CN116442653A - 液体喷出头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够实现发热部的冷却构造的小型化及简化的液体喷出头。实施方式的液体喷出头具备液体喷出部、多个发热部和冷却流路部。液体喷出部具有多个喷嘴列。发热部与所述多个喷嘴列对应。冷却流路部具有供冷却水流动且与所述多个发热部分别抵接的比所述喷嘴列的数量少的多个流路部。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及液体喷出头。
背景技术
液体喷出头存在必须通过部件结构使驱动器IC朝外的情况。这样的液体喷出头在作为多个喷嘴列构造时,在相对的驱动器IC的背面设置水冷循环路径,从外侧安装导热板进行散热。
然而,近来具有生产性较高的高速打印的需求,在驱动器IC的驱动时具有驱动器IC的发热量增大的趋势。因此,担忧在以往的散热构造中难以获得适当的冷却效果。在提高冷却效果时,存在冷却构造的体积增大、液体喷出头的尺寸增大的顾虑、或冷却构造变得复杂、成本上升的顾虑。这些会成为打印机装置的负担,所以要求尽可能地简化。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是,提供能够实现发热部的冷却构造的小型化及简化的液体喷出头。
用于解决技术问题的方案
实施方式的液体喷出头具备液体喷出部、多个发热部和冷却流路部。液体喷出部具有多个喷嘴列。发热部与所述多个喷嘴列对应。冷却流路部具有供冷却水流动且与所述多个发热部分别抵接的比所述喷嘴列的数量少的多个流路部。
附图说明
图1是表示有关实施方式的液体喷出头的结构的立体图。
图2是表示有关实施方式的液体喷出头的结构的分解立体图。
图3是表示有关实施方式的液体喷出头的结构的侧视图。
图4是表示有关实施方式的液体喷出头的结构的剖面图。
图5是从喷嘴板侧表示有关实施方式的液体喷出头的结构的图。
图6是以部分截面表示有关实施方式的液体喷出头的头主体及歧管单元的结构的立体图。
图7是表示有关实施方式的头主体及歧管单元的结构的剖面图。
图8是表示有关实施方式的头主体及歧管单元的结构的剖面图。
图9是省略了一部分地表示有关实施方式的头主体的结构的图。
图10是表示有关实施方式的冷却流路单元的结构的分解立体图。
图11是表示有关实施方式的液体喷出头和有关比较例的液体喷出头的分析模拟的结果的说明图。
图12是表示有关实施方式的液体喷出头和有关比较例的液体喷出头的分析模拟的结果的说明图。
图13是表示有关实施方式的液体喷出装置的结构的说明图。
附图标记说明
1…液体喷出头;2…液体喷出装置;11…头主体;12…歧管单元;13…冷却流路单元;14…电路基板;15…盖板;111…基座板;112…框体;113…致动器;114…喷嘴板;115…掩模板;116…共用液室;121…歧管;122…顶板;123…油墨供给管;124…油墨排出管;125…第一冷却水供给管;126…第一冷却水排出管;127…阻尼器;128…旁通流路;131…冷却流路部;132…冷却水用顶板;133…第二冷却水供给管;134…第二冷却水排出管;141…布线薄膜;142…驱动器IC;143…印刷布线基板;1111…供给口;1112…排出口;1131…压力室;1133…壁;1141…喷嘴;1142…喷嘴列;1151…窗口;1161…第一共用液室;1162…第二共用液室;1163…第三共用液室;1211…供给路径;1212…排出路径;1213…第一冷却流路;1214…第一歧管;1215…第二歧管;1311…分支流路;1312…第二冷却流路;1313…合流流路;1314…冷却用歧管;1315…盖板;1316…冷却用块体;2001…输送路径;2111…壳体;2112…介质供给部;2113…图像形成部;2114…介质排出部;2115…输送装置;2116…冷却装置;2117…维护装置;2118…控制部;2120…支承部;2130…头单元;2132…供给箱;2134…泵;2135…连接流路;12111…顶棚部;13121…流路部;13122…单列用冷却流路部;13123…多列用冷却流路部;13141…开口;13142…槽;13151…开口;13161…管部;13162…肋部;13163…槽;21121…供纸盒;21141…排纸盘;21161…冷却水箱;21162…冷却用回路;21181…CPU;21201…输送带;21202…支承板;21203…带辊;21211~21218…引导板对;21221~21228…输送用辊;131221…流路;131231…流路。
具体实施方式
下面,参照图1至图13对有关实施方式的液体喷出头1以及使用液体喷出头1的液体喷出装置2进行说明。图1是表示有关实施方式的液体喷出头1的结构且省略了盖板15的立体图。图2是表示液体喷出头1的结构且省略了盖板15的分解立体图,图3是表示液体喷出头1的结构的侧视图,图4是表示液体喷出头1的结构且省略了盖板15的剖面图。
