JP6205849B2 - Print head unit and printing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液体を記録媒体に吐出して印刷を行うための印刷ヘッドユニット、及び印刷装置に関する。 The present invention relates to a print head unit and a printing apparatus for performing printing by discharging a liquid onto a recording medium.
従来、インク等の液体を記録媒体に吐出し所望の画像を記録するインクジェットヘッドとして、特許文献1に記載のインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドでは、インクがインク室からノズルへと移送され、移送されたインクは液滴となってノズルから噴射される。ノズルから噴射されるインクの液滴の噴射量は、インクヘッドのヘッド基板に備えられた駆動回路によって制御される。この従来技術のインクヘッドのヘッド基板では、ヘッド基板の内部に駆動回路が配置されている。
Conventionally, an inkjet head described in
また従来、圧電アクチュエータ(ピエゾ素子)を用いて圧電アクチュエータの変位によってインク室内のインクを加圧してノズルからインクの液滴を噴射させるピエゾタイプのインクジェットヘッドを複数有するインクジェット印刷装置が知られている。圧電アクチュエータを駆動する際には、比較的高い駆動電圧の印加が必要である。このため多くの場合、インクジェットヘッドのヘッド基板には、圧電アクチュエータに駆動電圧を供給するための駆動ICが設けられる。ノズルから噴射されるインクの液滴の噴射量は、駆動ICからの駆動電圧に応じ、圧電アクチュエータが駆動されることによって制御される。 Conventionally, an inkjet printing apparatus having a plurality of piezo-type inkjet heads that pressurize ink in an ink chamber by displacement of a piezoelectric actuator using a piezoelectric actuator (piezo element) and eject ink droplets from nozzles is known. . When driving the piezoelectric actuator, it is necessary to apply a relatively high driving voltage. For this reason, in many cases, the head substrate of the ink jet head is provided with a drive IC for supplying a drive voltage to the piezoelectric actuator. The amount of ink droplets ejected from the nozzles is controlled by driving the piezoelectric actuator in accordance with the drive voltage from the drive IC.
ヘッド基板は、駆動回路を制御する他の部品と接続されるため、ヘッド基板の配置、ヘッド基板に接続される配線部品等との関係上、ヘッド基板の表面は凹凸が少なくフラットであることが望ましい。ヘッド基板の表面の凹凸を少なくするために、駆動ICをヘッド基板に埋設することが考えられる。しかしながら、圧電アクチュエータに駆動電圧を供給する駆動ICは、その性質上発熱量が大きい。ヘッド基板の内部はヘッド基板表面と比べて放熱性が悪いため、駆動ICからの放熱が十分にできない場合、駆動ICの動作が不安定になったり、駆動ICが破損したりする可能性があった。 Since the head substrate is connected to other components that control the drive circuit, the surface of the head substrate may be flat with few irregularities in relation to the arrangement of the head substrate and wiring components connected to the head substrate. desirable. In order to reduce unevenness on the surface of the head substrate, it is conceivable to embed the drive IC in the head substrate. However, a drive IC that supplies a drive voltage to the piezoelectric actuator generates a large amount of heat in nature. Since the inside of the head substrate has poor heat dissipation compared to the head substrate surface, if the heat radiation from the drive IC is not sufficient, the operation of the drive IC may become unstable or the drive IC may be damaged. It was.
本発明は、ヘッド基板に埋設された駆動ICの放熱性を向上する印刷ヘッドユニット、及び印刷装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a print head unit and a printing apparatus that improve the heat dissipation of a drive IC embedded in a head substrate.
本発明の第一態様に係る印刷ヘッドユニットは、液体を吐出可能な吐出口を有する吐出部と、駆動電圧に応じて駆動され、前記吐出部から吐出される液体の吐出量を制御する圧電アクチュエータと、前記駆動電圧を制御するための電圧回路を備える駆動ICと、複数積層された基板の間に前記駆動ICを埋設するヘッド基板と、前記ヘッド基板の少なくとも一方の表面に設けられ、平面視において前記ヘッド基板表面のうち前記駆動ICが埋設された領域と重なる領域に配設される金属層と、前記ヘッド基板に埋設された前記駆動IC側から前記金属層へ前記ヘッド基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔の内周面に熱伝導性材料で構成された伝熱層が形成されている伝熱部とを備えている。 A print head unit according to a first aspect of the present invention includes a discharge unit having a discharge port capable of discharging a liquid, and a piezoelectric actuator that is driven according to a drive voltage and controls a discharge amount of the liquid discharged from the discharge unit. A driving IC having a voltage circuit for controlling the driving voltage; a head substrate in which the driving IC is embedded between a plurality of stacked substrates; and a plan view in at least one surface of the head substrate. In the head substrate surface, a metal layer disposed in a region overlapping with a region where the driving IC is embedded, and a thickness direction of the head substrate from the driving IC side embedded in the head substrate to the metal layer And a heat transfer portion in which a heat transfer layer made of a heat conductive material is formed on the inner peripheral surface of the through hole.
第一態様に係る印刷ヘッドユニットでは、ヘッド基板に埋設された駆動ICからの発熱を、駆動ICと金属層との間を貫通する伝熱部を通じて、駆動ICが配置された側からヘッド基板の表面に形成された金属層へと放熱することができる。よって、駆動ICが熱によって破損したり、誤作動を起こしたりして、印刷ヘッドユニットに液体の吐出不良が発生することを防止することができる。 In the print head unit according to the first aspect, the heat generated from the drive IC embedded in the head substrate is transferred from the side where the drive IC is disposed through the heat transfer section that passes between the drive IC and the metal layer. It is possible to dissipate heat to the metal layer formed on the surface. Therefore, it is possible to prevent the liquid ejection failure from occurring in the print head unit due to damage to the drive IC due to heat or malfunction.
前記印刷ヘッドユニットは、前記ヘッド基板表面の前記金属層が配置された領域において、前記金属層の表面から離間する方向に立設される放熱部材を備えてもよい。前記金属層は前記放熱部材と当接する当接領域を有し、前記当接領域に前記伝熱部が配置されてもよい。 The print head unit may include a heat radiating member standing in a direction away from the surface of the metal layer in a region where the metal layer is disposed on the head substrate surface. The metal layer may have a contact area that contacts the heat radiating member, and the heat transfer section may be disposed in the contact area.
この場合印刷ヘッドユニットは、ヘッド基板に埋設された駆動ICからの発熱を駆動ICと金属層との間を貫通する伝熱部を通じて金属層へ伝導させるとともに、伝導された熱をさらに金属層から放熱部材へ放熱させることができる。ここで、放熱部材は金属層の伝熱部が配置された領域と当接するように設けられるため、駆動ICから金属層へ伝導された熱を効果的に放熱部材へ放熱することができる。このため印刷ヘッドユニットは、ヘッド基板に埋設された駆動ICの放熱性を向上することができる。また、駆動ICが熱によって破損したり、誤作動を起こしたりして、印刷ヘッドユニットに液体の吐出不良が発生することを防止することができる。 In this case, the print head unit conducts heat generated from the drive IC embedded in the head substrate to the metal layer through a heat transfer portion that passes between the drive IC and the metal layer, and further transfers the conducted heat from the metal layer. It is possible to dissipate heat to the heat radiating member. Here, since the heat radiating member is provided so as to be in contact with the region where the heat transfer portion of the metal layer is disposed, the heat conducted from the drive IC to the metal layer can be effectively radiated to the heat radiating member. For this reason, the print head unit can improve the heat dissipation of the drive IC embedded in the head substrate. In addition, it is possible to prevent a liquid ejection failure from occurring in the print head unit due to damage or malfunction of the drive IC due to heat.
