JP2024091098A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動素子を効率的に冷却すること。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、複数の吐出素子を備える吐出素子基板と、吐出素子基板と接続し、吐出素子基板を対向方向から挟み込むように互いに対向して配置された第一配線基板および第二配線基板と、第一配線基板に設けられ、吐出素子を駆動するための第一駆動素子と、第二配線基板に設けられ、吐出素子を駆動するための第二駆動素子と、第一駆動素子を冷却する第一冷却部材と、第二駆動素子を冷却する第二冷却部材と、を有する液体吐出ユニットを備える。そして、対向方向において、第一冷却部材、第一駆動素子、第二駆動素子、第二冷却部材がこの順に配置されている。
【選択図】図２２

Description

本開示は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

ビジネス、商業、または産業等のような業務用の用途で用いられている液体吐出装置において、高速記録が要求されている。高速記録を実現するために、複数の吐出モジュールを搭載し、１パスでの吐出幅を大きくした液体吐出ヘッドが提案されている。そのような液体吐出ヘッドの吐出モジュールには、吐出素子を駆動するための駆動素子が搭載される場合がある。高速記録を実現するためには、駆動素子の発熱が問題となる。特許文献１には、基板に保持されている駆動素子を冷却するためのヒートシンクを駆動素子に当接させて取り付けることで、駆動素子の放熱を行う技術が記載されている。

特開２０１０－１０５３７７号公報

効率的な冷却を実現するためには、駆動素子と冷却部材との熱抵抗を小さくすることが求められ、熱抵抗を小さくするために駆動素子と冷却部材とを確実に密着させることが求められる。一方で、高速記録を実現するために吐出素子の数を増加させると、駆動素子を大きくしたり駆動素子の数を増やしたりすることになる。特許文献１の方法では、駆動素子を大きくしたり駆動素子の数を増やしたりする場合、冷却部材を適切に密着固定できない虞がある。また、駆動素子が搭載される基板として、柔軟でレイアウト自由度の高いフレキシブル配線基板が用いられる場合、冷却部材と駆動素子とを密着固定させるための支持部材などが必要になり、ヘッドサイズの増大を招く虞がある。

本開示は、駆動素子を効率的に冷却することを目的とする。

本開示の一態様に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列し、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するように構成された複数の吐出素子を備える吐出素子基板と、前記吐出素子基板と接続し、前記吐出素子基板を前記配列方向に対して略直交する対向方向から挟み込むように互いに対向して配置された第一配線基板および第二配線基板と、前記第一配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第一駆動素子と、前記第二配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第二駆動素子と、前記第一駆動素子を冷却する第一冷却部材と、前記第二駆動素子を冷却する第二冷却部材と、を有する液体吐出ユニットを備える液体吐出ヘッドであって、前記対向方向において、前記第一冷却部材、前記第一駆動素子、前記第二駆動素子、前記第二冷却部材がこの順に配置されていることを特徴とする。

本開示によれば、駆動素子を効率的に冷却することができる。

液体吐出装置の例を示す模式図である。 液体吐出ヘッドの斜視図である。 液体吐出ヘッドの斜視図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 液体吐出ヘッドの電気接続構成図である。 液体吐出ユニットの斜視図である。 液体吐出ユニットの斜視図である。 液体吐出ユニットの分解斜視図である。 液体吐出ユニットの電極部拡大図である。 支持ユニットの斜視図である。 支持ユニットに組み付けた液体吐出ヘッドを吐出面側から見た平面図である。 図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ断面図である。 図１１におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。 図１１におけるＸＩＶ－ＸＩＶ断面図である。 支持ユニットと液体供給ユニットとの液体部材の接続構成を示す図である。 液体供給ユニットと液体供給部材との流体接続部の断面図である。 支持ユニットの液体部材の接続構成を示す図である。 液体吐出ユニットの液体部材の接続構成を示す図である。 吐出素子基板内の流体接続構成を示す図である。 冷却ユニットの斜視図である。 冷却ユニットの分解図である。 図２０におけるＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ断面図である。 液体吐出装置本体と液体吐出ヘッドとの電気接続部の断面図である。 冷却ユニットの分解図である。 冷却ユニットの断面図である。

以下、図面を用いて本開示の実施の形態の例を説明する。ただし、以下の記載は本開示の範囲を限定するものではない。一例として、本実施形態ではピエゾ素子の駆動により液体を吐出する方式を例に挙げて説明するが、ヒータ素子により発生した気泡により液体を吐出するサーマル方式およびその他の各種液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドも本開示の適用範囲内である。即ち、液体吐出ヘッドは、液体を吐出するためのエネルギーを発生するように構成された、任意のエネルギー発生素子を有するヘッドとすることができる。

