JP4329808B2 - 液体供給装置及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンタなどの液体噴射装置及び該液体噴射装置に備えられる液体供給装置に関する。

液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）は、インクカートリッジから可撓性を有するチューブを介して供給されるインク（液体）を噴射する記録ヘッド（液体噴射ヘッド）を備えており、この記録ヘッドに設けられたノズルから記録媒体（ターゲット）にインクを噴射することで印刷を行うようになっている。

このようなプリンタの多くは、記録ヘッドが往復移動するキャリッジに搭載されている。そして、通常、チューブは、その一端部がインクカートリッジ側に固定されるとともに、その他端部が記録ヘッド側に固定された状態で、プリンタ内部において湾曲するように引き回されている（例えば、特許文献１）。

すなわち、この特許文献１のプリンタでは、チューブ、スポンジ層、バネ性を有するステンレス板、及びフレキシブルフラットケーブルが順次積層されている。そして、これらが積層状態のまま結束具によって全て一緒に結束されて湾曲するように引き回されている。
特開２００１−１７１１４５号公報

ところで、特許文献１のプリンタでは、チューブ、スポンジ層、ステンレス板、及びフレキシブルフラットケーブルが積層状態のまま湾曲するように引き回されているため、それらの湾曲部分における曲率が互いに異なることになる。したがって、キャリッジが往復移動した場合には、チューブが湾曲部分において結束具やスポンジ層と擦れ合うため、チューブやスポンジ層の削れ屑が発生することがあるという問題があった。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、液体噴射ヘッドへ液体を供給するための可撓性を有するチューブの湾曲部分が、該チューブに沿って延びるように配置されたフレキシブルプリント配線板及び該フレキシブルプリント配線板とチューブとを結束する結束具と擦れて屑が発生することを抑制することが可能な液体供給装置及び液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体供給装置は、液体をターゲットに向けて噴射する液体噴射ヘッドに前記液体を供給するために中途部分が湾曲するように配置される可撓性を有するチューブと、該チューブに沿って延びるように配置される弾性を有するフレキシブルプリント配線板と、該フレキシブルプリント配線板及び前記チューブの両者間を擦れ合わないように間隔を維持して結束する結束具とを備えた液体供給装置であって、前記結束具は、本体部と、該本体部に対して近接または離間するように揺動可能な揺動部とを備え、前記本体部と前記揺動部とで前記チューブを挟んだ状態で該揺動部を該本体部に係止することで前記チューブに固定されるとともに前記フレキシブルプリント配線板を摺動可能に支持し、前記結束具には、該結束具が前記チューブに固定された状態において該チューブに食い込む固定片が設けられている。

この発明によれば、結束具がフレキシブルプリント配線板及びチューブの両者間を擦れ合わないように間隔を維持した状態でチューブに固定されるとともにフレキシブルプリント配線板を摺動可能に支持している。このため、液体噴射ヘッドが移動することによりチューブ及びフレキシブルプリント配線板の湾曲部分が移動して該チューブ及びフレキシブルプリント配線板の形態が変化したとしても、該チューブの湾曲部分が結束具及びフレキシブルプリント配線板と擦れ合うことがない。したがって、液体噴射ヘッドへ液体を供給するための可撓性を有するチューブの湾曲部分が、該チューブに沿って延びるように配置されたフレキシブルプリント配線板及び該フレキシブルプリント配線板とチューブとを結束する結束具と擦れて削れ屑が発生することを抑制することが可能となる。

本発明の液体供給装置において、前記チューブは、複数本のチューブを並列に一体形成してなる。

本発明の液体供給装置は、前記結束具が、前記チューブの長手方向に沿って複数設けられている。
この発明によれば、フレキシブルプリント配線板及びチューブの両者間を擦れ合わないように間隔を維持した状態で、これらフレキシブルプリント配線板及びチューブを安定して結束することが可能となる。

本発明の液体供給装置は、前記各結束具が、互いに等間隔になるように配置される。
この発明によれば、フレキシブルプリント配線板及びチューブの両者間を擦れ合わないように間隔を維持した状態で、これらフレキシブルプリント配線板及びチューブをバランスよく安定して結束することが可能となる。

本発明の液体噴射装置は、液体をターゲットに向けて噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに前記液体を供給するための液体供給手段とを備えた液体噴射装置において、前記液体供給手段を上記構成の液体供給装置により構成した。

