JP2019035348A - チューブポンプ及び液体吐出装置 - Google Patents

チューブポンプ及び液体吐出装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、簡単な構成で、第2回転体の逆転時においてチューブ内の液体の逆流の発生を抑制することができるチューブポンプの提供を目的とする。【解決手段】チューブポンプは、チューブと、ケースと、コロと、前記コロを前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向に移動可能にガイドするガイド部を持つ第1回転体と、前記コロの前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向における位置に作用するコロ位置規制部を持つ第2回転体と、を備え、前記コロは、前記第1回転体が前記チューブを押圧して周回し、前記第2回転体が逆方向に回転し始めると、前記駆動伝達部の前記不感帯による前記第2回転体の回転が前記第1回転体に伝達されない状態が終了するまでに、前記第2回転体に設けられた前記コロ位置規制部と前記チューブの弾性復元力の作用により前記第1回転体の前記ガイド部を前記チューブの押圧を解除する方向に移動する。【選択図】 図3

Description

本発明は、チューブポンプ及び液体吐出装置に関する。
特許文献1には、その図3に示されるように、ポンプフレームと、回転体と、カム部材と、制動ユニットと、を備えたチューブポンプの構成が開示されている。ここで、前記ポンプフレームは、チューブの外形を円弧状に規制するチューブ支持面を有している。前記回転体には、前記チューブをチューブ支持面側に押圧する第1位置と、チューブの押圧を解除する第2位置とにローラを移動可能に支持するレバーが取り付けられている。前記カム部材は、駆動手段からの駆動力によって回転し、前記レバーに支持されたローラを第1位置又は第2位置に移動させるようになっている。前記制動ユニットは、前記カム部材の回転によりローラを第1位置と第2位置との間で移動させる状態において前記回転体の回転を制動するようになっている。なお、前記制動ユニットは、前記カム部材を回転可能に支承する支持軸と、前記支持軸に嵌め込まれたコイル状のバネを含んで構成され、前記コイル状のバネの緩み方向へのカム部材の回転作用により前記回転体の制動を解除するようになっている。
以上の構成により、ローラを第1位置又は第2位置に移動させる際の回転体の回転が制動され、ローラ位置が定められた後に回転体が回転できる。その結果、前記チューブポンプは、回転体の逆転時においてチューブ内の液体の逆流の発生を抑制している。
特開2000-62208号公報
しかしながら、特許文献1に記載されているチューブポンプは、カム部材によりローラを支持したレバーを第1位置と第2位置の間を移動させる構成をとっているため、制御すべきローラに至るまでの部品点数が多い。また、部品点数が多いことに伴い、特許文献1に記載されているチューブポンプは、ローラの位置精度のばらつきが生じやすい。
本発明は、簡単な構成で、第2回転体の逆転時においてチューブ内の液体の逆流の発生を抑制することができるチューブポンプの提供を目的とする。
本発明のチューブポンプは、弾性復元力を有するチューブと、該チューブの位置を規制して支持する円弧状壁面を持つケースと、該ケースの前記壁面との間で前記チューブを押圧可能に配置されているコロと、前記ケースの前記円弧状壁面の円弧中心を中心として回転可能であり、前記コロを前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向に移動可能にガイドするガイド部を持つ第1回転体と、前記ケースの前記円弧状壁面の円弧中心を中心として回転する回転体であって、前記コロの前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向における位置に作用するコロ位置規制部を持つ第2回転体と、を備え、前記第1回転体は、前記第2回転体の回転駆動力を受けて回転するよう前記第1回転体と前記第2回転体との間には駆動伝達部が設けられ、該駆動伝達部には回転方向が変更になった際に前記第2回転体の回転が前記第1回転体に所定回転量の間伝達されない不感帯が設定されており、前記コロは、前記第1回転体が所定方向に回転している時に前記第2回転体に設けられた前記コロ位置規制部の作用で前記第1回転体の前記ガイド部を前記チューブ側に移動して前記ケースの前記円弧状壁面との間で前記チューブを押圧して周回し、前記第2回転体が逆方向に回転し始めると、前記駆動伝達部の前記不感帯による前記第2回転体の回転が前記第1回転体に伝達されない状態が終了するまでに、前記第2回転体に設けられた前記コロ位置規制部と前記チューブの弾性復元力の作用により前記第1回転体の前記ガイド部を前記チューブの押圧を解除する方向に移動することを特徴とする。
本発明のチューブポンプによれば、簡単な構成で、第2回転体の逆転時においてチューブ内の液体の逆流の発生を抑制することができる。
第1実施形態のチューブポンプを備えた記録装置の構成概要図である。 第1実施形態の記録装置における維持ユニットの機能の概要を示す図である。 第1実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第1実施形態のチューブポンプの一部の斜視図である。 第1実施形態のチューブポンプの一部の分解斜視図である。 第1実施形態のチューブポンプの各部材の位置関係を示す図である。 第1実施形態のチューブポンプの各部の動作を示す図である。 第1実施形態のチューブポンプのコロ部材に対するチューブの反力を示す図である。 第2実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第2実施形態のチューブポンプの一部の分解斜視図である。 第2実施形態のチューブポンプの各部の動作を示す図である。 第3実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第3実施形態のチューブポンプの一部の斜視図である。 第3実施形態のチューブポンプの一部の分解斜視図である。 第3実施形態のチューブポンプの各部の動作を示す図である。 第4実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第4実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第4実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第4実施形態のチューブポンプの一部の分解斜視図である。 第5実施形態のチューブポンプの構成を示す図である。 第5実施形態のチューブポンプの一部の分解斜視図である。 第5実施形態のチューブポンプの各部の動作を示す図である。 第5実施形態のチューブポンプのコロ部材に対するチューブの反力を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を、第1〜第5実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
(インクジェット記録装置の全体構成)
図1は、本実施形態のインクジェット記録装置100(記録装置の一例)の概略図である。インクジェット記録装置100は、維持ユニット1と、キャリッジ2と、給紙ユニット3と、搬送ローラ4と、排出部6と、インクタンク9と、記録ヘッド10(図2参照、液体吐出ヘッドの一例)とを備えている。ここで、維持ユニット1は、記録ヘッドの吐出信頼性を維持するためのものとされ、その一部を構成するキャップ8及びチューブポンプ12(図2(A)及び(B)、図3等参照)を含んで構成されている。キャップ8は、記録ヘッド10を封止する機能を有する。給紙ユニット3は、記録媒体7を一枚ずつ分離して搬送方向下流側に給紙する機能を有する。搬送ローラ4は、給紙ユニット3から給紙された記録媒体7をキャリッジの走査領域で構成される記録位置5に搬送する機能を有する。排出部6は、記録が終了した記録媒体7が排出される部分である。インクタンク9は、記録ヘッド10にインク(液体の一例)を供給するためのものである。記録ヘッド10は、記録情報に応じて記録媒体7にインクを吐出する機能を有する。
図2は、維持ユニット1の機能の概要を説明するための図である。維持ユニット1は、キャップ8に接続されている大気開放弁13と、チューブポンプ12により排出されるインクを保持する廃インク吸収体14とを含んで構成されている。
(維持ユニットの動作)
