JP2010194864A - チューブ構造体および流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組立の容易化を図り、チューブ体からの剛性体の剥離を防止できるチューブ構造体及び流体噴射装置の提供を目的とする。
【解決手段】インクが流通するインク流路１０１を有する弾性チューブ１００と、インク流路１０１に沿って配設され弾性チューブ１００より剛性の高い金属ワイヤ１１０とを有するインク供給チューブ１２であって、金属ワイヤ１１０は、弾性チューブ１００の内部に一体的に埋設されているという構成を採用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、チューブ構造体および流体噴射装置に関する。

柔軟性エラストマ材料より形成されたチューブ体は、容易に屈曲させることができ、振動や屈曲に耐性を持つため、気体や液体等の流体を扱う分野に広く用いられている。例えば、インクジェット型の流体噴射装置の分野では、所定位置に固定されるインクカートリッジとキャリッジに搭載され移動自在な記録ヘッドとの間を繋ぐ流路を形成するものとして、上記チューブ体を用いている。

下記特許文献１には、内部に複数の互いに独立した流路を備え、色調の異なるインクを個別に流通させることができる多列型のチューブ体が開示されている。このチューブ体は、所定形状のコア及びダイを備える金型を用いて、樹脂材を押出成形することにより製造される。

特開２００７−２０３６１７号公報

ところで、上記記録ヘッドに接続されるチューブ体は、キャリッジの移動に追従して屈曲、伸展を繰り返す。従来は、キャリッジの動作時のチューブ体の撓み、変形の仕方を所定形状に規制すべく、チューブ体の外部にＳＵＳ等のプレート（剛性体）を流路に沿って貼り付けたチューブ構造体を用いることがなされている。このチューブ構造体は、プレートの剛性によりチューブ体の形状を規制し、チューブ体の折り返し部をなだらかに湾曲させることで、チューブ折れによる流路の潰れを抑制する。

しかしながら、該チューブ構造体は、例えば、チューブ体を製造した後に、プレートを別途用意し、接着剤等を用いて貼付する工程が必要となるため、組立が煩雑であった。さらに、該チューブ構造体は、屈曲、伸展の繰り返しにより、両者間を接着している接着層がダメージを受けて、プレートがチューブ体から剥離してしまう虞もある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、組立の容易化を図り、チューブ体からの剛性体の剥離を防止できるチューブ構造体及び流体噴射装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、流体が流通する流路を有するチューブ体と、上記流路に沿って配設され上記チューブ体より剛性の高い剛性体とを有するチューブ構造体であって、上記剛性体は、上記チューブ体の内部に一体的に埋設されているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、チューブ体の内部に剛性体が一体的に埋設されているため、両者を接着する接着剤を用いることなく組立ができ、さらに、屈伸の繰り返しによっても両者が分離することがなく、流路の安定化が図れる。

また、本発明においては、上記チューブ体は、上記流路を複数有し、上記剛性体は、上記流路のそれぞれに対応して複数設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、チューブ体が多列型の場合に、各流路に沿って剛性体を設けることで、個別に各流路の潰れを防止することができる。

また、本発明においては、上記チューブ体は、所定方向に並設された複数の上記流路を有すると共に、上記並設された方向に沿った一対の幅広面を備え、上記剛性体は、上記幅広面のいずれか一方側の面に沿って配設されているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、剛性体が配設された面側の剛性が上がり、剛性体が配設されない面側に変形し易くなる。このため、チューブ体の変形の方向を一方側に規制できる。

また、本発明においては、流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記流体噴射ヘッドを所定方向に走査するキャリッジとを備える流体噴射装置であって、上記流体噴射ヘッドに上記流体を供給するチューブ構造体として、先に記載のチューブ構造体を備えるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、移動する流体噴射ヘッドに安定した流体の供給を行うことが可能となる。

