チュービングポンプ及び画像形成装置

【課題】作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることができるチュービングポンプ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】円筒内面を有しチューブ１００の出入口を有する基体と、円筒内面の中心に設けられた回転軸１０２を中心としてチューブを押し潰しながら周回移動することにより、チューブ内の流体を送出する圧接ローラ１０１とを有し、圧接ローラ１０１と回転軸１０２との間隔が可変である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブを押し潰しながらチューブ内の液体を送出するチュービングポンプ及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファックス、コピア又はこれらの機能を複合した画像形成装置の一種として、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを備え、被記録媒体（用紙）を搬送しながら記録液のインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う液体吐出方式の画像形成部を搭載したものが知られている。
【０００３】
このような液体吐出方式の画像形成装置において、記録ヘッドに対して記録液を供給する方式としては、記録ヘッドを搭載するキャリッジにインクを収容したインク収容手段であるインクカートリッジを着脱自在に装着し、このインクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給する方式と、キャリッジ上に記録ヘッドへインクを供給するインク収容手段である小容量のヘッドタンク（サブタンクとも言う）を搭載し、インク収容手段である大容量のインクカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に交換可能に装着し、ヘッドタンクに装置本体側のインクカートリッジからインクを補充供給する方式とがある。
【０００４】
このうち、後者の方式では、サブタンクにインクを補充供給する手段として「チュービングポンプ」を使うことが知られている。
【０００５】
サブタンクにインクを補充供給する手段としてのチュービングポンプには、チューブを潰しながらインクを送液する機能と、インクを送液しない場合（停止状態）においてインクの逆流防止のためのシールをする（チューブを隙間無く潰す）機能とが要求される。
【０００６】
部品の積み上げ精度（部品の寸法誤差の累積）やチューブ外径内径精度（特に、チューブは材質がゴム系に限られているため、公差が大きい）によってチューブの潰し量に誤差が生じた場合、送液量にも誤差が生じてサブタンクの充填に要する時間が本来想定した時間よりも長くかかってしまうという問題や、チューブが必要以上に押し潰されて寿命が短くなってしまうという問題があった。
【０００７】
チュービングポンプに関連する発明は、特許文献１〜４に開示されている。
特許文献１は、チュービングポンプを作動させていない時に、圧接ローラがチューブを傷つけないようにするために、圧接ローラがチューブを押し潰さない機構を開示している。
【０００８】
特許文献２は、ローラ式チュービングポンプの固定方法に関し、チューブの保持を容易にするために、可動式チューブ固定部材が機械的に接することによって弾力性のあるチューブの押し潰し寸法を一定に保つ構成を開示している。
【０００９】
特許文献３は、チュービングポンプガイド面とチューブ押圧部材との間にチューブの損傷の恐れなく容易に脱着できる目的で、弾性チューブの脱着を行う押圧部材が移動する機構を開示している。
【００１０】
特許文献４は、チューブの脱着を容易にすることを目的として、ステータから外れた位置にロータを停止させる駆動手段を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の発明は、チュービングポンプが作動しているか否かに応じて圧接ローラの位置を変化させることはできるが、チュービングポンプが作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることはできない。
【００１２】
特許文献２に記載の発明は、チューブの移動を防ぐためにチューブの押し潰し量を一定に保つものであり、チュービングポンプが作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることはできない。
【００１３】
特許文献３に記載の発明は、損傷させることなく弾性チューブを着脱できるようにするためにチューブ押圧部材を移動させるものであり、チュービングポンプが作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることはできない。
【００１４】
特許文献４に記載の発明は、チューブの脱着を容易にすることを目的として、ステータから外れた位置にロータを停止させるものであり、チュービングポンプが作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることはできない。
【００１５】
このように、作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることができるチュービングポンプは提供されていなかった。
【００１６】
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることができるチュービングポンプ及び画像形成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】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、円筒内面を有しチューブの出入口を有する基体と、円筒内面の中心に設けられた回転軸を中心としてチューブを押し潰しながら周回移動することにより、チューブ内の流体を送出する少なくとも一つの押し潰し部材とを有し、押し潰し部材と回転軸との間隔が可変であることを特徴とするチュービングポンプを提供するものである。
【００１８】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記第１の態様に係るチュービングポンプを用いた画像形成装置であって、インクを吐出する印字ヘッドに押し潰し部材によってチューブから送出されたインクを供給することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、作動している状態でのチューブの潰し量を変化させることができるチュービングポンプ及び画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を好適に実施した画像形成装置としてのインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置の機構部の側面図である。
【図３】インクジェット記録装置の機構部の平面図である。
【図４】一般的なチュービングポンプの構成を示す図である。
【図５】本発明の好適な実施の形態に係るチュービングポンプの構成を示す図である。
【図６】チュービングポンプの断面構成を示す図である。
【図７】圧接ローラを回転軸から遠ざけた状態を示す図である。
【図８】圧接ローラを回転軸に近づけた状態を示す図である。
【図９】指標部分でのチュービングポンプの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に、本発明を好適に実施した画像形成装置としてのインクジェット記録装置を装置前方から見た外観斜視図を示す。
このインクジェット記録装置は、装置本体１と、用紙を装填するために装置本体１に装着された給紙トレイ２と、画像が記録（形成）された用紙をストックするために装置本体１へ着脱自在に装着された排紙トレイ３とを備えている。
