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JP3590700B2 - Heating element array flatness adjustment mechanism - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに用いられている発熱素子アレイの平面性を調整する調整機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
サーマルプリンタは、サーマルヘッドで発生する熱エネルギーで画像を記録紙に記録する。このサーマルヘッドは、多数の発熱素子をライン状に配列した発熱素子アレイが形成されている。
【0003】
例えば、感熱プリンタでは、加熱によって直接に発色する感熱記録紙が用いられる。サーマルヘッドは、発熱素子アレイを感熱記録紙に圧接した状態で発熱させ、画像を1ラインずつ記録する。この1ラインを記録する場合に、各発熱素子は、感熱記録紙の特性曲線に基づいた熱エネルギーを発生して、これを感熱記録紙に与え、感熱記録紙上に仮想的に四角に区画した画素内にドットを記録する。このドットの濃度は、与えられた熱エネルギーに応じて決まる。
【0004】
発熱素子から感熱記録紙に伝導される熱エネルギーは、発熱素子と感熱記録紙との接触圧に依存しており、接触圧が高いと濃度が高くなり、低いと濃度が低くなる。そこで、発熱素子アレイの長手において高精度な平面性を確保し、発熱素子を均一な接触圧で感熱記録紙に接触させることが必要である。
【0005】
発熱素子アレイの平面性を測定するために、従来は図9に示す測定装置が用いられ、また発熱素子の湾曲を矯正して平面性を出すための調整機構がサーマルヘッドに設けられている。図9において、サーマルヘッド50は、ヘッド本体51と支持枠52とから構成されている。
【0006】
ヘッド本体51は、図10に示すように、下面に発熱素アレイ53を形成したセラミック基板54と、このセラミック基板54を下面に取り付けたアルミ基板55とを備えている。アルミ基板55の上部には、アルミ基板55の熱を放熱させるために、複数の放熱フィン56が一定ピッチで形成されている。
【0007】
各放熱フィン56の上部には、調整用基準板57が重ねられている。この調整用基準板57は、例えば金属製で剛性が高く、また熱変形が少ない板部材になっている。図9に示されるように、調整用基準板57は、2個の固定ネジ58によってその長手方向の両端部が放熱フィン56に固定される。また、この固定された両端部の間には、複数、例えば3個の雌ネジ59が等間隔に設けられている。
【0008】
調整ネジ61は、調整用基準板57の左端の雌ネジ59に螺合され、図11に示すように、その先端が放熱フィン56の上面と当接する。調整ネジ62,63についても同様にして、中央及び右端の各雌ネジ59に螺合され、対応する位置の放熱フィン56の上面と当接する。
【0009】
各調整ネジ61〜63は、調整用基準板57から放熱フィン56側に突出する方向(以下、押し出し方向という)に回されることにより、その調整ネジの先端部が放熱フィン56の上面を下方(発熱素子アレイ側)に向けて押圧する。この押圧された放熱フィン56の下側のセラミック基板54は、アルミ基板55を介して下方に突出するようにして変形される。また、調整ネジでセラミック基板54を突出するように変形させた状態から、調整ネジを調整用基準板57の背面側に引き出す方向(以下、引き戻し方向という)に回すと、下方に突出されたセラミック基板54がヘッド本体51の弾性で背面側に引き戻される。このようにして、3個の調整ネジ61〜63のそれぞれを押し出し方向または引き戻し方向に回転させることにより、セラミック基板54上に形成された発熱素子アレイ53の長手方向の変形を矯正する。
【0010】
発熱素子アレイ53の変形を矯正する際には、サーマルヘッド50は、測定装置65に載置される。測定装置65は、支持枠52がセットされる支持ブロック66と、例えば3個の第1〜第3ダイヤルゲージ67〜69とから構成されている。各ダイヤルゲージ67〜69は、プローブ67a〜69aが発熱素子アレイ53に近接したセラミック基板54の部分で、各調整ネジ61〜63の真下の部分に接触するようにして配されている。これらの各ダイアヤルゲージ67〜69は、適当に決められた基準水平レベルからのセラミック基板54の高さを測定する。これにより、間接的に発熱素子アレイ53の変形を知ることができる。
【0011】
この測定装置65で調整を行う場合には、まず両端の第1,第3ダイヤルゲージ67,69の数値が同じになるように、両端の調整ネジ61,63を回わす。次に中央の第2ダイヤルゲージ68の数値を読み、この読み取った数値と第1,第3ダイヤルゲージ67,69の各数値とを基に、所定の計算式でセラミック基板54の中央部の調整位置(突出量)を求める。そして、この得られた調整位置と合致するように、第2ダイヤルゲージ68を読み取りながら調整ネジ62を回して調整する。この後、第1,第3ダイヤルゲージ67,69の数値を読み取り、これらが一致するように再び調整ネジ61,63を調整する。この調整後に、第2ダイヤルゲージ68の数値を再び読み取る。
【0012】
