JP3833085B2 - インクジェット式記録装置のチューブ加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吸引してインクヘッドをメンテナンスするインクジェット式記録装置のチューブ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも、小ドットを高密度で形成することができるので、カラー印刷を含む多くの印刷に使用されている。このインクジェット式記録装置は、図示しないが、キャリッジに搭載されてインクカートリッジからインクを供給されるインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる記録媒体搬送手段とを備えている。記録ヘッドは、ブラックインク、及びイエロー、シアン、マゼンタからなるカラーインクのインクカートリッジを備え、ブラックインクによるテキスト印刷だけでなく、複数のインクの吐出し割合の変更により、フルカラー印刷が可能なよう構成される。
【０００３】
ところで、記録ヘッドは、圧力発生室で加圧されたインクをインク滴としてノズルから記録媒体に吐出して印刷する構造上、ノズルからの溶媒蒸発に起因するインク粘度の上昇、インクの固化、塵埃の付着、気泡の混入等により、印刷不良を招くという問題を抱えている。このため、インクジェット式記録装置には、非印刷時(休止時)に記録ヘッドのノズル形成面を封止するキャッピング手段１２が設置される。
このキャッピング手段１２は、図９に示すように、図示しない記録ヘッドの下部に位置するノズル１３付きのノズル形成面１４を封止する。ノズル形成面１４を封止するキャップは、図９に示すように、一側部に大気連通弁２１が、他側部にはシリコーン(Ｓｉｌｉｃｏｎｅ)ゴムチューブＴ３がそれぞれ接続され、このシリコーンゴムチューブＴ３が負圧発生ポンプである吸引ポンプ１９と共に廃インクタンク２０に接続される。
【０００４】
吸引ポンプ１９は、比較的低コストで動作が確実なチューブポンプが一般的に使用され、非印刷時に使用されない例えば紙送りモータの動力により動作し、記録ヘッドのノズルからインクを吸引する。この吸引ポンプ１９の詳細は、図示しないが、ポンプ本体と、このポンプ本体内で回転するホルダと、これらポンプ本体とホルダとの間に介在されるシリコーンゴムチューブＴ３と、ホルダにスライド可能に軸支されてポンプ本体のガイド壁にシリコーンゴムチューブＴ３を圧接する複数の加圧転動ローラとから構成されている。
【０００５】
さて、シリコーンゴムチューブＴ３は、弾力性や復元性に優れるものの、ガスバリアー性に劣るという特徴を有している。例えば、図９の場合には、シリコーンゴムチューブＴ３からインク溶媒が外部に揮散する度合いが大きくなる。このため、インクジェット式記録装置の長期休止状態においては、キャッピング手段１２の内部空間からシリコーンゴムチューブＴ３を介してインク溶媒が徐々に揮散し、キャップ内における保湿状態が低下するので、記録ヘッドのノズルが目詰まりするおそれが少なくない。
【０００６】
係る問題を解消する手段として、例えば特開２０００‐１４１６９６号公報には、吸引ポンプ１９を構成するシリコーンゴムチューブＴ３のガスバリアー性を向上させるべく、箇所によりシリコーンゴムチューブＴ３を変更する技術が開示されている。具体的には、キャップと吸引ポンプ１９とをシリコーンゴムチューブＴ３よりもガスバリアー性の高いチューブＴ６で接続する技術が開示されている。すなわち、キャップに接続される第一のチューブＴ６と、吸引ポンプ１９を構成する第二のチューブＴ７とを接続部材３１で接続するようにしている。第一のチューブＴ６は、ガスバリアー性に優れるブチルゴム等の材料で成形される。これに対し、第二のチューブＴ７は、吸引ポンプ１９の機能を確保するため、弾力性や復元性に優れるシリコーンゴムで成形される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインクジェット式記録装置は、以上のようにガスバリアー性については配慮されているが、吸引ポンプ１９の吸引効率を向上させる点に関しては、なんら配慮されていない。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたもので、負圧発生ポンプの吸引効率とガスバリアー性を向上させることのできるインクジェット式記録装置のチューブ加工方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を達成するため、ノズルからインクを吐出すインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドのノズル形成面を封止するキャップと、このキャップに負圧を作用させる負圧発生ポンプとを含み、この負圧発生ポンプを、ポンプ本体内で回転するホルダと、ポンプ本体とホルダとの間に略円弧形に介在するシリコーンゴムチューブと、ホルダにスライド可能に支持されてポンプ本体のガイド壁にシリコーンゴムチューブを押圧する加圧転動ローラとから構成するとともに、キャップと負圧発生ポンプとをシリコーンゴムチューブにより接続し、このシリコーンゴムチューブにポリオレフィン樹脂製の熱収縮チューブを外側から遊嵌するインクジェット式記録装置のチューブ加工方法であって、
