JP2008188854A - 流路形成体 - Google Patents

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Abstract

【課題】柔軟性が高い流路形成体を提供する。
【解決手段】流路形成体10は、複数のチューブ11,12及びワイヤ21〜26を備えている。複数のチューブ11,12は、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなり、少なくとも最も外側の層である外層は最も内側の層である内層より柔軟性が高く、それぞれがインクの流路の少なくとも一部を形成している。ワイヤ21〜26は、複数のチューブ11,12が互いに接触しないように、複数のチューブ11,12を互いの間に間隙を設けた状態で束ねている。
【選択図】図2

Description

この発明は、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなる配管であってそれぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する複数の配管を備えた流路形成体に関する。
インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置は、インク流路を形成する複数の配管を含む流路形成体を一般的に備えている。このようなインクジェット記録装置は、用紙に画像を記録するプリンタとしての用途の他に、液晶パネルのカラーフィルタ製造装置等として産業用途にも使用されることが多くなっている。このため、使用されるインクの種類が多岐に渡り、インクジェット記録装置の配管には、柔軟性の他に、耐薬品性、ガスバリア性及び遮光性等、インクジェット記録装置の用途に応じて種々の機能が求められる。
例えば、柔軟性が低いと、配管の曲げ半径が大きくなるためにインクジェット記録装置が大型化する上、配管の固定部位にかかる負荷が大きくなる。耐薬品性が低いと、インクによって配管が溶解、膨張又は劣化することがある。ガスバリア性が低いと、外部から空気が侵入してインクの脱気度が低下することや、インクの溶媒が外部へ蒸発してインクが増粘することがある。遮光性が低いと、インクが光硬化性インクである場合に硬化する。
上述のような複数の機能を併せ持つ配管として、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなるチューブが一般的に用いられている。このようなチューブでは一般的に、内層に耐薬品性が高いフッ素樹脂が用いられ、外層に、ガスバリア性や遮光性等、インクの種類に応じた機能を持つ樹脂が用いられる。また、チューブの柔軟性を高めるために、内層であるフッ素樹脂の硬い層は薄く形成され、外層としてゴム剤等の柔らかい樹脂が用いられる(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−181829公報
しかし、インクジェット記録装置等の装置では、複数の配管が束ねられて用いられることが多い。例えば、インクジェットヘッドに接続されている配管として、インクタンクからインクジェットヘッドへインクを供給する配管、及び、インクジェットヘッドから廃インクタンクへインクを排出する配管の2本の配管がある場合、2本の配管は束ねられる。
従来の流路形成体を備えたインクジェット記録装置では、流路形成体を構成する2本の配管が束ねられると、配管の外層同士が接触する。配管として上述のようなチューブが用いられた場合、配管の外層は柔らかいため、配管同士の摺動性が悪く、複数(ここでは2本)の配管が束ねられてなる流路形成体の柔軟性が低下する。流路形成体の柔軟性が低下すると、流路形成体の配設の自由度が低下してインクジェット記録装置が大型化することや、流路形成体が接続されているインクジェットヘッドにかかる、配管の曲げ応力による負荷が大きくなり、インクジェットヘッドの位置決め精度が低下することがある。
この発明の目的は、柔軟性が高い流路形成体を提供することにある。
この発明の流路形成体は、複数の配管及び束縛部材を備える。複数の配管は、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなり、少なくとも最も外側の層である外層は最も内側の層である内層より柔軟性が高く、それぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する。束縛部材は、複数の配管が互いに接触しないように、複数の配管を互いの間に間隙を設けた状態で束ねる。
