JP4900429B2 - 液体導通材 - Google Patents

Description

本発明は、液体導通材、液体噴射装置、及び液体導通材の製造方法に関する。特に本発明は、ターゲットに液体を噴射する液体噴射装置に使用され、液体供給部の液体を液体噴射部に供給する液体導通材、この液体導通材を有する液体噴射装置、及び液体導通材の製造方法に関する。

例えばインクジェット式記録装置等の液体噴射装置は、液体噴射部を往復運動させつつ液体を記録用紙などのターゲットに噴射し、記録などを行う。ターゲットに噴射される液体（例えばインク）は、液体供給部（例えばカートリッジ）から、液体噴射部（例えば記録ヘッド）に供給される。液体噴射装置には、往復移動するキャリッジに液体噴射部を搭載し、液体供給部を液体噴射装置の本体に設けるタイプがある（特許文献１参照）。

特開２００１−２１２９７４号公報

液体供給部が液体噴射装置の本体に設けられている場合、液体供給部から液体噴射部に液体を導通させる液体導通材を、液体噴射装置に設ける必要がある。液体導通材は、キャリッジの往復移動に伴って部分的に曲げ伸びする。従って液体導通材の構造を途中で変更した方が好ましい場合がある。
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる液体導通材、液体噴射装置及び液体導通材の製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するため、本発明の第１の形態は、液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置に使用され、液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部から、液体を噴射する液体噴射部に液体を供給する、液体導通材であって、長手方向に沿って所要数の突条を互いに間隔を開けて併設し、かつ可撓性材料で形成される長尺状の基材と、突条の上面を覆いつつ基材の巾方向に亘って当該基材に接合される可撓性を有した第１の平板状長尺材と、突条の間隙及び第１の平板状長尺材により構成される液体の流路部とを備え、突条は、流路部の断面積が長手方向の一部において他の部分より小さくなるように成形されている、液体導通材を提供する。
本発明の第２の形態は、液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置に使用され、液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部から、液体を噴射する液体噴射部に液体を供給する、液体導通材であって、長手方向に沿って溝部を有し、かつ可撓性材料で形成された長尺状の基材と、溝部の開口面を覆うと共に基材に接合される可撓性を有した第１の平板状長尺材と、溝部及び第１の平板状長尺材により構成される液体の流路部と、を備え、溝部は、流路部の断面積が長手方向の一部において他の部分より小さくなるように成形されている、液体導通材を提供する。
この液体導通材によれば、流路の断面積を長手方向の一部において他の部分より小さくすることができる。

例えば流路部の一部が湾曲している場合、突条又は溝部は、当該湾曲している一部において流路部の断面積が他の部分と比べて小さくなるように成形されているのが好ましい。このようにすると、湾曲している部分において液体の流速は速くなるため、液体中の気泡は湾曲している部分に滞留しにくくなる。
ここで、複数の突条又は溝部が、流路部の断面形状が略Ｕ字形状となるように成形されている場合、更に液体中の気泡は湾曲している部分に滞留しにくくなる。

また液体導通材は、第１の平板状長尺材を有する面とは反対側の面に、第２の平板状長尺材を更に備え、基材は、突条をそれぞれ形成し、互いに分離している複数の長尺状の隔壁部材であって、液体導通材の巾方向に互いに離間して略並行に配列されており、上面が第１の平板状長尺材に接合するとともに、下面が第２の平板状長尺材に接合する、複数の隔壁部材と、隔壁部材より高さが低く、流路部の長手方向の一部に設けられていて隣接する２つの隔壁部材を相互に固定する固定部材とを有し、流路部は、複数の隔壁部材、第１の平板状長尺材、及び第２の平板状長尺材により形成される空間部であり、固定部材を有する部分において、断面積が他の部分と比べて小さくなっていてもよい。この場合、基材を形成する可撓性材料の量を少なくすることができる。
ここで、固定部材の下面が隔壁部材の下面と略面一であり、第２の平板状長尺材に接合するようにすると、第２の平板状長尺材は基材により強く接合することができる。

基材は、液体導通材が複数の流路部を備えるべく、隔壁部材を３以上有しており、固定部材は、３以上の隔壁部材を相互に固定すべく、複数の流路部のそれぞれの中に設けられていてもよい。この場合、複数の液体を一つの液体導通材で液体噴射部に供給することができる。

