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JP2006021349A - Recording head - Google Patents

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JP2006021349A
JP2006021349A JP2004199430A JP2004199430A JP2006021349A JP 2006021349 A JP2006021349 A JP 2006021349A JP 2004199430 A JP2004199430 A JP 2004199430A JP 2004199430 A JP2004199430 A JP 2004199430A JP 2006021349 A JP2006021349 A JP 2006021349A
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JP
Japan
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circuit board
element substrate
temperature sensor
temperature
heating element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2004199430A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyoshi Nishimura
友良 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2004199430A priority Critical patent/JP2006021349A/en
Priority to US11/144,012 priority patent/US7365760B2/en
Publication of JP2006021349A publication Critical patent/JP2006021349A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively mount a temperature sensor for measuring a temperature in the vicinity of a heating element. <P>SOLUTION: At a rear face front end part of an element substrate 31 of a thermal head 17 of a color thermal printer 2, a plurality of the temperature sensors 40 for measuring the temperature in the vicinity of the heating element 36 are arranged at equal intervals, and a wiring pattern 41 which connects with the temperature sensors 40 is formed. The temperature sensors 40 are set at points where a distance d from immediately below the heating element 36 is within 10 mm with respect to a subscanning direction. A flexible printed board 46 for electrically connecting the wiring pattern 41 extended from the temperature sensors 40 and a circuit pattern of a control circuit with each other is mounted between the element substrate 31 and a circuit board 32. For preventing the temperature sensors 40 and the flexible printed board 46 from contacting, escape recesses 33 and 34 are formed at parts at a heat sink 30 against which the temperature sensors 40 and the flexible printed board 46 abut. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表面に複数の発熱素子が配列された素子基板と、制御回路が実装された回路基板と、素子基板または回路基板のいずれかに実装され、発熱素子を選択的に駆動させるためのドライバICと、素子基板および回路基板の裏面に固着され、発熱素子の発熱による蓄熱を外部に放熱する放熱板とを備えた記録ヘッドに関する。   The present invention provides an element substrate having a plurality of heating elements arranged on the surface, a circuit board on which a control circuit is mounted, and either the element substrate or the circuit board for selectively driving the heating elements. The present invention relates to a recording head including a driver IC and a heat radiating plate that is fixed to the back surface of the element substrate and the circuit board and dissipates heat stored by the heat generated by the heat generating elements.

記録ヘッドを用いて記録材料に画像を記録するプリンタとして、シアン、マゼンタ、イエローに発色する感熱発色層を支持体上に順に層設したカラー感熱記録紙を用いて、フルカラープリントを得るカラー感熱プリンタが知られている。このカラー感熱プリンタでは、副走査方向にカラー感熱記録紙を搬送する間に、主走査方向に複数の発熱素子がライン状に配列されたサーマルヘッドにて熱記録を行う。   As a printer that records images on recording materials using a recording head, a color thermal printer that obtains a full-color print using color thermal recording paper in which a thermal color-developing layer that develops colors cyan, magenta, and yellow is formed on a support in order. It has been known. In this color thermal printer, while color thermal recording paper is conveyed in the sub-scanning direction, thermal recording is performed by a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged in a line in the main scanning direction.

サーマルヘッドは、前述の複数の発熱素子が配列された素子基板と、制御回路が実装された回路基板と、素子基板または回路基板のいずれかに実装され、発熱素子を選択的に駆動させるためのドライバICと、素子基板および回路基板の裏面に固着され、発熱素子の発熱による蓄熱を外部に放熱する放熱板とから構成されている。従来のカラー感熱プリンタでは、発熱素子近傍の温度を温度センサで測定し、この温度センサの温度測定結果に応じて、カラー感熱記録紙が発熱素子から受け取る熱量が一定となるように(但し、同一の画像データ、例えばグレー画像をベタ印画する場合)、発熱素子に与える駆動エネルギーを制御することで、画像の濃度ムラの発生を防止している(特許文献1〜3参照)。   The thermal head is mounted on either the element substrate on which the plurality of heating elements are arranged, the circuit board on which the control circuit is mounted, or the element substrate or the circuit board, for selectively driving the heating elements. The driver IC is fixed to the element substrate and the back surface of the circuit board, and includes a heat radiating plate that radiates heat stored by the heat generated by the heat generating element to the outside. In a conventional color thermal printer, the temperature in the vicinity of the heating element is measured with a temperature sensor, and the amount of heat received by the color thermal recording paper from the heating element is constant according to the temperature measurement result of this temperature sensor (however, the same Image data (for example, when a gray image is solid-printed) and the driving energy applied to the heating element is controlled to prevent the occurrence of uneven density in the image (see Patent Documents 1 to 3).

