JP3974844B2

JP3974844B2 - インクジェットプリンター用インク供給積層チューブ及びインクジェットプリンター

Info

Publication number: JP3974844B2
Application number: JP2002347000A
Authority: JP
Inventors: 和美中野; 哲也蛭間
Original assignee: Hakko Corp; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Hakko Corp; Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004175061A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェットプリンター用インク供給積層チューブ及びインクジェットプリンターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実公平７−１９７９３号公報
【特許文献２】
特開平８−２５８２７８号公報
【特許文献３】
特開平９−５８０１２号公報
前記の特許文献１には、インク供給チューブとして、耐アルカリ性が高く且つ柔軟性のポリエチレン樹脂（ＰＥ）から成る内層とガスバリヤー性が有り且つ強靭性の６・６６共重合ナイロンなどのポリアミド樹脂（ＰＡ）から成る外層と内外両層を隙間なく接着するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）から成る中間層との三層構造のインク供給積層チューブが開示されている。
前記の特許文献２には、前記の特許文献１のインク供給積層チューブと同じく内層はポリエチレン（ＰＥ）から成り、外層はナイロンから成るが、内外両層を接着する接着層を欠いたインクジェットプリンター用の二層から成るインク供給積層チューブが開示されている。
また、前記の特許文献３には、ポリエチレンなどのポリオレフィンから成る内層とエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物（ＥＶＯＨ）から成る外層と内外両層を接着する中間層との三層構造のインク供給積層チューブが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、前記特許文献１に開示のインク供給積層チューブは、内層のＰＥは柔軟性であるに対し、逆に外層のナイロンは極めて剛性であり、中間層のＥＶＡは柔軟性であるため、インクジェットプリンターを作動した場合、繰り返し往復動走行するインクジェット記録ヘッドに追従するべく繰り返し曲げの過程で、その応力により、剛性の外層チューブは簡単にクラックを生じたり、折れてしまい、インク供給チューブの機能を早期に失う。また、該中間層は、外層のナイロンに対する接着強度が弱いため、繰り返し曲げの過程で早期に層間剥離が生じ、インクジェットヘッドの円滑な往復動走行を阻害するなどの不都合をもたらす。
また、特許文献２に開示のインク供給積層チューブは、中間の接着層を設けることを要しないので、特許文献１に開示のものに比し、製造工程が簡略化し、安価にインク供給積層チューブが得られるが、ポリエチレンの内層チューブとナイロンの外層チューブとを接着層なしに公知の共押出成形機を用いて互いに強固に接着することは困難であり、インク供給積層チューブを製品化することは困難であり実用性に適さない。
また、特許文献３に開示のインク供給積層チューブは、外層が剛性を有するＥＶＯＨであるため、耐屈曲性に欠け、簡単に折れてしまう。
また、上記の特許文献１及び３の中間層及び外層は、水性溶剤に耐インク性が悪いため、その両端部を夫々インクタンクとインクジェットヘッドに連結する場合、その継手を介しての連結を、インクと接触しないように、特に、内面シールなどのシール接続を必要とし煩わしく、簡単な接続ができない不便をもたらす。
本発明は、上記従来のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの不都合を解消すると共に、上記の全ての特性を満足するインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの開発を目的とし、更には、所望により、連管式として使用した場合の高温の環境下におけるダレによる不都合を解消したインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの開発を目的とし、種々試験、研究の結果、その目的を達成した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解消すると共に上記の目的を達成したインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを提供するもので、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂の分子間を金属架橋して成るアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡ−Ｃ）から成るチューブと、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）から成るチューブとを互いに積層し一体成形して成ることを特徴とする。
更に本発明は、上記本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブにおいて、前記のエチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）から成るチューブを内層チューブとし、前記のアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡ−Ｃ）から成るチューブを外層チューブとしたことを特徴とする。
更に本発明は、上記本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブにおいて、前記のアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡ−Ｃ）から成るチューブを内層チューブとし、前記のエチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）から成るチューブを外層チューブとしたことを特徴とする。