前記印刷ヘッドユニットは、前記吐出部に供給される液体を前記吐出口まで導く液体流路を備えてもよい。前記液体流路は、前記金属層の位置と前記吐出口の位置との間の位置に配置されてもよい。 The print head unit may include a liquid flow path that guides the liquid supplied to the discharge unit to the discharge port. The liquid flow passage may be arranged at a position between the position of said discharge port of said metallic layer.
吐出部に供給されるインク等の液体によっては、熱せられると沸騰、変質する可能性がある。沸騰、変質した液体によって吐出口が詰まるなどして、液体の吐出不良が発生する可能性もある。吐出口内の液体の沸騰、変質を防ぐため、吐出口は、発熱する可能性がある駆動IC及び駆動ICからの発熱が伝導される金属層から離れた位置に配置されることが好ましい。吐出口の位置と金属層の位置との間の位置に液体流路を配置することによって、金属層と吐出口との距離を引き離すことができる。従って、吐出口内の液体が沸騰、変質することによる液体の吐出不良の発生を防止することができる。 Depending on the liquid such as ink supplied to the ejection unit, there is a possibility that it will boil and deteriorate when heated. There is a possibility that liquid ejection failure may occur due to clogging of the ejection port due to boiling or altered liquid. In order to prevent boiling and deterioration of the liquid in the discharge port, the discharge port is preferably disposed at a position away from the drive IC that may generate heat and the metal layer to which heat generated from the drive IC is conducted. By disposing the liquid channel at a position between the position of the discharge port and the position of the metal layer , the distance between the metal layer and the discharge port can be separated. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of liquid discharge failure due to boiling and alteration of the liquid in the discharge port.
前記液体流路は、前記吐出部に液体を供給する供給口と、前記供給口から供給された液体を前記吐出口に供給するために貯留する液体貯留部とを備えてもよい。前記供給口は、前記金属層の位置と前記吐出口の位置との間の位置に配置されてもよい。 The liquid channel may include a supply port that supplies a liquid to the discharge unit, and a liquid storage unit that stores the liquid supplied from the supply port to supply the discharge port. The supply port may be disposed at a position between the position of said discharge port of said metallic layer.
この場合、金属層と吐出口との間に液体の供給口を配置することによって、金属層と吐出口との間に液体流路が配置されるため、金属層と吐出口との距離を引き離すことができる。また、液体流路の入り口となる供給口が、金属層の位置と吐出口の位置との間の位置に配置されることから、供給口から液体貯留部を介して吐出口まで導かれる液体が、駆動IC及び金属層からの熱によって沸騰、変質することによる液体の吐出不良の発生を防止することができる。
In this case, by disposing the liquid supply port between the metal layer and the discharge port, the liquid flow path is disposed between the metal layer and the discharge port, so that the distance between the metal layer and the discharge port is increased. be able to. In addition, since the supply port serving as the entrance of the liquid flow path is disposed at a position between the position of the metal layer and the position of the discharge port , the liquid guided from the supply port to the discharge port via the liquid storage portion In addition, it is possible to prevent the occurrence of defective liquid discharge due to boiling and alteration due to heat from the driving IC and the metal layer.
前記吐出部は前記吐出口が複数形成される吐出面を有してもよい。前記ヘッド基板は、前記吐出面に対して上方へ略垂直に設けられてもよい。前記液体貯留部は、前記吐出面よりも上方に配置されると共に、前記ヘッド基板に対して前記吐出面と同じ側に設けられてもよい。前記供給口は、前記液体貯留部が配置される位置よりも上方に配置されてもよい。 The discharge unit may have a discharge surface on which a plurality of the discharge ports are formed. The head substrate may be provided substantially vertically upward with respect to the ejection surface. The liquid storage unit may be disposed above the discharge surface and provided on the same side as the discharge surface with respect to the head substrate. The supply port may be disposed above a position where the liquid storage unit is disposed.
この場合、ヘッド基板は、吐出面に対して上方へ略垂直に設けられる。また、吐出面よりも上方に液体貯留部が配置されると共に、液体貯留部よりも上方に供給口が配置される。ヘッド基板の表面に設けられた金属層と吐出口との間に液体流路が配置されるため、金属層と吐出口との距離を上下方向に引き離すことができる。また、供給口から液体貯留部を介して吐出口まで導かれる液体が、駆動IC及び金属層からの熱によって沸騰、変質することによる液体の吐出不良の発生を防止することができる。 In this case, the head substrate is provided substantially vertically upward with respect to the ejection surface. In addition, the liquid reservoir is disposed above the ejection surface, and the supply port is disposed above the liquid reservoir. Since the liquid flow path is arranged between the metal layer provided on the surface of the head substrate and the discharge port, the distance between the metal layer and the discharge port can be pulled up and down. In addition, it is possible to prevent the occurrence of liquid discharge failure due to the liquid led from the supply port to the discharge port through the liquid storage unit being boiled and altered by the heat from the driving IC and the metal layer.
本発明の第二態様に係る印刷装置は、請求項1から5のいずれかに記載の印刷ヘッドユニットを複数支持し、前記複数の印刷ヘッドユニットそれぞれの前記吐出部を印刷媒体に対して主走査方向に相対的に移動させるキャリッジを備えた印刷装置であって、前記印刷ヘッドユニットに備えられる前記ヘッド基板は、当該表面が前記主走査方向と略平行となるように配設されたことを特徴とする。
A printing apparatus according to a second aspect of the present invention supports a plurality of print head units according to any one of
第二態様に係る印刷装置では、キャリッジによって、印刷ヘッドユニットの吐出部が印刷媒体に対して主走査方向に相対的に移動される。ここで、印刷ヘッドユニットに備えられるヘッド基板の表面は、主走査方向と略平行に配置される。このためキャリッジの駆動時には、印刷ヘッドユニットに配置されたヘッド基板の表面は、主走査方向と略平行に、印刷媒体に対して相対的に移動する。よって、ヘッド基板表面の近傍の空気が主走査方向に移動しやすくなり、ヘッド基板表面に配設される金属層の外部への放熱効果が高まる。従って、ヘッド基板に埋設された駆動ICの放熱性を向上させることができる。これにより、駆動ICが熱によって破損したり、誤作動を起こしたりすることによる印刷品質の低下を防止することができる。 In the printing apparatus according to the second aspect, the ejection unit of the print head unit is moved relative to the print medium in the main scanning direction by the carriage. Here, the surface of the head substrate provided in the print head unit is disposed substantially parallel to the main scanning direction. For this reason, when the carriage is driven, the surface of the head substrate disposed in the print head unit moves relative to the print medium in substantially parallel to the main scanning direction. Therefore, the air in the vicinity of the head substrate surface is easily moved in the main scanning direction, and the heat radiation effect to the outside of the metal layer disposed on the head substrate surface is enhanced. Therefore, the heat dissipation of the drive IC embedded in the head substrate can be improved. Thereby, it is possible to prevent the print quality from being deteriorated due to the drive IC being damaged by heat or causing malfunction.