さらに、装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）の前面の上面よりも低い位置には、インクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４が、装置本体１の前方に突き出すように設けられている。カートリッジ装填部４の上面には操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５が設けられている。
【００２２】
カートリッジ装填部４は、色の異なる色材である記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の記録液カートリッジであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しない時は「インクカートリッジ１０」と表記する。）を、装置本体１の前面側から後方側に向かって挿入して装填可能となっている。カートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開くカバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けられている。
【００２３】
次に、インクジェット記録装置の機構部について説明する。図２はインクジェット記録装置の機構部の概要を模式的に示す側面図、図３は平面図である。
装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、不図示の主走査モータによってタイミングベルトを介して図３の矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。キャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しない時は「記録ヘッド３４」と表記する。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。記録ヘッド３４は、それぞれ二つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴をそれぞれ吐出する。
【００２４】
記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２５】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク３５ａ、３５ｂ（区別しない時は「ヘッドタンク３５」と表記する。）を搭載している。ヘッドタンク３５には各色の供給チューブ３６を介して、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、カートリッジ装填部４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するために、チュービングポンプを備えた供給ポンプユニット２４が設けられている。
【００２６】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離搬送する半月コロ（給紙コロ）４３と、給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４とを備えており、分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００２７】
給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００２８】
搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に架け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように設置されている。
【００２９】
搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段として帯電ローラ５６が設けられている。帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。
搬送ベルト５１は、不図示の副走査モータによってタイミングベルトを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって、図３のベルト搬送方向に周回移動する。
【００３０】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２と、排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００３１】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。両面ユニット７１は、搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させてカウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に再度給紙する。両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２となっている。
【００３２】
さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含むヘッドの維持回復装置である維持回復機構８１が配置されている。維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャッピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」と表記する。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」と表記する。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ヘッドの維持回復動によって生じる廃液を収容するための廃液タンク９０は、装置本体１に対して交換可能に装着される。
【００３３】
また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行う時の液滴を受ける液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）８８を配置し、インク回収ユニット８８は記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９を備えている。
【００３４】
このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、さらに先端が搬送ガイド部材４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０度搬送方向が転換される。
【００３５】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とを交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向にプラスとマイナスとが所定幅で帯状に交互に帯電された状態となる。
【００３６】
プラス・マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００３７】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送した後で次の行の記録を行う。
【００３８】
記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
また、印字（記録）待機中には、キャリッジ３３を維持回復機構８１側に移動させて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングしてノズルを湿潤状態に保つことにより、インク乾燥による吐出不良を防止する。さらに、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で不図示の吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。