更に本発明は、耐熱性のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを提供するもので、該内，外層両チューブのメタクリル酸の含有量は、２〜１５％以上であることを特徴とする。
更に本発明は、所望の着色インクを供給し得る連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを提供するもので、上記の本発明に係るインクジェットプリンター用インク供給用積層チューブを複数本連接し、その夫々の積層チューブは互いに異色のインクを供給するようにして成ることを特徴とする。
更に本発明は、長期に亘り円滑良好に作動し、安定良好なインクジェットプリンターを提供するもので、上記発明に係るインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを、単管式或いは連管式で具備したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。
本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブは、共押出成形機によりエチレン−メタクリル酸共重合樹脂の分子間を金属架橋して成るアイオノマー樹脂（以下ＥＭＡＡ−Ｃと称する）から成るチューブとエチレン−メタクリル酸共重合樹脂（以下ＥＭＡＡと称する）から成るチューブとを互いに積層し一体成形して成るものである。
ＥＭＡＡ及びＥＭＡＡ−ＣのＥＭＡＡは、共にメタクリル酸の含有量は、質量％（ＦＴ−ＩＲ法）で２〜１５％の範囲含有するものが柔軟性、繰り返し曲げ耐久性、耐熱性等の観点から、一般に使用される。架橋剤として使用される金属は、Ｎａ，Ｋ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｆｅなどのカチオンが使用されるが、Ｚｎ、Ｎａが好ましく一般に使用される。
【０００６】
而して、ＥＭＡＡ樹脂とＥＭＡＡ−Ｃ樹脂は、共通の樹脂ＥＭＡＡから成る同系列の樹脂であるので、共押出成形機によりそのいずれの樹脂を内層又は外層として互いに積層し一体成形するときは、後記に明らかにするように、内層チューブと外層チューブとの相互接着は極めて強固に得られ、上記従来のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブに比し、柔軟性、水性インク耐性、繰り返し曲げ耐久性及び層間剥離耐久性において著しく優れたインク供給積層チューブが得られる。
【０００７】
上記のように、本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブは、内層チューブをＥＭＡＡで構成し、外層チューブをＥＭＡＡ−Ｃで構成したものと、これとは逆に、内層チューブをＥＭＡＡ−Ｃで構成し、外層チューブをＥＭＡＡで構成したものは、後記に明らかにするように、透気遮断性（ガスバリヤー性）、透湿遮断性において、ポリエチレン製のチューブに比し優れ且つ両者は殆ど同等であるが、耐熱性、即ち、高温雰囲気下における垂れ下がり、即ち、ダレ性の観点からは、ＥＭＡＡ−Ｃを内層チューブとする方が、これを外層チューブとするに比し、ダレ、即ち、垂れ下がり量が少なく好ましい。
【０００８】
また、本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブは、一本の単管で、或いは異色のインクをインク供給するべくその複数本を熱融着により連管式としたものをインク供給積層チューブとしてその両端部をインクジェットプリンター内のインクタンクとインクジェットヘッドとに継手を介して接続して使用するが、保管中や輸送中などにおいて、環境温度が例えば、４０〜６０℃位となる場合があるが、この高温の雰囲気下でチューブは垂れ下がり、インク供給積層チューブがプリンターの筺体の内部機構部品や筺体の底面などに当接して、インクジェットプリンターの使用に支障をきたさないように、ＥＭＡＡ−ＣチューブとＥＭＡＡチューブの少なくともいずれか一方を、その軟化温度が６５℃以上であるものを使用することが好ましい。このためには、エチレンの重合度やメタクリル酸の含有量或いは架橋度などを適宜調節したＥＭＡＡ又はＥＭＡＡ−Ｃを材料としてチューブに成形する。例えば、メタクリル酸含有量４％とすることにより、軟化温度は９２℃となり、後記に明らかにするように、環境温度が４０℃〜６０℃における耐熱性（耐ダレ性）が良い。
【０００９】
図１は、本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの１例の端面図を示し、１はその積層チューブ、１ａはＥＭＡＡ−Ｃ又はＥＭＡＡから成る内層チューブ、１ｂはＥＭＡＡ又はＥＭＡＡ−Ｃから成る外層チューブを示す。積層チューブ１の外径及び内径、内層チューブ１ａの肉厚、外層チューブ１ｂの肉厚は、従来、インクジェットプリンターに用いられている種々の寸法のものが選択使用される。
図２は、連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの１例を示し、上記のインク供給積層チューブ１を４本各隣接する各チューブ１，１を互いに熱融着して成る４連管式の４色の着色インクを夫々供給するようにした連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ１′である。勿論、４色に限らず、所望の複数本の連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブに作製してもよい。
【００１０】
次に、本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの種々の優れた特性を明らかにするため、上記従来のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブなどとの下記する種々の比較試験を行った。下記の表１は、柔軟性（たわみ量）の比較試験を示す。試験方法は、内径１．４ｍｍ、外形３．２ｍｍの同じ寸法を有する本発明の上記２種類の積層チューブ及びその積層チューブを構成する各単層チューブ（ＥＭＡＡ含有量４％）と、比較のため、上記従来の積層チューブ及び低密度ポリエチレンチューブ（ＬＤＰＥ）につき、これら被験チューブを同じ長さ６０ｍｍに切断したものを各試験片とし、その一端を、チューブ固定台上に固定し、その台から５０ｍｍ水平に突出せしめたチューブの先端に１０ｇの錘を付けて、各チューブが撓んだ距離を測定した。その結果は表１に示す通りであった。
【００１１】
【表１】