シリコーンゴムチューブに外力を加えてその外径を細くし、この状態で熱収縮チューブを加熱収縮させてその収縮が完了した後にシリコーンゴムチューブに対する外力を解除し、シリコーンゴムチューブの熱収縮チューブで被覆された部分の内径を被覆されていない部分の内径よりも小さくすることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、図１はインクジェット式記録装置１の全体構成を示すもので、同図におけるインクジェット式記録装置１は、用紙からなる記録媒体２に対向するキャリッジ３の対向部に搭載されて図示しないインクカートリッジからインクを供給されるインクジェット式の記録ヘッド４と、この記録ヘッド４に対して記録媒体２を図１のＤ１方向に相対的に移動させる記録媒体搬送手段(図示せず)とを備えている。
【００１３】
キャリッジ３は、装置側方のキャリッジモータ５により循環駆動されるエンドレスの駆動ベルト６を介しガイドシャフト７に案内されつつ、記録媒体２の幅方向Ｄ２に移動しながら記録媒体２に対してインク滴を吐出すことで記録する。印刷時には、図示しない記録媒体搬送手段により記録媒体２が図のＤ１方向に断続的に移動するとともに、記録ヘッド４を備えたキャリッジ３がガイドシャフト７に案内されつつ、記録媒体２の幅方向Ｄ２に移動しながら記録媒体２に対してインク滴を吐出すことで記録が行われる。
【００１４】
記録ヘッド４は、圧力発生室で加圧されたインクをインク滴としてノズルから記録媒体２に吐出して印刷する構造上、ノズルからの溶媒蒸発に起因するインク粘度の上昇、インクの固化、塵埃の付着、気泡の混入等により、印刷不良を招くという問題を抱えている。このため、インクジェット式記録装置１には、非印刷時に記録ヘッド４のノズル形成面を封止するキャッピング手段１２が設置される。
【００１５】
キャリッジ３は、印刷時には装置の左右方向に移動するが、印刷休止時には装置側方のメンテナンス領域８に移動する。このメンテナンス領域８にはメンテナンスユニット９が設置され、このメンテナンスユニット９が印刷休止時に移動してきたキャリッジ３の下部に位置する。メンテナンスユニット９は、図２に示すように、記録ヘッド４が直上に位置した場合に、記録ヘッド４のノズルを封止できるよう構成されたキャップ１０と、このキャップ１０の近傍に隣接するゴム等の弾性板からなるワイパーブレード１１とから構成されている。このワイパーブレード１１は、キャリッジ３が往復移動する際、記録ヘッド４のノズル形成面１４を払拭するワイピング動作がなされるよう構成されている。
【００１６】
図２において、キャップ１０の下方には図示しない吸引ポンプ１９が設置されている。これらキャップ１０と吸引ポンプ１９等からなるキャッピング手段１２の構成を示した断面図が図３である。この図３の上部には、記録ヘッド４の下部に形成されるノズル１３を備えたノズル形成面１４が示されている。このノズル形成面１４は、キャリッジ３がキャッピング手段１２の上部に移動した場合に、キャップ部材１５により封止(キャッピング)されるよう構成されている。ノズル形成面１４は、複数のノズル１３が穿孔され、各ノズル１３に対応して配置された図示しない圧電振動子等の作用により、ブラックインク、及びイエロー、シアン、マゼンタ等のカラーインクが吐出される。
【００１７】
ノズル形成面１４の下部に位置するキャップ１０には、ノズル形成面１４に当接する可撓性物質により成形されたキャップ部材１５と、このキャップ部材１５を外側面において嵌合保持するキャップケース１６とが配設されている。このキャップケース１６の下底部には、キャップケース１６、キャップ部材１５をそれぞれ貫通するように吸引口１７及び大気開放口１８が形成されている。キャップケース１６の吸引口１７には、チューブＴ１、シリコーンゴムチューブＴ３を介して負圧発生ポンプである吸引ポンプ１９が接続され、この吸引ポンプ１９の排出側２３には廃インクタンク２０が接続されている。また、キャップケース１６の大気開放口１８には、大気連通弁２１がチューブＴ２を介して接続されている。対向するチューブＴ１と弾力性、復元性、耐熱性、耐湿性、耐薬品性、耐老化性等に優れるシリコーンゴムチューブＴ３とは、図４に示すように、フランジを外周中央に備えた略筒形の接続部材３１で相互に接続されている。
