JP2021136431A - 冷却装置、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保守作業を容易にする。【解決手段】発熱を生じる複数の素子と熱結合する金属部材５０１と、内部に冷媒が流れる流路５３１が形成された水冷ジャケット５０３と、金属部材５０１と水冷ジャケット５０３との間に配置された熱伝導シート５０２とを備え、熱伝導シート５０２は、粘着性がある粘着面５０２ａと非粘着性の非粘着面５０２ｂとを有し、粘着面５０２ａは、金属部材５０１に粘着され、非粘着面５０２ｂは、押圧されて水冷ジャケット５０３と接触して熱結合しており、熱伝導シート５０２と水冷ジャケット５０３とが分離可能である。【選択図】図１４

Description

本発明は冷却装置、液体を吐出する装置に関する。

例えば、液体を吐出する装置においては、ヘッドを構成する圧電素子などの圧力発生手段、スイッチング回路などの駆動ＩＣ（ドライバＩＣ）、駆動波形を生成し圧電素子を駆動する電力増幅部を含むヘッド駆動基板などの発熱する部品が取り付けられている。

従来、複数のヘッドチップが着脱可能に配置された１枚の支持基板と、スライドして着脱可能な水冷ユニットと、支持基板と水冷ユニットとの間に設けられた熱伝導部材とを有し、押圧手段により、支持基板への水冷ユニットの押圧を解除してから、水冷ユニットをスライドして取り外すことができるようにしたものが知られている（特許文献１）。

特許第４７５８２５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、支持基板と水冷ユニットをスライドすることで取り外し可能としている。そのため、取り外すときに水冷ユニットと熱伝導部材とが擦れ、熱伝導部材の表面の劣化、損傷や、熱伝導部材の剥がれなどが生じ易く、保守部品としての部品の交換時は、作業性が悪いという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、駆動基板の冷却とその保守交換性を向上すること目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る冷却装置は、
発熱を生じる素子と熱結合する金属部材と、
内部に冷媒が流れる流路が形成された冷却部材と、
前記金属部材と前記冷却部材との間に配置されたシート状の熱伝導部材と、を備え、
前記熱伝導部材は、粘着性がある粘着面と非粘着性の非粘着面とを有し、
前記粘着面は、前記金属部材に粘着され、
前記非粘着面は、押圧されて前記冷却部材と接触して熱結合しており、
前記熱伝導部材と前記冷却部材とが分離可能である
構成とした。

本発明によれば、駆動基板の冷却とその保守交換性を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。 吐出ユニットを構成するヘッドユニットの一例をノズル面側から見た平面説明図である。 ヘッドの一例の短手方向（ノズル配列方向と直交する方向）の断面説明図である。 図３のＡ−Ａ線における冷媒流路の平面説明図である。 同ヘッドのインク及び冷媒のポートの説明に供する斜視説明図である。 ヘッドの駆動制御系の説明に供するブロック図である。 駆動基板に実装されたヘッド駆動制御部の説明に供するブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る冷却装置の斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく正面説明図である。 駆動基板の斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 駆動基板を冷却する冷却部材及び冷却部材に対する冷媒循環系の説明に供する説明図である。 水冷ジャケットに対する駆動基板の取付け及び取り外しの説明に供する駆動基板と水冷ジャケットの取付け部の拡大平面説明図である。 駆動素子から水冷ジャケットへの熱伝導の説明に供する駆動素子の内部を含む説明図である。 水冷ジャケットと駆動基板との固定構造の説明に供する側面説明図である。 同じく分解斜視説明図である。 本発明の第２実施形態における駆動基板の斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく水冷ジャケットと駆動基板との固定構造の説明に供する分解斜視説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図１を参照して説明する。図１は同印刷装置の概略説明図である。

印刷装置１は、シート材Ｐを搬入する搬入部１０と、前処理部２０と、印刷部３０と、乾燥部４０と、搬出部５０と、反転機構部６０を備えている。印刷装置１は、搬入部１０から搬入（供給）されるシート材Ｐに対し、前処理手段である前処理部２０で必要に応じて前処理液を付与（塗布）し、印刷部３０で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部４０でシート材Ｐに付着した液体を乾燥させた後、シート材Ｐを搬出部５０に排出する。

