インクジェットヘッド
【課題】簡単な構造のインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、インク吐出部と、インク通路部と、ＩＣとを具備する。前記インク吐出部は、インクが供給されるインク室と、前記インク室内に設けられた駆動素子と、前記インク室に開口するノズルと、前記駆動素子に接続された配線と、を備え、前記駆動素子によって前記ノズルから前記インク室内のインクを吐出する。前記インク通路部は、前記インク吐出部に取り付けられ、前記インク室に接続されて前記インク室に供給されるインクが通る供給通路と、前記インク室に接続されて前記インク室から排出されるインクが通る排出通路と、を有する。前記ＩＣは、前記配線を介して前記駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記インク通路部に熱的に接続される。
【解決手段】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、インク吐出部と、インク通路部と、ＩＣとを具備する。前記インク吐出部は、インクが供給されるインク室と、前記インク室内に設けられた駆動素子と、前記インク室に開口するノズルと、前記駆動素子に接続された配線と、を備え、前記駆動素子によって前記ノズルから前記インク室内のインクを吐出する。前記インク通路部は、前記インク吐出部に取り付けられ、前記インク室に接続されて前記インク室に供給されるインクが通る供給通路と、前記インク室に接続されて前記インク室から排出されるインクが通る排出通路と、を有する。前記ＩＣは、前記配線を介して前記駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記インク通路部に熱的に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタには、インクジェットヘッドを通して、インクを循環させる構成を有するものがある。この種のインクジェットヘッドは、基板と、この基板に取り付けられる枠状部と、この枠状部に取り付けられるノズルプレートとを備える。
【０００３】
前記基板と、前記枠状部と、前記ノズルプレートによって、前記インクジェットヘッドの内部にインク室が形成される。複数の駆動素子が、前記インク室内に配置されるように前記基板に取り付けられる。この駆動素子は、前記インク室に供給されたインクを、前記ノズルプレートに設けられたノズルから吐出する。
【０００４】
前記基板に、前記インク室にインクを供給するための供給口と、前記インク室からインクを排出するための排出口とが設けられる。前記駆動素子は、前記供給口と前記排出口との間に配置される。前記供給口から前記インク室に供給されたインクは、前記駆動素子によってインクジェットヘッドのノズルから吐出される。余ったインクは、前記排出口からインクタンクに回収される。
【０００５】
また、インクジェットヘッドには、駆動素子を制御するＩＣが実装されている。このＩＣが使用時に発熱するため、インクジェットヘッドのカバーはヒートシンク状に形成される。ＩＣから発生する熱は、このカバーを通じて放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＣを冷却するためにカバーをヒートシンク状に形成すると、カバーの形状が複雑になる。このため、カバーの成形が難しくなり、インクジェットヘッドの製造コストが増加してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構造のインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、
インク吐出部と、インク通路部と、ＩＣとを具備する。前記インク吐出部は、インクが供給されるインク室と、前記インク室内に設けられた駆動素子と、前記インク室に開口するノズルと、前記駆動素子に接続された配線と、を備え、前記駆動素子によって前記ノズルから前記インク室内のインクを吐出する。前記インク通路部は、前記インク吐出部に取り付けられ、前記インク室に接続されて前記インク室に供給されるインクが通る供給通路と、前記インク室に接続されて前記インク室から排出されるインクが通る排出通路と、を有する。前記ＩＣは、前記配線を介して前記駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記インク通路部に熱的に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。
【図４】第１の実施形態のマニホールドと基材と枠部材とを示す平面図。
【図５】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図６】第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図７】第３の実施形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図８】第３の実施形態のインクジェットヘッドを図６のＦ８−Ｆ８線に沿って示す断面図。
【図９】第３の実施形態のマニホールドと基材と枠部材とを示す平面図。
【図１０】第４の実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１０を示す斜視図である。図２は、インクジェットヘッド１０を分解して示す斜視図である。図３は、図１のＦ３−Ｆ３線に沿ってインクジェットヘッド１０を示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０は、インク吐出部１１と、インク通路部１２と、一対の回路モジュール１３と、図示しないカバーとを備えている。インク通路部１２と、一対の回路モジュール１３とは、それぞれインク吐出部１１に取り付けられている。
【００１３】
図２に示すように、インク吐出部１１は、マニホールド２１と、基材２２と、枠部材２３と、ノズルプレート２４とを有している。さらに、図３に示すように、インク吐出部１１は、内部にインク室２５を有している。枠部材２３とノズルプレート２４とは、基材２２の上に重ねられている。インク室２５は、基材２２と、枠部材２３と、ノズルプレート２４とに囲まれており、印字用のインクが供給される。
【００１４】
マニホールド２１は、一対の第１の面３１（図２に示す）と、一対の第２の面３２と、嵌合部３３とを有している。一対の第１の面３１と一対の第２の面３２とは、それぞれ平坦に形成されている。一対の第２の面３２は、対応する第１の面３１の反対側にそれぞれ設けられている。嵌合部３３は、一対の第１の面３１の間に設けられており、第１の面３１から凹んでいる。嵌合部３３に、基材２２が嵌り込む。
【００１５】
図４は、マニホールド２１と、基材２２と、枠部材２３とを示す平面図である。図４に示すように、マニホールド２１の第１の面３１に、一対の供給孔３５と、一対の第１の排出孔３６と、一対の第２の排出孔３７とが設けられている。一対の供給孔３５と、一対の第１の排出孔３６と、一対の第２の排出孔３７とは、それぞれインク室２５に開口している。供給孔３５は、インク室２５にインクを供給するための孔である。第１および第２の排出孔３６，３７は、インク室２５で使用された後に余ったインクを排出するための孔である。
【００１６】
図２に示すように、マニホールド２１の一対の第２の面３２から、複数の管４１が突き出ている。複数の管４１は、対応する供給孔３５と第１の排出孔３６と第２の排出孔３７とにそれぞれ通じている。
【００１７】
図４に示すように、供給孔３５は、第１の排出孔３６と第２の排出孔３７との間に配置されている。供給孔３５と第１の排出孔３６との間、および供給孔３５と第２の排出孔３７との間に、仕切部４２がそれぞれ設けられている。仕切部４２は、マニホールド２１の第１の面３１から突出した突起である。
【００１８】
基材２２は、例えばアルミナなどのセラミックスによって矩形の板状に形成されている。基材２２は、平坦な表面４４を有している。基材２２がマニホールド２１の嵌合部３３に嵌め込まれると、表面４４は、マニホールド２１の一対の第１の面３１と一続きの平面を形成する。基材２２の表面４４には、一対の駆動素子４５と、複数の配線パターン４６とが設けられている。配線パターン４６は、配線の一例である。配線パターン４６は、例えば無電解メッキによって形成されたニッケル薄膜によって形成されている。
【００１９】
一対の駆動素子４５は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって棒状に形成された圧電素子である。一対の駆動素子４５は、インク室２５の中に平行に並んで配置されている。駆動素子４５は、マニホールド２１の一方の第１の面３１の仕切部４２と他方の第１の面３１の仕切部４２との間に挟まれている。駆動素子４５のそれぞれの端部は、仕切部４２に接している。駆動素子４５には複数の溝が形成され、この溝がインクを吐出するための圧力室を形成する。
【００２０】
複数の配線パターン４６は、基材２２の側面から駆動素子４５に向かってそれぞれ延びている。配線パターン４６は、駆動素子４５の複数の溝にそれぞれ設けられた電極に接続されている。
【００２１】
枠部材２３は、基材２２の表面４４とマニホールド２１の第１の面３１とに接着されている。枠部材２３はインク室２５を囲んでおり、枠部材２３の内壁はマニホールド２１の複数の仕切部４２に接している。
【００２２】
図２に示すように、ノズルプレート２４は、ポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。ノズルプレート２４は、枠部材２３に接着され、インク室２５を囲む。
【００２３】
