JP2007223220A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドが移動する際に、分岐部に接続されるインク供給管の先端部に作用する力を軽減して、インク供給管の破損を極力防止すること。
【解決手段】インクジェットヘッドの複数のインク導入口へそれぞれインクを供給するインク供給部は、インクカートリッジに接続されたインク供給管１０と、インク供給管１０の先端部が接続された分岐部１１と、分岐部１１から複数のインク導入口までそれぞれ延びる複数の分岐管１２を有する。そして、分岐部１１及び複数の分岐管１２は、インクジェットヘッドと一体的に移動するように構成され、インク供給管１０の先端部と分岐部１１とが相対回転自在に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、被記録媒体に対してインクを噴射して記録するインクジェットプリンタに関する。

従来から、記録用紙等の被記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動しつつ、被記録媒体に対してインクを噴射するインクジェットヘッドを備えた、シリアルタイプのインクジェットプリンタが広く知られている。その中でも、例えば、特許文献１に記載のインクジェットプリンタは、固定的に設けられたインクカートリッジ（インク供給源）と、搬送される記録用紙の幅方向に往復移動可能に設けられたインクジェットヘッドを備えている。インクカートリッジとインクジェットヘッドは、可撓性を有するチューブを介して接続されており、インクカートリッジからチューブを介して供給されたインクは、往復移動するインクジェットヘッドのノズルから記録用紙に対して噴射される。

特開２００５−２８８７５３号公報（図３）

ところで、同じ種類（同色）のインクを噴射するインクジェットヘッドが複数設けられている場合には、１つのインクカートリッジから複数のインクジェットヘッドにそれぞれインクを供給するために、１本のチューブからなるインク供給経路を複数の経路に分岐させる分岐部が必要になる。しかし、この分岐部がインクジェットヘッド側に設けられて、分岐部がインクカートリッジと一体的に移動する場合には、インクジェットヘッドの移動時に、分岐部に接続されているチューブの先端部に繰り返し応力が生じる。

一方で、インクカートリッジからインクジェットヘッドへのインクの供給を円滑に行うためには、チューブの径はできるだけ大きいことが好ましい。また、チューブは一般的に合成樹脂材料などで形成されることが多いが、その場合には大気がチューブを透過してチューブ内のインクに混入してしまうことがある。そこで、大気がチューブを透過するのを極力防止するために、チューブの肉厚はできるだけ大きいことが好ましい。しかし、このように、チューブの径や肉厚を大きくすると、その分、チューブの剛性が大きくなってしまうため、インクジェットヘッドが移動する際にチューブに作用する力をその撓み変形で吸収することが難しくなる。そのため、チューブの先端部に生じる応力が大きくなり、疲労破壊による割れなどが生じやすくなる。

本発明の目的は、インクジェットヘッドが移動する際に、分岐部に接続されるインク供給管の先端部に作用する力を軽減して、インク供給管の破損を極力防止することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のインクジェットプリンタは、所定の一方向に移動しつつインクを噴射するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの複数のインク導入口へそれぞれインクを供給するインク供給部を備え、前記インク供給部は、インク供給源に接続されたインク供給管と、前記インク供給管の先端部が接続されて、このインク供給管により形成されたインク供給経路を複数に分岐させる分岐部と、前記分岐部から前記インクジェットヘッドの複数のインク導入口までそれぞれ延びる複数の分岐管を有し、前記分岐部及び前記複数の分岐管は、前記インクジェットヘッドと一体的に前記所定の一方向へ移動するように構成され、前記インク供給管の先端部と前記分岐部とが、相対回転自在に接続されていることを特徴とするものである。

このインクジェットプリンタにおいては、インク供給源のインクが、インク供給管と分岐部を介して、インクジェットヘッドの複数のインク導入口へそれぞれ供給される。ここで、インク供給源から延びるインク供給管の先端部と、インクジェットヘッドと一体的に移動する分岐部とが、相対回転自在に接続されているため、インクジェットヘッドの移動時に、分岐部に接続されるインク供給管の先端部に作用する力が小さくなり、インク供給管の破損が極力防止される。

第２の発明のインクジェットプリンタは、前記第１の発明において、前記分岐部は、前記インクジェットヘッドの前記複数のインク導入口との距離がそれぞれ等距離となる位置に配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、インクジェットヘッドの移動時に、インク供給管を介して分岐部に作用する力が複数の分岐管に均等に分散されるため、一部の分岐管に集中して外力が作用するのを防止できる。また、インク供給管から分岐して複数の導入口にそれぞれ供給されるインクの圧力、流量等がほぼ均一となる。

