WO2005080794A1 - 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

Description

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 技術分野

[0001] 本発明は、チューブの変形を利用して圧力を発生させるチューブポンプ、およびこ のチューブポンプより発生する負圧を利用してインクを供給し、吐出して記録を行う 記録ヘッドのインク吐出性能を維持回復するための回復手段を備えるインクジェット 式記録装置に関する。

背景技術

[0002] オンデマンド方式のインクジェット記録においては、インク噴射ヘッド内への気泡の 混入やノズルの目詰まりが原因となって印字品質が劣化し、或いは、印字不能となる ことがあり、この解消が大きな課題の一つである。

[0003] 上記の課題を解決するための手段の 1つとして、従来、インクジェットヘッドにインク を供給するインク供給系内にポンプを設け、インクジェットヘッドにインクを充填するに 際し、該ポンプによりインクを加圧供給してインクジェットヘッド内に充填するようにし ていた (例えば、特許文献 1一 3参照。 ) ₀

[0004] 図 7は、インクジェットヘッドにインクを充填する際の従来技術の例を説明するため の図で、図中、 9はインクタンク、 10はインク供給チューブ、 11はポンプユニット、 12 はインクジェットヘッド、 13はキャップ、 14は廃インクタンクである。図 7の例は、ポンプ ユニット 11をキャップ 13側に設け、該ポンプユニット 11にてインクタンク 9よりインクを 吸弓 Iしてインクジェットヘッド 12に負圧供給し、該インクジェットヘッド 12にインクを充 填する。

[0005] 加えて該インクジェットヘッド 12内の気泡を排出し、更には、該インクジェットヘッド 1 2のノズルの目詰まりを取り除くものである。この時、インクジェットヘッド 12には、キヤ ップ 13を被せておき、インクジェットヘッド 12から流出するインクは該キャップ 13を通 して廃インクタンク 14に排出するようにし、よって、インクの流出による汚れを防止して いる。この場合、当然のことながら、印字中、キャップ 13はインクジェットヘッド 12から 乖離しており、インクジェットヘッド 12へのインクの供給にポンプユニット 11は作用し ない。

[0006] 図 8は、更にサブタンク 15を供給系に配した説明図である。インクジェットヘッド 12 にインクを供給するインク供給系路中にポンプユニット 11aを設け、インクジェットへッ ド 12とポンプユニット 1 laの間にサブタンク 15を配し、該ポンプユニット 1 laにてイン クタンク 9よりサブタンク 15へインクを吸 Iする。更にポンプュ-ット 1 lbをキャップ 13 側に設け、サブタンク 15に一端供給されたインクをインクジェットヘッド 12に負圧供給 し、該インクジェットヘッド 12にインクを充填する。加えて該インクジェットヘッド 12内 の気泡を排出し、更には、該インクジェットヘッド 12のノズルの目詰まりを取り除くもの である。

[0007] この時、インクジェットヘッド 12には、キャップ 13を被せておき、インクジェットヘッド 12から流出するインクは該キャップ 13を通して廃インクタンク 14に排出するようにし、 もって、インクの流出による汚れを防止している。この場合、当然のことながら、印字 中、キャップ 13はインクジェットヘッド 12から乖離しており、インクジェットヘッド 12へ のインクの供給にポンプユニット 1 lbは作用しない。

本例のように供給系の間にサブタンクユニット 15を配する構成をとることにより、インク ジェットヘッド 12にかかる水頭値が安定し、安定した印字結果を得るこが出来る利点 がある。本構成の場合ポンプユニット 1 laを逆転稼動させてサブタンク 15内のインク を抜き取りもしくは洗浄することが可能となる。

[0008] 図 9は、前記ポンプユニット 11、 l la、 l ibとして、従来のチューブポンプの例を説 明するための図である。チューブポンプは、ポンプケース 1の内周面に接するように 収容された弾性チューブ 5と、加圧ローラ 2a, 2bと該加圧ローラの外周面と共同して 前記弾性チューブ 5を加圧変形させるポンプケース 1と、外部駆動力を受けて回転す る歯車が切られているポンプ駆動軸 16により構成されている。このチューブポンプの ポンプ動作時は、ポンプ駆動軸 16を A方向に回転すると、ポンプ駆動軸 16に一体 成型された保持板にガイドされて、加圧ローラ 2a, 2bはその側面とポンプケース 1の 内周面とによって、弾性チューブ 5を加圧変形させ、押しつぶしながら回転移動する 。このとき、弾性チューブの B側は圧力が低下して負圧となり、 C側は圧力が上昇して 正圧状態となる。 [0009] 図 7に示したように、ポンプ動作によってインクジェットヘッド 12にインクを負圧吸引 供給する場合は、インクジェットヘッド、キャップ側を B、廃インクタンク側を Cとしてイン ク供給系を接続する。図 8に示したサブタンク 15を配したインク供給系においても、ポ ンプユニット 11aはインクタンク 9側を Bに、サブタンク 15側を Cに接続し、ポンプュ- ット l ibは、図 7の例と同様に接続する。