搬入部１０は、複数のシート材Ｐを収容する搬入トレイ１１（下段搬入トレイ１１Ａ、上段搬入トレイ１１Ｂ）と、搬入トレイ１１からシート材Ｐを１枚ずつ分離して送り出す給送装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）とを備え、シート材Ｐを前処理部２０に供給する。

前処理部２０は、例えばインクの色材を凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液をシート材Ｐの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布部２１などを備えている。

印刷部３０は、シート材Ｐを周面に担持して回転する担持部材（回転体）であるドラム３１と、ドラム３１に担持されたシート材Ｐに向けて液体を吐出する液体吐出部３２を備えている。

また、印刷部３０は、前処理部２０から送り込まれたシート材Ｐを受け取ってドラム３１との間でシート材Ｐを渡す渡し胴３４と、ドラム３１によって搬送されたシート材Ｐを受け取って乾燥部４０に渡す受け渡し胴３５を備えている。

前処理部２０から印刷部３０へ搬送されてきたシート材Ｐは、渡し胴３４に設けられた把持手段（シートグリッパ）によって先端が把持され、渡し胴３４の回転に伴って搬送される。渡し胴３４により搬送されたシート材Ｐは、ドラム３１との対向位置でドラム３１へ受け渡される。

ドラム３１の表面にも把持手段（シートグリッパ）が設けられており、シート材Ｐの先端が把持手段（シートグリッパ）によって把持される。ドラム３１の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によってドラム３１の所要の吸引穴から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。

そして、渡し胴３４からドラム３１へ受け渡されたシート材Ｐは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸引手段による吸い込み気流によってドラム３１上に吸着担持され、ドラム３１の回転に伴って搬送される。

液体吐出部３２は、液体吐出手段である吐出ユニット３３（３３Ａ〜３３Ｄ）を備えている。例えば、吐出ユニット３３Ａはシアン（Ｃ）の液体を、吐出ユニット３３Ｂはマゼンタ（Ｍ）の液体を、吐出ユニット３３Ｃはイエロー（Ｙ）の液体を、吐出ユニット３３Ｄはブラック（Ｋ）の液体を、それぞれ吐出する。また、その他、白色、金色（銀色）などの特殊な液体の吐出を行う吐出ユニットを使用することもできる。

液体吐出部３２の各吐出ユニット３３は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。ドラム３１に担持されたシート材Ｐが液体吐出部３２との対向領域を通過するときに、吐出ユニット３３から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。

乾燥部４０は、印刷部３０でシート材Ｐ上に付着した液体を乾燥させる。これにより、液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材Ｐ上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Ｐのカールが抑制される。

反転機構部６０は、乾燥部４０を通過したシート材Ｐに対して両面印刷を行うときに、スイッチバック方式で、シート材Ｐを反転する機構であり、反転されたシート材Ｐは印刷部３０の搬送経路６１を通じて渡し胴３４よりも上流側に逆送される。

搬出部５０は、複数のシート材Ｐが積載される搬出トレイ５１を備えている。反転機構部６０から搬送されてくるシート材Ｐは、搬出トレイ５１上に順次積み重ねられて保持される。

次に、吐出ユニットを構成するヘッドユニットの一例について図２を参照して説明する。図２は同ヘッドユニットをノズル面側から見た平面説明図である。

ヘッドユニット３００は、液体を吐出する複数のヘッド１００を千鳥状にヘッド取付け部材３０２に並べて配置したものである。

各ヘッド１００は、液体を吐出する複数のノズル１０４が配列されたノズル列を複数列（ここでは４列を例にしているが、限定されない。）有している。

次に、ヘッド１００の一例について図３ないし図５を参照して説明する。図３は同ヘッドの短手方向（ノズル配列方向と直交する方向）の断面説明図、図４は図３のＡ−Ａ線における冷媒流路の平面説明図、図５は同ヘッドのインク及び冷媒のポートの説明に供する斜視説明図である。

ヘッド１００は、ノズル１０４を形成したノズル板１０１と、ノズル１０４に通じる圧力室１０６などの流路を形成する流路板１０２と、圧力室１０６の壁面を形成する振動板１０３を順次積層している。また、ヘッド１００は、圧力発生手段としての圧電アクチュエータ１１１と、共通流路部材を兼ねる筐体部であるフレーム部材１２０とを有している。

