(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本並設されたチューブと、複数本のチューブ各々に挿入される複数の併設された管路を備えたコネクタによって前記チューブと連結された部材と、を備え、前記チューブと部材との間で流体の移動がなされる、媒体に画像を記録するためのプリント装置において、
並設された前記チューブは連結部で連結されており、前記管路の軸と垂直に交差する面における断面の形状は、前記管路が並設する第一方向が短手径、前記管路が並設する方向と交差する第二方向が長手径となる形状であり、前記管路の外面において隣接する管路と対向するように前記第二方向に沿った平面部が設けられ、対向する隣接する管路の平面部の間隔は前記チューブの連結部の厚さよりも小さいことを特徴とするプリント装置。
【請求項２】
前記管路は、前記管路の一端部である先端部の径が細く、他端部に向かうにつれて径が太くなるテーパ部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
【請求項３】
前記チューブの内径は、前記テーパ部における細い径よりも大きく、前記テーパ部における太い径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のプリント装置。
【請求項４】
並設された前記チューブの中心間距離と、並設された前記管路の中心間距離と、は略同じであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項５】
前記管路の長手径をＤとし、前記間隔をＬとすると、
長手径Ｄと間隔Ｌとの間には、
−０．８×Ｌ＋４．７≦Ｄ≦−５．０×Ｌ＋１１．２
の関係が成り立つことを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
【請求項６】
並設された前記管路で、最端部に位置する前記管路の並設された方向の外側は、前記長手径を備えた外形を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項７】
前記チューブは、軟質樹脂で形成されており、
前記コネクタは、硬質樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項８】
前記流体はインクであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項９】
前記部材は媒体にインクを吐出する記録ヘッドであり、前記チューブおよび前記コネクタを介してインクタンクのインクが前記記録ヘッドに供給されることを特徴とする請求項８に記載のプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性チューブと部材とを接続するのに用いられるコネクタおよびそのコネクタを備えたプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の流路形成部材は、弾性チューブと、この弾性チューブの端部の内側に圧入して嵌め込まれた端部補強管と上記弾性チューブの端部の外周を被うように設けられた継手部とを備えている。端部補強管を弾性チューブの端部内側に嵌め込んだ状態で、継手部を一体成型することで、継手部が弾性チューブの端部を被い、樹脂成型時の圧力により密着させることでシール性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７２９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の形態では、弾性チューブと継手部とを一体成型するので、構成および構造が複雑であり、また製造工程も煩雑となる。そこで本発明では、複数本並設されて連結された弾性チューブを、簡単な構成で、シール性を確保しつつ確実に接続することができるコネクタを備えたプリント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】
【０００５】
