JP3285074B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録装置Info
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Classifications
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
- F04B43/1253—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action by using two or more rollers as squeezing elements, the rollers moving on an arc of a circle during squeezing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
動するインクジェット式記録ヘッドを有し、印刷デ−タ
に一致させてインク滴を記録用紙に噴射してドットを形
成するインクジェット式プリンタ、より詳細にはノズル
開口の目詰まりを防止するキャッピング手段に負圧を供
給するポンプユニットの構造に関する。
らインク滴として記録用紙に吐出させて印刷デ−タを記
録するオンデマンド型インクジェット式記録装置は、ノ
ズル開口からのインク溶剤の蒸発による粘度の上昇や、
インクの乾燥、塵埃の付着、さらには気泡の混入などに
より印刷不良を生じるという問題を抱いている。このた
め、インクジェット式記録装置は、非印刷時にノズル開
口を封止するためのキャッピング装置を備えている。こ
のキャッピング手段は、休止時にはノズル開口を封止す
る単なる蓋として作用するだけであるが、記録ヘッドへ
の新たなインクの充填や、ノズル開口が目詰まりを起こ
した場合には、ノズル開口に吸引ポンプからの負圧を作
用させる封止手段として機能する。このような吸引ポン
プは、通常、構造が簡単でしかも小型化が図りやすいチ
ューブポンプが使用されている。
ブポンプは、回動中心を対称点とする2つのプーリでチ
ューブを扱く関係上、小型化すると、2つのプーリが同
時にチューブに当接する領域が相対的に大きくなって、
図13(b)に示したように瞬間的に大きな負荷が掛か
り、スムーズな吸引動作が不可能となる。
ーリの径を小さくすることも考えられるが、チューブと
の摩擦が大きくなってスムーズな駆動が不可能になり、
また同時にチューブを細くすることも考えられるが、吸
引能力が低下するため、高速駆動が必要になる等様々な
問題を招く。
ため、吸引動作実行中に休止状態におかれている紙送り
機構を駆動するモータを、チューブポンプの駆動手段と
して兼用する場合には、軸方向に移動する歯車からなる
切換え機構を必要とするが、小型化にともなって歯車も
小さくなるため、スムーズな切換えが困難であるという
問題がある。
たものであって、その目的とするところは、負荷トルク
変動を可及的に小さくしつつ、小型化を図ることができ
るチューブポンプを備えたインクジェット式記録装置を
提供することである。また本発明の他の目的は、1つの
モータからの動力を兼用する場合にも動力伝達の切換え
をスムーズに行うことができるインクジェット式記録装
置を提供することである。
るために本発明においては、インクジェット式記録ヘッ
ドを搭載したキャリッジと、前記記録ヘッドのノズル開
口を封止するキャピンング手段と、前記記録ヘッドに当
接してクリーニングを行うクリーニングユニットと、前
記キャッピング手段に負圧を供給するポンプユニットと
を備え、前記ポンプユニットがチューブの外形をほぼ半
円形に規制するチューブ支持面を有するポンプフレーム
と、駆動手段からの動力により回動するポンプホイール
と、該ポンプホイールに回転可能に設けられ、吸引動作
時には前記ポンプホイールの回転中心に対称に位置して
前記フレーム内のチューブを扱く2つのプーリとから構
成されているインクジェット式記録装置において、前記
ポンプフレーム内における前記チューブと前記プーリと
の最大接触領域が180度未満に設定され、2つの前記
