(57)【要約】【課題】より簡易な構成で供給チューブの損傷を軽減するとともに、磨耗くずの発生量を低減することができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置１は、インクを吐出する記録ヘッド２を搭載し、第一方向Ｘに移動可能に設けられたキャリッジと、キャリッジ以外の部位に配されたインクタンクと記録ヘッド２とを接続する可撓性を有する供給チューブ５と、供給チューブ５における湾曲されてなる湾曲部の広がりを規制するチューブガイド部材８と、を備える。チューブガイド部材５が、供給チューブ５のうちの、キャリッジの第一方向Ｘの移動に伴って第一方向Ｘに移動する部分に当接する当接面８ａを有し、当接面８ａは、供給チューブ５が湾曲部の曲率中心軸に対して所定の角度θで傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを搭載し、第一方向に移動可能に設けられたキャリッジと、前記キャリッジ以外の部位に配されたインクタンクと前記記録ヘッドとを接続する可撓性を有する供給チューブと、前記供給チューブにおける湾曲されてなる湾曲部の広がりを規制するチューブガイド部材と、を備えるインクジェット記録装置において、
前記チューブガイド部材が、前記供給チューブのうちの、前記キャリッジの前記第一方向の移動に伴って前記第一方向に移動する部分に当接する当接面を有し、
前記当接面は、前記湾曲部の曲率中心軸に対して所定の角度で傾斜していることを特徴とする、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記所定の角度は、前記供給チューブが前記チューブガイド部材から受ける垂直抗力が該供給チューブの復元力よりも小さく、かつ、前記供給チューブが、前記当接面に沿った方向のうちの、前記第一方向と交わる第二方向へ向かって当接面の上を滑らない角度であることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記所定の角度θが、前記供給チューブの重量Ｗ、前記供給チューブの復元力Ｆ、前記供給チューブと前記当接面との間の静止摩擦係数μを用いて表された、
（Ｆ／Ｗ）  ＞  ｓｉｎθ／（１−ｃｏｓθ）
および
μ  ＞  ｜−Ｆｓｉｎθ＋Ｗｃｏｓθ｜／（Ｆｃｏｓθ＋Ｗｓｉｎθ）
を満たすことを特徴とする、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記所定の角度の大きさが、前記キャリッジの前記第一方向に関する位置に応じて変化することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記チューブガイド部材を前記第一方向に沿う軸の周りに回転可能に支持する支持部材と、
前記チューブガイド部材に前記当接面と交わる方向の力を加える弾性部材と、をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドとインクタンクとの間に接続された供給チューブを備えるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、低騒音で高速記録が可能といった利点や、カラー記録が可能といった利点を有している。また、インクジェット記録装置は少量多品種の需要に対応し易く低コストに抑えられる利点もある。このような利点から、大判の被記録媒体へ記録を行う記録装置にもインクジェット記録装置が利用されるようになってきており、インクジェット記録装置の需要が拡大している。
【０００３】
インクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを搭載し、記録ヘッドによるインク吐出動作中に被記録媒体に対して主走査方向に移動するキャリッジと、記録ヘッドに供給されるインクを貯留するためのインクタンクと、を備える。近年では、インクタンクがキャリッジ以外の部位に設けられたオフキャリッジ型インクジェット記録装置が提案されている。