图5是从喷嘴板114侧表示液体喷出头1的结构的图。图6是以部分截面表示液体喷出头1的头主体11及歧管单元12的结构的立体图,图7是表示头主体11及歧管单元12的结构的剖面图,图8是将头主体11及歧管单元12的结构放大表示的剖面图。
图9是省略了一部分地表示头主体11的结构的图。图10是表示冷却流路单元13的结构的分解立体图。图11及图12是表示冷却后的驱动器IC142的温度作为有关实施方式的液体喷出头1和有关比较例的液体喷出头的分析模拟的结果的说明图。图13是表示有关实施方式的液体喷出装置2的结构的说明图。在图2中,用虚线的箭头表示冷却水的流动的一例。
在图1至图10中示出相互正交的X轴、Y轴、Z轴。并且,在下面的说明中,把沿着X轴方向作为第一方向X、沿着Y轴的方向作为第二方向Y、沿着Z轴方向的方向作为第三方向Z进行说明。并且,在各附图中为了便于说明,适当地将结构放大、缩小或者省略进行表示。
液体喷出头1例如是设置在图13所示的喷墨记录装置等液体喷出装置2的喷墨头。液体喷出头1被设置于头单元2130,所述头单元2130包括设置在液体喷出装置2的作为液体收纳部的供给箱2132。
液体喷出头1被供给在供给箱2132贮存的作为液体的油墨。另外,液体喷出头1既可以是不使油墨循环的非循环型的头,也可以是使油墨循环的循环型的头。在本实施方式中,液体喷出头1使用非循环型的头的例子进行说明。并且,液体喷出头1被连接于在液体喷出装置2设置的冷却装置2116,被供给进行发热部及油墨的温度控制的冷却用液体(冷却水)。液体喷出头1与冷却装置2116一起构成水冷循环构造。
如图1至图4所示,液体喷出头1具备头主体11、歧管单元12、冷却流路单元13、电路基板14和盖板15。例如,液体喷出头1是具有两组头主体11的侧射式的四列一体构造头,头主体11具有一对致动器113。
头主体11喷出液体。如图3至图9所示,头主体11具备基座板111、框体112、致动器113、喷嘴板114和掩模板115。并且,头主体11具有共用液室116。在本实施方式的例子中,使用一个头主体11具有两个致动器113的例子进行说明。
如图7至图9所示,基座板111例如由陶瓷材料形成为矩形板状。基座板111例如形成为在一个方向(第一方向X)较长的矩形状。如图9所示,基座板111具有单个供给口1111和单个或者多个排出口1112。在基座板111设置有一对致动器113,并且形成有驱动致动器113用的布线图案。供给口1111及排出口1112是贯通基座板111的两主面之间的贯通孔。
供给口1111例如在共用液室116的与后述的第一共用液室1161对置的位置设置有单个。供给口1111例如是沿着第一共用液室1161的长度方向(第一方向X)在一个方向较长的长孔。供给口1111例如是在一个方向较长的长方形状、或者两端部为半圆状且宽度一样的长孔。供给口1111的长度方向的宽度例如为致动器113的长度方向的宽度(长度)以上的长度、或者小于致动器113的长度,而且被设定为与在致动器113形成的在通常的油墨喷出时进行驱动的压力室1131所设置的范围(全喷嘴范围)相同程度的长度。
排出口1112例如在共用液室116的与后述的两个第三共用液室1163中至少一方的第三共用液室1163对置的位置设置有两个。例如,如图9所示,排出口1112以在一对致动器113的长度方向上与一方的端部相邻地配置于第三共用液室1163中一方的方式被设置于基座板111。另外,也可以是,排出口1112例如分别在共用液室116的两个第三共用液室1163各自设置有两个的结构。
如图9所示,框体112通过粘接剂等被固定于基座板111的一个主面上。框体112包围在基座板111设置的供给口1111、多个排出口1112、以及致动器113。
例如,框体112形成为在一个方向(第一方向X)较长的矩形框状,由此形成沿着框体112的长度方向在一个方向较长的开口。在框体112的开口配置有一对致动器113、供给口1111及两个排出口1112。
致动器113形成为在一个方向(第一方向X)较长的板状。一对致动器113被粘接于基座板111的安装面。如图9所示,一对致动器113隔着供给口1111沿与致动器113的长度方向正交的短边方向(第二方向Y)排列两列地设置于基座板111。致动器113被配置于框体112的开口内,被粘接于基座板111的主面。作为具体例,致动器113通过将在一个方向较长的矩形板状的两片压电材料以极化方向互为反向的方式对置地粘接而形成。这里,压电材料例如是PZT(锆钛酸铅)。致动器113例如利用具有热固性的环氧树脂系粘接剂被粘接于基座板111的安装面。
致动器113例如具有沿长度方向(第一方向X)以等间隔配置的多个压力室1131。致动器113在与基座板111侧相反的主面侧,沿致动器113的长度方向形成有多个槽,由该槽形成压力室1131。换言之,致动器113具有沿长度方向以等间隔配置的、其间形成槽的多个壁1133。多个壁1133在相邻的壁之间形成多个压力室1131。即,多个壁1133是将多个压力室1131隔开的隔壁。并且,壁1133是通过施加驱动电压使压力室1131的容积变化的作为驱动元件的压电体。
