JPS60264255A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液体供給装置に係り、さらに詳しくは往復駆動
するキャリッジ上に液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射
記録装置において、前記液体噴射ヘッドにインク等の液
体を供給する液体供給装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来より液体噴射記録装置においては、往復駆動される
キャリッジ上に１個あるいは複数個の液体噴射ノズルと
、それぞれのノズルに液体を供給するサブタンクとを搭
載し、これらサブタンクとキャリッジ外部に設けられた
メインタンクとの間をフレキシブルチューブによシ連絡
した構造が知られている。

この種の装置に用いられるフレキシブルチューブは、キ
ャリッジの走行に自由に追従できるように、はぼＵ字状
に屈曲した状態で装置内に配置されている。

すなわち、キャリッジの走行に伴ってフレキシブルチュ
ーブはその屈曲部分の曲率を変化させつつ装置内を移動
することになる。

従って、フレキシブルチューブが他の駆動部や機構部分
に引っ掛かったすせずに自由な変形、移動を行なうには
非常に大きな空間が必要となり、１置全体の小型化を図
る上で障害となっていた。

そこで、例えば特開昭５８−２０８０６１に示されてい
るように、複数本のフレキシブルチューブを平坦な帯状
に束ね、この平坦な面が垂直方向に位置し、かつキャリ
ッジの往復駆動方向の一方の側に位置するように構成し
たものが提案されている。

第１図にこの種の装置の一例を示す。

すなわち、図中符号１で示すものはサブタンク３を搭載
したキャリッジで、このキャリッジ１には図示を省略し
た液体噴射ノズルがプラテン４に臨まされて取付けられ
ている。

キャリッジ１は２本のガイドバー２，２に摺動自在に嵌
合され、かつ従動プーリ５と駆動プーリ６との間に張架
されたエンドレスのベルト７の途中に固定されている。

この駆動プーリ６はモータ８の出力軸８ａに固定されて
いるため、モータ８の回転に従って正。

逆回転され、キャリッジ１がプラテン４に沿って往復駆
動される。

一方、サブタンク６の背面６ａにはサブタンク６内に液
体を供給する複数本のフレキシブルチューブ９の一端が
接続されている。この時、複数本のフレキシブルチュー
ブ９は、サブタンク３側の端部近傍においてサブタンク
３と一体的に形成された支持部３ｂによって平坦な帯状
になるように挾持され、また他端側は図示を省略した装
置のフレームに突設された支持部１０によって同様に平
坦な帯状に挾持されて、図示していないメインタンクに
接続されている。

そして、支持部３ｂ、１０間において、フレキシブルチ
ューブ９は接着あるいは溶着によって平坦な帯状に一体
化され、平坦な面が垂直方向に位置し、キャリッジ１０
走行方向の一方の側においてＵ字状に屈曲して位置する
よう配置されている。

この屈曲部を符号９ａで示す。

なお、符号１１で示すものはフレキシブルプリント基板
で、キャリッジ１と図示を省略した制御回路との間を連
絡するもので、このフレキシブルプリント基板１１もキ
ャリ・ツジ１の走行に応じて自由に変形、移動すること
ができるよう構成、配置されている。

以上のような構成においては、複数本のフレキシブルチ
ューブ９が帯状に一体化されその平坦面が垂直方向に位
置しているため、垂直方向の剛性が高まりフレキシブル
チューブ９を収容するだめの空間が狭くて済むという効
果は得られるが、屈曲部９ａの曲率がキャリッジ走行に
伴って変化するとチューブ内の液体に圧力変動が生じ、
液体噴射状態の安定性に悪影響を及ぼすという欠点があ
った。

特に、サブタンク３内の液体充填容量が少ない場合には
、この圧力変動によりノズル先端から空気が侵入したり
、ノズル先端より必要以上に液体が吐出してしまうなど
、記録画面の品位低下を招いていた。

そこで、第２図に示すようにサブタンク３の容量を太き
くシ、圧力変動をサブタンク３内の液体中に分散、吸収
させてしまう方法が提案された。

なお、第２図において符号１３で示すものはノズル、１
４はピエゾ素子、１５は液流路、１６はフィルタ、１７
はインクなどの液体、１８は記録紙である。

しかし、サブタンク乙の容量を太きくし液体光ｒ　へ　
） 填容量を増大させると、装置が大型化するばかりではな
く、サブタンク３を搭載するキャリッジ１およびキャリ
ッジ駆動用のモータ８にかかる負担が大きくなりモータ
の耐久性が低下するという問題が生じてしまう。

また、ストレート状に形成されたフレキシブルチューブ
９を屈曲させ、さらに使用に際してはこの曲率が常に変
化するため、フレキシブルチューブ９の曲率半径の外側
と内側との曲率差によってチューブ壁面に応力差が生じ
、フレキシブルチューブの耐久性が低下するという欠点
もあった。

ところで、一般に流体中における圧力波の伝搬速度（音
速）Ｖｌは次式で与えられる。

■１−１／／［了 ρ：流体の密度、β：圧縮率 すなわち、一定の温度下における伝搬速度ｖ１はそれぞ
れの流体に関しては常に一定となる。

また、ある流体で満たされた管内の一部に高圧力あるい
は低圧力が急激に発生した場合、この圧力変動は圧力波
となって管内を伝搬するが、この（６） 時の圧力波の伝搬速度■２は流体の弾性および管壁材の
弾性を考慮すると次式で表わされる。

ρ：流体密度、Ｋ：流体の体積弾性係数Ｅ：管壁材の縦
弾性係数 Ｄ：管の内径、Ｓ：管壁の厚み すなわち、管の内径りを太きくし管壁の厚みＳを薄くす
れば圧力波の伝搬速度Ｖ２が減少し、フレキシブルチュ
ーブの急激な屈曲や曲率変化によるチューブ内の液体の
圧力変動が液体噴射に与える影響を小さくすることがで
きる。

