JP2001304138A - チューブポンプおよびこれを用いたインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潰し難いチューブの両端部を完全に押し潰す
ことができ、しかも安価で、チューブの破損を防止した
チューブポンプを提供しようとするものであり、またこ
れを用いたインクジェット式記録装置を提供する。 【解決手段】 可撓性チューブと、前記可撓性チューブ
の外形を規制するチューブ支持面を有するポンプフレー
ムと、可撓性チューブを加圧変形させる回転可能に取り
付けられたローラ６０ａとを備え、前記ローラ６０ａに
よって可撓性チューブを加圧変形させて圧力を発生する
チューブポンプにおいて、前記ローラ両端部６１ａの直
径がその中央部６２ａの直径より大きく、かつ前記ロー
ラの周面６３ａが鼓形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可撓性チューブを
ローラによって加圧し、チューブの変形を利用して圧力
を発生するチューブポンプ、およびこのチューブポンプ
を搭載し、チューブポンプにより発生する負圧を利用し
て記録ヘッドよりインクを排出するインク吐出能力の回
復手段を備えたインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、インクカ
ートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット
式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的
に移動させる紙送り手段を備え、印字信号に応じて記録
ヘッドを移動させながら記録用紙にインク滴を吐出させ
てドットを形成することで記録が行われる。そのため、
この種のインクジェット式記録装置にあっては、インク
という液体を扱う関係上、記録ヘッドへのインクの充填
や、インク溶媒の揮散によるノズル開口の目詰まりを防
止するために、記録ヘッドからインクを強制的に吸引排
出させるインク吐出能力の回復処理が実行される。

【０００３】前記記録ヘッドの目詰まり解消のため、ま
たは記録ヘッド内に気泡が残留している場合になされる
インクの強制的な排出処理は、クリーニング操作と呼ば
れ、記録装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合
や、ユーザが印字かすれ等の印字品質不良を認識し、ク
リーニングスイッチを操作した場合に実行される。この
クリーニング操作では、記録ヘッドをキャッピング手段
により封止して負圧を作用させることで、記録ヘッドの
ノズル開口よりインクを排出させると共に、キャッピン
グ手段内に排出されたインクを負圧により吸引して廃イ
ンクタンクに送り出し、その後にゴムなどの弾性板から
なるクリーニング部材により、記録ヘッドのノズルプレ
ートをワイピングするシーケンスが実行される。

【０００４】前記したキャッピング手段内に負圧を与え
る手段としては、比較的構造が簡単で小形化が図りやす
い、いわゆるチューブポンプが用いられている。このチ
ューブポンプは例えば図８に示すような構成とされてい
る。なお、図８はその概略断面図である。即ち、このチ
ューブポンプ１００では、ポンプホイール１０１に軸支
された金属製のローラ１０２によって、可撓性チューブ
１０３（以下、チューブと称する）は、ポンプフレーム
１０４に押し付けられる。前記ローラ１０２は、前記チ
ューブ１０３を押し潰しながら回転し、これによりチュ
ーブ１０３内に圧力を発生させてキャッピング手段（図
示せず）に負圧を与える。そして、記録ヘッドから前記
負圧により強制的にインクを排出させると共に、さらに
キャッピング手段内に排出されたインクを吸引して、廃
インクタンクに送り出すように作用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のチュ
ーブポンプに用いられているローラ１０２は円筒形状に
形成され、その周面によってチューブを押し潰すように
構成されている。したがって、図９（ａ）に示すよう
に、まずローラ１０２の周面と接しているチューブ１０
３の中央部が押し潰され、次第にチューブ１０３の両端
部分が押し潰される。また、初期状態への回復は、チュ
ーブ１０３の両端部分から回復（復元）が始まり、最終
的にチューブ１０３の中央部が回復する。しかしなが
ら、前記ローラとチューブの接触部が直線状であるた
め、チューブの両端部分まで完全に押し潰すのは困難で
あった。また、チューブの回復（復元）はチューブの両
端部分から始まるため、チューブ内の通路の回復に時間
がかかるものであった。その結果、従来のチューブポン
プにあっては、効率の向上が望めないという技術的課題
を有していた。