致动器113的与基座板111相反侧的面被粘接于喷嘴板114。并且,致动器113形成有驱动多个压力室1131用的布线图案。
压力室1131是在液体喷出头1进行打印等动作时用于使油墨从喷嘴1141喷射的压力室。另外,在本实施方式中说明了致动器113具有多个压力室1131的例子,但也可以是例如具有与多个压力室1131交替配置的不喷出油墨的空气室的结构。
如图4、图5、图7及图8所示,喷嘴板114形成为板状。喷嘴板114通过粘接剂等被固定于框体112的与基座板111相反侧的主面上。喷嘴板114具有在与多个压力室1131对置的位置形成的多个喷嘴1141。在本实施方式中,喷嘴板114具有多个喷嘴1141在一个方向(第一方向X)排列而成的两列喷嘴列1142。在本实施方式中,液体喷出头1具有两组头主体11,所以如图5所示,液体喷出头1具有四列喷嘴列1142。
与多个压力室1131对置的多个喷嘴1141是在液体喷出头1进行打印等动作时喷射油墨的孔。
掩模板115例如覆盖喷嘴板114的外表面侧的主面、喷嘴板114的外周侧及框体112的外周面及基座板111的外周面。并且,掩模板115覆盖歧管单元12的后述的第一歧管1214。
如图5所示,掩模板115具有使喷嘴列1142露出的一对窗口1151,所述喷嘴列1142由一对喷嘴板114的喷出液体的多个喷嘴1141构成。
如图9所示,共用液室116与供给口1111连通。共用液室116被设置于一对致动器113的周围。具体地,共用液室116连通各致动器113的多个压力室1131的一次侧及二次侧。并且,共用液室116与排出口1112连通。
作为具体例,如图9所示,共用液室116具有在一个方向(第一方向X)较长的第一共用液室1161、在一个方向(第一方向X)较长的两个第二共用液室1162、以及连接第一共用液室1161的两端和两个第二共用液室1162的两端的第三共用液室1163。并且,共用液室116通过第一共用液室1161将供给口1111和致动器113的多个压力室1131中一侧的开口连通,通过第二共用液室1162将第三共用液室1163和多个压力室1131中另一侧的开口连通。
第一共用液室1161形成于一对致动器113之间。第一共用液室1161构成从供给口1111到各致动器113的多个压力室1131中一侧的开口的油墨的流路。并且,第一共用液室1161构成从供给口1111到第一共用液室1161(致动器113)的长度方向(第一方向X)的两端部侧的两个第三共用液室1163的油墨的流路。
第二共用液室1162分别形成于各致动器113和框体112之间。第二共用液室1162形成从第三共用液室1163到多个压力室1131中另一侧的开口的油墨的流路。
第三共用液室1163例如与致动器113的长度方向的两端相邻。第三共用液室1163在一对致动器113的长度方向的两端侧连通第一共用液室1161及两个第二共用液室1162。第三共用液室1163形成从第一共用液室1161不通过各致动器113的多个压力室1131地到达第二共用液室1162的一部分的油墨的流路。并且,第三共用液室1163形成从第一共用液室1161及两个第二共用液室1162到排出口1112的油墨的流路。
如图1至图8所示,歧管单元12具备歧管121、顶板122、油墨供给管123、油墨排出管124、第一冷却水供给管125、第一冷却水排出管126、阻尼器127和旁通流路128。另外,油墨供给管123、油墨排出管124的数量可以适当设定。另外,油墨供给管123、油墨排出管124、第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126的数量可以适当设定。
歧管121形成为板状或者块状。如图6至图8所示,歧管121具备与基座板111的供给口1111连接而形成液体供给流路的供给路径1211、与基座板111的排出口1112连接而形成液体排出路径的排出路径1212、和形成冷却用的流体的流路的第一冷却流路1213。另外,歧管121被连接于一对头主体11,所以具有一对供给路径1211及一对排出路径1212。
歧管121的一侧的主面被固定于基座板111的主面。并且,歧管121在与固定有基座板111的主面相反的主面上固定有顶板122。并且,歧管121、油墨供给管123、油墨排出管124、第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126,例如经由顶板122被固定。
歧管121例如具备第一歧管1214和第二歧管1215。歧管121通过第一歧管1214及第二歧管1215被装配成一体而形成。
供给路径1211是由孔、槽形成于歧管121的、在一个方向(第一方向X)较长的长方体状的液室。供给路径1211流体地连接油墨供给管123及基座板111的供给口1111。
