JP2012121280A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの加熱について省エネルギー化を可能にした液体噴射装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体噴射装置は、液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留する液体貯留部と、液体貯留部から液体噴射ヘッドに対して液体を供給するためのチューブ１０４と、を備え、チューブ１０４は、その両端部１００Ａ，１００Ｂに液体噴射ヘッドおよび液体貯留部にそれぞれ接続される拡径部１０１と、両端部１００Ａ，１００Ｂ以外の流路方向所定の位置に拡径部１０１における断面積よりも相対的に小さい断面積を有する縮径部１０２と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。

従来から、インク滴を記録紙（媒体）に対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンター（以下、「プリンター」という。）が広く知られている。このようなプリンターにおいて、液体貯留部から液体噴射ヘッドへとインク（液体）を供給する液体供給流路として、複数の単管チューブ、あるいはこれら複数の単管チューブを束ねて連結した多連チューブが備えられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２２４６７号公報

ところで、液体噴射ヘッドに供給するインクの粘性が高い場合においては、液体噴射ヘッドによる噴射性を高めるために液体供給流路を加熱することがある。しかしながら、上述したような単管チューブあるいは多連チューブの液体供給流路の断面積は、その流路方向全体で同一となっている。このため、インクをヒーターで直接加熱する場合には、加熱に要する消費量が多くなり、省エネルギー化が妨げられるといった問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、液体の加熱について省エネルギー化を可能にした液体噴射装置を提供することを目的の一つとしている。

本発明の液体噴射装置は、液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに供給する前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給するためのチューブと、を備え、前記チューブは、その両端部に前記液体噴射ヘッドおよび前記液体貯留部にそれぞれ接続される拡径部と、前記両端部以外の流路方向所定の位置に前記拡径部における断面積よりも相対的に小さい断面積を有する縮径部と、を有することを特徴とする。

これによれば、液体供給流路におけるチューブの断面積を部分的に小さくすることによって、単位面積当たりの液体の質量を小さくすることができる。チューブの縮径部分、つまり、断面積の小さい範囲にて流路内の液体を加熱することによって、液体の温度を効率よく高めることができる。これにより、ヒーターによる加熱消費量が少なくなり、省エネルギー化が可能となる。この結果、容量の小さなヒーターを用いることができるので、液体噴射装置全体の軽量化および小型化を実現することができる。

また、前記チューブを複数束ねて連結することによって構成される多連チューブを有し、前記複数のチューブの少なくとも前記拡径部同士が互いに連結されている構成としてもよい。

これによれば、多連チューブとすることによって取り扱いが容易になる。

また、前記拡径部の外径および内径の比率と、前記縮径部の外径および内径の比率とが略等しい比率に設定されている構成としてもよい。

これによれば、縮径部分におけるガスバリア性を確保することができる。

一実施形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す図。 液体噴射装置に組み込む前の多連チューブの概略構成を示す斜視図。 （ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図。 単管チューブの概略構成を示す斜視図。 多連チューブを製造する製造装置の概略構成を示す図。 多連チューブの変形例を示す図。

以下、本発明の実施形態につき、図面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。

図１は一実施形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す図である。
液体噴射装置１は、図１に示すように液体噴射ヘッド３を備えたヘッドユニット２を往復移動させるヘッドユニット移動機構１６と、多連チューブ１００を介して液体噴射ヘッド３に供給する４種類の液体をそれぞれ貯留した液体貯留部６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）と、液体噴射ヘッド３の噴射特性を維持するためのクリーニング動作等に用いられるメンテナンス装置７などが設けられている。

液体噴射装置１には、記録媒体を搬送する不図示の搬送機構が設けられている。この搬送機構は、記録媒体を搬送する搬送モータやこの搬送モータによって回転駆動される搬送ローラ（いずれも不図示）等から構成され、記録媒体を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン１３の上に順次送り出すようになっている。記録媒体としては、紙やＰＥＴ、銀ＰＥＴなどが挙げられる。

ヘッドユニット移動機構１６は、ガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続されてこのパルスモータ９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２を有して構成されている。

ヘッドユニット２は、プラテン１３上に送り出された記録媒体に向けてインクを噴射する液体噴射ヘッド３と、記録媒体の幅方向に沿って移動可能なキャリッジ４とを有して構成されている。