そのため本発明のプリント装置は、複数本並設されたチューブと、複数本のチューブ各々に挿入される複数の併設された管路を備えたコネクタによって前記チューブと連結された部材と、を備え、前記チューブと部材との間で流体の移動がなされる、媒体に画像を記録するためのプリント装置において、並設された前記チューブは連結部で連結されており、前記管路の軸と垂直に交差する面における断面の形状は、前記管路が並設する第一方向が短手径、前記管路が並設する方向と交差する第二方向が長手径となる形状であり、前記管路の外面において隣接する管路と対向するように前記第二方向に沿った平面部が設けられ、対向する隣接する管路の平面部の間隔は前記チューブの連結部の厚さよりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、簡単な構成で、シール性を確保しつつ確実に接続することができるコネクタを備えた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】
【０００７】
【図１】プリント装置を示す斜視図である。
【図２】供給チューブを示した概略図である。
【図３】供給チューブとコネクタとを示した図である。
【図４】コネクタを示した斜視図である。
【図５】チューブに嵌め込まれるコネクタの管路を拡大した概略図である。
【図６】供給チューブに挿入されたコネクタの部分拡大図である。
【図７】供給チューブの弾性チューブの断面を示した図である。
【図８】シール性と挿入性を検証するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示す。
【０００９】
図１は、本実施形態を適用可能なプリント装置を示す斜視図である。プリント装置５０は、２つの脚部５５の上に跨るように固定されている。プリント装置５０にはキャリッジが備えられており、キャリッジ６０には吐出口から液体を吐出するプリントヘッド１が搭載されている。プリント時は、搬送ロールホルダーユニット５２にセットされたプリント媒体がプリント位置まで給送され、キャリッジ６０が不図示のキャリッジモータおよびベルト伝動手段６２により、矢印Ｂで示す主走査方向に往復移動しながらプリント媒体に液体を吐出する。キャリッジ６０がプリント媒体の一方端まで移動すると、搬送ローラ５１が所定量だけプリント媒体を矢印Ａで示す副走査方向へ搬送する。このようにプリントヘッド１によるプリント動作と、搬送ローラ５１による搬送動作と、を交互に繰り返すことによりプリント媒体全体に画像を形成する。画像形成後は、不図示のカッタによってプリント媒体をカットし、カットされたプリント媒体はスタッカ５３に積載される。
【００１０】
液体供給ユニット６３には、黒、シアン、マゼンタ、イエローなどの色毎に分かれた、装置に脱着可能な液体タンク５が備えられており、各液体タンク５は供給チューブ２と接続されており、供給チューブ２を介してキャリッジ６０との液体の供給、受給を行う。また、キャリッジ６０と接続された供給チューブ２は、キャリッジ６０の往復運動に合わせて屈曲しながら移動する。
【００１１】
プリントヘッド１におけるプリント媒体と対向する面（吐出口面）には、主走査方向と略直交した方向に複数の吐出口の列（吐出口列）が設けられており、吐出口列単位で供給チューブ２と接続されている。さらに回復ユニット７０は、主走査方向においてプリント媒体範囲外で、かつプリントヘッド１の吐出口面と対向する位置に設けられている。回復ユニット７０は、必要に応じてプリントヘッド１の吐出口から液体又は空気を吸い出すクリーニングやプリントヘッド内部に溜まった空気を強制的に吸い出す弁閉じ吸引を行う。
【００１２】
図２は、供給チューブ２を示した概略図である。供給チューブ２は、シリコンや熱可塑性エラストマ等の軟質樹脂により形成される単管の弾性チューブを複数並設して、連結した構成となっている。軟質樹脂の弾性チューブを連結することで、キャリッジ６０移動時に弾性チューブがばらつくのを抑え、キャリッジ６０の往復動作へ与える負荷を低減している。また、弾性チューブを複数本連結することで、弾性チューブを（バンド等で）束ねて使用する場合に比べて、組立工数やコストを削減することができる。
【００１３】