【０００４】
オフキャリッジ型インクジェット記録装置では、インクタンクの大型化が比較的容易である。インクタンクの大型化によってインクタンクの交換頻度が減り、インクタンクの交換に伴うインクジェット記録装置の停止時間やランニングコストを抑えることができる。大判記録用のインクジェット記録装置においては、インクの使用量が比較的多いため、オフキャリッジ型インクジェット記録装置（以下、単に記録装置と称す）が用いられることが多い。
【０００５】
記録装置の記録ヘッドは、供給チューブを介してインクタンクに接続されている。供給チューブは、キャリッジの移動に伴って変形できるように、可撓性を有する部材からなる。そして、供給チューブは、主走査方向へ向かって凸状に湾曲した状態で記録装置内の限られたスペースに配される。
【０００６】
湾曲している供給チューブには湾曲部の曲率半径を大きくする方向の復元力が作用し、湾曲部は常に広がろうとする。キャリッジの移動に伴って湾曲部が所定のスペースよりも外側に広がると、供給チューブは、装置本体内に設けられた部品に引っ掛かって当該部品を壊す虞がある。当該部品への供給チューブの引っ掛かりを防止するため、記録装置には、湾曲部の半径方向と垂直に交わり、湾曲部の広がりを規制する規制面を有するチューブガイド部材が設けられている。
【０００７】
また、可撓性を有する部材は空気透過性も有するため、空気が供給チューブを透過してインク内へ流入し、インクとともに記録ヘッド内に流れる。記録ヘッド内に滞留した空気は記録ヘッドからのインクの吐出を阻害するため、供給チューブの空気透過性を低減することが求められている。
【０００８】
より低い空気透過性を有する部材は、より高い剛性を有する。したがって、供給チュー部の空気透過性を低減させると、供給チューブの剛性が高くなり、供給チューブの復元力は大きくなる。そして、供給チューブはより強い力でチューブガイド部材の規制面に押し当てられ、チューブガイド部材の規制面からより大きい垂直抗力を受ける。垂直抗力が大きいと、キャリッジの移動に伴って供給チューブが移動する際に供給チューブがチューブガイド部材によってより強く擦られ、供給チューブが傷つく虞があった。
【０００９】
供給チューブの損傷を防ぐため、特許文献１では、供給チューブを管状カバー体で保護する技術が開示されている。供給チューブは管状カバー体内に収装されることで管状カバー体がチューブガイド部材に接触し、供給チューブはチューブガイド部材に擦られなくなる。その結果、供給チューブの損傷が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１６９９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、管状カバー体が供給チューブに固定されていない。そのため、キャリッジの移動動作に伴って供給チューブの湾曲部分が移動すると、管状カバー体が供給チューブに対してずれてしまう。その結果、供給チューブが管状カバー体から露出されて供給チューブがチューブガイド部材に擦られてしまう。このような理由から、特許文献１の技術では、キャリッジが往復移動を繰り返しても管状カバー体が供給チューブに対してずれないような構造が必要である。
【００１２】
また、特許文献１に開示の技術では、供給チューブや管状カバー体がチューブガイド部材の規制面から受ける垂直抗力は軽減されない。したがって、管状カバー体が供給チューブに対してずれないような構造を設けても、管状カバー体はチューブガイド部材により強く擦られる。その結果、より多くの磨耗くずが発生する。
【００１３】
磨耗くずは装置本体の内部で飛散し、被記録媒体に付着するかもしれない。磨耗くずが被記録媒体に付着すると、インクジェット記録装置により記録された画像の品質が低下してしまう。
【００１４】