この発明によれば、液体噴射ヘッドが移動することによりチューブ及びフレキシブルプリント配線板の湾曲部分が移動して該チューブ及びフレキシブルプリント配線板の形態が変化したとしても、該チューブの湾曲部分が結束具及びフレキシブルプリント配線板と擦れ合うことがなくなる。したがって、液体噴射ヘッドへ液体を供給するための可撓性を有するチューブの湾曲部分が、該チューブに沿って延びるように配置されたフレキシブルプリント配線板及び該フレキシブルプリント配線板とチューブとを結束する結束具と擦れて削れ屑が発生することを抑制することが可能となる。

以下、本発明を液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、図１を基準とした場合の「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」と一致するものとする。

図１に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ１１は、略直方体形状をなすフレーム１２を備えている。フレーム１２の後面には給紙トレイ１３が設けられるとともに、フレーム１２の前面には排紙トレイ１４が設けられている。さらに、フレーム１２の上面にはプリンタカバー１５が設けられている。排紙トレイ１４及びプリンタカバー１５は、図示しないヒンジ機構により、それぞれフレーム１２に対して折り畳み収容可能になっている。

フレーム１２内の下部には、左右方向に沿ってプラテン１６が延設されている。このプラテン１６は、ターゲットとしての記録用紙Ｐを支持する支持台であり、図示しない紙送り機構によって、給紙トレイ１３から給送される記録用紙Ｐを排紙トレイ１４からフレーム１２外へ排送するようになっている。

また、フレーム１２内におけるプラテン１６の上方には、左右方向に延びるガイド軸１７が架設されている。ガイド軸１７には、キャリッジ１８が該ガイド軸１７に沿って往復移動可能に支持されている。フレーム１２の後壁内面におけるガイド軸１７の両端部と対応する位置には、図示しない駆動プーリ及び従動プーリが回転自在に支持されている。

駆動プーリにはキャリッジ１８を往復移動させる際の駆動源となるキャリッジモータ（図示略）の出力軸が連結されるとともに、これら両プーリ間にはキャリッジ１８に連結された無端状のタイミングベルト（図示略）が掛装されている。従って、キャリッジ１８は、ガイド軸１７にガイドされながら、キャリッジモータの駆動力により無端状のタイミングベルトを介して左右方向に移動可能となっている。キャリッジ１８の下面には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１９が設けられており、該記録ヘッド１９の下面には該記録ヘッド１９に供給された液体としてのインクを噴射するための複数のノズル（図示略）が形成されている。

また、キャリッジ１８内には上側が開口した収容部が凹設されており、該収容部内には複数（本実施形態では５つ）のバルブユニット２０が収容されている。このバルブユニット２０は、一時貯留したインクを圧力調整して記録ヘッド１９側へ供給するものであり、記録ヘッド１９の各ノズルに供給針（図示略）を介して接続されている。なお、キャリッジ１８の上面には、収容部の開口を閉塞するキャリッジカバー２１が取着されている。

そして、記録ヘッド１９内に設けられた図示しない圧電素子を駆動することにより、記録ヘッド１９の下方に至った記録用紙Ｐに向けて各ノズルからインクが噴射されて印刷が行われるようになっている。

また、フレーム１２内の左端部における前寄りの位置には、カートリッジホルダ２２が固設されている。カートリッジホルダ２２上には、互いに異なる色のインクが収容された複数（本実施形態では５つ）のインクカートリッジ２３が着脱可能に装着されている。この点で、本実施形態のインクジェット式プリンタ１１は、インクカートリッジ２３がキャリッジ１８と共に移動する所謂オンキャリッジタイプのプリンタではなく、インクカートリッジ２３がフレーム１２内においてキャリッジ１８と共に移動しない所謂オフキャリッジタイプのプリンタとして構成されている。

また、フレーム１２内におけるカートリッジホルダ２２の上方位置には加圧ポンプ２４が設けられるとともに、カートリッジホルダ２２上における各インクカートリッジ２３の後方側の位置には該各インクカートリッジ２３とそれぞれ接続される複数（本実施形態では５つ）の液体流路（図示略）を備えた流路形成体２５が設けられている。流路形成体２５は、カートリッジホルダ２２上から真上に延びた後、途中から右方向に直角に屈曲した横Ｌ字板状をなしている。

すなわち、流路形成体２５は、カートリッジホルダ２２上に取着される略四角板状の取着部２５ａと、該取着部２５ａの上端部からフレーム１２内の左右方向におけるほぼ中央位置まで延出するように一体形成された延出部２５ｂとを備えている。流路形成体２５の取着部２５ａ及び延出部２５ｂには、複数（本実施形態では５つ）のインク流路（図示略）が形成されている。

