JP2019217757A - Liquid jet head and liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。 The present invention relates to a technique for ejecting a liquid such as ink.
例えば特許文献1には、インク等の液体を複数のノズルから噴射する液体噴射ヘッドが開示されている。ノズルからインクを吐出させる圧電素子を駆動する駆動ICが液体吐出ヘッドに実装される。 For example, Patent Literature 1 discloses a liquid ejecting head that ejects a liquid such as ink from a plurality of nozzles. A drive IC for driving a piezoelectric element for discharging ink from the nozzle is mounted on the liquid discharge head.
特許文献1の技術では、圧電素子の駆動により駆動ICが発熱し、液体吐出ヘッド内部の温度が上昇することで、インクの粘度が変化する。したがって、インクの吐出特性に誤差が生じるという問題がある。 In the technique of Patent Document 1, the driving IC generates heat due to the driving of the piezoelectric element, and the temperature of the inside of the liquid ejection head rises, so that the viscosity of the ink changes. Therefore, there is a problem that an error occurs in the ink ejection characteristics.
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、液体をノズルから噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部を駆動する駆動回路とを含む第1ヘッドユニットおよび第2ヘッドユニットと、前記第1ヘッドユニットの駆動回路に熱的に接続された第1個別放熱体と、前記第2ヘッドユニットの駆動回路に熱的に接続された第2個別放熱体と、前記第1個別放熱体および前記第2個別放熱体に熱的に接続された共通放熱体とを具備する。 In order to solve the above problems, a liquid ejecting head according to a preferred aspect of the present invention includes a first head unit including a liquid ejecting unit that ejects liquid from a nozzle, and a drive circuit that drives the liquid ejecting unit. A second head unit, a first individual radiator thermally connected to a drive circuit of the first head unit, and a second individual radiator thermally connected to a drive circuit of the second head unit; A common radiator thermally connected to the first individual radiator and the second individual radiator.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100を例示する構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の例示であるインクを媒体12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体12として利用される。図1に例示される通り、液体噴射装置100には、インクを貯留する液体容器14が設置される。例えば液体噴射装置100に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが液体容器14として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器14には貯留される。
<First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a liquid ejecting
図1に例示される通り、液体噴射装置100は、制御ユニット20と搬送機構22と液体噴射ヘッド26と筐体28とを具備する。制御ユニット20と搬送機構22と液体噴射ヘッド26とは、筐体28に収容される。制御ユニット20は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体噴射装置100の各要素を統括的に制御する。制御ユニット20は、制御部の例示である。搬送機構22は、制御ユニット20による制御のもとで媒体12をY方向に搬送する。
As illustrated in FIG. 1, the
液体噴射ヘッド26は、複数のヘッドユニット261を具備する。第1実施形態の液体噴射ヘッド26は、Y方向に直交するX方向に沿って複数のヘッドユニット261が配列されたラインヘッドである。例えば千鳥配置またはスタガ配置で複数のヘッドユニット261が配列される。各ヘッドユニット261は、液体容器14から供給されるインクを制御ユニット20による制御のもとで媒体12に噴射する。搬送機構22による媒体12の搬送に並行して各ヘッドユニット261が媒体12にインクを噴射することで媒体12の表面に所望の画像が形成される。なお、媒体12の表面に平行なX-Y平面に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。各ヘッドユニット261によるインクの噴射方向がZ方向に相当する。Z方向は、典型的には鉛直方向である。
The