ここで、維持ユニット1による維持動作について図2(A)及び図2(B)を参照しつつ説明する。記録ヘッド10のインク吐出機能に障害が発生した場合、自動的に又はユーザー判断により、維持ユニット1による記録ヘッド10の維持操作が実施される。そして、当該維持操作が実施されると、図2(A)に示されるように、キャリッジ2は、記録ヘッド10のフェイス面11がキャップ8に対向する位置に移動する。次いで、キャップ8は、図2(B)に示されるように、フェイス面11に当接して、フェイス面11を密閉する。また、この場合(キャップ8がフェイス面11を密閉している場合)、大気開放弁13は閉じられている。次いで、チューブポンプ12は、フェイス面11に密閉して形成している空間の内部(キャップ8の内部)の吸引動作を行い、キャップ8の内部に負圧を発生させる。そして、キャップ8の内部に負圧が発生すると、その負圧により記録ヘッド10のフェイス面11(吐出口面の一例)の吐出口(図示省略)からインクが引き出され、インク吐出機能の障害の原因となっている吐出口内の泡、異物等がインクと共に引き出される。その結果、記録ヘッド10は、そのインクの吐出機能が回復される。次いで、チューブポンプ12は、大気開放弁13が開いた状態で吸引動作を継続することにより、キャップ8の内部に引き出されたインクが除去され、廃インク吸収体14に排出される。
(チューブポンプの構成)
次に、本実施形態のチューブポンプ12の構成について、図3、図4、図5を使用して説明する。図3はチューブポンプ12の全体を示す構成概要図、図4はチューブポンプ12内部において回転する回転子の外観を示す斜視図、図5は該回転子の部品構成を示す構成図である。
本実施形態のチューブポンプ12は、ケース21と、チューブ22と、前記回転子を構成する、コロ部材23(コロの一例)と、コロ保持部材24(第1回転体の一例)と、駆動回転体25(第2回転体の一例)とで構成されている。
チューブ22は弾性復元力を有する材料からなる。ケース21は、円形状の底面及び内側に向けて円弧状に湾曲している壁面21a(円弧状壁面の一例)を有しており、該壁面21aを形成する円弧の中心は前記回転子の回転中心であり、該壁面21aに沿ってチューブ22は円弧状に配置されている。コロ部材23は、ケース21の壁面21aに配置されたチューブ22を間に置いて壁面21aに対向する位置でチューブ22に押圧可能に配置されている。
チューブポンプ12の吸引動作時においては前記回転子が回転し、その構成部品であるコロ部材23が壁面21aとの間でチューブ22を押圧しながら周回する。そして、その押圧位置を移動することによりチューブ22内に負圧を発生させ、その負圧によりキャップ8内に負圧を発生させる。本実施形態のコロ部材23は、図5に示されるように、チューブ22を押圧するための円筒部23a(円筒状の本体の一例)と、回転軸23bと、駆動回転体25の作用を受ける軸部23cとを有している。円筒部23aの径は、回転軸23b及び軸部23cの径よりも大きい。軸部23cは円筒部23aの軸方向両端からそれぞれ外側に設けられ、回転軸23bはさらに各軸部23cから各軸部23cを挟んで円筒部23aの反対側に設けられている。本実施形態では、図3〜図5に示されるように、コロ部材23を3個使用する例を示す。
コロ保持部材24は、ケース21内に配置された前記回転子の一部を構成する部材であり、図4、図5に示すように回転子の回転軸方向外側に位置する2つの部材(平面部材の一例、コロ保持部材24A、24B)からなる。2つの部材24A、24Bは、24Aに設けられた接合穴24Aaと24Bに設けられた接合凸部24Baを接合させることにより、ケース21の壁面21aの円弧中心を中心として一体化して回転可能である。そして、コロ保持部材24は2つの部材24A、24Bの対向する位置に形成された長穴24Ab、24Bb(ガイド部の一例)にコロ部材23の回転軸23bを係合させることにより、前記コロ部材23をケース21の壁面21aの円弧半径方向にガイドして所定範囲内の移動を可能にして保持する。
駆動回転体25は、ケース21内に配置され、図4、図5に示す回転子のコロ保持部材24の2つの部材24A、24Bに挟まれた間に設けられた構成部材であり、不図示の駆動源から回転子の回転軸となる回転軸25bに与えられる回転駆動力により駆動され、回転するようになっている。
駆動回転体25は図5に示すように、回転軸25b上に、コロ部材23の軸部23cに作用するカム面25aが設けられた2つの平板が配置された形状となっている。2つの平板上には駆動回転体25の駆動力を前記コロ保持部材24に伝達するための係合部位であるボス25c(突起部の一例)が形成されている。前記コロ保持部材24の2つの部材24A、24Bにはボス25cに係合する係合穴24Ac(穴の一例)、24Bc(不図示)が設けられており、該係合穴24Acがボス25cに係合することにより駆動回転体25の回転駆動がコロ保持部材24に伝達される。
コロ保持回転部材24に設けられた該係合穴24Acは回転子回転中心である前記駆動回転体25の駆動軸25bに係合するコロ保持部材24の貫通穴24Ad中心を中心とした所定角度の円弧状の穴であり、駆動回転体25が回転した時に、ボス25cが係合穴24Acの円弧の一方の端部に突き当たり押すことにより駆動が伝達される。
駆動回転体25がコロ保持部材24を回転させた後に回転方向を反転した場合、該駆動回転体25のボス25cが前記係合穴24Acの反対側の端部に到達するまでは、前記コロ保持回転部材24には該駆動回転体25の回転駆動は伝達されない。
次に駆動回転体25の2つの平板に設けられたカム面25a(コロ位置規制部)について説明する。
コロ保持部材24の前記長穴24Abは、前記コロ部材23を該長穴24Abのチューブ側端部24Ab1から回転子中心側の端部24Ab2までの間を移動可能にガイドするものである。しかし、カム面25aは、図6に示すように前記コロ部材23の前記軸部23cに作用し、コロ部材の軸部23cが前記カム面25aに到達している場合は、コロ部材の回転軸23bが前記長穴24Abの回転子中心側端部24Ab2まで到達していなくても、前記コロ部材23はそれ以上回転子中心方向には移動しない。つまり、カム面25aは、前記コロ保持部材24の長穴24Abにおけるコロ部材23の移動可能範囲の一端である前記回転子中心側位置を決めることにより、コロ部材23の回転子中心である前記駆動軸25bからの位置、つまり前記ケース21の壁面21aに沿って配置された前記チューブ22に対する位置を決める働きをする。また、該カム面25aの作用によりコロ部材23が前記ケース21の壁面21aとの間で前記チューブ22を押圧する前記長穴24Abのチューブ側端部近傍(一端近傍)の第1位置から、チューブ22の押圧に対する反発力により押圧が解除可能な前記長穴24Abの回転子中心側端部近傍(他端近傍)の第2位置まで変化(所定量変化)する。
カム面25aは、コロ部材23の長穴24Abにおける位置を第2位置から第1位置に至るまで規定するよう回転子中心である駆動軸25b中心からの距離が所定回転角の間で徐々に変化し、該面の第1位置側は半径が一定な面で形成されている。そして、カム面25aによりコロ部材23が第2位置から第1位置まで移動するのに必要な回転子の回転角度は、駆動伝達部の不感帯となるコロ保持部材24の2つの平面部材に設けられた回転方向の係合穴24Ac、24Bcの形成角度より小さい。この場合、不感帯には、駆動回転体25の回転がコロ保持部材24に所定回転量の間伝達されない。コロ位置規制部24のコロ部材23の第2位置から第1位置まで規定する面の半径徐変部の駆動回転体25の回転中心を中心とした形成角度は、駆動伝達部の不感帯となるコロ保持部材24の2つの平面部材に設けられた回転方向の長穴の形成角度より小さい。
(チューブポンプの動作)
次に、本実施形態のチューブポンプ12の各動作における前記コロ部材23、前記コロ保持回転体24、前記駆動回転体の動きについて図7(a)〜(e)を使用して説明する。
本実施例のチューブポンプ12においては、各図において駆動回転体25の左回転(反時計回り)方向(所定方向の一例)が吸引動作、右回転(時計回り)方向がチューブ22の押圧解除で使用される回転方向となっている。
まず、チューブポンプ12が静止状態から吸引動作を開始する時の各部の動作について、図7(a)〜(c)を使用して説明する。図7(a)は、本実施例におけるチューブポンプ12が稼働していない静止状態を示している。チューブポンプ12は、吸引動作の後、押圧力が継続的に作用してチューブ22の変形を発生させることがないように、コロ部材23をチューブ22の押圧が解除される状態にまで移動させ、その後静止状態に入る。そのことにより、図7(a)に示す吸引動作の後の静止状態においては、駆動回転体25の複数のボス25cはコロ保持部材24の係合穴24Acにおける逆回転(時計回り)方向の端部24Ac2の近傍に位置する。また、前記駆動回転体25の前記カム面25aは、前記コロ部材23の移動をガイドする前記コロ保持回転部材24の前記長穴24Abにおいて、前記第2位置近傍に存在する。これにより、前記コロ部材23は前記チューブ22への押圧力を解除する位置まで移動している。
図7(b)は、図7(a)に示される静止状態から、駆動回転体25がチューブポンプ12の吸引動作時の回転方向である左回転(反時計回り)を開始した直後の状態を示している。