特許文献1に記載のサーマルプリンタでは、温度センサとしてのサーミスタを素子基板であるセラミック基板の裏面に配置している。また、特許文献2に記載のサーマルヘッドでは、サーミスタをセラミック基板のドライバIC列の部分に配置している。さらに、特許文献3に記載のサーマルヘッドでは、サーミスタとドライバICとを、セラミック基板に形成された凹部内に埋設している。   In the thermal printer described in Patent Document 1, a thermistor as a temperature sensor is disposed on the back surface of a ceramic substrate that is an element substrate. In the thermal head described in Patent Document 2, the thermistor is arranged in the driver IC row portion of the ceramic substrate. Furthermore, in the thermal head described in Patent Document 3, the thermistor and the driver IC are embedded in a recess formed in the ceramic substrate.

特開昭62−170366号公報JP-A-62-170366 特公平4−17798号公報Japanese Patent Publication No. 4-17798 特許第3389419号Japanese Patent No. 3338919

しかしながら、特許文献1に記載のサーマルプリンタでは、サーミスタをセラミック基板の裏面に配置することは記述されているが、具体的な配線の方法については言及しておらず、実践的な手法であるとは言い難い。   However, in the thermal printer described in Patent Document 1, it is described that the thermistor is disposed on the back surface of the ceramic substrate. However, a specific wiring method is not mentioned, and it is a practical method. Is hard to say.

また、特許文献2に記載のサーマルヘッドでは、プラテンローラとの干渉の問題があり、発熱素子近傍にサーミスタを取り付けることができないという欠点がある。そのうえ、主走査方向に複数のサーミスタを取り付ける場合、ドライバIC列の部分に取り付けるためのスペースを確保しなければならず、主走査方向のヘッドの寸法が必要以上に大きくなるという問題がある。   Further, the thermal head described in Patent Document 2 has a problem of interference with the platen roller, and there is a drawback that a thermistor cannot be attached in the vicinity of the heating element. In addition, when a plurality of thermistors are attached in the main scanning direction, a space for attaching to the driver IC row portion must be secured, and there is a problem that the size of the head in the main scanning direction becomes larger than necessary.

さらに、特許文献3に記載のサーマルヘッドでは、特許文献2の場合のプラテンローラとの干渉の問題は克服することができるが、サーミスタとドライバICとを埋設する凹部を加工がし難い素子基板に形成する分、製造コストが掛かってしまう。また、特許文献2の場合のヘッド寸法に関する問題は解決することができない。   Furthermore, in the thermal head described in Patent Document 3, the problem of interference with the platen roller in Patent Document 2 can be overcome, but the recess in which the thermistor and the driver IC are embedded is made into an element substrate that is difficult to process. The production cost is increased by the amount of formation. Moreover, the problem regarding the head dimension in the case of Patent Document 2 cannot be solved.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、発熱素子近傍の温度を測定する温度センサを、安価に実装することができる記録ヘッドを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a recording head capable of mounting a temperature sensor for measuring the temperature in the vicinity of a heating element at a low cost.

上記目的を達成するために、本発明は、表面に複数の発熱素子が配列された素子基板と、制御回路が実装された回路基板と、素子基板または回路基板のいずれかに実装され、前記発熱素子を選択的に駆動させるためのドライバICと、前記素子基板および前記回路基板の裏面に固着され、前記発熱素子の発熱による蓄熱を外部に放熱する放熱板とを備えた記録ヘッドにおいて、前記素子基板の裏面に、前記発熱素子近傍の温度を測定する温度センサを複数個配置し、これらの温度センサに接続する配線パターンを形成するとともに、前記回路基板の両面に前記制御回路の回路パターンを形成し、前記素子基板と前記回路基板との間に、前記配線パターンと前記回路パターンとを電気的に接続する接続手段を取り付けたことを特徴とする。   To achieve the above object, the present invention provides an element substrate having a plurality of heating elements arranged on the surface, a circuit board on which a control circuit is mounted, and either the element substrate or the circuit board. In the recording head, comprising: a driver IC for selectively driving an element; and a heat radiating plate fixed to the back surface of the element substrate and the circuit board and dissipating heat stored by the heat generation element to the outside. A plurality of temperature sensors for measuring the temperature in the vicinity of the heating element are arranged on the back surface of the substrate, wiring patterns connected to these temperature sensors are formed, and circuit patterns of the control circuit are formed on both surfaces of the circuit substrate. In addition, a connecting means for electrically connecting the wiring pattern and the circuit pattern is attached between the element substrate and the circuit board.

なお、前記接続手段は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。   The connecting means is preferably a flexible printed board.

また、前記温度センサおよび前記接続手段が前記放熱板に接触しないように、前記放熱板の前記温度センサおよび前記接続手段が当接する部分に逃げ部を形成することが好ましい。   Further, it is preferable that a relief portion is formed at a portion of the heat radiating plate where the temperature sensor and the connecting means abut so that the temperature sensor and the connecting means do not contact the heat radiating plate.