ノズルプレート２４に、複数のノズル４８が設けられている。ノズル４８は、ノズルプレート２４に形成された孔であり、インク室２５にそれぞれ開口している。複数のノズル４８は、一対の駆動素子４５に設けられた複数の溝にそれぞれ対応して配置されている。駆動素子４５の溝が形成する圧力室で加圧されたインクは、対応するノズル４８から吐出される。
【００２４】
図２に示すように、インク通路部１２は、第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５と、４つの固定部材５６とを有している。第１のゴム板５２と第２のゴム板５４とは、断熱部材の一例である。
【００２５】
第１の排出側部材５１は、例えばアルミニウムによって矩形のブロック状に形成されている。なお、第１の排出側部材５１は、例えば熱伝導率が高い銅や鉄のような熱の良導体や、他の材料によって形成されても良い。図３に太線で示すように、第１の排出側部材５１の外面５１ａに、絶縁膜６１がコーティングされている。
【００２６】
第１の排出側部材５１は、第１の排出通路６２を有している。第１の排出通路６２は、第１の排出側部材５１の内面５１ｂに開口するとともに蛇行して形成された溝を含んでいる。第１の排出通路６２の一方の端部は、第１の排出側部材５１の一方の端面に開口する一対の孔であり、第１の排出孔３６に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１の排出通路６２の他方の端部は、第１の排出側部材５１の他方の端面に開口する孔であり、インクが貯蔵されるインクタンクに接続される。第１の排出通路６２はインク室２５に接続され、インク室２５からインクタンクに排出されるインクが第１の排出通路６２を通過する。
【００２７】
供給側部材５３は、例えば合成樹脂によって矩形のブロック状に形成されている。なお、供給側部材５３は、第１の排出側部材５１と同じアルミニウムや、他の材料で形成されても良い。
【００２８】
図３に示すように、供給側部材５３は、第１の供給通路６４と、第２の供給通路６５とを有している。第１の供給通路６４は、供給側部材５３の一方の側面５３ａに開口する凹部である。第２の供給通路６５は、供給側部材５３の他方の側面５３ｂに開口する凹部である。図２に示すように、第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とは、分岐部６６と、一対の合流部６７とによって繋がっている。分岐部６６および一対の合流部６７は、第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とを隔てる隔壁にそれぞれ設けられた開口部である。
【００２９】
第１および第２の供給通路６４，６５の一方の端部は、供給側部材５３の一方の端面にそれぞれ開口する一対の孔であり、一対の合流部６７と連なっている。第１および第２の供給通路６４，６５の一方の端部に、供給孔３５に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１および第２の供給通路６４，６５の他方の端部は、供給側部材５３の他方の端面に開口する孔であり、分岐部６６と連なっている。第１および第２の供給通路６４，６５の他方の端部は、インクが貯蔵されるインクタンクに接続される。第１および第２の供給通路６４，６５はインク室２５に接続され、インクタンクからインク室２５に供給されるインクが第１および第２の供給通路６４，６５を通過する。
【００３０】
第１のゴム板５２は、第１の排出側部材５１と供給側部材５３との間に介在し、第１の排出側部材５１の内面５１ｂと、供給側部材５３の一方の側面５３ａとに接触している。第１のゴム板５２は、第１の排出通路６２と第１の供給通路６４とをシールするとともに、第１の排出側部材５１と供給側部材５３との間を断熱する。第１のゴム板５２は、例えば合成ゴムによって矩形の板状に形成されている。第１のゴム板５２はこれに限らず、断熱性を有し、シーリング可能な他の材料によって形成されても良い。
【００３１】
第２の排出側部材５５は、例えばアルミニウムによって矩形のブロック状に形成されている。なお、第２の排出側部材５５は、例えば熱伝導率が高い銅や鉄のような熱の良導体や、他の材料によって形成されても良い。図３に太線で示すように、第２の排出側部材５５の外面５５ａに、絶縁膜７１がコーティングされている。
【００３２】
図３に示すように、第２の排出側部材５５は、第２の排出通路７２を有している。第２の排出通路７２は、第２の排出側部材５５の内面５５ｂに開口するとともに、第１の排出通路６２と同様に蛇行して形成された溝を含んでいる。第２の排出通路７２の一方の端部は、第２の排出側部材５５の一方の端面に開口する一対の孔であり、第２の排出孔３７に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第２の排出通路７２の他方の端部は、第２の排出側部材５５の他方の端面に開口する孔であり、インクが貯蔵されるインクタンクに接続される。第２の排出通路７２はインク室２５に接続され、インク室２５からインクタンクに排出されるインクが第２の排出通路７２を通過する。
【００３３】
第２のゴム板５４は、供給側部材５３と第２の排出側部材５５との間に介在し、供給側部材５３の他方の側面５３ｂと、第２の排出側部材５５の内面５５ｂとに接触している。第２のゴム板５４は、第２の供給通路６５と第２の排出通路７２とをシールするとともに、供給側部材５３と第２の排出側部材５５との間を断熱する。第２のゴム板５４は、例えば合成ゴムによって矩形の板状に形成されている。第２のゴム板５４はこれに限らず、断熱性を有し、シーリング可能な他の材料によって形成されても良い。
【００３４】
図２に示すように、固定部材５６はネジであって、第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５との、それぞれの四隅を貫く。第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５とは、固定部材５６によって固定され、インク通路部１２を形成する。なお、固体部材５６に限らず、接着剤のような他の手段で第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５とを固定しても良い。
【００３５】
一対の回路モジュール１３は、複数のフレキシブルプリント配線板（以下「ＦＰＣ」と称する。）７４と、一対のリジットプリント配線板（以下「ＰＣＢ」と称する。）７５と、複数の第１のドライバＩＣ７６と、複数の第２のドライバＩＣ７７とを有している。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、ＩＣの一例である。
【００３６】
ＦＰＣ７４は、柔軟性を有している。ＦＰＣ７４の一方の端部は、基材２２に設けられた複数の配線パターン４６にそれぞれ接続されている。ＦＰＣ７４の他方の端部は、ＰＣＢ７５にそれぞれ接続されている。
【００３７】
第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、例えばＣＯＦ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）やＴＡＢ（ｔａｐｅ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）によってそれぞれパッケージ化されている。第１のドライバＩＣ７６は、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ）によって、第１の排出側部材５１と向かい合うようにＦＰＣ７４に実装されている。同様に第２のドライバＩＣ７７は、例えばＡＣＦによって、第２の排出側部材５５と向かい合うようにＦＰＣ７４に実装されている。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、ＦＰＣ７４および配線パターン４６を介して、駆動素子４５に電気的に接続される。
【００３８】
図３に示すように、第１のドライバＩＣ７６は、絶縁膜６１を介して第１の排出側部材５１と接触している。これにより、第１のドライバＩＣ７６は、第１の排出側部材５１に熱的に接触される。第１のドライバＩＣ７６は、第１の排出通路６２に近い位置に配置される。
【００３９】
同様に第２のドライバＩＣ７７は、絶縁膜７１を介して第２の排出側部材５５と接触している。これにより、第２のドライバＩＣ７７は、第２の排出側部材５５に熱的に接続される。第２のドライバＩＣ７７は、第２の排出通路７２に近い位置に配置される。
【００４０】
第１のドライバＩＣ７６は、例えば接着によって第１の排出側部材５１と接触した状態に固定されている。同様に第２のドライバＩＣ７７は、例えば接着によって第２の排出側部材５５と接触した状態に固定されている。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７はこれに限らず、図示しないインクジェットヘッド１０のケースによって第１の排出側部材５１および第２の排出側部材５５に押し付けられて固定されても良い。
【００４１】
上記構成のインクジェットヘッド１０は、以下のように印刷を行なう。
インクタンクのインクが配管を通って、供給側部材５３に供給される。インクは、分岐部６６を通って第１および第２の供給通路６４，６５に流れ込む。インクは第１および第２の供給通路６４，６５を通って合流部６７で合流し、マニホールド２１の管４１および一対の供給孔３５を通ってインク室２５に供給される。
【００４２】
インク室２５において、一対の供給孔３５から供給されたインクは、一対の駆動素子４５の複数の溝が形成する複数の圧力室に供給される。インクは各圧力室を満たすとともに、駆動素子４５の溝を通ってインク室２５の全体に供給される。
