JP5120296B2 - 電子部品放熱構造およびその製造方法ならびに液体吐出装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係るインク吐出装置14が用いられたインクジェットプリンタ10の構成を示す平面図である。インクジェットプリンタ10は、図1に示すように、用紙Pに対してインクを吐出することによって、用紙Pの表面に画像を形成するものであり、インクを吐出するインク吐出ヘッド12を有するインク吐出装置14と、インク吐出ヘッド12にインクを供給するインク供給部16と、インク吐出装置14を直線状に往復移動させる走査部18と、インク吐出装置14の走査領域Uへ用紙Pを搬送する用紙搬送部20と、画像形成のための各種の制御を実行する制御部22とを備えている。以下には、先ず、インク供給部16、走査部18、用紙搬送部20および制御部22の構成について簡単に説明し、その後、インク吐出装置14の構成について詳細に説明する。
インク供給部16は、図1に示すように、ブラック(BK)、イエロー(Y)、シアン(C)およびマゼンダ(M)の4色のインクを収容する4つのインクタンク24a〜24dと、インク吐出ヘッド12に供給されるインクの圧力変動を緩和するダンパ装置26と、インクタンク24a〜24dのそれぞれのインクをダンパ装置26へ供給する4つのインクチューブ28a〜28dとを有している。
走査部18は、図1に示すように、インク吐出装置14およびダンパ装置26を保持するキャリッジ30と、キャリッジ30を案内する2つの長尺板状のガイドレール32a,32bと、一方のガイドレール32aの長手方向一方端部に設けられた主動プーリ34aと、当該ガイドレール32aの長手方向他方端部に設けられた従動プーリ34bと、主動プーリ34aと従動プーリ34bとの間に掛け渡された環状の駆動ベルト36と、主動プーリ34aに回転力を付与する駆動モータ38とを有しており、駆動ベルト36に対してキャリッジ30が固定されている。したがって、駆動モータ38によって手動プーリ34aを回転させると、主動プーリ34aの回転に伴って駆動ベルト36が回転され、駆動ベルト36に固定されたキャリッジ30がガイドレール32a,32bに沿って直線状に往復移動される。なお、以下の説明においては、キャリッジ30が移動される方向を「主走査方向X」といい、「主走査方向X」に対して直交する方向を「副走査方向Y」ということにする。
用紙搬送部20は、用紙Pを副走査方向Yへ搬送する用紙搬送路Rと、用紙搬送路Rにおいて走査領域Uよりも上流側に配置された上流側搬送ローラ50aと、用紙搬送路Rにおいて走査領域Uよりも下流側に配置された下流側搬送ローラ50bと、これらの搬送ローラ50a,50bを所定のタイミングで回転駆動する駆動モータ52とを有している。駆動モータ52で搬送ローラ50a,50bを回転させることによって、用紙Pを走査領域Uへ搬送すると、当該用紙Pの上面がキャリッジ30に搭載されたインク吐出ヘッド12の下面(すなわち吐出面)に対向し、当該用紙Pの上面に対する画像形成が可能になる。
制御部22は、走査部18の駆動モータ38、用紙搬送部20の駆動モータ52およびインク吐出ヘッド12のアクチュエータユニット74(図9、図10)等の駆動部品を制御するものであり、各種の演算処理を実行する中央演算装置(CPU)および各種のプログラムまたはデータを記憶する記憶装置(RAM、ROM)を有している。また、図13に示すように、制御部22は、アクチュエータユニット74に関して、制御回路54、低圧電源回路56および高圧電源回路58を有しており、制御回路54から「イネーブル」、「ストローブ」、「データ」および「クロック」等の各種の制御信号が出力され、低圧電源回路56から「低圧系駆動電圧VDD1」および「低圧系接地電圧VSS1」が出力され、高圧電源回路58から「高圧系駆動電圧VDD2」および「高圧系接地電圧VSS2」が出力される。
図4は、インク吐出装置14の構成を示す斜視図であり、図5は、図4におけるV−V線断面図であり、図6は、図4におけるVI−VI線断面図であり、図7は、インク吐出装置14の構成を示す分解斜視図である。
図8は、インク吐出ヘッド12の構成を示す分解斜視図である。インク吐出ヘッド12は、インクタンク24a〜24d(図1)から供給されたブラック(BK)、イエロー(Y)、シアン(C)およびマゼンダ(M)の4色のインクを、制御部22(図13)から与えられた各種の制御信号に基づいて複数のノズル70(図9、図10)から用紙P(図1)の上面へ向けて選択的に吐出するものであり、図8に示すように、流路ユニット72と、アクチュエータユニット74と、フレキシブル配線基板76と、シート状の接合材78と、フレーム80と、フィルタ82とを有している。
図12は、配線基板Gを平面上に展開したときの構成を上側から見た図であり、図13は、配線基板Gの配線構造Gcを示す回路図である。