前記印刷ヘッドユニットの一端側に、前記ヘッド基板が取り付けられていてもよい。前記キャリッジは、前記印刷ヘッドユニットの前記一端側が対向するように配置された二つの前記印刷ヘッドユニットを一組として、当該組となった前記印刷ヘッドユニットを、前記主走査方向に略直交する副走査方向に対して略平行に少なくとも一組支持してもよい。前記金属層は、前記ヘッド基板の表面のうち前記一端側とは反対側である他端側に対向する前記表面に配設されていてもよい。 The head substrate may be attached to one end side of the print head unit. The carriage includes a set of two print head units arranged so that the one end sides of the print head unit face each other, and the set print head unit is a sub-substantially orthogonal to the main scanning direction. You may support at least 1 set substantially parallel to a scanning direction. The metal layer may be disposed on the surface of the surface of the head substrate that faces the other end side opposite to the one end side.
この場合、印刷ヘッドユニットは一端側同士を向い合せるように背中合わせにして配置されるため、複数の印刷ヘッドユニットをキャリッジに取り付ける場合に必要なスペースを低減して、キャリッジの大型化を抑制することができる。また、ヘッド基板表面のうち、一組の印刷ヘッドユニットが対向する一端側とは反対側の他端側に面するヘッド基板表面に金属層が配置される。一組の印刷ヘッドユニットが対向する側である一端側に面したヘッド基板表面よりも、他端側に面したヘッド基板表面の方が、キャリッジの駆動時にヘッド基板表面の近傍の空気が動きやすく、熱がこもりにくい。従って、印刷ヘッドユニットをコンパクトに配置させつつ、ヘッド基板に埋設された駆動ICの放熱性を向上させることができる。これにより、駆動ICが熱によって破損したり、誤作動を起こしたりすることによる印刷品質の低下を防止することができる。 In this case, since the print head units are arranged back to back so that one end sides face each other, the space required for mounting a plurality of print head units on the carriage is reduced, and the enlargement of the carriage is suppressed. Can do. In addition, a metal layer is disposed on the surface of the head substrate facing the other end side opposite to the one end side facing the set of print head units, on the surface of the head substrate. When the carriage is driven, the air near the head substrate surface moves more easily on the head substrate surface facing the other end side than on the head substrate surface facing the one end side, which is the side facing a set of print head units. , Heat is hard to stay. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation of the drive IC embedded in the head substrate while arranging the print head unit in a compact manner. Thereby, it is possible to prevent the print quality from being deteriorated due to the drive IC being damaged by heat or causing malfunction.
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、図1〜図4を参照して、印刷装置30の概略構成について説明する。印刷装置30は、パーソナルコンピュータ(以下、PCという。)1(後述する図8参照)に接続される。ユーザはPC1を操作することによって記録媒体に印刷する印刷データを作成し、PC1は、ケーブルを介して、作成された印刷データを印刷装置30に送信する機能を有する。印刷装置30は、PC1から送信された印刷データに基づき、印刷ヘッド20(後述する図6参照)に液体(例えば、インク)を吐出させる印刷処理を実行する機能を有する。図1の左下側及び右上側は、夫々、印刷装置30の正面側及び背面側である。図1の左上方向及び右下方向は、夫々、印刷装置30の左方向及び右方向であり、図1の上下方向は、印刷装置30の上下方向である。印刷装置30は、矩形箱状の筐体31を有する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the
筐体31の前後方向略中央、且つ、後述するプラテン39よりも上方に、ガイドレール33が左右方向に延びている。キャリッジ34は、ガイドレール33によって、ガイドレール33に沿って筐体31の左右方向である主走査方向に移動可能に支持されている。キャリッジ34には、複数の印刷ヘッドユニット351〜358(後述する図5参照)を備えた大概念としての印刷ヘッドユニット35が支持される。ガイドレール33の右端付近に設けられた主走査モータ46の駆動によって、キャリッジ34は、ガイドレール33に沿って、主走査方向に移動する。このとき、図3に示すように、当該キャリッジ34の前端部にそれぞれ設けた一対のローラ500,500が筐体31の水平方向に設けられた水平部材152の上面を走行する。キャリッジ34は、左右一対となって突出状に形成された筒状のガイド係合部341がガイドレール33に係合し、一対のローラ500,500が水平部材152の上面を走行することによって、ガイドレール33に沿って往復移動できるようになっている(図1、図3、図4、及び後述する図5参照)。また、キャリッジ34は、主走査方向に沿って架け渡された駆動ベルト101に固定されており、主走査モータ46が駆動ベルト101を駆動することにより、キャリッジ34が主走査方向に移動する。なお、図5において、フェルト153はローラ500,500が水平部材152上を移動するときに、水平部材152上の異物を除去するために設けられている。以下では、印刷ヘッドユニット351〜358を総称する場合、または何れかを特定しない場合には、印刷ヘッドユニット35という。
A
印刷装置30は、記録媒体に液体を吐出可能な、インクジェットプリンタである。本実施形態では、液体は、インクであり、印刷装置30は、シアン、イエロー、マゼンタ、黒、白の各々のインクを用いて記録媒体に印刷可能である。印刷装置30の左側面には、各インクを収容した8つのインクカートリッジ(図示せず)が装着されている。なお、4つのインクカートリッジにはカラーインクであるシアン、マゼンタ、イエロー、黒の各インクが収容され、残りの4つのインクカートリッジには白インクが収容される。各インクカートリッジにはそれぞれ可撓性を有するインク供給用チューブ321(図7参照)が連結されており、各インクカートリッジ内からインクが導出されて、各インク供給用チューブ321(図7参照)を介して各色の印刷ヘッド20(図6参照)に供給される。また、キャリッジ34がガイドレール33の左端に移動した位置には、図示外の吸引ポンプ等を備え、ノズル21(図6参照)の目詰まり等を防止する所謂パージ等を実行するメンテナンス機構が設けられている。
The
筐体31の内部の左右方向略中央下部には、一対のガイドレール37が前後方向に延びている。一対のガイドレール37は、筐体31の垂直方向に立ち上げられた基部5上にそれぞれ支持されており、基部5の上部に、ガイドレール37に沿って前後方向(副走査方向)に移動可能なプラテン支持台38を支持している。プラテン支持台38の略中央に垂直に立ち上げられた支柱の上端には、取り替え可能なプラテン39が固定される。
A pair of
プラテン39は、平面視において、筐体31の前後方向を長手方向とする略長方形の板体であり、その上面に例えばTシャツ等の布帛からなる記録媒体を水平に載置するためのものである。また、プラテン支持台38に支持されたトレー4は、ユーザがTシャツ等をプラテン39に載置する際に、Tシャツのそで等を受けることで、当該そで等が筐体31の底面に落ちないように保護するためのものである。プラテン支持台38を移動させるためにガイドレール37が設けられたプラテン駆動機構6の後端部には、副走査モータ47(図8参照)が設けられる。プラテン支持台38は、副走査モータ47の駆動によって、ガイドレール37に沿って、筐体31の前後方向である副走査方向に移動する。また、詳細は図示しないが、筐体31の右側手前の位置には、ディスプレイ49(図8参照)を備え、印刷装置30の操作を行うための操作パネル51(図8参照)が設けられている。
