JP4280289B2 - 流路形成体 - Google Patents

Description

この発明は、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなる配管であってそれぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する複数の配管を備えた流路形成体に関する。

インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置は、インク流路を形成する複数の配管を含む流路形成体を一般的に備えている。このようなインクジェット記録装置は、用紙に画像を記録するプリンタとしての用途の他に、液晶パネルのカラーフィルタ製造装置等として産業用途にも使用されることが多くなっている。このため、使用されるインクの種類が多岐に渡り、インクジェット記録装置の配管には、柔軟性の他に、耐薬品性、ガスバリア性及び遮光性等、インクジェット記録装置の用途に応じて種々の機能が求められる。

例えば、柔軟性が低いと、配管の曲げ半径が大きくなるためにインクジェット記録装置が大型化する上、配管の固定部位にかかる負荷が大きくなる。耐薬品性が低いと、インクによって配管が溶解、膨張又は劣化することがある。ガスバリア性が低いと、外部から空気が侵入してインクの脱気度が低下することや、インクの溶媒が外部へ蒸発してインクが増粘することがある。遮光性が低いと、インクが光硬化性インクである場合に硬化する。

上述のような複数の機能を併せ持つ配管として、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなるチューブが一般的に用いられている。このようなチューブでは一般的に、内層に耐薬品性が高いフッ素樹脂が用いられ、外層に、ガスバリア性や遮光性等、インクの種類に応じた機能を持つ樹脂が用いられる。また、チューブの柔軟性を高めるために、内層であるフッ素樹脂の硬い層は薄く形成され、外層としてゴム剤等の柔らかい樹脂が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１８１８２９公報

しかし、インクジェット記録装置等の装置では、複数の配管が束ねられて用いられることが多い。例えば、インクジェットヘッドに接続されている配管として、インクタンクからインクジェットヘッドへインクを供給する配管、及び、インクジェットヘッドから廃インクタンクへインクを排出する配管の２本の配管がある場合、２本の配管は束ねられる。

従来の流路形成体を備えたインクジェット記録装置では、流路形成体を構成する２本の配管が束ねられると、配管の外層同士が接触する。配管として上述のようなチューブが用いられた場合、配管の外層は柔らかいため、配管同士の摺動性が悪く、複数（ここでは２本）の配管が束ねられてなる流路形成体の柔軟性が低下する。流路形成体の柔軟性が低下すると、流路形成体の配設の自由度が低下してインクジェット記録装置が大型化することや、流路形成体が接続されているインクジェットヘッドにかかる、配管の曲げ応力による負荷が大きくなり、インクジェットヘッドの位置決め精度が低下することがある。

この発明の目的は、柔軟性が高い流路形成体を提供することにある。

この発明の流路形成体は、複数の配管及び束縛部材を備える。複数の配管は、異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなり、少なくとも最も外側の層である外層は最も内側の層である内層より柔軟性が高く、それぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する。束縛部材は、複数の配管が互いに接触しないように、複数の配管を互いの間に間隙を設けた状態で束ねる。

束縛部材は、１個以上のワイヤであってもよい。ワイヤは、一部が複数の配管のそれぞれの間に介在した状態で複数の配管を束ねてもよい。

ワイヤは、複数の配管のうち少なくとも１個の配管がワイヤに対して摺動自在となるように複数の配管を束ねてもよい。

ワイヤは、複数の配管のうちの１個の配管に固定されてもよい。

ワイヤは、複数備えられてもよい。複数の配管の配管方向に沿って複数のワイヤの互いの間に間隙を設けた状態で複数のワイヤ同士を連結する連結部材をさらに備えてもよい。

束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない１個以上の曲率制限部材及び１個以上のワイヤを含んでもよい。曲率制限部材は、複数の配管に沿って配置されてもよい。ワイヤは、複数の配管を曲率制限部材とともに束ねてもよい。

