送りを行う前にサーマルヘッドを充分に冷却する必要がある。このため、サーマルヘッドの印字面（発熱体が並べられており、印字の際に感熱紙と当接する面）の裏側には、サーマルヘッドに発生した熱を拡散させて自然放熱を効率的に行うための放熱板が設けられている。放熱板は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い（すなわち、伝熱性の）材料からなるプレートであり、発熱体に残留する熱を素早く吸収し、この熱は放熱板の表面から自然放熱される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、サーマルラインプリンタの発熱体の発熱量は電圧の自乗に比例するようになっている。従って、サーマルラインプリンタがバッテリ駆動されているとき、バッテリの電圧が低下すると、発熱体の発熱量も低下し、感熱紙が十分に加熱されない。このような問題を解決するため、サーマルラインプリンタは、バッテリの電圧を検知し、電圧が低下した場合はパルス幅を長くして必要な発熱量を確保するようになっている。
【０００９】
バッテリは、化学反応によって起電力を発生するものである。このため、バッテリの温度が低い状態では、一般にバッテリの電圧は低下する。例えば、ニッケル水素二次電池の場合、常温ではセル当たり１．２Ｖであるが、低温時（０℃前後）では、０．０５Ｖ程度の電圧低下が発生する。すなわち、低温時における単位時間あたりの発熱量は、常温時のものと比べて８％程度低下する。このため、低温時にはその分パルス幅を大きくして必要な発熱量を確保していた。従って、従来のサーマルラインプリンタにおいては、低温時に印字速度が低下するという問題があった。
【００１０】
また、前述のように、サーマルラインプリンタにおいては、放熱板を用いることによって、サーマルヘッドの発熱体の冷却を行うようになっている。そして、放熱板自体の冷却は専ら自然放熱によって行われる。自然放熱の効率は放熱板と放熱板周囲の空間の気温との差が大きいほど（すなわち、気温が低いほど）高くなる。しかしながら、携帯型のサーマルラインプリンタにおいては、限られた空間内にサーマルヘッドなど多くの部品を組み込まなければならず、放熱板周囲の気温が上昇しやすく、且つこの熱のプリンタ外部への排熱は自然対流に頼らざるを得ないため、熱がプリンタの外に排熱されにくい構造となっている。また、バッテリ駆動を行う携帯型のプリンタであるため、ファンによる強制冷却を行うことは、消費電力上好ましいとはいえない。このため、従来の携帯型のサーマルラインプリンタにおいては、サーマルヘッドの発熱量と、プリンタ外部への排熱量とのバランスをとるため、プリンタ内部の温度が高い時は印字速度を落とす、或いは一定時間印字を禁止するなどの手段をとる必要があった。
【００１１】
本発明は上記の問題を解決するために考案されたものである。すなわち、本発明は、低温時の印字速度低下を短時間のうちに回復可能であり、且つ効率よくサーマルヘッドを冷却可能なサーマルラインプリンタ及び、このサーマルラインプリンタに使用されるバッテリパックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明のサーマルラインプリンタにおいては、サーマルラインプリンタのケースの内部が、隔壁によってサーマルヘッドが収納される第１の区画とバッテリパックが収納される第２の区画とに区画されており、サーマルラインプリンタは、サーマルヘッドからの熱を隔壁に移送する熱移送手段を有する。
【００１３】
このような構成とすると、熱移送手段、隔壁を介してサーマルヘッドからの熱をバッテリパックに移動させることができる。これによって、バッテリパックが温められて電圧が上昇し、低温時における印字速度の低下が解消される。また、サーマルヘッドの熱を熱源してバッテリパックを加熱する構成であるため、ヒータなどの熱源を用意する必要はない。さらに、サーマルヘッドの熱が隔壁側に素早く移動するため、サーマルヘッドを効率よく冷却することができる。
【００１４】
好ましくは、熱移送手段がヒートパイプである。ヒートパイプは気液相変化によって高温側から低温側に熱を素早く移動させることができるため、本発明の構成によれば、バッテリの加熱及びサーマルヘッドの冷却をより効率よく行うことができる。