図2は、ヘッドユニット261の分解斜視図であり、図3は、図2おけるIII−III線の断面図である。図2に例示される通り、ヘッドユニット261は、Y方向に配列された複数のノズルNを具備する。第1実施形態の複数のノズルNは、X方向に相互に間隔をあけて並設された第1列L1と第2列L2とに区分される。第1列L1および第2列L2の各々は、Y方向に直線状に配列された複数のノズルNの集合である。なお、第1列L1と第2列L2との間で各ノズルNのY方向の位置を相違させること(すなわち千鳥配置またはスタガ配置)も可能であるが、第1列L1と第2列L2とで各ノズルNのY方向の位置を一致させた構成を以下では便宜的に例示する。図3から理解される通り、第1実施形態のヘッドユニット261は、第1列L1の各ノズルNに関連する要素と第2列L2の各ノズルNに関連する要素とが略線対称に配置された構造である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
図2および図3に例示される通り、各ヘッドユニット261は、インクをノズルNから噴射する液体噴射部50と、液体噴射部50を駆動する駆動回路80と、インクの貯留に利用される収容体48とを含む。
As illustrated in FIGS. 2 and 3, each
液体噴射部50は、ノズルNに連通する圧力室342が形成された流路構造体30と、圧力室342の圧力を変化させる圧電素子44と、駆動回路80と圧電素子44とを電気的に接続する配線が形成された第1配線基板46と、第1配線基板46に接合された第2配線基板47とを含む。圧電素子44は、駆動素子の一例である。
The liquid ejecting
流路構造体30は、複数のノズルNにインクを供給するための流路を形成する構造体である。第1実施形態の流路構造体30は、流路基板32と圧力室基板34と振動板42とノズル板62と第1吸振体64とで構成される。流路構造体30を構成する各部材は、X方向に長尺な板状部材である。流路基板32におけるZ方向の負側の表面に、収容体48および圧力室基板34が設置される。他方、流路基板32におけるZ方向の正側の表面に、ノズル板62および第1吸振体64が設置される。例えば接着剤により各部材が固定される。
The
ノズル板62は、複数のノズルNが形成された板状部材である。複数のノズルNの各々は、インクを通過させる円形状の貫通孔である。第1実施形態のノズル板62には、第1列L1を構成する複数のノズルNと第2列L2を構成する複数のノズルNとが形成される。例えば半導体製造技術(例えばドライエッチングやウェットエッチング等の加工技術)を利用してシリコン(Si)の単結晶基板を加工することで、ノズル板62が製造される。ただし、ノズル板62の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
The
図2および図3に例示される通り、流路基板32には、第1列L1および第2列L2の各々について、開口部320と複数の供給流路322と複数の連通流路324と連結流路326とが形成される。開口部320は、平面視で(すなわちZ方向からみて)X方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給流路322および連通流路324はノズルN毎に形成された貫通孔である。連結流路326は、複数のノズルNにわたりX方向に沿う長尺状に形成された空間であり、開口部320と複数の供給流路322とを相互に連通させる。複数の連通流路324の各々は、当該連通流路324に対応する1個のノズルNに平面視で重なる。
As illustrated in FIGS. 2 and 3, the
図2および図3に例示される通り、圧力室基板34は、第1列L1および第2列L2の各々について複数の圧力室342が形成された板状部材である。複数の圧力室342はX方向に配列する。各圧力室342(キャビティ)は、ノズルN毎に形成されて平面視でY方向に沿う長尺状の空間である。流路基板32および圧力室基板34は、前述のノズル板62と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板32および圧力室基板34の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
As illustrated in FIGS. 2 and 3, the
図2に例示される通り、圧力室基板34における流路基板32とは反対側の表面には振動板42が形成される。第1実施形態の振動板42は、弾性的に振動可能な板状部材である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室342に対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、振動板42の一部または全部を圧力室基板34と一体に形成してもよい。
As illustrated in FIG. 2, a
図3から理解される通り、圧力室342は、流路基板32と振動板42との間に位置する空間である。第1列L1および第2列L2の各々について複数の圧力室342がX方向に配列する。図2および図3に例示される通り、圧力室342は、連通流路324および供給流路322に連通する。したがって、圧力室342は、連通流路324を介してノズルNに連通し、かつ、供給流路322と連結流路326とを介して開口部320に連通する。
As understood from FIG. 3, the
図2および図3に例示される通り、流路構造体30におけるノズルNとは反対側の表面には圧電素子44が位置する。具体的には、流路構造体30の振動板42のうち圧力室342とは反対側の面上に、第1列L1および第2列L2の各々について、相異なるノズルNに対応する複数の圧電素子44が形成される。各圧電素子44は、駆動回路80から供給される駆動信号により変形することで、圧力室342の圧力を変化させる受動素子である。駆動回路80から出力される駆動信号は、第1配線基板46の接続端子Tを介して各圧電素子44に供給される。駆動信号は、圧電素子44を駆動するための信号である。
As illustrated in FIGS. 2 and 3, the
図2の第1配線基板46は、複数の圧電素子44が形成された振動板42の表面に間隔をあけて対向する板状部材である。すなわち、圧電素子44からみて流路構造体30とは反対側に第1配線基板46が位置する。駆動回路80と圧電素子44とを電気的に接続する配線が第1配線基板46に形成される。第1実施形態の第1配線基板46は、ヘッドユニット261の機械的な強度を補強する補強板、および、圧電素子44を保護および封止する封止板としても機能する。
The
第1配線基板46は、第2配線基板47を介して制御ユニット20に電気的に接続される。第2配線基板47は、駆動信号を制御ユニット20から第1配線基板46に供給するための可撓性の配線基板である。第2配線基板47の端部が第1配線基板46に接合される。図2では、第2配線基板47におけるX方向の正側の端部と、第1配線基板46におけるX方向における負側の端部とが接合される。例えばFPC(Flexible Printed Circuits)またはFFC(Flexible Flat Cable)等の接続部品が第2配線基板47として好適に採用される。
