特開 2023-166635 流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023166635

(43)【公開日】2023-11-22

(54)【発明の名称】流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/473 20060101AFI20231115BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20231115BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20231115BHJP

【ＦＩ】

H01L23/46 Z

H05K7/20 N

B41J2/01 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020167059

(22)【出願日】2020-10-01

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】江藤 大輔

【テーマコード（参考）】

2C056

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

2C056EA28

2C056FA04

2C056FA13

2C056HA15

5E322AA05

5E322AB01

5E322AB06

5E322AB11

5E322FA01

5F136BA30

5F136CB07

5F136CB08

5F136FA02

5F136FA03

(57)【要約】

【課題】薄型で冷却性能が高く安価な流体冷却式コールドプレートを提供することを目的とする。
【解決手段】コールドプレート１６は、冷却流体が流れるスリット３１が設けられた第１板状部材３０と、第１板状部材３０を挟んでスリット３１を塞ぐように第１板状部材３０に積層された１対の第２板状部材４０と、スリット３１に連通する流入口４３及び流出口４４と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却流体が流れるスリットが設けられた第１板状部材と、
前記第１板状部材を挟んで前記スリットを塞ぐように前記第１板状部材に積層された１対の第２板状部材と、
前記スリットに連通する流入口及び流出口と、を備えることを特徴とする流体冷却式コールドプレート。

【請求項2】

前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のうちの少なくとも１種類を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項3】

前記第２板状部材の厚みは、前記第１板状部材よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項4】

前記流入口及び前記流出口は、前記１対の第２板状部材のいずれかを厚み方向に貫通していることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項5】

前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、レーザー溶接で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項6】

前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、接着剤を用いて接着されていることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項7】

前記第１板状部材及び前記第２板状部材の接着面の平均粗さが、０．３μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項8】

前記スリットは、蛇行した形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項9】

前記第１板状部材は、第３板状部材と、前記第３板状部材に積層された第４板状部材と、を含み、
前記スリットは、前記第３板状部材に設けられた第１スリットと、前記第４板状部材に設けられた第２スリットと、を含み、
前記第１スリットは、第１幹部と、前記第１幹部と交差する第１方向に前記第１幹部から分岐した複数の第１枝部と、を備え、
前記第２スリットは、第２幹部と、前記第１方向と反対の第２方向に前記第２幹部から分岐した複数の第２枝部と、を備え、
前記複数の第１枝部の各々と前記複数の第２枝部の各々とが１対１の関係で対向していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項10】

前記複数の第１枝部の各々と前記複数の第２枝部の各々とが１対１の関係で対向し、且つ、前記複数の第１枝部の各々が前記複数の第２枝部の各々に対してずれていることを特徴とする請求項９に記載の流体冷却式コールドプレート。

【請求項11】

第１板状部材にスリットを形成する工程と、
第２板状部材又は第１板状部材にスリットに連通する流入口及び流出口を形成する工程と、
第１板状部材を挟んでスリットを塞ぐように１対の第２板状部材を第１板状部材に接合する工程と、と備えることを特徴とする流体冷却式コールドプレートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドのノズルを駆動する駆動回路を備えている。駆動回路は、動作に伴って熱を発生するが、過度の発熱は、駆動回路の性能低下を招く。また、駆動回路がインクジェットヘッドと一体に設けられる場合には、駆動回路の発熱がノズルの吐出精度に影響を及ぼすおそれがある。

【0003】

電子機器の冷却については、従来、様々な提案が行われている。例えば、特許文献１には、鋳型内に埋設される複数の金属製配管同士の位置関係を維持すべく金属製配管に取り付ける固定金具を用いた流体冷却式コールドプレートの製造方法が記載されている。特許文献２には、樹脂部材における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、金属部材の微細凹凸構造部分の少なくとも一部分とが、光硬化性層を介して接している物品に光を照射することで光硬化性層を硬化させるコールドプレートの製造方法が記載されている。特許文献３には、ジャケット本体と封止体とを摩擦攪拌接合する液冷ジャケットの製造方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１６７０２２号