本発明の実施形態におけるインクジェットプリンターの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態におけるインクジェットプリンターの電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるインク供給チューブの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態におけるインク供給チューブを製造する押出成形装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態におけるインク供給チューブの取り付け状態を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態におけるインク供給チューブの作用を説明する図である。 本発明の別実施形態におけるインク供給チューブの断面図である。 本発明の別実施形態におけるインク供給チューブの形状を示す図である。

以下、本発明について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係るチューブ構造体を用いる流体噴射装置として、記録媒体である記録紙（対象物）にインクの滴を吐出（噴射）して、その記録紙に対する記録を実行するインクジェット式プリンター（以下、インクジェットプリンターと称する）を例示する。

図１は、本実施形態におけるインクジェットプリンター１の構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態におけるインクジェットプリンター１の電気的な構成を示すブロック図である。
図１に示すように、インクジェットプリンター１は、インクにより記録紙に対する記録を実行する記録ユニット２と、記録紙を搬送する記録紙搬送機構３とを備えている。
記録ユニット２は、インクを噴射する記録ヘッド（流体噴射ヘッド）４と、記録ヘッド４を支持しながら移動可能なキャリッジ５と、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、インクが噴射される記録紙を支持するプラテン６とを含む。

インクジェットプリンター１は、キャリッジ５を移動するモータ等を含むキャリッジ駆動装置７と、キャリッジ５の移動を案内するキャリッジガイド部材とを備えている。
キャリッジ５は、キャリッジガイド部材に案内されながら、キャリッジ駆動装置７によって、主走査方向に移動する。記録紙は、記録紙搬送機構３により、記録ユニット２に対して、主走査方向と交差する副走査方向に移動する。

また、インクジェットプリンター１は、記録紙を収容する給紙カセット９を備えている。
給紙カセット９は、インクジェットプリンター１の本体の背面側に、着脱可能に設けられている。給紙カセット９は、積層された複数の記録紙を収容可能に設けられている。

記録紙搬送機構３は、給紙カセット９の記録紙を搬出するための給紙ローラと、給紙ローラを駆動するモータ等を含む給紙ローラ駆動装置１０と、記録紙の移動を案内する記録紙ガイド部材１１と、給紙ローラに対して搬送方向の下流側に配置されている搬送ローラと、搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動装置と、記録ユニット２に対して搬送方向の下流側に配置されている排出ローラとを有している。

給紙ローラは、給紙カセット９に積層されている複数の記録紙のうち、最も上側に配置されている記録紙をピックアップし、給紙カセット９より搬出可能に構成されている。給紙カセット９の記録紙は、記録紙ガイド部材１１に案内されながら、給紙ローラ駆動装置１０によって駆動する給紙ローラによって、搬送ローラに送られる。搬送ローラに送られた記録紙は、搬送ローラ駆動装置によって駆動する搬送ローラにより、搬送方向の下流側に配置された記録ユニット２に搬送される。

記録ユニット２のプラテン６は、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、記録紙の下面を支持する。記録ヘッド４及びキャリッジ５は、プラテン６の上方に配置されている。記録紙搬送機構３は、記録ユニット２による記録動作と連動して、記録紙を副走査方向に搬送する。記録ユニット２で記録された記録紙は、排出ローラを含む記録紙搬送機構３によって、インクジェットプリンター１の正面側から排出される。

また、インクジェットプリンター１は、インクカートリッジのインクをキャリッジ５の記録ヘッド４に供給するインク供給チューブ（チューブ構造体）１２（後述）を備えている。インクカートリッジのインクは、インク供給針を介してインク供給路に供給され、そのインク供給路より、インク供給チューブ１２を介して、キャリッジ５の記録ヘッド４に供給される。
また、インクジェットプリンター１は、記録ヘッド４をメンテナンス可能なメンテナンス装置１３を備えている。