キャリッジ４には液体噴射ヘッド３が搭載されている。キャリッジ４は、側部の中央部に設けられた接続部３４にタイミングベルト１２の一部が取り付けられることでタイミングベルト１２に接続されている。このようなキャリッジ４を備えたヘッドユニット２は、パルスモータ９の駆動によって回動するタイミングベルト１２の動きに従い、ガイド軸８に沿って主走査方向に往復移動する。

メンテナンス装置７は、図１に示すように、液体噴射ヘッド３の各ノズルから増粘したインクを吸引する吸引動作等に用いられるキャッピング機構ＣＰ、液体噴射ヘッド３のノズル面に付着した液体を払拭するワイピング動作に用いられるワイピング機構ＷＰなどを有して構成されており、ホームポジションに配置されている。ここで、ホームポジションは、ヘッドユニット２の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に設定され、電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合にヘッドユニット２が位置する場所である。

ホームポジションにヘッドユニット２が位置する場合には、メンテナンス装置７により液体噴射ヘッド３に対するメンテナンス処理（液体吸引動作、ワイピング動作など）が行われる。液体噴射ヘッド３からメンテナンス装置７側に排出された廃液体は、廃液回収機構（不図示）において回収される。

第一実施形態に係る液体噴射装置１においては、液体貯留部６と液体噴射ヘッド３とが、４本のチューブ（単管チューブ）１０４（図４参照）を束ねて連結した多連チューブ１００を有する液体供給流路Ｐを介して接続されている。液体貯留部６は、各チューブ１０４に対応したインクを貯留する液体貯留部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを含んでいる。

図２は、液体噴射装置に組み込む前の多連チューブの概略構成を示す斜視図である。図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお、図２は、液体噴射装置１に組み込む前の多連チューブ１００の構成を示す図である。
図２に示すように、多連チューブ１００は、４本のチューブ１０４を平面的に並べた状態で束ねられ連結された押出成形品である。本実施形態では、多連チューブ１００における各チューブ１０４（流路１０４ａ）の断面積がその延在方向（流路方向）で部分的に異なっている。
具体的に、この多連チューブ１００は、液体貯留部６および液体噴射ヘッド３にそれぞれ接続される両端部１００Ａ，１００Ｂに、液体貯留部６および液体噴射ヘッド３側の締結部分との兼ね合いから、流路１０４ａの断面積が従来と同様の大きさとされた拡径部１０１が設けられている。また、多連チューブ１００は、両端部１００Ａ，１００Ｂに比べて中央部１００Ｃの太さが相対的に細く、各チューブ１０４（流路１０４ａ）の断面積も小さい形状とされた縮径部１０２が設けられている。

ここで、図３（ａ），（ｂ）に示すように、多連チューブ１００の両端部１００Ａ，１００Ｂにおける拡径部１０１の外径Ｄ１および内径ｄ１の比率と、中央部１００Ｃにおける縮径部１０２の外径Ｄ２および内径ｄ２の比率とは略等しい比率に設定されている。

ここで、縮径部１０２におけるガスバリア性も十分に確保されるように寸法設計されている。これにより、液体供給流路をヒーターによって加熱した場合での、外部へのインクに含まれる水蒸気の流出が抑えられてインクの増粘が防止される。

このような多連チューブ１００は、所定方向へ曲げられた状態で一端部１００Ａが各チューブ１０４に対応した液体貯留部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄへ連結され、他端部１００Ｂが液体噴射ヘッド３の各インク流路（不図示）へと連結されている。

ここで、多連チューブ１００の形成材料としては、弾性（可撓性）および耐インク性を有する材料が用いられる。本実施形態では、スチレン系エラストマー（例えば、ＳＥＰＳ：スチレンエチレンプロピレンススチレンブロック共重合）を用いているが、耐インク性を有するとともに弾性（可撓性）を発揮する材料であれば用いることが可能である。例えば、ＮＢＥ（アクリロニトリルブダジエンゴム）やＳＢＲ（スチレンブダジエンゴム）等を用いることも可能である。