そして、加圧ポンプ２４が駆動された場合には、該加圧ポンプ２４から各インクカートリッジ２３内にそれぞれ加圧空気が送り込まれることで、各インクカートリッジ２３内にそれぞれ収容されたインクパックが加圧空気によって押し潰され、該各インクパック内のインクが流路形成体２５の各インク流路へ圧送されるようになっている。

図１及び図２に示すように、流路形成体２５の延出部２５ｂの先端部には液体供給手段としての帯状の液体供給装置２６の基端部が接続されるとともに、該液体供給装置２６の先端部がキャリッジ１８の右側に形成された挿通孔１８ａから該キャリッジ１８内に挿入支持されている。この場合、液体供給装置２６は、その中途部分に湾曲部２６ａが形成されるように引き回されて配置されている。そして、液体供給装置２６は、可撓性を有するチューブとしてのインク供給チューブ２７と、該インク供給チューブ２７の外側（前側）に沿って延びるとともに該インク供給チューブ２７を保持する弾性を有する沿設部材としての帯状の保持部材２８とを備えている。

さらに、液体供給装置２６は、インク供給チューブ２７に沿って延びるとともに該インク供給チューブ２７と保持部材２８との間に配置された弾性を有する沿設部材としての帯状のフレキシブルプリント配線板２９と、インク供給チューブ２７、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を互いに間隔を維持した状態で結束する結束具３０とを備えている。

図２及び図３に示すように、インク供給チューブ２７は、ゴムなどのエラストマよりなり、上下方向に並列した複数（本実施形態では５本）のチューブを一体形成することによって構成されている。したがって、インク供給チューブ２７は、５つのインク供給路２７ａを備えている。そして、インク供給チューブ２７の基端部は、流路形成体２５の延出部２５ｂの先端部に、該延出部２５ｂの５つのインク流路（図示略）とインク供給チューブ２７の５つのインク供給路２７ａとがそれぞれ連通するように、接続されている。

一方、インク供給チューブ２７の先端部は、キャリッジ１８内の５つのバルブユニット２０に、該各バルブユニット２０とインク供給チューブ２７の５つのインク供給路２７ａとがそれぞれ連通するように、接続されている。そして、インク供給チューブ２７の各インク供給路２７ａは、各バルブユニット２０を介して記録ヘッド１９と連通している。

したがって、インクカートリッジ２３内のインクは、加圧ポンプ２４から供給される加圧空気の加圧力により、流路形成体２５の対応する各インク流路からインク供給チューブ２７の各インク供給路２７ａ、各バルブユニット２０を介して記録ヘッド１９にそれぞれ供給されるようになっている。

保持部材２８は、金属により構成されているが、弾性を有する合成樹脂により構成してもよい。保持部材２８を合成樹脂により構成する場合には、雰囲気温度が保管場所や輸送時の環境などによって高温（最大約６０℃程度）になりうることを考慮して、耐熱性のものを採用することが好ましい。このような耐熱性の合成樹脂としては、例えば、高耐熱性ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。そして、保持部材２８は、その基端部が流路形成体２５の延出部２５ｂの先端部に固定されるとともに、その先端部がキャリッジ１８内に固定されている。

フレキシブルプリント配線板２９は、その基端部がフレーム１２内の図示しない制御部と電気的に接続されるとともに、その先端部が記録ヘッド１９内に設けられた図示しない圧電素子と電気的に接続されている。したがって、制御部からフレキシブルプリント配線板２９を介して圧電素子に駆動電流が供給されることにより、該圧電素子が制御部によって駆動制御されるようになっている。

結束具３０は、インク供給チューブ２７（液体供給装置２６）の長手方向に沿って等間隔（例えば、５〜１０ｃｍ間隔）となるように複数配設されており、インク供給チューブ２７を構成するエラストマよりも耐摩耗性の高い材料により構成されている。このような材料としては、合成樹脂や金属などが挙げられるが、本実施形態では、結束具３０を構成する材料に、耐摩耗性が高いこと、加工性が良いこと、金属よりも軽量であることを考慮してポリアミド（ナイロン）を用いている。

図３及び図４に示すように、結束具３０は、上下に長い平板状の本体部３１と、該本体部３１の後方側に該本体部３１に対向するように配置された上下に長い平板状の揺動部３２と、本体部３１と揺動部３２とをこれらの上端部において連結するヒンジ部３３とを備えている。揺動部３２の左右の両端縁には、上下方向全体にわたってそれぞれリブ３２ａが設けられている。そして、揺動部３２は、ヒンジ部３３を基準として本体部３１に対して近接または離間するように揺動可能になっている。

