JP2017213850A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた組み立て性と優れた放熱効率とを両立することができ、最大吐出量の増加を実現可能な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】圧力発生素子１０の駆動により圧力室の液体に圧力を加え、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、圧力発生素子１０の駆動制御を行う駆動制御部３と、駆動制御部３に接している放熱部材１と、駆動制御部３及び放熱部材１の一部を覆うカバー部材４と、を有し放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１aと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなり、第一の放熱部材１aと第二の放熱部材１ｂとが互いに接触してなる液体吐出ヘッド。【選択図】図５

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、及びこれらの複合機等の画像形成装置としては、例えば、液体吐出ヘッドまたは液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置（例えばインクジェット記録装置）等が知られている。

液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルと、ノズルと連通して液体を蓄える個別液室と、個別液室内の液を加圧する圧力発生手段（駆動手段、或いはエネルギー発生手段）と、個別液室に流す液体を貯蔵する共通液室とを備え、圧力発生手段を駆動することにより個別液室内のインクを加圧し、ノズルからインク滴を吐出させ、記録媒体上に着弾させるものである。

最近では、記録（印字）が必要な時にのみインクの微小液滴を吐出するように構成されたオンデマンド方式の液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）が主流となっている。
インクジェットヘッドによる印刷は、民生用はもとより、産業用途についても高画質出力が要求されるようになっており、大型の看板やポスター印刷の分野でもオンデマンド印刷の要求が多く、オンデマンド型インクジェット記録装置が多く用いられるようになっている。

近年、装置の小型化、低コスト化が要求されるようになってきており、インクジェットヘッドについては、ノズル実装密度、すなわちノズル列におけるノズル間隔の縮小、及び複数の各ノズル列の列間距離の縮小によるインクジェットヘッドの小型化、及び多ノズル化が要求されている。

インクジェット記録装置では、インクジェットヘッドを駆動させるための駆動回路（トライバＩＣ）を搭載している。駆動回路はインクジェットヘッドに駆動信号を出力するので、瞬間的に大きな電流が流れ、急激に温度が上昇するが、多ノズル化に伴う駆動素子の多数化及び高密度化によって、温度上昇も著しくなるという問題がある。
特に、産業用インクジェットヘッドでは、長時間連続して駆動動作を行うことでより多くの熱が発生するため、効率のよい放熱機能が必要となる。

一方、装置の小型化のため、ヘッド本体とケーブルとを分離し、省スペースを実現可能な構成のインクジェットヘッドが提案されている。このような分離型の構成を有する従来のインクジェットヘッドにおいて、駆動回路で発生した熱を外に放出する役割をもつ放熱部材（ヒートシンク）は、ヘッド本体の内側に設置されている。

放熱部材の放熱量を増やすことで許容可能な最大駆動周波数が上がり、結果として最大吐出量が増える。しかしながら、放熱部材がヘッド本体の内側に設けられた構成では、放熱部材の外気に接する部分が小さく、熱の放出量が少ないため、最大駆動周波数の制限や最大吐出量の限界があった。
また、ヘッド本体の組み立て時に、ヘッドカバーが内側にある放熱部材を押し込み、他の部材（例えば、ＳＵＳベース）に接触してしまうおそれがあった。

これに対し、簡単な構成で組み立て性が良く、駆動回路が発する熱を効率良く放熱することができるインクジェット記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、中に空間を有する略ロの字型に配設される第１のヒートシンクと第２のヒートシンクとを有し、第１のヒートシンクと第２のヒートシンクとの一端は互いに連接され、他端は互いに駆動回路の発熱部を挟む構成の放熱部材を備える構成が開示されている。

しかしながら、インクジェットヘッドの多ノズル化に伴い、駆動素子が多数かつ高密度に設けられる構成において、特許文献１に記載されたような第１のヒートシンクと第２のヒートシンクとでそれぞれのドライバＩＣを挟む構成として放熱効率を高めることは、構造の複雑化とコストアップを招くこととなる。