プ−リが交互に前記チューブを扱くようにした。
未満のため、チューブへの当接交代時の負荷量が扱き時
とほぼ同等となり、負荷変動が小さくなる。
に基づいて説明する。図1は、本発明のキャッピング装
置が適用されるインクジェット式記録装置の印刷機構周
辺の概要を示すものであって、図中符号1はキャリッジ
で、ガイド部材2に支持されるとともに、タイミングベ
ルト3を介してパルスモータ4に接続されていて、プラ
テン5に平行に往復動できるように構成されている。
を向けるようにして記録ヘッド7が搭載され、記録ヘッ
ド7の上部にはインクカートリッジ8が着脱可能に搭載
されている。
ローラと、後述するポンプユニット12と、クリニーン
グ装置13とを切換え駆動するもので、キャリッジ1の
移動により作動する切換えレバーを介して紙送りローラ
とポンプユニット12とに選択的に接続するようになっ
ている。
ッピング装置で、キャリッジ1の移動に連動して記録ヘ
ッド7のノズル開口面を封止するともに、前述のポンプ
ユニット12を構成するチューブ22に接続されてい
て、インクカートリッジ8が交換された場合に行う記録
ヘッド7へのインクの充填操作時や、ノズル開口が目詰
まりを起こした場合に行うインク滴吐出能力回復操作時
にポンプユニット12の負圧を受けて記録ヘッド7から
強制的にインクを吐出させるものである。
徴とするポンプユニットを、その周辺に配置される機構
を含めて示すもので、図中符号20は、紙送りモータ1
0及び輪列を収容する基体で、前述のポンプユニット1
2やクリーニングユニット13が作り付けられている。
ーブポンプを構成するチューブ22の中央部をほぼ半円
形状で形成するように支持するチューブ支持面23と、
この支持面23の端部に形成されてチューブ22を支持
面23の接線に一致するように水平に引き出す下部の引
出し口25と、やはりチューブ22の他半を支持面23
の接線に一致するように引き出す上部の引出し口26と
(図5)、この引出し口26から突出したチューブ22
を出口近傍で水平方向に直角に曲げ、さらにその先を下
方にほぼ直角に曲げて外側を回って後側に引き出す溝2
7とを形成するとともに、基台20の凹部29に固定す
るための爪30を形成して構成されている。そしてチュ
ーブ22は、後述する押し潰し領域においてチューブ支
持面23との間で空間34(図5)を形成するように引
出し口25、26で固定されている。
にモータ10に掛かる負荷トルクを可及的に一定とする
ために、後述するようにプーリ31、32の押し潰し領
域の中心角θ1(図7)が、最大限180度、この実施
例では173度となるように、チューブ支持面23の形
状、及び引出し口25、26の位置が選択されている。
ペースとなる領域33には(図5)、ゴム等の弾性板材
により構成された2つのダンパシート35、36がその
先端をプーリ31、32の軌跡37上に位置させて、か
つ放射状となるようにその他端をポンプフレーム21の
溝38、39に嵌装して取り付けられている。このよう
にデッドスペースとなる領域33にダンパシート35、
36を設けることにより、ポンプ全体のサイズを小さく
することが可能となる。
る切換え歯車の一方と係合する円筒外歯車として構成さ
れており、ポンプフレーム21に対向する面40にはチ
ューブ22を圧縮する2個のプーリ31、32の回転軸
31a、32aを支持するプーリ支持溝41、42が形
成され、ここからプーリ31、32の軸長を隔ててプー
リ31、32の側面に同様に形成されている回転軸31
b、32bに接してプーリ31、32の脱落を防止と、
ポンプ駆動時にプーリ31、32をポンプホイール38
の回転中心に対して対称な180度の位置を取るように
規制する突起44、45を備えた軸46を設けて構成さ
れ、軸46をポンプフレーム21の側面の通孔21aに
回転可能に挿入してポンプフレーム21に支持されてい
る。
示したようにポンプホイール38がポンプを駆動する方
向に回転したとき、プーリ31、32を外周側に移動さ
せて回転中心から一定の距離、つまりチューブ22を押
し潰してポンプとして機能させる最外端41a、42a