【００４３】
第１および第２のドライバＩＣ７６，７７が、ユーザの操作によって入力された印字信号に基づき、配線パターン４６を介して駆動素子４５の複数の溝にそれぞれ設けられた電極に駆動パルス電圧を印加する。これらの電極に電圧が印加されると、駆動素子４５がシェアモード変形を行い、圧力室内の圧力を高める。これにより、圧力室内のインクがノズル４８から勢い良く吐出される。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、これらの動作に伴って発熱する。
【００４４】
インク室２５に供給されて余ったインクは、第１の排出孔３６および第２の排出孔３７からそれぞれ排出される。第１の排出孔３６から排出されたインクと、第２の排出孔３７から排出されたインクとは、同様の過程を経てインクタンクに戻る。このため、以下、第１の排出孔３６から排出されたインクについて代表して説明する。
【００４５】
第１の排出孔３６から排出されたインクは、管４１を通って第１の排出側部材５１の第１の排出通路６２に流れ込む。流入したインクは、蛇行して形成された第１の排出通路６２を流れる。
【００４６】
第１の排出側部材５１に第１のドライバＩＣ７６が熱的に接続されているため、第１の排出側部材５１は、第１のドライバＩＣ７６が発した熱を吸収する。第１の排出側部材５１が吸収した熱は、第１の排出通路６２を流れるインクに吸収される。なお、この熱は第１の排出通路６２を流れるインクに吸収される以外にも、例えば外気やインクジェットヘッド１０のケースに放出される。
【００４７】
第１の排出側部材５１から熱を吸収したインクは、第１の排出通路６２から配管を通ってインクタンクに戻される。以上のように、インクジェットヘッド１０は、印刷およびインクの循環を行なう。
【００４８】
前記構成のインクジェットヘッド１０によれば、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７から発せられる熱は、第１および第２の排出通路６２，７２を通るインクに吸収される。言い換えると、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、循環するインクによって冷却される。このため、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を冷却するためにインクジェットヘッド１０のカバーをヒートシンク状に形成する必要がなくなり、インクジェットヘッド１０の構造を簡単なものとすることができる。したがって、インクジェットヘッド１０の製造が容易となり、インクジェットヘッド１０を安価に製造することができる。
【００４９】
さらに、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、インク室２５から排出されるインクが流れる第１および第２の排出通路６２，７２にそれぞれ熱的に接続されている。これにより、印字に影響がないインク室２５から排出されるインクを第１および第２のドライバＩＣ７６，７７の冷却に使うことができる。
【００５０】
第１および第２の排出側部材５１，５５は、熱の良導体であるアルミニウムで形成されている。これにより、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を効率よく冷却することができる。
【００５１】
第１の排出側部材５１と供給側部材５３との間に第１のゴム板５２が介在し、供給側部材５３と第２の排出側部材５５との間に第２のゴム板５４が介在している。これにより、第１および第２の排出側部材５１，５５が吸収した熱が供給側部材５３に伝わり、インク室２５に供給されるインクが熱で変質することを防止できる。
【００５２】
第１および第２の排出通路６２，７２は、蛇行して形成された溝を含んでいる。これにより、インクと第１および第２の排出通路６２，７２との接触面積が大きくなり、第１および第２の排出側部材５１，５５からインクへの熱伝導を効率よく行なうことができる。
【００５３】
次に、図５を参照して、インクジェットヘッドの第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例である。図５に示すように、供給側部材５３は、第１および第２の供給通路６４，６５の代わりに、一つの供給通路７８を有している。言い換えると、第２の実施形態の供給側部材５３は、第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とを隔てる隔壁が除かれている。
【００５５】
上述のように第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とを隔てる隔壁を除いたとしても、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を循環するインクによって冷却できる。
【００５６】
次に、図６ないし図９を参照して、インクジェットヘッドの第３の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図６は、第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａを示す斜視図である。図７は、インクジェットヘッド１０Ａを分解して示す斜視図である。図８は、図６のＦ８−Ｆ８線に沿ってインクジェットヘッド１０Ａを示す断面図である。第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａは、２色のインクを吐出するインクジェットヘッドである。
【００５８】
図８に示すように、インクジェットヘッド１０Ａは、第１の実施形態のインク室２５の代わりに、第１のインク室８１と第２のインク室８２とを有している。第１のインク室８１には、例えばシアン色の第１のインクが供給される。第２のインク室８２には、例えばマゼンダ色の第２のインクが供給される。なお、第１のインクの色と第２のインクの色とが異なれば、各インクの色はこれに限らない。
【００５９】
駆動素子４５は、第１のインク室８１と第２のインク室８２とにそれぞれ設けられている。第１のインク室８１に設けられた駆動素子４５は、第１のドライバＩＣ７６に電気的に接続されている。第２のインク室８２に設けられた駆動素子４５は、第２のドライバＩＣ７７に電気的に接続されている。ノズル４８は、第１のインク室８１と第２のインク室８２とにそれぞれ開口している。
【００６０】
図９は、マニホールド２１と、基材２２と、枠部材２３とを示す平面図である。図９に示すように、枠部材２３は、中枠部８３を有している。中枠部８３は、一対の駆動素子４５の間に配置され、第１のインク室８１と第２のインク室８２とを隔てている。
【００６１】
マニホールド２１には、第１の実施形態の一対の供給孔３５の代わりに、一対の第１の供給孔８５と、一対の第２の供給孔８６とが設けられている。一対の第１の排出孔３６と一対の第１の供給孔８５とは、第１のインク室８１にそれぞれ開口している。一対の第２の排出孔３７と一対の第２の供給孔８６とは、第２のインク室８２にそれぞれ開口している。第１および第２の供給孔８５，８６は、それぞれ対応する管４１に通じている。
【００６２】
図６に示すように、インクジェットヘッド１０Ａは、第１のインク通路部９１と、第２のインク通路部９２とを備えている。図７に示すように、第１のインク通路部９１は、第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、第１の供給側部材９４とを有している。第２のインク通路部９２は、第２の供給側部材９５と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５とを有している。
【００６３】
第１および第２の供給側部材９４，９５は、例えば樹脂によって矩形のブロック状に形成されている。なお、第１および第２の供給側部材９４，９５は、第１の排出側部材５１と同じアルミニウムや、他の材料で形成されても良い。
【００６４】
図８に示すように、第１の供給側部材９４は、第１の供給通路９７を有している。第１の供給通路９７は、第１の供給側部材９４の内面９４ａに開口する溝を含んでいる。第１の供給通路９７の一方の端部は、第１の供給側部材９４の一方の端面にそれぞれ開口する一対の凹部であり、第１の供給孔８５に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１の供給通路９７の他方の端部は、第１のインクが貯蔵された第１のインクタンクに接続される。第１の供給通路９７は第１のインク室８１に接続され、第１のインクタンクから第１のインク室８１に供給される第１のインクが第１の供給通路９７を通過する。
【００６５】
第２の供給側部材９５は、第２の供給通路９８を有している。第２の供給通路９８は、第２の供給側部材９５の内面９５ａに開口する溝を含んでいる。第２の供給通路９８の一方の端部は、第２の供給側部材９５の一方の端面にそれぞれ開口する一対の凹部であり、第２の供給孔８６に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第２の供給通路９８の他方の端部は、第２のインクが貯蔵された第２のインクタンクに接続される。第２の供給通路９８は第２のインク室８２に接続され、第２のインクタンクから第２のインク室８２に供給される第２のインクが第２の供給通路９８を通過する。
【００６６】
図６に示すように、第１のインク通路部９１と第２のインク通路部９２とは、並んで配置されてインク吐出部１１にそれぞれ取り付けられる。このとき、第１の供給側部材９４と第２の供給側部材９５とは、隣り合って配置される。さらに、第１および第２の排出側部材５１，５５は、隣り合う第１および第２の供給側部材９４，９５の外側にそれぞれ配置される。