そこで本発明は、優れた組み立て性と優れた放熱効率とを両立することができ、最大吐出量の増加を実現可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、圧力発生素子の駆動により圧力室の液体に圧力を加え、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、前記圧力発生素子の駆動制御を行う駆動制御部と、前記駆動制御部に接している放熱部材と、前記駆動制御部及び前記放熱部材の一部を覆うカバー部材と、を有し前記放熱部材は、前記カバー部材の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材と、前記カバー部材の内側に配設され、前記駆動制御部と当接する端部を有する第二の放熱部材とからなり、前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とが互いに接触してなることを特徴とする。

本発明によれば、優れた組み立て性と優れた放熱効率とを両立することができ、最大吐出量の増加を実現可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。

従来のインクジェットヘッドの側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、ヘッド内部の概略構成を示す模式図（Ｃ）である。 従来のインクジェットヘッドを構成する本体側面図（Ａ）、本体正面図（Ｂ）、本体内部の概略構成を示す断面図（Ｃ）である。 ヘッド本体とヘッドケーブル部とが分離した状態を示す模式図である。 液室部を構成する流路ユニットとハウジングを分解して示す模式図である。 第一の実施形態にかかる液体吐出ヘッドを構成する本体側面図（Ａ）、本体正面図（Ｂ）、本体内部の概略構成を示す断面図（Ｃ）である。 図５の放熱部材の構成の一例を示す説明図である。 第二の実施形態にかかる液体吐出ヘッドを構成する本体内部の概略構成を示す断面図である。 図７の放熱部材の構成の一例を示す説明図である。 放熱部材の取り付け方法の一例を示す説明図である。 第三の実施形態にかかる液体吐出ヘッドを構成する本体内部の概略構成を示す断面図である。 図１０の放熱部材の構成の一例を示す説明図である。 第四の実施形態にかかる液体吐出ヘッドを構成する本体側面図（Ａ）、本体正面図（Ｂ）、本体内部の概略構成を示す断面図（Ｃ）である。 図１２の放熱部材の構成の一例を示す説明図である。 第五の実施形態にかかる液体吐出ヘッドを構成する本体側面図（Ａ）、本体正面図（Ｂ）、本体内部の概略構成を示す断面図（Ｃ）である。 図１４の放熱部材の構成の一例を示す説明図である。 液体を吐出する装置の一例を示す図であり、（Ａ）は要部構成の概略を示す斜視図、（Ｂ）は側面図である。 液体吐出ユニットの一例を示す側面図である。 液体吐出ユニットの一例を示す上面図である。 液体吐出ユニットの一例を示す側面図である。

以下、本発明に係る液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

〔液体吐出ヘッド〕
本願において、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。
吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源としては、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同
義語とする。

まず、従来の液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドの構造を図１〜３に基づき説明する。

図１（Ａ）はインクジェットヘッドの側面図、（Ｂ）はインクジェットヘッドの正面図、（Ｃ）はインクジェットヘッド本体内部の概略構成をそれぞれ示している。
図１に示すインクジェットヘッドは、ヘッド本体とケーブル部（配線部材）とが一体の構造であり、カバー部材４の上方から放熱部材１が突出した構造となっている。

図１（Ｃ）に示すように、２枚の放熱部材１は、それぞれ両面に駆動制御部３が接合されている。
駆動制御部３は、配線部材２と接続されている。配線部材２は、ヘッド本体から延びてコネクタ基盤５とコネクタ６に接続されている。

図１に示すインクジェットヘッドに対し、ヘッド本体とケーブル部（配線部材）とを分離可能な構成とし、さらに放熱部材をヘッド本体の内部に収納して省スペース化をはかった例を図２及び図３に示す。

図２は、分離したヘッド本体を模式的に示したもので、図２（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は内部の概略構成を示す断面図である。図３は、ヘッド本体７とケーブル部８とが分離した状態を示す模式図である。

図３に示すように、ヘッド本体７とケーブル部８とを分離することにより、インクジェットヘッドの省スペース化が可能となる。
ヘッド本体７とケーブル部８とを分離する場合、図１に示す従来のインクジェットヘッドのような本体上部から放熱部材１が突出している構造では、ケーブル部８を接続することが困難となる。そこで、本実施形態において放熱部材１は図２（Ｃ）に示すようにカバー部材４の内部に収納されている。放熱効率を向上させるために、カバー部材４の正面には窓部が設けられ、該窓部から放熱部材１の一部が外部へ露出するようになっている。