【００１８】
上記構成において、記録ヘッド４からのインクの吸引作用は、図３に示すように、ノズル形成面１４にキャップ部材１５を密着させるとともに、大気連通弁２１を閉塞した状態で行われる。すなわち、この状態で吸引ポンプ１９を作動させることにより、キャップ部材１５の内部空間に負圧が作用し、ノズル１３からインクが排出される。吸引ポンプ１９は一定時間経過後に停止する。
【００１９】
次いで、インクの排出に伴い、キャップ部材１５の内部負圧がある程度減少した時点で大気連通弁２１を開放すると、キャップ部材１５の内部に大気が導入されて負圧が解除される。そして、大気連通弁２１を開放した状態で吸引ポンプ１９を再度作動させると、キャップ部材１５内に排出されたインクをチューブＴ１、シリコーンゴムチューブＴ３を介して廃インクタンク２０に流出させることができる。
【００２０】
特に、記録装置１の非印刷時においては、ノズル形成面１４をキャップ部材１５により封止し、大気連通弁２１を開放した状態とし、キャップ部材１５の内部空間をインク溶媒で保湿状態に維持するよう構成されている。これにより、記録ヘッド４のノズル１３の目詰まりを抑制防止し、印字の再開時における印字動作の信頼性が確保される。
【００２１】
キャッピング手段１２は、既に説明した通り、インクジェット式記録装置１の休止期間における記録ヘッド４のノズル乾燥を防止する蓋体として機能するが、記録ヘッド４に印刷とは関係ない駆動信号を出力してインク滴を空吐出させるフラッシング動作時のインク受けとしても機能し、さらに吸引ポンプ１９からの負圧を記録ヘッド４に作用させてインクを吸引するクリーニング機能をも兼ね備えている。
【００２２】
吸引ポンプ１９は、図５に示すように、吸引側２２がチューブＴ１、シリコーンゴムチューブＴ３を介してキャップケース１６の吸引口１７に、排出側２３がシリコーンゴムチューブＴ３を介して廃インクタンク２０に接続されている。この吸引ポンプ１９のポンプ本体内には、略Ｕ字に湾曲したシリコーンゴムチューブＴ３を略１８０°にわたり円弧形に支持するガイド壁２４が湾曲形成されている。吸引ポンプ１９は、ポンプ本体内にモータ２５の駆動で回転するホルダ２６を備え、このホルダ２６の外周には、円弧形の複数の長溝２７が所定の間隔をおいて穿孔され、各長溝２７には回転可能な加圧転動ローラ２８が支軸２９を介して嵌入されており、この加圧転動ローラ２８が長溝２７に沿ってスライドするよう機能する。
【００２３】
各長溝２７は、ホルダ２６が一定方向に回転する場合には、加圧転動ローラ２８がホルダ２６の半径外方向にスライドしてシリコーンゴムチューブＴ３をしごき、ホルダ２６が逆の他定方向に回転する場合、加圧転動ローラ２８がホルダ２６の半径内方向にスライドしてシリコーンゴムチューブＴ３を開放するよう形成されている。そして、ホルダ２６の回転に伴う加圧転動ローラ２８の移動軌跡に臨むよう、ゴム等の弾性部材からなるゴムブレーキ３０が設置されている。
【００２４】
図５はモータ２５を一方向、すなわち正転方向に回転させた状態を示し、この場合には、加圧転動ローラ２８はゴムブレーキ３０により周方向に移動する。したがって、加圧転動ローラ２８は、ホルダ２６の正転方向への回転に伴い、シリコーンゴムチューブＴ３をガイド壁２４に圧接押圧しつつ転動する。そして、複数の加圧転動ローラ２８は、ホルダ２６に１８０°の間隔をおいて軸支されているので、各加圧転動ローラ２８が順次シリコーンゴムチューブＴ３に対してしごき作用を加え、これによりシリコーンゴムチューブＴ３内に負圧が発生する。このとき、負圧は、接続部材３１を介したチューブＴ１によりキャップ１０に作用する。この場合、キャッピング手段１２に形成された吸引口１７に接続されるチューブＴ１は、ガスバリアー性に優れる材料、好ましくはブチルゴムを使用してシリコーンゴムチューブＴ３よりも内径が小さくなるよう成形される。
【００２５】
上記構成によれば、チューブＴ１のガスバリアー性が大幅に向上するので、長期に亘るキャッピングでの保持時にインクヘッドノズル１３の目詰まりを著しく抑制防止することができる。さらに、負圧発生ポンプである吸引ポンプ１９からキャッピング手段１２までの容積を減少させることができるので、吸引ポンプ１９による初期の吸引効率が向上する。すなわち、作動気体が少ないので、発生した負圧がキャッピング部に効果的に伝達される。
【００２６】