【００１５】
好ましくは、ヒートパイプの一部は、サーマルヘッドの放熱板内や隔壁に埋めこまれている。
【００１６】
好ましくは、ヒートパイプの略中央部は、放熱板をその幅方向に貫通するように放熱板に埋め込まれ、ヒートパイプの両端はそれぞれ、隔壁にその幅方向両端から埋め込まれている。或いは、ヒートパイプの略中央部は、隔壁をその幅方向に貫通するように隔壁に埋め込まれ、ヒートパイプの両端はそれぞれ、放熱板に幅方向両端から埋め込まれている。或いは、熱移送手段は、一対のヒートパイプを有しており、それぞれのヒートパイプの一端は、放熱板にその幅方向両端のそれぞれから埋めこまれており、それぞれのヒートパイプの他端は、隔壁にその幅方向両端のそれぞれから埋め込まれている。
【００１７】
好ましくは、隔壁の、バッテリパックと当接する領域は、伝熱性材料にて形成されている。この構成により、より効率よくバッテリパックを加熱することができる。
【００１８】
好ましくは、バッテリパックは、バッテリセルと、バッテリセルを覆う蓄熱層とを有する。サーマルヘッドから移送された熱は蓄熱層に蓄積されるため、サーマルラインプリンタの印字動作が中断された場合であっても、蓄熱層によってバッテリセルが保温され続けるため、印字再開時におけるバッテリパックの電圧低下を防止することができる。
【００１９】
好ましくは、蓄熱層は潜熱蓄熱材から形成されている。潜熱蓄熱材は、その融点付近に温度を保ちながら多量の熱の蓄積及び放出を行うことができる。このため、バッテリパックの過熱を防止することができる。また、好ましくは、潜熱蓄熱材の融点が常温である。
【００２０】
また、本発明によれば、サーマルラインプリンタのサーマルヘッドに電力を供給するバッテリパックであって、バッテリセルと、バッテリセルを覆う蓄熱層を有するものが提供される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、低温時の印字速度低下を短時間のうちに回復可能であり、且つ効率よくサーマルヘッドを冷却可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態のサーマルラインプリンタの斜視図である。本実施形態のサーマルラインプリンタ１は略直方体形状であり、サーマルラインプリンタ１を水平面に置いた時のケース１０の上面１０Ｔに記録媒体としての感熱紙が差し込まれる用紙入口スロット１１ａが、一側面１０Ｆには印字された感熱紙が排出される用紙出口スロット１１ｂが、夫々形成されている。なお、以降の記載においては、サーマルラインプリンタ１を水平面に置いた時の鉛直方向を装置高さ方向、側面１０Ｆの法線方向を装置奥行方向、装置高さ方向と装置奥行方向の双方に垂直な方向を装置幅方向と称する。また、以降の記載においては、側面１０Ｆを正面１０Ｆと称する。また、ケース正面１０Ｆを手前側にしてサーマルラインプリンタ１を置いた時の幅方向左側および右側を、夫々装置左側、装置右側と称す。
【００２３】
図１に示されているように、本実施形態のサーマルラインプリンタ１は、装置幅方向に長く、装置高さ、奥行方向に短い長尺状の形状となっている。また、用紙入口スロット１１ａ、用紙出口スロット１１ｂ共に、装置幅方向に伸びるスロットである。用紙入口スロット１１ａ、用紙出口スロット１１ｂの装置幅方向の寸法は２２０ミリメートル程度であり、サーマルラインプリンタ１は、Ａ４サイズの感熱紙シートに印字を行うことが出来るようになっている。
【００２４】
ケース１０の上面１０Ｔおよび正面１０Ｆには、カバー１２が設けられている。カバー１２は、略Ｌ字状断面を有する部材であり、そのコーナ部は上面１０Ｔと正面１０Ｆとの間の稜線の大部分を成す。カバー１２の装置奥行方向最後部１２Ｒ（すなわち、カバー１２の上面１０Ｔ側の部分において、最もケース正面１０Ｆから遠位となる部分）の装置幅方向両端において、カバー１２はケース１０に軸支されている。すなわち、カバー１２は、その最後部１２Ｒを中心として回動し、カバー１２をケース１０に対して開閉可能である。
【００２５】