図２（Ｂ）に示す液室部１１の構成を図４に示す。
図４は、液室部１１を構成する流路ユニットとハウジングを分解して示した模式図である。液室部１１は、ハウジング１２、フィルタプレート１３、マニホールド１４、振動板１５、リストリクタプレート１６、及びオリフィスプレート１７から構成されている。

振動板１５は圧力発生素子１０に接合されている。
ＳＵＳベース９に接合された圧力発生素子１０に電圧が印加されると、圧力発生素子１０は歪み、振動板１５を介してリストリクタプレート１６で構成される個別液室を圧縮し、オリフィスプレート１７のノズル孔からインクが吐出される。このとき、駆動制御部３で熱が発生する。発生した熱は、駆動制御部３と接合されている放熱部材１によって外部に放出される。

しかしながら、図２及び図３に示す構造では放熱部材１による熱の放熱量は十分ではなく、最大駆動周波数や最大吐出量が制限されることとなる。
これに対し、以下に示す本発明の液体吐出ヘッドによれば、省スペース化と優れた放熱効率とを両立することができ、最大吐出量の増加を実現することができる。

本発明の液体吐出ヘッドは、圧力発生素子１０の駆動により圧力室の液体に圧力を加え、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、圧力発生素子１０の駆動制御を行う駆動制御部３と、駆動制御部３に接している放熱部材１と、駆動制御部３及び放熱部材１の一部を覆うカバー部材４と、を有し放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１aと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなり、第一の放熱部材１aと第二の放熱部材１ｂとが互いに接触してなる。
具体的には、ノズル、圧力室、リストリクタの機能を有する部材を積層して構成した流路ユニットと、前記流路ユニットに接合し、液体吐出のための圧力を発生する圧力発生素子１０と、圧力発生素子１０を収納し、前記流路ユニットに積層されたハウジング１２とで構成される液室部１１と、上位装置からの電気信号の伝達を行う折り曲げ可能な上位装置伝達配線部材２ｂと、上位装置伝達配線部材２ｂと圧力発生素子１０の間を接続する中継配線部材２ａと、中継配線部材２ａに実装されて前記上位装置からの電気信号に基づいて圧力発生素子１０の駆動制御を行う駆動制御部３と、中継配線部材２ａ及び駆動制御部３を収容して保護するカバー部材４と、駆動制御部３の発熱を外部に放散するための放熱部材（ヒートシンク）１と、を備える。

（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。
本実施形態の液体吐出ヘッドは、駆動制御部に信号を伝達する配線部材２が、前記放熱部材を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。具体的には、上位装置伝達配線部材２ｂを有するケーブル部８が、液室部１１、カバー部材４及び放熱部材１を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。
図５は、本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体７を示した模式図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は本体正面図、（Ｃ）は内部の概略構成を示す断面図である。
図６は、本実施形態の放熱部材１の構成を示す説明図である。

図５に示すように、放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなり、第一の放熱部材１ａ及び第二の放熱部材１ｂは互いに接触してなる。
このような構成とすることにより、第一の放熱部材１ａの一方の面のみが外部に露出し、第二の放熱部材１ｂと接触する面は露出しない構造であるため、接着剤のはみ出し等による外観の劣化を防止することができる。
なお、放熱部材１は、図５（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、対向する両側の面にそれぞれ設けられている。

図６（Ｂ）を参照して放熱部材１を構成する第一の放熱部材１ａについて説明する。
第一の放熱部材１ａの面Ｓ１は、ヘッド本体のカバー部材４と接合され、面Ｓ２は外気に接する。第一の放熱部材１ａは、カバー部材４の長手方向の側面を被覆するように配設されるが、面Ｓ１とカバー部材４との接合面積を広くすることによりシール性を向上させることができる。
なお、カバー部材４の長手方向の側面が第一の放熱部材１ａにより被覆される面積割合としては、半分以上であることが好ましく、全面であることがより好ましい。