The
印刷装置30は、印刷ヘッドユニット35を主走査方向に移動させながら印刷ヘッド20(図6参照)にインクを吐出させることで、主走査方向に画素列(ドット列)を形成することができる。印刷装置30は、主走査方向の走査を完了すると、プラテン39が支持されたプラテン支持台38を副走査方向に移動させた後に、再び主走査方向に画素列を形成する。印刷装置30は、以上の動作を印刷データに従って繰り返し実行することで、記録媒体上に複数の画素列を形成して印刷を行う。
The
なお、本実施形態の印刷装置30は、上述したように、キャリッジ34を主走査方向に移動させ、且つプラテン39を副走査方向に移動させることで、キャリッジ34をプラテン39(プラテン39に載置された印刷媒体)に対して相対的に移動させる。しかし、印刷装置30は、キャリッジ34をプラテン39に対して相対的に移動させることが可能であればよく、具体的な移動方法は本実施形態の方法に限定されない。つまり、プラテン39を主走査方向に移動させ且つキャリッジ34を副走査方向に移動させる場合、プラテン39のみを主走査方向及び副走査方向に移動させる場合、キャリッジ34のみを主走査方向及び副走査方向に移動させる方法が採用可能である。
As described above, the
図7を参照して、印刷ヘッドユニット351の詳細な構成を説明する。なお、図7には印刷ヘッドユニット351のみを一例として図示しているが、他の7つの印刷ヘッドユニット352〜358(図5等も参照)も全て同様の構成となっている。
A detailed configuration of the
印刷ヘッドユニット351は、キャリッジ34に支持された状態における前後方向(図1及び図4参照)を長手方向とするベースプレート271を有する。ベースプレート271は、略長方形の板体である。なお、図7の右上及び左下が、各々、ベースプレート271の長手方向における一端側及び他端側である。以下では、ベースプレート271の長手方向における一端側を単に「一端側」と、ベースプレート271の長手方向における他端側を単に「他端側」という。ベースプレート271は、印刷ヘッドユニット351の下部に、キャリッジ34への設置状態において略水平に設けられている。また、ベースプレート271の下方には、インクを吐出するための印刷ヘッド201が備えられる。印刷ヘッド201の底面には、複数個のノズル21が形成されたノズル面22が設けられている(後述する図6参照)。ノズル面22は、略水平な平面である。ベースプレート271の一端側には、基端取付部291が設けられている。また、ベースプレート271の他端側には、先端取付部281が設けられている。なお、他の7つの印刷ヘッドユニット352〜358も上記ベースプレート271と同様のベースプレート272〜278をそれぞれ有している。
The
ベースプレート271の一端側には、各種ICチップ等の電装品を実装した多層構造のプリント基板であるヘッド基板241が、縦長のアーム251により保持された状態にて、印刷ヘッド201の底面のノズル面22(図6参照)に対して上方へ垂直に立設されている。詳細は後述するが、ヘッド基板241の内部には、圧電アクチュエータ441(図8参照)を駆動させるための駆動電圧を制御する電圧回路を備えるヘッド駆動IC431(図8参照)が埋設されている。即ち、ヘッド基板241は複数の基板が積層される多層基板であり、積層された基板の間にヘッド駆動IC431が配置されている。なお、他の7つの印刷ヘッドユニット352〜358のヘッド基板242〜248も上記ヘッド駆動IC431と同様のヘッド駆動IC432〜438をそれぞれ有している(図8参照)。
On one end side of the
ヘッド基板241の表面のうち片側の面には、上下方向中間部に金属層401が配設されている。金属層401は、ヘッド基板241表面に設けられた回路パターンの一部である。金属層401は、ヘッド基板241表面において、所定形状にパターニングされている。詳細は後述するが、金属層401は、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431からの発熱を、ヘッド基板241の外部へ放熱するために、ヘッド基板241の表面に設けられている。印刷ヘッドユニット351は、他の印刷ヘッドユニット352〜358と共にキャリッジ34に支持される際に、各々の一端側を対向させて、互いに背中合わせになるように配置される(後述する図5参照)。この際、ヘッド基板241は、その表面のうち金属層401が配設された側の表面を一端側とは反対側の他端側に向けて、ノズル面22(図6参照)に対して上方へ垂直に立設される。さらに、ヘッド基板241の上下方向中間部には、冷却用の多数の金属薄板を横方向に狭間隙を開けて並べた放熱フィン261が設けられている。詳細は後述するが、放熱フィン261は、金属層401に当接した状態にて、アーム251及びヘッド基板241に固定されている。なお、他の7つの印刷ヘッドユニット352〜358のヘッド基板242〜248も上記金属層401と同様の金属層402〜408をそれぞれ有している。また、金属層402〜408には、上記放熱フィン261と同様の放熱フィン262〜268がそれぞれ設けられる。
A
また、印刷ヘッド201内には、インクを吐出するための吐出チャンネルが128個設けられている。本実施形態では、印刷ヘッド201のアクチュエータとして、電圧を加えると体積が変化する特性を有するピエゾ素子を駆動のエネルギー源として用いた圧電アクチュエータが用いられる。各吐出チャンネルには、各々個別にヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431(図8参照)が備える電圧回路からの駆動電圧によって駆動される圧電アクチュエータ441(図8参照)が設けられている。印刷ヘッド201の底面には、128個の微細なノズル21が形成されたノズル面22が設けられている(図6参照)。そして、各吐出チャンネルに対応して、印刷ヘッド201のノズル面22に形成されたノズル21から下向きにインクが吐出され、記録媒体に対する印刷を行うように、圧電アクチュエータ441が制御される。なお、他の7つの印刷ヘッドユニット352〜358の印刷ヘッド202〜208も上記印刷ヘッド201と同様の圧電アクチュエータ442〜448をそれぞれ有している(図8参照)。
In the
さらに印刷ヘッドユニット351は、ベースプレート271上に、流路部211を備える。流路部211は、ベースプレート271の下方に備えられた印刷ヘッド201と接続され、前述したインクカートリッジ(図示せず)から供給されるインクを、印刷ヘッドユニット351の印刷ヘッド201に供給する際のインク流路をなす部材である。流路部211は、供給口231及びインクタンク221を備える。インクタンク221は、印刷ヘッドユニット351のベースプレート271上に配置される。インクタンク221は、インクカートリッジから各インク供給用チューブ321を介して供給されたインクを貯留可能な部位である。インクタンク221にインクを供給するための供給口231が、インクタンク221の上方に設けられている。インクタンク221に貯留されたインクは、印刷ヘッド201に供給される。インクタンク221は、前記ヘッド基板に対して他端側に配置されている。なお、印刷ヘッド201の底面のノズル面22もインクタンク221と同様に、前記ヘッド基板に対して他端側に配置されている。
Further, the
なお前述した金属層401は、ヘッド基板241表面において、供給口231よりも上方の位置に配設される。このため、供給口231及びインクタンク221を含む流路部211は、上下方向において、金属層401とノズル面22に形成されたノズル21(図6参照)との間に配置される。
The
図5及び図6を参照して、キャリッジ34の詳細な構成を説明する。図5に示すように、キャリッジ34は、前後に各4つずつ、合計8つの印刷ヘッドユニット351〜358を支持する。キャリッジ34の下部は開口している。複数の印刷ヘッドユニット351〜358の下部には、印刷ヘッド201〜208がそれぞれ設けられる。印刷ヘッド201〜208の各底面には、128個の微細なノズル21が形成されたノズル面22がそれぞれ設けられている(図6参照)。前述したように、ノズル面22は、略水平な平面である。複数のノズル21の各々は、ノズル面22に形成される。図6では、図の簡略化のため、実際の個数よりも少ない数のノズル21が図示されている。インクカートリッジ(図示せず)から複数の印刷ヘッド201〜208の各々に供給されたインクは、吐出チャンネルに設けられた圧電アクチュエータ441〜448(図8参照)の駆動によって、ノズル21から下向きに吐出される。
A detailed configuration of the