束縛部材は、1個以上のワイヤであってもよい。ワイヤは、一部が複数の配管のそれぞれの間に介在した状態で複数の配管を束ねてもよい。
ワイヤは、複数の配管のうち少なくとも1個の配管がワイヤに対して摺動自在となるように複数の配管を束ねてもよい。
ワイヤは、複数の配管のうちの1個の配管に固定されてもよい。
ワイヤは、複数備えられてもよい。複数の配管の配管方向に沿って複数のワイヤの互いの間に間隙を設けた状態で複数のワイヤ同士を連結する連結部材をさらに備えてもよい。
束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない1個以上の曲率制限部材及び1個以上のワイヤを含んでもよい。曲率制限部材は、複数の配管に沿って配置されてもよい。ワイヤは、複数の配管を曲率制限部材とともに束ねてもよい。
曲率制限部材は、中空形状を呈してもよい。複数の配管のうち1個の配管が曲率制限部材の内部に挿通されてもよい。
束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない1個以上の曲率制限部材及び1個以上のワイヤを含んでもよい。曲率制限部材は、中空形状を呈してもよい。1個の曲率制限部材について複数の配管のうち2個以上の配管が曲率制限部材の内部に挿通されてもよい。ワイヤは、曲率制限部材の内部に挿通された2個以上の配管のそれぞれの間に介在した状態で2個以上の配管を束ねてもよい。
束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない中空形状を呈する複数の曲率制限部材であってもよい。複数の配管のそれぞれは、複数の曲率制限部材に挿通されてもよい。
曲率制限部材は、金属製であって、電気的に接地されていてもよい。
この発明によれば、内層より柔軟性が高く互いに接触すると摺動性が悪くなる樹脂が外層に用いられている場合でも、複数の配管が、互いに接触しないように、互いの間に間隙を設けられた状態で束ねられるので、複数の配管が束ねられてなる流路形成体の柔軟性を高くすることができる。
このため、流路形成体の配設の自由度が高くなり、インクジェット記録装置に備えられた場合に、インクジェット記録装置を小型化することができる。また、流路形成体が接続されているインクジェットヘッドにかかる、流路形成体の曲げ応力による負荷を小さくでき、インクジェットヘッドの位置決め精度を高くすることができる。
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施形態に係る流路形成体10を備えるインクジェット記録装置1の概略の構成を示す斜視図である。
インクジェット記録装置1は、筐体2、ガイドレール3、キャリッジ4、インクジェットヘッド5、インクタンク6、廃インクタンク7、及び、流路形成体10を備えている。
ガイドレール3は、水平に配置され、両端部が筐体2に支持されている。キャリッジ4は、ガイドレール3に沿って移動自在となるように、ガイドレール3に取り付けられている。インクジェットヘッド5は、キャリッジ4に搭載されており、キャリッジ4が図示されていない駆動源の駆動力によってガイドレール3に沿って移動することで、吐出するインク滴を所望の位置へ着弾させる。
流路形成体10は、インクの流路の一部を形成している。流路形成体10の一端は、インクジェットヘッド5に接続され、他端はインクタンク6及び廃インクタンク7に接続されている。インクタンク6には、インクジェットヘッド5に供給すべきインクが収容されている。インクタンク6内のインクは、流路形成体10を介してインクジェットヘッド5に供給される。廃インクタンク7には、インクジェットヘッド5から流路形成体10を介してインクが排出される。
この実施形態では、インクジェットヘッド5と流路形成体10とは、一体的に形成されており、インクジェットヘッド5又は流路形成体10に不具合が発生し又は寿命が到来した際に、一体的に交換される。
図2は、流路形成体10の構成を示す斜視図である。図3は、流路形成体10の構成を示す断面図である。
流路形成体10は、複数(この実施形態では2個)のチューブ11,12、複数のワイヤ21〜26、及び、カプラ30を備えている。チューブ11,12はこの発明の配管に相当する。また、この実施形態では、ワイヤ21〜26はこの発明の束縛部材に相当する。ワイヤ21〜26の数は、流路形成体10の配管方向の長さ等に応じて変更してもよい。