第３の発明のインクジェットプリンタは、前記第１又は第２の発明において、前記分岐管は金属製であることを特徴とするものである。このように、分岐管が金属製である場合には、大気（エア）が分岐管を透過して内部に混入することがない。また、分岐管の剛性が高くなるため、インクジェットヘッドが移動する際に生じる分岐管のたわみが小さくなる。そのため、分岐部の位置がふらつきにくくなり、インク供給管の先端部が分岐部に対して安定して回動できるようになる。

第４の発明のインクジェットプリンタは、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記インク供給管の先端部は、直角的に折れ曲がったＬ字形状に形成されていることを特徴とするものである。このように、インク供給管の先端部がＬ字形状である場合には、インク供給管をインクジェットヘッドの移動平面に沿うように設置することが可能となるため、インクジェットヘッドの移動時にインク供給管の先端部に作用する力をさらに小さくすることができる。

第５の発明のインクジェットプリンタは、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記分岐部は、前記インク供給管の先端部が挿入される挿入孔とこの挿入孔から分岐して前記複数の分岐管にそれぞれ連なる複数の分岐流路を有する分岐部本体と、前記インク供給管の先端部と前記分岐部本体の挿入孔の間に介在し、前記インク供給管の先端部の前記分岐部本体に対する回転を許容しつつ、前記インク供給管と前記挿入孔との間をシールする環状のシール部とを備えていることを特徴とするものである。この構成によれば、さらに、インク供給管の先端部と分岐部とが相対回転自在に接続されるとともに、両者の間がシール部によりシールされて、外部へのインクの漏れや、エアや異物の侵入が防止される。

第６の発明のインクジェットプリンタは、前記第５の発明において、前記インク供給管の先端部には、前記インク供給管の前記挿入孔からの抜け落ちを防止する抜け止め部が設けられていることを特徴とするものである。この構成によれば、インクジェットヘッドの移動時における、インク供給管の分岐部からの抜け落ちが確実に防止される。

第７の発明のインクジェットプリンタは、それぞれが前記インク導入口を備えた複数の前記インクジェットヘッドを有し、前記インク供給部は、前記複数のインクジェットヘッドの複数の前記インク導入口へそれぞれインクを供給するように構成されていることを特徴とするものである。この構成によれば、１つのインク供給源から複数のインクジェットヘッドのインク導入口へそれぞれインクを供給するインク供給部において、インク供給源に接続されたインク供給管の先端部とインク供給経路を分岐させる分岐部とが相対回転自在に接続されていることから、インクジェットヘッドの移動時にインク供給管の先端部に作用する力が小さくなる。

次に、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１００は、本体フレーム１に図１の左右方向（走査方向）に移動可能に設けられたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されて、キャリッジ２と一体的に左右方向に移動しながら記録用紙Ｐに対してインクを噴射するインクジェットヘッド３と、その内部にインクが収容されたインクカートリッジ４（インク供給源）と、インクカートリッジ４内のインクをインクジェットヘッド３に供給するインク供給部５とを備えている。また、記録用紙Ｐは、図示しない搬送機構により図１の前方（用紙搬送方向）へ搬送される。

キャリッジ２は、本体フレーム１の２つの側壁１ａに亙って平行に配設された２本のガイド軸７，８に沿って、走査方向に往復移動可能に設けられている。また、このキャリッジ２には、８つのインクジェットヘッド３が走査方向に並べて配置されている。これら８つのインクジェットヘッド３は、４つのインクカートリッジ４に収容された４種類のインク（シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ））のうちの何れか１種類のインクを噴射するものであり、これら４種類のインクにより記録用紙Ｐにカラー画像を記録可能である。

各インクジェットヘッド３の上面にはインク導入口３ａが設けられており、インク供給部５によりインクカートリッジ４のインクがインク導入口３ａに供給される。また、各インクジェットヘッド３の記録用紙Ｐと対向する下面には、複数のノズル（図示省略）が用紙搬送方向（図１の上下方向）に配列されている。そして、インク導入口３ａから導入されたインクがこれら複数のノズルにそれぞれ供給されるようになっている。尚、走査方向に隣接する２つのインクジェットヘッド３は、それらのノズル列が走査方向から見て互いに重ならならないようにずれて配置されており、これら２つのインクジェットヘッド３から１つのヘッド組６が構成されている。つまり、２つのインクジェットヘッド３からなるヘッド組６が、走査方向に４組並べて配置されている。さらに、１つのヘッド組６の２つのインクジェットヘッド３のノズルからは同種類（同色）のインクが噴射される。そして、４つのヘッド組６のノズルから４種類のインクがそれぞれ噴射されるようになっている。