【特許文献2】特開２０１９－１３６８７２号公報

【特許文献3】特開２０１７－４２８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載された製造方法では、鋳型に金属パイプを金具で位置決めしてアルミの溶湯を流し込むため、設備が大掛かりとなるうえに工数が多くなる。また、性能面では、冷媒と被冷却熱源との間に金属パイプとアルミ部が存在するので厚みが増して熱抵抗が大きくなり、熱交換効率が低下する。特許文献２に記載された製造方法では、光硬化性の接着剤は高価である。また、接着面に紫外線などの光を当てるため、光路の制約により流路構成の自由度が低く、性能向上が困難である。特許文献３に記載された製造方法では、攪拌摩擦接合の設備費がかさむ。また、接合速度が遅いため、工数が多くなる。また、接合線（溶接線）が直線、緩曲線又は円に限られるため、複雑な流路形成ができず、性能向上が困難である。

【0006】

また、アルミブロックにガンドリルで形成した穴に冷媒液を流すコールドプレートも考えられるが、ガンドリルで深い穴を空けるため、工数が多くなる。また、穴の半径方向の肉厚を十分に確保しておかなければ、ガンドリルの芯ズレにより半径方向に穴が開き、液漏れが発生するが、肉厚を厚くすると、熱抵抗が増えるため、性能が低下する。また、直線の流路しか形成できないため、性能向上が困難である。

【0007】

また、上記の４つの例では、いずれもコールドプレートの厚みが大きくなり、省スペース化が困難である。

【0008】

本発明は、上記事情を考慮し、薄型で冷却性能が高く安価な流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明に係る流体冷却式コールドプレートは、冷却流体が流れるスリットが設けられた第１板状部材と、前記第１板状部材を挟んで前記スリットを塞ぐように前記第１板状部材に積層された１対の第２板状部材と、前記スリットに連通する流入口及び流出口と、を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のうちの少なくとも１種類を用いて形成されていてもよい。

【0011】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記第２板状部材の厚みは、前記第１板状部材よりも薄くてもよい。

【0012】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記流入口及び前記流出口は、前記１対の第２板状部材のいずれかを厚み方向に貫通していてもよい。

【0013】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、レーザー溶接で接合されていてもよい。

【0014】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、接着剤を用いて接着されていてもよい。

【0015】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記第１板状部材及び前記第２板状部材の接着面の平均粗さが、０．３μｍ以上１μｍ以下であってもよい。

【0016】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記スリットは、蛇行した形状であってもよい。

【0017】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記第１板状部材は、第３板状部材と、前記第３板状部材に積層された第４板状部材と、を含み、前記スリットは、前記第３板状部材に設けられた第１スリットと、前記第４板状部材に設けられた第２スリットと、を含み、前記第１スリットは、第１幹部と、前記第１幹部と交差する第１方向に前記第１幹部から分岐した複数の第１枝部と、を備え、前記第２スリットは、第２幹部と、前記第１方向と反対の第２方向に前記第２幹部から分岐した複数の第２枝部と、を備え、前記複数の第１枝部の各々と前記複数の第２枝部の各々とが１対１の関係で対向していてもよい。

【0018】

本発明に係る流体冷却式コールドプレートにおいて、前記複数の第１枝部の各々と前記複数の第２枝部の各々とが１対１の関係で対向し、且つ、前記複数の第１枝部の各々が前記複数の第２枝部の各々に対してずれていてもよい。

【0019】

また、本発明に係る流体冷却式コールドプレートの製造方法は、第１板状部材にスリットを形成する工程と、第２板状部材又は第１板状部材にスリットに連通する流入口及び流出口を形成する工程と、第１板状部材を挟んでスリットを塞ぐように１対の第２板状部材を第１板状部材に接合する工程と、と備える。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、薄型で冷却性能が高く安価な流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るインクの供給路を模式的に示す図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る作像ユニットの平面図である。