メンテナンス装置１３は、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含む。ワイピング装置１５は、記録ヘッド４と対向可能なワイプ部材４４を備えている。ワイピング装置１５は、ワイプ部材４４を用いて、残留したインク等、記録ヘッド４の噴射面に付着している異物を拭き取ったり、払ったりすることができる。
メンテナンス装置１３は、キャリッジ５及び記録ヘッド４のホームポジションに配置されている。ホームポジションは、キャリッジ５の移動領域内であって、記録ユニット２による記録動作が実行される記録領域の外側の端部領域に設定されている。
電源が切断されている間、あるいは長時間に亘って記録動作が実行されない場合、キャリッジ５及び記録ヘッド４は、ホームポジションに配置される。

インクジェットプリンター１は、図２に示すように、インクジェットプリンター１全体の動作を制御する制御装置５８を備えている。この制御装置５８には、インクジェットプリンター１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、インクジェットプリンター１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６０とが電気的に接続されている。さらに、制御装置５８には、記録紙搬送機構３、記録ヘッド４、キャリッジ駆動装置７、キャッピング装置１４、ワイピング装置１５が電気的に接続され、それらを統括的に制御する構成となっている。

次に、本実施形態におけるインク供給チューブ１２の構成について図３〜図５を参照して詳しく説明する。
図３は、本発明の実施形態におけるインク供給チューブ１２の構成を示す斜視図である。図４は、本発明の実施形態におけるインク供給チューブ１２を製造する押出成形装置２００の構成を模式的に示す図である。図５は、本発明の実施形態におけるインク供給チューブ１２の取り付け状態を模式的に示す平面図である。

インク供給チューブ１２は、長手方向に沿ったインク流路（流路）１０１を有する弾性チューブ（チューブ体）１００と、インク流路１０１に沿って配設されている金属ワイヤ（剛性体）１１０とを有する。

弾性チューブ１００は、図３に示すように、長手方向に沿う互いに独立したインク流路１０１を、複数（本実施形態では４つ）有するマルチチューブ（多列チューブ）である。複数のインク流路１０１は、所定間隔を空けて並設されている。インク供給チューブ１２は、これらインク流路１０１を用い、インクカートリッジから記録ヘッド４に向けて、互いに色調の異なるインク（例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））を一括して搬送する構成となっている。

弾性チューブ１００は、インク流路１０１の並設方向に沿う一対の幅広面１０２を備える略帯形状を有する。この弾性チューブ１００は、幅広面１０２に対し交差する方向（厚さ方向）に容易に屈曲させることができる。
弾性チューブ１００は、振動や屈曲に耐性を持つ柔軟性エラストマ材料の合成樹脂等から形成される。弾性チューブ１００は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系の熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）、スチレン系のＴＰＥ、ポリアミド系のＴＰＥ及びウレタン系のＴＰＥ等から形成される。

金属ワイヤ１１０は、インク流路１０１に沿って弾性チューブ１００の内部に一体的に埋設されている。金属ワイヤ１１０は、各インク流路１０１のそれぞれに対応して複数（本実施形態では４つ）設けられている。これら金属ワイヤ１１０は、幅広面１０２の一方側の面（幅広面１０２ａ）に沿って配設されている。
金属ワイヤ１１０は、弾性チューブ１００より剛性が高く弾性変形可能な材料、例えば鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属材あるいはそれらの合金材等から形成される。本実施形態の金属ワイヤ１１０としては、針金形状のＳＵＳを用いる。

上記構成のインク供給チューブ１２は、例えば図４に示す押出成形装置２００を用いて製造される。押出成形装置２００は、押出成形用の金型２１０を備える。金型２１０は、弾性チューブ１００の内側形状を規定するコア２１１ａを有するコアプレート２１１と、コア２１１ａの周囲を包囲して樹脂流路を形成するダイプレート２１２と、弾性チューブ１００の外側形状を規定するリッププレート２１３とを組み合わせて構成される。この金型２１０は、金属ワイヤ１１０が挿通する挿通部を有し、金属ワイヤ１１０と一体的に弾性チューブ１００を押出成形可能な構成となっている。