第二の放熱部材１ｂの端部は駆動制御部３に接続されているため、駆動制御部３で発生した熱は第二の放熱部材１ｂを伝わり、さらに外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａに伝わって効率よく放熱される。

（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。
本実施形態の液体吐出ヘッドは、駆動制御部３に信号を伝達する配線部材２が、放熱部材１を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。
詳しくは、上位装置伝達配線部材２ｂを含むケーブル部８が、液室部１１、カバー部材４及び放熱部材１を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。
図７は、本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体７の内部の概略構成を示す断面図である。図８は、本実施形態の放熱部材１の構成を示す説明図である。

図７及び図８に示すように、本実施形態の放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなり、第一の放熱部材１ａは断面がＬ字形状の係合部を有し、第二の放熱部材１ｂの係合部と該係合部同士が当接する。
第一の放熱部材１ａは板状部分から突出した係合部を有し、該係合部が第二の放熱部材１ｂの係合部と当接し、板状部分の一方の面はカバー部材４の外側面と接触し、他方の面が外気と接している。上述の第一の実施形態と同様、第一の放熱部材１ａは、カバー部材４の長手方向の側面を被覆するように配設される。

第二の放熱部材１ｂは、階段状の構造であり、一端は駆動制御部３に当接し、他端はカバー部材４の内側面に当接している。第二の放熱部材１ｂの端部は駆動制御部３に当接しているため、駆動制御部３で発生した熱は第二の放熱部材１ｂを伝わり、さらに外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａに伝わって効率よく放熱される。

本実施形態の液体吐出ヘッドの本体に、第一の放熱部材１ａを取り付ける方法を図９に示す。
ヘッド本体７のカバー部材４には、第一の放熱部材１ａの係合部を差し込むための穴部４１が設けられている。第一の放熱部材１ａを矢印Ｄ１の方向に差し込み、次いで矢印Ｄ２の方向に押し込むことにより、先に配設された第二の放熱部材１ｂの係合部に当接し、図７に示すような状態で接続される。
このように、本実施形態によれば優れた組み立て性が得られる。すなわち、容易に組み立てることができ、組み付け性も向上する。また、第一の放熱部材１ａの一方の面のみが外部に露出し、第二の放熱部材１ｂと接触する面は露出しない構造であるため、接着剤のはみ出し等による外観の劣化を防止することができる。

なお、上記とは逆に、Ｌ字形状の係合部を第二の放熱部材１ｂ側に設け、第一の放熱部材１ａの端部をこの係合部にはめ込む構成にしてもよいし、第一の放熱部材１ａ、第二の放熱部材１ｂの両方にＬ字形状の係合部を設けて、互いに組み合わせて接触させる構成としてもよい。
すなわち、第一の放熱部材１a及び第二の放熱部材１ｂの少なくとも一方が、断面がＬ字形状の係合部を有し、該係合部を介して当接する構成であることが好ましい。

（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
本実施形態の液体吐出ヘッドは、上位装置伝達配線部材２ｂを有するケーブル部８が、液室部１１、カバー部材４及び放熱部材１を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。
図１０は、本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体７の内部の概略構成を示す断面図である。図１１は、本実施形態の放熱部材１の構成を示す説明図である。

図１０に示すように、放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなる。本実施形態では、カバー部材４が、第二の放熱部材１ｂの端部と当接可能な屈曲部４２を有し、該屈曲部４２と第一の放熱部材１ａとの間で第二の放熱部材１ｂの端部を挟持する。
第一の放熱部材１ａは板状部分からなり、上述の第一の実施形態と同様、カバー部材４の長手方向の側面を被覆するように配設される。
このような構成とすることにより、組み立てが容易となり、組み付け性が向上する。また、第一の放熱部材１ａの一方の面のみが外部に露出し、第二の放熱部材１ｂと接触する面は露出しない構造であるため、接着剤のはみ出し等による外観の劣化を防止することができる。

第二の放熱部材１ｂは、長手方向の幅が面によって異なる階段状の構造であり、一端は駆動制御部３と当接し、他端はカバー部材４の屈曲部４２の内側面と第一の放熱部材１ａに当接している。第二の放熱部材１ｂの端部は駆動制御部３に当接しているため、駆動制御部３で発生した熱は第二の放熱部材１ｂを伝わり、さらに外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａに伝わって効率よく放熱される。