ところで、液体噴射ヘッドから噴射される液体量が１×
１０−４１ｍ゛／秒程度以下で、かつ液体供給用チュー
ブの内径が１ｃｒｎ程度以下の場合には、チューブ内を
流れる液体は層流となるため、次式で示されるようにハ
ーゲン・ポアズイユの法則が成立する。

Ｄ：管の内径、　μ：粘性係数 ｌ：管路長、ΔＰ：管の両端との圧力差すなわち、管の
内径りを大きくすると、前述したように圧力波の伝搬速
度ｖ２は減少するが、同時にその圧力変動により管内を
流れる液体量が増加し安定した液体噴射が得られないと
いう問題が生じる。

そこで、管路長ｌを長くすることにより流量Ｑを減少さ
せる方法も試みられたが、実際にはキャリッジの往復移
動の際に余分なフレキシブルチューブがキャリッジ近傍
に集中してしまうため、これらが他の機構部分の動作を
妨げないようにするためには大きな空間が必要となり装
置が大型化してし１う。

また、フレキシブルチューブの管壁の厚みを薄くすると
圧力波の伝搬速度は減少するが、フレキシブルチューブ
自身の屈曲運動に対する耐久性が低下するという欠点も
生じる。

〔目　的〕

本発明は以上のような従来の欠点を除去するために成さ
れたもので、装置全体の小型化を実現するとともにフレ
キシブルチューブおよびモータの耐久性を向上させ、安
定した液体噴射が可能な液体供給装置を提供することを
目的としている。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第３図は本発明の一実施例を説明するもので、同図にお
いて第１図および第２図と同一部分または相当する部分
には同一符号を付し、その説明は省略する。

本発明にあってはフレキシブルチューブ９の屈曲部９ｂ
に螺旋構造を採用している。

そして、本実施例では螺旋構造を有する複数本のフレキ
シブルチューブ９は平坦な帯状になるよう一体化され、
キャリッジ１の往復駆動方向の一方の側に、かつ平坦面
が垂直方向に位置するよう配置されているが、螺旋構造
を有する本発明になるフレキシブルチューブ９はストレ
ートチューブと比してフレキシビリティに豊んでいるた
め、同ｒ　Ｑ　） 心円状あるいは管状に配置するなど、最小限のスペース
で済むように任意の配置が可能である。

なお、符号１２で示すものはフレキシブルチューブ９に
液体を供給するメインタンクである。

本発明になる螺旋構造を有するフレキシブルチューブ９
は屈曲や曲率変化に対する運動の自由度がストレート状
チューブよりも極めて大きく、かつキャリッジ１の移動
に伴う曲率変化、移動の際にフレキシブルチューブ９自
身に加わる負荷は螺旋構造部分においてコイルばねの運
動に変換されて小さくなるため、耐久性の向上を図るこ
とができる。

また、柔軟性に乏しいため従来は使用できなかった多層
チューブや管壁の厚いチューブについても、螺旋構造を
採用することにより柔軟性を得ることができるため、さ
らに耐久性に富んだフレキシブルチューブを得ることが
できる。

さらに、螺旋構造をフレキシブルチューブ９に採用した
ことにより、チューブに加わる圧力変動をある程度吸収
することができ、同時にその圧力（１０） 波の伝搬速度を減少させることができる。

マタ、フレキシブルチューブの内径をある程度まで大き
くしても、螺旋構造の採用によりチューブの長さを十分
に取ることができるため、液体流量をある程度少なく維
持することができる。

さうＶＣまた、フレキシブルチューブ９に螺旋構造を採
用してチューブにゆるやかな曲率を与えることにより、
チューブ内の液体に対してチューブ内壁面からの流線の
剥離、壁面における摩擦、および２次流の発生が促進さ
れ、流体中を伝搬する圧力波のエネルギーが吸収されて
弾波の効果も得ることができる。

以上のようにして外部からの衝撃やキャリッジ１の往復
駆動による圧力波の発生および伝搬を抑制できるため、
サブタンク乙の容量を増大させることなく安定した液体
噴射を得ることができる。

従ってキャリッジ１に搭載するサブタンク３は極めて小
型化、あるいは除去することも可能となり、キャリッジ
駆動用モータ８への負荷の低減、装置の小型化を実現で
きる。

〔効　果〕

以上の説明から明らか々ように本発明によれば液体噴射
−＼ラドに液体を供給するフレキシブルチューブの屈曲
部に螺旋構造を採用しているため、キャリッジの駆動等
による圧力波の発生、伝搬を防止して液体噴射に与える
悪影響を軽減することができ、狭い空間を有効に利用し
た小型で、しかも耐久性にも優れた液体供給装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来構造を説明するもので第１図
は斜視図、第２図はサブタンクおよび液体噴射ヘッドの
縦断側面図、第３図は本発明の一実施例を説明する斜視
図である。 １・・・キャリッジ　３・・・サブタンク５・・−従動
プーリ　６・・・駆動プーリ、７・・・ベルト　８・・
・モータ ９・・・フレキシブルチューブ ９ａ、９ｂ・・・屈曲部 ２９３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 往復駆動するキャリッジ上に液体噴射ヘッドを搭載した
   液体噴射記録装置に採用される液体供給装置において、
   前記液体噴射ヘッドとメインタンクとの間を液体供給用
   の１本あるいは複数本のフレキシブルチューブ′で連絡
   し、フレキシブルチューブの前記キャリッジの往復駆動
   時に屈曲する部分に螺旋構造を採用したことを特徴とす
   る液体供給装置。