(57)【要約】【課題】プリント媒体に対し走査される複数のインクジェットプリントヘッドと、走査に対して位置が固定されるとともに複数のプリントヘッドに対応した複数のインク収納部とを用いるインクジェットプリント装置において、インクジェットプリントヘッドとインク収納部とを連結してインク供給を行うとともに、前記走査に追従するための複数の可撓性チューブないしその移動用のスペースを削減する。【解決手段】複数本の可撓性チューブを、互いに異なる湾曲半径をなし、互いに略同心円状に並ぶよう、同一平面上に配列する。また複数本の可撓性チューブのうち、硬いあるいは外径の太いチューブは大きい湾曲半径をなして同心円の外側に、軟らかいあるいは外径の細いチューブは小さい湾曲半径をなして同心円の内側に並ぶよう配列する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント媒体に対し相対的に走査され、インクを吐出する吐出口が設けられた複数のインク吐出部を有するヘッドユニットと、
前記複数のインク吐出部にそれぞれ対応したインクを収納する複数のインク収納部と、
前記複数のインク収納部と前記複数のインク吐出部とをそれぞれ接続してインクを供給するための、前記走査に追従して移動する湾曲部を途中に持つように配された第１のチューブおよび第２のチューブを含む複数の可撓性チューブと、を有し、
前記可撓性チューブは、前記湾曲部において前記第１のチューブは前記第２のチューブよりも湾曲の外側に並ぶように配列されていることを特徴とするインクジェットプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリント装置に関し、インクタンクとインクジェットプリントヘッドとの間を可撓性チューブで連結してインク供給を行う形態のインクジェットプリント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリントヘッドを用いてプリント媒体へとインクを付与することによりプリント媒体上に画像を形成するインクジェットプリント装置は、現在、プリントヘッドをプリント媒体に対し所定方向に往復走査させるとともに、これと略直交する方向にプリント媒体を搬送して画像の形成を行う所謂シリアル型と呼ばれる方式が主流となっている。この方式によれば、小型のプリントヘッドを用いつつも任意所望の大きさの画像を形成することができるので、プリントヘッドに関連したコストが低減でき、また装置サイズも小型にできるからである。
【０００３】
このようなシリアル型のインクジェットプリント装置に用いられるプリントヘッドへのインクの供給方式には、大きく分けて２種類がある。キャリッジ等に搭載されて往復移動（主走査）するプリントヘッドに一体的にインクタンクを取り付けてインクを供給するオンキャリッジ方式と称されるものと、プリントヘッドとは別体にインクタンクをプリント装置に固定的に据え付け、可撓性チューブを介してインクタンクとプリントヘッドとを連結してインクを供給するチューブ供給方式とである。
【０００４】
オンキャリッジ方式は、インクタンクからプリントヘッドへと直接インクを供給するものであるので、インク供給系に必要な部品が少なく、スペースも小さい簡易な構成であり、主として一般ユーザにとって好ましく使用される比較的小型の普及型プリント装置に多く採用されている。
【０００５】
これに対し、チューブ供給方式は、インクタンクの大容量化が容易である一方で、インクタンクからプリントヘッドへの供給路となるチューブがプリントヘッドの往復走査に追従して移動するものであるので、その分のスペースが確保されなければならないことから、カラー画像を大量に印刷する必要のある業務用など比較的大型のプリント装置に多く採用されている。
【０００６】
ところで、近年インクジェットプリント装置の高速化、高画質化、カラー化には目覚しいものがあり、これに伴って画像形成に使用するインク量も増大してきている。
【０００７】
このような状況下、インクタンクに収容するインク量を容易に増すことができるチューブ供給方式の採用が好ましいと考えられるが、プリント速度向上に伴ってインクタンクからプリントヘッドへの単位時間あたりのインク供給量、すなわちインク供給速度も増しており、そのために可撓性チューブを太くしたり、あるいは配設本数を増す等の対応が採られている。
【０００８】
