チューブポンプ及び該チューブポンプを用いるインクジェット記録装置
【課題】 ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を防ぐことができ、ポンプ自体の小型化を図ることができるチューブポンプ及びこれを用いるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 ケース部材の内面１ａに配置されたチューブ２と、回転中心に軸支されかつ偏芯部１０ｂを有する偏芯軸１０と、偏芯部に嵌合するローラ９と、チューブの両端側のそれぞれに対応して配置されたチューブ受け部材６、７と、を備え、各チューブ受け部材は円弧部６ｃ、７ｃでチューブに接触する第１の位置とケース部材の外側へ退避する第２の位置との間で移動可能であり、各チューブ受け部材はチューブの両端部分を同時に気密につぶし得る付勢力でもって第１の位置に保持されている。
【解決手段】 ケース部材の内面１ａに配置されたチューブ２と、回転中心に軸支されかつ偏芯部１０ｂを有する偏芯軸１０と、偏芯部に嵌合するローラ９と、チューブの両端側のそれぞれに対応して配置されたチューブ受け部材６、７と、を備え、各チューブ受け部材は円弧部６ｃ、７ｃでチューブに接触する第１の位置とケース部材の外側へ退避する第２の位置との間で移動可能であり、各チューブ受け部材はチューブの両端部分を同時に気密につぶし得る付勢力でもって第１の位置に保持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラでチューブをしごくことにより負圧を発生させるチューブポンプ及び該チューブポンプを用いるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する画像形成装置、あるいはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどにおける画像データの出力機器として広く使用されている。これらの記録装置は、画像情報に基づいて、記録手段である記録ヘッドにより、紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に画像（文字や記号等を含む）を形成していくように構成されている。この記録装置には、例えばインクジェット記録装置、熱転写記録装置、レーザー記録装置、感熱記録装置、ワイヤドット記録装置などに分けることができる。このうち、インクジェット記録装置は、記録ヘッドに設けられた吐出口からインクを吐出して画像を記録していく。
【０００３】
インクジェット記録装置においては、インクタンク内のインクを記録ヘッド内に誘導したり、吐出口内の蒸発により増粘してしまったインクを強制排出するためのポンプ機構を備えたものが多い。このようなポンプ機構として、シリンダ内のピストンを往復動させるピストンポンプや、弾性材からなるチューブをローラで扱くチューブポンプなどが使用されている。特に、チューブポンプは、構成が単純でその分安価に製造できるという利点がある。このチューブポンプを開示する文献には、例えば下記の特許文献１及び特許文献２がある。
【０００４】
特許文献１の第５、６、７頁及び図５、６、７には、チューブを約半周の円弧状に配置し、ローラによってチューブ内が気密状態になるまでつぶした状態でその円弧状の範囲を順次扱く構成のチューブポンプが開示されている。インクジェット記録装置においてこのようなチューブポンプを用いることにより、チューブ内に発生させた負圧を利用してインクを誘導することができる。この特許文献１に記載のポンプでは、チューブを扱く行程を約半周にしているため、大きな負圧を得るためにはチューブの円弧の半径を大きくして扱かれるチューブの長さを大きくする必要がある。このため、特許文献１に記載のチューブポンプは、記録ヘッドの吐出口内の増粘インクを強制的に排出するために、吐出口に高い負圧をさせる点では有利である。しかし、所定の負圧を発生させるためには、周径がそれに見合った値に決められてしまい、それ以上のポンプの小型化が困難である。
【０００５】
特許文献２の第７頁及び図３には、チューブを約１周にわたって這い回ますことにより、小さい周径でも扱かれるチューブの範囲が長くなるように構成したチューブポンプが開示されている。しかし、そのままでは、ローラによって常にチューブがつぶされた状態になってしまう。このため、ポンプホイールにローラ支持溝を設け、回転方向によってローラがチューブつぶし位置とつぶさない解除位置とに移動するように構成されている。このような構成によれば、必要なときのみチューブをつぶすことができる。さらに、チューブをつぶさない解除位置においてもローラがチューブに接するように設定することで、ローラが解除されるときの衝撃音が発生しないよう構成されている。
【０００６】
また、ローラがチューブをつぶしているときには、つぶし部が気密状態にあることを保証しなければならない。そこで、特許文献１では、ローラをバネ手段で付勢し、その付勢力を所定以上とすることで気密を保証している。一方、特許文献２では、ポンプフレーム、ポンプホイール、ローラの機械的位置関係により一義的に決まる間隙までチューブをつぶすことによって気密を保証している。ただし、ローラをバネ手段で付勢する方式では、後述する理由により、比較的軽い負荷でチューブつぶしを保証することができる。この観点から、特許文献２の方が、構成がより簡単であり、製造コスト上も有利である。
【特許文献１】特開平３−２７２８６１号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構成では、前述のように、チューブの這い回しが約半周であり、ローラを付勢する手段を設けるため、装置が大型化してしまう不都合がある。特許文献２の構成では、コロのチューブを扱く位置から扱かない解除位置への移動をポンプホイールのローラ支持溝を用いて行うため、チューブの這い回し周径をある程度以上まで小さくできないという不都合がある。チューブの周径を小さくすると、それに伴ってローラ支持溝もポンプホイールの回転中心寄りに移動する。しかし、最終的にローラの回転軸の径内にポンプホイールの回転中心が重なった時点で、ローラ支持溝の幾何学的構成が成り立たなくなる。これは、ローラ支持溝を、ホイール軸芯方向とホイール外周方向との間にホイール径方向に勾配を持った支持溝で構成しても同じである。実際には、もっと早い時点でローラの確実な動作は保証できなくなるので、それが小型化の限界となっている。
【０００８】
また、ほぼ１周にわたって這い回したチューブの重なり部を同時に加圧する方式を採用すれば、複数回転することで負圧を高めることができ、このため、１周でのチューブ長を短くしてポンプの小型化を図ることができる。しかし、その場合は、チューブの重なり部を扱くときの負荷が機械的な誤差によっては過大になってしまうという不都合がある。これは、チューブを機械的な位置関係で決まるつぶし量で扱くことに原因がある。この点について、以下に、図１９のグラフを用いて具体的に説明する。
【０００９】
図１９は、チューブポンプにおけるチューブのつぶし量（横軸）とつぶし力（縦軸）との関係を実験的に求めた結果を示すグラフである。図１９の横軸はチューブをつぶし始めてからのストローク（つぶし量）を表し、その単位はミリメートルである。縦軸は各ストロークでのつぶし力を示し、その単位はＮ（ニュートン）である。また、実験で使用したチューブのゴム硬度は６０ＨＳ（Ａ）であり、チューブの肉厚は０．７５ｍｍであり、ローラ径はφ９．８ｍｍであった。これらの値は、実際のインクジェット記録装置に装着されるチューブポンプで採用されるものに近い条件である。
【００１０】
図１９において、チューブのつぶし始めからつぶし量を増していくと、比較的緩やかにつぶし力が増大していき屈曲点Ａに到達する。この区間はチューブ内にまだ空間がある状態であり、屈曲点Ａにおいて内面が密着して密閉状態になる。更につぶし量を増していくと、チューブの材質自体が厚み方向に弾性変形していく区間に入り、図示のように、つぶし量の増大に対してつぶし力が急激に増大するようになる。ポンプケース、ポンプホイール、ローラ、チューブ肉厚のそれぞれの寸法公差等によって、チューブつぶし量が２．０から２．１の間でばらつくと、つぶし力は点Ｂから点Ｃの間ばらつくことになる。点Ｂは３．５３Ｎであり、点Ｃは６．２３Ｎであり、１．７倍以上の大きな差が生じる。
【００１１】
チューブのつぶし力は、ローラ回転軸部の法線方向の力、つまり摺動部の垂直抗力として働き、摩擦による軸損失の発生、摺動部の摩耗、ポンプケースやホルダのたわみなどに関係する。つまり、つぶし力のばらつきが大きいと、ポンプ駆動力や構造部品の強度や耐摩耗性に関して、一層正確で高度な設定が必要になる。特に、前述のようにチューブの重なり部において２本のチューブ同時につぶすときは、さらに大きな差となってしまう。
【００１２】
一方、ローラをバネ手段で付勢する場合は、例えばばね力を３．９２Ｎ±１０％に設定すると、最小値に近い３．５３Ｎでチューブのつぶし量を２．０ｍｍにして気密にすることができる。つまり、最小に近いつぶし力でチューブを十分に気密状態までつぶすことができ。また、ばね力の上限は４．３１Ｎとなり、上記Ｃ点の６．２３Ｎより小さくなることがわかる。このように、従来のチューブポンプでは、小型化が困難な構成であり、小型化に際し負荷が無用に増大してしまうという技術的課題があった。
【００１３】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を防ぐことができ、ポンプ自体の小型化を図ることができるチューブポンプ及びこれを用いるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、一部を切開した円弧形状のケース部材と、前記ケース部材の切開部から両端が外部に導出されるように前記ケース部材の内面に沿って這い回される弾性材からなるチューブと、を備えたチューブポンプに関する。このチューブポンプは、前記ケース部材の中心に回転自在に軸支されかつ一部が回転中心から偏芯した偏芯部を有する偏芯軸と、前記偏芯部に回転自在に嵌合するローラと、を備えている。さらに、前記ケース部材の切開部に前記チューブの両端側のそれぞれに対応して配置されたチューブ受け部材と、を備えている。
そこで、前記各チューブ受け部材は、前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ曲率の円弧部を有する。そして、前記各チューブ受け部材は、前記円弧部が前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ面となる第１の位置と、該円弧部が前記第１の位置より前記ケース部材の外側へ退避する第２の位置との間で移動可能である。
また、前記ケース部材の内面と前記ローラとの間隙は前記チューブを気密に潰すように設定されている。