次に、図６は別の実施形態を示すもので、この場合には、キャップ１０と吸引ポンプ１９とをシリコーンゴムチューブＴ４により接続し、このシリコーンゴムチューブＴ４の大部分をガスバリアー性の高い別チューブＴ５で被覆してシリコーンゴムチューブＴ４の内径を小径とするようにしている。
図６の上部には、ノズル１３を備えたノズル形成面１４が開示されている。ノズル形成面１４は、記録ヘッド４がキャッピング手段１２の上部に移動した場合に、キャップ部材１５により封止されるよう構成されている。ノズル形成面１４は、複数のノズル１３が穿孔され、各ノズル１３に対応して配置された図示しない圧電振動子等の作用により、ブラックインク、及びイエロー、シアン、マゼンタ等のカラーインクが吐出される。
【００２７】
ノズル形成面１４の下部に位置するキャップ１０には、ノズル形成面１４に当接する可撓性物質により成形されたキャップ部材１５と、このキャップ部材１５を外側面で保持するキャップケース１６とが配設されている。このキャップケース１６の下底部には、キャップケース１６、キャップ部材１５をそれぞれ貫通するように吸引口１７及び大気開放口１８が形成されている。キャップケース１６の吸引口１７には、別チューブＴ５で被包されたシリコーンゴムチューブＴ４を介して吸引ポンプ１９が接続され、この吸引ポンプ１９の排出側２３には廃インクタンク２０が接続されている。また、キャップケース１６の大気開放口１８には、大気連通弁２１がチューブＴ２を介して接続されている。別チューブＴ５は、ガスバリアー性能に優れる素材、好ましくはブチルゴム等で成形され、被覆部が非被覆部よりも小径になるよう覆着される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
係る別チューブＴ５によるガスバリアー性の向上を表わす実験結果を以下に示す。ガスバリアー性を比較するため、シリコーンゴムチューブＴ４と別チューブＴ５とを使用してそれぞれのチューブ内にインクを残存させ、シリコーンゴムチューブＴ４と別チューブＴ５とに封を施して放置し、時間変化に伴うそれぞれの重量変化を測定することにより、シリコーンゴムチューブＴ４と別チューブＴ５に残存するインクの量を判定したものが図７である。同図の縦軸は重量により測定したチューブＴ４、Ｔ５内のインク残量、横軸は経過時間である。
図７から明らかなように、別チューブＴ５を使用した場合のほうがインクの残量が多く、ガスバリアー性の向上が期待できるのは明白である。
【００２９】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、真空吸引等によりインクヘッドから排出された廃インクの流れるシリコーンゴムチューブＴ４内に段差の生じることがなくなり、他のチューブで中継した場合に段差で生じる虞れのあるインク溜まりによるチューブ詰まりを抑制防止することができる。例えば、図４においては、インク溜まり４０の位置に段差が存在するので、係る位置にインクが溜まり、それが乾燥固着することによりシリコーンゴムチューブＴ４が詰まり易い。これに対し、本実施形態によれば、係るインク溜まり４０がなんら存在しないので、シリコーンゴムチューブＴ４内にインクの乾燥片からなる栓の生じることがなくなる。
【００３０】
次に、別の実施形態を示すと、この場合には、シリコーンゴムチューブＴ４を被包する別チューブＴ５を熱収縮チューブとするようにしている(図６の別チューブＴ５は熱収縮チューブである)。熱収縮チューブとしては、ポリオレフィン樹脂やシリコーンゴム製のチューブ等があげられるが、ガスバリアー性に優れるポリオレフィン樹脂製のチューブが良い。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、被覆のための工程が容易となる。
【００３１】
次に、図８ ( ａ ) 、 ( ｂ ) 、 ( ｃ ) 、 ( ｄ ) は本発明の好ましい実施形態を示すもので、この場合には、図６のシリコーンゴムチューブＴ４に外力を加えてその外径を小さくし、熱収縮チューブを加熱収縮させてその収縮が完了した後にシリコーンゴムチューブＴ４に対する外力を解除するようにしている。
以下、このチューブの加工方法を詳細に説明すると、先ず、シリコーンゴムチューブＴ４と別チューブＴ５である熱収縮チューブとを遊嵌状態に用意(図８(ａ)参照)し、シリコーンゴムチューブＴ４を引っ張ったり、内圧を下げる等の方法でシリコーンゴムチューブＴ４の外径を細くする(図８(ｂ)参照)。
【００３２】