印刷ヘッド201はシアン(C)、印刷ヘッド202はマゼンタ(M)、印刷ヘッド203はイエロー(Y)、印刷ヘッド204は黒(K)、印刷ヘッド205〜208は白(W)の各色のインクを吐出する。つまり、キャリッジ34は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)、白(W)の各々のインクを吐出する印刷ヘッド201〜208を備えた大概念としての印刷ヘッド20を下部に備える。従って印刷装置30は、白インクとカラーインクを共に、記録媒体に吐出させて印刷を行うことができる。本実施形態では、白インクは、カラーインクが吐出される前に、印刷媒体の色が濃い場合など印刷における下地として、印刷が行われる領域全体もしくは一部に吐出される。即ち、白インクは前処理用のインクである。カラーインクは、印刷が行われる領域全体もしくは一部に白インクが吐出された後、その領域に模様等を描くために使用される。即ち、カラーインクは後処理用のインクである。なお、白インクは模様等を描く後処理用のインクとしても使用される。よって印刷装置30は、記録媒体の色に関わらず、様々な印刷を行うことができる。以下では、印刷ヘッド201〜208を総称する場合、または何れかを特定しない場合には、印刷ヘッド20という。
The
また、前処理用のインク及び後処理用のインクに関して、印刷画像によっては、必ずしも前処理用の白インクが吐出された後に、後処理用のカラーインクが吐出されなくてもよい。より具体的には、前処理用の白インクのみが吐出された領域、又は後処理用のカラーインクのみが吐出された領域があってもよい。また、本実施形態では、前処理用のインクとして白インク、後処理用のインクとしてカラーインクが使用されているが、前処理用のインクと後処理用のインクの組み合わせ及びインクの種類等は適宜変更可能であり、本実施形態の場合に限定されない。 Further, regarding the pre-processing ink and the post-processing ink, depending on the print image, the pre-processing color ink may not necessarily be ejected after the pre-processing white ink is ejected. More specifically, there may be a region where only pre-processing white ink is ejected or a region where only post-processing color ink is ejected. In this embodiment, white ink is used as pre-processing ink, and color ink is used as post-processing ink. However, combinations of pre-processing ink and post-processing ink, types of ink, and the like are as follows. It can be changed as appropriate and is not limited to the case of this embodiment.
キャリッジ34に支持される8個の印刷ヘッドユニット351〜358のうち、印刷装置30の前方側(図1及び図3参照)に4個の印刷ヘッドユニット351〜354が設けられると共に、印刷装置30の後方側に残りの4個の印刷ヘッドユニット355〜358が設けられる。その際、印刷ヘッドユニット351〜354と印刷ヘッドユニット355〜358とが、各々の一端側を対向させて、互いに背中合わせになるように配置されている(図4、図5参照)。そして、このようにして背中合わせになった2つの印刷ヘッドユニット(印刷ヘッドユニット351と印刷ヘッドユニット355、印刷ヘッドユニット352と印刷ヘッドユニット356、印刷ヘッドユニット353と印刷ヘッドユニット357、印刷ヘッドユニット354と印刷ヘッドユニット358)をそれぞれ一組とし、これら合計4組のそれぞれが主走査方向に並べて配置されている。またキャリッジ34は、上記組となった印刷ヘッドユニットそれぞれの長手方向を、副走査方向に対して略平行に4組支持する。上記のように印刷ヘッドユニット351〜358がキャリッジ34に搭載されると、ベースプレート271〜278の下方に形成された印刷ヘッド201〜208の各ノズル面22は、印刷実行時には、プラテン39上に載置された記録媒体に対向配置される。
Of the eight
印刷ヘッドユニット35に備えられたヘッド基板241〜248の各表面は、キャリッジ34に支持された状態において、主走査方向と略平行となるように配設される。このため、主走査モータ46(図8参照)の駆動によってキャリッジ34が主走査方向に移動されると、ヘッド基板241〜248の各表面も、主走査方向に略平行に、印刷媒体に対して相対的に移動する。
The respective surfaces of the
なお、本実施形態の印刷装置30は、少なくとも一組の印刷ヘッドユニット35を備えていればよく、印刷ヘッドユニット35の種類及び数は、図5及び図6に示す例に限られない。例えば、白インクに対応する印刷ヘッドユニット35の数は、4個でなく1個だけでもよいし、白インクに対応して複数の印刷ヘッドユニット35がキャリッジ34に搭載される場合、その一部を用いて印刷が実行されてもよい。また、カラーインクについては、黒以外の3色(シアン、マゼンタ、イエロー)に対応する3個の印刷ヘッドユニット35が設けられてもよいし、シアン、マゼンタ、イエロー、黒のうちいずれか1色に対応する1個が設けられてもよい。シアン、マゼンタ、イエロー、黒以外(例えば、ゴールド、シルバー等)のインクに対応する印刷ヘッドユニット35が設けられてもよい。
Note that the
図8を参照して、印刷装置30の電気的構成について説明する。印刷装置30は、印刷装置30の制御を司るCPU40を備える。CPU40には、ROM41、RAM42、ヘッド駆動部43、モータ駆動部45、表示制御部48、操作処理部50、及びUSBインタフェース52が、バス55を介して接続されている。
The electrical configuration of the
ROM41には、印刷装置30の動作を制御するための制御プログラム、初期値等が記憶されている。RAM42には、PC1から受信した印刷データ等の各種データが一時的に記憶される。ヘッド駆動部43は、ヘッド駆動IC431〜438に接続しており、各ヘッド駆動IC431〜438の電圧回路において、圧電アクチュエータ441〜448を駆動させるための駆動電圧を制御する。そして、発生した駆動電圧を圧電アクチュエータ441〜448の各ピエゾ素子に印加することによって、印刷ヘッド201〜208の各吐出チャンネルに設けられた圧電アクチュエータ441〜448を駆動する。モータ駆動部45は、キャリッジ34を主走査方向に移動させる主走査モータ46と、プラテン39が固定されたプラテン支持台38を副走査方向に移動させる副走査モータ47とを駆動する。表示制御部48は、CPU40による指示に応じてディスプレイ49の表示を制御する。操作処理部50は、操作パネル51に対する操作入力を検知する。USBインタフェース52は、印刷装置30をPC1等の外部機器に接続する。PC1は、印刷データを作成し、USBインタフェース52を介して、作成した印刷データを印刷装置30に送信する。なお、印刷装置30本体には、印刷ヘッドユニット35に対して電力を供給する電源が設けられており、この電源から所定の電圧、電流が各ヘッド駆動IC431〜438の電圧回路に対して付与される。
The
図9〜図16を参照して、印刷ヘッドユニット351が備えるヘッド基板241の詳細な構成を説明する。なお、ヘッド基板241を一例として説明するが、他の7つの印刷ヘッドユニット352〜358がそれぞれ備えるヘッド基板242〜248も全て同様である。
A detailed configuration of the
ヘッド基板241は、基板が複数積層される多層基板である。多層基板では、導体層と絶縁性の樹脂層とが交互に積層される。本実施形態のヘッド基板241では、多層基板を構成する複数の導体層として、6つの銅層L1〜L6が採用される。また、多層基板を構成する複数の樹脂層として、5つの樹脂層M1〜M5が採用される。本明細書では、樹脂層M1の表面上に銅層L1が形成された層を、第一層P1と称する。樹脂層M1の表面上に銅層L2が形成された層を、第二層P2と称する。樹脂層M3の表面上に銅層L3が形成された層を、第三層P3と称する。樹脂層M3の表面上に銅層L4が形成された層を、第四層P4と称する。樹脂層M5の表面上に銅層L5が形成された層を、第五層P5と称する。樹脂層M5の表面上に銅層L6が形成された層を、第六層P6と称する(図15参照)。なお、実際の第一層P1〜第6層P6の各表面上には、銅層L1〜L6それぞれによって配線パターンが形成されるが、図9〜図14では、図の簡略化のため、金属層401以外の銅層L1〜L6を省略して図示している。
The
ヘッド基板241は、第一の最表層である第一層P1と、第一層P1と異なる側の第二の最表層である第六層P6とを備える。第一層P1の内層側に第二層P2が設けられる。第六層P6の内層側に第五層P5が設けられる。第二層P2の内層側には、樹脂層M2を挟んで、第三層P3が設けられる。第五層P5の内層側には、樹脂層M4を挟んで、第四層P4が設けられる。第一の最表層である第一層P1と第二の最表層である第六層P6のうち、第一層P1表面上に形成される銅層L1に、金属層401が配設される(図9及び図15参照)。
The