【図4A】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。

【図4B】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。

【図5A】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。

【図5B】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。

【図6A】本発明の第１実施形態に係るコールドプレートの斜視図である。

【図6B】本発明の第１実施形態に係るコールドプレートの斜視図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係るコールドプレートの分解図である。

【図8A】本発明の第１実施形態に係るコールドプレートとドライバーＩＣとの位置関係を示す斜視図である。

【図8B】本発明の第１実施形態に係るスリットとドライバーＩＣとの位置関係を示す斜視図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係るコールドプレートの分解図である。

【図10A】本発明の第２実施形態に係るコールドプレートの斜視図である。

【図10B】本発明の第２実施形態に係る１対の第１板状部材を積層した様子を示す斜視図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係るスリットの内部の冷却流体の流れを示す斜視図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係るスリットの内部の冷却流体の流れを示す斜視図である。

【図13】本発明の第２実施形態の第１変形例に係るコールドプレートの斜視図である。

【図14A】本発明の第２実施形態の第２変形例に係るコールドプレートの斜視図である。

【図14B】本発明の第２実施形態の第３変形例に係るコールドプレートの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ本発明の第１実施形態に係るプリンター１（インクジェット記録装置）について説明する。

【0023】

最初に、プリンター１の全体の構成について説明する。図１は、プリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。図２は、インクの供給路を模式的に示す図である。図３は、作像ユニット６の平面図である。図４Ａ、４Ｂは、インクジェットヘッド１２の斜視図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

【0024】

プリンター１は、インクを吐出することで画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置である。プリンター１は、直方体状の本体ハウジング３を備える。本体ハウジング３内の下部には、普通紙、コート紙等の枚葉のシートＳが収容される給紙カセット４と、給紙カセット４からシートＳを送り出す給紙ローラー５が設けられている。給紙カセット４の上方には、シートＳを吸着して搬送する搬送ユニット７が設けられている。搬送ユニット７の上方には、インクジェット方式の作像ユニット６が設けられている。本体ハウジング３の右上部には、画像が形成されたシートＳを排出する排出ローラー対８と、排出されたシートＳが積載される排出トレイ９が設けられている。

【0025】

搬送ユニット７は、多数の通気孔（図示省略）が設けられ、複数のローラー２２ａ乃至２２ｅに巻き掛けられた無端の搬送ベルト２１と、多数の通気孔が設けられ、上面が搬送ベルト２１の内面に接触する搬送板２３と、搬送板２３の通気孔を介して空気を吸引することでシートＳを搬送ベルト２１に吸着させる吸引部２４と、を備える。モーター等の駆動部（図示省略）によりローラー２２ａが駆動されることで、搬送ベルト２１がＹ１方向に回転し、搬送ベルト２１に吸着されたシートＳがＹ１方向に搬送される。

【0026】

作像ユニット６は、ヘッドユニット１１Ｙ、１１Ｂｋ、１１Ｃ、１１Ｍ（ヘッドユニット１１と総称する）を備え、それぞれイエロー、ブラック、シアン、マゼンタのインクを吐出する。ヘッドユニット１１Ｙ、１１Ｂｋ、１１Ｃ、１１Ｍには、それぞれイエロー、ブラック、シアン、マゼンタのインクが充填されたインクコンテナ２０Ｙ、２０Ｂｋ、２０Ｃ、２０Ｍ（インクコンテナ２０と総称する）が接続されている。

【0027】

ヘッドユニット１１は、１つ以上のインクジェットヘッド１２、例えば、千鳥に配置された複数のインクジェットヘッド１２を備える（図３乃至４Ｂ）。インクジェットヘッド１２は、前後方向を長手方向とする直方体状の筐体１３と、筐体１３の底部に設けられたノズルプレート１４と、を備える。ノズルプレート１４は、前後方向（搬送ベルト２１の搬送方向と交差する搬送ベルト２１の幅方向）に並ぶ多数のノズルを備え、各ノズルの吐出口がノズルプレート１４の下面に設けられている（図示省略）。各ノズルには圧電素子が設けられ（図示省略）、筐体１３の内部には圧電素子を駆動するドライバーＩＣ１５が設けられている。