[0010] また図 10及び図 11は、ポンプ駆動軸 16に加圧ローラ 2を装着する従来の実施例 を示す図である。図 10では図 7で説明した通り、加圧ローラ 2a、 2bはポンプ駆動軸 1 6に一体成型された保持板にガイドされている。また図 11は、正転と逆転時に加圧口 ーラ 2の位置を移動し、正転時は加圧ローラ 2が弾性チューブ 5を押圧し、逆転時は 加圧ローラ 2が逃げて弾性チューブ 5を押圧しな 、構造となって 、る。

特許文献 1 :特開 2001— 355580号公報 （第 2頁一第 6頁）

特許文献 2 :特開 2002— 349452号公報 （第 2頁一第 10頁）

特許文献 3 :特開 2002— 36602号公報 （第 2頁一第 9頁） 上述のように、チューブ ポンプはインクジェット記禄装置に最適なインク供給系を提供するが、構造上、次の ような欠点を有する。図 9中、チューブポンプ内の弾性チューブ 5は、加圧ローラ 2の 外周とポンプケース 1の内壁との間で常に押圧され、押しつぶされている。この状態 で特に高温環境下で長期間放置されると、弾性チューブ 3は弾性復元力が弱まり、 ポンプ駆動時に十分な性能を発揮しないばかりか、全く復元しなくなったり、亀裂を 生じたり、著しい場合は、チューブが固着してしまうことがある。インクジェット記録装 置の夏期期間の自動車による輸送中は特に高温状態に放置されることが多ぐまた 溶剤をインクの主溶媒とするインクジェット記録装置では、ある期間使用しないと、ィ ンクの揮発が激しいために、チューブ内が乾燥し顔料ゃ榭脂が残留しチューブが固 着したり、前述の弾性変形によりクリープ劣化が発生し、ポンプが機能しなくなる等の 不具合が発生する。また特開 2001— 355580号公報に記載の方式ではポンプュ- ットが正転、逆転時に使用できないので、先に述べたサブタンクを配置したインク供 給系の場合、制限事項が発生するという欠点があった。

[0011] 本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、 輸送中の高温環境下や長期休止状態でもポンプチューブがクリープ劣化することな く安定して動作するインクジェット記録装置のチューブポンプを提供することである。 発明の開示

[0012] すなわち、上記課題を解決するために本発明にお ヽては、弾性チューブと、ポンプ 駆動軸と、加圧ローラと、該加圧ローラの回転軸をガイドし前記ポンプ軸と同時に移 動するローラ保持部材と、前記ローラ保持部材を可動させ選択して位置を固定させる ローラ可動部材と、前記加圧ローラの外周面と共同して前記弾性チューブを加圧変 形させるポンプケースとにより構成され、前記ローラ可動部材を前記加圧ローラが前 記弾性チューブを押圧する位置に選択するとポンプ動作を行わせ、前記ローラ可動 部材を前記加圧ローラが前記弾性チューブ力 解除する位置に選択するとポンプ動 作を解除または緩和させる構成とした。

図面の簡単な説明

[0013] 図 1は本発明によるチューブポンプの押圧状態を示す図であり、図 2は本発明によ るチューブポンプの押圧解除途中状態を示す図であり、図 3は本発明によるチュー ブポンプの押圧解除状態を示す図であり、図 4は本発明によるチューブポンプの押 圧状態でポンプが回転している状態を示す図であり、図 5は図 1に示す本発明による チューブポンプのうち、ポンプチューブとフレーム、ポンプケースを省いた図であり、 図 6は本発明によるチューブポンプの分解斜視図であり、図 7はインクジェット式記録 装置のインク供給系を説明する説明図であり、図 8はインクジェット式記録装置のイン ク供給系を説明する説明図であり、図 9は従来のチューブポンプの例を説明するため の図であり、図 10と図 11は従来のチューブポンプの構成を説明する説明図である。 発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明の実施の形態を添付の図面を参照して以下に述べる。図 6は本発明のイン クジェット式記録装置のチューブポンプの構成の一例を示す分解斜視図である。 OLE丄 INK2また、図 1は、弾性チューブの押圧状態を示す図、図 2は弾性チューブ押 圧解除途中、図 3は、弾性チューブの押圧解除状態 OLE丄 INK2を示している。 1は ポンプフレーム、 2a、 2bは加圧ローラ、 3a、 3bはローラ保持部材、 4はローラ可動部 材、 5は弾性チューブ、 6はポンプ駆動軸、 7は押さえ板、 8はフレームである。