そこで、本発明は、より簡易な構成で供給チューブの損傷を軽減するとともに、磨耗くずの発生量を低減することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを搭載し、第一方向に移動可能に設けられたキャリッジと、キャリッジ以外の部位に配されたインクタンクと記録ヘッドとを接続する可撓性を有する供給チューブと、供給チューブにおける湾曲されてなる湾曲部の広がりを規制するチューブガイド部材と、を備える。この態様において、チューブガイド部材が、供給チューブのうちの、キャリッジの第一方向の移動に伴って第一方向に移動する部分に当接する当接面を有し、当接面は、湾曲部の曲率中心軸に対して所定の角度で傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、より簡易な構成で供給チューブの損傷を軽減するとともに、磨耗くずの発生量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の、供給チューブおよび第一チューブガイド部材の周辺の拡大図。
【図３】主走査方向に関するキャリッジの位置と復元力の大きさの関係を示す概略図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の、供給チューブおよび第一チューブガイド部材の周辺の拡大図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の第一チューブガイド部材の正面図、およびＨＰ付近、ＢＰ付近における側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、単に記録装置とも称す）の概略図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る記録装置１は、インクを吐出する記録ヘッド２を搭載し、第一方向Ｘへ向かって移動可能に設けられたキャリッジ３を備える。キャリッジ３を第一方向Ｘへ向かって移動させながら記録ヘッド２からインクを吐出することで、被記録媒体に画像が形成される。インクは、キャリッジ以外の部位に設けられたインクタンク４から供給チューブ５を介して記録ヘッド２に供給される。
【００２１】
供給チューブ５は、可撓性を有し、記録ヘッド２に設けられた第一固定部６と、記録装置１の本体に設けられた第二固定部７と、の２ヶ所で固定されている。そして、供給チューブ５は、第一方向Ｘへ向かって凸状に湾曲した状態で、記録ヘッド２とインクタンク４とを接続している。
【００２２】
また、記録装置１は、供給チューブ５の外周面のうちの、湾曲している供給チューブ５の外側を向く外側面に当接する第一チューブガイド部材８および第二チューブガイド部材９を備える。供給チューブ５の、湾曲した部分（以下、湾曲部５ａと称す）は、第一チューブガイド部材８および第二チューブガイド部材９の間に位置しており、第一チューブガイド部材８および第二チューブガイド部材９によって、湾曲部５ａの広がりが規制されている。
【００２３】
第一チューブガイド部材８は、第一固定部６の、第二固定部７が設けられている側とは反対の側に配されている。そして、第一チューブガイド部材８は、供給チューブ５のうちの、キャリッジ３の第一方向Ｘの移動に伴って第一方向Ｘに移動する部分５ｂと当接する当接面８ａを有する。当接面８ａは第一方向Ｘに沿って延びている。したがって、キャリッジ３が第一方向Ｘに移動しても供給チューブ５が当接面８ａと当接するため、湾曲部５ａは広がらない。
【００２４】
なお、図１に示される記録装置１は、複数色のインクを用いたカラー記録が可能な記録装置である。供給チューブ５は、各色のインクに対応したチューブ部材の側面がそれぞれ溶着により拘束されてなる。それぞれのチューブ部材は、各色のインクタンク４に接続されている。
【００２５】
図２は、供給チューブ５の、第一チューブガイド部材８と接触している部分の周辺を図１に示されるＡ方向から見たときの拡大図である。図２に示すように、湾曲した状態の供給チューブ５には湾曲部５ａの曲率半径を大きくする方向の復元力Ｆが作用し、供給チューブ５は復元力Ｆによって第一チューブガイド部材８の当接面８ａに押し付けられる。
【００２６】