図13は、配線基板Gの配線構造を示す回路図である。インクジェットプリンタ10においては、図13に示すように、配線基板Gに対して、キャリッジ基板122およびフレキシブルフラットケーブル(FFC)136を介して制御部22が電気的に接続される。これにより、制御部22から出力された各種の制御信号(イネーブル、ストローブ、データ、クロック)、低圧系電源電圧(低圧系駆動電圧VDD1、低圧系接地電圧VSS1)および高圧系電源電圧(高圧系駆動電圧VDD2、高圧系接地電圧VSS2)が配線基板Gに与えられ、これらの信号等に基づいて、ドライバIC114AおよびドライバIC114Bによってアクチュエータ駆動電圧が生成される。なお、図13においては、第2中継基板60bから制御部22までの電気径路を省略しているが、当該電気径路は第1中継基板60aから制御部22までの電気径路と同様に構成されており、キャリッジ基板122およびフレキシブルフラットケーブル(FFC)136は、両電気径路において共用されている。
インク吐出装置14においては、図5に示すように、配線基板Gのフレキシブル配線基板76がアクチュエータユニット74の上面に配置される。そして、フレキシブル配線基板76における副走査方向Yの両端部がアクチュエータユニット74の上面から上方へ引き回され、当該両端部がアクチュエータユニット74の中央部へ向けて略C状となるように折り返され、これにより第1接続部F1dおよび第2接続部F2dがアクチュエータユニット74の上方に配置される。また、第1フレキシブル基板F1における接続配線F1b(図12)が形成された部分と、第2フレキシブル基板F2における接続配線F2b(図12)が形成された部分とが、ドライバIC114A,114Bよりも入力側の領域において略Z状に折り曲げられ、これにより当該部分の平面視長さが短縮されている。
図15は、第1基板保持部材62aの構成を示す斜視図であり、図16は、第1基板保持部材62aの第1の使用状態を示す断面図であり、図17は、第1基板保持部材62aの第2の使用状態を示す断面図である。なお、第2基板保持部材62bは、第1基板保持部材62aと同一構造に構成されるため、第2基板保持部材62bについての説明は省略する。
図18は、ヒートシンク保持部材64の構成を示す斜視図であり、図19は、図18におけるXIX−XIX線断面図であり、図20は、図18におけるXX−XX線断面図である。
図21は、ヒートシンク保持部材64に第2ヒートシンク68を取り付けた状態を示す斜視図であり、図22は、ヒートシンク保持部材64に第2ヒートシンク68および第1ヒートシンク66を取り付けた状態を示す斜視図である。
第1ヒートシンク66および第2ヒートシンク68は、「電子部品」としてのドライバIC114A,114Bで発生した熱を放散させるための「電子部品放熱構造」を構成している。すなわち、「電子部品放熱構造」は、図25(B)に示すように、一方面にドライバIC114A,114Bが配設されている配線基板Gと、ドライバIC114A,114Bにおける配線基板G側とは反対側の面に当接された第1ヒートシンク66と、配線基板Gの一方面に対して平行方向となるドライバIC114A,114Bの側方に配設された第2ヒートシンク68とを備えている。そして、第1ヒートシンク66と第2ヒートシンク68とは、熱伝播が可能なように接合されており、第2ヒートシンク68は、ドライバIC114A,114Bの側方に全周にわたって配設されており、ドライバIC114A,114Bと第2ヒートシンク68との間には、ポッティング剤211が充填されている。さらに、「電子部品放熱構造」においては、配線基板G、第1ヒートシンク66および第2ヒートシンク68の全てがヒートシンク保持部材64によって支持されている。つまり、配線基板Gが、ヒートシンク保持部材64に設けられた第1部品支持部172および第2部品支持部174によって支持されており、第1ヒートシンク66および第2ヒートシンク68が、ヒートシンク保持部材64に設けられたヒートシンク支持部176a〜176cによって支持されている。
図23は、ヒートシンク支持部によって第1ヒートシンク66および第2ヒートシンク68を保持した状態を示す部分拡大斜視図である。図24は、2つのヒートシンクを保持する工程を示す図であり、(A)は、第2ヒートシンク68を保持する工程を示す部分拡大斜視図であり、(B)は、第1ヒートシンク66を保持する工程を示す部分拡大斜視図である。
[電子部品放熱構造の製造方法]
図25は、「電子部品放熱構造」の製造方法を示す工程図である。「電子部品放熱構造」は、上述のように、配線基板Gの一方面に配設されたドライバIC114A,114Bで発生した熱を第1ヒートシンク66および第2ヒートシンク68から効率よく放散させるものであり、以下の工程により製造される。
F2… 第2フレキシブル基板
F1a,F2a… 絶縁シート部
F1b,F2b… 接続配線
F1c,F2c… 中継配線
F1d,F2d… 接続部
G… 配線基板
L… ランド列
Ln… ノズル列
M… 帯状領域
N1〜N4… インク流路
U… 走査領域
10… インクジェットプリンタ
12… インク吐出ヘッド
14… インク吐出装置(液体吐出装置)
22… 制御部
26… ダンパ装置
60a… 第1中継基板
60b… 第2中継基板
62a… 第1基板保持部材
62b… 第2基板保持部材
64… ヒートシンク保持部材
66… 第1ヒートシンク
68… 第2ヒートシンク
70… ノズル