弾性チューブの連結方法には、熱による溶着や接着等がある。並設されている弾性チューブの本数は、プリントヘッド１の吐出口列数と同数である。弾性チューブの内径ｄは、供給する液体の流量や粘度により決定する。また、弾性チューブの肉厚ｔは、水蒸気透過性、ガス透過性と柔軟性等の観点から決定する。また、弾性チューブ連結部２１の溶着量ｍは、キャリッジ６０の往復運動による弾性チューブの屈曲時に剥がれない溶着強度から決定される。
【００１４】
図３は、供給チューブ２とコネクタ３とを示した図である。供給チューブ２における隣り合う弾性チューブの中心間ピッチ（中心間距離）ｐは、内径ｄ、肉厚ｔおよび連結部の溶着量ｍにより決定する。例えば、本実施形態の供給チューブ２は、内径ｄ＝３．０ｍｍ、肉厚ｔ＝０．９ｍｍ、溶着量ｍ＝０．０１ｍｍである。また、供給チューブ２の弾性率は２ＭＰａ〜６ＭＰａ程度である。コネクタ３の管路３１の先端部の径は、供給チューブ２の弾性チューブの内径よりも小さく構成されている。図３に示すように、供給チューブ２の端部にコネクタ３の管路３１を圧入して嵌め込むことにより、供給チューブ２とコネクタ３とを接続する。
【００１５】
図４は、コネクタ３を示した斜視図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、チューブに嵌め込まれるコネクタ３の管路３１を拡大した概略図である。キャリッジ６０および液体タンク５はそれぞれコネクタ３を介して供給チューブ２と接続されている。コネクタ３は、ポリプロピレンやポリアセタールのような硬質樹脂の材料により形成され、一端部に供給チューブ２の弾性チューブと同じ本数の管路３１を持ち、この管路３１に供給チューブ２が圧入される。管路３１は、長さ８ｍｍの管で、隣り合う管路３１との中心間ピッチＰは、供給チューブ２の弾性チューブの中心間ピッチｐと略同等である。中心間のピッチを同等とすることで、弾性チューブを圧入した後のチューブの変形が少なくなり、キャリッジ６０の往復運動に合せた屈曲に対してもスムーズに追従することができる。管路３１の先端部は、供給チューブ２の弾性チューブの内径よりも細く、根元（他端部）に向かって徐々に外径が拡大していくテーパ部３３を持ち、テーパ部３３が一番外径の大きいシール部３２へとつながる。シール部３２における管路の中心軸と直交（垂直に交差）する面における断面形状は、円形ではなく、直線部分（平面部）３２Ａを持つ形状となっている。この直線部分３２Ａは、隣り合う管路３１の間隔Ｌを所定の値に設定するための形状であり、管路３１が並設されている方向に配置される。ここで、管路の中心軸と直交する面における断面で、直線部分３２Ａにおける径を短手径Ｄ１とし、それ以外の部分における径を長手径Ｄ２とする。つまり、管路３１が並設されている短手径方向に直線部分３２Ａは配置されており、隣り合う管路３１の間隔Ｌを規定することにより、シール部３２の最小径Ｄ１（短手径）が決まる。なお、並設される管路３１における両端部に位置する管路は、その外側には管路が無いので、端部に位置する管路の最外部分（最端部）の外周面には直線部分３２Ａは設けられてない長手径を備えた外形となっている。つまり、端部に位置する管路の直線部分３２Ａは、内側部分の１箇所だけとなっている。
【００１６】
供給チューブ２の弾性チューブにコネクタ３を接続する時は、まず、弾性チューブの内径よりも細いテーパ部３３の先端を弾性チューブに挿入する。この時、弾性チューブのピッチｐと管路３１のピッチＰとが略同じであるので、全ての弾性チューブに対し管路３１の先端をスムーズに挿入することができる。管路３１のテーパ部３３を挿入していくと、弾性チューブの内径よりもテーパ部３３が太くなり、テーパ部３３により弾性チューブの内径が徐々に広げられる。その後、弾性チューブがテーパ部３３を越えてシール部３２にかかると、供給チューブ２の連結部分２１はコネクタ３の間隔Ｌの直線部分３２Ａにより潰されながら、管路３１が弾性チューブに挿入されていく。シール部３２では、弾性チューブの内径が最も広げられた状態となり、かつ連結部分２１が潰された状態となっている。シール部３２が完全に弾性チューブの中に入るまで管路は挿入される。軟質樹脂で形成されたチューブ２よりも硬質樹脂で形成されたコネクタ３の方が十分に硬いので、コネクタ３は変形せず、供給チューブ２がコネクタ３にならって変形し、シール部３２の外径に密着して高いシール性を確保する。