例如,供给路径1211是沿着致动器113的长度方向及供给口1111的长度方向延伸的长方体状的液室。供给路径1211是油墨供给管123及供给口1111之间的液体的流路。在供给路径1211的一侧连接着供给口1111,在供给路径1211的另一侧的顶棚部12111设置有阻尼器127。
排出路径1212是由孔、槽形成于歧管121的流路。排出路径1212例如流体地连接油墨排出管124及基座板111的两个排出口1112。
第一冷却流路1213是由孔、槽形成于歧管121的流路。第一冷却流路1213流体地连接第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126。第一冷却流路1213将作为液体喷出部的头主体11冷却。
第一冷却流路1213的一次侧及二次侧的两端是与设置在歧管121的一侧的主面的第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126连接的开口。并且,第一冷却流路1213形成为能够与被固定于歧管121的基座板111进行热交换。
第一歧管1214形成为矩形板状。第一歧管1214例如形成有构成一对供给路径1211的一部分、一对排出路径1212的一部分以及第一冷却流路1213的一部分的槽及开口。构成供给路径1211及排出路径1212的一部分的槽及开口,根据供给路径1211及排出路径1212的形状、其他流体流路的形状适当地设定配置、尺寸等。
第二歧管1215形成为矩形板状。第二歧管1215例如形成有构成一对供给路径1211的一部分、一对排出路径1212的一部分以及第一冷却流路1213的一部分的槽及开口。构成供给路径1211及排出路径1212的一部分的槽及开口,根据供给路径1211及排出路径1212的形状、其他流体流路的形状适当地设定配置和尺寸等。
这样的第一歧管1214及第二歧管1215被接合成一体,由此形成供给路径1211、排出路径1212及第一冷却流路1213。
顶板122被设置于歧管121的与设置有基座板111的面相反的面上。顶板122具有使油墨供给管123、油墨排出管124、第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126连通歧管121的供给路径1211、排出路径1212及第一冷却流路1213的开口。例如,顶板122由两个板状部件形成。在一方的板状部件设置有油墨供给管123及油墨排出管124中一方、以及第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126中一方。并且,在另一方的板状部件设置有油墨供给管123及油墨排出管124中另一方、以及第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126中另一方。
油墨供给管123连接于供给路径1211。油墨排出管124连接于排出路径1212。在本实施方式中,液体喷出头1具备一对头主体11,所以分别设置有一对油墨供给管123及油墨排出管124。第一冷却水供给管125及第一冷却水排出管126连接于第一冷却流路1213的一次侧及二次侧。
在本实施方式中,在歧管121的长度方向的一端侧配置有一对油墨供给管123及第一冷却水排出管126,在歧管121的长度方向的另一端侧配置有一对油墨排出管124及第一冷却水供给管125。
如图6至图8所示,阻尼器127形成为能够弹性变形的薄膜状或者片状。如图7所示,阻尼器127覆盖形成在第二歧管1215的供给路径1211的顶棚部12111。阻尼器127根据供给路径1211的压力变动而弹性变形。阻尼器127的一侧的面与供给路径1211对置。
作为具体例,阻尼器127由聚酰亚胺制薄膜形成。阻尼器127形成为在与沿一个方向(第一方向X)较长的供给路径1211的顶棚部12111的开口的长度方向(第一方向X)相同的方向上较长的矩形状。
如图6所示,旁通流路128连接供给路径1211的顶棚部12111和共用液室116或者共用液室116的二次侧。另外,旁通流路128所连接的共用液室116或者共用液室116的二次侧,例如是指共用液室116的第二共用液室1162或者第三共用液室1163、排出路径1212或者油墨排出管124。旁通流路128的流体阻力大于供给路径1211的流体阻力及共用液室116的流体阻力。
旁通流路128在供给路径1211和共用液室116中旁通,由此在维护、油墨的填充时将供给路径1211内的气泡排出。旁通流路128的流路截面的形状形成为矩形状或圆形状。旁通流路128的形状例如形成为直线状或部分弯折的通风孔状等。
如图2、图4及图10所示,冷却流路单元13例如具备冷却流路部131、冷却水用顶板132、第二冷却水供给管133和第二冷却水排出管134。冷却流路单元13连接于液体喷出装置2的冷却装置2116。冷却流路单元13是将作为发热体的驱动器IC142冷却的冷却构造。