【０００６】また、ローラと接しているチューブが弛み
等により、図８の上下方向に（ローラの軸線方向に）位
置ずれを起こすことがあり、図９（ｂ）に示すように、
ローラ１０２の周面と端面が結合した角部（エッジ部）
１０２ａがチューブ１０３を押し潰すとチューブ１０３
に損傷を与えるという技術的課題があった。更に、ロー
ラは金属製であるため、高価であるという技術的課題が
あった。

【０００７】本発明は、前記したような技術的課題を解
決するためになされたものであり、潰し難いチューブの
両端部を完全に押し潰すことができ、しかも安価で、チ
ューブの破損を防止したチューブポンプを提供しようと
するものであり、またこれを用いたインクジェット式記
録装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ためになされた本発明にかかるチューブポンプは、可撓
性チューブと、前記可撓性チューブの外形を規制するチ
ューブ支持面を有するポンプフレームと、可撓性チュー
ブを加圧変形させる回転可能に取り付けられたローラと
を備え、前記ローラによって可撓性チューブを加圧変形
させて圧力を発生するチューブポンプにおいて、前記ロ
ーラ両端部の直径がその中央部の直径より大きく、かつ
前記ローラの周面が鼓形状で形成されていることを特徴
としている。

【０００９】このように、本発明にかかるチューブポン
プに用いられるローラは、前記ローラ両端部の直径がそ
の中央部の直径より大きく、かつ前記ローラの周面が鼓
形状に形成されている。即ち、可撓性チューブはローラ
の周面に対して、曲線状に接している。したがって、こ
のローラによってチューブを押し潰すと、まず、ローラ
の周面と接しているチューブの中央部が押し潰される
が、このチューブの中央部が完全に押し潰される前に、
チューブの両端部分の押し潰しが始まる。そして、前記
ローラの周面によって、前記チューブはほぼ完全に、し
かもほぼ同時に押し潰される。また、初期状態への回復
は、まずチューブの中央部分から回復（復元）が始ま
り、最終的にチューブ１０３の両端部が回復する。した
がって、早い時期にチューブ内の通路の大部分が回復す
る。このように、本発明にかかるチューブポンプにあっ
ては、ほぼ完全にチューブを押し潰すことができ、しか
も早期にチューブ内の通路が回復されるため、従来のポ
ンプに比べて、効率を向上させることができる。

【００１０】ここで、前記ローラの端面と周面とがなめ
らかな曲面で結合されていることが望ましい。このよう
に、前記ローラの端面と周面とがなめらかな曲面で結合
されている場合には（角部がいわゆる曲面である場合に
は）、角部（エッジ部）によるチューブの押潰しに起因
するチューブの破損を防止することができる。

【００１１】また、前記ローラの端面に結合されたなめ
らかな曲面と周面との間に段差部が形成されていること
が望ましい。この段差部は、金型のパーティライン上に
生ずるものであり、この部分において、金型は分割され
る。したがって、成型時に発生するバリは、いわゆる前
記段差部に生ずるが、通常この段差部は、チューブの押
し潰しに用いられない。そのため、チューブは前記成型
時に発生するバリによって損傷されることなく、長期間
の使用することができる。したがって、前記ローラはプ
ラスチックによって形成することができ、射出成型など
で容易に、しかも安価に製作することができる。

【００１２】また、前記した目的を達成するためになさ
れた本発明にかかるチューブポンプを用いたインクジェ
ット式記録装置は、印刷データに対応してインク滴を吐
出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッド
のノズル形成面を封止すると共に、ポンプユニットから
の負圧を受けて記録ヘッドよりインクを吸引するキャッ
ピング手段とを備えたインクジェット式記録装置であっ
て、前記ポンプユニットとして、前記したチューブポン
プを具備したことを特徴としている。このようなインク
ジェット式記録装置にあっては、可撓性チューブの破損
に起因するチューブポンプの故障を極力防止することが
できる。また、吸引効率が良いインクジェット式記録装
置を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるチューブポ
ンプを用いたインクジェット式記録装置について、図に
示す実施の形態に基づいて説明する。図１は本発明が適
用されたインクジェット式記録装置の全体構成を示すも
のである。図１において符号１はキャリッジであり、こ
のキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動される
タイミングベルト３を介し、ガイド部材４に案内されて
プラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されて
いる。キャリッジ１の記録用紙６に対向する側には、図
には現れていないがインクジェット式記録ヘッドが搭載
され、またその上部には前記記録ヘッドにインクを供給
するブラックインクカートリッジ７、およびカラーイン
クカートリッジ８が着脱可能に装填されている。