第一チューブガイド部材８の当接面８ａは、湾曲部５ａの曲率中心軸Ｏに対して傾斜している。図２に示される例では、当接面８ａは、曲率中心軸Ｏに対し、所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）だけ傾斜している。
【００２７】
ここで、供給チューブ５が第一チューブガイド部材８に対して移動した際の供給チューブ５の磨耗量を、当接面８ａが曲率中心軸Ｏに対して平行な場合と、当接面８ａが曲率中心軸Ｏに対して傾斜している場合とで比較する。
【００２８】
供給チューブ５の磨耗量は、供給チューブ５が第一チューブガイド部材８に対して移動した際に当接面８ａが摩擦によって供給チューブ５の移動を阻止しようとする摩擦仕事の大きさに比例する。すなわち、摩擦仕事をより小さくすることによって供給チューブ５の磨耗量は減少し、磨耗くずの発生量が減る。
【００２９】
摩擦仕事の大きさは、供給チューブ５に作用する摩擦力と、供給チューブ５が第一チューブガイド部材８に対して移動した距離と、の内積（スカラー積）として表される。供給チューブ５が第一チューブガイド部材８に対して移動した距離は、当接面８ａが曲率中心軸Ｏに対して傾斜しているか否かに関わらず一定である。したがって、摩擦仕事の大きさは、供給チューブ５に作用する摩擦力の大きさによって決まる。
【００３０】
また、供給チューブ５に作用する摩擦力の大きさは、供給チューブ５が第一チューブガイド部材８から受ける垂直抗力と、供給チューブ５および当接面８ａの間の動摩擦係数と、の積として表される。動摩擦係数は、当接面８ａが曲率中心軸Ｏに対して傾斜しているか否かに関わらず一定である。したがって、供給チューブ５に作用する摩擦力の大きさは、供給チューブ５が第一チューブガイド部材８から受ける垂直抗力の大きさによって決まる。
【００３１】
復元力Ｆは、曲率中心軸Ｏに対して垂直に交わる方向に供給チューブ５に作用する。したがって、曲率中心軸Ｏに対して平行な当接面８ａから供給チューブ５が受ける垂直抗力Ｎ０は、
Ｎ０  ＝  Ｆ                                                （式１）
と表される。
【００３２】
また、曲率中心軸Ｏに対して角度θだけ傾斜している当接面８ａから供給チューブ５が受ける垂直抗力Ｎθは、インクを含む供給チューブ５の重量Ｗを用いて、
Ｎθ  ＝  Ｗｓｉｎθ＋Ｆｃｏｓθ                            （式２）
と表される。なお、重量Ｗは、供給チューブ５が第一固定部６および第二固定部７（図１参照）で支えられた状態で供給チューブ５が受ける下向きの力である。
【００３３】
当接面８ａが曲率中心軸Ｏに対して傾斜している場合の供給チューブ５の磨耗量が、当接面８ａが復元力Ｆの方向と垂直に交わっている場合に比べて小さくなる条件は、前述の、磨耗量、摩擦仕事、摩擦力および垂直抗力の関係から、
Ｎ０  ＞  Ｎθ                                              （式３）
である。式３に式１および式２を代入すると、
Ｆ  ＞  Ｗｓｉｎθ＋Ｆｃｏｓθ                              （式４）
という関係が得られる。
【００３４】
重量Ｗが０（零）となるように供給チューブ５が第一固定部６および第二固定部７（図１参照）で支えられている場合には、式４の右辺はＦｃｏｓθとなる。０°＜θ＜９０°の範囲では、０＜ｃｏｓθ＜１であるため、式４は常に成立する。すなわち、当接面８ａを曲率中心軸Ｏに対して傾斜させることによって、当接面８ａが復元力Ｆの方向と垂直に交わっている場合に比べて供給チューブ５の磨耗量を減らすことができ、磨耗くずの発生量を低減することが可能となる。
【００３５】
重量Ｗが０（零）とならない場合には、式４は、
（Ｆ／Ｗ）  ＞  ｓｉｎθ／（１−Ｆｃｏｓθ）                （式５）