第2ダイヤルゲージ68の数値が所定値になっていれば調整が完了するが、所定値になっていない場合には、調整ネジ62でセラミック基板51の中央部の調整を行い、この後、調整ネジ61,63を調整してから第2ダイヤルゲージ68の読み取りを行う。このような調整を繰り返し行って、中央部の突出量が両端部に対して例えば50〜70μmの範囲となるように、セラミック基板54の形状を調整する。セラミック基板54の変形を矯正することにより、発熱素子アレイ53の平面性が良好となる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サーマルヘッドでの記録中では、発熱素子アレイの発熱に伴いセラミック基板とアルミ基板、放熱フィンとアルミ基板との間で発生するバイメタル効果によって、ヘッド本体(発熱素子アレイ)が調整用基準板から離れるように、あるいは調整用基準板に近づくように湾曲して変形しようとする。しかしながら、上記のような平面性調整機構では、ヘッド本体が調用整基準板に近づくように変形しようとする場合には、調整ネジが放熱フィンを押止するため、発熱素子アレイの上下方向での変形を抑えることができるが、調整用基準板から離れるようにヘッド本体が変形しようとした場合には、各調整ネジが放熱フィンを押止するだけの構造となっているため、発熱素子アレイの形状が変化して平面性が悪くなる。したがって、画像の記録中に、発熱素子アレイの形状が変化して接触圧が不均一となって、濃度ムラが発生してしまうという問題点があった。
【0014】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、記録時の熱の影響を受けても、変形しにくい発熱素子アレイの平面性調整機構を提供することを目的する。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発熱素子アレイの平面性調整機構では、発熱素子アレイを有する基板が下面に固定されたアルミ基板の上部で発熱素子アレイが伸びた第1の方向に複数配列された放熱フィンの全て又は所定個数おきに、放熱フィンの上面から垂直方向に伸びた状態で形成された第1の雌ネジと、
前記放熱フィンの上面に重ねられた基準板と、
前記第1の雌ネジよりもネジ径が大きく、これに対面するように基準板に形成された第2の雌ネジと、
前記第2の雌ネジに螺合し、その先端が放熱フィンの上面を下方に押圧する外側調整ネジと、
前記外側調整ネジの中央を貫通するように形成された穴と、
前記穴を介して第1の雌ネジに螺合し、放熱フィンを基準板に向けて引き上げて放熱フィンの上面が外側調整ネジの先端から離れないようにする内側調整ネジとを設けたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の平面性調整機構を備えたサーマルヘッドを示す図2において、サーマルヘッド10は、ヘッド本体11と支持枠12とから構成されている。ヘッド本体11は、図9に示されるヘッド本体51と同様な構成であり、発熱素子アレイ13が形成されたセラミック基板14がアルミ基板15の下面に固定されている。
【0017】
アルミ基板15には、発熱素子アレイ13の伸びた方向に複数の放熱フィン16が一定ピッチで形成されている。これらの放熱フィン16のうちの両端及び中央部にあるものと、これらの間のいくつかの放熱フィン16の上面16aには、それぞれ雌ネジ17が設けられている。また、各雌ネジ17の間隔は、発熱素子アレイ13が伸びた方向に等間隔となっている。
【0018】
各放熱フィン16の上面16aには、細長な調整用基準板20が配される。この調整用基準板20は、熱変形が少ない材料のものが用いられ、また剛性が高くされている。放熱フィン16の各雌ネジ17に対峙する調整用基準板20の部分には、雌ネジ17よりも径の大きい雌ネジ21が設けられている。各雌ネジ21は、外側調整ネジ22がそれぞれ螺合される。各外側調整ネジ22は、その外周面にネジ山が形成され、また中央に貫通穴22a(図1参照)が形成されている。この貫通穴22aには内側調整ネジ23が挿通される。この内側調整ネジ23の頭部は、貫通穴22aの径よりも大きくされており、外側調整ネジの頭部内の受け面22b(図1参照)と当接する。また、内側調整ネジ23は、雄ネジが形成されている。これらの外側調整ネジ22,内側調整ネジ23,調整用基板20,放熱フィン16の各雌ネジ17で発熱素子アレイ13の平面性調整機構を構成している。
【0019】
図1に示すように、調整用基準板20の雌ネジ21に螺合された各外側調整ネジ22は、その先端が放熱フィン16の上面16aと当接して、放熱フィン16を下方へ押圧する。他方、内側調整ネジ23は、外側調整ネジ22の貫通穴22aに通した状態で放熱フィン16の雌ネジ17に螺合され、放熱フィン16を引き上げて、その上面16aが外側調整ネジ22の先端から離れないようにする。このようにして、外側調整ネジ22による放熱フィン16を下方に押す力と、内側調整ネジ23による放熱フィン16を上方に引く力とを与えておくことにより、発熱素子アレイ13が上下のいずれの方向にも変形しないようにしている。
【0020】
発熱素子アレイ13の平面性を測定する測定装置を図3及び図4に示す。測定装置は、測定台30と、ストローク換算ユニット31 と、コンピュータ32とからなる。測定台30には、4個の支持ブロック34が設けられており、支持枠12を各支持ブロック34に載せることにより、サーマルヘッド10が測定台30に水平にセットされる。なお、各支持ブロック34には、支持枠12を固定するためのクランプ等が設けられているが、図3ではこれを省略してある。
【0021】