チューブ11,12のそれぞれの一端は、インクジェットヘッド5に接続され、チューブ11,12のそれぞれの他端は、カプラ30に接続されている。チューブ11は、カプラ30を介してインクタンク6に通じている。チューブ12は、カプラ30を介して廃インクタンク7に通じている。
インクジェットヘッド5は、所定のノズル面51に、図示されていないノズル孔を有している。インクタンク6に収容されたインクは、チューブ11を介してインクジェットヘッド5に供給され、ノズル面51のノズル孔から吐出される。また、インクジェットヘッド5内から古くなったインクを排出するためや、インクジェットヘッド5内の気泡を取り除くために、インクジェットヘッド5からチューブ12を介して廃インクタンク7へインクが排出される。
チューブ11,12のそれぞれは、異なる種類の樹脂が複層に重ねられた構造をしている。最も外側の層である外層は、最も内側の層である内層より、柔軟性が高い樹脂で形成されている。例えば、内層には耐薬品性が高い樹脂が用いられ、外層には、ガスバリア性や遮光性等、インクの種類に応じた機能を持つ樹脂が用いられる。
この実施形態では、チューブ11とチューブ12とは同様に形成されている。例えば、チューブ11,12は、内径2mm、外径4mmで、内層と外層との2層構造に形成されている。内層は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の耐薬品性の高いフッ素樹脂で、厚さ0.2mmである。チューブ11,12の柔軟性を高めるため、フッ素樹脂は硬いので内層は薄く形成されている。外層には、ゴム材等の柔らかい樹脂が用いられている。例えば、外層は、ウレタンゴムで、厚さ0.8mmである。
内層としてのフッ素樹脂の層が薄いので、所定の曲げ半径以下にまで小さく曲げられ過ぎることによって内層にクラックが発生することを防止するため、チューブ11,12には許容最小曲げ半径が設定されている。この実施形態では、許容最小曲げ半径は、例えば25mmに設定されている。許容最小曲げ半径が設定されていることで、内層にクラックが発生することで内層の耐薬品性が失われることを、抑制できる。
カプラ30は、ポリエーテルエーテルケトン製で、チューブ11,12とインクタンク6及び廃インクタンク7とを接続するためのものである。
ワイヤ21〜26は、SUS303製である。ワイヤ21〜26は、チューブ11とチューブ12とを、図3に示すように、一部がチューブ11とチューブ12との間に介在した状態で、チューブ11とチューブ12とを束ねている。これによって、チューブ11とチューブ12とが互いに接触しないように、互いの間に間隙が設けられている。
ワイヤ21〜26は、この実施形態では、ワイヤ21〜26のそれぞれに対して2個のチューブ11,12がともに摺動自在となるように、ワイヤ21〜26のそれぞれとチューブ11,12との間に間隙が設けられた状態で、チューブ11,12を束ねている。
これによって、チューブ11とチューブ12との摺動性の悪化が防がれ、流路形成体10の柔軟性が高くなる。このため、流路形成体10の配設の自由度が高くなり、インクジェット記録装置1が小型化される。また、流路形成体10が接続されているインクジェットヘッド5にかかる、流路形成体10の曲げ応力による負荷を小さくでき、インクジェットヘッド5の位置決め精度が向上する。
なお、チューブ11又はチューブ12の一方のみに、ワイヤ21〜26が固定されていてもよい。ワイヤ21〜26が、いずれか一方のチューブのみに固定され、他方のチューブに対しては摺動自在であれば、チューブ11とチューブ12との摺動性の悪化は防止されるからである。この場合、チューブ11,12のいずれか一方に対するワイヤ21〜26のそれぞれの位置が固定される。このため、チューブ11,12の配管方向において、ワイヤ21〜26を均等に配置することができる。したがって、インクジェット記録装置1の使用中にワイヤ21〜26がチューブ11,12に沿って移動して偏ることがないので、チューブ11,12同士が接触することによる流路形成体10の柔軟性の低下が、防止される。
また、図4に示すように、流路形成体10は、チューブ11,12の配管方向に沿ってワイヤ21〜26の互いの間に間隙を設けた状態でワイヤ21〜26同士を連結するスペーサ40をさらに備えていてもよい。この実施形態では、スペーサ40は、ワイヤ21〜26と同じ材料で形成されており、可撓性を有している。スペーサ40は、この発明の連結部材に相当する。スペーサ40は、チューブ11,12の配管方向に沿ってワイヤ21〜26同士の間隔を一定に保持している。