【００６７】
上記構成のインクジェットヘッド１０Ａは、以下のように印刷を行なう。なお、第１のインクと第２のインクとは、同様の過程を経て循環する。このため、以下では、第１のインクについて代表して説明する。
【００６８】
第１のインクタンクの第１のインクが配管を通って、第１の供給側部材９４に供給される。第１のインクは、第１の供給通路９７に流れ込む。第１のインクは第１の供給通路９７を通り、マニホールド２１の管４１および一対の第１の供給孔８５を通って第１のインク室８１に供給される。
【００６９】
第１のインク室８１において、一対の第１の供給孔８５から供給された第１のインクは、駆動素子４５の複数の溝が形成する複数の圧力室に供給される。第１のインクは各圧力室を満たすとともに、駆動素子４５の溝を通って第１のインク室８１の全体に供給される。
【００７０】
第１のドライバＩＣ７６が、ユーザの操作によって入力された印字信号に基づき、配線パターン４６を介して駆動素子４５の複数の溝にそれぞれ設けられた電極に駆動パルス電圧を印加する。これらの電極に電圧が印加されると、圧力室内の第１のインクがノズル４８から勢い良く吐出される。これにより、シアン色の印字を行なう。同様に、第２のインク室８２の第２のインクがノズル４８から吐出され、マゼンダ色の印字を行なう。
【００７１】
第１のインク室８１に供給されて余った第１のインクは、第１の排出孔３６から排出される。第１の排出孔３６から排出された第１のインクは、第１の実施形態のインクと同様に、第１のドライバＩＣの冷却に用いられて第１のインクタンクに戻される。
【００７２】
前記構成のインクジェットヘッド１０Ａによれば、２色のインクを使用する場合であっても、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を循環するインクによって冷却できる。
【００７３】
さらに、第１および第２の排出側部材５１，５５は、隣り合う第１および第２の供給側部材９４，９５の外側にそれぞれ配置される。これにより、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を第１および第２の排出側部材５１，５５に接触させ易くなる。
【００７４】
次に、図１０を参照して、インクジェットヘッドの第４の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａと同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
第４の実施形態は、第３の実施形態の変形例である。図１０に示すように、インクジェットヘッド１０Ａは、第１および第２の供給側部材９４，９５の代わりに、一つの供給側部材１０１を有している。このため、第１のインク通路部９１と第２のインク通路部９２とは、一体に形成される。
【００７６】
供給側部材１０１は、第１の供給通路９７と、第２の供給通路９８と、隔壁１０２と、を有している。隔壁１０２は、第１の供給通路９７と第２の供給通路９８との間を隔てている。
【００７７】
第１の供給通路９７の一方の端部９７ａは、供給側部材１０１の一方の端面に開口する孔であり、第１の供給孔８５に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１の供給通路９７の他方の端部９７ｂは、第１のインクが貯蔵された第１のインクタンクに接続される。第１の供給通路９７の両端部９７ａ，９７ｂと第２の供給通路９８との間は塞がれている。
【００７８】
第２の供給通路９８の一方の端部９８ａは、供給側部材１０１の一方の端面に開口する孔であり、第２の供給孔８６に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第２の供給通路９８の他方の端部９８ｂは、第２のインクが貯蔵された第２のインクタンクに接続される。第２の供給通路９８の両端部９８ａ，９８ｂと第１の供給通路９７との間は塞がれている。
【００７９】
上述のように第１のインク通路部９１と第２のインク通路部９２とを一体に形成したとしても、第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａと同様に第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を循環するインクによって冷却できる。
【００８０】
なお、前記の複数の実施形態において、インクジェットヘッド１０，１０Ａのケースをヒートシンク状に形成し、第１および第２の排出側部材５１，５５に熱的に接続しても良い。
【００８１】
また、第１の実施形態のインク通路部１２は第１および第２のゴム板５２，５４を有していたが、インク通路部１２はこれに限らない。例えば、第１の排出通路６２を供給側部材５３でシールし、第１の供給通路６４を第１の排出側部材５１でシールすれば、第１のゴム板５２がなくとも良い。さらに、第２の供給通路６５を第２の排出側部材５５でシールし、第２の排出通路７２を供給側部材５３でシールすれば、第２のゴム板５３がなくとも良い。
【００８２】
また、前記の実施形態では、ドライバＩＣは排出側部材に熱的に接続されていたが、ドライバＩＣは供給側部材に熱的に接続されていても良い。この場合、インクタンクから供給されて供給通路を通るインクによって、ドライバＩＣが冷却される。
【００８３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１０，１０Ａ…インクジェットヘッド、１１…インク吐出部、１２…インク通路部、２５…インク室、４５…駆動素子、４８…ノズル、５１…第１の排出側部材、５２…第１のゴム板、５３，１０１…供給側部材、５４…第２のゴム板、５５…第２の排出側部材、６２…第１の排出通路、６４，９７…第１の供給通路、６５，９８…第２の供給通路、７２…第２の排出通路、７６…第１のドライバＩＣ、７７…第２のドライバＩＣ、７８…供給通路、８１…第１のインク室、８２…第２のインク室、９１…第１のインク通路部、９２…第２のインク通路部、９４…第１の供給側部材、９５…第２の供給側部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタには、インクジェットヘッドを通して、インクを循環させる構成を有するものがある。この種のインクジェットヘッドは、基板と、この基板に取り付けられる枠状部と、この枠状部に取り付けられるノズルプレートとを備える。
【０００３】
前記基板と、前記枠状部と、前記ノズルプレートによって、前記インクジェットヘッドの内部にインク室が形成される。複数の駆動素子が、前記インク室内に配置されるように前記基板に取り付けられる。この駆動素子は、前記インク室に供給されたインクを、前記ノズルプレートに設けられたノズルから吐出する。
【０００４】
前記基板に、前記インク室にインクを供給するための供給口と、前記インク室からインクを排出するための排出口とが設けられる。前記駆動素子は、前記供給口と前記排出口との間に配置される。前記供給口から前記インク室に供給されたインクは、前記駆動素子によってインクジェットヘッドのノズルから吐出される。余ったインクは、前記排出口からインクタンクに回収される。
【０００５】
また、インクジェットヘッドには、駆動素子を制御するＩＣが実装されている。このＩＣが使用時に発熱するため、インクジェットヘッドのカバーはヒートシンク状に形成される。ＩＣから発生する熱は、このカバーを通じて放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＣを冷却するためにカバーをヒートシンク状に形成すると、カバーの形状が複雑になる。このため、カバーの成形が難しくなり、インクジェットヘッドの製造コストが増加してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構造のインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、
インク吐出部と、インク通路部と、ＩＣとを具備する。前記インク吐出部は、インクが供給されるインク室と、前記インク室内に設けられた駆動素子と、前記インク室に開口するノズルと、前記駆動素子に接続された配線と、を備え、前記駆動素子によって前記ノズルから前記インク室内のインクを吐出する。前記インク通路部は、前記インク吐出部に取り付けられ、前記インク室に接続されて前記インク室に供給されるインクが通る供給通路と、前記インク室に接続されて前記インク室から排出されるインクが通る排出通路と、を有する。前記ＩＣは、前記配線を介して前記駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記インク通路部に熱的に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。
【図４】第１の実施形態のマニホールドと基材と枠部材とを示す平面図。
【図５】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図６】第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図７】第３の実施形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図８】第３の実施形態のインクジェットヘッドを図６のＦ８−Ｆ８線に沿って示す断面図。
【図９】第３の実施形態のマニホールドと基材と枠部材とを示す平面図。