また、測定台30には、複数、例えば7個のリニアゲージ35が設けられている。これらのリニアゲージ35は、セラミック基板14の下面の高さ測定することにより、間接的に発熱素子アレイ13の平面性を測定する。各リニアゲージ35は、上方に向けて付勢されたスライド自在なプローブ36を有しており、プローブ36のストローク(スライド)により、適当に決められた基準水平レベルに対するセラミック基板14の高さを測定する。
【0022】
各リニアゲージ35は、図5に示すように、プローブ36が発熱素子アレイ13に近接した位置で、各外側調整ネジ22のほぼ真下のセラミック基板14の部分(測定位置)に接触するように配されている。この測定位置の高さに応じて、プローブ36が上下方向にスライドする。各リニアゲージ35は、プローブ36のストローク量に応じた信号レベルのストローク信号を発生する。なお、プローブ36のストローク量に応じた個数のパルスを発生するリニアゲージを用いてもよい。
【0023】
各リニアゲージ35からのストローク信号は、ストローク換算ユニット装置31に送られる。このストローク換算ユニット31は、各ストローク信号をその信号レベルに応じて各プローブ36のストローク量を表すストロークデータにそれぞれ変換する。この変換に際して、ストローク換算ユニット31は、リニアゲージ35の個体差、初期状態でのプローブ36の高さのズレ等を補正し、基準水平レベルに対するストローク量を表すストロークデータを作成する。得られた各ストロークデータは、コンピュータ32に送られる。
【0024】
コンピュータ32は、入力された各ストロークデータに基づいて、セラミック基板14の平面性、すなわち発熱素子アレイ13の平面性を表す形状線40(図8参照)を内蔵したモニタ37に表示する。図6の機能ブロック図に示すように、形状演算手段32aにストローク換算ユニット31からの各ストロークデータが入力される。この形状演算手段32aは、7個のストロークデータから各測定位置間を補間して基準水平レベルに対する高さを表す曲線を算出する。この曲線を表す表示データはドライバ32bを介してモニタ37に送られる。このモニタ37の表示は随時更新され、調整中の発熱素子アレイ13の形状がリアルタイムで表示される。これにより、このモニタ37の表示を観察しながら、発熱素子アレイ13の形状を調整することができる。
【0025】
次に上記構成の作用について、図7を参照しながら説明する。サーマルヘッド10は、平面性調整機構が取り付けられた状態で、測定台30に載置される。各リニアゲージ35のプローブ36は、セラミック基板14の下面と接触し、その位置に応じて下方にスライドする。これにより、各リニアゲージ35は、プローブ36が押し下げられたときのストローク量に応じた信号レベルのストローク信号を発生する。
【0026】
各リニアゲージ35から出力されたストローク信号は、ストローク換算ユニット31に送られ、基準水平レベルを基準とするセラミック基板14の測定位置の高さを表すストロークデータに変換される。これらの各ストロークデータがコンピュータ32に送られる。コンピュータ32は、入力された各ストロークデータに基づいて、セラミック基板14(発熱素子アレイ13)の平面性を表す形状線を演算して求め、これをモニタ37に表示する。
【0027】
図8は、モニタ37の表示の一例を示すものである。例えば、発熱素子アレイ13の左端よりも右端の方が高い場合には、図8(a)に示すように、発熱素子アレイ13の平面性を示す形状線40の右端が左端よりも上方にずれた形状で表示される。ここで、図2の右端の外側調整ネジ22を押し出し方向に回転し、左端の外側調整ネジ22を引き出し方向に回転する。右端の外側調整ネジ22を押し出し方向に回転させると、この外側調整ネジ22の先端が右端の放熱フィン16を下方に向けて押圧するため、セラミック基板14とともに発熱素子アレイ13が下側に突出するように変形される。このとき、セラミック基板14の右端の測定位置に接触しているプローブ36が下方にスライドされ、その分ストローク信号の信号レベルが大きくなるので、モニタ37上の形状線40の右端が下方に移動する。
【0028】
また、左端の外側調整ネジ22を引き出し方向に回転させると、その先端が上方へ移動するから、下方へ押し下げられていた放熱フィン16が上方に変位する。これにより、セラミック基板14とともに発熱素子アレイ13が上方へ変形する。このときには、セラミック基板の右端部分に接触しているプローブ36がリニアゲージ35の付勢力で上方にスライドするから、その分ストローク信号の信号レベルが小さくなり、モニタ37上の形状線40の左端が上方に移動する。
【0029】
例えば、図8(a)に示すように、形状線40の左右端からは中央部に向かって伸びた水平な水平補助線41a、41bがそれぞれ表示されるので、図8(b)に示すように、作業者は、これらの水平補助線41a、41bの高さが一致するように、左右端の外側調整ネジ22を回転して、発熱素子アレイ13の両端の高さを調整する。
【0030】
モニタ37には、発熱素子アレイ13の所定の形状を表す形状補助曲線42が表示されるから、この形状補助曲線42と、形状線40とが一致するように、各外側調整ネジ22を押し出し方向、及び引き出し方向に回転して調整を行う。この調整後に、各外側調整ネジ22に、内側調整ネジ23をネジ込み外側調整ネジ22の先端が放熱フィン16の上面16aに押し当たるようにする。
【0031】
なお、キーボード38(図4参照)を操作することで、モニタ37に表示される形状補助曲線の種類を切り換えるようにしておけば、発熱素子アレイ13を簡単に各種の形状に合わせることもできる。