また、カラー画像を形成するプリント装置においては、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色、さらには濃度や他の色に対応して６，７種の色調のインクが使用されることもあり、色調数と同じだけの可撓性チューブが必要とされることになる。さらには、プリントヘッドへのインク供給を安定して行い、かつプリントヘッド内でのインクの乾燥や沈殿を防止するために、１色調につき供給用と回収用との２本の可撓性チューブを連結し、インクタンクとプリントヘッドとの間でインクを循環させる方式を採る場合があり、この場合は色調数の２倍の数の可撓性チューブが必要とされることになる。
【０００９】
このようにチューブ供給方式のプリント装置においては、装置に対してチューブの占めるスペースが増大する傾向にあり、装置サイズの小型化を妨げる要因となっている。また、比較的小型のプリント装置においても、インク容量増加の要求が高まっていることに伴って、インク供給方式を従来のオンキャリッジ方式からチューブ供給方式に転換することも考えられるが、チューブの移動を許容するためのスペースが大であるため、小型のプリント装置においてチューブ供給方式を採用することの妨げとなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、チューブ供給方式のプリント装置の小型化、あるいは小型プリント装置へのチューブ供給方式の採用には、チューブの占めるスペースの削減が課題となっており、本発明はかかる課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのために、本発明は、プリント媒体に対し相対的に走査され、インクを吐出する吐出口が設けられた複数のインク吐出部を有するヘッドユニットと、
前記複数のインク吐出部にそれぞれ対応したインクを収納する複数のインク収納部と、
前記複数のインク収納部と前記複数のインク吐出部とをそれぞれ接続してインクを供給するための、前記走査に追従して移動する湾曲部を途中に持つように配された第１のチューブおよび第２のチューブを含む複数の可撓性チューブと、を有し、
前記可撓性チューブは、前記湾曲部において前記第１のチューブは前記第２のチューブよりも湾曲の外側に並ぶように配列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インクジェットプリント装置内に占めるチューブないしその移動用のスペースを大幅に削減することができるので、チューブ供給方式のプリント装置の小型化や、小型プリント装置に対するチューブ供給方式の採用が可能となり、従って小型でかつインク容量も多いプリント装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的なチューブ供給方式によるインクジェットプリント装置の主要部を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るチューブ供給方式によるインクジェットプリント装置の主要部の構成例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は一般的なチューブ供給方式によるインクジェットプリント装置の主要部を示す概略図であり、本発明の実施形態との比較を行うためにまず当該装置について説明する。
【００１６】
図１において、１は複数のインク吐出口が設けられたヘッドユニットであり、その複数のインク吐出口がプリント媒体Ｐと対向する状態でキャリッジ２に搭載されている。キャリッジ２はタイミングベルト２１に固定される一方、ガイドシャフト３に支持案内され、タイミングベルト２１に結合した不図示の駆動手段（モータ，プーリ等）の駆動に伴って主走査方向に往復移動が可能である。そして、主走査の過程で複数の吐出口からインク吐出を行わせるとともに、各主走査間で主走査方向と直交する方向にフィードローラ等によってプリント媒体を相対搬送（副走査）することで、プリント媒体Ｐへの画像形成が行われる。
【００１７】
ヘッドユニット１は、画像形成に用いられる複数色調のインクに対応して複数のプリントヘッド１ａ〜１ｄを有しており、各プリントヘッド毎に複数の吐出口が主走査方向と異なる方向に配列されている。また、インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する素子としては、例えばインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体や、機械的エネルギを発生するピエゾ素子などが用いられる。