本体フレーム１の底部１ｂにはホルダ８が固定的に設けられており、このホルダ８には、４種類のインクがそれぞれ収容された４つのインクカートリッジ４が、着脱自在に装着されている。また、ホルダ８の外側には、４つのインクカートリッジ４にそれぞれ接続された４つのポンプ９が設けられている。そして、これら４つのポンプ９により４つのインクカートリッジ４から導出されたインクがそれぞれ加圧されて、次述のインク供給部５を介して１つのヘッド組６を構成する２つのインクジェットヘッド３へ供給される。

図１に示すように、インク供給部５は４組のヘッド組６に対応して４つ設けられており、各インク供給部５は、１つのインクカートリッジ４に収容されている１種類のインクを、１つのヘッド組６に属する２つのインクジェットヘッド３にそれぞれ供給するように構成されている。図１、図２に示すように、各インク供給部５は、ポンプ９を介してインクカートリッジ４に接続されたインク供給管１０と、このインク供給管１０により形成された１つのインク供給経路を２つに分岐させる分岐部１１と、この分岐部１１から、１つのヘッド組６を構成している２つのインクジェットヘッド３の２つのインク導入口３ａまでそれぞれ延びる２本の分岐管１２とを有する。

図３に示すように、インク供給管１０は、合成樹脂材料等の可撓性を有する材料で形成されたチューブ１５と、このチューブ１５の先端部に部分的に内挿された接続管１６とを有する。チューブ１５の先端部には、接続管１６が内挿された部分を径方向外側から挟み込むクリップ１７と、全周に亙って締め付けるリング状の固定具１８がそれぞれ取り付けられており、これらクリップ１７及び固定具１８により、接続管１６はチューブ１５の先端部に固定されている。また、図１に示すように、チューブ１５の基端部はポンプ９の吐出口に接続され、一方、チューブ１５の先端部は接続管１６を介して分岐部１１に接続されている。

図３に示すように、分岐部１１は、その内部にインク流路が形成された分岐部本体２０を有する。この分岐部本体２０内のインク流路は、チューブ１５の先端部に固定された接続管１６が挿入される挿入孔２１と、この挿入孔２１から分岐して２本の分岐管１２にそれぞれ連なる２つの分岐流路２２とからなる。挿入孔２１は分岐部本体２０の上端から下方に延びており、この挿入孔２１の下端から２つの分岐流路２２が分岐部本体２０の両側面までそれぞれ水平に延びている。そして、インク供給管１０から分岐部１１内に流入したインクは、挿入孔２１から２つの分岐流路２２に分かれて、２本の分岐管１２へそれぞれ流れるようになっている。また、図１、図２に示すように、２本の分岐管１２を介して２つのインクジェットヘッド３と接続されている分岐部１１は、これら２つのインクジェットヘッド３の２つのインク導入口３ａとの距離が、平面視及び側面視で、それぞれ等距離となる位置に配置されている。

図２に示すように、２本の分岐管１２は、途中部において直角に折れ曲がるＬ字形状にそれぞれ形成されている。尚、分岐管１２は、比較的高い剛性を有する金属製の管である。そのため、大気（エア）が分岐管１２を透過してその内部のインクに混入することがない。

各分岐管１２の両端は、分岐部本体２０の側面とインクジェットヘッド３の上面にそれぞれ固定されており、分岐流路２２の開放端とインクジェットヘッド３のインク導入口３ａにそれぞれ連通している。そして、分岐部本体２０内の２つの分岐流路２２のインクは、２本の分岐管１２を介して、同色のインクを噴射する２つのインクジェットヘッド３にそれぞれ供給される。また、分岐部１１は２本の分岐管１２を介して２つのインクジェットヘッド３に固定されていることから、キャリッジ２（インクジェットヘッド３）が走査方向に移動するときには、図４に示すように、分岐部１１及び２本の分岐管１２もインクジェットヘッド３とともに走査方向に一体的に移動することになる。