圧電アクチュエータ１１１は、ベース部材１１３上に固定された柱状の複数の圧電素子１１２を有し、圧電素子１１２は振動板１０３に接合されている。また、圧電素子１１２にはフレキシブル配線基板などの配線部材１１５が接続されている。

共通流路部材を兼ねるフレーム部材１２０は、圧力室１０６に吐出する液体（インク）を供給する共通供給流路１１０を形成している。

このフレーム部材１２０に冷媒を流すヘッド１００内の冷媒流路１３０を形成する冷媒流路部材１３１を接合している。冷媒流路部材１３１には、冷媒流路１３０に冷媒を供給する冷媒供給口１３２ａと、冷媒を外部に回収する冷媒回収口１３３ａとを有している。

これにより、ヘッド１００内において、インクの流路である共通供給流路１１０と冷媒流路１３０とが熱結合されている。また、ヘッド１００の筐体部を兼ねるフレーム部材１２０は、冷媒流路１３０の壁面を形成しており、当然に冷媒流路１３０と熱結合されている。

冷媒流路部材１３１にはケース部材１５０及び蓋部材１５１が順次積層されている。

そして、図５に示すように、ケース部材１５０には、共通供給流路１１０にインクを供給するインク供給ポート１２２、１２３と、冷媒流路１３０の冷媒供給口１３２ａに接続した冷媒供給ポート１３２と、冷媒回収口１３３ａに接続した冷媒回収ポート１３３とを有している。

次に、ヘッドの駆動制御系について図６のブロック図を参照して説明する。

駆動基板４００は、駆動波形を生成し、ケーブル４１２を介してヘッド１００にアナログ信号及びデジタル信号の通信を行う。駆動制御基板８００は、各駆動基板４００に対して画像データ等を転送する。

次に、駆動基板に実装されたヘッド駆動制御部について図７のブロック図を参照して説明する。

ヘッド１００の各圧電素子１１２にはアナログスイッチＡＳが接続されている。アナログスイッチＡＳは、ヘッド１００の配線部材１１５上に実装された駆動ＩＣ（ドライバＩＣ）で構成される。

駆動基板４００は、圧電素子１１２に与える駆動波形データを保存した駆動波形保存部９０４を有する。駆動波形データは温度別に複数保存されている。駆動波形保存部９０４から出力される駆動波形データは、Ｄ／Ａ変換器９０５によってアナログの駆動波形に変換される。駆動波形は、電圧増幅部９０６で電圧増幅され、電流増幅部９１２によって電流増幅されて、アナログスイッチＡＳの入力側に与えられる。

電流増幅部９１２は、トランジスタ９０８ａ、９０８ｂで構成されるプッシュプル回路であり、一組のトランジスタ９０８ａ、９０８ｂにより接続された全ての圧電素子１１２のアナログスイッチＡＳに電流増幅した駆動波形を出力する。

アナログスイッチＡＳは、駆動波形から所要の駆動パルス波形を選択するためのものである。アナログスイッチＡＳのオン・オフは、ヘッド制御部９０７からの印刷データによって行われる。印刷データは、個々のノズル１０４から吐出される液体の滴量を指示する吐出量情報に相当するドットデータであり、ノズル列を構成する総ノズル数分のデータ群からなる。

なお、ヘッド１００内にはサーミスタ９０２が実装されており、ヘッド１００の内部温度を検出する。ヘッド制御部９０７は、サーミスタ９０２からの検出温度に応じて駆動波形保存部９０４から出力する駆動波形データを切り替えることにより、温度変化で粘度変化が生じても吐出量が一定になるようにする。また、電流増幅部９１２にもサーミスタ９０３が配置されており、トランジスタ９０８の過熱異常を検知する。

次に、本発明の第１実施形態に係る冷却装置について図８ないし図１０を参照して説明する。図８は同実施形態に係る冷却装置の斜視説明図、図９は同じく平面説明図、図１０は同じく正面説明図である。

冷却装置５００は、本実施形態においては駆動基板４００を冷却する装置であり、駆動基板４００と一体の放熱部材として金属部材５０１と、シート状の熱伝導部材としての熱伝導シート５０２と、冷却部材としての水冷ジャケット５０３とを含む。

ここで、駆動基板４００について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同駆動基板の斜視説明図、図１２は同じく平面説明図である。