【0032】
上記のようにして、発熱素子アレイ13の平面性が調整されたサーマルヘッド10は、測定台30から取り外されて、感熱プリンタに組み込まれる。プリント時にサーマルヘッド10の各発熱素子が発熱される。このときに、ヘッド本体11のバイメタル効果により、発熱素子アレイ13がヘッド本体10の上下方向に変形して湾曲しようとする。しかし、ヘッド本体11に対して、外側調整ネジ22による放熱フィン16aを下側に押す力と、内側調整ネジ23による放熱フィン16aを上側に引き戻す力とを与えてあるから、熱による変形が阻止される。したがって、記録中にも発熱素子アレイ13の平面性が調整時と同じ状態に維持され、発熱素子アレイ13の各部分の感熱記録紙への接触圧が均一となり、濃度ムラの発生を防止する。
【0033】
上記実施形態では、放熱フィンの個数よりも外側調整ネジの個数を少なくしているが、全ての放熱フィンに対応させて外側調整ネジを設けてもよい。また、調整精度を上げるために、リニアゲージの個数を外側調整ネジの個数よりも多くしてもよい。
【0034】
また、上記実施形態では、セラミック基板の高さを測定しているが、プローブを発熱素子アレイに接触させて発熱素子アレイを測定してもよい。またアルミ基板にプローブを接触させ、発熱素子アレイの平面性を間接的に測定してもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、外側調整ネジの下端で放熱フィンに対して押す力を与えるとともに、この外側調整ネジの穴に通された内側調整ネジで放熱フィンを基準板に引き寄せる力を与えるようにしたから、2つの調整ネジによって放熱フィンを介して発熱素子アレイの上下方向の平面性を調整することができ、またプリント中の発熱による発熱素子アレイの上下方向の変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した調整機構を示す要部断面である。
【図2】サーマルヘッドの概略を示す斜視図である。
【図3】測定装置の測定台を示す斜視図である。
【図4】測定装置のストローク換算ユニットとコンピュータを示す斜視図である。
【図5】リニアゲージとヘッド本体の接触状態を示す説明図である。
【図6】測定装置の機能ブロック図である。
【図7】発熱素子アレイの平面性調整の手順を示すフローチャートである。
【図8】モニタの表示例を示す説明図である。
【図9】従来の測定装置を示す斜視図である。
【図10】ヘッド本体の構造を示す斜視図である。
【図11】従来の調整機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 サーマルヘッド
11 ヘッド本体
13 発熱素子アレイ
14 セラミック基板
16 放熱フィン
16a 上面
17,21 雌ネジ
20 調整用基準板
22 外側調整ネジ
23 内側調整ネジ
30 測定台
31 ストローク換算ユニット
32 コンピュータ
35 リニアゲージ
36 プローブ
37 モニタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the adjustment Organization for adjusting the planarity of the heat-generating element array used in the thermal printer.
[0002]
[Prior art]
The thermal printer records an image on a recording paper using thermal energy generated by a thermal head. This thermal head has a heating element array in which many heating elements are arranged in a line.
[0003]
For example, in a thermal printer, a thermal recording paper which develops color directly by heating is used. The thermal head generates heat in a state where the heating element array is pressed against the thermosensitive recording paper, and records an image line by line. When recording this one line, each heating element generates thermal energy based on the characteristic curve of the thermosensitive recording paper, gives the thermal energy to the thermosensitive recording paper, and virtually squares pixels on the thermosensitive recording paper. Record the dot within. The density of this dot is determined according to the applied thermal energy.