【００１８】
ヘッドユニット１に対するインク供給源をなすインクタンク４はプリント装置の固定部位に据え付けられており、チューブを介してヘッドユニット１に連結されている。インクタンク４についても、画像形成に用いられる複数色調のインクに対応して複数のインク収納部４ａ〜４ｄが設けられており、ヘッドユニット１のプリントヘッドと、これに対応するインクを収納したインクタンク４の収納部とが、それぞれ可撓性チューブを介して連結される。図１においては、４本の可撓性チューブ５ａ〜５ｄ（以下、これらチューブを総括的に言う場合、または任意の１つを示す場合に「チューブ５」という）が示されている。
【００１９】
ヘッドユニット１のインク吐出口からインクが吐出されると、吐出口に連通した微細な液路の毛管力によって、ヘッドユニット１の液路内方に設けられるインク室（複数の液路に対する共通液室、ないしはプリントヘッドに設けられる中間タンク）の内部からインク充填（リフィル）動作が行われる。これに伴ってインク室内が負圧となることにより、インクタンク４に収容されているインクがチューブ５を通ってインク室側に吸い上げられ、インク供給が行われる。あるいは、インクをインクタンク４からヘッドユニット１へと供給するポンプなどの手段が設けられることもある。
【００２０】
チューブ５は、図に示すように湾曲半径Ｒをなすよう取り付けられている。キャリッジ２がガイドシャフト３に沿って往復走査すると、キャリッジ２に取り付けられたチューブ５の端部も往復移動する。一方、チューブ５の他端部はインクタンク４に固定されているので、チューブ５は、湾曲位置が移動しながら、変形しつつキャリッジ２に追従する。
【００２１】
チューブ５はポリ塩化ビニリデンなどの弾性部材から成り可撓性を有するが、極端に湾曲させると変形して内部の流路容積が減少する。また湾曲に対する反力がキャリッジ２に作用するため、小半径で湾曲させるとキャリッジ２に対する負荷が大きくなり、キャリッジ２の走査に影響を与える。従って、これらを考慮して、プリント装置の性能に影響を与えない範囲での最小半径でチューブ５を湾曲させることが望ましく、これを最小湾曲半径Ｒと呼ぶこととする。
【００２２】
最小湾曲半径Ｒは、チューブ５の材質、外径、肉厚などによって異なり、材質が硬く、外径が太く、肉厚の厚いチューブ５ほど最小湾曲半径Ｒが大きくなる。
【００２３】
例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のインクを用いてカラープリントを行うプリント装置では、Ｋインクのインク供給速度を他のカラーインクに比べて高くすることにより、書類などモノクローム画像のプリント速度を向上させようとする場合があり、このような構成に対応するために複数のチューブ間で内径に違いが生じることがある。あるいは、インクの組成によってチューブ５内での乾燥のしやすさに差があり、乾燥し易いインクを通すチューブ５のみを水分を通しにくいフッ素樹脂などの材料で構成する場合があり、そのような構成によってもチューブ間で硬さに違いが生じることがある。
【００２４】
図１のプリント装置では、４本のチューブ５ａ〜５ｄはそれぞれ同半径で湾曲され、各湾曲部が略同一の円筒面に沿って並ぶよう重畳されている。ここで、４本のチューブ５ａ〜５ｄが異なる材質，太さ，肉厚から成る場合には、全体としての湾曲半径すなわち円筒の曲率は、チューブ５ａ〜５ｄのそれぞれの最小湾曲半径Ｒのうちで最も大きい値とされる。
【００２５】
また、チューブ５ａ〜５ｄはそれぞれ重力の作用によって垂れ下がろうとする一方、キャリッジ２の移動に追従するので、チューブ同士が分離して縺れたりしないよう、互いに溶着したり、あるいはクリップ状の束ね部材を用いたりして相対位置を規制する場合もある。
【００２６】
チューブ５ａ〜５ｄのそれぞれの最小湾曲半径Ｒのうち最も大きい最小湾曲半径をＲａ、チューブ外径φをそれぞれｄａ〜ｄｄとすると、チューブ５ａ〜５ｄないしキャリッジへの追従動作に必要なプリント装置内の容積Ｖは、
Ｖ＝（奥行き方向の寸法）×（高さ方向の寸法）×（走査方向の寸法）
＝（２×Ｒａ）×（ｄａ＋ｄｂ＋ｄｃ＋ｄｄ）×（キャリッジ走査幅）
・・・（式１）
で表される。
【００２７】