本発明の第３の形態は、液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置であって、液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部と、液体を噴射する液体噴射部と、液体保持部と液体噴射部を導通させて液体を液体噴射部に供給する液体導通材とを備え、液体導通材は、長手方向に沿って所要数の突条を互いに間隔を開けて併設し、かつ可撓性材料で形成される長尺状の基材と、突条の上面を覆いつつ基材の巾方向に亘って当該基材に接合される可撓性を有した第１の平板状長尺材と、複数の突条の間隙及び第１の平板状長尺材により構成される液体の流路部とを備え、複数の突条は、流路部の断面積が液体導通材の長手方向の一部において他の部分より小さくなるように成形されている、液体噴射装置を提供する。
本発明の第４の形態は、液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置であって、液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部と、液体を噴射する液体噴射部と、液体保持部と液体噴射部を導通させて液体を液体噴射部に供給する液体導通材とを備え、液体導通材は、長手方向に沿って溝部を有し、かつ可撓性材料で形成された長尺状の基材と、溝部の開口面を覆うと共に基材に接合される可撓性を有した第１の平板状長尺材と、溝部及び第１の平板状長尺材により構成される液体の流路部とを備え、溝部は、流路部の断面積が液体導通材の長手方向の一部において他の部分より小さくなるように成形されている、液体噴射装置を提供する。
第３及び第４の形態によれば、第１及び第２の形態と同じ効果を得ることができる。

本発明の第５の形態は、液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置に使用され、液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部から、液体を噴射する液体噴射部に液体を供給する、長尺状の液体導通材を製造する方法であって、液体導通材の幅方向に互いに離間して略並行に配列された複数の長尺状の隔壁部材と、複数の隔壁部材の間の一部分に配されていて複数の隔壁部材より高さが低く、複数の隔壁部材を互いに固定する固定部材とを有する基材を、金型に熱可塑性エラストマを流し込んで射出成形し、基材の高さ方向の一面に、可撓性を有した第１の平板状長尺材を、基材の幅方向に亘って接合するとともに、一面の裏面に、可撓性を有した第２の平板状長尺材を、基材の幅方向に亘って接合し、複数の隔壁部材、第１及び第２の平板状長尺材で液体の流路部を形成して、液体導通材を製造する、液体導通材の製造方法を提供する。
第５の形態によれば、簡単な工程で液体導通材を製造することができる。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。

インクジェット式記録装置１０の斜視図 インクジェット式記録装置１０のインク供給系の斜視図 液体導通材１００の平面図 （Ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部を拡大した図 図３のＢ−Ｂ断面図 カートリッジ側導通部の斜視図 液体導通材１００におけるカートリッジ側湾曲部付近の平面図 図７のＣ−Ｃ断面図

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態である液体導通材１００を用いたインクジェット式記録装置１０を、カバーを外した状態で示す斜視図であり、図２はインクジェット式記録装置１０が有するインク供給系の斜視図である。図１及び図２に示すように、インクジェット式記録装置１０は、ターゲットの一例である被記録物１１の上を主走査方向に往復移動するキャリッジ４２、キャリッジ４２に載置されている記録ヘッド４４、インクジェット式記録装置１０の本体に着脱可能に固定されている複数のカートリッジ４５、及び記録ヘッド４４を複数のカートリッジ４５に連結する液体導通材１００を備える。複数のカートリッジ４５は、互いに異なる色のインクを保持する。キャリッジ４２は図示しないモータにより駆動され、ガイドシャフト４８に沿って往復移動する。記録ヘッド４４は、キャリッジ４２とともに往復移動しつつ、複数色のインクを被記録物１１に対して噴射して記録を行う。

液体導通材１００は、長尺状であり、主要部は可撓性材料（例えば熱可塑性エラストマ）で形成されている。そして液体導通材１００は、インクが流れる流路部を複数有しており、複数のカートリッジ４５のそれぞれから、往復移動する記録ヘッド４４にインクを供給する。
このため、一つの液体導通材１００で、複数のカートリッジ４５がそれぞれ保持する複数色のインクを、記録ヘッド４４に供給することができる。従って複数のポリエチレンチューブを用いて複数のインクを記録ヘッド４４に供給する場合と比べて、液体導通材１００をインクジェット式記録装置１０内で引き回すために必要なスペースを小さくすることができる。また液体導通材１００を取り付けるときの工数を少なくすることができる。