[0004]
The heat energy transmitted from the heating element to the thermal recording paper depends on the contact pressure between the heating element and the thermal recording paper. The higher the contact pressure, the higher the density, and the lower the contact pressure, the lower the density. Therefore, it is necessary to ensure high-precision planarity in the longitudinal direction of the heating element array and to make the heating elements contact the thermal recording paper with a uniform contact pressure.
[0005]
Conventionally, a measuring device shown in FIG. 9 is used to measure the flatness of the heating element array, and an adjusting mechanism for correcting the curvature of the heating element to obtain flatness is provided in the thermal head. In FIG. 9, the thermal head 50 includes a head main body 51 and a support frame 52.
[0006]
As shown in FIG. 10, the head main body 51 includes a ceramic substrate 54 having a heating element array 53 formed on the lower surface, and an aluminum substrate 55 having the ceramic substrate 54 mounted on the lower surface. A plurality of radiating fins 56 are formed at a constant pitch on the upper portion of the aluminum substrate 55 to radiate heat of the aluminum substrate 55.
[0007]
An adjustment reference plate 57 is overlaid on the upper part of each heat radiation fin 56. The adjustment reference plate 57 is, for example, a plate member made of metal, having high rigidity, and having little thermal deformation. As shown in FIG. 9, both ends in the longitudinal direction of the adjustment reference plate 57 are fixed to the radiation fins 56 by two fixing screws 58. A plurality of, for example, three female screws 59 are provided at equal intervals between the fixed both ends.
[0008]
The adjustment screw 61 is screwed into the female screw 59 on the left end of the adjustment reference plate 57, and the tip thereof contacts the upper surface of the heat radiation fin 56 as shown in FIG. 11. Similarly, the adjusting screws 62 and 63 are screwed into the female screws 59 at the center and right end, respectively, and come into contact with the upper surface of the radiation fin 56 at the corresponding position.
[0009]
Each of the adjustment screws 61 to 63 is turned in a direction (hereinafter, referred to as an extrusion direction) that protrudes from the adjustment reference plate 57 toward the heat radiation fin 56, so that the tip end of the adjustment screw faces the upper surface of the heat radiation fin 56. (To the heating element array side). The pressed ceramic substrate 54 below the radiation fin 56 is deformed so as to protrude downward via the aluminum substrate 55. Further, when the adjustment screw is turned in a direction of being pulled out to the rear side of the adjustment reference plate 57 (hereinafter referred to as a pull-back direction) from a state in which the ceramic substrate 54 is deformed so as to protrude by the adjustment screw, the ceramic protruded downward. The substrate 54 is pulled back to the rear side by the elasticity of the head main body 51. Thus, by rotating each of the three adjustment screws 61 to 63 in the pushing direction or the pulling-back direction, the deformation of the heating element array 53 formed on the ceramic substrate 54 in the longitudinal direction is corrected.
[0010]
When correcting the deformation of the heating element array 53, the thermal head 50 is mounted on the measuring device 65. The measurement device 65 includes a support block 66 on which the support frame 52 is set, and, for example, three first to third dial gauges 67 to 69. Each of the dial gauges 67 to 69 is disposed such that the probes 67 a to 69 a are in contact with the portions directly below the adjusting screws 61 to 63 in the portion of the ceramic substrate 54 close to the heating element array 53. Each of these dial gauges 67 to 69 measures the height of the ceramic substrate 54 from an appropriately determined reference horizontal level. Thereby, the deformation of the heating element array 53 can be known indirectly.
[0011]
When the adjustment is performed by the measuring device 65, first, the adjusting screws 61, 63 at both ends are turned so that the numerical values of the first and third dial gauges 67, 69 at both ends are the same. Next, the numerical value of the central second dial gauge 68 is read, and the central part of the ceramic substrate 54 is adjusted by a predetermined formula based on the read numerical value and the numerical values of the first and third dial gauges 67 and 69. Find the position (projection amount). Then, while reading the second dial gauge 68, the adjustment screw 62 is turned to adjust so as to match the obtained adjustment position. Thereafter, the numerical values of the first and third dial gauges 67 and 69 are read, and the adjusting screws 61 and 63 are adjusted again so that they match. After this adjustment, the numerical value of the second dial gauge 68 is read again.