【００１４】図中符号９は、非印字領域（ホームポジシ
ョン）に配置されたキャッピング手段であって、キャリ
ッジ１に搭載された記録ヘッドが直上に移動した時に上
昇し、記録ヘッドのノズル形成面を封止できるように構
成されている。そしてキャッピング手段９の下方には、
キャッピング手段９の内部空間に負圧を与えるためのポ
ンプユニットとしての後述するチューブポンプ１０が配
置されている。前記キャッピング手段９は記録装置の休
止期間中における記録ヘッドのノズル開口の乾燥を防止
する蓋体として機能する他、記録ヘッドに印刷とは関係
のない駆動信号を印加してインク滴を空吐出させるフラ
ッシング動作時のインク受けとして機能し、さらに前記
チューブポンプ１０からの負圧を記録ヘッドに作用させ
て、インクを吸引するクリーニング手段としての機能も
兼ね備えている。

【００１５】そして、キャッピング手段９における印字
領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピン
グ手段１１が、水平方向に進退可能となるように配置さ
れていて、キャリッジ１がキャッピング手段９側に往復
移動する際に、記録ヘッドの移動経路上にワイピング部
材が進出できるように構成されている。

【００１６】図２は前記した記録装置に装備された記録
用紙の給排紙機構およびチューブポンプに対する駆動力
伝達機構の一例を示したものである。符号２１は紙送り
ローラを示しており、この紙送りローラ２１の一端には
歯車２２が配置され、紙送りモータ２３の軸上に配置さ
れたピニオン２４からアイドラ２５を介して駆動される
ように構成されている。また給紙ローラ駆動軸２６の一
端には歯車２７が配置され、クラッチ機構を構成する移
動歯車２８を介して前記歯車２２と係合して図示せぬカ
ットシートフィーダに動力を伝達し、記録用紙の給紙
（ローディング）が行われるように構成されている。ク
ラッチ機構を構成する前記移動歯車２８は、常時は図示
しないバネにより図２に示すように両歯車２２，２７か
ら離れた位置を保持し、またホームポジションと対向す
る端部に移動するキャリッジ１に押圧されて軸方向に移
動し、前記歯車２２，２７に介在して両者の噛み合いが
接続されるように構成されている。

【００１７】一方、チューブポンプ１０は、紙送りモー
タ２３に配置された前記ピニオン２４からアイドラ２
９、および排紙ローラ歯車３０を介して、排紙ローラ３
１の他端に装着された歯車３２によって駆動される。チ
ューブポンプ１０の駆動軸３３には、排紙ローラ３１の
他端に装着された歯車３２からアイドラ３４を介して噛
み合う歯車３５が装着されている。この歯車３５が装着
された軸３３には、その背面に配置されたバネ３６に押
されて摩擦回転するアーム３７を備えたクリーナカム３
８が遊転自在に取り付けられていて、アーム３７の回転
によりゴム等の弾性部材により形成されたワイピング部
材３９が水平方向に移動できるように構成されている。
これにより、モータ２３の一方向への回転により、ワイ
ピング部材３９は記録ヘッドの移動軌跡に進出して、そ
のノズル形成面が払拭できるようになされ、またモータ
２３の他方向への回転により、ワイピング部材３９は記
録ヘッドの移動軌跡から退避されるように作用する。