ところで、図３に示すように、分岐部本体２０の挿入孔２１の上端側部分には環状のシール部材２５（シール部）が設けられており、この環状のシール部材２５内に接続管１６が摺動回転自在に挿通されている。そして、このようなシール部材２５が挿入孔２１と接続管１６の間に介在することによって、接続管１６と分岐部本体２０との間からインクが外部への漏れるのが防止されるとともに、外部から、エアや、紙粉やほこり等の異物がインク中に混入するのも防止される。

さらに、接続管１６はシール部材２５に対して摺動回転自在であり、接続管１６の分岐部本体２０に対する回転が許容されていることから、接続管１６（インク供給管１０）と分岐部本体２０（分岐部１１）とが相対回転自在に接続されることになる。つまり、図４に示すように、インクジェットヘッド３の移動時に、固定的に設けられたインクカートリッジ４に接続されたインク供給管１０の先端部が、インクジェットヘッド３と一体的に移動する分岐部１１に対して回動できることから、インク供給管１０のチューブ１５の先端部に作用する力が小さくなり、チューブ１５の破損が極力防止される。

このシール部材２５としては種々の構造のものを採用できるが、例えば、回転軸の軸受部における液体漏れを防止する場合などに広く採用されている一般的なシール部材（例えば、オイルシールなど）と同等の構造を有するものを用いることができる。即ち、シール部材２５が、ゴム材料で形成された環状のリップ部と、このリップ部を接続管１６の外周面に押しつけるスプリングとを備えており、スプリングにより押圧されたリップ部が、接続管１６の外周面に相対的に摺動可能な状態で全周に亙って密着するように構成されていてもよい。

尚、図３に示すように、接続管１６の先端部には、その全周に亙って径方向外側に突出した鍔部１６ａが形成され、この鍔部１６ａはシール部材２５の下面に係合している。そのため、インクジェットヘッド３の往復移動時に、接続管１６に対して上方へ引っ張る力が作用した場合でも、鍔部１６ａが抜け止め部として作用することから、接続管１６のシール部材２５（分岐部１１）からの抜け落ちが確実に防止される。

また、前述したように、分岐部１１は、２本の分岐管１２を介して接続される２つのインク導入口３ａとの距離が、それぞれ等距離となる位置に配置されている。そのため、インクジェットヘッド３の往復移動時に、インク供給管１０を介して分岐部本体２０に作用する力が複数の分岐管１２に均等に分散されるため、一方の分岐管１２に外力が集中して作用するのが防止される。また、分岐部１１が、２つのインクジェットヘッド３にそれぞれ均等にインクを割り振ることができるため、１つのインク供給管１０から分岐して２つのインク導入口３ａにそれぞれ供給されるインクの、圧力、流量等の流動条件を極力均一にすることができる。

さらに、分岐管１２は、剛性の高い金属製の管であることから、インクジェットヘッド３が往復移動する際に生じる分岐管１２のたわみは小さくなる。そのため、分岐部１１の位置がふらつきにくくなって、接続管１６が分岐部本体２０に対してより安定して回動できるようになり、チューブ１５の先端部に作用する力がさらに小さくなる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］図５に示すように、接続管１６Ａが途中部で直角的に折れ曲がったＬ字形状に形成されていてもよい（変更形態１）。この場合には、図６に示すように、インク供給管１０Ａのチューブ１５を水平面（インクジェットヘッド３の移動平面）に沿って設置することが可能となるため、インクジェットヘッド３の往復動作時にチューブ１５に作用する力をさらに小さくすることができる。

２］前記実施形態のインク供給部５は、１つのインクカートリッジ４から２つのインクジェットヘッド３の２つのインク導入口３ａにそれぞれ同色のインクを供給するように構成されたものであるが、１つのインクジェットヘッドが複数のインク導入口を備えており、インク供給部が、これら複数のインク導入口にそれぞれインクを供給するものであってもよい。

例えば、図７に示すインクジェットプリンタ１００Ｂにおいて、１つのインクジェットヘッド３Ｂが２つのインク導入口３ａを備えており、インク供給部５Ｂは、１つのインクジェットヘッド３Ｂの２つのインク導入口３ａにそれぞれインクを供給するように構成されている（変更形態２）。つまり、インク供給管１０の先端部が分岐部１１に相対回転自在に接続されており、さらに、分岐部１１は２本の分岐管１２を介して１つのインクジェットヘッド３Ｂの２つのインク導入口３ａと接続されている。この構成でも、インクジェットヘッド３Ｂの移動時に、分岐部１１に接続されるインク供給管１０の先端部に作用する力が小さくなることから、インク供給管１０（チューブ１５）の破損を極力防止できる。