駆動回転体25のボス25cは、コロ保持部材24の係合穴24Acの右回転方向に接触して押す端部24Ac2から離れ、左回転方向に接触して押す端部24Ac1に向かって移動している。図7(b)の状態では、ボス25cは何れの端部24Ac1、24Ac2にも接触していないため、駆動回転体25の左回転方向の駆動力はコロ保持部材24に伝達されない。一方、コロ保持部材24の長穴24Abにおける駆動回転体25のカム面25aの位置は、前記コロ部材23を前記チューブに近づける方向、すなわち、第2位置(図7(a)参照)からコロ部材23がチューブ22を押圧する第1位置に向かって移動する。
チューブポンプ12の吸引動作方向である前記駆動回転体25の左回転が進むと、前記カム面25aは第一の位置まで到達し、その結果、チューブ位置22aにおいて、チューブ22は、前記コロ部材23により内壁が密着するまで押圧された状態になる。そして、さらに駆動回転体25の左回転が進むと前記駆動回転体25の前記ボス25cが前記係合穴24Acの左回転方向端部24Ac1に到達して突き当たり、前記駆動回転体25の左回転方向の駆動力を前記コロ保持回転部材24に伝達する状態になる。
先に、カム面25aによりコロ部材23が第2位置から第1位置まで移動するのに必要な回転子の回転角度は、駆動伝達部の不感帯となるコロ保持部材24の2つの平面部材に設けられた回転方向の係合穴24Ac、24Bc(不図示)の形成角度より小さい、と説明した。このように、カム面25aが第1位置に到達してコロ部材23によるチューブ22押圧が実施されるタイミングは、ボス25cが左回転方向端部24Ac1に到達してコロ保持部材24が左回転を開始するタイミングより必ず先となるように設定されている。そして、当該タイミングがコロ保持部材24が左回転を開始するタイミングより必ず先となるように構成部品の関係寸法が設定されている。なお、ここでいう、左回転とは、コロ保持部材24に保持されたコロ部材23が駆動軸25bを中心とした回転移動を意味する。また、前記カム面25aの前記駆動軸25bからの距離は所定回転角の間で徐々に変化するように形成されていると前述したが、前記ボス25cが前記係合穴24Acに当接する直前から一定になるように設定されているのが望ましい。これは部品公差等を鑑み適切な位置で前記コロ部材23が前記チューブ22を押圧するようにするためである。
そして、前記カム面25aが第1位置に到達した状態においては、図6で示した前記長穴24Abの前記チューブ側端部24Ab1は、前記コロ部材23の前記回転軸23bに接触しない位置に設定されている。これは、前記カム面25aの機能を邪魔しない為である。
図7(c)は、前記ボス25cが前記係合穴24Acの左回転方向回転時に突き当たる端部24Ac1に到達し、前記駆動回転体25の左回転方向の駆動力がコロ保持部材24に伝達されてコロ保持部材24と駆動回転体25とが左回転方向、すなわち吸引動作方向に回転している状態を示している。その結果、コロ部材23がチューブ22をその内壁同士が密着するまで押圧した状態でコロ保持部材24が回転し、更にコロ部材23の周回に伴いチューブ22の内壁同士が密着している箇所が回転方向に移動するため、チューブ22の押圧された押圧位置22aに対する回転方向後方に負圧が発生する。すなわち、チューブポンプ12は、吸引ポンプとして機能する。
次に、上記チューブポンプ12の駆動回転体25の回転方向が、吸引動作時の回転方向である左回転から前記コロ部材23によるチューブ22の押圧を解除する方向である右回転に反転(変更)した時の各部の動作について図7(d)及び(e)を使用して説明する。
図7(b)、(c)で説明した吸引動作を行う左回転方向の回転を停止し、前記駆動回転体25が右回転(時計方向)を開始すると、該駆動回転体25の前記ボス25cが前記コロ保持回転部材24の前記係合穴24Acの左回転時に突き当たる端部24Ac1から離れ、反対側の端部24Ac2の方向に移動し始める。
この時、前記コロ部材23により前記チューブ22は前記ケース21の壁面21aとの間で押圧された状態にあり、図8に示すように、その元の形状に復帰しようとする力FTで前記コロ部材23を駆動回転体25の前記駆動軸25b方向に押している。また、押圧位置22aの両側においても前記チューブ22は変形している事から、その復元力Fcにより、前記コロ部材23をその円筒面23a中心方向に押している。つまり、前記コロ部材23は前記チューブ22から前記駆動軸25b中心方向に力を受けていると同時に前記駆動軸25bを中心とした回転方向の位置が動かないようにチューブ22から力を受けている。
また、前記コロ部材23が前記チューブ押圧位置22aから回転方向に隣接する22bの位置に移動するには22bの位置のチューブ22をチューブの反発力に抗して押圧する必要がある。しかし、前記駆動回転体25の回転駆動が前記コロ保持回転部材24に伝達しない状態になることから、前記コロ保持回転部材24は前記駆動回転体25に連れ回ること無く、前記コロ部材は前記駆動回転体25の反転開始位置に留まる。
前記駆動回転体25の右回転が進むと、該駆動回転体25の前記コロ部材23の位置作用部であるカム面25aは前記駆動軸25b方向に移動し、それに伴い停止している前記コロ部材23の軸部23cとの当接位置が駆動軸25b中心方向に移動する。そのことから、前記コロ部材23は、前記コロ保持回転部材24に設けられた前記ガイド穴24Abを前記チューブの復元力によりポンプ回転中心方向に、すなわちチューブの押圧状態が解除される方向に移動する。
さらに、駆動回転体25の右回転が進むと、図7(e)に示されるように、駆動回転体25のボス25cがコロ保持部材24に形成されている係合穴24Acの端部24Ac2に当接する。その結果、駆動回転体25の駆動力がコロ保持部材24に伝達され、コロ保持部材24が逆回転を始める。そして、この時点において駆動回転体25のカム面25aはコロ部材23がチューブ22を押圧しない位置まで移動している。そのため、コロ部材23はチューブ22を押圧することがなくコロ部材23がコロ保持部材24の右回転に伴い右回転方向に移動しても、コロ部材23はチューブ22を押圧することがなくチューブポンプ12は吸引ポンプとして機能しない。
右回転方向においても、前述したカム面25aの第1位置から第2位置間の移動に要する回転子の回転角度は、駆動伝達部の不感帯となるコロ保持部材24の2つの平面部材に設けられた回転方向の係合穴24Ac、24Bc(不図示)の形成角度より小さいという構成により、コロ部材23によるチューブ22の押圧解除が実施されるタイミングが、コロ保持部材24の右回転、つまり該コロ保持部材24に保持されたコロ部材23の前記駆動軸25bを中心とした回転移動が開始されるタイミングより必ず先に実施される。
先にコロ部材23がチューブ22の押圧を解除する前記カム面の位置を第2位置とした。その位置は、チューブの復元力により前記コロ部材23が回転子回転中心である前記駆動軸25b方向に移動しチューブ内壁の密着状態が解除される位置であればどこでもよいが、不図示の回転駆動源の負荷を減らす目的で前記チューブが自然体で存在できる位置であることが望ましい。
また、この状態において上記条件を満たせば、前記コロ部材23の前記回転軸23bが前記コロ支持回転部材24の前記ガイド穴24Abの前記駆動軸25b側の端部24Ab2に当接して、前記カム面25aと前記コロ部材の前記軸部23cが離間していても良い。
(効果)
上記に述べたように、本実施形態のチューブポンプ12は、チューブ22の復元力を利用した、前記駆動軸25bが吸引動作の回転方向から逆方向に回転した時にコロ部材23によるチューブ22の押圧状態解除が必ず実施された後コロ部材23の駆動軸25bを中心とした回転移動が行われる構成である。そのため、簡単な構成で吸引方向から逆方向に反転して回転し始める時にチューブ22内、ひいてはキャップ8内にインクの逆流、および正圧を発生させることがないチューブポンプを提供することが出来る。
また、吸引動作においても、コロ部材23によるチューブ22押圧が実施されてからチューブ22上をコロ部材23が回転移動することから、駆動軸25bの回転に対する吸引の開始位置を正確に把握することが出来、吸引動作パラメータを正確に設定しやすいチューブポンプを提供することが出来る。
そして、そのことにより、本実施形態のインクジェット記録装置100は、簡単な構成で、維持ユニット1による維持動作を行うことができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について、図9〜図11を使用して説明する。
(チューブポンプの構成)
図9はチューブポンプ12の全体を示す構成概要図、図10はチューブポンプ12内部において回転する回転子の部品構成を示す構成図である。24は第1実施形態と同様のコロ保持回転部材、33はチューブを押圧する円筒面33aと前記コロ保持回転部材24への取付部となる回転軸33bを持つコロ部材である。該コロ部材33は、第1実施形態と同様に前記コロ保持回転部材24に前記回転軸33bを前記長穴24Abに係合させることにより支持されている。
35は駆動回転体であり、第1実施形態と同様に不図示の駆動源により駆動される駆動軸35bの回転駆動を前記コロ保持回転部材24に伝達するための係合部位であるボス35cを持つ。そして、該ボス35cが前記コロ保持回転部材24の前記部材24Aに設けられた係合穴24Ac、前記部材24Bに設けられた係合穴(不図示)に係合することにより、該駆動回転体35の回転駆動が前記コロ保持回転部材24に伝達される。