なお、カバー１２の最後部１２Ｒおよび最下部１２Ｂ（すなわち、カバー１２の正面１０Ｂ側の部分において、最も下方となる部分）は、夫々用紙入口スロット１１ａおよび用紙出口スロット１１ｂの一部分を成す。
【００２６】
ケース１０の装置右側の側面（右側面）１０Ｒには、パラレルポート４２が設けられている。ＰＣ等の情報処理装置から印字データを送ってサーマルラインプリンタ１に印字を行わせる場合は、ケーブルを介してこのパラレルポート４２と情報処理装置のＩＥＥＥ１２８４規格のポート（所謂プリンタポート）とを接続する。なお、本実施形態においては、情報処理装置からサーマルラインプリンタ１への印字データの送信は、ＩＥＥＥ１２８４規格に準拠したパラレル信号を有線にて送信することによって行われるが、代わりにＵＳＢ等のシリアル有線通信や、ＩｒＤＡ等の無線通信を利用する構成としても良い。
【００２７】
ケース上面１０Ｔの装置左側端部には、ボタン４４が設けられている。サーマルラインプリンタ１の使用者は、このボタン４４を操作することによって、サーマルラインプリンタ１の電源オン／オフ、バッテリ（後述）への充電処理などを行うことができる。また、カバー１２のケース上面１０Ｔ側の装置左側には、３つのＬＥＤランプ４６ａ〜ｃから構成されるランプユニット４６が設けられている。サーマルラインプリンタ１の使用者は、このランプユニット４６の点灯／消灯／点滅などの状態から、サーマルラインプリンタ１の電源のオン／オフの状態、情報処理装置から印字データが送られているかどうかの状態、バッテリの状態などを把握することができる。
【００２８】
以上の構成のサーマルラインプリンタ１において、印字を行うには以下の手順を用いて行う。まず、ケーブルを介してサーマルラインプリンタ１のパラレルポート４２と情報処理端末のポートとを接続する。次いで、サーマルラインプリンタ１および情報処理端末を起動する。そして、用紙入口スロット１１ａに感熱紙シートを差し込んで情報処理端末から印字データをサーマルラインプリンタ１に送信することによって、感熱紙シートへの印字が開始する。
【００２９】
次いで、印字のための機構につき説明する。図２は、サーマルラインプリンタ１のカバー１２を開けた状態を示した斜視図である。カバー１２の下部には、サーマルヘッド３０と、プラテンローラ５２が設けられている。サーマルヘッド３０は、装置幅方向に伸びるプレート状の部材であり、その上面３１が用紙入口スロット１１ａから用紙出口スロット１１ｂに向かうように、サーマルヘッドは傾けられた状態でケース１０内に取り付けられている。このようにサーマルヘッド３０が傾けられているので、サーマルヘッド３０の上面３１は、用紙入口スロット１１ａに導入された感熱紙シートを用紙出口スロット１１ｂへ導くためのガイドとして機能する。
【００３０】
プラテンローラ５２は、装置幅方向を軸とするゴムローラであり、その両端は、サーマルラインプリンタのフレームによって回転可能に軸支されている。サーマルヘッド３０は、その上面３１の位置でプラテンローラ５２と当接可能となっている。そして、サーマルヘッド上面３１の、プラテンローラ５２と当接可能な領域には、多数の発熱体が装置幅方向に並べられて配置されている。従って、プラテンローラ５２とサーマルヘッド上面３１との間に感熱紙シートが挟まれた状態で、発熱体を発熱させることによって、一ライン分の画像が感熱紙シート上に形成される。
【００３１】
プラテンローラ５２は、モータ（後述）および減速ギア機構によって回転駆動される。すなわち、プラテンローラ５２は、感熱紙シートを用紙出口スロット１１ｂに向かって送る用紙送りローラとしての機能を有する。サーマルヘッド３０の発熱体による一ライン分の描画と、プラテンローラ５２の駆動による一ライン分の用紙送りを交互に行うことによって、感熱紙シート全体に画像を描画することができる。
【００３２】
サーマルヘッド３０は、その下面側から板バネ１７（図５）によって、プラテンローラ５２に当接するように支持されている。また、カバー１２に設けられた図示しない機構（例えばカム機構）によって、カバー１２を開けるとサーマルヘッド３０が下方に押し下げられるよう構成されている。したがって、紙詰まりが発生した時は、カバー１２を開けてサーマルヘッド３０をプラテンローラ５２から引き離すことによって、感熱紙シートを取り出すことができる。