本実施形態は、インク等の液体をタンクと液体吐出ヘッド間で循環させる形態のインクジェット記録装置（記録装置）とすることができるが、その他の形態であってもよい。例えばインクを循環せずに、液体吐出ヘッドの上流側と下流側とにそれぞれタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインク流すことで、圧力室内のインクを流動させる形態であってもよい。また、本開示に係る装置は、インクを吐出する記録装置に限らず、任意の液体を吐出する液体吐出装置とすることができる。

＜＜第１実施形態＞＞
図１は、本実施形態の液体吐出装置１０の例を示す模式図である。液体吐出装置１０は、記録媒体２０の所定領域に画像を記録する際に、記録媒体２０の一度の移動により所定領域の画像の記録を完了させる、所謂ワンパスタイプの液体吐出ヘッド１００を備える。液体吐出ヘッド１００は、記録媒体２０の全幅（図１ではＸ方向）に対応する範囲に渡り吐出口が配列されている。記録媒体２０は、搬送部１１によって矢印Ａの方向に搬送され、液体吐出ヘッド１００によって記録が行われる。本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの計４色に対応した液体吐出ヘッド１００である。より詳細には、各色でそれぞれ２つのヘッドを有している。具体的には、シアンヘッド１００Ｃａ、１００Ｃｂ、マゼンタヘッド１００Ｍａ、１００Ｍｂ、イエローヘッド１００Ｙａ、１００Ｙｂ、およびブラックヘッド１００Ｋａ、１００Ｋｂを有している。以下では、この８つのヘッドのうちの１つのヘッドに焦点を当てて説明する。また、説明の簡略化のため、任意の１つのヘッドを、液体吐出ヘッド１００として説明する。尚、本開示の液体吐出ヘッドは、任意の形態のヘッドであってよく、図１に示す例に限られるものではない。

また、本実施形態において、液体が吐出する方向（重力方向）を＋Ｚ方向とし、記録媒体２０の搬送方向の上流側を＋Ｙ方向とし、ヘッドにおいて吐出口が配列している配列方向を＋Ｘ方向として説明する。

図２は、本実施形態の液体吐出ヘッド１００の斜視図である。図３は、図２とは別方向から見た本実施形態の液体吐出ヘッド１００の斜視図である。図４は、本実施形態の液体吐出ヘッド１００の分解斜視図である。図２から図４を用いて液体吐出ヘッド１００の構成を説明する。前述したように、図１に示す８つのヘッドのうちの１つを以下では液体吐出ヘッド１００として説明する。

液体吐出ヘッド１００は、図３に示すように、液体を吐出可能な吐出素子基板２１０が支持部材３１０上に４個千鳥状に配列されるヘッドである。液体吐出ヘッド１００は、基準部材３４０により液体吐出装置の本体に位置決めされる。図２に示すように、液体吐出ヘッド１００の上部には、液体接続部５０１と冷媒接続部６１１とが設けられている。液体接続部５０１は、液体吐出装置本体側の液体供給部１３に接続され、冷媒接続部６１１は、液体吐出装置本体側の冷媒供給部１４と接続される。これにより、インク等の液体と冷媒とが、液体吐出装置本体から液体吐出ヘッド１００内に供給される。

液体吐出ヘッド１００の外装部には、電気基板および電気接続部等を覆い保護するためのカバー部材４２０および電気接続部カバー部材４３０が設けられている。図４に示すように、液体吐出ヘッド１００は、内部に、支持部材３１０を含む支持ユニット３００、電気配線基板４００、および電気配線基板４００を保持する電気配線基板支持部材４１０を有している。また、液体吐出ヘッド１００は、支持ユニット３００を介して液体吐出ユニット２００に液体を供給する液体供給ユニット５００、および、駆動回路を冷却するための冷却ユニット６００を有している。液体吐出ヘッド１００は、液体吐出ユニット２００を複数備えており、具体的には４個の液体吐出ユニット２００を備えている。以下、液体吐出ヘッド１００の各部位の構成を詳細に説明する。