（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。
本実施形態の液体吐出ヘッドは、上位装置伝達配線部材２ｂを有するケーブル部８が、液室部１１、カバー部材４及び放熱部材１を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。
図１２は、本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体７を示した模式図であり、（Ａ）は側面図（短手方向側面図）、（Ｂ）は本体正面図（長手方向側面図）、（Ｃ）は内部の概略構成を示す断面図である。
図１３は、本実施形態の放熱部材１の構成を示す説明図である。

本実施形態において、放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなり、第一の放熱部材１aと第二の放熱部材１ｂとが互いに接触してなる一対一組の放熱部材１を二組（１Ａ、１Ｂ）備え、二組の放熱部材１Ａ及び１Ｂが、互いに熱的に接続されている。

図１３（Ｂ）に示すように、第一の放熱部材１ａの面Ｓ１は、ヘッド本体のカバー部材４と当接し、面Ｓ２は外気に接する。第一の放熱部材１ａは、図１２（Ａ）に示すようにカバー部材４の長手方向の側面と短手方向の側面の一部を被覆する形状であるため、面Ｓ１とカバー部材４との接合面積が広くなり、シール性をより向上させることができる。
また、二組の放熱部材１Ａ及び１Ｂの第一の放熱部材１ａは直接接触している構成であってもよいが、図１２（Ａ）に示すように、カバー部材４の短手方向側面で接続部材２０によって接続されることが好ましい。
接続部材２０としては、例えば、熱伝導性を有する固定材料（例えば、粘着テープ等）が挙げられる。

図１２（Ｃ）及び図１３（Ａ）に示すように、第一の放熱部材１ａは第二の放熱部材１ｂと接触しているため、放熱部材１Ａ及び１Ｂの第一の放熱部材１ａが接触することにより、二組の放熱部材１Ａ及び１Ｂが互いに熱的に接続されることとなる。
第二の放熱部材１ｂの端部は駆動制御部３に当接しているため、駆動制御部３で発生した熱は第二の放熱部材１ｂを伝わり、当接する第一の放熱部材１ａに伝わり、さらに他方の放熱部材の第一の放熱部材１ａにも伝わる。
このように、二組の放熱部材１Ａ及び１Ｂが互いに熱的に接続される本実施形態においては、すべての駆動制御部３（本実施形態では４つ）の温度を均一化することができる。

（第五の実施形態）
本発明の第五の実施形態について、図１４及び図１５を参照して説明する。
本実施形態の液体吐出ヘッドは、上位装置伝達配線部材２ｂを有するケーブル部８が、液室部１１、カバー部材４及び放熱部材１を有するヘッド本体７から分離可能に設けられている。
図１４は、本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体７を示した模式図であり、（Ａ）は側面図（短手方向側面図）、（Ｂ）は本体正面図（長手方向側面図）、（Ｃ）は内部の概略構成を示す断面図である。
図１５は、本実施形態の放熱部材１の構成を示す説明図である。

本実施形態において、放熱部材１は、カバー部材４の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材１ａと、カバー部材４の内側に配設され、駆動制御部３と当接する端部を有する第二の放熱部材１ｂとからなり、第一の放熱部材１ａ及び第二の放熱部材１ｂは互いに接触してなる。そして、第一の放熱部材１ａと第二の放熱部材１ｂとが互いに接触してなる一対一組の放熱部材１を二組（１Ａ、１Ｂ）備え、二組の放熱部材１Ａ及び１Ｂが、カバー部材４を介して互いに熱的に接続されている。

図１５（Ｂ）に示すように、第一の放熱部材１ａの面Ｓ１は、ヘッド本体のカバー部材４と接合され、面Ｓ２は外気に接する。
図１４（Ｃ）及び図１５（Ａ）に示すように、第一の放熱部材１ａと第二の放熱部材１ｂとは、互いに当接面で接触するとともに、第一の放熱部材１ａはカバー部材４の外側面と当接し、第二の放熱部材１ｂは、第一の放熱部材１ａとの当接面の先端部でカバー部材４の開口端部と当接している。このように、二組の放熱部材１Ａ及び１Ｂがカバー部材４を介して熱的に接続されることとなる。
このため、本実施形態では、上述の第四の実施形態と同様、すべての駆動制御部３（本実施形態では４つ）の温度を均一化することができる。