【００１７】
弾性チューブに管路を挿入した際のシール性を高めるには、管路と弾性チューブとが、管路の外周において所定量以上の力で均一に密着していることが求められる。テーパ部およびシール部を管路が備えた構成で直線部分を設けていない場合、通常用いられる弾性チューブでは、管路が挿入されると、弾性チューブの連結部分では、他の部分と比較して強い力で管路と弾性チューブとが密着する。これは、連結部分の方向には弾性チューブが連結されていることから、１つのチューブの連結部分に着目すると、管路が挿入されることで、両側のチューブからの力を受けつつ自らも外側に広がる。その結果、連結部分以外の部分と比較して連結部分では強い力で管路と弾性チューブとが密着することになる。
【００１８】
しかし、本実施形態における管路３１は直線部分３２Ａを備えていることで、上記のようにチューブの連結部分に力が集中するのを避け、管路３１の外周で適切な力で均一に弾性チューブと密着することができる。管路３１の外周と弾性チューブとが均一に密着することで、高いシール性を得ることができる。
【００１９】
図６は、供給チューブ２に挿入されたコネクタ３の部分拡大図である。コネクタ３が弾性チューブに完全に挿入されているため、弾性チューブの連結部分２１は、直線部分３２Ａで潰された状態となっている。また、供給チューブ２の連結部分２１では、潰されて肉厚が薄くなった分、弾性チューブの周方向に肉が移動する（図６の矢印Ａ）。一本の弾性チューブに対して両側の連結部分２１が管路３１によって潰されるので、弾性チューブが並設している方向と直交する方向に伸ばされて、弾性チューブは楕円形状に変形する。変形して伸びた弾性チューブの内径は、シール部３２の円弧部３２Ｂに密着させる。そのため、円弧部３２Ｂの径Ｄ２（長手径）は、弾性チューブの変形を考慮した値に設定する。一方、チューブ内径を圧入により拡大すると肉厚が薄くなるので、その分も考慮してシール部３２の形状を決める必要がある。また、連結部分２１の潰し量が大きいとチューブ挿入時の抵抗が大きくなるので挿入性が悪くなる。同様に、チューブ内径の拡大量が大きい時もチューブ挿入時の抵抗が大きくなるので、挿入性が悪くなる。これらの条件を踏まえたうえでシール部３２の形状を決めることが望ましい。
【００２０】
図７（ａ）、（ｂ）は、供給チューブ２の弾性チューブの断面を示した図である。コネクタ３の管路３１が挿入される前の供給チューブ２は、図７（ａ）のように、内径ｄ＝３．０ｍｍ、肉厚ｔ＝０．９ｍｍ、連結部分２１の溶着量ｍ（図２参照）＝０．０１ｍｍとし、チューブの中心間ピッチｐ＝４．７９ｍｍとなっている。また、連結部分２１の潰し量としては、シール性および挿入性を考慮すると、厚みの５％〜２０％程度潰すのが望ましい。本実施形態では、潰し量Δｔ＝０．１７ｍｍと設定すると、コネクタ３の間隔Ｌ＝１．４５ｍｍとなる。
【００２１】
管路３１の中心間ピッチＰは、チューブの中心間ピッチｐと合わせ、Ｐ＝４．７９ｍｍとすると短手径Ｄ１＝３．３４ｍｍとなる。チューブの外側の半径ｒ＝２．４ｍｍなので、θ＝２１．７°となり、チューブの潰される面積Ｓ＝０．２ｍｍ2である。コネクタ３の管路３１が挿入されると、図７（ｂ）のように、潰される面積Ｓの分だけチューブの径が拡大する。その拡大量はΔｄ＝０．０６５ｍｍと計算できる。チューブは両側から潰されるので、チューブ内径ｄは変形して、内径ｄ’＝３．１３ｍｍとなる。この変形後のチューブ内径ｄ’を円弧部３２Ｂで拡大し密着させる。チューブの拡大量としては内径の１０％〜３０％程度拡大するのが望ましいので、本実施形態では長手径Ｄ２＝３．６５ｍｍ（拡大量１６．６％）とする。
【００２２】
上記の考え方に基づき、コネクタ３のシール部３２の形状を決定する。上記計算においては、供給チューブ２やコネクタ３の製造時のばらつき（公差）を考慮していないが、実際には考慮する必要がある。その時、供給チューブ２の連結部分２１の潰し量と内径の拡大量を、シール性と挿入性の双方が成立する範囲内で変化させて計算することが望ましい。
【００２３】