【００３３】
次いで、サーマルラインプリンタ１の電力供給のための機構につき説明する。図３は、サーマルラインプリンタ１を装置奥行方向側から投影した背面図である。ケース１０の背面１０Ｂ（ケース正面１０Ｆに対して装置奥行方向反対側に配置された側面）には、蓋１３が設けられている。詳細は後述するが、ケース１０内の背面１０Ｂ側には、サーマルラインプリンタ１のモータ、サーマルヘッド、制御回路を駆動するための電力を供給するバッテリパック６４、が収納されるバッテリ収納区画が設けられている。蓋１３をケース１０から取り外すと、バッテリ収納区画にアクセス可能となり、バッテリパック６４をこの区画に収納したり、或いはバッテリパック６４を取り出したりすることができるようになっている。なお、本実施形態においては、バッテリパック６４はニッケル水素電池セル（１セル当たり１．２Ｖ）を１２本直列接続した電圧１４．４Ｖの二次電池である。
【００３４】
また、背面１０Ｂには、ＡＣアダプタを接続するためのＡＣアダプタ用コネクタ６２が設けられている。このＡＣアダプタ用コネクタ６２に、出力電圧１４．４ＶのＡＣアダプタを接続することによって、バッテリパック６４が無い状態でもサーマルラインプリンタ１を駆動することができる。或いは、バッテリパック６４が収納された状態でＡＣアダプタをＡＣアダプタ用コネクタ６２に接続して、バッテリパック６４への充電を行うことも可能である。
【００３５】
次いで、サーマルラインプリンタ１の制御機構につき説明する。図４は、本実施形態のサーマルラインプリンタ１のブロック図である。なお、図４においては、電気信号の伝達経路を実線の矢印で、動力の伝達経路を破線の矢印で、電力の供給経路（一部のみ記載）を白抜きの矢印で示している。本実施形態においては、感熱紙シートへの印字やバッテリパック６４への充電といった一連の処理は、制御基板２０によって行われるよう構成されている。
【００３６】
図４に示されているように、制御基板２０には、マイコン２１、メモリ２２、ＥＰＲＯＭ２３、ＡＣアダプタ用コネクタ６２、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６、充電回路６８、パラレルポート４２およびモータドライバ５６が実装されている。
【００３７】
モータドライバ５６は、バッテリパック６４またはＡＣアダプタ用コネクタ６２を介して供給される１４．４Ｖの電力から、プラテンローラ５２を駆動するためのモータ５４を駆動する為の駆動パルスを生成し、これをモータ５４に供給する回路である。モータ５４は所謂ステップモータであり、１つのパルスが入力されると、所定角度回転するよう構成されている。従って、モータドライバ５６はモータに供給するパルス数を調整することによって、プラテンローラ５２による感熱紙シートの送り量を調整することができる。
【００３８】
充電回路６８は、ＡＣアダプタ用コネクタ６２を介して供給される１４．４Ｖの直流電流を用いてバッテリパック６４を充電する為の回路である。
【００３９】
マイコン２１は、ＣＰＵとＩ／Ｏコントローラ、Ａ／Ｄコンバータ等を１チップに収めた組み込み型のプロセッサである。マイコン２１は、内蔵のＩ／Ｏコントローラを介してモータドライバ５６および充電回路６８を制御することができる。また、マイコン２１は、パラレルポートを介して情報処理装置から印字データを受信し、これを一ライン分ずつサーマルヘッド３０のヘッド制御ＩＣ３１に送信する機能を有する。ヘッド制御ＩＣ３１は、マイコン２１から送信された一ライン分の印字データに基づいて発熱体３２を制御し、感熱紙シートに一ライン分の画像を形成する。画像形成完了後、ヘッド制御ＩＣ３１は、画像形成完了をマイコン２１に報知する。マイコン２１は、ヘッド制御ＩＣ３１から画像形成完了の報知を受信すると、モータドライバ５６を制御して一ライン分（本実施形態においては１／８ミリメートル）の用紙送りを指示する。モータドライバ５６は、一ライン分の用紙送りを行う為のパルスをモータ５４に供給した後、用紙送り完了をマイコン２１に報知する。マイコン２１は、モータドライバ５６から用紙送り完了の報知を受信すると、次の一ライン分の印字データをヘッド制御ＩＣ３１に送信する。