さらに、前記チューブ受け部材は前記チューブの両端側の各部分を同時に気密につぶし得る付勢力でもって前記第１の位置に保持可能であるように構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を防ぐことができ、ポンプ自体の小型化を図ることができるチューブポンプ及びこれを用いるインクジェット記録装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。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ものである。図２０は、本発明によるチューブポンプを用いるのに好適なインクジェット記録装置を示す斜視図である。図２０において、給紙部１１５から１枚ずつ給送される記録用紙等の記録媒体は、シャーシ１０３に保持された搬送ローラ１０５によりプラテン１０６上を通して搬送される。記録媒体の幅方向に往復移動可能なキャリッジ１０１には、プラテン１０６と所定隙間をもって対向する記録ヘッド１０７が搭載されている。記録ヘッド１０７を搭載したキャリッジ１０１は、ガイドシャフト１０２及びガイドレール１０４に沿って往復移動可能に案内支持されている。このキャリッジの往復移動は、不図示の駆動源からの駆動力をベルト１０９を介して伝達することにより行われる。
【００１７】
そこで、搬送ローラ１０５とピンチローラ１１１並びに排紙ローラ１１２と排紙補助ローラ（拍車等）の間に挟持されながらプラテン１０６上を搬送される記録媒体に対し、記録ヘッド１０７による画像が記録される。すなわち、記録データに基づいて記録ヘッド１０７を駆動することにより、該記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出することにより記録が行われる。キャリッジの移動による１ライン分の記録と、搬送ローラ１０５による紙送りを交互に繰り返すことにより、記録媒体全体の画像記録が行われる。記録された記録媒体は排紙ローラ１１２を通して装置本体外へ排出される。
【００１８】
インクジェット記録装置では、記録ヘッド１０７の吐出面に設けられた微細な吐出口からインクを吐出して記録することから、記録画像の品位を保持するためには吐出口の目詰まりを防ぐ必要がある。このための手段として、記録領域を外れた所定位置（例えば記録ヘッドのホームポジション）に、吐出口の目詰まり等を防止してインク吐出性能を維持回復するための回復機構部１２０が設けられている。この回復機構部には、非記録時に記録ヘッドの吐出面にキャップを密着させて吐出口を保護するためのキャッピング手段１２１が設けられている。また、回復機構部１２０には、前記キャップに接続された負圧発生手段としての吸引ポンプ１２２が設けられている。
【００１９】
吸引ポンプ１２２は、キャッピング状態において作動することにより、吐出口に負圧を作用させることで、吐出口から増粘インクを気泡等をインクと共に吸引排出させるものである。このような強制的なインク吸引により、吐出口内のインクをリフレッシュし、記録ヘッドのインク吐出性能を維持回復することができる。吸引ポンプ１２２としてチューブポンプが使用されている。チューブポンプは、弾性材のチューブをローラで扱いていくことにより、チューブ内に負圧を発生させるように構成されている。そこで、このチューブポンプ１２２として、以下に説明するような本発明を適用したチューブポンプが使用されている。
【００２０】
図１は本発明によるチューブポンプの第１の実施形態を示す分解斜視図である。図２は図１のチューブポンプが動作を開始するときの状態を示す正面図である。図３は図１のチューブポンプが動作を開始するときのローラ及びチューブの状態を示す横断面図である。図４は図２中の線４−４に沿った中央部縦断面図である。図１〜図４において、１はチューブポンプのポンプケースを構成するケース部材であり、ケース部材の内面１ａは円弧形状をしている。２はゴム状弾性材からなるチューブであり、チューブ２はポンプケース１の内面１ａに沿って約１周にわたって巻かれ、その両端部２ａ、２ｂはポンプケースの外部へ導出されている。
【００２１】
ポンプケース１にはチューブ２の外径より小さい間隔の挟持部を有する保持部１ｂ、１ｃが設けられており、チューブの端部２ａ、２ｂはそれぞれ保持部１ｂ、１ｃに挟持されて固定されている。なお、端部２ａは端部２ｂより図示の下側にあり、従って保持部１ｂは保持部１ｃより図示の下側に設けられている。各保持部の挟持部の間隔は、チューブを挟持してもその内径をつぶしきらない寸法に設定されている。４は不図示の駆動源から駆動が伝達されるギアである。ギア４はポンプケースに設けられた軸１ｄに回転可能に軸支されている。５はポンプケースに固定される蓋部材である。蓋部材には、後述する偏芯軸１０の回転中心となる孔５ａ、ギア４の受け孔５ｂ、後述するチューブ受け部材６の回動を制限する係止部５ｃが設けられている。
【００２２】
図１〜図４において、ポンプケースを構成するケース部材１には軸１ｄ、１ｅが設けられ、軸１ｄにはチューブ受け部材６が、軸１ｅにはチューブ受け部材７がそれぞれ回動可能に軸支されている。軸１ｄ及びチューブ受け部材６は、軸１ｅ及びチューブ受け部材７より上側に配設されている。チューブ受け部材６、７のそれぞれには、ポンプケースの外側へ突出する延伸部６ａ、７ａが設けられ、その間には引張りばね８が張設されている。この引張りばねによって、チューブ受け部材６は軸１ｄを中心に図示左旋回方向に、チューブ受け部材７は軸１ｅを中心に図示右旋回方向に付勢されている。チューブ受け部材６は、その凸部６ｂが蓋部材５の係止部５ｃに当接することで、図２及び図３のチューブつぶし位置に停止している。一方、チューブ受け部材７は、不図示の部分でポンプケース１に当接することで図２及び図３のチューブつぶし位置に停止している。
【００２３】
チューブ受け部材７には、チューブ受け部材６の背後に当接可能に延伸する延伸部７ｂが設けられている。図２及び図３の位置では、延伸部７ｂとチューブ受け部材６の背部との間にわずかな隙間が設定されている。チューブ受け部材６、７のそれぞれには、ポンプケース１の内面の円弧形状と同一の曲率半径を有する円弧部６ｃ、７ｃが設けられている。これらの円弧部６ｃ、７ｃは、図２及び図３の位置では、ポンプケース１の内面円弧を延長した円弧面と同一面を形成する。このように円弧部６ｃ、７ｃがポンプケースの内面の延長円弧面と同一円弧面を形成する位置にあることを、以後、チューブ受け部材６、７が第１の位置にあると称する。
【００２４】
チューブ受け部材６の円弧部６ｃは、図示の上側部分で、チューブ２の略一周する部分の端部２ｂ寄りの部分のみと当接している。また、チューブ受け部材７の円弧部７ｃは、図示の下側部分で、チューブ２の略一周する部分の端部２ａ寄りの部分のみと当接している。チューブ受け部材６、７のそれぞれの円弧部６ｃ、７ｃの回動中心（１ｄ、１ｅ）から遠い側の端部には、円弧面から内側へ若干凸となる凸部６ｄ、７ｄが設けられている。つまり、円弧部６ｃ、７ｃの先端部であって、チューブ２が一周する円弧部分からポンプケース１の外へ向かう部分に切り替る部分又はその近傍に、微小に円弧面より内側に盛り出た凸部（微小凸部）６ｄ、７ｄが設けられている。これらの凸部６ｄ、７ｄから先は、滑らかに円弧面から外側へ逃げる形状となっている。特に、図３に示すように、ローラ９がチューブ２の重なり部を押圧しているときには、微小凸部６ｄ、７ｄと後述のローラ９の中心（回転中心から偏芯した位置）を仮想線で結ぶと三角形をつくるように配置されている。
【００２５】
図１〜図４において、チューブポンプは、偏芯軸１０に回転可能に嵌合されたローラ９でチューブ２をしごいて（扱いて）いくように構成されている。偏芯軸１０はチューブポンプの回転中心を中心として回転可能である。ローラ９を軸支する偏芯軸１０には、蓋部材５及びポンプケース１の中心に回転可能に嵌合される軸１０ａが設けられている。また、偏芯軸１０には、軸１０ａに対して偏芯した偏芯部１０ｂが形成され、この偏芯部１０ｂにローラ９の内径面が回転可能に嵌合されている。さらに、偏芯軸１０には，後述のカムギア１１と係合することで回転力を受けることが可能な凸部１０ｃが設けられている。偏芯部１０ｂの回転中心からの偏芯量については、機構上の制限はない。本実施形態では、偏芯部１０ｂの円形断面内に偏芯軸１０の回転中心が設定されている。
【００２６】
１１は偏芯軸１０へ回転力を伝達する機能を有するカムギアである。カムギア１１は、偏芯軸１０の回転軸１０ａ（回転中心でもある）と同軸に形成された孔１１ａにより回転可能に軸支されている。カムギア１１は、外周部に形成されたギア歯でギア４と噛み合っている。また、カムギア１１には、チューブ受け部材６の延伸部６ｂと係合可能なカム部１１ｃと、偏芯軸１０の凸部１０ｃと係合することで回転力を偏芯軸１０へ伝達できる係合部１１ｂと、を有する。係合部１１ｂは回転中心と同軸の孔１１ａに対し回転対称位置の２箇所に設けられ、偏芯軸１０の凸部１０ｃも回転中心と同軸の軸１０ａの回転対称位置の２箇所に設けられており、それぞれ、回転方向に見たときの幅は小さく設定されている。
【００２７】
このため、不図示の駆動原によってギア４が回転するとき、カムギア１１はこれと共に常に回転するが、偏芯軸１０は係合部１１ｂと凸部１０ｃが係合するまでは回転せず、係合した後に回転駆動される。本実施形態におけるカムギア１１は、不図示の駆動源からの駆動力をギア４を介して伝達され、係合部１１ｂと凸部１０ｃとの係合を介して偏芯軸１０を回動駆動するための駆動部材になっている。
【００２８】
ローラ９とポンプケース１の内面１ａとの間に形成される最短距離は、ポンプケースと偏芯軸１０の寸法形状、並びにローラ９の寸法形状により一義的に決まり、その距離は扱かれるチューブ２の内径がつぶされて密着することで気密状態になる寸法に設定される。図２及び図３の状態では、チューブ受け部材６、７の円弧部６ｃ、７ｃは前述のようにポンプケース１の円弧内面１ａの延長面と同一面に位置（第１の位置）している。従って、チューブ受け部材６、７とローラ９の最短距離もチューブ２の内径を密着させて気密状態にすることになる。図１〜図３において、偏芯軸１０の偏芯部１０ｂはチューブ２の一周重なり部の方向に向いており、従ってローラ９の周面もチューブ２の一周重なり部の方向に向いている。図４はこの状態での縦断面を示している。
【００２９】
図１〜図４の位置では、チューブ２の一周した重なり部は、端部２ａ、２ｂの両方ともローラ９とチューブ受け部材６、７との間で押しつぶされて気密状態となっている。
詳細に説明すると、チューブ２の上側の端部２ｂ寄りの部分では、ローラ９とチューブ受け部材６の微小な凸部６ｄとによって気密状態につぶされている。また、下側の端部２ａ寄りの部分では、ローラ９とチューブ受け部材７の微小な凸部７ｄとによって気密状態につぶされている。このようにチューブの両端部寄りの部位をそれぞれ個別に押しつぶしているので、チューブ受け部材６、７が機械的公差により微小に傾いたり位置ずれしていても、確実に両方を同時につぶすことができる。本実施形態では、前述のように偏芯軸１０の偏芯部１０ｂの円形断面内に回転中心が設定され、特に図４に示すように図示右側の回転軸１０ａの外径が偏芯部１０ｂの断面内に位置しているため、ローラ９は図示右側からそのまま組み込むことができる。
【００３０】
次に、図１〜図４で説明したチューブポンプの動作について説明する。図５は図２及び図３の位置からカムギア１１を図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。図６は図５の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。図２及び図３に示す状態からカムギア１１が図示反時計回りに回動する。このとき、カムギアの係合部１１ｂと偏芯軸１０の凸部１０ｃが係合しているため、偏芯軸１０も同じ回転量だけ同方向に回動する。
【００３１】