となる。したがって、式５を満たす角度θだけ、当接面８ａを曲率中心軸Ｏに対して傾斜させることによって、当接面８ａが復元力Ｆの方向と垂直に交わっている場合に比べて供給チューブ５の磨耗量を減らすことができ、磨耗くずの発生量を低減することが可能となる。
【００３６】
当接面８ａを曲率中心軸Ｏに対して傾斜させると、供給チューブ５および当接面８ａの間の静止摩擦係数によっては、当接面８ａに沿った方向のうちの、主走査方向Ｘと交わる第二方向Ｙへ向かって供給チューブ５が当接面８ａ上を滑ってしまうことがある。そこで、供給チューブ５が当接面８ａ上を第二方向Ｙに滑らない角度θを求める。
【００３７】
供給チューブ５が第一チューブガイド部材８の当接面８ａ上を第二方向Ｙへ向かって滑らないための条件は、供給チューブ５が当接面８ａから受ける第二方向Ｙの摩擦力Ｒと、供給チューブ５および当接面８ａの間の静止摩擦係数μと、を用いて、
｜Ｒ｜  ＜  μＮθ                                            （式６）
と表される。式６中の｜Ｒ｜は、摩擦力Ｒの絶対値を表す。
【００３８】
また、摩擦力Ｒは、
Ｒ  ＝  −Ｆｓｉｎθ＋Ｗｃｏｓθ                              （式７）
と表されるから、式２および７を式６に代入して、
｜−Ｆｓｉｎθ＋Ｗｃｏｓθ｜  ＜  μ（Ｆｃｏｓθ＋Ｗｓｉｎθ）
∴  μ＞｜−Ｆｓｉｎθ＋Ｗｃｏｓθ｜／（Ｆｃｏｓθ＋Ｗｓｉｎθ）（式８）
という関係が得られる。
【００３９】
式５および式８を満たす角度θだけ当接面８ａを曲率中心軸Ｏに対して傾斜させることによって、供給チューブ５が当接面８ａ上を第二方向Ｙへ向かって滑ることがなく、かつ供給チューブ５の磨耗量を減らすことができる。
【００４０】
図３は、主走査方向Ｘに関するキャリッジ３の位置と復元力Ｆの大きさの関係を示す概略図である。図３（ａ）は、キャリッジ３の可動域のうちの湾曲部５ａに最も近い位置（ホームポジション：ＨＰ）にキャリッジ３が位置している状態の図である。図３（ｃ）は、可動域のうちの湾曲部５ａに最も遠い位置（バックポジション：ＢＰ）にキャリッジ３が位置している状態の図である。図３（ｂ）は、ＨＰとＢＰとの間に位置している状態の図である。
【００４１】
第一チューブガイド部材８の当接面８ａ（図１，２参照）と接触している領域での供給チューブ５接触点の復元力Ｆは、キャリッジ３が湾曲部５ａから離れるほど小さくなる傾向がある。すなわち、キャリッジがＨＰに位置している状態での復元力Ｆが最も大きく、キャリッジがＢＰに位置している状態での復元力Ｆが最も小さい。
【００４２】
また、供給チューブ５の重量Ｗ（図２参照）は、キャリッジ３が湾曲部５ａから離れるほど大きくなる傾向がある。すなわち、キャリッジがＨＰに位置している状態での重量Ｗが最も小さく、キャリッジがＢＰに位置している状態での復元力Ｆが最も大きい。これは、湾曲部５ａからキャリッジ３までの距離が、ＨＰで最も短く、ＢＰで最も長くなるためである。
【００４３】
発明者は、ある記録装置について、供給チューブ５が当接面８ａ上を第二方向Ｙに滑ることがなく、かつ供給チューブ５の磨耗量を減らすことができる角度θを算出したので、その結果について説明する。この記録装置では、供給チューブ５および当接面８ａの間の静止摩擦係数μは約０．３であった。
【００４４】
発明者の測定によると、キャリッジがＨＰにある状態では、供給チューブ５の復元力Ｆは約９０ｇｆであり、重量Ｗは約９ｇｆであった。この場合において式５および８を満たす角度θは、約１２°〜２２°である。
【００４５】
キャリッジがＢＰにある状態では、供給チューブ５の復元力Ｆは約７０ｇｆであり、重量Ｗは約１２ｇｆであった。この場合において式５および８を満たす角度θは、約２０°〜２６°である。
【００４６】
角度θの算出対象とされた記録装置においては、角度θを約２０°〜２２とすることによって、供給チューブ５が当接面８ａ上を第二方向Ｙに滑ることなくキャリッジはＨＰとＢＰとの間を移動することができる。また、当接面８ａが復元力Ｆの方向と垂直に交わっている場合に比べて供給チューブ５の磨耗量を減らすことができ、磨耗くずの発生量を低減することが可能となる。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いて簡単な説明に留める。また、本実施形態に係る記録装置の概略図は、図１に示されるものと同じであるため、記録装置の概略図については省略する。