曲率制限部材は、中空形状を呈してもよい。複数の配管のうち１個の配管が曲率制限部材の内部に挿通されてもよい。

束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない１個以上の曲率制限部材及び１個以上のワイヤを含んでもよい。曲率制限部材は、中空形状を呈してもよい。１個の曲率制限部材について複数の配管のうち２個以上の配管が曲率制限部材の内部に挿通されてもよい。ワイヤは、曲率制限部材の内部に挿通された２個以上の配管のそれぞれの間に介在した状態で２個以上の配管を束ねてもよい。

束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない中空形状を呈する複数の曲率制限部材であってもよい。複数の配管のそれぞれは、複数の曲率制限部材に挿通されてもよい。

曲率制限部材は、金属製であって、電気的に接地されていてもよい。

この発明によれば、内層より柔軟性が高く互いに接触すると摺動性が悪くなる樹脂が外層に用いられている場合でも、複数の配管が、互いに接触しないように、互いの間に間隙を設けられた状態で束ねられるので、複数の配管が束ねられてなる流路形成体の柔軟性を高くすることができる。

このため、流路形成体の配設の自由度が高くなり、インクジェット記録装置に備えられた場合に、インクジェット記録装置を小型化することができる。また、流路形成体が接続されているインクジェットヘッドにかかる、流路形成体の曲げ応力による負荷を小さくでき、インクジェットヘッドの位置決め精度を高くすることができる。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る流路形成体１０を備えるインクジェット記録装置１の概略の構成を示す斜視図である。

インクジェット記録装置１は、筐体２、ガイドレール３、キャリッジ４、インクジェットヘッド５、インクタンク６、廃インクタンク７、及び、流路形成体１０を備えている。

ガイドレール３は、水平に配置され、両端部が筐体２に支持されている。キャリッジ４は、ガイドレール３に沿って移動自在となるように、ガイドレール３に取り付けられている。インクジェットヘッド５は、キャリッジ４に搭載されており、キャリッジ４が図示されていない駆動源の駆動力によってガイドレール３に沿って移動することで、吐出するインク滴を所望の位置へ着弾させる。

流路形成体１０は、インクの流路の一部を形成している。流路形成体１０の一端は、インクジェットヘッド５に接続され、他端はインクタンク６及び廃インクタンク７に接続されている。インクタンク６には、インクジェットヘッド５に供給すべきインクが収容されている。インクタンク６内のインクは、流路形成体１０を介してインクジェットヘッド５に供給される。廃インクタンク７には、インクジェットヘッド５から流路形成体１０を介してインクが排出される。

この実施形態では、インクジェットヘッド５と流路形成体１０とは、一体的に形成されており、インクジェットヘッド５又は流路形成体１０に不具合が発生し又は寿命が到来した際に、一体的に交換される。

図２は、流路形成体１０の構成を示す斜視図である。図３は、流路形成体１０の構成を示す断面図である。

流路形成体１０は、複数（この参考例では２個）のチューブ１１，１２、複数のワイヤ２１〜２６、及び、カプラ３０を備えている。ワイヤ２１〜２６の数は、流路形成体１０の配管方向の長さ等に応じて変更してもよい。

チューブ１１，１２のそれぞれの一端は、インクジェットヘッド５に接続され、チューブ１１，１２のそれぞれの他端は、カプラ３０に接続されている。チューブ１１は、カプラ３０を介してインクタンク６に通じている。チューブ１２は、カプラ３０を介して廃インクタンク７に通じている。

インクジェットヘッド５は、所定のノズル面５１に、図示されていないノズル孔を有している。インクタンク６に収容されたインクは、チューブ１１を介してインクジェットヘッド５に供給され、ノズル面５１のノズル孔から吐出される。また、インクジェットヘッド５内から古くなったインクを排出するためや、インクジェットヘッド５内の気泡を取り除くために、インクジェットヘッド５からチューブ１２を介して廃インクタンク７へインクが排出される。

チューブ１１，１２のそれぞれは、異なる種類の樹脂が複層に重ねられた構造をしている。最も外側の層である外層は、最も内側の層である内層より、柔軟性が高い樹脂で形成されている。例えば、内層には耐薬品性が高い樹脂が用いられ、外層には、ガスバリア性や遮光性等、インクの種類に応じた機能を持つ樹脂が用いられる。