すると、ローラ９によるチューブ２の一方の端部（図示上側端部）２ｂ側のつぶしが解除される。他方の端部２ａ側は、ローラ９の押圧部によりチューブ受け部材７の円弧部７ｃとの間でつぶされたまま移動した後、ローラとポンプケースとの間でつぶされた状態になる。つまり、２ｂ側端部はつぶされたままの状態になる。従って、このときチューブ２の一端部２ａに不図示の気密空間が接続されていれば、その空間に負圧が発生することになる。また、チューブの他端部２ｂに不図示の気密空間が接続されていれば、その空間に正圧が発生することになる。
【００３２】
図７は図５及び図６の位置からさらにカムギアを図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。図８は図７の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。図５及び図６の状態からカムギア１１がさらに図示反時計回りに回動すると図７及び図８の状態になる。図７及び図８の状態では、カムギア１１のカム部１１ｃがチューブ受け部材６の凸部６ｂに当接し、チューブ受け部材６を引張りばね８のばね力に抗して、軸１ｄを中心に図示時計回りに回動させる。すると、チューブ受け部材６の背部がチューブ受け部材７の延伸部７ｂに当接する。その後、チューブ受け部材７は、チューブ受け部材６の回動に連動して、軸１ｅを中心に図示反時計回りに回動する。
【００３３】
従って、チューブ受け部材６、７の円弧部６ｃ、７ｃは、チューブケース１の内面１ａの延長円弧面から外側へ退避する。このため、ローラ９の押圧部がチューブ受け部材の円弧部６ｃ、７ｃと対向する位置にきても、チューブ２の内径を気密につぶすことはなくなる。このように円弧部６ｃ、７ｃがポンプケースの内面１ａから外側へ退避した位置にあることを、以後、チューブ受け部材６、７が第２の位置にあると称する。なお、チューブ受け部材６、７が第２の位置にあっても、ローラ９によるチューブ２のつぶしはチューブポンプの内面１ａとの間で行われるので、上述の負圧発生に影響はなく、引き続き負圧を発生することができる。上述のように、カムギア１１のカム部１１ｃとチューブ受け部材６、７の凸部６ｂ及び延伸部７ｂは、チューブ受け部材６、７をチューブつぶしが可能な位置である第１の位置から第２の位置へ移動させるためのチューブ受け解除手段を構成している。
【００３４】
図９は図７及び図８の位置からさらにカムギアが図示反時計回りに回動してチューブ受け部材６、７がチューブポンプ１の内面１ａの延長円弧面上（第１の位置）に復帰するときのカムギア１１の状態を示す横断面図である。図１０は図９の位置においてローラ９がチューブ２をしごいて負圧を発生させている状態を示す横断面図である。図９及び図１０において、ローラ９によるチューブ２のつぶし位置はポンプケースを構成するケース部材１の内面１ａの範囲内であってチューブ受け部材６に近いところにある。この位置では、カムギア１１のカム部１１ｃとチューブ受け部材６の凸部６ｂとの当接が解除され、チューブ受け部材６、７の位置は第１の位置に復帰している。カムギア１１が図９及び図１０の位置からさらに図示反時計回りに回動すると、ローラ９によるチューブ２のつぶし位置はポンプケース１からチューブ受け部材６に移行する。そして、１回転（３６０度の回動）すると、図１〜図４に示す動作開始のときの状態に戻る。
【００３５】
すなわち、カムギア１１が図示反時計回りに回動を続ける限り、チューブ２の１周内のどこかがローラ９によって気密につぶされた状態にあるので、チューブの一端部２ａ側に負圧が発生し続けることになる。そして、チューブの一端部２ａが密閉空間に接続されていれば、その空間内の負圧は高まり続けることになる。つまり、ローラ９を回転回数を増やすほど、強い負圧を発生させることができる。例えば、チューブの一端部２ａをインクジェット記録装置のインクタンク等に接続しておけば、ポンプ動作を続ける限り、インクをチューブの２ａ側端から２ｂ側端へ送り続けることができる。
【００３６】
なお、以上の説明では、ローラ９とチューブ受け部材６又はチューブ受け部材７とでチューブ２をつぶしているとき、これらのチューブ受け部材のいずれもが第１の位置（ポンプケースの内面の延長円弧面上）にあるとしたが、厳密にこの位置にある必要はない。すなわち、ばね８によりチューブ２を密閉状態を保つことが保証されているので、例えば、機械的公差によりつぶし量が大きくなった場合などに、過剰な負荷がかかった分逃げてしまっても問題はない。
【００３７】
図１１はカムギアが図９の位置から図示反時計回りにさらに回動することで図１の動作開始から１回転したときのカムギアの状態を示す横断面図である。図１２は図１１の位置におけるローラ９の状態を示す横断面図である。チューブポンプは、図１〜図１０で説明したように反時計回りに回動（２回転以上でも同じ）する限り負圧を発生し続けることができる。そして、負圧を発生した後、図１１及び図１２の位置で停止する。そして、以下に説明するように回動方向を図示時計回りに反転させることによりチューブ２のつぶし状態を解除する。図１１及び図１２の位置では、ローラ９の押圧位置がチューブ受け部材６とチューブ受け部材７との間にあり、チューブ２は一周した重なり部で両端部２ａ、２ｂ側ともつぶれている。
【００３８】
この図１１及び図１２の状態からカムギア１１が回動方向を反転させて図示時計回りに回動すると、カムギアの係合部１１ｂは偏芯軸１０の凸部１０ｃから離れ、カムギアのみが回動する。このとき、ローラ９は、チューブ受け部材６、７の先端部の微小凸部６ｄ、７ｄの間に位置しており、カムギア１１が反転して回動しても、安定して図示位置に停止した状態を保つことができる。一方、カムギア１１が図示時計回りに回動すると、カム部１１ｃがチューブ受け部材６の凸部６ｂに当接し、チューブ受け部材６、７を第２の位置（退避位置）へ移動させる。そして、カムギア１１は、チューブ受け部材６、７を第２の位置へ移動させた後、図１３及び図１４の状態で停止する。
【００３９】
図１３はカムギア１１の係合部１１ｂが偏芯軸１０の凸部１０ｃに当接する直前の位置にある状態を示す横断面図であり、図１４はカムギアが図１３の位置にあるときのローラ９の状態を示す横断面図である。図１３及び図１４の位置では、チューブ受け部材６、７が第２の位置にあるので、ローラ９がチューブ２に接触してはいるが、チューブ２の変形量が少ない。このため、図１３及び図１４の状態で長期間放置されても、チューブ２が永久変形してしまうことはない。また、ローラ９がチューブ２と接触しているので、この状態で振動や衝撃が加えられても偏芯軸１０が回動して位置ずれすることもない。
【００４０】
図１９はチューブポンプにおけるチューブ２のつぶし量（横軸）とつぶし力（縦軸）との関係を例示するグラフである。次に、図１９を用いて、上述の第１の実施形態における各動作ごとの負荷について説明する。ローラ９とポンプケース１の内面１ａとの間でチューブ２をつぶしているときは、そのつぶし量を機械的な寸法で管理することで、つぶし部の気密性を保証している。ただし、この方式では、機械的公差による負荷のばらつきが大きく、最大では図１９に示すＣ点の６．２３Ｎ（ニュートン）の反発力が発生する。
【００４１】
しかし、ローラをばねで押し付けている構成では、２本のチューブを同時につぶす領域があるため、ばね圧は最低でも図１９のＢ点の３．５３Ｎの２倍の約７Ｎが必要である。そして、このばね圧はチューブが１本の領域でも変わらない。従って、チューブ１本をつぶす範囲では機械的寸法で気密につぶす構成の方が、より軽い負荷でチューブポンプを駆動することができる。一方、本実施形態では、チューブを２本つぶすときには、ばね圧で保証する方式を採用している。従って、機械的寸法管理では最大６．２３Ｎの２倍の約１２．４Ｎの反発力が発生するのに対し、本実施形態では、ばね方式を採用することで、最大でも４．３１Ｎの２倍の約８．６Ｎにすることができ、より軽い負荷でチューブポンプを駆動することができる。
【００４２】
以上説明した実施形態によれば、チューブ２の略一周する重なり部においては可動であるチューブ受け部材６、７の付勢力により、その他の領域ではチューブポンプの内面１ａとの間の固定された間隙寸法でチューブ２をつぶす構成となっている。このため、ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を抑えることができ、ポンプの駆動力を軽減することができる。さらに、剛性や耐摩耗性に関してより安価な材質を選択したり、薄肉化及び小径化を図ることも可能となる。また、可動なチューブ受け部材６、７を強制的にチューブポンプ１の外側へ移動させる手段を設け、ローラ９を一定の偏芯量で回動自在に保持する構成となっている。このため、ローラの偏芯量を可変とする方式に比べ、偏芯量に対する制限を無くすことができる。従って、偏芯量を小さくすることで、チューブ２の這い回し径を小さくすることができ、チューブポンプ自体の小型化が可能となる。
【００４３】
また、カムギア１１の一方向回転では連続して負圧を発生させることができ、ローラがチューブの重なり部にあるときの位置でカムギア１１の回動方向を反転させることによりチューブ受け部材６、７を第２の位置に退避させることができる。このため、他の駆動源などを設けることなく、チューブ２のつぶし状態を解除することができる。これにより、チューブポンプの一層の簡素化及び小型化を実現することができる。
【００４４】
ローラ９がチューブ２の重なり部を押圧するときに、チューブ２の両端部２ａ、２ｂのそれぞれの側に対応したチューブ受け部材６、７の各微小凸部６ｄ、７ｄの間でチューブをつぶすように構成されている。このため、チューブ２の両端側の部位を確実に同時につぶすことができる構成となっている。また、微小凸部６ｄ、７ｄとローラ９の回動中心を結んだ仮想線が三角形になるように構成されている。これらの構成により、ローラ９を安定して重なり部位置に保持することができる。また、チューブ受け部材は、チューブ２の重なり部で二重になったチューブのそれぞれに対応する２つの部材６、７で構成されている。このため、お互いに独立してばね圧を加えることができ、チューブの二重部分を同時につぶすことが可能となり、ポンプ動作の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
図１５は本発明によるチューブポンプの第２の実施形態の正面図である。図１６は図１５中のチューブ受け部材１２を示す斜視図である。以下の第２の実施形態の説明では、主として第１の実施形態との相違点を説明し、その他の点については同じ参照符号で示し、それらの詳細説明は省略する。図１５及び図１６において、蓋部材５には新たに２個の軸５ｄ、５ｅが設けられている。１２はチューブ受け部品である。このチューブ受け部品には、蓋部材の軸５ｄ、５ｅのそれぞれとスライド可能に嵌合する溝１２ａ、１２ｂが設けられている。また、チューブ受け部品１２は、不図示のばね等の付勢手段によりギア４に向かう方向に付勢されている。その付勢力は、チューブ２の一周した重なり部の２本を同時に気密につぶすことができる大きさに設定されている。
【００４６】