The
収容体48は、複数の圧力室342に供給されるインクを貯留するためのケースである。収容体48のうちZ方向の正側の表面が例えば接着剤で流路基板32に接合される。具体的には、収容体48は、平面視でX方向に長尺な液体貯留室(リザーバー)Rが内部に形成された構造体である。第1実施形態では、第1列L1および第2列L2の各々について液体貯留室Rが形成される。図3に例示される通り、液体貯留室Rは、断面視においてY方向に沿う第1空間R1とZ方向に沿う第2空間R2とを含む。液体貯留室Rのうち第1空間R1は、平面視において圧電素子44に重なる。液体貯留室Rのうち第2空間R2と流路基板32の開口部320とは相互に連通する。収容体48に形成された導入口482を介して液体貯留室Rにインクが供給される。導入口482は、収容体48の液体貯留室Rと収容体48の外部とを連通させる管状部分である。液体貯留室R内のインクは、連結流路326と各供給流路322とを介して圧力室342に供給される。収容体48は、例えば樹脂材料の射出成形で形成される。
The
第1実施形態の収容体48には開口部484が形成される。開口部484は、液体貯留室Rに重なるようにX方向に長尺に形成された開口である。図2および図3に例示される通り、収容体48の上面には第2吸振体486が設置される。第2吸振体486は、液体貯留室R内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス基板として機能する可撓性のフィルムであり、開口部484を閉塞するように収容体48の上面に設置されて液体貯留室Rの壁面(具体的には天井面)を構成する。
An
図3に例示される通り、第1吸振体64は、液体貯留室R内のインクの圧力変動を吸収するための要素である。第1実施形態の第1吸振体64は、弾性膜641と支持板643とを具備する。弾性膜641は、フィルム状に形成された可撓性の部材である。第1実施形態の弾性膜641は、開口部320と供給流路322と連結流路326とを閉塞するように流路基板32の表面に設置される。支持板643は、ステンレス鋼等の高剛性の材料で形成された平板であり、流路基板32に形成された開口が弾性膜641で閉塞されるように弾性膜641を流路基板32の表面に支持する。弾性膜641が貯留室R内のインクの圧力に応じて変形することで液体貯留室R内の圧力変動が抑制される。
As illustrated in FIG. 3, the
図2に例示される通り、第1配線基板46は、基体部70と、駆動回路80に接続された複数の配線72とを具備する。基体部70は、X方向に長尺な絶縁性の板状部材であり、流路構造体30と駆動回路80との間に位置する。基体部70は、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、基体部70の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。配線72は、例えば駆動信号を伝送する。基体部70の第1面F1のうちX方向の負側の端部に複数の配線72が位置する。
As illustrated in FIG. 2, the
基体部70は、相互に反対側に位置する第1面F1と第2面F2とを含み、圧力室基板34または振動板42における流路基板32とは反対側の表面に、例えば接着剤を利用して固定される。具体的には、振動板42の表面に対して第2面F2が間隔をあけて対向するように基体部70が設置される。
The
図2に例示される通り、基体部70の第1面F1には、駆動回路80と第2配線基板47とが実装される。すなわち、第1配線基板46における流路構造体30とは反対側の表面に、駆動回路80と第2配線基板47とが実装される。駆動回路80は、基体部70の長手方向(X方向)に沿った長尺状のICチップである。第2配線基板47は、基体部70の第1面F1のうちX方向の負側の端部に実装される。第2配線基板47には、例えば駆動信号を第1配線基板46伝送するための複数の配線が形成される。第1配線基板46の複数の配線72と第2配線基板47の複数の配線とが電気的に接続される。圧電素子44を駆動する動作により駆動回路80は発熱する。
As illustrated in FIG. 2, the
図2および図3に例示される通り、駆動回路80における第1配線基板46とは反対側の表面には、個別放熱体90が配置される。すなわち、駆動回路80からみてノズルNとは反対側に個別放熱体90が位置する。個別放熱体90と、収容体48のうち第1空間R1の底面を構成する部分とは、相互に間隔をあけて対向する。個別放熱体90は、例えば熱伝導率が10W・m−1・K−1以上である材料により形成される。例えばアルミニウムまたは銅等の金属の薄板が、個別放熱体90として好適である。実施形態の個別放熱体90は、駆動回路80の表面に対向するように、駆動回路80の長手方向(X方向)に沿って長尺状に形成される。具体的には、駆動回路80の全体にわたり重複するように個別放熱体90が形成される。すなわち、個別放熱体90は、駆動回路80よりもX方向およびY方向の長さが大きい。収容体48により形成される空間内に、駆動回路80が配置される。
As illustrated in FIGS. 2 and 3, an
個別放熱体90と駆動回路80とは、例えば接着剤により接合される。したがって、駆動回路80で発生した熱が個別放熱体90に拡散する。すなわち、個別放熱体90と駆動回路80とは熱的に接続される。なお、要素Aと要素Bとが「熱的に接続する」とは、
(1)要素Aと要素Bとが直接的に接触する状態、または、
(2)熱伝導率が10W・m−1・K−1以上である要素Cが要素Aと要素Bとの間に介在し、かつ、要素Aと要素Bとの間に存在する間隙が50μm以下である状態
を意味する。
なお、「間隙」は、要素Aと要素Bとの間において熱伝導率が10W・m−1・K−1未満である部分を意味し、典型的には空間(すなわち空気層)である。
以上の説明から理解される通り、第1実施形態における個別放熱体90と駆動回路80との関係は、接着剤を要素Cとする(2)の状態である。
The
(1) a state in which the element A and the element B are in direct contact, or
(2) An element C having a thermal conductivity of 10 W · m −1 · K −1 or more is interposed between the element A and the element B, and a gap existing between the element A and the element B is 50 μm. It means the following state.