押出成形装置２００は、ホッパー２２０を介して金型２１０に樹脂材を供給し、金型２１０から押し出された成形物の寸法をサイジングプレート２３０で調整し、サイジングプレート２３０で寸法を調整された成形物を冷却装置２４０で冷却し、冷却され引取機２５０により引き取られた成形物を裁断機２６０で所定の長さに裁断することによりインク供給チューブ１２を製造する。

このインク供給チューブ１２は、図５に示すようにインクジェットプリンター１に取り付けられる。
図に示すように、インク供給チューブ１２の一端部は、コネクタ１３０Ａを介してインクジェットプリンター１機内の所定位置に固定されるインクカートリッジに接続される。一方、インク供給チューブ１２の他端部は、コネクタ１３０Ｂを介して主走査方向に移動自在なキャリッジ５に搭載された記録ヘッド４に接続される。

インク供給チューブ１２は、コネクタ１３０Ａが固定される位置から主走査方向に沿って伸びると共に、所定の径を有するように折り返されて記録ヘッド４に接続される。このインク供給チューブ１２は、金属ワイヤ１１０が配設される幅広面１０２ａが折り返し部１２０の外側に、金属ワイヤ１１０が配設されない幅広面１０２ｂが折り返し部１２０の内側になるように取り付けられる。

続いて、図５と更に図６を参照して上記構成のインク供給チューブ１２の作用について説明する。図６は、本発明の実施形態におけるインク供給チューブ１２の作用を説明する図である。
図に示すように、インク供給チューブ１２は、インクカートリッジと記録ヘッド４との間を繋ぐ流路を形成する。そして、インク供給チューブ１２は、キャリッジ５の主走査方向に移動に追従して屈曲、伸展を繰り返す。

本実施形態のインク供給チューブ１２は、弾性チューブ１００のインク流路１０１に沿って金属ワイヤ１１０が埋設され、剛性が向上しているため、キャリッジ５に追従して屈伸変形しても撓みかたを所定の形状に規制できる。例えば、金属ワイヤ１１０の剛性により、折り返し部１２０を常に所定の径で湾曲させることができるため、図６の２点差線に示すようなインク流路１０１の潰れを防止でき、インク流路１０１を安定化できる。また、本実施形態では、金属ワイヤ１１０が弾性チューブ１００の内部に埋設されているため、両者を接着する接着剤を用いることなく組立ができ、且つ、屈伸の繰り返しによっても両者が分離することがなく、インク流路１０１の長期に亘る安定化が図れる。

また、本実施形態の金属ワイヤ１１０は、弾性チューブ１００の各インク流路１０１に沿って複数設けられているため、個別にインク流路１０１の安定化させることができる。このため、インク流路１０１のうちの特定の一部が潰れることを防止でき、各インク流路１０１におけるインク搬送量を均一化できる。

さらに、インク供給チューブ１２は、金属ワイヤ１１０が配設された幅広面１０２ａ側の剛性が上がり、金属ワイヤ１１０が配設されない幅広面１０２ｂ側に変形し易くなっている。このため、弾性チューブ１００の変形方向を幅広面１０２ｂ側の一方に規制でき、キャリッジ５の動作時の弾性チューブ１００の振動（所謂踊り）を抑制できる。
加えて、インク供給チューブ１２は、金属ワイヤ１１０を折り返し部１２０の外側になるように配置したため、逆の構成（金属ワイヤ１１０が折り返し部１２０の内側に配置される構成）と比べて、内側に曲がり易くなる。すなわち、折り返し部１２０における所定の径（Ｒ形状）を小さくできる。したがって、インク供給チューブ１２のための設置スペースの省スペース化が図られ、インクジェットプリンター１を小型化できる。