図１６において、チューブ受け部品１２には、チューブ受け部材２１とチューブ受け部材２２が設けられている。つまり、チューブ受け部品１２は、２つのチューブ受け部材２１、２２を一体化した構造を有する。そして、これらのチューブ受け部材２１、２２は、それぞれ、第１実施形態における個別のチューブ受け部材６、７に相当する部材である。各チューブ受け部材２１、２２には、チューブケース１の内面１ａと同じ曲率を有する円弧部（円弧延長面）２１ａ、２２ａが設けられている。これらの円弧部は、第１の実施形態におけるチューブ受け部材６、７の円弧部６ｃ、７ｃに相当する部分であり、チューブ２の一周している範囲の一端２ｂ寄りの部分及び他端２ａ寄りの部分のそれぞれに当接可能に配置されている。
【００４７】
また、チューブ受け部品１２には凸部１２ｅが設けられている。この凸部１２ｅは、第１の実施形態におけるチューブ受け部材６の凸部６ｂに相当するものである。従って、凸部１２ｅが蓋部材５の係止部５ｃに突き当たっているとき、チューブ受け部品１２は円弧部２１ａ、２２ａがチューブケース１の内面１ａの延長円弧面と一致する面となる位置となる。また、凸部１２ｅがカムギア１１のカム部１１ｃに当接しているときは、チューブ受け部品１２は円弧部２１ａ、２２ａがチューブケース１の内面１ａの円弧中心から遠ざかった位置（チューブケースの外側へ退避した位置）となる。本実施形態のその他の部分は、前述の第１の実施形態と実質的に同じ構成を有している。
【００４８】
図１７は第２の実施形態に係るチューブポンプでローラがチューブの一周した重なり部をつぶしているときの状態を示す横断面図である。図１８は図１７のチューブポンプでカムギアが図示反時計回りに回動することで負圧を発生しているときの状態を示す横断面図である。次に、図１７及び図１８を用いて、第２の実施形態の動作を説明する。図１７の位置からカムギア１１が図示反時計回りに回動すると、これに追従して偏芯軸１０が同方向に回動し、ローラ９がチューブ２をしごいていく。これによって、チューブの一端２ａ側に負圧が発生する。図１７はこの負圧発生の過程（２回転以上でも良い）でローラ９がチューブ２の一周した重なり部をつぶしているときの状態を示す。図１７におけるチューブ受け部材２１、２２の位置は第１の実施形態におけるチューブ受け部材６、７の第２の位置に相当する。
【００４９】
カムギア１１のカム部１１ｃは、ローラ９がチューブ受け部品１２の円弧部２１ａ、２２ａとの間でチューブ２をつぶしている間、凸部１２ｅに接触することはない。このため、チューブ２は、チューブ受け部品１２に作用する付勢力によって気密状態につぶされている。従って、カムギア１１が図示反時計回りに回動する限り、第１の実施形態と同様、連続的に負圧を発生し続けることができる。そして、再度図１７の第１の位置にきたときにカムギア１１の回動方向を反転させて図示時計回りに回動させる。このとき、ローラ９はカムギア１１に追従せず図示位置に止まったままである。そして、カムギア１１が反転方向に第１の実施形態の場合と同じ量回動したところで図１８の状態になる。
【００５０】
図１８の状態では、カムギア１１のカム部１１ｃがチューブ受け部品１２の凸部１２ｄに当接し、チューブ受け部品１２をその付勢力に抗してチューブ２から逃げる方向（図１８中の上方向）へスライドさせる。これによって、チューブ２の気密なつぶしが解除され、チューブ２の内部は一端２ａから２ｂまで連通した状態になる。つまり、チューブ受け部品のチューブ受け部材２１、２２はそれらの円弧部２１ａ、２２ａがチューブケース１の内面１ａの円弧中心から遠ざかった位置（チューブケースの外側へ退避した位置）となる。この位置は、第１の実施形態におけるチューブ受け部材６、７の第２の位置に相当する。
【００５１】
本実施形態のその他の部分は、前述の第１の実施形態と実質的に同じ構成を有しており、この第２の実施形態によっても第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。また、この第２の実施形態によれば、チューブ受け部材が１つの部品で構成されるので、さらに部品点数が減少し、より安価なチューブポンプを構成できるという効果がある。
【００５２】
以上説明した実施形態では、偏芯軸１０の偏芯量がローラ９が嵌合する偏芯部１０ｂの断面内に回転中心が位置する範囲内に設定したが、この偏芯量はこれに限定されることなく自由に設定できるものである。つまり、本発明は、大きな偏芯量を設定しても、同様に適用することができ、同様の効果を奏するものである。また、チューブ受け部材６、７の第１の位置から第２の位置への移動を駆動方向の反転によって行う構成としたが、これは、ポンプを駆動する駆動源とは別の駆動源を用いて第２の位置へ移動させるように構成しても良い。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、本発明によるチューブポンプを用いるインクジェット記録装置がシリアルタイプである場合を例に挙げたが、副走査のみで記録するラインタイプのインクジェット記録装置に対しても同様に適用可能である。また、本発明は、インクジェット記録装置であれば、記録ヘッドの数や、使用するインクの種類等に関わらず、同様に適用可能なものであり、同様の作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明によるチューブポンプの第１の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１のチューブポンプが動作を開始するときの状態を示す正面図である。
【図３】図１のチューブポンプが動作を開始するときのローラ及びチューブの状態を示す横断面図である。
【図４】図４は図２中の線４−４に沿った中央部縦断面図である。
【図５】図２及び図３の位置からカムギアを図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図６】図５の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。
【図７】図５及び図６の位置からさらにカムギアを図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図８】図７の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。
【図９】図７及び図８の位置からさらにカムギアが図示反時計回りに回動し、チューブ受け部材がチューブポンプの内面の延長円弧面上に復帰するときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図１０】図９の位置においてローラがチューブをしごいて負圧を発生させている状態を示す横断面図である。
【図１１】カムギアが図９の位置から図示反時計回りにさらに回動することで図１の動作開始から１回転したときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図１２】図１１の位置におけるローラの状態を示す横断面図である。
【図１３】図１１の位置からカムギアが図示時計回りに回動してカムギアの係合部が偏芯軸の凸部に当接する直前の位置にある状態を示す横断面図である。
【図１４】カムギアが図１３の位置にあるときのローラの状態を示す横断面図である。
【図１５】本発明によるチューブポンプの第２の実施形態の正面図である。
【図１６】図１５中のチューブ受け部材を示す斜視図である。
【図１７】第２の実施形態に係るチューブポンプでローラがチューブの一周した重なり部をつぶしているときの状態を示す横断面図である。
【図１８】図１７のチューブポンプでカムギアが図示反時計回りに回動することで負圧を発生しているときの状態を示す横断面図である。
【図１９】チューブポンプにおけるチューブのつぶし量（横軸）とつぶし力（縦軸）との関係を例示するグラフである。
【図２０】本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ポンプケース
１ａ 内面
１ｂ、１ｃ 保持部
１ｄ、１ｅ 軸
２ チューブ
２ａ、２ｂ チューブの端部
４ ギア
５ 蓋部材
５ｃ 係止部
５ｄ、５ｅ 軸
６、７ チューブ受け部材
６ａ、７ａ 延伸部
６ｂ 凸部
６ｃ、７ｃ 円弧部
７ｂ 延伸部
８ ばね（引っ張りばね）
９ ローラ
１０ 偏心軸
１０ａ 軸（回転中心）
１０ｂ 偏心部
１０ｃ 凸部
１１ カムギア
１１ｂ 係合部
１１ｃ カム部
１２ チューブ受け部品
１２ａ、１２ｂ 溝
１２ｅ 凸部
２１、２２ チューブ受け部材
２１ａ、２２ａ 円弧部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラでチューブをしごくことにより負圧を発生させるチューブポンプ及び該チューブポンプを用いるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する画像形成装置、あるいはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどにおける画像データの出力機器として広く使用されている。これらの記録装置は、画像情報に基づいて、記録手段である記録ヘッドにより、紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に画像（文字や記号等を含む）を形成していくように構成されている。この記録装置には、例えばインクジェット記録装置、熱転写記録装置、レーザー記録装置、感熱記録装置、ワイヤドット記録装置などに分けることができる。このうち、インクジェット記録装置は、記録ヘッドに設けられた吐出口からインクを吐出して画像を記録していく。
【０００３】
インクジェット記録装置においては、インクタンク内のインクを記録ヘッド内に誘導したり、吐出口内の蒸発により増粘してしまったインクを強制排出するためのポンプ機構を備えたものが多い。このようなポンプ機構として、シリンダ内のピストンを往復動させるピストンポンプや、弾性材からなるチューブをローラで扱くチューブポンプなどが使用されている。特に、チューブポンプは、構成が単純でその分安価に製造できるという利点がある。このチューブポンプを開示する文献には、例えば下記の特許文献１及び特許文献２がある。
【０００４】
特許文献１の第５、６、７頁及び図５、６、７には、チューブを約半周の円弧状に配置し、ローラによってチューブ内が気密状態になるまでつぶした状態でその円弧状の範囲を順次扱く構成のチューブポンプが開示されている。インクジェット記録装置においてこのようなチューブポンプを用いることにより、チューブ内に発生させた負圧を利用してインクを誘導することができる。この特許文献１に記載のポンプでは、チューブを扱く行程を約半周にしているため、大きな負圧を得るためにはチューブの円弧の半径を大きくして扱かれるチューブの長さを大きくする必要がある。このため、特許文献１に記載のチューブポンプは、記録ヘッドの吐出口内の増粘インクを強制的に排出するために、吐出口に高い負圧をさせる点では有利である。しかし、所定の負圧を発生させるためには、周径がそれに見合った値に決められてしまい、それ以上のポンプの小型化が困難である。
【０００５】
特許文献２の第７頁及び図３には、チューブを約１周にわたって這い回ますことにより、小さい周径でも扱かれるチューブの範囲が長くなるように構成したチューブポンプが開示されている。しかし、そのままでは、ローラによって常にチューブがつぶされた状態になってしまう。このため、ポンプホイールにローラ支持溝を設け、回転方向によってローラがチューブつぶし位置とつぶさない解除位置とに移動するように構成されている。このような構成によれば、必要なときのみチューブをつぶすことができる。さらに、チューブをつぶさない解除位置においてもローラがチューブに接するように設定することで、ローラが解除されるときの衝撃音が発生しないよう構成されている。