The “gap” means a portion between the element A and the element B whose thermal conductivity is less than 10 W · m −1 · K −1 , and is typically a space (that is, an air space).
As understood from the above description, the relationship between the
図4は、図1におけるIV-IV線の断面図(液体噴射ヘッド26の断面図)である。図4に例示される通り、液体噴射ヘッド26は、複数のヘッドユニット261に加えて、複数のヘッドユニット261が固定される固定板263と、固定板263に対向する共通放熱体265とを具備する。共通放熱体265と固定板263とは、X方向に延在する平板状の部材である。固定板263と共通放熱体265との間に複数のヘッドユニット261が位置する。固定板263と共通放熱体265とは、複数のヘッドユニット261にわたり連続する。すなわち、個別放熱体90はヘッドユニット261毎に個別に設置されるのに対し、共通放熱体265は複数のヘッドユニット261にわたり共通に設置される。
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1 (a sectional view of the liquid ejecting head 26). As illustrated in FIG. 4, the
共通放熱体265は、例えば熱伝導率が10W・m−1・K−1以上である材料により形成される。例えばアルミニウムまたは銅等の金属の薄板が、共通放熱体265として利用される。ただし、共通放熱体265の熱伝導率は、個別放熱体90の熱伝導率を上回ることが望ましい。
The
例えばステンレス鋼等の高剛性の金属により固定板263が形成される。各ヘッドユニット261におけるノズル側(すなわちZ方向の正側)の部位が固定板263に接触する。すなわち、ヘッドユニット261の流路構造体30が固定板263に接触する。各ヘッドユニット261は、例えば金属粒子が分散された接着剤により固定板263に接合される。図4に例示される通り、固定板263には、ノズル板62の外形に対応するように開口部Oが形成される。したがって、ノズルNが開口部Oから露出する。
For example, the fixed
各ヘッドユニット261の個別放熱体90は、当該ヘッドユニット261の駆動回路80と、共通放熱体265とに熱的に接続される。図4に例示される通り、第1実施形態の個別放熱体90は、当該個別放熱体90に対応する駆動回路80の表面に対向し、駆動回路80の長手方向(すなわちX方向)における端部において共通放熱体265と熱的に接続する。ヘッドユニット261の個別放熱体90からみて当該ヘッドユニット261の駆動回路80とは反対側に共通放熱体265が位置する。具体的には、個別放熱体90は、第1部分91と第2部分92と第3部分93とを含む。
The
第1部分91は、個別放熱体90のうち駆動回路80に接触する部分である。第1実施形態の第1部分91は、駆動回路80に対向するように配置される。駆動回路80のうち第1配線基板46とは反対側の表面に第1部分91が接触する。第1部分91のうちX方向の負側における端部は、収容体48の内部の空間から外部に延出する。第2部分92は、第1部分91のうちX方向の負側における端部から共通放熱体265に向かって延在する部分である。第3部分93は、個別放熱体90のうち共通放熱体265に接触する部分である。第1実施形態の第3部分93は、第2部分92のうちZ方向の負側における端部からX方向の正側に向かって延在する。図4に例示される通り、共通放熱体265と収容体48との間に第3部分93が位置する。共通放熱体265のうちヘッドユニット261側の表面に第3部分93が接触する。以上の説明から理解される通り、駆動回路80のうちX方向の負側の端部において共通放熱体265と個別放熱体90とが熱的に接続する。
The
各駆動回路80で発生した熱は、当該駆動回路80と熱的に接続される個別放熱体90を介して共通放熱体265に伝播する。すなわち、複数の個別放熱体90が共通放熱体265に対して共通に熱的に接続される。また、第1実施形態では、液体噴射ヘッド26が収容された筐体28が共通放熱体265に熱的に接続する。
The heat generated in each
収容体48の導入口482は、共通放熱体265に形成された貫通孔H1に挿入される。すなわち、共通放熱体265の内部をインクが通過する。第1配線基板46に接合された第2配線基板47は、共通放熱体265に形成された貫通孔H2に挿入される。図4に例示される通り、個別放熱体90の第2部分92と、第2配線基板47のうちY方向に沿う部分とが接触する。具体的には、個別放熱体90の第2部分92のうち収容体48とは反対側の表面に第2配線基板47が接触する。すなわち、収容体48と第2配線基板47との間に第2部分92が位置する。したがって、第2配線基板47の熱は個別放熱体90に伝播する。すなわち、第1実施形態では、個別放熱体90が第2配線基板47に熱的に接続される。
The
以上の説明から理解される通り、第1実施形態では、駆動回路80で発生した熱が個別放熱体90と共通放熱体265とを介して放熱されるから、例えば個別放熱体90のみを具備する構成と比較して、放熱に利用できる面積を増加させることができる。したがって、ヘッドユニット261内部の温度の上昇を効率的に抑制することができる。ひいては、ヘッドユニット261内部の温度の上昇に起因したインクの吐出特性の誤差を低減することができる。
As understood from the above description, in the first embodiment, since the heat generated in the
第1実施形態では、駆動回路80からみてノズルNとは反対側に各個別放熱体90が位置し、当該個別放熱体90からみて駆動回路80とは反対側に共通放熱体265が位置する。したがって、例えば各個別放熱体90からみて駆動回路80側に共通放熱体265が位置する構成と比較して、液体噴射ヘッド26に共通放熱体265を容易に実装することができる。
In the first embodiment, each