と、ポンプホイール38が逆転したときにはプーリ3
1、32を中心軸方向に移動させてチューブ22から引
き離す最内端41b、42bとを結ぶ経路として形成さ
れている。
最外端41a、42a及び最内端41b、42bとを結
ぶ角度θ2が、ポンプ作用を誘起させることなく、後述
するクリーニング用ブレード62の先端が記録ヘッド7
のノズルプレート7aから離れた位置(図8(a))
と、ノズルプレート7aに当接する位置(図8(b))
との間を移動できるようにクリーニング用ブレード62
を移動させる角度、この実施例では56度に設定されて
いる。
軸47が設けられていて、ここにクラッチ板48が軸4
7との間での相対的な回転を不能とするように介装さ
れ、これに接するように後述するブレード作動杆50の
突起51と係合するカム溝49と、基台20の溝と係合
して回動角を規制する爪52、52とを備えたクリーナ
カム板54が、その通孔54aを軸47に挿通して回動
可能に挿入されている。
爪52、52を基台20との間に介装されるバネ53を
圧縮した状態で基台20の円弧状突起60、60に係合
させて、ポンプフレーム21が爪30により基台20に
固定されている。
基台20のポンプフレーム21が固定されている側の面
に形成された通孔55に回動可能に支持されてキャリッ
ジ側に延びていて、ポンプフレーム21に覆われる領域
には、クリーナカム板54を挿通するための窓56が穿
設されている。
7を介して、基台20の他面側で通孔55と対称な位置
に形成された通孔58(図3)に回動可能に設けられた
ブレード支持体59と一体に接合され、クリーニングユ
ニット13が全体として基台20を跨ぐ枠構造として構
成されている。
に対向する領域の前述の突起51がクリーナカム板50
のカム溝47に係合しているため、前記クリーナカム板
48の回動により揺動してブレード支持部61に固定さ
れたブレード62が図8(a)(b)に示す2つの位置
を上下動する。
に噛み合って、ポンプホイール38を駆動する複合歯車
で、ポンプホイール38と常時係合する伝達歯車71
と、切換え歯車77の第2歯車78と噛み合うのに適し
た切換え歯車72とを一体として構成され、基台20か
ら延びる軸73に回転可能で、かつ軸方向に移動可能に
挿入され、常時バネ74により基台側に弾圧されてポン
プフレーム21から挿通されたネジ75で固定されてい
る。
11に示したように紙送りローラを駆動するに適した第
1歯車77と、ポンプホイール38に係合している複合
歯車70の切換え歯車72側と係合するのに適した第2
歯車78とを両者間での相対的回転が不可能で、かつ後
述する切換えレバー83により軸79に沿って移動可能
に取り付けられ、ポンプホール38との係合を断つ位置
にバネ80により常時付勢されている。
外側の面には先端側が細くなるテーパ円筒81が固定さ
れていて、切換えレバー83の回動によりバネ80に抗
してポンプホール38に噛み合っている歯車70に噛み
合う位置に移動するように構成されている。
径部84aと大径部84bとからなるカム面84を備
え、基台20の軸85に回動可能に取り付けられ、基台
20との間に掛け渡されたねじりバネ86によりその大
径部84bがテーパ円筒81に常時当接するように付勢
されている。
る面に切換え用経路87を備え、キャリッジ1の特定な
移動形態により図中12に示す図中矢印Aの方向に回動
して、先端の小径部84aをバネ80、86に抗してテ
ーパ円筒81を押しやって切換え歯車76の第2歯車7
8を複合歯車70の歯車72に係合させたるようになっ
ている。この切換え用経路87は、キャリッジ1に設け
られた図示しない突起と係合するカム面として構成さ
れ、キャリッジ1が短い距離を特定の経路で往復動する
ことにより、押圧されたり、また押圧を受けずに元の位
置を維持できるように形成されている。
ポンプ側に貫通する紙送りモータ10の回転軸に固定さ
れた図示しない歯車と噛み合う歯車で、常時モータ10
に噛み合う大歯車92と、切換え歯車76の第1歯車7
7と常時噛み合うように切換え歯車76のストローク長
程度の歯幅を有する小歯車93と一体に構成されて、軸