該駆動回転体35の該ボス35cと前記コロ保持回転部材24の係合穴24Acの駆動伝達機能は、第1実施形態における前記駆動回転体の前記ボス25cと前記コロ保持回転部材24の係合穴24Acの駆動伝達機能と同じである。前記駆動回転体35の回転が反転すると、該駆動回転体35のボス35cが前記係合穴の反対側の端部に到達するまでは、前記コロ保持回転部材24には該駆動回転体35の回転駆動は伝達されない。
また、前記駆動回転体35は、前記コロ部材33のチューブ押圧を行う前記円筒面33aに作用し、前記コロ保持回転部材24の長穴24Ab、24Bbにおける前記コロ部材33の可動範囲の回転子回転中心側端部位置を規定するカム面35aを持つ。
前記長穴24Abは、第1の実施形態と同様に、前記コロ部材33を該長穴24Abのチューブ側端部24Ab1から回転子回転中心側の端部24Ab2までの間を移動可能にガイドするものである。しかし、該カム面35aは、前記コロ部材33の前記円筒面33aに作用し、前記ガイド穴24Abにおける前記コロ部材33の前記回転軸33bの回転子回転中心側の移動範囲を決める働きをする。つまり、前記コロ部材33の前記回転軸33bが前記長穴24Abの回転子回転中心側端部24Ab2まで到達していなくても、前記コロ部材33の前記円筒面33aが前記カム面35aに到達している場合は、前記コロ部材33はそれ以上回転子回転中心方向には移動しない。
該カム面35aの位置は、前記駆動回転体35と前記コロ保持回転部材24との駆動連結部である前記駆動回転体の前記ボス35cが前記コロ保持部材24の係合穴24Acの一方の端部から他方の端部に移動する間の角度範囲において、前記コロ部材33が前記チューブ22を押圧する第1位置から前記チューブの押圧に対する反発力により前記コロ部材によるチューブ押圧が解除可能な第2位置まで変化する。
カム面35aは、第2位置から第1位置に至るまで規定するよう回転子中心である駆動軸35b中心からの距離が所定回転角の間で徐々に変化する面で形成されている。カム面35aによりコロ部材33が第2位置から第1位置まで移動するのに必要な回転子の回転角度は、不感帯となるコロ保持部材24の2つの平面部材に設けられた回転方向の係合穴24Ac、24Bc(不図示)の形成角度より小さいことは第1実施形態と同様である。
(チューブポンプの動作)
次に実施形態のチューブポンプ12における各動作における前記コロ部材33、前記コロ保持回転部材24、前記駆動回転体35の動きについて図11(a)、(b)、(c)、(d)、(e)を使用して説明する。第1実施形態と同様、各図において駆動回転体25の左回転(反時計回り)方向が吸引動作、右回転(時計回り)方向がチューブ22の押圧解除で使用される回転方向となっている。
図11(a)は、第1実施形態と同様、吸引動作後、本実施形態のチューブポンプ12が前記コロ部材33の前記チューブ22への押圧を解除するまで動作し、静止している状態を示す図である。
静止状態においては、第1実施形態と同様、前記駆動回転体35の前記ボス35cは、前記コロ保持回転部材24の係合穴24Acにおける右回転(時計回り)方向の端部24Ac2の近傍に位置している。また前記カム面35aは、前記第2位置近傍に存在する。これにより、前記コロ部材33は前記チューブ22への押圧力を解除する位置まで移動している。
図11(b)は図11(a)の静止状態から、前記駆動回転体35がチューブポンプの吸引動作方向である左回転(時計と反対回り)を開始した様子を示す図である。
前記駆動回転体35の前記ボス35cは、第1実施形態と同様、前記係合穴24Acの右回転方向の端部24Ac2から離れ、左回転方向の端部24Ac1に向かって移動を開始し、両端部にも突き当たっていないのでコロ保持回転部材24に左回転の駆動力は伝達されない。
一方、前記駆動回転体35の前記カム面35aの位置は、前記第2位置から前記コロ部材33が前記チューブ22を押圧する前記第1位置に向けて移動を開始する。この該カム面35aの位置変化により、前記コロ部材33は、チューブ位置22aにおいて、徐々に該チューブ22を押圧する位置に移動する。
前記駆動回転体35の左回転が進むと、前記カム面35aは第1位置まで到達し、前記チューブ位置22aにおいて、前記コロ部材33により前記チューブ22は内壁が密着するまで押圧された状態になる。そして、前記駆動回転体35の前記ボス35cが前記係合穴24Acの左回転方向端部24Ac1に到達して突き当たり、前記駆動回転体35の左回転方向の駆動力を前記コロ保持回転部材24に伝達する状態になる。
先に、カム面35aの説明において、コロ部材33が第2位置から第1位置まで移動するのに必要な回転子の回転角度は、駆動伝達部の不感帯となるコロ保持部材24の2つの平面部材に設けられた回転方向の係合穴24Ac、24Bcの形成角度より小さい、と説明した。ここで、カム面35aが第1位置に到達してコロ部材33によるチューブ22押圧が実施されるタイミングは、ボス35cが左回転方向端部24Ac1に到達してコロ保持部材24が左回転、つまりコロ保持部材24に保持されたコロ部材33が駆動軸35bを中心とした回転移動を開始するタイミングより必ず先に実行されるように構成部品の関係寸法が設定されている。
また、前記カム面35aの前記駆動軸35bからの距離は所定回転角の間で徐々に変化するように形成されていると前述したが、前記ボス35cが前記係合穴24Acに当接する直前から一定になるように設定されているのが望ましい。これは部品公差等を鑑み適切な位置で前記コロ部材23が前記チューブ22を押圧するようにするためである。
そして、前記カム面35aが第1位置に到達した状態においては、図6で示した前記長穴24Abの前記チューブ側端部24Ab1は、前記コロ部材33の前記回転軸33bに接触しない位置に設定されている。これは、前記カム面35aの機能を邪魔しない為である。
図11(c)は、ボス35cが係合穴24Acの左回転方向回転時に突き当たる端部24Ac1に到達し、駆動回転体35の左回転方向の駆動力がコロ保持部材24に伝達されてコロ保持部材24と駆動回転体35とが左回転方向、すなわち吸引動作方向に回転している状態を示している。その結果、コロ部材23がチューブ22をその内壁同士が密着するまで押圧した状態でコロ保持部材24が回転し、更にコロ部材33の周回に伴いチューブ22の内壁同士が密着している箇所が回転方向に移動する。そのため、チューブ22の押圧された押圧位置22aに対する回転方向後方に負圧が発生する。すなわち、チューブポンプ12は、吸引ポンプとして機能する。
次に、上記チューブポンプ12の駆動回転体35の回転方向が、吸引動作時の回転方向である左回転から前記コロ部材33によるチューブ22の押圧を解除する方向である右回転に反転した時の各部の動作について図11(d)及び(e)を使用して説明する。
図11(b)、(c)で説明した吸引動作を行う左回転方向の回転を停止し、前記駆動回転体35が右回転(時計方向)を開始すると、第1実施形態と同様に、該駆動回転体35の前記ボス35cが端部24Ac1から離れ、反対側の端部24Ac2の方向に移動し始める。
この時、第1実施形態と同様に、前記コロ部材33は前記駆動軸35bを中心とした回転方向の位置が動かないようにチューブ22から力を受け前記駆動回転体35の反転開始位置に留まる。
前記駆動回転体35の右回転が進むと、該駆動回転体35の前記コロ部材33の位置作用部であるカム面35aは前記駆動軸35b方向に移動し、それに伴い停止している前記コロ部材33の軸部33cとの当接位置が駆動軸35b中心方向に移動する。そのことから、前記コロ部材33は、前記コロ保持回転部材24に設けられた前記ガイド穴24Abを前記チューブの復元力によりポンプ回転中心方向に、すなわちチューブの押圧状態が解除される方向に移動する。
さらに、駆動回転体35の右回転が進むと、図11(e)に示されるように、駆動回転体35のボス35cがコロ保持部材24に形成されている係合穴24Acの端部24Ac2に当接する。その結果、駆動回転体35の駆動力がコロ保持部材24に伝達され、コロ保持部材24が逆回転を始める。そして、この時点において第1実施形態と同様に、カム面35aはコロ部材33がチューブ22を押圧しない位置まで移動している。そのため、コロ部材33がコロ保持部材24の右回転に伴い右回転方向に移動しても、チューブポンプ12は吸引ポンプとして機能しない。
右回転方向においても、第1実施形態と同様カム面35aの第1位置から第2位置間の移動回転角度が、駆動伝達部の不感帯となる回転方向の係合穴24Ac、24Bc(不図示)の形成角度より小さい。この構成により、コロ部材33によるチューブ22の押圧解除が実施されるタイミングが、コロ保持部材24の右回転、つまりコロ保持部材24に保持されたコロ部材33の前記駆動軸35bを中心とした回転移動が開始されるタイミングより必ず先に実施される。
先にコロ部材33がチューブ22の押圧を解除する前記カム面の位置を第2位置としたが、第1実施形態と同様、チューブ内壁の密着状態が解除される位置であればどこでもよいが、前記チューブが自然体で存在できる位置であることが望ましい。