以上の処理をマイコン２１が実行することにより、感熱紙シートへの印字が制御される。なお、ＥＰＲＯＭ２３は、上記の処理をマイコン２１のＣＰＵが行う際に実行されるプログラムや、このプログラムが参照するパラメータ等が記憶された一種のストレージである。また、メモリ２２は例えばＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）の様な書き換え可能な揮発性メモリであり、ＣＰＵ２１がプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。
【００４０】
また、マイコン２１のＩ／Ｏコントローラは、ボタン４４のオン／オフ状態を示す信号を受け付けると共に、ランプ部４６の各ランプ４６ａ〜ｃ（図１）の点灯／消灯／点滅等を制御するための制御信号を出力することができる。マイコン２１は、ボタン４４の状態に基づいて各種処理を行う、またはサーマルラインプリンタ１の状態に応じてランプ４６ａ〜ｃを制御することができる。
【００４１】
本実施形態においては、モータ５４の駆動パルスおよび発熱体の駆動電圧は１４．４Ｖである。一方、マイコン２１、メモリ２２、ＥＰＲＯＭ２３、モータドライバ５６、充電回路６８およびヘッド制御ＩＣ３１の駆動電圧は５Ｖである。この５Ｖの電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６より各回路に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６６は、ＡＣアダプタ用コネクタ６２またはバッテリパック６４からの１４．４Ｖの電力の一部を１／２．８８に降圧して５Ｖ前後の電力を生成する回路である。なお、バッテリパック６４の出力電圧は、温度（後述）やバッテリパック６４の放電状態に応じて多少変化するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６にはレギュレータ回路が内蔵されており、降圧された電力の電圧を５Ｖに調整して供給できるようになっている。
【００４２】
マイコン２１は、複数チャンネルのＡ／Ｄコンバータを内蔵している。このＡ／Ｄコンバータの入力端には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６が出力する電圧（レギュレータ回路によって調整される前の電圧）や、サーマルヘッド３０に内蔵されているサーミスタ３６の出力が入力されるようになっている。従って、マイコン２１は、Ａ／Ｄコンバータを介してＡＣアダプタ用コネクタ６２またはバッテリパック６４の出力電圧や、サーマルヘッド３０の温度を検出することができる。マイコン２１は、この検出値に基づいて各種制御を行うことができる。例えば、バッテリパック６４にてサーマルラインプリンタ１が駆動されている際、バッテリパック６４からの電圧が有意に低下したことを検出すると、バッテリパック６４に充電されている電力の残量が残り少ないものと判断し、ランプ４６ｃを点滅させて電池残量が残り少ないことをサーマルラインプリンタ１の使用者に報知する。或いは、サーミスタ３６によって計測されたサーマルヘッド３０の温度が所定の閾値を超えたことをマイコン２１が検出した場合は、冷却のために印字速度を低下させる、或いは一時的に印字を停止する等の処理を行う。
【００４３】
本発明の特徴部分である、サーマルヘッド３０の放熱構造につき、以下説明する。図５は、図３のＡ−Ａ断面図である。サーマルヘッド３０は、発熱体３２を発熱させることによって感熱紙シートに印字を行うものである。発熱体３２が発する熱の多くは感熱紙シートに吸収されるが、一部は発熱体３２に留まる。本実施形態においては、感熱紙シートはおよそ６０℃以上で黒変するようになっているため、一ラインの印字が終わった後の用紙送りの時点で、発熱体３２の温度が６０℃未満となるように発熱体３２の冷却を行う必要がある。発熱体３２の冷却は、サーマルヘッド３０の下面に設けられた放熱板３４によって行われる。放熱板３４は、押出成形にて形成されたアルミニウムのプレートであり、発熱体３２に残留した熱は、速やかに放熱板３４全体に拡散する。これによって、発熱体３２の冷却が行われる。