本発明の主眼は、かかる容積Ｖを極力小としようとするものであり、以下にそのための構成について例示する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に係るチューブ供給方式によるインクジェットプリント装置の主要部を示す概略図である。ここで、図１と同様に構成できる各部については対応箇所に同一符号を付してある。
【００２９】
すなわち、ヘッドユニット１、キャリッジ２、ガイドシャフト３およびインクタンク４、並びにキャリッジ主走査手段やプリント媒体搬送手段の構成は図１と同様であるが、本例においては、４本のチューブ５ａ〜５ｄが略同一平面上に、かつ湾曲部が略同心円を成して配列されている点が異なっている。
【００３０】
最外側のチューブ５ａの最小湾曲半径がＲａ、最内側のチューブ５ｄの最小湾曲半径がＲｄで、ＲａがＲｄに比べ充分大きい場合にはこのような配列が効果的である。
【００３１】
このとき最も太いチューブの外径φをｄａとすると、チューブ５ａ〜５ｄないしキャリッジへの追従動作に必要なプリント装置内の容積Ｖは、
Ｖ＝（奥行き方向の寸法）×（高さ方向の寸法）×（走査方向の寸法）
＝（２×Ｒａ）×（ｄａ）×（キャリッジ走査幅）
・・・（式２）
で表される。
【００３２】
上記（式１）と比較すると、高さ方向で（ｄｂ＋ｄｃ＋ｄｄ）の寸法だけ削減されていることがわかる。通常、チューブ５ａ〜５ｄの太さはそれほど極端に違わないので、高さ方向寸法はおよそ１／４に削減されたことになる。
【００３３】
４本のチューブ５ａ〜５ｄが全て同じ材質，外径，肉厚を有し、最小湾曲半径Ｒも等しい場合においても、最内側のチューブ５ｄの湾曲半径Ｒｄを最小湾曲半径Ｒとし、順次外側のチューブ５ａ〜５ｃを最小湾曲半径Ｒより大きな半径で湾曲させれば、このような配列が可能である。
【００３４】
このときチューブ５ａ〜５ｄないしキャリッジへの追従動作に必要なプリント装置内の容積Ｖは、
Ｖ＝（奥行き方向の寸法）×（高さ方向の寸法）×（走査方向の寸法）
＝（２×Ｒｄ＋３×ｄａ）×（ｄａ）×（キャリッジ走査幅）
・・・（式３）
で表される。
【００３５】
ここで、（式１）において４本のチューブ５ａ〜５ｄが全て同じ材質，太さを有するものとすると、ｄａ＝ｄｂ＝ｄｃ＝ｄｄであり、またＲａ＝Ｒｄであるから、（式１）は
Ｖ＝（奥行き方向の寸法）×（高さ方向の寸法）×（走査方向の寸法）
＝（２×Ｒｄ）×（４×ｄａ）×（キャリッジ走査幅）
・・・（式１’）
と書き変えることができる。
【００３６】
最小湾曲半径Ｒは、どれほど剛性の低い軟らかいチューブであっても、チューブ外径ｄの３倍は必要であると考えられる。よって（式３）および（式１’）にＲｄ＝３ｄａを代入して計算すると、チューブ５の占める容積が約１／３に削減されていることがわかる。Ｒｄのｄａに対する比が大きいほどこのスペース削減効果も大きくなるので、細くて硬い（剛性の高い）チューブを使用した場合に本発明はより有効であると言える。
【００３７】
また、複数本のチューブを同一平面上に配列することにより、図２の例ではチューブ５ａ〜５ｄの下側に例えば板状の規制部材を１枚設けるだけで、チューブ５ａ〜５ｄの垂れ下がりを防止することができ、チューブ同士を溶着したり、特別な束ね部材を用いたりする必要がなくなる。よって、これらに要する工程数や部品点数をも削減することができる。
【００３８】
なお、互いに溶着された複数のチューブを使用する場合があるが、例えば８本のチューブを要するプリント装置にあって、２本のチューブを溶着してなる２連チューブを、図２に示した高さ方向に２本のチューブが並ぶように配設するとともに、そのような２連チューブを４組、図２と同様に略同心円状に配列した構成を採用することができる。かかる構成によれば、８本のチューブを溶着してなる８連チューブを、図１に示した高さ方向に８本のチューブが並ぶように配設する構成を用いた場合に比べ、チューブないしキャリッジへの追従動作に必要なプリント装置内の容積を１／３以下に削減できる。これは、より多種の色調に対応して、あるいは１色調につき供給用と回収用との２本のチューブを設ける構成に対応して、多数のチューブを必要とする場合に有効である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ヘッドユニット
１ａ〜１ｄ  プリントヘッド
２  キャリッジ
３  ガイドシャフト
４  インクタンク
４ａ〜４ｄ  インク収納部
５，５ａ〜５ｄ  チューブ
【図１】
2011037283.tif 000003
【図２】
2011037283.tif 000004