図５は、本実施形態の液体吐出ヘッド１００の電気接続構成図である。液体吐出装置本体と吐出素子基板２１０とは、フレキシブル配線基板２５０および電気配線基板４００を介して電気的に接続される。電気配線基板４００は、電気接続端子４０２によって液体吐出装置本体側の制御部（不図示）と電気的に接続される。電気接続端子４０２を介して、吐出駆動信号及び吐出に必要な電力が電気配線基板４００に供給される。電気配線基板４００とフレキシブル配線基板２５０とは、電気接続部４０１によって電気的に接続される。電気配線基板４００内の電気回路によって配線を集約することで、電気接続端子４０２の端子数を吐出素子基板２１０の端子数に比べて少なくできる。これにより、液体吐出装置に対して液体吐出ヘッド１００を組み付けるとき、又は、液体吐出ヘッド１００を交換するときに、取り外しが必要な電気接続部数が少なくて済む。フレキシブル配線基板２５０には、吐出素子基板２１０の吐出素子を駆動するための駆動回路基板２５１が設けられている。駆動回路基板２５１には、吐出素子を駆動するための駆動素子が備えられている。電気配線基板４００に供給された吐出駆動信号は、駆動回路基板２５１に入力される。駆動回路基板２５１では、吐出駆動信号に従って各記録素子を駆動する駆動制御が行われる。図５に示すように、本実施形態では１つの液体吐出ユニット２００に対して第一フレキシブル配線基板２５０ａと第二フレキシブル配線基板２５０ｂとの２つのフレキシブル配線基板２５０が備えられている。尚、以下では、個別のフレキシブル配線基板を説明する場合、第一フレキシブル配線基板２５０ａまたは第二フレキシブル配線基板２５０ｂと称し、両者に共通する事項を説明する場合、単に、フレキシブル配線基板２５０として説明することとする。また、第一フレキシブル配線基板２５０ａに設けられている駆動回路基板２５１のことを、第一駆動素子を備える第一駆動回路基板２５１ａと称する。第二フレキシブル配線基板２５０ｂに設けられている駆動回路基板２５１のことを、第二駆動素子を備える第二駆動回路基板２５１ｂと称する。尚、以下では、個別の駆動回路基板を説明する場合、第一駆動回路基板２５１ａまたは第二駆動回路基板２５１ｂと称して説明し、両者に共通する事項を説明する場合、単に、駆動回路基板２５１として説明することとする。

図６は、液体吐出ユニット２００の斜視図である。図７は、液体吐出ユニット２００の斜視図である。図８は、液体吐出ユニット２００の分解斜視図である。図９は、液体吐出ユニット２００の電極部拡大図である。以下、図６から図９を用いて液体吐出ユニット２００の構成を説明する。

液体吐出ユニット２００は、図６から図８に示すように、液体を吐出する吐出素子基板２１０、吐出素子基板２１０に液体を供給する吐出素子基板流路部材２２０、および吐出素子基板流路部材２２０に液体を供給する流路部材２４０を有する。また、吐出素子基板２１０と電気的に接続するフレキシブル配線基板２５０、および、吐出素子基板２１０の吐出面側に接合される吐出素子基板支持部材２３０を有する。

図９に示すように、吐出素子基板２１０の両端部にある薄板部２１１に、電極部２１２が設けられている。図９は、吐出素子基板２１０の一方の端部の拡大図である。尚、この端部とは、吐出素子基板２１０において吐出素子（または吐出口）が配列されている配列方向と交差する方向における端部のことである。図９に示すように、電極部２１２と、フレキシブル配線基板２５０の第一電気接続部２５２との電極同士を接触させることで、吐出素子基板２１０とフレキシブル配線基板２５０とが電気的に接続される。この電気接続部への液体浸入を抑制し、かつ吐出素子基板２１０の薄板部２１１を補強するため、図６から図８に示すように、薄板部２１１の吐出面側に吐出素子基板支持部材２３０が接合される。フレキシブル配線基板２５０には、吐出素子基板２１０の吐出素子を駆動するための駆動回路基板２５１が設けられている（図５参照）。図７および図８に示すように、第一フレキシブル配線基板２５０ａおよび第二フレキシブル配線基板２５０ｂは、吐出素子基板２１０を、吐出素子が配列されている配列方向に対して略直交する対向方向から挟み込むように互いに対向して配置される。

図１０は、液体吐出ユニット２００を支持する支持ユニット３００の斜視図である。支持ユニット３００は、液体吐出ユニット２００が接合される支持部材３１０、および、液体吐出ユニット２００の周囲を囲む枠体部材３２０を有する。また、支持部材３１０を介して各液体吐出ユニット２００（本実施形態では４つの液体吐出ユニット２００）に液体を供給する流路が形成された液体供給部材３３０を有する。また、液体吐出装置本体との位置決め機能を有する基準部材３４０、および、基準部材３４０を支持部材３１０に固定するための基準固定部材３５０を有する。支持部材３１０、枠体部材３２０、および液体供給部材３３０は、例えばインク加熱温調時または環境変動等による熱膨張影響を考慮し、同一部材を選定することが好ましい。あるいは、支持部材３１０、枠体部材３２０、および液体供給部材３３０は、異種材を用いる場合には、可能な限り線膨張係数が近い部材を選定することが好ましい。これにより、熱膨張時の支持ユニット全体の変形とそれに伴う吐出素子基板２１０の位置精度の悪化とを抑制することが可能となる。