第1実施形態では、各ヘッドユニット261の個別放熱体90が当該ヘッドユニット261の第2配線基板47に熱的に接続されるから、第2配線基板47で発生する熱も放熱できるという利点がある。また、第1実施形態では、筐体28と共通放熱体265とが熱的に接続するから、筐体28を介してヘッドユニット261の熱を放熱できる。なお、第2配線基板47が個別放熱体90に熱的に接続されることと、筐体28が共通放熱体265に熱的に接続することは、第1実施形態において必須ではない。
In the first embodiment, since the
第1配線基板46における流路構造体30とは反対側の表面に駆動回路80が実装されるという第1実施形態の構成では、収容体48により形成される空間内に、駆動回路80が配置される。すなわち、駆動回路80で発生した熱がヘッドユニット261内部に滞留しやすい。したがって、個別放熱体90と共通放熱体265とにより駆動回路80の熱を放熱させる構成がより有効である。
In the configuration of the first embodiment in which the
第1実施形態において、複数のヘッドユニット261のうち特定のヘッドユニット261を第1ヘッドユニットとし、第1ヘッドユニットとは異なるヘッドユニット261を第2ヘッドユニットと表現できる。第1実施形態は、第1ヘッドユニットの駆動回路80に熱的に接続された第1個別放熱体と、第2ヘッドユニットの駆動回路80に熱的に接続された第2個別放熱体とが設けられた構成である。そして、共通放熱体265は、第1個別放熱体および第2個別放熱体に熱的に接続される。
In the first embodiment, a
固定板263を金属で形成する第1実施形態の構成によれば、駆動回路80で発生した熱を固定板263からも効率的に放熱できる。第1実施形態では、金属粒子が分散された接着剤により各ヘッドユニット261が固定板263に接続されるから、各ヘッドユニット261の熱が固定板263に伝播しやすいという利点がある。また、共通放熱体265の内部をインクが通過する第1実施形態の構成によれば、介してヘッドユニットで発生した熱をインクを介して効率的に放熱することが可能である。
According to the configuration of the first embodiment in which the fixing
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described. In the following examples, the same reference numerals are used for elements having the same functions as those in the first embodiment, and detailed descriptions thereof will be appropriately omitted.
図5は、第2実施形態に係る液体噴射ヘッド26の断面図である。第2実施形態の液体噴射ヘッドは、第1実施形態の液体噴射ヘッド26に壁部267を追加した構成である。図5に例示される通り、壁部267は、共通放熱体265から固定板263にかけて形成される。すなわち、壁部265のうちZ方向の負側の端部は、固定板263に当接する。相互に隣り合う2つのヘッドユニット261の間に壁部267が位置する。第2実施形態では、共通放熱体265と一体に壁部267が形成される。共通放熱体265と同様に、例えばアルミニウムまたは銅等の金属により壁部267が形成される。なお、共通放熱体265と壁部267とを個別に形成してもよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。第2実施形態では、相互に隣り合う2つのヘッドユニット261の間に壁部267が形成されるから、一方のヘッドユニット261の熱が他方のヘッドユニット261に伝播しにくいという利点がある。また、壁部267が金属で形成されるから、ヘッドユニット261で発生した熱を壁部267を介して共通放熱体265に伝播しやすい。なお、第2実施形態において、壁部267の内部をインクが通過してもよい。以上の構成によれば、ヘッドユニット261で発生した熱をインクを介して効率的に放熱できるという利点がある。
In the second embodiment, the same effects as in the first embodiment are realized. In the second embodiment, since the
<第3実施形態>
図6は、第3実施形態に係るヘッドユニット261の断面図である。図6に例示される通り、第3実施形態では、Y-Z平面に平行な基準面Oを境界として液体噴射ヘッド26を第1部分P1と第2部分P2とに便宜的に区分する。第1部分P1と第2部分P2とは、基準面Oを挟んで略面対称の関係にある。基準面Oに対してX方向の正側に位置する第1部分P1の構造は、第1実施形態と同様である。第2部分P2は、第1実施形態の構成からノズルNと圧電素子44とを省略した構造である。
<Third embodiment>
FIG. 6 is a sectional view of a
第3実施形態の流路基板32には、第1部分P1のノズルN毎に循環流路328が形成される。循環流路328は、流路基板32におけるノズル板62との対向面に形成された溝部と当該表面とで包囲された空間である。第1部分P1の連通流路324と第2部分P2の連通流路324とは、循環流路328を介して相互に連通する。
In the
第1部分P1の導入口482に供給されるインクは、図6に破線の矢印で図示される通り、第1部分P1内において、液体貯留室R→供給液室326→供給流路322→圧力室C、という経路を介して連通流路324に供給される。連通流路324に供給されるインクのうちノズルNから噴射されないインクは、循環流路328を介して第2部分P2の連通流路324に供給され、第2部分P2内において、連通流路324→圧力室C→供給流路322→供給液室326→液体貯留室R→導入口482、という経路で当該導入口482から排出される。
The ink supplied to the
図6に例示される通り、第3実施形態の液体噴射装置100は循環機構92を具備する。循環機構92は、液体噴射ヘッド26から排出されるインクを当該液体噴射ヘッド26に環流させる機構である。循環機構92は、液体噴射ヘッド26に供給されるインクを循環させる機構であり、例えば供給流路921と排出流路922と循環ポンプ923とを具備する。