さらに、前記温度センサを、前記発熱素子が配列される方向と直交する方向に関して、前記発熱素子の直下からの距離が10mm以内の箇所に取り付けることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the temperature sensor is attached to a location whose distance from directly below the heating element is within 10 mm in a direction orthogonal to the direction in which the heating elements are arranged.

本発明の記録ヘッドによれば、素子基板の裏面に、発熱素子近傍の温度を測定する温度センサを複数個配置し、これらの温度センサに接続する配線パターンを形成するとともに、回路基板の両面に制御回路の回路パターンを形成し、素子基板と回路基板との間に、配線パターンと回路パターンとを電気的に接続する接続手段を取り付けたので、温度センサを安価に実装することができる。   According to the recording head of the present invention, a plurality of temperature sensors for measuring the temperature in the vicinity of the heating element are arranged on the back surface of the element substrate, wiring patterns connected to these temperature sensors are formed, and both sides of the circuit board are formed. Since the circuit pattern of the control circuit is formed and connecting means for electrically connecting the wiring pattern and the circuit pattern is attached between the element substrate and the circuit board, the temperature sensor can be mounted at low cost.

図1において、本発明を適用したカラー感熱プリンタ2には、記録材料として、長尺のカラー感熱記録紙(以下、単に記録紙という)10が使用される。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2にセットされる。   In FIG. 1, a color thermal printer 2 to which the present invention is applied uses a long color thermal recording paper (hereinafter simply referred to as recording paper) 10 as a recording material. The recording paper 10 is set in the color thermal printer 2 in the form of a recording paper roll 11 wound in a roll shape.

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、および保護層が順次層設された構造となっている。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。   As is well known, the recording paper 10 has a structure in which a cyan thermosensitive coloring layer, a magenta thermosensitive coloring layer, a yellow thermosensitive coloring layer, and a protective layer are sequentially formed on a support. The yellow thermosensitive coloring layer, which is the uppermost layer, has the highest thermal sensitivity and develops yellow with a small amount of heat energy. The cyan thermosensitive coloring layer, which is the lowermost layer, has the lowest thermal sensitivity and develops cyan with large heat energy.

イエロー感熱発色層は、420〜450nmの近紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。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、365〜390nmの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。なお、例えばブラック感熱発色層を設けて4層構造にした記録紙を使用してもよい。   The yellow thermosensitive coloring layer loses its coloring ability when irradiated with near ultraviolet rays of 420 to 450 nm. The magenta thermosensitive coloring layer develops magenta with intermediate heat energy between the yellow thermosensitive coloring layer and the cyan thermosensitive coloring layer, and loses the coloring ability when irradiated with ultraviolet rays of 365 to 390 nm. For example, a recording paper having a four-layer structure provided with a black thermosensitive coloring layer may be used.

記録紙ロール11の外周面には、搬送モータ12によって回転される給紙ローラ13が当接している。搬送モータ12はステッピングモータであり、モータドライバ14から入力される駆動パルスによって駆動される。給紙ローラ13が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール11は図中時計方向に回転し、記録紙10が記録紙ロール11から送り出される。給紙ローラ13が図中時計方向に回転すると、記録紙ロール11は図中反時計方向に回転し、記録紙10が記録紙ロール11に巻き戻される。   A paper feed roller 13 rotated by the transport motor 12 is in contact with the outer peripheral surface of the recording paper roll 11. The carry motor 12 is a stepping motor and is driven by drive pulses input from the motor driver 14. When the paper feed roller 13 rotates counterclockwise in the figure, the recording paper roll 11 rotates clockwise in the figure, and the recording paper 10 is sent out from the recording paper roll 11. When the paper supply roller 13 rotates clockwise in the figure, the recording paper roll 11 rotates counterclockwise in the figure, and the recording paper 10 is rewound onto the recording paper roll 11.

記録紙ロール11から送り出された記録紙10は、水平方向に配置された搬送経路内に送り込まれる。この搬送経路内には、記録紙10を挟み込んで搬送する搬送ローラ対15および排紙ローラ対16が配置されている。搬送ローラ対15および排紙ローラ対16は、搬送モータ12によって回転されるキャプスタンローラ15a、16aと、このキャプスタンローラ15a、16aに圧接するピンチローラ15b、16bとからなり、記録紙10を図中A方向(給紙方向)とB方向(巻戻方向)とに往復搬送する。   The recording paper 10 sent out from the recording paper roll 11 is sent into a conveyance path arranged in the horizontal direction. In this transport path, a transport roller pair 15 and a paper discharge roller pair 16 are disposed that sandwich and transport the recording paper 10. The conveyance roller pair 15 and the paper discharge roller pair 16 are composed of capstan rollers 15a and 16a rotated by the conveyance motor 12 and pinch rollers 15b and 16b pressed against the capstan rollers 15a and 16a. In the figure, the sheet is reciprocated in the A direction (paper feeding direction) and the B direction (rewinding direction).