冷却流路部131经由冷却水用顶板132被连接于第二冷却水供给管133及第二冷却水排出管134。冷却流路部131具备与第二冷却水供给管133连接的分支流路1311、将作为发热部的后述的多个驱动器IC冷却的第二冷却流路1312、和合流流路1313。
分支流路1311将由第二冷却水供给管133供给的冷却水分支成两个方向。在分支流路1311被分支的一方的流路被连接于第一冷却流路1213,在分支流路1311被分支的另一方的流路被连接于第二冷却流路1312。
第二冷却流路1312与在分支流路1311被分支的一方的流路连接。第二冷却流路1312在一次侧中是比多个驱动器IC少的数量,而且被分支成多个流路,在二次侧中形成多个流路合流成一个的流路。第二冷却流路1312将驱动器IC142冷却。
作为具体例,在本实施方式中,喷嘴列1142设置有四列,致动器113设置有四个(四列),并且驱动器IC142设置有四个(四列)。因此,如图2、图4及图10所示,冷却流路部131具有构成第二冷却流路1312的三个流路部13121。这三个流路部13121在一个方向(第一方向X)较长,且沿与流路部13121的长度方向正交的方向(第二方向Y)排列配置。
三个流路部13121由一对(两个)单列用冷却流路部13122及一个多列用冷却流路部13123构成。一对单列用冷却流路部13122被配置于三个流路部13121的排列方向(第二方向Y)的两端侧(外侧)。一对单列用冷却流路部13122分别对驱动从单列的喷嘴列1142喷出油墨的致动器113的一个驱动器IC142进行冷却。单列用冷却流路部13122的外表面与所对应的驱动器IC142抵接。
多列用冷却流路部13123在三个流路部13121的排列方向(第二方向Y)上被配置于内侧。即,多列用冷却流路部13123在三个流路部13121的排列方向(第二方向Y)上被配置于一对单列用冷却流路部13122之间。多列用冷却流路部13123对分别驱动两个致动器113的两个驱动器IC142进行冷却,所述两个致动器113使从两组的头主体11的相邻的两列喷嘴列1142喷出油墨。多列用冷却流路部13123的不同的外表面与所对应的两个驱动器IC142抵接。
例如,如图4及图10所示,单列用冷却流路部13122所形成的流路131221的宽度WA是比多列用冷却流路部13123所形成的流路131231的宽度WB狭窄的尺寸。流路131221的宽度WA及流路131231的宽度WB是指图10中的第二方向Y方向的宽度。并且,单列用冷却流路部13122所形成的流路131221的流路截面积小于多列用冷却流路部13123的流路截面积。这是相对于单列用冷却流路部13122将一个驱动器IC142冷却,多列用冷却流路部13123将两个驱动器IC142冷却。因此,多列用冷却流路部13123的流路131231的宽度WB大于单列用冷却流路部13122流路131221的宽度WA,以便使13123的冷却能力高于单列用冷却流路部13122。
合流流路1313使第一冷却流路1213及第二冷却流路1312合流,并连接于第二冷却水排出管134。
这样的冷却流路部131例如具备冷却用歧管1314、覆盖冷却用歧管1314的盖板1315、和设置在盖板1315的一对冷却用块体1316。
第二冷却流路1312是由形成在冷却用歧管1314、盖板1315以及一对冷却用块体1316的孔、槽形成的流路。
冷却用歧管1314形成为板状或者块状。冷却用歧管1314例如被固定于歧管121。在冷却用歧管1314形成有两个开口13141,用于配置搭载有电路基板14的后述的驱动器IC142的布线薄膜141的一部分以及印刷布线基板143。开口13141沿着流路部13121的长度方向(第一方向X)。
在冷却用歧管1314中,与这两个开口13141相邻的三个部位分别构成三个流路部13121的一部分。在冷却用歧管1314中,例如形成有槽13142。槽13142呈由一个流路分支成两个单列用冷却流路部13122所形成的流路131231以及一个多列用冷却流路部13123所形成的流路131231这三个流路、并且合流的形状。
盖板1315形成为板状。在盖板1315形成有沿着流路部13121的长度方向(第一方向X)的两个开口13151,用于配置布线薄膜141的一部分以及印刷布线基板143。盖板1315覆盖形成于冷却用歧管1314的槽13142,并且被液密地固定于冷却用歧管1314。盖板1315与冷却用歧管1314一起构成第二冷却流路1312。当盖板1315被一体地装配于冷却用歧管1314时,盖板1315的两个开口13151和冷却用歧管1314的开口13141相对置。盖板1315例如形成有使第二冷却流路1312与分支流路1311及合流流路1313连接的多个开口。
在冷却用块体1316形成有在内部形成分支流路1311或者合流流路1313的槽及开口。即,一对冷却用块体1316中一方的冷却用块体1316形成分支流路1311,另一方的冷却用块体1316形成合流流路1313。并且,一对冷却用块体1316被固定于盖板1315。一对冷却用块体1316以可以配置电路基板14的布线薄膜141及后述的印刷布线基板143的间隔在第一方向X上对置。冷却用块体1316例如具有将分支流路1311或者合流流路1313连接于第一冷却水供给管125或者第一冷却水排出管126的管部13161。并且,在冷却用块体1316例如配置四个电路基板14的后述的印刷布线基板143,形成有进行支承的多个肋部13162、多个槽13163。