【0028】

プリンター１は、図２に示されるインク供給路を備える。同図では、１色のインクに対応する供給路が示されているが、本実施形態では４色のインクを用いるため、４系統の同様の供給路が設けられている。プリンター１は、インクコンテナ２０が装着されるコンテナ装着部５１と、インクを濾過するフィルター５２と、インクコンテナ２０からフィルター５２を介してインクを吸引するポンプ５３と、ポンプ５３から送り出されたインクを貯留するサブタンク５４と、サブタンク５４に貯留されたインクをヘッドユニット１１に供給するポンプ５５と、を備える。ポンプ５５は、インクジェットヘッド１２に設けられたソケット１２Ｓに接続される。

【0029】

本体ハウジング３の内部には、給紙カセット４から搬送ユニット７を経て排出トレイ９に至る搬送路１０が設けられている。搬送路１０には、シートＳを搬送する複数の搬送ローラー対１７が設けられている。作像ユニット６よりも搬送方向上流側には、レジストローラー対１８が設けられている。

【0030】

プリンター１の各部は、制御部２によって制御される。制御部２は、プロセッサーとメモリーとを備える。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メモリーは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶媒体を含む。プロセッサーは、メモリーに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで各種処理を実施する。なお、制御部２は、ソフトウェアを用いない集積回路によって実現されてもよい。

【0031】

プリンター１の基本的な画像形成動作は、次のとおりである。外部のコンピューター等からプリンター１に画像形成ジョブが入力されると、給紙ローラー５が給紙カセット４から搬送路１０にシートＳを送り出し、回転が停止されたレジストローラー対１８がシートＳの斜行を補正する。レジストローラー対１８が所定のタイミングで搬送ユニット７にシートＳを送り出すと、搬送ユニット７が搬送ベルト２１にシートＳを吸着してＹ１方向に搬送する。制御部２がシートＳの搬送と同期させてインクジェットヘッド１２の各ノズルに対応する階調データを駆動回路に供給すると、駆動回路が階調データに応じた駆動信号を圧電素子に供給することでノズルからインク滴が吐出され、シートＳに画像が形成される。排出ローラー対８は、画像が形成されたシートＳを排出トレイ９に排出する。

【0032】

［インクジェットヘッド］
次に、インクジェットヘッド１２の構成について詳細に説明する。図４Ａ乃至５Ｂは、インクジェットヘッド１２の斜視図である。

【0033】

［インクジェットヘッド］
筐体１３とノズルプレート１４は、ステンレス鋼等の金属で形成されている。筐体１３の上部には、制御部２からのケーブル（図示省略）が接続されるコネクター１２Ｃが設けられている。ノズルプレート１４の前後両端部には、ポンプ５５からの配管が接続されるソケット１２Ｓが設けられている。

【0034】

ノズルプレート１４に設けられた各ノズルには、圧電素子（図示省略）が設けられている。筐体１３の内部には、圧電素子を駆動するドライバーＩＣ１５（Integrated Circuit、図示省略）が設けられている。制御部２は、各ノズルに対応する画素毎の階調データをドライバーＩＣ１５に供給し、ドライバーＩＣ１５は、階調データに応じた駆動信号を圧電素子に供給する。

【0035】

ドライバーＩＣ１５は、動作に伴って発熱するが、この熱がインクの粘度、圧電素子の性能等に影響を与えるおそれがある。そこで、筐体１３の外部への放熱を促進するために、ドライバーＩＣ１５が筐体１３の左右の側板の内面に取り付けられている。また、筐体１３の外側には、左右の側板を挟んでドライバーＩＣ１５と対向するように、一対のコールドプレート１６（流体冷却式コールドプレートの一例）が設けられている。コールドプレート１６の内部には、冷却流体が流れる流路が設けられており、ドライバーＩＣ１５が発生する熱が筐体１３を介して冷却流体に移動することで、ドライバーＩＣ１５が冷却される。筐体１３とコールドプレート１６との間に、高熱伝導性を有するゲルシートが設けられていてもよい。冷却流体は、液体でも気体でもよいが、冷却流体として液体を用いれば、冷却効率を高くすることができる。液体としては、水や不凍液などを用いることができる。不凍液は、例えば、グリコールや、アルコールを主成分とするものを用いることができる。気体としては、窒素や空気などを用いることができる。