【０００６】
また、ローラがチューブをつぶしているときには、つぶし部が気密状態にあることを保証しなければならない。そこで、特許文献１では、ローラをバネ手段で付勢し、その付勢力を所定以上とすることで気密を保証している。一方、特許文献２では、ポンプフレーム、ポンプホイール、ローラの機械的位置関係により一義的に決まる間隙までチューブをつぶすことによって気密を保証している。ただし、ローラをバネ手段で付勢する方式では、後述する理由により、比較的軽い負荷でチューブつぶしを保証することができる。この観点から、特許文献２の方が、構成がより簡単であり、製造コスト上も有利である。
【特許文献１】特開平３−２７２８６１号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構成では、前述のように、チューブの這い回しが約半周であり、ローラを付勢する手段を設けるため、装置が大型化してしまう不都合がある。特許文献２の構成では、コロのチューブを扱く位置から扱かない解除位置への移動をポンプホイールのローラ支持溝を用いて行うため、チューブの這い回し周径をある程度以上まで小さくできないという不都合がある。チューブの周径を小さくすると、それに伴ってローラ支持溝もポンプホイールの回転中心寄りに移動する。しかし、最終的にローラの回転軸の径内にポンプホイールの回転中心が重なった時点で、ローラ支持溝の幾何学的構成が成り立たなくなる。これは、ローラ支持溝を、ホイール軸芯方向とホイール外周方向との間にホイール径方向に勾配を持った支持溝で構成しても同じである。実際には、もっと早い時点でローラの確実な動作は保証できなくなるので、それが小型化の限界となっている。
【０００８】
また、ほぼ１周にわたって這い回したチューブの重なり部を同時に加圧する方式を採用すれば、複数回転することで負圧を高めることができ、このため、１周でのチューブ長を短くしてポンプの小型化を図ることができる。しかし、その場合は、チューブの重なり部を扱くときの負荷が機械的な誤差によっては過大になってしまうという不都合がある。これは、チューブを機械的な位置関係で決まるつぶし量で扱くことに原因がある。この点について、以下に、図１９のグラフを用いて具体的に説明する。
【０００９】
図１９は、チューブポンプにおけるチューブのつぶし量（横軸）とつぶし力（縦軸）との関係を実験的に求めた結果を示すグラフである。図１９の横軸はチューブをつぶし始めてからのストローク（つぶし量）を表し、その単位はミリメートルである。縦軸は各ストロークでのつぶし力を示し、その単位はＮ（ニュートン）である。また、実験で使用したチューブのゴム硬度は６０ＨＳ（Ａ）であり、チューブの肉厚は０．７５ｍｍであり、ローラ径はφ９．８ｍｍであった。これらの値は、実際のインクジェット記録装置に装着されるチューブポンプで採用されるものに近い条件である。
【００１０】
図１９において、チューブのつぶし始めからつぶし量を増していくと、比較的緩やかにつぶし力が増大していき屈曲点Ａに到達する。この区間はチューブ内にまだ空間がある状態であり、屈曲点Ａにおいて内面が密着して密閉状態になる。更につぶし量を増していくと、チューブの材質自体が厚み方向に弾性変形していく区間に入り、図示のように、つぶし量の増大に対してつぶし力が急激に増大するようになる。ポンプケース、ポンプホイール、ローラ、チューブ肉厚のそれぞれの寸法公差等によって、チューブつぶし量が２．０から２．１の間でばらつくと、つぶし力は点Ｂから点Ｃの間ばらつくことになる。点Ｂは３．５３Ｎであり、点Ｃは６．２３Ｎであり、１．７倍以上の大きな差が生じる。
【００１１】
チューブのつぶし力は、ローラ回転軸部の法線方向の力、つまり摺動部の垂直抗力として働き、摩擦による軸損失の発生、摺動部の摩耗、ポンプケースやホルダのたわみなどに関係する。つまり、つぶし力のばらつきが大きいと、ポンプ駆動力や構造部品の強度や耐摩耗性に関して、一層正確で高度な設定が必要になる。特に、前述のようにチューブの重なり部において２本のチューブ同時につぶすときは、さらに大きな差となってしまう。
【００１２】
一方、ローラをバネ手段で付勢する場合は、例えばばね力を３．９２Ｎ±１０％に設定すると、最小値に近い３．５３Ｎでチューブのつぶし量を２．０ｍｍにして気密にすることができる。つまり、最小に近いつぶし力でチューブを十分に気密状態までつぶすことができ。また、ばね力の上限は４．３１Ｎとなり、上記Ｃ点の６．２３Ｎより小さくなることがわかる。このように、従来のチューブポンプでは、小型化が困難な構成であり、小型化に際し負荷が無用に増大してしまうという技術的課題があった。
【００１３】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を防ぐことができ、ポンプ自体の小型化を図ることができるチューブポンプ及びこれを用いるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、一部を切開した円弧形状のケース部材と、前記ケース部材の切開部から両端が外部に導出されるように前記ケース部材の内面に沿って這い回される弾性材からなるチューブと、を備えたチューブポンプに関する。このチューブポンプは、前記ケース部材の中心に回転自在に軸支されかつ一部が回転中心から偏芯した偏芯部を有する偏芯軸と、前記偏芯部に回転自在に嵌合するローラと、を備えている。さらに、前記ケース部材の切開部に前記チューブの両端側のそれぞれに対応して配置されたチューブ受け部材と、を備えている。
そこで、前記各チューブ受け部材は、前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ曲率の円弧部を有する。そして、前記各チューブ受け部材は、前記円弧部が前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ面となる第１の位置と、該円弧部が前記第１の位置より前記ケース部材の外側へ退避する第２の位置との間で移動可能である。
また、前記ケース部材の内面と前記ローラとの間隙は前記チューブを気密に潰すように設定されている。
さらに、前記チューブ受け部材は前記チューブの両端側の各部分を同時に気密につぶし得る付勢力でもって前記第１の位置に保持可能であるように構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を防ぐことができ、ポンプ自体の小型化を図ることができるチューブポンプ及びこれを用いるインクジェット記録装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。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ものである。図２０は、本発明によるチューブポンプを用いるのに好適なインクジェット記録装置を示す斜視図である。図２０において、給紙部１１５から１枚ずつ給送される記録用紙等の記録媒体は、シャーシ１０３に保持された搬送ローラ１０５によりプラテン１０６上を通して搬送される。記録媒体の幅方向に往復移動可能なキャリッジ１０１には、プラテン１０６と所定隙間をもって対向する記録ヘッド１０７が搭載されている。記録ヘッド１０７を搭載したキャリッジ１０１は、ガイドシャフト１０２及びガイドレール１０４に沿って往復移動可能に案内支持されている。このキャリッジの往復移動は、不図示の駆動源からの駆動力をベルト１０９を介して伝達することにより行われる。
【００１７】
そこで、搬送ローラ１０５とピンチローラ１１１並びに排紙ローラ１１２と排紙補助ローラ（拍車等）の間に挟持されながらプラテン１０６上を搬送される記録媒体に対し、記録ヘッド１０７による画像が記録される。すなわち、記録データに基づいて記録ヘッド１０７を駆動することにより、該記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出することにより記録が行われる。キャリッジの移動による１ライン分の記録と、搬送ローラ１０５による紙送りを交互に繰り返すことにより、記録媒体全体の画像記録が行われる。記録された記録媒体は排紙ローラ１１２を通して装置本体外へ排出される。
【００１８】
インクジェット記録装置では、記録ヘッド１０７の吐出面に設けられた微細な吐出口からインクを吐出して記録することから、記録画像の品位を保持するためには吐出口の目詰まりを防ぐ必要がある。このための手段として、記録領域を外れた所定位置（例えば記録ヘッドのホームポジション）に、吐出口の目詰まり等を防止してインク吐出性能を維持回復するための回復機構部１２０が設けられている。この回復機構部には、非記録時に記録ヘッドの吐出面にキャップを密着させて吐出口を保護するためのキャッピング手段１２１が設けられている。また、回復機構部１２０には、前記キャップに接続された負圧発生手段としての吸引ポンプ１２２が設けられている。
【００１９】
吸引ポンプ１２２は、キャッピング状態において作動することにより、吐出口に負圧を作用させることで、吐出口から増粘インクを気泡等をインクと共に吸引排出させるものである。このような強制的なインク吸引により、吐出口内のインクをリフレッシュし、記録ヘッドのインク吐出性能を維持回復することができる。吸引ポンプ１２２としてチューブポンプが使用されている。チューブポンプは、弾性材のチューブをローラで扱いていくことにより、チューブ内に負圧を発生させるように構成されている。そこで、このチューブポンプ１２２として、以下に説明するような本発明を適用したチューブポンプが使用されている。
【００２０】
図１は本発明によるチューブポンプの第１の実施形態を示す分解斜視図である。図２は図１のチューブポンプが動作を開始するときの状態を示す正面図である。図３は図１のチューブポンプが動作を開始するときのローラ及びチューブの状態を示す横断面図である。図４は図２中の線４−４に沿った中央部縦断面図である。図１〜図４において、１はチューブポンプのポンプケースを構成するケース部材であり、ケース部材の内面１ａは円弧形状をしている。２はゴム状弾性材からなるチューブであり、チューブ２はポンプケース１の内面１ａに沿って約１周にわたって巻かれ、その両端部２ａ、２ｂはポンプケースの外部へ導出されている。
【００２１】
ポンプケース１にはチューブ２の外径より小さい間隔の挟持部を有する保持部１ｂ、１ｃが設けられており、チューブの端部２ａ、２ｂはそれぞれ保持部１ｂ、１ｃに挟持されて固定されている。なお、端部２ａは端部２ｂより図示の下側にあり、従って保持部１ｂは保持部１ｃより図示の下側に設けられている。各保持部の挟持部の間隔は、チューブを挟持してもその内径をつぶしきらない寸法に設定されている。４は不図示の駆動源から駆動が伝達されるギアである。ギア４はポンプケースに設けられた軸１ｄに回転可能に軸支されている。５はポンプケースに固定される蓋部材である。蓋部材には、後述する偏芯軸１０の回転中心となる孔５ａ、ギア４の受け孔５ｂ、後述するチューブ受け部材６の回動を制限する係止部５ｃが設けられている。
【００２２】