As illustrated in FIG. 6, the
供給流路921は、第1部分P1の導入口482に接続される。排出流路922は、第2部分P2の導入口482に接続される。供給流路921は、第1部分P1の導入口482にインクを供給するための流路であり、排出流路922は、第2部分P2の導入口482からインクを排出するための流路である。循環ポンプ923は、排出流路922から供給されるインクを供給流路921に送出する圧送機構である。すなわち、第2部分P2の導入口482から排出されたインクが排出流路922と循環ポンプ923と供給流路921とを経由して第1部分P1の導入口482に環流される。
The
以上の説明から理解される通り、第3実施形態においては、供給流路921から第1部分P1に供給されるインクのうちノズルNから噴射されないインクが、第2部分P2から排出流路922に排出され、循環ポンプ923により供給流路921に環流される。すなわち、液体噴射ヘッド26の内部のインクが循環する。
As understood from the above description, in the third embodiment, of the ink supplied to the first portion P1 from the
以上に説明した通り、第3実施形態によれば、ヘッドユニット261の内部に発生した熱がインクの循環により放散され易いという利点がある。第3実施形態では特に、駆動回路80の周囲に位置する液体貯留室Rおよび圧力室Cを含む経路によりインクが循環するから、駆動回路80に発生した熱を効率的に放散することが可能である。
As described above, according to the third embodiment, there is an advantage that the heat generated inside the
<変形例>
以上に例示した形態は多様に変形され得る。前述の形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
<Modification>
The form exemplified above can be variously modified. Specific modifications that can be applied to the above-described embodiment will be exemplified below. Two or more aspects arbitrarily selected from the following exemplifications can be appropriately combined within a mutually consistent range.
(1)前述の各形態では、駆動回路80からみてノズルNとは反対側に各個別放熱体90が位置し、当該個別放熱体90からみて駆動回路80とは反対側に共通放熱体265が位置する構成を例示したが、個別放熱体90と共通放熱体265との位置関係は以上の例示に限定されない。例えば、個別放熱体90および共通放熱体265の少なくとも一方が駆動回路80からみてノズルN側に位置してもよい。個別放熱体90および共通放熱体265を実装する位置は、ヘッドユニット261の構成に応じて適宜に変更し得る。
(1) In each of the above-described embodiments, each
(2)前述の各形態では、駆動回路80の長手方向における端部において共通放熱体265と個別放熱体90とが熱的に接続されたが、共通放熱体265と個別放熱体90とが接続される位置は以上の例示に限定されない。例えば、駆動回路80の短手方向(すなわちY方向)における端部において共通放熱体265と個別放熱体90とが熱的に接触してもよい。
(2) In each of the above-described embodiments, the
また、前述の各形態では、駆動回路80のX方向の負側の端部において共通放熱体265と個別放熱体90とが熱的に接続したが、駆動回路80のX方向の正側および負側の端部において共通放熱体265と個別放熱体90とが熱的に接続してもよい。例えば、個別放熱体90がX方向の正側および負側の双方において駆動回路80の端部から延出する構成としてもよい。以上の説明から理解される通り、個別放熱体90と共通放熱体265とが熱的に接続する位置は任意である。
In each of the above-described embodiments, the
(3)前述の各形態では、第1部分91と第2部分92と第3部分93とで個別放熱体90が構成されたが、個別放熱体90の構成は以上の例示に限定されない。例えば第2部分92と第3部分93とを個別放熱体90において省略してもよい。以上の構成では、ヘッドユニット261側の表面から第1部分91の端部に向かって延在する部分を共通放熱体265が含む。当該部分と第1部分91とが接触する。以上の説明から理解される通り、個別放熱体90の形状は、駆動回路80と共通放熱体265とに熱的に接続されれば任意である。また、共通放熱体265の形状も個別放熱体90の形状に応じて適宜に変更しうる。なお、各個別放熱体90の形状が同じであることは必須ではない。
(3) In each of the above-described embodiments, the
(4)前述の各形態では、個別放熱体90が駆動回路80よりもX方向およびY方向の長さが大きい構成を例示したが、個別放熱体90と駆動回路80との大きさの関係は以上の例示に限定されない。例えば、X方向およびY方向の少なくとも一方の長さを個別放熱体90が駆動回路80よりも小さくてもよい。ただし、個別放熱体90が駆動回路80よりもX方向およびY方向の長さが大きい前述の形態によれば、X方向およびY方向の少なくとも一方の長さを個別放熱体90が駆動回路80よりも小さい構成と比較して、駆動回路80の全体にわたり熱が放熱されるので、ヘッドユニット261内の温度ムラがなくなるという利点がある。また、放熱する面積を大きくするという観点からも、個別放熱体90が駆動回路80よりもX方向およびY方向の長さが大きい構成が好適である。
(4) In each of the above-described embodiments, the configuration in which the