72… 流路ユニット
74… アクチュエータユニット
76… フレキシブル配線基板
98… 圧力室
102… 振動板
104… 圧電層
106… 個別電極
106a… 電極部
106b… ランド(個別電極端子)
112… 絶縁シート部
114A,114B… ドライバIC(電子部品)
116… 接続端子
118a〜118g… 配線
128… ソルダポイント
172… 第1部品支持部
174… 第2部品支持部
176a〜176c… ヒートシンク支持部
190… 第1載置部
190a… 第1載置面
194… 第2載置部
194a… 第2載置面
211… ポッティング剤
213… 凹部
215… ノズル
Claims (9)
- 一方面に電子部品が配設されている配線基板と、
前記配線基板の前記一方面に対して平行方向となる前記電子部品の側方に配設された第2ヒートシンクと、
前記第2ヒートシンクの前記配線基板側とは反対側の面に配置されるとともに、前記電子部品における前記配線基板側とは反対側の面にその一部が当接された第1ヒートシンクと、
前記電子部品を前記配線基板の一部と共に支持する部品支持部を有するとともに、前記第1ヒートシンクおよび前記第2ヒートシンクを支持するヒートシンク支持部を有するヒートシンク保持部材とを備え、
前記ヒートシンク支持部は、前記第1ヒートシンクの前記電子部品側とは反対側の面の一部に係止される先端側保持片と、前記第2ヒートシンクが前記配線基板側へ移動可能なように前記第2ヒートシンクの外周縁または前記第2ヒートシンクに設けられた貫通孔に係止される基端側保持片とを有する、電子部品放熱構造。 - 前記ヒートシンク支持部は、前記第1ヒートシンクを保持していない状態において前記第2ヒートシンクの前記配線基板側とは反対側の面に係止される仮保持片を有し、
前記先端側保持片と前記仮保持片との間隔が、前記第1ヒートシンクの厚さよりも小さくなっている、請求項1に記載の電子部品放熱構造。 - 前記電子部品を前記第1ヒートシンク側に押圧する弾性復元力を生じさせる押圧部材を備える、請求項1または2に記載の電子部品放熱構造。
- 前記第1ヒートシンクと前記第2ヒートシンクとは、熱伝播が可能なように接合されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品放熱構造。
- 前記電子部品と前記第2ヒートシンクとの間にポッティング剤を充填した、請求項1ないし4のいずれかに記載の電子部品放熱構造。
- 前記第2ヒートシンクは、前記電子部品の側方に全周にわたって配設されている、請求項1ないし5のいずれかに記載の電子部品放熱構造。
- 一方面に電子部品が配設されている配線基板と、前記電子部品における前記配線基板側とは反対側の面に当接された第1ヒートシンクと、前記配線基板の前記一方面に対して平行方向となる前記電子部品の側方に配設された第2ヒートシンクとを備える電子部品放熱構造を製造する方法であって、
(a)前記第2ヒートシンクを、その前記配線基板側とは反対側の面が前記電子部品における前記配線基板側とは反対側の面よりも前記配線基板から離間する側に位置するように配置し、
(b)前記第1ヒートシンクを、前記第2ヒートシンクの前記配線基板側とは反対側の面に配置するとともに、前記第1ヒートシンクの一部を、前記電子部品の前記配線基板側とは反対側の領域に配置し、
(c)前記第1ヒートシンクを前記配線基板側へ移動させることによって、前記第2ヒートシンクを前記配線基板側へ移動させるとともに、前記第1ヒートシンクの前記一部を前記電子部品に当接させる、電子部品放熱構造の製造方法。 - 前記(a)工程の後であって前記(b)工程の前に、
(d)前記電子部品と前記第2ヒートシンクとの間にポッティング剤を充填する、請求項7に記載した電子部品放熱構造の製造方法。 - 液体を吐出する複数のノズルと複数の前記ノズルのそれぞれに個別に連通された複数の圧力室とを有する流路ユニットと、
複数の前記圧力室のそれぞれに個別に対応する複数のランドを表面に有し、前記ランドに印加されたアクチュエータ駆動電圧に基づいて当該ランドに対応する前記圧力室内の液体に吐出圧を付与するアクチュエータユニットと、
一方面にドライバICが配設されている配線基板と、
前記配線基板の前記一方面に対して平行方向となる前記ドライバICの側方に配設された第2ヒートシンクと、
前記第2ヒートシンクの前記配線基板側とは反対側の面に配置されるとともに、前記ドライバICにおける前記配線基板側とは反対側の面にその一部が当接された第1ヒートシンクと、
前記電子部品を前記配線基板の一部と共に支持する部品支持部を有するとともに、前記第1ヒートシンクおよび前記第2ヒートシンクを支持するヒートシンク支持部を有するヒートシンク保持部材とを備え、
前記ヒートシンク支持部は、前記第1ヒートシンクの前記電子部品側とは反対側の面の一部に係止される先端側保持片と、前記第2ヒートシンクが前記配線基板側へ移動可能なように前記第2ヒートシンクの外周縁または前記第2ヒートシンクに設けられた貫通孔に係止される基端側保持片とを有する、液体吐出装置。
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