図８は、横軸をコネクタ３の管路３１の間隔Ｌ、縦軸をシール部３２の長手径Ｄ２とした時の、シール性と挿入性を検証するためのグラフである。チューブ内径の拡大量が大きくなると、挿入性が悪くなるので、この観点から長手径Ｄ２の上限値はＤ２ｍａｘ＝４．００ｍｍとする（直線Ａ）。本実施形態では、チューブ内径公差最小（ｄｍｉｎ＝２．８５ｍｍ）の４０％拡大を上限として設定している。同様に、間隔Ｌが狭いと連結部分２１の潰し量が多くなり挿入性が悪くなるので、間隔Ｌの下限値はＬｍｉｎ＝１．２ｍｍとする（直線Ｂ）。本実施形態では、連結部分２１の肉厚の公差最大（Ｔｍａｘ＝１．９９ｍｍ）の４０％潰す間隔Ｌを最小値と設定している。また、間隔Ｌは、広くても連結部分２１の肉厚を潰せなくなりシールできなくなるので、間隔Ｌの上限値はＬｍａｘ＝１．５５ｍｍとする（直線Ｃ）。本実施形態では、連結部分２１の肉厚の公差最小（Ｔｍｉｎ＝１．５７ｍｍ）の３％を潰す間隔Ｌを最大値と設定している。
【００２４】
直線Ｄは、長手径Ｄ２の下限値を示している。これは、前述した、連結部分２１が潰されてその分のチューブ内径の変形を考慮した長手径Ｄ２の計算から設定できる。前述の計算において、チューブ内径の拡大率を５％と設定すると、近似式Ｄ２＝−０．８×Ｌ＋４．７が導き出せる。また、連結部分２１の肉厚が公差最小のもので潰し量が小さいと、長手径Ｄ２でチューブ内径を拡大した時に肉厚が薄くなりシールができなくなってしまう。直線Ｅは、チューブ内径を圧入により拡大したことによる肉厚が薄くなることを考慮した間隔Ｌと長手径Ｄ２の限度を示していて、Ｄ２＝−５．０×Ｌ＋１１．２により表わされる。直線Ａ〜Ｅで示された範囲（ハッチング領域）内に公差範囲が収まるようにシール部３２の形状を決める。よって、管路３１の間隔Ｌと長手径Ｄ２とは、以下の５つの不等式から決定できる。  
Ｄ２≦１．４×ｄｍｉｎ（直線Ａ）
Ｌ≧０．６×Ｔｍａｘ（直線Ｂ）
Ｌ≦０．９７×Ｔｍｉｎ（直線Ｃ）
Ｄ２≧−０．８×Ｌ＋４．７（直線Ｄ）
Ｄ２≦−０．５×Ｌ＋１１．２（直線Ｅ）
【００２５】
図８には実験データも示している。丸印で示した点は、シール性および組立性の両方を確保することができたことを示している。一方、バツ印の点は、シール性と組立性のどちらか、もしくは両方が確保できなかったことを示している。
【００２６】
以上説明したように、管路が並設されている方向に配置される管路の直線部により、チューブ連結部分の肉厚を潰してシールする。短手径と直交する方向の長手径方向に、チューブ内径を拡大して密着させシールする。チューブの肉厚を潰す部分である直線部の径（短手径）と、チューブの内径を拡大させて密着させる部分における径（長手径）と、を別々に決めることで、肉厚潰し量および内径拡大量を設定する。これによって、連結されたチューブをコネクタに圧入しただけで、高いシール性で確実に接続することができる。
【００２７】
上記実施形態において、具体的な数字を用いて説明してきたが、これは一例であり、本発明はこの寸法関係のみで規制されるものではない。また、管路の一部に直線部を持つ形状で説明したが、楕円形状や長丸形状など、管路が並設されている方向に短手径を持ち、短手径と略直交（交差）する方向に長手径を持つ形状であれば、本発明の効果を得ることができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、液体の供給、受給に用いられるチューブとコネクタを例に説明したがこれに限定するものではなく、気体の供給、受給に用いてもよい。
【００２９】
このように、コネクタの管路の断面形状を、管路が並設されている方向に短手径を持ち、短手径と略直交する方向に長手径を持つ形状とする。これによって、複数本並設されて連結された弾性チューブを、簡単な構成で、シール性を確保しつつ確実に接続することができるコネクタを備えたプリント装置を実現することができた。
【符号の説明】
【００３０】
１  プリントヘッド
２  供給チューブ
３  コネクタ
３１  管路
３２  シール部
３３  テーパ部
【図１】
0006587486.tif 000002
【図２】
0006587486.tif 000003
【図３】
0006587486.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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