図１〜図４において、ポンプケースを構成するケース部材１には軸１ｄ、１ｅが設けられ、軸１ｄにはチューブ受け部材６が、軸１ｅにはチューブ受け部材７がそれぞれ回動可能に軸支されている。軸１ｄ及びチューブ受け部材６は、軸１ｅ及びチューブ受け部材７より上側に配設されている。チューブ受け部材６、７のそれぞれには、ポンプケースの外側へ突出する延伸部６ａ、７ａが設けられ、その間には引張りばね８が張設されている。この引張りばねによって、チューブ受け部材６は軸１ｄを中心に図示左旋回方向に、チューブ受け部材７は軸１ｅを中心に図示右旋回方向に付勢されている。チューブ受け部材６は、その凸部６ｂが蓋部材５の係止部５ｃに当接することで、図２及び図３のチューブつぶし位置に停止している。一方、チューブ受け部材７は、不図示の部分でポンプケース１に当接することで図２及び図３のチューブつぶし位置に停止している。
【００２３】
チューブ受け部材７には、チューブ受け部材６の背後に当接可能に延伸する延伸部７ｂが設けられている。図２及び図３の位置では、延伸部７ｂとチューブ受け部材６の背部との間にわずかな隙間が設定されている。チューブ受け部材６、７のそれぞれには、ポンプケース１の内面の円弧形状と同一の曲率半径を有する円弧部６ｃ、７ｃが設けられている。これらの円弧部６ｃ、７ｃは、図２及び図３の位置では、ポンプケース１の内面円弧を延長した円弧面と同一面を形成する。このように円弧部６ｃ、７ｃがポンプケースの内面の延長円弧面と同一円弧面を形成する位置にあることを、以後、チューブ受け部材６、７が第１の位置にあると称する。
【００２４】
チューブ受け部材６の円弧部６ｃは、図示の上側部分で、チューブ２の略一周する部分の端部２ｂ寄りの部分のみと当接している。また、チューブ受け部材７の円弧部７ｃは、図示の下側部分で、チューブ２の略一周する部分の端部２ａ寄りの部分のみと当接している。チューブ受け部材６、７のそれぞれの円弧部６ｃ、７ｃの回動中心（１ｄ、１ｅ）から遠い側の端部には、円弧面から内側へ若干凸となる凸部６ｄ、７ｄが設けられている。つまり、円弧部６ｃ、７ｃの先端部であって、チューブ２が一周する円弧部分からポンプケース１の外へ向かう部分に切り替る部分又はその近傍に、微小に円弧面より内側に盛り出た凸部（微小凸部）６ｄ、７ｄが設けられている。これらの凸部６ｄ、７ｄから先は、滑らかに円弧面から外側へ逃げる形状となっている。特に、図３に示すように、ローラ９がチューブ２の重なり部を押圧しているときには、微小凸部６ｄ、７ｄと後述のローラ９の中心（回転中心から偏芯した位置）を仮想線で結ぶと三角形をつくるように配置されている。
【００２５】
図１〜図４において、チューブポンプは、偏芯軸１０に回転可能に嵌合されたローラ９でチューブ２をしごいて（扱いて）いくように構成されている。偏芯軸１０はチューブポンプの回転中心を中心として回転可能である。ローラ９を軸支する偏芯軸１０には、蓋部材５及びポンプケース１の中心に回転可能に嵌合される軸１０ａが設けられている。また、偏芯軸１０には、軸１０ａに対して偏芯した偏芯部１０ｂが形成され、この偏芯部１０ｂにローラ９の内径面が回転可能に嵌合されている。さらに、偏芯軸１０には，後述のカムギア１１と係合することで回転力を受けることが可能な凸部１０ｃが設けられている。偏芯部１０ｂの回転中心からの偏芯量については、機構上の制限はない。本実施形態では、偏芯部１０ｂの円形断面内に偏芯軸１０の回転中心が設定されている。
【００２６】
１１は偏芯軸１０へ回転力を伝達する機能を有するカムギアである。カムギア１１は、偏芯軸１０の回転軸１０ａ（回転中心でもある）と同軸に形成された孔１１ａにより回転可能に軸支されている。カムギア１１は、外周部に形成されたギア歯でギア４と噛み合っている。また、カムギア１１には、チューブ受け部材６の延伸部６ｂと係合可能なカム部１１ｃと、偏芯軸１０の凸部１０ｃと係合することで回転力を偏芯軸１０へ伝達できる係合部１１ｂと、を有する。係合部１１ｂは回転中心と同軸の孔１１ａに対し回転対称位置の２箇所に設けられ、偏芯軸１０の凸部１０ｃも回転中心と同軸の軸１０ａの回転対称位置の２箇所に設けられており、それぞれ、回転方向に見たときの幅は小さく設定されている。
【００２７】
このため、不図示の駆動原によってギア４が回転するとき、カムギア１１はこれと共に常に回転するが、偏芯軸１０は係合部１１ｂと凸部１０ｃが係合するまでは回転せず、係合した後に回転駆動される。本実施形態におけるカムギア１１は、不図示の駆動源からの駆動力をギア４を介して伝達され、係合部１１ｂと凸部１０ｃとの係合を介して偏芯軸１０を回動駆動するための駆動部材になっている。
【００２８】
ローラ９とポンプケース１の内面１ａとの間に形成される最短距離は、ポンプケースと偏芯軸１０の寸法形状、並びにローラ９の寸法形状により一義的に決まり、その距離は扱かれるチューブ２の内径がつぶされて密着することで気密状態になる寸法に設定される。図２及び図３の状態では、チューブ受け部材６、７の円弧部６ｃ、７ｃは前述のようにポンプケース１の円弧内面１ａの延長面と同一面に位置（第１の位置）している。従って、チューブ受け部材６、７とローラ９の最短距離もチューブ２の内径を密着させて気密状態にすることになる。図１〜図３において、偏芯軸１０の偏芯部１０ｂはチューブ２の一周重なり部の方向に向いており、従ってローラ９の周面もチューブ２の一周重なり部の方向に向いている。図４はこの状態での縦断面を示している。
【００２９】
図１〜図４の位置では、チューブ２の一周した重なり部は、端部２ａ、２ｂの両方ともローラ９とチューブ受け部材６、７との間で押しつぶされて気密状態となっている。
詳細に説明すると、チューブ２の上側の端部２ｂ寄りの部分では、ローラ９とチューブ受け部材６の微小な凸部６ｄとによって気密状態につぶされている。また、下側の端部２ａ寄りの部分では、ローラ９とチューブ受け部材７の微小な凸部７ｄとによって気密状態につぶされている。このようにチューブの両端部寄りの部位をそれぞれ個別に押しつぶしているので、チューブ受け部材６、７が機械的公差により微小に傾いたり位置ずれしていても、確実に両方を同時につぶすことができる。本実施形態では、前述のように偏芯軸１０の偏芯部１０ｂの円形断面内に回転中心が設定され、特に図４に示すように図示右側の回転軸１０ａの外径が偏芯部１０ｂの断面内に位置しているため、ローラ９は図示右側からそのまま組み込むことができる。
【００３０】
次に、図１〜図４で説明したチューブポンプの動作について説明する。図５は図２及び図３の位置からカムギア１１を図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。図６は図５の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。図２及び図３に示す状態からカムギア１１が図示反時計回りに回動する。このとき、カムギアの係合部１１ｂと偏芯軸１０の凸部１０ｃが係合しているため、偏芯軸１０も同じ回転量だけ同方向に回動する。
【００３１】
すると、ローラ９によるチューブ２の一方の端部（図示上側端部）２ｂ側のつぶしが解除される。他方の端部２ａ側は、ローラ９の押圧部によりチューブ受け部材７の円弧部７ｃとの間でつぶされたまま移動した後、ローラとポンプケースとの間でつぶされた状態になる。つまり、２ｂ側端部はつぶされたままの状態になる。従って、このときチューブ２の一端部２ａに不図示の気密空間が接続されていれば、その空間に負圧が発生することになる。また、チューブの他端部２ｂに不図示の気密空間が接続されていれば、その空間に正圧が発生することになる。
【００３２】
図７は図５及び図６の位置からさらにカムギアを図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。図８は図７の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。図５及び図６の状態からカムギア１１がさらに図示反時計回りに回動すると図７及び図８の状態になる。図７及び図８の状態では、カムギア１１のカム部１１ｃがチューブ受け部材６の凸部６ｂに当接し、チューブ受け部材６を引張りばね８のばね力に抗して、軸１ｄを中心に図示時計回りに回動させる。すると、チューブ受け部材６の背部がチューブ受け部材７の延伸部７ｂに当接する。その後、チューブ受け部材７は、チューブ受け部材６の回動に連動して、軸１ｅを中心に図示反時計回りに回動する。
【００３３】
従って、チューブ受け部材６、７の円弧部６ｃ、７ｃは、チューブケース１の内面１ａの延長円弧面から外側へ退避する。このため、ローラ９の押圧部がチューブ受け部材の円弧部６ｃ、７ｃと対向する位置にきても、チューブ２の内径を気密につぶすことはなくなる。このように円弧部６ｃ、７ｃがポンプケースの内面１ａから外側へ退避した位置にあることを、以後、チューブ受け部材６、７が第２の位置にあると称する。なお、チューブ受け部材６、７が第２の位置にあっても、ローラ９によるチューブ２のつぶしはチューブポンプの内面１ａとの間で行われるので、上述の負圧発生に影響はなく、引き続き負圧を発生することができる。上述のように、カムギア１１のカム部１１ｃとチューブ受け部材６、７の凸部６ｂ及び延伸部７ｂは、チューブ受け部材６、７をチューブつぶしが可能な位置である第１の位置から第２の位置へ移動させるためのチューブ受け解除手段を構成している。
【００３４】
図９は図７及び図８の位置からさらにカムギアが図示反時計回りに回動してチューブ受け部材６、７がチューブポンプ１の内面１ａの延長円弧面上（第１の位置）に復帰するときのカムギア１１の状態を示す横断面図である。図１０は図９の位置においてローラ９がチューブ２をしごいて負圧を発生させている状態を示す横断面図である。図９及び図１０において、ローラ９によるチューブ２のつぶし位置はポンプケースを構成するケース部材１の内面１ａの範囲内であってチューブ受け部材６に近いところにある。この位置では、カムギア１１のカム部１１ｃとチューブ受け部材６の凸部６ｂとの当接が解除され、チューブ受け部材６、７の位置は第１の位置に復帰している。カムギア１１が図９及び図１０の位置からさらに図示反時計回りに回動すると、ローラ９によるチューブ２のつぶし位置はポンプケース１からチューブ受け部材６に移行する。そして、１回転（３６０度の回動）すると、図１〜図４に示す動作開始のときの状態に戻る。
【００３５】
すなわち、カムギア１１が図示反時計回りに回動を続ける限り、チューブ２の１周内のどこかがローラ９によって気密につぶされた状態にあるので、チューブの一端部２ａ側に負圧が発生し続けることになる。そして、チューブの一端部２ａが密閉空間に接続されていれば、その空間内の負圧は高まり続けることになる。つまり、ローラ９を回転回数を増やすほど、強い負圧を発生させることができる。例えば、チューブの一端部２ａをインクジェット記録装置のインクタンク等に接続しておけば、ポンプ動作を続ける限り、インクをチューブの２ａ側端から２ｂ側端へ送り続けることができる。
【００３６】
なお、以上の説明では、ローラ９とチューブ受け部材６又はチューブ受け部材７とでチューブ２をつぶしているとき、これらのチューブ受け部材のいずれもが第１の位置（ポンプケースの内面の延長円弧面上）にあるとしたが、厳密にこの位置にある必要はない。すなわち、ばね８によりチューブ２を密閉状態を保つことが保証されているので、例えば、機械的公差によりつぶし量が大きくなった場合などに、過剰な負荷がかかった分逃げてしまっても問題はない。
【００３７】