〔液体吐出ユニット〕
本発明に係る液体吐出ユニットは、上述の本発明の液体吐出ヘッドを備えている。
図１７、図１８及び図１９に、本発明の液体吐出ヘッドをインクジェットヘッドとして搭載した液体吐出ユニットの一例を示す。

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニット４４０として、図１７に示すように液体吐出ヘッド４０４とヘッドタンク４４１が一体化されているものがある。
図１７に示す液体吐出ユニット４４０はキャリッジ４０３に搭載されている。キャリッジ４０３は、主走査移動機構を構成するガイド部材４０１により保持され、主走査方向に往復移動する。
図１７には、後述する液体を吐出する装置を構成している部材のうち、被記録媒体（例えば、用紙等）を搬送するための手段である搬送ベルト４１２を示している。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。

また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッド４０４を主走査移動機構の一部を構成するガイド部材４０１に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッド４０４と主走査移動機構４９３が一体化されているものがある。また、図１８に示すように、液体吐出ヘッド４０４とキャリッジ４０３と主走査移動機構４９３が一体化されているものがある。
図１８に示す液体吐出ユニット４４０は、後述する液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。図中矢印Ｄ１は主走査方向を示す。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、図１９に示すように流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４にチューブ４５６が接続されて、液体吐出ヘッド４０４と供給機構が一体化されているものがある。このチューブ４５６を介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッド４０４に供給される。
流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

〔液体を吐出する装置〕
本発明に係る液体を吐出する装置は、上述の本発明の液体吐出ヘッドを備えている。
優れた組み立て性と優れた放熱効率とを両立することができ、最大吐出量の増加を実現可能な液体吐出ヘッドを備えることにより省スペース化を実現可能であり、液体を吐出する装置の小型化や低コスト化を実現することができるとともに、温度上昇による誤動作等を防止し、安定した液体吐出を実現することができる。

なお、本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手
段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装
置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

図１６に、本発明の液体吐出ヘッドをインクジェットヘッドとして搭載した液体を吐出する装置であるインクジェット画像形成装置の一例を示す。
図１６（Ａ）は要部構成の概略を示す斜視図、（Ｂ）は側面図である。

このインクジェット画像形成装置３０１は、装置本体の内部に、主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される液体吐出ユニットが印字機構部３０２に収納されている。装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙３０３を積載可能な給紙カセット（給紙トレイ）３０４を抜き差し自在に装着することができ、また、記録紙３０３を手差しで給紙するための手差しトレイ３０５を開倒することができ、給紙カセット３０４或いは手差しトレイ３０５から給送される記録紙３０３を取り込み、印字機構部３０２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ３０６に排紙する。

印字機構部３０２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド３１１と従ガイドロッド３１２とでキャリッジ３１３を主走査方向（紙面の垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ３１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド３１４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ３１３には記録ヘッド３１４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ３１５を交換可能に装着している。

インクカートリッジ３１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。

また、記録ヘッドとしてここでは各色の記録ヘッド３１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに、記録ヘッド３１４として用いるインクジェットヘッドは、圧電素子などの電気機械変換素子で液室壁面を形成する振動板を介してインクを加圧するピエゾ型、或いは発熱抵抗体により気泡を生じさせてインクを加圧するバブル型、若しくはインク流路壁面を形成する振動板とこれに対向する電極との間の静電力で振動板を変位させてインクを加圧する静電型などを使用することができるが、本実施形態では静電型インクジェットヘッドを用いている。

ここで、キャリッジ３１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド３１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッド３１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ３１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ３１７で回転駆動される駆動プーリ３１８と従動プーリ３１９との間にタイミングベルト３２０を張装し、このタイミングベルト３２０をキャリッジ３１３に固定しており、主走査モータ３１７の正逆回転によりキャリッジ３１３が往復駆動される。