【００１２】
表１から明らかなように、従来例１，２のたわみ量は極めて小さく柔軟性に乏しいことが判る。本発明の実施例１，２のたわみ量は、従来例２の夫々６倍、７倍と著しく増大することが判る。
また、実施例１，２を比較し、ＥＭＡＡ−Ｃを内層とした方が柔軟性が大きくなることが判る。また、比較例４，５から明らかになように、ＥＭＡＡの単層チューブ及びＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブのたわみ量は、従来内層チューブとして使用されているＬＤＰＥの単層チューブと同等か、それ以上であり、特にＥＭＡＡの単層チューブは、ＥＭＡＡ−Ｃとの積層チューブとすることにより柔軟性の増大したものとなることが判る。
【００１３】
次に、これらの各種チューブにつき、繰り返し曲げ耐久性につき次のように比較試験を行った。
即ち、長さ４００ｍｍの各被験チューブを屈曲半径Ｒ７０ｍｍまで屈曲することを毎秒８００ｍｍの速度で往復動を繰り返した。その結果は、図３に示す通りであった。
【００１４】
図３から明らかなように、特許文献１及び３の積層チューブは、繰り返し屈曲の往復動を３０万回以下でクラックや層間剥離を生ずるに対し、本発明の積層チューブ及び該積層チューブを構成する夫々の単層チューブは、繰り返し屈曲の往復を２００万回繰り返してもクラックや層間剥離を発生しないことが判る。因みに、従来の内層として使用するＬＤＰＥチューブも１２０万回の往復でクラックを発生し、本発明の内外層チューブより著しく繰り返し曲げ耐久性が劣ることが認められた。
【００１５】
次に、本発明の上記表１に示す実施例１，２の積層チューブと、上記表１に示す従来例１，２の積層チューブにつき耐水性インク性の比較試験を行うため、その各積層チューブ全体を４色の耐水性インクに２４時間浸漬し、その浸漬前後の重量変化（ｇ）を測定すると共に、膨潤率（％）＝重量変化（ｇ）÷浸漬前のチューブ重量（ｇ）×１００を求めた。膨潤率は、その結果は、表２に示す通りであった。
【００１６】
【表２】

【００１７】
表２から明らかなように、本発明の上記２種類の積層チューブは、従来の上記の積層チューブに比し重量変化及び膨潤率が著しく小さく、耐水性インク性が著しく優れていることが認められる。
【００１８】
次に、本発明の前記２種類のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブと、比較のため、その構成部材であるＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブ、ＥＭＡＡの単層チューブ及び対照例として、従来、内層チューブとして好ましく使用されているポリエチレンにつき、内径１．４ｍｍ、外径３．２ｍｍ、厚み０．９ｍｍの低密度ポリエチレンの単層チューブについて透気性試験を次のように行った。即ち、初期チューブ内圧を−２０Ｋｐａに設定し、１２時間後の内圧を測定した。その結果は、表３に示す通りであった。
【００１９】
【表３】

【００２０】
表３から明らかなように、ＥＭＡＡの単層チューブの透気性は、換言すれば、透気遮断性は、ＰＥと略同等であるが、透気遮断性の一番優れているＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブとの積層チューブに構成することにより、即ち、本発明の積層チューブに構成することにより、透気遮断性は、ＰＥの単層チューブのそれよりも著しく向上することが判る。
【００２１】
次に、上記本発明の２種類のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブと、その構成部材であるＥＭＡＡの単層チューブ、ＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブ及び上記の低密度ポリエチレンの単層チューブとにつき、透湿性試験を次のように行った。
即ち、各チューブ内に一定量の水性インクを封入し、温度５０℃、湿度３０％の環境下に放置し、１０日毎に各チューブの重量を測定し、インクの蒸発量を測定し、その蒸発率を求めた。その結果は、図４と表４に示す通りであった。
【００２２】
【表４】

【００２３】
上記の表４及び図４から明らかなように、ＥＭＡＡの単層チューブ、ＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブでも、従来好ましく使用されているポリエチレンチューブに比し、その透湿性は小さい。換言すれば、透湿遮断性はは大きい。また、本発明の２種類の積層チューブの蒸発率は、従来、好ましく使用されているポリエチレンチューブの蒸発率よりは小さい。換言すれば、その透湿遮断性は、ポリエチレンチューブに比し向上していることが判る。
【００２４】
次に、高温時のダレ性につき、前記の本発明の２種類のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを図２に示す４本の連管式積層チューブとしたものと、その構成部材であるＥＭＡＡの単層チューブ、ＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブ及び上記のポリエチレンの単層チューブを夫々４本の連管式積層チューブとしたものにつき、耐熱性試験を次のように行った。
即ち、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上記の一定の長さの各連管式積層チューブを被試験体Ｓとして、これをＵ字状に折り曲げた両端部の下面を、チューブ固定台Ａ上に接着剤で固定（×印）し、該連管式チューブＳがチューブ固定台Ａから長さ４００ｍｍのＵ字状に突出するようにし、これを６５℃の高温の恒温室内で５日間放置し、その間、１日毎に該連管式チューブＳの垂れ下がり量を測定した。その結果を下記表５及び図６に示す。
【００２５】
【表５】