駆動基板４００は、プリント配線板（ＰＷＢ）４１０上に発熱を生じる素子であるトランジスタなどの複数の駆動素子４０７が実装されている。

複数の駆動素子４０７は、冷却装置５００を構成する金属部材５０１にねじ４０８で固定され、駆動素子４０７と金属部材５０１とが接触して熱結合している。金属部材５０１は、例えばアルミ材（Ａ６０６３など）で成形されている。

金属部材５０１の駆動素子４０７とは反対側の面には、冷却装置５００を構成する熱伝導シート５０２が粘着されている。

熱伝導シート５０２は、粘着性がある粘着面５０２ａと非粘着性の非粘着面５０２ｂとを有し、粘着面５０２ａは金属部材５０１と常に粘着されている。

熱伝導シート５０２は、熱伝導性のシリコーン等であり、柔軟性があるため、押圧することで接触面との接触熱抵抗を低くすることができる。熱伝導シート５０２の厚みは、熱抵抗に影響を与えるため薄い方が好ましく、例えば０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度にすると良い。熱伝導シート５０２の幅は２０ｍｍ程度、長さは搭載した駆動素子４０７によるが、１５０ｍｍから３００ｍｍである。

駆動素子４０７で生じた熱は金属部材５０１へ伝達し、さらに熱伝導シート５０２まで伝達することができる。

また、熱伝導シート５０２は金属部材５０１に常に粘着されているので、駆動基板４００と一体となって保守部品となる。

熱伝導シート５０２は、一般にサーマル・インターフェイス・マテリアルと称されている。駆動基板４００の金属部材５０１と冷却部材である水冷ジャケット５０３を接触させるとき、表面に反りや凹凸などがあると、接触熱抵抗が増加し効率良く熱を伝導させることができなくなる。そのため、熱伝導シート５０２を挟んで駆動基板４００の金属部材５０１と冷却部材（水冷ジャケット５０３）とを熱結合することにより、熱伝導効率を高める。

なお、駆動素子４０７が表面実装部品の場合は、プリント配線板４１０に直接ハンダ付けされるので、プリント配線板４１０を金属部材（放熱部材）として、プリント配線板４１０と冷却部材の間に熱伝導シート５０２を挟んでも良い。

図８ないし図１０に戻って、水冷ジャケット５０３は、冷却用冷媒（冷媒液）が流れる流路５３１を有している。

流路５３１は、水冷ジャケット５０３の長手方向である駆動基板４００の配列方向に沿う複数の横流路５３１ａと、短手方向において隣り合う横流路５３１ａの端部を交互につなぐ縦流路５３１ｂとを含む。

複数の横流路５３１ａは、間隔を置いて配置される流路部分であり、上下方向にほぼ等間隔で配置している。縦流路５３１ｂは、図８に示すように、ベント部５３５で構成している。ベント部５３５は、チューブやモールド成形した部材で形成している。また、流路５３１の終端には、横流路５３１ａの端部に排出チューブ５３６を接続している。

そして、水冷ジャケット５０３の複数の流路５３１ａに対して、直交する方向に、駆動基板４００に取り付けた金属部材５０１を配置している。すなわち、複数の横流路５３１ａと複数の駆動基板４００の金属部材５０１とが格子状に配置されている。また、駆動素子４０７は、横流路５３１ａと対向又は近い位置に配置している（図１０）。

これにより、金属部材５０１は長尺状であるが、金属部材５０１の上下方向に複数の横流路５３１ａが割り当てられるため、長尺の金属部材５０１の全体を、ほぼ均等に冷却することが可能となる。さらに、複数の駆動素子４０７も、ほぼ均等（温度差が数度以内）に冷却することが可能となる。

また、水冷ジャケット５０３と駆動基板４００の金属部材５０１との固定は、横流路５３１ａと重ならない複数の固定位置（取付け位置）６００（図１０）で行っている。これにより、流路抵抗等への影響が無くなる。

また、各駆動基板４００は共通の取付け構造で取付けることができ、水冷ジャケット５０３の長手方向（駆動基板４００の並び方向）において、任意の固定位置６００を選択して固定することができる。つまり、金属部材５０１を冷却部材に対して固定する位置を選択可能である。