図１１はカムギアが図９の位置から図示反時計回りにさらに回動することで図１の動作開始から１回転したときのカムギアの状態を示す横断面図である。図１２は図１１の位置におけるローラ９の状態を示す横断面図である。チューブポンプは、図１〜図１０で説明したように反時計回りに回動（２回転以上でも同じ）する限り負圧を発生し続けることができる。そして、負圧を発生した後、図１１及び図１２の位置で停止する。そして、以下に説明するように回動方向を図示時計回りに反転させることによりチューブ２のつぶし状態を解除する。図１１及び図１２の位置では、ローラ９の押圧位置がチューブ受け部材６とチューブ受け部材７との間にあり、チューブ２は一周した重なり部で両端部２ａ、２ｂ側ともつぶれている。
【００３８】
この図１１及び図１２の状態からカムギア１１が回動方向を反転させて図示時計回りに回動すると、カムギアの係合部１１ｂは偏芯軸１０の凸部１０ｃから離れ、カムギアのみが回動する。このとき、ローラ９は、チューブ受け部材６、７の先端部の微小凸部６ｄ、７ｄの間に位置しており、カムギア１１が反転して回動しても、安定して図示位置に停止した状態を保つことができる。一方、カムギア１１が図示時計回りに回動すると、カム部１１ｃがチューブ受け部材６の凸部６ｂに当接し、チューブ受け部材６、７を第２の位置（退避位置）へ移動させる。そして、カムギア１１は、チューブ受け部材６、７を第２の位置へ移動させた後、図１３及び図１４の状態で停止する。
【００３９】
図１３はカムギア１１の係合部１１ｂが偏芯軸１０の凸部１０ｃに当接する直前の位置にある状態を示す横断面図であり、図１４はカムギアが図１３の位置にあるときのローラ９の状態を示す横断面図である。図１３及び図１４の位置では、チューブ受け部材６、７が第２の位置にあるので、ローラ９がチューブ２に接触してはいるが、チューブ２の変形量が少ない。このため、図１３及び図１４の状態で長期間放置されても、チューブ２が永久変形してしまうことはない。また、ローラ９がチューブ２と接触しているので、この状態で振動や衝撃が加えられても偏芯軸１０が回動して位置ずれすることもない。
【００４０】
図１９はチューブポンプにおけるチューブ２のつぶし量（横軸）とつぶし力（縦軸）との関係を例示するグラフである。次に、図１９を用いて、上述の第１の実施形態における各動作ごとの負荷について説明する。ローラ９とポンプケース１の内面１ａとの間でチューブ２をつぶしているときは、そのつぶし量を機械的な寸法で管理することで、つぶし部の気密性を保証している。ただし、この方式では、機械的公差による負荷のばらつきが大きく、最大では図１９に示すＣ点の６．２３Ｎ（ニュートン）の反発力が発生する。
【００４１】
しかし、ローラをばねで押し付けている構成では、２本のチューブを同時につぶす領域があるため、ばね圧は最低でも図１９のＢ点の３．５３Ｎの２倍の約７Ｎが必要である。そして、このばね圧はチューブが１本の領域でも変わらない。従って、チューブ１本をつぶす範囲では機械的寸法で気密につぶす構成の方が、より軽い負荷でチューブポンプを駆動することができる。一方、本実施形態では、チューブを２本つぶすときには、ばね圧で保証する方式を採用している。従って、機械的寸法管理では最大６．２３Ｎの２倍の約１２．４Ｎの反発力が発生するのに対し、本実施形態では、ばね方式を採用することで、最大でも４．３１Ｎの２倍の約８．６Ｎにすることができ、より軽い負荷でチューブポンプを駆動することができる。
【００４２】
以上説明した実施形態によれば、チューブ２の略一周する重なり部においては可動であるチューブ受け部材６、７の付勢力により、その他の領域ではチューブポンプの内面１ａとの間の固定された間隙寸法でチューブ２をつぶす構成となっている。このため、ポンプ負荷のばらつきに起因する過剰な負荷の発生を抑えることができ、ポンプの駆動力を軽減することができる。さらに、剛性や耐摩耗性に関してより安価な材質を選択したり、薄肉化及び小径化を図ることも可能となる。また、可動なチューブ受け部材６、７を強制的にチューブポンプ１の外側へ移動させる手段を設け、ローラ９を一定の偏芯量で回動自在に保持する構成となっている。このため、ローラの偏芯量を可変とする方式に比べ、偏芯量に対する制限を無くすことができる。従って、偏芯量を小さくすることで、チューブ２の這い回し径を小さくすることができ、チューブポンプ自体の小型化が可能となる。
【００４３】
また、カムギア１１の一方向回転では連続して負圧を発生させることができ、ローラがチューブの重なり部にあるときの位置でカムギア１１の回動方向を反転させることによりチューブ受け部材６、７を第２の位置に退避させることができる。このため、他の駆動源などを設けることなく、チューブ２のつぶし状態を解除することができる。これにより、チューブポンプの一層の簡素化及び小型化を実現することができる。
【００４４】
ローラ９がチューブ２の重なり部を押圧するときに、チューブ２の両端部２ａ、２ｂのそれぞれの側に対応したチューブ受け部材６、７の各微小凸部６ｄ、７ｄの間でチューブをつぶすように構成されている。このため、チューブ２の両端側の部位を確実に同時につぶすことができる構成となっている。また、微小凸部６ｄ、７ｄとローラ９の回動中心を結んだ仮想線が三角形になるように構成されている。これらの構成により、ローラ９を安定して重なり部位置に保持することができる。また、チューブ受け部材は、チューブ２の重なり部で二重になったチューブのそれぞれに対応する２つの部材６、７で構成されている。このため、お互いに独立してばね圧を加えることができ、チューブの二重部分を同時につぶすことが可能となり、ポンプ動作の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
図１５は本発明によるチューブポンプの第２の実施形態の正面図である。図１６は図１５中のチューブ受け部材１２を示す斜視図である。以下の第２の実施形態の説明では、主として第１の実施形態との相違点を説明し、その他の点については同じ参照符号で示し、それらの詳細説明は省略する。図１５及び図１６において、蓋部材５には新たに２個の軸５ｄ、５ｅが設けられている。１２はチューブ受け部品である。このチューブ受け部品には、蓋部材の軸５ｄ、５ｅのそれぞれとスライド可能に嵌合する溝１２ａ、１２ｂが設けられている。また、チューブ受け部品１２は、不図示のばね等の付勢手段によりギア４に向かう方向に付勢されている。その付勢力は、チューブ２の一周した重なり部の２本を同時に気密につぶすことができる大きさに設定されている。
【００４６】
図１６において、チューブ受け部品１２には、チューブ受け部材２１とチューブ受け部材２２が設けられている。つまり、チューブ受け部品１２は、２つのチューブ受け部材２１、２２を一体化した構造を有する。そして、これらのチューブ受け部材２１、２２は、それぞれ、第１実施形態における個別のチューブ受け部材６、７に相当する部材である。各チューブ受け部材２１、２２には、チューブケース１の内面１ａと同じ曲率を有する円弧部（円弧延長面）２１ａ、２２ａが設けられている。これらの円弧部は、第１の実施形態におけるチューブ受け部材６、７の円弧部６ｃ、７ｃに相当する部分であり、チューブ２の一周している範囲の一端２ｂ寄りの部分及び他端２ａ寄りの部分のそれぞれに当接可能に配置されている。
【００４７】
また、チューブ受け部品１２には凸部１２ｅが設けられている。この凸部１２ｅは、第１の実施形態におけるチューブ受け部材６の凸部６ｂに相当するものである。従って、凸部１２ｅが蓋部材５の係止部５ｃに突き当たっているとき、チューブ受け部品１２は円弧部２１ａ、２２ａがチューブケース１の内面１ａの延長円弧面と一致する面となる位置となる。また、凸部１２ｅがカムギア１１のカム部１１ｃに当接しているときは、チューブ受け部品１２は円弧部２１ａ、２２ａがチューブケース１の内面１ａの円弧中心から遠ざかった位置（チューブケースの外側へ退避した位置）となる。本実施形態のその他の部分は、前述の第１の実施形態と実質的に同じ構成を有している。
【００４８】
図１７は第２の実施形態に係るチューブポンプでローラがチューブの一周した重なり部をつぶしているときの状態を示す横断面図である。図１８は図１７のチューブポンプでカムギアが図示反時計回りに回動することで負圧を発生しているときの状態を示す横断面図である。次に、図１７及び図１８を用いて、第２の実施形態の動作を説明する。図１７の位置からカムギア１１が図示反時計回りに回動すると、これに追従して偏芯軸１０が同方向に回動し、ローラ９がチューブ２をしごいていく。これによって、チューブの一端２ａ側に負圧が発生する。図１７はこの負圧発生の過程（２回転以上でも良い）でローラ９がチューブ２の一周した重なり部をつぶしているときの状態を示す。図１７におけるチューブ受け部材２１、２２の位置は第１の実施形態におけるチューブ受け部材６、７の第２の位置に相当する。
【００４９】
カムギア１１のカム部１１ｃは、ローラ９がチューブ受け部品１２の円弧部２１ａ、２２ａとの間でチューブ２をつぶしている間、凸部１２ｅに接触することはない。このため、チューブ２は、チューブ受け部品１２に作用する付勢力によって気密状態につぶされている。従って、カムギア１１が図示反時計回りに回動する限り、第１の実施形態と同様、連続的に負圧を発生し続けることができる。そして、再度図１７の第１の位置にきたときにカムギア１１の回動方向を反転させて図示時計回りに回動させる。このとき、ローラ９はカムギア１１に追従せず図示位置に止まったままである。そして、カムギア１１が反転方向に第１の実施形態の場合と同じ量回動したところで図１８の状態になる。
【００５０】
図１８の状態では、カムギア１１のカム部１１ｃがチューブ受け部品１２の凸部１２ｄに当接し、チューブ受け部品１２をその付勢力に抗してチューブ２から逃げる方向（図１８中の上方向）へスライドさせる。これによって、チューブ２の気密なつぶしが解除され、チューブ２の内部は一端２ａから２ｂまで連通した状態になる。つまり、チューブ受け部品のチューブ受け部材２１、２２はそれらの円弧部２１ａ、２２ａがチューブケース１の内面１ａの円弧中心から遠ざかった位置（チューブケースの外側へ退避した位置）となる。この位置は、第１の実施形態におけるチューブ受け部材６、７の第２の位置に相当する。
【００５１】
本実施形態のその他の部分は、前述の第１の実施形態と実質的に同じ構成を有しており、この第２の実施形態によっても第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。また、この第２の実施形態によれば、チューブ受け部材が１つの部品で構成されるので、さらに部品点数が減少し、より安価なチューブポンプを構成できるという効果がある。
【００５２】