【００２６】
表５及び図６から明らかなように、本発明の２種類のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの連管式のものは、チューブ垂れ下がり量は規格の上限値７ｍｍ以下であり、且つ３日目以降は５．５ｍｍ及び５ｍｍを夫々維持し、それ以上垂れ下がらない。これに対し、連管式ポリエチレンチューブは、早くも２日目で垂れ下がり量８ｍｍと規格の上限値を越え、５日目で１２ｍｍと大きな垂れ下がりを呈した。
ＥＭＡＡ−Ｃ連管式チューブは、３日目で８．５ｍｍと規格の上限値７ｍｍを越え、５日目で１０．５ｍｍと更に垂れ下がり、ＥＭＡＡ−Ｃの単層チューブでは、高温環境下での使用に適さないが、垂れ下がり量が最も小さい５日目でも４ｍｍであるＥＭＡＡチューブと積層することにより、即ち、本発明の連管式積層チューブとすることにより、高温環境下での使用に適する耐熱性を有するものとなることが判る。かくして、例えば、この連管式インク供給積層チューブを具備せしめた本発明のインクジェットプリンターが３５℃以上の高温環境下で長時間保管或いは輸送されても、垂れ下がりにより、周囲のプリンターの内部機器や筺体の底面に接触することなく良好に保たれ、使用に際し、作動に支障を来たすことがない。
【００２７】
図７は、本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを組み込んだインクジェットプリンターの一部を裁除した斜視図である。同図で、Ａは、そのインクジェットプリンターを示し、その筺体Ａ１内に本発明の前記の実施例１のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを４本互いに溶着して成る連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ１′を組み込んだものである。更に詳細には、その一端を筺体Ａ１内の４色のインクカートリッジＣを差し込んだインクカートリッジ装着部Ａ２とその他端を印字ヘッドＡ３に常法に従い継手を介し接続したものである。
図面でＡ４は、印字ヘッド駆動用モータ、Ａ５は、該筺体Ａ２の対向壁間に差し渡された該印字ヘッドＡ３の往復動を案内する水平ロッドを示し、該印字ヘッドＡ３は、該モータＡ４の駆動により駆動ベルトＡ６を介して往復動せしめられる。Ａ７は搬送用ローラ、Ａ８は記録紙、Ａ９はヘッド維持ユニット、Ａ１０は筺体Ａ２の対向壁間に差し渡された水平ステー、Ａ１１は該ステーＡ１０上に設置した電槽基板ボックスを示す。
【００２８】
【発明の効果】
このように本発明の請求項１〜４によれば、上記従来のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの課題を解消することができると共に、インクジェットプリンター用として要求される上記の諸特性を満足でき、単管式は勿論のこと、連管式としてインクジェットプリンターに組み込み作動が円滑で且つ安定良好であり且つ長寿命のインクジェットプリンターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの一例の端面図。
【図２】本発明の連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブの一部の斜視図。
【図３】繰り返し曲げ耐久性の比較グラフ。
【図４】透湿性の比較グラフ。
【図５】耐熱性試験方法を示し、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）はその側面図。
【図６】高温環境下でのダレ性の比較グラフ。
【図７】本発明の実施の１例のインクジェットプリンターの一部を裁除した斜視図。
【符号の説明】
１本発明のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ
１ａ内層チューブ
１ｂ外層チューブ
１′ 本発明の連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ
Ａインクジェットプリンター

Claims

エチレン−メタクリル酸共重合樹脂の分子間を金属架橋して成るアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡ−Ｃ）から成るチューブと、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）から成るチューブとを互いに積層し一体成形して成ることを特徴とするインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ。
前記のエチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）から成るチューブを内層チューブとし、前記のアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡ−Ｃ）から成るチューブを外層チューブとした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ー用インク供給積層チューブ。
前記のアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡ−Ｃ）から成るチューブを内層チューブとし、前記のエチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）から成るチューブを外層チューブとした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ー用インク供給積層チューブ。
該内，外層両チューブのメタクリル酸の含有量は、２〜１５％以上であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを複数本連接し、その夫々の積層チューブは互いに異色のインクを供給するようにして成ることを特徴とする連管式のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブ。
請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンター用インク供給積層チューブを具備したことを特徴とするインクジェットプリンター。