給紙ローラ13と搬送ローラ対15との間には、サーマルヘッド17と、このサーマルヘッド17に向き合うように搬送経路の下方に配置されたプラテンローラ18とが設けられている。サーマルヘッド17の素子基板31(図2および図3参照)の記録紙10に対向する表面には、記録紙10の搬送方向(副走査方向S)と直交する方向(主走査方向M、ともに図2および図3参照)に、複数の発熱素子36(図2および図3参照)がライン状に配列された発熱素子アレイ19が設けられている。発熱素子アレイ19は、システムコントローラ20からヘッドドライバ21に入力された駆動データに基づいて発熱し、記録紙10の各感熱発色層を発色させる。   A thermal head 17 and a platen roller 18 disposed below the transport path so as to face the thermal head 17 are provided between the paper feed roller 13 and the transport roller pair 15. On the surface of the thermal head 17 facing the recording paper 10 of the element substrate 31 (see FIGS. 2 and 3), the direction (main scanning direction M) is perpendicular to the conveyance direction (sub-scanning direction S) of the recording paper 10. 2 and FIG. 3), a heating element array 19 is provided in which a plurality of heating elements 36 (see FIGS. 2 and 3) are arranged in a line. The heating element array 19 generates heat based on the drive data input from the system controller 20 to the head driver 21, and colors each thermosensitive coloring layer of the recording paper 10.

プラテンローラ18は、記録紙10の搬送に応じて従動回転し、記録紙10と発熱素子アレイ19との当接状態を安定させる。また、プラテンローラ18は、上下方向に移動自在とされ、図示しないバネによって発熱素子アレイ19に圧接する方向に付勢されている。記録紙10の給紙時および排紙時には、カムやソレノイドなどから構成されるシフト機構(図示せず)によってプラテンローラ18が下降し、サーマルヘッド17との記録紙10の挟持が解除される。   The platen roller 18 is driven and rotated in accordance with the conveyance of the recording paper 10 to stabilize the contact state between the recording paper 10 and the heating element array 19. Further, the platen roller 18 is movable in the vertical direction and is urged in a direction in which it is pressed against the heating element array 19 by a spring (not shown). When the recording paper 10 is fed and discharged, the platen roller 18 is lowered by a shift mechanism (not shown) including a cam and a solenoid, and the nipping of the recording paper 10 with the thermal head 17 is released.

図2および図3に示すように、サーマルヘッド17は、放熱板30と、素子基板31と、回路基板32とから構成されている。放熱板30は、放熱性を有する材料、例えばアルミなどからなり、発熱素子36の発熱による蓄熱を外部に放熱する。この放熱板30は、素子基板31と回路基板32とを跨ぐように、これらの基板31、32の裏面に接着剤や両面テープなどで固着されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the thermal head 17 includes a heat radiating plate 30, an element substrate 31, and a circuit substrate 32. The heat radiating plate 30 is made of a heat radiating material such as aluminum, and radiates heat stored by the heat generated by the heat generating element 36 to the outside. The heat radiating plate 30 is fixed to the back surfaces of the substrates 31 and 32 with an adhesive or a double-sided tape so as to straddle the element substrate 31 and the circuit substrate 32.

放熱板30には、後述する温度センサ40およびフレキシブルプリント基板46が接触しないように、温度センサ40およびフレキシブルプリント基板46が当接する部分に、それぞれ凹状の逃げ部33、34が形成されている。なお、逃げ部の形状は凹状に限らず、半月状であってもよい。   The heat sink 30 is formed with concave relief portions 33 and 34 at portions where the temperature sensor 40 and the flexible printed circuit board 46 are in contact with each other so that the temperature sensor 40 and the flexible printed circuit board 46 described later do not contact each other. The shape of the escape portion is not limited to a concave shape, and may be a half moon shape.

素子基板31は、例えばセラミックやアルミナ、アルミナセラミックなどで形成されている。素子基板31の表面前端部には、断面が半円形の印画突条35が形成されている。この印画突条35には、発熱素子アレイ19を構成する複数の発熱素子36が設けられている。また、素子基板31の表面後端部には、各発熱素子36を駆動するドライバIC37が実装されている。このドライバIC37と発熱素子36との間は、素子基板31上に形成された導電層38と、ジャンパ線39とで接続されている。なお、ドライバIC37を、素子基板31ではなく回路基板32に実装してもよい。   The element substrate 31 is made of, for example, ceramic, alumina, alumina ceramic, or the like. A printing protrusion 35 having a semicircular cross section is formed at the front end portion of the element substrate 31. The printing protrusion 35 is provided with a plurality of heating elements 36 constituting the heating element array 19. A driver IC 37 for driving each heat generating element 36 is mounted on the rear end portion of the surface of the element substrate 31. The driver IC 37 and the heating element 36 are connected by a conductive layer 38 formed on the element substrate 31 and a jumper line 39. The driver IC 37 may be mounted on the circuit board 32 instead of the element substrate 31.