第五層P5表面上に形成される銅層L5は、ヘッド基板241の内側の導体層である。銅層L5には、ヘッド駆動IC431が実装される領域であるヘッド駆動IC実装領域404が設けられている(図13参照)。ヘッド駆動IC実装領域404にヘッド駆動IC431が実装され、ヘッド基板241は、その内部にヘッド駆動IC431を埋設する(図15参照)。
The copper layer L5 formed on the surface of the fifth layer P5 is a conductor layer inside the
第五層P5の銅層L5に実装されるヘッド駆動IC431には、汎用のドライバICが用いられる。印刷ヘッド201内の吐出チャンネルに設けられた圧電アクチュエータ441は、電圧を加えると体積が変化する特性を有するピエゾ素子を駆動のエネルギー源として用いたアクチュエータである。ピエゾ素子を用いたアクチュエータの駆動には、ピエゾ素子に対して比較的高い電圧(例えば100Vを超える電圧)を印加することが必要である。このため、ピエゾ素子を用いたアクチュエータには、多くの場合、駆動電圧を与えるための専用のドライバICが不可欠である。本実施形態においても、圧電アクチュエータ441に駆動電圧を供給するヘッド駆動IC431がヘッド基板241に設けられる。一方、ヘッド基板241を印刷ヘッドユニット351に設ける場合、印刷ヘッドユニット351内におけるヘッド基板241の配置、ヘッド基板241に接続される配線部品等との関係上、ヘッド基板241の表面は凹凸が少なくフラットであることが望ましい。
A general-purpose driver IC is used as the
このため本実施形態では、ヘッド駆動IC431をヘッド基板241の内部に埋設することによって内蔵させている。具体的には、樹脂層M2、第三層P3、第四層P4、樹脂層M4の一部を選択的に除去して、ヘッド基板241の内部にキャビティ403を形成している(図15参照)。そして、形成されたキャビティ403内に、ヘッド駆動IC431が収容されている。ヘッド基板241の内部にキャビティ403を形成するために第三層P3及び第四層P4の一部が除去された状態が、図11及び図12に示される。
For this reason, in this embodiment, the
第一層P1表面上の銅層L1における金属層401は、平面視において、第5層P5の銅層L5においてヘッド駆動IC431が実装されるヘッド駆動IC実装領域404と重なる領域に配設される(図9及び図13参照)。図9に示すように、金属層401には、行列状に配置された多数の伝熱部60が設けられている。各伝熱部60は、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431側からヘッド基板241の第一の最表層である第一層P1の表面に達するように貫設形成された貫通孔61と、貫通孔61の内周面に形成された伝熱層62とによって構成されている(図15参照)。各貫通孔61は、それぞれヘッド基板241をその厚さ方向に、第一層P1表面上の銅層L1に配設された金属層401ごと貫通している。つまり、貫通孔61は、第一層P1及び第二層P2にわたって貫通した状態で設けられている。各貫通孔61の内周面には、伝熱層62が形成される。伝熱層62は熱伝導性材料からなり、キャビティ403内に収容されたヘッド駆動IC431の表面と、銅層L1に配設された金属層401にそれぞれ接している。
The
圧電アクチュエータ441に駆動電圧を供給するヘッド駆動IC431は、電圧回路を備える性質上、通電時には発熱が生じる。複数積層されたヘッド基板241の中間位置にヘッド駆動IC431が埋設されるため、ヘッド駆動IC431からの放熱性を考慮して、上記のような伝熱部60が構成されている。ヘッド駆動IC431からの熱は、貫通孔61中の空気と、その周りの伝熱層62を介して、金属層401まで確実に伝導され、伝導された熱は、当該金属層401からヘッド基板241の外部へ放熱される。即ち、伝熱部60は、ヘッド駆動IC431から発生した熱をヘッド基板241表面の金属層401まで伝導させる機能を有するサーマルビアである。
The
本実施形態では、ヘッド駆動IC431から伝熱部60を介して金属層401まで伝導された熱をヘッド基板241の外部へ効果的に放熱するために、金属層401上に金属製の放熱フィン261が設けられている。放熱フィン261は、金属層401上に当接された状態にて、金属層401の表面から離間する方向に立設される(図7及び図16参照)。金属層401上には、放熱フィン261と当接する領域である当接領域402が設けられている(図9参照)。前述の多数の伝熱部60は、この当接領域402に設けられる。このため、ヘッド駆動IC431から金属層401まで伝導される熱をさらに確実にヘッド基板241の外部へ放熱することができる。従って、伝熱部60を介して金属層401へ伝導された熱は、放熱フィン261へ確実に伝導されるため、本実施形態のヘッド基板241は、埋設されたヘッド駆動IC431からの放熱性に極めて優れたものとなっている。なお伝熱部60は、各伝熱部60を構成する各貫通孔61を空気が通過する通気孔としても機能するものである。
In the present embodiment, in order to effectively radiate the heat conducted from the
金属層401に採用可能な金属材料は特に限定されない。本実施形態では、金属層401を構成する金属材料として、銅が採用されている。銅は熱伝導性に優れ、ヘッド駆動IC431から伝導された熱をヘッド基板241の外部へ確実に放熱することができるため、金属層401に採用される金属材料として特に好ましい。銅の他、金属層401を構成する金属材料として、例えばアルミニウム、インジウム、スズ、鉛、銀、亜鉛等を採用可能であり、これらの金属を2種以上組み合わせた導電性材料で構成されてもよい。また、金属層401表面を保護して錆を防止するため、金属層401表面に金等によるフラッシュメッキが施されていてもよい。なお、本実施形態では、ヘッド基板241の第一の最表層である第一層P1の表面上に形成される銅層L1にのみ、金属層401が配設されているが、第二の最表層である第六層P6の表面上に形成される銅層L6にも金属層が配設されてもよい。ヘッド基板241の表面の両方に金属層401を配設させることによって、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431の放熱性を更に向上させることができる。
The metal material that can be used for the
本実施形態では、平面視における各貫通孔61の形状は円形であるが、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。貫通孔61の形成方法は特に限定されないが、例えば、ドリル加工、ルーター加工、打ち抜き加工、レーザー加工等の方法が挙げられる。また、伝熱層62を構成する熱伝導性材料としては、種々の熱伝導性材料を採用可能であり、例えば、金属層401の構成材料と同じものを用いることができる。伝熱層62の形成方法は特に限定されないが、例えば、金属メッキ、蒸着、スパッタリング等の方法が挙げられる。
In the present embodiment, the shape of each through-
本実施形態では、金属層401の当接領域402に当接した状態で、放熱フィン261はアーム251及びヘッド基板241に固定されている。放熱フィン261の固定方法は特に限定されず、例えば接着による方法、溶着による方法、ネジ留めによる方法、クリップ留めによる方法等、種々の固定方法を採用することができる。
In the present embodiment, the radiating
以上説明したように、本実施形態に係る印刷ヘッドユニット351によれば、ヘッド基板241は、第一層P1から第六層P6の複数の層が積層されてなる多層基板である。ヘッド基板241の内層である第五層P6上の銅層L5には、ヘッド駆動IC431が実装される領域であるヘッド駆動IC実装領域404が設けられている。ヘッド駆動IC実装領域404にヘッド駆動IC431が実装されることによって、ヘッド基板241は、その内部にヘッド駆動IC431を埋設する。ヘッド基板241の最表層である第一層P1上の銅層L1には、金属層401が配設されている。金属層401には、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431側から第一層P1の表面に達するように貫設形成された貫通孔61と、貫通孔61の内周面に形成された伝熱層62とによって構成される伝熱部60が設けられる。従って本実施形態に係る印刷ヘッドユニット351は、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431から伝導された熱を、金属層401へと放熱することができる。よって、駆動IC431が熱によって破損したり、誤作動を起こしたりして、印刷ヘッドユニット351にインクの吐出不良が発生することを防止することができる。
As described above, according to the