冷却水用顶板132被设置于一对冷却用块体1316的与设置有盖板1315的面相反的面上。例如,设置有一对冷却水用顶板132。各冷却水用顶板132具有将第二冷却水供给管133或者第二冷却水排出管134连接于冷却用块体1316的分支流路1311或者合流流路1313的开口。在冷却水用顶板132例如配置印刷布线基板143,并形成有进行支承的多个槽。
如图1至图4所示,电路基板14的一端经由基座板111的布线图案而连结于致动器113的布线图案。电路基板14例如具备布线薄膜141、搭载于布线薄膜的驱动器IC142、和安装于布线薄膜的印刷布线基板143。
电路基板14通过驱动器IC142将驱动电压经由基座板111的布线图案施加给致动器113,由此对致动器113进行驱动,使压力室1131的容积增减,使从喷嘴1141喷出液滴。
布线薄膜141形成为所谓薄膜状,是形成有布线图案的薄膜基板。例如,设置有多个布线薄膜141。布线薄膜141例如是安装有驱动器IC142的COF(Chip on Film,覆晶薄膜)。例如,布线薄膜141例如与在一个头主体11设置的致动器113设置有相同数量、即设置有与喷嘴列1142相同的数量。并且,一个布线薄膜141与一个致动器113连接。另外,也可以是多个布线薄膜141连接于一个致动器113的结构,在这种情况下,由多个布线薄膜141以及搭载于布线薄膜141的驱动器IC142构成的布线薄膜列及驱动器IC列,形成为与致动器113相同数量的列。
在本实施方式中,头主体11是设置有两列喷嘴列1142(两个致动器113)的结构,所以在一个头主体11设置有两个布线薄膜141。并且,具有两组头主体11的液体喷出头1具有四个布线薄膜141。四个布线薄膜141例如以沿第三方向Z延伸的方式进行配置,以此姿态沿第二方向Y排列配置。
驱动器IC142经由布线薄膜141被电连接于在压力室1131形成的布线图案。驱动器IC142是发热的发热部。驱动器IC142被安装于布线薄膜141的外表面侧。这里,所谓布线薄膜141的外表面侧,是指在以沿第三方向Z延伸的方式进行配置的姿态下,与一个头主体11的两个布线薄膜141相对置的一侧的面(内面)相反侧的面。换言之,所谓布线薄膜141的外侧,是指在把头主体11的第二方向Y的中心侧作为内侧时,在头主体11的第二方向Y上外侧。因此,两组头主体11的四个布线薄膜141中内侧的两个布线薄膜141,其外表面彼此对置。
在驱动器IC142中,与安装于布线薄膜141的安装面相反侧的表面,与流路部13121的外表面抵接。例如,驱动器IC142的表面直接接触流路部13121的外表面。针对一个布线薄膜141,设置有一个驱动器IC142。另外,也可以设置多个驱动器IC142来驱动一个致动器113,这些多个驱动器IC142被设置于一个布线薄膜141,构成驱动器IC列。在这种情况下,相同驱动器IC列的多个驱动器IC142与所对应的流路部13121抵接。
一个印刷布线基板143例如是搭载有各种电子部件和连接器的PWA(PrintingWiring Assembly,印刷布线组件)。
盖板15覆盖或者收纳头主体11的一部分、歧管单元12的一部分及电路基板14。
这样构成的液体喷出头1具有通过歧管单元12及冷却流路单元13将作为液体喷出部的头主体11冷却的第一冷却流路1213以及将作为发热部的驱动器IC142冷却的第二冷却流路1312。由第二冷却水供给管133供给的冷却水在第一冷却流路1213及第二冷却流路1312中通过,从第二冷却水排出管134被排出。并且,在第一冷却流路1213中流动的冷却水将头主体11冷却,在第二冷却流路1312中流动的冷却水将驱动器IC142冷却。
并且,第二冷却流路1312具有比多列(四列)喷嘴列1142及多个(四列)致动器113少的多个(三列)流路部13121。并且,多个流路部13121中位于排列方向(第二方向Y)的两端侧(外侧)的流路部13121,构成将与单列的喷嘴列1142(一个致动器113)对应的驱动器IC142分别冷却的单列用冷却流路部13122。并且,多个流路部13121中一对单列用冷却流路部13122之间的流路部13121,构成将与两列喷嘴列1142(两个致动器113)对应的例如两个驱动器IC142冷却的多列用冷却流路部13123。因此,第二冷却流路1312的流路部13121的数量也可以少于喷嘴列1142(致动器113)的数量。因此,能够防止液体喷出头1变得大型化。
并且,在多列用冷却流路部13123形成的流路131231的宽度WB及流路截面积,大于在单列用冷却流路部13122形成的流路131221的宽度WA及流路截面积。由此,多列用冷却流路部13123即使是将两个驱动器IC142冷却时,也具有较高的冷却功能。