液体導通材１００は、カートリッジ４５と接続するカートリッジ側導通部１０２と、記録ヘッド４４と接続するヘッド側導通部１０４と、カートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４を連結する可曲部１０６を有する。カートリッジ側導通部１０２は、可曲部１０６との境目を、フレーム２０によって固定されている。このため、カートリッジ側導通部１０２は記録ヘッド４４が移動しても動かない。ヘッド側導通部１０４は、記録ヘッド４４と一体に移動するように設けられているため、記録ヘッド４４が移動しても曲げ伸びしない。可曲部１０６は、記録ヘッド４４の移動に伴って曲げ伸びする。
液体導通材１００の主要部を形成する可撓性材料として、ＳＥＰＳ（ポリスチレン−ポリエチレン−ポリプロピレン−ポリスチレン）重合体を主材料とするエラストマを用いると、液体導通材１００は撓みやすくなる。この場合、液体導通材１００の可曲部１０６をポリエチレンチューブよりも小さな曲率で湾曲させることができるため、インクジェット式記録装置１０を特に小型化することができる。またキャリッジ４２を駆動するモータに加わる負荷を小さくすることができる。

図３は、液体導通材１００の平面図である。本図はインクジェット式記録装置１０に取り付ける前の液体導通材１００の平面形状を示す。液体導通材１００は、平面形状において一部が曲がっており、カートリッジ側導通部１０２の端部とヘッド側導通部１０４の端部が、液体導通材１００の長手方向の中央近傍で互いに対向している。詳細には、カートリッジ側導通部１０２の端部から、長手方向について液体導通材１００の略１／４ほど離れた部分であるカートリッジ側湾曲部１０７において液体導通材１００は略Ｕ字状に曲がっている。またヘッド側導通部１０４の端部から長手方向について液体導通材１００の略１／４ほど離れた部分であるヘッド側湾曲部１０８において、液体導通材１００は略Ｕ字状に曲がっている。

図４（Ａ）は、図３における液体導通材１００のＡ−Ａ断面形状を示す断面図である。本図は可曲部１０６における液体導通材１００の断面形状を示す。液体導通材１００は、可曲部１０６において、可撓性材料で形成される基材１１０、及び基材１１０の上面に接合される平板状長尺材１２０を有する。本実施形態において平板状長尺材１２０は、例えば溶着により、又は接着剤を用いた接着により、基材１１０の上面に接合されている。平板状長尺材１２０は、基材１１０に接合されていない状態において可撓性を有しており、このため液体導通材１００は平板状長尺材１２０を有していても可撓性を有する。

基材１１０は、断面形状が略長方形であり、可曲部１０６において、上面に、長手方向に延伸する溝部１３０を、巾方向に複数（本図においては４つ）互いに離間して有する。本例において溝部１３０の断面形状は略長方形であり、基材１１０の巾方向に複数離間して形成された複数の突条１１１（本図においては５つ）の間隙として形成されている。そして平板状長尺材１２０は、溝部１３０の開口面を覆いつつ、溝部１３０（又は複数の突条１１１）とともにインクの流路部を形成している。具体的には、平板状長尺材１２０は、突条１１１の上面を覆いつつ基材１１０の巾方向に亘って接合されることで、溝部１３０の開口面を覆っている。

幅方向の両端に位置する２つの突条１１１は他の突条１１１より幅広である。このようにすると、インクの溶媒（例えば水）が基材１１０の側面を透過して蒸発する量は少ない。また、外気が基材１１０の側面を透過してインクに溶解する量は少ない。

基材１１０は、例えば金型に熱可塑性エラストマなどの可撓性材料を流し込んで射出成形される。この場合、押し出し成形する場合に対して基材１１０を複雑な形状にすることができる。なお基材１１０を形成する可撓性材料は、ＳＥＰＳ重合体の他に、柔軟材としてパラフィンオイルを含むのが好ましい。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部を拡大した図である。平板状長尺材１２０は、基材１１０と接する側から順に、溶着層１２１、補強層１２２、金属層１２３及び保護層１２４を有する。
溶着層１２１は、平板状長尺材１２０を、溶着により基材１１０に接合させる。基材１１０がポリプロピレンを含んでいる場合、溶着層１２１は、ポリエチレンまたはポリプロピレンで形成されている。
補強層１２２は、平板状長尺材１２０を補強する。また補強層１２２は平板状長尺材１２０の耐熱性を向上させる。具体的には、補強層１２２はポリアミドで形成されている。
金属層１２３は、平板状長尺材１２０は、インクの溶媒が蒸発することを防ぐ。また金属層１２３は、外気が平板状長尺材１２０を透過してインクに溶解することも防ぐ。金属層１２３は、例えばアルミニウム層である。
保護層１２４は、金属層１２３を保護し、かつ平板状長尺材１２０を補強する。保護層１２４は、例えばポリエチレンテレフタレートで形成されている。