したがって、駆動基板４００の実装数は、例えば奇数番目のみとして、間引き実装することができる。これにより、同一の水冷ジャケット５０３を利用して、例えば、最大解像度の１／２の解像度に対応した数の駆動基板４００を冷却する冷却装置とすることもできる。

なお、駆動基板４００のプリント配線板４１０にはコネクタ４１１が実装されており、ケーブル（ハーネス）４１２を経由して前述したヘッド１００に接続される。

また、複数の駆動基板４００は、箱状のケース４２０内に収納され、ケース４２０の底面部４２１にはケース内４２０に気流を取り込む複数の空気取り入れ穴４２３を設けている。

次に、駆動基板４００を冷却する冷却部材（水冷ジャケット５０３）及び冷却部材に対する冷媒循環系について図１３も参照して説明する。図１３は同説明に供する説明図である。

駆動基板４００の駆動素子４０７の発熱は、金属部材５０１から熱伝導シート５０２を介して冷却部材である水冷ジャケット５０３に熱伝導することで冷却を行う。

水冷ジャケット５０３に対する冷媒循環系５４０は、冷媒タンク５４１に貯留された冷媒をポンプ５４２によってチューブ５４３を介してマニホールド５４４へ供給する。

マニホールド５４４内の冷媒はチューブ５４５ａを介して各ヘッド１００内の冷媒供給ポート１３２に供給され、冷媒流路１３０を通じて、冷媒回収ポート１３３から回収され、チューブ５４５ｂを介して、水冷ジャケット５０３の横流路５３１ａに流れる。

これにより、ヘッド１００内の温度を冷媒の温度に近似させることができ、ヘッド１００内の液体温度（例えばインク温度）などを所定の範囲に保つことができて、吐出特性を安定化することができる。

水冷ジャケット５０３に流れ込む冷媒は、複数の横流路５３１ａ及び縦流路５３１ｂを経由して流れる。なお、ここでは、流路５３１の横流路５３１ａの本数を４本としているが、横流路５３１ａの本数は複数の駆動基板４００の総発熱量、ラジエータ５４６の冷却能力、冷媒の流量などから決定する。

水冷ジャケット５０３には、前述したように、複数の駆動基板４００が取り付けられる。ヘッド１００内と水冷ジャケット５０３内で昇温された冷媒はラジエータ５４６に送られて冷却される。ラジエータ５４６で冷却された冷媒は、冷媒タンク５４１に戻されて循環する。

水冷ジャケット５０３の材質はアルミなどの熱伝導性に優れた素材を使用すると良い。本実施形態では、下部から冷媒が流入し、各流路５３１を経由して上部の排出部から排出する構成としている。

次に、水冷ジャケットに対する駆動基板の取付け及び取り外しについて図１４も参照して説明する。図１４は駆動基板と水冷ジャケットの取付け部の拡大平面説明図である。

前述した図８ないし図１０も参照して、駆動基板４００は、複数の駆動素子４０７と熱結合する金属部材５０１の長手方向が垂直になる向きに配置し、複数の駆動基板４００を水冷ジャケット５０３の長手方向に沿って、水冷ジャケット５０３の垂直面にほぼ均等に配置している。

そして、金属部材５０１に粘着している熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂ側を水冷ジャケット５０３の垂直面と接触させて接続し、金属部材５０１と水冷ジャケット５０３とを熱伝導シート５０２を介して熱結合する。

ここで、駆動基板４００を取り付けるときには、図１４に示す水冷ジャケット５０３のガイド部材５７１に沿わせて図８の矢印Ａ方向にスライドさせて押し込み、固定位置６００でねじ６０１を締め付けて、駆動基板４００を水冷ジャケット５０３に締結固定する。

これにより、熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂは押圧された状態で水冷ジャケット５０３と接触して熱結合している。したがって、熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂと水冷ジャケット５０３とは分離可能な状態にある。

一方、駆動基板４００を取り外すときには、ねじ６０１を緩めて、水冷ジャケット５０３と熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂとを分離して、駆動基板４００を図８の矢印Ｂ方向へスライドさせながら引き抜く。

金属部材５０１は、図１２及び図１４に示すように、熱伝導シート５０２を粘着する部分を凸部５０１ａとして、断面形状で凸形状としている。

これにより、金属部材５０１の熱伝導シート５０２側の２か所の切り欠け部５０１ｂが、駆動基板４００を挿入するときのガイド部材５７１と対向することにより、駆動基板４００を挿入するときの位置合わせを容易にできる。