素子基板31の裏面前端部には、発熱素子36近傍の温度を測定する温度センサ40が等間隔で複数個配置されている。また、これらの温度センサ40に接続する配線パターン41が形成されている。温度センサ40は、副走査方向に関して、発熱素子36の直下からの距離dが10mm以内の箇所に取り付けられている。   A plurality of temperature sensors 40 for measuring the temperature in the vicinity of the heating element 36 are arranged at equal intervals at the front end of the back surface of the element substrate 31. In addition, wiring patterns 41 connected to these temperature sensors 40 are formed. The temperature sensor 40 is attached to a location where the distance d from directly below the heating element 36 is within 10 mm in the sub-scanning direction.

素子基板31の裏面の放熱板30と接触する部分には、レジストなどの絶縁膜42が塗布されている。これにより、配線パターン41が放熱板30と接触してショートすることが防止される。   An insulating film 42 such as a resist is applied to a portion of the back surface of the element substrate 31 that is in contact with the heat sink 30. This prevents the wiring pattern 41 from coming into contact with the heat dissipation plate 30 and short-circuiting.

回路基板32には、その両面にサーマルヘッド17の制御回路(図示せず)が形成されており、素子基板31の後方に配置されている。素子基板31のドライバIC37と回路基板32との間は、ジャンパ線43によって接続されている。回路基板32の裏面の放熱板30と接触する部分には、素子基板31の絶縁膜42と同様に、絶縁膜44が塗布されている。なお、ドライバIC37、およびジャンパ線39、43は、ジャンパ線39、43が断線しないように、透明な保護樹脂45によって覆われている。   A control circuit (not shown) for the thermal head 17 is formed on both sides of the circuit board 32, and is arranged behind the element substrate 31. The driver IC 37 of the element substrate 31 and the circuit board 32 are connected by a jumper line 43. An insulating film 44 is applied to a portion of the back surface of the circuit board 32 that is in contact with the heat sink 30, similarly to the insulating film 42 of the element substrate 31. The driver IC 37 and the jumper wires 39 and 43 are covered with a transparent protective resin 45 so that the jumper wires 39 and 43 are not disconnected.

素子基板31と回路基板32との間には、温度センサ40から延設された配線パターン41と制御回路の回路パターンとを電気的に接続するフレキシブルプリント基板46が取り付けられている。   Between the element substrate 31 and the circuit board 32, a flexible printed circuit board 46 for electrically connecting the wiring pattern 41 extending from the temperature sensor 40 and the circuit pattern of the control circuit is attached.

画像記録時、各温度センサ40は、その測定結果をシステムコントローラ20に逐次送信する。システムコントローラ20は、各温度センサ40から送信される測定結果に応じて、画像の濃度ムラが発生しないように、ヘッドドライバ21を介して発熱素子36の駆動を制御する。   At the time of image recording, each temperature sensor 40 sequentially transmits the measurement result to the system controller 20. The system controller 20 controls the driving of the heating element 36 via the head driver 21 so that the density unevenness of the image does not occur according to the measurement result transmitted from each temperature sensor 40.

図1において、搬送ローラ対15のA方向下流側には、記録紙10の記録面に対面して定着器22が配置されている。また、定着器22と排紙ローラ対16との間には、記録紙10を所定のプリントサイズにカットするカッター23が配置されている。さらに、排紙ローラ対16のA方向下流側には、画像記録済みの記録紙10を外部に排出する排紙口24が設けられている。   In FIG. 1, a fixing device 22 is disposed on the downstream side of the conveyance roller pair 15 in the A direction so as to face the recording surface of the recording paper 10. A cutter 23 for cutting the recording paper 10 into a predetermined print size is disposed between the fixing device 22 and the paper discharge roller pair 16. Further, on the downstream side in the A direction of the paper discharge roller pair 16, a paper discharge port 24 for discharging the recording paper 10 on which the image has been recorded to the outside is provided.

定着器22は、発光ピーク波長が420〜450nmの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層を定着するイエロー用定着光源22aと、発光ピーク波長が365〜390nmの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層を定着するマゼンタ用定着光源22bと、これらの光源22a、22bからの光を記録紙10に向けて反射させるリフレクタ22cとからなる。各光源22a、22bは、ランプドライバ25によって駆動される。   The fixing unit 22 emits near ultraviolet rays having an emission peak wavelength of 420 to 450 nm to fix the yellow thermosensitive coloring layer, and fixes the yellow thermosensitive coloring layer. The fixing device 22 emits ultraviolet rays having an emission peak wavelength of 365 to 390 nm and emits magenta thermosensitive coloring layer. A magenta fixing light source 22b for fixing the light, and a reflector 22c for reflecting light from the light sources 22a and 22b toward the recording paper 10. Each light source 22a, 22b is driven by a lamp driver 25.