この参考例では、チューブ１１とチューブ１２とは同様に形成されている。例えば、チューブ１１，１２は、内径２ｍｍ、外径４ｍｍで、内層と外層との２層構造に形成されている。内層は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐薬品性の高いフッ素樹脂で、厚さ０．２ｍｍである。チューブ１１，１２の柔軟性を高めるため、フッ素樹脂は硬いので内層は薄く形成されている。外層には、ゴム材等の柔らかい樹脂が用いられている。例えば、外層は、ウレタンゴムで、厚さ０．８ｍｍである。

内層としてのフッ素樹脂の層が薄いので、所定の曲げ半径以下にまで小さく曲げられ過ぎることによって内層にクラックが発生することを防止するため、チューブ１１，１２には許容最小曲げ半径が設定されている。この参考例では、許容最小曲げ半径は、例えば２５ｍｍに設定されている。許容最小曲げ半径が設定されていることで、内層にクラックが発生することで内層の耐薬品性が失われることを、抑制できる。

カプラ３０は、ポリエーテルエーテルケトン製で、チューブ１１，１２とインクタンク６及び廃インクタンク７とを接続するためのものである。

ワイヤ２１〜２６は、ＳＵＳ３０３製である。ワイヤ２１〜２６は、チューブ１１とチューブ１２とを、図３に示すように、一部がチューブ１１とチューブ１２との間に介在した状態で、チューブ１１とチューブ１２とを束ねている。これによって、チューブ１１とチューブ１２とが互いに接触しないように、互いの間に間隙が設けられている。

ワイヤ２１〜２６は、この実施形態では、ワイヤ２１〜２６のそれぞれに対して２個のチューブ１１，１２がともに摺動自在となるように、ワイヤ２１〜２６のそれぞれとチューブ１１，１２との間に間隙が設けられた状態で、チューブ１１，１２を束ねている。

これによって、チューブ１１とチューブ１２との摺動性の悪化が防がれ、流路形成体１０の柔軟性が高くなる。このため、流路形成体１０の配設の自由度が高くなり、インクジェット記録装置１が小型化される。また、流路形成体１０が接続されているインクジェットヘッド５にかかる、流路形成体１０の曲げ応力による負荷を小さくでき、インクジェットヘッド５の位置決め精度が向上する。

なお、チューブ１１又はチューブ１２の一方のみに、ワイヤ２１〜２６が固定されていてもよい。ワイヤ２１〜２６が、いずれか一方のチューブのみに固定され、他方のチューブに対しては摺動自在であれば、チューブ１１とチューブ１２との摺動性の悪化は防止されるからである。この場合、チューブ１１，１２のいずれか一方に対するワイヤ２１〜２６のそれぞれの位置が固定される。このため、チューブ１１，１２の配管方向において、ワイヤ２１〜２６を均等に配置することができる。したがって、インクジェット記録装置１の使用中にワイヤ２１〜２６がチューブ１１，１２に沿って移動して偏ることがないので、チューブ１１，１２同士が接触することによる流路形成体１０の柔軟性の低下が、防止される。

また、図４に示すように、流路形成体１０は、チューブ１１，１２の配管方向に沿ってワイヤ２１〜２６の互いの間に間隙を設けた状態でワイヤ２１〜２６同士を連結するスペーサ４０をさらに備えていてもよい。この実施形態では、スペーサ４０は、ワイヤ２１〜２６と同じ材料で形成されており、可撓性を有している。スペーサ４０は、この発明の連結部材に相当する。スペーサ４０は、チューブ１１，１２の配管方向に沿ってワイヤ２１〜２６同士の間隔を一定に保持している。

スペーサ４０によってワイヤ２１〜２６同士の間隔が一定に保持されるので、インクジェット記録装置１の使用中にワイヤ２１〜２６がチューブ１１，１２に沿って移動して偏ることがなく、チューブ１１，１２同士が接触することによる流路形成体１０の柔軟性の低下が、防止される。