[0012]
If the numerical value of the second dial gauge 68 has reached a predetermined value, the adjustment is completed. If the numerical value has not reached the predetermined value, the center of the ceramic substrate 51 is adjusted with the adjusting screw 62. After adjusting the screws 61 and 63, the second dial gauge 68 is read. By repeatedly performing such adjustment, the shape of the ceramic substrate 54 is adjusted such that the protrusion amount at the center portion is in a range of, for example, 50 to 70 μm with respect to both end portions. By correcting the deformation of the ceramic substrate 54, the flatness of the heating element array 53 is improved.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, during recording with the thermal head, the head body (heating element array) is adjusted by the bimetal effect generated between the ceramic substrate and the aluminum substrate and between the radiation fins and the aluminum substrate due to the heat generation of the heating element array. To be deformed by being curved away from or closer to the adjustment reference plate. However, in the above-described flatness adjusting mechanism, when the head body is going to be deformed so as to approach the adjusting reference plate, the adjusting screw presses the radiation fin, so that the vertical direction of the heating element array is reduced. Deformation can be suppressed, but when the head body is going to deform away from the adjustment reference plate, each adjustment screw only holds down the radiating fins. The shape changes and the flatness deteriorates. Therefore, during recording of an image, there has been a problem that the shape of the heating element array changes, the contact pressure becomes non-uniform, and density unevenness occurs.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problem, and has as its object to provide a flatness adjusting mechanism of a heating element array which is not easily deformed even under the influence of heat during recording.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the flatness adjusting mechanism for a heating element array according to claim 1, a first direction in which the heating element array extends above an aluminum substrate on which a substrate having the heating element array is fixed to a lower surface. A first female screw formed in a state extending in the vertical direction from the upper surface of the radiating fins, all or a predetermined number of the radiating fins arranged in a plurality,
A reference plate superimposed on the upper surface of the radiation fin,
A second female screw having a larger diameter than the first female screw and formed in the reference plate so as to face the first female screw;
An outer adjustment screw that is screwed into the second female screw and whose tip presses the upper surface of the radiation fin downward;
A hole formed to penetrate the center of the outer adjustment screw,
An inner adjustment screw which is screwed into the first female screw through the hole, pulls up the radiation fin toward the reference plate, and keeps the upper surface of the radiation fin from separating from the tip of the outer adjustment screw. is there.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In FIG. 2 showing a thermal head provided with the flatness adjusting mechanism of the present invention, a thermal head 10 includes a head main body 11 and a support frame 12. The head body 11 has the same configuration as the head body 51 shown in FIG. 9, and the ceramic substrate 14 on which the heating element array 13 is formed is fixed to the lower surface of the aluminum substrate 15.
[0017]
A plurality of heat radiation fins 16 are formed on the aluminum substrate 15 at a constant pitch in a direction in which the heating element array 13 extends. Female screws 17 are provided on each of the radiating fins 16 at both ends and a central portion thereof, and on upper surfaces 16a of some of the radiating fins 16 therebetween. The intervals between the female screws 17 are equal in the direction in which the heating element array 13 extends.
[0018]
An elongated adjustment reference plate 20 is disposed on the upper surface 16a of each heat radiation fin 16. The adjustment reference plate 20 is made of a material that is less thermally deformed and has high rigidity. A female screw 21 having a diameter larger than that of the female screw 17 is provided in a portion of the adjustment reference plate 20 that faces each of the female screws 17 of the radiation fin 16. Each female screw 21 is screwed with an outer adjustment screw 22. Each outer adjustment screw 22 has a thread formed on the outer peripheral surface thereof, and a through hole 22a (see FIG. 1) formed at the center. The inside adjustment screw 23 is inserted into the through hole 22a. The head of the inner adjustment screw 23 is larger than the diameter of the through hole 22a, and comes into contact with the receiving surface 22b (see FIG. 1) in the head of the outer adjustment screw. The inner adjustment screw 23 is formed with a male screw. The outer adjusting screw 22, the inner adjusting screw 23, the adjusting board 20, and the female screws 17 of the radiation fins 16 constitute a flatness adjusting mechanism of the heating element array 13.
[0019]
As shown in FIG. 1, each outer adjustment screw 22 screwed to the female screw 21 of the adjustment reference plate 20 has its tip abutting on the upper surface 16 a of the radiating fin 16 to press the radiating fin 16 downward. . On the other hand, the inner adjustment screw 23 is screwed into the female screw 17 of the radiating fin 16 while passing through the through hole 22a of the outer adjusting screw 22, and the radiating fin 16 is pulled up so that the upper surface 16a becomes the tip of the outer adjusting screw 22. Stay away from In this manner, by applying the force for pushing the heat radiation fin 16 downward by the outer adjustment screw 22 and the force for pulling the heat radiation fin 16 upward by the inner adjustment screw 23, the heating element array 13 can be moved to either the upper or lower side. It does not deform in the direction.
[0020]
FIGS. 3 and 4 show a measuring device for measuring the flatness of the heating element array 13. The measuring device includes a measuring table 30, a stroke conversion unit 31 and a computer 32. The measurement table 30 is provided with four support blocks 34, and the thermal head 10 is set horizontally on the measurement table 30 by mounting the support frame 12 on each of the support blocks 34. In addition, although each support block 34 is provided with a clamp or the like for fixing the support frame 12, this is omitted in FIG.