【００１８】また、チューブポンプ１０の駆動軸３３に
は、ラチェットホイール４０、中間伝達ホイール４１、
およびポンプホイール４２が積層して装着されている。
ラチェットホイール４０の中間伝達ホイール４１と対向
する面には突起４０ａが形成されており、また中間伝達
ホイール４１には、両面にそれぞれ突起４１ａ，４１ｂ
が形成され、さらにポンプホイール４２には、中間伝達
ホイール４１と対向する面に突起４２ａが形成されてい
る。これにより、ラチェットホイール４０が回転して、
その突起４０ａが中間伝達ホイール４１の突起４１ａに
当接することで、中間伝達ホイール４１に回転力が伝達
され、さらに中間伝達ホイール４１の突起４１ｂが、ポ
ンプホイール４２の突起４２ａに当接することで、ポン
プホイール４２に回転力が伝達されるように構成されて
いる。したがって、紙送りモータ２３の回転方向が切り
替わると、ラチェットホイール４１とポンプホイール４
２との間には、最大で２回転近くの回転伝達に遅れを発
生させる回転遅延機構が構成されている。

【００１９】ポンプホイール４２には、ポンプホイール
の軸芯方向と外周方向との間に径方向に勾配を持って形
成された一対のローラ支持溝が設けられていて、ポンプ
ホイール４２の一方向への回転によって、これらの軸孔
に軸支したローラ６０ａ，６０ｂが外周方向に偏って可
撓性チューブ５１をポンプフレーム４４に形成されたチ
ューブ支持面５２との間で加圧して吸引作用を生じさせ
るポンプ作用と、ポンプホイール４２の他方向への回転
によって、ローラ６０ａ，６０ｂがホイール４２の軸芯
方向に偏って可撓性チューブ５１を加圧しないレリース
作用とが切り換えられるように構成されている。なお、
前記したラチェットホイール４０、中間伝達ホイール４
１、およびポンプホイール４２との間で形成された回転
遅延機構は、記録用紙を前記カットシートフィーダから
ローディングするに際して、用紙先端の位置決めとバッ
クラッシュ取りを実行するために、紙送りモータ２３を
多少正転および逆転駆動させる必要があり、この場合に
おいて前記吸引ポンプ１０には動力を伝達させないよう
に作用する。

【００２０】更に、図３乃至図７に基づいてチューブポ
ンプについて詳述すると、このチューブポンプには、可
撓性チューブ５１の外形を円弧状に規制するチューブ支
持面５２を有するポンプフレーム４４と、駆動手段とし
ての例えば紙送りモータからの動力により回動するポン
プホイール４２と、このポンプホイール４２の軸芯方向
と外周方向との間に径方向に勾配を持って形成された一
対のローラ支持溝４２ａ，４２ｂに、当該支持溝４２
ａ，４２ｂの長手方向に移動可能に、かつ回転可能にそ
れぞれ取り付けられたローラ６０ａ，６０ｂとが具備さ
れている。

【００２１】当該支持溝４２ａ，４２ｂに取り付けられ
たローラ６０ａ，６０ｂは同一形状寸法のものが用いら
れるため、一つのローラ６０ａの構成について詳述す
る。図５に示すように、前記ローラの両端部６１ａの直
径は、その中央部６２ａの直径より大きく、かつ前記ロ
ーラ６０ａの周面６３ａが鼓形状で形成されている。ま
た、前記ローラ６０ａの端面６１ａと周面６３ａとがな
めらかな曲面６４ａで結合されている。このように、前
記ローラ６０ａの端面６１ａと周面６３ａとが曲面６４
ａで結合されている場合には（角部がいわゆる曲面であ
る場合には）、角部（エッジ部）によるチューブ５１の
押潰しに起因するチューブの破損を防止することができ
る。

【００２２】図７に示すように、前記可撓性チューブ５
１はローラ６０ａの周面６３ａの鼓形状と接し、前記鼓
形状によって、押し潰される。このように、可撓性チュ
ーブ５１はローラ６０ａの周面６３ａの鼓形状と接する
ように構成されているため、可撓性チューブ５１に弛み
が生じた場合にも、ローラ６０ａの周面によって可撓性
チューブ５１の位置ずれが防止される。