本体部３１の下端部には略四角板状の支持片３４が後方に向かって突設されており、該支持片３４の下面中央部には楔状の係止片３４ａが設けられている。一方、揺動部３２の下端部には略四角板状の係止部３５が前方に向かって突設されており、該係止部３５の中央部には該係止部３５を上下に貫通する係止孔３５ａが形成されている。

そして、揺動部３２を本体部３１側に揺動させると、係止片３４ａと係止孔３５ａとが係合し、揺動部３２の揺動が係止されるようになっている。また、本体部３１の後面における上下両端部には先端が尖った固定片３１ａがそれぞれ突設されており、揺動部３２の前面における両固定片３１ａと対向する位置にはそれぞれ固定片３１ａと同様の固定片３２ｂが突設されている。

そして、本体部３１の後面上にインク供給チューブ２７を配置した状態で揺動部３２を本体部３１側に揺動させて係止片３４ａと係止孔３５ａとを係合させると、インク供給チューブ２７に両固定片３１ａ及び両固定片３２ｂが食い込んだ状態で揺動部３２が係止されるようになっている。すなわち、本体部３１と揺動部３２とによりインク供給チューブ２７を挟んだ状態で該揺動部３２を揺動不能にロックすることで、該インク供給チューブ２７に結束具３０が固定されるようになっている。したがって、結束具３０は、インク供給チューブ２７に対して着脱可能になっている。

本体部３１の前面における中央部分には、フレキシブルプリント配線板２９を支持するとともに、左右両側及び前方側が開口した支持凹部３６が形成されている。支持凹部３６の前端部における上下両側には、フレキシブルプリント配線板２９の前後方向の移動を規制する一対の規制凸部３７が突設されている。したがって、フレキシブルプリント配線板２９が支持凹部３６によって支持された状態においては、フレキシブルプリント配線板２９は、その前後方向の移動が規制されつつ、その左右方向（長手方向）の摺動が許容されるようになっている。

本体部３１の前面における上下両端には一対のＬ字状の挟持片３８が突設されており、該両挟持片３８により保持部材２８が挟持されるようになっている。したがって、両挟持片３８により保持部材２８が挟持された状態においては、保持部材２８は、その前後方向の移動が規制されつつ、その左右方向（長手方向）の摺動が許容されるようになっている。この場合、保持部材２８の後面は、両規制凸部３７の前面に摺接している。

このように、結束具３０は、本体部３１によりインク供給チューブ２７と、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９とを隔絶するようにインク供給チューブ２７に固定されるとともに、保持部材２８とフレキシブルプリント配線板２９とを両規制凸部３７により間隔を維持した状態で支持している。

次に、液体供給装置２６の作用について説明する。
図５に示すように、印刷を行う際にキャリッジ１８が左右方向に移動すると、このキャリッジ１８の移動に追従して液体供給装置２６の湾曲部２６ａが移動し、液体供給装置２６は、その形態が変化する。このとき、湾曲部２６ａにおいて、インク供給チューブ２７、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９は、互いに曲率が異なるため、これらの間隔がばらついて互いに擦れるように干渉しようとする。

この点、本実施形態の液体供給装置２６では、結束具３０が、インク供給チューブ２７、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を互いに間隔を維持した状態で長手方向における複数箇所を等間隔で結束しているため、インク供給チューブ２７が保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９と擦れ合うことがない。加えて、結束具３０は、インク供給チューブ２７に対して固定されているため、インク供給チューブ２７と結束具３０とが擦れ合うこともない。

したがって、インク供給チューブ２７の結束具３０、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９との擦れによる削れ屑の発生が抑制されるので、この削れ屑が印刷中の記録用紙Ｐ上に落下し難くなり、印刷品質が向上される。さらに、インク供給チューブ２７と、結束具３０、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９とが擦れる際に発生する音（摺動音）の発生も抑制される。

また、結束具３０は、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を摺動可能に支持しているため、キャリッジ１８の移動及び該キャリッジ１８の移動に伴う液体供給装置２６の形態変化を妨げない。

以上、詳述した実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）液体供給装置２６では、結束具３０が、インク供給チューブ２７、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を互いに間隔を維持した状態で結束しているため、インク供給チューブ２７が保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９と擦れ合うことを抑制することができる。加えて、結束具３０は、インク供給チューブ２７に対して固定されているため、インク供給チューブ２７と結束具３０とが擦れ合うことも抑制することができる。