94に回動可能に取り付けられている。この小歯車93
は、またそれぞれ軸96、97に取り付けられた歯車9
8、99、及び図示しない一方向クラッチを介して紙送
りローラに接続されている。なお、図中符号100は、
スペーサを示す。
領域に移動している状態では、切換え歯車76はバネ8
0に付勢されて複合歯車70と切り離されているから、
モータ10が正転すると、紙送りローラが駆動されて記
録用紙が印刷位置に搬送されて印刷可能となり、1行の
印刷が終了する度に、モータ10を所定回転数駆動して
紙送りを実行する。
やポンプユニット14を駆動する場合には、キャリッジ
1に特定の往復動を行わせることにより、切換えレバー
83がキャリッジ1により矢印A(図12)の方向に回
動される。これにより、テーパ円筒81がテーパ面84
に押されて切換え歯車76の第2歯車78が歯車72に
噛み合う。
車76は、その第1歯車77と第2歯車78とはともに
同一のピッチ円を持ち、また第1歯車77の歯数が、第
2歯車78の整数分の1、この実施例では1/2となる
ように設定され、さらに各歯車76、78の歯がそれぞ
れ軸方向で対向するように構成されているため、歯車7
8と歯車72との歯の間には大きなガタがあり、切換え
歯車76の移動により第2歯車78と歯車72とがスム
ーズに噛み合う。
向に駆動すると、紙送りローラと輪列99との間に設け
られている一方向クラッチにより紙送りローラへの駆動
力が断たれるのに対して、ポンプホイール38が切換え
歯車76を介してモータ10から動力を受けて回転し、
これに取り付けられているプーリ31、32が公転す
る。プーリ31、32は、公転の途中でダンパシート3
5、36に接触して、その回転軸31a、31b、32
a、32bを溝41、42に沿って最外端41a、42
aに強制的に移動させられ、軸46の係止片44、45
により回転中心に対して180度の対称位置に位置決め
され、チューブ22に弾接する。
ブ22がフレーム21のチューブ支持面23との間で2
つのプーリ31、32により交互に扱かれ、吸引力を発
生し、キャッピング装置14を介してノズルプレート7
aに負圧を作用させてインクを強制的に排出させる。
は、フレーム21のチューブ支持面23でプーリ31、
32との接触中心角が180度より小さな角度θ1とな
るように支持されているため、一方のプーリ31がチュ
ーブ22から徐々に離れてこのプーリ31による負荷ト
ルクが徐々に小さく変化するのに対して、他方のプーリ
32がチューブ22に当接して徐々に扱き始めて、この
プーリ32の負荷トルクが徐々に定常値に向けて大きく
変化する。
プーリ32の切り替わり時点でのモータ10の負荷トル
クが図13(a)に示したように定常状態、つまり1つ
のプーリ31、32が定常的にチューブ22を扱いてい
るときとほぼ同等となるから、同図(b)に示す従来の
チューブポンプにおけるプーリ切り替わり時のトルク変
動に比べて極めて小さくなる。
31、32の径と、ポンプ作用に寄与する領域のチュー
ブ22の曲率半径との比により定まるものであるが、こ
の実施例ではプーリ31、32の8mmに、またチュー
ブ22の曲率半径を10mm程度に設定している関係
上、173度が最適な値となる。
さくすると、ポンプ作用時にプーリ31、32がチュー
ブ22から離れる時期が生じるため、負荷トルクの最高
値は小さくなるものの、脈動が大きくなるから、最適な
値が存在する。
する場合には、キャリッジ1をキャッピング状態を解く
ことができる程度に若干移動させると、依然として切換
えレバー83によりポンプホイール38を、切換え歯車
76を介してモータ10に接続させた状態に維持でき
る。
だけ回動するようにモータ10を一方向に駆動すると、
プーリ31、32は単に支持溝41、42を移動するだ
けでチューブ22を押し潰すことができないが、しかし
図9(b)に示したようにクリーナカム板54が矢印B
の方向に回動するから、ブレード作動杆50の突起51
が溝49により矢印Dで示すように上方に持ち上げら
れ、クリーニング用ブレード62が図8(b)に示した
状態まで上方に移動する。