図１１は、液体吐出ユニット２００を支持ユニット３００に組み付けた液体吐出ヘッドを吐出面側から見た平面図である。図１２は、図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ断面図である。図１３は、図１１におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。図１４は、図１１におけるＸＩＶ－ＸＩＶ断面図である。尚、図１３は、液体吐出ユニット２００を支持ユニット３００に組み付け、さらに、各部材を組付けた状態の図１１におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。図１２から図１４に示すように、流路部材２４０および液体供給部材３３０は、支持部材３１０に接合され、各液体流路が流体接続する。吐出素子基板支持部材２３０の周囲は、液体浸入を抑制するために、枠体部材３２０との間が周囲封止部材３６０によって封止されている。吐出素子基板支持部材２３０の裏面（吐出口面とは反対側の面）は、補強のための裏面封止部材３７０によって封止されていてもよい。図１１に示すように、支持部材３１０には、基準固定部材３５０を挿入するための穴が３箇所開いている。これらの穴に対し基準固定部材３５０を固定し、この基準固定部材３５０に対し、基準部材３４０を固定するように構成されている。基準固定部材３５０は、支持部材３１０と一体部品であってもよい。

図１５は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１００の支持ユニット３００と液体供給ユニット５００との液体部材の接続構成を示す図である。図１５（ａ）は、上面から見た斜視図である。図１５（ｂ）は、底面から見た斜視図である。液体供給ユニット５００は、液体接続部５０１を有しており、液体吐出装置本体の液体供給部１３（図２）と接続される。これにより液体が液体吐出装置本体の供給系から液体吐出ヘッド１００に供給され、また液体吐出ヘッド１００内を通った液体が液体吐出装置本体の供給系へ回収されるように構成されている。このように、液体は、液体吐出装置本体の経路と液体吐出ヘッド１００の経路とを介して循環可能である。液体供給ユニット５００の内部には、供給されるインク中の異物を取り除くため、液体接続部５０１の各開口と連通するフィルタ（不図示）が設けられている。

図１６は、液体供給ユニット５００と液体供給部材３３０との流体接続部の断面図である。図１６は、図１５におけるＸＶＩ－ＸＶＩ断面図である。液体接続部５０１より液体吐出装置本体側から流入した液体は、連通口５０２を通過し液体供給部材３３０へ供給される。液体供給ユニット５００と液体供給部材３３０との間は弾性部材５０３によりシールされている。

図１７は支持ユニット３００の液体流路の接続構成を示す図である。図１８は、液体吐出ユニット２００の液体流路の接続構成を示す図である。液体供給ユニット５００と、支持ユニット３００内の液体供給部材３３０とは、第１連通口３３１により流体接続される。液体供給部材３３０内には、各液体吐出ユニット２００に液体を分配するための流路が形成されている。本例では、１つの液体供給部材３３０内には、４つの液体吐出ユニット２００に液体を分配するための流路が形成されている。液体供給部材３３０と支持部材３１０とは、第２連通口３１１により流体接続される。支持部材３１０と各液体吐出ユニット２００とは、図１８に示すように、流路部材２４０の第３連通口２４１により流体接続される。流路部材２４０内には液体流路２４２が形成されている。流路部材２４０は、第４連通口２２１を介して吐出素子基板流路部材２２０と流体接続される。図１９は、吐出素子基板２１０内の流体接続構成を示す図である。各第４連通口２２１より流入した液体は、共通流路２２２を通過し吐出素子基板２１０に供給され、吐出素子である圧電素子２１４により吐出口２１３より吐出される。

図２０は、駆動回路基板２５１を冷却するための冷却ユニット６００の斜視図である。図２１は、冷却ユニット６００の分解図である。図２２は、図２０におけるＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ断面図である。前述したように、駆動回路基板２５１は、フレキシブル配線基板２５０に配されている（図５参照）。図２０は、冷却ユニット６００によって駆動回路基板２５１が覆われた状態の図である。図２０に示すように、冷却ユニット６００は、冷媒接続部６１１を有している。冷媒接続部６１１は、液体吐出装置本体の冷媒供給部１４（図２）と接続される。これにより冷媒が液体吐出装置本体の冷媒供給系から冷却ユニット６００に供給され、また冷却ユニット６００内を通った冷媒が液体吐出装置本体の冷媒供給系へ回収されるようになっている。このように、冷媒は、液体吐出装置本体の経路と冷却ユニット６００の経路とを介して循環可能である。冷媒接続部６１１より流入した冷媒は、図２１に示すように、第一冷媒供給部材６１０と第二冷媒供給部材６２０との間で形成される冷媒流路により分岐する。第二冷媒供給部材６２０と冷却部材６３０とは、シール部材６７０を介して流体接続している。第二冷媒供給部材６２０内で分岐した冷媒は、冷却部材６３０と蓋部材６４０との間で形成される冷媒流路６３１内で循環し、再び第二冷媒供給部材６２０内へ流入する。そして、再び第二冷媒供給部材６２０内へ流入した冷媒は、第一冷媒供給部材６１０と第二冷媒供給部材６２０との間で形成される冷媒流路により合流し、冷媒接続部６１１より流出する。第二冷媒供給部材６２０と、冷却部材６３０とは、第一固定部材６８０で固定される。冷却部材６３０と蓋部材６４０とは、第二固定部材６９０で固定される。