次に、上記構成を有するカラー感熱プリンタ2の動作について説明する。画像記録開始操作が実行されると、搬送モータ12の正転によって給紙ローラ13が反時計方向に回転され、記録紙10が記録紙ロール11からA方向に送り出される。記録紙10の先端部は搬送経路内を移動して、搬送ローラ対15にニップされ、さらにA方向下流側に搬送される。   Next, the operation of the color thermal printer 2 having the above configuration will be described. When the image recording start operation is executed, the feed roller 13 is rotated counterclockwise by the forward rotation of the transport motor 12, and the recording paper 10 is sent out from the recording paper roll 11 in the A direction. The leading edge of the recording paper 10 moves in the conveyance path, is nipped by the conveyance roller pair 15, and is further conveyed downstream in the A direction.

記録紙10が画像記録開始位置に到達すると、搬送モータ12の回転が一旦停止される。次いで、プラテンローラ18がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ19との間で記録紙10が挟持される。この状態で再び搬送モータ12が駆動され、記録紙10がA方向に搬送されながら、ヘッドドライバ21に入力された駆動データに基づいて発熱した発熱素子アレイ19により、記録紙10のイエロー感熱発色層にイエロー画像が記録される。   When the recording paper 10 reaches the image recording start position, the rotation of the transport motor 12 is temporarily stopped. Next, the platen roller 18 is raised by the shift mechanism, and the recording paper 10 is sandwiched between the heating element array 19. In this state, the conveyance motor 12 is driven again, and the yellow thermosensitive coloring layer of the recording paper 10 is generated by the heating element array 19 that generates heat based on the drive data input to the head driver 21 while the recording paper 10 is conveyed in the A direction. A yellow image is recorded in

イエロー画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器22のイエロー用定着光源22aに対面する位置まで搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。このとき、プラテンローラ18がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド17とによる記録紙10の挟持が解除される。次いで、ランプドライバ25によりイエロー用定着光源22aが点灯され、搬送モータ12が逆転されて記録紙10がB方向に巻き戻されながら、画像記録済みのイエロー感熱発色層が定着される。   When the recording of the yellow image is completed, the trailing end of the recorded image is conveyed to a position facing the yellow fixing light source 22a of the fixing device 22, and the rotation of the conveying motor 12 is stopped. At this time, the platen roller 18 is lowered by the shift mechanism, and the holding of the recording paper 10 by the thermal head 17 is released. Next, the yellow fixing light source 22a is turned on by the lamp driver 25, the conveyance motor 12 is rotated in the reverse direction, and the recording paper 10 is rewound in the B direction.

イエロー感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ19に対面する位置まで搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。そして、イエロー画像記録時と同様に、プラテンローラ18がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ19との間で記録紙10が挟持される。この状態で再び搬送モータ12が駆動され、記録紙10がA方向に搬送されながら、記録紙10のマゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像が記録される。   After fixing the yellow thermosensitive coloring layer, the recorded image is conveyed to the position where the leading edge of the recorded image faces the heating element array 19 and the rotation of the conveying motor 12 is stopped. As in the yellow image recording, the platen roller 18 is raised by the shift mechanism, and the recording paper 10 is sandwiched between the heating element array 19. In this state, the conveyance motor 12 is driven again, and a magenta image is recorded on the magenta thermosensitive coloring layer of the recording paper 10 while the recording paper 10 is conveyed in the A direction.

マゼンタ画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器22のマゼンタ用定着光源22bに対面する位置まで搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。そして、イエロー画像定着時と同様に、ランプドライバ25によりマゼンタ用定着光源22bが点灯され、搬送モータ12が逆転されて記録紙10がB方向に巻き戻されながら、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層が定着される。   When the recording of the magenta image is completed, the rear end of the recorded image is conveyed to a position facing the magenta fixing light source 22b of the fixing device 22, and the rotation of the conveying motor 12 is stopped. Then, as in the yellow image fixing, the magenta fixing light source 22b is turned on by the lamp driver 25, the conveyance motor 12 is reversed, and the recording paper 10 is rewound in the B direction. Is established.

マゼンタ感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ19に対面する位置まで搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。そして、イエロー、マゼンタ画像記録時と同様に、記録紙10のシアン感熱発色層にシアン画像が記録される。   After fixing the magenta thermosensitive coloring layer, the leading edge of the recorded image is conveyed to a position facing the heating element array 19, and the rotation of the conveying motor 12 is stopped. A cyan image is recorded on the cyan thermosensitive coloring layer of the recording paper 10 in the same manner as when recording yellow and magenta images.