【００４４】
この放熱板３４による発熱体３２からの熱の吸収によって、放熱板３４自身の温度は上昇する。放熱板３４の温度が上昇すると、放熱板３４による発熱体３２の冷却効率が低下する。本実施形態においては、放熱板３４に溜まった熱をサーマルラインプリンタ１の外部に逃がすために、ヒートパイプ７２を使用している。
【００４５】
ヒートパイプ７２は、銅などの熱伝導率が高い金属の管の中に、作動液を封入した部材である。高温側では作動液は気化してそこから熱を奪い、蒸気となって低温側に移動する。一方、低温側では作動液の凝縮が起こり、この時に熱が低温側に移動する。ヒートパイプ７２の管の中には、微小な金属線を編み上げて形成されたウィッグが詰め込まれており、このウィッグによる毛細管現象によって、凝縮した作動液は速やかに高温側に戻る。このように、ヒートパイプにおいては、物質移動によって熱の移送が行われるため、熱伝導にて熱の移送を行う放熱板３４よりも、効率よく熱を移送させることができる。
【００４６】
本実施形態においては、図５に示されるように、ケース１０の内部が、装置奥行方向正面側の区画（サーマルヘッド収納区画）１４と装置奥行方向項部側のバッテリ収納区画１５とに分離している。サーマルヘッド収納区画１４とバッテリ収納区画１５との間には、隔壁１６が設けられている。隔壁１６は、銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。
【００４７】
図５に示されるように、ヒートパイプ７２は、サーマルヘッド３０の放熱板３４と、隔壁１６の双方に埋めこまれている。このため、高温側である放熱板３４に蓄積した熱は、速やかに隔壁１６に移送されるようになっている。
【００４８】
パッテリパック６４がバッテリ収納区画１５に収納されているときは、隔壁１６にバッテリパック６４が当接するよう構成されている。図５に示されているように、バッテリパック６４は２列に並べられたバッテリセル６４ａが中間層６４ｂを介して保護フィルム６４ｃに覆われた構造となっている。
【００４９】
本実施形態においては、バッテリパック６４は、常温用と低温用の２種類が用意されており、サーマルラインプリンタ１の使用者は、プリンタ周囲の環境に応じて２種類のバッテリパックを使い分けることができる。常温用のバッテリパックと低温用のものとの違いは、中間層６４ｂに使用される材料である。常温用のバッテリパック６４においては、バッテリセル６４ａの過熱を防止するため、断熱材を中間層６４ｂとして使用している。中間層６４ｂを断熱材としているため、隔壁１６からバッテリパック６４への熱の移動がほとんど無いため、後述する低温用のバッテリパックと比べるとサーマルヘッド収納区画１５の温度は上昇する傾向にあるが、放熱板３４に溜まった熱が隔壁１６に移動し、その一部はバッテリ収納区画１５と蓋１３を介して外部に放出されるので、ヒートパイプ７２を使用しない場合と比べて放熱板３４の温度は低下し、サーマルヘッド３０の発熱体３２をより短時間で冷却することができる。
【００５０】
低温用のバッテリパック６４においては、中間層６４として蓄熱材を使用している。蓄熱材は、融点、すなわち固液相変化を起こす温度が２５℃程度であるような材料（例えばパラフィンなど）をフィルム製のパック内に封入して形成される潜熱形の蓄熱材である。潜熱形の蓄熱材は、固相と液相が混在している状態では、その温度を融点に保った状態で熱を吸収または放射可能な部材である。従って、低温時においてサーマルラインプリンタ１をバッテリ駆動で使用する場合、サーマルヘッド３０に発生した熱は、ヒートパイプ７２、隔壁１６を介して中間層６４ｂに伝わり、中間層６４ｂの温度をその融点まで上昇させる。そして、中間層６４ｂからさらにバッテリセル６４ａに熱が伝わり、バッテリセル６４ａが常温に加熱される。この結果、バッテリパック６４の出力電圧は、短時間のうちに１４．４Ｖまで上昇する。この結果、低温環境下であっても、印字速度の低下は短時間のうちに回復する。また、蓄熱材の融点が２５℃程度、すなわち常温であるため、蓄熱材が完全に液化するまでは、蓄熱材の温度は２５℃に保たれる。従って、通常の使用範囲内では、バッテリセル６４ａは常温より高い温度になることは無い。また、バッテリパック６４は蓋１３と当接しているため、中間層６４ｂに吸収された熱の一部は、蓋１３に伝熱され、蓋１３から装置外部に放射される。この結果、サーマルヘッド３０に蓄積される熱を効率よく装置外部に逃がすことが可能である。加えて、印字終了後もしばらくの間（蓄熱材が完全に固化するまでの期間）は蓄熱材及びバッテリセル６４ａの温度は序オンに保たれるため、低温環境下において一旦印字を中断して、しばらくたった後に印字を再開するような場合は、印字速度の低下は起こらない。