【0036】

［コールドプレート］
次に、コールドプレート１６の構成について詳細に説明する。図６Ａ、６Ｂは、コールドプレート１６の斜視図である。図７は、コールドプレート１６の分解図である。図８Ａは、コールドプレート１６とドライバーＩＣ１５との位置関係を示す斜視図である。図８Ｂは、スリット３１とドライバーＩＣ１５との位置関係を示す斜視図である。ここでは、インクジェットヘッド１２の筐体１３の右側に設けられたコールドプレート１６について説明する。左側のコールドプレート１６は、左右反転した構造を有する以外は右側のコールドプレート１６と同様に構成されている。

【0037】

コールドプレート１６は、冷却流体が流れるスリット３１が設けられた第１板状部材３０と、第１板状部材３０を挟んでスリット３１を塞ぐように第１板状部材３０に積層された１対の第２板状部材４０と、スリット３１に連通する流入口４３及び流出口４４と、を備える。

【0038】

第１板状部材３０及び第２板状部材４０は、前後方向を長手方向とする長方形状の板状部材である。第１板状部材３０及び第２板状部材４０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のうちのいずれかを用いて形成されている。第１板状部材３０と第２板状部材４０の材料が異なっていてもよい。例えば、冷却性能を高めるためには、第２板状部材４０の厚みが薄い方がよいが、その場合、耐腐食性や剛性が不足するおそれがあるため、耐腐食性や剛性を補う添加物を含む材料を使用することが考えられる。

【0039】

第２板状部材４０の厚みは、第１板状部材３０よりも厚い。第１板状部材３０の厚みは、例えば、２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。第２板状部材４０の厚みは、例えば、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

【0040】

第１板状部材３０には、スリット３１が設けられている。スリット３１の第１端部３１１は、第１板状部材３０の前端部側に設けられ、スリット３１の第２端部３１２は、第１板状部材３０の後端部側に設けられている。スリット３１が左右方向に貫通していることは言うまでもない。スリット３１は、レーザーカット、切削、打ち抜き、エッチング等により形成される。

【0041】

冷却性能を高めるには、スリット３１の長さが長いほどよい。そのため、図７に示されるように、スリット３１は蛇行した形状を有することが望ましい。また、流路抵抗を抑制するには、スリット３１の曲がりが少ないほどよい。そのため、図７に示されるように、第１板状部材３０の長手方向に沿った複数の直線状のスリット３１Ｓの端部同士を円弧状のスリット３１Ｂで結合した形状が望ましい。なお、スリット３１の形状は、図７の例以外の形状でもよい。例えば、１本の直線状のスリット３１が設けられていてもよい。また、スリット３１の第１端部３１１と第２端部３１２の両方が、第１板状部材３０の前端部側に設けられていてもよく、両方が後端部側に設けられていてもよい。

【0042】

第１板状部材３０の前端部及び後端部には、左右方向に貫通したねじ穴３２が設けられている。ねじ穴３２の内面には、ねじ山が形成されている。第２板状部材４０には、第１板状部材３０のねじ穴３２に対応するねじ穴４２が設けられている。１対の第２板状部材４０のうち、左側の第２板状部材４０には、第１板状部材３０のスリット３１の第１端部３１１、第２端部３１２に対応する位置に、それぞれ流入口４３、流出口４４が設けられている。流入口４３及び流出口４４は、左右方向（厚み方向の一例）に貫通している。第１板状部材３０及び第２板状部材４０の前後両端部には、後述するステー７１が挿入される貫通穴３５、４５が設けられている。