印刷ヘッドユニット351は、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431からの発熱を、ヘッド駆動IC431と金属層401との間を貫通する伝熱部60を通じて金属層401へ伝導させると共に、伝導された熱をさらに金属層401から放熱フィン261へ放熱させることができる。ここで、放熱フィン261は金属層401のうち多数の伝熱部60が設けられた当接領域402に当接するように設けられるため、ヘッド駆動IC431から金属層401へと伝導された熱を効果的に放熱フィン261へ放熱することができる。このため印刷ヘッドユニット351は、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431の放熱性を向上することができる。また、駆動IC431が熱によって破損したり、誤作動を起こしたりして、印刷ヘッドユニット351にインクの吐出不良が発生することを防止することができる。
The
印刷ヘッド201に供給されるインク等の液体によっては、熱せられると沸騰、変質する可能性がある。沸騰、変質した液体によってノズル21が詰まるなどして、液体の吐出不良が発生する可能性もある。印刷ヘッド201が有するノズル21内の液体の沸騰、変質を防ぐため、ノズル21は、発熱するヘッド駆動IC431から離れた位置に配置されることが好ましい。ノズル21と金属層401との間に、印刷ヘッド201に供給する際のインク流路である流路部211を配置することによって、金属層401とノズル21との距離を引き離すことができる。従って、ノズル21内の液体が沸騰、変質することによる液体の吐出不良の発生を防止することができる。
Some liquids such as ink supplied to the
流路部211は、供給口231及びインクタンク221を備える。金属層401とノズル21との間に供給口231を配置することによって、金属層401とノズル21との間に流路部211が配置されるため、金属層401とノズル21との距離を引き離すことができる。また、流路部211の入り口となる供給口231が、金属層401とノズル21との間に配置されることから、供給口231からインクタンク221を介してノズル21まで導かれる液体が、ヘッド駆動IC431及び金属層401からの熱によって沸騰、変質することによる液体の吐出不良の発生を防止することができる。
The flow path unit 211 includes a
ヘッド基板241は、印刷ヘッド201の底面に設けられたノズル面22に対して上方へ略垂直に設けられる。また、ノズル面22よりも上方にインクタンク221が配置されると共に、インクタンク221よりも上方に供給口231が配置される。ヘッド基板241の表面に設けられた金属層401と、ノズル面22に形成されたノズル21との間に流路部211が配置されるため、金属層401とノズル21との距離を上下方向に引き離すことができる。また、供給口231からインクタンク221を介してノズル21まで導かれる液体が、ヘッド駆動IC431及び金属層401からの熱によって沸騰、変質することによる液体の吐出不良の発生を防止することができる。
The
印刷装置30では、キャリッジ34によって印刷ヘッドユニット35の印刷ヘッド20が印刷媒体に対して主走査方向に相対的に移動される。ここで、印刷ヘッドユニット35に備えられるヘッド基板241〜248の各表面は、キャリッジ34に支持された状態において、主走査方向と略平行となるように配設される。このため主走査モータ46の駆動によってキャリッジ34が主走査方向に移動されると、ヘッド基板241〜248の各表面も、主走査方向に略平行に、印刷媒体に対して相対的に移動する。よって、ヘッド基板241〜248のそれぞれの表面の近傍の空気が主走査方向に移動しやすくなり、ヘッド基板241〜248のそれぞれの表面に配設される金属層401〜408の外部への放熱効果が高まる。従って印刷装置30は、ヘッド基板241に埋設されたヘッド駆動IC431の放熱性を向上することができる。これにより、駆動IC431が熱によって破損したり、誤作動を起こしたりすることによる印刷品質の低下を防止することができる。
In the
印刷ヘッドユニット35は、2つの印刷ヘッドユニット(印刷ヘッドユニット351と印刷ヘッドユニット355、印刷ヘッドユニット352と印刷ヘッドユニット356、印刷ヘッドユニット353と印刷ヘッドユニット357、印刷ヘッドユニット354と印刷ヘッドユニット358)を一組として、各々の一端側を対向させて、互いに背中合わせになるように配置される。よって、複数の印刷ヘッドユニット35をキャリッジ34に取り付ける場合に必要なスペースを低減して、キャリッジ34の大型化を抑制することができる。また、印刷ヘッドユニット35に備えられたヘッド基板241〜248の各表面のうち、一組の印刷ヘッドユニット35が対向する一端側とは反対側の他端側に面する各ヘッド基板241〜248表面に金属層401〜408がそれぞれ配置される。一組の印刷ヘッドユニット35が対向する一端側に面したヘッド基板241〜248の各表面よりも、他端側に面したヘッド基板241〜248の各表面の方が、主走査モータ46の駆動によってキャリッジ34が主走査方向に移動された場合にヘッド基板241〜248の各表面の近傍の空気が動きやすく、熱がこもりにくい。従って印刷装置30は、印刷ヘッドユニット35をコンパクトに配置させつつ、ヘッド基板241〜248に埋設されたヘッド駆動IC431〜438の放熱性を向上させることができる。これにより、駆動IC431が熱によって破損したり、誤作動を起こしたりすることによる印刷品質の低下を防止することができる。
The
本実施形態におけるノズル21が、本発明の「吐出口」に相当する。印刷ヘッド20が、本発明の「吐出部」に相当する。圧電アクチュエータ441が、本発明の「圧電アクチュエータ」に相当する。ヘッド駆動IC431が、本発明の「駆動IC」に相当する。ヘッド基板241が、本発明の「ヘッド基板」に相当する。金属層401が、本発明の「金属層」に相当する。貫通孔61が、本発明の「貫通孔」に相当する。伝熱層62が、本発明の「伝熱層」に相当する。伝熱部60が、本発明の「伝熱部」に相当する。
The
放熱フィン261が、本発明の「放熱部材」に相当する。当接領域402が、本発明の「当接領域」に相当する。流路部211が、本発明の「液体流路」に相当する。供給口231が、本発明の「供給口」に相当する。インクタンク221が、本発明の「液体貯留部」に相当する。ノズル面22が、本発明の「吐出面」に相当する。
The
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、ヘッド基板241は、6つの銅層L1〜L6と5つの樹脂層M1〜M5とがそれぞれ交互に積層されて構成されることに限られず、4つの銅層と3つの樹脂層とが交互に積層されて構成されてもよいし、8つ以上の銅層を7つ以上の樹脂層とが交互に積層されて構成されてもよい。ヘッド駆動IC431の実装される階層も実施形態の銅層L5に限られず、ヘッド基板241にヘッド駆動IC431が埋設される構成となっていればよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible. For example, the
放熱フィン261の形状は、上記実施形態の形状に限られず、板形状の放熱板等を用いてもよい。なお、放熱フィン261は、金属層401の全面に当接したものであってもよい。
The shape of the
印刷ヘッドユニット35に供給される液体は実施形態のインクに限られず、例えば、前処理用のインクに替えて、インクの定着をよくするための処理剤、後処理用の液体としてカラーインクを使用してもよい。例えば、抜染印刷において、前処理用のインクに替えて抜染用の処理剤、後処理用のインクに替えて抜染用のインクを使用してもよい。即ち、印刷ヘッド20によって吐出可能な液体は、印刷ヘッド20から吐出可能な粘度等の性質を有する液体であればよい。従って、液体はインクに限らず、例えば、脱色剤等の化学薬剤でもよい。
The liquid supplied to the
なお、以上では、Tシャツ等の布帛用の印刷装置30に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、印刷用紙等の他の記録媒体に印刷を実行する印刷装置に本発明を適用してもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
In the above description, the case where the present invention is applied to the
20 印刷ヘッド
21 ノズル
22 ノズル面
30 印刷装置
35 印刷ヘッドユニット
46 主走査モータ
60 伝熱部
61 貫通孔
62 伝熱層
211 流路部
221 インクタンク
231 供給口
241 ヘッド基板
261 放熱フィン
401 金属層
402 当接領域
431 ヘッド駆動IC
441 圧電アクチュエータ
L1〜L6 銅層
20
441 Piezoelectric actuators L1-L6 Copper layer
Claims (7)
駆動電圧に応じて駆動され、前記吐出部から吐出される液体の吐出量を制御する圧電アクチュエータと、
前記駆動電圧を制御するための電圧回路を備える駆動ICと、
複数積層された基板の間に前記駆動ICを埋設するヘッド基板と、
前記ヘッド基板の少なくとも一方の表面に設けられ、平面視において前記ヘッド基板表面のうち前記駆動ICが埋設された領域と重なる領域に配設される金属層と、
前記ヘッド基板に埋設された前記駆動IC側から前記金属層へ前記ヘッド基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔の内周面に熱伝導性材料で構成された伝熱層が形成されている伝熱部と