【図１０】第４の実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１０を示す斜視図である。図２は、インクジェットヘッド１０を分解して示す斜視図である。図３は、図１のＦ３−Ｆ３線に沿ってインクジェットヘッド１０を示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０は、インク吐出部１１と、インク通路部１２と、一対の回路モジュール１３と、図示しないカバーとを備えている。インク通路部１２と、一対の回路モジュール１３とは、それぞれインク吐出部１１に取り付けられている。
【００１３】
図２に示すように、インク吐出部１１は、マニホールド２１と、基材２２と、枠部材２３と、ノズルプレート２４とを有している。さらに、図３に示すように、インク吐出部１１は、内部にインク室２５を有している。枠部材２３とノズルプレート２４とは、基材２２の上に重ねられている。インク室２５は、基材２２と、枠部材２３と、ノズルプレート２４とに囲まれており、印字用のインクが供給される。
【００１４】
マニホールド２１は、一対の第１の面３１（図２に示す）と、一対の第２の面３２と、嵌合部３３とを有している。一対の第１の面３１と一対の第２の面３２とは、それぞれ平坦に形成されている。一対の第２の面３２は、対応する第１の面３１の反対側にそれぞれ設けられている。嵌合部３３は、一対の第１の面３１の間に設けられており、第１の面３１から凹んでいる。嵌合部３３に、基材２２が嵌り込む。
【００１５】
図４は、マニホールド２１と、基材２２と、枠部材２３とを示す平面図である。図４に示すように、マニホールド２１の第１の面３１に、一対の供給孔３５と、一対の第１の排出孔３６と、一対の第２の排出孔３７とが設けられている。一対の供給孔３５と、一対の第１の排出孔３６と、一対の第２の排出孔３７とは、それぞれインク室２５に開口している。供給孔３５は、インク室２５にインクを供給するための孔である。第１および第２の排出孔３６，３７は、インク室２５で使用された後に余ったインクを排出するための孔である。
【００１６】
図２に示すように、マニホールド２１の一対の第２の面３２から、複数の管４１が突き出ている。複数の管４１は、対応する供給孔３５と第１の排出孔３６と第２の排出孔３７とにそれぞれ通じている。
【００１７】
図４に示すように、供給孔３５は、第１の排出孔３６と第２の排出孔３７との間に配置されている。供給孔３５と第１の排出孔３６との間、および供給孔３５と第２の排出孔３７との間に、仕切部４２がそれぞれ設けられている。仕切部４２は、マニホールド２１の第１の面３１から突出した突起である。
【００１８】
基材２２は、例えばアルミナなどのセラミックスによって矩形の板状に形成されている。基材２２は、平坦な表面４４を有している。基材２２がマニホールド２１の嵌合部３３に嵌め込まれると、表面４４は、マニホールド２１の一対の第１の面３１と一続きの平面を形成する。基材２２の表面４４には、一対の駆動素子４５と、複数の配線パターン４６とが設けられている。配線パターン４６は、配線の一例である。配線パターン４６は、例えば無電解メッキによって形成されたニッケル薄膜によって形成されている。
【００１９】
一対の駆動素子４５は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって棒状に形成された圧電素子である。一対の駆動素子４５は、インク室２５の中に平行に並んで配置されている。駆動素子４５は、マニホールド２１の一方の第１の面３１の仕切部４２と他方の第１の面３１の仕切部４２との間に挟まれている。駆動素子４５のそれぞれの端部は、仕切部４２に接している。駆動素子４５には複数の溝が形成され、この溝がインクを吐出するための圧力室を形成する。
【００２０】
複数の配線パターン４６は、基材２２の側面から駆動素子４５に向かってそれぞれ延びている。配線パターン４６は、駆動素子４５の複数の溝にそれぞれ設けられた電極に接続されている。
【００２１】
枠部材２３は、基材２２の表面４４とマニホールド２１の第１の面３１とに接着されている。枠部材２３はインク室２５を囲んでおり、枠部材２３の内壁はマニホールド２１の複数の仕切部４２に接している。
【００２２】
図２に示すように、ノズルプレート２４は、ポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。ノズルプレート２４は、枠部材２３に接着され、インク室２５を囲む。
【００２３】
ノズルプレート２４に、複数のノズル４８が設けられている。ノズル４８は、ノズルプレート２４に形成された孔であり、インク室２５にそれぞれ開口している。複数のノズル４８は、一対の駆動素子４５に設けられた複数の溝にそれぞれ対応して配置されている。駆動素子４５の溝が形成する圧力室で加圧されたインクは、対応するノズル４８から吐出される。
【００２４】
図２に示すように、インク通路部１２は、第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５と、４つの固定部材５６とを有している。第１のゴム板５２と第２のゴム板５４とは、断熱部材の一例である。
【００２５】
第１の排出側部材５１は、例えばアルミニウムによって矩形のブロック状に形成されている。なお、第１の排出側部材５１は、例えば熱伝導率が高い銅や鉄のような熱の良導体や、他の材料によって形成されても良い。図３に太線で示すように、第１の排出側部材５１の外面５１ａに、絶縁膜６１がコーティングされている。
【００２６】
第１の排出側部材５１は、第１の排出通路６２を有している。第１の排出通路６２は、第１の排出側部材５１の内面５１ｂに開口するとともに蛇行して形成された溝を含んでいる。第１の排出通路６２の一方の端部は、第１の排出側部材５１の一方の端面に開口する一対の孔であり、第１の排出孔３６に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１の排出通路６２の他方の端部は、第１の排出側部材５１の他方の端面に開口する孔であり、インクが貯蔵されるインクタンクに接続される。第１の排出通路６２はインク室２５に接続され、インク室２５からインクタンクに排出されるインクが第１の排出通路６２を通過する。
【００２７】
供給側部材５３は、例えば合成樹脂によって矩形のブロック状に形成されている。なお、供給側部材５３は、第１の排出側部材５１と同じアルミニウムや、他の材料で形成されても良い。
【００２８】
図３に示すように、供給側部材５３は、第１の供給通路６４と、第２の供給通路６５とを有している。第１の供給通路６４は、供給側部材５３の一方の側面５３ａに開口する凹部である。第２の供給通路６５は、供給側部材５３の他方の側面５３ｂに開口する凹部である。図２に示すように、第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とは、分岐部６６と、一対の合流部６７とによって繋がっている。分岐部６６および一対の合流部６７は、第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とを隔てる隔壁にそれぞれ設けられた開口部である。
【００２９】
第１および第２の供給通路６４，６５の一方の端部は、供給側部材５３の一方の端面にそれぞれ開口する一対の孔であり、一対の合流部６７と連なっている。第１および第２の供給通路６４，６５の一方の端部に、供給孔３５に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１および第２の供給通路６４，６５の他方の端部は、供給側部材５３の他方の端面に開口する孔であり、分岐部６６と連なっている。第１および第２の供給通路６４，６５の他方の端部は、インクが貯蔵されるインクタンクに接続される。第１および第２の供給通路６４，６５はインク室２５に接続され、インクタンクからインク室２５に供給されるインクが第１および第２の供給通路６４，６５を通過する。
【００３０】
第１のゴム板５２は、第１の排出側部材５１と供給側部材５３との間に介在し、第１の排出側部材５１の内面５１ｂと、供給側部材５３の一方の側面５３ａとに接触している。第１のゴム板５２は、第１の排出通路６２と第１の供給通路６４とをシールするとともに、第１の排出側部材５１と供給側部材５３との間を断熱する。第１のゴム板５２は、例えば合成ゴムによって矩形の板状に形成されている。第１のゴム板５２はこれに限らず、断熱性を有し、シーリング可能な他の材料によって形成されても良い。
【００３１】
第２の排出側部材５５は、例えばアルミニウムによって矩形のブロック状に形成されている。なお、第２の排出側部材５５は、例えば熱伝導率が高い銅や鉄のような熱の良導体や、他の材料によって形成されても良い。図３に太線で示すように、第２の排出側部材５５の外面５５ａに、絶縁膜７１がコーティングされている。
【００３２】
図３に示すように、第２の排出側部材５５は、第２の排出通路７２を有している。第２の排出通路７２は、第２の排出側部材５５の内面５５ｂに開口するとともに、第１の排出通路６２と同様に蛇行して形成された溝を含んでいる。第２の排出通路７２の一方の端部は、第２の排出側部材５５の一方の端面に開口する一対の孔であり、第２の排出孔３７に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第２の排出通路７２の他方の端部は、第２の排出側部材５５の他方の端面に開口する孔であり、インクが貯蔵されるインクタンクに接続される。第２の排出通路７２はインク室２５に接続され、インク室２５からインクタンクに排出されるインクが第２の排出通路７２を通過する。
【００３３】