次に、多連チューブの製造方法の一例について説明する。
図５は、多連チューブを製造する製造装置の概略構成を示す図である。
図５に示すように、製造装置１５０は、押出成型機６０と、金型６１と、引張搬送部６２と、冷却部６３と、切断部６４と、搬送部６５とを有している。
押出成型機６０は、金型６１に対して多連チューブ１００を構成する材料を押し出すためのものであり、金型６１は、上記多連チューブ１００の型を成形するためのものである。引張搬送部６２は、駆動ローラー６２ａと従動ローラー６２ｂとの一対のニップローラーから構成されており、金型６１から押し出された押出材料１１１を挟持して下流側に搬送させるためのものである。なお、押出材料１１１は不図示の支持部材により下面側が支持されている。

ここで、上述したような本実施形態の多連チューブ１００を成形するためには、金型６１から押し出された押出材料１１１を部分的に伸長させる必要がある。そこで、例えば、押出材料１１１を挟持する引張搬送部６２における駆動ローラー６２ａと従動ローラー６２ｂとの回転速度を通常の搬送速度よりも速めることによって、押出材料１１１を部分的に伸長加工することが可能である。すなわち、押出速度よりも引張速度（送出し速度）を速めることによって、金型６１から押し出された押出材料１１１が伸長して細い形状となる。そして、伸長した部分が所定の長さに達すると、再び引張搬送部６２における駆動ローラー６２ａと従動ローラー６２ｂとの回転速度を遅くする、あるいは通常の搬送速度に戻すことによって、金型６１から押し出された状態のまま押出材料１１１を搬送する。このようにして、多連チューブ１００の拡径部１０１と縮径部１０２とが構成される。

伸長加工の他の方法としては、押出成型機６０のモータの回転数を変化させることによって金型６１へ供給する樹脂圧を変化させる方法が挙げられる。この場合、引張搬送部６２における駆動ローラー６２ａと従動ローラー６２ｂとの回転速度は変化させずに、押出成型機６０のモータの回転数を下げて樹脂圧を低下させ、金型６１へ供給する樹脂量を減少させることによって押出材料１１１を細くして上記した縮径部１０２を形成するようにしても良い。そして、細く成型された部分が所定の長さに達すると、再び押出成型機６０のモータの回転数を上げて樹脂圧を上昇させ、金型６１へ供給する樹脂量を多くすることによって押出材料１１１を通常の成型状態（相対的に太い状態）に戻し、上記した拡径部１０１を形成することができる。
なお、搬送機構とは別に、押出材料１１１を引っ張る引張機構を備えてもよい。

冷却部６３は、引張り加工した後の押出材料１１１を冷却して固化させるためのものである。切断部６４は、冷却後の押出材料１１１を所定の長さに切断して多連チューブ１００とするためのものである。搬送部６５は、ベルトコンベアからなり、製造した多連チューブ１００を外部に搬送させるためのものである。

このように、金型６１から押し出された押出材料１１１に対して引張作用を加えることで当該押出材料１１１を部分的に伸長させる。これにより、液体供給流路方向における所定の位置に縮径部１０２を有する４本のチューブ１０４が一体成型されてなる、本実施形態の多連チューブ１００を製造することができる。

あるいは、個々に形成した４本のチューブ１０４をそれぞれ液体供給流路方向（延在方向）全体に亘って連結させることにより、本実施形態の多連チューブ１００を製造してもよい。

このような製造装置１５０を用いれば、中央部１００Ｃにおける断面積が両端部１００Ａ，１００Ｂにおける断面積に比べて相対的に小さい形状をなす、縮径部１０２および拡径部１０１を有するチューブ１０４を簡便且つ確実に製造することができる。これらチューブ１０４を互いに連結させることによって本実施形態の多連チューブ１００を容易に製造することができる。

液体貯留部から液体噴射ヘッドへインクを供給する多連チューブは、通常、湾曲させた状態で液体噴射装置内へと組み込まれる。液体貯留部および液体噴射ヘッドに両端部がそれぞれ固定された多連チューブは、その復元力が液体噴射ヘッドを搭載するキャリッジに作用することによって、キャリッジの動作に悪影響を及ぼすおそれがある。この場合、キャリッジの位置が移動するなどしてインク着弾位置の精度の低下を招き、記録品質が低下してしまう。