【００５１】
なお、ヒートパイプ７２は、以下に説明する３例のいずれかによって放熱板及び隔壁に取り付けられる。
【００５２】
第１例においては、図６のように、ヒートパイプ７２を略Ｃ字上に形成し、ヒートパイプ７２の両端７２ａ、７２ｂが隔壁１６の装置幅方向両端から幅方向に差し込まれ、且つヒートパイプ７２の中央部７２ｃが放熱板３４の中を装置幅方向に貫通するように取り付けられる。この結果、熱はヒートパイプ７２の中央部７２ｃから両端７２ａ、７２ｂに移動する。
【００５３】
第２例においては、図７のように、略Ｃ字形状のヒートパイプ７２の両端７２ａ、７２ｂが放熱板３４の装置幅方向両端から幅方向に差し込まれ、且つヒートパイプ７２の中央部７２ｃが隔壁１６の中を装置幅方向に貫通するように取り付けられる。この結果、熱はヒートパイプ７２の両端７２ａ、７２ｂから中央部７２ｃに移動する。
【００５４】
第３例においては、図８のように、略Ｕ字形状の一対のヒートパイプ７２、７２’を使用する。ヒートパイプ７２、７２’の一端７２ａ、７２ａ’が放熱板３４の装置幅方向両端から幅方向に差し込まれ、他端７２ｂ、７２ｂ’が隔壁１６の装置幅方向両端から幅方向に差し込まれる。このような構成においては、サーマルラインプリンタ１の使用中は、熱及び気化した作動液は一端７２ａ、７２ａ’から他端７２ｂ、７２ｂ’に移動し、凝縮した作動液は他端７２ｂ、７２ｂ’から一端７２ａ、７２ａ’に移動する。このように気化・凝縮した作動液の移動方向がそれぞれ一方向に限定されるため、本構成はより効率よく熱を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタの斜視図であって、カバーを開いた状態を示したものである。
【図３】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタの背面図である。
【図４】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタのブロック図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタにおいて、ヒートパイプの取り付け構造の第１例を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタにおいて、ヒートパイプの取り付け構造の第２例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態のサーマルラインプリンタにおいて、ヒートパイプの取り付け構造の第３例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    サーマルラインプリンタ
１０    ケース
１３    蓋
１４    サーマルヘッド収納区画
１５    バッテリ収納区画
１６    隔壁
２０    制御基板
２１    マイコン
３０    サーマルヘッド
３２    発熱体
３４    放熱板
６４    バッテリパック
６４ａ  バッテリセル
６４ｂ  中間層
６６    ＤＣ／ＤＣコンバータ
６８    充電回路
【図１】
2008246691.tif 000003
【図２】
2008246691.tif 000004
【図３】
2008246691.tif 000005
【図４】
2008246691.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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