スペーサ40によってワイヤ21〜26同士の間隔が一定に保持されるので、インクジェット記録装置1の使用中にワイヤ21〜26がチューブ11,12に沿って移動して偏ることがなく、チューブ11,12同士が接触することによる流路形成体10の柔軟性の低下が、防止される。
図5は、他の実施形態に係る流路形成体10Aの構成を示す斜視図である。流路形成体10Aは、可撓管60をさらに備えていることを除いて、流路形成体10と同様に形成されている。
可撓管60は、可撓性を有する一方、所定の極率半径以下に曲がらないように構成されている。図6(A)及び図6(B)に示すように、可撓管60は、例えば、断面S字状の複数の金属板61で構成されている。可撓管60は、金属板61が互いに噛み合わされた状態で管状に形成されている。
この実施形態では、可撓管60は、SUS303製で、内径7mmであり、可撓管60として、曲げ半径27mm以下に曲がらないものが用いられている。
可撓管60は、チューブ11,12に沿って配置されている。可撓管60の一端は、金具71に固定され、金具71はインクジェットヘッド5に固定されている。可撓管60の他端は、金具72に固定され、金具72はカプラ30に固定されている。
図7に示すように、チューブ11,12は、ワイヤ21,22によって、チューブ11,12同士が互いに接触しないように互いの間に間隙が設けられた状態で、可撓管60の外部で可撓管60とともに束ねられている。また、チューブ11,12とワイヤ21,22との間にも間隙が設けられ、チューブ11,12とワイヤ21,22とは摺動自在にされている。この実施形態では、可撓管60及びワイヤ21,22がこの発明の束縛部材に相当する。
この実施形態に係る流路形成体10Aでは、チューブ11,12に沿って可撓管60が配置され、チューブ11,12が可撓管60とともに束ねられているので、チューブ11,12が所定の許容最小曲げ半径以下に曲がることが、防止される。このため、チューブ11,12の内層にクラックが発生することが、防止される。
また、可撓管60は中空形状を呈しているので、中軸形状であった場合よりも軽量である。このため、インクジェットヘッド5が搭載されているキャリッジ4にかかる負荷が低減され、インクジェットヘッド5の位置決め精度が向上する。
可撓管60は、上述のように金属製である。可撓管60は、通電性を有し、電気的に接地されていることが好ましい。例えば、可撓管60は、インクジェットヘッド5の駆動用の配線の接地線と電気的に接続される。
一般的に、樹脂製のチューブ11,12の内部を流体が通ると、摩擦によってチューブ11,12が帯電することがある。従来のインクジェット記録装置では、引火性溶媒雰囲気中でインクジェット記録装置が使用されると、放電によって発火する虞があった。しかし、この発明の流路形成体10Aを備えたインクジェット記録装置1では、可撓管60が接地されることで、チューブ11,12の帯電量が低減し、放電による発火の危険性が低減する。
図5に示すように、チューブ11,12と可撓管60との間に、補助部材70を配置することができる。この実施形態では、補助部材70は、金属製で短冊状を呈し、可撓管60の管方向に沿って複数個、配置されている。補助部材70は、例えば長尺方向が可撓管60の管方向と直交する方向となるように単一の面内に配置されて、可撓管60に取り付けられている。ワイヤ21,22が補助部材70同士の間でチューブ11,12と可撓管60とを束ねることで、ワイヤ21,22が補助部材70と係合してチューブ11,12の配管方向に移動しないので、ワイヤ21,22がチューブ11,12の配管方向に偏ることによるチューブ11,12同士の接触が防がれる。
上述のように、可撓管60として、中空形状のものを用いることが好ましいが、中軸形状のものを用いることもできる。例えば、可撓管60に代えて、この発明の曲率制限部材として、中軸形状の棒体が複数の関節部で屈折自在に接続され、全体として所定の曲げ半径以下に曲がらないように構成されたものを用いることもできる。
図8は、比較例に係る流路形成体の構成を示す断面図である。図8に示すように、2個のチューブ11,12が、互いに接触可能な状態で可撓管60の内部に挿通された場合は、チューブ11,12同士の摺動性が悪く、流路形成体としての柔軟性が低下する。これに対して、この発明の流路形成体10Aでは、チューブ11,12同士が接触しないので、流路形成体10Aの柔軟性が高くなる。