また、この状態において上記条件を満たせば、前記コロ部材33の前記回転軸33bが前記コロ支持回転部材24の前記ガイド穴24Abの前記駆動軸35b側の端部24Ab2に当接して、前記カム面35aと前記コロ部材の前記軸部33cが離間していても良い。
(効果)
第1実施形態では、前記駆動回転体25の前記カム面25aを前記コロ部材23に軸部23cを設定して該軸部に当接させていた。これに対して、本第2実施形態では、該駆動回転体35の該カム面35aを前記コロ部材33のチューブを押圧する前記円筒面33aに当接させている。この構成を取ることにより、回転子回転中心である前記駆動軸35b中心から前記チューブ22を押圧する前記コロ部材33の位置を算出するまでに関係する寸法の数を削減することができる。その結果、前記コロ部材33による前記チューブ22の押しつぶし量のバラツキを少なくすることが可能で、より安定した負圧を発生させることが可能となる。
また前記コロ部材33において、前記駆動回転体35の前記カム面35aによる作用部を別途個別に設ける必要がないので回転子全体の厚さを少なくすることが出来、ポンプ全体の小型化を図ることが出来る。
その他の効果は、第1実施形態の場合と同様である。
<第3実施形態>
次に、本発明のチューブポンプの第3実施形態について、図12〜図15を使用して説明する。
(チューブポンプの構成)
図12は第3実施形態のチューブポンプ12全体の構成概要図、図13はチューブ22を押圧しながら回転して負圧を発生するまたは非押圧状態で回転する回転子の外観を示す図、図14は該回転子の構成を示す構成図、である。
本第3実施形態のチューブポンプ12は、ケース21と、チューブ22と、前記回転子を構成する、コロ部材43(コロの一例)と、コロ保持部材44(第1回転体の一例)と、駆動回転体45(第2回転体の一例)とで構成されている。ここで、ケース21,チューブ22は第1実施形態と同様の機能、形状を持つ部材である。ただし、第1実施形態と異なり、前記コロ保持回転部材44の外側に前記駆動回転体45が位置し前記コロ保持回転部材44の外側でカム面45Aa、45Baが前記コロ部材43の前記回転軸43bに作用する構成となっている。
前記コロ保持回転部材44は44A、44Bの二つの部材からなり、44Aは平板と円筒を組み合わせた形状をしており、44Bは平板状の部材である。44Aの円筒部に設けられた接合部44Aaと44Bの44Baを接合することにより一体に回転可能である。2つの部材の平板部には、第1実施形態と同様にコロ部材43の回転軸43bに係合、保持するための長穴44Ab、44Bbが設けられている。該長穴44Ab,44Bbは、該コロ保持回転部材44の外周部からポンプ回転中心に向かった所定長さを持つように形成されており、その中を前記コロ部材が移動可能である。
駆動回転体45は、ケース21内に配置され、図13、図14に示すように、45A、45Bの二つの部材からなる。また、部材45Aに設けられた回転軸45bを前記コロ保持回転部材44の部材である44Aの円筒部に設けられた軸受穴44Ad,44Bに設けられた44Bdに通し、前記コロ保持回転部材44を間に挟み、2つの部材上に設けられた接合部45Ad,44Bdを接合する。そして、2つの部材は一体で回転できるようになっている。また、不図示の駆動源から回転子の回転軸となる回転軸45bに与えられる駆動力により駆動され、回転するようになっている。
該駆動回転体45には図14に示すように、第1実施形態と同様に2つの平板上に駆動回転体45の駆動力を前記コロ保持部材44に伝達するための係合部位であるボス45Ac、45Bc(突起部の一例)が形成されている。また、前記コロ保持部材にも同様にボス45Ac、45Bcに係合する係合穴44Ac、44Bcが形成されている。駆動伝達の仕組みおよび不感帯が設定されていることは第1実施形態と同様である。
駆動回転体45は、カム面45Aa、45Baを持ち、該カム面は前記コロ保持回転体44の前記長穴44Ab、44Bbから駆動回転体45側に突き出た前記コロ部材43の回転軸43bに作用する。また、駆動回転体45は、長穴44Ab、44Bbにおける回転軸43bの移動可能範囲に作用する。これらは第1実施形態と同様である。
そして、該カム面45Aa、45Baは、該カム面45Aa、45Baの作用によりコロ部材43が前記ケース21の壁面21aとの間で前記チューブ22を押圧する前記長穴44Abのチューブ側端部近傍の第1位置から、チューブ22の押圧に対する反発力により押圧が解除可能な前記長穴44Abの回転子中心側端部近傍の第2位置まで徐々に変化することも第1実施形態と同様である。また、カム面45Aa、45Baによりコロ部材43が第2位置から第1位置まで移動するのに必要な回転子の回転角度は、前述した駆動伝達部の不感帯となるコロ保持部材44の2つの平面部材に設けられた回転方向の係合穴44Ac、44Bcの形成角度より小さいことも第1実施形態と同様である。
(チューブポンプの動作)
次に本実施形態のチューブポンプの回転方向に応じた前記コロ部材43、前記コロ保持回転部材44、前記駆動回転体45の動作を図15(a)、(b)、(c)を使用して説明する。
第1実施形態と同様、各図において駆動回転体45の左回転(反時計回り)方向が吸引動作、右回転(時計回り)方向がチューブ22の押圧解除で使用される回転方向となっている。
まず、本実施形態のチューブポンプ12が静止状態から吸引動作を開始する時の各部の動作について、図15(a)〜(c)を使用して説明する。
図15(a)は、本実施例におけるチューブポンプ12が稼働していない静止状態を示している。第1実施形態と同様にチューブポンプ12は、吸引動作の後、押圧力が継続的に作用してチューブ22の変形を発生させることがないように、コロ部材43をチューブ22の押圧が解除される状態にまで移動させ、その後静止状態に入る。そのことにより、図15(a)に示す吸引動作の後の静止状態においては、第1実施形態と同様に前記カム面45Baは、前記第2位置近傍に存在し、前記コロ部材43は前記チューブ22への押圧力を解除する位置まで移動している。
図15(b)は、図15(a)に示される静止状態から、駆動回転体45がチューブポンプ12の吸引動作時の回転方向である左回転(反時計回り)を開始した直後の状態を示している。
駆動回転体45のボス45Bcは、コロ保持部材44の係合穴44Bcの右回転方向に接触して押す端部44Bc2から離れ、左回転方向に接触して押す端部44Bc1に向かって移動している。
第1実施形態と同様、図15(b)の状態では、ボス45Bcは何れの端部にも接触していないため、駆動回転体45の左回転方向の駆動力はコロ保持部材44に伝達されない。一方、カム面45Baの位置は、第2位置第1位置に向かって移動する。
チューブポンプ12の吸引動作方向である前記駆動回転体45の左回転が進むと、前記カム面45Baは第一の位置まで到達し、その結果、チューブ位置22aにおいて、チューブ22は、前記コロ部材43により内壁が密着するまで押圧された状態になる。
そして、さらに駆動回転体45の左回転が進むと前記ボス45Bcが前記係合穴44Bcの左回転方向端部44Bc1に到達して突き当たり、前記駆動回転体45の左回転方向の駆動力を前記コロ保持回転部材44に伝達する状態になる。
第1実施形態と同様、カム面45aの第2位置から第1位置まで移動するのに必要な回転角度と、駆動伝達部の不感帯の形成角度の関係から、前記カム面45Baの作用でコロ部材43によりチューブ22が押圧されるタイミングは、前記コロ保持部材44が左回転、つまり該コロ保持部材44に保持されたコロ部材43が前記駆動軸45bを中心とした回転移動を開始するタイミングより必ず先に実行される。
また、第1実施形態と同様、前記カム面45Baは、前記ボス45Bcが前記係合穴44Bcに当接する直前から一定になるように設定されているのが望ましい。
そして、前記カム面45Baが第1位置に到達した状態においては、前記長穴44Abの前記チューブ側端部は、前記コロ部材43の前記回転軸43bに接触しない位置に設定されている。
図15(c)は、前記ボス45Bcが前記係合穴44Bcの左回転方向回転時に突き当たる端部44Bc1に到達し、前記駆動回転体45の左回転方向の駆動力がコロ保持部材44に伝達されてコロ保持部材44と駆動回転体45とが左回転方向、すなわち吸引動作方向に回転している状態を示している。
その結果、第1実施形態と同様、コロ部材43がチューブ22を押圧した状態でコロ部材43が周回するため、チューブ22の押圧された押圧位置22aの回転方向後方に負圧が発生し、チューブポンプ12が吸引ポンプとして機能する。
次に、上記チューブポンプ12の駆動回転体45の回転方向が、吸引動作時の回転方向である左回転から前記コロ部材43によるチューブ22の押圧を解除する方向である右回転に反転した時の各部の動作について図15(d)及び(e)を使用して説明する。
図15(b)、(c)で説明した吸引動作を行う左回転方向の回転を停止し、前記駆動回転体45が右回転(時計方向)を開始すると、該駆動回転体45の前記ボス45Bcが前記コロ保持回転部材44の前記係合穴44Bcの左回転時に突き当たる端部44Bc1から離れ、反対側の端部44Bc2の方向に移動し始める。