次いで、シリコーンゴムチューブＴ４の外径を細くしたまま、熱収縮チューブを加熱収縮させ、シリコーンゴムチューブＴ４と熱収縮チューブとをそれぞれ細くして充分に冷却する(図８(ｃ)参照)。こうして冷却を施したら、シリコーンゴムチューブＴ４に加えていた外力を取り除いて元の状態に復帰させれば、被覆部分の内径が非常に細くなったシリコーンゴムチューブＴ４を得ることができる(図８(ｄ)参照)。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３３】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、熱収縮チューブの収縮力だけでシリコーンゴムチューブＴ４を収縮させる場合に比べ、大きく収縮させることができ、その結果、より内径の小さいシリコーンゴムチューブＴ４を得ることができる。さらに、内径の小さいシリコーンゴムチューブＴ４を得ることができれば、その分、初期のシリコーンゴムチューブＴ４の効率を向上させることが可能になる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、負圧発生ポンプの吸引効率とガスバリアー性とをそれぞれ向上させることができるという効果がある。具体的には、シリコーンゴムチューブの外径を小さくした状態で熱収縮チューブを加熱収縮するので、熱収縮チューブの収縮力だけでシリコーンゴムチューブを収縮させる場合に比べ、大きく収縮させることができる。この結果、より内径の小さいシリコーンゴムチューブを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態におけるインクジェット式記録装置を示す全体斜視説明図である。
【図２】 図１のインクジェット式記録装置のメンテナンスユニットを示す斜視図である。
【図３】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態におけるインクジェット式記録装置のキャッピング手段を示す断面説明図である。
【図４】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態におけるインクジェット式記録装置の接続部材を示す断面説明図である。
【図５】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態におけるインクジェット式記録装置の吸引ポンプを示す断面説明図である。
【図６】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態におけるインクジェット式記録装置のキャッピング手段を示す断面説明図である。
【図７】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態におけるインクジェット式記録装置のシリコーンゴムチューブと別チューブに残存するインクの量を判定したグラフである。
【図８】 本発明に係るインクジェット式記録装置のチューブ加工方法の実施形態を示す説明図である。
【図９】 従来のキャッピング手段を示す説明図である。
【図１０】 箇所によりシリコーンゴムチューブを変更する従来技術を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 記録装置
２ 記録媒体
４ 記録ヘッド
１０ キャップ
１２ キャッピング手段
１３ ノズル
１４ ノズル形成面
１５ キャップ部材
１９ 吸引ポンプ(負圧発生ポンプ)
２４ ガイド壁
２６ ホルダ
２８ 加圧転動ローラ
３１ 接続部材
Ｔ３ シリコーンゴムチューブ
Ｔ４ シリコーンゴムチューブ
Ｔ５ 別チューブ

Claims (1)

1. ノズルからインクを吐出すインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドのノズル形成面を封止するキャップと、このキャップに負圧を作用させる負圧発生ポンプとを含み、この負圧発生ポンプを、ポンプ本体内で回転するホルダと、ポンプ本体とホルダとの間に略円弧形に介在するシリコーンゴムチューブと、ホルダにスライド可能に支持されてポンプ本体のガイド壁にシリコーンゴムチューブを押圧する加圧転動ローラとから構成するとともに、キャップと負圧発生ポンプとをシリコーンゴムチューブにより接続し、このシリコーンゴムチューブにポリオレフィン樹脂製の熱収縮チューブを外側から遊嵌するインクジェット式記録装置のチューブ加工方法であって、
   シリコーンゴムチューブに外力を加えてその外径を細くし、この状態で熱収縮チューブを加熱収縮させてその収縮が完了した後にシリコーンゴムチューブに対する外力を解除し、シリコーンゴムチューブの熱収縮チューブで被覆された部分の内径を被覆されていない部分の内径よりも小さくすることを特徴とするインクジェット式記録装置のチューブ加工方法。

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