以上説明した実施形態では、偏芯軸１０の偏芯量がローラ９が嵌合する偏芯部１０ｂの断面内に回転中心が位置する範囲内に設定したが、この偏芯量はこれに限定されることなく自由に設定できるものである。つまり、本発明は、大きな偏芯量を設定しても、同様に適用することができ、同様の効果を奏するものである。また、チューブ受け部材６、７の第１の位置から第２の位置への移動を駆動方向の反転によって行う構成としたが、これは、ポンプを駆動する駆動源とは別の駆動源を用いて第２の位置へ移動させるように構成しても良い。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、本発明によるチューブポンプを用いるインクジェット記録装置がシリアルタイプである場合を例に挙げたが、副走査のみで記録するラインタイプのインクジェット記録装置に対しても同様に適用可能である。また、本発明は、インクジェット記録装置であれば、記録ヘッドの数や、使用するインクの種類等に関わらず、同様に適用可能なものであり、同様の作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明によるチューブポンプの第１の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１のチューブポンプが動作を開始するときの状態を示す正面図である。
【図３】図１のチューブポンプが動作を開始するときのローラ及びチューブの状態を示す横断面図である。
【図４】図４は図２中の線４−４に沿った中央部縦断面図である。
【図５】図２及び図３の位置からカムギアを図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図６】図５の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。
【図７】図５及び図６の位置からさらにカムギアを図示反時計回りに回動しながらチューブに負圧を発生させているときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図８】図７の位置においてローラによりチューブをしごいて負圧を発生させているときの状態を示す横断面図である。
【図９】図７及び図８の位置からさらにカムギアが図示反時計回りに回動し、チューブ受け部材がチューブポンプの内面の延長円弧面上に復帰するときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図１０】図９の位置においてローラがチューブをしごいて負圧を発生させている状態を示す横断面図である。
【図１１】カムギアが図９の位置から図示反時計回りにさらに回動することで図１の動作開始から１回転したときのカムギアの状態を示す横断面図である。
【図１２】図１１の位置におけるローラの状態を示す横断面図である。
【図１３】図１１の位置からカムギアが図示時計回りに回動してカムギアの係合部が偏芯軸の凸部に当接する直前の位置にある状態を示す横断面図である。
【図１４】カムギアが図１３の位置にあるときのローラの状態を示す横断面図である。
【図１５】本発明によるチューブポンプの第２の実施形態の正面図である。
【図１６】図１５中のチューブ受け部材を示す斜視図である。
【図１７】第２の実施形態に係るチューブポンプでローラがチューブの一周した重なり部をつぶしているときの状態を示す横断面図である。
【図１８】図１７のチューブポンプでカムギアが図示反時計回りに回動することで負圧を発生しているときの状態を示す横断面図である。
【図１９】チューブポンプにおけるチューブのつぶし量（横軸）とつぶし力（縦軸）との関係を例示するグラフである。
【図２０】本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ポンプケース
１ａ 内面
１ｂ、１ｃ 保持部
１ｄ、１ｅ 軸
２ チューブ
２ａ、２ｂ チューブの端部
４ ギア
５ 蓋部材
５ｃ 係止部
５ｄ、５ｅ 軸
６、７ チューブ受け部材
６ａ、７ａ 延伸部
６ｂ 凸部
６ｃ、７ｃ 円弧部
７ｂ 延伸部
８ ばね（引っ張りばね）
９ ローラ
１０ 偏心軸
１０ａ 軸（回転中心）
１０ｂ 偏心部
１０ｃ 凸部
１１ カムギア
１１ｂ 係合部
１１ｃ カム部
１２ チューブ受け部品
１２ａ、１２ｂ 溝
１２ｅ 凸部
２１、２２ チューブ受け部材
２１ａ、２２ａ 円弧部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切欠き部を有する円弧形状のケース部材と、前記切欠き部から両端が外部に導出されるように前記ケース部材の内面に沿って這い回される弾性材からなるチューブと、前記ケース部材の中心に回転自在に軸支されかつ一部が回転中心から偏芯した偏芯部を有する偏芯軸と、前記偏芯部に回転自在に嵌合するローラと、前記切欠き部に前記チューブの両端側のそれぞれに対応して配置された受け部材と、を備え、
前記各受け部材は、前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ曲率の円弧部を有し、該円弧部が前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ面となる第１の位置と、該円弧部が前記第１の位置より前記ケース部材の外側へ退避する第２の位置との間で移動可能であり、
前記ケース部材の内面と前記ローラとの間隙は前記チューブを気密に潰すように設定され、
前記チューブ受け部材は前記チューブの両端側の各部分を同時に気密につぶし得る付勢力でもって前記第１の位置に保持可能であることを特徴とするチューブポンプ。
【請求項２】
前記受け部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させる解除手段を有することを特徴とする請求項１に記載のチューブポンプ。
【請求項３】
前記解除手段は、回転中心を中心に回動するカム部を有する駆動部材と前記受け部材に設けられて前記駆動部材に当接可能な凸部とを有し、前記駆動部材の一部の回動範囲で前記カム部を前記凸部に当接させることにより前記受け部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項２に記載のチューブポンプ。
【請求項４】
所定方向の回転において前記ローラが前記ケース部材の内面との間で前記チューブをしごいているときに、前記カム部が前記凸部に当接することにより前記受け部材を第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項３に記載のチューブポンプ。
【請求項５】
前記ローラが前記チューブの重なり部を押圧する位置にあるとき、前記駆動部材がチューブしごき方向と反対方向に遊びの範囲内で回動したときに、前記受け部材を前記第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のチューブポンプ。
【請求項６】
前記受け部材の円弧部に凸部を設け、前記凸部は前記重なり部において二重になったチューブのそれぞれを前記ローラとの間で同時に挟持する位置にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のチューブポンプ。
【請求項７】
前記受け部材は、前記重なり部で二重になったチューブのそれぞれに対応した部材からなり、チューブを気密につぶすのに要する付勢力で付勢され、第１の位置においては所定範囲で独立して可動であり、第２の位置へ連動して移動することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のチューブポンプ。
【請求項８】
記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置において、記録ヘッドの吐出口から強制的にインクを吸引する吸引ポンプとして請求項１〜７のいずれか１項に記載のチューブポンプを用いることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
切欠き部を有する円弧形状のケース部材と、前記切欠き部から両端が外部に導出されるように前記ケース部材の内面に沿って這い回される弾性材からなるチューブと、前記ケース部材の中心に回転自在に軸支されかつ一部が回転中心から偏芯した偏芯部を有する偏芯軸と、前記偏芯部に回転自在に嵌合するローラと、前記切欠き部に前記チューブの両端側のそれぞれに対応して配置された受け部材と、を備え、
前記各受け部材は、前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ曲率の円弧部を有し、該円弧部が前記ケース部材の内面の延長円弧面と同じ面となる第１の位置と、該円弧部が前記第１の位置より前記ケース部材の外側へ退避する第２の位置との間で移動可能であり、
前記ケース部材の内面と前記ローラとの間隙は前記チューブを気密に潰すように設定され、
前記チューブ受け部材は前記チューブの両端側の各部分を同時に気密につぶし得る付勢力でもって前記第１の位置に保持可能であることを特徴とするチューブポンプ。
【請求項２】
前記受け部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させる解除手段を有することを特徴とする請求項１に記載のチューブポンプ。
【請求項３】
前記解除手段は、回転中心を中心に回動するカム部を有する駆動部材と前記受け部材に設けられて前記駆動部材に当接可能な凸部とを有し、前記駆動部材の一部の回動範囲で前記カム部を前記凸部に当接させることにより前記受け部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項２に記載のチューブポンプ。
【請求項４】
所定方向の回転において前記ローラが前記ケース部材の内面との間で前記チューブをしごいているときに、前記カム部が前記凸部に当接することにより前記受け部材を第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項３に記載のチューブポンプ。
【請求項５】
前記ローラが前記チューブの重なり部を押圧する位置にあるとき、前記駆動部材がチューブしごき方向と反対方向に遊びの範囲内で回動したときに、前記受け部材を前記第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のチューブポンプ。
【請求項６】
前記受け部材の円弧部に凸部を設け、前記凸部は前記重なり部において二重になったチューブのそれぞれを前記ローラとの間で同時に挟持する位置にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のチューブポンプ。
【請求項７】
前記受け部材は、前記重なり部で二重になったチューブのそれぞれに対応した部材からなり、チューブを気密につぶすのに要する付勢力で付勢され、第１の位置においては所定範囲で独立して可動であり、第２の位置へ連動して移動することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のチューブポンプ。
【請求項８】
記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置において、記録ヘッドの吐出口から強制的にインクを吸引する吸引ポンプとして請求項１〜７のいずれか１項に記載のチューブポンプを用いることを特徴とするインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００７−１３８７９３（Ｐ２００７−１３８７９３Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３２５００（Ｐ２００５−３３２５００）
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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