なお、本実施形態では、駆動基板４００の金属部材５０１を垂直方向に配置しているが、金属部材５０１を水平方向に配置することもできる。この場合には、水冷ジャケット５０３内の流路５３１は縦流路を所要の間隔で配置することが好ましい。

次に、駆動素子から水冷ジャケットへの熱伝導について図１５も参照して説明する。図１５は同説明に供する駆動素子の内部を含む説明図である。

駆動素子４０７の内部には発熱源のチップ４７１があり、チップ４７１は金属プレート４７２（ヒートスプレッダと呼ばれる）に実装され、それらはモールドパッケージで封止される。

ただし、金属プレート４７２が駆動素子４０７の外部に露出しているタイプのパッケージがあり、この構成ではチップ４７１からケースまでの熱抵抗が低いメリットがある。

金属プレート４７２と金属部材５０１との間には、絶縁し、かつ、熱を伝導するための絶縁熱伝導シート４７３が配置されている。絶縁熱伝導シート４７３の厚みは約０．２ｍｍ程度である。

したがって、本実施形態では、チップ４７１で発生した熱は、金属プレート４７２に伝わり、絶縁熱伝導シート４７３を介して、金属部材５０１に伝わる。金属部材５０１の熱は熱伝導シート５０２を介して、水冷ジャケット５０３に伝えることができる。

次に、水冷ジャケットと駆動基板との固定構造について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同固定構造の説明に供する側面説明図、図１７は同じく分解斜視説明図である。

水冷ジャケット５０３の流路５３１を避けた位置を固定位置６００としているので、固定位置６００に相当する位置に締結部材としてのねじ６０１を挿通する貫通穴５３８を設けている。

駆動基板４００の金属部材５０１には、貫通穴５３８と対向する位置にネジ穴５１８を設けている。

駆動基板４００の金属部材５０１には、金属部材５０１とほぼ同じ大きさの熱伝導シート５０２の粘着面５０２ａが粘着されている。

熱伝導シート５０２の水冷ジャケット５０３と接触する非粘着面５０２ｂは、例えば非粘着性を有する熱伝導性アクリル層としている。なお、熱伝導シート５０２には貫通穴５３８と対向する位置にネジ６０１を逃げるための穴５２８を設けている。

水冷ジャケット５０３の貫通穴５３８からネジ６０１を挿入して、金属部材５０１のねじ穴５１８に締め付けることで、熱伝導シート５０２が押圧されて水冷ジャケット５０３に接触し、水冷ジャケット５０３と金属部材５０１が熱伝導シート５０２を介して熱結合する。

これにより、各駆動基板４００の長尺の金属部材５０１の上下方向に複数の流路５３１（５３１ａ）が割り当てられるため、金属部材５０１と熱結合している各駆動素子４０７をほぼ均等に冷却することが可能となる。

このように、熱伝導シート５０２の粘着面５０２ａを駆動素子４０７と熱結合している金属部材５０１に粘着し、熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂを水冷ジャケット５０３に押圧して接触させている。

このとき、熱伝導シート５０２は常に金属部材５０１と粘着され、駆動基板４００と一体化されている。したがって、熱伝導シート５０２の位置合わせや貼り付けを行わずに、駆動基板４００側の金属部材５０１を水冷ジャケット５０３にネジ６０１で固定することができる。

そして、金属部材５０１を水冷ジャケット５０３に固定するとき、熱伝導シート５０２が挟まれることで熱伝導シート５０２に圧力が加わり、熱伝導シート５０２の接触抵抗を低減することができる。これにより、水冷ジャケット５０３へ金属部材５０１の熱を効率的に伝熱することができる。

このように、熱伝導シート５０２の位置合わせを行う必要がなく、駆動基板４００を水冷ジャケット５０３へ容易に実装することができる。

また、熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂが水冷ジャケット５０３と接しているため、ネジ６０１を外すことで、水冷ジャケット５０３と熱伝導シート５０２の非粘着面５０２ｂを容易に分離できる。これにより、各種の水冷チューブなどを取り外すことなく、駆動基板４００の取り外しが容易となる。