【００４８】
第１の実施形態（図１ないし図３参照）では、キャリッジ３の位置に関わらず式５および８を満たす一定の角度θだけ第一チューブガイド部材８の当接面８ａが曲率中心軸Ｏに対して傾斜している。供給チューブ５の磨耗量をより減らすためには、角度θの値が、キャリッジの位置に応じて変化することが望ましい。具体的には、キャリッジ３がＨＰにある場合には角度θは比較的小さく、キャリッジ３がＨＰからＢＰへ移動するにつれて角度θが大きくなっていくことが好ましい。
【００４９】
本実施形態は、キャリッジの位置に応じて角度θが変化する第一チューブガイド部材８を備える。図４は、供給チューブ５の、第一チューブガイド部材８と接触している部分の周辺を図１に示されるＢ方向から見たときの拡大図である。
【００５０】
図４に示すように、第一チューブガイド部材８の、第二方向Ｙに関する一端は、当接面８ａと交わる方向の力を第一チューブガイド部材８へ加える弾性部材１０を介して記録装置１の本体に支持されている。弾性部材１０としては、ばねやスポンジが挙げられる。
【００５１】
第一チューブガイド部材８の、第二方向Ｙに関する他端は、支持部材１１を介して記録装置１の本体に支持されている。支持部材１１は、第一チューブガイド部材８を、第一方向Ｘに沿う軸の周りに回転可能に支持する。したがって、第一チューブガイド部材８が供給チューブ５から復元力Ｆを受けると、第一チューブガイド部材８は支持部材１１を中心に回転する。
【００５２】
第一チューブガイド部材８の一端は弾性部材１０によって支持されている。そのため、弾性部材１０の復元力による支持部材１１まわりのモーメントと、供給チューブ５の復元力Ｆによる支持部材１１まわりのモーメントとが釣り合う位置で、第一チューブガイド部材８の回転は止まる。
【００５３】
なお、弾性部材１０は、第一チューブガイド部材８の、支持部材１１によって支持されている部位とは異なる部位に当接面８ａと交わる方向の力を加えるように設けられていればよい。
【００５４】
図５（ａ）は、第一チューブガイド部材８の正面図である。図５（ｂ）は第一チューブガイド部材８のＨＰ付近における側面図であり、図５（ｃ）は第一チューブガイド部材８のＢＰ付近における側面図である。
【００５５】
図５に示すように、当接面８ａの、供給チューブ５と接触する位置、すなわち復元力Ｆの作用点１２と、支持部材１１との間の距離は、ＨＰ側からＢＰ側へ進むにつれて大きくなっている。したがって、同じ大きさの復元力ＦがＨＰ側とＢＰ側のそれぞれの作用点１２に作用した場合、第一チューブガイド部材のモーメントが釣り合う角度θは、ＨＰ側よりもＢＰ側の方が大きくなる。
【００５６】
また、本実施形態では、ＨＰ側に作用する復元力Ｆよりも小さい復元力ＦをＢＰ側に作用させた場合に、第一チューブガイド部材のモーメントが釣り合う角度θがＨＰ側よりもＢＰ側の方が大きくなるように設計されている。したがって、キャリッジ３の、主走査方向Ｘに関する位置に応じて、第一チューブガイド部材８の角度θは自然に最適になる。その結果、供給チューブ５が第一チューブガイド部材８から受ける垂直抗力がより小さくなり、供給チューブ５の磨耗量は減少し、磨耗くずの発生量が減る。
【符号の説明】
【００５７】
１    インクジェット記録装置
２    記録ヘッド
３    キャリッジ
４    インクタンク
５    供給チューブ
５ａ  湾曲部
８    チューブガイド部材
８ａ  当接面
【図１】
2014024186.tif 000003
【図２】
2014024186.tif 000004
【図３】
2014024186.tif 000005
【図４】
2014024186.tif 000006
【図５】
2014024186.tif 000007