第２のゴム板５４は、供給側部材５３と第２の排出側部材５５との間に介在し、供給側部材５３の他方の側面５３ｂと、第２の排出側部材５５の内面５５ｂとに接触している。第２のゴム板５４は、第２の供給通路６５と第２の排出通路７２とをシールするとともに、供給側部材５３と第２の排出側部材５５との間を断熱する。第２のゴム板５４は、例えば合成ゴムによって矩形の板状に形成されている。第２のゴム板５４はこれに限らず、断熱性を有し、シーリング可能な他の材料によって形成されても良い。
【００３４】
図２に示すように、固定部材５６はネジであって、第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５との、それぞれの四隅を貫く。第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５とは、固定部材５６によって固定され、インク通路部１２を形成する。なお、固体部材５６に限らず、接着剤のような他の手段で第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、供給側部材５３と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５とを固定しても良い。
【００３５】
一対の回路モジュール１３は、複数のフレキシブルプリント配線板（以下「ＦＰＣ」と称する。）７４と、一対のリジットプリント配線板（以下「ＰＣＢ」と称する。）７５と、複数の第１のドライバＩＣ７６と、複数の第２のドライバＩＣ７７とを有している。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、ＩＣの一例である。
【００３６】
ＦＰＣ７４は、柔軟性を有している。ＦＰＣ７４の一方の端部は、基材２２に設けられた複数の配線パターン４６にそれぞれ接続されている。ＦＰＣ７４の他方の端部は、ＰＣＢ７５にそれぞれ接続されている。
【００３７】
第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、例えばＣＯＦ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）やＴＡＢ（ｔａｐｅ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）によってそれぞれパッケージ化されている。第１のドライバＩＣ７６は、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ）によって、第１の排出側部材５１と向かい合うようにＦＰＣ７４に実装されている。同様に第２のドライバＩＣ７７は、例えばＡＣＦによって、第２の排出側部材５５と向かい合うようにＦＰＣ７４に実装されている。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、ＦＰＣ７４および配線パターン４６を介して、駆動素子４５に電気的に接続される。
【００３８】
図３に示すように、第１のドライバＩＣ７６は、絶縁膜６１を介して第１の排出側部材５１と接触している。これにより、第１のドライバＩＣ７６は、第１の排出側部材５１に熱的に接触される。第１のドライバＩＣ７６は、第１の排出通路６２に近い位置に配置される。
【００３９】
同様に第２のドライバＩＣ７７は、絶縁膜７１を介して第２の排出側部材５５と接触している。これにより、第２のドライバＩＣ７７は、第２の排出側部材５５に熱的に接続される。第２のドライバＩＣ７７は、第２の排出通路７２に近い位置に配置される。
【００４０】
第１のドライバＩＣ７６は、例えば接着によって第１の排出側部材５１と接触した状態に固定されている。同様に第２のドライバＩＣ７７は、例えば接着によって第２の排出側部材５５と接触した状態に固定されている。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７はこれに限らず、図示しないインクジェットヘッド１０のケースによって第１の排出側部材５１および第２の排出側部材５５に押し付けられて固定されても良い。
【００４１】
上記構成のインクジェットヘッド１０は、以下のように印刷を行なう。
インクタンクのインクが配管を通って、供給側部材５３に供給される。インクは、分岐部６６を通って第１および第２の供給通路６４，６５に流れ込む。インクは第１および第２の供給通路６４，６５を通って合流部６７で合流し、マニホールド２１の管４１および一対の供給孔３５を通ってインク室２５に供給される。
【００４２】
インク室２５において、一対の供給孔３５から供給されたインクは、一対の駆動素子４５の複数の溝が形成する複数の圧力室に供給される。インクは各圧力室を満たすとともに、駆動素子４５の溝を通ってインク室２５の全体に供給される。
【００４３】
第１および第２のドライバＩＣ７６，７７が、ユーザの操作によって入力された印字信号に基づき、配線パターン４６を介して駆動素子４５の複数の溝にそれぞれ設けられた電極に駆動パルス電圧を印加する。これらの電極に電圧が印加されると、駆動素子４５がシェアモード変形を行い、圧力室内の圧力を高める。これにより、圧力室内のインクがノズル４８から勢い良く吐出される。第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、これらの動作に伴って発熱する。
【００４４】
インク室２５に供給されて余ったインクは、第１の排出孔３６および第２の排出孔３７からそれぞれ排出される。第１の排出孔３６から排出されたインクと、第２の排出孔３７から排出されたインクとは、同様の過程を経てインクタンクに戻る。このため、以下、第１の排出孔３６から排出されたインクについて代表して説明する。
【００４５】
第１の排出孔３６から排出されたインクは、管４１を通って第１の排出側部材５１の第１の排出通路６２に流れ込む。流入したインクは、蛇行して形成された第１の排出通路６２を流れる。
【００４６】
第１の排出側部材５１に第１のドライバＩＣ７６が熱的に接続されているため、第１の排出側部材５１は、第１のドライバＩＣ７６が発した熱を吸収する。第１の排出側部材５１が吸収した熱は、第１の排出通路６２を流れるインクに吸収される。なお、この熱は第１の排出通路６２を流れるインクに吸収される以外にも、例えば外気やインクジェットヘッド１０のケースに放出される。
【００４７】
第１の排出側部材５１から熱を吸収したインクは、第１の排出通路６２から配管を通ってインクタンクに戻される。以上のように、インクジェットヘッド１０は、印刷およびインクの循環を行なう。
【００４８】
前記構成のインクジェットヘッド１０によれば、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７から発せられる熱は、第１および第２の排出通路６２，７２を通るインクに吸収される。言い換えると、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、循環するインクによって冷却される。このため、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を冷却するためにインクジェットヘッド１０のカバーをヒートシンク状に形成する必要がなくなり、インクジェットヘッド１０の構造を簡単なものとすることができる。したがって、インクジェットヘッド１０の製造が容易となり、インクジェットヘッド１０を安価に製造することができる。
【００４９】
さらに、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７は、インク室２５から排出されるインクが流れる第１および第２の排出通路６２，７２にそれぞれ熱的に接続されている。これにより、印字に影響がないインク室２５から排出されるインクを第１および第２のドライバＩＣ７６，７７の冷却に使うことができる。
【００５０】
第１および第２の排出側部材５１，５５は、熱の良導体であるアルミニウムで形成されている。これにより、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を効率よく冷却することができる。
【００５１】
第１の排出側部材５１と供給側部材５３との間に第１のゴム板５２が介在し、供給側部材５３と第２の排出側部材５５との間に第２のゴム板５４が介在している。これにより、第１および第２の排出側部材５１，５５が吸収した熱が供給側部材５３に伝わり、インク室２５に供給されるインクが熱で変質することを防止できる。
【００５２】
第１および第２の排出通路６２，７２は、蛇行して形成された溝を含んでいる。これにより、インクと第１および第２の排出通路６２，７２との接触面積が大きくなり、第１および第２の排出側部材５１，５５からインクへの熱伝導を効率よく行なうことができる。
【００５３】
次に、図５を参照して、インクジェットヘッドの第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例である。図５に示すように、供給側部材５３は、第１および第２の供給通路６４，６５の代わりに、一つの供給通路７８を有している。言い換えると、第２の実施形態の供給側部材５３は、第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とを隔てる隔壁が除かれている。
【００５５】
上述のように第１の供給通路６４と第２の供給通路６５とを隔てる隔壁を除いたとしても、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を循環するインクによって冷却できる。
【００５６】
次に、図６ないし図９を参照して、インクジェットヘッドの第３の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図６は、第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａを示す斜視図である。図７は、インクジェットヘッド１０Ａを分解して示す斜視図である。図８は、図６のＦ８−Ｆ８線に沿ってインクジェットヘッド１０Ａを示す断面図である。第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａは、２色のインクを吐出するインクジェットヘッドである。