【００２３】また、前記ローラ６０ａは、前記ローラ両
端部６１ａの直径がその中央部６２ａの直径より大き
く、かつ前記ローラ６０ａの周面６３ａが鼓形状で形成
されているため、ローラ６０ａによって可撓性チューブ
５１を押し潰すと、まず、ローラ６０ａの周面６３ａと
接している可撓性チューブ５１の中央部が押し潰され
る。そして、この可撓性チューブ５１の中央部が完全に
押し潰される前に、可撓性チューブ５１の両端部分の押
し潰しが始まる。即ち、押し潰された可撓性チューブ５
１の中央部からの大きな反力を受ける前に、可撓性チュ
ーブ５１の両端部分の押潰しが始まる。そして、前記ロ
ーラ６０ａの周面６３ａによって、最終的に可撓性チュ
ーブ５１の中央部及び両端部は、ほぼ同時に、しかもほ
ぼ完全に押し潰される。また前記ローラ６０ａが通過す
ると、まず押し潰された可撓性チューブ５１の中央部が
回復し始め（初期状態に復帰し始める）、続いて可撓性
チューブ５１の両端部が回復し始める。このように、初
期状態への回復は、まずチューブの中央部分から回復
（復元）が始まり、最終的にチューブ１０３の中央部及
び両端部がほぼ同時に回復する。したがって、早い時期
にチューブ内の通路の大部分が回復する。

【００２４】本発明にかかるチューブポンプにあっては
前記したローラ６０ａによって、ほぼ完全にチューブを
押し潰すことができ、しかも早期にチューブ内の通路が
回復されるため、従来のポンプに比べて、効率を向上さ
せることができる。

【００２５】このように構成されたローラ６０ａ、６０
ｂは、図３に示すようにポンプホイール４２を正方向
（矢印Ａ方向）に回転させることにより、ローラ支持溝
４２ａ，４２ｂの外周方向に移動して、可撓性チューブ
５１を順次押し潰しながら回転し、これにより可撓性チ
ューブ内に圧力を発生させてキャッピング手段に負圧を
与えるようになされる。このようにして、記録ヘッドか
ら負圧により強制的にインクを排出させると共に、さら
にキャッピング手段内に排出されたインクを吸引して、
廃インクタンクに送り出すように作用する。

【００２６】また、この種のチューブポンプにあって
は、ポンプフレーム４４に形成されたチューブ支持面５
２と対向する位置に、ポンプホイール４２の軸芯方向に
突出させた弾性素材による一対のガイド部材５３ａ，５
３ｂを配置している。即ち、ポンプフレーム４４にＬ字
状の係止溝４４ａ，４４ｂが形成され、この各係止溝４
４ａ，４４ｂにそれぞれガイド部材５３ａ，５３ｂを植
設させた構成とされている。この構成によると、前記一
対のガイド部材５３ａ，５３ｂは、ポンプホイールの回
動に伴い前記各ローラを支持溝の回転後退方向へ案内す
るように作用する。図３に示すようにホイール４２が正
転駆動されると、ローラ６０ａ、６０ｂは可撓性素材に
よるガイド部材５３ａ，５３ｂによって押し戻される作
用を受け、これによってローラ６０ａ、６０ｂはローラ
支持溝４２ａ，４２ｂの外周方向に移動して、可撓性チ
ューブ５１を順次押しつぶすようになされる。これによ
りポンプの駆動作用の信頼性を向上させることができ
る。

【００２７】また、図４に示すようにポンプホイール４
２を逆方向（矢印Ｂ方向）に回転させることにより、各
ローラ６０ａ、６０ｂはローラ支持溝４２ａ，４２ｂの
内周方向に移動し、これによりローラは可撓性チューブ
に少しだけ接するレリース状態を保ち、可撓性チューブ
の貼り付きなどの故障が発生するのが防止できるように
構成されている。