また、記録開始前、記録途中などには、記録と関係しないインク（廃液となる液体の液滴）をインク回収ユニット８８などに向けて吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。
【００３９】
次に、供給ポンプユニット２４について説明する。
【００４０】
一般的なチュービングポンプは、図４に示すように、所定の内径を備えたケース（不図示）の円筒内面に略環状に配置されたチューブ２００の外径が当接している。ケースの中心側に設けられた圧接ローラ２０１によってチューブ２００が一定量潰され、軸２０２を中心に図４において時計回り方向に圧接ローラ２０１が回転することにより、Ａ方向からインクが吸引され、Ｂ方向へ送出される。この際、チューブ２００の潰し量に応じて単位時間当たりの送液量が変化する。チューブ２００の潰し量が変動する要因としては、各構成部品（軸、圧接ローラ回転中心内径、圧接ローラ取り付け部、圧接ローラ内外径、チューブ内外径、ケース内径等）の部品公差によるばらつきや各構成部品の経時劣化などが考えられる。
【００４１】
図５に、供給ポンプユニット２４が備えるチュービングポンプの構成を示す。図６に、チュービングポンプの断面構成を示す。圧接ローラ１０１の内側にはカム１０３を設けられている。カム１０３が図５での矢印Ｃ方向に回転すると、圧接ローラ１０１は蓋１０４に設けられた長穴１０４ａに沿って軸１０２から遠ざかる方向に移動する。逆に、カム１０３を図５での矢印Ｄ方向に回転すると、圧接ローラ１０１は蓋１０４に設けられた長穴１０４ａに沿って軸１０２に接近する方向に移動する。部品積み上げバラツキによってチューブ１００の潰し量が想定量とならなかった場合には、圧接ローラ１０１の位置を調整することによってチューブ１００の潰し量を想定量とできる。これにより、最適な送液量を確保できる。また、チューブ１００が必要以上に潰されてしまう場合にも、圧接ローラ１０１の位置を調整することによってチューブ１００の潰し量を想定量とできる。これにより、チューブ１００の寿命が短くなってしまうことを防止できる。
【００４２】
カム１０３と一体に回動するカムストッパ１０３ａが固定される位置には、指標１０５が設けられており、チューブ１００の潰し量を容易に目視確認できるようになっている。図７は、圧接ローラ１０１を回転軸１０２から遠ざけた状態（チューブ１００の潰し量が大）を示し、図８は、圧接ローラ１０１を回転軸１０２に近づけた状態（チューブ潰し量が小）を示す。
【００４３】
図９に、指標１０５の部分でのチュービングポンプの断面構成を示す。蓋１０４には、各指標と対応する位置に凹部が設けられており、カムストッパ１０３ａに形成されたストッパ突起１０３ｂを嵌合させることができるようになっている。カムストッパ１０３ａを弾性変形可能に形成することにより、カム１０３の回転に伴って蓋１０４の任意の凹部にストッパ突起１０３ｂを嵌合させ、カムストッパ１０３ａを固定できる。すなわち、ストッパ突起１０３ｂを嵌合させる凹部を変えるだけで、チューブ１００の潰し量を容易に変更できる。
【００４４】
本実施形態に係る画像形成装置では、供給ポンプユニット２４が備えるチュービングポンプにおいてインク送液不良による不具合が発生した際に、インク充填開始からサブタンク満杯検知までの時間を測定することで規定時間に対する差分を検知し、それに対応したカム１０３の可変量（カムストッパ１０３ａが指す指標１０５の位置）を装置本体１の表示部に表示させるようにすると良い。
供給ポンプユニット２４が備えるチュービングポンプはチューブ潰し量が段階的に可変であるため、カム１０３の可変量を表示することにより、修理の際には、表示された可変量に応じた位置にカム１０３を配置するだけで、適切な送液性能を回復させることができる。
【００４５】
なお、不具合が発生した場合以外にも、チュービングポンプの初期性能の確認用（例えば、送液確認冶具装置）として応用することも可能である。
【００４６】
上記構成に係るチュービングポンプを備えた供給ポンプユニットは、チューブの潰し量を一定に維持できる。これにより、送液性能を安定させることができる。
【００４７】
上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記実施形態においては圧接ローラ１０１と軸１０２との間隔を段階的に変更できる構成を例としてあげたが、連続的に変更できる構成であっても良いことは言うまでもない。
また、上記実施形態においては、二つの圧接ローラ１０１を備える構成を例としたが、圧接ローラ１０１の数は３以上であっても良いし、一つであっても良い。
このように本発明は、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１装置本体
２給紙トレイ
３排紙トレイ
４カートリッジ装填部
５操作／表示部
６カバー（カートリッジカバー）
１０インクカートリッジ
２１側板
２４供給ポンプユニット
３１、３２ガイドロッド
３３キャリッジ
３４記録ヘッド
３５ヘッドタンク
３６供給チューブ
４１用紙積載部
４２用紙
４３半月コロ（給紙コロ）
４４分離パッド
４５ガイド部材
４６カウンタローラ
４７搬送ガイド部材
４８押さえ部材
４９先端加圧コロ
５１搬送ベルト
５２搬送ローラ
５３テンションローラ
５６帯電ローラ
６１分離爪
６２排紙ローラ
６３排紙コロ
７１両面ユニット
７２手差しトレイ
８１維持回復機構
８２キャップ
８３ワイパーブレード
８４空吐出受け
８８インク回収ユニット
８９開口部
９０廃液タンク
１００チューブ
１０１圧接ローラ
１０２回転軸
１０３カム
１０３ａカムストッパ
１０３ｂストッパ突起
１０４蓋
１０４ａ長穴
１０５指標
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開平６−１４３６１３号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４２６０号公報
【特許文献３】特開平５−４４６５５号公報
【特許文献４】特開平６−３２７７６３号公報

【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒内面を有しチューブの出入口を有する基体と、
前記円筒内面の中心に設けられた回転軸を中心として前記チューブを押し潰しながら周回移動することにより、前記チューブ内の流体を送出する少なくとも一つの押し潰し部材とを有し、
前記押し潰し部材と前記回転軸との間隔が可変であることを特徴とするチュービングポンプ。
【請求項２】
前記押し潰し部材は、周回軌道の半径方向にスライド可能に支持されており、前記回転軸側から当接するカムの当接量に応じて前記回転軸との間隔が変更されることを特徴とする請求項１記載のチュービングポンプ。
【請求項３】
前記押し潰し部材は、その周回移動に伴って前記回転軸を中心として回転する部材に形成された長穴によって支持されていることを特徴とする請求項２記載のチュービングポンプ。
【請求項４】
前記押し潰し部材と前記回転軸との間隔が段階的に可変であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のチュービングポンプ。
【請求項５】
前記押し潰し部材と前記回転軸との間隔がいずれの段階とされているかを表示する手段を備えることを特徴とする請求項４記載のチュービングポンプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のチュービングポンプを用いた画像形成装置であって、
インクを吐出する印字ヘッドに前記押し潰し部材によって前記チューブから送出されたインクを供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記チュービングポンプによって前記印字ヘッドに送られるインクの送液量と所定の送液量との差分を検出する差分検出手段と、
前記差分検出手段の検出結果に基づいて、前記チュービングポンプによって前記印字ヘッドに送られるインクの送液量を前記所定の送液量とするために必要となる前記押し潰し部材と前記回転軸との間隔の調整量を表示する手段とを有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。

【図１】