この時、第1実施形態と同様、前記コロ部材43により前記チューブ22は押圧された状態にあり、その復元力を受けてコロ部材43は前記駆動回転体45が反転を開始した時点の位置に留まる。
前記駆動回転体45の右回転が進むと、第1実施形態と同様に、カム面45Baは前記駆動軸45b方向に移動することから、前記コロ部材43は、チューブ22の押圧状態が解除される方向に移動する。
さらに、駆動回転体45の右回転が進むと、第1実施形態と同様に、図15(e)に示されるように、駆動回転体45のボス45Bcがコロ保持部材44に形成されている係合穴44Bcの端部44Bc2に当接し、駆動回転体45の駆動力がコロ保持部材44に伝達され、コロ保持部材44が逆回転を始める。この時点において駆動回転体45のカム面45Baはコロ部材43がチューブ22を押圧しない位置まで移動しているため、コロ部材43はチューブ22を押圧することがなく、チューブポンプ12は吸引ポンプとして機能しない。
第1実施形態と同様に、右回転方向においても、前述したカム面45aの第1位置から第2位置間の回転角度と、駆動伝達部の不感帯の形成角度の関係から、コロ部材43によるチューブ22の押圧解除が実施されるタイミングは、コロ部材43の前記駆動軸45bを中心とした回転移動が開始されるタイミングより必ず先に実施される。
先にコロ部材43がチューブ22の押圧を解除する前記カム面の位置を第2位置としたが、第1実施形態と同様に、その位置は前記チューブが自然体で存在できる位置であることが望ましく、また、前記カム面45Baと前記コロ部材の前記軸部43Bcが離間していても良い。
(効果)
第1実施形態では、コロ部材23をガイドする部材であるコロ保持部材24の内側に駆動回転体25のカム面25aとコロ部材23を配置していたが、本実施形態ではコロ保持部材44の内側にコロ部材43、外側に駆動回転体45のカム面45aを配置している。
本実施形態は、動くものであるカム面と動かされるものであるコロ部材が領域を分けて存在し、より設計が容易な配置となっているため、柔軟にチューブポンプの設計を行うことが出来る。
その他の効果は、第1実施形態の場合と同様である。
<第4実施形態>
次に、本発明のチューブポンプの第4実施形態について、図16〜図19を使用して説明する。
図16は本実施形態のチューブポンプ12全体の構成概要図、図17は図16において前記コロ保持回転部材24の一つの部材である部材24Aを内部の説明のために取り除いた概要図、図18は本実施形態の駆動回転体の内部の構成を示す図、図19は本実施形態の駆動回転体の構成部品を示す図である。
本実施形態は、前述の第2実施形態における前記駆動回転体35を、55に示す駆動回転部、56に示すコロ位置規制部材、57に示すバネからなる付勢部材、の3つの部材で構成したものである。
図16において、ケース21、チューブ22、コロ保持部材24、コロ部材33の各機能は第2実施形態で説明したとおりである。
前記回転駆動部55は外部の駆動源から駆動を受けて駆動力を伝達するための駆動軸55b、第2実施形態で示した前記コロ保持部材24の前記係合部24cに係合して駆動を伝達するためのボス55c、前記コロ位置規制部材56を揺動可能に取り付けるための軸受部55d、前記コロ位置規制部材56に係合し、該コロ位置規制部材56の揺動範囲を規制する揺動規制部55e、前記コロ位置規制部材56との間で前記付勢部材57を作用させるための付勢力受け面55f、を持つ。
前記コロ位置規制部材56は、第2実施形態で示した前記駆動回転体35の前記カム面と同様な形状をコロ位置規制部56aとして持ち、前記回転駆動部55の前記軸受部55dに取り付けるための回転軸56b、前記回転駆動部55の前記揺動規制部55eに係合するための突起部56c、前記付勢部材57からの付勢力が作用する付勢座面56dを持つ。
該回転駆動部55、該コロ位置規制部材56、前記付勢部材57は図18に示すように、該コロ位置規制部56の前記回転軸56bを該駆動回転部55の前記軸受部55dに保持し(駆動回転部55に軸支し)、前記突起部56cを前記揺動規制部55eに係合させた状態で組み込まれ、前記付勢力受け面55fと前記付勢座面56dの間に前記付勢部材57が組み込まれた構成となっている。
前記付勢部材57より、コロ位置規制部材56は前記回転軸56bを中心に前記突起部56c側が前記駆動軸55bから遠ざかる方向に付勢力を受けるが、該突起部56cは前記55eに受け止められて前記回転軸56bまわりの回転が規制される。前記コロ位置規制部材56の前記コロ位置規制部56aが前記駆動軸55bに向かう力を受け、その力が前記付勢部材57の付勢力より強い場合に前記突起部56cは前記揺動規制部55eから離れて前記駆動軸55b側に揺動する。
本構成において、前記付勢部材57が発生する付勢力を、前記コロ部材33により前記チューブ22を押圧して該チューブ22の内壁が密着するのに必要な力と、モーメントとして釣り合う力に設定しておけば、第2実施形態で述べた第1位置において、各部材の寸法のバラツキをに対するマージン大きくし、吸引機能を発生させる適正な力で前記コロ位置規制部材56により前記コロ部材33の位置を規制することが可能となる。
(効果)
上記のように、本実施形態の構成によれば、各部の寸法のばらつきを吸収して良好な吸引機能を持つ安定化したチューブポンプを提供することが出来る。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態の場合と同様である。
<第5実施形態>
次に、本発明のチューブポンプ12の第5実施形態について、図20〜図23を使用して説明する。
(構成)
図20はチューブポンプ12全体の構成概要図、図21はチューブ21を押圧しながら回転して負圧を発生するまたは非押圧状態で回転する回転子の構成を示す構成図、である。
本実施形態のチューブポンプ12は、ケース21と、チューブ22と、コロ部材33(コロの一例)と、コロ保持部材64(第1回転体の一例)と、駆動回転部65、コロ保持レバー66とを含んで構成されている。本実施形態の場合、駆動回転部65と、コロ保持レバー66との組み合せは、第2回転体の一例とされている。
ケース21、チューブ22、コロ部材33の各機能は第2実施形態で説明したとおりである。
コロ保持レバー66は、回転軸33b(軸部の一例)に係合して前記コロ部材33を回転可能に支持するレバーであり、揺動軸66a(揺動軸の一例)を持つ。また後述する駆動回転部65の押圧部65a(突出部の一例)から押圧力を受けレバーを前記揺動軸66aの周りに揺動させるためのレバー作用部66cを持つ。
コロ保持部材64は前記揺動軸66aを保持することにより、前記コロ保持レバー66を所定範囲揺動可能に保持するコロ保持部材である。該コロ保持部材64は、図21に示すように64A、64B(2つの平面部材の一例)の2つの部材からなる。2つの部材はそれぞれ前記回転子の外側に位置し、64Aに設けられた接合穴64Aa、64Bに設けられた接合凸部64Baを接合させることにより一体的に回転する。
該コロ保持部材64は、前記コロ保持レバー66の前記揺動軸66aを揺動軸受64Ae、64Beに係合し、該コロ保持レバー66に支持された前記コロ部材33の前記回転軸33bを長穴64Ab、64Bbによりガイドすることにより、前記コロ保持レバー66に保持された前記コロ部材33が前記揺動軸66aを中心として所定角度移動可能にするものである。その構成により、前記コロ部材33は回転子回転中心方向に所定距離移動可能となっており、前記長穴64Abの前記チューブ22に近い側の端部64Ab1では、前記コロ部材33は前記円筒面33aにより前記チューブ22を前記チューブ規制部材21との間で押圧し前記チューブ22の内壁が密着した押圧状態にする第1位置、ポンプ回転中心側の端部64Ab2では、その押圧状態を解除可能な第2位置、をとる。
駆動回転部65は、不図示の駆動源により駆動される駆動軸65bの回転駆動を前記コロ保持部材64に伝達するための係合部位であるボス65cを持ち、該ボス65cが前記コロ保持部材64の前記部材64Aに設けられた係合穴64Ac、前記部材64Bに設けられた係合穴64Bcに係合し、該係合穴の端部に作用することにより、該駆動回転部65の回転駆動が前記コロ保持部材64に伝達される。
該駆動回転部65の該ボス65cと前記コロ保持部材64の係合穴64Acの駆動伝達機能は、第1実施形態における前記駆動回転部の前記ボス25cと前記コロ保持部材24の係合穴24Acの駆動伝達機能と同じであるが、本実施例では吸引方向とは反対側の右回転(時計回り)方向に回転する時の、前記ボス65cが前記係合穴64Bcの右回転方向の端部64Ac2突き当たった時のみ作用する。
吸引方向である左回転(時計と反対回り)方向の駆動伝達は、後述するように、前記コロ保持レバー66を介して実施される。
駆動回転部65は、ポンプ回転方向に応じて前記コロ保持レバー66のレバー作用部66cに作用する押圧部65a、リリース作用部65dを持つ。リリース作用部65dは、逆方向の回転時においてはコロ部材33によるチューブ22の押圧が解除される第2位置まで回転させるカム形状からなる。