３］前記実施形態では、分岐部１１は、２本の分岐管１２を介してインクジェットヘッド３に固定されているが（図２参照）、分岐部１１がキャリッジ２に固定されることによって、インクジェットヘッド３と一体的に移動するように構成されていてもよい。

４］分岐部におけるインク供給経路の分岐数は２つに限られるものではなく、分岐部が３以上の経路に分岐させるものであってもよい。

５］前記実施形態では、チューブ１５の先端部に固定された接続管１６が、分岐部１１に相対回転自在に接続されているが、接続管１６が省略されて、チューブ１５の先端部が直接分岐部１１に接続されていてもよい。あるいは、インク供給管がチューブ１５のような可撓性部分を有さず、インク供給管全体が剛直な管であってもよい。

６］前記実施形態では、インクカートリッジ４を収容するホルダ８が本体フレーム１の底部１ｂの、走査方向端部側の位置に設けられているが（図１参照）、底部１ｂ上の走査方向中央部に設けられていてもよい。この構成によれば、インク供給管１０の長さをより短くすることができる。

７］前記実施形態では、インクカートリッジ４を収容するホルダ８が本体フレーム１の底部１ｂに固定的に設けられているが、ホルダ８が、底部１ｂの面に直交する軸（図１の紙面に直交する軸）周りに回動可能に設けられていてもよい。この構成によれば、キャリッジ２の走査方向の移動に応じてホルダ８が回動可能となるため、インク供給管１０のポンプ９と接続される側の端部にかかる負荷が小さくなり、インク供給管１０の破損をより一層防止することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 図１の矢印Ａの方向から見たときの、インクジェットヘッド及びインク供給部の側面図である。 インク供給管の先端部及び分岐部の縦断面図である。 分岐部及び分岐管がインクジェットヘッドと一体的に移動している状態を示す図である。 変更形態１のインク供給管の先端部及び分岐部の縦断面図である。 変更形態１のインクジェットヘッド及びインク供給部の側面図である。 変更形態２のインクジェットプリンタの概略平面図である。

符号の説明

３，３Ｂ インクジェットヘッド
３ａ インク導入口
４ インクカートリッジ
５，５Ｂ インク供給部
１０，１０Ａ インク供給管
１１ 分岐部
１２ 分岐管
１５ チューブ
１６，１６Ａ 接続管
１６ａ 鍔部
２０ 分岐部本体
２１ 挿入孔
２２ 分岐流路
２５ シール部材
１００，１００Ｂ インクジェットプリンタ

Claims (7)

1. 所定の一方向に移動しつつインクを噴射するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの複数のインク導入口へそれぞれインクを供給するインク供給部を備え、
   前記インク供給部は、
   インク供給源に接続されたインク供給管と、
   前記インク供給管の先端部が接続されて、このインク供給管により形成されたインク供給経路を複数に分岐させる分岐部と、
   前記分岐部から前記インクジェットヘッドの複数のインク導入口までそれぞれ延びる複数の分岐管を有し、
   前記分岐部及び前記複数の分岐管は、前記インクジェットヘッドと一体的に前記所定の一方向へ移動するように構成され、
   前記インク供給管の先端部と前記分岐部とが、相対回転自在に接続されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記分岐部は、前記インクジェットヘッドの前記複数のインク導入口との距離がそれぞれ等距離となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記分岐管は金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記インク供給管の先端部は、直角的に折れ曲がったＬ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記分岐部は、
   前記インク供給管の先端部が挿入される挿入孔とこの挿入孔から分岐して前記複数の分岐管にそれぞれ連なる複数の分岐流路を有する分岐部本体と、
   前記インク供給管の先端部と前記分岐部本体の挿入孔の間に介在し、前記インク供給管の先端部の前記分岐部本体に対する回転を許容しつつ、前記インク供給管と前記挿入孔との間をシールする環状のシール部と、
   を備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記インク供給管の先端部には、前記インク供給管の前記挿入孔からの抜け落ちを防止する抜け止め部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ。
7. それぞれが前記インク導入口を備えた複数の前記インクジェットヘッドを有し、
   前記インク供給部は、前記複数のインクジェットヘッドの複数の前記インク導入口へそれぞれインクを供給するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインクジェットプリンタ。

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