【0043】

流入口４３と流出口４４には、口金６１が設けられるが、第２板状部材４０が薄肉の部材であるため、口金６１の取り付けが困難である。そのため、第２板状部材４０の前端部と後端部の左方には、取付部材６２が設けられる。取付部材６２は、第２板状部材４０よりも厚肉の板状の金属部材である。取付部材６２には、口金６１が取り付けられる口金ねじ穴６３と、第１板状部材３０のねじ穴３２に対応するねじ穴６４が設けられている。口金６１の外周面には、ねじ山が形成されている。取付部材６２と第２板状部材４０との間には、コム製のガスケット６６が設けられる。ガスケット６６には、取付部材６２の口金ねじ穴６３とねじ穴６４に対応する貫通穴６７が設けられている。取付部材６２及びガスケット６６には、ステー７１の干渉を回避するための切欠６５、６８が設けられている。

【0044】

図７に示されるように、第１板状部材３０を挟んで１対の第２板状部材４０が積層される。１対の第２板状部材４０のうち、流入口４３及び流出口４４が設けられた第２板状部材４０が左側に配置され、もう一方の第２板状部材４０が右側に配置される。第１板状部材３０及び第２板状部材４０は、レーザー溶接で接合される。

【0045】

左側の第２板状部材４０の左面にガスケット６６が配置され、ガスケット６６の左面に取付部材６２が配置され、取付部材６２とガスケット６６が、ねじ７０を用いて第１板状部材３０と第２板状部材４０に締結される。口金６１は、取付部材６２の口金ねじ穴６３に締結される。このようにして組み立てられたコールドプレート１６が、筐体１３の右側面に対向させて配置される。また、上記のコールドプレート１６を左右反転した構造を有するコールドプレート１６が、筐体１３の左側面に対向させて配置される。

【0046】

図６Ａ、６Ｂに示されるように、組み立て後のコールドプレート１６においては、取付部材６２の下端部が第１板状部材３０及び第２板状部材４０の下端よりも下方に突出している。取付部材６２の下端部がノズルプレート１４の上面に突き当てられ、ノズルプレート１４とコールドプレート１６との間に間隙が形成されることで、ノズルプレート１４とコールドプレート１６との熱の移動が抑制される。左右のコールドプレート１６の第１板状部材３０及び第２板状部材４０の貫通穴３５、４５にステー７１が挿入され、ステー７１によって左右のコールドプレート１６が連結される。

【0047】

図４Ａに示されるように、インクジェットヘッド１２の前側では、左右のコールドプレート１６の口金６１が対向している。このうち、右側のコールドプレート１６の口金６１は流入口４３に連通しており、冷却流体を送り出すポンプ（図示省略）に接続される。左側のコールドプレート１６の口金６１は流出口４４に連通しており、冷却流体を冷却する熱交換器（図示省略）に接続される。また、図５Ａに示されるように、インクジェットヘッド１２の後側でも、左右のコールドプレート１６の口金６１が対向しているが、両者は中継管７２で接続されている。この構成により、右側の口金６１から流入した冷却流体が右側のコールドプレート１６のスリット３１を通過した後、中継管７２を経由して左側のコールドプレート１６のスリット３１を通過して左側の口金６１から流出する。

【0048】

前述のとおり、ドライバーＩＣ１５は、筐体１３の左右の側板を介してコールドプレート１６と対向している。例えば、筐体１３の右側では、コールドプレート１６とドライバーＩＣ１５とが図８Ａに示される位置関係で対向している。同図では、筐体１３の側板の図示は省略されている。左側の第２板状部材４０を省いて図示すると、スリット３１とドライバーＩＣ１５とが図８Ｂに示されるように対向している。

【0049】

以上説明した本実施形態に係るコールドプレート１６によれば、薄型で冷却性能が高く安価な流体冷却式コールドプレートを提供することができる。

【0050】

また、本実施形態に係るコールドプレート１６によれば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金は熱伝導性が高いため、流体冷却式コールドプレートの冷却性能を高めることができる。