本実施形態の冷却ユニット６００は、冷却部材６３０と蓋部材６４０との組を４セット有している。第二冷媒供給部材６２０は、Ｙ方向において２つの冷却系に分離されている。各冷却系には、冷却部材６３０と蓋部材６４０との組が２セット備えられる。この２セットは、Ｙ方向において互いに対向するように設けられる。また、この２セットのＹ方向における間には、冷却部材６３０に当接する熱伝導部材６５０が設けられている。

本実施形態の冷却ユニット６００においては、４つの冷却部材６３０が設けられている。図２０および図２１において、紙面左手前に分岐されている第二冷媒供給部材６２０から冷媒が供給される冷却部材６３０を、紙面左手前側から、第一冷却部材６３０ａ、第二冷却部材６３０ｂとする。尚、以下では、個別の冷却部材を説明する場合、第一冷却部材６３０ａおよび第二冷却部材６３０ｂと称し、両者に共通する事項を説明する場合、単に、冷却部材６３０として説明することとする。また、第一冷却部材６３０ａに当接する熱伝導部材６５０を、第一熱伝導部材６５０ａと称する。第一冷却部材６３０ａに対向する第二冷却部材６３０ｂに当接する熱伝導部材６５０を第二熱伝導部材６５０ｂと称する。このように、第一冷却部材６３０ａと第二冷却部材６３０ｂとは、互いに対向して配置されている。図２１に示すように、冷却ユニット６００において、第一熱伝導部材６５０ａと第二熱伝導部材６５０ｂとの間には、弾性部材６６０が配される。尚、図２０に示すように、熱伝導部材６５０と弾性部材６６０との間には、駆動回路基板２５１が配されたフレキシブル配線基板２５０が備えられることになり、熱伝導部材６５０は、駆動回路基板２５１に当接することになる（図２０、図２２参照）。また、第一冷却部材６３０ａと第二冷却部材６３０ｂとは、それぞれ第一固定部材６８０によって第二冷媒供給部材６２０に押圧して固定されている。

このように冷却部材６３０を、熱伝導部材６５０を間に挟んで駆動回路基板２５１と当接させることにより、駆動回路基板２５１の動作時に発生した熱を冷却部材６３０内の冷媒に伝える構成となっている。冷却部材６３０は、駆動回路基板２５１で発生した熱を伝えやすくするため、例えばアルミなど、可能な限り熱伝導率の高い部材を選定することが好ましい。２枚のフレキシブル配線基板２５０の間には、弾性部材６６０が設けられており、これにより熱伝導部材６５０を確実に駆動回路基板２５１に密着させることが可能となる。

図２０に示すように、一つの吐出素子基板２１０から、それぞれが駆動回路基板２５１を有する２つのフレキシブル配線基板２５０が－Ｚ方向に延在して配される。２つのフレキシブル配線基板２５０は、吐出口２１３が形成されている吐出口列方向と交差する方向において対向するように設けられている。より詳細には、２つのフレキシブル配線基板２５０は、駆動回路基板２５１が互いに外側を向くように設けられている。フレキシブル配線基板２５０において駆動回路基板２５１が配されている側（外側）に熱伝導部材６５０が当接し、駆動回路基板２５１が配されている側と反対側（内側）には弾性部材６６０が当接する。そして、熱伝導部材６５０の外側から熱伝導部材６５０を挟み込むように冷却部材６３０が当接する。即ち、図２２に示すように、２つのフレキシブル配線基板２５０が対向する対向方向において、第一冷却部材６３０ａと、第一駆動回路基板２５１ａと、弾性部材６６０と、第二駆動回路基板２５１ｂと、第二冷却部材６３０ｂとが、この順に配置される。これにより駆動回路基板２５１を効率的に冷却することができる。図２０に示すように、本実施形態では、一つの冷却部材６３０は、複数の吐出素子基板２１０の駆動回路基板２５１を冷却するように構成されている。