画像記録後の記録紙10は、搬送ローラ対15によりA方向に搬送され、カッター23により所定のプリントサイズに切断された後、排紙ローラ対16により排紙口24から外部に排出される。   The recording paper 10 after image recording is transported in the A direction by the transport roller pair 15, cut to a predetermined print size by the cutter 23, and then discharged from the paper discharge port 24 to the outside by the paper discharge roller pair 16.

各画像の記録時には、サーマルヘッド17の素子基板31の裏面に取り付けられた複数個の温度センサ40により、発熱素子36近傍の温度が測定される。各温度センサ40による測定結果は、システムコントローラ20に逐次送信される。そして、各温度センサ40から送信される測定結果に応じて、画像の濃度ムラが発生しないように、システムコントローラ20によりヘッドドライバ21を介して発熱素子36の駆動が制御される。   At the time of recording each image, the temperature in the vicinity of the heating element 36 is measured by a plurality of temperature sensors 40 attached to the back surface of the element substrate 31 of the thermal head 17. The measurement results by each temperature sensor 40 are sequentially transmitted to the system controller 20. Then, according to the measurement result transmitted from each temperature sensor 40, the driving of the heating element 36 is controlled by the system controller 20 via the head driver 21 so that the density unevenness of the image does not occur.

上記のように、素子基板31の裏面に温度センサ40を配置し、温度センサ40に接続する配線パターン41を形成するとともに、回路基板32の両面に制御回路の回路パターンを形成し、素子基板31と回路基板32との間に、配線パターン41と回路パターンとを電気的に接続するフレキシブルプリント基板46を取り付けたので、素子基板の表面に温度センサを取り付ける従来の手法のように、プラテンローラと温度センサとが接触して印画障害を起こすことがない。また、温度センサをドライバIC列の部分に実装する手法のように、主走査方向のヘッドの寸法が必要以上に大きくなることがない。   As described above, the temperature sensor 40 is disposed on the back surface of the element substrate 31, the wiring pattern 41 connected to the temperature sensor 40 is formed, and the circuit pattern of the control circuit is formed on both surfaces of the circuit board 32. Since the flexible printed circuit board 46 for electrically connecting the wiring pattern 41 and the circuit pattern is attached between the circuit board 32 and the circuit board 32, the platen roller and the conventional technique for attaching the temperature sensor to the surface of the element board are installed. There is no problem with printing due to contact with the temperature sensor. In addition, unlike the method of mounting the temperature sensor in the driver IC row portion, the size of the head in the main scanning direction does not become larger than necessary.

また、フレキシブルプリント基板46を用い、放熱板30の温度センサ40およびフレキシブルプリント基板46が当接する部分に逃げ部33、34を形成したので、加工がし難い素子基板に凹部を形成し、この凹部にドライバICおよび温度センサを埋設する従来の手法と比べて、製造コストが掛からない。   Further, since the relief portions 33 and 34 are formed in the portion where the temperature sensor 40 and the flexible print substrate 46 of the heat radiating plate 30 are in contact with each other using the flexible printed board 46, a recess is formed in the element substrate that is difficult to process. Compared with the conventional method of embedding the driver IC and the temperature sensor, the manufacturing cost is not required.

さらに、温度センサ40を、副走査方向Sに関して、発熱素子36の直下からの距離dが10mm以内の箇所に取り付けたので、発熱素子36近傍の温度をより確実に測定することができる。   Furthermore, since the temperature sensor 40 is attached to a location where the distance d from directly below the heating element 36 is within 10 mm in the sub-scanning direction S, the temperature near the heating element 36 can be measured more reliably.

ここで、温度センサ40を発熱素子36の直近に配置すると、温度センサ40の出力は画像データのパターンによる影響を受ける。例えば、温度センサ40を中央に1個だけ配置した場合、中央のみが黒い画像データを記録すると温度センサ40の出力は高くなるが、主走査方向Mの他の部分は温度が低いため、実際の温度と検出温度との誤差が大きくなり、適切な濃度ムラの補正を行えなくなる。この問題の対応策として、上記実施形態では、温度センサ40を主走査方向Mに複数個配置し、実際の温度と検出温度との差が生じないように検出温度の平均化を図っているので、より細密な濃度ムラの補正を行うことができる。   Here, if the temperature sensor 40 is disposed in the immediate vicinity of the heating element 36, the output of the temperature sensor 40 is affected by the pattern of the image data. For example, when only one temperature sensor 40 is arranged in the center, if black image data is recorded only in the center, the output of the temperature sensor 40 increases, but the temperature in other parts of the main scanning direction M is low. An error between the temperature and the detected temperature becomes large, and appropriate density unevenness correction cannot be performed. As a countermeasure against this problem, in the above-described embodiment, a plurality of temperature sensors 40 are arranged in the main scanning direction M, and the detected temperatures are averaged so that a difference between the actual temperature and the detected temperature does not occur. Therefore, finer density unevenness correction can be performed.