したがって、上述した本実施形態によれば、インクが流通するインク流路１０１を有する弾性チューブ１００と、インク流路１０１に沿って配設され弾性チューブ１００より剛性の高い金属ワイヤ１１０とを有するインク供給チューブ１２であって、金属ワイヤ１１０は、弾性チューブ１００の内部に一体的に埋設されているという構成を採用することによって、両者を接着する接着剤を用いることなく組立ができ、さらに、屈伸の繰り返しによっても両者が分離することがなく、インク流路１０１の安定化が図れる。
したがって、本実施形態では、組立の容易化を図り、弾性チューブ１００からの金属ワイヤ１１０の剥離を防止できるインク供給チューブ１２を提供できる。

また、本実施形態においては、インクを噴射する記録ヘッド４と、記録ヘッド４を所定方向に走査するキャリッジ５とを備えるインクジェットプリンター１であって、記録ヘッド４にインクを供給するチューブ構造体として、上述したインク供給チューブ１２を備えるという構成を採用することによって、移動する記録ヘッド４に安定したインクの供給を行うことが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態において、チューブ体に埋設される剛性体は金属ワイヤ１１０であると説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、剛性体は、金属ワイヤ１１０のような針金形状でなく、板形状等であっても良い。

また、例えば、金属ワイヤ１１０の配置は、上記実施形態における配置に限定されるものではなく、例えば、図７の別実施形態におけるインク供給チューブ１２の断面図に示すように、弾性チューブ１００の幅方向両端部、インク流路１０１の間に配置する構成であっても良い。

また、上記インク供給チューブ１２の用途は、インクカートリッジと記録ヘッド４との間を繋ぐ用途に限定されるものではない。
上記インク供給チューブ１２は、例えば、図８に示すように金属ワイヤ１１０を塑性変形させることによって、自在に曲がった流路を形成できるため、構成機器の間を縫うような複雑な流路を形成するものとして利用できる。

尚、上述の実施形態においては、本発明のチューブ構造体を適用する流体噴射装置がインクジェットプリンター１である場合を例にして説明したが、インクジェットプリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。

また、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体（液状体）を噴射する流体噴射装置である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な流体は、流体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体、流体として流して噴射できる固体、及び粉体（トナー等）を含む。

また、上述の実施形態において、流体噴射装置から噴射される流体（液状体）としては、インクのみならず、特定の用途に対応する流体を適用可能である。流体噴射装置に、その特定の用途に対応する流体を噴射可能な噴射ヘッドを設け、その噴射ヘッドから特定の用途に対応する流体を噴射して、その流体を所定の物体に付着させることによって、所定のデバイスを製造可能である。例えば、本発明の流体噴射装置（液状体噴射装置）は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、及び面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒（溶媒）に分散（溶解）した流体（液状体）を噴射する流体噴射装置に適用可能である。

また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。

また、本発明のチューブ構造体は、上記の他に気体や液体等の流体を扱う分野に広く用いることができる。

１…インクジェットプリンター（流体噴射装置）、４…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、５…キャリッジ、１２…インク供給チューブ（チューブ構造体）、１００…弾性チューブ（チューブ体）、１０１…インク流路（流路）、１０２…幅広面、１１０…金属ワイヤ（剛性体）

Claims (4)

1. 流体が流通する流路を有するチューブ体と、前記流路に沿って配設され前記チューブ体より剛性の高い剛性体とを有するチューブ構造体であって、
   前記剛性体は、前記チューブ体の内部に一体的に埋設されていることを特徴とするチューブ構造体。
2. 前記チューブ体は、前記流路を複数有し、
   前記剛性体は、前記流路のそれぞれに対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチューブ構造体。
3. 前記チューブ体は、所定方向に並設された複数の前記流路を有すると共に、前記並設された方向に沿った一対の幅広面を備え、
   前記剛性体は、前記幅広面のいずれか一方側の面に沿って配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のチューブ構造体。
4. 流体を噴射する流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドを所定方向に走査するキャリッジとを備える流体噴射装置であって、
   前記流体噴射ヘッドに前記流体を供給するチューブ構造体として、請求項１〜３のいずれか一項に記載のチューブ構造体を備えることを特徴とする流体噴射装置。

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