図５は、他の参考例に係る流路形成体１０Ａの構成を示す斜視図である。流路形成体１０Ａは、可撓管６０をさらに備えていることを除いて、流路形成体１０と同様に形成されている。

可撓管６０は、可撓性を有する一方、所定の極率半径以下に曲がらないように構成されている。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、可撓管６０は、例えば、断面Ｓ字状の複数の金属板６１で構成されている。可撓管６０は、金属板６１が互いに噛み合わされた状態で管状に形成されている。

この実施形態では、可撓管６０は、ＳＵＳ３０３製で、内径７ｍｍであり、可撓管６０として、曲げ半径２７ｍｍ以下に曲がらないものが用いられている。

可撓管６０は、チューブ１１，１２に沿って配置されている。可撓管６０の一端は、金具７１に固定され、金具７１はインクジェットヘッド５に固定されている。可撓管６０の他端は、金具７２に固定され、金具７２はカプラ３０に固定されている。

図７に示すように、チューブ１１，１２は、ワイヤ２１，２２によって、チューブ１１，１２同士が互いに接触しないように互いの間に間隙が設けられた状態で、可撓管６０の外部で可撓管６０とともに束ねられている。また、チューブ１１，１２とワイヤ２１，２２との間にも間隙が設けられ、チューブ１１，１２とワイヤ２１，２２とは摺動自在にされている。

この参考例に係る流路形成体１０Ａでは、チューブ１１，１２に沿って可撓管６０が配置され、チューブ１１，１２が可撓管６０とともに束ねられているので、チューブ１１，１２が所定の許容最小曲げ半径以下に曲がることが、防止される。このため、チューブ１１，１２の内層にクラックが発生することが、防止される。

また、可撓管６０は中空形状を呈しているので、中軸形状であった場合よりも軽量である。このため、インクジェットヘッド５が搭載されているキャリッジ４にかかる負荷が低減され、インクジェットヘッド５の位置決め精度が向上する。

可撓管６０は、上述のように金属製である。可撓管６０は、通電性を有し、電気的に接地されていることが好ましい。例えば、可撓管６０は、インクジェットヘッド５の駆動用の配線の接地線と電気的に接続される。

一般的に、樹脂製のチューブ１１，１２の内部を流体が通ると、摩擦によってチューブ１１，１２が帯電することがある。従来のインクジェット記録装置では、引火性溶媒雰囲気中でインクジェット記録装置が使用されると、放電によって発火する虞があった。しかし、流路形成体１０Ａを備えたインクジェット記録装置１では、可撓管６０が接地されることで、チューブ１１，１２の帯電量が低減し、放電による発火の危険性が低減する。

図５に示すように、チューブ１１，１２と可撓管６０との間に、補助部材７０を配置することができる。この参考例では、補助部材７０は、金属製で短冊状を呈し、可撓管６０の管方向に沿って複数個、配置されている。補助部材７０は、例えば長尺方向が可撓管６０の管方向と直交する方向となるように単一の面内に配置されて、可撓管６０に取り付けられている。ワイヤ２１，２２が補助部材７０同士の間でチューブ１１，１２と可撓管６０とを束ねることで、ワイヤ２１，２２が補助部材７０と係合してチューブ１１，１２の配管方向に移動しないので、ワイヤ２１，２２がチューブ１１，１２の配管方向に偏ることによるチューブ１１，１２同士の接触が防がれる。

上述のように、可撓管６０として、中空形状のものを用いることが好ましいが、中軸形状のものを用いることもできる。例えば、可撓管６０に代えて、この発明の曲率制限部材として、中軸形状の棒体が複数の関節部で屈折自在に接続され、全体として所定の曲げ半径以下に曲がらないように構成されたものを用いることもできる。