(5)前述の各形態において、複数のヘッドユニット261を支持する支持体を液体噴射ヘッド26が具備する構成も採用される。なお、支持体と共通放熱体265とは個別の部材である。支持体は、固定板263に対向する平面部と当該平面部の周縁からZ方向の正側に突出する枠状の側壁部とで構成された箱型の構造体である。支持体は、例えばキャリッジである。固定板263に接合された複数のヘッドユニット261は、側壁部と平面部とにより形成される空間内に位置する。支持体は、固定板263よりも熱伝導率が高く、例えばアルミニウムや銅等の金属により形成される。したがって、ヘッドユニット261の熱を固定板265を介して支持体からも効率的に放熱できる。以上の構成では、支持体を共通放熱体265として利用してもよい。支持体の平面部に各個別放熱体90が熱的に接続される。以上の構成によれば、共通放熱体265を支持体とは別個に設ける必要がないから、液体噴射ヘッド26の小型化が可能である。
(5) In each of the above-described embodiments, a configuration in which the
(6)前述の液体噴射ヘッド26において固定板263を省略してもよい。図7に例示される通り、共通放熱体265に各ヘッドユニット261が接合される。例えばヘッドユニット261のうち収容体48のうち共通放熱体265側の表面と、共通放熱体265とが固定部Dにより固定される。固定部Dは、例えば接着剤やネジ等の締結具である。また、固定部Dを共通放熱体265と一体に形成してもよい。
(6) The fixing
(7)圧力室342内のインクをノズルNから噴射させる駆動素子は、前述の各形態で方針案に例示した圧電素子44に限定されない。例えば、加熱により圧力室342の内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、圧力室342内の液体をノズルNから噴射させる要素として包括的に表現され、動作方式(圧電方式/熱方式)や具体的な構成の如何は不問である。
(7) The driving element for ejecting the ink in the
(8)前述の各形態では、複数のノズルNが媒体12の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置100を例示したが、ヘッドユニット261を搭載した搬送体を往復させるシリアル方式の液体噴射装置100にも本発明を適用することが可能である。
(8) In each of the above-described embodiments, the line type
(9)前述の各形態で例示した液体噴射装置100は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置100の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。
(9) The
100…液体噴射装置、12…媒体、14…液体容器、20…制御ユニット、22…搬送機構、26…液体噴射ヘッド、261…ヘッドユニット、263…固定板、265…共通放熱体、267…壁部、28…筐体、30…流路構造体、32…流路基板、34…圧力室基板、342…圧力室、42…振動板、44…圧電素子、46…第1配線基板、47…第2配線基板、48…収容体、486…第2吸振体、50…液体噴射部、62…ノズル板、64…第1吸振体、641…弾性膜、643…支持板、70…基体部、72…配線、80…駆動回路、90…個別放熱体、R…液体貯留室、N…ノズル。
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記第1ヘッドユニットの駆動回路に熱的に接続された第1個別放熱体と、
前記第2ヘッドユニットの駆動回路に熱的に接続された第2個別放熱体と、
前記第1個別放熱体および前記第2個別放熱体に熱的に接続された共通放熱体と
を具備する液体噴射ヘッド。 A first head unit and a second head unit each including a liquid ejecting unit that ejects liquid from a nozzle, and a driving circuit that drives the liquid ejecting unit;
A first individual radiator thermally connected to a drive circuit of the first head unit;
A second individual heat radiator thermally connected to a drive circuit of the second head unit;
A liquid ejecting head, comprising: a common radiator thermally connected to the first individual radiator and the second individual radiator.
前記共通放熱体は、前記第1個別放熱体および前記第2個別放熱体からみて前記駆動回路とは反対側に位置する
請求項1の液体噴射ヘッド。 The first individual radiator and the second individual radiator are located on a side opposite to the nozzle as viewed from the drive circuit,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the common radiator is located on a side opposite to the drive circuit when viewed from the first individual radiator and the second individual radiator.
前記固定板は、金属で形成される
請求項1または請求項2の液体噴射ヘッド。 A fixing plate to which the first head unit and the second head unit are fixed,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the fixing plate is formed of metal.