図9に示すように、流路形成体10Aでは、複数のチューブ11,12のうち1個のチューブ11が可撓管60の内部に挿通され、他のチューブ12が可撓管60の外部に配置されてワイヤ21で可撓管60と束ねられていてもよい。1個のチューブ11が可撓管60の内部に挿通されることで、流路形成体10Aが占める体積が小さくなるので、インクジェット記録装置1が小型化される。図9では、インクタンク6に接続されたチューブ11が可撓管60の内部に挿通され、廃インクタンク7に接続されたチューブ12が可撓管60の外部に配置されているが、チューブ12が可撓管60の内部に挿通されてチューブ11が可撓管60の外部に配置されていてもよい。
また、図10に示すように、複数のチューブ11,12が可撓管60の内部に挿通され、可撓管60内のチューブ11,12が互いに接触しないように、1個又は2個以上のワイヤ21で束ねられていてもよい。ワイヤ21は、可撓管60内の複数のチューブ11,12の互いの間に間隙が設けられるようにそれぞれの間に一部が介在した状態で、可撓管60内の複数のチューブ11,12を束ねている。
チューブ11,12が可撓管60の内部に挿通されていることで、チューブ11,12がユーザの手で直接触られなくなる。このため、チューブ11,12がユーザによってひしゃがれることが防止され、内層にクラックが発生することが防止される。また、全てのチューブ11,12を1個の可撓管60の内部に挿通することで、流路形成体10Aの取り扱いが容易になる。さらに、複数の可撓管60を備えた場合と比較して、軽量になるので、キャリッジ4にかかる負荷が低減し、インクジェットヘッド5の位置決め精度が向上する。
さらに、図11に示すように、流路形成体10Aは、チューブ11,12の個数(この実施形態では2個)と同数の可撓管60を備え、複数のチューブ11,12のそれぞれが個別に可撓管60の内部に挿通されていてもよい。これによって、チューブ11,12同士の接触が確実に防止され、流路形成体10Aの柔軟性が確実に高くなる。この構成では、ワイヤ21が必要とされず、可撓管60がこの発明の束縛部材に相当する。
なお、チューブは、図12〜図15に示すように、3個以上備えられていてもよい。
例えば、インクジェットヘッド5が2種類のインクを同時に吐出できる構成であれば、それぞれのインクに対してインク供給用チューブとインク排出用チューブとが必要となり、合計で4個のチューブが備えられる。
この場合、図12に示すように、全てのチューブ11,12,13,14が可撓管60の外部で可撓管60とともにワイヤ21で束ねられていてもよい。もちろん、チューブ11〜14は互いに接触しないように束ねられる。
また、図13に示すように、いずれか1個のチューブ11のみが可撓管60の内部に挿通され、他のチューブ12〜14は可撓管60の外部で互いに接触しないように可撓管60とともにワイヤ21で束ねられていてもよい。
さらに、図示していないが、互いに接触しないようにワイヤ21で束ねられた2個以上のチューブが可撓管60の内部に挿通され、残りの1個以上のチューブは可撓管60の外部で可撓管60とともに互いに接触しないように束ねられていてもよい。
また、図14に示すように、全てのチューブ11〜14が可撓管60の内部に挿通されていてもよい。この場合、チューブ11〜14は互いに接触しないようにワイヤ21で束ねられる。
さらに、図15に示すように、全てのチューブ11〜14が個別に可撓管60の内部に挿通されていてもよい。
いずれの構成によっても、チューブ11〜14同士の接触が防がれ、流路形成体10Aの柔軟性が高くなる。このため、流路形成体10Aの配設の自由度が高くなり、インクジェット記録装置1が小型化される。また、インクジェットヘッド5にかかる、流路形成体10Aの曲げ応力による負荷が小さくなり、インクジェットヘッド5の位置決め精度が向上する。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明の実施形態に係る流路形成体を備えるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。 流路形成体の構成を示す斜視図である。 流路形成体の構成を示す断面図である。 スペーサの構成を示す斜視図である。 他の実施形態に係る流路形成体の構成を示す斜視図である。 (A)は可撓管の構成を示す斜視図であり、(B)は可撓管の一部の断面図である。 図5に示す実施形態に係る流路形成体の構成を示す断面図である。 比較例に係る流路形成体の構成を示す断面図である。 