また、熱伝導シート５０２の粘着面５０２ａの粘着剤は剥がすことができる特徴を有している。そのため、熱伝導シート５０２が破れる等の破損が生じた場合の交換は、駆動基板４００側に粘着されている熱伝導シート５０２のみを交換すれば良いので、熱伝導シート５０２の交換が容易となる。

さらに、熱伝導シート５０２は水冷ジャケット５０３側でなく、駆動基板４００の金属部材５０１に粘着される構成としている。これにより、熱伝導シート５０２のサイズは金属部材５０１と同等となり、小型サイズによるコスト抑制と、熱伝導シート５０２を貼り易くなる。また、金属部材５０１と同等サイズとすることで、輸送時に熱伝導シート５０２が破損することを防げるため、保守部品としても扱い性に優れる。

次に、本発明の第２実施形態について図１８ないし図２０を参照して説明する。図１８は同実施形態における駆動基板の斜視説明図、図１９は同じく平面説明図、図２０は同じく水冷ジャケットと駆動基板との固定構造の説明に供する分解斜視説明図である。

駆動基板４００は、プリント配線板４１０に駆動素子４０７が実装され、駆動素子４０７はネジ４０８にてアルミなどの金属部材５０１に固定されている。金属部材５０１の駆動素子４０７を実装した面とは反対側の面には、２枚の熱伝導シート５０２を金属部材５０１の長手方向に沿って貼り付けている。

金属部材５０１には凸部５０１ａを設けて、断面形状で駆動素子４０７を実装した面とは反対側に突き出した凸形状として、突き出した第１面５１１と、第１面５１１より低い２つの第２面５１２を設けている。そして、２つの第２面５１２に、長手方向に沿って第２面５１２とほぼ同じ（同じを含む。）大きさの熱伝導シート５０２を貼り付けている。

ここで、金属部材５０１の第１面５１１と第２面５１２との差、すなわち、凸部５０１ａの高さは、熱伝導シート５０２の厚み（公称厚み寸法）の１／２としている。これにより、金属部材５０１と水冷ジャケット５０３とを締結部材（ネジ６０１）で固定すると、熱伝導シート５０２の圧縮率は５０％となる。

ただし、凸部５０１ａの高さは、熱伝導シート５０２の圧縮率が５０％になる高さに限るものではないが、熱伝導シート５０２の接触熱抵抗を低減する上で、圧縮率を２０％以上になる高さにすることが好ましい。

金属部材５０１の第１面５１１には水冷ジャケット５０３を固定している。水冷ジャケット５０３には締結部材としてのねじ６０１を挿通する貫通穴５３８を設け、駆動基板４００の金属部材５０１の第１面５１１に貫通穴５３８と対向する位置にネジ穴５１８を設けている。

そして、水冷ジャケット５０３の貫通穴５３８からネジ６０１を挿入して、金属部材５０１のねじ穴５１８に締め付けることで、金属部材５０１の凸形状に突き出した第１面５１１と水冷ジャケット５０３の面とが金属同士で固定される。

このとき、熱伝導シート５０２が押圧されて水冷ジャケット５０３に接触し、水冷ジャケット５０３と金属部材５０１が熱伝導シート５０２を介して熱結合する。つまり、金属部材５０１の第２面５１２に熱伝導シート５０２が押圧されて配置されている。

このように、金属部材５０１の凸形状の突き出した第１面５１１と水冷ジャケット５０３の面とが金属同士で固定される構造であるので、熱伝導シート５０２の塑性変形に起因するネジ６０１の緩みを抑制できる。

また、金属部材５０１の第１面５１１と水冷ジャケット５０３の面とが接触した状態で固定されることにより、熱伝導シート５０２の押圧後の厚みは金属部材５０１の凸部５０１ａの高さに規定され、熱伝導シート５０２の圧縮率を一定に保つことができる。

熱伝導シート５０２が圧縮されて押圧されることで、厚み方向の接触圧力が高くなり、接触熱抵抗が低減する。つまり、熱伝導シート５０２の熱抵抗は、厚み／（熱伝導率×面積）、で算出することができることから、熱伝導シート５０２の圧縮率を５０％にし、厚み寸法を低減することによって、熱伝導シート５０２の熱抵抗を低減できる。