熱伝導部材６５０には駆動回路基板２５１から冷却部材６３０へ熱を伝える役割がある。このため、熱伝導部材６５０の熱抵抗は小さい方が好ましく、そのため、熱伝導部材６５０の厚みも薄い方が好ましい。また冷却部材６３０と駆動回路基板２５１とを密着させるため、熱伝導部材６５０は弾性を有することが好ましい。熱伝導部材６５０の厚みは８ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態においてはアクリル系樹脂をベースにフィラーを分散させた放熱シートを熱伝導部材６５０として配置し、熱伝導率２［Ｗ／ｍＫ］、厚み１ｍｍとする。

駆動回路基板２５１に傾き等があっても冷却部材６３０へ確実に押し付けるため、弾性部材６６０の厚みは、少なくとも熱伝導部材６５０よりも大きいことが好ましい。詳細には、弾性部材６６０の弾性率（圧縮強さ）は、０．０１［Ｎ／ｃｍ２］以上であり、かつ、１．０［Ｎ／ｃｍ２］以下程度が好ましい。

本実施形態において弾性部材６６０は、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）をベースとする発泡部材から構成され、厚み５ｍｍ、圧縮強さ０．１８［Ｎ／ｃｍ２］程度のものを用いるものとする。

尚、弾性部材６６０の材質は、前述のＥＰＤＭに限ることなく、例えば塩素化ブチルゴムもしくはウレタンゴムなどのゴム、または、シリコーンもしくはエラストマーなどをベースとした部材であってもよい。

また熱伝導部材６５０も、前述したような熱伝導シートに限られることはない。シート状の部材ではなく、ペースト状の熱伝導グリスであってもよい。また、上述したように熱伝導部材６５０が設けられていることが好ましいが、熱伝導部材６５０が設けられていない構成としてもよい。

本実施形態における駆動回路基板２５１の発熱は、１７Ｗ程度である。１つの液体吐出ヘッド１００に対して４つの吐出素子基板２１０が搭載される（尚、図１に示すように、液体吐出装置１０には、８つの液体吐出ヘッド１００が搭載される）。１つの吐出素子基板２１０から２つのフレキシブル配線基板２５０が電気配線基板４００に接続され、各フレキシブル配線基板２５０に駆動回路基板２５１が搭載されている。このため本実施形態の液体吐出ヘッド１００には、駆動回路基板２５１は合計８個搭載される。冷却ユニット６００の冷媒がヘッドに投入される際の冷媒の温度は３０℃であり、流量は駆動回路基板２５１に対し１つあたり８ｃｃ／ｍｉｎ以上、かつ、３０ｃｃ／ｍｉｎ以下程度とすることができる。すなわち、液体吐出ヘッド１００全体において冷媒接続部６１１を通して流れる冷媒の流量を、６４ｃｃ／ｍｉｎ以上、かつ、２４０ｃｃ／ｍｉｎ以下程度に制御する。これにより、駆動回路基板２５１の温度は８０℃以下、より好ましくは６０℃以下に維持される。

図２３は、液体吐出装置本体と液体吐出ヘッド１００との電気接続部の断面図を示す図である。液体吐出ヘッド１００内の電気配線基板４００には電気接続端子４０２が備えられている。電気接続端子４０２が液体吐出装置電気配線部１２と接続することで、液体吐出装置１０と液体吐出ヘッド１００とが電気的に接続する。電気接続端子４０２の周囲は開閉可能な電気接続部カバー部材４３０で覆われた構成となっている。

以上説明したように、本実施形態によれば、駆動素子を有する駆動回路基板２５１を効率的に冷却することができる。即ち、本実施形態では、駆動回路基板２５１のサイズが大きくなる場合においても、液体吐出ヘッド１００のサイズを増加させることなく、冷却部材６３０を確実に駆動回路基板２５１に当接させ、駆動回路基板２５１を効率的に冷却することができる。また、本実施形態では、対向する冷却部材６３０が、駆動回路基板２５１を挟み込むように押圧して固定されている。このため、駆動回路基板２５１を支持する支持部材を別途設けることなく、駆動回路基板２５１と冷却部材６３０との熱的接触を確保することができる。

＜＜第２実施形態＞＞
第１実施形態では、冷却ユニット６００において、第一熱伝導部材６５０ａと第二熱伝導部材６５０ｂとの間には、弾性部材６６０が配される例を説明した。本実施形態では、弾性部材６６０が配されない形態を説明する。基本的な構成は、第１実施形態で説明した例と同様であるため、相違点を中心に説明する。