複数のチューブのうち1個のチューブが可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 複数のチューブが可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 複数のチューブのそれぞれが個別に可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 全てのチューブが可撓管の外部で束ねられた構成を示す断面図である。 1個のチューブのみが可撓管の内部に挿通され、他のチューブは可撓管の外部で束ねられた構成を示す断面図である。 全てのチューブが可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 全てのチューブが個別に可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。
符号の説明
1 インクジェット記録装置
5 インクジェットヘッド
6 インクタンク
7 廃インクタンク
10,10A 流路形成体
11〜14 チューブ(配管)
21〜26 ワイヤ
40 スペーサ(連結部材)
60 可撓管(曲率制限部材)

Claims (10)

  1. 異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなり、少なくとも最も外側の層である外層は最も内側の層である内層より柔軟性が高く、それぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する複数の配管と、
    前記複数の配管が互いに接触しないように、前記複数の配管を互いの間に間隙を設けた状態で束ねる束縛部材と、を備えることを特徴とする流路形成体。
  2. 前記束縛部材は、1個以上のワイヤであり、
    前記ワイヤは、一部が前記複数の配管のそれぞれの間に介在した状態で前記複数の配管を束ねることを特徴とする請求項1に記載の流路形成体。
  3. 前記ワイヤは、前記複数の配管のうち少なくとも1個の配管が前記ワイヤに対して摺動自在となるように前記複数の配管を束ねることを特徴とする請求項2に記載の流路形成体。
  4. 前記ワイヤは、前記複数の配管のうちの1個の配管に固定されていることを特徴とする請求項3に記載の流路形成体。
  5. 前記ワイヤは、複数備えられ、
    前記複数の配管の配管方向に沿って前記複数のワイヤの互いの間に間隙を設けた状態で前記複数のワイヤ同士を連結する連結部材をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の流路形成体。
  6. 前記束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない1個以上の曲率制限部材及び1個以上のワイヤを含み、
    前記曲率制限部材は、前記複数の配管に沿って配置され、
    前記ワイヤは、前記複数の配管を前記曲率制限部材とともに束ねることを特徴とする請求項1に記載の流路形成体。
  7. 前記曲率制限部材は、中空形状を呈し、
    前記複数の配管のうち1個の配管が前記曲率制限部材の内部に挿通されることを特徴とする請求項6に記載の流路形成体。
  8. 前記束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない1個以上の曲率制限部材及び1個以上のワイヤを含み、
    前記曲率制限部材は、中空形状を呈し、
    1個の前記曲率制限部材について前記複数の配管のうち2個以上の配管が前記曲率制限部材の内部に挿通され、
    前記ワイヤは、前記曲率制限部材の内部に挿通された前記2個以上の配管のそれぞれの間に介在した状態で前記2個以上の配管を束ねることを特徴とする請求項1に記載の流路形成体。
  9. 前記束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない中空形状を呈する複数の曲率制限部材であり、
    前記複数の配管のそれぞれは、前記複数の曲率制限部材に挿通されることを特徴とする請求項1に記載の流路形成体。
  10. 前記曲率制限部材は、金属製であって、電気的に接地されていることを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載の流路形成体。
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