また、熱伝導シート５０２を金属部材５０１に貼り付けるときに手で押し付けると、その圧力により、熱伝導シート５０２が圧縮され塑性変形する。そのため、熱伝導シート５０２と水冷ジャケットとの接触面に隙間が生じるが、熱伝導シート５０２を圧縮していることで、熱伝導シート５０２と水冷ジャケットとの接触面の隙間をなくすることができる。

なお、金属部材５０１の断面形状は凸形状に限らず、第１面に対して低い第２面が少なくとも１つあればよい。これにより、金属部材の形状を決定する裕度が大きくなる。

また、本実施形態では熱伝導シート５０２を２枚としたが、冷却条件によっては１枚としても良い。

以上のように、金属部材５０１の凸部５０１ａによる凸形状は、熱伝導シート５０２の圧縮率を一定に保ち、金属部材５０１と水冷ジャケット５０３との固定を兼ねるスペーサとしての役割を担っている。

また、金属部材５０１の凸形状は、アルミ押出成形で製造できるので、低コストで製作が可能であり、部品点数の削減が可能である。

なお、上記実施形態では、熱伝導部材の粘着面を金属部材に常に粘着し、非粘着面を冷却部材に押圧して熱結合した例で説明しているが、逆の構成とすることもできる。つまり、熱伝導部材の粘着面を冷却部材に粘着し、非粘着面を金属部材に押圧して熱結合する構成とできる。

この構成でも、熱伝導部材と金属部材とが粘着していないので、金属部材を冷却部材から容易により外すことができ、保守作業性が向上する。

本願において、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。

「ヘッド」には、液体を吐出するエネルギー発生源として、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、「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、車体、建材などであり、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。

なお、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。

１ 印刷装置
１０ 搬入部
２０ 前処理部
３０ 印刷部
３１ ドラム
４０ 乾燥部
５０ 搬出部
６０ 反転機構部
３３ 吐出ユニット
１００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）
４００ 駆動基板
４０７ 素子
５０１ 金属部材
５０２ 熱伝導シート（熱伝導部材）
５０３ 水冷ジャケット（冷却部材）
５１１ 第１面
５１２ 第２面
５３１ 流路
６００ 固定位置

Claims (9)

1. 発熱を生じる素子と熱結合する金属部材と、
   内部に冷媒が流れる流路が形成された冷却部材と、
   前記金属部材と前記冷却部材との間に配置されたシート状の熱伝導部材と、を備え、
   前記熱伝導部材は、粘着性がある粘着面と非粘着性の非粘着面とを有し、
   前記粘着面は、前記金属部材に粘着され、
   前記非粘着面は、押圧されて前記冷却部材と接触して熱結合しており、
   前記熱伝導部材と前記冷却部材とが分離可能である
   ことを特徴とする冷却装置。
2. 発熱を生じる素子と熱結合する金属部材と、
   内部に冷媒が流れる流路が形成された冷却部材と、
   前記金属部材と前記冷却部材との間に配置されたシート状の熱伝導部材と、を備え、
   前記熱伝導部材は、粘着性がある粘着面と非粘着性の非粘着面とを有し、
   前記粘着面は、前記冷却部材に粘着され、
   前記非粘着面は、押圧されて前記金属部材と接触して熱結合しており、
   前記熱伝導部材と前記金属部材とが分離可能である
   ことを特徴とする冷却装置。
3. 発熱を生じる素子と接触する長尺状の金属部材と、
   内部に冷媒が流れる流路が形成された冷却部材と、
   前記金属部材と前記冷却部材との間に配置されたシート状の熱伝導部材と、を備え、
   前記冷却部材の前記流路は、間隔を置いて配置される流路部分を含み、
   前記金属部材の長手方向と前記冷却部材の流路部分とが交差している
   ことを特徴とする冷却装置。
4. 前記金属部材と前記冷却部材とは、前記冷却部材の前記流路と重ならない位置で、前記熱伝導部材を介して固定されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記金属部材を前記冷却部材に対して固定する位置を選択可能である
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の冷却装置。
6. 前記熱伝導部材の大きさは前記金属部材とほぼ同じである
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の冷却装置。
7. 前記金属部材は凸形状である
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の冷却装置。
8. 前記金属部材は、第１面と、前記第１面よりも低い第２面とを有し、
   前記第１面と前記冷却部材とが締結部材で固定されており、
   前記第２面に前記熱伝導部材が押し付けられている
   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冷却装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の冷却装置を備えている
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。

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