并且,第二冷却流路1312也可以是使驱动器IC与冷却水在内部通过的多个流路部13121的外表面抵接的简单结构。并且,第二冷却流路1312也可以是将冷却用歧管1314、盖板1315及一对冷却用块体1316装配成一体的简单结构。
液体喷出头1能够通过第二冷却流路1312将作为发热体的驱动器IC142冷却,所以能够抑制驱动器IC142周围的结构部件等由于热量而损伤。并且,液体喷出头1能够通过第一冷却流路1213将头主体11进行冷却,所以能够抑制由于受热导致的打印精度的降低。
图11及图12示出了基于在实施方式的液体喷出头1以及比较例的液体喷出头中分别将驱动器IC142冷却时的分析模拟的冷却效果。另外,图11表示由单列用冷却流路部13122冷却的外侧的驱动器IC142的冷却后的温度。并且,图12表示由多列用冷却流路部13123冷却的内侧的驱动器IC142的冷却后的温度。
这里,作为比较例的液体喷出头所使用的水冷循环构造,构成为在四列的朝外的驱动器IC中、各两列的驱动器IC的背面即各两列的内侧设置冷却流路,在驱动器IC的表面设置在形成冷却流路的流路部件所固定的金属部件的导热板。冷却流路为具有两个流路部的结构。冷却水的供给侧为一条,为了形成两个流路部而配置为向两个方向分支,并在排出侧合流的结构。
如图11及图12所示可知,实施方式的液体喷出头1与比较例的液体喷出头相比,外侧的驱动器IC142及内侧的驱动器IC142都能够将驱动器IC142的温度降低为约-20℃。由此,判明实施方式的液体喷出头1能够获得较高的冷却效果。
下面,参照图13对具有液体喷出头1的液体喷出装置2进行说明。液体喷出装置2具备壳体2111、介质供给部2112、图像形成部2113、介质排出部2114、作为支承装置的输送装置2115、冷却装置2116、维护装置2117和控制部2118。
液体喷出装置2是喷墨打印机,沿着从介质供给部2112通过图像形成部2113到达介质排出部2114的规定的输送路径2001,一边输送作为喷出对象物的记录介质例如用纸P一边喷出油墨等液体,由此对用纸P进行图像形成処理。
介质供给部2112具备多个供纸盒21121。图像形成部2113具备支承用纸的支承部2120、和在支承部2120的上方对置配置的多个头单元2130。介质排出部2114具备排纸盘21141。
支承部2120具备在进行图像形成的规定区域中呈环状设置的输送带21201、从背面侧支承输送带21201的支承板21202、和在输送带21201的背面侧设置的多个带辊21203。
头单元2130具备多个作为喷墨头的液体喷出头1、在各液体喷出头1上分别搭载的作为液体箱的多个供给箱2132、供给油墨的泵2134、以及连接液体喷出头1和供给箱2132的连接流路2135。
在本实施方式中,具备作为液体喷出头1的青色、品红色、黄色、黑色这四种颜色的液体喷出头1、和分别收纳这些各种颜色的油墨的四种颜色的供给箱2132。供给箱2132通过连接流路2135而连接于液体喷出头1。
泵2134例如是由压电泵构成的送液泵。泵2134被连接于控制部2118,通过控制部2118进行驱动控制。
连接流路2135具备连接于液体喷出头1的油墨供给管123的供给流路。并且,连接流路2135具备连接于液体喷出头1的油墨排出管124的回收流路。例如,液体喷出头1是非循环式,所以回收电路连接于维护装置2117。另外,例如在液体喷出头1是循环式的情况下,回收流路连接于供给箱2132。
输送装置2115沿着从介质供给部2112的供纸盒21121通过图像形成部2113到达介质排出部2114的排纸盘21141的输送路径2001输送用纸P。输送装置2115具备沿着输送路径2001配置的多个引导板对21211~21218、和多个输送用辊21221~21228。输送装置2115支承用纸P能够相对于液体喷出头1移动。
冷却装置2116具有冷却水箱21161、供给冷却水的配管和软管等的冷却用回路21162、供给冷却水的泵及调整冷却水的温度的冷却器等。冷却装置2116将在冷却器调整为规定的温度的冷却水箱21161的冷却水,通过泵的送水并经由冷却用回路21162供给第二冷却水供给管133。并且,冷却装置2116将通过第一冷却流路1213及第二冷却流路1312从第二冷却水排出管134排出的水,经由冷却用回路21162回收在冷却水箱21161中。另外,冷却器例如是冷凝器。
维护装置2117例如吸引并回收在维护时残留于喷嘴板114的外表面的油墨。并且,在液体喷出头1是非循环式的情况下,维护装置2117在维护时从喷嘴1141回收头主体11内的油墨。这样的维护装置2117具有贮存所回收的油墨的托盘、箱等。
控制部2118具备作为处理器的一例的CPU21181、和存储各种程序等的ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)、临时存储各种可变数据和图像数据等的RAM(Random AccessMemory,随机存取存储器)等存储器、和进行来自外部的数据的输入及向外部的数据的输出的接口部。