本実施形態では、弾性部材６６０を設けない状態で、熱伝導部材６５０を介して冷却部材６３０を駆動回路基板２５１に密着させる例を説明する。本実施形態は、第１実施形態で説明した液体吐出ヘッド１００と同じサイズのヘッドを用いるものとする。このため、
本実施形態では、第１実施形態よりも冷却部材６３０の厚さ（Ｙ方向の幅）が大きく構成されている。つまり、第１実施形態において弾性部材６６０が配されていた空間を埋めるべく、冷却部材６３０の厚さが大きく構成されている。また、弾性部材６６０が配されていないため、本実施形態では、対向するフレキシブル配線基板２５０同士が当接している。

図２４は、冷却ユニット６００の分解図である。図２４は、第１実施形態の図２１に相当する図である。図２５は、冷却ユニット６００の断面図である。図２５は、第１実施形態の図２２に相当する図であり、第１実施形態における図２０のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ断面図に相当する図である。本実施形態においては、図２５に示すように、対向するフレキシブル配線基板２５０同士は当接している。また、対向する２つの冷却部材６３０が、駆動回路基板２５１を挟み込む構造で第二冷媒供給部材６２０に固定される。図２５に示すように、対向する冷却部材６３０は、互いに駆動回路基板２５１を押しつけ合う形で第二冷媒供給部材６２０に固定される。このような構成においても、駆動回路基板２５１を支持する支持部材を別途設けることなく、駆動回路基板２５１と冷却部材６３０との熱的接触を確保することができる。

＜＜その他の実施形態＞＞
上述した実施形態では、１つの冷却部材６３０において、異なる液体吐出ユニット２００の駆動回路基板２５１を冷却する例を説明した。即ち、対向する２つの冷却部材によって、２つの液体吐出ユニット２００の駆動回路基板２５１が冷却される例を説明した。しかしながら、この例に限られるものではない。１つの冷却部材６３０が、１つの液体吐出ユニット２００の駆動回路基板２５１を冷却するように構成されていてもよい。また、１つの冷却部材６３０が、３つ以上の液体吐出ユニット２００の駆動回路基板２５１を冷却するように構成されていてもよい。

また、上述した例では、レイアウト自由度の高いフレキシブル配線基板を用いる例を説明したが、フレキシブル配線基板を用いない形態としてもよい。この場合であっても、駆動回路基板２５１に冷却部材６３０を用いて駆動素子を冷却できればよい。

本実施形態の開示は、以下の液体吐出ヘッド例および液体吐出装置例に代表される構成を含むものである。

＜構成１＞
液体を吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列し、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するように構成された複数の吐出素子を備える吐出素子基板と、
前記吐出素子基板と接続し、前記吐出素子基板を前記配列方向に対して略直交する対向方向から挟み込むように互いに対向して配置された第一配線基板および第二配線基板と、
前記第一配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第一駆動素子と、
前記第二配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第二駆動素子と、
前記第一駆動素子を冷却する第一冷却部材と、
前記第二駆動素子を冷却する第二冷却部材と、
を有する液体吐出ユニットを備える液体吐出ヘッドであって、
前記対向方向において、前記第一冷却部材、前記第一駆動素子、前記第二駆動素子、前記第二冷却部材がこの順に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。

＜構成２＞
前記第一冷却部材が前記第一駆動素子を前記対向方向に押圧し、かつ、前記第二冷却部材が前記第二駆動素子を前記対向方向に押圧するように固定されている構成１に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成３＞
前記第一冷却部材および前記第二冷却部材にそれぞれ冷媒を供給するように構成された冷媒供給部材を更に有し、前記第一冷却部材および前記第二冷却部材は前記冷媒供給部材に固定されている構成１または２に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成４＞
前記対向方向において、前記第一駆動素子および前記第二駆動素子の間に弾性部材が配置されている構成１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成５＞
前記対向方向において、前記第一冷却部材と前記第一駆動素子との間に、第一熱伝導部材が設けられ、かつ、前記第二冷却部材と前記第二駆動素子との間に、第二熱伝導部材が設けられている構成１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成６＞
前記対向方向において、前記第一駆動素子および前記第二駆動素子の間に弾性部材が配置されている構成５に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成７＞
前記対向方向における、前記弾性部材の厚さは、前記第一熱伝導部材及び前記第二熱伝導部材の厚さよりも厚い構成６に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成８＞
前記液体吐出ユニットを複数備える構成１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成９＞
前記第一冷却部材は、２つ以上の前記液体吐出ユニットの前記第一駆動素子に接している構成８に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１０＞
前記第二冷却部材は、２つ以上の前記液体吐出ユニットの前記第二駆動素子に接している構成８または９に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１１＞
複数の前記液体吐出ユニットが、千鳥状に配列されている構成８乃至１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１２＞
前記第一冷却部材および前記第二冷却部材は、前記千鳥状に配列されている複数の前記液体吐出ユニットのうち、一方の列における複数の前記液体吐出ユニットを冷却する構成１１に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１３＞
前記第一冷却部材および前記第二冷却部材は、前記液体吐出ヘッドが搭載される液体吐出装置から供給される冷媒により、前記第一駆動素子および前記第二駆動素子を冷却する構成１乃至１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