請求項3の液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 3, wherein the first head unit and the second head unit are joined to the fixing plate by an adhesive in which metal particles are dispersed.
請求項3または請求項4の液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 3, further comprising a wall formed between the common radiator and the fixing plate, between the first head unit and the second head unit.
請求項5の液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the wall is formed of metal.
請求項5または請求項6の液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 5, wherein a liquid supplied to the liquid ejecting unit liquid passes through the inside of the wall.
前記固定板は、前記支持体に当接する
請求項3または請求項4の液体噴射ヘッド。 A support for supporting the first head unit and the second head unit,
The liquid ejecting head according to claim 3, wherein the fixing plate is in contact with the support.
請求項5の液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the support has a higher thermal conductivity than the fixing plate.
請求項1から請求項4の何れかの液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 4, wherein the common radiator is a support that supports the first head unit and the second head unit.
請求項8から請求項10の何れかの液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 8, wherein the support is made of metal.
前記第1個別放熱体および前記第2個別放熱体は、前記駆動回路の表面に対向し、前記駆動回路の長手方向における端部において前記共通放熱体と熱的に接続する
請求項1から請求項11の何れかの液体噴射ヘッド。 The drive circuit is long in plan view,
The first individual radiator and the second individual radiator face the surface of the drive circuit, and are thermally connected to the common radiator at an end in a longitudinal direction of the drive circuit. 11. The liquid ejecting head according to any one of items 11.
前記ノズルに連通する圧力室が形成された流路構造体と、
前記流路構造体における前記ノズルとは反対側に位置し、前記圧力室の圧力を変化させる駆動素子と、
前記駆動素子からみて前記流路構造体とは反対側に位置し、前記駆動回路と前記駆動素子とを電気的に接続する配線が形成された第1配線基板と、
前記第1配線基板に端部が接合された可撓性の第2配線基板とを含み、
前記駆動回路は、前記第1配線基板における前記流路構造体とは反対側の表面に実装される
請求項1から請求項12の何れかの液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting unit includes:
A flow path structure in which a pressure chamber communicating with the nozzle is formed,
A drive element that is located on the opposite side of the nozzle in the flow path structure and changes the pressure of the pressure chamber,
A first wiring board on which a wiring for electrically connecting the drive circuit and the drive element is formed, which is located on a side opposite to the flow path structure when viewed from the drive element;
A flexible second wiring board having an end joined to the first wiring board;
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the drive circuit is mounted on a surface of the first wiring board opposite to the flow path structure.
請求項13の液体噴射ヘッド。 The liquid jet head according to claim 13, wherein the first individual radiator and the second individual radiator are thermally connected to the second wiring board.
請求項1から請求項14の何れかの液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the liquid supplied to the liquid ejecting unit passes through the inside of the common heat radiator.
前記液体噴射ヘッドを制御する制御部と
を具備する液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、
液体をノズルから噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部を駆動する駆動回路とを含む第1ヘッドユニットおよび第2ヘッドユニットと、
前記第1ヘッドユニットの駆動回路に熱的に接続された第1個別放熱体と、
前記第2ヘッドユニットの駆動回路に熱的に接続された第2個別放熱体と、
前記第1個別放熱体および前記第2個別放熱体に熱的に接続された共通放熱体と
を具備する液体噴射装置。 A liquid jet head,
And a control unit for controlling the liquid ejecting head.
The liquid jet head,
A first head unit and a second head unit each including a liquid ejecting unit that ejects liquid from a nozzle, and a driving circuit that drives the liquid ejecting unit;
A first individual radiator thermally connected to a drive circuit of the first head unit;
A second individual heat radiator thermally connected to a drive circuit of the second head unit;
A liquid ejecting apparatus, comprising: a common radiator thermally connected to the first individual radiator and the second individual radiator.
前記共通放熱体に熱的に接続し、前記液体噴射ヘッドが収容された筐体を具備する
請求項16の液体噴射装置。 The liquid jet head is a line head,
The liquid ejecting apparatus according to claim 16, further comprising a housing thermally connected to the common radiator and accommodating the liquid ejecting head.
前記圧力室を経由して前記ヘッドユニットから排出される液体を当該ヘッドユニットに環流させる循環機構を具備し、
請求項17の液体噴射装置。 The liquid ejecting unit includes a channel structure in which a pressure chamber communicating with the nozzle is formed,
A circulation mechanism that recirculates the liquid discharged from the head unit via the pressure chamber to the head unit,
The liquid ejecting apparatus according to claim 17.
前記循環機構は、前記液体貯留室を経由して前記ヘッドユニットから排出される液体を当該液体噴射ヘッドに環流させる
請求項18の液体噴射装置。 The liquid ejecting head includes a liquid storage chamber that stores liquid supplied to the liquid ejecting unit,
19. The liquid ejecting apparatus according to claim 18, wherein the circulation mechanism circulates the liquid discharged from the head unit via the liquid storage chamber to the liquid ejecting head.
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