駆動回転部65のコロ保持部材64に対する左回転方向の駆動伝達は、駆動回転部66の左回転に伴い前記押圧部65aが前記コロ保持レバーの前記レバー作用部66cを押すと、コロ保持レバー66が前記揺動軸66aを中心に回転子、コロ保持レバー66に保持された前記コロ部材33の前記回転軸33bが前記長穴64Abのチューブ22側の端部64Ab1に突き当たる。駆動回転部65のさらなる左回転が実施されると、それ以上コロ保持レバー66は回転できないため、駆動回転部65の押圧部65aが前記レバー作用部66cを押す力が前記コロ保持部材64を左回転させる力となる。
駆動回転体65のコロ保持部材64への左回転方向の駆動伝達は上記のような構成で行われるため、第1実施形態同様、コロ部材33によりチューブ22が押圧されるタイミングは、コロ保持部材64への駆動伝達のタイミングより先に設定される。
また、駆動回転部65のコロ保持部材64への右回転方向時において、前記コロ部材33の回転軸33bが前記長穴64Abの第1位置から第2位置に移動(変位)するのに要する駆動回転部65の回転角度(必要角度)は、第1実施形態と同様に、前記係合穴64Acの形成角度より小さく設定されている。
(動作)
次に、本実施形態のチューブポンプの回転方向に応じた前記コロ部材33、前記コロ保持レバー66、前記コロ保持部材64、前記駆動回転部65の動作について、図22(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、及び(f)を使用して説明する。
まず、静止状態にあるチューブポンプ12が吸引動作を行う場合について、図22(a)〜(c)を参照しつつ説明する。
図22(a)は、本実施形態におけるチューブポンプ12が稼働していない静止状態を示している。チューブポンプ12は、押圧力が継続的に作用してチューブ22の変形を発生させることがないように、コロ部材33がチューブ22の押圧を解除する状態にまで動作し、その後静止状態に入る。
そのことから、図22(a)に示される静止状態においては、駆動回転部65のコロ保持部材64に対して駆動力を伝達するためのボス65cは、コロ保持部材64の係合穴64Acにおける回転方向(時計回り方向)の端部64Ac2の近傍に位置している。また、押圧部65aはコロ保持レバー66のレバー作用部66cに作用しておらず、長穴64Abにおいてコロ部材33の回転軸33bは第2位置の近傍に移動可能となっている。以上より、静止状態において、コロ部材33によるチューブ22への押圧は解除されている。
図22(b)は、図22(a)の静止状態から、駆動回転部65がチューブポンプ12の吸引動作方向である左回転方向(時計と反対回り)に回転を開始した様子を示している。
駆動回転部65の前記ボス65cは、前記コロ保持部材64の係合穴64Acの端部64Ac2から離れ、逆側の端部64Ac1に向かって移動を開始する。この状態において、駆動回転部65とレバー保持回転部材66とは係合していないことから、駆動回転部65の左回転方向の駆動力はコロ保持部材64に伝達されない。
一方、前記駆動回転部65の押圧部65aはコロ保持レバー66の前記レバー作用部66cに作用し始め、その押圧力によりコロ保持レバー66は揺動軸66aを中心に右回転を開始する。これに伴い、コロ部材33はコロ保持部材64の長穴64Abにおいて、径方向内側(回転中心側)の端部64Ab2からチューブ22に近い端部64Ab1に向かって移動を始め、徐々にチューブ22を押圧し始める(図22(b)参照)。
上記の押圧部65aのレバー作用部66cに作用する作用力が効率よくコロ保持レバー66を右回転させるには、静止時に前記コロ部33の前記回転軸33bが位置している前記長穴64Abの端部64Ab2の位置が重要で、駆動回転部65が左回転(反時計回りへ回転)し始めた時に、押圧部65aにおけるレバー作用部66cへの作用力が、前記揺動軸66aを中心としてコロ保持レバー66を右回転させるモーメントとして作用する必要がある。そのためには、前記長穴64Abの端部64Ab2に前記回転軸33bが位置する時、回転軸33bの中心と揺動軸66aの中心を結ぶ直線と、回転軸33bの中心と駆動軸65bの中心とを結ぶ直線とにより形成される角度が、90度以下になるように端部64Ab2の位置を設定するのが望ましい。
駆動回転部65の左回転が進むと、コロ保持レバー66はコロ部材33の回転軸33bが長穴64Abのチューブ側端部64Ab1に到達するまで押し込まれ、コロ部材33は第1位置に移動される。これに伴い、チューブ22はその内壁同士が密着するまで押圧された状態となる(図22(c)参照)。
次いで、さらに、駆動回転部65の左回転が進むと、前述した構成により、端部64Ab1に到達したコロ部材33、コロ保持レバー66及び押圧部65aを通して、駆動回転部65の左回転方向の駆動力がコロ保持部材64に伝達され、レバー保持回転体64も左回転を開始する。なお、この状態において、駆動回転部65のボス65cは係合穴64Acの左回転側の端部64Ac1に近接するが、突き当たらないことが望ましい。これは、コロ部材33の径方向の位置は長穴64Abのチューブ端部64Ab1の位置で定めてチューブ22の押圧量を安定化させるためである。
図22(c)は、ボス65cが係合穴64Acの端部64Ac1に到達し、駆動回転部65の左回転方向の駆動力がコロ保持部材64に伝達されて左回転をしている状態を示している。この場合、コロ部材33がチューブ22の内壁同士が密着するまでチューブ22を押圧し、コロ部材33を保持するコロ保持部材64が左回転を行う。そのため、チューブ22における押圧されている位置22aの回転方向の上流側に負圧が発生し、チューブポンプ12は吸引ポンプとして機能する。
次に、吸引動作を行っていたチューブポンプ12の吸引方向の左回転から反転し右回転する時の各部の動きについて図22(d)〜(f)を使用して説明する。
駆動回転部65を回転させる駆動源が駆動方向を反転すると、駆動回転部65は、吸引動作時(図22(b)及び(c)参照)の回転方向と逆方向(右回転方向、又は時計回りの方向)に回転する。これに伴い、駆動回転部65の押圧部65aは、コロ保持レバー66のレバー作用部66cから離れる。この場合、チューブ22の押圧に対する反発力がコロ部材33に作用していることにより、コロ保持部材64は停止している。
駆動回転部65の回転が進むと、図22(d)に示されるように、駆動回転部65のリリース作用部65dはレバー作用部66cに接触してレバー作用部66cを押し始める。この結果、コロ保持レバー66は、左回転(反時計回りの回転)を開始し、コロ部材33の回転軸33bは長穴64Abのチューブ側端部64Ab1から離れる。この時、図23に示されるように、チューブ22の反発力は、コロ部材33による押圧位置22aにおいてコロ部材33の回転軸33bを回転中心側、すなわち駆動回転部材65の駆動軸65b側に向かって押している。一方、コロ部材33の位置が動かないままリリース作用部65dにレバー作用部66cが押され、コロ保持レバー66は左回転(反時計回りの回転)していくことから、コロ保持レバー66の揺動軸66aは、駆動軸65bを中心として右回転方向(図23の左上方向)に動いていく。このことから、チューブ22がコロ部材33に作用する反発力は、コロ保持レバー66を左回転(反対時計回りに回転)させるモーメントとして作用することになる。そのため、駆動回転部65の右回転(時計回りの回転)が進むと前記リリース作用部65dが押す力に加えチューブ反発力がコロ保持レバー66を左回転させるモーメントとして働く。その結果、図22(e)に示されるように、コロ保持レバー66はチューブ22の反発力により揺動軸66aの周りを回転する。そして、コロ部材33の回転軸33bは、長穴64Abの回転中心側の端部64Ab2に到達する(チューブ22の押圧状態が開放される第2位置に到達する)。
上記の動作をより効率よく実施するには、例えば、以下のようにすればよい。すなわち、第1位置において、揺動軸66aの中心と回転軸33bの中心とを結ぶ直線と、揺動軸66aの中心と駆動軸65bの中心とを結ぶ直線とにより形成される角度が180度未満となるように、チューブ側端部64Ab1の位置を設定すればよい。
次いで、駆動回転部65がさらに右回転(時計回り)すると、図22(f)に示されるように、駆動回転部65のボス65cはコロ保持部材64に形成されている係合穴64Acの端部64Ac2に当接する。その結果、駆動回転部65の駆動力は、コロ保持部材64に伝達され、コロ保持部材64は右回転を始める。なお、この場合、コロ部材33はチューブ22を押圧しない位置まで移動しているため、コロ部材33はチューブ22を押圧することなく、回転方向に移動し、チューブポンプ12は吸引ポンプとして機能しない。
以上述べたように、本実施形態は、先に示した第1実施形態〜第4実施形態においては、コロ部材の位置に作用するものとして示していた駆動回転体のカム面を、コロ保持レバー66と駆動回転部65の押圧部65a、リリース作用部65dの組み合わせとして示したものである。
(効果)