[0015] 加圧ローラ 2a、 2bは、略コの字型に構成されたローラ保持部材 3a、 3bで回転軸を 挟持するように保持されている。加圧ローラ 2a、 2bが装着されたローラ保持部材 3a、 3bは、外部駆動力を受けて回転する歯車が設けられているポンプ駆動軸 6に、押さ え板 7を介して装着される。この時、ローラ保持部材 3a、 3bはポンプ駆動軸中心とは 異なる回転中心を持っており、自らの軸を中心に回転可能な構成となっている。図 1 に示すごとぐそれぞれの加圧ローラ 2a、 2bがポンプ駆動軸 6と直線状に並ぶときは 、加圧ローラ 2a、 2bがポンプケース 1の壁と協働して弾性チューブ 5を加圧変形し、 該弹性チューブ 5を押しつぶして内径部を閉塞状態にし、ポンプとして動作可能にな る。この時、ポンプ駆動軸 6が回転しポンプが動作した状態を図 4に示す。また図 3に 示すごとぐローラ保持部材 3a、 3bがポンプ駆動軸 6とは異なる自らの中心軸を支点 として回転すると、加圧ローラ 2a、 2bとポンプケース 1内壁の距離が大きくなり、加圧 ローラ 2a、 2bとポンプケース 1内壁で該ポンプチューブ 5をつぶすことが不可能となり 、ポンプとして動作不可能になる。

次にローラ保持部材 3a、 3bの稼動手段を説明する。図 5は、弾性チューブの押圧 状態を示す図 1のうち、説明の為に、ポンプチューブ 5とフレーム 8、ポンプケース 1を 省いた図である。加圧ローラ 2a、 2bがポンプ駆動可能位置にある時、ローラ保持部 材 3a、 3bは、ポンプ駆動軸 6に一体成型された爪 6a、 6bとローラ可動部材 4上に一 体成型されたリブ 4e、 4fに挟持される。ローラ可動部材 4は、該ローラ可動部材 4に 一体成型された凸部 4cがポンプ駆動軸 6に成型された溝部 6cと勘合し保持される。 ローラ可動部材 4を矢印の方向に回動させると、 OLE丄 INK1該ローラ可動部材 4に一 体成型された凸部 4cは弾性によって後部方向へ後退しながらポンプ駆動軸 6に成型 された溝部 6cから乖離し、ローラ可動部材 4は回転を始める。 OLE丄 INK1ローラ保持 部材 2a、 2bはローラ可動部材 4上に一体成型されたリブ 4d、 4eから離れ、ポンプ駆 動軸 6の回転中心とは異なる自らの軸中心を支点に回転可能となる。図 2に示した如 ぐローラ保持部材 3aはローラ可動部材 4上に一体成型されたリブ 4aに、またローラ 保持部材 3bはローラ可動部材 4上に一体成型されたリブ 4bに押されて、強制的に回 転を始める。そして最終的には、図 3に示す如く該ローラ可動部材 4は、一体成型さ れた凸部 4cとポンプ駆動軸 6に成型された溝部 6dとが勘合し保持される。この状態 で外部駆動手段によりポンプ駆動軸が回転を始めても加圧ローラ 2a、 2bとポンプフ レーム 1の内壁は距離があり、ポンプチューブ 5を適正に潰すことが不可能となってい る。

[0017] なお当然ながら、以上のように構成した本発明によるチューブポンプを図 7及び図 8 に示すインク供給系に採用し、文字または画像データに基づいて、用紙の搬送方向 とほぼ直交する方向にインクジェットヘッドを移動させながら、該インクジェットヘッドか らインクを吐出させて前記用紙上に文字または画像を印字するインクジェット式記録 装置を構成することは容易に可能である。

産業上の利用可能性

[0018] 本構成によりインクジェット記録装置の輸送前もしくはある期間使用しない場合に、 ローラ可動部材を加圧ローラが弾性チューブ力 解除する位置に選択するとポンプ 動作が解除となり、弾性チューブに常時負荷力 Sかからなくなる。ゆえにクリープ劣化 が発生しない。そして再度設置時や使用時にローラ可動部材を加圧ローラが弾性チ ユーブを押圧する位置に選択するとポンプ動作を行わせ、使用可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 弾性チューブと、ポンプ駆動軸と、加圧ローラと、該加圧ローラの回転軸をガイドし 前記ポンプ軸と同時に移動するローラ保持部材と、前記ローラ保持部材を可動させ 選択して位置を固定させるローラ可動部材と、前記加圧ローラの外周面と共同して前 記弾性チューブを加圧変形させるポンプケースとにより構成され、前記ローラ可動部 材を前記加圧ローラが前記弾性チューブを押圧する位置に選択するとポンプ動作を 行わせ、前記ローラ可動部材を前記加圧ローラが前記弾性チューブ力 解除する位 置に選択するとポンプ動作を解除または緩和させることを特徴とするチューブポンプ

[2] 請求項 1に記載のチューブポンプを具備し、文字または画像データに基づ!、て、用 紙の搬送方向とほぼ直交する方向にインクジェットヘッドを移動させながら、該インク ジェットヘッドからインクを吐出させて前記用紙上に文字または画像を印字することを 特徴とするインクジェット式記録装置。