3を操作押圧することができる範囲で若干往復動させる
と、ノズルプレート7aがブレード62にこすられて表
面のインクカスや紙粉が除去される。
ール38が角度θ2だけ回動するようにモータ10を他
方向に駆動すると、プーリ31、32によるチューブ2
2の押し潰しを行わせることなく、クリーナカム板54
が矢印Cの方向に回動するから、ブレード作動杆50の
突起51が溝49により引き下げられてクリーニング用
ブレード62が図8(a)に示す位置に降下する。
キャリッジ1が特定の経路を経て印刷領域に移動する
と、切換えレバー83がキャリッジ1から開放されて、
切換え歯車76は圧縮バネ80の付勢力によりねじりバ
ネ86に抗して第2歯車78と歯車70との噛み合いを
解くように移動し、モータ10が紙送りローラとだけ係
合して紙送り動作が可能となる。
ンプチューブとプーリの最大接触角が180未満のた
め、チューブへの当接交代時の負荷量が扱き時とほぼ同
等となり、負荷変動を小さくすることができ、また扱き
領域が180°未満であるため、ポンプ作用に寄与しな
い領域が大きく、ここにダンパシートを収容することが
可能となり、ポンプの小型化を図ることができる。
ェット式記録装置の印刷機構周辺の構造を示す斜視図で
ある。
視図である。
立斜視図である。
示す分解斜視図である。
の一実施例を示す断面図である。
断面図である。
を示す図である。
ブレードを駆動するカム板の動作を示す図である。
の動作を示す図である。
に噛み合う輪列の構造を示す図である。
る。
輪列との関係を示す側面図である。
従来のチューブポンプにおける回転角に対する負荷トル
クに関係を示す線図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 インクジェット式記録ヘッドを搭載した
キャリッジと、前記記録ヘッドのノズル開口を封止する
キャピンング手段と、前記記録ヘッドに当接してクリー
ニングを行うクリーニングユニットと、前記キャッピン
グ手段に負圧を供給するポンプユニットとを備え、 前記ポンプユニットがチューブの外形をほぼ半円形に規
制するチューブ支持面を有するポンプフレームと、駆動
手段からの動力により回動するポンプホイールと、該ポ
ンプホイールに回転可能に設けられ、吸引動作時には前
記ポンプホイールの回転中心に対称に位置して前記フレ
ーム内のチューブを扱く2つのプーリとから構成されて
いるインクジェット式記録装置において、 前記ポンプフレーム内における前記チューブと前記プー
リとの最大接触領域が180度未満に設定され、2つの
前記プ−リが交互に前記チューブを扱くインクジェット
式記録装置。 - 【請求項2】 前記フレームが給紙ローラを駆動するモ
ータを固定する基台の一方の面に取り付けられ、前記ポ
ンプホイールが前記モータの輪列と切換え手段を介して
選択的に接続される請求項1のインクジェット式記録装
置。 - 【請求項3】 前記切換え手段が、キャリッジによりス
ライドされる複合歯車として構成されている請求項2の
インクジェット式記録装置。 - 【請求項4】 前記ポンプホイールが、径方向に勾配を
有するとともに、両端と前記ポンプホイールの回動中心
とを結ぶ中心角が、前記クリーニングユニットを前記記
録ヘッドの前面に接離させるに足る角度に設定されてい
る2本の溝を有していて、前記プーリが前記溝に移動可
能に設けられている請求項1のインクジェット式記録装
置。 - 【請求項5】 前記ポンプホイールは、摩擦クラッチ手
段を介して前記クリーニングユニットに係合して、前記
プーリの前記溝を移動する範囲内で前記クリーニングユ
ニットを前記記録ヘッドに接離させる請求項1のインク
ジェット式記録装置。 - 【請求項6】 前記ポンプフレーム内における前記チュ
ーブの支持面以外で、かつ前記プ−リの移動範囲に放射
状に突出するようにダンパシートが2つ配置されている
請求項1に記載のインクジェット式記録装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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