したがって、インク供給チューブ２７の結束具３０、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９との擦れによる削れ屑の発生を抑制することができるので、この削れ屑が印刷中の記録用紙Ｐ上に落下し難くなり、印刷品質を向上することができる。さらに、インク供給チューブ２７と、結束具３０、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９とが擦れる際に発生する音（摺動音）の発生も抑制することができる。

また、結束具３０は、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を摺動可能に支持しているため、キャリッジ１８の移動及び該キャリッジ１８の移動に伴う液体供給装置２６の形態変化を妨げないようにすることができる。

（２）液体供給装置２６は、結束具３０がインク供給チューブ２７を構成するエラストマよりも耐摩耗性の高い材料であるポリアミドにより構成されているため、結束具３０の耐久性を向上することができる。

（３）液体供給装置２６は、結束具３０がインク供給チューブ２７の長手方向に沿って複数設けられているため、インク供給チューブ２７、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を互いに間隔を維持した状態で安定して結束することができる。

（４）液体供給装置２６は、各結束具３０が、互いに等間隔になるように配置されているため、インク供給チューブ２７、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９を互いに間隔を維持した状態でバランスよく安定して結束することができる。

（５）結束具３０は、インク供給チューブ２７に対して着脱可能に構成されているため、インク供給チューブ２７に対する固定位置を容易に変更することができる。
（６）結束具３０をインク供給チューブ２７に対して固定する際に、インク供給チューブ２７に両固定片３１ａ及び両固定片３２ｂが食い込んだ状態で揺動部３２が係止されるため、結束具３０をインク供給チューブ２７に対して強固に固定することができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は上記の効果を有する範囲内において以下のように変更してもよい。

・液体供給装置２６における各結束具３０の配置位置は、状況に応じて適宜変更してもよい。
・液体供給装置２６における各結束具３０の配置間隔は、インク供給チューブ２７の長手方向に沿って必ずしも等間隔にする必要はない。

・液体供給装置２６における結束具３０の数は、状況に応じて適宜変更してもよい（例えば、１つでもよい）。
・結束具３０の幅（結束具３０におけるインク供給チューブ２７の長手方向の距離）は、状況に応じて適宜変更してもよい。

・液体供給装置２６において、保持部材２８の外側（前側）にフレキシブルプリント配線板２９を配置するようにしてもよい。
・結束具３０を構成する材料は、インク供給チューブ２７を構成するエラストマよりも耐摩耗性の高い材料でなくてもよい。

・液体供給装置２６において、結束具３０によりインク供給チューブ２７とともに結束される沿設部材は、保持部材２８及びフレキシブルプリント配線板２９のうちいずれか一方でもよい。

・上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを噴射するインクジェット式プリンタ（ファクス、コピア等を含む印刷装置）１１について説明したが、他の液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。

本実施形態のインクジェット式プリンタの概略斜視図。 同プリンタの液体供給装置の平面図。 図２の３−３線断面図。 図３において、本体部に対して揺動部が離間する方向に揺動したときの結束具の状態を示す断面図。 液体供給装置の動作を示す平面図。

符号の説明

１１…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、１９…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、２６…液体供給手段としての液体供給装置、２７…チューブとしてのインク供給チューブ、２８…沿設部材としての保持部材、２９…沿設部材としてのフレキシブルプリント配線板、３０…結束具、ターゲットとしての記録用紙。

Claims (5)

1. 液体をターゲットに向けて噴射する液体噴射ヘッドに前記液体を供給するために中途部分が湾曲するように配置される可撓性を有するチューブと、該チューブに沿って延びるように配置される弾性を有するフレキシブルプリント配線板と、該フレキシブルプリント配線板及び前記チューブの両者間を擦れ合わないように間隔を維持して結束する結束具とを備えた液体供給装置であって、
   前記結束具は、
   本体部と、該本体部に対して近接または離間するように揺動可能な揺動部とを備え、
   前記本体部と前記揺動部とで前記チューブを挟んだ状態で該揺動部を該本体部に係止することで前記チューブに固定されるとともに前記フレキシブルプリント配線板を摺動可能に支持し、
   前記結束具には、該結束具が前記チューブに固定された状態において該チューブに食い込む固定片が設けられていることを特徴とする液体供給装置。
2. 前記チューブは、複数本のチューブを並列に一体形成してなることを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記結束具は、前記チューブの長手方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体供給装置。
4. 前記各結束具は、互いに等間隔になるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の液体供給装置。
5. 液体をターゲットに向けて噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに前記液体を供給するための液体供給手段とを備えた液体噴射装置において、
   前記液体供給手段を請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液体供給装置により構成したことを特徴とする液体噴射装置。

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