【００５８】
図８に示すように、インクジェットヘッド１０Ａは、第１の実施形態のインク室２５の代わりに、第１のインク室８１と第２のインク室８２とを有している。第１のインク室８１には、例えばシアン色の第１のインクが供給される。第２のインク室８２には、例えばマゼンダ色の第２のインクが供給される。なお、第１のインクの色と第２のインクの色とが異なれば、各インクの色はこれに限らない。
【００５９】
駆動素子４５は、第１のインク室８１と第２のインク室８２とにそれぞれ設けられている。第１のインク室８１に設けられた駆動素子４５は、第１のドライバＩＣ７６に電気的に接続されている。第２のインク室８２に設けられた駆動素子４５は、第２のドライバＩＣ７７に電気的に接続されている。ノズル４８は、第１のインク室８１と第２のインク室８２とにそれぞれ開口している。
【００６０】
図９は、マニホールド２１と、基材２２と、枠部材２３とを示す平面図である。図９に示すように、枠部材２３は、中枠部８３を有している。中枠部８３は、一対の駆動素子４５の間に配置され、第１のインク室８１と第２のインク室８２とを隔てている。
【００６１】
マニホールド２１には、第１の実施形態の一対の供給孔３５の代わりに、一対の第１の供給孔８５と、一対の第２の供給孔８６とが設けられている。一対の第１の排出孔３６と一対の第１の供給孔８５とは、第１のインク室８１にそれぞれ開口している。一対の第２の排出孔３７と一対の第２の供給孔８６とは、第２のインク室８２にそれぞれ開口している。第１および第２の供給孔８５，８６は、それぞれ対応する管４１に通じている。
【００６２】
図６に示すように、インクジェットヘッド１０Ａは、第１のインク通路部９１と、第２のインク通路部９２とを備えている。図７に示すように、第１のインク通路部９１は、第１の排出側部材５１と、第１のゴム板５２と、第１の供給側部材９４とを有している。第２のインク通路部９２は、第２の供給側部材９５と、第２のゴム板５４と、第２の排出側部材５５とを有している。
【００６３】
第１および第２の供給側部材９４，９５は、例えば樹脂によって矩形のブロック状に形成されている。なお、第１および第２の供給側部材９４，９５は、第１の排出側部材５１と同じアルミニウムや、他の材料で形成されても良い。
【００６４】
図８に示すように、第１の供給側部材９４は、第１の供給通路９７を有している。第１の供給通路９７は、第１の供給側部材９４の内面９４ａに開口する溝を含んでいる。第１の供給通路９７の一方の端部は、第１の供給側部材９４の一方の端面にそれぞれ開口する一対の凹部であり、第１の供給孔８５に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１の供給通路９７の他方の端部は、第１のインクが貯蔵された第１のインクタンクに接続される。第１の供給通路９７は第１のインク室８１に接続され、第１のインクタンクから第１のインク室８１に供給される第１のインクが第１の供給通路９７を通過する。
【００６５】
第２の供給側部材９５は、第２の供給通路９８を有している。第２の供給通路９８は、第２の供給側部材９５の内面９５ａに開口する溝を含んでいる。第２の供給通路９８の一方の端部は、第２の供給側部材９５の一方の端面にそれぞれ開口する一対の凹部であり、第２の供給孔８６に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第２の供給通路９８の他方の端部は、第２のインクが貯蔵された第２のインクタンクに接続される。第２の供給通路９８は第２のインク室８２に接続され、第２のインクタンクから第２のインク室８２に供給される第２のインクが第２の供給通路９８を通過する。
【００６６】
図６に示すように、第１のインク通路部９１と第２のインク通路部９２とは、並んで配置されてインク吐出部１１にそれぞれ取り付けられる。このとき、第１の供給側部材９４と第２の供給側部材９５とは、隣り合って配置される。さらに、第１および第２の排出側部材５１，５５は、隣り合う第１および第２の供給側部材９４，９５の外側にそれぞれ配置される。
【００６７】
上記構成のインクジェットヘッド１０Ａは、以下のように印刷を行なう。なお、第１のインクと第２のインクとは、同様の過程を経て循環する。このため、以下では、第１のインクについて代表して説明する。
【００６８】
第１のインクタンクの第１のインクが配管を通って、第１の供給側部材９４に供給される。第１のインクは、第１の供給通路９７に流れ込む。第１のインクは第１の供給通路９７を通り、マニホールド２１の管４１および一対の第１の供給孔８５を通って第１のインク室８１に供給される。
【００６９】
第１のインク室８１において、一対の第１の供給孔８５から供給された第１のインクは、駆動素子４５の複数の溝が形成する複数の圧力室に供給される。第１のインクは各圧力室を満たすとともに、駆動素子４５の溝を通って第１のインク室８１の全体に供給される。
【００７０】
第１のドライバＩＣ７６が、ユーザの操作によって入力された印字信号に基づき、配線パターン４６を介して駆動素子４５の複数の溝にそれぞれ設けられた電極に駆動パルス電圧を印加する。これらの電極に電圧が印加されると、圧力室内の第１のインクがノズル４８から勢い良く吐出される。これにより、シアン色の印字を行なう。同様に、第２のインク室８２の第２のインクがノズル４８から吐出され、マゼンダ色の印字を行なう。
【００７１】
第１のインク室８１に供給されて余った第１のインクは、第１の排出孔３６から排出される。第１の排出孔３６から排出された第１のインクは、第１の実施形態のインクと同様に、第１のドライバＩＣの冷却に用いられて第１のインクタンクに戻される。
【００７２】
前記構成のインクジェットヘッド１０Ａによれば、２色のインクを使用する場合であっても、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を循環するインクによって冷却できる。
【００７３】
さらに、第１および第２の排出側部材５１，５５は、隣り合う第１および第２の供給側部材９４，９５の外側にそれぞれ配置される。これにより、第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を第１および第２の排出側部材５１，５５に接触させ易くなる。
【００７４】
次に、図１０を参照して、インクジェットヘッドの第４の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａと同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
第４の実施形態は、第３の実施形態の変形例である。図１０に示すように、インクジェットヘッド１０Ａは、第１および第２の供給側部材９４，９５の代わりに、一つの供給側部材１０１を有している。このため、第１のインク通路部９１と第２のインク通路部９２とは、一体に形成される。
【００７６】
供給側部材１０１は、第１の供給通路９７と、第２の供給通路９８と、隔壁１０２と、を有している。隔壁１０２は、第１の供給通路９７と第２の供給通路９８との間を隔てている。
【００７７】
第１の供給通路９７の一方の端部９７ａは、供給側部材１０１の一方の端面に開口する孔であり、第１の供給孔８５に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第１の供給通路９７の他方の端部９７ｂは、第１のインクが貯蔵された第１のインクタンクに接続される。第１の供給通路９７の両端部９７ａ，９７ｂと第２の供給通路９８との間は塞がれている。
【００７８】
第２の供給通路９８の一方の端部９８ａは、供給側部材１０１の一方の端面に開口する孔であり、第２の供給孔８６に通じたマニホールド２１の管４１がそれぞれ挿入される。第２の供給通路９８の他方の端部９８ｂは、第２のインクが貯蔵された第２のインクタンクに接続される。第２の供給通路９８の両端部９８ａ，９８ｂと第１の供給通路９７との間は塞がれている。
【００７９】
上述のように第１のインク通路部９１と第２のインク通路部９２とを一体に形成したとしても、第３の実施形態のインクジェットヘッド１０Ａと同様に第１および第２のドライバＩＣ７６，７７を循環するインクによって冷却できる。
【００８０】
なお、前記の複数の実施形態において、インクジェットヘッド１０，１０Ａのケースをヒートシンク状に形成し、第１および第２の排出側部材５１，５５に熱的に接続しても良い。
【００８１】
また、第１の実施形態のインク通路部１２は第１および第２のゴム板５２，５４を有していたが、インク通路部１２はこれに限らない。例えば、第１の排出通路６２を供給側部材５３でシールし、第１の供給通路６４を第１の排出側部材５１でシールすれば、第１のゴム板５２がなくとも良い。さらに、第２の供給通路６５を第２の排出側部材５５でシールし、第２の排出通路７２を供給側部材５３でシールすれば、第２のゴム板５３がなくとも良い。
【００８２】
また、前記の実施形態では、ドライバＩＣは排出側部材に熱的に接続されていたが、ドライバＩＣは供給側部材に熱的に接続されていても良い。この場合、インクタンクから供給されて供給通路を通るインクによって、ドライバＩＣが冷却される。