を備えたことを特徴とする印刷ヘッドユニット。 A discharge part having a discharge port capable of discharging a liquid;
A piezoelectric actuator that is driven in accordance with a drive voltage and controls a discharge amount of liquid discharged from the discharge unit;
A drive IC comprising a voltage circuit for controlling the drive voltage;
A head substrate in which the driving IC is embedded between a plurality of stacked substrates;
A metal layer provided on at least one surface of the head substrate and disposed in a region overlapping the region where the driving IC is embedded in the head substrate surface in plan view;
A heat transfer having a through hole penetrating from the side of the driving IC embedded in the head substrate to the metal layer in the thickness direction of the head substrate, and configured by a thermally conductive material on an inner peripheral surface of the through hole A print head unit comprising: a heat transfer portion on which a layer is formed.
前記金属層は前記放熱部材と当接する当接領域を有し、
前記当接領域に前記伝熱部が配置されることを特徴とする請求項1に記載の印刷ヘッドユニット。 In the region where the metal layer on the surface of the head substrate is disposed, a heat dissipating member is provided standing in a direction away from the surface of the metal layer,
The metal layer has a contact area that contacts the heat dissipation member,
The print head unit according to claim 1, wherein the heat transfer section is disposed in the contact area.
前記液体流路は、前記金属層の位置と前記吐出口の位置との間の位置に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の印刷ヘッドユニット。 A liquid flow path for guiding the liquid supplied to the discharge unit to the discharge port;
The liquid flow path, the print head unit according to claim 1 or 2, characterized in that it is arranged at a position between the position of said discharge port of said metallic layer.
前記供給口は、前記金属層の位置と前記吐出口の位置との間の位置に配置されることを特徴とする請求項3に記載の印刷ヘッドユニット。 The liquid flow path includes a supply port for supplying liquid to the discharge unit, and a liquid storage unit for storing the liquid supplied from the supply port to the discharge port,
The supply port, the print head unit according to claim 3, characterized in that it is arranged at a position between the position of said discharge port of said metallic layer.
前記ヘッド基板は、前記吐出面に対して上方へ略垂直に設けられ、
前記液体貯留部は、前記吐出面よりも上方に配置されると共に、前記ヘッド基板に対して前記吐出面と同じ側に設けられ、
前記供給口は、前記液体貯留部が配置される位置よりも上方に配置されることを特徴とする請求項4に記載の印刷ヘッドユニット。 The discharge part has a discharge surface on which a plurality of the discharge ports are formed,
The head substrate is provided substantially vertically upward with respect to the ejection surface,
The liquid storage portion is disposed above the ejection surface and is provided on the same side as the ejection surface with respect to the head substrate.
The print head unit according to claim 4, wherein the supply port is disposed above a position where the liquid storage unit is disposed.
前記印刷ヘッドユニットに備えられる前記ヘッド基板は、当該ヘッド基板の表面が前記主走査方向と略平行となるように配設されたことを特徴とする印刷装置。 A printing system comprising a carriage that supports a plurality of print head units according to any one of claims 1 to 5 and moves the ejection portions of the plurality of print head units relative to a print medium in a main scanning direction. A device,
The printing apparatus according to claim 1, wherein the head substrate provided in the print head unit is disposed such that a surface of the head substrate is substantially parallel to the main scanning direction.
前記キャリッジは、前記印刷ヘッドユニットの前記一端側が対向するように配置された二つの前記印刷ヘッドユニットを一組として、当該一組となった前記印刷ヘッドユニットを、前記主走査方向に略直交する副走査方向に対して略平行に少なくとも一組支持し、
前記金属層は、前記ヘッド基板において前記一端側とは反対側である他端側に対向する面に配設されていることを特徴とする請求項6に記載の印刷装置。 The head substrate is attached to one end side of the print head unit,
The carriage is a set of two print head units arranged so that the one end sides of the print head units face each other, and the set print head units are substantially orthogonal to the main scanning direction. Support at least one set substantially parallel to the sub-scanning direction,
The printing apparatus according to claim 6, wherein the metal layer is disposed on a surface of the head substrate that faces the other end side opposite to the one end side.
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