【0051】

また、本実施形態に係るコールドプレート１６によれば、第２板状部材４０の厚みが第１板状部材３０よりも薄いことで第２板状部材４０の熱容量が小さくなるため、流体冷却式コールドプレートの冷却性能を高めることができる。

【0052】

また、本実施形態に係るコールドプレート１６によれば、流入口４３及び流出口４４を第１板状部材３０に設ける場合と比べて、加工が容易であり、且つ、流体冷却式コールドプレートの気密性を高めることができる。

【0053】

また、本実施形態に係るコールドプレート１６によれば、第１板状部材３０及び第２板状部材４０がレーザー溶接で接合されているから、他の溶接方法を用いる場合と比べて安価に流体冷却式コールドプレートを製造することができる。

【0054】

また、本実施形態に係るコールドプレート１６によれば、第１板状部材３０及び第２板状部材４０の接着面の平均粗さが、０．３μｍ以上１μｍ以下であるから、溶接の際の溶けがよい。また、接着面に沿った冷却流体の流れが適度に乱されることで接着面から冷却流体への熱の移動が促進される。

【0055】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るコールドプレート７５（流体冷却式コールドプレートの一例）について説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態と同様の第２板状部材４０、口金６１、取付部材６２、ガスケット６６を備えるが、これらの部材についての説明と図示は省略する。図９は、コールドプレート７５の分解図である。図１０Ａは、コールドプレート７５の斜視図である。図１０Ｂは、第３板状部材８０と第４板状部材９０を積層した様子を示す斜視図である。図１１、１２は、第１スリット８１、第２スリット９１の内部の冷却流体の流れを示す斜視図である。

【0056】

第１板状部材３０は、第３板状部材８０と、第３板状部材８０に積層された第４板状部材９０と、を含み、スリット３１は、第３板状部材８０に設けられた第１スリット８１と、第４板状部材９０に設けられた第２スリット９１と、を含み、第１スリット８１は、第１幹部８１Ｓと、第１幹部８１Ｓと交差する第１方向に第１幹部８１Ｓから分岐した複数の第１枝部８１Ｂと、を備え、第２スリット９１は、第２幹部９１Ｓと、第１方向と反対の第２方向に第２幹部９１Ｓから分岐した複数の第２枝部９１Ｂと、を備え、複数の第１枝部８１Ｂの各々と複数の第２枝部９１Ｂの各々とが１対１の関係で対向している。具体的には以下のとおりである。

【0057】

第３板状部材８０及び第４板状部材９０は、前後方向を長手方向とする長方形状の板状部材である。第３板状部材８０及び第４板状部材９０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のうちのいずれかを用いて形成されている。第３板状部材８０及び第４板状部材９０の材料は、第２板状部材４０の材料と異なっていてもよい。第３板状部材８０及び第４板状部材９０の厚みは、例えば、１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

【0058】

第３板状部材８０、第４板状部材９０には、それぞれ櫛形の第１スリット８１、第２スリット９１が設けられている。第１スリット８１及び第２スリット９１は、レーザーカット、切削、打ち抜き、エッチング等により形成される。

【0059】

第１スリット８１は、前後方向を長手方向とする直線状の第１幹部８１Ｓと、第１幹部８１Ｓから下方に分岐した複数の直線状の第１枝部８１Ｂと、を備える。第１幹部８１Ｓの前端部は、最も前側の第１枝部８１Ｂよりも前側に位置する。第２スリット９１は、前後方向を長手方向とする直線状の第２幹部９１Ｓと、第２幹部９１Ｓから上方に分岐した第１枝部８１Ｂと同数の直線状の第２枝部９１Ｂと、を備える。第２幹部９１Ｓの後端部は、最も後側の第２枝部９１Ｂよりも後側に位置する。第２幹部９１Ｓの長さは、第１幹部８１Ｓと等しい。第２枝部９１Ｂの長さは、第１枝部８１Ｂと等しい。左側の第２板状部材４０には、第１幹部８１Ｓの前端部に対応する位置に、流入口４３が設けられている。右側の第２板状部材４０には、第２幹部９１Ｓの後端部に対応する位置に、流出口４４が設けられている。