【００８３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１０，１０Ａ…インクジェットヘッド、１１…インク吐出部、１２…インク通路部、２５…インク室、４５…駆動素子、４８…ノズル、５１…第１の排出側部材、５２…第１のゴム板、５３，１０１…供給側部材、５４…第２のゴム板、５５…第２の排出側部材、６２…第１の排出通路、６４，９７…第１の供給通路、６５，９８…第２の供給通路、７２…第２の排出通路、７６…第１のドライバＩＣ、７７…第２のドライバＩＣ、７８…供給通路、８１…第１のインク室、８２…第２のインク室、９１…第１のインク通路部、９２…第２のインク通路部、９４…第１の供給側部材、９５…第２の供給側部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが供給されるインク室と、前記インク室内に設けられた駆動素子と、前記インク室に開口するノズルと、前記駆動素子に接続された配線と、を備え、前記駆動素子によって前記ノズルから前記インク室内のインクを吐出するインク吐出部と、
前記インク吐出部に取り付けられ、前記インク室に接続されて前記インク室に供給されるインクが通る供給通路と、前記インク室に接続されて前記インク室から排出されるインクが通る排出通路と、を有したインク通路部と、
前記配線を介して前記駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記インク通路部に熱的に接続されたＩＣと、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記インク通路部は、前記供給通路を含んだ供給側部材と、前記排出通路を含んだ排出側部材と、を含み、
前記ＩＣは、前記排出側部材に熱的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記排出側部材は、熱の良導体であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インク通路部は、前記供給側部材と前記排出側部材との間に介在する断熱部材をさらに有したことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記排出通路が蛇行して形成されたことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
第１のインクが供給される第１のインク室と、前記第１のインクと異なる色の第２のインクが供給される第２のインク室と、前記第１のインク室と前記第２のインク室とにそれぞれ設けられた複数の駆動素子と、前記第１のインク室と前記第２のインク室とにそれぞれ開口する複数のノズルと、前記複数の駆動素子に接続された複数の配線と、を備え、前記複数の駆動素子によって前記複数のノズルから前記第１のインク室内の前記第１のインクおよび前記第２のインク室内の前記第２のインクを吐出するインク吐出部と、
前記インク吐出部に取り付けられ、前記第１のインク室に接続されて前記第１のインク室に供給される前記第１のインクが通る第１の供給通路と、前記第１のインク室に接続されて前記第１のインク室から排出される前記第１のインクが通る第１の排出通路と、を有した第１のインク通路部と、
前記インク吐出部に取り付けられ、前記第２のインク室に接続されて前記第２のインク室に供給される前記第２のインクが通る第２の供給通路と、前記第２のインク室に接続されて前記第２のインク室から排出される前記第２のインクが通る第２の排出通路と、を有した第２のインク通路部と、
前記複数の配線を介して前記複数の駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記第１のインク通路部と前記第２のインク通路部とにそれぞれ熱的に接続された複数のＩＣと、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記第１のインク通路部は、前記第１の供給通路を含んだ第１の供給側部材と、前記第１の排出通路を含んだ第１の排出側部材と、を含み、
前記第２のインク通路部は、前記第２の供給通路を含んだ第２の供給側部材と、前記第２の排出通路を含んだ第２の排出側部材と、を含み、
前記複数のＩＣは、前記第１の排出側部材と前記第２の排出側部材とにそれぞれ熱的に接続されたことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記第１の排出側部材と前記第２の排出側部材とは、熱の良導体であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記第１のインク通路部は、前記第１の供給側部材と前記第１の排出側部材との間に介在する第１の断熱部材をさらに有したことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記第１のインク通路部と前記第２のインク通路部とが並んで配置され、
前記第１の排出側部材と前記第２の排出側部材とは、隣り合った前記第１の供給側部材および前記第２の供給側部材の外側にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１】
インクが供給されるインク室と、前記インク室内に設けられた駆動素子と、前記インク室に開口するノズルと、前記駆動素子に接続された配線と、を備え、前記駆動素子によって前記ノズルから前記インク室内のインクを吐出するインク吐出部と、
前記インク吐出部に取り付けられ、前記インク室に接続されて前記インク室に供給されるインクが通る供給通路と、前記インク室に接続されて前記インク室から排出されるインクが通る排出通路と、を有したインク通路部と、
前記配線を介して前記駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記インク通路部に熱的に接続されたＩＣと、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記インク通路部は、前記供給通路を含んだ供給側部材と、前記排出通路を含んだ排出側部材と、を含み、
前記ＩＣは、前記排出側部材に熱的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記排出側部材は、熱の良導体であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インク通路部は、前記供給側部材と前記排出側部材との間に介在する断熱部材をさらに有したことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記排出通路が蛇行して形成されたことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
第１のインクが供給される第１のインク室と、前記第１のインクと異なる色の第２のインクが供給される第２のインク室と、前記第１のインク室と前記第２のインク室とにそれぞれ設けられた複数の駆動素子と、前記第１のインク室と前記第２のインク室とにそれぞれ開口する複数のノズルと、前記複数の駆動素子に接続された複数の配線と、を備え、前記複数の駆動素子によって前記複数のノズルから前記第１のインク室内の前記第１のインクおよび前記第２のインク室内の前記第２のインクを吐出するインク吐出部と、
前記インク吐出部に取り付けられ、前記第１のインク室に接続されて前記第１のインク室に供給される前記第１のインクが通る第１の供給通路と、前記第１のインク室に接続されて前記第１のインク室から排出される前記第１のインクが通る第１の排出通路と、を有した第１のインク通路部と、
前記インク吐出部に取り付けられ、前記第２のインク室に接続されて前記第２のインク室に供給される前記第２のインクが通る第２の供給通路と、前記第２のインク室に接続されて前記第２のインク室から排出される前記第２のインクが通る第２の排出通路と、を有した第２のインク通路部と、
前記複数の配線を介して前記複数の駆動素子に電気的に接続されるとともに、前記第１のインク通路部と前記第２のインク通路部とにそれぞれ熱的に接続された複数のＩＣと、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記第１のインク通路部は、前記第１の供給通路を含んだ第１の供給側部材と、前記第１の排出通路を含んだ第１の排出側部材と、を含み、
前記第２のインク通路部は、前記第２の供給通路を含んだ第２の供給側部材と、前記第２の排出通路を含んだ第２の排出側部材と、を含み、
前記複数のＩＣは、前記第１の排出側部材と前記第２の排出側部材とにそれぞれ熱的に接続されたことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記第１の排出側部材と前記第２の排出側部材とは、熱の良導体であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記第１のインク通路部は、前記第１の供給側部材と前記第１の排出側部材との間に介在する第１の断熱部材をさらに有したことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記第１のインク通路部と前記第２のインク通路部とが並んで配置され、
前記第１の排出側部材と前記第２の排出側部材とは、隣り合った前記第１の供給側部材および前記第２の供給側部材の外側にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２５９３６（Ｐ２０１２−１２５９３６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６８３７（Ｐ２０１０−２７６８３７）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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