図８は、比較例に係る流路形成体の構成を示す断面図である。図８に示すように、２個のチューブ１１，１２が、互いに接触可能な状態で可撓管６０の内部に挿通された場合は、チューブ１１，１２同士の摺動性が悪く、流路形成体としての柔軟性が低下する。これに対して、この流路形成体１０Ａでは、チューブ１１，１２同士が接触しないので、流路形成体１０Ａの柔軟性が高くなる。

図９に示すように、流路形成体１０Ａでは、複数のチューブ１１，１２のうち１個のチューブ１１が可撓管６０の内部に挿通され、他のチューブ１２が可撓管６０の外部に配置されてワイヤ２１で可撓管６０と束ねられていてもよい。１個のチューブ１１が可撓管６０の内部に挿通されることで、流路形成体１０Ａが占める体積が小さくなるので、インクジェット記録装置１が小型化される。図９では、インクタンク６に接続されたチューブ１１が可撓管６０の内部に挿通され、廃インクタンク７に接続されたチューブ１２が可撓管６０の外部に配置されているが、チューブ１２が可撓管６０の内部に挿通されてチューブ１１が可撓管６０の外部に配置されていてもよい。

また、図１０に示すように、複数のチューブ１１，１２が可撓管６０の内部に挿通され、可撓管６０内のチューブ１１，１２が互いに接触しないように、１個又は２個以上のワイヤ２１で束ねられていてもよい。ワイヤ２１は、可撓管６０内の複数のチューブ１１，１２の互いの間に間隙が設けられるようにそれぞれの間に一部が介在した状態で、可撓管６０内の複数のチューブ１１，１２を束ねている。

チューブ１１，１２が可撓管６０の内部に挿通されていることで、チューブ１１，１２がユーザの手で直接触られなくなる。このため、チューブ１１，１２がユーザによってひしゃがれることが防止され、内層にクラックが発生することが防止される。また、全てのチューブ１１，１２を１個の可撓管６０の内部に挿通することで、流路形成体１０Ａの取り扱いが容易になる。さらに、複数の可撓管６０を備えた場合と比較して、軽量になるので、キャリッジ４にかかる負荷が低減し、インクジェットヘッド５の位置決め精度が向上する。

さらに、図１１に示すように、流路形成体１０Ａは、チューブ１１，１２の個数（この参考例では２個）と同数の可撓管６０を備え、複数のチューブ１１，１２のそれぞれが個別に可撓管６０の内部に挿通されていてもよい。これによって、チューブ１１，１２同士の接触が確実に防止され、流路形成体１０Ａの柔軟性が確実に高くなる。

なお、チューブは、図１２〜図１５に示すように、３個以上備えられていてもよい。

例えば、インクジェットヘッド５が２種類のインクを同時に吐出できる構成であれば、それぞれのインクに対してインク供給用チューブとインク排出用チューブとが必要となり、合計で４個のチューブが備えられる。

この場合、図１２に示すように、全てのチューブ１１，１２，１３，１４が可撓管６０の外部で可撓管６０とともにワイヤ２１で束ねられていてもよい。もちろん、チューブ１１〜１４は互いに接触しないように束ねられる。

また、図１３に示すように、いずれか１個のチューブ１１のみが可撓管６０の内部に挿通され、他のチューブ１２〜１４は可撓管６０の外部で互いに接触しないように可撓管６０とともにワイヤ２１で束ねられていてもよい。

さらに、図示していないが、互いに接触しないようにワイヤ２１で束ねられた２個以上のチューブが可撓管６０の内部に挿通され、残りの１個以上のチューブは可撓管６０の外部で可撓管６０とともに互いに接触しないように束ねられていてもよい。

また、図１４に示すように、全てのチューブ１１〜１４が可撓管６０の内部に挿通されていてもよい。この場合、チューブ１１〜１４は互いに接触しないようにワイヤ２１で束ねられる。