平板状長尺材１２０は、基材１１０と比べて縦弾性係数が大きい。このため、液体導通材１００は、平板状長尺材１２０が基材１１０に接合する方向に湾曲する場合、基材１１０が縮む方向に湾曲するのが好ましい。この場合、平板状長尺材１２０は折れ目が入りにくくなる。このため平板状長尺材１２０は基材１１０から剥がれにくくなる。

図５は、図３における液体導通材１００のＢ−Ｂ断面の形状を示す断面図である。図６は、カートリッジ側導通部１０２の斜視図である。図５及び図６は、カートリッジ側導通部１０２における液体導通材１００の構造を示すが、ヘッド側導通部１０４における液体導通材１００の構造も本図に示す構造を有する。図６において、上面に接合されている平板状長尺材１２０は、基材１１０の構造を示すため、破断されている。
カートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４において、基材１１０は、複数の突条１１１のそれぞれがそのまま長手方向に延伸した複数の隔壁部材１１１ａを、等間隔に並列した構造を有する。複数の隔壁部材１１１ａの断面形状は略長方形である。そして複数の隔壁部材１１１ａの上面には、一の平板状長尺材１２０が接合している。また隔壁部材１１１ａの下面には、他の平板状長尺材１２０が接合している。このようにカートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４において液体の流路部は、複数の隔壁部材１１１ａ及び２つの平板状長尺材１２０によって構成されている。

従って、カートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４において液体導通材１００を他の部分と比べて薄くすることができる。また基材１１０を製造するために必要な材料の量を少なくすることができる。また平板状長尺材１２０を２つの面に有するため、カートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４において、インクの溶媒や外気が液体導通材１００を透過する量を、少なくすることができる。

カートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４において、基材１１０は、それぞれの流路部の底部の一部分すなわち隔壁部材１１１ａの間の長手方向の一部分に、固定部材１１３を有する。固定部材１１３は、隣接する隔壁部材１１１ａを互いに連結して固定している。このため流路部の断面積は固定部材１１３を設けた部分で小さくなる。このように、固定部材１１３を設け、流路部の断面積を一部で小さくすると、複数の隔壁部材１１１ａの相対位置は、平板状長尺材１２０を接合するときに変化しにくくなる。ここで各々の流路部に設けられた固定部材１１３は、長手方向において同一の位置に配されるのが好ましい。この場合、隔壁部材１１１ａの相対位置は、平板状長尺材１２０を接合するときに、さらに変化しにくくなる。
また固定部材１１３は流路部の底部に設けられており、下面が隔壁部材１１１ａの下面と略面一である。このため、図６において下側に図示されている平板状長尺材１２０は、隔壁部材１１１ａに加え、固定部材１１３にも接合することができる。なお固定部材１１３の長手方向の断面形状は、流路部の中の滞留しないように、略台形となっている。

図５及び図６に示す構造を有する基材１１０は、例えば金型に熱可塑性エラストマを流し込むことで射出成形される。そしてカートリッジ側導通部１０２及びヘッド側導通部１０４は、射出成形された基材１１０の高さ方向の一面及び他の面にそれぞれ平板状長尺材１２０を基材１１０の幅方向に亘って接合することで、製造される。

図７は、カートリッジ側湾曲部１０７における液体導通材１００の平面図である。本図において平板状長尺材１２０は、基材１１０の構造を示すため破断されている。
カートリッジ側湾曲部１０７の湾曲している部分において、突条１１１は、溝部１３０の幅が他の部分と比べて小さくなり、溝部１３０の断面積が小さくなるように形成されている。詳細には、湾曲する部分の前後において、突条１１１の幅は、湾曲している部分に近づくにつれて、なだらかに大きくなり、溝部１３０内部に向けて突出している。このため、インクの流速は、カートリッジ側湾曲部１０７の湾曲している部分において大きくなる。従って流路部の中の気泡は湾曲している部分に滞留しにくい。