[0021]
Further, a plurality of, for example, seven linear gauges 35 are provided on the measuring table 30. These linear gauges 35 indirectly measure the flatness of the heating element array 13 by measuring the height of the lower surface of the ceramic substrate 14. Each linear gauge 35 has a slidable probe 36 urged upward, and the stroke (slide) of the probe 36 causes the height of the ceramic substrate 14 with respect to a reference horizontal level appropriately determined. Measure.
[0022]
As shown in FIG. 5, each of the linear gauges 35 is arranged such that the probe 36 is in contact with a portion (measurement position) of the ceramic substrate 14 substantially immediately below each outer adjustment screw 22 at a position close to the heating element array 13. Have been. The probe 36 slides up and down according to the height of the measurement position. Each linear gauge 35 generates a stroke signal having a signal level corresponding to the stroke amount of the probe 36. Note that a linear gauge that generates a number of pulses according to the stroke amount of the probe 36 may be used.
[0023]
A stroke signal from each linear gauge 35 is sent to a stroke conversion unit device 31. The stroke conversion unit 31 converts each stroke signal into stroke data representing the stroke amount of each probe 36 according to the signal level. At the time of this conversion, the stroke conversion unit 31 corrects the individual difference of the linear gauge 35, the deviation of the height of the probe 36 in the initial state, and the like, and creates stroke data representing the stroke amount with respect to the reference horizontal level. Each of the obtained stroke data is sent to the computer 32.
[0024]
The computer 32 displays, on the built-in monitor 37, a shape line 40 (see FIG. 8) representing the flatness of the ceramic substrate 14, that is, the flatness of the heating element array 13, based on the input stroke data. As shown in the functional block diagram of FIG. 6, each stroke data from the stroke conversion unit 31 is input to the shape calculating means 32a. The shape calculating means 32a calculates a curve representing the height relative to the reference horizontal level by interpolating between the measurement positions from the seven stroke data. Display data representing this curve is sent to the monitor 37 via the driver 32b. The display on the monitor 37 is updated as needed, and the shape of the heating element array 13 being adjusted is displayed in real time. Thus, the shape of the heating element array 13 can be adjusted while observing the display on the monitor 37.
[0025]
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. The thermal head 10 is placed on the measuring table 30 with the flatness adjustment mechanism attached. The probe 36 of each linear gauge 35 contacts the lower surface of the ceramic substrate 14 and slides downward according to the position. Thus, each linear gauge 35 generates a stroke signal having a signal level corresponding to the stroke amount when the probe 36 is depressed.
[0026]
The stroke signal output from each linear gauge 35 is sent to the stroke conversion unit 31 and is converted into stroke data representing the height of the measurement position of the ceramic substrate 14 with respect to the reference horizontal level. Each of these stroke data is sent to the computer 32. The computer 32 calculates and calculates a shape line representing the planarity of the ceramic substrate 14 (the heating element array 13) based on the input stroke data, and displays the shape line on the monitor 37.
[0027]
FIG. 8 shows an example of a display on the monitor 37. For example, when the right end is higher than the left end of the heating element array 13, as shown in FIG. 8A, the right end of the shape line 40 indicating the planarity of the heating element array 13 is shifted upward from the left end. It is displayed in the shape of Here, the right-side outer adjustment screw 22 in FIG. 2 is rotated in the pushing direction, and the left-side outer adjustment screw 22 is rotated in the pull-out direction. When the right outer adjustment screw 22 is rotated in the pushing direction, the tip of the outer adjustment screw 22 presses the right end radiation fin 16 downward, so that the heating element array 13 projects downward together with the ceramic substrate 14. It is transformed as follows. At this time, the probe 36 that is in contact with the measurement position at the right end of the ceramic substrate 14 is slid downward, and the signal level of the stroke signal increases accordingly, so that the right end of the shape line 40 on the monitor 37 moves downward. .
[0028]
In addition, when the outer adjustment screw 22 at the left end is rotated in the pulling-out direction, the tip moves upward, so that the radiation fin 16 that has been pushed down is displaced upward. Thereby, the heating element array 13 is deformed upward together with the ceramic substrate 14. At this time, the probe 36 which is in contact with the right end portion of the ceramic substrate slides upward by the urging force of the linear gauge 35, so that the signal level of the stroke signal decreases accordingly, and the left end of the shape line 40 on the monitor 37 becomes Move up.
[0029]
For example, as shown in FIG. 8A, horizontal auxiliary lines 41a and 41b extending from the left and right ends of the shape line 40 toward the center are displayed, respectively, so as shown in FIG. 8B. The operator adjusts the height of both ends of the heating element array 13 by rotating the left and right outer adjustment screws 22 so that the heights of the horizontal auxiliary lines 41a and 41b match.
[0030]
Since the monitor 37 displays a shape auxiliary curve 42 representing a predetermined shape of the heating element array 13, the outer adjustment screw 22 is pushed out in the pushing direction so that the shape auxiliary curve 42 matches the shape line 40. And rotation in the pull-out direction to make adjustments. After this adjustment, the inside adjustment screw 23 is screwed into each outside adjustment screw 22 so that the tip of the outside adjustment screw 22 is pressed against the upper surface 16 a of the heat radiation fin 16.