上記実施形態では、配線パターン41と回路パターンとを電気的に接続する接続手段として、フレキシブルプリント基板46を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、一般的な接続コネクタやワイヤーボンディングなどを用いてもよい。   In the above embodiment, the flexible printed circuit board 46 has been described as an example of connection means for electrically connecting the wiring pattern 41 and the circuit pattern. However, the present invention is not limited to this, and a general connection connector, Wire bonding or the like may be used.

上記実施形態では、カラー感熱プリンタ2で用いられるサーマルヘッド17を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、他のサーマルプリンタ、熱転写型プリンタや熱昇華型プリンタに用いられるサーマルヘッドは勿論、例えば、発熱素子の熱によりインクを噴射させるインクジェットプリンタの記録ヘッドなどにも適用することができる。   In the above embodiment, the thermal head 17 used in the color thermal printer 2 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the thermal head used in other thermal printers, thermal transfer printers, and thermal sublimation printers. Needless to say, the present invention can also be applied to, for example, a recording head of an ink jet printer that ejects ink by the heat of a heating element.

本発明を適用したカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a color thermal printer to which the present invention is applied. サーマルヘッドの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a thermal head. サーマルヘッドの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of a thermal head.

符号の説明Explanation of symbols

2 カラー感熱プリンタ
10 カラー感熱記録紙(記録紙)
17 サーマルヘッド
19 発熱素子アレイ
20 システムコントローラ
21 ヘッドドライバ
22 定着器
30 放熱板
31 素子基板
32 回路基板
33、34 逃げ部
36 発熱素子
37 ドライバIC
40 温度センサ
41 配線パターン
46 フレキシブルプリント基板
2 Color thermal printer 10 Color thermal recording paper (recording paper)
17 Thermal Head 19 Heating Element Array 20 System Controller 21 Head Driver 22 Fixing Device 30 Heat Dissipating Plate 31 Element Board 32 Circuit Board 33, 34 Relief 36 Heating Element 37 Driver IC
40 Temperature Sensor 41 Wiring Pattern 46 Flexible Printed Circuit Board

Claims (4)

表面に複数の発熱素子が配列された素子基板と、制御回路が実装された回路基板と、素子基板または回路基板のいずれかに実装され、前記発熱素子を選択的に駆動させるためのドライバICと、
前記素子基板および前記回路基板の裏面に固着され、前記発熱素子の発熱による蓄熱を外部に放熱する放熱板とを備えた記録ヘッドにおいて、
前記素子基板の裏面に、前記発熱素子近傍の温度を測定する温度センサを複数個配置し、これらの温度センサに接続する配線パターンを形成するとともに、
前記回路基板の両面に前記制御回路の回路パターンを形成し、
前記素子基板と前記回路基板との間に、前記配線パターンと前記回路パターンとを電気的に接続する接続手段を取り付けたことを特徴とする記録ヘッド。
An element substrate having a plurality of heating elements arranged on the surface; a circuit board on which a control circuit is mounted; and a driver IC mounted on either the element substrate or the circuit board for selectively driving the heating elements; ,
In a recording head that is fixed to the back surface of the element substrate and the circuit board, and includes a heat radiating plate that dissipates heat stored by the heat generated by the heat generating element to the outside.
A plurality of temperature sensors for measuring the temperature in the vicinity of the heating element are arranged on the back surface of the element substrate, and a wiring pattern connected to these temperature sensors is formed.
Forming a circuit pattern of the control circuit on both sides of the circuit board;
A recording head, wherein a connection means for electrically connecting the wiring pattern and the circuit pattern is attached between the element substrate and the circuit board.
前記接続手段は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド。   The recording head according to claim 1, wherein the connection unit is a flexible printed circuit board. 前記温度センサおよび前記接続手段が前記放熱板に接触しないように、前記放熱板の前記温度センサおよび前記接続手段が当接する部分に逃げ部を形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の記録ヘッド。   The escape portion is formed in a portion of the heat radiating plate where the temperature sensor and the connecting means come into contact so that the temperature sensor and the connecting means do not contact the heat radiating plate. Recording head. 前記温度センサを、前記発熱素子が配列される方向と直交する方向に関して、前記発熱素子の直下からの距離が10mm以内の箇所に取り付けたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の記録ヘッド。
4. The temperature sensor according to claim 1, wherein the temperature sensor is attached to a location within a distance of 10 mm or less from a position immediately below the heating element in a direction orthogonal to the direction in which the heating elements are arranged. Recording head.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019034482A (en) * 2017-08-17 2019-03-07 ローム株式会社 Thermal print head
CN111137022A (en) * 2020-02-26 2020-05-12 山东华菱电子股份有限公司 Wide-width thermal printing head structure capable of uniformly printing and control method thereof

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