さらに、図１５に示すように、全てのチューブ１１〜１４が個別に可撓管６０の内部に挿通されていてもよい。

いずれの構成によっても、チューブ１１〜１４同士の接触が防がれ、流路形成体１０Ａの柔軟性が高くなる。このため、流路形成体１０Ａの配設の自由度が高くなり、インクジェット記録装置１が小型化される。また、インクジェットヘッド５にかかる、流路形成体１０Ａの曲げ応力による負荷が小さくなり、インクジェットヘッド５の位置決め精度が向上する。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施形態に係る流路形成体を備えるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。 流路形成体の構成を示す斜視図である。 流路形成体の構成を示す断面図である。 スペーサの構成を示す斜視図である。 他の実施形態に係る流路形成体の構成を示す斜視図である。 （Ａ）は可撓管の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は可撓管の一部の断面図である。 図５に示す実施形態に係る流路形成体の構成を示す断面図である。 比較例に係る流路形成体の構成を示す断面図である。 複数のチューブのうち１個のチューブが可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 複数のチューブが可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 複数のチューブのそれぞれが個別に可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 全てのチューブが可撓管の外部で束ねられた構成を示す断面図である。 １個のチューブのみが可撓管の内部に挿通され、他のチューブは可撓管の外部で束ねられた構成を示す断面図である。 全てのチューブが可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。 全てのチューブが個別に可撓管の内部に挿通された構成を示す断面図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
５ インクジェットヘッド
６ インクタンク
７ 廃インクタンク
１０，１０Ａ 流路形成体
１１〜１４ チューブ（配管）
２１〜２６ ワイヤ
４０ スペーサ（連結部材）
６０ 可撓管（曲率制限部材）

Claims (6)

1. 異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなり、少なくとも最も外側の層である外層は最も内側の層である内層より柔軟性が高く、それぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する複数の配管と、
   前記複数の配管が互いに接触しないように、前記複数の配管を互いの間に間隙を設けた状態で束ねる束縛部材と、を備え、
   前記束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない１個以上の曲率制限部材及び１個以上のワイヤを含み、
   前記曲率制限部材は、中空形状を呈するとともに、前記複数の配管に沿って配置され、
   前記ワイヤは、前記複数の配管を前記曲率制限部材とともに束ねるように構成され、
   前記複数の配管のうち１個の配管が前記曲率制限部材の内部に挿通されることを特徴とする流路形成体。
2. 異なる種類の樹脂が複層に重ねられてなり、少なくとも最も外側の層である外層は最も内側の層である内層より柔軟性が高く、それぞれが流体の流路の少なくとも一部を形成する複数の配管と、
   前記複数の配管が互いに接触しないように、前記複数の配管を互いの間に間隙を設けた状態で束ねる束縛部材と、を備え、
   前記束縛部材は、所定の曲率半径以下に曲がらない１個以上の曲率制限部材及び複数のワイヤを含み、
   前記曲率制限部材は、中空形状を呈するとともに、前記複数の配管に沿って配置され、
   前記複数の配管のうち２個以上の配管が前記曲率制限部材の内部に挿通される一方、残りの１個以上の配管が前記曲率制限部材の外部に配置され、
   前記複数のワイヤのうちの一部のワイヤは、前記複数の配管のうち前記曲率制限部材の外部に配置された１個以上の配管を前記曲率制限部材とともに束ねるように構成され、
   前記複数のワイヤのうちの他の一部のワイヤは、前記曲率制限部材の内部に挿通された前記２個以上の配管のそれぞれの間に介在した状態で前記２個以上の配管を束ねるように構成されることを特徴とする流路形成体。
3. 前記ワイヤは、前記複数の配管のうち少なくとも１個の配管が前記ワイヤに対して摺動自在となるように前記複数の配管を束ねることを特徴とする請求項１または２に記載の流路形成体。
4. 前記ワイヤは、前記複数の配管のうちの１個の配管に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の流路形成体。
5. 前記ワイヤは、複数備えられ、
   前記複数の配管の配管方向に沿って前記複数のワイヤの互いの間に間隙を設けた状態で前記複数のワイヤ同士を連結する連結部材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の流路形成体。
6. 前記曲率制限部材は、金属製であって、電気的に接地されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流路形成体。

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