[0031]
If the type of the shape auxiliary curve displayed on the monitor 37 is switched by operating the keyboard 38 (see FIG. 4), the heating element array 13 can be easily adjusted to various shapes.
[0032]
The thermal head 10 in which the flatness of the heating element array 13 has been adjusted as described above is removed from the measuring table 30 and incorporated into a thermal printer. Each heating element of the thermal head 10 generates heat during printing. At this time, due to the bimetal effect of the head main body 11, the heating element array 13 is deformed in the vertical direction of the head main body 10 and tends to be curved. However, since the head body 11 is provided with a force for pushing the radiation fin 16a downward by the outer adjustment screw 22 and a force for pulling the radiation fin 16a upward by the inner adjustment screw 23, deformation due to heat is prevented. Is done. Therefore, even during recording, the flatness of the heating element array 13 is maintained in the same state as at the time of adjustment, the contact pressure of each part of the heating element array 13 with the thermal recording paper becomes uniform, and the occurrence of density unevenness is prevented.
[0033]
In the above embodiment, the number of the outer adjustment screws is smaller than the number of the radiation fins, but the outer adjustment screws may be provided corresponding to all the radiation fins. Further, in order to increase the adjustment accuracy, the number of linear gauges may be larger than the number of outer adjustment screws.
[0034]
Further, in the above embodiment, the height of the ceramic substrate is measured, but the probe may be brought into contact with the heating element array to measure the heating element array. Alternatively, the probe may be brought into contact with the aluminum substrate to measure the planarity of the heating element array indirectly.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the lower end of the outer adjustment screw applies a pressing force to the radiation fin, and the inner adjustment screw passed through the hole of the outer adjustment screw pulls the radiation fin toward the reference plate. , The verticality of the heating element array in the vertical direction can be adjusted via the radiation fins by the two adjusting screws, and the deformation of the heating element array in the vertical direction due to heat generation during printing can be prevented. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an adjustment mechanism embodying the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a thermal head.
FIG. 3 is a perspective view showing a measuring table of the measuring device.
FIG. 4 is a perspective view showing a stroke conversion unit and a computer of the measuring device.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a contact state between a linear gauge and a head main body.
FIG. 6 is a functional block diagram of the measuring device.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for adjusting the flatness of the heating element array.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a display example of a monitor.
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional measuring device.
FIG. 10 is a perspective view showing a structure of a head main body.
FIG. 11 is a perspective view showing a conventional adjusting mechanism.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 10 thermal head 11 head body 13 heating element array 14 ceramic substrate 16 radiating fin 16a upper surface 17, 21 female screw 20 adjustment reference plate 22 outer adjustment screw 23 inner adjustment screw 30 measuring table 31 stroke conversion unit 32 computer 35 linear gauge 36 probe 37 monitors

Claims (1)

第1の方向に伸びた発熱素子アレイを有する基板と、この基板が下面に固定され、上部に複数の放熱フィンが第1の方向に配列されたアルミ基板とを備えたサーマルヘッドにおいて、
前記放熱フィンの全て又は所定個数おきに、放熱フィンの上面から垂直方向に伸びた状態で形成された第1の雌ネジと、
前記放熱フィンの上面に重ねられた基準板と、
前記第1の雌ネジよりもネジ径が大きく、これに対面するように基準板に形成された第2の雌ネジと、
前記第2の雌ネジに螺合し、その先端が放熱フィンの上面を下方に押圧する外側調整ネジと、
前記外側調整ネジの中央を貫通するように形成された穴と、
前記穴を介して第1の雌ネジに螺合し、放熱フィンを基準板に向けて引き上げて放熱フィンの上面が外側調整ネジの先端から離れないようにする内側調整ネジとを設けたことを特徴とする発熱素子アレイの平面性調整機構。
A thermal head comprising: a substrate having a heating element array extending in a first direction; and an aluminum substrate on which the substrate is fixed on a lower surface and a plurality of radiating fins are arranged in an upper part in a first direction.
A first female screw formed in a state extending in the vertical direction from the upper surface of the radiating fins, all or every predetermined number of the radiating fins,
A reference plate superimposed on the upper surface of the radiation fin,
A second female screw having a larger diameter than the first female screw and formed on the reference plate so as to face the second female screw;
An outer adjusting screw that is screwed into the second female screw and whose tip presses the upper surface of the radiating fin downward;
A hole formed to penetrate the center of the outer adjustment screw,
An inner adjustment screw that is screwed into the first female screw through the hole, pulls up the radiation fin toward the reference plate, and keeps the upper surface of the radiation fin from separating from the tip of the outer adjustment screw. A feature is a flatness adjustment mechanism for the heating element array.
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