＜構成１４＞
液体を吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列し、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するように構成された複数の吐出素子を備える吐出素子基板と、
前記吐出素子基板と接続し、前記吐出素子基板を前記配列方向に対して略直交する対向方向から挟み込むように互いに対向して配置された第一配線基板および第二配線基板と、
前記第一配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第一駆動素子と、
前記第二配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第二駆動素子と、
前記第一駆動素子を冷却する第一冷却部材と、
前記第二駆動素子を冷却する第二冷却部材と、
を有する液体吐出ユニットを備える液体吐出ヘッドであって、
前記対向方向において、前記第一冷却部材、前記第一駆動素子、前記第二駆動素子、前記第二冷却部材がこの順に配置されている液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部と、
前記液体吐出ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給部と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。

１００ 液体吐出ヘッド
２００ 液体吐出ユニット
２１０ 吐出素子基板
２１３ 吐出口
２１４ 圧電素子
２５０ａ 第一フレキシブル配線基板
２５０ｂ 第二フレキシブル配線基板
２５１ａ 第一駆動回路基板
２５１ｂ 第二駆動回路基板
６３０ａ 第一冷却部材
６３０ｂ 第二冷却部材

Claims (14)

1. 液体を吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列し、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するように構成された複数の吐出素子を備える吐出素子基板と、
   前記吐出素子基板と接続し、前記吐出素子基板を前記配列方向に対して略直交する対向方向から挟み込むように互いに対向して配置された第一配線基板および第二配線基板と、
   前記第一配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第一駆動素子と、
   前記第二配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第二駆動素子と、
   前記第一駆動素子を冷却する第一冷却部材と、
   前記第二駆動素子を冷却する第二冷却部材と、
   を有する液体吐出ユニットを備える液体吐出ヘッドであって、
   前記対向方向において、前記第一冷却部材、前記第一駆動素子、前記第二駆動素子、前記第二冷却部材がこの順に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第一冷却部材が前記第一駆動素子を前記対向方向に押圧し、かつ、前記第二冷却部材が前記第二駆動素子を前記対向方向に押圧するように固定されている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第一冷却部材および前記第二冷却部材にそれぞれ冷媒を供給するように構成された冷媒供給部材を更に有し、前記第一冷却部材および前記第二冷却部材は前記冷媒供給部材に固定されている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記対向方向において、前記第一駆動素子および前記第二駆動素子の間に弾性部材が配置されている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記対向方向において、前記第一冷却部材と前記第一駆動素子との間に、第一熱伝導部材が設けられ、かつ、前記第二冷却部材と前記第二駆動素子との間に、第二熱伝導部材が設けられている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記対向方向において、前記第一駆動素子および前記第二駆動素子の間に弾性部材が配置されている請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記対向方向における、前記弾性部材の厚さは、前記第一熱伝導部材及び前記第二熱伝導部材の厚さよりも厚い請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記液体吐出ユニットを複数備える請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第一冷却部材は、２つ以上の前記液体吐出ユニットの前記第一駆動素子に接している請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第二冷却部材は、２つ以上の前記液体吐出ユニットの前記第二駆動素子に接している請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
11. 複数の前記液体吐出ユニットが、千鳥状に配列されている請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記第一冷却部材および前記第二冷却部材は、前記千鳥状に配列されている複数の前記液体吐出ユニットのうち、一方の列における複数の前記液体吐出ユニットを冷却する請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記第一冷却部材および前記第二冷却部材は、前記液体吐出ヘッドが搭載される液体吐出装置から供給される冷媒により、前記第一駆動素子および前記第二駆動素子を冷却する請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
14. 液体を吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列し、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するように構成された複数の吐出素子を備える吐出素子基板と、
    前記吐出素子基板と接続し、前記吐出素子基板を前記配列方向に対して略直交する対向方向から挟み込むように互いに対向して配置された第一配線基板および第二配線基板と、
    前記第一配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第一駆動素子と、
    前記第二配線基板に設けられ、前記吐出素子を駆動するための第二駆動素子と、
    前記第一駆動素子を冷却する第一冷却部材と、
    前記第二駆動素子を冷却する第二冷却部材と、
    を有する液体吐出ユニットを備える液体吐出ヘッドであって、
    前記対向方向において、前記第一冷却部材、前記第一駆動素子、前記第二駆動素子、前記第二冷却部材がこの順に配置されている液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部と、
    前記液体吐出ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給部と、
    を有することを特徴とする液体吐出装置。

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