【００２８】次に、前記したローラの変形例を図６に示
す。この変形例にあっては、図６に示すように、前記ロ
ーラ６０ａの端面６１ａに結合された曲面６４ａと周面
６３ａとの間に段差部６５ａが形成されていることに特
徴がある。この段差部は、金型のパーティライン上に形
成されたものであり、この部分において、金型は分割さ
れる。したがって、成型時に発生するバリは、前記段差
部６５ａに生ずるが、通常この段差部６５ａは、可撓性
チューブ５１の押し潰しに用いられない。よって、可撓
性チューブ５１は前記成型時に発生するバリによって破
損することもない。このように、成型時に発生するバリ
によって破損することがないため、前記ローラはプラス
チックにより射出成型などで容易に、しかも安価に製作
することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
よれば、潰し難い可撓性チューブの両端部を完全に押し
潰すことができ、しかも安価で、可撓性チューブの破損
を防止したチューブポンプを得ることができる。また、
これを用いたインクジェット式記録装置は、可撓性チュ
ーブに起因するチューブポンプの故障を極力防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたインクジェット式記録装置
の構成を示した斜視図である。

【図２】図１に示す記録装置に具備された駆動力伝達機
構の例を示した平面図である。

【図３】本発明にかかる実施形態のチューブポンプを正
転駆動させてポンプ作用を実行させた状態を示す透視図
である。

【図４】図３に示すチューブポンプを反転駆動させてレ
リースを実行させた状態を示す透視図である。

【図５】図４に示すチューブポンプに用いられているロ
ーラの側面図である。

【図６】図５に示したローラの変形例を示す要部側面図
である。

【図７】図５に示したローラによる可撓性チューブの変
形例を示す側面図である。

【図８】従来のチューブポンプを示す概略図である。

【図９】図８に示したローラによる可撓性チューブの変
形例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ２ キャリッジモータ ６ 記録用紙 ７，８ インクカートリッジ ９ キャッピング手段 １０ ポンプユニット（チューブポンプ） １１ ワイピング手段 ２１ 紙送りローラ ２３ 紙送りモータ ２６ 給紙ローラ駆動軸 ３１ 排紙ローラ ４２ ポンプホイール ４２ａ，４２ｂ ローラ支持溝 ４４ ポンプフレーム ４４ａ，４４ｂ 係止溝 ５１ 可撓性チューブ ５２ チューブ支持面 ６０ａ，６０ｂ ローラ ６１ａ，６１ｂ ローラ端部 ６２ａ，６２ｂ ローラ中央部 ６３ａ，６３ｂ ローラ周面 ６４ａ，６４ｂ 曲面 ６５ａ，６５ｂ 段差部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 敦 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA17 EA24 EA27 JA13 JC08 JC20 JC23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性チューブと、前記可撓性チューブ
   の外形を規制するチューブ支持面を有するポンプフレー
   ムと、可撓性チューブを加圧変形させる回転可能に取り
   付けられたローラとを備え、前記ローラによって可撓性
   チューブを加圧変形させて圧力を発生するチューブポン
   プにおいて、 前記ローラ両端部の直径がその中央部の直径より大き
   く、かつ前記ローラの周面が鼓形状で形成されているこ
   とを特徴とするチューブポンプ。
2. 【請求項２】 前記ローラの端面と周面とがなめらかな
   曲面で結合されていることを特徴とする請求項１に記載
   されたチューブポンプ。
3. 【請求項３】 前記ローラの端面に結合されたなめらか
   な曲面と周面との間に段差部が形成されていることを特
   徴とする請求項２に記載されたチューブポンプ。
4. 【請求項４】 前記ローラがプラスチックからなること
   を特徴とする請求項１または請求項３のいずれかに記載
   されたチューブポンプ。
5. 【請求項５】 印刷データに対応してインク滴を吐出す
   るインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノ
   ズル形成面を封止すると共に、ポンプユニットからの負
   圧を受けて記録ヘッドよりインクを吸引するキャッピン
   グ手段とを備えたインクジェット式記録装置であって、 前記ポンプユニットとして、請求項１乃至請求項４のい
   ずれかに記載のチューブポンプを具備したことを特徴と
   するインクジェット式記録装置。