在上述的有关实施方式的液体喷出头1及液体喷出装置2中,将对作为发热部的驱动器IC142进行冷却的多个流路部13121设为比喷嘴列1142的列数及致动器113的数量少的数量。并且,驱动器IC142与流路部13121的外表面抵接。因此,液体喷出头1及液体喷出装置2能够在确保作为冷却构造的冷却流路单元13的第二冷却流路1312的较高的冷却功能的同时,实现小型化及简化。
另外,本发明的实施方式不限于上述的结构。例如,在上述的例子中,关于头主体11说明了非循环式的例子,但也可以是循环式的头主体。
并且,在上述的例子中,关于液体喷出头1说明了喷嘴列为四列的结构,但不限于此。例如,液体喷出头1也可以是具有三组的头主体11且喷嘴列为六列的结构。在设为这样的液体喷出头1的情况下,只要设为如下的结构即可:在喷嘴列的排列方向(第二方向Y)上,在两端侧设置一对单列用冷却流路部13122,在一对单列用冷却流路部13122之间设置两个(一对)多列用冷却流路部13123。
并且,在上述的例子中,说明了驱动器IC142的表面直接接触流路部13121的外表面的例子,但不限于此。例如,驱动器IC142也可以是隔着由具有较高的导热率的材料形成的片状、带子状、凝胶状、液状等部件而与流路部13121的外表面接触的结构。
并且,在上述实施方式中,示出了液体喷出头1及液体喷出装置2用于喷出作为液体的油墨的记录装置的例子,但不限于此。即液体喷出头1及液体喷出装置2也能够应用于例如3D打印机、产业用制造机械、医疗用途。
根据以上所说明的至少一个实施方式,以比喷嘴列的列数少的方式设置有多个与驱动器IC抵接的流路部,由此能够在确保冷却构造的较高的冷却功能的同时,实现小型化及简化。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式只是作为示例而提出的,并非旨在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式进行实施,能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中,同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
Claims (10)
1.一种液体喷出头,具备:
液体喷出部,具有多个喷嘴列;
多个发热部,与所述多个喷嘴列对应;以及
冷却流路部,具有供冷却水流动且与所述多个发热部分别抵接的比所述喷嘴列的数量少的多个流路部。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头,其中,
所述多个喷嘴列分别沿着第一方向延伸,并且沿着与所述第一方向正交的第二方向排列配置有多个,
所述发热部是连接于所述液体喷出部的驱动器IC,且沿着所述第二方向配置有多个,
所述流路部沿着所述第二方向排列配置有多个,对置配置在所述驱动器IC在所述第二方向上的一侧或者另一侧,并且沿着所述第一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的液体喷出头,其中,
所述多个流路部具备在排列方向上的两端配置的一对单列用冷却流路部和在所述一对单列用冷却流路部之间配置的多列用冷却流路部,
所述多列用冷却流路部在所述第二方向上的两侧分别对置配置有所述发热部,并且所述第二方向上的流路的宽度大于所述单列用冷却流路部的所述第二方向上的流路的宽度。
4.根据权利要求2或3所述的液体喷出头,其中,
所述冷却流路部具有对冷却所述液体喷出部的流路进行分支的分支流路。
5.根据权利要求2或3所述的液体喷出头,其中,
所述喷嘴列为四列,
所述冷却流路部具有三个所述流路部,且在所述第二方向上相邻的三个所述流路部之间具有供所述多个发热部配置的两个开口。
6.根据权利要求4所述的液体喷出头,其中,
所述喷嘴列为四列,
所述冷却流路部具有三个所述流路部,且在所述第二方向上相邻的三个所述流路部之间具有供所述多个发热部配置的两个开口。
7.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述液体喷出头是设置在液体喷出装置的喷墨头。
8.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述液体喷出头被供给作为液体的油墨。
9.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述液体喷出头为非循环型的头。
10.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述液体喷出头具备两组头主体。
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