図８は、図７における液体導通材１００のＣ−Ｃ断面の形状を示す断面図であり、カートリッジ側湾曲部１０７の湾曲している部分における断面形状を示す。カートリッジ側湾曲部１０７において、突条１１１は、溝部１３０の断面形状が略Ｕ字となるように形成されている。また、図示していないが、カートリッジ側湾曲部１０７の湾曲している部分の前後において、溝部１３０の断面形状は略長方形から略Ｕ字になだらかに変化している。このため、流路部の中で発生した気泡は湾曲している部分の底部に滞留しにくい。
なお、ヘッド側湾曲部１０８も、図７及び図８に示したカートリッジ側湾曲部１０７と略同じ構造を有する。

上記説明から明らかなように、本実施形態の液体導通材１００は、流路部の断面形状を一部において小さくしているため、コストを低くしたり、気泡を滞留しにくくしたりすることができる。

なお、インクジェット式記録装置１０は、液体噴射装置の一例である。また、インクジェット式記録装置の記録ヘッド４４は、液体噴射装置の液体噴射部の一例であり、カートリッジ４５は液体供給部の一例である。
しかしながら、本発明はこれらに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。この場合、カラーフィルタ製造装置の色材噴射ヘッドが液体噴射部の一例である。液体噴射装置のさらに他の例は、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置である。この場合、電極形成装置の電極材（電導ペースト）噴射ヘッドが液体噴射部の一例である。液体噴射装置のさらに他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッドおよび精密ピペットとしての試料噴射ヘッドが液体噴射部の一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。また被記録物１１は、液体が噴射されることにより記録が行われる物であるが、ターゲットはこれに限定されず、例えば記録用紙、ディスプレイの電極等の回路パターンが記録される回路基板、ラベルが印刷されるＣＤ−ＲＯＭ、ＤＮＡ回路が記録されるプレパラートが含まれる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…インクジェット式記録装置、２０…フレーム、４２…キャリッジ、４４…記録ヘッド、４５…カートリッジ、１００…液体導通材、１０２…カートリッジ側導通部、１０４…ヘッド側導通部、１０６…可曲部、１０７…カートリッジ側湾曲部、１０８…ヘッド側湾曲部、１１０…基材、１１１…突条、１１１ａ…隔壁部材、１１３…固定部材、１２０…平板状長尺材、１２１…溶着層、１２２…補強層、１２３…金属層、１２４…保護層、１３０…溝部

Claims (3)

1. 液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置に使用され、前記液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部から、前記液体を噴射する液体噴射部に前記液体を供給する、液体導通材であって、
   長手方向に沿って３以上の突条を互いに間隔を開けて併設し、幅方向の両端に位置する２つの突条が他の突条より幅広であり、かつ可撓性材料で形成される長尺状の基材と、
   前記突条の上面を覆いつつ前記基材の巾方向に亘って当該基材に接合される、可撓性を有する第１の平板状長尺材と、
   前記突条の間隙及び前記第１の平板状長尺材により構成される前記液体の複数の流路部と
   を備え、
   前記流路部は、一部が湾曲しており、前記突条は、当該湾曲している一部において前記流路部の断面積が他の部分と比べて小さくなるように、前記突条の幅が、前記湾曲している一部の前後からなだらかに大きくなる液体導通材。
2. 液体噴射領域にあるターゲットに液体を噴射する液体噴射装置に使用され、前記液体噴射装置の本体に設けられた液体保持部から、前記液体を噴射する液体噴射部に前記液体を供給する、液体導通材であって、
   長手方向に沿った複数の溝部を有し、前記複数の溝部の間に形成される突条が幅方向の両端に位置する２つの突条より幅が狭く、かつ可撓性材料で形成された長尺状の基材と、
   前記溝部の開口面を覆うと共に前記基材に接合される、可撓性を有する第１の平板状長尺材と、
   前記溝部及び前記第１の平板状長尺材により構成される前記液体の複数の流路部と、
   を備え、
   前記流路部は、一部が湾曲しており、前記溝部は、当該湾曲している一部において前記流路部の断面積が他の部分と比べて小さくなるように、前記溝部の幅が、前記湾曲している一部の前後からなだらかに小さくなる液体導通材。
3. 前記湾曲している一部の前後において、前記流路部の断面形状は長方形からＵ字になだらかに変化する請求項１または２に記載の液体導通材。

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