【0060】

図１０Ｂに示されるように、第３板状部材８０と第４板状部材９０を積層した場合、複数の第１枝部８１Ｂの各々と複数の第２枝部９１Ｂの各々とが１対１の関係で対向するが、第１枝部８１Ｂの各々が第２枝部９１Ｂの各々に対して、それぞれ、第１枝部８１Ｂの幅の３分の１乃至３分の２程度、後方にずれた位置にある。また、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対して、若干上方にずれた位置にある。そのため、図１１、１２に示されるように、流入口４３から流入した冷却流体が、第１幹部８１Ｓから複数の第１枝部８１Ｂへと分岐し、複数の第１枝部８１Ｂの各々から対向する第２枝部９１Ｂへと流入し、複数の第２枝部９１Ｂから第２幹部９１Ｓへと合流し、流出口４４から流出する。

【0061】

以上説明した本実施形態に係るコールドプレート７５によれば、流入口４３と流出口４４との間に並列の流路が形成される。並列の流路を形成する場合、１枚の第１板状部材３０で形成しようとすると並列の流路間の部分が他の部分から切り離されてしまい、第２板状部材４０との接合作業が複雑化してしまうが、本実施形態に係るコールドプレート７５によれば、並列の流路間の部分が切り離されることがないから、容易に並列の流路を形成することができる。

【0062】

また、本実施形態に係るコールドプレート７５によれば、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対してずれていない場合と比べて、冷却流体と第３板状部材８０及び第４板状部材９０との接触面積が増えるから、冷却性能を高めることができる。

【0063】

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

【0064】

図１３は、第２実施形態の第１変形例に係るコールドプレート７５の斜視図である。第２実施形態では、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対して前後方向及び上下方向にずれている例が示されたが、同図に示されるように、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対してずれていなくてもよい。この構成によれば、容易に並列の流路を形成することができる。

【0065】

図１４Ａは、第２実施形態の第２変形例に係るコールドプレート７５の斜視図である。同図に示されるように、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対して前後方向だけにずれていてもよい。また、図１４Ｂは、第２実施形態の第３変形例に係るコールドプレート７５の斜視図である。同図に示されるように、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対して上下方向だけにずれていてもよい。第２変形例及び第３変形例によれば、第１枝部８１Ｂが第２枝部９１Ｂに対してずれていない場合と比べて、冷却流体と第３板状部材８０及び第４板状部材９０との接触面積が増えるから、冷却性能を高めることができる。

【0066】

上記実施形態では、第１板状部材３０と第２板状部材４０がレーザー溶接で接合される例が示されたが、第１板状部材３０と第２板状部材４０は、接着剤を用いて接着されてもよい。この場合も、第１板状部材３０及び第２板状部材４０の接着面の平均粗さが０．３μｍ以上１μｍ以下であることで、接着剤のなじみがよくなる。

【0067】

上記実施形態では、第２板状部材４０に流入口４３と流出口４４が設けられている例が示されたが、第１板状部材３０に流入口４３と流出口４４が設けられていてもよい。例えば、第１板状部材３０の厚みよりも小さい径のドリルで第１板状部材３０の端面からスリット３１の第１端部３１１及び第２端部３１２に連通する穴を形成することで流入口４３と流出口４４が形成されてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ プリンター（インクジェット記録装置）
１６ コールドプレート
３０ 第１板状部材
３１ スリット
４０ 第２板状部材
４３ 流入口
４４ 流出口
７５ コールドプレート
８０ 第３板状部材
８１ 第１スリット
８１Ｓ 第１幹部
８１Ｂ 第１枝部
９０ 第４板状部材
９１ 第２スリット
９１Ｓ 第２幹部
９１Ｂ 第２枝部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】