第1実施形態の場合と同様に、本実施形態のチューブポンプ12は、チューブ22の復元力を利用して、簡単な構成で吸引方向から逆方向に反転して回転し始める時にチューブ22内、ひいてはキャップ8内にインクの逆流、および正圧を発生させることがないチューブポンプを提供することが出来る。
以上のとおり、本発明について前述の実施形態を例として説明したが、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定されるものではない。
12 チューブポンプ
21 ケース
21a 壁面
22 チューブ
23 コロ部材(コロの一例)
24 コロ保持部材(第1回転体の一例)
24Aa、24Bb 長穴
25 駆動回転体(第2回転体の一例)
25c ボス(突起の一例)
65a 押圧部(突出部の一例)

Claims (17)

  1. 弾性復元力を有するチューブと、
    該チューブの位置を規制して支持する円弧状壁面を持つケースと、
    該ケースの前記壁面との間で前記チューブを押圧可能に配置されているコロと、
    前記ケースの前記円弧状壁面の円弧中心を中心として回転可能であり、前記コロを前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向に移動可能にガイドするガイド部を持つ第1回転体と、
    前記ケースの前記円弧状壁面の円弧中心を中心として回転する回転体であって、前記コロの前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向における位置に作用するコロ位置規制部を持つ第2回転体と、
    を備え、
    前記第1回転体は、前記第2回転体の回転駆動力を受けて回転するよう前記第1回転体と前記第2回転体との間には駆動伝達部が設けられ、該駆動伝達部には回転方向が変更になった際に前記第2回転体の回転が前記第1回転体に所定回転量の間伝達されない不感帯が設定されており、
    前記コロは、前記第1回転体が所定方向に回転している時に前記第2回転体に設けられた前記コロ位置規制部の作用で前記第1回転体の前記ガイド部を前記チューブ側に移動して前記ケースの前記円弧状壁面との間で前記チューブを押圧して周回し、前記第2回転体が逆方向に回転し始めると、前記駆動伝達部の前記不感帯による前記第2回転体の回転が前記第1回転体に伝達されない状態が終了するまでに、前記第2回転体に設けられた前記コロ位置規制部と前記チューブの弾性復元力の作用により前記第1回転体の前記ガイド部を前記チューブの押圧を解除する方向に移動することを特徴とするチューブポンプ。
  2. 前記コロは、前記チューブに作用する円筒部と該円筒部の両端に設けられた軸部とを持ち、前記第1回転体は前記コロの前記円筒部をその回転軸の方向に挟んで設けられた2つの平面部材を持ち、前記第1回転体に設けられた前記ガイド部は、前記コロの軸をガイドする前記2つの平面部材に設けられた前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向に位置が所定量変化する長穴からなることを特徴とする請求項1に記載のチューブポンプ。
  3. 前記ガイド部となる前記長穴の一端近傍においては、前記コロは前記チューブを前記ケースの前記円弧状壁面との間で押圧する第1位置をとり、他端近傍において前記コロは前記チューブを前記ケースの前記円弧状壁面との間で押圧しない第2位置をとることを特徴とする請求項1又は2に記載のチューブポンプ
  4. 前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられた前記駆動伝達部は、前記第1回転体の回転中心を中心として前記2つの平面部材に設けられた所定回転角の円弧状の長穴と前記第2回転体に設けられた突起部とを係合させる構成からなり、該第2回転体に設けられた前記突起部が前記第2回転体の回転に伴い前記第1回転体の前記長穴の中を移動し、該長穴の端部に到達したときに該突起部が該長穴の端部を押すことにより、第2回転体の回転駆動力により前記第1回転体が回転することを特徴とする、請求項1から3の何れか1項に記載のチューブポンプ
  5. 前記第2回転体に設けられたコロ位置規制部は、前記コロの前記ガイド部における位置を前記第2位置から前記第1位置に至るまで規定する、前記第2回転体の回転中心からの半径が所定回転角の間で徐々に変化する面からなり、該面の前記第1位置側は半径が一定な面となっていることを特徴とする、請求項1から4の何れか1項に記載のチューブポンプ。
  6. 前記コロ位置規制部の前記コロの第2位置から第1位置まで規定する前記面の半径徐変部の前記第2回転体の前記回転中心を中心とした形成角度は、前記駆動伝達部の前記不感帯となる前記第1回転体の前記2つの平面部材に設けられた前記回転方向の長穴の形成角度より小さいことを特徴とする、請求項1から5の何れか1項に記載のチューブポンプ。
  7. 前記コロ位置規制部が前記第2回転体と一体に形成されていることを特徴とする、
    請求項1から6の何れか1項に記載のチューブポンプ。
  8. 前記コロ位置規制部が、前記第2回転体の回転中心に近い側が前記第2回転体に軸支され前記回転中心から遠い側が揺動可能に保持され、前記第2回転体との間に設けられた付勢部材により前記回転中心から遠ざかる方向に付勢されていることを特徴とする、請求項1から6の何れか1項に記載のチューブポンプ。
  9. 前記コロ位置規制部は前記コロの前記軸部に作用することを特徴とする、請求項1から8の何れか1項に記載のチューブポンプ。
  10. 前記コロ位置規制部は前記コロの前記円筒部に作用することを特徴とする、請求項1から8の何れか1項に記載のチューブポンプ
  11. 前記コロは、前記チューブに作用する円筒部と該円筒部の両端に設けられた軸部とを持ち、
    該コロは、前記軸部に係合して該コロを保持するコロ保持部と前記第2回転体の前記コロ位置規制部の作用を受ける作用部と該作用部が前記コロ位置規制部の作用を受けた時に前記コロを揺動させるための揺動軸を持つコロ保持レバーに保持され、
    前記第1回転体は、該コロ保持レバーをその回転軸の方向に挟んで設けられた2つの平面部材を持ち、該平面部材には前記ガイド部と前記コロ保持レバーの前記揺動軸を保持する揺動軸受が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のチューブポンプ。
  12. 前記コロの前記軸部は前記コロ保持レバーの前記保持部に係合するとともに前記第1回転体の前記ガイド部にも係合しており、
    前記ガイド部は、前記コロ保持レバーの前記揺動軸を中心とした円弧で、かつ、前記ケースの前記円弧状壁面の円弧半径方向に位置が所定量変化する長穴からなることを特徴とする、請求項1又は11に記載のチューブポンプ
  13. 前記ガイド部となる前記長穴の一端近傍においては、前記コロは前記チューブを前記ケースの前記円弧状壁面との間で押圧する第1位置をとり、他端近傍において前記コロは前記チューブを前記ケースの前記円弧状壁面との間で押圧しない第2位置をとることを特徴とする、請求項1、11及び12の何れか1項に記載のチューブポンプ
  14. 前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられた前記駆動伝達部は、前記第1回転体の回転中心を中心として前記2つの平面部材に設けられた所定回転角の円弧状の長穴と前記第2回転体に設けられた突起部とを係合させる構成からなり、該第2回転体に設けられた前記突起部が前記第2回転体の回転に伴い前記第1回転体の前記長穴の中を移動し、該長穴の端部に到達したときに該突起部が該長穴の端部を押すことにより、第2回転体の回転駆動力により前記第1回転体が回転することを特徴とする、請求項1、11、12及び13の何れか1項に記載のチューブポンプ
  15. 前記第2回転体の前記コロ位置規制部は、所定方向の回転時において前記コロ保持レバーの前記作用部に作用して該コロ保持レバーを前記揺動軸の周りで前記コロにより前記チューブが押圧される第1位置まで回転させ、逆方向の回転時においては前記コロによる前記チューブの押圧が解除される第2位置まで回転させるカム形状からなることを特徴とする、請求項1、11、12、13及び14の何れか1項に記載のチューブポンプ
  16. 前記コロ保持レバーが前記コロの第2位置から第1位置まで変位するための前記第2回転体の前記回転中心を中心とした必要角度は、前記駆動伝達部の前記不感帯となる前記第1回転体の前記2つの平面部材に設けられた前記回転方向の長穴の形成角度より小さいことを特徴とする、請求項1、11、12、13、14及び15の何れか1項に記載のチューブポンプ。
  17. 記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドの吐出口面を覆うキャップと、
    請求項1〜16の何れか1項に記載のチューブポンプであって、前記キャップに接続され、前記キャップの内部に負圧を発生させるチューブポンプと、
    を備える記録装置。
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