一方、給紙カセット３０４にセットした記録紙３０３を記録ヘッド３１４の下方側に搬送するために、給紙カセット３０４から記録紙３０３を分離給装する給紙ローラ３２１及びフリクションパッド３２２と、記録紙３０３を案内するガイド部材３２３と、給紙された記録紙３０３を反転させて搬送する搬送ローラ３２４と、この搬送ローラ３２４の周面に押し付けられる搬送コロ３２５及び搬送ローラ３２４からの記録紙３０３の送り出し角度を規定する先端コロ３２６とを設けている。搬送ローラ３２４は副走査モータ３２７によってギヤ列を介して回転駆動される。

そして、キャリッジ３１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ３２４から送り出された記録紙３０３を記録ヘッド３１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材３２９を設けている。この印写受け部材３２９の用紙搬送方向下流側には、記録紙３０３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３３１、拍車３３２を設け、さらに記録紙３０３を排紙トレイ３０６に送り出す排紙ローラ３３３及び拍車３３４と、排紙経路を形成するガイド部材３３５，３３６とを配設している。

記録時には、キャリッジ３１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３１４を駆動することにより、停止している記録紙３０３にインクを吐出して１行分を記録し、記録紙３０３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、記録紙３０３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙３０３を排紙する。

また、キャリッジ３１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド３１４の吐出不良を回復するための回復装置３３７を配置している。回復装置はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ３１３は印字待機中にはこの回復装置３３７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド３１４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド３１４の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。

１ 放熱部材
１ａ 第一の放熱部材
１ｂ 第二の放熱部材
２ 配線部材
２ａ 中継配線部材
２ｂ 上位装置伝達配線部材
３ 駆動制御部
４ カバー部材
５ コネクタ基盤
６ コネクタ
７ ヘッド本体
８ ヘッドケーブル部
１０ 圧力発生素子
１１ 液室部
１２ ハウジング
１３ フィルタプレート
１４ マニホールド
１５ 振動板
１６ リストリクタプレート
１７ オリフィスプレート
４０１ ガイド部材
４０３ キャリッジ
４０４ 液体吐出ヘッド
４０５ 主走査モータ
４０６ 駆動プーリ
４０７ 従動プーリ
４０８ タイミングベルト
４１２ 搬送ベルト
４１３ 搬送ローラ
４１４ テンションローラ
４４０ 液体吐出ユニット
４４１ ヘッドタンク
４４２ カバー
４４３ コネクタ
４４４ 流路部品
４５６ チューブ
４９１Ａ、４９１Ｂ 側板
４９１Ｃ 背板
４９３ 主走査移動機構

特許第４１８６８８３号公報

Claims (9)

1. 圧力発生素子の駆動により圧力室の液体に圧力を加え、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
   前記圧力発生素子の駆動制御を行う駆動制御部と、
   前記駆動制御部に接している放熱部材と、
   前記駆動制御部及び前記放熱部材の一部を覆うカバー部材と、を有し
   前記放熱部材は、前記カバー部材の外側に配設され、外気と接する面を有する第一の放熱部材と、前記カバー部材の内側に配設され、前記駆動制御部と当接する端部を有する第二の放熱部材とからなり、前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とが互いに接触してなることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記駆動制御部に信号を伝達する配線部材が、前記放熱部材を有するヘッド本体から分離可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第一の放熱部材及び前記第二の放熱部材の少なくとも一方は、断面がＬ字形状の係合部を有し、該係合部を介して当接することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第一の放熱部材は、前記カバー部材の長手方向の側面を被覆するように配設され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液体吐出ヘッド。
5. 前記カバー部材は、前記第二の放熱部材の端部と当接可能な屈曲部を有し、該屈曲部と前記第一の放熱部材との間で前記第二の放熱部材の端部を挟持することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とが互いに接触してなる一対一組の前記放熱部材を二組備え、
   二組の前記放熱部材が、互いに熱的に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記二組の前記放熱部材が、互いに接触していることを特徴とする請求項６に記載に記載の液体吐出ヘッド。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを複数備えることを特徴とする液体吐出ユニット。
9. 請求項１から７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする液体を吐出する装置。