液体噴射ヘッドの供給するインクの粘性が高い場合、液体噴射ヘッドによる噴射性を高めるために多連チューブ１００（液体供給流路）を加熱することがあるが、本実施形態の多連チューブ１００の液体供給流路の断面積はその流路方向で変化している。つまり、中央部１００Ｃ（縮径部１０２）における流路の断面積を小さくすることにより、単位面積当たりのインクの質量を小さくすることができる。この縮径部１０２の部分、すなわち断面積の小さい範囲にて流路１０４ａ内のインクを加熱することによって、インクの温度を効率よく高めることができる。これにより、ヒーターによる加熱消費量が少なく、省エネルギー化が可能となる。その結果、容量の小さなヒーターを用いることができるので、液体噴射装置１全体の軽量化および小型化を実現することができる。

また、本実施形態の多連チューブ１００は、中央部１００Ｃにおける流路１０４ａの断面積が小さくなるように構成することにより、液体貯留部６および液体噴射ヘッド３に対する連結部分（両端部１００Ａ，１００Ｂ）のサイズを変えることなく、多連チューブ１００自体の軽量化を実現することが可能である。

また、本実施形態の多連チューブ１００の構成によれば、液体貯留部６および液体噴射ヘッド３に両端部１００Ａ，１００Ｂがそれぞれ固定され且つ湾曲された状態で液体噴射装置１内に組み込まれた場合でも、湾曲部分に相当する中央部１００Ｃが両端部１００Ａ，１００Ｂに比べて細くなっているため自己復帰習性による復元力が従来に比べて弱くなっている。このため、キャリッジが主走査方向へ移動することに伴い、多連チューブ１００の曲げ伸ばしが部分的に生じる場合でも、キャリッジの動作に影響を及ぼすような復元力がキャリッジに作用することはない。よって、キャリッジの位置が変化することもなく、インクの着弾位置の精度が低下することもない。このように、キャリッジの移動に伴って湾曲する領域を選択的に細くした多連チューブ１００を用いることによって、結果的に記録品質を高品位に維持することが可能になる。

（変形例）
図６は、多連チューブの変形例を示す図である。
先の実施形態においては、多連チューブ１００を構成する４本のチューブ１０４同士がそれぞれの延在方向全体に亘って連結されていた。
図６に示す多連チューブ２００のように、４本のチューブ１０４の両端部１００Ａ（拡径部１０１）同士および両端部１００Ｂ（拡径部１０１）同士をそれぞれ部分的に連結し、各チューブ１０４の中央部１００Ｃ（縮径部１０２）同士は連結させずにフリーの状態にしておいても良い。
このような構成であっても、キャリッジの動作に悪影響を及ぼすような反力が生じるのを防止することができる。さらに、各チューブ１０４がその中央部１００Ｃ（縮径部１０２）において分離しているので、ヒーターによる加熱効率が高められる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、先の実施形態においては、多連チューブ１００の両端部１００Ａ，１００Ｂ以外の領域全体（中央部１００Ｃ）に縮径部１０２を設けたが、中央部１００Ｃのうち、所定領域の流路１０４ａが部分的に細くなるよう、選択的に縮径部１０２を設けるようにしてもよい。この場合、液体供給流路方向に拡径部１０１と縮径部１０２とが交互に存在することとなる。

また、図４に示したような単管チューブを４本用いて、各色の液体貯留部６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）と液体噴射ヘッド３とをそれぞれ連結するようにしてもよい。

１…液体噴射装置、３…液体噴射ヘッド、６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）…液体貯留部、Ｐ…液体供給流路、６１…金型、Ｄ１，Ｄ２…外径、ｄ１，ｄ２…内径、１００，２００…多連チューブ、１００Ａ，１１１…押出材料、１００Ａ，１００Ｂ…両端部、１０１…拡径部、１０２…縮径部、１０４…チューブ、１０４ａ…流路

Claims (3)

1. 液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドに供給する前記液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給するためのチューブと、を備え、
   前記チューブは、その両端部に前記液体噴射ヘッドおよび前記液体貯留部にそれぞれ接続される拡径部と、前記両端部以外の流路方向所定の位置に前記拡径部における断面積よりも相対的に小さい断面積を有する縮径部と、を有する
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記チューブを複数束ねて連結することによって構成される多連チューブを有し、
   前記複数のチューブの少なくとも前記拡径部同士が互いに連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記拡径部の外径および内径の比率と、前記縮径部の外径および内径の比率とが略等しい比率に設定されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。

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